hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
仮想立体裁断のための手指動作による布モデル操作を実現する動作解析システムの開発

2018年度は,主に動作の定性化および手指の動作を取得するデバイスの選定を行った.定性化では,現在,布を扱う一連の流れにおいて各操作の目的を洗い出し,手指の動きと関連付けを行っていることろである.動作の定性化は,複数の操作目的が関係していることや同じ動作でも目的が異なるなど複雑になっているため予定より時間がかかっている.また,定性化作業を行っていく上でまだ実装できてきない布モデルの操作も出てて来ている.新たな操作の実装は2019年度および2020年度に行う定量情報の仮想変換にて行う予定であったが,目的推定システムを布モデル操作へ応用する作業がスムーズにいくように,予定を変更し2018年度に行っている定性化と並行して新たに必要となった布モデル操作の実装にも着手した.2018年度では裁断操作の実装を行い,さらに,つまむなど既に実装されている一般的な布モデル操作においても,様々な場面において操作者のイメージに合った操作が実現できるよう改良を行っている.当初予定では,モーションキャプチャシステムを購入し行う予定であったが,モーションキャプチャでは手指の動作取得が難しいことや,布などで手が隠れてしまうと動作が取得できないこと,さらに予算との兼ね合いから購入を断念した.代わりに曲げセンサなどにより手指の操作を取得できるグローブを用いることとした.2019年度にグローブを購入し,定量化に着手する予定である.2018年度に定性化を終える予定であったが,一つの操作の始まりと終わりの見極めや複数の操作目的がお互い密接に関係していることから,作業に遅れが出ている.次の作業がスムーズに進むよう並行して定量化の準備と布モデル操作の改良を行うことにより遅れを挽回する.2019年度は2018年度に引き続き動作の定性化を行った後,動作の定量化を行う予定である.センサが組み込まれたグローブから手指の動作を取得し,布を操作する際の手指の動きを定量化する.定量化したデータをもとに機械学習を用いて各動作から操作目的を予測する.動作目的の推定は2020年度前半までに終わらる予定であり,その後スムーズに布モデル操作へ応用できるように,2019年度は定性化・定量化に並行して定性化作業で出てきた現状の布モデル操作の問題点(リアルタイム性,正確性の向上,各操作の汎用性など)の改善を行う.2020年度に,目的推定システムと布モデル操作システムを組み合わせて無停止の布モデル操作の実現を目指す.2018年度は,主に動作の定性化および手指の動作を取得するデバイスの選定を行った.定性化では,現在,布を扱う一連の流れにおいて各操作の目的を洗い出し,手指の動きと関連付けを行っていることろである.動作の定性化は,複数の操作目的が関係していることや同じ動作でも目的が異なるなど複雑になっているため予定より時間がかかっている.また,定性化作業を行っていく上でまだ実装できてきない布モデルの操作も出てて来ている.新たな操作の実装は2019年度および2020年度に行う定量情報の仮想変換にて行う予定であったが,目的推定システムを布モデル操作へ応用する作業がスムーズにいくように,予定を変更し2018年度に行っている定性化と並行して新たに必要となった布モデル操作の実装にも着手した.2018年度では裁断操作の実装を行い,さらに,つまむなど既に実装されている一般的な布モデル操作においても,様々な場面において操作者のイメージに合った操作が実現できるよう改良を行っている.当初予定では,モーションキャプチャシステムを購入し行う予定であったが,モーションキャプチャでは手指の動作取得が難しいことや,布などで手が隠れてしまうと動作が取得できないこと,さらに予算との兼ね合いから購入を断念した.代わりに曲げセンサなどにより手指の操作を取得できるグローブを用いることとした.2019年度にグローブを購入し,定量化に着手する予定である.2018年度に定性化を終える予定であったが,一つの操作の始まりと終わりの見極めや複数の操作目的がお互い密接に関係していることから,作業に遅れが出ている.次の作業がスムーズに進むよう並行して定量化の準備と布モデル操作の改良を行うことにより遅れを挽回する.2019年度は2018年度に引き続き動作の定性化を行った後,動作の定量化を行う予定である.センサが組み込まれたグローブから手指の動作を取得し,布を操作する際の手指の動きを定量化する.定量化したデータをもとに機械学習を用いて各動作から操作目的を予測する.動作目的の推定は2020年度前半までに終わらる予定であり,その後スムーズに布モデル操作へ応用できるように,2019年度は定性化・定量化に並行して定性化作業で出てきた現状の布モデル操作の問題点(リアルタイム性,正確性の向上,各操作の汎用性など)の改善を行う.2020年度に,目的推定システムと布モデル操作システムを組み合わせて無停止の布モデル操作の実現を目指す.当初,モーションキャプチャを購入する予定であったが,これは手指の動作の取得が難しくさらに,モーションキャプチャで取得できるようにするためにはカメラを多く設置するなど高額なシステムとなってしまったため,予算との兼ね合いから他のデバイスを探した.2018年度はデバイスの選定を行い,2019年度に購入する予定に変更した.
生体分子および溶媒の構造揺らぎと共役した機能発現過程の理論的解明

