hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋地殻生成のダイナミクス-オマーンオフィオライトを例として

各研究グループごとに成果を要約する.マントルグループは,モホ漸移帯でのメルト-マントルの反応過程の解析とその地域的不均質性を明らかにした.また,川砂のスピネルの分析から,マントルが枯渇した特徴を有していることを明らかにした.広域的なマントルの岩相変化についても,次第に輪郭が明らかになりつつある.斑れい岩グループは,従来一連とされていた斑れい岩層を2つに区分した.そして,海嶺伝播に伴う地殻深部でのプロセスをモデル化した.また,海嶺セグメントの中心部を同定し,海嶺軸方向に沿ったマグマ組成変化を明らかにした.斑れい岩層の鉱物組成変化から,サイクリックユニットを同定するとともに,斜長石の逆累帯構造の解析から上部マントルからマグマチェンバーへのマグマプロセスの解明へと進みつつある.地殻上部グループは,シート状岩脈群の方向や岩脈の厚さについて広域的に解析し,数kmオーダーでの海嶺のセグメント構造の実体を初めて明らかにした.また,ダイクの幅が海嶺軸方向に沿って系統的な変化を示すことを見いだし,マントルや斑れい岩から推定されていより規模の大きなセグメント構造との対応関係を明らかにした.変質・地球化学グループは,変質鉱物組み合わせの変化,変質度合などについて記載し,変質条件と層序的位置との関係について検討を進めている.また,Sr同位体組成を用いて,海水が地殻のかなり深部まで到達していることを明らかにした.このほか,アレイユニットの地球化学的検討の結果,これらが極めて特異な性格を持っていることも判明してきた.構造グループは,オフィオライト基底部の変成岩について2方向の線構造を有するものや,全く線構造が見られない岩石も存在することなどを発見している.この過程で,線構造の認定方法という一般に広く用いられている研究手法自体の再検討をおこない,厳密に線構造を決定する方法も提唱している.各研究グループごとに成果を要約する.マントルグループは,モホ漸移帯でのメルト-マントルの反応過程の解析とその地域的不均質性を明らかにした.また,川砂のスピネルの分析から,マントルが枯渇した特徴を有していることを明らかにした.広域的なマントルの岩相変化についても,次第に輪郭が明らかになりつつある.斑れい岩グループは,従来一連とされていた斑れい岩層を2つに区分した.そして,海嶺伝播に伴う地殻深部でのプロセスをモデル化した.また,海嶺セグメントの中心部を同定し,海嶺軸方向に沿ったマグマ組成変化を明らかにした.斑れい岩層の鉱物組成変化から,サイクリックユニットを同定するとともに,斜長石の逆累帯構造の解析から上部マントルからマグマチェンバーへのマグマプロセスの解明へと進みつつある.地殻上部グループは,シート状岩脈群の方向や岩脈の厚さについて広域的に解析し,数kmオーダーでの海嶺のセグメント構造の実体を初めて明らかにした.また,ダイクの幅が海嶺軸方向に沿って系統的な変化を示すことを見いだし,マントルや斑れい岩から推定されていより規模の大きなセグメント構造との対応関係を明らかにした.変質・地球化学グループは,変質鉱物組み合わせの変化,変質度合などについて記載し,変質条件と層序的位置との関係について検討を進めている.また,Sr同位体組成を用いて,海水が地殻のかなり深部まで到達していることを明らかにした.このほか,アレイユニットの地球化学的検討の結果,これらが極めて特異な性格を持っていることも判明してきた.構造グループは,オフィオライト基底部の変成岩について2方向の線構造を有するものや,全く線構造が見られない岩石も存在することなどを発見している.この過程で,線構造の認定方法という一般に広く用いられている研究手法自体の再検討をおこない,厳密に線構造を決定する方法も提唱している.オマーンオフィオライト北部の岩脈は概ね南北走向で西に急傾斜する.上位の溶岩層と岩脈は貫入関係と断層で接し,両者の境界は鉛直方向に100m以上の起伏がある.深成岩体-岩脈群の遷移帯は厚さ30m足らずで,100%岩脈からほとんど岩脈の内ドレライト組織を持ったガブロに移り変わる.岩脈の両側とも他の岩脈に貫入されているものも含めて1662枚の岩脈について厚さを計測したところ,1m以下のものが72%を占め,20cm以下の薄い岩脈も29%に達している.両側とも急冷縁を有する岩脈は990枚であり,そのうち70%が1m以下,32%が20cm以下である.岩脈はほとんど全て無斑晶質であり,シート状岩脈群の上部では多くが細粒粗粒の玄武岩組織を有するが,中部から下ではドレライト組織を示す.岩脈群最下部からガブロへの遷移帯にかけては粗粒化が顕著で,マグマ溜り直上の高い温度勾配と調和的である.オマーンオフィオライト北部の従来一連と見られてきた斑れい岩体は,生成時期の異なる二つに分けられることが明らかとなった.ホモ面とシート状岩脈群の間に挟まれる斑れい岩と,シート状岩脈群や上部斑れい岩によって貫入される斑れい岩である.こうした現象は,海嶺伝播に伴った一方の海嶺軸におけるマグマチェンバー(MC)の終焉・後退と,もう一方の海嶺軸におけるMCの前進によってもたらされた可能性が高い.MCの終焉・後退は,新たなマグマ供給を絶つのでより分化した岩石を形成する.

一方,前進しつつある海嶺軸の先端部では,既存の海洋地殻にまず岩脈群が貫入してゆき,その背後からMCが前進してくることによって,斑れい岩が貫入していったと考えられる.各研究グループごとに成果を要約する.マントルグループは,モホ漸移帯でのメルトーマントルの反応過程の解析とその地域的不均質性を明らかにした.また,川砂のスピネルの分析から,マントルが枯渇した特徴を有していることを明らかにした.広域的なマントルの岩相変化についても,次第に輪郭が明らかになりつつある.斑れい岩グループは,従来一連とされていた斑れい岩層を2つに区分した.そして,海嶺伝播に伴う地殻深部でのプロセスをモデル化した.また,海嶺セグメントの中心部を同定し,海嶺軸方向に沿ったマグマ組成変化を明らかにした.斑れい岩層の鉱物組成変化から,サイクリックユニットを同定するとともに,斜長石の逆累帯構造の解析から上部マントルからマグマチェンバーへのマグマプロセスの解明へと進みつつある.地殻上部グループは,シート状岩脈群の方向や岩脈の厚さについて広域的に解析し,数kmオーダーでの海嶺のセグメント構造の実体を初めて明らかにした.また,ダイクの幅が海嶺軸方向に沿って系統的な変化を示すことを見いだし,マントルや斑れい岩から推定されていより規模の大きなセグメント構造との対応関係を明らかにした.変質・地球化学グループは,変質鉱物組み合わせの変化,変質度合などについて記載し,変質条件と層序的位置との関係について検討を進めている,また,Sr同位体組成を用いて,海水が地殻のかなり深部まで到達していることを明らかにした.このほか,アレイユニットの地球化学的検討の結果,これらが極めて特異な性格を持っていることも判明してきた.構造グループは,オフィオライト基底部の変成岩について2方向の線構造を有するものや,全く線構造が見られない岩石も存在することなどを発見している.この過程で,線構造の認定方法という一般に広く用いられている研究手法自体の再検討をおこない,厳密に線構造を決定する方法も提唱している.
頂点作用素代数の研究と軌道理論の応用

