hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲノム合成の基盤技術を自然界でのDNA水平伝播現象をもとに構築する

両端がオーバーラップするDNA断片を枯草菌の自然形質転換能を利用して相同組換えによって枯草菌ゲノム中に順次、連結させる手法は既に確立されている。本研究ではDNA断片を一度の形質転換で枯草菌細胞中に導入し枯草菌プラスミドとして構築できるか検証した。対象として、ガン関連遺伝子MYCのゲノム領域を両端が500bp700bp重複するように5つのコンティグDNA断片(2kb4kb)に分割し、PCRによりヒト培養細胞のゲノムを鋳型にして増幅した。またこれらが連結された後の両端の領域は、枯草菌プラスミド(枯草菌ー大腸菌シャトルプラスミド)ベクターと500bp700bp重複するように設計した。枯草菌プラスミドも直鎖状にして形質転換に用いるため、5つのコンティグDNA断片とベクターが連結されないと枯草菌のコロニーは形成されない。用いた枯草菌は代表的な168TrpC2株の誘導株で制限修飾系の遺伝子群が欠損しているRM125株を用いた。まず通常の自然形質転換法での導入を複数回試みたが、コロニーは得られなかった。その原因として、枯草菌細胞表層のDNAを取り込む装置が30個程度なため、ベクター込みで6つのDNAを同時に端から取り込む確率が低いことが考えられた。そこで別の形質転換法を検討した。枯草菌の場合、エレクトロポレーションでは条件検討が難しく、結果としてプロトプラスト法によって形質転換体が得られることが判明した。現在、コンティグDNAを効率良く連結できる条件を検討中。また効率化のための自殺遺伝子を用いたセレクション法としてmazF遺伝子を用いた方法を構築した。動物培養細胞への導入法については、まず通常の方法で導入・選択できるDNAを構築でき、現在溶菌法の適用条件を検討中。当該年度は、「コンティグクローン連結法」と「枯草菌から動物培養細胞への導入法」について検討した。その結果、興味深い問題点がいくつか判明した。「コンティグクローン連結法」については、通常の枯草菌の自然形質転換では確率的に難しいことがわかり、プロトプラスト法によってDNAを導入できる条件が明らかになった。しかしプロトプラスト法ではDNAが導入された後、相同組換えに必要なRecAと呼ばれるタンパク質の発現誘導が起こらないため効率が悪く、誘導型RecAを保持する枯草菌株が必要なことも判明した。自殺遺伝子mazFを用いたセレクション法はプロモーターを工夫することで温度感受性によって機能し、セレクションできることが確認できた。枯草菌細胞中での環状DNAを線状化する方法については、枯草菌で発現するI-SceIという切断酵素が使用可能であることがわかった。一方、「枯草菌から動物培養細胞への導入法」については、培養細胞中で発現し、機能できるセレクションマーカー(ピューロマイシン、GFPなど)を用いて、相同組換えによってヒト培養細胞のゲノム中に導入できるDNAの構築を実施した。まず通常の培養細胞導入法によって構築したDNA領域を実際にヒト培養細胞ゲノムに相同組換えで導入し、セレクションできることをGFPの発現やPCRなどによって確認でき、培養細胞導入法の系を立ち上げることができた。溶菌法による導入については、今年度行った条件では効率が悪いため、最適条件を検討中。
LIGHT導入腫瘍細胞を中心とした樹状細胞間質細胞複合融合癌ワクチンの基礎的検討

マウス腫瘍細胞の細胞膜上におけるLIGHTの発現は、今回の検討では困難であったが、COS7細胞におけるLIGHT発現の検討では細胞質内での発現は認めた。原因としてC末端におけるFLAG修飾が起因している可能性があり今後発現ベクターの改良により細胞膜上に機能的なLIGHT発現させることが可能と考える。LIGHTはTNF superfamily memberの一つであり、T cellsやNK cellsを活性化し、腫瘍免疫にとって重要なTh1サイトカインバランスを誘導する副刺激分子である。我々は、樹状細胞腫瘍細胞融合細胞ワクチン療法にLIGHTを応用して、より強い抗腫瘍効果の誘導を目的としている。今年度はマウス大腸癌細胞株CT26CL25にmurine LIGHT cDNAを挿入したpcDNA3.1(+)ベクターを導入した。まず、導入効率を確認するため、COS7 cellsにelectroporation法を用いて導入した後、anti-LIGHT抗体を用いてWestern Blottingを行ったところ、LIGHTの強発現が確認された。同様にCT26CL25への導入を試みたところ、やや弱いもののLIGHTの発現が認められた。さらに、LIGHT発現の細胞内の局在を確認するため、同じ抗体を用いて蛍光免疫染色を行ったところ、多くは細胞質内に発現し、細胞膜上への発現は少なかった。さらに、追試としてLIGHTのリガンドの一つであるLTβRとIgG1 Fcとの融合蛋白を用いてFlow cytometryを行い、細胞膜上への発現を検討した。陽性コントロールとしてマウス骨髄細胞から分化させた未成熟樹状細胞を用意した。未成熟樹状細胞は強および弱発現を含めて45.7%の細胞がLIGHT陽性であったが、LIGHT導入CT26CL25は14.6%にとどまった。腫瘍免疫へのLIGHT応用の際、副刺激分子として効率よく機能するには、細胞膜上へのより高い発現が理想的であり、今回作成したLIGHT導入CT26CL25クローンはLIGHTを強発現しているとは考えにくい。今後はより強くLIGHTを細胞膜上に発現したクローンを作成するべく、導入ベクターの改良やCT26CL25以外の腫瘍細胞株への導入を試行する方針である。今年度は昨年度に引き続きLIGHT導入マウス癌細胞樹立のためにmurine LIGHT cDNAを挿入した種々のベクターの導入を試みた。pcDNA3.1(+)を用いたmurine LIGHT発現系では、細胞内ドメインであるC末端にFLAG導入を行なっているが、、COS7 cellsにFUGENE6を用いて一過性、強発現させた。その結果、抗FLAG抗体、抗LIGHT抗体両者を用いた検討とも、LIGHT発現の局在は、蛍光免疫染色法により大部分は細胞質内に発現し、細胞膜上への発現は少なかった。さらに、追試としてLIGHTのリガンドの一つであるLTβRとIgGl Fcとの融合蛋白を用いてFlow cytometryを行い、細胞膜上への発現を検討した。陽性コントロールのマウス未成熟樹状細胞では約50%の細胞が細胞表面のLIGHT陽性であったが、LIGHT導入COS7では細胞内での高い発現にも関わらず、細胞膜への発現はわずか1.2%にとどまった。そして、その最も大きな理由としてC末端のFLAG導入が原因と考えている。腫瘍免疫へのLIGHT応用の際、副刺激分子として効率よく機能するには、細胞膜上へのより高い発現が理想的であり、そこで現在、native LIGHTを導入し、CMVとSV40両者のプロモーターとエンハンサーを有する改良ベクターを用いて、今後はより強くLIGHTを細胞膜上に発現したクローンを作成するべく、マウス大腸癌細胞CT26およびCT26CL25への導入を試行する方針である。今年度は昨年度に引き続きLIGHT導入マウス癌細胞樹立のためにmurine LIGIHT cDNAを挿入した種々のベクターの導入を試みた。

