hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電波再配分メカニズムの理論分析、詳細設計、および現状からの移行方策の研究

近年において稀少化した電波資源(周波数帯)を既存利用者から新規利用者に効率的かつ公平に再配分するために、周波数帯の供給価格すなわち再編成時の補償金額については一定の代償(供給価格に比例する電波使用料)を負担しつつ既存利用者自身が事前に決定し、その他の事項については価格メカニズムの機能に沿いながらすべて規制当局が決定することを主眼とする新しい電波の再編成システム(EMM:extendedmarketmechanism)を提案し、その機能・含意について検討を加えた。本年度においてはまず当初目標として設定した電波資源の利用効率化・再配分を促進のための「拡張された市場メカニズム(EMM, Extended market mechanism)」について理論分析を実施した。そのため作成した経済モデルについて下記を試みた:1.電波利用料率(r)の設定:rが時間を通じて一定水準に固定されるケース、rが時間等の関数として設定されるケースの双方を考えた。2.電波利用に関する技術進歩(以下T)の有無:a. Tが存在しない静的環境、およびb. Tが存在する技術進歩環境の双方を考えた。3.電波利用における外部性(E,チャンネル統合の利益)の有無:地域間あるいは周波数帯間のチャンネル統合に規模の経済が存在することが多いが、分析が極度に困難にならない限度で、外部性Eの導入を試みた。この成果は、国際学会International Telecommunications Societyの東京大会で発表している。(項目11.研究発表「学会発表」、Oniki[224])。またこれに加え、本年度においては、日本においてEMMの前提となる周波数オークション、広帯域アクセス網建設の政策問題が検討されたので、これらの問題に関する研究を実施した。内容としては、海外における周波数オークションの実施状態の調査・分析に加え、日本での落札価格の推定と、日本において周波数オークションを実施する際に必要となる検討項目を示したことである。これらの成果を学会・シンポジウム等で発表した(同上、鬼木[223,225229])。本研究計画の主な対象は[電波再配分メカニズム(EMM)」であるが、本年度においては日本において(EMMの前提条件である)電波オークションの導入方針が確定し、本研究代表者は総務省「周波数オークションに関する懇談会」のメンバーとしてオークション制度骨子の策定に参加した。このため本年度においては、本研究の重点を電波オークション導入に際して生ずる諸課題の分析・検討に置き、下記のように論文作成、学会発表等をおこなった。(1)電波オークション導入時に検討すべき多数の課題について、諸外国の経験を参考にした上でこれを列挙・概観し、それぞれについて「望ましい選択肢」を指定してその理由を述べた(鬼木[231-(2)])。(2)オークション導入時においては、導入前に(無料に近い条件で)電波割当を受けている既存事業者と、導入後に(市場価格を支払って)電波割当を受ける新規事業者との間に大きな不公平を生じ、産業成長の要件である公平・オープン競争環境が成立しない。この問題についてミクロ経済原理を適用した「イコール・フッティング方策」を提案し、その効果を説明した(同[231-(5),233])。(3)周波数再編成を実施する際の理論的根拠として、利用中の周波数帯にかかる(最低)供給価格、(最高)需要価格等の概念を導入し、再編成実施のための厚生条件と実現可能性条件を示した(同[234])。(4)プレミアム周波数帯(700/900MHz帯)について、「無線ブロードバンド」の成長を加速し、かつ国民共有資産である電波収入の正当な分配を実現するため、同周波数帯にオークションを適用する必要性を述べた(同[232,233,235])。(5)オークション導入のための電波法改正案(2012年3月)の内容を解説し、改良点を指摘してその理由を述べた(同[236,237])。(1)本プロジェクトの主要目的は、電波資源の利用効率化・再配分を促進するために本研究代表者が提案している「拡張された市場メカニズム(EMM, Extended Market Mechanism)」の研究を展開・深化させることである。同EMMについて論文「周波数再編成(利用変更・移転)のエコノミクスIIー新システム(EMM)による再編成加速の提案」を刊行した(下記項目13.研究発表[雑誌論文]第1および第3、同[学会発表]第4):近年の技術進歩によって電波利用が急増し、需給逼迫から周波数帯の再編成の加速、すなわち「余裕のある電波利用の縮小・終了と、必要度の高い利用目的への転用」が望まれている。本論文はこの問題の解決に資するため、周波数帯の供給価格すなわち再編成時の補償金額については一定の代償を負担しつつ既存利用者自身が事前に決定し、その他の事項については価格メカニズムの機能に沿いながらすべて規制当局が決定することを主眼とする新しい電波の再編成システム(EMM)を提案し、詳細点について検討を加えた。単純ケースである電波の専用に加え、電波の共同利用(コモンズなど)、電波の専用・共同の混合ケース(移動通信、放送など)についてのEMMの適用方策を考察した。

さらに、利用中電波ブロックが分割・再編成される場合の方策を提案し、また複数の将来時について電波価格が表示される場合の先物オークション等についてEMMを拡張した。(2)なお本年度はこれに加え、電波有効利用に関する発表・講演をおこなった。(a)携帯電波利用にスマート料金制度を導入することを提案し(下記項目13.研究発表[学会発表]第1)、(b)電波オークションの経済的含意を解説し(同第2)、(c)移動通信分野における事業者提携・合併の事案について競争・分配の観点から発言し(同第3)、(d)放送事業の将来予測をおこなった(同第5)。「研究目的:オークション導入時の選択肢とその検討」について、鬼木[231-(2)](30pp.)において詳細に記述・説明している。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)本年度日本における周波数オークション導入が進行する場合は、「オークション実施細目の検討」がおこなわれると考えられるので、その内容とりわけ「イコール・フッティング方策提案(鬼木[231-(5)、236])」の改良を試みる。(2)併せて前年度から進行中の「電波再配分メカニズム(EMM)」内容の研究成果を論文にまとめて発表する。
炎水界面反応による有機化合物の還元反応

