hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線で見たシューメーカーレビ第9彗星の木星衝突

本研究の主な目的は、(1)広島大学に於いてX線観測データの解析システムを構築すること、(2)それを用いてX線天文衛生『あすか』によって得られた彗星木星衝突時のデータ解析を行うこと、であった。(1)に関しては、多少の問題点はあるものの概ね達成することができた。(2)については、彗星衝突以前の木星の観測データとも比較し、以下の事柄を明らかにした。これらの結果について、平成7年秋に国立天文台で開催された"パルサー惑星系とその関連天体"研究会でその報告を行った。また上述(1)が遂行できたことに関連して、ブラックホールを含むX線新星GS2000+25のデータ解析も並行して行った。その結果として、(i)アウトバーストの約225日後にHigh-stateからLow-stateへのtransitionが起きたこと、(ii)High-stateでは降着円盤起源であるソフト成分と逆コンプトン散乱起源のべき型成分の2成分のX線輻射が存在し、Low-stateではべき型成分のみが存在すること、(iii)またこれら二つのstateでのべき型成分は、エネルギースペクトル(Photon-index)だけでなく、X線強度の短時間変動の特徴(Normalized Power Spectral Densityの絶対値)からも、全く異なる輻射であること、(iv)これらの特徴は、CygX-1のようないわゆるpersistentのブラックホールでも見られ、ブラックホール候補星の共通の物理現象であること、などが明らかになった。これらの結果については現在PASJに投稿中である。
流域一貫土砂輸送モデルの構築

真野は阿武隈川を研究対象として、全流域を500mメッシュで覆う擬河道網を作成した。アメダスの観測データから雨を流域に分布させ、洪水流出をキネマティック近似で計算するシステムを開発した。次ぎに、この洪水流の計算結果を土砂を動かすための外力として利用し、土砂の巻き上げ、沈降、移流の核物理過程を再現する土砂輸送モデルを開発した。阿武隈川の、洪水時に濁水を採取できるような簡易型の採水器を著者らはすでに開発してあり、これを使って現地観測を行い、その結果と計算結果を比較して、計算の精度が高いことを検証した。泉は、1998年の阿武隈川洪水によって運ばれたウォッシュロードを調査し、洪水敷き上に堆積した土砂の粒度分布が堤防に向かって細かくなること、また低水路から少し入ったところに自然堤防のように高く堆積することを明らかにした。また浮遊砂輸送理諭を構築し、堆積の分布形が再現されること、さらに浮遊砂の巻き上げ速度を調節することにより、堆積高さが再現されることを示した。長林は、阿武隈川を対象として、窒素、リン、濁質の輸送特性を調べた。洪水時と平水時それぞれの特性を調べる実測を行った。洪水時には、濁質と全リン、全窒素に強い相関が有ることを示した。また洪水時と平水時の採水に含有される全窒素と全リンの溶解成分の割合を求め、汚濁負荷の相違によりこの溶解性比率が大きく異なることを指摘し、この指標が負荷の同定に有用であることを見いだした。1998年8月に那須山地の東側で記録的な豪雨が降り、阿武隈川と那珂川水系で記録的な豪雨が降った。東北大学と日本大学の共同で、この出水に対する現地観測を行った。観測は本川中流部の信夫・蓬莱のダムを挟む地点で、採水し、土砂濃度、粒度分析、窒素、リンの濃度分析を行った。また、この事象に関する降雨データを収集し、阿武隈川の全流域で流出解析を行った。本川で建設省が測定している流量観測値と比較することにより、流域の平均流出率を求めたが、この事象では0.73という非常に高い値が得られ、先行降雨により流域が濡れており、高い効率で流出したことがわかった。また、阿武隈川全域に対する細粒土砂の輸送を計算する数値解析モデルを開発した。モデルは1996年の出水に対して実施した、本川上の浮遊土砂の観測値を良く再現する事をしめし、両ダムからの巻き上げが大きなウェイトを占めることを明らかにした。また、1998年洪水にについて、福島盆地下流端で高水敷上への細粒土砂の堆積を調べた。堆積土砂の粒径は低水路側から離れるに従って細かくなること、また堆積のピークが低水路から10m程度離れたところに存在することがわかった。洪水期間中の総堆積量を見積もった。この際、浮遊砂の巻き上げ量は、河床が完全に細砂で覆われていると仮定して得られるより小さく、また推定される浮遊砂濃度は上記実測のものと非常に良く一致することがわかった。真野は阿武隈川を研究対象として、全流域を500mメッシュで被う擬河道網を作成した。次ぎに洪水流による、巻き上げ、沈降、移流を再現する土砂輸送モデルを開発し、現地観測データを照合することにより精度の高さを検証した。また浮遊砂輸送理論を構築し、堆積の分布形が再現されること、さらに浮遊砂の巻き上げ速度を調節することにより、堆積高さが再現されることを示した。

長林は、阿武隈川を対象として、窒素、リン、濁質の輸送特性を調べた。洪水時と平水時それぞれの特性を調べる実測を行った。洪水時には、濁質と全リン、全窒素に強い相関が有ることを示した。また洪水時と平水時の採水に含有される全窒素と全リンの溶解成分の割合を求め、汚濁負荷の相違によりこの溶解性比率が大きく異なることを指摘し、この指標が負荷の同定に有用であることを見いだした。
農村女性のいきがいにかんする実証的研究

