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英連邦における医療・福祉人材の国際移動研究

平成30年度は、1医療・福祉人材の国際移動を支える組織としての労働組合の役割を明示、2国民国家を越えた福祉制度形成の可能性を検討、の二点の研究項目に取り組むこととしていた。上記1にあるように、労働組合に関する研究を進めながら、前年度の1)と2)の研究に基づき、最終的には2の国民国家を越えた福祉制度形成の可能性を検討、という項目に取り組むことを予定していた。1の研究を進めるにあたり、イギリスやシンガポールでのヒアリング調査も視野に入れていたが、実際には現地での調査の時間を確保することができず実施に至らなかった。研究実施計画に示した先行研究であるPenninx, Rinus and Judith Roosblad(2000) TradeUnions, Immigration and Immigrants in Europe 1960-1993に基づく文献研究が中心となった。本来は、文献調査を前提に、ヒアリングによって実態を考察することを予定していたが、その作業を行うことができなかった。2については平成29年度からの研究の継続も踏まえ、イギリス、シンガポールを対象に、主に英連邦内部での医療専門職の国際移動を事例として、国民国家の枠組みを超えた福祉システムの展開について、検討を行った。イギリスのEU離脱に伴う医療福祉サービス供給体制への影響についても論文にまとめ、英連邦とEUを拠点とした従来の体制からの転換の可能性を指摘した。また、当初予定していたイギリスとシンガポールだけでなく、日本についても医療現場で進むグローバル化の進展を取り上げ、研究を進めた。平成29年度は、1英連邦における医療・福祉人材の国際移動枠組みの整理、2英連邦における人の移動レジームとアジアにおける人の移動レジームの整理、という二点の研究課題に取り組むことを目的としていた。これについて、現状までの研究実績としては1について作業を進めている段階にある。1について研究を進めるなかで、労働組合や医療福祉分野の職能団体による外国人労働者の受け入れや受け入れた後の彼らへの対応についても同時に検討を行うこととした。したがって、平成30年度の研究のなかで進める予定であった、医療・福祉人材の国際移動を支える組織としての労働組合の役割に関する研究についても、一部並行して行うこととなった。この研究に用いる資料収集についても、平成29年度にある程度進めている。労働組合と職能団体については、現状ではイギリスのみに限定し、ナショナル・センターのTUC、BMA(英国医師会)、BASW(英国ソーシャルワーカー協会)について研究を進めている。外国人労働者を対象に各産業で創設された職能団体として、医師については外国人医師会であるBAPIOやBIDAに関する研究を進めているが、福祉分野の外国人労働者を対象とした職能団体の働きについては現在研究を進めている状況にある。必要に応じて、ヒアリング等を踏まえたデータ収集が求められる。他方で、2で取り組む予定としていたシンガポールに関する分析については十分な研究作業を行うことができていない。これについては、平成30年度に取り組むこととする。本研究課題は、英連邦を対象に医療・福祉分野における外国人労働者の受け入れについて検討するものであるが、この研究課題に取り組むなかで、日本における当該分野の外国人材の受け入れについても研究を始めた。これは、日本の現状について知ることが、英連邦地域の当該領域における外国人労働者受け入れの特殊性あるいは一般性についてより理解を深めることにつながると判断したためである。上記のように、本研究課題の周辺課題についても並行して研究を進めているため、進捗状況としてはやや遅れていると判断した。平成30年度は、1医療・福祉人材の国際移動を支える組織としての労働組合の役割に関する考察、ならびに2国民国家を越えた福祉制度形成の可能性の二点に取り組むことを研究目的とした。研究実績の概要にも記したように、1については平成29年度の研究で一部取り組むことができたが、労働組合だけでなく対象となる医療・福祉分野の職能団体の役割についてもさらなる検討を加えることとする。とくに、福祉分野については現状では十分な検討ができていないことから、今後の課題として取り組む。最終的には、本研究課題の最終的な目的となる2についてその可能性を検討する作業を行う。海外調査や学会等発表に伴う出張を予定しているため、差額はその費用として使用する。
放射光白色Ｘ線を用いた超高線量率Ｘ線照射における放射線生物学的効果についての検討

肺転移モデルマウスを用いた実験の組織学的評価では、スリット状照射120Gyの照射側の肺の腫瘍は顕著に縮小していた。正常肺に対する検討は正常マウスを用いて両側肺に対してスリット照射を行い検討した。ビーム幅25μm、ビーム間隔200μmまたは400μmのスリット照射では、長期生存が得られ、FLASH照射では肺障害等の副作用が起こりにくいことが予想された。組織学的検討ではビーム通過部位に一致して、DNA2重鎖切断が起こっていたが、非照射部には炎症等は見られず、スリット状FLASH照射では肺障害は起こりにくいことが示唆された。本研究では、正常組織に対するFLASH照射を用いた高精細格子状照射の研究で、正常組織・腫瘍組織それぞれでの応答をin vitroおよびin vivo実験にて解明を行うことを目的とした。腫瘍組織と正常組織において異なる生物学的応答が存在することを解明するために、培養細胞およびマウスの肺転移モデルに対してFLASH照射を行う予定であったが、今年度はin vivoの結果のみ得られている。FLASH照射の方法として、ビーム幅25&#181;m、ビーム間隔200&#181;mのslit状照射で120Gy、slitを設けないbroad照射で36Gyとし、マウスの右肺全体に照射を行った。その結果、照射した右肺の肺転移は縮小を認め、また、正常肺への明らかな肺臓炎所見は認めなかった。in vitroでのFLASH照射実験が行なえていないため、当初の予定より遅れている。本研究では、超高線量率の白色X線(FLASH照射)を用いて、高精細格子状に放射線を照射すうることにより、正常組織・腫瘍組織がそれぞれどのような生物学的応答を示すかをin vitroおよびin vivo実験にて解明を行うことを目的としている。今年度は、比較対照とするために、通常の線量率の放射線を照射した場合の正常肺組織における生物学的応答の確認実験を予定し、正常マウスの右肺に対して通常線量率での照射照射実験を行った。通常線量率では照射に時間を要するため、120Gyといった超高線量の照射は不可能であったが、高線量の照射では、肺障害を引き起こすことが確認された。以前の研究結果と照らし合わせ、超高線量率FLASH照射と通常線量率照射との間には肺障害の起こり方に差があることが判明した。次年度のSPring-8のマシンタイムを確保できており、FLASH照射による高精細格子状照射後の正常組織および腫瘍組織に対する効果を解析する。照射線量は24Gy、36Gy、72Gy、120Gyを用いる。正常肺への照射はマウスの腹側から右肺に、肺転移腫瘍モデルマウスについても同様に右肺にFLASH照射を行う。腫瘍組織および、周囲の正常組織におけるアポトーシス・DNA二重鎖切断および修復、バイスタンダー効果に関する因子の解析を行い、正常組織の観察においても、周囲の細胞・組織環境にどのような変化が起こっているかを形態学的、免疫組織学に検討していく予定である。in vitroでのFLASH照射実験が行えていないため、当初の予定より遅れている。本研究では、超高線量率の白色X線の短時間照射(FLASH照射)を用いて、高精細格子状に放射線を照射することにより、正常組織・腫瘍組織がそれぞれどのような反応を占めるか、in vitroおよびin vivo実験にて解明を行うことを目的としている。今年度は、白色X線の超高線量率FLASH照射を用いて、高精細格子状照射後の正常組織および腫瘍組織に対する実験を行った。ビーム幅25μm、ビーム間隔200μm、ピーク線量120Gy/secのマイクロビームを創出し、照射時間を変化させ照射を行った。また、ブロード照射は線量率120Gy/secで照射時間を変化させ照射を行った。呼吸性移動を考慮し、ビーム間隔400μmのスリット照射に関しても検討した。肺転移モデルマウスを用いた実験では、生存率の結果ではブロード照射36Gyの中央生存期間に差はなかった。組織学的評価では、スリット状照射120Gyの照射側の肺の腫瘍は顕著に縮小しており、非照射側の転移性肺腫瘍が生存率に影響した可能性が考えられた。組織学的検討ではビーム通過部位に一致して、DNA2重鎖切断が起こっていたが、非照射部の炎症等は見られず、スリット状FLASH照射では肺障害は起こりにくいことが示唆された。研究計画に示している通り、in vitroおよびin vivoでのFLASH照射実験を進めていき、また同時に通常の線量率での同様の照射実験も行っていく予定である。

