hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
MRI位相差情報を用いた無侵襲脳血流定量計測法の開発と臨床応用

本研究の目的は超高磁場MRI装置による位相画像を用いて、非侵襲的で定量的な脳脊髄血流解析法を開発・臨床応用することである。既存の複数の3T-MRI装置(GE社、Philips社)を用いた磁化率強調画像の位相画像から酸素飽和度を算出するプログラムを作成し、酸素飽和度の定量値算出及び脳血流変化のマップ化を行った。さらに、酸素飽和度から酸素摂取率(OEF)を算出するプログラムを作成し、呼吸負荷や薬物負荷によりOEFが有意に変化することが確認された。これらの研究成果は国際学会での発表を行い、論文投稿中である。また、内頚動脈狭窄患者でも脳の位相画像を撮像し、安静時でもOEFの上昇が観察されたが、さらにOEFマップ作成のアルゴリズム改良を行っている。今までは2回のMRI撮像を行って位相変化から酸素飽和度やOEFの変化率を算出できていたが、それを1回のMRI撮像で絶対値として値を算出できるようにプログラム・アルゴリズムを改変中である。患者群ではDiamox負荷での経時的変化の撮像も行っており、PETでのOEFマップとの比較や、MRIのASL法による脳血流マップとの比較を行っている。また、同時に脳血流解析の基礎的検討として数値ファントムを開発し、解析プログラムの精度検証を行っているが、市販ソフトウェアでの解析結果がまとまったので論文作成中である。さらに、各市販ソフトウェアメーカへの結果のフィードバックも行っている。既存の複数の3T-MRI装置(GE社、Philips社)を用いて、健常人ボランティアの位相画像を複数の撮像法で所得し、至適シーケンス・パラメータの最適化を行った。得られた位相画像から酸素飽和度を算出するプログラムを作成し、酸素飽和度の定量値算出及び脳血流変化のマップ化を行った。呼吸負荷や薬物負荷により酸素飽和度や脳血流が有意に変化することが確認された。同様の手法を脊髄にも応用し、脊髄の血流も呼吸負荷や薬物負荷で有意に変化することが確認された。これらは国際学会での発表を行い、論文作成中である。さらに、脊髄AVM患者に応用し、治療前後で酸素飽和度が有意に変化し、治療後に正常化することがわかった。この結果に関してはすでに国際誌に論文発表を行った。内頚動脈狭窄患者でも脳の位相画像を撮像し、酸素飽和度マップの開発を行っている。20名前後のデータが取得できており、PETやSPECTでの脳血流画像や酸素摂取率との比較や、MRIのASL法による脳血流マップとの比較を行う予定である。また、同時に脳血流解析の基礎的検討として数値ファントムを開発し、解析プログラムの精度検証を行っている。解析アルゴリズムによって解析の精度が異なることが確認されており、解析プログラムの改良や市販プログラムの精度検証に応用している。結果がまとまりしだい論文発表を行う予定である。
繊維強化複合材料の繊維・母材界面の疲労破壊強度の測定法の開発

(1)球および円柱圧子押込み法による、複合材料の繊維・母材界面の疲労試験システムを構成した。本手法は、繊維直交面に球あるいは円柱圧子による繰返し押込み荷重を与えることで、試料表面に界面疲労き裂を発生させるものである。始めに、球圧子法と円柱圧子法の比較を行った結果、円柱圧子では圧子と測定面の均一な接触を得ることが難しく、球圧子法の方が優れていると判断した。次いて球圧子法の予備試験により、荷重一変位関係の傾き変化から疲労き裂発生を検出する精度の検討を行った。試験荷重が微小となるため、微小押込み変位の測定には非接触式の変位計が必要であり、レーザ式変位計を採用することで実用上必要な精度を確保した。また、最適な球圧子法の検討を行った。(2) 3次元マクロ解析とミクロ解析のハイブリッド法による、界面応力の計算プログラムを作成した。マクロ解析では複合材料を均質体と見て、境界要素法による押込み変位分布の計算を行う。ミクロ解析では角柱母材に単繊維を埋め込んだユニットセルに対し、マクロ解析で得た変位分布を与えて解析を行い、繊維・樹脂界面応力を算出を可能とした。(3)同じ炭素繊維とエポキシ樹脂から繊維表面処理を変えた3種類のCFRPについて、開発した方法により界面疲労強度を測定した。この結果を、マクロな疲労き裂伝ぱ試験で求めた下限界応力拡大係数と比較し、両者の相関を検討した。
生体分子による金属活性中心の電子状態および反応の制御に関する理論的研究

