hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高齢社会における2025年問題解決のための外国人介護人材養成システムの開発

1.介護・医療人材養成用シミュレーション教材の開発:既存の要介護高齢者の口腔ケア入門教材を英語化し、日本における介護の現状や特徴を、外国人介護・医療人材に理解させる教材として完成させた。また、既存の口腔外科系教材より、口腔粘膜疾患関連教材(扁平苔癬、多形性腺腫、エナメル上皮腫等)を含む計5本の英語化作業を推進した。さらに、口腔ケアの手技/口腔ケア時に必要な全身管理の方法/日常の臨床業務で遭遇する口腔粘膜疾患(口内炎等)について学習できる新規教材を開発するため、学習テーマ(教材シナリオ)の設定・口腔内写真やX線写真等の画像データ収集・イラスト作成等の準備作業を行った。これらの新規教材は、次年度内での完成を目指して作業を進めていくこととした。介護・医療の現場で口腔管理を担う歯科衛生士向けの教材の基礎資料とするため、高齢社会に向けて機能分化が進む病院所属の歯科衛生士の業務に関する調査結果に対して追加分析を行い、論文を発表した。2.介護・医療職におけるシミュレーション教材の活用と教育効果の評価:開発したシミュレーション教材を介護・医療職における介護の知識と技術を修得させるための教育に活用する準備を行った。東京医科歯科大学では、eラーニングシステム(WebClass)の複数のコースにおいて、学習コンテンツとして、医学部学生(医学科・保健衛生学科)や、歯学部学生(歯学科・口腔保健学科)、大学院生に、シミュレーション教材を多数提供している。臨床研修歯科医には、研修の一環として教材を活用しており、海外からの研修受講者への講義、ハンズオンセミナーにも教材を活用している。これらの教材の実施状況について、教材の実施本数、実施歴(実施回数・学習時間)、実施した時間・場所(授業時間内/外)の調査を行い、介護・医療人材養成用シミュレーション教材完成後の活用方法について検討した。1.介護・医療人材養成用シミュレーション教材として、既存の教材を英語版として完成させ、さらに既存の口腔粘膜疾患関連教材(扁平苔癬、多形性腺腫、エナメル上皮腫等)を含む、口腔外科系教材計5本の英語化作業を推進することができた。英語化作業は終了しており、次年度の英文校正作業を経て、早期に完成できる目途ができた。また、口腔ケアの手技/口腔ケア時に必要な全身管理の方法/日常の臨床業務で遭遇する口腔粘膜疾患(口内炎等)について学習できる新規教材開発のための準備作業も十分に行うことができた。歯科衛生士関連教材の基礎資料とするため、高齢社会に向けて機能分化が進む病院所属の歯科衛生士の業務に関する調査結果に対して追加分析を行い、論文を発表した。2.開発したシミュレーション教材を介護・医療職における介護の知識と技術を修得させるための教育に活用する準備を行うことができた。現時点でeラーニングシステム(WebClass)上で活用しているシミュレーション教材の実施状況について、教材の実施本数、実施歴(実施回数・学習時間)、実施した時間・場所(授業時間内/外)調査を行い、介護・医療人材養成用シミュレーション教材完成後の活用方法について検討した。すでに海外からの受講者にも教材活用実績があるので、その実施状況も調査するこができたため、次年度以降に開発した英語化教材を、海外提携大学の学生、および海外在住の介護・医療人材候補者に活用する準備を行うことができた。【新規教材の開発と活用・評価】既存の口腔粘膜疾患関連教材(扁平苔癬、多形性腺腫、エナメル上皮腫等)を含む、口腔外科系教材計5本の英語化作業を完了する。口腔ケアの手技/口腔ケア時に必要な全身管理の方法/日常の臨床業務で遭遇する口腔粘膜疾患(口内炎等)について学習できる教材を新規に開発し、教材の英語化を行う。完成したこれらの教材をeラーニングシステム(WebClass)上で配信し、国内/国外の医学部・歯学部学生、臨床研修歯科医等に活用し、教材の実施データを収集し、教材の評価を得る。得られたデータや評価結果から、使用する教材や、対象の選定など、効果的な実施方法について検討する。【患者ロボットを使った介護実技実習プログラムの開発と評価】患者ロボットの新規シナリオを日本語で開発し、学生や研修者の授業(研修)等に実際に活用して、シナリオを完成させる。様々な現場を想定したシナリオを作成し、活用・評価を行って日本の介護現場における介護実技実習プログラムを開発する。

臨床研修歯科医には、研修の一環として教材を活用しており、海外からの研修受講者への講義、ハンズオンセミナーにも教材を活用している。これらの教材の実施状況について、教材の実施本数、実施歴(実施回数・学習時間)、実施した時間・場所(授業時間内/外)の調査を行い、介護・医療人材養成用シミュレーション教材完成後の活用方法について検討した。1.介護・医療人材養成用シミュレーション教材として、既存の教材を英語版として完成させ、さらに既存の口腔粘膜疾患関連教材(扁平苔癬、多形性腺腫、エナメル上皮腫等)を含む、口腔外科系教材計5本の英語化作業を推進することができた。英語化作業は終了しており、次年度の英文校正作業を経て、早期に完成できる目途ができた。また、口腔ケアの手技/口腔ケア時に必要な全身管理の方法/日常の臨床業務で遭遇する口腔粘膜疾患(口内炎等)について学習できる新規教材開発のための準備作業も十分に行うことができた。歯科衛生士関連教材の基礎資料とするため、高齢社会に向けて機能分化が進む病院所属の歯科衛生士の業務に関する調査結果に対して追加分析を行い、論文を発表した。2.開発したシミュレーション教材を介護・医療職における介護の知識と技術を修得させるための教育に活用する準備を行うことができた。現時点でeラーニングシステム(WebClass)上で活用しているシミュレーション教材の実施状況について、教材の実施本数、実施歴(実施回数・学習時間)、実施した時間・場所(授業時間内/外)調査を行い、介護・医療人材養成用シミュレーション教材完成後の活用方法について検討した。すでに海外からの受講者にも教材活用実績があるので、その実施状況も調査するこができたため、次年度以降に開発した英語化教材を、海外提携大学の学生、および海外在住の介護・医療人材候補者に活用する準備を行うことができた。【新規教材の開発と活用・評価】既存の口腔粘膜疾患関連教材(扁平苔癬、多形性腺腫、エナメル上皮腫等)を含む、口腔外科系教材計5本の英語化作業を完了する。口腔ケアの手技/口腔ケア時に必要な全身管理の方法/日常の臨床業務で遭遇する口腔粘膜疾患(口内炎等)について学習できる教材を新規に開発し、教材の英語化を行う。完成したこれらの教材をeラーニングシステム(WebClass)上で配信し、国内/国外の医学部・歯学部学生、臨床研修歯科医等に活用し、教材の実施データを収集し、教材の評価を得る。得られたデータや評価結果から、使用する教材や、対象の選定など、効果的な実施方法について検討する。【患者ロボットを使った介護実技実習プログラムの開発と評価】患者ロボットの新規シナリオを日本語で開発し、学生や研修者の授業(研修)等に実際に活用して、シナリオを完成させる。様々な現場を想定したシナリオを作成し、活用・評価を行って日本の介護現場における介護実技実習プログラムを開発する。
学際的総合研究による消化器癌進展の分子機構解明と予防・診療ツールの開発

