hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
物性物理学と神経科学の融合による確率的神経回路網モデルの再構築と画像認識への応用

申請者は前年度の研究内容「(a)新潟大学医学部との共同研究で得られた猿の脳活動データを使って生体ニューラルネット(以下NN)の時間方向の挙動をとらえる」および「(b)物性物理学の方法論を用いて,NN全体のふるまいを確率的に捉えた新しいNNモデルを導出する」の結果を元に発案した手法を,コンピュータビジョン分野のトップ会議であるCVPRのポスターセッションで発表した.次に,申請者は研究内容「(c)生体NNに比肩する規模の人工NNを構築する」および「(d)人工NNを一般画像認識の問題に対して応用する」を実施するため,大規模なBMを百万枚規模の自然画像を用いて学習させることを試みた.学習を効率化することで得られたモデルが従来のNNと比較してどのような精度を達成しているのかを確かめるため,申請者はまずCNNを用いた学習の方法論を習得する必要があると考えた.そのため,申請者は東京大学大学院相澤・山崎研究室の後期博士課程3年(現在は卒業)の松井勇佑氏と共同研究を行い,その成果をメディア情報処理分野のトップ会議であるSIGGRAPH Asiaに発表した.これらの研究成果を用いて,本提案手法で学習した大規模なBMを従来のフィードフォワード型のNNと比較したところ,現時点においてはあまり良好な結果は得られていないものの,今後の研究如何では同等程度あるいはそれを上回る可能性も充分あると考えられる.また,この研究で得られた提案手法(高速かつ高精度にMRFを学習させるための方法論)は条件付き確率場を含む幅広いモデルに対して適用できる方法論である.そのため,今後は本提案手法をMRFの別の問題に対して応用することで新しい成果を挙げる方向性と,BMモデルを効率的に学習させるためのより洗練された方法論を提案することで本研究課題を推進する2つの方向性で,研究を実施する所存である.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画書に記述した研究内容「(a)新潟大学医学部との共同研究で得られた猿の脳活動データを使って生体ニューラルネット(以下NN)の時間方向の挙動を捉える」および「(b)物性物理学の方法論を用いて,NN全体のふるまいを確率的にとらえた新しいNNモデルを導出する」の内容を実施した.はじめに,猿の生体NNの挙動が従来のフィードフォワード型のNNにはない非同期的なフィードバック構造を持つことを確認し,これを元に生体NNの非同期性とフィードバック構造をモデリングした新しいモデルを構築することを試みた.その際に,これらの構造を取り入れたモデルが部分的にマルコフ確率場(以下MRF)と呼ばれる確率モデルで表現できることを確認した.MRFモデルを用いた確率的なNNモデルはボルツマンマシンをはじめこれまでに複数提案されているものの,パラメータ数の増加に従い学習が困難になる欠点があった.この理由の一つとして,大規模なMRFモデルの効率的な学習方法が依然として確立されていないことが挙げられる.この問題に対処するため,申請者は大規模なMRFモデルを効率的に学習するための,新しい学習理論を提案した.具体的には,申請者の提案手法は大規模なMRFモデルを直接学習させるのではなく,これを擬似的に再現した小規模なMRFモデルを構築し,その学習結果を元の大規模なMRFの初期値とする.実験を通して,申請者は本提案手法が性能を同程度に保ったまま,従来手法の数十倍の早さで効率的に学習を行える方法論であることを実際に確認した.申請者はこれらの成果をまとめコンピュータビジョンのトップ会議であるIEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)に投稿した結果,採択された.本研究は今年の6月に発表予定である.申請者は前年度の研究内容「(a)新潟大学医学部との共同研究で得られた猿の脳活動データを使って生体ニューラルネット(以下NN)の時間方向の挙動をとらえる」および「(b)物性物理学の方法論を用いて,NN全体のふるまいを確率的に捉えた新しいNNモデルを導出する」の結果を元に発案した手法を,コンピュータビジョン分野のトップ会議であるCVPRのポスターセッションで発表した.次に,申請者は研究内容「(c)生体NNに比肩する規模の人工NNを構築する」および「(d)人工NNを一般画像認識の問題に対して応用する」を実施するため,大規模なBMを百万枚規模の自然画像を用いて学習させることを試みた.学習を効率化することで得られたモデルが従来のNNと比較してどのような精度を達成しているのかを確かめるため,申請者はまずCNNを用いた学習の方法論を習得する必要があると考えた.そのため,申請者は東京大学大学院相澤・山崎研究室の後期博士課程3年(現在は卒業)の松井勇佑氏と共同研究を行い,その成果をメディア情報処理分野のトップ会議であるSIGGRAPH Asiaに発表した.これらの研究成果を用いて,本提案手法で学習した大規模なBMを従来のフィードフォワード型のNNと比較したところ,現時点においてはあまり良好な結果は得られていないものの,今後の研究如何では同等程度あるいはそれを上回る可能性も充分あると考えられる.また,この研究で得られた提案手法(高速かつ高精度にMRFを学習させるための方法論)は条件付き確率場を含む幅広いモデルに対して適用できる方法論である.そのため,今後は本提案手法をMRFの別の問題に対して応用することで新しい成果を挙げる方向性と,BMモデルを効率的に学習させるためのより洗練された方法論を提案することで本研究課題を推進する2つの方向性で,研究を実施する所存である.研究計画書に記述した研究内容(a), (b)のいずれにおいても申請者は当初の予定通りに実施した.

具体的には,現状のMRFに関する問題点を明らかにし,それを解決するための方法論を新しく提案した.これらの成果をまとめ,コンピュータビジョンのトップ会議であるCVPRに投稿した結果,その方法論が十分有意義であると認められ,実際に採択された.27年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画書通りに,研究計画(c)の内容を実施する.具体的には,昨年度に申請者が提案したMRFの学習に関する方法論を用いて,生体NNに比肩する規模の人工NNを構築し,これらのふるまいを観察,生体NNの時系列データと照合することで,本研究で実現する人工NNを評価するとともに,神経学の従来の方法論では得られない生体NNの詳細なふるまいを明らかにする.次に,研究計画(d)の内容を実施する.具体的には,(c)で得られた人工NNを一般画像認識の問題に対して応用することで,従来手法を超える認識精度をもつ物体認識システムを新しく開発する.これらの成果をまとめ,国内外の学会にて発表を行う.それと平行して,昨年度の研究成果の雑誌投稿を狙う.最後に以上の研究を総括し,博士論文の執筆に取りかかる.27年度が最終年度であるため、記入しない。
ランダム媒質中における局在現象の研究

