hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波画像診断の応用の多様化と進展に関する研究

本研究課題の実施計画に基づいて行った2年間で得られた成績は以下に要約できる。1.超音波内視鏡(EUS)の臨床的応用:健康なビ-グル犬を用い、正常消化管および腹部各臓器の抽出方法およびEUS画像の集積を行った。EUSは特に消化管壁、胆嚢および膵臓の抽出に優れていた。セルレイン誘発性の実験的膵炎および人工的に胃壁に作出した血腫や嚢胞のEUSの成績から、膵臓疾患や消化管壁の局在性病変の診断にEUSの有用性が大きいことが明らかにされた。カラードプラ法の併用により、さらに診断精度および病変の質的変化の理解に役立つ情報が得られることが示唆された。以上の成績から、EUSは小動物臨床における有用性が高く、今後のさらなる進展が強く示唆された。2.超音波(US)ガイド下穿刺法の応用:犬のステロイド誘発性肝障害、猫の実験的脂肪肝やピューロマイシン投与による腎障害、さらには前立腺液採取のための二重バルーンカテーテル法の応用に関する研究で、それぞれの標的臓器の経時的な病理組織学的検索にUSガイド下穿刺法による生検を行った成績から、USガイド下穿刺法は小動物の種々臓器の生検に有用であり、応用性の進展が期待できると思われた。3.実験動物へのUSの応用:ウサギを用いたセファロリジン誘発性腎障害の腎病変のUS検査および猫条虫感染ラット肝臓の寄生虫性嚢胞の経時的変化のUS検査で得られた成績から、US検査は実験動物を用いる種々の研究において、新しい解析手技としての有用性、応用性が高いことが明らかにされた。4.小動物における腫瘍症例の画像診断への応用:犬および猫の各種腫瘍にUS診断を行い、多くの画像情報を集積した。またカラードプラ法の併用やUSガイド下穿刺法の併用によって腫瘍の確定診断や腫瘍の質的性状など診断精度の向上に資する成果も得られた。本研究によって得られた成果は、今後の獣医画像診断学の新たな展開に役立つ情報になるであろう。研究課題に従って,現在までに得られた研究実績は以下に要約される。1)超音波内視鏡(EUS)の臨床的応用に関する研究として,健康なピ-グル犬を用いイ)正常な消化管および腹部各臓器の描出方法およびEUS画像の集積を行った。消化管壁の構造,胆のうおよび膵臓の描出にすぐれていることがわかった。ロ)胆汁およびセルレインを用い,実験的に急性膵炎を作出し,EUSによる画像観察を行った。膵臓の腫大,血縁不整,実質の不均一化など急性膵炎の肉眼的病変をよく反映する成績が得られた。ハ)摘出消化管を用い,実験的に壁在性病変を作出し,そのEUSを行った。壁内の嚢胞および血腫を明瞭に描出し得た。以上の結果から,膵臓病変や消化管壁の限局性病変の診断にEUSの有用性が高いことが明らかにできた。2)実験動物における超音波適応性の検討イ)猫条虫感染ラットの肝臓における感染病巣(嚢胞性病変)の検出にUSの適応性を検討するため試験的に行い,今後,系統的に研究をすゝめる指針となる成績が得られた。またウサギを用いた抗生物質投与試験で腎毒性の評価にも応用できることの成績から今後他の薬剤による腎毒性の評価への応用性を検討する計画でいる。

科研査配分額および本学家畜病院の改修工事の大幅な遅延などのため,当初の研究計画の一部変更も生じているが,今年度の成果をふまえさらに研究を進展させる。また、穿刺用器具も購入しているので,超音波ガイド下穿刺についても,今後検討する。腫瘍を含む各種臨床症例の画像所見の集積も行っている。研究課題に従って、今年度に得られた研究成果は以下に要約される。1)超音波内視鏡(EUS)の臨床的応用:実験的に作出した犬のセルレイン誘発性膵炎のEUSによる観察を行い、急性膵炎の超音波(US)診断に資する画像情報を集積した。EUSを行うことにより、体表からのUSでは観察困難な膵管の変化やカラードプラ法を併用した血流の変化も明らかにすることができた。2)USガイド下穿刺法の応用:犬のステロイド誘発性肝障害、猫の実験的脂肪肝やピューロマイシン投与による腎障害、さらに前立腺液採取のための2重バルーンカテーテル法の応用に関する研究において、それぞれの臓器の経時的な病理組織学的変化の検索に必要な臓器の採取に、ガイド下穿刺法が有用であることがわかった。3)実験動物へのUSの応用:猫条虫感染ラット肝臓の経時的観察を行い、寄生虫性嚢胞のUS像を初めて明らかにし、US検査が多包条虫などの寄生虫性嚢胞の診断や幼虫の発育に伴う嚢胞の観察に応用できることが示唆された。またUS検査法はラット肝臓の微小限局性病巣の画像診断に有用であり、診断に役立つ画像情報を得ることができた。4)犬および猫の腫瘍診断への応用:本学家畜病院に来院した犬および猫の腫瘍症例にUS診断を行い、各種腫瘍の画像情報を集積した。さらにガイド下穿刺法による細胞診ないし組織診は小動物の腫瘍の簡便、安全かつ迅速な確定診断ないし診断精度の向上に有用であることを示唆する成績が得られた。またカラードプラ法の併用による本法は、血管分布の状態など腫瘍の質的性状を知る情報を得るのに有用であることも示唆された。
高機能性触媒・吸着剤としての新規メソポーラスモレキュラーシーブの開発

