hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サブ波長構造を活用した光制御と機能デバイス

近年、自動車や自動運転への関心が特に高まっている。この自動運転の実現のためにはLiDARと呼ばれる、レーザービームをスキャンすることで障害物を認識するシステムが必要不可欠である。従来のビームスキャンの方式の多くは機械を用いているが、動作速度や耐久性、安定性、デバイスの大きさなどの観点から課題がある。近年、そのような観点から、機械を用いずにビームをスキャンする様々な方式が研究されている。その一つであるフェーズドアレイを例に取ると、波長可変レーザーを外部光源として必要とし、また温度を変調して出射方向を変化させるが、これらに起因して動作速度や耐久性、安定性、デバイスの大きさなどに課題がある。本研究では、これらの課題を一挙に解決できる可能性を秘めた手法として、変調フォトニック結晶レーザーに注目する。フォトニック結晶レーザーは、半導体レーザーの内部にフォトニック結晶という、100nm程度の空孔を波長以下の間隔で周期的に並べたナノ構造を形成し、これをレーザー共振器として利用する面発光型のレーザーである。さらに、空孔の構造に変調を加えた設計をすることで、変調フォトニック結晶レーザーでは任意の斜め方向にビームを出射できる。単体のレーザーはおよそ100μm角など、かなり小型であるため、様々な向きに出射するレーザーを集積化し順番に駆動することで、ビームが走査できる。集積後もデバイスが1枚のチップに収まるため、小型で安定な、回路駆動による高速なビームの走査の実現が期待される。本研究では段階的に研究を進めており、本年度は変調フォトニック結晶の作製法について、従来のウエハ融着法に比較して光損失の低減が期待できる埋め込み再成長法の検討を行った。また、変調の方式についても検討を行い、位置と大きさを同時に変調する複合変調という新たな変調方式を提案し、複合変調デバイスにおいて、性能の向上を初期的に実証した。本年度はまず、従来のウエハ融着法に比較して光損失の低減が期待できる埋め込み再成長法の検討を行った。埋め込み再成長法においてはドライエッチングによって形成した柱状の空孔に再成長を行い、空孔を閉じることで従来の手法より欠陥の少ない構造が形成できる。しかしながら、再成長によって空孔の形状が小さくなるため、従来の2次元位置変調では、再成長前の空孔が一部重なってしまう問題が判明した。そこで、位置変調を1軸に制限する1軸射影変調を採用することで、空孔の重なりを回避して埋め込み再成長法による変調フォトニック結晶レーザーの作製に成功した。設計通りの角度への出射が確認された一方で、光出力のピークパワーは従来のデバイスと同程度(10mW)に低く、また高電流注入時はビーム形状がドーナツ型になってしまうという課題があった。そこで、上記の課題について、変調フォトニック結晶の原理からその原因を検討した。変調フォトニック結晶においては正方格子のM点の共振状態を利用している。M点ではバンド端A,B,C,Dの4つの定在波の固有モードが存在するが、バンド端A,Bでは電界の節に、バンド端C,Dでは電界の腹に空孔が位置する。従来の空孔の位置を変調する方式では、バンド端A,Bにおいては位置をずらすことで線形に電界を放射させることができるが、バンド端C,Dにおいては位置をずらしても、打ち消しあうままで電界を取り出せないことが明らかになった。デバイスにおいては放射および損失の小さいバンド端C,Dで発振したため出力パワーが弱く、ビームもドーナツ型になっていたと考えられる。そこで、全てのバンド端において消失性干渉の回避が可能な、複合変調という新たな変調方式を提案し、複合変調デバイスにおいて、性能の向上を初期的に実証した。以上の研究により、当初の予定を上回る成果を得ることができたため、当初の計画以上に進展しているといえる。本年度の研究において、埋め込み再成長法を用いた変調フォトニック結晶レーザーの作製に成功し、また複合変調という新たな変調方式の導入によって、光出力についてピークパワーで従来の10mW程度から100mW程度への向上および、ビーム形状についてドーナツ型から単峰な形状への改善を達成した。今後は複合変調フォトニック結晶の最適化、およびアレイ化による回路駆動での高速なビーム走査の実現の2点を中心として研究を推進する。まず、複合変調フォトニック結晶の最適化について述べる。新たに見出された複合変調の有用性が初期的には実証されたものの、その構造はまだ最適なものではないため、より適した構造を探索する必要がある。3次元結合波理論を用いた数値計算、新たな試作デバイスの作製および評価、より詳細な理論検討を実施することによって最適な構造の探索を行う。続いて、アレイ化によるビーム走査の実現について述べる。現在の試作デバイスは単体のレーザーデバイスであり、ビーム走査を行うためには、単一チップへとアレイ化する必要がある。LiDARなどの応用を見据えると、密にレーザーを集積する必要があり、マトリックス状にアレイ化することが重要である。しかしながら、マトリックスアレイに際して、2点課題がある。1つ目はp側およびn側の電極がレーザー光を阻害しない何らかの工夫が必要であるという点、2つ目は隣接するレーザー同士で引き込み現象などが起こらないように、各レーザーを電気的に分離して独立に駆動する何らかの工夫が必要がある点である。これらの課題について、今後検討を行い、5×5ないし10×10のアレイ化デバイスの作製を行う。

