hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
開花に至る花器官の成熟と器官間コミュニケーションの分子機構

次に、この推定エンハンサー配列に結合する候補転写因子に転写抑制ドメインを付加してシロイヌナズナに遺伝子導入し、dad1の表現型コピーが現れないか検証した。一部の花で開花異常が観察されたが、明瞭な結果ではなく、これらの因子の寄与についてはさらに検討が必要である。器官間コミュニケーションに関する研究としては、シロイヌナズナの気孔形成抑制ペプチドEPFL5についても解析し、EPFL5がERECTAファミリー受容体を介して特にMUTE遺伝子の発現を抑制し、メリステモイドの機能を低下させて気孔形成を抑制することを示した。ジャスモン酸の生合成制御機構の解析については計画通りに進展し十分な成果が得られた。器官間コミュニケーションの研究に関しては、当初の仮説の一つが誤りであることがわかったため実験計画の再構築を行った。総合的にはおおむね順調に進展した。ジャスモン酸の生合成制御機構についてはなるべく早期に成果のとりまとめを目指す。器官間コミュニケーションに関しても計画通り研究を進める。(抄録なし)
骨粗鬆症関連骨打の予防(予測)を目的としたマススクリーニングシステムの確立

【対象および方法】一般健診において、超音波測定装置Achillesによる骨密度測定を経年的に2回以上を受けた女性1399名(21-83歳)を対象とした。踵骨超音波指標stiffness値の年間変化率を目的変数として、生活習慣および骨折や他の疾患の既往歴、さらに出産回数、初潮・閉経年齢との重回帰分析を行った。また、経過観察期間中に新たに発生した骨折を調査し、ロジスティック解析を行い、骨折発生に関わる因子を検討した。【結果】(1)新規骨折の発生:経過観察中に骨折が発生したのは39名(2.8%)であり、骨折部位は足関節足が11名と最も多かった。(2)骨密度変化率に影響を与える因子:stiffness値の年間変化率を目的変数とした重回帰分析では、年齢や初回のstiffness値が高いほどその後のstiffness値の減少が有意に大きいという結果であった。また、内分泌疾患の既往があると、その後stiffness値は高くなる傾向にあった。(3)骨折発生に関わる因子:多重ロジスティック回帰を行うと、初回測定時のstiffness値、経過観察期間、腸の手術の既往が骨折発生に影響を与えていた。stiffness値が低いと骨折のリスクが有意に高かった。【考察】今回の研究において、stiffness値の年間変化率に大きな影響を与えていたのは年齢と初回測定時のstiffness値であり、これまでの報告によく一致していた。骨折発生に関しては今回骨折症例が少ないため、骨折の部位や種類に分けた検討は行っていないが、これらに関係なく、stiffnessの低値が骨折発生のリスクとなることが確認でき、骨量を上げることは骨折発生の危険度を減少させる効果があることが明らかとなった。さらに、今回の結果から腸の手術の既往が骨折の新規発生において重要なリスクファクターであることが判明した。したがって、骨健診において既往歴の把握はきわめて重要であり、骨健診では十分な問診と事後指導が大切であると思われた。

骨折発生に関しては今回骨折症例が少ないため、骨折の部位や種類に分けた検討は行っていないが、これらに関係なく、stiffnessの低値が骨折発生のリスクとなることが確認でき、骨量を上げることは骨折発生の危険度を減少させる効果があることが明らかとなった。さらに、今回の結果から腸の手術の既往が骨折の新規発生において重要なリスクファクターであることが判明した。したがって、骨健診において既往歴の把握はきわめて重要であり、骨健診では十分な問診と事後指導が大切であると思われた。
昆虫を対象とした高精細テクスチャを有する３Ｄモデル生成の自動化

本研究は,微小オブジェクト(5ミリ数センチ)を対象とし,計測に基づくテクスチャ付き3Dモデルの自動生成手法の確立を目指すものである。本研究では,(課題A)既存ソフトウエアを活用しながら3次元モデルの自動構築法を確立し3次元モデルライブラリを構築する課題と,(課題B)より精度の高い3次元モデル構築法の実現を目指す課題という2方向の研究を同時に遂行している。前者は,従来法では人的な作業コストが壁になり3Dモデルの普及が進まない状況の改善に資する。一方,後者を推進することで,既存手法では扱いにくい微小オブジェクトの3Dモデルを高精度に再構築することが可能となる。初年度は主に,CT・写真撮影環境の構築,既存ソフトウエアを組み合わせによる3次元モデル構築法の確立(課題A)に取り組み,高精細な昆虫3次元モデル構築法をある程度のレベルで実現した。2年目となる本年度の主な取り組みと成果は以下の通りである。(課題A)確立した技術を利用し,60体程度の昆虫形状モデル構築を行った。今後は研究成果の社会還元のため,手法と共にモデル群も公開する予定である。加えて,構築したモデルを自由に観察できるアプリケーションを用意し,国立科学博物館にて実施された特別展『昆虫』において展示した。(課題B1)本研究において最も作業時間がかかるのはCT画像の領域分割である。この作業を簡便化するため,2値化済みCT画像をくびれにより意味的に領域分割する手法を提案した。成果は国内論文誌にて発表した。(課題B2)パースの失われにくい深度合成法を提案した。この手法では,カメラ-被写体間の距離が既知であり,被写体が平面的であると仮定することで,パースの変化を起こさずに写真群を位置合わせし,その後深度合成を行う。この手法を用いて昆虫のテクスチャ付き形状モデル生成を行い,成果を国際会議にて発表した。本年度の主な進捗は以下のとおりである。●3次元モデルの構築と公開:昆虫標本をCTおよびカメラにて撮影し,得られたデータを既存の深度合成ソフトウエアおよびステレオ合成ソフトウエアにて処理することで3次元モデル化するプロセスを確立し,これを利用して60体のモデル構築を行った。さらに,自由に3Dモデルを観察できるアプリケーションを用意し,国立科学博物館にて実施された特別展「昆虫」にて,本科研費プロジェクトの成果として展示した。この特別展には約45万人が来場した。●CT画像処理ツールの拡張:我々が対象とする昆虫標本は,内部に空気を含む領域を持ち,この領域は複数の穴により外界とつながっている。CT画像から3次元モデルを構築する際,この疑似的な中空領域を分割する必要があり,多大な手間を要する。我々は,2値化済み3次元画像におけるくびれ形状を利用して2値画像を意味的に領域分割する手法を確立し,これにより疑似的な中空領域を自動分割できることを示した。成果は論文誌発表済みである。●パースの失われにくい深度合成法の開発:一般的な深度合成ソフトウエアでは,フォーカスの異なる写真群に対し射影変換による位置合わせが適用される。これにより生成される深度合成画像ではパースが失われるという問題が生じる。そこで,被写体が平面状であると仮定することで拡大縮小・平行移動のみで位置合わせできるモデルを確立し,パースの失われにくい深度合成手法を実現した。●写真撮影環境の再構築:深度合成を行う際,カメラを物理的に前後に移動していたがこの方法はぶれが大きく,かつ,長い撮影時間を要する。そこで年度の後半に,カメラのフォーカスを自動的に変更しながら複数の写真を自動撮影する撮影環境を構築した。これにより36視点からのフォーカス写真(各視点40枚:撮影後深度合成画像を生成)を,15分程度で撮影可能となった。これまでに得られたこれらの結果を基にして,2019年度は以下を実施する予定である。●昆虫CT画像処理の大幅な自動化とソフトウエアの公開:小型オブジェクトの三次元再構成において,最も作業の手間を要するのはCT画像の領域分割である。上記のくびれによる意味的領域分割手法をソフトウエアRoiPainter3Dに統合するなどして,作業効率の向上を目指す。また,RoiPainter3Dはオープンソースとして公開しており,この拡張についてもオープンソース化する予定である。●深度画像を利用した精密な深度合成法の実現:既存の深度合成法は,最大コントラスト等を利用してピントの合った画素を選択するか,画像ピラミッドを利用して最もエッジが強く残るように画像を合成するかのどちらかである。しかし,これらの手法は,常に正しい画素を選択できないという課題や,低周波領域におけるエッジの周囲でアーティファクトを生じるという課題がある。そこで,CTより構築した形状モデルを活用し,深度合成の際に正確な深度画像を生成することで,深度合成の際に正確な画素選択を行える手法を実現する。●3Dプリンタ出力するための形状モデルの修正:本研究が対象とする昆虫は細い形状や薄い形状を併せ持つ.これを3次元プリンタ出力するための技術開発を行う。●可視化環境の提供とモデルの公開:成果物である昆虫3次元モデルを観察しやすい可視化手法を開発する。また,50種程度のホウセキゾウムシを3Dモデル化しそのモデルをweb上で公開する予定である。本研究は、微小オブジェクト(5ミリ数センチ)を対象に、その計測からテクスチャ付き3Dモデル生成までの工程を自動化することを目的とする。

