hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高繰り返しモード同期レーザーの開発および高繰り返し光科学の開拓

3年度目では,これまでに考えられてこなかった光周波数コムの応用例として,固体物性への展開を研究した.周波数が数GHzから数百GHzの領域には,物質の素励起(音響フォノン,マグノン,スカルミオンなど)の周波数が集中している.これらの素励起の周波数に光周波数コムの繰り返し周波数を合わせることで,効率的に励起できるのではないかと考え,実際にシリカファイバーの音響フォノンに対して実験を行った.シリカファイバーの音響フォノンは,誘導ブリルアン散乱として馴染みがある.励起光をファイバーに入射すると,ファイバー内での後方散乱光とのビートによって定在波が生じる.すると,電歪効果によって定在波の腹の位置の密度が高くなり,結果的に疎密波(音波)が生じる.このとき,励起光と散乱光との間の周波数差によって定在波は速度をもつが,この定在波の速度と,ファイバー内の音速が一致した時に位相整合を満たし,後方散乱光と音波は誘導的に増幅される.これは一般的な誘導ブリアン散乱であり,通常は連続波の励起光の時に最も顕著となる.また,位相整合条件は音速と励起光の波長によって決まり,シリカファイバーを波長1 μmの光で励起した時はおおよそ15.6 GHzとなる.私は,光周波数コムの縦モードを4モードに制限しその繰り返し周波数を音響フォノンの周波数の半分付近(7.8 GHz)に設定し,長さ10 kmのシングルモードファイバーからの後方散乱光強度を測定した.その結果,繰り返し周波数を合わせたときには,繰り返し周波数をフォノンの線幅(約10 MHz)以上ずらしたときと比較して最大30倍の後方散乱光が確認された.つまり,繰り返し周波数によって音響フォノンが効率的に励起されたことがわかった.この成果を応用することで,物質の素励起を光周波数コムによって制御するという,これまでになかった応用が期待される.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。繰り返し周波数がGHzを超えるようなフェムト秒モード同期レーザーの縦モードは、小型の分散素子で容易に分解することができる。縦モードの光周波数は極めて精密に制御可能であり、そのように制御されたモード同期レーザーの出力を光周波数コムと呼ぶ。応用例としては、天文用分光器の波長校正、任意は佳の光パルス生成などがあげられる。しかし、GHzを超えるフェムト秒レーザーは開発が難しく、またこれまでに開発されてきたものも装置が大型・複雑で扱いが困難であるという欠点があった。博士課程では高い繰り返し周波数(10GHz以上)を持つレーザーの開発と、またそれを用いた分光応用を続けている。25年度に行った研究実績は、1.モード同期レーザーの高繰り返し化、2.高繰り返し光周波数コムによる分光器の波長校正、そして3.コム分解精密分光である。1当初の予定では、博士課程3年間を通して繰り返し周波数10GHzのモード同期レーザーを開発することが目標であった。しかし、昨年度末に15GHzという非常に高い繰り返し周波数のカーレンズモード同期Yb : Y_2O_3セラミックレーザーの開発に成功した。この値はカーレンズモード同期としては世界最高の繰り返し周波数である。2低繰り返し(250MHz)の光周波数コムに位相同期することで、これまでに開発した4GHzのレーザーの光周波数を安定化した。こうして得られた4GHz光周波数コムの縦モードは、修士の研究で開発した高分解能分光器によって鮮明に分解できる。また、全ての縦モードの絶対周波数はルビジウム原子時計にロックしているため、分光器の波長校正は極めて精密に行うことができた。3高繰り返しの光周波数コムを用いることで微量ガスの検知を高精度かつ高速に行うことが可能と言われている。しかし、どの程度の繰り返し周波数があれば十分か、という点に関しては議論がされていなかった。私は数値シミュレーションによって、適切な繰り返し周波数と、それを用いたときの分子の遷移周波数の決定精度を得ることに成功した。繰り返し周波数(すなわちレーザーの縦モード間隔)がGHzを超えるようなモード同期フェムト秒レーザー、およびその光周波数を安定化した光周波数コムを開発することが私の研究目標の一つであった。このような光源が開発できれば、例として天文用分光器の波長校正、任意波形を持つ光パルス生成、低位相雑音マイクロ波発振器などといった応用が可能となる。1.15 GHz光周波数コムの開発その目標に対して、平成26年度では、繰り返し周波数が15 GHzのフェムト秒レーザー、および光周波数コムの開発に成功した。この繰り返し周波数は、これまでに報告されているカーレンズモード同期レーザー・光周波数コムの繰り返し周波数である10 GHzを大幅に更新し、学会発表と論文の出版を行った。この光源は、空間光変調器を組み合わせて、縦モードを独立に制御し任意波形生成を行うこともでき、その成果は応用物理学会で招待講演として報告した。2.4 GHzコムによる波長校正装置先に述べた光周波数コムとは別に、4 GHzという比較的繰り返し周波数の低い光周波数コムも開発した。これは250 MHzのファイバーレーザーベースの光周波数コムに対して絶対周波数を位相同期しており、これと高分解能分光器(最高分解能600 MHz)を組み合わせることで、大規模な天文台でしか使われていないような、光周波数コムによって波長校正された分光器として使用できる。この波長校正システムは波長1000 nm帯で使用でき、これは地球型惑星の存在が期待され、近年注目され始めているM型矮星の測定に適している。

