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並列計算機による高精度数学定数の高速計算法に関する研究

本研究の目的は,数学定数をできるだけ正確に求めるために,多倍長計算を並列計算機で実行するためのアルゴリズムの確立および実際に計算して得られた数学定数の乱数性の検定が挙げられる.今までに逐次計算機およびベクトル計算機において,多倍長計算を行うアルゴリズムおよびプログラムが多く提案されている.しかし,逐次計算機およびベクトル計算機の単一プロセッサーの性能は,近年限界に近づいてきており,これらに代わる計算機として,最近は並列計算機が主流になりつつある.したがって本研究では,並列計算機に適合した高速多倍長計算のアルゴリズムの研究を行った.本研究の目的は,数学定数をできるだけ正確に求めるために,多倍長計算を並列計算機で実行するためのアルゴリズムの確立および実際に計算して得られた数学定数の乱数性の検定が挙げられる.今までに逐次計算機およびベクトル計算機において,多倍長計算を行うアルゴリズムおよびプログラムが多く提案されている.しかし,逐次計算機およびベクトル計算機の単一プロセッサーの性能は,近年限界に近付いてきており,これらに代わる計算機として,最近は並列計算機が主流になりつつある.並列計算機を用いて多倍長計算を行うことにより,計算時間を大幅に短縮することができると期待される.さらに,分散メモリ型並列計算機はベクトル計算機に比べて主記憶容量を大きくできるので,計算可能な桁数を増やすことも可能である.このように,並列計算機による多倍長計算は大きなメリットがあるにも関わらず,まだ研究は十分行われていないのが現状である.したがって本研究では,並列計算機に適合した高速多倍長計算のアルゴリズムの研究を行った.多倍長計算においては,乗算をいかに高速に計算するかが鍵となる.これを高速に計算するアルゴリズムとして,高速フーリエ変換(FFT)を用いる方法が知られている.この場合,FFTの処理が実行時間の大部分を占めることから,FFTを並列計算機上で効率良く行うアルゴリズムについても研究を行っている.本研究の目的は,数学定数をできるだけ正確に求めるために,多倍長計算を並列計算機で実行するためのアルゴリズムの確立および実際に計算して得られた数学定数の乱数性の検定が挙げられる.今までに逐次計算機およびベクトル計算機において,多倍長計算を行うアルゴリズムおよびプログラムが多く提案されている.しかし,逐次計算機およびベクトル計算機の単一プロセッサーの性能は,近年限界に近づいてきており,これらに代わる計算機として,最近は並列計算機が主流になりつつある.したがって本研究では,並列計算機に適合した高速多倍長計算のアルゴリズムの研究を行った.
分化誘導剤の作用機構の解析と治療効果の検討

多くの固形癌細胞はinterferon-α単独ではほとんど増殖を抑制しないが、低濃度の白血病分化誘導剤cotylenin Aとの併用により効果的に細胞増殖抑制とアポトーシスを誘導した。しかし正常細胞に対して増殖抑制効果はほとんど示さなかったことから、この併用療法はがん細胞に対し選択性が有ることを示唆した。またこの併用療法はヒト肺癌細胞を移植したヌードマウスにおいて顕著な抗腫瘍効果を示した。この併用療法を臨床応用に向ける一歩として、固形腫瘍細胞に対する効果を網羅的に調べるため、ヒトがん細胞パネルで解析を行なった。その結果、多くの種類の固形癌細胞に有効であったが、特に卵巣癌細胞において効果的であった。検討した卵巣癌細胞株の5株すべてがこの併用療法により相乗的にアポトーシスを誘導し、卵巣癌への臨床応用の可能性を期待させた。そこで患者から採取した癌細胞においても効果的に作用するか検討した。抗癌剤感受性テストをcollagen gel droplet embedded cultureにより評価したが、患者からの卵巣癌細胞も4例中1例を除いて株細胞とほぼ同等の感受性を示した。またこの併用療法はcis-platin耐性細胞に対してもほぼ同等の感受性を示したことから、化学療法が無効となった症例にも有効である可能性が示唆された。この併用療法はヌードマウスに移植した卵巣癌細胞の増殖を顕著な副作用もなく著しく抑制した。以上の結果は、interferon-αとcotylenin Aとの併用療法は卵巣癌への応用の可能性を示唆した。急性前骨髄球性白血病(APL)の治療は、レチノイドの単剤処理だげでは再発が頻発することが知られていてレチノイドと化学療法剤との併用がレチノイド単独より有効であるのは確かである。しかしどの化学療法剤をレチノイドと併用すればもっとも有効であるかはまだ明らかにされていない。急性骨髄性白血病(AML)の治療に用いられているAraCは、APL細胞の分化誘導・増殖抑制に対してはあまり効果が無い。その上、APLの治療にAraCを用いない方がより有利であるとの報告もなされている。しかしAraCはAPL以外のAML白血病細胞に対しては抗癌剤の中で最も分化誘導活性の高い薬剤である。AraCが何故APL細胞に効き難いのかを検討しAPLにも効果を示す薬剤を探索し、APLに対するChemo-Differentiation Therapyのさらなる改善の可能性を検討した。AraCはAPL以外の白血病細胞に対しては抗癌剤の中で最も分化誘導活性の高い薬剤であるが、AraCはAPL細胞に対しては分化誘導を引き起こさない。しかしcytidine deaminase-耐性のAraC誘導体はAPL細胞の分化誘導・増殖抑制に対しても他のAML細胞の場合と同程度に有効であり、中でも1-(2-deoxy-2-methylene-β-D-erythro-pentofuranosyl)cytidine(DMDC)が最も効果的であった。さらにレチノイドとの併用において相乗的効果を示すことも明らかにしたので、DMDCを併用化学療法剤として用いればより有効なAPLの治療法になると期待される。殺細胞効果による癌化学療法剤だけで癌を根治することは困難なのが現状である。遺伝子DNAに損傷を与えないで治療効果を発揮する薬剤は2次発癌を回避する観点からも重要である。分化誘導療法は従来の化学療法と全く異なる作用機構に基づいているので、薬剤耐性機構なども全く異なる。したがって、従来の化学療法との併用は極めて有用でありそれぞれ単独効果よりはるかに良い治療成績をあげている。現在の癌治療戦略にこの新しい治療法を加えることにより一段と治療成績が向上すると期待される。しかし分化誘導療法が臨床的に確立しているのは、急性前骨髄球性白血病だけである。他の白血病患者から採取した細胞も試験管内では各種分化誘導剤で分化可能であることから、分化誘導療法の適用拡大をもっと計れると期待される。臨床応用可能な新規分化誘導剤を検索した。無脊椎動物や植物の細胞分化に有効な分化調節物質の中に、ヒト白血病細胞の分化を誘導し治療薬として有効な物質がある可能性が考えられる。植物のカルスは盛んに増殖をする未分化な細胞から成り立っている。このカルスから植物組織への再分化を促すホルモンであるサイトカイニンが植物細胞のみならずヒト白血病細胞の分化を誘導することを明らかにした。サイトカイニン以外にも植物の生長調節因子として見いだされたcotylenin Aも白血病株細胞において強い分化誘導活性を示すとともに、患者から採取した白血病細胞の初代培養においても分化誘導に極めて有効であることを明らかにした。低濃度の活性型ビタミンDと併用すると相乗的に分化を誘導し、ほとんどの症例において分化誘導効果が認められた。既知の分化誘導物質の中で最も強力なものはTPAであるが、cotylenin Aはその活性に匹敵するが作用機構は異なることが示唆された。現在の癌治療戦略に新しい治療法として分化誘導療法を加えることにより一段と治療成績が向上すると期待される。他の白血病患者から採取した細胞も試験管内では各種分化誘導剤で分化誘導可能であることから、分化誘導療法の適用の拡大をもっと計れると期待される。臨床応用可能な新規分化誘導剤を検索しそのメカニズムを明らかにし、臨床レベルで治療効果を検討出来る段階にまで持って行きたい。植物の再分化ホルモンであるサイトカイニンがヒト白血病細胞の分化を誘導したが、その作用機構をレチノイン酸による分化誘導と比較しながら検討した。

