hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロボットによる露地野菜生産省力化システム

1.この研究は露地野菜の生産を,作物の形状を認識する機能をもち,柔軟な動きのできる知能ロボットにより自動化しようとするものである。2.作物認識のため三次元視覚センサを試作した。そして結球したレタスのみを選択的に収穫するロボットの視覚部に適用することを検討した。レタスの三次元形状計測実験の結果,野外の太陽光下でも形状を計測することができた。結球たレタスの形状の特徴は球頭部が比較的高くて起状が少なかった。また末結球のものはレタスの中心部でも高さが低く,気伏が多かった。このような特徴を利用してレタスの結球認識と位置認識を行うことが可能であった。3.苗の移植作業を自動化するため.カラービデオカメラを用いて画像処理により苗の判別を行い,その可能性を明らかにした。4.走行部,マニピュレータ,ハンド,三次元視覚センサを組み合わせてレタスの選択収穫ロボットを試作した。マニピュレータは前年度までに試作した直角挫標型を用いた。なお,自動収穫作業実験を行う予定であったが,今年度は,マニピュレータ,ハンド,三次元視覚センサについての要素研究を中心に行い,所期の性能が得られた。15EA05:5.ロボットの多機能化を図るため,レタスの選択収穫以外に,セル成形苗の移植,ホウレンソウ等の軟弱野菜の収穫も試みた。マニピュレータは直角挫標型を用い,ハンドとプログラムを変えることにより多機能化を図った。セル成形苗の移植は,センサで苗の有無を判断しながら移植ハンドで行った。実験の結果移植が行えることを確認した。また軟弱野菜の収穫は,1株ずつ収穫すると時間を要するので,一斉収穫方式とし,ベルトで挟んで土から引抜く方法で収穫した。実験の結果損傷なく収穫できることがわかった。平成5年度は,露地野菜生産省力化のためのロボット試作及び基礎実験を行った。その概要は次の通りである。1.作物認識については,従来のテレビカメラに替わる方法として、作物の三次元形状を計測し,その計測結果から作物を認識する方法について検討を行った。まず,レタスの選択収穫を目指し,レーザ距離計を縦横に走査してレタスの三次元形状を計測し,三次元形状から結球部の大きさと位置を認識する研究を行った。この結果,結球状態によっては認識可能であったが,確実に認識するためにはプログラムを改良する必要があると思われた。2.作物の栽培管理を自動化するため、生育状態を画像処理によりモニタリングする研究を行い,基礎的な資料を得た。3.ロボットの走行部は,最初は門型台車のガントリシステムとすることを検討したが,畝栽培の野菜を対象とするロボットであるので,4輪が畝を跨いで畝に沿って走行する4輪駆動車とし,試作を行っている。4.ロボットの本体であるマニピュレータは,交流サーボモータで駆動する3自由度直角座標型とし,上記の4輪駆動車のフレームに取り付けた。また,レタス選択収穫用ハンドの試作を行った。このハンドはレタス結球部を把持する2本指と茎部を切断するチェーンソーからなるもので,レタスを把持して茎を切断したあと,レタスを収穫カゴに運搬するようになっている。ハンドをマニピュレータに取り付けて収穫基礎実験を行った結果,良好な収穫性能が得られた。本研究は,露地野菜の生産を対象に,作物の形状を認識する機能をもち、柔軟な動きのできる知能ロボットを開発することにより大幅に省力化しようとするものである。(1).レタスの選択収穫における視覚センサとして,三次元センサを用いてレタスの形状を計測し,収穫適期の判断と位置の認識を行うソフトウエアの開発を行った。

計測及び認識実験の結果,100×100画素のレタスの三次元画像を約4秒でコンピュータに入力することができ,三次元画像からソフトウエアにより結球の大きさと位置を認識することが可能であった。(2).前年度試作した直角座標型マニピュレータについては,確実な作業を高速で行えるよう,制御プログラムの改良を行った。また,レタス収穫用ハンドについては,このマニピュレータの運動性能向上のための小型化,高精度化ををはかったほか,ハンドの構造の改良により,地表面が葉に覆われて茎の高さが認識できないレタスでも収穫ができるようになった。(3).野菜苗の画像処理により求めた投影面積等の特徴量と生体重や葉重との関係を求めた結果,大きい相関係数が得られた。(4).前年度に作成した走行部に,マニピュレータ,ハンド,三次元センサを取り付け,無人作業が行える構造とした。現在のところ三次元形状計測及び認識ソフトウエアとハンドによる収穫ソフトウエアは別になっており,認識と収穫は別々に実験を行っているが,今後両プログラムをリンクして自動収穫を試みる予定である。(5).軟弱野菜の一斉収穫ハンドの試作及び実験も行い,走行しながら収穫できる見通しを得た。1.この研究は露地野菜の生産を,作物の形状を認識する機能をもち,柔軟な動きのできる知能ロボットにより自動化しようとするものである。2.作物認識のため三次元視覚センサを試作した。そして結球したレタスのみを選択的に収穫するロボットの視覚部に適用することを検討した。レタスの三次元形状計測実験の結果,野外の太陽光下でも形状を計測することができた。結球したレタスの形状の特徴は球頭部が比較的高くて起伏が少なかった。また未結球のものはレタスの中心部でも高さが低く,起伏が多かった。このような特徴を利用してレタスの結球認識と位置認識を行うことが可能であった。3.苗の移植作業を自動化するため,カラービデオカメラを用いて画像処理により苗の判別を行い,その可能性を明らかにした。4.走行部,マニピュレータ,ハンド,三次元視覚センサを組み合わせてレタスの選択収穫ロボットを試作した。マニピュレータは前年度までに試作した直角座標型を用いた。なお,自動収穫作業実験を行う予定であったが,今年度は,マニピュレータ,ハンド,三次元視覚センサについての要素研究を中心に行い,所期の性能が得られた。5.ロボットの多機能化を図るため,レタスの選択収穫以外に,セル成形苗の移植,ホウレンソウ等の軟弱野菜の収穫を試みた。マニピュレータは直角座標型を用い,ハンドとプログラムを変えることにより多機能化を図った。セル成形苗の移植は,センサで苗の有無を判断しながら移植ハンドで行った。実験の結果移植が行えることを確認した。また軟弱野菜の収穫は,1株ずつ収穫すると時間を要するので,一斉収穫方式とし,ベルトで挟んで土から引抜く方法で収穫した。実験の結果損傷なく収穫できることがわかった。
病態解明と新規治療薬開発を可能にする口腔扁平上皮癌高転移モデルマウスの創出

