hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
悪性中皮腫の早期診断法の開発:分泌型および膜結合型蛋白質の網羅的解析

悪性中皮腫細胞株を免疫源に用いてモノクローナル抗体を作製し、肺腺癌には反応しないが悪性中皮腫の表面分子に反応するクローンを得た。このクローンによる免疫染色では、悪性中皮腫に強いシグナルが認められた。また、細胞接着分子群の中から、胸水中の中皮腫細胞に発現するが反応性中皮細胞に発現が認められない分子を同定した。本研究により得られた抗体クローンと同定した細胞接着分子は、悪性中皮腫の早期診断に有用であると考えられる。我々は、同意が得られた患者の腫瘍組織、胸水、腹水に含まれる腫瘍細胞を培養して、悪性中皮腫由来の培養細胞株の作製を試み、20株を超える中皮腫細胞株を樹立した。これらの中皮腫細胞株をヌードマウスの皮下に移植して造腫瘍能を検討したところ、3株が可移植性を示した。これらの細胞株の中には胸腔内でも活発に増殖するものが含まれており、ヒト悪性胸膜中皮腫の恰好のモデルになると考えられた。次に、得られた中皮腫細胞株の中から、市販抗体を用いた中皮腫パネルにより、中皮腫としての特性を最も維持している細胞株を選び出し、それをマウスに免疫して、中皮腫細胞の表面抗原に対するモノクローナル抗体の作製を試みた。中皮腫細胞株で免疫されたマウスのリンパ球とhypoxanthine-guanine-phosphoribosyltransferase酵素欠損のミエローマ細胞株をポリエチレングリコールで処理した後、HAT培地で培養することで自律性に増殖できる抗体産生リンパ球(融合細胞)を獲得した。フローサイトメトリーにより、免疫原に使用した中皮腫細胞株の表面抗原に対する抗体が産生されていることを確認するとともに、中皮腫細胞株には反応するが、肺腺がん細胞株には反応しないクローンをスクリーニングした。その中に中皮腫細胞株に強く反応し、肺腺がん細胞株に全く反応しないクローンが含まれていた。このモノクローナル抗体の中皮腫細胞株に対する感度を検討したところ、約83%であり、特異度は肺腺がんに対して100%であった。この抗体は免疫組織化学染色にも使用可能であった。今後は、この抗体が認識するエピトープを決定するとともに、抗体の抗原認識部位(可変部位)も決定する予定である。また、抗体の生物学的特性についても検討する。近年、アスベスト(石綿)と関連が深いとされる悪性中皮腫の発症の増加が著しい。悪性中皮腫の確定診断は病理診断に基づいて行われているが、その組織像は上皮様形態(上皮型)から肉腫様形態(肉腫型)に至るまで多彩であり、免疫組織化学染色を施行しても抗体の感度や特異度が十分で無く、病理診断は極めて難しい。また、悪性中皮腫の早期病変を発見するための優れたバイオマーカーは皆無に近い。我々は、同意が得られた患者の腫瘍組織、胸水、腹水に含まれる腫瘍細胞を培養して、悪性中皮腫由来の培養細胞株の作製を試み、20株を超える中皮腫細胞株を樹立してきた。これらの中皮腫細胞株の中に、ヌードマウスにおいて造腫瘍能を有するものを見出し、ヌードマウスの胸腔内で増殖する中皮腫モデルを確立した。平成20年度は、中皮腫細胞株に強く反応するが肺腺がん細胞株に全く反応しないモノクローナル抗体を単離した。平成21年度は、そのモノクローナル抗体の抗原認識部位(可変部位)を同定し、塩基配列を決定した。また、中皮腫細胞株には反応するが反応性中皮に反応しない分子について探索を進め、両者間において発現に有意な差がある分子を見出した。その1つの分子について、抗体を用いて20症例を超える悪性中皮腫と反応性中皮を比較・検討したところ、感度:>90%、特異度:100%を示した。今後も、他の分子についても解析して、診断マーカーとしての有用性について検討を進める。平成21年度には、これらの中皮腫細胞株を用いて、細胞接着因子に属する1つの分子が中皮腫細胞株に広く発現することを見出した。また、悪性中皮腫と反応性中皮の症例における発現を比較・検討して、この分子が悪性中皮腫の診断マーカーとして有用であることを示した。

平成22年度では、他の細胞接着因子についても解析を進め、グリコシルーホスファチジルイノシトール結合型シアロ糖蛋白質(GPIアンカー型膜蛋白質)に属する1つの細胞接着因子が、反応性中皮に比較して悪性中皮腫において強く発現していることを見出した。また、腫瘍細胞が宿主の免疫機構による検知や破壊から逃れることに関与する分子の発現も悪性中皮腫において亢進していることを見出した。これらの分子も悪性中皮腫の診断マーカーとして有用である可能性がある。
歯根膜組織の再生・恒常性維持マシナリーに関与する新機能の探索および応用法の開発