本研究においてはまず空間にランダムに配置された障害物から反発的な長距離相互作用を受ける拡散粒子の局在を調べ,その挙動の非常に精密な記述を得た。次に京都大学の吉田伸生氏と共同でランダムな環境中での人口成長模型を考察し,かなりの一般性を持ったクラスに対して人口が指数的に増大するか絶滅するかのいずれかであることを示した。最後に日本大学の久保田直樹氏と共同で,ランダム媒質中の酔歩に対してさらにランダムな待ち時間を付与した場合に大偏差原理を示した。ます前年度から研究を行ってきたPoisson点過程に従って多項式減衰するポテンシャルを配置した放物型Anderson模型について、未解決になっていた1次元で媒質を固定した場合の解の漸近挙動を決定した。これは当初想定していたよりは微妙な問題であることが判明したが、先行する研究でこれまで使われていた"谷"の概念を、ポテンシャルの明示的な形での定義から生成作用素の固有値を用いた少し弱い形に拡張することによってその存在を示すことができ、解決に至った。またこの過程において、より重要な問題である「残っている熱量の分布」を決定するために有用と思われるいくつかの予備的な結果を得ている。次に京都大学大学院理学研究科の吉田伸生准教授と共同で、人口成長を表すある種の確率モデルの研究を行った。具体的には空間の各点の人口を無限のサイズを持つベクトルとして表したとき、その時間発展が独立同分布な無限行列をかけることで実現されるような成長模型である。本課題の主要な対象であるランダム媒質中の高分子模型の自由エネルギーが、上記のような人口成長モデルの総人口と対応することは古くから知られていたが、後者については基本的な問題が未解決のまま残されている。我々は空間構造を持たない人口成長モデルでは広く成り立つことが知られている「人口は絶滅するか指数的に増加するかのどちらかである」という事実を空間構造を持つモデルに拡張することに成功した。以上の結果についてはいずれも論文にまとめ、学術雑誌に投稿中である。まず前年度から研究を行ってきたPoisson点過程に従って多項式減衰するポテンシャルを配置した放物型Anderson模型について、その解のFeynman-Kac表現から定まる拡散粒子の軌道の空間上のGibbs測度のもとで粒子が局在していることの証明に成功した。同種の問題については、各点に配されたポテンシャルが台コンパクトの場合にのみ先行結果が存在するが、多項式程度の遅い減衰のものを考えると状況が一変することが知られている。従って局在の証明も本質的に異なった方針で行うこととなり、さらに適切なスケールで変換した粒子の法則は、先行研究とは全く異なるものに収束することまで示した。また証明の手法自体もより一般の空間相関を持つ確率場に対して適用できる可能性をもつ普遍的なものであり、これまである種の短距離相関を仮定して行われてきた放物型Anderson模型の研究に新しい方向性を提示することにもなっている。次に日本大学理工学研究科の久保田直樹氏と共同で、ランダム媒質中のランダムウォークの大偏差原理に関する研究を行った。この種の問題は近年進展が著しいが、我々の研究ではランダムポテンシャル中の拡散過程との関連を見出してランダムな待ち時間をもった状況にまで結果を拡張した点に特徴がある。さらに大偏差原理を支配するレート関数の遠方での漸近挙動を決定するなど、より精密な結果も得ている。これらの結果は既に論文にまとめて学術雑誌に投稿中である。
気候条件が土壌の有機炭素安定化メカニズムに与える影響

この研究では、熱帯に位置する乾燥が強いタンザニアとより湿潤なインドネシアにおいて、多様な気候条件などの因子が土壌有機物の分布と安定性に及ぼす影響を明らかにする(気候条件と二酸化炭素の排出との関連を解明する)。具体的には、気候要因による土壌鉱物組成と有機物蓄積の関係に基づき、土壌呼吸モデルと土壌炭素分画などの手法を用い、土壌有機物の安定性に及ぼす気候と二次鉱物の影響を明示し、また有機物の安定性を評価するため、各画分の蓄積と分解を規定する要因を解明する。
地方都市の線引き制度廃止後の土地利用変動を考慮したまちづくり手法に関する研究

研究成果の概要は次の通りである。(1)線引き制度を廃止した複数都市の郊外部と中心市街地の土地利用変動に影響を与えている要因を明らかにした。(2)対象都市のメッシュ単位の土地利用変動予測モデルを構築し、線引き制度を実施している都市に適用し、線引き制度を廃止した場合の土地利用変動についてシミュレーションした。(3)対象都市の中心市街地の低未利用地の変動実態を明らかにし、その変動要因を統計的に考察した。(4)郊外部の良好な土地利用を誘導するために戸建てコーポラティブ方式による計画策定手法を提示した。(5)対象都市の各種行政計画を知識ベースとした集約型市街地構造モデルを提示し、その有効性を評価した。今年度の研究成果については、下記の通りである。(1)線引き制度を廃止した新居浜市と西条市では、廃止当初は、開発と農地転用が急激に増加したが、平成18年から減少傾向となっている。(2)両都市の農地転用に影響を与える要因を数量化1類分析により検討した。その結果、新居浜市では、「用途地域・特定用途制限地域」、「インターチェンジまでの距離」、「人口」が影響を与えていることを明らかにした。また、西条市では、「用途地域・特定用途制限地域」、「人口」、「病院までの距離」が影響を与えていることを明らかにした。(3)数量化1類分析によるスコアを用いて、100mメッシュ内農地転用の予測値を算出した。その結果、新居浜市、西条市共に、用途地域縁辺部や幹線道路沿道等に予測値が高い地区を8地区ずつ抽出され、その地区の特徴を詳細に明らかにした。(4)上記の予測式を現状、線引き制度を運用している防府市に適用した結果、線引き制度を廃止した場合の農地転用傾向について、比較的精度の高い結果を得ることができた。(5)上記の研究手法を県庁所在都市である高松市の線引き廃止後の土地利用動向について、開発(廃止前738件、廃止後937件)、農地転用(廃止前4007件、廃止後5525件)を調査し、詳細な特徴を明らかにした。(6)農地転用に影響を与える主な要因は、「都心までの距離」、「総合病院までの距離」、「大型店舗までの距離」であることを明らかにし、農地転用の予測値が高い地区を3地区抽出し、その特徴を明らかにした。これらの研究成果は、既往研究でも指摘されていない線引き廃止後の土地利用について明らかにしたものであり、極めて希少かつ重要な結果である。今年度の研究成果は、下記の通りである。(1)県庁所在都市である高松市の線引き廃止後の土地利用動向について、昨年度調査した開発および農地転用データに関して、現地調査を通して精緻化し、詳細な特徴を明らかにした。その結果から数量化I類分析を行い、農地転用に影響を与える主な要因を明らかにした。(2)現在、線引き廃止が議論されている島根県松江市の開発(599件)、農地転用(1126件)データを整理し、その概要と空間的特徴を明らかにした。さらに、数量化I類分析により農地転用に影響を与える主な要因を明らかにした。(3)高松市の数量化I類分析で得られた予測式を松江市に適用し、線引き制度を廃止した場合の農地転用について、その傾向を考察した。(4)線引きを廃止した新居浜市、西条市、高松市における中心市街地の低未利用地に関して、1980年から2010年までの5年間隔で位置、面積、接道条件等の特徴について明らかにした。また、低未利用地化が進行する主な要因を考察した。(5)郊外部の良好な住宅開発を支援する戸建てコーポラティブ住宅開発計画支援ツールを開発し、試験的にS市で適用して改良点等を考察した。。(6)線引き、非線引き都市が隣接する広域都市エリアにおいて、2010年から2060年までの人口予測と人口分布予測を行い、その傾向を明らかにすると共に、行政計画に伴う計画をエキスパートシステムの考え方に基づき推論し、集約型都市構造モデルの検証を行った。(1)県庁所在都市の高松市の線引き廃止後の土地利用動向について、これまでの調査を総括し、農地転用に与える要因の精度を上げるため、地形(傾斜度)、標高をデータに加え高松モデルとして線引き廃止後の開発ポテンシャルモデルを構築した。(2)線引き廃止都市である、高松市、新居浜市、西条市の農地転用影響要因を比較考察した上で、非線引き継続都市である宇部市、山口市の農地転用影響要因と比較考察し、その違いを明らかにした。(3)線引き廃止に関する議論が行われた松江市に関して、昨年度に引き続き開発、農地転用動向を調査し、その影響要因を明らかにした。さらに、高松モデルを松江市に適用し、線引きを廃止した場合の開発予測マップを提示し、空間的特徴を整理した。