3年度目では,これまでに考えられてこなかった光周波数コムの応用例として,固体物性への展開を研究した.周波数が数GHzから数百GHzの領域には,物質の素励起(音響フォノン,マグノン,スカルミオンなど)の周波数が集中している.これらの素励起の周波数に光周波数コムの繰り返し周波数を合わせることで,効率的に励起できるのではないかと考え,実際にシリカファイバーの音響フォノンに対して実験を行った.シリカファイバーの音響フォノンは,誘導ブリルアン散乱として馴染みがある.励起光をファイバーに入射すると,ファイバー内での後方散乱光とのビートによって定在波が生じる.すると,電歪効果によって定在波の腹の位置の密度が高くなり,結果的に疎密波(音波)が生じる.このとき,励起光と散乱光との間の周波数差によって定在波は速度をもつが,この定在波の速度と,ファイバー内の音速が一致した時に位相整合を満たし,後方散乱光と音波は誘導的に増幅される.これは一般的な誘導ブリアン散乱であり,通常は連続波の励起光の時に最も顕著となる.また,位相整合条件は音速と励起光の波長によって決まり,シリカファイバーを波長1 μmの光で励起した時はおおよそ15.6 GHzとなる.私は,光周波数コムの縦モードを4モードに制限しその繰り返し周波数を音響フォノンの周波数の半分付近(7.8 GHz)に設定し,長さ10 kmのシングルモードファイバーからの後方散乱光強度を測定した.その結果,繰り返し周波数を合わせたときには,繰り返し周波数をフォノンの線幅(約10 MHz)以上ずらしたときと比較して最大30倍の後方散乱光が確認された.つまり,繰り返し周波数によって音響フォノンが効率的に励起されたことがわかった.この成果を応用することで,物質の素励起を光周波数コムによって制御するという,これまでになかった応用が期待される.博士課程を通した目標の一つとして、繰り返し周波数が10 GHzを超えたモード同期レーザーの開発を挙げていた。この目標に対して、繰り返し周波数が15 GHzと世界最高の値を記録することができ、また当初予定していなかった光周波数の安定化(すなわち光周波数コムの開発)にも成功した。この光源の応用例として、特に任意波形成性に着目しその成果は論文や学会発表で報告し、特に第72回応用物理学会春季学術講演会ではこの光源を任意波形生成と絡めた内容で招待講演を行った。また、平成27年度の6月に行われる国際学会CLEO/Europe-EQEC2015では、その成果に対しEPS-QEOD Travel Grant Student Awardsの受賞が確定している。現時点では、任意波形生成の研究に注力しており、波形を作るだけでなく測定手法やその応用(例えばGHzパルス列による物質内の音響フォノンの効率的励起・冷却)の準備をしている。最終年度内にこれらの実験の成果報告ができると考えている。以上を踏まえて、現在までの達成度は概ね順調に達成していると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度までで当初の主たる研究目標である「10 GHz以上の繰り返し周波数を持つフェムト秒レーザーの開発」を成し遂げることができた。そこで、最終年度ではそれを用いた応用に注力する。1.任意波形生成技術の確立モード
代数的組合せ論の総決算的研究

代表者の長年の代数的組合せ論の研究の総決算を行うと言う形で,いままでの研究の総まとめをしたいと言うのがこの研究の主旨である.置換群の多重可移という性質と,原始的であると言う性質の意味をもっと良く理解したいということが研究の元々の出発点であったが,それをより広げた形で,アソシエーションスキーム,あるいは球面上の代数的組合せ論と言う枠組みで,アソシエーションスキーム上の,あるいは球面上のt-デザインにおけるtの意味を良く理解したいと言うことであった.具体的には,アソシエーションスキーム自身の分類問題に加えて,アソシエーションスキームの部分集合である,コード,デザインの研究を行い,さらに球面上の良い有限集合の研究,およびその拡張であるユークリッドデザイン等の研究を行った.特に,ユークリッド格子の殻として出来る球面t-デザインの研究(Lehmer予想のtoy modelsの研究),ユークリッドデザインとcoherent configurationとの関係の研究,特にtightなユークリッドt-デザインの構成,分類問題に努力を集中して研究を行った代表者の長年の代数的組合せ論の研究の総決算を行うと言う形で,いままでの研究の総まとめをしたいと言うのがこの研究の主旨である.置換群の多重可移という性質と,原始的であると言う性質の意味をもっと良く理解したいということが研究の元々の出発点であったが,それをより広げた形で,アソシエーションスキーム,あるいは球面上の代数的組合せ論と言う枠組みで,アソシエーションスキーム上の,あるいは球面上のt-デザインにおけるtの意味を良く理解したいと言うことであった.具体的には,アソシエーションスキーム自身の分類問題に加えて,アソシエーションスキームの部分集合である,コード,デザインの研究を行い,さらに球面上の良い有限集合の研究,およびその拡張であるユークリッドデザイン等の研究を行った.特に,ユークリッド格子の殻として出来る球面t-デザインの研究(Lehmer予想のtoy modelsの研究),ユークリッドデザインとcoherent configurationとの関係の研究,特にtightなユークリッドt-デザインの構成,分類問題に努力を集中して研究を行った球面上の良い有限集合およびユークリッド空間内の良い有限集合の研究が主目的であり、特に球面上のt-デザインかつs-距離集合で、tが2sに近くなるものの分類が当面の目標であった。坂内悦子との共同研究において,antipodalでかつt≧2s-3であるものはQ-polynomialアソシエーションスキームの構造を持つことの証明に成功し、論文に纏めた。またユークリッドt-デザイン、特にtightなものの研究を継続し、坂内悦子・平尾・澤との共同研究では、tightなユークリッドt-デザインの定義を明確にした。その後の坂内悦子との一連の共同研究において、2つの球面上のtightな4-デザイン、あるいはtightな5-デザインおよびtightな7-デザインの分類も条件付きではあるが望ましい形で結果を得る事が出来た。もう-つの著しい成果は、球面上の良いt-デザインにアソシエーションスキームが関係しているというDelsarte-Goethals-Seidelの有名な結果の類似として、ユークリッド空間内の良いユークリッドt-デザインにcoherent configurationの構造が入るということの証明に成功した。現在tightに限らないこれらの良い構造を持つユークリッドt-デザインの分類問題に取り組んでいる。またこれら一連の最近の研究を解説するsurvey paperも書き上げた。他方、ラマヌジャンτ関数の値は決して0にならないという整数論におけるLehmerの予想と球面上のデザインと間に密接な関係があることをVenkov達が見いだしていた。Lehmer予想自体は難しく解決までにはまだ多くの困難があるが、三枝崎との共同研究において、類似のより簡単な場合には類似の結果が証明出来ることに成功した。現在この結果を種々の方向に拡張すべく研究を進展中である。球面上の良い有限集合およびユークリッド空間内の良い有限集合の研究が主目的であり、特にtight t-デザインおよびそれに近いものの分類が当面の目標であった。坂内悦子との一連の共同研究で、2つの球面上にのっているtight t-デザインの分類についてt=4, 5, 7の場合に結果を得てそれらを論文に発表していたが、本年度は新しくt=9の場合に完全な結果を得ることが出来た。ここで用いた方法は他のより大きなtに対しても拡張可能であることを示唆している。なお、t=6の場合は完全な分類へ向けて努力中であるが、22次元におけるひとつの新しい例を見いだした(坂内悦子および重住淳一との共同研究)。これらの考察においては、球面上の良いt-デザインにアソシエーションスキームが関係しているというDelsarte-Goethals-Seidelの有名な結果の類似として、ユークリッド空間内の良いユークリッドt-デザインにcoherent configurationの構造が入るということがその基礎にあり、現在tightに限らないこれらの良い構造を持つユークリッドt-デザインの分類問題に取りも組んでいて、特にt=4の場合に新しい成果を得た(坂内悦子との共同研究)。他にreal hyperbolic spacesにおけるt-デザインの定義を得ることに成功した。ラマヌジャンτ関数の値は決して0にならないという整数論におけるLehmerの予想と格子のshellとして得られる球面上のデザインと間に密接な関係があることをVenkov達が見いだしていた。Lehmer予想自体は難しく解決までにはまだ多くの困難があるが、三枝崎剛との共同研究において、2次元の2つの格子の場合に類似の結果を得ることに成功した。