アデニン誘導体であるサイトカイニンは細胞内に取り込まれると速やかにヌクレオチドに変換されたが、DNA/RNAへの取り込みは無かった。レチノイン酸による分化誘導には転写因子C/EBPαが関与するが、サイトカニンの場合にはC/EBPδが関与していることが示唆された。また分化誘導に伴い発現が増加してくるmRNA分子種の数は、サイトカイニンの場合がレチノイン酸によるものよりはるかに多かった。サイトカイニンと同様に植物生長調節因子活性を有するcotylenin Aは株細胞のみならず白血病患者から採取した白血病細胞に対しても分化誘導活性を示すことから、ヒト白血病細胞移植SCIDマウスを用いて延命効果を検討した。Cotylenin Aはretinoid耐性のNB4細胞を移植したマウスに対しても有意な延命効果を示した。副作用も軽微であることから、retinoidに次ぐ分化誘導剤の可能性が示唆された。分化誘導剤は癌細胞に対し直接的に殺細胞効果を引き起こすのではなく、癌細胞の遺伝子発現を修飾(がん遺伝子の発現を低下させ、がん抑制遺伝子の発現を誘導する)し分化形質の発現を誘導して作用していると考えられている。分化誘導剤により正常細胞に認められる遺伝子発現パターンに完全には誘導出来なくとも、抗癌剤に抵抗性の癌細胞の遺伝子発現を修飾することにより、薬剤耐性の低下など以前とは違った形質をもつ癌細胞に変化させることは可能である。この変化は場合によってはより治療に不都合になることも有り得るが、治療に極めて好都合な癌細胞の「体質」に変えることが出来る可能性がある。癌細胞のままの状態ではある種の抗癌剤に耐性であっても、分化誘導剤の処理により遺伝子発現パターンが変わり耐性にしていた機能が低下し抗癌剤に感受性を示すようになる場合である。その可能性を我々は肺癌細胞で検討した。肺癌細胞にdimethyl sulfoxide (DMSO)などの分化誘導剤を処理すると接着性が増加し明らかなる形態変化が誘導された。この処理は多くの抗癌剤に対する感受性を増大させはしなかったが、インターフェロン(IFN)αに対する感受性を誘導した。IFNα単独では肺癌細胞に対してはほとんど増殖抑制効果を示さないが、低濃度のDMSOとの併用でIFNαは顕著に増殖を抑制した。そこで今回は、諸種分化誘導剤の中から、DMSOより有効なものを検索した。その結果、白血病細胞の分化を強力に誘導するcotylenin AがIFNαとの併用で極めて効率良く肺癌細胞の増殖を抑制することを明らかにした。この作用機序にはTRAILおよびその受容体の発現誘導が関与していた。さらにこの併用療法はヌードマウスを用いた治療実験において顕著な治療効果を示した。多くの固形癌細胞はinterferon-α単独ではほとんど増殖を抑制しないが、低濃度の白血病分化誘導剤cotylenin Aとの併用により効果的に細胞増殖抑制とアポトーシスを誘導した。
cyclic ADP-ribose合成・分解酵素(CD38)の活性調節機構の解明

研究代表者らが新しく見出した細胞内情報伝達物質cyclic ADP-ribose (cADPR)は、リンパ球の表面抗原であるCD38により合成・分解される。またCD38のcADPR分解活性はATPにより抑制される。本研究の目的は、cADPR合成・分解酵素(CD38)のATP結合部位を同定することである。平成8年度の研究計画は、計画どおりに進行し、以下の様に期待された成果が得られた。1.研究代表者らはすでにヒトインスリノーマ由来のRNAを鋳型にしたPCR法によりヒトCD38cDNAを単離している(J. Biol. Chem. 268, 26052-26054, 1993)ので、このcDNAを発現ベクターpMAL-c2に組込み、大腸菌に導入した。2. 1.で発現ベクターを導入した大腸菌を培養した後溶菌し、大腸菌内でマルトースバインディングプロテインとして発現しているCD38蛋白をアミロースレジンカラムを用いて精製した。3.精製CD38をATPの類似体である5'- (p-fluorosulfonylbenzoyl) adenosine (FSBA)とインキュベーションして標識した後エンドペプチダーゼで消化し、得られたペプチド断片をHPLC法により分離・精製した。4.FSBAに対する抗体を用いたウエスタン・ブロット法により、分解・精製したペプチド断片のなかからFSBAで標識されたペプチド断片を同定した。5. 4.で同定したペプチド断片のアミノ酸配列をペプチドシークエンサーを用いて決定したところ、CD38の129番目のLysがFSBA結合部位であることが明らかとなった。以上の結果から、CD38のATP結果部位は129番目のLysであることが明らかになった。
肺機能的画像を用いた肺癌に対する高精度放射線治療計画法の開発