本研究では蛋白質の構造揺らぎと共役した分子認識過程を記述する理論を構築することを目的して、以下に列記する4つのサブ課題に関して研究を遂行し、当初の研究計画を成功裏に達成した。1.分子認識の統計力学理論(平衡論)の構築、2.分子認識の統計力学理論(平衡論)の「知的創薬」への応用、4. 3D-RISM/RISM理論と一般化ランジェヴァン理論の結合に基づく、「蛋白質構造揺らぎ」理論の提案。我々は過去数年の研究において「分子認識の理論」とも呼ぶべき新しい統計力学理論を構築しつつある。それは溶液内の超分子や蛋白質などによる分子認識(複合体形成)過程を第一原理的に実現する方法論である。しかしながら、現在までの理論では十分に取り扱うことができない問題がある。それは蛋白質の構造揺らぎと共役した機能発現過程(化学過程)である。酵素反応やイオンチャネルなど蛋白質の機能発現においては基質分子を蛋白内に取り込む過程(分子認識)が重要であるが、このプロセスは単に「鍵と鍵孔」のような機械的なフィッテイング過程ではない。例えば、酵素反応の場合、酵素の反応ポケット周辺の構造が変化して、基質を取り込む現象は実験的にも良く知られている。また、イオンチャネルにイオンを取り込む際の「ゲーテイング」という機構も同様の構造揺らぎによって実現される。このような蛋白質の構造揺らぎと共役した化学過程を取り扱うために、溶液のダイナミクスと共役した蛋白質の構造揺らぎを記述する理論を構築することが本研究の目的である。このような目的を達成するために二つの方法論を発展させる。ひとつは蛋白質の自由エネルギー曲面上でのダイナミクスである。この問題に対しては3D-RISM理論と分子動力学法を組み合わせた新しい方法論を開発する。もうひとつは溶液のダイナミクスと蛋白質の構造揺らぎとの動的相関を記述する理論である。我々は一般化ランジェヴァン理論と3D-RISM/RISM理論を結合した新たな理論の提案を行う。本研究では3次元RISM理論による蛋白質の構造最適化手法を新たに開発し、この方法でミオグロビンの構造を用いてリガンド分子(XeおよびCO)の溶媒和構造をあらわに求め、ミオグロビン内部のリガンド分子吸脱着過程の再現、予測を行った。まずXe溶液中で構造最適化を行い、4個のXeサイト(Xe1, Xe2, Xe3, Xe4)の各々におけるXe分子の分布を理論的に求めることに初めて成功した。さらに、各Xeサイト内のCO分布を3次元RISM解析より求め、このCO分布の情報に基づきミオグロビンのXe1サイトまたはXe4サイトにCOを結合した二つの複合体構造モデル[Mb : CO(Xe1)およびMb : CO(Xe4)]]を構築し、それらの部分モル容積を求めた。その結果、寺嶋らが実験的に得た部分モル容積変化はXe_4サイトにCOを結合したモデルに対する理論値と良く一致することが明らかになった。これにより、Xe存在下でのCOの吸脱着過程の経路がXe_4サイトであることを立証した。我々はさらに、各Xeサイト内の各種リガンド分子(O_2, H_2S, CO_2, NO)の分布を求め、その結果から各Xeサイトでリガンド分子の親和性に違いがあり、その脱離経路の選択性に大きく寄与していることを明らかにした。鳥インフルエンザウイルスの増殖において需要な役割を演じるM2チャネルのプロトン透過機構を三次元RISM理論に基づき解析した。このチャネルは4個のアルファヘリックスから構成される複合蛋白質であるが、それぞれのヘリックスがもつヒスチジン残基とトリプトファン残基が集まってゲーテイング領域を構成しており、プロトンの透過は4個のヒスチジン残基のプロトン化の度合いによって制御される。本研究ではプロトン化されたヒスチジンの数が0個から4個までのM2チャネルの最適化された構造を水溶液に浸し、3次元RISM理論によりチャネル内の水とプロトン(ヒドロニウムイオン)の分布および平均力ポテンシャルを決定した。その結果、プロトン化されたヒスチジン残基の数が3個の時に、プロトンの透過が最大になることが明らかになった。これらの結果をもとにM2チャネルの透過機構に関する新しいモデルを提案した。(現在、JACS誌に投稿中)生体分子の構造揺らぎを考慮した自由エネルギー計算手法の開発溶液中の化学プロセスを理解する上で鍵のひとつとなるのが自由エネルギーの計算である。分子認識に関連する結合定数、生体分子の構造安定性の議論など、自由エネルギー計算の応用例は枚挙にいとまがない。既存の3D-RISM理論に基づく自由エネルギー計算は、基本的に分子の内部自由度を凍結するという前提の下で行なわれてきた。これに対し本研究では3D-RISM理論に基づきつつ、溶質分子(生体分子等)の揺らぎを考慮した自由エネルギー計算を目的とした。この目的に沿って、3D-RISM理論と分子動力学(MD)シミュレーションの結合手法

[1]を用いた自由エネルギー計算法を提案した。自由エネルギー計算はオーダーパラメタの選び方によって、様々な手法が考えられるが、ここでは(1)カップリングパラメタ、および(2)分子間距離、をオーダーパラメタとする二つの熱力学式積分法を提案した。これらの手法は薬剤設計において重要となる「蛋白質の構造揺らぎを考慮した分子認識過程の解析」に威力を発揮することが期待される。本研究では、従来の3D-RISM理論を改良して、直接、創薬に応用できる新しい理論、uu-3D-RISM理論を提案し、その応用例として、Phospholipase A2に対するアスピリンの結合モードを解析した。このタンパク質は、発熱や痛みのもとになるアラキドン酸を合成することで知られている。また近年、非ステロイド性の薬として有名なアセチルサリチル酸(アスピリン)も結合することが実験によって明らかにされた。新たな薬の開発にもつながるため、創薬分野でモデルタンパク質の一つとされている。uu-3D-RISM理論を用いてこのようなタンパク質-リガンド分子系を解くと、タンパク質の内外におけるリガンド分子の分布関数を求めることができる。分布関数は、その位置にどのくらいの確率でリガンド分子が存在するかの指標を表す関数である。従って、分布関数が大きい値を取る箇所は、そこにリガンドが結合しやすいことを意味する。この分布関数を解析すれば、自動的にリガンド分子がどこにどのように結合するのかが分るのである。今回は、そのような解析のためのスコア関数を定義し、それに基づいてリガンド分子であるアスピリンの位置および配向を決定した。解析結果、3D-RISM理論から予測した構造がX線結晶解析で得られた構造とほぼ一致していることが分かった。[J.Chem.Theor.Comp.,7,3803(2011)に既報]スコア関数を用いた解析は、企業などの創薬研究でも同じように行われているが、その多くは物理化学的な根拠を持っていない。言い換えると、多くの場合、鍵と鍵穴のように幾何学的な議論しかしていない。我々の研究の強みは、分布関数という物理化学的に重要な意味を持つ量を基にしていることである。今回のような解析が確立すれば、より確かな創薬研究が可能になると考えている。酵素反応やイオンチャネルなど蛋白質の機能発現においては基質分子を蛋白内に取り込む過程(分子認識)が重要であるが、このプロセスは単に「鍵と鍵孔」のような機械的な適合過程ではない。分認識過程に蛋白質の平衡構造周りの時間的・空間的揺らぎが関わっていることは共通認識になりつつある。本研究では蛋白質の構造揺らぎと共役した分子認識過程を記述する理論を構築することを目的して、下記に列記する4つのサブ課題に関して研究を遂行してきたが、最終年度は、特に、4番目のサブ課題に関して、新しい理論を提案した。1.分子認識の統計力学理論(平衡論)の構築、2.分子認識の統計力学理論(平衡論)の「知的創薬」への応用、3.3D-RISM/RISM理論と分子動力学シミュレーションの結合による自由エネルギー曲面上での蛋白質構造ダイナミクス理論の構築。4.3D-RISM/RISM理論と一般化ランジェヴァン理論の結合に基づく、「蛋白質構造揺らぎ」理論の提案。
トランスレーショナル・リサーチを担う人材育成としての大学院教育の検討