14員環超大細孔径ゼオライト、CIT-5(CFI型)ならびにSSZ-53(SFH型)に対し、Tiの導入方法の再検討、結晶化条件の再検討に取り組んだ。具体的にはTiの導入方法として直接法、液相法によるポスト法、CVD法によるポスト法を検討した。まずCFI型ならびにSFH型のボロシリケートを合成した後、酸処理によりホウ素を除去した。その後、四塩化チタンをTi源としたCVD法によるポスト法によりTi種を導入した。XRDやUV-vis.スペクトルより、4配位Ti種をメインに含む高品質なTi含有CIT-5ならびにTi-SsZ-53の合成に成功した。これらの触媒は過酸化水素に加え、かさ高い酸化剤であるtert-Butyl hydroperoxideを酸化剤とした酸化触媒として活性を示した。特に、cyclohexeneに加え、cycloocteneに対し既報のチタノシリケートTS-1やTi-Betaよりも高い触媒性能を示した。14員環超大細孔が故に、かさ高い反応基質に対応できたためと考えられる。Ti含有球状メソポーラスシリカ触媒に関しては、さらなる高性能化が必要であり、ポスト処理、具体的にはトリメチルシリル化によるシリル化、による疎水性の向上を達成し、tert-butyl hydroperoxide(TBHP)を酸化剤とした場合に酸化触媒瀬能の向上を達成できた。また、Ti以外にもヘテロ原子としてAl、Sn、Ga、Feを導入した超大細孔径ゼオライトや球状メソポーラスシリカ触媒の開発に取り組んだ。特にSnを含有した球状メソポーラスシリカはBaeyer-Villigeroxidation用の固体触媒として応用可能であることを見いだした。本年度、酸化触媒として応用可能なTi含有メソポーラスシリカナノ粒子の高性能化を実施した。Tiの配位状態、粒子サイズ、細孔構造に着目し、それらの自在制御手法の開発を試みた。その結果、Ti含有メソポーラスシリカナノ粒子の合成ゲル中に(NH_4)_2CO_3を適量添加することにより、4配位Ti種の存在割合を増加させること、粒子径が小さくなることを見出した。このように調製したTi含有メソポーラスシリカナノ粒子はオレフィンのエポキシ化反応において従来触媒よりも高い活性を示した。Ti含有メソポーラスシリカナノ粒子(Ti-MSNSs)の調製、酸化触媒性能評価、調製条件の検討を実施した。TS-1の合成において、炭酸アンモニウムを合成ゲルに添加することによりTS-1の疎水性の向上、4配位状態のTi含有量の増加し、触媒性能の向上が報告されている。そこで、Ti-MSNSsの合成系にも炭酸アンモニウムを添加し触媒性能の向上を試みた。炭酸アンモニウムの添加量、添加するタイミング等を検討した結果、導入したTiがすべて4配位であるTi-MSNSsの合成に成功した。このようにして調製した触媒は、炭酸アンモニウムを添加しない場合と比べて、高い疎水性を有していた。さらに、シクロヘキセン等のオレフィン類のエポキシ化において高い活性を示した。さらに、14員環以上の超大細孔径ゼオライトへのTiの導入も検討した。大超大細孔ゼオライトは嵩高い分子を扱うファインケミカルズ合成やバイマス変換分野への応用が期待できる。そこで、CIT-5(CFI型)、SSZ-53(SFH型)、SSZ-59(SFN型)のゼオライトへのTiの導入を検討した。これらのゼオライトはいずれもボロシリケートとして得られる。そこで、合成戦略として、ボロシリケートに対し酸処理により脱ホウ素を実施した後、ホウ素が抜けた場所にTiを導入するというポスト法を検討した。Ti源としてTiCl_4を用い、CVD法により導入を行ったところ、Si/Ti=100程度で骨格内4配位を有するチタノシリケートの調製に成功した。調製した触媒は過酸化水素を酸化剤としたシクロヘキセンのエポキシ化反応に対して活性を示した。シクロオクテンを反応基質とした場合、TS-1ではほとんど活性を示さないが、Ti含有CIT-5では高い活性を示した。

また、Ti以外にもヘテロ原子としてAl、Sn、Ga、Feを導入した超大細孔径ゼオライトや球状メソポーラスシリカ触媒の開発に取り組んだ。特にSnを含有した球状メソポーラスシリカはBaeyer-Villigeroxidation用の固体触媒として応用可能であることを見いだした。Ti含有メソポーラスシリカ触媒に関しては粒子径制御に成功するとともに、調製条件の改良を実施し、高性能化を達成した。また、国内外にも成功例の少ない、14員環以上の超大細孔径ゼオライトへのTiの導入に成功し、今後の展開が期待できる。Ti含有メソポーラスシリカ触媒に関しては、さらなる高性能化が必要であり、ポスト処理等検討する予定である。また、これまでのテスト反応から、より実用的な触媒反応に応用していく。H23年度に引き続き、14員環以上の超大細孔径ゼオライトへのTiの導入、ならびに触媒性能評価は、国外においても研究例が少ない。よってH24年度においても精力的に取り組む。
転移性腎細胞癌における診断、治療選択に有用なバイオマーカーの開発

腎細胞癌臨床検体を用いて、正常腎および癌部よりRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行い、腎癌組織に特異的に発現上昇を認めたmiR-629について機能解析を進めた。miR-629阻害剤は細胞増殖能には影響を与えないが、細胞遊走能抑制効果を認めた。miR-629の標的候補としてSmad4を抑制するTrim33が予測された。miR-629阻害剤によりTrim33の発現の上昇を認め更に、miR-629阻害剤により形態学的に腎癌細胞株はより上皮に近い形態に変化したことから上皮間葉転換への関与が示唆された。これらの機能を阻害することで、新規核酸治療のターゲットとなりうるものと期待している。当院で2010年7月から2012年8月の間に当院にて手術を施行した9例に対し、正常腎および腎癌組織のマイクロアレイ解析を行った。腎癌組織特異的に発現上昇を認めたマイクロRNAを同定し、その機能解析を行った。同定されたマイクロRNAのうち、miR-629に注目した。臨床検体23例を用い、Real time PCRで定量することで正常腎に比べて腎癌組織では3.90倍(1.8412.4倍)(p<0.001)に発現上昇していた。miR-629を高発現している腎癌細胞株であるCaki-2を用い、miR-629阻害剤で細胞遊走能抑制効果を認めた。マイクロRNA関連のdatabaseを用いてmiR-629の標的候補の一つにSmad4を抑制するTrim33が予測された。miR-629阻害剤によりTrim33の発現の上昇を認め、ルシフェラーゼアッセイにより、Trim33が標的遺伝子であることを確認した。更に、miR-629阻害剤により形態学的により上皮に近い形態に変化したことから上皮間葉転換への関与が示唆され、また、miR-629阻害剤によりE-cadherinの発現は上昇し、N-cadherinの発現が減少していることが確認された。正常腎に比べ腎癌部にてmiR-629が上昇していた。miR-629は細胞遊走能を促進し、Trim33の機能を抑制することによりSmad4の機能を亢進させていた。更に、miR-629は上皮間葉転換にも関連していることが示唆された。前年度に正常腎および腎細胞癌組織のマイクロアレイ解析を施行することにより腎細胞癌組織特異的に発現上昇を認めたマイクロRNAを同定し、その機能解析を継続した。そのなかでもmiR-629に注目した。腎癌細胞株においてmiR-629阻害剤は、遊走能及び浸潤能を有意に抑制した。またmiR-629はTGF-βシグナル伝達経路の抑制因子として報告されているTRIM33を標的遺伝子とすることを明らかとした。miR-629阻害剤はTGF-βによるSmadの活性化をTRIM33依存性に抑制した。また、miR-629阻害剤はTGF-βによる上皮間葉転換因子の発現亢進作用を減弱し、間葉系様への形態変化及び遊走能亢進作用を抑制した。さらに、免疫染色により臨床腎細胞癌検体においてTRIM33の発現が減少していることも明らかとなった。これらの結果から、腎細胞癌ではmiR-629がTRIM33依存性にTGF-βシグナル伝達経路を活性化することで上皮間葉転換に関与しており、バイオマーカーとしての臨床応用の可能性が期待されるだけでなく、miR-629を標的とした架橋型人工核酸が腎細胞癌の分子標的治療薬となる可能性が示された。本年度の研究成果により平成26年度基盤研究(C)における新たな課題「腎癌における血液中バイオマーカーとなるmiRNA網羅的探索と新規核酸治療薬の開発」の申請に向けて意義のあるものであったと評価している。腎細胞癌特異的に高発現する多くのマイクロRNAのうち、上皮間葉転換に寄与していると考えれるものをすでに同定し、機能解析が進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。残った特異的に高発現するマイクロRNAを興味深いものから順次、機能解析することもできるし、阻害剤を用いた新規核酸治療薬としての開発も可能であると考えている。
ナノ構造半導体の高次高調波発生と強電場非線形光学の開拓

