hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
悪性神経膠腫の可塑性と悪性転化メカニズムの解明に向けたシステム生物学的アプローチ

昨年度に引き続き、神経膠腫の悪性転化に伴い変化を遂げるオミクスデータの取得とその比較解析を行った。イルミナ社Infinium 450Kアレイによるゲノムワイドなエピゲノム解析や、次世代シークエンサーHiSeqを使用したRNAシークエンス解析による網羅的トランスクリプトーム解析に加え、エクソームシークエンス解析による網羅的遺伝子変異同定や、SNPアレイによる網羅的ゲノム異常の解析を行った。続いて、これら包括的データの比較統合解析を、バイオインフォマティクスの手法を用いて施行するとともに、公共データベースからTCGA(The Cancer Genome Atlas)の膠芽腫の解析データを取得して、比較解析を行った。悪性転化にともない脱メチル化する領域は、プロモーター以外のゲノム領域に大多数は認めていたものの、このような解析により、悪性転化に伴ってプロモーター領域を中心とした脱メチル化をきたし、これに伴って発現が上昇する遺伝子を複数抽出することが出来た。このような分子につき、定量的RT-PCRによる検討にて遺伝子発現解析の結果の検証を行ったところ、実際に同定した特定の遺伝子においては、プロモーター領域の脱メチル化にともない、遺伝子発現が上昇し、免疫染色においても蛋白レベルでの発現上昇を認めていることを確認することができた。このような分子が、悪性転化した神経膠腫における、良い治療標的となることが期待された。26年度が最終年度であるため、記入しない。悪性神経膠腫の治療を困難にしている悪性神経膠腫の著明な可塑性と悪性転化の機序を、システム生物学的アプローチにて明らかにするため、可塑性を検証可能な悪性神経膠腫検体ペアのオミクスデータの取得とその比較解析を行った。主な対象としては、初発神経膠腫と悪性転化をきたした再発腫瘍のセット、腫瘍内悪性化をきたした症例の低悪性部位と悪性部位のセットを用いた。ゲノムワイドなエピゲノム解析としては、イルミナ社Infinium 450Kアレイによる解析を施行した。また、これを補完するトランスクリプトームのデータとして、同じセットの腫瘍検体に対しイルミナ社の次世代シークエンサーHiSeqを使用したRNAシークエンス解析を行った。以上のような解析により、以前に見いだした悪性転化に伴う脱メチル化は、幹細胞関連の遺伝子発現上昇、細胞分裂関連の遺伝子発現上昇といったような、特徴的な遺伝子発現の変化を伴うことが明らかとなり、この結果はTCGAの膠芽腫のデータからも同様のことがいえることを推察することができた。そこで、さらに脳腫瘍幹細胞の遺伝子発現プロファイルデータを取得して、これまで統合解析したデータと比較したところ、悪性転化にともない、実際にそのような幹細胞様の性質へと変化している可能性が示唆された。悪性転化など経時的・空間的な変化を遂げた神経膠腫の臨床検体を50症例以上収集し、これらの網羅的なメチル化、遺伝子発現解析を施行。さらには、TCGAなどの公共データベースなどとの比較解析を行うことで、悪性化に伴うメチル化・遺伝子発現の変化の特徴的なパターンを抽出することができた。以上のような経過より、おおむね、予定通りに進行していると考える。今回抽出した特徴的なプロファイル変化の内容を、ゲノミクス解析などと、さらに統合解析をすることで、悪性化の機序を実際に明らかにすることを目指したい。さらには、これに対する標的治療法を開発することが目標である。
ゲルマニウム―アセチレンからなる拡張共役環状元素ブロック高分子の創出

これまでに合成した、Ge-Ge間にブタジインを挿入した環状分子である拡張型ゲルマペリサイクリンの更なる機能向上を目的とし、ブタジインの間に芳香環を挿入し共役系を拡張した分子、すなわちGe-Ge間にフェニレンエチニレンを挿入した環状分子である新型拡張ゲルマ[N]ペリサイクリンの合成ならびに物性解析を行った。当初はジエチニルゲルマニウムとp-ジヨードベンゼンとの薗頭カップリングによる合成を試みたが、環化した目的物を得ることはできなかった。そこで、p-ジエチニルベンゼンより発生させたジアニオンとゲルマニウムジクロリド種とのカップリングを行ったところ、望みの新型拡張ゲルマ[4], [5], [6],および[7]ペリサイクリンの合成に成功した。得られた分子の結晶構造解析を行ったところ、ゲルマ[4]および[5]ペリサイクリンは平面に近く、ゲルマ[4]においては挿入した芳香環が全て面に対して直交していた。一方ゲルマ[6]ペリサイクリンは椅子型配座であった。残念ながらゲルマ[7]ペリサイクリンは解析に適した結晶は得られなかった。紫外可視吸収スペクトルの測定では、これまでに合成したゲルマペリサイクリンの中でも格段に強い吸収を示した。ブタジイン型の拡張ゲルマペリサイクリンでは蛍光発光がほとんど見られなかったが、今回合成した芳香環挿入型拡張分子においては十分な蛍光発光性がみられることを見出し、物性機能の改善に成功した。りん光発光強度は若干弱いものではあったが、そのりん光寿命がこれまでのゲルマペリサイクリンのμ秒スケールよりも大幅に長く、百ミリ秒スケールでの長寿命発光を示すことがわかり、大幅な発光性の改善がなされた。以上のとおり、ゲルマニウム-π共役環状分子の機能材料としての強い可能性が期待できる成果が得られ、この成果を掲載した発表論文は、論文誌の注目論文および裏内表紙として採用されるに至った。28年度が最終年度であるため、記入しない。d軌道による光学特性が期待される14族後周期典型元素ゲルマニウム(Ge)と共役アルキンからなる新規分子の合成を行った。本年度は拡張型分子の基本型となるブタジインで構成される拡張型ゲルマペリサイクリンの合成と解析を中心に研究を推進した。ブタジインのジアニオンを用いることで、目的とするブタジイン拡張型ゲルマ[4][8]ペリサイクリンを、世界で初めて合成することに成功した。その構造を単結晶X線結晶構造解析によって明らかにし、これまでのペリサイクリンと比べて巨大化しているにも関わらず、よりひずみが強くなっている様子が示唆された。なお、拡張[5],[6],[8]について、これまでに合成報告のある全拡張ペリサイクリンを通じて初のX線結晶解析となる。得られた分子の分光学的解析を行ったところ、UV吸収、蛍光発光とも、これまでの非拡張ペリサイクリンとは大きく異なることが明らかとなった。UV吸収スペクトルでは非拡張型と比べきわめて大きなモル吸光係数と多くの吸収帯を示し、蛍光発光については時間変化で発光性を示すという特異な物性を示した。この予期しない現象については本年度も継続して解析と考察を行う予定である。これら新たな物性について分子軌道計算を行ったところ、構造上の外観はこれまでの非拡張型とさほど大きく変わっていないにもかかわらず、分子軌道の広がり方がこれまでの分子とは大きく異なっていることが示唆された。このことから、環を構成するユニットが、これらペリサイクリン分子の光学的物性に大きな影響を与えることが明らかとなり、今後の機能性ペリサイクリン材料の創成における重要な知見が得られた。研究計画にある分子のうち、ブタジイン型拡張分子の研究はほぼ完了しており、もう一つの芳香環挿入型ゲルマペリサイクリンについても合成のめどがかなりたてられている。今後、より効率的な合成法と単離生成法が確立できれば速やかに本分子の機能解析に取り掛かることができ、年度内の目標としては十分に達成できていると考えている。

