hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗生ペプチドと脂質膜との相互作用

数種の抗生ペプチドの作用機序を解明する目的で脂質膜との相互作用を、分光学的および熱的測定法で研究し、以下の知見を得た。1.疎水性のヒペルシンとトリコポリンはレシチン膜に作用し、その透過性を上げた。膜に対する結合性および膜構造を乱す活性を分離評価したところ、いずれもヒペルシンの方が約3倍強く、この結果は赤血球の溶血活性の違いと対応した。両ペプチド共、膜中でヘリックスを形成し、膜の疎水部深くに侵入し、脂質分子の配向を乱して膜透過性を上げることがFTIRーATR法によりわかった。また、これに伴い膜の相転移が消失した。2.両親媒性のマガイニンは酸性リン脂質とのみ特異的に相互作用し、両親媒性ヘリックス構造をとって膜透過性を上げる。膜への結合性には静電的相互作用が重要であった。トリプトファン置換体を用いた蛍光実験から、マガイニンは膜表面の比較的浅い領域に会合体をつくり、横たわって存在していることを解明した。また、C末端側5残基は活性に必要ないことを、誘導体を用いた研究から明らかにした。3.両親媒性シ-ト構造を持つタキプレシンは、酸性リン脂質とのみ特異的に強く結合し膜透過性を上げる。さらにタキプレシンを加えると直径100nmのリポソ-ムの凝集、融合、ついにはミセル化を惹起し直径10ー20nmの小粒子を生成する。小粒子の生成には電荷の中和が重要である。さらに、これらのリポソ-ムの形態変化に及ぼす膜流動性の影響を調ベたところ、ゲイ状態の膜に比べて流動状態の膜の方が作用を受けやすかった。また、タキプレシンのトリプトファン残基は膜表面の疎水性領域に存在する。以上のように、科学研究費補助金により抗生ペプチドと脂質膜との相互作用に関する分子論的知見が得られた。各種抗生ペプチドと脂質膜との相互作用を膜透過性変化、ペプチドおよび脂質のコンホメ-ション変化の観点から、蛍光法、CD法、FTIR法、DSC法によって研究し、以下の知見を得た。1.両親媒性のマガイニンは酸性リン脂質とのみ選択的に相互作用し、両親媒性へリックスを形成して、膜透過性を上げる。膜への結合には静電的相互作用が重要で、膜表面の負荷電密度や媒質イオン強度に強く依存する。また、ペプチドが膜構造を乱す力は、全般に弱く、また、膜の流動性に支配され、固い膜ほど透過性変化が起きにくい。2.両親媒性のタチプレシンは、酸性リン脂質に強く結合して膜透過性を上げるが、中性リン脂質には作用しない。結合したタキプレシンのトリプトファン残基は、疎水的環境にあり、水とほとんど接触していないが、比較的膜表面に近い部分にある。3.3種のトリプトファン置換マガイニンは、酸性リン脂質膜への同等の結合性を示した。また、膜中ではペプチド同志が会合している可能性が示唆された。さらに、膜への結合に伴ってトリプトファン残基は疎水的環境に置かれる。4.疎水性のヒペルシンは、粒径20nmの小さな膜の融合を起こすが、100nmの膜では融合を起こさない。また、ペプチドによる膜透過性の変化は、融合とは別の現象である。5.疎水性のトリコポリンは、ヘリックス構造をとって中性リン脂質膜に結合し、膜透過性変化を惹起するが、結合性や膜を乱す力は、ヒペルシンに比べて弱い。

また、膜に結合するとゲル-液晶の相変化を消失させる。今後は、各ペプチドの膜中での配向を中心に、FTIRを用いて研究してゆく予定である。数種の抗生ペプチドの作用機序を解明する目的で脂質膜との相互作用を、分光学的および熱的測定法で研究し、以下の知見を得た。1.疎水性のヒペルシンとトリコポリンの作用を比較したところ、膜に対する結合性および膜構造を乱す活性いずれも前者の方が約3倍強く、この結果は赤血球の溶血活性の違いと対応した。両ペプチド共、膜中でヘリックスを形成し、膜の疎水部深くに侵入し、脂質分子の配向を乱して膜透過性を上げることがFTIRーATR法によりわかった。2.両親媒性ヘリックス構造を持つマガイニンの膜中での存在状態を知る目的で3種のトリプトファン置換体を合成した。ドキシルレシチンを用いた蛍光消光実験から、マガイニンは膜表面の比較的浅い領域に横たわって存在していることを解明した。また、C末端側5残基は活性に必要ないことを、誘導体を用いた研究から明らかにした。3.両親媒性シ-ト構造を持つタキプレシンは、酸性リン脂質からなる直径100nmのリポソ-ムの透過性を上げ、さらにタキプレシンを加えると、リポソ-ムの凝集、融合、ついにはミセル化を惹起し直径10ー20nmの小粒子を生成する。小粒子の生成には電荷の中和が重要である。さらに、これらのリポソ-ムの形態変化に及ぼす膜流動性の影響を調べたところ、ゲル状態の膜に比べて流動状態の膜の方が作用を受けやすかった。膜中でのタキプレシンの配向については、FTIR法を用いて検討してゆく予定である。
環状光捕集アンテナモデルのサイズ制御を基盤とする光合成機能の解明

