hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルミニウム製熱交換器の耐食性に関する基礎研究

自動車用アルミニウム合金製熱交換器の防食を目的として、合金表面に形成する化成皮膜の生成機構とその機能について研究した。MgSO_4+NaHCO_3混合水溶液中で化成処理したアルミニウム合金の耐孔食性を調べた結果、A1099(高純度アルミニウム)A5052(2.6%Mg)、A7072(1.15%Zn)はいづれも優れた耐食性を示した。これはMgやZNがAlと固溶して均一相を形成するためである。しかしA2017はA3003はCuAl_2や(Fe、Mn)Al_6などの金属間化合物を形成し、またBA4045は表面にSiを晶出するために均一な化成皮膜を形成せず、耐食性が向上しなかった。次に無機系インヒビタの効果を調べたところ、Mg塩、クロム酸塩、硝酸塩は孔食を抑制することが解った。この効果は水と30%エチレングリコール水溶液(いづれも0.01MNaCl+10ppmCu^<2+>を含む)中で大差なかった。しかし耐食性の高いMg処理皮膜を形成させるためには40°C以上に維持することが必要である。Mg処理皮膜が形成されるとアルミニウム合金の自然電位が卑になり、また孔食電位が上昇するので耐孔食性が向上する。
概日リズム・睡眠機能の加齢現象についての多元的解析とその応用に関する研究

本研究は、睡眠・覚醒リズムの年齢影響を検討することを目的とし、以下の三つの研究を行った。一つは、日本の生徒518名(618才)、日本の勤務者集団1,143名(1865才)および韓国の勤務者集団1,098名(1958歳)を対象に、睡眠習慣調査とHoreとOstbergによる朝型-夜型(ME)質問紙調査を実施した。習慣的な就寝時刻は学年とともに遅延したために、平日睡眠時間の長さも暫時短縮していた。授業中居眠りする者の比率は、中学2年生から高校3年生にかけて急に増大していた。平均M-E得点は学年進行と共に減少したが(夜型傾向)、とくに中学1年生でその変化が顕著であった。こうした睡眠位相の後退や睡眠時間の短縮、夜型化および日中の居眠りの増加は、主として中学初期における性的発達が関連していることを考察した。勤務者を対象とした研究では、日本・韓国とも加齢にともない就寝時刻が早く,ME得点も朝型方向に変化していた。こうした成績から、年齢とともに睡眠・覚醒リズムの位相は前進することを考察した。2つ目の研究では、計78夜の標準的なpolysomnographと手首に装着したアクチグラフの活動数から、睡眠・覚醒判別の最も高い2次判別方程式を求めた。その睡眠覚醒一致率は96.68%で、Coleらの先行研究より高かった。3つ目の研究は、4名の女性を対象に、妊娠34週目から分娩後3ケ月間にわたり手首アクチグラフを連続測定し、この間の睡眠・覚醒パターンの特徴を検討した。分娩後約1ケ月間では、夜間の中途覚醒の増加をともなった睡眠・覚醒リズムの乱れが顕著であったが、その後の乱れは少なくなる傾向を示した。こうした成績は、新生児の授乳リズムないしは睡眠・覚醒リズムの発達過程と同期していることを推測した。本研究は、睡眠・覚醒サイクルや概日リズムの加齢による変化を、自然な生活スタイルの中で捉えることを目的としている。最近、各方面で応用されてきた手首に装着可能なMini-Motion-Logger Actigraph(アクチグラフ;Amburatory Monitoring Inc.New York,USA)について、物理振子として加速度を加えたときと、人の手で握ってアクチグラフを振ったときの応答特性を解析した。ついで、人の基本的な動作・行動によるアクチグラフの反応特性、心拍数との関連性、さらには、睡眠ポリソムノグラフとの一致性などの基礎的検討を行なった。その結果、アクチグラフを物理振子として周期的に加速度を加えた実験では、アクチグラフのZ軸が重力方向と一致している場合に、最も安定した高感度(1.71Hzで0.003g)の応答特性を、重力方向と垂直な場合にはランダム性の強い応答特性を示した。人の手で振った場合には、アクチグラフZ軸の方向如何を問わず一様なカウント特性は得られた。こうした実験結果より、アクチグラフのセンサー・モデルを推定した。一方、人の基本的な動作・行動時の非利き腕アクチグラフ・カウント数は、心拍数との間に高い相関関係がみられ、覚醒時の大まかな動作・行動を判別することが可能であり、かつアクチグラフの活動量と睡眠ポリソムノグラフから判定した睡眠・覚醒一致率は96.9%で、その他、全睡眠時間、睡眠効率、入眠潜時、中途覚醒時間および中途覚醒回数における両者の相関関係もほぼ完全相関に近かった。以上の結果から、アクチグラフは被験者への負担も少なく、自宅での日常行動や睡眠・覚醒の客観的な判定のみならず、概日リズムの位相差など、多方面のフィールド研究に応用可能であると結論された。現在、引き続き高齢者や妊産婦、高圧潜水ダイバーの睡眠・覚醒判定に測定・応用している最中である。

こうした成績は、新生児の授乳リズムないしは睡眠・覚醒リズムの発達過程と同期していることを推測した。本研究は、睡眠・覚醒サイクルや概日リズムの加齢影響を、日常的な生活習慣のなかで捉えることを主目的とし、本年度は、以下の三つの調査研究を遂行した。その一つは、518名の学童・生徒達(618才)と1,143名の日本の勤務者(1865才)および1,098名の韓国の勤務者集団(1958歳)をそれぞれ対象として、睡眠習慣調査とHoreとOstbergによるmorningness-eveningness questionnaire (M-E質問紙)を行い、主として加齢影響について検討した。2つ目は、昨年度の基礎的研究に引き続いて、手首に装着したアクチグラフ活動量から睡眠と覚醒を判定する新しいアルゴリズムを作り、polysomnographとの一致率を高める努力をした。3つ目の研究として、アクチグラフを実際の各種フィールド分野に応用する最初の調査として、妊娠34週目から分娩後3ヶ月間にわたり1名の初産婦(26歳)と3名の経産婦(2731才)を対象に手首アクチグラフを連続測定し、この間の睡眠・覚醒パターンの特徴を検討した。学童・生徒を対象とした研究では、習慣的な就寝時刻は学年とともに遅延したために、平日睡眠時間の長さも暫時短縮していた。授業中居眠りする者の比率は、中学2年生から高校3年生にかけて急に増大していた。平均M-E得点は学年進行と共に減少したが(夜型傾向)、とくに中学1年生でその変化が顕著であった。こうした睡眠位相の後退や睡眠時間の短縮、夜型化および日中の居眠りの増加は、主として中学初期における性的発達が関連していることを考察した。また、勤務者を対象とした研究では、日本・韓国とも加齢にともないM-E得点は朝型方向に変化し、就寝・起床時刻はともに早くなっていたが、こうした結果は生物学的加齢効果を反映していることを考察した。2つ目の研究では計78夜の標準的なpolysomnographとアクチグラフの活動数から2次判別方程式を用いて求めた睡眠・覚醒判別の最も高い一致率を示した条件は、覚醒を8、睡眠段階1を4、段階REM睡眠を3、段階2睡眠を2、段階3+4睡眠を1とコード化し、かつある時点の4分前とある時点の2分後の7分間の活動数を独立変数としたときであった。この2次判別方程式で、38夜のtraningデータより求めた睡眠・覚醒一致率は96.68%となり、先行研究より高い一致率を示した。3つ目の研究では、手首アクチグラフ活動数から上記アルゴリズムを用いて睡眠と覚醒に判別した結果、妊娠末期に比して、分娩後約1ケ月間では夜間中途覚醒の増加をともなった睡眠・覚醒リズムの乱れが顕著であったが、その後の乱れは少なくなる傾向を示した。本研究は、睡眠・覚醒リズムの年齢影響を検討することを目的とし、以下の三つの研究を行った。一つは、日本の生徒518名(618才)、日本の勤務者集団1,143名(1865才)および韓国の勤務者集団1,098名(1958歳)を対象に、睡眠習慣調査とHoreとOstbergによる朝型-夜型(ME)質問紙調査を実施した。習慣的な就寝時刻は学年とともに遅延したために、平日睡眠時間の長さも暫時短縮していた。
上皮付着直下における毛細血管網に対するTGF-betaの作用に関する研究