本研究では、半導体ナノ粒子や単原子層材料に固有の電子状態、電子間の強いクーロン相互作用、さらには特異的な表面電子状態に起因した高調波発生を探索するとともに、バルク結晶と比較することによりナノ構造固有の高調波発生のメカニズムを解明することを目的としている。初年度は、高次高調波発生の理解とその制御を目的として、2色の励起光源を組み合わせた励起・計測手法を新たに開発した。試料を中赤外光で強く励起することにより、バンド端から離れた大きな波数領域に電子を駆動して生じる高次高調波を測定した。特にレーザーの偏光に対する結晶角度依存性や強度依存性を測定し、強電場励起による非線形光学現象と従来の弱励起下での非線形光学との関係の解明を目指した。その結果、層状化合物半導体GaSeにおいて材料固有の特異なバンド構造を反映して、高次高調波発生の発生選択側が決定されることを初めて明らかにした。また、新しい光電変換材料である有機無機ハイブリッドハロゲン化鉛ペロブスカイト半導体の薄膜試料において、従来の半導体に比べて高効率な高次高調波発生を観測することに成功した。高効率な高次高調波発生の起源を明らかにするために、ペロブスカイト構造固有のバンド構造を取り込んだ理論計算も進めた。高調波の起源である非線形電流は励起された価電子帯内を運動する正孔が主要な寄与であり、従来とは異なるモデルによって説明できる可能性があることが分かった。高次高調波発生の理解とその制御を目的として、2色の励起レーザー光源を組み合わせた励起手法を新たに開発し、層状化合物半導体GaSeにおいて2色励起によって発生する高次高調波を観測した。特に、発生した高調波強度の結晶に対する角度依存性、また励起強度依存性、励起光の次数依存性を詳しく調べた。励起に関わる2色のそれぞれの光の次数によって、高調波強度の角度依存性が変化することがわかった。低い励起強度では現れないが、高い励起強度でのみ発現する新しい角度依存性が観測され、従来の摂動論的な非線形光学では理解できない特徴を持っていることを明らかにすることに成功した。さらに、新しい光電変換材料である有機無機ハイブリッドハロゲン化鉛ペロブスカイト半導体の薄膜試料からの高効率な高次高調波を観測した。具体的には、ハロゲンイオンの異なる3種類のペロブスカイト半導体MAPbX3(MA= CH3NH3、X=Cl、Br、I)の薄膜状試料(厚み200nm)に、最大ピーク電場が10MV/cmの中赤外レーザーパルス(0.35eV)を照射し、可視光から紫外領域にわたる高次高調波の発生を実証した。これまでによく研究されてきた半導体GaSeに比べて、単位厚み当たりの高調波の強度は最大で100倍程度の大きさになることを確認した。理論計算との比較により、高調波の角度依存性は高次の非線形吸収を反映したものであり、非線形電流は励起された価電子帯内を運動する正孔が主要な寄与であることを示した。このように従来とは異なるモデルを提案した。これらの成果をまとめて、国内外の学会で発表を行った。高次高調波発生機構の理解を深化するために、ナノ構造体からの高次高調波発生に挑戦する。固体における高次高調波発生では強い光電場による電子駆動が重要な役割を担っていると考えられている。大きなバルク結晶(バンド電子)と小さな原子・分子(離散化準位の電子)との中間に位置するナノ粒子の光学特性を研究する。それにより、高調波発生のメカニズムに新たな知見を与えることができると期待される。

特に、発生した高調波強度の結晶に対する角度依存性、また励起強度依存性、励起光の次数依存性を詳しく調べた。励起に関わる2色のそれぞれの光の次数によって、高調波強度の角度依存性が変化することがわかった。低い励起強度では現れないが、高い励起強度でのみ発現する新しい角度依存性が観測され、従来の摂動論的な非線形光学では理解できない特徴を持っていることを明らかにすることに成功した。さらに、新しい光電変換材料である有機無機ハイブリッドハロゲン化鉛ペロブスカイト半導体の薄膜試料からの高効率な高次高調波を観測した。具体的には、ハロゲンイオンの異なる3種類のペロブスカイト半導体MAPbX3(MA= CH3NH3、X=Cl、Br、I)の薄膜状試料(厚み200nm)に、最大ピーク電場が10MV/cmの中赤外レーザーパルス(0.35eV)を照射し、可視光から紫外領域にわたる高次高調波の発生を実証した。これまでによく研究されてきた半導体GaSeに比べて、単位厚み当たりの高調波の強度は最大で100倍程度の大きさになることを確認した。理論計算との比較により、高調波の角度依存性は高次の非線形吸収を反映したものであり、非線形電流は励起された価電子帯内を運動する正孔が主要な寄与であることを示した。このように従来とは異なるモデルを提案した。これらの成果をまとめて、国内外の学会で発表を行った。高次高調波発生機構の理解を深化するために、ナノ構造体からの高次高調波発生に挑戦する。固体における高次高調波発生では強い光電場による電子駆動が重要な役割を担っていると考えられている。大きなバルク結晶(バンド電子)と小さな原子・分子(離散化準位の電子)との中間に位置するナノ粒子の光学特性を研究する。それにより、高調波発生のメカニズムに新たな知見を与えることができると期待される。
ラット発癌モデルを用いた口腔癌発生過程のモノクローナル抗体による経時的解析

