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臨床応用を目指した膵癌におけるキサントフモールの抗腫瘍作用機序の解明

膵癌は抗癌剤が効きにくい癌である.私たちはその原因として,膵癌では転写因子NF-κBが恒常的に活性化しており,NF-κBが血管新生因子のVEGFやIL-8の産生を亢進することにより,転移能などの悪性度を高めていることを解明した.この成果からはNF-κBは新規分子標的薬剤のターゲットになりうると考えられるが,既存のNF-κB阻害薬は副作用が強いことから臨床応用にはいたっていない.ホップ由来の天然化合物であるキサントフモールは,強い抗炎症作用を示し,低用量でNF-κBを抑制することを確認した.以上の研究成果を踏まえ,本研究では,キサントフモールが膵癌細胞のNF-κB活性を低下し,腫瘍血管新生を抑制することを解明する.平成30年は以下の研究を行った.キサントフモールが膵癌の血管新生に及ぼす影響の検討をin vitroで行った。従来のin vitro tube formation assayはMatrigel法がよく使われてきたが,我々はBishop ET, et al.が提案した線維芽細胞(FB)と血管内皮細胞(VEC)の共培養法をさらに改良したtube formation assayでVECの管腔形成を定量的に評価した.VEC, FB,および膵癌細胞をdouble chamber法にて2週間共培養し,VECのtubeformationの変化を比較検討した.このアッセイ系は当科で確立したものであり,癌と間質を2週間共培養することにより,in vivoに近い環境で血管新生能を定量化できるシステムである.これを用い,膵癌細胞によって亢進した血管内皮細胞の管腔形成能がキサントフモールによって抑制されることを確認した.キサントフモールが膵癌の血管新生に及ぼす影響の検討をin vitroで行った。我々はBishop ET, et al.が提案した線維芽細胞(FB)と血管内皮細胞(VEC)の共培養法をさらに改良したtube formation assayでVECの管腔形成を定量的に評価した.VEC, FB,および膵癌細胞をdouble chamber法にて2週間共培養し,VECのtubeformationの変化を比較検討した.膵癌細胞によって亢進した血管内皮細胞の管腔形成能がキサントフモールによって抑制されることを確認した.膵癌は抗癌剤が効きにくい癌である.私たちはその原因として,膵癌では転写因子NF-κBが恒常的に活性化しており,NF-κBが血管新生因子のVEGFやIL-8の産生を亢進することにより,転移能などの悪性度を高めていることを解明した.この成果からはNF-κBは新規分子標的薬剤のターゲットになりうると考えられるが,既存のNF-κB阻害薬は副作用が強いことから臨床応用にはいたっていない.ホップ由来の天然化合物であるキサントフモールは,強い抗炎症作用を示し,低用量でNF-κBを抑制することを確認した.以上の研究成果を踏まえ,本研究では,キサントフモールが膵癌細胞のNF-κB活性を低下し,腫瘍血管新生を抑制することを解明する.平成29年は以下の研究を行った.(A)膵癌におけるNF-κB活性の検討(A-1)膵癌細胞株を用いたNF-κB活性化の検討:膵癌細胞株および正常膵管上皮細胞株のNF-κBの活性をNF-κB ELISAで比較する.転移能が高く,血管新生能の高い膵癌細胞株でNF-κBの活性が亢進していた.(B)キサントフモールが膵癌細胞のNF-κBの活性に及ぼす影響の検討.膵癌細胞株をキサントフモールで処理したのちに核タンパクを抽出する.それを用いてNF-κBの活性をEMSAとNF-κB ELISAで検討した.膵癌細胞株のNF-κB活性はキサントフモールにより濃度依存的に抑制された.キサントフモールは低用量においても,NF-κBを抑制することを確認した.(C)キサントフモールが膵癌細胞の血管新生因子の産生に及ぼす影響の検討.膵癌細胞をキサントフモールで処理をしたのちに,血管新生因子のVEGFおよびIL-8の発現の変化をrealtime PCR,ELISAで比較検討した.キサントフモールはVEGFおよびIL-8の産生を低下した.膵癌細胞株において、キサントフモールにより、NF-κBの活性化が抑えられ、膵癌血管新生が抑制されることが明らかとなった.膵癌は抗癌剤が効きにくい癌である.私たちはその原因として,膵癌では転写因子NF-κBが恒常的に活性化しており,NF-κBが血管新生因子のVEGFやIL-8の産生を亢進することにより,転移能などの悪性度を高めていることを解明した.この成果からはNF-κBは新規分子標的薬剤のターゲットになりうると考えられるが,既存のNF-κB阻害薬は副作用が強いことから臨床応用にはいたっていない.ホップ由来の天然化合物であるキサントフモールは,強い抗炎症作用を示し,低用量でNF-κBを抑制することを確認した.以上の研究成果を踏まえ,本研究では,キサントフモールが膵癌細胞のNF-κB活性を低下し,腫瘍血管新生を抑制することを解明する.平成30年は以下の研究を行った.キサントフモールが膵癌の血管新生に及ぼす影響の検討をin vitroで行った。従来のin vitro tube formation assayはMatrigel法がよく使われてきたが,我々はBishop ET, et al.が提案した線維芽細胞(FB)と血管内皮細胞(VEC)の共培養法をさらに改良したtube formation assayでVECの管腔形成を定量的に評価した.VEC, FB,および膵癌細胞をdouble chamber法にて2週間共

培養し,VECのtubeformationの変化を比較検討した.このアッセイ系は当科で確立したものであり,癌と間質を2週間共培養することにより,in vivoに近い環境で血管新生能を定量化できるシステムである.これを用い,膵癌細胞によって亢進した血管内皮細胞の管腔形成能がキサントフモールによって抑制されることを確認した.キサントフモールが膵癌の血管新生に及ぼす影響の検討をin vitroで行った。我々はBishop ET, et al.が提案した線維芽細胞(FB)と血管内皮細胞(VEC)の共培養法をさらに改良したtube formation assayでVECの管腔形成を定量的に評価した.VEC, FB,および膵癌細胞をdouble chamber法にて2週間共培養し,VECのtubeformationの変化を比較検討した.膵癌細胞によって亢進した血管内皮細胞の管腔形成能がキサントフモールによって抑制されることを確認した.これらの研究結果をふまえ、平成30年度には以下の実験を予定している。キサントフモールが膵癌の血管新生に及ぼす影響の検討(in vitro)
レビー小体型認知症の新規画像診断システムの開発：高解像度イメージング技術の応用

