hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＰＲＭＴ１シグナル伝達系の免疫反応および免疫関連疾患発症における役割

B細胞特異的PRMT1欠損マウスを作成し、B細胞の分化・機能におけるPRMT1の役割を解析した。その結果PRMT1は、B細胞の分化に必要であること、PRMT1を欠失させることにより、T細胞非依存性の抗体産生は減少し、T細胞依存性の抗体産生は増加していることを明らかした。この結果は、同じ抗体産生であってもT細胞の関与によりそのメカニズムが異なること、PRMT1はそれぞれ正反対に機能していることを示唆している。PRMT1(flox/flox)CD19(+/+)マウスとPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)の免疫応答の違いをみるために、NP-OVA/Alum、NP-FicollまたはNP-LPSで刺激後、NP特異的抗体をELISA法にて測定した。NP-OVA/Alumで免疫後、NP特異的IgM抗体及びIgG抗体は、PRMT1(flox/flox)CD19(+/+)マウスとPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスで差がみられなかった。NP-FicollまたはNP-LPSで刺激後、NP特異的IgM抗体及びIgG3抗体はPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスで有意に減少していた。PRMT1はT細胞依存性の抗体産生には影響しないが、T細胞非依存性の抗体産生に何らかの役割を果たしていると考えられた。B細胞の活性化について詳しく解析するために、両マウスからsplenic B細胞を調整して、in vitroで刺激したところ、カルシウムの取り込みやactivation markereの発現に差は見られなかった。CFSEでラベルし分裂回数をFACSで測定したところ、PRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウス由来のsplenic B細胞は、PRMT1(flox/flox)CD19(+/+)マウスよりも分裂せず、また細胞数も減少していた。以上の結果より、PRMT1は抗原刺激後のB細胞の増殖に関与しているものと考えられる。B細胞特異的にPRMT1を欠損したマウスを作成するために、PRMT1(flox/flox)マウスとCD19(cre/cre)マウスを掛合わせ、さらにその子を掛合わせることにより、PRMT1(flox/flox)CD19(+/+)マウスとPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスを作成した。B細胞特異的にPRMT1が欠損していることを確認するため、PRMT1(flox/flox)CD19(+/+)マウスとPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスからspleenを摘出し、spleenからautoMACSを使用してB細胞とnon-B細胞に分離し、各細胞から細胞抽出液を調製しウエスタン法によってPRMT1の発現を確認した。その結果genotype通りにPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウス由来のB細胞のみPRMT1の発現が欠損していた。次に、PRMT1(flox/flox)CD19(+/+)マウスとPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウス内でのリンパ球のsubpopulationを解析したところ、PRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスでは、pre-B細胞以後の各分化段階のB細胞の数はPRMT1(flox/flox)CD19(+/+)マウスに比べると有意に減少していた。T細胞に関しては有意な差はなかった。PRMT1(flox/flox)CD19(+/+)マウスとPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスの血清中のイムノグロブリン濃度をELISA法にて測定したところ、IgM、IgGa、IgG2bとIgG3の濃度は有意に減少していたが、IgAとIgG2aについては有意さは認められなかった。以上結果から、PRMT1はB細胞分化に重要な働きをしていることが明らかになった。B細胞特異的にPRMT1を欠損させたPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスはコントロールマウスと比較すると、B細胞の数が顕著に減少していたにもかかわらず、T細胞依存性の抗体産生においては、コントロールマウスと差が見られなかった。T細胞非依存性の抗体産生は、PRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスはコントロールマウスと比較すると減少しており、これはB細胞数の減少を反映しているものと考えられた。この違いを明らかにするため、両マウスからsplenic B細胞を調製し、IL-4とanti-CD40L存在下で培養し、その抗体産生について比較した。その結果、培養上清中に産生されたIgG1の量に差がなかったが、IgG1にclass switchした細胞数は、PRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスはコントロールマウスと比較すると約半分だった。このsplenic B細胞の結果は、PRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスにおいては、IgG1の抗体産生能が約倍になっていることを示唆している。以上の結果からin vivoにおいて、PRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)