申請者の考案した炎水界面反応を利用して、本年度は酸水素炎による次の2種の還元反応の開発研究を行った。1、炭素・炭素二重結合のヒドロカルボキシレーション末端二重結合の内側の炭素にカルボキシル基を導入できる有意義な反応である。まず反応溶液の冷却効率が高く、また炎と溶液の接触面積を大きくできる容器の製作を行った。条件検討の結果、基質濃度0.01Mで水素/酸素比5の時最も高収率を与えることがわかった。これらの条件で、アリルアミン、ブテニルアミン、ビニルグリシン、アリルグリシン、など約10種穎の化合物のヒドロカルボキシレーションを行い40%程度の収率で目的物を生成することが明らかになった。2、ギ酸とアンモニアからのグリシンの生成この反応を化学進化の立場から見ると、原始地球上で宇宙線や紫外線などの作用で生じる水酸ラジカルや水素ラジカルにより、生体物質の誕生以前に存在したギ酸とアンモニアから、生命を構成する基本的アミノ酸であるグリシンが合成されると言う点で非常に興味深い。溶媒のギ酸濃度は1から30%の範囲で、基質のギ酸アンモニウムは0.001から0.1モル範囲で変化させ、それぞれ水素/酸素比1から5の炎でグリシンの生成条件を検討した。水素/酸素比2、ギ酸濃10%の条件でギ酸アンモニウム濃度に関わりなく高収率を与えることが明らかになった。この反応は途中で必ず還元反応の段階を経ると思われるが、反応中間体の単離には至っていない。従ってギ酸とアンモニアからグリシンが生成する反応機構についても現在検討中である。1炭素・炭素二重結今の水素添加本反応は水素拡散炎で最も効率よく進行することと、出発原料の濃度が0.1M程度の時に出発物質の二量化反応を伴わずよい収率を与えることが明らかになった。また溶媒に添加するラジカルスカベンジャーについてはギ酸を30%の濃度で用いたとき最も良い結果を与えた。アリルアミンや3-ブテノイックアシドなど約10種類の不飽和なアミンやカルボン酸に対して本反応を行い20-30%の収率で水素添加された生成物を得た。2スルフィドおよびスルホキシドの脱硫水素化本反応は水酸ラジカルの寄与によりC-S結合の切断反応を行い、生じた炭素ラジカルと炎からの水素ラジカルがカップリングすることにより進行する。水素-酸素比4の酸水素炎が適当であり、また0.001Mの濃度で最も効率良く進行することが明らかになった。反応中に生じるラジカル同志の交叉カップリングを抑えるためにラジカルスカベンジャーとして40%ギ酸水を用いた。シスチン、S-メチルシステイン、メチオニンおよびそのスルホキシドを原料としてその脱硫水素化物が10-15%の収率で生成した。今後より効率のよい条件を見いだすための条件検討を行う。申請者の考案した炎水界面反応を利用して、本年度は酸水素炎による次の2種の還元反応の開発研究を行なった。まず反応溶液の冷却効率が高く、また炎と溶液の接触面積を大きくできる容器の製作を行なった。これらの条件で、アリルアミン、ブテニルアミン、ビニルグリシン、アリルグリシン、など約10種類の化合物のヒドロカルボキシレーションを行い40%程度の収率で目的物を生成することが明らかになった。2、ギ酸とアンモニアからのグリシンの生成

この反応を化学進化の立場から見ると、原始地球上で宇宙線や紫外線などの作用で生じる水酸ラジカルや水素ラジカルにより、生体物質の誕生以前に存在したギ酸とアンモニアから、生命を構成する基本的アミノ酸であるグリシンが合成されると言う点で非常に興味深い。溶媒のギ酸濃度は1から30%の範囲で、基質のギ酸アンモニウムは0.001から0.1モル範囲で変化させ、それぞれ水素/酸素比1から5の炎でグリシンの生成条件を検討した。水素/酸素比2、ギ酸濃度10%の条件でギ酸アンモニウム濃度に関わりなく高収率を与えることが明らかになった。この反応は途中で必ず還元反応の段階を経ると思われるが、反応中間体の単離には至っていない。従ってギ酸とアンモニアからグリシンが生成する反応機構についても現在検討中である。
同所移植肺腫瘍の特性解析

本研究の目的は我々が確立した同所移植ヒト肺腫瘍を用いて、腫瘍細胞特性を測定、分析、肺腫瘍の研究に適切な腫瘍モデルを提供ことである。【方法】ヒト扁平上皮癌SQ5細胞を用いて、79週齢のBalb/cヌードマウスの気管内注入による同所移植肺腫瘍を作成し、抗がん剤による肺腫瘍のアポトーシスを検討した。癌治療によく使われるpaclitaxel (6mg/ml)を用いた。Paclitaxelを調製する溶剤として広く使われる生理食塩水及び我々は新たに考案したα-Cyclodextrinを用いた。アポトーシスの検出はTUNEL法を用いた。【成果】生理食塩水と比べ、Paclitaxelがα-Cyclodextrin (10mg/ml)に良く溶けていた。マウスへの投与量は1mg/ml、12mg/kgに決めた。抗腫瘍効果を培養細胞SQ5で調べ、Paclitaxel/α-CyclodextrinとPaclitaxel/生理食塩水と有意差が無かった。生理食塩水及びα-Cyclodextrinで調製したPaclitaxelをマウスの尾静脈から1回に投与し、24時間後のマウス肺組織をHE染色した。コントロールとして未処理及びα-Cyclodextrin単独投与したマウスとした。Paclitaxel/生理食塩水を投与したマウスの肺組織に肺水腫、肺出血などが顕著であったが、Paclitaxel/α-Cyclodextrin及びα-Cyclodextrin単独を投与したマウスの肺組織には肺出血は僅かであった。α-Cyclodextrinでpaclitaxelの調製はより適切であったことが示唆された。Paclitaxel/α-Cyclodextrinを担がんマウスの尾静脈から投与し、24時間後にマウス肺組織を回収し、腫瘍細胞のアポトーシスを検討した。同所移植したSQ5肺腫瘍のapoptosis indexはコントロール腫瘍と比べ、有意差がなかった。これは以下のことが考えられる。1)SQ5培養細胞は良くpaclitaxelに反応するが、動物移植腫瘍では腫瘍の塊には届いたpaclitaxel量が少なかったと考えられる。腫瘍の血液供給やpaclitaxelの代謝が関わっている可能性があると予想される。2) SQ5培養細胞では添加したpaclitaxelが常に腫瘍細胞と接触し、作用することが予想されるが、動物移植腫瘍ではpaclitaxelが血液循環に運ばれて、腫瘍塊に作用する時間が少ないと予想される。今後担癌マウスにpaclitaxelのトータル投与量や注射回数を増やし、paclitaxelによる肺腫瘍の治療効果を調べる必要性がある。「材料・方法」1)同所移植肺腫瘍の作製:ヒト肺腺癌A549細胞及び扁平上皮癌SQ5細胞を(1×10^7個)マウス気管内に注入し、同所移植ヒト肺腫瘍を作成した。肺組織をフォルマリンで固定し、HE染色した。組織切片を観察し、腫瘍の大きさ及び壊死状況を計算した。2)同所移植肺腫瘍の増殖状態の解析:担癌マウス(同所移植肺癌と皮下移植肺癌)にBromodeoxyuridine(BrdUrd,60mg/kg)を腹腔内注射し、20分後マウスを解剖し、肺腫瘍が存在する肺組織及び皮下肺腫瘍を摘出する。固定した組織切片を抗BrdUrd一次抗体で免疫染色し、BrdUrd positive細胞を増殖する細胞として計測し、同所移植肺腫瘍及び皮下腫瘍の増殖を比較した。「結果」本同所移植肺腫瘍モデルではA549及びSQ5肺腫瘍細胞の腫瘍形成率はそれぞれ最大80%、100%であった。腫瘍は左肺と比べ、右肺により多く形成(右上>右下>中肺葉)した。肺腺癌A549はマウスの肺胞から腫瘍を形成し、扁平上皮癌SQ5はマウスの終末細気管支から腫瘍を形成していた。本同所移植法による得られた肺腫瘍は大きさが様々であった。A549腫瘍では短径が20570μm,長径が70750μmの腫瘍コロニーでは壊死が起こしてなかった。A549腫瘍では短径が6805500μm,長径が80015000μmの腫瘍コロニーでは中心部に壊死があった。SQ5腫瘍では短径が40700μm,長径が70830μmの腫瘍コロニーでは壊死がなかった。SQ5腫瘍では短径が54005200μm,長径が6006100μmの腫瘍コロニーでは中心部に壊死があった。同所移植肺腫瘍の増殖を抗Brdurd免疫染色した結果、肺腺がんA549及び扁平上皮がんSQ5では細胞の種類及び移植部位によって異なる増殖パタンを示していた。「結語」本同所移植肺がんモデルは各成長段階の肺腫瘍を得られ、肺腫瘍は右肺により多く、右上>右下>右中肺葉の順に分布した。同所移植肺腫瘍の発生や分布はヒト肺腫瘍と類似していた。本同所移植肺腫瘍モデルはよりヒト肺腫瘍の特徴を反映する肺腫瘍が得られ、ヒト肺腫瘍の研究により良い動物モデルを提供することが期待される。【方法】ヒト

