hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
住み手が創るわが町・わが村の住生活像と住情報交流に関する研究

(3)自治体の住情報提供に関する住民ニーズ、を把握し、住情報交流システムを改善していく方法について検討していく。地域にねざした住宅政策が全国の町や村でどのように展開されているのか,そこでの課題は何か,そのなかで「わが町・わが村の住生活像」をつくりあげ,具体化していくための住教育・住情報のあり方について検討してきた。その結果は,つぎのようにまとめられる。(1)住宅マスタープラン策定を機に地域にねざした総合的な住宅政策が展開されるようになり,住民参加による住まい・まちづくりが「住教育」や「住情報」と密接にかかわりあいながら着実に進みはじめている。(2)市区町村住宅マスタープラン報告書に記述された住教育・住情報の構想はどれも具体的で,アイディアにとみ,すぐにも実現できそうなものが多かった。都道府県の住宅マスタープランの影響は大きく,また,市区町村が住宅マスタープランを策定していく過程で構想が具体化していく側面も大きいと考えられる。都道府県住宅マスタープラン報告書では,どちらかというと抽象的な内容が多かったから,市町村の構想は具体的で魅力的である。学校教育と社会教育との連携を強化し,生涯学習の視点から,構想をいかにして具体化していくかがこれからの課題である。多くの体験を交流しながら,その地域らしい住教育実践を蓄積していくことが大切である。(3)具体的に住教育にとりくんでいる自治体はそれほど多くはなかった。現状では,住民の主体的参加による住まい・まちづくりはまだ手さぐり状態にあると考えられる。学校教育における「総合的な学習の時間」などとの連携をはかりながら,住宅マスタープランにみる住教育・住情報の内容が「地域」で実を結ぶことが期待される。(4)地域に根ざした住生活像の実現のために,今後は住宅施策を具体化していく必要がある。その意味で住民ニーズを的確に把握し,住まい・まちづくりへの積極的な住民参加を促すための住情報交流や住教育の充実が自治体住宅政策の大きな課題になっていくと考えられる。
細胞接着分子の制御による黒質-線条体系ドパミン神経投射再生への挑戦

パーキンソン病を真に克服するためには、黒質-線条体系ドパミン神経投射を再生することが求められる。本研究では、幹細胞由来ドパミンニューロンをパーキンソン病モデル動物の黒質に移植し、ホストの神経回路に組み込まれた黒質-線条体系ドパミン神経投射の再生を目指す。申請者はこれまでに、細胞接着分子であるインテグリンα5β1がin vitroでドパミンニューロンによる線条体神経支配を促進することを明らかにした。そこで、インテグリンα5β1の機能を遺伝学的及び薬理学的に高めることが、黒質に移植したドパミンニューロンが線条体神経と優先的にシナプス形成して、パーキンソン病様症状改善に寄与するか検証する。
核磁気共鳴法を用いたスピンアイス状態のスピン構造、スピン緩和機構の解明

3年目となる本年度では、受入研究室のプロジェクトとして超高圧NMR装置の開発と鉄系高温超伝導体の関連物質のNMR研究に従事した。5GPa以上の超高圧域のNMR実験は試料体積等の問題があり現在までほとんど行われていなかった。本研究では、体積効率や種々の点に優れた超高圧装置を開発することにより、9GPaまでの実用的なNMR実験を初めて可能にした。同サイズのこれまでのセルに比べて10倍程度の試料室体積を持つこと、アルゴンを圧力伝達媒体に用いた高い静水圧性、光学窓を通したルビー蛍光の精密な圧力決定、磁場中2軸回転機構を同時に使用できる点等が特徴である。実験の詳細およびNMR圧力計の確立のためのCu_2O,Sn,Ptの圧力・温度依存性測定を報告した論文は、JPSJ誌の"Papers of Editors' Choice"に選ばれている。上記の圧力装置を用いたNMR実験として、鉄系超伝導波物質SrFe_2As_2単結晶の超高圧下NMR実験を行った。この系の母物質では超高圧下で超伝導相が出現することが知られているが、化学量論比の単結晶での実験が可能であるため非常にきれいな系での研究であり、また超高圧NMRのテストケースとして最適であった。国内外の会議、論文において、5.6GPaでは反強磁性相と超伝導相が小さいスケールで自発的に共存している状態が実現していることを報告した。両相間の微視的な相関が強く示唆されること、転移温度において同時に両相が出現することがこの共存状態の特徴である。不均一さで生じる相分離や、異なるバンドで生じるミクロな磁性超伝導相はこれまでに報告されてきているが、この系の共存は新しいタイプの磁性超伝導であるといえる。これらの超高圧研究に対して、東京大学物性研究所のISSP学術奨励賞を授与された。本研究課題ではパイロクロア酸化物で発現する、絶対零度における巨視的縮退状態、「スピンアイス」状態において磁気配置/磁気緩和を観測しその微細機構を明らかにすることを目的としている。パイロクロア酸化物Dy2Ti207は、幾何学的理由により最近接相互作用ではスピン配置を一意に決められないフラストレーション系であり、極低温においてもスピン系の持つエントロピーの約30%が解放されないことが知られている。しかし、このスピンアイス状態において種々の実験で有限の緩和時間がこれまでに観測されており、スピン凍結と思われる状態と一見矛盾している。本研究では、まず現在査読中の論文(arXiv:0804.1413)においてスピンアイス温度よりも十分高温で、47Ti同位体濃縮単結晶試料を用いた47Ti核四重極共鳴(NQR)実験を行い、緩和時間とNQR周波数の温度変化を議論した。低温高磁場の47Ti核磁気共鳴(NMR)スペクトルから、超微細構造はほぼDyからの双極子磁場であることがわかり、このことを用いてNQRの詳細な解析を行った。大きなNQR周波数の温度変化は主に結晶場による電場勾配の変調のせいであるが、Dy間の電気四重極相互作用を考えるとよりうまく説明できることがわかった。また、NQR緩和時間の温度変化は熱励起型に近い振る舞いをするが、スピンの相互反転の確率を相互作用から計算することによりNQR緩和時間を定量的に説明した。これらの結果は今後スピンアイス状態のNQR実験結果を考えるのに非常に重要な道筋を示している。次に、3He冷凍機を用いて0.3Kまでのスピンアイス状態における47Ti-NQR実験と170同位体濃縮単結晶試料を用いたゼロ磁場NMR実験を行った。どちらのスペクトラムも広がっており、スピンアイス状態の乱雑な内部磁場を反映している。これらのスペクトラムはモンテカルロ計算のスピン配置から計算された核の位置での双極子磁場のヒストグラムによって説明できた。緩和時間は、どちらも0.5Kを境に温度依存性が変化した。0.5K以上の温度域では熱励起型であり、おそらく欠陥伝播によるゆらぎであると思われる。しかし、0.5K以下では緩和時間は弱い温度依存性を示し、熱励起を必要としない量子ゆらぎによる機構の存在を強く示唆している(学会発表1)。今後、この緩和機構の微視的な解析を行う予定である。また、フラストレーション系における圧力効果を調べる為に、未だ実用化されていない超高圧(>4GPa)NMR実験装置の開発を行っている。15トン程度用の小型の対向アンビルを用いて大きい体積(5mm3)に8GPaの発生に成功している(学会発表2)。パイロクロア酸化物で発現する絶対零度における巨視的縮退状態、「スピンアイス」状態において磁気配置/緩和を観測しその機構を明らかにすることを目的としている。Dy_2Ti_2O_7は、幾何学的フラストレーション系であり、極低温においてもエントロピーの約30%が解放されないことが知られている。また、熱励起によるトポロジカル欠陥により疑似的な磁気単極子が生じることが予想されており、この「単極子」の性質も興味深い問題である。当該年度の研究では、希釈冷凍機を用いて0.1Kまでのスピンアイス状態における^<17>O同位体濃縮単結晶試料を用いたゼロ磁場NMR実験を行った。広がったスペクトラムはスピンアイス状態における乱雑な内部磁場を反映しており、モンテカルロ計算のスピン配置からの双極子磁場によって説明できた。

