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超音波を利用した水中堆積浚渫土の減容化技術の開発

超音波照射による細粒土の水中堆積土の減容化特性を明らかにする目的で,水中を堆積中の土粒子に対して水平方向から超音波を照射する試験を試みた.粒径の異なる3種類の細粒土に対して,周波数は28kHz・40kHz・60kHz,出力電圧は100V・300V・400Vの超音波を水平方向から照射した場合の試験を行った.試料の質量,含水比を測定した後に,湿潤密度,乾燥密度,間隙比,相対密度,減容化率を算出した.その結果,水平方向から超音波を照射することで細粒土の減容化率が向上し,粒径や周波数・出力電圧の違いにより減容化が異なることが明らかになった.本研究では砂のような粒状材料の密度を増加させることができる超音波高密度化技術を応用して,粒径2mm5μmの砂シルトに分類される浚渫土の減容化を可能にする実用化技術を研究開発することを目的として研究を行っている。昨年度は室内試験により浚渫土(粒径2mm5μmの砂シルト)の試料投入方法、試料層厚、超音波の周波数、照射出力、照射距離、波形等を定量的に変化させた基礎的実験を行い、次の知見を得た。1)超音波の周波数を20kH以上するにすることによりシルトなどの細粒材料の減容化に適用できる可能があること。2)細粒材料の有効径と周波数、出力には相関関係がある。3)超音波照射距離は、超音波の振幅があっても波長より長くすると効果が低下する。4)超音波の波形については間欠波にすることにより減容化特性が向上する。本年度は前年度の室内試験結果をもとに、実用サイズの土槽において実験を行い、実用化へ向けての可能性を確立し、堆積した浚渫土全体の約30%の減容化を目指すことを目標にしていたが、室内試験においてシルト分以下の細粒材料の減容化特性の向上が思わしくなく、昨年度に引き続き室内試験を継続して行った。本年度の室内試験により得られた知見は下記のとおりである。1)超音波周波数を2028kHに変化させたシルトなどの細粒材料(ケイ石粉)の実験において減容化の効果はみられるものの相対密度40%減容化率6%と低く、改良の余地あることが明らかになった。2)超音波出力(ピックアップ電圧)については何れの試料においても5060Vが最適であることが明らかになった。3)砂、7号ケイ砂のシルト分以上の試料においては相対密度80%以上、減容化率は1015%と超音波による効果が表れた。超音波照射による細粒土の水中堆積土の減容化特性を明らかにする目的で,水中を堆積中の土粒子に対して水平方向から超音波を照射する試験を試みた.粒径の異なる3種類の細粒土に対して,周波数は28kHz・40kHz・60kHz,出力電圧は100V・300V・400Vの超音波を水平方向から照射した場合の試験を行った.試料の質量,含水比を測定した後に,湿潤密度,乾燥密度,間隙比,相対密度,減容化率を算出した.その結果,水平方向から超音波を照射することで細粒土の減容化率が向上し,粒径や周波数・出力電圧の違いにより減容化が異なることが明らかになった.本研究では砂のような粒状材料の密度を増加させることができる超音波高密度化技術を応用して,粒径2mm5μmの砂シルトに分類される浚渫土の減容化を可能にする実用化技術を研究開発することを目的に、2年にわたり研究を行う。平成24年度は、細粒材料(砂シルト)の最も合理的(最適)に高密度化(減容化)するための条件を確立することを目的に、超音波による実験装置を新たに作成した。この実験装置は周波数を20kHz60kHzの範囲で変えることができる。また、超音波振動子は上下方向に移動が可能であるため、試料に対する照射距離の調整を容易に行うことができる。また、超音波出力は0200Wまで容易に可変することができるなどの特徴を持っている。実験では3種類の細粒材料(豊浦砂、ケイ砂6号、7号)を用い、試料投入方法、試料層厚、周波数、照射出力(0100W)、照射距離、波形等をを定量的に変化させた基礎的実験を行った。実験結果より試料の間隙比、相対密度、減容化率を算出し次の知見を得た。1)超音波の周波数を高くする(20KH以上)にすることにより、シルトなどの細粒材料の減容化(高密度化)に適用できることが明らかとなった。2)細粒材料の有効径(D10)と周波数、出力には相関関係があることが明らかとなった。3)照射距離は,超音波の振幅が最大であっても,波長λよりも長くすると効果が低下する。4)超音波の波形については、間欠波にすることにより減容化特性が向上することが明らかとなった。浚渫工事によって海底から掘り出された浚渫土砂は,周辺地域における埋め立て事業などへ有効活用されてきた.しかし現在は,多くの土砂処分場において浚渫土砂の受入れ容量に限界が近づいていることが問題となっており,これに代わる土砂処分場を確保すること,高含水状態にある浚渫土を減容化することにより土砂処分場の容量を確保することが緊急の課題となっている.

本研究では,超音波照射によるシルトなどの細粒土の水中堆積土の減容化特性(目標減容化率30%)を明らかにする目的で,水中を堆積中の土粒子に対して水平方向から超音波を照射することによる室内試験を試みた.試験では,試料の種類(豊浦砂,7号ケイ砂,ケイ石粉)、超音波周波数(27.5kHz,40kHz,60kHz),出力電圧(100V,300V)の条件を変えて実験を行い,堆積土の相対密度,減容化率の変化について明らかにした.出力電圧100Vの場合の超音波照射後の各試料30%粒径と相対密度および減容化率の関係において、粒径の大きい豊浦砂ではいずれの周波数においても100Vの出力電圧では他試料に比べ相対密度,減容化率は増加していないが、細粒土(7号ケイ砂,ケイ石粉)では周波数27.5kHz,40kHz,60kHzの順で減容化率は増加することが明らかになった。また、出力電圧300Vの場合では、相対密度は粒径の大きい豊浦砂においては減容化率については増加していないが相対密度は増加し、減容化率については出力電圧100Vに比べて各試料とも増加していることが明らかになった。特に、ケイ石粉の27.5kHzにおいては減容化率30%になることが明らかになった。以上の結果より,超音波の照射方向を水平にすることにより水中堆積した細粒土の減容化特性を向上させる効果があることが明らかになった.地盤工学シルト以下の細粒材料に対する室内試験の試験結果が思わしくなく、室内試験を継続して行っており、今年度実施予定の実用化サイズの土槽実験については行っていない。新たに試作した周波数が可変の試験装置の完成が遅れたことや試験装置の故障などにより当初計画していた実験内容をすべて完了することが出来なかったため。研究期間を1年間延長することを認めていただいたので、シルト分以下の細粒材料に対する室内試験を継続して行い、最も合理的に減容化するための条件を確立する。さらに、室内試験をもとに、実用サイズの土槽実験を行い、実用化に向けての可能性を確立する。24年度に完了することが出来なかった室内実験を継続して実施し、細粒材料(砂シルト)の最も合理的(最適)に高密度化(減容化)するための条件を確立する。さらに、室内試験結果をもとに、実用サイズの土槽において実験を行い、実用化へ向けての可能性を確立する。堆積した浚渫土全体の約30%の減容化を目指すことにより、圧密期間を短縮し、圧密促進工事量の削減で工事費を削減することを目標とする。細粒材料に対する室内試験が終了していないため、実用化サイズの土漕による実験をまだ行っていない。なお、研究期間を1年延長していただいたので、室内・室外試験を行い、実用化に向けて検討を行いたい。室内試験の消耗品費および実用サイズの土漕の製作費、研究成果の発表旅費などに使用したい。H24年度は当初計画していた旅費、人件費・謝金を使用しなかったため約53万円をH25年度に繰越すこととなった。H25年度は実用サイズの実験土槽の製作費(物品費)として約130万円程度を使用したい。また、旅費を30万円程度、人件費・謝金を約20万円、その他の経費として約10万円を使用する予定である。
写像の大域的特異点論と多様体の諸構造