次年度のSPring-8のマシンタイムは確保できており、研究計画に示している通り、in vitroおよびin vivoでのFLASH照射実験を進めていく予定である。放射線腫瘍学今年度は放射光を利用したin vitro実験が実施できなかったため、次年度使用額が生じた。今年度は放射光を利用したin vitro実験を実施できなかったため、次年度使用額が生じた。今年度計画していたが実施できなかった実験に対して、次年度使用予定である。
プテリジン代謝の異常を基盤とした多彩な疾患群への新しいアプローチ

生体内でGTPから生合成されるテトラヒドロビオプテリン(BH4)は、フェニルアラニンの代謝の行うフェニルアラニン水酸化酵素、カテコラミンやセロトニンの生合成の律速段階を触媒するチロシン水酸化酵素、トリプトファン水酸化酵素の補酵素であり、一酸化窒素合成酵素の活性に必須のコファクターである。1,BH4生合成の第2段階を触媒する6-ピルボルテトラヒドロプテリン合成酵素(PTPS)遺伝子ノックアウトマウス(PTPS-KO)の胎児由来の胸腺をヌードマウスに移植し、幹細胞を放射線照射したC57BL/6マウスに導入して分化させたリンパ球について、表面抗原の分析、混合培養試験、PFA試験、LPS、Con A刺激による増殖能を野生型・ヘテロ接合型と比較して行った。現在までのところ有意な差は検出されていない。2,PTPS-KOマウスのホモ接合型新生仔にBH4およびL-DOPA、5-HIPを腹腔内投与し、ドパミン、セロトニン、TH活性、TPH活性の変化、およびTHの免疫組織化学を変化を検討した。BH4投与に比べ、L-DOPA、5-HTPの投与では、ドパミンおよびセロトニンは急激な経時変化を示した。3,ドパミンβ-水酸化酵素遺伝子のプロモーターに、ヒトPTPSのcDNAを結合した人口遺伝子を用いてトランスジェニックマウスを作成した。PTPS-KOマウスのヘテロ接合型と交配して、マウスのPTPS遺伝子は全組織で欠損するが、交感神経節や副腎髄質などでヒトPTPSを発現し、BH4を産生するマウス(PTPS-KO,DPS6)を作成した。PTPS-KO,DPS6は離乳後も生存可能であるが、離乳時の体重は同腹兄弟の60%程度と発達遅延がみられた。812週齢の時点で血漿フェニルアラニン値は、野生型マウスの37.4倍に達した。生体内でGTPから生合成されるテトラヒドロビオプテリン(BH4)は、フェニルアラニンの代謝を行うフェニルアラニン水酸化酵素、カテコラミンやセロトニンの生合成の律速段階を触媒するチロシン水酸化酵素、トリプトファン水酸化酵素の補酵素であり、一酸化窒素合成酵素の活性に必須のコファクターである.BH4は神経系、免疫系、循環器系といった生体内の多彩な機能の調節に重要な役割を果たしていることが考えられ、多くの疾患との関連があることが予測される.BH4の不足によって生体内の様々な恒常性維持にかかわる情報伝達が機能しないとき、神経活動が細胞レベルや個体のレベルでどのような影響をうけるのかを明らかにするため、また非神経組織におけるBH4の生理作用についても調べるためBH4生合成の第2段階を触媒する6-ピルボルテトラヒドロプテリン合成酵素(PTPS)遺伝子ノックアウトマウスを作成した。本年度は1,PTPS遺伝子ノックアウトマウスの胎児由来の胸腺をヌードマウスに移植し、幹細胞を放射線照射したC57BL/6マウスに導入して分化させたリンパ球について、表面抗原の分析、混合培養試験、PFA試験、LPS、Con A刺激による増殖能を野生型・ヘテロ接合型と比較して行った現在までのところ有意な差は検出されていない。2,PTPS遺伝子ノックアウトマウスのホモ接合型新生児にBH4およびL-DOPAを腹腔内投与し、ドパミン、セロトニン、TH活性、TPH活性の変化、およびTHの免疫組織化学を変化を検討した。今後例数を増やして検討をつづける予定である。3,ドパミンβ-水酸化酵素遺伝子のプロモーターに、ヒトPTPSのcDNAを結合したベクターを用いてトランスジェニックマウスを作成した。