口腔領域の最も主要な悪性腫瘍である口腔扁平上皮癌の予後を規定する最も重要な因子は転移である。しかし、未だ有効な分子標的治療は開発されておらず、他臓器の癌と比較し、研究が遅れているのが現状である。その理由として1)培養細胞主体のin vitroの実験が多い、2)遺伝子発現量の差の大きいものに着目した研究が多い、3)適切なマウスモデルがないなどの点が考えられる。これらの点を踏まえ、高転移同種同所移植口腔扁平上皮癌マウスモデルの創出を試みる。具体的には、転移能のないマウス口腔扁平上皮癌細胞株をsh RNA libraryにより形質転換させ、転移巣より細胞を分離し、形質転換により高い転移能を獲得した細胞を濃縮し、shRNAの標的遺伝子を同定する。さらにノックアウト細胞を樹立し、その同種同所移植をマウスモデルとして樹立し、転移の病態解明や新規治療薬開発有用なツールの確立を目指すことを目的としている。本年度は当初の研究計画に若干の変更を加え、将来的にin vivoイメージングにも応用可能にするため、蛍光タンパク質を安定性に発現することに加えて、同時にルシフェラーゼを発現するマウス頭頸部扁平上皮癌細胞株の作製を行った。レンチウイルスベクター(pCSII-CMV-Luc2-IRES-Venus)を作製し、C57BL/6マウス由来口腔扁平上皮癌細胞株であるHNM007細胞に感染させ、ルシフェラーゼと蛍光タンパクを安定に発現する細胞株を作製した。蛍光顕微鏡で観察したところ多くの細胞で強い蛍光が得られたが、中には蛍光の弱い細胞や蛍光を発していない細胞も散見されたため、セルソーティングを行い、傾向の強い集団を分離した。また分離培養した細胞を溶解し、ルシフェリンを加えたところ、強い発光が測定された。C57BL/6マウスに同所移植したところ造腫瘍能は保たれていた。本研究では、これらの点を踏まえ、高転移同種同所移植口腔扁平上皮癌マウスモデルの創出にチャレンジする。本年度は当初の研究計画に基づいて、蛍光タンパク質を安定性に発現するマウス頭頸部扁平上皮癌細胞株の作製を行った。レンチウイルスベクター(pCSII-CMV-Venus)を用いて、C57BL/6マウス由来口腔扁平上皮癌細胞株であるHNM007細胞(Oncogene.2004)に蛍光タンパク質Venus cDNAを導入し、安定に発現する細胞株を作成した。この細胞株にセルソーターを用いて、Venus発現細胞を濃縮・濃縮し、蛍光タンパクを発現するC57BL/6マウス由来口腔扁平上皮癌細胞株を樹立した。その後、C57BL/6マウスの舌に移植し、造腫瘍性が保たれていることを確認した。本年度は蛍光タンパク質を安定性に発現するマウス頭頸部扁平上皮癌細胞株を作成し、その腫瘍形成能を確認したが、レンチウイルスを使用したshRNA libraryによるスクリーニングの実施には至らなかった。

C57BL/6マウスに同所移植したところ造腫瘍能は保たれていた。本年度作製した蛍光タンパク質を安定性に発現するマウス頭頸部扁平上皮癌細胞株をレンチウイルスを使用したshRNA libraryにて形質転換後、C57BL/6マウスの舌に移植し、高転移癌細胞株の濃縮・分離を行う予定である。そして、これらの細胞からDNAを抽出し、転移を促進したshRNAの標的遺伝子を同定する。本年度は蛍光タンパク質を安定的に発現するマウス頭頸部癌細胞株を作成することはできたが、shRNA libraryを用いたスクリーニングの実施には至らなかったため、来年度、shRNA libraryを用いたスクリーニングを行う予定であるため、その解析費用として予定している。
多孔質隔壁法による耐熱金属の新電解製造法

本研究の目的は弗化物溶融塩にTiO_2を溶解させて金属チタンを得る直接電解法の基礎研究である。金属チタンを電解によって製造することはかなり困難であり、特に酸化物を原料とする方法は炭素質電極によって酸化物イオンをCO_2として除去しようとするものであるが、金属チタン中の酸素濃度が高くなる欠点があり、これを隔壁を用いて回避しようとすることを企画した。方法としては、TiO_2を溶解さ溶解させるために弗化物溶融塩を用いた。弗化物中でのチタンイオンは2,3および4価の価数をとるために極めて複雑な挙動をとる。実験条件は、黒鉛るつぼに電解浴を入れ、タングステンを作用極とし、黒鉛を対極としてアルゴン雰囲気下で電気化学測定を行った。電解浴としては、900°CにおいてKF-K_2TiF_6系を選んだが、この電解浴からはチタンの析出は確認されなかった。一方、600°Cにおいて、LiF-KF-K_2TiF_6系およびLiF-KF-TiF_3系を対象として電気化学測定を行った。電解におけるチタン源としてはK_2TiF_6やTiO_2をのような4価の化合物であるが、さらにTiF_3を用いたのは、4価のチタンイオン,Ti(IV)のみでは電極挙動が非常に複雑で、挙動の解明が困難だったため、3価のイオン,Ti(III)との比較検討を行うことが有効と考えたためである。その結果、Ti(IV)はかなり貴な電位においてもTi(III)に還元され、チタンの析出はTi(IV)からの還元と、Ti(III)からの還元の二つのルートが存在することを見いだした。これより、Ti(IV)のTi(III)にへの還元とTi(III)から金属チタンへの還元過程を空間的に分離して行うことが必要であるとの結論を得た。この方法は高品質のAl-Li合金を溶融塩電解によって高い効率で製造した実績に基づくものである。特徴としては、隔壁を用いて、原料酸化物をアノードに近傍に留めカソードに析出する金属を清浄に保つことにある。しかし、弗化物溶融塩を用いるために、Al-Li合金の場合のようなセラミックス製の隔壁は用い得ない。そこで金属隔壁を用いることにしたが、金属隔壁は電導性であるために電気化学反応を起こす可能性があるため、その影響を検討する必要がある。本年度は、水溶液を用いて模擬実験を行った。アノードおよびカソード電着させる金属にニッケルを選び、電解浴は硫酸ニッケルとした。多孔質隔壁としては、観察のためには電着金属と異なる方が都合良く、また電着金属より不活性なものとして銅を選んだ。銅の網を数枚重ねてプレスし、多孔質となるようにした。この際、銅網にメッシュの異なるものを用い、重ねる枚数を変えて内部の通液性の異なるものを用意した。電解浴濃度、電流密度、隔壁のメッシュ等を変えての実験を継続中である。また溶融塩を用いての実験を行うために加熱炉およびステンレス鋼製の反応容器を製作し、溶融塩試料の溶解実験を行っている。電解浴はNaF-KF系にK_2TiF_6を混合したものであり、電解温度は700800°Cを予定している。水溶液を用いた基礎実験の結果を受けて、先ず酸化物無しの条件で始め、最終的には酸化物からのチタンの製造を行う。
娘細胞に継承されるエピジェネティック修飾の非対称性を親細胞内で捉える新技術の開発

