hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
世界文学におけるカニバリズム言説の研究

今後はその成果を生かしながら、さらに自らの読解の精緻化をはかる所存です。「世界文学におけるカニバリズム言説の研究」という研究テーマの2年度めとしての2017年度は、ハイタワーの著作『帝国の島々』の翻訳などを通して、私自身が精読すべき一次文献を検討対象として絞ることができましたので、今後の研究の焦点がはっきりしてまいりました。また数回の研究調査旅行でも、現在の世界の中でカニバリズム言説がどのような広がりと意義を持っているかを確認することができましたので、その意味でもほぼ順調に研究は進展しているものと考えます。今後はさらに研究対象と研究の主題を拡充深化させながら、最終年度における研究のとりまとめへと向かってまいりたいと思います。とくに文学、映画、演劇等で、カニバリズム言説がどのように表象されているかを、これまで扱われてこなかった対象や資料について検証することが、2年目の取り組みから明らかになってまいりましたので、その点について研究対象を特定することが現在の課題ですが、それについてもおおむね焦点が絞れてきましたので、研究の進捗状況は順調であると言えると思います。2018年度は、これまで2年間の研究実績に基づき、とくに現代文学を対象として、カニバリズム言説の研究を行いました。具体的な成果としては、最近の「新しい人類学」と呼ばれる研究動向を、ヴィヴェイロス・デ・カストロらの著作に基づいて、トゥピナンバにおけるカニバリズムについて知見を深めました。また、2018年に亡くなったアメリカ合州国のファンタジー作家であるアーシュラ・ル・グィンの作品を、魔術とカニバリズムを結びつける主題として「信頼と危険」という契機に注目して、日本英文学会で研究発表を行い、それをもとに論文を執筆しました(「信頼と危険の詩学ール・グィン、魔術、カニバリズム」『人文自然科学論集』第144号、61ー83頁)。この研究課題に関しては、まだ探求すべき主題や題材が多く残されており、研究成果の発表も予定しておりますので、1年間の研究延長期間を申請し認めていただきましたので、2019年度も継続して「世界文学におけるカニバリズム言説」の研究を続けていきたいと考えております。2018年度にいたって、とくに「新しい人類学」の学問動向や、現代の文学・映画・芸術等の題材をめぐるカニバリズム言説について検討すべき課題が新たに多く増えてきましたので、研究課題の目的についてはまったく変更の必要はないと考えておりますが、当初の予定よりも「やや遅れている」という状況判断です。よって1年間の延長期間を申請しお認めいただきましたので、2019年度もこの研究課題での研究を続けて成果を発表していきたいと考えております。「世界文学におけるカニバリズム言説の研究」という研究課題は、対象とすべき文献や芸術表象がきわめて多岐に及ぶため、3年間という限定された期間において、当初目的とした成果を収めるためには、研究対象を絞って研究を進める必要があります。とくに「言説研究」を主たる目的としていますので、研究対象となるテクストの精読が必須となり、単なる紹介ではなく、カニバリズムという現象がどのような心理的、社会的、政治的文脈のなかで「言説」としていかなる効果を持っているのか、という文化の力学から考える肌理の細かい研究が求められますから、その意味でも、精読すべき文献や芸術表象の選択には注意を注いでまいりました。
培養担子菌抽出物の放射線防護効果の解析と放射線治療に伴う障害軽減の検討

当研究室にて放射線防護効果が認められている「担子菌抽出物」の成分を分析し、致死線量被ばくマウスに対する生存率上昇効果および放射線治療時における照射腫瘍細胞の殺傷効果妨げることなく、照射の副作用である放射線障害を軽減する可能性を検討する。「担子菌抽出物」の成分を解析して、照射によるリンパ球のDNA合成阻害傷害からの回復効果ならびに致死線量被ばくマウスの生存率上昇効果から有効成分を精製する。最終的に本研究では、「担子菌抽出物」の成分が安全で放射線被ばく障害の治療剤として臨床に使用される可能性を明らかにすることを目的として計画した。
古典期アテナイにおける宗教と国家・民衆―その展開と変質―

本年度は、前年度に設定した具体的な問題テーマ「ニコマコス供犠暦」について史料の検討と学説史の整理を進めた。中でも碑文史料と双壁をなして重要な史料となるリュシアスの第30番弁論において告発の対象とされているニコマコスなる人物の経歴・身分問題に焦点をあてた。何故なら、法再編纂業・供犠暦の検討にあたり、責任者の一人であったニコマコスがどのような立場にあり、どの程度の権限を持っていたのかを検討することは、テーマ全体の足がかりとして重要な問題と認識したためである。従来、父親が公文書管理にあたっていた国有奴隷であり、ニコマコスは現在は市民権を得ていると先行研究は見做す向きが多い。しかし、そのような前提に立って、彼の経歴を再構築しようとしてみれば、幾つもの疑問・不明点に突き当たる。先行研究は、依然、弁論作家のレトリック十分な検討を加えているとは言い難い。このレトリックを可能な限り見極め、ニコマコスの実像に迫ることは、一見遠回りではあるが、供犠暦再編纂事業と当時のアテナイ民衆の宗教的態度の包括的な検討に欠かせぬものと考える。先行研究調査の過程で上記の問題点を導き出した上で、以下の各点からニコマコスの身分問題について考察を進めた。・法再編纂事業の目的と経緯(先行研究からの比較・検討)・公文書館と書記職の成立と時代変遷、法編纂事業との関連・アテナイにおける(国有)奴隷の(公的)活動・法廷弁論におけるレトリックの問題各点それぞれが独立したテーマとも見なせるもので、これらの概略を把握することにも時間を要し、本年度は、この問題の検討の途中までしか果たせなかった。引き続き検討し、来年度以降に具体的な成果としてまとめる予定である。
平成25年5月13日現在不安定プラークの早期・特異的同定:プレターゲティング法による組織因子イメージング