発現量とパターンに違いのあるものが数ライン得られており、PTPS遺伝子ノックアウトマウスのヘテロ接合体と交配してレスキュー実験を行う。生体内でGTPから生合成されるテトラヒドロビオプテリン(BH4)は、フェニルアラニンの代謝を行うフェニルアラニン水酸化酵素、カテコラミンやセロトニンの生合成の律速段階を触媒するチロシン水酸化酵素、トリプトファン水酸化酵素の補酵素であり、一酸化窒素合成酵素の活性に必須のコファクターである。BH4は神経系、免疫系、循環器系といった生体内の多彩な機能の調節に重要な役割を果たしていることが考えられ、多くの疾患との関連があることが予測される。当研究室ではBH4の不足によって生体内の恒常性維持にかかわる情報伝達が機能しないとき神経および非神経組織が細胞レベルや個体のレベルでどのような影響をうけるのかを明らかにするため、BH4生合成の第2段階を触媒する6-ピルボルテトラヒドロプテリン合成酵素(PTPS)遺伝子ノックアウト(PTPS-KO)マウスを作成したが、このマウスは生後48時間以内に死亡した。このため本研究ではPTPS-KOマウスの生存期間を延長する目的でドパミンβ-水酸化酵素遺伝子のプロモーターに、ヒトPTPSのcDNAを結合したベクターを用いてトランスジェニックマウスを作成した。発現量とパターンに違いのあるものが数ライン得られ、PTPS-KOマウスのヘテロ接合体と交配して、マウスのPTPS遺伝子は全組織で欠損するが、交感神経節や副腎髄質などでヒトPTPSを発現し、これらの組織ではBH4を産生するマウス(PTPS-KO,DPS6)を作成した。PTPS-KO,DPS6は離乳後も生存可能で、プレリミナリーな結果では、PTPS-KO,DPS6マウスの離乳時の体重は同腹兄弟の60%程度と発達遅延がみられた。812週齢の時点で血漿フェニルアラニン値は、野生型マウスの37.4倍に達した。現在生化学分析と組織化学分析をおこなっている。PTPS-KO,DPS6マウスはヒトの悪性高フェニルアラニン血症の疾患モデルマウスであり、BH4欠損の神経発達におよぼす影響やMaternal PKUの治療法の開発、また血管病変に対するBH4の関与を検討するためにも有用である。
チタン鋳造用ジルコニア基超高温埋没材の研究

チタンは耐食性、生体適合性、機械的強度、軽量性、経済性など歯科材料としてのほぼ理想的な条件を具備した材料とみなされているが、その高温における反応活性のために、従来シリカ基埋没材では鋳造が困難であった。本研究は金属あるいは溶湯チタンと各種セラミックとの反応性、チタンと各種ガスとの反応性を調べ、チタン鋳造用の新しい超高温埋没材を開発する上での考え方と材料選択のための指針を得ることをめざした。これらの基礎研究に基づき、その応用としてジルコニア基埋没材を試作してチタン鋳造体の作製を可能にし、またチタンの硬化熱処理の方法についても検討したものである。主たる成果ならびに派生した研究には以下のようなものがある。(1)チタンとセラミックス単結晶との反応性試験から、生成自由エネルギ-の他に塩基性度が重要な要因であることを示し、焼着性を判断する指針であることを示した。この観点から、(2)チタン等の高融点、高温活性金属に対して非反応性熱基材を選択し、超高温埋没材として新たにジルコニア基埋没材を開発した;(3)従来型の埋没材で結合材として用いられる石膏の分解性についても耐熱基材の塩基性度が影響を与えることを見いだし論じた;(4)生体組織に密着して用いられるインプラント、人工生体料用の新素材としてチタン/アパタイト複合焼結体や傾斜機能性材料の作製を進めつつあるが、その開発過程に生ずる生型硬化、焼結促進、酸化抑制、還元促進等の問題点に対して上記の焼着性傾向則を応用した。(5)高反応性でセラミックスおよびガスとの反応が同時に進行する一般シリカ基埋没材と異なり、ジルコニア基埋没材ではガス反応は別個に起こり得るため、鋳造後、鋳造体に熱処理を施し強化を図ることが可能になるが、酸素、窒素、炭素の固溶強化を利用するために、2段熱処理、均一化焼純法を開発し、さらに表面硬化処理、義歯床等の強化に適用することを検討している。(6)ジルコニア基埋没材を用いて得られた鋳造体は金属光沢を有したままのものであるが、さらなる表面処理方法として電解研磨法の開発にも研究を展開した。チタン鋳造体作製の上で、埋没材としてはジルコニア基埋没材の開発により、残された改良点は比較的わずかであるのに対し、最大の問題点である内部欠陥の生成については、その原因が人為的にコントロ-ル不可能な鋳造法にあるという現状をふまえ、鋳造方法の比較検討、改良を第一の目標とすべく、以下の装置の購入、研究を行ない、さらに次年度へ研究続行中である。1.チタン鋳造機の改造(岩谷産業キャストマチック)および購入(モリタサイクラ-ク)を行ない、溶湯チタンの鋳造法として従来の自重による自然落下法のほかに、鋳造条件を人為的にコントロ-ルできる割形るつぼ法、傾注るつぼ法の3方法が可能になり、優劣を比較し、検討することができるようになった。2.多目的雰囲気電気炉(小林理化器械横型雰囲気管状炉KER-178特型)を購入し、真空中、大気中、一定流量の窒素、アルゴン、酸素等各種ガス雰囲気中における鋳型の予備焼成、チタンの熱処理が可能になった。3.X線透過検査装置(朝日レントゲン工業DCX-100)を購入し、チタン鋳造体の内部欠陥検査が迅速に行えるようになった。4.粒度分布の改良を図り、最密充填を可能にする粒度配合を達成した。強度、寸法適合性の向上に効果が認められた。5.熱分析(熱天秤、示差熱分析、熱膨張計)により、埋没材の予熱焼成時における熱分解の過程と熱膨張過程の機構およびチタンの酸化反応過程を調べた。6.エネルギ-分散型X線分析により、軽元素、特にスタンダ-ドレス法による酸素の定量分析を可能にした。チタンの高温反応特性を調べる上で役立つと考えられる。

(5)高反応性でセラミックスおよびガスとの反応が同時に進行する一般シリカ基埋没材と異なり、ジルコニア基埋没材ではガス反応は別個に起こり得るため、鋳造後、鋳造体に熱処理を施し強化を図ることが可能になるが、酸素、窒素、炭素の固溶強化を利用するために、2段熱処理、均一化焼純法を開発し、さらに表面硬化処理、義歯床等の強化に適用することを検討している。(6)ジルコニア基埋没材を用いて得られた鋳造体は金属光沢を有したままのものであるが、さらなる表面処理方法として電解研磨法の開発にも研究を展開した。第2年度は埋没材の研究のみならず、チタン鋳造体のコントロ-ルまでを含めた研究体系へ発展させた。これは超高温埋没材の開発の目的が最終的に、すぐれた鋳造チタン修復物を得ることにあるからである。即ち、チタンのセラミックスとの反応性、ガスとの反応性という最も基本的な視点を得た結果、この観点を(1)埋没材の改良開発への還元、(2)チタン自体の特性改善への応用、さらに(3)新素材開発上のコンセプトへの応用等に適用した。(1)埋没材の改良開発カルシア添加量依存性を調べ、強度、寸法適合性、耐焼付性等の観点から、最適カルシア及び添加量を示した。インレ-、クラウン、全部床の最適寸法適合性を得るための埋没材の構成及び使用方法を調べた。(2)チタン特性の改善チタンの現在のほぼ唯一の欠点は義歯床、クラスプとしての強度、弾性率が不十分な点にあり、これを克服する方法として合金化等は考えられるが熱処理は試みられていなかった。一般のシリカ基埋没材と異なり、ジルコニア基埋没材使用では焼付、酸化の無いチタン鋳造体を得ることができるため、鋳造後、熱処理を施して特性を変えることができる。酸素の固溶強化を利用したチタン強化のための2段熱処理を開発し、金属床などの1mm厚程度までの強化法や表面のみの硬化処理コントロ-ル法を開発した。酸素による強化を終え、現在炭素による強化法の研究に継続している。(3)新素材の開発上のコンセプト生体組織に密着して用いられる、人工生体材料、インプラント材としてチタン/アパタイト複合焼結体、鋳造体、傾斜機能性材料の作製を試み、生型硬化、焼結促進、酸化抑制、還元促進などに応用し、部分的に試験体が作製されつつある。
コヒーレントX線回折顕微鏡法による真核細胞のナノメートル分解能空間階層構造解析

