hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大都市におけるホームレス問題と福祉援助-戦後における東京のホームレス問題の推移と保護施設の役割を中心にして-

パターン分析は、昭和27年から39年までを第I期、それ以降を第II期とし、また単身、家族を区分し、さらに孤児であったかどうかを識別した上で、学歴、初職、婚姻関係、主職、家族関係要因の有無、ホームレス化と上京との関係、直前職、直前の居住状況、の8項目の関連についてどのようなパターンがあるかを検討した。この結果、第I期は学歴不安定からスタートしたものが多いのに対して、第II期ではともかく義務教育は終了し、安定した初職を得てから、上京→居住の不安定化=不安定職ないしは無業化となって、住み込み先や飯場、病院などから施設入所に至るという典型的なパターンを描くことが見いだされた。なお未婚や離婚といった家族からの排除が媒介項としてあり、ここに疾病が絡んだときに、ホームレス化した保護対象が発生すると考えられる。アメリカ、大阪など他都市のホームレス問題についての文献およびヒヤリングから、東京のホームレス問題への福祉援助の特徴として、責任体制の不明確化、緊急保護の不足、民間活動の弱さなどが上げられる。
血中ＨＣＶーＲＮＡ陰性化後のＨＣＶ感染持続を把握する非侵襲的方法の探索

慢性C型肝炎(HCV)ウイルス感染に対する治療効果や肝硬変に至る肝病態進展に関わる宿主側の代謝因子を評価するために,健常者,HCV患者,インターフェロン治療導入HCV (HCV+IFN)患者,肝硬変(LC)患者の血清にて,脂質代謝を中心に代謝関連物質をLC-MS/MS装置にて測定した。その結果,HCVでは脂肪酸β酸化は不活性化,コリン代謝は活性化し,LCでは大きく反転する事が明らかとなった。しかし,IFN治療による変化が生じる代謝マーカーはなかった。本研究では,この宿主側の代謝変動が,HCVからLCへの病態進展へ深く関与している可能性が示唆された。慢性C型肝炎(HCV)感染に対するインターフェロン(IFN)/リバビリン(RBV)療法において,血中HCV量による効果判定に加え,肝細胞中のHCV残存を評価する有効な手段を開発する事により,再燃の防止や過剰治療の軽減などが期待される。昨年度は,HCV感染が肝臓における脂質代謝に及ぼす影響を検討するために,HCV患者血清中の代謝マーカーを,健常者やIFN治療後と比較した。その結果,脂質異化(β酸化)の指標となる血清アセチルカルニチン濃度は,HCV感染患者で健常人より減少しており,IFN治療後はやや改善していた。そのため,肝内HCV感染状態によって,肝臓での脂質異化能が変化していることが示唆された。この代謝能の低下が肝内HCV残存を評価する手がかりとなる可能性について,今年度は,脂質代謝物に関連する他の血清マーカーについて,検討を加えた。HCV感染時は,β酸化代謝産物である血清アセチルカルニチン濃度が減少していたため,β酸化反応の基質元となるアシルカルニチンの血中濃度を測定した結果,アセチルカルニチンと同様に,血清アシルカルニチン(パルミトールカルニチン)濃度も減少していた。ちなみに,HCV患者やIFN治療後の血清カルニチン値は,健常人と比べ差が見られなかった。また,血清ケトン体(3ーハイドロキシ酪酸)濃度も,健常人とHCV患者には違いが見られなかった。そのため,HCV感染時には,β酸化能の低下以外に別の経路で,血中アセチルカルニチン濃度が減少している事が示唆された。現在,C型肝炎ウイルス(HCV)感染患者に対する抗ウイルス療法は,主要なインターフェロン/リバビリン併用療法に加え,近年,HCV非構造蛋白プロテアーゼの阻害剤などの新規治療法が開発されており,ウイルス排除に大きな効果をもたらしている。しかし,ウイルス療法にて著効(SVR)と判断された後に治療を終了した患者の中には,ウイルスが再出現(再燃)するケースがみられる。この再燃は,抗ウイルス療法後も肝内に残存していたウイルスが再増殖することが原因と考えられるが,現行の検査方法での検出は困難である。我々は,この肝内残存ウイルスによる治療後の再燃する症例を事前に把握する手段を開発するため,肝内ウイルス増殖に関連する脂質代謝に着目して,低侵襲的な血液指標について検討を行っている。これまで,抗ウイルス療法を受けているHCV感染患者では,脂質関連マーカーの1つであるβ酸化の指標となる血清アセチルカルニチン濃度が減少している事を確認してきた。今年度は,これまでの脂質関連マーカー(アセチルカルニチンやケトン体)に加え,アミノ酸代謝マーカーについても分析対象を広げ,多くのHCV完全患者における血清濃度の分析を行っている。アミノ酸異化産物マーカーにも変動が確認され,脂質代謝にアミノ酸代謝を加えて検討を行っている。慢性C型肝炎(HCV)感染の主要な治療であるインターフェロン(IFN)/リバビリン(RBV)療法を受診し,SVRの判定を受けた患者でも,後に再燃が見られるケースがあり,治療継続の必要性ならびに早期陰性化に対する過剰治療や医療費削減を考慮するにあたり,解決すべき重要な課題である。本研究の目的は,再燃する理由として,血液中のHCV陰性化後でも,肝細胞中にはHCVが残存しており,治療終了後に残存HCVの増殖が再開するためであろうとの仮説を検証することである。一般的に,IFN/RBV療法は,治療開始から,RNA陰性化,SVR判定,治療終了までに,計2472週間の期間が必要である。そのため,今年度は,HCV患者に対する治療ならびに血清サンプルの収集,今後の生化学分析のセットアップを中心に行った。また,今年度は,これまで我々が確立してきた細胞中の脂質異化(ベーター酸化)の指標となるアセチルカルニチンについて,HCV感染患者血清中の定量を行った。その結果,健常人と比較して,HCV感染患者の血清中アセチルカルニチン値は減少しており,肝臓での脂質異化が低下していることが示唆された。さらに,IFN/RBV療法を受診後では,血清アセチルカルニチン値は増加していた。