(4)県境を跨ぐ松江、米子都市圏の広域土地利用を調査するため、松江市に隣接する非線引き都市の出雲市の開発、農地転用動向と影響要因を明らかにした。その上で、米子市の農地転用データを整理し、空間的分布を指摘した。(5)高松市の将来人口予測を100mメッシュ単位で行い、50年後の人口分布を示した。その上で、高松市の線引き廃止後の都市計画基本方針(各種行政計画)を知識ベースとして整理し、エキスパートシステムの理論を活用し、メッシュ単位での集約型都市構造モデルを試験的に構築した。(6)線引き制度運用がCO2排出量に及ぼす影響要因について、線引き都市と非線引き都市が隣接する山口防府都市圏で検証した。(7)線引き制度との関係で中心市街地の再生手法について考察を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。都市計画26年度が最終年度であるため、記入しない。現地調査及びデータ収集共に概ね順調に進んでいる。一部、データ収集が完了していない部分があるが次年度、行政との協議を踏まえて対応する予定である。また、海外事例の資料収集が完了していないが次年度、対応可能1である。一部、データ収集(農地転用および開発に関するデータ)が完了していない部分があるが次年度、行政との協議を踏まえて対応する予定である。また、マスタープランに基づく人口集約モデルを検討した上で郊外部の土地利用方針を検討する流れとしており、この点で少し時間を要している。また、スプロール化や郊外部の土地利用コントロールに関して考察するための海外事例の資料収集が完了していないが次年度、対応可能である。概ね研究計画通り進んでいるので、当初計画通りに研究を進めていく予定である。次年度へ積み残した課題については、行政との協議等を踏まえて対応する予定である。概ね、研究計画通り進んでいるので、当初計画通りに研究を進めていく予定である。また、学会等へ論文投稿の準備を進めていく。海外事例の収集について、日程調整と国内で行う事前調査が遅延したため、海外調査が実施できなかった。また、フィールド調査用のパーソナルコンピューターの購入がデータ収集の次期とずれが生じたため購入できなかった。この2点については、次年度に繰り越し、当初計画通り実施することとしている。また、フィールド調査用のパーソナルコンピューター、GISソフトの購入がデータ収集の次期とずれが生じたため購入できなかった。また、謝金支出を抑えた。今年度において、海外事例の調査を実施すると共に、一部、国際会議の参加経費に充当することを考えている。また、最終年度のため、データ整理、とりまとめ等に関する謝金支出を考えている。
昆虫翅型多型の生態遺伝学的研究

移動多型,翅型多型をもつイネ害虫,イチモンジセセリ,及びヒメトビウンカを用いて,種内多型の生態学的属性と,多型の遺伝的背景について研究した。イチモンジセセリ成虫は年3世代繰り返すが,世代間に日長支配の多型があり,第2世代成虫が移動することを知られている。この研究で多型間の飛翔能力や産卵前期間,産卵数を比較したところ,第2世代以外に越冬世代成虫も移動性を有することを分かった。第1世代成虫には移動性は見られない。このことから越冬世代が春に北東へ,第2世代成虫が秋に南西方向へ往復移動する可能性を示された。ヒメトビウンカの翅型(長翅型,短翅型)の遺伝的背景を知るために翅型選抜した系統を作り,交配実験を行った。その結果,翅型は遺伝的に決まるが,メンデル型ではなくポリジ-ンによること,閾値形質を仮定した量的遺伝モデルに良く適合し,最少遺伝子座は2.07と推定された。選択と反応から推定した長翅型に関する実現遺伝率は0.36となった。ヒメトビウンカには雌,雄成虫共に体色変異がみられるがこの形質も遺伝的であることが明らかになった。但し,雌と雄の体色は相互に独立である。さらに体色は密度依存的に暗化すること,特殊な体色の組み合わせ選択によって,通常生じ難い短翅型が雌,雄共に高率に得られることから体色と翅型は相互に関連した形質である。ヒメトビウンカを短日,高温で飼育すると一部の個体の幼虫の発育が遅延する。この発育日長感受性も遺伝的であり,且つ密度依存的であった。さらに,日長感受性は翅型とも関連しており,長翅型で遅延個体の割合が高まる。これらの事実から翅型,体色,日長感受性には共通した遺伝機構があり,それは内分泌(幼若ホルモン)支配の遺伝機構ではないかと推測した。翅型多型をもつイネ害虫ヒメトビウンカ,ウンカ・ヨコバイ類の天敵カタビロアメンボ類3種ケシカタビロアメンボ,ホルバ-トカタビロアメンボ,キュウシュウカタビロアメンボを翅型に関して選抜を加えたところ,長翅型(有翅型)及び短翅型(無翅型)系統を得ることができた。これらの系統の交配実験により得られた翅型率のデ-タを1遺伝子座2対立遺伝子を仮定したモデルに当てはめたところ適合せず,閾値形質を仮定した量的遺伝モデルに良く適合した。以上より,これら昆虫の翅型はポリジ-ン支配による量的遺伝形質であると推定された。量的遺伝モデルへの当てはめによって得られたパラメ-タ値を用いて遺伝率を推定したところ,ヒメトビウンカで0.81となった。一方選抜実験デ-タを用いて推定された実現遺伝率はヒメトビウンカの短翅で0.27,長翅で0.36となった。ホルバ-トカタビロアメンボの遺伝率は長翅で0.48,短翅で0.56となった。従来ウンカ類やカタビロアメンボ類の翅型は生息密度や餌条件など環境要因によって決定されると考えられていた。しかし上記の結果は翅型決定に遺伝的機構が関与することが明らかになった。ヒメトビウンカでは閾値形質を持つポリジ-ン支配の量的遺伝形質であるが,関与する最少遺伝子座は2.07と推定され比較的少数の遺伝子座が関与していると推察された。

