hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異種動物の始原生殖細胞導入による配偶子形成と次世代発現

遺伝的に異なった2種以上の細胞集団より形成されるキメラ動物において外来細胞と内在細胞の識別を行うことは、発生機構の解明に有用な手法である。ニワトリとウズラのゲノムのDNAを識別するPCRプライマーを探索し、実用化した。始原生殖細胞(PGCs)は予定配偶子であり、鳥類には哺乳類にはない、独特な血中移動期をもつ。外来のPGCsを異種動物の生殖腺内で分化させ、配偶子を得ることは、種の保存や家禽育種にとって有用な手段となり得ることから、ウズラPGCsをニワトリ胚に導入し、追跡を試みた。13日胚のキメラニワトリの生殖腺内において、ウズラ由来のドナー細胞がそれぞれ精粗細胞あるいは卵祖細胞に分化していることが免疫組織化学的に示唆された。種特異的PCRプライマーを用いて、孵化直前のキメラニワトリの雌雄生殖腺および性成熟後のキメラ個体からの射出精液より得られたゲノムDNAから、ドナー細胞の存在をPCRにて確認したところ、孵化直前胚の生殖腺からはウズラ特異的バンドが検出できたが、性成熟後の射出精液からは検出できなかった。また、ニワトリPGCsを導入したキメラウズラにおいて6日胚、10日胚、15日胚、孵化5日ヒナおよび成体の精液から得たDNAにニワトリ特異的バンドが検出された。本研究で新たに開発したウズラとニワトリのゲノムDNAが識別可能なPCRプライマーは導入細胞(DNA)の追跡に有用であり、今後の研究発展に寄与するものである。ウズラ初期胚血流循環中の始原生殖細胞(PGCs)をニワトリ胚血流に導入した。ウズラとニワトリのPGCsを識別するために,3種のモノクローナル抗体,QCR1,QB2,2C9について,ニワトリおよびウズラ生殖細胞における免疫組織化学的染色性を調べた。QCR1とQB2はウズラ特異的であり,2C9はニワトリ特異的であった。さらに,3種とも発生段階特異的染色性を示した。ウズラPGCsを導入したニワトリ胚をHamburger and Hamiltonのステージ29で調べたところ,生殖腺にウズラPGCsが定住しており,全体の14.2%を占めた。ウズラPGCsを導入したニワトリ雄ヒナ精巣に外来のウズラおよび内在のニワトリの精原細胞の2つの集団が観察された.。PGCs導入によって得られたキメラ孵化個体を育成し,キメラオス4例から精液を採取し,正常メスウズラに人工授精を行った。受精率は7.6%と低く,孵化例は得られなかった。次に,性成熟したオスキメラの精子の分析を行った。キメラ精子を形態学的に識別することは精子数が非常に多いため困難であった。さらに精子からDNAを抽出し,PCR反応およびサザンハイブリダイゼーションを行った。鳥類のW染色体特異的配列を増幅するプライマーを用いたPCR反応において,キメラ精子DNAの増幅がみられた。しかしサザンハイブリダイゼーションでは,キメラ精子DNAにおいて鳥類W染色体特異的配列の検出はできなかった。以上より,ニワトリーウズラ間PGCs導入キメラにおいて,導入されたウズラPGCsがキメラ孵化後も生存し,かつニワトリ生殖腺内で配偶子に分化している可能性が示された。ニワトリPGCsをウズラ胚に移植して、異種動物間での生殖細胞キメラを作成し、雄(ZZ)及び雌(ZW)ウズラ生殖腺内においてドナー細胞であるZZ及びZW型のニワトリPGCsをそれぞれ検出することにより、これらが正常に分裂増殖し、ドナー細胞由来の配偶子を産生するか検討した。ドナー細胞の検出方法として、ニワトリZ染色体、W染色体特異的DNAプローブを用いたSouthern Hybridization,及びこれらを増幅させるプライマーを用いたPolymerase Chain Reaction(PCR)により行った。

キメラ個体の7日胚体、孵化後7日目雌雄生殖腺、及び性成熟後の精子よりゲノムDNAを抽出してサンプルとした。Southern HybridizationではいずれのサンプルにおいてもニワトリZ染色体、W染色体特異的バンドは検出できなかった。Z染色体におけるPCR反応では7日胚、孵化後7日目雌雄生殖腺、精子において特異的バンドを検出した。W染色体におけるPCRでは7日胚では特異的バンドが認められたが、孵化後7日目雌雄生殖腺以降ではバンドが認められなかった。これによりZZ型ドナー細胞は雄ウズラ体内において正常に分裂増殖をしドナー細胞由来の配偶子を産生することが示された。またZZ型ドナー細胞がZW型ウズラ体内においてドナー細胞由来の配偶子を産生するのか調べるためニワトリ精子の人工授精による後代検定を行ったが、得られた受精卵は全て属間雑種であるクイッケンであり、雌ウズラは雄ドナー細胞由来の配偶子を産生しなかった。また雌ドナー細胞は孵化後7日目雌雄生殖腺において検出されなかった為、雌ドナー細胞は7日胚体からこの時期に至るまでにウズラ胚体内において何らかの制限により排除・消失されることが示された。遺伝的に異なった2種以上の細胞集団より形成されるキメラ動物において外来細胞と内在細胞の識別を行うことは、発生機構の解明に有用な手法である。ニワトリとウズラのゲノムのDNAを識別するPCRプライマーを探索し、実用化した。始原生殖細胞(PGCs)は予定配偶子であり、鳥類には哺乳類にはない、独特な血中移動期をもつ。外来のPGCsを異種動物の生殖腺内で分化させ、配偶子を得ることは、種の保存や家禽育種にとって有用な手段となり得ることから、ウズラPGCsをニワトリ胚に導入し、追跡を試みた。13日胚のキメラニワトリの生殖腺内において、ウズラ由来のドナー細胞がそれぞれ精粗細胞あるいは卵祖細胞に分化していることが免疫組織化学的に示唆された。種特異的PCRプライマーを用いて、孵化直前のキメラニワトリの雌雄生殖腺および性成熟後のキメラ個体からの射出精液より得られたゲノムDNAから、ドナー細胞の存在をPCRにて確認したところ、孵化直前胚の生殖腺からはウズラ特異的バンドが検出できたが、性成熟後の射出精液からは検出できなかった。また、ニワトリPGCsを導入したキメラウズラにおいて6日胚、10日胚、15日胚、孵化5日ヒナおよび成体の精液から得たDNAにニワトリ特異的バンドが検出された。本研究で新たに開発したウズラとニワトリのゲノムDNAが識別可能なPCRプライマーは導入細胞(DNA)の追跡に有用であり、今後の研究発展に寄与するものである。
サブピコジュール熱量センサ