農業技術の急速な革新と全体社会の急激な構造変化のもとで、農業・農村における女性労働の評価が進みつつある。しかし、女性による労働が家族農業経営の維持、ひいては、日本における農業の維持・再生産につながり得るためには次のような課題の克服が必要である。すなわち、農村女性が家族労働と社会的活動という相互にトレードオフする活動をバランスできるような状況がもたらされることである。本研究は、このバランスとトレードオフの実態を、大規模かつ高度な先鋭的農業経営の構成員である女性を対象とした生活時間調査により把握することを目的として実施した。平成8年度は、資料収集と既存データの分析の予備的作業の後、農村女性の生活構造を、生活時間、生活行動満足感、生活行動場面の3要素より把握する調査票を設計した。実査は、農閑期としての2月と、農繁期としての6月に実施した。従って、6月調査は、平成9年度に実施した。平成9年度は、回収したデータの集計分析および、補助的な集中的聞き取り調査を実施した。以上を総合的に分析し、家事労働・農作業などの家族労働と農村女性のリーダー的存在としての社会的活動の実態と、それぞれの行為がどのような生活行動空間で生起しているか、また、どのような満足感ないしはストレスと対応しているか考察した。農業技術の急速な革新、全体社会の急激な構造変化のもとで農業・農村における女性労働の評価が進みつつある。しかし、課題は、農村女性が農業労働、家事労働と社会的活動という相互にトレードオフする活動をどのようにバランスし得るかである。このバランスとトレードオフの実態を生活時間調査より把握することを目的として、本年度は、以下の作業を行った。1.資料収集および既存データの分析:米国のマイクロデータ(NSFH)の家事時間にかんする部分をを再集計・分析し、家族構造、生活意識等との関連を把握した。都市生活者のデータであるが、剥奪感と家事時間との相関がみられた。2.調査票の作成:農村女性の生活構造を、生活時間、生活行動満足感、生活行動場面の3要素より把握する調査票を設計した。3.実査:調査協力依頼を二つの全国組織の会員に対しておこなった。日本農業新聞投書欄の女性愛読者グループおよび全国女性農業経営者会議メンバーに郵送調査で生活時間記帳を依頼した。記帳日は、2月12日22日の間の、週日、土曜、日曜、それぞれ一日づつである。今回は農閑期データとして収集したのであり、次年度研究費により、6月2日14日に実施する記帳により農繁期データを収集し、あわせて年間の実態を把握する予定である。しかし、女性による労働が家族農業経営の維持、ひいては、日本における農業の維持・再生産につながりうるためには次のような課題の克服が前提となろう。すなわち、農村女性が農業労働、家事労働と社会的活動という相互にトレードオフする活動をどのようにバランスし得るかである。本研究は、このバランスとトレードオフの実態を、大規模かつ高度な農業経営の構成員である女性を対象とした生活時間調査により把握することを目的として実施された。本年度は、昨年度の作業の継続として、以下の作業を行った。1.実査:6月2日14日に、農繁期データの収集のための生活時間記帳調査を実施した。対象は、すでに、昨年度に冬期記帳を依頼している、日本農業新聞投書欄女性愛読者グループおよび全国女性農業経営者会議のメンバーである。2.集計:回収した調査票のコーディングを調査補助者の協力を得ておこない、電算機集計用に入力し、調査補助者の助力を得て集計分析を行った。3.補助調査:全国女性農業経営者会議のメンバーを中心に聞き取り調査を実施した。4.以上を総合して分析・考察を行った。5.報告書作成。
バルトネラ属菌による内皮細胞接着分子の発現誘導

1.B. henselaeによる血管内皮細胞接着分子発現促進:ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)上の接着分子(ICAM-1,VCAM-1,E-selectin)は本菌により菌濃度依存的に発現が増強された。ICAM-1の発現は刺激後4時間で増強し始め,12時間でピークに達した。この作用は,線毛欠損株,菌不活化処理,煮沸処理,硫酸ポリミキシンB処理でも変化なく認められた。しかし,両者の接触をフィルターで隔絶すると消失した。本作用は,通常のLPSとは異なる,線毛以外の耐熱性菌体成分の直接的接触により起こると思われた。2.B. henselaeによる内皮細胞のケモカイン産生増強:B. henselaeはHUVECsのIL-8,MCP1産生を菌濃度依存性に増強した。その作用は菌不活化,煮沸,硫酸ポリミキシンB処理でも失活せず,LPSの関与が示唆された。しかし,大腸菌LPSの場合と比較し,抗CD14抗体による作用の抑制は部分的であり,また,抗TLR-4抗体での抑制は認められなかった。本作用には,LPS以外の因子が関与していることが示唆された。3.本菌LPSの生理学的活性:本菌抽出LPSではHUVECsのケモカイン産生増強効果などの生理学的活性は大腸菌LPSと比較し弱かった。このことは,本菌感染症では敗血症性ショックなどの重篤な全身症状を引き起こさないことと関連があるものと思われた。4.内皮細胞活性化因子の分離:本菌の培養上清から,限外濾過法,ゲル濾過法,パーフュージョンクロマト法を用いて内皮細胞活性化因子の分離を試みた。その結果,それは分子量約3万の蛋白であると推定され,また,陽イオンカラム分画にて増殖促進作用を示すピークが観察された。5.本菌による内皮細胞・好中球のアポトーシス抑制:本菌の培養上清により,HUVECs,好中球のアポトーシスが抑制されることを確認した。培養上清のパーフュージョンクロマト法による解析では,アポトーシス抑制効果を示すピークが認められた。このピークは,内皮細胞増殖促進効果を示すピークとは異なるものであった。本菌LPSはアポトーシス抑制効果を示さなかった。バルトネラ属菌の一種でネコひっかき病の原因菌であるBartonella henselaeにおいて,血管内皮細胞接着分子の発現増強作用をフローサイトメーターを用いて検討した。ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)上の接着分子(ICAM-1,VCAM-1,E-selectin)は本菌との共培養により添加菌濃度依存的に発現が増強された。特にICAM-1の発現は著明であり本菌10^7CFU/mlの作用は大腸菌LPS(1μg/ml)のそれに匹敵した。ICAM-1の発現は刺激開始後4時間で認められはじめ12時間でピークに達し,以後持続した。この作用は本菌とHUVECsとの接触をフィルターで隔絶すると消失した。

一方,内皮細胞への接着・侵入が出来ない本菌線毛欠損株でも接着分子発現増強作用は認められた。さらに加熱(56°C,30分)やUV照射,超音波破砕等による菌不活化処理を行っても本作用は減弱しなかった。これらより,線毛以外の菌体成分の一部が内皮細胞に直接的に接触することにより本作用が発揮されると推測された。次にその成分を検索するために,煮沸処理(100°C,15分)した菌体成分を、HUVECsに添加し作用の変化をみた。しかし,本作用に変わりはなく刺激因子は通常の熱感受性蛋白ではないと思われた。次に硫酸ポリミキシンB処理により本菌LPSの関与を検討した。その結果,大腸菌LPSによる接着分子発現増強作用は硫酸ポリミキシンBによりほぼ完全に抑制されたが,本菌による作用には全く変化がなかった。以上の結果より,本菌の血管内皮細胞接着分子発現増強因子は,通常のLPSとは異なる耐熱性菌体成分であると思われた。それには,耐熱性蛋白,脂質,特殊な構造のLPS等が考えられるが,現在その同定を行っている所である。本菌による血管内皮細胞接着分子増強作用は感染部位における炎症の惹起に重要な意義を有していると思われる。昨年までの検討でネコひっかき病の原因菌であるBartonella henselaeは,血管内皮細胞接着分子の発現を増強させることを確認した。一方,接着分子と共に炎症細胞の局所への動員に重要な役割を果たすものとしてIL-8やMCP-1等のケモカインが知られている。本年は本菌による内皮細胞のIL-8,MCP-1の産生増強効果を検討した。1.ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)をB. henselae(ATCC 49882)で20時間刺激した後,培養上清中のIL-8,MCP-1濃度をELISA法にて測定した。その結果B. henselaeは大腸菌LPSやTNF-αと同様にHUVECsのIL-8,MCP-1産生を増強した。その作用は1×10^6CFU/ml以上で添加菌濃度依存性に認められ,超音波破砕による菌不活化でも失活しなかった。2.本菌で刺激したHUVECsでは,刺激後13時間でIL-8,MCP-1のmRNAの発現が増強,5時間後にピークに達していた。3.本菌によるIL-8,MCP-1誘導効果は菌体成分を煮沸処理しても失活せず,本菌LPSの関与が推測された。4.本菌LPSの関与を検討するため,硫酸ポリミキシンB,抗CD14抗体,抗TLR-2,4抗体による抑制効果を検討した。硫酸ポリミキシンB処理は大腸菌LPSの作用を完全に抑制したが,本菌による作用には全く影響しなかった。抗CD14抗体は本菌の作用を有意に抑制したがその程度は大腸菌LPSの場合ほど著明ではなかった。また,抗TLR-4抗体は大腸菌LPSの作用を減弱させたが本菌の効果には影響を与えなかった。B. henselaeによる内皮細胞のIL-8,MCP-1産生増強作用は,接着分子発現増強とともに本菌感染症の病態において重要な役割を持つものと思われる。両者の刺激因子は類似しており,通常のLPSとは異なる耐熱性菌体成分であると推測される。本研究により我々はBartonella henselaeが血管内皮細胞の細胞増殖,接着分子発現増強,ケモカイン(IL-8,MCP-1)産生を誘導する事を見いだしてきた。これまでの検討で内皮細胞増殖因子は熱感受性の分泌蛋白,接着分子・ケモカイン誘導因子は耐熱性の菌体成分と推定されている。
テンソル模型による量子重力へのアプローチ及び強く関連する課題の研究

