hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
科学的に認識して行動できる生徒を育成するための防災訓練プログラムの開発

平成26年度においては、最終年度になるため、不足している研究を中心に実施した。特に「自治体の震度分布予測のハザードマップから揺れやすい地盤について考えるプログラム」の開発がある。そこで本研究では和歌山県の地形をわかりやすくするために、誰でも尾根や谷が認識しやすくなるように国土地理院によって公表されている標高データを用いてCGによる3D地形図(陰陽図)を作成した。これによって動かしながら地形を把握することが可能になり、県内の地形的な違いを動的に把握することが可能になった。まだ学校でのプログラム化はまだ実践できていないが、大学生による評価では、地形図による等高線の把握がわかりやすくなったという指摘もある。またそのCG地形図と地質の違いについて理解しやすくなったという。さらに地すべりの発生の多い場所がこの地図と比較することによって地形と地質にも関係していることがより理解しやすくなっている。ハザードマップによる地震の揺れが、一般的に強い地震が平野で多いことも認識できる。前年度までに収集している防災訓練についてのアンケートで、さらにデータを増やすために学校の教師を対象にアンケートを実施した。その結果、新しい南海トラフの地震による津波が到達しそうな学校なほど、危機意識が高く、内陸地域の学校では、意識が低い傾向がある。しかし教師自身には大きな差は見られない傾向がある。科学的な認識ができる防災訓練プログラムの開発において、災害のイメージをすることの大切さを認識することを重視した。今までの訓練や防災教育プログラムの開発しながら怖いというだけでなく、災害によって人が亡くなるという写真などをはじめに見せる方が感動につながり、防災教育を頑張っていこうという生徒たちのモチベーションにつながるようだ。その後、講座と実習的なプログラムがあって、避難訓練につながるというプログラムの流れで開発している。防災教育本研究では、各学校で必ず実施されている防災訓練に注目し、教師が児童・生徒を誘導するだけの訓練から脱却し、どこでも簡易に実施可能な児童・生徒が自分で判断し考え行動できる防災訓練プログラムを開発する。具体的には従来の体験的な訓練に明確な目的を設定するために、地震や津波などの自然現象を科学的に認識する科学的な教材を開発し、学びと訓練を融合させたプログラムを開発する。さらに和歌山県内の学校で実践し、改良しながら児童・生徒が考え行動する新しいタイプの防災訓練プログラムを実現させる。その中で平成23年には東日本大震災、和歌山県の紀伊半島大水害が発生し、研究の実施が学校との関係もあり遅れてしましった。そこで平成24年度では取り戻すために努力はしているが、相手の学校との関係もあり、効率的には進んでいない。また購入予定の備品が製造中止となり、別の製品で代用することにもなったりしている。、23年度の遅れを取り返すことができていない。特に大学で可能な教材開発は、ほぼ予定どおり進んでいるが、学校と連携するところにおいて、時期の調整などで手間取った部分もあり、学校での避難訓練が進んでいない面がある。
デザインコイルドコイル蛋白質を利用した人工アロステリック蛋白質の創成

コイルドコイル蛋白質は、天然に広く見られる構造ドメインの一つであり、一般に蛋白質間の会合において重要な役割を果たしている。これまで当研究室では、様々な外部刺激に応答してランダム構造からヘリックスバンドル構造へと大きく構造転移を起こす設計コイルドコイルの構築に成功しており、このようなモジュールの天然蛋白質への組み合わせにより、外部刺激応答性を様々な天然蛋白質に自在に付加可能である事が分かってきている。本年度は、まず一つ目として選択的に相互作用する新たなヘテロ3本鎖コイルドコイル蛋白質の設計を行った。これは二本のヘリックスを形成するペプチドがリンカーで繋がったものと(DS)、一本のヘリックス形成ペプチド(3K)の組み合わせで3本鎖コイルドコイルを形成する設計蛋白質であり、どちらも単独ではランダム構造を取るが、互いが1:1で共存する場合にのみ1:1複合体を形成し、ヘテロ3本鎖コイルドコイル構造を取る。次に、このペプチド間の相互作用を利用した、蛋白質-蛋白質間相互作用調節への利用を考えた。具体的には、RNA合成酵素であるT7RNAPとその機能阻害剤であるT7Lysozymeの相互作用ペアを利用し、T7Lysozyme側に、"構造摂動を誘起するリンカー"として先のDS配列を導入した変異体を構築し、この変異体のT7RNAPへの相互作用が3Kペプチド依存的に調節可能か検討を行った。その結果、実際に3Kペプチド依存的に蛋白質間相互作用をONにする事に成功し、T7RNAPのRNA合成機能の阻害も確認された。この結果は、リガンド依存的に大きな構造転移を起こす設計モジュール蛋白質の利用により、様々な天然蛋白質の蛋白質-蛋白質間相互作用調節が可能である事を示しており、新たな方法論の提示ができたものと考えられる。コイルドコイル蛋白質は、天然に広く見られる構造ドメインの一つであり(全天然蛋白質の5%程度に含まれる)、一般に蛋白質問の会合において重要な役割を果たしている。強固な会合力により、シンプルな構造ながら連結された蛋白質ドメインを1ヶ所により集めることを可能にする。転写因子として知られるGCN4、転写抑制蛋白質として知られるLacI、ガン抑制蛋白質であるp53などは、いずれもコイルドコイルドメインを含んでいるが、このドメインが切除されると多量化状態が失われ、蛋白質の機能も失われてしまう。そこでこれを逆に考えれば、このようなコイルドコイルドメインの会合過程に種々の外部刺激応答性を付加できれば(ランダム構造→コイルドコイル構造間の構造転移)、特定の外部刺激に応答する人工蛋白質創成の方法論へとつながることが期待できる。本年度では、具体的に金属イオン応答性のコイルドコイルド蛋白質を新たに設計し、緑色蛍光蛋白質と組み合わせる事により、金属イオン存在下でのみ蛍光発色をはじめる、金属イオン応答性蛍光蛋白質の設計に成功している。この蛋白質はin vivoで使用可能であり、最終的に細胞内での金属イオンセンサーとしての機能まで評価したい。一方で、細胞内で働くメッセンジャーとしてステロイド等の脂溶性リガンドが知られている。これらに対するリガンド認識ドメインの構築を目指し、新たに4本鎖コイルドコイル蛋白質の設計も行った。現段階では、同様に脂溶性であるカンファー誘導体を捕まえる事により蛋白質の構造安定性が変化する事が分かってきており、このコンセプトを押し進める事により、これらのリガンドに応答し構造転移を起こすコイルドコイルドメインの構築、さらにこれと蛍光蛋白質との組み合わせにより特定の基質に応答する蛍光センサー蛋白質の構築を目指していきたい。
着床前および着床後の胚発生に及ぼすホルボールエステルの影響の検索