肺癌患者8例でシミュレーション研究を行い、肺機能画像の併用によりIMRT及びIMATのいずれの計画においても肺線量の軽減が図れることが実証できた。その後、至適機能画像撮影法の検討として、院内倫理委員会承認のもと、実際の肺癌患者の了承を得た上で症例登録を行った。各患者に対して施行した通常CT、4次元CT及び肺血流シンチグラフィ及び呼吸機能検査を通じて各患者の肺気腫の状態と呼吸機能のデータ収集を行い、実際の放射線治療計画と対比し、現在も症例集積中である。本年度は、「研究実施計画書」に沿って次のような内容を実施した。まず本研究に対する院内倫理委員会の承認を平成22年9月6日付けで所得し、実際の肺癌患者の了承を得た上で症例登録を行った。その後、至適画像撮影法の検討として、各患者に対して施行した通常CT、4次元CT及び肺血流シンチグラフィ及び呼吸機能検査を通じて、肺気腫計測ソフトなどを用いた各患者の肺気腫の状態と呼吸機能のデータ収集を行い、現在も継続中である。また同時に、実際の放射線治療計画装置上で、4次元CTを用いて種々のCT閾値による肺機能画像も作成し、上記データとの対比を行うことにより、至適画像撮影法を検討している。今後は更に登録症例を増やし、精度を上げていくことが課題となる。一方で、「研究の目的」にも記載したが、本研究を強度変調放射線治療(lntensity Modulated Radiation Therapy : IMRT)及び新治療技術の強度変調アーク放射線治療(IMAT : Intensity Modulated Arc Therapy)などの高精度放射線治療計画に応用する際の課題を探るため、過去に放射線治療計画を行った患者でシミュレーションも行った。8例において肺機能画像をそれぞれ作成し、IMRT及びIMATでの治療計画に組み込んだ。肺機能画像の併用によりIMRT及びIMATのいずれの計画においても肺線量の軽減が図れることが実証できたが、低線量域が増大する傾向のあるなどの課題も浮き彫りになった。この成果は昨年11月の米国放射線腫瘍学会で報告し、現在論文投稿中である。次年度は、上記内容を精査し、平成23年度の研究計画に移行する予定である。平成22年9月6日付けで所得した本研究に対する院内倫理委員会での承認のもと、実際の肺癌患者の了承を得た上で症例登録を継続した。今後も昨年度と同様に更に登録症例を増やし、精度を上げていくことが課題となる。平成22年9月6日付けで取得した本研究に対する院内倫理委員会での承認のもと、実際の肺癌患者の了承を得た上で症例登録を昨年度に引き続いて継続した。その後、至適画像撮影法の検討として、各患者に対して施行した通常CT、4次元CT及び肺血流シンチグラフィ及び呼吸機能検査を通じて、肺気腫計測ソフトなどを用いた各患者の肺気腫の状態と呼吸機能のデータ収集を行い、これも現在継続中である。本年度末現在、登録症例は48例に及んだが、更なるデータ集積による精度向上を目的として、平成24年10月付けで本研究の2年間の延長を申請し了承を得た。症例集積を継続し、60例をめどにデータ解析を行い、その結果を学会発表及び論文として発表する予定である。基礎的なデータとなる当院倫理委員会の承認に基づいた患者登録が順調に進んでいること、及びシミュレーション研究の成果が論文発表できたことより上記の区分と考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の推進方策は、現在登録中の患者データの解析を急ぎ、肺機能画像を用いた際の新たな放射線肺臓炎に対する指標を確立する点である。ただ、問題点として、上記データの有意性を確保するためには、当初予定していた患者登録数よりも多くの登録数が必要である可能性がある点である。
鋼構造半剛接合部の耐震性能に関する研究

本研究では鋼構造半剛接合部として、柱は箱形断面、梁は合成梁とし、梁鉄骨をダイアフラム補強なしで柱フランジに直接溶接する無補強形式の柱梁接合部を採用した。柱梁接合部の局部耐力と合成梁の部材耐力との比率により接合部を3種類に分類し、柱梁接合部がそれぞれの分類に当てはまる柱梁部分骨組架構試験体の実験を行なった。その結果、この形式の柱梁部分骨組架構は、破壊形式の相違によらず、いずれの試験体も層間変形角が1/25まで安定した紡錘形の復元力特性を示した。また、この形式の柱梁接合部の曲げモーメント(〓M)-局部回転角(〓θ)関係を実験結果より求めた。さらに、柱、合成梁及び柱梁接合部の形式を部分骨組架構試験体と同一とした2層2スパン骨組架構実験により、骨組架構は、破壊形式の相違によらず、層間変形角が1/35程度まで安定した紡錘形の復元力特性を示した。また、柱梁接合部の〓M-〓θ関係を梁端の回転バネとして扱う骨組架構の弾塑性荷重増分解析結果が骨組架構の復元力特性の骨格曲線として妥当であることを示した。以上の研究成果により、鋼構造半剛接合部が鋼骨組挙動に及ぼす影響を検討する方法を示し、鋼構造半剛接合の有効性を示すことが出来たと考えられる。また、三次元弾塑性有限要素解析により前記の柱梁接合部の〓M-〓θ曲線を精度よく解析できることより、有限要素解析のケース・スタディを蓄積することにより、柱梁接合部の〓M-〓θ関係を定式化することが可能であることが示された。鋼構造柱はり接合部として,箱形断面柱に合成ばりの鉄骨を水平ダイアフラム補強なしで直接溶接する形式を採り上げ,半剛接合部の耐震性能を実験的に検討した。実験は高層建物の下層部分を対象とし,柱の幅厚比が14.3と比較的小さい場合について,約3分の1の縮小モデルによる2層2スパン骨組架構試験体および柱はり接合部の部分骨組架構試験体の正負繰返し水平載荷実験とし,得られた主な研究成果は以下の通りである。(1)骨組架構試験体は層間変形角が約100分1で柱はり接合部に微細な亀裂が発生したが,その復元力特性は層間変形角が約20分1まで安定した紡錘形を示し,エネルギー吸収能力に富んでいる。(2)部分尾組架構試験体の接合部近傍のひずみ計測結果により接合部の応力伝達機構を分析し,水平ダイアフラム補強のない鋼柱一合成ばり接合部の局部降伏耐力の評価方法について検討した。(3)合成ばりの塑性ヒンヂモータントとして柱はり接合部の局部降伏耐力および鋼柱の塑性ヒンヂモーメントとして柱軸力の影響を考慮した全塑性モーメントを用いた塑性ヒンヂ解析による骨組架構試験体の降伏水平耐力の解析値は実験結果と比較的良い対応を示している。(4)部分骨組架構試験体の初期剛性に対して接合部の半剛接効果の影響は大きいが,骨組架構試験の初期水平剛性に対しては接合部の半剛接効果の影響は軽減されている。以上の研究成果を踏まえて平成5年度に行う2層2スパン骨組架構実験の詳細について分析した。鋼構造柱梁接合部として、箱形断面柱に合成梁の鉄骨を水平ダイアフラム補強なしで直接溶接する形式を採り上げ、半剛接合部の耐震性能を実験的に検討した。