光合成初期過程の卓越した機能解明を目指したポルフィリン金属錯体の超分子構造体の精密構築を行った。ポルフィリン亜鉛錯体と、この軸配位子であるピリジル基とを交互配列した自己相補的な配位結合形成により二重鎖構造を構築することを利用し、本研究ではこれを構築ユニットとした環状構造の構築に取り組んだ。剛直な二重鎖構造を構築ユニットとして一次元の超分子ポリマーに拡張すると、溶液中で数マイクロメートルに及ぶ直線状の構造を構築でき、溶液中におけつ分子の形状を制御できることを見出した。またポルフィリンとこれに対する結合サイトを連結したとき、正の共同性を担保できる自己相補的な相互作用を期待できることに着目し、自己相補的なポルフィリン亜鉛錯体とBODIPYとの間でのカチオン-双極子型の相互作用により、二重鎖形成できることを見出した。一方、二重鎖形成に基づく環状構造への展開を行い合成を完了したものの、現段階において構造の妥当な評価結果を得るに至っていない。また本研究期間において、光合成の光捕集アンテナ錯体における励起子の振る舞い関する研究進展に照らして、本モデル研究で合成した構造の妥当性に厳密な意味でやや疑義が生じつつある状況となりつつあるのが現状である。ところで、これらの検討過程において合成したポルフィリンが非晶質となり、これが近赤外波長域で発光することを見出した。この際の発光挙動が、共鳴ラマン散乱との比較から分子の振動モード(フォノン)とのカップリングを示唆しており、同じく光合成の光捕集アンテナであるクロロゾームと構造的に類似のJ会合体を構築したとき、同様の励起子とフォノンとのカップリングを示唆する結果を得た。このように、当初の研究目標の結果がまだ得られていないものの、異なる構造において近赤外発光という非常に稀有な現象を見出し、ここにおいて励起子とフォノンとの興味深い相関を示唆する結果を得た。ポルフィリン亜鉛錯体と、この配位子であるピリジル基を交互に配列したポルフィリンアレーは、ピリジル基とポルフィリン亜鉛との間での自己相補的配位結合形成により、トルエン溶媒中において安定な二重鎖構造を形成することをこれまでに明らかにしている。この剛直な直線状の構造をビルディングユニットとすると、直線状の超分子構造を構築できると考えられる。一方で、分子を一次元的に伸長していくと、排除体積効果により主鎖上の離れた2箇所間が相互作用を持つ。この結果、特に希薄溶液中で、原理的に主鎖は環状構造を形成しやすくなることが知られている(Jacobson-Stockmayer理論)。特に主鎖形成が動的な超分子ポリマーは、一般的に希薄溶液中では主鎖は伸長できない。このような背景から、分子を一次元方向に一直線状に伸張した構造を構築するためには、主鎖が直線上で剛直であり、かつ希薄溶液中でも主鎖伸張に平衡が偏るための高い結合定数が必要である。二重鎖形成ポルフィリンアレーをhead-to-tailで連結してテレケリック型に連結した分子を合成し、これを超分子ポリマー化した。NMRによる拡散係数測定(DOSY)の結果、拡散係数は濃度上昇に伴って低下したことから、超分子ポリマー主鎖が濃度上昇に伴って伸長したことがわかった。また小角X線散乱の結果も、この主鎖伸長の平衡の存在を支持した。一方、サブマイクロM程度の濃度以上では、吸収スペクトル、円偏光二色性スペクトルは全く変化しないことから、主鎖は末端基効果を無視できるほど伸張していることがわかった。透過型電子顕微鏡観察の結果、超分子ポリマー主鎖はトルエン溶液中で数マイクロメートルスケールで直線状に伸長したことが明らかとなった。新規に合成中の分子の合成経路の改良により、合成の効率化を行うことができた。また、種々の観察手法を組み合わせることによって、効率的に組織化構造を観察・評価する手順を確立できた。亜鉛ポルフィリンとこの配位子とが交互に配列した構造が、自己相補的な二重鎖形成することを前年までに確立した。本質的に正の共同性が期待できる亜鉛ポルフィリンとこの配位子との交互配列構造では、相互作用自体が非常に弱くてもこのような構造形成が期待できる。そこでよりパイ系を拡張できる新たな亜鉛ポルフィリンに対する配位子として、BODIPYのフッ素原子に関して、ポルフィリンとBODIOYの連結化合物を新規に合成し、この自己組織化挙動について検討を行った。この結果、BODIPYのフッ素原子が亜鉛ポルフィリンにイオン-双極子型の相互作用により結合し、逆平行の二重鎖構造を形成した。ポルフィリンとBODIOYを連結しないで混合しただけでは、このような相互作用は観察されず、正の共同性によりBODIPYのフッ素原子と亜鉛ポルフィリンとの相互作用が非常に増強した結果であると考えられる。亜鉛ポルフィリンの中心亜鉛がルイス酸であることから、積層した電子豊富なπ平面から電子を受け取り、一種の配位結合型相互作用を示す可能性がある。比較的電子不足のパーフルオロアレーンはポルフィリン環を構成する電子豊富なピロールと四極子型の相互作用した時、亜鉛の軸位に近接して配置したパーフルオロアレーンは、ハプト2型の配位結合形成を示し、この結果、サンドイッチ型の超分子構造を形成した。興味深いことに、この時のポルフィリンの蛍光量子収率は6倍に増大した。さらに、合成したポリフィリンが無溶媒条件下でガラス化し、固体近赤外発光を示すことを見出した。

これはポルフィリンに導入したアセチレンが、ガラス状態で亜鉛の軸位に近接配置し、この結果項間交差を促進し、高密度で生成した三重項同士が結合したこととによる遅延蛍光が観察されていると考えている。このようにポルフィリンの配位結合形成により、新しい集合構造形成、機能発現に繋がることを示した。当初予想していなかった新しい機能発現を発見したことにより、産業化への技術移転に繋がる特許取得に至った。この機能発現の動作原理についての解明が必要であるが、構造の面での基盤技術をすでに確率できているという点で、顕著な進歩として捉えている。光合成初期過程の卓越した機能解明を目指したポルフィリン金属錯体の超分子構造体の精密構築を行った。ポルフィリン亜鉛錯体と、この軸配位子であるピリジル基とを交互配列した自己相補的な配位結合形成により二重鎖構造を構築することを利用し、本研究ではこれを構築ユニットとした環状構造の構築に取り組んだ。剛直な二重鎖構造を構築ユニットとして一次元の超分子ポリマーに拡張すると、溶液中で数マイクロメートルに及ぶ直線状の構造を構築でき、溶液中におけつ分子の形状を制御できることを見出した。またポルフィリンとこれに対する結合サイトを連結したとき、正の共同性を担保できる自己相補的な相互作用を期待できることに着目し、自己相補的なポルフィリン亜鉛錯体とBODIPYとの間でのカチオン-双極子型の相互作用により、二重鎖形成できることを見出した。一方、二重鎖形成に基づく環状構造への展開を行い合成を完了したものの、現段階において構造の妥当な評価結果を得るに至っていない。また本研究期間において、光合成の光捕集アンテナ錯体における励起子の振る舞い関する研究進展に照らして、本モデル研究で合成した構造の妥当性に厳密な意味でやや疑義が生じつつある状況となりつつあるのが現状である。ところで、これらの検討過程において合成したポルフィリンが非晶質となり、これが近赤外波長域で発光することを見出した。この際の発光挙動が、共鳴ラマン散乱との比較から分子の振動モード(フォノン)とのカップリングを示唆しており、同じく光合成の光捕集アンテナであるクロロゾームと構造的に類似のJ会合体を構築したとき、同様の励起子とフォノンとのカップリングを示唆する結果を得た。このように、当初の研究目標の結果がまだ得られていないものの、異なる構造において近赤外発光という非常に稀有な現象を見出し、ここにおいて励起子とフォノンとの興味深い相関を示唆する結果を得た。分子設計に基づき分子スケールをはるかに超えるサイズ領域で、構造・形状を制御しこれを評価する方法はおおよそ確立したが、物性がどのようにこれと相関しているのかが、今後の最重要検討課題である。当初の研究目標について、化合物の合成はおおよそ完了しており、この評価を実施する。またこれとあわせて、固体近赤外発光材料の産業化にむけた基盤技術の確立に向けて、引き続き検討を行う予定である。当初、蛍光量子収率を決定するための積分球を予算計上したが、これを新学術領域研究の予算内で購入できた。また、薄膜作成用のスピンコーターを計上したが、年度内の使用頻度が低いことから購入を次年度以降に見送ったことが、主たる理由である。機器購入予定分を見送り、これを本年度および次年度の合成用試薬等の購入分に回した。使用頻度に応じて薄膜作成用のスピンコーターの購入を行う。
多様な環境下での砂丘の動力学に関する研究