ミクロな物理を記述する量子力学と宇宙論的なマクロな物理を記述する一般相対論を融合する量子重力理論の構築は、理論物理における長年の夢である。量子重力理論は、宇宙の始まりやブラックホールなど、宇宙に現実に存在する極限的状況を理論的に解明し、より深遠な新たな自然観を提示すると考えられている。また、なぜ時空間が時間1次元+空間3次元なのか、なぜ宇宙の暗黒エネルギーが観測されているような非常な小さな値で存在するのか、物質がどうして生じたのかなど、既存の物理理論の枠組みでは捉える事の難しいより根本的な疑問に対しても、量子重力理論はなんらかの道筋を与えると期待されている。量子重力理論の枠組みについて長年にわたり様々な提案がなされてきたが、現在までのところ、十分に説得力を持つものが現れるまでには至っていない。そのような量子重力の模型として、受入教員はハミルトン形式によるテンソル模型を提案したが、我々はその模型の研究を中心テーマにして研究を行った。具体的テーマとしては、ハミルトン形式によるテンソル模型のダイナミクスの研究として、一般相対論との関係、振動子表示に基づく宇宙の波動関数(Wheeler-DeWitt波導関数)、テンソル模型のダイナミクスにうまく対応する物性的統計系の研究などを行った。また、ループ量子重力との関連で盛んに議論されている群論的場の理論とテンソル模型の間の関係を追求する研究として、ハミルトン形式のテンソル模型の配位空間の中で、リー群的対称性を保つ部分空間上のテンソル模型の研究も行った。様々な萌芽的な進展があったものの、Raffaelli氏は中途で帰国する事になったため、それぞれの萌芽的進展を完成させるところまでには、残念ながら至らなかった。Raffaelli氏が中途で帰国することになり、具体的成果をあげるところまで達しなかった。Raffaelli氏の帰国と同時に研究計画が中途で終了したため、今後の方策等はない。
ラットの根尖部セメント質形成過程におけるGrowth Factorの動態

平成18年度ラットの下顎左側第一臼歯をラウンドバーにて歯髄穿孔後、そのまま6週間放置し、根尖病変を形成した。その後、Kファイルにて#25まで根管拡大後、次亜塩素酸ナトリウムにて洗浄し、低粘性レジン(ユニフィルフロー)にて仮封した。術後1、2、4、6、10週後に屠殺し下顎骨を摘出した。その後、下顎骨はEDTA-グリセリン溶液で低温脱灰を行った。脱灰後、下顎骨をOTCコンパウンドに包埋し、連続組織切片を作製した。作製した切片は、HE染色を施すとともに、TRAP染色およびALP染色を行った。また、ED1抗体、抗TGF-β1、抗FGF2抗体を一次抗体としてABC(Avidin-Biotin-peroxidase Complex)法にて免疫染色を行った。その結果、術後1、2週では、根尖付近の膿瘍周囲には、円形細胞浸潤を伴う幼弱な肉芽組織が認められ、多数のED1陽性のマクロファージが観察された。骨吸収された骨表面には、多数のTRAP陽性の破骨細胞が多数観察された。幼弱な肉芽組織中の線維芽様細胞、マクロファージ様細胞、血管内皮細胞にFGF2の発現が認められた。また、TGF-β1の発現はおもにマクロファージ様細胞に認められた。術後4、6週では、さらに線維化傾向が観察された。FGF2の発現は、減少傾向を示し、肉芽組織中に発現が認められた。TRAP陽性の破骨細胞は減少し、ALP陽性の骨芽細胞が規則正しく配列し、新生骨の形成が認められた。根尖部では新生セメント質の添加が観察された。また、ED-1陽性を示すマクロファージは認められたが術後2週に比較してその数は減少し、TGF-β1の発現も減少傾向を示した。術後10週では、ALP陽性の骨芽細胞の活発な新生骨の形成が観察された。TRAP陽性の破骨細胞は骨表面にわずかに観察された。根尖部セメント質はさらに添加傾向を示し、新生添加したセメント質と歯槽骨との間の歯根膜には、FGF2の発現細胞が観察された。よって根尖部歯周組織の治癒や根尖部セメント質の形成においてTGF-β1、FGF2の発現が確認され、これらのGrowth Factorとマクロファージが相互に関連している可能性が示唆された。平成16年度実験動物には、生後8週齢のウイスター系雄性ラットを用いた。動物は、エーテル麻酔下にて、下顎左側第一臼歯をラウンドバーにて髄腔開拡後、Kファイルにて根尖孔を穿孔する。根管拡大後、交互洗浄し、水酸化カルシウム(ビタペックス)にて根管充填する。その後、低粘性レジン(エリートフロー)にて仮封する。根充後、7、14、28日後に屠殺し下顎骨を摘出した。脱灰後、下顎骨をパラフィンに包埋し、連続切片を作製した。作製した切片は、HE染色を行い光学顕微鏡にて観察した。その結果、根充後7日では、根尖孔は拡大されており、根尖孔直下の歯周組織には好中球およびマクロファージが多数認められた。一部壊死しているものも認められた。根充後14日では、損傷受けた根尖部歯周組織には軽度の炎症性細胞浸潤が認められ、根尖部セメント質の添加がわずかに認められた。根充後7日に比較して炎症性細胞浸潤は減少していた。根充後28日では、損傷受けた根尖部歯周組織には軽度の炎症性細胞浸潤が認められ、根尖部セメント質の添加は根充後14日に比較して増生していた。よって根充後、損傷された根尖部歯周組織は実験期間を通して徐々に治癒し、それに伴って根尖部セメント質が添加されてることが観察された。今後はこの実験モデルを用い根尖部歯周組織の治癒や根尖部セメント質の添加のメカニズムをHE染色やアルカリフォスファターゼ染色し検索していく予定である。また、セメント質の形成量及び厚みを画像解析装置を用い組織形態計測学的に検索していく予定である。平成17年度実験動物には、生後8週齢のウイスター系雄性ラットを用いた。動物は、エーテル麻酔下にて、下顎左側第一臼歯をラウンドバーにて歯髄穿孔後、そのまま6週間放置し根尖病変を形成した。その後、Kファイルにて#25まで根管拡大後、次亜塩素酸ナトリウムにて洗浄し、低粘性レジン(ユニフィルフロー)にて仮封する。術後、4週、6週および10週後に屠殺し下顎骨を摘出した。脱灰後、下顎骨をOTCコンパウンドに包埋し、連続切片を作製した。その結果、術後4週では、根尖部に依然として膿瘍形成がみられたが術後1週、2週に比較して縮小していた。根尖孔直下の歯周組織には好中球およびマクロファージが多数認められた。しかし、術後1週、2週に比較してその数は減少していた。術後6週では、根尖部の膿瘍はさらに縮小して根尖部付近に限局していた。また膿瘍周囲の肉芽組織は繊維化傾向が認められた。