試験体の柱は箱形断面口-200×200×t、梁はBH-250×120×6×9と厚さ70mm,幅1000mmの鉄筋コンクリートとの合成梁により構成される約1/3の縮小モデルによる2層2スパン骨組架構試験体で、その内訳は柱管厚がt=19mmの試験体FBB及びt=9mmの試験体FCCの2体である。載荷は、各柱頭に一定軸力を導入し、2階床及び3階床の梁鉄骨に1:2の比率で正負漸増繰返し水平載荷した。得られた主な成果は以下の通りである。(1)FBBは梁圧縮側フランジの局部座屈及び引張側フランジ溶接止端部の引張破壊により、また、FCCは柱梁接合部における柱管壁の局部破壊により骨組の水平最大耐力が決定した。なお、両試験体とも柱脚には塑性ヒンジが形成されていた。(2)FCCの水平最大耐力はFBBの約0.49と低下する。また、柱梁接合部の曲げモーメント-局部回転角が骨組架構の初期水平剛性に与える影響は、FCCではFBBに比較して顕著となっている。(3)骨組架構の変形性能には、FBBでは梁部材と柱脚の変形性能、また、FCCでは柱梁接合部と柱脚の変形性能の寄与が大きい。また、両試験体とも、各層の層間変形角が約1/33まで安定した紡錘形の変形能力に富む復元力特性を示している。以上の通り、平成4及び5年度の実験により、柱梁接合部の局部耐力と合成梁の部材耐力の関係を適切に変化させた骨組架構の復元力特性に関する基礎的資料を得ることができた。本研究では鋼構造半剛接合部として、柱は箱形断面、梁は合成梁とし、梁鉄骨をダイアフラム補強なしで柱フランジに直接溶接する無補強形式の柱梁接合部を採用した。柱梁接合部の局部耐力と合成梁の部材耐力との比率により接合部を3種類に分類し、柱梁接合部がそれぞれの分類に当てはまる柱梁部分骨組架構試験体の実験を行なった。その結果、この形式の柱梁部分骨組架構は、破壊形式の相違によらず、いずれの試験体も層間変形角が1/25まで安定した紡錘形の復元力特性を示した。また、この形式の柱梁接合部の曲げモーメント(jM)-局部回転角(jθ)関係を実験結果より求めた。さらに、柱、合成梁及び柱梁接合部の形式を部分骨組架構試験体と同一とした2層2スパン骨組架構実験により、骨組架構は、破壊形式に相違によらず、層間変形角が1/35程度まで安定した紡錘形の復元力特性を示した。また、柱梁接合部のjM-jθ関係を梁端の回転バネとして扱う骨組架構の弾塑性荷重増分解析結果が骨組架構の復元力特性の骨格曲線として妥当であることを示した。以上に研究成果により、鋼構造半鋼接合部が鋼骨組挙動に及ぼす影響を検討する方法を示し、鋼構造半鋼接合の有効性を示すことが出来たと考えられる。また、三次元弾塑性有限要素解析により前記の柱梁接合部のjM-jθ曲線を精度よく解析できることより、有限要素解析のケース・スタディを蓄積することにより、柱梁接合部のjM-jθ関係を定式化することが可能であることが示された。
腎癌におけるS100ファミリー蛋白と細胞周期G1期制御因子との関連の検討

S100A2,A4の腎癌細胞における発現を、ヒト腎癌細胞株とヒト腎癌摘出検体にて検討した。細胞株ではS100A2は検討した5種全てで発現が亢進していた一方、S100A4では2株のみ発現亢進であった。腎癌検体においては、S100A4は30%の症例で発現が亢進していたが、S100A2は癌組織で発現が低下していた。S100A4発現亢進例では病理組織学的に脈管内侵襲の認める例が多かった。シスプラチン負荷による培養細胞株では、S100A2はp53依存性に上昇するのに対し、S100A4は腎癌、正常組織で異なる動きがあり、p53非依存性に変化している可能性があると考えられた。S100蛋白は約20種類がファミリーを形成し、組織特異的に発現し、標的分子と結合し機能を発揮している。我々はこれまでにS100A1とS100A10が腎癌組織に特異的に発現し、および健常人の尿中にはS100A5が確認できることなどを報告してきた。今回まず各種腎癌細胞におけるS100ファミリー遺伝子の発現を確認し、ヒト腎癌組織において正常組織との発現差を確認、検討を行った。ヒト腎癌培養細胞(786-O,769-P,Caki-1,TUHR14TKB,OS-RC2)および対照としてHEK293細胞を使用。ヒト腎癌組織は浜松医科大学附属病院泌尿器科にて根治的腎摘除を施行し明細胞腎癌と診断された例。正常部腎皮質・および腎癌組織を摘出し、RNAを抽出。TaqMan Gene Expression Assay(Applied biosystems社)にてリアルタイムPCR法を行った。HEK293細胞と比較しS100A10、A2はすべての細胞株、A4は2株にて発現が亢進していたが、S100Bはすべての腎癌細胞株で発現が低下していた。腎癌の臨床検体では、S100A4は30%(4/13)の症例で正常組織に比して発現が亢進していたが、一方A2はすべての癌組織において正常組織と比較し発現が低下していた。この結果は22年度の日本泌尿器科学会総会(平成22年4月:盛岡)で発表予定である。S100A2,A4についてP53変異株である膀胱癌細胞T24、およびp53欠損株である肺癌細胞H1299にて測定比較したが、S100A4,A10は腎癌細胞とほぼ同程度であったが、S100A2ではHEK293や他の腎癌細胞株と比較しT24で高発現している一方H1299では他の腎癌細胞より発現が低下していた。今後腎癌細胞への薬剤などによるp53誘導、減弱によるS100A2,A4の変動を確認していく予定である。以前我々のグループは、S100A10の腎癌組織での発現亢進につき報告しているが、今年度はまず癌抑制遺伝子p53との関連が示唆されるS100A2, A4、S100Bの腎癌細胞における発現を、ヒト腎癌細胞株5種(786-O、769-P、Caki-1、TUHR14TKB、OS-RC2)について、HEK293細胞をcontrolとし、リアルタイムPCR法にて検討した。HEK293と比較しS100A10,A2は5種すべてにおいて発現が亢進していた一方、S100A4ではCaki1,769-Pの2株のみ発現亢進であり、残りの3株では60%以下の発現量であった。また、S100Bはすべての腎癌細胞株で発現が低下していた。腎癌の臨床検体においては、S100A4は30%(4/13)の症例で正常組織に比して発現が亢進していたが、一方A2はすべての癌組織において正常組織と比較し発現が低下していた。SlOOA4発現亢進例では病理組織学的に脈管内侵襲の認める例が多い傾向にあったが、対象症例の内多くがstage2以下であり、今後の症例集積増加により差が明らかになる可能性がある。また、細胞外的要因にてp53誘導目的にシスプラチン負荷による細胞培養を行い、S100蛋白遺伝子の誘導確認を行ったところ、S100A2はHEK細胞、腎癌細胞いずれでも発現亢進を認めたのに対し、S100A4はHEK細胞で発現低下したが腎癌細胞では抑制されなかった。

文献的には、S100A4、S100A2はいずれも遺伝子座は近隣にあり、P53に結合しその機能に影響を及ぼすとされているが、今回の検討ではS100A2はp53誘導シグナルにつれ上昇するのに対し、A4は腎癌、正常組織で異なる動きがあると考えられ、p53非依存性に変化している可能性があると考えられた。現在引き続き臨床検体での測定、ならびにp53などのLOHにつき検討中である。
人事制度変革にともなう企業の人事情報システムの新たなモデル構築についての研究

