hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
米アレルギー症状を緩和するイネの新たな機能性の遺伝的解剖

「ゆきひかり」を1回親とし、「上育462号」を反復親として用いた戻し交配の自殖後代について、188種のDNAマーカーを解析することで、178系統から構成される染色体部分置換系統を作出した。in vitro評価系に必要なマーカー遺伝子の候補の選定に時間を要しており、当該評価系の開発が遅れている。イネ実験系統の開発は予定通り完了した。マーカー遺伝子を迅速に特定するために、再度、動物実験を終えたラットから摘出してマイナス80度で保存した大腸からRNAを抽出し、RNA-seq法で発現遺伝子を網羅的に解析し、機能性をもつ品種の経口投与群得意的な遺伝子を特定する。植物材料については、これまで通り進める。昨年度には、動物実験からマーカー遺伝子候補の選定を終えた。今後、ヒト大腸培養細胞での発現遺伝子マーカーの定量法を確立し、イネ実験系統のスクリーニングを実施し、当初、計画した研究を終える。解析対象としたマーカー遺伝子数が計画よりも下回ったため。遺伝子発現解析の実験が計画より遅れたため。マーカー遺伝子の解析用のPCR関連試薬類を計上した。
シアリルルイス糖鎖及びアナログの微生物プロセスによる生産

我々はシアリルルイス糖鎖アナログであるシアリルラクトサミンを分枝鎖に持つ來膜多糖を生産する溶血性連鎖球菌Streptococcus agalactiaeに注目し、この多糖の生産性を改良することを目的として糖鎖の生合成に関与する18の遺伝子を含む20kb以上のDNA断片を大腸菌にクローン化し、そのDNA塩基配列を決定した。類縁菌株の糖鎖合成酵素遺伝子群の構造と比較し、これらのうちcpsIaRが制御遺伝子、cpsIaEがグルコース転移酵素遺伝子cpsIaGがβ-1,4-ガラクトース転移酵素、cpsIaI及びcpsIaJがそれぞれN-アセチルグルコサミン転移酵素遺伝子、β-1,3-ガラクトース転移酵素遺伝子と推定した。大腸菌で生産したこれらの遺伝子産物を用い、ラジオアイソトープ標識した糖や蛍光性人工基質を用いてこれらの活性を同定した。一方、転写単位について昨年に続いてさらに詳しく調べたところ、cpsIaRは向きが違う単独の転写単位であることが判明した。一方、糖鎖合成酵素遺伝子群はcpsIaAcpsIaL遺伝子以外にシアル酸合成酵素遺伝子を含むneuが遺伝子群、さらに下流の機能未知のORF、その下流のung遺伝子を含む領域が18kヌクレオチドにも及ぶ巨大なmRNAとして発現していることがわかった。転写終結シグナルはung遺伝子の下流に1カ所のみ存在し、また機能未知のORF上流にも新たな転写開始シグナルを見出した。一方、これらの遺伝子のさらに下流にはDNA修復酵素と相同性が高い遺伝子群が見出され、機能的にも明らかに違う転写単位と考えられる。
生体用高強度ポリビニールアルコール繊維の開発とその定量的機能評価に関する研究

我々は人体に有害な架橋剤等を使用せずに高強度のPVA繊維を作成し、生体材料として望まれる機能を定量的に測定した。生体毒性試験:ポリエステル縫合糸とほぼ同等の組織反応であった。埋入後1年の試料ではポリエステル縫合糸に比べてやや周囲皮膜が肥厚している像が得られているが、生体毒性を示す他の変化はみられていない。体内劣化試験:編み糸のone-knot試験の採用により高強度繊維の生体内劣化試験の正しい評価が可能となった。その結果、48週で約50%、75週で約35%の強度劣化が認められた。埋入試料の分析:長期埋入後のポリビニルアルコールの分子量の低下は比較的軽微であり、また、赤外分析、ラマンスペクトルにおいても強い分解を示唆する所見に乏しかった。走査型電子顕微鏡観察で局所的なキンク像がみられたが、外表面の形態は比較的保たれていた。繊維全体の分解所見に乏しいため、局所的選択的な劣化、例えば細胞付着部分の酸化などが原因であると思われた。生体内クリープ試験:生体内にて各種縫合糸に張力を加え、その伸びと結節部での滑りとを定量的に計測した結果、ポリビニルアルコール縫合糸は生体内における高いクリープ強度を示し、また結節部における緩みも最も少なかった。表面改質:高分子表面にコラーゲンを固定化することによって軟部組織との良好な結合が得られ、また、同じく燐酸基の固定化によって疑似体役中にてハイドロオキシアパタイト様の沈着が確認された。以上の結果より、繊維の表面に生体活性を持たせることが可能となった。縛り易さ定量化:縫合糸を作成し、その縛り易さを定量的に評価した。その結果、PVA繊維は絹糸に匹敵する縛り良さを有し、それは、編み糸の断面方向の粘弾性特性に深くかかわることが示唆された。平成4年度は高強度ポリビニールアルコール繊維の、主に縫合糸としての特性を検討した。1.生体親和性:埋入後6ヶ月まで、良好な生体親和性を有すると広く認められているポリエステル縫合糸とほぼ同等の組織反応である。2.縛りやすさの検討:最も縛りやすい縫合糸として認められている絹糸を対象として、縛りやすさの定量評価を行った。7種類の機械試験を行った結果、1)縛りやすさは、二度締めの容易さと結節保持性とに代表される。2)それらの特性はpull-out試験にて比較的高い静止抵抗と比較的低い動抵抗によってもたらされる。3)さらにその特性は縫合糸の断面方向の応力緩和特性と正の相関を有する。等が明かとなった。この結果より、複合材料としての縫合糸の材料設計が可能となった。3.生体内クリープ試験:各種縫合糸を対象として、生体内での縫合系の緩みを定量的に測定した結果、高強度PVA縫合糸は糸自体のクリープ変形、縫合結節部の緩みともに最も良好な結果となった。4.生体内劣化試験:インプラントによりチャック部のすべりが生じるため、初期の結果は実際の強度変化を正確に反映していなかったことが判明した。one-knot試験の採用により高強度繊維の生体内劣化試験の正しい評価が可能となった。インプラント後1年では、走査型顕微鏡下での変化は軽微であるが、強度は約50%に低下していた。平成5年度は高強度ポリビニールアルコール繊維の、主に生体内における評価を行った。