我々は乳歯の歯根膜組織に存在する歯根膜細胞の機能解析を行ってきた。血管内皮前駆細胞endothelial progenitor celsl (EPCs)および間葉系幹細胞mesenchymal stem cells (MSCs)の遊走を誘導するstromal-cell derived factor 1α(SDF-1)を歯根膜細胞が発現することを示した。このことから歯根膜細胞は歯周組織の恒常性維持のために必要な細胞の遊走をコントロールする機構(マシナリー)を持つことが予想された。さらに歯根膜細胞のSDF-1の発現はFGF-2により抑制的に制御され、TGF-β1の投与により促進的に働くことも示した。これらの結果を合わせると、歯周疾患の再生治療のためにSDF-1の発現調節を有利に応用した方法も考えられた。また我々は歯周病を慢性感染症によるものと考えて、炎症系のサイトカインであるIL-1、TNF α、または嫌気性菌の内毒素であるLPSを歯根膜細胞に投与して、SDF-1の発現解析を行った。しかし意外にも歯根膜細胞のSDF-1の発現にはこれらのサイトカインは関与しなかった。炎症系のサイトカインでSDF-1の発現が影響を受けていなければ、歯周病初期の治療にSDF-1発現を誘導する治療薬や、発現を持続させる治療薬の開発も有効ではないかと考えられる。初期治療の際に組織修復に有利な細胞の遊走を誘導させる戦法である。いずれにしろ、これらの炎症系のサイトカインネットワークとSDF-1発現調節機構の関係は、投与量、投与期間などの詳細な検討を加え、再解析する予定である。さらに現在、歯の外傷や咬合性外傷、矯正力を想定した歯根膜細胞への圧迫力による影響の解析を行っている。同時に細胞への外力を想定した際に、血管の圧迫などで低酸素になると想定し、低酸素状態での解析も行っている。歯根膜組織は歯根と歯槽骨の間に存在し、歯を支えている組織である。歯槽骨の吸収を生じ、歯を支えられなくなった状態を歯周病と考え、歯周組織の再生治療の一つとして歯根膜細胞からのアプローチでSDF-1の解析を行ってきた。これまでの研究結果から適切な動物モデルの開発によって、臨床応用のための解析が可能になると考えられる。今後の研究課題とする予定である。さらに歯に対する外傷、咬合性外傷、矯正治療による外力などを想定して、機械的圧力(compressive force,圧迫力)による歯根膜細胞の影響についても解析を行っている。我々は以前にも歯根膜細胞に対する伸展刺激の解析を行ってきた。その際、破骨細胞の分化を抑制するosteoprotegerin (OPG)の発現促進を報告してきた。矯正力による歯の移動の際の伸展側のモデルであったが、今回のモデルは圧迫側の解析モデルになり得ると考えている。またこれは、適切な矯正力を超えて、外力によって歯根膜組織がダメージを受けた際のモデルにもなり得ると考えている。Microarrayなどの網羅的解析法により解析予定である。歯周組織の恒常性維持機構には、ひとつのサイトカインにおいても抑制的・促進的に働く機構を内包し、多数の因子が関与していると考えられた。そこで上記の研究計画に合わせてさらに以下の研究解析を行っている。持続的矯正力や外傷による外力が歯根膜に作用した場合、局所が低酸素状態になることを想定している。また外傷により血管が損傷した場合、低酸素環境になると想定して両者相互の解析を行っている。擬似低酸素環境下としてCoCl2を投与しての解析を行っている。これは2価のコバルトイオン、鉄のキレーターであるデスフェロキサミン(DFO)などによりHypoxia response Element (HRE)経由でHIF-1が活性化され、擬似低酸素環境が誘導されることを利用している。この擬似低酸素環境下で歯根膜細胞のSDF-1の発現が抑制されていた。そこでO2濃度0-20%まで可変可能なC O2 incubatorを使用して整合性をとろうとした結果、一致しなかった。ここにはHRE以外の低酸素環境の責任メカニズムが存在するのではないかと詳細な検討を行っている。また解析項目として低酸素環境下で誘導される血管内皮細胞増殖因子VEGF以外に、挙動が逆になると予想される血管誘導阻止因子Chondromodulin-1を検討する予定である。また血管誘導阻止因子であり、近年歯根膜のマーカーであると報告されたTenomodurin-1、腱・靭帯の成熟に必要なScleraxis、腱の分化に必要なMohawkの発現解析を行う予定である。低酸素環境下での解析の報告は多いが、その多くは組織修復のマーカーとして血管再生を指標にVEGFの発現をみている。本研究では新たに歯根膜・靭帯・腱のマーカーの解析と、これらの組織には血管はほとんど存在しないことから血管新生阻止因子の発現解析を行うことで新たな知見が得られると考えている。乳歯は永久歯と交換し、自然脱落し廃棄されることが多い。近年、脱落する乳歯には幹細胞が含まれ、神経細胞、骨芽細胞などへの分化能を示すことが報告された。しかし乳歯由来の幹細胞は特別な研究室でないと培養が困難である。このことから、乳歯歯根膜細胞はSDF-1を発現して、周囲のMSCsの遊走を誘導し、局所の再生や恒常性維持の働いていると考えられた。

さらに将来、脱落した乳歯を保存し、移植して、患者の修復や再生の必要な部位にSDF-1発現を調節して、局所の修復反応に応用可能なことも考えられた。すなわち乳歯の特別な幹細胞を分離せずとも臨床応用可能な可能性を示した。これまでにサイトカイン類によるSDF-1の発現調節機構について検討を行った。乳歯歯根膜細胞の発現するSDF-1はfibroblast growth factor 2 (FGF-2)により抑制された。この抑制機構はFGF受容体(FGFR)を介していることを示せたが、その下流の因子については不明である。FGFRから下流と予想される細胞内シグナルの阻害剤を投与して多数検討を行ったが明らかとならなかった。そこでFGF-2によるSDF-1の抑制機構の解析のために、PrimerArrayによる半網羅的解析を行った結果、FGF-2の投与によってサイトカインAとその受容体Bの発現抑制を介して2次的に生じていること可能性がmRNAの発現解析から考えられた。今後は、実際にFGF-2を投与した際に、受容体B下流の細胞内シグナルも介しているのか解析する予定である。FGF-2によるSDF-1の発現抑制機構の解析において、これまで1種類のサイトカインによる1次的作用機構にとらわれ解析を行ってきた。しかし今年度の研究実績より、1つのサイトカインにより他のサイトカインの発現を調節し、その結果として2次的に現象が生じる可能性が予想された。すなわち複雑なサイトカインネットワークによる細胞機能の制御機構が予想された。この現象を詳細に解析することにより、患者自身の細胞による再生治療・移植条件への最適な条件を整えることが可能になると考えられる。すなわち、ただ1つのサイトカインを投与して効果を期待するだけでなく、その有用な効果に逆に働くネットワークには抑制的な薬剤も同時に投与しておくという戦略である。臨床応用時には有力な戦略と考えられる。以上のことから、今年度の研究実績は、近年の業績主義による、現象を単純に解析することで論文を量産する環境で見落としている、多次元的な解析の必要性と重要性、基礎研究の魅力を再認識させてくれた。この意味からも、本研究計画は順調に進展していると考えられる。乳歯は永久歯と交換し廃棄されることが多い。しかし脱落した乳歯の歯根膜および歯髄には幹細胞が含まれ、神経細胞、骨芽細胞、脂肪細胞などへの分化能を持つことが知られている。このため脱落する乳歯に含まれる幹細胞を利用した再生医療への基礎研究が盛んに行われている。しかし実際に含まれる幹細胞は数・量が少ないため、分離細胞による研究は非常に困難であり、また研究室独自のlotによるfatal bovine serum (FBS)を使用しなければならないなど、非常にトリッキーであった。我々は歯根膜細胞がstromal-cell derived factor 1α(SDF-1)を発現し、血管内皮前駆細胞endothelial progenitor celsl (EPCs)および間葉系幹細胞mesenchymal stem cells (MSCs)の遊走を誘導することを示した。すなわち歯根膜に存在する幹細胞だけが歯周組織の恒常性維持機構に働いているのではなく、歯根膜細胞の産生するSDF-1により、修復に関与する細胞の遊走を誘導する可能性を示した。
フラーレン系超分子を用いる電子移動系の開発