またその拡張にも成功し、さらにV. Yudinを含めた共同研究においてそれらの結果の一部に対してmodular formを用いないelementaryな証明を得ることも出来た。球面上あるいはユークリッド空間内の良い有限集合の研究が主目的であり、特にtight t-デザインおよびそれに近いものの分類が当面の目標である。2つの球面上にのっているtight t-デザインの分類についてt=5,7の場合に完全な結果を得ていたが、新しくt=9の場合に完全な結果を得、論文として投稿した(いずれも坂内悦子との共同研究)。ここで用いた方法は他の大きなtに対しても拡張可能であることを示唆しており、現在部分的成功を修めている。なお、t=6の場合は完全な分類へ向けて努力中であるが、22次元におけるひとつの新しい例を見いだした論文を投稿しacceptを得た(坂内悦子および重住淳一との共同研究)。球面上の良いt-デザインにアソシエーションスキームの構造が入るというDelsarte-Goethals-Seidelの有名な結果の類似として、ユークリッド空間内の良いユークリッドt-デザインにcoherent configurationの構造が入るということがその基礎にあり、現在tightに限らないこれらの良い構造を持つユークリッドt-デザインの分類問題のt=4場合に新しい成果(坂内悦子との共同研究)を論文に発表した。他に実双曲空間におけるt-デザインの定義を得ることに成功し、その概念とQ-多項式スキームにおけるrelative t-デザインとの関係を明確にし、論文を投稿した。ラマヌジャンτ関数の値は決して0にならないという整数論におけるLehmerの予想と格子のshellとして得られる球面上のデザインと間に密接な関係があることをVenkov達が見いだしていた。Lehmer予想自体は難しく解決までにはまだ多くの困難があるが、三枝崎剛との共同研究において、toy modelと呼ぶ2次元の格子の場合に類似の結果を得て論文に発表し、またその種々の拡張についても研究を進めている。
トラブルの未然防止への情報獲得とその共有・活用に関する研究

生じた事への批判は誰でもできる。大事なことは重大トラブルの未然防止をいかに図るかである。トラブル未然防止への指針と安全性・信頼性確保への基本的考え方とその方法を以下の四つの視点より考察した。1.未然防止へのシステム構築と組織管理要因の検討:未然防止への7つのステップとそのシステムを構築・提案し、これらを支える組織風土として次の七項目の重要性を示した。(1)安全第一・品質第一とする経営姿勢、(2)問題をオープンにしうる企業体質、(3)変化への対応、(4)情報共有とコミュニケーション、(5)互いに信頼しえる組織、(6)倫理と技術と教育、(7)CSRの実践。2.ストレス-故障メカニズム-故障モードの検討とその情報共有:「予測できないものは未然防止できない」。この視点から未然防止を行うためには。(1)予測しようとすること、(2)如何に効率的に重要トラブルを予測しうるか、の二点がポイントとなる、(1)は如何にすぐれた企画、設計であっても、そこに潜むリスクの検討を義務づける。(2)はFMEAを部品→ストレス→故障モード→故障頻度のデータベースに基づき、実施することが効果的であることを示した。3.未然防止へのフェイルセーフ・エラープルーフの活用:経時劣化による故障に対し安全対策が急務となっている。この対応として、フェイルセーフを検討した。また、人間の情報処理過程をモデル化した情報処理モデルを再考し、ヒューマンエラーの発生メカニズムを検討することにより、エラーの種類に準じたエラープルーフの方法を検討した。4.ITを用いた状態監視保全とその理論的考察:大型プラントなどのシステムの安全性の確保とトラブルの未然防止には、状態監視保全が有用となる。本研究ではこのような状況下、状態監視保全の理論的な考察を行った。その結果、状態監視を行う複数個のモニターの観測値が独立な場合、状態監視保全における最適方策がMonotone Procedureにて与えられるための必要十分条件が導出された。本研究はトラブルの未然防止への方法論と理論的考察を目的とし、特に本年度は下記の3項目に関し検討を行った。1.無線ICタグを用いた状態監視保全無線ICタグを用いた状態監視保全の配置法・論理診断・意思決定法に関し、最適性に関する理論的検討行った。円形範囲を監視しうるICタグによる多重配置構造においてk-out-of-n論理構成が最適となる十分条件を導出しえた。また、無線ICタグキットと制御用PCを購入し、劣化診断の余寿命把握の可能性を検討した。2.ストレス-故障メカニズム-故障モードの体系化とその情報共有故障の根本となる発生原理・法則に焦点をおきストレス-故障メカニズム-故障モードの体系化を試みた。3.フェイルセイフ・フールプルーフの体系化(1)フェイルセイフ・フールプルーフデザインの体系化への事例収集フェイルセイフ・フールプルーフデザインの具体的事例を収集し、8つの対策原理(1)排除・(2)代替・(3)誘導補助・(4)意識集中・(5)異常検出・(6)複雑化・(7)影響吸収・(8)影響緩和を導出し、ユーザの情報処理段階(作業のステップ)ごとに有効となる上記の8つの原理の具体的考え方・方法およびその具体例を整理分類した。(2)ユーザの作業状態を考慮した対策原理の組合せの検討