扁平上皮癌SQ5細胞を用いて、79週齢のBalb/cヌードマウスの気管内注入による同所移植肺腫瘍を作成し、抗がん剤による肺腫瘍のアポトーシスを検討した。癌治療によく使われるpaclitaxel (6mg/ml)を用いた。Paclitaxelを調製する溶剤として広く使われる生理食塩水及び我々は新たに考案したα-Cyclodextrinを用いた。アポトーシスの検出はTUNEL法を用いた。【成果】生理食塩水と比べ、Paclitaxelがα-Cyclodextrin (10mg/ml)に良く溶けていた。マウスへの投与量は1mg/ml、12mg/kgに決めた。抗腫瘍効果を培養細胞SQ5で調べ、Paclitaxel/α-CyclodextrinとPaclitaxel/生理食塩水と有意差が無かった。生理食塩水及びα-Cyclodextrinで調製したPaclitaxelをマウスの尾静脈から1回に投与し、24時間後のマウス肺組織をHE染色した。コントロールとして未処理及びα-Cyclodextrin単独投与したマウスとした。Paclitaxel/生理食塩水を投与したマウスの肺組織に肺水腫、肺出血などが顕著であったが、Paclitaxel/α-Cyclodextrin及びα-Cyclodextrin単独を投与したマウスの肺組織には肺出血は僅かであった。α-Cyclodextrinでpaclitaxelの調製はより適切であったことが示唆された。Paclitaxel/α-Cyclodextrinを担がんマウスの尾静脈から投与し、24時間後にマウス肺組織を回収し、腫瘍細胞のアポトーシスを検討した。同所移植したSQ5肺腫瘍のapoptosis indexはコントロール腫瘍と比べ、有意差がなかった。これは以下のことが考えられる。1)SQ5培養細胞は良くpaclitaxelに反応するが、動物移植腫瘍では腫瘍の塊には届いたpaclitaxel量が少なかったと考えられる。腫瘍の血液供給やpaclitaxelの代謝が関わっている可能性があると予想される。2) SQ5培養細胞では添加したpaclitaxelが常に腫瘍細胞と接触し、作用することが予想されるが、動物移植腫瘍ではpaclitaxelが血液循環に運ばれて、腫瘍塊に作用する時間が少ないと予想される。今後担癌マウスにpaclitaxelのトータル投与量や注射回数を増やし、paclitaxelによる肺腫瘍の治療効果を調べる必要性がある。
フェムト秒パルス励起FT-ESR法によるダイナミックスピン系の解明

フェムト秒光パルスを利用したマイクロ波等を使わない純光学的な超高速磁気共鳴法を開発して高時間分解能・広帯域を達成し,これまで観測されていなかった有機分子励起三重項状態や反強磁性体の超高速磁気現象を明らかにした。また,磁気光学効果による磁化の生成と検出,および仮想パルス磁場の発生による任意軸周りの磁化回転の周波数・位相制御を実現し,スピン(原子のもつミクロな磁石)を光で自由に操るスピンの超高速光制御が可能であることを示した。1.電子スピン分極を偏光の変化として光学的に検出する高感度な検出器ポラリメーターを製作した。プローブ光を偏光ビームスプリッターで2つに分けて2つのフォトダイオードで受け、それらの光電流の差をとることにより、1μrad以下のファラデー回転角を検出できるようにした。磁気円偏光二色性を利用する場合は、1/4波長板を通し偏光面の回転に変換してファラデー回転と同様にして検出できる。ポラリメーターにより電子スピン分極の大きさと向きに関する情報が得られる。2.現有のフェムト秒レーザー再生増幅システムにLD励起Nd:YLFレーザーを増設して、パルス幅100fsec、2波長可変ポンプ-プローブ光源を構築し、ポンプ光の偏光を光弾性変調器でスイッチし、ロックインアンプを用いた高感度検出を行うフェムト秒パルス励起FT-ESR分光システムを製作した。光弾性変調器(50kHz)の位相に同期させてレーザー光を発振(1kHz)させるための分周回路、およびプローブ光の入出力をサンプルホールドして除算規格化する回路を製作し、検出感度の向上を実現した。また、光遅延制御とFFT変換処理を行う自動制御処理システムを製作した。2.ダイナミックスピン系におけるフェムト秒パルス励起FT-ESR分光の予備実験として、有機分子ベンジルの励起三重項状態に対してピコ秒・ナノ秒領域の過渡吸収測定と時間分解発光測定を行った。吸収測定では項間交差によるナノ秒領域の緩和成分を観測した。時間分解発光測定では蛍光とりん光の検出を行った。発光測定において170K以下で項間交差後のスピン・格子緩和時間を測定し、その温度変化はOrbach processで説明することができた。室温付近でのスピン・格子緩和時間は100ns程度であることがわかった。ダイナミックスピン系において,パルス光励起して励起三重項状態を生成し,その後の発光強度の時間発展を測定することによって励起三重項状態の高速スピンダイナミクスを観測した。1.有機分子ベンジルの励起三重項状態に対してピコ秒・ナノ秒領域の過渡吸収測定と時間分解発光測定を行った。発光測定において170K以下の温度で項間交差後のスピン・格子緩和時間を測定し、その温度変化はOrbach processで説明することができた。2.有機EL材料としても知られる遷移金属錯体Ru(bpy)_3において,励起後のりん光に対してフェムト秒パルスレーザーと和周波発生法を用いたピコ秒領域の超高速時間分解発光測定を行い,励起三重項状態における超高速スピンダイナミクスを明らかにした。この物質は応用上の観点から活発な研究がなされているが,常温における観測が多く,またスピンという概念に着目した研究は少ない。振動緩和に伴う10ピコ秒程度の寿命をもつ減衰成分が観測された。また,100ピコ秒領域においてスピン格子緩和による減衰成分が観測された。スピン格子緩和はこれまで緩和時間が長い8K以下の低温領域でしか観測されていなかったが,本研究では数10100Kに及ぶ高温側の温度領域においてピコ秒領域のスピン格子緩和を観測することができた。1.時間領域テラヘルツ分光システムの製作帯域0.12.5THzの時間分解テラヘルツ分光システムを製作した。フェムト秒チタンサファイア再生増幅器の出力を2つに分けてポンプ光とプローブ光とした。ポンプ光を半導体結晶ZnTeの(110)面に照射し,テラヘルツ波を発生させ,軸外し放物面鏡とシリコン板を使った光学系と光学ディレイラインを組んだ。テラヘルツ波の検出には,遅延させたプローブ光をもう1つのZnTe結晶に照射して,結晶中の光整流を利用した。ポンプ光を光チョッパーでオンオフし,ロックインアンプを用いた高感度な検出を行った。また,プローブ光の入出力をサンプルホールドして除算規格化する回路を製作し,検出感度の向上をはかった。時間領域の波形をフーリエ変換することによって周波数領域のスペクトルが得られる。2.反強磁性体の時間領域テラヘルツ分光反強磁性体酸化マンガン(MnO)において,時間領域テラヘルツ分光法を用いた反強磁性マグノンの観測を行った。低温では0.8THz付近に反強磁性共鳴周波数が存在することが確認できた。