フラーレンは特異な形状をもち、電子受容体として作用することから、その超分子はさまざまな興味ある性質をもつことが期待される。本研究ではカリックス[5]アレンをホストに用いてフラーレン系超分子錯体について研究した。超分子錯体形成の熱力学解析によるとエントロピーとエンタルピーの間に補償則が働いていることが明らかとなった。一般に独立に液中を運動している2分子が錯体を形成すると、一方の分子における運動の自由度が束縛されるため、エントロピーが負になることが普通に観測されるが、トルエン中での錯体生成の場合はこれが正になり、錯形成に際して運動の自由度が増大する特異な現象を観測することができた。トルエン中では溶媒であるトルエン分子がフラーレンの周りを取り囲んでいるが、両者の相互作用が比較的強く、フラーレン分子が周辺の溶媒分子の運動を束縛している。しかし、カリックス[5]アレンホストにフラーレンが包接される際には、これらの溶媒分子が脱溶媒和して、バルクの溶媒として挙動するため運動の自由度が回復するため、この寄与が錯形成に際して一方の分子における運動の自由度を束縛する効果に勝ったために、このような興味ある現象が発現したと解釈できる。その証拠に、フラーレンとの相互作用が小さなクロロフォルム中では、錯体を形成する際のエントロピー変化は通常の錯体形成と同じく、負の値をしめした。このように、有機溶媒中におけるフラーレン系超分子の形成においてはフラーレン、カリックス[5]アレンホスト共に、溶媒和、脱溶媒和が重要な役割を果たしていることがわかり、用いる溶媒が決定的な役割をしていると結論することができた。
AIエージェントの社会的存在感を強化する感情表現強調システムの開発

ユーザを音声対話で支援するAIエージェントは社会的存在感(人間らしい性質を感じさせる度合い)が低く,多くの人が話しかけることに抵抗感を持っている.社会的存在感を強化する基本的な方法は外見や振る舞いを人間らしくすることであるが,本研究では,視覚的にエージェントを提示することが適切ではない運転中等の状況であっても有効な手法を開発する.その手法として,合成音声による感情表現をBGM等の音情報で強調することで,より感情豊かなエージェントをユーザに想像させる.まず,有効な音情報とユーザの想像力を喚起する条件を心理実験で明らかにする.さらに,深層学習技術を応用し感情を強調する音情報の自動生成に取り組む.ユーザを音声対話で支援するAIエージェントは社会的存在感(人間らしい性質を感じさせる度合い)が低く,多くの人が話しかけることに抵抗感を持っている.社会的存在感を強化する基本的な方法は外見や振る舞いを人間らしくすることであるが,本研究では,視覚的にエージェントを提示することが適切ではない運転中等の状況であっても有効な手法を開発する.その手法として,合成音声による感情表現をBGM等の音情報で強調することで,より感情豊かなエージェントをユーザに想像させる.まず,有効な音情報とユーザの想像力を喚起する条件を心理実験で明らかにする.さらに,深層学習技術を応用し感情を強調する音情報の自動生成に取り組む.
ES細胞由来神経幹細胞の脳室内投与療法の開発-脳出血モデルでの検討-

ES細胞は、in vitroにおいて神経系細胞に分化誘導させることが可能で、神経疾患の細胞移植治療の細胞源としで有望である。本研究では、ラット片側大脳半球(線状体)に定位的にコラゲナーゼ液を注入して脳出血ラットを作成した。コラゲナーゼ注入後7日目に、この脳出血ラットの健常側脳室内に、GFP標識したES細胞より分化誘導した神経幹細胞(ES-NSCs)を移植した。移植後4週間後の脳組織を観察したところ、血腫腔近傍および周辺脳におけるGFP陽性細胞の存在を認め、それらは神経細胞およびアストログリアへと分化していることが免疫組織化学的に証明できた。さらに、興味深いことにGFPおよびnestinに陽性を示すES-NSCsと考えられる細胞塊の付着を脳室壁に認めた。一方、脳室の上衣細胞層直下には、多層化して増殖する細胞集団の出現が観察され、内在性の活発な分裂を示す神経幹細胞と推測された。血腫腔近傍に出現するES由来神経およびグリア細胞が壁在ES-NSCsのmigrationによるものかどうかについては結論を導き得なかった。本研究成績は、ES細胞を用いた神経幹細胞を脳脊髄腔内へ投与することで、血腫腔近傍にES由来神経細胞を新しく生着させうる可能性を示している。また、その証明はなし得なかったが、本研究で発見された脳室壁に付着する外来性NS-ESC細胞塊と上衣層下の内在性分裂細胞は類似領域に存在し、外来性および内在性神経幹細胞の挙動の類似性を想定させた。分化全能性を有するES細胞は、in vitroにおいて神経系細胞に分化誘導させることが可能で、神経疾患の細胞移植治療の細胞源として有望である。本研究では、有効な治療手段に乏しい脳出血後の機能回復に、ES細胞の移植療法が有用であるかを検討した。本年度は、ラット片側大脳半球(線状体)に定位的にコラゲナーゼ液を注入して脳出血ラットモデルを作成し、この脳出血モデルラットの脳室内に、GFP標識したES細胞より分化誘導した神経幹細胞(ES-NSCs)を移植した。ES-NSCsの誘導には、胚様体形成およびレチノイン酸処理を用い、高率にネスチン陽性細胞(ES-NSCs)からなる細胞集団を得、これをコラゲナーゼ注入後7日目に健常側(非血腫側)脳室内投与した。コラゲナーゼ液注入により出血性病変が惹起され、4週間後には空洞形成および周辺グリオーシスが観察された。薬剤誘導による行動学的観察は施行していないが、無処置観察下ではコラゲナーゼ注入後も永続的行動異常は観察されなかった。一方、組織学観察では、血腫腔近傍および周辺脳におけるGFP陽性細胞の存在とそれらの神経細胞およびアストログリアへの分化を組織化学的に証明し得た。本研究成果は、ヒト脳出血においても、将来のES細胞を用いた神経幹細胞を脳脊髄腔内へ投与することで、血腫腔近傍にES由来神経細胞を新しく生着させうる可能性を示している。本ラット脳出血モデルでは行動学的異常の招来が無いため、その改善が観察されなかったが、ヒト脳出血においては欠損機能の回復・改善に寄与できる可能性があると期待する。なお、本成果は、Neurol Res.26:265-72.2004に発表した。
がん特別調査に関する総括研究