医薬品等のシーズ開発は、アカデミアが主体となり、トランスレーショナル・リサーチ(TR)の推進が国家的課題である。本邦では、医師の大学院への進学、特に基礎医学系への進学が研修医制度導入後激減し、基礎研究の衰退が懸念されている。そのため、欧米と同様にnon-MD研究者の役割が重要となると推測される。本研究では、TR推進のための基礎研究の充実、人材の育成を見据え、大学院における実態を調査し、有効な教育目標や教育項目を設定することを目的とする。平成30年度は、1全国国公私立大学院のシラバス・カリキュラム調査、2海外情報の収集、3標準シラバス案の概要作成、を実施した。1のシラバス・カリキュラム調査では、国立:52大学、公立:49大学、私立:139大学を対象とした。専攻別では836専攻を対象とし、このうち、国立:343専攻(41.9%)、公立:123専攻(15.0%)、私立:353専攻(43.1%)であり、昨年度よりも専攻数の増加が認められ、TRの重要性が広く認識された結果であると考えられた。シラバス内にTRに関する講義(医療開発に関連しない生物統計、あるいは一般的な研究倫理等は除く)を確認できたのは、149専攻と平成29年度と比較し、4倍近く増加していた。内訳は、国立:83専攻(55.7%)、公立:26専攻(17.5%)、私立:40専攻(26.8%)であった。両年度のデータは、データベースとして取り纏めた。2ではライデン大学、パスツール研究所等の欧州の機関を主に調査した。ホーム・ページでは掲載できないか、特にシラバスは設定していなく、特定の領域での数日のコースとして設定されていることが多く、また、具体的な教育項目の記載には乏しかった。平成29年度の情報と合わせて3の検討資料とする。3については、先端医療実施機関の職員向け標準シラバスを基に、シラバス案の項目立ての検討を行った。平成30年度は下記の事項が実施予定項目であった。1全国国公立医歯薬看護系大学院のシラバス調査を平成29年度に引き続き実施する、2海外情報を収集し取り纏める、3標準シラバス案の作成、が実施予定項目であった。1については平成29年度と同様に全国国公立医歯薬看護系大学院シラバスを公開情報に基づいて検索し、平成29年度と平成30年度が比較できる形でデータをとりまとめた。2については欧州の機関をホームページの公開情報を基に検索した。シラバスは公開されていないか、あるいは数日程度の特定の領域の技術に関してのコースが多く、今回の研究に活用できる情報は欧州からは乏しかった。3は研究代表者が先端医療開発を行う医療機関の職員向けに作成したシラバスを用いて、1のデータと比較した。最終年度に向けてデータのとりまとめを行うことができた。このように当初計画通りに進んでいる。最終年度である平成31年度は、下記の1から3の項目を実施し、研究を完了する。1全国国公立私立医歯薬看護系大学院のシラバス調査を継続して実施する。平成29年度・30年度に作成したデータ・セットに基づき、ホーム・ページ等公開情報にてシラバスを入手する。シラバスは研究代表者がチェックし、先端医療開発、TR、臨床試験に関連した授業/演習をピックアップする。シラバスから収集・入力する内容は、講習・演習名、対象者、単位数、講習・演習の項目、教育目標、授業内容、テキストとする。また、公開情報としてとりまとめ、ホーム・ページ等で公開する。2海外情報のとりまとめ:平成31年度は主としては米国の情報を更新する。この情報を平成29年度・30年度に収集した情報と取り纏め、1つの体系だったデータ・セットとする。3標準シラバス案の作成:1と2の情報を基に、平成30年度までに作成したシラバス案を平成31年度の早期に完成させる。これを、研究代表者が担当している大学院講義においてシラバスとして用い、トランスレーショナル教育としての講義内容を一新し、学生からのアンケートにより、フィードバックとして完成版を見直して改訂の検討を行う。また、ARO協議会、関東甲信越の大学病院臨床試験アライアンス、あるいは国立大学病院臨床研究推進会議等の教育担当者より意見を聞く機会を設定し、フィードバック情報として活用する。平成29年度は、1全国国公私立大学院のシラバス・カリキュラム調査、2海外情報の収集、3既存のシラバスとの比較、を実施した。

専攻別では702専攻が対象となり、このうち、国立:281専攻(40.0%)、公立:103専攻(14.7%)、私立:318専攻(45.3%)であり、シラバスが入手可能であったのは、346専攻で、国立:148専攻(42.8%)、公立:50専攻(14.4%)、私立:148専攻(42.8%)であった。シラバス内にTRに関する講義(医療開発に関連しない生物統計等は除く)を確認できたのは、35専攻で、国立:23専攻(65.7%)、公立:1専攻(2.9%)、私立:11専攻(31.4%)であった。シラバスの記載を含めてデータベースを作成した。2では米国のCTSA (Clinical and Translational Science Awards)の機関を調査した。こちらではシラバスの掲載ではなく、講義の内容を掲載している場合が多く、掲載方式が多様であるため、平成30年度に欧州と合わせて集計を行う。3については、先端医療実施機関の職員向け標準シラバスと比較し、掲載内容以外の項目が今回調査に含まれていないことを確認した。平成29年度は、1全国国公立医歯薬看護系大学院のシラバス調査、2海外情報のとりまとめ、3標準シラバス案の作成が実施予定項目であった。1については私立大学まで広げて検索し、当初予定よりも広範囲に調査を行った。2はホームページにて情報を収集した。3は研究代表者が先端医療開発を行う医療機関の職員向けに作成したシラバスを元に1と検討した。このように当初計画通りに進んでいる。医薬品等のシーズ開発は、アカデミアが主体となり、トランスレーショナル・リサーチ(TR)の推進が国家的課題である。本邦では、医師の大学院への進学、特に基礎医学系への進学が研修医制度導入後激減し、基礎研究の衰退が懸念されている。そのため、欧米と同様にnon-MD研究者の役割が重要となると推測される。本研究では、TR推進のための基礎研究の充実、人材の育成を見据え、大学院における実態を調査し、有効な教育目標や教育項目を設定することを目的とする。平成30年度は、1全国国公私立大学院のシラバス・カリキュラム調査、2海外情報の収集、3標準シラバス案の概要作成、を実施した。1のシラバス・カリキュラム調査では、国立:52大学、公立:49大学、私立:139大学を対象とした。専攻別では836専攻を対象とし、このうち、国立:343専攻(41.9%)、公立:123専攻(15.0%)、私立:353専攻(43.1%)であり、昨年度よりも専攻数の増加が認められ、TRの重要性が広く認識された結果であると考えられた。シラバス内にTRに関する講義(医療開発に関連しない生物統計、あるいは一般的な研究倫理等は除く)を確認できたのは、149専攻と平成29年度と比較し、4倍近く増加していた。内訳は、国立:83専攻(55.7%)、公立:26専攻(17.5%)、私立:40専攻(26.8%)であった。両年度のデータは、データベースとして取り纏めた。2ではライデン大学、パスツール研究所等の欧州の機関を主に調査した。ホーム・ページでは掲載できないか、特にシラバスは設定していなく、特定の領域での数日のコースとして設定されていることが多く、また、具体的な教育項目の記載には乏しかった。平成29年度の情報と合わせて3の検討資料とする。3については、先端医療実施機関の職員向け標準シラバスを基に、シラバス案の項目立ての検討を行った。平成30年度は下記の事項が実施予定項目であった。1全国国公立医歯薬看護系大学院のシラバス調査を平成29年度に引き続き実施する、2海外情報を収集し取り纏める、3標準シラバス案の作成、が実施予定項目であった。
濃厚飼料多給条件下のめん羊における栄養素正味吸収量と代謝調節機構との関連について