本研究により以下の成果を得ることができた。1)肝細胞癌切除後のミラノ外再発の臨床病理学的およびオミックス解析による予知因子と新規分子標的の同定肝細胞癌の予後は再発の有無よりも再発様式に規定されることを明らがにし、ミラノ外再発の予後は不良であうこと、そしてその予知因子として腫瘍分化度、腫瘍径およびゲノム不安定性にかかわる染色体パッセンジャーAurora KinaseB(ARKB)であることを示した。なかでもARKBは唯一の独立因子であった。そしてARKBが肝癌治療の新たな分子標的であることを示した。2)Gap junctional intercellular communicationにかかわるCx43の肝癌細胞における過剩発現が肝癌の増殖促進させることを示し、Cx43が分子標的となる可能性を示した。また、VK2がCx32の発現を高め、Cx43の発現を阻害することにより肝癌増殖を抑制する可能性を示した。3)肝癌の発生、進展にかかわる遺伝子として1q21領域に存在するCREB3L4,INTS3,SNAPAPを同定した。4)胎生期細胞移動における制御遺伝子群の中から、膵癌の転移遺伝子の同定を試みた。その結果Grb7をクローニングした。Grb7はFAKによりリン酸化され、細胞浸潤を促進し、Grb7ノックダウンにより浸潤能が抑制された。Grb7リン酸化を阻害する目的で標的ペプチドG7-18NATE-Pを合成し、これを用いて膵癌藩種モデルなどの系でそめ浸潤抑制効果を明らがにした。5)膵癌ではNFκBを活性化するIκBkinase(IKKB)が活性化していることから、IKKBをSiRNAおよび分子設計により合成された阻害剤IMD-0354で膵癌の増殖を抑制することを試み成功した。本研究では臨床検体を用いたオミックス解析による癌予防診断ツールの開発と、癌進展メカニズムの解析による分子標的治療の開発という2点を特徴とする。肝癌の初回治癒切除症例を対象として、初回再発時の所見をミラノ基準によって分類し、初回切除組織を用いたcDNA Microarrayによる網鱒的発現解析、Array-CGHによる網羅的ゲノム解析、免疫染色法、単変量および多変量臨床病理学的解析を行なった。網羅的発現解析とWilcoxon順位和検定の結果、染色体パッセンジャーAurora kinase Bの遺伝子発現が、ミラノ基準外再発と最も高い相関を示した(p=0.000011)。免疫組織学的解析より、Aurora kinase B蛋白は癌細胞で高発現し、ミラノ基準外再発、門脈・静脈浸潤、腫瘍数、最大径、ステージおよび患者予後と有意に相関した。多変量解析によっても、ミラノ基準外再発と有意な相関を認めた因子はAurora kinase B発現のみであった(OR:22.74)。Array-CGH解析によりAurora kinase B発現はゲノム不安定性と有意に相関し(p=0.009)、肝癌の進展機構が示唆された。肝癌のオミックス解析によって、ミラノ基準外再発の予測因子としてAurora kinase Bを同定し、ゲノム不安定性による癌進展機構が示唆された。さらに、Aurora kinase B特異的阻害剤AZD1152を肝癌培養細胞株SK-Hep1に投与すると、容量依存的にcolony formationを阻害することを確認した。現在、マウス腫瘍モデルを用いて、in vivo効果について解析し、肝癌の分子標的剤としての評価を行なっている。肝細胞癌患者の予後はその再発形態に依存する。

そこで肝細胞癌切除後の高度再発例、いわゆるミラノ基準を超えた再発、47例(5年生存率12.7%)、ミラノ基準内再発64例(5年生存率68.6%)と無再発例の切除標本を用いてその遺伝子発現の差異をDNAマイクロアレイにより網羅的に解析した。その結果、101個の遺伝子発現パターンがミラノ基準外再発と相関し、その最も有意な遺伝子として分裂期キナーゼの一つAurora kinase B (ARKB)を同定した。免疫組織学的解析によりARKB蛋白は肝細胞癌に強く発現し、多変量解析の結果、ミラノ基準外再発を規定する唯一の独立因子と認められた。ARKBは細胞分裂に必須の多くの蛋白をリン酸化することにより、分裂のすべての時相に深く関与しており、その異常はaneuploidyを誘発し、染色体不安定性が起きることが知られている。実際、本研究においてもCGHアレイ解析によりARKB発現と染色体不安定性の有意な相関を見出した。近年、様々な癌でその異常発現が報告されているが、本結果は肝細胞癌においては初めて発見された知見である。現在、ARKBは重要な分子標的として注目されており、種々の阻害剤が開発されている。我々は、本研究の成果を踏まえて、肝細胞癌の新たな分子標的治療の開発へと進んでいる。すでにARKB阻害剤を用いて、ヒト肝細胞癌株、ヌードマウスへの肝癌皮下および肝移植モデルを用いて増殖抑制実験などに着手している。世界で年間約100万人の生命を奪っている肝細胞癌患者の治療に貢献すべく、今後も本研究を継続する所存である。
異種無線統合ネットワークにおけるエージェント間協調を用いた動的周波数共用方式