これらの研究においてうまく成果が得られれば、ワンチップで、高出力・高ビーム品質で高速な2次元ビーム走査デバイスの実現、さらに将来的にはLiDARを筆頭とする様々な分野への応用が期待される。近年、自動車や自動運転への関心が特に高まっている。この自動運転の実現のためにはLiDARと呼ばれる、レーザービームをスキャンすることで障害物を認識するシステムが必要不可欠である。従来のビームスキャンの方式の多くは機械を用いているが、動作速度や耐久性、安定性、デバイスの大きさなどの観点から課題がある。近年、そのような観点から、機械を用いずにビームをスキャンする様々な方式が研究されている。その一つであるフェーズドアレイを例に取ると、波長可変レーザーを外部光源として必要とし、また温度を変調して出射方向を変化させるが、これらに起因して動作速度や耐久性、安定性、デバイスの大きさなどに課題がある。本研究では、これらの課題を一挙に解決できる可能性を秘めた手法として、変調フォトニック結晶レーザーに注目する。フォトニック結晶レーザーは、半導体レーザーの内部にフォトニック結晶という、100nm程度の空孔を波長以下の間隔で周期的に並べたナノ構造を形成し、これをレーザー共振器として利用する面発光型のレーザーである。さらに、空孔の構造に変調を加えた設計をすることで、変調フォトニック結晶レーザーでは任意の斜め方向にビームを出射できる。単体のレーザーはおよそ100μm角など、かなり小型であるため、様々な向きに出射するレーザーを集積化し順番に駆動することで、ビームが走査できる。集積後もデバイスが1枚のチップに収まるため、小型で安定な、回路駆動による高速なビームの走査の実現が期待される。本研究では段階的に研究を進めており、本年度は変調フォトニック結晶の作製法について、従来のウエハ融着法に比較して光損失の低減が期待できる埋め込み再成長法の検討を行った。また、変調の方式についても検討を行い、位置と大きさを同時に変調する複合変調という新たな変調方式を提案し、複合変調デバイスにおいて、性能の向上を初期的に実証した。本年度はまず、従来のウエハ融着法に比較して光損失の低減が期待できる埋め込み再成長法の検討を行った。埋め込み再成長法においてはドライエッチングによって形成した柱状の空孔に再成長を行い、空孔を閉じることで従来の手法より欠陥の少ない構造が形成できる。しかしながら、再成長によって空孔の形状が小さくなるため、従来の2次元位置変調では、再成長前の空孔が一部重なってしまう問題が判明した。そこで、位置変調を1軸に制限する1軸射影変調を採用することで、空孔の重なりを回避して埋め込み再成長法による変調フォトニック結晶レーザーの作製に成功した。設計通りの角度への出射が確認された一方で、光出力のピークパワーは従来のデバイスと同程度(10mW)に低く、また高電流注入時はビーム形状がドーナツ型になってしまうという課題があった。そこで、上記の課題について、変調フォトニック結晶の原理からその原因を検討した。変調フォトニック結晶においては正方格子のM点の共振状態を利用している。M点ではバンド端A,B,C,Dの4つの定在波の固有モードが存在するが、バンド端A,Bでは電界の節に、バンド端C,Dでは電界の腹に空孔が位置する。
環境制御型電子頭微凶ない型鏡内でのナノロボットを用いた単一細胞自動解析システム

我々これまで、環境制御型電子頭微鏡(Environmental Scanning Electron microscope:ESEM)と呼ばれる、走査型電子頭微鏡(SEM)を発展させた特徴的な頭微鏡を用いてナノマニピュレーションシステムを構築してきた。これにより、湿潤状態で直接にバイオ試料を観察することができる。本研究では、環境制御型電子頭でのナノマニピュレーションを基として、単一細胞解析ことに注目する。単一細胞解析のために、環境制御型電子頭微鏡内でのナノマニピュレータの自動化システムの構築を行う。我々はこれまで,環境制御型電子顕微鏡(Environmental Scanning Electron microscope: ESEM)と呼ばれる,走査型電子顕微鏡(SEM)を発展させた特徴的な顕微鏡を用いてナノマニピュレーションシステムを構築してきた.これにより,湿潤状態で直接にバイオ試料を観察することができる.本研究では,環境制御型電顕内でのナノマニピュレーションを基として,単一細胞解析ことに注目する.