種々の飼料給与条件(粗飼料多給(R), Rナサリノマイシン添加給与(SL),濃厚飼料多給(C),絶食6日間(F))のめん羊を用いて下記の研究を実施した.1:採食後12時間のグルコースの累積正味吸収量は, R, SL, C, F期の順にそれぞれ, -20, -35, -20, -3gであり,何れの期でもグルコースは消化管から吸収されないことが明らかにされた.2:採食後12時間のインシュリン(IRI),グルカゴン(IRG)の累積正味分泌量は, R期ではそれぞれ, 16U, 2.8μgであった.IRIの正味分泌量は, F期では明瞭に低下し(1.8U), SL期ではR期と同程度(18U)であったが, C期では明らかに高まった(22U). 3:糖負荷時のIRI, IRGの分泌応答ならびに糖処理能(1):糖負荷に応答するIRIの総分泌量は, R期では1792mU, C期とF期ではR期よりも多く, SL期では著しく増加した. (2):糖処理能(半減時間と糖処理係数:K値)はR, F, SLおよびC期でそれぞれ, 21分, 3.5;62分, 1.2;11分, 6.6;41分, 1.9であり,糖処理能がC期で低下し, SL期で高進することが注目された.4:腎周囲脂肪組織における酢酸(A),プロピオン酸,グルコース(G)からの脂肪酸合成量ならびに糖・脂質代謝関連酵素活性:各飼料給与条件下のめん羊から局所麻酔下で剔出した脂肪組織切片を用い, in vitroで測定した結果, R期のめん羊におけるGからの脂肪酸合成量はAからの合成量の1/30で,その値はラット脂肪組織でのGからの脂肪酸合成量の1/150に過ぎなかった.脂肪組織のATP-クエン酸リアーゼ(ACL)とNADP-リンゴ酸脱水素酵素(MDH)活性も, R期のめん羊ではラットに比べてそれぞれ, 1/20, 1/17の低さであった.他方,めん羊でも, SL期とC期ではR期に比べて, Gからの脂肪酸合成量がそれぞれ, 1.9倍, 4.6倍に増加した.また,それと平行して, SL期, C期ではR期と比べて, AGLが1.5倍, 3.8倍に, MDHが1.9倍, 3.0倍に高まった.1.めん羊の第四胃内及び小腸内に注入した糖質の吸収に関する量的考察:濃厚飼料多給時に増加するといわれる"ルーメンバイパス澱粉"がどの程度小腸内で消化され、グルコースとして吸収されるかを量的に検討した。第四胃内及び空腸内にグルコース(G),マルトース(M),可容性澱粉(S)を1時間注入し(0.5g/分)、経時的に門脈血(P)と動脈血(A)とを同時採血して血漿グルコース濃度のP-A差を求め、その値にPAH希釈法で測定した門脈血流量を乗じてグルコース正味吸収量を算出した。グルコースの累積吸収量(3時間)は、第四胃内G,M,S注入ではそれぞれ、16.8,8.9,1.2g、空腸内G,M,S注入では17.5,9.6,7.0gであり、注入した糖質の吸収はGで最も速く、Mではその1/2、Sでは著しく遅かった。この試験で注入した澱粉が比較的消化され易い可溶性澱粉であることを考えると、実際にバイパス澱粉に由来するグルコースの吸収量はそれ程大きな意義をもたないように思われた。2.めん羊の消化管における各種栄養素の正味吸収量に対するサリノマイシン(SAL)添加給与の影響:肉用牛の肥育効率促進作用をもつSAL添加給与時における各種栄養素の正味吸収量を門脈・動脈血濃度差と門脈血流量を測定することによって調べた。粗飼料多給条件下で、対照期(SAL無添加)の値を100として比較すると、SAL添加時(7日,12日目)には、総VFAの増加傾向(108)、プロピオン酸の著増(165)、酪酸の減少(70)、乳酸の減少(35)、殆んどすべての第一次アミノ酸の減少(80)、アンモニアの減少(66)が示された。またグルコースと尿素は何れの時期にも動静脈差は負であり、動脈血が消化管組織を循環する間に消費または消失する事が示された。この研究は来年度引続き実施する。3:酪酸投与時の高血糖症発現の機作について:酪酸の第一胃内反復注入により発現された高血糖症を血漿グルカゴン,インスリン,ケトン体濃度,酸塩基平衡の変化と関連させて考察した。種々の飼料給与条件(粗飼料多給(R), Rナサリノマイシン添加給与(SL),濃厚飼料多給(C),絶食6日間(F))のめん羊を用いて下記の研究を実施した.1:採食後12時間のグルコースの累積正味吸収量は, R, SL, C, F期の順にそれぞれ, -20, -35, -20, -3gであり,何れの期でもグルコースは消化管から吸収されないことが明らかにされた.

2:採食後12時間のインシュリン(IRI),グルカゴン(IRG)の累積正味分泌量は, R期ではそれぞれ, 16U, 2.8μgであった.IRIの正味分泌量は, F期では明瞭に低下し(1.8U), SL期ではR期と同程度(18U)であったが, C期では明らかに高まった(22U). 3:糖負荷時のIRI, IRGの分泌応答ならびに糖処理能(1):糖負荷に応答するIRIの総分泌量は, R期では1792mU, C期とF期ではR期よりも多く, SL期では著しく増加した. (2):糖処理能(半減時間と糖処理係数:K値)はR, F, SLおよびC期でそれぞれ, 21分, 3.5;62分, 1.2;11分, 6.6;41分, 1.9であり,糖処理能がC期で低下し, SL期で高進することが注目された.4:腎周囲脂肪組織における酢酸(A),プロピオン酸,グルコース(G)からの脂肪酸合成量ならびに糖・脂質代謝関連酵素活性:各飼料給与条件下のめん羊から局所麻酔下で剔出した脂肪組織切片を用い, in vitroで測定した結果, R期のめん羊におけるGからの脂肪酸合成量はAからの合成量の1/30で,その値はラット脂肪組織でのGからの脂肪酸合成量の1/150に過ぎなかった.脂肪組織のATP-クエン酸リアーゼ(ACL)とNADP-リンゴ酸脱水素酵素(MDH)活性も, R期のめん羊ではラットに比べてそれぞれ, 1/20, 1/17の低さであった.他方,めん羊でも, SL期とC期ではR期に比べて, Gからの脂肪酸合成量がそれぞれ, 1.9倍, 4.6倍に増加した.また,それと平行して, SL期, C期ではR期と比べて, AGLが1.5倍, 3.8倍に, MDHが1.9倍, 3.0倍に高まった.
ラット精上皮におけるプロラクチンの動態