佐伯・佐久間は4次元多様体から3次元空間へのジェネリックなC^∞写像について詳しく調べ,定値折り目特異点しか特異点に持たない写像を許容する複素曲面を完全に特徴づけることに成功した.さらに佐伯は,与えられた4次元多様体が3次元空間への折り目写像を許容するための必要十分条件についても研究を行い,かなり精密な結果を得ることができた.佐久間は特にホモロジーの条件が満たされない場合にも似たような結果が得られることを示した.菅野は局所ミラー対称性の視点から5次元超対称ゲージ理論の研究を行った.特にある種の楕円曲線の族を考え,5次元超対称ゲージ理論のプレポテンシャルを計算した.この結果をコンパクト化して4次元超対称ゲージ理論と関係づけることによってサイバーグ・ウィッテン理論に対する新しい見方が得られた.寺垣内は3次元多様体内の双曲型結び目に沿ってのデーン手術の研究を行い,結び目の種数が小さいときに結果を得た.また任意の整数がある双局型結び目の例外的デーン手術のスロープとして実現可能であることも証明した.高田は,与えられた向き付け可能閉多様体が,コボルディズムを法としてどれほど低い次元のユークリッド空間に埋め込むことができるかを考察し,すべての次元について最良の結果を得ることができた.河本はループ空間の高次ホモトピー可換性についての研究を行い,そうした性質を備えた空間のホモトピー型を,コホモロジー環が有限生成であるという仮定のもとで,ほぼ完全に分類する結果を得た.今後は,複雑な特異点の消去のための障害について調べることと,多様体や写像の不変量を見出すことが課題であるが,そのためには特異点のみでなく,特異ファイバーの挙動や,ジェット空間のホモトピー型に注目することも必要であることが本年度の研究で明らかとなった.これについて詳しく調べてゆくのが今後の研究課題の一つである.佐伯・佐久間は4次元多様体から3次元空間へのジェネリックなC^∞写像について詳しく調べ,定値折り目特異点しか特異点に持たない写像を許容する複素曲面を完全に特徴づけることに成功した.さらに佐伯は,与えられた4次元多様体が3次元空間への折り目写像を許容するための必要十分条件についても研究を行い,かなり精密な結果を得ることができた.佐久間は特にホモロジーの条件が満たされない場合にも似たような結果が得られることを示した.菅野は局所ミラー対称性の視点から5次元超対称ゲージ理論の研究を行った.特にある種の楕円曲線の族を考え,5次元超対称ゲージ理論のプレポテンシャルを計算した.この結果をコンパクト化して4次元超対称ゲージ理論と関係づけることによってサイバーグ・ウィッテン理論に対する新しい見方が得られた.寺垣内は3次元多様体内の双曲型結び目に沿ってのデーン手術の研究を行い,結び目の種数が小さいときに結果を得た.また任意の整数がある双局型結び目の例外的デーン手術のスロープとして実現可能であることも証明した.高田は,与えられた向き付け可能閉多様体が,コボルディズムを法としてどれほど低い次元のユークリッド空間に埋め込むことができるかを考察し,すべての次元について最良の結果を得ることができた.河本はループ空間の高次ホモトピー可換性についての研究を行い,そうした性質を備えた空間のホモトピー型を,コホモロジー環が有限生成であるという仮定のもとで,ほぼ完全に分類する結果を得た.今後は,複雑な特異点の消去のための障害について調べることと,多様体や写像の不変量を見出すことが課題であるが,そのためには特異点のみでなく,特異ファイバーの挙動や,ジェット空間のホモトピー型に注目することも必要であることが本年度の研究で明らかとなった.これについて詳しく調べてゆくのが今後の研究課題の一つである.まず,4次元C^∞級多様体から3次元ユークリッド空間へのジェネリックなC^∞級写像について研究を行い,いくつかの新しい結果を得た.まず,もっとも簡単な特異点である「定値折り目特異点」しか持たない写像について考察し,そのような写像を許容する4次元多様体の微分構造について調べた.そしてそのような写像を(4次元C^∞級多様体として)許容する複素曲面を完全に決定することに成功した.さらに,4次元多様体から3次元ユークリッド空間への一般のC^∞安定写像についても詳しく調べ,そのStein分解の多面体としての局所的構造を完全に決定した.さらにそういった安定写像の特異ファイバーの位相型を詳しく調べ,それらの個数に関する新しい結果を得た.いままで特異点の個数に関する公式はいくつか知られていたが,特異ファイバーの個数に関する公式はこれまでになく,この結果は大域的特異点論の今後の発展に大きく貢献するものと思われる.さらに,今まで知られていなかった特殊な性質をもつ安定写像を具体的に構成することにも成功した.また,平面への安定写像が与えられたとき,その持ち上げとなる余次元2の埋め込みが常に自明なものになる十分条件についても調べ,新しい結果を得た.また,単体写像に対する2色定理と,それに関連するオイラー標数公式を導き出し,それを安定写像に応用して,特異点の個数に関する新しい結果も得た.今後は,複雑な特異点を消去できるかどうか,その障害について調べることが課題であるが,そのためには特異点のみでなく,特異ファイバーの挙動に注目することも必要であることが本年度の研究で明らかとなった.