遷移金属蛋白質の機能制御機構を明らかにするため、多核遷移金属中心をもつ酸素運搬蛋白質であるヘモシアニンおよびヘムエリスリンに対して理論計算(密度汎関数法)を用いて、周りの蛋白質により活性中心の電子構造がどのように制御されているかを調べた。その結果、蛋白質により誘起される活性中心の構造ゆがみ、活性中心に配位するアミノ酸残基の電子構造の双方が電子構造を制御し、そのバランスにより機能発現に至っていることを明らかにした。本年度は、酸素運搬蛋白質であるヘモシアニンの可逆的な酸素結合能に関して密度汎関数法を用いて調べた。ヘモシアニンは軟体動物や甲殻類の血液に含まれ、その活性中心は二核の銅イオンを含みヒスチジンが3個ずつ配位している。以前の我々の研究(Takano, Y. et al. Chem.Phys.Lett. 2001,335,395-403)ではヒスチジンをアンモニアに置換しだ従来の理論計算モデルではその酸素の結合エネルギーが小さいこと、一方初めてヘモシアニンの酸素結合構造(Cu(μ-η^2:η^2O_2)Cu構造)を再現した合成モデル[Cu(HBpz_3)]_2(O_2)(HBpz_3=hydrotris{3,5-diisopropyl-pyrazolyl}borate)(Kitajima et al. J.Am.Chem.Soc. 1989,111,8975-8976)では不可逆的に酸素を結合することから、銅イオンの配位子が酸素結合の制御に重要であると考えられる。そこで、銅イオンの酸素結合における配位子の効果を明らかにするため、様々な配位子を用いたヘモシアニンのモデルを考え密度汎関数法による理論計算を実施し配位子効果を調べた。配位子としてはアンモニア、ヒスチジンの側鎖であるメチルイミダゾール、HBpz_3を用いた。その結果、配位子は銅イオンの軌道エネルギーを制御しており、アンモニア、メチルイミダゾール、HBpz_3の順に酸素結合に関わる銅のd軌道エネルギーが酸素のLUMOに近づいていった。この軌道エネルギーの準位が近づくほど酸素との軌道相互作用が大きくなり酸素結合性に違いが生じていることがあきらかとなった。ヒスチジンは結合できないアンモニアモデルと不可逆な結合をするHBpz_3モデルの中間にあり、このことが可逆的な酸素結合を発現するものと考える。金属と生体分子との相互作用を理論的に解明するためには金属の複雑な電子状態とそのまわりに配位している生体分子を取り扱う必要がある。しかし系のサイズが大きく多様な電子状態を示すため理論計算による取り扱いが難しい。そこで、本年度は多核金属タンパク質の活性中心の化学結合様式を密度汎関数法により詳細に調べるためのスキームを提案し、それを酸素運搬蛋白質であるヘムエリスリン、ヘモシアニンの酸素結合脱離時における金属活性中心に適用した。多核金属タンパク質の活性中心を密度汎関数法を用いて取り扱うためには汎関数の適切な選定が重要である。その指標として活性中心の磁気的相互作用に着目した。まずは様々な汎関数を用いて磁気的相互作用を計算し、実験で得られた値と比較したところ、二核の金属活性中心ではB2LYP法が最良の汎関数であることがわかった。次にそれを用いて得られたヘムエリスリン、ヘモシアニンの酸素結合脱離時の電子状態に対する自然軌道解析およびeffective bond order解析から二核金属活性中心は、ヘムエリスリンではμ-O架橋配位子を介したδ、π型の軌道相互作用を、ヘモシアニンではμ-η^2η^2:O_2架橋配位子を介したδ型の軌道相互作用をしていること、周りのタンパク質は活性中心の構造をひずませることで軌道相互作用の強さを制御していることを明らかにした。また活性中心に配位する配位子の化学的性質は金属の軌道エネルギーを制御しており、その性質により酸素結合に関わる金属のd軌道エネルギーが大きく変化した。この軌道エネルギーの変化は酸素との軌道相互作用と大きく関わり、酸素結合性に違いが生じることが明らかとなった。このことからタンパク質により誘起される活性中心の構造ゆがみ、活性中心・に配位するアミノ酸残基の電子構造の双方が活性中心の電子状態に大きく影響しそのバランスにより機能発現を導かれると考える。生体は、呼吸や光合成などの生命維持に必要とされる機能を実現するために微量の金属を利用している。その際、周りの蛋白質が配位することで金属の持つ特性を制御しており、その機構を明らかにすることは生命現象の理解に重要である。本年度は海悽無脊椎動物に含まれる酸素運搬蛋白質であり、二核の鉄活性中心をもつヘムエリスリン(Hr)の活性中心が蛋白質のつくる静電場中でどのような影響を受けるのかを密度汎関数法を用いて調べた。Themiste dyscritum HrのX線結晶構造解析のデータ(PDB ID : 1HMO(酸素結合型)、1HMD(酸素非結合型))をもとに、二核鉄活性中心に配位するヒスチジンをメチルイミダゾールに、アスパラギン酸とグルタミン酸を酢酸イオンに置き換えたモデルを構築した。

基底関数として鉄イオンにはTatewaki-Huzinagaの533(21)/53(21)/(41)にHayのdのdiffuse関数を加えたものを,炭素、窒素、酸素には6-31G(d)を、水素には6-31Gを用いてBHandHLYP法による計算を行った。蛋白質環境の静電効果には分極連続対近似(PCM)(比誘電率4.0)および点電荷近似を使った。蛋白質の点電荷には、AMBER96 force fieldのものを用いた。Hrの酸素結合に関わる鉄のd軌道の軌道エネルギーと酸素のπ^*軌道の軌道エネルギーの差を算出したところ、PCMや点電荷近似により蛋白質の静電場の効果が入れることで、軌道エネルギーの差が減少した。このことから、蛋白質がつくる静電場は、d軌道の軌道エネルギーを上昇させ,鉄と酸素の軌道相互作用を強めると考えられる。
免疫抽出とキャピラリー等電点電気泳動のオンライン結合による翻訳後修飾パターン分析

免疫吸着カラムとキャピラリー等電点電気泳動用キャピラリーを一体化した分離分析デバイスを開発し、免疫吸着した試料をデバイス内に溶離し、そのまま直接キャピラリー等電点電気泳動で分離分析する方法を開発した。本法は翻訳後修飾によって生じたタンパク質電荷バリアントを分離定量することができるため、微量のタンパク質の翻訳後修飾パターンを効率よく解析することができる。1抗体固定化中空キャピラリーカラムの調製フューズドシリカキャピラリー内壁に抗体を固定化するための方法を確立した。アミノシランによって表面にアミノ基を導入し、そのアミノ基をジスクシニミジルカルボニルで活性化した。ついでストレプトアビジンを反応させて内壁に固定化した。このキャピラリーにビオチン化抗E-tagポリクローン抗体を流して結合させ、抗E-tag抗体固定化キャピラリーを作成した。2カラム結合法の最適化一本のキャピラリーの内壁に抗体結合部分と中性ポリマー結合部分の2種の内壁構造を作り分ける区分塗り分け法と、それぞれ別のキャピラリーに作成した後に接合する連結法を実施し、その利点と欠点を明らかにした。調製が容易なのは連結法であるが、連結部の断面の直径が大きくなるため、市販の全自動キャピラリー電気泳動装置に装着することができなかった。したがって、当面は塗り分け法を用いることにした。抗体結合キャピラリーと等電点電気泳動キャピラリーを直結した構造をもつこれらのキャピラリーをハイブリッドキャピラリーと呼ぶこととした。3ハイブリッドキャピラリーによる分離分析E-tagをもつ蛍光標識組換えFabを試料として、抗体による捕捉と、それに続く等電点分離の結合分析を行った。抗体に結合したFabの溶離には、陽極液である100 mMリン酸で抗体結合部を満たすことによって行った。陽極液は両性担体に比べて電気伝導度が高いので、抗体カラムでの陽極方向への電気浸透は効果的に抑制され、等電点電気泳動による高解像度の分離分析が達成された。4生体試料への応用生体試料を模して50%血清を含むFab試料をハイブリッドキャピラリーに添加し、分析を行った。血清の影響をまったく受けることなく、分離分析を行うことができた。これによって、このハイブリッドキャピラリーの有効性が確かめられた。1共同開発したAC-CIEF分析装置の利用アフィニティークロマトグラフィー(AC)カラムとキャピラリー等電点電気泳動(CIEF)用キャピラリーを直結したAC-CIEF分析用一体型キャピラリーデバイス専用のAC-CIEF分析装置を福島市の日栄工業株式会社と平成26年度に共同開発した。本装置を用いることにより、ACカラムとしてキャピラリー内壁に抗体を固定化したカラムを用いてAC-CIEF分析が短時間かつ高感度に行われることを確認した。2エリスロポエチン(EPO)に対するアフィニティープローブの調製ヘキサヒスチジンタグを持つ抗エリスロポエチン組換えFabを蛍光標識し、調製用等電点電気泳動により単一等電点の標識Fabを得た。これをアフィニティープローブキャピラリー電気泳動(APCE)におけるアフィニティープローブ(AP)として用いた。このAPを組換えエリスロポエチンと混合後にCIEFを行ったところ、組換えEPOの電荷バリアントに由来する、複数の複合体ピークを観察した。3APCEとAC-CIEFの組合せによるエリスロポエチンの電荷バリアント分析抗ヘキサヒスチジンタグ抗体を固定化したACカラムをもつ一体型キャピラリーデバイスを用い、EPOとAPの複合体をACカラムに捕捉後、直接CIEF分析を行い、電荷バリアントを複合体として分離検出することができた。血清に混合したEPOについても、ほぼ同様の分析結果を得ることができ、AC-CIEF分析の有効性を実証した。4電極液の濃度と抗体カラムの寿命一体型キャピラリーデバイスを繰り返し使用する場合、抗体カラムを満たす酸液(電極液)の濃度を下げることにより抗体カラムの寿命を延ばすことができることが明らかになった。重要な課題の一つであるエリスロポエチンの電荷バリアントパターン分析について、APCE法とAC-CIEF法を組み合わせることにより、短時間かつ高感度に達成できることを実証できた。同一遺伝子に由来する翻訳後修飾産物の存在比パターンは細胞や個体の状態を示す重要な指標となるが、それを知る簡便な方法はない。本研究では、生体試料中の目的タンパク質を抗体マイクロカラムで捕捉し、そのままオンラインでキャピラリー等電点電気泳動によって分離検出する方法の確立を目指した。また、これを微量の生体試料に含まれる特定タンパク質の翻訳後修飾パターンの短時間かつ自動的な分析に応用し、翻訳後修飾に着目した医学生物学研究と新たな疾病マーカーの利用を飛躍的に発展させる画期的な基盤ツールとなることの実証を目指した。抗体カラムと等電点電気泳動用キャピラリーの結合は一本のキャピラリーの内壁を抗体と水溶性の中性ポリマーで塗り分けることによって作製した。このタイプの抗体カラムは試料の注入速度が遅いという問題点があった。また、陽極液の酸性によって抗体カラムの結合容量がしだいに減少するという問題も見られた。これらの問題は免疫磁気ビーズを固相抽出担体として用いることによって、解決できた。試料を吸着させた抗体結合免疫磁気ビーズ懸濁液を、脇に磁石を置いたキャピラリーに注入して、キャピラリー内に磁気ビーズを捕捉した。全体を両性担体液で満たした後に、磁気ビーズ部分まで陽極液を注入し、等電点電気泳動を開始することによって、磁気ビーズに吸着していた試料を溶離して高感度に分離検出することができた。