ヒューマンエラーの種類は、人間の情報処理段階:知覚・認知・判断・実行の各段階の機能が働いているか否かにより異なる。これらの機能の有無を考慮し、これに対処しうるためのフールプルーフの対策原理の組合せを検討した。これにより一つの対策のみのフールプルーフの有効性9.6%が、組み合わせを行うことにより93.3%へ向上することが判明した。次の3項目を中心に研究を行った。n個のセンサーからなる状態監視保全において、k-out-of-n論理構成が最適方策となる為の十分条件を検討し、真のシステムの状態とモニターの表示との条件付確率を従来研究の十分条件を拡張し、より緩い条件下での最適性を保証した。B.ストレス-故障メカニズム-故障モードの体系化とその情報共有ストレス-故障メカニズム-故障モードのデータベースを充実すべく、新たに文献調査を行い、データベースの充実を図った。また、これと並行し、発生原理・法則が未知のものに対する文献調査および専門家からの情報提供を仰いだ。C.フェイルセイフ・フールプルーフの体系化ヒューマンエラーにおけるSRK-モデルと人間の情報処理モデルとの関連性を明らかにし、ラプス・スリップ・ミツテイクの3つのエラーモード各々に対するフールプルーフへの8つの対策原理(1)排除・(2)代替・(3)誘導補助・(4)意識集中・(5)異常検出・(6)複雑化・(7)影響吸収・(8)影響緩和の具体的方法を完成させた。トラブル未然防止への7ステップとそのシステムステップ1未然防止への動機付きステップ2リスクの事前抽出ステップ3リスクの事前評価ステップ4リスク評価後のアクションステップ5万一への事前対策の策定ステップ6未然防止の仕組みの改善ステップ7安全文化の確立を提唱し、特にステップ2およびステップ4における情報獲得とその共有・活用に重点を置き、以下の検討を行った。・原子力プラントにおけるヒュマンエラーのインシデント解析に基づき、リスク事前抽出への管理要因ならびに組織要因の検討を行った。この結果として、49項目の管理要因着眼点を得た。・漏れのない故障モードの抽出を目的に、材料・部品・ユニット・システムに区分・層別したもとでの故障モードの抽出法の検討を行った。これにより、材料の物理的・化学的変化による故障モードが部品の故障モードの原因となるなど、データベース化すべき故障モードは限定されることが明らかになった。・人間行動のパターンをSRKモデルにより記述し、これに知覚-認知-判断-行動の4ステップの情報処理モデルを併合し、人間のエラーのメカニズムの解析を試みた。また、これに基づくエラープルーフを検討した。
軟骨の発生に関与する遺伝子群の同定に関する研究

生体での骨形成過程の一つである内軟骨性骨化では、まず始めに未分化間葉系細胞が凝集して軟骨が発生する。この後に一連の軟骨分化を経て石灰化軟骨が骨へと置換されていく。これら、軟骨分化は厳密に制御されているがその調節機構はいまだ不明である。そこで、骨格発生に関わる新規遺伝子群の同定のため、多分化能をもつマウス胎仔線維芽細胞株C3H10T1/2を用いてサブトラクション法を行った。C3H10T1/2細胞は高密度培養系においてTGF-beta添加により軟骨細胞へと分化することが知られている。そこで、TGF-beta添加後6時間、および非添加のC3H10T1/2細胞からmRNAを抽出し、プロダクションガイドにのっとって両細胞間でサブトラクションを行った。得られた種々のcDNAクローンはドットブロット法により発現量に著明な差があるものをスクリーニングし、それらの部分塩基配列を決定した。塩基配列の決定の結果、未知の配列をもつcDNAクローンについて、5′-および3′-RACE法により全塩基配列を決定した。この新規遺伝子はコラーゲン様配列をもつことから、colagenous repeat-containing sequence of 26kDa(CORS26)と名付けた。発現解析は、生後マウスの組織を用いたノーザンブロット法、マウス胎仔切片を用いたin situ hybridization法、マウス由来細胞株を用いたRT-PCR法で行った。また、CORS26遺伝子の機能を推定するために同遺伝子をC3H10T1/2細胞に導入し影響を調べた。軟骨内骨化による長管骨の形成において、重要なステップ一つである軟骨発生に関与する遺伝子群を明らかにする目的で研究、検討を行った結果、以下の実績を得た。1)未分化間葉細胞から軟骨細胞への初期分化を制御する遺伝子群の同定:軟骨芽細胞用細胞株N1511は10%牛胎仔血清を含むαMEM培地にて培養すると、未分化間葉系細胞の形質を発現した。すなわち、I型コラーゲンmRNAを発現しており、IXコラーゲンmRANを発現していない。一方、この基礎培地に10^<-7>Mの副甲状腺ホルモンと10^<-6>Mのデキサメサゾンを添加して培養することにより、I型コラーゲンの発現低下、IX型コラーゲン、II型コラーゲンの発現が上昇しはじめ、アルシアンブルーいて濃染される軟骨結節が出現した。そこで、未分化な状態の細胞由来および軟骨分化した細胞由来のmRNAを調節しsubtraction法により軟骨特異遺伝子の同定を試みた。この結果、数種の遺伝子の部分配列が判明した。このうち、「1511col」遺伝子は予想されるアミノ酸配列にGly-X-Y構造を持つコラーゲンの一種であることが判明した。2)軟骨初期分化を簡便に判定するためのN1511-XI-GFP細胞の作成:GFPレポーター遺伝子をXI型コラーゲンの軟骨特異プロモーター下に連結したcolXI-GFPをN1511細胞に導入し、軟骨初期分化を簡便に判定するための細胞株(N1511-GFP)を作成した。本細胞株は副甲状腺ホルモンおよびデキサメサゾン添加培養にて培養することで、48時間以内にGFPの発現が上昇した。とくに軟骨結節部分での発現が顕著であった。

そこで、TGF-beta添加後6時間、および非添加のC3H10T1/2細胞からmRNAを抽出し、プロダクションガイドにのっとって両細胞間でサブトラクションを行った。得られた種々のcDNAクローンはドットブロット法により発現量に著明な差があるものをスクリーニングし、それらの部分塩基配列を決定した。塩基配列の決定の結果、未知の配列をもつcDNAクローンについて、5'-および3'-RACE法により全塩基配列を決定した。この新規遺伝子はコラーゲン様配列をもつことから、collagenous repeat-containing sequence of 26kDa(CORS26)と名付けた。発現解析は、生後マウスの組織を用いたノーザンブロット法、マウス胎仔切片を用いたin situ hybridization法、マウス由来細胞株を用いたRT-PCR法で行った。また、CORS26遺伝子の機能を推定するために同遺伝子をC3H10T1/2細胞に導入し影響を調べた。
生命危機を伴う先天性疾患児の親のための危機を乗り越えるレジリエンス強化プログラム