これについて詳しく調べてゆくのが今後の研究計画の一つである.佐伯は4次元多様体から3次元空間への折り目写像について詳しく調べ,今までに知られていなかった特殊な性質を持つ折り目写像の構成に成功した.さらに,与えられた4次元多様体が3次元空間への折り目写像を許容するための必要十分条件についても研究を行い,かなり精密な結果を得ることができた.佐久間は特にホモロジーの条件が満たされない場合にも似たような結果が得られることを示した.菅野は局所ミラー対称性の視点から5次元超対称ゲージ理論の研究を行った.特に,ある種の楕円曲線の族を考え,5次元超対称ゲージ理論のプレポテンシャルを計算した.この結果をコンパクト化して4次元超対称ゲージ理論と関係づけることによってサイバーグ・ウィッテン理論に対する新しい見方が得られた.寺垣内は3次元多様体内の双曲型結び目に沿ってのデーン手術の研究を行い,結び目の種数が小さいときに結果を得た.また任意の整数がある双曲型結び目の例外的デーン手術のスロープとして実現可能であることも証明した.高田は,与えられた向き付け可能閉多様体が,コボルディズムを法としてどれほど低い次元のユークリッド空間に埋め込むことができるかを考察し,すべての次元について最良の結果を得ることができた.河本はループ空間の高次ホモトピー可換性についての研究を行い,そうした性質を備えた空間のホモトピー型を,コホモロジー環が有限生成であるという仮定のもとで,ほぼ完全に分類する結果を得た.今後は,複雑な特異点の消去のための障害について調べることと,多様体や写像の不変量を見出すことが課題であるが,そのためには特異点のみでなく,特異ファイバーの挙動や,ジェット空間のホモトピー型に注目することも必要であることが本年度の研究で明らかとなった.これについて詳しく調べてゆくのが今後の研究課題の一つである.
亜寒帯陸域の植生動態・エネルギー・物質循環の将来予測に関する数値モデル研究

将来の気候変化に対する亜寒帯陸域生態系の応答が大気.陸域生態系間のエネルギー・物質循環に及ぼす影響を定量的に評価することを目的として、北方域と冷温帯域の境界に位置する北海道の森林でえられた野外観測データと開発された数値モデルから、同地域の植生動態、エネルギー・炭素循環に関する数値解析研究を行った。この研究の結果、数値モデルは、野外観測で得られた地表面でのエネルギー収支、生態系交換量(Net ecosystem exchange, NEE)の季節変化、年々変動の他、植物個体群のサイズ構造動態、林分バイオマスの変動を適切に再現することに成功した。また、大型台風の森林接近にともなう自然撹乱が森林の炭素吸収量に大きな影響を及ぼしたが、この撹乱後の森林回復に伴う炭素動態は窒素動態と密接に関連していることを指摘し,将来の気候変化に伴う自然撹乱が北方域森林生態系の炭素動態に及ぼす影響を予測する上では、炭素とともに窒素動態についても植物生理生態的観点から定量的に評価することの重要性を示唆した。将来の気候変化に対し、亜寒帯陸域生態系のフィードバック(気候変化応答)を定量的に評価するために、領域スケールの植生動態、エネルギー・物質循環数値モデルの開発を行ってきた。また同時に、この領域スケールモデルを用いた研究に必要となる気象、土地利用などのデータベース作成を行ってきた。今後はこの開発された領域モデルを用いて、当初より目標としている湿地生態系モデルスキームの結合を行い、亜寒帯陸域の代表的な陸域生態系として北海道の陸域生態系を対象とした植生動態・物質循環研究を行う。本研究計画に沿った成果として、開発をしてきた森林生態系モデルを用いた解析(森林内の個体間競争の非対称性が林内の蒸発散量に及ぼす影響の数値解析)の論文発表(査読有、公表済)、データベースを用いた論文発表(台風後の葉群の生理生態応答の変化が森林の炭素吸収量に及ぼす影響に関する論文)(査読有、投稿中)、北方(亜寒帯)森林群落における大気-森林動態相互作用に関する研究の総括論文の発表(査読有、印刷中)、また、解説書として大気-植生相互作用モデルによる陸域炭素収支研究の論文発表(査読無、印刷中)、他2件(査読有、投稿中)を作成・発表した。さらに、2009年10月にハーバード大学の進化生物学研究室へ出向き、陸域モデル開発に関する共同研究打ち合わせを進め、同時にセミナー発表などを精力的に行ってきた。今後は各々で開発を進めている陸域生態系モデルを用いて、モデル比較間研究を推進していく計画である。将来の気候変化に対する亜寒帯陸域生態系のフィードバック(気候変化応答)を定量的に評価するため、植生動態、エネルギー・物質循環に関わる数値モデル研究が継続された。この研究を行う上で、数値モデル内のパラメータ抽出に関わる野外観測を要した。本年度の成果として、1)本総説では近年の大気-植生動態モデルに関する知見を取りまとめ、さらに今後の大気-植生動態モデルを使って物質循環研究で必要とされるポイントを取りまとめた(査読有、公表済)。また、2)開発してきた植生動態モデルを用いて、森林内の個体間競争の非対称性が林内の蒸発散量に及ぼす影響の数値解析研究の論文発表(査読有、公表済)、3)亜寒帯落葉広葉樹林の植生動態とエネルギー・炭素交換過程の推定に関する数値モデル研究の論文発表(査読有、公表済)、4)台風発生後の葉群の生理生態応答の変化が森林の炭素吸収量に及ぼす影響に関する論文発表(査読有、公表済)を行った。特に、4)は近年の急変する気象現象が植生の炭素交換にどのような影響を及ぼすのかを定量的に評価した研究で、雑誌編集者から大変高い評価を受けた。さらに、筆者は昨年度に引き続き本年度後半(2011年2月2011年5月)より、ハーバード大学進化生態学研究室へ出向き、同大学の研究者と共同で植生動態モデル開発研究を進めた(現在進行中)。このように、筆者は研究実施計画にそった研究を展開させ、また訪問した海外の研究機関の研究者との共同論文作成の実現など果たし、着実に成果を上げた将来の気候変化に対する亜寒帯陸域生態系の気候変化応答を定量的に評価することを目的として、北海道内の発達段階の異なる2つの森林を対象に植生動態、エネルギー・炭素循環に関わる野外観測を継続させ、これらのデータを用いた数値モデル研究が継続された。