特に、微小オブジェクトの表面の模様(テクスチャ)の計測は,通常の写真撮影ではピンボケが発生してしまうため,深度合成技術を採用する。また,複雑な構造を持つ微小オブジェクトの精密な形状取得のため,本研究では形状モデリングにX線CT計測を応用する。初年度では、CT画像によるモデル(モデルA)とSfM法によるモデル(モデルB)の組み合わせによる高解像度のカラーテクスチャ付き高精度モデルの生成自動化に目途をつけた。具体的には以下のサブ課題を実施した。●A1)研究環境の整備:大型CT装置の整備、および、自動写真撮影装置の設計と構築を行った。●A2)CT画像分割ソフトウエアの実装:CT画像から昆虫領域を分割する機能を,分担研究者が開発中の画像処理ソフトウエアRoiPainter3D上へ追加した。また,このソフトウエアを拡張することで4DCT画像の解析も試み,研究成果を発表した。●A3)深度合成映像の取得:オブジェクトを中心にカメラを平行移動・回転させながら自動撮影(XY平面:10度間隔、Z軸:3方向、各角度において合焦点位置を変化させた50カットの合計5400カットを撮影)した後、この写真群から108の深度合成映像を自動生成する環境を構築した。●A4)CTモデル/SfM法モデルの自動位置合わせ: CTから生成したモデルAと写真から生成したモデルBを位置あわせ(コンピュータによる自動位置合わせソフトを開発)し,モデルBにモデルAのテクスチャを転写する手法を実現した。●A5)モデルの構築:上記技術を利用し,実際に昆虫サンプルの計測を行うことで40例程度の三次元モデルの構築を行った。本年度前半は、(A1)芝浦工大におけるX線CT撮影環境の整備と(A2)CT画像処理システムの整備を行い,本年度後半は、(A3)深度合成写真撮影環境構築と(A4)CTモデル/SfMモデルの位置合わせによるテクスチャ生成手法を実現した。本年度前半に開発したCT画像処理システムにより昆虫CT画像から半自動的に3Dモデルを構築できる環境が整った。さらに,このCT画像処理システムの拡張により4DCT画像の可視化・領域分割を行なえるシステム開発も行い,成果をSIGGRAPH ASIA 2017にてポスター発表した。この時点では撮影精度に制限のある慶應大のCT装置を利用していたため撮影対象を植物とした。本年度後半に実施した撮影環境構築により,複数視点からの写真撮影を自動で行なえるようになり、照明条件や固定台調整に関するノウハウを蓄積できた。また,CTモデル/SfM法モデルの位置あわせでは,深度合成画像群から生成したテクスチャ付き3Dモデルから,CT画像から生成した高精度3Dモデルにテクスチャ転送する事で,形状・テクスチャともに高精度な3Dモデルの構築を実現した。研究全体として,モデル生成工程の自動化部分を拡大し,人手を必要とする部分の削減を実現した。また,今年度はCTモデル/SfM法モデルの位置あわせ手法により40件の昆虫3Dモデルを作成した。これらは、実用的に利用可能な高精細なモデルであると共に、最終目的であるモデル作成の全自動化の基礎となるものである。
1991年サイクロンによるバングラデシュの高潮・強風災害の調査研究

1991年4月29日の夕方から翌30日の未明にかけて、バングラデシュ東部を襲ったサイクロンによる災害状況を調査した。雨による障害を避けるため、調査班を2つに分けた。第1班は6月23日から28日まで、ダッカ、コックスバザ-ル間約350Kmを陸路ジ-プで走り、全般的な災害の状況を調査した。電柱の新しいものへの替わる様子から、もっとも風が強かったのはチッタゴンから北に40Kmほどのところであろうと推察され、サイクロンの中心径路はさらに北を通っている可能性があった。しかし、この地域に災害の対象となるものが少なく、目立った被害はなかった。チッタゴン市街の南を流れるカルナフリ川の河口を境にバングラデシュ東部を南北に分けると、サンドウィップ島を除いて、風が強く、高潮も高かったと思われる北部で死者が少なく、南部で10万人の死者が出ている。この地域の海岸線は入組んで、島か陸続きかさえはっきりせず、海岸と平行な道路は15Kmほど奥に入っている。またそこまでの間には広大な湿地帯が横たわり、夜中に襲う高潮に対する逃道はない。そのようなところに養殖漁業と水耕が行われているという悪条件がわかった。第2班は6月27日から7月4日まで甚大な災害を蒙ったチッタゴン市内を中心に、破堤の状況、高潮潮位、浸水深の分布を調べた。また。同国の学生を交えて、当時の避難の方法などについての聞込み調査も行った。その結果、市内西部の浸水は高潮の越堤で、南東部のカルナフリ川沿いの中心部を含む地帯の浸水は河面上昇の溢水によって生じたことがわかった。持ち帰ったデ-タから、ベンガル湾におけるサイクロンによる高潮を計算機によって同定すると、潮位が概ねよく合い、今後、サイクロンの径路、進行速度、中心気圧がわかれば、バングラデシュ各地の潮位を予測することができ、高潮予報への道を拓いた。また。
脳卒中再発予防行動継続のための頸動脈の血行動態を含む包括的・視覚的評価指標の開発