さらに、翻訳後修飾によって等電点が変化した複数の成分を含むエリスロポエチンに対して免疫抽出とキャピラリー等電点電気泳動の結合分析を行い、組換え型エリスロポエチンの等電点パターンを得ることができた。本法に基づいて、簡便で正確なドーピング検査法の開発ができるであろう。免疫吸着カラムとキャピラリー等電点電気泳動用キャピラリーを一体化した分離分析デバイスを開発し、免疫吸着した試料をデバイス内に溶離し、そのまま直接キャピラリー等電点電気泳動で分離分析する方法を開発した。本法は翻訳後修飾によって生じたタンパク質電荷バリアントを分離定量することができるため、微量のタンパク質の翻訳後修飾パターンを効率よく解析することができる。予定した4項目のうち、3項目をほぼ達成した。一体型キャピラリーデバイスを繰り返し使用しようとする場合、抗体カラムの結合活性がしだいに低下するという問題がある。磁気ビーズに結合した抗体を用いることにより、抗体カラム部分だけを毎回更新することによりこの問題を解決できると考えられる。バイオ分析化学1.抗体カラムとしてモノリスカラムの利用内壁に抗体を結合させたキャピラリーは試料を結合させる際の流速を低く抑える必要があるため、迅速な分析には不利である。モノリスカラムは、この点を大きく改善できる可能性がある。2.尿中エリスロポイエチンの分析実際にドーピング検査としても重要なエリスロポイエチンについて本法を適用し、その有効性を確認したい。4月末に参加するカナダの学会旅費、高額の抗体試料、光学素子などの発注が28年度にずれ込んだため。カナダの学会旅費、抗体並びに非標識タンパク質の蛍光検出のための光学素子の購入に使用する予定である。抗体製品などの消耗品として使用を予定している。
クモ膜下出血後のリモデリングによる主幹動脈と穿通枝の血管収縮機構の特異的機序解明

脳血管攣縮の原因・機構において、血管平滑筋の収縮・緊張を制御することが知られているCaイオンに着目し、クモ膜下出血後のリモデリングによる主幹動脈と穿通枝の血管収縮機構の特異的機序解明を行った。しかし、クモ膜下出血モデルの作製が進まず、直接脳幹周囲血液注入法では動物への侵襲が強いため、定位的前大脳縦裂注入モデルに変更し、脳圧モニタリング、手術手技の改善、体温の維持、麻酔法なども検討したが、安定したモデルの確立には至らなかった。現在は計画のI-1クモ膜下出血モデルの作製の段階である。当初はSDラットに吸入麻酔後、仰臥位で大腿動脈から自己動脈血を採取して、前方から直接clivusを経由して脳幹前方硬膜にアプローチする方法で行う予定であった。実際にこの方法を数回おこなって検討すると、アプローチの方法が動物への侵襲がつよく、安定したモデルを作製することが困難なことからこの方法を断念した。これに変わり、定位的に針を前大脳縦裂に刺入して自己動脈血を注入したモデルを作成することとした。このモデルは当初のモデルが脳底動脈に脳血管れん縮を作成するモデルであったのに対して、前頭蓋底に血液を注入するため、中大脳動脈、前大脳動脈を中心に脳血管れん縮が作成するモデルである。作成手順は体温を37°Cに保ちながら、腹腔麻酔下にSDラット頭部を定位装置に固定する。次に穿頭術を施行し、針を前大脳縦裂に刺入する。ここで、あらかじめラットの尾の動脈に刺入しておいたラインから動脈血を採取して、200ulの動脈血をゆっくりと脳圧、脳循環をモニターしながら注入する。脳圧は大後頭孔に硬膜を穿刺してモニタリングし、脳血流は前頭葉に血流モニターを設置して経時的変化を観察した。コントロール群では生理的食塩水を注入する。24時間以後に組織摘出して検討している。現在、このモデル作成の手技を安定化させ、再現性の高いクモ膜下モデル、脳血管れん縮モデルを得るために改善し、脳、血管組織を摘出してクモ膜下出血の評価と脳血管れん縮の程度のバラツキなどを検討中である。注入する血液量が多すぎたり、注入する速度が高すぎて、脳圧が上昇するモデル作成後のラットの生存率は極端に減少した。血管平滑筋の収縮・緊張を制御することが知られているCaイオンに着目し、クモ膜下出血後のリモデリングによる主幹動脈と穿通枝の脳血管攣縮における血管収縮機構の特異的機序解明することを目的に、クモ膜下出血モデルの作製を行った。当初、SDラットに吸入麻酔後、仰臥位で大腿動脈から自己動脈血を採取して、直接脳幹周囲あるいは大槽から0.5mg/kgの自己動脈血を注入してモデルを作成する計画を立案した。麻酔・手術操作の最中には脳血流に影響すると思われる各種パラメータ(体温、血圧、脈拍)を正常範囲内に保っことに努めた。しかし、SDラットに吸入麻酔後、直接clivusを経由して脳幹前方硬膜にアプローチし、血液を注入する直接脳幹周囲血液注入法は方法を検討すると、動物への侵襲が強いため、安定したモデルを作製することが困難なことが明らかとなった。このため、定位的に注射針を前大脳縦裂に刺入して自己動脈血を注入したモデルを作成する方法に変更した。本モデルは前頭蓋底に血液を注入するため、中大脳動脈、前大脳動脈を中心に脳血管れん縮が形成されるように計画されたモデルである。体温を37°Cに保ちながら、腹腔麻酔下にSDラット頭部を定位装置に固定し、次に穿頭術を施行し、針を前大脳縦裂に刺入する。ここで、あらかじめラットの尾の動脈に刺入しておいたラインから動脈血を採取して、200ulの動脈血をゆっくりと注入する。このモデルの作成においても、再現性・生存率が低くく、脳圧の亢進がラットモデルの生存に影響している可能性があったため、脳圧モニタリング下にモデル作成することとした。しかし、なお、モデルの生存率が低く、手術手技の改善、体温の維持、麻酔の変更なども検討したが、安定したモデルの確立には至らなかった。
原生代ゴンドワナ衝突帯にみられる太古代地殻断片の岩石学的解析