特に、最終年度は、将来の気候変化の下でその頻度や強度が大きく変化することが考えられでいる台風やハリケーンにみられる、いわゆる大規模風害に注目し、この大規模風害が森林生態系の炭素循環に及ぼす影響について、その定量的な評価を行うためのモデル解析研究を行った。2004年の大型の台風通過後、林構成が単純な同一種同齢林では,台風による被害が大きかった。しかし、その後の葉群の急激な回復により、炭素吸収量は台風撹乱以前に比べて大きく増加する傾向を示した。他方、多樹種で構成された、空間的にも鉛直的にも不均一性の高い空間構造を有する森林では、同一種同齢林に比べて台風被害が小さく、炭素収支変動も台風前後で小さいことがわかった。この結果を受け、台風撹乱が森林生態系の構造や機能に与える影響を調べるためにベイズ統計手法を用いて、台風前後の生物変数を検出する逆推定解析を行った。その結果、植物の機能や構造に関わる生物変数のうち、総光合成速度の光飽和値と光合成-光曲線の飽和値の半分に相当するパラメータに変化が見られ、この植物の機能と構造を反映する二つの生物変数の双方が、撹乱後の若齢森林で大きく変動し、生態系炭素吸収量に大きな影響を及ぼすことがわかった。この結果は、植物の撹乱に対する回復性(復元性、弾力性)を,植物の生理生態的応答の観点から定量的に評価したことが興味深いと考えられ、現在、学術論文投稿の準備を進めているところである(申請者が主著者)。この研究は、ハーバード大学進化生態学研究室の研究者との共同研究である。このように、筆者は研究実施計画にそった研究を展開させ、また訪問した海外の研究機関の研究者との共同論文作成の実現など果たし、森林生態系における大気との相互作用に関する成果を着実にあげてきた。
ワインブドウ栽培における4倍体台木と菌根菌接種源としてのカバークロップの効果

(a)4倍体台木によるワインブドウ栽培の省力化と果実品質向上効果1)ブドウ台木(Gloire,5BB,3309)とそれぞれのの4倍体に接ぎ木した`Cabernet Sauvignon'において,4倍体台木は穂木品種の伸長生長および樹幹肥大を顕著に抑制し,管理の容易な適度な新梢伸長程度を示した.着果率は台木による差異が認められなかったが,着果量は4倍体台木で少なかった.試験醸造の結果,4倍体台木において色調の深いワインが得られた.2)台木が水分生理に与える影響について`巨峰'樹を用いて調査を行ったところ,4倍体台木では開花期以前から収穫後まで継続的に2倍体台木より枝の水ポテンシャルが低くなるとともに,果実成熟期の果皮中アブシジン酸濃度の顕著な上昇が認められた。(b)低投入栽培ワインブドウにおけるarbuscular菌根菌(AMF)接種源としてのカバークロップの効果1)滅菌した黒ボク土に無菌のブドウ台木を移植し無肥料で育成した。AMF接種区では健全に生育したが,無接種区では1か月後には生育が停止した。ブドウとナギナタガヤを20μmナイロンメッシュで根系を分離し共存させたポットにおいて、重窒素を一方の葉に施用したところ、AMF菌糸を介してのブドウ-ナギナタガヤ間の窒素成分の移動が観察された。2)黒ボク土壌のワインブドウ園において数種のカバークロップを比較したところ,ブドウ根におけるAMF感染率はナギナタガヤにおいて比較的感染率が高くなった。次にカバークロップとしてナギナタガヤを植栽した区と黒色不織布マルチにより無植生とする区を設けたところ、カバークロップ区でナギナタガヤの生育の旺盛な春季にAMFの土壌中の胞子数およびブドウ根への感染率ともに高くなる傾向があった.また,緑肥用ヒマワリ植栽した新植予定地において,AMF資材処理土壌をナギナタガヤ残渣で被覆することで土壌中のAMF胞子密度の増加することが示された.(a)4倍体台木によるワインブドウ栽培の省力化と果実品質向上効果1)ブドウ台木(Gloire,5BB,3309)とそれぞれのの4倍体に接ぎ木した`Cabernet Sauvignon'において,4倍体台木は穂木品種の伸長生長および樹幹肥大を顕著に抑制し,管理の容易な適度な新梢伸長程度を示した.着果率は台木による差異が認められなかったが,着果量は4倍体台木で少なかった.試験醸造の結果,4倍体台木において色調の深いワインが得られた.2)台木が水分生理に与える影響について`巨峰'樹を用いて調査を行ったところ,4倍体台木では開花期以前から収穫後まで継続的に2倍体台木より枝の水ポテンシャルが低くなるとともに,果実成熟期の果皮中アブシジン酸濃度の顕著な上昇が認められた。次にカバークロップとしてナギナタガヤを植栽した区と黒色不織布マルチにより無植生とする区を設けたところ、カバークロップ区でナギナタガヤの生育の旺盛な春季にAMFの土壌中の胞子数およびブドウ根への感染率ともに高くなる傾向があった.また,緑肥用ヒマワリ植栽した新植予定地において,AMF資材処理土壌をナギナタガヤ残渣で被覆することで土壌中のAMF胞子密度の増加することが示された.(a)4倍体台木によるワインブドウ栽培の省力化と果実品質向上効果通常使用される台木品種をコルヒチン処理により染色体倍加することにより育成した4倍体台木に接ぎ木したワインブドウ(品種カベルネ・ソービニヨン)の栄養生長は元の2倍体台木と比較して顕著に抑制された.4倍体台木は生食用ブドウ品種`巨峰'の場合においても同様に栄養生長を抑制することで夏季の枝梢管理労力を大きく軽減するとともに,果実品質,特に果実着色を顕著に向上させる効果をもたらした.果実肥大期から成熟期にかけて4倍体台木における葉の導管水ポテンシャルは2倍体台木に比べ,常に低く推移した.また,4倍体台木における茎の通水性も元の2倍体台木より小さいことが認められた.これらのことから,4倍体台木では常に適度な水ストレス状態が維持されることによって,穂木品種の樹勢を抑制するとともに果実品質を向上させると考えられる.(b)低投入栽培ワインブドウにおけるarbuscular菌根菌接種源としてのカバークロップの効果