りん光発光強度は若干弱いものではあったが、そのりん光寿命がこれまでのゲルマペリサイクリンのμ秒スケールよりも大幅に長く、百ミリ秒スケールでの長寿命発光を示すことがわかり、大幅な発光性の改善がなされた。以上のとおり、ゲルマニウム-π共役環状分子の機能材料としての強い可能性が期待できる成果が得られ、この成果を掲載した発表論文は、論文誌の注目論文および裏内表紙として採用されるに至った。「芳香環挿入型拡張ゲルマペリサイクリン」の合成を進め、ペリサイクリンの高分子化にあたって必要とするユニットの挿入が、分子物性にどれだけの影響を与えるのかを明らかにする。その後は挿入する芳香環の置換基を変更し、ゲルマペリサイクリンのポリマー化の足掛かりの導入並びに合成を進める。また、ゲルマペリサイクリンは分子空孔内へのイオン包接能が期待できる。そこで高分子化した際のイオン吸着材料としての展開を目指し、これらについて、合成した拡張型分子だけでなくこれまでに合成したゲルマペリサイクリンと合わせてその包接能を明らかにしていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。
古生物学の系統分岐分析に基づく3次元ネットワーク型展示システムの開発

本年度は,開発を行った3次元塗り絵ツールを用いたヒューマンインターフェースの評価実験を行った。小学生から中学生を対象とした評価実験において,子供たちが学んだ古生物学を踏まえステゴサウルスとエウオプロケファルスの2種の皮膚再現を行い,3次元的に表現することができることを実証した。また,実証実験から得られた検討項目として,カラーパレットの最適化が表出した。通常のアプリケーションソフトによるカラーパレットは,利用したい色を選択するという目的で作られており,高度な塗り絵を対象には設計がなされていない。また,画像編集ソフトなどの高度なアプリケーションで利用されているカラーパレットとなると,"色彩学"を学んでいない子どもには利用が困難なカラーパレットが用いられている。そこで,色認知の基礎的な被験者実験を行い。ユーザの色選択時の過程の分析および,目的の色の整合性という認知的な観点からの評価を行った。まず,子ども用ソフトでは色選択が困難であるためクレヨンメタファが採用されていることが多いが,自由に色選択ができるスペクトラム形式のカラーパレットでも,使いやすさの観点で優劣が無いことが判明した。次に,色選択・色再現における思考の分析実験を行った。色選択の実験では,指定色に近い色を選択する場合,的確な色が必要になる。一方で,高度な塗り絵における色選択では色に対するイメージがあっても,一意な色が決まっているわけではなく,イメージの色に近い近傍色があれば良いことがわかった。これは,目的の色の整合性と関係有ることがわかった。この事から,高度な塗り絵を目的としたカラーパレットの最適なインタフェースの機能を求めることができ,最適なカラーパレットについての提案を行った。恐竜の系統進化説に基づいた解説を行った上で,来館者が「恐竜博士」になり,恐竜の皮膚の推定を行い,3次元塗り絵により再現し,複合現実感技術を用い実際の骨格標本上に実物大で各個人が推定した皮膚をオーバーラップさせる展示システムを実現することを目的としている.今年度,本研究では3次元塗り絵ツールを開発した.塗り絵ツールの対象は,ステゴサウルスとエウオプロケファルスの2種である.また,本塗り絵ツールは子どもたちが容易に使える配慮をユーザビリティの観点から検討を行っている.例えばログイン時のパスワードを数字ではなく,絵文字を組み合わせたパスワードとした.絵文字については,子どもたちがどのように絵文字を利用するかの研究も加えた[1].さらに,塗り絵ツールの機能として,現在存在する恐竜の子孫といわれている爬虫類・鳥類などのパターン情報のデータベースも作成できるようになっている.また,子どもたちが動物園などで撮影した動物の写真の皮膚を取り込めるmysight機能も有している.来年度は国立科学博物館にて,子どもたちが本ツールで恐竜の皮膚を推定後,複合現実感技術を角い,実物のステゴサウルスとエウオプロケファルスの骨格標本にオーバーラップさせる実証実験を行う予定である.参考文献[2]近藤智嗣,芝崎順司,有田寛之,真鍋真,稲葉利江子,"ミクストリアリティによる博物館展示システムの提案,"教育工学会論文誌,30巻-Suppl.号,45-48.本年度は,開発を行った3次元塗り絵ツールを用いたヒューマンインターフェースの評価実験を行った。
細胞外のイオン環境変化が血管の反応性と細胞内カルシウム動態に及ぼす影響