本研究は,ピコジュールの熱分解能を有する熱量センサの開発が目的であった.高感度化のためには小型化が課題である.微細加工技術によってそれが可能であるpn接合による電気抵抗の温度依存性を計測原理として用いた.マイクロ流体チップ内の真空領域にpn接合熱センサを組み込むデバイスの加工工程の確立と,作製したデバイスの評価を行った.作製したデバイスの熱分解能は31.3nJであった.電子線描画を用いることで更なる小型化が可能で,原理的には熱分解能も3桁改善することができる.以上よりpn接合部の電気抵抗値温度依存性を用いて,サブpJの熱分解能を有する熱センサの実現可能を示すことができた.本研究は,ピコジュールの熱分解能を有する熱量センサの開発が目的であった.高感度化のためには小型化が課題である.微細加工技術によってそれが可能であるpn接合による電気抵抗の温度依存性を計測原理として用いた.マイクロ流体チップ内の真空領域にpn接合熱センサを組み込むデバイスの加工工程の確立と,作製したデバイスの評価を行った.作製したデバイスの熱分解能は31.3nJであった.電子線描画を用いることで更なる小型化が可能で,原理的には熱分解能も3桁改善することができる.以上よりpn接合部の電気抵抗値温度依存性を用いて,サブpJの熱分解能を有する熱センサの実現可能を示すことができた.本研究の目的は,サブピコジュール(pJ)の熱分解能を持つ高感度熱量センサの開発である.25年度の研究実施計画は,高感度熱量センサデバイスの設計および作製(特にpn接合によるセンサの小型化,熱損失の低減)であった.センサデバイスの設計において,熱回路によりデバイス中の熱の流れを解析した.その結果,センサ形状が片持ち梁である場合,熱容量のみが存在するため,ジュールによる評価のみが可能であるが,両持ち梁である場合,熱容量と熱抵抗の両方が存在するため,ジュールとワットによる評価が可能であることがわかった.そこで,本研究のセンサ形状は両持ち梁形状とした.センサデバイスの作製は一般的な微細加工技術を用いて行った.センサは,長さ50um,幅3.0um,厚さ1.5um,マイクロ流路の高さと幅は各々15um,10umとした.作製したセンサの,1. pn接合面の電気抵抗の温度依存性,2.電流値揺らぎ,3.熱入力に対する応答を評価した. 1.において,順バイアス電圧印加時の電流を25135°Cの温度範囲で計測し,I-V特性を評価した.センサの電気抵抗値は約345MΩ(順バイアス電圧0.9Vの時),温度依存性は5MΩ/Kであった.2.において,一定順バイアス電圧(0.9V)印加時におけるセンサの電流値揺らぎをアラン分散により評価した.積分時間が大きくなるに従って電流値揺らぎは小さくなり,積分時間が約7秒の時に最小値1.7pAをとり,その後上昇した.電流値揺らぎの最小値を元に熱分解能を算出すると,31.3pJとなった.3.において,センサの一端を0.13mWの強度を持つレーザを照射して加熱すると,そのon-offに合わせてセンサの電流値が5pA変化した.この電流値変化は0.03mWの熱量に相当する.この結果より伝熱効率は23%と推測できる.この時の応答時間は0.2秒であった.本研究の目的は,サブピコジュールの熱分解能を持つ高感度熱量センサの開発である.26年度の研究実施計画は,pnダイオードによる高感度熱量センサの計測系の構築,熱量センサの評価および修正の検討であった.適切な計測機器の使用や,周囲のノイズ源除去のための電子回路の最適化を行い,計測系を構築した.今回注力した内容はセンサの評価であった.センサ周りの真空領域と細胞を補足する試料台があるマイクロ流路を隔てるガラス壁は細い方が試料台ーセンサ間伝熱効率は高いことが明らかになっている.しかし,今回この伝熱効率はガラス壁だけでなく,ガラス壁の幅とセンサ幅の比に大きく依存することが新たに判明した.センサの幅:ガラス壁の幅の比が1:1の時,試料台への熱入力に対するセンサの温度変化が最も大きく,それより大きいとセンサ自体の熱容量が大きくなるため温度変化が小さくなり,それより小さいとセンサの熱抵抗が大きくなり,より熱抵抗の小さいガラス壁側に熱が流出してしまうためである.つまり,センサを小型化すると,それに応じガラス壁の幅も同程度に小さくする必要がある.しかし,それを10um以下にすることは加工精度上現実的ではない.ナノ構造体を規則的に設けることでSiの熱伝導率が大きく低減されるという研究報告があるため,センサ周辺にナノ構造体を設けることが解決策として挙げられる.pnダイオード型熱センサを用いることでデバイスと電子回路による非常にコンパクトな計測系の構築を可能にし,383.4nW,31.3pJという熱分解能を有するデバイスを作製した.伝熱効率に課題はあるものの,センサ自体は電子線リソグラフィを用いることで体積を1/100程度にする,つまり熱分解能も1/100程度まで改善することは十分可能である.以上より,pnダイオード型熱センサを用いた液中における試料の高感度計測の実現可能性を示すことができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。バイオナノ工学26年度が最終年度であるため、記入しない。25年度の研究実施計画であった高感度熱量センサの設計および作製は,上記報告の通り,設計論と作製プロセスが確立された.

それらを元に作製されたセンサデバイスの特性の評価(pn接合面の電気抵抗の温度依存性,電流値揺らぎ,熱入力に対する応答)を行った.現状のセンサの熱分解能は,31.3pJであった.サブpJには2桁程不十分な値である.熱分解能はセンサの熱容量に比例するため,センサの大きさを小型化することで更なる高感度化が期待できる.現状の作製プロセスの一部をフォトリソグラフィから電子ビームリソグラフィに変更することが可能であり,その他はそのまま適応することができる.例えば,センサの幅,厚さ,長さを各々1桁ずつ小さくすると,熱分解能は3桁向上する.センサの各次元を1桁小さくすることは十分可能であり,サブpJの熱分解能への道筋を示すことができた.更に,次年度の計画であった計測系の構築にも既に着手している.着目した点はノイズの低減である.センサの大きさが小さい故に,出力される信号も小さく,ノイズの低減はセンサの高感度化に大きく貢献する.本年度はノイズを低減させながら,出力信号を増幅し,計測を容易にするために,電気回路の設計および作製も行っている.以上より,25年度の計画であったセンサの設計および作製を完了し,サブpJの熱分解能の実現に向けて知見を得,道筋を示すことができた点,さらに計画を前倒しして,計測系の構築に着手した点を評価し,現在の達成度を「当初の計画以上に進展している」とした.次年度の研究計画は,計測系の構築と,熱センサの修正,そして生体試料への応用である.危惧されていたバイアス電流によるセンサの加熱も,センサ表面の分子吸着による影響も特に確認されていない.今後は,既に着手しているノイズを低減する計測系の構築,センサの小型化による更なる高感度化を主に研究を遂行する.必要に応じて,真空封止によるシステム全体の小型化や気液界面を用いた試料の断熱を行う.ノイズ低減において,バックグラウンドノイズを低減することに着目し,センサの他にリファレンスセンサを設け,その差分を検出することを計画している.さらに,電気的な配線や電気回路においても,外乱が入らないように最適化し,センサの高感度化に努める.センサの小型化に関しては,上記で述べたとおり,フォトリソグラフィから電子ビームリソグラフィに変更することで,センサの各次元を1桁小さくすることができる.熱分解能の3桁の改善は不可能ではなく,pJの熱分解能は非常に現実的な値である.しかし,センサへの伝熱効率が課題となることが新たにわかった.センサが小さければ小さいほど,マイクロ流体チップ内のマイクロ流路と微小真空チャンバーを隔てる壁を通して損失する熱の割合も大きくなることがわかった.作製プロセス上のアライメント精度の問題から,この壁の幅を小さくすることは難しく,特殊な構造や材料を用いて改善することを検討している.さらに,完成したセンサデバイスを生体試料に応用し,微小発熱挙動観察を行い,本研究の目的を達成する.
ピロリ菌のビタミンB1取り込み機構解明と感染症補完療法への展開