本研究は口腔外科領域の悪性腫瘍で高頻度に見られる扁平上皮癌を動物実験レベルで作製し,前癌病変から発癌,さらにリンパ節転移巣を経時的に種々のモノクローナル抗体を用いて組織学的に解析するのが当初の目的であった.しかしラットの舌に既報に従いDMBA液を繰り返し擦過・塗布しても扁平上皮癌を発生させることができなかった.そこで,我々が先に確立した継代維持可能なラット扁平上皮癌株FF-6を用い抗ラット扁平上皮癌モノクローナル抗体「UB17」を作製し,その特性を明かにした.また,FF-6をラットの舌,あるいは口唇に移植した後,経時的に転移局所リンパ節の重量変化の推移,移植局所と転移巣における腫瘍の組織学的相違,UB-17抗体陽性細胞の変化などを観察した.また担癌ラットの血清中,あるいは腹水中にUB-17抗原が遊出しているかを免疫結合阻止反応で解析した.その結果,UB-17抗体はFF-6組織だけでなく,ヒトの扁平上皮癌組織にも反応し,一部正常ラットやヒトの重層扁平上皮組織とも反応する,やや特異性に欠ける抗原エピトープを認識する抗体であった.抗原は種々の試薬や熱に不安定で,分子量は同定できなかったが,免疫電顕用樹脂紫外線重合装置を用いての抗原の超微細局在を明らかにするのには有用であった.ラット腫瘍の舌,口唇への移植後,経時的に転移局所リンパ節の重量は増大していき,組織学には最初低分化型扁平上皮癌であったのが,次第に高分化型になっていった.また,担癌ラットの血清中,腹水中にUB-17抗原が遊出している可能性を示唆し,担癌ラットの病理学的診断ではなく,血清診断できる可能性を示した.本研究は口腔外科領域の悪性腫瘍で高頻度に見られる扁平上皮癌を動物実験レベルで作製し,前癌病変から発癌,さらにリンパ節転移巣を経時的に種々のモノクローナル抗体を用いて組織学的に解析するのが当初の目的であった.しかしラットの舌に既報に従いDMBA液を繰り返し擦過・塗布しても扁平上皮癌を発生させることができなかった.そこで,我々が先に確立した継代維持可能なラット扁平上皮癌株FF-6を用い抗ラット扁平上皮癌モノクローナル抗体「UB17」を作製し,その特性を明かにした.また,FF-6をラットの舌,あるいは口唇に移植した後,経時的に転移局所リンパ節の重量変化の推移,移植局所と転移巣における腫瘍の組織学的相違,UB-17抗体陽性細胞の変化などを観察した.また担癌ラットの血清中,あるいは腹水中にUB-17抗原が遊出しているかを免疫結合阻止反応で解析した.その結果,UB-17抗体はFF-6組織だけでなく,ヒトの扁平上皮癌組織にも反応し,一部正常ラットやヒトの重層扁平上皮組織とも反応する,やや特異性に欠ける抗原エピトープを認識する抗体であった.抗原は種々の試薬や熱に不安定で,分子量は同定できなかったが,免疫電顕用樹脂紫外線重合装置を用いての抗原の超微細局在を明らかにするのには有用であった.ラット腫瘍の舌,口唇への移植後,経時的に転移局所リンパ節の重量は増大していき,組織学には最初低分化型扁平上皮癌であったのが,次第に高分化型になっていった.また,担癌ラットの血清中,腹水中にUB-17抗原が遊出している可能性を示唆し,担癌ラットの病理学的診断ではなく,血清診断できる可能性を示した.1.われわれが既に得ている、DA系ラット頬部に自然発生した扁平上皮癌FF6組織に対し、数多くの抗体を用いて免疫組織化学染色を行い、その特徴を検索し、Histology and Histopathologyに報告した。2.FF6腫瘍を抗原とし、作製したモノクローナル抗体UB-17を用いてFF6腫瘍組織、ラット正常組織、およびヒト口腔腫瘍組織との交叉反応性を免疫組織化学的に検索し、UB-17抗体は抗ラット扁平上皮癌抗体であるにもかかわらず、ヒト扁平上皮癌組織、および正常ヒト重層扁平上皮に反応し、その反応は基底細胞層から有棘細胞層の一部にかけての細胞膜に沿って強く発現した。また、本年度補助金にて購入した免疫電顕用樹脂紫外線重合装置を用いて組織を処理し、電子顕微鏡を用いて観察することにより、その反応部位をさらに詳しく解析した。UB-17抗体と、抗ケラチン抗体または抗ラミニン抗体との二重染色を高分化型ヒト歯肉癌組織に対し行ったところ、UB-17抗体は、細胞膜に沿った反応であるのに対し、抗ケラチン、抗ラミニン抗体ともに、細胞質に対する反応であった。また、高分化型ヒト舌癌に対し、抗TA-4抗体との二重染色を行ったが、UB-17は上記の反応を示したのに対し、抗TA-4抗体は角化層および癌真珠の細胞質に強い反応があらわれ、これらの抗体の認識する抗原と、UB-17抗体の認識する抗原の発現部位と発現形式にはあきらかな差異を認めた。3.FF6腫瘍を遊離細胞化しUB-17抗体と反応させ、フローサイトメトリーにてその反応性を検索した結果、多くの陽性反応が大型で表面がやや粗造な細胞群に発現していることが認められた。4.ラットに対する発癌実験を行っているが、現在までに満足な結果が得られず、並行してFF6腫瘍組織およびUB-17抗体の性状についての解析を行っている。1.発癌実験川尻らの方法に準じ7週齢のDAラットの舌に1.0%DMBA溶液を搾過舌に、週3回塗布した。同動物を塗布開始後

第15、17、19週後に屠殺し,舌を素早く凍結すると同時に,一部をパラフィン切片用に固定包理した.肉眼所見では,第15週ラット舌に浅い潰瘍を呈するくらいしか観察できなかった.光学顕微鏡学的には第15週ラット舌に(高い異形性)を示したのみで,川尻らの報告したように発癌までは至らなかった.この理由は動物種の違い(川尻らはハムスターを使用)によるものかもしれないと考えた.現在,同組織の凍結切片に対して昨年度報告したUB-17抗体などを用いて免除組織化学的に染色・解析中である.一方,UB-17抗体はラットの扁平上皮癌FF6に対して作成したモノクローナル抗体であるが,ヒトの組織とは交叉反応性を認めたものの,正常ウサギの舌には反応しなかった.ハムスターの重層扁平上皮に反応を示すかどうか検索していないが,川尻らが発癌実験に用いたハムスターに対して新たにモノクローナル抗体を作製する予定はない。2.UB-17抗体の特性の解析種々組織に対する交叉反応性は井上らとの共同研究で「ラット扁平上皮癌(FF6)に対するモノクローナル抗体(UB-17)を用いた免疫組織化学的検索」(日本口腔外科学会雑誌,39:1551,1994),「ラット扁平上皮癌の細胞表面抗原の解析」(解剖学雑誌69:241,1994)と言う演題名で既に発表した.またUB-17抗原の分子量の同定には現在も困難を極めており,電気泳動を行うとき使用するSDS,DOC処理や,界面活性剤のTween40,NP40処理などを行った後,FF6ホモジェネイトを抗原にしたドットブロット法で調べるとその抗原性が失われていた.一方、Folchの方法で解析すると、上層には抗原が保存されていることが明らかになった.現在も解析中である。今年度は継代維持可能なラット扁平上皮癌株FF-6を抗原に作製した,抗ラット扁平上皮癌モノクローナル抗体「UB17」の特性などを更に詳細に調べ,FF-6をラットの舌,あるいは口唇に移植した後,経時的に転移局所リンパ節の重量変化の推移,移植局所と転移巣における腫瘍の組織学的相違,UB-17抗体陽性細胞の変化などを観察した.またFF-6を抗原にUB-17抗体とは別のモノクローナル抗体を作製し,その特性の解析も行った.その結果,FF-6組織を細切し組織片50μg(腫瘍細胞約1x108個に相当)を移植した場合、舌への移植では1週間後に局所(浅頸)リンパ節の腫脹が認められ,リンパ節重量は漸増していった.組織学的には2週間後に低分化型扁平上皮癌として初めて認められたが,次第にその形態が変化し,4週後に癌真珠を含む高分化型腫瘍になっていった.またその頃に舌局所で腫瘍が増大し,ラットは食物摂取が不可能となった.一方,下唇中央へ移植した場合,4週間後に初めて浅頸リンパ節に腫瘍細胞が認められるようになった.現在.FF-6腫瘍細胞を抗原に新たな扁平上皮癌特異モノクローナル抗体(仮称X-14)作製を試みている.そのうちX-1抗体はFF-6特異性を示し,ラットの正常重層扁平上皮細胞やヒトの種々分化段階の扁平上皮癌細胞とも反応しない抗体であった.また同抗原は有機溶剤や熱に安定でパラフィン切片でも検出できる有用性が認められた.今後X-1抗原の分子量の同定,抗原の精製,アミノ酸配列の決定などを行い,更に遺伝子解析まで行えればヒトとのそれと比較し,臨床的にも有用と考えている.
ヒト・プロラクチンの糖鎖構造の意義に関する研究