本研究は、細胞外液のイオン環境変化、とくにマグネシウム(Mg)やカルシウム(Ca)イオンが血液平滑筋の収縮能や細胞内Ca動態に与える影響を明らかにすることを目的とした。1.Mg欠乏食飼育ラットについて生後45週令の雄性WKYまたは高血圧自然発症ラット(SHR)に低Mg食を23週間投与しMg欠乏ラットを作成した。WKYならびにSHRのMg欠乏群の血清Mg濃度は、それぞれの対照群に比し有意に低値を示した。また、血清Mg濃度と血清Ca濃度は有意に負の相関関係を示した。2.血管平滑筋の細胞内Ca動態と収縮能についてラット胸部大動脈より摘出した血管標本を用いて微小血管条片を作成し、Ca指示蛍光色素FuraPE3を負荷し、細胞内Ca濃度変化と張力変化を同時測定した。(1)血管平滑筋の反応性について細胞外液にCaが存在する場合、WKYのMg欠乏群ではノルエピネフリン(NE)刺激よる細胞内Ca濃度上昇ならびに張力上昇が対照群のそれに比し有意に高値を示したが、無Ca溶液中ではNE刺激やカフェイン(Caf)刺激による反応性には有意な差を認めなかった。SHRにおいては細胞外液中のCaの有無に関わらず、Mg欠乏群と対照群との間にはNE刺激やCaf刺激に対する血管の反応性に有意な差は認められなかった。SHRの非刺激時におけるCa濃度はWKYに比し有意に高値を示した。(2)血管内皮の機能について血管内皮機能を検討するためにあらかじめNEで刺激した血管条片にアセチルコリンを投与し血管弛緩の程度をMg欠乏群と対照群で比較検討したが、WKYならびにSHRのそれぞれの両群間には有意な差は認められなかった。1.正常ラットの大動脈摘出血管の細胞内カルシウム動態と収縮能について(1)ラット大動脈血管平滑筋の細胞内カルシウム動態と張力の同時測定についてラット大動脈の微小切片(巾約1.5mm)を50μMのFura-2/AMとプロベネシドを含む溶液中に30°Cで56時間インキュベートしFura-2を負荷した。プロベネシドをFura-2負荷時に使用することにより張力に影響を与えることなくラット大動脈の細胞内カルシウム動態と張力変化を比較的長時間・連続的に同時測定することが可能となった。(2)血管の反応性についてラット大動脈平滑筋のノルエピネフリン刺激に対する反応は豚冠動脈ヒスタミン刺激で得られたような著明な収縮反応を示さなかったが、カフェイン刺激に対してはより大きな反応性が認められた。この結果より、ラット大動脈血管平滑筋の細胞内Ca貯蔵部の分布は、カフェイン感受性の貯蔵部がノルエピネフリン感受性のものよりも優位であることが示唆された。2.Mg欠乏食飼育ラットについて低Mg(Mg<1mg/100g飼料)を与えることによってMg欠乏ラットを作成した。Mg欠乏ラットの成長曲線は同週令の正常ラットに比べ明らかに低いことを認めた。また、Mg欠乏ラットの血清Mg濃度は正常ラットに比較し有意に低下すること、他方、血清Ca濃度は有意に上昇することを認めた。Mg欠乏ラットにおける血管反応性の差異については現在実験を行っている。3.今後の計画について現在予備実験として、自然発症高血圧ラット(SHR)を用いて正常食とMg欠乏食で各々飼育を行っている。SHRにおける細胞内カルシウム濃度変化ならびに血管反応性の違いについて、また、飼育食の違いによるそれらの変化についても実験を行う予定である。1.マグネシウム(Mg)欠乏食飼育ラットについて生後5週令のラットに低マグネシウム食(Mg<1mg/100g飼料)を34週間与えることによってMg欠乏ラットを作成した。Mg欠乏ラットの成長率はMg欠乏食投与開始1週間後より正常ラットに比べ低下傾向を示し、2週間後以降は有意に低値を示した。

また、Mg欠乏ラットの血清Mg濃度は0.58mg/dlと正常ラットの2.17mg/dlに比較し有意に低値を示し、他方血清カルシウム(Ca)濃度は上昇傾向を示した。2.大動脈摘出血管の細胞内Ca動態と収縮能について(1)ラット大動脈血管平滑筋の細胞内Ca動態と張力の同時測定についてラット大動脈の微小血管条片(巾約1.5mm2mm)を50μMのFura PE3-AM(Ca指示蛍光色素Fura PE3の膜透過型)とプロベネシドを含む溶液中で37°C4時間インキュベートした。血管条片はCa指示色素を負荷した後、150200mgの安静時負荷張力をかけ37°Cの生理的塩溶液中で約30分間平衡させた後に細胞内Ca動態と張力の同時測定実験を開始した。なお、色素負荷前後の血管条片の高カリウム脱分極刺激に対する反応性の変化は認められなかった。(2)正常ラットとMg欠乏ラット血管平滑筋の反応性についてMg欠乏ラットの大動脈血管平滑筋におけるノルエピネフリン(NE)やカフェイン(Caf)刺激に対する張力や細胞内Ca濃度変化は正常ラットに比べ大きい傾向を示した。3.今後の計画について現在、血管作動薬としてNEやCafを用いて刺激を行っているが、セロトニン等の他の血管作動薬に対する張力と細胞内カルシウム濃度変化についても正常ラットとMg欠乏ラットで比較検討する予定である。1.マグネシウム(Mg)欠乏食飼育ラットについて生後45週令の雄性WKYまたは雄性自然発症高血圧ラット(SHR)に低Mg食(Mg<1mg/100g飼料)を与えMg欠乏ラット(Mg欠乏群)を作成した。WKYとSHRのMg欠乏群の成長率はそれぞれの対照群(普通食投与ラット)に比し有意に低値を示した。さらに、Mg欠乏群の血清Mg濃度はそれぞれの対照群に比し有意に低値を示した。また、SHRの収縮期および拡張期の血圧はWKYのそれに比べて有意に高値を示したがそれぞれの対照群とMg欠乏群間では有意な差は認められなかった。2.大動脈血管平滑筋の細胞内カルシウム(Ca)動態と収縮能ならびに血管内皮機能についてラット大動脈の微小血管条片にCa指示蛍光色素FuraPE3を負荷し細胞内Ca濃度変化と張力変化を同時測定した。また、血管内皮機能に対するMgの影響についても検討した。(1)Mg欠乏ラット血管平滑筋の反応性について細胞外にCaが存在する場合、WKYのノルエピネフリン(NE)刺激に対する血管平滑筋の発生張力と細胞内Ca濃度上昇についてはMg欠乏群が対照群に比し大きい傾向を示した。しかし、細胞外Ca非存在下のNE刺激やカフェイン(Caf)刺激に対しては両群間に差は認められなかった。他方、SHRでは細胞外Caの存在の有無に関わらずNE刺激やCaf刺激に対する反応性は両群間に有意な差は認められなかった。また、非刺激状態のSHRの細胞内カルシウム濃度はWKYラットに比べ有意に高値を示した。(2)Mg欠乏ラットの血管内皮機能について血管内皮機能についてはMg欠乏群と対照群との間には有意な差は認められなかった。
新型インフルエンザ流行予測モデルの深度化と流行制圧戦略シミュレーション