本研究班は文部省国際学術研究がん特別調査関係の研究を効果的に、且つ円滑に実施するために、以下の研究及び活動を行った。1)計画研究課題の企画と選定「計画研究」は特に重要で、成果が期待できる研究課題とし、平成4年度に7課題(総括班を除く)、平成5年度に2課題の新規計画研究を企画、選定した(平成4-5年度新規課題は合計20課題であり、その内計画研究が10課題、公募研究が10課題であった)。また、計画研究の実施可能性、相手国の受け入れ体制、基礎的な情報の収集のために、必要に応じて予備調査を実施していたので、計画調査はいずれも順調に進み、優れた研究成果をおさめた。2)予備調査の企画、選定、実施本研究班においては計画研究の企画、選定に先立ち、相手国の受け入れ体制、研究の実施可能性、期待される成果、基礎的情報の収集のために予備調査を実施した。「予備調査」は通常2年度にわたって行っている。第1年目には相手国の受け入れ体制、研究の実施可能性及び基礎的情報を収集し、研究の実施が可能であり、且つ研究成果が期待できることがわかれば、2年目に本調査の研究計画の申請をすると共に、再度予備調査を行い、研究方法などについてさらに具体的な打ち合わせ、準備を行っている。平成4-5年度には3件の予備調査を行った。いずれも平成4年度が1年目の予備調査であり、3件の内2件の予備調査(予備調査2および予備調査3)は平成5年に2年目の予備調査を行った。予備調査1:中国の吉林省および陜西省のアスベスト代替天然鉱物繊維を産出する鉱山の従業員を対象とした肺がんのコホート調査についての予備調査をおこなった。現地視察を行い中国側の研究者と協議の結果、本調査の実施は困難と考えられたので、2年目の予備調査は中断し、本調査の実施も断念した。予備調査2:中国の上海近郊の海門地区では肝がんが多発しており、アオコが産生するミクロチスチンが飲料水を汚染し、そのために肝がんが多発している可能性があった。現地で予備調査を行ったところ、中国側研究者の受け入れ体制も良く、引き続き本調査に向けての2年目の予備調査を行った。予備調査3:中南米諸国では胃がんが多発しており、その成因を調べるために、ガテマラ共和国、コスタリカ共和国およびコロンビアで予備調査を行った。前2ヵ国では受け入れ体制も良く、本格調査の実施が可能と判断されたが、コロンビア共和国では安全生に問題があり、2年目の予備調査は行わなかった。3)班長会議の開催毎年1回、年度末頃(3月17日)に班長会議を開催し、研究の進捗状況及び成果の発表、研究実施上の問題点の討議、情報交換などを行った。主な問題点としては特に開発途上国においては研究備品が不足しており、研究の実施に支障があること、現地での研究費の支払方法、事務手続きに問題があることなどがあげられた。しかし、どの研究も円滑に行われ予期していたい上の成果をおさめた。4)公開シンポジュウムの開催毎年1回、年度末頃(3月17日)に班長会議の開催に併せて公開シンポジュウムを開催し、がん特別調査で得られた重要な成果を順次発表した。平成4年度の第8回シンポジュウムおよび平成5年度の第9回シンポジュウムにおいてはいずれも代表的な研究課題五件を選定し、研究成果の発表が行われた。5)がん特別調査ニュースレターの発刊がん特別調査関係の研究班及びその他の関連研究グループ(文部省がん特別研究、重点領域バイオがん、国際学術研究総括班など)との情報交換を密にするために、平成2年度からがん特別調査ニュースレターを発刊している。平成4年度と平成5年度に各3号ずつ発刊した。6)がん特別調査10年間の歩と今後の課題についてのまとめの作成平成5年度は対がん10カ年総合戦略の最終年度のあたっているので、がん特別調査の10年間の歩みをまとめ、併せて将来の展望について検討した。

いずれも平成4年度が1年目の予備調査であり、3件の内2件の予備調査(予備調査2および予備調査3)は平成5年に2年目の予備調査を行った。予備調査1:中国の吉林省および陜西省のアスベスト代替天然鉱物繊維を産出する鉱山の従業員を対象とした肺がんのコホート調査についての予備調査をおこなった。現地視察を行い中国側の研究者と協議の結果、本調査の実施は困難と考えられたので、2年目の予備調査は中断し、本調査の実施も断念した。予備調査2:中国の上海近郊の海門地区では肝がんが多発しており、アオコが産生するミクロチスチンが飲料水を汚染し、そのために肝がんが多発している可能性があった。現地で予備調査を行ったところ、中国側研究者の受け入れ体制も良く、引き続き本調査に向けての2年目の予備調査を行った。予備調査3:中南米諸国では胃がんが多発しており、その成因を調べるために、ガテマラ共和国、コスタリカ共和国およびコロンビアで予備調査を行った。前2ヵ国では受け入れ体制も良く、本格調査の実施が可能と判断されたが、コロンビア共和国では安全生に問題があり、2年目の予備調査は行わなかった。3)班長会議の開催毎年1回、年度末頃(3月17日)に班長会議を開催し、研究の進捗状況及び成果の発表、研究実施上の問題点の討議、情報交換などを行った。主な問題点としては特に開発途上国においては研究備品が不足しており、研究の実施に支障があること、現地での研究費の支払方法、事務手続きに問題があることなどがあげられた。しかし、どの研究も円滑に行われ予期していたい上の成果をおさめた。4)公開シンポジュウムの開催毎年1回、年度末頃(3月17日)に班長会議の開催に併せて公開シンポジュウムを開催し、がん特別調査で得られた重要な成果を順次発表した。平成4年度の第8回シンポジュウムおよび平成5年度の第9回シンポジュウムにおいてはいずれも代表的な研究課題五件を選定し、研究成果の発表が行われた。5)がん特別調査ニュースレターの発刊がん特別調査関係の研究班及びその他の関連研究グループ(文部省がん特別研究、重点領域バイオがん、国際学術研究総括班など)との情報交換を密にするために、平成2年度からがん特別調査ニュースレターを発刊している。平成4年度と平成5年度に各3号ずつ発刊した。6)がん特別調査10年間の歩と今後の課題についてのまとめの作成平成5年度は対がん10カ年総合戦略の最終年度のあたっているので、がん特別調査の10年間の歩みをまとめ、併せて将来の展望について検討した。がん特別調査に関する総括研究としては次の5項目についての研究活動を行った。1)総括班会議の開催:平成4年度中に3回の総括班会議を開催し、がん特別調査を円滑に、かつ効果的に行うために種々の点について討議し、予備調査の企画、実施、計画調査の企画、選定、推薦を行った。また、今後の予備調査および計画調査の企画、選定方法についても検討した。2)国際がんニュースレターの発刊:国際学術研究がん特別調査の研究者相互間の情報交換を促進するために、国際がん特別調査に関するニュースレターを平成4年度中に3回発刊した。3)国際がん予備調査の実施:将来の計画研究を企画、選定するために、がんの特別調査に関する予備調査を3件実施した。この予備調査の目的は本格的な計画研究実施の可能性の探索、ならびに本格調査を実施するために具体的な打ち合わせ、準備を行うことである。本年度は4か国を対象として3件の予備調査を実施し、いずれも多大の成果をおさめた。平成5年度にも引き続き予備調査を行う予定である。
三次元細胞モデルを使って上皮陥入機構を明らかにする