組織因子(TF)の選択的な描出により不安定な動脈硬化プラークを特異的に検出しうる新しい核医学イメージング法の構築のための研究を行った。その結果、(1)18F標識ビオチン誘導体の合成法、(2)モデル動物におけるPET撮像条件・TF発現、(3)抗ウサギTF抗体の動脈硬化病変への集積性、(4)抗ウサギTF抗体の血液からのクリアランスに関する知見を得た。本研究により、TFイメージングのための基盤的技術の構築が出来た。心筋梗塞や脳梗塞の根幹的原因である“動脈内のプラーク"の不安定性を精度よく評価できる診断法の開発が臨床画像診断学の急務である。本研究の目的は、プレターゲティング法を取り入れ、動脈内プラークの破綻とそれに伴う血栓形成に深く関与する組織因子(Tissue Factor, TF)の選択的な描出により不安定プラーク(粥状動脈硬化巣)を特異的に検出しうる新しい核医学イメージング法を提案することにある。この目的達成のため、平成24年度は大腿動脈バルーン傷害モデルウサギを用いて以下の検討を行った。1)プレターゲティング法のプレ投与薬剤の動脈硬化病変への集積性の検討:99mTcで標識したプレ投与薬剤(99mTcにより標識した抗ウサギTF抗体:99mTc-TF-mAb)を上記モデルウサギに静脈内投与して、動脈硬化病変への集積性を検討した。陰性対照として同一サブタイプであるIgG1の99mTc標識体(99mTc-IgG1)を用いた。その結果、99mTc-TF-mAbの病変/正常動脈の集積比は、99mTc-IgG1の場合に比べ高く、プレ投与薬剤である抗ウサギTF抗体が動脈硬化病変に集積することが示唆された。2)血中放射能推移に関する検討:プレ投与薬剤の血中からの消失(クリアランス)について検討するため、99mTc-TF-mAbを上記モデルウサギに静脈内投与して、血中放射能の時間的推移を測定した。その結果、放射能の病変動脈/血液の比は、投与後6時間で0.5、24時間で0.7であり、投与後24時間においても血中放射能は病変動脈への集積よりも高かった。よって、プレ投与薬剤と放射性核種標識ポスト薬剤の投与間隔は、24時間以上要することが示唆された。以上の検討により、プレターゲティング法による組織因子(Tissue Factor, TF)イメージングのための基盤的技術の構築が出来たものと考えられる。心筋梗塞や脳梗塞の根幹的原因である"動脈内のプラーク"の不安定性を精度よく評価できる診断法の開発が臨床画像診断学の急務である。この目的達成のため、今年度は以下の研究を実施した。1)anti-TF-mAb-SAv/18F-FBBのシステムの合成検討18F標識ビオチン誘導体18F-FBBは、プレターゲティングユニットであるanti-TF-mAb-SAvと高い親和性を持つポストプローブであるが、18Fの半減期が約2時間であるため迅速な合成が必要である。この18F-FBBの標識前駆体である18F標識スクシンイミド誘導体18F-SFBの迅速合成のため、合成条件(温度、時間、溶媒等)を詳細に検討した。その結果、[18F]SFBの収量として4.7 ±0.7 GBq(照射条件25 &#61549;A, 20 min)、放射化学的収率として33.6 ±9.5%(減衰補正なし)を達成した。合成時間は約55分程度、HPLCで求めた放射化学的純度は95%以上であり、迅速かつ高純度の[18F]SFBを得ることに成功した。2)モデル動物におけるPET撮像条件・TF発現の検討TFイメージング実験の前段階として、大腿動脈バルーン障害ウサギを用いて、18F-FDGによるPET撮像実験と、病変部位におけるTF発現の検討を行った。PET撮像実験により200 MBq/rabbit程度の投与量で、動脈硬化病変を明瞭に描出できることが分かった。また、免疫染色により病変部における高いTF発現を認めた。18F標識ビオチン誘導体18F-FBBの合成はやや遅れているものの、この18F-FBBの標識前駆体である18F標識スクシンイミド誘導体18F-SFBの迅速合成のための合成条件を確立できた。また、モデルウサギにおいて、PET撮像条件を確立し、高いTF発現を明らかにできた。
オリゴマー形成によるGタンパク質共役受容体の機能調節機構

アデノシン受容体のサブタイプであるA1アデノシン受容体のホモダイマー形成に関与する部位(インターフェイス)の検索をおこなう目的でTM4とTM5に存在する特定のアミノ酸残基を変異させ、BRET法により解析したところ、これらのアミノ酸はダイマー形成には関与せず受容体活性そのものに重要であることを偶然に見いだした。このアミノ酸はGPCR間にて保存性の高い132番目のTrpであり、分子モデリングからもリガンド結合に関与するTM3とTM5の4つの残基と近接しており、リガンド結合活性に重要な役割を果たしていることが推測された。多くのGタンパク質共役受容体(GPCR)同士が細胞膜上でダイマーを形成してGPCRの特異性,細胞内移動,シグナル伝達などに変化を与えることが報告されている。我々はGPCR型プリン受容体であるアデノシン受容体やP2Y受容体がダイマーを形成しやすく,いろいろな組み合わせでヘテロダイマーやホモダイマーとなることを示してきた。このようなGPCR同士のオリゴマー形成の分子機構の解明のためにG_<i/o>。型プリン受容体のひとつであるA_1アデノシン受容体のホモダイマー形成に関与するインターフェイスの検索を試みた。A_1アデノシン受容体の膜貫通ドメイン(TM)のうちTM4とTM5に着目した。これらTMのアミノ酸の中で受容体分子の外側に露出していると思われるアミノ酸をそれぞれ2個選び,計4個のアミノ酸のsite-directed mutagenesisをおこない,ホモダイマー形成への影響を調べた。培養細胞に発現させ,細胞膜画分のウェスタンブロットや免疫共沈降でダイマー形成を解析した。その結果,ホモダイマー形成率においてワイルドタイプ受容体と変異体の間にはほとんど差はなく,これらのアミノ酸がA_1アデノシン受容体のホモダイマー形成に直接に関与する可能性は低い。ところが,4種の変異体のうちTM4のTrpを変異させた変異体がリガンド結合活性を失っていることがわかった。アンタゴニストおよびアゴニストとの結合活性を失うており,この残基がリガンド結合サイトの形成に重要な役割を果たすことが示噂される。実際,A_1アデノシン受容体のリガンド結合部位の推定立体構造から,このTrp残基はリガンドと直接結合するのではなく,リガンド結合ポケットの形成を安定化する役割を果たしていることが予想された。今回の研究では,ダイマーインターフェイスを探るという当初の目的を果たすことができなかったが,副次的にA_1アデノシン受容体の活性に重要なTrp残基の存在をアデノシン受容体において初めて明らかにすることができた。アデノシンやATPなどのプリン化合物は細胞膜に存在するアデノシン受容体やP2受容体(プリン受容体と総称される)に結合することで神経活動、筋肉の収縮や弛緩、睡眠など多種の生理作用を調節することがわかってきた。我々はこれまでプリン受容体の調節機構としてタンパク分子との相互作用、とりわけ受容体同士のダイマー形成がプリン受容体の活性や機能を調節する可能性を示す結果を報告してきた。今年は昨年に引き続き、アデノシン受容体のサブタイプであるA_1アデノシン受容体のホモダイマー形成に関与する部位(インターフェイス)の検索と解析をおこなった。結晶構造が明らかになっているロドプシン構造をもとにしたモデリングでTM4とTM5がダイマーインターフェイスである可能性が示唆されたので、TM4とTM5に存在するアミノ酸の中で外部と相互作用しやすい部位に存在する4ヶ所のアミノ酸残基を変異させ、BRET法によりダイマー形成が阻害されないかを調べた。しかし、予想に反してこれらの変異体のダイマー形成率は、野生型に比べて減少しなかった。一方、興味深いことにこの変異体はリガンド結合を失っていること、それが132番目のTrpであることが明らかになった。このTrpはA_1アデノシン受容体のみならず、ほかの多くのGPCRにおいて極めて保存性の高い残基であることは注目に値する。Trp132の変異を受けたA_1アデノシン受容体が細胞膜に正常にローカライズできない可能性は受容体を発現させた培養細胞における受容体の免疫顕微鏡観察及び細胞膜ビオチン化実験により否定された。Trp132をAlaのみならずPheに変異させても活性は失われるので、Trp側鎖の芳香性が失われたことが失活の原因ではない。分子モデリングにより、Trp132はリガンドに近いTM3とTM5の4つの残基と近接しており、互いに直接結合している可能性が示唆され、リガンド結合活性に重要な役割を果たしていることが示唆された。
LSP教員研修を基盤とした実践的外国語(英語)教員研修カリキュラムの構築