マウス胚の2細胞期から48時間の培養において,初めの24時間または後の24時間胚をホルボールエステルの1つであるPMA(0.1または1nM)へ暴露し,着床前および着床後の胚発生に及ぼすPMAの影響を調べた。1.胚を2細胞期から24時間PMA含有培地で培養し,さらに24時間正常培地で培養した場合48時間の培養後における胚の発生状態は,対照と比較して有意に進行していた。また,胚盤胞腔の拡張が加速された。胚盤胞の細胞数は,PMAの用量依存的に,かつ対照と比較して有意に少なかった。非特異的アルカリ性フォスファターゼ(ALPase)の組織化学的活性が認められる内細胞塊を有する胚盤胞の数は,用量依存的に,かつ対照と比較して有意に少なかった。胚盤胞を偽妊娠マウスへ移植したところ,着床後の胚死亡率が,用量依存的に,かつ対照と比較して有意に高かった。2.胚を2細胞期から24時間正常培地で培養し、その後24時間PMA含有培地で培養した場合48時間の培養後における胚の発生状態は,1nMのPMAへの暴露群では,対照と比較して有意に遅れていた。この群では,胚盤胞腔の形成が遅れ,その拡張が抑制された。胚盤胞の細胞数およびALPaseの組織化学的活性が認められる内細胞塊を有する胚盤胞の数には,対照との間に有意な差はみられなかった。胚盤胞の偽妊娠マウスへの移植実験では,1nMのPMAへ暴露された胚の着床後の死亡率が,対照と比較して有意に高かった。しかし,同濃度のPMAへ初めの24時間暴露された胚と比較すると,この着床後死亡率は有意に低かった。以上の結果は,マウスの着床前および着床後発生に及ぼすPMAの影響は,この薬物が適用される発生の時期に特異的であることを示している。
歴史史料デジタル化支援システムの研究

古文書画像には虫喰い・褪色・変色・汚れなどが多い。また多くの文書は草書あるいは行書で書かれており文字が相互に接続していることが多い。ところが従来の手書き文字研究では文字認識に主眼が置かれ、人手により丁寧に切り出され整形された文字を認識実験に使っており、実用化にはほど遠い状態である。そこで本研究では実用的な古文書OCR開発の基礎として、古文書画像から文字を正しく切り出す手法の開発を主として行った。本研究の前半では、汚れた古文書画像から文字部分を抽出し、さらにつづき文字を切り出すための画像処理的フィルタ群の開発を行った。まず色彩やピクセルの隣接関係に注目して押印、ゴマ塩様ノイズなど除去して良好な2値画像を構成する。次に周辺分布から画像ごとの平均文字サイズ、縦書き・横書きに関するレイアウト情報などを抽出し、これらの情報に基づいてピクセルから文字の部分セグメントを組み立てる。次いで近傍のセグメントを集めて文字あるいはつづき文字を生成した。つづき文字は、文字輪郭上の近接する大局的な凹部分を結ぶ線(文字切出し線)を推定し、これに沿って切り出す。上記の文字切り出し法の問題点は、文字図形の局所的形状の影響を強く受けることである。そこで文字画像の大局的形状を文字切り出しの情報として利用するロバストな方法を考案した。この手法の特徴は、適切な凹部分の抽出に多重解像度解析を用いる点にある。基礎的な手続きは、2値化された文字画像に適当なスケールのガウス関数を畳み込んでボカし、さらにLaplacianオペレータを適用してエッジを抽出する。ここでガウス関数のσが大きい場合は文字の大まかな輪郭を抽出する。この手続きを様々なチャンネルから生成された文字輪郭に対して行うことで、適切な文字切出し線を効率的に抽出する。最初の手法に比べて局所的な形状に対してロバストであるという結果を得た。この手法を高速化するためにwaveletによる多重解像度解析も試み、おおむね良好な結果を得た。さらにレイアウト情報に基づく表題抽出、また本格的な文字認識研究へのアプローチとしてn-gramを併用した文字認識についての検討などを行った。本研究では、古文書解読を支援するためのOCRを開発することが目的である。ただし、古文書の完全な自動解読を狙うのではなく、同一文字列・書体の文書が大量にあるような古文書の解読において、専門家の作業負担を軽減できる実用的な支援システムの開発に主眼を置く。研究の主な手法としては、これまでに開発あるいは提案されている各種のアルゴリズムについて評価・拡張するとともに、電子辞書などを複合的に組み合わせ、文字識別精度の向上を図るための調査研究を行っていく。今年度は、主として古文書OCRの前処理として必須である、つづき文字を切り出す手法についての研究を行った。具体的には、まず簡単なフィルタ処理(色に基づき文字の候補となるピクセルを抽出するカラーフィルタ、ゴマ塩雑音などの除去フィルタ、カラー画像を白黒階調さらに2値化するフィルタ)により、雑音の少ない良好な2値画像を作成する。次に、周辺分布からページごとの平均文字サイズ、縦書き・横書きに関するレイアウト情報を抽出する。文字はこれらの情報に基づいてピクセルから組み立てる。つまり、隣接するピクセルを集めて文字のセグメントを生成し、次いで近傍のセグメントを集めて文字あるいはつづき文字を生成する。つづき文字の切り出しは文字輪郭上において文字の区切りに相当する凹部分を結ぶ線に沿って行う。

凹部分は輪郭法線角度の変化に基づいて抽出したが,このままでは多数の局所的凹部分も抽出してしまう。そこで文字の形状に基づいたヒューリスティック知識を工夫して,文字の区切りに相当する凹部のみを抽出できるようにした。しかし,このヒューリスティック知識は融通性や拡張性に欠けるなど問題点も多い。そこで,適切なサイズの凹部分を画像の多重解像度解析に基づいて発見する法を試みている。本研究では古文書解読を支援するOCRを開発する。ただし、古文書の完全な自動解読を狙うのではなく、同一文字列・書体の文書が大量にあるような古文書の解読において、専門家の作業負担を軽減する実用的な支援システムの開発に主眼を置く。研究では、これまでに開発あるいは提案されている各種のアルゴリズムを評価・拡張するともに、電子辞書などを複合的に組み合わせて文字識別精度の向上を図る。本年度は、続き文字の効率的な分離についての研究を継続した。続き文字の切り出しは、文字輪郭上の相対する比較的大きな凹部分を結ぶ線に沿って行うことを基本としている。本研究の特徴は、適切な凹部分の抽出に多重解像度解析を用いる点にある。基礎的な手続きは、2値化された文字画像に適当なスケールのガウス関数を畳み込み画像をボカし、さらにLaplacianオペレータを適用してエッジを抽出する。ガウス関数のパラメータ(σ)により低域通過フィルタのスケールを調整する。このようにして得られたエッジは文字の大まかな輪郭に対応すると仮定する。この文字輪郭の一組の凹部分を結ぶ線が、続き文字を分離する候補線となる。この手続きを、様々なスケールのフィルタから生成された文字輪郭に対して行う。異なるスケールの文字輪郭から抽出された線がほぼ同じ位置に存在するならば、その線はオリジナルの文字画像において意味を持つ、つまり正しい文字の分離線と考えられる。ただし大きなスケールの画像上における線の位置と、オリジナル画像上の本来の位置とはずれていることが多い。そこで、大きなスケールの画像と一段精度の高い画像間で線を対応づける操作を、各スケール間で繰り返し、正しい分離線を特定する方法を試みた。その結果、おおむね良好な結果が得られたが、「適当なスケール」を先験的に与えなければならないという欠点がある。来年度はこの点を中心に研究を推進する。古文書翻刻の支援を目指したOCRの研究・開発を行った。古文書画像には虫喰い・褐色・変色・汚れなどが多い。また多くの文書は草書あるいは行書で書かれており文字が相互に接続していることが多い。ところが従来の手書き文字研究では文字認識に主眼が置かれ、実験では人手により切り出され整形された文字が使われており、実用化にはほど遠い状態である。そこで本研究では実用的な古文書OCR開発の基礎として、古文書画像から文字を正しく切り出す手法の開発を主として行った。本研究の前半では、汚れた古文書画像から文字部分を抽出し、さらにつづき文字を切り出すフィルタ群の開発を行った。
ニューロンの生理,形態,組織化学的性質に基く三叉神経脊髄路核の層構造の解析

