hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管新生抑制作用とオートファジー活性化作用を持つ食品機能成分の老齢疾患予防効果

その結果、ローズマリーに含まれるカルノシン酸とブロッコリースプラウトに多いスルフォラファンがオートファジー活性化作用を示すことを神経細胞株で見出した。軟骨細胞でも検討した結果、両成分は同様にオートファジーを活性化することが明らかとなった。C57BL/6Jマウスに一週間、両成分をそれぞれ投与し、膝軟骨細胞でのオートファジー活性化を検討した結果、スルフォラファンではオートファジーの活性化が認められたが、カルノシン酸では明確な活性化は確認できなかった。次に、カルノシン酸を老化促進マウスに長期間経口投与し、加齢に伴う各種臓器の機能低下への影響を検討した。その結果、カルノシン酸摂取は死亡率の低下や肝臓・腎臓・脳など各種臓器の機能低下を抑制することが明らかとなった。また、比較的高濃度の長期投与であれば、膝軟骨細胞の保護効果が期待できることが示唆された。カルノシン酸の抗老化効果の分子レベルでの作用機構として、長寿と関連している転写因子FoxO3aの活性化が関与していることを新たに見出した。血管新生抑制作用を有する食品機能成分について、オートファジー活性化作用を神経細胞株と軟骨細胞で検討した結果、ローズマリーに含まれるカルノシン酸とブロッコリースプラウトに多いスルフォラファンがオートファジー活性化作用を示すことを見出した。カルノシン酸を老化促進マウスに長期間経口投与し、加齢に伴う各種臓器の機能低下への影響を検討した。その結果、カルノシン酸摂取群は記憶学習機能が維持されていた。また、生存率も対照群より高い上、肝臓・腎臓などの機能も維持されていたことが明らかとなった。その分子レベルでの作用機構として、長寿と関連している転写因子FoxO3aの活性化が関与していることを明らかにした。老化促進マウスへの経口投与実験結果について解析を進めているが、主要臓器に対して保護効果が認められていることから、順調に研究は進んでいると考えている。また、その作用機構について、これまでに報告の無い新規作用機構を見出しており、順調に研究は進んでいる。更に詳細な作用機構を解明することにより、学術的にも興味深い成果が得られる可能性があると考えている。カルノシン酸の老齢疾患予防効果の作用機構として、FoxO3aの活性化が重要であることを明らかにすることができた。今後は、FoxO3aへの作用を中心に、カルノシン酸の抗老化作用機構について更に詳細に解析する。また、FoxO3aは運動器(膝関節)の保護にも重要であることが示されていることから、膝関節組織への効果について検討を進める予定である。更に、カルノシン酸類似体や他の食品機能成分についても検討を進める予定である。食品機能学1年間にわたるカルノシン酸の長期投与実験によって得られた各種臓器について、分子細胞レベルでの解析を進める。特に、新規作用機構については重点的に検討し、カルノシン酸摂取による老齢疾患予防効果に関する新たな研究に発展させる。また、カルノシン酸やスルフォラファン以外の機能成分についても検討を進めていく予定である。27年度内に計画していた研究打ち合わせのための海外出張ができなかったため。
磁気ナビゲーションによる乳腺MRI検出病変の超音波ガイド下生検支援システムの開発

ほぼ研究計画書どおり、進捗している。1)データのクリーニングを行い、論文化する。3)NMEのRVSガイド下のvacuum assisted biopsyによる組織採取成功率を明らかにする。4)乳房変形補正プログラムの作成における予備検討を行う。今後non mass enhancementlesionの位置道程におけるUSフュージョン技術の臨床応用を目指し、多施設共同前向き試験を開始する。プローブの購入を延期したため超音波診断装置機種選定中のため既存のプローブを使用することで、研究に支障は生じていない。
ウイルス感染におけるDNAを介する自然免疫応答の解明

本研究では、細胞質に存在するウイルス由来DNAを介して誘導される自然免疫応答の基盤となる細胞内認識機構や下流の遺伝子発現プログラムの活性化に至るシグナル伝達経路を明らかにすることを目的に研究を進めた結果、本年度においては、新しいシグナル制御因子ZAPSを同定するに至った。ZAPSは、PARP(poly(ADP-ribose)polymerase)スーパーファミリーに属するPARP-13のアイソフォームの1つであり、I型インターフェロン(IFN)によって誘導する遺伝子である。実際に、ZAPSを過剰発現させたヒトHEK293T細胞においてB型DNA(poly(dA-dT)・poly(dT-dA))をトランスフェクトすることで誘導されるIFN-β、TNF-α、IL-6、CXCL10 mRNAの発現誘導が大きく増強された。一方、HEK293T細胞においてZAPSの発現をsiRNAによって抑制した場合、B型DNAによるIFN-βmRNAの発現誘導が有意に抑制された。この際のIFN発現誘導に必須のIRF-3転写因子の二量体形成が抑制されることも見出している。これらの結果は、HEK293T細胞においてB型DNAによって誘導される自然免疫シグナル経路においておそらく上流でZAPS分子が正に制御していることが示唆された。また、蛍光顕微鏡による解析で、ZAPSは細胞質に存在し、B型DNAによる刺激によって顆粒状に集合体を形成することも見出した。ZAPSはN末端にzincフィンガーモチーフを複数有しているが、この領域を欠損した変異型ZAPSを用いた解析で、この領域がB型DNAによる自然免疫応答に必要であることを示した。以上の結果から、ZAPSはHEK293T細胞においてB型DNAによって誘導されるI型IFN発現をはじめとする自然免疫応答を増強する新しい宿主側の制御因子であることが示された。今年度、細胞質DNAにより誘導される細胞応答の1つとしてI型インターフェロン(IFN)遺伝子発現を指標とした系を用いて、このIFN応答を顕著に増強する分子(SCI2)を新たに同定した。SCI2の細胞質DNA経路における役割について検討を行った。SCI2をHEK293TやHelaなどのヒト細胞に発現させた系においてDNA(poly(dA-dT)・poly(dT-dA))をリポフェクトアミンを用いて細胞内にトランスフェクトした刺激によって誘導されるI型IFNs(IFN-α/β)mRNAの発現誘導を顕著に増強した。IFN-α/βのみならず、TNF-α、IL-6およびCxc110mRNAの発現誘導も増強する結果が得られた。さらにRNAiを用いてSCI2の発現をノックダウンした実験系においては、細胞質DNAによるIFN-βmRNAの誘導が有意に抑制された。さらに同様のSCI2ノックダウンの系において細胞質DNA刺激によるIRF-3の活性化も抑制された。またHSV感染によるIFN-α/β産生も抑制された。したがって、SCI2は細胞質DNA経路での細胞応答をpositiveに調節する役割が示された。さらにSCI2は細胞質に存在しており、刺激依存的にその分子自身がオリゴマー化することも示唆される結果が得られている。SCI2分子内にはZnフィンガーモチーフの存在がみとめられることから、細胞質DNA認識機構における役割を含め、さらにSCI2の作用メカニズムについて検討中である。
ロタキサン形成により外界から遮断された“分子封止型色素”の光化学と応用