本研究は、「ELPと教員研修との関係性」、「外国語教育研修における多言語多文化の背景」、「実践的外国語教員研修カリキュラムの実効性との日本への応用」、「日本における実践的外国語教員研修カリキュラム開発」という4段階の調査研究をもとに、LSP教員研修システムの信頼性と妥当性を検証し、ヨーロッパで進められているELP(European Language Portfolio)及びCLIL(Content and Language Integrated Learning)と教員研修の実態を背景として、日本における実践的な外国語(英語)教員研修の枠組を構築することを目的として実施している。本研究は、LSPの理念を基盤とした教員養成と研修システムの枠組の構築を最終目的として設定した、平成1719年度実施した文部科学省科学研究費補助金基盤研究(C)「外国語(英語)教員研修実態調査に基づくLSP教員養成・研修システム開発」(課題番号17520395)の継続研究として、実践的外国語(英語)教員研修カリキュラムの構築を目的として実施している。本年度はその初年度にあたり、主として、資料収集とネットワークの構築に焦点を当てた。外国語教員研修カリキュラム構築にあたり、英国とフィンランドの実践を中心としてヨーロッパの取り組みが最も参考となることが本年度の調査から分かった。当初の計画では、オーストラリアと香港も視野に入れていたが、時間と労力の関係からヨーロッパの外国語教育と教員研修の調査から日本の実践的外国語(英語)教員研修カリキュラムの構築を考えることが効果的であり、かつ、ヨーロッパにおけるCEFR (Common European Framework of Reference for Languages)(ヨーロッパ言語参照共通枠組)の理念と実践に焦点を当てた言語教師認知の研究に大きな可能性があると判断したからである。特に、ELP(ヨーロッパ言語ポートフォリオ)とCLIL(内容と言語を統合した言語教育)、さらに、教師の自律や反省的実践家としての外国語(英語)教師の育成プログラムが、本研究の明確な目標として設定できたことは意義深い。研究の初年度としては十分な成果があり、実践的外国語(英語)教員研修カリキュラムの構築の骨子の試案を次年度に示すことができる可能性が出てきた。本年度はその2年目にあたる。初年度と同様、資料収集とネットワークの構築に焦点を当てた。外国語教員研修カリキュラム構築にあたり、イタリアとスペインの実践を中心としてヨーロッパの取り組みをさらに探求した。初年度の調査からヨーロッパを深く調査することが本研究の目的の達成のために最善と考えたからである。本年も昨年に引き続き、ヨーロッパにおけるCEFR (Common European Framework of Reference for Languages)(ヨーロッパ言語参照共通枠組)の理念と実践に焦点を当てた言語教師認知の研究に集中して取り組んだ。特に、ELP(ヨーロッパ言語ポートフォリオ)とCLIL(内容と言語を統合した言語教育)さらに、教師の自律や反省的実践家としての外国語(英語)教師の育成プログラムの概要が次第に明らかになった。昨年度と併せて十分な成果があり、実践的外国語(英語)教員研修カリキュラムの構築の骨子の具体案の素地ができた。本年度はその3年目にあたる。2年間の海外と国内での専門家と教師に対する質的な基礎調査を受けて、「外国語(英語)教員研修実態調査に基づくLSP教員養成・研修システム開発」で提示した教員研修スタンダードの検証をほぼ終えた。本年度は、その結果を受けて、最終的な詰めをするために、英国とフィンランドの研究協力者と打ち合わせし、CLILに焦点を当てることのメリットを確認した。また、教員研修の面で成果を上げているフィンランドの教員養成と教員研修が、本研究が目指す実践的外国語(英語)教員研修カリキュラムの理念に参考となる面が多いことが分かった。さらに、ヨーロッパにおけるCEFR(Common European Framework of Reference for Languages)(ヨーロッパ言語参照共通枠組)の理念と実践に焦点を当ててこれまで調査し、最新の分野である言語教師認知の研究を取り入れ、質的に教師の思考を探求することの重要性を理解した。その点から、CLIL(内容と言語を統合した言語教育)と教師の自律や反省的実践家としての外国語(英語)教師の育成プログラムを取り入れる必要性に注目し、実践的外国語(英語)教員研修カリキュラムの柱とすることにより、最終年度のまとめに入る予定である。本研究では、実践的外国語(英語)教員(Practical Language Teacher)(PLT)研修の枠組みを構築すべく4年間取り組んだ。主たる調査研究の焦点は、実際に外国語教員がどのように活動しているのかということにあり、フィールドワークに時間と労力がかかったが、相当の知見を得られた。本研究の成果は、最終的には、10項目のPLTスタンダードとしてまとめ、外国語教師が自律的に研鑛するシステムを提示し、ウェブ(http://lspteachereducation.blogspot.com/)よりダウンロードして利用できるように冊子としてまとめた。