ラット精巣におけるプロラクチン受容体は、血液精巣関門で仕切られた傍腔区画に存在する精細胞で発現していることを以前に報告した。精上皮にプロラクチン産生細胞が存在しないことを考えると、血中のプロラクチンは、セルトリ細胞によって輸送されることが示唆される。本補助金による研究では、ラットに金粒子で標識したプロラクチンを投与し、透過型電子顕微鏡によるプロラクチンの動態を形態学的に検討した。その結果、金粒子は傍腔区画に存在する精細胞に到達していると思われる結果は得られなかった。これはプロラクチン受容体の少ない発現量が原因であると考えており、現在プロラクチン受容体のup regulationを人為的に起こして、プロラクチンの動態を検討しているところである。さらに、本研究では、爬虫類(アオダイショウ)の精巣の詳細なる観察を行った。それによると、アオダイショウの精巣は系統進化学的に、両生類と哺乳類の中間に位置付けられることを発見した。さらに、アオダイショウの精祖細胞は、セルトリ細胞によって包まれており、基底膜とは接触していないという事実を発見し発表した(Hondo et al. J Vet Med Sci 58(1),1997)。爬虫類にもプロラクチンが存在することは明らかで、精巣にも作用するのだとすれば、上記のセルトリ細胞によるプロラクチンの輸送機能の存在を支持するものである。現在、アオダイショウの精巣を用いて、in situ hybridization法およびin situ binding asseyを行い、アオダイショウの精細胞においてもプロラクチン受容体が発現しているかどうかを検討中である。
人と探査ロボットによる映像共有ネットワークのための機能的階層符号化

障害物や空間位置を認識して、映像情報を駆動系へフィードバックすることで、遠隔操作や自律走行が可能な様々な探査ロボット・システムが開発されている。本研究では、複数の探査ロボットが編隊を組んで現場を探査し、操縦者と分析者、更には複数のロボット間で、ネットワーク通信路を介して映像情報を共有できる、新しいシステムを開発した。映像信号を時空間基底により成分分解し、特定の機能を実現するために必要最小限の成分のみを通信することで、探査現場における限られた伝送帯域での、安定な連携遠隔探査が可能となった。近年、ロボットビジョンの研究により、障害物や空間位置の認識など、映像情報を駆動系ヘフィードバックした種々の遠隔操作や自律走行が実現している。本研究では、複数の探査ロボットが編隊を組んで探査現場で活動し、遠隔地の操縦者や分析者と、ネットワーク通信路を介して映像情報を共有する場合を考える。映像を時空間基底により成分分解してから送信し、受信者とロボットが各自にとって必要最小限の成分のみを受信する機能的な階層符号化を研究することで、限られた現場伝送帯域での安定した連携探査を支援する。隊長ロボの側面の映像履歴と隊員ロボの側面映像との動きベクトルを求めることで、隊長ロボを隊員ロボが追跡する。この際、動き検出に必要最小限の情報のみを伝送するために、ロボット間の狭帯域通信が可能となる。本年度は、履歴画像であるパノラマ静止画像の生成において必要となる動きベクトルについて、推定値の信頼度を確率密度関数を用いて統計的に評価する理論的手法を確立した。この際、時間解像度、空間解像度、振幅解像度、演算丸め誤差との関係を明らかにした。また、全探索法、階層探索法、相互相関法、輝度投影法、位相限定相関法の信頼度を評価した。信頼度評価には水位検出時に用いたクラス間分散に基づく手法を応用した。信頼度と解像度や丸め誤差との関係解明には感度解析手法を発展させた。今後は、各手法の演算処理量を評価してロボット搭載センサノード内のDSPに適した方法を決定する。近年、ロボットビジョンの研究により、障害物や空間位置の認識など、映像情報を駆動系ヘフィードバックできる、種々の遠隔操作や自律走行システムが開発されている。本研究では、複数の探査ロボットが編隊を組んで探査現場で活動し、操縦者と分析者、更には複数のロボット間で、ネットワーク通信路を介して映像情報を共有できる、新しいタイプのシステムを研究開発する。この際、映像を時空間基底により成分分解し、情報源を符号化してから通信する。特に、特定の機能を実現するために必要最小限の成分のみを、複数のロボットが送受信できるようにする。このような新しい機能を持つ階層符号化手法を開発することで、探査現場における限られた伝送帯域の下での、安定した連携遠隔探査が可能となる。本年度は、先行ロボットが環境画像マップを生成し、複数の追従ロボットがマップ上における自己位置を同定することで、複数ロボットによる連携探査を可能とするシステムを開発した。特に、ロボットの自己位置推定に必要となる天井マップの生成において、不整地走行時に発生する動き情報に重畳する誤差を、前方映像から得られる動き情報により、正確に補正する手法を確立した。また、映像信号の解像度、および動きベクトルと演算丸め誤差との関係を明らかにした。更に、これまで全てのロボットにおいて、同じ映像処理が行われていたが、今回、先行ロボットへ処理の負荷を集中させることで、追従する複数のロボット間における、データ通信量の大幅な低減が可能となった。今後は、より実用的な利用環境を想定し、システムの試作機による実証試験を行う。これにより、建物内のロボットによる、空間インフラに依存しない、安定したセミオートな連携探査システムを開発する。近年、ロボットビジョンの研究により、障害物や空間位置の認識など、映像情報を駆動系へフィードバックできる、種々の遠隔操作や自律走行システムが開発されている。本年度は、先行ロボットが環境画像マップを生成し、複数の追従ロボットがマップ上における自己位置を同定することで、複数ロボットによる連携探査を可能とするシステムにおいて、特に、ロボットの自己位置推定に必要となる天井マップの生成時に、カラー画像間での信号成分のコヒーレンス性、および、雑音成分の無相関性を利用することで、より正確に自己位置を推定できる新しい手法を確立した。また、画像信号を直交変換することで得られる変換係数の、正負符号のみを自己位置推定に利用することで、伝送データ量を、より一層低減できることを確認した。

更に、このようなカラー信号の特性に着目した、データ量の圧縮伝送方法も開発した。今後は、より実用的な利用環境における、セミオートな連携探査システムの実現が期待される。
皮膚生体情報のマルチモーダル計測のための微小針アレイの開発