しかし同じ遺伝子型であっても密度の違いによって翅型率が異なることから,遺伝的機構は直接翅型を決定するのではなく翅型発現にかかわる内分泌機構の密度依存的反応性を支配すると考えられた。本補助金で購入した昆虫飛翔装置一式は長(有)翅型の飛翔力の測定に,またマイクロ遠心機と超純水装置は翅型間の代謝特性の比較実験に用いられた。この他ヒメトビウンカやカンシャコバネナガカメムシの休眠性や体色と翅型間の遺伝的相互関係,イチモンジセセリの飛翔多型の生理的形質の比較等の研究を行っている。翅型二型を持つイネ害虫ヒメトビウンカの体色変化,幼虫発育期間の日長感受性を支配する遺伝的機構及び翅型発現性との相関を調べた。ヒメトビウンカ短翅雌成虫には白,黒,中間色の体色変異があり,雄成虫には長短翅とも小楯板に白条のあるものと無いものがある。これらの体色に関する交雑実験の結果,体色変異は遺伝的に決まっているが,雌雄間では体色変異は独立していることが分かった。また体色に関する選抜実験の結果,雌では選抜第1世代目から,また雄では第5世代目以降明瞭な分離がみられた。さらにこれら体色別の選抜系統の内雌を白,又は黒とした組み合わせでは雌の体色を選ばなかった組み合わせに比べ,短翅率が著しく高まった。雄では,翅型選抜を行っても通常翅雄は殆ど出現しないが,黒雌×条雄の組み合わせで短翅雄率が著しく高まった。ヒメトビウンカの幼虫は短日,低黒下で休眠に入るが,短日高温下においても一部の個体の発育が著しく遅延する。この短日下における発育の日長感受性の異なるものに関して交雑実験を行ったところ,この性質は遺伝的であることが分かった。さらに15世代以上翅型に関して選抜した系統の日長反応性を調べたところ長翅系統で発育遅延個体が高率に現れることが分かった。さらに体色,日長反応性と幼虫期の密度の関係を調べたところ,体色は高密度で黒化し,発育遅延率も密度に依存して高まるとしう,翅型密度反応と類似した傾向がみられた。以上より,翅型,体色,日長反応性の形質は共通の生理的制御機構により支配されていると考えられ,幼若ホルモンが関与している可能性が示唆された。
慢性偽性腸閉塞症に対する新規減圧治療法の確立

慢性偽性腸閉塞症は、腹部膨満や嘔気、低栄養状態など長期間にわたって来す難病である。主な治療は拡張した腸管の持続的な減圧だが、従来の方法(経鼻イレウス管)では咽頭痛など患者苦痛が強く、減圧中は入院が必要である。今回は胃瘻の瘻孔からチューブを小腸に留置し、経皮的に腸管減圧が可能な治療法(PEG-J)を考案し、その有用性を検討した。その結果、PEG-Jは自覚症状の改善、栄養状態の改善に大きく貢献することが示された。PEG-Jは従来の方法よりも患者苦痛が少なく、また自宅で可能な新規減圧治療となりうるものと考えられる。慢性偽性腸閉塞(CIPO)は重篤かつ生涯にわたりそのQOLを低下させ、時に死に至る難治性疾患である。しかし疾患認知度が低く明確な診断基準が存在しないなどの理由で正確な診断がなされず不適切な管理を余儀なくされた患者も多かった。我々はこの現状を憂慮し世界で初めて明確な診断基準を提唱し、さらにシネMRIという新たな診断モダリティを確立してきた。その成果が評価され、本疾患は平成27年度より新規「難病」に認定されることとなったが、一方で本疾患の消化管減圧治療は未だ確立されておらず、従来のイレウス管療法では患者苦痛が強く、また長期入院を強いられる患者も数多い。本研究では、患者苦痛が少なく在宅治療が可能なPEG-J減圧療法の治療効果を科学的に証明することを目的としている。平成27年度はPEG-Jチューブ療法の有用性のpilot studyをおこなった。現時点でPEG-J患者が7例集積され、1有症状日数、2栄養状態(Alb値、BMI)、33次元CTによる小腸容積、をエンドポイントとしてPEG-J介入前後で比較した。中間解析の結果としては、治療後は治療前に比べて3は統計的有意差が得られていないが改善傾向である。稀少疾患のため症例数が少ないが、今後症例数を集積することで統計学的有意差が得られる可能性があると考える。一方で、12に関しては、主観的指標である有症状日数は有意に減少し、また栄養状態の客観的指標であるAlb値、BMIは有意に上昇している。状態有意差をもって改善傾向が認められている。慢性偽性腸閉塞症(CIPO)は非常に重篤な難治性疾患であるが、同時に極めて稀少疾患でもある。その中、全国各地から症例が集積され、PEG-Jの適応を見極め、現時点まで比較的安定して症例が集積されている。現時点では7例であるが、概ね順調な経過と言える。慢性偽性腸閉塞(CIPO)は重篤かつ時に死に至る難治性疾患である。我々世界で初めて明確な診断基準を提唱し、さらにシネMRIという新たな診断モダリティを確立、その成果が評価され、本疾患は近年新規「難病」に認定されることとなったが、一方で本疾患の治療は未だ確立されていない。減圧治療が有用であることはこれまでの既存の報告から確実ではあるが、従来の方法(経鼻イレウス管)では咽頭痛などの患者苦痛が強く、また入院管理を必要とするものである。本研究では、患者苦痛が少なく在宅治療が可能な経皮経胃ろう的空腸瘻チューブ(PEGーJチューブ)減圧療法に着目し、これを「新規治療法」として確立することを目標とする。平成28年度は、PEGーJチューブの有用性の前向き検証を行った。計7例に対してPEGーJ前後での栄養状態(BMIやアルブミン値)、腹部症状を有する日数、小腸内体積を前向きに検証し、治療の有用性、および有害事象の有無を評価した。結果としてBMIやアルブミン値などの栄養状態は有意に改善し、腹部症状を有する日数も有意に減少した。一方で小腸内体積は減少傾向はあるものの、明らかな有意差は得られなかった。化学性皮膚炎や逆流性食道炎が見られたが、いずれも保存的に改善しうる軽度なものであった。主観的にも客観的にも改善することが示された。このため在宅で可能な新規減圧治療法として確立しうるものと考えられた。これらの結果は第71回日本大腸肛門病学会学術集会、13回日本消化管学会総会学術集会で主題発表し、良好な評価を得た。平成28年度中に、一度pilot studyの成果を論文化する。PEG-Jチューブの有用性が科学的に実証された後は、より大規模で、かつ我々がこれまで報告してきた非侵襲的な評価方法であるシネMRIを用いて、小腸蠕動評価を治療前後で比較し、前向きに、より客観的にPEG-Jの減圧の有用性を評価したい。

