hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炎症性サイトカインによる胃癌の血管新生制御機構の解析

1.我々は胃癌細胞がinterleukin(IL)-8を発現し、血管新生を誘導することを報告している。胃癌細胞はIL-8のみならず、そのレセプターも発現しており、外因性IL-8を胃癌細胞に作用させることにより癌転移関連遺伝子(MMP-9,VEGF, EGFR)の発現が誘導された。胃癌細胞から産生されたIL-8は単にパラクライン的に血管新生に作用するのみならず、オートクライン的に働き、胃癌の増殖および進展に関与していることが示された。2.IL-8の発現レベルが臨床病理学的事項と相関するか否かを検討するため、胃癌患者56例の胃癌組織およびその周囲の非癌部粘膜中のIL-8とVEGF蛋白レベルを測定した。腫瘍組織でのIL-8蛋白レベルは腫瘍進行度および脈管侵襲と、VEGF蛋白レベルは腫瘍進行度およびリンパ節転移とよく相関し、IL-8とVEGFの両者を高発現している症例では、低発現している症例に比し有意に予後不良であった。IL-8とVEGFは胃癌における独立した予後因子であり、ともに血管新生を介し、胃癌の増殖、転移に重要な役割を担っていることが明らかとなった。3.サイトカインを介した胃癌と間質細胞の相互作用を明らかとするため、マクロファージ走化性因子のひとつであるmonocyte chemoattractant protein (HCP)-1の胃癌細胞での発現を検討し、胃癌細胞とマクロファージの相互作用について解析を行った。HCP-1免疫活性は主に胃癌細胞の細胞質に認められ、その発現強度はマクロファージの腫瘍内浸潤密度および血管密度と有意に相関した。胃癌細胞はMCP-1を発現することによりマクロファージを集積・活性化し、腫瘍血管新生に関与することが示唆された。これまで我々は、インターロイキン8(IL-8)が胃癌における重要な血管新生因子のひとつであることを報告している。今回、IL-8が胃癌において血管新生のみならず、他の起序で胃癌の増殖、進展に関与している可能性を明らかとするため、胃癌組織におけるIL-8レセプターの発現を検討した。ヒト胃癌培養細胞株8株におけるIL-8レセプターA(CXCR-1)とIL-8レセプターB(CXCR-2)mRNAの発現をRT-PCR法で検討したが、すべての胃癌細胞株において、ほぼ同レベルで両レセプターmRNAを構成的に発現していた。胃癌手術材料を用いた免疫組織学的検討では、好中球や血管内皮細胞など、間質における細胞のみならず、ほとんどの胃癌細胞においてもIL-8レセプターA,Bの免疫活性が認められ、特に、リンパ管内に浸潤した癌細胞は強陽性を示していた。本研究により胃癌細胞がIL-8のみならず、そのレセプターも発現していることが明らかとなり、IL-8は胃癌細胞による癌転移関連遺伝子の発現を調節していることから、胃癌細胞から産生されたIL-8は単にパラクライン的に血管新生に作用するのみならず、オートクライン的に働き、胃癌の増殖および進展に関与していることが示された。これまで我々は、interleukin-8(IL-8)やvascular endothelial growth factor(VEGF)が胃癌における重要な血管新生因子であることを報告した。さらに、平成12年度の本研究では胃癌細胞がIL-8のみならず、そのレセプターも発現しており、IL-8が胃癌細胞に対し、パラクライン的に血管新生促進作用を示すのみならず、オートクライン的に働き癌転移関連遺伝子の発現を調節していることを明らかにした。しかし、これまで臨床的なIL-8の重要性は明らかとされていなかった。

今回、我々は臨床材料を用い、IL-8の発現レベルが臨床病理学的事項と相関するか否かを検討した。同一組織でVEGF蛋白レベルも測定し、比較検討した。胃癌患者56例の胃癌組織およびその周囲の非癌部粘膜から、内視鏡的に組織を採取し、ELISA法にて、IL-8とVEGF蛋白レベルを測定した。IL-8蛋白レベルは腫瘍組織において非癌部粘膜に比し有意に高値を示したが、VEGF蛋白レベルは腫瘍部・非腫瘍部との間に有意な差は認めなかった。腫瘍組織でのIL-8蛋白レベルは腫瘍進行度および脈管侵襲と、VEGF蛋白レベルは腫瘍進行度およびリンパ節転移とよく相関していた。IL-8とVEGFの両者を高発現している症例では、ともに低発現している症例に比し有意に予後不良であった。しかし、IL-8発現レベルとVEGF発現レベルの間には相関は見られなかった。以上のことから、IL-8とVEGFは胃癌における独立した予後因子であり、ともに血管新生を介し、胃癌の増殖、転移に重要な役割を担っていることが示唆された。これまでの平成12年度、13年度の本研究にて、interleukin-8(IL-8)やvascular endothelial growth factor(VEGF)が胃癌における独立した予後因子であり、ともに血管新生を介し、胃癌の増殖、転移に重要な役割を担っていることを報告した。また、胃癌細胞がIL-8のみならず、そのレセプターも発現しており、IL-8が胃癌細胞に対し、パラクライン的に血管新生促進作用を示すのみならず、オートクライン的に働き癌転移関連遺伝子の発現を調節していることを明らかにした。しかし、これまでサイトカインを介した胃癌と間質細胞の相互作用は明らかではなかった。今回、我々はマクロファージ走化性因子のひとつであるmonocyte chemoattractant protein(MCP)-1の胃癌細胞での発現を検討し、胃癌細胞とマクロファージの相互作用について解析を行った。胃癌細胞株6株中2株はMCP-1 mRNAを構成的に発現しており、18例中6例(33%)の症例において、正常粘膜に比し腫瘍組織でMCP-1 mRNAの過剰発現を認めた。72例の胃癌組織を用いて、MCP-1およびマクロファージのマーカーであるCD68の免疫染色を行ったところ、MCP-1免疫活性は主に胃癌細胞の細胞質に認められ、その発現強度はマクロファージの腫瘍内浸潤密度および血管密度と有意に相関した。代表的な血管新生因子であるVEGFおよびPD-ECGFの発現についても免疫組織学的に検討したが、VEGF免疫活性は胃癌細胞、PD-ECGF免疫活性はマクロファージに主に認められた。以上のことから胃癌細胞はVEGFやIL-8など血管新生因子を直接産生するのみならず、MCP-1を発現することによりマクロファージを集積、活性化し、腫瘍血管新生に関与することが示唆された。
平易な日本語表現への工学的アプローチ