生命現象の物理化学的理解には、機能状態の細胞や細胞内小器官「丸ごと」の内部を高い分解能で可視化する必要がある。本研究ではX線自由電子レーザーを利用した低温コヒーレントX線回折顕微鏡法のための試料作製および測定法に関する技術開発を行い、従来法では困難だった大きさ1 μmの葉緑体「丸ごと」を分解能約70 nmで可視化することに成功した。より高分解能でのイメージング実現のため、コヒーレントX線回折シグナルを増強する新たな測定・解析法を開発し、計算機実験により実証した。本研究では、X線自由電子レーザー(XFEL)や第三世代放射光を利用したコヒーレントX線回折顕微鏡法(CXDM)により、これまで困難だったミクロンサイズの細胞やオルガネラ「丸ごと」の内部構造を水和状態かつ高い分解能で可視化することを目指している。平成25年度は、新世代光源である為に経験の蓄積が少ないXFELの効果的利用に向けた以下の2課題の技術開発を実施し、これらの手法を単細胞真核生物やその葉緑体、バクテリア等の試料に適用し、XFEL施設SACLAにおいてXFEL-CXDM実験を実施した。1.XFEL-CXDMでは試料粒子はXFELを1ショット照射することで破壊される。報告者は試料支持膜への生体粒子接着法を検討し、試料中の目的粒子数密度を極めて高くすることで、全XFELショット中90%以上のデータ取得率を達成した。更に、そのような試料では回折データセットの統計を基に、回折パターンを由来粒子毎に分類できる可能性を見出した。また、本手法で作製した葉緑体試料からは予備的な試料像再生の結果、共通の特徴を有する試料像を多数得ることができた。2.より高分解能でのイメージングに向けて、生体粒子と多数の金属粒子を共にイメージングすることによる生体粒子回折シグナル増幅法を考案し、シミュレーションによる実証を行った。その結果、試料像再生にX線結晶構造解析における初期位相決定で用いられるパターソン法を導入することで、従来法に比べて高分解能かつ信頼度の高い像再生が可能なことを示した。また、課題1の手法を応用して作製したバクテリア・金属粒子散布試料のXFEL-CXDM実験も行い、シグナル増幅されたと見られる回折データを複数取得することにも成功している。現在、本データの解析を進めると共に、実験データ解析に即した像再生アルゴリズムの高度化を行っているところである。平成26年度は、XFELの効果的利用に向けた技術開発を実施し、XFEL施設SACLAにおいて葉緑体やバクテリアのイメージング実験を実施した。(1)複数の測定窓と試料位置決定用窓を有する試料マウント具を設計・開発し、XFEL照射野の大面積化と試料中心出しの効率化を実現した。前年度までに開発した試料支持膜への生体粒子接着法と併せて、1試料あたりのXFEL照射数を10倍近く向上し、XFEL約1000ショット分の回折データを40分程度で取得可能となった。原子紅藻由来葉緑体のXFEL-CXDM実験を実施し、直径11.5 μmの葉緑体の投影像を複数得ることに成功し、葉緑体内部のチラコイド膜分布を明らかにした。(2)CXDMによるイメージング分解能の向上に向けて、生体粒子と多数の金粒子を共にイメージングすることによる生体粒子回折シグナル増幅法を前年度に考案し、計算機実験で実証した。本手法の実験的実証に向けて、今年度は試料作製法を改善し、金粒子自体に吸着処理を施すことで生体粒子近傍により多くの金粒子を散布することが可能となった。本手法で作製したバクテリア・金粒子散布試料のXFEL-CXDM実験を実施し、シグナル増幅されたと見られる回折データの取得に成功した。現在、本データの解析と像再生アルゴリズムの高度化を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。生物物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。申請当初の計画通りの進度である。特に課題1の成果は今後の研究を円滑に進めていく上で不可欠である。また、課題2に関しても実際の実験条件に即した条件検討を十分に為すことができており、テストデータも得られたことで実験データ解析に向けたアルゴリズムの高度化に直ちに移行することができた。XFEL-CXDMに関しては、支持膜の大面積化や像再生アルゴリズムの高度化によるイメージングの高効率・高分解能化を推進し、XFELの特性を活かした無損傷細胞の統計学的構造解析へと進めていきたい。
J. McN.ホイッスラーと二人のパトロンの日本美術コレクションに関する調査研究

