hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動強度に着目した異所性脂肪蓄積、インスリン抵抗性改善メカニズムの解明

持久的アスリートは骨格筋細胞内脂質(IMCL)が肥満者と同様に蓄積しているがインスリン感受性が高い(アスリートパラドックス)。それをもたらす運動強度は不明である。運動習慣のない男性(HOMA-R >1.6)15名を対象に運動強度を低強度群(L群:7名)と高強度群(H群:8名)に割り付け5日間連続の運動介入を実施した。介入前後にインスリン抵抗性(IR)をグルコースクランプ法、IMCLを1H-MRSにより定量した。IRは両群ともに介入前後で改善を認め、IMCLはL群では有意な変化を認めなかったがH群では1.5倍に増加した。運動強度は、運動後の骨格筋細胞内脂質量を規定する因子であることが示唆された。【目的】現在まで運動強度の違いが骨格筋代謝反応にどのような違いを与えるかについて、不明の部分が多く残されているため、本研究では、運動強度の差が骨格筋にどのような生理学的な反応をもたらすかをインスリン感受性、骨格筋細胞内脂質に特に着目し前向き介入試験をおこなう。【方法】被験者が来院後、まず安静時の心拍数、血圧測定、血管内皮機能測定を行い、その後体重と体脂肪量の測定、1H-MRS法による前脛骨筋、ヒラメ筋における細胞内脂質の定量、MRIによる腹腔内脂肪・皮下脂肪量の定量を行う。使い捨て生検針を用いて筋生検及び脂肪生検を行う。筋生検終了後、安定同位体[6,6-2H2]glucoseを用いた高インスリン正常血糖クランプ検査により、肝臓、骨格筋のインスリン抵抗性を判定する。また、別日に75g経口糖負荷試験、最大酸素摂取量を測定する。その後、一週間の運動の介入を行う。運動量(kcal)は同等になるようにし、測定した最大酸素摂取量(VO2max)とその時点の心拍数を用いて、心拍数がVO2max時の40%となる低強度運動と、心拍数が70%となる高強度運動を施行する。運動介入後に再度初回検査と同様の手順で検査を行い生理学的な変化を評価する。【本年度実績】平成25年度の目標はヒトの臨床データとサンプルを収集、蓄積であるが、平成26年3月の時点で7名の登録が終了し、6名の被験者がすべての検査を終了している。その内訳は4名が低強度の運動群であり、2名が高強度の運動群となっている。現在も順調に被験者のリクルート、検査は行われている状況である。本研究により、適切な「運動強度」とそれを裏付けるメカニズムが明らかとなり、今後の運動強度に着目した予防施策を講じる重要なエビデンスの一つとなることが期待される。近年、糖尿病や動脈硬化発症の予防・治療において、運動量に加えて、運動強度の重要性が認識されつつあるが、運動強度の違いが骨格筋代謝反応にどのような違いを与えるかについて、不明の部分が多く残されている。本研究では、運動強度の差が骨格筋にどのような生理学的な反応をもたらすかをインスリン感受性(IS)、骨格筋細胞内脂質(IMCL)に特に着目した前向き介入試験により明らかとすることを目的とした。対象は年齢20-50歳,BMI≦30kg/m 2でHOMA-IR≧1.6である男性12名で、全例に最大酸素摂取量(VO2max)の測定を実施し、運動強度が40%VO2maxの低強度群(L群)と70%VO2maxの高強度群(H群)に無作為割り付けを行い、5日間連続の運動介入を施行した。運動内容は、両群とも消費熱量が300kcal/日となるように各群で運動時間を調整した。運動介入前と運動介入終了3日後にISを高インスリン正常血糖クランプ検査による糖注入率(GIR)で評価し、前脛骨筋におけるIMCLを1H-MRSにより測定した。選出された12名の平均年齢38.7歳、体脂肪率26.9%、BMI 27.0kg/m 2で割り付けはL群,H群ともに6名ずつであった。運動介入後、GIRは両群共に介入前に比較して増加傾向であったが、有意な変化は認めなかった。一方、IMCLはL群でほとんど変化を認めなかったが、大変興味深いことに、H群では介入前に比べ介入後には2倍以上の増加を認めた。5日間連続の運動は強度の違いによりIMCLに異なった変化をもたらす可能性が示唆され、H群ではIMCLが倍増したにも関わらずIRは改善傾向を示し、アスリートパラドックスと同様の現象が観察された。今後被験者数を増やしさらなる検討を行うと同時に、被験者から採取した骨格筋生検サンプルを解析し、これらのメカニズムについて探求するインスリン抵抗性

平成25年度の目標はヒトの臨床データとサンプルを収集、蓄積であるが、平成26年3月の時点で7名の登録が終了し、6名の被験者がすべての検査を終了している。その内訳は4名が低強度の運動群であり、2名が高強度の運動群となっている。現在も順調に被験者のリクルート、検査は行われている状況である。平成26年度以降は、基本的に25年度の測定を継続し行う予定である。また採取できたヒトの骨格筋などのサンプルを解析しテーマ12を検討する予定である。テーマ1低強度の運動の運動は骨格筋細胞内脂質を減少させ、中高強度の運度では増加させるメカニズムを明らかとする。テーマ2中高強度の運動では骨格筋細胞内脂質の蓄積が生じるにも関わらず、インスリン抵抗性が生じないメカニズムを明らかとする。(骨格筋サンプルの解析)平成25、26年度に得られたサンプルを用い、骨格筋RNAを抽出しマイクロアレイ解析を行うと同時に、リピドームによる代謝産物の解析を行う。これらの解析から、テーマ1、テーマ2に関連する候補遺伝子10程度まで絞り込む。(遺伝子の機能解析)解析から得られる候補遺伝子を関与が強く示唆された遺伝子から順に、アデノウイルス発現ベクターとshRNA発現抑制ベクターを作成する。その後、マウス骨格筋由来細胞株C2C12細胞にアデノウイルスを感染させ、候補遺伝子の細胞での機能について検討を行う。仮説と矛盾しない結果が得られた遺伝子については、in vivoでの評価についても検討する。
留学生の就職支援のためのビジネス日本語教育の教材・教授法開発のための調査研究