NMR緩和時間は0.5Kを境に温度依存性が変化しており、0.5K以上の温度域では熱励起型であり、おそらく前述の「単極子」の伝播によるゆらぎであると思われる。しかし、0.5K以下では緩和時間は弱い温度依存性を示し、熱励起を必要としない量子ゆらぎによる緩和機構の存在を強く示唆している。これらの結果を学会発表2において発表した。^<17>Oゼロ磁場NMRの特筆すべき事として、「単極子」がスペクトラム上で別の場所に現れる事が予想される。今後、疑似「単極子」の観測を試みた後、これまでの結果を論文にまとめる予定である。学会発表1、3において、超高圧(>4GPa)NMR実験装置の開発/改良を報告した。実用的な固体NMRを8GPaまで行える事(試料体積が大きい7mm^3、圧力伝達媒体にアルゴンを用いる事により静水圧性がよい、ルビー蛍光法で信頼性の高い圧力決定が可能、2軸回転)がこれまでの圧力装置に比べて新しい点てある。また、この装置を用いた実験を行い、鉄ヒ素系高温超伝導体SrFe_2As_2において約5GPa以上でバルクとしての超伝導が存在する事、この超伝導相が小さいスケールで反強磁性相と超伝導相が共存している磁性超伝導相であることを明らかにした。(学会発表4)3年目となる本年度では、受入研究室のプロジェクトとして超高圧NMR装置の開発と鉄系高温超伝導体の関連物質のNMR研究に従事した。5GPa以上の超高圧域のNMR実験は試料体積等の問題があり現在までほとんど行われていなかった。本研究では、体積効率や種々の点に優れた超高圧装置を開発することにより、9GPaまでの実用的なNMR実験を初めて可能にした。同サイズのこれまでのセルに比べて10倍程度の試料室体積を持つこと、アルゴンを圧力伝達媒体に用いた高い静水圧性、光学窓を通したルビー蛍光の精密な圧力決定、磁場中2軸回転機構を同時に使用できる点等が特徴である。実験の詳細およびNMR圧力計の確立のためのCu_2O,Sn,Ptの圧力・温度依存性測定を報告した論文は、JPSJ誌の"Papers of Editors' Choice"に選ばれている。上記の圧力装置を用いたNMR実験として、鉄系超伝導波物質SrFe_2As_2単結晶の超高圧下NMR実験を行った。この系の母物質では超高圧下で超伝導相が出現することが知られているが、化学量論比の単結晶での実験が可能であるため非常にきれいな系での研究であり、また超高圧NMRのテストケースとして最適であった。国内外の会議、論文において、5.6GPaでは反強磁性相と超伝導相が小さいスケールで自発的に共存している状態が実現していることを報告した。両相間の微視的な相関が強く示唆されること、転移温度において同時に両相が出現することがこの共存状態の特徴である。不均一さで生じる相分離や、異なるバンドで生じるミクロな磁性超伝導相はこれまでに報告されてきているが、この系の共存は新しいタイプの磁性超伝導であるといえる。これらの超高圧研究に対して、東京大学物性研究所のISSP学術奨励賞を授与された。
上田貞治郎写真コレクションの写真史料学-蒐集から都市写真史へ1920～1944-