マウスは、コントロールマウスに比較してB細胞が減少しているにも関わらず、その抗体産生に差がないのは、形質細胞当りの抗体産生量が増加しているからだと考えられ、PRMT1は形質細胞の抗体産生に関与していると思われる。これまでの研究結果をまとめてFEBS Letters誌に投稿した。レビュアーの指摘に答えることにより最終的に、FEBS Letters誌にアクセプトされた。本研究ではB細胞の分化・機能におけるPRMT1(protein Arginine Methyltransferase 1)の役割を明らかにするために、B細胞特異的欠損マウスを作成しその解析を行った。その結果、PRMT1は、1)B細胞の分化に必要であること、2)T細胞非依存性の抗体産生に必須であるが、T細胞依存性の抗体産生には関与していないことなどが明らかとなった。また今年度レビュアーの指摘により行った実験などにより、T細胞非依存性の抗体産生を担っているMZB(marginal zone B)細胞をin vitroで刺激すると、分裂回数(CFSEラベルで測定)に差が見られなかったが、抗体産生量はPRMT1欠損MZB細胞で有意に減少していた。T細胞依存性の抗体産生を担っているFOB(follicular B)細胞をin vitroで刺激すると、分裂回数に差が見られなかったが、抗体産生量は逆に、PRMT1欠損FOB細胞で有意に増加していた。以上の結果から、同じ抗体産生にも関わらず、PRMT1は、MZB細胞とFOB細胞で逆の制御をしていると考えられる。抗体産生細胞では小胞体のリモデリングが起きてタンパク質合成が増強されて、高い抗体産生を保証している。今後、PRMT1がこの小胞体の機能にどう関わっているのかを明らかにし、MZB細胞とFOB細胞での抗体産生メカニズムの違いを解析していく予定である。B細胞特異的PRMT1欠損マウスを作成し、B細胞の分化・機能におけるPRMT1の役割を解析した。その結果PRMT1は、B細胞の分化に必要であること、PRMT1を欠失させることにより、T細胞非依存性の抗体産生は減少し、T細胞依存性の抗体産生は増加していることを明らかした。この結果は、同じ抗体産生であってもT細胞の関与によりそのメカニズムが異なること、PRMT1はそれぞれ正反対に機能していることを示唆している。B細胞特異的にPRMT1を欠損させたPRMT1(flox/flox)CD19(cre/+)マウスはコントロールマウスと比較すると、T細胞依存性の抗体産生能が増強しており、PRMT1が形質細胞の抗体産生に関与していることを明らかにしたので。免疫学これまでの研究により、PRMT1がT細胞依存性の抗体産生を増強していることが明らかになった。そこでELISpotアッセイを行い、単一細胞当りの抗体産生能がどのくらい増加しているかを測定する。形質細胞は抗体産生に特化した細胞である。抗体産生が効率よく行なわれるためにはautophagyによるアミノ酸供給が必要である。
MR Angiographyにおける血管認識と血管撮影像との融合の自動化の試み

平成16年度も医学部附属病院におけるMRI装置の更新はなく、子宮動脈に対するMR Angiogarphy (MRA)の画像の高精細化ははかれなかった。また、子宮動脈塞栓術に用いる塞栓物質の変更もあり、これまでと直接比較することが困難となった。そのためより高精細な画像が得られるCT angiography (CTA)の検討を引き続き行った。昨年度同様にCTAとDSAの両者がルーチンで行われている、生体腎移植ドナー症例にて検討を続けていった。さらなる症例の蓄積を行い、マルチスライスCTを用いたCTA画像は血管撮影像のみならず、手術所見とも一致することをしめし、この結果は北米放射線学会にて発表した。一方3次元座標自動認識システムに関する検討についても、引き続きCTA画像を用いて検討を行った。昨年度は腹腔鏡下手術にて行われている生体腎移植ドナー症例を対象としたが、今年度は腹腔鏡下手術を行う腎腫瘍症例にも応用の範囲を広げた。今年度我々は移植医および泌尿器科医に対して、一般のCT angiographyの3次元画像のみならず、昨年度提唱した腹腔鏡下手術時の内視鏡画像を模した仮想腹腔鏡(virtual lapaloscopy)画像を作成した。この画像は臨床ベースで提供され、移植医のみならず泌尿器科医からもその有用性を高く評価された。我々の仮想腹腔鏡像と術中腹腔鏡画像とを比較した検討では、仮想内視鏡画像が実際の術中腹腔鏡画像と一致することを示された。この結果は北米放射線学会にて発表し、"Certificate of Merit" Awardを受賞した。平成15年度は、今回導入した3次元画像解析ソフトウエアにより作成したMR Angiogarphy(MRA)と血管撮影(DSA)像との比較を試みたが、当院でこれまで蓄積されていたMRA像は機器の性能の低さから、子宮動脈の末梢描出能が十分でないことが判明した。そのためより高精細な画像が得られるCT angiography(CTA)とDSAとの比較をまず試みることとした。子宮筋腫症例ではCTangigraphyは撮影されないため、CTAとDSAの両者がルーチンで行われている、生体腎移植ドナー症例にて検討を行った。これによりマルチスライスCTを用いたCTA画像は血管撮影像と一致し、CTAによりDSAと同等の血管描出をしうるのみならず、腎動脈の血流支配領域をも推定できることが明らかとなり、この結果は北米放射線学会にて発表した。一方3次元座標自動認識システムに関する検討についても、まずはCTA画像を用いて、その有用性を検討することとした。同様に生体腎移植ドナー症例を対象としたが、当施設では生体腎移植ドナーの腎摘出術は、低侵襲的手技として注目されている腹腔鏡下手術にて行われている。そこで我々は移植医に対して、今回導入した3次元画像解析ソフトウエアを用いて、これまで一般に行われてきた3次元画像による血管画像ではなく、腹腔鏡下手術時の内視鏡画像を模した仮想腹腔鏡(virtual lapaloscopy)ともいうべき画像の作成を試みた。この画像は移植医からその有用性を高く評価されたため、腹腔鏡下手術時の内視鏡の3次元座標自動認識システムと仮想腹腔鏡画像との融合を試みることとした。現在、導入した3次元座標認識装置と3次元画像解析ソフトとの連携システムの構築をめざし、システムの開発を進めている。
情報ハイディングと画質改善法を用いた画像圧縮効率の向上

情報ハイディング技術の新たな応用として,画像情報圧縮への適用に関して検討を行った.JPEG画像を対象に,エントロピー符号化された色差成分の離散コサイン変換(DCT)係数を輝度成分のDCT係数に埋め込むことによって,圧縮効率の向上を目指した.また,圧縮や埋め込みによる画質劣化を後処理で改善するため,最大事後確率推定を用いた画質改善法も併用した.性能評価実験の結果,色差成分の埋め込みによって一定の圧縮効率の向上が確認できたが,画質改善法の適用の方が効果が大きいことがわかった.また,埋め込みと画質改善法の併用が最も効果的であることがわかった.情報ハイディング技術は,画像や音などのメディアデータの中に有用な情報を埋め込む技術である.本研究は,情報ハイディング技術の新たな応用として,画像情報圧縮への適用に関して検討を行う.情報ハイディングでは,情報を埋め込んだ後の表向きのメディアデータに不自然さを生じさせないことが望まれる.本研究は,このような情報ハイディングの特質を損なわない応用として,標準規格の非可逆圧縮カラー画像を対象に,その圧縮効率の向上を目指す.昨年度はJPEGカラー画像を対象に,ハフマン符号化された色差成分の離散コサイン変換(DCT)係数を輝度成分のDCT係数に埋め込む方式を検討し,一定の圧縮効率の向上が確認できた.本年度は,この提案方式をJPEG2000カラー画像に適用させる検討を行った.JPEG2000画像への適用では,算術符号化された色差成分を輝度成分の離散ウェーブレット変換(DWT)係数に埋め込むことになる.JPEG2000はJPEGと比べて符号化・復号化処理が複雑で計算コストも非常に高いが,JPEG2000に対する提案方式を実装することには成功した.