1.生体内クリープ試験:生体内にて各種縫合糸に張力を加え、その伸びと結節部での滑りとを定量的に計測した結果、ポリビニルアルコール縫合糸は生体内における高いクリープ強度を示し、また結節部における緩みも最も少なかった。2.生体内劣化試験:単繊維、繊維束、編み糸、結節強度のそれぞれを検討した結果、長期の生体内劣化試験の評価法としては編み糸の結節強度が妥当であると判断した。48週で約50%、75週で約35%の強度劣化が認められた。これは、この繊維を骨固定用の縫合糸または人口腱として用いた場合に望まれる劣化スピードにはぼ一致すると判断された。但しこれに関しては、新生組織の形成スピードとのバランスによって決定されるべきものであるため、今後さらに検討が必要である。3.耐摩耗試験(継続):往復動型の液体環境内摩擦試験デバイスを作製した。詳細なテスト結果は未だ未報告である。4.表面改質:高分子表面にコラーゲンを固定化することによって軟部組織との良好な結合が得られ、また、同じく燐酸基の固定化によって疑似体液中にてハイドロオキシアパタイト様の沈着が確認された。以上の結果より、繊維の表面に生体活性を持たせることが可能となった。当初、生体内で安定であると思われたポリビニルアルコールも長期の埋入試験により強度低下が観察された。編み糸の結節強度にて測定すると、48週で約50%、75週で約35%の強度劣化が認められた。これは、この繊維を骨固定用の縫合糸または人工腱として用いた場合に望まれる劣化スピードにはぼ一致するが、詳細な劣化メカニズムの解明が重要な課題となった。1.生体内クリープ試験:生体内にて各種縫合糸に張力を加えてその伸びを計測した結果、他の縫合しに比べてポリビニルアルコール縫合糸は生体内における高いクリープ強度を示した。2.埋入試料の分析:長期埋入後のポリビニルアルコールの分子量の低下は比較的軽微であり、また、赤外分析、ラマンスペクトルにおいても強い分解を示唆する所見に乏しかった。走査型電子顕微鏡観察で局所的なキンク像がみられたが、外表面の形態は比較的保たれていた。以上のごとく繊維全体の分解所見に乏しいため、局所的選択的な劣化、例えば細胞付着部分の酸化などが原因であると思われた。このため繊維の劣化に伴う分解産物は微量であると想像されるが、この点に関して今後さらに検討が必要である。実用にあたってさらに効果的なデバイスとなるために、さまざまな表面改質を検討した。表面にコラーゲンを固定化することによって軟部組織との良好な結合が得られ、また、同じく燐酸基の固定化によって疑似体液中にてハイドロオキシアパタイト様の沈着が確認された。
死の受容過程についての生涯発達的研究

1.研究の目的死の受容意識についての発達過程を明らかにすることが、本研究の目的である。そのため青年期から老年期まで広範囲にわたる年齢層の人々が研究対象となるが、死に関わる発達的課題と状況的要因はそれぞれの世代で異なるため、青年期、中年期、老年期の3群を別個に調査することが実際的である。老年期は本研究に先だって、既にデータを収集済みであることから、本研究では中年期に焦点をあて調査をおこなった。2.方法東京都のT区に在住する30代から50代の男女を住民票から無作為に抽出し、495名に面接調査を行った。調査に使用した尺度と質問項目は以下の通りであった。1)死の態度についての測定:Dickstein(1972)の死の関心尺度、Grsser他(1987-88)の受容尺度2)死別経験:対象、時期、衝撃度3)死の態度と関連すると思われる要因:宗教観、性格特性、中年期の危機意識など3.結果1)死の態度のについて:死についての関心は、50代より30代、40代の若い年齢層のほうが高かった。また、若い年齢層は死に対する恐怖感がより高く、死を受容できないことが示された。2)死別経験について:中年期の対象者の死別体験は、祖父母と両親の死が主なものであった。死別体験と死への態度との関係では、衝撃が大きい死別を体験した者は、死の恐怖が少ないことが示された。3)死の態度と性格特性との関連:神経症傾向の得点の高い者は死の恐怖感が高いことが示された。4.今後の展望今回は中年期の対象者に限定して調査を行ったが、今後は青年期の対象者について調査を行い、青年期から老年期までにわたる生涯発達的な観点から死の意識についての過程を検討したい。
非連続繊維複合材のマルチスケール熱伝導分布測定法の開発と繊維配向同定法への展開

本研究は,複合材料に内在する3次元の熱伝導異方性分布を,マイクロおよびマクロスケールで高精度かつ迅速に測定できる手法を独自に開発し,これまで有効な方法が無かった先進複合材料のマルチスケールでの熱伝導率異方性分布評価技術を確立するとともに,本技術を非連続繊維型複合材料などのランダム配向複合材料に応用することで,従来にはない熱伝導率分布と繊維配向性分布を非接触で迅速に同定できる独創的な技術とその解析理論を確立することを最終目的としている。今年度はこれまで確立した熱伝導率分布を配向同定法に応用することを中心に行った。まずLFT-D法により製作した大型の非連続繊維型複合材料を入手し,その中の熱拡散率方向依存性を多点計測を行い,その分布を明らかにした。次に本結果を基に繊維配向を決定するため確率密度関数および楕円関数を用いて方向強度とその分布を求めた。その結果,同一材料内においてプレス時の中心部,壁端部,自由端部により配向分布が異なることが明らかとなった。この違いは製造時の樹脂の流動による影響による可能性が示唆された。次に,繊維含有量の異なる試料に対して,熱拡散率と密度の関係を調べ,面内方向熱拡散率および厚さ方向熱拡散率がそれぞれ繊維含有量に比例して変化することが確認された。以上の結果から,本研究により確立された熱拡散率測定法は繊維配向分布の同定および繊維含有率の非破壊同定に用いることが可能であることが実証された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,複合材料に内在する3次元の熱伝導異方性分布を,マイクロおよびマクロスケールで高精度かつ迅速に測定できる手法を独自に開発し,これまで有効な方法が無かった先進複合材料のマルチスケールでの熱伝導率異方性分布評価技術を確立するとともに,本技術を非連続繊維型複合材料などのランダム配向複合材料に応用することで,従来にはない熱伝導率分布と繊維配向性分布を非接触で迅速に同定できる独創的な技術とその解析理論を確立することを目標とする。これにより,航空宇宙分野をはじめ様々な応用が期待される先進複合材料の製造技術や品質評価技術,および熱設計精度の飛躍的向上を目指す。1年目は非接触加熱,非接触検知で複合材料の3次元の熱拡散率計測が可能な装置および解析理論の構築を中心に行った。まず3次元熱拡散率測定原理を検証するため光学系,試料系,計測系を設計,構築した。測温部には高分解能2次元中赤外線検出素子を新たに導入し,信号の検出確認を行った。次に,与えた周期加熱信号と2次元赤外線検出素子による温度応答の位相差を確認し,熱拡散率の算出を試み,基本動作の確認を行った。その結果,直交積層CFRPの熱拡散率の面内分布を角度分解の0.5°で計測できることが実証された。また,非連続繊維型CFRPに本手法を適用し,熱拡散率の局所的な偏りを明らかにすることができた。また製造時の樹脂流動に伴う繊維配向と定性的な一致が確認された。当初目標であった「複合材料用3次元熱拡散率装置の基本システムの完成」が着実に達成されたため。今年度は,微小試料に対してマイクロスケールでの熱拡散率分布を行うため,マイクロレンズを用いた計測を行った。複合材料の熱伝導率情報には樹脂と繊維の熱伝導率に加え,界面での熱抵抗も加わるため,その影響を明らかにする必要がある。