近年,無線システムの多様化とモバイルマルチメディア通信の普及により,移動端末を用いた広帯域通信への要求が高まっている一方,周波数帯域の逼迫が問題視されており,限られた周波数を有効利用する必要がある.本研究では,ダイナミックスペクトラムアクセス技術を応用して異種無線システム間で周波数帯を共用し,全体としての周波数利用効率を向上させる方式を提案した.近年,無線システムの多様化とモバイルマルチメディア通信の普及により,移動端末を用いた広帯域通信への要求が高まっている一方,周波数帯域の逼迫が問題視されており,限られた周波数を有効利用する必要がある.本研究では,ダイナミックスペクトラムアクセス技術を応用して異種無線システム間で周波数帯を共用し,全体としての周波数利用効率を向上させる方式を提案した.近年,セルラー網や無線LAN (WiFi)の高速化及びWiMAXなどの新しい通信規格の実用化に伴い,無線ネットワーク上で高度で大容量なアプリケーションが提供可能となりつつあるが,一方で,データ通信に適した無線周波数帯は有限であるため,その逼迫が問題視されており,今後,無線ネットワークをバックボーンへの安定したアクセス基盤として利用するためには,何らかの抜本的な対策が必要となるものと考えられる.そこで本研究では,ダイナミックスペクトラムアクセス技術を応用して異種無線システム間で周波数帯を共用し,全体としての周波数利用効率を向上させることでこの問題に対処する.具体的には,WiMAX/WiFi統合ネットワークにおいて,より通信可能範囲の狭いWiFiのアクセスポイントがコグニティブ無線技術を用いて電波利用状況を検知し,初期状態としてはWiMAXに割り当てられた周波数帯を動的に利用することで,時間的側面から周波数利用効率を高める.この際,周囲にある他のWiFiアクセスポイントと協調し,干渉の発生しない範囲で周波数を繰り返し利用することで,空間的側面からも周波数利用効率を高め大幅な通信容量増大を達成する.初年度においては,WiMAX/WiFi間での最適な周波数割り当て及びサービス種別の考慮に関する基礎理論として,短期的な呼損率予測に基づく動的周波数割り当て方式を確立し,計算機シミュレーションによる性能評価の結果,周波数の効率的利用により呼損率を大きく低減できることを確認した.近年,セルラー網や無線LAN(WiFi)の高速化及びWiMAXなどの新しい通信規格の実用化に伴い,無線ネットワーク上で高度で大容量なアプリケーションが提供可能となりつつあるが,一方で,データ通信に適した無線周波数帯は有限であるため,その逼迫が問題視されており,今後,無線ネットワークをバックポーンへの安定したアクセス基盤として利用するためには,何らかの抜本的な対策が必要となるものと考えられる、そこで本研究では,ダイナミックスペクトラムアクセス技術を応用して異種無線システム間で周波数帯を共用し,全体としての周波数利用効率を向上させることでこの問題に対処する.具体的には,WiMAX/WiFi統合ネットワークにおいて,より通信可能範囲の狭いWiFiのアクセスポイントがコグニティブ無線技術を用いて電波利用状況を検知し,初期状態としてはWiMAXに割り当てられた周波数帯を動的に利用することで,時間的側面から周波数利用効率を高める.この際,周囲にある他のWiFiアクセスポイントと協調し,干渉の発生しない範囲で周波数を繰り返し利用することで,空間的側面からも周波数利用効率を高め大幅な通信容量増大を達成する.今年度においては,遺伝的アルゴリズムを用いた動的周波数割り当て方式を確立し,計算機シミュレーションによる性能評価の結果,周波数の効率的利用によりスループットの大幅向上とユーザ間の公平性改善を確認した.近年,セルラー網や無線LAN(WiFi)の高速化及びWiMAXなどの新しい通信規格の実用化に伴い,無線ネットワーク上で高度で大容量なアプリケーションが提供可能となりつつあるが,一方で,データ通信に適した無線周波数帯は有限であるため,その逼迫が問題視されており,今後,無線ネットワークをバックボーンへの安定したアクセス基盤として利用するためには,何らかの抜本的な対策が必要となるものと考えられる.そこで本研究では,ダイナミックスペクトラムアクセス技術を応用して異種無線システム間で周波数帯を共用し,全体としての周波数利用効率を向上させることでこの問題に対処する.具体的には,WiMAX/WiFi統合ネットワークにおいて,より通信可能範囲の狭いWiFiのアクセスポイントがコグニティブ無線技術を用いて電波利用状況を検知し,初期状態としてはWiMAXに割り当てられた周波数帯を動的に利用することで,時間的側面から周波数利用効率を高める.この際,周囲にある他のWiFiアクセスポイントと協調し,干渉の発生しない範囲で周波数を繰り返し利用することで,空間的側面からも周波数利用効率を高め大幅な通信容量増大を達成する.今年度においては,WiFi事業者とWiMAX事業者が非協力的にそれぞれの利潤を追求する環境でも,ユーザの行動モデルとそれに応じた価格設定によって全体として効率的な動的周波数共用が可能なことを示した。近年,セルラー網や無線LAN(WiFi)の高速化及びWiMAXなどの新しい通信規格の実用化に伴い,無線ネットワーク上で高度で大容量なアプリケーションが提供可能となりつつあるが,一方で,データ通信に適した無線周波数帯は有限であるため,その逼迫が問題視されており,今後,無線ネットワークをバックボーンへの安定したアクセス基盤として利用するためには,何らかの抜本的な対策が必要となるものと考えられる.そこで本研究では,ダイナミックスペクトラムアクセス技術を応用して異種無線システム間で周波数帯を共用し,全体としての周波数利用効率を向上させることでこの問題に対処する.具体的には,WiMAX/WiFi統合ネットワークにおいて,より通信可能範囲の狭いWiFiのアクセスポイントがコグニティブ無線技術を用いて電波利用状況を検知し,初期状態としてはWiMAXに割り当てられた周波数帯を動的に利用することで,時間的側面から周波数利用効率を高める.

この際,周囲にある他のWiFiアクセスポイントと協調し,干渉の発生しない範囲で周波数を繰り返し利用することで,空間的側面からも周波数利用効率を高め大幅な通信容量増大を達成する.今年度においては,WiFi事業者とWiMAX事業者が非協力的にそれぞれの利潤を追求する環境において,適応的な閾値設定によって,ユーザの行動モデルに依存せずに全体として効率的な動的周波数共用が可能なことを示した。ほぼ提案時の研究計画調書通りに進捗している。実機実験環境の構築準備がやや遅れているが、各提案方式の拡張は予定を前倒して進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。前年度までに,ファイルダウンロードサービスに適した周波数共用方式とストリーミングサービスに適した周波数共用方式を確立したが,平成24年度においては,これらの方式を統合し,一般的な環境での最適な共用方式を確立する.このとき,レートアダプテーションについても考慮する.また,これまでに得られた成果を学術論文誌や国内外の学会にて積極的に発表する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
人工分子針の細胞膜貫通制御