従来の砂丘研究が、主に、卓越風が定常的に吹く比較的単純な環境のもとでの砂丘の形成過程を扱ってきたのに対して、今回の研究では、卓越風が非定常な場合や植物が砂丘表面を覆う場合など、多様な環境の中でどのように砂丘が成長し、時間発展をしていくかについて、i)数理模型を構成し、ii)模型に基づいた数値計算を実行し、さらに、iii)数値計算結果を参考に理論的な解析を行った。その結果、1.卓越風の風向が非定常な場合に形成される砂丘について、その尾根の延伸方向を決定するメカニズムを模型計算と理論解析によって明らかにした。2.植物が繁茂した領域と乾燥砂のみからなる領域の境界に発達する放物線型砂丘(parabolic dune)を計算機実験によって作り出すことに初めて成功した。さらに、植生を含む地域での砂丘形状と環境の関係を表すHackのダイアグラムを再現することにも成功した。3.砂丘の動力学を互いに相互依存しながら群れとして扱う手法を提案した。具体的には、1次元砂丘群模型を構成し、1次元砂丘群のサイズ分布の時間発展則が初期のサイズ分布に大きく依存していることを確認した。より現実系を反映する2次元模型も提出した。さらに、4.河川の流路形成の動力学に関して、砂丘模型と同様な模型によって、少なくとも定性的な性質は再現できることを示した。具体的には、河床勾配に依存して、網状-蛇行-直線と流路が変化していく様子を数値計算によって再現した。今年度は、我々がここ数年開発改良を重ねてきた様々な形状の砂丘が発生成長していく過程についての計算模型を拡張し、従来のものよりもさらに現実的で複雑な側面を取り入れた計算模型の構築を試みてきた。具体的には、砂丘の動力学模型の中に、砂の運動のほかに砂丘の時間発展に影響をおよぼす他の要素、とくに、植生の変化をどのように取り入れるべきか試行錯誤をおこなってきた。その結果、これまでに我々が構築してきた砂丘の動力学模型に適当な植物の成長のルールを加えることで、放物型砂丘の形成過程を再現できる可能性が高いことが判明した。放物型砂丘は、砂床の一部を植物が被覆した場合に形成される砂丘として知られているが、未だその形成過程については未解明な部分が多く、理論模型によるシミュレーションに成功した例はない。もし、シミュレーションに成功した場合、植物と砂丘の相互作用を理論的に扱う稀少な手法として極めて高い注目を集めるものと思われる。我々の模型は、現段階において、数値不安定性などいくつかの改善すべき点は残っているものの、放物型砂丘に類似の砂丘の形成過程がいくつかの限定された条件のもと再現されており、本課題研究が継続する期間中には放物型砂丘を再現する最終的な模型が確立される見通しが立った。現在までの研究経過は、1999年日本物理学会秋の分科会で報告された。また、本報告研究発表の欄に記した図書のなかでも本研究に関連する内容の記述を行った。今回の課題研究では、我々がここ数年開発改良を重ねてきた様々な形状の砂丘が発生成長して行く過程についての計算模型を拡張し、従来のものよりもさらに現実的で複雑な側面を取り入れた計算模型の構築を行っている。今年度は、砂丘の動力学模型の中に、砂の運動のほかに砂丘の時間発展に影響をおよぼす他の要素、とくに、植生の変化をどのように取り入れるべきか試行錯誤をおこなった。その結果、これまでに我々が構築してきた砂丘の動力学模型に適当な植物の成長のルールを加えることで、植生のある砂漠地帯に出現する様々な形状の砂丘の形成過程を再現した。中でも放物線型砂丘は、砂床の一部を植物が被覆した場合に形成される砂丘として知られているが、未だその形成過程については未解明な部分が多く、理論模型によってその形成に成功した例は過去になかった。

そのため、今回のシミュレーションの成功は、今後、植物と砂丘の相互作用を理論的に扱う稀少な手法として極めて高い注目を集めるものと思われる。本課題研究では、様々な形状の砂丘が発生成長して行く過程についての計算模型を拡張し、従来のものよりもさらに現実的で複雑な側面を取り入れた計算模型の構築を行ってきた。昨年度まで、砂丘の動力学模型の中に、砂の運動のほかに砂丘の時間発展に影響をおよぼす他の要素、とくに、植生の変化をどのように取り入れるべきか試行錯誤をおこなってきた。その結果、植生のある砂漠地帯に出現する様々な形状の砂丘の形成過程を再現した。中でも放物線型砂丘は、砂床の一部を植物が被覆した場合に形成される砂丘として知られでいるが、未だその形成過程については未解明な部分が多く、理論模型によってその形成に成功した例は初めてである。さらに、今回の手法の発展形として川の琉路形成の動力学を他の研究者と共同で扱い始めた。その結果、川の傾斜に応じて川の流路の形状が蛇行から網状に変わるという観測結果を、理論模型として初めて再現した。また、鍾乳洞に見られる多様な鍾乳石の形状の研究も今回の手法の延長で取扱い得ることが現在までに判明している。上に挙げた一連の研究は、地形の進化過程を非線形物理学の視点から総合的に扱う「計算地形動力学」とでも呼べる、より一般的な体系を構築するためのの土台になりうるものと思われる。
糖尿病性歯周炎発症における歯肉線維芽細胞グルタチオンレドックスサイクルの関与

歯周病の発症と進行に糖尿病が深く関与していることは古くから知られているが、両疾患の因果関係は未だに明確ではない。一方、活性酸素によって細胞が障害を受けることはよく知られており、糖尿病性血管合併症の発症は活性酸素の産生亢進と消去能低下によると考えられている。糖尿病によって歯周組織での活性酸素消去能が低下していれば、歯周組織障害を来し歯周病の原因となりうるが、糖尿病における歯周組織での活性酸素消去能は過去に全く調べられていない。本研究は、活性酸素として最も反応性の高いヒドロキシラジカル(・OH)の前駆物質であるH_2O_2に焦点をあて、糖尿病における歯周組織でのH_2O_2消去系(グルタチオンレドックスサイクル)の変化を詳細に検討することとした。ヒト歯肉線維芽細胞を6穴プレート上に撒き,コンフルエントになった状態において,5.5mMグルコース,11mMグルコース,27.5mMグルコース、浸透圧対照として5.5mMグルコース+22mMマンニトール条件下にて、7日間培養した。生存率を測定したところ、グルコース濃度依存的に有意な生存率の低下が認められた。また、5.5mMグルコース+22mMマンニトールの群でも有意な生存率低下が認められたことから、この生存率の低下は、グルコース特異的ではなく浸透圧依存性であることが推察された。また、この7日間培養時点でグルタチオンレドックスサイクルの主要な基質である細胞内グルタチオンを測定したが、有意な変化は認められなかった。これらの結果から、糖尿病性歯周炎発症において、歯周組織グルタチオンレドックスサイクルの機能変動は、主要な原因ではなく、高血糖などの高浸透圧状態による細胞傷害が原因の一つである可能性が示唆された。ヒト歯肉線維芽細胞を6穴プレート上に撤き,コンフルエントになった状態において,5.5mMグルコース,11mMグルコース,27.5mMグルコース、浸透圧対照として5.5mMグルコース+22mMマンニトール条件下にて、7日間培養した。この結果から、ヒト歯肉線維芽細胞は、糖尿病における高血糖などの高浸透圧状態に対して、極めて弱い細胞であることが示唆された。今後、同様の検討を実験動物を用いてin vivoで行い、高血糖と組織内グルタチオン濃度の関係を明らかにする予定である。