本年度の研究成果は、主に古写真蒐集家上田貞治郎のコレクション形成過程と「日本写真史学」という民間学的な学知形成の関係性の検討である。古写真蒐集家上田貞治郎の古写真コレクション形成過程を、蒐集家・営業写真師・古書肆・大阪市史編纂所・経済史京都学派・新聞産業・キリスト教関係者・写真史家など多様な主体との相互関係から考証した。その結果、(1)1920年代都市大阪における「古写真蒐集家の世界」の胎動、(2)1920年代末における本邦初の古写真アーカイブ「上田文庫」の誕生、(3)左記の(1)と(2)の結びつき、および、経済史京都学派が主宰する大阪市史編纂事業が、古写真蒐集家を重要な史料提供者・編集方針アドバイザー・写真技師として動員・雇用するなど、アカデミズム国史学と古写真蒐集家の世界の結びつきを通じて、「日本写真史学」というジャンルが成立する前提条件となる「写真史料の形成」が社会的に実践されたプロセスを解明した。従来の歴史学では、学史研究は著作物を素材とする学説史が一般的なスタイルであった。しかし、学知の形成主体として「蒐集家」を設定し、その史料調査・蒐集実践と写真史料形成の関連から学知形成を再考した本研究は、芸術表現論・有名作家論・古写真研究をパラダイムとする日本写真史学に新知見・新課題を提示する一方、学史研究の方法論を再考する手掛かりともなろう。一方、上田貞治郎と懇意で「上田文庫」の利用者であり、蒐集家・写真史家として「古写真蒐集家の世界」の一員であった浪華写真倶楽部の写真家福森白洋については、福森家の史料調査の結果、蒐集家・写真史家としての側面にかかわる史料群は散逸していることが判明した。史料が「無い」という事実も今後の史料調査のために蓄積・共有しておく史料情報と考える。研究基盤を整備すべく,大阪府上田家の悉皆調査,数千点の写真史料・文書史料群の「上田貞治郎関係文書」の整理と基礎目録作成に尽瘁し,膨大な史料群の全貌を把握した。その結果,同文書から「上田写真機店京城支店関係史料群」を発掘した。従来,植民地朝鮮の写真業界と都市社会の関係を窺知しうる浩瀚な一次史料は未発掘であり,同史料群は,一国史的枠組であった日本写真史学を,植民地研究でも未開拓であった植民地写真史として描き直す可能性を秘めている。植民地京城写真史料研究会を主宰し,検証を進めている。さらに1件の学会報告を行い,2件の査読付論文を投稿した。論文「デジタル化による写真史料学研究の方法論的再講築」では,写真1点ごとの映像に関心を特化してきた従来の研究が看過してきた,史料を「群」に編制するアルバムの役割に注目して,「アルバム-アルバム頁-複数の写真群-写真1点」という史料群の階層構造とそれが表現する独特のフォトストーリーをデジタルアーカイブで再現する,写真史料記述の新たな方法論を提示した。また『歴史学研究』に投稿(査読中)した論文「古写真蒐集家と「写真史-以前」」では,古写真蒐集家上田貞治郎のコレクション形成過程を,蒐集家・古書肆・自治体史編纂事業・元写真師らの社会的結合が1920年代大阪に胎動させた「古写真蒐集家の世界」の都市社会史的考証を通じて解明した。同論文では,従来の作家論や芸術表現批評など定型ジャンルへの固執を批判し,社会学・写真史・史料学を架矯した「写真の歴史学」の可能性から,「古写真蒐集家の社会吏」「写真史料調査史」という写真史学の新パラダイムを提示した。昨年来の「上田貞治郎写真史料コレクション」の基盤整備を踏まえ、論文執筆・組織編制・シンポジウム開催・研究報告に取組んだ。1.論文執筆:「戦前期写真史料学の誕生」が『文化資源学』8号に掲載決定した。本稿は、近年「新領域」として注目を浴びる写真史料学が、実は1920年代の上田貞治郎による新たな都市記述法として考案された「今昔比較対位法」という独創的なアルバム編集法(アルバム史料論)に起源をもつ事実を解明した。それは、従来の定点観測写真法の起源の通説を大幅に修正し、通説を50年以上も遡る新説となることを指摘した。2.組織編制:申請者による上田コレクションの資料整理・研究実績を基盤に、大阪市立大学都市研究プラザに「上田貞治郎写真史料アーカイブ編纂室」が発足した。本邦の大学機関に写真史料研究の専門組織が設置されるのは稀有で、写真資料論・日本写真史の研究拠点として期待される。3.シンポジウム開催:申請者をproducerとして、「写真経験の社会史-写真資料論の可能性」シンポを開催した。社会学(佐藤健二)・民俗学(矢野敬一)・歴史学(有馬学・今西一・申請者)・史料学(後藤真)など多分野の研究者を招聘した。従来の美術史的な写真史研究の定型的なパラダイムに対して、「写真経験の社会史」という新たなパラダイムを提起した。4:研究報告:上記シンポで、総論に該当する「趣意説明」を行い、研究報告「民権写真の時代」を報告した。前者では写真史研究のパラダイム転換について展望し、後者では専論が皆無であった自由民権期の写真経験について、明治初期の写真舗・錦絵・出版のスターシステムの相互関係とブーム投機的な営業戦略の視点から報告した。

本報告は、日清戦争以前に政治写真は成立しないという日本写真史研究の通説に再考を促すものである。また言論メディア中心であった自由民権期研究に日本写真史の視点を導入し、民権期研究の再構築を模索した学際的な実験である。本年度の研究成果は、主に古写真蒐集家上田貞治郎のコレクション形成過程と「日本写真史学」という民間学的な学知形成の関係性の検討である。古写真蒐集家上田貞治郎の古写真コレクション形成過程を、蒐集家・営業写真師・古書肆・大阪市史編纂所・経済史京都学派・新聞産業・キリスト教関係者・写真史家など多様な主体との相互関係から考証した。その結果、(1)1920年代都市大阪における「古写真蒐集家の世界」の胎動、(2)1920年代末における本邦初の古写真アーカイブ「上田文庫」の誕生、(3)左記の(1)と(2)の結びつき、および、経済史京都学派が主宰する大阪市史編纂事業が、古写真蒐集家を重要な史料提供者・編集方針アドバイザー・写真技師として動員・雇用するなど、アカデミズム国史学と古写真蒐集家の世界の結びつきを通じて、「日本写真史学」というジャンルが成立する前提条件となる「写真史料の形成」が社会的に実践されたプロセスを解明した。従来の歴史学では、学史研究は著作物を素材とする学説史が一般的なスタイルであった。しかし、学知の形成主体として「蒐集家」を設定し、その史料調査・蒐集実践と写真史料形成の関連から学知形成を再考した本研究は、芸術表現論・有名作家論・古写真研究をパラダイムとする日本写真史学に新知見・新課題を提示する一方、学史研究の方法論を再考する手掛かりともなろう。一方、上田貞治郎と懇意で「上田文庫」の利用者であり、蒐集家・写真史家として「古写真蒐集家の世界」の一員であった浪華写真倶楽部の写真家福森白洋については、福森家の史料調査の結果、蒐集家・写真史家としての側面にかかわる史料群は散逸していることが判明した。史料が「無い」という事実も今後の史料調査のために蓄積・共有しておく史料情報と考える。
ホモシステイン誘導小胞体ストレスは慢性閉塞性肺疾患の病態に関与しているか？

本研究はタバコ煙長期曝露による生活習慣病である慢性閉塞性肺疾患(COPD)の病態には、高ホモシステイン血症によりもたらされる過剰な小胞体ストレスが関連していることをマウスや肺胞上皮細胞株を用いて基礎的に検討し、高ホモシステイン血症に対する治療介入がCOPD進展の予防になるかどうかを検討する。
赤血球形態判定の標準化による疾患スクリーニング能の向上

〔研究目的〕本研究は検査者の主観的要素が大きい赤血球形態判別を自動顕微鏡装置CellaVisionDM96(セラビジョン・ジャパン、以下DM96)の赤血球形態判定機能(Advanced RBC)を利用して行い、その標準化と疾患スクリーニングのためのカットオフ値を設定する。これにより赤血球形態異常に関する客観性の高い結果の提供が可能となり、疾患鑑別能の向上が期待できる。〔研究方法〕本学医学部平成28年度春季職員一般・特別・特殊定期健康診断および本院の人間ドック受診者30名と日常診療で赤血球形態異常が認められた患者11名を対象として、DM96の判定結果の感度と特異度を検討した。また、赤血球形態別に疾患スクリーニングのためのカットオフ値を求めた。〔研究成果〕判定結果の比較ではDM96は全体的に感度は良いが特異性が低く、偽陽性が多いという結果となった。しかし、診断価値の高い骨髄線維症でのTear drop cellsに対しては感度、特異度共に高かった。また、溶血性尿毒症症候群、血栓性血小板減少性紫斑病で出現するSchistocytesはAcanthocytesに分類される傾向が見られた。疾患関連性が高いとされるTear drop cell、Elliptocyteについてはカットオフ値設定が可能であると考えられた。〔考察〕DM96は赤血球形態を画面上で確認でき、結果を定量的に求めることができる有効な測定手段だと考えられる。特に特徴的な赤血球形態を示す症例に対しては検出能が高いと考える。しかし、現状では偽陽性が多いため検査者による再分類が必要であり、その過程で検査者の主観が入る可能性が残っている。赤血球形態判定標準化と疾患スクリーニングのためのカットオフ値設定可能な形態異常の種類を増やすには人工知能等を駆使してDM96の赤血球形態異常判定能をさらに向上させる必要があると考える。〔研究目的〕本研究は検査者の主観的要素が大きい赤血球形態判別を自動顕微鏡装置CellaVision DM96(セラビジョン・ジャパン、以下DM96)の赤血球形態判定機能(Advanced RBC)を利用して行い、その標準化と疾患スクリーニングのためのカットオフ値を設定する。
敗血症性急性腎傷害におけるミトコンドリア由来ダメージ関連分子パターンの役割の検討