成果1:バクテリオファージT4から再構築された三本鎖βヘリックス針蛋白質の細胞膜貫通反応細胞は細胞膜によって外界から隔てられており、ウイルスのような天然の分子機械は、高効率かつ直接的に細胞膜を透過する。T4ファージは、gp5と呼ばれる三重鎖βヘリックス針蛋白質を用いて大腸菌の外膜に穴を開ける。近年他のファージの尾部にもβヘリックスが確認されており(図4)、細胞膜貫通反応に重要な役割を果たすと推定されているものの、実験的に細胞への取り込みを解析した例はなかった。本研究では、βヘリックスからなる人工蛋白質針β-PNが(1)エンドサイトーシスを経ない直接的な機構で赤血球に取り込まれること、(2)その取り込みに表面電荷が寄与していることを見出した。この結果は、βヘリックスの細胞膜透過反応を実験的に示した初めての例である。β-PNは細胞内分子輸送に応用可能であり、既にβ-PNによる外来物質の細胞内輸送を実現にも成功した。さらにHSAFMなどによる詳細な解析から、一分子レベルで膜透過メカニズムの検証に成功した成果2:金属ー蛋白質針複合体を用いた効率的な細胞内一酸化炭素輸送によるNF-κB活性化一酸化炭素(CO)は細胞保護作用、抗炎症作用等を担うシグナル分子として機能することが報告されている。細胞内にCOを輸送するために、主に金属カルボニルからなるCO輸送分子(CORM)が用いられてきた。しかしながら、細胞内への取り込み効率の低さ、安定性の低さ等が問題視されており、COを用いたシグナル伝達制御のために、より効率的な細胞内輸送法の確立が求められている。本研究では、β-PN-Ru(CO)2複合体を用いた細胞内へのCO輸送法を確立し、転写因子であるnuclear factor-kappaB(NF-κB)の活性化に成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、バクテリオファージT4由来の蛋白質から合成した分子針の細胞膜透過性の高効率化と、細胞内の動的挙動制御を目的とする。具体的には、申請者が構築した分子針を基盤に、針先端部分の先鋭化や、針長を分子レベルで調節し、機能制御を達成する。これまでも、多くの細胞膜透過材料が報告されているが、その細胞毒性や高効率化に克服すべき課題が残されている。加えて、近年では、数十から数千の蛋白質を集合化して、チューブやカプセル、ケージ等を構築する研究がすすめられているものの、天然の蛋白質集合体が持つような巧みな機能を再現するには至っていない。その理由は、静的な蛋白質集合体の構築に主眼が置かれ、生体内での機能発現に重要な蛋白質集合体の動的挙動に着目した研究がほとんど進められていないことにある。本研究で持ちた蛋白質分子針が、実際に細胞を透過し、さらにHSAFM観察から針状構造に依存した膜との相互作用形態をとることが明らかとなった。また、各種物理化学的手法により、分子針表面の化学的特性と、末端の構造的特性がその膜貫通能に影響を与えている結果が示唆された。当初は、針の長さや先端構造を調整することによって細胞の取り込みを評価する予定であったが、高速AFM測定により、一分子レベルでモデル膜との相互作用形態を観察することに成功し、新しい分子挙動を見出すことが可能となったため。特に、統計的な解析から、膜との接触時のタンパク質針は、まさに針が刺さるような配向で相互作用していることが明らかとなり、分子設計に大きな指針を示すデータとなった。

本研究では、β-PN-Ru(CO)2複合体を用いた細胞内へのCO輸送法を確立し、転写因子であるnuclear factor-kappaB(NF-κB)の活性化に成功した。膜透過へのドライビングフォースを解明するために、計算等、他の物理化学的測定と組み合わせた解析をすすめる。具体的には、QCMを用いた、分子針の膜接触と乖離の速度論的解析と、パッチクランプ法を持ちいた、細胞膜の静止電位の効果の検証をすべく、最適なシステムを構築する。同時に、従来のタンパク質針とは異なる先端構造をもつタンパク質を合成し、それらの比較をすすめる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
中学校理科若手教員対象の教科指導力向上プログラム作成の取組み

○研究目的近年,教員の大量定年退職に伴い教員の採用人数が急激に増えており,若手教員の教科指導力の育成が課題とされている。中学校理科においても同様の課題がある。そこで本研究において,中学校理科若手教員の教科指導力向上を目的とした自主研究グループを組織し,その活動を通して教科指導力向上プログラムを作成することを目指した。○研究方法アンケート調査等により理科若手教員の教科指導力に関する現状と課題の把握を行うとともに,大学教授による講義・演習を含め6回の自主研修会を開催し,その成果と課題から中学校理科若手教員における教科指導力向上プログラムについて提案した。○研究成果アンケート調査等により,自主研修会の成果として次のことが考えられた。・問題解決の過程に沿って授業をデザインする方法を理解させることができた。・観察・実験に適した教材や指導のポイントを理解させることができた。・理科の授業について悩んだときに相談できるようなネットワークを構築することができた。また,教科指導力向上プログラムについて,次の1・2のように実施するとよいと考えた。1実施方法・研修会を原則として,月1回,休日, 3時間程度で実施する。・メーリングリストによる情報交換を行う。・オンラインストレージを活用し,必要な情報をいつでも取り出せるようにする。また,新たな情報が追加されたときは,メーリングリストで周知できるようにする。2研修内容・問題解決の過程に沿った授業展開に有効な教材を提示する。・「考察は課題と正対した答えである」等,ストーリー性をもって授業デザインする方法について,「理科授業デザインベース構造化シート」等を用いた演習を通して理解させる。・生徒の科学的思考を促し,科学的表現を引き出し,それを価値付けるといった中学校理科の熟練教員の指導技術について整理し,若手教員に伝達する。広島県立教育センターホームページに研究成果を掲載
カルコパイライト系新材料を用いた超高効率薄膜太陽電池の開発

CIGS系薄膜太陽電池を作製して、電池内のCIGS膜と他の各層との界面の物性に焦点を絞り、変換効率を向上させる目的で素子中の各界面におけるエネルギー損失要因の解明を行った。また並行して、電池の作製過程の再現性向上手法の開発を行い、実験の信頼性向上と大面積化・量産化時の性能向上手法の確保を図った。さらに、宇宙開発用途を念頭においた実験も実施した。1)CIGS光吸収層製膜中のその場観察手法(SLS法)の確立成長中の薄膜の状態をその場で観察する技術として、白色光を表面に照射し、その散乱光を分光して逐次記録・解析する、光散乱分光法(SLS)を独・HMIと共同で開発した。この手法により、ClGS薄膜の組成比に応じて、成長中の異相の発生条件および膜表面の構造が大きく変化する様子をリアルタイムでモニタリングして、その影響をまとめ、最適化手法の提案を行った。また独・ハーンマイトナー研究所に於いて、製膜温度および製膜速度との関連性を評価する実験を行い、SLSがCIGSの製膜過程の評価に極めて有用であることを確かめた。2)電池内の各層界面での損失発生要因の解析、および要因除去手法の研究清浄なCIGS薄膜の表面を放射光を用いてXPS解析することにより、CIGS表面のバンド構造の詳細な解析を行った。その結果、表面酸化層やナトリウム化合物などに起因してCIGS表面でバンド構造が深さ方向に大きく変化しており、電池性能に大きく関与しうることを確かめた。さらに逆光電子分光(IPES)と光電子分光(UPS)を組み合わせた測定を行い、CIGSの最表面付近においてGa濃度が異常に高まり、バンド構造に大きな不連続性を生じることによって損失の一因となっている現象を発見し、報告した。3)耐放射線性の研究作製した太陽電池に高エネルギーの電子線や陽子線を照射し、放射線による劣化や回復の特性を調べた。非常に大きな照射密度で照射すると性能に劣化が見られるが、宇宙環境を模した6080°Cの環境ではすぐに性能が回復することを確かめた。一方、0°C付近の低温に置くと性能の回復は著しく遅くなった。このことから、CIGS系薄膜太陽電池においては温度によるアニーリング効果が大きな役割を果たすことを確かめた。この他、CIGSの禁制帯幅向上の研究やCIGSに代わる新材料の開発研究も実施した。
新しい避妊法による野生霊長類の生息数調節法の開発に関する研究