新型インフルエンザが日本の大都市に侵入した場合を想定し,都市住民個人を単位として集団を扱うIndividual Based Modelによる新型インフルエンザ伝播数理モデルを構築した。Stochasticシミュレーションを実行し,新型インフルエンザ流行制圧に関する各種施策の有効性及び効果的な組み合わせの探求,施策実施に係る必要な資源量の予測,新型インフルエンザ発生初期の水際対策の探究,地域封じ込めに関する可能性の探究を行い,新型インフルエンザによる人的被害を最小限に留め社会的機能を維持するための施策立案についての判断材料を提供した。2009年メキシコにおいてswine A (H1N1)新型インフルエンザが発生し、瞬く間に日本を含む各国に感染が拡大し、世界的な大流行となった。日本における感染者数は推計2千万人を越えている。このため、新型インフルエンザ対策は重大関心事となった。厚生労働省による新型インフルエンザ行動計画に基づき抗ウイルス薬投与や、学級閉鎖等の処置がとられた。このため今年度は研究計画を前倒ししその進展を図った。また本研究は、研究協力者として森本智子の参加を得て行った。(1)モデルに導入する社会構造の基づく各群内(家族、病院、学級、仕事場、商店街、近隣地域等)における新型インフルエンザに対する接触感染成功率について、侵入時点で免疫保持者が皆無であったスペイン・インフルエンザ大流行を主とし、現在のインフルエンザ流行を従とた解析に基づく推定を行う。これらを利用して、感染症流行に主要な指標となるEffective Reproduction Numberについて調べた。(2)地方中枢都市の社会構造をIBMモデルとして実現するため、対象都市の住民の家族構成、年齢構成、居住地域分布、社会的な組織である病院、学校、企業の構成及び地域分布、更に個人の社会的組織への帰属について、国勢調査資料、対象都市資料等基づきモデリングを行い、IBMモデルの基盤となる個人データベースを構成した。(3) IBMモデルを用いて人口約190万人の北海道札幌市の人口構造を再現し,新型インフルエンザが発生した場合を想定して抗ウイルス薬の投与や学校閉鎖,外出自粛による対策の有効性やその効果の分析を行った。その結果,感染者とその接触者に抗ウイルス薬投与を行うTargeted antiviral prophylaxis (TAP)と学校閉鎖,外出自粛を組み合わせて行うことで,高い感染封じ込め効果が得られることを明らかにした。2009年メキシコで発生したA(H1N1)新型インフルエンザは、2009年日本にも上陸しこの年大流行を引き起こし推計2件万人を超える感染者を出した。さらに2010年度においてもインフルエンザ流行の主役となっている。2009年度において新型インフルエンザワクチンの供給量が当初著しく不足し社会的問題を引き起こした。このため、本年度は、ワクチン接種政策の評価を中心に研究を進めた。(1)2009年に発生した新型インフルエンザ流行について日本各地域における初期感染者の発生状況、感染拡大の様相、感染者の推移、流行収束の状況のデータ収集並びに分析を行った。(2)2009年に発生した新型インフルエンザ流行について、ワクチンの供給、接種状況についてデータを収集し分析を行った。(3)新型インフルエンザ流行対策としてのワクチン接種について、開始時期、接種の優先順位グループの設定及び実施方法について、人口約190万人の北海道札幌市の人口構造を再現し、IBMモデルによるStochasticシミュレーションに基づき流行抑圧、死亡者発生の抑制の観点から評価を行った。この結果、感染率や致死率の高い者を優先接種対象者としたワクチン接種対策の総感染者数、死亡者数抑制に対する有効性が認められ、優先接種対象者補の接種を重点的に行うことで感染者数死亡者発生を抑制する効果が大きくなることが分かった。また流行初期に対策を開始するほどワクチン接種対策によって得られる効果は大きくなり,開始が遅れると接種水準による影響を受けにくくなるとの結果を得た。(1)2009年メキシコで発生したA(H1N1)新型インフルエンザは、2009年日本にも上陸しこの年大流行を引き起こし推計2件万人を超える感染者を出した。今後予想される高病原性インフルエンザ流行抑制対策のためのシミュレーションの基礎として今回の流行の様相を分析することが重要である。このため、2009年に発生した新型インフルエンザ流行について日本各地域における初期感染者の発生状況、感染拡大の様相、感染者の推移、流行収束、ワクチンの供給、接種状況のデータ収集並びに分析を前年度に引き続き行った。(2)小規模都市を対象として、新型インフルエンザ流行対策としてのワクチン接種について、開始時期、接種方法について、Stochasticシミュレーションに基づき流行抑圧、死亡者発生の抑制の観点から評価を行い、大都市圏におけるシミュレーション結果との比較を行った。前年度実施の大都市札幌市の場合と比較すると、学級閉鎖による感染抑圧の効果が高いことが示唆された。(3)ワクチン接種政策の評価の観点から、麻疹ワクチン接種政策の有効性に焦点を当てて、年齢-時間軸2次元モデルの構成とシミュレーションを実施した。インフルエンザワクチンにおいてもその効果の持続性を阻害する抗体価の低下と時間-年齢推移、追加接種の効果との関係を調べた。(4)福岡都市圏を対象とした大規模モデルの構築に関する準備を引き続き進めた。

2009年メキシコで発生したA(H1N1)新型インフルエンザは、2009年日本にも上陸しこの年大流行を引き起こし推計2件万人を超える感染者を出した。今後予想される高病原性インフルエンザ流行抑制対策のためのシミュレーションの基礎として今回の流行の様相を分析することが重要である。福岡都市圏を対象とした大規模モデルを構築し、高病原性新型インフルエンザが同都市圏に侵入した場合を想定し、大型シミュレーションを実行した。感染者の拡大のプールを提供する学校に焦点を当て、その主要な対策である学級閉鎖の基準の定め方の指針を提供した。すなわち従前の季節性インフルエンザに適応されている学級閉鎖基準は感染抑制につながらず、厚生労働省の例示する新基準に対しては、感染ピークが遅くなりかつピーク人数が減少すること、しかしたの対策が取られなければ総感染者規模の低減にはつながらないこと、福岡市が2009年新型インフルエンザ流行時に定めた極めて厳しい学級閉鎖基準を採用すると流行抑制、総感染者低減につながるとの知見を得た。福岡都市圏では、感染者、接触者追跡抗ウイルス薬予防投薬等の施策をとらない限り、複数(3人以上)の外部からの感染者の侵入に際して、ほぼ確実にpandemicが発生することの知見を得た。したがって、侵入後の流行抑制対策が重要となる。新型インフルエンザワクチンの開発には日時を要することが危惧されている。ワクチン接種開始が侵入後120日程度となると、流行のピークを迎え抑制につながらない。このため、学級閉鎖によりピークを遅らせることが重要となる。2009年にswine由来の新型インフルエンザA(H!N!)が発生し、日本を含む世界中で流行を引き起こしたため、緊急に研究を進展せしめ、札幌市を対象としたIMBにより、抗ウイルス薬による感染制圧の可能性についの研究(Environ Health Prev Med 2010:15:151-161)および新型インフルエンザ・ワクチン接種政策の妥当性の検証に関する研究(日本衛生学雑誌2010:65:459-466)を遂行した。24年度が最終年度であるため、記入しない。高病原性新型インフルエンザの世界的流行が危惧され、日本ではその対策に向けて法律案が準備されている。今後福岡市をモデル対象地域として大型シミュレーションを実施し、学級閉鎖、外出抑制、pre-pandemic vaccineおよび流行後開発導入されるvaccineの接種対象の選択について流行抑制、危機管理の観点から検討を行う。
ＴＡ実験における大気蛍光望遠鏡オンライン事象選別プログラムの開発

