hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規non-codingRNAであるghRNAの単離同定と疾患応用

遺伝子改変マウスを用いた検討においては、germline transmissionの段階で多少の遅れがでているが、全体的には順調に進行している。来年度は以下の内容を発展させていく。(1) eghRNAの網羅的同定と疾患での変異の同定:今年度に引き続き、各種の正常組織及びがん組織からのeghRNAの単離と解析を行う。また、単離されたeghRNAのうち、特にがん組織において発現に変化があるものに関しては、標的遺伝子を配列情報から同定していく。(2) eghRNAのRNA干渉のメカニズム解析:今年度に続き、Ago familyの欠損細胞を用いて、eghRNAの細胞内でのプロセスの過程を明らかにしていく。来年度は、特にAgo抗体を用いた免疫沈降法を用いて、この複合体を精製し、複合体のRNAを解析する事を計画している。(3)遺伝子改変マウスを用いた生理的eghの機能解析:前年度に引き続き改変動物の作製を行っていく。(4) eghRNAを標的とする治療法の開発:来年度は、すでに単離されたeghRNAだけでなく、新規に同定されたeghRNAに関してもin vitroで検討を行っていく。変異Ras導入マウス肺がん発生モデルに関しても、経気道的なRNA単体(Naked)投与だけでなく、全身投与のシステムを検討する。その際には、核酸の化学修飾も評価検討していく。(5) eghRNAを検出するliquid biopsyの開発:eghRNAの構造上、miRNAのように特定のprimerをlinkerとして用いることは難しい。そこで、新たな工夫が必要になってくる。Taqman probe等を用いて、特異度を高めることも検討していく。
地熱貯留層の水圧刺激時に発生する大マグニチュードAEの発生メカニズムの解明

最終年度までに,大マグニチュードAEの実データ解析を徹底的に行ったことにより,大マグニチュードAEの性状を徐々に明らかにすることに成功してきた。最終年度は,主にこれまでに得てきた大マグニチュードAEに関する観測事実の総合解釈を行い,大マグニチュードAEの発生特性としてまとめるとともに,大マグニチュードAEのトリガメカニズム,マグニチュード支配要因についても検討した。その内容を以下の(A)(C)にまとめる。(A)大マグニチュードAEの発生特性大マグニチュードAEは,発生場所・発生時間により特徴が異なることが明らかになり,それらを深部大マグニチュードAE,浅部大マグニチュードAEと分類できた。これまでの解析から得られた観測事実より,深部大マグニチュードAEと,浅部大マグニチュードAEの発生特性の大部分が明らかになった。(B)大マグニチュードAEのトリガCoulombの破壊基準のパラメータのうち,間隙水圧,もしくは応力変化がせん断滑りをトリガしたというモデルを検討した。その結果,Coulombの破壊基準から推定される間隙水圧がほとんどのAEのせん断滑りに対して最も支配的なトリガメカニズムである事がわかった。一方で,拡散過程に従う間隙水圧,先行する誘発微小地震のせん断滑りに起因する応力変化は,AEの支配的なトリガである可能性が低いということもわかった。Coulombの破壊基準のパラメータである間隙水圧,および,き裂に作用する応力が誘発微小地震のマグニチュードを支配要因であるというモデルを検討した。その結果,誘発微小地震のマグニチュードと間隙水圧は直接相関がない一方で,き裂に作用するせん断応力が大きい断層面からマグニチュードが大きい誘発微小地震が発生する傾向が見られ,せん断応力が大きいことが,破壊を進展させ大マグニチュードAEを発生させる1つの条件であると結論付けた。申請者の研究は大マグニチュードAEの発生メカニズムを明らかにし,その制御・抑制法を導出することを最終的な目的とした研究である。この目的のもとに,大マグニチュードAEの発生過程,発生トリガ,マグニチュード支配要因を解明し,大マグニチュードAEの物理現象を解明する。さらに,大マグニチュードAEが貯留層,透水性に与える影響,リスクを明らかにし,その上で制御・抑制法を検討する。具体的な研究内容として(a)震源インバージョン解析を行い,大マグニチュードAEの震源パラメータ推定し,大マグニチュードAEのせん断滑りの特徴を明らかにする。(b)間隙水圧の動的挙動評価を行い,貯留層内の間隙水圧の挙動と大マグニチュードAEの発生との関係を明らかにする。(d)応力再配分に関する解析を行い,貯留層内で局所的に変化する応力状態を推定し,大マグニチュードAE発生との関係を明らかにする。これら大マグニチュードAEの特徴と貯留層内のパラメータの挙動を組み合わせた,総合的に貯留層内の現象を模擬するシミュレータを開発し,(c),(e)貯留層特性の時系列評価を行う。これまでに得られた知見をもとに,最終的に(f)マグニチュードの支配要因の解明・貯留層に対するリスク評価を行い,大マグニチュードAE発生の制御・抑制法を導出する。本研究は大マグニチュードAEの発生メカニズムを明らかにし,その制御・抑制法を導出することを最終的な目的とした研究である。前年度までの研究により,大マグニチュードAEを発生させた,せん断滑りの特徴,間隙水圧の動的挙動と大マグニチュードAEの発生との関係が明らかになってきた。今年度は,大マグニチュードAE,通常のAEが発生した断層面の走向の分布等の解析より,本フィールドの地熱貯留層を形成するき裂システムは,主に最大主応力に対する2組の共役な断層面によって構成されていることがわかった。しかし,各々の共役な断層面から発生したAEのマグニチュード,発生数は異なり,応力状態に対してアンバランスな地震活動であったことが明らかになった。さらに,応力再配分に関する解析を行い,貯留層内で局所的に変化する応力状態を推定し,大マグニチュードAE発生との関係を明らかにした。その結果,AEの発生に起因する応力再配分(クーロン応力変化)の絶対値は,大きくて数MPa程度であり,水圧刺激により上昇する間隙水圧の値(数十MPa)に比べてかなり小さいことがわかった。また,大マグニチュードAEが発生したき裂構造面上のクーロン応力の時間変化と大マグニチュードAE発生との有意な相関は認められなかった。これらのことより,AEの発生に起因する応力再配分が,既存き裂のせん断滑りの直接的なトリガとなっている可能性は低いと考えられる。