そこで光学系を改良し,表面加熱・側面検知が可能なシステムを構築した。また1層の複合材料を樹脂で包埋し,断面を研磨した後に包埋樹脂を溶かすことで界面の影響がマイクロスケールで観測可能な試料を成形した。測定結果は,界面の熱抵抗と繊維の半径方向の熱伝導率の二つの未知パラメータがあるため,同試料内の繊維含有率の異なる2点に対して計測を行った。また,マイクロスケールで観察された試料断面と同じ伝熱モデルを作成し,有限要素により界面熱抵抗と繊維の半径熱伝導率を見積もりを行った。その結果,繊維の半径熱伝導率及び界面熱抵抗において概ね妥当な結果が得られ,本計測手法の有効性が確認された。当初目標であった微小試料に対すル計測が行えることが実証され,さらに界面熱抵抗をも見積もることが可能な手法へと発展できたため。今後はマイクロスケール領域での熱拡散率分布,配向同定法の適用性を検討するため,異方性解析理論を用いて異方性を考慮した3次元熱伝導理論に測定データをフィッティングさせることで,試料の制約を受けることなく面内および厚さ方向の3軸方向の熱拡散を同時に求める手法の構築を図る。また,構築したシステムを用いて,繊維配向が既知の材料を測定し,熱拡散率情報から繊維配向を決定するための理論を構築する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。確立された熱拡散率測定法を応用し,繊維配向を同定への可能性を検証する。また繊維配向だけではなく,繊維含有率の分布への計測やクラックの検知などへの応用性も確認する。
S6キナーゼを中心とする翻訳制御の細胞増殖,発がんにおける関与

1.新規のS6キナーゼ(S6キナーゼ2)欠損マウスの作製S6キナーゼ2ゲノムがターゲットされたES細胞を用いてキメラマウスを作製し、本遺伝子欠損マウスの作製に成功した。個体レベルで欠損マウスと野生型マウスの間でそのフェノタイプに大きな差はなかった。またTリンパ球、胎児由来繊維芽細胞の増殖速度は野生型とものと明らかな差は認められなかった。2.S6キナーゼを制御するホスファターゼの解析S6K1に結合し、直接その活性を制御している2A型ホスファターゼ(PP2A)の阻害蛋白cDNAのクローニングを行った。新規のものを含めて3種類の分子種を同定した。これら3種類のものは全く異なった組織分布をしていたが、いずれもG1/Sでその発現が上昇し、肝がん細胞で過剰発現をしていた。3.翻訳制御機構の解析mRNAのプロセッシングに働くNIPP-1蛋白質の様々な変異体を用いた実験により、この蛋白がAキナーゼや1型ホスファターゼ(PP1)を介して翻訳の調節に働いていることが示唆された。4.S6キナーゼシグナルとMAPKシグナルの関係MAPKのうちのJNKの脱リン酸化/不活性化に特異的に働くホスファターゼの単離に成功し、その解析をおこなった。このホスファターゼはホスホチロシン、ホスホセリン/スレオニンの両方を脱リン酸化する2重特異性ホスファターゼに属し、核-細胞質輸送に関係するシャトル蛋白であった。
ローマ共和政期ラティウム・カンパーニア地方における宗教と政治の研究

本研究で私は、ローマ共和政中期にラティウムを中心としてエトルリア南部からカンパーニア北部にかけての地域で行われていた宗教を、ローマによるこの地域の政治的統合を視野に入れながら、またこの地域で特に近年盛んに進められている考古学的調査の成果を援用しつつ、考察した。具体的な研究の内容と成果は以下のとおり。1,前4世紀のローマ史を研究する上で基本となる史料はリウィウス『建国以来』の第2ペンターデ(第610巻)である。そこでこれを平行史料とつき合わせながら読み進め、問題となる箇所については先行研究を参照しつつ解釈を試みた。これは本プロジェクト全体の基礎をなす研究だが、その成果は、現在準備中のリウィウスの翻訳においても生かされるだろう。2,ラテン人都市ラウィニウムは、ローマの国家祭式ともラテン人同盟の祭儀とも関係が深い。そこで、ラウィニウムの領域で出土した神域、特にラウィニウムの市壁の南側で見つかり、13基の祭壇と霊廟を持つ「南の神域」を研究対象に選び、その発掘史を整理した。そしてこの神域で見つかった碑文、遺構の発掘調査結果、関係する文献史料を検討し、この神域とラテン人同盟の祭儀およびローマの国家祭式との関係についての考察を試みた。研究の成果は、『研究報告』に納められている。また研究の一部を、2003年に韓国の釜山大学で開かれた「西洋古代史に関する日韓シンポジウム」で報告した。今回はラウィニウムを中心に宗教の面からローマによるラティウム支配を考察したが、これを制度(特に、投票権なき市民権の問題)の面から見たとき、またローマと西ギリシア世界(シキリアとマグナ・グラエキア)との関係の上からも、エトルリア人都市カエレが重要である。そこでこの都市とその外港ピュルギに関する研究、及びリウィウスの記述を補足する上で重要なディオドロスの『歴史総覧』第14,15巻の文献学的研究を今後3年ほどで行い、前4世紀のローマ史をラティウムの諸都市及び西ギリシア世界との関係の中で解明することを目指す。3,前4世紀後半のローマの貴族層の再編により現れたノビレス(貴顕貴族)の支配について、イデオロギー的側面の解明を試みた。具体的には、彼らが社会における自らの優越性を正当化するために用いたイマーギネース・マヨールム(祖先のマスク)に考察の手掛かりを求め、研究の成果を2編の論攷にまとめて発表した。ローマがラティウム・カンパーニア地方の政治的統合を完了する前4世紀の後半は、「ノービレース」と呼び慣わされている新しいローマの支配者層の形成が始まる時期でもある。そこで先ずノービレース支配を具体的な研究対象として取り上げ、そのイデオロギー的側面を解明するために、高位の官職に就いたローマの貴族が残し一族の葬儀の時に持ち出されたと言われる「祖先の像(イマーゴー)」について、史料・文献を集めて幾つかの問題に関して考察を行った。考察の結果は論文の形にまとめており、研究誌に投稿の予定。