本研究では、難易度分布に基づくテキストの相対難易度推定システムを実現し、現代日本語書き言葉均衡コーパスの全サンプルに9段階の難易度を付与した。これを利用して、基本語彙を選定するための各種調査を行った。これと並行して、格助詞・副助詞を含む文節、文末文節、節末文節の調査と整理を行い、日本語の文節の大半のパターンを明らかにした。制限言語の一つとして、辞書の定義文を完全な文形式で記述する形式を設計し、実際に160語に対して定義文を試作した。本年度の成果は、以下のとおり。1.難易度データの作成と、文の難易度の基礎検討テキストの難易度を推定するツールobi2において、『現代日本語書き言葉均衡コーパス(BCCWJ)』の難易度分布に基づいて、9段階の難易度を推定するモデルobi2/B9を再構築し、BCCWJのリリース版の全てのサンプルに、9段階の難易度データを付与した。この成果は、今後の難易度研究の基盤となるものである。さらに、このデータを用いて、文の難易度を測るための指標の基礎検討を行なった。2.基本語彙表の改良意味カテゴリ別の区分が可能な基本語彙表の基本設計を行ない、以前に作成した基本語彙表JC2の2500語に対して、意味ラベル(講談社『類語辞典』のカテゴリーコード)の付与作業を進めた。付与した意味ラベルに基づき、意味カテゴリ別に、収録語の再検討を行なった。(現在も継続中である。)3.機能表現の整理と文節パターンの列挙文末機能表現(いわゆる助動詞・終助詞)の整理を進め、文末機能表現シソーラスの第1版を編纂した。このシソーラスを用いて、文機能表現を正規化するシステムを実装した。さらに、これらと平行して、名詞を中心とした文節の末尾の機能表現(いわゆる格助詞・係助詞)の連接パターンを分析・整理し、主要な文節パターンを列挙した。これらは、これまでの日本語学の欠落を埋める成果である。4.その他それぞれの段落に、見出しを自動的に付与する方法を検討し、システムを試作した。また、文字bigramに基づき、テキストの著者の生年を推定する方法を検討した。1.基本語彙と文節モデル:基本語彙の選定の基礎調査として、『現代日本語書き言葉均衡コーパス(BCCWJ)』を対象とした語彙調査を実施し、テキストの難易度によって、頻出語彙が予想以上に異なることを明らかにした。これに基づき、単純な出現頻度ではなくテキストの難易度を考慮した基本語彙の選定方法について検討した。日本語表現バンクの編纂に向けては、文節モデルを再検討し、それに基づく節分割プログラムを試作した。2.文の難しさの調査:BCCWJを用いた基礎調査を行ない、文の難易度と強い相関があると推定される特徴量を洗い出した。さらに、人間がどのような文を難しいと感じるかの調査を行ない、相関の高い特徴量を絞り込んだ。予想通り、文の文字数と文の難易度には非常に強い相関があり、文の長さが同程度の場合は、使用されている語の難しさと相関があることが確認された。3.辞書定義文の試作:Full-Sentence Definition(FSD)と呼ばれる語の定義法を日本語に対して設計し、100語に対して実際に定義文を試作した。このFSDは、定義文に文法情報やコロケーションをうまく記述できるという特徴を持つ。日本語においても、このような定義が可能であることを示した。4.テキスト含意認識と大学入試問題への挑戦:日本語処理の到達点を示す応用として、テキスト含意認識、および、大学入試問題の『国語』の問題の自動解法に挑戦した。今年は、表層的な方法でこれらの問題を解き、テキスト含意認識の評価型ワークショップRITE2で好成績をおさめた。さらに、その方法により、センター試験の評論の読解問題の約半分が正しく解けることを実証した。しかしながら、このような方法には限界があり、それを超えるためには、基本語彙へのパラフレーズなど、ある主の制限言語の考え方が必要であることが明らかになった。本年度は、主に、以下の項目で成果を得た。1.文節・節境界検出プログラムの改良:節境界検出システムRainbowを改良した。Rainbowでは、節境界は必ず文節境界であるという点に着目し、文中の文節境界を認定したのち、それらが節末境界となるかどうかを判定するという2段階判定方式を採用した。このような方式を採用することにより、節末境界認定ルールが簡潔に記述することが可能となった。Rainbowは、節末境界認定と同時に、節タイプを57種類のいずれかに分類する。2.日本語文の平均像の産出:現代日本語書き言葉均衡コーパスの一部を用いて、日本語文の平均像を産出した。具体的には、文に対して6グループ17種類の特徴量を定義し、約53.5万文に対して、それぞれの特徴量を求めた後、各特徴量の統計値(最頻値、平均値、中央値)を算出した。各特徴量の中央値を文の平均像として採用し、この平均像を最も良く体現した文を決定する方法を定め、実際にそのような文を同定した。3.テキスト含意認識と大学入試問題への応用:大学入試問題の「国語」および「歴史」を対象に、現在のテキスト含意認識技術で、問題がどれくらい解けるかを試みた。「国語」評論の読解問題では、節境界解析を導入することにより、センター試験の過去問に対しては、これまでの結果を上回る結果を得た。

「歴史」の問題の大半は、テキスト含意認識の枠組みで解答可能であり、約半分が正しく解けることがわかった。4.辞書定義文型の試作と設計:日本語の語を定義するためのfull-sentence definitionの設計を進め、副詞、形容詞、動詞に対して、記述形式を定めた。1.これまで作業が遅れていた名詞に対する辞書記述を設計した。名詞の定義においては、事態性、階層性、指示対象性を利用することとし、大きな区分として、サ変名詞、動詞由来の名詞、階層で示す名詞、形容詞的な名詞、それ以外の一般的な名詞を採用し、一般名詞以外のそれぞれタイプの名詞の辞書定義文の記述方式を定めた。サ変名詞に関しては、動詞形(「する」)と名詞形を提示する。動詞形に対しては、どのような項をとるかがわかるような形で定義する。動詞由来の名詞についても、動詞と項の関係が明確になる形で定義する。階層で示す名詞とは、上位・下位概念を用いて定義することができる名詞である。形容詞的な名詞は、ナ形容詞と同じような形式の定義文を用いることとした。2.名詞以外の品詞に対しても、辞書定義文の記述形式の統制を進め、最終的に、辞書項目サンプル160語に対してその定義を完成させた。3.これと並行する形で、定義文の書き方に関するルールとガイドラインを定め、それらを、「FSDを採用した新しい日本語辞書作成マニュアル」としてまとめた。このマニュアルでは、FSD形式の基本ルールと各種記号の使い方を説明するとともに、それぞれの品詞毎に、見出し語の立て方、ターゲットの設定方法、定義文の作成方法(どのような情報を盛り込むか、どのような文型を用いるか)を示した。本研究では、難易度分布に基づくテキストの相対難易度推定システムを実現し、現代日本語書き言葉均衡コーパスの全サンプルに9段階の難易度を付与した。これを利用して、基本語彙を選定するための各種調査を行った。これと並行して、格助詞・副助詞を含む文節、文末文節、節末文節の調査と整理を行い、日本語の文節の大半のパターンを明らかにした。制限言語の一つとして、辞書の定義文を完全な文形式で記述する形式を設計し、実際に160語に対して定義文を試作した。予定していた基本語彙表の編纂が難航し、完了しなかった。意味区分の導入については、抜本的に見直す必要がある。日本語の辞書定義文型の設計については、名詞に対する設計が完了しなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。自然言語処理辞書定義文型の設計については、名詞に対する設計を行い、主要品詞(動詞、形容詞、副詞、名詞)に対する設計を完了し、マニュアル化する予定である。基本語彙表の編纂に関しては、次の科研でも研究を継続する予定である。各種作業の補助を担当する技術補佐員の雇用開始が、予定より数ヶ月遅れたため、基本語彙表の編纂作業が、若干遅れ気味である。『現代日本語書き言葉均衡コーパス』を対象とした語彙調査により、頻出語彙がテキストの難易度によって大きく異なるという予想外の結果が出たため、基本語彙表の作成が遅れている。日本語の辞書定義文型の試作と設計を進めてきたが、コーパスの調査等の作業量が予想していたよりも多く、ジャーナル論文執筆と定義文作成マニュアルの完成に至らなかった。このため、予定していた論文投稿費やマニュアル印刷費に未使用金額が生じた。
皮膚生検によるレヴィ小体病の新たな診断法の確立