当初、外国語教員のネットワークの構築を試みたが、各国とも教育システムが異なり、また、多忙であるということにより、計画した通りには行かなかった。しかし、LSPの理念を基盤とした教員養成と研修システムの枠組の構築を目的として実施した平成1719年度実施した文部科学省科学研究費補助金基盤研究(C)「外国語(英語)教員研修実態調査に基づくLSP教員養成・研修システム開発」(課題番号17520395)の継続研究としてスタートした本研究は、実践的外国語(英語)教員研修カリキュラムの枠組みをより具体的に示すことはできたと考える。特に、調査の結果、CLIL(内容と言語を統合した言語学習)と教師の自律や反省的実践家としての外国語(英語)教員の育成プログラムの2点に注目することとした。詳細は、報告書として冊子としてまとめウェブに公開してある。また、適宜学会等で発表する予定である。今後さらにその知見を実践に生かすべく努力していきたい。.
成長期における運動経験の有無が月経状態に及ぼす影響

スポーツ選手に認められている無月経、摂食障害、骨粗霧症が、思春期の運動経験に乏しい若年女性に対しても同様に複合的な形で認められるなら、運動の特性を無視した現代女性一般の問題としても考えられるが、そうでなければ、思春期における運動への取り組み方を考え直す為のエビデンスとして有効であるとして企画された。本研究の被験対象者は、これまで通りに、日々激しいトレーニングを行っている高校女子選手に加えて、一般高校生、そして成長期の身体活動量が少ない芸術系大学生とし、体組成、骨密度、摂食態度、月経周期状態を調査し、これらの項目の相互関連に関して検討を行った。研究期間内にこれらの項目を測定した人数は、一般女子高校生が145名、高い競技レベルの高校女子スポーツ選手が57名、女子大学生が356名であった。一般女子高校生での続発性無月経者の発現率は、全体の2%程度と低いものであった。これに対して競技スポーツ選手では、続発性無月経または初経遅延者が約10%と高率で認められた。高校スポーツ選手では、無月経または初経遅延者の全てが低体重および低体脂肪率であり、摂食態度も異常またはそれに近く、血漿レプチン濃度も低値であった。高校女子スポーツ選手では、日々の激しいトレーニングによるエネルギー消費量の増大に加えて、摂食を制限することによるエネルギー利用率の低下が、体重および体脂肪率を低下させていることが判明した。特にこれらの現象は、審美性のスポーツにおいて観察されることから、競技の審査基準の見直しが必要であると考えられた。女子大学生においては、スポーツ経験または実施状況、摂食態度および身体組成に関わらず続発性無月経者が1人だけであり、その他は周期異常が認められるものの月経を有していた。3年間の研究成果は、思春期女子の競技スポーツ活動のあり方が、その後の将来に亘る健康に大きな影響を及ぼす可能性を示した。本研究の目的である月経異常と身体組成および形態の関連を、女子大学生および高校生を対象に実施した。全測定人数は、237名であった。女子大学生においては、スポーツ実施状況に関わらず続発性無月経の発症者は一人もおらず、正常周期者が100名、月経周期異常者が27名であった。女子高校生においては、日々激しいトレーニングを実施している新体操および空手選手(21名)と一般高校生(77名)を対象に調査を実施したスポーツ選手では、続発性無月経(3名)、未経(2名)および月経周期異常(10名)が確認されたが、全体から考えると少数であった。一般高校生に関しては、52名が規則的な月経周期を有し、不規則であるものは25名であった。したがって、スポーツ群以外で続発性無月経の被験者を発見することはできなかった。よって、16年度も引き続き測定を行うことで、発見することに努めたい。なお今年度の成果を以下で発表および発表が決定している。1.「高校新体操選手の摂食態度異常と身体的および血液生化学的特徴」.第58回体力医学会,静岡,2003年9月19-21日2.「女子高校生運動選手の摂食態度が月経周期、骨密度に及ぼす影響」.第2回発育発達学会,愛知,2004年3月27-28日本研究は、若年女子のスポーツ経験の有無と月経異常、摂食態度および身体組成との関連を検討するものである。これまでに測定した人数は、一般女子高校生が145名、高い競技レベルの高校女子スポーツ選手が52名、女子大学生が240名となった。