シクロデキストリン内にパイ共役系蛍光分子を封止したロタキサン型蛍光色素は,シクロデキストリンの包接により特定数の蛍光分子が外部環境から遮断されているので,量子収率が溶媒に依存しない,極めて耐光性が高い,濃度に依存せずエキシマー発光を示す等,特異な光物性を示す。本研究ではこの封止化による特長を活かし,単一分子イメージングに適したバイオプローブ,多彩なカラーバリエーションを有する円偏光発光分子,薄膜状態でも安定して異性化するフォトクロミック分子の3種の革新的な機能性分子を開発する。そして本研究を通し,未だに報告例の少ない“分子封止型色素"を色素の一分野として確立することを目指す。
高温超伝導薄膜のミリ波表面インピ-ダンスの測定およびミリ波表面損失逓減の研究

本研究では、高温超伝導薄膜を構成要素とする誘電体管ファブリ・ペロ-共振器のQ測定から試料薄膜のミリ波・マイクロ波表面抵抗を求めるので、このQ測定を安定かつ高精度に行うべく、共振器構造およびその冷却システムの改善を行った。まず、共振機については、Qの測定精度を上げるため、導波管でH E_<11>nモ-ドを励振して同軸線でその共振出力を取り出す透過型の共振器構造とした。つぎに、共振器の冷却システムとして、これまで住友重機製冷凍装置を用いていたが、この方式では共振器に冷凍機の機械的振動が伝わり、共振器の構成がずれたり、あるいは試料薄膜と接する誘電体管の端面が試料表面に損傷を与えるという欠陥があった。これを除くため、共振器を液体ヘリウム充填用のクライオスタット内に収納する冷却システムに切り換えた。この際、使用する同軸線のコネクタ-類が50K以下の温度では使用できないことが判明したので、液体ヘリウムの使用を断念し、液体窒素を用い、それを減圧することにより、55Kの温度までQ測定を可能にした。本研究のミリ波・マイクロ波表面損失測定法の特長は、その異方性の測定が可能なことである。しかし、現時点で面内異方性を持つ高温超伝導薄膜試料が入手できなかったため、面内異方性を持たないc軸配向YBCO薄膜に面方向直流磁界を印加して、表面損失の異方性の有無を調べた。測定はf=27.7GHz,T=77Kにおいて、最大300ガウスまでの印加磁界範囲で行ったが、面方向直流磁界は表面損失に影響を及ぼさないことが明かとなった。つぎに、表面損失の非線形特性の測定であるが、本年度は用意した28GHz帯大電力進行波管が電源のトラブルのため使用できず、新たなデ-タは出せなかった。前年度34GHzでの実験で求めたrf臨界磁界は、面に垂直方向の第1臨界磁界とほぼ一致することを確かめた。
ヘリコバクター・ピロリ感染からの胃発癌過程における遺伝子異常の分子機構の解明

本研究では、ヘリコバクター・ピロリ菌感染を契機とした胃発癌過程における、遺伝子編集酵素Activation-Induced Cytidine Deaminase(AID)を介した癌関連遺伝子への変異生成(遺伝子点突然変異および染色体異常)の分子機構を明らかにすることを目的とし、以下の解析をすすめた。AID過剰発現による胃上皮における癌関連遺伝子変異の生成・蓄積作用についてのin vivoの検討を行った。具体的には、AIDトランスジェニックマウスの胃上皮細胞における、種々の癌関連遺伝子の塩基配列を出生後から経時的に解析した。同時に、野生型マウスにHP菌を経口感染させることにより、胃上皮細胞に内在性AIDが発現誘導され、遺伝子変異生成に寄与しうるかどうかの検討を行った。また、胃発癌過程における染色体レベルでの異常の生成へのAIDの関与についての検討も行った。ヒト胃発癌過程においては、遺伝子異常として点突然変異とともに染色体異常(転座、欠失など)が重要な役割を果たしていることが知られているが、その生成機序は不明のままである。そこで本研究では、胃発癌過程において、AIDが点突然変異の生成のみならず、染色体レベルでの異常の出現に関与している可能性について検証を行った。結果、胃上皮細胞におけるAIDの異常発現は点突然変異のみならず染色体異常をひきおこす可能性が明らかとなった。
コヒーシンによる染色体構造変化を介した造血細胞分化の制御機構

細胞分化における遺伝子発現の変化には、染色体分配に関わるコヒーシンや、インシュレーターに結合するCTCFなどによる染色体のルーピングが関与することが明らかにされつつある。そこで本研究では、これらの因子が、造血系細胞の分化において制御する遺伝子ネットワークを解明することを目的として、T細胞へ分化誘導可能な造血系前駆細胞(EBF KO proB細胞)を用いて以下のような解析を行なった。まずコヒーシンとCTCFが結合する遺伝子をゲノムワイドに同定するために、未分化なEBF KO proB細胞と、Notchリガンドを発現するストローマ細胞上でIL-7濃度を下げ、T細胞へと分化誘導させたEBF KO proB細胞で、コヒーシンのサブユニットRad21とCTCFに対するChIPを行ない、免疫沈降されたゲノムDNAを次世代シークエンサーによって解析した(ChIP-Seq解析)。その結果多くの結合遺伝子を同定することができた。次にコヒーシンとCTCFによる遺伝子発現制御や細胞分化能を解析するために、それぞれに対するshRNA発現レトロウイルスベクターを作製し、ノックダウンが確認できた未分化なEBF KO proB細胞と、T細胞へ分化誘導した細胞からmRNAを調製し、マイクロアレイ解析を行なった。その結果、ChIP-Seqで同定されたRad21とCTCFが結合する遺伝子の中に、TCF1、Gata3、Dtx1、Bcl11bなどのT細胞の分化誘導に伴って発現が上昇するT細胞分化の制御遺伝子が存在し、それらの発現がRad21とCTCFのノックダウンによって、さらに上昇することがわかった。そこでT細胞への分化状態を調べたところ、Rad21とCTCFのノックダウンによってT細胞への分化が促進されたことから、コヒーシンとCTCFはこれらの遺伝子の発現を負に制御することにより、分化を抑制する可能性が示唆された。25年度が最終年度であるため、記入しない。細胞分化における遺伝子発現の変化には、染色体分配に関わるコヒーシンや、インシュレーターに結合するCTCFなどによる染色体のルーピングが関与することがわかって来た。そこで本研究では、これらの因子が、造血系細胞の分化において制御する遺伝子ネットワークを解明することを目的として、以下のような解析を行なった。コヒーシンとCTCFによる細胞分化能と遺伝子発現変化を解析するために、それぞれに対するshRNA発現レトロウイルスベクターを作製し、分化誘導可能な造血系前駆細胞に導入した。細胞としては、B細胞分化に必須であるEBFの欠損マウスから樹立したEBF KO proB細胞を用いた。(この細胞は、Notchリガンドを発現するストローマ細胞上でIL-7濃度を下げて培養すると、T細胞へ分化を誘導することができる。)ノックダウンが確認できたものから、未分化なEBF KO proB細胞と、T細胞へ分化誘導した細胞からmRNAを調製し、マイクロアレイ解析を行ない、遺伝子発現の変化を調べている。次に、コヒーシンとCTCFが結合するゲノム領域を同定するために、未分化なEBF KO proB細胞と、T細胞へ分化誘導した細胞で、まずコヒーシンに対するChIPを行ない、免疫沈降されたゲノムDNAを次世代シークエンサーによって解析した(ChIP-Seq)。その結果多くの結合領域を同定することができたが、コヒーシンが分化誘導特異的に結合する領域の中に、分化誘導に伴って特異的に発現が上昇する遺伝子が存在することがわかった。このことから、これらの遺伝子の発現が、T細胞分化誘導に伴って上昇するためには、コヒーシンの結合が機能的に関与する可能性を想定し、現在上記のコヒーシンとCTCFのノックダウンによる細胞分化能と遺伝子発現変化の解析を進めている。