これらの結果から,HCV感染患者における脂質代謝の改善と抗ウイルス療法によるウイルス量の減少とに関連性があることが示唆された。したがって,血清中のアセチルカルニチン値の測定は,肝細胞中のHCV増殖状態を把握する指標の一つとして役立てられる可能性があり,次年度からも引き続きサンプル数を増加し,検討を加えていく予定である。慢性C型肝炎ウイルス(HCV)感染に対する治療法は,これまでのインターフェロン(IFN)/リバビリン併用療法から,HCV非構造タンパクプロテアーゼ阻害剤などの経口薬による新規治療法へと大きく進歩し,従来の治療法に比べ,格段にHCV排除率が向上する様になってきた。一方で,HCV駆除が成功しても肝炎から肝硬変へ進展するケースは少なくなく,病態進展機序に関しては不明な点が多い。そこで本年度は,HCV感染による肝炎状態から肝硬変症の進展に関与する因子を探索した。これまでの検討では,脂質関連マーカーの1つであるβ酸化の指標となるアセチルカルニチンの血清濃度がHCV感染患者にて有意に減少している事を明らかにしてきた。一方,肝硬変症の血清アセチルカルニチン濃度は,反対に,有意に上昇する事を見出した。肝炎状態から肝硬変に至る過程で,脂質代謝が大きく反転する事が,病態進展に関与している可能性が示唆された。消化器内科学HCV患者に対するインターフェロン/リバビリン治療,血清サンプルの収集と脂質代謝関連マーカーの分析については,概ね計画通りである。しかし,培養細胞モデルを用いたin vitroの実験系については,方法論等の見直しも行った事に加え,昨年度は血清マーカーの分析に重点を置いたため,計画に遅れが生じている。昨年までと同様に,治療中のHCV感染患者の血清サンプルの収集ならびに,血清代謝マーカーの分析については,順調に進行中である。培養細胞実験において,脂質代謝をはじめ,エネルギー代謝異常状態における細胞から排泄される代謝産物の測定を引き続き検討中であるが,HCV感染細胞モデルにおける検討には至っていないため。今年度は,IFN/RBV療法を受診した慢性C型患者のサンプル採取,ならびにサンプル中の各血清指標と残存ウイルス指標の検討を行うセットアップ期間を予定していた。治療とサンプル収集,ならびに肝組織内脂質代謝の血清指標の検討は,予定どおり計画を進行できているが,震災復興財源の確保として,交付金の1部の支払いが年度途中まで不明であったため,生化学的分析を伴う研究については,やや計画から遅れが生じている状態である。昨年度までと同様に,インターフェロン/リバビリン治療中の慢性C型肝炎患者の血清サンプルの収集と臨床診断情報の収集を引き続き行う。脂質代謝関連マーカーについて,血清中の定量に加え,患者肝組織中の定量も行い,血清中と肝組織中の指標の関連性を明らかにしていく予定である。また,脂質代謝マーカー以外に,C型肝炎ウイルス感染によって血液中へ排泄される代謝産物やHCV増殖関連酵素,遺伝子産物の同定を,患者血清ならびに培養細胞モデルを用い,臨床データと比較していく予定である。HCV感染患者より継続採取してきた保存血清を用いて,ウイルス量や治療効果,病態変化と脂質代謝マーカーの値とを比較検討し,ウイルス再燃との関連について,評価,総括する予定である。
二核鉄,コバルト,銅酸素錯体の合成とその酸化・酸素化触媒能の研究

本研究では生体系で酸素運搬体として作用しているヘムエリトリンやヘモシアニン,酸素化触媒であるメタンモノオキシゲナーゼ(鉄および銅錯体)などの機能モデルとして,二核鉄及び銅酸素(μ-パーオキソ)錯体の設計・開発を行った。今年度は,二核鉄酸素錯体の熱的安定性と酸素親和性の制御および銅酸素錯体の単離と構造解析に重点を置き以下の成果が得られた。鉄錯体:1.様々な立体化学を有する二核化配位子を用い二核鉄パーオキソ錯体の不可逆的酸化に対する熱的安定性を検討した。その結果立体的にかさ高い置換基を配位基に導入することにより不可逆的酸化を大きく制御できることが明らかとなった。これは置換基の立体効果により配位子の電子供与性が弱められること,さらにそれらが酸素結合部位を立体的に保護するためであることがわかった。2.様々な二核鉄錯体の酸素化反応の熱力学パラメータを求めた。その結果,二核化配位子の架橋基の立体化学によって酸素親和性を数万倍の範囲で制御可能であることを見い出した。本研究で調べた一連の錯体の酸素親和性にはエルタルピー効果よりもエントロピーの効果が大きく寄与していることが明らかとなった。銅錯体:立体的にかさ高い様々な置換基を持つ三脚型四座配位子(8R_1R_2NCH_2CH_2)_3N : L)を用い銅(I)錯体([Cu(L)]^+)と酸素との反応性を調べた。その結果、-80°Cの低温ではtrans-μ-1,2-peroxo錯体が生成することが明らかとなった。また置換基にベンジル基を用いることにより単離可能となり,X線結晶構造解析からべンジル基が酸素結合部位を立体的に取り囲み酸素錯体を安定化していることがわかった。二核鉄酸素錯体は,酸素運搬体であるヘムエリスリン,酸化・酸素化触媒として作用するリボヌクレオチドリダクターゼ,メタンモノオキシゲナーゼの反応中間体モデルとして,これらタンパクの構造および機能を解明するうえで重要である。しかし,二核鉄酸素錯体は非常に不安定であり,構造および詳細な物性研究はなされていない。本研究では,多数のアルコキソあるいはフェノキソ架橋基を持つ2核化配位子を設計・開発し,それらの立体的・電子的効果による二核鉄酸素錯体の熱的安定性および酸素親和性の制御を行った。得られた二核鉄(II,II)錯体と酸素との反応を検討した結果,酸素錯体の熱的安定性および酸素親和性の制御は,以下の方法により可能であることがわかった。1)配位原子の近傍に立体的にかさ高い置換基を導入することにより,配位子の電子供与能を弱め,さらにそれら置換基が酸素結合部位を取り囲む疎水的空間を形成することによって不可逆的酸化が防止できる。生体系で酸素運搬体として作用しているヘムエリトリンやヘモシアニン,また酸素化触媒であるメタンモノオキシゲナーゼ(鉄および銅錯体)の機能モデルとして,二核鉄及び銅酸素(μ-パーオキソ)錯体の合成を行った。今年度は,銅(1)錯体による酸素の活性化と二核鉄酸素錯体の単離と構造および物性の解明の2点に重点を置いて研究を行い以下の成果が得られた。銅錯体:三脚型四座配位子(tris{(6-methy1-2-pyridy1)methy1}amine:N4-Me3py)を含む銅(1)錯体([Cu(N_4-Me_3py)]