単一細胞解析のために,環境制御型電子顕微鏡内でのナノマニピュレータの自動化システムの構築を行う.本研究では,単一細胞解析のために,環境制御型電子顕微鏡内でのナノマニピュレータの位置自動制御システムを構築した.ナノマニピュレータに固定したナノツールをエンドエフェクタとして,単一細胞へ自動的に接触させた.生物試料としてはイースト細胞を用いて,ナノツールとしては,ナノナイフを用いた. ESEMのリアルタイムの画像にメディアンフィルタで画像ノイズを除去した上で,テンプレート・マッチングにより,ナノナイフ及びナノナイフの先端部を検出した.E-SEMの画像情報に基づいて,ナノマニピュレータの動きを制御し,ナノナイフを用いた単一細胞の切断実験を行った.提案した自動位置決め手法により,単一細胞をナノナイフにより切断することができ,提案手法の有効性を実験的に示した.今後の課題は,単一細胞の切断まで含めたトータルでの自動化システムの構築を行う.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。
Ｖｐｓ１０ｐファミリーのソーティング障害と生活習慣病に関する研究

Vps10p受容体:分泌性リガンド類:複数回膜貫通型蛋白質(GLUT4)からなるTripartite Complex形成が,GLUT4量およびその輸送制御に重要な役割を果たすことを明らかにした.この過渡的分子複合体は、エンドソーム上で一時的に形成されるため既存方法論では解析が困難であったが、本研究では単一分子視覚化技術により,その高次複合体の形成過程を観察することに成功した.さらに,それらの輸送動態はTbc1dファミリーRabGAP(AS160およびTbc1d1)により調節されることも明らかにした.本年度は、外来添加した各種のVps10pリガンド類(グラニュリン前駆体およびBDNF前駆体)によるGLUT4制御に対する影響について、蛋白寿命、輸送動態、インスリン反応性の観点から総合的に検討することを目的とした。その結果、これらのVps10pリガンド類の添加は、適正なGLUT4制御をさまざまな階層において撹乱することを生化学的に確認した。よって、作業仮説であった「Vps10p受容体:液性リガンド:機能膜蛋白」からなるTripartite Complexが過渡的他分子複合体として形成され、さらに、それらの適正なバランス制御が細胞内分子輸送動態の恒常性の維持に不可欠である可能性を生化学的に示すことができたといえる。一方、これらの過渡的分子複合体は、一般的な免疫沈降法では確認することができないことから、輸送小胞のオルガネラ膜において過渡的分子複合体として形成されるものの、当初予想していた通り、低親和性状態で互いに会合するものと考えられた。生化学的解析では原理的に限界があるため、特定の小胞オルガネラ膜上の微小領域において過渡的に形成される分子複合体を生細胞内において直接、可視化解析することを目的として、超高感度EM-CCDカメラを新たに導入したライブイメージング観察系を構築した。さらに、Vps10p受容体(SortilinおよびSorCS1)の各種機能モチーフ(内腔リガンド結合領域、内腔プロセッシング領域、各種ソーティングモチーフ)の機能欠失型変異体発現ベクターを構築した。これらの変異体を解析ツールとして、ライブイメージング観察および生化学的研究を並行して遂行することによって、それらの分子構造とソーティング制御に関わる機能協関を究明できる。昨年度までにGLUT4とSortilinを発現した細胞に対して,外来性にVps10pリガンド類[グラニュリン前駆体や脳由来神経栄養因子(BDNF)前駆体]を添加することにより細胞内GLUT4含量が変化することを観察し,「Vps10p受容体(Sortilin):分泌性リガンド類:複数回膜貫通型蛋白質(GLUT4)」からなるTripartite Complex形成がこれらの細胞内含量(と機能)の制御において生理的に重要であることを確認している.本年度は,このTripartite Complex形成の重要性をさらに強固に確認する目的で,Vps10p受容体のC末端の細胞質領域の機能を人為的に修飾することによってGLUT4の細胞内含量と細胞内局在変化(細胞膜へのトランスロケーション量)がどのように影響を受けるのかについて,生化学的および細胞生物学的な解析をおこなった.実験的には,SortilinのC末端領域配列を含み,さらに脂肪酸修飾を施した合成ペプチドを作製して,上記培養細胞に添加して,内在性の細胞内Sortilin含量, GLUT4含量,およびグラニュリン分泌量の変化を計測してTripartite Complexの機能的連関性を総合的に判定した.さらに,上記を目的とした各種変異体型Sortilinの発現実験も併行しておこなった.その結果,SortilinのC末端ソーティングモチーフ機能を人為的に修飾することによっても,GLUT4含量とトランスロケーション量が有意に変動することを確認した.