ピロリ菌はチアミンのde novo生合成酵素群の遺伝子が欠失しているため、生育するために外界からチアミンを取り込む必要がある。今回、ピロリ菌SS1株のチアミン取り込み機構について検討した。その結果、ピロリ菌のチアミン輸送系はチアミンのピリミジン部を認識し、促進拡散によりチアミンを取り込むことが示唆された。また、ピロリ菌には複数のチアミン輸送系が存在し、PnuTは高親和性チアミン輸送タンパク質であることが明らかとなった。さらに、ピロリ菌pnuT欠損株は野生株に比べて100倍濃度のチアミンを要求することから、PnuTを阻害する化合物は抗ピロリ菌剤として有望と思われた。世界人口の半数以上が感染しているとされるピロリ菌Helicobacter pyloriは、胃粘膜に長期間持続感染して、胃炎、胃潰瘍、胃ガンを誘発する。現在、除菌療法としてプロトンポンプ阻害剤と抗生物質による併用療法が普及しているが、耐性菌の出現や再感染が臨床上問題となっている。植物や微生物のチアミン(ビタミンB1)生合成では、ピリミジン部(hydroxymethylpyrimidine、HMP)とチアゾール部(hydroxyethylthiazole、HET)が独立した経路で合成され、それぞれのリン酸エステル化合物が縮合してチアミン骨格が形成される。しかし、ピロリ菌はHMPおよびHET合成経路を欠失しているため、チアミンの供給を外界からの取り込みに依存しており、チアミンの輸送系を阻害する化合物は抗ピロリ菌剤として有望と思われる。一方、ピロリ菌の推定チアミントランスポーターはnicotinamide ribosideトランスポーターの相同タンパク質(HP1290遺伝子産物)であり、ヌクレオシド誘導体がチアミンの取り込みを阻害する可能性が考えられる。そこで本研究では、ピロリ菌におけるチアミン取り込み機構を生化学的に解析し、次いでヌクレオシド誘導体のチアミン吸収阻害作用とピロリ菌生育阻害作用を評価することで、チアミン輸送系を標的とする抗ピロリ菌剤を開発するための基盤となる知見を得ることを目的とする。平成27年度は、先ずピロリ菌がチアミンもしくはHMPとHETの共存下でのみピロリ菌は生育することを確認した。次に、HP1290遺伝子を大腸菌で発現させたところ、細胞内チアミン濃度と[3H]チアミンの取り込み活性が上昇することが観察され、HP1290はチアミン輸送タンパク質であることが示唆された。ピロリ菌はバイオセーフティレベル2病原体であり、研究代表者は既に本学の「バイオセーフティ委員会」から本実験の承認を受けていたが、RI研究施設に安全キャビネットを設置するまで[3H]チアミンの取り込み実験は待たねばならなかった。そのため、計画書に予定していたピロリ菌を用いたチアミン取り込み実験に関するデータ蓄積が十分でない現状である。ピロリ菌はチアミンの前駆体であるピリミジン部(hydroxymethylpyrimidine、HMP)およびチアゾール部(hydroxyethylthiazole、HET)合成経路を欠失しているため、チアミンの供給を外界からの取り込みに依存しており、チアミンの輸送系を阻害する化合物は抗ピロリ菌剤として有望と思われる。そこで本研究では、ピロリ菌におけるチアミン取り込み機構を生化学的に解析し、チアミン輸送系を標的とする抗ピロリ菌剤を開発するための基盤となる知見を得ることを目的とする。次に、nicotinamide riboside transporter相同遺伝子(HP1290)を大腸菌で発現させたところ、細胞内チアミン濃度と[3H]チアミンの取り込み活性が上昇することが観察され、HP1290遺伝子産物(PnuT)はチアミン輸送タンパク質であることを証明した。平成28年度は、ピロリ菌SS1株を用いて、そのチアミン輸送系の生化学的性質を解析した。その結果、チアミンは促進拡散によって細胞内に取り込まれ、最適pHは7.0、最適温度は40 °C、Km値は21μMであり、取り込み時のチアミンの認識にはピリミジン部が関わっていることが示唆された。一方、構築したHP1290遺伝子破壊株にもチアミン輸送活性が保持されていたことから、ピロリ菌にはPnuT以外にもチアミンを取り込む系が存在することが示唆された。平成28年度の実験計画では、ピロリ菌におけるチアミン取り込み系の生化学的な性質を検討する予定であったが、おおむね基本的な性質を明らかにすることができた。一方、ピロリ菌のチアミン取り込みを阻害する可能性のあるHMP ribosideの合成を計画していたが、技術的に難しく、未だ成功には至っていない。ピロリ菌Helicobacter pyloriは、胃粘膜に長期間持続感染して、胃炎、胃潰瘍、胃ガンを誘発する。