多細胞生物では、非対称細胞分裂は発生過程のみならず成体や癌組織において幹細胞が自らの集団を維持しつつ分化細胞を生み出す重要な役割を担う。一般に、細胞分裂後に娘細胞に継承される姉妹染色分体のエピジェネティック修飾は、細胞分裂前にDNA複製に引き続いて親細胞内の姉妹染色分体上で形成が始まる。しかし塩基配列が完全に同じ1対の姉妹染色分体を親細胞内で鑑別してエピジェネティック修飾を解析する方法は存在せず、エピジェネティック修飾の非対称性が非対称細胞分裂に先立って親細胞内で形成されるのか細胞分裂後に形成されるのかに関しては調べる方法がない。本研究はそこに道を拓く方法を新たに開発しようとするものである。
木下尚江の平和思想

本研究は、20世紀初頭の日露戦争に対して非戦論を唱え、後半生の沈黙のなかでも非戦論の思想を練り直した木下尚江について、その平和思想を全体的かつ全生涯的に考察しようとしてきた。著書『野生の信徒木下尚江』で、木下の思想の構造と変化についてかなり解明したが、とくに平和思想に関する資料を収集整理する必要を痛感した。木下の平和思想に関する主な資料としては、書簡と草稿があった。木下の書簡については、年来収集してきた書簡に加えて新たな書簡を発掘し、合計990通を収集した。草稿については、1955年に早稲田大学大学院文学研究科が私立大学研究基礎設備助成補助金を用いて購入して以来長く公開されないでいた木下家資料の主なもの32篇のプリントをついに提供された。また、1890年代の松本の新聞『信陽日報』『信濃日報』を発見し、『牟婁新報』復刻版などを利用することによって、未知の木下の著述をいくつも収集した。それらを編集して、『木下尚江全集』第19巻を刊行した。この全集に収録しきれなかったものは、研究成果報告書に収めた。そのような資料収集を通じて明らかになった木下の平和思想の特徴については、上記全集の「解説」で論じるとともに、短文「木下尚江の野生の信仰」「絶対非戦論者の非暴力不服従の思想」などで描いた。日露戦争中のそれは、トルストイの無抵抗主義に近い絶対非戦論だった。その思想が、本来は絶対非戦論者ではなかった幸徳秋水や堺利彦にも一時は絶対非戦論を唱えさせたし、開戦後は祈りに傾いた内村鑑三とは異なって戦争と愛国心に対する批判を持続させた。日露戦争後の木下は、社会主義は棄てたが非戦論は棄てず、ガンディーが試みたように非暴力不服従の思想を練り直した。暴力の連鎖を生む憎悪や復讐心と戦おうとするその思想は、1930年代の危機に至るまで保たれた。本研究は、20世紀初頭の日露戦争に対して非戦論を唱え、後半生の沈黙のなかでも非戦論の思想を練り直した木下尚江について、その平和思想を全体的かっ全生涯的に考察しようとする。本年度は、木下の平和思想を考察するために不可欠な資料を収集し整理することに主眼を置いてきた。その資料は、主として書簡と草稿とからなる。木下の書簡については、年来収集してきた書簡に加えて新たな書簡を発掘し、合計1000通弱を収集した。草稿については、早稲田大学大学院文学研究科に長く非公開のまま保管されてきた草稿のプリントの堤供を受けた。これまでそれらを整理し解読して、ファイルにする作業を続けてきた。また、木下が1890年代に郷里松本の新聞『信陽日報』に執筆した記事などを求めて、日本近代文学館や松本市立図書館などで資料収集をした。木下の平和思想に影響を与えたヘロンの思想を解明するために、スタンフォード大学のフーヴァー研究所も訪問した。そのような資料収集を通じて、木下の平和思想の特徴が明らかになってきた。それは、「野生の信徒」と自称した独特の信仰にもとづいて、トルストイ的な非暴力無抵抗主義の抵抗を実行しようとするものだった。その思想が20世紀初頭だけでなく、沈黙を続けた1910年代以後も保たれたことをさらに明らかにしたい。

本研究は、20世紀初頭の日露戦争に対して非戦論を唱え、後半生の沈黙のなかでも非戦論の思想を練り直した木下尚江について、その平和思想を全体的かつ全生涯的に考察しようとしてきた。著書『野生の信徒木下尚江』で、木下の思想の構造と変化についてかなり解明したが、とくに平和思想に関る資料を収集整理する必要を痛感した。木下の平和思想に関する主な資料としては、書簡と草稿があった。木下の書簡については、年来収集してきた書簡に加えて新たな書簡を発掘し、合計990通を収集した。草稿については、1955年に、早稲田大学大学院文学研究科が私立大学研究基礎設備助成補助金を用いて購入して以来長く公開されないでいた木下家資料の主なもの32篇のプリントをついに提供された。また、1890年代の松本の新聞『信陽日報』『信濃日報』を発見し、『牟婁新報』復刻版などを利用することによって、未知の木下の著述をいくつも収集した。それらを編集して、『木下尚江全集』第19巻を刊行した。この全集に収録しきれなかったものは、研究成果報告書に収めた。そのような資料収集を通じて明らかになった木下の平和思想の特徴については、上記全集の「解説」で論じるとともに、短文「木下尚江の野生の信仰」「絶対非戦論者の非暴力不服従の思想」などで描いた。日露戦争中のそれは、トルストイの無抵抗主義に近い絶対非戦論だった。その思想が、本来は、絶対非戦論者ではなかった幸徳秋水や堺利彦にも一時は絶対非戦論を唱えさせたし、開戦後は祈りに傾いた内村鑑三とは異なって戦争と愛国心に対する批判を持続させた。日露戦争後の木下は、社会主義は棄てたが非戦論は棄てず、ガンディーが試みたように非暴力不服従の思想を練り直した。暴力の連鎖を生む憎悪や復讐心と戦おうとするその思想は、1930年代の危機に至るまで保たれた。
社会的合意の形成と発展-ゲーム理論的分析

現代の経済社会において経済主体(個人、企業組織および国家など)の間の相互依存関係はますます複雑で多様なものとなっている。その結果、利害の対立や競争が激しくなる一方、主体間での協調協力関係の可能性も大きく拡大している。本研究では、自己の目的を追及する経済主体間でいかにして自発的な交渉によって協力関係実現の合意が形成されるか、さらに、このような社会的合意いかに発展していくかをゲーム理論の方法論を用いて分析した。具体的な研究成果は、次のとおりである。(1)経済主体間の交渉における合意形成過程を分析するために、提携形成と利得分配に関する提案、応答、再提案が繰り返される交渉の動学プロセスの非協力ゲームモデルを提示した。(2)交渉ゲームの非協力均衡点の性質を解明した。非協力均衡点は、プレイヤーの利得の均衡条件と提案する提携の最適性の条件によって規定され、プレイヤーが提案する提携の組合わせが非協力均衡点の構造の本質的な決定要因であることがわかった。(3)プレイヤーの将来利得に対する割引率が1より小さいとき、優加法性を満たすゲームでは交渉の合意の遅れはない。プレイヤー全員の提携が形成される効率的な交渉結果が実現するための必要十分条件は、ゲームの平均き、合意される利得分配は均等分配となり、均等分配はゲームのコアに属する。ささらに、プレイヤーの部分提携均衡点の存在も明らかにした。
生産・在庫システムにおける要素間の関連性ーーセル生産を例にして