ゴールデンハムスターの上皮付着直下の血管に分布するTGF-betaを検索巣る目的で抗TGF-beta抗体を用い免疫染色を施すと、毛細血管ループが立ち上がる直前の細動脈、細静脈の平滑筋に著名な陽性部位が認められた。粉末食を与えて歯周疾患に罹患させたゴールデンハムスターの上皮付着直下の毛細血管ループは先端が膨隆したり、新たな血管網を形成していた。このような血管新生の旺盛な部位に存在する毛細血管の周皮細胞が減少している。血管同一であるにも係わらず、TGF-betaの潜在型が活性型に変わり作用発現をきたすのに周皮細胞との接触が必要であることと一致していた。歯周疾患に罹患した固体の上皮付着直下の結合組織内の血管新生と上皮細胞の増殖が著名でありながら、歯槽骨やセメント質表層の血管新生は殆ど認められず、むしろ減少傾向にある。TGF-betaは骨やセメント質に存在するデコリンと結合しやすく、デコリンと結合したTGF-betaは不活性化するためとおもわれた。歯牙の発生途上のヘルトウイヒ上皮鞘の先端部では、フィブロネクチンの存在が著名な先端部や象牙芽細胞の分化部位にTGF-beta陽性が認められた。
再生可能エネルギー教育のためのシリコン太陽電池教材の開発と実践

シリコン太陽電池は、再生可能エネルギーの最も代表的なものの一つであり、その教育が重要視されている。本研究の目的は、再生可能エネルギー教育のためのシリコン太陽電池教材を開発することであり、我々は太陽電池作製工程の時間を短縮するために、ショットキー太陽電池の構造を選択し、作製工程の簡素化を行った。開発したシリコン太陽電池は、半日で作製することができるため、大学・高専の学生実験や公開講義において利用することができる。再生可能エネルギーへの関心が高まっており、太陽電池の仕組みの学習や太陽電池づくり体験の機会が求められている。しかし現状では、一般家庭に浸透しているシリコン太陽電池に関する体験型の公開講座はほとんど実施されていない。太陽電池の作製に丸1日を要すること、および教材費が高いことが原因である。そこで本研究は、半日の公開講座で作製できるシリコン太陽電池教材を新たに開発し、一般市民を対象とした再生可能エネルギーを学ぶための公開講座で本学習プログラムの教育効果を検証することを目的としている。平成27年度は、シリコン太陽電池の簡易作製プロセスと作製時間の短縮を検討した。半日の公開講座で作製するために必要な検討である。基板洗浄、電極形成、熱処理などの基本的な作製プロセスを確立した後に、作製時間を短縮するために電極形成条件の見直しを行った。この成果として、半日の公開講座で作製できる太陽電池教材を開発できた。なお、基板洗浄を公開講座中で行うのではなく、事前準備として行うようにすれば、より短時間で作製することも可能である。作製した太陽電池からは、テスタで確認できる程度の開放電圧と短絡電流が得られることがわかった。以上のことから、公開講座で使用するシリコン太陽電池教材の開発については当初の目標を達成したと考えることができる。次に、シリコン太陽電池教材の開発に目途がついたことから、当初の研究計画に沿って、高専での実験実習においてこの教材を基にした実験テーマを導入した。現在はその教育効果を調査しているところである。今後は、教材の教育効果についての評価を進めるとともに、一般向けの公開講座の実施に向けた準備を進める予定である。平成27年度は、シリコン太陽電池の簡易作製プロセスと作製時間の短縮を検討したが、その成果として、半日の公開講座で作製できる太陽電池教材を開発できた。作製した太陽電池の開放電圧と短絡電流は、公開講座で使用する予定であるテスタで確認できることから、公開講座で使用する最初のシリコン太陽電池教材の開発については当初の目標を達成したと考えることができる。また、開発した太陽電池教材を高専での実験実習に導入するなど研究計画に沿って、順調に進めることができているため、現在までの達成度はおおむね順調に進展していると考えられる。シリコン太陽電池の作製に丸1日を要すること、および教材費が高いことが原因である。そこで本研究は、半日の公開講座で作製できるシリコン太陽電池教材を新たに開発し、一般市民を対象とした再生可能エネルギーを学ぶための公開講座で、本学習プログラムの教育効果を検証することを目的としている。平成27年度にシリコン太陽電池教材の簡易作製プロセスと作製時間の短縮を実現した。しかしながら、太陽電池の電流電圧特性に大きなバラつきが見られたことから、平成28年度は太陽電池教材の電流電圧特性のバラつきの低減を目的に研究を進めた。考察と試行錯誤を繰り返すことで、最終的には簡易作製プロセスに、450°C、1分の熱処理プロセスを新たに加えることで、電流電圧特性のバラつきの低減が図れることがわかった。さらに、この熱処理プロセスを加えることで発電効率の向上にも成功した。簡易作製プロセスを検討した本来の目的は太陽電池作製時間の短縮であったが、今回5分程度のプロセスを加えるだけで、太陽電池の特性に大幅な改善が確認されたことから、今後はこの熱処理プロセスを採用することにする。次に、シリコン太陽電池教材の実験実習における活用であるが、高専専攻科の実験テーマに導入した。試行版のテキストを作製し、太陽電池作製実験を行い、アンケートと口頭試問によりその教育効果を調査した。一方で、一般向けの公開講座においては、開発したシリコン太陽電池の公開と、それを用いた発電実験を行った。公開講座の参加者の反応は良く、太陽電池教材に興味を持ってもらうことができた。今後の研究については、公開講座の準備・実施と、教材費を抑えるための低コスト太陽電池教材の開発を進める。まず、公開講座については、舞鶴高専地域共同テクノセンターの講義室および電子デバイス実習室(試作室)で行う予定であり、近隣の中学生や高校生などが参加できる長期休業期間内に日程を設定して行う予定である。次に低コスト太陽電池教材の開発である。本研究で開発したシリコン太陽電池教材はn形シリコン基板を使用しているが、これを流通量の多いp形シリコン基板に替えることができれば、公開講座の材料費を下げることができる。