三叉神経感覚核である脊髄路核は、形態学的特徴に基づいて3つの亜核に分類され、特に、細胞構築構造からみて、閂を境にして吻側の2亜核には層構造がなく、尾側の亜核には明確な層構造が見出されることを大きな特徴としている。しかし、最近の、ニューロンの上位中枢への投射様式、また一次求心性神経線維の終止様式の研究により層構造が見出されることが示唆されるようになった(林,1980,1981,1984)。そこで本研究は、ニューロンの受容野の詳細な解析とセロトニン線維の分布を調べることにより層構造の検索をすることを目的とした。その結果、(1)LTMニューロンの体性局在は背内側から腹外側へ第【III】,【II】,【I】枝の順に明確な配列をしていた。また、顔面吻尾側方向の受容野については、吻側亜核では、吻側から尾側への受容野をもつニューロンは核の芯側から脊髄路側へと配列し、尾側亜核では逆に脊髄路側から芯側へと配列していた。但し、この配列は明確ではなかった。口腔内に受容野をもつニューロンは中間亜核の顔面吻側部ニューロン深部に隣接して位置していた。LTMニューロンのなかで潜時と高頻度刺激に対する追従性により2次ニューロンである可能性の高いニューロンは、吻側の亜核では核の脊髄路側半分に分布し、閂付近では核全体に数多く分布し、また尾側亜核尾側部では散在していた。(3)セロトニン免疫反応線維は、尾側亜核では【I】,【II】層に多くみられ、【V】層にもみられた。しかしながら閂付近で【I】,【II】層構造が消失するとともに消失し、代わって三叉神経旁核に数多く見出された。以上の結果は、(1)吻側亜核は形態学的に層構造がないが機能的には存在し、かつ尾側亜核【III】/【IV】層とは異なること。(2)尾側亜核【III】/【IV】層は脊髄後角【III】/【IV】層と全く同質ではないこと。(3)三叉神経旁核は、【I】層の延長とみなすことができることを示唆する。
メタ学習機構に基づくアクティブマイニング

まず,属性選択メソッドリポジトリを体系化するために,「初期状態の設定」「属性部分集合の評価」「探索操作」「探索の終了判定」という4つの基本メソッドを同定し,過去の属性選択の研究成果に基づき,各基本メソッドを具体化・階層化し,最終的に240種類の属性選択アルゴリズムを再構成可能にした.性能評価実験では,フィルタアプローチ,ラッパーアプローチ(前向き探索),ラッパーアプローチ(後向き探索),シーズメソッド,因子分析とシーズメソッドの組合せ手法と比較し,34種類のUCI MLデータセットを利用して,従来のどの属性選択法より精度が高くなることを確認できた.次に,ルールの興味深さ指標の調査を進め,最終的に39種類の客観的評価指標をリポジトリ化し,それらの評価値の組み合わせで興味深いルールを選択するためにメタ評価値を,決定木,ニューラルネット,線形回帰で学習したところ,単一評価指標を使用する場合と比べて高い精度を達成できた.さらに,マイニングシステムとユーザのインタラクションを含む半自動的な再構成の手続きを考え,「正解データの収集」「ユーザの思考支援」「興味推定とルール推奨」を動的に行う構成的ルール評価支援ユーザインタフェースを設計し開発した.最終的に,構成的メタ学習に基づく属性選択,マイニング,ルール選択を統合したシステムを開発し,本研究領域の共通データである慢性肝炎データセットに適用したところ,ある条件下でGPTが約3年周期で変動するという,GPTは単調変化するという定説に反するルールが得られた.実験では,周期変動の原因を突き止めるレベルまでは到達しなかったが,専門医がこの知識に興味をもった点は評価できるといえる.平成13年度の研究成果を具体的な研究テーマ毎に以下にまとめる.1.リポジトリに基づく帰納アプリケーション構築支援環境従来,代表的な帰納アルゴリズムを分析し,帰納メソッドリポジトリを構築してきたが,コミッティ学習メソッドを追加するとともに,ポルト大学のStatLogプロジェクトから提供されている8種類のデータセットを利用して,帰納アプリケーションの自動合成実験を行った.その結果,本ツールで合成された帰納アプリケーションの平均正解率は,StatLogプロジェクトで調査された24種類の代表的な帰納アルゴリズムのどの平均正解率よりも高い値を示した.さらに,効率的な仕様探索を実現するために,相関ルールに基づいて,仕様更新ルール(メタルール)の学習を試みた.その結果,ランダム探索よりは安定した仕様更新が実現できることが確認されたが,最良の仕様を短時間に見つけ出す点については不十分であり,メタルール自身の構造について課題が残った.2.慢性肝炎データセットのデータ前処理とルール発見本研究領域で対象となっている慢性肝炎データセットを分析し,離散値に基づくルール発見を試みた.まず,出現頻度に基づいて,957種類の検査項目を41種類に絞り込んだ.次に,検査周期についても出現頻度に基づいて28日周期に統一し,空値になるデータ項目については,線形補完によりその値を推定した.また,Dasの手法に基づき,時系列データをある一定長で切り出し,EMアルゴリズムに基づき,切り出されたサブシーケンス群のクラスタリングを行った.以上の準備の下に,決定木学習により,検査項目値からGPTの1年間の変化を予見するルールの学習を試みた.その結果を専門医に評価してもらった所,乳びとGPTの関連性,GPTの周期性の予測など,興味深いというコメントもいくつかもらえた.その他,多粒度の間題解決メソッド,領域オントロジー構築支援ツールについても検討した.前年度までに,代表的なデータマイニングアルゴリズムを分析し,メソッドリポジトリを構築して,メソッドからアルゴリズムを自動合成するツールCAMLETを開発してきたが,仕様探索・実行時間に課題があった.そこで,効率的な仕様探索を実現するために,相関ルールに基づいて,仕様書き換えルール(メタルール)の学習を試みた.その結果,ランダム探索よりは安定した仕様書き換えが実現できることを確認した.また,仕様合成プロセスを並列処理することを考察し,16CPUから構成される並列マシンを実装し,7080%程度の台数効果が得られることを確認した.次に,属性選択法について検討した.属性選択には,フィルター法とラッパー法があるが,前者はコストが小さいが精度が低く,後者は精度が高いがコストが大きいという間題があった.そこで,フィルター法によりシーズとなる属性群を選択し,それを逐次的に拡張するシーズ法という新しい属性選択法を提案し,ベンチマークによるこれら3つの方法を比較したところ,シーズ法が最良の精度を示し,コストもラッパー法のように大きくかからないことが実証された.最後に,前年度までに,本研究領域の共通データである慢性肝炎データセットに種々の前処理を施し,短期(1年)のGPTの変化を特徴付けるルールを獲得していた.本年度は,種々のデータ前処理を体系づけるとともに,専門家(医師)との連携を強化しながら,中期(5年)におけるGPTの変化の特徴付けとALBの変化の特徴付けに関するルール発見を試みた.その結果,前者では,GPTが3年程度で周期的に変化している可能性を示唆するルールが学習され,医師から興味深いと評価され,生データに立ち戻ってさらに分析を進めることになった.後者では,ALBとLAP等との関連性を示唆するルールが学習され,医師からは,通常独立とされている検査項目間の関連性を示唆する内容であり,新しい仮説を見出す可能性が出てきたと評価できる.まず,今まで,所与のデータセットに対して適切なデータマイニングアルゴリズムを自動合成するメタ学習機構を開発してきたが,これを構成的メタ学習と呼ぶこととし,複数のデータマイニングを適切に選択する選択的メタ学習の代表的なアルゴリズムであるスタッキングと精度を比較評価した.