従来の日本的人事制度の特徴である終身雇用や年功賃金制度は成果主義、人事評価を取り入れた新しい人事制度に変化している。本研究で実施したアンケート結果によっても有効回答数のうち終身雇用、年功賃金を実施している企業はそれぞれ半数を割るほど減少しており、成果主義を導入していると答えた企業は8割と高く、人事制度の変化は起こっている。ところが、成果主義をとっている企業であっても終身雇用や年功賃金との連動、職能資格制度をとっている企業が55%程度あり、日本的な特徴を残しながら新しい人事制度に変化していることを確認することができた。また、人事情報システムの導入は6割、そのうちパッケージ適用が7割であった。他の情報システムと連携しているのは半数であり、給与との関連で会計情報システムとの連携が多くを占め、他の基幹システムへの連携はほとんど行っていないのが現状である。パッケージソフトウェアの調査では、サブシステムの構成、人事データベースにおける管理項目において従来の人事情報システムとは大差は見られなかった。しかし、従業員の成果や評価を賃金に反映させるための賃金テーブルの持ち方、テーブルの柔軟性などがポイントとなっているようである。これらの点については現在、調査中であり、今後の課題である。その他に、ワークライフバランスなど仕事に対する考え方の変化や、テレワークのように場所と時間にとらわれない働き方への変化に伴い、人事制度が新たな課題と展開を見せ始めていることが文献調査より分かり、これらの人事情報システムへの影響を考慮する必要性があると考えられる。また、業種の違いや従業員規模の違いによるシステム要件の違いが、SEへのインタビューで分かってきた。今回は人事情報システムのモデル構築までには至らなかったが、新たに得た知見を今後の学会や論文などで公表するとともに、新たな課題をも含めて新人事情報システムのモデル構築を行いたい。本年度実施した研究の内容は、基本文献や資料の収集、人事情報システムに関するアンケート調査、人事情報パッケージ調査、国内外の学会等での中間報告であり、その概要は以下のとおりである。基本文献や資料収集および調査については、特に平成1216年度の人事管理システムおよび人事情報管理システムに関する特許調査資料集より、近年の公開特許の中から人事情報システムの課題とその解決法を抽出した。その他に、テレワークのように時間や場所にとらわれない働き方、つまり自由度の高い働き方が今後の傾向として考えられ、これらが人事制度や人事情報システムに大きく影響を与えることが必須であることを見出した。そこで、画期的な統合生産システムの構築が従業員の働き方を従来の製造業とは大きく変えた事例を持つ企業に訪問してインタビューした結果からの一考察を国内外で学会報告した("A Case of Knowledge Workers in a Small Japanese Manufacturer",The 10th International Telework Workshop in Liverpool, UK等)。人事情報システムに関するアンケート調査では、一般企業での人事情報システムの現状把握をおこなうために、システム構築の有無、パッケージソフトウェアの適用状況、システム化の範囲、他の情報システムとの連携、人事制度の特徴等の質問を行った。アンケート用紙送付先200社中20%の回答を得ることができ、現在、集計分析中である。人事パッケージ調査については、パッケージ資料と上記アンケートによるパッケージソフトウェアの適用状況との関係を調査分析中である。
突発性難聴における蝸牛血流に関する研究

突発難聴の原因のひとつに蝸牛の血流障害があるが、外リンパ瘻の疑いにて鼓室開放術を行った9例にレーザードップラー法により蝸牛血流の測定を行った。使用したレーザードップラー血流計(アドバンス社ALF21)に外径が1.7mmで送光ファイバーと受光ファイバー間の距離が1.0mmであるプローブをつなぎ、プローブ先端を蝸牛の外側壁に近いところにあてた。中耳粘膜血流からの入力をなくすためにプローブ先端があたる部分の中耳粘膜は除去したが、この部の骨壁を削ることはしなかった。蝸牛血流の反応性をみるために二酸化炭素により蝸牛血流が変化するかどうかを観察した。局所麻酔により手術した症例では息こらえによる呼吸停止やカルボ-ゲンの吸入を行い、全身麻酔で手術した症例では呼気の二酸化炭素濃度を二酸化炭素センサーでモニターしながらしばらく呼吸を停止させた。9例全例において搏動成分を伴う血流が確認された。我々が用いた機種では血流の単位がml/100g/minで表示されるが、蝸牛血流はこの単位で最低2.6、最高11.0、平均4.2であった。息こらえが2分近く行えた1例とカルボ-ゲン吸入を行った1例で蝸牛血流の10%から30%程度の上昇が認められたが、他の例ではこのような負荷により蝸牛血流のはっきりとした変化は認められなかった。レーザードップラー血流計は、血流を相対的な変化としてとらえるため、血管の反応性をみるために良い条件負荷をみつけなければならないが、今回の研究から二酸化炭素の蝸牛血流への影響ははっきりせず、他の条件たとえば岬角電気刺激とか温度刺激などの方が、蝸牛血管の反応性をみるには適していると考えられた。突発難聴の原因のひとつに蝸牛の血流障害があるが、外リンパ瘻の疑いにて鼓室開放術を行った8例にレーザードップラー法により蝸牛血流の測定を行った。アドバンス社のレーザードップラー血流計(ALF21)を用い、できるだけ骨の血流成分を拾わないように受光ファイバーと送光ファイバーとの距離を広げ1mmとした。プローブの外径は1.7mmである。全例において蝸牛血流からと思われる搏動性の信号が捕らえられた。これは8例すべてが完全聾ではなく何らかの蝸牛機能が残っていたためと考えた。二酸化炭素(CO_2)の蝸牛血流への影響を定量的にみるために全麻で手術を行った症例においてendotidal CO_2と蝸牛血流との関係を調べた。一時的な呼吸停止でendotidal CO_2を上昇させてもはっきりとした蝸牛血流の上昇を認めることはできなかった。これは全麻中のため血中酸素分圧を高く維持したため酸素による蝸牛血管の収縮作用のためCO_2の蝸牛血管への拡張作用が遮蔽された可能性はあるが、いずれにしても蝸牛血管の反応性をみるためにCO_2を投与することはあまり適切ではないことがわかった。レーザードップラー血流計は値を相対値で示すため蝸牛血流の状態を検索するためにはある条件を負荷して蝸牛血流がどの程度変化するかを知ることが大切である。その条件としてCO_2以外のもの、たとえば岬角電気刺激、カロリック検査のような温熱刺激などを考慮しているところである。昨年度からひき続き、外リンパ瘻の疑いにて鼓室開放術を行った症例にレーザードップラー法により蝸牛血流の測定を行った。