コヒーシン、Mediatorのノックダウンによる細胞分化能と遺伝子発現変化の解析については、コヒーシン、Mediatorの各主要サブユニットに対するshRNA発現レトロウイルスベクターを作製し、分化誘導可能な造血系前駆細胞(EBF KO proB細胞)に導入した。コヒーシンのサブユニットRad21については、効率よいノックダウンベクターが得られたが、Mediatorについては既にES細胞で報告があったものを試したものの、EBF KO proB細胞では高いノックダウン効率が得られなかった。そこで新たにMediator各種サブユニットに対するshRNA発現レトロウイルスベクターを作製するとともに、多くのゲノム領域でコヒーシンと共局在するCTCFが、ES細胞では分化制御に重要なNanogやOct4などの遺伝子において共局在しないということに着目して、CTCFに対する効率のよいshRNA発現レトロウイルスベクターを入手し、Rad21とともにノックダウンを行なった。ノックダウンが確認できたものから、未分化なEBF KO proB細胞と、T細胞へ分化誘導した細胞からmRNAを調製し、マイクロアレイ解析を行ない、遺伝子発現の変化を調べている。さらにコヒーシンやCTCFが結合する遺伝子領域をゲノムワイドに同定するために、未分化なEBF KO proB細胞と、T細胞へ分化誘導した細胞を用いて、これらの因子に対するChIPを行ない、免疫沈降されたゲノムDNAを次世代シークエンサーによって解析したところ(ChIP-Seq解析)、多くの結合領域を同定することができた。さらに、これらの因子が分化誘導特異的に結合する領域の中に、分化誘導に伴って特異的に発現が上昇する遺伝子が存在するという知見を得る事ができている。25年度が最終年度であるため、記入しない。ES細胞では、コヒーシンによって、分化制御に重要なNanogやOct4などの転写因子の遺伝子発現が染色体ルーピングを介して制御されることから、造血系前駆細胞でも主に転写因子に注目し、上記のマイクロアレイ解析とChIP-Seq解析の結果を併せて絞り込みをかける。さらに、マイクロアレイ解析とChIP-Seq解析で絞り込んだ転写因子の遺伝子について、コヒーシンが直接ルーピング等の染色体構造変化に関与するか、染色体領域の相互作用を高解像度で解析できるchromosome conformation capture (3C)アッセイによって検討を行なうとともに、それらの遺伝子をノックダウンして細胞分化能に変化が出ないか解析する。また、もしそれぞれの領域間の距離が3D-FISHで解析できるほど離れていれば、3D-FISHによっても接近状態を測定する。相互作用が確認された場合、コヒーシンのノックダウンによって相互作用が消失するか調べる。さらに結合領域がエンハンサーやプロモーターとして機能するかレポーターアッセイによって解析を行なう。さらに、新たに作製を試みているMediator各種サブユニットに対するshRNA発現
ソーラーアシストによる農業用ハウス暖房用バイオマス燃料焚きボイラーシステムの開発