平成19年度は、男性不妊症治療の目的で使用されているタイ民間薬Kaempferia parviflora(KP)を用いて、精巣機能と性行動に及ぼす影響を明らかにした(実験I)。また、ディーゼル排気微粒子(DEP)から単離したニトロフェノールで生殖機能への影響が危惧されている4-nitro-3-phenylphenol(PNMPP)を用いて下垂体からのLH、FSH、プロラクチン分泌、精巣からのテストステロン分泌および副腎からのコルチコステロン分泌について検討し、生殖機能および副腎機能への影響を明らかにした(実験II)。実験I.KPの精巣機能に及ぼす影響成熟雄ラットにKPを投与し、交尾行動に及ぼす影響を観察すると共に血中精巣ホルモンおよび性腺刺激ホルモンを測定した。その結果、交尾行動および精巣ホルモン・性腺刺激ホルモン濃度は対照群と差が認められなかった。以上の結果から、KPの精巣機能増強作用は精巣への直接作用ではなく、精巣以外の器官に対する間接的な作用であろうと推察された。実験II.PNMPPの生殖毒性幼若雄ラットの精巣を摘出し、テストステロンチューブを移植したハッシュバーガー動物モデルを用いて、PNMPPのエストロジェン作用とアンドロジェン作用を検討した。その結果、PNMPPの高用量(0.110mg/kgBW)では、血中FSHとLH濃度が低下し、プロラクチン濃度が上昇した。一方低用量では、血中FSH濃度の上昇が認められた。以上の結果から、PNMPPは、視床下部・下垂体に対して、高用量ではエストロジェン作用を有し、低用量では抗アンドロジェン作用を有する事実を明らかにした。野生霊長類の避妊に用いる目的で、タイの民間薬として広く使用されているPueraria mirifica(PM)の効果を飼育下のアカゲザルを用いて検討した。本研究では、正常な月経周期を回帰し規則的に排卵している個体を3群に分け、PMの3容量(10,100,100mg)を毎日経口投与した。実験は投与前期間(30日間),投与期間(90日間),投与中止期間(60日間)に分け,月経周期を観察し、血中卵胞刺激ホルモン(FSH),黄体形成ホルモン(LH),プロジェステロン(P),エストラジオール(E_2)およびインヒビン濃度を測定した。投与前期間における月経周期を調べた結果,28.2±0.8日であった。PM10mgおよび100mg投与群では、月経周期の延長が観察され、PM100mg投与群では、投与期間中排卵が抑制され月経周期は停止した。血中FSH, LH, P, E2,およびインヒビン濃度は、投与したPMの容量増加に従って低下した。投与中止後、PM10mgおよび100mg投与群では排卵が回復したが、PM100mg投与群では、60日間は排卵の回復は認められなかった。また、血中各種ホルモンの濃度も、100mg投与群では回復が遅延した。以上の成果から、PMはアカゲザルの視床下部・下垂体に作用して性腺刺激ホルモン(FSHとLH)分泌を抑制し、その結果として卵巣機能が抑制されると推察された。平成18年度は、タイの民間薬として使用されている植物性エストロジェンPuerariamirifica(PM)を用いて以下の成果が得られた1.アカゲザルにおけるPMのエストロジェン作用の検討老令アカゲザルにPMを飲水投与し、性皮の色の変化を観察した結果、PMの投与量と投与期間に依存して性皮の色調が赤く変化する事実を明らかにした。性皮の色調は、PMの投与を中止すると再び赤味を失う事から、PMには明らかにエストロジエン作用を有すると判断された。2.雌アカゲザルにおけるPMの性腺刺激ホルモン分泌調節作用の検討成熟雌アカゲザルにPMを飲水投与し、血中および尿中性腺刺激ホルモン[卵胞刺激ホルモン(FSH),黄体形成ホルモン(LH)]の変化を調べた。その結果,PMの投与量に依存して血中のFSHとLH濃度が低下する事実が判明した。一方、尿中については、FSH濃度の変化が血中の変化と良く一致したが、LH濃度の変化は一致しなかった。以上の結果からPMは成熟雌アカゲザルの視床下部・下垂体に作用して性腺刺激ホルモンの分泌を抑制するエストロジェン作用を有する事実を明らかにした。3.雌アカゲザルにおけるPMの卵巣ホルモン調節作用の検討成熟雌アカゲザルにPMを飲水投与し、血中および尿中インヒビン、エストラジオールおよびプロジェステロン濃度の変化を調べた。その結果、血中インヒビン、エストラジオールおよびプロジェステロン濃度がPMの投与量に依存して低下する事が判明した。また尿中では、インヒビンは検出されず、エストラジオールとプロジェステロン濃度の低下が認められた。以上の結果から、PMは雌アカゲザルに対して、明らかなエストロジェン作用を有する事実が判明した。また長期投与によっても副作用は認められなかった。

また、ディーゼル排気微粒子(DEP)から単離したニトロフェノールで生殖機能への影響が危惧されている4-nitro-3-phenylphenol(PNMPP)を用いて下垂体からのLH、FSH、プロラクチン分泌、精巣からのテストステロン分泌および副腎からのコルチコステロン分泌について検討し、生殖機能および副腎機能への影響を明らかにした(実験II)。実験I.KPの精巣機能に及ぼす影響成熟雄ラットにKPを投与し、交尾行動に及ぼす影響を観察すると共に血中精巣ホルモンおよび性腺刺激ホルモンを測定した。その結果、交尾行動および精巣ホルモン・性腺刺激ホルモン濃度は対照群と差が認められなかった。以上の結果から、KPの精巣機能増強作用は精巣への直接作用ではなく、精巣以外の器官に対する間接的な作用であろうと推察された。実験II.PNMPPの生殖毒性幼若雄ラットの精巣を摘出し、テストステロンチューブを移植したハッシュバーガー動物モデルを用いて、PNMPPのエストロジェン作用とアンドロジェン作用を検討した。その結果、PNMPPの高用量(0.110mg/kgBW)では、血中FSHとLH濃度が低下し、プロラクチン濃度が上昇した。一方低用量では、血中FSH濃度の上昇が認められた。以上の結果から、PNMPPは、視床下部・下垂体に対して、高用量ではエストロジェン作用を有し、低用量では抗アンドロジェン作用を有する事実を明らかにした。
極めて短時間で全身持久力から骨格筋の量・機能の向上をもたらす新たな運動様式の開発

