hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
正則力学系に付随するラミネーション

1.1990年代,リュービッチとミンスキーはクライン群に付随する3次元双曲多様体のアナロジーとして,複素力学系に付随する3次元双曲ラミネーションを定義した.特に,クライン群におけるモストウ剛性のアナロジーにより,ある種の複素力学系の剛性定理を証明している.一方で,3次元双曲多様体に比べ,3次元双曲ラミネーションの構造の詳細は未だ限られた例を除きほとんど知られていない.今年度は昨年度から引き続き,無限回くりこみ可能な2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションの構造について研究(カブレラとの共同研究)し,以下の結果について論文を発表した:(1)無限回くりこみ可能な2次多項式は,チューニング不変量と呼ばれる組み合わせ的な不変量(超吸引的な周期点をもつ2次多項式の列によって記述される)をもつ.一般に,無限回くりこみ可能な2次多項式が特異軌道が持続的回帰性をもつとき,その2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションほチューニング不変量に2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションと同相な「ブロック」を可算無限個つなぎ合わせることで「ほぼ」得られる.(2)上記の性質を満たし,かつアプリオリ・バヴンドと呼ばれる幾何的な条件を満たす無限回くりこみ可能な2次多項式について,そのリーマン面ラミネーションと別の2次多項式のリーマン面ラミネーションが向きをこめて同相でれば,ふたつの2次多項式はおなじチューニング不変量をもつ.特に,マンデルブロー集合(2次多項式のパラメーター空間)が前者に対応する点において局所連結であれば,前者と後者は同じ2次多項式である.特に(2)は,力学系から得られる幾何学的な対象が逆に力学系を決定する,という意味で,モストウ剛性に近い剛性定理といえる.2.その他,放物的分岐におけるハウスドルフ次元の微分の評価,ゴールドバーグ・ミルナー予想の研究などを行った.1990年代,リュービッチとミンスキーはクライン群に付随する3次元双曲多様体のアナロジーとして,複素力学系に付随する3次元双曲ラミネーションを定義した.特に,クライン群におけるモストウ剛性のアナロジーにより,ある種の複素力学系の剛性定理を証明している.一方で,3次元双曲多様体に比べ,3次元双曲ラミネーションの構造の詳細は限られた例を除きほとんど知られていなかった.今年度は主に,2次多項式の放物的分岐に付随する3次元ラミネーションの変化の詳細について研究し,概ね以下の結果を得た:●吸引的もしくは放物的周期系をもつ2次多項式について,その付随する3次元双曲ラミネーションは2つのエンド(理想境界)をもち,かつそれぞれはリーマン面ラミネーションになっている.●2つのエンドのうちひとつは,無限遠点に吸引される点たちに対応するリーマン面ラミネーションで,サリバンのソレノイダル・ラミネーションと呼ばれる.これらの葉ごとの複素構造は多項式を変えても変化しない.●もうひとつのエンドは,充填ジュリア集合の内部に対応する,吸引的もしくは放物的周期系に吸引される点たちに対応するリーマン面ラミネーションである.これらは放物的分岐にともない,「ある"単純閉測地線"に沿った"ピンチ"および"デーン・ツイスト"」に対応する変化がおきる.このとき,3次元双曲ラミネーションの内部では特別な位相的変化はおき得ない.これらの結果は擬フックス群の擬等角変形にほぼ対応しており,クライン群と複素力学系の類似点を列挙する「サリバンの辞書」という観点からも京美深い.以上の内容について,スイスのローザンヌ工科大学にてポスター発表(2005年5月),トロント大学のフィールズ研究所にて連続講演(2006年1-2月)を行った.1.1990年代,リュービッチとミンスキーはクライン群に付随する3次元双曲多様体のアナロジーとして,複素力学系に付随する3次元双曲ラミネーションを定義した.特に,クライン群におけるモストウ剛性のアナロジーにより,ある種の複素力学系の剛性定理を証明している.一方で,3次元双曲多様体に比べ,3次元双曲ラミネーションの構造の詳細は限られた例を除きほとんど知られていなかった.今年度は主に,無限回くりこみ可能な2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションの構造について研究(カブレラとの共同研究)し,概ね以下め結果を得た:(1)無限回くりこみ可能な2次多項式は,チユーニング不変量と呼ばれる組み合わせ的な不変量をもつ.これは超吸引的な周期点をもつ2次多項式め列に対応するが,実はファインゲンバウム型の無限回くりこみ可能な2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションはその超吸引的な周期点をもつ2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションと同相な「ブロック」を可算無限個つなぎ合わせることで得られることがわかった.(2)2つのファイゲンバウム型写像が同相なリーマン面ラミネーションをもてば,実は同じ写像であることを示した.力学系から得られる幾何学的な対象が逆に力学系を決定していることになる.2.反発的(吸引的)固定点の局所的な作用はケーニヒス座標と呼ばれる局所的な等角写像により線形拡大とみなすことができる.同様に放物的固定点の作用もファトウ座標と呼ばれる等角写像により部分的に平行移動とみなせるが,両座標の古典的構成法は全く異なっている.上田哲生氏(京大)は近年,放物的固定点の重複度が2のとき,これらを解析的に結び付ける同時線形化定理を示したが.この結果をさらに一般の重複度に対し拡張する別証明を与えた.これにより,同時線形化定理は複素力学系で現れる一般の放物的周期点に対しても適用可能となった.

1.1990年代,リュービッチとミンスキーはクライン群に付随する3次元双曲多様体のアナロジーとして,複素力学系に付随する3次元双曲ラミネーションを定義した.特に,クライン群におけるモストウ剛性のアナロジーにより,ある種の複素力学系の剛性定理を証明している.一方で,3次元双曲多様体に比べ,3次元双曲ラミネーションの構造の詳細は未だ限られた例を除きほとんど知られていない.今年度は昨年度から引き続き,無限回くりこみ可能な2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションの構造について研究(カブレラとの共同研究)し,以下の結果について論文を発表した:(1)無限回くりこみ可能な2次多項式は,チューニング不変量と呼ばれる組み合わせ的な不変量(超吸引的な周期点をもつ2次多項式の列によって記述される)をもつ.一般に,無限回くりこみ可能な2次多項式が特異軌道が持続的回帰性をもつとき,その2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションほチューニング不変量に2次多項式に付随するリーマン面ラミネーションと同相な「ブロック」を可算無限個つなぎ合わせることで「ほぼ」得られる.(2)上記の性質を満たし,かつアプリオリ・バヴンドと呼ばれる幾何的な条件を満たす無限回くりこみ可能な2次多項式について,そのリーマン面ラミネーションと別の2次多項式のリーマン面ラミネーションが向きをこめて同相でれば,ふたつの2次多項式はおなじチューニング不変量をもつ.特に,マンデルブロー集合(2次多項式のパラメーター空間)が前者に対応する点において局所連結であれば,前者と後者は同じ2次多項式である.特に(2)は,力学系から得られる幾何学的な対象が逆に力学系を決定する,という意味で,モストウ剛性に近い剛性定理といえる.2.その他,放物的分岐におけるハウスドルフ次元の微分の評価,ゴールドバーグ・ミルナー予想の研究などを行った.
P.gingivalis線毛発現調節の遺伝学的解析