共鳴周波数の温度依存性の測定から,共鳴周波数が温度上昇とともにネール温度(118K)に向かってソフト化していくことが確認できた。また,J=5/2に対する分子場近似を用いた理論によって観測された共鳴周波数の温度変化を説明できることがわかった。
ＡＴＰ駆動型分子モーターの局所的熱変調

生体分子の局所的温度制御を目指して、カーボンナノチューブ(CNT)へのレーザー光照射を用いた温度制御システムを開発し、アクトミオシンの運動計測を行うことで、ATP駆動型分子モーターの分子メカニズムを探った。1)カーボンナノチューブ(CNT)を用いた温度制御システム光学顕微鏡下で、CNTへ赤レーザー(633nm)を3mW集光することによって、CNTとその局所近傍のみを加熱する実験系を構築した。誘導された温度上昇は、蛍光色素の強度または後述の滑り速度変化から、直径170nmのCNTで約10°C、直径60nmのCNTで約2°Cと見積もられた。2)CNT1本上でのアクトミオシン運動の活性化昨年度成功したCNT上でのアクトミオシンの運動観察と、レーザー光照射による速度変化誘導を用いて、CNT上における運動を詳細に解析した。その結果、レーザー照射時の速度分布は、照射位置からの距離によって有意に減衰することを発見した。この速度分布を温度分布として換算し、熱伝導を有限要素法によって解析したところ、上昇温度はCNT長軸方向3700nm、短軸方向250nmでそれぞれ半減する温度分布が示唆され、CNTの熱伝導率が1600 W/(m.K)と算出された。CNTの水中での熱伝導計測、特に生体分子を用いた計測は初めてであり、今後さらに局所的な計測を進めることで、分子モーターを含めた様々な生体分子の1分子活性制御への発展が期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。ATP駆動型分子モーターのATPエネルギー変換の分子メカニズムを明らかにするため、熱エネルギーの局所的制御とその応答計測を行うための実験系の開発、及びこの計測システムを用いたアクトミオシン運動計測を行った。1)カーボンナノチューブ(CNT)を用いた温度制御システムの開発光学顕微鏡下で、CNTへ赤レーザー(633nm)を集光することによって、CNTとその局所近傍のみを加熱する実験系を構築した。蛍光色素テトラメチルローダミンの温度依存性から、2.7mWの集光で、CNT上にだけ10°C程度の温度上昇を引き起こすのに対して、CNTから離れたガラス上では温度変化が1°C未満であった。2.CNT1本上でのアクトミオシン運動計測CNT(直径170nm,長さ10μm)の上に、生体分子モーターであるミオシンを導入し、ATP存在下で蛍光ラベルしたアクチンフィラメントを観察することで、滑り運動を1本のCNT上で再構成することに成功した。また、このCNTの一端だけにレーザー照射を与えると、CNT上のほぼ全長で、ミオシンの運動速度が約2倍に高速化された。熱的変調の局所性を今後さらに明らかにし、ハイパーモバイル水など局所水とタンパクのメカニズムを探ることで、モータータンパク研究の新たな突破口となることが期待される。また、モータータンパク以外に関しても、CNT上での1分子タンパク活性計測、さらには、CNTの高熱伝導性によるタンパク活性の局所制御の可能性を示しており、細胞内1分子活性のリアルタイム制御の夢へ向けて重要な一歩と言える。計測系の開発とカーボンナノチューブ上でのアクトミオシン運動の解析など、計画通りに進展していると考えている。現在の実験系でミオシン以外のモーターを計測することでカーボンナノチューブ上での生体分子計測を進めると共に、さらに局所的で高分解能な計測を目指した計測系の改良も目指す。このため、微小管系モーターやより微細なカーボンナノチューブの導入を試みる予定である。新たなサンプル、特に微細なカーボンナノチューブの導入は、可視化、タンパクの導入、光熱変換効率など実験上のさま算なハードルを著しく上げることが予想される。簡単な対策は見当たらず、まずは暗視野顕微鏡観察が可能な範囲で、順次適切なサンプル条件を模索する以外にないと思われる。
光解離反応のポテンシャル面と波束ダイナミックス

近年のレーザー技術の進歩により、レーザーを用いた化学反応ダイナミックスの量子制御が期待されている。レーザー場と反応系の相互作用に関する基礎的研究が急務である。理論的には、Coherent Control、Pulse Shaping、Pump-Probeなどが有力な方法として提案されている。しかしながら、依然としてこれら理論的に設計されたレーザーパルスの実用化は困難であり、実際、反応制御に成功したとする実験的報告はほとんど見られない。そこで本研究では比較的容易に実現可能なチャープパルス(位相変調パルス)を用いた光解離ダイナミックスの制御に関して理論的研究を進め、これまでCO、NaI分子の光解離反応をモデルとして、チャープパルスと分子系の相互作用の特質を検討した。(1)初期波束のインコヒーレンス、(2)adiabatic population transfer機構、(3)パルス内pump-dump機構、がチャープパルスと分子系の相互作用の3大特質として明らかになった。負のチャープパルスの場合、パルスの先端部の周波数は後端部のそれより大きく、逆に正のチャープパルスの場合、時間にともなって周波数が増加する。またチャープによりパルスのエネルギー領域での分布が、チャープしない場合に比べ大幅に広がる。したがって、チャープパルスによって励起状態に作られる初期波束のエネルギー分布は広く、負のチャープパルスの場合、初期波束の高エネルギー部分、逆に正のチャープパルスの場合は低エネルギー部分が時間的に速く作られる。この初期波束の高エネルギー部分と低エネルギー部分の運動の差、すなわち振動運動のコヒーレンスが壊されるようになって興味ある現象が引き起こされる。
内分泌かく乱物質,特にエストロゲン様物質の周産期への影響と作用機序の解明