昨年度の症例と合わせて全部で9症例となった。使用したレーザードップラー血流計(アドバンス社ALF21)は外径が1.7mmで送光ファイバーと受光ファイバー間の距離が1.0mmのものである。プローブ先端は蝸牛の外側壁に近いところにあてた。中耳粘膜血流からの入力をなくすためにプローブの先端があたる部分の中耳粘膜は除去したが、この部の骨壁を削ることはしなかった。蝸牛血流の反応性をみるために二酸化炭素により蝸牛血流が変化するかどうかを観察した。局所麻酔により手術した症例では息こらえによる呼吸停止やカルボ-ゲンの吸入を行い、全身麻酔で手術した症例では呼気の二酸化炭素濃度を二酸化炭素センサーでモニターしながらしばらく呼吸を停止させた。9例全例において摶動成分を伴う血流が確認された。我々が用いた機種では血流の単位がm1/100g/minで表示されるが、蝸牛血流はこの単位で最低2.6、最高11.0、平均4.2であった。息こらえが2分近く行えた1例とカルボ-ゲン吸入を行った1例で蝸牛血流の10%から30%程度の上昇が認められたが、他の例ではこのような負荷により蝸牛血流のはっきりとした変化は認められなかった。レーザードップラー血流計は、血流を相対的な変化としてとらえるため、血管の反応性をみるために良い条件負荷をみつけなければならないが、今回の研究から二酸化炭素の蝸牛血流への影響ははっきりせず、他の条件たとえば岬角電気刺激とか温度刺激などの方が、蝸牛血管の反応性をみるには適していると考えられた。
家計の資産選択や労働供給に関する政策評価のためのミクロシミュレーション分析

本研究の目的は、雇用政策に対する政策分析や税制・社会保障に関する政策評価を行うために、政府統計ミクロデータを用いたミクロ計量分析に基づき、労働供給と資産選択を中心としたミクロシミュレーションモデルの構築を目指すだけでなく、ミクロシミュレーション分析によって、労働供給に及ぼす配偶者控除の影響および資産選択に及ぼすキャピタルゲイン課税の効果を明らかにし、保健衛生等の分野への政策評価の展開可能性を探っていくことである。平成30年度の研究においては、ミクロシミュレーションを行うためのサブモデルの構築のために、「全国消費実態調査」の個票データを用いて、個々人の就業選択に対して、家計の保有不動産や金融資産が及ぼす影響について推定を行った。本分析によって、金融資産の中でリスク資産が世帯主の就業を有意に抑制することが明らかになった。また、実物資産が世帯主の就業状況に与える効果についても、就業を有意に抑制することが確認できた。こうしたことから、家計資産の蓄積が世帯主の非就業の選択を誘導しているという理論的可能性が考えられる。さらに、宅地単価についても、世帯主の就業に対して有意に負の効果があることが明らかになった。一方で、公的統計のミクロデータを用いて、ライフイベントを考慮した動態的なミクロシミュレーションモデル(Dynamic Simulation Model)の作成の可能性を検討するために、国民生活基礎調査の匿名データを用いて、家族構造を反映した初期母集団を設定した上で、出生、死亡、結婚、離婚といったミクロレベルの人口社会事象を反映したミクロシミュレーションモデルの構築可能性の追究を行った。これらの研究の成果については、2018年度統計関連学会連合大会(於:中央大学)や経済統計学会第62回全国研究大会(於:和歌山県民文化会館)等で研究発表を行った。本研究の目的は、雇用政策に対する政策分析や税制・社会保障に関する政策評価を行うために、政府統計ミクロデータを用いたミクロ計量分析に基づき、労働供給と資産選択を中心としたミクロシミュレーションモデルを構築するだけでなく、ミクロシミュレーション分析によって、労働供給に及ぼす配偶者控除の影響および資産選択に及ぼすキャピタルゲイン課税の影響を明らかにし、保健衛生等の分野への政策評価の展開可能性を探ることである。平成27年度の研究においては、ミクロシミュレーションのためのサブモデルの構築のために、「全国消費実態調査」の個票データを利用して、若年の就業選択に対して家計のリスク資産の影響についてモデル分析を行った。本分析によれば、若年の就業・非就業にリスク資産が与える影響は、男性の場合には就業を有意に抑制する結果が得られたこと、母親の就業が、世帯所得を制御しても、なお子どもの労働供給を促進する効果が検出されることが明らかになった。一方で、政府統計の個票データを利用したライフイベントを考慮した動的モデル(Dynamic Model)の作成可能性を追究するために、国民生活基礎調査の匿名データを用いて、人口動態と世帯変動に関するミクロシミュレーションモデルを試行的に構築した上で、人口予測を行った。本研究の成果については、平成27年度研究集会「ミクロデータから見た我が国の社会・経済の実像」(平成28年3月に一橋大学で開催)で研究発表を行った。なお、本研究においては、資産選択や労働供給に関するサブモデルの作成に関する研究、保健衛生に関する政策評価研究、および政府統計ミクロデータのデータ構造に関する研究をさらに進めていく必要があることから、白川清美一橋大学准教授、児玉直美一橋大学准教授、池田欽一北九州市立大学教授、松浦広明松蔭大学准教授が、平成27年度より連携研究者として参加している。平成27年度における当初の研究計画は、雇用政策や社会保障政策に対するミクロシミュレーションモデルを作成するために、政府統計ミクロデータを用いて、資産選択や労働市場に関する家計の行動を中心にサブモデルの作成を行うことである。平成27年度では、全国消費実態調査や国民生活基礎調査等のミクロデータを用いて、一部のミクロサブモデルの作成とミクロシミュレーションモデルの構築を行ったが、個票データの申請に時間を要したことから、ミクロサブモデルの作成は十分には進まなかった。したがって、現在までの進捗状況は、当初の計画と比べるとやや遅れていると言える。しかしながら、本研究計画では、ミクロデータ分析とミクロシミュレーション構築のための作業を行うための十分な時間を設けていることから、個票データの申請手続きの完了後に、ミクロシミュレーションモデルの構築のための作業を進めていきたい。本研究の目的は、雇用政策に対する政策分析や税制・社会保障に関する政策評価を行うために、政府統計ミクロデータを用いたミクロ計量分析に基づき、労働供給と資産選択を中心としたミクロシミュレーションモデルを構築するだけでなく、ミクロシミュレーション分析によって、労働供給に及ぼす配偶者控除の影響および資産選択に及ぼすキャピタルゲイン課税の影響を明らかにし、保健衛生等の分野への政策評価の展開可能性も探っていくことである。平成28年度の研究においては、ミクロシミュレーションを行うためのサブモデルの構築のために、「全国消費実態調査」の個票データを用いて、実物資産を含む家計の資産が就業状況に及ぼす影響に関する実証分析を行った。本分析によれば、就業に実物資産が与える影響については、就業を有意に抑制する結果が得られた。このことから、家計資産の蓄積が非就業を誘導しているという理論的可能性が考えられる。その一方で、地域によって実物資産が就業に及ぼす影響は異なることも明らかになった。一方で、政府統計ミクロデータをもとにライフイベントを考慮した動態的なミクロシミュレーションモデル(Dynamic Microsimulation Model)の作成可能性を追究するために、国民生活基礎調査の匿名データを用いて、家族構造を反映した初期母集団を設定し、人口動態と世帯変動を反映したミクロシミュレーションモデルを構築した上で、人口数と世帯構成の予測を行った。