しかしながら,算術符号化された色差成分の埋め込みによって,輝度成分のデータサイズが埋め込まれた色差成分のデータサイズ以上に増加するという結果になった.その結果,JPEG2000カラー画像に対しては,埋め込みによる圧縮効率の向上は実現できなかった.一方,JPEG画像に対しては,偶数DCT係数と奇数DCT係数の頻度の違いを考慮した埋め込み法を新たに考案し,それを考慮しない場合と比べて圧縮効率の向上が実現できた.情報ハイディング技術は,画像や音などのメディアデータの中に有用な情報を埋め込む技術である.本研究は,情報ハイディング技術の新たな応用として,画像情報圧縮への適用に関して検討を行った.情報ハイディングでは,情報を埋め込んだ後の表向きのメディアデータに不自然さを生じさせないことが望まれる.本研究は,このような情報ハイディングの特質を損なわない応用として,標準規格の非可逆圧縮カラー画像を対象に,その圧縮効率の向上を目指した.初年度はJPEGカラー画像を対象に,エントロピー符号化された色差成分の離散コサイン変換(DCT)係数を輝度成分のDCT係数に埋め込む方式を検討し,完全に実装することができた.QIMを用いた埋め込み法によって,埋め込みによる輝度成分の変化をできるだけ抑制した.更に,埋め込みによる輝度成分の画質劣化などを改善するため,MAP推定を用いた画質改善法を併用した.性能評価実験の結果,色差成分の埋め込みによって一定の圧縮効率の向上が確認できたが,画質改善法の適用の方が効果が大きいことがわかった.埋め込みと画質改善法の併用が最も効果的であることがわかった.次年度は,提案方式をJPEG2000カラー画像に適用させる検討を行った.しかし,色差成分の埋め込みによって,輝度成分のデータサイズが埋め込まれた色差成分のデータサイズ以上に増加するという結果になり,JPEG2000カラー画像に対しては,埋め込みによる圧縮効率の向上は実現できなかった.最終年度は,JPEG XR画像への提案法の実装を検討したが,JPEG XR符号化ソフトウェアの十分な解析ができずに,実装途中段階での終了となった.研究期間全体を通して,JPEGカラー画像に対してのみ圧縮効率の向上が確認できた結果になったが,現在最も普及しているJPEGに対して有効性を示すことができたことは十分に意義があると思われる.情報ハイディング技術の新たな応用として,画像情報圧縮への適用に関して検討を行った.JPEG画像を対象に,エントロピー符号化された色差成分の離散コサイン変換(DCT)係数を輝度成分のDCT係数に埋め込むことによって,圧縮効率の向上を目指した.また,圧縮や埋め込みによる画質劣化を後処理で改善するため,最大事後確率推定を用いた画質改善法も併用した.性能評価実験の結果,色差成分の埋め込みによって一定の圧縮効率の向上が確認できたが,画質改善法の適用の方が効果が大きいことがわかった.また,埋め込みと画質改善法の併用が最も効果的であることがわかった.情報ハイディング技術は,画像や音などのメディアデータの中に有用な情報を埋め込む技術である.本研究は,情報ハイディング技術の新たな応用として,画像情報圧縮への適用に関して検討を行う.情報ハイディングでは,情報を埋め込んだ後の表向きのメディアデータに不自然さを生じさせないことが望まれる.本研究は,このような情報ハイディングの特質を損なわない応用として,標準規格の非可逆圧縮カラー画像を対象に,その圧縮効率の向上を目指す.本年度はJPEGカラー画像を対象に,エントロピー符号化された色差成分の離散コサイン変換(DCT)係数を輝度成分のDCT係数に埋め込む方式を検討した.原カラー画像が入力され,出力として輝度成分のみの圧縮濃淡画像が得られる.表向きはJPEG濃淡画像であるが,そこから色差成分を抽出することによって,カラー画像を復元することができる.埋め込みによって色差成分の情報量は削減できるが,輝度成分のDCT係数が変化する.それは画質を劣化させ,更に輝度成分の情報量を増加させる場合が多い.

従って,JPEGカラー画像の圧縮効率を向上させるためには,埋め込みによるDCT係数の変化ができるだけ少ない埋め込み法を用いる必要がある.そのためここでは,QIM(Quantization Index Modulation)を用いた埋め込み法を用いた.また,圧縮や埋め込みによる画質劣化を後処理で改善するため,最大事後確率推定(MAP推定)を用いた画質改善法も併用した.実験の結果,色差成分の埋め込みによって一定の圧縮効率の向上が確認できたが,画質改善法の適用の方が効果が大きいことがわかった.埋め込みと画質改善法の併用が最も効果的であることがわかった.本年度は,昨年度JPEGカラー画像に対して提案した方式をJPEG2000カラー画像に適用させる検討を行った.JPEG2000では周波数変換としてDWTが用いられ,エントロピー符号化として算術符号が用いられているため,JPEG2000画像への適用では,算術符号化された色差成分を輝度成分のDWT係数に埋め込みを行った.しかし,JPEG2000ではQIM(Quantization Index Modulation)の適用に際して,輝度成分のDWT係数の量子化を行う時点で量子化幅を知ることができず,従って,量子化器を用意できない問題点があった.DWT係数の表現精度は,利用者が指定した圧縮率のもとで画像歪みを最小化するように,符号化の最終段階で決められる.即ち,符号化の最終段階で初めて量子化幅が決定されることになる.従って,埋め込み処理は復号化の途中で行うこととした.情報が埋め込まれた量子化DWT係数に再度JPEG2000符号化処理を行って,情報が埋め込まれたJPEG2000濃淡画像を得た.ただし,再符号化では,可逆(ロスレス)圧縮を行う必要があった.以上のように,JPEG2000ではJPEGと比べて符号化処理が複雑であったが,JPEG2000に対する提案方式を実装することには成功した.しかしながら,実装後の性能評価実験で,JPEG2000画像への埋め込みによる圧縮効率の向上が実証できなかったため,研究はやや遅れていると評価せざるを得なかった.標準規格のJPEGカラー画像を対象に,ハフマン符号化された色差成分のDCT係数を輝度成分のDCT係数に埋め込む方式を完全に実装することができた.原カラー画像の符号化では,色差成分のDCT係数は,量子化とハフマン符号化されて埋め込み情報となる.輝度成分の量子化時に,QIMを用いて埋め込み情報を埋め込む.その後,輝度成分の量子化DCT係数をハフマン符号化してJPEG濃淡画像を得る.復号化では,JPEG濃淡画像をハフマン復号化して輝度成分の量子化DCT係数を得る.その量子化DCT係数から抽出された埋め込み情報をハフマン復号化して色差成分の量子化DCT係数を得る.輝度成分と色差成分の量子化DCT係数をDCT逆変換して得られた成分に対してMAP推定を用いた復元処理(画質改善)を行った.提案法を実装後,その性能評価のために画質評価実験を行った.その結果,埋め込みによる輝度成分のDCT係数の変化やその情報量の増加によって,色差成分の情報量の削減効果が大幅に減少することがわかった.