本研究では、画家とパトロンの日本趣味に関わる相互の影響関係について、J.McN.ホイッスラーと彼の二人のパトロンを中心として調査を行った。ホイッスラーの初期のパトロンであったW.C.アレクサンダー、そして後期のパトロンであったC.L.フリーアは、ホイッスラーの作品を収集しただけでなく、日本を含む東洋美術の一大コレクションを築いたことで知られている。結果として、アレクサンダーの日本美術のコレクションはホイッスラーの作品制作に影響を与え、一方で、フリーアはホイッスラーのジャポニスム作品から東西の「美の普遍性」という示唆を得て、そのことを体現する美術コレクションを築き上げたことが明らかとなった。本研究は、アメリカ人の画家、ジェームズ・マクニール・ホイッスラーと彼のパトロンであったウィリアム・クレバリー・アレキサンダーと、チャールズ・ラング・フリーアの日本趣味に関わる相互の影響関係について明らかにすることを目的としている。平成25年度は、アレキサンダーの日本美術コレクションを中心として、ヴィクトリア&アルバート博物館のアーカイブ、および大英博物館に調査した。アーカイブでは、アレキサンダーの二人の娘による寄贈の経緯に関する一次資料を撮影し、分析を引き続き行っている。作品調査については、アレキサンダーのコレクションは膨大であり、博物館側でも未だ寄贈作品についての調査ができていない状況にあることが分かった。また、これまで大英博物館のアレキサンダー寄贈品については、経緯等が明確でないこともあったが、本人が生前に自ら寄贈したこと、そしてその寄贈品にある傾向がみられることが分かった。こういったパトロンによる日本美術コレクションから、ホイッスラーの作品との関連が深いと思われるものもあり、また、パトロンの収集品が有する「傾向」が芸術家の創造性にも影響したことも容易に推測することができる。パトロンの膨大なコレクションをすべて把握していくことは、所蔵館の協力なしには難しく、調査方法に課題が残されているが、寄贈の経緯やある程度の数の作品を見ることにより、「趣味の共有」という視点から、パトロンと画家との関係が断片的にではあるが、明らかとなった。平成26年度の研究実績のうち、調査については、1ロンドンのV&Aアーカイブで、美術商マリー・マークスのV&A博物館への寄贈品に関わる資料(Nominal file ; Murray Marks)2W.C.アレクサンダーがV&Aおよび大英博物館に寄贈した日本美術作品を中心に行った。1については、マークスは多くの品物をV&A博物館に寄贈しているものの、日本の美術作品は寄贈品の中に含まれていないことが分かり、「美術商」としてのマークスの立場について、改めて検討する必要があることを認識した。2については、大英博物館所蔵の作品はある程度全体像をつかむことができたが、V&A博物館への寄贈品は膨大な数にであることから、平成27年度も引き続き調査を行なう予定である。さらに、27年度に計画しているフリーア美術館所蔵の日本美術作品については、館長およびアメリカ美術担当学芸員からチャールズ・ラング・フリーアの最初期の日本美術コレクションについて情報を得ることができ、フリーア美術館での調査の目処をつけることができた。これまでの研究成果の発表については、企画・監修した『ホイッスラー展』(京都国立近代美術館及び横浜美術館で開催)の内容、展示構成、同展の展覧会図録の作品解説、コラム、研究論文に反映した。また、『ホイッスラー展』に合わせて開催されたシンポジウム、「ジャポニスムの全貌ホイッスラーから何が始まったのか?」(ジャポニスム学会主催)では、ホイッスラーのジャポニスムの作品おける、W.C.アレキサンダーの浮世絵コレクションの影響について発表した。前年度に続き、J. McN.ホイッスラーの初期のパトロンであった、W.C.アレクサンダーの日本美術コレクションの調査を行った。これらの品々は、アレクサンダーの二人の娘により、1916年にロンドンのヴィクトリア&アルバート美術館に寄贈されたが、その数はおよそ6,000点に及ぶことから、作品1点、1点を確認しながらデータ化する作業には時間を要するが、エクセルにデータ化することで、ジャポニスム前期における日本美術コレクションの性格を把握、分析することが可能となった。また、ワシントンD.C.にあるフリーア美術館、同館アーカイブを中心に資料収集、調査を行った。ここでは、アーカイブに所蔵されている収蔵品に関わる記録や未解読の書簡、とくにフリーアとホイッスラーに共通する人物、例えば金子堅太郎や執行弘道、あるいはパリの美術商ジークフリート・ビングとの間に交わされた書簡の画像データを入手し、翻刻、分析を行った。この調査により、ホイッスラーと、彼の友人であり後期の重要なパトロンであったC.L.フリーアを取り巻く日本人やジャポニストとの関わりが明らかとなった。また、同美術館のアメリカン・アートを専門とする学芸員、および日本美術を専門とする学芸員からの文献提供、多角的な視点での意見交換により、フリーアの日本美術コレクションの形成の過程について、多くの知見を得た。さらに、アレクサンダーとフリーアの日本美術コレクションを比較することで、ジャポニスムという文化現象を支えたパトロンたちの日本美術に対する嗜好や意識の変化について、ジャポニスムの初期と後期との比較を行うことができた。研究計画にそって、おおむね順調に進展している。研究を進めるにあたって、大きな問題は生じてはいないものの、調査の過程で、コレクションが一部散逸していることが分かり、この点についての資料収集の手段を考える必要がある。平成28年度前半には、前年度にフリーア美術館、同館アーカイブにおいて収集した資料の分析を行った。

この分析に基づき、今年度後半には調査対象を広げることとし、アーネスト・フェノロサや団琢磨、団伊能などの書簡を実見した。こうした書簡を確認し、整理したことで、フリーアがジャポニスムの画家であるホイッスラーから受けた影響と、日本人やフェノロサとの交流により、直接的に日本から受けた影響について検討を行うことができた。V&A所蔵のアレクサンダー・コレクションについては、さらに調査を進めたが、所蔵館での整理が進んでいないこともあり、5000点近い所蔵作品すべてを把握することは困難であった。しかしながら、確認することができた3000点程のアレクサンダー・コレクションとフリーアのコレクションを比較することで、米英のジャポニスムの傾向の相違、時代背景を含めた世代間の相違、そして日本との直接の接点の有無から生じる相違が、明らかとなった。さらに、アメリカ人としてイギリスを中心に活動したホイッスラーの作品や唯美主義の考えが、両国のジャポニスムの懸け橋となり、「東西の美の普遍性」という20世紀の新たなジャポニスムの潮流へと導いたことが明らかとなった。また、フリーアは日本人の留学生や美術商といった人々と交流があったことから、異文化についてより直截的な文化的理解が可能となり、ジャポニスムの画家の作品解釈や位置づけの問題にも影響を与えた。つまり、フリーアはフェノロサから日本美術に関する知識を得、作品を購入したと同時に、ホイッスラーのジャポニスムや彼の芸術論をフェノロサに伝えることで、フェノロサがジャポニスムの画家の作品について、新たな作品解釈を提示したことが明らかとなった。本研究では、画家とパトロンの日本趣味に関わる相互の影響関係について、J.McN.ホイッスラーと彼の二人のパトロンを中心として調査を行った。ホイッスラーの初期のパトロンであったW.C.アレクサンダー、そして後期のパトロンであったC.L.フリーアは、ホイッスラーの作品を収集しただけでなく、日本を含む東洋美術の一大コレクションを築いたことで知られている。結果として、アレクサンダーの日本美術のコレクションはホイッスラーの作品制作に影響を与え、一方で、フリーアはホイッスラーのジャポニスム作品から東西の「美の普遍性」という示唆を得て、そのことを体現する美術コレクションを築き上げたことが明らかとなった。研究計画そのものは、おおむね順調に進展している。今後の課題としては、W.C.アレクサンダーの日本美術コレクションの点数が多いことから、すべての作品を閲覧することは難しく、美術館側での整理を待たなければならないことも予測される。しかし、コレクションのおおよその全体像は把握することができ、27年度はアメリカでの調査へと研究を進める予定である。今後は、フリーアの初期の日本美術収集作品についての調査を行い、ホイッスラーの作品との関連について検討する。また、これまでに収集した書簡の翻刻を引き続き行い、その他の文献と合わせて分析する。さらに、過去3年間の研究のまとめとして、アレスサンダーとフリーアのコレクションの比較を行い、画家とパトロンとの関わりから、ジャポニスムの時代的、地域的広がりについて考察を行い、本研究のまとめとする。
インスリンに対する細胞応答を増強するG蛋白質の作用機構の解析