女子大学生においては、身体組成、スポーツ実施状況、摂食態度および身体組成に関わらず続発性無月経者が1人だけであり、その他は周期異常が認められるものの月経を有していた。月経周期異常の有無に体組成および摂食態度の明らかな影響は認められなかった。一般女子高校生においても同様に、続発性無月経者は3人だけであるのに対して、競技スポーツ選手では、続発性無月経および初経遅延者が高率で認められた。高校スポーツ選手の無月経には、摂食態度の重度の異常が大きく関与し、栄養摂取の制限、特に炭水化物の制限が顕著に認められ、これらは血小板および血液中のアルブミン濃度が低下するレベルにあった。またこれらに血液中のレプチン濃度の低下と血清コレステロール値の上昇が認められ、神経性食欲不振患者の血液動態と一致した結果であった。これらの結果は、日本体力医学会、ヨーロッパスポーツ科学会、日本発育発達学会、プレアテネオリンピック学会、トレーニング科学研究会等で発表し、その一部をJournal of training sciences for exercise and sport等で報告している。この2年間の研究では、激しいスポーツ活動を実施している高校生以外で、続発性無月経の被験者を発見することはできなかった。この結果は、高校生レベルの発育状況で、激しいスポーツ活動を実施していなければ、月経周期に異常を及ぼすことは考えられず、大学生にいたってはこの状況が顕著となる。したがって、これまでの研究成果は、思春期女子のスポーツ活動のあり方が将来の健康に影響する可能性を示唆している。本研究は、若年女子のスポーツ経験の有無と月経常態、摂食態度および身体組成の三者の関連を検討することを目的として、3年間に亘り調査を行った。本年は、研究期間最後の年度であり、研究データの追加およびまとめを行った。本年度調査した人数は、高い競技レベルの高校女子スポーツ選手が5名、女子大学生が116名であった。本年度調査した女子大学生においては、身体組成、スポーツ実施状況、摂食態度および身体組成に関わらず続発性無月経者は存在しなかった。前年度までのデータに加えて検討しても月経周期異常の有無に体組成および摂食態度の明らかな影響は認められなかった。これに対して高校新体操選手では、17歳であっても未経者が2名存在し、彼女達の摂食態度異常および低体脂肪率が無月経を誘発している可能性が十分に考えられる結果であった。骨密度に関しては、体重、BMI、月経の有無、摂食態度のいずれも有意な関係は示しておらず、女子大学生では運動経験の長さに比例して骨密度は高値を示しており、高校スポーツ選手においても運動によって同年齢の相対値で10%近く高値であった。したがって、若年女子の骨密度において最も重要なのは、月経の有無よりは、運動経験の有無であり、さらに運動実施期間が長ければ効果的であることを示した。これらの結果は、日本体力医学会および日本体育学会で発表した。これまでの研究結果は、無月経が生じる要因に摂食態度異常および低体脂肪が関係することを支持するが、これらが即に骨粗鬆症に繋がるわけではなく、骨への影響は、無月経状態が長期に亘り継続していなければならないことを示した。したがって、女子アスリートの三徴である、摂食障害および無月経が先であり、これらの状態の期間が長いほど、骨粗鬆症を引き起こすことが示唆された。さらに、高い競技レベルにある思春期女子のスポーツ活動のあり方が将来の健康に影響する可能性を示唆した。
高次化学センサ情報処理用1ビットデジタルニューラルネット回路の研究

現在、ニューラルネットをLSIで実現するニューロチップの研究が数多くの機関で研究されている。本研究では新しいデジタルニューラルネット回路のアーキテクチャとして1ビットデジタル演算方式に基づく方法を提案し、それをLSIとして実現すると共に具体的応用を化学センサ情報処理に定めて、実際のセンシングの実験を行うところまでを目標とした。具体的には、複数の水晶振動子ガスセンサの応答パターンをパターン認識して匂いを学習・識別する回路であり、匂い濃度に影響されずに種類を識別する機能を計測回路まで含めて1チップのLSIに実装することを行った。LVQ方式のニューラルネットを計測回路も含めて24000トランジスタ規模のLSIの中に組み込み、チップ試作サービス機関を利用して試作した。オフラインで得た複数の水晶振動子ガスセンサの応答パターンをRAMに記憶させ、それをネットワークに入力することで確認することができた。さらに116000トランジスタ規模のニューラルネット回路も自己テスト機能、コンピュータインタフェースも含めて設計した。この場合はメモリ部分をフルカスタムで設計し、ビルディングブロック方式でレイアウトした。評価ボードを用いた回路の検証はこれから行う。一方、FPGAに実装した回路は、携帯用匂いセンサの実験のために組んだ簡易な測定系で匂いの測定を行いオンラインで学習識別実験を行い、炭素数が同じで官能基が異なる匂いの識別が可能なことがわかった。また、1ビット演算回路に関しては、ニューラルネット以外のセンサ情報処理回路にも有用であり、匂い・ガス流の方向推定回路にも応用した。その結果、オプティカルフローの拘束式を解く線形連立方程式を本回路で解くことができるのをFPGAによる実験で確認した。本研究では、オーバーサンプリング方式でA/D変換された1ビット信号により、信号の伝送及び演算を行うニューラルネット回路の実現し、高次化学センサを目的とする。1ビット演算回路は配線数が少なく、回路規模が少ないという特長があるのでニューラルネットを実現する回路方式として適している。本年度は、その基本回路である加減算、絶対値、積分演算を行う回路を1ビット演算回路を設計し、シミュレーション及びFPGA上に実装して動作を確認した。また、化学センサとして複数の水晶振動子匂いセンサを用いることを考え、発振周波数変化を周波数カウンタにより計数し、その結果をオーバーサンプリングして△-Σ変調信号に変換する回路を実現し、シミュレーション及び実験で動作を確認した。さらに、ニューラルネットの重み係数を1ビット信号化してFIFOメモリに格納し、それを読み出す回路を設計し、動作確認を行った。そして、これらの基本回路を連結させて、ニューラルネットの一つであるLVQ(Learning Vector Quantization)回路の識別部を製作し、周波数変化測定回路と一体化して、匂い種類に相当するようなカテゴリ判別が可能なことを、FPGAを用いた実験により確認した。また、線形方程式の係数を最小二乗法により推定する回路を1ビット演算回路により構成し、方式シミュレーションにより基本動作を確認することができた。本研究ではオーバーサンプリング方式でA/D変換された1ビット信号により、信号の伝送及び演算を行うニューラルネット回路を実現し、高次化学センサへ応用することを目的としている。昨年度は、基本演算回路及び水晶振動子匂いセンサと本回路のインタフェース回路を確立し、LVQ(Learning Vector Quantization)回路によるカテゴリー判別回路を試作した。本年度は、LVQ回路を実現する上で必要なWinner Take All回路の方式及び学習回路方式を検討し、VHDLの回路記述、シミュレーション、FPGAへの実装を行った。その結果、アセトン、ヘキサン、アンモニア等に対する半導体ガスセンサ応答パターンの識別に成功した。さらに異なる濃度の匂いに対しても匂い種類の識別ができるように、センサ応答規格化回路を設計し、シミュレーションにより良好に動作することを確認した。この回路は割り算を行わずに規格化を行うので、小規模な回路で実現できる。水晶振動子ガスセンサによる測定データを用いてシミュレーションした結果、濃度が異なっても応答パターンの比較的類似したエステル、ケトン等のパターン識別が可能であることがわかった。本件に関して、現在特許出願準備中である。