本研究の成果は以下である。(1)要素間関連性の包括的定義に関する調査は、公開資料を中心に1990年代から現在にいたるまで、本、論文、雑誌、新聞およびウェブから1500以上収集し、500近く工場案例を抽出した。関連性の枠組みはS-F理論を援用し、データを用いてその有効性を検証していた。また、関連性を示すキーワードと工場案例を結びつき、データマイニングの技術で検証している。(2)製品間の関連性(競争関係)とセル間の関連性(競争関係)を分析し、Worst Case Analysisという手法で、ライン生産とセル生産を比較するモデルを構築し、生産性向上におけるセル生産の優位性を理論的に証明した。平成27年度の研究計画は、1要素間の関連性を包括的に定義し、2定量的に評価する。また、3単一要素の関連性を考慮するモデルを構築すると定めている。その中の1と2はセル生産について大規模の調査とサーベイを行い、総括的に定義することが必要である。そのために、平成27年度において平成2年から平成27年までに発表されているすべてのセル関連の文章(論文、本、サイト)を網羅的に調査した。その結果、本21冊、雑誌論文164件、会社の紀要13件、新聞76件とインターネットサイト415件を調査した。その中に重複したものもあろうがこれまでのすべてセル生産に関する資料を入手できた。しかし、この調査とサーベイは公表されたものを調査したものであり、公表はされていないがセル生産を実施している会社も多くあるという事実を考えて、また日本だけでなく特に中国にある日本の工場に実施されているセル生産を調査すべく、第2弾の調査として、アンケート調査を日本と中国において平成28年度に実施する予定である。1と2に関わる調査は想定より時間を要し、まだ分析が十分になされていないが、いくつかの成果が得て国内外の学会で発表している。また、調査したデータをいかに活用するかという課題をも取り組んでいて、テキストマイニングの手法を利用して、関連するキーワードをピックアップし、データベースを構築している。このデータベースを評価する為に、SーFスキームを利用した枠組みを使って関連性を研究している。調査作業は多大な人力が必要であったため、関連性を考慮したモデルの構築作業が予定よりすこし遅れているが、これから力を入れるところである。計画通りに進めており、特に事例調査とサーベイはほぼ完成したことが今後の研究によい研究基礎を構築したといえよう。これから調査結果の分析とそれに基づくモデルの構築に力を入れて、研究成果を出すように努力する。平成28年度は研究成果が著しい一年であった。まず、本研究の目標の一つがトップジャーナルに研究成果を掲載し、世界に認めてもらうことであるが、見事に達成できた。我々のセル生産に関する論文はJOM(Journal of Operations Management)に掲載した。JOMは現在経営工学分野の国際雑誌の中、MS,ORを抑えて、世界ナンバーワンの雑誌である。論文は以下の通りである。これにより、セル生産のいう日本語がSERUとして世界的に通じるようになり、誇れる成果である。次に、平成27年度から続いていた文献サーベイが完成したことである。2年かかって膨大な日本語の資料(本、雑誌、新聞、CiNii及びネットサイト)から、合計1500点以上のセル生産に関連する資料を収集できた。今後はこれらの資料を精査し、セル生産の本質に関する調査を行い、続けてトップジャーナルに投稿して、本研究の世界的な地域を確立することを目指して行く。以上は本研究の2大成果となっているが、計画中のセル生産に関する理論解析や特性分析、さらに関連性に関する研究は順調に進めていて、一部の成果を公表している。一番の理由はJOM(Journal of Operations Management)に研究テーマであるセル生産に関する事例研究を掲載したことである。くどいようであるが、JOMは現在経営工学分野の国際雑誌の中、MS,ORを抑えて、世界ナンバーワンの雑誌である。予定は計画期間中に掲載できればと考えていたが、一年前倒しで実現できた。それ以外は概ね計画通りに実施している。本研究は,セル生産システムにおける要素間の関連性を評価した上,セル生産システムの構築理論と評価体系を研究開発し,新しい生産パラダイムの理論基礎を考案することを研究目的として、3年間研究を積み重ねてきた。当初目標としていた(1)要素間の関連性とその評価について、(a)「要素間の関連性を包括的に定義する」におけるセル生産システムに関する調査は、公開資料を中心に1990年代から現在にいたるまで、本、論文、雑誌、新聞およびウェブから1500以上収集し、その中500近く工場の案例を抽出した。これらのデータをベース化して関連性の枠組みを確立している段階に来ている。枠組みの理論はさまさまな説を試したが、黒澤一清(元東工大教授)のS-F理論を援用するという結論となり、一部既存データを用いてその有効性を検証していた。また、(b)「要素間の関連性をて量的に評価する」という目標に対して、関連性を示すキーワードと工場案例を結びつきクラスター分析などデータマイニングの技術でモデル化をし検証している段階にある。(2)要素間の関連性をセル生産システムへ適用について、製品間の関連性(競争関係)とセル間の関連性(競争関係)を分析し、ゲーム理論を用いたWorst Case Analysisという手法で、ライン生産とセル生産を比較するモデルを構築し、生産性向上におけるセル生産の優位性を理論的に証明した。