腫瘍免疫へのLIGHT応用の際、副刺激分子として効率よく機能するには、細胞膜上へのより高い発現が理想的であり、そこで現在、native LIGHTを導入し、CMVとSV40両者のプロモーターとエンハンサーを有する改良ベクターを用いて、今後はより強くLIGHTを細胞膜上に発現したクローンを作成するベく、マウス大腸癌細胞CT26およびCT26CL25への導入中である。
ストリッピングとレイリーテイラー不安定性を考慮した液滴微粒化分布特性予測式の確立

噴霧燃焼では,燃焼器内へ噴射された液体燃料が粗大液滴となり,粗大液滴が周囲気体との相互作用により変形しながら分裂することで微細液滴へと微粒化される.微粒化後の微細液滴の分布が燃焼挙動に大きな影響を与えるため,本研究では,噴霧における液滴微粒化分布特性予測式の確立を目的としている.研究計画として,気流中における液滴微粒化を撮影し,画像処理を行い微細液滴の直径および速度を測定する.得た粒径・粒子速度をもとに液滴微粒化分布特性予測式を提案する.その後,様々な気流条件において,液滴微粒化で形成した微細液滴の粒径・速度分布を測定し,測定データと予測式を比較することで予測式の妥当性を検証する.噴霧燃焼では,燃焼器内へ噴射された液体燃料が粗大液滴となり,粗大液滴が周囲気体との相互作用により変形しながら分裂することで微細液滴へと微粒化される.微粒化後の微細液滴の分布が燃焼挙動に大きな影響を与えるため,本研究では,噴霧における液滴微粒化分布特性予測式の確立を目的としている.研究計画として,気流中における液滴微粒化を撮影し,画像処理を行い微細液滴の直径および速度を測定する.得た粒径・粒子速度をもとに液滴微粒化分布特性予測式を提案する.その後,様々な気流条件において,液滴微粒化で形成した微細液滴の粒径・速度分布を測定し,測定データと予測式を比較することで予測式の妥当性を検証する.
中世山口文化の実像とその比較史的考察-モノと場の視角から-

中世山口文化の担い手であった周防大内氏にかかわる文化活動のうち、ハーバード大学蔵「源氏物語画帖」、吉川史料館蔵「湖亭春望図」、豊栄神社蔵「毛利元就像」という具体的な「モノ」について考察し、その歴史的背景をあきらかにした。また、周防大内氏と国際貿易港博多とのかかわりが、中世山口文化の展開にいかなる影響を与えていたのかという点についても素描した。本年度は、中世山口文化を形成するモノとして大内氏に由来する肖像賛の史料収集をおこなった。収集作業は、関係諸機関などでの史料調査のほか、『五山文学全集』『五山文学新集』などの刊本からの抽出作業をおこなった。とくに、注目すべき史料としては、山口市にある豊栄神社所蔵の毛利元就像に注目した。像主は大内氏ではないものの、そこに書かれる賛文の内容は非常に大内氏の存在を意識したものとなっており、中世山口文化における大内氏の存在の大きさを彷彿とさせる。また、当初、次年度以降の考察素材として考えていたハーバード大学サックラー美術館所蔵「源氏物語画帖」について、当初、この史料が寄進された妙栄寺(山口県下関市)で講演する機会が与えられたため、当該史料に関して予備的考察をほどこし、市民にその成果を還元することができた。また、中世山口文化の舞台となった中世都市山口に関する概説を出版することができた。この概説書は、山口に残る文化遺産を切り口としてやまぐちの歴史と文化を語っている。とくに、「西の京やまぐち」という標語が生まれた背景を歴史的に探究することに成功したと考えている。23年度も、昨年に引き続き、中世山口文化を形成するモノとして大内氏に由来する肖像賛、「源氏物語画帖」関係史料、研究でキーワード考える「西周」という史料用語など関係史料の収集をおこなった。収集作業は、関係諸機関などでの史料調査のほか、現地でのフィールドワーク、『五山文学全集』『五山文学新集』などの刊本からの抽出を展開した。これらの史料を収集する過程で、吉川史料館に所蔵される伝雪舟筆「湖亭春望図」の著賛時期について新たな知見を得ることができた。当該図は、入明直前の雪舟等楊が描いた水墨画に、遣明船正使として下向した天与清啓が周防山口で著賛したとされてきた美術史上の基準作品である。しかし、「相良武任書札巻」の新史料により、著賛時期が入明帰国後の可能性を指摘することができた。この事実は、雪舟等楊の作品研究にも少なからず影響を与えるものと推測する。23年度は、中世山口文化に大きな影響を与えたと考えられる臨済宗幻住派に関する研究報告を山口市歴史民俗資料館と足利学校アカデミーでおこなった。山口における幻住派僧の拠点である洞春寺には、幻住派僧囎岳鼎虎関係の史料が存在し、あわせて開催された洞春寺展において関係史料の確認をすることができた。幻住派僧の影響は、その後、関東の足利学校にも及んでいることを、足利学校における報告では詳細に述べた。なお、中世山口文化の基層ともなった禅宗文化については、「東アジア禅宗世界の変容と拡大」というテーマで『西国の文化と外交』において発表した。本稿では、14世紀後半から17世紀における東アジア禅宗世界の展開について、日本を中心にしつつ、明朝、高麗・朝鮮、琉球との海域交流の成果をふまえて論述している。本年度は、中世山口文化の形成に大きな影響を有した、中世日本最大の国際貿易港である博多と周防大内氏との具体的な関わりについて、とくに文化の面に注目しつつ考察をおこなった。大内氏についていうと、博多支配以前と以後とでは所有する唐物の質に差があった。さらに、大内氏権力の質的転換点ともいえる15世紀中葉に注目しつつ、大内氏の外交活動のあり方について考察した。当該期の大内氏の外交活動は、中世山口文化の形成にも少なからず影響を与えていた。なお、中世博多で大内氏の外交や文化において大きな存在感を示していた聖福寺の幻住派について、とくに詳細な考察を加えた。ここにみる研究成果は、2013年4月から福岡市博物館で開催される特別展「日本最初の禅寺博多聖福寺展」の図録の一部に反映されている。また、中世山口文化の重要な構成要素であった禅宗について、とくに中世後期の日本禅林のあり方から考察した。とくに注目すべきは、15世紀後半以降の日本禅林のなかでは、憧憬の存在でった中国にみずからを仮託するような行動をとった禅僧がいたことをあきらかにした。彼らは、みずからの故国である日本のことを「倭国」とよんだり、日本酒のことを「倭酒」とよんだりした。また、中国社会の頂点に立つ皇帝と実際には接見していなかったにもかかわらず、あたかも面会して詩文のやりとりをしたかのような詩文集を残していた。こうした禅僧の姿は、中世山口文化にも少なからず影響を与えていたと推測される。