また、線形方程式の係数をLMSアルゴリズムにより推定する方法も昨年度提案したが、これは匂いが飛来する方向を探知する匂い源探知コンパスの信号処理に応用し、シミュレーションにより動作を確認した。現在、FPGAに実装して動作検証を行っている。また、1ビット要素演算回路をLSIチップ試作サービスを通じてASICとして実現し、良好に動作することを確認した。本研究では匂いセンサに応用することを目指して1ビットデジタル演算を用いたニューラルネットワーク回路を開発した。昨年度、LVQ(Leaning Vector Quantization)回路及び水晶振動子ガスセンサとのインタフェース回路を設計し、FPGAに実装して動作を確認した。本年度はその回路をベースにして、測定、識別、学習回路を含んだASIC(Application Specific IC)を設計し、チップ試作サービス(VDEC)を通じて試作した。CMOS0.5μmプロセスを用いて24000トランジスタを4.8mm角の中に実装した。このネットワークには4参照ベクトルが含まれるが、参照ベクトル用のFIFOメモリはチップ内に入れることはできずに外付けとした。試作後、評価ボードを作成して動作を検証しニューラルネットワーク部が正しく動作することを確認した。ただし、測定データを格納するRAMは動作せず、その原因を調査中である。また、このチップはスタンダードセルのみを用いて設計したが、メモリをチップ内で実装するにはメモリ部のフルカスタム設計が必要である。また、メモリの容量を減らす回路的な工夫も行った。フルカスタム設計のメモリを含んだ全体をビルディングブロック方式でレイアウトして、0.35μmCMOSプロセスで、メモリ、テスト信号発生回路、コンピュータインタフェース回路を含めて16参照ベクトルの回路を約4mm角のチップに収めることに成功した。このチップのトランジスタ数は116,000で現在試作依頼中である。また、分解能を損なわずに高速サンプリングできる周波数変化計測回路がシステムの識別能力を高めるために必要であり、本研究ではレシプロカル方式のカウンタを設計試作した。その結果、アナログ回路とのハイブリッド方式で64ms,デジタル回路のみの場合128msecの時間分解能を達成することができ、FPGAで動作を確認した。周波数分解能はいずれも約1Hzであった。さらに1ビットデジタル演算を用いた匂い・ガス流方向推定回路に関しても、検討した。
大腸癌の新たなバイオマーカーによる癌予測診断と治療法の開発

我々はこれまで、Liquid biopsyの先駆けとして血中循環癌細胞(Circulation tumor cells:CTC)に注目し、特に循環癌幹細胞(Circulation cancer stem cells:CTSC)は悪性度が高く、再発・予後予測マーカーとして重要であることを報告してきた。今年度は、CTCのheterogeneityが癌の進展や薬剤治療効果に影響する可能性が危惧されていることから、CTCの発現分子を多重蛍光染色で解析し、次にCTCのsingle cellを採取してその遺伝子変異の特徴を次世代シークエンスで明らかにした。(1)CTC発現分子の解析:大腸癌血液サンプルのCTCに蛍光多重染色を行い、イメージサイトメーターでその数を測定し、癌の進行度との関連性を検討した。用いた抗体は、FITC標識上皮系マーカー(AE1/AE3)と腫瘍マーカー(CEA), Texas Red標識癌幹細胞マーカー(CD133, CD44)、PerCP-Cy5.5標識EMTマーカー(PLS-3, Vimentin)である。大腸癌の病期ごとにその違いを検討したところ、癌の進行に伴い、癌幹細胞分子を発現したCTC(CEA+CD133+CTCおよびCK+CD44+CTC)およびEMT関連分子を発現したCTC (CEA+ PLS3+CTCおよびCK+CD44+ Vimentin+ CTC)の割合が増加した。特にstage IVにおけるこれらの分子を発現したCTCの数は、stageI,IIに比べて有意な高値を示した。(2)CTC遺伝子変異の解析:同一症例の大腸癌原発部組織とCTCの遺伝子解析を、次世代シークエンスを用いておこなった。CTCのシングルセルは誘電泳動マイクロウエルアレイシステムで採取した。原発部癌組織とCTCのDNA変異の比較したところ、約7割の遺伝子変異が共通していた。術後再発を認めた症例のCTCにおいて、新たな遺伝子変異が確認された。これらの結果から、大腸癌の進行により、CTCに悪性度の高い分子の発現や、原発巣にはみられない新たな遺伝子変異が確認された。癌病態のリアルタイムな変化を確認し厳密な個別化治療をおこなうために、CTCの臨床的有用性は高いと考えられた。本年度の目標は、大腸癌症例におけるCTCの発現分子をより詳細に検討し、シングルセルレベルでの遺伝子変異を、次世代シークエンスで明らかにすることであった。今年度、イメージサイトメーターという新しい機器を用いて、CTCの発現分子を癌幹細胞およびEMT関連分子を含めて多重染色し、予後不良な患者のCTCにより悪性度の高い分子が発現していることを明らかにした。さらに新しい細胞採取システムである誘電泳動マイクロウエルアレイシステムを用いてシングルセルを採取し、次世代シークエンスよる遺伝子解析を成功させた。このように、本年度の研究の進展は、従来の目的を達成しているものと考える。平成28年度は血漿エクソソーム内包microRNAに注目し、大腸癌早期診断、再発予測診断および予後予測診断マーカーとしての有用性を検討した。血漿エクソソームは超遠心法で分離し、RNAはmiRNeasy Serum/Plasma Kitを用いて抽出した。microRNAの測定は、TaqMan microRNA assayで行ない、外部標準としてCel-miR-39、内部標準にmiR-16を用いた。microRNAのプロファイリングはmiRNA Arrayで検討した。まず、再発症例に特異的なmicroRNAを明らかにするため、大腸癌再発症例、治癒症例、健常人の血漿エクソソームのmiroRNA発現パターンをmiroRNAアレイで比較検討し、再発群で高発現を認めたmicroRNA-21(miR-21)とmicroRNA-X(miR-X)を選出した。次に、これらのmicroRNAの早期診断および再発予測診断マーカーとしての有用性を、大腸癌326例を対象に癌の病期別に明らかにした。血漿エクソソームmiR-21およびmiR-Xは、大腸癌の進行により有意に上昇した。さらに、腫瘍組織と血漿エクソソームmicroRNA発現の間に有意な正の相関を認めた。病理因子との関連性において、エクソソームmiR-21とmiR-Xは肝転移および病理病期と有意な関連性を示した。生存曲線解析において、エクソソームmiR-21とmiR-X高発現群の全生存率および無再発生存率は、低発現群に比較し有意に低下した。Cox比例ハザードモデルによる多変量解析において、エクソソームmiR-21とmiR-Xは全生存および無再発生存に対して有意差を示した。大腸癌の病期別に解析したところ、TNM stage II、IIIおよびIVにおいて、エクソソームmiR-21とmiR-X高値群は低値群に比べ、全生存率および無再発生存率が有意に低かった。病期別にCox多変量解析を行ったところ、血漿エクソソームmiR-21およびmiR-Xは独立した予後因子であることが明らかとなった。これらの結果から、エクソソームmiR-21およびmiR-Xは、大腸癌の各病期で有用な再発および予後予測因子であることが判明した。本年度は、大腸癌再発予測診断に有用な、血漿エクソソーム内包microRNAを明らかにし、大腸癌の再発予測および予後予測マーカーとしての有用性を明らかにすることであった。まず、microRNAアレイを用いて、大腸癌再発症例、治癒症例および健常人のmicrRNAのプロファイリングを詳細に検討た。