ドーパミントランスポーター(DAT)イメージングにおける画像の高解像度化を検討した。高エネルギーγ線による画像の低解像度成分は数式化できることが明らかになり,それによって高エネルギーγ線の影響を推定できることができた。線条体ファントムを撮像し,撮像された画像から低エネルギー型(LEGAP)コリメータおよびFan-beam型コリメータで撮像された画像の特徴を把握した。次に核医学実験のシミュレーション基盤を構築するため,デジタルファトムを使用し,さらにモンテカルロシミュレーションコードによって仮想的に実験を行えることができるようになった。本研究では放射性医薬品I-123 Ioflupaneを用いた脳内ドーパミントランスポーター(DAT)のイメージングにおいて、新規に考案した画像の高解像度化手法を開発し、レビー小体型認知症の診断精度を飛躍的に向上させることを目標としている。初年時は画像の高解像度化手法の基礎検討および線条体ファントム実験を実施した。高解像度化手法の基礎検討に関しては,隔壁の薄いコリメータ(放射性医薬品から放出されるガンマ線の平行成分を選択する機器)の弱点であったガンマ線の隔壁通過による解像度低下を数式によってモデル化できる事を確認した。理想的な放射性医薬品の分布であるガウス分布に指数関数で示された低解像度成分が加算されていることが分かった。この低解像度成分を指数関数で既定し、画像演算することで低解像度成分を除去した高解像度の画像を得られることが示唆された。また、低解像度成分は2種の指数関数で表すことが可能であり、今後は最適な指数関数を実験値との比較を行うことで決定する予定である。次に脳内の線条体を模したアクリル製の模型(ファントム)に放射性医薬品を満たし、擬似的に生体内の線条体の濃度分布を計測した。濃度分布の変動原因であるコリメータは低エネルギ型(LEGAP)コリメータおよびFan-beam型コリメータを選択した。脳内のバックグラウンドに対する線条体の放射性濃度分布は両コリメータ間で同等の値を示したが、画質は明らかにFan-beamコリメータで撮像した場合で良好であった。本年度はシミュレーション実験を行うための基盤技術の構築を行った。シミュレーション実験を行うために、パーソナルコンピューター上で実験モデルを構築することが可能なソフトウェアであるXCATファントムのライセンスをDuke大学より購入した。本ソフトウェアの開発者である同大学のPaul Segars先生からレクチャーを受け、ヒトの体格をモデル化し、さらに体内の放射性医薬品の分布をシミュレートすることが可能となった。また、この臨床モデルから放出されるガンマ線の体内での減弱・散乱、さらに核医学画像化装置でのガンマ線の挙動をシミュレートすることが可能なソフトウェアSIMINDを併せて導入した。XCATファントムにて臨床モデルを作成し、SIMINDにて核医学イメージングをシミュレートすることで、Planar画像、SPECT画像を作成することが可能となった。さらに、呼吸や心拍の影響をイメージングに加味することが出来るため、より臨床症例データに近い医用画像をPC上で作成することが可能となった。次年度の目標は、1デジタルファントムによる高解像度ソフトウェアの基礎評価、2線条体ファントムによる高解像度ソフトウェアの画質評価を実施することであった。次年度ではシミュレーション実験のためのデジタルファントムを構築する目標は達成しているが、高解像度ソフトウェアの基礎評価は現在検証中である。また、昨年に実施したアクリル製のファントムモデルを使用した核医学イメージング実験とシミュレーション実験との比較を行っており、結果の相関性が現在確認している。本研究では放射性医薬品I-123 Ioflupaneを用いた脳内ドーパミントランスポーター(DAT)のイメージングにおける高解像度化手法の開発を目的としている。本年度は核医学検査のデジタルシミュレーション技術を確立させた。前年度から検討を続けてきた4DXCATデジタルファントム(実際の献体から作成された人型のモデル)を使用し,さらにモンテカルロ法にてデータルファントムからの光子をシミュレーションすることで擬似的に実験をすることが可能となった。そしてシミュレーションデータを用いて体動(心臓の拍動および呼吸による横隔膜の挙上)による各臓器の放射性医薬品の集積を調べた。その結果,体動に特有な放射性医薬品の分布をアーチファクトとして明らかにした。本結果は論文にまとめ,現在投稿中である。またこの結果から体動を補正することの重要性を提案している。また,現在DATイメージングにおいて診断に用いられている定量指標が核医学検査機器やデータの収集方法により変動を生じることが問題点となっている。そこで,北陸地区ではこの変動の原因およびその解決方法を提案するためにDATイメージングより得られる定量指標の標準化を目指した多施設共同ファントム研究を推進している。本研究もそのファントム実験を行うことで標準化の活動に貢献した。さらに高解像度イメージングを実施することで定量指標の標準化をサポートすることができるのではないかと考えている。これまでに,核医学画像の高解像度化技術の基礎的検討,そして本技術を検証するための線条体ファントム実験の実施,またデジタルファントムを作成する目標は達成している。一方で,本年度に実施を予定していた高解像度化技術の臨床症例による検証については,高解像化技術のソフトウェア開発が遅れているために着手が遅れている。そのために研究期間の延長を申請し,次年度中にソフトウェアの開発及びその臨床検証を実施する予定である。