関係史資料の収集も計画的に順調に進行しており、関連する口頭報告もおこない、一部を論文の形式で発表しているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は最終年度であるため、過去2年聞で収集漏れの史資料の補充と、関連する地域のフィールドワークをおこない、情報の充実化に努める。あわせて、口頭報告等をしたものを逐次、活字化し、学会雑誌等へ発表していく。このため、前者を年度の前半期頃を目途に終了し、後半期は研究成果のまとめに集中する。
誘引フェロモンと忌避フェロモンの統合モデルの提案と大規模群ロボットへの応用

群ロボットの制御の際に,ロボット同士が直接通信する,あるいは中央集中制御装置のようなものによりロボットの行動を制御するのではなく,ロボットが動く場の情報を用いて群ロボットの制御を行うことを考える.本研究では,場はグラフ構造で定義され,ノードはロボットが訪問する点,リンクを移動できる関係とし,場の情報はそれぞれのノードに対応付け,各ロボットが行動を決定する.忌避フェロモンを用いた制御ではノードの次数を考慮することにより良い性能が発揮されることがわかった.また,誘引フェロモンと忌避フェロモンを1つの情報量から計算する手法を見いだし,計算機シミュレーションにより検証を行った.本研究では,誘引フェロモンと忌避フェロモンを統一して扱える概念を提案し,本研究では複数のエージェントによりグラフ上を協調して巡回するアルゴリズムを対象とした.この問題は,グラフの頂点を複数のエージェントが協調して均等な回数だけ訪問させる問題である.ノードがエージェントの訪問する点を表し,リンクが点の間をエージェントが移動できる関係を表す.まず本研究では,グラフの各ノードにエージェントの最終訪問時刻を対応付け,この各ノードの最終訪問時刻を各ノードにおける忌避フェロモンと対応付けた.この忌避フェロモンの量が多いほど,エージェントが次に移動するノードを決定する際に移動してきて欲しくない度合いを表す量となる.将来的に警備巡回に応用することを想定しており,エージェントの移動にはある程度のランダムに動く要素が必要となる.その上で,エージェントがどのノードに移動するか決定する際に,ある一定の確率でこの忌避フェロモンを利用し,エージェントのいるノードの隣接ノード集合の忌避フェロモンの量の最大値を用いて,これを誘引フェロモンを表す量に変換し,エージェントが訪問する確率をこの誘引フェロモンに基づき確率的に決定するアルゴリズムを設計し,それ以外は欲張り法に基づくアルゴリズムとして計算機シミュレーションを行った.加えて,エージェントが誘引フェロモンに基づいて確率的に移動先を決定する際に,ノードの次数を考慮した確率を用いるアルゴリズムを設計した.これは,ノードの次数が小さいほど訪問されづらいことから,なるべく次数の少ないノードを中心に訪問させるように意図して設計した.これについてもScale-freeネットワークを対象として計算機シミュレーションを行い,エージェント数が少ない場合に効果があることを示した.本年度は,複数のエージェントがあるグラフで協調して行動する際に,エージェント同士が直接コミュニケーションを取るのではなく,場を介して2つのフェロモンを介してコミュニケーションを取るモデルを考えた.具体的には場に定義されるある1つの情報量から,エージェントが行った場所を自分あるいは他のエージェントも行こうとするような誘引フェロモンと,エージェントが行った場所は自分あるいは他のエージェントはいかないようにするような忌避フェロモンの2種類を計算し,その時々の解釈によりエージェントはどちらかのフェロモンに基づき行動を決定するものとする.今回は,この1つの情報量としてエージェントのノードの最終訪問時刻を用いた.本研究ではシミュレーションのある時刻を境に,各エージェントがどちらのフェロモンを利用するか解釈を変えるアルゴリズムを実装し,計算機でのシミュレーションを行った.このシミュレーションでは,ノードの訪問回数を評価指標として用いた.最初は誘引フェロモンに基づき行動し,その後忌避フェロモンに基づき行動する場合では,訪問回数はエージェントの初期配置位置により大きく左右されることが示された.また,忌避フェロモンに基づき行動する場合から誘引フェロモンに基づき行動する場合では,エージェントがグラフでの忌避した場所に応じて訪問回数は分散することが示された.また,今年度は昨年度の足りない分を補う目的で,スケールフリーグラフを対象として,各エージェントが忌避フェロモンにもとづき行動するアルゴリズムはグラフ構造に対してどの程度ロバストかについてシミュレーションを行った.この結果,忌避フェロモンを計算する際にはノードの次数を考慮することがよいこともあることが示された.群ロボットの制御の際に,ロボット同士が直接通信する,あるいは中央集中制御装置のようなものによりロボットの行動を制御するのではなく,ロボットが動く場の情報を用いて群ロボットの制御を行うことを考える.本研究では,場はグラフ構造で定義され,ノードはロボットが訪問する点,リンクを移動できる関係とし,場の情報はそれぞれのノードに対応付け,各ロボットが行動を決定する.忌避フェロモンを用いた制御ではノードの次数を考慮することにより良い性能が発揮されることがわかった.また,誘引フェロモンと忌避フェロモンを1つの情報量から計算する手法を見いだし,計算機シミュレーションにより検証を行った.忌避フェロモンと誘引フェロモンとを対応付ける方法を設計できた.この方法により,ある程度のランダムに動く構成要素を入れつつも,訪問されていないノードを中心に訪問するようなアルゴリズムが設計できた.ノードの次数が少ないノードであればエージェントにより訪問されづらいことから,次数を考慮したアルゴリズムも提案し,ノードの次数に偏りのあるScale-freeネットワークに対して評価を行い,エージェント数が少ない場合により大きな効果があることを示すことができた.知能情報学次数を考慮したアルゴリズムについて,より多くのグラフや環境の変動に対する評価を行う.また,新たなモデルとしてフェロモンの伝播モデルを提案し,グリッド環境の角などの訪問されづらいノードに対しても訪問できるアルゴリズムを検討する.加えて,シミュレーション時刻により,忌避フェロモンと誘引フェロモンとを切り替えて実行するアルゴリズムのシミュレーションを行う.これらのシミュレーションを円滑に実行するため,老朽化した計算機を更新する,国際会議出張に係る費用が当初想定より抑えられたため,次年度使用額が発生した.シミュレーションに用いている計算機が老朽化しているため,その一部の更新費用として充てる.
日本における地理学の現状と21世紀への展望