その結果、これらの大腸癌の早期診断および再発予測診断マーカーとして期待しうるmiR-21とmiR-Xを抽出した。次にvalidation setとして大腸癌326例を対象に、これらのマーカーの再発および予後予測マーカーとしての有用性を検討した。その結果、血漿エクソソーム由来miR-21およびmiR-Xは、いずれも大腸癌組織での発現を反映しており、癌の進行度によって有意に上昇しているが明らかとなった。さらに大腸癌の病期別による解析でも、再発および予後予測診断として有用であることが判明した。このように、本年度の研究の進捗状態は、本来の目的を十分に達成しているものと考える。平成29年度は、Liquid biopsyとして注目されている血漿エクソソーム内包microRNAのうち、大腸癌再発症例で高発現を認めたmicroRNA-21 (miR-21)とmiR-Xの再発および予後予測マーカーとしての有用性を、昨年度にさらに症例数を加えて癌のステージ別に検討した。その結果、大腸癌のステージIIIのみならず、ステージIおよびIIといった早期癌においても、独立した再発予測マーカーとなることが明らかとなった。さらに、大腸癌の化学療法後のモニタリングマーカーとしての有用性を経時的に検討したところ、これらのmicroRNAの測定により、CTよりも早い段階で癌の再発予測が可能であった。次に、Liquid biopsyの候補としてcirculating tumor DNA (ctDNA)のバイオマーカーとしての有用性を検討した。まず、大腸癌30例の原発部腫瘍組織の遺伝子変異を次世代シークエンスで解析し、遺伝子変異部位を特定した。これらの症例で高頻度に変異が認められた遺伝子は、TP53、KRAS、APC、BRAF、KDRなどであった。次に、同一症例の血漿サンプルで、腫瘍組織と同じ遺伝子変異を示すctDNAをデジタルPCRで測定した。その結果、腫瘍組織と同じ遺伝子変異を持つctDNAが、7割の症例に確認された。ctDNAの検出率は、癌の進行度とともに上昇した。ctDNAは体内の腫瘍量と密接な関連性を示した。さらに、末梢血中のctDNAと化学療法剤による治療効果の関係を検討したところ、CTによる画像解析の結果と強い関連性を認め、モニタリングマーカーとなる可能性が示唆された。今後は、CTCの分子マーカーおよび遺伝子変異と、化学療法剤と分子標的薬の薬剤耐性および治療効果との関連性を解析する。さらに、Liquid biopsyの新たなバイオマーカーとして注目されている血漿エクソソームmicroRNAを加え、早期癌のマーカーおよび転移・再発・予後予測マーカーとしての有用性などについて検討する。このような癌に対するLiquid biopsyに基づくバイオマーカーの特色、利点および課題を明らかにし、臨床の場に即したより厳密な個別化医療を礎を築くことを目指す。新たな大腸癌症例のサンプリングも継続しておこなう。今後は、今回選出したmicroRNAの治療への応用を考え、ナノパーテイクルなどを用いたドラッグデリバリーシステムを用いて、その有用性を明らかにする。
オンチップ免疫粒子電気泳動原理によるヒト乳がんエクソソームの１粒子解析