太古代新期原生代の地質塊が約8億年前以降徐々に集合し、最終的に5.5億年前にゴンドワナ超大陸となったプロセスを、世界各地の造山帯に産出する岩石の岩石学的・年代学的研究結果をもとに解析した。本研究により太古代の地殻断片を新たに南極リュツォ・ホルム岩体およびジンバブエ・ザンベジ変成帯から確認し、それらが周辺の原生代以降の火山弧と衝突することにより、徐々に超大陸へと成長した過程を明らかにした。またスリランカは東西2つの火山弧(ワンニ岩体とビジャヤン岩体)の下に海洋プレートが沈み込み、それらの衝突によって形成された縫合帯(ハイランド岩体)に超高温変成岩ができたとする新たなモデルを提唱した。平成26年度は実施計画に基づき、12月20日1月1日に南インド・ケララ州のワイナード周辺の地質調査を行い、メルカラおよびモヤー縫合帯に産出する海洋プレート起源の岩石を約80個採集した(角替、サントシュが参加)。また、1月10日18日にスリランカ南西部のハイランドおよびビジャヤン岩体の地質調査を行い、堆積岩起源の岩石約40個を採集した(角替、サントシュが参加)。帰国後に岩石処理を開始し、年度内に約30枚の岩石薄片を作成した。また、スリランカの4つの岩石の全岩化学分析を行い、そのうちの1個についてシュードセクション法による岩石相解析を行い、岩石の形成条件を決定した。年度当初の7月11月は、既に採集済みのインドおよびスリランカの岩石について、岩石薄片の作成、鉱物化学分析、シュードセクション法による形成温度圧力の解析(以上、担当は角替)、ジルコンを用いた岩石形成年代の決定(担当:堤)、論文の執筆活動(担当:角替、サントシュ、堤)を行った。また。インド周辺のゴンドワナ大陸形成時の類似した岩石として、南極の岩石も研究対象とした。また、太古代の原岩推定のために比較材料として、南部アフリカ・リンポポ岩体と北中国ブロックの岩石の処理と年代測定も並行して行った。今年度の研究により、スリランカと南極から約10億年前の火成作用、南極から25億年前の火成作用の証拠を確認し、今後の更なる広域的な比較により、ゴンドワナ大陸内部の対比と太古代大陸の復元を行う予定である。研究成果として、8件の国際学会研究発表、5件の国内学会研究発表、9編の国際誌論文があり、現在さらに3編の論文が投稿中である。平成27年度の実施計画に基づき、12月20日31日に南インド・タミルナドゥ州南部ティルネルベリ周辺の地質調査を行い、泥質片麻岩やチャノッカイトなどの岩石試料約50個を採集した(角替、サントシュが参加)。帰国後に岩石処理を開始し、年度内に約15枚の岩石薄片を作成した。そのうちの2個について詳細な岩石学的検討を行い、鉱物化学組成をもとに岩石が形成された温度圧力条件(約800-850度、7-8 kbar)を決定した。また。インド周辺のゴンドワナ大陸形成時の類似した岩石として、南極から採集した高温変成岩類も研究対象とした。今年度の研究により、南インドから太古代末の25-24億年前の海洋地殻の断片を確認し、プレート沈み込み時に付加帯にトラップされた断片と考えられる。また南極から約25億年前と10億年前の2回の火山弧火成作用を確認し、スリランカおよびインドの岩石との整合性と明らかにした。研究成果として、18件の国際学会研究発表、3件の国内学会研究発表、11編の国際誌論文があり、現在さらに4編の論文が投稿中である。研究成果の公表については国際ゴンドワナ研究連合年会(筑波大学)に参加し、インド、スリランカ、南極、マダガスカルの研究成果に関する18件の国際学会研究発表(口頭およびポスター発表)を行った。また日本地球惑星科学連合年会と極域地学シンポジウムにおいて、南極やインドの研究成果に関する4件の国内学会研究発表を行った。さらに、著名な国際雑誌に大陸衝突帯に関する11編の論文(インド5、中国2、南アフリカ2、スリランカ1、その他の地域1)が印刷または受理された。現在、4編の論文が投稿中である。平成28年度の実施計画に基づき、12月31日1月8日に南インド・ケララ州コタラカラ周辺の地質調査を行い、泥質片麻岩やチャノッカイトなどの岩石試料約30個を採集した(角替、サントシュが参加)。さらに、3月6日12日にスリランカ西部コロンボ地域の地質調査を行い、菫青石片麻岩、泥質片麻岩などの岩石試料約50個を採集した(角替が参加)。帰国後に岩石処理を開始し、年度内に約10枚の岩石薄片を作成した。そのうちの2個について詳細な岩石学的検討を行い、鉱物化学組成の分析を開始した。