さらに根尖部における新生セメント質および歯槽骨の添加は術後4週に比較して添加傾向を示した。術後10週では、根尖部の膿瘍はさらに縮小傾向を示し、術後10週経過例ではわずかに認められただけであった。また、術後6週経過例と同様に新生セメント質および歯槽骨の添加傾向を示した。さらに、新生添加した歯槽骨およびセメント質との間に存在する歯根膜は正常な幅を示す傾向が認められた。よって根管拡大後、根尖部歯周組織は実験期間を通して徐々に治癒し、それに伴って根尖部セメント質および歯槽骨が添加されていることが観察された。今後はこの実験モデルを用いて根尖部歯周組織の治癒や根尖部セメント質の添加のメカニズムをアルカリフォスファターゼ染色やTGF-β1などのGrowth Factorの動態を免疫組織学的に検索していく予定である。平成18年度ラットの下顎左側第一臼歯をラウンドバーにて歯髄穿孔後、そのまま6週間放置し、根尖病変を形成した。その後、Kファイルにて#25まで根管拡大後、次亜塩素酸ナトリウムにて洗浄し、低粘性レジン(ユニフィルフロー)にて仮封した。術後1、2、4、6、10週後に屠殺し下顎骨を摘出した。その後、下顎骨はEDTA-グリセリン溶液で低温脱灰を行った。脱灰後、下顎骨をOTCコンパウンドに包埋し、連続組織切片を作製した。作製した切片は、HE染色を施すとともに、TRAP染色およびALP染色を行った。また、ED1抗体、抗TGF-β1、抗FGF2抗体を一次抗体としてABC(Avidin-Biotin-peroxidase Complex)法にて免疫染色を行った。その結果、術後1、2週では、根尖付近の膿瘍周囲には、円形細胞浸潤を伴う幼弱な肉芽組織が認められ、多数のED1陽性のマクロファージが観察された。骨吸収された骨表面には、多数のTRAP陽性の破骨細胞が多数観察された。幼弱な肉芽組織中の線維芽様細胞、マクロファージ様細胞、血管内皮細胞にFGF2の発現が認められた。また、TGF-β1の発現はおもにマクロファージ様細胞に認められた。術後4、6週では、さらに線維化傾向が観察された。FGF2の発現は、減少傾向を示し、肉芽組織中に発現が認められた。TRAP陽性の破骨細胞は減少し、ALP陽性の骨芽細胞が規則正しく配列し、新生骨の形成が認められた。根尖部では新生セメント質の添加が観察された。また、ED-1陽性を示すマクロファージは認められたが術後2週に比較してその数は減少し、TGF-β1の発現も減少傾向を示した。術後10週では、ALP陽性の骨芽細胞の活発な新生骨の形成が観察された。TRAP陽性の破骨細胞は骨表面にわずかに観察された。根尖部セメント質はさらに添加傾向を示し、新生添加したセメント質と歯槽骨との間の歯根膜には、FGF2の発現細胞が観察された。よって根尖部歯周組織の治癒や根尖部セメント質の形成においてTGF-β1、FGF2の発現が確認され、これらのGrowth Factorとマクロファージが相互に関連している可能性が示唆された。
聴覚過敏児童のための校内サウンドスケープ・デザイン

自閉症スペクトラムの子どもが学校での活動に参加しようとするとき、問題になりやすい要素の一つに、感覚過敏(hypersensitivity)がある。学校現場では、とくに学校環境・教育環境に不可欠な音環境(音声や音響)に対する「聴覚過敏」は、多くの教育行為に影響を与える。聴覚過敏のある児童にとって、学校環境は音の洪水・音のカオスである。現在、教育環境の整備は、高い視覚的な認知力を活用した「構造化」の形で多くの学校で取り入れられている。それに反して、音環境はまだまだ整理されていない。自閉症の子が生活する学校での音の全体的な風景(サウンドスケープ,Porteous & Mastin,1985)を調整し、ストレスの少ないものになるようにデザインするために、小学校就学以前から高等学校在籍児童・生徒までの12名の聴覚過敏のあるお子さんについて保護者と指導者(学級担任)からの聞き取り調査を実施した。その結果、次のようなことが明らかになった。保護者が、「特定の音に対する過敏性」に目を向けがちであるのに対して、教師は「音」への過敏性よりも、その子の生きにくさ・困難さ全体への支援の一部としての「音への過敏性」ととらえる傾向があった。聞き取り調査に答えた担任全員が、「聴覚過敏」への対応をしているにもかかわらず、対象児童・生徒を聴覚過敏と感じたことはないと答えている。さらに、それぞれの「聴覚過敏」の状態に合わせて継続的な支援を行っている。校内サウンドスケープ・デザインが、単に「音刺激」の調整だけに終わるのでは不十分である。(1)感度の亢進(2)特定音響特性の忌避(3)過剰情報量の忌避(4)質的変調刺激の忌避(5)予測しにくい刺激の回避・忌避(6)恐怖症対象刺激の回避・忌避(7)意味づけ困難刺激の忌避(8)理由不明の忌避等の、現象・原因別に環境調整・情報調整を行うことが、対象児童・生徒のストレス軽減につながり、全校レベルでの校内サウンドスケープ・デザインにつながると考える。
肝癌細胞と再生肝細胞を識別する特異的プロモーターの開発と遺伝子治療への応用