各種変異体および変異合成ペプチドによる実験からTripartite Complex形成に関わる責任領域をある程度同定することに成功した.本研究では、Vps10p(Vacuolar Protein Sorting 10 protein-domain)受容体ファミリーの機能障害が,いかにして生活習慣病などの病理を惹起しているのか,その分子メカニズムを明らかにすることを目的とした.特に,Vps10p受容体がその結合分子種として分泌性因子や酵素類(solubleリガンド)だけでなく、糖輸送担体(GLUT4)やイオンチャネルなどの機能膜蛋白群にも小胞内腔で直接会合するという特殊性に着目した検討を推進した.その結果,GLUT4とVps10受容体ファミリーの一つであるSortilinを発現した細胞に対して,外来性にVps10pリガンド類であるグラニュリン前駆体や脳由来神経栄養因子(BDNF)前駆体を添加することによって,直接的な会合能力を持たないGLUT4タンパク質の細胞内G含量が有意に変動することを見出し,「Vps10p受容体(Sortilin):分泌性リガンド類:複数回膜貫通型蛋白質(GLUT4)」からなるTripartite Complex形成がこれらの細胞内含量と機能の制御において生理的に重要であることを明らかにした.生細胞内のエンドソーム上で一時的に形成される「Tripartite Complexを核とした過渡的分子複合体」は、既存の方法論では解析が非常に困難であったが、本研究では単一分子視覚化ナノ計測技術を駆使した解析系を構築することにより,その高次複合体からなる生体ナノシステムの制御過程について,生細胞内観察することに成功した.これらの研究成果は,Vps10p受容体とGLUT4について,細胞内分子動態の恒常性維持と病態におけるその破綻という生活習慣病の病態機序に新解釈を与えただけでなく,生命分子動態解析学の基盤原理の構築にも資するものと期待される.Vps10p受容体:分泌性リガンド類:複数回

膜貫通型蛋白質(GLUT4)からなるTripartite Complex形成が,GLUT4量およびその輸送制御に重要な役割を果たすことを明らかにした.この過渡的分子複合体は、エンドソーム上で一時的に形成されるため既存方法論では解析が困難であったが、本研究では単一分子視覚化技術により,その高次複合体の形成過程を観察することに成功した.さらに,それらの輸送動態はTbc1dファミリーRabGAP(AS160およびTbc1d1)により調節されることも明らかにした.各リガンドの結合領域となるVps10pドメインの機能を,外来性リガンドの大量投与などにより人為変化させることでもう一つの会合パートナーとなるGLUT4との複合体形成効率が変化して,GLUT4の細胞内ソーティング様式,さらにはインスリン応答性GLUT4トランスロケーション効率が有意に影響を受けることを見いだすことができた.さらに,細胞内では小胞腔内に位置するVps10pドメインの重要性に加えて,そのC末端領域(細胞質側ドメイン)にも,GLUT4との会合に関与するソーティング・会合モチーフが存在する可能性を脂質修飾型Sortilin合成ペプチドを用いた解析より明らかにすることができた.また,小胞腔内でのTripartite Complex形成には,細胞質側での膜蛋白同士の会合状態も重要であることを示す重要な発見であると考えている.また,エンドソーム内にて一時的に形成すると考えられる過渡的分子複合体の分子輸送動態をリアルタイムイメージング解析できる蛍光顕微鏡システムを構築することができた.さらに,細胞質側において複合体形成の制御に関与する機能分子(モーター蛋白・アダプター蛋白)を量子ドットで特異標識する手法も新たに確立することができた.これらを組み合わせた独自の可視化ナノ計測解析手法を駆使することによって本研究課題のさらなる展開が期待できると考えている.27年度が最終年度であるため、記入しない。分子糖尿病学比較的高濃度の遊離脂肪酸誘導性のインスリン抵抗性病態において, Vps10p受容体(Sortilin)とGLUT4のmRNA発現低下と引き続く各々蛋白質含量が有意に減少することをこれまでに明らかにしている.H27年度は,インスリン抵抗性病態を呈したこの遊離脂肪酸誘導性のインスリン抵抗性病態において,「ソーティング障害とその病態分子基盤」におけるTripartite Complex複合体の重要性という観点から,この病態モデル細胞での分泌性リガンド類(グラニュリン,BDNF)の分泌量と分泌様式について詳細に解析する.特に,1既存のインスリン抵抗性改善薬(PPARアゴニスト)の効能検証,2各種リガンド分子(群)や,Sortilin/C末端ソーティングモチーフ合成ペプチドを外来性添加実験を遂行することにより,ソーティング障害をある程度人為操作(是正)することを試み,これらの人為操作によってインスリン応答性GLUT4トランスロケーションやVps10p受容体量の回復,すなわち治療的な効果を誘導できるかどうかについて検討する.