^+)と酸素との反応により,配位子に組み込んだピリジル基の6位のメチル基がカルボキシル基にまで酸化されることを見いだした。この反応を低温で吸収スペクトルを用いて追跡したところ,溶液中では少なくとも2種類の反応中間体が存在することが明かとなった。この反応は銅含有メタンモノオキシゲナーゼのモデル反応として注目される。鉄錯体:1.立体的に崇高いイミダゾリル基を含む二核化配位子(2,6[bis(3-methy1-4,5-diphenylimidazolylmethyl)aminomethyl]-4-methylphenolate:Ph-bimp)を用いて,世界ではじめて室温でも可逆的酸素化能を,有し,ヘムエリスリンと同様の酸素親和性を持つ二核鉄酸素錯体の合成に成功した。2.さらに酸素化型([Fe_2(Ph-bimp)(OBz)(O_2)]^<2+>)および脱酸素化型錯体([Fe_2(Ph-bimp)(OBz)(H_2O)]^<2+>)の両者の結晶構造を明かにし,高い酸素親和性および不可逆的酸化に対する安定性は主に配位子の立体効果によるものであることを明かにした。3.また,配位子の立体効果により酸素親和性を数万倍の範囲で制御可能であることを見い出した。本研究では生体系で酸素運搬体として作用しているヘムエリトリやヘモシアニン,酸素化触媒であるメタンモノオキシゲナーゼ(鉄および銅錯体)などの機能モデルとして,二核鉄及び銅酸素(mu-パーオキソ)錯体の設計・開発を行った。今年度は,二核鉄酸素錯体の熱的安定性と酸素親和性の制御および銅酸素錯体の単離と構造解析に重点を置き以下の成果が得られた。鉄錯体:1.様々な立体化学を有する二核化配位子を用い二核鉄パーオキソ錯体の不可逆的酸化に対する熱的安定性を検討した。その結果立体的にかさ高い置換基を配位基に導入することにより不可逆的酸化を大きく制御できることが明らかとなった。これは置換基の立体効果により配位子の電子供与性が弱められること,さらにそれらが酸素結合部位を立体的に保護するためであることがわかった。2.様々な二核鉄錯体の酸素化反応の熱力学パラメータを求めた。その結果,二核化配位子の架橋基の立体化学によって酸素親和性を数万倍の範囲で制御可能であることを見い出した。本研究で調べた一連の錯体の酸素親和性にはエンタルピー効果よりもエントロピーの効果が大きく寄与していることが明らかとなった。銅錯体:立体的にかさ高い様々な置換基を持つ三脚型四座配位子(R_1R_2NCH_2CH_2)_3N:L)を用い銅(I)錯体([Cu(L)]^+)と酸素との反応性を調べた。その結果,-80°Cの低温ではtrans-mu-1,2-peroxo錯体が生成することが明らかとなった。また,置換基にベンジル基を用いることにより単離可能となり,X線結晶構造解析からベンジル基が酸素結合部位を立体的に取り囲み酸素錯体を安定化していることがわかった。
受動的工法を用いた不適正処分場の環境汚染物質の制御と評価方法の提案

石油や埋立地汚水漏洩による地下帯水層のオンサイト修復を模擬したベンチスケール実験装置(電極材料:ステンレス製タワシ)を作成した。本装置は透過性反応型地中壁(PRB)の原理を発展させた透過性電気生成反応型地中壁(e-PRB)であり、近年、米国にて発見された微生物の嫌気性代謝の一つ(電子受容体として陰電極を用いて微生物が有機物質を酸化)である。電子は電流として陽電極に伝達され、そこで酸素が還元される。開発中のe-PRBは、透過性反応壁としての地中バイオフィルム(陰極)、地下水以浅の酸素還元(陽極)、電気とイオン移動回路の3つから構成される。通常は最終電子受容体として大気中の酸素を地下水に供給するが、酸素の溶解は効率的でなく、従来のPRB技術では高コストが懸念されている。E-PRBは酸素を地下水中に溶解の必要がないため、経済的で効率的な地下水浄化技術となる。有機汚濁物質としてグルコース、石油系汚染物質としてBTEX(ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン)をモデル汚染物質として浄化実験を行い、本装置が長期間(約4ケ月)にわたり安定した電極出力分解反応を継続できることを実験的に明らかにし、e-PRB技術が地下水汚染現場に適用可能なことを示した。本反応の電気出力は、グルコースでは有機炭素濃度が520mg/Lの範囲で電流値4mA、電位差(陽極:0.39V,陰極:0.19V)となった。これは、本プロセスの浄化能力が、量論的に0.2kg-有機炭素/(m3・日)と非常に大きな有機物分解速度となることを示すものであり、オンサイト浄化技術としての能力が非常に高いと判断できる。一方、BTEXでは2mA程度になり、電極活性に阻害が生じないことは示されたが、BTXの具体的な分解能力は評価することができなかった。透過性反応浄化壁(PRB)に関する文献レビューを実施した。PRBによる工法は受動的な工法として科学的自然減衰(MNA)による地下水汚染対策として多くの実績を残している。米国においては1980年代より本工法が適用され,ハンドブックとして体系化されている。PRBの多くは有機塩素化合物を汚染対象とし,ゼロ価鉄粉による脱塩素反応によるが,本研究では不適正な安定型処分場の浸透水に対する恒久対策としての適用を考えた。処分場からの浸透水中汚濁物質としては,BODやCODといった水質汚濁物質とともに,無機化合物である硫化水素が挙げられる。これら有機物と硫化水素を吸着しながら透水性を保つ材料を検索する必要がある。硫化水素の捕捉材としては,よく酸化鉄が使用されることから,酸化鉄の鉄粉を用いた。また,鉄分を多く含む粘土や土壌も同様の役割を有すると想定されるため,酸化鉄含有量が50%を超えるリモナイト(熊本黄土の精製粘土)も吸着捕捉材として検討することとした。有機物分を吸着させるためには自然土が必要であると考え,さらに自然土の中でも比表面積が大きく,非晶質な鉄やアルミナ酸化物を含有し,カルボキシル基などの電荷に富む有益な有機物を含有する材料として火山灰質粘性土を検討対象としてバッチ試験による有機物と硫化水素の捕捉能力の検討を実施した。さらに,COD成分のうち高分子化合物は吸着効果ではなく,細孔間隙を通過することによる濾過機能にも期待できるとしてカラム通水試験を行うため,カラム試験装置の試作を行った。また,米国環境局におけるRisk Based Environmental Characterizationの考え方を処分揚へと展開するためのロジックについて取りまとめを実施し,次年度からの研究へと継続させる。二つの研究テーマを実施しており、一つ目は、不適正安定型処分場の浄化手法について検討を行っている。宮城県環境保健センターとの共同研究を実施しており、サイトキャラクタリゼーション(主に文献調査、関連データ収集、現場調査)と、浄化手法の選定プログラム開発(文献調査や実験データの収集解析、関連ワークショップへの参加)を行っている。もう一つのテーマは、浄化手法の一つとして有力視されている透過性反応型地中壁(PRB)であり、その中でも、地下水中の有機物質汚染に対応可能な透過性電気生成反応型地中壁(PERB)の研究を実施している。これは、近年、米国にて発見された微生物の嫌気性代謝の一つであり、電子受容体として陰電極を用いて微生物が有機物質を酸化させる手法である。開発しているPERBは、透過性反応壁としての地中バイオフィルム(陰極)、地下水以浅の酸素還元(陽極)、電気とイオン移動回路の3つから構成される。通常通りに電子受容体として利用される微生物のために空気中の酸素が地下水へと供給されることが必要となる。酸素が地下水中に拡散することは難しいため、従来のPRB手法ではコストが高くなることが懸念されているが、PERB手法は酸素を地下水中に拡散する必要がないため、経済的で効率的な地下水浄化手法として利用することが可能である。現在は、昨年度に検討した微生物の育成方法と電極材料選定、ならびに概念モデル実験を元にしたミニチュアモデルを作成して実験を行っている。