太陽集熱パネルは家庭用の温水器として1970年代頃から普及しており、太陽エネルギーの利用効率は4060%と太陽電池を遥かにしのぐことが知られていながら、その利用先は温水(70°C)のみに限られ、利用分野を広げる新たな開発はほとんどされてこなかった。しかし、集熱や断念構造に様々な工夫が施されており、100°C前後の低圧蒸気生成に効率良く利用できる可能性がある。本研究では、小型貫流ボイラーと組み合わせ、太陽熱エネルギーによるボイラーの消費燃料及び二酸化炭素排出量の低減を図ったシステムを提案し、その運転特性について検討した。農業用ハウスの暖房燃料は、一般的に石油等を使用するケースが多く、昨今の原油価格の高騰でハウス農家は経営が圧迫されつつある。特に、トマトやピーマン、バラといった栽培温度の高い作物を生産しているハウス農家では、消費する石油量も多く、燃料費の高騰に苦しんでいる。また、地球温暖化対策の観点から、二酸化炭素排出量の削減は喫緊の課題であり、ハウス栽培を行うハウス農家においても対応が求められている。近年、環境保全型農業と再生可能エネルギーの組み合せによる地域づくりが盛んになり、ハウス用熱源として木質バイオマスを燃料とした熱源装置が利用され始めている。本申請課題は、ソーラーアシストを利用した農業用ハウス暖房用の木質バイオマス燃料焚きボイラーシステムの開発に主眼を置く。木質バイオマスを農業用ハウス暖房の熱源として利用する場合、燃焼利用(直接燃焼、混焼、固形燃料化等)が有望視されている。一方、木質バイオマスエネルギーは他の化石燃料に比べて、生産コストがかかるという問題がある。そこで本研究では、近年価格低下で注目されている太陽光集熱パネルと木質バイオマス燃料焚きボイラーを組み合せて、太陽熱エネルギーによるボイラーの燃料消費および二酸化炭素排出量の低減を目的とした新たなシステムを提案し、その評価を行う。平成26年度は現状のビニールハウス栽培における熱源システムについて調査(燃料代,熱源システムの課題等)を行い、問題点を明らかにした。それにより、今回の実験で行うシステムの大きさを決定した。次に、本研究における熱源システムに使用する太陽集熱パネルを設置するための配管系統の組立を行った。設置する太陽集熱パネルの大きさから異なる日射量(季節毎)におけるパネル表面温度を予測し、集熱効率について検討を行った。農業用ハウスの暖房燃料は、一般的に石油等の化石燃料を使用するケースが多く、昨今の原油価格の高騰でハウス農家は経営が圧迫されつつある。また、地球温暖化の観点から、二酸化炭素の排出量の削減は喫緊の課題であり、ハウス栽培を行うハウス農家においても対応が求められている。近年、環境保全型農業と再生可能エネルギーの組み合わせによる地域づくりが盛んになり、ハウス用熱源として木質バイオマスを燃料とした熱源装置が利用され始めている。本申請課題は、ソーラーアシストを利用した農業用ハウス暖房用の木質バイオマス燃料焚きボイラーシステムの開発に主眼をおく。そこで本研究では、近年価格低下で注目されている太陽光集熱パネルと木質バイオマス燃料焚きボイラーを組み合わせて、太陽熱エネルギーによるボイラーの燃料消費及び二酸化炭素排出量の低減を目的とした新たなシステムを提案し、その評価を行う。平成27年度は、実際に熱源システムで使用する蒸気ボイラーの主蒸気出口に蒸気エゼクターを接続し、蒸気ボイラーの設定圧力を変化させ蒸気エゼクターの吸引側の圧力及び出口側圧力の変化を捉え、蒸気エゼクターの性能試験を行った。これらの知見から蒸気エゼクターの吸引側の圧力値から集熱パネル側の沸騰開始の可能性について検討した。今年度までに、熱源システムとして必要な物品は全て購入し、実験を開始している。大きな変更点として、当初太陽光集熱パネルを利用する予定であったが、蒸気エゼクターの吸気側の能力(負圧)によってパネル内部の構造的に問題(真空状態に耐えきれない)がある可能性があったので、集熱パネルからヒートパイプによる集熱パイプに変更を行った。この方法は集熱を受ける部分とタンクがセパレートしているため、タンク内の状態(負圧)による影響を受けないのが大きな特徴になる。再生可能エネルギーの中で、風力や太陽光(太陽電池)と並んで期待されるのが太陽熱利用である。太陽光を直接電気に変換するのが太陽電池であり、日本国内では特に普及が進んでいるが、世界全体を見渡すと、温水を生成する家庭用太陽集熱パネルの普及や、大規模な集熱プラントを利用した太陽熱発電プラントの建設が進められている。

太陽集熱パイプを利用した太陽熱アシストボイラシステムを提案し、太陽集熱パイプである真空式二重管の基礎試験及びボイラーシステムの動作原理および基本性能の検討を行った。(1)真空式二重管は大気圧管に比べて、日射量が弱くても高い集熱温度を維持している。(2)高い日射量がある場合、真空式二重管の集熱効率は外気温度に影響されないことがわかった。(3)真空式二重管を利用したボイラーシステムの運転性能の評価した結果、タンク内の圧力はほぼ予想していた圧力を維持し、安定して低圧蒸気を供給していることを確認した。太陽集熱パネルは家庭用の温水器として1970年代頃から普及しており、太陽エネルギーの利用効率は4060%と太陽電池を遥かにしのぐことが知られていながら、その利用先は温水(70°C)のみに限られ、利用分野を広げる新たな開発はほとんどされてこなかった。しかし、集熱や断念構造に様々な工夫が施されており、100°C前後の低圧蒸気生成に効率良く利用できる可能性がある。本研究では、小型貫流ボイラーと組み合わせ、太陽熱エネルギーによるボイラーの消費燃料及び二酸化炭素排出量の低減を図ったシステムを提案し、その運転特性について検討した。当初の予定では平成26年度に太陽集熱パネル購入し、実機を使用して表面温度の計測、集熱効率について検討する予定だったが、太陽集熱パネルまでの配管系統の立案/組立に時間を要してしまった。しかし、この時間を使って、太陽集熱パネルが日射量の違いによって表面温度がどのように変化して、内部の温水/水蒸気量の発生量に違いでるかについてシミュレーションによって予測することができた。この結果により、平成27年度には早急に太陽集熱パネルを購入・設置し、予測した最適値になるようにパネルの傾斜角度/位置等を調整し、確認実験を行う予定である。今年度(平成28年度)は、蒸気ボイラー、蒸気エゼクターそして太陽光集熱パイプを組み合わせて、熱源システムの性能評価を実施していく予定である。日中の天候の状態及び季節の変化によって、所定の能力が発揮できるのかを精密に計測を行っていく予定である。最終的には、本システムの導入によりどれだけの燃費削減、環境対策効果までを明らかにしていきたいと考えている。農学平成27年度は太陽集熱パネルを配管系統に設置し、シミュレーションで予測した最適値になるようにパネルの傾斜角度/位置等を調整し、確認実験を行う予定である。また、太陽集熱パネルと駆動熱源器の間に蒸気エゼクターを設置して、減圧時のエネルギーによって太陽集熱パネル内部を吸引し、パネル内を減圧することによって低圧蒸気を生成できるかどうかについて検討を行う。さらに、太陽集熱パネルと蒸気エゼクターの配管系統に熱源である貫流ボイラーの蒸気配管を接続し、貫流ボイラーから発生した蒸気が蒸気エゼクターの駆動熱源としたソーラーアシスト熱源システムの有効性について検討する。各要素実験にこちらが計画していた以上に時間がかかったので、今年度までに熱源システムの配管系統は全て組み上げることはできなかった。
発達期に大気汚染物質曝露されたラットの自閉症様行動と神経炎症反応の関連性

自閉症スペクトラム障害(ASD)は、神経発達障害であり、社会的相互作用や、言語/コミュニケーションに障害が見られ、興味の範囲の狭さおよび反復性の行動を特徴としている。遺伝的要因と環境要因の両方がASDに寄与しているとされるが、自閉症の正確な病因と病態生理は不明である。我々は、出生前と幼少期の大気汚染物質曝露がASDの潜在的な要因であると仮定し、神経炎症は大気汚染物質とASDのような異常を結びつけるメカニズムとして役立つ可能性を考えた。本研究では、ラットモデルを用いて環境汚染物質への発達期曝露における神経免疫応答に重要な役割を果たすマスト細胞、ミクログリアとASD様の行動についても検討する。
エージェントモデルを用いた情報拡散メカニズム解明と拡散制御手法の構築