テレスコープアレイ(TA)実験で,大気蛍光望遠鏡によって10の18.0乗eV以下のエネルギーのイベントを高精度で再構成するためには地表粒子検出器の情報が有用である。そこで大気蛍光望遠鏡から地表検出器に外部トリガーを掛けて事象を効率的に取得している。この外部トリガーの高性能化についての開発研究を行った。また、取得事象の解析を進め、10の17.7乗eVから10の18.3乗eVの範囲でpreliminaryなエネルギースペクトルを得た。今後は、さらに低エネルギーの事象まで解析を進めるとともに、粒子の種類に関する解析も行う。テレスコープアレイ実験では,銀河系内宇宙線から銀河系外宇宙線へと、起源の遷移が期待されるエネルギー領域(10の17.0乗eV -- 10の18.5乗eV)のエネルギースペクトル、エネルギー毎の粒子の種類を観測している。テレスコープアレイ実験では、一次宇宙線が大気と相互作用して生成する空気シャワーを大気蛍光望遠鏡と、地表粒子検出器によって観測している。この大気蛍光望遠鏡で観測した10の18.0乗eV以下のエネルギーの事象を高精度で再構成するためには地表粒子検出器の情報が有用である。しかし、通常の地表粒子検出器でのトリガー条件では、10の18乗eV以下のトリガー効率は10%以下である。この外部トリガーは地表粒子検出器のデータ転送速度から来る頻度の上限値を下回る必要がある。そこで、大気蛍光望遠鏡で事象を取得した際に、事象を解析し偽事象を選別することで、外部トリガーの頻度を下げた。その事象選別プログラムによる事象選別効率を計算するために空気シャワー事象における大気蛍光望遠鏡、地表粒子検出器に関する詳細なモンテカルロシミュレーションを整備した。生成したモンテカルロ事象を用いて、事象選別プログラムの事象選別効率を調べた。また、その事象選別を現在よりもより高速に行うためには、複数のPC間で通信を高速に行うプログラムが必要である。そのプログラムをTCP/IPを用いて開発した。これらの開発研究と並行して、実際の観測で取得した実事象の解析を進め、10の17.7乗- 10の18.3乗eVの範囲でpreliminaryなエネルギースペクトルを得た。宇宙線望遠鏡実験は10の18乗eVを超える一次宇宙線の起源の解明を目指している。大気蛍光望遠鏡では、空気シャワーが生成する大気蛍光を測定している。観測事象を解析することによって、空気シャワーの縦方向発達を再構成する。空気シャワーの最大発達点高度(通過した大気の物質量)は一次宇宙線の核種、エネルギーに依存する。そのため、観測事象のエネルギー毎に空気シャワーの最大発達点高度を調査することで、一次宇宙線の核種情報が得られる。モンテカルロシミュレーションを行ったところ、観測事象を解析する際、地表粒子検出器の情報も用いることで、空気シャワーの最大発達点高度をさらに高精度に解析できることが分かった。そこで、大気蛍光望遠鏡で事象を取得した際に、地表検出器アレイへのトリガを掛けることにした。モンテカルロシミュレーションを行ったところ、導入した事象判定プログラムによって一次宇宙線エネルギーが10の18乗eV以上では、陽子から鉄原子核にいたるまで無バイアスで解析できることが分かった。そこで、一次宇宙線エネルギーが10の18乗eV以下の陽子と鉄原子核に対するトリガー効率を調査した。現状の解析でのデータカット条件における、陽子、鉄のトリガー効率を得た。次に、現状の事象判定プログラムの判定効率を核種毎に検討した。現状の事象判定プログラムにおける、陽子、鉄原子核の事象判定効率を得た。これによって、10の18乗eV以下の事象に対して予想されるトリガーレートが見積もられた。詳細なシミュレーションを行った結果、10の18乗eV以下の宇宙線に対して、大気蛍光望遠鏡における通常トリガーでは、陽子と鉄ではトリガー効率に若干の違いが生じることが分かった。したがって、観測データを解析する際にこの効果を補正する必要がある。しかし。複雑な補正を掛けると、他の予期せぬ不定性によって解析結果がゆがめられてしまう可能性を高めてしまう。したがって、補正を掛けないでよければそれに越したことはない。予定ではこの次に計算機を購入し、事象判定プログラムの導入試験を行うことになっていたが、この予定を若干変更し、解析効率の核種依存性の解消を図るためのモンテカルロシミュレーションによる追加調査を先行して行った。現在のところ、現状の地表粒子検出器の配置を用いたシミュレーションでは、適切な解は見つかっておらず、地表粒子検出器の拡張が必要だと考えられる。次年度には、より低エネルギー事象(10の17乗eVまで)の空気シャワーをシミュレートしデータベースを作成する。このシャワーシミュレーションデータベースを使用し、トリガー効率、事象判定効率を計算する。これによって想定されるトリガーレートを確定する。必要であれば、トリガー条件、事象判別条件を適宜見直す。

オンライン事象判定プログラムに必要となる個々のプログラムの動作確認をさらに進める。追加の研究を行ったために購入時期をずらした計算機を購入し、オンライン事象プログラムの動作実証を行う。ボトルネックとなるであろうデータストレージと複数台の望遠鏡のデータ収集用計算機との接続を模擬した動作検証を行い、必要となるデータ転送帯域などを調査する。また、モンテカルロシミュレーションによって事象判定プログラムの完成度を高め、必要となるデータ転送帯域を下げることにも並行して取組む。今年度は、予定を変更し、解析効率の核種依存性の解消を図るためのモンテカルロシミュレーションによる追加調査を先行して行った。そのため今年度予定していた、計算機を購入し事象判定プログラムの導入試験を次年度に持ち越した。次年度に持ち越したオンライン事象プログラムの動作実証のためテストベンチを構築する。これに関して、計算機ならびに通信機器を購入するための費用を支出する。データ解析に必要なモンテカルロシミュレーションデータのデータベースを作成するための計算機システムを構築する。これに関して、計算機、ならびにデータストレージを購入するための費用を支出する。国内外で研究機関外における打合わせを行うための旅費を支出する。国内外の研究会、学会に参加し発表ならびに情報収集を行う。そのための旅費を支出する。
天然ガスクラスレート・ハイドレートの流動化に関する研究

本研究においては、研究目的の達成するために、以下の3種類の実験を行った。第一の実験は、ある一定時間すなわち溶質が溶媒に溶解する時間の間、温度およびガス圧力を一定に保持した後、高圧セル内の圧力を一定保ったままセル内温度を所定の温度まで降下させる方法である。この方法は、ハイドレート生成を確認するのが容易である。第二の実験はハイドレート生成後、ある一定時間ハイドレートを分解させた後、ハイドレート再生成を試みる方法である。この実験は、ハイドレート生成の影響がどの程度残っているかを明らかにする目的で行った。また,一度生成したハイドレートが完全に分解したかどうかを確認する手段として,3.0MPa・283Kに戻した時の供給ガス量が冷却開始前に一致した点でハイドレートが完全に分解したと判断した。第三の実験は、第一の実験とは逆に高圧セル内温度を一定に保ったまま、ガス圧力を上昇させる方法である。さらに、分子動力学法によるハイドレート生成初期過程のシミュレーション行い、ミクロな視点からの生成核形成過程がコンピュータシミュレーションにより明かになった。さらに、ハイドレート生成条件の緩和及び生成速度の向上を図るために、キセノンガスをメタンガスに添加し、ハイドレート生成実験を行った。メタンハイドレート生成が有り得ない温度及び圧力条件で、キセノンハイドレート生成をまず試みた。キセノンハイドレート生成時における僭熱放出による高圧セル内の温度上昇、及びバルブ類を閉めることによりガスの出入りを止めた後、高圧セル内の圧力低下により、キセノンハイドレート生成を確認した。またメタンハイドレート生成時間を短縮することを目的とした実験を行なった。その結果、ガス状物質を添加することによって、生成速度を向上させる物質があることがわかった。ただし、どのような物質が生成速度を向上するのかは不明で、さらにそれは生成初期に限られる。段階的にガス供給を実施した実験によれば、生成速度向上のためにはガスの供給はできる限り連続的に行ない、高圧セル内の圧力低下を避けるべきであることが明かにされた。また、ガス供給を細いノズル等で行なうと、その内部でハイドレートの生成が行なわれ、詰まってしまうため生成速度の向上は見込めない。キセノンガスを用いることにより、生成速度の向上も見られた。しかし、生成されたハイドレートに取り込まれた気体の組成を調べる必要がある。生成速度は実験装置の形状に大きく影響されることが考えられる。本年度はまず、ハイドレートの生成特性実験を行った。使用した実験装置は、現有設備の小型恒温装置を用いた。小型恒温装置はハイドレートの生成を行う高圧セル,高圧セル内の攪拌器,加熱・冷却が可能なチラーユニット及びヒーター,装置内気体の排出,水中の溶存気体の脱気を行うための真空ポンプなどが主な装置である。加圧ポンプ(ブースタポンプ)が装着されており、高圧ガス中にてガスと水との混合を促進させる攪拌器つきセルは新たに購入した。ポンプ先端には、高圧セル内へのガスの導入方法を変化させた場合のハイドレート生成速度を調査するために、ノズル装着した。本研究では、ハイドレート生成にまず必要な溶媒には水を用いた。