本研究は2カ年計画で実施し、間欠的短時間高強度運動を従来の持久性能力に加え、「骨格筋の量・機能」の観点から迫ることを目的としている。まず初年度は、短時間で全身・局所のエネルギー代謝および大腿部骨格筋の活動レベルを効果的に高める運動様式の検討を進める。次年度は、初年度の研究成果に基づき、一つの介入研究を遂行し、極めて短時間(実施運動時間:6090秒)で全身持久力から骨格筋の量や筋力・筋パワー発揮能力までを向上し得る全く新しいトレーニング手法の開発を目指す。
ANGPTL2が歯周病病態形成に及ぼす影響

近年、がんや生活習慣病などに共通する基本病態として「慢性炎症」が注目されており、新規慢性炎症関連因子としてアンジオポエチン様タンパク質2(Angiopoietin-like protein 2 : ANGPTL2)が報告され、ANGPTL2シグナル制御によるがんや糖代謝異常の新しい治療戦略の可能性が示唆されている。しかしながら、歯周病におけるANGPTL2の関与についてはほとんど知られていない。申請者らは、このANGPTL2に着目し、歯肉溝滲出液において検出されること、また歯肉上皮細胞であるCa9-22細胞およびHGECsにおいて歯周病原細菌由来LPS刺激により産生され、またANGPTL2 siRNA形質導入により歯周病原細菌由来LPS刺激により産生される炎症性サイトカイン(IL-1β,IL-8, TNF-α)の有意な抑制を確認している。本研究課題では、歯周病におけるANGPTL2の役割についての基礎的研究として、歯肉上皮細胞でのANGPTL2の機能を明らかにすることを目的とする。申請者らは、ANGPTL2のレセプターあるインテグリンα5β1を中和抗体にてブロックすることによっても歯周病原細菌由来LPS刺激による炎症性サイトカイン産生が抑制されることを確認した。また、rANGPTL2刺激により歯肉細胞外マトリックス破壊に関与することが知られているマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)であるMMP-2、MMP-9、MMP-13 mRNAの発現が増強されることも明らかにした。歯肉線維芽細胞株であるHGFを用い、rANGPTL2刺激により炎症性サイトカイン産生の発現増強が認められた。ANGPTL2産生に関わる候補因子として予定していたMIFをRNA干渉によりノックダウンし実験を進めていたが予想に反し、結果が得られず研究計画の変更を必要としたため。引き続きANGPTL2のパラクライン作用について歯肉線維芽細胞株であるHGFを用い、ANGPTL2刺激による炎症性サイトカイン産生、MMP活性、RANKL発現などについて各種検討を行って行く。また歯周病におけるANGPTL2産生経路についての検討については候補因子の再検討を行い、siRNA形質導入によりANGPTL2産生に及ぼす影響について検討する予定である。申請者らは、ANGPTL2のレセプターであるインテグリンα5β1を中和抗体にてブロックすることによっても歯周病原細菌由来LPS刺激による炎症性サイトカイン産生が抑制されることを確認した。また、rANGPTL2刺激により歯肉細胞外マトリックス破壊に関与することが知られているマトリックスメタロプロテアーゼ;(MMPs)であるMMP-2、MMP-9、MMP-13 mRNAの発現が増強されることも明らかにした。予想の結果が出なく追加実験を必要としたため。

歯周病におけるANGPTL2産生経路について、Macrophage migration inhibitory factor (MIF) siRNA形質導入によりANGPTL2産生に及ぼす影響について検討する。また平行してANGPTL2のパラクライン作用についても歯肉線維芽細胞株であるHGFならびに骨芽細胞様細胞株であるU2OSを用い、ANGPTL2刺激による炎症性サイトカイン産生、MMP活性、RANKL発現などについて各種検討を行って行く予定である。引き続きANGPTL2のパラクライン作用について歯肉線維芽細胞株であるHGFを用い、ANGPTL2刺激による炎症性サイトカイン産生、MMP活性、RANKL発現などについて各種検討を行って行く。また歯周病におけるANGPTL2産生経路についての検討については候補因子の再検討を行い、siRNA形質導入によりANGPTL2産生に及ぼす影響について検討する予定である。諸事情により研究分担者の配分金の使用ができなかったため、次年度への助成金繰り越しが生じてしまうことになった。本年の研究は、平成29年度に行う予定であった1)ANGPTL2産生経路についての解析と2)ANGPTL2のパラクライン作用についての解析を中心に進めていく方針であるため、siRNA形質導入、mRNA発現解析(プライマーやPCR関連試薬)、タンパク発現解析(蛋白検出関連試薬)に必要な消耗品の購入することを主な使用計画としている。また、研究成果を発表することも検討しており、学会参加に伴う旅費に必要な経費への使用も検討している。研究計画の変更が必要であったため、次年度使用額が生じた。計画修正により前年度実施予定であったANGPTL2のパラクライン作用についての解析を先行し、ANGPTL2産生経路については候補因子の再検討をし進めていく予定である。主にタンパク発現解析(蛋白検出関連試薬)や酵素活性測定に必要な消耗品の購入することを計画している。
抗原感作樹状細胞免疫で惹起される新規ヒトCD4+T細胞由来HIV-1感染防御因子

AIDS(後天性免疫不全症候群)に代表されるHIV-1感染症の克服は、日本のみならず発展途上国および海外の先進国においても重要で深刻な共通課題である。私の研究グループは、正常ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を移植したヒト/マウスキメラ動物であるhu-PBL-SCIDマウスに、抗原感作したin vitro誘導自家樹状細胞を移植することにより、ヒト型の抗原特異的抗体およびT細胞免疫応答を誘導する実験系の作成に成功した。そして、不活化HIV-1感作樹状細胞で免疫したhu-PBL-SCIDマウスはHIV-1感染に抵抗性を示すことを証明した。本年度の研究では、以下の新たな知見を得ることができた。(1)CD4+T細胞あるいはCD8+T細胞を除去したPBMCを移植免疫して抑制因子産生に必要な細胞検討したところ、CD4+T細胞がないと因子の産生はなく、HIV-1で免疫されたCD4+T細胞が因子の主要産生細胞であること、(2)因子が働く標的である活性化PBMCからCD8+T細胞を除去しても因子の活性には影響がなく、因子の機能発現には混在するCD8+T細胞は必要がないこと、(3)このR5 HIV-1抑制因子を産生する免疫ヒトCD4+T細胞は、in vitroにおいてAPC+HIV-1由来のpeptideで刺激培養することによって産生され、その応答ペプチドはドナーにより異なり、HIV-1のenv、gag、polおよびnef由来の15-merペプチドであることである。
消化器癌診断・治療のためのp53関連分子デバイスの開発