1)火山灰を母材とし有機物に富むがリン酸吸収係数が大きい黒ボク土を満たしたポットに無菌培養により増殖したブドウ台木を移植し,arbuscular菌根菌接種区および無接種区に分け,無施肥条件で育成した.無接種区では葉色が低下し,1か月後には生育停止してしまうのに対し,接種区では健全に生育が継続された.このことから,リン酸が主としてアルミニウムや鉄と結合しているため植物による利用困難な状態である黒ボク土においてもarbuscular菌根菌の生長促進効果が明らかとなった.2)黒ボク土からなるブドウ園において数種のカバークロップによるブドウ根におけるarbuscular菌根菌感染率を比較したところ,ナギナタガヤにおいて促進効果の比較的高いことが認められた.(a)4倍体台木によるワインブドウ栽培の省力化と果実品質向上効果樹勢の異なるブドウ台木(Gloirer,5BB,3309,St.George)とそれぞれの4倍体に接ぎ木した`Cabernet Sauvignon'を研究協力者(丹波ワイン株式会社)の黒ボク土からなるワインブドウ園(京都府京丹波市)に2004年3月および2005年3月に定植し、その生長量の調査を行った。いずれの4倍体台木も元の2倍体台木と比較して顕著に穂木品種の伸長生長および樹幹肥大を抑制し、特にGloireの4倍体でその効果は顕著であった。2004年定植樹では若干の着果が認められたが、収穫量が不足していたため醸造後のワイン品質の調査は行っていない。ついで上記台木に接ぎ木した`巨峰'樹において、4倍体台木は新梢生長を抑制し、夏季の副梢除去にかかる労力を軽減した。一方、4倍体台木では着果率を有意に低下させることが明らかとなり収穫量の確保には注意が必要であるが、果実成熟が早く、果皮着色が顕著に優れた。4倍体台木では開花期以前から収穫後まで継続的に2倍体台木より枝の水ポテンシャルが低く、常に弱い水ストレスを生じていると同時に、4倍体台木では成熟期の果皮中アブシジン酸濃度の顕著な上昇が認められた。(b)低投入栽培ワインブドウにおけるarbuscular菌根菌(AMF)接種源としてのカバークロップの効果上記ワインブドウ園でカバークロップとしてナギナタガヤを植栽した区と黒色不織布マルチした区を設けたところ、arbuscular菌根菌の土壌中の胞子数およびブドウ根への感染率ともにカバークロップ区で高くなる傾向が認められたが、効果に有意性はなく継続調査が必要である。滅菌した黒ボク土を用いたポット試験においてブドウ樹とナギナタガヤを共存させ、AMF接種を行うと無接種に比べナギナタガヤの生育が抑制された。重窒素をブドウ葉あるいはナギナタガヤ葉に施用し、その移動を追跡したところ、AMF菌糸を介してのブドウ-ナギナタガヤ間の窒素成分の移動が観察され、共存栽培時のナギナタガヤ生育抑制にAMF菌糸ネットワークによる物質移動が関与していることが示唆された。(a)4倍体台木によるワインブドウ栽培の省力化と果実品質向上効果研究協力者(丹波ワイン株式会社)の黒ボク土からなるワインブドウ園(京都府京丹波市)に2004年3月および2005年3月に定植した樹勢の異なるブドウ台木(Gloirer,5BB,3309,St.George)とそれぞれの4倍体に接ぎ木した`Cabernet Sauvignon'の生長量および果実品質ならびに醸造ワインの品質に関する調査を行った。3309および5BB台木では樹勢が強く成りすぎる傾向が認められたが,それらの4倍体台木では管理の容易な適度な新梢伸長程度を示した.2004年定植樹において2005年度の`巨峰'における結果と異なり着果率は2倍体台木と4倍体台木に差異が認められなかったが,着果量は生育旺盛な2倍体で大きくなった.収穫果実でワイン醸造を行ったところ4倍体台木においてやや色調の深いワインが得られた.
肺扁平上皮癌の悪性度に与える分子機構の病理学的・分子生物学的研究

DNAマイクロアレイを用いた解析で、CHFRと連動して発現変動する遺伝子約4500個について統計学的検討を加え、解析対象遺伝子を50個に絞った。これらの50候補遺伝子において、肺扁平上皮癌外科切除標本を用いて、免疫組織化学的タンパク発現、およびmRNA発現を検索し、それぞれを臨床病理学的因子と対比し、各因子と有意に関連する遺伝子を見出す計画であった。1)免疫組織化学的蛋白発現;対象50遺伝子のうち、一次抗体を入手できた以下の9遺伝子について解析を完了した。CHFRの遺伝子導入により発現が抑制される遺伝子(GAS6, AXL, c-Myc, Versican):GAS6、AXLはそれぞれ8/20例、23/39例において弱い発現を認めた。c-Mycは12/19例に発現が認められた。Versicanは39例の検索で発現が見られなかった。CHFRの遺伝子導入により発現が増加する遺伝子(Fbxw7, CEACAM6, MUC4, HER2, RILPL):Fbxw7, CEACAM6, MUC4, HER2, RILPLはそれぞれ34/41例, 18/43例, 52/75例, 25/46例, 10/21例に発現が認められた。残りの41遺伝子については一次抗体が入手できず、完了できなかった。2) mRNA発現解析:現在の所属施設において、症例数が少ない(扁平上皮癌8例/年)関係で十分な数の肺扁平上皮癌症例の凍結標本を準備できなかったため、解析を施行できなかった。3)臨床病理学的因子との関連:腫瘍径、腫瘍分化度、病理病期、脈管浸潤、喫煙など諸因子と上記遺伝子の発現を比較したが、いずれも有意差は認められなかった。DNAマイクロアレイを用いた解析で、CHFRと連動して発現変動する遺伝子約4500個のうち、統計学的に発現値の分散が低いこと、発現変動比が2程度以上あることを条件に、解析対象を50の遺伝子に絞り込んだ。平成25年度の進捗状況は以下の通りである。CHFRの遺伝子導入により発現が抑制される遺伝子、および発現が増加する遺伝子は、CHFRの異常メチル化の見られる扁平上皮癌において、それぞれ発現の亢進、発現の減弱が予想されたが、全105例の解析が終了していない段階ではあるが、統計学的に関連は認められなかった。2)臨床病理学的因子との関連:腫瘍径、腫瘍分化度、病理病期、脈管浸潤、喫煙など諸因子と上記遺伝子の発現を比較したが、いずれも有意差は認められなかった。現段階で特質すべき点は、CHFRの異常メチル化の無有とは関連がなかったものの、CEACAM6とMUC4の発現に正の相関(p<0.05)が見られ、相互に発現制御する関係が考えられた。いずれの遺伝子も肺扁平上皮癌における発現の意義は明らかにされていないが、他臓器の扁平上皮癌においては悪性度と関連するとする報告があり、解明すべき課題である。1)解析対象の50遺伝子の一次抗体が入手できた分については解析を進めているが、半数以上の遺伝子について現状ではコマーシャルベースで購入できておらず、何らかの工夫が必要である。2)全105例の肺扁平上皮癌症例のパラフィン標本について、それぞれ多数の未染標本を準備する必要があり、やや時間を要した。3)平成25年度より所属が変更になり、若干の調整されるべき問題があったが、平成26年度以降はこれらの点について改善される見込みである。本研究課題の今後の推進方策:(1)上記