現在は学問の変革期に当たるとの認識に立って、地理学の各分野の現状を論評し、21世紀への展望を行った。原則として個別論文の引用は行わないこととし、レビュー論文、図書、データーベース等を利用して作業を行ったが、個別論文へは各章末の文献からたどり着けるように配慮した。レビューの対象にした期間は最小限過去10年間とした。日本学術会議の第17期地理学研究連絡委員会委員を中核として研究を組織したが、研連委員でカバーできない分野については、それ以外の研究者数名の協力を得た。取り上げた分野は、風土論、地形計測、営力地形学、地形発達史、気候学、水文学、地生態学、土壌地理学、土壌学、地図学、地図情報科学、地域研究、農業地理学、都市地理学、歴史地理学、交通地理学、社会・政治・応用地理学、土地利用、地理教育、気候地理学と自然保護の20分野である。地理学は古い歴史をもち、広範な分野をその中に含んでいたが、学問分野の専門化・細分化の流れのなかで、地理学から分離独立の方向をとった分野もある。しかし環境問題の深刻化とともに、地理学のもつ総合的な視点が最評価されるようになってきた。地理学は自然と人間との関係性に着目して、フィールド情報に基づいて研究を行うところにその独自性があり、環境問題は絶好の研究対象でもある。地理学と社会との関係をさらに密にするよう努力すべきであるとの指摘が、各分野に共通してみられた。全20章、約200項の報告書を作成し、英文の要旨も付して、国内外の研究機関に配布した。
有機分子超構造の転写によるセラミックス誘電体薄膜のパターニング

近年、高い誘電率を持つ無機酸化物結晶薄膜を用いた揮発性メモリや強誘電体メモリの研究が活発に進められている。水溶液中から常温・常圧下で薄膜を合成することが可能になれば、均質性にすぐれた、大蔓積で複雑な形状を有する薄膜の作成が容易になるとともに、膜の変形や亀裂の恐れが無く、更に製造コストも低く押さえることができる。セラミックス誘電体を水溶液から合成して、水溶液中で誘電体結晶薄膜を分子操作を用いてパターニングすることにより、高度に集積した誘電体メモリの作製が可能になると考えられる。薄膜形成能の異なる有機分子を配列制御した超構造を形成し、その超構造を転滋した高誘電率無機酸化物結晶の薄膜を水溶液から合成することにより、パターニングが実現されると考えられる。酸化チタンを水溶液から合成する時の基板の影響について研究を行った。PETにおいては、酸性水溶液中で加水分解し、水酸基、カルボキシル基等が生成することにより、またPESにおいては、スルホニル基の存在により、いずれも表面の極性が高く、結晶生成が促進された。一方、PMMAはPET及びPESに比べ加水分解を受けにくく、析出量が減少した。薄膜形成能の異なる有機分子を配列制御した超構造を基板上に形成し、水溶液中でその基板に高誘電率無機酸化物結晶の薄膜を析出させることにより、有機分子の超構造を転写した薄膜の作製が期待される。近年、高い誘電率持つ無機酸化物結晶薄膜を用いた揮発性メモリや強誘電体メモリの研究が活発に進められている。水溶液中から常温・常圧下で薄膜を合成することが可能になれば、均一性にすぐれた、大面積で複雑な形状を有する薄膜の作成が容易になるとともに、膜の変形や亀裂の恐れが無く、更に製造コストも低く押さえることができる。薄膜形成能の異なる有機分子を配列制御した超構造を形成し、その超構造を転写した高誘電率無機酸化物結晶の薄膜を水溶液から合成することにより、パターニングが実現されると考えられる。SrTiO_3及びZrTiO_4を水溶液から合成する時の基板の影響について研究を行なった。PETにおいては、酸性水溶液中で加水分解し、水酸基、カルボキスル基等が生成することにより、またPESにおいては、スルホニル基の存在により、いずれも表面の極性が高く、結晶生成が促進された。
行列模型を用いた弦理論の構成的定式化