医薬品投与設計シミュレーションプログラム開発

近年のネットワークの進展には、目を見張るものがあり、各家庭にまでインターネット接続環境が拡大してきている。しかし、医療現場におけるそれは、一部限られた範囲のみで利用可能であり、さらなるインフラの整備が待たれる所である。初年度は、医薬品投与設計シミュレーションプログラムのスタンドアローン型プログラムの開発を目指し研究し、日本薬学会第118年会(1998年3月、京都)で、その成果の一部を発表した。また、これは教育用プログラムとしても利用され、平成10年度から本学部医療薬学演習において活用され、投与設計および医薬品適正使用を理解する上で、十二分に教育効果を発揮できた。また、多くの個人(勤務薬剤師など)および東北薬科大学より利用申し込みがあり、本プログラムを提供し、臨床面、教育面で活用されている。更に本プログラムの改良を目的として研究を継続し、国民の健康と医療に資することを期したい。一方で、本年度からWindows NT Server/SQL Serverシステム上にデータベース構築とクライアント上の「お薬説明シート」を開発し、その成果の一部を日本薬学会第119年会(1999年3月、徳島)にて発表する。これも上記医薬品投与設計シミュレーションプログラムと同様広く公開する予定である。また、本学部情報科学演習で使用し、来年度から始まる病院実習のプレ実習の一環として大きな効果が得られた。医療・薬学情報学は未だ体系化されておらず、未開拓の分野である。今後、教材として、且つ、実践の場で活用できる種々のインターネット上で利用可能な双方向生のアプリケーションの開発を目指したい。従って当初より、スタンドアローン型プログラムの開発も目指し、研究してきたが、この面での一応の成果を上げることができ、日本薬学会118年会(1998年3月、京都)で、その一部を発表する予定である。また、これは教育用プログラムとしても利用が期待される。即ち、新年度本学部医療薬学演習において、活用する予定であり、投与設計および医薬品適正使用を理解する上で、十二分に教育効果を発揮できるものと考える。インターネット上で、インターラクティブな(双方向性)医薬品血中濃度シミュレーションプログラムの公開を初年度の目的として、研究を開始した。即ち、医薬品名、投与量、投与回数、患者の性別・年齢・体重などを入力すると、その推定血中濃度曲線を描画し、これを見ることで医師、薬剤師の薬物療法決定を支援することができる。本年度は当初より交付内定が遅れ、更にWindowsNTサーバーの納入が遅れ、上記目的を達成できなかった。次年度は引き続き、医薬品投与設計支援プログラムのインターネット上での公開を目的とし、更にスタンドアローン型プログラムの改良を目的として、研究を継続し、国民の健康と医療に資することを期したい。初年度は、スタンドアローン型プログラムの開発も目指し、研究してきたが、この面での一応の成果を上げることができ、日本薬学会第118年会(1998年3月、京都)で、その一部を発表した。

一方で、本年度からWindows NT Server/SQL Serverシステム上にデータベース構築とクライアント上の「お薬説明シート」を開発し、その成果の一部を日本薬学会第119年会(1999年3月、徳島)にて発表する。これも上記医薬品投与設計シミュレーションプログラムと同様広く公開する予定である。また、本学部情報科学演習で使用し、来年度から始まる病院実習のプレ実習として大きな効果が得られた。医療・薬学情報教育は未だ体系化されておらず、未開拓の分野である。今後、教材として、且つ、実践の場で活用できる種々のアプリケーションの開発を目指したい。
日米比較に基づく人身賠償の研究