その結果,構成的メタ学習の精度の方が高いことが判り,その有意性を示すことができた.次に,属性選択については,フィルター法によりシーズとなる属性群を選択し,それを逐次的に拡張するシーズ法という新しい属性選択法を提案し評価した.シーズ法の精度は概ねよかったが,データセットによっては,シーズ属性群に精度を劣化させる属性が含まれるケースがあった.そこで,因子分析により,因子負荷量最小値となる属性は固有性が高いことから精度劣化要因になると仮定して削除するという前処理を追加した.その結果,改良シーズ法が最良の精度を示すことが確認された.最後に,慢性肝炎データセットを分析し,離散値に基づくルール発見を試みて,専門家である医師の評価を受けてきたが,今年度は,興味深いとされたルールをどの程度自動的に選択できるかという課題に取り組んだ.まず,調査した従来の興味深さ指標を,一般的指標,確率に基づく指標,統計に基づく指標,情報量に基づく指標に分類した後,代表的と思われる15個の指標を選択し,今までに発見されたルール群にそれら15個の指標値を求め,同じルール群に対する医師の評価と比較した.その結果,x2指標値が十分機能すること,Specificity, Recall, J-Measure, K-Measure, Credibility, Liftなどの指標値は限定された状況下では機能すること,Prevalenceはほとんど機能しないことが判明した.まず,属性選択メソッドリポジトリを体系化するために,「初期状態の設定」「属性部分集合の評価」「探索操作」「探索の終了判定」という4つの基本メソッドを同定し,過去の属性選択の研究成果に基づき,各基本メソッドを具体化・階層化し,最終的に240種類の属性選択アルゴリズムを再構成可能にした.性能評価実験では,フィルタアプローチ,ラッパーアプローチ(前向き探索),ラッパーアプローチ(後向き探索),シーズメソッド,因子分析とシーズメソッドの組合せ手法と比較し,34種類のUCI MLデータセットを利用して,従来のどの属性選択法より精度が高くなることを確認できた.次に,ルールの興味深さ指標の調査を進め,最終的に39種類の客観的評価指標をリポジトリ化し,それらの評価値の組み合わせで興味深いルールを選択するためにメタ評価値を,決定木,ニューラルネット,線形回帰で学習したところ,単一評価指標を使用する場合と比べて高い精度を達成できた.さらに,マイニングシステムとユーザのインタラクションを含む半自動的な再構成の手続きを考え,「正解データの収集」「ユーザの思考支援」「興味推定とルール推奨」を動的に行う構成的ルール評価支援ユーザインタフェースを設計し開発した.最終的に,構成的メタ学習に基づく属性選択,マイニング,ルール選択を統合したシステムを開発し,本研究領域の共通データである慢性肝炎データセットに適用したところ,ある条件下でGPTが約3年周期で変動するという,GPTは単調変化するという定説に反するルールが得られた.実験では,周期変動の原因を突き止めるレベルまでは到達しなかったが,専門医がこの知識に興味をもった点は評価できるといえる.
下咽頭がんにおける新規Tumor initiating cellの治療応用

申請者らはこれまで、下咽頭がんの細胞増殖能はCD271(神経成長因子受容体)に機能的に依存しており、CD271陽性がん細胞によってCD271陰性がん細胞を含むヘテロな腫瘍組織が構築されることを明らかにしてきた。このことは、CD271機能を阻害することで、がん治療が可能になることを示唆する。申請者らはこのproof of conceptを得るために、以下の本研究計画を立案した。1.がん組織からCD271陽性がん細胞のみを除去することで、腫瘍全体の縮小効果が得られるかどうかを、遺伝子操作を用いて検証する。2.治療手段としてのCD271機能阻害抗体を作成し、腫瘍縮小効果の検討を行う。3.いまだ詳細が明らかでないCD271下流シグナルを探索し、より効果的・がん特異的な標的を明らかにすることを目的として研究を行っている。本研究課題において申請者らは、CD271が下咽頭癌のみならず肺扁平上皮癌においても増殖・造腫瘍能・細胞遊走能を制御する機能分子であり、有望な治療標的となりえることを見出し、報告した。(Laboratory Investigation, in press)これにより、CD271を標的とした治療の対象が他癌にも拡大できることが示唆された。現在、申請者らは、肺扁平上皮癌も含めて、CD271を標的とした治療法の確立に向けて、ノックアウトマウスの解析および、CD271の下流経路の解明による新規治療標的の探索を進めている。1)ノックアウトマウスの発がん実験が進んでいる2)抗体投与試験が進んでいる下流シグナルの探索を進めていく申請者らはこれまで、下咽頭がんの細胞増殖能はCD271(神経成長因子受容体)に機能的に依存しており、CD271陽性がん細胞によってCD271陰性がん細胞を含むヘテロな腫瘍組織が構築されることを明らかにしてきた。1)ノックアウトマウスの発がん実験が進んでいる2)抗体投与試験が進んでいる下流シグナルの探索を進めていく(理由)免疫不全マウスを用いた解析に時間を要しているため(計画)ノックアウトマウスの解析および免疫不全マウスを用いた解析を進める
癌関連モノクロ-ナル抗体による腫瘍特異的な画像診断法の開発