電子は電流として陽電極に伝達され、そこで酸素が還元される。開発中のe-PRBは、透過性反応壁としての地中バイオフィルム(陰極)、地下水以浅の酸素還元(陽極)、電気とイオン移動回路の3つから構成される。通常は最終電子受容体として大気中の酸素を地下水に供給するが、酸素の溶解は効率的でなく、従来のPRB技術では高コストが懸念されている。E-PRBは酸素を地下水中に溶解の必要がないため、経済的で効率的な地下水浄化技術となる。有機汚濁物質としてグルコース、石油系汚染物質としてBTEX(ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン)をモデル汚染物質として浄化実験を行い、本装置が長期間(約4ケ月)にわたり安定した電極出力分解反応を継続できることを実験的に明らかにし、e-PRB技術が地下水汚染現場に適用可能なことを示した。本反応の電気出力は、グルコースでは有機炭素濃度が520mg/Lの範囲で電流値4mA、電位差(陽極:0.39V,陰極:0.19V)となった。これは、本プロセスの浄化能力が、量論的に0.2kg-有機炭素/(m3・日)と非常に大きな有機物分解速度となることを示すものであり、オンサイト浄化技術としての能力が非常に高いと判断できる。一方、BTEXでは2mA程度になり、電極活性に阻害が生じないことは示されたが、BTXの具体的な分解能力は評価することができなかった。
ガングリオシド発現調節による大脳皮質シナプス機能および神経分化に関する研究

1)セラミドのアナログL-PDMPにはガングリオシド生合成促進作用、神経突起進展作用、中枢神経のシナプス機能促進効果が観察されている。また、グルタミン酸、神経栄養因子(BDNFやNT-3)及びテタヌス刺激などで活性化されるポストシナプスに存在するp42 mitogenactivated kinase(p42 MAPK)の持続的活性化やアポトーシス抑制作用等、神経系における様々な作用が明らかになっている。このように多くの研究でL-PDMPの神経栄養因子活性が示されているにも関わらず、その直接の細胞内標的分子は明らかになっていない。そこで、L-PDMPが細胞内で何らかのタンパクに結合して作用を発現しているのではないかと考え、L-PDMPアフィニティビーズを作成し、L-PDMP結合蛋白を検索したところ、膜蛋白画分にD-PDMPに結合せずL-PDMPにのみ結合する30KDaの蛋白質を見い出した。現在その同定を行っている。また、L-PDMPの細胞内標的分子を検索するのに有用であると考えられるL-PDMPに対するポリクローナル抗体を作成した。2)近年、GD3がアポトーシスに関与するという報告がなされ、現在精力的に研究されている。GD3はアポトーシス刺激時に細胞内に急激に蓄積し、さらにミトコンドリア外膜に集積してPT pore形成を促進しミトコンドリアからのチトクロームC放出することが知られている。しかしながら、GD3の直接の標的分子は不明である。我々は、L-PDMPがミトコンドリアのPT poreの形成を抑制することを見い出していることから、GD3のPT poreの形成に対するL-PDMP効果を検討したところ、L-PDMPはGD3の効果を抑制することが判明した。現在、両者のミトコンドリアにおける作用機序の解析を開始している。
乳房MRIにおける超高速撮像法を用いたWash In Phaseの評価

当該年度においては、新たな撮像法である圧縮センシングを用いた高速撮像法(Improved VIBE)で造影乳房MRI超早期相の画像を評価した。今後は集積したデータを解析し、圧縮センシングを用いた高速撮像法(Improved VIBE)でMaximum slopeを評価したものが、良悪の鑑別や、術前化学療法の効果判定に役立つか検討を進めていく予定である。論文の採択には至っていないが、研究は一定の成果が得られたと考えている。当該年度には、KWICを用いた超高速撮像法を約150例撮像し、結果を解析した。良悪性の診断能をMaximum Slopeと従来法であるWashout Indexと比較したところ、有意にMaximum Slopeのほうが良好であり、Mannらの先行研究とほぼ同様の結果であった。我々は更に形態と造影剤の動態の両方を考慮したBI-RADS Categoryとも比較したところMaximum SlopeよりもBI-RADS Categoryの診断能が優れていた。その結果については、国際磁気共鳴学会(ISMRM)にAbstractが採用され28年5月発表の予定である。また現在、論文投稿を計画中である。KWICを使った撮像では一定の成果が出たものの造影前から腫瘍が造影されているように見える点など、撮像法特有の問題があった。それらを解決すべくCompressed Sensingを使った新たな撮像法(Improved VIBE)を導入した。当該年度に26症例撮像を行い、RSNA(北米放射線学会)にAbstractを投稿した。乳房内の動静脈描出においてKWICより優れており、高い空間分解能と時間分解能が得られたため、今後はImproved VIBEでの撮像を進めていく予定である。第一にはKWICを使った撮像法で一定の成果を出すことができ、論文投稿の準備ができていること。現在撮像パラメーターがメーカー推奨のものに固定しているが、さらに空間分解能を上げることができるか検討する。造影剤についても高濃度で造影効果が強いとされているガドビストを導入する予定。初期検討として動静脈が分離して描出されるかををendpointとしてRSNAにsubmitしたが、今後はmaximum slopeを用いて診断能が向上するかなども検討する研究分担者が別の研究費で物品購入、学会出張を行うことができたため。研究支援者が産休に入り、学会参加、論文投稿の計画を変更したため。成果を発表するため積極的に海外の学会に参加する。論文投稿時の英文校正、画像解析のための物品を購入する。
遺伝的不安定性を引き起こすエピジェネティックな機構と細胞がん化における意義

細胞のがん化は,突然変異と遺伝的不安定化の二段階でおこると考えられている。環境発がん物質の多くはこの第一段階に寄与し,突然変異を介しがん遺伝子の活性化やがん抑制遺伝子の不活性化をおこす。しかしヒトなどの二倍体細胞では,両方のアレルの不活性化が細胞がん化に必要であるため,遺伝的不安定化も重要である。本申請では,この遺伝的不安定性の指標としてLoss of Heterozygosity (LOH)を採用し,1)酵母二倍体細胞を用いたLOH誘導物質のスクリーニング法の高感度化,2)非変異原性発がん物質のLOH誘導性の検討,3)陽性物質のLOH誘導機構の解明を目指した。その結果,1)酵母細胞の細胞壁をザイモリエースにより破壊し化学物質の取り込みを高め,高感度化を図ったが期待した結果は得られなかった、2)24種の非変異原性発がん物質のLOH誘発性を検討し、11種が陽性で、いずれも主として染色体喪失によることを明らかにした。さらに3)陽性モデル物質としてOPPの代謝物、Phenyl hydroquinone (PHQ)について誘発機構を、細胞周期や染色体分配機能などへの影響に注目し検討した。その結果、PHQがa)FACS analysisにおいてG1期の酵母細胞に対しG1 arrest、S期の細胞に対してG2/Marrestを引き起こす、b)in vitroでチューブリンと結合する、c)in vitroチューブリン重合/解離系で、解離を阻害する、d)M期後期でarrestした細胞では紡錘体が極めて長い、e)metha phaseで分解されるはずのPds1が分解されず、それに伴って核の分配なども起こらないことなどを観察した。本申請では,この遺伝的不安定性の指標としてLoss of Heterozygosity(LOH)を採用し、LOHこそが細胞がん化の律速段階であると考え,1)酵母二倍体細胞を用いたLOH誘導物質のスクリーニング法の確立,2)non-genotoxic carcinogen(non-GC)のLOH誘導性の検討,3)陽性物質のLOH誘導機構の解明を目指した。その結果、検討した14種のnon-GCのうち、7種にLOH誘発性が確認され、それが正常アレルをもつ染色体の喪失によることが推定された。典型的な変異原は相同性組換え依存性の遺伝子転換や染色体間交叉によりLOHを誘発するため、non-GCとは機構が異なる。そこで陽性であった食品添加物o-phenyl phenol(OPP)の代謝物phenyl hydroquinone(PHQ)について機構解明を試みた。その結果、PHQが1)in vitroチューブリン重合/解離系で解離を阻害する、2)FACSにおいてG1期の酵母細胞に対しG1 arrest、S期の細胞に対してはG2/M arrestを引き起こす、3)G2/Marrestについては紡錘体のチューブリン抗体蛍光染色によりM期後期でarrestすることなどを観察した。以上の結果は、遺伝的不安定化には、DNA損傷に起因する機構だけでなく、染色体分配に関わるタンパク質との相互作用によるエピジェネティックな機構があることを示唆している。このような機構による染色体不均等分配は、がん細胞でよく見られる染色体の異数化の原因であり、細胞のがん化との密接な関係が示唆された。細胞のがん化過程には,DNA損傷に起因する突然変異だけでなく、二倍体細胞の相同染色体上の遺伝子がホモで不活性化する遺伝的不安定化の過程が必要である。