11月末から12月上旬にかけて2週間程ドイツのバイエルン国立図書館とローマのドイツ考古学研究所を訪れ、Bulletino della Commissione Archeologica Communale di Roma、Memorie drella Pontificia Accademia Romana di Archeologia、Notizie degli Scavi di Antichitaなど考古学関係の研究誌のバックナンバーに目を通し、ラーウィーニウムを中心とするラティウムの諸都市の発掘報告・研究を集めた。併せて、上記「祖先の像」の研究に必要な研究書で日本では入手・閲覧が困難だったものについて、複写が可能な場合は必要箇所を複写し、不可能なものについてはノートを取った。今回のプロジェクトの基本史料であるリーウィウス『建国以来』の第2ペンターデ(第610巻)を、平行史料にも目を配りつつ読み進めて第8巻の初めまで至った。リーウィウスの第2ペンターデに関しては、今回の研究成果を踏まえた翻訳により我が国の学界に寄与することを将来の目標として考えている。今年度は、(1)古代の史書が伝えるローマ共和政中期の歴史を、史料批判研究の成果を踏まえつつ再検討する、(2)ローマ共和政期にラティウム・カンパーニア地方で行われていた宗教を考古学研究の成果を踏まえつつ考察するため、必要な資料・文献を収集する、(3)研究助成を受けている課題との関連で、ノービレース(ローマ共和政中・後期の支配者集団)支配をイデオロギー的側面から解明するために行ってきたイマーギネース・マヨールム(祖先のマスク)に関する研究を完成させる、の三つの作業を行った。基本史料の研究では、昨年度より続けてきたリーウィウス『建国以来』の第2ペンターデ(第610巻)の講読および平行史料との突き合わせの作業を10月で終え、これまでに収集した史料を先行研究を参照しつつ解釈する作業に移った。10月末から10日間ほどローマに滞在し、ラーウィーニウムをはじめとするラティウムの幾つかの神域の発掘報告・これまでに収集した文献史料の解釈に必要な研究文献・ローマ共和政中期の宗教と政治に関する研究で未入手だった文献の閲覧・複写を、ドイツ考古学研究所で行った。同時に、ラーウィーニウムおよびその近郊で出土したいくつかの碑文について、実見に基づく調査を行って有益な知見を得た。昨年度に研究助成を得てドイツ・イタリアを訪れた際に収集した文献を利用してイマーギネース・マヨールムに関する研究を進め、その一部を8月に完成させて研究誌に発表した。残りの部分も12月に完成し、別の研究誌に投稿を予定している。今年度は研究プロジェクトの最終年度に当たる。そこで当初、前4世紀の後半に実現したローマによるラティウムおよびカンパーニア北部地域の政治的統合に関する制度面からの研究と支配の正当化を目指したローマの宗教政策に関する研究について、過去2年間の成果を纏め今後の研究に見通しをつける計画を立てた。しかし宗教政策のまとめだけでかなりの時間を費やしたため、制度的側面は次年以降に回す結果となった。具体的な研究実績は以下のとおり。1,ラーウィーニウムの神域に関する先行研究を整理し、文献史料の解釈に遺跡および碑文の研究で得られた知見を援用して、前4世紀後半を中心としたローマの宗教・イデオロギー政策を、主に二つの点から明らかにした。
子どものう蝕と野菜から食べる “ベジファースト”との関連についての検証

う蝕予防には様々な手法を組み合わせた多角的なアプローチが必要であり、そのひとつとして野菜摂取量の増加が存在する。しかし、通常の健康教育等で野菜摂取量を増やす行動変容を起こすことは困難である。そこで、自然に健康な行動選択を行う環境の“初期設定"となる「食事の順番」に着目し、野菜から食べる「ベジファースト」がう蝕を減らすという仮説を立てた。「ベジファースト」を取り入れると野菜摂取量が増えることが明らかとなっている。よって本研究は、小学生を対象とした縦断調査を用いて、生活習慣の形成初期段階である幼少期に「ベジファースト」を習慣付けることで、自然と野菜摂取量が増え、う蝕予防につながるかを検証する。
アトラクタコーディングの理論的・実験的検討

研究の主な目的は、アトラクタを情報処理の基本単位とするアトラクタコーディングを生理学的実験によって検証するための理論的基礎を確立し、実験法を考察することであった。実験は大きく2つに分けてすすめた(1)アトラクタコーディングの理論的解析主に非線形動力学およびフラクタル理論によって解析が行ううえで、一般的なニューラルネットワークに対しては解析的な解を得ることは困難であり、数値実験を併用することによりアトラクタが特定できることを実証した。(2)アトラクタコーディングの生理学実験による検証法の考察現在用いられている種々の時空間パターンの計測法について、その測定法および各種装置の特性を詳細に検討し、それに合わせたアトラクタ間遷移のフラクタル的な揺らぎを計測する実験法を考案し、生理学実験による検証法について考察することにより、情報処理の基本単位がアトラクタであることを定量的に実証するための理論的基礎を確立することができた。今回の研究は、現実の系に近い実験条件のもとでより定量的かつ簡便なアトラクタの検出法を与え、脳内情報処理の基本単位としてのアトラクタの役割を明確に示すことができた。
先端金属間化合物の電子構造の計算とそれに基づく延性改善のための材料設計