わが国の人身損害賠償理論の在り方を再検討するための予備的考察として、アメリカ人身損害賠償の最新のHedonic Damages理論について研究を行った。具体的には、1.Hedonic Damages理論に関する文献(著書・雑誌論文・判決)を入手可能な限り収集し分析した。これによりHedonic Damages理論がアメリカ人身損害賠償法上出現するに至った経緯や従来の賠償理論が抱えていた問題点を明らかにした。すなわち、従来の死亡被害者の死亡により遺族が被った金銭的損失のみの賠償や、金銭的損失の枠を拡大した形での非金銭的損失の賠償の取り込みでは、死亡被害者の失われた生命の価値、生きることから得られる楽しみを無視し、現在の損害賠償システムは生命侵害に基づく損失を過小評価しているという根本的な批判がなされた。2.Hedonic Damages理論について判断を下した判決を分析し、Hedonic Damages理論が裁判所によりどのように採用されまたは採用されないかに関し、その論理や理由付けを検討した。本来、Hedonic Damages理論は、生きて生活する場面における非金銭的損失の方が労働する場合における経済的損失よりもむしろ大きな価値があると問題提起をし、これにより人間の生命の価値を直接的に評価しようとする試みである。しかし実際は、Hedonic Damages理論は必ずしも本来の意味で適用されず、人身障害における「人生の楽しみの喪失」の意味で用いられ賠償されることが多かった。Hedonic Damages理論が有する人身損害賠償法上の意義と評価について検討した。Hedonic Damages理論は従来考慮されることのなかった社会で生きていく上での喜びを経済的価値とは異なる道徳的・哲学的価値を含む生命の価値全体として構成し、これに賠償の可能性を示唆した点で重要と言える。
ロボットを手先・指先のように操る～多感覚錯覚現象のロボットシステムへの新展開

本課題では,新たなロボットシステムとして,双腕からなるそ合計14自由度を有する顕微鏡下で用いるマイクロサージェリーロボットと,動作角度を光学式エンコーダからリアルタイムに取得可能なマスタデバイスを開発した.これらの手術ロボットと操作インターフェイスを統合し,双方で14自由度,合計28自由度を有するマスタ・スレーブシステムとして構築した.評価実験の結果,(1)開発したシステムにおいて身体イメージに関する多感覚錯覚が有意に生じ,(2)多自由度である方がより錯覚強度が増すことが明らかになった.これらの結果により,暗示的に行われてきた多自由度ロボット設計において,有益な指標をもたらすことが期待される.本課題では,当初の実験計画通り実施項目1)ロボット・システムの拡張,2)錯覚現象の効果検証,について実施し,成果を得た.項目1)について,先端にピンセット形状を有するマイクロサージェリに関するタスクを実施可能な双腕型を設計した.次年度に実装し、項目2)の結果を基礎としたタスク実施環境下における錯覚の効果検証等,発展的実験を実施予定である.項目2)について,力覚提示機能を有するラバーハンドイリュージョンにて用いられるラバーハンド型スレーブ,装着型マスタを開発し,力覚提示が錯覚に与える影響を調べた.本実験により,力覚提示が錯覚を増強する可能性が示唆され,上記項目1)と連携してより発展的実験を次年度に予定する.研究実績の概要の通り、基礎的な錯覚に関する検証と発展的実験のためのロボット実装が予定通り進捗しているため.双腕からなるそれぞれ7自由度,合計14自由度を有する顕微鏡下で用いるマイクロサージェリーロボットを開発した。開発したロボットは,実体顕微鏡近傍に設置可能であり,光学的に画像を提示するため,時間遅れなく動作することが出来る.また,高出力のモータを動力源とすることで,時間遅れを過去の実験で錯覚を有効に生起するために必要な100ms未満とすることが出来た.また,操作インターフェイスとして,操作者の肘より遠位の手首,手指の一部に取り付け可能であり,各関節の動作角度を光学式エンコーダからリアルタイムに取得可能なマスタデバイスを開発した.本マスタデバイスは片腕で7DOFの動作角度を取得可能であり,片腕129.3gと非常に軽量である.これらの手術ロボットと操作インターフェイスを統合し,双方で14自由度,合計28自由度を有するマスタ・スレーブシステムとして構築した.本システムは,時間遅れ,ハンドアイコーディネーションなどの点に技術的工夫があり,過去に当該課題に関する研究者らがラバーハンドイリュージョンRHへロボット技術により能動的な動作を導入した,錯覚生起における実験で得られた実験値などを参照して設計が行われている.