本研究の目的は、脳卒中の再発を予防するために、頸動脈エコーによる評価指標を加えた新たな脳卒中の評価指標を開発することである。脳卒中は、日本の医療・介護費の増大の一因となっており、いかに脳卒中の発症、もしくは再発を予防するかは、高齢化社会が進む日本において健康寿命の延伸、医療・介護費の増大抑制の目的を達成するための最重要課題である。頸動脈狭窄による脳卒中再発のリスクは、病態生理学的視点から報告されており、脳卒中の再発予防において頸動脈の形態・機能評価が非常に重要視されてきている。本研究は、研究1:行動理論を適用した再発予防プログラムの開発と検証、研究2:頸動脈エコーを用いた頸動脈の機能学的・構造学的評価指標の開発、研究3:脳卒中再発予防のための視覚的評価指標の開発から構成される。2018年度は、研究2の動脈エコーを用いた頸動脈の機能学的・構造学的評価指標の開発に必要な頸動脈の機能学的・構造学的評価技術を習得するため、エコー研修に参加した(エコー淡路、病院でのエコー研修)。また、最新の国内の脳卒中に関する看護研究の動向についての知見を得るために、脳卒中看護に関連した学会、学術集会に参加し、情報を収集した(2018年6月第27回日本脳神経看護研究学会四国部会、2018年10月第45回日本脳神経看護研究学会、2018年12月第38回日本看護科学学会学術集会)。一方、脳卒中の再発予防行動(対処行動)に心理的要因が関係することが確認されており、その心理的要因に関する聞き取り調査を実施した。現在、これらの結果を分析中である。2018年度は、機能学的・構造学的評価指標の開発及びデータ解析のための準備を進めた。しかし、研究協力病院の倫理審査などの準備が整わず、対象者への調査に至っていないため、上記のように評価した。2019年度は、病院での調査のために倫理審査への準備を進めながら、頸動脈評価をエコーを用いて、まず健常な地域在住の対象者の頸動脈の血流評価(機能学的解析)、及び動脈硬化の評価(構造学的解析)を行っていく。研究協力病院の倫理審査終了後、脳卒中発症リスクのある方に対象を広げていく予定である。当初の計画よりやや遅れているため、動脈エコー解析のための物品の購入は予定通りであったが、対象者への調査のための費用に関して予定通り使用できていない。2019年度は、本格的に対象者に対して動脈エコー調査を進めていく予定であるため、調査に必要な消耗品、交通費、謝金などに使用予定である。また、その成果を発表するための費用に使用する予定である。
月惑星探査のための岩石組織に対応した可視近赤外分光データ解析モデルの構築

現在の月・惑星探査における可視・近赤外波長領域のリモートセンシングは、地表がレゴリスで覆われいることを前提とした光散乱モデルで解析されている。しかし、今日の月惑星探査では観測する対象はレゴリスだけでなく岩石へとシフトしつつある。そこで、岩石試料を、構成鉱物の種類や体積比を制御して合成し、分光観察することで、火成岩や凍土など、密に結合した組織に対応した分光データ解析モデルをつくり、月惑星の可視・近赤外リモートセンシングデータ解析技術の革新をめざす。
リハビリ日数制限の是非を問う

本研究は「リハビリ日数制限」に関してその是非を検証することを目的として、リハビリ日数制限でリハビリを終えた14名の患者(男性8名、女性6名、年齢76.4±8.3歳、入院日数164.6±33,1日)の運動機能について評価した。その結果、発症後半年頃まで各機能の順調な回復が確認された。Time up&goテスト(TUGT)は他の項目より早く、発症後5ヶ月で最大回復に達した。一方、片脚立位はやや遅れて発症後7ヶ月で最大回復に達した。最大回復後、握力は他の検査項目と比して機能を維持するが、片脚立位、ファンクショナルリーチ、棒落下、TUGTは減少の一途を辿った。片脚立位においては、発症1年後にピーク時の25%まで低下して、発症3ヶ月値を大きく下回った。平衡機能の低下は転倒リスクの増大を招き、脳血管障害後の二次的障害を生むことになる。実際、在宅脳血管障害患者の転倒発生率は高く50%を超えるとの報告もみられる。本研究も在宅復帰に慣れた7か月頃から平衡機能の低下が始まり、過去の研究結果を支持するものとなった。日常生活動作において自立する項目が増えて、活動性が上昇する時期は転倒リスクが高くなり、さらに平衡機能の評価指標である片脚立位とファンクショナルリーチの能力低下がみられることから、転倒予防対策の必要性が示唆された。これらの対策を講じるためには、現行の医療保険体制では不十分と考える。わが国の医療保険下では脳血管障害の場合、医療機関でのリハビリテーションが原則最長180日に限定された。平成18年度から、介護保険制度において介護予防機能改善を重要視しているが、質、量ともに十分でないといえる。受けられるリハビリがない人、自分に合うサービスが見つからない人たちからは、リハビリ目数制限の撤廃を求める声もある。本研究の結果から、現行のリハビリ医療保険体制について再検討する必要が示唆された。平成19年度は脳血管疾患を発症し、リハビリテーション治療を受けている患者18名について運動機能の回復状況の調査を開始した。第1回目の測定は、発症後3ケ月目とし、以後毎月1回(1)握力測定方法、(2)開眼片足立ち、(3)ファンクショナルリーチ、(4)長座位体前屈、(5)Time up&go、(6)棒落下テストの計測を実施している。順調に進めば、平成20年8月にデータを取り終える計画である。得られたデータから、入院期間、リハビリ回数、運動機能の回復の様子、回復のピーク時期の特定、退院後の医療(介護保険)サービスの実施状況などを明らかする。現時点で得られたデータのみで概観すると、運動機能は発症後半年を過ぎた頃にピークとなる対象者が多い。そして、回復のピーク以降78ケ月頃から徐々に機能低下を呈する対象者が多いように思われる。特記すべき事項として運動機能の回復ピーク直後に転倒・骨折する対象者が複数いた。また、発症後10ケ月前後に肺炎などの内科疾患に罹患して入院する対象者もみられている。これは、退院後のサポートが十分な効果を示していないとも考えられる。厚生労働省が「受け皿」とする介護保険のリハビリは、質、量ともに十分でないとの意見もあり、受けられるリハビリがない人、自分に合うサービスが見つからない人など現場から様々な声があがっている。介護予防に必要性が高まる今日、何らかの対策が必要と思われる。平成20年度は、これら最終データの結果を踏まえ、厚労省の示す早期集中リハビリテーション、そして6ケ月以降は介護保険で引き継ぐという考え方の是非を問いたい。
変革したクラスター模型での研究の推進とクラスター状態の第一原理計算