前年度に作製した金めっき多孔質マイクロニードル電極に対して,グルコースオキシダーゼを修飾する方法を検討した。グルコースオキシダーゼ表面の糖鎖を酸化してアルデヒドを形成し,アミノ基修飾した金めっきマイクロニードルに結合させた。メディエーターとしてフェロセンメタノールを含む緩衝液中に浸漬したマイクロニードル電極を作用極とし,グルコースを添加しながら三極式のCV測定を行ったところ,電流がグルコース濃度に応じて単調増加する様子が観察された。これにより,作製したマイクロニードルがグルコースセンサ電極として機能することが示唆された。また,体液中の乳酸を定量するための電極を作製した。乳酸オキシダーゼはミカエリス定数が1 mM程度と小さく,体液中の乳酸濃度をそのまま測定するには適していない。そこで,乳酸オキシダーゼを修飾した布地電極をポリウレタンのテトラヒドロフラン溶液に浸漬・乾燥を繰り返すことで,測定可能な乳酸濃度範囲を増大させた。この電極処理方法は多孔質マイクロニードル電極にも応用可能であると考えられる。さらに,派生的な研究として,空間充填木構造の開放型流路によって広い面積から水滴を一ヶ所に集める「水滴収集フィルム」を作製した。これにより,多孔質マイクロニードルで採取した微小な体液を一ヶ所に収集した後にその成分を分析する可能性が示された。今後は,マイクロニードル電極へのメディエーターの固定および参照極・対極の一体化を行い,多孔質マイクロニードルによる電気化学センシングの基礎実証を完成させるとともに,水滴収集フィルムを適宜組み合わせることで微量の体液を高精度に採取分析し,グルコースや乳酸といった複数の生体成分を測定可能なマイクロニードル型電極の開発を目指す。また,並行して検討している蛍光性グルコースセンサを用いた光学的センシングとの性能比較を行う。多孔質構造を持つマイクロニードルアレイを皮膚組織液の多様なセンシングに用いるための基盤技術として、光学的センシングおよび電気化学的センシングの二つの方法について基盤技術の開発に取り組んだ。さらに、光学的センシングについてはグルコースを対象としてセンサ分子の導入とその特性の測定も行った。光学的センシングにおいては、センサの応答をどのように取得するかという問題がある。そこで、一つの多孔質マイクロニードルアレイにおいて、細孔を有する部分(センサ部位)と細孔を有しない部分(基板)を作り分ける方法を開発し、これにより、皮膚に貼り付けたまま針部分におけるセンサの応答を体外から直接観察できる可能性を示した。このシステムを皮膚組織液のグルコースセンシングに応用するために、内部に修飾するための蛍光性グルコースセンサ分子を合成した上で、内部への修飾方法を検討した。濃度の異なるグルコース溶液に浸漬した後に蛍光強度を測定したところ、グルコース濃度が増加するにつれて蛍光強度が増大する傾向が示された。電気化学的センシングにおいては、本来絶縁体である多孔質マイクロニードルの表面に導電性のコーティングをする必要がある。そこで、細孔表面の無電解ニッケルめっきおよびそれに続く無電解金めっきの方法を検討した。詳細な条件検討により、多孔質マイクロニードルの細孔表面を金で被覆する方法を見出した。これにより、多孔質マイクロニードルによる低侵襲・高感度な生体用電極の可能性が示された。多孔質マイクロニードルアレイを用いた光学的センシングと電気化学的センシングのための基盤技術の開発に目処が付いたため。モデル皮膚や実際の生体における生体センシングを実証する。センサの情報を読み取るための小型デバイスを作製する。さらに、複数の測定対象を一つのマイクロニードルアレイに統合するために、表面修飾のパターニング方法についても検討する。購入を計画していた装置の一部は研究室に設置されているものを使用できたため、購入しなかった。
表記活動の発生と発達過程:描画・文字・数字表記行為と知識の発達

描画領域、文字領域、数字領域の表記知識の発達について、乳児、幼児期について各々の研究分担者が担当して研究を進めた結果として各領域について以下の成果を得た。1描画領域については、乳時期における描きと書きの初期発達において表記の発生に影響する要因として描線描出能力、運動制御能力の発達の影響を乳児課題面接によって検討した結果表記活動と描線発達の間には有意な偏相関が得られたことから運動制御発達が表記発逮に寄与していることが示された。知職においては領城固有説を支持しつつも運動発達のような領域普遍的要因がそこに関与する可能性が示された。また幼児期における立体描画発達については、事物の境界・輪郭を描画線分で描き出すという写像原理はすでに3歳までに獲筍され、事物の面間の空間関係の写像、事物の色の写像、面の数の写像という順序に写像原理が猫得されていくことが示された。2文字領域については、文字知職の配置ルールとして、直線性、多様性、分離性のいずれを利用しているかを幼児並びに大学生を対負に検討した結果、成人が文字判断に利用するのは直線性と多様性であり分離性はルールとして利用されていないのに対し、幼児では分離性ルールを使用することが示された。この分離性ルールの利用が1文字1モーラ対応のかな文字体系においては対応への注意を強めているのではないかと推察される。これまで表記知職ではアルファベット圏の研究であるのでCVC構造の細分化能力は日本語とは異なっており、日本では幼児が分離性ルールという表記知織を使用することによって英語圏のような直線性や多様性どは異なるルールを使用していることが示唆される。3数字領城については、幼児のインフォーマルな数表記において、誤記分析から、数字の慣習表記の習得と共に、桁概念,桁の方向性、複数桁の表記の仕方を習得していくことが示された。また数演算と数表記との関連性を調べた結果、数表記システムの知識の発達は必ずしも数量操作と関連しあって発達しておらず発達の独立性が示唆された。本年度、乳児ならびに幼児の書きと描きについて分担者が以下の研究を各々実施し、さらに論考を深め合うために、ラウンドテーブルを発達心理学会において実施した。乳児期においては、描画と文字(ひらがな・数字)における表記知識と表記活動の初期発達を1-3歳児(5年齢群)に対しカード分類課題ならびに産出課題を実施し、カーミロフスミスの主張する領域固有性仮説の妥当性について5年齢群間での発達過程と描画と文字の関連性を吟味した。幼児期に関しては、絵画表記理解の発達は、「事物固有の色→事物を表す描画の彩色」「事物の境界・輪郭→描画の線分」「事物の表面→描画の塗りこみ」という写像獲得過程と考えられる。この写像原理の獲得の観点から、4、5歳児を対象に円筒形と直方体の描画課題を実施し、各要素間で写像にずれがあるか等を検討した。その結果、色、境界、輪郭の写像については課題間差はない。見えている面については直方体よりも円筒形で適切な色の写像をする傾向が見られた。表面および面数の写像に課題間差があり、いずれも直方体より円筒形で容易であった。以上から、課題難易度が写像原理適用に影響することが示された。また音韻意識と読みに関しては、従来,音韻意識が読みの獲得の前提となることが指摘され,読みの獲得によって音韻意識も影響を受ける可能性が指摘されてきた。