国内外からの社会的ニーズの高い留学生の就職支援のためのビジネス日本語教育のための調査研究として、中国、ベトナム、タイなどの海外の日系企業の人事担当者ならびに元留学生にニーズ調査を行った。調査結果の分析から、ロールプレイ教材、プロジェクト型教材を開発、教育実践を行い改善をはかりながら、教授法を構築した。口頭表現教育、文書表現教育、読解教育の実践をまとめビジネス日本語教育の評価としてCAN-DO-STATEMENTの施策を試みた。研究の発信と活性化のために日本語教育学会テーマ研究会としてビジネス日本語研究会を設立した。本研究は、社会的ニーズでもあり留学生教育の出口ともなる「留学生の就職支援のためのビジネス日本語教育」のためのシラバス構築と教材・教授法開発を目的としている。そのために、今年度は、日本/日系企業の「ブリッジ人材」に対するニーズを調査・分析した。具体的には、国内の日本企業の一部とベトナム(ハノイ)、中国(アモイ)の日系企業において、管理職(日本人・外国人)並びに元留学生(日本留学経験者)対するインタビュー調査計28件を行い、インタビュー内容を、文字お越しの上分析、考察し、留学生に対するビジネス日本語教育に必要な要素を抽出している。並行して、それらにもとづいたビジネス日本語のシラバスの整備、教材の充実、教授法の改善にむけ、ロールプレイ教材の開発と試行、また、すでに開発したプロジェクト・ベース(PBL)の総合教材の試行をしながら、振り返りを記述、具体的なPBLの教授法を確立している。あわせて、留学生へのビジネス日本語教育に必要なシニア・サポーター育成として、大学の生涯教育講座ならびに文化庁委託講座を利用して留学生のためのサポーター養成を行った。次年度から、これらのサポーターを加えた教育についても試行する。その他、ビジネス日本語についての研究論文1件、国内外での研究発表4件、講演2回を行い、関連記事2件を雑誌(『月刊日本語』に投稿した。また、武蔵野大学大学院における公開講座でも関連テーマ「留学生の就職支援のためのビジネス日本語教育を考える」でシンポジウムを行った。そのため今年度は、昨年度の中国、ベトナムに引き続きタイ(バンコク)の日系企業の管理職(日本人・外国人)並びに元留学生(日本留学経験者)に対するインタビュー調査を行い、「ブリッジ人材」に対するニーズを調査、インタビュー内容を、文字おこしの上分析した。一方、ビジネス日本語のシラバスの整備、教材の充実、教授法の改善については、ロールプレイ教材の開発と試行、ならびにプロジェクト・ベース(PBL)の総合教材の試行を続けながら、振り返りを記述、具体的な教授法を構築し、成果を国際大会、学会で発表している。あわせて、留学生へのビジネス日本語教育に役立つと思われるシニア・サポーター育成として、大学の生涯教育講座ならびに文化庁委託講座を利用して留学生のためのサポーター養成を行い、その成果も発表している。その他、ビジネス日本語についての研究論文1件、国内外での研究発表4件、講演2回を行いまた、実践関連記事2件が雑誌『月刊日本語』に掲載されている。現在、日本語教育学会のテーマ研究会「ビジネス日本語研究会」を代表幹事としてを申請、産学連携ネットワークを構築中である。最終年度の今年度は、今までの調査結果から、ビジネス日本語のシラバスの整備、教材の充実、教授法の改善にとして、ロールプレイ教材の試行と改善、ならびにプロジェクト・ベース(PBL)の総合教材の試行と改善を続けながら、振り返りを記述、改善された教授法について等の成果を、国内の学会、国際大会で積極的に発表している。また、口頭表現、文書表現、読解におけるビジネス日本語教育実践をまとめた。さらに、ビジネス日本語CANDO試行版を作成し、試行を始めている。留学生へのビジネス日本語教育に役立つと思われるシニア・サポーター育成としての文化庁委託講座を利用しての留学生のためのサポーター養成も引き続き行った。ビジネス日本語についての研究論文1件、国内外での研究発表2件を行ったが、そのほか、ワークショップ1回を行った。一方、ビジネス日本語教育を深めるため、日本語教育学会内にテーマ別研究会としてビジネス日本語研究会を立ち上げ、代表幹事として、研究会を3回実施した。研究会は毎回満員の盛況であった。
古代日本における口承文学の地域的多様性と表記の関連についての研究

古代日本文学はその始発において、漢字と出会った。漢字は意味と音を同時に表すが、その意味を利用して日本語を書き表すのが訓字、その音を利用したのが音仮名である。古事記の歌謡や、万葉集の東歌などは、そのほとんどすべてが音仮名で書かれている。従来、こうした現象は伝統的な歌や地方の歌の音声を正確に表記するために起こったと考えられてきた。しかし、中国少数民族ペー(Bai)族の、漢字による自民族語表記のありようをモデルとすると、まず訓字表記によって、文字以前の歌とは異なる記載の歌が創造され、それを儀礼などの口頭で歌う必要のある場で歌うために、音仮名表記が用いられたものと考えられる。平成26年8月18日9月2日にかけて、ナシ族の呪的宗教者ダパの儀礼調査、ナシ族の民間歌謡のゼンジュと呼ばれる修辞法、ペー族の祭文及び本子曲の調査を中心としたフィールドワークを行なった。ナシ族歌謡に見られるゼンジュと呼ばれる修辞法を、中国雲南省麗江市にて調査した。本研究は口承文学と記載文学の並存に着目し、口承文学の地域的多様性を明らかにしていくことを目的としているが、ゼンジュは、漢詩の双関語(日本語の序詞と近似した漢詩の修辞法)の伝来を基として、地域的に口承化したものである可能性が見えてきた。こうしたあり方は、古代日本の序詞のありようを考える際のモデルになる。ペー族の本子曲(漢字で記されたペー語の台本を語る語り芸)と歌掛けの関係を、雲南省剣川県で調査した。『梁山伯と祝英台』という中国中原に起源を持つ物語が、大理、剣川に伝来した結果、大理(かつての南詔国や大理国の都のあった地)では訓字主体の台本となり、厳格な師弟関係による教授によって伝承されるのに対し、辺境にある剣川では音仮名主体の台本となり、物語もあらすじ化され、代わりに歌表現が取り込まれ、自由な改変が可能なものとなったということが分かってきた。この地域差はそれが伝承された地域が国家の都なのか、その辺境の歌掛けが盛んな地域であるのかに求められると思われる。こうしたありようは、古代日本の文字表記のありよう(音仮名主体の歌木簡、万葉集の書記法)を考えるための有効なモデルとなりうると思われる。また、大理市では、趙丕鼎氏の祭文を活字化した。また剣川県では、二種類の祭文を歌ってもらうことができた。これらの祭文の分析は、次年度に行うことになる。なお、国内では毎月1回の研究会を行なった。平成27年8月19日31日にかけて、ナシ族(モソ人)の呪的職能者ダパの葬送儀礼調査、ナシ族の呪的職能者トンパの葬送儀礼調査、民間歌謡調査、剣川及び雲龍県のペー族の民間歌謡、祭文についての調査を中心とするフィールドワークを行った。『梁山伯と祝英台』という漢字世界から流伝し、ペー語表記による台本を伴う語り芸が、大理や剣川に流入した結果、歌垣がさかんな剣川においては、音仮名表記を中心とした自由な表記でそれが記され、さらに物語も大幅にあらすじ化している。それは、物語がそのまま厳格に語られるのではなく、その一部の特徴的な表現(歌語的な)を使って、歌垣において相手を誘ったり拒否したりする即興的な歌表現に開かれていくからである。そこに、音仮名文字が読める歌い手が介在し、その周縁に文字の読めない歌い手たちがいるという、口承性と音仮名表記の関係性の一部が明らかになったと考える。モソ人の葬送儀礼には死者を愛慕し、その死を認めないという言語表現から、死者を恐怖するがゆえに慰撫、鎮魂し、さらに死者の世界に送り届けるという言語表現への大きな流れが確認できる。こうした流れは、日本民俗学でも蘇生儀礼化から絶縁儀礼への流れとして把握されてきた状況と一致する。が、儀礼空間においては、両者はただ一方的に変化するのではなく、両者が互いに揺れ動きながら、最終的に絶縁儀礼に移行するという過程をとっている。死の悲しみを言語表現化するにあたって、こうした揺れ動きがどのように文字として表現されるのか。死者を愛慕する言語表現、死者を鎮魂慰撫する言語表現は、それぞれ独自な特徴的な言葉をもっている。その両方がペー族の祭文(ペー語で文字化されたもの)には現れるが、これは儀礼空間の揺れを文字で表現しようとしたものと考えられる。また、こうしたありようは、人麻呂の殯宮挽歌にも顕著である。本年度は、ナシ族(モソ人)の呪的職能者ダパの、葬送儀礼に関する調査において、死者を恐怖するがゆえに慰撫鎮魂するという、かなり明確な資料を集めることができた。昨年度活字化が終了した、ペー族の文字化された祭文との比較を通して、口承と記載の関係を明らかにできた。今後、モソ人の女性による口承の哭き歌、ナシ族の哭き歌とトンパの呪文との関係、ペー族の哭き歌の採集と資料化によって、その地域的多様性を明らかにできると考える。また、特に剣川の歌掛け調査において、文字が口承の歌垣のなかに逃避していく具体的な技術を知ることができた。今後、この理論を用いつつ、古代日本の音仮名表記と歌の地域性について考察をすることができる。