1.ヒト・プロラクチン(PRL)cDNAを制限酵素にて切り出し、精製後、発現ベクターに挿入し、PRLcDNAを含む発現ベクターを調製した。そのベクターをCOS-1細胞に導入し、^<35>S-メチオニンにて標識することによりPRL産生クローンを選別した。そのクローンを用い約12時間^<35>S-メチオニンで標識し、細胞内および培養液中に産生・放出されたPRLを抗PRL抗体を用いた免疫沈降法により沈澱させた。この検体をSDS-アクリルアミド・ゲル電気泳動法により解析した。その結果、細胞内および培養液中共に糖鎖構造を有するあるいは有しないPRLが共に検出された。これらの割合は、細胞内・培養液中共に糖鎖構造を有しないPRLの方が多量であった。この結果からでは、糖鎖構造の有無によるPRL蛋白の分泌動態等における差異は明らかではなく、その生理的意義を明確にはできなかった。2.ヒトPRLcDNAをMV1190ファージに挿入し、PRLcDNAを含む一本鎖DNAを調製した。この一本鎖DNAを鋳型としてアスパラギン・コドン(AAC)をアスパラギン酸・コドン(GAC)に変換した27塩基の合成ヌクレオチドを結合させ、二本鎖DNAを合成した。ヌクレアーゼ選別法により変異DNAを選択し、DNAシークエンシング法により塩基の変換を確認した(塩基特異的突然変異作製法)。今後、このDNAを発現ベクターに挿入、クローニングし、上記のように有核細胞に導入することにより糖鎖構造を全く欠いたPRLが純粋な形で得られ、その解析によりPRLにおける糖鎖構造の意義がさらに解明されうると考えられる。3.PRL遺伝子発現の調節因子と考えられるPit-1およびpoly(adenosine diphosphate-ribose)合成についても研究を行い、また高PRL血症に関する臨床的な検討も行った。ヒト・プロラクチン(PRL)をコードする相補的DNA(cDNA)をM13ファージに挿入することより本研究を開始した。しかしながら、既存のヒトPRLcDNAはプラスミッドpBR322の制限酵素PstI切断部位に挿入されていて、さらにヒトPRLcDNAは、その塩基配列内にPstIの切断部位を含有する。そこでPstIによる部分的切断を行い、ヒトPRLcDNAの全長を有するDNAのみを、アガロース電気泳動法によりゲルより抽出した。また、我々が有する発現ベクターpM^2は、そのクローニング部位がBamHI切断部位であるため、PstI-BamHIアダプターを用い、ヒトPRLcDNAの両端のPstI切断部位をBamHI切断部位に変換した。このようにして得られたヒトPRLcDNAを含むM13ファージを、大腸菌株MV1190に感染させ、一本鎖のDNAを得た。糖鎖認識部位であるアスパラギンおよびセリン部位の塩基配列(AACおよびTCC)をアスパラギン酸およびアラニンコドン(GACおよびGCC)に変換した合成ヌクレオチドを用い、塩基特異的突然変異法により、アスパラギンおよびセリンが共に、あるいは単独に変異したヒトPRLをコードするcDNAを作製した。この変異はDNAシークエンス法にて確認した。このcDNAをpM^2に挿入し、ヒトPRLを発現するDNAを作製することに成功した。またラットPRLはアスパラギン結合糖鎖認識部位を持たないため、その部位をヒトと同様に変換する実験を計画し、突然変異法を行うためのラットPRLcDNA〓含む一本鎖DNAを調製した。現在、ラットPRLの変異DNAの作製と、既に用意したヒトPRL発現ベクターの有核細胞への導入を試みる。

1.平成4年度に、ヒト・プロラクチン(PRL)cDNAを挿入した発現ベクターを調製したが、本年度はそのベクターをCOS-1細胞に導入し、^<35>S-メチオニンにて標識することによりPRL産生クローンを選別した。そのクローンを用い約12時間^<35>S-メチオニンで標識し、細胞内および培養液中に産生・放出されたPRLを抗PRL抗体を用いた免疫沈降法により沈澱させた。この検体をSDS-アクリルアミド・ゲル電気泳動法により解析した。その結果、細胞内および培養液中共に糖鎖構造を有するあるいは有しないPRLが共に検出された。これらの割合は、細胞内・培養液中共に糖鎖構造を有しないPRLの方が多量であった。この結果からでは、糖鎖構造の有無によるPRL蛋白の分泌動態等における差異は明かではなく、その生理的意義を明確にはできなかった。2.平成4年度ヒトPRLcDNAをMV1190ファージに挿入し、PRLcDNAを含む一本鎖DNAを調製した。この一本鎖DNAを鋳型としてアスパラギン・コドン(AAC)をアスパラギン酸・コドン(GAC)に変換した27塩基の合成ヌクレオチドを結合させ、二本鎖DNAを合成した。ヌクレアーゼ選別法により変異DNAを選択し、DNAシークエンシング法により塩基の変換を確認した(塩基特異的突然変異作製法)。今後、このDNAを発現ベクターに挿入、クローニングし、上記のように有核細胞に導入することにより糖鎖構造を全く欠いたPRLが純粋な形で得られ、その解析によりPRLにおける糖鎖構造の意義がさらに解明されうると考えられる。3.PRL遺伝子発現の調節因子と考えれるPit-1およびpoly(adenosine diphosphate-ribose)合成についても研究を行い、また高PRL血症に関する臨床的な検討も行った。
国勢調査と農業センサスの小地域統計の統合的利用の可能性についての研究