ピロリ菌はチアミンの前駆体であるピリミジン部(hydroxymethylpyrimidine、HMP)およびチアゾール部(hydroxyethylthiazole、HET)合成経路を欠失しているため、チアミンの供給を外界からの取り込みに依存しており、チアミンの輸送系を阻害する化合物は抗ピロリ菌剤として有望と思われる。そこで本研究では、ピロリ菌SS1株におけるチアミン取り込み機構を生化学的に解析し、チアミン輸送系を標的とする抗ピロリ菌剤を開発するための基盤となる知見を得ることを目的とする。先ず、ピロリ菌はチアミン(>1 nM)もしくはHMPとHETの共存下(>10 nM)において生育することを確認した。ピロリ菌は[3H]チアミンを促進拡散によって細胞内に取り込み、この輸送系の見かけのKm値は19μMであり、取り込み時のチアミンの認識にはピリミジン部が関わっていることが示唆された。次に、pnuT遺伝子を大腸菌で発現させたところ、[3H]チアミンの取り込み活性が上昇することが観察され、PnuTはチアミン輸送タンパク質であることを証明した。一方、人工的に構築したpnuT株では、チアミン取り込み活性が大きく低下し、見かけのKm値は81μMになった。また、pnuT株の生育は高濃度(>100 nM)のチアミンを必要とした。この結果から、ピロリ菌にはチアミンを取り込む系が複数存在し、PnuTはピロリ菌が低濃度チアミン環境下でも生育するために必要な高親和性チアミン輸送系であることが明らかとなった。ピロリ菌はチアミンのde novo生合成酵素群の遺伝子が欠失しているため、生育するために外界からチアミンを取り込む必要がある。今回、ピロリ菌SS1株のチアミン取り込み機構について検討した。その結果、ピロリ菌のチアミン輸送系はチアミンのピリミジン部を認識し、促進拡散によりチアミンを取り込むことが示唆された。また、ピロリ菌には複数のチアミン輸送系が存在し、PnuTは高親和性チアミン輸送タンパク質であることが明らかとなった。さらに、ピロリ菌pnuT欠損株は野生株に比べて100倍濃度のチアミンを要求することから、PnuTを阻害する化合物は抗ピロリ菌剤として有望と思われた。今後の実験計画として、先ずピロリ菌におけるチアミン取り込み系の生化学的な性質を明らかにする予定である。具体的には、チアミン取り込み時のpHと温度の影響、塩やグルコース添加の効果、チアミンに対するKm値などの速度論的パラメーター、基質特異性等を検討する。また、HP1290遺伝子を破棄したピロリ菌を作成し、チアミン取り込み活性に及ぼす影響を観察する。一方、ピロリ菌のチアミン取り込みを阻害する可能性のある化合物として、nicotinamide ribosideのようなナイアシンヌクレオシド誘導体やHMP ribosideのようなピリミジンヌクレオシド誘導体が考えられる。これらの化合物を調製または合成してピロリ菌のチアミン取り込みに対する作用を検討したい。今後の実験計画として、先ずピロリ菌におけるチアミン取り込み系を阻害する化合物の探索を行う。特に、チアミンの構造類似体、ピリミジン塩基、ピリミジン及びナイアシンヌクレオシド誘導体等のチアミン取り込み活性に及ぼす影響を観察する。ピリミジンヌクレオオシドについては引き続き化学合成も計画している。
大気と地表面の熱・水相互作用における森林の役割に関する実証的研究

本研究は大気と地表面の熱・水相互作用における森林の役割を実証的に明らかにしようとするものであり、成果の概要は以下の通りである。1)個葉レベルでの樹木と大気の二酸化炭素、水蒸気のガス交換機能を明らかにするために、数種類の広葉樹について、ポロメーターの測定結果を解析した。その結果、各樹種について、ガス交換機能の季節変化、日変化を気象条件の変動と関連して明らかにすることができた。この結果を基礎として、気孔コンダクタンスの変化をJabvis型のモデル、光合成についてはFarquhar型の生化学的モデルを構築し、両者の総合モデルによって、気象条件がガス交換機能に及ぼす影響を説明することができた。2)乱流変動法によって、群落レベルでの森林と大気の二酸化炭素、水蒸気のガス交換機能を解析した。まず森林、裸地、低木地でのエネルギー収支および空気力学的抵抗の特性を考察し、次に幼令林及びヒノキ林の群落コンダクタンスに及ぼす気象条件の影響をビッグリーフモデルで明らかにした。さらに群落レベルの光合成活性について考察し、新しい知見を得た。3)森林土壌は複雑な孔隙構造を持ち、それが森林土壌特有の保水性、透水性をもたらしている。森林土壌の孔隙構造とそれによって決定される水分特性を定量的に評価するため、対数正規分布モデルを提案し、それが従来の経験式モデルを包含しうるモデルであることを明らかにし、このモデルが広い範囲の森林土壌に適用できることを示した。4)森林の水質形成機構を明らかにするため、pHと二酸化炭素を対象として、植生の発達段階での変化、土壌の深さ方向の変化について検討した。本年度は本研究の初年度に当たり、購入した観測設備の設置と調整がまず必要であった。滋賀県南部の桐生試験値流域の樹高18mのヒノキ林内に20mの観測搭を設置し、そこに放射収支計、精密赤外放射計、高分解能CO_2アナライザーなどの観測計測器を設置した。現在計器類の調整中であり、来年度以降水循環、熱収支及びその相互関係のデータを得て解析を進める。これとは別に、多様な森林の熱収支、水循環、CO_2フラックスの動態を明らかにすることと観測手法の確認のため、兵庫県南部にある樹高4m程度の広葉樹を主とする幼齢人工樹林帯において観測を行なった。その結果、広葉樹を主とする幼齢林は土壌の水分条件が良好な場合には活発な生物活性をみせ、蒸散量、光合成量は既存の文献にみられる一般の森林のレベルを上回ること、しかし乾燥が続いて土壌の水分条件が悪くなると生活活性は極端に低下すること、林床でのCO_2フラックスの測定からここでの土壌の呼吸作用が一般森林土壌のレベルよりかなり下回ること、それは人工樹林帯であるために土壌化作用が進行していない結果と考えられること、常緑広葉樹は兵庫県南部の温暖地では冬期でも無視できない量の光合成を行っていることが明らかになった。また兵庫県南部で行った予備調査によって、本研究で計画された熱収支、水循環、CO_2フラックスの測定のための諸計測器の性能及び測定手法について十分な検討を行い、問題点を改善することができた。本研究を実施するフィールドとして、兵庫県南部に位置する赤穂試験地(人工樹林帯、植栽後4年の幼齢広葉樹林)と滋賀県東南部の桐生試験地(ヒノキ林)を設定し、ポロメータによる単葉での光合成・蒸散速度の測定、林分を対象とした微気象観測と二酸化炭素濃度観測を行い解析を進めた。ポロメータによる測定では数種の広葉樹について、光合成及び蒸散速度の日変化と季節変化の特性を明らかにすると共に、これらの作用をコントロールする気孔コンダクタンスが果たす役割について詳細な解析を行い、光条件、気温、飽差等に環境条件の影響について明らかにした。