また、現在はオーミック電極に金を利用するため電極材料のコストが高くなっているが、これを安価なアルミニウムなどの金属に替えることができれば大幅に低減できる。基板の変更およびオーミック電極材料の変更について検討を行う。光半導体工学
新規ミトコンドリア蛋白質Apopと加齢による腎機能障害に関する基礎的・疫学的研究

本研究は、ミトコンドリア機能に関わるApoptogenic protein-1(Apop-1)が加齢による老化関連ストレスや腎機能低下に与える影響を明らかにすることを目的とした。初年度の検討より、Apop-1は加齢に伴う腎機能低下に関与する可能性が示唆された。そこで、昨年度は老化の原因となる慢性炎症を惹起させるため、野生型(WT)及びApop-1KOマウスに対する高脂肪食負荷実験を行った。高脂肪食負荷6か月目において体重や食餌摂取量は普通食群、高脂肪食群ともにWTとApop-KOの違いはなかった。予想に反して腎機能にも有意な変化は認められなかった。しかし、肝臓脂肪量は普通食群、高脂肪食群ともにWTと比較し、Apop-KOで有意に低値であった。また、肝細胞傷害の指標である血中ALT値はWTにおいて、高脂肪食負荷による有意な上昇を示したが、Apop-KOでは認められなかった。さらに、肝組織のオイルレッドO染色の結果、WTに比しApop-KOは高脂肪食負荷による脂肪蓄積が有意に抑制された。肝組織中エネルギー代謝関連遺伝子の発現量を評価した結果、PGC1α発現量が高脂肪食群においてWTに比しApop-KOで有意に低値を示した。この結果を受け、本年度は肝臓ミトコンドリア形態の観察を行うため、普通食及び高脂肪食を負荷したApop-1KOを還流固定し、電子顕微鏡観察用検体の作成を行った。今後、観察を行い、形態の変化を確認する予定である。さらに、Apop-1ジェノタイプの違いによる加齢性病的変化の相違を検討するために、地域在住高齢者を対象としてApop-1ジェノタイプ解析を行った。解析結果が出そろい次第、動物実験及び疫学研究の成果をまとめ、論文として発表する予定である。研究(1)ミトコンドリア機能に関わるApoptogenic protein-1(Apop-1)が加齢による老化関連ストレスや腎機能低下に与える影響を明らかにするために、16週令及び48週令のApop-1遺伝子欠損マウス(Apop-1KO)と野生型マウス(C57BL/6J: WT)の比較検討を行った。その結果、48週令においてApop-1KOはWTに比し血中尿素窒素値が有意に高値であり、クレアチニンクリアランスが低値を示した。このことから、Apop-1は加齢に伴う腎機能低下に関与する可能性が示唆された。さらに老化の原因となる慢性炎症を惹起させるために、WT及びApop-1KOに高脂肪食を負荷し3か月間及び6か月間飼育した。高脂肪食負荷3か月目においてApop-1KOはWTに比し、普通食(NF)群及び高脂肪食(HF)群ともに摂餌量に差はないが体重増加量が少なかった。血中尿素窒素値やクレアチニンクリアランスはApop-1-HFとWT-HFで差はないが、興味深いことにApop-1KO-HFはWT-HFに比し、尿糖排泄量が有意に高値を示した。尿細管障害が生じている可能性が示唆されたため、今後、組織の観察や尿の詳細な分析を行う予定である。一方、高脂肪食負荷の有無にかかわらず、WTに比しApop-1KOは血中総コレステロール値及び血中ケトン体値が有意に高値を示し、血中ケトン体比率(ヒドロキシ酪酸/アセト酢酸)に大きな違いが認められた。このことからApop-1欠損は脂質代謝に何らかの影響を与える可能性も示唆された。研究(2)Apop-1ジェノタイプの違いによる加齢性病的変化の相違を検討するために、平成28年度は地域在住高齢者の登録と血液検査、Apop-1ジェノタイプ解析を行った。研究(1)高齢マウス及び高脂肪食負荷マウスの解剖及び基本的な血液検査まで終えた。組織解析やRNA発現等の解析が遅れているので、平成29年度はこれらの解析を進める。研究(2)順調に行っており、平成29年度は予定通り統計解析を進める。そこで、前年度から老化の原因となる慢性炎症を惹起させることを目的としてWT及びApop-1KOマウスに対する高脂肪食負荷実験を行い、本年度はその解析を進めた。高脂肪食負荷後24週目の腎機能にWTとApop-1KOの違いは認められなかった。しかし、体重や除脂肪率(CT値)、体脂肪率(CT値)、食餌摂取量は普通食群、高脂肪食群ともにWTとApop-KOの違いはなかったが、肝臓脂肪量(CT値)及び肝臓重量は普通食群、高脂肪食群ともにWTと比較してApop-KOで有意に低値であった。肝細胞傷害の指標である血中ALT値はWTにおいて、高脂肪食負荷による有意な上昇を示したが、Apop-KOでは高脂肪食負荷による上昇は認められなかった。さらに、肝組織のオイルレッドO染色の結果、WTは高脂肪食負荷による脂肪蓄積量の有意な増加や大滴性の脂肪滴形成を認めたが、Apop-KOは高脂肪食負荷による脂肪蓄積は有意に抑制されていた。肝臓におけるミトコンドリア呼吸鎖活性測定の結果、Apop-KOはWTに比し、各群でCOX活性の低値が見られたが、ATP量は普通食群には違いが見られず、高脂肪食群では低値傾向となった。