本研究の成果については、2016年度統計関連学会連合大会(於:金沢大学)や平成28年度研究集会「ミクロデータから見た我が国の社会・経済の実像」(平成29年3月に一橋大学で開催)で研究発表を行った。平成28年度の研究は、政府統計のミクロデータをもとに、雇用政策や税制・社会保障制度における政策評価のためのミクロシミュレーションモデルの開発を行うだけでなく、世帯の変容・確立過程についてサブモデルの構築を行い、ミクロシミュレーションモデルの拡張可能性を模索することである。平成28年度では、全国消費実態調査や国民生活基礎調査等のミクロデータを用いて、一部のミクロサブモデルの作成とミクロシミュレーションモデルの構築を行ったが、匿名データをもとに家族構成を反映した初期母集団データの作成において時間を要したことから、ミクロサブモデルの作成は十分には進まなかった。したがって、現在までの進捗状況は、当初の計画と比べるとやや遅れていると言える。しかしながら、本研究計画では、ミクロデータ分析とミクロシミュレーション構築のための作業を行うための十分な時間を設けていることから、ミクロシミュレーションモデルの構築のための作業とミクロシミュレーションにおける政策評価を行い、研究成果の取りまとめを行いたい。本研究の目的は、雇用政策に対する政策分析や税制・社会保障に関する政策評価を行うために、政府統計ミクロデータを用いたミクロ計量分析に基づき、労働供給と資産選択を中心としたミクロシミュレーションモデルを構築するだけでなく、ミクロシミュレーション分析によって、労働供給に及ぼす配偶者控除の影響および資産選択に及ぼすキャピタルゲイン課税の影響を明らかにし、保健衛生等の分野への政策評価の展開可能性を探っていくことである。平成29年度の研究においては、ミクロシミュレーションを行うためのサブモデルの構築のために、「全国消費実態調査」の個票データを用いて、金融資産や住宅・宅地資産等の家計の資産が就業選択に及ぼす影響に関する実証分析を行った。本分析によれば、就業にリスク資産や実物資産が与える影響については、就業を有意に抑制することが実証的に確認された。このことは、家計資産の蓄積が非就業を誘導する理論的な可能性を示唆している。また、地域によって金融資産や実物資産が就業に及ぼす影響は異なっていることから、地域における住宅・土地の評価額の差が反映している可能性が考えられる。
原子間力顕微鏡による細胞運動と細胞骨格の研究-生きた細胞のナノスケール連続立体観察とその動画解析-

原子間力顕微鏡(AFM)により生きた細胞(培養細胞)を観察し、以下の点について明らかにした。1)培養細胞の選択:AFMで観察する細胞は、ディッシュにしっかりと貼り付き、扁平に広がっている、肺腺癌細胞、扁平上皮細胞、血管内皮細胞などが適していた。2)生きた細胞のAFM観察のための測定条件の最適化:AFM観察時に細胞が安定した培養環境を維持できるように、温度コントロールと溶液灌流が可能な液中観察用チャンバーを試作した。液中でのAFM観察法については、バネ常数の小さい探針を用い、測定時は探針・試料間の力が出来るだけ小さい条件に設定することが重要であることがわかった。3)液中培養細胞に細胞突起と細胞骨格の経時変化のAFM観察:前年度の研究で確立した測定条件にもとづいて培養した食道上皮癌細胞(C7細胞)の連続観察を2-4分一コマのスピードで行うことに成功した。これにより、細胞突起とその細胞骨格の経時的形態変化を調べることができた。連続観察で得られた画像からコンピュータで動画を作成することで、細胞表面と細胞突起の動態をよりリアルに観察することができた。3)他の観察法による解析:上記で得られた像をアクチンの蛍光染色標本の光顕像や走査電子顕微鏡像と比較した結果、細胞突起の伸長部が板状をしており、アクチンを伴った瘤状の構造がその突起の伸長に重要な役割を果たすことが示唆された。今年度は、原子間力顕微鏡(AFM)により生きた細胞(培養細胞)を液中で連続観察する際の測定条件を検討し、以下の点について明らかにした。1)培養細胞の選択:AFMで観察する細胞は、ディッシュにしっかりと貼り付き、扁平に広がっている細胞が適している。そこで肺腺癌細胞、骨肉腫細胞、扁平上皮細胞、血管内皮細胞、神経細胞などについて位相差顕微鏡や走査電子顕微鏡でその基本構造を観察した。この中で、肺腺癌細胞、扁平上皮細胞、血管内皮細胞は扁平で、アクチン蛍光染色による解析からも、AFM観察に適した細胞であることがわかった。2)生きた細胞のAFM観察のための測定条件の最適化:AFM観察時に細胞が安定した培養環境を維持できるように、温度コントロールと溶液潅流が可能な液中観察用チャンバーを試作した。液中でのAFM観察法については、コンタクトモードと振動モードの比較を行ったが、現時点では、バネ常数の小さい探針を用いたコンタクトモードが、振動モードに勝っていた。また、測定時は探針・試料間のカが出来るだけ小さい条件に設定することが重要で、これを怠ると細胞に機械的なダメージを与えてしまうことがわかった。以上の実験の過程で得られたAFMの連続撮影画像をコンピューターでつなぎ合わせ動画化した。来年度生きた細胞の液中AFM観察を経時的に行い、その動画を作製し、細胞の伸長運動における細胞骨格のダイナミックスを具体的に解析したい。前年度は原子間力顕微鏡(AFM)で生きた細胞を液中観察するための基礎として、培養細胞を選択し、AFM測定条件の最適化を図った。今年度は、さらに以下の点を試みた。1)液中培養細胞の細胞突起と細胞骨格の経時変化のAFM観察:前年度の研究で確立した測定条件にもとづいて培養した食道上皮癌細胞(C7細胞)の連続観察を行い、2分1コマのスピードで細胞突起とその細胞骨格の経時的形態変化を調べることを可能にした。さらに30分2時間の連続観察で得られた画像からコンピュータで動画を作製することで、細胞表面と細胞突起の動態をよりリアルに観察することができた。これにより培養下のC7細胞の細胞突起は伸長部では板状に、退縮部では糸状になることが明らかになった。伸長時の板状突起には線維状構造はみとめられなかったが、基部に瘤状の隆起が出現し、あたかも波が岸に押し寄せるようにその隆起が突起の先端(leading edge)に向かって移動する像をみとめた。