本研究の目的は異なった年次における国勢調査と農業センサスの小地域統計の統合的利用のための方法を開発し,GIS(地理情報システム)を用いて可視化することである.まず,パイロット・スタディにおいて両統計間,そして異なった年次間での小地域統計の分析・可視化の手法(くりぬき法,および可住地基準を用いた比較可能区域設定法)を確立した.この手法的な確立を受けて,より大きな地域スケールでの分析を岩手県北東部(平成の大合併前の時点における13町村)において実施した.この研究の成果は,戦後の日本縁辺部の社会経済的動態を従来よりもはるかに正確かつ高精度に示している.本年度は,本課題の採択に先立って実施した,岩手県久慈市山形町を事例としたパイロットスタディの公刊(梶田2013)を受けて,同町を含む岩手県北三陸地域(山田町洋野町)に対象地域を拡大させて作業を進めた.具体的には,総務省統計図書館が保管している国勢調査の調査区地図をもとに,地理情報システム(GIS)上で調査区/基本単位区の境界データを作成し,各調査年の区域および農業センサスの小地域統計(農業集落カード)の区域との対応関係とこれらの統合的な利用の可能性について検討した.さらに,島嶼地域の事例として島根県隠岐地域でも同様の作業を進めている.分析手順の標準化についてはおおむね目処がたったと考えている.本年度末からは,一部の作業をGISに熟達したアルバイトに委託し,作業のさらなる効率化・標準化を図っており,次年度以降の研究に向けたマニュアルの作成も検討している.さらに,国土縁辺部における小地域統計の各区域には非可住地が多く含まれるため,可住地情報を組み込むことによってより正確な可視化をはかることも試みている.本年度は,農業集落カードを中心とした農業センサスにおける地域統計の整備過程とその思想の分析も行った(梶田2014).この作業を通じて明らかになったもっとも重要な点は,農政の立案・運用に資することを主たる目的としている農業センサスでは年次間での比較可能性よりも,その時々の政策課題に対応した情報を収集することが重視されてきたことである.昨年度までに小地域統計の整備過程の考察と集計項目に関する整理が完了したことを受けて,本年度は農村地域における小地域統計の比較可能性を拡大させるための検討作業を中心に研究を進めた.その結果,可住地情報を用いることにより,集落の隔絶性が高い山村や離島において(1)人口分布の再現性を向上させる手法,(2)異なる年次・統計間で比較可能な区域を拡大するための判定手法,の2つを案出することができ,島根県島後地域を対象にこれらの手法を援用した実証分析を行った.その成果は現在学会誌に投稿中である.また,本研究の知見を踏まえ,小地域統計を活用することによりどのような研究の地平を切り開くことができるのかを示すために,これまで行ってきた山村や離島(岩手県久慈市山形町・島根県島後(隠岐の島町))とは性格の異なる農村地域(農村地域を内包した地方都市を含む)の境界および統計データの整備も進めており,次年度はこれらを利用して現地調査を含めた分析を行うことを予定している.過去2年間の分析を通じて,小地域統計および区域データの入手からGISを用いた可視化および比較の手順が概ね確立したことを受けて,対象地域を久慈市山形町を含む岩手県北東部(九戸郡・下閉伊郡(平成の大合併以前における旧13町村))に拡張し,本研究で開発された「切り抜き法」を用いた調査区/基本単位区単位での国勢調査人口の可視化を行うと共に,人口分布変化,および将来予測の分析を行った.あわせて,住宅地図や事業所名鑑等を用いて,1980年時の事業所の立地分析を行い,産業別就業者数の分布と対応付けて考察し,既存の山村あるいは過疎地域における産業や社会変化を扱った既存研究の知見と整合的であることをマクロスケールにおいて確認することができた.この成果は現在,学術雑誌への投稿に向けて準備を進めている.本研究の目的は異なった年次における国勢調査と農業センサスの小地域統計の統合的利用のための方法を開発し,GIS(地理情報システム)を用いて可視化することである.まず,パイロット・スタディにおいて両統計間,そして異なった年次間での小地域統計の分析・可視化の手法(くりぬき法,および可住地基準を用いた比較可能区域設定法)を確立した.この手法的な確立を受けて,より大きな地域スケールでの分析を岩手県北東部(平成の大合併前の時点における13町村)において実施した.この研究の成果は,戦後の日本縁辺部の社会経済的動態を従来よりもはるかに正確かつ高精度に示している.概ね当初の研究計画に記した通りの進捗状況にあるため.地理学過去2年間の成果を踏まえて,性格の異なるいくつかの農村地域を事例に,小地域統計を活用した実証分析を行うことで,この資料の利用可能性を提示していきたい.また,本研究の成果の一つとして小地域統計の利活用に関する教科書の取りまとめについても検討している.おおむね研究計画に記した通りの作業の進展および成果を達成することができたため.当初の研究計画通りに作業を進めていくことを予定している.また,本研究を通じて開発された手法を用いて,農村地域の戦後動態をめぐるいくつかの論点についての検証作業も手がけていきたいと考えている.
電子分光及び量子化学による生体分子の立体ダイナミクスに関する研究

1.生体関連分子の速度分解ペニングイオン化電子分光本研究では、アダマンタン類を測定対象分子とし、速度分解ペニングイオン化電子分光法を用いて励起原子と分子との相互作用の異方性に関する情報を得た。アダマンタンは抗ウィルス薬として用いられているなど重要な生体分子であり、製薬におけるコンピューターシミュレーションで必要とされる分子間相互作用ポテンシャルに重要な知見が得られた。また、アダマンタンに臭素を付加した化合物における相互作用の異方性と電子密度分布の相関を見いだした。2.ペニングイオン化電子分光法による電子相関バンドの帰属2および3臭化チオフェンのイオン化状態の計算に基づき、ペニングイオン化電子スペクトルに見られる電子相関バンドの帰属について情報を得た。特に本研究では衝突速度分解測定を併用することで、電子相関バンドの帰属をほぼ確定的にすることが出来た。また、同様に、二硫化炭素のペニングイオン化電子スペクトルに見られる電子相関バンドや超励起原子から放出された電子に由来するバンドの帰属を提案した。3.ハロゲン原子との分子内水素結合臭素や塩素と水酸基を有する分子の分子内水素結合による軌道反応性と部分イオン化断面積の衝突エネルギー依存性を測定した。また、励起ヘリウム原子を価電子配置の同じリチウム原子で代用することで相互作用ポテンシャル面を計算し、立体反応ダイナミクスについて検討した。以上の成果を、既に学術雑誌に発表した。
細胞外基質への接着に伴うΔNp63発現低下を介した膀胱癌の浸潤転移機序の解明