林分を対象とした観測では、超音波風速計等による微気象観測、二酸化炭素濃度の観測データを乱流変動法で解析し、2つのフィールドで光合成・蒸散速度の日変化・季節変化を推定することができた。またこれらの要素の長期的推定には傾度法による光合成・蒸散速度の測定が必要であるが、その測定法を検討し、実用化の見通しを得た。地球環境保全上、森林の二酸化炭素ガス、水蒸気交換機能が大きい役割を果たしているといわれるが、外部の物理環境条件の変化に対して、長期・短期の期間スケールでの森林の応答を実証的研究は乏しい。本研究は森林の熱収支、水収支、物質収支のアプローチからその動態を明らかにするものである。本年度の研究成果を纏めると以下のとおりである。1個葉スケールでの樹木・大気間の二酸化炭素、水の交換過程の解析数種の樹木について、樹木・大気間の二酸化炭素、水の交換過程をフィールドで観測し、微気象、土壌水分の影響を明らかにすると共に、これらを説明するモデルを構築し、光合成・蒸散活動の長期、短期の時間変化や環境変動に対する応答を推定した。環境条件による気孔コンダクタンスの変動をjarvis型モデルで、光合成活動の変動を生化学的視点に基づいたモデルで説明し、大気環境が二酸化炭素、水の交換過程に与える影響を定量的に評価できたことの意義は大きい。2森林流域の水質変動機構の解析森林流域の降水が樹冠部から森林土壌内に貯留・流出し、渓流水に至る過程での水質変動過程を解析することは森林の水質浄化作用を定量的に評価する上で極めて重要である。森林状態の異なる流域で、水質観測を行い、環境条件の変化によって生じる化学的変動を風化過程及び生物分解過程から解析を進めている。3群落スケールでの樹木・大気間の二酸化炭素、水の交換過程の解析2、3の試験地において、乱流変動法及び傾度法による測定を行っており、両者の比較検討から、測定解析上の問題点を明らかにし、その改善策に見通しを得ている。本研究は大気と地表面の熱・水相互作用における森林の役割を実証的に明らかにしようとするものであり、成果の概要は以下の通りである。1)個葉レベルでの樹木と大気の二酸化炭素、水蒸気のガス交換機能を明らかにするために、数種類の広葉樹について、ポロメーターの測定結果を解析した。その結果、各樹種について、ガス交換機能の季節変化、日変化を気象条件の変動と関連して明らかにすることができた。この結果を基礎として、気孔コンダクタンスの変化をJabvis型のモデル、光合成についてはFarquhar型の生化学的モデルを構築し、両者の総合モデルによって、気象条件がガス交換機能に及ぼす影響を説明することができた。(2)乱流変動法によって、群落レベルでの森林と大気の二酸化炭素、水蒸気のガス交換機能を解析した。まず森林、裸地、低木地でのエネルギー収支および空気力学的抵抗の特性を考察し、次に幼令林及びヒノキ林の群落コンダクタンスに及ぼす気象条件の影響をビッグリーフモデルで明らかにした。さらに群落レベルの光合成活性について考察し、新しい知見を得た。(3)森林土壌は複雑な孔隙構造を持ち、それが森林土壌特有の保水性、透水性をもたらしている。森林土壌の孔隙構造とそれによって決定される水分特性を定量的に評価するため、対数正規分布モデルを提案し、それが従来の経験式モデルを包含しうるモデルであることを明らかにし、このモデルが広い範囲の森林土壌に適用できることを示した。
新規に発見したラット補体制御膜因子のアンチセンスヌクレオチドを用いた病態解析

ラット補体制御膜因子として5I2Agを精製するとともに、そのcDNAもクローニングしたので、5I2Agの生体内での役割を明確にし、それの異常が種々の病態を引き起こすことを明らかにするための検討を行った。(1)ラットヘパトーマ由来の腫瘍細胞に5I2AgcDNAのアンチセンスDNAをトランスフェクトすると、5I2Agの発現を抑制できることを確かめた。発現動態の解析は5I2Agに対するモノクローナル抗体(mAb)である5I2を用いて蛍光染色し、FACScanで解析した。(2)生体内での5I2Agの発現をアンチセンスcDNAでin vivoで抑制するための基礎が充分確立するに至らなかったので、5I2Agに対するmAbを投与して5I2Agの機能をブロックする方法で検討を行った。5I2Agに対するmAbである5I2のF(ab′)_2を作成し、これをウイスターラットの静脈内に1mg/kgに投与した。投与に先立ち、動脈内に挿入しおいた血圧計を用いて血圧の継時変化を記録した。5I2投与直後の2分前で軽度の血圧上昇を来した後、血圧低下が起こり、回復には40分以上要した。コブラ毒因子(CVF)を前日に投与して、血中の補体価を下げておくと、5I2投与によるこのような変化は認められなかったので、補体反応が介在した血圧低下反応であることがわかった。anti-C3を用いて、補体C3の組織等への沈着をしらべてみると5I2投与5分後には全身の血管内皮細胞にC3の沈着が認められたが、30分後にはC3の染色は弱くなっていた。補体反応が起こるとC3aやC5aなどのanaphylatoxinsが形成されるので、これらのanaphylatoxinを不活化する作用を持つCarboxypeptidaseも生体内の反応の制御に働いていると予測した。そこでCarboxypeptidase inhibitorを投与しておいてみると5I2投与による血圧低下が遷延し、多くのラットはそのまま死亡した。従って、生体内では炎症反応を抑制するカルボキシペプチターゼの役割も大きいことがわかった。
ドメーン・ウォールなどに局在した粒子の質量と対称性の破れの研究

本年度は、超対称性を持つ場の理論を用いて、さまざまのソリトンを研究し、それらの性質を活用して、超対称性を持つ余剰次元模型の構成の可能性を探った。ソリトンは、余剰次元模型の土台となるブレーンの模型を提供するだけでなく、場の量子論や超弦理論での非摂動論的効果の主要な担い手でもある。そのような知見を与える基礎は、ソリトン解の持ちえるパラメター、すなわちモジュライを調べつくすことが重要である。これらのモジュライはソリトン上の場に格上げされ、有効場理論の登場人物となる。我々は超対称な非アーベルゲージ理論を用いて、ドメーン・ウォールだけでなく、さまざまのソリトン解の構成を行った。この理論では、ドメーン・ウォールのモジュライ空間は全体として複素グラスマン多様体となることがわかった。また、渦糸のモジュライ空間も、弦理論に触発されて得られていた予想を場の理論から正確に導くことに成功した。さらに、この理論では、一般にヒッグス場が真空期待値を持つヒッグス相が生じる。このヒッグス相では、磁気単極子やインスタントンは単体で存在できず、渦糸を伴う。これらは超対称性を1/4保存する複合ソリトンである。このような複合ソリトンについても、解が持つモジュライをすべて数え上げる枠組みを得た。さらに、ドメーン・ウォールが平行ではない場合に、ドメーン・ウォールのジャンクションが生じる。この複合ソリトンも超対称性を1/4保存する。こうした系のモジュライを確定することに成功した。非可換時空上の場の量子論についても研究を引き続き行った。超弦理論でグラビフォトンの背景場があると、時空座標も非可換となる。このような場合には同時に超対称性も部分的に破れる。4次元ゲージ理論で保存される超対称性を明白にする形式を作った。本年度は、超対称性を持つ場の理論と超重力理論、さらに弦理論の技術を用いて、ブレーンなどのソリトンを研究し、それらの結果を用いて、超対称性を持つ余剰次元模型の構築を試みた。さらに、ソリトンが非摂動効果の主要な担い手となっていることに鑑み、ソリトン解の持つモジュライを考察した。これらのモジュライはソリトン上の質量零の粒子を表し、これらのソリトン上の有効場の理論のラグランジアンに登場する場となっている。非アーベルゲージ理論でのドメーン・ウォール解の構成を行った。この結果、超対称性を半分保存するBPS状態を完全に求めることができた。また、BPS状態のボーテックス(渦糸)を構成することにも成功した。一方、残った超対称性が破れる模型も考察し、その場合に位相的量子数のおかげで安定となっている解を提案した。さらにそのような解を超重力理論に埋め込むことも成功した。曲がった空間での余剰次元模型では、二つのブレーンの距離についての安定性が大きな問題である。スカラー場を導入することによって、安定性を与える機構が提案されていた。超対称性を与えた場合に、この機構が成り立ちえるかどうかを検討し、超対称性を保つ形で安定性を与えることができることを示した。また、余剰次元模型でのひとつの大きな課題はドメーン・ウォールにゲージ場が局在できるかどうか、という問題である。この問題を検討するために、超対称模型を用いてゲージ対称性の破れがドメーン・ウォール上で回復する模型を考察した。しかし、このような模型では、ゲージ場はドメーン・ウォールに局在するが、ドメーン・ウォールの厚さの逆数程度の質量を持つことがわかった。これはドメーン・ウォールの外側における超伝導現象のためであり、一般的現象である。一方、非可換な時空上の場の量子論は興味深い課題であり、近年、超対称性を持つ非可換時空が研究されている。このような時空でのゲージ理論について、超対称性がどれだけ保たれるかを明確にすることに成功した。