本研究ではガスとして、天然ガスの主成分であるメタンの他に、比較のために炭酸ガスおよびキセノンを用いた。本年度は、以下の2種類の実験を行い、さらにもう1種類の実験が進行中である。第一の実験は、ある一定時間すなわち溶質が溶媒に溶解する時間の間、温度およびガス圧力を一定に保持した後、高圧セル内の圧力を一定保ったままセル内温度を所定の温度まで降下させる方法である。すなわち、冷却開始時点を実験開始とし,274Kまで冷却を行う.274Kに達してもハイドレートが生成しない場合には3.0MPa・274Kを維持する.ハイドレートが生成すると数Kの温度上昇が見られ,この点をハイドレート生成点とした。第二の実験はハイドレート生成後、ある一定時間ハイドレートを分解させた後、ハイドレート再生成を試みた。一度ハイドレートを生成した後、分解させた水を約6パーセントの新たな純水に混入させたところ,生成条件の緩和現象が認識できた。第三の実験は、高圧セル内温度を一定に保ったまま、ガス圧力を上昇させる方法を現在実験中である。さらに、分子動力学法によるハイドレート生成初期の核生成過程用のシミュレーションコードを作成し、生成過程現象を可視化することができ,アメリカ機械学会などで発表することができた。メタンハイドレート生成技術を実用化させるために、生成には長時間を要することが挙げられる。そこで本年度では、メタンハイドレート生成に要する時間を短縮することを目的として研究を行なった。その結果、ガス状物質を添加することによって、生成速度を向上させる物質があることがわかった。ただし、どのような物質が生成速度を向上するのかは不明で、さらにそれは生成初期に限られる。段階的にガス供給を実施した実験によれば、生成速度向上のためにはガスの供給はできる限り連続的に行ない、高圧セル内の圧力低下を避けるべきであることが明かにされた。また、ガス供給を細いノズル等で行なうと、その内部でハイドレートの生成が行なわれ、詰まってしまうため生成速度の向上は見込めない。キセノンガスを用いることにより、生成速度の向上が見られる。しかし、生成されたハイドレートに取り込まれた気体の組成を調べる必要がある。生成速度は実験装置の形状に大きく影響されることが考えられる。
フローサイトメーターを用いた雨天時流出水中の粒子の分画と付着微量汚染物質の分析

茨城県牛久市内の分流式下水道敷設地区において雨水管から雨天時流出水を自動で採水するシステムを運転し、2000年4月20日5月24日の10回の降雨について、経時的な雨水管内水位データに加えて雨天時流出水中のSS(2mmメッシュのステンレス製ふるいを通過し孔径1.2μmのガラス繊維ろ紙に捕捉される浮遊物質)のデータを得た。さらにこのSSを45μmメッシュのステンレス製ふるいを用いて2分画し、降雨期間中の各画分の挙動を得た。45μm以下の粒子の濃度(微粒子)は45μm以上の粒子(粗粒子)より濃度が高く、例えば4月24日の降雨では降雨開始後60200分で微粒子は常に25mg/Lを超える濃度を示し、一方、粗粒子はピーク時以外は10mg/L以下となった。また流出パターンは、降雨のパターンに依存するが、全体的な傾向として、微粒子は降雨期間を通じて流出し、粗粒子はある一定以上の降雨強度のときのみ流出することが観測された。さらに細かい分画の結果、45μm以下の粒子が全体の50%以上(重量比)を占め、さらにその中でも20μm以下の画分が60%程度を占めることが分かった。東京都内の交通量および大型車混入率が異なる3箇所の主要道路において、道路側溝堆積物を回収し、その粒径特性を調査した。試料採取には、水噴射式の掃除機を用いた湿式回収法を適用した。この3地点のみの限られた比較においては、大型車の混入比率が高くかつ交通量の多い道路においては微粒子の存在量が相対的に大きく、大型車の少ない道路では粗粒子、特に106250μmの画分が多く存在していた。今後は測定箇所を増やして、交通量との関係を明確にするとともに、各画分のPAHおよびその他の化学成分量を測定し、微量汚染物質の微粒子との関係をその流出特性という点から明らかにし、その際にフローサイトメーターを用いた効果的な解析を試みる。
反応性スパッタリング法による非晶質薄膜の合成及び材料設計