免疫電気泳動原理による乳がんエクソソーム分析について、データベースに登録された学術論文と特許文献に対して計量書誌学的アプローチによる分析を行うことにより、昨年度までの成果を取りまとめる上で重要となる社会実装に向けた知財戦略の側面からの調査研究を加えた。具体的には、エクソソーム関連技術の学術論文数と特許文献数の経時的変化が、学術論文数と特許文献数(パテントファミリーは1としてカウント)が2007年以降大幅に増加するなど、同様の増加傾向であることを確認した。このうち、共通特許分類(CPC)のサブグループに着目して詳細に分析したところ、本研究技術と同様の、粒子分析に技術的特徴がある特許の出願数は2012年以降に特に増加するとともに、権利化が進められていることを確認した。他のサブグループも含めて傾向を俯瞰することで、エクソソーム研究分野における技術開発の動向を、特許文献の書誌学的アプローチによって分析し、予測できる可能性が見いだされた。また、粒子分析に技術的特徴がある特許について世界の研究開発動向を調べると、特に中国において、2017-2018年に出願された複数の特許が早期に登録されており、これらが事業化を急いでいる技術、或いは既存の事業を補強する技術であると推察されることから、今後、中国で公開される特許情報を注視することの重要性が示唆された。この成果をまとめて書籍への原稿を1報執筆するともに、論文1報および学会発表2件を行うことにより、研究成果の社会への還元に努めた。免疫電気泳動原理による乳がんエクソソーム分析について、社会実装に向けた課題の1つである知財戦略の側面から予備的な研究を行った。具体的には、無料で利用可能なデータベースであるGoogle Scholar及びGoogle Patentsに登録された学術論文と特許文献に対して、計量書誌学的アプローチによる分析を行った。エクソソーム関連技術文献の母集団は、「exosome」、「extracellular vesicle」のキーワードを用いて見積もった。特許文献に関しては、17の国及び機関に出願され公開された、16の言語のものを対象とした。エクソソーム関連技術の学術論文数の年次変化は2001年以降微増傾向であったが、エクソソームがマイクロRNAを内包していることが発見された2007年以降大幅に増加し、2007年の約3,000報から2017年の約18,000報へと10年間で約6倍に増加した。一方,エクソソーム関連技術の特許文献数においては、パテントファミリーの出願数が学術論文数と同様の増加傾向であることが確認された。このうち、共通特許分類(CPC)のサブグループに着目して分析したところ、粒子分析に技術的特徴がある特許の出願数は2012年以降に増加し、権利化も進められており、この傾向がエクソソーム関連学会での議題等の傾向と同様であり、エクソソーム研究者が直面する技術的課題を反映しているものと考えられた。また、粒子分析に技術的特徴がある特許について、特に中国において、2017-2018年に複数の特許が既に登録されており、これらが事業化を急いでいる技術、或いは既存の事業を補強する技術であると推察されることから、中国で公開される特許情報を注視することの重要性が示唆されるなど、新たな知見を得た。前年度までの成果をまとめる。すなわち、チップ型エクソソーム解析システムを用いる乳がん細胞株由来のEVおよびエクソソームの粒子径およびゼータ電位を指標した解析法について、これまで得られた成果の位置づけについてとりまとめる。また、本手法を含めたエクソソーム研究に関する技術について、実用化に向けて必要な課題等を計量書誌学的アプローチなどを駆使して検討する。体液による高信頼性診断のマーカーとして注目を集める細胞外微粒子である「エクソソーム」の解析法について研究を行った。エクソソームを用いる実験に先立ち、直径30nmの微小なエクソソーム計測を可能にする性能向上を目指して、チップ型エクソソーム解析システムの光学系の最適化を検討した。測定条件および画像解析法を改善し、サイズ標準ポリスチレンビーズを用いて評価したところ、従来では50nm以上だった検出感度を、30nm以上までに改善した。この条件を用いて、ヒト乳がん細胞株のうち、悪性度の指標として知られる表面HER2タンパク質の発現量が高い細胞株(SK-BR-3とBT474細胞)と低い細胞株(MDA-MB-231とMCF7細胞)に由来するエクソソームを含む細胞外小胞(EV)の粒径分布とゼータ電位の計測実験に着手した。エクソソーム試料は、細胞を無血清培地で48時間培養した後の培養上清から分画遠心法で精製した。得られた分画試料に含まれる粒子の粒径とゼータ電位をチップ型エクソソーム解析システムで計測した。1mlあたり1億個の粒子となるように濃度を調整し、分析チップのマイクロ流路に導入し、暗視野光学系で検出した。ブラウン運動解析は粒子の重心位置をトラッキングして拡散係数を求め、アインシュタイン・ストークスの式により算出した。その結果、4種類全ての細胞株から分泌されたEV試料中に、30-50nmの粒子が全体の60%程度存在することを確認した。従来装置では得られなかった粒径分布を正確に把握できることが示された。また、粒子電気泳動実験を応用することにより、30nmまでの粒子の粒径とゼータ電位を計測できることを確認した。

得られた成果は、雑誌論文1件、学会発表16件(国際学会7件、国内学会9件)、図書2件として発表した。EVの計測実験に先立って、チップ型エクソソーム解析システム試作機の光学系を最適化し、30nmまでのエクソソームの計測を可能にするべく検出感度の改善を検討した。その結果、これまでの50nm以上の検出感度を30nm以上に改善した。この条件を用いて、ヒト乳がん細胞株のうち、悪性度の指標として知られる表面HER2タンパク質の発現量が高い細胞株(SK-BR-3とBT474細胞)と低い細胞株(MDA-MB-231とMCF7細胞)の粒径とゼータ電位の計測を行った。エクソソーム試料は以下の手順で準備した。細胞を無血清培地で48時間培養し、その培養上清を分画遠心法で分離、精製した。具体的には、まず、細胞片などの大きい粒子を取り除くため、培養上清を300×gで10分、2,000×gで20分、10,000×gで100分遠心した。エクソソームを含む上清を100,000×gで200分遠心してエクソソームを沈降させた。10 mM HEPES緩衝液で懸濁した後100,000×gで200分遠心して、エクソソームを含む細胞外小胞(EV)の分画を得た。EV分画を10 mM HEPES緩衝液で懸濁した。分析チップのマイクロ流路にEV試料を流し込み、個々のEVのサイズおよびゼータ電位を解析した。粒径分布は、ブラウン運動解析から得られる拡散係数からアインシュタイン・ストークスの式を用いて算出した。また、パーティクル電気泳動実験により得られる電気泳動移動度(EPM)からヘンリーの式を用いて算出した。4種類全ての細胞株についてEVに30nmまでの粒子が存在し、その粒径とゼータ電位を計測できることを明らかにした。また、エクソソームマーカータンパク質であるCD9、CD63、CD81、HSP70およびHER2の発現量について、ウェスタンブロットによる解析に着手した。本年度に研究を進める過程において、ゼータ電位計測の再現性が得られていないことが判明した。この課題は本技術において極めて重要であるため、その課題を解決する検討を優先的に進めることにした。すなわち、エクソソームを含むナノ粒子をマイクロ流路で観察すると、時間の経過とともに速やかに粒子の数が減少することがあることを観察した。この要因として、粒子と壁との電気的な相互作用あるいは疎水的相互作用の効果であると考えた。そこで、複数のメーカーからコーティング剤を入手し、マイクロ流路のコーティング方法について比較、検討した。モデル粒子としてナノビーズを用いて観察したところ、未コーティングの流路では、負電位ナノ粒子(直径100 nm)は粒子の減少は観察されなかったが、電気的中性粒子(直径100 nm)および正電位ナノ粒子は粒子が減少した。一方、最適なコーティングを施した流路では、電気的中性および正電位をもつナノ粒子の減少は観察されなかった。さらに、電気泳動を印加して電気浸透流を発生させた場合においても、コーティングが安定であることを確認した。抗体と結合したエクソソームの表面電位は正電位の方向に表面電位がシフトすることから、免疫粒子電気泳動実験において、粒子と流路壁との相互作用は重要である。従って、本年度の検討では、エクソソームの免疫電気泳動を再現性よく行うために、重要な基礎技術を構築できた。