(1)要素間関連性の包括的定義に関する調査は、公開資料を中心に1990年代から現在にいたるまで、本、論文、雑誌、新聞およびウェブから1500以上収集し、500近く工場案例を抽出した。関連性の枠組みはS-F理論を援用し、データを用いてその有効性を検証していた。また、関連性を示すキーワードと工場案例を結びつき、データマイニングの技術で検証している。(2)製品間の関連性(競争関係)とセル間の関連性(競争関係)を分析し、Worst Case Analysisという手法で、ライン生産とセル生産を比較するモデルを構築し、生産性向上におけるセル生産の優位性を理論的に証明した。最初に考えた研究計画通りで進めていて、特に変更する必要がないと思われる。28年度には、6月にMIM2016,8月に北海道のISLS/CM2016,9月にアメリカのCM/SERU2016,キュウバのPOM2016と10月に南アフリカのGCSM2016に積極的に参加して、研究成果を発表し、専門家と意見交換をしながらトップジャーナルへの投稿を計画している。当初の計画は関連性を念頭にしたセル生産システムのモデリングが中心であった。しかし、文献サーベイに収集できた資料の量が予想以上なものがあり、それらを解析し、まとめて行くのはもっと時間が必要と考えている。前述のように今後はこれらの資料を精査し、セル生産の本質に関する調査を行い、続けてトップジャーナルに投稿して、本研究の世界的な地域を確立することはもっと重要である。そのために、調査のフレームワークを構築し、データによる検証をまずすべきか。そのために、従来のモデリングの研究は協力チームに重点を移して、我々はこの膨大な資料をデータマイニング、統計、数理など様々な技術を駆使して解析して、セル生産のあるべき姿を明らかにし、トップジャーナルに公表する。複合新領域平成27年度に研究調査のため書籍や、電子媒体等の購入にあてるため部品費として15万を予算計上していたが、インターネットを通じて論文や資料を費用をかけずに収集できたことが主たる要因である。当初キューバで開催されていたPOMS国際学会に参加するために、論文を投稿し、受け付けられていた。しかし、学校の行事などで日程が衝突して断念した。そのために、計画した予算を使えきれなかった。学会への参加が当初計画より増加する見込であるため、旅費として使用する予定である。セル生産に関する資料を収集したが、それらを整理するのに人手がかかり、また専門家の意見を取り入れる必要がある。そのために、共同研究者である同志社大学の殷教授を2回招いて、アドバイスをいただく計画を立てていて、この金額は旅費と謝金に使用する。7月と11月に同志社大の殷教授を招いて、研究セミナを開催。旅費と謝金を負担する。余った金額はデータ整理用の媒体やソフトに使用する。
慢性腎臓病患者の免疫不全における免疫チェックポイント機構の役割

慢性腎臓病患者は、尿毒素の影響とされる免疫力の低下状態にさらされている。また末期腎不全により透析導入となった場合、導入後1年以内で、感染症のリスクや、がん発症率が極めて上昇することが知られている。本研究は、免疫応答の制御に関わる免疫チェックポイント機構を司るPD-1やCTLA-4分子などに着目して、慢性腎不全の免疫力低下への影響について、ヒトリンパ球を用いた免疫学的手法による解析を行う。ヒトリンパ球を対象とした表面抗原をフローサイトメーターで検知する手法により、免疫チェックポイント機構のマーカーを個々の細胞レベルで解析することが可能であり、それらの発現細胞の割合や、抗原の発現強度を確認できる。また、免疫チェックチェックポイント機構のオン/オフにおける、リンパ球の刺激による細胞増殖やサイトカインの産生の変化を定量的に、クリアカットな検出により測定することで、機能解析を行うことが可能である。また、腎がんや膀胱がんといった悪性腫瘍の治療として、近年抗PD-1抗体を用いた治療が行われており、ヒトリンパ球に発現するPD-1が治療に応じて、どのように変化するかについてもモニタリングをすることで、慢性腎臓病患者との比較を行う予定としている。現在血液透析患者40名、腎癌患者2名、膀胱癌患者2名に対して、研究に同意いただいた方から、予定していた血液検体の採取、保存を完了した。血液透析患者からはQOL調査についても1名を除く39名から聴取を行った。2018年度に血液透析患者40例、腎癌患者2例、膀胱癌患者2例、ボランティア1例からの採血検体の採取を完了し、血液透析患者39例からQOLに関するアンケートの聴取を行った。2019年度は採血検体からリンパ球を抽出し、主にフローサイトメトリーによる解析により、免疫チェックポイント機構に焦点を当てて、研究を推進する方針としている。現在慢性腎臓病患者および腎がん・膀胱がん患者のリクルートを行っているところであり、問診によるアンケートやサンプルの採取・解析を行ったのち、統計解析により有意差について検討をする。研究施設内の倫理審査の受理に数ヶ月を要している影響で、参加者のリクルートを始めとして、研究同意の取得やサンプル採取の目標件数に遅れを生じているため。参加者のリクルートは、現在も十分な症例数が集まる状況であり、今後2年以内に予定サンプルの採取は可能と考えている。基盤Cの初年度のため、次年度持ち越しが可能であり、必要サンプル数が確定したのち、試薬のまとめ買いによるコストカットを目的としているため、本年度は物品費による試薬の購入を行わなかった。
口腔がん進展におけるp62の分子機能の解明

これまでの口腔がんの成因に関する研究の中で多くの口腔がん組織がp62タンパク質陽性となることを発見した。p62は細胞毒性のある様々な物質の排除に重要な役割を持ち、細胞の恒常性維持に非常に重要なタンパク質であると考えられている。本研究は口腔がん臨床検体の腫瘍周辺正常上皮でのp62の異常集積と予後との関連性、さらには、前がん病変組織中でのp62の発現量とがんへの移行との関連性を明らかにし、p62をtarget geneとするmicroRNA (miRNA)の発がんへの関与の解明を行い、口腔がん進展におけるp62の分子機能を基礎的、臨床的両側面から解明することを目的とする。
光ピンセットによる分子モーターの動作機構解析

本研究の目的は、アクチン・ミオシンからなる分子モーターがどのような仕組みで動く(かつ力を出す)のかを探ることである。このため、ガラス面上に載せたミオシン分子の上をアクチン線維が走る、いわゆるin vitro motility assay系を用いて、以下の研究を行った。1.アクチン線維の後端にプラスチックビーズを結合させ、このビーズを光ピンセットで捉えることにより、ミオシン1分子がATP1分子を分解するときアクチンをどれだけ動かすか、すなわち分子モーターのユニットステップ、を捉えることに成功した。ステップ幅は広い分布を示し、分布のピークは約8nmであった。もしこのステップがミオシン分子の構造変化によって引き起こされるものなら、ビーズという巨大なプローブをアクチンの紐を介してミオシンに結合させることにより、ミオシン1分子に起きる構造変化を実時間で捉えたことになる。2.アクチンに蛍光色素を結合させ、その蛍光の偏光方向を測ることにより、アクチン線維内のアクチンモノマーの配向を知ることができることを示した。最終的には、蛍光色素1分子の偏光方向の実時間測定に成功し、ミオシン上を滑走するアクチン線維が線維軸回りに回転することを示した。3.ATPが無いとミオシンとアクチンはしっかりと結合する(硬直結合)。アクチンにつけたビーズを光ピンセットで引っ張ることにより、1分子のミオシンとアクチンとの間の硬直結合を切るのに必要な力を見積もることができた。10pN程度の力を加えると平均約1秒で結合が切れ、力が大きいほど結合が切れるまでの時間も短い。破断力はアクチンを引っ張る方向によらず、ミオシン分子は非常に柔軟であることが示唆された。1つのミオシン分子の破断力を繰り返し測定したところ、ミオシン分子は見かけ上個性的に振る舞い、あるものは常に大きな破断力を要し、他のものは小さな力で結合が切れた。1.光ピンセット装置に偏光ビームスプリッターを挿入することにより、レーザースポットを2つにしてデュアル光ピンセットとした。2.アクチン線維の後端にプラスチックビーズを結合させ、光ピンセットでビーズを捉えて自在に操作することができるようになった。ガラス面上に蒔いたミオシン分子上をアクチン線維が走る条件の下では、ビーズを介して光ピンセットとアクチンが綱引きをし、ビーズが線維方向に振動する。このとき、ビーズの変位をnm分解能で測ると同時に、ビーズにかかるpNレベルの力を測れることはすでに示した。そこで、ミオシン密度を減らしていったところ、振動が間欠的に起きる条件が見つかった。アクチンと相互作用するミオシン分子の数が小さいために起きる現象と考えられる。しかし、ATPaseから見積もったミオシン分子数はそれほど小さくない。2つの解釈が可能で、1つは、ガラス面上のミオシンのうち本当にアクティブな(力を発生できる)ものは少数で、これが間欠振動を起こしたというもの。もう1つは、ATPaseで見積もったミオシンは全部アクティブで、アクチンを動かすためには数十のミオシン分子がなければならないというもの。デュアル光ピンセットを利用して両者を見分けることを試みる予定である。3.光学系の工夫により、nm計測用の位相差像とアクチン線維の蛍光像の両方を同時かつ連続的に観察できるようになった。このおかげで、上記2の間欠的振動において、アクチンがビーズを引っ張っているときはアクチン線維が直線的に伸びていることを確認できた。4.コンピューター制御のできるビデオレコーダーの導入により、ビーズ位置の計測精度が向上した。このためのプログラムも完成している。5.アクチン線維の側面にビーズを付ける条件が見つかった。アクチン線維の回転ないし捻れを検出できるようになることが期待される。