本研究の目的は、先天性疾患をもつ子どもをもつ親のレジリエンスを明らかにし、レジリエンスを強化するアプローチプログラムを検討することである。先天性疾患をもつ子どもの母親を対象に困難な状況と前向きな対処に関する半構成面接を行い、質的帰納的分析を行った。面接内容からGrotberg(1995)、Hiew(2000)のレジリエンス4要因("I can","I have","I am","I will")に関する内容を抽出した。分析の結果、母親から多様なレジリエンス要因を見出すことができ、対処を語る過程が母親に自身のレジリエンス要因を認識できる好機になっていた。先天性内臓疾患の子どもをもつ親のレジリエンス強化プログラムの検討を目的に、文献検討では、レジリエンスおよびに先天性疾患の子どもと親に関する国内外の文献を研究補助者の協力によって検索・収集した上でデータベースを作成し、同時に研究代表者・分担研究者・連携研究者による文献内容の読みあわせと分析を行っている段階である。アメリカおよびカナダでの研究および実践報告に関する情報収集は、札幌での日本心理学会に出席し、参加されていた研究者との交流によって行うことができた。分担研究者は、内臓奇形による長期中心静脈栄養法施行の子どもの親を対象に行った面接調査データをレジリエンスの視点で内容分析を開始した。また、今年度予定していた内臓奇形の子どもの親を対象とした面接調査は、研究フィールドとの調整および倫理委員会の手続きの変更から、今年度の実施について研究メンバーで議論した結果、来年度の早期に倫理委員会に申請し、承認が得られ次第、面接を開始するように研究計画を変更した。次年度以降の研究計画に活用する目的で、オーストラリアで開発された親に対する教育プログラムの研修に連携研究者1名が参加し、今後の親支援プログラムを作成するうえでの有効な情報を収集することができた。また、面接調査の担当者の模擬面接をビデオ撮影し、研究者で面接場面の統一を図るようにした。次年度の面接調査後の分析に活用する目的で質的データの分析ソフトを購入したので、分担研究者1名がソフトの使用方法に関する講習会に参加し、ソフトの活用可能性の見極めおよび手技の修得を行った。それぞれの研修成果は、伝達報告によって研究メンバーの共有を図った。先天性内臓疾患の乳幼児を持つ親のレジリエンス強化プログラムを検討するために、今年度は乳幼児期の先天性疾患児の親を対象とした面接調査を実施し、レジリエンスの具体的内容と構成を明らかにすることを目的とした研究を進めた。まず、第一に、口唇・口蓋裂の乳幼児の親を対象とした面接調査を分担研究者(新田紀枝)と研究協力者の看護師によって行い、面接データから逐語録を作成し、分析した。第二に、先天性心疾患の乳幼児をもつ親の面接調査は、連携研究者(仁尾かおり)と研究協力者によって、対象者の自宅や公的施設において行い、面接データを収集し、現在17名の面接を終了した。面接データの逐語録作成の段階まで進める予定であったが、面接調査の費用が想定よりも高額になったために、逐語録は次年度に行うことに変更した。先天性内臓疾患として、先天性胆道閉鎖症の乳幼児の親の面接調査の研究計画を予定しているが、フィールドの研究協力者と倫理委員会への申請の都合で、面接調査は次年度に変更した。また、レジリエンスおよび家族に対する研究の情報を収集するために、学会に参加した。研究結果の分析に役立てるために、分析ソフトの研修に連携研究者1名を参加させ、研究メンバーの分析能力の向上を図った。今後は、すべての調査結果が揃った段階で、レジリエンス強化プログラムに関する検討を進めるとともに、各面接結果は分析したうえで、学会で発表するための準備を行う予定である。先天性内臓疾患の子どもをもつ親のレジリエンス強化プログラムの検討を目的に、先天性心疾患の乳幼児と学童をもつ親17名、口唇口蓋裂の乳幼児をもつ親15名のレジリエンスに関する面接データをGrotberg (1995)・Hiew (2000)の"I can"、"I am"、"I have"および"I will"の枠組みで内容を抽出し、研究者間で一致を図り、信頼性を保った。先天性心疾患グループでは、250コードから、78サブカテゴリー、19カテゴリーに分類できた。"I can"では子どもの病気という現実の受け止めや将来の希望など2カテゴリー、"I am"では自分の役割や遂行力を自覚する要因の6カテゴリー、"I have"では周囲の人からの理解ある支援や情報提供の11カテゴリーがあげられていた。この研究成果は、2011年6月の第10回国際看護学会で発表するための演題登録を行った。また、口唇口蓋裂グループでは、56サブカテゴリー、10カテゴリーに分類できた。

"I can"では子どもの病気への種々の対処行動の3カテゴリー、"I am"では子どもの存在を肯定的受け止めができること等の3カテゴリー、"I have"では周囲の人たちからの有益な支援や情報提供の3カテゴリー、"I will"では治療や育児に対する強い意志の2カテゴリーがあげられていた。この研究成果は、2011年6月の日本家族看護学会第18回学術集会で発表するための演題登録を行った。先天性消化管疾患の乳幼児をもつ親5名の分析データと上記2つの研究グループの分析データを基に、レジリエンスを促進するアプローチについて検討を行った。面接した母親のデータからは、疾患に限らず多様なレジリエンス要因が見出せた。また、その内容は、疾患の違いがあっても似通っており、共通する項目も多かった。面接によって母親自身の対処や努力を語ることから、今まで意識していなかったレジリエンス要因を母親自身が気づくことや再認識できたことも述べられた。以上から、母親に分析結果をフィードバックすること、不足してしる支援を検討することが有効であると考えられる。
酵素によるビタミンB_<12>補酵素の構造認識と補酵素機能の発現

1.酵素によるビタミンB_<12>補酵素のヌクレオチド部の構造認識と補酵素機能の発現B_<12>補酵素(アデノシルコバラミン;AdoCbl)の下方配位子のリボ-ス部を26個のメチレン鎖で置換したアナログ、及びトリメチレン体の5,6ージメチルベンズイミダゾ-ル(DBI)部をイミダゾ-ル(Im)で置換したアナログを合成し、ジオ-ルデヒドラ-ゼを用いて補酵素機能を調べた。その結果、DBI部とリン酸部の連結鎖長が天然型に近いトリメチレン体とテトラメチレン体アナログはAdoCblのそれぞれ59%及び50%の活性を保持していたが、連結鎖がこれより長くなっても短かくなっても活性は失われ、酵素との親和性も低下することが分かった。従って、リボ-ス部はDBI部を適切な距離と方向に保つスペ-サ-としての役割を果たしていると考えられる。Ado型のImトリメチレン体は、初速度でみると8.2%の活性を示したが、反応中に天然補酵素の400倍以上も高い確率で酵素の不活性化を引き起こした。従って、AdoCblのDBIのジメチルベンゾ部分は、補酵素機能発現に重要であるばかりでなく、反応中間体の安定化を通じて酵素の不活性化を防止する役割も果たしていると結論される。2.ジオ-ルデヒドラ-ゼ遺伝子のクロ-ニング<Klebsiella>___ー<oxytoca>___ーATCC8724のゲノムDNAより、ゲノムDNAライブラリ-を調製した。ジオ-ルデヒドラ-ゼの部分アミノ酸配列より予測された塩基配列を持つ50merの合成オリゴDNAをプロ-ブとして、このゲノムDNAライブラリ-をスクリ-ニングし、約4,000クロ-ンより11個のハイブリダイゼ-ションポジティブクロ-ンを単離した。これら11個のクロ-ンをグリセロ-ルおよび1,2ープロパンジオ-ルを炭素源とする培地で好気培養した後、酵素活性を測定したところ、2個のクロ-ンが<K.>___ー<oxytoca>___ーATCC8724に匹敵する高い比活性を示した。
寒冷地帯におけるイネ低温順化反応性に関する育種学的研究