(1)前研究で開発したP. gingivalisの遺伝伝子伝達システム(宿主ベクター系)を応用し、線毛発現に関与する遺伝子fimAの伝達を行ったところ、電子顕微鏡的に可視的な線毛(リコンビナント線毛)の発現が確認された。(2)fimA遺伝子伝達によりリコンビナント線毛が発現した菌(トランスフォーマント)では本来の線毛(親株が発現する天然線毛)の量が低下していた。(3)リコンビナント線毛を発現した菌は、付着性、共凝集性、並びに自己凝集性のいずれもが親株より低下していた。(4)トランスフォーマントからリコンビナント線毛を精製し、構成蛋白質成分を分画のうえ抗体を作成して同抗体のリコンビナント線毛および天然線毛に対する反応性とそれら構成成分の局在を調べたところ、リコンビナント線毛は、線毛の基本骨格であるフィンブリリンに対する抗体とは反応性を有するものの、天然線毛上に存在する少なくとも2種類の微量成分に対する抗体とは反応せず、それら成分を欠くことが推定された。このことから、本菌の線毛はfimA遺伝子がコードするフィンブリリン蛋白以外に、いくつかの成分が加わった上で正常な付着活性を有する線毛となることが明らかとなった。(5)P. gingivalisと類縁のいくつかの菌種(黒色色素産生製嫌気性桿菌)から検出されたプラスミドの中からP. intermedia由来プラスミドpYHBi1の塩基配列を決定し、複製遺伝子の所在ならびにMob遺伝子の存在を確認した。また、同プラスミドが大腸菌に伝達可であることなど、遺伝子伝達ツールとしての基本的性状を明らかにした。本研究は、P.gingivalisの歯周病原性と密接に関わる線毛の構造と発現(線毛形成のプロセス)について明らかすることを目的としている。申請者は、以前の研究費助成金を受けて行った研究によりP.gingivalisへの線毛遺伝子fimAの伝達、およびそれに伴ってリコンビナント線毛の形成に成功した。この事実を受け、本年度は、これまで詳細が不明のままとなっていた同菌の線毛の構造(特に付着性因子の存在)を調べた。従来の研究で、リコンビナント線毛を親株より多量に発現しているトランスフォーマントは、親株に比べて他菌への付着性、共凝集性並びに自己凝集性がことごとく低下していることが明らかとなった。この性状の差は、リコンビナント線毛と天然線毛の何らかの構造上の差違に基づくものと推定され、そのため線毛そのものにも生物活性の差が存在する可能性が考えられた。そこで、本年度は、まずリコンビナント線毛および天然線毛を精製し、各線毛を構成する蛋白質成分を分画し、それら成分を用いて抗体を作成した。得られた抗体を用いてリコンビナント線毛および天然線毛との反応性、ならびにそれら成分の局在を調べた結果、リコンビナント線毛は、線毛の基本骨格であるフィンブリリンに対する抗体とのみ反応性を有するものの、天然の線毛に存在することが明らかな少なくとも2種類の微量成分を欠くことが判明した。このことから、生菌における線毛の形成にはfimA遺伝子がコードするフィンブリリン発現とともに、それに付随するいくつかの要素が加わって、正常な付着活性を有する線毛が形成されることが明らかとなった。本研究はP. gingivalisの歯周病原性に関わりの深い線毛の性状および形成に関する基礎的知見を明らかにすることを目的としている。申請者は、以前に研究費助成金を受けて行った研究でP. gingivalisへの線毛遺伝子fimAを伝達することおよびそれに伴う線毛の形成に成功しており、その延長として今回、従来より詳細が完全に明らかにされていない同菌の線毛の付着性に関する因子の存在を検討した。

申請者が開発した宿主ベクター系を用いることで得られた形質転換株(リコンビナント線毛を有する)は、親株に比して細菌に対する付着力、共凝集力などがことごとく低かったことから、その菌の形質的な差はリコンビナント線毛と自然株の線毛との構造上の違いによるものと考えられた。リコンビナント線毛および天然線毛の構成蛋白質分画の抗原性を比較すると、リコンビナント線毛は、線毛の基本骨格であるフィンブリリンに対する抗体とは反応性を有するものの、天然線毛に存在する少なくとも2種類の微量成分の抗体に対しては反応性を欠いていた。したがって、P. gingivalisの線毛が形成される過程ではfimA遺伝子がコードする線毛基本骨格成分(フィンブリリン)以外にさらにいくつかの付随的な構造が加わることで本来の線毛が完成すると推定された。さらに、従来から用いてきたベクターpYH420以外にP. intermedia由来のプラスミドを用いてこれまで形質転換の成功例のない口腔嫌気性細菌への遺伝子伝達が可能であったこので、本研究の最終年度にはそれらの菌を用いて線毛遺伝子の発現をさらに明らかにする計画である。(1)前研究で開発したP.gingivalisの遺伝伝子伝達システム(宿主ベクター系)を応用し、線毛発現に関与する遺伝子fim4の伝達を行ったところ、電子顕微鏡的に可視的な線毛(リコンビナント線毛)の発現が確認された。(2)fimA遺伝子伝達によりリコンビナント線毛を発現した菌(トランスフォーマント)では本来の線毛(親株が発現する天然線毛)の量が低下していた。(3)リコンビナント線毛を多量に発現した菌は、付着性、共凝集性、並びに自己凝集性のいずれもが親株より低下していた。(4)リコンビナント線毛を精製し、構成蛋白質成分を分画の上抗体を作成して同抗体のリコンビナント線毛および天然線毛に対する反応性とそれら構成成分の局在を調べたところ、リコンビナント線毛は、線毛の基本骨格であるフィンブリリンに対する抗体とのみ反応性を有するものの、天然線毛上に存在する少なくとも2種類の微量成分を欠くことが判明した。このことから、線毛はfimA遺伝子がコードするフィンブリリン蛋白以外に付随するいくつかの成分が加わった上で正常な付着活性を有するものとなることが明らかとなった。(5)P.gingivalisと類縁のいくつかの菌種(黒色色素産生製嫌気性桿菌)から検出されたプラスミドの中からP.intermedia由来プラスミドpYHBi1の塩基配列を決定し、複製遺伝子の所在ならびにMob遺伝子の存在を確認した。また、同プラスミドが大腸菌に伝達可であることなど、遺伝子伝達ツールとしての基本的性状を明らかにした。
変形性関節症ならびに軟骨分化における WISP-1 遺伝子の機能解析