東日本大震災においてTwitterが有用な情報源として活用された.その一方,デマ情報のような誤った情報の拡散が問題となった.本研究では,デマ情報の拡散を抑制し,重要な情報はより早く拡散させるための拡散制御手法構築を目指し,研究を遂行した.採用第2年目である本年は前年度の研究成果及び研究目的を踏まえ,人の情報拡散行動を模した情報拡散モデルの検証と拡散制御手法の構築・検証を実施した.まず,情報拡散モデルの検証について述べる.デマ情報や訂正情報の拡散がそれぞれ複数回発生するマルチバースト型デマ拡散の再現において,情報発信者が段階的に増える現象と各バーストにおいて同じユーザー(重複ユーザー)が情報を発信する現象というマルチバースト型デマ拡散の2つの特徴を再現した.ただし,重複ユーザーの存在割合については実際の拡散より大きくなってしまったり,重複のパタンが異なったりした.これは検証用のネットワークが現実のネットワークよりも小さいことの影響やネットワーク内のショートカットの存在などのネットワークが持つ特徴の違いが影響したと推測する.次に,拡散制御手法の提案と検証について述べる.本研究では,災害時という混乱した状況においても実施可能であり,かつより多くのユーザーにデマ情報の訂正情報を届けられる手法を明らかにするため,複数の手法の効果を比較・検討した.その結果,「全ユーザーのうち,ネットワークのハブとなっているユーザー1人に,訂正情報拡散の起点になってもらう」または「デマ情報を投稿したユーザーのうち,もっともフォロワーが多いユーザーに,訂正情報拡散の起点になってもらう」手法が効果的であるとわかった.これらの研究成果をまとめ,論文誌1件,国内口頭発表4件(うち2件は共著者として),書籍1件と積極的に研究成果を発表した.また,博士論文を執筆し所属大学の審査に合格し,博士号を授与された.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,デマのような有害な情報の拡散を抑制し,重要な情報はより早く拡散させるための拡散制御手法を構築することである.本目的を達成するため,いかに情報が拡散するのかという情報拡散メカニズムの同定を行い,そのメカニズムをもとに拡散制御手法を構築するという手順を踏む必要がある.本年度は拡散メカニズム同定のための研究を行った.拡散メカニズム同定には,実際のデマ拡散を再現可能な拡散モデルをもとにメカニズムの推定を行う.これまでに提案した拡散モデル(以下,従来モデル)を用い,一部のデマ拡散の再現性については確認していたが,その他のデマ拡散の再現には至っていなかった.そこで,従来モデルの持つ課題を明らかにし,課題の改善を行った.従来モデルが持つ課題を検討したところ,1人間の生活パタンを未考慮(当初の計画ではネットワークの検証を行う予定であったが再検討し,生活パタンを考慮することとした),2複数情報ソースからの情報発信が未考慮という課題が判明した.これらの課題について分析し,その結果から従来モデルの改良を行った.改良した拡散モデル(以下,改良型モデル)を用い,東日本大震災時に拡散が確認されたデマ拡散の再現を行った.その結果,改良モデルを用いてシングルバースト型デマ拡散を再現可能であることを確認した.マルチバースト型デマ拡散の再現においては,デマ及び訂正情報の拡散の重要な特徴を再現するに至り,拡散メカニズム同定のための足がかりができた.しかし,同一の試行にて両者の特徴の再現をできなかった.次年度は同一の試行にて両者の特徴が再現可能なことを確認する予定である.情報拡散制御手法の構築にも取り組む.対外発表として論文誌1件,国外1件,国内4件の発表を行った.国際会議のワークショップではベストペーパーに選出されSpringerから出版された.大学から顕著な研究成果に対して学生表彰を受けた.本年度は,『拡散メカニズム同定』を行うため,これまでに提案した情報拡散モデルの改良を行う予定であった.そして,改良モデルを用いて,東日本大震災時に確認された複数のデマ拡散の再現を行い,拡散モデルの妥当性を検証する予定であった.拡散モデルの改良では,研究実績の概要にて記した項目(人間の生活パタンを考慮,複数の情報ソースからの情報発信を考慮)に即して行った.まず,各項目の根拠となる現象について実データ分析を行った.その結果,震災時のTwitter利用には人間の生活パタンにより偏りが存在すること,同一のデマ拡散であっても複数の情報ソースからデマが発信されたことが明らかになった.そこで,これらの結果を基に生活パタン及び複数情報ソースからの情報発信が可能なように拡散モデルの改良を行った.本モデルを用い,シングルバースト型デマ拡散に関しては改良したモデルを用いて再現可能であることを確認した.さらに従来モデルでは,再現できなかったマルチバースト型デマ拡散においても,重要な特徴を再現することができ,拡散メカニズム同定のための足がかりを得ることができた.しかし,同一の試行ではデマ・訂正情報拡散の特徴を再現できておらず,当初の計画より遅れが生じている.但し,拡散メカニズムの同定には今一歩のところまで迫っている.そこで,次年度は拡散メカニズムを同定し,最終目標である情報拡散制御手法の提案検証に取り組むことが可能であると推測している.実際の研究成果として,本年度は国内外問わず積極的に研究結果の発表を行った.その際,他の研究者らと議論を行い,今後の研究に対してより考えを深められたと考える.また,それらの成果により,大学からも表彰を受けており,研究の推進方法や成果が対外的にも認められた.東日本大震災においてTwitterが有用な情報源として活用された.その一方,デマ情報のような誤った情報の拡散が問題となった.

本研究では,デマ情報の拡散を抑制し,重要な情報はより早く拡散させるための拡散制御手法構築を目指し,研究を遂行した.採用第2年目である本年は前年度の研究成果及び研究目的を踏まえ,人の情報拡散行動を模した情報拡散モデルの検証と拡散制御手法の構築・検証を実施した.まず,情報拡散モデルの検証について述べる.デマ情報や訂正情報の拡散がそれぞれ複数回発生するマルチバースト型デマ拡散の再現において,情報発信者が段階的に増える現象と各バーストにおいて同じユーザー(重複ユーザー)が情報を発信する現象というマルチバースト型デマ拡散の2つの特徴を再現した.ただし,重複ユーザーの存在割合については実際の拡散より大きくなってしまったり,重複のパタンが異なったりした.これは検証用のネットワークが現実のネットワークよりも小さいことの影響やネットワーク内のショートカットの存在などのネットワークが持つ特徴の違いが影響したと推測する.次に,拡散制御手法の提案と検証について述べる.本研究では,災害時という混乱した状況においても実施可能であり,かつより多くのユーザーにデマ情報の訂正情報を届けられる手法を明らかにするため,複数の手法の効果を比較・検討した.その結果,「全ユーザーのうち,ネットワークのハブとなっているユーザー1人に,訂正情報拡散の起点になってもらう」または「デマ情報を投稿したユーザーのうち,もっともフォロワーが多いユーザーに,訂正情報拡散の起点になってもらう」手法が効果的であるとわかった.これらの研究成果をまとめ,論文誌1件,国内口頭発表4件(うち2件は共著者として),書籍1件と積極的に研究成果を発表した.また,博士論文を執筆し所属大学の審査に合格し,博士号を授与された.次年度の研究は,以下の項目について研究を進める.1拡散メカニズムの同定,2拡散制御手法の提案・検証「1拡散メカニズムの同定」については,本年度の研究成果により,拡散メカニズム同定のための手がかりを得られたため,その手がかりをもとに拡散メカニズムの同定に取り組む.しかし,マルチバースト型デマ拡散の再現においては,不完全な部分も存在するため,さらなる検証を進める必要がある.そこで,次年度はシミュレーションで用いるネットワークの規模や構造等にも着目し,シングル型・マルチバースト型デマ拡散の両者を再現可能な普遍的なモデルを構築することで,拡散メカニズムの同定を行う.「2拡散制御手法の提案・検証」については,現在までの研究から得られている知見をもとにいくつかの拡散制御手法を検討中である.例えば,以下の様な拡散制御手法を考えている.(1)ネットワーク上のハブユーザーに訂正情報を提供し,情報を拡散してもらう.(2)デマ情報を拡散させたユーザー中のハブユーザーに対してのみ訂正情報を提供する.(3)デマ情報を拡散させたユーザーに対して,様々な組合せやタイミングで訂正情報を提供し,最も早く訂正情報が拡散するパターンを見つける上記に例示した拡散抑制手法を拡散モデルを組み込んだシミュレータにて実行し,最も効率よく訂正情報を拡散させられる手法が何かを探る.また,次年度は最終年度であるため,研究成果のとりまとめと対外発表にもより一層力を入れる.
栄養源検知に関わるTORシグナル経路の制御機構の解析