アクチン・ミオシン分子モーターの単位ステップ、すなわち1個のミオシン分子がATP1分子を分解しながらアクチンと相互作用するときに生じる動き、が見えてきた。基本的な実験系は昨年度報告したとおりで、アクチン線維の後端にプラスチックビーズを付けておき、ヘビーメロミオシン(HMM)をコートしたガラス面上を滑走させる。このビーズを光ピンセットで捕捉すると、アクチン・ミオシン間の滑り力と光ピンセットの引力との間で綱引きが始まり、ビーズがナノメートルの振幅で前進後退を繰り返す。今年度は、単位ステップを見るため、HMM密度を極端に減らし、アクチン線維と相互作用するHMMの数がアクチン1mumあたり1個以下になるようにした。さらにATP濃度も1muM以下とすることにより、長さ数mumのアクチン線維1本あたり毎秒せいぜい1個程度のATPが分解されるようにした。これらの条件の下で、ビーズは期待通り毎秒1回程度のステップ状の変位を示した。ステップには前進と後退の2種類があり、いずれもATP1分子がミオシンに結合して引き起こした一連の過程の結果と考えられる。報告されているキネシン・微小管の系の場合と異なり、ステップ幅は広い分布を示し、前進ステップの分布のピークは8nm付近であった。光ピンセットの力が弱い場合、一見30nmを越えるステップが見られることもあった。ステップ幅の分布は、アクチン線維の構造に由来するものかもしれない。上記の結果を得るにあたり、ビーズの位置を分解能1nm程度で実時間計測できるシステムを開発した。アクチンの蛍光像も同時に記録できるシステムで、分子モーターをはじめ生体運動の解析に有用となると期待される。
魚鱗癬様症候をヒントにしたTRP受容体刺激による表皮バリアホメオスタシスの検討

Dorman-Chanarin症候群(DCS)は、triglycerides (TG)を分解するadipose triglyceride lipase(ATGL)の活性化を促す補酵素であるCGI-58(comparative gene identification-58)の遺伝子変異によって発症する。我々は、魚鱗癬が夏期に増悪し、冬期には自然に軽快するDCS患者について報告した(J DermatolSci,2010;57,102)。我々の症例は原因遺伝子CGI58の片アレル変異があり、これによるリパーゼ活性低下の結果、アシルセラミドの減少が表皮バリア、保水量低下の原因であることを見い出し報告した(J Invest Dermatol, 2010,130:2497)。さらに冷温感受性レセプターであるTransient Receptor Potential(TRP)channelに属するTRPM8のチャネルレセプターとして作用するmentholを含む湿布剤の貼付部に一致して皮疹が軽快した。これらの事実は角化細胞内リパーゼ活性が冷温感受性TRPチャネル刺激により回復する可能性を示す。本研究は本症例をヒントに、TRPドメインを介する冷温痛覚刺激が表皮角化細胞に存在することの意義、および病態との関連を解明することを目指した。平成30年度は、まず、メントール塗布したDCS患者の鱗屑部の脂質膜解析を行ったところ、正常皮膚の鱗屑部と比較して患者鱗屑部はトリグリセライドが増加していることを確認した。次に、正常ヒト表皮において、表皮細胞膜に一致してTRPM8が発現していることを示した。現在、正常ヒト表皮細胞を17°C、27°C、37°C環境で培養し、表皮細胞の増殖を比較する準備をしている。更に、患者の培養表皮細胞においても同様の検討をし、冷環境における表皮の増殖について検討する。我々は、魚鱗癬が夏期に増悪し、冬期には自然に軽快するDCS患者について報告した(J Dermatol Sci,2010;57,102)。さらに冷温感受性レセプターであるTransient Receptor Potential(TRP) channelに属するTRPM8のチャネルレセプターとして作用するmentholを含む湿布剤の貼付部に一致して皮疹が軽快した。本研究は本症例をヒントに、TRPドメインを介する冷温痛覚刺激が表皮角化細胞に存在することの意義、および病態との関連を解明することを目指す。まず、セルロースとイソプロパノールを基剤としメントールを溶解し軟膏化し、DCS患者の前腕の皮疹部に塗布したところ、基剤塗布部位と比較して臨床的所見、病理学的所見とも改善することを確認した。さらにメントール塗布部では、基剤塗布部、無塗布部と比較して、角層水分量の増加を認めた。メントールはTRPM8受容体活性チャネルを刺激し冷感をもたらす。TRPM8は22°C以下の低温度環境においても活性化するので、DCSの魚鱗癬に対するmentholの作用機序はTRPM8を介するものである、という仮説は、DSCの魚鱗癬が冬期に軽快する事実を支持するものであり、これを支持するデータを得ることができた。次にメントール塗布部鱗屑の脂質解析を行ったところ、TG, Free fattyとも基剤塗布部と比較して有意な差はみられなかったが、セラミドは有意に増加していることが明らかになった。これは我々が報告したacylceramideの減少が魚鱗癬の病態形成に関与したデータを支持する。さらに、培養ヒト皮膚表皮細胞にメントールを添加したところ、濃度依存性にCGI-58遺伝子およびATGL遺伝子が増加することを見出し、来年の実験計画を施行することが可能となった。