肝組織中遺伝子発現解析より、エネルギー代謝の制御因子であるPGC1α発現量が、高脂肪食群においてWTに比しApop-KOで有意に低値を示した。IPGTT、ITTの結果、高脂肪食群のApop-KOはWTと比較してインスリン抵抗性は同程度であったが、インスリン分泌低下による耐糖能異常が見られた。直腸温を測定した結果、Apop-KOは普通食群ではWTとの違いは見られなかったが、高脂肪食群でWTに比し熱産生能の低下が認められた。以上より、Apop-1は高脂肪食負荷による肝臓への脂肪蓄積に関わることが示唆された。Apop-1KOマウスへ高脂肪食負荷することにより、期待した腎機能への影響は認められなかったが、WTマウスに比べ肝臓の脂肪化が抑制されることが認められた。さらに、Apop-1KOは耐糖能異常、熱産生能の低下が生じることも確認された。脂肪肝や糖尿病は食の欧米化や運動不足など生活習慣に起因する生活習慣病の一つであり、どちらの病態も発がんリスクを上昇させることが知られている。Apopがこれらの病態を解明することは新たな治療戦略の創出につながることが期待される。したがって、新しい可能性が見いだされたため、おおむね順調に進展していると考える。しかしながら、腎機能とApopの関連については別の実験モデルで検討する必要がある。本研究は、ミトコンドリア機能に関わるApoptogenic protein-1(Apop-1)が加齢による老化関連ストレスや腎機能低下に与える影響を明らかにすることを目的とした。初年度の検討より、Apop-1は加齢に伴う腎機能低下に関与する可能性が示唆された。そこで、昨年度は老化の原因となる慢性炎症を惹起させるため、野生型(WT)及びApop-1KOマウスに対する高脂肪食負荷実験を行った。高脂肪食負荷6か月目において体重や食餌摂取量は普通食群、高脂肪食群ともにWTとApop-KOの違いはなかった。予想に反して腎機能にも有意な変化は認められなかった。しかし、肝臓脂肪量は普通食群、高脂肪食群ともにWTと比較し、Apop-KOで有意に低値であった。また、肝細胞傷害の指標である血中ALT値はWTにおいて、高脂肪食負荷による有意な上昇を示したが、Apop-KOでは認められなかった。さらに、肝組織のオイルレッドO染色の結果、WTに比しApop-KOは高脂肪食負荷による脂肪蓄積が有意に抑制された。肝組織中エネルギー代謝関連遺伝子の発現量を評価した結果、PGC1α発現量が高脂肪食群においてWTに比しApop-KOで有意に低値を示した。この結果を受け、本年度は肝臓ミトコンドリア形態の観察を行うため、普通食及び高脂肪食を負荷したApop-1KOを還流固定し、電子顕微鏡観察用検体の作成を行った。今後、観察を行い、形態の変化を確認する予定である。さらに、Apop-1ジェノタイプの違いによる加齢性病的変化の相違を検討するために、地域在住高齢者を対象としてApop-1ジェノタイプ解析を行った。解析結果が出そろい次第、動物実験及び疫学研究の成果をまとめ、論文として発表する予定である。研究(1)平成29年度に5/6腎摘出マウスを作製する予定であったが、現時点で高齢モデル及び高脂肪食負荷モデルの解析が残っていること、高脂肪食負荷モデルで尿細管障害が生じている可能性が示唆されたことから、本年度は現在までに作製したモデルマウスの詳細な解析を優先して進める予定である。脂肪肝とApopの関連を明確にするため、肝臓の遺伝子発現及びたんぱく質発現解析を進める。
ＨＩＶ－１潜伏感染を標的としたＡＩＤＳ治療薬開発のための基礎研究

COMMD1はHIV-1感染や腫瘍細胞の生存、慢性炎症など様々な疾患に関与している。また、これまでの研究によりHIV-1潜伏感染細胞においてCOMMD1はHIV-1潜伏感染の維持を増強する因子であると見出した。COMMD1の発現制御機構の解明は、タンパク質レベルにおける発現制御の解明が行われている一方で、転写制御における検討は全く行われていない。本研究では、COMMD1の発現制御を検討するために、COMMD1プロモーターコンストラクトの作製を行った。U937細胞からDNAを回収し、-1k, -0.5k, -0.25k, -0.05kのCOMMD1プロモーター領域をPCR法により増幅し、pGL4ベクターにクローニングした。得られたコンストラクトを用いてルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、-0.5kコンストラクトで最も高い活性を示した。また、他のコンストラクトにおいても活性があることが示された。さらに、Sp1過剰発現においてプロモーター活性およびmRNA発現の増加が確認された。一方で、Sp1の阻害剤であるmithramycin A処理においてプロモーター活性およびmRNA発現が抑制された。COMMD1プロモーター領域へのSp1の結合が確認された。以上より、Sp1はCOMMD1の転写を制御していることが明らかになり、HIV-1潜伏感染細胞における発現誘導を担っている因子の1つである可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。元来、ヒトは病原体の感染に対し、マクロファージおよび樹状細胞などにより認識・貪食・抗原提示することにより、T細胞およびB細胞を活性化し、病原体の排除を行う免疫機構を有している。しかし、HIV-1感染においては、HIV-1アクセサリータンパク質の1つであるNefによりCD4やMHC分子などの膜上発現を抑制し、免疫細胞による感染認識を破綻させることが示されている(Fackier OT et al., Immunity, 2002)。このようなHIV-1による獲得免疫に対する免疫逃避機構により潜伏感染が成立しているが、HIV-1潜伏感染が成立する分子機構としては自然免疫に着目した検討は全くなされていない。これまでの研究により我々は、HIV-1潜伏感染により、自然免疫抑制機構の重要分子の1つであるTLRのリガンド応答が著しく抑制され、TLR下流のシグナル分子であるIκBαタンパク質およびCOMMD(Murr1)の発現が増加していることを明らかにした。しかし、HIV-1潜伏感染株でのIκBαタンパク質の発現増加および安定性の向上における分子機構の解明、さらにHIV-1潜伏感染成立における分子機構の解明には至っておらず不明な点が多い。本研究では、潜伏感染におけるCOMMD1の機能および発現制御の検討を行った。始めに、潜伏感染細胞株(U1, OM10.1, J-Lat)にsi-COMMD1を処理し、HIV-1の再活性化への影響を検討した。その結果、COMMD1ノックダウンによりHIV-1再活性化が誘導された。以前に報告されたIκBαノックダウンと比較すると、この誘導は弱い効果ではあった。さらに、HIV-1抑制因子として報告されている遺伝子のmRNA発現の比較を潜伏感染株と親株間で行った。その結果、数種の遺伝子において潜伏感染株での発現が誘導されていることが明らかになった。本研究では、HIV-1潜伏感染細胞におけるCOMMD1/Murr1の機能および発現誘導の分子基盤解明を行った。その結果、COMMD1発現誘導により潜伏感染の維持において重要であることを示すことができた。これは、初期感染においてウイルス複製を抑制する因子が潜伏感染においては維持に関与していることで根治を困難にさせている要因の1つであると言える。以上のことから、計画通りに進められたと考え、おおむね順調に進展している。

COMMD1の潜伏感染細胞における機能解明は、これまで樹立された潜伏感染細胞株で検討を進めてきた。今後の本研究では、初代培養細胞により潜伏感染を樹立し、潜伏感染におけるCOMMD1の機能解明を行う。更に、COMMD1の発現誘導の分子基盤解明を行うために、プロモーターコンストラクトの作製を行い、発現制御を担う転写因子の同定を行う予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
肺移植術後の気道過敏性亢進メカニズムの解明