多細胞生物の形態形成は、[遺伝子→細胞→形]のスキームであらわせる。この道筋を具体化するためにスキームの後半を細胞モデルという数理的手法を使って研究した。まず、ハエ幼虫の気管形成の始まりである上皮陥入について、実験家の観察データと対応させながらシミュレーションを行った。細胞のふるまいにいくつかの仮定を置くと見事に陥入した。ただこの時使った仮定のうち細胞が胚体内に移動する機構が問題である。いっぽう、トリ神経管形成に見られる陥入時の細胞パターンの研究中に、平面内細胞極性遺伝子celsrの局在がミオシン分子の局在の原因であることが明らかにできた。こうして遺伝子から形への道筋の一つを明らかになった。ハエ初期胚の気管形成時にみられる上皮陥入の観察(理化学研究所CDB林茂生研究グループ)に基づき、3次元細胞モデルを使って、上皮細胞にどのような性質があれば陥入が実現するかを調べた。上皮陥入細胞一個の厚みでできた上皮シートの中で、特別な細胞がきまり、これを取り囲む細胞がいくつかの能力をもつと考える。この能力として、(1)巾着絞り、(2)中心細胞に対するアーク形成、(3)体内への移動を考える。巾着絞りとは、上皮細胞のアピカル面の多角形の辺長が収縮することで、これの実体はアドヘーレンス結合に沿って走るアクチン繊維の収縮を考えている。結果として、細胞の断面で言えば、矩形だったものが台形に変わり、これの集まりはアピカル側に凹みをつくることになる。アーク形成は、実際に観察で見られていることだが、中心細胞を中心に同心円状のアークが形成されている。これの実体は細胞内に平面内細胞極性(PCP, planar cell polarity)が存在し、細胞のアピカル多角形の特別な辺にミオシン分子の集積が起こり、アクチン繊維が収縮する機構を考えている。細胞の体内への移動は、上皮シートに並んだ細胞が隣接細胞に対しズレを起こし体内に移動することを考える。これには上皮シートに垂直方向に配列した微小管の配列が働いていると考える。これらのことを三次元細胞モデルに入れ込んで、陥入が起こるかどうかを調べ、それぞれの役割を考えた。大規模な陥入には、巾着絞りおよび細胞の体内への移動の両方とも必要であった。ここで巾着絞りとは、陥入中央から遠い細胞が逆の巾着絞りを行いアピカルでの面積を拡大することである。アーク形成は深い陥入には必ずしも必要でなく、陥入中心の決定に働いていると考えられる。前年度に引き続き、ハエ初期胚の気管形成時にみられる上皮陥入の観察(理化学研究所)に基づき、3次元細胞モデルを使って、上皮細胞にどのような性質があれば陥入が実現するかを調べた。上皮陥入細胞一個の厚みでできた上皮シートの中で、特別な細胞がきまり、これを取り囲む細胞の能力として、(1)巾着絞り、(2)中心細胞に対するアーク形成、(3)体内への移動を考えている。これらのことを三次元細胞モデルに入れ込んで、陥入が起こるかどうかを前年に引き続き調べた。大規模な陥入には、巾着絞りおよび細胞の体内への移動の両方とも必要であるのだが、前年度は巾着絞りに、陥入中央から遠い細胞が逆の巾着絞りを行いアピカルでの面積を拡大することを考えたのだが、実際にこれを裏付ける実験事実は不明であることから、陥入中央から遠い細胞のアピカル面積は不変なまま、中央近くの細胞のアピカル面積を小さくすることで同じような陥入が起こる条件を探索し見つけることができた。また、中央の細胞がシミュレーションでは実際よりも大幅に平たくなるので、中央細胞は細胞の背丈を維持する機構を取り入れる試みを行った。前年度に引き続き、ハエ初期胚の気管形成時にみられる上皮陥入の観察に基づき3次元細胞モデルを使って、上皮細胞にどのような性質があれば陥入が実現するかを調べた。

シミュレーションにより立体的な陥入を行うことはできており、これの現実の観察結果との対応を詳しく調べている。これまで(1)角柱のアピカル面が底面に対して収縮または拡大すること、(2)細胞が胚内部に移動する動き、(3)アピカル面の辺のうち、中心に対して接線方向の辺が特に強く収縮し、アーク状構造を形成すること、および(4)陥入をはじめてから細胞が分裂することで陥入がさらに進む事を取り入れた。シミュレーション結果の細胞の形の変化を、定量的に検討したのだが、陥入そのものは(1)と(2)があれば十分で、(3)および(4)は気管形成の上皮陥入を特徴づけるものであるようだ。現在(2)の細胞の胚内部への動きがシミュレーションの仮定として真に必要かどうかを検討している。この動きを導入しないと細胞が中央に密に詰まって、細胞の多角形が平面でなくなり、計算がフリーズしてしまう。プログラムに使っているアルゴリズムの再検討、中央部の細胞の力学的性質の変化、ゆらぎの導入などを行っているが、いまのところ陥入に細胞の動きは必要である。別の研究として、この上皮陥入にも働いている上皮細胞に重要な性質として、平面内細胞極性があるのだが、この性質の形態形成のおける意義を考察した。局所的相互作用のほかグローバルなコントロールが必要におもわれる思考実験を示した。また、神経管形成時に上皮細胞は線状に並んだパターンを示すのだが、この形成機構を細胞モデルで説明した。これらの研究の一部およびこれまでの研究をまとめたものの発表を以下に記す。前年度に引き続きハエ胚が行う気管形成開始時の上皮陥入をシミュレーションを使って調べた。シミュレーションの初期条件として、角柱細胞200個が一層に並んだ上皮シートをつくり、ここで陥入が起こるための細胞の性質を検討する。細胞の性質として、(1)上皮細胞のアピカル面(多角形を呈している)の面積が陥入中心付近では小さく、中心から離れたところでは大きくなる、(2)中心付近の細胞が胚内部に移動する、(3)アピカル面の辺のうち陥入中心に対して接線方向の辺が強く収縮しアーク状のパターンができるなどが陥入に影響している。陥入そのものについては(1)と(2)が強く働いており、現実をよくシミュレーションできる。そこでそれぞれの性質を生ずる機構を考える時期に来た。(1)については納得のいく機構が考えられる。(2)について胚のFGF分子が細胞の移動を誘発すると考えたいところだが、これはFGFをつかった実験結果と合わない。細胞の移動がどんなメカニズムで起こるのか他の動物種での上皮陥入と考え合わせて深い考察が必要である。また、脊椎動物の陥入にあたる神経管形成について、3Dではなく2Dでのvertex dynamicsをつかって、上皮細胞パターンが特異なパターン(梯子状)を示す機構をシミュレーションした。これは遺伝子が支配している平面内細胞極性の機構と平面内細胞極性によって生ずる細胞の変形、これによる細胞塊の形態形成をつなぐ重要なシミュレーションとなった。3次元細胞モデルにより上皮陥入のコンピュータシミュレーションはできるようになった。具体的な観察結果との対応および必要以上の仮定をしていないかどうか(たとえば陥入する細胞が胚内部方向に動く)の検討に進んでいる。また目的のひとつに井戸型陥入と溝型陥入(神経管形成)の本質的な違いを究めることがあったが、これは3次元モデルと2次元モデルを適宜使って区別をつけることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
二核鉄酸素錯体の開発とその酸化・酸素化触媒能の研究