平成30年度は、まず、メントール塗布したDCS患者の鱗屑部の脂質膜解析を行ったところ、正常皮膚の鱗屑部と比較して患者鱗屑部はトリグリセライドが増加していることを確認した。次に、正常ヒト表皮において、表皮細胞膜に一致してTRPM8が発現していることを示した。現在、正常ヒト表皮細胞を17°C、27°C、37°C環境で培養し、表皮細胞の増殖を比較する準備をしている。更に、患者の培養表皮細胞においても同様の検討をし、冷環境における表皮の増殖について検討する。DCS患者皮膚から採取した表皮細胞を低温度環境下で培養し、CGI-58遺伝子が増加するか否かを検討する。理由次年度に細胞培養用試薬等の購入が必要になるため、予算を繰り越した。計画次年度の計画に沿って準備し試薬を購入する。
細胞間相互作用と微小環境がもたらす免疫細胞分化に関する研究

細胞間相互作用は、安定して秩序だった細胞挙動をもたらす。しかし、有限個の生体分子のランダムな衝突に依存する生体反応には、大きなばらつきが生まれる。では、そのような不安定な環境の中で、細胞はどうやって適切なふるまいを選択するのだろうか。そこで本研究では、遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いてCD4陽性T細胞の分化と活性化の動態をライブイメージングにより解析する。CD4陽性T細胞は抗原刺激に応じてヘルパーT細胞や制御性T細胞に分化する。この環境変化に呼応して安定した分化制御をもたらす仕組みをマルチスケールな観点から明らかにすることにより、細胞間相互作用の本質的な動作原理を明らかにすることを目指す細胞間相互作用は、安定して秩序だった細胞挙動をもたらす。この環境変化に呼応して安定した分化制御をもたらす仕組みをマルチスケールな観点から明らかにすることにより、細胞間相互作用の本質的な動作原理を明らかにすることを目指す
原子細線の電気伝導の理論

原子細線、原子尺度点接触の電気伝導について研究を行い、電気伝導特性の理論解析を行った。そこで独自の理論的方法論である新しい第一原理電子状態計算法を提案し、原子細線のコンダクタンス、特に個々の伝導チャネルの解析を行った。特に、Na、Al、Pbなどの原子細線の伝導の解析を行い、その細線の伝導チャネルを明らかにし、伝導特性の物質依存性、構造依存性、バイアス依存性について解明した。Na原子細線では、伝導チャネルはs軌道による完全に開いた一つのみで、伝導特性は細線の構造にもあまり依存せず、コンダクタンスの量子化が明瞭に現れることが示された。一方、Al細線は不完全に開いた三つの伝導チャネルがあり、これらの透過率は細線の構造によって顕著に変化することが明らかになった。Alの点接触の特徴的な性質として、その接触部を伸ばすことによりコンダクタンスが増加することがあげられるが、これはその伝導チャネルの構造依存性に起因していることが解明された。また、Alの電流電圧特性を解析し、電圧の増加に伴いコンダクタンスの減少が見られたが、これは不完全に開いた二つ伝導チャネルに起因することが明らかにされた。この他に、従来の第一原理電子状態計算法によるAuの原子細線の構造安定性の解析やモデルポテンシャルによる磁性体のコンタクトの磁気抵抗の解析も行った。個々の原子からなる原子細線、原子尺度点接触の電気伝導についての研究を行い、電気伝導特性の物質依存性を解析してきた。実験的にはコンダクタンスの量子化が見られやすい物質、見られにくい物質、また、極端に大きな磁気抵抗を示す物質等の存在が知られている。これらの物質の多様性に対する理論的なメカニズムの解明を行うため、独自の第一原理計算法を開発し、この原子細線のコンダクタンス、特に個々の伝導チャネルの解析を行った。価電子が一つのNa原子では、伝導チャネルは完全に開いた一つのみで、細線の構造にもあまり依存せず、コンダクタンスの量子化が明瞭に現れることが示された。また、Auや磁性体の原子尺度点接触の電気伝導について、簡略化されたモデルに対して解析を行った。その結果、Auは有限バイアスをかけることによってd軌道のチャネルが開くこと、磁性体については、磁壁を通る伝導チャネルの数がスピンに依存し、点接触の幅の減少に対して磁気抵抗が振動しながら増加することなどが明らかにされた。
初期(微小)末梢型肺腺癌の原因遺伝子の同定

本年度は初期(微少)肺腺癌の増殖・進展・転移にインターロイキン10(IL-10)遺伝子の発現がどのように関わっているについて検討を加えた。我々は前年度の研究を遂行する傍ら、各種インターロイキン遺伝子について微少(初期)肺腺癌を含む非小細胞肺癌(NSCLC)における発現との関連を検討した。その結果、非小細胞肺癌の症例でIL-10の発現と臨床的予後に関係があることを見出した。さらにIL-10の発現は血管新生刺激(抑制)因子の中でも特にAng-1,Ang-2,Angiopoietin Receptor(Tie-2)の発現と相関することを明らかにした。材料は当院におけるヒト非小細胞肺癌手術症例95例(腺癌56例、扁平上皮癌32例、大細胞癌5例、腺扁平上皮癌2例)を対象とした。腫瘍材料は手術採取されたものを直ちに凍結し、-80°Cで保存した後、使用時に可溶化して全RNAを抽出した。IL-10,IL-10Receptor,ならびに各種血管新生刺激(抑制)因子の遺伝子発現はRT-PCR法により解析した。対象とした因子としてはAngiopoietin-1,angiopoietin-2,Tie-2,KDR, flt-1,VEGF, TSP-1,TSP-2,BAI-1遺伝子である。IL-10発現とこれらの遺伝子発現との相関はFishers exact testにて統計学的有意差検定を行った。またこれらの症例について免疫染色を行い血管密度を測定した。非小細胞肺癌症例においてIL-10及びIL-10Receptor遺伝子の発現は上記の血管新生因子のうちAng-1,Ang-2,Tie-2の発現と有意に関連していた。IL-10陽性非小細胞肺癌症例はIL-10陰性症例に比較して血管密度が高かった。IL-10陽性非小細胞肺癌症例の予後は陰性例に比較して不良であることが示唆された。これは腫瘍組織における血管増生の亢進で説明されるものと考えられた。さらに非小細胞肺癌症例における血管増生の亢進はAngiopoietin系に関連することも示唆された。本年度は、東海大学病院で1989年-1998年にかけて微小肺腺癌として胸腔鏡下で切除された手術材料のうちstage T1N0M0の47例を組織学的に詳細に検討した。このうちAAHもしくはBACの範疇に入り、しかも対照正常肺組織を含めて新鮮凍結組織材料が保存されている3症例をdifferential display用に選別した。これらの症例の新鮮凍結材料をグアニジンチオシアネート存在下でホモゲナイズし、塩化セシウム溶媒中で超遠心分離して全RNAを抽出した。これら全6種類のサンプルRNAを9種類のoligo d(T)蛍光リバースプライマーを用いて逆転写し、24種類のフォワードプライマーと組み合わせて、のべ216通りの第一段階PCRを行った。反応産物をDNAシークエンス用電気泳動装置を用いてDNAを分離し、蛍光バイオイメージアナライザー(FMBIO-II Multi-View)上で腫瘍特異的に発現が増加/減少していると思われたバンド347本を切り出した。