大腸癌で発現する着床関連接着分子,トロフィニンの機能解析

トロフィニンは栄養膜細胞と子宮内膜腺上皮細胞に発現する細胞接着分子で,トロフィニン同士のホモフィリックな結合を介して胎児の着床に重要な役割を演じている.栄養膜細胞が子宮内膜の間質に進入する現象は,癌細胞の間質浸潤とよく類似していることから,トロフィニンは癌細胞の浸潤にも関与している可能性が示唆される.本研究の目的は大腸癌の進展におけるトロフィニンの役割を明らかにすることである.最初にトロフィニンの発現を促進する分子としてhCGを見出した.次にトロフィニンは42例の大腸癌患者から外科的に切除された大腸癌組織の59.5%に発現しており,大腸癌の予後不良因子であること,並びに大腸癌組織におけるhCGとトロフィニンの発現パターンは有意に相関していることを示した.トロフィニンが大腸癌細胞の浸潤能を促進させるか否かを検討するため,トロフィンを恒常的に発現する大腸癌SW480-tro細胞を遺伝子導入により樹立し,Matrigelアッセイにて検討した.その結果,SW480-tro細胞は対照であるSW480-mock細胞と比較し有意に浸潤能が亢進していた.トロフィニンのcDNAをSW480細胞に一過性に遺伝子導入することで最も発現レベルが上昇する遺伝子をcDNAマイクロアレイを用いて解析し,high-mobility group box 1(HMGB1)を同定した.更に,HMGB1のリガンドであるreceptor foradvanced glycation end products(RAGE)の大腸癌組織における発現パターンも免疫組織化学的にトロフィニンの発現パターンと相関傾向にあった.以上より,トロフィニンはHMGB1-RAGEシステムを介して癌細胞の浸潤能を促進することで,大腸癌の進展に関わっていることが明らかになった.トロフィニンは栄養膜細胞と子宮内膜腺上皮細胞に発現する細胞接着分子で,トロフィニン同士のホモフィリックな結合を介して胎児の着床に重要な役割を演じている.栄養膜細胞が子宮内膜の間質に進入する現象は,癌細胞の間質浸潤とよく類似していることから,トロフィニンは癌細胞の浸潤にも関与している可能性が示唆される.本研究の目的は大腸癌の進展におけるトロフィニンの役割を明らかにすることである.最初にトロフィニンの発現を促進する分子としてhCGを見出した.次にトロフィニンは42例の大腸癌患者から外科的に切除された大腸癌組織の59.5%に発現しており,大腸癌の予後不良因子であること,並びに大腸癌組織におけるhCGとトロフィニンの発現パターンは有意に相関していることを示した.トロフィニンが大腸癌細胞の浸潤能を促進させるか否かを検討するため,トロフィンを恒常的に発現する大腸癌SW480-tro細胞を遺伝子導入により樹立し,Matrigelアッセイにて検討した.その結果,SW480-tro細胞は対照であるSW480-mock細胞と比較し有意に浸潤能が亢進していた.トロフィニンのcDNAをSW480細胞に一過性に遺伝子導入することで最も発現レベルが上昇する遺伝子をcDNAマイクロアレイを用いて解析し,high-mobility group box 1(HMGB1)を同定した.更に,HMGB1のリガンドであるreceptor foradvanced glycation end products(RAGE)の大腸癌組織における発現パターンも免疫組織化学的にトロフィニンの発現パターンと相関傾向にあった.以上より,トロフィニンはHMGB1-RAGEシステムを介して癌細胞の浸潤能を促進することで,大腸癌の進展に関わっていることが明らかになった.本研究の目的は大腸癌の浸潤や転移における細胞接着分子,トロフィニンの役割を明らかにすることである.本年度はまず最初にトロフィニンの発現を促進する分子としてhCGを見出した(Nakayama et al.,Am J Pathol 163,2211-2219,2003).次に,大腸癌細胞におけるトロフィニンとその関連分子であるビスチンの発現パターンを解析するため,大腸癌(44症例)のホルマリン固定パラフィン切片に対してトロフィニンに対する特異抗体#3-llと,ビスチンに対する特異抗体#19を用いて免疫染色を行い,それぞれ大腸癌症例の61,4%,53.3%,特にいずれも大腸癌細胞の浸潤部で強く発現していることを示した.いずれの分子も大腸癌の浸潤部において発現が強い傾向は,トロフィニンとビスチンに対する特異的RNAプローブを用いた々in situ hybridizationによっても証明された.次に,トロフィニンやビスチンの発現と種々の臨床病理学的因子との相関を解析した結果,いずれの分子も陽性例は陰性例に比べて有意に癌細胞の進達度が深く,また肝転移も高い傾向にあった.さらにビスチン陽性例は陰性例に比較し,有意にリンパ管浸潤が強い傾向があった.hCGはトロフィニンの発現を促進することから,hCGの発現パターンを免疫染色にて解析した結果,hCGは59%の大腸癌症例において検出され,またhCQとトロフィニンの発現パターンは有意に相関していた.以上の結果より,大腸癌細胞で発現しているトロフィニンやビスチンは癌の局所浸潤や肝転移と密接に関連しており,またトロフイニンの発現には大腸癌細胞から分泌されたhCGが重要な役割を担っているものと考えられる.本研究の目的は大腸癌の浸潤や転移において,細胞接着分子であるトロフィニンの役割を明らかにすることである.

本年度は先ず大腸癌細胞株SW480細胞がトロフィニンの関連分子であるタスチンとビスチンを発現しているが,トロフィニン自体は発現していないことを見出し,この細胞に対してトロフィニンのcDNAを導入,G418で選択することでトロフィンを恒常的に発現するSW480-Tro細胞を4株樹立した.次にこれらの細胞株ならびに対照としてSW480-Mock細胞を用いて,トロフィニンの細胞浸潤能に与える影響をマトリゲルアッセイで解析すると,SW480-Tro細胞はSW480-Mock細胞に比べ,その浸潤能が2.5倍(平均値)に増加していた.一方,細胞増殖能をKi-67抗体による免疫染色で解析すると,SW480-Tro細胞はSW480-Mock細胞に比べ0.87倍(平均値)とむしろ軽度に減少していた.以上の結果より,大腸癌で発現するトロフィニンは細胞増殖能には影響を与えないが,細胞浸潤能を充進させることが明らかとなった.この事実は前年度の研究成果であるトロフィニンが大腸癌細胞の浸潤部で強く発現していることと良く相関している.トロフィニンが癌細胞の浸潤能と強く関連していることを示す同様の実験結果は,秋田大学,東北大学,バーナム研究所との共同研究であるヒト精巣原発の胚細胞腫瘍における検討からも明らかにすることができた(Hatakeyama et al.,Cancer Res 64,4257-4262,2004).本研究の目的は大腸癌の浸潤や転移において,着床に関連する細胞接着分子であるトロフィニンの役割を明らかにすることである.昨年度の研究成果により,大腸癌で発現するトロフィニンは癌細胞の浸潤(運動)能を亢進させることを明らかにした.本年度はその分子機序を明らかにする為,大腸癌SW480細胞にトロフィニンcDNAあるいは対照としてのpcDNAIベクターを一過性に遺伝子導入し,その結果生じる遺伝子の発現パターンをcDNAマイクロアレイにより網羅的に解析した.トロフィニンcDNAの導入により発現量が最も亢進した分子としてhigh-mobility group box 1(HMGB1)遺伝子を同定した.HMGB1蛋白はreceptor foradvanced glycation end products(RAGE)と結合することで大腸癌の浸潤と密接に関連していることが知られている(Kuniyasu et al.,Int J Cancer 10,722-777,2003).そこで,昨年度に樹立したトロフィンを恒常的に発現するSW480-Tro細胞におけるRAGEの発現レベルを解析すると,SW480-Mock細胞に比べて約2倍に上昇していることが確認された.更に,一昨年度に解析した大腸癌(28症例)のホルマリン固定パラフィン切片に対してトロフィニンとRAGEの発現を免疫組織化学的に解析したところ,トロフィニンを発現していた17症例全例でRAGEも発現していた.また,トロフィニンを発現していない11例中3例ではRAGEも発現していなかったことから,トロフィニンとRAGEの発現は相関傾向にあった.以上の結果より,大腸癌細胞で発現するトロフィニンはアンフォテリン-RAGEシステムを介して癌細胞の浸潤能を亢進させることが示唆された.