本研究においては、インスリンの作用を増強するというGタンパク質活性化刺激の効果の分子機構を明らかにし、さらに、その生理的意義を確立するための基礎検討を行った。ラット脂肪細胞をインスリンで刺激したときのグルコースの取り込み速度増大は、同時に百日咳毒素感受性Gタンパク質を活性化することで顕著に増強された。また、CHO細胞をインスリン刺激したときの膜ラッフルの形成もこのGタンパク質を活性化することで顕著に増強された。これらの細胞応答は、イノシトールリン脂質3キナーゼの阻害薬であるワ-トマニンにより完全に抑制されるものであり、Gタンパク質による細胞応答の増強は細胞内におけるイノシトールリン脂質3キナーゼ産物(PIP3)の蓄積増大を伴うものであった。このとき,イノシトールリン脂質3キナーゼの下流に位置していると推定されているプロテインキナーゼBの相乗的活性化も観察された。これらの細胞内には、インスリン受容体刺激によって産生されるチロシンリン酸化蛋白質と活性化型G蛋白質によって相乗的に活性化れるという興味深い性質をもつイノシトールリン脂質3キナーゼ活性が存在し、その本体として、βサブタイプのイノシトールリン脂質3キナーゼを同定した。以上の結果は、インスリンの生理作用の発現においてG蛋白質共役型受容体の活性化状態が許容的に制御するという機構の存在を示すものであり、今後、糖尿病治療薬の開発などの応用面においてもユニークな視座を与えるものと考えられる。
白血病細胞におけるPCR法を用いた抗癌剤感受性試験とその臨床応用に関する研究

白血病細胞株であるK562、HL60、KG1細胞を用いて、PCR法による抗癌剤etoposide(VP-16)、cisplatin(CDDP)、cytosine arabinoside(Ara-C)、4-hydroperoxycyclophosphamide(4HC)への薬剤感受性について検討を加えた。CDDPの短時間(4時間)処理細胞から抽出したDNAを用いて増幅を行うと、無処理の場合に比べPCR生成物の減少を認めた。その変化は形態的にapoptosisをおこすHL60とKG1細胞だけでなく、認めないK562細胞にても観察され、細胞死によるDNAの断片化ではなく薬剤によるDNA障害を直接に反映しているものと考えられる。一方、VP-16、Ara-C、4HCでは臨床で得られるような血中濃度短時間処理ではDNA障害をPCR生成物の量的変化として検出するには困難があった。薬剤処理を長くすることにより直接のDNA障害より細胞の増殖(細胞死)の変化をPCR生成物の量的変化としてとらえられるか検討した。3日間薬剤処理後のWST-1試薬によるテトラゾリウム還元反応と、3日間薬剤処理後のPCR法の結果を比較すると感受性は同じ傾向を示すことが判明した。in vitroの薬剤感受性は臨床の治療結果と必ずしも一致しないことが報告されているが、培養の期間や条件などの測定系そのものの問題と、実際の臨床では多剤による治療が行われていることとの差がでるものと考えられる。PCR生成物の量的変化で同一薬剤に対する反応を初診時、経過中と比較検討することは可能であろう。最近白血病細胞が生体内でapoptosisを介して死に至ることを示す報告も出てきており、直接的な薬剤によるDNA障害量を測定するよりも薬剤処理後の細胞数の変化を検出する観点にたてば、多くの薬剤について十分応用可能であると考えられる。1.培養細胞を用いた基礎実験:株化白血病細胞であるK562を用いて、bcr遺伝子とabl遺伝子の転座領域の塩基配列を決定、その配列にもとずいて転座領域のみを増幅するプライマーを作成した。PCR法の検出感度及び定量性について検討するために、薬剤処理細胞からのDNA抽出方法、PCR増幅の温度設定、反応回数等につき比較検討を加えた。Daunomycin等のDNAにインターカレートする薬剤が反応液中に混入するとそれ自体がPCR反応を阻害するため、薬剤によってDNA抽出方法に留意する必要がある。また最近多くの抗癌剤がin vitroでアポトーシスを引き起こすことが知られており、抗癌剤の直接的なDNA障害ではないがヌクレオソーム単位の二本鎖DNA切断がこのPCRの実験系で検出できるか検討を加える予定である。インターカレートしないVP-16についてコロニー形成能を指標として感受性試験を行うとともに、薬剤処理後のDNAを用いてPCRを行い比較した。PCR法で検出できるVP-16による増幅の変化、すなわちDNA障害の量はコロニー形成能からみた殺細胞効果のVP-16濃度より高濃度の処理が必要であった。生体で得られるような血中濃度の範囲内で検討できるように今後薬剤の処理時間による変化を見て、より低濃度の処理で検出できるように改善する必要がある。2.臨床症例への応用:準備段階として、現在当院小児科にて治療中、また経過観察中の白血病患者の骨髄細胞を定期的に凍結保存している。また染色体異常ではないが小児に多い急性リンパ性白血病患者についてはT細胞受容体、免疫グロブリン鎖再構成部位の塩基配列を決定することをはじめており、白血病細胞に特異的な塩基配列を決定できた症例では微小残存病変の検索を含めPCRによる薬剤感受性検査を応用したい。

白血病細胞株であるK562、HL60、KG1を用いて、PCR法による抗癌剤etoposide(VP-16)、cisplatin(CDDP)、cytosine arabinoside(Ara-C)、4-hydroperoxycyclophosphamide(4HC)への薬剤感受性について検討を加えた。CDDPの短時間(4時間)処理ではPCR生成物の減少を認めた。その変化は形態的にapoptosisをおこすHL60とKG1だけでなく、認めないK562にてもみられ、細胞死によるDNAの断片化ではなく薬剤によるDNA障害を直接に反映しているものと考えられる。一方、VP-16,Ara-C,4HCでは臨床で得られるような血中濃度短時間処理ではDNA障害をPCR生成物の量的変化として検出するには困難があった。薬剤処理を長くすることにより直接のDNA障害より細胞の増殖(細胞死)の変化をPCR生成物の量的変化としてとらえられるか検討した。既存のコロニー形成や3日間薬剤処理後のWST-1試薬によるテトラゾリウム還元反応と、3日間薬剤処理後のPCR法の結果を比較すると感受性は同じ傾向を示すことが判明した。in vitroの薬剤感受性は臨床の治療結果と必ずしも一致しないことが報告されているが、培養の期間や条件などの測定系そのものの問題と、実際の臨床では多剤による治療が行われていることとの差がでるものと考えられる。PCR生成物の量的変化で同一薬剤に対する反応を初診時、経過中と比較検討することは可能であろう。最近白血病細胞が生体内でapoptosisを介して死に至ることを示す報告も出てきており、直接的な薬剤によるDNA障害量を測定するよりも薬剤処理後の細胞数の変化を検出する観点にたてば、多くの薬剤について十分応用可能であると考えられる。
新規骨格筋由来分泌因子の同定と心血管病における役割の解明