本研究は,変形性関節症の原因遺伝子のひとつと推測されているWISP-1遺伝子に着目し,変形性関節症及び軟骨分化への関与を解明することを目的としている.今回我々は,WISP-1遺伝子欠損マウスの膝関節において,変形性関節症様組織像を呈することを明らかにした.さらに,in vitroにおいて,WISP-1遺伝子を過剰発現させることにより,軟骨細胞の分化が促進されることを明らかにした.今回の研究結果から,WISP-1遺伝子が軟骨分化,形成に影響し,変形性関節症の発症に関与する可能性が示唆された.本研究は,変形性関節症の原因遺伝子のひとつと推測されているWISP-1遺伝子に着目し,変形性関節症及び軟骨分化への関与を解明することを目的としている.今回我々は,WISP-1遺伝子欠損マウスの膝関節において,変形性関節症様組織像を呈することを明らかにした.さらに,in vitroにおいて,WISP-1遺伝子を過剰発現させることにより,軟骨細胞の分化が促進されることを明らかにした.今回の研究結果から,WISP-1遺伝子が軟骨分化,形成に影響し,変形性関節症の発症に関与する可能性が示唆された.本研究は,変形性関節症の原因遺伝子のひとつと推測されているWISP-1遺伝子に着目し,変形性関節症及び軟骨分化への関わりを,組織学的・分子細胞生物学的に解明することを目的としている.そこで今年度はまず,培養ヒト軟骨細胞およびマウス由来ATDC5細胞にアデノウイルスベクターを用いてWISP-1遺伝子をノックインし,WISP-1遺伝子の発現量を定量性RT-PCR法にて確認した.その結果,マウス由来ATDC5細胞においてWISP-1遺伝子の過剰発現は認められなかったが,培養ヒト軟骨細胞においてWISP-1遺伝子の過剰発現が確認された.また興味深いことに,WISP-1遺伝子を強制発現させることで軟骨分化マーカーの一つであるTypeII collagenの遺伝子発現が有意に抑制された.この結果は,WISP-1遺伝子が何らかのメカニズムで軟骨分化を制御していることを指し示しており,来年度は,sox9のプロモーターアッセイ,ChIP assayを行い,メカニズムを明らかにしていく予定である.また,in vivoにおけるWISP-1遺伝子の機能を明らかにするため,WISP-1遺伝子ノックアウトマウスを共同研究先であるアメリカ国立衛生研究所から入手し,1,3,6ヶ月齢のオス,メスマウスのマイクロCT解析を開始,スキャンニングまでを終了した.最終年度である来年度は形態学的解析後,組織切片を作製し解析を行なっていう予定である.本研究は,変形性関節症の原因遺伝子のひとつと推測されているWISP-1遺伝子に着目し,変形性関節症及び軟骨分化への関わりを,組織学的・分子細胞生物学的に解明することを目的としている.そこで今年度はWISP-1遺伝子欠損マウス顎関節部の軟骨組織よりRNAを回収し,軟骨分化マーカーを中心に遺伝子発現量を定量性RT-PCR法にて確認した.その結果,WISP-1遺伝子欠損マウス群において野生型マウス群と比べ,Sox9,Aggrecan,TypeIIcollagenの遺伝子発現量は低下していた.次に,大腿骨軟骨組織より軟骨細胞を単離し,軟骨分化マーカーの一つであるSox9,Aggrecan,TypeIIcollagenの遺伝子発現量を定量性RT-PCR法にて検討した.その結果,WISP-1遺伝子欠損マウス群において,すべての遺伝子発現量は低下していた.また,膝関節部の軟骨組織を組織学的に検討した結果,WISP-1遺伝子欠損マウス群において,変形性関節症様の組織像を呈していた.最後に,アデノウイルスベクターを用いてWISP-1遺伝子を強制発現させたヒト骨髄由来間葉系幹細胞(hBMSCs)を軟骨分化誘導培地で培養し,培養4週後に組織を回収し,トルイジンブルー染色,サフラニンO染色を行い,組織学的に検討した.その結果,コントロール群と比べ軟骨分化が促進されることを明らかとなった.以上の結果より,WISP-1遺伝子が軟骨分化に重要な役割を果たしていることが証明された.今後,そのメカニズムを詳細に検討していく予定である.細胞への遺伝子導入はうまくいっており,in vitro実験は順調に進んでいる.また,ノックアウトマウスもすでに入手し,マイクロCTスキャンも順調に進展している.24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度はin vitro実験において,遺伝子過剰発現モデルに加え,遺伝子ノックダウンモデルを用いWISP-1遺伝子が軟骨分化に与える影響を解析していく予定である.さらに,WISP-1遺伝子ノックアウトマウスの組織学的解析を進める予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
クラスタシステムにおける高信頼化技術の評価および設計法の検討