ガラスの主成分であるケイ素を含んだケイ化物などの新規セラミックスターゲット用いて、酸素雰囲気中での反応性スパッタリング法により非晶質薄膜を合成することが本研究の目的である。ターゲットとしては、主に、ケイ化モリブデン(MoSi_2)を用いて反応性スパッタリングを行った。スパッタガス中の酸素濃度を変化するという条件で薄膜を合成したところ、安定な非晶質薄膜が合成されたが、薄膜の組成及び化学結合状態がその条件に応じて変化した。一方、反応性スパッタリングにおけるそのターゲットの性質を調べた。さらに、その結果と比較するため、単一成分ターゲットであるMoとSiターゲットや、その金属を張合わせたターゲット(複合ターゲット)を作成して、同条件による反応性スパッタリングを行った。複合ターゲットで作成される薄膜の結合状態や可視光吸収係数は、MoSi_2から作成される薄膜のそれとほぼ同じであり、超音速昇温電気炉内で熱処理した時の析出される結晶構造も同一であった。しかし、その薄膜の組成(Mo/Si)には差が見られ、その要因を調べるため、単一成分ターゲットから得られる薄膜のスパッタリング速度とその2種のターゲットのそれを比較した。複合ターゲットの場合では、その面積比から2つの単一成分ターゲットにより複合ターゲットのスパッタリング速度が再現できることが判明した。一方、MoSi_2ターゲットの場合、ターゲットの密度や原子構造などの性質を考慮した結果、表面原子密度という観点から考える事により、単一成分ターゲットのスパッタリング速度からとMoSi_2ターゲットのそれを再現された。この結果から、合成される薄膜の組成設計が可能となり、他成分ターゲットを用いて反応性スパッタリングを行い材料を開発する時に、その単一成分ターゲットの情報により、作成される薄膜の結合状態・その組成などが予測可能であり、材料設計的観点から見て、非常に優れた情報が得られた。本研究は、反応性スパッタリング法によるアモルファス材料の合成と材料設計であるが、現在までのところ、Siを含んだ2成分の2つのタイプのターゲットを用いて、酸素を含んだ雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、スパッタリング速度等を観察した。そのターゲットは、1つはMoSi2焼結体であり、他の一つは、金属Moと、金属Siを組成比を1:2として切り貼りした複合ターゲットである。スパッタリングガス中の酸素濃度により、各々のスパッタリング速度は変化した。また、合成した薄膜の可視分光を測定したところ、スパッタリングガスのある酸素濃度では、透過率の高く、しかも金属的光吸収を有す薄膜が合成されることが確認された。このような薄膜は、どちらのターゲットを用いて合成した薄膜でも観察された。また、複合ターゲットのスパッタリング速度のほうがやや焼結体ターゲットよりもスパッタリング速度は小さかったが、そのスパッタリング速度の酸素依存性はほぼ同じであった。さらに、四重極子マスにより、スパッタリング中の酸素濃度を測定したところ、有効酸素分圧にスパッタリング速度の依存が認められた。スパッタリングターゲットとして、これら2つのターゲットは、同じ性質のターゲットであるとみなすことができた。また、金属Moと金属Siターゲットを用いてスパッタリング速度も測定した。これら4つのターゲットの関連を考察すると、ターゲット中の原子数を考慮することにより、これら焼結体と複合ターゲットのスパッタリング速度が等価であると評価できた。ガラスの主成分であるケイ素を含んだケイ化物などの新規セラミックスターゲットを用いて、酸素雰囲気中での反応性スパッタリング法により非晶質薄膜を合成することが本研究の目的であるが、材料設計的観点から、反応性スパッタリングにおけるそのターゲットの性質を調べた。

ターゲットとして、ケイ化モリブデン(MoSi_2)を用いて反応性スパッタリングを行ったが、その結果と比較するため、単一成分ターゲットであるMoとSiターゲット、さらに、その金属を張合わせたターゲット(複合ターゲット)を作成して、同条件による反応性スパッタリングを行った。複合ターゲットで作成される薄膜の結合状態や可視光吸収係数は、MoSi_2から作成される薄膜のそれとほぼ同じであり、超音速昇温電気炉内で熱処理した時の析出される結晶構造も同一であった。しかし、その薄膜の組成(Mo/Si)には差が見られ、その要因を調べるため、単一成分ターゲットから得られる薄膜のスパッタリング速度とその2種のターゲットのそれを比較した。複合ターゲットの場合では、その面積比から2つの単一成分ターゲットにより複合ターゲットのスパッタリング速度が再現できることが判明した。一方、MoSi_2ターゲットの場合、ターゲットの密度や原子構造などの性質を考慮した結果、表面原子密度という観点から考える事により、単一成分ターゲットのスパッタリング速度からとMoSi_2ターゲットのそれを再現された。この結果から、合成される薄膜の組成設計が可能となり、他成分ターゲットを用いて反応性スパッタリングを行い材料を開発する時に、その単一成分ターゲットの情報により、作成される薄膜の結合状態・その組成などが予測可能であり、材料設計的観点から見て、非常に優れた情報が得られた。
胃の腸上皮化生の安定性に関する形態学的並びに分子生物学的研究

1.腸上皮化生の性ホルモンの影響:アルカリフォスファターゼ活性を持つ腸上皮化生(ALP)は雄は雌に比べて多く、雄の睾丸摘出で雄よりも減少し、雌の卵巣摘出で雌に比して増加した。性腺を摘出した雄や雌はT投与で増加し、DES投与で減少した。この結果はTがALP活性を持つ化生を増加に影響を与え、女性ホルモンが抑制的に働いていると考えた。2.腸上皮化生の生活関連物質の影響:ALPは1%の食塩餌投与で数はX線単独群と比較すると有意に増大した。又味噌は1%食塩群より減少した。一方、10%食塩餌、並びに10%エタノール群では1%食塩餌投与群に比して有意に減少した。本実験でも胃底腺の丈の高さとALP活性を持つ化生数と逆相関を呈した。3.腸上皮化生の安定性:腸上皮化生は酸の分泌の抑制で多く出現し、酸の分泌を増大する事で減少した。腸上皮化生を起こす一つの要因は胃内の酸の分泌が減少すると腸上皮化生が増加すると言う以前に提唱した作業仮説と一致した。更に一度出現した化生は酸の分泌が高まると胃粘膜へ再分化するのではないかと考えた。4.胃癌発生のプロモータ:4週令の雄のACIラットに0.125mg/10g体重のMNNGを1回胃チューブで投与しその後10%食塩餌並びにエタノール投与を行った結果10%食塩は胃癌のプロモータとなる事が示された。5.腸上皮化生と胃癌との関係:Wistarラットを用い10Gyを3日間隔でX線照射細大腸型の化生を起こした2ヶ月目よりMNNG、MNU又はDMHを投与し、胃癌発生との関係を検討した。しかしいずれの場合にもX線照射後発癌処理を行った群と発癌処理のみを行った群間では発癌率に差は無く、腸上皮化生と胃癌との直接的な関係は認められなかった。以上の結果は腸上皮化生は性差があり、胃内の酸度の影響で変化するために、可逆的な現象で胃癌との相関は認められなかった。今年度は5週齢雄SDラットを用いて胃部に10GyのX線を3日間隔で2回合計20Gyを照射後1%並びに10%食塩添加餌、10%乾燥赤味噌添加餌、並びに10%エタノール投与群を設け腸上皮化生の発生と胃癌発生について検討した。照射1年後に動物を屠殺し、胃を歯科用のパラフィンの板の上で広げ、10%中性フォルマリン液で固定後アルカリフォスファターゼ(ALP)活性を計測し、組織切片を作成した。ALP活性を持つ腸上皮化生は1%の食塩餌投与で数のみならず形もX線単独群と比較すると有意に増大した。味噌餌群でも増加したが有意ではなかった。我々は胃底腺の萎縮もしくは壁細胞の機能不全による酸分泌の減少が腸上皮化生を誘発する一要因であると考えている。