目的は1)敗血症でミトコンドリア(mt)DNAが全身循環に放出されるか、2)全身循環性mtDNAは急性腎傷害(AKI)を誘導するか、3)mtDNAによるAKIはToll-like Receptor (TLR) 9を介するかを明らかにすることである。マウスでの腹膜炎による敗血症では早期に血中mtDNAは大量に検出され、その後に腎機能は低下した。TLR9ノックアウト(KO)によって敗血症性AKIは軽減した。mtDNAを多く含むmt成分をマウスに注入すると腎に酸化ストレス障害が誘導され、TLR9KOによって軽減された。以上より、敗血症で放出されたmtDNAはTLR9を介してAKIを誘導する。本研究の目的は、ミトコンドリアDNAがダメージ関連分子パターン(DAMPs)として敗血症による急性腎傷害(acute kidney injury : AKI)に関連するかと検討することである。これまでに、Cecal Ligation and Puncture(CLP)によるマウス敗血症モデルでAKIを発症することを確認して、ミトコンドリアDNAがCLP作成2時間後よりコントロールより有意に血漿中に全身循環することを突き止めた。ミトコンドリアDNAはToll-like receptor (TLR) 9を受容体として自然免疫を惹起して、敗血症に併発するAKIの病態に関連するという仮説を検証するために、H25年度では以下の実験を行なった。2)ミトコンドリアDNAを含むミトコンドリアDebrisをマウスに注入し、腎傷害が認められるかを検討した。マウス肝臓から抽出したミトコンドリアDebrisを静脈注射後、コントロールと比較して腎内NGALが増加したことを確認した。さらにTLR9KOではそのNGALの発現は軽減した。以上より、ミトコンドリアDNAはTLR9を介して腎傷害を惹起することが明らかとなった。本研究の目的は、ミトコンドリアDNAがダメージ関連分子パターン(DAMPs)として敗血症による急性腎傷害(acute kidney injury : AKI)に関連するかを検討することである。H24年度に行った実験は以下に分けられる。2、血中ミトコンドリアDNA定量:血中のミトコンドリアDNAをPCR法によって同定し、定量法を確立した。shamに対してCLP 2時間後より有意に増加し、24時間後までさらなる増加がみられた。3、敗血症誘発AKI患者登録:ヒトにおける敗血症性急性腎障害症例においては、これまでに8症例に同意を得て検体を収集した。このようにCLPによるAKIモデルの確立に成功した。血中ミトコンドリアDNA定量法を確立し、CLPで有意に増加していることを発見した。これは敗血症で全身循環しているミトコンドリアDNAがAKIに対する臓器障害に関連している可能性を示唆する。この現象をヒトに対して検証するためのサンプルも順調に確保されてきている。今後臨床検体サンプルにおいてもH24年度に確立した循環ミトコンドリアDNA定量法にて評価し、AKIや予後との関連を検討していく。本研究の目的は、ミトコンドリア(mt)DNAがダメージ関連分子パターン(DAMPs)として敗血症による急性腎傷害に関連するかを検討することである。これまでに、Cecal ligationand puncture (CLP)によるマウス敗血症急性腎障害(acutekidney injury : AKI)モデルで全身循環mtDNAが増加すること、mtDNAを含むmtDebrisをマウスに注入すると早期に腎酸化ストレスが蓄積し、TLR9KOでその蓄積は軽減することを明らかにした。H26年度は以下の実験を行なった。1) mtDebris投与による腎障害として電子顕微鏡を用いて腎尿細管のミトコンドリアの形態異常を評価した。mtDebris投与により腎近位尿細管のミトコンドリアは疎になり円形に腫大し形態異常をきたした。これらの形態異常はTLR9KOで回復した。2)脾臓アポトーシスや血漿中IL-12はCLPで増加し、TLR9KOによって軽減した。この現象がmtDebris投与後にも、脾臓アポトーシスと血漿IL-12は増加し、TLR9KOで軽減した。3)腹腔内のmtDNAはCLPで増加し、TLR9KOでより一層増加した。腹腔内への白血球浸潤も同様の動態を示した。CLP後の血液培養では、TLR9KOによって血液中の細菌数は軽減した。以上より、mtDNAの投与により腎ミトコンドリア異常、脾臓アポトーシス、血漿IL-12を誘導し、これらはTLR9KOでいずれも軽減することを示した。このことからmtDNAはTLR9を介して自然免疫を活性化し腎障害を誘導することが明らかとなった。