その結果,Coulombの破壊基準から推定される間隙水圧がほとんどのAEのせん断滑りに対して最も支配的なトリガメカニズムである事がわかった。一方で,拡散過程に従う間隙水圧,先行する誘発微小地震のせん断滑りに起因する応力変化は,AEの支配的なトリガである可能性が低いということもわかった。Coulombの破壊基準のパラメータである間隙水圧,および,き裂に作用する応力が誘発微小地震のマグニチュードを支配要因であるというモデルを検討した。その結果,誘発微小地震のマグニチュードと間隙水圧は直接相関がない一方で,き裂に作用するせん断応力が大きい断層面からマグニチュードが大きい誘発微小地震が発生する傾向が見られ,せん断応力が大きいことが,破壊を進展させ大マグニチュードAEを発生させる1つの条件であると結論付けた。交付申請書の研究実施計画に記載した各々の項目(a)(b)(d)に関する解析は全て終了した。またそれぞれの解析を行った結果,大マグニチュードAEの物理現象の特徴がより明らかになってきた。研究計画全体を考えた上でも,最終年次を前に大マグニチュードAEの性状を明らかにする解析が終わることができたため最終年次は,総合的な理解,解釈に注力できる。貯留層内の現象を総合的に理解するために,バーゼル地熱フィールドの貯留層シミュレータを開発する。現時点で得られている観測事実をもとに,大マグニチュードAEの発生を物理的に説明しうる物理モデルをシミュレータで表現する。しかし,現在得られている解析結果,観測事実からだけでは,完全に大マグニチュードAEが発生する物理現象を説明できない。その為に,「せん断滑りの構成則」という理論を用いることを検討している。
無機有機ハイブリッドクラスターの集積による多孔性融合マテリアルの創製

本年度は、両親媒性オリゴシロキサンの自己集合によるメソ構造体形成と非極性溶媒中への分散に基づく、直径数ナノメートルの有機修飾型シリカ粒子の新しい合成ルートを開拓した。粒径や粒子表面を分子レベルで設計することが可能であり、さらに内部へのゲスト分子の取り込みが可能であるというユニークな特徴を持つ。研究代表者らは過去に、長鎖アルキル基を有するオリゴシロキサンの加水分解・縮重合過程での自己集合によって、ラメラ、二次元ヘキサゴナル、キュービック/テトラゴナルなど様々な無機-有機ハイブリッドメソ構造体が得られることを報告してきた。今回、逆ミセル型のメソ構造体形成を目指し、鎖状オリゴシロキサンにかさ高い有機基が結合した分子を新たに設計した。THF溶媒中、塩酸酸性条件下で加水分解した後の溶液をガラス基板上にキャストすると、溶媒の揮発に伴って自己集合が起こり、分子がシロキサン鎖を内側、アルキル鎖を外側にして逆ミセル状の粒子を形成し、それらが最密充填したメソ構造体が形成された。このメソ構造体はヘキサン中に溶解(分散)し、アルキル鎖を外側に向けたナノ粒子の分散液が得られた。さらに、自己集合過程で親水性の色素分子を共存させることによって、粒子内部に色素が取り込まれることが示唆された。粒子内部への様々なゲスト種の取り込みや、粒子表面の有機基を多様に変化させられる可能性があり、バイオイメージングやDDSなどへの応用が期待される。また、共同研究成果として、ユニークな形状を有するチタニアやシリカナノ粒子の合成や、球状シリカナノ粒子の自己集合によるリング状集合体の合成にも成功している。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ空間材料は高比表面積、大細孔容量などの特徴を有し、触媒、吸着材、薬剤キャリア、低誘電率・低屈折率材料など幅広い応用が期待されている。本研究課題では、ナノビルディングブロックの設計に基づく無機有機ハイブリッド型の多孔性融合マテリアルの創製を目的としている。H25年度は、架橋有機基を有するアルコキシシラン((EtO)3Si-R-Si(OEt)3, R =架橋有機基)を出発物質とした新しいハイブリッド多孔体の合成について検討した。このような分子の加水分解・縮重合反応によって形成される有機シリカ(O1.5Si-R-SiO1.5)はシリカ(SiO2)と比較して水への溶解性が低いことが知られている。そこで、直径数十ナノメートルの球状シリカナノ粒子を鋳型として用いた中空有機シリカナノ粒子の合成を試みた。市販の有機架橋型アルコキシシラン(R = -C2H4-, -C6H4-)を原料として用いた。これらの分子をシリカナノ粒子の分散液中に添加し、油水二相系で数日間反応させることで、シリカ粒子の表面に有機シリカの微粒子からなるシェルが形成され、さらに、高pH条件で処理することによって、コアのシリカ粒子のみが除去されることを見いだした。得られた中空有機シリカナノ粒子は水中に単分散しており、また鋳型のシリカ粒子の粒径に応じて幅広く粒径制御可能であった。さらに、乾燥にともなって中空有機シリカ粒子が集積し、粒子内部と粒子間空隙に対応する二種類のメソ細孔を持つ高比表面積の階層構造体が得られることを確認した。粒径と細孔サイズが良く制御された無機有機ハイブリッド型の中空ナノ粒子の新しい合成手法を確立できたため。今後はより高度な構造制御と有機基の多様化による機能付与について検討を行う。
レプチンの胎生期における機能の発生工学的解析

レプチンの胎生期における機能を明らかにするため、本研究において、まずレプチンレセプター(Ob-Rb)mRNAの発現パターンを胎仔および新生仔マウスにおいて検討した。その結果、中枢神経系において、RT-PCR法では既に胎生10.5日に、in situハイブリダイゼーション法では胎生11.5日より菱脳、12.5日より終脳及び中脳の神経上皮層に認められた。胎生14.5日には終脳の皮質板や視床、16.5日には視床下部や小脳、顔面神経核などにも認められた。よって、マウスの胎仔発生にレプチンが関与していることが考えられた。そこで次に、レプチン欠損(ob/ob)及び野生型(C57BL/6J)マウスの胎仔の形態を比較したところ、胎生16日および18日のob/obおよび野生型マウス胎仔において、頭殿長および体重に差は認められなかった。しかしながら、中枢神経系のニッスル染色切片を観察したところ、胎生16日のob/obマウスでは、野生型マウスと比較して中脳が小さかった。胎生18日の胎仔については、現在観察中である。さらに、子宮外発生法を用いて、ob/obマウス胎仔脳室内にレプチンを注入し、発生に関するレプチンの機能を検討した。なお、対照群には溶媒のみを注入した。胎生14日にレプチンを1mgあるいは200ng投与し、胎生16日に観察したところ、対照群と比較して前者では頭殿長および体重の減少が認められ、後者では体重のみの減少が認められた。一方、胎生16日にレプチンを投与し、18日に観察した群では、1mgおよび200ng投与群とも対照群との間で頭殿長および体重に差は認められなかった。レプチン投与による中枢神経系の発生の形態学的変化については、現在解析中である。以上より、胎仔の発生、特に頭殿長、体重および中枢神経系の発生にレプチンが関与していることが示唆された。本研究では、子宮外発生法を用いてレプチンの発生における役割を明らかにすることが目的であるため、まずレプチンを投与し、作用させる時期あるいは部位を特定するために、レプチンレセプターのmRNAの発現を胎仔および新生仔マウスの各発生段階において検討した。レプチンレセプターは大きくlong・shortおよびsoluble formに区別される。このうち成獣において視床下部などの中枢神経系に発現し食欲に関連するだけでなく、神経内分泌や免疫系にも関連すると考えられているlong form(Ob-Rb)の、特に中枢神経系におけるmRNA発現について焦点を絞り検討した。この結果、Northern blottingにおいては胎生16.5日目から、in situ hybridizationにおいては14.5日より発現が認められた。in situ hybiridizationにより、発現パターンをさらに詳しく検討すると、Ob-Rb mRNAは胎生14.5日では前脳および中脳の皮質にのみ認められたが、胎生16.5日には顔面神経核や蝸牛神経核などの脳神経核に発現が認められるようになった。生後0.5日目には視床下部背内側核に、また、大脳皮質では特に錐体細胞に発現が強く認められるようになった。生後3.5日目になると視床下部の弓状核、満腹中枢である腹内側核、摂食中枢である外側野にも発現が認められ、成獣における発現パターンとほぼ一致するようになることか明らかとなった。