変革したクラスター模型はTHSR(Tohsaki-Horiuchi-Schuck-Roepke)波動関数を用いる模型であるが、Container模型と命名されたこの模型によるクラスター構造の研究が更に多様な構造に成功裡に適用された。安定核においてはA=12のC核の負パリティの励起状態がそれぞれ単一のTHSR波動関数によって十分に良く記述されることが示された。これは、近年に至っても多くの研究者が採用しているαークラスターの結晶構造模型に疑問を投げかける結果である。不安定核では質量数AがA=10のBe、B、Cに於けるα+α+2Nの構造の状態がContainer模型によって良く記述されることが示された。Container模型によるこれら2つの研究はPhysical Review C誌に投稿されて良い評価を得ている。Container模型は殻模型的な構造の基底状態から励起エネルギーの上昇につれて様々な形で出現するクラスター状態を統一的に記述できる模型である。この重要な事実を指摘して解説するレビュー論文を書き上げてFrontier of Physics誌に投稿した。この研究計画のもう一つの柱であるクラスター構造の第一原理計算による研究も大きな成果を挙げて来た。今年度は、TOAMD(テンソル最適化AMD)理論に匹敵する新しい理論が開発され実行されたことが大きな成果である。新理論は2種類あって、HMAMD(高運動量AMD)とTO-HMAMD(テンソル最適化高運動量AMD)である。生の核力が惹き起こす短距離力相関とテンソル力相関をAMD波動関数からの粒子空孔対励起によって記述することが理論の中心となる。A=3,A=4の核に対して既に4編の原著論文が発表されている。また無限核物質に対する研究も進展し、既に2編の論文が発表された。変革したクラスター模型の模型波動関数であるTHSR波動関数(Tohsaki-Horiuchi-Schuck -Roepke波動関数)を用いた核構造研究として、安定核に於いては12C核の基底状態を含む4つの0+状態の研究を行い、その結果は論文発表された。最も重要な結論は第3の0+状態が第2の0+状態(Hoyle状態)のBreathing励起状態であるという結果で、3つのαクラスターのボーズ凝縮的状態であるHoyle状態の理解を一段と深化させるものであった。不安定核に於いて11Be核の基底及び多くの励起状態の各々がそれぞれ単一のTHSR波動関数により良く表現されるという事実を明らかにした。この研究は論文に纏められ投稿の段階である。不安定核に於ける研究としては他に9B、10Be、10Cに対するものを推進して来ている。核構造の第一原理計算の研究も大きく進展した。この研究はTOAMD(テンソル力最適化AMD)という第一原理計算理論を新たに構築して推進しているものであるが、最初の研究対象の3He(t)と4Heに対する実際計算が大きく進展したのである。生の核力(bare force)としてAV8'を用いた結合エネルギーがFaddeev理論計算などの厳密計算結果と殆ど一致することが確かめられた。重要な成果としては、2体相関以上の3体相関と4体相関が無視できない大きさを持っていることを示したことや、JASTROW型の相関関数よりもTOAMD理論で用いる冪級数的相関関数の方がより大きな結合エネルギーが得られること、などがある。既に3編の論文として投稿されたが、最初の論文は掲載決定になっている。現在、4Heの励起0+状態の「3核子+1核子」のクラスター構造の研究を進めている。以上の有限核に対する研究に加えて無限核物質に対する研究をも進めている。変革したクラスター模型の模型波動関数であるTHSR波動関数による研究の大きな目的の1つは既に研究が為されているクラスター状態が単一のTHSR波動関数により良く記述できることを示すことで、11Beの研究はそれを実証している。もう一つの大きな目的はこれまでの研究が不十分なクラスター状態の研究を進めることで、12C核の第3の0+状態の研究はその良い実例として展開された。核構造の第一原理計算の新理論として構築されたTOAMD理論は、その理論が実際に強力な新理論であることを3He(t)と4Heに対する実際計算により実証することが出来た。その実際計算は3体相関や4体相関が無視できない大きさを持つと言う新しい分析や、JASTROW型の相関関数よりもTOAMD理論で用いる冪級数的相関関数の方がより大きな結合エネルギーが得られるという新しい発見があった。無限核物質の研究は相関子の1次までの計算が中心力だけの場合に対して推進された。変革したクラスター模型としてTHSR(Tohasaki-Horiuchi-Schuck-Roepke)波動関数を用いた研究としては、安定核においては、12Cの4つの負パリティ状態に対して2つのCotainerのTHSR波動関数が良い記述を与えることを明らかにした。また、16Oの基底状態から12C+α状態を経て4αボーズ凝縮状態へと変化する構造を2つのCotainerのTHSR波動関数が見事に記述することも明らかにした。これは、励起エネルギーの上昇につれて多彩なクラスター構造が形成される過程をCotainerの進化(Evolution)とするContainer模型の妥当性を示したものである。他方、不安定核においては、9B、10Be、10C、10Bの低励起状態が複数のContainerを含むTHSR波動関数の少数の重合わせでよく表現できることが示された。核構造の第一原理計算の研究も大きな進展を見た。

この研究はTOAMD(テンソル力最適化AMD)という新たに構築された第一原理計算理論に基づくものであるが、この基本部分の大きな発展展開が今年度に行われた。TOAMDはAMD波動関数に2体相関関数を演算した波動関数でによって核子間相関を表すのであるが、AMDの対の核子波束の複素座標パラメーターの虚数部分に非常に大きい値までを取らせることにより核子間相関を表すのである。この新理論をHM-AMDと名付けるが、TOAMDとHM-AMDの混合理論としてのHM-TOAMDも導入された。これらの新理論は、生の核力のAV8'の場合に、3Heと4Heの場合にTOAMDと同等の結果を生むことが実証された。既に多くの論文として出版され、質量数が5以上の原子核の研究に威力を発揮すると期待されている。新理論による核物質の研究も進展している。THSR波動関数による変革したクラスター模型はその妥当性が当初の期待以上に実証されつつある。特に2つのContainerのContainer模型は励起エネルギー増加に伴うクラスター構造の進化の記述に強力である。ボーズ凝縮状態の形成が通常のクラスター状態の形成と質的に同等であるということが、クラスター動力学に対するContainer模型の適切さを良く示している。更に又、12Cの負パリティ状態やBe、B、C、の中性子過剰核の状態の記述に於いてクラスター構造の新しい様相をより柔軟に表現できる。核構造の第一原理計算の研究に於いてはあからさまな形で当初の計画での予想を超えて大きな進展があった。それは当初計画の基本理論のTOAMD理論とほぼ同等な数値結果を与えることが実証された新しい理論としてHM-AMD理論とHM-TOAMD理論の2つの理論が構築されたからである。しかもこれらの新理論はすでに多くの論文として出版されている。変革したクラスター模型はTHSR(Tohsaki-Horiuchi-Schuck-Roepke)波動関数を用いる模型であるが、Container模型と命名されたこの模型によるクラスター構造の研究が更に多様な構造に成功裡に適用された。安定核においてはA=12のC核の負パリティの励起状態がそれぞれ単一のTHSR波動関数によって十分に良く記述されることが示された。これは、近年に至っても多くの研究者が採用しているαークラスターの結晶構造模型に疑問を投げかける結果である。不安定核では質量数AがA=10のBe、B、Cに於けるα+α+2Nの構造の状態がContainer模型によって良く記述されることが示された。Container模型によるこれら2つの研究はPhysical Review C誌に投稿されて良い評価を得ている。Container模型は殻模型的な構造の基底状態から励起エネルギーの上昇につれて様々な形で出現するクラスター状態を統一的に記述できる模型である。この重要な事実を指摘して解説するレビュー論文を書き上げてFrontier of Physics誌に投稿した。
高齢者の視覚におけるコントラスト閾値の上昇が空間評価に及ぼす影響