ヘムエリスリン(Hr)は星虫等の酸素運搬体として作用している2核鉄錯体である。現在,機能モデルとして可逆的酸素化能を有する錯体は,北島氏等が合成した錯体と,我々が合成した二種の錯体しか知られていない。鉄(II)錯体は酸素による不可逆的酸化を受けやすく,ヘムエリスリンでは不可逆的酸化に対する防御機構が働いている。本研究ではこの不可逆的酸化の防止が可能な機能モデルの構築を目指した。本研究では,二核化配位子の立体的・電子的効果により可逆的酸素化能を有する二核鉄錯体の合成に成功した。特にPh-bimp錯体([Fe_2(Ph-bimp)(OBz)O_2]^<2+>:Ph-bimp=2、6-[bis(3-methyl-4、5-diphenylimidazolylmethyl)aminomethyl]-4-methylphenolate)では室温でも数時間程度安定な酸素錯体が得られた。これら酸素錯体中の酸素の配位形式はHrの場合とは異なるが,酸素が可逆的に脱着する優れた機能モデルの構築が可能となった。また合成錯体の酸素化反応の熱力学的パラメータの測定が初めて可能となった。その結果,これら合成錯体の室温での酸素親和性は,Hrにくらべ10^4倍程度低いことがわかった。この原因として合成錯体のエントロピー変化は,Hrに比べ不利であることが明かとなった(合成錯体:ΔS=-297-310J/mol・K;Hr:ΔS=-75-84J/mol・K)。このことは,タンパク部によるエントロピーの効果が大きく作用していることを示唆しており,今後配位環境の合目的分子設計と同時に反応場の分子設計をも取り入れた反応系の構築が必要である。
TRIM型ユビキチンリガーゼの物性と動作原理の解析

ユビキチン化はタンパク質分解を制御することで多くの生命現象を支える極めて重要な翻訳後修飾の一つである。TRIMファミリーはユビキチン化酵素の一つのファミリーであり、様々な機能(がん、免疫、代謝、オートファジーなど)に関与することが報告されている。本研究により、各種疾患におけるTRIMファミリーの役割が解明され、かつその機能を変化させる薬を開発できれば、新たな治療薬をして役立つかもしれない。
新規気管支喘息治療薬開発に向けた気管支平滑筋過敏性発現メカニズムの解明

気道過敏性は気管支喘息の基本的病態であり、研究代表者はこれまでに、喘息時に気管支平滑筋収縮性が著明に亢進し、これが気道過敏性に深く関与していることを明らかにしている。本研究では、この気管支平滑筋収縮性が増強されるメカニズムの解明を試み、気道におけるアレルギー反応の結果遊離されるインターロイキン-13(生理活性物質)が気管支平滑筋細胞に直接作用して収縮関連タンパク質(RhoA)発現レベルを上昇させ、過剰な収縮反応すなわち気道過敏性が惹起されることを明らかにした。1.気管支平滑筋過敏性発症に関与するサイトカイン受容体の同定培養ヒト気管支平滑筋細胞におけるRhoAタンパク質発現に及ぼすinterleukin-13(IL-13)の効果について検討を行ったところ、STAT6の活性化を介してRhoA mRNAおよびタンパク質発現が著明に増大することを明らかにした。さらにRT-PCR法を用いて、気管支平滑筋細胞にIL13Ralpha正受容体が発現していることを明らかにした。したがって、気管支喘息時の気道において増加が認められるIL-13が、気管支平滑筋に存在するIL13Ralphal受容体を刺激してSTAT6を活性化し、その結果RhoA transcriptionが亢進してRhoAタンパク質発現が増大する可能性が示唆された。さらに、IL-13刺激によりNF-kBも活性化されることを初めて見いだし、このIL-13-NF-kB経路もRhoA upregulationに一部関与している可能性を明らかにした。これらのIL-13の効果は、ステロイド剤処置により抑制された。一方、LI-13RalphalのsiRNA発現ベクターの作製を試みたが、細胞レベルにおいて十分なRNAi効果が得られず、さらに改良する余地が残された。2.気管支平滑筋過敏性発症に関与するSTATサブタイプの同定培養ヒト気管支平滑筋細胞にIL-13刺激を加えることにより、STAT1およびSTAT6が活性化されることを明らかにした。このとき、IL-13誘発RhoA upregulationが選択的STAT6阻害薬ASI517499により抑制された。さらにSTAT6 siRNAによっても同様の結果が得られ、RhoA発現にSTAT6が重要な役割を担っていることを証明した。一方、このIL-13刺激により、抑制性因子であるSOCSsのupregulationも観察され、このSOCSシグナリングを活性化させることによりRhoA発現を抑制して過剰な収縮反応すなわち気道過敏性を抑制する可能性を示唆した。1.気管支平滑筋過敏性発症に関与するサイトカイン受容体の同定培養ヒト気管支平滑筋細胞を用いて種々の検討を行い、気管支喘息時の気道において増加が認められるIL-13が、気管支平滑筋に存在するIL13Rα1受容体を刺激してSTAT6を活性化し、その結果RhoA transcriptionが亢進してRhoAタンパク質発現が増大することを証明した。2.気管支平滑筋過敏性発症に関与するSTATサブタイプの同定選択的STAT6阻害薬AS1517499およびSTAT6 siRNAを用いた検討より、気管支平滑筋細胞においてIL-13がSTAT6依存的にRhoA upregulationを惹起することを証明した。さらに、このIL-13誘発RhoAupregulationには、miR-133aのdownregulationを介したSTAT6非依存的なメカニズムも一部関与していることを証明した。3.気管支平滑筋におけるRhoA転写調節領域および転写制御因子の同定ヒト、マウスおよびラットにおいてRhoA遺伝子の5'上流の解析を行ったところ、転写開始点に最も近いSTAT6 binding領域がRhoA転写に重要である可能性が示唆された。さらに、同じく転写開始点に最も近いNF-kB binding領域も重要である可能性も示唆された。平成22年度の継続研究により、RhoA転写調節領域および転写制御因子について、さらに詳細に検討する予定である。1.気管支平滑筋過敏性発症に関与するサイトカイン受容体の同定気管支喘息時の気管支平滑筋細胞においてIL13Rα1受容体がup-regulationしており、これによりIL-13 signalingが大幅に増強されており、その結果RhoA transcriptionが亢進してRhoAタンパク質発現が増大することを証明した。2.気管支平滑筋過敏性発症に関与するSTATサブタイプの同定マウスアレルギー性気管支喘息モデルに選択的STAT6阻害薬AS1517499をin vivo前処置することにより、気道過敏性およRhoAup-regulationが抑制されることを証明した。したがって、気管支喘息時に気道局所において増加するIL-13が気管支平滑筋に作用し、STAT6依存的にRhoA up-regulationを引き起こし、気管支平滑筋過敏性を惹起する可能性が示唆された。さらに、本モデルマウスの気管支平滑筋においてmiR-133aがdown-regulationしており、これがRhoA up-regulationに一部関与している可能性を示唆した。3.気管支平滑筋におけるRhoA転写調節領域および転写制御因子の同定ヒト、マウスおよびラットにおいてRh。