そこで現在、胎仔マウスの中枢神経系にOb-Rb mRNAか発現した後、すなわち胎生14.5および16.5日に、子宮外発生法を用いて胎仔脳室内にレプチンを投与し、その発生に及ぼす影響を形態学的および生化学的に検討中である。本研究では、子宮外発生法を用いてレプチンの発生における役割を明らかにすることが目的であるため、まず胎生期におけるレプチンの作用部位あるいは時期を特定するために、レプチンレセプター(Ob-Rb) mRNAの発現を胎仔および新生仔マウスの各発生段階において検討した。Ob-Rb mRNAの発現をRT-PCRおよびin situ hybridization法を用いて検討したところ、前年度の結果に加え、さらに詳細なデータが得られた。RT-PCRの結果、Ob-Rb mRNAは胎生10.5日の胎仔の脳において既に発現が認められ、胎生12.5および14.5日では終脳、および間脳から菱脳までの部分ともに発現が認められた。胎生16.5日および18.5日では、さらに小脳においても発現が認められた。in situ hybridizationにより、Ob-Rb mRNAの発現の局在を検討したところ、胎生11.5日において菱脳の神経上皮細胞層に、12.5日には終脳および中脳の神経上皮細胞層にも発現が認められるようになった。さらに胎生14.5日には終脳の皮質、16.5日には中脳上丘の表層灰白質、小脳の外顆粒層およびプルキンエ細胞層に発現が認められるようになった。よって、レプチンが中枢神経系の発生に関与している可能性が示唆された。しかしながら、正常なレプチン/Ob-Rb系を有するICRマウスの胎仔(胎生12.5、14.5、16.5日)の脳室内に、子宮外発生法を用いてレプチンを注入したところ、形態学的に特に大きな変化は認められなかった。そこで現在、レプチン欠損(ob/ob)マウスあるいはOb-Rb欠損(db/db)マウスの胎仔脳室内にレプチンを注入し、中枢神経系の発生におけるレプチンの機能を形態学的および生化学的に比較検討中である。レプチンの胎生期における機能を明らかにするため、前年度までに胎生期におけるレプチンの作用部位および時期を特定する目的で、レプチンレセプター(Ob-Rb)mRNAの発現パターンを胎仔および新生仔マウスにおいて検討した。その結果、中枢神経系において、RT-PCR法では既に胎生10.5日に、in situハイブリダイゼーション法では胎生11.5日より発現が認められた。よって、マウスの胎仔発生にレプチンが関与していることが考えられた。そこで、今年度はまずレプチン欠損(ob/ob)マウスと野生型(B6J)マウスの胎仔の形態を比較し、全身および中枢神経系の発生におけるレプチン欠損の影響を検討した。胎生16日および18日では、ob/obおよびB6Jマウス胎仔の頭殿長および体重に差は認められなかった。しかしながら、中枢神経系のニッスル染色切片を観察したところ、胎生16日のob/obマウスでは、B6Jマウスと比較して間脳および中脳が小さかった。胎生18日の胎仔については、現在観察中である。次に子宮外発生法を用いて、ob/obマウス胎仔脳室内にレプチンを注入し、全身および中枢神経系の発生に関するレプチンの機能を検討した。なお、対照群には溶媒(クエン酸ナトリウム+リン酸緩衝液)のみを注入した。胎生14日にレプチンを1μgあるいは200ng投与し、胎生16日に観察したところ、対照群と比較して前者では頭殿長および体重の減少が認められ、後者では体重のみの減少が認められた。
ライフサイクルにおけるアイデンティティの再編過程に関する研究

本研究は3年にわたって行われた。研究報告書の概要を示すと次の通りである。それぞれの研究分担者に研究補助者を加えて行われたものである。まず、研究代表者である鑢幹八郎と分担者である一円,禎紀と研究補助者の高田晃治が担当した「高校中途退学者の内的経験に関する一考察」、研究分担者である森田裕司および児玉憲一と研究補助者の高田晃治が担当した「大学生の中途退学者に関する研究」、研究分担者である岡本祐子と研究補助者の蜂谷陽子が担当した「子育て期の助成のアイデンティティ葛藤と発達」、研究代表者である鑢幹八郎と一丸藤太郎および畝田紀子が担当した「中年期危機としての『転職』の意味-職業的アイデンティティの一側面に関する研究-」、研究分担者の岡本祐子及び研究補助者の宇都宮博が担当「高齢者における夫婦アイデンティティと夫婦適応の検討」、研究代表者の鑢幹八郎と研究分担者の一丸藤太郎及び井口明子が担当した「老年期のアイデンティティの変容過程に関する研究」そして研究分担者の岡本祐子が担当した「老年期のアイデンティティ様態と『人生の統合』の課題達成について-老年期のアイデンティティ様態の類型化と心理社会的課題達成の特徴-」の通りである。これらの研究の一部は「研究発表の項」に示すように学会に発表され、また学会の研究誌に発表された。また大学院の修士論文の一部としてまとめられた。されにその成果は今後も研究分担者と研究補助者の連名で学会及び学会誌に発表する予定である。また、第1年度である平成5年度はおもにアイデンティティ研究の見通しを得るため、研究文献を国際レベルの研究すべてに目を通し、第2年目の平成6年度に著書『アイデンティティ研究の展望II』として出版して出版した。平成7年度には第2集として『アイデンティティ研究の展望III』として出版している。これまでの研究経過としては、研究打ち合わせ、討議を4回行った。そして調査可能性の打ち合わせのため、調査地に出張して現地の担当者と話し合いを数回に亙って行っている。文献収集に関しては、過去5年間のアイデンティティに関する心理学的研究を網羅して収集した。それをライフサイクルの年代別、性別、職業別などに分類し、文献的研究レベルにおけるライフサイクルにおけるアイデンティティの再編過程における研究展望を得た。これは研究代表者の鑪幹八郎がアイデンティティ研究の展望として、精神分析学研究に発表し、さらに研究分担者の一丸藤太郎が「多重人格研究をめぐる最近の動向」として、同じく精神分析学研究に発表した。また、研究論文の全体的な評論については、1994年度にナカニシヤ出版から出版するために現在印刷中である。また、個々の研究分担者において、研究は進行中である。本研究全体として、鑪を中心に世界におけるアイデンティティ研究の展望をおこない、これをまとめた。そして著書としてナカニシヤ出版から『アイデンティティ研究の展望II』として発表した。これは今後も継続して、平成7年度には『アイデンティティ継続としての展望III』として発表、出版の予定である。これによって研究全体の展望をおこない、それぞれの研究分担をすすめた。岡本祐子は中年期女性のアイデンティティの変容過程の分析と老年期のアイデンティティの変容過程の分析をおこなった。また、岡本の援助によって、畝は中年期男性の「転職」に焦点を当て、アイデンティティの変容過程を分析し、興味ある資料を収集した。また、森田は、児玉、一円、一丸および高田と協力して、高校生の中途退学者、大学生の中途退学者の面接調査を通して、アイデンティティの変容過程を分析した。来年度には資料を追加して、発表の予定である。平成6年度のひとつの成果として『アイデンティティ研究の展望II』(ナカニシヤ出版)から出版した。平成7年度は、これに加えて、さらに『アイデンティティ研究の展望III』(ナカニシヤ出版)を出版した。