合金とセラミックスをつなぐ新しい材料として、金属間化合物が最近注目されている。しかしながらその高温特性が優れている反面、常温での延性はセラミックスと同様に大変低い。これが実用上の大きな妨げとなっており、その改善が強く望まれている。本研究の目的は、先端金属間化合物の電子構造を、分子軌道法(DVーXαクラスタ-法)により求めるとともに、延性改善のための新しい指針を得ることにある。また本研究は、これまで専ら転位論で取り扱われてきた機械的性質に、電子論の新しい見方を導入するための最初の試みでもある。1.TiAlの変形過程の電子状態すべり変形過程の原子間の結合力の変化を調べたところ、化学量論組成のTiAlでは、結合力の変化が最も小さな(111),〔110〕すべり系が活性であることがわかった。Tiリッチな組成のTiAlでも、このすべり系が最も優勢であるが、Alリッチな組成のTiAlでは、むしろ(111)、〔101〕すべり系が活性であることが計算からわかった。すべり変形と同様に重要である双晶変形についても調べた。TiAl中のAl原子を、Cr又はMn原子で置換すると、双晶原子面間の結合が弱まり、その結果、双晶変形が助長されることが明らかとなった。2.第3元系添加によるTiAlの延性改善TiAlでは、方向性のあるAlpーTid電子間の結合が強いため、転位を運動させるのに必要な応力(いわゆるパイエルス応力)が大きい。その結果、すべり変形が起こりにくいと思われる。従って第3元素添加による延性改善の方法としては、このAlpーTid結合を弱めることが第一であり、そのためには、Al原子を遷移金属(V.Mn.Crなど)で置換するのが良いことが明らかになった。この他、夢の超高温材料であるNb_3AlとMoSizの電子構造も計算した。近年、新しい高温用材料として、金属間化合物への期待が高まっている。しかしながらセラミックスと同様、延性に乏しい点が、実用上の大きな障害となっている。このため、その延性改善が強く望まれている。本研究では、金属間化合物の電子構造と機械的性質の関係を主に調べた。一見、無関係に思えるこれらは、電子間の結合という点でつながっている。例えば、せん断変形を考えると、変形により元の原子間の結合は切れ、新しい結合が生まれる。このときの変形の抵抗がいわゆるパイエルス応力である。平成元年度は、これまでもっぱら転位論で取り扱われてきた機械的性質に、電子論の新しい見方を導入するための基礎研究を行った。具体的には、最近盛んに研究されている金属間化合物TiALの電子構造を、分子軌道計算法(DVーXαークラスタ-法)を用いて計算した。そして、方向性のあるAl ρーTid電子間の結合が大きく、これがパイエルス応力を高めていることを指摘した。その結果、TiAlはすべり変形が難しく、脆性的な破壊に至るのかもしれない。第3元素添加による延性改善の方法として、このAl ρーTid結合を弱めることが第一であり、そのためには、Al原子を遷移金属(V、Mnなど)で置換することが良いことを、初めて計算により明らかにした。この他、将来の超高温耐熱材料として考えられているNb_3AlとMoSi_2の電子構造の計算を完了させた。特に、Nb_3Alについては、その中の合金元素の電子状態を系統的に計算し、合金効果を見積もることができた。これら成果を基にして、平成2年度は、金属間化合物の変形過程の電子構造を計算するとともに、延性改善のための材料設計に積極的に取り組む予定である。

近年、超高温用材料として、金属間化合物への期待が高まっている。しかしながら、その常温での低延性は、実用上の大きな障害となっており、その改善が強く望まれている。材料の機械的性質は、これまでは転位論を用いて検討されてきたが、本研究では電子論の立場から、金属間化合物の機械的性質を見直した。本年度は、代表的な金属間化合物であるTiAlについて、その変形過程の電子状態を分子軌道法(DVーXαクラスタ-法)を用いて計算し、以下の結果を得た。1.変形過程では原子が互いに変位するため、原子間の結合が消滅したり、生成したりする。TiAlのTiサイトとAlサイトでは、変形中に結合の仕方が大きく変化する。このようなサイト依存性は、原子が規則的に並んだ金属間化合物の特徴の一つであり、合金とは異なる点である。2.(111)すべり面上で、すべり方向を[110]、[101]、[211]と変えて計算した。すべり面下の原子間の結合力は、変形途中で低下した。化学量論組成のTiAlでは、その低下の割合が小さな[110]の普通転位の方向が、最も変形しやすい方向であることがわかった。一方、逆位相境界や、複雑な積層欠陥が生じる方向への変形は難しかった。3.Tiリッチな組成のTiAlでは、Ti3dーTi3d結合の大きさが[110]方向の変形途中で増加した。このことが、この組成では変形が比較的容易になる原因であると思われる。一方、Alリッチな組成のTiAlでは、Al3pーTi3d結合が、[101]方向の変形途中で増加した。このため、この組成では[101]超転位が活性化すると思われる。4.双晶変形についても、その電子状態の変化を調べた。Al原子をCr又はMn原子で置換すると、双晶原子面間の結合が弱まる。その結果、双晶変形が助長され、延性が改善される。
ビームガイドを応用した高分解能飛行時間分析法の開発と低エネルギー電荷移行反応研究

昭和59年度より3年間継続した本研究では、ビームガイドの技術を応用し反応生成イオンのエネルギー分析を飛行時間分析で行えるタンデムビームガイドの開発に取り組むとともに、平行して同じくビームガイドの技術を応用したOPIG法で各種衝突系における反応断面積を0.11000eVのエネルギー領域で測定し、低エネルギー電荷移行反応の反応機構解明が行われた。1.【Ar^(2+)】,【Ar^(3+)】-Ar,【Kr^(2+)】,【Kr^(3+)】-Kr衝突系における電荷移行反応の断面積測定から、2価イオンのみならず3価イオンにおいても対称共鳴型多電子移行反応がとりわけ低エネルギー領域で主要な反応であること、そして、その断面積は、電荷数が大きい程大きいという全く新しい知見を得た。2),【Ne^(2+)】,【Ar^(2+)】,【Kr^(2+)】-He衝突系では、1電子捕獲反応は、ほぼ、ポランシャル交差モデルを用いたLandau-Zener計算結果で定性的に説明できることが立証できた。3),【H^+】,【H2^+】,【H3^+】-【H_2】衝突系で生ずる18種類に及ぶイオン分子反応の反応径路を分離し、各部分断面積を求めることに成功した。4),【Ne^(2+)】-【n_2】,【n_2】の分子標的における断面積の測定を行うとともに、イオン分光法にて、【nE^(2+)】-【N_2】衝突で電荷移行反応で生ずる【Ne^+】イオンのエネルギー分析を行い、イオンの内部状態を識別した反応機構の解明ができた。分子標的の多価イオンの電荷移行反応の断面積は、分子のイオン状態への遷移におけるFranck-Coudou facterのみならず、原子標的の場合と同様にポテンシャル交差位置に敏感な電子遷位確率に依存していることが明らかにされた。また、【N_2】標的においては、内殻20g価電子の電子捕獲が起っていることなども新しく発見された。
離散事象システムのモデルレス故障診断法に関する研究