本研究は、(1)消化器癌病態の個性診断として、p53遺伝子変異や変異タンパク質の分子診断デバイスを開発すること(診断法開発)と,(2)p53遺伝子導入による消化器癌の遺伝子治療法改良や薬剤による変異p53タンパク質の機能回復剤探索のためのデバイスを癌治療に応用すること(治療法開発)を目的にした。その結果、(1)出芽酵母による網羅的p53変異ライブラリーの機能評価については、PNAS 100,8424-8529,2003に詳細を記した。この論文では、p53変異と機能、構造相関を明らかにした。(2)網羅的変異ライブラリーのスクリーニングにより、多くの温度感受性p53変異を単離した結果は、JBC279,248-355,2004に詳細を記した。この論文では、温度感受性p53変異と構造相関を明らかにし、構造修飾による変異p53の機能回復の可能性を示唆した。(3)網羅的変異ライブラリーのスクリーニングにより、腫瘍で高頻度に報告されている変異p53のsecond-sitesuppressor変異を単離した。この論文では、変異p53の機能を他の変異p53を発現することにより回復させうることを示し、構造修飾による変異p53の機能回復の可能性を示唆した。(4)消化器癌新規の遺伝子治療法を目指し、大腸癌・胃癌細胞株において野生型p53よりも強いアポトーシス誘導能をもつ5種類の新規1アミノ酸置換型'super p53'を発見した。(5)アミノ酸置換型変異p53タンパク質の機能を回復する小分子化合物(機能回復剤)を探索するため、候補薬剤のin silicoスクリーニングにより候補薬剤を複数発見した。既に作成済みの変異TP53 cDNAライブラリーから、転写活性化能が野生型より強い変異や既知のp53下流遺伝子の転写活性化能が報告頻度の高いいわゆるホットスポット変異や野生型とは異なる転写活性化能を有する変異について約50種類の哺乳動物用発現ベクターを構築し、ヒト骨肉種細胞株SAOS2細胞のテトラサイクリン制御発現系に導入、現在、アポトーシス誘導能や、マイクロアレイを用いた下流遺伝子の転写活性化能について解析中である。1塩基置換を有する26塩基合成1本鎖DNAを2314種類合成し、アレイスポッターにてスライドグラス上にスポットして、TP53ミスセンス変異を検出するためのマイクロアレイを作製し、現在、その有用性を検討中である。酵母に発現した変異p53蛋白質を抽出し、各種p53モノクローナル抗体に対する反応性についてスクリーニング中である。さらに大腸菌での変異p53蛋白質発現系を作製し、各種変異p53蛋白質を生成中である。将来的には、プロテインマイクロアレイを作製し、患者血清中の変異特異的抗体を検出できるシステムに改良する予定である。我々が独自に構築した網羅的TP53ミスセンス変異cDNAライブラリー(2314種類)から、転写活性化能が野生型より強い変異や、既知のp53下流遺伝子の転写活性化能が野生型とは異なる多様性変異について180種類の哺乳動物用発現ベクターを構築した。それらをヒト骨肉種細胞株Saos-2細胞に導入・発現し、アポトーシス誘導能や下流遺伝子の転写活性化能について解析した。その結果、野生型p53よりもアポトーシス誘導能が強い変異p53を18種類単離した。そのうち6種類は、より強力なアポトーシス誘導能を有する変異p53として報告されているS121F変異と同等ないしそれ以上の強力なアポトーシス誘導能を有し、'super p53'と考えられた。これらのsuper p53は、将来、遺伝子治療に有用である可能性があり、現在、各種ヒト腫瘍細胞株へ導入しアポトーシス誘導能を評価するとともに、アデノウイルスベクターに組み込み'super p53'がin vivoマウス移植腫瘍モデルでの抗腫瘍効果検討中である。

180種類の変異p53のアポトーシス誘導能は弱いものから野生型より強いものまでさまざまであったが、個々の変異のアポトーシス誘導能と転写活性化能には相関は見られなかった。super p53の強力なアポトーシス誘導能には、転写非依存的性の機構の関与が示唆された。さらに本研究では、網羅的TP53ミスセンス変異cDNAライブラリーの中から変異p53の機能を回復させる2nd-site suppressor mutationを出芽酵母の転写系でスクリーニングした。その結果、腫瘍で高頻度に認められる変異p53の機能を回復させる2nd-site suppressor mutationを複数同定した。このような変異は、変異p53の機能回復薬剤の開発に有用な情報を提供すると考える。
可変パイプライン構造を持つ高性能・低消費電力プロセッサに関する研究

近年、ノート・パソコンや携帯電話等の携帯端末においても高性能プロセッサが搭載されつつある。例えば携帯電話の内蔵カメラで撮影した動画を送信するには複雑かつ膨大な処理が必要となる。一方でこれらの携帯端末はバッテリにより駆動することが多いため、高性能化に伴う消費電力の増大が問題となっている。そこで、本研究ではプロセッサ内部構成の動的な変更と無駄なスイッチングを削減することで、従来手法と比較してプロセッサの高性能化と低消費電力化の両立を達成した。近年、ノートパソコンやPDA、携帯電話等の携帯端末においても高性能プロセッサが搭載されつつある。それに伴い、これらの携帯端末はバッテリにより駆動することが多いため、高性能化に伴う消費電力の増大が問題となっている。そこで、本研究ではプロセッサの高性能化と低消費電力化の両立手法について研究を進めている。本年度はまず、ベースとなる9段固定のパイプラインプロセッサと、提案手法である可変パイプライン段数プロセッサを詳細設計した上で、電子回路シミュレータSynopsys NanoSimを用いて消費電力を計算し、パイプライン段数の動的変更による低消費電力化の効果を詳細に解析した。その結果、SpecINT2000ベンチマークを用いて行った評価において、現在広く用いられているDVS手法と比べて、エネルギー遅延積を70%低減できることが明らかになった(本研究成果は現在、論文誌に投稿中)。また、本研究の要となるLDS-Cellの実装方法について検討し、詳細な回路解析シミュレータであるH-Spiceを用いて検討を行った。これにより、LDS-Cellの効率的な実装方法が明らかになった。この成果は、情報処理学会研究報告会で公表済みである。また、低電力化手法の詳細化を進める上で、プロセッサコアだけでなくキャッシュの低電力化も行わなければ、プロセッサ全体の低電力化を実現できないことがわかった。そこで、本研究を更に発展させ、実行時に動的に構成を変更することで高性能と低電力を両立する可変レベルキャッシュを提案し、その有効性を示した。この成果も、情報処理学会研究報告会で公表済みである。近年、ノート・パソコンやPDA、携帯電話等の携帯端末においても高性能プロセッサが搭載されつつある。例えば携帯端末を用いて、複雑、かつ膨大な処理を伴う動画像のエンコードやデコード、およびその送受信を行うことが現実化している。そして、ユビキタス・コンピューティング環境の広がりにより、この傾向はますます強くなりつつある。これらの携帯端末はバッテリにより駆動することが多いため、高性能化に伴う消費電力の増大が問題となっている。そこで、本研究課題では高性能かつ低消費電力を実現するプロセッサの研究開発を行っている。提案手法では、動的な電力消費のうちグリッチ(ゲート遅延や配線遅延により発生する信号線の変化)に起因する冗長なスイッチングを削減することで消費電力の低減を目指している。具体的には、1)プロセッサのステージ段数を動的に変更できるように改良した上で、2)パイプライン統合時に発生するグリッチの増加を緩和するためにLDS-cellという独自の回路を導入することで、プロセッサの高性能化と低消費電力化の両立を目指す手法である。前年度は、提案手法の詳細設計を行い、シミュレーションによりその有効性を明らかにした。本年度は研究実施計画に従い、LDS-cellを含むプロセッサ全体のレイアウト設計を行った上でLSIの試作を行い、提案手法が実現可能であることを明らかにした。本応究課題の成果により、従来広く用いられているDVS手法と比較して、僅か9%のチップ面積増加で消費電力を60%程度削減できる手法を明らかにした。
骨軟部肉腫幹細胞をターゲットとした分子標的治療法開発研究