平成28年8月7日から14日にかけて、ナシ族民間歌謡調査、ナシ族(モソ人)の哭き歌・葬送儀礼調査、ペー族祭文調査を実施した。ナシ族民間歌謡調査は前年度までの補遺的調査で、特に口誦でのゼンジュと、漢族の双関語とのかかわりについて、トンパ博物館研究員和虹氏との討議を行った。また、ペー族祭文調査も前年度までの補遺的調査で、祭文の歌い手楊興廷氏を訪ね、彼のライフヒストリーを中心に聞き書き調査を行った。本年度の調査で中心となったのは、モソ人の哭き歌及び葬送儀礼調査である。本来はワラビ村で、ゴブダシブチら数人の女性に依頼して、哭き歌を歌ってもらい、記録する予定であったが、8月9日(旧暦7月7日)より実際の葬送儀礼を調査する機会に恵まれた。旧暦6月23日に亡くなった女性の葬儀である。特に、喪主を始めとし、親族の女性が母屋で哭き歌を歌い、自分ではやめられず、まさに神懸かるように哭く場面を記録した。また、ゴブダシブチの哭き歌には、「(実際に死者はいないが)影が見える」という天智挽歌を髣髴とさせる歌詞や、死者を責める口吻があるといった聞き取りができた。また、昨年度調査した、呪的宗教者ダパによるシッツォ、ハンバを、実際の葬儀の中で確認、記録した。死者を遠ざけるダパと死者を近づける(死者がかる)女性という性的役割分担が、かなりはっきりと確認できる。本年度は、哭き歌を調査する予定でいたところ、8月9日(旧暦7月7日)から実際の葬送儀礼を調査する機会に恵まれた。これは予定外の収穫であり、昨年度のモソ人宗教者ダパの葬送儀礼調査と合わせて、哭き歌、宗教者の言語表現を葬送儀礼全体のなかに位置づけた資料を作成する必要が生まれた。このため、研究期間を一年延長することとした。平成29年8月17日から19日にかけて、雲南省麗江近郊の農村に入り、ナシ族民間歌謡調査を行なった。前年度までの補遺的調査だが、ゼンジュを使用した多くの歌詞を収集することができた。音声記号を付した資料化は12月に終了し、公開を予定している。同年8月20日から22日にかけて、中国雲南省雲南大学で行われた国際シンポジウム「首届東亜細民俗文化与民間文学論壇」において、岡部隆志が「納西族"祭署"儀式中的自然与人的関係」(ナシ族「祭署」儀礼における自然と人の関係)、遠藤が"喩"与"音"ー中国少数民族歌謡与日本古代歌謡」(「喩」と「音」ー中国少数民族歌謡と日本古代歌謡)を口頭発表した。前年度調査で、実際の喪葬儀礼で歌われた哭き歌を収集したが、今年度はその資料化、分析を行なった。「(実際にはいないが)あなたの影が見える」「あなた(死者)は悪い心をもっていて、私たちを置いて行ってしまうのか」といったいくつかの哭き歌の様式を抽出し、こうした様式は近隣の少数民族イ族にも、ペー族にも、また同じく中国の辺境地域であった古代日本の挽歌(天智天皇挽歌)にも見られることを確認した。また、啓殯時のシャーマンによる祭文は、シャーマンの視線と哭き歌の視線を交錯させて、つまり、死者を移行させる視線と、死者を呼び戻そうとする視線を交錯させて作られていることを明らかにし、こうした状況は柿本人麻呂殯宮挽歌にも見出されることを確認した。その成果は以下の学会発表、論文にて公開した。古代日本文学はその始発において、漢字と出会った。漢字は意味と音を同時に表すが、その意味を利用して日本語を書き表すのが訓字、その音を利用したのが音仮名である。古事記の歌謡や、万葉集の東歌などは、そのほとんどすべてが音仮名で書かれている。従来、こうした現象は伝統的な歌や地方の歌の音声を正確に表記するために起こったと考えられてきた。
燃料電池、電解酸化の融合による窒素分解型メタン発酵システムの創製