更にX線を胃部に同様に照射し、6ヵ月後よりセルベックスを投与した。この薬剤は胃潰瘍治療薬の一種でその作用機序は酸の分泌には関与せず粘液の分泌を高める物質である。その結果セルベックスを行ってもALP活性を持つ化生の数はX線単独と比較して増加を認めなかった。即ち酸の分泌を変化させないために腸上皮化生を促進しなかった事となり、いずれの実験に於いても我々の作業仮説を支持していると思われる。次に4週令の雄のACIラットに0.125mg/10g体重のMNNGを1回胃チューブで投与しその後10%食塩餌並びに10%エタノール投与を行った。その結果として10%食塩は胃癌のプロモータとなる事が示された。この様に10%食塩はMNNG誘発胃癌のプロモータとなるうるために、上記の実験で化生を起こし10%の食塩餌投与では幽門腺の丈の増加が認められたにもかかわらず胃癌の増加を示さなかった事から腸上皮化生は胃癌の前癌病態ではない事が示唆された。本年度は5週齢のCDラットを使用して1週間前に性腺を摘出し、テストステロン(T)やディエチールエストラジオール(DES)のコレステロールペレットを与えX線を胃部に10Gyを3日間隔で照射し6ヶ月後には動物を屠殺した。アルカリフォスファターゼ活性を持つ腸上皮化生(ALP)は雄は雌に比べて多く、雄の睾丸摘出で雄よりも減少し、雌の卵巣摘出で雌に比して増加した。性腺を摘出した雄や雌はT投与で増加し、DES投与で減少した。この結果はTがALP活性を持つ化生を増加させ、女性ホルモンが抑制的に働いていると考えた。次に雄のCDラットに同様にX線を照射し、6ヶ月後にヒスタミン投与、セルベックス投与並びに唾液腺摘出を行った後2ヶ月後に動物を屠殺した。X線単独ではALPは時間経過と共に増加した。しかし胃酸の分泌の増加する方法即ちヒスタミン投与や、唾液腺摘出を行うとALPの数が減少した。しかし、酸の分泌を変えず粘液の増生を行う作用をするセルベックスはALPはX線単独と同じで数の変動は認められなかった。以前の実験で胃酸の分泌を抑制する薬の投与でALP数は増大する事から、腸上皮化生を起こす一つの要因は胃内の酸の分泌が減少すると腸上皮化生が増加し、一方一度出現した化生は酸の分泌が高まると胃粘膜へ再分化するのではないかと考えた。更にこのX線照射動物に1%の食塩餌を与え6ヶ月後にヒスタミンと唾液腺摘出を行うとALP数は処理後3日目に減少し、腸上皮化生と胃粘膜のキメラ構造が認められた。この事は更に我々の作業仮設を支持している。最後にWistarラットを用い10Gyを3日間隔でX線照射後大腸型の化生を起こした2ヶ月目よりMNNG、MNU又はDMHを投与し、胃癌発生との関係を検討した。しかしいずれの場合にもX線照射後発癌処理を行った群と発癌処理のみを行った群間では発癌率に差は無く、腸上皮化生と胃癌との直接的な関係は認められなかった。
大腸癌悪性化進展におけるＪａｂ１の役割解明

ヒト大腸癌細胞の核抽出液を用いた免疫沈降によりJAB1とSTAT3との蛋白質間相互作用が認められた。次にSTAT3の活性に対するJAB1の影響を調べるため、RNAiによりJAB1の発現抑制を行った。ゲルシフトアッセイにより、STAT3の標的DNA結合能の減少が認められ、その標的遺伝子であるMDR1, NANOG, VEGFの発現量の減少も認められた。さらに、JAB1ノックダウンにより抗癌剤誘導性のアポトーシスが増強された。これらの結果は、ヒト大腸癌細胞において、蛋白質間相互作用を介してJAB1がSTAT3の標的DNAに対する結合を安定化させ、抗癌剤抵抗性の獲得に貢献していることを示している。本年度は、ヒト大腸癌細胞株を用いて、JAB1ノックダウンによるSTAT3標的DNA結合能および核内STAT3、細胞質STAT3の発現レベルの変化を検討した。その結果、JAB1ノックダウンにより、STAT3標的DNA結合能の減弱が認められた。一方、核内STAT3、細胞質STAT3の発現レベルは増加傾向にあった。さらにSTAT3標的遺伝子(MDR1, NANOG, VEGF)の発現レベルの低下が認められた。またヒト大腸癌細胞株COLO-205およびLoVoを用いた検討により、核内JAB1の発現レベルとSTAT3標的DNA結合能との間に相関性が認められたが、核内STAT3の発現レベルとSTAT3標的DNA結合能との間には相関性が認められなかった。以上より、STAT3標的DNA結合能は核内STAT3の発現レベルではなく、核内JAB1の発現レベルによって決定されている可能性が示唆された。さらに、JAB1ノックダウンによる抗癌剤抵抗性の変化を検討したところ、JAB1ノックダウンにより抗癌剤誘導性のアポトーシスが増強されることが観察され(切断型PARP1の量をアポトーシスの指標とした)、抗癌剤処理後の細胞生存率の減少も認められた。さらに複数の大腸癌細胞株を用いた検討により、細胞質JAB1ではなく、核内JAB1の発現レベルと抗癌剤処理後の細胞生存率との間に関連性があることが示唆された。以上の結果より、JAB1が抗癌剤抵抗性の獲得に貢献していることが明らかになった。本年度は、ヒト大腸癌細胞株を用いて、JAB1とSTAT3, JAB1とHIF-1αの蛋白質間相互作用やJAB1ノックダウンによるSTAT3, HIF-1α活性(標的DNAに対する結合能や標的遺伝子の発現量)の変化、さらに抗癌剤抵抗性の変化を検討した。まず、ヒト大腸癌細胞株の核抽出液を準備し、ウェスタンブロット法により核内におけるJAB1, STAT3およびHIF-1α蛋白質の発現を確認した。さらにその核抽出液を用いた免疫沈降によりJAB1とSTAT3, JAB1とHIF-1αの蛋白質間相互作用が認められた。次にJAB1に対するsiRNAを用いてJAB1の発現抑制を行い、ゲルシフトアッセイによりSTAT3およびHIF-1αの標的DNAに対する結合能を検討したところ、STAT3およびHIF-1αの標的DNA結合能の減少が認められた。さらに、これらの転写因子の標的遺伝子であるc-Myc, Bcl-2, Oct4, MRP-1の発現量の減少も認められた。最後に抗癌剤誘導性のアポトーシスにおけるJAB1発現抑制の効果を検討したところ、JAB1ノックダウンにより抗癌剤誘導性のアポトーシスが増強されることが観察された。以上の結果より、核内においてJAB1がSTAT3およびHIF-1αと結合し、それらの標的DNAに対する結合を安定化させることによって標的遺伝子の発現を誘導し、抗癌剤抵抗性の獲得に貢献していることが示された。核内においてJAB1がSTAT3およびHIF-1αと結合し、それらの標的DNAに対する結合を安定化させるという新規の制御機構を明らかにし、さらにそれらの標的遺伝子の発現を誘導して、抗癌剤抵抗性の獲得に貢献していることが明らかになったため。JAB1ノックダウンのみならず、JAB1過剰発現の系によってこれまでに得られたデータの裏付けが取れるかどうか検討する。さらに、転移におけるJAB1の役割も明らかにしていきたい。該当なし