高齢者による歩道空間評価の特性を明らかにすべく、高齢者の歩道空間評価における軸の形成要因として加齢に伴うコントラスト感度の閾値の上昇に着目し、活動性とのかかわりにおいて評価軸の形成との関連を捉えることを目的とした。写真エレメントの多重分類に基づく心理実験、および視力測定・コントラスト感度測定・片足立ちバランスの測定・日常的活動度に関する聞き取り調査・10項目の日常生活活動度調査・歩数調査を実施し、被験者の評価軸抽出とあわせて関連分析を試みた。被験者は盛岡市在住の70歳以上の高齢者44名(男性16名、女性28名)である。得られた分析結果は以下に要約される。(1)コントラスト感度は空間周波数(SPATIAL FREQUENCY)Bにおいて最も高く、日常的活動度が低い高齢者の場合には、C以降の急激な低下が著しいことを再確認できた。(平成8年度科研研究の結果の確認)(2)日常的活動度の指標として、片足立ちバランス、歩数、活動度評価の3つの指標を用いたが、コントラスト感度との関連を考察するにあたっては、歩数が最も適した指標であると言える。(3)日常的活動度がコントラスト感度における空間周波数(SPATIAL FREQUENCY)Cの低下をもたらす境界値として、第一次境界値(3日間3000歩)と第二次境界値(3日間10000歩)を特定でき、第二次境界値(3日間10000歩=平均約3300歩/日)が「歩道幅の広さ」の評価軸形成にかかわっていることが明らかになった。(4)コントラスト閾値の高低すなわち活動度の高低に関係なく全ての高齢者が、誘導ブロックなど歩道空間における視覚障害者への建築的配慮を受け入れるための前提条件は「歩道幅の広さ」を保障することである。(5)高齢者の視覚におけるコントラスト感度の閾値上昇は、潜在的な活動空間の狭窄を伴うと推察される。前年度,高齢者の加齢に伴う視覚機能の衰えと空間評価の軸形成との関連を検討した結果,コントラスト閾値の上昇が日常的活動度と関連すること,さらに空間評価との関連では空間の広さ軸形成がコントラスト感度と関連することが示唆された。コントラスト閾値の上昇は,高齢者の視機能における中枢部の老化との関連が示唆されていることから,前年度の研究知見に基づき,本申請では,視機能の老化としてコントラスト閾値の上昇に着目し,高齢者の日常的活動度との関連および空間評価における広さ軸形成との関連をより明確に捉えることを目的とした。空間評価の対象は前年度同様に歩道空間とし,面接法による写真エレメントの分類による心理実験を試みた。同時に,コントラスト感度測定、従来の視力検査,片足立ちバランスの測定,日常的活動度調査,および歩数調査を行い,さらに生活状況全般に関する聞き取り調査を実施した。被験者は70歳以上の男性16名,女性28名の計44名である。心理実験のデータは多次元尺度法(MDS)によって個人別に評価軸を抽出し,軸ウェイトに基づく考察を行った。分析の結果得られた知見は以下に要約される。1.コントラスト感度と歩数調査との関連分析では,歩数が多く活動度の高い被験者ほどSPATIAL FREQUENCY Cにおける感度の落ち込みが小さいことが明らかになった。2.日常的活動度としての歩数が,コントラスト感度におけるSPATIAL FREQUENCY Cの低下をもたらす境界値は,3000歩/3日間(平均1000歩/日)であると考えられ,10000歩/3日間(平均3300歩/日)では,その差がより顕著であった。

3.3日間の歩数が10000歩以上の被験者は,「歩道幅の広さ」を評価軸とする傾向が明らかに認められた。昨年度に引き続き、高齢者による歩道空間評価の特性を明らかにすべく、高齢者の歩道空間評価における軸の形成要因として加齢に伴うコントラスト感度の閾値の上昇に着目し、活動性とのかかわりにおいて評価軸の形成との関連をより明確に捉えることを目的とした。写真エレメントの多重分類に基づく心理実験、および視力測定・コントラスト感度測定・片足立ちバランスの測定・日常的活動度に関する聞き取り調査・10項目の日常生活活動度調査・歩数調査を実施し、被験者の評価軸抽出とあわせて関連分析を試みた。被験者は盛岡市在住の70歳以上の高齢者44名(男性16名、女性28名)である。昨年度の分析結果をさらに詳細に検討した結果、得られた知見は以下に要約される。(1)日常的活動度がコントラスト感度における空間周波数(SPATIAL FREQUENCY)Cの低下をもたらす境界値として、第一次境界値(3日間3000歩)と第二次境界値(3日間10000歩)を特定でき、第二次境界値(3日間10000歩=平均約3300歩/日)が「歩道幅の広さ」の評価軸形成にかかわっていることを確認した。(昨年度結果の確認)(2)日常的活動度の指標として、片足立ちバランス、歩数、活動度評価の3つの指標を用いたが、コントラスト感度との関連を考察するにあたっては、歩数が最も適した指標であると言える。(3)コントラスト閾値の高低すなわち活動度の高低に関係なく全ての高齢者が、誘導ブロックなど歩道空間における視覚障害者への建築的配慮を受け入れるための前提条件は「歩道幅の広さ」を保障することである。(4)高齢者の視覚におけるコントラスト感度の閾値上昇は、潜在的な活動空間の狭窄を伴うと推察される。
グリオーマ幹細胞の維持と分化に関わる分子ネットワーク解析と治療標的の探索