超弦理論は重力を含め、全ての相互作用を統一する理論として期待されている。しかし、現時点では超弦理論は摂動論的にしか定式化されておらず、正しい理論の真空の構造を知ることができない。このため、超弦理論を用いて現実世界の物理を記述するためには、非摂動論的な定式化が必要になる。超弦理論の非摂動論的な定式化の方法として、行列模型を用いた構成的定式化の方法が考えられている。特に、簡単化された弦理論である非臨界弦の場合においては、行列模型を用いた定式化の方法が知られており、非摂動論的な解析が可能になっている。この非臨界弦の場合の定式化の方法を、超弦理論に拡張する手法として、AdS/CFT対応が利用できると考えられる。AdS/CFT対応は、AdS時空上の超弦理論とN=4の超対称ゲージ理論が対応するという理論であり、非臨界弦における弦理論と行列模型の対応に非常によく似た性質を持っている。そこで我々は、非臨界弦の場合の構成的定式化の手法の拡張として、AdS/CFT対応の成り立つ場合における行列模型を用いた定式化の可能性を模索した。我々はまず、超弦理論のAdS/CFT対応に拡張する第一歩として、AdS/CFT対応の非臨界弦版の対応を考えた。弦理論には典型的な非摂動効果としてD-braneが存在する。AdS/CFT対応はこのD-braneの性質が大きくかかわっている。我々はAdS/CFT対応をD-braneが存在する背景上の弦理論とD-brane上の有効理論の対応とみなし、非臨界弦においてこの2つの対応がどのように成り立っているかを調べた。近年の研究で非臨界弦におけるD-braneの振る舞いが明らかになりつつある。これらの性質を用いて非臨界弦における弦理論とD-brane有効理論の対応を調べた結果、D-braneの数が十分大きい極限においてはこのような対応が成り立つことがわかった。重力も含めた全ての相互作用を記述できる理論として超弦理論が知られている。現実の物理が超弦理論によってどのように記述されるかを見るためには、その非摂動効果を知ることが重要である。非臨界弦は超弦理論を簡単化した模型であり、行列模型を用いた記述が可能である。非臨界弦の非摂動効果は行列模型のinstantonによって記述できる。特に、c=0の非臨界弦の非摂動効果についてOne Matrix Modelのinstantonの計算による解析が成されていた。これを超弦理論に応用するための次の段階として、より超弦理論に近いc<1やc=1の非臨界弦への応用が考えられる。論文[arXiv : hep-th/0512176]では、特にself-dual radiusにコンパクト化したc=1の非臨界弦について、特殊なpotentialを持つOne Matrix Modelによる記述を用いて、そのinstantonの効果がc=1の非臨界弦の非摂動効果を記述していることを示した。また、c<1の非臨界弦についてはfermionを用いた模型が存在するが、一般的なbackgroundの下でのamplitudeの導出法が確立されていなかった。そこで、論文[arXiv : hep-th/0602274]ではこの模型について一般的なbackgroundの下でのamplitudeの導出法を確立した。その際に、diskamplitudeを与える方程式がalgebraic curveを記述していることを示し、非摂動効果としてinstantonを含むbackgroundの下でこのalgebraic curveがどのような変更を受けるかについても調べた超弦理論は重力を含め、全ての相互作用を統一する理論として期待されている。これらの性質を用いて非臨界弦における弦理論とD-
ゲンチオオリゴ糖の成長相転換シグナルとしての機能解析

本課題では、多年生植物であるリンドウにおけるゲンチオオリゴ糖の相転換シグナルとしての作用機序の解明を目指した。休眠期における相転換関連遺伝子の発現と、ゲンチオオリゴ糖の蓄積には一部相関が観察された。特にゲンチオビオースと相関が見られた遺伝子についてリンドウ越冬芽で高発現を試みたところ萌芽が誘導されたことから、越冬芽の休眠制御にこれら遺伝子が関与することが明らかとなった。また、cDNAライブラリーを用いた遺伝子選抜並びに標識糖を用いたトレーサー実験から、ゲンチオオリゴ糖代謝に関与が予想される遺伝子及び代謝物の検出に成功した。これらを詳細に解析することで本代謝経路の解明に繋がることが期待できる。本研究では、多年生植物であるリンドウをモデルに、オリゴ糖の相転換シグナルとしての作用機序の解明を目指し研究を進めている。本年度は、次世代シークエンスで得られた配列情報を基に、相転換に関与する遺伝子であるFLOWERING LOCUSC (FLC)やCONSTANS等、ホルモンに関与するVERNALIZATION INSENSITIVE3の全長cDNAを単離した。それら遺伝子について、休眠期における発現を調査した結果、一部遺伝子でFTと相関する変動が観察された。FLCに関しては、花成期とは異なった変動パターンを示し、花成と休眠で相転換機構が異なることが予想された。また、休眠調節に関わるとされるDORMANCYASSOCIATEDMADS-BOX (DAM)はリンドウでは得られなかった。単離した相転換関連遺伝子は、ウイルスベクターを用いてリンドウに導入し、現在、選抜並びに育成を行なっている。形質転換体が完成した後、代謝物への影響をメタボロームを用いて行なう予定である。器官別の解析では、越冬芽を茎頂、茎、葉に分け、遺伝子発現並びにメタボローム解析を行なった。相転換関連遺伝子では器官別に異なった発現変動が観察され、作用部位がある程度特定された。一方、代謝物では遺伝子ほどの顕著な差は見られなかったものの、オリゴ糖の変動パターンが異なることが示された。今後、それぞれの組織局在を免疫組織染色やイメージング質量分析等により詳細に解析し、作用部位の特定を進める予定である。本研究では、多年生植物であるリンドウの成長相転換期におけるゲンチオオリゴ糖の作用機構の解明を目指している。昨年度に解析した相転換関連遺伝子に加え、5遺伝子を新たに単離し、越冬芽で発現解析を行なった。また、ウイルスベクターを用いた解析から、一部遺伝子の発現調節により越冬芽の萌芽が誘導されたことから、休眠制御との関与が明らかとなった。本誘導時の代謝変化についてはメタボローム解析を行ない、影響される代謝経路について検証中である。さらに、越冬芽の茎頂部・茎部・葉部を用いて、GtFT1の発現とゲンチオビオース(Gen2)の蓄積を自発休眠初期から萌芽期まで経時的に調査したところ、両者の変動パターンには高い相関が観察された。特に葉部では特徴的な挙動が観察されたが、明確な作用領域は判明しなかったため、より詳細な解析を実施予定である。Gen2代謝経路に関しては、酵母およびリンドウcDNA libraryを用いた解析から1遺伝子の選抜に成功した。本遺伝子についてピキア酵母を用いて融合タンパク質を合成し、機能解析を実施した。さらに、グルコースを起点とするゲンチオオリゴ糖合成経路を明らかにするため、標識グルコースを用いたトレーサー実験を実施した。分子量がシフトしたものに関して詳細な解析を行なったところ、UDPグルコースやグルコース6リン酸を含む糖関連代謝物が検出された。数種類の未知代謝物も検出されたが、MS/MS解析の結果から糖類が結合した代謝物であることが明らかとなった。これら代謝物の蓄積はGen2の合成と相関が見られたことから、ゲンチオオリゴ糖合成に関与する可能性が見出された。今後、本代謝経路を明らかにすることで、Gen2を介した相転換調節技術に繋がることが期待できる。農学次世代シークエンスで作成したEST情報を活用し、花成期または休眠期に働くと予想される相転換関連遺伝子の配列情報の取得は計画通りに達成されている。さらに、DAMを除く休眠関連遺伝子についても同様に配列情報を取得済である。休眠関連遺伝子については、一般的に情報が充分でないため、更に探索を進めることで新たな関連遺伝子の発見が期待できる。配列情報を取得した遺伝子については発現解析が終了し、現在はウイルスベクターを用いた形質転換体の作成を計画通りに進めている。オリゴ糖を始めとする代謝物に関してもメタボローム解析を実施中であり、器官別の変動パターンが明らかとなっている。更に解析を進め、得られた情報を統合することで、オリゴ糖の作用機構並びに作用部位について解明が進むことが期待できる。引き続き、相転換関連遺伝子と代謝物の解析を進める。