(1)電解酸化法による消化液含有COD・窒素低減法の確立(2)メタン発酵消化液の固液分離-電解前処理技術の確立-電解を行う過程で大量の泡が発生することが消化液を用いたビーカー実験で判明した。そこで,排出された消化液の固液分離法を検討した。検討の結果,通常のメンブランフィルタのみでは不十分で,他のフィルタとの組み合わせが必要であることが明らかとなった。(3)水素回収型廃水処理用電解酸化セルの開発イオン交換膜を用いてアノードとカソードを隔てることにより,電解によって生成された酸化剤をアノード側に抑止させることができるため,反応の効率向上が期待できることが明らかとなった。メッシュタイプのアノードおよびカソードを利用して電極間をゼロギャップに近づけ,溶液抵抗の削減を図った。また,カソード側で発生した水素を回収し燃料電池へ戻送できるプロセスを検討した。本実験の結果,電解セルにおける溶液フローおよびイオン交換膜の種類によって,カソード側で生成するガスに水素以外の物質が混入することが明らかとなった。不純物が混じったカソード生成水素ガスによる燃料電池の性能試験を行う実験装置の試作を行った。(1)電解酸化法による消化液含有COD・窒素低減法の確立電解酸化法に関しては、COD(有機物)とアンモニア性窒素両方の低減を両立させる電解条件について検討を行った。具体的にはOHラジカルが電極表面に物理吸着する不活性酸化物電極と吸着が抑制される活性酸化物電極によるCOD、窒素への低減特性比較を実施した。電極はDSA(Dimensionally stable anode)Ti/PbO_2を用いた。(2)メタン発酵消化液の固液分離-電解前処理技術の確立-余分な懸濁成分が含有していると、電解酸化における電流効率の低下を引き起こすだけではなく、大量の泡が発生することが消化液を用いたビーカー実験で判明した。消化液の電解酸化を行うためには、メタン発酵消化液に適した固液分離法の確立が不可欠である。そこで、実際に畜産糞尿を投入してメタン発酵リアクタの運転を行い、排出された消化液の固液分離法を検討した。検討の結果、通常のメンブランフィルタのみでは不十分で、他のフィルタとの組み合わせが必要であることが明らかとなった。(3)水素回収型廃水処理用電解酸化セルの開発消化液を対象とした場合の反応の効率向上方法としてアノード材料といった電解条件に加え、電解工業的な技術を導入した隔膜付き電解セルを使用した。イオン交換膜を用いてアノードとカソードを隔てることにより、電解によって生成された酸化剤をアノード側に抑止させることができるため、反応の効率向上が期待できることが明らかとなった。メッシュタイプのアノードおよびカソードを利用して電極間をゼロギャップに近づけ、溶液抵抗の削減を図った。また、カソード側で発生した水素を回収し燃料電池へ戻送できるプロセスを模索した。廃水処理用電解セルから回収した水素で燃料電池を動作させるシステムの構築を試みた。本実験に結果、電解セルにおける溶液フローおよびイオン交換膜の種類によって、カソード側で生成するガスに水素以外の物質が混入することが明らかとなった。そこで、排出された消化液の固液分離法を検討した。(3)水素回収型廃水処理用電解酸化セルの開発イオン交換膜を用いてアノードとカソードを隔てることにより、電解によって生成された酸化剤をアノード側に抑止させることができるため、反応の効率向上が期待できることが明らかとなった。また、カソード側で発生した水素を回収し燃料電池へ戻送できるプロセスを検討した。本実験の結果、電解セルにおける溶液フローおよびイオン交換膜の種類によって、カソード側で生成するガスに水素以外の物質が混入することが明らかとなった。
光合成のストレス後遺症の原因を指標する発現遺伝子のゲノム網羅的探索

ブナ葉の発現遺伝子について次世代シーケンサーで355, 845, 739塩基を解読した。ブナ葉の遺伝子発現をゲノム網羅的に解析できるDNAマイクロアレイを開発した(機能推定済みが12, 446個と未推定が31, 357個)。ブナ成木の葉で高温、乾燥、酸化(過酸化水素)に特異的に発現する遺伝子を明らかにした。土壌乾燥の強度ならびにその前歴と光合成低下の関係を明らかにし、これらの土壌乾燥ストレスに特異的な発現遺伝子を明らかにした。以上、発現遺伝子はブナ葉のストレス診断において有望な指標になると考えられた。遺伝子発現情報を利用した樹木のストレス診断技術を確立するためには、林木のゲノム網羅的な発現遺伝子のストレス応答特性を明らかにする必要がある。本研究では、日本の森林で衰退問題を抱えるブナを対象に、遺伝子の網羅的発現解析に必要なDNAマイクロアレイ解析手法の確立を行い、衰退原因として危惧される環境ストレス要因として高温、乾燥、酸化ストレスに注目して、ブナ葉で各環境ストレスに特異的な発現パターンを示す遺伝子の一次スクリーニングをDNAマイクロアレイ法により行った。DNAマイクロアレイは次世代シーケンサーによってブナ葉の完全長cDNAライブラリーの塩基配列を解読して、ブナ42,616 ESTs(機能推定済みが12,446遺伝子)を取得した。この塩基配列に基づき、60塩基のプローブを設計して、アジレント社製のシステムを用いたDNAマイクロアレイ解析をブナ葉で可能にした。7月中旬に陽樹冠から採取し、現地で乾燥、高温(34°C)、H_2O_2(200mM)のストレスを2時間および10時間施した供試葉から全RNAを抽出して、DNAマイクロアレイ法によって各ストレスに対して特異的に発現量が変動した遺伝子を調べた。各ストレスに対する応答として特徴的な機能をもつ遺伝子群ファミリーが明らかとなり、各環境ストレスに特異的な発現誘導を示す遺伝子を明らかにした。その中には、植物生理学の知見と一致する傾向を示す発現パターンの遺伝子が多かったが、他方で、従来の一般的な知見に反する野外サンプル特有と考えられる発現パターンも確認できた。さらに、複数の環境ストレス要因に共通で発現量を変動させる遺伝子が比較的少なかった。このことは、遺伝子間のネットワークが環境ストレスに対して独立に作用していることを示唆しており、発現遺伝子の診断手法の利用を進めて行くにあたり好都合な特徴と言えた。本研究では、日本の森林で衰退問題を抱えるブナを対象に、衰退原因として危惧される環境ストレス要因として高温、乾燥、酸性・酸化性ストレスに注目して、ブナ葉で各環境ストレスに特異的な発現パターンを示す遺伝子の一次スクリーニングをDNAマイクロアレイ法により行った。本年度は土壌乾燥時とその後の乾燥前歴を指標する遺伝子の探索を行った。研究材料はポット植えの5年生ブナ苗木であった。生育環境は人工気象室(日長:15h/9h,気温:25°C/18°C,湿度:68%,光強度:200μmolm^<-2>s^<-1> )で制御した。土壌水分条件は、無灌水期間の長さで調節し、異なる強度の土壌乾燥処理を行った(対照、弱乾燥、強乾燥処理区;n=7)。光合成速度の測定結果から平均的な挙動を示した4個体を対象木に絞り込み、遺伝子発現の解析を行った。遺伝子発現解析はDNAマイクロアレイ法を用い、機能推定した約12,446個の遺伝子を含む合計43,803個の遺伝子のmRNA量を調べた。土壌乾燥の時、発現量を2倍以上に増加させた遺伝子の数は弱乾燥(pF=2.6,ψ_L=-2.0MPa)で615個と強乾燥(pF=2.9,ψ_L=-2.1MPa)で1,713個あった。とくに弱乾燥と強乾燥に特異的な発現量の増加を示した遺伝子の数はそれぞれ320個と1,408個であった。弱乾燥と強乾燥から再灌水10日後において発現量が2倍以上に増加した遺伝子の数は、それぞれ801個と558個であった。とくに弱乾燥と強乾燥の前歴に特異的な発現の増加を示した遺伝子の数はそれぞれ515個と272個であった。以上から、土壌乾燥強度に依存した発現を示す遺伝子と土壌乾燥強度の前歴に依存した発現を示す遺伝子の存在を明らかにできた。発現遺伝子はブナの水ストレスの大きさとその前歴を指標することができると考えることができた。
癌細胞の形はなぜおかしいのか？－癌細胞の形態学的異型性の基盤となる分子機構の解明