自覚症状の改善、栄養状態の改善、客観的な画像所見(シネMRIや3次元CTなど)の改善が前向きに示されれば、新規治療法として確立できるものと考える。消化管機能性疾患
マテリアルフロー分析を組み込んだ栄養塩管理方策の評価手法の開発

農業、畜産業や水産業(養殖)における食品の生産およびその消費に伴う窒素のマテリアルフロー分析を実施し、流域における栄養塩管理方策の包括的な評価手法を確立した。さらにタイ国チャオプラヤ川下流域を対象地域として適用し、下水道の導入や栄養塩の循環利用による汚濁負荷発生へ与える影響や、マテリアルフロー全体に与える影響を推定した。公共用水域の水質改善にむけてさまざまな取り組みが行われてきたが、湖沼や内湾などの閉鎖性水域では環境基準の達成率は依然低い状況にあり、その原因となる栄養塩(窒素、リン)に対しての更なる対策が必要な状況である。対策による効果や影響を事前に評価するために、集水域からの汚濁負荷を推定し、閉鎖性水域における水質シミュレーションを実施する必要がある。しかしこれまでの水質シミュレーションでは、そもそも社会全体として栄養塩の環境への排出をできるだけ小さくするような対策は考慮できない。このような対策や社会経済の変化による影響を評価するためには、流域全体の栄養塩のフローを解析し、さまざまな対策を実施した結果そのフローが変化したことにより、どのように水系への排出汚濁負荷が変化するのかを推定する必要がある。マテリアルフロー分析(以下、MFA)は、地域スケールでの栄養塩を対象とした解析にも利用されているが、個々のフローの推計精度が十分とは言えず、特に栄養塩の発生源として重要と考えられる農地のマテリアルフローの解析に課題を残していた。そこで、タイ国チャオプラヤ川下流域において農業、畜産業や水産業(養殖)における食品の生産およびその消費に伴う窒素のMFAを実施した。特に、農地については、現地で得られる情報と文献情報を組み合わせて、代表的な作物の特性を考慮した評価を試みた。この地域は、首都バンコクといった都市域、周辺の農業地帯、および臨海部の水産養殖が盛んな地域を含んでいるが、環境への排出量全体では水産養殖が主要な構成要素であったが、水系への直接的な排出という点では、生活排水、畜産排水なども重要であることが示唆された。一方、算出された結果の精度については、用いたデータや仮定によるばらつきも大きいものと予想された。今年度は昨年までに開発したマテリアルフローモデルについて、食品製造業などの構成要素を加え、チャオプラヤ流域内での小流域ごとの窒素負荷の排出特性について考察を行った。さらに将来シナリオとして、生活排水を下水道で処理する下水処理普及シナリオと、畜産排水や養殖場の排水の農地還元を行う窒素再利用シナリオを設定し、これらのシナリオにより流域の窒素フローがどのように変化するかについて考察を行った。その結果、両方のシナリオを組み合わせたケースで、流域からの水系への窒素負荷が30%程度削減されることがわかった。公共用水域の水質改善にむけてさまざまな取り組みが行われてきたが、湖沼や内湾などの閉鎖性水域では環境基準の達成率は依然低い状況にあり、その原因となる栄養塩に対しての更なる対策が必要な状況である。対策による効果や影響を事前に評価するために、集水域からの汚濁負荷を推定し、閉鎖性水域における水質シミュレーションを実施する必要があるが、これまでの水質シミュレーションでは、そもそも社会全体として栄養塩の環境への排出をできるだけ小さくするような対策は考慮できない。そこで本研究では、タイ国チャオプラヤ川下流域において農業、畜産業や水産業(養殖)における食品の生産およびその消費に伴う窒素のMFAを実施した。今年度は昨年度までに開発したマテリアルフローモデルをどのように栄養塩管理の手法として利用していくかについて検討を行った。まず、最終消費項目ごとの窒素の帰属排出量の算出を試みた。その結果、域外消費に対する帰属排出量が流域からの排出量の32%と、域外消費による負荷が無視できないことが分かった。

また、流域全体からの窒素排出負荷量に対する下水道施設に流入する窒素負荷量の比率、および下水道施設で除去された窒素量との比率をそれぞれ、流域からの窒素負荷削減に対する下水道貢献ポテンシャル、下水処理貢献率と定義し、これらを推計した。昨年度検討したシナリオにあてはめた結果、資源循環への貢献ポテンシャルは大きく高まるものの、ここでは窒素除去率が低いため下水処理貢献率はそれほど大きくなっていないことがわかった。窒素のマテリアルフローモデルの構築とタイ国チャオプラヤ川の適用については、当初の計画以上の早さで進展しているものの、窒素の形態別の解析については基本となる形態別の排出量等のデータの入手がうまくいっておらず、難航している。このようなことから(2)と判断する。24年度が最終年度であるため、記入しない。窒素のマテリアルフローモデルの構築は終わり、これをどのように栄養塩管理のための手法として利用できるかを示すことについて今後進めていく予定である。一方で、窒素の形態別の解析については、11.に理由を記載しているが、モデル中にどのように取り組んでいくかを見直しを行い、マテリアルフローモデル中で形態別に考慮することが重要なフローを示すようにする予定である。
藍藻産生毒素分解菌の分子育種株を用いた新規水環境修復技術の開発