これらの結果から、糖尿病性歯周炎発症において、歯周組織グルタチオンレドックスサイクルの機能変動は、主要な原因ではなく、高血糖などの高浸透圧状態による細胞傷害が原因の一つである可能性が示唆された。
複特異性抗体による消化器癌治療の臨床応用のための基礎的研究

【目的】一方の活性基にT細胞と選択的に結合し細胞障害性を活性化する抗体、もう一方の活性基には腫瘍関連抗原と特異的に結合する抗体を有する複特異性抗体(bifunctional antibody,BFA)を作成し、それによる細胞障害活性を検討した。【方法】T細胞のCD3に対するUCTH-1MoAb(anti-CD3)と、消化器癌に広く発現する糖鎖抗原MUC-1に対するMuse-11MoAbを用いた.UCTH-1MoAbとMuse-11 MoAbの2種のF(ab′)2フラグメントを還元してFab′とした後、S-S置換反応により再結合し、BFAを作成した。エフェクター細胞にE/T比を20に設定した末梢血リンパ球(PBL)を用いた。細胞障害活性は51Cr releaseにより測定した。【成績】Musu-11およびBFAとの親和性は、6種の人消化器癌Colo225,Colo226,KATOIII,MKN,PK1,PK9にて検討した結果、KATOIII,MKN,PK1,PK9いずれにも親和性をみとめ,特にPK9が高く、標的細胞として使用した。特異的細胞障害活性はBFA濃度依存性に増大した(BFA0.2,2,20,200μg/mlに対し各々6.6、11.5、9.5,12.4%)反応時間を4時間から8時間に延ばすと、細胞障害活性(BFA濃度200μg/ml)は1.9倍(22.5%)となった。PK9に対して細胞障害活性を示さない程度にIL-2で刺激したPBLを用いBFAの効果を検討すると、同様に濃度依存性に障害活性は増大し、BFA20μg/ml濃度において(4時間の反応時間)38%と著しい上昇を認めた。【結論】BFA感作リンパ球が消化器癌治療に応用できる可能性を認めた。
膵癌に対する化学療法感受性の検討―術前化学療法の確立を目指してー

膵癌細胞株から塩酸ジェムシタビン耐性株MIA-GEMRを樹立し、KRAS変異に関与する細胞シグナルを検討した。MIA-GEMRは上皮間質転換様の形質変化と浸潤性増加を示しており、大腸癌のKRAS変異の誘導に類似していた。とりわけ、変異KRASの調整は幹細胞特異的遺伝子とTGF-β1標的遺伝子と重複しており、KRASが形態や周囲微小環境に影響を与えていることが示唆された。さらに、ホスホジエステラーゼ阻害剤はMIA-GEMRの増殖を抑制した。これらの結果は、KRASの下流シグナルTGF-β1が膵癌細胞株MIA PaCa-2の塩酸ジェムシタビン耐性に関与していることを示唆している。Gemcitabine耐性株の表現型や浸潤能の変化。親株と耐性株の表現型、増殖能、浸潤能の検討をおこなったところ、Mia-Paca2耐性株の表現型は親株と比して、紡錐形を呈していた。Mia-Paca2耐性株の増殖能は親株の51.7%であった。しかしマトリゲルを用いた浸潤能はIC5濃度Gemcitabine添加下でおよそ7倍を示した。表現型や浸潤能に関与する遺伝子を同定。Mia-Paca2耐性株と親株をDNA Microarrayで比較検討すると、耐性株においてMAST4やPDE1の強発現、変異KRASシグナルの異常を同定した。またMiaPaka2は3次元浮遊細胞では耐性化が起こり、2次元培養では致死量のGemcitabineの効果が減弱することもわかった。1膵癌細胞株より新たにGemcitabine耐性株の樹立。膵癌細胞株(MiaPaka2)をIC50値の濃度のGemcitabineで6ヶ月培養を行い、その中でGemcitabineに対する強い耐性を取得し、表現型の変化、浸潤能の増加を示す株を作成した。2表現型や浸潤能に関与する遺伝子を同定した。樹立耐性細胞株と親株をDNA microarrayで比較検討すると、耐性株においてMAST4やPDE1の強発現、変異KRASシグナルの異常を同定した。33次元培養と2次元培養の遺伝子発現パターンを比較した。このMiaPaca2は3次元浮遊細胞では耐性化が起こり、2次元培養では致死量のGemcitabineの効果が減弱することがわかった。胆膵外科当初の初年度計画とおり、新たなGemcitabine耐性膵臓癌細胞化株の樹立に成功している。さらに、Gemcitabine耐性株の表現型や浸潤能の変化を検討して、関与する遺伝子を同定できている。それに基づき、次年度の研究目標が立てられており、したがって概ね順調な進行状況と考える。変異KRAS阻害剤の膵癌細胞株およびGemcitabine耐性株への効果検討。既に同定している生体類似3次元環境にて変異KRASが制御する遺伝子群が関与するシグナル経路のなかで、耐性株の増殖に強く影響しているものを探索する。先行実験として、変異KRASが3次元培養特異的に発現を上昇させるPDE阻害剤Resveratrolを用いたところ、Gemcitabine耐性株に対しては3次元浮遊細胞においても強い効果を示すことがわかり、今後TGFB経路の低分子阻害剤(LY2157299)などのKRASシグナル経路阻害剤の効果を検討する。切除境界型膵癌に対する初代培養法(3次元浮遊培養法)の確立。3次元浮遊細胞システムは既に確立しており、特徴として非接着性の丸底ディッシュを使用することで、少量の検体からの連続希釈により、シングルセルからの3次元浮遊培養がリアルタイムで行えることである。さらに薬剤効果判定は約1週間未満で行うことができる(論文投稿準備中)。術前の生検組織検体からの初代培養法を確立する前に、まず術前補助化学療法を行っていない検体を用いて、3次元初代培養を行い、GemcitabineやResveratrolの効果を判定後、実際に術後補助化学療法を行った患者のアウトカムと比較する。当初の計画より、目標のGemcitabine耐性膵臓癌細胞株の作成が順調に進み、設備備品費および消耗品費がかからなかったため。次年度以降は、計画とおり設備備品費および消耗品費が必要になる見込み。加えて、学会発表や論文作成にも費用がかかる見込み。
渦放射光発生技術の高度化と利用への展開