ヒト癌細胞と反応するモノクロ-ナル抗体を放射性同位元素(RI)で標識し、癌細胞を移植したヌ-ドマウスを用いて、認識する抗原の正常細胞、癌細胞での発現を検討するとともに、モノクロ-ナル抗体の分布より癌の画像診断、治療に適した抗原、モノクロ-ナル抗体を選択した。大腸癌の画像診断には、CEAに対するモノクロ-ナル抗体のうちグル-プVbに属する抗体が、卵巣癌にはCA125に対するモノクロ-ナル抗体のうち145ー9、196ー14と呼ばれる抗体が、乳癌にはcーerbBー2癌遺伝子産物に対するモノクロ-ナル抗体(SV2ー61γ)が最も高い腫瘍/正常組織比を示し、画像診断、治療に適していると考えられた。CEA、cーerbBー2に対するモノクロ-ナル抗体を用いて、インビトロにおける癌細胞表面の抗原発現の程度と、RI標識モノクロ-ナル抗体のインビボでの腫瘍集積性、腫瘍/正常組織比は正の相関関係を示した。臨床応用に適したモノクロ-ナル抗体を選択するとともに、本法により癌遺伝子の過剰発現の程度をインビボで画像化することができた。これまで確立された膨大な数のモノクロ-ナル抗体のうち、インビボに利用されたのはごく一部の抗体のみである。cーerbBー2癌遺伝子の過剰増幅は乳癌、神経芽細胞腫患者の予後不良と相関することが知られているが、本法により癌遺伝子の過剰発現をインビボで画像化することができるため、癌遺伝子の臨床的、生物学的意義の解明に役立つ。「医学研究施設内で作られたRI標識モノクロ-ナル抗体の臨床利用に関する指針」(Radioisotopes 39:597ー599,1990)に添って、モノクロ-ナル抗体の安全性試験を行った後、RI標識モノクロ-ナル抗体を用いる大腸癌、卵巣癌、乳癌の画像診断の臨床的応用に発展させる。
孤立特異点の境界構造のモジュライに関する研究

本研究では『強擬凸CR構造のstably embeddable変形族が正規孤立特異点の変形に対応している』という視点の下に、(i)超曲面特異点(あるいは、完全交叉特異点)、(ii)準斉次特異点、(iii)商特異点について、その境界上にCR構造のstably embeddable変形空間を詳細に記述する方法の確立を目指した。(i)完全交叉特異点:境界上のCR関数を通じて特異点の定義方程式の変形を統御するという方法で扱うことができ、所謂Kas-Schlessingerの定理が導かれることが示された。(ii)準斉次特異点:境界上にひき起こされたS^1-作用によって詳しく解析することが可能である。そのS^1-用による解析は定義方程式の変形の情報を与える。更に、準斉次特異点が錐特異点の構造も持てば、S^1作用による解析は特異点解消空間の変形の情報をも与える。この考察により錐特異点の場合には、定義方程式の変形の情報と特異点解消の変形の情報を結びついた形で得ることができ、J.Wahlの結果を境界構造の視点から導くことができた。(iii)高次元商特異点:球面解析により、複素3次元以上の商特異点の変形は自明であるというSchlessingerの定理が境界CR構造の変形の視点から捉えられた。(iv)2次元商特異点:ツイスター空間、超ケーラー多様体、quiver等、興味深い幾何構造と結びつく巡回群による商特異点の変形空間を考察した。巡回群の次数が4以下の場合は、H.Pinkhamによる完備変形空間の構成、E.BrieskornやM.Artinによる同時特異点解消の現象等、興味深い現象が境界CR構造の変形の視点から捉えられた。次数が5以上の場合は、完備族構成のアルゴリズムは得られたが一般的理論の確立は継続する研究課題として残された。複素解析空間の正規孤立特異点芽の局所モジュライについて、その境界上の複素構造(CR構造)に注目して研究した.特異点の変形は境界上のCR構造のstably embeddable変形を扱うことにより、完全に記述できるという一般論は先行する研究で確立されている。本年度の研究は、一般論で確立した視点の下に、特異点のモジュライ理論を展開する第1歩として、典型的な正規孤立特異点芽の変形を記述することに焦点を定めた。その結果、境界上のCR構造のstably embeddable変形を制御する2重複体の果たす役割が具体的な場面で明かになった。得られた結果は以下の通り.(1)完全交叉特異点.全ての議論が定義方程式に集中しており、その結果としてKas-Schlessingerの定理が自然に導かれる.(2)高次元商特異点.CR構造の変形は球面上の解析に集中しており、その結果、Kohn-Rossi 1次コホモロジーの消滅よりSchlessinger′srigidity theoremが導かれる.(3)錐特異点.円作用により導入される上記2重複体の次数付けに従って変形の議論が展開される.その結果、negatively graded特異点に関するPinkhamの結果、positively graded変形に関するWahlの結果、0-th order変形に関するSchlessingerの定理等が、境界上のCR構造のstably embeddable変形の考察の結果として統一的に導かれる.(4)有理曲面特異点.球調和関数を利用した解析により、Ext-群のCR-表示を行った.

更に、基本的な場合に、特異パラメータを持つ完備族の記述、同時特異点解消に関するArtin componentの記述等を行った.前年度の研究を継続して、正規孤立特異点の強擬凸境界上のCR構造のstably embeddable変形の変形空間の記述を進めた.特に、次のような典型的な場合にそれを記述する方法の確立を目指した:(1)準斉次特異点、(2)2次元巡回商特異点.得られた結果は次の通り.(1)準斉次特異点:stably embemable変形を統御する2重複体にU(1)-作用から得られる次数付けを導入し、変形空間の次数付けを得た.更に、それは特異点の定義方程式の変形の次数付けを統御していることを明らかにした.また、準斉次特異点が錐特異点の構造をも持つ場合は、その次数付けは昨年度の研究で得られた次数付けに一致し、代数幾何におけるH. Pinkhamの結果やJ. Wahlの結果のCR記述を与えることも明らかになった.(2)2次元巡回商特異点(この特異点は、有限群の表現、ツイスター空間、超ケーラー構造、quiver等、種々の興味深い幾何学の源泉となった特異点であり、しかも一般的な場合には完備変形空間の詳細な解析が完全には行われていない特異点である):球調和関数を使った解析により、1次Ext-群の記述を完全に一般的な状況下で行った.更に、巡回次数が(n,1)(nは4以下)の場合については、変形空間の完全な記述を得た.巡回次数が(n,1)(nは5以上)の場合も、個々の場合に変形空間を記述するアルゴリズムは得られたが、一般的な形での記述を得るには至らなかった.また、同時特異点解消の完全な記述を行った.特に、巡回次数(2,1)の場合には(Brieskorn resolutionとして知られている)パラメータ空間の2次拡大が現れる非自明な場合のCR-記述を完全に行った.
口腔扁平上皮癌幹細胞の同定および癌幹細胞に対する治療戦略