レヴィ小体病は中枢・末梢神経系を侵す全身病である.皮膚にもリン酸化αシヌクレイン(psyn)の沈着がみられレヴィ小体病の診断法になりえるが,診断法として実用化するにはより高感度に病変を可視化する必要がある.そこで抗非リン酸化αシヌクレイン抗体(LB509)を用いて、蛋白分解処理耐性のαシヌクレインの皮膚への沈着を検索した.中枢神経系レヴィ小体病スコアII以上の症例多数例で検討した結果,いずれのステージにおいても,psynを用いた検討よりも高い陽性率を得られた。特に発症前レヴィ小体病における陽性率は2倍となり,抗αシヌクレイン抗体を用いた皮膚生検は,レヴィ小体病の診断法として実用可能と思われる.本研究の目的は、神経変性疾患であるレヴィ小体病の新たな診断法として、皮膚生検を確率することである。レヴィ小体病は中枢・末梢神経系を侵す全身病であり、これまでレヴィ小体の主成分である抗リン酸化αシヌクレイン(psyn)抗体を用いた免疫組織化学的検索により,皮膚にもレヴィ小体病理が広がっている事を明らかにしてきた。特異度は非常に高く、皮膚生検がレヴィ小体病の診断に有用であることは示されたが、感度が低い事が問題であった。そこでリン酸化蛋白牽出法であるin situ proximity ligationassay(PLA)法に注目した。まずはPLA法のうち一種類の抗リン酸化αシヌクレイン抗体を用いsingle recognition法でレヴィ小体病理の検出を試みたが、PLA法によるレヴィ小体病理の可視化は成功したものの、従来の免疫組織化学的検索よりも高感度とは言い難い結果であった。そこで、その他の抗リン酸化αシヌクレイン抗体の染色増感法として、Metal enhanced DAB法、Biotin標識タイラミドをABC法と組み合わせたcatalyzed single amplification (CSA)法を試みた結果、CSA法で陽性像が増加する事が確認された。また、近年蛋白分解処理を行う事でリン酸化されていないαシヌクレインの異常蓄積を検出する方法が注目されているため、抗αシヌクレイン抗体を用い、蛋白分解処理を行って免疫組織化学を脳及び皮膚組織に施行したところ、良好な染色性の結果が得られた。よって、psynのCSA法及び蛋白分解処理を用いたαシヌクレイン染色の2種類を用いて、多数例を染色し、各レヴィ小体病ステージごとの陽性率や実際の皮膚生検を用いて検討を行っている。特に発症前レヴィ小体病における陽性率は2倍となり,抗αシヌクレイン抗体を用いた皮膚生検は,レヴィ小体病の診断法として実用可能と思われる.本研究の目的は、神経変性疾患であるレヴィ小体病の新たな診断法として、皮膚生検を確立する事である。レヴィ小体病は中枢・末梢神経系を侵す全身病であり、これまで、レヴィ小体の主成分である抗リン酸化αシヌクレイン(psyn)抗体を用いた免疫組織化学的検索により、皮膚にもレヴィ小体病理が広がっている事を明らかにしてきた。特異度は非常に高く、皮膚生検がレヴィ小体病の診断に有用であることを示したが、感度が低く、診断法として確立するためには、より高感度に病変を可視化する必要があった。その方法として、リン酸化蛋白検出法であるin situ proximity ligation assay法(PLA法)に注目た。計画では、PLA法のうち、dual recognition法を行う予定であったが、これまで使用してきた抗psyn抗体の染色性が非常に特異度が高いものであったため、一種類の一次抗体を用いるsingle recognition法を行う事とした。single recognition法により、免疫組織化学的検索とは異なるdot状の陽性像を中枢神経系で確認することができた。免疫組織化学的検索と比較し、高感度に病変部が可視化されているとは言い難い結果であったが、dot状の陽性像がみられる事で、免疫組織化学的検索では判断の難しい定量化による解析の可能性が示唆され興味深い結果であった。神経変性疾患の病理にPLAを応用した報告は少なく、様々な神経変性疾患病理・研究への応用に繋がる事が期待される。計画では、初年度に、中枢神経系および皮膚検体を用いて、PLA法によるリン酸化αシヌクレインの検出法を確立する事を目標とした。single recognition法のみでは、最適な検出法の確立とはいえず、当初の計画予定より若干は遅れているものの現在はプロトコルの最適化に取り組み良好な結果を得ている.2種類の一次抗体を用いるdual recognition法による検出法を試みる。また、single rectonigion法及びdual reconignition法において,ブロッキング時間の検討や、DAB発色への変更などによりプロトコールの最適化を目指す。これらにより確立された検出法を、より多くの症例に対して検討し、PLA法によって検出される皮膚リン酸化αシヌクレインの特異度・感度を明らかとする。
ナノスケール準閉鎖空間の反応解析とハイブリッド材料創製