年度当初の7月11月は、既に採集済みのインド、スリランカ、南極の岩石について、岩石薄片の作成、鉱物化学分析、シュードセクション法による形成温度圧力の解析(以上、担当は角替)、ジルコンを用いた岩石形成年代の決定(担当:堤)、論文の執筆活動(担当:角替、サントシュ、堤)を行った。今年度の研究により、スリランカと南極から、類似した18億年前の火山弧火成作用の証拠を確認したこと、このイベントが25億年前の太古代の大陸縁辺部の火成作用に相当することを初めて確認することができた。また、砕屑性ジルコンの研究からも、スリランカと南極の強い類似性を確認した。インドの研究からは、インド南部のマドゥライ南部から初めて8億年前の火成作用の証拠を確認した。その意義について、現在検討中である。研究成果として、5件の国際学会研究発表、3件の国内学会研究発表、13編の査読付き国際誌論文がある。研究成果の公表については国際ゴンドワナ研究連合年会(インド)に参加し、インド、スリランカ、南極、マダガスカルの研究成果に関する11件の国際学会研究発表(ポスター発表)を行った。また日本鉱物科学会や極域地学シンポジウムなどにおいて、南極やインドの研究成果に関する5件の国内学会研究発表を行った。さらに、著名な国際雑誌に大陸衝突帯に関する13編の論文(インド5、南アフリカ3、中国2、スリランカ1、南極1、その他の地域1)が印刷または受理された。平成29年度の実施計画に基づき、12月28日1月7日に南インド・ケララ州コーラム周辺およびトリバンドラム北部の地質調査を行い、高温の変成作用を受けた泥質片麻岩やチャノッカイトなどの岩石試料約20個を採集した(角替、サントシュが参加)。なお、この地域は過去の調査で未だ岩石試料を採集していなかった地域であり、空白地帯を埋める目的で今回の調査を行った。帰国後に早急に岩石処理を行い、全ての岩石について薄片作成と偏光顕微鏡による組織解析を行ったのち、代表的な5試料について鉱物化学分析と変成作用の温度圧力条件の推定などを行った。その結果、これら地域が周辺地域とほぼ同程度の変成作用を被ったことを確認した。年度当初の4月11月は、既に採集済みのインド、スリランカ、南極、ジンバブエ、ブラジルの岩石について、岩石薄片の作成、鉱物化学分析、シュードセクション法による形成温度圧力の解析(以上、担当は角替)、ジルコンを用いた岩石形成年代の決定(担当:堤)、論文の執筆活動(担当:角替、サントシュ、堤)を行った。今年度の研究により、ブラジルのヒベイラ岩体の原岩が32億年前の岩石を原岩としていることなど、太古代の岩石がゴンドワナ大陸衝突帯に多数含有されていることを新たに確認した。また、砕屑性ジルコンの研究からも、南インド・トリバンドラム岩体の堆積岩が19億年前の岩石を後背地とすることを確認した。これは当時隣接していたスリランカの変成堆積岩の特徴(10億年前の年代を含む)と大きく異なるものであり、今後の更なる比較検討が必要である。なお本年度の研究成果として、11件の国際学会研究発表、10件の国内学会研究発表、11編の査読付き国際誌論文がある。太古代新期原生代の地質塊が約8億年前以降徐々に集合し、最終的に5.5億年前にゴンドワナ超大陸となったプロセスを、世界各地の造山帯に産出する岩石の岩石学的・年代学的研究結果をもとに解析した。本研究により太古代の地殻断片を新たに南極リュツォ・ホルム岩体およびジンバブエ・ザンベジ変成帯から確認し、それらが周辺の原生代以降の火山弧と衝突することにより、徐々に超大陸へと成長した過程を明らかにした。
夜咲き種への進化機構:キスゲ属を用いた開花時間と花色・花香の関連解析

昼咲き種ハマカンゾウの花弁は赤色を帯びたオレンジ色、夜咲き種キスゲは薄い黄色である。この花色の違いには、アントシアニン色素とカロテノイド色素の違いが関わっている。ハマカンゾウにはアントシアニン色素が含まれるが、キスゲには含まれない。それでは、アントシアニン色素が合成されなくなるという変化は、どの遺伝子の変異によって生じたのだろうかアントシアニン色素の有無の違いに関する遺伝子を特定するために、花弁組織からRNAを抽出し、ESTの配列をもとに設計したプライマーを用いて、アントシアニン合成系の遺伝子について、定量RT-PCRで発現量の差を解析した。その結果、夜咲き種キスゲでは、昼咲き種ハマカンゾウと比較して、F3H,LDOX,3GT,RTにおいて発現量が低くなっていることが明らかになった。さらに、F2雑種において、花色の表現型の違いと、アントシアニン合成系の遺伝子の配列多型に相間関係があるかどうかを調べるために、雑種作成に使用した親個体で、アントシアニン合成系の遺伝子の遺伝子配列を調べた。結果、CHS遺伝子や3GT遺伝子、GST遺伝子などにおいて、遺伝子配列の多型があることが明らかになった。また、これまで、F2雑種の表現型のデータから、アントシアニン色素の有無は2つの主要な遺伝子によって支配されると考察していたが、今回、データ解析を違う視点で行ってみると、1つの主要な遺伝子に支配されると結論することができた。
空間の明るさと影の知覚に基づいた明度知覚モデルの構築