また、腹膜炎による敗血症では、TLR9KOによって白血球浸潤とmtDNAが腹腔内で増加し、菌血症は軽減されたことから、TLR9は感染巣への白血球遊走を妨げることで細菌排除能を低下させることが示唆された。腎臓学1)マウス敗血症モデルでミトコンドリアDNAの全身循環が増加していること、2)TLR9KOでマウス敗血症性AKIが軽減すること、3)ミトコンドリアDebrisを投与し腎傷害が惹起されること、さらにTLR9KOでその腎傷害が軽減することを明らかにすることができた。以上より実験仮説を検証するための基礎実験は概ね進んでいると思われる。ヒトにおける敗血症性急性腎傷害での血漿サンプルは少しずつであるが収集できている。また、当初実験計画では好中球での培養細胞での検討を考慮していたが、マウスモデルでの検討が進んでいるため必要に応じて行なうことを考えている。H24年度の目標として、1、マウス敗血症モデルの確立2、血中ミトコンドリアDNA定量の確立3、ヒトの敗血症性腎障害患者のサンプル収集を挙げていた。安定したモデル作成が困難と言われているCecal ligationand punctureを敗血症モデルとして採用しているが、いくつかの作成条件を設定厳格化することで安定したモデル作りに成功した。また、最大の目標であった血中ミトコンドリアDNA定量法をマウスの微量な血漿で確立することができた。しかしながら、より病態を反映したデータを検出するためには、抽出条件やプライマーの設定をさらに詳細に検討を重ねる必要があると思われる。また、ヒトにおける敗血症性急性腎障害での血漿サンプル収集は着実に増えている。しかしながら、ヒトにおいて循環ミトコンドリアDNAの定量はまだ開始できていない。1)血漿ミトコンドリアDNAの由来はどこからか検証するために、腹水中のミトコンドリアDNAの動態を評価する。2)ミトコンドリアDNA-TLR9から生じる自然免疫、炎症反応と腎障害との関連、相関性を評価するため、敗血症およびミトコンドリア投与モデルにおいて血漿中のサイトカイン、ケモカインを測定する。3)ヒトにおける敗血症でのミトコンドリアDNAとAKI、生命予後との関連を検証する。1、血中ミトコンドリアDNA量の推移をマウスの実験で詳細に検討する。2、ミトコンドリアDNAがTLR9を介して実際に腎傷害などの臓器障害に寄与しているかを検討する。具体的には、まずTLR9ノックアウトマウスがこれまでの報告通り敗血症惹起しても急性腎傷害の程度が軽度であることを確認する。ミトコンドリアDNAを注入することで急性腎傷害が惹起できるか検証する。さらに、ミトコンドリアDNAで惹起された急性腎傷害がTLR9ノックアウトマウスで軽減されるかを評価する。3、ヒトの敗血症性急性腎傷害の検体を収集を継続しつつ、ヒトにおける循環ミトコンドリアDNAの定量を確立する。1、ミトコンドリアDNA定量に必要なPCRを行うのに要する消耗品2、TLR9ノックアウトおよびワイルドタイプのマウスの飼育、モデル作成に伴う消耗品に使用する。
地球規模に拡大する液体輸送のスロッシング影響を加味した船舶の最適運航システム

荒天航海時の船速低下について、実船(ばら積み貨物船)にて観測された船体動揺、加速度、操舵、主機回転数、その他機関パラメーターの分析により南半球の三例について、詳細な分析を進めた。この結果、過去の研究にて指摘されいる自然減速と意識的減速の状況について、検証を行った。この結果、意識的減速に至る限界値としての船橋での鉛直加速度は従来に提案された閾値と実態が良好に一致している反面、横揺れ角度や水平方向の加速度は従来の閾値を超えた状況でも顕著な減速は発生していないこと、非線形現象である海水打ち込みやプロペラレーシングが発生するタイミングにて回転数の減少に転じており、発生確率の5%という閾値は実験船には当てはまらないことを示した。気象海象の推定については、荒天航海のより多くのケース(8ケース)について推定精度の検証を行い、風について気象機関ごとに公表する客観解析データとの誤差量を比較した。この結果、米国の気象機関NCEPが公表するデータが風速12m/s以上の場合は最も再現精度が良好であった。波浪については、風の再現精度にほぼ対応しているが、データベースまたは計算手法による誤差よりもケースごとにおける誤差(海域や気象条件)の方が大きく作用することも明らかとなった。この両者を踏まえ、等時間曲線法によるウェザールーティングモデルの精度向上を図ること、液体貨物の輸送時に発生するスロッシング影響を考慮した安全評価を組み込む部分については、本課題の終了後も継続して実施、完成させることとしている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は本研究の初年度にあたり、主に以下についての研究を実施した。(1)本研究では当初、液体輸送船を対象に実船実験を計画したが、船会社との交渉により、当該企業が保有するLNG船での実験は共同所有である事情により実施が困難となった。このため、申請書に記載したとおり、代替案としてLNG船とトン数が近く、南半球を含めた外洋を航行する機会が多い船として今年度に完成する63,000トン級のばら積み貨物船を選定した。本研究では船体運動、航海データ、機関データとともに風、さらに波浪の計測を行うため、波浪計測用のレーダーを別途設置する必要がある。レーダーおよびアンテナの設置には大掛かりな工事が必要となり、また船橋およびフライングブリッジに設置スペースを考慮した追加設計を行った。さらに船体運動測定装置、波浪解析装置、船陸間通信装置からのデータ転送システムの設計を同時に行った。(2)海外研究協力者Faltinsenのアドバイスに従い、ポテンシャル論に基づくスロッシング理論のモデリングを実施した。現在、非線形理論の部分に取り組んでおり、次年度も鋭意継続し、船舶性能の評価モデルとの連携を図るアルゴリズムの開発を継続実施する。(3)研究分担者・橋本を中心に先行研究にて実施した28,000トン級ばら積み貨物船の計測データをもとに非線形スロッシングを再現する模型実験のシナリオ策定を行い、模型製作を完了した。次年度には模型実験および粒子法による再現検証を行う計画である。以下の点で研究計画よりやや遅れが見られるので、次年度に進捗を進めたい。(1)実船実験について、今年度中に実施を希望していたが、実験船の提供をお願いしていた今治造船株式会社との交渉にて次年度末に就航予定の船舶が最も望ましいということになった。(2)Faltinsenの理論に従ってスロッシングのモデル化を進めているが、この部分の作業で計画した以上に時間を要している平成29年度は平成28年度の実施内容を引き継ぎ、主に以下の事項について研究を実施した。(1)実海域における実船実験について、当初はLNG船を想定していたが、研究協力していただける今治造船株式会社および正栄汽船株式会社の都合によりLNG船にトン数が近く、南半球を航行する頻度がある程度考えられる63,000DWTばら積み貨物船を選定した。レーダー等の大掛かりな設置工事を必要とするため、新造船段階にてレイアウトの策定を28年度に実施した結果をもとに、レーダー波浪解析システム一式、船体運動計測システム、航海情報記録システムを本船に設定し、2018年3月より実海域での実験を開始している。(2)波浪中スロッシングの基礎実験について、水産工学研究所の実験水槽にて制作した船体断面模型に荒天時の波浪条件(過去に実施した実海域データ)にて液体挙動を再現する実験を実施した。この結果、非常に大きなスロッシング影響が確認され、外洋航行中に液体輸送を行った場合の影響を定量化することができた。(3)スロッシング影響の評価モデル構築28年度から継続し、Faltinsenによるポテンシャル理論をもとにした再現モデルの構築を実施した。今年度は線形理論を構築し、非線形理論を30年度に実施する。(4)気象海象の数値シミュレーションについて、28年度から引き続き、実海域計測にて得られた荒天航海の5ケースをさらにデータベースおよび手法ごとに比較した。大気モデルWRFによる再現においても、計算時に四次元データ同化を実行した場合の違いが大きく、この点の影響も明らかとした。実船実験の準備は計画通りに2年間で完了し、すでに実海域での実験を開始しているほか、スロッシングの模型実験も予定通りに終了できている。一方、スロッシング理論を船舶性能理論に結合させる部分について、理論の煩雑さもあり、予定からやや遅れている。30年度に少しでも遅れを取り戻せるよう、エフォートを向上させて取り組んでいきたい。また研究期間が終了後も当初計画したシステムが完了するまで継続することを確認している。