本年度(最終年度)は,デジタルシミュレーション実験の論文化およびDATSCAN検査より得られる定量指標の標準化に関する検討を行った。まず,核医学検査における体動(心臓の拍動および呼吸による横隔膜の挙上)による各臓器の放射性医薬品の集積を調べ,その特徴を明らかにした。体動に一致した放射性医薬品の分布をシミュレーション実験にて再現することで,その分布パターン(アーチファクト)を同定した。この検討結果を論文にまとめ,Annals of Nuclear Cardiologyからパブリッシュされた。次にDATイメージングから得られる診断指標は,画像撮像条件や解析条件によって変動することが知られている。そこで,これまでに臨床で用いられてきた放射性核種I-123による検査方法である,I-123 MIBGの定量指標の標準化技術がDATイメージングで用いることができないか検討を行った。I-123 MIBG検査では使用するコリメータの種類によって定量指標に影響を及ぼすことが明らかになっている。そこでDATイメージングでのコリメータの種類の違いが定量指標に与える影響を確認した。結果として,コリメータと定量指標の間の関係性を明らかにすることはできたが,コリメータ間の関係性を示すことはできなかった。研究期間全体を通じて実施した研究成果として,隔壁の薄いコリメータの弱点であったγ線の隔壁通過による解像度低下を数式によってモデル化できる事を確認した。具体的には理想的な放射性医薬品の分布であるガウス分布に指数関数で示された低解像度成分が加算されていることが分かった。次にデジタルファントムを使用したシミュレーション技術を確立した。これまでのシミュレーション実験は基礎的な検討が多かったため,実際に臨床での有用性を議論することは難しかったが,本課題にて確立したデジタルファントムとシミュレーション実験を併用することで,より臨床に沿った条件で検討を行うことが可能となった。ドーパミントランスポーター(DAT)イメージングにおける画像の高解像度化を検討した。高エネルギーγ線による画像の低解像度成分は数式化できることが明らかになり,それによって高エネルギーγ線の影響を推定できることができた。線条体ファントムを撮像し,撮像された画像から低エネルギー型(LEGAP)コリメータおよびFan-beam型コリメータで撮像された画像の特徴を把握した。次に核医学実験のシミュレーション基盤を構築するため,デジタルファトムを使用し,さらにモンテカルロシミュレーションコードによって仮想的に実験を行えることができるようになった。初年度の目標は、1画像の低解像度成分を数式化し、数値計算できることを確認し、高解像度ソフトウェアを試作することである。
滑膜肉腫特異的融合遺伝子の機能解析および肉腫宿主細胞の相互作用の検討

滑膜肉腫特異的な融合遺伝子SS18-SSXの機能解析として、これまで我々はSS18-SSX特異的なsiRNAを滑膜肉腫細胞に導入することにより細胞形態が変化することを発見し報告した。しかし、SS18-SSXの発現抑制が一過性であること、siRNAの導入効率が100%でないことから厳密な機能解析が困難であった。今回、テトラサイクリン投与によりSS18-SSX1に特異的なshRNAを発現することができるコンストラクトを作成し、患者検体より樹立した滑膜細胞株にウイルスを用いてこのコンストラクトを導入し、テトラサイクリンの投与によりSS18-SSXの発現量が低下することを確認することができた。この系においても、以前に報告した通りSS18-SSXの発現抑制による細胞形態の変化を生じた。今後、このコンストラクトの安定発現株を樹立することで、厳密なSS18-SSXの機能解析を行う予定にしている。また、これまで我々は皮下移植によって高率に肺転移をきたす骨肉腫細胞株LM8を樹立し、肺転移の成立初期にNFkbシグナルが重要であることを報告してきたが、肺転移成立およびその後の増大において、肺の微小環境がどのような役割を果たすかは不明である。今回、LM8にLuciferaseおよびGFPをウイルスを用い、安定的に導入した細胞株を樹立することで腫瘍細胞を可視化することに成功した。この細胞はもとのLM8と同様に皮下移植によって高率に肺転移を生じることを確認しており、この細胞を用いることで腫瘍細胞と宿主細胞との区別がIn vitroおよびIn vivoの生体内でも観察が可能となった。今後この細胞を用いることで肉腫肺転移における腫瘍細胞と宿主細胞の相互作用の解析を行う予定にしている。
小腸粘膜障害予想バイオマーカーを用いた抗癌剤による消化管毒性新規予防法の確立

DAO活性が消化管有害事象を化学療法前に予測する新しいバイオマーカーとなり得るかを検討する。下痢症状発現によって初めて捉えることができていた消化管粘膜障害を化学療法前に客観的に評価し消化管有害事象の予測に役立てることができる。さらに化学療法前から予防的に水溶性食物繊維(SDF)の投与により下痢などの消化器管有害事象を予防する手法を確立する。5-FU投与1週間前からSDFを予防的投与する群ではSDF未投与群に比べDAO活性の低下が少なく有害事象も軽減すると予想される。計画・方法の概要は次に述べる2つである。1)ラットに抗癌剤(胃癌化学療法におけるkey drugである5-FU)を投与し、15-FU投与前後の血中DAO活性の変化、2消化器症状(特に下痢)の程度、3小腸粘膜の形態学的変化(病理組織学的、免疫組織化学的、超微形態学的)を検討。次に、2)1週間SDFを投与した後に5-FUを投与し1DAO活性低下の抑制、2消化器症状の改善、3小腸粘膜障害の軽減(病理組織学的、超微形態学的)の有無を検討する。これらの準備のため、実際に実験に携わる予定の研究者が関連知識と実験手技の習得を行った。実際に実験を行う連携研究者が本課題に関連する論文などを検討し、さらに実験手技の習得を行っている。令和元年夏ごろから研究計画に基づいた実験を開始できる予定である。実際に実験を行う連携研究者が本課題に関連する論文などを検討し、さらに実験手技の習得に時間を要した為。
日本人におけるミエロペルオキシダーゼの遺伝的欠損と易感染性の関連

ミエロペルオキシダーゼの欠損症は海外、特にアメリカにおいてはその発生頻度ならびに遺伝的形式、合併症などが解析されているにかかわらず、本邦ではこれまで系統的な研究が行われたことを聞かない。本研究はミエロペルオキシダーゼの感染症病状を修飾する遺伝的基礎因子としての可能性に注目し、(1)先ずその血液中含量の簡便な測定法を開発し、(2)その方法を用いて日本人における正常ならびに異常値(増多、減少)を定め、(3)さらに欠損症のスクリーニングを試み、その日本人における頻度、遺伝形式などを明らかにすると共に、(4)易感染性その他の疾病との関連性を追求し、(5)これらの知見を総合してミエロペルオキシダーゼの生理作用とその生体における意義を明確にすることを目的とする。60年度はこの中、主として(1)、(2)について実験を行い、下記の結果を得た。(1)ミエロペルオキシダーゼが極めて特異な吸収スペクトルを持つヘムタンパク質であることを利用し、これに我々が開発した低温4次微分スペクトル法を併用して全血中の本酵素を迅速かつ正確に定量する手法を確立した。(2)この方法を用いて約50名の健康人ボランティアの末梢血中ミエロペルオキシダーゼ含量を測定したところ1mlあたり115±54pmolであった。しかしかなり個人差が大きく50pmol/ml以下の場合や300pmol/ml以上の人もあり健常者間で10倍近くの差が認められた。また好中球数と全血酵素濃度の関係は正の相関を示すのに対し、血球中酵素濃度と全血中酵素濃度は相関せず、上記の差は血球数の増減によることが判明した。今後はより秀れたスクリーニング法を確立し、欠損症を見出すとともに、ミエロペルオキシダーゼレベルと感染防御力の関係を明らかにしたい。
白血病における遺伝子診断法の開発と実用化

本研究では、染色体転座としてt(3;21)転座を、および癌抑制遺伝子としてp16CDK4抑制遺伝子の解析を行った。その概要は以下の如くである。(1)t(3;21)染色体転座の分子解析の結果、t(3;21)による染色体切断点の遺伝子の再構成によりAML1/Evi-1キメラ蛋白質が産生されることが判明した.生物学的解析によりAML1/Evi-1キメラ蛋白質は造血細胞の分化抑制と増殖促進に作用する可能性が示された.AML1/Evi-1の転写制御因子としての機能を解析した結果、AML1/Evi-1は、(1)AML1と同様にPEBP2部位に結合し、AML1によるPEBP2部位に対する転写活性をdominantに抑制する、(2)AP-1活性を上昇させる、ことが明らかとなった.さらに、AML1/Evi-1の転写制御因子としての機能ドメイン欠失変異体を構築して検討したところ、(1)の機能は、AML1のDNA結合領域であるruntドメインに依存し、(2)の機能はEvi-1と同様に第2zincフィンガー・ドメインに依存していることがわかった.以上の結果は、AML1/Evi-1が互いに独立した2つの機能を有する転写制御因子であること示す.(2)p16遺伝子の血液系悪性腫瘍発症への関与を検討する目的で、種々の血液系悪性腫瘍患者検体におけるp16遺伝子の変異解析を検討した。その結果、410症例中59症例にp16遺伝子の欠損をみとめ、うち47症例(80%)にhomozygous欠損が存在した。p16遺伝子の欠損はリンパ系悪性腫瘍に極めて特異的であり、ほぼ全てのリンパ系悪性腫瘍にp16遺伝子の欠損を認めた。ALLにおける欠損の頻度は40%と極めて高頻度であったが、AML,CMLおよびMDSにおける欠損は希であった。白血病の治療計画上の一つの問題点は治療後の残存白血病細胞の評価の問題である。臨床上は形態学的に芽球数が骨髄細胞の5%以下であれば完全寛解とされるが、実際に残存する白血病細胞の数は不明であり、高感度な検出法の確立が望まれている。本研究計画においては染色体転座の結果生ずるキメラ遺伝子を検出する分子生物学的方法について検討した。急性前骨髄球性白血病(APL)の70%以上にt(15;17)転座が認められる。この転座の切断点の遺伝子がクローニングされた結果,15番染色体上のPML遺伝子と17番染色体上のレチノイン酸受容体α鎖遺伝子(RARα)の間で組み換えを生じて,PML/RARα型のキメラ遺伝子を形成することが明らかにされた。PML/RARαキメラ遺伝子の接合点をはさむブライマーを設定し、Rt-PCR法を用いて検出した。APL白血病細胞を正常細胞で希釈して、RT-PCR法で解析した結果、10^510^6個に1個のキメラ遺伝子をもった白血病細胞が存在すればこれを検出できることが判明した。この症例は化学療法前には骨髄細胞中の白血病細胞は90%であり、キメラ遺伝子は検出されたが,治療後の完全寛解時にはこのキメラ遺伝子は検出されなかった。このことから、この症例では治療後の白血病細胞は骨髄細胞の10^510^6個に1個以下であると結論された。

他の1例は複合転座の症例で、15g-,17g-,18g+の核型を示し、臨床的にはAPLと診断された症例である。RT-PCR法による解析の結果、この症例の骨髄細胞においてもPML/RARのキメラ遺伝子が形成されていることが明らかとなった。このことから、この症例はt(15;17)転座を生じたあとに,18番染色体への転座を生じたと結論された。以上より、RT-PCR法を用いた上のような診断法は、治療後の白血病の評価や複合転座の診断の確定に有用であると考えられた。我々は白血病における遺伝子診断法を開発し、それを実用化する目的で、慢性骨髄性白血病(CML)の急性転化時に出現する付加的染色体異常であるt(3;21)転座について解析を行った。t(3;21)転座を分子生物学的に解析した結果、AML1/EVI-1キメラ遺伝子が形成され、これは融合mRNAへと転写されることが明らかになった。融合mRNAは8.2kbと7.0kbの主に2種類存在した。t(3;21)転座を有するヒト白血病細胞株SKH1より作成したcDNAライブラリーをスクリーニングし、全長と考えられる2つの約6kbのcDNAクローンを得た。これらのcDNAクローンは1つのopenreading frameを持ち、5'側に正常AML1シークエンス、3'側に第2エクソンからpoly(A)tailに至るEVI-1シークスエンを含んでいた。AML1およびEVI-1に対するポリクローナル抗体はSKH1細胞において同じ180kDのAML1/EVI-1融合蛋白質を認識した。この融合蛋白質はrunt homology domainを含むAML1のN端側とzinc finger typeの転写因子であるEVI-1の全長より構成されていた。このAML1/EVI-1 fusionの形成はRT-PCRで検討したt(3;21)転座を有する3症例で共通であった。さらに多くの症例を用いた解析が必要であるが、この結果はt(3;21)転座型白血病の遺伝子診断への臨床応用が可能であることを示している。AML1あるいはEVI-1の転写開始部位に位置する20-merのアンチセンスオリゴヌクレオチドはSKH1細胞における^3H-thymidineの取り込みを著明に抑制することから、AML1/EVI-1融合蛋白質はt(3;21)転座を有する白血病細胞の増殖に重要であると考えられた。以上の結果より、t(3;21)転座の結果新しいタイプのキメラ型転写因子が形成され、これがCML急性転化に関与している可能性が示唆された。本研究では染色体転座としてt(3;21)転座を、および癌抑制遺伝子としてp16CDK4抑制遺伝子の解析を行った。その概要は以下の如くである。(1)t(3;21)染色体転座の分子解析の結果、t(3;21)による染色体切断点の遺伝子の再構成によりAML1/Evi-1キメラ蛋白質が産生されることが判明した。生物学的解析によりAML1/Evi-1キメラ蛋白質は造血細胞の分化抑制と増殖促進に作用する可能性が示された。AML1/Evi-1の転写制御因子としての機能を解析した結果、AML1/Evi-1は、(1)AML1と同様にPEBP2部位に結合し、AML1によるPEBP2部位に対する転写活性をdominantに抑制する、(2)AP-1活性を上昇させる、ことが明らかになった。
近世日本における市町形成と六斎市の展開に関する歴史地理学的研究

本研究は、江戸時代に東日本各地に広範な分布を示す六斎市に注目し、その機能と存立基盤を地域に則して具体的に検討することにより、日本における六斎市の成立と市町展開の関係特質を明らかにすることを目的とした。なかでも、秩父地方の中心、大宮郷の絹市に焦点をあて、市町の展開、市と町の機能的関係の実態解明に重点を置いた。大宮郷では江戸時代前期に、「代買」を業となす絹買宿を中核とした絹取引のしくみが形作られていた。この絹買宿は、主に町屋敷主が営業しており、その分布は宝永6年(1709)の「絹市場之覚」の記載によれば、大宮郷のなかでも下町・中町に偏在していたことが判明した。この事実は、大宮郷の町場が段階的に形成されたことと強く関係している。すなわち、天正18年(1590)以前に下町と中町を範囲とした町の原型が成立し、その後、慶長期前半に新たに上町を加えることで町割を完成させたと想定できる。絹買宿の分布は、市町形成の初期段階における市場区域と不可分の関係にあったと考えられる。さらに、大宮郷の市町形成には、妙見社領との結びつきの強い下町、今宮坊と久保家を中心とした中町、両町の分家や新たな転入者で構成された上町と、各町には異なる来歴をもった集団的性格が認められた。町割を等分に区分し、各町に市を巡立てすること、さらに「家買家売」を禁止して絹市を設定することは、特定の絹買宿による寡占を防ぐ役割を果たすと同時に、町毎に異なる来歴特性をもった市町を運営していくための基底をなした原理であったと理解できる。市の巡立ては六斎市に普遍的に用いられた方法であり、市町形成に不可欠な、市と町とを機能的に関係づける重要な論理であったことを明らかにした。以上の成果の一部は、閉成8年12月、研究代表者岡村が筑波大学に提出した博士(文字)学位請求論文(『六斎市の成立と展開に関する歴史地理学的研究』)に収録した。
フッ化炭素基を疎水基の一部に含む界面活性剤の合成とその物性に及ぼす構造効果

ファインセラミクスや電子材料など先端技術においては、材質のみならず表面あるいは界面の性質が製品の性能に極めて大きな影響を及ぼす場合が多い。一方両親媒性化合物である界面活性剤は固体や液体表面のエネルギーを変化させることが可能であって、多方面で利用されている。本研究では、界面活性剤の中でもその活性が特に高いフッ化炭素を疎水基の一部として含むものを、現在の技術段階では利用価値の比較的低いペルフルオロプロペンオリゴマーから合成し、その構造と界面物性の相関について検討した。まずペルフルオロ-2-メチル-2-ペンテンによるハロゲン化ベンジルのペルフルオロアルキル化が、従来はフッ素化剤として高価なフッ化セシウムを必要としていたが、反応系を考案することによってより安価なフッ化カリウムで代替し得ることを明らかにした。次に、上記の反応を、シアノ基を置換基に持つ臭化ベンジル誘導体に応用し得ることを明らかにし、さらに濃硫酸中あるいは強アルカリ溶液中でも副反応を惹起せずに目的とする加水分解反応が進行することを示した。このようにして得たカルボキシル誘導体はフッ化炭素グループが、分枝状構造を持ち、しかも疎水基として作用する構造要素の一部を占めるに過ぎず、従来のフッ素系界面活性剤に見られる、全疎水基が直鎖状フッ化炭素であるものとは異なって、表面吸着状態ひいては物体表面の改質状態にも何らかの変化が期待される。合成した化合物のナトリウム塩を例に水溶液物性を測定した。フェニレン基の置換形式が重要な因子となっており、パラ置換体が最も高い表面活性を示し、臨界ミセル濃度2.7×【10^(-3)】mol/lで19.0mN/mという従来のフッ素系界面活性剤と比較して遜色のない性能を示すことが判明した。高価なフッ化炭素基は利用価値の少い原料に求め、しかも疎水基の一部にだけ使用して勝れた性能を付与し得たことは省資源の立場からも大きな成果と言えよう。
強力な変異原性ヌクレオチド8-OH-dGTPを特異的に分解するヒト細胞由来の酵素

1.ヒト由来の8-OH-dGTP特異的分解酵素の大量精製と生化学的解析ヒトリンパ球系細胞であるJurkat細胞の粗抽出液中に8-OH-dGTPを8-OH-dGMPとPPiに分解する活性を見いだした。そこで、この活性を指標にして精製を試みたところ、5段階のカラムクロマトグラフィ-により、この8-OH-dGTPaseをほぼ均一な程度にまで純化することに成功した。には26mMのMgイオンを必要とする。8-OH-dGTPを基質にする時のKm値は12.5μMと低いのに対し、dGTPの場合には70倍も高いKm値を示した。以上の酵素特性は大腸菌MutTタンパク質と極めて類似している。さらに、ヒト8-OH-dGTPは、MutTタンパク質と同様に、in vitroDNA合成系での鋳型のアデニン残基に対する8-OH-dGTPの誤った取り込みを抑制する能力を持っていることも確認された。2.ヒト8-OH-dGTPaseをコ-ドする遺伝子のcDNAクロ-ニング精製した酵素のペプチド鎖のアミノ酸配列より推定される遺伝子の塩基配列に基づき、合成DNAプライマ-を作成し、Jurkat細胞由来のmRNAを用いて逆転写酵素PCR法により目的のcDNAを増幅・作成した。約700bpのcDNAが分離され、このcDNAの塩基配列中に471bpのオ-プンリ-ディングフレ-ムが見いだされた。このORFから推定される分子量は17.9kDであること、ORFのアミノ酸配列は精製した酵素由来のペプチドの分析により決定した前述のアミノ酸配列と全て一致することなどから、本研究で分離されたcDNAはヒト8-OH-dGTPaseをコ-ドする遺伝子のcDNAであると結論された。ヒト8-OH-dGTPaseと大腸菌MutTタンパク質のアミノ酸配列の間には約30アミノ酸残基程度の高度に相同性のある領域が存在していた。このcDNAをmutT変異株大腸菌内で発現させた所、宿主菌のmutT変異の性質によって上昇した自然突然変異率がその1/10のレベルに低下した。また、宿主菌の粗抽出液中には8-OH-dGTPase活性が消失していたが、cDNAの発現に応じて、強い8-OH-dGTPase活性を示す分子量18kDのタンパク質が出現した。
斜面安全管理のためのGPS変位計測システムの高精度化

GPS(Global Positioning System;人工衛星測量システム)を用いた地盤変位計測の高精度化を実現した.研究代表者は,すでに従来cm程度の精度と考えられていたGPSによる変位計測について,独自のデータ処理によってmmの精度を実証し,その手法を組み込んだシステムが実用化されている.本研究ではさらなる高精度化を目指して,気象条件の影響,上空障害物の影響,を取り除く方法を確立した.気象条件の影響については,土木分野における高低差が大きく基線長が数km程度の比較的狭い範囲における地盤変位計測を対象として,大掛かりな計測の仕組みを必要とせず,地表気象のみから気象条件に基づく電波の大気圏遅延の影響を取り除くことができることを実証した.実証においては,山口県下の地すべり斜面にGPS変位連続計測システムと気象センサーを設置し,2年間途切れることなく連続計測を実施し,本手法を適用して妥当性の検証を行った.一方,斜面安全監視を目的としてGPSセンサーを設置する場合,周辺の木々や構造物などが電波の障害物となり計測精度劣化する.障害物を通して電波を発射している人工衛星からのデータを除外して処理することで,上空障害物の影響を除去することに成功した.このテーマでは,道路斜面に計測システムを設置し2年間連続計測したデータを用いて実証した.成果を以下に取りまとめる.(1)地表気象(温度,湿度,気圧)を用いて,Modified Hopfieldモデルを適用することで,GPSによる変位計測結果から気象による年周期誤差を除去できることが実証された.気象データとしては,計測地点の最寄の気象庁測候所のデータを用いればよい.GPSセンサー位置の気象データを用いれば気象による日変化誤差も除去できる.(2)GPSセンサー上空の障害物の影響は,障害物を通して受信する電波を用いないことで排除できることを実証した.なお,研究成果の一部は,「GPSによる地盤変位計測における気象の影響と補正方法の検討」として土木学会論文集に掲載予定であり,他の成果は投稿準備中である.さらに,本研究も含めて一連の研究により,平成18年度山口県科学技術振興奨励賞を受賞した.GPS(Global Positioning System;人工衛星測量システム)を用いた地盤変位計測の高精度化を実現した.研究代表者は,すでに従来cm程度の精度と考えられていたGPSによる変位計測について,独自のデータ処理によってmmの精度を実証し,その手法を組み込んだシステムが実用化されている.本研究ではさらなる高精度化を目指して,気象条件の影響,上空障害物の影響,を取り除く方法を確立した.気象条件の影響については,土木分野における高低差が大きく基線長が数km程度の比較的狭い範囲における地盤変位計測を対象として,大掛かりな計測の仕組みを必要とせず,地表気象のみから気象条件に基づく電波の大気圏遅延の影響を取り除くことができることを実証した.実証においては,山口県下の地すべり斜面にGPS変位連続計測システムと気象センサーを設置し,2年間途切れることなく連続計測を実施し,本手法を適用して妥当性の検証を行った.一方,斜面安全監視を目的としてGPSセンサーを設置する場合,周辺の木々や構造物などが電波の障害物となり計測精度劣化する.障害物を通して電波を発射している人工衛星からのデータを除外して処理することで,上空障害物の影響を除去することに成功した.このテーマでは,道路斜面に計測システムを設置し2年間連続計測したデータを用いて実証した.成果を以下に取りまとめる.(1)地表気象(温度,湿度,気圧)を用いて,Modified Hopfieldモデルを適用することで,GPSによる変位計測結果から気象による年周期誤差を除去できることが実証された.気象データとしては,計測地点の最寄の気象庁測候所のデータを用いればよい.GPSセンサー位置の気象データを用いれば気象による日変化誤差も除去できる.(2)GPSセンサー上空の障害物の影響は,障害物を通して受信する電波を用いないことで排除できることを実証した.なお,研究成果の一部は,「GPSによる地盤変位計測における気象の影響と補正方法の検討」として土木学会論文集に掲載予定であり,他の成果は投稿準備中である.さらに,本研究も含めて一連の研究により,平成18年度山口県科学技術振興奨励賞を受賞した.GPSによる変位計測の高精度化のために、計測環境要因に基づく誤差の取り扱いを2つの重要な観点から検討した。すなわち、(1)気象条件による誤差、および、(2)上空障害物による誤差、についてこれらを除去する方法を検討し、現場計測結果に適用しその妥当性を検証した。具体的には以下のとおり。(1)気象条件による誤差の調査と補正方法の検討および検証人工衛星からの電波は、通過する大気の気象条件により屈折し、計測点に達するまでの距離に誤差を生じる。このような対流圏の電波の伝播遅延については、人工衛星の制御のために1970年代に数種のモデルが研究された。本研究では、それらのうちどれがGPS変位計測に適切かを検討した。GPS変位計測システムと高精度の温湿度センサーを地すべり斜面に設置し、数ヶ月間連続計測を行い、気象補正を行った。その結果、伝播遅延によると考えられる年周期誤差を除去することに成功した。これは、GPS変位計測において、筆者の知る限りにおいては世界初のことである。この結果によって、GPSを用いた変位計測の正確が格段に向上し、精密変位計測の確立が期待できる。(2)上空障害物の影響の除去方法の検討および検証GPS計測においては、計測センサー(アンテナ)周辺の木々や山が人工衛星からの電波の障害となる。人工衛星の軌道と重なる障害物の背後の衛星からの電波を用いないで解析し、変位を算出することで上空障害物の影響を除去できるものと考えられている。

地すべり斜面と道路切り取り斜面に対して、それぞれ、長期間連続計測を行ったデータに対して、上記の考え方をシステマティックに行うことによって、従来の方法と比べ計測の乱れを大幅に除去し、計測精度を格段に向上させることに成功した。上記の成果によって、計測環境によらず、GPSとしては世界最高高精度のmm精度の3次元変位の連続計測の可能性が見出せた。GPS(Global Positioning System;人工衛星測量システム)を用いた地盤変位計測の高精度化を実現した.研究代表者は,すでに従来cm程度の精度と考えられていたGPSによる変位計測について,独自のデータ処理によってmmの精度を実証し,その手法を組み込んだシステムが実用化されている.本研究では,さらなる高精度化を目指して,気象条件の影響,上空障害物の影響,を取り除く方法を確立した.気象条件の影響については,土木分野における高低差が大きく基線長が数km程度の比較的狭い範囲における地盤変位計測を対象として,大掛かりな計測の仕組みを必要とせず,地表気象のみから気象条件に基づく電波の大気圏遅延の影響を取り除くことができることを実証した.実証においては,山口県下の地すべり斜面にGPS変位連続計測システムと気象センサーを設置し,2年間途切れることなく連続計測を実施し,本手法を適用して妥当性の検証を行った.一方,斜面安全監視を目的としてGPSセンサーを設置する場合,周辺の木々や構造物などが電波の障害物となり計測精度劣化する.障害物を通して電波を発射している人工衛星からのデータを除外して処理することで,上空障害物の影響を除去することに成功した.このテーマでは,道路斜面に計測システムを設置し2年間連続計測したデータを用いて実証した.成果を以下に取りまとめる.(1)地表気象(温度,湿度,気圧)を用いて,Modified Hopfieldモデルを適用することで,GPSによる変位計測結果から気象による年周期誤差を除去できることが実証された.気象データとしては,計測地点の最寄の気象庁測候所のデータを用いればよい.GPSセンサー位置の気象データを用いれば気象による日変化誤差も除去できる.(2)GPSセンサー上空の障害物の影響は,障害物を通して受信する電波を用いないことで排除できることを実証した.なお,研究成果の一部は,「GPSによる地盤変位計測における気象の影響と補正方法の検討」として土木学会論文集に掲載予定であり,他の成果は投稿準備中である.さらに,本研究も含めて一連の研究により,平成18年度山口県科学技術振興奨励賞を受賞した.
土器の色を測る -埋蔵文化財関連ディジタルイメージング-

昨年度研究「埋蔵文化財関連ディジタルイメージングにおける色情報の定量的考察」では、色彩情報をどのようにして計量化し記録するか、また、その情報を利用するとどのような利点が得られるかを考察した。今年度は、その結果を踏まえて、系統的に考古遺物の色彩を計測し、得られた結果を元に簡単な統計を試みた。今回計測の対象に選んだ遺物は、太宰府教育委員会所蔵の「越州窯青磁」である。この遺物を選んだ理由は、太宰府教育委員会により、出土地点・層位、時代、器種、器形などの考古学的データが系統立てて整理されており、一括資料としての考古学的価値が非常に高いことと、「越州窯青磁」が当時(8世紀末から11世紀)としては非常に高い品質管理を元に生産されていたと考えられるからである。遺物の色彩計測は、分光測色計を使用して無作為に遺物の表面を計測した。累計計測ポイントは1049点である。色彩の計測はスペクトルモード(385nm-705nm:10nm間隔で32バンド)で計測し、そのデータをCIE-XYZに変換後、後のデーター集計のために、JISZ9721に基づいて、日頃から使いなれているマンセルHVC(Hue:Value:Chroma)に変換した。色相、明度、彩度、それぞれにつき統計処理したところ、かなり理想的な正規分布が明かとなった。「越州窯青磁」がある一定の品質管理の元に生産されていたことを示していると考えられる。
国際政治経済システムと戦後日本

本年度は研究員の全員が論文の執筆に着手した。それぞれのタイトルは次のようである。大嶽、北山、秋月、新川、草野、篠田の6論文は、完成論文である。現在、書物の出版を行うことができるかどうか検討中である。少なくとも各研究員の所属大学の紀要に公表することになっている。研究代表者(村松岐夫)も、これらの論文を通じて述べられていることを要約する論文「戦後における地域政治経済ルールの形成」を執筆中である。東京と大阪の地域経済北山俊哉大阪における金属労働者と階級意識の形成篠田徹東京・大阪における信用金庫真渕勝神戸市における交通システムの形成笠京子神戸市と神戸第三港湾局秋月謙吾自動車産業の発展と名古屋の政治経済草野厚電気産業の発展と新潟における開発政治新川敏光愛媛県における戦後県政と農業政策北原鉄也国際経済と流通業大嶽秀夫重点領域『戦後日本形成』における「国際政治経済システムと戦後日本」班の初年度は、戦後日本の経済と政治の相互作用を分析するうえでの基本的な方針の検討から作業を始めた。その結果、地域における政治や行政の活動と、地域の産業や商業などの活動を主な対象とする方向づけにおいて各研究分担者の共通のインタレストを見た。いいかえれば「戦後日本」とひとくくりにした議論をする前に、それぞれの地域によっておかれた環境や条件が同一のものであるとは限らないのではないか。また戦後のシステム形成時期に、それぞれの地域がある程度独自に、またある程度異なったやり方で対応してきたのではないか。そういった仮説なしい疑問を各研究分担者が共有していることが明らかになった。そのうえで、分担者それぞれの関心や過去の研究蓄積をもとに、対象を絞り込んだ。大嶽は、すでに彼が行った宮城県におけるヒアリング調査を出発点として他地域との比較に有用な領域をさぐることとし、広島県の調査も村松、真渕(メンバー外)らが開始した。東京の中小企業の生産活動に注目して来た北山はひきつづき東京および大阪府における調査を行う。草野は神奈川県と広島県における自動車産業と地域発展の関連について、篠田が地域別の労働運動と産業について、新川が新潟などでの農民運動その他の領域について、秋月が行政ルートでの多様性という観点から通産省などの地方出先機関と地域の関係について、真渕が信用金庫行政と地域経済について、また笠(メンバー外)が地方公共交通システムの形成をいくつかの地域にまたがってそれぞれ調査することとなった。さらに大山耕輔(公募研究)が草野とともに国際システムと国内システムの運動を担当する。これらは厳密な分担ではなく、むしろ調査が進むにつれて、おたがいの研究成果を発表しながら、相互の関連や比較の可能性を検討することとし、すでに数回にわたって研究会を京都で行った。重点領域『戦後日本形成』における「国際政治経済システムと戦後日本」班の第2年度は、初年度における国際システムと国内システムとくに地域における政治と経済の相互作用の枠組みの検討をふまえ、地域における政治経済システムの実証研究にあたった。各研究分担者は、日本の戦後を分析する枠組みとして、おおづかみな「戦後日本システム」を想定する前に、日本をいくつかの地域システムの総和として把握するアプローチがありうる、という問題意識を共有している。大嶽は宮城県におけるヒアリング調査をもとに、それと比較対象となりうる広島県の調査を行った。草野は自動車製造業における神奈川県と広島県の比較作業を進め、また自動車産業と他の産業との比較の可能性を模索している。北山は、府県レベルでの産業政策の形成に関する研究に区切りをつけ、さらに大阪と東京の技術者出身の製造業のリーダーたちの調査を進めている。篠田は東京墨田区における中小企業の労使関係を中心に「生産する大都市」としての東京の変化と発展を研究している。新川は新潟県における農村運動を中心に、さらに宮城県などとの比較をも行っている。秋月は戦後における中央政府と地方政府の相互作用の制度化の研究をまとめ、また地域ごとに政策が中央政府の出先機関によっても差があるかどうか、文教警察および産業の分野で研究を開始している。真渕が信用金庫行政と地域経済の連動について、関西地域を中心に実証研究をほぼ終えている。これに笠京子(公募研究)の地域交通システム研究、北原鉄也(公募研究)の愛媛における地域権力者の分析をあわせ、村松および蒲島が、これらの研究の進展を見ながら、はたして戦後日本のおける地域ごとのバラエティは意味のあるものであったといえるか、外国との比較の観点からも検討を加えている。今年度は研究発表の場を5月9月12月と3回もうけて、相互関連を見いだす作業も本格的に進めた。東京と大阪の地域経済北山俊哉大阪における金属労働者と階級意識の形成篠田徹東京・大阪における信用金庫真渕勝神戸市における交通システムの形成笠京子神戸市と神戸第三港湾局秋月謙吾自動車産業の発展と名古屋の政治経済草野厚電気産業の発展と新潟における開発政治新川敏光愛媛県における戦後県政と農業政策北原鉄也国際経済と流通業大嶽秀夫
宇宙の大規模構造における高度な統計的手法を用いた宇宙論の研究

本年度は、Sloan Digital Sky Survey (SDSS)のデータ解析を中心に行った。はじめに、クェーサーサンプルの2点相関関数を調べた。とくに、これまでにない大スケールのゆらぎを調べることにより、宇宙初期のバリオンの影響を調べた。クェーサーの数密度はそれほど大きくないので、はっきりしたバリオンのピークを見つけることはできなかったが、相関関数の全体的な振る舞いに影響を認めることができた。さらにそこから宇宙のダークエネルギーに対する制限を調べた。次に、銀河サンプルを用いて、私が以前発見した新たな統計量であるフーリエ位相の統計を解析した。N体シミュレーションによって作った擬似サンプルも解析して実際のデータの解析と比べることにより、この統計量の非線形領域での振舞いを詳細に調べた。これにより、新たな視点から分布の非ガウス性に関する情報を取り出すことに成功した。その結果、標準的な宇宙モデルによりデータが説明できることを示した。次に、大規模構造のトポロジー解析をSDSSデータに応用した。特に、非ガウス性の特徴を捉える非対称パラメータに着目して解析した。銀河の明るさなどへの依存性を注意深く解析した。本年度の主な成果として、KL変換の方法を用いたスローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)の大規模構造の解析、フーリエ位相相関を用いた新たな統計手法の開拓、大規模構造の固有値解析手法の高赤方偏移宇宙における確立の3点がある。はじめにKL変換を用いたSDSSの解析では、SDSSの初期データで得られた2次元銀河分布に対して我々の開発してきたKL変換の方法を使い、密度ゆらぎのパワースペクトルを決めるパラメータを見積った。この結果、はじめて線形領域のみの情報からの見積りが可能になった。次に、フーリエ位相を用いた統計手法の開拓では、一般の非ガウス場において位相に含まれる高次相関の関係を世界で初めて導き、これまで現象論的にしか調べられなかった位相情報の理論的構造を明らかにした。さらにこの手法を用いて宇宙の大規模構造シミュレーションを解析し、非線形力学との関係を明らかにした。最後に、大規模構造の固有値解析手法について、これまで低赤方偏移宇宙の方法を開発してきたが、これを大幅に一般化し、任意の赤方偏移に対応した手法を確立した。これにより将来の解析に応用できる下地が整った。本年度の主たる成果として、重力レンズ効果を用いた銀河構造の探索、スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)の解析、高赤方偏移空間における2点相関関数の包括的研究、などがある。はじめに、重力レンズ効果を用いた銀河構造の探索では、銀河構造を非楕円体によるモデル化を採用して、観測されている4重像重力レンズを解析し、この拡張されたモデルがよりよいフィットをすることを明らかにした。SDSSの解析においては、SDSSの正式メンバーとして第2回目および第3回目のデータリリースを行った。また、SDSS銀河を用いて3点相関関数を銀河の形態、色、光度の依存性に着目してはじめて計算し、宇宙モデルと比較した。この結果、これらの依存性は期待するほど大きくなく、銀河形成時のバイアスが複雑であることを明らかにした。さらに、SDSSクェーサーの相関関数を計算し、ラージスケールのクラスタリングを検出した。このスケールの物理として、宇宙のバリオン密度やダークエネルギーの量が効いてくる。初めてこれらの量について宇宙の大規模構造からの制限を与えた。高赤方偏移空間における2点相関関数の包括的研究では、2点相関関数の振る舞いを理論的な摂動論に基づいた計算により、一般的に調べた。特に、宇宙のバリオン密度、ダークエネルギー成分、そのほかさまざまな宇宙のパラメータが、高赤方偏移空間における相関関数にどのような効果を及ぼすのか、どのような観測をすればこれらパラメータを決定できるのかについて詳細に調べた。いずれの成果も観測的宇宙論の分野の進歩を支える重要な成果と考えている。