私たちの生活の場面において、屋内、屋外を問わず影や陰影が存在している。私たちは時に影をみることで、その空間が強く、または弱く照明されていると推測する。本研究では、影の濃淡に着目し、影の濃淡が空間の明るさ感に影響を及ぼすのかについて検討した。実験では、4種類の異なる濃淡の影と3種類の異なる照度から成る空間を刺激とし、影の濃淡による空間の明るさ感を測定し、多次元尺度法によって分析した。結果から、空間の明るさ感は、物理的な明るさだけではなく、影の濃さによって変化する事が示された。このことは、私たちが普段の生活で意識していない影が、空間の明るさ知覚において視覚情報として役立っていることを示唆している。本研究は、人間の明度知覚に影の知覚の概念を導入することで、空間を考慮した明度知覚のモデルについて検討している。当該年度は、実験を実施する暗室であるテスト刺激装置の作成と実験1を行った。刺激装置の大きさは幅120cm、奥行き150cm、高さ200cmで、天井にはプロジェクタが設置されている。プロジェクタは、被験者の観察する机の面を一様に照明する用途と、刺激提示用途に使用する。実験1では、影の知覚についての測定を実施した。影の測定のために、濃淡のコントロールが可能な影を被験者に提示した。被験者の観察する机の面はプロジェクタにより照明され、そこに黒いフェルトで覆われた物体が置かれている。物体の影の濃淡は、プロジェクタの輝度を変化させることでコントロールした。空間の照度は2条件とした。被験者は、それぞれの照度に設定された空間において、物体に付随している影として判断可能な最も濃い影と薄い影、さらに、最もふさわしいとされる濃淡を判断した。結果から、空間の照度によって、影として判断される最も濃い影と薄い影、そして最もふさわしいとされる濃淡が異なることが示された。このことは、人は、ある明るさの空間に対して、最もふさわしいとされる影の濃淡を判断することが可能で、輝度をコントロールすることにより提示された部分を影と認識可能であることを示している。また、照度が異なる場合、影の設定も異なることから、明るさ感が影の知覚に影響することを示唆している。当該年度は、影が人間の空間の明るさ知覚に及ぼす影響と空間の明るさ知覚が影の知覚に及ぼす影響について心理物理学手法による2つの実験を実施した。影と空間の明るさが観察出来るように、実験刺激としては4つの区間に区切られた空間に、反射率の低い黒色の物体が置かれた。照明の強度と影の濃さは、4つの空間において独立に設定可能であり、実験では、照明の強度は3種類(B1、B2、B3)、影の濃さの強度は4種類(S1、S2、S3、S4)のいずれかが呈示された。空間の床、横壁、後ろ壁の明度は、4種類あり、いずれかの無彩色のマンセル色票が貼られた。左側2つの空間は基準空間とし、最も暗く影が濃い(B1-S1)設定と最も明るく影が濃い(B3-S1)設定が常に表示された。被験者の判定は、基準空間の明るさの違いを100とした場合の右側2つの空間の明るさの違いを数値で応答することと、基準空間にある2つの影の濃さの違いを100とした場合の右側2つの影の濃さの違いを数値で応答することであった。被験者は6名で、照度と影の濃さの組合せで64パターンに対して、各9回の応答を実施した。結果として得られた応答値は、多次元尺度構成法(Multi Dimensional Scaling,MDS)によって解析された。結果から、空間の明るさの知覚は、空間の照度と影の濃さに対応する2つの次元となり、影の影響があることが示された。影の濃さの知覚は、空間の照度と影と床面のコントラストの2つの次元となり、影の輝度に対応していないことが示された。これらのことは、環境が明るいと感じるか暗く感じるかは、単なる照度だけで決まらず、影の知覚にも依存していること、さらに影の知覚は、影部分の輝度ではなく、影以外の部分とのコントラストが決定していることを示唆している。昨年度に実施した実験では、影の濃さと空間の明るさの変化が観察できるように、4つの領域に区切られた空間に、反射率の低い物体をそれぞれ設置した。それらの物体の影や各領域にあたる照明の強さを変化させ、影が人の空間の明るさ知覚に及ぼす影響と、空間の明るさ知覚が影の知覚に及ぼす影響について検討した。当該年度は、昨年度の実験結果の解析の続きと質問紙調査のまとめを実施し、国際学会にて発表を行った。実験前質問紙調査において、私たちが普段、どの程度「影」を意識しているのかを調べるために、視覚刺激として呈示された4つの区間に対して、「目の前に何があるのか」について質問した。その結果、被験者全てにおいて「箱がある」と回答し、影に関する回答は無かった。このことは「影」を意識して見ていない可能性が高いことを示している。実験後質問紙調査において、「普段の生活において、影を意識したことがあるか」について、「どちらでもない」が1人、「意識していない」が5人となった。このことは本実験に参加した被験者は影を意識していない事を示している。

実験結果からは影が空間の明るさ知覚に影響を及ぼすことが示されており、影は意識せずに得ている視覚情報の一つであると示唆される。また、実験の際、被験者が課題を判断する為により多く見ていた領域が、影の濃さを判断する実験と空間の明るさ知覚に関する実験では異なることが示された。私たちの生活の場面において、屋内、屋外を問わず影や陰影が存在している。私たちは時に影をみることで、その空間が強く、または弱く照明されていると推測する。本研究では、影の濃淡に着目し、影の濃淡が空間の明るさ感に影響を及ぼすのかについて検討した。実験では、4種類の異なる濃淡の影と3種類の異なる照度から成る空間を刺激とし、影の濃淡による空間の明るさ感を測定し、多次元尺度法によって分析した。結果から、空間の明るさ感は、物理的な明るさだけではなく、影の濃さによって変化する事が示された。このことは、私たちが普段の生活で意識していない影が、空間の明るさ知覚において視覚情報として役立っていることを示唆している。影が人間の空間の明るさ知覚に及ぼす影響と空間の明るさ知覚が影の知覚に及ぼす影響についての実験実施、解析が順調に進んでいるので、おおむね順調に進展していると判断した。視覚情報処理、感性工学本研究では、空間の明るさと明度、影の知覚の3つの知覚の関係性を示すことを目的にしている。これまでに、空間の明るさと影の知覚については実験の実施と解析を実施したので、今後は、明度の知覚の解析を含めた3つの知覚の関係性を検討する。また、影の知覚と空間の明るさ知覚のモデルの構築を試みる。テスト刺激装置を設定する部屋の工事の遅延に伴い、実験装置作成開始時期が予定よりも遅れたため、実験2の実験開始がやや遅れている。そのため、本年度は、計画よりもやや遅れていると判断した。予定していた研究成果の国際学会における発表が実施できなかった為、当該助成金が生じた。実験1の実験条件と被験者を増やして実験を実施する。実験2で予定している「空間の明るさ知覚と明度知覚」、「空間の明るさ知覚と影の知覚」についての実験を実施し、「空間の明るさ知覚」と「明度知覚」、「影の知覚」の3つの知覚がどのような関係を示すのかを統合的に解析する。研究成果発表として国際学会参加、国内学会参加旅費として、実験の被験者協力としての謝金に使用する予定である。次年度使用額が生じた理由は、実験1を開始したばかりで実験に参加する被験者への支払いを開始していない事と、実験2で使用する視覚刺激の作成を開始していない事である。物品費は主に実験2と3で使用する視覚刺激の作成費に使用し、人件費・謝金は、実験1と2を実施するにあたり、被験者への謝金として使用する。
日本におけるコンパクトシティモデルの定式化とその発展途上国への適用可能性