昨年度の研究成果として,この遺伝的不安定性の指標としてLoss of Heterozygosity (LOH)を採用し、酵母二倍体細胞を用いたLOH誘導物質スクリーニング法を確立し、数種のnon-genotoxic carcinogen (non-GC)のLOH誘導性を見出した。本年度も引き続き、LOH誘導物質をスクリーニングするとともに、陽性物質のLOH誘導機構の解明を目指した。その結果、今年度新規に検討した8種のnon-GCのうち、5種にLOH誘発性が確認され、それが正常アレルをもつ染色体の喪失によることが推定され、それらはいずれも類似した機構、すなわち染色体分配機構に作用し、不均等分配を招くと推定された。そこで昨年度から引き続き、陽性食品添加物o-phenyl phenol (OPP)の代謝物phenyl hydroquinone (PHQ)、同じく食品添加物のbutylhydroxy anisol (BHA)について機構解明を試みた。その結果、PHQとBHAはともに1) in vitroチューブリン重合/解離系で解離を阻害する、2)FACSにおいてG1期の酵母細胞に対しG1 arrest、S期の細胞に対してはG2/M arrestを引き起こす、3)それらのarrestがspindle checkpointとは独立の機構である、4)G2から早期M期で分解されるはずのPds1が分解されない、5)それに伴って核の分配なども起こらないことなどを観察した。以上の結果は、遺伝的不安定化には、DNA損傷に起因する機構だけでなく、染色体分配に関わるタンパク質との相互作用によるエピジェネティックな機構があることを示唆している。このような機構による染色体不均等分配は、がん細胞でよく見られる染色体の異数化の原因であり、細胞のがん化との密接な関係が示唆された。
超臨界流体中における共溶媒効果の発現機構の解明

超臨界流体利用技術において、溶質の溶解度が小さい場合、第3物質(共溶媒)を添加して溶解度を増加させることがしばしば行われる。これが共溶媒効果であるが、その発現機構に関する検討は非常に少ない。ここでは、超臨界CO2中における共溶媒効果の発現機構の解明を目的として、超臨界CO2-安息香酸-アルコール系について、in-situのFT-IR測定を行い、スペクトルから溶質成分-エントレーナ間相互作用を検討した。アルコールには、-OHの振動吸収がCO2の基準振動と重なるため、重水素化アルコール-ODを使用した。まず、CO2-安息香酸2成分のIRスペクトルを測定したところ、2175cm^<-1>と1710cm^<-1>付近に観測され、モノマーと水素結合に起因した2量体の>C=0伸縮振動と同定できた。なお、この2量体の形成割合については、圧力増大とともに減少する傾向が見出された。CO2-アルコール2成分系についても、-OD伸縮振動に水素結合を示唆する波数シフトが観測された。次に、CO2-安息香酸系にアルコールを極微少量添加した実験を行ったところ、安息香酸モノマーと2量体>C=0の振動吸収の間に新たなピークが見られた。これらは、安息香酸とアルコールとの相互作用に起因したものである。その解析に量子化学計算(半経験)を適用したところ、>COOH...DO-Rの形成により>C=0の振動吸収が10cm^<-1>程度Redシフトすることから、上述のIRスペクトルは、アルコール分子が安息香酸のカルボニル基との水素結合により局所的に高濃度に存在し、これが共溶媒効果の発現に寄与することが示唆された。(685文字)超臨界流体利用技術において、溶質の溶解度が小さい場合、第3物質(共溶媒)を添加して溶解度を増加させることがしばしば行われる。(685文字)
塑性衝突する2物体の衝突持続時間に関する研究