細胞が栄養源に応答する上で中心的な役割を果たすのがTORキナーゼ経路である。この経路と関連することがわかっていた新規遺伝子ALY2について機能解析を行ってきた。これまでにAly2がアスパラギン酸/グルタミン酸トランスポーターDip5のエンドサイトーシスに関与することを明らかにしている。今年度はさらにAly2が制御される機構について調べることにより、トランスポーターのエンドサイトーシスを介した栄養源の取り込み制御が、細胞の置かれた状況に応じてどのように影響を受けるかを調べた。その結果、Aly2はTOR経路が阻害される、すなわち細胞が栄養源飢餓に置かれた場合にその量が増えること、また、細胞が細胞周期のM期にあるときに量が増えるとともにリン酸化されることを見出した。またTOR経路阻害、M期への侵入のいずれもDip5のエンドサイトーシスを引き起こすこともわかった。従ってこれらの状況下でAly2の機能が正に制御されることがDip5のエンドサイトーシスの原因となっている可能性が考えられる。TOR経路によるアミノ酸トランスポーターのエンドサイトーシス制御という現象については以前から知られていたが、その制御点はこれまで明らかにされておらず、少なくともその一つがAly2であることが本研究により初めて示された。いっぽう細胞周期の進行とアミノ酸トランスポーターのエンドサイトーシスとの関連はこれまで報告されていない新規の現象であり、その生理的な意義は興味深い。結論として、アミノ酸トランスポーターのエンドサイトーシスが栄養源の多寡や細胞周期進行の影響を受けること、その少なくとも一部はAly2を介していることがわかった。アミノ酸の取り込み制御はTOR経路の中心的な機能の一つであり、Aly2はそのエフェクターとして細胞の様々な状況への適応に重要な役割を果たしていると考えられる。当研究室における先行研究によりTOR経路との遺伝学的関連が見出されている機能未知遺伝子ALY1、ALY2の機能解析に焦点を当てて研究を進めている。当研究により、Aly1/2がアスパラギン酸/グルタミン酸トランスポーターDip5の恒常的およびアスパラギン酸依存的なエンドサイトーシスに関与することを明らかにした。その分子機構は、Aly1/2がアスパラギン酸刺激依存的にユビキチンリガーゼRsp5をDip5へとリクルートすることによって両者をつなぐアダプターの役割を果たし、Dip5のユビキチン化とそれに続くエンドサイトーシスを制御しているというものであった。TOR経路との関連については、アスパラギン酸が複数のアミノ酸のなかでもTOR経路を特に強く活性化する効果をもつことを明らかにし、このことからAly1/2がDip5のエンドサイトーシスを介してアスパラギン酸の取り込みに関与することは、TOR経路の活性制御に重要な影響を与えることが示唆された。またTOR阻害剤であるラパマイシン処理によりDip5がAly2依存的にエンドサイトーシスされたことがら、Aly2が逆にTOR経路の下流で制御を受ける、すなわちAly2とTOR経路が相互に制御関係にある可能性も見出した。本研究の意義は、Aly1/2の分子機能を解明することを通して、エンドサイトーシス制御とTOR経路との関係性を見出した点にある。細胞と外界との接点で起こる栄養源取り込みの制御メカニズムと、細胞内栄養シグナリングの中心に位置するTOR経路との関わりようは、細胞の栄養源応答の全体像を理解する上で重要な足がかりとなるはずである。
ニューラルネットワーク形成障害を導く環境要因と候補遺伝子の機能解析