荒天航海時の船速低下について、実船(ばら積み貨物船)にて観測された船体動揺、加速度、操舵、主機回転数、その他機関パラメーターの分析により南半球の三例について、詳細な分析を進めた。この結果、過去の研究にて指摘されいる自然減速と意識的減速の状況について、検証を行った。この結果、意識的減速に至る限界値としての船橋での鉛直加速度は従来に提案された閾値と実態が良好に一致している反面、横揺れ角度や水平方向の加速度は従来の閾値を超えた状況でも顕著な減速は発生していないこと、非線形現象である海水打ち込みやプロペラレーシングが発生するタイミングにて回転数の減少に転じており、発生確率の5%という閾値は実験船には当てはまらないことを示した。気象海象の推定については、荒天航海のより多くのケース(8ケース)について推定精度の検証を行い、風について気象機関ごとに公表する客観解析データとの誤差量を比較した。この結果、米国の気象機関NCEPが公表するデータが風速12m/s以上の場合は最も再現精度が良好であった。波浪については、風の再現精度にほぼ対応しているが、データベースまたは計算手法による誤差よりもケースごとにおける誤差(海域や気象条件)の方が大きく作用することも明らかとなった。この両者を踏まえ、等時間曲線法によるウェザールーティングモデルの精度向上を図ること、液体貨物の輸送時に発生するスロッシング影響を考慮した安全評価を組み込む部分については、本課題の終了後も継続して実施、完成させることとしている。(1)実船実験にて適宜必要なポイントを整理し、次年度は設置工事、装置の起動設定、実験開始となるため、先行研究で実施した経験をもとに効率的にスケジューリングの上、進めていく。(2)スロッシングの理論解析について、平成29年3月に海外研究協力者Faltinsenのもとに出向き、今後の数値解析についての研究方針を相談、確認した。ここで得られた方向性をもとに次年度は取り組む。(3)模型実験に関して、橋本を中心に水産工学研究所の水理設備を活用の上、データの収集・解析を効率的に進める。実船実験については、今年度以降、継続し、データの蓄積と実海域における波浪影響を鋭意、明らかとしていきたい。一方、模型実験にて得られた結果を再現する数値シミュレーションのモデリングが遅れているため、この部分についてエフォートを上げ、海外協力者・Faltinsenのアドバイスを得ながら進める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
病原性レプトスピラによる上皮細胞感染戦略

病原性レプトスピラは多くの哺乳動物に感染し、腎尿細管で増殖し尿中へと排出される。ヒトは、この尿との直接的な接触、あるいは尿に汚染された水や土壌との接触により感染する。本研究において、病原性レプトスピラの上皮細胞の感染機構に焦点を当て、その分子メカニズムを解明することを目的とした。高病原性を保持した株と人工培地にて継代を長期間繰り返すことによって得られた弱病原性株の比較解析を行い、病原性レプトスピラが上皮細胞の細胞死を抑制する機構をもつことを明らかにした。また、LP株は感染21日後には、近位尿細管に微絨毛に強固に付着し、バイオフィルム様構造を形成することを見出した。しかしながら、本菌の尿細管上皮細胞の感染機構はほとんど理解されていないのが現状である。本研究では、高病原性株(LP株)と人工培地にて継代を長期間繰り返すことによって病原性を失ったHP株を用いて、尿細管上皮細胞の感染戦略の違いを解析している。HP株で感染させた細胞では細胞死が誘導されるのに対し、LP株で感染させた細胞にはスピロヘータの形状を保持した菌が付着していることが分かった。従って、LP株は上皮細胞の細胞死を抑制し、菌が定着・増殖する足場を守っているという仮説を立てるに至り、本研究ではそのメカニズムを解明することを目的にしている。平成27年度は、HP株が誘導する細胞死経路を同定するためにネクローシスやアポトーシスの阻害剤で細胞を前処理し、感染を行った。その結果、ポリ(ADPリボース)ポリメラーゼ-1(PARP-1)の阻害剤であるPJ34が細胞死を抑制することを認めた。PARP-1依存性細胞死(パータナトス:Parthanatos)ではミトコンドリアタンパク質であるアポトーシス誘導因子(apoptosis inducing factor, AIF)がミトコンドリアから放出され核内へと移動するため、AIFの挙動も調べた。その結果、HP株の感染においてはAIFは核内に移行することを蛍光免疫染色にて確認できた。また、HP株が誘導する細胞死はカスパーゼー3非依存性であることも明らかになり、LP株はパータナトスを抑制する機構を備えていることが示唆された。平成27年度は、「高病原性株(LP株)の感染によって抑制される細胞死の解析」を目的とした。細胞死の阻害剤を用いた感染実験においては、PARP-1依存性な細胞死であることが示唆され、現在細胞死におけるPARP-1やAIFの役割を遺伝子のノックダウンによって解析中である。病原性レプトスピラ(Leptospira interrogans)は多くの哺乳動物に感染し、腎尿細管で増殖し尿中へと排出されが、本菌の尿細管上皮細胞付着・持続感染機構の詳細についてはほとんど理解されてないのが現状である。我々は、レプトスピラの上皮細胞感染戦略を明らかにすることを目的にし、本菌が腎臓に定着するには、尿細管上皮細胞のバリアーを回避する機構が存在するという仮説を立て研究を進めてきた。腎臓から分離したL. interrogans血清型Manilae UP-MMC-NIID株(Low Passage, LP)と人工培地にて継代を長期間繰り返すことによって得られた弱病原性株(High Passage, HP)のTCMK-1上皮細胞の感染を行い、HP株で感染させた細胞では次第に細胞死が認められたため、平成27年度は阻害剤を用いた感染実験を行いその細胞死経路を解析した。さらに、蛍光免疫染色にてアポトーシス誘導因子(AIF)がHPで感染させた細胞では核に移行したため、HPが誘導する細胞死は、ポリ(ADPリボース)ポリメラーゼー1(PARP-1)依存的であることを明らかにした。平成28年度はCRISPR/Cas9システムを用いた遺伝子のノックダウンを試みたが、細胞のノックダウンに成功しなかった。また、PARP-1の依存的細胞死経路で活性化される分子をウエスタンブロティングにて解析したが、LPまたはHPで感染した細胞の差を認めなかった。そこで、マウスの感染モデルを用いた実験を行い、経時的に腎臓に移行する菌をリアルタイムPCR法で定量化するとともに、TUNEL染色や蛍光抗体による組織染色を行い、HPで感染させたマウスでは尿細管上皮細胞の細胞死が誘導されているかを調べることを試みた。しかし、HP株は腎臓に移行する前に血中で排除されることが分かった。CRISPR/Cas9システムを用いて遺伝子のノックダウンを試みたが、感染実験に使用可能な細胞が得られなかった。このシステムを色々な条件で検討したため計画全体がやや遅れている。病原性レプトスピラは多くの哺乳動物に感染し、腎尿細管で増殖し尿中へと排出されが、本菌の尿細管上皮細胞付着・持続感染機構の詳細についてはほとんど理解されてないのが現状である。尿細管に定着した菌に対しては抗菌薬が無効であり、宿主の免疫システムによっても排除されないため、レプトスピラの持続感染戦略を理解するのは重要である。腎臓から分離したLeptospira interrogans血清型Manilae UP-