事前経験に基づく脳の時間情報処理の最適化に関する研究

【研究目的・概要】本研究はヒトの中枢神経系において時間知覚に関する脳の情報処理がどのような過程で行われているのかについて,その神経機序の解明を目指してきた.時間情報処理に関連した脳領域の同定のために,心理物理学的手法とfMRIを連携させて実験を行ってきた.心理学的課題として,視聴覚の時間順序判断(TOJ)と同時性判断(SJ)の二種類の時間的判断課題を用いて,課題遂行中の脳活動領域を調べた.また,SJで被験者の判断が偏る現象について,これまで刺激やSOA(各課題に対する応答率が50%となる刺激時間差)の改良を行い対処してきたが,今回ハイスピードカメラを用いてMRI内でプロジェクターを通すと両刺激間にズレが生じることを見出し,そのズレを考慮してSOA間隔を再検討したことで判断の偏りを解消することができ,被験者のパフォーマンスについて精微な心理曲線を描くことができた.【結果・考察】脳機能統計解析ソフトのSPM12を用いて,課題に関連した脳活動部位の同定を行った.その結果,SJと比較して主に左右の後頭頂野(IPL/SPL)と運動前野(PMC),後部頭頂葉(PPC),小脳においてTOJで有意な脳活動が観察された.PPCと小脳については,さらにvoxel-wise FWEを行った結果,左のPPCと右の小脳で有意な活動がみられた.一方,TOJと比較してSJでは有意な脳活動は得られなかった.今回,活動が得られた脳領域は,TOJ,SJ共に本研究に先行して発表された触覚刺激による時間判断処理に関する共同研究で報告された脳領域と一致していた(Miyazaki et.al. 2016) .しかし,これらの脳領域は右脳でも活動がみられた.視覚刺激と聴覚刺激といったマルチモーダルな環境における時間情報処理は,モノモーダルの環境下とは異なる神経メカニズムで行われている可能性が示唆された.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。【研究目的】本研究は,時間知覚に関する脳の情報処理の最適化が,ヒトの中枢神経系において,どのような神経機序によって実現されているのかを解明していくことを目的とし研究を遂行してきた.平成24年度(初年度)は,心理物理学的手法とfMRI(機能的磁気共鳴装置)を連携させ,時間判断課題に関連した脳活動部位の同定を行ってきた.【研究実施状況】その結果,TOJで脳活動が観察された部位は,左島皮質(Brodmann Area:BA13),左右下頭頂小葉(BA40)右下前頭回(BA45),右中前頭回(BA9)であった.また,SJで活動が観察された部位は,右島皮質(BA13),左楔部(BA18),右帯状皮質(BA32),左前障であった.両課題で活動がみられた島皮質は,先行研究において時間知覚に関わる事が知られている.また,TOJで活動がみられた部位(下・中前頭回と下頭頂小葉)は空間のコーディネーションに関わる事が知られている.以上のことから,多感覚の時間知覚において,脳の時間情報処理の神経機序に島皮質や空間的表象が関わっている可能性が示唆された.【研究目的・導入】本研究は,時間知覚に関する脳の情報処理の最適化が,ヒトの中枢神経系においてどのような神経メカニズムによって実現されているのかを解明することを目的とし,本年度も引き続き心理物理学的手法として,視・聴覚刺激による時間順序判断(TOJ : Temporal Order Judgment)と,同時判断(SJ : Simultaneity Judgment)の2種類の時間判断課題を用いて, fMRI(機能的磁気共鳴装置)と連携させて課題遂行中の脳活動を計測し,時間判断課題に関連した脳活動領域の同定を行った.今回,前年度に行った研究で, SJで被験者の判断に偏りが生じたため(視覚刺激先行時に同時と判断),本年度は,視・聴覚刺激を提示する時間間隔(SOA : Stimulus Onset Asynchrony)のパラメータを再設定して研究を遂行した(SOA : -350, -280, -210, -140, -70, 0, +70, +140, +210, +280, +350ms. -は視覚が先, +は聴覚が先).【結果・考察】心理物理実験において,パラメータを変更してもSJで判断に偏りが生じたことから,偏りが無い条件設定になるよう提示刺激について今後精査を行う必要がある.fMRI実験において, TOJ・SJ共に活動が観察された脳部位は,島皮質(Brodmann Area : BA13)や小脳であった.また, SJと比較して, TOJで有意な活動が観察された脳部位は,主に上頭頂小葉(SPL, BA7),下頭頂小葉(IPL, BA40),運動前野(PMC, BA6)であった.両課題に共通して活動のみられた島皮質は,ヒトの時間知覚に関わる事が報告されている.また, TOJ特異的に活動がみられたPMCやIPL, SPLは,運動制御に関連した領域で,視覚を用いたTOJで活動することが報告されているほか,触覚-触覚を用いた先行研究でも, TOJにおいて活動することが報告されていることから,先行研究で行われたユニモーダルと本研究で行ったマルチモーダルにおけるTOJの時間知覚は,同じ神経メカニズムである可能性が示唆された.【研究目的】

平成27年度も引き続き,視・聴覚刺激における脳の時間情報処理がどのような過程で行われているのか,その神経メカニズムを解明するために,心理物理学的手法として,時間順序判断(TOJ:Temporal Order Judgment)と同時性判断(SJ:Simultaneity Judgment)の二種類の時間的判断課題を用い,fMRI(機能的磁気共鳴画像)装置と連携された実験を行ってきた.【これまでの研究実施状況と今後の展望】まず,これまでの実験パラメータを見直し・改良を行った.視覚刺激について,視野角の改変と白色のリング状と黒色の四角形からなるオブジェクトへ改変を行ったほか,刺激をモニターに提示する際の刺激のバックグラウンドをグレーにすることで,視覚刺激の見やすさにも考慮した.また,聴覚刺激については,音の高さを1800Hz,持続時間を15msに改変した.次にSOA:Stimulus Onset Asynchrony(各課題に対する応答率が50%となるような刺激時間差)について再検討を行った.被験者の判断に偏りが生じないようにするため,以前より間隔幅を持たせたほか,立ち上がりと立下りを幅広く設定した上で,応答率に有意差がみられないSOAを検討した.その結果,0,±70,±140,±210,±280,±560msのSOAで各課題の応答率に有意差がみられなかったので,先述のSOAを実験課題のSOAとして設定した.現在,これらの改変パラメータを使用し,時間判断課題遂行中の脳活動についてfMRI計測と脳機能統計解析ソフトSPM12を用い課題関連脳活動領域の同定を進めている.