このアイデンティティ研究の展望は、研究の継続として来年度も『アイデンティティ研究の展望IV』として出版の準備をしている。本年度は3年継続した研究の最終年度のまとめとして、研究成果の報告書としてまとめた。その研究内容は、それぞれの研究分担者に研究補助者を加えて行われたものである。研究の表題を示すと以下の通りである。まず、研究代表者である鑪幹八郎と研究補助者の一円禎紀と同じく高田晃治が担当した「高校中途退学者の内的経験に関する一考察」、研究分担者である森田裕司及び児玉憲一と研究補助者の高田晃治が担当した「大学生の中途退学者に関する研究」、研究分担者である岡本裕子と研究補助者の蜂谷陽子が担当した「子育て期の女性のアイデンティティ葛藤と発達」、研究代表者である鑪幹八郎と一丸藤太郎及び畝由起子が担当した「中年期危機としての『転職』の意味-職業的アイデンティティの一側面に関する研究-」、研究分担者の岡本裕子及び研究補助者の宇都宮博が担当した「高齢者における夫婦アイデンティティと夫婦適応の検討」、研究代表者の鑪と研究分担者の一丸藤太郎と井口明子が担当した「老年期のアイデンティティの変容過程に関する研究」、そして研究分担者の岡本裕子が担当した「老年期のアイデンティティ様態と『人生の統合』の課題達成について-老年期のアイデンティティ様態の類型化と心理社会的課題達成の特徴-』の通りである。その一部は学会の研究誌に発表され、また大学院の修士論文の一部としてまとめられた。それらは研究分担者と研究補助者の連名で学会において発表する予定にしている。
ブリ類の微胞子虫症ワクチンの開発に向けた免疫システムの解明

近年ブリ類養殖では、Microsporidium seriolaeを原因とする微胞子虫症(べこ病)による被害が甚大である。本症のワクチン開発に有用な免疫系を解明するため、この感染に対するブリ類の免疫システムについて、血液、免疫関連器官及び感染部位を対象にした細胞・タンパク質・遺伝子レベルでの包括的な解析を行う。初年度は、解析試料とする感染魚の作出のため、自然感染試験としてべこ病発生海域にブリを2ヶ月間飼育した。主要な感染部位である筋肉への感染が定量PCR法で検出された4日後(開始から25日目)及び感染試験終了時にサンプリングを実施した。筋肉に対する病理組織観察では、形成中のシストを多数検出し、こられシストに対する炎症が見られないことを明らかにした。血漿中の抗体量をウェスタンブロット法で測定した結果、一部の個体で特異抗体が検出されたが、その量は極めて微量であり、感染試験終了時まで顕著な増加は認められなかった。感染試験の試料の他、罹病歴が有り且つ生残したブリを収集し、同様の測定を行ったところ、これらの血漿中では顕著な抗体産生が認められた。このことからシスト形成の過程では、抗体産生に関わる宿主応答は未だ微弱であると推察された。血漿については、未感染魚とのタンパク質の比較定量解析も行った。その結果、25日目の一部の個体と感染試験終了時にサンプリングした全ての個体で22kDa及び30kDaのタンパク質が特異的に検出され、これらが感染に対して応答を示している可能性が予想された。これらのタンパク質については、LC-MS/MSによるタンパク質同定のための試料調製を行った。免疫関連器官については、脾臓等をサンプリングし、RNA-seqのライブラリーを作成した。また、次年度のワクチン試験に向け、ワクチンに供するM.seriolaeの採取を行った。M. seriolaeについては、本原因体の培養法及び感染試験法が確立されていないため、感染魚を作出するためには自然感染しか方法が無いのが現状である。今年度は、順調な感染を見込める感染試験の開始時期が当初の想定より遅かったため、計画の進捗にやや遅れを生じたが、当該年度内に感染魚の試料を収集することができた。得られた試料に対する各解析は着実に進められており、今後順調に成果を得られると考えている。病態進行中のブリと罹病から長期間生残した履歴魚の血漿では、M. seriolaeに対する抗体量に差が認められたため、本病に対する抗体の役割を調べる必要がある。そこで次年度は、履歴魚の抗血清を移入したブリ、及びワクチン接種により十分な抗体産生を誘導したブリに対する感染試験を行い、感染防御における抗体の関与を検討する。また、昨年度から行っている血漿のプロテオームや免疫関連器官に対する遺伝子発現解析を精査すると共に、ワクチン試験で得られる血漿や免疫関連器官等に対しても同様の解析を行い、これらの結果を精査し、べこ病に対する免疫システムの解明を目指す。これらの試験及び解析を効率的に進めるためには、自然感染試験を早期に行えることが重要であり、状況に応じていつでも感染試験を開始できるように供試魚の準備を行った。