26個ある散在有限単純群のうち、最大のモンスター単純群の既約表現の次元と楕円モジュラー関数の係数との極似から生まれたムーンシャイン予想を説明するために開発された頂点作用素代数は現在、数理物理の超弦理論の数学的基盤となる共形場理論を厳密にした代数版であると理解されている。有理形共形場理論(有理型頂点作用素代数)の有限自己同型群による軌道理論も有理形であろうという予想は、30年以上前から提案されている問題であるが、格子頂点作用素代数の格子部分にー1倍という特別な自己同型に対してのみ証明されていた。これに関して、数年前、軌道理論構成との関連で、研究代表者により格子頂点作用素代数に対しては、位数3の自己同型という初めて奇数位数の元に対して軌道理論の有理性を証明したのが本研究の動機であった。この研究により、一般の頂点作用素代数に対して、任意の有限自己同型や有限可解群に対する軌道理論の基本部分となるC2余有限性を証明した。さらに平成28年度には、スコット・カーナハン氏との共同研究で、これら有限可解自己同型群を持つ有理形頂点作用素代数の軌道理論も有理形であるという有限位数の自己同型に関する古典的軌道予想の完全解決を成功させ、論文「Regularity of fixed-point vertex o perator subalgebras]として書き上げ投稿した。この結果は一般ムーンシャイン予想を解決するためにも絶対必要な結果であり、非常に注目されている結果である。更に、自己同型群が単純群の場合にも、交代群A_nなど、特別な実指標を持つ有限単純群に対しては、有限性の証明に必要な内部テンソル構造の理論を開発し、海外の研究集会(台湾、台北市Academia Sinica)で発表し、ほぼ単純群に対しても正しいことも確認中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。軌道理論の応用として、第一の結果は、軌道理論の応用の基礎となる巡回自己同型に対する軌道予想の解決であり、それを利用したホロモルフィック頂点作用素代数の構成である。非常に複雑な構造を持つ頂点作用素代数を新しく構成する方法として、軌道理論と呼ばれるものがある。すなわち、既知の頂点作用素代数とその自己同型に対して、自己同型によって固定される部分頂点作用素代数の性質を利用して、それを拡大した頂点作用素代数を構成する方法である。この構成が成功するためには、自己同型によって固定される部分頂点作用素代数の性質が非常に良くなければならない。これまでの研究では、個別にその表現を調べ、複雑なツー代数の非常に複雑な計算に成功した場合だけ結果として得られており、しかもそれらは常に良い性質を持っていたので、軌道予想との名前で予想が立てられていた。本研究では、これが常に成り立つことを示した。第二の結果としては、単純群の表現を利用する為にモジュラー不変性の拡張である。ムーンシャイン予想を始め、頂点作用素代数のトレイス関数はモジュラー不変性の性質を色々な場面で見せている。これを非結合可換代数の立場から、拡張することを考え、多変数型のトレイス関数を考え、そのモジュラー不変性を証明した。この応用は非常に広く、現在は更なる応用を考察している。頂点作用素代数は楕円モジュラー関数の係数と最大の散在型有限単純群モンスター単純群の指標の一致から生まれたムーンシャイン予想を解決するために1986年にBorcherdsが導入したものであるが、現代では共系場理論を数学的かつ代数的に厳密化したものだと理解されている。ムーンシャイン予想の解答として与えられたムーンシャイン頂点作用素代数は自己同型群として最大の位数を持つ散在型有限単純群であるモンスター単純群を持つが、その関係を詳細に調べるためには、部分頂点作用素代数の表現を調べる必要がある。その部分頂点作用素代数の表現と部分群との関係を正確に記述するためには、モジュラー不変性とともに、有限性や有理性などを示さなければならない。例えば、ムーンシャイン頂点作用素代数では48変数の関数としてトレイス関数を捉えることができる。そのような状況を利用し、モジュラー不変性の意味を高めるために、平成27年度は、Mattheu Krauel氏と共同で研究してきた多変数トレイス関数のモジュラー不変性を発表した。また、同時に、モンスター単純群の個々の元に対する軌道理論を調べるために、可解自己同型群に対しては軌道予想を解決した。さらに、一般ムーンシャイン予想を解決するために必要な有理性を得るために、Scott Carnahan氏と共同で研究を進め、最終的に可解自己同型群に対しては、頂点作用素代数の軌道における有理性の証明が完成した。これらの結果は、論文として学術雑誌に投稿するとともに、電子媒体であるArXivに掲載した。軌道理論の有理性の証明は、アイデアを実現することに苦労していたが、Scott Carnahanとの共同研究により、完全証明をすることに成功した。また、軌道理論の有限性に関しては、可解群だけでなく、かなりの非可解有限単純群に対しても解決する道筋を付けた。これらは群論的にも非常に面白い事実を含んでおり、更なる発展が期待できる。有理形共形場理論(有理型頂点作用素代数)の有限