この4月に本研究に先行して,触覚刺激を用いた時間情報処理に関する共同研究が刊行されたことから(Miyazaki et.al.,Scientific Reports,2016),本研究が進めば,視・聴覚による多感覚の時間情報処理過程についても同様の結果が得られるのか,異なる情報処理過程をたどるのか,その解明が期待される.当初の予定では,平成27年度中に視・聴覚刺激やSOAといった実験パラメータの再構築や,実験フローの再検討などを行い,fMRIを用いた脳活動計測を行い,多感覚における時間知覚に関連する脳領域の特定を行う計画であった.しかし,現在のところ,実験の準備は整ったものの,fMRI実験を進めている段階である.ただ,今後実験を進めていくことは決定しているので,今後の進捗が期待できる.【研究目的・概要】本研究はヒトの中枢神経系において時間知覚に関する脳の情報処理がどのような過程で行われているのかについて,その神経機序の解明を目指してきた.時間情報処理に関連した脳領域の同定のために,心理物理学的手法とfMRIを連携させて実験を行ってきた.心理学的課題として,視聴覚の時間順序判断(TOJ)と同時性判断(SJ)の二種類の時間的判断課題を用いて,課題遂行中の脳活動領域を調べた.また,SJで被験者の判断が偏る現象について,これまで刺激やSOA(各課題に対する応答率が50%となる刺激時間差)の改良を行い対処してきたが,今回ハイスピードカメラを用いてMRI内でプロジェクターを通すと両刺激間にズレが生じることを見出し,そのズレを考慮してSOA間隔を再検討したことで判断の偏りを解消することができ,被験者のパフォーマンスについて精微な心理曲線を描くことができた.【結果・考察】脳機能統計解析ソフトのSPM12を用いて,課題に関連した脳活動部位の同定を行った.その結果,SJと比較して主に左右の後頭頂野(IPL/SPL)と運動前野(PMC),後部頭頂葉(PPC),小脳においてTOJで有意な脳活動が観察された.
プロテオミクス、バイオインフォマティクス、イメージングによる表皮ガン治療法の研究

上皮膜抗原(EMA)は、がん細胞において異常な翻訳後修飾を受け、より少ないO-グリカン鎖を持つ。細胞におけるEMAの増強発現は悪性細胞の生存を促進させるため、EMAはがん治療の標的として有用である。本研究では、分子学的、バイオインフォマティクス、イメージング解析によりがんの標的としてのEMAを評価する。また、がん細胞におけるシアリル-Lea、-Lex、-Tn等の腫瘍関連マーカーの翻訳後のグリコシル化特性を解析し、モータリン、CARF、p53等の腫瘍促進や抑制に関与するタンパク質との相互作用を調べる。これまでに行った、EMAのグリコシル化経路のバイオインフォマティクス解析、共発現マッピング情報を基に、シアリル-Lea、-Tnマーカーを含むグリコシル化経路の分析を行った。EMAのモチーフ探索解析により、腫瘍関連マーカーを標的とする免疫反応性抗原認識エピトープを同定した。ネットワーク相互作用解析では、EMA及びEGFRやSRCとの機能的関連性が予測され、EMAが細胞の成長・増殖において重要な役割を担うことが示唆された。EMAグリコシル化マーカーの解析は、上皮悪性腫瘍を標的とした効果的な免疫治療の発展に役立つと考えられる。また、p53欠損細胞におけるCARFの機能的関与とその影響について、様々なp53状態の細胞株を使用し解析した。細胞増殖、増殖抑制、DNA損傷、アポトーシス、腫瘍形成において、CARF量を制御し、p53の役割を実証した。DNA損傷シグナリング経路の分子的・イメージング解析により、CARFが細胞増殖及び発がんの重要因子であることを証明した。CARF高発現は増殖抑制及び老化を導いたが、超高発現はin vitro及びin vivoにおいて発がんを促進させた。今後、CARF誘導による細胞増殖及び悪性転換の分子シグナリング解析のさらなる研究が必要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。[研究の目的]ガン細胞において、EMAは異常な翻訳後修飾を受け、より少ないOーグリカン鎖を持つ。そのように少ないグリカン鎖を持つEMA抗原(uEMA)は、結果として露出していなかったタンパク質領域の露出を引き起こし、正常表面表皮および腺ガン表面表皮を区別する抗体生成を含む免疫反応を導く。[研究のアプローチと方法]固有のシアリルLeaの癌細胞におけるシアリルTnEMAのネオマーカーを標的とする多次元アプローチは、成長因子とEMAドメインの相互作用を阻害するために開始される。特定のシアリルLeaのエピトープおよびシアリルTnEMAに対する抗体は、バイオインフォマティクスによって助け、コンビナトリアルペプチド合成手法によって生成される。シアリルLeaおよび癌におけるシアリルTnエマネオマーカーの役割の分子機構は、p53、モータリンとCARFを含む他のタンパク質との相互作用を含む分子アプローチによって調査される。DNA損傷シグナリングとヒトの発癌におけるCARFの役割は、特異的な抗体を用いた分子およびイメージング分析によって調査される。「今年の成果」生化学的に、およびイメージング解析により、生育停止におけるCARFの役割の分子レベルでのキャラクタリゼーションを行った。CARFは細胞周期のG1において上方制御されること、またさまざまな薬剤で誘導されることを見出した。生育停止はp53とp21の上方制御により調整されるが、これはCARFがDNA損傷応答の要素であることを示唆する。これらの実験から、癌細胞の薬剤誘発性増殖停止中に対するCARFの役割が明らかになった。シアリルLeaとシアリルTnEMAネオマーカーの、各種成長因子との相互作用は、バイオインフォマティクス手法で解析した。これらの抗原モチーフが各種のタンパク質と結合することを確認した。そのような低グリコシル化EMA抗原(uEMA)は、露出していないタンパク質領域の露出を引き起こし、正常および腺ガン表面上皮を区別する抗体生成などの免疫反応を導く。がん細胞におけるEMAの増強発現は悪性細胞の生存を促進させるため、EMAはがん治療の標的として役立つことが予想される。そして、がん細胞におけるシアリル-Lea、-Lex、-Tnなどの腫瘍関連ネオマーカーの翻訳後のグリコシル化特性を解析し、モータリン、CARF、p53などの腫瘍促進や抑制に関与するタンパク質との相互作用を調べる。本年度、EMAのグリコシル化経路のバイオインフォマティクス解析、共発現マッピングを行った。シアリル-Lea、-Tnネオマーカーを含むグリコシル化経路の分析は多種類の方法で取り組んだ。また、遺伝子オントロジー解析では、ゴルジ管腔、タンパク質結合、細胞外小胞、細胞質機能におけるタンパク質プロセシング、細胞膜でのグリコシル化等の複数の重要な細胞機能において、EMAが関与することが予測された。さらに、がん細胞の細胞増殖及びDNA損傷反応におけるCARFとEMAの役割についても調べた。EMAのモチーフ検索は、腫瘍関連ネオマーカーを標的とするための、免疫反応性抗原認識エピトープの同定に繋がると考えられる。p53欠損細胞におけるCARFのp53下流制御の機能的関与とその影響について、細胞増殖、増殖抑制、DNA損傷、アポトーシス、腫瘍形成でのそれらの役割の特性解析を行っている。発がんにおけるCARFの役割について、DNA損傷シグナリング経路やテロメア制御機序を分子的にまたイメージング解析により調べている。上皮膜抗原(EMA)は、がん細胞において異常な翻訳後修飾を受け、より少ないO-