癌細胞の形態学的異型性のうち、構造異型については接着分子インテグリン、カドヘリンの発現の変化が構造異型に重要な役割を果たすことを明らかにした。細胞異型、特に核の異型に関しては、細胞異型の高度ながん細胞にH3K9me3、HP1α(ヘテロクロマチン関連タンパク)の発現亢進が見られた。また、in vitroでH3K9me3の発現を亢進させると細胞遊走能、細胞浸潤能が増加する結果が得られた。核膜タンパク質LINC complex分子については癌細胞の異型度の著明なものにはSUN1、SUN2、Nesprin2の発現低下が見られた。本研究は病理診断の基礎となる癌細胞の形態学的異型性の基盤を分子レベルで解明することを目的とするものである。昨年度は接着分子インテグリン、カドヘリンと構造異型に関して検討したので、今年度は病理診断のもう1つの柱である細胞異型、特に核の異型に着目して、クロマチン制御、ヒストン修飾、核膜タンパク質などの検討を中心に実施した。癌組織の均質性の観点からまず大腸癌、乳癌について免疫組織学的に検討した。ヒストン修飾、クロマチン制御に関わる分子としてH3K9me3(ヒストン3リジン9トリメチル化)、H3K27me3(ヒストン3リジン27トリメチル化)、H3S10P(ヒストン3セリン10リン酸化)、HP1α(ヘテロクロマチン関連タンパク)を検討したところ、細胞異型の高度ながん細胞にH3K9me3、HP1αの高発現が見られた。H3K27me3は異型度と関係せずに癌細胞全般に要請であり、H3S10PはM期と考えられる癌細胞に特異的に発現が認められた。ついで、核膜タンパク質としてLINC complex (Linkers of the nucleoskeleton to the cytoskeleton)の中でlaminA/C、Nesprin2、SUN1、SUN2について主として乳癌組織に対して免疫組織学的な検討を行った。その結果、癌細胞の異型度の著明なものにはNesprin2の発現低下が見られた。他の分子については有意な結果を得られなかった。上記の結果を踏まえて、H3K9me3発現の亢進している癌細胞は浸潤部に多く見られることから、H3K9me3と癌の浸潤についてin vitroで検討を行った。その結果、H3K9me3を誘導する酵素SUV39H1 (H3K9 methyltransferase)を癌細胞に遺伝子導入することで細胞遊走能、細胞浸潤能が増加する結果が得られた。初年度はin vitroにおける種々の培養癌細胞株、および手術で切除された種々の癌組織を用いて、接着分子を中心に細胞形態との関連を中心に検討を行った。細胞外マトリックスとの細胞接着に最重要なインテグリン各subunitの発現をRT-PCR、フローサイトメトリー、免疫蛍光染色で検討したところ、各インテグリンsubunitの発現は多様であり、腺癌・扁平上皮癌、あるいは癌細胞の分化度との相関関係は見られなかった。全体を通じて発現レベルの高いものはα2、α3、α5、α6、β1 subunitであった。低分化な接着性の悪い浮遊細胞でもインテグリンの発現が見られたことから、これらの細胞に対してはインテグリンからのシグナル伝達の検討が必要と考えられた。一方、細胞と細胞の間の接着に重要なカドヘリンを検討したところ、腺癌・扁平上皮癌の間に著明な差は見られなかったが、分化度が下がるにつれて、E-カドヘリンの発現の減弱およびN-カドヘリンの発現増加の傾向が見られた。次に、ヒト癌組織を用いた同様の検討で、インテグリンの各subunitの発現は細胞株同様で多様であり、分化度、組織型との一定の関連性は見られなかった。カドヘリンの検討では低分化癌細胞でE-カドヘリンの発現の減少傾向は細胞株と同様であるが、癌組織での発現レベルの方が全体的によく保持されていた。また、N-カドヘリンの発現は細胞株に比べて少なく、少数の癌細胞で陽性を認めるのみであった。以上の結果から、癌細胞の組織構築にはインテグリン自体が直接的に作用しているよりは、下流のシグナルが重要であること、カドヘリンは細胞間の接着を通じて、形態に影響を及ぼしていると考えられた。初年度は接着分子インテグリン、カドヘリンと構造異型に関して検討し、これらの接着分子の発現の変化が構造異型に重要な役割を果たすことを明らかにした。

2年目今年度にかけて、病理診断のもう1つの柱である細胞異型、特に核の異型に着目して、クロマチン制御、ヒストン修飾、核膜タンパク質などの検討を中心に実施した。ヒストン修飾に関わる分子を検討したところ、細胞異型の高度ながん細胞にH3K9me3、HP1α(ヘテロクロマチン関連タンパク)の高発現が見られた。また、H3K9me3発現の亢進している癌細胞は浸潤部に多く見られ、in vitroにおいてもH3K9me3の発現を亢進させると細胞遊走能、細胞浸潤能が増加する結果が得られた。核膜タンパク質LINC complex (Linkers of the nucleoskeleton to the cytoskeleton)の分子について免疫組織学的な検討を行った。その結果、乳癌、甲状腺癌、肝細胞癌を初め多くのがんにおいて、癌細胞の異型度の著明なものにはLINC complex分子SUN1、SUN2、Nesprin2の発現低下が見られた。これらの結果を踏まえてin vitroでの細胞実験を行った。ヒト乳腺細胞株MCF10Aに対してSUN1をノックダウンして細胞形態の変化をすると細胞診で重要な所見paircell出現数の有意な増加が認められた。SUN1ノックダウンによる接着能の変化を調べたところ、細胞外基質に対する接着能はSUN1ノックダウンにより有意に増加し、接着分子integrin β1および活性型integrin β1の発現量の増加が見られた。SUN1はインテグリンを介して、細胞形態に影響を及ぼしている可能性が示唆された。病理学初年度は病理診断で重要な構造異型を中心に検討を行い、接着分子インテグリンおよびカドヘリンの発現との関連性を検討した。2年目は細胞異型に着目して、細胞異型に最も重要と考えられる核のクロマチン制御、ヒストン修飾および核膜タンパク質についての検討を行った。その結果、H3K9me3とHP1α(ヘテロクロマチン関連タンパク)が癌細胞の異型度と正の相関を、LINC complex (Linkers of the nucleoskeleton to the cytoskeleton)の中でNesprin2の発現が逆相関を示すことが明らかとなった。特にH3K9me3が癌の浸潤部に高発現していたので、癌細胞の浸潤性との関連をin vitroで調べたところ、H3K9methyltransferase酵素であるSUV39H1を遺伝子導入により強制発現してH3K9me3の発現が亢進した癌細胞では細胞遊走能、浸潤能の増加が見られた。細胞の異型性はがん患者の予後に関連する報告が散見され、詳細なメカニズムは不明であるが、クロマチンのヒストン修飾が癌細胞の悪性度と関連するのは興味深いと考えられる。構造異型、細胞異型に着目して研究成果が得られ、2年間の成果としては当初の目的をほぼ達成し、満足すべきものと考えられる。初年度は病理診断で重要な構造異型を中心に検討を行い、接着分子インテグリンの発現レベルと腺癌・扁平上皮癌、癌細胞の分化度との関連性は見られなかった。癌細胞の分化度が下がると細胞外マトリックスとの接着性は減弱するので、インテグリン自体の発現レベルよりも、下流のシグナルも含めた機能が重要であると考えれる。一方、接着分子カドヘリンは癌細胞の分化度と密接に関連する結果が得られた。癌細胞株とヒト癌組織ではN-カドヘリンの発現頻度が多少異なるが、大きな傾向は一致しており、カドヘリンの発現レベルが細胞間接着を通して、癌細胞どうしの形態形成に重要であると考えられた。
流れる固体の物理：「粉体力学」の確立に向けた包括的研究