1)の問題については、先に凍結標本を用いてmRNAの発現を調べ、対象の50遺伝子のすべてについて解析を施行する方針である。(2)研究実績の概要に記したように、CEACAM6とMUC4の関連等の予期されなかった結果についても並行して分子生物学解析を施行する。(3)MUC4のリガンドであるHER2、Fbxw7の分解基質であるc-mycなどの発現も合わせて解析し、関連を検討する。研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での課題等:統計学的に有意であったCEACAM6とMUC4のペア以外のタンパク発現も、一部の遺伝子間で発現が相関する傾向が見られた。すなわち、扁平上皮癌の悪性度に関与する遺伝子は機能的な相互作用ネットワークを構成している可能性がある。本研究課題には含まれていなかった事項であるが、この遺伝子間(またはタンパク質間)相互作用ネットワークを、今回のマイクロアレイ遺伝子発現情報にタンパク質の細胞内局在情報、系統プロファイルを加え、教師付き学習アルゴリズム(Yamanishi et al, 2004; Vert and Yamanishi, 2005; Yamanishi et al, 2005)を用いてその相互作用を予測・解析したい。本研究に使用した物品(一次抗体)の過半が前年度に購入済みであったことと、購入予定の一次抗体が入手できなかったため。次年度使用額は、翌年度分として請求した助成金の一部と合わせて、物品費として主に使用予定である。
遺伝的に分化した集団の再会合による染色体変異の誘起

日本列島はアジア大陸に近接しているため、氷河期における海水面の上下変動によってしばしば大陸との接続と分離を繰り返してきた。そのため日本列島への生物の再侵入が起こり、亜種レベルに分化した集団が再会合する機会があったと考えられる。亜種レベルに分化した集団が交雑すると、遺伝的に不安定な集団を形成し、それが新たな染色体のRobertsonian rearrangementsを起こす原因になることを明らかにした。大陸との接続時には多くの動物が侵入し、その後再び島が成立すると、それらは孤立個体群となって特有の進化をとげてきたものと考えられている。しかし、大陸との接続と分離の過程において、亜種レベルに分化した集団が再侵入し、二つの集団が再会合することにより、新たな遺伝的集団を形成することについては着目されていなかった。1)これまで日本の32ヶ所から597頭のニホンジカのサンプルを入手し、その染色体を分析し、4つの地理的変異があることを明らかにした。2)北グループ:2n=68,FN=68で、1対の中型メタセントリック染色体を持つ個体が見られる地域。北海道から奈良県まで11ヶ所251個体を分析した。3)中国グループ:2n=66,FN=68で、1対の中型メタセントリク染色体および1対大型メタセントリック染色体ある染色体を持つ個体が見られる地域。島根県出雲、平田、広島県安芸高田である。4)九州グループ:2n=64,FN=68の染色体を持つ個体が見られる地域である。九州グループは熊本県人吉および鹿児島県栗野である。5)五島列島グループ:2n=64,FN=68あるが、九州グループが持つ染色体とは異なったものが融合した染色体を持つ地域。6)交雑帯:上記4グループのそれぞれの境界帯では両グループおよび交雑染色体を持つ個体が観察された。今後、更に調査を進め、遺伝的に分化した集団が再会合した場合の生物学的影響について研究を進めたい。日本列島はアジア大陸に近接しているため、氷河期における海水面の上下変動によってしばしば大陸と接続および分離を繰り返してきた。大陸との接続時には多くの動物が侵入し、その後再び日本列島の島興化が成立すると、それらは孤立個体群となって特有の進化をとげてきたものと考えられる。しかし、大陸との接続および分離の過程において、亜種レベルに分化した集団が最侵入し、二つの集団が再会合することにより新たな遺伝的集団を形成することにより遺伝的不安定化が起こる。これが染色体変異を引き起こすことを発見した。これまでの調査で日本列島に生息するニホンジカには染色体変異から北タイプ、中国タイプ、九州タイプの3タイプがあり、それぞれの集団の境界では交雑がみられることを明らかにしてきた。平成20年度は兵庫県淡路島産ニホンジカ36頭を分析し、淡路島集団が北タイプであることを明らかにした。また、長崎県五島列島産ニホンジカでは中国タイプから新たな染色体融合が生じ、新しい核型を持つ特異的な集団を形成している。そこで中通島産20個体,福江島産5個体を分析した。その結果、中国タイプと新しい核型のハイプリッド個体3、五島列島タイプ22頭であることが明らかとなった。このことはニホンジカの染色体多型が中国タイプから九州タイプおよび五島タイプが分派したことを支持する資料となった。亜種レベルに分化した集団の再会合は遺伝的な不安定化が起こり、これにより染色体の変異が起こることをニホンジカにおいて発見した。この仮説を確立するために、分析を更に進めた。平成19年度および20年度の調査で日本列島に生息するニホンジカには北タイプ(2n=68)、中国タイプ(2n=66)、九州タイプ(2n=64)および五島列島タイプ(九州タイプと異なる2n=64)の4タイプの染色体変異がありまた、それぞれの集団の境界において交雑がみられることを明らかにしてきた。平成21年度は長崎県五島市14頭、淡路島36頭、兵庫県豊岡市24頭、奈良県16頭、岐阜県養老町19頭および長野県辰野38頭の個体を分析することができた。この分析において、五島列島のものは独自の分化をとげた集団であることが明らかとした。豊岡のものは先に分析した兵庫県神崎町のものと同様の混成群であることが明らかとなった。また、淡路島の個体はすべて2n=68であった。徳島県、兵庫県および大阪府に生息する個体群は北タイプと中国タイプの交雑群であるが、淡路島のものは北タイプであり、中国タイプが侵入していないことが明らかとなった。このことは淡路島が早くから本州と隔離し、四国への動物の通路になっていないことを示している。奈良県(合計91頭)、岐阜県養老町(19頭)および長野県辰野周辺(35頭)の個体群はすべて北タイプであることが明らかとなった。この3年間に日本において36地点771個体のニホンジカの染色体を分析することができた。
心筋内ラジカル分子計測による糖尿病性心内膜側冠微小循環障害発症メカニズムの解明