本研究では,ひらがなの読みの習得して間がない日本人幼児と中国人留学生を対象として長音と促音の聴覚的な弁別課題(例えば「どろ」と「どうろ」について中間的な長さの音を聞かせ,どちらか判断させる)を実施し,読みの習得の影響を実験的に検討した。その結果,日本語児では読みの習得に伴い弁別の正確さが増すこと,留学生では曖昧さが残ることが示され,読みの習得は既存の音韻意識の精度を増すことに効果があるものと考えられた。山形は英国滞在を通じ海外の表記研究者と交流した。また実験として1)分類課題に及ぼすカード数と有意味性の影響を年少児に調べ、表記知識の文字・数字に対する絵の優位性検討の資料収集、2>表記活動に及ぼす運動制御の役割を描画と数で吟味した。また小森・高木は「かく」行動の運動面検討のため、曲線を使った図形模写を行った。幼児期特有のかき方の変更を確かめるために、見本上で描き方を例示したり、見本図形を色分けし視覚的に変化させた図形を用いた結果、提示や見本の色分けにより、通常と異なるかき方でかく幼児が出現し、年齢特有のかき方だけでなく、幾つかのレパートリーを持つことが示された。古池は4、5歳児66名を対象に、円筒形と直方体描画課題での描画過程を分析した結果、年長児では1)立体外形の輪郭線を描いた後で中を分割する、2)各面を描き終わらない内に他面を描き始める、3)直方体の見えている3面の輪郭線が滑らかに接続する描き方が見られた。以上から4歳児は1面完成後に次面を描き始め、統合的なモデルのイメージを意識せずに描画すること、5歳児では予めモデルの統合的像をイメージし、適宜描画過程を組み替えて描くことが示された。高橋は3-5歳児78名に,1)絵本の読み聞かせ後に1場面を提示し,セリフを「かく」ことを求め,2)自分の名を書かせ,3)リストから自分の名を選ばせ、表記知識を測定した。その結果セリフを疑似文字で表現しても自分の名は正確に書く子や、自分の名も疑似文字でかく子も存在する。またセリフを「かけ」なくても名前なら書けたり,疑似文字で表現する子もいる。本結果から,幼児の表記知識は表現対象と独立に測定できないこと,表現できないことが表記知識の不存在を示すものではないことが示された。秋田は5歳児40名の計数能力と数式表記能力の関連を調べ、桁概念の誤りと演算記号の未出現から、表記と計数操作の独立性、発達経路の複数の可能性を示した。表記知識の初期発達に関して、乳児を対象として研究を行った山形は、描画・文字・数字の流域間で異なる表記行為がみられ、それが年齢に伴って5レベルでの発達過程によって増加すること、しかしそれら三表記活動間には相関がみられることを明らかにし、描線描出能力、運動制御能力の発達が表記活動と有意な関連をもつことを明らかにした。幼児期の表記活動として立体モデル描画過程を事物-描画間の写像原理の知識の習得の観点から分析した古池・秋田は、事物の境界・輪郭を線分で描く写像原理は3歳までに獲得され続いて事物の表現を塗りこむ写像、ついで事物の面間の空間関係の写像、事物の色の写像、事物面の数の写像という発達過程の順序性を明らかにした。また幼児のかな文字表記知識に関して、小森・高橋は直線性、多様性、分離性の3つの文字配置ルールについて文字判断に使用されるルールならびにそのルールと読み書き習得との関連を検討した。
超高時間分解指紋領域赤外分光法による電子励起状態の特異な分子構造の研究

代表者らは1995年頃にピコ秒指紋領域赤外吸収スペクトルの測定に成功しているが,感度等の点で十分とは言えず,適用範囲が限られていた。本課題では,ピコ秒指紋領域赤外分光装置の感度向上,自動化を進め,光物理化学的に興味深いいくつかの分子電子励起状態の測定を行い,その構造に関して情報を得るのが目的であった。まず感度向上については,装置のいくつもの細かい点での改良に加え,本質的に信号強度を増加する新たな手法である偏光異方性ヘテロダイン検出法を考案し,その有効性を示した。その上でこの手法を用いて,2,3の分子について溶液中の指紋領域過渡赤外吸収スペクトルを測定した。まずトランススチルベンのS_1状態の過渡赤外吸収をアセトニトリル及びヘプタン溶液中で測定し,以前に測定されている同過渡種のラマンスペクトルと比較してその分子構造について検討した。ヘプタン中のS_1状態では対称中心をほぼ保った構造を持つのに対し,アセトニトリル中ではわずかに中心対称性が崩れていることを示唆する結果が得られ,極性溶媒中で分極した構造が安定化することが考えられる。関連する構造を持つ分子として,ジフェニルアセチレンの電子励起状態についても過渡赤外吸収の測定に成功した。次にS_1状態で強い分子内電荷移動を起こすと考えられている,4-ジメチルアミノベンゾニトリルのアセトニトリル溶液中のSl状態の過渡赤外吸収を測定し,その分子構造について検討した。フェニル基炭素原子-ジメチルアミノ基の窒素原子間の結合の伸縮振動によると思われる強い吸収帯が単結合振動領域に現れ,この結果はC-N間がS_1状態で単結合的であることを示唆する。本年度の研究計画は、(1)赤外発生方法の検討,(2)検出部の改良,(3)非線形光学効果による感度の向上,(4)いくつかの分子への応用,を中心とするものであった。まず(1)については,GaAsを用いた光整流に基づく赤外発生を試みたが,少なくとも測定に十分な強度では、赤外光を発生することができなかった。(2)については当初,検出器は既存のものを用いてプリアンプを新たなものに置き換える予定であったが,検出器自体を,高速応答性・直線性のよい光起電力型MCT検出器に置き換えた。我々の実験ではピコ秒パルス赤外光を用いるため,これによって感度が上がると期待したのである。実験の結果,実際よりも以前よりも感度を高くすることが可能となった。(3)については,過渡偏光二色性に基づく光学ヘテロダイン検出による赤外スペクトル測定法を創案・開発し,既に指紋領域でピコ秒赤外スペクトルを測定しているジメチルアミノニトロスチルベンについて,この方法を適用して感度が実際に向上することが可能かどうかを調べた。理論的この方法を定式化し,適当な実験条件を仮定したところ1桁近い感度の向上が予想されたが,際に測定したところ,ほぼ1桁程度,感度が向上することが確かめられた。当初計画には含まれていないが,(5)実験装置の自動化を,本研究の一環として行った。これまでは,波長の掃引とそれに伴う赤外発生用光学結晶の角度調整を手動で行っていたが,これをコンピュータ制御のパルスモーター駆動とした。以上,行ってきた(2)(3)(5)の装置・測定方法の改良により,ピコ秒過渡赤外スペクトルの測定対象の範囲が,以前よりもはるかに広くなるものと考えている。これらの作業に手間取ったため,現段階では(4)については本年度はまだ実施できていないが,来年度は(4)に専念できる環境が整ったものと考えている。平成9年度に,ピコ秒指紋領域赤外分光装置の感度向上,自動化を進め,本年度はそれを受けて,装置の更なる改良と,いくつかの分子の測定を行う計画であった。