形質転換体の完成後、表現型や遺伝子・代謝物の変動を解析することで相転換機構を明らかにする。さらに、オリゴ糖の代謝経路を特定するため、本代謝に属する代謝物と酵素を探索する計画となっている。その方法として、cDNA libraryと安定同位体を用いた実験を予定している。cDNA libraryから得られた酵素遺伝子については、ピキア酵母で組換え蛋白質を産生させ、本オリゴ糖を基質とする活性を調査する。ピキア酵母を用いた系は既に確立済であり、計画通りに進められる体制が整っている。安定同位体についても既に予備実験を開始しており、同位体を取込ませる条件や解析法について確立を目指している。代謝経路を特定することで、本オリゴ糖を中心とした相転換機構を明らかにする。休眠関連遺伝子の単離に成功したが、形質転換体の選抜に時間を要したため、解析は次年度に行なうことにした。各遺伝子の高発現および発現抑制体の遺伝子並びに代謝物の解析を行なう。また、サンプル調整のため、研究補助員の人件費の支出を予定している。
内視鏡外科手術における画像処理技術を用いた擬似的視点変更システムの開発

本システムは臨床の現場における術野の死角を、画像重畳(AR技術)を用いて補完し手術の安全性を向上させることを目標に開発を行った。研究期間を通して本システムの精度向上のため、画像処理後に生じていた画像の「歪み」の改善のため、描出される鉗子を、背景となる部位から切り離す処理をシステムに実装することを行った結果、歪みの軽減を得ることができた。また、水平視野での複雑な環境における本システムの内視鏡外科手術手技への影響を検証し術者の技量を損なうことなく縫合操作を行うことができ、本システムの有用性の可能性について検証することができた。平成27年度の計画は、本システムの精度向上とその検証実験を主な目標とした。具体的には、精度向上のために検討していた歪みの改善のため、描出される鉗子を、背景となる部位から切り離す処理をシステムに実装することを行った結果、歪みの軽減を得ることができた。また、検証実験として水平視野以外の状況での内視鏡外科手術手技への影響の可能性を検討することを予定していたが、まずは水平視野での複雑な環境における本システムの内視鏡外科手術手技への影響を検証することとした。具体的には、平成28年度に予定していた擬似腸管を用いた手術シミュレーターモデルを用い、より臨床に則した状況での本システムの有用性について検証を行った。結果、術者の技量を損なうことなく縫合操作を行うことができ、本システムの有用性の可能性について検証することができた。当初の研究計画からはやや変更はみられるものの、全体的には本システムの有用性について検証できつつ進展できている。平成28年度は、まず前年度までに行った、本システムのさらなる精度向上とその検証実験の結果を検討した。すなわち、精度向上としての「歪み」の改善により術者へ与えるストレスを軽減できていること、また検証実験の結果、複雑な状況での本システムの有用性の可能性を見出すことができた。上記結果を踏まえ、より臨床に則した状況での本システムの有用性を検討することとした。具体的には、実際の手術工程や環境を模倣した手術トレーニングシミュレーターを用い、これまでよりもさらに臨床の環境に近い状況での本システムの検証実験を設定した。現在のところは、検証実験によりデータを収集しつつ解析を行っているところであるが、これまでの環境とは異なるためかデータ収集が困難となっており、現在本システムの修正・改良を行いつつ検証を継続中である。年度が変わっての共同研究者の人事異動に伴い、研究者同士の進捗状況の確認や研究環境の変化により、当初の計画よりやや遅れている。平成29年度は、前年度までに行ってきた本システムの精度向上が、より臨床に則した状況に与える影響、有用性を検討することとした。これまでのところ、検証実験によりデータを収集しつつ解析を行ったが、前年度までの環境とは異なり複雑化したためか本システムの修正・改良が必要であり検証を継続するのみとなり、研究期間を終了せざるをえない状況となった。研究期間は終了したものの、今後も検証を継続し実際の臨床現場においても有用な内視鏡画像システムを構築していく。平成28年度は、引き続き本システムの精度向上を目指しつつ、水平視野以外での状況下を想定した検証実験を行う。具体的にはドライボックスあるいは手術シミュレーターを用いての検証実験を検討している。平成29年度は、前年度より行っている検証実験を引き続き行っていくことを予定している。すなわち、手術トレーニングシミュレーターという、より臨床に近い環境での検証実験を行っていき、本システムの有用性を検証しつつ、本システムの改良を検討していく。小児外科,画像処理ラバーシートを用いた検証実験、システムのフィードバックによる精度向上を継続するため。28年度より行っている検証実験を引き続き行っていくため。引き続き本システムの精度向上を目指しつつ、水平視野以外での状況下を想定した検証実験を行う。手術トレーニングシミュレーターという、より臨床に近い環境での検証実験を行っていき、本システムの有用性を検証しつつ、本システムの改良を検討していく。
気液二相流の気泡集積流動現象に関する研究