サービスベースで再構成可能なグリッド環境向けの"耐故障クラスタシステム基盤"の実装および解析を行った。本システムは、必要とするサービスの抽象的な指定により、グリッド上のミッションクリティカルアプリケーションのためのクラスタ基盤を構築する。"アプリケーション用耐故障サービス(application high availability service)"が与えられたアプリケーションの耐故障性を保障する。サービスマネージャーは、ハートビートメカニズムにより全てのサービスを監視し、故障が生じた場合には自動的に復旧を行う。本システムでは、柔軟性と耐故障性を向上させるべく、動的再構成メカニズムがデザインしており、アプリケーションの実行を止めることなく再構成を行うことが可能である。再構成にあたっては、耐故障性のモデル、およびシミユレーションツールを適用する。この際に、対故障性に関するパラメータをパラメータとして入力することも可能である。本ツールにはオブジェクト、およびサブモデルライブラリが備わっており、対応する故障の大域モデルを構築することで、各種回復手法を用いた場合の統計情報などを得ることができる。クラスタ基盤は、この情報を基に再構築される。一方、SCoreクラスタシステムソフトウェアは耐故障性のためにcoordinatedチェックポインティング、ロールバックリカバリー、およびwatch-dog timerを提供するクラスタソフトウェア環境である。SCoreにおけるチェックポインティングでは、ディスク性能が性能のボトルネックとなっていることがわかっている。そこで、ディスク書き込みのオーバヘッドを除去するため、ディスクレスチェックポインティングを提案した。提案するチェックポインティング方式では、パリティ計算、ディスク書き込みの必要なく、SCoreオリジナルのチェックポインティングに比べ高速であることが解析の結果わかった。また障害回復にかかる時間も小さいことがわかった。今後、チェックポインティングのためのメモリ消費量を抑えるための工夫や、複数ノード障害への対処法などを検討していく予定である。クラスタシステムの耐故障性をシステムレベルにおいて定量的に解析する手法を提供するために、我々はColored Petri Netを用いるシミュレーションツールをベースとした、耐故障性を評価するための枠組みを提案した。提案するシミュレーションツールは、故障伝播率、故障検出時間、回復時間、クラスタノード数、またアプリケーションプログラムなどのパラメータをシステム管理者が与えることでシミュレーションを行う。シミュレーションでは、オブジェクトおよびサブモデルライブラリを用いることで対応する評価モデルが構築され、様々な障害回復手法についてアプリケーションの信頼性に及ぼす影響を評価することができる。クラスタシステムの信頼性を更に向上させるための手法、および異なる障害回復手法がアプリケーションの性能に及ぼす影響を検討するために、SCore Cluster System Softwareのチェックポインティング機構について、チェックポインティングサイズやノード数、ネットワークの構成などを変化させつつ、チェックポインティング時間・障害回復時間の評価を行った。評価の結果、SCoreのチェックポインティング機構はノード数に対してスケーラブルであることがわかった。しかし、ディスク性能およびネットワーク性能がボトルネックであり、高性能なチェックポインティングのためには、実効ディスク性能とネットワークバンド幅を改善する必要があることがわかった。また、転送サイズを大きくすることで実効ネットワーク性能を改善し、またディスクではなく、RAMやNVRAMを用いることでチェックポインティングの高速化を図るための実験を行った。
沿岸性海底熱水噴出の実態解明と海洋酸性化・肥沃化への影響評価

沿岸性海底熱水活動(SWH)は,その周辺海域に酸性化と鉄供給をもたらし,生物基礎生産の観点からは相反する効果が予想される。本研究では,最近,台湾北東沿岸域で見いだされたSWH域を,生物基礎生産への影響の検証に絶好の実験フィールドとしてSWHが環境に及ぼす影響を評価することを目的とした。熱水や熱水噴出口周辺海水の地球化学特性により,高温(80-110°C)かつ強酸性(pH, 2.1-3.5)のSWHはマントル起源の火山ガス噴出に伴い,1km四方の海洋表層水に影響を及ぼしている;また,通常海水に比べ,有光層にSWHから高濃度のSiとP,特にMnとFeが供給され,同緯度海域に比べ数十数百倍高いクロロフィル分布をもたらすことを明らかにした。SWHは天然の「海洋酸性化」と「栄養塩・微量元素供給」として,複合的に周辺海域の一次生産に大きく寄与していることが自然界において初めて発見された。また,薩摩硫黄島など日本周辺比較海域や台湾東沖における広域海洋観測により,SWHに伴う物質供給と周辺環境への影響について実態解明が進んだ。天然海域において,しばしば観測される沿岸性海底熱水活動(Shallow Water Hydrothermal system,以下SWH)は,その周辺海域に酸性化と鉄供給をもたらし,生物基礎生産の観点からは相反する影響が予想される。本研究は,最近,台湾北東沿岸域で見いだされたSWH域を生物基礎生産への影響検証に絶好の実験フィールドとしてとらえ,天然の「海洋酸性化」と「鉄供給」が海洋環境に及ぼす影響を評価することを目的としている。平成22年度は主に,台湾亀山島東方沖の沿岸性海底熱水噴出域をモデル海域の中心として研究を進め,次の知見が得られた。1)夏季に噴出口周辺においてダイバーによる潜行調査と傭船による観測を行い,噴出口内熱水及び周辺の海水の水温・pHや酸素・水素・塩素・硫黄同位体組成,主要化学成分の計測を行った。その結果,(1)SWHは個々に噴出温度が異なり,目視により黄泉(>110°C)・白泉(>80°C)・ガス泉の3種類に分類でき,噴出口付近では単体硫黄の豆石(直径数mm程度)が堆積している;(2)ビデオカメラにより,単体硫黄流体が噴出に伴って海底近くまで上昇し,海水により冷却され凝固される映像が撮影できた;また,(3)間欠泉のような突発的大規模爆発が調査中に観測された。これらの結果から,熱水に伴い噴出する単体硫黄は,海底深部マグマ起源であることが示唆された。2)傭船による1km四方の広域海洋観測では,(4)pCO_2の高い表層海水が広く分布し,(5)pH値の低い海水も表層・中層に広く観測され,また,(6)Si,Pなど栄養塩の他,Mn,Fe等も通常の海水より高い値を示した。これらの結果より,広範囲にわたり「海洋酸性化」の影響と「栄養塩・微量元素」の供給が確認され,その評価の重要性が示唆された。本研究は,台湾北東沿岸域などの沿岸性海底熱水活動(SWH)域を生物基礎生産への影響検証に絶好の実験フィールドとして,SWHに伴う物質供給の実態把握と時空間的解析により,天然の「海洋酸性化」と「栄養塩・微量元素供給」が環境に及ぼす影響を評価する。平成23年度は,22年度同様台湾亀山島東方沖のSWH域及び1Km四方の周辺海域を中心に研究すると同時に,国立台湾海洋大学海洋調査船「海研2号」を利用し,より広範囲におけるSWHの分布とその影響調査を行った。得られた結果は下記のとおりである。a)潜水調査:熱水噴出孔は起伏に富んだ地形に位置し,熱水・ガスが間欠噴出していた。噴出孔は大別して2種類あり,黄色い熱水(黄泉)は大小様々な硫黄チムニーなどから噴出し,無色の熱水(白泉)は岩盤の割れ目から直接噴出する。小さい黄泉では自然硫黄流体が噴出口で凝固し,数分間隔での爆発も観察された。凝結した硫黄粒子・砂がチムニー周囲の約50m四方に堆積し,底質分布は噴出孔から離れるにつれ堆積物が減少し,砂・露岩へ変化していた。