1.2物体が衝突する際の衝突持続時間を衝突端の応力変動より測定する衝突時間測定装置(検力円板)を設計・試作した.検力板は衝突持続時間だけではなく,衝撃力の測定装置としても使用し得る結果を得た.(1)アルミニウム棒の塑性衝突実験を行い,検力板を用いて衝突端の応力変動および衝突時間を測定した.これに基づいて有限長棒の塑性波動および動的変形挙動について理論解析を行い,有限長棒のひずみプラトー形成条件を明らかにした.(2)剛体壁とみなされる検力板に変断面棒を弾性衝突させ,衝突端に生ずる衝撃力および衝突時間を測定し,理論予測との比較を行い良好な結果を得た.2.検力板の構造を一部変更,簡略化した衝突時間測定装置(検力円柱)を設計・試作した.検力円柱も衝撃力および衝突時間の測定装置として検力板と同等程度に有効である結果を得た.検力円柱に種々の長さの名前試料棒を塑性衝突させて衝突時間の測定を行った.ひずみ速度依存塑性波動理論との比較を行い,衝突時間は棒長,衝突速度および材料のひずみ速度依存性に関係するとの結果を得た.3.高速の衝突速度が得られる高圧ガス発射式衝撃試験機を設計・試作した.この試験機を用いて銅およびアルミニウム試料棒を検力板および検力円柱に塑性衝突させ,衝突端の応力変動および衝突時間の測定を行った.これらの実験結果と理論解析の比較を行い,塑性衝突する物体の衝突持続時間は試料の寸法,衝突速度だけではなく,試料の構成式,特にひずみ速度依存性に大きく支配されることを明らかにした.4.電磁誘導を利用した粒子速度測定装置を試作し,塑性衝突する試料棒各値における粒子速度の測定を行っている.現在,前述の衝突端応力変動および粒子速度の実験結果を基に,塑性衝突する物体の衝突持続時間に関する理論をまとめている.1.2物体が衝突する際の衝突持続時間を衝突端の応力変動より測定する衝突時間測定装置(検力円板)を設計・試作した.検力板は衝突持続時間だけではなく,衝撃力の測定装置としても使用し得る結果を得た.(1)アルミニウム棒の塑性衝突実験を行い,検力板を用いて衝突端の応力変動および衝突時間を測定した.これに基づいて有限長棒の塑性波動および動的変形挙動について理論解析を行い,有限長棒のひずみプラトー形成条件を明らかにした.(2)剛体壁とみなされる検力板に変断面棒を弾性衝突させ,衝突端に生ずる衝撃力および衝突時間を測定し,理論予測との比較を行い良好な結果を得た.2.検力板の構造を一部変更,簡略化した衝突時間測定装置(検力円柱)を設計・試作した.検力円柱も衝撃力および衝突時間の測定装置として検力板と同等程度に有効である結果を得た.検力円柱に種々の長さの名前試料棒を塑性衝突させて衝突時間の測定を行った.ひずみ速度依存塑性波動理論との比較を行い,衝突時間は棒長,衝突速度および材料のひずみ速度依存性に関係するとの結果を得た.3.高速の衝突速度が得られる高圧ガス発射式衝撃試験機を設計・試作した.この試験機を用いて銅およびアルミニウム試料棒を検力板および検力円柱に塑性衝突させ,衝突端の応力変動および衝突時間の測定を行った.これらの実験結果と理論解析の比較を行い,塑性衝突する物体の衝突持続時間は試料の寸法,衝突速度だけではなく,試料の構成式,特にひずみ速度依存性に大きく支配されることを明らかにした.4.電磁誘導を利用した粒子速度測定装置を試作し,塑性衝突する試料棒各値における粒子速度の測定を行っている.現在,前述の衝突端応力変動および粒子速度の実験結果を基に,塑性衝突する物体の衝突持続時間に関する理論をまとめている.1.2物体が衝突する際の衝突持続時間を衝突端の応力変動より測定する衝突時間測定装置(検力板)を設計・試作した。検力板は衝突持続時間だけではなく、衝撃荷重の測定装置として使用し得る結果を得た。(1)アルミニウム棒の塑性衝突実験を行い、検力板を用いて衝突端の応力変動および衝突時間を測定した。これに基づいて有限長棒の塑性波動および動的変形挙動について理論解析を行い、有限長棒のひずみプラトー形成条件を明らかにした。(2)剛体壁とみなされている検力板に変断面棒を弾性衝突させ、衝突端に生ずる衝撃力および衝突時間を測定し、理論予測との比較を行い良好な結果を得た。2.検力板の構造を一部変更、簡略化した衝突時間測定装置(検力円柱)を設計・試作した。検力円柱も衝撃力および衝突時間の測定装置として検力板と同等程度に有効である結果を得た。検力円柱に種々の長さの鉛試料棒を塑性衝突させて衝突時間の測定を行った。ひずみ速度依存塑性波動理論との比較を行い、衝突時間は棒長、衝突速度および材料のひずみ速度依存性に関係するとの結果を得た。3.高速の衝突速度が得られる高圧ガス発射式衝撃試験機を設計・試作した。この試験機を用いて銅およびアルミニウム試料棒を検力板および検力円柱に塑性衝突させ、衝突端の応力変動および衝突時間の測定を行った。これらの実験結果と理論解析の比較を行い、塑性衝突する物体の衝突持続時間は試料の寸法,衝突速度だけではなく、試料の構成式、特にひずみ速度依存性に大きく支配されることを明らかにした。

現在まで、主として塑性衝突する棒の衝突端応力および衝突時間について検討を行ってきたが、今後さらに各種の材料あるいは種々の形状試料について検討を加えるとともに、試料各位置の粒子速度の測定を行い、塑性衝突する物体の衝突持続時間に関する理論をまとめる予定である。
遷移金属ダイカルコゲナイドの新規光電変換機能とその応用

本研究では、遷移金属ダイカルコゲナイドなどの原子層物質を対象として、新しい光電変換プロセスの開拓と太陽電池などの光電変換デバイス応用を進めた。原子層物質の発光量子効率を精密に測定する方法を提案し、その結果を通して光学的性質や光電変換プロセスを理解する上で重要となる重要な基礎的指針が得られた。さらに、原子層物質をキャリブロッキング層として利用したグラフェン/MoS2/Siのヘテロ構造太陽電池において、11. 1%の高い光電変換効率を達成した。グラフェンなどを含む原子一層もしくは数層からなる原子層物質では、通常の半導体にはない特異なバンド分散やクーロン相互作用の著しい増大などにより、新奇な光電変換の物理が発現する舞台となりうる。そのような観点から原子層物質である遷移ダイカルコゲナイドを対象に、その光学的性質を明らかにし、光電変換の原理限界を超えるために必要となる多体相関効果などの量子現象を探索する。これらの研究を通して、原子層物質の新しい光電変換プロセスの開拓とその理解を目的としている。本年度は、大面積・量産作製が可能な化学気相堆積成長(CVD)法により成長を行った単層MoS2の光学特性評価を行った。一般的に結晶性が高いと考えられている単結晶からスコッチテープを用いて機械剥離した単層MoS2と比べ、CVD法で合成された単層MoS2では作製条件によっては数十倍強い発光を示すことなどわかった。これは、剥離法で作製された単層MoS2と比べても、CVD法成長時にS欠陥などが少ない単層MoS2が合成されるためであると考えられる。さらに、CVD法で作製されたMoS2薄膜を利用し、グラフェン/MoS2/Siのヘテロ構造太陽電池の作製・評価を行った。その結果、MoS2層を導入することによって、単層グラフェン/Siヘテロ構造太陽電池では、その光電変換特性が0.44%から1.35%へと大幅に向上した。さらに、MoS2やグラフェンの層数を最適化することによって、グラフェン/MoS2/Siのヘテロ構造太陽電池において11.1%の高い性能を達成した。これは、光電変換プロセスにおいて、MoS2がキャリアブロッキング層としての機能を果たしているためであると考えられる。また、時間分解発光測定などの手法により、遷移ダイカルコゲナイドの多体効果に関する知見が得られた。原子層物質の一つであるMoS2において、光電変換プロセスにおいてキャリアブロッキング層としての新たな機能を見出し、それを利用して非常に高い光電変換効率を有する太陽電池の作製に成功するなど、概ね順調に研究が進展している。本年度は、遷移金属ダイカルコゲナイドを含む二次元層状物質を対象として、原子層物質から構成されるヘテロ構造をベースに太陽電池へ応用する研究を進めた。光電変換のプロセスを理解するために重要となる高品質な遷移金属ダイカルコゲナイド作製、その評価、電子状態の理解を試みた。欠陥や不純物、キャリア濃度に敏感な発光量子効率は、原子層物質の品質を評価する重要な指標の一つである。原子層物質のように基板上に置かれた極薄膜の発光量子効率を、同じ条件で測定するために有機色素を用い、相対法によって求める方法を確立した。これにより、単層MX2(M=Mo, W, X=S, Se)などにおいて、発光量子効率を求めた。さらに、その電子状態と励起状態ダイナミクスを明らかにするために、時間分解発光分光測定を行い、励起子の寿命を求めた。ここから、原子層物質中の励起子輻射寿命が物質によって異なるものの、数十ns程度と比較的長いことが明らかとなった。このため、高品質な単層MX2(M=Mo, W, X=S, Se)であればあるほど、励起子-励起子消滅過程などの非線形プロセスが起こりやすいことが予想され、光電変換の物理過程を理解する上で重要な指針が得られた。さらに、強酸による化学処理を施すことで、半導体単層MoS2のキャリア数や欠陥抑制などを調べ、その結果、単層MoS2の品質を反映する発光強度が数十から100倍程度まで増加し、処理前は非常に低い発光量子効率が改善した。また、発光の温度依存性などからそのメカニズムを考察することを進めた。さらに、二次元層状物質による太陽電池を念頭に、遷移金属ダイカルコゲナイドとモノカルコゲナイドを積層した、pnヘテロ接合の作製を行った。原子層物質(遷移金属ダイカルコゲナイド、金属モノカルコゲナイド)の光電変換機能の研究を進める。それと同時に、原子層物質中に閉じ込められた電子系では電子相関が強く働き、光励起で生成された電子-ホール間のクーロン相互作用の著しい増大や、それに伴う逆オージェ過程等の多体効果が期待されるため、それら一連の研究を進める。ナノサイエンス研究の進捗に応じて、人件費(研究時間)の調整を行ったため。
口腔扁平上皮癌の浸潤・転移における癌間質の役割