心筋虚血後、糖尿病(DM)群はcontrol群に比べ、ブラジキニンに対する内皮由来拡張反応が小細動脈ともに減弱した。DM+ARB(アンジオテンシン受容体拮抗薬olmesartan)+L-NMMA(DAL)群は、主に内皮由来過分極因子(EDHF)に作用する細動脈で拡張反応が改善した。その反応は、Apamin+Charybdotoxin(DALAC,共に過分極拮抗薬)混合投与で、細動脈の拡張反応が減弱した。DAL群において、酸化ストレス(血中8-OHdG)、心筋障害(Troponin-I)とアポトーシス(caspase-3)は、DMおよびDALAC群と比較して有意な改善を認めた。目的:今回導入したマルチモード発光・蛍光・吸光度計測器(ELISA)を用いて、eNOSから産生されている内因性過酸化水素の産生経路を明らかにし、同時にCCD生体顕微鏡システムを用いて、イヌ正常及び糖尿病モデルで血管内皮機能の評価を行い、内因性過酸化水素との関連を明らかにする事を目的とする。方法:麻酔開胸犬(正常及び糖尿病モデル)の心冠静脈洞(心臓出口)における血液サンプリング後、蛍光用過酸化水素計測キットを用いて、ELISA法による内因性過酸化水素の定量評価を内皮由来血管拡張物質(ブラジキニン)投与前後で行った。結果:正常犬において、ELISA法により、安静時ベースラインのデータに比べ、ブラジキニンの冠動脈内投与後(10,20μg/ml/min)、濃度依存性に過酸化水素の増加を認めた。その反応は、過酸化水素分解薬であるcatalase投与により、明らかに消失した。CCD生体顕微鏡を用いて、正常及び糖尿病(1週)モデルで心外膜側微小血管のブラジキニンによる冠微小血管予備能の比較を行った所、正常群に比べ、糖尿病群では、特に一酸化窒素の作用する100μm以上の小動脈では、明らかに血管拡張反応はほとんど消失した。それに比べ、過酸化水素に作用する100μm未満の細動脈では、血管拡張反応は、減少したが、半減するまでには、至らなかった。同時に冠静脈洞内過酸化水素濃度は、正常群に比べ、糖尿病群では、減少を認めたが、その程度は、糖尿病群の安静時ベースラインのデータに比べ有意な増加を認めた。結論:マルチモード発光・蛍光・吸光度計測器を用いたELISA法により、内因性過酸化水素の定量評価を行った。糖尿病時には、一酸化窒素消失の代償機能として、内因性過酸化水素の増加および過酸化水素の作用の場である冠微小細動脈の拡張を認める事が窺われた。目的:イヌ糖尿病モデルを対象にCCD生体顕微鏡システムとELISA法を用いて、心臓ペーシング後の冠微小血管予備能評価、冠静脈洞内NO、H202濃度及び酸化ストレス(冠静脈洞8-OHdG濃度)の評価、心筋虚血後の心筋内NO、H202濃度の評価を行う事を目的とする。方法:麻酔開胸犬(正常、糖尿病モデル)のペーシング負荷(60→120b.p.m)による代謝性冠血管拡張時の心冠静脈洞(心臓出口)における血液サンプリング後、蛍光用H202およびNO、酸化ストレス(冠静脈洞8-OHdG)計測キットを用いて、ELISA法による内因性H202、NO、8-OHdG濃度の定量評価を行った。同モデルを用いて、心筋虚血(90分間)後の心筋内NO、H202濃度の評価を行った。結果:CCD生体顕微鏡を用いて、正常及び糖尿病(1週)モデルで心外膜側微小血管のペーシングによる冠微小血管予備能(血管拡張効果)の比較を行った所、正常群に比べ、糖尿病群では、特に一酸化窒素の作用する100μm以上の小動脈では、明らかに血管拡張反応は明らかに減弱した。正常群において、安静時ベースラインのデータに比べ、ペーシング後のH202およびNO濃度の増加を認めた。その反応は、糖尿病(1週)群で、明らかに減弱した。同時に冠静脈洞内8-OHdGは、正常群に比べ、糖尿病群では、明らかな酸化ストレスの増加を認めた。心筋虚血後の心筋内NO、H202濃度は、正常群に比べ、糖尿病群で有意な低下を認めた。結論:糖尿病時には、正常群に比べ、酸化ストレスの増加を認め、血管内皮障害にともなう冠微小血管拡張障害を認め、冠静脈洞内NO、H202濃度の低下も認められた。

また、心筋虚血後の心筋内NO、H202濃度は、正常群に比べ、糖尿病群で、血管内皮障害に伴い有意な低下を認めた。研究の成果:急性心筋梗塞後(左冠動脈前下行枝90分閉塞)、内皮由来血管拡張物質ブラジキニンを左冠動脈回旋枝投与による心外膜側冠微小側副血管予備能の比較を行った。正常群に比べ、糖尿病(DM)群では、特に一酸化窒素(NO)の作用する100 micrometer以上の小動脈では、明らかに血管反応は収縮した。それに比べ、EDHF/H2O2に作用する100 micrometer未満の細動脈では、血管拡張反応は、残存したが、ARB(アンジオテンシン受容体拮抗薬Olmesartan)+L-NMMA(NO合成阻害物質)投与により、ARBの作用をEDHF優位にするとその反応は、改善した。DM+ARB+L-NMMA+apamin+charybdotoxin (apamin、charybdotoxinともに内皮由来過分極因子(EDHF)拮抗薬、Ca++-activated K+ channels blocker)群では、冠側副血行路の残存拡張がDM+ARB+L-NMMA群に比べ減弱した。急性心筋梗塞後のアポトーシスは、DM群では、正常群に比べ、増加したが、ARB投与により、改善した。結論:正常群に比べ、DM群において血管径変化は、主に小動脈で縮小し、細動脈では、減弱するが残存拡張を認め、アポトーシスが増加した。DMにARBを投与した群では、DM群に比べ血管径変化、アポトーシスともに、改善が認められた。EDHFとしてのH2O2が、糖尿病性急性心筋梗塞時の冠微小側副血行路において、重要な血管拡張因子であり、ARBの内皮機能改善に一部関与することが窺われた。糖尿病モデルにおけるペーシング時の冠微小血管予備能評価および急性心筋虚血後の血管拡張因子のNOとH202、酸化ストレスの指標8-OHdGを計測した。当初、予定していた蛍光顕微鏡およびカテーテル型NOセンサによるNOとH202濃度の計測は、今回購入したマルチプレートリーダーによるELISA法の方が、精度が高いので、ELISA法によって計測を行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、糖尿病モデルに加えて急性心筋梗塞を作成し、心筋保護薬としてのアンギオテンシン受容体拮抗薬(ARB)を投与し、血流、アポトーシス、血流調節因子(NOとH202濃度)の評価を行う。ARB投与時の血圧低下に対しては、大動脈結紮による血圧コントロール、虚血時の心室性期外収縮時多発時には、抗不整脈剤(リドカイン)を投与し、心室細動に気をつけながら、実験を進める。
種々の細胞膜レセプターからのシグナル伝達におけるGPIアンカーの役割