砂や粉などのマクロな固体粒子の集合体である粉体は、状況に応じて流体的な振る舞いも固体的な振る舞いも示す、ある種の「流れる固体」として考えられる。粉体はこれまでも物性物理の対象として度々注目を集めてきたが、それらは個別の現象に特化しており、粉体全体を統一的に記述するような枠組みはこれまで得られていない。こうした包括的な「粉体力学」の確立を目指し、粒子の特性から粉体の力学的特性を決める微視的視点に基づいた研究と、粉体の変形や流動をマクロな連続体的視点から解析する研究を相補的な発展を試みる。
癌関連マクロファージを介した血管新生因子CCN2のリンパ管新生制御機構の解明

近年、癌微小環境において、癌細胞自身が発現するサイトカインやケモカインのみならず、癌間質に浸潤・集積してくる炎症細胞、免疫担当細胞などの支持細胞が発現している様々なサイトカインが、癌の浸潤・転移に不可欠なリンパ管新生に重要な役割果たしていることが明らかになってきた。この知見をもとに、腫瘍血管新生因子CCN2が支持細胞の1つである癌関連マクロファージ(tumor-associated macrophage; TAM)から産生され、リンパ管内皮細胞で発現している転写因子prox-1を始めとして、リンパ管マーカーであるpodoplanin、LYVE-1の発現誘導を介して、リンパ管新生を主導的に制御しているか明らかにするため、リンパ管新生制御因子としてのCCN2の分子的背景・機構の解明する。現在、悪性黒色腫細胞株におけるCCN2の細胞内局在による発現解析と悪性黒色腫細胞移植モデルによるリンパ管新生関連遺伝子の組織学的検索を行なっている。具体的にはATCC配給B16-F1(低転移性)および-10(高転移性)の2種類のマウス皮膚悪性黒色腫細胞株を用い、リンパ管新生に関与が知られているVEGF-C、-Dはもとより、CCN2、その上流制御因子TGFβの発現について、高、低転移性の細胞特異性により発現差異があるかどうか、polymerase chain reaction (PCR)法およびイムノブロット法にてmRNAレベルおよびタンパクレベルにて解析している。組織学的検索については、C57BL/6Jマウスを使用した高転移性、低転移性悪性黒色腫細胞移植モデルによるリンパ管新生関連発現サイトカインの組織学的検索を行なうLuminexによる網羅的解析時に判明した時間的至適条件下での組織(皮下腫瘍塊、腋窩リンパ節、肺組織)回収はもとより、移植早期段階の組織も回収しておき、免疫組織学的解析を行なっている。悪性黒色腫細胞移植モデルによるリンパ管新生関連遺伝子の組織学的検索について、昨年度、移植細胞数の至適条件設定を行い、腋窩リンパ節、肺組織などへの転移が一定するようになった。標的分子はCCN2、その上流制御因子Transforminggrowthfactor (TGF)-β、リンパ管新生因子VEGF-C、-D、さらにはリンパ管内皮細胞で発現している転写因子prox-1と同じくリンパ管マーカーであるpodoplanin,リンパ管壁内宮表面に発現するLYVE-1の発現を検討している。しかしながら、CCN2自体の発現が弱く、現在までのところネガティブデータである。癌微小環境における癌周囲支持細胞であるTAMの支持細胞におけるCCN2添加によるリンパ管新生因子発現変化の確認や支持細胞におけるCCN2分子強制発現もしくは、発現抑制による機能解析を行なっていきたい。マウス初代培養リンパ管内皮細胞を使用してCCN2分子強制発現によるリンパ管新生因子発現変化の確認を行なう。さらに他の支持細胞であるマクロファージでも同様な検討を行い、その発現動態の比較検討、細胞特異的現象の有無を確認する。組織学的検索については、C57BL/6Jマウスを使用した高転移性、低転移性悪性黒色腫細胞移植モデルによるリンパ管新生関連発現サイトカインの組織学的検索を行なう。Luminexによる網羅的解析時に判明した時間的至適条件下での組織(皮下腫瘍塊、腋窩リンパ節、肺組織)回収はもとより、移植早期段階の組織も回収しておき、免疫組織学的解析を行なっている。悪性黒色腫細胞株におけるCCN2の細胞内局在による発現解析は問題なく進んでいるが、悪性黒色腫細胞移植モデルによるリンパ管新生関連遺伝子の組織学的検索について移植細胞数の至適条件設定に遅延が見られ、皮下腫瘍塊、腋窩リンパ節、肺組織への転移状況が一定しない結果がある。また、標的分子はCCN2、その上流制御因子Transforming growthfactor (TGF)-βであるが、リンパ管新生因子VEGF-C、-D、さらにはリンパ管内皮細胞で発現している転写因子prox-1と同じくリンパ管マーカーであるpodoplanin,リンパ管壁内宮表面に発現するLYVE-1の発現を検討予定していた。また、癌微小環境における癌周囲支持細胞であるTAMの同定にはCD11bをマーカーとして用いる予定であった。