病態進行中のブリと罹病から長期間生残した履歴魚の血漿では、M. seriolaeに対する抗体量に差が認められたため、本病に対する抗体の役割を調べる必要がある。そこで次年度は、履歴魚の抗血清を移入したブリ、及びワクチン接種により十分な抗体産生を誘導したブリに対する感染試験を行い、感染防御における抗体の関与を検討する。また、昨年度から行っている血漿のプロテオームや免疫関連器官に対する遺伝子発現解析を精査すると共に、ワクチン試験で得られる血漿や免疫関連器官等に対しても同様の解析を行い、これらの結果を精査し、べこ病に対する免疫システムの解明を目指す。これらの試験及び解析を効率的に進めるためには、自然感染試験を早期に行えることが重要であり、状況に応じていつでも感染試験を開始できるように供試魚の準備を行った。研究対象のM. seriolaeは、その培養方法及び感染試験法が確立されていないため、解析試料として用いる感染魚の作出は、感染海域での自然感染しか方法が無い。今年度は、順調な感染を見込める感染試験の開始時期が当初の想定より遅かったため、解析試料の調製にも影響を生じ、計画していた次世代シークエンサーによる遺伝子発現解析やLC-MS/MSによるタンパク質の解析を実施できなかった。これらの解析に供する試料調製までは済んでいるが、解析自体は次年度に行うことにしたため、次年度使用額が生じた。
局所的なスピン整列状態の操作-ナノスピンクラフトの試み

スピン・電荷整列状態の制御に使用するマグネタイト表面の作製・評価を行った。その結果、清浄かつ平坦な表面作製条件を確立し、走査型トンネル顕微鏡、ならびに、非接触原子間力顕微鏡を用いた原子分解能観察に成功した。非接触原子間力顕微鏡による原子像観察は世界に先駆けた結果である。また、整列相の制御に必要となる強磁場対応の極低温超高真空走査型プローブ顕微鏡の開発を行い、Si表面の原子分解能観察に成功した。局所的な電化(スピン)整列状態の観察・操作を行う混合原子価系遷移金属酸化物表面であるマグネタイト(Fe_3O_4)-(001)表面の作製・評価を行った。Fe_3O_4(001)表面は、MgO(001)を基板として、酸素雰囲気中でFeを蒸着した後に、超高真空や酸素雰囲気でアニールすることで作製するが、この時の温度や酸素濃度などの各種条件の検討を行った。表面状態の評価は、低速電子線回折法や走査型トンネル顕微鏡を用いた。また、一度、大気中に取り出した試料でも、適切な適酸素濃度とアニール温度で、Fe_3O_4(001)清浄面を作製することが可能であり、走査トンネル顕微鏡により原子像観察が可能であることを確認した。現在、確定した条件により作製したFe_3O_4(001)清浄表面の原子間力顕微鏡観察を行っている。磁化変調型走査プローブ顕微鏡の開発を続行している。予定よりも大幅に遅れている原因として、Z粗動機構の不調が挙げられる。開発中の装置は、超高真空、かつ、極低温、高磁場環境下でも動作する機構が必要であることから、これらの条件を満足する粗動機構として、attocube社製のピエゾ駆動装置を採用した。しかし、超高真空を実現するために、カタログ性能で保証されている150°Cで長時間のベークを行うと、この粗動機構が全く動作しなくなることが明らかとなった。そのため、駆動装置の表面コーティングの改質やカウンタバランスの新設による負荷の軽減などの従来予定していなかった対策を講じる必要が生じた。改良により、現在までに、Z粗動機構が超高真空下でも、問題なく動作するようになった。また、このz粗動改修の間に、低温測定において、標準試料となるSi(100)表面の作製の条件出しを室温原子間力顕微鏡で行った。その結果、欠陥が少なく、テラス幅の広い(100)表面を再現性良く作製できるようになり、原子像観察に成功した。局所的な電化(スピン)整列状態の観察・操作を行う混合原子価系遷移金属酸化物表面であるマグネタイト(Fe_3O_4)-(001)表面の非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)観察を行った。当初は、昨年度までに行っていた走査型トンネル顕微鏡(STM)で原子像が観察可能な試料作製条件を用いていた。しかし、試料表面の平坦度がNC-AFM測定には適していないことが判明した。そこで、これまでのプロセスに加えて、Arスパッタリング、酸素雰囲気中でのアニーリング処理を施すことにより、NC-AFM測定を実現することができた。その結果、世界に先がけて、NC-AFMによるマグネタイト表面の原子分解能観察に成功した。得られた原子像の対称性はSTM像とは大きく異なっており、Fe原子がイメージされていない。また、NC-AFM像で見られる周期性が、結晶構造から予測される酸素原子の周期とも異なっていることがわかった。この結果は、測定されたNC-AFM像が、単純に表面構造を測定しているのではなく、マグネタイト表面で誘起されている電化(スピン)配列を反映している可能性があることが明らかとなった。昨年度に問題となっていたZ粗動機構がようやく超高真空・極低温環境下で動作するようになった。そこで、顕微鏡の基礎的な性能を評価するために、超高真空・極低温・強磁場印加環境において、Si(111)-7×7再構成表面のSTM観察を行った。その結果、Si原子像観察に成功し、開発中のプローブ顕微鏡の基本性能を確認することができた。また、同環境下でのNC-AFM測定を行い、NC-AFMモードでの基本動作を確認した。局所的な電化(スピン)整列状態の観察・操作を行う混合原子価系遷移金属酸化物表面であるマグネタイト(Fe_30_4)-(001)表面を対象とした研究を引き続き行った。昨年度までに確立した試料作製条件に基づき、非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)測定を行い、マグネタイト(001)表面の原子分解能観察に成功した。得られた原子像の対称性はSTM像とは大きく異なり、単純に酸素原子の配列をイメージングしていないことがわかった。

その後、Pintoらの理論計算グループと議を進め、STM像から提案されていた表面構造モデルか異なっている可能性があること、NC-AFM像が単純に表面構造を示すものではなく、電荷(スピン)配列も反映している可能性があることが明らかとなり、NC-AFMとSTM像との詳細な比較が必要であることがわかった。磁化変調型走査プローブ顕微鏡の開発を続行している。昨年度までに顕在化した不具合の改善がほぼ終了し、顕微鏡本体の基本動作のテストを行い、超高真空・極低温・強磁場印加環境における基本動作の確認を終了した。その後、性能確認のために、極低温・強磁場環境下でのSi(111)-7×7再構成表面のSTM観察を行、si表面の原子分解能観察に成功した。また、同環境下において、Nc-AFM測定を試み、Nc-AFMモードでの基本動作を確認した。これにより、開発中の超高真空極低温走査プローブ顕微鏡の基本動作の確認を終え、その性能を確認することができた。
逆問題解析による分数階微分方程式を用いた血糖値変化の数理モデル