円偏光に対応するスピン角運動量以外に軌道角運動量を運ぶ光が存在する。我々は光渦と呼ばれるこの特異な光が放射光の技術により紫外・真空紫外領域で発生できることを実証し、またそのメカニズムを世界に先駆けて解明した。本研究では、渦放射光ビーム同士の合成によるベクトル放射光ビームの発生など、広い意味での渦放射光ビームの発生技術の高度化とその特性評価を世界に先駆けて進め、これと並行して、その利用へ向けて、集光・分光など未開拓の渦放射光ビーム輸送技術の開発を進める。これらの技術を用いて、幅広い分野の研究者と協力し、紫外・真空紫外光領域の渦放射光ビームと物質系との相互作用という未踏の研究領域の開拓に挑戦している。平成30年度は、渦放射光の研究で世界的にも抜きんでた競争力を有する分子科学研究所のシンクロトロン光源UVSORと光源開発専用ビームラインBL1Uを活用し、偏光が光軸のまわりで変化する偏光渦をシンクロトロン光源において作り出すことに世界に先駆けて成功し、これを論文発表し、プレスリリースも行った。渦放射光の位相特異点の分裂などの観測を進め、これを理論的に説明できる見通しを得、この実証を次年度に試みる予定である。渦放射光の特性を損なわない輸送技術については、回折格子通過後の渦性の検証の実験を進め、渦性が保存されていることを示すデータを得たが、使用した回折格子の表面状態が悪く、次年度にこれを更新し再度実験を実施する予定である。さらに、光学の専門家との議論により、新たな渦放射光生成法が見いだされ、実証実験に向けて準備を進めている。偏光渦の原子分子との相互作用を観測する実験に着手し、その過程で2台のアンジュレータからの光の原子分子物理学への応用に関して興味深い知見が得られ、論文投稿の準備を進めている。物質系との相互作用に関しては、最終年度に向けて実験を加速する予定である。放射光ベクトルビームの生成に世界で初めて成功するなど光源開発面では当初計画した研究内容は順調に進んでいる。一方で、利用への展開にはやや遅れがある。これは当初は予想しなかった複数のアンジュレータからの光の新奇な利用法を見出し、この検証に実験時間を大きく割いたためである。その結果、極めて注目すべき成果があがりつつある。総合的にはおおむね順調に進展していると判断する。光源開発研究は順調に進んでおり、世界的にもこの研究を進めるに最適な研究環境が整備されていることから、引き続き先駆的な実験に取り組み、成果については積極的な論文発表を進めていく。光学の専門家との交流を進め、理論面、計測面で共同研究を発展させていく。応用面では、当初予想しなかった方向への興味深い研究の展開があり、次年度も引き続き注力するとともに、当初計画した内容についても引き続き継続的に取り組む。本研究では、渦放射光ビーム同士の合成によるベクトル放射光ビームの発生など、広い意味での渦放射光ビームの発生技術の高度化とその特性評価を世界に先駆けて進める。並行して、その利用へ向けて、集光・分光など未開拓の渦放射光ビーム輸送技術の開発を進める。これらの技術を用いて、幅広い分野の研究者と協力し、紫外・真空紫外光領域の渦放射光ビームと物質系との相互作用という未踏の研究領域の開拓に挑戦する。平成29年度は、渦放射光の研究で世界的にも抜きんでた競争力を有する分子科学研究所のシンクロトロン光源UVSORと光源開発専用ビームラインBL1Uを活用し、渦放射光発生技術の高度化、渦放射光の詳細な特性評価、渦放射光の特性を損なわない輸送技術の確立、渦放射光利用法の探索、の4つの課題に取り組んできた。渦放射光発生技術の高度化に関しては、2台の円偏光アンジュレータで発生した偏光方向及び渦の次数の異なる渦光を合成し、偏光が光軸のまわりで変化する偏光渦を作り出す実験を最優先で進め、その結果、世界に先駆けてシンクロトロンからのベクトルビームの発生に成功した。本成果は現在論文執筆中である。渦放射光の詳細な特性評価については、特に、高次の渦光の位相分布が理想的な場合からずれていることを示すデータを得ており、その原因を理論・実験両面から探ってきた。渦放射光の特性を損なわない輸送技術については、平成29年度は集光系及び回折格子通過後の渦性の検証の実験を進めてきた。実験結果については現在解析中である。また、いくつかの標準的な試料を用いた渦二色性の検証実験にも着手した。研究そのものは概ね順調に進んでいるが、予定していた年度後半からの博士研究員の雇用において適任者を見つけることができず、マンパワーがやや不足している。幸い、大学その他からの協力を得ることができ、これまでのところ深刻な事態とはなっていない。引き続きよい候補者を探す努力を継続する。

本研究では、渦放射光ビーム同士の合成によるベクトル放射光ビームの発生など、広い意味での渦放射光ビームの発生技術の高度化とその特性評価を世界に先駆けて進め、これと並行して、その利用へ向けて、集光・分光など未開拓の渦放射光ビーム輸送技術の開発を進める。これらの技術を用いて、幅広い分野の研究者と協力し、紫外・真空紫外光領域の渦放射光ビームと物質系との相互作用という未踏の研究領域の開拓に挑戦している。平成30年度は、渦放射光の研究で世界的にも抜きんでた競争力を有する分子科学研究所のシンクロトロン光源UVSORと光源開発専用ビームラインBL1Uを活用し、偏光が光軸のまわりで変化する偏光渦をシンクロトロン光源において作り出すことに世界に先駆けて成功し、これを論文発表し、プレスリリースも行った。渦放射光の位相特異点の分裂などの観測を進め、これを理論的に説明できる見通しを得、この実証を次年度に試みる予定である。渦放射光の特性を損なわない輸送技術については、回折格子通過後の渦性の検証の実験を進め、渦性が保存されていることを示すデータを得たが、使用した回折格子の表面状態が悪く、次年度にこれを更新し再度実験を実施する予定である。さらに、光学の専門家との議論により、新たな渦放射光生成法が見いだされ、実証実験に向けて準備を進めている。偏光渦の原子分子との相互作用を観測する実験に着手し、その過程で2台のアンジュレータからの光の原子分子物理学への応用に関して興味深い知見が得られ、論文投稿の準備を進めている。物質系との相互作用に関しては、最終年度に向けて実験を加速する予定である。放射光ベクトルビームの生成に世界で初めて成功するなど光源開発面では当初計画した研究内容は順調に進んでいる。一方で、利用への展開にはやや遅れがある。これは当初は予想しなかった複数のアンジュレータからの光の新奇な利用法を見出し、この検証に実験時間を大きく割いたためである。その結果、極めて注目すべき成果があがりつつある。総合的にはおおむね順調に進展していると判断する。研究そのものは順調に進行している。今後も世界的にも唯一といってよい研究環境を活かして、先導的な研究を進める。加速器・放射光分野での学生・若手研究者の不足により、博士研究員の適任者を探すことが困難な状況が今後も予想されるため、今後も継続して大学等へ協力を求め、マンパワー不足の解消に努める。このために人件費を教員や学生などの実験参加のための旅費やそのための実験経費に充当する。光源開発研究は順調に進んでおり、世界的にもこの研究を進めるに最適な研究環境が整備されていることから、引き続き先駆的な実験に取り組み、成果については積極的な論文発表を進めていく。光学の専門家との交流を進め、理論面、計測面で共同研究を発展させていく。応用面では、当初予想しなかった方向への興味深い研究の展開があり、次年度も引き続き注力するとともに、当初計画した内容についても引き続き継続的に取り組む。
病原性遺伝子群をもつヘリコバクター・ピロリによる宿主細胞への炎症誘導機構