本研究において、microcystin分解菌の全ゲノム解析を完了させ、様々な分子育種株を作製し、microcystin分解経路を同定とmicrocystin分解酵素群の細胞内局在の同定およびMlrA酵素がほとんどのmicrocystinアナログを分解できると推察される知見、等の重要な知見を得た。また、地域に依らず、発生現場で活用可能なこの有用細菌と有用原生動物・微小動物を用いた水環境修復技術を構築した。以上から本研究は、分子育種株を活用した水処理技術の向上の可能性を示すとともに、実際の現場で利用可能な水環境修復技術を構築するための解析ツールおよび実際現場で活用できる水処理技術を創出した。平成27年度は、当初計画の通り、microcystin分解菌Sphingopyxis sp. C-1の全ゲノム解析を完了し、原著論文として発表した。ゲノム情報は、microcystin分解酵素遺伝子の転写制御因子の同定や分子育種株の創出に資する情報である。また、microcystin初発分解酵素遺伝子mlrA欠損株に加えて、mlrB欠損株、mlrC欠損株を特異的遺伝子破壊法を用いて創出した。それら遺伝子欠損株を用いて、microcystin分解菌内におけるmicrocystin分解経路を同定し、MlrA酵素やMlrB酵素、MlrC酵素の細胞内局在について推測できる結果も得ることができた。さらに、microcystin分解菌のmicrocystin分解活性を上昇させるために、microcystin分解酵素遺伝子を挿入した分子育種株を創出しつつある。加えて、保有している有毒藍藻類捕食原生動物の18S rRNA遺伝子塩基配列を解読するとともにその共存細菌群集構造を明らかにした。共存細菌には、microcystin分解菌の報告例が多いSphingomonas属が含まれていた。同培養サンプルから得た全DNAを鋳型としたPCR法による検出においてmlrA遺伝子を検出できなかったものの、単離した共存細菌から、microcystin分解菌がいることを明らかにした。水域において、捕食微小動物・原生動物と分解菌が密接に関係していることが考えられた。有毒藍藻類捕食原生動物とセラミック担体を用いた有毒藍藻類およびmicrocystin除去を目的とした水処理装置を構築し、セラミック担体が藍藻類およびmicrocystinの効果的な除去に活用できることを見いだした。さらに、原生動物の回分培養においてセラミック担体を添加することにより、安定な培養に資するという知見も得ることができた。平成27年度当初に計画した研究計画をほぼ完了することができた。原著論文を1報掲載するとともに、掲載に向けて審査中の原著論文が1報ある。加えて、研究申請時において、平成28年度に実施予定であった一部の研究を平成27年度中に開始することができた。以上から、上記の評価とした。平成27年度に構築した分子育種の実験系を用いて、microcystin分解菌のmicrocystin分解活性を上昇させた分子育種株を創出する。これまでmicrocystin初発分解酵素のmicrocystinアナログに対する分解特性を明らかにし、microcystin初発分解酵素遺伝子がバイオマーカーとして用いられることを提案する。平成28年度から有毒藍藻類捕食微小動物と共存/共生細菌を用い、分子生物学的知見を基盤として新規水環境修復技術を適用した水処理装置の構築を開始する。水環境修復
沈従文文学の成熟と日中戦争前後の中国文壇

採用期間は4月1日より9月30日というわずか半年間であったが、先に提出した研究計画に沿って、学期中(授業期間中)は主に受け入れ機関である東京大学所蔵の中国文学関係資料を対象に調査を行い、必要に応じて随時大阪・京都・仙台等国内各機関の調査に赴くというかたちで研究活動を行った。本来ならば5月より7月の間に一ヶ月程度の中国調査を実施する予定であったが、SARSの流行という特殊事情のためこれが不可能となり、大規模な調査は夏休みに延期せざるを得なかったためである。したがって実際に中国に調査旅行に赴くことができたのは、9月5日より15日までという比較的短期間にとどまった。これはSARSの制圧宣言が出されたのを見極める必要と、また翌月より採用が内定していた大阪教育大学への引っ越しその他の準備の必要により日程の調整を行った結果である。9月の調査旅行では、北京及び上海において重慶・桂林・昆明という中国内陸都市において1930年代後半から40年代前半という抗日戦争・内戦期にかけて刊行された雑誌・新聞の所在の有無を調査した。その結果新たに得ることができた知見や発見された資料はもとより少なくないものの、重慶等内陸都市そのものに対する調査に踏み切ることができずに夏の調査旅行を終了したことは不本意であった。現在のところ研究成果は、公刊論文1本、口頭発表2回である。とくに前者の内容は、1930年代前半の沈従文の南北分断を縦断するかたちでの活動状況を解明するというものであり、北京を中心に活動していた沈従文という小説家の、南方とのつながりが解明できたと考える。これもまた私の提出した研究計画の一部に含まれるものではあるが、上記の事由によりそれ以前より継続してきた研究活動の成果に跨る部分が大きいことを申し述べておく。
アルツハイマー病及び関連疾患における精神症状・行動異常の臨床病理学的研究

アルツハイマー病、レビー小体病、前頭側頭葉変性症(FTLD)、嗜銀顆粒性認知症(AGD)などの様々な変性疾患の臨床神経病理学的研究を行った。近年FTLD-UやALSに出現するユビキチン陽性封入体の主要構成タンパク質がTDP-43であることが発見された。このTDP-43は、FTLD-Uに限らず様々な変性性認知症で認められ、特にAGDにおいては、TDP-43の異常蓄積が、AGDの病理進行過程に密接に関与している可能性が考えられた。今年度は,アルツハイマー病(AD)及び関連疾患の中で,特に嗜銀性グレイン認知症(Argyrophilic grain disease:AGD)と辺縁系神経原繊維変化認知症(limbic neurofibrillary tangle dementia:LNTD)に焦点をあてた研究を行った。LNTDは,記憶障害を中心とする高齢発症の認知症であり,神経病理学的には辺縁系に多数の神経原線維変化(NFT)をみるが,老人斑はほとんど出現しないことを特徴とする。またLNTDの脳幹部におけるNFTの出現に関しては,中脳被蓋や青斑核などADでのNFT好発部位に一致して散在するとされるが,十分に検討されていない。LNTDの脳幹部における病変を検討した結果,黒質と青斑核の神経細胞脱落はほぼ必発であった。これらの病変分布はタウ病変の分布に一致していることから,タウ蛋白蓄積との関連が考えられた。今回の結果と,高齢者で黒質にタウ病変が高頻度に見られることとの関連は,今後の検討を要すると思われた。さらに,LNTDとAGDにおけるTDP-43異常蓄積を免疫組織学的に検討した。LNTDにおいては,9例中1例(11%)のみにTDP-43陽性構造を認め,AGDにおいては,15例中8例(53%)にTDP-43陽性構造物が認められ,その分布はグレインの好発部位に一致していることから,少なくともAGDの病態にはTDP-43の異常が関係している可能性が示唆された。平成21年度は、アルツハイマー病、レビー小体病、前頭側頭葉変性症など様々な変性性認知症に関する臨床病理学的研究を行った。今年度は、レビー小体型認知症剖検脳におけるLRRK2のエンドソームコンパートメントへの局在に関して、共同演者として、第50回日本神経病理学会で学会報告を行い、その結果をJ Neuropathol Exp Neurol.に論文発表した(Higashi S et al. 2009)。LRRK2は、レビー小体病の脳幹型レビー小体に局在することは以前報告したが、その局在として、LRRK2は主にエンドソームもしくはライソソームなどの膜構造物に認められ、このことはLRRK2のレビー病変の病態機序に関連していると考えられた。また申請者はAD/ALBを一つの病理学的カテゴリーとして以前報告した(Uchikado H et al. 2006)が、AD/ALBの中でBraakが提唱したパーキンソン病のStaging Schemeに合致するものは6%であり、その他の変性性認知症におけるレビー小体の分布とはかなり異なっていた。AD/ALBのレビー小体の形成は、パーキンソン病とはあまり関連せず、アルツハイマー病理に関連していると考えられた(Dick son DW, Uchikado H, et al. 2010)。その他、青木らとの共同研究においては、那須Hakola病における灰白質病変に関する神経病理学的研究を行うなど、稀な変性性認知症に関する研究も行っている。今年度も引き続き、アルツハイマー病及び関連疾患の精神症状・行動異常を含めた臨床病理学的研究を行ってきたが、様々な関連蛋白の免疫染色に加えて、2006年秋に発見されたTDP-43の免疫染色を加えることで、新たな知見を得たが、治療薬の開発や病気の進行過程を理解する上でも重要であったと考えられた。
骨組織類似構造を有する有機―無機複合高分子ハイブリッドの開発と組織融合性