膀胱癌は尿を介して癌細胞が播種することで、尿路内に多発する。癌細胞播種の機序を明らかにすることが、膀胱癌の膀胱内再発を抑制する治療法の開発につながる。本研究では、浮遊している膀胱癌細胞塊が細胞外基質に接着すると転写因子ΔNp63αが急速に分解されることを発見した。さらに尿路内播種実験モデルを独自に開発し、この実験モデルを用いてΔNp63αの分解が癌細胞の播種に関与している可能性を示した。平成26年度はΔNp63α蛋白の発現調整メカニズム、および尿路上皮癌スフェロイドの機能解析アッセイ法の樹立に注力した。ΔNp63α蛋白は接着を契機に減弱するが、proteasome阻害剤により減弱が抑制されたことから、proteasomeによる分解が関与していることが明らかとなった。またGSK3阻害剤でも減弱が抑制されたことから、GSK3によるリン酸化を介したFbw7の関与が示唆された。一方、機能解析のためのアッセイ法として、in vitro尿路腔内播種モデルを樹立した。すなわち、まず不死化正常尿路上皮細胞SV-HUC-1にGFPを導入した。GFP導入SV-HUC-1をコンフルエントの状態にし、その上に尿路上皮癌スフェロイドを静置した。スフェロイド中の癌細胞は、時間とともにSV-HUC-1を排除し、直接細胞外基質に接着することを見出した。患者生体内において尿路上皮癌細胞は尿を介して尿路上位細胞に着床すると考えられており、本現象をin vitro尿路腔内播種モデルとして機能解析アッセイ法に用いることとした。当初はCTOS法を用いて調整した初代培養癌細胞に遺伝子導入を行い、機能解析を行う予定であった。しかし、大腸癌や肺癌から調製した初代培養癌細胞に遺伝子導入を行った経験から、尿路上皮癌初代培養癌細胞はその特性のために遺伝子導入を行うことが容易ではないことが判明した。そこで遺伝子導入が容易な癌細胞株を用いることとした。本研究のきっかけとなった事象(接着を介したΔNp63α蛋白の発現調節)が癌細胞株でも生じるかを確認した。まず培養皿への接着を阻害して高密度で細胞を培養することにより、癌細胞株をスフェロイドの状態で浮遊培養が可能なことを明らかにした。さらに浮遊状態の癌細胞株スフェロイドはΔNp63α蛋白が、通常の接着培養に比べて高発現していることを見出した。癌細胞株を細胞間接着が保たれた多細胞塊の状態で培養すると、単一細胞で浮遊培養した際に生じる細胞死(anoikis)が劇的に回避された。癌細胞株を多細胞塊として扱うことで、安定して浮遊状態で培養することが可能となった。次に、浮遊状態の多細胞塊では接着状態に比べて癌細胞のΔNp63α蛋白の発現が顕著に上昇していることを発見した。ΔNp63αのmRNA発現は変化が無く、蛋白量の発現低下はMG132およびGSK3阻害剤により抑制されたことから、接着によるΔNp63αの発現低下にはproteasomeによる分解が関与していた。接着状態では浮遊状態に比べてE-cadherinの発現が低下し、N-cadherinの発現が上昇していた。続いてin vitroで膀胱癌の腔内播種モデルを作製した。浮遊状態で培養した多癌細胞塊を2次元培養した正常尿路上皮細胞(SV-HUC)に静置すると、癌細胞は尿路上皮細胞を排除して、上皮細胞下の細胞外基質に接着した。なお癌細胞株だけではなく、手術検体から直接調製した初代培養癌細胞スフェロイドでも、接着によるΔNp63αの発現低下、proteasomeによる分解、E-cadherinの発現低下、尿路上皮細胞下の細胞外基質への接着を確認した。さらに播種モデルにおけるΔNp63αの関与を、ΔNp63α強制発現・ノックダウン株を用いて検討した。尿路上皮細胞下の細胞外基質への接着面積はΔNp63α強制発現株では減少し、ノックダウン株では増大した。また経尿道的に切除した筋層非浸潤性癌の臨床検体を免疫組織染色し、ΔNp63の発現と膀胱内再発との相関を検討したところ、ΔNp63染色スコアは非再発群が再発群と比較して有意に高かった。ΔNp63αの発現調節のメカニズムを明らかにした。その結果、蛋白レベルでの調節であることが判明したため、予定していたマイクロアレイは実施しなかった。一方、スフェロイドを用いた新規の機能解析アッセイ法の樹立に成功した。初代培養癌細胞での遺伝子導入は断念したものの、矛盾なく癌細胞株を実験系に組み入れることに成功した。癌細胞株は初代培養癌細胞に比較して、培養法や遺伝子導入法などを含めた扱いが容易である。すでにΔNp63α強制発現株・発現抑制株を樹立した。膀胱癌、分子生物学強制発現株・発現抑制株を用いて、in vitro

尿路腔内播種モデルにおける機能解析を行う。ΔNp63αの発現変化により調節されている下流分子の発現解析を行う。一方で、接着が励起するΔNp63αの上流分子の解析を行う。並行して、臨床検体から調整した初代培養癌細胞も用いた検討も行う。非筋層浸潤癌の臨床検体を用いてΔNp63の発現免疫染色を行い、膀胱内再発との相関を検討する。また癌細胞株UMUC3を用いた経尿道注入による同所性モデルを樹立し、in vivoモデルによるΔNp63αの関与を検討する。
細胞表面機能分子、CD38を介した細胞内情報伝達機構の解析

CD38を介したB細胞の活性化にはBtkが重要な役割を果たすことをこれまでに明らかにしてきた。今回の研究課題ではその情報伝達系の解明に向けた研究を推進した。BtkはSrc型チロシンキナーゼと相互作用し得ることから、我々はCD38を介したB細胞活性化におけるFyn、Lynの関与についてそれぞれの遺伝子欠損マウスを用いて解析した。その結果、fyn-/-マウスB細胞ではCS/2抗体単独刺激による増殖応答やIL-5Rα鎖の発現は野性型マウスのB細胞よりやや低下しており、lyn-/-マウスB細胞ではCS/2抗体に対する反応性がfyn-/-マウスB細胞よりさらに低下していた。fyn-/-lyn-/-マウスのB細胞はCS/2抗体刺激に不応答であり、IL-5Rα鎖の発現誘導は見られず、IL-5共存下でも増殖、IgM産生の亢進は認められなかった。CD38刺激によるBtkのチロシンリン酸化はfyn-/-マウスB細胞では認められたがlyn-/-マウスB細胞およびfyn-/-lyn-/-マウスB細胞では認められなかった。これらの結果から、CD38を介したB細胞活性化にはFyn、Lynの両方が関与する伝達系が存在し、相乗的に働いていることが示唆された。また、Btkの活性化に対してはLynがその上流に位置していると考えられた。Bukを含むシグナル伝達系を明らかにするもう一つのアプローチとしてXIDマウスで変異を含むBtkのPH領域に注目してこの領域に会合する分子の同定を試み、IL-5刺激によりBtk活性が亢進する早期B細胞株Y16由来のcDNAライブラリーから547アミノ酸から構成されると考えられる分子のcDNAを単離した。予想されるアミノ酸配列はプロリン残基、セリン残基に富み、3箇所のチロシンキナーゼによるリン酸化モチーフを含んでいた。
胸部単純X線写真における類似差分画像法の開発に関する研究