これらの同定のための抗体力価が一定せず、さらに再現性のない結果が出る場合もあることから、抗体の変更や様々な条件を設定している段階である。近年、癌微小環境において、癌細胞自身が発現するサイトカインやケモカインのみならず、癌間質に浸潤・集積してくる炎症細胞、免疫担当細胞などの支持細胞が発現している様々なサイトカインが、癌の浸潤・転移に不可欠なリンパ管新生に重要な役割果たしていることが明らかになってきた。この知見をもとに、腫瘍血管新生因子CCN2が支持細胞の1つである癌関連マクロファージ(tumor-associated macrophage; TAM)から産生され、リンパ管内皮細胞で発現している転写因子prox-1を始めとして、リンパ管マーカーであるpodoplanin、LYVE-1の発現誘導を介して、リンパ管新生を主導的に制御しているか明らかにするため、リンパ管新生制御因子としてのCCN2の分子的背景・機構の解明する。現在、悪性黒色腫細胞株におけるCCN2の細胞内局在による発現解析と悪性黒色腫細胞移植モデルによるリンパ管新生関連遺伝子の組織学的検索を行なっている。具体的にはATCC配給B16-F1(低転移性)および-10(高転移性)の2種類のマウス皮膚悪性黒色腫細胞株を用い、リンパ管新生に関与が知られているVEGF-C、-Dはもとより、CCN2、その上流制御因子TGFβの発現について、高、低転移性の細胞特異性により発現差異があるかどうか、polymerase chain reaction (PCR)法およびイムノブロット法にてmRNAレベルおよびタンパクレベルにて解析している。組織学的検索については、C57BL/6Jマウスを使用した高転移性、低転移性悪性黒色腫細胞移植モデルによるリンパ管新生関連発現サイトカインの組織学的検索を行なうLuminexによる網羅的解析時に判明した時間的至適条件下での組織(皮下腫瘍塊、腋窩リンパ節、肺組織)回収はもとより、移植早期段階の組織も回収しておき、免疫組織学的解析を行なっている。悪性黒色腫細胞移植モデルによるリンパ管新生関連遺伝子の組織学的検索について、昨年度、移植細胞数の至適条件設定を行い、腋窩リンパ節、肺組織などへの転移が一定するようになった。標的分子はCCN2、その上流制御因子Transforminggrowthfactor (TGF)-β、リンパ管新生因子VEGF-C、-D、さらにはリンパ管内皮細胞で発現している転写因子prox-1と同じくリンパ管マーカーであるpodoplanin,リンパ管壁内宮表面に発現するLYVE-1の発現を検討している。しかしながら、CCN2自体の発現が弱く、現在までのところネガティブデータである。癌微小環境における癌周囲支持細胞であるTAMの上記遅延を解消した後、支持細胞におけるCCN2添加によるリンパ管新生因子発現変化の確認や支持細胞におけるCCN2分子強制発現もしくは、発現抑制による機能解析を行なっていきたい。マウス初代培養リンパ
日本版森林生態系土壌モデルの構築と土壌炭素動態の将来予測

本研究では、日本の代表的な人工林樹種であるスギ・ヒノキ林を対象とし、今後の気候変動下における森林土壌炭素の動態を予測できるモデル構築を目標としている。今年度は、国土数値情報、メッシュ気候値2000、土壌データ閲覧システムのデータベースを用いてモデルの気候・土壌入力ファイルを1kmメッシュで整備し(全国約390000点)、森林を対象にCENTURYモデルを適用し(約250000点)、純一次生産量(NPP),植生バイオマス量、土壌炭素量について既存の報告と比較を行った。その結果、モデル中の樹木成長最適温度をチューニングすることで、12地点のNPPを良好に再現することができた。しかし、収穫試験地で報告されている植生バイオマスの時系列データに対しては、モデルは幼齢期に過大評価することがわかった。土壌データ閲覧システムで整備された1940年代から1980年代の土壌炭素量に対して、モデルは20%程度過大評価することが明らかになった。本シミュレーションにおいては、森林利用を通じた植物バイオマスの森林系外への持ち出しや、土壌浸食を通じた土壌炭素の系外への移出が含まれていない。このことが土壌炭素過大評価の主因であると推察した。すなわち、日本の土壌炭素をシミュレートするには、生態系の物質循環モデリングでよくみられる"土壌炭素が定常である"という仮定をもちいることは難しいと考えられる。今後、将来予測を行っていくためには、現在の土壌炭素量蓄積レベルを正確に評価していく必要がある。巨大な炭素プールとして森林土壌炭素の動態が注目されている.しかしながら、森林土壌は、植生と土壌と環境が複雑に影響し合って生成されており、炭素動態の把握と予測は難しい。そのため、「植生炭素と土壌炭素のデータセットの整理」と「森林内物質循環モデルの開発」が必要である。森林総合研究所・収穫試験地データを用い、既存の物質循環モデルCENTURYモデルをべ一スに日本の森林に適用可能なモデル構築を行う。今年度はデータセット構築を行った。森林総合研究所の森林管理研究領域資源解析研究室で管理を行っている関東森林管理局東京分局管内収穫試験地(茨城静岡7都道府県:スギ6/ヒノキ11)と中部森林管理局名古屋分局管内収穫試験地(富山愛知3都道府県:スギ8/ヒノキ9)のデータを整備した。デジタルデータが利用可能なデータは必要なデータを抜き出しサイト毎に集約した。また土壌分析が行われている試験地を書庫のデータセットから探し、デジタル化を行った。サイトの緯度経度情報から3次メッシュコードを計算し、モデル計算の入力に利用する予定である気候値データベース・メッシュ気候値2000で対応できるようにした。これらのデータセットを収穫試験地の間伐区、比較区それぞれに作成し、マイクロソフトエクセルに入力した。またマクロプログラムを作成し、モデル計算に利用しやすいテキスト形式に自動出力できるように設定を行った。
放射線画像医学による肝癌の血管新生病態へのアプローチに関する研究