MMC-NIID株(Low Passage, LP)と人工培地にて継代を長期間繰り返すことによって得られた弱病原性株(High Passage, HP)のTCMK-1上皮細胞の感染を行い、HP株で感染させた細胞ではポリ(ADPリボース)ポリメラーゼー1(PARP-1)の依存的細胞死経路が活性化されることを明らかにした。一方、LP株ではこのような細胞死が誘導されず、高病原性を保持したレプトスピラは上皮細胞の細胞死を阻害し、菌が定着・増殖する足場を守るということが示唆された。マウスの感染モデルを用いた実験では、経時的に腎臓に移行する菌を定量化するとともに、蛍光抗体による組織染色を行い、LP株は次第に近位尿細管上皮細胞の受容体であるキュビリンと共局在することがわかた。感染マウスの腎臓を電子顕微鏡にて観察し、レプトスピラは近位尿細管の微絨毛に強固に付着し、自己凝集し複雑な構造を形成することを見出した。以上の結果からレプトスピラは宿主の異物排除機構を回避し、尿細管の管腔側で複合体を形成しながら増殖し、長期感染を成立させることを明らかにした。病原性レプトスピラは多くの哺乳動物に感染し、腎尿細管で増殖し尿中へと排出される。ヒトは、この尿との直接的な接触、あるいは尿に汚染された水や土壌との接触により感染する。本研究において、病原性レプトスピラの上皮細胞の感染機構に焦点を当て、その分子メカニズムを解明することを目的とした。高病原性を保持した株と人工培地にて継代を長期間繰り返すことによって得られた弱病原性株の比較解析を行い、病原性レプトスピラが上皮細胞の細胞死を抑制する機構をもつことを明らかにした。また、LP株は感染21日後には、近位尿細管に微絨毛に強固に付着し、バイオフィルム様構造を形成することを見出した。1.細胞死を抑制する細菌側因子の同定:LP株とHP株のマイクロアレイ解析によって、HP株で発現が10倍以上ダウンレギュレートされている14個の遺伝子について解析を行う。先ずはこれらのタンパク質の欠損株の感染によって、細胞死の抑制が起きるかを調べる。細胞死の抑制効果が消失した株を得られなかった場合はトランスポゾン挿入変異株のライブラリーのスクリーニングを行い、細胞死を抑制できない株を単離する。次に、その株のゲノムのシーケンシングを行い、トランスポゾンの挿入部位を決定する。また、レプトスピラー大腸菌のシャトルベクターを用いて、当該因子をLeptospira biflexaに発現させ、細胞死の抑制効果を調べる。2.細菌側因子と宿主標的因子の相互作用の解析:同定された細菌側因子の宿主標的分子のスクリーニングを行うために、細菌側遺伝子の6xHis-taggedタンパク質を作製し、これらをベイト(餌)にして細胞抽出液を用いたプルダウンを行い、細菌因子に特異的に結合する宿主タンパクをLC/MS質量分析計により同定する。標的分子に関する情報(リン酸化される、ユビチン化される、細胞内局在が変わる等)があれば、細菌因子との結合によるそれらへの影響を調べる。また、宿主標的因子のsiRNAによるノックダウンによりその機能を解析する。実際に標的分子の発現が低い細胞ではLP株の感染による細胞死抑制効果が消失するかどうか調べる。
腫瘍内不均一性を反映する新たな薬剤感受性評価システムの構築