ヒト口腔扁平上皮癌細胞株(SCC9, SCC25)をEGF(epidermal growth factor)およびFGF(fibroblast gowth factor)添加DMEM/F12培地で2.3週間培養すると、複数のコロニーが形成された。このコロニーを構成している細胞の表面マーカーを調べてみると、CD24陰性/CD44陽性(CD24-/CD44+)であり、細胞株の約6%を占めていた。このマイナー集団は対照に比べて化学療法剤に対して抵抗性を示し、また浮遊細胞塊を形成する能力が亢進していたことから、癌幹細胞であると推測された。さらに、活性化型Aktを高発現させた細胞株ではCD24-/CD44+集団の割合が増加しており、また浮遊細胞塊形成能が亢進していることから、活性化Aktが癌幹細胞の形質の獲得・維持に関わっていると推測された。Aktシグナル伝達系を標的にした分子標的療法は口腔扁平上皮癌の治療戦略を考える上で有用な情報を提供するであろう。大部分の扁平上皮癌細胞は化学療法剤やTNFファミリに属するTNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)刺激に対して感受性を示すが、中には治療中に抵抗性を獲得するものもある。我々は化学療法剤に対する耐性機序を検討してきたが、本研究プロジェクトでは他の癌細胞株で報告されているような自己複製能や腫瘍形成能をもつ癌幹細胞が存在し、これらの癌幹細胞が癌細胞を再生産し、化学療法剤耐性や再発に関与しているのではないか、という仮定の基に研究計画を立案した。初めに、原発及び転移巣由来の腫瘍塊から樹立された複数の口腔扁平上皮癌細胞株を用いて、幹細胞に発現していると想定される細胞表面抗原マーカー(CD34,CD44,CD133など)に対するモノクローナル抗体で染色し、フローサイトメーターで陽性細胞を評価した。検討した全ての細胞株(原発巣由来2種類、転移巣由来2種類)では、ほとんど全ての細胞がCD44陽性であった。マイナーな細胞亜集団が保有している候補分子(CD133,CD34)の中で、CD133に着目した。CD133陽性細胞をソートし、培養することによって増殖してくる細胞群を用いて化学療法剤感受性を検討したが、現時点ではCD133のマーカーでは化学療法剤に対する感受性/抵抗性を識別できるという結果は得られていない。他の細胞系列では癌幹細胞を純化できたという結果と考え合わせると、細胞系列により癌幹細胞は異なるマーカーをもつ、或は癌幹細胞には多様性があるという可能性が示唆される。次年度以降、異なるマーカーを用いて癌幹細胞の純化及び特徴を明らかにしていきたい。悪性腫瘍は癌幹細胞から生み出されているという所見が蓄積されつつあるが、口腔扁平上皮癌由来の癌幹細胞は未だ充分に解析されていない。本研究では、口腔扁平上皮癌細胞株に存在している細胞表面マーカーを指標として、癌幹細胞の同定を試みた。候補分子としてCD24、CD34、CD38、CD44、CD133、およびCD184分子などに着目し、これらの分子に対する蛍光標識モノクローナル抗体を用いて、3種類の口腔扁平上皮癌細胞株を染色した。フローサイトメーターを用いて解析したところ、細胞株#9では僅かではあるが(0.11%程度)、有意のCD34、CD38、CD90、およびCD184分子の発現を認めた。同様に、細胞株#25および細胞株#15では夫々CD38/CD90分子およびCD90分子を発現していた(0.2%-0.7%程度)。一方、細胞株#15、#25、および#9におけるCD24/CD44の発現は夫々10%-20%、40%-70%、70%-80%程度であった。癌幹細胞は抗癌剤に対して抵抗性を示すという仮定の基に、細胞株#25をシスプラチンで処理したところ(生存率は95%から9%へ低下)、CD44軽度陽性CD24陰性(CD44^<low>CD24-)の割合は1%から10%へと上昇した。細胞株#15を抗癌剤で処理しても同様の傾向が観察された。しかしながら、細胞株#15におけるCD24+CD44+の割合は薬剤処理によって1%から4%へと増加したが、細胞株#25の割合は28%から10%へと低下した。

これらの事実は口腔扁平上皮癌細胞株には多様性があり、多様な癌幹細胞株が存在しているということを示唆している。現在、これらの細胞株および亜集団の腫瘍形成能、細胞遊走、化学療法剤耐性、およびスフェア-形成能などを検討する中で、癌幹細胞(候補)の同定を試みているところである。悪性腫瘍は癌幹細胞から生み出されているという知見が蓄積されつつあるが、口腔扁平上皮癌幹細胞は未だ充分に解析されていない。本研究では、口腔扁平上皮癌細胞株から癌幹細胞を純化し、その性状を明らかにすることを目的とした。これまで、癌細胞株を化学療法剤カルボプラチンで処理し、生存率を低下させると、CD24陰性CD44軽度陽性(CD24-CD44low)細胞が濃縮されることを示してきた。今回、浮遊細胞塊(sphere)形成法を用いて癌幹細胞の純化を試みた。癌細胞株をFGFおよびEGE存在下に非付着性のプレートで培養すると、23週間後にコロニー形成が観察された。このコロニーをトリプシン存在下にピペット操作をすることにより癌細胞浮遊液を調製し、単クローン抗体を用いたフローサイトメーター法により細胞表面マーカーを検討した。親株およびSphere由来の癌幹細胞におけるCD24-CD44lowを示す割合は夫々数%および50%程度であった。次に、この細胞株の化学療法剤カルボプラチンに対する感受性をMTT測定法を用いて調べたところ、化学療法剤に対して抵抗性を示した。癌幹細胞は化学療法剤に抵抗性を示すことから、CD24-CD44low細胞は癌幹細胞と見なすことができるが、他の細胞マーカーは多様であることから、扁平上皮癌幹細胞には多様性があると推測された。現在、これらの癌細胞株を免疫不全(Rag2欠損)マウスに移入しているが、現時点では腫瘍形成が観察されていないので、異なる免疫不全動物を用いて腫瘍形成を検討しているところである。以上を総合すると、口腔扁平上皮癌幹細胞の候補を同定することができたが、口腔扁平上皮癌には多様性があり、多様な癌細胞株が存在していると推測された。
日本の原子力発電史の領域横断的研究