ヘリコバクター・ピロリのcag病原性遺伝子群を持つ菌株に依存的な宿主細胞のNF-kBの活性化を引き起こすアッセイ方法の検討およびその未知因子の同定をおこなう事を目的に研究をおこなっている。本研究の遂行途中に、Nat.Immunol.にcag病原性遺伝子群を持つ菌株がタイプ4分泌機構を介してペプチドグリカンを細胞質内に打ち込み、宿主側の細胞質内のNod1がペプチドグリカンのセンサーとして働き、NF-kBの活性化が引きおこることが報告された。そこで、このNod1からNF-kBに至るシグナル伝達経路の詳細を解析するために、胃上皮株化細胞であるAZ-521細胞とMKN45細胞を用いて、cag病原性遺伝子群を持つ菌株と持たない菌株による刺激をおこなった結果、興味深いことに、MKN45細胞ではcag病原性遺伝子群を持つ菌株によるNF-kの活性化が起こるのにもかかわらず、AZ-521細胞ではNF-kBの活性化がほとんど認められなかった。この細胞の違いによるNF-kBの活性化の違いがNod1の発現の違いによるのかどうか明らかにする為に、Nod1のmRNAの発現をRT-PCRで調べたところ、MKN45細胞、AZ-521細胞ともに、Nod1の発現が認められた。次に、タイプ4分泌機構によるエフェクターの打ち込みが両方の細胞において機能しているかどうか明らかにする目的で、ヘリコバクター・ピロリのエフェクターとして明らかになっているCagAの細胞質内の存在量をチロシンリン酸化抗体によるウエスタンブロッティングにより調べてみた結果、MKN45細胞に比べて、AZ-521細胞におけるチロシンリン酸化CagAの量は非常に少なく、細胞内へのエフェクターの打ち込みには細胞特異性がある可能性が示唆された。本研究では、最終的にcag病原性遺伝子群を持つ菌による宿主細胞のNF-κBの活性化に関与する宿主側の未知因子の決定を最終目的として、その過程として本研究ではcag病原性遺伝子群を持つヘリコバクター・ピロリによる宿主細胞のNF-κBの活性化の性状を解析して基礎的な知識の集積をはかることを目的とする。本年度は、ヘリコバクター・ピロリの感染と抗菌性ペプチドの発現との相関関係に注目して実験をおこなった。そこで、まず、高感度ラジオイムノアッセイ法を用いて胃液中のHNP-1,HNP-2およびHNP-3の定量をおこなった結果、ヘリコバクター・ピロリ胃炎患者では健常者と比較して有意にこれらα-ディフェンシンの濃度が高値であり、除菌後には著明に減少することが判明した。また、hBD-1およびhBD-2の胃液中の発現量に関しては、hBD-1の発現は特に疾患別に有意な差はなく、hBD-2の発現は健常人に比べ、慢性胃炎(CG)、胃潰瘍(GU)の患者において有意に健常人より高かった。このようなヘリコバクター・ピロリの感染に伴う抗菌性ペプチドの発現に関与するNF-κBの役割を検討すると同時に、cag病原性遺伝子群を持つ菌株に依存的な宿主細胞のNF-κBの活性化のしくみを追求していきたい。ヘリコバクターピロリのcag病原性遺伝子群を持つ菌株に依存的な宿主細胞のNF-kBの活性化を引き起こすアッセイ方法の検討およびその未知因子の同定をおこなう事を目的に研究をおこなっている。

そこで、このNod1からNF-kBに至るシグナル伝達経路の詳細を解析するために、胃上皮株化細胞であるAZ-521細胞とMKN45細胞を用いて、cag病原性遺伝子群を持つ菌株と持たない菌株による刺激をおこなった結果、興味深いことに、MKN45細胞ではcag病原性遺伝子群を持つ菌株によるNF-kBの活性化が起こるのにもかかわらず、AZ-521細胞ではNF-kBの活性化がほとんど認められなかった。この細胞の違いによるNF-kBの活性化の違いがNod1の発現の違いによるのかどうか明らかにする為に、Nod1のmRNAの発現をRT-PCRで調べたところ、MKN45細胞、AZ-521細胞ともに、Nod1の発現が認められた。次に、タイプ4分泌機構によるエフェクターの打ち込みが両方の細胞において機能しているかどうか明らかにする目的で、ヘリコバクターピロリのエフェクターとして明らかになっているCagAの細胞質内の存在量をチロシンリン酸化抗体によるウエスタンブロッティングにより調べてみた結果、MKN45細胞に比べて、AZ-521細胞におけるチロシンリン酸化CagAの量は非常に少なく、細胞内へのエフェクターの打ち込みには細胞特異性がある可能性が示唆された。
長期追跡コホートを活用した子育てエンパワメント指標の開発と支援的応用