分数階(非整数階)常微分方程式の初期値問題の数学解析と数値解析に関して、いくつかの新しい知見が得られた。これらによって本課題研究申請時に見込まれていた「最低限の成果見込み」を上回る成果が挙げられたが、一方で血糖値変化の数理モデルの研究に関しては、先行研究の妥当性を数学的に確認する程度の結果に限られている。既に平成29年度終了迄に幾つかの成果を得ていたfractional Adams法を用いた数値計算結果に対し、平成30年度には定量評価の観点から新たな知見が得られた。このアルゴリズムの分割幅を小さくしたときの漸近的な収束性等(定性的議論)については、先行研究ならびに本課題研究の平成29年度末迄の成果によって既に詳細な検討が行われ、肯定的な成果が示されている。これに対して、平成30年度は具体的な数値計算事例を検証し、分割幅を固定した場合の数値解の挙動を計算環境を変化させて議論を行い、ある非線型問題に対してはいわゆる「数値的不安定性」が生じることを確認した。さらに、研究代表者が提案する高精度スキームについては同じ条件下での数値実験では「数値的不安定性」が見られなかった。これらの数値実験と比較検討は通常の倍精度環境に加えて他倍長精度環境でも行っており、この不安定性はの有する構造的問題に起因すると考えられる。検証した例では数値的不安定性が有界であることから、fractional Adams法の優位性が強調されている(非線型方程式に現れる)非線型方程式解法の数値計算アルゴリズムに定量的限界があると判断される。またこの成果は、非線型方程式の数値計算アルゴリズムに関してはfractional Adams法よりも若干劣る研究代表者の提案するスキームが、数値計算の信頼性の点では優位であることが確認されたことも意味しており、本課題研究が有意義な成果をもたらせたことを含意するものと判断される。本研究は血中のブドウ糖濃度とインシュリンの関係について、insulin sesitivityという新たなパラメータを導入して両者の関係の数理モデル化を図るもので、分数階微分方程式を利用した研究協力者の先行研究をヒントに、信頼できる数理モデルの確立を図るとともに、分数階微分方程式の数値計算法の新たな数値計算法を提案することが研究目的である。研究目的と関連研究の現況を考慮し、初年度は非線型分数階微分方程式の数理解析を整理し、信頼性のある数値計算法を確立することを主眼としたが、この点では大きな成果が得られた。分数階微分の定義は歴史的に見ても多様であるが、現象の数理モデル化への適用を念頭においた場合、Capto型の分数階微分を微分方程式として利用することが合理的と考えている。この場合、目的とする分数階微分方程式は本質的にはweak-singular核をもつ非線型積分方程式と見做すことができるため、本課題研究の目的はweakly-singular核を持つVolterra型非線型積分方程式の解析である。この種の方程式の数値計算についてはDiethelm他による方法が提案され、一定の解析も行われているが、記法が煩雑な上に証明上の技術的な仮定があり、それが実用上の制約ともなっている。これに対して研究協力者の坂東孝政と共にDiethelmらの煩雑な議論を整理し、さらに証明上の技術的制約を本質的に緩和し、現実的な数値計算スキームを提案したことが平成28年度の成果である。この研究成果は非線型分数階微分方程式のCauchy問題の高精度解法の構成を示唆するもで、平成29年度以降の課題研究推進基盤ともなっている。申請段階では非線形分数階方程式の初期値問題の数値解法についてのDiethelm他の先行研究の整理に相当の時間を要すると考え、本課題研究の最低限の到達点として新たな高精度数値計算法の確立を位置づけていた。しかし研究協力者の相当の協力により、数値計算法の確立については平成28年度に目処がついたものと判断している。これによって申請時に最低限の到達点としていた成果は早々に達成される見通しとなった。さらに研究分担者2名の共同研究によってスペクトル法を利用したアプローチも行い、限られた事例ではあるが、新たな数値計算法も提案している。これらの成果によって、本課題研究は、数値解析面では予定を若干上回りつつも、全体としてはおおむね順調に推移していると判断した。糖尿病に係る数理科学的な薬理研究として、血中のグルコースおよびインシュリン濃度の数理モデル化がある。いわゆるMINIMODモデルではこれらに加えてインシュリンの効き方(insulin sensitivity)の3つが未知函数として数理モデル化されているが、MINIMOD Milleniumモデルではグルコースとインシュリンの効き方だけが未知函数となる(1階)常微分方程式が提唱されている。本研究は、その改良版である分数階MINIMOD Milleniumモデルの数理解析を通して改良モデルの解析を行い、さらにより良い数理モデルの提案を視野に入れている。研究の第1段階として、Caputo型の分数階非線型方程式の数学解析と数値解析を行い、数値計算法の確立と効率的な数値計算手法を提案することにあるが、この点では平成28年度と29年度に大きな成果が得られている。Caputo型の分数階方程式をweakly-singular核積分方程式として論じて数値解析理論を整備することは、研究協力者の寄与もあって平成28年度に大きな成果を挙げた。この成果は、本課題研究申請時に「最低限の期待される成果」と位置づけたものであり、この点では申請時の研究目標の一つは達成されたといえる。

これを踏まえ、平成29年度は研究代表者の提唱する厳密(exact)性を優先する数値計算スキームと、当初から近似を行う他のスキームとの比較を数学解析の視点で行った。常微分方程式の数値計算法を数値積分公式との比較から検証することはこれ迄にも知られている通りであるが、この方法を形式的に分数階方程式にも適用すると、幾つかの計算スキームが考えられる。平成29年度はこの検証を海外研究協力者も含めて行ない幾つかの成果を得たが、その数値的検証は平成30年度の研究に持ち越した。「研究実績の概要」の項でも記述した通り、平成29年度末迄にCaputo型の分数階非線型方程式の初期値問題について、その基礎的な数学解析を整備し、基本的な数値計算スキームの解析(理論数値解析)を整備することで、課題研究申請時に「最低限」と定めていた目標は達成された。この意味では本課題研究は「概ね順調に進展している」と判断される。分数階(非整数階)常微分方程式の初期値問題の数学解析と数値解析に関して、いくつかの新しい知見が得られた。これらによって本課題研究申請時に見込まれていた「最低限の成果見込み」を上回る成果が挙げられたが、一方で血糖値変化の数理モデルの研究に関しては、先行研究の妥当性を数学的に確認する程度の結果に限られている。既に平成29年度終了迄に幾つかの成果を得ていたfractional Adams法を用いた数値計算結果に対し、平成30年度には定量評価の観点から新たな知見が得られた。このアルゴリズムの分割幅を小さくしたときの漸近的な収束性等(定性的議論)については、先行研究ならびに本課題研究の平成29年度末迄の成果によって既に詳細な検討が行われ、肯定的な成果が示されている。これに対して、平成30年度は具体的な数値計算事例を検証し、分割幅を固定した場合の数値解の挙動を計算環境を変化させて議論を行い、ある非線型問題に対してはいわゆる「数値的不安定性」が生じることを確認した。さらに、研究代表者が提案する高精度スキームについては同じ条件下での数値実験では「数値的不安定性」が見られなかった。これらの数値実験と比較検討は通常の倍精度環境に加えて他倍長精度環境でも行っており、この不安定性はの有する構造的問題に起因すると考えられる。検証した例では数値的不安定性が有界であることから、fractional Adams法の優位性が強調されている(非線型方程式に現れる)非線型方程式解法の数値計算アルゴリズムに定量的限界があると判断される。またこの成果は、非線型方程式の数値計算アルゴリズムに関してはfractional Adams法よりも若干劣る研究代表者の提案するスキームが、数値計算の信頼性の点では優位であることが確認されたことも意味しており、本課題研究が有意義な成果をもたらせたことを含意するものと判断される。平成28年度の数値計算上の成果をふまえ、平成29年度には血糖値数理モデルの先行研究の検証と、その数値解析の信頼性を検証する。この数理モデルはパラメータ推定の逆問題を含むため、先ずは既知パラメータの場合の数値解析を平成29年度に行い、逆問題解析は平成30年度を中心に行うことを今後の方策としている。
二酸化炭素とバイオマスからの新規機能性材料の創製