ゲルよりDNAを抽出し、同じ組み合わせのプライマーを用いた第二段階PCRで再増幅した後H.A.Yellow含有アガロースゲル電気泳動にて目的のバンドを分離、回収した。さらに伸長プライマーを用いた第三段階PCRで再増幅した後H.A.Red含有アガロースゲル電気泳動にてDNAを分離し回収した。この段階までで300個の候補遺伝子の断片が選別された。現在これらの遺伝子断片のダイレクトシークエンスを行っている最中である。本研究では我々は初期肺癌を材料として、ディファレンシャルスクリーニングを用いることにより、肺腺癌の発生、進展に関わる未知の機能分子を同定することを試みた。その理由は、末梢の肺癌に対して胸腔鏡手術が可能となり、以前に比較して末梢型肺腺癌の初期病変(径2cm以下)の材料が得やすくなってきたためである。最初に我々は40例の微小肺腫瘍病変(径2cm以下)およびその対照正常組織を集め、詳細な病理組織学的解析を行った。その結果、これらの微小病変にはBACから明らかなinvasive adenocarcinomaまで含んでおり、FDD(Fluorescent Differential Display)法の対象として適当と判断した。あらかじめ保存しておいた上記病変部及び対照部の新鮮凍結材料から全RNAを抽出し、蛍光(Rhodamine)ラベルしたoligod(T)リバースプライマー(9種類)を用いて逆転写した後、フォワードプライマー(24種類)を組み合わせて、のべ216通りのPCRを行った。反応産物の一部をDNAシークエンス用電気泳動装置を用いて分離し、蛍光バイオイメージアナライザー(FMBIO-II Multi-View)上で腫瘍特異的に発現が増加/減少しているバンドを同定を試みた。これらのバンドよりDNAを分離、回収し、PCRダイレクトシークエンスにて遺伝子配列を決定した。結果的に上記FDD法を行った第一段階までで323個の候補遺伝子のcDNA断片が選別された。さらにこれらの遺伝子断片のダイレクトシークエンスを行った結果255個の遺伝子断片において遺伝子配列を同定した。得られたクローンは末端にPoly(A)^+tailを持つものが163個、持たないものが92個であった。現在、これらのクローンについて遺伝子データベース上でBlast検索を行っている。既知の遺伝子と比較・検討することにより候補遺伝子断片の絞り込みが終了し次第、プラスミドにクローニングして、ノーザンブロット,RT-PCRを行う予定である。また本研究を遂行する過程でいくつかの遺伝子について微少(初期)肺腺癌を含む非小細胞肺癌における発現との関連を検討した。その結果、非小細胞肺癌の症例でIL-10の発現と臨床的予後に関係があることを見出した。さらにIL-10の発現はAng-1,Ang-2,Angiopoietin Receptor(Tie-2)の発現と相関することを明らかにした。
低分子量ストレスタンパク質の中枢神経における機能解析

本研究は、細胞・分子レベルでの機能解析が進んでいない低分子量ストレスタンパク、特にヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)と27kD熱ショックタンパク質(HSP27)に着目し、これらの中枢神経系における機能を明らかにすることを目的とした。HO-1とHSP27をコンディショナルに発現するラット副腎褐色腫PC12細胞を用いて、これら低分子量ストレスタンパクの細胞保護機能を検討した。血清除去によるアポトーシス様の細胞死をHSP27は顕著に抑制したが、HO-1を発現した細胞では明らかな細胞保護効果は認められなかった。また、酸化ストレスや遺伝子毒性を示す薬物に対する低分子量ストレスタンパクの作用を検討したが、いずれの場合も明らかな細胞保護作用は認められなかった。一方、神経成長因子(NGF)により神経細胞様に分化させた場合、過酸化水素など酸化ストレスに対する感受性が増大した。さらに、分化細胞にHO-1を強発現させると細胞死が誘導され、HO-1の基質として低濃度のヘミンを添加することで細胞死が増加した。このヘミンの効果は鉄キレート剤のデフェロキサミンにより消失した。以上の結果から、PC12細胞では分子シャペロン機能を有するHSP27が増殖因子除去によるアポトーシスに対し抑制的に働くことが明らかになった。しかし、酸化ストレスにより誘導されるHO-1は未分化細胞で保護機能を示さないばかりでなく、神経細胞における過剰なHO-1発現は酵素反応による鉄の遊離を介してむしろ酸化ストレスを惹起し、細胞死を誘導することが示唆された。本研究は、細胞・分子レベルでの機能解析が進んでいない低分子量ストレスタンパク、特にヘムオキシゲナーゼとHSP27に着目し、これらの中枢神経系における機能を明らかにすることを目的とした。本年度は、ヘムオキシゲナーゼ(HO-1)とHSP27をコンディショナルに発現するラット副腎褐色細胞腫PC12細胞を用いて、これら低分子量ストレスタンパクの細胞保護機能を検討した。血清除去によるアポトーシス様の細胞死をHSP27は顕著に抑制したが、HO-1を発現させた場合は明らかな細胞保護効果は認められなかった。現在、HO-1の酵素反応により生成する鉄が細胞保護作用を相殺する可能性を検討中である。一方、同一のストレスが多くのストレスタンパタを誘導し、異なるストレスが、同一のストレスタンパクを誘導することから、シグナルのクロストークが予想される。そこで、細胞内グルタチオンを特異的に低下させるホロンでヒト繊維芽細胞WI-38を処置する酸化ストレスモデルを用いてストレスタンパク誘導にいたる細胞内伝達系を調べ、ストレスシグナルのクロストークを明らかにすることを目的とした。本酸化ストレスモデルでは、n-6系不飽和脂肪酸の最終分解産物である4-ヒドロキシノネナール(4-HNE)が一過性に増加した。外来性に添加した生理的に到達しうる濃度(10μM)の4-HNEは、c-fosやHOをホロンと同様の経時推移で誘導した。さらに、特異的阻害剤を用いた解析によりホロンと4-HNEはいずれもaPKCを中心的なシグナル伝達分子として利用することが判明した。次年度では、さらに他のストレスタンパク誘導にいたる情報伝達に4-HNEがセカンドメッセンジャーとして関与するかどうかを検討する。