本研究では、持久性運動により制御され、機能がほとんど明らかにされていない骨格筋由来分泌因子「マイオカイン」を同定し、マイオカインの心血管疾患における生理病態学的意義を明らかにすることにより、運動療法による心血管系保護作用の機序解明のみならず心血管病の予防・治療戦略の開発につなげることを目的としている。現時点で以下のような実験の結果を得ている。1.心筋虚血再灌流障害を改善するマウス持久性運動(トレッドミル運動)モデルを用いて、運動群と非運動群の骨格筋における発現遺伝子プロファイルをマイクロアレイ法を用いて比較検討した。運動により発現変化を示す遺伝子群の中でバイオインフォマティクス手法を用いて分泌因子(マイオカイン)であると予測できる分子を選別した。2.運動により発現変化を示し機能があまり解析されていないマイオカインとしてTIMPファミリーメンバー、Ntnファミリーメンバー、TSPファミリーメンバー、CTRPファミリーメンバーなどの分子が候補としてあげられた。3.候補であるマイオカインの全長cDNAを発現ベクターに組み込み、哺乳動物細胞に導入し培養上清への分泌を確認後に培養上清からリコンビナント蛋白を作成した。また、候補分子のアデノウイルスベクターも作成した。4.アデノウイルス発現系を用いた解析において血管内皮保護的に作用するマイオカインを見出したため、このマイオカインの遺伝子欠損マウスを作成し、このマウスでの遺伝子の欠損を確認中である。現時点では、心筋虚血再灌流障害を改善するマウス持久性運動モデルを用いて、運動により発現変化を示し機能があまり解析されていないマイオカインのスクリーニングを行った。その結果、いくつかのマイオカイン候補を選び出した。アデノウイルス発現系を用いた解析において血管内皮保護的に作用するマイオカインを発見し、遺伝子欠損マウスを作成済みである。従って、心血管疾患に対して作用を有するマイオカインを同定できている。これらの達成度は当初の研究計画の予定を考えると順調であると考えられる。心血管系に作用するマイオカインの同定と心血管疾患におけるマイオカインの役割を明らかにするため、前年度までの研究成果を踏まえて、以下の解析を行う。1.前年度に、運動により発現変化を示すマイオカインのスクリーニングを行い、血管内皮に作用するマイオカインを発見し、遺伝子欠損マウスを作成した。今後は、まず、この分子に着目して生理的条件下での遺伝子欠損マウスの表現型を解析する。さらに、遺伝子欠損マウスに対して虚血モデルを作成し、心血管疾患における役割を解明する。2.前年度に作成したマイオカインのリコンビナント蛋白とアデノウイルスベクターを用いて、さらなる機能解析を行う。理由:マイオカインの候補による多彩な血管保護作用が見つかり、再現性の実験が必要となり、よりきめ細かな解析も必要となった。これらの実験及び解析が平成31年度にずれ込んだため次年度使用額が生じた。使用計画:抗体、PCR試薬、siRNA試薬を購入予定。
ビタミンEが脂肪細胞の分化を制御する転写因子やmicroRNAの発現に与える影響

本研究では、ビタミンEがベージュ脂肪細胞の分化と機能に与える影響を検討している。2018年度は、まずα-tocopherol、γ-tocopherol及びδ-tocopherolが熱産生能に与える影響について3T3-L1細胞を用いて検討し、δ-tocopherolが最も顕著にUCP1の発現を誘導する事を明らかにした。δ-tocopherol添加細胞ではPGC-1αの核内移行が亢進しており、δ-tocopherolがPGC-1αの活性化を促進する事が示唆された。また、PGC-1αのノックダウンによってδ-tocopherolの効果がキャンセルされる事から、δ-tocopherolによるUCP1の発現誘導はPGC-1αの発現誘導と活性化を介しているものと推察された。そこでPGC-1α活性化因子への影響について検討した結果、δ-tocopherol添加細胞ではp38 MAPKの発現量が有意に増加していた。また、p38 MAPKのタンパク質発現量とリン酸化もδ-tocopherol添加細胞で亢進しており、δ-tocopherolの効果はp38 MAPKの阻害剤処理によっても抑制される事を明らかにした。一方で、Tocopherolがベージュ脂肪細胞の分化を制御するmicroRNA(miR-133, miR-138, miR-155, miR-196a, miR-696)の発現に与える影響について検討した結果、予想に反してPGC-1αの発現を抑制するmiR-138とmiR-696の発現量はα-tocopherolとδ-tocopherolを添加した細胞において増加傾向にあった。この結果はTocopherol添加細胞においてPGC-1αの発現が増加した事によるフィードバック機構であると示唆され、Tocopherolの作用機序には直接関与しないもとの考察する。Tocopherolがベージュ脂肪細胞の分化を制御するmicroRNA(miR-133, miR-138, miR-155, miR-196a, miR-696)の発現に与える影響についても予定通りに検討を進めた。結果として、これらのmiRNAの発現をTocopherolは抑制せず、δ-tocopherolによるUCP1の発現誘導効果には直接関与しないもとの推察している。また、当初はベージュ脂肪細胞における効果のみを検討する予定であったが、現在は褐色脂肪細胞においてもTocopherolが熱産生能を向上させるか予備検討を進めている。これまでの検討で、ラットの褐色脂肪初代培養細胞をTNF-αで刺激して炎症を惹起すると、UCP1の発現量が低下する事を確認している。この系を用いて、各種ビタミンE同族体が褐色脂肪細胞においても保護効果を示すか検討する準備が整っている。2019年度は、肥満モデルマウスにおけるTocopherol摂取の効果を中心に検討を進める。マウスに高脂肪・高ショ糖食(HFSD)またはHFSD+α-tocopherol食、HFSD+δ-tocopherol食を4ヶ月に渡り摂取させ、体重推移や脂肪組織重量、血中脂質濃度等を比較する。また、白色脂肪組織(腎周囲脂肪組織、鼠蹊部皮下脂肪組織)におけるUCP1、PGC-1α及びPGC-1α活性化因子の発現量を定量する。さらに脂肪組織の病理組織学的検査や蛍光免疫組織染色を行い、δ-tocopherolの摂取によって脂肪組織の褐色化が促進するか明らかにする。上記のモデルマウスにおいては、褐色脂肪組織の白色化や炎症が進行しているものと予測される。そこで褐色脂肪組織を採取し、炎症関連タンパク質やUCP1の発現量を定量する。さらに病理組織学的検査を行い、Tocopherolの摂取が褐色脂肪組織においても熱産生能に影響を与えるか検討する。動物実験と並行して、ラットの褐色脂肪初代培養細胞を用いた検討も進める。褐色脂肪細胞における熱産生機構は、炎症時にERK/MEK経路を介して阻害される事が報告されている。ビタミンEは様々な組織において抗炎症効果を示す事から、炎症シグナルを抑制する事でUCP1の発現低下を改善する可能性が期待される。培養細胞レベルでは炎症によるUCP1の発現低下に対し、ビタミンE同族体が保護効果を示すか検討すると共に、その作用機序の解明を目指す。