A遺伝子のプロモーター解析を行ったところ、転写開始点に最も近いSTAT6 binding領域およびNF-kB binding領域がIL-13誘発RhoA転写活性亢進に関与していることを証明した。さらに、気管支平滑筋細胞においてIL-13刺激によりSTAT6およびNF-kBが実際に活性化されることを証明した。
正確性の担保を手動で行うリアルタイム自動翻訳技術の研究

機械翻訳技術は急速に発展しているが,完全に正確な翻訳は現時点では難しい.そこで,正確な多言語間対話支援が求められる場では,用例対訳が多く用いられている.用例対訳は,あらかじめ正確に翻訳された用例群である.本研究では,用例対訳を拡張して用いた自動翻訳手法の実装と評価を行った.実験から,提案手法を用いることにより正確な多言語間対話支援が可能であることを確認した.本年度の具体的な研究成果は下記の4点にまとめられる.1.多言語用例対訳や類似文,質問回答対の3つの要素技術を活用した,正確性の担保を手動で行うリアルタイム自動翻訳技術の基礎調査を行った.実験を行い,前述の要素技術を活用することで,正確性の担保を手動で行うリアルタイム自動翻訳が可能であることを示した.2.既存の用例対訳や機械翻訳などを用いて,機械的に多言語用例対訳候補を作成する手法を提案した.また,ヒューマンコンピュテーション技術を活用した,多言語用例対訳や類似文,質問回答対の作成手法を提案した.その際,機械翻訳で翻訳された文や会話文などを用いることで,より正確な多言語用例対訳などの作成が可能であることを示した.これらの技術を活用することで,リアルタイム自動翻訳技術に必要な多言語用例対訳などのコーパス構築をより効率的に行うことが可能となる.3.携帯端末の通知機能を活用した多言語用例対訳収集システムの提案を行った.利用者実験を行い,利用者がシステムに対して行った作業がどのような貢献を与えているかを利用者に提示することにより,用例対訳登録のモチベーション維持効果があることを示した.4.用例の一部を穴埋め形式とした穴あき用例の概念を用いて,既存の多言語用例対訳コーパスから新たな多言語用例対訳を自動作成する手法を提案した.多言語用例対訳作成実験を行い,高精度の多言語用例対訳候補の作成が可能であることを示した.本年度の具体的な研究成果は下記の4点にまとめられる.1.音声入力を用いた円滑な用例対訳検索を目的とした,拡張コーパスを用いた用例対訳検索技術の構築を行った.本技術で使用する拡張コーパスは,従来の用例対訳コーパスに含まれる文を否定文や疑問文に変換して追加したものである.実験より,拡張コーパスを用いることで,従来手法よりも高い適合率の検索結果の提示を可能とした.また,正解が存在しない文を検索した場合,利用者に提示する検索結果数を減少可能であることを明らかにした.2.医療従事者と外国人患者の間の多言語間対話支援を目的とした,用例対訳を活用した多言語対話シート作成システムの提案を行った.本システムで使用する対話シートは,医療従事者から外国人患者に対して伝えたいテキスト群をあらかじめ登録したものである.実験より,対話シートのカスタマイズ機能により,利用者間での意図の伝達の正確性向上効果,対話時間の削減効果がそれぞれ確認された.また,医療従事者自身が必要な用例を登録することによる用例収集の可能性が示された.3.質問回答対の増加を目的とした,クラウドソーシング上の単言語話者による用例対訳作成手法の構築を行った.本技術では,機械翻訳を用いて対象言語に翻訳の上,再度翻訳元言語へ翻訳する折り返し翻訳と呼ばれる技術を活用し,単言語話者のみによる用例対訳および質問回答対の作成を行っている.実験より,従来手法よりも適切な用例対訳および質問応答対が,クラウドソーシング上の単言語話者によって作成できることを示した.4.質問回答対および類似文を可視化することで,新たな質問回答対および類似文の収集を行う手法を提案した.実験より,散布図を基礎とした可視化により,質問回答対および類似文を従来手法より多く収集できることを示した.本研究課題では,多言語用例対訳,類似文,質問回答対,音声を用いることで,正確性の担保を手動で行うリアルタイム自動翻訳技術の確立を目指している.本年度は,前年度からの継続である類似文と質問回答対を用いた研究開発と,音声を用いた研究開発,医療現場に導入可能な多言語間対話支援システムの研究開発を予定していた.本年度では,上記の要素技術を用いた研究開発に取り組んでいる.また,多言語間対話支援システムの研究開発を行った.研究実績の概要でも述べたとおり,研究成果もあげていることから当初の目的を達成している.平成28年度の具体的な研究成果は下記の3点にまとめられる.1.前年度に構築済みである用例対訳を活用した多言語対話シート作成システムの研究成果を情報処理学会論文誌に投稿した.本システムは,医療従事者と外国人患者の間の多言語間対話支援を目的としており,本研究で構築を行っている自動翻訳技術の適用先システムである.また,3名の医療従事者を用いた試用実験により,本システムを実環境へ適用可能であることを確認した.その上で,医療従事者が患者からの適切な回答を取得する手法の確立が,今後必要となることを明らかにした.2.用例の一部を穴埋め形式とした穴あき用例の概念を用いて,既存の多言語用例対訳コーパスから新たな多言語用例対訳を自動生成する手法を提案した.提案手法により,穴あき用例を用いることで多くの新たな用例作成が可能であることが示された.また,穴あき用例を用いて,対訳となる用例を抽出可能であることが示された.