本研究では気泡集積流動現象発生時の気液二相流に対して多センサー・プローブとホットフィルムプローブを用いた局所計測を行い、その流れのボイド率、界面積濃度、気泡径、気相速度、液相速度及び乱流強度のデータベースを構築した。実験結果から流路内大気泡の形成と発達がその現象の原因と判明した。また、気泡流からスラグ流までの遷移に対応するドリフトフラックスモデルとそのモデルに基づいた界面抗力モデルを新たに提案した。それらのモデルを取り込んだ二流体モデル数値解析により、気泡集積流動現象の予測ができることを確認した。気泡の集積流動現象は気液二相流の流れによる気泡集積区域を生じることである。この現象の特徴は気泡集積区域でボイド率が急上昇し、差圧が著しく低減することである。その現象の形成機構を明らかにするために、平成20年度は実験装置と計測方法の構築、垂直管内の実験及び一部理論の検討を実施した。具体的に、(1)空気-水二相流実験ループ(試験部:垂直管,内径50mm×高さ3m、気液混合部、気液分離器、ループ配管など)を構築した。(2)差圧法、流量計を含む流動計測系を構築した。(3)画像処理法と数値実験による多センサー・プローブの計測理論と計測方法を再検証した。(4)気液二相流においてホットフィルムプローブの校正実験を行った。また、流れの温度変化がホットフィルムプローブに対する影響を検討した。(5)φ50mm垂直管内の広流動範囲の気液二相流実験と気液二相のデータベースを構築した。(6)132.5×132.5mm矩形流路内の実験内容とBWRの燃料集合体内のウオーターロッドと燃料棒を模擬している障碍物の設計を行った。(7)垂直大口径管(φ200mm×24m)において、(a)光学式多センサー・プローブを用いて気液界面(即ち気相)の局所計測、(b)ホットフィルムプローブを用いて液相流速の局所計測を実施し、気相の相分布、気相と液相それぞれの速度分布及びレイノルズ応力のデータベースを構築し、そのデータベースより気泡集積流動現象の発生時の分布パラメータとドリフト速度および壁により誘起される乱れと多次元的に動く気泡により誘起される乱れのカップリングを検討した。(8)特定気泡の動き及びそれにより及ぶ形状変化を検討した。平成21年度は多センサー・プローブとホットフィルムプローブを用いて気泡の集積流動現象が発生する垂直大口径管内の上昇気液二相流における相分布、気相流速分布、液相流速分布及び乱流強度を計測し、差圧方法と流量計によって実験結果の正しさを検証し、以下の結論を得た。具体的に、(1)流れ方向に沿って、ボイド率分布は壁ピークからコアピークの形に変化し、流速分布は平坦な分布からコアピークの形に変化する。(2)ボイド率の増加に伴って、ボイド率分布は壁ピークからコアピークの形に変化し、流速分布のコアピークは次第に高くなる。(3)乱流強度はボイド率の増加、流れ方向及び半径方向に伴って増している。(4)気液二相流の実験結果を既存の気泡流乱流モデルと比較し、既存の乱流モデルを大口径管内気液二相流の勇断応力分布ならびに液相流速分布の予測に適用する時の課題を明らかにした。(5)気液二相流の流路半径方向の相分布、液相流速分布及び気相流速分布の実験データを使用して、ドリフトフラックスモデルの分布パラメータとドリフト速度の定義からその両パラメータの測定に成功し、更にその両パラメータのデータベースを確立した。(6)気泡の集積流動現象が発生する時の気液二相流の実験データを利用して、既存の大口径管内のドリフトララックスモデルの妥当性を比較・検討した。(7)気泡の集積流動現象を予測するために、大きな気泡の運動特性の把握と新たなドリフトフラックスモデルの開発が必要である。平成22年度は多センサー・プローブとホットフィルムプローブを用いて気泡の集積流動現象が発生する垂直矩形流路内の上昇気液二相流における相分布、界面積濃度分布、気相流速分布、液相流速分布及び乱流強度を計測し、それらの局所パラメーターのデータベースを構築した。過去各年度の実験データを合わせて、流れによる気泡集積流動現象の界面輸送特性をモデリングし、気泡集積流動現象を予測できるドリフトフラックスモデルとそれに基づいた界面抗力モデルを新たに提案した。定常一次元二流体モデルにそれらの新しく提案したモデルを取り込んで、数値解析を実施した。本年度の研究を通して以下の結論を得た。(1)気泡の集積流動現象は気液二相流の流れと気泡合併により長い流動時間と流れ方向の広い流動範囲にわたって発生した大気泡の形成と発達現象である。

この大気泡が形成と発達している気泡集積流動区域では相間相対流速の増大によって流路断面平均ボイド率が減少するため、流れ方向全体の流路断面平均ボイド率が「増加→減少→再増加」のN字型に変化することとなった。(2)本研究が提案したドリフトフラックスモデルとその相関式に基づいた界面抗力モデルは、気泡集積流動現象を予測できることを確認した。それらのモデルを取り込んだ二流体モデルは複雑な気泡集積流動現象を予測できる。(3)大気泡の形成と発達で生じた気泡の集積流動現象が発生する際に、界面面積濃度が大幅に減少することで界面輸送特性が悪化している。エネルギー輸送利用として、この流域を避けることが望ましい。(4)広い断面積の流路に対して、障碍物の挿入又は流路の区分の方法は大気泡の形成とそれに関連する気泡集積流動現象の発生を阻止することに有効である。
腫瘍深部イメージングによる腫瘍内不均一性の評価とDDS動態制御