ニューラルネットワーク形成における遺伝要因と環境要因による影響について解析した。成体ラット由来海馬細胞を用いた分化誘導は、神経伸長とその受容体機能の相関を解明し、幹細胞性保持への作用も明らかにできた。一方、成体ラット脳で受傷したニューロンでは、シナプス膜形態を大きく変化させ、神経細胞軸索内に留まる分子とその挙動に新たな可能性を見出した。特に、迷走神経への蛍光標識注入は、成体を用いた神経終末の物質移動の可視化に繋がり、神経終末における新たな膜構造変化(Autocrine-like,Diacrine-like構造)の同定に貢献した。ニューラルネットワーク形成障害の発症メカニズムは、主として完成された脳あるいは発生過程の脳において正常な過程から逸脱することにより生じる。胎生期や妊娠期に曝露される物理化学的環境因子には、抗生物質、ワクチンやアルコール等の他にも、外来性由来ホルモン、ストレス曝露や感染が挙げられ、すでに構築されたニューラルネットワーク形成に対する影響が大きい。これまでに、異なる遺伝形質を持つマウス系統(遺伝要因)と、異なるアルコール曝露時期(環境要因)への影響を解析してきた。面白いことに、遺伝要因へのアルコール曝露の影響は、アルコールに対する抵抗性の強弱により現れる差として表現できる一方で、環境要因による影響は、神経細胞とグリア細胞の細胞膜表面に現れる各種栄養因子の遺伝子発現において、相乗的もしくは相反的に作用する分子間の相関を明らかにできた。ニューロン間が接するシナプス膜領域の物質移動に注目した予備実験では、非興奮状態の細胞膜表面において大変興味深い形態像を国際誌に報告することができた。近年、精神疾患とくに統合失調症においては、幹細胞性を有する細胞の脆弱性が関わると提唱され、本研究で注目する胎生期や妊娠期に曝露されるアルコールの影響に照らし合わせた場合、神経細胞やグリア細胞の発生・分化に関わる各種栄養因子の遺伝子制御の影響は、細胞膜表面で機能確立に応じ自在に形態を変えた結果、ニューラルネットワーク形成障害の一因になると考えた。本年は、アルコール曝露の影響においても幹細胞性を有する細胞の脆弱性との相関が存在すると考え、特に、ニューラルネットワークが形成される過程の細胞膜表面構造(非興奮状態)に着眼し、環境要因がもたらす遺伝子制御との関係を再評価し、遺伝子発現を制御する上流領域のプロモーター/エンハンサーとの相関解析を通して、より具体的に臨床応用あるいは予防医学に貢献してゆくものである。ニューラルネットワーク形成障害の発症は、主として発生過程の脳あるいは、完成された脳において正常な過程から逸脱することにより生じる。完成された脳で受傷したニューロンは非興奮時のシナプス膜において、細胞膜形態を大きく変化させると報告した。成体ラット由来海馬細胞を用いた分化誘導実験においても、神経伸長のごく初期に作用する受容体機能の発現調節により説明できた(MCN, 2010)、同時に低酸素状態での幹細胞性の保持に関わる新しい受容体機能の役割について報告した(JBC, 2011)。アルコール曝露時には、出血を伴わずに受傷部位にグリア細胞が集約すると考えられているが、神経変性疾患の原因の多くは、脳内の血管障害の有無により障害の程度が異なる。そこで、成体ラットにおけるニューラルネットワーク形成障害の発症時を、神経細胞軸索内に留まる性質を持ち、神経変性疾患の代表的なアミロイドβ(Aβ)の挙動について解析加えた。出生直後の胎児は体温調節機能が確立しておらず、迷走神経による消化器機能の調節と体温維持に密接な関係が存在する。この迷走神経に注目し、蛍光標識されたニューラルトレーサーとしてのWGAとAβの神経週末での物質移動について解析を行いシンポジウムにおいて発表し、指定図書として執筆を行った(IGI global, 2011)。本年は、成体ラットの神経幹細胞の神経分化および、環境要因がもたらす神経回路網への影響についてAβを交えて解析を行った。
国際化・情報化時代における資本会計の認識基準の研究

「資本制度改革に関する検証の必要性」と題する拙稿では、資本会計研究上の大きな課題となっている資本制度改革の検証の必要性について論じた。平成13年6月の商法改正は、金庫株の解禁に加え資本準備金の減少手続が創設されるなど、わが国の資本会計に非常に大きな影響を及ぼすものであった。これは、認識基準に関する議論の背景となる基礎的な論点であり、本研究課題においては、研究の背景という研究上の位置づけのものである。「権利確定条件付き有償新株予約権」と題する拙稿では、かつてアメリカで用いられた劣後株報酬制度の会計問題を踏まえた上で、株式報酬の会計問題を、有利発行の会計問題と、報酬の会計問題に整理した。株式報酬の会計問題としては、今後も法的形式に左右される会計処理を行い続けることの危険性を示した。報酬の会計問題に関連して、支払手段によって、報酬の測定方法が異なる問題を取り上げ、その不均衡を解消する会計処理について述べた。株式報酬をさらに普及させようという政策的な配慮を行わなくて良いのであれば、払込資本の認識基準としては権利行使日であることを示した。調査を継続している戦前のわが国における分割払込の会計処理に関連して、大多数の企業が資本金の認識基準として引受時点を採用したのに対し、横濱正金銀行が、大正8年の貸借対照表で未払込株金を資産計上し、未払込分を含めて株金を表示するように変わるまでは、払込時点を採用していたものと考えられる。多くの先行研究においては未払込株金を資産計上する実務に着目して論じられているが、むしろ横濱正金銀行が払込時点を採用した理由について明らかにする必要がある。3月より利用可能となった企業史料統合データベースの営業報告書を検索することによって、山陽鐵道でも払込時点が採用されていた可能性があることを確認することができた。和文の論文を2本書き上げ、出版予定の図書において、分担執筆論文として投稿する期日が既に定まっており、2019年度中には公刊される見通しである。分割払込制度が採用されていた当時の日本における資本金の認識基準に関する議論の論点として、横濱正金銀行の会計方針に注目しなければならないことが明らかになり、歴史研究の焦点が定まった。また、山陽鐵道の事例から、明治時代中期以前の営業報告書についても調査する必要性が明らかになった。国際制度比較という観点では、現在でも分割払込制度を採用している証券市場及び上場企業が特定できたため、インド、ニュージーランド、カナダなど、イギリスの制度の影響が強いと考えられる諸国に研究の焦点が絞られた。おおむね順調に進展してきていることから、当初の研究計画に従って研究をさらに進める。和文論文の公刊の見通しがたったことから、英文論文の執筆に取り組む。歴史研究と国際制度比較研究の両面から分析を進め、課題の研究領域を明確化し、かつ、試行的な調査結果をまとめて示すため、分割払込の会計とストック・オプションの会計に関して「資本会計における認識基準」と題する研究報告を現代資本会計研究会において行い、意見交換を行った。わが国では、昭和23年の商法改正まで、分割払込による株式の発行が認められており、かつ、法律によって会計処理が細かく規定されていなかったため、多様な実務が存在していた。その当時の状況について、のべ2千社以上を調査した結果、引受済資本金の未収額が存在していた場合には、ほとんどその金額が資産計上されており、引受主義により資本金の認識が行われていたことを確認した。先行研究における記述よりも、引受主義が確立した原則として機能していた状況が明らかになった。ストック・オプションが、一般に記述されている1920年代よりも早く、US Rubber社において1900年代から分割払込の形式で付与されるようになっていたが、ストック・オプションという表現は用いられていないものの、従業員に対する報酬制度として同様の分割払込による株式の発行が行われていた事例を確認することができた。これをどこまで遡ることができるかが、今後研究を進める上での課題となっている。権利確定条件付き有償新株予約権の会計処理については、実務対応報告が平成30年1月に公表されたため、その会計処理について検討し、実質的な有利発行を簿外処理させないための会計基準として位置づけられることが明らかになった。国際制度比較という観点からすると、FIN38が設定された経緯と類似していることも明らかになった。歴史研究において、戦前の日本の実務の中で、資本金の認識基準として、引受主義が確立していたと述べることができるのに足るだけのデータが得られると同時に、極めて例外的にせよ、払込主義を採用していた会社を特定することができ、今後、会計方針に関する事例研究を進めることができる段階となった。またアメリカ企業の年次報告書の調査を通じて、ストック・オプションの原型と言うべき報酬制度の歴史が20世紀初頭まで確認でき、さらに遡ることができる可能性があることがわかった。国際制度比較研究において、ストック・オプションについて、イギリスの状況が日米と異なっていることが明らかになったため、今後の研究における一つのポイントになることが把握できた。