また,噴出孔からはpH2.13.5の熱水が噴出しており,この熱水は海水に希釈されながら噴出孔から1km離れても影響を及ぼしていた。b)ガス試料分析:採取された噴出ガス中のガス成分比(e.g._N2/Ar)と希ガス同位体組成(e.g,^3He/^4He)から,火山ガスはマントル起源と示唆された。c)水試料分析:熱水噴出域で採取した海水試料は,周辺海域に比べて栄養塩,クロロフィルa濃度が高かった。熱水は,高濃度の栄養塩を供給し,植物プランクトンの増殖を促し,熱水噴出孔周辺海域の基礎生産に寄与していることが実測で示された。d)生物試料解析:噴出口付近で採取したカニの鯉から,硫黄酸化細菌や深海底生物外部共生菌が確認された。有光層にある熱水噴出孔周辺に棲息するカニが,硫黄・硫化水素に富む棲息環境に適応して細菌を共生させていると推測した。本研究は,台湾北東沿岸域などの沿岸性海底熱水活動(SWH)域において,生物基礎生産への影響検証の実験フィールドとして,SWHに伴う物質供給の実態把握と時空間的解析により,天然の「海洋酸性化」と「栄養塩・微量元素供給」が海洋環境に及ぼす影響の評価を目的とした。平成24年度は,これまで観測した台湾亀山島東方沖の他に,比較海域として薩摩硫黄島・鹿児島湾若尊カルデラなどで,学術研究船「淡青丸」KT-12-12次航海に参加し観測を行った。具体的に,熱水噴出口周辺の水塊構造や海水の化学特性をモニタリングし,熱水の周囲海水への混合・拡散とその変動を把握した。また,国立台湾大学海洋研究所研究船「海研1号」の研究航海に参加し,海洋観測を行なった。以下は得られた結果である。a)薩摩硫黄島周辺海域:1CTD,pHセンサーの観測結果から,塩分が低下している水塊と各観測点においてpHの低下が確認され,この海域へ高温・低塩分かつ低pH海水の移流が判明した。薩摩硫黄島に温泉(硫酸酸性,低塩分)が多数存在することから,海底においても性質が近い温泉水の湧出が示唆された。また,海水密度差より湧出水深を概算し,ADCPと海底地形データと合わせて湧出海域が推測できた。2採取された海水試料中のアルカリ度を分析し,調査海域の二酸化炭素分圧,溶存無機炭素量を算出した。海底温泉による低pH水の周囲海水への混合・拡散とその変動を明らかにし,海底温泉起源水塊の影響は広範囲に及んでいる可能性が示唆された。b)台湾東沖における広域海洋観測:黒潮表層水,黒潮熱帯水,黒潮中層水の3つの水塊が確認でき,台湾亀山島沿岸海水の上流海域での基礎データと海水試料の入手ができた。さらに,平成23年度台湾亀山島沿岸海水の下流域の観測調査結果と比較し,SWHに伴う物質供給と周辺環境への影響について実態解明が進んだ。過圭2年は,主に台湾亀山島東方沖の沿岸性海底熱水活動及びその周辺海域をモデル海域として研究を進め,(1)沿岸性海底熱水活動は個々に噴出温度が異なり,黄泉・白泉・ガス泉の3種類の噴出口付近では単体硫黄の豆石が一面に堆積し,これら単体硫黄は,海底深部マグマ起源と示唆された;(2)熱水噴出域で採取した海水試料は,周辺海域に比べて栄養塩(ケイ素・リン)やクロロフィルa濃度が高く,熱水は,噴出孔周辺海域の基礎生産に寄与していることが実測で示された;(3)1km四方の観測海域にpH値の低い表層・中層海水が広く分布し,Li,Mn,Fe等が高い値を示した,等の知見が得られた。一方,広域海洋観測において,昨年度,国立台湾海洋大学海洋調査船「海研2号」を利用したが,台風の影響で観測計画が半分ほどしかできなかった。今年度はより大型の国立台湾大学海洋研究所の研究船「海研1号」のシップタイムを獲得する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
金融危機と所得格差

銀行をはじめとする金融仲介機関は、世界中の資本市場で大きな影響力を持っている。その影響力を考慮すると、金融仲介機関の経営者が選ぶ投資戦略は、資本市場全体を揺るがす問題となりうる。実証研究に目を向ければ、投資家保護が弱い国では経営者はリスクを控える投資戦略を取る傾向があるのに対し、投資家保護が強い国では積極的にリスク投資を行う傾向がみられた。そこで私の研究「Managerial Reputation, Risk-Taking and Imperfect Capital Markets」では、この事象を説明するための理論モデルを構築した。分析した結果、投資家保護が強い国ほど、経営者は自身の評判を高めることを目指し、より高いリターンを求めてリスクをとることが示された。この結果は、法整備が進んだ国ほど、投資に成功した人たちと失敗した人たちの所得格差が大きくなることを示唆している。2007年に起こった世界金融危機は、多くの企業の株価暴落や倒産をもたらし、企業間で所得格差を拡大させた。この危機の背後には、経営者による過剰なリスクテイクがあったと考えられており、市場による規律付けがうまく機能しなかったことを示している。投資家は過剰なリスク投資をする企業には資金を融資したくないので、企業が投資家から資金を集め続けるためには、健全な投資を行い、企業の評判を打ち立てる必要がある。このように、企業が自身の評判を気にしていればリスクの取り過ぎを控えるはずである、というのが市場による規律付けを期待する人々の考えであった。そこで、私の研究「Reputation acquisition in imperfect financial markets」では、なぜ評判による規律付けがうまく機能せず、経営者が無謀な投資を行ったのか、という問いに取り組んだ。この論文では、金融市場の発達および世界的な低金利という、近年の金融市場における2つの大きな変化が原因であると主張している。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の研究は、金融危機と所得格差の関係を考える上で金融機関が重要な役割を果たすことを示した論文「Bank Reputation, Risk Taking, and Bank Runs」にまとめられている。金融機関は金融危機の発端となるとともに、企業の倒産および失業を引き起こして所得格差に影響を及ぼすことになるため、分析上欠かすことができないものである。私の研究では、以下の2点の含意を導いた。1点目は、金融市場の発展によって銀行家の支払い能力が上昇する状況を分析した。このとき、預金者は銀行家の投資の失敗には比較的寛容になるため、銀行家は失敗を恐れなくなる。その結果、多くの企業に貸出をしてリスクを分散させるよりも、少数の企業に集中させるという危険な戦略をとるので、企業間の格差を拡大させてしまう。銀行のリスクテイクは金融危機の発生確率を高めるので、金融市場の発展によって金融危機の発生確率の高まりと同時に所得格差の拡大が起こることが示唆される。2点目は、預金市場での競争によっても銀行の貸出数を減らす効果があることを示した。預金市場が競争的になるほど銀行の利益は小さくなるので、銀行は将来経営を続けるインセンティブが減ってしまう。そのため、銀行はリスクをとりたがり、複数ある貸出先を一部の企業に絞り込む行動をとる。金融危機によって預金者は銀行の評判をより気にするようになるので、銀行間の預金者の奪い合いが激しくなり、その影響は銀行の貸出先の減少をもたらす。つまり、金融危機は金融機関を通じて所得格差を拡大させることになる。2007年に起こった世界金融危機は、多くの企業の倒産やそれに伴う失業をもたらし、労働者間の所得格差を拡大させた。この危機の背後には、企業による過剰なリスクテイクがあったと考えられている。そこで、私の研究では、なぜ企業が無謀な投資を行ったのか、企業のガバナンスはなぜうまく働かなかったのか、という問いを投げかけた。投資家は無茶な投資をするところには資金を融資したくないので、企業が投資家を惹きつけるためには、健全な投資を行い、企業の評判をあげる必要がある。このような市場による規律付けがうまく機能しなかったことに対して、この論文では、高度な金融商品の発達および規制緩和という、近年の金融市場の変化が原因であると主張している。これらの結果は、企業をとりまく環境が近年大きく変化したことにより、企業のガバナンスの低下を導いたことを示唆している。私の研究では、企業のガバナンスを考える際には、企業内部の組織構造だけでなく、よりマクロ的な視点からも考える必要があることが含意として導かれた。この研究は、2回国際学会で研究報告を行っており、多くの国の研究者から有益なアドバイスを頂戴することができた。