地球温暖化対策として、二酸化炭素の有効利用は急務の課題であるが、二酸化炭素とエポキシドからの環状カーボネートの合成は、二酸化炭素を炭素源として利用する有効な手法の一つである。我々は、ヨウ化亜鉛、塩化亜鉛、tブチルテトラメチルグアニジンの3成分を利用する触媒システムが、環状カーボネートの合成において、常温・常圧下でも有効に働くことを前年度に見出している。本年度は、3成分の組み合わせについて種々検討し、更なる触媒活性の向上を試みた。その結果、塩化亜鉛の代わりに塩化ニオブを、tブチルテトラメチルグアニジンの代わりに7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エンを用いた場合に、活性が向上することを見出した。さらに、その使用量比についても検討した結果、スチレンオキシドと二酸化炭素からのスチレンカーボネートへの変換を、常温・常圧下、効率よく行うことに成功した。ヨウ化亜鉛ー塩化ニオブー7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エンから成る本触媒は、煩雑な触媒の調製を必要とすることなく、市販の3成分を混合するだけで、本変換反応に利用できる。また、本法は、加温・加圧下で行う従来法に比べて、よりエネルギー消費を抑えた変換法である。今後、二酸化炭素とバイオマスからの機能性材料を創製するに当たり、スチレンオキシド以外にも本法を適用し、基質適用範囲に関する知見を得る。前年度に比べて、触媒の活性を向上させることができ、二酸化炭素とバイオマスからの機能性材料の創製を行うにあたり、その可能性を高めることができたため。モデル基質として利用した、スチレンオキシド以外についても検討し、適用範囲を調べる。また、バイオマスから構成される基質への適用も試みる。二酸化炭素は、温室効果ガスの1つであり、その削減や有効利用が強く望まれている。そのため現在、二酸化炭素を炭素源として利用する試みが、精力的に行われている。なかでも、アトムエコノミーの観点から、二酸化炭素とエポキシドからの環状カーボネートの合成は、最も有望な手段の1つとして考えられている。本研究では、求核種と酸を協奏的に触媒作用させることにより、二酸化炭素とスチレンオキシドから5員環カーボネートを、常温・常圧で合成することを目指した。その結果、ヨウ化亜鉛とペンタアルキルグアニジンとの錯体が、触媒として利用できることが明らかなり、さらに、塩化亜鉛を添加することで、活性の大幅な向上が観察された。例えば、ヨウ化亜鉛(1 mol%)とtert-ブチルテトラメチルグアニジン(2.2 mol%)との錯体へ塩化亜鉛(0.5 mol%)添加し、スチレンオキシド(10 mmol)と二酸化炭素(0.1 MPa)との反応を25 °Cで18時間行うと、目的のスチレンカーボネートが81%の変換率で得られることを見出した。本触媒系は、バルーンによる二酸化炭素の導入及び25 °Cの温和な条件下で反応が進行する。また、溶媒を使用する必要もないため、二酸化炭素を原料として用いる5員環カーボネート合成の有効な触媒になり得る。今後、二酸化炭素とバイオマスから機能性材料を創製するに当たり、さらに活性の高い触媒系の構築を行う予定である。変換率の面で改善する必要はあるが、二酸化炭素を原料とするカーボネート合成を、温和な条件下で行える触媒系を見出すことができた。また、二酸化炭素とバイオマスからの機能性材料の創製を行う際に、この触媒系を今後活用できる。開発した触媒系において、金属ハロゲン化物と有機塩基との組み合わせや調製条件等を検討し、より活性の高い触媒開発を行う。本研究では、機能性材料へ誘導する際、環状カーボネートの合成がキーステップとなるため、温和な条件下でも効率的に働く触媒の開発が必要である。

モデル基質として利用した、スチレンオキシド以外についても検討し、適用範囲を調べる。また、バイオマスから構成される基質への適用も試みる。消耗品の端数の累積により、差が生じた。端数の累積。
炎症関連発がんにおける幹細胞のがん化機構の解明とその予防法の探索