本研究の目的は、長期追跡コホートを活用した子育てエンパワメント指標の開発と専門職との協働による支援プログラムの開発および効果検証である。本年度は、昨年度までに得られた、量的研究による根拠と、質的研究による根拠を統合し、調査を継続するとともに、「当事者の力を引き出すエンパワメント」の観点から、定量的に評価可能な指標項目案を作成した。さらに、開発指標を用いた実装を目指すとともに、システム利用等の子育て支援による効果の定量化、対象属性や支援実態など関連要因の影響を含めた検証を行った。具体的には、個人、仲間、組織の各システムレベルから質的、量的に検討を行い、「WEBを活用した園児総合支援システム」を中心に展開する大規模コホートデータから、子どもの発達、気になる行動、子どもと家族の特性、育児環境に関するデータを抽出した。得られたデータより、子どもや養育者に及ぼす支援効果について、就学後の実態調査を含めた分析を行い、子どもの健やかな発達や、養育者の身体的、精神的、社会的健康への影響を検討した。エンパワメント指標として、子ども側面、養育者側面、専門職側面、保育環境及び社会環境側面が抽出、再構成された。開発指標を実装したアセスメントおよび実践活用システムを構築するとともに、専門職が活用するための活用マニュアルを作成し、国内外の研究者および実践家と共有した。効果的な指標活用のために、専門職会議、学術会議におけるラウンドテーブル、シンポジウムでの成果報告を行い、活用に向けたブラッシュアップとネットワーキング強化、アウトリーチ活動に取り組んだ。研究成果の一部はすでに研究論文にまとめ、投稿済みである。本年度までに、指標の開発および開発指標の実装を完了するとともに、専門職との協働による支援プログラムの開発および効果測定の段階に進んでおり、当初の予定以上に順調に進展しており、研究成果の一部はすでに国内外の学会および国際誌に投稿済みである。本年度は、支援プログラムの開発と実施に向けたフィールド調査および情報収集について、国内外の複数地域で実施し、活発な研究討議により、当初の計画以上の成果を得た。特に、1)新生児期の子どもおよび養育者のエンパワメント実践、2)子育て支援に携わる多職種との協働によるプログラム開発4)効果的な早期支援事例の蓄積と要素の体系的整理、3)システム活用のための専門職教育の教材及び研修プログラム開発5)1ー4に関して国内外の研究者および専門職の協働実現という5つの点で当該研究の計画以上に、研究の範囲および質の点で進展している。今後は、開発した指標および実装したシステムを用いた活用に焦点をあて、質的量的な複合分析を行うことにより、多角的な効果検証を行い、成果を学会発表および論文投稿により発信していく予定である。さらに、より実効性の高いシステム活用と、専門職による支援への活用のために、専門職と協働し、開発した指標およびプログラムの改訂、マニュアル整備、実践活用のための研修システムの構築に取り組む予定である。本研究は、長期追跡コホートを活用した子育てエンパワメント指標の開発と専門職との協働による支援プログラムの開発および効果検証を目指している。平成28年度は、まず、評価指標開発に向けた根拠の提示を行った。具体的には、根拠に基づく子育て支援実践が専門職に及ぼす影響について、海外の専門機関の訪問調査、既存研究の系統的レビュー、エビデンス・テーブル構築に向けたフィールド調査および研究会議を実施した。実践機関において専門職を対象としたインタビュー調査、行動観察調査などのフィールドワークを実施し、支援システムと国際比較の観点から現在の支援における問題点を抽出した。並行して、子どもと養育者、専門職のエンパワメントの観点から、幼児期の育児環境、養育者への支援状況や家族特性、保育環境が子どもの発達や問題行動におよぼす影響を経年的な多変量解析により検証し、養育者ストレス、養育者支援、養育者の子どもへのかかわり、家庭経済状況など、子どもの発達や社会適応、ウェルビーイングに影響する重要項目を抽出した。さらに、専門職による支援が子どもや養育者に及ぼす支援効果に関する機序、対照の特性別のパターンなどを明らかにすることを目指す。このため、経年分析により、子どもの健やかな発達、養育者の身体的、精神的、社会的健康等への影響を検討し、成果を研究論文にまとめ投稿予定である。また、今後は国際比較を含めた効果検証を目指し、国内外の研究者とも協議を進める予定である。本研究は、長期追跡コホートを活用した子育てエンパワメント指標の開発と専門職との協働による支援プログラムの開発および効果検証に向けて、国内外の関連文献のレビューを行い、積極的に専門職との協議を行うとともに、経年的なコホートデータの整備と複合分析に取り組んでいる。子どもと養育者、専門職のエンパワメントの観点から、子どものすこやかな成長に影響する乳幼児期の重要項目を抽出した。成果の一部は、国際学会およびシンポジウムにおいて公表済みであり、期待通りに研究が進展している。平成29年度は、昨年度に引き続き評価指標開発に向けた根拠の提示を行った。具体的には、根拠に基づく子育て支援実践が専門職に及ぼす影響について、海外の専門機関の訪問調査、既存研究の系統的レビューにより、さらにエビデンス・テーブル構築を強化、進展した。具体的には、英国およびブータン王国、地方自治体など国内外において、子育て支援と保育・教育に関するフィールドワークとデータ解析を実施した。出生コホート研究データを用いた統計解析モデルの適用、質的インタビュー調査、周産期から思春期に及ぶ育児環境に関する質問

紙調査を実施し、得られた質的量的研究による根拠を統合し、「当事者の力を引き出すエンパワメント」の観点から、定量的に評価可能な指標項目プール(発育発達、社会性、かかわり、意欲、ウェルビーイング、セルフエフィカシー、サポート、連携、保育および教育、権利擁護と多様性尊重の10領域)を作成した。続いて、作成した指標案について、専門職および国内外の専門分野の研究職とともに協議を行い、実践フィールドにおける実施妥当性を検討し、表現および調査実施計画を調整した。これらの過程で、項目等の修正を行った後、質問紙調査および観察調査とデータ解析を実施した。さらに、専門職による支援が子どもや養育者に及ぼす支援効果に関する経年分析の結果より、子どもの健やかな発達、養育者の身体的、精神的、社会的健康等への影響が示唆され、質的、量的観点より、指標の実効性、妥当性が期待できる成果を得た。得られた評価指標とデータ分析の結果より、成果を取りまとめ学会発表を行った。本研究は、長期追跡コホートを活用した子育てエンパワメント指標の開発と専門職との協働による支援プログラムの開発および効果検証に向けて、国内外の関連文献のレビューを継続するとともに、具体的な子育て支援に関する物理的、人的、社会的、資源についての検討と、心理学的、脳科学的観点を含めた多角的な評価手法開発の検討、海外の複数の研究実践機関と協働し、国際比較に向けた調整と、出生コホート研究のデータを用いた統計解析モデルの適用による指標開発に取り組んだ。さらに、長期追跡コホート研究のデータベース整備に取り組み、経年分析により、子どもの健やかな発達、養育者の身体的、精神的、社会的健康等への影響が示された。成果の一部は、国際学会および学術雑誌等において公表済みであり、期待通りに研究が進展している。本研究の目的は、長期追跡コホートを活用した子育てエンパワメント指標の開発と専門職との協働による支援プログラムの開発および効果検証である。本年度は、昨年度までに得られた、量的研究による根拠と、質的研究による根拠を統合し、調査を継続するとともに、「当事者の力を引き出すエンパワメント」の観点から、定量的に評価可能な指標項目案を作成した。さらに、開発指標を用いた実装を目指すとともに、システム利用等の子育て支援による効果の定量化、対象属性や支援実態など関連要因の影響を含めた検証を行った。具体的には、個人、仲間、組織の各システムレベルから質的、量的に検討を行い、「WEBを活用した園児総合支援システム」を中心に展開する大規模コホートデータから、子どもの発達、気になる行動、子どもと家族の特性、育児環境に関するデータを抽出した。得られたデータより、子どもや養育者に及ぼす支援効果について、就学後の実態調査を含めた分析を行い、子どもの健やかな発達や、養育者の身体的、精神的、社会的健康への影響を検討した。エンパワメント指標として、子ども側面、養育者側面、専門職側面、保育環境及び社会環境側面が抽出、再構成された。
早期乳癌の検診過剰診断抑制および複合免疫非侵襲的治療へ向けた臨床病理学的基盤研究