本研究の目的は,正常症例の大規模なデータベースの中から選び出した類似画像を,読影対象画像から差分して病巣陰影を強調する類似差分画像法を開発することである。平成15年度と平成16年度の2年間で得られた研究成果は以下の通りである。ここでは,読影の対象となる画像をターゲット画像,正常胸部写真の画像データベースから選ばれたターゲット画像と似ている画像を類似画像と呼ぶことにする。1.車載型CR肺癌検診を実施している岩手県予防医学協会の協力を得て,平成8年度平成9年度に撮影が行われた被験者の中から,正常の判定が得られた8776枚(女性5352枚,男性3424枚)のディジタル胸部単純写真を含む大規模画像データベースを構築した。2.肺野の幅と長さでまず探索対象画像を絞込み,次に,画像の相関値を類似度の尺度として,類似度の高い10枚を類似画像として探索する方法を考案した。3.類似画像の回転および平行移動を伴うグローバルマッチングと.テンプレートマッチング法に基づく局所的に非線形な画像変形を行って,ターゲット画像から画像変形後の類似画像を差分して類似差分画像を作成する手法を開発した.4.肺野に腫瘤の存在する5症例のターゲット画像の類似差分画像(合計40枚)に対して,アーチファクトに関する主観的評価を行った。その結果,ターゲット画像に対する類似画像を10枚程度に絞り込めば,その中には,アーチファクトが比較的少なく,かつ,病巣陰影のコントラストが強調された類似差分画像が40%程度存在することが示された。したがって,類似差分画像は,肺癌などの胸部の病変の検出に有用であると考えられた。胸部単純写真の類似差分画像法を開発するのが本研究の目的である.具体的には,読影の対象画像と,データベースに含まれる類似した他人の画像を差分することによって,正常構造を除去して,、対象画像に含まれる病巣陰影だけを強調する手法を開発する.平成15年度は以下の事項について研究を行った.1.研究環境の整備LINUXをOSとしたPC(DELL Precision 650)を購入し,アルゴリズムの開発環境を整えた.2.画像データベースの構築computedradiography(CR)システムを利用した平成8-9年の肺癌検診で,これまでに要精密検査の指摘を受けていない8,776枚の正常胸部写真を含む画像データベースを構築した.画像を選択した後,被検者のプライバシーを守るために,すべての画像の患者情報を含むヘッダーを除去した.3.類似画像検索アルゴリズムの開発データベースに含まれる画像を男女別,肺野のサイズ別に分類したサブセットを作った.対象画像と対応するサブセット内で,相互相関値を類似度として類似画像を10枚検索するようなアルゴリズムを作った.4.差分画像アルゴリズムの改良以前我々が開発していた同一人の差分である経時的差分画像法において,非線形画像変形の許容度を拡大して,他人同士の差分にも適用できるように改良した.5.類似差分画像の評価画像データベースとは別に,肺野内に腫瘤を持つ10枚の対象画像を選び,それぞれ10枚の類似差分画像(合計100枚)を作成して,放射線科医師が臨床的有用性を主観的に評価した.その結果,10例すべての対象画像に対して,それぞれ平均5枚の類似差分画像で臨床的有用性があると判断された.ディジタル胸部単純写真において,正常構造を除去し,病巣陰影だけを強調することのできる類似差分画像法を開発することが,本研究の目的である.類似差分画像法とは,同一患者の過去画像が無くても,今回撮影された対象画像から類似する他人の正常画像を差分し,病巣陰影だけを強調する手法である.平成15年度は類似差分画像法の基本的なアルゴリズムを作成し,また,Computed Radiography (CR)システムで撮影された正常胸部単純写真8,766枚を含むデータベースを構築した.

さらに,平成16年度には次のような研究成果が得られた。1.対象症例と他人のオリジナル画像,および肋骨エッジを強調した画像の相互相関係数を,胸部単純写真の類似度を示す物理的尺度として用いることの有用性が示された。2.正常胸部単純写真を含む大規模データベースから,ターゲット画像と類似する他人の正常画像を選ぶとき,計算時間を短縮させるため,まず,同じ性別を選び,さらに,肺野の幅と高さが同程度の画像に絞り込んでから類似差分画像を作成する方法を実施した。3.類似差分画像の肺野内に設定した長方形関心領域内のヒストグラムを分析した結果,アーチファクトが増大するほどヒストグラムの幅が広くなることが分り,ヒストグラム分析はアーチファクトの評価に有効であることが分かった。4.結節状陰影を有する症例に対して類似差分画像法を適用した結果,データベースに含まれる画像のうち類似度が10番目以内の他人との類似差分画像はアーチファクトが比較的少なく,結節状陰影の検出において臨床的に有用であることが示唆された。
樹状細胞のDelta-Jaggedの制御を応用した炎症性腸疾患に対する治療開発

樹状細胞のDelta-Jaggedの制御を応用した炎症性腸疾患に対する治療開発は未だに行われていない。本研究の結果より、Jagged-1を強制発現させた樹状細胞の移入によって実験的腸炎モデルにおける腸炎が有意に改善することが示された。Jagged-1強発現樹状細胞は制御性T細胞を誘導し腸炎の改善効果につながるものと考えられた。以上の結果から樹状細胞に発現するDelta, jaggedの制御が炎症性腸疾患患者に対する新たな治療法となるものと期待される。【目的】自然腸炎発症モデルマウスを用いた腸内細菌抗原に対する樹状細胞のDelta Jaggedの発現制御機構の解明【研究成果】自然腸炎発症モデルであるIL-10ノックアウトマウス(クローン病類似モデル)およびTCRα受容体ノックアウトマウス(潰瘍性大腸炎類似モデル)を用いて、腸管内から樹状細胞を採取し、bacterial lysateを1から100μg/mlの濃度で刺激を行った。その結果、IL-10ノックアウトマウスおよびTCRα受容体ノックアウトマウスから抽出したいずれの樹状細胞においてもJagged-1の発現が増強していた。また、IL-10ノックアウトマウスでは野生型マウスに比して、腸間膜リンパ節における制御性T細胞占める割合は有意に高いことが証明された。このことから、IL-10ノックアウトマウスでは制御性T細胞は十分に誘導されているものの、IL-10産生が認められないために腸炎が発症するものと推測された。TCRα受容体ノックアウトマウスにおいても、制御性T細胞占める割合は有意に高く、しかしながら、IL-10の産生は十分にみとめられ、このマウスにおける腸炎発症機序は制御性T細胞以外の粘膜防御機構にあることが推測された。さらにマウスから単離した樹状細胞にJagged-1発現プラスミドをtransfectionさせ、粘膜内リンパ球CD4陽性細胞した結果、培養上清中のサイトカインではTh2サイトカインである、IL-4, IL-5およびIL-10産生が有意に増強されることを確認した。現在Delta発現プラスミドをtransfectionさせることにより、サイトカイン産生に与える影響を検討している。【目的】炎症性腸疾患モデルにおける樹状細胞上のJagged-1強制発現による免疫監視機構の解明と炎症性腸炎患者に対する治療への応用【研究成果】先ずSJLマウスの骨髄細胞から作製した樹状細胞にJagged-1発現プラスミドをトランスフェクションし、この細胞をSJLマウスの腹腔内に注入した。さらにこのマウスにトリニトロベンゼンスルホン酸を用いてTh1反応有意な腸炎を誘導しところ、コントロールプラスミド注入群に比して腸炎の程度は有意に改善していた。それぞれのマウスから腸管内リンパ球を取り出しサイトカイン産生をELISAにて測定したところ、Jagged-1強制発現樹状細胞を注入したマウス由来の腸管内リンパ球からのIFN-γ産生は有意に低下し、IL-10産生は有意に増加していた。Jagged-1強制発現樹状細胞とCD4陽性CD25陰性粘膜内リンパ球を共培養したところCD25陽性Foxp3陽性細胞の誘導が可能となった。上記の結果よりJagged-1発現は粘膜局所における制御性T細胞の誘導することにより腸炎が改善することが証明された。