温帯や寒帯地域の多くの越冬性植物は、弱い低温に曝されることで生理的・発育的変化が誘導され、耐凍性を獲得する。この機構は低温順化反応と呼ばれ、コムギやオオムギなどでは越冬性を支配する重要な農業形質の一つである。本研究では、イネ低温適応機構の解明を目的として、これまで厳密に評価されてこなかったイネの低温順化反応性に着目し遺伝解析を行うとともに、寒冷地帯での適応的意義と新たな育種形質としての農業的価値について評価を行った。低温ストレスはイネの生育期間全般にわたり様々な傷害を引き起こし、栽培地域を制限する最大の要因の一つである。特に、世界の稲作の北限地帯の一つである北海道は、冷涼な気候と短い生育期間によって引き起こされる低温傷害が最大の制限要因となっていたが、19世紀後半から現在に至るまで絶え間ない育種努力と栽培技術の改良により、現在の稲作体系が確立された。栽培イネの北海道への適応は、近代育種以前の長い進化的な遺伝変異の蓄積と近代の人為的選抜や交雑育種により、わずか100年の間に達成されており、作物進化の歴史上極めて興味深い事例と考えられる。しかしながら、栽培イネの進化過程の中で、低温抵抗性の遺伝的変化がどのように北方適応や北海道品種群の成立に寄与したかについては不明な点が多い。本研究では、寒冷地帯におけるイネ低温適応機構の解明を目的として、これまで厳密に評価されてこなかった低温順化反応性に着目し、遺伝機構を明らかにするとともに、稲作北限地帯である北海道において適応的意義と新たな育種形質としての農業的価値を評価することを目的としている。本年度は、栽培および野生イネ57系統に加え、多数の北海道系統を用いて、幼芽期および幼苗期における順化および無順化条件下での低温抵抗性に関して系統評価を行った。栽培イネに関しては、幼芽期と幼苗期ともに順化および無順化条件下で日本型-インド型間に明瞭な遺伝的分化が存在することを明らかにした。また野生イネに関しては、幼芽期と幼苗期ともに順化後の低温抵抗性に関して地理的クラインが存在し、順化反応性が適応性に関連することを明らかにした。無順化条件下での幼芽期低温抵抗性QTL、qCTP11に関しては大規模分離集団から組換え体を選抜し、QTL領域の絞り込みを進めた。さらに北海道品種の持つ低温適応性に関わるQTLをゲノム全域で検出するため、北海道在来品種A58と北海道品種と高い親和性を示すインド由来のインド型品種I-33(Surjamkhi)との交雑より組換え自殖系統(A58×I-33 RILs)を育成し、分子マーカーを利用してゲノム全域での連鎖地図の作成を進めた。本年度は、低測順化反応性に関して北海道在来品種(A58)とインド産野生イネ(W107)の組換え自殖系統を用いて、順化条件下での幼芽期低温抵抗性についてQTL解析を行い、無順化条件下での低温抵抗性とは異なる2つのQTLを同定することができた。無順化条件で同定した幼芽期低温抵抗性QTL(qCIP11)については、約4500個体の分離集団を用いてファインマッピングを行った。また北海道の主要品種の一つである「ほしのゆめ」とA58の交雑集団を用いた解析から、「ほしのゆめ」がqCIP11領域にW107と同じ低温感受性の対立遺伝子を持つことを明らかにした。

特に、世界の稲作の北限地帯の一つである北海道は、冷涼な気候と短い生育期間によって引き起こされる低温傷害が最大の制限要因となっていたが、19世紀後半から現在に至るまで絶え間ない育種努力により、現在の稲作体系が確立された。しかしながら、栽培イネの進化過程の中で、低温抵抗性の遺伝的変化がどのように北方適応や北海道品種群の成立に寄与したかについては不明な点が多い。本研究では、これまで厳密に評価されてこなかった低温順化反応性の育種的意義を評価するとともに、寒冷地帯におけるイネ低温適応の遺伝的機構を解明することを目的としている。これまでに、低温抵抗性を示す北海道在来品種A58と低温感受性を示す野生イネ系統W107との組換え自殖系統を用いて同定した幼芽期低温抵抗性QTL(qCTP11)について、約4500個体の分離集団を用いてファインマッピングを行った。その結果、qCTP11を約12kbの領域に絞り込むことができた。「日本晴」ゲノム配列に基づくアノテーションでは5つの遺伝子が予測されている。しかしながら、候補領域を含む約11.5kbの配列と98%の相同性も持つ配列が、同じ染色体上の下流約900kbで重複する。また部分的な相同性を持つ配列も複数存在することが明らかとなり、Wl07の候補ゲノム領域の特異的増幅や発現解析が困難であった。そこでW107と同様に感受性の対立遺伝子を持つことが明らかとなっており、比較的配列決定が容易なジャポニカ品種である「ほしのゆめ」を用いて塩基配列の比較を行った。今後、候補領域約12kb内に存在する6つの組換え体を用いてさらなる領域の絞り込みを進め、原因配列の特定を行う。
レーザー衝撃波カテーテルを用いた脳血管攣縮治療法の開発

本年度は、脳血管内での衝撃波照射を前提にし、1.血管内照射に適した衝撃波発生装置の作成、2.模擬物質モデルを用いた衝撃波の伝播動態解析、3.動物実験(正常ウサギ頚動脈血管に対する衝撃波の影響を検討した。1.について、昨年度までは衝撃波発生装置の基礎構造として、カテーテル内での水中ホロミウムYAGレーザー照射を利用していたが、カテーテル内に導入することを考慮した場合、通常ウレタンで加工されているカテーテルでは十分な熱耐性を持たないため、耐久性、安全性の問題点があった。そこで、レーザー照射部を金属管で被覆する方法を考案し、その目的に適した金属の選定を行った。その結果、金、タングステン、モリブデンに有効性が認められた。今後、さらなる検討を進め、血管内で安全に衝撃波を発生可能なカテーテルの開発を進める予定である。発生過剰圧に関しては、現存のシステムで約15MPa程度の圧発生が可能であるため、十分であると考えられた。2.については、レーザースペックル干渉法を用いて、金属、ならびに扁平骨に衝撃波を照射した際の被照射体における歪みの可視化に成功した。今後、軟部組織模擬物質において衝撃波を照射した際の被照射体における歪みの時間-空間的分布や、衝撃波の強さや照射条件などのよる被照射部での血管径の差異を比較しそれらを総合的に評価することで、衝撃波照射後の血管反応性が解析可能になるものと考えられた。3.について、ウサギの頚動脈に対して既に開発した顕微鏡手術対応型衝撃波発生装置を用いて、外部からの衝撃波照射(約5MPa)を照射し、形態変化を計測したが、明らかな変化を認めることはできなかった。今後は、1.で開発中の衝撃波発生装置を用いて、血管内から衝撃波を照射し、血管造影を用いた形態的評価法、組織学的手法を併用して、さらに検討を進める予定である。
不均一性をもつ双安定な反応拡散方程式における局在解のダイナミクスの解明