2)他の観察法による解析:上記で得られた像の信憑性を得る目的で、生きたC7細胞の位相差顕微鏡観察を試みたところ、AFMで見られたものと同様な細胞運動を確かめることができた。固定した標本を走査電子顕微鏡で観察すると、AFMの画像と対応できる細胞突起をみとめた。さらにC'細胞のアクチン蛍光染色標本では、板状突起の一部にアクチン蛍光が観察されたが、糸状突起にはほとんど蛍光を認めなかった。以上のデータからC7細胞は細胞突起の活発な運動を行っていることを明らかにした。また突起の伸長部は板状をしており、アクチンを伴った瘤状の構造が突起の伸長に重要な役割を果たすことが示唆された。
遺伝子発現プロファイルおよび遺伝子多型解析による口腔前癌病変からの癌化の予測

癌化過程のおける遺伝子発現プロファイルの変化をまず基礎的に検討するため、マウス(C57BL/6)に発癌剤である4NQOおよびベンゾピレンを投与し、経時的に舌粘膜上皮を採取して遺伝子発現プロファイルの変化と形態学的変化を検討した。また、ヒト正常粘膜上皮、白板症および口腔癌における遺伝子発現プロファイルをGeneChipシステムを用いて比較検討するとともに、発現変化が著しい遺伝子についてそれぞれの蛋白発現を免疫組織学的に検討した。その結果以下のような所見が得られた。1)マウスに連日4NQOあるいはベンゾピレンを投与したところ、いずれも投与6週後には舌粘膜に明らかな上皮異形成が見られた。2)経時的にマウス口腔粘膜上皮における遺伝子発現変化を検討したところ、発癌剤投与によって未処理群と比較して2倍以上の発現増強が見られた遺伝子は63個、2分に1以下に発現が減弱していた遺伝子は6個であった。特に特徴的な増強変化が見られた遺伝子は、SPRR2A, SPRR2E, SPRR2B, SPRR3などであった。これらのうちSPRR2AについてmRNAの発現レベルをRT-PCRで解析したところ、GeneChipによる解析結果と一意していた。3)口腔白板症組織では正常組織と比較して8個の遺伝子に2倍以上の発現増強が見られ、10個の遺伝子に2分の1以下の発現減弱が認められた。これらのうちloricrin, keratin2Eおよびkeratin10の発現は癌化すると著しく減弱していた。4)癌化症例における癌病変部と白板症部の遺伝子発現プロファイルを比較したところ、癌病変部では、loricrin, kallikrein, ketatin10遺伝子の発現が著しく減弱していた。5)免疫組織学的にkeratin10の蛋白発現を検討したところ、癌胞巣部の中心部にわずかに局在しているのみであった。6)kallikrein蛋白の発現も癌胞巣部にわずかに見られるのみであった。以上の結果から、loricrin, keratin10, kallikreinなどの遺伝子発現プロファイルの変化が癌化の予測マーカーとなる可能性が示唆された。なお、遺伝子多型解析については現在検討中であるが、まだ特定の遺伝子を絞り込めていない。癌化過程におけるトランスクリプトーム解析を基礎的に検討するため、マウス(C57BL/6)に発癌物質である4NQOおよびベンゾピレンを投与し、経時的に舌粘膜上皮を採取して遺伝子発現プロファイルの変化を検討した。また、白板症症例で上皮異形成の程度および癌化に伴う遺伝子発現プロファイルの変化を解析した。その結果以下のような結果が得られた。1.マウス舌粘膜上皮の病理組織学的検討C57BL/6マウスに連日2% 4NQOおよびベンゾピレンを投与したところ、投与6週後の舌粘膜上皮に明らかな上皮異形成を認めた。

2.GeneChipシステムによるマウス舌粘膜癌化過程(上皮異形成形成過程)におけるトランスクリプトーム解析病理学的検索の結果から適切な時期(投与前、上皮異形成が生じる時期、上皮異形成が重度となる時期)の標本を採取し、total RNAを抽出してビオチン標識cDNAを合成しDNAチップに標識cDNAをハイブリダイズさせた後、GenChipシステムで遺伝子発現プロファイルの変化を解析した。その結果、上皮異形成の形成ともにケラチン6,ケラチン2Aなどのケラチン遺伝子の発現プロファイルの変化が見られた。3.白板症症例における上皮異形成の程度と癌化に伴う遺伝子発現変化白板症症例において2の方法に準じてGeneChipシステムによって遺伝子発現プロファイルの変化を検討したところ、正常組織と比較して白板症では8個の遺伝子に2倍以上発現増強が見られ、逆に10個の遺伝子に2倍以下の発現低下が認められた。癌化すると、発現変化が大きかったloricrin, keratin2A、およびkeratin10の発現が著しく低下し、癌化のマーカーとなる可能性が示唆された。15年度に引き続き癌化過程における遺伝子発現プロファイルの変化を、マウス実験モデルおよびヒト白板症を用いて検索し、以下の結果が得られた。1.マウス口腔粘膜の癌化過程のおける遺伝子発現プロファイルの発現変化C57BL/6Jマウスに発癌剤であるBenzo【a】pyreneを最長12週間経口投与し、屠殺後舌を採取した。その後、凍結切片を作成し、レーザーマイクロダイゼクション法(PALM Micro Laser System)にて舌粘膜上皮細胞のみを採取し、total RNAを抽出してGeneChipシステムを用いて12,488個の遺伝子の発現変化を解析した。その結果、発癌剤処理によって未処理群と比較して2倍以上の発現増強が認められた遺伝子は63個、2分の1以下の発現減弱が認められた遺伝異は6個であった。発現が増強された遺伝子のうち特に特徴的な変化が見られた遺伝子は、SPRR2A, SPRR2E, SPRR2J, SPRR2B, SPRR3,SPRR1A, Transgulutaminase Eで、前4者は1週で著明に発現が増強され6週、12週では発現が減弱した。後3者は12週まで発現が継続して増強していた。これらのうちSPRR2AについてmRNAの発現レベルをRT-PCR法で解析したところ、GeneChipによる解析結果と一致していた。。2.ヒト白版症症例と口腔扁平上皮癌における遺伝子発現プロファイルの比較GeneChipシステムを用い、口腔白板症と口腔扁平上皮癌における遺伝子発現プロファイルを網羅的に解析し、両者の遺伝子発現プロファイル(8,800個の遺伝子)を比較した。本研究に対して同意が得られ、本学ゲノム倫理委員会の指針にそって採取された組織よりtotal RNAを抽出し、ビオチン標識cDNAを合成後アレーにハイブリダイズして解析した。その結果白板症のすべての症例で発現増強が認められた遺伝子は5個で、そのうちLoricrin, Arginase 1,Histidine ammonia-lyaseの3つは口腔扁平上皮癌では発現が低下していた。これまでのDNAチップを用いた遺伝子の網羅的解析で、白板症ではkeratin遺伝子群および角化に関与するloricrinの発現増強が認められ、それに対し口腔癌ではそれらの遺伝子発現は減弱していることが明らかになった。今年度は、白板症のなかに癌病変が見られた症例での遺伝子発現の変化を解析するとともに、keratin蛋白発現の変化を免疫組織学的に検討した。