2007年に起こった世界金融危機は、多くの企業の株価暴落や倒産をもたらし、企業間で所得格差を拡大させた。この危機の背後には、経営者による過剰なリスクテイクがあったと考えられており、市場による規律付けがうまく機能しなかったことを示している。投資家は過剰なリスク投資をする企業には資金を融資したくないので、企業が投資家から資金を集め続けるためには、健全な投資を行い、企業の評判を打ち立てる必要がある。このように、企業が自身の評判を気にしていればリスクの取り過ぎを控えるはずである、というのが市場による規律付けを期待する人々の考えであった。そこで、私の研究「Reputation acquisition in imperfect financial markets」では、なぜ評判による規律付けがうまく機能せず、経営者が無謀な投資を行ったのか、という問いに取り組んだ。この論文では、金融市場の発達および世界的な低金利という、近年の金融市場における2つの大きな変化が原因であると主張している。金融危機が所得格差を拡大させるメカニズムをモデル化する際に、現実との整合性がとれたモデルを構築できるかどうかが難しいと予想していた。しかし、企業行動に着目することで、実証結果と整合的な理論結果を導くことができた。また、個人間ではなく企業間での労働者の所得格差に注目したため、モデルを非常に簡単化でき、分析が個人単位よりも一層容易になった。その結果、理論的なインプリケーションの導出や具体的な数値計算を容易に行えるようになったので、計画は予想よりも進展していると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後の課題としては、より現実を説明できる理論モデルの構築、およびそのモデルの検証である。理論的には企業のガバナンスが金融危機と所得格差にを理解する1つの要因であることが明らかになった。しかし、そのメカニズムが実際にどれほど影響をもっているのか、定量的な分析はいまだ十分ではない。そのために、今後は現実のデータを用いて、企業のガバナンスのあり方や投資戦略を把握することで、企業のガバナンスの影響を詳細に分析する予定である。また、この研究をまとめあげた上、国内学会や国際学会で報告し、多くの実務家や専門家からのアドバイスを仰いぎたい。その上で、論文を洗練させる。金融危機が所得格差を拡大させるメカニズムをモデル化すると、個人間の所得の違いや能力の違いなどの異質性を考えなければならず複雑になりすぎてしまうと予想していた。しかし、金融機関の行動に焦点を当てることで同質な個人でも所得格差が生じるメカニズムが明らかになったため、非常に簡明なモデルで描写することができるようになった。その結果、理論的な計算や具体的な数値計算も比較的容易に行えるようになったので、計画は予想よりも進展していると考えている。今後の課題としては、簡単さを失わずより現実を反映させたモデルの構築である。
ポリペプチド・ポルフィリンハイブリッドによる光機能性人工膜蛋白質の構築

まず、ポルフィリン-ポリペプチド複合化のための新しいテンプレートとして、5,10,15,20-テトラキス(2-カルボキシルメトキフェニル)ポルフィリンを合成した。これは、フェニル基のオルト位に合計4つ、ポリペプチド結合用の官能基をもち、テトラアミノフェニルポルフィリン等と同様のテンプレートとなりうる。しかしこのポルフィリンではアトロプ異性化が速く、ペプチド導入において容易にαααα-体を得ることができる。これに疎水性の強い21残基からなるペプチド(H-(-Gln-Leu-Leu-Gln-Ala-Leu-Ala-)3-NHCH2CH2OH)を4本導入し、ポルフィリン-ポリペプチド複合体を合成した。4本のポリペプチド鎖はα-ヘリックス構造をとりながら凝集し、ポリペプチド集合体構造をとった。また、この複合体は卵黄レシチンの二分子膜中に取り込まれた状態で安定であった。ポリペプチド鎖は、この脂質二分子膜中でもα-ヘリックス構造をとっていた。このポルフィリン-ポリペプチド複合体は脂質二分子膜中では、ポルフィリンが外水相の近傍に存在する。この他、脂質膜中でポルフィリンが膜中央の疎水部に存在する様に設計した複合体を合成している。2-ドデシルオキシ-5-ニトロヘベンズアルデヒドから対応するポルフィリンを合成した。生成物は非極性溶媒に溶解し、しかも非極性溶媒中では分子内双極子を小さくする力が働き、αβαβ-体が優勢であった。現在このポルフィリンにアミノ基を導入し、ペプチドとの複合化を図っている。
神経生理的親和性向上技術による恒常的身体拡張技術に関する研究開発