自己同型群による軌道理論(固定部分代数)も有理形であろうという予想は、30年以上前から提案されている問題であるが、ほぼ全くと言ってよいほど、進展はなく、特別な例である格子頂点作用素代数の格子部分にー1倍という特別な自己同型に対してのみ、証明されていた。また、軌道理論構成との関連で、数年前に、研究代表者により格子頂点作用素代数に対しては、位数3の自己同型という初めて奇数位数の元に対して軌道理論の有理性を証明したもの以外の結果はなかった。ところが、本研究の前半で、研究代表者が一般の頂点作用素代数に対して、任意の有限自己同型や有限可解群に対する軌道理論の基本部分となるC2余有限性を証明した。平成28年度には、スコット・カーナハン氏との共同研究で、これら有限可解自己同型群を持つ有理形頂点作用素代数の軌道理論も有理形であるという有限位数の自己同型に関する古典的軌道予想の完全解決を成功させ、論文「Regularity of fixed-point vertex operator subalgebras]として書き上げ、数学雑誌に投稿した。この結果は一般ムーンシャイン予想を解決するためにも絶対必要な結果であり、非常に注目されている結果である。更に、自己同型群が単純群の場合にも、交代群A_nなど、特別な実指標を持つ有限単純群に対しては、有限性の証明に必要な内部テンソル構造の理論を開発し、海外の研究集会(台湾、台北市Academia Sinica)で発表した。数理物理における共形場理論の軌道予想(有限位数の自己同型による固定される場の理論)は、研究代表者が可解自己同型群に対して、有理形の基本部分であるC2有限性を証明するまで、ほとんど進展していなかった。それが完成し、各方面から高い評価を得ていることで、おおむね順調に進展していると判断できる。また、その結果を単純自己同型群にまで発展させることを目的とした本研究の2つ目の目標に対しても、構造の複雑な有限単純群という、非常に難しい自己同型群を対象とした問題設定にも関わらず、交代群などの特別の有限群に対しては、証明に使える手法ができつつあり、有限群の表現と頂点作用素代数というこれまであまり結び付けられてこなかった点の重要性が認識されるなど、順調に進展していると判断できる。26個ある散在型有限単純群の中で最大の位数を持っているモンスター単純群の既約表現達の次元と楕円モジュラー関数の係数との極似から始まったモンストラスムーンシャイン予想を説明するために開発された頂点作用素代数の理論は現在、数理物理の超弦理論の数学的基礎となっている2次元共形場理論を数学的に厳密化した代数版であると理解されている。有理形共形場理論(有理形頂点作用素代数)の有限位数の自己同型群による軌道理論(固定頂点作用素部分代数)も有理形であるという予想は、30年以上前に出された問題であるが、全くと言って良いほど進展はなく、特別な例である格子頂点作用素代数の格子部分をマイナス倍するという特別な自己同型に対してのみ証明されていた。また、軌道理論個性との関連で、数年前に研究代表者によって、格子頂点作用素代数ではあるが、位数3の自己同型という奇数位数の自己同型に対する軌道理論の有限性と有理性の証明が与えられた。
産業におけるエネルギー消費構造の分析

本研究では1989年全国消費実態調査の集計結果に基づいて,家計の属性別(都市階級別,住居所有形態別,収入階級別,世帯人員数別)の環境家計簿の作成を行い,家計の消費行動のどの部分が環境問題に大きな影響を与えているかを検討した。これまでの研究で,1985年と1990年について環境分析用産業連関表の推計を行い,その結果をもとに「CO_2排出点数表」の計算を行ってきた。CO_2排出点数表とは,消費財1単位(1万円)を作る過程,流通させる過程,使う過程を通じて直接間接に排出されるCO_2排出量の大きさを,点数表示(CO_2-1kg=1点)したものである。このような表を作成した理由は,家計の消費行動を環境面からチェックするための環境家計簿をつけることを奨めるためであったが,本研究ではこの結果を全国消費実態調査の集計データに結びつけ,各属性を持つ「代表的世帯」の環境家計簿を実際に作成した。研究ではまず,通産省統計解析課において作成された産業連関表の部門分類と全国消費実態調査の品目分類のコンバータをもとに,全国消費実態調査の品目分類別CO_2排出点数表をあらたに計算し直した。それを全国消費実態調査の家計属性別品目別消費金額データにあてはめ,各属性を持つ家計の消費活動から直接間接に誘発されるCO_2排出量の推計を行った。さらに,それら排出量を世帯人員数で割ることにより,各家計の1人あたりCO_2排出量を計算した。その結果,家計の消費活動のうち,CO_2排出に大きな影響を与えている3大費目は,食料費,光熱・水道費,交通通信費である。さらに詳しく見ると,食料費の中の魚介類及び外食,光熱・水道費の中の電気代およびガス代,交通通信費の中のガソリン消費の状況が各家計からのCO_2誘発排出に大きな影響与えていた。前述の世帯属性の違いは,これらの費目に対する消費額を特徴的に変化させるので,各環境家計簿にそのような違いが興味深く反映されていた。
現代日本の喫煙文化と青年の喫煙行動形成に関する研究

本研究は,高等学校を卒業後の青年の喫煙行動がどのような実態にあり,どのようにして習慣的行動として形成されていくかを,さまざまな社会的場面において青年が遭遇する喫煙文化の受容の仕方に着目して明らかにしようとしている。また,青年の周囲の人々との社会的紐帯の程度やそれに対する彼らの意識と青年の喫煙行動および受動喫煙に対する意識との関連をみていくことにより,喫煙習慣を支える喫煙文化と喫煙行動との関連,および家族や友人といった青年の対人関係意識と青年の喫煙行動との関連について,社会学的視点から実証的に明らかにしようとしたものである。まず,現在の日本社会における喫煙文化の現状を把握するために,青年と関係の深いマンガや雑誌といったメディア中でのタバコの取り扱い方・位置づけやとりあげられ方について,喫煙文化との関係をみることにした。マンガや雑誌の中から喫煙行動を含む場面を取り出し,コンピュータに取り込み分類することを試みたが,データを客観的に分類することには非常に困難があり,分類については暫定的なものにならざるを得なかった。次に上記のデータから情報を参考として,青年を対象とした調査を行なった.ただし,当初の研究計画より,喫煙行動に関連するデータの収集などに時間がかかったため,調査は部分的なものにとどまった。これについては、本研究の成果をうけ,次年度以降さらに継続して実施する予定である。しかし、部分的とはいえ、実施した調査結果からは,喫煙に許容的な群と,そうでない群との間で意識の差が大きく,喫煙文化への態度と喫煙行動との関連がそれほど大きいわけではないこと,友人や家族の喫煙行動と本人の喫煙行動とは関係していることなどが明らかになった。
悪性黒色腫の進展・転移のメカニズムーケモカイン受容体の制御因子に関する研究