AFPプロモーター上流にHREを挿入することで、肝癌特異性を失うことなく転写活性が増強され、肝癌に対する遺伝子治療における肝癌細胞ターゲティングに有用なプロモーターとなる可能性が示唆された。AFPプロモーター上流にHREを挿入することで、肝癌特異性を失うことなく転写活性が増強された。今後はAFP産生量の異なる肝癌細胞やHeLa以外の非肝癌細胞を用いて、その肝癌細胞特異的な転写活性増強をさらに検討する予定である。
肝星細胞をターゲットとした新たな肝再生機序解明と革新的治療法の開発

われわれば本研究によって肝再生におけるM2BPGiの動態と生理活性について検討し、肝再生におけるM2BPGiを介した分子機序を明らかにすることで、これまでにない新たな肝切除後、肝再生の分子機序を解明する。さらには拡大肝切除において新規の肝再生因子を投与することで再生促進を図り、拡大肝切除の安全性を向上させることを最終的な目的とする。肝星細胞から分泌されるWFA-M2BPが線維化のみならず肝再生にかかわる発想は極めて独創的である。
自己刺激行動における脳内アセチルコリンの役割に関する生物心理学的研究

本研究では、PPTgとLDTgから投射するコリン作動性神経系が脳内報酬系においていかなる役割を果たすかについて検索した。平成11年度は、免疫組織学報とマイクロダイアリシス法を用いて、脳内報酬系に対するるPPTgとLDTgのコリン作動性神経の関与の有無について検討を加えた。具体的には、(1)自己刺激を行わせたラット脳のPPTgとLDTgにおいて、Fos蛋白(活性化ニューロンの指標)の発現が見られるか、(2)PPTgとLDTgのコリン作動性神経の投射野であるVTAにおいて自己刺激行動に伴うアセチルコリン遊離の増加が見られるか、の2点について調べた。その結果、(1)自己刺激後、PPTgとLDTgの両アセチルコリン神経核でFos陽性細胞数の有意な増加が認められた。また、Fos発現は両神経核共に刺激側優位であった。しかしながら、発現したFosの多くはChAT陽性細胞上には認められなかった。一方、(2)VTAのアセチルコリン放出量は自己刺激中に有意に上昇した。以上のことから自己刺激行動に伴うアセチルコリンの放出量の増加には転写調節因子Fosは関与しないことが示唆された。平成12年度は、VTAにアセチルコリン遮断薬を局所投与し、反応一周波数曲線法を用いて自己刺激による報酬閾値にいかなる効果をもたらすかを調べた。その結果、アセチルコリンニコチン性受容体遮断薬メカミラミンにより報酬閾値の有意な上昇が認められた。したがって、脳内自己刺激による報酬効果の発現には、既に知られているムスカリン性受容体のみならずニコチン受容体も関与することが示唆された。脳内自己刺激行動において重要だとされてきた腹側被蓋野を起始核として側坐核、前頭前野に投射するドーパミン神経は、Yeomansら(1985)、Blahaら(1996)の研究によって中脳橋被蓋野(mesopontin tegmentum)からのアセチルコリンにより調節を受けていることが知られるようになった。また、脳内自己刺激に伴うFos蛋白の発現部位の多くがアセチルコリン起始核であることも見いだされている(Nakaharaら、1999)。これらのことから、自己刺激行動にアセチルコリンが重要な役割を果たしていると考えられる。本年度は、マイクロダイアリシス法により中脳橋被蓋野とその投射野である腹側被蓋野における自己刺激行動中のアセチルコリン放出の変化を調べ、また、中脳橋被蓋野において自己刺激行動後に発現するFos蛋白とアセチルコリン生合成酵素(ChAT)の二重染色を行った。その結果、アセチルコリンの細胞外濃度は中脳橋被蓋野、腹側被蓋野共に自己刺激中に有意に上昇した。また、二重染色の結果、Fos陽性細胞は自己刺激中に有意に増加したが、そのほとんどはChAT細胞上にはなかった。これらのこのことから、脳内自己刺激により中脳橋被蓋野のコリン作動性神経の投射野においてアセチルコリンの放出量は増大するが、その生合成酵素(ChAT)の活性化には転写修飾因子Fosを必要としないことが示唆された(投稿中)。脳内自己刺激行動において、従来は中脳腹側被蓋野を起始核として側坐核、前頭前野に投射するドーパミン神経が重要だとされてきた。しかしながら、Yeomansら(1985)、Blahaら(1996)の研究により、腹側被蓋野のドーパミン神経は中脳橋被蓋野(mesopontine tegmentum)から投射するアセチルコリンにより調節を受けていることが知られるようになった。

これらのことから、自己刺激行動にアセチルコリンが重要な役割を果たしていると考えられる。本年度は、マイクロダイアリシス法により中脳橋被蓋野コリン作働性神経核の投射野である腹側被蓋野における自己刺激行動中のアセチルコリン放出の変化を調べた。また、中脳橋被蓋野において自己刺激行動後に発現するFos蛋白と、コリンアセチル基転移酵素(ChAT)、あるいは、中脳橋被蓋野においてアセチルコリンニューロンと同様に数多く分布しているGABAニューロンとの二重染色を行った。その結果、腹側被蓋野におけるアセチルコリンの細胞外濃度は自己刺激行動中に有意に上昇した。また、二重染色の結果、Fos陽性細胞は自己刺激行動中に有意に増加したが、そのほとんどはChAT陽性細胞上にはなかった。一方、Fos陽性細胞の48.5%はGABA陽性細胞上にあった。これらのことから、脳内自己刺激行動により中脳橋被蓋野のコリン作動性神経の投射野においてアセチルコリンの放出量は増大するが、その生合成酵素(ChAT)の活性化には転写調節因子Fosを必要としないこと、自己刺激行動にGABAが何らかの役割を果たしていること、が示唆された。
超音波診断による微小リンパ節転移の検出に関する研究

頭頚部に悪性腫瘍を有する患者において,頚部リンパ節転移の有無は予後を左右するのみでなく,頚部郭清術等の術式決定にも大きな影響を与える。そのため,リンパ節転移をより早い段階で正確に評価できることは非常に重要である。現在,頚部リンパ節転移の評価には超音波検査で最も有効とされているが,検査の大部分はBモード画像を用いて行われている。そこで,今回の研究では,超音波検査における転移リンパ節の検出能をさらに向上させるため,近年開発された超音波パワードプラ法を用いて検討を行った。研究対象としたのは頭頚部に悪性腫瘍(扁平上皮癌)を有する37症例にみられた計60個のリンパ節(転移リンパ節39個,非転移リンパ節21個)であった。当初検討対象としていた数ミリ以下のリンパ節で転移陽性のものは4個のみと少数であったので,今回の検討では検査可能であったリンパ節全て(短径は3.5から25.6mm)を対象とした。結果,リンパ節内部の血流状態は,内部血流無し,1カ所からの血流供給,複数部位からの血流供給,内部に散在する血流,豊富な血流,の5種類に分類された。そして,前者の3パターンは,転移,非転移リンパ節双方に同程度の割合で認められたが,内部に散在する血流は転移リンパ節のみ,豊富な血流は非転移リンパ節のみに認められ,両者の鑑別に有用な所見と考えられた。今後,さらに症例数を増やし,精度の高い診断法の確立を目指す予定である。
法律学と精神医学の共働的アプローチによる非行問題への対処