以前、我々はGPIアンカーをタンパク質に転移するステップに関与しているトランスアミダーゼは、GAA1とGPI8の2つの遺伝子産物の複合体であることを報告したが、本研究の課程で、2つの新規コンポーネントPIG-SおよびPIG-Tを同定し機能を解析した。1、GPI8にFLAGおよびGSTのタグをつけて、GPI8の欠損細胞株に発現させ、抗FLAG抗体およびグルタチオンビーズでトランスアミダーゼを精製した。この精製サンプルには4つのタンパク質が含まれていたので、そのN末端のアミノ酸シークエンスを行った。その結果、2つは既知のGAA1とGPI8であったが、あとの2つは新規のコンポーネントでありPIG-SおよびPIG-Tと命名し、遺伝子をクローニングした。2、PIG-SおよびPIG-Tのノックアウト細胞株を作製し解析したところ、PIG-SおよびPIG-TはともにGPIアンカーのタンパク質への転移に必須なこと、GPIアンカー型タンパク質とトランスアミダーゼとの酵素-基質中間体の形成のステップに働いていることを明らかにした。3、4つのコンポーネントにそれぞれ異なるタグを付けてCHO細胞に導入し、可溶化後抗タグ抗体で免疫沈降し、それぞれのコンポーネント間の結合を調べたところ、GAA1とGPI8の発現はPIG-Tの発現に依存性であることから、PIG-Tはトランスアミダーゼの構築に重要な役割を果たしていることが明らかになった。以上の結果をEMBOJ.(2001)20:4088-4098に発表した。
RCAS1抗原の発現調節および癌の浸潤・転移における生物学的意義の解析

1)婦人科悪性腫瘍におけるRCAS1発現の意義:我々がクローニングしたアポトーシス誘導因子RCAS1に関して、147例の子宮体癌症例を用いた検討を行ったところ、RCAS1の発現と臨床病理組織学的因子の臨床進行期、筋層浸潤、腹腔細胞診陽性との間に統計学的相関が認められた。さらに多変量解析の結果、RCAS1発現は転移とともに独立した子宮体癌予後因子であることが認められた(Sonoda K, etal.British Journal of Cancer)。(2)腫瘍対間質相互作用におけるRCAS1発現の意義:RCAS1発現の臨床的意義を踏まえ、RCAS1発現の癌増殖・浸潤・転移における役割について基礎的解析を行った。(1)子宮癌症例においてはRCAS1発現と腫瘍サイズとの間に正の相関が認められた。子宮癌症例での免疫組織学的解析において、(2)腫瘍間質のリンパ球アポトーシスと腫瘍のRCAS1発現とは相関していた(投稿中)。(3)腫瘍間質線維芽細胞の数量的変化について解析を行ったところ腫瘍のRCAS1発現亢進にともない線維芽細胞数の減少が認められた(投稿中)。現在、浸潤に関与する他分子およびRCAS1発現との関連についても検討中である。以上はRCAS1発現が腫瘍の浸潤・転移に関連する分子であることを示唆するが、(4)腫瘍でのRCAS1発現と血管誘導因子VEGF発現が相関するデータが得られており、RCAS1は腫瘍間質の変化を来たし腫瘍対間質相互作用において腫瘍悪性度を増強させる重要な分子であることが考えられる。(5)さらに血清中のRCAS1分泌動態について検討したところ、担癌患者では健常者に比し、有意に高値を示した。治療経過により治療奏効例では血清RCAS1値の低下傾向を、一方治療抵抗例および再発例では血清RCAS1値の上昇傾向を認めた。また血清に分泌されるRCAS1は受容体発現細胞株であるK562細胞の増殖抑制を誘導し、RCAS1は新しいbiomarkerであることが示唆された。(3)分子細胞生物学的手法を用いた解析:(1)RCAS1 mutantを遺伝子導入により発現した細胞の樹立を行い、樹立細胞での形質、浸潤・転移能、分子発現の差異についてin vitroおよびin vivo解析システムを用いた検討を行っている。(2)RCAS1を発現していないCos7細胞株にRCAS1遺伝子を導入しヌードマウスに移植したところ、腫瘍形成能が認められた。現在、RCAS1遺伝子導入によって誘導された細胞内シグナル伝達機構の変化について解析中である。(3)RCAS1はshedding機構により分泌されるが、sheddingを惹起する細胞模型proteaseの同定を遂行中である。

(3)RCAS1はshedding機構により分泌されるが、sheddingを惹起する細胞模型proteaseの同定を遂行中である。(1)婦人科悪性腫瘍におけるRCAS1発現の意義:我々がクローニングしたアポトーシス誘導因子RCAS1は婦人科悪性腫瘍において高頻度に発現していることを以前から報告してきた。147例の子宮体癌症例を用いた検討を行ったところ、RCAS1の発現と臨床病理組織学的因子の臨床進行期、筋層浸潤、腹腔細胞診陽性との間に統計学的相関が認められた。さらに多変量解析の結果、RCAS1発現は転移とともに独立した子宮体癌予後因子であることが認められた(投稿中)。現在卵巣癌におけるRCAS1発現の臨床的意義について大規模症例による統計学的解析を遂行中である。(2)腫瘍対間質相互作用におけるRCAS1発現の意義:RCAS1発現の臨床的意義を踏まえ、RCAS1発現の癌浸潤・転移における役割について基礎的解析を行った。浸潤・転移機構において腫瘍細胞と間質構成細胞との相互作用に着目し検討を行ったところ、子宮頸癌、体癌症例での免疫組織学的解析において、(1)腫瘍間質のリンパ球アポトーシスと腫瘍のRCAS1発現とは相関していたが、他のアポトーシス誘導因子TNF-α、Fas-Lとの間には相関は認められなかった。(2)腫瘍間質線維芽細胞の数量的変化について解析を行ったところ腫瘍のRCAS1発現亢進にともない線維芽細胞数の減少が認められたが、TNF-α、Fas-Lとの間には相関は認められなかった(投稿中)。現在、浸潤に関与する他分子およびRCAS1発現との関連についても検討中である。以上はRCAS1発現が腫瘍の浸潤・転移に関連する分子であることを示唆するが、(3)腫瘍でのRCAS1発現と血管誘導因子VEGF発現が相関するデータが得られており、RCAS1は腫瘍間質の変化を来たし腫瘍対間質相互作用において腫瘍悪性度を増強させる重要な分子であることが考えられる。(3)分子細胞生物学的手法を用いた解析:(1)RCAS1を発現するSiSo細胞からRCAS1高発現細胞株を樹立した。さらに、RCAS1遺伝子のtrancationmutantを複数種作成した。現在、これらRCAS1mutantを遺伝子導入により発現した細胞の樹立を行っている。今後は樹立細胞での形質、浸潤・転移能、分子発現の差異についてin vitroおよびin vivo解析システムを用いた検討を行う予定である。(2)RCAS1はshedding機構により分泌されるが、sheddingを惹起する細胞膜型proteaseの同定を遂行中である。SiSo細胞培養上清中に分泌されるRCAS1の精製を行い、アミノ酸シークエンスを用いた切断部位の同定を行っている。(1)婦人科悪性腫瘍におけるRCAS1発現の意義: