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中国中世の儒・仏・道三教における讖緯思想の研究

また、中国科学史の上でも、讖緯思想は大きな影響を持ち、科学思想として、天文や暦の考え方の中に大きな足跡を残している。讖緯思想は、中国思想史上で、決して特異なものではなく、むしろ中世においては、中心的思潮の一つであった、とほぼ立論できえた。各研究分担者の専門領域より、前年度の研究を深化発展せしめ、研究会議において意見の交換と、代表者による総括をおこなった。研究分担は、道教文献を宮沢(『真語』)・田中(『霊宝経』)・渡会(『洞淵神呪経』)が受け持った。また仏教資料は、佐藤が唐代の偽経(『大雲経』)を、春本が北魏時代の偽経(『提謂波利経』)を扱い、両者とも中国撰述の疑偽経典のなかから讖緯思想に考察を加えた。一方、儒教における讖緯思想については、武田・清水が分担し、武田は諸文献における三皇説をめぐり緯書説の変容を考察し、清水は『文選注』の引用文献からこの研究を進めた。星野は宗教学的見地より、諸文献に現れた讖緯思想について、神秘思想と俗信との問題を軸として、日本への影響をも含めて考察した。これらの研究は、文献資料より讖緯思想に関わる語彙を抽出し、それを整理することを中心として、各思想・宗教に与えた影響を解明しようと試みたものである。今枝は上記の研究を全般的に総括し、中世の結実期である唐代の文献を中心として、讖緯思想の思想史的展開相を考究した。その結果従来の研究では、讖緯思想は政治権力の度重なる『緯書』禁絶により、中世以降は文献資料の表層には現れてこないとされていたが、『道蔵』所収の道経、中国撰述疑偽経典の中にみられ、更に注疏の中にも多く引用されていることを発見しえた。また『緯書』名は記されていないものの、讖緯思想の内蔵する五行思想や天文地理観などと同質の思想を含むものも多く、讖緯思想を中世の中心的思潮の一つとして学術的に位置づけた。
免疫抑制剤FK506(tacrolimus)による脳損傷後の脳内遺伝子発現の変化 ; アポトーシス抑制効果の分子生物学的解析

セリン/スレオニンフォスファターゼであるcalcineurinはT細胞活性化に関与し,免疫細胞の分化・発達,免疫系疾患の病態に重要な役割を果たしている.FK506(tacrolimus)は新しい免疫抑制剤として臓器移植において臓器生着率向上に多大な貢献をしているが,その免疫抑制効果はFK506かimmunophilinと結合後,さらにcalcineurinと複合体を形成しcalcineurin活性が抑制されることによるとされている.calcineurinは中枢神経系特に海馬,線条体,大脳皮質にも多く分布しており,一方FK506にはグルタミン酸毒性,局所脳虚血,一過性全脳虚血に対する神経保護効果があることが近年報告されてきている.またcalcineurin活性化型遺伝子を導入した細胞において血清除去下では著名なアポトーシスが誘導され,そのアポトーシスはBcl-2との直接結合により抑制されることが報告された.これらから,種々の脳損傷後に起こってくるアポトーシスにもcalcineurinが関与している可能性があると考えた.本研究ではラットの再現性のあるびまん性軸索損傷モデルを用いて,calcineurin投与によってimmediate early gene,アポトーシス関連遺伝子,APP(amiloid precursor preotein)の発現に変化があるか調べた.しかしながら,本実験モデルでは有意な発現変化をとらえるには至らなかった.セリン/スレオニンフォスファターゼであるcalcineurinはT細胞活性化に関与し,免疫細胞の分化・発達,免疫系疾患の病態に重要な役割を果たしている.FK506(tacrolimus)は新しい免疫抑制剤として臓器移植において臓器生着率向上に多大な貢献をしているが,その免疫抑制効果はFK506かimmunophilinと結合後,さらにcalcineurinと複合体を形成しcalcineurin活性が抑制されることによるとされている.calcineurinは中枢神経系特に海馬,線条体,大脳皮質にも多く分布しており,一方FK506にはグルタミン酸毒性,局所脳虚血,一過性全脳虚血に対する神経保護効果があることが近年報告されてきている.またcalcineurin活性化型遺伝子を導入した細胞において血清除去下では著名なアポトーシスが誘導され,そのアポトーシスはBcl-2との直接結合により抑制されることが報告された.これらから,種々の脳損傷後に起こってくるアポトーシスにもcalcineurinが関与している可能性があると考えた.本研究ではラットの再現性のあるびまん性軸索損傷モデルを用いて,calcineurin投与によってimmediate early gene,アポトーシス関連遺伝子,APP(amiloid precursor preotein)の発現に変化があるか調べた.しかしながら,本実験モデルでは有意な発現変化をとらえるには至らなかった.セリン/スレオニンフォスファターゼであるcalcineurinはT細胞活性化に関与し、免疫細胞の分化・発達、免疫系疾患の病態に重要な役割を果たしている。FK506(tacrolimus)は新しい免疫抑制剤として臓器移植において臓器生着率向上に多大な貢献をしているが、その免疫抑制効果はFK506がimmunophilinと結合後、さらにcalcineurinと複合体を形成しcalcineurin活性が抑制されることによるとされている。calcineurinは中枢神経系特に海馬、線条体、大脳皮質にも多く分布しており、一方FK506にはグルタミン酸毒性、局所脳虚血、一過性全脳虚血に対する神経保護作用があることが近年報告されてきている。また、calcineurin活性化型遺伝子を導入した細胞において血清除去下では著明なアポトーシスが誘導され、そのアポトーシスはBc1-2との直接接合により抑制されることが報告された。これらから、種々の脳損傷後に起こってくるアポトーシスにもcalcineurinが関与している可能性があると考えた。そこで現在、calcineurin inhibitorであるFK506投与による脳損傷後のimmediate early genes,アポトーシス関連遺伝子,APP(amyloid precursor protein)の発現への影響をdiffuse axonal injury model(rat)を用いて検討している。始めに急性期におけるFK506投与群とプラセボ投与群との間でのAPPの発現の違いを検討したが、明らかに有意な発現の差は認められなかった。今後同様の実験を亜急性期、慢性期において続けると同時に、immediate early genes,アポトーシス関連遺伝子の発現の変化も同様のモデルを用い行っていく予定である。セリン/スレオニンフォスファターゼであるcalcineurinはT細胞活性化に関与し,免疫細胞の分化・発達,免疫系疾患の病態に重要な役割を果たしている.FK506(tacrolimus)は新しい免疫抑制剤として臓器移植において臓器生着率向上に多大な貢献をしているが,その免疫抑制効果はFK506がimmunophilinと結合後,さらにcalcineurinと複合体を形成しcalcineurin活性が抑制されることによるとされている.calcineurinは中枢神経系特に海馬,線条体,大脳皮質にも多く分布しており,一方FK506にはグルタミン酸毒性,局所脳虚血,一過性全脳虚血に対する神経保護効果があることが近年報告されてきている.またcalcineurin活性化型遺伝子を導入した細胞において血清除去下では著明なアポトーシスが誘導され,そのアポトーシスはBcl-2との直接結合により抑制されることが報告された.これらから,種々の脳損傷後に起こってくるアポトーシスにもcalcineurinが関与している可能性があると考えた.

本研究ではラットの再現性のあるびまん性軸索損傷モデルを用いて,calcineurin投与によってimmediate early gene,アポトーシス関連遺伝子,APP(amiloid precursor protein)の発現に変化があるか調べた.しかしながら,本実験モデルでは有意な発現変化をとらえるには至らなかった.
放射光Ｘ線回折を用いた医薬品共結晶体の物性可視化法の研究

医薬品原末は、直接的な薬効だけでなく保存時の安定性も医薬品としての価値を決める。2つ以上の有機分子が静電的相互作用により構築される共結晶体は、医薬的効能を保持しながら物性の制御が可能であり、新しい創薬技術として注目されている。本研究では、物性可視化の方法論として放射光X線回折を用いた精密構造解析による電子密度分布について実験的な直接観察を行った。その結果、静電ポテンシャルの可視化により、シュウ酸とカフェイン分子の電荷密度の様子を明確に表現することに成功した。本研究成果によって、精密構造解析を用いた物理量の定量化による医薬品共結晶体の物性予測への応用が期待できる。共結晶体内分子の電子密度分布解析を基盤とした医薬品の物性制御方法の構築のため、カフェイン共結晶体群を対象として本研究を遂行した。具体的には、新規カフェイン共結晶体を構築し、精密構造解析により定量化した分子の結合性、極性から物性(溶解度、熱・湿度安定性)を制御している分子間相互作用を解明することを試みた。得られた新規カフェイン共結晶体の物性については、熱分析及び熱・湿度安定性や溶解性などの測定を行った。さらに合成した共結晶体は、大型放射光施設SPring-8を用いたX線回折データから精密構造解析を行った。実験的に直接観察した電子密度分布、静電ポテンシャル分布、電荷密度分布から分子内の結合性、電子分極及び分子の極性、分子間相互作用を定量化し、物性(溶解度、熱・湿度安定性)との相関関係の解明を検討した。本研究では、カフェインと8種のジカルボン酸化合物HOOC-(CH2)n-COOH(n = 07)の共結晶体の合成に成功した。これらの共結晶体群の粉末結晶についてTG/DTAによる熱分析測定を行った結果、共結晶体の崩壊に伴う吸熱ピークは、アルキル鎖が長くなるにつれて低温側にシフトし、共結晶体の安定性が失われていくことを明らかにした。シュウ酸とカフェインにより構築された共結晶体では、放射光X線回折を用いた精密構造解析により電子密度分布及び静電ポテンシャルを明らかにした。今後、カルボン酸基以外にもピリジン、アミド基、ピリダジンなどの水素結合部位として持つ有機化合物により構築した類縁カフェイン共結晶体の合成を行い、熱分析や安定性試験及び精密構造解析により物性との相関を明らかにする。さらに、構造物性科学の視点から共結晶医薬品の安定性を予測し、要求される物性を発現する医薬品共結晶体の分子機能設計の議論を行う。しかし、医薬品の安定性試験は多種多様な条件で行われるため多大な時間と労力が費やされている。本研究では、より迅速な共結晶医薬品の安定性予測を行うため、放射光X線回折を用いた電子密度分布解析を基盤とした物性可視化法の構築を目的とした。まず、物性可視化法の構築の手がかりとなる情報を得るために安定性が報告されているカフェインと4種のジカルボン酸化合物(Oxalic acid、Malonic acid、Maleic acid、Glutaric acid)との共結晶体の合成から着手し、熱的物性を確認した。さらに、アルキル鎖の違いによる安定性を検討するために、より長いアルキル鎖を有するジカルボン酸化合物(Adipic acid、Pimelic acid、Suberic acid、Azelaic acid)との新規共結晶体の合成を行ない、TG/DTAによる熱分析測定を行った。これらのカルボン酸基を有する化合物により構築したカフェイン共結晶体は、放射光X線回折実験を行い、観測された単結晶及び粉末データから結晶構造を決定した。精密構造解析によるそれぞれの共結晶体の詳細な電子密度分布、静電ポテンシャル分布、電荷密度分布については現在解析中である。今後、これらの共結晶体群を実験的に直接観測した電子密度分布、静電ポテンシャル分布、電荷密度分布からそれぞれ、分子の結合性、電子分極、分子の極性を定量化し、湿度安定性を制御している分子間相互作用の特定を行う。当初計画していたジカルボン酸基を有するカフェイン共結晶体の合成、放射光X線回折実験、熱分析測定は、完了しているが、一方で、物性との相関を検討するための精密構造解析による共結晶体の詳細な電子密度分布、静電ポテンシャル分布、電荷密度分布について、全ては完了しておらず、現在、解析中の部分がある。平成25年度は、平成24年度に構築したカフェイン共結晶体の精密構造解析により定量化した分子の結合性、極性から物性(溶解度、熱・湿度安定性)を制御している分子間相互作用を解明する。

また、ピリジン、アミド基、ピリダジンなどの水素結合部位を有する有機化合物を用いて新規なカフェイン共結晶体を構築する。得られた新規カフェイン共結晶体の物性については、熱分析及び熱・湿度安定性や溶解性などの測定を行い、明らかにする。共結晶体群の精密構造解析から、それぞれ分子の結合性、電子分極、分子の極性の定量化を行い、物性を制御する分子間相互作用を特定する。様々な分子間結合部位を有するカフェイン共結晶体群の定量的な知見に基づき、熱・湿度安定性や溶解性を制御している分子間相互作用を数値化する。定量化した知見から共結晶体内分子の電子密度分布解析を基盤とした医薬品の物性可視化法を確立する。最終的には、構造物性科学の視点から共結晶医薬品の安定性を予測し、要求される物性を発現する医薬品共結晶体の分子機能設計の議論を行う。研究遂行上、共結晶体の合成に必要な高額なガラス器具などが発生したために、一部の物品費を平成25年度に繰り越した。また、平成25年度の研究費の主な使用計画は以下のとおりである。1物品費:医薬品共結晶体の合成及び結晶化のために、合成試薬、実験器具などを購入する。2国内及び外国旅費:研究成果の発表や他研究機関で実施する測定を行う。3その他:元素分析測定など依頼分析の費用及び論文投稿費用などに充てる。
表面プラズモン共鳴を利用するナノ構造制御した可視光応答型光触媒の開発

昨今のナノテクノロジーの進展は著しく、ナノレベルで精密設計した機能性材料の開発が盛んである。自然環境の保全、再生可能エネルギーの利用、アメニティー居住環境に対するニーズや省エネルギープロセスの開発などへの社会的な関心が高まるにつれ、その重要性も益々高まっている。触媒・光触媒の分野においても、これまで困難とされてきた原子・分子と同サイズのナノレベルの視点で設計された触媒材料の開発が進められている。なかでもナノサイズで規定された骨格・細孔構造とナノ空間を有するゼオライトやメソポーラスシリカなどのナノ多孔性材料を利用した触媒材料の開発が精力的に行われている。ゼオライトやメソポーラスシリカは紫外・可視領域の光をほとんど吸収せず、光化学的に不活性な表面反応場または分子反応容器としても利用できる。本研究では、ナノサイズの細孔に、シングルサイト光触媒として中心金属が均一な構造を有し光応答性を示す金属錯体を内包または固定化した複合材料を合成した。また、ナノ多孔性材料の表面特性が光触媒活性に大きく影響を及ぼす特徴に着目し、各種の化学的手法を駆使して表面特性の任意の設計・制御を行った。具体的には、1)ナノ多孔性材料と吸着剤としてのリン酸カルシウムを複合化した光触媒の環境材料としての応用、2)ナノ細孔内への様々な触媒活性主の導入とその触媒作用、ならびに3)多孔質材料とマイクロ波照射を利用した銀ナノ粒子触媒の機能・特性、およびナノ多孔性材料の構造・形態制御、表面修飾の影響について検討し、新規な光触媒プロセスを構築した。26年度が最終年度であるため、記入しない。新エネルギー開発が切望される中、クリーンで無尽蔵な太陽光エネルギーの有効利用を実現するために、「可視光応答型光触媒の開発」は期待すべき研究課題である。本研究では、「表面プラズモン共鳴を利用するナノ構造制御した可視光応答型光触媒の開発」を目的とし、新規ナノ構造材料の開発を通して太陽光・可視光の有効利用を目指す。目的とする反応は、選択酸化反応、水中での有機汚染物質分解反応、あるいは水からの水素生成反応である。また放射光XAFSなどの分光学的手法を駆使して、優れた触媒機能とナノレベルの構造との相関を明らかにする。特に、様々な反応ステージでのin-situ XAFS測定によって、反応ガスの吸着・配位により生成する反応中間体の微細構造をも高精度で決定する。種々の分光学的手法を駆使した触媒活性種近傍の微細構造に関する知見と触媒機能の関連性を解明することで、更なる高性能光触媒の設計指針にフィードバックする。平成24年度は、主に研究対象とする光触媒の調製を行った。具体的には異なる組成(TiO2、ハイドロキシアパタイト)、の様々な多孔質材料を創成した。多孔質材料の調製法としては、液相法あるいは、様々な有機テンプレートを利用したevaporation-induced self-assembly(EISA)法を用いた。生成する細孔は、分子の配向と配列が制御された異方性を有するミクロ空間環境場であり、しかもイオン交換能を有することから、交換カチオン種を選択することで、細孔内の静電場や空間体積などの分子環境場を任意に制御できる。また、合成段階の構造規制剤の種類や、組成比を変えることで、細孔サイズや表面の酸・塩基性をコントロールした。本研究では、新規ナノ構造材料の開発を通して太陽光・可視光の有効利用を目指す。また種々の分光学的手法を駆使した触媒活性種近傍の微細構造に関する知見と触媒機能の関連性を解明することで、更なる高性能光触媒の設計指針にフィードバックする。多孔質材料の調製法としては、液相法あるいは、様々な有機テンプレートを利用したevaporation-induced self-assembly (EISA)法を用いた。今年度は調製した触媒の性能を、可視光を利用した水中での有機汚染物質分解反応にて評価した。ハイドロキシアパタイトが細孔内に存在することで、有機物質の吸着能が局所的に増大する、いわゆる局所的濃縮効果により光触媒活性が著しく増大した。来年度以降、は放射光XAFSなどの分光学的手法を駆使して、優れた触媒機能とナノレベルの構造との相関を明らかにする。特に、様々な反応ステージでのin-situXAFS測定によって、反応ガスの吸着・配位により生成する反応中間体の微細構造をも高精度で決定する。

ゼオライトやメソポーラスシリカは紫外・可視領域の光をほとんど吸収せず、光化学的に不活性な表面反応場または分子反応容器としても利用できる。本研究では、ナノサイズの細孔に、シングルサイト光触媒として中心金属が均一な構造を有し光応答性を示す金属錯体を内包または固定化した複合材料を合成した。また、ナノ多孔性材料の表面特性が光触媒活性に大きく影響を及ぼす特徴に着目し、各種の化学的手法を駆使して表面特性の任意の設計・制御を行った。具体的には、1)ナノ多孔性材料と吸着剤としてのリン酸カルシウムを複合化した光触媒の環境材料としての応用、2)ナノ細孔内への様々な触媒活性主の導入とその触媒作用、ならびに3)多孔質材料とマイクロ波照射を利用した銀ナノ粒子触媒の機能・特性、およびナノ多孔性材料の構造・形態制御、表面修飾の影響について検討し、新規な光触媒プロセスを構築した。26年度が最終年度であるため、記入しない。二酸化チタンとハイドロキシアパタイト、および多孔質シリカのナノ複合体の創成に成功し、光触媒能、吸着能を有するナノ触媒となることを見出した。多孔質シリカの細孔内に、二酸化チタンとハイドロキシアパタイトのナノ複合体の創成に成功し、光触媒能、吸着能が飛躍的に向上したナノ触媒を見出した。24年度に合成した触媒の性能を可視光照射下での各種有機物分解反応に応用し評価する。さらにAgあるいはAuナノ粒子との複合化を試み、プラズモン増強電場を利用した更なる高活性触媒設計へと応用する。25年度に合成した触媒に、さらにAgあるいはAuナノ粒子との複合化を試み、プラズモン増強電場を利用した更なる高活性触媒設計へと応用する。
ユビキチンE3複合体を標的とした血管奇形の新規治療戦略の創出

血管奇形の新規薬物治療が可能になれば、患者利益、医療経済に貢献できるが、血管奇形の血管内皮細胞質的変化の分子基盤が未解明のため、特異的分子標的薬は未開発である。本研究では血管奇形におけるCUL3型ユビキチンE3複合体軸の発現解析に基づいた血管奇形の分子標的薬のシーズ化合物の導出を目的とする。各血管奇形組織で4つのCUL3複合体軸の発現を解析し、血管奇形由来血管内皮細胞の培養系でCUL3複合体軸の発現抑制時の血管機能を細胞レベルで解析する。アルファスクリーンシステムでCUL3複合体の形成阻害剤を検索し、4つのCUL3複合体依存的な血管機能制御の分子基盤を分子標的薬の開発標的として導出する。
肝再生における胆管系の構築と機能：新規可視化法による三次元組織構造の解析

多細胞からなる生物がその生体を維持するには、新陳代謝や障害により失われた部分を適切に回復する必要がある。肝臓は解毒を担う器官であるため、それ自身が種々の毒により様々な障害を受けやすいが、それに対して自身の組織を回復させ維持する能力が高い。本研究は、この肝臓を解析することで、生物が組織を回復・維持する仕組みの解明を目指している。本研究により、肝臓はその中の幹細胞を含む管である胆管を柔軟に変形させることで、多様な障害に対応しながら組織を回復していることが分かってきている。本研究は、新規可視化法を用いて以下の三つの点について行っている。1、肝障害時に胆管の動態の制御に関わるシグナル因子の同定・機能解析2、これらシグナル因子を発現する各種細胞の数や位置関係、発現量の変動の解析3、組織の三次元構造と幹細胞の機能の関係の解析および、それに必要なイメージング技術の改良。本年度は以下の成果を得た。肝障害時の胆管の動態を制御する二つの因子が、それぞれ胆管に異なる作用を及ぼすことを定量的に示した。二つの因子はどちらも胆管の細胞の増殖を誘導するが、片方は胆管の分岐を誘導する一方で、片方は分岐を誘導せずに管を肥厚させる作用があることが示唆された。また、本研究で開発したホールマウント染色法について、既存の方法と比べ、方法論としての利点があることを明らかにした。ホールマウント免疫染色法に重要な点は、組織への抗体の透過性であり、染色の前に組織の透過処理を行なうが、この際の組織の変性の程度が少ない方が、生体の本来の状態をより反映することになる。本研究の手法は、抗体の透過性だけでなく、免疫染色における抗原性の保存性や、組織構造の保存性という点において、優れていた。さらに、ホールマウント染色により、胆管以外の組織を可視化することが可能である例として、肝臓内の抹消神経も観察した。26年度が最終年度であるため、記入しない。1、FGF7が胆管の枝分かれに働くことが分かった。さらに、胆管の動態に関わる別の因子は異なる作用を持つことが明らかとなった。これらのことと、FGF7KOマウスの解析結果から、胆管が多様に変形するには異なる機能をもつ複数の因子の組み合わせが重要であることが示唆された。2、各種の異なる障害について、胆管に作用する因子を発現すると予想される各種細胞の異なる動態を観察した。3、幹細胞マーカー陽性の細胞が、障害部位付近に管を伸ばした胆管中に存在することを見いだした。さらに技術面においても大きく進捗し、以前に開発したホールマウント染色法に改良を加えることで、組織構造を保ったまま、肝臓まるごとを高いSN比で染色可能とした。また、インクによる可視化法とLacZ染色の組み合わせを可能にするなど、胆管の動態解析に必須の技術を確立した。まず、新たな障害モデルを導入した。これにより、より多彩かつ普遍的な解析が可能となった。

本研究は、新規可視化法を用いて以下の三つの点について行っている。1、肝障害時に胆管の動態の制御に関わるシグナル因子の同定・機能解析2、これらシグナル因子を発現する各種細胞の数や位置関係、発現量の変動の解析3、組織の三次元構造と幹細胞の機能の関係の解析および、それに必要なイメージング技術の改良。本年度は以下の成果を得た。肝障害時の胆管の動態を制御する二つの因子が、それぞれ胆管に異なる作用を及ぼすことを定量的に示した。二つの因子はどちらも胆管の細胞の増殖を誘導するが、片方は胆管の分岐を誘導する一方で、片方は分岐を誘導せずに管を肥厚させる作用があることが示唆された。また、本研究で開発したホールマウント染色法について、既存の方法と比べ、方法論としての利点があることを明らかにした。ホールマウント免疫染色法に重要な点は、組織への抗体の透過性であり、染色の前に組織の透過処理を行なうが、この際の組織の変性の程度が少ない方が、生体の本来の状態をより反映することになる。本研究の手法は、抗体の透過性だけでなく、免疫染色における抗原性の保存性や、組織構造の保存性という点において、優れていた。さらに、ホールマウント染色により、胆管以外の組織を可視化することが可能である例として、肝臓内の抹消神経も観察した。26年度が最終年度であるため、記入しない。胆管の動態に関わる因子について複数を解析した。幹細胞マーカーの解析は計画を大きく進めるものであった。幹細胞の解析において非常に重要であるlineage tracingは遺伝子改変マウスを使用するが、目的の細胞供給を可視化することのできるマウスを得ることができた。また、定量解析はイメージングにおける大きな課題であったが、定量法を確立することができた。引き続き、概要に記した3つの点について研究を進める。また、本年度に新たに着眼した幹細胞マーカーについて、その分子の詳細な解析も追加して行う。(抄録なし)
モルフォトロピック境界付近の組成を有する強誘電体での圧電性とヘテロ構造ゆらぎ

Pb(Zr_<1-x>Ti_x)O_3(PZT)に存在する強誘電相境界、すなわち(1)正方晶/単斜晶、(2)単斜晶/菱面体晶相境界、および(3)菱面体晶/不整合相境界について、その結晶学的特徴を主に透過型電子顕微鏡を用いて調べた。まず(1)と(2)の2つの相境界に関して、0.46【less than or equal】x【less than or equal】0.52組成のPZT試料の結晶学的特徴を調べることにより、その詳細を明らかにした。得られた実験結果の中で、各温度で測定した粉末X線回折曲線から、x=0.52試料の強誘電相は全温度域で正方晶、x=0.50および0.48試料においては、温度低下により正方晶→単斜晶相転移が生じることを確認した。一方、x=0.46試料での回折曲線上には、対称性の低下を示す、回折ピークの分裂等を見出すことは出来なかった。このことは、x=0.46試料の強誘電相が平均構造として擬立方晶系であることを示している。そこで、x=0.46試料のヘテロ構造の詳細について透過型電子顕微鏡を用いて調べたところ、電子回折図形中の回折斑点は分裂等を示さないものの、逆空間には、回折斑点から<112>方向に伸びる散漫ストリークが存在した。また、このストリークを含む回折斑点により結像した暗視野像中には、筋状の複雑なコントラストが観察された。このことは、顕著な圧電性に関係して、x=0.46試料の強誘電分域構造が、ナノメーターサイズの強誘電領域から成る、特異なものであることを示している。本研究では、(3)の菱面体晶/不整合相境界についても、その結晶学的特徴を調べた。その結果、斜方晶歪を有するフェリ強誘電相に加え、このフェリ強誘電相と強誘電相の二相からなる、特異な二相領域の存在を見出した。また、従来強誘電不整合相と呼ばれている不整合相も、その結晶構造中に含まれる原子変位から、フェリ強誘電体であることが結論された。強誘電体Pb(Zr_<1-x>Ti_x)O_3(PZT)のx=0.50付近には、モルフォトロピック境界と呼ばれる温度軸に対してほとんど傾斜のない相境界が存在する。従来、この相境界近傍では顕著な圧電性の出現が報告されている。そこで、PZTでの圧電性の物理的起源を理解するために、平成十三年度には、信頼できる物理データが報告されているx=0.48試料を固相法により作製し、その結晶学的特徴を透過型電子顕微鏡を用いて調べた。室温において正方晶相であるx=0.48試料を冷却したところ、約283Kにおいて構造相転移の存在を確認した。ここで、低温相の特徴は、その分域構造が筋状コントラストとして観察されること、また回折図形中には低温相による回折斑点は認められず、正方晶相の回折斑点から伸びるストリークの存在のみが認められた。このことから単斜晶歪の分布は空間的に一様ではなく、よって分極ベクトルの方向は、空間的に大きくゆらいでいることが理解される。

結局、本実験により、モルフォトロピック相境界付近での分極状態は従来の報告の単斜晶単相というものでなく、分極ベクトルが大きくゆらいだ特異なものであることが明らかとなった。その詳細については現在解析中である。上述の実験結果を踏まえ、平成十四年度は、室温での結晶構造が異なるx=0.45(菱面体晶)、x=0.47(単斜晶)、およびx=0.53(正方晶)試料について研究を行う。これら3種類の試料の試料作製および強誘電性の測定の手順は、x=0.48試料の場合と同様である。その結晶学的特徴については、これも前年度と同様に、透過型電子顕微鏡を用いたその場観察により明らかにする。さらに、得られた実験結果からPZTにおけるモルフォトロピック境界近傍での分極ベクトルのゆらぎの詳細を明らかにするとともに、そのゆらぎを圧電性との相関について検討する。Pb(Zr_<1-x>Ti_x)O_3には、強誘電正方晶相、強誘電菱面体晶相、および強誘電不整合相等の種々の強誘電相が存在する。これら相間の相境界の中で、x=0.48付近に現れる強誘電正方晶/強誘電菱面体晶境界は、温度軸に対してほとんど傾斜のない、モルフォトロピック境界と呼ばれている。最近、この相境界付近において強誘電単斜晶相の存在が見出され、圧電性との関係で、その物性等の詳細が検討されている。我々は、平成13年度、この強誘電単斜晶相の結晶学的特徴を透過型電子顕微鏡を用いて調べ、単斜晶歪が空間的にゆらいだ特異な分域構造の存在を明らかにした。そこで、本年度は、平均構造としての単斜晶相の結晶構造変化を粉末X線回折法を用いて調べるとともに、強誘電菱面体晶/強誘電不整合相境界での結晶学的特徴についても、透過型電子顕微鏡を用いて明らかにした。上述の2つの研究内容のうち、まず、強誘電単斜晶相に関する結果を述べる。強誘電単斜晶相の平均構造については、室温から4Kまでの冷却時の粉末X線回折曲線を測定した結果、ある特定の回折ピークは半値幅の増大を示した後、極低温において明瞭なピーク分裂を示すことが分かった。さらに、各温度での回折曲線の解析から、試料中には、顕著な構造ゆらぎが存在するものの、ピーク角度から得られる単斜晶歪は秩序パラメーターとしての温度変化を示すことが明らかとなった。一方、強誘電菱面体晶/強誘電不整合相境界の領域には、Γ_<15>強誘電変位とM^<5'>反強誘電変位が共存する、非常に特異な強誘電相の存在が見出されたそ。特徴はM^<5'>反強誘電変位に関係する反位相境界が動的なゆらぎを持って観察されることである。今後は、強誘電単斜晶相での分域構造の温度変化、および新たに見出された強誘電相の詳細について明らかにすることを計画している。平成15年度では、Pb(Zr1-xTix)O3(PZT)に存在する強誘電相境界、すなわち(1)正方晶/単斜晶および単斜晶/菱面体晶相境界と(2)菱面体晶/不整合相境界について、その結晶学的特徴を透過型電子顕微鏡を用いて調べた。まず(1)の2つの相境界については、0.46£x£0.52組成を有するPZT試料の結晶学的特徴を調べることにより、その詳細を明らかにした。得られた実験結果の中で各温度での粉末X線回折曲線から、x=0.52試料の強誘電相は全温度域で正方晶、x=0.50と0.48試料においては、温度低下により正方晶→単斜晶相転移が生じることを確認した。一方、x=0.46試料での強誘電相の回折曲線上には、対称性の低下を示すピーク分裂等を見出すことは出来なかった。このことは、x=0.46試料の強誘電相が平均構造として擬立方晶系を有していることを示している。そこで、x=0.46試料を透過型電子顕微鏡を用いて調べたところ、電子回折図形中の回折斑点は分裂等を示さないものの、逆空間には、散漫散乱として回折斑点から方向に伸びるストリークが存在した。
大脳皮質における交連線維の神経連絡の形成

大脳皮質の神経回路網の形成過程を明らかにする目的で,その回路網に加わる交連線維が大脳皮質内のどのようなニュ-ロンに由来するのか,また他側大脳皮質でどのような神経連絡を作るのかについて今回交付をうけた科学研究費を使用して研究した。1.WGAーHRPによる交通線維起始ニュ-ロン標識実験:本研究費で購入した電気刺激装置とアイソレ-タ-を用い,生後1,7,14及び21日目のラット右大脳の頭頂部へ電気泳動法によりWGAーHRPを注入し,交連線維起始ニュ-ロンを逆行性に標識した。生後各時期において,左大脳皮質第III層に位置する錐体細胞が標識されていた.2.軸索変性法による交連線維の神経連絡形成についての研究:生後1,4,7,14及び21日目のラット右大脳頭頂部(感覚・運動領)を電気焼灼した後,左大脳皮質を電子顕微鏡で観察し,軸索の変性像を指標に交連線維の大脳皮質内の分布と本線維の大脳皮質ニュ-ロンとのシナプス連絡の形成過程について調べた.生後4日目までは,左大脳皮質内に変性軸索を見出すことは出来なかった.しかし,7日目になると大脳皮質第V層に,14日目では第VーIII層に,そして21日目では第VーI層の全層に変性像を示す交連線維の分布することがわかった.これら線維はそれぞれの層内で軸索ー胞体型と軸索ー樹状突起型シナプス結合を作っていた。とくに,21日目になるとこれら2型のシナプス結合に加えて軸索ー棘突起型シナプス結合を第IIIーI層に形成していた。以上の研究結果から,交連線維起始ニュ-ロンは大脳皮質第III層に位置する錐体細胞であり,本細胞より出る交連線維は生後1日目で他側の大脳髓質に到達し,7日目以後大脳皮質に現われるようになり,その深層第V層より表層第I層へと神経連絡の形成を進め21日目にはほぼ成体でみられるのと同様の神経連絡をとるようになることが明らかとなった。
歯周病を合併したインスリン抵抗性関連疾患における補体分子CfBの役割の解明

Cfb遺伝子を導入した3T3-L1細胞では、脂肪細胞分化中期から後期に発現が上昇するPparγ、C/ebpαの発現が顕著に亢進した。分化誘導10日後において、脂肪酸合成に関与するAcc、脂肪酸取り込みに関与するCd36、脂質合成に関与するSrebp1cの遺伝子発現が増大した。脂肪組織特異的にCfBを過剰発現させた(CfB Tg)マウスでは、野生型マウス(WT)と比較して皮下脂肪および内臓脂肪において脂肪細胞の肥大化、脂肪組織重量の有意な増大をみとめた。また、糖負荷試験、インスリン負荷試験ではCfB TgマウスにおいてWTと比較して耐糖能の低下傾向、インスリン抵抗性の増悪がみられた。さらに、CfB TgマウスではWTマウスに比べ皮下脂肪組織においてaP2やPparγなどの脂肪分化関連遺伝子の遺伝子発現の亢進がみられた。エネルギー消費における影響を調べるため、20週齢のWT、CfB Tgマウスの冷刺激時の直腸温を測定したところ、両マウス間で有意な差はなかった。また、各マウスの肩甲骨間褐色脂肪組織のUncoupling protein (UCP1)免疫染色像から、CfB過剰発現によるUCP1発現に明らかな変化はないことが示された。UCP1および、主に褐色脂肪組織においてエネルギー産生の制御に関わるPPAR-γco-activator-1 α(PGC1-α)の遺伝子発現レベルはWT、CfB Tgの間で有意差はなかった。これまでの結果をあわせ、CfBはPparγの発現を増大し、Pparγによる制御を受けているSREBP1c、ACC、CD36などの発現を亢進させ、脂肪細胞の成熟・脂肪の蓄積に影響を及ぼしている可能性が示された。in vitroおよびin vivoにおいて脂肪細胞での補体調節因子Complement factor B(Cfb)が脂肪の分化、蓄積等に及ぼす影響について検討を行った。前駆脂肪細胞株3T3-L1においてCfbを過剰発現させ、通法どおり脂肪細胞分化誘導を行うと、分化誘導開始6日後から12日後におけるCebpα、Cebpβ、aP2、Pparγ、adiponectin、Perilipinなどの遺伝子発現がコントロールに比べ有意に増大した。また、Oil red O染色の結果から、Cfbを過剰発現した細胞では脂肪滴形成の増大がみられた。これらの結果から、Cfbが脂肪細胞分化のサイクルに影響を及ぼすことが示唆された。脂肪細胞特異的にCfbを過剰発現させた(Cfb Tg)マウスでは、野生型マウスと比較して皮下脂肪および内臓脂肪において脂肪細胞の肥大化、脂肪組織重量の有意な増大を認めた。また、糖負荷試験、インスリン負荷試験ではCfb Tgマウスで野生型マウスと比較して耐糖能の低下傾向、インスリン抵抗性の増悪がみられた。さらに、Cfb Tgマウスでは野生型マウスに比べ皮下脂肪組織においてaP2やPparγなどの脂肪分化関連遺伝子の遺伝子発現の亢進、Acox1、Pparαなどのβ酸化関連遺伝子の遺伝子発現の減弱および脂肪合成関連因子Srebp1c、Accや脂肪蓄積に関与するPai1などの遺伝子発現の増大がみられた。また、Cfb Tgマウスでは補体活性化経路の中心的役割を担うC3の遺伝子発現の亢進、補体系の抑制に働くCfhの遺伝子発現の抑制がみられCfbの過剰発現により補体系に影響を及ぼしていることが示された。マウスの作製にやや時間を要したため解析が遅れた部分もあるが、in vivo、in vitroにおける検討から、ある程度成果を得られている。3T3-L1前駆脂肪細胞において分化誘導開始後4日目にCfb遺伝子を導入した場合、わずかに発現が亢進した遺伝子があったものの、脂質代謝に関連する遺伝子群を含めていずれの遺伝子においても著明な発現レベルの変化はなかった。CfB遺伝子を過剰発現させた3T3-L1前駆脂肪細胞に分化誘導を行うと、late phase of adipogenic genesであるPparγ、C/ebpαの発現が顕著に亢進し、脂質合成に関与するSrebp1c等の遺伝子発現および、脂肪細胞における脂肪蓄積が有意に増大したが、一方でearly adipogenic geneであるC/ebpβの発現は差がなかったことから、CfBは脂肪細胞分化の中期から後期において亢進するPparγ、C/ebpα等の遺伝子発現に影響を及ぼし、遺伝子の発現増大を引き起こし脂質代謝にも影響している可能性が示唆された。通常食より脂肪含有量の高いWestern dietを負荷した野生型マウスおよび、脂肪細胞特異的にCfB遺伝子を過剰発現したマウス(CfB Tgマウス)を用いて検討したところ、糖負荷試験では両マウスに有意差はなかったが、インスリン負荷試験では、野生型に比べCfB Tgマウスではインスリン応答の低下がみられた。これは、Western diet誘導性の肥満によって引き起こされるインスリン抵抗性にCfB過剰発現による影響が加わった結果と考えられる。CfB Tgマウス脂肪組織中には野生型マウス同様、F4/80陽性細胞はほとんど観察されず、炎症性マクロファージ浸潤が少ないことが示された。以上の結果から、昨年度、明らかにしたCfB Tgマウスでの有意な体重増加の亢進や脂肪組織における脂質代謝関連遺伝子の発現変動は、脂肪細胞自体の変化によるところが大きいことが示唆された。これまでの研究成果をまとめ、論文発表に至ったため。

Cfb遺伝子を導入した3T3-L1細胞では、脂肪細胞分化中期から後期に発現が上昇するPparγ、C/ebpαの発現が顕著に亢進した。分化誘導10日後において、脂肪酸合成に関与するAcc、脂肪酸取り込みに関与するCd36、脂質合成に関与するSrebp1cの遺伝子発現が増大した。脂肪組織特異的にCfBを過剰発現させた(CfB Tg)マウスでは、野生型マウス(WT)と比較して皮下脂肪および内臓脂肪において脂肪細胞の肥大化、脂肪組織重量の有意な増大をみとめた。また、糖負荷試験、インスリン負荷試験ではCfB TgマウスにおいてWTと比較して耐糖能の低下傾向、インスリン抵抗性の増悪がみられた。さらに、CfB TgマウスではWTマウスに比べ皮下脂肪組織においてaP2やPparγなどの脂肪分化関連遺伝子の遺伝子発現の亢進がみられた。エネルギー消費における影響を調べるため、20週齢のWT、CfB Tgマウスの冷刺激時の直腸温を測定したところ、両マウス間で有意な差はなかった。また、各マウスの肩甲骨間褐色脂肪組織のUncoupling protein (UCP1)免疫染色像から、CfB過剰発現によるUCP1発現に明らかな変化はないことが示された。UCP1および、主に褐色脂肪組織においてエネルギー産生の制御に関わるPPAR-γco-activator-1 α(PGC1-α)の遺伝子発現レベルはWT、CfB Tgの間で有意差はなかった。これまでの結果をあわせ、CfBはPparγの発現を増大し、Pparγによる制御を受けているSREBP1c、ACC、CD36などの発現を亢進させ、脂肪細胞の成熟・脂肪の蓄積に影響を及ぼしている可能性が示された。脂肪細胞において、Cfb過剰発現がインスリンシグナル、脂肪酸代謝等に及ぼす影響に関するアッセイを行う。また、Cfb過剰発現マウス脂肪組織への浸潤細胞について免疫組織化学染色にて検討を行い、Cfbの糖脂質代謝および炎症応答における役割についてさらに解析する。CfBが脂肪分化成熟に関与する詳細な分子機序の解明を行う。必要な試薬などをあらかじめ計画立ててまとめて購入するなどの工夫により使用予定額より若干支出が抑えられた結果となった。試薬などの購入を工夫し必要最低限に抑えたため。次年度の予算と合わせ、必要最小限の支出で成果を得られるよう計画的に使用する。
後天性表皮水疱症エピトープの多角的解析と検討

後天性表皮水疱症(EBA)の標的抗原は7型コラーゲンが構成蛋白であるanchoringfibrilに局在し、主にnoncollagenous domain(NC-1)に自己抗体が認識するエピトープがあると考えられている。我々は免疫プロット、免疫電顕法を用いてEBA患者血清を使いそのエピトープの局在の検討を行ってきた。本研究では、NC-1、NC-2 domainリコンビナント蛋白を用いた免疫プロットの結果、NC-1、NC-2 domain両方とも陰性例のEBA血清を使いpost-embedding免疫電顕を施行しエピトープマッピングを作成し、すでに我々が報告しているNC-1、NC-2各陽性EBA症例の微細局在部位のエピトープマッピングとの比較しその違いを見いだすことを目的としてきた。平成18年度はそれら6血清を用いて解析を行った。その結果すべての症例でanchoring fibrilに一致してlamina densaから真皮側360nm付近までの位置にIgGの沈着を認め、NC-1 and/or NC-2陽性例の自己抗体分布とは異なったパターンを示した。さらにヒト皮膚を基質とした免疫電顕の他にVII型コラーゲンが存在しない劣性栄養障害型表皮水疱症(RDEB)患者皮膚を基質とした免疫電顕も施行し、I gGの沈着が本当にVII型コラーゲンを構成する蛋白の一つかどうかを検討した。そのRDEB患者皮膚を用いた免疫電顕では、IgGの沈着はみられなかった。(本研究の要旨は第31回日本研究皮膚科学会,2006年5月31日,京都.にて報告した)同時に我々は、遺伝性角化症や先天性表皮水疱症を中心とした電子顕微鏡学的検索が診断の一助となるべく観察検討を行なっており、その一部を報告している。また自己免疫性水疱症に冠しては蛍光抗体法、免役プロットなどを施行し、その抗原抗体解析を行なっており、その一部も報告した。後天性表皮水疱症(epidermolysis bullosa acquisita以下EBA)の標的抗原は7型コラーゲンが構成蛋白であるanchoringfibrilに局在し、主にnoncollagenous domain (NC-1)に自己抗体が認識するエピトープがあると考えられており、我々は免疫ブロット、免疫電顕法を用いてEBA患者血清を使いそのエピトープの局在の検討を行ってきた。本研究では、NC-1、NC-2domainリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロットの結果、NC-1、NC-2 domain両方とも陰性例のEBA血清を使いpost-embedding免疫電顕を施行しエピトープマッピングを作成し、すでに我々が報告しているNC-1、NC-2各陽性EBA症例の微細局在部位のエピトープマッピングとの比較しその違いを見いだすため解析を行ってきた。平成17年度は正常ヒト皮膚より得られた組織を凍結置換、凍結固定を行い、免疫電顕用にブロックを作成し、NC-1 domain, NC-2 domainのリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法にて30例近くあるEBA血清をそれぞれ陽性陰性例に分類した。その中で両方とも陰性例は6例あることを確認した。しかし、現時点では免疫電顕を施行し各抗体の微細局在部位での金粒子を算出し、定量化分析を行うまでには至っていない。同時に我々は、遺伝性角化症や先天性表皮水疱症を中心とした電子顕微鏡学的検索が診断の一助となるべく観察検討を行っており、その一部を報告している。また自己免疫性水疱症に関しては蛍光抗体法、免疫ブロットなどを施行し、その抗原抗体解析を行っており、その一部も報告した。
交換領域における高能率ベクトル