近年グリオーマ幹細胞(GSC)の存在が示されこれを標的にした新たな治療の創出が期待されている。本研究では,悪性グリオーマ組織より樹立したGSCを用いて,融合プロテオミクス解析法によって,分化に伴い発現変動する分子ネットワークと治療標的の検索を行った。その結果, GSC分化刺激によってECMの分泌と接着分子発現亢進による特殊な分化ニッチの形成と,それを介したインテグリン-MAPK-PI3Kシグナルの亢進がGSCの増殖と分化を誘導し,その阻害剤でGSCが抗癌剤感受性に転じることを移植マウスにて明らかにした。同定された分化スイッチングシグナルは新しい治療標的として有用である可能性がある。近年Glioma幹細胞(GSC)の存在が示されこれを標的にした新たな治療の創出が期待されている。しかしGSCの分子情報は非常に限られているため,治療ターゲットの開発は困難を極めている。本研究では我々が開発したトランスクリプトーム・プロテオーム融合解析技術を超高感度に最適化することによって,悪性Glioma組織から樹立したGSCの分化誘導刺激で経時的に変動する特有の細胞内活性化分子ネットワークを詳細に解析し,幹細胞維持と分化誘導スイッチングの分子メカニズムの一端を明らかにする。本年度は、グリオーマ患者組織より分離した微量なGSC3クローンを用いて分子発現差異解析法であるiTRAQ-8Plex法、2D-DIGE法、およびDNA arrayの融合法の開発を試み、得られたすべての情報を統合マイニングすることによって、異常に制御されたシグナル伝達経路を特異的に抽出する方法論(iPEACH法)を確立した。GO解析およびnetwork解析から、GSCは幹細胞マーカーCD133、nestin、Sox2の分化誘導時の発現減少、及びGFAP、Tuj1、CD44・vimentin、及び活性化EGFR-RAS-MAPKとPI3K-AKT-mTOR系路の発現を誘導し、神経幹細胞様の性質とグリオーマ細胞への分化能を有すること、さらに、分化誘導により自らfibronectinを始めとする細胞外マトリックスを分泌し、接着分子integrin aVを介して分化誘導するとともに多数の興味深い糖鎖関連分子群が誘導制御されていた。この誘導はintegrin aV阻害剤(RGD)/阻害抗体により阻害され、GSCは自ら分化に特異的な微小環境「分化ニッチ」を作り分化誘導することを示唆した。さらに、in vitro, in vivoにおいて、分化ニッチ停留時、GSCの抗がん剤の感受性が増加することを明らかにした。本研究では,マウス脳内頭蓋移植により悪性グリオーマを形成するGSCクローンを用いて,融合プロテオミクス解析法により,分化に伴い発現変動する分子ネットワークを検索した。その結果, iTRAQ法およびDNA microarrayで定量的に有意な20,752分子を同定し,分化誘導によって変動する1,458分子を抽出した。Gene Ontology (GO)解析およびネットワーク解析の結果, GSC分化刺激によってECMの分泌とインテグリン等の接着分子発現が亢進し、integrinを介したMAPK-PI3Kシグナルが亢進して増殖と分化を誘導することが判明した.また通常GSCは分化誘導前の幹細胞状態では,抗がん剤に対して抵抗性を示すが,分化スイッチが入ることにより分化初期状態で抗がん剤感受性に転じることを明らかにした.更に、細胞モデルおよび同所性移植マウスモデルを用いて, ECMと接着因子との結合阻害剤RGDペプチドおよびインテグリン抗体を作用させることで, GSCの接着・分化,増殖は抑制され, GSCは分化初期状態に留まった状態で抗がん剤TMZ感受性に転じ、移植マウスの生存を顕著に延長させることを明らかにした.これらの結果から, GSCは分化誘導刺激により分化に必要なECMを自己分泌し,これらのレセプター(integrin family等)分子群を制御することで,細胞自らが分化するための特異的な微小環境(分化ニッチ)を形成し,分化誘導を促進することが示唆された.分化ニッチを含めた分化スイッチングシグナルは新しい治療ターゲットとして有用である可能性が高い。日本プロテオームデータベースセンター(荒木令江代表)を設立し、本プロジェクトの融合プロテオミクスデータを世界初のがん幹細胞融合プロテオミクスデータセットとして登録した。腫瘍生化学当初の計画にしたがって、GSCの分離とGSC分化誘導モデルの確立,GSCの特異的発現分子群および分化制御分子群の探索・同定は順調に進行している。1.データ統合とData Base構築,特異的シグナル分子群の選択とネットワークの抽出:全てのデータをiPEACHソフトウェアによって統合しData Base化する。発現変動候補

分子群を分子ネットワーク解析ソフトKeyMonet (医薬分子設計研究所:文献上報告されている分子ネットワーク情報を網羅的に収集した生命情報統合プラットホーム)によりGSC分化に関与する分子群ネットワークを抽出同定する.既にクローン化したGSC03A/Uについては予備的解析が完了している.2.同定分子群の細胞内機能解析と治療ターゲットとしての可能性の検討:抽出された分子群の検証:全てのクローンでの共通の発現変動を抽出された分子群の抗体カクテルと2D-Western Blot法にて確認, glioma幹細胞マーカーとしての可能性の検討,および免疫組織学的な解析との比較,情報のデータベース化を行う.glioma幹細胞の分化のスイッチングに重要と思われる候補分子を選択する.各分子をノックダウンし,抗がん剤による細胞増殖/毒性を評価・タイムラプス共焦点顕微鏡による形態変化の観察,また,細胞内で候補分子の発現抑制あるいは亢進に伴って同時に変化する関連分子群の発現を解析する.さらに,候補分子の中和抗体,ペプチド等の阻害剤を用いて,分化誘導への影響をin vitroで検討する.移植動物モデルにより同定分子の臨床応用への可能性の検討(動物移植実験システムの構築)in vitroにおいて有効であった阻害剤および抗がん剤を移植動物モデルへ投与し,腫瘍への影響を検討する。そのために各種GSC移植に最適化した動物実験のシステム構築を行う.当該年度内に使用する予定の質量分析用試薬類とDNAチップキット類、動物、抗体、培地用試薬、血清類に関して、本研究計画の最適化試行の結果、来年度に繰り越して使用する必要性が生じたため。これらの消耗品類の予算は、来年度の同様の予算に加えることによって、予定の実験(計画書に記載)が、より効率良く、且つ、より多くのサンプルを最適化した方法論で遂行できる予定。
受精着床過程のヒト子宮内膜のエンドスタチン、XVIII型コラーゲンの分子生物学的意義