カーボンナノチューブと金属ナノ粒子から構成されるハイブリッド材料を創生することを目的に、Ni、Ptに代表される高機能性金属ナノ粒子からの炭化水素分解によるカーボンナノチューブの生成を行った。その結果、Ni、Ptナノ粒子上での炭化水素分解により、それらの金属粒子を先端にもつカーボンナノチューブを生成することができた。しかしこれらの金属粒子径、カーボンナノチューブ直径は不均一であった。一方Ni、Ptをナノスケールのシリカで被覆すると、均一な直径の金属ナノ粒子とカーボンナノチューブから構成されるハイブリッド材料を高収率で生成することができた。本研究では,金属-カーボンナノチューブ(CNT)のハイブリッド材料創製に向けて,シリカ被覆Niナノ粒子からのCNT生成速度を解析し,ナノ反応空間における反応機構と物質移動を明らかにすることを目的とする。これに対して本年度は次の成果が得られた。1)シリカ被覆Niナノ粒子におけるシリカ被覆層の厚さの制御シリカ被覆金属ナノ粒子の被覆層厚さは、CNT生成速度を検討する上で重要なパラメータの一つである.そのシリカ層厚さを、ニッケル原料に対するシリカ原料の仕込み比を変えることで、1025nmの範囲で制御することが出来た.さらに、シリカ被覆を行った後に、水-プロパノール混合溶液中で再度シリカ被覆を行うことによって、100nm厚さのシリカ被覆層に成長させることができた.これらの厚さの測定のために粒径分布測定装置の購入を予定していたが、いずれの市販装置でも、本研究独自の界面活性剤の影響により正確な測定ができないことが判明した.そこで、上記のシリカ層厚さはTEM観察から求めた。2)エチレン分解速度とCNT生成速度の測定得られたシリカ被覆ナノ粒子を用いてCNT生成反応を行い、CNT生成速度に対するシリカ被覆層の厚さの影響を調べた.エチレン分解速度は反応器前後のエチレン量の差から求めた.また、TEM観察では判明しづらい初期のCNT生成過程は、本年度に新規購入した走査型プローブ顕微鏡を用いて観察した.その結果、シリカ被覆層の厚さが厚いほど、CNTが生成するまでの遅延時間が長くなり、生成が始まってからもCNTの生成量が少なくなることがわかった.一方、CNTの成長速度に関しては、被覆層厚さが異なっても顕著な差は認められなかった.なお、エチレン分解速度とCNT生成速度との相関関係については、エチレン分解速度の測定誤差が大きかったため、次年度に実験を重ねてから検討することとした.カーボンナノチューブはその構造に由来する特異な化学的・物理的特性を有しており、機能性材料への応用が期待されている。しかしカーボンナノチューブ単味では機能性が乏しいため、カーボンナノチューブを機能性材料として利用するには、他の機能性物質、例えば金属ナノ粒子と複合化しなければならない。しかしカーボンナノチューブ表面は化学的に不活性であるため、カーボンナノチューブ上に金属ナノ粒子を固定化することが困難である。そこで本研究課題では、金属ナノ粒子からのカーボンナノチューブ生成過程に注目し、金属ナノ粒子とカーボンナノチューブから構成されるコンポジットの生成を試みた。まず担持Ni触媒に700°Cでエチレンを接触させたところ、先端にNiナノ粒子を含むカーボンナノチューブが生成した。しかし生成したカーボンナノチューブの直径は不均一であった。これはエチレン分解中に金属Ni粒子がシンタリングしたためである。そこで金属Ni粒子のシンタリングを抑制するために、担持Ni触媒をシリカで被覆し、この触媒をエチレン分解に供した。その結果、シリカで被覆されたニッケル触媒は均一な直径のカーボンナノチューブを生成し、その先端に金属Niナノ粒子が存在することを見出した。またカーボンナノチューブとPtから構成されるコンポジットを作成するために、シリカ被覆炭素担持Pt触媒上でエチレンあるいはエタノールの分解を行ったところ、Ptからも均一な直径のカーボンナノチューブが生成し、Ptナノ粒子とカーボンナノチューブから構成されるコンポジットを生成することに成功した。また本研究で調製したPtとカーボンナノチューブから構成されるコンポジットを電極触媒に応用したところ、この触媒は優れた耐久性を示すことを見出した。Ptとカーボンナノチューブの強い相互作用により、Ptの耐久性が向上したと考えられる。
ErbB2を介する腫瘍の悪性形質獲得の分子機構-新規ErbB2活性化リガンドNTAKとneuregulin-4によるシグナル伝達経路-

neu癌遺伝子がコードするErbB2は受容体型チロシンキナーゼで、腫瘍の悪性化の一端を担うと考えられている。我々が同定したNTAKおよびneuregulin-4はErbB2を活性化する因子であるが、直接ErbB2に結合はしない。そこで、ErbB2活性化の分子機構を解析するために、まずNTAKおよびneuregulin-4とErbB1,2,3,4との蛋白質間相互作用を解析した。さらにNTAKのスプライシングアイソフォームと個々のアイソフォームのErbB2活性化能を検討した。ErbB1からB4の4種類の受容体細胞外ドメインをヒトIgG-Fc融合蛋白質としてCHOに安定発現し、培養上清よりErbB1-4のIgG-Fc融合蛋白質を精製した。これらのリコンビナント蛋白質を用いて、リガンドー受容体の蛋白質相互作用を蛍光偏光法により解析した。その結果NTAKαおよびNTAKβはErbB1,ErbB2に直接結合せず、ErbB3,ErbB4にKD=0.51x10-8Mで直接結合するが、neuregulin-4(NGC)はErbB1,ErbB2,ErbB3,ErbB4への直接の結合は認められなかった。これらの結果より、neuregulin-4(NGC)によるErbB2活性化の機構はNTAKによるものとは明らかに異なることが示唆された。さらに、ErbB2活性化リガンドであるNTAKのスプライシングアイソフォームをPCR法により解析し、ラットで5種類(α1,α2,β,α+β,Don-1,γ,δEGF)、ヒトで2種類(α2,δEGF)を同定した。αアイソフォームはほぼ全ての組織で発現を認めたが、βアイソフォームは脳に発現が限局されていた。このことから、各アイソフォームが個々に特有の生物活性を持つことが予想され、今後の解析が必要と考えられる。
沿岸海域制御のための沖合消波堤の平面的な配置法に関する研究

本研究は、沿岸海域における波浪の静穏化を目的として、沖合消波堤の平面的な配置法およびそのまわりの平面的な波浪変形の予測法について検討したもので、その概要は次のようである。1.沖合消波堤まわりの波浪変形の解析法に関する研究沖合消波堤まわりの平面的な波浪変形の予者を目的として、以下に示す3種類の解析法の開発を行った。(1)単体配置された3次元任意形状物体まわりの波浪変形および作用波力の解析法(2)規則配列された直立堤体構造物まわりの波浪変形および作用波力の解析法(3)規則効列されたに3次元任意形状物体まわりの波浪変形および作用波力の解析法2.沖合消堤の平面的な配置法と平面的な波浪変形の特性に関する研究ここでは、上記で開発した解析法に基づき、矩形堤体などを各種の配列形式および堤体間隔で空間的に配置した場合の波浪制御効果について理論的に検討し、水理実験結果との比較から妥当性を検証すると共に沖合消波堤まわりの平面的な波浪変形の特性について考察したものである。これらの結果をまとめると以下のようである。(1)作用波の波長が隣接する堤体の中心距離より小さくなると、堤体列まわりには斜波成分が現れるようになることから、平面的な波浪変形が生じる。そして、このような平面的な波浪変形は、堤体列前後の各水域における波高の平面的なrms値および別のエネルギ-比に着目して合理的に評価できる。(2)全体処の波浪制御効果は、直線配置れ千鳥配置などの配列形式にあまり関係せず、開口幅と隣接堤体の中心間距離との比で定義される開口率および堤体中心間距離と波長との比によって最も影響を受ける。そして、透過波を有効に減勢するにはこの開口率を20%程度以下にする必要がある。また、配列堤体の平棟形状を変化させて共振装置型のものとすることにより、より有効に透過波が減勢できることなどが判明した。本研究は、沖合消波堤の配置計画等に当たり重要となる堤体まわりの平面的な波高分布の特性やその推定法などについて明らかにしたもので具体的には、以下に示す2つの項目に大別して検討を進めた。1.単体配置された堤体構造物まわりの波高分布の特性とその推定法3次元の任意形状物体まわりの波浪ポテンシャルの問題の数値解析法をグリーン関数法に基づき開発した。この際、構造物の対面称性を利用して、計算機容量や計算時間を従来のものに比較して1/41/2に節約できる効率的な算定法を究明した。そしてこの解析法により、各種の堤体長のカーテン防波堤まわりの波高分布の算定を行い、水理実験結果との比較も併せて、波高分布に及ぼす堤体長や波の入射角の効果などを検討した。この結果、堤体長が入射波の波長の5倍程度以下では、堤体端部よりの回りの波の効果が顕著に現れるようになることやこのような特性を予測するのに上記の解析法が有効なものであることなどが判明した。2.多列配置された堤体構造物まわりの波高分布の特性とその推定法上記の数値解析法を無限配列された堤体群にも適用できるように拡張した。そして、この解析法を用いて各種の多列式の堤体群まわりの波高分布の特性や消波効果を向上させるための堤体の配置法ならびに堤体の平面形状などについて検討した。この結果、堤体の配列方向には、波長と隣接する堤体の中心間距離とに関係して波浪の共振現象が発生することやこの共振現象の出現を境にして波高分布は急変することなどが判明した。特に最も低付の波浪共振点は、その前後で1次的な波変形から斜波成分の卓越する2次元的なそれへと遷移するなど消波効果を検討する上で重要となる。また、堤体の平面形状として、内水域を有する共振装置型のものを採用することにより、消波効果を大幅に改善できることなども判明した。