こうした系のモジュライを確定することに成功した。非可換時空上の場の量子論についても研究を引き続き行った。超弦理論でグラビフォトンの背景場があると、時空座標も非可換となる。このような場合には同時に超対称性も部分的に破れる。4次元ゲージ理論で保存される超対称性を明白にする形式を作った。
ドイツ中世後期の剣士団体「マルクス兄弟団」に関する研究

本研究の課題は,ドイツ中世後期の剣士団体である「マルクス兄弟団」の成立事情,目的と活動,団員の剣術技法,団員の社会的階層を,解明することであった。先行研究の成果を整理し,史料である剣術書と「マルクス兄弟団」関係文書の内容を分析することによって,次の点を明らかにした。(1)マルクス兄弟団は1487年に皇帝フリードリヒ3世より「特権状」を獲得した。(2)目的と活動の重点は,当初の宗教的相互扶助から,16世紀後半にはツンフト的権利擁護に移行した。(3)団員の剣術技法は,14世紀後半のJ.リーヒテナウエルの技法を遵守していた。(4)団員の社会的階層は,貴族や商人ではなく,大部分が手工業者であった。本研究の目的は、ドイツ中世後期(14世紀から16世紀)の剣術師範たちの団体である「マルクス兄弟団」に焦点を当てて、この団体と剣術に関する先行研究と史料を収集することによって、(2)この団体の剣術技法を体系的に分析し、(2)この団体の組織と活動を解明することである。この目的を達成するために、平成25年度は(1)ドイツ中世後期の剣術に関する先行研究の収集と内容を分析し、(2)マルクス兄弟団に関する先行研究と史料の収集と内容の分析、という二つの課題を設定した。マルクス兄弟団に関する先行研究と史料の収集に関しては、平成25年8月20日から29日にかけてドイツ各地の図書館において、実地調査を行った。マルクス兄弟団に関する史料については、フランクフルトa.M.の都市史研究所において必要な史料を確認し、写真コピーを行った。また、ドイツ中世後期の先行研究と剣術筆稿などの史料に関しては、ゴータ大学図書館・アウグスブルク大学図書館・ミュンヘン州立文書館。ミュンヘン州立図書館において確認を行い、可能な文書のコピーを入手した。マルクス兄弟団と剣術筆稿に関するドイツでの現地調査の成果を受けて、収集した先行研究と史料の内容分析を行った。ドイツ中世剣術に関する先行研究に関しては、その分析の一部を平成25年11月に開催された「スポーツ史学会第27回大会」の公開シンポジウムにおいて発表した。また、マルクス兄弟団に関する先行研究について、環太平洋大学の研究紀要に投稿した。本研究は,ドイツ中世後期(14世紀から16世紀)の剣術師範たちの団体である「マルクス兄弟団」に焦点を当て,(1)この団体と剣術技法とに関する先行研究と史料の体系的な調査と収集を行い,(2)収集した先行研究と史料に基づいて,この団体の組織と活動を総合的に解明すると当時に,彼らの剣術技法を体系的に分析することによって,(3)ドイツ中世後期のスポーツ史研究に新たな知見を加える,ことを目的としている。研究二年目の平成26年度は,(1)先行研究の収集と内容分析,(2)マルクス兄弟団に関する史料の内容分析,(3)剣術文書に関する史料収集と内容分析,が研究課題であった。先行研究と史料の収集に関しては,平成26年11月27日(木)より12月8日(月)の日程で,ドイツ連邦共和国の「ヘルツオーク・アウグスト図書館」(ヴォルフェンビュッテル),「ザクセン国立図書館ー州立・大学図書館」(ドレスデン),「ベルリン州立図書館」において,マルクス兄弟団と剣術技法に関する先行研究と史料の調査を実施し,必要な文献のコピーを入手した。また,ケルンでは日本武道研究者のA.ニーハウス教授及びドイツ中世スポーツ史研究者のJ.リュール教授と,ミュンスターではスポーツ史研究者のM.クリューガー教授と,ドイツ中世スポーツ史に関する情報交換を行った。さらに,研究初年度の平成25年度と本年度に収集した先行研究と史料の内容分析に基づいて,平成27年8月に岩手大学で開催された「日本体育学会第65回大会」において,「16世紀ドイツにおける剣士団体『羽剣士団』の成立事情ー『マルクス兄弟団』と『自由剣士』の対立ー」と題して,研究発表を行った。本発表の内容は,「体育史学会」の機関誌である『体育史研究』第32号に投稿した。本投稿論文は,平成27年3月に刊行された『体育研究』(第32号,41-50頁)において掲載された。最終年度となる平成27年度は,研究の取りまとめを念頭におきながら,マルクス兄弟団と剣術技法に関する和欧文の先行研究の内容分析と整理を行い,剣術文書の翻刻と内容分析を継続すると同時に,剣術技法に関する内容分析を行った。さらに、3年間の研究成果を取りまとめて,「ドイツ中世後期の剣士団体『マルクス兄弟団』に関する研究」と題する『研究成果報告書』(平成28年3月)を作成した。マルクス兄弟団に関する和欧文の先行研究の内容分析と整理については,その成果を後述の「ヨーロッパスポーツ史学会」において発表した。剣術文書の翻刻と内容分析に関しては,J.リーヒテナウエルとH.タールホファーの剣術書の翻刻を行い,剣術技法の詳細な内容分析を上述の『研究成果報告書』においてまとめた。マルクス兄弟団の史料の翻刻と内容分析に関しては,後述「ヨーロッパスポーツ史学会」においてその成果を発表すると同時に,上述の『研究成果報告書』においても詳細な分析内容を報告した。マルクス兄弟団に関する研究の取りまとめの一環として,2015年10月22日24日にイタリアのフィレンツエで開催された「第19回ヨーロッパスポーツ史学会」において,「The Purpose of the Activities in the "Marxbr&uuml;derschaft" in the German Later Middle Ages: Based on the Analyses of the Rules in 1491, 1536, and 1566」というテーマで研究発表を行った。