平成27年から29年度は気管支平滑筋過敏性発現におけるRhoA-ROCK系の亢進を再確認するとともに、解析に用いるサンプル調製を行った。Wistar系雄性ラットをpentobarbital麻酔下に肺門部で肺動静脈をクランプすることにより左肺を30分間虚血(I)状態にした。その後クランプを解放して左肺を60分間再灌流(R)して肺I/R傷害モデルを作製した。R終了後に左肺摘出しtotal RNAおよびタンパク質サンプルを調製した。Western blot法による解析ではSham群と比較してI/R群の肺組織においてRhoAおよびROCK2タンパク質発現レベルが有意に増大しており、I/R傷害時のRhoA/ROCK系亢進が確認できた。miRNAマイクロアレイ解析ではsham群と比較してI/R群で70種類以上のmiRNAsに2倍以上の発現減少/増加が認められた。リアルタイムRT-PCR法を用いた検討ではI/R群でmiR-133a-3pが有意に発現低下しターゲットとしてRhoAが推測された。I/R群の肺組織においてRhoA発現の有意な増加を認めmiR-133a-3p発現低下によるRhoA/Rho-kinase系亢進が肺I/R傷害に関与している可能性を示唆した。miRNAマイクロアレイ解析でRhoA/ Rho-kinase系の亢進が肺虚血再潅流傷害に関与している可能性を見出したため、平成30年度はI/R群と同様のプロトコルに吸入麻酔薬セボフルラン(Sev)を加えたSev群のサンプルを採取し、先の2群と合わせ合計3群での比較を行った。現在はその解析結果を検証し、論文を準備している。1)雄性Wistarラットを3群(対照(C)群、虚血再潅流(I/R)群、セボフルラン(S)群)に分けた。ペントバルビタールで麻酔し動静脈路確保、気管切開を行った後に人工呼吸を開始した。胸骨横切開で両側開胸し、左肺門部をクランプ(=虚血、1時間)、解除(=再潅流、1時間)の後に左肺を摘出しRNA later液中に保存もしくは凍結保存した。また左主気管支も採取してRNA later液中に保存した。C群は開胸操作のみを行った。またS群はI/R群と同様のプロトコルだが気管切開後の全行程で2%セボフルランを付加した。2)3群から得られた肺組織よりsmall RNAを含むtotal RNAを抽出し、マイクロRNAアレイ解析を行ったところ、18種類のマイクロRNAについて興味深い発現変動が認められた。現在、個々のマイクロRNA発現変動のvalidationについてリアルタイムPCRを用いて解析中である。ラットにおける肺虚血再潅流傷害モデルを用いて、コントロール群、虚血再潅流傷害群、セボフルラン群それぞれに解析が可能となるサンプル数を得た。出血など他のストレス要因を排除できる実験環境、実験技術が得られたためである。これによってマイクロRNAのクラスタリング解析、およびリアルタイムPCRを用いた解析も進行できている。そしてこれらの解析について次年度の具体的なスケジュールを立てることができている。前年度と同様に以下の方法でサンプルを得た。ペントバルピタールで麻酔し動静脈路確保、気管切開を行った後に人工呼吸を開始した。胸骨横切開で両側開胸し、左肺門部をクランプ(=虚血、1時間)、解除(=再潅流、1時間)の後に左肺を摘出しRNAlater液中に保存もしくは凍結保存した。また左主気管支も採取してRNAlater液中に保存した。2) 3群から得られた肺組織よりsmall RNAを含むtotal RNAを抽出した。C群をコントロールとしたmiRNAマイクロアレイ解析ではI/R群で70種類以上のmiRNAsに2倍以上の発現減少あるいは増加を認めた。リアルタイムRT-PCR法を用いて検討を行ったところI/R群で有意な発現低下が確認されたものをデータベース検索したところそのターゲットとしてRhoAが推測された。また、Western blot法を用いて検討を行ったところ、I/R群の肺組織においてRhoAタンパク質発現の有意な増加を認めた。これらよりRhoA/ Rho-kinase系の亢進が肺虚血再潅流傷害に関与している可能性が示唆された。ラットにおける肺虚血再潅流傷害モデルを用いて、コントロール群、虚血再潅流傷害群、セボフルラン群から得られた肺組織を用いて解析を進めた。miRNAマイクロアレイ解析でコントロール群、虚血再潅流傷害群の比較を行った結果、RhoA/ Rho-kinase系の亢進が肺虚血再潅流傷害に関与している可能性を見出した。今後はセボフルラン群を交えた3群の比較により虚血再潅流傷害よびセボフルランの臓器保護効果のメカニズムを解明する、というプランを明確に立てることが出来ている。ラット虚血再灌流(I/R)傷害肺を用いてmiRNAマイクロアレイ解析を行ったところ、コントロール群と比較してI/R群で70種類以上のmiRNAsに2倍以上の発現減少あるいは増加が認められた。

リアルタイムRT-PCR法を用いて検討を行ったところI/R群でmiR-133a-3pの有意な発現低下が確認でき、TarBase等のデータベース検索よりそのターゲットとしてRhoAが推測された。実際に、I/R群の肺組織においてRhoAタンパク質発現の有意な増加が認められた。したがって、miR-133a-3p発現低下によるRhoA/Rho-kinase系の亢進が肺I/R傷害に関与している可能性を示唆した。一方、DNAアレイを用いてI/R傷害肺における発現変動遺伝子の網羅的解析を試みたところ、アレイ搭載の27,147遺伝子のうち、コントロール群と比較して1.5倍以上発現変動した遺伝子396種(増加153、減少243)を見出した。発現増加した153遺伝子の機能とその傾向についてGO Slim機能分類解析を行ったところ、biological processのうちresponse to stress、agingおよびcell differentiationの割合が有意に増加していた。発現増加遺伝子群を用いたPathway解析の結果、Hypertrophy ModelやMAPK signaling pathway等の亢進が示唆され、比較的短時間のうちに各種遺伝子発現がダイナミックに変動し、I/R傷害がもたらされる可能性を示唆した。順調だが、下記に述べる通り、若干の遅れを生じている。miRNAマイクロアレイ解析でコントロール群、虚血再潅流傷害群の比較を行い、RhoA/ Rho-kinase系の亢進が肺虚血再潅流傷害に関与している可能性を見出したため、セボフルラン群を交えた3群の比較により虚血再潅流傷害およびセボフルランの臓器保護効果メカニズムを解明する、という明解なプランが立てられている。ただし研究代表者である花崎が平成29年度より、川崎医科大学より国際医療福祉大学に転出することとなり研究の拠点を移した。川崎医科大学の研究室をすべて閉鎖し、転勤とともに新たな研究環境を構築する作業に時間を要したため研究が一時中断、その結果、遅延が生じた。平成27年から29年度は気管支平滑筋過敏性発現におけるRhoA-ROCK系の亢進を再確認するとともに、解析に用いるサンプル調製を行った。Wistar系雄性ラットをpentobarbital麻酔下に肺門部で肺動静脈をクランプすることにより左肺を30分間虚血(I)状態にした。その後クランプを解放して左肺を60分間再灌流(R)して肺I/R傷害モデルを作製した。R終了後に左肺摘出しtotal RNAおよびタンパク質サンプルを調製した。Western blot法による解析ではSham群と比較してI/R群の肺組織においてRhoAおよびROCK2タンパク質発現レベルが有意に増大しており、I/R傷害時のRhoA/ROCK系亢進が確認できた。miRNAマイクロアレイ解析ではsham群と比較してI/R群で70種類以上のmiRNAsに2倍以上の発現減少/増加が認められた。リアルタイムRT-PCR法を用いた検討ではI/R群でmiR-133a-3pが有意に発現低下しターゲットとしてRhoAが推測された。I/R群の肺組織においてRhoA発現の有意な増加を認めmiR-133a-3p発現低下によるRhoA/Rho-kinase系亢進が肺I/R傷害に関与している可能性を示唆した。miRNA
動物細胞におけるDNA複製開始と転写調節の連動機構