「権利確定条件付き有償新株予約権」と題する拙稿では、かつてアメリカで用いられた劣後株報酬制度の会計問題を踏まえた上で、株式報酬の会計問題を、有利発行の会計問題と、報酬の会計問題に整理した。株式報酬の会計問題としては、今後も法的形式に左右される会計処理を行い続けることの危険性を示した。報酬の会計問題に関連して、支払手段によって、報酬の測定方法が異なる問題を取り上げ、その不均衡を解消する会計処理について述べた。株式報酬をさらに普及させようという政策的な配慮を行わなくて良いのであれば、払込資本の認識基準としては権利行使日であることを示した。調査を継続している戦前のわが国における分割払込の会計処理に関連して、大多数の企業が資本金の認識基準として引受時点を採用したのに対し、横濱正金銀行が、大正8年の貸借対照表で未払込株金を資産計上し、未払込分を含めて株金を表示するように変わるまでは、払込時点を採用していたものと考えられる。多くの先行研究においては未払込株金を資産計上する実務に着目して論じられているが、むしろ横濱正金銀行が払込時点を採用した理由について明らかにする必要がある。3月より利用可能となった企業史料統合データベースの営業報告書を検索することによって、山陽鐵道でも払込時点が採用されていた可能性があることを確認することができた。和文の論文を2本書き上げ、出版予定の図書において、分担執筆論文として投稿する期日が既に定まっており、2019年度中には公刊される見通しである。分割払込制度が採用されていた当時の日本における資本金の認識基準に関する議論の論点として、横濱正金銀行の会計方針に注目しなければならないことが明らかになり、歴史研究の焦点が定まった。また、山陽鐵道の事例から、明治時代中期以前の営業報告書についても調査する必要性が明らかになった。国際制度比較という観点では、現在でも分割払込制度を採用している証券市場及び上場企業が特定できたため、インド、ニュージーランド、カナダなど、イギリスの制度の影響が強いと考えられる諸国に研究の焦点が絞られた。おおむね順調に進展してきていることから、当初の研究計画に従って研究をさらに進める。和文論文の公刊の見通しがたったことから、英文論文の執筆に取り組む。
マイクロRNAによるヒト骨肉腫肺転移抑制効果:モデル動物を用いた検討

ヒト骨肉腫細胞株を用い、細胞増殖に影響せず、浸潤能を抑制するmiR-143を同定した。miR-143を骨肉腫自然肺転移モデルマウスへ全身投与することにより、肺転移を抑制することを明らかにした。アレイ解析によるヒト骨肉腫細胞株におけるmiR-143標的遺伝子群探索の結果、6遺伝子が候補としてあげられ、中でもマトリックスメタロプロテアーゼ13(MMP13)が最も蛋白レベルでの発現が抑制された。ヒト骨肉腫切除標本におけるmiR-143発現をreal-time PCRにて検索した結果、術後肺転移陰性群の1.23にたいし、陽性群では0.61と低値を示した。さらに、術後転移陰性のmiR-143高発現例では、腫瘍細胞におけるMMP13発現が極めて乏しかった。以上より、ヒト骨肉腫細胞におけるmiR-143発現低下によるMMP13発現増加を介した浸潤能の促進が、骨肉腫の肺転移に関与することが示唆された。平成21年度は、in vivoで効果を示す骨肉腫肺転移抑制マイクロRNAの同定を目的とし、以下の実験結果を得た。ヒト骨肉腫細胞143B(肺高転移株)とHOS(非転移株)を用いmiRNAmicroarray解析により、143Bで発現が低下していたmiR-143を検出した。合成したmiR-143およびコントロールとして、negative controlmiRNA(miR-NC)を用い143Bヘトランスフェクションした。48時間後の細胞を用い、浸潤能および細胞増殖への影響を検索した結果、miR-143導入によりin vitroの系で143B細胞の浸潤能を有意に抑制したが細胞増殖への影響はなかった。次に、in vivoにおける143B細胞の転移抑制効果を検索するために、miR-143(コントロールはmiR-NC1)をアテロコラーゲンと混和し骨肉腫細胞自然肺転移モデルマウス(n=10)の尾静脈へ3日毎に投与した。1週間毎にマウスの肺転移状況を生体イメージング装置により観察したところ、コントロールマウスでは3週間以内に全マウスで肺転移が観察されたが、miR-143投与群では3週間後において肺転移を観察されたのは10匹中2匹のみであり有意に肺転移を抑制した(P<0.01)。以上より、モデルマウスを用いたin vivo解析によりmiR-143全身投与によりヒト骨肉腫細胞の肺転移抑制効果を示すことを明らかにした。平成22年度は、前年度に得られた成果、即ちmiR-143がヒト骨肉腫細胞株(143B)の肺転移抑制効果を動物モデルにて明らかにした結果をもとに、ヒト骨肉腫臨床材料におけるmiR-143と肺転移との関連性の検索とヒト骨肉腫細胞におけるmiR-143標的遺伝子群の探索をおこなった。ヒト骨肉腫22例を対象とし、原発巣におけるmiR-143発現を定量PCR法にて検索しmiR-103発現量でノーマライゼーション化した。22例を術後肺転移の有無にて2群に分けた。肺転移陽性例(7例)および陰性例(15例)におけるmiR-143/miR-103発現量比はそれぞれ0.61±0.12、1.23±0.43であり前者でmiR-143発現量が低値を示しており、miR-143発現低下と骨肉腫細胞の肺転移との関連が示唆された。次に、ヒト骨肉腫細胞におけるmiR-143標的遺伝子群を探索するため、異なる2種の方法(Ago2免沈法とLAMP法)によりRNAを包括的に回収した。それぞれの方法にて回収されたRNAをアレイ解析にて検索し、両方法にて共通して検出された78遺伝子を得た。さらに、データベースにてmiR-143標的遺伝子と考えられている遺伝子あるいは細胞の浸潤転移に関わる遺伝子という条件に当てはまる6遺伝子を絞り込んだ。それらの内、143BにmiR-143を導入し、蛋白レベルで発現が最も低下する遺伝子としてマトリックスメタロプロテアーゼ13(MMP13)を同定した。さらに、ヒト骨肉腫原発巣においてMMP13発現を免疫組織化学的に解析した結果、miR-143発現量とMMP13陽性腫瘍細胞率が逆相関する傾向が示された。以上より、ヒト骨肉腫細胞においてmiR-143発現低下がMMP13発現量増加を促進することで浸潤・転移を引き起こす可能性が示唆された。