近年,上皮間葉転換(EMT)や腫瘍内に存在するEpCAM陽性の癌幹細胞様細胞(CIC)およびエクソソームが,薬剤耐性等の腫瘍抵抗性に関与することが示唆されている.本課題では,口腔扁平上皮癌(OSCC),去勢抵抗性前立腺がん(CRPC)および転移性大腸がん(MCRC)における腫瘍抵抗性に着目し,「腫瘍内不均一性を反映する新たな薬剤感受性評価システム構築」を進めている.H30年度は,1転移性の異なるOSCC細胞株に由来するエクソソームのプロテオミクスを実施し,がん細胞生存因子HSP90AlphaおよびHSP90Betaを同定し,臨床検体データベース解析により予後予測バイオマーカーとしての可能性を示した.2OSCC細胞に由来するエクソソームは,OSCC細胞のEMTを促進しただけでなく,正常口腔上皮細胞株のEMTをも誘導したため,エクソソーム中に癌化因子が含まれると考えられた.OSCCエクソソーム誘導性EMTは,抗EGFR抗体薬セツキシマブによって一部阻害できたものの,セツキシマブがOSCCエクソソームとともに分泌されるという新規薬剤耐性機構を発見した.3OSCCとCRPCに共通の腫瘍抵抗性分子基盤として,細胞外HSP90の分泌およびEpCAMエクソソームの増加が判明した.4単層培養と比較し,生体内腫瘍微小環境を如実に再現しうる腫瘍オルガノイドの作製を進めている.MCRCオルガノイドでは多剤耐性遺伝子ABCG2 / BCRP発現上昇と同時に脂質排出ポンプABCG1の発現上昇を認め,ABCG1によるエクソソーム脂質排出はMCRCの抵抗性および腫瘍形成能を上昇させることが判明した.またマイクロアレイデータベース解析から,ABCG1発現上昇がCRPC,OSCC,および乳癌の予後不良と相関し,予測因子として有用である可能性を示唆した.1転移性の異なるOSCC細胞株に由来するエクソソームのプロテオーム解析の結果,がん抵抗性や転移性への関与が示唆されてきたHSP90AlphaおよびHSP90Betaを同定したことで,効率的に研究が進んだ.また,エクソソーム等の細胞外小胞には,細胞外マトリックス,膜輸送因子,癌関連因子,転写因子等も含まれることが明らかとなり,今後の解析が期待される.また,臨床検体データベース解析を駆使して,患者予後と遺伝子発現の相関解析を効率的に実施できるようになった. 2癌エクソソーム誘導性EMTの発見により,新たな発癌機構および癌進展機構の糸口を示すことが出来た.また,今回発見した「癌エクソソームによる分子標的薬排出」現象は,今後,腫瘍免疫および薬剤耐性機構を調べる上で最重要課題であると目される.3癌種に限定されない共通分子基盤として細胞外HSP90およびEpCAMエクソソーム分泌に辿り着き,汎用性の高い指標を確立できた.4H30年度は特に,腫瘍オルガノイド作製を積極的に進め,In vitroでの生体内腫瘍微小環境の再現へと一歩近づいた.分子レベルでは,長年CICマーカーとされてきたCD44に代わってCD44ヴァリアントが新規CICマーカーであることを示せた.また,多剤耐性遺伝子ABCG2と並行して発現上昇する脂質排出ポンプABCG1がエクソソーム脂質排出に関わることを独自に発見し,研究が加速している.H30年度は,本課題に関して4件の受賞に浴し,新聞掲載されたことから考えて,当初の計画以上に研究が進展したといえる.H30年度に確立したEMT制御機構,エクソソーム機能解析法,およびオルガノイド培養システムは,腫瘍内不均一性を反映する新たな薬剤感受性評価システム構築にとって,飛躍的な前進であるといえる.腫瘍内不均一性を反映する新たな薬剤感受性評価システム構築のためには,1腫瘍抵抗性に関わる腫瘍微小環境への深い理解,2生体再現性が高く,高感度・高効率のレポーターシステムの発明,3腫瘍微小環境を高いレベルで再現したオルガノイドシステムの作製,4感受性・耐性試験を実施する対象薬剤の選択,の4点が必要と考えられる.1については,薬剤耐性や腫瘍抵抗性に関わる細胞として腫瘍関連マクロファージ(TAM)の役割が示唆されている.我々はOSCC細胞から分泌されたHSP90およびエクソソームがTAMに伝達され,TAMの機能を変容させる可能性を見出しており,今後これについて詳細に検討する.2については,種々の癌細胞および腫瘍微小環境を構成する細胞(マクロファージ,線維芽細胞,間葉系幹細胞,血管内皮細胞等)に,エクソソームを標識する蛍光または発光レポーターを恒常的に組み込み,汎用性が高く高感度・高効率のレポーターシステムを作製して本研究を進める.3については,1および2を踏まえてTAMを加えたオルガノイドを作製し,TAMー癌細胞間での分子・エクソソーム伝達による相互分化機構(TAMのM2/M1/M0分化の評価およびCIC特性変化)を評価する. 4については,これまでの研究成果および国内外での関連分野の状況を踏まえ,OSCCおよびMCRC治療に用いられている抗EGFR分子標的薬セツキシマブ,OSCCでも適用された免疫チェックポイント阻害剤に焦点を絞って研究を行う.癌は、腫瘍内不均一性によって治療抵抗性を獲得し得る性質を有し、再発、転移あるいは治療抵抗性獲得に至ることが知られている。ヒト頭頸部癌(HNC)治療の更なる進歩のためには、腫瘍内における不均一性と腫瘍組織を取り巻く微小環境の症例間における多様性を踏まえ、最適な治療プロトコル選択のための治療抵抗性評価システムが必須である。

本研究は、腫瘍微小環境および腫瘍内不均一性における癌幹細胞(CSC)特性ならびにその代謝活性等の評価を基に最適化した薬剤感受性試験の選択を可能とし、個別の癌における治療抵抗性予測・評価システムを構築することを目的とする。急速に遠隔臓器へ転移する能力のある高転移性マウス大腸癌細胞株においては,低転移性株と比べて,治療抵抗性に寄与しうるCSCマーカーであるインテグリン,抗がん剤排出ポンプを含む数種のABCトランスポーターファミリーメンバー、低酸素耐性に寄与するHIF-1の遺伝子発現レベルが高いことが明らかとなった。各癌細胞株の3次元培養条件下におけるスフェロイド形成能およびシスプラチン感受性は、三次元培養環境および培地に含まれる成分といった評価方法によって結果が大きく異なることを明らかにした。以上より、高転移性かつCSC特性の高い癌細胞集団は、高い可塑性を有し、環境に応じて薬剤感受性を変化させることが示唆された。平成29年度の成果により、転移性の高い癌細胞集団は,環境に応じてその特性を変化させる高い可塑性を有することが判明し,この環境応答性の可塑性が薬剤耐性に関与することが明らかになりつつあるため。近年,上皮間葉転換(EMT)や腫瘍内に存在するEpCAM陽性の癌幹細胞様細胞(CIC)およびエクソソームが,薬剤耐性等の腫瘍抵抗性に関与することが示唆されている.本課題では,口腔扁平上皮癌(OSCC),去勢抵抗性前立腺がん(CRPC)および転移性大腸がん(MCRC)における腫瘍抵抗性に着目し,「腫瘍内不均一性を反映する新たな薬剤感受性評価システム構築」を進めている.H30年度は,1転移性の異なるOSCC細胞株に由来するエクソソームのプロテオミクスを実施し,がん細胞生存因子HSP90AlphaおよびHSP90Betaを同定し,臨床検体データベース解析により予後予測バイオマーカーとしての可能性を示した.2OSCC細胞に由来するエクソソームは,OSCC細胞のEMTを促進しただけでなく,正常口腔上皮細胞株のEMTをも誘導したため,エクソソーム中に癌化因子が含まれると考えられた.OSCCエクソソーム誘導性EMTは,抗EGFR抗体薬セツキシマブによって一部阻害できたものの,セツキシマブがOSCCエクソソームとともに分泌されるという新規薬剤耐性機構を発見した.3OSCCとCRPCに共通の腫瘍抵抗性分子基盤として,細胞外HSP90の分泌およびEpCAMエクソソームの増加が判明した.4単層培養と比較し,生体内腫瘍微小環境を如実に再現しうる腫瘍オルガノイドの作製を進めている.MCRCオルガノイドでは多剤耐性遺伝子ABCG2 / BCRP発現上昇と同時に脂質排出ポンプABCG1の発現上昇を認め,ABCG1によるエクソソーム脂質排出はMCRCの抵抗性および腫瘍形成能を上昇させることが判明した.またマイクロアレイデータベース解析から,ABCG1発現上昇がCRPC,OSCC,および乳癌の予後不良と相関し,予測因子として有用である可能性を示唆した.1転移性の異なるOSCC細胞株に由来するエクソソームのプロテオーム解析の結果,がん抵抗性や転移性への関与が示唆されてきたHSP90AlphaおよびHSP90Betaを同定したことで,効率的に研究が進んだ.また,エクソソーム等の細胞外小胞には,細胞外マトリックス,膜輸送因子,癌関連因子,転写因子等も含まれることが明らかとなり,今後の解析が期待される.