現在、地球環境問題を背景に、「持続可能性」が都市計画における重要なテーマとなり「コンパクトシティの実現」はそのための有力な手段と考えられている。本研究は「コンパクトシティコンセプト」の先進国における適用例を分析するとともにその発展途上国への適用可能性について検討することを目的として実施した。本研究では、(1)コンパクトシティに関する国内外の文献調査、(2)日本・英国の都市についてのマクロ的な分析、(3)ケーススタディ対象都市におけるミクロな分析を行うとともに、インドネシアを対象に、先進国で採用されている都市計画手法の発展途上国への適用可能性について検討した。得られた成果は次のようにまとめられる。(1)データの入手面での困難から不明確な部分もあるが、基本的には日本とイギリスの両国とも抱えている問題や政策の適用には顕著な相違が見られず、自動車依存やスプロールといった問題に対する対処方策としてコンパクトシティがとらえられている。(2)日本では「都心回帰」はどの都市でも共通した政策として採用されており、特に大都市においてこの傾向が顕著である。ただ、コンパクトシティ政策の持つ負の側面(中心部における高地価等)にはやや配慮が不足しているように見受けられる。(3)日本においてコンパクトシティコンセプトが急激に普及しつつあるのは、持続可能性確保のための手段としてのみならず、コミュニティの弱体化等、日本の都市が直面する問題の解決方法として適合しているためであると考えられる。コンパクトシティコンセプトのこのような拡張は、他の地域、特に途上国への適用にあたって有用な視座を与えるものと思われる。以下の項目について研究を行った。1.コンパクトシティに関する国内外の文献調査コンパクトシティに関する国内外の文献を広く収集し、主として理論的な観点から「持続可能性」と「コンパクトシティ」に関する概念を整理し、コンパクトシティを巡る種々の概念・論点を明確化した。2.コンパクトシティ概念を表現するデータの検討1.の理論的な検討を踏まえ、コンパクトシティ概念を表現する具体的なデータについて検討し、都市のミクロ的な構造の把握と時系列的な変化状況が把握可能であること、統一的な様式で整理されており都市間の比較が容易であること等から当面は国勢調査の第3次メッシュ別、町丁目別、基本単位区別の集計結果を用いることとした。3.調査対象都市の選定日本・英国両国に関して都市全域を対象としたマクロ的なデータのうち、必要と考えられるデータを都市別収集した。これらのデータを用いた基礎的な分析の結果と文献調査等より、日本におけるミクロデータ収集のモデル都市としては福井県福井市を対象とすることにし、2.で分析の対象とすることとした小地域別のミクロデータを収集し、基礎的な分析を行った。また、現地調査を行い、都市の空間的状況を把握するとともに、現地の研究者との意見交換を通じて、情報収集を行った。1.抽出した都市におけるケーススタディの実施前年度のマクロ的なデータ分析を踏まえて、よりミクロなデータを用いたケーススタディを行う対象として抽出した都市について、都市内の町丁目レベルでのミクロデータを収集する。また、現地調査により都市空間の実態に関するデータを収集し、収集したデータを整理・分析した。2.ミクロデータを用いた都市のコンパクト度の分析ミクロな地域レベルの状況を考慮した場合の都市全域のコンパクト度を評価する手法を開発し、ケーススタディ対象都市のコンパクト度の時系列的な変化の分析を行った。3.都市コンパクト度と都市計画マスタープランとの関連性の分析研究対象都市の都市計画マスタープラン等の資料を収集し、その分析を行うとともに都市のコンパクト度との関連性の分析を行った。
親密な関係における暴力（IPV)の双方向性：発生・深刻化過程の縦断的調査研究

親密な関係における暴力(Intimate partner violence: IPV)加害経験を測定するための尺度を作成することが第一の目的であった。まず,身体的暴力・心理的暴力・性的暴力から成る包括的IPV被害経験尺度(宮前・竹澤・宇井・寺島・松井,2017など)を基に加害経験を測定するためのIPV加害経験尺度の項目を作成した。次に,次年度以降にIPVの双方向性を検討する調査で使用するため,2017年に実施したデータを用いて身体的暴力・心理的暴力・性的暴力から成る包括的IPV被害経験尺度の短縮版を作成し,確認的因子分析によって因子構造を確認した。その結果,全てのパス係数は1%水準で有意で.35以上を示し,各適合度指標は高い適合度を示した。次に,作成した加害尺度項目を用いて,1829歳の男女それぞれ400名を対象にWEB調査を実施した。加害経験尺度の短縮版を作成するため,被害経験尺度の短縮版に対応する加害経験尺度の項目を用いて,被害経験尺度と同じ因子構造であると仮定し,確認的因子分析を行った。その結果,全てのパス係数は1%水準で有意で.35以上を示し,各適合度指標は中高程度の適合度を示すことを確認した。さらに,加害経験尺度短縮版の各因子に含まれる項目の合計点を下位尺度得点とし,男女で差があるかどうかt検定を行った。その結果有意な差が見られ,男性は性的暴力の中の「性的無理強い行為」の加害経験が多かった。女性は心理的暴力の中の「束縛」,身体的暴力の「軽中程度の身体的暴力」の加害経験が多かった。これらの結果から,暴力の加害経験には行為によって男女で差があることが明らかとなった。当初予定していた加害尺度項目の作成,被害経験尺度および加害経験尺度の短縮版の作成が終了していることから,概ね順調に進展しているとした。今後は,作成した被害経験,加害経験尺度を用いて,IPVの双方向性を縦断調査によって検討していく。さらに、これまで得られた知見を学会、論文等で順次発表していく。今年度の研究打ち合わせが,すべて東京での開催であったため,大学の所在地が東京である研究分担者の旅費が余った。次年度も東京で打ち合わせを開催することが多いことが考えられるため,余った分はそのまま旅費とし次年度は,その分地方大学所属の分担者の旅費に回す予定である。また,今年度の調査費が想定よりも安い費用で実施することができたことから,その分の研究費が余った。次年度は縦断調査の1回目を実施する予定である。3回の縦断調査に耐えうるだけのデータを確保することが重要であるため,本年度余った調査費は次年度の調査費に加えて使用する予定である。
肝浸潤ミエロイド細胞を標的とした血管新生抑制肝癌治療の開発