内分泌かく乱物質(Endocrine Disrupting Chemicals : EDC),いわゆる環境ホルモンは野生生物における生殖異常の原因と考えられ,ヒトにおける精子数の減少,生殖器異常,経世代的障害の原因物質と考えられている.EDCの多くは女性ホルモン特にエストロゲン様の作用をもつことが知られているが,その作用機序の詳細は不明である.周産期においてエストロゲンは妊娠の維持や胎児の発育,分化に重要な役割を果たしており,EDCのエストロゲン様作用が流早産や胎児異常の原因の一つとなっていると考えられる.一方,近年新しいEstrogen Receptor(ER-_β)がcloningされ,従来から知られているEstrogen Receptor(ER-_α)とは組織特異性が異なり,それぞれが異なる役割を持っていると考えられている.今回の研究では,まず,いくつかのEDCがER-_αとER-_βを介した転写を誘導するとともに,これらのEDCはER-_αやER-_βと核内受容体転写制御に重要なcoactivator蛋白,SRC-1,RIP140,TRAP220,SUG1との結合を1誘導したことからEDCを介した転写誘導もnatural ligandであるエストロゲンなどと同様にcoactivatorが関与していると考えられた.次にEDCの重要なtarget receptorであるestrogenreceptors(ERs)の発現をRT-PCR法にて検討したがER-α及びβの発現は組織特異性があり,実験モデルや組織により発現量の変化に違いを認めた.今後,それぞれのモデルでの更なる詳細な検討が必要と考えられた.更にEDCの投与によりER発現細胞でのER発現が増加したことからマウスにEDCを投与して各組織でのER発現量への影響を検討したところ,EDCは,マウス排卵周期においてそのターゲット受容体の一つであるER及びcoactivatorの発現に影響を及ぼしていると考えられた.今後,妊娠マウスを用いてEDCの胎仔胎盤系への影響について検討する予定である.内分泌かく乱物質(Endocrine Disrupting Chemicals : EDC),いわゆる環境ホルモンは野生生物における生殖異常の原因と考えられ,ヒトにおける精子数の減少,生殖器異常,経世代的障害の原因物質と考えられている.EDCの多くは女性ホルモン特にエストロゲン様の作用をもつことが知られているが,その作用機序の詳細は不明である.周産期においてエストロゲンは妊娠の維持や胎児の発育,分化に重要な役割を果たしており,EDCのエストロゲン様作用が流早産や胎児異常の原因の一つとなっていると考えられる.一方,近年新しいEstrogen Receptor(ER-_β)がcloningされ,従来から知られているEstrogen Receptor(ER-_α)とは組織特異性が異なり,それぞれが異なる役割を持っていると考えられている.今回の研究では,まず,いくつかのEDCがER-_αとER-_βを介した転写を誘導するとともに,これらのEDCはER-_αやER-_βと核内受容体転写制御に重要なcoactivator蛋白,SRC-1,RIP140,TRAP220,SUG1との結合を1誘導したことからEDCを介した転写誘導もnatural ligandであるエストロゲンなどと同様にcoactivatorが関与していると考えられた.次にEDCの重要なtarget receptorであるestrogenreceptors(ERs)の発現をRT-PCR法にて検討したがER-α及びβの発現は組織特異性があり,実験モデルや組織により発現量の変化に違いを認めた.今後,それぞれのモデルでの更なる詳細な検討が必要と考えられた.更にEDCの投与によりER発現細胞でのER発現が増加したことからマウスにEDCを投与して各組織でのER発現量への影響を検討したところ,EDCは,マウス排卵周期においてそのターゲット受容体の一つであるER及びcoactivatorの発現に影響を及ぼしていると考えられた.今後,妊娠マウスを用いてEDCの胎仔胎盤系への影響について検討する予定である.内分泌攪乱物質(ED)の周産期における作用機序を調べるため,昨年度の細胞レベルでのEDのestrogen receptor(ER)を介した転写制御の検討に引き続き,本年度はその重要なtarget receptorであるestrogenreceptors(ERs)の発現をsemi-quantitative RT-PCR法にて非妊ラットと正常妊娠ラットで検討したところ,我々の条件下では卵巣や膣ではER-αと-βの両方が,子宮ではER-αのみ検出された.また胎盤,臍帯では両者が,胎仔肺,脳ではER-βのみ検出可能であった.周生期におけるERsの発現の変化を正常妊娠及び疾患モデルラットであるstreptozotocinによる糖尿病ラットと子宮動脈結紮法によるIUGRラットを用いて検討したところ,正常妊娠ラットと比較して糖尿病ラットでは母体卵巣,臍帯,胎仔脳で発現の増加を認めた.またIUGRラットでは子宮,胎盤,胎仔肺で減少していた.ER-αと-βの両方発現している組織での変化は同調的であった.母体側の状態の変化が様々な母体及び胎仔組織でのERs発現に影響を与えることが判明した.このためEDの作用機序の一つとしてED存在下でのERs発現の変化を検討するためにまず子宮内膜癌由来細胞であるHEC-1細胞を用いてestradiolとEDの存在下でERs発現の変化を調べたところいくつかのEDで相違を認めた.このためEDの個体レベルでのERsに対する影響について今後検討が必要と思われた.
センサ・駆動系故障に極めて頑健な非ホロノミック機構と並列分散制御に関する研究