平成19年度から20年度の研究により、悪性黒色腫ではケモカイン受容体CXCR4,CCR10は原発巣、転移巣ともに発現は軽度であり進展には関与していないことが分かった。一方、皮膚有棘細胞癌(SCC)ではCCR10-CCL27が腫瘍細胞で共発現しており、他の皮膚悪性腫瘍ではみられない興味深い結果を得た。SCC細胞株を用いても同様の結果であり、SCCではCCR10-CCL27が腫瘍の成長に関与している可能性が示唆された。悪性黒色腫の進展についてはマウスを用いて更に検討を行い、細胞接着因子beta7-integrinノックアウトマウス皮膚にB16メラノーマを接種するとコントロール群と比べ成長が促進し、接着因子beta7が皮膚でのメラノーマの成長に関与している可能性が示唆された。悪性黒色腫の細胞株WM115、WM793B、WM1552C、1205Luを用いてin vitroにおけるケモカイン受容体CXCR4の発現を検討した。WM115、WM793Bにおいては発現を認めず、WM1552Cにおいて約5%、1205Luにおいて20%の発現を認めた。また1205LuのCXCR4発現制御を確認するためH202を加えたところ、その増強を認めたて(30-40%)。次に黒色腫におけるaggressiveマーカーCD146の発現を検討した。上記4つの細胞株においてCD146の発現は認められ(約40%)、細胞株間での明らかな差は見いだせなかった。更にH202刺激下でCD146の制御を観察したが、発現に差は認められなかった。従って、CD146とCXCR4とは各々が独立して黒色腫細胞に存在し、その制御は全く異なっているものであると考えられた。一方で、皮膚癌である有棘細胞癌についても検討を行った。皮膚正常ケラチノサイトは皮膚特異的ケモカインCCL27を産生する。我々は有棘細胞癌病変部を免疫組織学的に検討したところ、癌細胞ではCCL27が周囲の正常皮膚と比べ強く染色された。更に有棘細胞癌の細胞株A253、A432を用いてCCL27のin vitroでの産生をELISAにて測定したところ、CCL27が産生される結果が得られた。またその受容体であるCCR10の発現も免疫組織学的に検討し、CCL27と同様の局在を確認した。このことから、癌細胞においてはリガンドー受容体の関係が重要であることが考えられ、今後更に検討を加える予定である。今年度は悪性黒色腫の局所での成長にどの因子が関与しているか、宿主面からのアプローチを行った。以前我々はマウスB16メラノーマ細胞にレトロウィルスのempty vectorを組み入れ、その細胞をB6マウスの耳に皮下注すると、腫瘍の成長が抑制され、一方、ウィルスを組み込まないB16細胞を耳に注射すると約2週間で4mm大の腫瘍の発育がみられることを報告した。このことから、empty vectorを組み入れたB16に対し、宿主側が免疫学的応答を有していると推測された。この結果を踏まえて、我々はT細胞のホーミングに関係しているインテグリンに注目した。beta-7インテグリンは腸管でのT細胞のホーミングに重要な接着分子であることは以前から知られているが、最近我々の検討では皮膚での接触皮膚炎反応の程度にも関与していることが明らかになってきた。今回、我々はB6マウス、beta-7インテグリンノックアウトマウスの耳にempty vectorを組み入れたB16メラノーマ細胞を皮下注し、腫瘍の成長を観察した。約3週間後、B6マウスの耳では2/10匹で肉眼的な腫瘍形成を認めたのに対し、beta-7インテグリンノックアウトマウスでは8/10匹において明らかな腫瘍の形成を認めた。組織学的に前者が腫瘍内に著明なリンパ球浸潤を認めたのに対し、後者では腫瘍内に浸潤したリンパ球がほとんど認められず、腫瘍周囲にリンパ球、好中球の浸潤を認めたに過ぎなかった。またこの腫瘍細胞を各々のマウスの足底、腹部皮下に注射しても、beta-7ノックアウトマウスでは、著明な腫瘍の成長を認めた。一方、このB16メラノーマ細胞をマウス尾静脈から注射し、肺転移の差を検討したが、両者において明らかな転移の差を認めなかった。以上より、メラノーマの皮膚での成長にはbeta-7インテグリンは重要な役割を果たしていると考えられた。
出芽酵母における血小板活性化因子(PAF)の細胞増殖調節機能に関する研究

出芽酵母におけるPAF(血小板活性化因子)の生理機能を細胞周期・分化の制御機構との関連より解明することを目的とし,以下の実験を行った。1.酵母の生活環におけるPAFの産生及びその細胞内分布:出芽酵母の生活環においてPAFの産生は,細胞周期G1期や接合過程初期に亢進し,またこの時PAFは細胞表層に多く分布し,培地にも分泌されることが明らかになった。さらに,STE6遺伝子破壊株(a細胞)を作製し,PAFの産生と細胞内分布について野生型株と比較検討を行った。破壊株とα細胞との接合反応系では,初期のPAF産生亢進が見られなかった。またG1期細胞では,野生型株に比較して破壊株では細胞表層のPAF分布割合が低い傾向を示した。Ste6pはa接合因子の分泌のみならず,PAFの形質膜膜内移行にも関与していることが示唆された。2. PAFの増殖調節機構の解明:PAFは濃度依存的に酵母細胞の増殖を抑制するが,増殖抑制の無い変異株を数株取得し,PAFの細胞内cAMP濃度や細胞膜アデニル酸シクラーゼ活性,イノシトールリン脂質代謝(細胞内IP_3濃度)等への影響を野生型株と比較検討した。この結果,PAFによる酵母細胞の増殖抑制機構はこれらの情報伝達系を介することが示唆された。3. PAF感受性遺伝子のクローニング:PAF非感受性変異株に酵母ゲノムの遺伝子を組み込み,PAF感受性遺伝子のクローニングを行った。この結果,この遺伝子がコードするタンパク質はPAFレセプターではなかったが,栄養源を認識しRas-cAMP伝達系にシグナルを伝達する分子であることが判明した。本研究では、出芽酵母S.cerevistaeにおけるPAF(血小板活性化因子)の生理機能を細胞周期・分化の制御機構との関連より解明することを目的とし、以下の実験を行った。1.酵母の生活環におけるPAFの産生及びその細胞内分布:(1)細胞周期:酵母を2種類の誘導法(栄養飢餓培養法、薬剤による阻害)により同調培養を行った。同調率は、細胞の出芽及び核(DAPI染色)の状態を、蛍光顕微鏡観察により測定した。各細胞周期の菌体よりエタノール分画抽出法または、細胞分画を行い、各画分よりPAF・前駆体リン脂質を精製・定量した。PAFは、ウサギ洗浄血小板の凝集能により定量を行った。2種類の誘導法の結果は良く似た傾向を示し、PAFは細胞周期G1期に高く、S期に低くなることが明らかとなった。また、G1期にはPAFは細胞表層に多く分布し、培地へも分泌することが明らかとなった。PAF前駆体量は、細胞周期による変動は見られなかった。(2)接合過程;2種類の接合反応系(i.a細胞をα因子処理した系、ii)a.細胞とα細胞を混合した系)を用い、(1)と同様、PAF及び前駆体の細胞内分布の変動を検討した。その結果、接合初期に見られるPAF産生の亢進は、接合因子及び、Ca^<2+>依存的であることが示唆された。また、PAFは、接合初期には細胞表層に多く分布しているが、後期には細胞内部への割合が多くなる傾向を示した。現在、a因子の分泌に関与する遺伝子STE6の破壊株を作成中であり、さらに、接合過程におけるPAFの産生や生理的意義について解明する予定である。2.PAFの増殖調節機構の解明:G1期の酵母細胞にPAFを添加して、イノシトールリン脂質代謝への影響を検討した結果、PAF濃度依存的にIP_3濃度が高くなることが明らかとなった。