本研究では、足位置を制御すると同時に脚の状態について擬似的に体性感覚フィードバックを行うことで、神経生理的な親和性が向上し、恒常的に身体拡張を行うことを目的とする。そこで、求心性神経経路の補償の1つとして、アレイ電極を用いた状態提示インターフェースを提案する。提示する情報として、関節角度の状態フィードバックと、運動誤差フィードバックを検討し、股関節角度の提示するアレイ電極の仕様、さらに、股関節のみならず、膝関節角度を含む2関節角度を同時に提示した場合の提示角度精度、対麻痺患者を模擬した2足歩行ロボットを用いた歩行操作実験を行い、電気刺激による求心性神経経路の補償の可能性を評価した。小型な電気触覚ディスプレイを用いることで,下肢の擬似的な体性感覚フィードバックを多チャンネル化することを目的として,まず,小型電極アレイを製作し,薬指の2点弁別閾値を調べた.電気刺激による2点弁別閾値は,機械的刺激と同様に末節・中節・基節の順に大きくなることが判明した.また,基節は2点弁別閾値が約7mm以上であり,提示できる情報量が少なく,基節を除いて末節と中節に限定した電極を配置する場合には,少なくとも4mm程度の電極間距離が必要となる.そこで,今後,末節を電気刺激対象とし,下肢の動作提示による知覚-行為フィードバックループの再建を進めることとなった.操作者から指示された歩行パラメータ(歩幅、周期、歩行方向など)を満たす安定な歩行軌道を計画し、歩行を開始する2足歩行ロボットにおいて、下肢操作インタフェースに、下肢状態床床反力を提示する力覚フィードバック駆動機構を設計し,製作した.また,脊髄性筋委縮症患者の上肢運動支援機器においては,スプリングによる上肢への支援力と患者上肢の質量との平衡点を調整する駆動機構を研究開発し,上肢の姿勢変化に従い必要となる支援力増加に対応でで,また,時間遅れなく自由に少ない力で上肢の随意運動範囲の拡張を行った.H26年度は、小型で拡張性を有するアレイ電極を製作し、このアレイ電極を搭載した下肢関節角度提示インタフェースを研究開発した。また、このインタフェースを用いて、歩行実験を行った。H25年度に行った電気刺激を使った2点弁別実験結果に基づき、隣接した電極間距離が3.59[mm]以上ある10点と22点の電極を有する2種類のアレイ電極を研究開発した。これらのアレイ電極を使った刺激方法を3種類(刺激点:10・22・43)設定し、各々の方法における関節角度提示の精度を確かめるために指操作型インタフェースを用いて仮想脚の関節角度制御実験を行なった。その結果、43の刺激点がある刺激方法にて、視覚による下肢の確認と同等の関節角度提示精度があることを確認した。また、関節トルクを制御する人の神経構造を模擬するために、仮想脚の関節角度操作にPAWセンサ用いた操作インタフェースを開発した。この操作インタフェースを用いて、同様に関節角度制御実験を行なった。その結果、健常者のような歩行制御を模擬した脚の操作インタフェースを用いて仮想脚を操作する場合において、小型なアレイ電極による関節角度提示インタフェースで指の末節1箇所に関節角度のフィードバックを与えた時、視覚で仮想脚を確認したときとほぼ同等の(有意な差がない)精度で股関節角度を制御できることを確認した。本研究では、筋力低下障碍者の残存機能を活用しながら、機能維持や作業効率化、作業の多様化に貢献する手首支援機構を提案した。患者が手首の屈曲または背屈する際に不足する筋力をアクチュエータで補う。また、手先の位置の微調整は板ばねにより、患者が残存機能を用いて行うことも可能である。支援機器を用いることで、書籍の運搬作業時の手首の負荷が軽減できることを実験により確認している。また、実際の筋力低下障害者に協力頂き、手の作業種類の拡大と作業効率の向上を確認した。また、移乗動作支援における支援者の身体負荷の軽減と姿勢安定化を目的とした両下肢支援装置を提案した。従来の後脚のみ支援する装置と比較して、前脚にも支援装置を設けることで支持多角形の前脚側の範囲を広げ安定性の向上を図ると共に、支持多角形の後脚側の範囲を狭めることで、重心移動が容易に行えるように改良した。装置非装着時や先行研究と比較して安定余裕が約147%187%増大することを確認した。また、装着者の床反力を計測し、後脚負荷が20%36%の減少、前脚負荷が32%38%減少すること確認した。最後に、インタフェースとして、正しい発声ができない器質的構音障害者のコミュニケーションを支援するシステムの提案を行った。五十音の識別のために頸部前面に12chの電極を格子状に貼り付け発声に伴う生体電位信号を計測する。計測された信号に対して信号処理と特徴量の抽出を行い、SVMを用いてリアルタイムに五十音を識別するシステムの製作をしている。また実験により五十音を96.6%の精度で識別し,2秒間毎の発話動作を3.27msで識別できることを確認した。関節角度の提示を行うアレイ電極をおよび下肢麻痺患者用下肢操作インタフェースを製作し、実験を行ったが知覚ー行為フィードバックループの再建に期待する結果が得られなかった。よって、次年度は、提示する情報を変えて再度実験を進める予定である。

そこで、求心性神経経路の補償の1つとして、アレイ電極を用いた状態提示インターフェースを提案する。提示する情報として、関節角度の状態フィードバックと、運動誤差フィードバックを検討し、股関節角度の提示するアレイ電極の仕様、さらに、股関節のみならず、膝関節角度を含む2関節角度を同時に提示した場合の提示角度精度、対麻痺患者を模擬した2足歩行ロボットを用いた歩行操作実験を行い、電気刺激による求心性神経経路の補償の可能性を評価した。本年度は、平成25年度に製作した小型電極アレイ(22極)を用いて、片脚の大腿と下腿を想定した2リンクマニピュレータの状態フィードバック制御を試みた。平成26年度の研究成果により、2リンクマニピュレータの2関節角度を、それぞれ小型電極アレイ(計2セット)を用いて指先に提示した場合には、2リンクマニピュレータの先端位置の認識精度が、人の深部感覚を用いた足位置精度と比較して劣ることが判っていた。そこで、指の深部感覚を用いて足位置を認識し、その位置へフィードバック制御する際の2つの関節トルクの和を指先に電気刺激を用いることで、視覚に頼ることなく通常と異なる状況の把握を行うシステムを構築した。6名の被験者による実機実験により、2リンクマニピュレータの慣性の変化(±40%)やマニピュレータの衝突が400msec.以内に認識可能であることを確認した。一方、上記の2つの関節トルクの和を電気刺激として指にフィードバックするのではなく、足の位置そのものを歩行に十分な位置精度を持って指先に提示する為には、大変多くの電極が必要となり、また、2点弁別間距離を考慮すると指部全体を電極で覆うことになる。そこで、電極数を削減するために、足の稼動範囲を複数のエリアに分け、そのエリア毎に対応する刺激周波数を用いて、同じ電極アレイを共用する手法を提案した。3名の被験者による実験により、3種類に分割することがもっとも精度良く認識できることを求めた。関節角度の提示を行うアレイ電極および下肢麻痺患者用下肢操作インタフェースの研究開発は順調に行われている。一方、知覚-行為フィードバックループを再建に関する評価については、若干遅れており、研究者の数を増やして取り組む予定である。関節角度の提示を行うアレイ電極をおよび下肢麻痺患者用下肢操作インタフェースを製作し、実験を行ったが知覚ー行為フィードバックループの再建に期待する結果が得られなかった。よって、次年度は、提示する情報を変えて再度実験を進める予定である。ロボット工学28年度が最終年度であるため、記入しない。下肢麻痺患者用下肢操作インタフェースの操作性や歩行安定性、操作負荷などの評価を行う。具体的には、操作インタフェースを用いて、2足歩行ロボットの歩行操作実験を通して、操作方法の学習初期から熟達レベル向上を計測し、知覚-行為フィードバックループの再建により、下肢を目視した場合の視覚による体性感覚フィードバックの代替と比較して、歩行の安定性などについて評価する。また、これらの実験から、神経生理的な親和性向上を実現する為に重要となる項目を纏め、恒常的身体拡張に必要な神経生理的親和性向上の基本技術を獲得し、親和性向上技術の体系化と装着型運動支援・拡張機器の設計標準化を目指す。下肢の擬似的な体性感覚フィードバックを行う小型電極アレイによる知覚-
ヒト癌の抗癌剤感受性試験における線維芽細胞の影響とその応用