そして、このような平面的な波浪変形は、堤体列前後の各水域における波高の平面的なrms値および別のエネルギ-比に着目して合理的に評価できる。(2)全体処の波浪制御効果は、直線配置れ千鳥配置などの配列形式にあまり関係せず、開口幅と隣接堤体の中心間距離との比で定義される開口率および堤体中心間距離と波長との比によって最も影響を受ける。そして、透過波を有効に減勢するにはこの開口率を20%程度以下にする必要がある。また、配列堤体の平棟形状を変化させて共振装置型のものとすることにより、より有効に透過波が減勢できることなどが判明した。前年度に開発した規則配列された直立堤体構造物まわりの波浪変形の解析法に基づき、矩形堤体などを各種の配列形式および堤体間隔で空間的に配置した場合の波浪制御効果について理論的に検討した。この際、制御効果としては、透過波の波高値および漂砂移動に関係する透過波の波向き特性に着目した。また、このような配列形式に関する検討に続き、波浪の共振現象を利用したより有効な透過波の制御を目的として、堤体の平面形状を共振装置型のものとした場合の波浪制御効果について理論および実験の両面から検討した。一方、上記のような無限の堤体列を想定した結果が、実際場での有限基の堤体で構成される場合に対してどの程度適用できるかについても有限堤体列の算定結果との比較から考察した。これらの結果をまとめると以下のようである。(1)直立堤体構造物で構成される堤体列の波浪制御効果は、直線配置や千鳥配置などの配列形式にあまり関係せず、開口幅と隣接堤体の中心間距離との比で定義される開口率および堤体中心間距離と波長との比によって最も影響を受ける。そして、透過波を有効に減勢するにはこの閉口率を20%程度以下にする必要がある。(2)堤体列まわりの平面的な波浪変形は、波高の平面的なrms値および波向き別のエネルギ-比に着目して合理的に評価できる。(3)堤体軸を作用波の峰線と角度を持つように配置した斜め矩形堤体列を用いて作用波の波向き制御が可能である。この際、傾斜角度としては25度程度が最も有効である。(4)共振装置型の堤体列を用いて有効に透過波の減勢が行える。そして、共振装置としては、矩形共振水域より半円弧共振水域を有するものの方が優れている。(5)堤体列が3基以上の堤体で構成され、しかもその列長が波長の45倍程度以上の条件下では、無限堤体列を想定した結果がほぼ適用できる。
東海・北陸地方の中学校校歌にうたわれている風土とその教育的機能

平成3・4年度2年間にわたる研究実績の概要は下記の通りである。東海・北陸7県の全中学校に郵送した調査票の県別回収率(%)は,愛知83,岐阜84,三重84,静岡80,富山85,石川91,福井89であった。校歌詞を構成する環境要素別の,校歌総数に対する比率(%)は,下表の通りであるが,各県の地域性が反映している。校歌からみた山岳圏を大きい順に挙げれば,富士山(130),白山(90),伊吹山(70),立山(54),鈴鹿山脈(47)[()内は校数]となり,いずれも他県まで圏域を広げている。校歌に取り上げられている山は,日本古来の山岳信抑と深くかかわっており,山地には理想・希望・自主自律などの教育目標が託されている。気候環境では風や雪が歌い込まれ風雪に耐え強く生きることが求められている。歴史的背景からは各県の歴史をたどることができる。校歌に取り上げられている歴史的事象は,郷土を愛し郷土に誇りをもち,温放知新,平和な世界の建設を中学生に託している。今後,東北・北海道まで研究対象地域を広げたい。1調査票の収集......『全校学校総覧』(原書房)により、東海4県及び北陸3県の計約1400余の全中学校に、校歌に関する調査を郵送で依頼し、調査票を回収する。当初の回収率が約50%に過ぎなかったので、未回収校に対して再度調査を依頼して、漸く80%の回収率を確保することができた。2一覧表の作成......学校別の調査票に基づいて、次の項目による一覧表を作成する。(1)整理番号(2)学校名、記入者名(3)校歌の作詞者と作曲者(4)校歌制定の年次と経緯、学校の創立(統合)年次(5)歌詞に盛り込まれている環境要素...(1)山(2)河川(3)平野(4)海洋(5)気候(6)産業(7)歴史(8)その他(6)皆で校歌を歌うとき。3ベ-スマップの作成......各県の都市地図(昭文社)及び国土地理院の20万分の1地勢図により各県の中学校分布を図作成し、以後の作業のベ-スマップとする。4上記2(4)の各環境要素について分布図を作成する。5各環境要素について、文献より調査する。分からない事項については調査対象校に問い合わせる。6教育方針、校訓と校歌の歌詞との関係を検討する。その他。平成4年2月現在、愛知県についてはほぼ作業を終わり、静岡県については上記3の作業を終了した。愛知県の校歌調査結果中間報告として特記できるのは、県外の伊吹山・鈴鹿山脈を歌う校歌が多く、中には木曾の御岳、加賀の白山を歌うものもあること、愛知教育大学関係者がかなり多くの校歌を作詞・作曲し、しかも各自が勢力圏を有すること、昭和22年に創立された学校の多くは、経済も復興した32年頃に校歌を規定したことなどである。
ルーメン細菌における亜硝酸環元酵素合成の調節機構の解明とその制御