また、PAFのRas-cAMP伝達系への関与(cAMP濃度、細胞膜アデニル酸シクラーゼ活性)についても検討中である。3.PAF感受性遺伝子のクローニング:PAFによる細胞増殖抑制の無い変異株を取得した。現在、これに、酵母ゲノムの遺伝子を組み込み、PAF感受性遺伝子のクローニングを試みている。出芽酵母におけるPAF(血小板活性化因子)の生理機能を細胞周期・分化の制御機構との関連より解明することを目的とし,以下の実験を行った。1.酵母細胞におけるPAFの産生と細胞内外の動態解析:9年度は,細胞周期G1期や接合過程初期にPAFの産生が亢進すること,また,PAFは細胞表層に多く分布し,培地へも分泌されることを明らかにした。10年度は,(1)STE6遺伝子破壊株(a細胞)を作製し,α細胞との接合過程におけるPAFの産生と細胞内分布について検討を行った。その結果,破壊株を用いた接合反応系では,野生型株の系に比較して接合過程初期のPAF産生亢進が見られなかった。(2)Ste6pのPAF排出機構への関与について,a細胞の野生型株,及びSTE6破壊株を細胞周期G1期に同調培養し,エタノール分画抽出法により,PAFの細胞内分布を比較した。その結果,野生型株に比較して破壊株では細胞表層のPAF分布割合が低い傾向を示し,Ste6pはa接合因子の分泌のみならず,PAFの形質膜膜内移行にも関与していることが示唆された。2.外来性PAFを用いた増殖調節機構の解明:PAFによる細胞増殖抑制の無い変異株を数株取得し,PAF添加による細胞内cAMP濃度や細胞膜アデニル酸シクラーゼ活性,イノシトールリン脂質代謝(IP_3)等への影響を野生型株と比較検討した。その結果,PAFによる酵母細胞の増殖抑制機構はこれらの情報伝達系を介することが示唆された。3. PAF感受性遺伝子のクローニング:PAF非感受性変異株に酵母ゲノムの遺伝子を組み込み,PAF感受性遺伝子のクローニングを行った。この結果,この遺伝子がコードするたんぱく質はPAFレセプターではなかったが,栄養源を認識しRas-cAMP伝達系にシグナルを伝達する分子であることが判明した。
アズレンを核とする新奇な多環芳香族炭化水素の創成とその応用

多環芳香族炭化水素(PAH)は有機半導体材料や機能性分子として重要な化合物群である。本研究では特にアズレン環の持つ5-7縮環系の幾何構造及びこれに付随する分極構造に着目した分子設計に基づき合成を行う。合成品の性質について実験的、理論的に調査を行い得られる知見をもとに新奇な性質・構造を有するPAHを創生することを目指す。
タンパク質ヘテロ複合体の構造変化を大規模自動解析する

タンパク質のヘテロ複合体の多くは過渡的でアロステリーとも関連し,生理活性を高度に制御調節する.タンパク質の構造変化と機能発現は密接に関係しているので,ヘテロ複合体の構造変化には,その独特な機能発現機構を解く鍵が潜んでいる.本研究ではPDBに格納された全ヘテロ複合体を対象に立体構造比較を行い,構造変化を大規模,系統的に解析して運動を分類し,俯瞰する.この時,申請者らが開発した,複合体の構造比較法:SCPCと,立体構造変化の同定・記述法:Motion Treeを利用する.得られたデータからヘテロ複合体特有の構造変化を同定し,生物学的機能と立体構造変化との相関(因果関係)を考察する.本研究ではPDB中の全ヘテロ複合体について大規模な構造比較を行い,構造変化を分類する.どのような構造変化が見られるのかをファミリー横断的に調査する.過渡的複合体が行う制御調節やアロステリーなどと関連するヘテロ複合体固有の運動を抽出し,複合体やサブユニット,相互作用面の立体構造の特徴や分子機能との関係性を明らかとし,その生物学的意義を考察する.結果は公共データとしてインターネットを通じて公開する.計画は大きく4段階からなる.平成30年度は第1段階としてヘテロ複合体の対を求める作業を行い,ヘテロ複合体のデータを収集した.その他に,2.構造変化を計算し,データ化する,3.データを解析,分類し,機能との関連を調査する,4.データベースを作成し,データを公開する,という工程を実施する.ヘテロ複合体データを複合体データベース:QSbioや,複合体のアセスメント結果を提供するPDBe PISAを利用して取得しようと試みたが,それぞれ問題点があることがわかり,これらの方法には依らないこととした.3番目の方法として,Uniprotに記載されているPDB情報を利用し,ヘテロ複合体のデータを抽出した.Uniprotのそれぞれのエントリーにはアミノ酸配列のどの部分の構造が決定されたのかがPDBコードと供に掲載されている.これのリストを作成し,エントリ全体を3分類した.1) 1つのPDBエントリに対し1つのUniprotエントリが対応するもの→モノマーかホモオリゴマ.これ以外のものがヘテロオリゴマになるが,2) 1つのPDBチェインに対しUniprotエントリが複数あるもの→キメラ.となるので扱いが難しくなる.残りが3)扱いやすいヘテロオリゴマ.となる.Uniprotに記載されているPDBについての統計は,1) 119,108エントリ,2) 2,322エントリ,3) 17,464エントリとなった.2)は扱いにくいので,3)で十分な解析ができないと判断した時に利用することとし,当面は扱わないこととした.一方,PDBのmmCIFフォーマットには,PDBより提供されているBiological Unitについてのアノテーション結果が記載されている.これを解析して,author_and_software_defined_assemblyと記載されているものを82,480個抽出した.これと3)のデータのアンドをとり,16,653個のPDBのBiological Unitを得た.本年度は第2段階として,収集したデータに基づきヘテロ複合体の運動について計算と解析を開始する.昨年度は信頼できるヘテロ複合体のBiological Unitを得ることができた.まずこれらから構造変化研究の対象となる構造対を作成する.求めた複合体の構造対についてSCPCを適用し,結合モードが一致する構造対を選定する.結合モードを一致させるのは,クリスタルコンタクトなどによって発生する疑似的なサブユニット配置ではない,生体内で発生している構造変化を同定するためである.選定された複合体対についてMotion Treeを利用して構造変化を同定する.可能であればリガンド結合部位,翻訳後修飾部位も同定し,何に起因する運動なのかも調査する.昨年度にヘテロ複合体のデータは収集したが,それらは二量体構造から高次のオリゴマーまでを含んでいる.なるべく簡単な二量体構造から解析を開始する予定であるが,面白そうな構造変化はより高次のオリゴマーで発生しているかもしれない.構造変化のデータを取り終えた後に様子をみて,研究の順番を検討したい.タンパク質のヘテロ複合体の多くは過渡的でアロステリーとも関連し,生理活性を高度に制御調節する.タンパク質の構造変化と機能発現は密接に関係しているので,ヘテロ複合体の構造変化には,その独特な機能発現機構を解く鍵が潜んでいる.本研究ではPDBに格納された全ヘテロ複合体を対象に立体構造比較を行い,構造変化を大規模,系統的に解析して運動を分類し,俯瞰する.この時,申請者らが開発した,複合体の構造比較法:SCPCと,立体構造変化の同定・記述法:Motion Treeを利用する.得られたデータからヘテロ複合体特有の構造変化を同定し,生物学的機能と立体構造変化との相関(因果関係)を考察する.本研究ではPDB中の全ヘテロ複合体について大規模な構造比較を行い,構造変化を分類する.どのような構造変化が見られるのかをファミリー横断的に調査する.過渡的複合体が行う制御調節やアロステリーなどと関連するヘテロ複合体固有の運動を抽出し,複合体やサブユニット,相互作用面の立体構造の特徴や分子機能との関係性を明らかとし,その生物学的意義を考察する.結果は公共データとしてインターネットを通じて公開する.計画は大きく4段階からなる.