本研究では、口腔扁平上皮癌の臨床での浸潤および転移を忠実に再現できるマウス正所性移植モデルを用いて、癌間質の線維芽細胞と血管新生を阻害阻害する薬剤を使用し、浸潤転移への効果を検討した。癌細胞は高浸潤高転移性のヒト口腔扁平上皮癌細胞株であるOSC-19細胞を使用し、ヌードマウスの口腔底もしくは舌に移植した。線維芽細胞増殖抑制剤はトラニラストを血管新生阻害薬はアバスチンを用いて浸潤と転移の阻止効果を調べた。その結果、腫瘍の大きさ、浸潤様式のダウングレード、リンパ節転移にそれぞれ効果を認め、臨床的にも有意義であると考えられた。26年度は特に口腔癌の浸潤過程における腫瘍間質および血管・リンパ管新生について検討した。本年度は以前の報告において最も高浸潤・高転移性を示したOSC-19細胞と高悪性の浸潤様式4D型癌から樹立されたOLC-01細胞を用いて、ヌードマウスの口腔内に移植し、移植後経時的にマウスを採取して、その間質および血管・リンパ管像を観察した。通常の病理組織切片での腫瘍間質および血管・リンパ管像の観察以外に、血管・リンパ管の観察のため血管とリンパ管をそれぞれ染め分けることが可能なALP-5'nase2重染色法を用いた。すなわち、ALP-5'nase2重染色法は、新鮮凍結切片を作成後、4%パラホルムアルデヒドにて40分間固定、5'nase染色液に37°C60分間浸漬し、硫化アンモニウムにて発色、その後アルカリフォスファターゼにて後染色する。この方法では、血管とリンパ管が明瞭に識別されることが判明した。また、血管内皮細胞に特異的なCD31、CD34抗体、リンパ管に特異的なLIVE-1抗体やD2-40抗体を用いた免疫染色法による観察も行った。同部位の薄切切片を同時に作製し、腫瘍の性状と血管・リンパ管の構築を交互連続切片で比較検討し、経時的な腫瘍と血管・リンパ管の変化を詳細に調査した。また、繊維芽細胞増殖抑制剤のin vitroにおける効果をMTTアッセー法にて検討した。さらに、癌細胞の浸潤像と間質の増生との関係について解析をおこなった。また、アザン染色を行い間質コラーゲン量の変化を検討するとともに、間質中の線維芽細胞の性質の変化についても検討した。これらの線維芽細胞はα-SMAを発現することから、筋線維芽細胞の存在を疑っている。現在は線維芽細胞による癌細胞の浸潤に対する影響について検討中である。27年度は以前の報告において最も高浸潤・高転移性を示したOSC-19細胞、OLC-01細胞を用いて、ヌードマウスの舌に正所性移植し、浸潤、転移および腫瘍間質の反応を観察した。すなわち、移植腫瘍と頸部リンパ節転移腫瘍について、血管新生反応、リンパ管新生反応があったのかどうか、いわゆるcancer-associated fibroblasts (CAF)の発現があるのか否か、免疫組織学的に観察した。血管のマーカーであるCD34抗体およびリンパ管のマーカーであるD2-40抗体を用いた免疫染色を行い、腫瘍周囲の血管数の増加とリンパ管数の増加を観察した。さらにその増加は、悪性度の高い癌細胞株OLC-01細胞においてより顕著であった。リンパ節転移腫瘍では、その差は明らかではなかった。CAFの発現を検索する目的で、Vimentinならびにα-SMA抗体を用いた免疫染色を行った。Vimentinならびにα-SMAの両者が陽性となる線維芽細胞をCAFとしてその発現を比較検討したところ、OSC-19細胞とOLC-01細胞で発現に差が認められた。すなわち腫瘍の種類によって、CAFの誘導能に差があることが明らかとなった。また、本年度は血管新生阻害薬のアバスチンを、上記の腫瘍移植モデルに応用し、その効果を検討した。しかしながらアバスチン長期投与マウスが経過観察時に多く死亡したため投与量と溶解する薬剤を変更し再実験する予定としている。本年度は当初の計画と比較して、おおむね順調に進行していると思われる。口腔癌の悪性度の違いによる浸潤、転移ならびに腫瘍間質反応(すなわち血管新生反応、リンパ管新生反応、CAFの誘導)の違いについて観察し、異なる癌細胞株による間質への影響を評価することができた。また、27年度と28年度で口腔扁平上皮癌における血管新生阻害薬アバスチンの効果を検討する予定であったが、薬剤の投与方法によってマウスの経過観察が難しいことが判明している。この結果では、28年度に行うマウスでの実験を行うための基礎データが得られたものと考えている。血管新生阻害剤(アバスチン)の腫瘍増殖や浸潤・転移に対する抑制効果をin vivoの浸潤・転移モデルを用いて検討した。高浸潤性のヒト口腔扁平上皮癌細胞株のOSC-19細胞(浸潤様式4C型)をヌードマウスの舌に移植した後に、薬剤を投与した。その結果、移植腫瘍の大きさの平均はコントロール群と血管新生阻害剤投与群では差が認められなかった。しかしながら、リンパ節転移に関してはコントロール群が8匹中8匹(100%)の転移率に対し、血管新生阻害剤投与群では9匹中4匹(44%)の転移率で、転移抑制効果が認められた。病理組織像で移植腫瘍が血管新生阻害薬を投与することで浸潤様式4C型や3型にダウングレードする傾向は認められなかった。しかし、癌細胞の細胞増殖活性を観察するために増殖細胞核抗原