PDMSおよびTEOSを主原料とする組織結合型の有機-無機ハイブリッドの機能向上化を検討し,下記の成果が得られた。(1)TiO_2の複合化:PDMS-SiO_2-TiO_2系ハイブリッドは体液環境下でアパタイトを析出するまでには至らなかった。(2)多孔ORMOSILs:スクロース粒子をポロジェンとして多孔体が合成できた。用いた粒子とほぼ同サイズの孔が形成でき,気孔率は約90%程度であった。また,CaCl_2水溶液処理を施した試料は,擬似体液中で3日以内に表面にアパタイトを析出し良好な細胞適合性を示した。(3)コロイダルシリカ含有ORMOSILs:熱処理を施すと生体活性能を維持したまま圧縮強度および弾性率(-50°C以上)が増加した。これは熱処理によってPDMSとシリカの相互作用が高まったためだと考えられた。生体適合性が高くかつ体内で分解することが期待されるゼラチンと生体活性発現種であるシラノール基を生成可能なγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPSM)を主成分とした新規組織結合型天然高分子-シリケート系有機-無機複合材料の合成を試み,下記の成果が得られた。(1)ゼラチン-シリケート複合体:反応条件下でGPSMのエポキシ環の開裂反応がおこり,その部分がゼラチン構造中に存在するアミノ酸と相互作用することでGPSMとゼラチンはハイブリッド化していると推察された。(2)Ca^<2+>の導入:試料中にCa^<2+>を導入した試料表面上で擬似体液浸漬3日以内にアパタイトが析出した。(3)ゼラチン-シリケート多孔体:上記湿潤ゲルを溶媒置換して凍結乾燥すると多孔体が得られた。孔径は溶媒のpHや凍結温度に依存し原料組成には依存しなかった。この試料は生体活性評価や細胞適合性試験についても良好な結果が得られた。オルトケイ酸テトラエチル((C_2H_5O)_4Si),オルトチタン酸テトラエチル((C_2H_5O)_4Ti),及びポリジメチルシロキサン(PDMS:[-Si(CH_3)_2O-]_n)を出発原料に,イソプロピルアルコール(C_3H_7OH),テトラヒドロフラン(THF)及び蒸留水(H_2O)を溶媒として用い、これにカルシウム源として硝酸カルシウム(Ca(NO_3)_2)及び触媒として濃塩酸(HCl)を加え,2580°Cで撹拌しながら還流し、得られた溶液をゲル化させ、得られた複合体を40°Cにて乾燥させて試片を得た。いくつかの試片について固体^<29>Si-NMRでSi元素周囲の局所構造を調べた。生体活性評価については、擬似体液を用いたin vitro評価を行い、導入したカルシウムの試片中での分布状態よりもむしろ、ポリジメチルシロキサンモノマーの溶解が、試片表面のアパタイト形成能の有無に影響を及ぼすことがわかった。カルフォルニア大学のグループとの共同研究により合成された複合体は、これまでに報告例のないポリジメチルシロキサンを非常に多く含む組成であり、実際に機械的性質についても柔軟性に富むことがわかった。カルフォルニア大学のグループとの議論により、生体材料として応用するためには、モノマーの溶解度を抑制する還流条件の探索及び試片中に含まれるモノマーの選択的溶解のための非極性溶媒の探索も重要であることが結論された。

今後、体液環境下においてアパタイト形成能(骨組織融合能)が発現するような複合体の合成条件を追求していく。オルトケイ酸テトラエチル((C_2H_5O)_4Si),オルトチタン酸テトラエチル((C_2H_5O)_4Ti),及びポリジメチルシロキサン(PDMS:[-Si(CH_3)_2O-]_n)を出発原料に,イソプロピルアルコール(C_3H_7OH),テトラヒドロフラン(THF)及び蒸留水(H_2O)を溶媒として用い、触媒として濃塩酸(HCl)を加え,2580°Cで撹拌しながら還流し、得られた溶液をゲル化後、40°Cで乾燥し,有機-無機複合材料を合成した。補強材としてfumed silicaやfumed titaniaの導入を検討した。fumed silicaは均一に導入できたがfumed titaniaの均一な導入は,凝集が起こり達成できなかった。試片のSi及びC元素周囲の局所構造を^<29>Si,^<13>C CP MAS NMRで調べた結果,導入されたfumed silicaおよびfumed titaniaは,水素結合性の相互作用によって補強材として働いていると考えられる。また,擬似体液を用いた(in vitro実験)生体活性の評価の結果、原料にオルトチタン酸テトラエチルを用いて合成した系ではPDMS鎖の溶解に伴い多孔性表面が形成した。今後,多孔性PDMS系材料の合成についても検討していく。オルトケイ酸テトラエチルとオルトチタン酸テトラエチルのいずれを原料に用いて合成した複合体も,所定量の硝酸カルシウムを導入することによって,擬似体液中でその表面にリン酸カルシウムの析出が確認された。作成される複合体の均質性がPDMSの分率によって様々に変化するため,カルフォルニア大学グループとの議論により、Zr(OR)_4を出発原料溶液(PDMS,C_3H_7OH)に混合することで,合成される複合体の機械的強度・透明性・均質性の向上を検討した。Zr(OR)_4の導入によって形成したSi-O-Zr結合が寄与していると考えられる。また,有機-無機ハイブリッド材料についても検討するため,オルガノシラン(γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilane)と硝酸カルシウムを原料として複合体を合成した。このハイブリッド体も擬似体液中では,表面にアパタイトを形成する性質があることがわかった。多孔質ゼラチン-シリケート複合体粉末状ゼラチンを溶解させた0.1M塩酸水溶液に適量の塩化カルシウムおよびγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPSM)を加え室温で撹搾・ゲル化させた後,1MNH_4OH水溶液で溶媒置換した。様々な温度で凍結乾燥し多孔体を得た。出発原料中のゼラチンとGPSMの重量比がGPSM/GPSM+ゼラチン=・0.5(mass%)なる組成から得られた湿潤ゲルを,-17°Cで凍結し得られた試料には約300500μm,-196°Cで凍結し得られた試料には約510μmの貫通孔が形成していた。原料組成比の異なる試料においても同様の傾向が観察されたことから,孔径は凍結温度に依存し原料組成には依存しないことが分かった。凍結温度の違いにより氷の結晶核生成速度と結晶成長速度に違いが見られるためだと考えられる。この試料は生体活性評価や細胞適合性試験についても良好な結果が得られた。多孔質PDMS-シリカ複合体生体活性促進化学種(Si-OH, Ca(II))をシリコーンゴムの主成分であるポリジメチルシロキサン(PDMS)で修飾した複合ハイブリッドの多孔質化を試みた。
リンパ節転移を予測する新規大腸癌マーカーの機能解析