これらにより,自動翻訳に必要となる正確な用例対訳数を大幅に増加可能であることが示された.3.質問応答対の増加を目的とした,クラウドソーシング上の単言語話者を用いた用例対訳作成手法の改良を行った.本手法では,翻訳元の用例から機械翻訳に適した文(機械翻訳適応文)をあらかじめ生成し,機械翻訳によって翻訳した機械翻訳適応文を翻訳先の言語話者に提供することで,用例対訳および質問応答対の作成を行っている.実験より,複数の機械翻訳器を活用することで,従来手法よりも適切な用例対訳および質問応答対が,クラウドソーシング上の単言語話者によって作成できることを示した.また,本研究課題の実施により,正確な多言語間対話支援が可能である,提案自動翻訳技術を実環境に適用可能であることが示された.機械翻訳技術は急速に発展しているが,完全に正確な翻訳は現時点では難しい.そこで,正確な多言語間対話支援が求められる場では,用例対訳が多く用いられている.用例対訳は,あらかじめ正確に翻訳された用例群である.本研究では,用例対訳を拡張して用いた自動翻訳手法の実装と評価を行った.実験から,提案手法を用いることにより正確な多言語間対話支援が可能であることを確認した.本研究課題では多言語用例対訳,類似文,質問回答対,音声を用いることで,正確性の担保を手動で行うリアルタイム自動翻訳技術の確立を目指している.このうち,本年度は多言語用例対訳,類似文,質問回答対を用いた研究開発を予定していた.本年度では上記の要素技術を用いた研究開発に取り組んでおり,研究成果もあげていることから当初の目的を達成している.前年度までに行った要素技術および多言語間対話支援システムの研究成果を踏まえて改良を行ったシステムを用いて,医療関係者による試用実験を行う.このことにより,本研究の実環境での適用可能性について調査を行う.また,本研究全体の成果のまとめ作業を行う.ヒューマンインタフェース・インタラクション引き続き,多言語用例対訳,類似文,質問応答対を用いたリアルタイム自動翻訳技術について研究開発を行う.その際,ヒューマンコンピュテーションの活用を行う.また,次年度においては本年度の研究成果に音声認識技術を取り込むことで,より自由度を高めた翻訳技術の研究開発を行う.予算計画を見直し,本年度購入のサーバ機器で運用予定の技術の一部を既存サーバ上での運用に変更した.このため,本年度に購入を行ったサーバ機器のスペックを下げたことにより,予定代金の一部が次年度使用額として生じた.予算計画を見直し,本年度に構築したシステムを既存のサーバ上での運用とした.不要となったサーバ機器の購入を見送ったため,サーバ機器の購入予定代金の一部が次年度使用額として生じた.本年度の残額は,次年度で必要となる機器の購入代の一部にあてる.本年度の残額は,次年度に購入を予定しているサーバ機器代の一部に充てる.
間葉系間質幹細胞、遺伝子含有担体を使った組織工学由来骨再生と分子機構解析

サイトカインの情報伝達系の骨再生への関与について検討するにあたり、ヒトケロイド由来線維芽細胞初代培養系を用いて、セラミド誘導のアポトーシスヘの抵抗性について実験した。セラミドは通常、時間依存性に、容量依存性にヒト線維芽細胞をアポトーシス誘導するが、ケロイド由来の細胞は細胞周期の中でもG2期での停止を引き起こす。しかも、WST-1アッセイでは細胞数の減少を来たした。インスリン様成長因子(IGTF-1)を添加するとケロイド由来線維芽細胞はセラミド誘導アポトーシスに抵抗した。また、同時に、IGF-1受容体発現とも相関していた。PI-3キナーゼの阻害因子であるWortmaninnの前処置にてIGF-1系のアポトーシス誘導抵抗性は減少した。本実験では、IGF-1は受容体経由の情報伝達に関与し、分子レヴェルで制御されていることが分かった。次いで、同種皮膚移植の生着延長実験では、サイトカイン遺伝子治療が試みられた。即ち、同種マウス間(BALB/c, B6D2F1)で白血病抑制因子(LIF) cDNAプラスミドを用いて皮膚移植片内への遺伝子治療により、移植片の動態を検討した。LIF発現は治療後24時間、21日間で認められ、LIFの情報伝達受容体であるgp130はLIFと同様の発現を認めた。B6D2F1からBALB/cへの移植では、LIF遺伝子導入移植片でヘルパー2型T細胞サイトカイン(IL-10)の発現を認め、免疫寛容が認められた。骨代謝では、LIFの頭蓋骨欠損モデルでの検討により、LIFが骨細胞の活性化により骨形成に関与することが明らかになった。骨形成サイトカイン(bFGFとBMP-2)とヒト間葉系幹細胞の頭蓋骨欠損モデルへの使用でスポンジ担体とともに、有意な骨再生を認めた。間葉系の骨再生、骨新生に有効な因子の同定を目的とし、成長因子、サイトカインの内、IL-6ファミリーの一つである白血病抑制因子(LIF:Leukemia Inhibitory Factor)は、強力な形質変換作用、分化促進作用を有する。その標的組織の一つに骨組織があり、in vitroにおいて骨骨形成及び骨吸収の促進、in vivoにおいて骨形成の促進(マウス)等の作用が報告されている。そこでラットを用いて頭頂骨部に骨欠損状態を作成し、その部位にLIF cDNAを添加して、同部の骨形成を観察した。10週令Wistar系ラットの頭頂骨の左右に各1ヶ所づつ直径4mmの骨欠損部を作成した。担体としてゼラチンスポンジを使用し、これを骨欠損部分に挿入した後、対照群は、ベクターのみのリン酸緩衝生理食塩水5μlを添加し、LIF cDNAは0.1、1、10μg/5μlを添加した。また陽性対照群として、骨形成蛋白質(BMP-2)2μg/5μlを添加した群も作成した。ラットは術後1、3、5、10週目に安楽死させ、骨欠損部を含めて頭頂骨を切り出し、肉眼的観察、Dual energy x-ray absorptiometry(DEXA)を用いて、骨欠損部の骨密度を計測した。また薄切標本を作製し、H&E染色、LIFの免疫染色、in situ hybridization法を行ないLIFの発現を観察した。今回の実験系において、骨密度の経時的変化、H&E染色の結果では、LIF cDNA導入群は対照群と比較した場合、術後1週目では差は認められなかったが、術後3週目には、LIF cDNA導入群の骨密度は対照群と比較して有意に高値を示し、H&E染色標本においても、対照群と比較してLIF cDNA導入群は骨形成が多く認められ、LIFの骨形成および骨の再構築を伺わせた。