平成30年度は第1段階としてヘテロ複合体の対を求める作業を行い,ヘテロ複合体のデータを収集した.その他に,2.構造変化を計算し,データ化する,3.データを解析,分類し,機能との関連を調査する,4.データベースを作成し,データを公開する,という工程を実施する.ヘテロ複合体データを複合体データベース:QSbioや,複合体のアセスメント結果を提供するPDBe PISAを利用して取得しようと試みたが,それぞれ問題点があることがわかり,これらの方法には依らないこととした.3番目の方法として,Uniprotに記載されているPDB情報を利用し,ヘテロ複合体のデータを抽出した.Uniprotのそれぞれのエントリーにはアミノ酸配列のどの部分の構造が決定されたのかがPDBコードと供に掲載されている.これのリストを作成し,エントリ全体を3分類した.1) 1つのPDBエントリに対し1つのUniprotエントリが対応するもの→モノマーかホモオリゴマ.これ以外のものがヘテロオリゴマになるが,2) 1つのPDBチェインに対しUniprotエントリが複数あるもの→キメラ.となるので扱いが難しくなる.残りが3)扱いやすいヘテロオリゴマ.となる.Uniprotに記載されているPDBについての統計は,1) 119,108エントリ,2) 2,322エントリ,3) 17,464エントリとなった.2)は扱いにくいので,3)で十分な解析ができないと判断した時に利用することとし,当面は扱わないこととした.一方,PDBのmmCIFフォーマットには,PDBより提供されているBiological Unitについてのアノテーション結果が記載されている.これを解析して,author_and_software_defined_assemblyと記載されているものを82,480個抽出した.これと3)のデータのアンドをとり,16,653個のPDBのBiological Unitを得た.本年度は第2段階として,収集したデータに基づきヘテロ複合体の運動について計算と解析を開始する.昨年度は信頼できるヘテロ複合体のBiological Unitを得ることができた.まずこれらから構造変化研究の対象となる構造対を作成する.求めた複合体の構造対についてSCPCを適用し,結合モードが一致する構造対を選定する.結合モードを一致させるのは,クリスタルコンタクトなどによって発生する疑似的なサブユニット配置ではない,生体内で発生している構造変化を同定するためである.選定された複合体対についてMotion Treeを利用して構造変化を同定する.可能であればリガンド結合部位,翻訳後修飾部位も同定し,何に起因する運動なのかも調査する.昨年度にヘテロ複合体のデータは収集したが,それらは二量体構造から高次のオリゴマーまでを含んでいる.なるべく簡単な二量体構造から解析を開始する予定であるが,面白そうな構造変化はより高次のオリゴマーで発生しているかもしれない.構造変化のデータを取り終えた後に様子をみて,研究の順番を検討したい.太田元規,福地佐斗志,「天然変性タンパク質の作用機序と相分離」,第1回LLPS研究会(2018)太田元規,「Domain Dislocatonから20年:相同タンパク質に見られる立体構造変化」,遺伝研研究会「生命情報データの拡大と分子進化研究の進展」(2018)
サブマージドフローチング基礎の安定に関する研究

例えば架橋に際し,大深度の海洋部では反力を直接地盤から得るのは非常に困難なため既住の方法では不可能であるか,構造物が巨大化が避けられない.そこで近年注目を沿びているのが浮力を用いた構造物であり,それにより人工島や浮体を利用した海洋横断橋の建設計画などがいろいろ見られるようになった.しかし,このような浮体の土木構造物という見地からの力学的挙動の把握に関する研究はまだ基礎的段階にあり,実用化するための基礎的データベースの構築や,安全照査のための合理的基準などの確立は達成されていない.最も重要な問題点は,反力を得るための浮体の安定性である.浮体は一般的にケーブルやチェーンなどによって係留されているため,浮体の挙動は結局ケーブル等の力学的性質と浮体の浮力との相互作用としてしか把握できない.さらに,ケーブルの力学的挙動が本質的に非線形であることも問題を複雑化している.ここでは浮体を利用した橋梁基礎モデルとして海中係留浮体の力学的挙動および耐荷力等の解析を行なう.簡単のため浮体自体は剛体と考え,複数本のケーブルで係留した.ケーブルの解析では軸力による伸び,潮流力,浮力を考慮し,支配方程式を直接積分することにより応答を求める.上部工からの荷重はすべて浮体への外力として作用させ,基礎としての安定性を中心に解析を行なった.その結果,ケーブルに十分張力が与えられれば浮体に作用するモーメントと浮体回転の関係は,モーメント以外の外力によりそれほど影響されないことが分かった.特に問題とした潮流力による影響はまったくみられなかったが,浮体のモーメントによる沈下は非線形で外力の影響を受ける場合があり,沈下に対する規定量が決められば,浮体はモーメントに対して線形バネとして扱うことが出来ることが明確になった.例えば架橋に際し,大深度の海洋部では反力を直接地盤から得るのは非常に困難なため既住の方法では不可能であるか,構造物が巨大化が避けられない.そこで近年注目を沿びているのが浮力を用いた構造物であり,それにより人工島や浮体を利用した海洋横断橋の建設計画などがいろいろ見られるようになった.しかし,このような浮体の土木構造物という見地からの力学的挙動の把握に関する研究はまだ基礎的段階にあり,実用化するための基礎的データベースの構築や,安全照査のための合理的基準などの確立は達成されていない.最も重要な問題点は,反力を得るための浮体の安定性である.浮体は一般的にケーブルやチェーンなどによって係留されているため,浮体の挙動は結局ケーブル等の力学的性質と浮体の浮力との相互作用としてしか把握できない.さらに,ケーブルの力学的挙動が本質的に非線形であることも問題を複雑化している.ここでは浮体を利用した橋梁基礎モデルとして海中係留浮体の力学的挙動および耐荷力等の解析を行なう.簡単のため浮体自体は剛体と考え,複数本のケーブルで係留した.ケーブルの解析では軸力による伸び,潮流力,浮力を考慮し,支配方程式を直接積分することにより応答を求める.上部工からの荷重はすべて浮体への外力として作用させ,基礎としての安定性を中心に解析を行なった.その結果,ケーブルに十分張力が与えられれば浮体に作用するモーメントと浮体回転の関係は,モーメント以外の外力によりそれほど影響されないことが分かった.特に問題とした潮流力による影響はまったくみられなかったが,浮体のモーメントによる沈下は非線形で外力の影響を受ける場合があり,沈下に対する規定量が決められば,浮体はモーメントに対して線形バネとして扱うことが出来ることが明確になった.本年サブマ-ジドフロ-チング基礎の最も基礎的なモデルとして考えたのは,4本のケ-ブルで係留された球状浮体であり,その浮体は簡単のため剛体とした。したがって最も重要な力学要素はケ-ブルであり,そのケ-ブルの流体力および浮体からの外力に対する応答の伝達がまず研究対象であった。ケ-ブル方程式は真空中ならば既に厳密に定式化されており,解もカテナリ-と呼ばれている。ここではそれに流体力と浮力を考慮した支配方程式を導く必要があったが,従来浮力はケ-ブルそのものを水中重量を有するもので置き換えることによって考慮されていた。これが,今年度の研究で危険側の算定になり得ることを解明した。したがって,水中重量を有するカテナリ-解と,厳密に浮力を考慮した場合の解の差異は,特に長いケ-ブルが水深の大きい場所に用いられた場合に大きくなることを示すことができた。この解析結果を基に,基礎として用いた場合の第一主要荷重である浮体の鉛直外力に対する耐荷力を,浮体の沈下曲線から定義し,それを基準外力として,ケ-ブル自体に作用する流体力・浮力,浮体に作用する流体力・浮力,浮体に作用する外力の7つの要因を変化させケ-ススタディ-を行うための数値解折式を誘導した。数値解析上の効率は当面の目的ではないので,単純にケ-ブルの係留点と浮体とを端点とする2点境界値問題として定式化し,繰り返し法によって非線形1階常微分方程式を数値解析した。その結果,ケ-ブルについては流体力や浮力そのものよりも張力が剛性に対する第一要因であり,予め与えられるべきケ-ブルプレテンションが設計においては非常に重要なパラメ-タであることを示唆することができた。また浮体については,潮流力等の流体力も重要な要因であることが明らかになった。今後はケ-