非行問題に対する従来のアプローチは、少年法を中心とする法律学からのものが一般的であり、学際的なアプローチはほとんど見られなかった。しかし、非行がさまざまな環境的要因の複合のもとで発生することはすでに周知の事実であり、それに有効に対応するためには、学際的な研究が極めて重要である。特に、近時に多く見られる精神的な問題に起因する非行を解明し、最適な処遇を与えるためには、精神医学との有機的連携と実効的な共働が不可欠である。本研究は、法律学と精神医学との共働的アプローチを前提として、非行問題への効果的な対処に向けての提言を行うための基礎的考察を行ったものである。2009年度は、研究開始の年度でもあり、わが国の少年法を中心とした少年処遇の実際を明らかにするとともに、フランスの少年司法・処遇の実態を調査すること(比較法的研究)に重点を置いて研究を行った。前者については、研究会にゲスト・スピーカーを招くとともに、研究代表者および連携研究者からの報告を中心として進めた。また、精神医学との共働的アプローチを重視するところから、精神医療法研究会との連携のもとで研究会を共同開催し、ほぼ共通の参加者(毎回約30人)で、1月に1回程度の割合で研究会を開催した。また、若干の少年処遇施設の参観を行った。こうした研究会や参観を通じて、わが国の少年処遇の実態について相当の知識を獲得することができたが、現時点では、それらを業績にまとめて公表するまでには至っていない。フランスでの実態調査についても、精神医療法研究会との共同で1週間にわたって実施し、パリの少年裁判所での少年裁判の見学(アモン所長の好意による)をはじめ、精神医療施設、刑務所、少年・児童処遇施設等を見学するとともに、職員らとの研究会・意見交換の場を持った。これによって、フランスの刑事司法・刑事政策・少年法制・精神医療法制について理解が深まり、比較法研究の基礎とすることができた。ただ、施設の規模と参加人数の関係で、すべての参加者がすべての施設等を参観することは叶わなかったため、フランス訪問団内での共通理解・認識を形成する課題が残されている。そのため、早期に報告書を作成して共通理解を得る必要があることを痛感しており、その作業に着手する予定である。2010年度は、3年間の研究計画の中間段階に当たる年度であり、わが国の少年法を中心とした少年処遇の実際に関する知見を深めるとともに、わが国の少年処遇の範となりうる中華民国の精神医療関連施設・少年法関連施設の実地調査(比較法的研究)に重点を置いて研究を行った。前者については、研究会形式で研究を進め、研究代表者・連携研究者をはじめとする研究者のほか、特に少年処遇の現場に詳しい方をゲスト・スピーカーとしてお願いし、少年処遇の実態を解明することに努めた。また、精神医学との共働的アプローチの観点から、精神医療研究会との連携のもとに、1月に1回程度の割合で研究会を開催した(毎回約30人が出席)。さらに、処遇現場の実情の一端を知るために、若干の国内の施設参観を行った。精神医療研究会との共同で1週間にわたって実施した中華民国での実態調査では、少年法の関連施設として、法務省矯正司、高雄少年法院、明陽中学、誠正中学、司法院を訪問し、処遇現場の実情を見学するとともに、裁判官、研究者、処遇関係者をはじめとする多くの専門家と活発な意見交換をすることができた。特に、教育機関であることを前面に打ち出している少年刑務所(明陽中学)と少年院(誠正中学)のあり方・処遇の実際は、わが国における今後の少年処遇の議論にも寄与するところが大きいものとの印象を持ったところである。この実地調査については、『2010年度台湾調査報告』として、2011年2月に公刊されている。以上のように、個々の少年処遇については、2年間の研究を通じて、すでに相当の知見が蓄積されている。他方、精神障害を含めた少年処遇全体を統合する視点からの研究は不十分であり、今後の課題となっている。また、処遇の適切な個別化(どのような少年にどのような処遇が最適か)の面についても、現時点では必ずしも十分でなく、今後の課題として残されている。平成23年度は、東日本大震災の影響のため本格的な研究への着手に遅れが生じたが、全体としては、当初の予定通りの進捗状況を確保することができた。この3年間における実績の主なものについては、冊子体の報告書として公刊することができた。個別の研究会の開催は、少年法・少年法制・少年処遇を中心として、精神医療関連の研究会と連携しながら10回程度を開催することができた。研究プロジェクトの最終年度ということもあり、法律的な分野は当然のこととして、特に精神医学的アプローチに重点をおいた研究会となった。

なかでも、非行問題との関わりが重要課題として大きな関心を呼んでいる「発達障害圏」の子どもの実情についての知見を深めることができた。精神医学との共働を明確に意識した3年間の研究の成果については、勁草書房との間で、丸山雅夫/五十嵐禎人編「少年法と精神医学との連携」と題する(仮題)研究書として公刊する計画が進められている。また、個人としての研究成果については、例年通り、学会誌や紀要を通じて個別に発表を行っている。国外の施設参観については、当初は訪問国としてヨーロッパないしは北欧を予定していたが、児童・少年を被害者とする性犯罪に対する徹底した対策(電子監視や性ホルモン治療の実施)が一気に実現した韓国に訪問先を変更して実施した。その成果は、関連の5法令を翻訳して公刊されることになった。他方、国内の施設については、それぞれ設置形態の異なる児童自立支援施設(きぬ川学院[国立]、北海道家庭学校[私立]、大沼学園[北海道立])を中心として、少年院(松山学園、丸亀少女の家)、刑務所(松山刑務所)を参観し、施設処遇の実態について知見を深めることができた。
粒子概念の早期定着をめざす小・中連携教育カリキュラムの実践研究