(1)ロボット機構の改良昨年度に作成したロボットの機構の改良を行った。とくに、駆動系の部分の改良を行い、その制御性能の向上に役立てた。(2)センサ・駆動系故障に頑健な制御系の設計昨年度に設計した制御系では、センサ・駆動系故障に対する考慮を全くしていなかった。そこで、本年度はセンサ・駆動系故障、または、センサ・駆動系の誤動作を想定し、これらに対してなるべく安定性が損なわれないような制御系を構成した。具体的には、各駆動部に対するモデル化を行い、駆動部故障に対するマルチモデルのクラスを作成する。このクラスに対して、昨年度に導出したLMI条件を可解とするフィードバックゲインを求める。システムが複雑になると、可解領域が全く存在しないことも考えられる。そこで、いくつかの制御性能条件を外したり、また緩めたりという操作を巧みに行うことによって、可解領域を確保することも行った。さらに、センサ・駆動系故障、または、センサ・駆動系の誤動作に対する影響度合いを定量的に評価する方法を考案し、その影響度合いを最小化するような設計アルゴリズムを開発することにも成功した。本アルゴリズムによって設計された制御系の有効性をシミュレーション実験により検証した。(3)実機実験による検証(2)で設計したセンサ・駆動系故障に頑健な制御系の有効性をロボットの実機実験により検証した。とくに、昨年度に設計した制御系と(2)で設計した制御系を比較することにより、センサ・駆動系故障を考慮した設計手法の頑健性を明らかにした。(1)制御性能条件の導出目標軌道追従性の向上および操作角の飽和防止に関する条件の導出を行った。これらの条件を線形行列不等式で表現することに成功し、制御系設計を数値的に解ける問題に定式化した。これらの制御性条件の導出に関して、スケジューリングパラメータが観測可能であることを利用することでさらにシャープな条件の導出を行った。(2)制御システムの構築とロボットの製作ロボットの設計・製作を行った。駆動ロボットは操作可能なステアリングおよび移動のための駆動部を有するため、これらの機構設計と製作を行った。CCDカメラおよびポテンショメータにより位置情報を取り込み、ステッピングモータにより操作角を、サーボモータにより移動の制御を行う。(3)制御系設計と実験Parallel Distributed Compensationという概念を利用し、制御系設計を行った。とくに、(1)で導出した線形行列不等式条件を用いて、Parallel Distributed Compensationを凸最適化問題として定式化し、簡単にかつ効果的にフィードバックゲインを求めることに成功した。制御系設計用ソフトウェアによりシミュレーションプログラムを作成し制御性能条件の設計パラメータの吟味および制御系設計手法の妥当性を検討した。つぎに、作製したロボットを用い実験を行い、(1)で導出した制御性能条件の有効性を検証した。ここでは、目標軌道追従性、操作角飽和現象の防止などの効果を確かめた。また、実験を通して得られた問題点を整理し、ロボットの再設計・制御系の再設計を次年度に行う予定である。
12番染色体長腕部異常を呈する造血器腫瘍の発癌機構の解析と臨床診断への応用

造血器腫瘍では病型に特有の染色体異常が見い出され、発癌機構との密接な関係が想定されている。B細胞性腫瘍では免疫グロブリン(Ig)遺伝子領域に染色体異常が多く、転座の相手は癌遺伝子や転写活性因子と想定され、その単離、解析は発癌機構の初期段階を説明するのみならず、細胞分化に関わる重要な機能の発見につながる可能性が高い。私達は8番、12番、14番染色体転座を有するB細胞性白血病細胞株から、12番染色体長腕部(12q24)の染色体切断点をクローニングした。すなわち、8q24部のC-MYCIに14q32部のIg重鎖(IgH)結合部(JH)遺伝子が転座し、さらに12q24部が転座していた。そこでまず、12q24部の転座機構を調べるために同部の対立遺伝子をゲノミックライブラリーを作製し単離した。塩基配列から、12q24部にIgJH部の遺伝子組み替えの認識配列と同様の領域を見い出した。したがって12q24部の転座は正常のIgHの遺伝子再構成と同じ機構でおこっていることが証明された。次に、12q24部から遺伝子を単離するために、単離した12q24部からmRNAをコードする断片をノーザン法で調べ約4kbのmRNAを同定しうる断片を見い出した。B細胞性白血病細胞株由来cDNAライブラリーから同断片を用いてcDNAクローンを単離した。現在このcDNAクローンの塩基配列を決定中であるが、一部の塩基配列とデーターベースのホモロジーサーチを行ったところ、類似の遺伝子はなく、新しい遺伝子であることが判明した。塩基配列、アミノ酸構造を決定し、その機能解析へと研究を進める予定である。また、12q24部の異常は報告例より多いことが予想され、単離した遺伝子を用いて造血器腫瘍を解析し、臨床研究を進めているところである。以上の成果は現在、投稿準備中である。
アブダクションを使った帰納的学習に関する研究

本研究では、アブダクションに帰納推論の機能を導入することによって、両者の機能を併せ持つ仮説推論の手法を検討した。具体的には、「アブダクティブな一般化」の技法を導入し、ホーン論理プログラムからなる知識ベースにおいて正の事例が与えられたときに、事例を説明する仮説事実をアブダクションを使って計算し、その仮説を使って知識ベースを一般化するアルゴリズムを開発した。一方、アブダクティブな一般化はしばしば知識ベースを過度に一般化し、その結果知識ベースが負の事例と矛盾することがある。この場合に、矛盾を引き起こす原因をアブダクションを使って検出し、検出された知識を特殊化して知識ベースの無矛盾性を回復する「アブダクティブな特殊化」の技法を導入した。アブダクティブな一般化と特殊化は、論理プログラミングにおけるアブダクションの計算手続きを使って実現することができる。また、一般に網羅的探索を必要とする帰納推論アルゴリズムと比較すると、本手法は仮説ルールを構成する過程においてアブダクションを使って候補仮説の探索空間を絞ることによって、より効率的に仮説を生成することができる。本研究は、人工知能における仮説推論の一形式であるアブダクションを使って、帰納的学習を効率的に実現する方法を提案することを目的としている。本年度は、本研究の基礎となるアブダクションを使った帰納的学習の理論的枠組を構築した。具体的な研究結果は以下の通り。1.知識ベースにおいて正の観測事象を説明するために、従来のアブダクションにおける仮説事実の生成メカニズムを拡張し、仮説としての一般規則を生成する手法を提案した。具体的には、アブダクションによって計算された仮説事実を使って、知識ベースの帰納的一般化を効率的に計算する方式を導入した。2.知識ベースが与えられた負の観測事象と矛盾する場合に、知識ベースを特殊化し修正する手法を導入した。具体的には、負の観測事象を満さない原因となる知識をアブダクションを使って抽出し、その知識を特殊化することで知識ベースの無矛盾性を回復する機能を導入した。3.上記の知識ベースの帰納的一般化と特殊化の手法を統合し、知識ベースに正負の観測事象が与えられたときに、正の観測事象に対する完全性と負の観測事象に対する無矛盾性を満たすような新しい知識ベースをアブダクティブに生成するための手法を提案した。本研究で提案された手法は、知識ベースにおける一般規則のアブダクティブな学習を実現し、人工知能におけるアブダクションと帰納推論の融合に向けてのステップと位置付けられる。本研究の今後の課題としては、上記研究において明らかになった問題点の整理と計算手続きの実現、及び知識ベース更新への応用などが考えられる。
健康寿命の延伸と自殺予防に効果的な健康・幸福要因の検討