本研究では福島第一原発事故がなぜ起こってしまったのかを領域横断的に分析し,以下の点を明らかにした。1.被爆国日本が原子力を社会的に受容したのは夢のエネルギーだという考え方が浸透していたからである。2.原子力政策は日本学術会議などの議論を十分に反映しなかった。3.大型化・連続化による経済性追求が安全性軽視につながった。4.歴史的に形成された「国家との戦い」「企業を護る」という意識と経営行動が事故につながった。5.緊急時における組織的対応が不十分だった。6.原発は総括原価方式のもとで電力会社経営を安定化したが,事故やバックエンドのコスト議論は自主的自律的におこなわれなかった。本研究では、日本における原子力発電の歴史を領域横断的に整理し、今後のより適切な原子力発電のあり方を明らかにするために、以下のような活動をおこなった。1.理論研究メンバーそれぞれの専門領域に沿い、経営学的・会計学的・技術史的・組織論的・政策史的・哲学的観点から、日本の原子力発電に関する歴史を研究・評価した。研究会は2013年5月18日(土)1317時、2013年10月13日(日)1317時、2014年1月26日(日)1417時の3回行い、歴史の共有とディスカッションおよび実態調査に関する企画を行った。2.実態調査元原発設計技術者田中三彦氏へのインタビューを2013年5月26日(日)1820時、日本大学商学部周辺の喫茶店において行った。また、柏崎刈羽原発への調査訪問を行った。日程は2014年2月26日(水)28日(金)、調査対象は刈羽村村長、柏崎市役所、両市村議員、東京電力柏崎刈羽原発、地域の会の推進派と反対派、などであった。3.調査・研究成果の公表日本科学史学会第60回年会(日本大学商学部)における日本学術会議史学委員会公開シンポジウム「原子力発電の社会的普及プロセスの歴史的検討」(2013年5月26日(日)1417時)の開催に際して、メンバーがコーディネーターおよび報告者として積極的に参加した。また、メンバーによる論文が6本、学会誌および各大学の紀要に掲載・公表され、我々の認識に対して広く意見を求めた。さらに、調査内容は文字おこしして記録化しており、次年度に調査記録としてワーキング・ペーパーにまとめ公表する準備が整っている。4.研究の進捗管理事務局打合せは研究会の前後に4回程度行った。その都度、研究の進捗状況を確認した。本年度は,日本における原子力発電の歴史を領域横断的に整理し,今後のより適切な原子力発電の在り方を明らかにするために,以下のような活動を行った。1.理論研究メンバーそれぞれの専門領域に沿い,経営学的・会計学的・技術史的・組織論的・政策史的・哲学的観点から,日本の原子力発電に関する歴史を研究,評価した。研究会は2014年6月22日(日)1317時,高槻市立生涯学習センター研修室,2014年11月2日(日)1317時,キャンパスプラザ京都(6階立命館大学サテライト講習室),2014年2月26日(木)1317時,キャンパスプラザ京都(6階立命館大学サテライト講習室)の3回行い,歴史の共有とディスカッション及び実態調査に関する企画と出版を目指したディスカッションをおこなった。2.実態調査2014年9月16(火)17日(水)にかけて,浜岡原発の調査をおこなった。調査対象は中部電力浜岡原発,静岡県会議員,元原発設計技術者,中部電力浜岡原発,浜岡原発の再稼働を許さない静岡県ネットワークなどであった。3.調査・研究成果の公表メンバーによる共著が1冊,論文が7本,研究発表等が3本,出版・掲載・公表され,我々の認識に対して広く意見を求めた。2014年9月に実施した浜岡原発調査では,地域の自治体,議員,住民らと意見交換を行うことで,口頭ではあるが研究成果を発信した。4.研究の進捗管理事務局打ち合わせは研究会の前後に4回程度おこなった。その都度,研究の進捗状況を確認した。本年度は,日本における原子力発電の歴史を領域横断的に整理し,今後のより適切な原子力発電のあり方を明らかにするために,以下のような活動をおこなった。メンバーが集合しての研究会は,2015年7月12日(金)13-17時,2015年9月16日(水)13-17時,2015年9月17日(木)9-13時,2016年2月24日(水)13-17時,2016年2月25日(木)9-13時,いずれも立命館大学大阪いばらきキャンパスAC431教室で開催され,日本における原子力発電の歴史の共有とディスカッション及び出版を目指した原稿の調整と議論をおこなった。2.実態調査のまとめ平成25年度の柏崎刈羽原発と平成26年度の浜岡原発の実態調査のまとめをおこなった。それぞれにおける調査報告やヒアリング内容等を製本し共有するとともに,出版物への入れ込み作業をおこなった。3.調査・研究成果の公表メンバーによる著書が2冊,論文が6本,研究発表等が2本,出版・掲載・公表され,我々の認識に対して広く意見を求めた。

4.研究の進捗管理事務局打ち合わせは研究会の前後に4回程度おこなった。その都度,研究の進捗状況を確認した。研究期間全体を通じて実施した研究の成果として『日本における原子力発電史の領域横断的研究(仮)』の出版準備に入っている。本研究では福島第一原発事故がなぜ起こってしまったのかを領域横断的に分析し,以下の点を明らかにした。1.被爆国日本が原子力を社会的に受容したのは夢のエネルギーだという考え方が浸透していたからである。2.原子力政策は日本学術会議などの議論を十分に反映しなかった。3.大型化・連続化による経済性追求が安全性軽視につながった。4.歴史的に形成された「国家との戦い」「企業を護る」という意識と経営行動が事故につながった。5.緊急時における組織的対応が不十分だった。6.原発は総括原価方式のもとで電力会社経営を安定化したが,事故やバックエンドのコスト議論は自主的自律的におこなわれなかった。原子力発電の発展を総合的な観点から振り返り,適正な事実認識・価値判断座標の在り方を明らかにし,今後の原子力発電の行方を考えるという目標に対し,原子力発電の発展を総合的な観点から振り返り,適正な事実認識・価値判断座標の在り方を明らかにするという作業が達成された。すなわち,経営学的・会計学的・技術史的・政策史的・組織論的・哲学的観点からそれぞれ研究を行い,研究会において歴史の共有とディスカッションをおこなった。そのうえで,適正な事実認識を共有するために東京電力福島第一原子力発電所の歴史に焦点を絞り,領域横断的に検討することを確認した。また,それぞれの研究で得られた調査・研究成果について,各自の所属する学会等で発表・報告し,学会誌等に投稿・公表し,我々の認識に対して広く意見を求めた。すなわち,政策史・技術史的観点からは兵藤友博共著『科学と技術の歴史』が,経営学的観点からは中瀬哲史「現在は『危機の時代』か」が,会計学的観点からは金森絵里「2014年3月期に原発をすべて廃止した場合における電力会社の経営への影響」が,哲学的観点からは佐野正博「原子力発電の社会的普及プロセスの歴史的検討」がそれぞれ発表された。これらの研究者が2014年6月22日(日)1317時,2014年11月2日(日)1317時,2014年2月26日(木)1317時の3回集まり,歴史の共有とディスカッションをおこなった。また,研究会の前後に研究打合せを年に4,5回おこない,研究の進捗管理が適切になされた。実態調査においては,行政・電力会社・住民などに対して総合的に調査をおこない,具体的な実態が把握された。以上の理由により,研究はおおむね順調に進展していると言える。会計学原子力発電の発展を総合的な観点から振り返り,適正な事実認識・価値判断座標の在り方を明らかにし,今後の原子力発電の行方を考えるという目標に対し,今年度は原子力発電の発展を総合的な観点から振り返り,適正な事実認識・価値判断座標の在り方を明らかにするという作業が達成されたため,これに続いて,今後の原子力発電の行方を考えることを次年度の目標とする。特に,日本の原子力発電に関する総合的な歴史認識について哲学的基礎に裏付けられた合理性の観点から評価を行う準備に入る。具体的には,日本の原子力発電のあゆみについて,それが正しかったのか・間違っていたのか,間違っていたとしたらどこが間違っていたのか,などについて哲学的基礎を用いて判断し,将来の原発事故による災害・被害を低減するための方策について論点整理する。
細胞分化におけるカルシウムオシレーション誘導蛋白質の機能解析