3変数の双安定反応拡散方程式における空間局在解(パルス解やスポット解)のダイナミクス、およびそのメカニズムを分岐理論の観点から明らかにする。平成30年度は、パルス解のダイナミクスを解析するため、元の3変数反応拡散方程式から低次元系への縮約を行った。特に、パルス解の2つの界面が十分離れており、かつ非常にゆっくり運動するという仮定のもとで、パルス界面の運動を記述する4次元の常微分方程式を導出した。得られた縮約方程式に対してパラメータを変えながら数値計算を行うことで、定常パルス解が不安定化し、安定な脈動パルス解、進行パルス解、脈動進行パルス解が現れることを明らかにした。さらに線形安定性解析や、分岐解析ソフト等を援用することで、これらの解の大域的分岐構造も明らかにした。また、数値計算の結果、パラメータにジャンプ型の空間非一様性がある場合には、これまで知られていなかった振る舞い(ジャンプ点付近にトラップされる振動パルス解)が現れることが分かり、その安定性や分岐構造などを調べた。これらの成果は、7月に北海道で開催された国際研究集会、および3月の日本数学会2019年度春季総合分科会において口頭発表した。また、これに先行して欧文学術誌に投稿していた2変数の双安定反応拡散方程式のパルスダイナミクスに関する論文が、3月末に受理された。パルス解の振る舞いを記述する縮約方程式(4次元の常微分方程式)が得られたことで、様々な非一様性に対して数値実験を行うことがより容易になり、新たなダイナミクスの探索と解析が加速することが期待される。平成31年度には、ジャンプ型の非一様性で見られる振る舞いのより詳細な解析を進めるとともに、ジャンプ型以外の非一様性についても反応拡散方程式および縮約方程式を用いた探索を行い、3変数系における、双安定パルス解と非一様性の相互作用により誘引されるダイナミクスの包括的な理解を目指す。また、国内の研究者との共同研究も継続し、空間一様な系で見られる、3変数以上に特有の解の探索、およびその形成メカニズムの解明にも取り組む予定である。平成30年度の直接経費60万円のうち、物品購入(iMac 2台)で52万円、出張費(国内1回)で6万円を支出しており、おおよそ2万円分が残ったが、3月の出張旅費(約5万円)に足りなかったため、そちらは校費から支出することとした。今年度残った2万円は次年度の出張費に充てる予定である。
ビスマルク外交と独仏戦争―海洋問題の視角から

本研究は、ビスマルクが独仏戦争(普仏戦争)時に当時の国際海洋ルールであった1856年の「パリ宣言」を引き合いに出して交戦国フランスや中立国イギリスに対して必死に外交攻勢をかけようとしていたことを示す未公刊史料を手掛かりに、「パリ宣言」が絡む海洋問題という視角からこのときのビスマルク外交をグローバルな文脈で再検討するものである。一年目である本年度は、1関連文献の収集と先行研究の整理、2横浜とドイツでの史料調査を目標に設定した。本年度の研究実績としては、関連文献の収集に加え、横浜とドイツでの未公刊史料の収集を挙げることができる。具体的には、2018年8月にフライブルクのドイツ連邦軍事文書館、同年9月にベルリンのドイツ連邦文書館ならびにドイツ外務省文書館を訪問、そこで独仏戦争時のプロイセン・ドイツ海軍文書並びに外交文書(特にパリ宣言に関連するものと、日本を含む東アジアにおける独仏戦争の影響に関連するもの)を調査して、史料収集に努めた。また、2019年3月には横浜開港資料館を訪問、そこで独仏戦争時のアメリカ・イギリス・フランス海軍文書ならびに外交文書(特に日本での独仏双方の動向と日本の中立規定をめぐる両国の対立を報告したもの)を調査して史料収集に努め、二年目に予定されている米英仏での史料調査に備えた。これらの史料調査の結果を受けて、当初の予定にはなかったのだが外務省外交史料館と国立国会図書館を訪問、そこで関連する史資料の調査・収集に努めた。初年度に設定した目標2点(1関連文献の収集と先行研究の整理、2横浜とドイツでの史料調査)をある程度達成することができたため。次年度(本研究二年目)は、本年度に引き続き関連文献を収集するとともに、当初の予定通り、横浜での予備調査に基づき、米英仏での史料調査を行うものとする。訪問先はワシントンD.C.のアメリカ国立公文書館とアメリカ議会図書館、イギリス国立公文書館を予定しているが、フランスでは訪問先をフランス外交史料館に変更することを検討している。次年度使用額が生じた理由としては、1二年目に史料調査で米英仏の三国を2回にわけて訪問することを予定しているため、その旅費を少しでも捻出すべく、今年度の物品購入を必要最小限に留めるなどしたことや、2フライブルクでの史料複写代が、委託業者を介さず自分で複写できたことや現地で支払うことができたこともあって大幅に浮いたことなどが挙げられる。ここで生じた次年度使用額は、二年目の米英仏での史料調査の旅費に回したい。
質量顕微鏡を用いた乳癌組織の脂質解析による治療効果予測因子、予後因子の探索