タイ肝吸虫感染胆管癌組織において、がん幹細胞マーカーCD44v9および炎症関連分子を免疫組織染色法により検出した。CD44v9は正常胆管細胞では染色されなかったが、胆管癌組織においては散発性胆管癌、タイ肝吸虫感染胆管癌ともに陽性であった。さらに、タイ肝吸虫感染胆管癌は散発性に比べ有意に高いCD44v9の発現を確認した。炎症を促進するRAGE (receptor for advanced glycation end product)のリガンドのひとつであるS100Pおよび炎症などで誘導され、プロスタグランジンを合成して炎症を促進するCOX-2との関連を調べた。その結果、両者ともCD44v9の発現と有意な正の相関が認められた。すなわち、CD44v9は胆管癌の新規のがん幹細胞マーカー候補であり、炎症が重要な因子であることが示唆された(Mediators Inflamm, 2018)。ヒト胆管癌由来培養細胞は、正常胆管細胞株に比べ、CD44v9および抗酸化酵素遺伝子の発現が有意に高いことを見出した。CD44v9のsiRNAによる発現抑制を行ったところ、細胞増殖が低下し、CD44v9が胆管癌進展に寄与することを明らかにした(第89回日本衛生学会総会、2019年2月)。フラットパネルディスプレイなどの製造に使用されるインジウム化合物は間質性肺炎や肺癌などの健康障害が懸念されている。肺上皮細胞A549をインジウム化合物で処理し、炎症関連DNA損傷とその機序を検討した。インジウム化合物は低濃度においても8-nitroguanineを生成し、その生成にRAGEおよびHMGB1が関与することを明らかにした。HMGB1は幹細胞の遊走と増殖を誘導することが知られており、炎症が幹細胞をがん化する可能性が示唆された(第89回日本衛生学会総会、2019年2月)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。炎症により特異的に生じるニトロ化DNA損傷に注目し、Epstein-Barrウィルス感染上咽頭癌組織における幹細胞マーカー陽性細胞での局在について検討した。その結果、がん組織では非がん組織に比べ、ニトロ化DNA損傷塩基、幹細胞マーカーCD44v6およびALDH1A1陽性率が有意に高く、幹細胞マーカー陽性細胞でのニトロ化DNA損傷が確認された。さらに、上咽頭癌由来細胞株では上咽頭不死化細胞に比べ、CD44v6およびALDH1A1のタンパク発現レベルが高く、フローサイトメーターによりダブルポジティブ細胞の割合が有意に高いことが確認された(Mediators of Inflammation, 2016)。また、上咽頭癌においてGlutaredoxin 3 (GLRX3)が発現上昇していることを見いだし、その機構としてEGFR/Akt経路を介して細胞増殖、細胞遊走、上皮間葉移行に関与することを明らかにした(Oncotarget, 2016)。炎症関連発がんのDNAメチル化率をバイオマーカーとして応用可能かを次世代シークエンサーにより探索した候補遺伝子について検討した。その結果、非がん患者に比べ、上咽頭癌患者の生検組織で有意に高いメチル化率が得られ、バイオマーカー候補となる遺伝子が確認された(論文投稿中)。炎症因子である喫煙や飲酒、ウィルス感染が発がんリスクと考えられる頭頸部扁平上皮癌におけるmicroRNAの役割について検討を行った。すなわち、周辺非がん組織に比べ、がん組織において有意に発現が低下しているlet-7cを頭頸部扁平上皮癌細胞株に安定導入し、細胞増殖、コロニー形成、細胞遊走の抑制を観察した。また、同細胞のヌードマウス皮下移植により腫瘍塊形成および浸潤能の抑制を確認し、let-7cのがん抑制作用を示した(論文投稿中)。上咽頭癌での幹細胞と炎症関連DNA損傷との関連性を明らかにし、国際学術雑誌に発表した。また、炎症関連転写因子NF-KBに至るEGFR/Akt経路を介した、がん進展経路を明らかにした。炎症関連発がんにおけるエピゲノム異常の関与を示す結果を得ており、研究はおおむね順調に進捗していると考える。炎症因子である喫煙や飲酒、ウィルス感染が発がんリスクと考えられる頭頸部扁平上皮癌におけるmicroRNAの役割について検討した。がん組織において有意に発現が低下しているlet-7cを頭頸部扁平上皮癌細胞株に安定導入したところ、コントロールベクター導入細胞に比べ、細胞増殖、コロニー形成および細胞遊走が有意に抑制された。また、同細胞をヌードマウス皮下移植し、腫瘍塊形成、および浸潤能が抑制されることを確認した。let-7cがinsulin-like growthfactor 1 receptor (IGF1R)やhigh mobility group AT-hook 2 (HMGA2)の発現を低下させることでがん抑制作用を示すことを明らかにした(Oncotarget 9, 8927-8940, 2018)。タイ肝吸虫感染は胆管癌の重要なリスク要因である。我々はタイ肝吸虫感染胆管癌患者においてがん抑制遺伝子Early B cell factor 1 (EBF1)の発現が有意に低く、さらに8-oxodG高値かつEBF1が低発現の群では予後が不良であることを見いだした。また、正常胆管細胞株に比べ、過酸化水素耐性株および胆管癌細胞株でEBF1発現が有意に低かった。興味深いことに、正常胆管細胞株においてEBF1をノックアウトすると、幹細胞マーカーであるCD133およびOct3/4の発現が上昇し、また、細胞遊走能が高まった。

すなわち、慢性的な酸化ストレスがEBF1発現を低下させ、幹細胞のがん化に繋がる可能性が示唆された(Redox Biol 14, 637-44, 2018)。タイ肝吸虫感染胆管癌組織において、がん幹細胞マーカーCD44vを免疫組織染色法により検出した。CD44v9は正常胆管細胞では染色性を示さなかったが、胆管癌組織においては散発性胆管癌、タイ肝吸虫感染胆管癌ともに陽性であった。タイ肝吸虫感染胆管癌においては散発性に比べ有意に高いCD44v9陽性率であった。より強い炎症が幹細胞を誘導する可能性が示された(第88回日本衛生学会総会、2018年3月)。頭頸部扁平上皮癌でのエピゲノム異常による発がん機構を明らかにし、国際学術雑誌に発表した。また、タイ肝吸虫感染胆管癌において酸化ストレスが遺伝子発現異常を惹起し、がん幹細胞に寄与する可能性を示した。炎症関連発がんにおけるエピゲノム異常の関与を示す結果を得ており、研究はおおむね順調に進捗していると考える。タイ肝吸虫感染胆管癌組織において、がん幹細胞マーカーCD44v9および炎症関連分子を免疫組織染色法により検出した。CD44v9は正常胆管細胞では染色されなかったが、胆管癌組織においては散発性胆管癌、タイ肝吸虫感染胆管癌ともに陽性であった。さらに、タイ肝吸虫感染胆管癌は散発性に比べ有意に高いCD44v9の発現を確認した。炎症を促進するRAGE (receptor for advanced glycation end product)のリガンドのひとつであるS100Pおよび炎症などで誘導され、プロスタグランジンを合成して炎症を促進するCOX-2との関連を調べた。その結果、両者ともCD44v9の発現と有意な正の相関が認められた。すなわち、CD44v9は胆管癌の新規のがん幹細胞マーカー候補であり、炎症が重要な因子であることが示唆された(Mediators Inflamm, 2018)。ヒト胆管癌由来培養細胞は、正常胆管細胞株に比べ、CD44v9および抗酸化酵素遺伝子の発現が有意に高いことを見出した。CD44v9のsiRNAによる発現抑制を行ったところ、細胞増殖が低下し、CD44v9が胆管癌進展に寄与することを明らかにした(第89回日本衛生学会総会、2019年2月)。フラットパネルディスプレイなどの製造に使用されるインジウム化合物は間質性肺炎や肺癌などの健康障害が懸念されている。肺上皮細胞A549をインジウム化合物で処理し、炎症関連DNA損傷とその機序を検討した。インジウム化合物は低濃度においても8-nitroguanineを生成し、その生成にRAGEおよびHMGB1が関与することを明らかにした。HMGB1は幹細胞の遊走と増殖を誘導することが知られており、炎症が幹細胞をがん化する可能性が示唆された(第89回日本衛生学会総会、2019年2月)。1.炎症関連発がんにおけるDNAメチル化異常の役割解明と予防・治療法を検討する。2.炎症関連発がんにおけるmicroRNAの役割解明と、早期発見のバイオマーカー候補を探索する。3.炎症の増強に関わる因子として、傷害関連分子パターン(S100Aなど)について検討する。