グリカン鎖を持つ。細胞におけるEMAの増強発現は悪性細胞の生存を促進させるため、EMAはがん治療の標的として有用である。本研究では、分子学的、バイオインフォマティクス、イメージング解析によりがんの標的としてのEMAを評価する。また、がん細胞におけるシアリル-Lea、-Lex、-Tn等の腫瘍関連マーカーの翻訳後のグリコシル化特性を解析し、モータリン、CARF、p53等の腫瘍促進や抑制に関与するタンパク質との相互作用を調べる。これまでに行った、EMAのグリコシル化経路のバイオインフォマティクス解析、共発現マッピング情報を基に、シアリル-Lea、-Tnマーカーを含むグリコシル化経路の分析を行った。EMAのモチーフ探索解析により、腫瘍関連マーカーを標的とする免疫反応性抗原認識エピトープを同定した。ネットワーク相互作用解析では、EMA及びEGFRやSRCとの機能的関連性が予測され、EMAが細胞の成長・増殖において重要な役割を担うことが示唆された。EMAグリコシル化マーカーの解析は、上皮悪性腫瘍を標的とした効果的な免疫治療の発展に役立つと考えられる。また、p53欠損細胞におけるCARFの機能的関与とその影響について、様々なp53状態の細胞株を使用し解析した。細胞増殖、増殖抑制、DNA損傷、アポトーシス、腫瘍形成において、CARF量を制御し、p53の役割を実証した。DNA損傷シグナリング経路の分子的・イメージング解析により、CARFが細胞増殖及び発がんの重要因子であることを証明した。CARF高発現は増殖抑制及び老化を導いたが、超高発現はin vitro及びin vivoにおいて発がんを促進させた。今後、CARF誘導による細胞増殖及び悪性転換の分子シグナリング解析のさらなる研究が必要である。これまでに、ストレスタンパク質CARFが用量に依存して、相反する細胞の増殖および停止を制御することを明らかにしてきた。がん細胞の細胞増殖およびDNA損傷反応におけるEMAとCARFの役割についても解析を進めている。本年度、成果を学会や誌上等で発表し、社会に発信することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き、バイオインフォマティクス、モチーフ検索や分子の刺激的アプローチにより、EMAの免疫反応性エピトープを同定する。また、CARFの過剰発現および低発現細胞を作製し、特性解析を進める。生化学的に、およびイメージング解析により、生育停止におけるCARFの役割の分子レベルでのキャラクタリゼーションを行った。CARFは細胞周期のG1において上方制御されること、またさまざまな薬剤で誘導されることを見出した。生育停止はp53とp21の上方制御により調整されるが、これはCARFがDNA損傷応答の要素であることを示唆する。
転写促進因子の作用機構と外来遺伝子導入・発現への利用研究

1、HMG1、2によるDNAの高次構造認識、結合様式の解析:HMG1、2のDNAに対する結合機構を解析の結果、両蛋白質とも超らせん型DNAに対し親和性が高く、優先的に結合し、塩基配列を認識せず、立体構造を識別、結合することが示された。また、それらがDNAにトポロジー変化をもたらし、DNAに働いているねじれの力を弱め、異常型立体構造を解消する機構が明らかとなった。一方、HMG蛋白質には、DNA結合ドメインが2つ存在するが、単独ドメインのみでは、上記の超らせん型DNAに対する優先的結合は認められず、結合の程度も低かった。このことから、超らせん型DNAに対する強い、優先的結合には、ドメインA、Bの2つが相揃い、その相互作用が必須であることが示唆された。HMG蛋白質のDNA結合ドメインのモチーフは、従来のものとは異なる新しいものである。そこで、それらを大腸菌で高発現させた。現在、大量精製、構造決定を進めている。2、細胞増殖におけるHMG1、2の動的、質的変化:HMG1、2の細胞内での機能を推定することを目的に、細胞周期、細胞増殖に伴ったHMG1、2のmRNAおよびタンパク質の量的変動を指標として解析した。その結果、HMG2はG2期で最大、G1期で最少となり、また、増殖中の細胞で正常細胞に比べ2-4倍発現量が高かったが、HMG1は顕著な変動は認められなかった。この変動はHMGタンパク質生合成の転写レベルで制御され、それが細胞内タンパク質量として反映していることが明らかとなった。3、HMG蛋白質を用いた高等動物培養細胞への外来DNAの導入、発現系の確立とその機構解析:HMG1が遺伝子の転写を促進する活性を有することを動物培養細胞を用いたin vivoの系で、直接的に証明した、また、蛋白質分子のC末端の酸性アミノ酸領域が転写促進の機能ドメインであることが示された。この系は、高等動物培養細胞を用いて有用タンバク質を効率良く生産する為に極めて有用である。1.HMG1,HMG2によるDNAの高次構造認織の機構:HMG2タンパク質の一次構造上推定される2つのDNA結合性領域(ドメインAおよびB)のうち、ドメインAをコ-ドするcDNAの塩基配列をβーガラクトシダ-ゼのcDNAの下流へ連結し、P_Rプロモ-タ-をもつプラスミドへ挿入、大腸菌へトランスフォ-ムした。誘導によって高発現した融合タンパク質を分離精製し、ドメインA部分を酵素分解により切出し、分離精製する系を確立できた。今後、NMRおよびX線結晶回析を行い、立体構造を明らかにする。2.細胞増殖過程におけるHMG1,HMG2の発現変動:ラット培養繊維芽細胞3Y1の増殖過程における発現変動をmRNA,タンパク質レベルで解析したところ、HMG2は増殖過程のG2からM期で増大し、一方、HMG1は全過程で一定であった。また3Y1の形質転換細胞においては、静止期に比べ増殖期でHMG2の著しい発現増大が認められた。このことからHMG2が細胞増殖に係る遺伝子発現の制御に関与することが示唆される。3.転写促進因子を用いた高等動物培養細胞への外来DNAの導入・発現系の確立:lacZ遺伝子をもつプラスミドpCH110とHMG1タンパク質の複合体を作製し、リポソ-ム法によりCOS1細胞へ導入し、その発現をβーガラクトシダ-ゼの酵素活性を指標として測定した。