細胞性粘菌(以下、粘菌という)のオシリン遺伝子破壊株は細胞集合はするが細胞分化ができない。この株はBHQの添加、あるいはハムスターのオシリン遺伝子を導入することで野性株と同様の表現型を回復することから、当該遺伝子は細胞内カルシウム濃度を調節していると考えられる(論文発表)。野生株では細胞分裂期に当該遺伝子の発現が抑制されていること、およびオシリン大量発現株は巨大な多核細胞になることから、粘菌のオシリンは細胞周期を制御(M期を阻害)することが考えられる(論文発表)。ノザン解析の結果、粘菌オシリンは細胞周期による発現調節と細胞分化による発現調節を受けていることがわかったので発現調節機構を明らかにするために遺伝子発現調節領域(約1400塩基)をゲノムからクローニングし塩基配列を決定した。この領域の変異体を構築しレポーター遺伝子の発現変動を解析したところ、この領域内にあるDdSTAT結合配列およびMyb結合配列が重要であることがわかった。現在これらの配列をプローブにしてゲルシフト法により蛋白質の結合を解析している。また、粘菌オシリンとGFPの融合蛋白質を粘菌細胞で発現させたところ細胞膜付近に一様に存在することがわかった。ハムスターオシリンは精子内では局在していることが報告されており、哺乳類と粘菌では異なる結果となった。私が樹立した細胞性粘菌(以下、粘菌という)のオシリン遺伝子破壊株は細胞集合はするが細胞分化ができない。この株はBHQによる処理、あるいはハムスターのオシリン遺伝子を導入することで野性株と同様の表現型を回復することから、当該遺伝子は細胞内カルシウム濃度を調節していると考えられる。実際に粘菌のオシリンが細胞内カルシウム変動を起こすのかどうかを調べるために、野生株と遺伝子破壊株の細胞内カルシウムのちがいを測定した。測定にはカリフォルニア大学のR.A.Firtel教授の協力を得た。しかしながら、細胞内カルシウムの変動は見られなかった。検出システムの限界以下なのかもしれない。粘菌のオシリン破壊株については現在論文を作成中である。大腸菌による粘菌のオシリン蛋白の大量生産と精製を試みたが、十分な量の蛋白生産が見られなかった。大腸菌と粘菌ではコドン使用頻度が著しく異なるためと思われる。私は粘菌のオシリンの大量発現株も樹立した。この株は巨大な多核細胞になるため、細胞分裂に異常があると予想された。細胞同調系を構築し検討したところ、野生株では細胞分裂期に当該遺伝子の発現が抑制されていることが分かった。以上のことから、粘菌のオシリンはM期を阻害する性質を持っているため、その発現が細胞周期に依存して制御されていることが考えられた。これについても現在論文を作成中である。粘菌のオシリンは細胞周期による発現調節と細胞分化による発現調節を受けていることがわかった。発現調節機構を明らかにするために遺伝子発現調節領域(約1400塩基)をゲノムからクローニングし塩基配列を決定した。現在、この領域の変異体を構築し遺伝子発現の変動を解析している。
有害金属の電離状態が細胞毒性に及ぼす影響と許容濃度との関係に関する衛生学的研究

金属化合物の中で、その中心となる金属が数種の酸化状態を取り得るクロム化合物を対象として、水溶性の塩を選びBALB3T3細胞およびC3H10T1/2細胞を用いた細胞毒性ならびに発癌性の試験を行った。期待された通り、6価の化合物の方が3価の化合物よりも強い毒性・発癌性を示したが、細胞への吸収のされ方、有機物質の存在下での酸化状態の変化など注意して評価しなければならない点があるものと考えられた。赤血球ゴ-ストを用いた細胞融合によるクロム化合物の属性実験を行った。本実験は定量性の点でいくつかの問題点を残しているが、血清を含む培養液中では、Cr(VI)の毒性が弱まることが確認された。ヒトリンパ球を用いてIgEの産生能から白金化合物のアルレギ-惹起性を検討する実験を行った。白金化合物の電荷については、2価化合物の方が4価化合物よりも、I型アレルギ-に関して惹起性が高いと考えられた。許容濃度の値は、in vitroの実験結果のみならず、実際の曝露状況、各種疲労的知見などを合わせて決定されるべきであることは言うまでもないが、本研究で行った一連の実験は定量性、再現性などの点で一部問題を残しているものの従来衛生学の領域において利用されることの少なかった細胞培養の各種新技術を用いている。動物実験が制限される方向にある現況を考えると、改良を重ねて行くことによって、この種の実験方法が二次スクリ-ニング法として採用され、また2の結果が許容濃度の決定が改正に参考となるデ-タとなり得る可能性は充分にあるものと考えられた。1.文献調査および諸外国の許容濃度の決定法などを参考にした結果、対称となる金属系を古典的なPb、Cd、またPtなどに集約するのが適当であると考えられた。また金属毒性の中に、所謂金属アレルギーと関連する感作性も含めるのが適当であると考えられた。2.国立衛生試験所細胞バンクなどより既に30種を越える各種株細胞を用意した。このうち数種については、増殖能および毒性に帯する細胞感受性の試験を行った。2の結果、高感度CloneおよびSub-cloneをいくつか見出した。来年度実験の基礎的実験素材となり得ると期待される。金属耐性を有するSubcloneについては、引き続き選択を行う。3.高電圧細胞融合装置を用いたCell fusionについては、電極間をみたす電解質溶液のイオン濃度が高いと装置事態が作動しにくいことが判明したので、細胞の生存を阻害しない範囲の浸透圧を保ちながら融合率を高めるような塩類濃度を検討することとした。4.ヒト血球培養については、大量処理が難しく、また再現性の点で培養株よりも劣るところがあるので、金属の曝露濃度を十分考察した上で、濃度勾配を比較的狭い範囲に限定して行うこととした。昭和63年度に収集・選択した各種株細胞の基本的性状、すなわちマイコプラスマ汚染の有無、細胞培殖能、コロニ-形成率、接触阻止能などを確認した細胞のsubcloneに対して各種実験を行った。C3HIoT1/2細胞およびBALB/3T3細胞を用いた形質転換実験では6価クロム化合物であるChromium trioxideがある程度強い発癌性を示し、3価化合物とは区別して許容濃度を設定すべきであることが示唆された。次にLーB82細胞をリシピエントとした赤血球ゴ-スト法によるクロム化合物の細胞移入を試み、ウシ胎児血清の有無による生育培地の条件を変化させてやることで、クロム化合物を移入された融合細胞がどのように死滅していくかを観察した。毒性は6価化合物移入群の方が3価化合物移入群よりも強く認められ、また融合細胞に対しても外界の血清成合の存在が毒性を減少させることが認められた。