DNA複製と転写の連動は動物ウイルスの系を使って示されてきたが動物細胞遺伝子ではほとんど解明されていない。我々はc-myc、N-myc、イムノグロブリンH鎖、熱ショックタンパク質70(hsp70)、SV40、p53遺伝子、ヒト反復配列AluファミリーDNAを材料として以下の結果を得た。まず生体内で実際に機能しているDNA複製開始領域(Ori)を同定した。ヒトc-myc遺伝子では転写開始点上流1500-2000付近、hsp70遺伝子ではプロモーター、マウスイムノフロブリンH鎖ではJ-Cイントロン、p53では第11エクソン下流約1000塩基対に同定され、この領域のプラスミドクローンは自律増殖活性(ARS)を示した。ヒトN-myc遺伝子も-1000塩基にARSが存在した。このori及びARSは転写エンハンサー又はプロモーター領域と重複し、cis領域での転写と複製の連動を明らかにした。次にこうしたcis領域に結合するタンパク質を同定した。c-myc遺伝子ori/エンハンサーにはc-mycタンパク質がMSSPと名付けたタンパク質が、hsp70遺伝子にはc-mycタンパク質が同様にHSBPと名付けたタンパク質と複合体形成して結合する。このMSSPとHSBPのcDNAをそれぞれ2種、1種クローニングした。イムノグロブリンH鎖にはオクタマー結合タンパク質Oct-1が結合する。N-myc遺伝子のARS領域内のエンハンサー領域には45、110Kタンパク質が結合した。またSV40、Ori内のAT配列に結合するタンパク質をSOAPと名付け解析した結果、SOAPとMSSP-1は同一のものと考えられた。AluファミリーDNAは転写と複製の調節配列として機能し、そこには37Kタンパク質が結分した。これらのタンパク質はいずれも、1本鎖及び2本鎖DNAに塩基配列特異的に結合し、転写と複製の両機能に関与していると考えられた。材料としてヒト及びマウスのcーmyc、Nーmyc、ヒト熱ショックタンパク質70(HSP70)遺伝子、マウス免疫グロブリン遺伝子、ヒト反復配列Aluファミリ-DNA、動物ウイルスSV40を用いて以下の結果を得た。cーmyc遺伝子上流域のDNA複製開始領域(ori)、エンハンサ-に結合するタンパク質としてMSSPを同定し、そのcDNAクロ-ニングを行った。MSSPはcーmycタンパク質と複合体を形成し、二本鎖DNAより一本鎖DNAにより強く結合する。cーmyc oriを含むクロ-ンをエピゾ-ムで含む細胞株を樹立し、複製がG_1→S期に起こることを認めた。またcーmycタンパク質の転写因子としての機能は同様にG_1→S期に生じ、その機能部位がN末とC末に存在することを明らかにした。HSP70遺伝子のプロモ-タ-領域にはcーmycには異なるMSSP/cーmycタンパク質複合体が結合し、転写調節に関与していた。またin vivoで現実に機能しているoriはこのプロモ-タ-領域と一致し、この領域を含むクロ-ンは染色体外で複製した。Nーmyc遺伝子上流域に転写調節領域を同定し、特にー960付近は神経細胞特異的に機能するエンハンサ-であり、そこに結合するタンパク質を同定した。その下流にはgeneralエンハンサ-が存在し、そこに結合するタンパク質は二本鎖よりより1本鎖DNAに結合する。またこのcDNAをクロ-ニングした。Nーmycタンパク質は転写抑制遺伝子としてNーmyc、MHCclass遺伝子の転写抑制した。この機能部位はN末、C末、中央部の3ヵ所存在した。免疫グロブリン遺伝子上のoriは転写エンハンサ-と一致し、この領域を含むクロ-ンは染色体外で複製した。Aluファミリ-

DNAは転写と複製のモデュレ-タ-として機能し、結合タンパク質を2種同定した。SV40 DNA oriとAT配列との関係を調べ、AT配列とクロマチンタ-ン、AT一本鎖結合タンパク質を同定した。DNA複製と転写の連動は動物ウイルスの系を使って示されてきたが動物細胞遺伝子ではほとんど解明されていない。我々はc-myc、N-myc、イムノグロブリンH鎖、熱ショックタンパク質70(hsp70)、SV40、p53遺伝子、ヒト反復配列AluファミリーDNAを材料として以下の結果を得た。まず生体内で実際に機能しているDNA複製開始領域(Ori)を同定した。ヒトc-myc遺伝子では転写開始点上流1500-2000付近、hsp70遺伝子ではプロモーター、マウスイムノフロブリンH鎖ではJ-Cイントロン、p53では第11エクソン下流約1000塩基対に同定され、この領域のプラスミドクローンは自律増殖活性(ARS)を示した。ヒトN-myc遺伝子も-1000塩基にARSが存在した。このori及びARSは転写エンハンサー又はプロモーター領域と重複し、cis領域での転写と複製の連動を明らかにした。次にこうしたcis領域に結合するタンパク質を同定した。c-myc遺伝子ori/エンハンサーにはc-mycタンパク質がMSSPと名付けたタンパク質が、hsp70遺伝子にはc-mycタンパク質が同様にHSBPと名付けたタンパク質と複合体形成して結合する。このMSSPとHSBPのcDNAをそれぞれ2種、1種クローニングした。イムノグロブリンH鎖にはオクタマー結合タンパク質Oct-1が結合する。N-myc遺伝子のARS領域内のエンハンサー領域には45、110Kタンパク質が結合した。またSV40、Ori内のAT配列に結合するタンパク質をSOAPと名付け解析した結果、SOAPとMSSP-1は同一のものと考えられた。AluファミリーDNAは転写と複製の調節配列として機能し、そこには37Kタンパク質が結合した。これらのタンパク質はいずれも、1本鎖及び2本鎖DNAに塩基配列特異的に結合し、転写と複製の両機能に関与していると考えられた。
環状炭素クラスターの振電状態の解明