研究計画で示した、進行乳癌治療領域において、癌微小環境における免疫応答の臨床的応用(免疫療法)がトピックになっており、昨年に引き続きHER2陽性乳癌における、腫瘍周囲リンパ球浸潤や他の臨床病理学的特徴の研究に重点を置き、詳細を詰めている。HER2陽性乳癌はER陽性とER陰性群に分かれるが、両者は、(1)形態学的にも異なる群である:ER陽性→鋸歯状形状を有する腫瘍が多い, ER陰性→Comedo壊死を有する乳管内癌主体の癌が多い(縦横非の低い腫瘍形状を示す)。(2)腫瘍周囲リンパ球浸潤の多寡:ER陰性> ER陽性であり、ER陰性群が有意に免疫応答を示す群である。(3) HER2が瀰漫性に陽性を示す3+群はER陰性に多く、2+を示す症例は有意にER陽性群に多いということがわかった。このことはHER2陽性のコンパニオン診断においても非常に有用と思われる。また、HER2陽性乳癌も遺伝子学的に幾つかの群に分かれることが報告されており、我々の研究でも少なくとも、ER陰性群とER陽性群が大きく異なることがわかったが、この2群間でのHER2陽性例の治療反応性とAndrogen receptor AR)との関連性を検討した。【対象と方法】術前補助療法が施行されたHER2陽性浸潤癌60例を対象とした。ARの発現と治療効果との関連を検討した。【結果】AR陽性症例の病理学的完全寛解はAR陰性症例と比較して有意に高かった。サブグループ間では、ER陽性群におけるAR陽性症例の病理学的完全寛解は、ともにAR陰性症例と比較して有意に高かった。一方、NLH群におけるAR陽性症例の病理学的完全寛解に有意差はなかった。【結語】ARの高発現はHER2陽性乳癌において、LH群、NLH群ともに治療効果予測因子として有用である可能性が示唆された。現在、上記の研究を論文にまとめ投稿し、改訂中である。上記3に関しては、更なる論文を作成している。HER2陽性乳癌も遺伝子学的に幾つかの群に分かれることが報告されており、我々の研究でも少なくとも、ER陰性群とER陽性群が大きく異なることがわかった。この2群でのHER2陽性例の治療反応性にどのようなマーカーが関わっているかを検討を行った。その中で、Androgen receptorとの関連性を示し、本年の乳癌学会シンポジウムで発表予定である。これらの検討を進め論文化する予定である。現在、乳癌において1検診領域では非浸潤癌を含めた早期乳癌の過剰診断・過剰治療が問題となり、2進行癌治療領域では癌微小環境における免疫応答の臨床的応用(免疫療法)がトピックとなっている。1に対して、非浸潤癌の生物学的特性を示すサブタイプと過剰診断が問題になっている乳癌検診における石灰化カテゴリーについての研究を行った。(方法と対象)2011-16年にJCHO久留米総合病院で主に石灰化を指標に施行されたステレオガイド下VAB生検471例を対象に非浸潤癌をVan Nuys Classificationを用い、病理学的石灰化とサブタイプとの関連性を検討した。(結果)低異型度非浸潤癌は、22/23例が分泌型石灰化を有し、中等度非浸潤癌は、12/28例が壊死型石灰化、20/28例が壊死型と分泌型石灰化の混在を認めた。高度非浸潤癌は、12/22例が壊死型石灰化、7/22例が壊死型と分泌型石灰化の混在を認めた。癌とサブタイプは、低異型度非浸潤癌は22/23がluminal、中等度非浸潤癌は、11/28例がluminal, 3/28例がHER2、高度非浸潤癌は、11/22がluminal,9/22がHER2、1/22例がトリプルネガティブ(TN)であった。石灰化カテゴリー(C)は、C3は中等度非浸潤癌以上が28/430例(7%)であったが、C4, 5以上の中等度非浸潤癌以上はそれぞれ25/80 (31%)、2/6 (33%)と上昇した。サブタイプ別ではC3はLumnalが46/430例に対し、HER2が4/430例でluminalが有意に高頻度であった。一方、C4, 5はHER2とTNが10/80例(14%)、1/6例(16%)であり、HER2とTNの頻度が上昇した。(結論)石灰化を対象とする検診ではTN浸潤癌の前駆病変と考えるTN非浸潤癌はほぼ見つからない。2進行癌治療領域では癌微小環境における免疫応答の臨床的応用(免疫療法)がトピックとなっている。2に関して現在我々はまずHER2乳癌の臨床病理学的研究を開始した。【背景】HER2陽性乳癌におけるサブグループの差異について、病理学的見地による報告は少ない。我々は臨床病理学的にHER2陽性乳癌のサブグループと腫瘍形態との関連について検討した。【結果とまとめ】LH-low群とNLH群は有意にhealingやTILが高く、comedo壊死と乳管内病変が多い特徴を示した。一方、LH-high群は有意に中心線維化を有し、HER2陽性乳癌は臨床病理学的、腫瘍形態的に少なくとも2群に大別されることが明らかとなった。

NLHではTIL, healingが高く、乳管主体の癌が多い特徴を示すことが明らかになった(USCAP 2018)。今後の免疫療法を加えた治療方針選択の上でもその差異を考慮すべき可能性がある。研究計画で示した、進行乳癌治療領域において、癌微小環境における免疫応答の臨床的応用(免疫療法)がトピックになっており、昨年に引き続きHER2陽性乳癌における、腫瘍周囲リンパ球浸潤や他の臨床病理学的特徴の研究に重点を置き、詳細を詰めている。HER2陽性乳癌はER陽性とER陰性群に分かれるが、両者は、(1)形態学的にも異なる群である:ER陽性→鋸歯状形状を有する腫瘍が多い, ER陰性→Comedo壊死を有する乳管内癌主体の癌が多い(縦横非の低い腫瘍形状を示す)。(2)腫瘍周囲リンパ球浸潤の多寡:ER陰性> ER陽性であり、ER陰性群が有意に免疫応答を示す群である。(3) HER2が瀰漫性に陽性を示す3+群はER陰性に多く、2+を示す症例は有意にER陽性群に多いということがわかった。このことはHER2陽性のコンパニオン診断においても非常に有用と思われる。また、HER2陽性乳癌も遺伝子学的に幾つかの群に分かれることが報告されており、我々の研究でも少なくとも、ER陰性群とER陽性群が大きく異なることがわかったが、この2群間でのHER2陽性例の治療反応性とAndrogen receptor AR)との関連性を検討した。【対象と方法】術前補助療法が施行されたHER2陽性浸潤癌60例を対象とした。ARの発現と治療効果との関連を検討した。【結果】AR陽性症例の病理学的完全寛解はAR陰性症例と比較して有意に高かった。サブグループ間では、ER陽性群におけるAR陽性症例の病理学的完全寛解は、ともにAR陰性症例と比較して有意に高かった。一方、NLH群におけるAR陽性症例の病理学的完全寛解に有意差はなかった。【結語】ARの高発現はHER2陽性乳癌において、LH群、NLH群ともに治療効果予測因子として有用である可能性が示唆された。現在、上記の研究を論文にまとめ投稿し、改訂中である。上記3に関しては、更なる論文を作成している。HER2陽性乳癌をホルモン受容体陽性(LH)と陰性(NLH)に分け、LH群をさらに高発現群(LH-high)と低発現群(LH-low)に亜分類し、今後も研究を継続、推進する。これまで得られた研究結果から、1LH-low群とNLH群は有意にhealingやTILが高く、comedo壊死と乳管内病変が多い特徴を示す。LH-high群は有意に中心線維化を有し、HER2陽性乳癌は臨床病理学的、腫瘍形態的に少なくとも2群に大別されることが明らかとなったことから、マンモグラフィ、画像との関連性の検討を推進する2NLHではTIL, healingが高く、乳管主体の癌が多い特徴を示すことが明らかになったことから、免疫チェックポイント阻害剤を使用した臨床応用に関連する可能性がある。今後、PD-L1やリンパ球のサブセット(CD3, CD4, CD8, CD20, CD56, Foxp3, TIA-1)とNLHのみならず他のサブタイプ、TILとの関連を明らかにする。HER2陽性乳癌も遺伝子学的に幾つかの群に分かれることが報告されており、我々の研究でも少なくとも、ER陰性群とER陽性群が大きく異なることがわかった。この2群でのHER2陽性例の治療反応性にどのようなマーカーが関わっているかを検討を行った。