本研究では,ベクトル量子化を用いた画像符号化手法に関して体系的に研究を行った.本研究の成果及び検討事項を以下に示す.(1)画像のベクトル量子化について:ベクトル量子化を画像符号化へ応用する場合,ベクトル量子化器の設計手法に起因してその符号化処理量と汎用性の確保が問題となることを明かとした.(2)離散コサイン変換ベクトル量子化(DCT-VQ):画像のベクトル量子化器にて汎用性を確保するためにコサイン変換領域にてベクトル量子化を行うDCT-VQを提案した.このときベクトル量子化器は変換係数の確率モデルに基づき設計している.また,符号化処理量も大幅に低減しうることを確認した.(3)適応的DCT-VQ:画像の局所的な性質に応じ符号化パラメータを制御し性能向上を図るために, DCT-VQにモード選択型の適応制御機能を付加した適応的DCT-VQを提案した.本手法が従来手法を上回る高性能を示し,発表当時,静止画に対しほぼ最高の品質を得られることを明らかとした.また,色座標変換をも考慮することにより適応的DCT-VQのカラー画像符号化への適応を検討した.(4)差分変換ベクトル量子化:汎用性を確保するための,もう一つの手法として予測誤差信号をベクトル量子化する差分変換ベクトル量子化を提案した.すなわち,本手法では差分信号をラプラス分布で近似し,これに対しベクトル量子化器を設計している.なお,コードブックを予め逆変換することにより,原信号空間でのベクトル量子化が可能となっている.(5)ベクトル量子化の直交換領域高速探索方式:構造を持たない最適ベクトル量子化器の高速化手法を提案した.これらの手法では部分歪判定を直交変換領域で行うことによりより有効に機能させるとともに,無駄な探索を省く探索打ち切り手法を直交変換領域で実現している.特性評価により,電子分布に偏りのある情報源に対しては,乗算回数が従来の木探索よりも少ないことを確認している.本研究では,ベクトル量子化を用いた画像符号化手法に関して体系的に研究を行った.本研究の成果及び検討事項を以下に示す.(1)画像のベクトル量子化について:ベクトル量子化を画像符号化へ応用する場合,ベクトル量子化器の設計手法に起因してその符号化処理量と汎用性の確保が問題となることを明かとした.(2)離散コサイン変換ベクトル量子化(DCT-VQ):画像のベクトル量子化器にて汎用性を確保するためにコサイン変換領域にてベクトル量子化を行うDCT-VQを提案した.このときベクトル量子化器は変換係数の確率モデルに基づき設計している.また,符号化処理量も大幅に低減しうることを確認した.(3)適応的DCT-VQ:画像の局所的な性質に応じ符号化パラメータを制御し性能向上を図るために, DCT-VQにモード選択型の適応制御機能を付加した適応的DCT-VQを提案した.本手法が従来手法を上回る高性能を示し,発表当時,静止画に対しほぼ最高の品質を得られることを明らかとした.また,色座標変換をも考慮することにより適応的DCT-VQのカラー画像符号化への適応を検討した.(4)差分変換ベクトル量子化:汎用性を確保するための,もう一つの手法として予測誤差信号をベクトル量子化する差分変換ベクトル量子化を提案した.すなわち,本手法では差分信号をラプラス分布で近似し,これに対しベクトル量子化器を設計している.なお,コードブックを予め逆変換することにより,原信号空間でのベクトル量子化が可能となっている.(5)ベクトル量子化の直交換領域高速探索方式:構造を持たない最適ベクトル量子化器の高速化手法を提案した.これらの手法では部分歪判定を直交変換領域で行うことによりより有効に機能させるとともに,無駄な探索を省く探索打ち切り手法を直交変換領域で実現している.特性評価により,電子分布に偏りのある情報源に対しては,乗算回数が従来の木探索よりも少ないことを確認している.1.研究の目的情報化社会における画像メディアとしテレビ会議サービスが注目されている。このテレビ会議システムを実現するための最も重要な課題は、伝送路を有効に利用する高能率画像符号化方式の開発である。本研究は、将来の低ビット画像符号化の一方式として有望視されているベクトル量子化方式に関して体系的な研究を行い、変換領域における新しい高能率符号化方式を開発することを目的としている。2.研究の概要(1)テレビ会議画像のモデル化ならびに特徴パラメータ抽出テレビ会議画像の性質を離散コサイン変換領域でモデル化を行い、画像によらない比較的汎用性の高い統計モデルが設定できることを明らかにした。特に変換係数ベクトルを多次元球称分布でモデル化することにより、ベクトル量子化に整合した特徴パラメータが得られることが示された。(2)ベクトル量子化の高速化アルゴリスムの開発高速のベクトル量子化を目的として、新たに直交変換領域における高速ベクトル探索方式を考案した。この方式は特性の劣化なしに高速化が図れることを特徴としている。(3)画像の多次元モデルに基づく新しいベクトル変換符号化方式の検討上記の検討に基づき、「適応的離散コサイン変換ベクトル量子化方式」、「適応的離散コサイン変換Gain/Shapeベクトル量子化方式」等の方式の提案を行い、その性能に関して詳細な検討を加えた。3.今後の課題今後は、画像符号化方式の評価システムの整備を行い、各種方式の比較検討を行う予定である。
悪性脳腫瘍新生血管を治療標的としたペプチドワクチン療法の有効性予測因子の解明

本研究では、申請者らが実施している難治性脳腫瘍(悪性神経膠腫、治療抵抗性の神経鞘腫・髄膜腫・脊索腫等)新生血管を治療標的としたペプチドワクチン療法臨床試験被験者検体を用いて、抗腫瘍免疫ネットワークにおける正と負の調節細胞・分子や腫瘍血管新生・浸潤性関連因子バイオマーカーについて解析し、同治療の臨床的有効性との関連性を評価する。この結果に基づいて、同がんワクチン免疫療法の治療有効性を予測し得る因子やがん免疫病態の個体差を解明し、同療法に対する反応性・抵抗性の新たな評価法を開発する。本年度は、(1)同ペプチドワクチン療法臨床試験被験者検体の収集と保存と、(2)標準治療が施された難治性脳腫瘍患者検体を用いた脳腫瘍血管新生・浸潤性関連因子、および免疫応答関連細胞・因子についての解析を計画していた。(1)現在進行中の「初発悪性神経膠腫に対するがんペプチドワクチン療法の第I/II相臨床試験」4症例、および「進行性神経鞘腫を有する神経線維腫症2型に対するVEGFR1/2ペプチドワクチンの第I/II相臨床試験」7症例の被験者の検体および臨床情報を新たに収集した。(2)標準治療が施された難治性脳腫瘍患者検体を用いて、脳腫瘍血管新生関連因子であり、抗腫瘍免疫応答抑制性因子であるVEGF/VEGFRの腫瘍組織発現や、腫瘍細胞の増殖・浸潤能を高めている特定の分泌型microRNAの患者血清での検出、免疫促進性・抑制性分泌型分子の血清中レベル測定等を実行し、新規臨床試験被験者検体で同項目を評価する際のコントロール群としての情報を蓄積し得た。さらに進行中の臨床試験被験者検体を用いて、同ワクチン療法が標的としている抗原(VEGFRや脳腫瘍関連抗原)を発現している細胞に対し有意に反応性をもつ細胞傷害性T細胞を検出し、同ワクチンが被験者体内にその特異的免疫を高頻度に誘導しうることを明らかにした。前述のごとく、本年度の目標に掲げていた計画を概ね遂行できているため。(1)同臨床試験患者検体を用いた脳腫瘍血管新生・浸潤性関連因子、および免疫応答関連細胞・因子についての解析の実施脳腫瘍血管新生および浸潤性関連因子(VEGF, sVEGFR1/2, bFGF, SDF1α, MMP,循環コラーゲンIV等)について、VEGFRワクチン臨床試験被験者検体、およびコントロールとして標準治療が施された難治性脳腫瘍患者検体や標準治療に加えてbevacizumabを投与された患者検体を用いて解析する。また、免疫応答関連細胞・因子について抗腫瘍T細胞の頻度、免疫促進性分子(IFN-γ, IL2, IL12など)免疫抑制性分子・細胞(TGF-β, IL10, VEGF, PGE2, PD-L1等の分子や、制御性T細胞(CD4+FoxP3+CD25+)、腫瘍関連マクロファージ(CD68+CD163+)等の細胞)についても解析する。(2)解析した脳腫瘍血管新生・浸潤性関連因子、および免疫応答関連細胞・因子の動態と、臨床的有効性との関連性の評価併行して実施中の各種ペプチドワクチン臨床試験被験者検体における脳腫瘍血管新生および浸潤性関連因子や免疫応答関連細胞・因子の解析結果(測定値)を臨床的有効性(画像検査結果や生存期間等)との相関解析により、その重要性を明らかにする。また、標準治療が施された難治性脳腫瘍患者検体における同項目の測定値とも比較し、標準治療に比した標準治療+各種のワクチン免疫治療の効果を評価する。さらに、現在我々がその有効性を検証している難治性脳腫瘍新生血管を治療標的としたペプチドワクチン療法臨床効果と相関する腫瘍血管新生・浸潤性関連分子や抗腫瘍免疫調節細胞・分子を同定し、評価法が確立できた場合、本治療に対する治療反応性予測、治療効果が期待できる適切な患者選択、治療効果の早期判定に応用可能であるかどうかを検証する。