平成30年度は、比較研究に向けた予備調査および基礎研究を中心として進めてきた。特に、主観的健康観(健康の捉え方)の14項目と幸福・健康感覚尺度(2HFS)の18項目については、平成29年度に引き続きデータの収集を試み、調査項目の信頼性・妥当性についてや、他の健康要因との関連について検討した。比較研究の実施には至らなかったものの、昨年度から取り組んだ2HFSを用いて介護予防教室事業におけるメンタルヘルスや高齢者の健康寿命とも関連が見られる身体活動等に注目し、1年後の変化等を検討するなど、当初の計画では予定をしていなかった基礎研究を行うこともでき、新たなエビデンスを得ることができた。今回の対象者が参加している介護予防教室は、従来の機能訓練のみではなく、地域活動や参加、生きがいや自己実現のための取り組みを行うとともに、高齢者自らが健康行動をとることができるような意識を促す取り組みが行われている。特に認知症予防のプログラムについても、従来の機能向上を目的とした内容ではなく、回想法を用いた結果、高齢者の自尊感情を高める効果が確認された。これは、自殺予防の取り組みとしても効果が期待されるものであり、2HFSとの関連を検討することに意義があると思われる。さらに、プログラム終了一年後の対象者に行った評価では、家族や友人との会話が増えたり、社会参加が増えているなど、日常生活への健康的な行動変容を促すとともに、主観的にも健康・幸福度が高まっている点については、自殺予防に向けた一つの取り組みとしてのツールとなる可能性が示唆された。また、引き続き、調査地域および対象の検討のため、青森市で関係者との意見交換を行い、来年度の調査にむけた準備を進めるとともに、長野県内でも調整を進め、地域性に関する考察をおこなった。研究実績の内容の通り、実際の計画以外でのフィールドでの研究のおかげで得られた基礎データや介入研究に繋がるエビデンスを得ることはできたが、従来の計画での2地域比較が進んでいないのが現状である。主観的健康観(健康の捉え方)の14項目と幸福・健康感覚尺度(2HFS)の18項目については、インターネットによる全国調査を計画していたが、先送りとなっており、現在は今年度の調査実施に向けて倫理申請準備段階にある。比較研究のための準備やお願いを青森県とは進められているが、もう一方の長野県とは以前にお願いする予定であったフィールドとの調整が思うように進んでおらず、別のフィールドでの打診も進めている状況である。引き続き、基礎資料となるデータ収集および分析を行う予定である。最終年度でもあるため、今までの蓄積してきたデータとともに、学会発表や論文執筆を行っていく。特に、インターネットによる全国調査の実施を予定しているため、この件に関しては倫理申請とともに実行するとともに、現状分析や、今後の地域比較の軸となる基礎資料としての活用をねらいとしている。また、今年度は地域比較研究の実施のため、調査を実施していく予定である。平成28年度は、比較研究に向けた基盤づくりと予備調査および基礎研究を実施することを目的とした。そのため、まずは予備調査・基礎研究として、調査項目の検討をすすめた。特に、主観的健康観(健康の捉え方)の14項目と幸福・健康感覚尺度(2HFS)の18項目については、新たな対象でのデータの収集を試み、調査項目の信頼性・妥当性についてや、他の健康要因との関連について検討した。退職校長会の会員450名を対象とした調査では、項目の信頼性が確認され、特に主観的健康観については、性差があまり見られなかったことから、職種の特徴のみならず、歴史・社会的な現代的傾向が示唆されるなど、新しい知見を得ることができた。さらに、健康に関する関心度についても、退職後に高まるなどの傾向も見られたため、今後の地域での調査では今回の対象と同様に平均年齢が高くなる傾向を考慮すると、基礎研究としてエビデンスの蓄積につながったと考えている。一方、健康格差の是正などについて関心が高まっているヘルスプロモーション活動として新たな高まりと活動の展開を見せているHealth Promoting Hospitals(HPH)の取り組みにも着目し、わが国における現状や課題について検討して学会発表を行った。このような活動の展開においてもポジティブなアプローチからの支援の重要性やアウトカムの開発が重要であり、本研究における調査の視点や尺度との関連をみることができた。また、調査地域および対象の検討のため、青森市で関係者との意見交換を行い、来年度にむけた準備を進めるとともに、寿命や自殺に対する青森市民の価値観や意識について、関係者からのインタビューから地域性に関する考察をおこなった。予定では比較研究のための準備を長野県ともおこなうことを目指していたが、日程調整が合わず機会を設けることができなかった。また、主観的健康観(健康の捉え方)の14項目と幸福・健康感覚尺度(2HFS)の18項目については、インターネットによる全国調査を計画していたが、実施は先送りとなっている。現在は調査会社の検討が終わり、倫理申請準備段階にある。平成29年度は、比較研究に向けた予備調査および基礎研究を中心として進めてきた。

対象地域での比較研究の実施には至らなかったものの、今年度は2HFSを実際に用いて介護予防教室や企業におけるメンタルヘルスとの関連を検討するなど、当初の計画では予定をしていなかった基礎研究を行うこともでき、比較研究に向けた新たなエビデンスを得ることができた。今回の対象者が参加している介護予防教室は、従来の機能訓練のみではなく、地域活動や参加、生きがいや自己実現のための取り組みを行うとともに、高齢者自らが健康行動をとることができるような意識を促す取り組みが行われている。これは、高齢者の自殺予防の取り組みとしても効果が期待されるものであり、2HFSとの関連を検討することに意義があると思われる。現在、参加者の健康行動の変化を追っているが、この教室の参加により、幸福要因の中でも自尊感情(快生)の高まりや笑い(快笑)を意識した行動が健康度を高める結果を得ることができた。また、企業の従業員を対象とした調査においても、ストレス度の高低と2HFSとの関連をみると同様に自尊感情(快生)が高いものはストレス度も低いことが明らかになり、健康度や幸福度を高めていくための支援や事業等での活用に期待が持てる結果となった。さらに、調査地域および対象の検討のため、青森市で関係者との意見交換を行い、来年度の調査にむけた準備を進めるとともに、寿命や自殺に対する青森市民の価値観や意識について、関係者からのインタビューから地域性に関する考察をおこなった。研究実績の内容の通り、実際の計画以外でのフィールドでの研究のおかげで得られた基礎データや介入研究に繋がるエビデンスを得ることはできたが、従来の計画での2地域比較が進んでいないのが現状である。主観的健康観(健康の捉え方)の14項目と幸福・健康感覚尺度(2HFS)の18項目については、インターネットによる全国調査を計画していたが、先送りとなっており、現在は今年度の調査実施に向けて倫理申請準備段階にある。比較研究のための準備やお願いを青森県とは進められているが、もう一方の長野県とは以前にお願いする予定であったフィールドとの調整が思うように進まず、現在は別のフィールドでの打診も進めている状況である。平成30年度は、比較研究に向けた予備調査および基礎研究を中心として進めてきた。特に、主観的健康観(健康の捉え方)の14項目と幸福・健康感覚尺度(2HFS)の18項目については、平成29年度に引き続きデータの収集を試み、調査項目の信頼性・妥当性についてや、他の健康要因との関連について検討した。比較研究の実施には至らなかったものの、昨年度から取り組んだ2HFSを用いて介護予防教室事業におけるメンタルヘルスや高齢者の健康寿命とも関連が見られる身体活動等に注目し、1年後の変化等を検討するなど、当初の計画では予定をしていなかった基礎研究を行うこともでき、新たなエビデンスを得ることができた。特に認知症予防のプログラムについても、従来の機能向上を目的とした内容ではなく、回想法を用いた結果、高齢者の自尊感情を高める効果が確認された。これは、自殺予防の取り組みとしても効果が期待されるものであり、2HFSとの関連を検討することに意義があると思われる。
生物時計の所在とその構造解析