ブル張力を中心として,この構造の剛性・安定性の評価を行う必要がある。前年度の基礎的な数値解析に基づき,実際の4本のケーブルで球体の浮体が係留されている場合の抵抗について検討した。ケーブルは最も一般的なプロポーションと強度を有し,その公称強度に相当するだけの浮力を4本のケーブルに与えるべく,適切に設定された大きさの鋼製球状の浮体を係留した。ケーブルとの相対的な関係から浮体は剛と仮定し,ケーブルは3次元の自由度を有する伸長可能な弦として取り扱った。浮力も局所的なつり合いによる厳密な取り扱いをし,形状決定に影響を及ぼす形で定式化に組み込んだ。ただし,ここでシミュレーションしているように強度比から考察して十分な大きさの伸長力を与えられたケーブルにおいては,浮力の影響は比較的少ないものと考えられる。また,鋼製ケーブルを例として用いたため,伸長も無視しうる程度であった。ここで対象としているような浮体基礎の場合,最も支配的な外力である直接の鉛直荷重に対する抵抗は,2本のケーブルの場合と同様,終局耐力の90%近くまで線形を示した。また,潮流力をモデル化した水平力に対しても,係留の足とその潮流の向きとの関係は多少影響するものの,現実に容認されるであろう浮体の変位・回転量の範囲内であれば,線形の抵抗則で近似できることが明らかとなった。また,浮体基礎を転倒させるようなモーメント外力を近似的に扱い,浮体を強制回転させるために必要な外力と回転量とで,回転抵抗を検討したが,これについても現実的な変位量の範囲内では,線形抵抗で十分近似できることが明らかとなった。ねじれ抵抗に至っては,ほぼ完全に線形と考えてよい。今後はより実際に近い外力条件に対する抵抗則と安定規準について検討する必要がある。前2年度にわたって行ってきた基礎的な数値解析の結果をもとに、上部構造・浮体・ケーブルの複合された完全系構造体に対する潮流および波浪の影響に関する検討を行った。4本のケーブルで係留された浮体を,長径間橋梁構造のための水中基礎として用いた場合,上載荷重の作用および潮流の影響を受ける場合の転倒モーメント等に対する抵抗剛性を,幾何学的非線形性を考慮した微分方程式を直接積分する方法で評価した.ここでは長径間の上部構造で最も起こることが懸念されるねじり変形,浮体に対しては回転運動を想定し,その発生量を把握するとともに,これに対して最も効果的なケーブル定着角度を検討している.また,浮体を十分に大きくすることによって大きな浮力を持たせ,各ケーブル張力を高く維持する限り,構造系の変形挙動をほぼ線形にすることが可能であるため,サブマージドフローチング基礎の設計法も比較的容易に確立できると考えられる.
サッケード及び滑動性眼球運動制御における大脳-小脳連関の役割

小脳は単に運動だけでなく様々な認知に関連した脳の高次機能に関与している可能性が報告されているが、小脳から大脳連合野への投射の有無とその経路についての知見は少ない。小脳障害の病態生理を考える時、小脳から直接脳幹に行く経路と、小脳から大脳を介する経路のそれぞれの果たす役割を分離して考えることが必要であるが、小脳から大脳の眼球運動関連領野への投射の有無、逆に大脳連合野から投射を受ける小脳皮質部位についても一部しか明らかでない。本研究の目的は、サルの小脳から前頭葉眼球運動関連領野へ入力の有無を層別電場解析で明らかにすることである。本年度は、サッケードとsmooth pursuitを訓練したサルを用い、ユニット記録及微小電流刺激を行い、前頭眼野の眼球運動関連領野を同定した。弓状溝の前部のarea 8にサッケード関連細胞が、弓状溝をまたいで棘のまわりにsmooth pursuitに関連する細胞が見いだされた。これらの部位に記録電極を置き、同一サルの麻酔下で、小脳核のうち室頂核、中位核と歯状核の系統的な微小電流刺激を行い、前頭眼野の大脳眼球運動関連領野から誘発電位をマップした。大脳表面から反応がとれる場合、area 6への小脳投射による反応と前頭眼野の眼球運動関連領野への投射による反応との区別が極めて難しい。そこで、反応がある部位では、層別電場電位の解析を行った。刺激効果を調べた小脳核のうち、室頂核から前頭眼野への投射の存在を示唆する結果が得られたが、中位核、歯状核の刺激では、area 6に大きな誘発電位が生じるため、前頭眼野内に見られる小さな電位が意味ある投射かを明らかにするためには、さらに詳細な分析が必要となり、現在その解析を行っている。
口腔癌における腫瘍関連マクロファージによる抗癌剤耐性機序の解明