平成28年3月に刊行した『研究成果報告書』は3年間の研究成果を取りまとめたものであり,「マルクス兄弟団に関するK.ヴァスマンスドルフの研究と関連史料」「マルクス兄弟団に関する史料」「ドイツ中世後期の剣術技法」の3つの章から構成されている。本研究の課題は,ドイツ中世後期の剣士団体である「マルクス兄弟団」の成立事情,目的と活動,団員の剣術技法,団員の社会的階層を,解明することであった。先行研究の成果を整理し,史料である剣術書と「マルクス兄弟団」関係文書の内容を分析することによって,次の点を明らかにした。(1)マルクス兄弟団は1487年に皇帝フリードリヒ3世より「特権状」を獲得した。(2)目的と活動の重点は,当初の宗教的相互扶助から,16世紀後半にはツンフト的権利擁護に移行した。(3)団員の剣術技法は,14世紀後半のJ.リーヒテナウエルの技法を遵守していた。(4)団員の社会的階層は,貴族や商人ではなく,大部分が手工業者であった。本年度の研究課題は,(1)先行研究の収集と内容分析,(2)マルクス兄弟団に関する史料の内容分析,(3)剣術文書に関する史料収集と内容分析,の3点であった。課題(1)の「先行研究の収集と内容分析」に関しては,前年度からの継続課題でもあり,前年度及び今年度に収集した先行研究の内容分析を進めた。課題(2)の「マルクス兄弟団に関する史料の内容分析」に関しては,前年度の入手したマルクス兄弟団に関する文書の内容分析を行い,特に「マルクス兄弟」と「羽剣士」との対立について史料に基づく分析を進めた。課題(3)の「剣術文書に関する史料収集と内容分析」に関しては,ドイツのヴォルフェンビュッテル・ドレスデン・ベルリンの公立図書館において,史料調査を実施し,必要な文献のコピーを入手し,内容の分析を進めている。これら三つの研究課題の成果については,「16世紀ドイツにおける剣士団体『羽剣士団』の成立事情ー『マルクス兄弟団』と『自由剣士』の対立ー」と題して,日本体育学会で発表し,体育史学会の機関誌『体育史研究』に論文を投稿した。ドイツ中世スポーツ史平成26年度における研究の進捗状況を検討すると,前年度と同様に,本研究の申請時に予定していた研究計画は「おおむね順調」に推進されており,平成27年度における研究計画を変更する必要性は見いだせない。平成27年度においては,(1)剣術文書の翻刻と内容分析,(2)研究の取り纏め,(3)学会発表を計画している。剣術文書の翻刻と内容分析に関しては,マルクス兄弟団に関する研究成果とともに「研究の取り纏め」として,冊子体の「研究報告書」を作成する予定である。また,学会発表に関しては,3年間の研究成果を平成27年10月にイタリアで開催される「第19回ヨーロッパスポーツ史学会」において発表する予定である。平成25年度の研究課題として、(1)ドイツ中世剣術に関する先行研究の収集と内容を分析し、(2)マルクス兄弟団に関する史料の収集と内容の分析、という二つの課題を設定した。先行研究と史料の収集に関しては、ドイツの大学・州立図書館などが公開している文献検索のデーターベースを活用して「文献目録」を作成することができた。
大規模文書データからの意見・感情の自動抽出および分類

テキストにおける感情を扱う際の第一ステップとしては、単語の感情極性分類(各単語が良い意味か悪い意味かを判定)がある。我々はこの問題に対し、統計物理的アプローチを提案している。まず、辞書、シソーラス(類義語辞典)、コーパスデータを用いて、極性が同じになりやすい単語ペアを抽出する。そしてそれらのペアを連結することにより巨大な語彙ネットワークを構築する。例えば、「良い」と「良好」が類義語関係にあるので、この二単語を結ぶなどの作業を行う。ここで、単語の感情極性を電子スピンの方向とみなし、語彙ネットワークをスピン系とみなして、語彙ネットワークの状態(各スピンがどの方向を向いているか)を計算する。この計算結果を見ることにより、単語の感情極性を自動的に決定する手法を開発した。次に単語から一つレベルを上げて、句の感情極性を考える。つまり、「ノートパソコンが厚い」はネガティブ(悪い意味)だが、「ステーキが厚い」はポジティブ(良い意味)であることを判定したい。我々は、この問題に対し、隠れ変数モデルと呼ばれる、単語のクラスタ(似た単語のグループ)を自動的に発見するような枠組を用いることを提案している。これにより、例えば、厚いことがポジティブであるような名詞が集まったクラスタを自動的に発見することができ、それにより正確な分類が可能になる。このような手法を実現した。また、感情表現や評価表現が現れやすい文脈を自動的に学習していくことにより、表現を分類する手法も提案している。これは、半教師付き学習として有名なEMアルゴリズムを利用することにより実現している。開発手法は、ウェブログデータに対して数値実験を行い、その有効性が示されている。まず、ウェブや電子メールでの感情表現として特徴的である顔文字について、その自動抽出および自動分類手法を提案した。分類においては、喜び・悲しみ・怒り・驚き・動作・苦笑の6つのカテゴリに顔文字が分類される。また、意見文の肯定・否定分類(著者がその文章の話題に対して良いと思っているのか、悪いと思っているのか)において高い性能を示す手法を開発した。具体的には、テキストマイニング手法を用いて意見文に頻出する部分単語列を抽出し、それを分類の手がかりとした。さらに、同じく意見文の肯定・否定分類において、少量のラベルつきデータと大量のラベル無しデータを合わせて用いることにより、分類器の性能が向上することも示した。提案手法においては、EMアルゴリズムという統計学習手法を用いた。この分類問題においては、上記の顔文字カテゴリが分類の一つの大きな手がかりになることがわかった。また、辞書の定義文や、シソーラス、コーパスなどから単語の肯定・否定極性(良いイメージの単語か、悪いイメージの単語か)を抽出する手法も提案した。この手法では、語彙ネットワークが、統計物理で使用されているスピン系を用いてモデル化されている。抽出された単語極性が、意見文の肯定・否定分類に有用であることも示した。また、ウェブ文書においては、句読点などが正しく使用されていないので、文という単位の抽出は簡単な問題ではないことがわかった。そのため、上記のような感情情報処理の前段階として、ウェブ文書からの文抽出というタスクが重要になることがわかり、そのための手法を開発した。
膵臓癌の癌微小環境構成細胞の解明:　転移制圧を目指して