一方で、Tocopherolがベージュ脂肪細胞の分化を制御するmicroRNA(miR-133, miR-138, miR-155, miR-196a, miR-696)の発現に与える影響について検討した結果、予想に反してPGC-1αの発現を抑制するmiR-138とmiR-696の発現量はα-tocopherolとδ-tocopherolを添加した細胞において増加傾向にあった。この結果はTocopherol添加細胞においてPGC-1αの発現が増加した事によるフィードバック機構であると示唆され、Tocopherolの作用機序には直接関与しないもとの考察する。Tocopherolがベージュ脂肪細胞の分化を制御するmicroRNA(miR-133, miR-138, miR-155, miR-196a, miR-696)の発現に与える影響についても予定通りに検討を進めた。結果として、これらのmiRNAの発現をTocopherolは抑制せず、δ-tocopherolによるUCP1の発現誘導効果には直接関与しないもとの推察している。また、当初はベージュ脂肪細胞における効果のみを検討する予定であったが、現在は褐色脂肪細胞においてもTocopherolが熱産生能を向上させるか予備検討を進めている。これまでの検討で、ラットの褐色脂肪初代培養細胞をTNF-αで刺激して炎症を惹起すると、UCP1の発現量が低下する事を確認している。この系を用いて、各種ビタミンE同族体が褐色脂肪細胞においても保護効果を示すか検討する準備が整っている。2019年度は、肥満モデルマウスにおけるTocopherol摂取の効果を中心に検討を進める。マウスに高脂肪・高ショ糖食(HFSD)またはHFSD+α-tocopherol食、HFSD+δ-tocopherol食を4ヶ月に渡り摂取させ、体重推移や脂肪組織重量、血中脂質濃度等を比較する。また、白色脂肪組織(腎周囲脂肪組織、鼠蹊部皮下脂肪組織)におけるUCP1、PGC-1α及びPGC-1α活性化因子の発現量を定量する。さらに脂肪組織の病理組織学的検査や蛍光免疫組織染色を行い、δ-tocopherolの摂取によって脂肪組織の褐色化が促進するか明らかにする。上記のモデルマウスにおいては、褐色脂肪組織の白色化や炎症が進行しているものと予測される。そこで褐色脂肪組織を採取し、炎症関連タンパク質やUCP1の発現量を定量する。さらに病理組織学的検査を行い、Tocopherolの摂取が褐色脂肪組織においても熱産生能に影響を与えるか検討する。動物実験と並行して、ラットの褐色脂肪初代培養細胞を用いた検討も進める。褐色脂肪細胞における熱産生機構は、炎症時にERK/MEK経路を介して阻害される事が報告されている。ビタミンEは様々な組織において抗炎症効果を示す事から、炎症シグナルを抑制する事でUCP1の発現低下を改善する可能性が期待される。培養細胞レベルでは炎症によるUCP1の発現低下に対し、ビタミンE同族体が保護効果を示すか検討すると共に、その作用機序の解明を目指す。物品購入時の端数として生じた15,706円は、次年度の物品費として使用する。
自然言語処理を応用したコードクローン検出手法

本研究では,変数名等の識別子名の類似性の基づくコードクローン検出ツールを実現した.コードクローンとは,ソースコード中の一部分(コード片)のうち,他のコード片と類似しているものを指す.類似した識別子名の特定には,自然言語処理で用いられている類義語特定手法を用いた.本ツールの評価では,検出したコードクローンが同時に修正される頻度や,同一の欠陥を含む頻度などを調査することで,有用性を確認した.本研究では,変数名等の識別子名の類似性の基づくコードクローン検出ツールを実現した.コードクローンとは,ソースコード中の一部分(コード片)のうち,他のコード片と類似しているものを指す.類似した識別子名の特定には,自然言語処理で用いられている類義語特定手法を用いた.本ツールの評価では,検出したコードクローンが同時に修正される頻度や,同一の欠陥を含む頻度などを調査することで,有用性を確認した.識別子名の類似性に基づくコードクローン検出ツールの実装を行った.1つ目に,"ソースコードに含まれる類義語の特定"について述べる.各ソースファイルに含まれる語(基本的には識別子名.ただし,複数の語からなる識別子名は各語に分割)を抽出し,類義語(類似した用いられ方をしている語)の特定を行った.このためには,自然言語の類義語辞書をそのまま用いるという方法が考えられるが,これには"自然言語における類義語は,プログラミング言語における類義語と異なる可能性がある"という問題点と"特定分野のソフトウェアの開発では,分野固有の類義語が存在すると考えられ,そのような類義語は既存の類義語辞書には掲載されていないと考えられる"という問題点が挙げられる.そこで,類義語辞書を用いず,自然文書中から類義語を自動的に抽出する手法を実装した.クラスタリング後,同一のクラスタに含まれた語が類義語として特定される.2つ目に,"コード片間の等価性判定"について述べる.コード片間の等価性を判定するため,構文木中の部分木に対して特徴ベクトルを付加する.特徴ベクトルは,部分木に含まれる語の分布を表し,類義語は同一の語として扱う.次に,特徴ベクトル間の距離に基づいて部分木のクラスタリングを行った.最後に,同一クラスタに属した部分木に対応するコード片を等価なコード片として提示する.本研究は,イギリスの公立大学であるUniversity College of LondonのMark Harman教授との情報交換を通して遂行した.提案手法の評価として,「本ツールがコードクローンとして検出したコード片が,既存のコードクローン検出ツールで検出されるか」を評価した.入手可能であり,かつ代表的なコードクローン検出ツールであるCCFinderXやDECKARD,CloneDRとの比較を行った.各ツールともに,検出するコードローンの量をパラメータで変更できるようになっているため,パラメータを変更しながら比較を行う.また,「既存のコードクローン検出ツールと比較して,本ツールのスケーラビリティ(検出時間やメモリ消費量)は高いか」についても評価を行った.実験結果を纏めた後,国際会議において発表を行い.実験結果や研究者からの意見を踏まえて,提案手法の改良を行った.次に,「本ツールが検出したクローンセット(コードクローンの同値類)を提示したとき,保守作業を行う開発者を支援できるか」を評価した.この評価については,実用的な観点から評価を行う必要があるため,企業のソフトウェア開発者の意見を積極的に取り入れた.具体的な評価基準として,「検出したクローンセットがその後の保守作業において同時に修正されるか,もしくは同一の欠陥を含んでいるか」を考えているが,企業の開発者の意見を取り入れながら,提案手法が実際の保守作業に対して有効であるかを評価した.その後,実験結果や企業の開発者からの意見を踏まえて,提案手法の改良を行った.例えば,同一の欠陥を含むコードクローンをより多く検出できるように改良を行った.