PCNA抗体を用い免疫染色を行ったところ血管新生阻害薬投与群で陽性率が低い結果であった。また、血管とリンパ管をCD34抗体とNZ-1抗体でそれぞれ免疫組織化学染色した。その結果、血管密度・リンパ管密度のいずれも、血管新生阻害剤の投与で減少していた。また、腫瘍移植後のマウスの体重減少は、血管新生阻害剤投与群が低かった。以上の結果から、口腔癌モデルにおいて、腫瘍周囲の血管新生を抑制することでは腫瘍そのものに対する増殖抑効果は低いものの、リンパ節転移が抑制された。また、本研究で、線維芽細胞増殖抑制剤による、リンパ節転移抑制効果も観察されている。したがって、高転移性の癌には血管新生阻害剤や線維芽細胞増殖抑制剤など、腫瘍間質を抑制する薬剤が治療に有効である可能性が示唆された。本研究では、口腔扁平上皮癌の臨床での浸潤および転移を忠実に再現できるマウス正所性移植モデルを用いて、癌間質の線維芽細胞と血管新生を阻害阻害する薬剤を使用し、浸潤転移への効果を検討した。癌細胞は高浸潤高転移性のヒト口腔扁平上皮癌細胞株であるOSC-19細胞を使用し、ヌードマウスの口腔底もしくは舌に移植した。線維芽細胞増殖抑制剤はトラニラストを血管新生阻害薬はアバスチンを用いて浸潤と転移の阻止効果を調べた。その結果、腫瘍の大きさ、浸潤様式のダウングレード、リンパ節転移にそれぞれ効果を認め、臨床的にも有意義であると考えられた。26年度は当初の計画と比較して、おおむね順調に進行していると思われる。ただし、26年に予定していた墨汁還流法による、血管の立体的構築像の観察は行わなかった。この方法では血管を立体的に観察できるが、その他のリンパ管や間質の線維芽細胞との関係は観察できない。したがって、本年度はALP-5'nase2重染色法や免疫組織化学染色で腫瘍と血管、リンパ管や間質の線維芽細胞との関連を中心に研究を行っている。27年度以降に詳細にこれらの関係を検討し、必要があれば墨汁還流法による、血管の立体的構築像の観察も行うことにしている。28年度はまず、ヌードマウスの舌に正所性移植するモデルを用いて、血管新生阻害薬のアバスチン投与による癌の浸潤、転移ならびに腫瘍間質反応(すなわち血管新生反応、リンパ管新生反応、CAFの誘導)の効果について観察する。前年度薬剤を生食に融解しマウス腹腔内投与を行っていたが、27年度の結果から、生食による高ナトリウム血症により長期観察できないことが判明しているので、薬剤を溶かす溶媒を変更する。細胞株はOSC-19細胞、OLC-01細胞を用いる予定である。また、前年度の実験から得られた試料を用いて、腫瘍と間質組織におけるFGF-2、HIF-1αの発現も検索する予定となっている。臨床腫瘍学27年度以降はさらに、浸潤能の異なる癌細胞を加える予定であり、浸潤能の違いが間質や血管構築に与える影響を観察する。すなわち、以前のモデルに関する報告において浸潤能の低い細胞であった、OSC-20細胞を用いて26年度と同様の研究を行い、OSC-19細胞、OLC-01細胞を用いた結果と比較検討する。この結果から、癌細胞の浸潤転移能と間質増生や血管新生との関係についての結論がでると思われる。また、血管数のみならず、血管の大きさ(面積)や形態による観察も行う予定である。
水利システムが創出する生態水理環境の動的解析手法の開発

本年度は、府中用水と矢川における生態水理基礎データの収集を継続し、月別の調査により、計29区間の12か月分のデータを収集し、水理シミュレータ開発に向けた基盤の整備が進展した。また、矢川における網羅的な生態水理解析のための測量調査と物理環境調査を実施した。結果として、108断面で延長1.3kmにおよぶ流程の物理環境情報が収集された。本研究では、まず初期モデルとして、定常流況を再現するための簡易的水理モデルを構築し、全流程に適用した。同モデルに各調査月のデータを入力することにより、年間を通した流況の変化と魚類生息環境の変動の再現を試みた。結果として、プロトタイプではあるが、生態水理解析によって、流況と魚類の生息場ポテンシャルの網羅的マッピングが可能になった。この成果は、Journal of Ecohydraulics誌に国際共著論文として掲載が決定した。また、水理解析において、植生が流速分布に及ぼす影響を把握するために、室内実験と現地調査を実施した。結果として、植生内での流速低減効果が定量化され、一次元水理解析時の適用に向けた知見を得ることができた。さらに、魚類の移出入の状況を確認するために、矢川を対象に各月5日間の連続観測を実施した。これにより、多様な魚種が遡上・降下していることと、遡上と降下の時期や個体数が種ごとに異なることが明らかになった。これは、各魚種の生態特性に起因すると考えられるため、より詳細な調査を実施する予定である。生態水理解析のプロトタイプを構築し、植生の影響を後処理的に考慮する方法を検討した。これらは、今後の実用的な生態水理シミュレータの構築に大きく資する成果であり、順調に進展していると評価した。今後は、開水路非定常流解析へのモデルの拡張と、府中用水における水理解析基盤の構築を中心に取り組む。また、超音波多層流向流速計による詳細な河床地形データに基づく生態水理環境評価にも取り組み、スケールの異なる環境に対する評価手法の確立を目指す。本年度は、府中用水と矢川における生態水理基礎データの収集を継続し、月別の調査により、計29区間の12か月分のデータを収集し、水理シミュレータ開発に向けた基盤の整備を進めた。湧水河川である矢川において、2018年2月に瀬切れが生じたことから、渇水時における一次元水理解析での地下浸透の考慮の必要性が示唆された。これについては次年度の水理解析プロトモデルの構築により、検討を始める予定である。その他、魚類のバイオテレメトリー調査を実施し、双曲線法に基づく位置推定手法の適用限界について検討した。これにより、現行システムでは内部時計の精度の都合上、水域規模が一定量を超えている必要があることが明らかになった。この内部時計の精度に起因する受信時間の差異への対処法や統一的な解析方法の確立が今後の課題として挙げられる。ホトケドジョウの空間分布調査のためには、バイオテレメトリーが使用できないため、環境DNAの適用を検討した。室内実験における検出限界の検討およびDNA分解過程の評価により、大まかな特徴を把握することができた。矢川での適用結果から、流量が大きく相対的な濃度が極めて低い場合には、分布の有無の解析はある程度可能ではあるが、量的な評価には課題が残ることが明らかになった。今後はこれらの情報を総合することにより、生態水理解析に資する調査方法の確立に向けた研究を展開する。バイオテレメトリーの調査手法について検討するとともに、環境DNAの調査方法について基礎的な検討を行った。これらの成果は今後の研究展開において重要である。

現地観測機器の不備等により進捗に遅れも見られたが、それ以外は順調に進展している。今後は、開水路非定常流解析へのモデルの拡張と、府中用水における水理解析基盤の構築を中心に取り組む。また、超音波多層流向流速計による詳細な河床地形データに基づく生態水理環境評価にも取り組み、スケールの異なる環境に対する評価手法の確立を目指す。一次元水理解析のプロトモデルの構築と現地調査の精査、魚類空間分布モデルの構築等を予定している。魚類の空間分布については、種の出現状況によって、解析対象を決定する。矢川と府中用水間での魚類等の移出入について調査する。