その結果、HMG1との複合体として導入すると単独で導入した場合に比し、23倍の発現増大が認められた。この発現促進の機構について、一つの可能性として考えられるHMG1上に存在する核移行シグナルによるプラスミドの核への移行効率化によるものではないことは明らかにできた。現在,さらに機構解明を継続中である。1.HMG1,HMG2とDNAとの結合様式および高次構造の解析:HMGとDNAとの結合機構を解析するために,ゲルシフトアッセイ法の条件を設定した。この系で解析の結果,両タンパク質ともプラスミト超らせん型DNAに対し,弛緩型あるいは直鎖型DNAにくらべ親和性が高く,優先的に結合した。このことは,HMG蛋白質がDNAの塩基配列を認識せず,立体構造を識別,結合することを示すものである。一方,HMG2に存在する2つのDNA結合ドメインのうち,ドメインBを含む画分をもちいてDNA結合能を測定した。しかし,ドメインB単独ではDNAに結合はするが,上記の超らせんDNAに対する優先的結合は認められず,また結合の程度も低かった。このことから,超らせん型DNAに対する強い,優先的結合にはドメインA,Bの2つが相揃い,その相互作用が必須であることが示唆された。また,これらのDNA結合ドメインのモチーフは従来のものとは異なる新しいものであることが推定され,その構造と結合様式に興味がもたれる。そこでバクテリオファージT7RNAポリメラーゼ系で高発現させ,現在,高次構造の解析中である。2.外来DNA導入・発現の効率化の機構解析:前年までの研究によりin vivoにおいて,HMG1が外来遺伝子の発現を促進することを見いだした。この外来遺伝子の発現上昇がDNAの複製,転写,翻釈,プロセシング,核移行等のどの段階で起るかを検索した。その結果,それが転写段階でおこることが明らかとなり,HMG1が転写段階で促進因子として機能することが,はじめてin vivoで証明された。
中性子-γ線混在場における歯エナメル質を用いたESR線量計測法に関する基礎研究

中性子-γ線が混在する被ばく状況について、歯エナメル質のESR計測に基づく線量評価法の研究を進めた。昨年度までの研究成果で、臨界事故のように大きな容積を持つ核燃料が放射線の発生源となる場合、その近傍で大線量の不均等被ばくを受けた者については、事故直後に必要な情報のうち、γ線による全身線量が、ESR計測で合理的に評価されることを解明した。今年度は、体内元素の中性子捕獲反応で発生する二次γ線について、ESR計測に関係するエナメル質線量への寄与を定量的に解析した。放射線源として、自発核分裂によりウラン燃料とほぼ同等のエネルギー分布で中性子及びγ線を放出させるCf-252を使用した。実験には、頭部を簡単な形状で模擬したメタクリル樹脂(PMMA)製の物理模型(ファントム)を使用した。このファントムの口腔領域に空孔を設けて、その中に中性子に対する感度の差がある熱ルミネセンス線量計(TLD)を配置した。空間中にも、二種類のTLDを同様に配置した。これら二つの条件で配置されたTLDによる実測値の差から、頭部ファントムで生成した二次γ線の寄与を求めた。そまた、実験条件と想定される全身被ばく条件の幾何条件(全身-頭部のみ)、材質(人体組織-PMMA)が二次γ線の生成に与える影響については、既に開発した事故時の線量評価システムで定量的に評価した。計算解析に基づき、実測値の補正、線源カプセルで発生するγ線の寄与の調査を実施した。解析の結果、口腔部の全γ線量に対する二次γ線の寄与は最大でも10%程度であり、ESR計測における不確かさ(20%程度)と比較しても小さいことを明らかとした。γ線被ばくに対する歯エナメル質のESR計測を利用した線量計測については、中性子被ばくに対する解析例が少ない。そのため、臨界事故などの中性子-γ線被ばくの混在被ばくにおいては、得られた数値に大きな不確かさが存在する。本研究の一年目となる今年度は、歯エナメル質を用いたESR計測について実績のある奥羽大学及び岡山理科大学を訪問し、研究の進捗に必要な意見交換を行った。その結果、過去の事故では、ESR計測については中性子被ばく対する感度がγ線被ばくと比較して低いため、推定された線量値はγ線被ばくによるものとされている点を聴取した。その一方で、人体中の元素あるいは治療用の金属材と中性子の相互作用により生じるγ線あるいはβ線に対するESR計測の感度が問題となる。そこで、歯の治療に用いる金属材が中性子被ばくにより生成する放射性同位元素を実測評価するため、歯の治療痕を模擬する金属材を作成した。作成した金属材を含めて、歯エナメル質の試料については、平成18年6月に原子力研究開発機構の過渡臨界実験装置で照射を実施する予定である。また、中性子-γ線の混在被ばくに対して、人体中に生成される放射性同位元素量及び体内元素の中性子捕獲反応により発生するγ線による線量を解析するため、人体模型を利用した計算解析システムを開発した。この計算解析システムについては、平成18年6月スウエーデンで開催される「第10回中性子線量計測に関する国際シンポジウム」で発表する。中性子-γ線が混在する被ばくのうち、歯エナメル質のESR計測に基づく線量評価が有効となる状況として、臨界事故が想定される。そこで、今年度は、前年度に入手した情報に基づき、臨界事故の被ばく者に対するESR計測に基づく線量評価法の研究を進めた。研究では、歯モデルを有する人体模型を用いて、1999年に東海村のウラン加工施設で発生した臨界事故で重度被ばくを受けた者の線量を計算シミュレーションにより解析した。ここでは、事故発生時の線源、被ばくの幾何条件などを可能な限り再現したモデルを用いて、歯を含む身体各部の線量を線質(中性子、γ線)別に評価した。その結果、歯の受けたγ線による線量は、放射線医学総合研究所が事故後にESR計測で評価した線量の報告値と±10%以内で一致した。以上より、前年度に岡山理科大学との意見交換で聴取したように、本手法は中性子に対する感度が著しく低いことが確認された。また、臨界事故では中性子及びγ線の発生源となる核燃料は大きな容積を持つ可能性が高い。そのため、核燃料近傍で不均等被ばくを受けた場合でも、事故直後における医療措置の方針などを決定する際に必要なγ線による全身の被ばく線量は、ESR計測で合理的に評価されることも明らかにした。以上の結果は、平成18年6月にスウェーデンで開催された「第10回中性子線量計測に関する国際シンポジウム」で報告した。同シンポジウムでは、ESR計測による線量評価では、歯の部位により中性子に対する感度が異なる点を聴取した。そこで、日本原子力研究開発機構の過渡臨界実験装置で同一の歯試料から抽出したエナメル質と象牙質を照射した。