初等・中等教育における物質学習の充実のために,粒子概念をどのように取り入れるかを種々の観点から調査・研究した。小学生から大学生までの粒子概念の理解度,海外における粒子教育のあり方,および小学校における実践研究の結果から,小学校では「物はすべて小さな粒でできている」という初歩的粒子概念を学習・理解しておくことが,より高度な粒子概念学習のために重要である。また,中学校では,粒子の熱運動および相互作用で三態変化・溶解現象を理解すべきである。1.これまでの研究経過今年度は特に「小学校における物質学習に,粒子概念をどう取り入れるか」に焦点を絞って研究を進めるため,小学校教員を主体とする現場教員を協力者に加えた研究チームを発足させ,これまで4回全体研究会を開催した.また,一人の小学校教員が研究授業を実践した.2.研究内容とこれまでの成果(1)小学校に初歩的粒子概念を導入する指導案作成と授業実践初めに小学校理科のどの学年のどの学習単元にどのように粒子概念を導入できるかを検討した.複数の小学校教員から提示された授業案を,それぞれ具体化に向けて検討した.5年「ものの溶け方」の単元に粒子概念を導入する指導案を作成し,2008年2月にお茶の水女子大学附属小学校で実践した.この指導案は,生徒が行ったいろいろな実験から「ものはすべて小さな粒でできている」ことに気づかせることを目的としている.2008年度の学会で報告する予定である.4年「水の姿とゆくえ」に粒子概念を導入する指導案を検討中である.この指導案は,生徒に初めから「ものはすべて小さな粒でできている」ことを教えて進めるもので,粒の集まり方で「水→泡(水蒸気)→湯気→水蒸気」と変わることを理解させることに重点を置いている.2008年度に実践の予定.(2)粒子概念の理解度調査(特に,すきま概念と粒子の運動に関して)この調査は質問紙だけによるのではなく,内容を説明したビデオを見て答える形式とした.調査対象は小学校高学年から大学生までで,2008年度はじめに調査する予定.(3)日本理科教育学会全国大会での発表粒子概念に関する前年度までの研究成果も併せ,2件の発表を行った.1.これまでの研究経過前年度同様「小学校にどのように粒子概念を取り入れるか」に焦点を絞って研究を進めた。前年度計画したアンケート調査「粒で考えよう」を,岩手県の小学5年から大学2, 3年生まで,およびお茶の水女子大学附属小・中・高生等,合わせて千人を超える子供を対象に実施した。小・中学校教員が授業実践した。これらに関連する学会発表を数件行った。全体研究会を3回開催した。2.研究内容とこれまでの成果(1)アンケート調査の解析アンケート調査の結果から,粒子概念(原子・分子)を学習する中学2年以降でも「粒間の隙間概念」や「粒の熱運動による拡散」を正しく理解していない生徒が多いこと,教員養成系学部学生でも文系学生は粒子概念の理解度が低いことなどが明らかになった。(2)小・中学校における研究実践小学校への初歩的粒子概念導入の試みとして, 5年「ものの溶け方」, 4年「水のすがたとゆくえ」の各単元で研究実践を行った。前者はいろいろな実験結果から「粒」概念を引き出そうとしたものであり,後者はマクロな現象を「なぜそうなるか」と考えさせるために「粒」概念を与えて進めたものである。(3)学会研究発表海外の粒子概念導入教育の調査を含め,上記アンケート・研究実践に関する7件の研究発表を行った。1.研究経過前年度に実施した「小学校にどのように粒子概念を取り入れるか」に関する授業の結果を検証するとともに,中学校教科書における「粒子概念」の取り扱いについて検討した。今年度は全体研究会を3回開催した。最後に,文部科学省教科書調査官をお呼びしたミニシンポジウムを開催して,3年間にわたる研究全体のまとめへ向けて意見交換した。2.研究内容と成果「ものはすべて小さな粒でできている」という「初歩的粒子概念」は,小学校で学習する事象について「なぜそうなるのか」がよくわかるために有効であり,小学生に十分理解される概念である。その導入方法について,複数の実践を行い,検証した。一方,中学校の「溶解」においては,溶質と溶媒の両方を粒子で表す必要がある。これらの結論は,海外の教科書における粒子概念の扱いと一致する。さらに,粒子概念を実感を持って理解させるため,いくつかの教材開発を行った。3.研究内容の報告上記の研究内容を,日本理科教育学会全国大会,日本科学教育学会年会等で口頭発表するとともに,ミニシンポジウム(盛岡,参加者約25名)を開催して意見交換を行った。また,日本化学会東北支部「教師のための化学教育講座」において講演するとともに,岩手大学教育学部紀要に論文掲載した(2報)。
麻酔薬・麻酔法が体内遺伝子発現に及ぼす影響

ラットを対象に吸入麻酔薬(セボフルラン、イソフルラン)、静脈麻酔薬(プロポフォール、デクスメデトミジン)による麻酔中および覚醒後の脳、肺、肝における遺伝子発現をrealtime-RT-PCRを用いて測定した。4%セボフルラン麻酔において、麻酔中2時間および6時間で、Per2、Dbp、Arc、Egr1、Krox2およびNGFI-Bの発現が有意に抑制され、覚醒後24時間でもKrox2を除いて抑制が持続した。一方、静脈麻酔薬では同様な傾向が認められたが、Dbpには影響せず、脳内日内遺伝子に及ぼす影響が麻酔薬間で異なる可能性が示唆された。肺においては、吸入麻酔によって、ET-1、NOS3およびADMの発現が有意に増加し、ET-1発現の増加による肺循環への影響を拮抗する機序の一因が推測された。肝臓においては、代謝に関与するCyp7a1、Cyp2b15、Por、Nrli2、Ces2、Ugtla7、Abcbla、Abcc2を測定し、ほとんどの遺伝子が麻酔6時間後に発現が増加し、覚醒後24時間でほぼ麻酔前値に復した。一方、吸入麻酔と静脈麻酔において、さらに静脈麻酔間で発現が相反する結果を示し、麻酔薬による肝代謝酵素遺伝子発現に相違が認められた。以上の結果は、麻酔による主要臓器内の約10、000遺伝子発現を網羅的にmicroarrayで解析した過去の報告を支持するものであり、麻酔により体内遺伝子発現が影響され、麻酔後もしばらく影響が残ること、麻酔によりお互いに生体反応に拮抗する物質の遺伝子の発現が増加する場合もあること、および、麻酔法・麻酔薬により影響される遺伝子発現やその程度が異なることを明らかとした。吸入麻酔薬セボフルランを用いた長時間麻酔によるラットの体内遺伝子発現変動をマイクロアレイ法にて検討した結果を解析し,脳および肺において変動した遺伝子を確定した。その遺伝子群について,(1)脳内における日内変動遺伝子を標的とし,セボフルランによる麻酔の影響を調べるために,麻酔前,麻酔6時間後,覚醒6時間後,12時間後,24時間後の各遺伝子発現変動をrealtime RT-PCR法を用いて定量的に測定した。(2)肺内における肺血管拡張・収縮物質遺伝子発現,特にガス状モノオキサイドに対する,セボフルラン麻酔の影響を調べるために,麻酔前,麻酔6時間後,覚醒2時間後,6時間後の発現変動をreal time RT-PCR法を用いて定量的に測定した。(1)7つの脳内日内変動遺伝子はマイクロアレイ法と同様に6時間のセボフルラン麻酔で発現が有意に増加した。これらの遺伝子は覚醒後6時間では増加率が漸減し,24時間後ではほぼ麻酔前の発現率に復した。麻酔が日内変動遺伝子に影響することおよび麻酔覚醒後もしばらくの間その影響が続くことを確認した。(2)肺内血管作動性物質の遺伝子発現につき,ET-1,NOS-1,2,3,HO-1,2,CGRP,ADM,VIPを測定したが,ET-1,NOS-1,NOS-3,ADMにおいてセボフルラン麻酔により発現率の有意な増加が観察され,覚醒2時間後にはほぼ麻酔前の値に復した。吸入麻酔薬が遺伝子発現に影響する肺血管作動性物質の特定および,これらの影響が麻酔覚醒後短時間で速やかに回復することを確認した。