近年,細胞外マトリックスは組織の形態を維持し細胞増殖の足場となるのみならず,細胞の成長,機能分化に重要な役割を担っていることが明らかにされている.一方,子宮内膜は卵巣性ステロイドの周期的変化により,増殖,分化し,周期的変化を繰返し,妊娠の成立や黄体ホルモンの負荷により脱落膜化する.この過程におけるヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンの発現について検討することにより、これらのコラーゲンの受精、着床における役割についての知見を得たい。特に腫瘍の発育、転移などの血管の新生に重要な役割をなすエンドスタチン(XVIII型コラーゲン)の生理的な発現も検討した。ヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンの局在の検討を免疫組織化学の立場から検討した結果、月経周期中には増殖期には血管壁および子宮内膜腺の基底膜にこれらのコラーゲンは局在を認め、また分泌期には同様に血管も基底膜と発育した子宮内膜腺の基底膜に免疫反応の増強を確認した。妊娠が成立し、子宮内膜は脱落膜化するとこれらのヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンは脱落膜細胞を取り囲むような形で局在の変化が認められ、さらに免疫反応の増強を認めた。また妊娠初期の自然流産の症例での脱落膜の検討では、これらのヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンの脱落膜細胞の周囲の免疫反応の減少、あるいは消失が認められた。これらのことから、受精、着床、妊娠の成立、維持にこれらのヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンが何らかの役割を呈することが示唆される。この知見について論文を執筆中である。またこれらのヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンは妊娠絨毛の基底膜にも局在が認められ、絨毛性疾患である胞状奇胎に絨毛との発現の差を検討中であり、これらの疾患の病態での関連について新しい知見を発表したい。近年,細胞外マトリックスは組織の形態を維持し細胞増殖の足場となるのみならず,細胞の成長,機能分化に重要な役割を担っていることが明らかにされている.一方,子宮内膜は卵巣性ステロイドの周期的変化により,増殖,分化し,周期的変化を繰返し,妊娠の成立や黄体ホルモンの負荷により脱落膜化する.子宮頚癌症例の手術時に正常周期子宮内膜を採取する.また正常妊娠脱落膜および絨毛組織を人工妊娠中絶時に,流産症例脱落膜組織および絨毛組織を子宮内容除去術時に採取する.採取した子宮内膜、脱落膜組織および絨毛組織を採取後即座に液体窒素により凍結し,3μm厚の新鮮凍結切片を作成し,冷アセトンにて固定後,新規作製のヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンに対する特異的モノクローナル抗体を一次抗体とした間接蛍光抗体法を施行し,局在を検討した.月経周期を通じて子宮内膜の内膜腺や血管の基底膜にヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンの局在を認め、また正常妊娠脱落膜では脱落膜細胞を取り囲むような局在を認めた。また自然流産の脱落膜では脱落膜細胞の周囲のこれらコラーゲンの免疫反応の低下を認め、これらヒトXVI型およびXVIII型コラーゲンの発現が妊娠の継続に何らかの役割を呈することが示唆された。ヒト子宮内膜は月経周期中著明な変化をくり返し、妊娠の成立により脱落膜化する。この過程における細胞外マトリックスの変化についてはまだ十分検討されていない。特に細胞外マトリックスのうち主要な構成成分であるコラーゲンについて検討してきた。このなかでも最近特に腫瘍の発育、転移など血管の新生に重要な役割を呈するエンドスタチンは分子構造上XVIII型コラーゲンの1部であることがわかってきた。

このエンドスタチンの生理的な発現も十分検討されていないため、これに焦点をあて子宮内膜および正常妊娠と自然流蓙の脱落膜におけるエンドスタチンの発現をモノクローナル抗体を作製し、免疫組織化学にて検討した。正常月経周期中の子宮内膜では子宮内膜の血管や子宮内膜腺の基底膜に局在を認めたが、脱落膜では脱落膜細胞周囲を取り囲む形で局在の変化と発現の増加が認められた。また、自然流蓙の脱落膜ではエンドスタチンの脱落膜周囲の発現の減少あるいは消失が認められた。このことから、エンドスタチン、XVIII型コラーゲンが妊娠の継続に重要な役割をていしていることが示唆された。現在mRNA, in situ hybridizationの手技を使用し、遺伝子レベルでの発現を検討中である。ヒト子宮内膜は月経周期中著明な変化をくり返し、妊娠の成立により脱落膜化する。この過程における細胞外マトリックスの変化についてはまだ十分検討されていない。特に細胞外マトリックスのうち主要な構成成分であるコラーゲンについて検討してきた。このなかでも最近特に腫瘍の発育、転移など血管の新生に重要な役割を呈するエンドスタチンは分子構造上XVIII型コラーゲンの1部であることがわかってきた。このエンドスタチンの生理的な発現も十分検討されていないため、これに焦点をあて子宮内膜および正常妊娠と自然流産の脱落膜におけるエンドスタチンの発現をモノクローナル抗体を作製し、免疫組織化学にて検討した。また、自然流産の脱落膜ではエンドスタチンの脱落膜周囲の発現の減少あるいは消失が認められた。
人文・社会科学系教育におけるインターネットGISの活用に関する研究

本研究は,地理(学)教育に役立っ教材用インターネットGISを開発し,その有効性を検討することを目的とインターネットGISは,1)処理をサーバ側中心で行うもの,2)処理を利用者側中心で行うものに大別できる.本研究では,プログラムやデータをサーバにおき,実際の処理を利用者側が担当する2)の方式を採用したこの方式は1)と比べて,より敏速かつ機動的に処理を行えるメリットがある.ソフトウェアやデータのアップデートは,サーバ側だけで行うことができ,クライアント側で設定する必要はない。システムで使用するメタデータは,MSアクセスで作成されたデータベースに格納するようにした地図データは,ESRI社の公開フォーマットであるシェープファイル形式で格納され,さらに転送時間を高速にするために,ZIP形式で圧縮されている。このため,ファイルサイズは,従来の旧システムと比べ平均して半分になり,転送速度は約2倍に向上している.属性データは,MSアクセスのデータベースファイルにすべて納められている.クライアント側のプログラムは,イギリスLeeds大学地理学科のCentre for Computational GeographyがJavaで開発したフリーウェアのGISエンジンGeoTools(http://www.ccgleeds.ac.uk/geotools/)をベースにし,機能を追加して開発したJavaアプレットである.このインターネットGISは,主題図の作成・情報表示,地図の拡大・縮小,条件検索,グラフ表示,探索的空間分析,多変量解析,オンデマンドなどの機能を備えている.利用者(ユーザ)は,インターネットを通して多様な属性データおよび行政界地図データにアクセスし,それらをネットワーク上で結びつけて,各種の主題図を作成するとともに,多様な統計処理を行うことができる.本システムは,複数の年次および地域に対応するため,RDBMS(リレーショナル・データベース・システム)を活用している.本研究は,地理(学)教育に役立っ教材用インターネットGISを開発し,その有効性を検討することを目的とインターネットGISは,1)処理をサーバ側中心で行うもの,2)処理を利用者側中心で行うものに大別できる.本研究では,プログラムやデータをサーバにおき,実際の処理を利用者側が担当する2)の方式を採用したこの方式は1)と比べて,より敏速かつ機動的に処理を行えるメリットがある.ソフトウェアやデータのアップデートは,サーバ側だけで行うことができ,クライアント側で設定する必要はない。このため,ファイルサイズは,従来の旧システムと比べ平均して半分になり,転送速度は約2倍に向上している.属性データは,MSアクセスのデータベースファイルにすべて納められている.クライアント側のプログラムは,イギリスLeeds大学地理学科のCentre for Computational GeographyがJavaで開発したフリーウェアのGISエンジンGeoTools(http://www.ccgleeds.ac.uk/geotools/)をベースにし,機能を追加して開発したJavaアプレットである.このインターネットGISは,主題図の作成・情報表示,地図の拡大・縮小,条件検索,グラフ表示,探索的空間分析,多変量解析,オンデマンドなどの機能を備えている.利用者(ユーザ)は,インターネットを通して多様な属性データおよび行政界地図データにアクセスし,それらをネットワーク上で結びつけて,各種の主題図を作成するとともに,多様な統計処理を行うことができる.本システムは,複数の年次および地域に対応するため,RDBMS(リレーショナル・データベース・システム)を活用している.
ファンコニ貪血の分子病態の解明