まず装置の改良については,赤外光学系を凹面鏡を用いたものからZnSeレンズを用いたものに変え,収差を抑えることができた。また赤外発生用の増幅色素レーザー光源の増幅利得を抑えることにより,赤外吸収信号をかなり安定化することが可能であることを見いだした。その他の細かい改良を行った上で,2,3の分子について,溶液中の指紋領域過渡赤外吸収スペクトルを測定した。まずトランススチルベンのS_1状態の過渡赤外吸収をアセトニトリル及びヘプタン溶液中で測定し,以前に測定されている同過渡種のラマンスベクトルと比較してその分子構造について検討した。ヘプタン中のS_1状態では対称中心をほぼ保った構造を持つのに対し,アセトニトリル中ではわずかに中心対称性が崩れていることを示唆する結果が得られ,極性溶媒中で分極した構造が安定化することが考えられる。関連する構造を持つ分子として,ジフェニルアセチレンの電子励起状態についても過渡赤外吸収の測定に成功した。次にS_1状態で強い分子内電荷移動を起こすと考えられている,4-ジメチルアミノベンゾニトリルのアセトニトリル溶液中のS_1状態の過渡赤外吸収を測定し,その分子構造について検討した。フェニル基炭素原子ージメチルアミノ基窒素原子間の結合の伸縮振動によると思われる比較的強い吸収帯が単結合振動領域に現れ,この結果はC-N間がS_1状態で単結合的であることを示唆する。
ホメオボックス遺伝子を指標とした新しい口腔癌診断システムの開発

リンパ節転移のあるヒト口腔扁平上皮癌組織で発現の高いHOXC5, HOXC6およびHOXC8が,リンパ節転移に関与しているのかどうかを調べるために,各HOX遺伝子の発現プラスミドベクターを構築した.各々のHOX遺伝子発現ベクターをヒト口腔扁平上皮癌細胞株にリポフェクション法で導入し,各HOX mRNAおよび蛋白の発現をRT-PCR法およびウエスタンブロット法で確認した.リンパ節転移に重要と考えられる癌細胞とリンパ管内皮細胞との相互作用を解析するために,ヒト皮膚から樹立されたリンパ管内皮細胞の同定を行った.現在, HOX遺伝子を強制発現させた癌細胞のリンパ管内皮細胞への接着性ならびにリンパ管内皮細胞の培養上清に対する運動性などを検討している.リンパ節転移のあるヒト口腔扁平上皮癌組織で発現の高いHOXC5, HOXC6およびHOXC8が,リンパ節転移に関与しているのかどうかを調べるために,各HOX遺伝子の発現プラスミドベクターを構築した.各々のHOX遺伝子発現ベクターをヒト口腔扁平上皮癌細胞株にリポフェクション法で導入し,各HOX mRNAおよび蛋白の発現をRT-PCR法およびウエスタンブロット法で確認した.リンパ節転移に重要と考えられる癌細胞とリンパ管内皮細胞との相互作用を解析するために,ヒト皮膚から樹立されたリンパ管内皮細胞の同定を行った.現在, HOX遺伝子を強制発現させた癌細胞のリンパ管内皮細胞への接着性ならびにリンパ管内皮細胞の培養上清に対する運動性などを検討している.われわれは発生過程において細胞に位置情報を与えるホメオボックス遺伝子群に注目し,その発現異常と癌化あるいは浸潤・転移との関連性を解析してきた.その結果,そのひとつのファミリーで形態形成のマスター因子として知られているHOX遺伝子群(39個のHOX遺伝子からなる)の発現パターンが,口腔扁平上皮癌および前癌病変である白板症などの異形性組織では異常であることを見い出した.本研究の目的は,口腔癌において発現異常のみられたHOX遺伝子の発現ベクターを作製し,HOX遺伝子導入癌細胞の細胞生物学的性質を解析し,口腔癌におけるHOX遺伝子の役割を見い出し,これらを指標とした口腔癌およびその悪性度診断システムの構築を試みることである.今年度は下記の知見が得られた.1.口腔癌で発現異常のみちれたHOX遺伝子の発現ベクターの作製リンパ節転移のあった口腔癌組織でHOXC6の発現が高いことがわかった.そこでHOXC6がリンパ節転移に関与しているのかどうかを調べるためにTAクローニング法を用いてヒトHOXC6発現プラスミドベクターを作製した.HOXC6にはアイソフォームがあるので2種類のベクターを作った(アイソフォーム1と2).2.HOX遺伝子導入癌細胞の細胞生物学的解析口腔癌において発現異常のみられたHOXC6遺伝子の細胞生物学的性質を培養口腔癌細胞において調べた.ヒトHOXC6発現プラスミドベクター(アイソフォーム1と2)をHEK293細胞にトランスフェクションして各々のHOX蛋白を発現することをウエスタンブロットで確かめた.現在,ヒト口腔扁平上皮癌細胞株にトランスフェクションして過剰発現亜株の樹立を行なっている.同時にHOXC6に対するsiRNAを用いてHOXC6のノックダウンも試みている.その後,転移・浸潤関連形質をHOXC6の発現の高低で比較検討する予定である.われわれは発生過程において細胞に位置情報を与えるホメオボックス遺伝子群に注目し,その発現異常と癌化あるいは浸潤・転移との関連性を解析してきた.その結果,そのひとつのファミリーで形態形成のマスター因子として知られているHOX遺伝子群(39個のHOX遺伝子からなる)の発現パターンが,口腔扁平上皮癌および前癌病変である白板症などの異形性組織では異常であることを見い出した.本研究の目的は,口腔癌において発現異常のみられたHOX遺伝子の発現ベクターを作製し, HOX遺伝子導入癌細胞の細胞生物学的性質を解析し,口腔癌におけるHOX遺伝子の役割を見い出し,これらを指標とした口腔癌およびその悪性度診断システムの構築を試みることである.今年度は下記の知見が得られた.リンパ節転移のあるヒト口腔扁平上皮癌組織で発現の高いHOXC5, HOXC6およびHOXC8が,リンパ節転移に関与しているのかどうかを調べるために,各HOX遺伝子の発現プラスミドベクターを構築した.各々のHOX遺伝子発現ベクターをヒト口腔扁平上皮癌細胞株にリポフェクション法で導入し,各HOX mRNAおよび蛋白の発現をRT-PCR法およびウエスタンブロット法で確認した.リンパ節転移に重要と考えられる癌細胞とリンパ管内皮細胞との相互作用を解析するために,ヒト皮膚から樹立されたリンパ管内皮細胞の同定を行った.現在,HOX遺伝子を強制発現させた癌細胞のリンパ管内皮細胞への接着性ならびにリンパ管内皮細胞の培養上清に対する運動性などを検討している.