概日リズムは約24時間の内因性振動で、測時機構(概日時計)がその背景にあると考えられている。この機講は、次の段階を踏むことによって解明に近づくことができる。1)時計の候補部位を調べる。2)侯補部位の自律振動性を調べる。3)自律振動の機構を細胞あるいは分子生物学的に調べる。研究班は、この線にそった12人の研究者によって組織されたもので、2年間の活動によって次の結果を得た。1。多細胞動物の時計の所在:コオロギ視葉の自律振動性を殆ど最終的に証明した。げっ歯類で視交又上核の種間移植という画期的な試みがなされた。松果体などのメラトニン生産に関する研究が深められた。2。細胞レベルでの測時機構:ゴニオウラクス(渦鞭手藻類)測時機構に重要な働きをしているCa代謝の突然変異株を分離、変異に関与する蛋白を固定した。ゾウリムシ測時機構の同調性の生物物理学的解析を行なった。昆虫脳時計の強力な候補部位であるPTTH生産細胞を免疫組織化学的に検索、さらに、PTTHの一次構造を決定した。3。遺伝子工学的研究:メラトニンリズムの発現機構および組織特異的発現を遺伝子レベルで解明するため、メラトニン生合成酵素のcDNAクローニングをおこなった。この研究班は光周時計と概日時計の関連性も扱った。重水が歩行活動リズムの周期を長くするが、臨界日長は変えないという結果がコオロギで得られた。1。2。3。
臨床応用を目的とした膵癌リンパ管新生メカニズムの解明

膵癌のリンパ節転移メカニズムの解明を目的に以下の研究を行った.膵癌細胞株をVEGF-C強発現株とVEGF-C低発現株に分類した.VEGF-C強発現株はVEGF-C低発現株にくらべてリンパ管内皮細胞の浸潤能と管腔形成能を亢進した.また,K-ras mutationに着目して検討したところ,K-ras wildよりもK-ras mutationの膵癌細胞株でリンパ管新生能が高かった.これらはVEGF-C/VEGF-R3(VEGF-Cのレセプター)シグナルの抑制により低下し,このシグナルの膵癌リンパ管新生への関与と新たな治療ターゲットへの可能性が示唆された.膵癌のリンパ節転移メカニズムの解明は十分とはいえない.その理由として,(a)リンパ管内皮細胞の分離培養法が確立されていなかった,(b)免疫染色で用いる抗リンパ管内皮細胞抗体の特異性が必ずしも高くなかった点などがあげられる.しかしながら近年,リンパ管内皮細胞の分離継代培養が可能になり,VEGF-CやVEGF-Dといったリンパ管新生増殖因子も同定された.また,リンパ管内皮細胞に特異性の高い抗体も確立された.これらをもとにリンパ節転移能の異なる膵癌細胞株の分子生物学的特徴を検討し,抗リンパ節転移治療の確立を目的として平成28年度は以下の研究を行った.(1)膵癌細胞株を定量PCRを用いてVEGF-CのmRNA発現量の差異を比較検討した(2)同様に膵癌細胞株の培養上澄を用いてELISAでVEGF-C蛋白の発現量の差異を検討した.これらより,膵癌細胞株をVEGF-C強発現株(MIA PaCa-2)と低発現株(BxPC-3)に分類した.(2)膵癌細胞株とリンパ管上皮細胞,線維芽細胞をdouble chamberを用いて約2週間共培養し,リンパ管上皮細胞に特異的に反応するpodoplanin抗体を用いてリンパ管上皮細胞を染色し,リンパ管上皮細胞の管腔形成を比較した.VEGF-C低発現株に比べVEGF-C高発現株との共培養で,リンパ管新生は亢進していることが確認できた.これらより,膵癌においてもVEGF-Cがリンパ管新生に強く関与していることが明らかとなった.次にVEGF-C発現を制御する上流シグナルを検討するために,K-ras突然変異に着目した.MIA PaCa-2はK-ras点突然変異を認めるが,BxPC-3はK-ras点突然変異を認めない.VEGF-Cの発現を制御するシグナルの解明はされていないため,今後は膵癌の90%に認めるK-ras点突然変異に着目してリンパ管新生を検討することも行う予定である.膵癌細胞株をVEGF-C高産生株(MIA-PaCa-2)とVEGF-C低産生株(BxPC-3)に分類した.独自のin vitrolymphangiogenesis assayを用いてリンパ管新生能に差があることを確認した.膵癌細胞を線維芽細胞とリンパ管上皮細胞と共培養してリンパ管新生能を検討するアッセイは教室オリジナルである.しかしながら当初の計画よりもやや遅れており,VEGF-DやKras点突然変異とリンパ管新生の関係を検討し,動物実験を行っていく.膵癌のリンパ節転移メカニズムの解明は十分とはいえない.その理由として,(a)リンパ管内皮細胞の分離培養法が確立されていなかった,(b)免疫染色で用いる抗リンパ管内皮細胞抗体の特異性が必ずしも高くなかった点などがあげられる.しかしながら近年,リンパ管内皮細胞の分離継代培養が可能になり,VEGF-Cといったリンパ管新生増殖因子も同定され,リンパ管内皮細胞に特異性の高い抗体も確立された.これらをもとに平成28年度は(1)膵癌細胞株をVEGF-C強発現株(MIA PaCa-2)と低発現株(BxPC-3)に分類した.(2) VEGF-C低発現株に比べVEGF-C高発現株との共培養で,リンパ管新生は亢進していることが確認できた.これらより,膵癌においてもVEGF-Cがリンパ管新生に強く関与していることが明らかとなった.以上より,このVEGF-C/VEGF-R3シグナルの膵癌血管新生への関与と新たな治療ターゲットへの可能性が示唆された.膵癌のリンパ節転移メカニズムの解明を目的に以下の研究を行った.膵癌細胞株をVEGF-C強発現株とVEGF-C低発現株に分類した.VEGF-C強発現株はVEGF-C低発現株にくらべてリンパ管内皮細胞の浸潤能と管腔形成能を亢進した.また,K-ras mutationに着目して検討したところ,K-ras wildよりもK-ras mutationの膵癌細胞株でリンパ管新生能が高かった.これらはVEGF-C/VEGF-R3(VEGF-Cのレセプター)シグナルの抑制により低下し,このシグナルの膵癌リンパ管新生への関与と新たな治療ターゲットへの可能性が示唆された.VEGF-DやKras点突然変異とリンパ管新生の関係を検討し,動物実験を行っていく.(5)膵癌細胞株のリンパ管新生能およびリンパ節転移能の検討(in vivo)膵癌細胞をヌードマウスに同所性移植し,腫瘍周囲および腫瘍内リンパ管新生を観察する.また,リンパ管新生とリンパ節転移の相関性を評価する.消化器外科