ファンコニ貧血(FA)は進行性の血球減少を特徴とする先天性骨髄不全であるが、実際には様々な臨床経過を示す。すなわち、軽度の血球減少を長期間示す症例もあれば、骨髄異形成症候群や急性骨髄性白血病への進行もしばしば見られる。最近、FA遺伝子の復帰変異を持つ末梢血リンパ球(PBL)が増殖する体細胞モザイクと骨髄不全の軽症化との関連性が注目されている。今回、我々はPBLに体細胞モザイクが見られないのに長期間にわたり血球減少が見られなかった症例の分子病態を解析した。その結果、本例では復帰変異を持つ骨髄系細胞に選択的に増殖していることを見出し、FAにおける体細胞モザイクがPBLの解析のみでは見逃される可能性を示した。一方、FAが高率に骨髄異形成症候群や急性骨髄性白血病への進行を示す理由として、DNA修復能の障害により、がん遺伝子やがん抑制遺伝子の変異が起こりやすくなる可能性が考えられているが証拠は示されていない。今回、我々はがん抑制遺伝子のメチル化異常が関与する可能性を検討した。その結果、11名のFA患者(MDS群-RA2名、RAEB2名;非MDS群-7名)の骨髄単核球において、5つの癌抑制遺伝子(p15, p16, DAP kinase, RAR-β, E-cadherin)のメチル化を解析したところ、11人中8名(72.7%)において1つ以上の遺伝子にメチル化の亢進が検出された。非MDS群の7名中4名(57.1%)に対して、MDS群4名全例にメチル化亢進が見られ、特にRAEB1例では3遺伝子にわたるメチル化が見られた。この結果は、がん抑制遺伝子のメチル化異常がFAの骨髄細胞で高頻度に見られることを示しており、これがFAにおける骨髄異形成症候群や白血病の発症に関与する可能性が考えられる。ファンコニ貧血(FA)は進行性の骨髄不全と、骨髄異形成症候群、急性白血病への高率な進行を特徴とする先天性骨髄不全である。遺伝的に異なる11群があり、このうち9群に対応する原因遺伝子が同定され、これらは共通の分子経路(EA経路)で作用する。すなわち、FANCA/B/C/ E/F/G/Lを含む核内複合体の形成に依存して惹起されるFANCLによるFANCD2モノユビキチン化がDNA修復に関与する。しかし、この分子経路の制御機構は明らかではない。我々はFANCAの核内レベルがこの分子経路の活性化を制御する重要であることを明らかにしてきた。本年度はFANCAの核内レベルを制御する要因について以下の新知見を得た。(1)FANCGがFANCAに結合してその核内への移行に対して抑制的に作用することを見出した。(2)細胞をFANCAはimportinを介する核内への輸入機構だけでなく、Crm1を介する核から細胞質への輸出機構によって制御されることを明らかにした。(3)分子シャペロンHsp90,Hsp70およびこれらと相互作用するユビキチンリガーゼCHIPは蛋白の高次構造を正常に保ち、一方で異常な蛋白を分解する「蛋白の品質管理」に重要な役割を果たす。FANCAはHsp90の結合により安定化を受け、Hsp90の特異的阻害剤17-AAGの作用によりHsp70-CHIPによるポリユビキチン化を介してプロテアソームによる速やかな分解を受けた。また、17-AAGはFANCD2のモノユビキチン化を強く阻害した。したがって、Hsp90/Hsp70/CHIPにより形成される「蛋白の晶質管理」機構がFA分子経路の制御に重要な役割を果たすことが示唆された。

一方、FA患者骨髄検体を用いた解析により、比較的早期からp15/INK4Bなどの腫瘍抑制遺伝子のメチル化亢進が起こることを見出した。ファンコニ貧血(FA)は進行性の血球減少を特徴とする先天性骨髄不全であるが、実際には様々な臨床経過を示す。すなわち、軽度の血球減少を長期間示す症例もあれば、骨髄異形成症候群や急性骨髄性白血病への進行もしばしば見られる。最近、FA遺伝子の復帰変異を持つ末梢血リンパ球(PBL)が増殖する体細胞モザイクと骨髄不全の軽症化との関連性が注目されている。今回、我々はPBLに体細胞モザイクが見られないのに長期間にわたり血球減少が見られなかった症例の分子病態を解析した。その結果、本例では復帰変異を持つ骨髄系細胞に選択的に増殖していることを見出し、FAにおける体細胞モザイクがPBLの解析のみでは見逃される可能性を示した。一方、FAが高率に骨髄異形成症候群や急性骨髄性白血病への進行を示す理由として、DNA修復能の障害により、がん遺伝子やがん抑制遺伝子の変異が起こりやすくなる可能性が考えられているが証拠は示されていない。今回、我々はがん抑制遺伝子のメチル化異常が関与する可能性を検討した。その結果、11名のFA患者(MDS群-RA 2名、RAEB 2名;非MDS群-7名)の骨髄単核球において、5つの癌抑制遺伝子(p15,p16,DAP kinase,RAR-β,E-cadherin)のメチル化を解析したところ、11人中8名(72.7%)において1つ以上の遺伝子にメチル化の亢進が検出された。非MDS群の7名中4名(57.1%)に対して、MDS群4名全例にメチル化亢進が見られ、特にRAEB1例では3遺伝子にわたるメチル化が見られた。この結果は、がん抑制遺伝子のメチル化異常がFAの骨髄細胞で高頻度に見られることを示しており、これがFAにおける骨髄異形成症候群や白血病の発症に関与する可能性が考えられる。