1.Selenomonas ruminantiumの硝酸還元酵素を精製した後、その遺伝子をシークエンスし、また転写を左右する要因についても調べた。2.ルーメン内のS.ruminantiumの総菌数のうち、硝酸・亜硝酸還元能をもつ株の菌数は10%程度と少なかったので、このような菌株の増殖を促進する必要がある。亜硝酸の蓄積を抑制するためには、繊維消化を増強することが重要であることが示唆された。3.亜硝酸還元能の高い菌としてClostridium属と推定される菌を分離し、ルーメン微生物培養系に添加したところ、亜硝酸還元速度が増加し、メタン生成が抑制された。4.亜硝酸還元能の高い菌としてWollinella succinogenesをルーメン微生物培養系に添加したところ、亜硝酸還元速度が増加し、メタン生成も抑制された。また、硝酸とフマル酸の添加により、更に効果が大きくなった。5.ルーメン微生物混合系で、エタノールの添加によって硝酸・亜硝酸還元反応が促進された。1.硝酸・亜硝酸還元能をもつSelenomonas ruminantiumのルーメン内存在数、およびその増殖を左右する要因ルーメン内のSelenomonas ruminantiumの総菌数のうち、硝酸・亜硝酸還元能をもつ株の菌数は10%程度であった。硝酸含量の違う飼料を2週間給与しても、硝酸・亜硝酸還元能をもつ菌株の割合はあまり変化しなかった。しかし、硝酸含量の高い飼料を12週間給与した場合には、硝酸・亜硝酸還元能をもつ菌株の割合が増加した。また、S.ruminantiumが硝酸・亜硝酸還元を行うためには、H_2と乳酸の供給が重要であった。デンプン培地では、デンプン分解菌との共培養によりS.ruminantiumによる硝酸還元が促進され、亜硝酸の蓄積量が増加した。一方、セルロース培地では、繊維分解菌との共培養によりS.ruminantiumの増殖が促進され、亜硝酸還元速度が増加した。従って、ルーメン内における亜硝酸の蓄積を抑制するためには、繊維消化を増強することが重要と考えられた。2.亜硝酸還元活性の高い菌の検索イヌの糞便から、亜硝酸還元能の最も高いルーメン菌(Wollinella succinogenes)よりも能力の高い菌を分離したところ、本菌はClostridium属の菌と推定された。硝酸含量の高い餌を給与しても、本菌をルーメンに導入すれば亜硝酸の蓄積が減り、発酵や繊維消化の抑制を招かずにメタン生成が抑制され得ることを示唆する結果が得られた。また、本菌の亜硝酸還元酵素の特性は、亜硝酸還元ルーメン菌の酵素とは種々の点で異なっており、ルーメン菌に亜硝酸還元酵素遺伝子を導入する場合には、本菌の遺伝子は好都合と思われた。現在、その遺伝子をルーメン菌に導入し、発現させるための条件を検討中である。ルーメン微生物混合培養系に硝酸とエタノールを添加したところ、硝酸・亜硝酸還元が促進され、特に亜硝酸の還元が大きく促進されたため、亜硝酸の蓄積が低下した。しかし、既知の硝酸還元ルーメン菌は、エタノールを硝酸還元反応の電子供与体として直接利用することができなかった。しかし、硝酸とエタノールの存在下で3種の硝酸還元菌とエタノール利用能をもつH_2生成菌を共培養した場合には、硝酸および亜硝酸が還元された。従って、エタノール利用菌がエタノールから生成したH_2を硝酸還元菌が利用して硝酸・亜硝酸を還元したと考えられ、反芻動物にエタノールを給与すれば、硝酸中毒の防止に有効と思われる。また、適当量のエタノールと硝酸を反芻動物に給与すれば、大きな発酵低下を招かないでメタン生成を抑制できる可能性がある。亜硝酸還元能をもつ菌として、Streptococcus属の菌が分離されたので、その菌の同定を行なっているが、まだ確定していない。またその菌の発酵制御機構としてglobal catabolite control protein A (CcpA)およびfructoSe-1, 6-bisphosphateの重要性、それに増殖制御機構としてLuxS autoinducer 2の存在を示した。なお、Selenomonas ruminantiumの亜硝酸還元酵素を精製し、その遺伝子のクローニングを行うことを目指しているが、本酵素は極めて失活し易く、まだ精製に至っていない。また、本菌の本酵素は極めて特殊のようで、他菌の酵素遺伝子構造に基づいた遺伝子検索はまだ成功していない。
ESD症例より得た胃洗浄廃液は早期胃がんのメチル化マーカー探索を可能にする

EMR前後の胃洗浄廃液DNAを用いた網羅的メチル化解析(マイクロアレイ)により早期胃がん特異的にメチル化異常を来す候補遺伝子の同定に成功した。また、候補遺伝子を用い、臨床検体における前向き試験においても良好な再現性結果を得ることに成功した。この結果をもとに、ESD症例より得た胃洗浄廃液が早期胃がん内視鏡治療後再発のよきメチル化マーカーになりえるかを検証すべく、現在前向き臨床試験を遂行中である(全4年間の観察期間のなかで現在1年経過)。本研究は、内視鏡検査時に廃棄される胃洗浄廃液からDNAを抽出し、通常内視鏡で診断することの出来ない(可視できない)胃癌内視鏡治療(EMR : Endoscopic Mucosal Resection, ESD : Endoscopic submucosal dissection)後残胃の「微小再発診断」、「再発予測診断」、「リスク群選定」を可能にしようというものであり、今年度までの研究経過および成果は以下のとおりである。我々は、通常内視鏡検査時に破棄される胃洗浄液を回収し、独自に開発した処理工程により遺伝子診断に十分な質と量のDNAを抽出する方法を確立し、特許取得した。また、胃癌発症において高頻度に認めるエピジェネティックな遺伝子異常を高感度かつ網羅的に解析する方法Hyper/HypoMethylated CpG island Amplification icroarray ; H/H-MCAM法亅を用い、「MINT25」および「SOX17」の同定に成功した。また、この2つの遺伝子メチル化異常はEMR前に回収した胃洗浄廃液に置いて高く、EMR施行後(1週間後)の胃洗浄廃液で著明に低下していることを40症例における検証セット(EMR症例)で確認した。さらに、興味深いことに、EMR後切除片に対する病理組織診断が垂直断端陽性であった症例において、胃洗浄廃液DNAメチル化異常が治療後にも低下を認めず、その後の追加切除(開腹術)で得られた切除標本内に「癌」の残存が確認できた。以上の検討から、症例数に限りがあるもののEMR後の遺残診断が胃洗浄廃液を用いた遺伝子メチル化異常でも再現できた成果は大きく、多施設により前向き臨床自主試験を行うべく来年度(平成23年)開始を目標に計画中である。1.研究計画の概要胃癌発症において高頻度に認めるエピジェネティックな遺伝子異常を高感度かつ網羅的に解析するH/H-MCAM法を用い、胃がん特異的に異常メチル化を認める遺伝子「MINT25」および「SOX17」の同定に成功した。また、この2つの遺伝子メチル化異常はEMR治療前後の胃洗浄廃液を用いた診断で著明に低下することを検証セットで確認した。さらにEMR遺残症例の同定も本法で可能であったことから本法による診断の有用性が評価できた。2.研究の進捗状況EMR前後の胃洗浄廃液DNAを用いたH/H-MCAMicroarray解析により「MINT25」および「SOX17」遺伝子の同定に成功した。この2つの遺伝子メチル化異常は、胃がん細胞株においても高頻度に高度メチル化を示し、さらに検証セットを用いたメチル化解析においてもEMR前胃洗浄廃液で高メチル化を、EMR後胃洗浄廃液で著明なメチル化の低下を認めた。さらに、EMR治療による断端陽性症例ではEMR後胃洗浄廃液においても高メチル化を維持しており、追加開腹切除における病理組織にて遺残癌の確認がなされ、胃洗浄廃液によるEMR治療後遺残診断が可能な可能性が確認できた。3.現在までの達成度当初の計画通りに進展している。現在のところ、計画の約2/3程度が無事終了した状況にあり。4.今後の研究の推進方策現在、これらの候補遺伝子を用いた、前向き試験(胃がん内視鏡治療前後の胃洗浄廃液による異時多発診断予測)を実施中にある。1.研究計画の概要:胃癌発症において高頻度に認めるエピジェネティックな遺伝子異常(特に遺伝子メチル化異常)を高感度かつ網羅的に解析するマイクロアレイ技術を応用したH/H-MCAM法を用い、胃がん特異的に異常メチル化を認める遺伝子「MINT25」および「SOX17」の同定に成功した。さらにEMR遺残症例の同定も可能となり本法による診断の有用性が評価できた。2.研究の進捗状況:EMR前後の胃洗浄廃液DNAを用いたH/H-MCAMicroarray解析により「MINT25」および「SOX17」遺伝子の同定に成功した。