今日まで,生体における血流や組織組成の情報を得ることが可能な放射線医学画像と生体蛋白解析を行う分子病態学との連携は必ずしも十分ではなかった.本計画の主研究者は長年,肝癌の画像診断に携わり,肝癌の血流や組織組成と画像所見との関係に関して多くの知見を得てきた.一方,研究分担者は肝癌の外科診療に携わり,蛋白定量研究を通して,肝癌の病態と体液性物質の関連に関して,多くの知見を得てきた.今回,放射線医学と分子病態学のコラボレーションにより,放射線画像医学から血管新生病態診断へのアプローチにおいて一定の成果を得た.結果としては,肝癌の動脈性濃染強度は血管内皮増殖因子(VEGF)発現強度と負の相関を,T2信号強度は発現強度と正の相関を,T1信号強度は負の相関を示した.不均質な濃染,不均質なMR信号を呈する肝癌では強いVEGF発現が認められた.以上の結果は,これまで示されたことはなく,臨床放射線画像所見がVEGF関連の分子病態と無関係でないことを示した.VEGFは十分な動脈性血流を獲得していない肝癌において,hypoxiaによるupregulationを介して強く発現することが推察され,その発現は局所での血管透過性を高め,細胞間質の水分量が増えるため,MRI上はT1およびT2緩和時間の延長につながったと考えられた.今後はこれらの成果に基づいて,VEGFの免疫染色ヒト肝細胞成長因子(HGF),エリスロポエチン抗体等,VEGF関連蛋白およびそれ以外の血管新生蛋白の発現と放射線画像所見との関連を追及する予定である.これらの研究により,逆に放射線画像情報から血管新生の活性をモニタリングすることが可能になり,将来において可能性を持つ抗血管新生因子による動注,局所治療の非侵襲的効果判定,モニタリングに貢献することが考えられる.今日まで,生体における血流や組織組成の情報を得ることが可能な放射線医学画像と生体蛋白解析を行う分子病態学との連携は必ずしも十分ではなかった.本計画の主研究者は長年,肝癌の画像診断に携わり,肝癌の血流や組織組成と画像所見との関係に関して多くの知見を得てきた.一方,研究分担者は肝癌の外科診療に携わり,蛋白定量研究を通して,肝癌の病態と体液性物質の関連に関して,多くの知見を得てきた.今回,放射線医学と分子病態学のコラボレーションにより,放射線画像医学から血管新生病態診断へのアプローチにおいて一定の成果を得た.結果としては,肝癌の動脈性濃染強度は血管内皮増殖因子(VEGF)発現強度と負の相関を,T2信号強度は発現強度と正の相関を,T1信号強度は負の相関を示した.不均質な濃染,不均質なMR信号を呈する肝癌では強いVEGF発現が認められた.以上の結果は,これまで示されたことはなく,臨床放射線画像所見がVEGF関連の分子病態と無関係でないことを示した.VEGFは十分な動脈性血流を獲得していない肝癌において,hypoxiaによるupregulationを介して強く発現することが推察され,その発現は局所での血管透過性を高め,細胞間質の水分量が増えるため,MRI上はT1およびT2緩和時間の延長につながったと考えられた.今後はこれらの成果に基づいて,VEGFの免疫染色ヒト肝細胞成長因子(HGF),エリスロポエチン抗体等,VEGF関連蛋白およびそれ以外の血管新生蛋白の発現と放射線画像所見との関連を追及する予定である.これらの研究により,逆に放射線画像情報から血管新生の活性をモニタリングすることが可能になり,将来において可能性を持つ抗血管新生因子による動注,局所治療の非侵襲的効果判定,モニタリングに貢献することが考えられる.岐阜大学腫瘍総合外科で切除され,Western blot法によりVEGF蛋白解析を行った肝癌症例中,動注CT,MRIが施行された20例余りを対象とした.Western blot法では,CTと同じ割面から均等にサンプルを採取し,電気泳動像のヒストグラムから擬似定量化しVEGF発現指数を求めた.CTAP,CTHAにおける肝癌の造影強度指数(CEI)を単純像からのCT値(HU)増加分として求めた.さらに,肝癌の濃染強度,濃染の不均質度を視覚的に3段階で定性評価した.T1強調像,T2強調像,三相造影像を撮像した、肝内における肝癌信号の高低の指標として,肝癌-周囲肝信号コントラストノイズ比(CNR)を求めた.また,腫瘍信号の不均質度の定量的指標として,肝癌の信号標準偏差比(SDR)を求めた.さらに,肝癌の信号強度,信号不均質度を視覚的に定性評価した.肝癌の腫瘍径はVEGF発現指数と有意な正の相関を示した腫瘍分化度とは有意な相関を確認しなかった.肝癌のCTHAにおける動脈性濃染強度はVEGF発現指数と負の相関を示した.肝癌の濃染不均質度は発現指数と正の相関を示した.Opposed-phase T1強調像における肝癌CNRはVEGF発現指数と負の相関を,T2強調像CNRは発現指数と正の相関を示した.T2強調像SDRは肝癌VEGF発現指数と正の相関を示した.肝癌信号の不均質度は発現指数と正の相関を示した.我々は,これまでのVEGFに関する分子病態学研究との関わりにおいて,誠に興味深い結果を得た.肝癌の動脈性濃染強度はVEGF発現強度と負の相関を,T2信号強度は発現強度と正の相関を,T1信号強度は負の相関を示した.

不均質な濃染,不均質なMR信号を呈する肝癌では強いVEGF発現が認められた.以上の結果は臨床放射線画像所見がVEGF関連の分子病態と無関係でないことを示している.今日まで,生体における血流や組織組成の情報を得ることが可能な放射線医学画像と生体蛋白解析を行う分子病態学との連携は必ずしも十分ではなかった.本計画の主研究者は長年,肝癌の画像診断に携わり,肝癌の血流や組織組成と画像所見との関係に関して多くの知見を得てきた.一方,研究分担者は肝癌の外科診療に携わり,蛋白定量研究を通して,肝癌の病態と体液性物質の関連に関して,多くの知見を得てきた.今回,放射線医学と分子病態学のコラボレーションにより,放射線画像医学から血管新生病態診断へのアプローチにおいて一定の成果を得た.結果としては,肝癌の動脈性濃染強度は血管内皮増殖因子(VEGF)発現強度と負の相関を,T2信号強度は発現強度と正の相関を,T1信号強度は負の相関を示した.不均質な濃染,不均質なMR信号を呈する肝癌では強いVEGF発現が認められた.以上の結果は,これまで示されたことはなく,臨床放射線画像所見がVEGF関連の分子病態と無関係でないことを示した.VEGFは十分な動脈性血流を獲得していない肝癌において,hypoxiaによるupregulationを介して強く発現することが推察され,その発現は局所での血管透過性を高め,細胞間質の水分量が増えるため,MRI上はT1およびT2緩和時間の延長につながったと考えられた.今後はこれらの成果に基づいて,VEGFの免疫染色ヒト肝細胞成長因子(HGF),エリスロポエチン抗体等,VEGF関連蛋白およびそれ以外の血管新生蛋白の発現と放射線画像所見との関連を追及する予定である.これらの研究により,逆に放射線画像情報から血管新生の活性をモニタリングすることが可能になり,将来において可能性を持つ抗血管新生因子による動注,局所治療の非侵襲的効果判定,モニタリングに貢献することが考えられる.
クリプティック遺伝子活性化を起点としたモノづくり研究

近年、天然物医薬品探索の重要性・有用性が再認識されつつあるが、化学構造的にも生物活性的にも多様性を有する新規化合物群のさらなる創出・開発が希求されている。そこで本研究課題では、昨年度に引き続き、下記の2つの研究項目を設定し研究を遂行した。研究代表者らは現在までに、新規抗真菌物質5aTHQs類および抗生物質streptoaminals類は、異なる2種類の微生物(放線菌Streptomyces sp. HEK616および細菌Tsukamurella sp.)の複合培養によってのみ生産されること、希少放線菌Saccharothrix sp.がトリプトファンによりクリプティック生合成経路が活性化され、新規抗がん剤saccharothriolides類を生産することを見出している。そこで本研究課題では、下記の2つの研究項目を設定し研究を遂行した。Streptomyces sp. HEK616の詳細なドラフトゲノム解析を行い、5aTHQs類およびstreptoaminals類の生合成に関与する生合成遺伝子クラスター(ORF19)を同定した。さらに、より詳細な安定同位体標識実験により推定生合成機構の解析を行った。Streptomyces sp. HEK616の詳細なドラフトゲノム解析の結果、5aTHQs類およびstreptoaminals類の生合成遺伝子クラスターの同定に成功した。さらに、Sacchrothriolides類の推定不安定中間体のLC-MSによる検出条件を確立するとともに、PDSS法を用いて複数の新規saccharothriolides類の創製に成功した。引き続き、2つの研究項目を設定し、本研究課題を遂行する。5aTHQs類の生合成遺伝子クラスター内の各ORFがコードする酵素群の機能解析を行うための各種の基質化合物、想定中間体化合物を設計・創製し、基質特異性を含めた酵素機能の解析等を行う。確立した不安定中間体の単離精製を行い、saccharothriolides類の推定生合成中間体の実証を行うとともに、in situにおいて各種の求核試薬を用いて、PDSS法の検討を行い、PDSS法の汎用性の検討を行う。(1)は、本研究代表者の主催研究室ホームページ。