離散事象システムの故障診断ではシステムモデルに基づいた「モデルベース故障診断法」が一般的であるが,状態空間爆発のため大規模な並行システムには適用が困難である.本研究では,モデルを用いない新しい故障診断法であるモデルレス故障診断法を開発した.提案法は,システムから出力される正常時および様々な状況下のイベントログからシステムのふるまいを近似的に表現した確率的挙動モデルを求める学習フェーズと,イベント列の特徴量を正常時の確率的挙動モデルと比較して計算し,それを用いて故障発生を推定する診断フェーズから構成される.シミュレーションモデルおよび実データを用いて提案手法の有効性を検証した.離散事象システムの故障診断については,従来から数多くの理論および応用研究が行われてきた.それらの中で観測したイベント列から故障の発生を推定する「診断器」を,あらかじめ与えたシステムモデルから構成するモデルベース故障診断が研究の主流である.これに対し,本研究では観測されたイベント列のみを用いてシステムの障害の発生を検出するモデルレス故障診断を提案している.本年度は,以下について検討を行った.1.イベント列をNグラム(長さNの文字列)に分解し,N-1グラムの後に発生するイベントを条件付き確率の形で推定するNグラムモデルに基づいた故障診断法をすでに提案している.この手法を拡張し,任意の文字列に置き換えることができるワイルドカード文字を条件付確率で用いるN-1グラムに導入し,コンカレントシステムにおいて発生するインターリーブしたイベント列に対して有効に働くことを計算機実験で確認した.2.タイムスタンプ付のイベント列が与えられたときに,時間情報を故障診断に利用する方法について検討した.各作業の開始および終了はそれぞれイベントとして記録されるが,作業の継続時間の長短により,イベント記号自体を別のものに置き換える処理を行うことを提案し,実データの解析に適用した.3.イベント列全体から故障を診断するだけでなく,時系列上で障害が発生した時点を推測する方法について検討した.イベント列上に出現するNグラムの出現数について,期待値と実測値の対数比をそのNグラムの特異度と定義し,特異度が高いNグラムは何らかの障害に対応しているものであると推測する手法を提案した.手法を人間の行動ログデータに適用し,有効性を確認した.離散事象システムの故障診断については,従来から数多くの理論および応用研究が行われてきた.それらの中で,観測したイベント列から故障の発生を推定する診断器を,あらかじめ与えたシステムモデルから構成する「モデルベース故障診断」が研究の主流である.これに対し,本研究課題では観測されたイベント列のみを用いて,システムのふるまいを拡張Nグラムモデルの形で学習することで障害の発生を検知する「モデルレス故障診断法」を提案している.H26年度は,以下の項目について検討を行った.1. H26年度に考案したイベント生起パターンにワイルドカード文字を用いる方法を分散システムの例題に対して適用し,有効性を確認した.また,その成果を学術論文誌(電子情報通信学会英文論文誌A)に投稿した.2.イベントログに含まれる様々な付加情報(タイムスタンプ,時間区間における発生頻度の平均値など)を故障診断に利用する方法について検討した.考案した方法を,実データである人間の行動ログからの異常検知に適用し,結果を分析した.得られた成果については,H27年度に国際会議で発表予定である.3.より短いイベント列から故障診断を行う方法について検討を始めた.特に,再サンプリング手法であるブートストラップ法をイベント列に適用し,疑似的にサンプル数を増やす方法について検討した.例題を用いた計算機実験により有効性は確認できたので,H27年度に成果をまとめ,学会で発表する予定である.離散事象システムの故障診断については,従来から数多くの理論および応用研究が行われてきたが,観測したイベント列から故障の発生を推定する診断器を,あらかじめ与えたシステムモデルから構成するモデルベース故障診断が主流である.これに対し,本研究課題ではデータサイエンスにおける異常検知の考えに基づき,観測されたイベント列のみを用いてシステムの障害の発生を検出するモデルレス故障診断法を提案している.平成26年度より,考案した方法を実データに適用し,有効性を確認している.実データとしては介護現場におけるケアスタッフの行動ログデータを用い,平成26年度は,(i)スタッフの要注意行動の発見,および,(ii)他と異なる行動をする傾向のあるスタッフの特定,を行った.この結果はあくまで個人の行動ログからの異常検知だったのに対し,平成27年度は対象を8人程度のケアスタッフのグループに拡張し,グループ全体としての異常行動を検知する方法について検討した.具体的には,スタッフ配置の時系列における変化パターンを学習し,いくつかのパターンに分類する手法を提案した.この手法により,通常はあまり見られない異常なパターンの出現を時系列上で発見することができる.この成果は様々なデータから状況を認識する状況アウェアネスの研究として,今後発展させる予定である.離散事象システムの故障診断ではシステムモデルに基づいた「モデルベース故障診断法」が一般的であるが,状態空間爆発のため大規模な並行システムには適用が困難である.本研究では,モデルを用いない新しい故障診断法であるモデルレス故障診断法を開発した.提案法は,システムから出力される正常時および様々な状況下のイベントログからシステムのふるまいを近似的に表現した確率的挙動モデルを求める学習フェーズと,イベント列の特徴量を正常時の確率的挙動モデルと比較して計算し,それを用いて故障発生を推定する診断フェーズから構成される.シミュレーションモデルおよび実データを用いて提案手法の有効性を検証した.

「統計的処理による短いイベントログを用いた故障診断」と「故障診断ツールの開発と実データへの適用」について研究を実施し,一定の成果を得た.故障診断ツールはperlを用いて開発し,パラメータ設定を与えればイベントログファイルからバッチ処理が可能である.また実データとしては,人間の行動ログデータを用いた.具体的な成果は以下の通りである:H25年度に考案したイベントの発生順序のみを用いた故障診断法について学術論文誌(電子情報通信学会英文論文誌A)に投稿し,掲載された.イベント生起パターンにワイルドカード文字を用いる方法に関する成果を論文誌に投稿した.また,人間の行動ログにおける異常動作検知への応用について,成果を国際会議(IFAC WODES2014)で発表した.システム科学H26年度に実施できなかった,可変長のイベント発生履歴に対する条件付き確率を表現するためのデータ構造を手法に導入する.オンライン故障診断については問題の困難さを認識しているが,短いイベント列からの故障診断の延長として研究を進めていく予定である.また,システムの状況を表現した特徴ベクトルどうしの比較に,現在用いている相関係数以外の方法,たとえばノンパラメトリック検定の考え方を利用する.故障診断の理論的解析についても,ノンパラメトリック検定の考え方に基づいて検討する予定である.さらに,H27年度は最終年度のため,本研究課題で得られた成果を学術論文誌に投稿する.H25年度計画の項目(1)イベントの発生順序のみを用いた故障診断法の開発,および,(2)イベントのタイムスタンプを考慮した故障診断法の開発,について研究を実施し,一定の成果を得た.さらに,当初計画にない新たな発展として,障害発生時点の推定方法および人間の行動ログにおける異常動作検知への応用についても検討し,提案手法の有効性を確認することができた.得られた成果は年度内に2件の国際会議(IFIP/IEEE IM2013 Workshop DANMS2013, IEEE CogSIMA2014)で発表し,さらに1件の国際会議(IFAC WODES2014)に投稿し採択された.また,電子情報通信学会英文論文誌にも投稿中である.物品費(ワークステーション)が予定より安価だったため,未使用額が生じた.類似研究としてデータマイニングにおける異常検出(anomaly detection)の研究があり,特に,時系列の記号データからの異常検出の考えが非常に近いことを,国際会議投稿時の査読者より指摘された.可変長のイベント発生履歴に対する条件付き確率を表現するためのデータ構造であるprobabilistic suffix treeの考えは提案課題においても有効であると考えられる.現在,サーベイを行っているところであり,今後の研究に活用したい.これ以外は,当初の計画どおり研究を遂行する予定である.
胎生期の栄養障害は腎障害と高血圧をプログラムするか ‐動物実験から臨床まで-