さらに、EMR治療による断端陽性症例ではEMR後胃洗浄廃液においても高メチル化を維持しており、追加開腹切除における病理組織にて遺残癌の確認がなされ、胃洗浄廃液によるEMR治療後遺残診断が可能な可能性が確認できた。さらに、現在胃洗浄液を用いた胃がん異時再発診断に関する前向き試験を開始し、内視鏡治療適応(EMR,ESD)である胃がん症例において、EMR治療前、治療直後、1年後、2年後、3年後、4年後の胃洗浄廃液を回収し異時再発診断が可能かを検証することとした。3.現在までの達成度:当初の計画通りに検討を行うことが出来た。現在さらに臨床応用へ向けた前向き試験を実施中にあり当初の予定以上の成果を上げている。4.今後の研究の推進方策:前向き試験(胃がん内視鏡治療前後の胃洗浄廃液による異時多発診断予測)を実施中であり、今後4年後まで追跡調査を行う。すでに胃がんに特異的にメチル化異常を来す遺伝子の同定に成功しており、臨床応用へ向けた前向き試験を開始した。現在の段階までを論文化した。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、これらの候補遺伝子を用いた、前向き試験(胃がん内視鏡治療前後の胃洗浄廃液による異時多発診断予測)を実施中にあり、次年度には中間解析を行う予定である。
西部亜寒帯太平洋の動物プランクトンの群集構造と長期変動の解析

本研究は、亜寒帯太平洋の動物プランクトン群集の特徴を東西海域で比較すべく基礎的知見を得るために、1980年代初頭から2000年代初頭にわたっておもに夏季に採集したN0RPACネット(口径45cm,目印3.3mm;0150m鉛直曳)標本を用いて、西部域の動物プランクトンのバイオマス、種・群組成、個体数等を調べた。その結果、以下の知見を得た。(1)当海域の動物プランクトン群集は周年を通してカイアシ類が優占し、バイオマス(湿重量)のピークは初夏にあった。このピークは、大型カイアシ類Neo-calanus属、Eucalauns属が早春に表層へ浮上し、活発に摂餌・成長したことによるものと解釈された。(2)カイアシ類に次いで、毛顎類、オキアミ類(おもに幼生)のバイオマスが高く、サルパ類、ウミタル類も季節的・局所的に豊富になることがあった。(3)夏季のカイアシ類バイオマスは約1桁の年変動が見られたが、水理環境、とくに表層水温の年変動と密接な関係は見いだせなかった。(4)黒潮続流の影響を受けやすい西部域は東部域に比べて動物プランクトン群集の種多様性は高いことが示唆された。本年度は西部亜寒帯太平洋に設定された沖合定点Stn.KNOT(44°N,155°E)において1988年6月から2000年2月までほぼ毎月1回の頻度で採集されたNORPAC net(口径45cm,目合0.33mm;0150m鉛直曳)標本を用いて、動物プランクトン群集の現存量(湿重量)と種・群組成の季節変化を明らかにすることを目的とした。標本を2分割して一方の副標本は湿重量の測定、他方は動物群の分類・計数に供した。個体数で占有率の高かったカイアシ類、毛顎類、オキアミ類は種、属レベルまで分類・計数し、このうち体サイズが大型の重要種については体長を測定後既応の体長-体重換算式を用いて湿重量に換算した。動物プランクトン個体数は1998年、1999年の両年ともに6月下旬に増加した。調査期間を通してカイアシ類が常に動物プランクトン個体数の70%以上を占め圧倒的に優占した。湿重量は1998年6月上旬の761mg/m^3から1999年12月の62mg/m^3まで変動したが、個体数と同様に6月に増加した。この6月の動物プランクトン総個体数および湿重量のピークは、植物プランクトンが豊富になる56月にカイアシ類Neocalnus属3種とEucalanus bungiiが150m以浅に浮上し活発に摂餌し、成長した結果と解釈された。今回の解析で西部亜寒帯太平洋の沖合表層の動物プランクトン群集の構造とバイオマスの季節変化が明らかとなった。来年度以降は動物プランクトンのバイオマス・個体数がピークとなる初夏の動物プランクトン群集の経年変化を解析する予定である。本年度は西部亜寒帯太平洋の動物プランクトンの群集構造が中部域のそれと違いがあるかを検討した。そのために西部域(155°E線)と中央域(180°線)の定線上において1986年から1996年の夏季(6月上旬中旬)に採集されたNORPACネット(口径45cm,目合0.33mm;0150m鉛直曳)標本を用いて、動物プランクトン群集のうち尾虫類と矢虫類の種組成および個体数密度を調べた。西部、中部の両域とも水理環境要因によって、亜熱帯領域、移行領域、亜寒帯領域の3つの領域に分けることができた。調査域全体で尾虫類は9属27種、矢虫類は4属22種が出現し、両群とも亜熱帯領域で種の多様性が最も高かった。亜寒帯領域の尾虫類、矢虫類の群集構造は単純、かつ西部域と中部域では違いが認められなかった。