C_<60>をはじめとするフラーレン分子の生成中間体として、また、未同定の星間空間バンドの起源物質として注目を集めている、環状構造の炭素クラスターC_nについて、電子状態、振動構造を明らかにするために、グラファイトのタンデムパルスレーザー光照射による質量分析法、および、低温マトリックス分離分光法を用いた研究を行った。環状構造の炭素クラスターは、ヘリウム等の冷却ガス中でグラファイトのレーザー蒸発を行うことにより生成することが知られているが、本研究では、冷却ガスのない条件下で炭素棒のレーザーアブレーションを行い、環状炭素クラスターの生成を試みた。検出の都合上、測定は負イオンについて行った。真空中でグラファイト表面に単発のパルスレーザー光を照射して生成する負イオンは、そのほとんどが直鎖構造のクラスターであるが、レーザー光照射の約100μs後に、別のパルスレーザー光を同じグラファイト表面に照射することによって、先の照射により生成した中性炭素クラスターに電子付着させると、C_<10^->負イオンが選択的に生成することが明らかになった。このC_<10^->について光電子スペクトルを測定し、電子親和力、バンド構造等の考察から、C_<10^->およびC_<10>が環状構造であることを確認した。真空中のレーザーアブレーションにより、環状構造の炭素クラスターが生成するという報告は過去に例がない。低温マトリックス分離分光では、未同定の紫外吸収帯の整理をほぼ終え、その帰属は最終的な詰めの段階にきている。真空中で環状構造の炭素クラスター、特にC_<10>が多く生成することから、未同定バンドの幾つかは環状構造の炭素クラスターに帰属されると考えられる。C_<60>をはじめとするフラーレン分子の生成中間体として、また、未同定の星間空間バンドの起源物質としても注目を集めている、環状構造の炭素クラスターC_nについて、電子状態、振動構造を直接的に明らかにするため、負イオン光電子分光、および、低温マトリックス分離分光法を用いた研究を行なった。多段階合成法により作成した有機物前駆体を試料に用いた研究では、n個の炭素原子からなる単環構造の炭素分子C_n(n=1224)を、サイズ選択的に発生させることに成功し、対応する光電子スペクトルの微細構造から、目的とする環状炭素クラスターC_nの伸縮振動の振動数をはじめて導き出した。これにより、中性の単環クラスターでは、直径の増加とともに、振動数が系統的に変化することや、炭素数が4nの場合と4n+2の場合とで、電子脱離の際に励起される振動モードの種類に相違が見られることなどを明らかにした。さらに、C_<16>の単環骨格をもつ前駆体にレーザー光照射することによって生成する2量体クラスター、C_<32>では、もとの単環骨格が完全に失われて、直鎖構造とも単環構造とも異なる別のπ電子骨格が自発的に生成していることが明らかになった。これは、フラーレン生成過程の一段階とみなせることから、さらなる研究が期待される。一方、低温マトリックス分離分光法は多年にわたり、炭素クラスター研究の主力の一つであったが、過去に得られた吸収スペクトルには、未だに帰属のできない吸収線は多数ある。これらの吸収線が単環構造の炭素クラスターに由来するという仮設に基づき、過去の実験の追試を行うとともに、質量分析の機能を備えたマトリックス分離分光用の装置を新たに製作し,クラスターのサイズと吸収線との相関という観点からスペクトルの帰属をすすめている。
藤原定家自筆の仮名文字に関するテキストデータベース及び画像デ-ベースの開発研究

研究実績の概要(科研費8年度)本年度は和歌関係のテキストデータベースと画像データベースの開発研究として、歌論書『近代秀歌』と私家集『拾遺愚草』のデータベースを中心に作成した。1『近代秀歌』については、テキストデータベースとして、字母/翻字/整定本文の3種を作成し、渋谷栄一研究室のインターネットのホームページ上に公開した。なお、本文画像データベースについては、公開を差し控えている。2『拾遺愚草』については、本文画像データベースと文字画像データベースを作成した。『拾遺愚草』上巻本文386頁約52000字『拾遺愚草』中巻本文168頁約23000字『拾遺愚草』下巻本文297頁約40000字文字の切り出し作業については、研究協力者によって作成したものである。MOフロッピィディスク4枚に保存されている。テキストデータベースについては、近日中に完成し、これも研究室のインターネットのホームページ上に公開する予定である。3その他、勅撰集の『古今和歌集』(2種)『拾遺和歌集』の本文画像データベースを作成した。
ガレノス医学の基本理論の研究

ガレノスの医学理論を体系的観点から考察するために、今年度はガレノスの主要著作、『自然の諸機能について』と『人体の部位の役割について』を中心に身体の構造や機能に関するガレノスの基本用語の抽出整理を行ない、それらの用語や概念とヒポクラテスもしくはコス学派の用語や概念との比較を試みた。とくに著作と考えられている『人体の部位について』と比較し、ガレノスがヒポクラテスから継承したものとその後の医学思想から学んだもの、さらにガレノス自身の独創的見解とを区別することにつとめた。その過程でとくに顕著に見られたことは、ガレノスが身体の基本構造に関してはヒポクラテスの見解を基礎にしているのに対して、身体各部の機能に関してはヒポクラテスの著作もしくは時代の理解よりかなり進んだ生理学的理論に変わっているという点である。その主なものは、呼気を通して人体内部に配分されるΠVε【υ!】μαの働き、さらに器官を生命体の機能として働かせている「精気」(ΠVε【!υ】μα)についての見解であり、この両概念を通じて、ガレノスの医学理論は、ヒポクラテスの経験的医学説を超えて、アリストテレス,プラトン,ストア派などの身体理論をふまえた一種の機能(δνvαμιs)論的医学理論を作り上げているといえる。我々はこうしたガレノスの医学体系を、たんなる身体(σ【!ω】μα)の理論としてではなく、霊魂(ΨνXη)論と一体化しうる、古代における最も体系的な心身論の考察として捉えており、その頂点をガレノスの『ヒポクラテスとプラトンの学理について』のうちに読み取ることができると考えている。したがってガレノスのいわゆる医学理論の重要性は、実証的な身体理論に基礎づけられた霊魂論もしくは、身体論的形而上学として、現代最も必要とされている心身理論への新たな視点を与えうるものと考えている。
放射線照射の大腸癌細胞に対する細胞接着分子の生物学的影響と臨床への応用