肝癌では血管新生が重要な役割を果たしている。本研究では、肝癌の病態や治療における血管新生関連ミエロイド系細胞(Tie2陽性単球:TEM、マクロファージ)の機能を明らかにすることを目的とした。非アルコール性脂肪性肝疾患患者において、肝線維化進行・肝発癌に伴いマクロファージは増加し、血清YKL-40(マクロファージ関連因子)は増加した。進行肝癌に対しソラフェニブ治療を行った患者では、治療開始1ヶ月でのTEM頻度変化は抗腫瘍効果、生命予後と関連した。肝癌の病態にミエロイド系細胞が関与しており、TEMはソラフェニブ治療効果を判別するバイオマーカーとしても有用である。肝細胞癌は血流の豊富な腫瘍であり、その発生、進展、転移に血管新生が重要な役割を果たしている。肝細胞癌組織で血管内皮細胞増殖因子(VEGF)やアンギオポエチン(ANG)などの血管新生因子が発現すること、これらの因子の発現の程度と脈管侵襲、転移の程度や生命予後が相関することが報告されている。我々の検討によって、ANG-2の受容体であるTIE-2を発現する単球(TIE2-expressing monocytes, TEM)が肝癌患者の末梢血および肝臓組織中で増加しており、肝細胞癌組織における血管新生と正相関することが明らかになっている(Matsubara T, Kanto T et al. Hepatology 2013)。したがって、肝細胞癌における骨髄由来細胞による血管新生プロセスの解明やその制御方法の開発は、肝癌に対する新たな治療戦略となる可能性がある。本研究では、下記の点につき検討し、血管新生と免疫抑制を繋ぐマクロファージなどの骨髄系細胞の肝癌への浸潤、分化誘導の分子機序を解明することを目的としている。それによって、肝癌制御のための治療標的を明らかにすることを目標とする。今年度は肝がん由来の因子がTIE-2発現を誘導すると仮定し、肝がん患者血清中の造血因子、ケモカイン、サイトカインをMultiplex法で網羅的に解析し、末梢血のTEM頻度との関連性を検討した。肝がん患者では、M-CSF、HGF、IL-8、IP-10が健康成人に比較して高値であった。肝がん患者を末梢血TEM頻度によってTEM頻度高群(>2.75%)、TEM頻度低群(<2.75%)に分けて各因子を比較すると、TEM頻度高群ではM-CSF、HGF、Osteopontin、Follistatinが高値であった。これらの因子が肝がんにおけるTEM誘導に関与する可能性が示唆された。我々の検討によって、ANG-2の受容体であるTIE-2を発現する単球(TIE2-expressing monocytes, TEM)が肝癌患者の末梢血および肝臓組織中で増加しており、肝細胞癌組織における血管新生と正相関することが明らかになっている。本研究では、血管新生と免疫抑制を繋ぐマクロファージなどの骨髄系細胞の肝癌への浸潤、分化誘導の分子機序を解明することを目的としている。また肝がんに対する治療効果と血管新生関連細胞の関連性を検討し、肝癌制御のための治療標的を明らかにすることを目標とする。前年度までに、肝がん患者では、M-CSF、HGF、IL-8、IP-10が健康成人に比較して高値であること、肝がん患者を末梢血TEM頻度によってTEM頻度高群(>2.75%)、TEM頻度低群(<2.75%)に分けて各因子を比較すると、TEM頻度高群ではM-CSF、HGF、Osteopontin、Follistatinが高値であることを明らかにした。また末梢血単球からM-CSFによってTEMが誘導されることを明らかにした。進行肝がんに対する治療としてソラフェニブが用いられているが、ソラフェニブは血管新生抑制作用を持ち、治療効果とTEMとの関連性が示唆される。ソラフェニブ治療を行った肝がん患者において治療前、治療中のTEM頻度、M-CSFと治療効果との関連性を検討すると、治療開始1ヶ月でのTEM頻度と生命予後が相関していた。TEMはソラフェニブの治療効果を反映するバイオマーカーとなる可能性が示唆された。血清中の造血因子、ケモカイン、サイトカインを一括測定できるシステム(Mutiplex法)を用いて、肝がん患者では、M-CSF、HGF、IL-8、IP-10が健康成人に比較して有意に高値であることを明らかにした。また、肝がん患者を対象としてTEM頻度と各因子との関連性を比較することで、TEM高値群ではM-CSF、HGF、Osteopontin、Follistatinが高値であること、M-CSFは肝がん患者におけるTEMの誘導に関与する可能性を示した。進行肝がんに対するソラフェニブ治療において、治療導入後1ヶ月時点でのTEM頻度が低い症例では、生命予後が良好であることが明らかになった。以上の結果は、肝がんに対するソラフェニブ治療の効果にTEMが関与する可能性を示唆しており、TEM頻度の計測が効果判定のバイオマーカーとして応用可能であることを示している。概ね計画通りの達成度である。肝細胞癌は血流の豊富な腫瘍であり、進展、転移に血管新生が関与している。

我々の検討によって、ANG-2の受容体であるTIE-2を発現する単球(TIE2-expressing monocytes, TEM)が肝癌患者の末梢血および肝臓組織中で増加しており、肝細胞癌組織における血管新生と正相関することが明らかになっている(Matsubara T, Kanto T et al. Hepatology 2013)。本研究では、血管新生と免疫抑制を繋ぐマクロファージなどの骨髄系細胞の肝癌への浸潤、分化誘導の分子機序を解明することを目的としている。また肝がんに対する治療効果と血管新生関連細胞の関連性を検討し、肝癌制御のための治療標的を明らかにすることを目標とする。前年度までに、肝がん患者を末梢血TEM頻度によってTEM頻度高群(>2.75%)、TEM頻度低群(<2.75%)に分け血清因子を比較すると、TEM頻度高群ではM-CSF、HGF、Osteopontin、Follistatinが高値であることを明らかにした。また末梢血単球を用いて、M-CSFによってTEMが誘導されることを明らかにした。進行肝がんに対する治療としてソラフェニブが用いられているが、ソラフェニブは血管新生抑制作用を持ち、TEMとの関連性が示唆される。今年度はソラフェニブ治療を行った肝がん患者の治療前、治療中のTEM頻度、M-CSFなどの免疫因子と抗腫瘍効果、生命予後との関連性を検討した。抗腫瘍効果は治療開始13ヶ月時点での画像評価(m-RECIST)で判定した。治療前のTEM頻度は抗腫瘍効果、生命予後とは関連しなかったが、治療前から治療開始1ヶ月でのTEM頻度変化(⊿TEM)は抗腫瘍効果、生命予後と関連した。以上より、治療前後での⊿TEMは、生命予後の改善を期待できる症例の判別に有用であることが示唆された。肝癌では血管新生が重要な役割を果たしている。本研究では、肝癌の病態や治療における血管新生関連ミエロイド系細胞(Tie2陽性単球:TEM、マクロファージ)の機能を明らかにすることを目的とした。非アルコール性脂肪性肝疾患患者において、肝線維化進行・肝発癌に伴いマクロファージは増加し、血清YKL-40(マクロファージ関連因子)は増加した。進行肝癌に対しソラフェニブ治療を行った患者では、治療開始1ヶ月でのTEM頻度変化は抗腫瘍効果、生命予後と関連した。肝癌の病態にミエロイド系細胞が関与しており、TEMはソラフェニブ治療効果を判別するバイオマーカーとしても有用である。血清中の造血因子、ケモカイン、サイトカインを一括測定できるシステム(Mutiplex法)を導入し、肝がん、肝硬変、慢性肝炎、健康成人のプロファイルを比較した。その結果、肝がん患者では、M-CSF、HGF、IL-8、IP-10が健康成人に比較して有意に高値であった。また、肝がん患者を対象としてTEM頻度と各因子との関連性を比較することで、TEM高値群ではM-CSF、HGF、Osteopontin、Follistatinが高値であることが明らかになった。以上の結果は、肝がん患者におけるTEMの誘導に上記の因子が関与する可能性を示唆している。特にM-CSFはいずれの解析でも有意な因子として検出されており、TEM誘導との強い関連が示された。TEM誘導に関する候補因子のスクリーニングが順調に進んでおり、計画通りの達成度である。