目的:線維芽細胞の肺癌細胞に対する影響をin vitro抗癌剤感受性試験法を用いて解明し、in vivoではヌ-ドマウス移植腫瘍の発育及び臨床病態への影響並びに臨床応用を検討した。材料及び方法:肺癌継代細胞14種と2ケ月以上培養した線維芽細胞13種を用いた。In vitroでは肺癌継代細胞に同数の線維芽細胞あるいはその培養上清を混合し、抗癌剤感受性試験法(MTT colorimetric assay法)にてSD活性を測定した。In vivoではヌ-ドマウスに肺癌細胞と線維芽細胞を移植してその影響を観察した。更にin vitroの線維芽細胞と臨床経過とを比較した。成績:肺癌細胞あるいは線維芽細胞の抗癌剤に対する感受性にはheterogeneityが認められた。肺癌細胞と線維芽細胞(1:1)の3日間混合培養後、CDDPに対する感受性をみると、18組中11組に相互影響が認められたが、混合と同時にCDDPを加えると、18組全てにこの影響はみられなかった。線維芽細胞3日間培養後の培養上清でも肺癌細胞のCDDPに対する感受性に同じような影響がみられ、この活性は熱処理で失活し、放射線照射で影響されなかった。In vivoでは肺癌細胞のヌ-ドマウス移植時に線維芽細胞を同時に混ぜると生着率は向上し、増殖速度も亢進した。肺癌の増殖を促進した線維芽細胞を有する5症例では臨床的に比較的早期より広範なリンパ節転移が認められた。結論:ある種の線維芽細胞は肺癌細胞に対する増殖因子や抗癌剤(特にCDDP)感受性影響因子を有することが示唆された。特に線維芽細胞の抗癌剤感受性影響因子は肺癌細胞と線維芽細胞の混合と同時に薬剤を加えることにより無視できた。また、線維芽細胞の肺癌細胞に対する増殖促進効果とリンパ節転移との間になんらかの関与があり、肺癌患者の線維芽細胞を培養し、その培養上清液のin vitroにおける肺癌細胞(Luci10)への反応は個々の患者の予後予知に臨床応用できるものと考えられた。目的:線維芽細胞の肺癌細胞に対する影響をin vitro制癌剤感受性試験法を用いて解明し、in vivoではヌ-ドマウス移植腫瘍の発育及び臨床病態への影響を検討した。材料:肺癌継代細胞と2ヶ月以上培養した初代線維芽細胞を用いた。方法: in vitroでは肺癌継代細胞に同数の線維芽細胞あるいはその上清を混合し、制癌剤感受性試験法(MTT colorimetric assay法)にてSD活性を測定した。in vivoではヌ-ドマウスに肺癌細胞と線維芽細胞を移植してその影響を観察した。更にin vitroの線維芽細胞の影響と臨床経過とを比較した。以上の実験より次の成績が得られた。成績:(1)線維芽細胞の抗癌細胞の抗癌剤に対する感受性にはheterogeneityが認められ、肺癌細胞に比べて、その感受性は同等かやや高かった。(2)肺癌細胞と線維芽細胞(1:1)の3日間混合培養後、CDDPに対する感受性をみると、18組中11組(61%)に相互影響が認められたが、その反応は一定の傾向がなかった。(3)両細胞の混合と同時にCDDPを加えると、18組全てにこの影響を認められなかった。(4)線維芽細胞培養上清中には感受性影響因子が存在し、この活性は熱処理で失活し、放射線照射で影響されなかった。またCDDP腫瘍内濃度にも影響を与えなかった。

更に(5)11患者の線維芽細胞の培養上清のうち5種類が肺癌継代細胞に対し増殖促進効果を示した。(6)in vivoでは肺癌細胞のヌ-ドマウス移植時に線維芽細胞を同時に混ぜると生着率は向上し、増殖速度も亢進した。(7)肺癌細胞に対し増殖促進効果を示した線維芽細胞を有する5症例では、臨床的に比較的早期より広範なリンパ節転移が認められた。結語:線維芽細胞の肺癌細胞に対する影響は個々の症例により異なり、ある種の線維芽細胞は肺癌細胞の増殖促進因子と別に制癌剤(特にCDDP)感受性影響因子を有すると考えられた。目的:線維芽細胞の肺癌細胞に対する影響をin vitro抗癌剤感受性試験法を用いて解明し、in vivoではヌ-ドマウス移植腫瘍の発育及び臨床病態への影響を検討した(平成元年度)。平成2年度はヒト肺癌切除標本から得られた線維芽細胞を用い、in vitro及びin vivoの肺癌細胞に対する直接あるいは間接作用を調べることにより線維芽細胞の及ぼす影響並びにその臨床応用を検討した。材料及び方法:線維芽細胞培養上清液(conditioned medium)の肺癌細胞に及ぼす増殖促進効果はMTT colorimetric assay法により求めた。増殖促進因子の対照としてhumanepidermalgrowthfactor(EGF),fibroblast growthfactor(FGF),human fibronectin,prostaglandineE_1(PGE_1)及びbombesinを用いた。また、C.M.の細胞周期に及ぼす影響はflowcytometryにより解析した。成績:肺癌組織由来の線維芽細胞12種類中6種類のC.Mのみが肺癌細胞を増殖促進させた。またPGE_1及び非担癌患者由来の線維芽細胞のC.M.でも増殖促進効果が認められたが、fibronectin,FGFやbombesinでは増殖は促進されなかった。線維芽細胞(fibroI)のC.M.は肺癌細胞(Luci10)を増殖させるが、C.M.投与後24時間のhistogramではG_0G_1期が増加し、48時間ではS期が増加した。72時間ではほぼ投与前の状態に戻ったことより、FibroIのC.M.はG_0G_1期に作用し増殖を促進させたと考えられた。結論:線維芽細胞の50%に肺癌組織を増殖促進させる因子を分泌するものがあった。このことから肺癌組織より線維芽細胞を培養し、その培養上清液と肺癌培養細胞との相互作用を知ることは、その線維芽細胞が由来する担癌主体の既知の因子では説明のつかない臨床像を理解する手掛かりを得る可能性があるため、症例数を増やし臨床と比較すると共に個々の肺癌患者の予後予知に臨床応用できるものと考えられた。