本研究の目標は、1癌原発巣における癌細胞と癌微小環境構成細胞の役割について明らかにし、2癌転移時における癌細胞および癌構成にて中心的役割を担う癌関連線維芽細胞の性質を解明することであり、最終的には、3原発巣および転移性癌の癌細胞および癌形成周囲細胞の相互作用を解明し、有益な膵癌原発巣および転移における支持する癌関連線維化細胞を抑えるバイオマーカーと新薬の開発を目指すことにある。蛍光タンパクを導入した癌細胞をNUDEマウスの皮下に移植し担癌マウスを作成した。その癌結節は、蛍光タンパクで標識してあるため癌細胞および癌微小環境内の血球、間質系細胞などの区別は明らかになる。その癌結節をNUDEマウスに同所移植させ膵臓癌転移モデルを作成した。さらに、直接癌細胞を脾注することで膵臓癌の転移性肝癌を作成し、原発巣および転移巣の癌細胞と癌周囲細胞の細胞構成を解析するために、担癌マウスより癌結節を取り出し癌細胞および癌周囲細胞をin vitroで数日培養した。癌周囲細胞の中で重要と思われる癌関連細胞を検討したところ膵臓癌において癌関連線維芽細胞が重要であった。昨年からの研究継続で、膵臓癌株内のエクソソームを蛍光タンパクで標識し、癌転移モデルを作成したところ、転移巣において血球系細胞にエクソソームが取り込まれており、癌転移において重要な役割があると考えられた。今後の研究の展開として、他の膵臓癌株と癌関連線維芽細胞や血球系細胞との関わり、また癌細胞内エクソソームの解析する。さらには癌関連線維芽細胞の性質を検討する。癌原発巣・転移巣における癌細胞と癌微小環境構成細胞の役割について明らかにするためにAsPC-1,Panc1,KP2,KP3などの膵臓癌cell lineに蛍光蛋白(GFP or RFP)を導入し、NUDEマウスに移植することで癌構成が明確になる膵臓癌転移モデルを作成した。今年度、エクソソームを蛍光タンパクで標識した膵臓癌株を用いて癌転移モデルを作成し、癌内エクソソームが転移において重要な役割があることを証明した。現在、他の膵臓癌株と癌関連線維芽細胞や血球系細胞との関わり、さらには癌細胞や癌線維芽細胞の関連性について研究中である。今までとは異なる膵臓癌株でエクソソームを標識したCD63-RFP-pancreas cancerを作成し、膵臓癌転移モデルを作成し解析し転移においてのエクソソームの役割を明らかとする。肝臓を主に各種臓器(肺、リンパ節など)の転移巣のエクソソームの局在をconforcal microscopeを用いてin vivoで検討し、さらに分離培養しエクソソームの局在を確かめる。この転移モデルマウス血液中へのエクソソーム流出をimagingにてとらえる。順調に遂行できたらエクソソーム内のターゲットになりそうなRNAを解析し、原発巣及び各転移巣で相違について発現状況を詳細に調べる。さらには膵臓癌株により転移の違いが認められ、癌細胞自体にも通常では認められない多角細胞が出現しており、転移において何らかの役割を果たしていると考えられた。今後の研究の展開として、癌細胞と癌関連線維芽細胞を分離しエクソソームを解析する。さらには細胞周期を判別可能な膵臓癌株も利用し、癌細胞と癌周囲細胞の検討する。癌原発巣・転移巣における癌細胞と癌微小環境構成細胞の役割について明らかにするためにAsPC-1,Panc-1,KP2,KP3などの膵臓癌cell lineに蛍光蛋白(GFP or RFP)を導入し、NUDEマウスに移植することで癌構成が明確になる膵臓癌転移モデルを作成した。癌周囲細胞の中で中心的役割を担うのは癌関連線維芽細胞や癌関連マクロファージであった。癌細胞自体も通常では認められない多角細胞が出現しており、転移においてこれらの細胞の存在も重要であると考えられた。現在、癌細胞や癌線維芽細胞の関連性について検討中である。本研究の目標は、1癌原発巣における癌細胞と癌微小環境構成細胞の役割について明らかにし、2癌転移時における癌細胞および癌構成にて中心的役割を担う癌関連線維

芽細胞の性質を解明することであり、最終的には、3原発巣および転移性癌の癌細胞および癌形成周囲細胞の相互作用を解明し、有益な膵癌原発巣および転移における支持する癌関連線維化細胞を抑えるバイオマーカーと新薬の開発を目指すことにある。蛍光タンパクを導入した癌細胞をNUDEマウスの皮下に移植し担癌マウスを作成した。その癌結節は、蛍光タンパクで標識してあるため癌細胞および癌微小環境内の血球、間質系細胞などの区別は明らかになる。その癌結節をNUDEマウスに同所移植させ膵臓癌転移モデルを作成した。さらに、直接癌細胞を脾注することで膵臓癌の転移性肝癌を作成し、原発巣および転移巣の癌細胞と癌周囲細胞の細胞構成を解析するために、担癌マウスより癌結節を取り出し癌細胞および癌周囲細胞をin vitroで数日培養した。癌周囲細胞の中で重要と思われる癌関連細胞を検討したところ膵臓癌において癌関連線維芽細胞が重要であった。昨年からの研究継続で、膵臓癌株内のエクソソームを蛍光タンパクで標識し、癌転移モデルを作成したところ、転移巣において血球系細胞にエクソソームが取り込まれており、癌転移において重要な役割があると考えられた。今後の研究の展開として、他の膵臓癌株と癌関連線維芽細胞や血球系細胞との関わり、また癌細胞内エクソソームの解析する。さらには癌関連線維芽細胞の性質を検討する。癌原発巣・転移巣における癌細胞と癌微小環境構成細胞の役割について明らかにするためにAsPC-1,Panc1,KP2,KP3などの膵臓癌cell lineに蛍光蛋白(GFP or RFP)を導入し、NUDEマウスに移植することで癌構成が明確になる膵臓癌転移モデルを作成した。今年度、エクソソームを蛍光タンパクで標識した膵臓癌株を用いて癌転移モデルを作成し、癌内エクソソームが転移において重要な役割があることを証明した。現在、他の膵臓癌株と癌関連線維芽細胞や血球系細胞との関わり、さらには癌細胞や癌線維芽細胞の関連性について研究中である。エクソソームを標識したCD63-GFP-pancreas cancerを作成し、膵臓癌転移モデルを作成し解析し転移においてのエクソソームの役割を明らかとする。肝臓を主に各種臓器(肺、リンパ節など)の転移巣のエクソソームの局在をconforcal microscopeを用いてin vivoで検討し、さらに分離培養しエクソソームの局在を確かめる。この転移モデルマウス血液中へのエクソソーム流出をimagingにてとらえる。さらには原発巣と転移巣の癌細胞・非癌細胞のRNA-seq解析を行い、原発巣と転移巣の相違について検討する。順調に遂行できたら得られたデータからターゲットになりそうなRNAをReal-time PCRなどで発現状況の詳細な検討を行い原発巣及び各転移巣で相違について発現状況を詳細に調べる。さらに背景の異なる転移性肝癌モデルを作成し解析する。今までとは異なる膵臓癌株でエクソソームを標識したCD63-RFP-pancreas cancerを作成し、膵臓癌転移モデルを作成し解析し転移においてのエクソソームの役割を明らかとする。この転移モデルマウス