横紋筋肉腫の治療を目指してヒト横紋筋肉腫細胞株から横紋筋肉腫細胞においてFibroblastgrowth factor receptor 3(FGFR3)陽性細胞ががん幹細胞様の性質を持つRhabdomyosarcoma-initiating cells(RIC)であることを見いだし、解析を行った。FGFR3陽性RICの維持にはbFGFが必須でEGFはRICの増殖を誘導することを明らかとした。また骨軟部肉腫におけるHedgehogシグナルの腫瘍増殖・腫瘍転移における機能解析を行った結果、Hedgehogシグナルは骨肉腫・横紋筋肉腫の増殖を誘導しており、分子標的治療ターゲットとなることが示唆された。A.研究目的がん幹細胞は、腫瘍の再発や転移のメカニズムの一端を担っていることが示唆されており、がん幹細胞を標的とした治療法の開発は不可欠である。がん幹細胞を標的とした治療の確立にはがん幹細胞の単離精製が必要であるため、我々は骨軟部悪性腫瘍細胞において、がん幹細胞様の性質を持つ細胞集団の同定法の開発と解析を行った。B.研究方法骨軟部肉腫細胞株を表面マーカーを用いて腫瘍形成能力が高いSarcoma-initiating cellの分離方法を開発し、遺伝子発現やSarcoma-initiating cellの維持・増殖に関与する因子を検討した。(倫理面への配慮)患者は個人を特定出来ないようにした。C.研究結果ヒト横紋筋肉腫細胞株であるKYM-1とRDからFibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3)陽性で腫瘍形成能力が有意に高いRhabdomyosarcoma-initiating cells (RICs)の分離を可能とした。驚いたことにこのFGFR3陽性のRICsは1個の細胞をヌードマウスの皮下に移殖した際にも腫瘍形成能力を示した。またRICsは定量的PCRで未分化細胞マーカーを高発現しており、一方で分化マーカーの発現は低下していたことより正常幹細胞様の性質を持っていることが明らかとなった。無血清培地でこの細胞株を培養するとはbFGFがRICsの維持・増殖に必須の因子であった。またCNTFを培養液に加えると、SICの割合が著明に減少することが示された。この骨軟部肉腫の患者の組織でのFGFR3の発現を検討したところ定量的RT-PCRでFGFR3は患者腫瘍組織中で高発現していることが確認された。また免疫染色において患者組織の一部の細胞がFGFR3をheterogeniousに発現していることが示された。D.考察今回、我々は横紋筋肉腫の細胞株を用いてSarcoma-initiating cellsを精製することを可能とした。この手法はがん幹細胞をターゲットとした骨軟部悪性腫瘍治療法の開発に有用であると考えられる。E.結論Aがん幹細胞は、腫瘍の再発や転移のメカニズムの一端を担っていることが示唆されており、がん幹細胞を標的とした治療法の開発は不可欠である。我々は骨軟部悪性腫瘍細胞において、腫瘍幹細胞の同定と解析を行った。B.研究方法骨軟部肉腫細胞株を表面マーカーを用いて腫瘍形成能力が高いSarcoma-initiating cell (SICs)の分離方法を開発し、遺伝子発現やSICsの維持・増殖に関与する因子を検討した。C.研究結果Hedgehogシグナルはがん幹細胞の維持・増殖に関与していることが報告されている。我々は骨肉腫や横紋筋肉腫などの骨軟部腫瘍の増殖にHedgehogシグナルが関与しており、Hedgehogシグナルを阻害すると骨軟部腫瘍の増殖を抑制可能なことを見いだした。D.考察我々は横紋筋肉腫の細胞株を用いてSarcoma-initiating cellsを精製することを可能とした。今回はHedgehogシグナルと骨軟部腫瘍増殖メカニズムとの関連を明らかとした。現在、Hedgehogシグナルの骨軟部腫瘍幹細胞への関与を検討中である。E.結論骨軟部腫瘍における腫瘍幹細胞やHedgehogシゲナルとの関連の研究は新規治療法の開発に有用である吉判断する。Aがん幹細胞は、腫瘍の再発や転移のメカニズムの一端を担っていることが示唆されており、がん幹細胞を標的とした治療法の開発は不可欠である。C.研究結果ヒト横紋筋肉腫細胞株であるKYM-1とRDからFibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3)陽性で腫瘍形成能力が有意に高いSICsの分離を可能とした。FGFR3陽性のSICsは1個の細胞をヌードマウスの皮下に移殖した際にも腫瘍形成能力を示した。またSICsは定量的PCRで未分化細胞マーカーを高発現しており、一方で分化マーカーの発現は低下していたことより正常幹細胞様の性質を持っていることが明らかとなった。Hedgehogシグナルはがん幹細胞の維持・増殖に関与していることが報告されている。我々は骨肉腫や横紋筋肉腫などの骨軟部腫瘍の増殖にHedgehogシグナルが関与しており、Hedgehog下流の転写因子であるGLIを阻害すると骨肉腫の増殖をin vitro, in vivoで抑制可能なことを見いだした。

さらに薬剤によりHedgehogシグナルを阻害すると横紋筋肉腫の増殖を抑制することを報告した。また、Hedgehogシグナルを抑制することで骨肉腫の細胞浸潤・転移能を抑制することを見出して、現在投稿準備中である。D.考察我々は横紋筋肉腫の細胞株を用いてSarcoma-initiating cellsを精製することを可能とした。Hedgehogシグナルと骨肉腫および横紋筋肉腫における増殖・転移能との関連を明らかとした。この手法はがん幹細胞をターゲットとした骨軟部悪性腫瘍治療法の開発に有用であると考えられる。E.結論骨軟部腫瘍における腫瘍幹細胞やHedgehogシグナルとの関連の研究は新規治療法の開発に有用である。