術前放射線療法が直腸癌の局所再発を防ぐ目的で用いられており、局所再発の低下のみならず生存率の向上にも寄与する可能性が示唆されている。一方、癌の転移にはシアリルルイスa抗原(s-Le^a)やシアリルルイスx抗原(s-Le^x)などの細胞接着分子が重要な役割を果たしていることがわかってきている。本研究では大腸癌細胞株を用い、放射線照射によるs-Le^aやs-Le^xなどの癌細胞表面の細胞接着分子の発現の変化や癌細胞の血管内皮細胞への接着能の変化を観察し、放射線照射が転移のメカニズムにどのような影響を与えるかを検討した。その結果、1)経脾肝転移モデルで肝転移能を有するHT-29とWiDrではs-Le^aとs-Le^xを発現していたが、肝転移能を有さないCOLO 320DMとCaco-2ではs-Le^aとs-Le^xの発現はほとんど認められなかった。2)X線照射によりHT-29とWiDrではs-Le^aの発現の低下が認められたが、COLO 320DMとCaco-2では発現の低下が認められなかった。3)X線照射によりHT-29のみs-Le^xの発現の低下が認められたが、WiDr、COLO 320DM、Caco-2では発現の低下が認められなかった。4)X線照射によりHT-29とWiDrではHUVECsに対する接着能は低下が認められたが、COLO 320DMとCaco-2では接着能の低下が認められなかった。5)anti-s-Le^a Abを投与することによりHT-29とWiDrは接着能の低下が認められたが、COLO 320DMとCaco-2では接着能の低下が認められなかった。6)anti-s-Le^x Abを投与ではHT-29,WiDr,COLO 320DM,caco-2のいずれも接着能の低下が認められなかった。以上より、肝転移能を有する大腸癌細胞株ではX線照射によりs-Le^aの発現が低下し、血管内皮細胞への接着能も低下することが示され、X線照射により肝転移を抑制できる可能性が示唆された。大腸癌細胞株のうち高肝転移株であるHT-29およびWiDrがシアリルルイスa抗原およびシアリルルイスx抗原を著明に発現するのに対し、低肝転移株であるCOLO 320DMおよびCaco-2においてはシアリルルイスa抗原およびシアリルルイスx抗原の発現をあまり認めないことはこれまでの当教室の研究で明らかにされている。今回当教室は、上記にある高肝転移株であるHT-29およびWiDr、低肝転移株であるCOLO320DMおよびCaco-2の4つの大腸癌細胞株を用い、実験用X線照射装置(CAX210中部メディカル製)を用いて、X線照射群と非照射群に分けX線照射を行うか行わないかで、また照射線量を変えてシアリルルイスa抗原、シアリルルイスx抗原をはじめとする細胞接着分子がどのように変化するかをフローサイトメトリーを用い経時的に測定し調査した。

X線照射量を2Gy、5Gy、10Gyの3種類に設定し、照射後5時間後、12時間後、18時間後、24時間後のシアリルルイスaおよびx抗原の変化を上記の4つの細胞株にてフローサイトメトリーを用い分析したところ、高肝転移株であるHT-29およびWiDrでは、非照射群と比べaおよびx抗原の発現が低下していた。また、低肝転移株であるCOLO 320DMおよびCaco-2ではX線照射群と非照射群に差は認めなかった。また2Gy照射後1日目から5日目まで連日フローサイトメトリーにて分析したところ、高肝転移株であるHT-29およびWiDrにおいて共にaおよびx抗原の発現に低下傾向を認めたが、低肝転移株であるCOLO 320DMおよびCaco-2では低下傾向は認めなかった。今後、症例数を重ねてさらなる検討が必要である。術前放射線療法が直腸癌の局所再発を防ぐ目的で用いられており、局所再発の低下のみならず生存率の向上にも寄与する可能性が示唆されている。一方、癌の転移にはシアリルルイスa抗原(s-Le^a)やシアリルルイスx抗原(s-Le^x)などの細胞接着分子が重要な役割を果たしていることがわかってきている。本研究では大腸癌細胞株を用い、放射線照射によるs-Le^aやs-Le^xなどの癌細胞表面の細胞接着分子の発現の変化や癌細胞の血管内皮細胞への接着能の変化を観察し、放射線照射が転移のメカニズムにどのような影響を与えるかを検討した。その結果、1)経脾肝転移モデルで肝転移能を有するHT-29とWiDrではs-Le^aとs-Le^xを発現していたが、肝転移能を有さないCOLO 320DMとCaco-2ではs-Le^aとs-Le^xの発現はほとんど認められなかった。2)X線照射によりHT-29とWiDrではs-Le^aの発現の低下が認められたが、COLO 320DMとCaco-2では発現の低下が認められなかった。3)X線照射によりHT-29のみs-Le^xの発現の低下が認められたが、WiDr、COLO 320DM、Caco-2では発現の低下が認められなかった。4)X線照射によりHT-29とWiDrではHUVECsに対する接着能は低下が認められたが、COLO 320DMとCaco-2では接着能の低下が認められなかった。5)anti-s-Le^a Abを投与することによりHT-29とWiDrは接着能の低下が認められたが、COLO 320DMとCaco-2では接着能の低下が認められなかった。6)anti-s-Le^x Abを投与ではHT-29,WiDr,COLO 320DM,Caco-2のいずれも接着能の低下が認められなかった。以上より、肝転移能を有する大腸癌細胞株ではX線照射によりs-Le^aの発現が低下し、血管内皮細胞への接着能も低下することが示され、X線照射により肝転移を抑制できる可能性が示唆された。
反射・透過行列と不変埋込み法を用いた準3次元地震波波形計算理論の研究

本研究では、反射・透過行列法による準3次元波動計算の論理の研究とプログラムの開発をテーマとした。理論的研究の面での最も大きな成果は、不規則な流体・弾性体境界での波動の散乱問題を反射・透過行列によって定式化できたことである。この定式化では、弾性体側では変位を変数とし、流体側では圧力を変数とする、ハイブリッドな方法を用いており、境界条件の設定が簡単になっていることが特徴である。この反射・透過行列は、2次元、準3次元、3次元の各次元の場合について求めた。また、不変埋め込み法を用いた弾性体・弾性体境界の場合の反射・透過行列との整合性を保っているので、弾性体の多層構造に流体層を加えた構造を扱うことが可能である。そして、これらの反射・透過行列および不変埋め込み法を用いて、(1)弾性体のみの多層構造、および(2)最上層が流体層(海水層を想定)になっている多層構造、の2つの場合について準3次元の定式化を行い、地表(および流体・弾性体境界面)での変位場を与える表式を与えることにも成功した。これにより、海溝の浅い地震による地震波形を減衰構造を含めて計算する道が開けた。以上のような定式化に基づいて、論理地震波波形を計算するプログラム開発を行った。現在までに、最も基本的な場合である2次元P-SV問題でプログラムを開発し、様々なケースについて計算を行いつつある。これは最上層が流体層(海水層を想定)で、弾性体との境界面が不規則である構造に平面波が入射する場合の地表(および海底面)での変位場を求めるプログラムである。なお、準3次元のプログラムの開発および適用限界・パラメータ選択の指針作成などの作業までには至らず、今後の課題とした。