システム評価のための心理物理学実験の結果,(1)開発したシステムにおいて身体イメージに関する多感覚錯覚が有意に生じ,(2)多自由度である方がより錯覚強度が増すことが明らかになった.これらの結果はこれまで暗示的に行われてきた多自由度ロボット設計において,有益な指標をもたらすことが期待される.本課題では,新たなロボットシステムとして,双腕からなるそ合計14自由度を有する顕微鏡下で用いるマイクロサージェリーロボットと,動作角度を光学式エンコーダからリアルタイムに取得可能なマスタデバイスを開発した.これらの手術ロボットと操作インターフェイスを統合し,双方で14自由度,合計28自由度を有するマスタ・スレーブシステムとして構築した.評価実験の結果,(1)開発したシステムにおいて身体イメージに関する多感覚錯覚が有意に生じ,(2)多自由度である方がより錯覚強度が増すことが明らかになった.これらの結果により,暗示的に行われてきた多自由度ロボット設計において,有益な指標をもたらすことが期待される.基礎的な錯覚に関する検証と発展的実験のためのロボット実装が予定通り進捗している.次年度においては,予定通りロボットの実装と検証を実施したい.ヒューマンインターフェースロボット実装において、部品の一部を研究室保有の部品を活用することにより当初予定よりも少額で目標を達成することが出来た。次年度ではより発展したシステム実装が見込まれるため、当該分の予算により研究開発の加速を目指す。
多発性骨髄腫におけるボルテゾミブの体内動態変動要因の解析と副作用予測法の確立

プロテアソーム阻害薬のボルテゾミブは、既存薬に比べ高い治療効果を有するものの、十分な効果を得ることのできない患者や重大な有害反応を示す患者も存在する。ボルテゾミブの体内動態に関する情報は乏しく、その変動性やボルテゾミブの薬効を反映するバイオマーカーとの関連性についても明らかではない。本研究では多発性骨髄腫患者におけるボルテゾミブの体内動態を明らかにし、免疫グロブリンの血中挙動との関係を評価することで、ボルテゾミブの体内動態情報に基づく薬効評価法を構築することを目的とした。対象は多発性骨髄に対し、ボルテゾミブの標準レジメンによる治療を行った患者11名とした。血漿試料と比較して、血液試料において高濃度のボルテゾミブが検出された。サイクル8日目において、血液中ボルテゾミブ濃度は、血液中ヘモグロビン濃度との良好な相関性が確認され、さらに、重回帰分析から、血液中ヘモグロビン濃度が血液中ボルテゾミブ濃度の影響因子であることが示された。サイクル1日目から8日日における血液中ボルテゾミブ濃度のヘモグロビン補正値(ボルテゾミブ/ヘモグロビン)の変化量と治療前後における血清中免疫グロブリン濃度の変化量との間に負の相関傾向が認められた。以上より、ボルテゾミブには高い血球移行性が認められ、血液中ボルテゾミブ濃度の影響因子として、血液中ヘモグロビン濃度が示された。さらにボルテゾミブ/ヘモグロビンと血清中免疫グロプリン濃度の変化量との間の負の相関関係から、ボルテゾミブ/ヘモグロビンは多発性骨髄腫患者における治療効果の指標として有用である可能性が示された。
粘度の基準点高精度化を目指した粘度絶対測定の研究

本研究では、新たな粘度基準点の設定を目指した高精度粘度絶対測定の研究に取り組む。これまで開発を進めてきた落球法による高精度粘度測定における球体落下の速度測定実験システムに対して、新たに、落球試料槽内壁の境界条件の影響が落下速度に与える系統効果の補正を施して試料液体粘度を与える落下速度終端速度を精密決定するための実験手法を組み込む。この装置により、中高粘度域における10-4の相対測定不確かさレベルの粘度絶対値を決定し、広範囲な粘度標準高精度化をもたらす新たな基準点設定の提案を可能にするとともに、さらなる高精度化による粘度ISO国際基準値改訂への道を拓くことを目指す。
電荷型白金抗癌剤による頭頸部癌新規治療戦略の基礎研究