移行領域では、尾虫類群集は両域で異なり、西部ではFritillaria pellucidaが最優占した。一方、矢虫類では両域の違いはなく、亜寒帯領域と同じくSagitta elegansとEukrohnia hamataが優占した。亜熱帯領域では西部で矢虫類の個体数密度が高く、Sagitta nagaeが最優占した。以上のように、西部と中部の尾虫類と矢虫類の種組成は亜寒帯領域では違いは認められなかったが、移行領域と亜熱帯領域では違いが認められた。これは西部域は中部域に比べて黒潮続流の影響を受けやすいことによるものと推定された。今年度はゼラチン質動物プランクトンの経年変動を物理・生物的環境要因との関連で調べた。とくに、亜寒帯太平洋では甲殻類動物プランクトンに比べて、極めて知見の少ないサルパ類・ウミタル類に焦点をあてた。試料は1982年1996年の6月上旬中旬に最大37°Nから57°Nの範囲にわたって北太平洋子午線上において採集されたNORPACネット(口径45cm,目合0.33mm;0150m鉛直曳)標本を用いた。調査期間中、亜熱帯海流系と移行領域の境界の位置には大きな変動はみられなかったが、亜寒帯境界の位置は1982年から1987年および1992年から1996年にかけて南に移動し、移行領域幅が南に拡大する傾向がみられた。一方、1987年から1992年にかけて亜寒帯境界の位置は北上し、移行領域幅は北に縮小する傾向がみられた。調査域全体でウミタル類は3属3種、サルパ類は3属4種が出現し、亜熱帯海流系を中心に分布するグループ(Dolioletta toritonis, Doliolum nationalis, Doliolina undulata, Thalia democraticaおよびSalpa fusiformis)と北部移行領域を中心に分布するグループ(Salpa asperaとCyclosalpa bakeri)に大別できた。このうち、D. toritonis, T. democraticaおよびS. asperaは水温が高い年に出現個体数が多くなる傾向がみられた。亜寒帯海流系におけるクロロフィルa濃度は、D. toritonisおよびT.democraticaの個体数が多いほど少なくなる傾向がみられ、両種が植物プランクトン群集にトップダウン効果を与えているように思われた。しかしながら、サルパ-ウミタル群集の個体数の年変動と物理環境要因の年変動とのあいだに密接な関係は見いだせなかった。
RI標識選択的白血球イメージング法の開発と炎症性腸疾患における臨床応用

本研究の目的は、RI標識選択的白血球シンチグラフィの開発と、潰瘍性大腸炎への臨床応用にある。潰瘍性大腸炎は通常、内視鏡検査、注腸X線検査にて診断するが、これらの検査は、時間を要すること、検査前の浣腸が患者に苦痛を与える場合があること、さらに病態によっては検査自体が危険を伴う場合さえありうる。これに対し、RI標識選択的白血球シンチグラフィは、重篤な病態に対しても安全に実施可能な方法である。そのためには、まず高純度の白血球分離が必要となるが、これについては、モノポリ分離溶液を用いた遠心法の開発によって、99%純粋な好中球とリンパ球を得ることが可能となった。次にこの分離白血球へのRI標識が必要となるが、99mTc-HMPAOをリガンドとして用いることによって好中球では最終的に80-90%程度の、リンパ球でも25-30%程度の標識率を安定して得る事に成功した。また、標識白血球の生存率をトリプトファンプルー染色で検討した結果では、100%近い生存率であった。この99mTc標識白血球シンチグラフィは、活動性の評価、病変の広がりなどが充分に評価可能であるかについて潰瘍性大腸炎を対象に内視鏡検査所見と比較してその有用性を検討した。その結果、潰瘍性大腸炎における病変の活動性の評価、治療予後の評価の点において内視鏡検査に代わる有用性を評価できるが、病変の微細な変化の描出にはやや劣る例もみられた。潰瘍性大腸炎とクローン病は異なった2つの疾患であり,その病態や病理組織学的背景の違いが明らかになっている。すなわち,潰瘍性大腸炎では,腸管局所に浸潤する炎症細胞が主として好中球であるのに対して,クローン病では主としてリンパ球,マクロファージである。好中球とリンパ球を選択的にRI画像として描出できるならば,前述した潰瘍性大腸炎とクローン病の違いを反映した結果が得られることが予想される。一方,従来の白血球シンチグラフィーは,主に好中球を標識していた。本研究は,標識する段階で好中球とリンパ球を完全に分離することにより,新しい選択的白血球シンチグラフィー(「好中球イメージング」と「リンパ球イメージング」)を開発するとともに,潰瘍性大腸炎とクローン病においてこれらを臨床応用することを目的としている。そこで本研究を開始するに当たり,まず白血球を好中球とリンパ球に完全に分離することが要求される。我々は,モノポリ分離溶液を用い1600rpmで25分間遠心することによって,99%純粋な好中球と99%純粋なリンパ球を分離する方法の確立に成功した。次に,この好中球とリンパ球の標識に関してはTechnetium-99m-HMPAOを用いることによって,好中球では最終的に8385%程度の,また、リンパ球に対しても2830%程度の標識率を安定して得られることに成功した。標識白血球の生存率をtrypan blue染色で検討した結果でも,ほぼ100%に近い生存能を認めた。これらの基礎的データを基に,今後は腸炎ラットと用いた動物実験,潰瘍性大腸炎およびクローン病患者への臨床応用へと発展させる予定である。本研究の目的は選択的白血球シンチグラフィ(好中球イメージングとリンパ球イメージング)の開発と、潰瘍性大腸炎とクローン病への臨床応用にある。これらの疾患は炎症性腸疾患として分類されているが、病態や病理組織学的な背景は大きく異なり、病変部に浸潤する炎症細胞は潰瘍性大腸炎では主として好中球であるのに対して、クローン病ではリンパ球、マクロファージである。したがって、好中球とリンパ球を選択的にRIで標識しイメージングすることができるならば、潰瘍性大腸炎とクローン病の本質的な違いを反映した結果が得られると予想される。

そのためには、まず高純度の白血球分離が必要となるが、これについては、モノポリ分離溶液を用いた遠心法の開発によって、99%純粋な好中球とリンパ球を得ることが可能となった。次に、この分離白血球へのRIの標識が必要となるが、99mTc-HMPAOをリガンドとして用いることによって好中球では最終的に8090%程度の、リンパ球でも2530%程度の標識率を安定して得ることに成功した。標識白血球の生存率をトリプトファンブルー染色で検討した結果では100%近い生存率であった。人体への臨床応用の前段階として、腸炎ラットを用いた動物実験を施行した。潰瘍性大腸炎に類似した急性期の病変部にはリンパ球イメージングでは明かな集積が認められなかったのに対して、好中球イメージングでは明瞭な集積像が確認された。一方、クローン病に類似した慢性期の病変部には好中球イメージングでは有意な集積がみられなかったのに対して、リンパ球イメージングでは病変部に一致して強い集積が認められた。また、病理組織学的な検討においてもそれぞれの病変部に対応して、好中球とリンパ球の有意の浸潤が確認された。結論として、動物実験のレベルにおいては、選択的白血球イメージング法によって潰瘍性大腸炎とクローン病の鑑別、活動性の評価、病変の広がりなどが十分に評価可能であると考えられた。人体への臨床応用もほぼ問題ないと考えられるが、ただ白血球分離にはモノポリ試薬をできるだけ用いない分離法を工夫するなどの必要があるものと思われる。今後、実際の患者に対しての臨床的応用を予定している。