腫瘍の不均一性は治療の困難をもたらす。特に血管から離れた低酸素領域では薬剤が到達しにくく、再発の原因となっている。本研究ではドラッグデリバリーシステムを用いて腫瘍の深部まで到達するキャリアの開発を目的とした。すい臓がん皮下腫瘍モデルを作成後に、多光子顕微鏡を用いて種々のDDSキャリアの腫瘍深部への集積性を比較した。間質の多いすい臓がん細胞BxCP3の皮下腫瘍モデルにおいて、ポリエチレングリコールとポリアミノ酸のブロック共重合体と核酸の自己組織化で形成されるポリイオンコンプレックスが最もsiRNAを腫瘍に送達することがわかった。さらにポリマー構造の最適化により腫瘍集積性が1.8倍向上した。腫瘍は遺伝子レベル・細胞レベル・組織レベルで不均一な細胞集団であり、その不均一性ががん治療の限界をもたらしている。特に血管から離れた低酸素領域では薬剤が到達しにくく、放射線療法の効果も低いため再発の原因となっている。本研究では多光子共焦点顕微鏡を用いた腫瘍の深部イメージングを行い、様々なドラッグデリバリーシステム(DDSキャリア)や臨床で用いられている抗癌剤などについて、腫瘍深部の低酸素部位による薬物到達度の評価を行い、表層部位との分布様式の違いを明確にし、効果的なDDSキャリアの開発を目指すことを目的とした。平成27年度では、まず深部イメージングの技術を確立した。具体的には深部イメージングに最適な固定器具の開発、最適な蛍光試薬の探索を行った。また、腫瘍の長時間安定に固定するため、Dorsal skinfold chamberを用いた。腫瘍の表面から近い部分と遠い部分では光の到達具合が違うので、蛍光強度による定量比較が難しい。その解決策として深さ(Z)方向による蛍光強度の減衰を補正する。最も簡便な方法として撮影する段階で顕微鏡ソフトに標準装備されているZ intensity correction機能を用いた。しかし、この機能を用いて長時間測定した場合、乾燥などに理由によりZ方向でズレが生じた場合、薬剤の腫瘍集積を過大もしくは過小評価するおそれがあるため、Z方向のズレを極力抑える必要がある。また解像度の高い水浸レンズで長時間測定を行うのに適した固定器具を試作・検討した。癌の種類によって血管密度が異なることが知られている。比較的血管の多い大腸がん細胞や卵巣がん細胞、血管密度が低く間質の多いすい臓がん細胞などを用いて腫瘍型による違いはもちろん、表層・深部における血管構造の違いを調べた。平成27年度では、(1)深部イメージングの技術を確立する、(2)癌の種類による血管分布等の違いや低酸素領域の分布などを調べることを予定していた。(1)については、固定器具の試作・検討した。また、様々な蛍光色素(Rhodamine, FITC, Cy色素, Qtracker, Alexa色素)を用いて検討した。その結果、深部イメージングの技術を確立することができた。(2)については多種の腫瘍についてイメージングを行い、血管分布の違いなどを比較した。また、膵臓癌細胞を同所移植しがん幹細胞マーカーの一つであるNanog抗体を用いてがん幹細胞を標識して、多光子顕微鏡でイメージングを行った。その結果、がん幹細胞のイメージングは成功したが、尾静脈から投与したDDSキャリアは腫瘍表面の血管には多く見られるもののNanogで標識される近辺には分布していないことがわかった。今後はデリバリーシステムを改良する必要があることがわかった。東京大学からiCONMへの二光子顕微鏡の移転に伴い実験が中断したため、当初の計画がやや遅れ気味であり、腫瘍組織中の低酸素領域の分布を検討までは行えていない。しかし、平成28年度以降に計画していたがんの深部に存在すると考えられるがん幹細胞を可視化が実現されたため、今後の実験は予定通りに進めることが出来ると考えている。腫瘍は均質な細胞集塊ではなく、同じ腫瘍内でも血管から離れた低酸素領域では薬剤が到達しにくく、放射線療法の効果も低いため再発の原因となっている。本研究では多光子共焦点顕微鏡を用いて、生きたマウスの腫瘍深部イメージングを行い、様々なドラッグデリバリーシステム(DDS)や臨床で用いられている抗癌剤などについて、表層部位、腫瘍深部、がん幹細胞への薬物集積性を比較検討することにより効果的なDDSキャリアを開発することを目的とした。平成28年度では昨年度に確立した技術を用いて、複数種の腫瘍について本研究室で作成したDDSキャリアの腫瘍深部への薬剤到達度などを比較した。中でも難治性癌の一つであるヒト膵臓癌由来のBxCP3の皮下腫瘍モデルではDDSキャリアのサイズによって腫瘍への浸透性が異なることが多光子共焦点顕微鏡によるin vivo imagingでも示唆された。比較的小さなサイズのポリイオンコンプレックス(PICs, 18 nm)を用いて経時的に腫瘍集積性を観察した所、腫瘍表面への浸透性は向上したが、腫瘍深部への浸透性は低かった。そこで、同キャリアを用いて抗癌剤排出機構の一つであるABCトランスポーターの過剰発現を抑制するsiRNAの投与を行い、投与24時間後に蛍光標識したPICsを投与した所、血管からより離れた場所にある腫瘍深部への集積性の向上が確認された。また、腫瘍組織中の低酸素領域の分布を調べるために蛍光標識した抗HIF-1α(Hypoxia-inducible factor)抗体を用いて低酸素領域の染色を試みたが、十分な結果が得られなかったため他の方法を検討する必要がある。本年度では予定していたように腫瘍へDDSキャリアを投与し、10時間以上の腫瘍深部における集積性の経時変化観察を行う事ができた。

また、薬物排出機構の一つであるABCトランスポーターの過剰発現を抑制するsiRNAを前投与することにより腫瘍への薬物取り込みの強化に成功した。腫瘍は均質ではなく不均一な細胞集団であり、治療の困難さや再発の原因となっている。本研究では様々なドラッグデリバリーシステム(DDS)や抗癌剤について、担癌モデルマウスを用いて多光子顕微鏡システムにより腫瘍深部イメージングを行い、表層部位、腫瘍深部、がん幹細胞への薬物集積性を比較検討することにより効果的なDDSキャリアを開発することを目的とした。平成29年度では様々なDDSキャリアについて腫瘍深部及び癌幹細胞への薬物集積を評価した。特に前年度に最も腫瘍深部に到達したポリエチレングリコール(PEG)とポリアミノ酸のブロック共重合体と核酸の自己組織化で形成されるポリイオンコンプレックス(PICs)において、PEGの長さや形状、ポリアミノ酸鎖の構造の最適化を行った結果、より腫瘍深部への集積性が向上した。また、癌幹細胞をGFPで標識したヒト膵臓癌由来のBxPC3-n-p-GFP細胞の皮下腫瘍モデルマウスを用いて、核酸を蛍光標識したPICsの腫瘍集積性を調べたところ、尾静脈投与24時間後において癌幹細胞のごく近傍まで集積していたが、癌幹細胞には集積が見られなかった。腫瘍の血管が不規則に一時的に開閉し、血中の蛍光標識DDSキャリアが噴出するNanoeruption現象は生体内共焦点顕微鏡を用いて腫瘍の表層(およそ50 umまで)では観察されている(Matsumoto et al., Nature Nanotechnology, 2016)が、今回、多光子顕微鏡で長時間観察することにより、腫瘍のより深い場所(270 um)でもNanoeruptionが起きていることが確認された。特に、間質の少ないヒト膵臓癌由来のMIA PaCa細胞の皮下腫瘍モデルマウスではNanoeruptionによってPICsの腫瘍集積性が向上することがわかった。腫瘍の不均一性は治療の困難をもたらす。特に血管から離れた低酸素領域では薬剤が到達しにくく、再発の原因となっている。本研究ではドラッグデリバリーシステムを用いて腫瘍の深部まで到達するキャリアの開発を目的とした。すい臓がん皮下腫瘍モデルを作成後に、多光子顕微鏡を用いて種々のDDSキャリアの腫瘍深部への集積性を比較した。間質の多いすい臓がん細胞BxCP3の皮下腫瘍モデルにおいて、ポリエチレングリコールとポリアミノ酸のブロック共重合体と核酸の自己組織化で形成されるポリイオンコンプレックスが最もsiRNAを腫瘍に送達することがわかった。さらにポリマー構造の最適化により腫瘍集積性が1.8倍向上した。平成28年度以降では前年度で確立した技術を用いて、臨床で使われている抗がん剤や研究室で作成した様々なキャリアの腫瘍深部への薬剤到達度などを比較し、最適なキャリアの構造を検討する。また、それらの構造を元に腫瘍深部に効果的なキャリアを作成し、治療効果を調べる予定である。当研究室で開発中のナノキャリアや既に臨床で使用されている抗がん剤を投与し、腫瘍への集積分布の経時観察を行う。