本研究は網羅的遺伝子発現解析を用いて、大腸癌の個別化医療のためのバイオマーカーとなりうる遺伝子の同定を目的としている。我々は独自の解析技術により、2つの候補遺伝子、DPEP1、TBX19に着目した。これらの発現は非癌組織に比して癌組織で高く、さらにリンパ節転移陽性症例において有意に高かった。タンパクレベルにおいても、癌部での発現上昇や大腸癌細胞株における発現を確認した。さらに免疫組織化学的検討により、組織内および細胞内での局在や発現パターンが、分化度などの特定の臨床病理学的特徴に相関することを見出した。今後のさらなる解析により大腸癌における機能的・臨床的意義の解明が望まれる。本研究では、大腸癌におけるDPEP1とTBX1の発現を解析し、その生物学的意義を調べることを目的にしている。これまでDPEP1とTBX1のmRNA発現を解析した大腸癌症例の結果では、これら遺伝子の発現が高い症例で有意にリンパ節転移症例が多いことを見出している。本年度は、大腸癌の症例数をさらに増やして、DPEP1とTBX1の発現を免疫学的組織染色法にて調べた。癌組織におけるこれら遺伝子の発現と臨床病理学的因子の関連についても検討した。症例数を増やしてもこれら遺伝子の発現が高い症例で有意にリンパ節転移症例が多いことを確認した。このことは、大腸癌の進行度や悪性度と関連しており、リンパ節転移の機序を解明する手ががかりになると考えられる。今後、さらに臨床情報が得られている大腸癌症例を集積し、予後や化学療法の治療効果との関連も検討す予定である。また、大腸癌培養細胞株を用いて、DPEP1とTBX1の遺伝子の発現を過剰発現させたり、ノックダウンしたりすることで細胞の変化を解析することで生物学的意義について調べていく予定である。これまでDPEP1とTBX1のmRNA発現を解析した大腸癌50例の結果では、これら遺伝子の発現が高い症例で有意にリンパ節転移症例が多いことを見出している。本年度は、大腸癌の症例数を100例ほどまで増やして、DPEP1とTBX1の発現を免疫学的組織染色法にて調べた。さらに、大腸癌培養細胞株を用いて、DPEP1とTBX1の遺伝子の発現を過剰発現させたり、ノックダウンしたりすることで細胞の変化を解析することで生物学的意義について調べていく予定である。独自の網羅的遺伝子発現解析方法により大腸癌で高発現する遺伝子セットを抽出した。そのうちリンパ節転移に関連する遺伝子として、DPEP1、TBX2の2つの遺伝子に特に着目しさらに研究を行った。これら遺伝子について、mRNAレベル、タンパクレベルでの発現パターンや局在などをqRTーPCRや免疫組織学的染色により、大腸癌組織を用いて検討した。いずれもmRNA、タンパクレベルで非癌部に比して癌部で発現が高く、また組織・細胞内における特徴的な局在パターンなどを明らかにした。それら遺伝子の発現と臨床病理学的因子や予後などとの関連などを統計学的に検討した。さらに大腸癌培養細胞株を用いて、遺伝子発現を確認した。以上より、大腸癌における新規バイオマーカーの候補となる遺伝子、特にリンパ節転移に関連する可能性のある遺伝子DPEP1、TBX2の意義に迫ることができた。さらなる機能解析、症例の蓄積などにより今後のバイオマーカーとしての価値、癌病態との関連性が解明されることが期待される。消化器外科学大腸癌培養細胞株を用いて、遺伝子導入するまでの準備に時間を要しているため。解析方法が確立しており、症例数の拡張も可能である。また、細胞実験における手技的な解析法に問題はないため。今後、大腸癌の解析症例数を増やし、DPEP1とTBX1遺伝子発現の臨床学的病理学的意義についてより正確な情報が得られるようにしたい。分担研究者の協力を得て、引き続き大腸癌培養細胞株を用いてDPEP1とTBX1の両遺伝子の発現が大腸癌で亢進している生物学的意義について解析をすすめる。今後、大腸癌の解析症例数を拡張することで、DPEP1とTBX1遺伝子発現の臨床学的病理学的意義についてより正確な情報が得られるようにしたい。

分担研究者の協力を得て、大腸癌培養細胞株を用いてDPEP1とTBX1の両遺伝子の発現が大腸癌で亢進している生物学的意義について解析をすすめる。解析に時間を要し、遺伝子導入した細胞株を用いた実験まで行えなかったため。次年度は、in vitroおよびin vivo実験を行う予定であり、DPEP1とTBX1の両遺伝子の発現ベクターを作製し、大腸癌培養細胞株に遺伝子導入する。安定的に発現する培養細胞株を用いて、細胞増殖、コロニーフォーメーションアッセイ、細胞浸潤アッセイ等解析する予定である。安定的に発現する培養細胞株を用いて、細胞増殖、コロニーフォーメーションアッセイ、細胞浸潤アッセイ等解析す。さらに、DPEP1とTBX1の両遺伝子の発現と臨床病理学的背景因子との関連で見出したリンパ節転移の可能性について、動物実験で検証する予定である。