口腔扁平上皮癌の化学療法ではしばしば耐性獲得が問題となることから、抗がん剤耐性獲得機序における腫瘍関連マクロファージ(TAM)の関与について検討した。その結果、TAMが分泌するエクソソームは、株化口腔扁平上皮癌(OSC)細胞に取り込まれた後、OSC細胞の増殖能を促進するとともに、抗がん剤により誘導される細胞周期の阻害、アポトーシスを抑制することにより、抗がん剤感受性を低下させることが明らかとなった。【緒言】抗癌剤耐性獲得機序の一つに、治療に用いる抗癌剤の多くが抗腫瘍免疫を抑制することが関与している。近年、慢性炎症により腫瘍組織に浸潤した腫瘍関連マクロファージ(TAM)が、抗腫瘍免疫を抑制するのみならず、癌細胞の浸潤や転移、血管新生を促進して、癌の悪性進展を促進していることが明らかとなってきている。そこで、口腔扁平上皮癌に浸潤しているTAMに対する抗癌剤の影響を明らかにすることにした。【方法】口腔扁平上皮癌症例3例の生検組織および化学療法施行後の手術材料を用いて、がん組織に浸潤するマクロファージ(TAM)の細胞数と局在を明らかにするため、抗CD68抗体および抗CD163抗体を用いて免疫染色を行い、化学療法の効果との関連について検討した。【結果】口腔扁平上皮癌症例3例の生検組織において、腫瘍間質の癌胞巣周囲にTAMと思われる抗CD68および抗CD163抗体で染色される細胞が散在しており、その数は正常粘膜と比較して有意に多かった。一方、5-FUを主体とした化学療法施行後の組織においては、化学療法が奏功した1例ではTAMはほとんど認められなかった。一方、化学療法が奏功しなかった2例のうち1例において、腫瘍間質におけるTAMの増加が認められた。【結論】以上のことから、口腔扁平上皮癌の抗癌剤に対する耐性獲得機序にTAMの浸潤が関連している可能性が考えられた。【目的】口腔扁平上皮癌において、癌組織の低酸素微小環境に浸潤しているTAMが、抗癌剤の抗腫瘍効果にどのような影響を及ぼすのかを明らかにする。【方法】マクロファージ様細胞株(THP-1)細胞をPMAで24時間処理した後、さらに24時間、IFN-γ+LPS処理にてM1マクロファージへ、IL-4+IL-13処理にてM2マクロファージへ分化させた後に培地交換を行い、通常のcompleteDMEMに戻してさらに24時間正常酸素濃度(20% O2)と低酸素濃度(1% O2)で培養を行い、それぞれの培地を回収した。当科で樹立した口腔扁平上皮癌細胞株OSC-4を正常酸素および低酸素濃度で培養したそれぞれのM0、M1、M2培地存在下に抗がん剤(5-FUおよびCDDP)で処理し、OSC-4細胞の増殖能に及ぼす影響についてWST-1アッセイを行った。【結果】THP-1細胞において、IFN-γ+LPS処理によりM1マーカーであるCD11c、CD80の発現が亢進し、一方、IL-4+IL-13処理によりM2マーカーであるCD163、CD206の発現が誘導されることをフローサイトメトリーにて確認した。低酸素濃度のM0、M1、M2培地はそれぞれOSC-4細胞の増殖を促進したが、中でもM2培地によるOSC-4の増殖促進効果が顕著であった。5-FU、CDDPは共に濃度依存性にOSC-4細胞の増殖を抑制したが、M1培地により抗がん剤による抗腫瘍効果は増強され、一方、M2培地により抑制された。以上のことから、M1マクロファージは口腔扁平上皮癌の抗がん剤感受性を正に、M2マクロファージは負に制御している可能性が示唆された。本年度予定した研究計画は遂行できていると判断したため【目的】口腔扁平上皮癌の化学療法ではしばしば耐性が問題となるが、耐性獲得機序の一つに抗癌剤による抗腫瘍免疫の抑制が関与している。近年、腫瘍組織に浸潤した腫瘍関連マクロファージが癌の悪性度を増強することが明らかとなってきているが、その機序については十分に明らかにされていない。そこで、マクロファージ分泌エクソソームが株化口腔扁平上皮癌(OSC)細胞の抗癌剤感受性に及ぼす影響について明らかにすることにした。【材料および方法】ヒト単球様細胞株THP-1をPMAの存在下に培養してマクロファージに分化させた後、培養上清を回収するとともに培養上清よりExoquick-TCTMを用いてエクソソームを分離した。その後、5-FUの存在および非存在下にOSC細胞を培養上清あるいはエクソソームを含む培養液で培養後、OSC細胞の増殖・アポトーシスに及ぼす影響をWST-1アッセイおよびAnnexin-V/PI染色によるフローサイトメトリー法を用いて検討した。【結果】THP-1の培養上清およびTHP-1由来エクソソームは濃度依存的にOSC細胞の増殖を促進した。さらに、5-FUに対するOSC-4細胞の感受性は、THP-1の培養上清およびTHP-1由来エクソソーム添加により低下した。一方、5-FU処理により誘導されるOSC-4のアポトーシスはTHP-1培養上清およびエクソソームの添加により抑制された。以上のことから、腫瘍関連マクロファージ由来エクソソームはOSC細胞の抗癌剤感受性を低下させる可能性が示唆された。

口腔扁平上皮癌の化学療法ではしばしば耐性獲得が問題となることから、抗がん剤耐性獲得機序における腫瘍関連マクロファージ(TAM)の関与について検討した。その結果、TAMが分泌するエクソソームは、株化口腔扁平上皮癌(OSC)細胞に取り込まれた後、OSC細胞の増殖能を促進するとともに、抗がん剤により誘導される細胞周期の阻害、アポトーシスを抑制することにより、抗がん剤感受性を低下させることが明らかとなった。症例数が十分でないため、やや遅れていると評価した。他の抗がん剤による効果を検証するとともに、SCIDマウス舌に高転移細胞株SAS-L1細胞を移植し、各種抗癌剤で処理しTAMの腫瘍間質における浸潤数とともに、癌のgrowthやリンパ節転移に対する影響を免疫組織化学的に比較検討する。口腔外科口腔扁平上皮癌の症例数を増やすとともに、予後(再発、後発リンパ節転移の有無)、5年生存率、無病生存率との関連についても検討する。