胎生期に異常な胎内環境に曝されると、胎児は形質変化をプログラムする。我々は、日本ウズラで胎生期の栄養障害が、成熟後の糸球体硬化の原因となるか検討した。栄養低下のウズラでは、孵化時の体重や孵化率が低下し腎糸球体が小さく、成熟後の糸球体数が低かった。さらにメサンギウムが拡大し、糸球体構築の異常と糸球体硬化症への移行をしめした。生後血漿グルココルチコイドが高く、糸球体の細胞死が高かった。我々は、低出生体重児と小児腎疾患の相関を19932009年に腎生検を行った207例を用い検討した。小児で腎糸球体硬化症と診断された症例の33%が低出生体重児であり、硬化糸球体数は正常出生体重児の腎糸球体硬化症より多く、糸球体上皮細胞数の高度の減少が見られた。動物実験の結果は臨床所見を支持する。私共は、日本ウズラの卵から卵白の一部を除去し、胎生期の栄養障害を起こすと艀化時の体重が低く、艀化率も低下することを観測した。本研究の目的は、トリモデルの特徴(胎児の栄養を母体と無関係にかえうる)を生かし、胎生末期や新生児期の栄養障害と水分不足に起因してプログラムされる腎糸球体障害、体液調整不備や血圧上昇の機序を究明することである。平成21年度は三つのプロトコルを施行し以下の結果を得た.1)正常腎発育の経過:胎生末期や新生児期において腎糸球体ポドサイトスリット膜や血管内皮細胞基底膜の形状及び細胞間接合因子蛋白発現に成熟が認められた、2)卵白(蛋白源)10%除去の影響:胎生期における栄養低下により胎児の成長障害、出生時低体重、腎の発育不全がおきた。3)臨床との関連:新潟大学医学部小児科腎部門の過去、現在の腎生検症例(171例)において低出生体重児と巣状糸球体硬化症や、微小変化型ネフローゼ症候群と相関が認められた。平成22年度はさらに此れ等を発展させ、以下の三つの目的を検討する.目的1:胎生後期および艀化後数日における栄養低下が、腎糸球体ポドサイトスリット膜や血管内皮細胞基底膜の形状及び細胞間接合因子の遺伝子発現や蛋白質表現に異常を起こすか。目的2:栄養低下群におけるネフロン数の減少が糸球体メサンギウムの増加を引き起こし糸球体硬化症に発展するか、目的3:新潟市小中学校の検尿で蛋白尿や血尿の所見のでた児童と出生児低体重と相関が認められるかを検討する。またこれらの基礎実験と小児期の腎疾患を関連付け臨床データを解析することにより"perinatal"プログラミングの成因解明に貢献する。本プロジェクトの目的は、日本ウズラの卵から卵白の一部を除去する事により胎生期の栄養障害を起こし、それが腎の発育不備や腎機能障害を喚起し、成長後、巣状糸球体硬化症(focal segmental nephrosclerosis,FSGS)に移行するかを生体、臓器、及び、細胞レベルの解析を用い検討することにある。胎生期の栄養障害を起こしたウズラでは、孵化時の体重や腎重量が低く、腎糸球体の上皮細胞(podocyte)の足突起や基底膜の発育が遅れる。平成22年度の主な結果は1)受精卵の卵白除去率(58%,8-9%,10%)が上昇すると孵化率が低下し、腎糸球体数が(cortex, juxtamedullaryとも)減少し,形が大きく、不均等になった。2)Podocyteの数が減少しCapillary loopの融合と内腔にフィブリン沈着がおきた。3)メサンギウムの領域が有意に広がり、PAMやlaminin抗体で染色される基底膜状物質が増加し,capillry loopとBowman上皮細胞が一部癒着した。4)一方、Podocin,N-Cadherinなどの細胞間接着分子は良く維持された。5)孵化後数日のウズラでglucocorticoidsの上昇をみた。此れ等の所見はヒトのFSGSに類似する。また、capillary loopを支持するメサンギウムの変化が大切であることを示す。近年、先進国における唇出生体重児(2500g以下)の発生頻度が上昇しており、日本では6.3%(1990)が9.7%(2007)に増加した(人口動態統計)。更に世界的にFSGSが増加傾向にあるが、その成因やバイオマーカーは不明である。

我々は、新潟大学医歯学総合病院小児科の腎グループと共同研究を行い、動物実験の所見を、池住ら(分担研究者)が集積中の低出生体重児と小児腎疾患(特にFSGS)の相関にトランスレイトする事を試みている。5)腎生検206例中15例がFSGSと診断され、15例中5例(33.3%)が低出生体重をしめし、正常児の率(9.7%)より高い。低出生体重-FSGSの糸球体は有意に大きく、一方podocyteが減少していた。6)Serum creatinineが上昇しeGFRが低い。平成22年度はさらに此れ等を発展させ、以下の目的を検討する.目的1:栄養低下群におけるネフロン数の減少はnephrogenesisの低下かapoptosisの増加によるか。目的2:栄養低下群における糸球体メサンギウムは対照群と比較し組成が異なるか(支持組織の不備)、目的3:栄養低下群の血管反応性は対照群と比較し上昇しているか(高血圧傾向)、目的4:新潟市小中学校の検尿で蛋白尿や血尿の所見のでた児童と出生児低体重と相関が認められるかを検討する。更に出生児低体重をriskfactorとして、学校検尿で蛋白尿など腎所見の認められた小児で将来の腎疾患の予防が出来ないか考える。本プロジェクトは基礎実験と臨床所見や治療を結びつけるトランスレイショナルリサーチである。プロジェクトリーダーが作成したウズラ卵モデルを用いて胎生期の低栄養に起因する腎疾患の機序を臓器、細胞、分子レベルで解析し,新潟大学医歯学総合病院小児科腎部門との共同研究で巣状糸球体硬化症の相関と関係づける。平成23年度および繰り越し期間では、三つのプロトコルを施行し以下の結果を得た。1)胎生期の栄養障害が胎生後期から孵化後2週間(ネフロン発生成熟が継続)において腎糸球体発育障害と機能的細胞死が促進し、成熟後のネフロン数の減少の原因となるか:タネル法によりDNA断片を測定し、光学および電子顕微鏡でネフロン発生過程を観察した結果、胎生期の栄養低下群では胎生期15日と生後4日で細胞死が対照群より促進していた。栄養低下群では糸球体のサイズが小さく発育障害も起きていた。栄養障害に反応して血漿グルココルチコイドが増加した。2)発育障害を起こした糸球体は糸球体濾過過剰と糸球体内圧上昇(トリは成長期に血圧の急上昇が起きる)に伴うメサンギウムの細胞増殖、繊維化を喚起し、糸球体硬化症に発展するか:生後5週令の栄養低下群では、糸球体数減少とサイズの拡大(代償性肥大)、メサンギウムの細胞増殖とPAS弱陽性物質の沈着や毛細管ループの融合がみられた。また、間質細胞に置換された退行糸球体も見られた。3)腎生検症例(207例)について検討し、糸球体巣状硬化症症例では低出生体重児の割合(33.3%)が平均出産体重児(9.7%)より高かった。さらに学校腎臓検診の既往歴調査に出生時体重、在胎週数を加え検討した結果では、蛋白尿や血尿の認められた児童に出生児低体重の割合が対照群より多かった。これらの基礎実験と小児期の腎疾患を関連付けることにより胎生期の低栄養に起因する疾患のプログラミングの成因解明と予防に貢献する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
ピロリ菌感染に依存しない食道-胃接合部及び胃体部癌の分子病態解析