一方、静脈麻酔薬では同様な傾向が認められたが、Dbpには影響せず、脳内日内遺伝子に及ぼす影響が麻酔薬間で異なる可能性が示唆された。肺においては、吸入麻酔によって、ET-1、NOS3およびADMの発現が有意に増加し、ET-1発現の増加による肺循環への影響を拮抗する機序の一因が推測された。肝臓においては、代謝に関与するCyp7a1、Cyp2b15、Por、Nrli2、Ces2、Ugt1a7、Abcb1a、Abcc2を測定し、ほとんどの遺伝子が麻酔6時間後に発現が増加し、覚醒後24時間でほぼ麻酔前値に復した。一方、吸入麻酔と静脈麻酔において、さらに静脈麻酔間で発現が相反する結果を示し、麻酔薬による肝代謝酵素遺伝子発現に相違が認められた。以上の結果は、麻酔による主要臓器内の約10、000遺伝子発現を網羅的にmicroarrayで解析した過去の報告を支持するものであり、麻酔により体内遺伝子発現が影響され、麻酔後もしばらく影響が残ること、麻酔によりお互いに生体反応に拮抗する物質の遺伝子の発現が増加する場合もあること、および、麻酔法・麻酔薬により影響される遺伝子発現やその程度が異なることを明らかとした。
低酸素適応反応を標的とした膵臓癌治療の開発

膵癌細胞株を用いて,DNA microarray法にて多くの遺伝子産物の発現が亢進することを見出した.その中で,アドレノメジュリンという血管拡張因子とされていた遺伝子に着目してアドレノメジュリンアンタゴニストペプチドを腫瘍内に注入する実験を行ったところ,完全に腫瘍が退縮した病理標本上は,太い血管の新生が抑制されており,血流不足となって退縮した可能性が考えられた.今後はNaked DNAにてアドレノメジュリンアンタゴニスト発現ベクターを用いた遺伝子治療の検討が必要になる.さらに,従来の我々の研究成果で膵癌細胞にHIF-1αが恒常的に発現していたという結果を考えると,HIF-1の機能阻害が膵癌の増殖を抑制する可能性が考えられた.そこでHIF-1の機能を阻害することによって膵癌の治療が可能か検討した.その結果,dominant negative HIF-1αの導入によって生体内腫瘍増殖が抑制され,その機序として嫌気性代謝機構の阻害が主な機構であることを見出した.血管新生にはそれほどの差を認めなかった.試験管内での検討でも,アポトーシスに対する感受性が増加していることを明らかにできた.以上の結果は,膵癌の生体内増殖にHIF-1の機能が重要であることを示唆しており,HIF-1を標的とする治療法の可能性を示唆している.今後もHIF-1の下流にて細胞を低酸素環境や低栄養環境から守ろうとする適応応答機構を明らかにし,それを標的とすることで,癌特異的な治療法の開発が可能と考えられた.膵癌細胞株を用いて,DNA microarray法にて多くの遺伝子産物の発現が亢進することを見出した.その中で,アドレノメジュリンという血管拡張因子とされていた遺伝子に着目してアドレノメジュリンアンタゴニストペプチドを腫瘍内に注入する実験を行ったところ,完全に腫瘍が退縮した病理標本上は,太い血管の新生が抑制されており,血流不足となって退縮した可能性が考えられた.今後はNaked DNAにてアドレノメジュリンアンタゴニスト発現ベクターを用いた遺伝子治療の検討が必要になる.さらに,従来の我々の研究成果で膵癌細胞にHIF-1αが恒常的に発現していたという結果を考えると,HIF-1の機能阻害が膵癌の増殖を抑制する可能性が考えられた.そこでHIF-1の機能を阻害することによって膵癌の治療が可能か検討した.その結果,dominant negative HIF-1αの導入によって生体内腫瘍増殖が抑制され,その機序として嫌気性代謝機構の阻害が主な機構であることを見出した.血管新生にはそれほどの差を認めなかった.試験管内での検討でも,アポトーシスに対する感受性が増加していることを明らかにできた.以上の結果は,膵癌の生体内増殖にHIF-1の機能が重要であることを示唆しており,HIF-1を標的とする治療法の可能性を示唆している.今後もHIF-1の下流にて細胞を低酸素環境や低栄養環境から守ろうとする適応応答機構を明らかにし,それを標的とすることで,癌特異的な治療法の開発が可能と考えられた.正常酸素分圧下でHIF-1αを発現している大部分の膵癌細胞株がアポトーシス抵抗性であることを見出しており(Cancer Res.,2001)、膵癌細胞が他の固形癌と比較して低酸素や低栄養に低抗性であり、血管が少ない状況でも増殖できることを示している。そこで申請者は、膵癌が隣接臓器などへの浸潤頻度が高く、早期から肝転移を認めるなど、浸潤・転移能の高い原因を明らかにするためにDNA microarrayにて低酸素下で発現亢進する転移関連遺伝子を探索した。これらの事実は、膵癌細胞のアポトーシス耐性や転移においてHIF-1蛋白が重要な役割を果たしていることを示唆する。またHIF-1の機能を抑制することによって癌組織の増殖や転移を抑制し、抗癌剤の効果増強が得られる可能性が考えられた。今回の研究によって,大きくわけて3つの研究成果を得た.それぞれについて記載する.1.膵癌におけるHIF-1αとdominant negative HIF-1αの増殖抑制効果膵癌細胞株の大部分がHIF-1αを恒常的に発現していることをすでに明らかにしている(Cancer Res.,2001)が,今回の研究では,まずHIF-1αの機能を阻害するdominant negative HIF-1α導入株を作製した。その結果,導入株では低栄養誘導アポトーシスに対する感受性が亢進し,生体内での増殖能を喪失していた。生体内での造腫瘍性の喪失の原因を明らかにするために腫瘍組織における血管新生とグルコース代謝について検討した。その結果血管新生には差を認めなかったが,グルコース輸送蛋白であるGlut-1の発現低下とFDG-PETを用いた検討でグルコース取り込みの低下を認めた。この結果は,膵癌におけるHIF-1αの重要性を再確認するとともに,dominant negative HIF-1αの治療における有用性を示唆した.2.低酸素環境下での転移能亢進3.低酸素下で発現亢進する新しい血管新生因子とその阻害剤の治療効果