(背景)乳癌において予後予測は適切な治療を選択するうえで重要である。Oncotype Dxはホルモン陽性の早期浸潤性乳癌患者を対象として10年間の遠隔再発リスクを三段階に分類可能な多遺伝子アッセイである。一方で癌細胞では脂質の新規合成が盛んで、癌の発生やその後の進展に関連する脂質代謝酵素が報告されている。Oncotype Dxのリスク分類と関連する脂質は新たな治療標的や診断に有用なマーカーとなる可能性がある。(目的)ホルモン陽性乳癌の予後を予測可能な脂質を同定する。(方法)当院で手術を受けたリンパ節転移陰性の乳癌患者のうち、免疫染色でER、PR陽性、HER2陰性6例。脱離エレクトロスプレーイオン化法による質量顕微鏡を用いて網羅的に解析を行った。ポジティブイオンモードとネガティブイオンモードで計測を行い、Oncotype Dxのリスク分類と関連する脂質を検索した。(結果)再発スコアによって異なるイオン分布を認めた。ネガティブイオンモードでm/z 327.24、m/z 345.24、m/z 587.51、ポジティブイオンモードでm/z 848.56は再発スコアの低い症例と比較し、再発スコアの高い症例で多く分布していた。(考察)再発リスクの高い症例で多く分布していた分子は乳癌の再発と関連している可能性がある。今回の4つの分子については多段階質量分析による更なる同定が必要である。今回の症例は再発リスクが高い症例が1例のみであり、症例数を増やした更なる検討が必要である。(結語)今回の質量顕微鏡解析とOncotype Dxの検査結果から、再発リスクが高い症例の癌組織において特徴的に分布する脂質を認めた。今回認められた脂質は、ホルモン陽性HER2陰性リンパ節転移陰性乳癌の再発予測因子の候補因子となる可能性がある。体内における脂質の蓄積と一部の乳癌発生には深い関連があると考えられているが、乳癌癌部における脂質組成を解析した研究が未だほとんど報告されていないため、癌部の脂質組成を解析する研究は重要な基礎データとなると考えられる。今回、我々が解析に用いる質量顕微鏡は、標本となる組織切片に細径レーザーを照射しイオン化することで、局在に含まれる分子を検出・可視化する手法であり、研究分担者瀬藤教授が開発に携わったものである。これまで彼らは、質量顕微鏡法を用いて、リン脂質、リゾPC、トリグリセリド、糖脂質、セラミドなどこれまで脂肪酸長を分離した精度での解析・可視化に成功してきた。(Sugiura et al.,Neuroscience, 2011)、(Hanada et al., Anal Bioanal Chem,2012)。平成25年度には乳癌組織検体を用いた質量顕微鏡法解析も報告しており、乳癌癌部に特徴的な脂質合成が示唆される結果を報告している。(Ide Y, et al., 2013, PLos ONE)また、日常臨床において乳癌は免疫組織学的結果に基づいた4つのサブタイプ分類によって治療方法や予後がわけて考えられるのが通常である。同じサブタイプに分類される乳癌は、類似した生物学的特性をもつが、この4つの分類では不十分で、同じサブタイプに属する乳癌でも異なる様相を呈する場合がある。そのため、治療方針決定に直結する乳癌を細分化するための新機軸が探し求められている。本年度は、目標とした「臨床検体の収集」、「サブタイプ分類別に特徴的に検出される脂質の探索」について研究を施行することができた。本年度の研究の目標は1)臨床検体の収集、資料調整方法の最適化(平成27,28年度)、2)質量顕微鏡を用いた乳癌臨床検体の網羅的解析(平成27,28年度)、3)サブタイプ分類別に特徴的に検出される脂質の探索(平成27,28年度)であった。このうち臨床検体に関しては収集を進め、凍結保存している。またサブタイプ分類別に特徴的に検出される資質の解析に関しては、ER(エストロゲン・レセプター)、PgR(プロゲステロン・レセプター)、HER2のいずれもが陰性であるトリプルネガティブ乳癌について検討し、予後との相関が認められる脂質を見いだすことができた。高度の肥満者は乳癌発症率が高いこと、肥満を伴う乳癌罹患患者の予後はそうでない者より有意に不良であること、などという疫学的事実が知られており、脂質と発癌の関係には以前より関心が寄せられていた。

また、日常臨床において乳癌は免疫組織学的結果に基づいた4つのサブタイプ分類によって治療方法や予後がわけて考えられるのが通常である。同じサブタイプに分類される乳癌は、類似した生物学的特性をもつが、この4つの分類では不十分で、同じサブタイプに属する乳癌でも異なる様相を呈する場合がある。そのため、治療方針決定に直結する乳癌を細分化するための新機軸が探し求められている。平成28年度は、1)臨床検体の収集、資料調整方法の最適化、2)質量顕微鏡を用いた乳癌臨床検体の網羅的解析、3)サブタイプ分類別に特徴的に検出される脂質の探索を目標としてきた。現時点では臨床検体の収集は終わり、質量顕微鏡による乳癌検体の網羅的解析を施行中であり、サブタイプ別の特徴的な資質の探索を行っている。高度の肥満者は乳癌発症率が高いこと、肥満を伴う乳癌罹患患者の予後はそうでない者より有意に不良であること、などという疫学的事実が知られており、脂質と発癌の関係には以前より関心が寄せられていた。体内における脂質の蓄積と一部の乳癌発生には深い関連があると考えられているが、乳癌癌部における脂質組成を解析した研究が未だほとんど報告されていないため、癌部の脂質組成を解析する研究は重要な基礎データとなると考えられる。今回、我々が解析に用いる質量顕微鏡は、標本となる組織切片に細径レーザーを照射しイオン化することで、局在に含まれる分子を検出・可視化する手法であり、連携研究者瀬藤教授が開発に携わったものである。これまで彼らは、質量顕微鏡法を用いて、リン脂質、リゾPC、トリグリセリド、糖脂質、セラミドなどこれまで脂肪酸長を分離した精度での解析・可視化に成功してきた。(Sugiura et al.,Neuroscience, 2011)、(Hanada et al., Anal Bioanal Chem,2012)。平成25年度には乳癌組織検体を用いた質量顕微鏡法解析も報告しており、乳癌癌部に特徴的な脂質合成が示唆される結果を報告している。平成29年度は、1)臨床検体の収集、資料調整方法の最適化、2)質量顕微鏡を用いた乳癌臨床検体の網羅的解析、3)サブタイプ分類別に特徴的に検出される脂質の探索を目標としてきた。現時点では臨床検体の収集は終わり、質量顕微鏡による乳癌検体の網羅的解析を施行したところ、解析困難な症例があった。原因としては保存方法や解析方法の問題が挙げられるが、他の研究での検体を用いた質量顕微鏡の解析は問題ないため、なんらかの検体の問題と考えられる。新たに採取している検体を用いて、来年度以降、サブタイプ別の特徴的な資質の探索を行う。(背景)乳癌において予後予測は適切な治療を選択するうえで重要である。Oncotype Dxはホルモン陽性の早期浸潤性乳癌患者を対象として10年間の遠隔再発リスクを三段階に分類可能な多遺伝子アッセイである。一方で癌細胞では脂質の新規合成が盛んで、癌の発生やその後の進展に関連する脂質代謝酵素が報告されている。