食道ー胃接合部癌は、胃癌とも食道癌とも異なる特徴を有した癌である。接合部癌はヘリコバクター・ピロリ菌の除菌や、高脂肪高カロリーの西洋食摂取に伴う肥満の増加に並行して本邦でも増加しているが、その病態ならびに発生の分子メカニズムは明らかにされていない。食道ー胃接合部癌にはバレット腺癌と、非バレット腺癌が含まれているので、本年度は、網羅的遺伝子発現解析、エピゲノム解析(DNAメチル化解析)結果より見出された分子について、バレット腺癌と非バレット腺癌に分類して検討を進めた結果、バレット腺癌と非バレット腺癌において発現が異なる分子としてglutathione S-transferase omega 2 (GSTO2)を見出した。GSTO2発現におけるDNAメチル化の関与を明らかにするため、ヒト接合部癌OE19細胞およびバレット腺癌OE33細胞をDNAメチル化阻害剤5-aza-2'-deoxycytidine処理した結果、バレット腺癌OE33細胞においてのみGSTO2のmRNA発現が回復した。近年、食道ー胃接合部には食道重層扁平上皮細胞の供給源となる基底細胞や、胃腺底部に存在する幹細胞とは異なる形質を有した胚性上皮細胞が存在することが示され、更にマウスモデルを用いた研究よりこの胚性上皮細胞がバレット上皮の起源となることが報告されているが、抗体を用いた免疫組織染色により、ヒトおよびマウスの正常食道ー胃接合部においてGSTO2は胚性上皮細胞に限局して発現することが明らかとなった。更に60%高脂肪食を摂餌させた肥満モデルにおいて、GSTO2陽性細胞数が増加することを見出した。以上より、本分子はバレット食道の起源である胚性上皮細胞の生理的・病理的な動態解明に有用なマーカーとなる可能性が示された。食道ー胃接合部癌は胃癌とも食道癌とも異なる特徴を持った癌である。ヘリコバクター・ピロリ菌の除菌と、高脂肪食摂取にともなう肥満の増加に平行して我が国でも今後著しく増加すると考えられるが、その病態ならびに発生の分子メカニズムは明らかにされていない。そこで本研究では、食道ー胃接合部癌の網羅的遺伝子発現解析、エピゲノム解析(DNAメチル化解析)を行い、逆流要因(塩酸、胆汁酸)や種々の外的要因(アルコール、ニコチン、栄養成分)が及ぼす影響を分子レベルで解明することで、食道ー胃接合領域に癌が発生・進展する分子メカニズムの解明を目指す。網羅的遺伝子発現解析はRNA-シークエンスによるトランスクリプトーム解析により、網羅的DNAメチル化解析は、検体より抽出したDNAに対してメチル化CpG結合タンパク質(MBD2)を用いた免疫沈降(MeDIP)を行い、得られたDNAから作製したライブラリーを次世代シークエンサーにより解析した。初年度は、食道ー胃接合部癌の手術検体を対象として、RNA-シークエンスによるトランスクリプトーム解析より得られた病変部および非病変部(胃、食道)の発現プロファイルを比較解析し、発現レベルの異なる遺伝子を抽出後に、In silicoのパスウェイ解析、オントロジー解析を行った。トランスクリプトーム解析を施行した食道ー胃接合癌にはバレット腺癌と非バレット腺癌の両者が含まれており、両者で発現レベルの異なる遺伝子についても検索中である。今年度は当センターにおいて当初予定していた症例数よりも多くの食道ー胃接合部癌手術癌手術が行われたため、順調に解析目標症例数を達成することが出来た。そのため、食道ー胃接合癌を更にバレット腺癌と非バレット腺癌に分類した解析も試みている。食道ー胃接合部に生じる癌は、胃癌とも食道癌とも異なる特徴を有していることが知られている。接合部癌はヘリコバクター・ピロリ菌の除菌や、高脂肪高カロリーの西洋食摂取に伴う肥満の増加に並行して本邦でも増加しているが、その病態ならびに発生の分子メカニズムの詳細は解明されていない。本年度は、網羅的遺伝子発現解析、エピゲノム解析(DNAメチル化解析)結果より見出された、デスモソーム関連分子periplakinの発現およびプロモーター領域のDNAメチル化について、接合部癌切除検体を用いて検討を行った。リアルタイム定量PCR法および抗体を用いた免疫組織染色法により、多検体の接合部癌切除標本を用いてperiplakin発現について検証した結果、非癌部粘膜と比較して癌部で有意な発現低下が認められた。バレット腺癌と比べて非バレット接合部癌でperiplakin発現は低い傾向が認められたが、有意差はなかった。パイロシークエンサーを用いたバイサルファイトシークエンス法によるDNAメチル化解析では、食道ー胃接合部癌におけるperiplakin遺伝子プロモーター領域のDNAメチル化頻度は、非癌部粘膜と比較して有意に高かった。食道ー胃接合部癌におけるperiplakin発現におけるDNAメチル化の関与を明らかにするため、ヒト接合部癌OE19細胞およびバレット腺癌OE33細胞をDNAメチル化阻害剤5-aza-2'-deoxycytidine処理した結果、periplakin遺伝子発現が有意に亢進した。以上の結果より、胃ー食道接合部癌においては、プロモーター領域のDNAメチル化亢進によりperiplakin遺伝子の発現が抑制されている可能性が示唆された。順調に症例を蓄積し、網羅的解析で見出した分子について多検体で検証を行うことができた。食道ー胃接合部癌を更にバレット腺癌と非バレット腺癌に分類して統計解析を行うためには症例数が不足しているので、今後は後ろ向き解析も合わせて行う予定である。