金沢大学薬学部にて開発された1Pt(カチオン型シスプラチン)と3Pt(アニオン型シスプラチン)という2つの新規薬剤の頭頸部癌細胞株に対する効果を従来のシスプラチンと比較した。in vitroでは1Pt、3Pt共にシスプラチンと比較してIC50は高く、シスプラチンより抗腫瘍効果は低かった。対してin vivoではシスプラチンと比較して同等からやや良い結果となった。腎障害の程度はシスプラチンと比較して低かった。体内動態では3Ptはシスプラチンと比較して24hr時点での骨へ3倍以上の集積を示した。また骨浸潤モデルでは骨浸潤癌に対して浸潤を抑制する結果を示した。金沢大学薬学部にて開発された1Pt(カチオン型シスプラチン)および3Pt(アニオン型シスプラチン)という2つの新規薬剤の頭頸部癌細胞株に対する効果を従来のシスプラチンと比較した。in vitroでは1Pt、3Ptともにシスプラチンと比較してIC50(48hr,72hr)は高く、in vitro2剤の効果はシスプラチンと比較して弱い結果となった。対してヌードマウス背部皮下にて行ったin vivoではシスプラチンと同等からやや良好な結果となった。2剤の腎障害の程度をシスプラチンと比較した。腎障害モデルマウスにおいて、2剤は腎細胞のアポトーシスを起こしにくい結果となった。3Ptの体内動態をICPを用いて測定した。血中の3Ptは概ねシスプラチンと同等で1hrをピークに1週間後に向けてウォッシュアウトされた。骨におけるプラチナ濃度はシスプラチンでは血中と概ね同様の経過をたどったのに対し、3Ptでは24hr時点でシスプラチンと比較して3倍以上の集積を示した。以降1週間を目処にシスプラチンと同様にウォッシュアウトされた。3PtはDDS(drug delivery system)の観点から骨に特異的に一時的に集積ことがわかった。ヌードマウス下顎骨浸潤モデルを用いて骨浸潤に対する3Ptとシスプラチンの効果を比較した。評価はCTにて骨溶解部の体積を測定した。3Pt群ではコントロール群と比較して溶解量の減少を認めたがCDDPではコントロール群と比較して有意差を認めなかった。上記結果についてまとめ現在、論文投稿に向けて論文推敲及び校正中である。金沢大学薬学部にて開発された1Ptおよび3Ptという2つの新規薬剤の統計部癌細胞株に対する効果を、従来のシスプラチンと比較した。in vitroでは1Pt、3Pt共にシスプラチンと比較してIC50は高く、in vitro2剤の効果はシスプラチンと比較して、弱い結果となった。対してnude mouse背部皮下にて行ったin vivoではシスプラチンと同等からやや良好な結果となった。骨におけるプラチナ濃度はシスプラチンでは血中と概ね同様の経過をたどったのに対し、3Ptでは24hr時点でシスプラチンと比較して3倍程度の集積をしめした。以降1週間をめどにシスプラチンと同様にウォッシュアウトされた。3PtはDDSの観点から骨に非特異的にし一時的に集積することがわかった。nude mouse下顎骨浸潤モデルを用いて骨浸潤に対する3Ptとシスプラチンの効果を比較した。3Pt群ではコントロール群と比較して溶解量の減少を認めたが、CDDPではコントロール群と比較して有意差を認めなかった。論文作成とともに学会などにおいて研究結果を発表する予定である。論文投稿および校正、学会発表費用としてH29年度に予算を使用する予定である。
界面における力学的非平衡現象の分子動力学法による解明

まず、前年度(第一年度)の知見をもとにして、固体表面に液体分子が流れる非平衡分子動力学モデルを大規模計算に対応できるようにし、解析を行なった。液体は窒素分子とし、固体壁は金属のアルミニウムとした。流れ方向に計算領域を増やしても、確率的流入境界条件と自由流出境界条件の組合せにより、やはり液体の流れが生成されることを確認した。また、金属表面の温度が高い場合とくに明らかに、液体部分で熱流束が流れ方向に生じることを見出した。これにより定常的な熱流を生じている非平衡状態が設定できる新たな分子動力学法の確立へと前進した。一方、各種界面では分子動力学法による分子レベルの詳細な知見が必要なものの、シミュレーション対象とする全系に分子動力学法を適用するのには計算機リソースの限界が否めないという問題がある。そこで、界面近傍では分子動力学を、それ以外は別の枠組みの力学理論を、と階層的に選び組み合わせるいわゆる多重解像度分子動力学法と呼ばれているシミュレーション手法の調査を行ない、手法を発展させた。金属原子クラスターの衝突・合体現象を対象として検討した。この現象では表面間相互作用が重要であるので、クラスターが接する部分には通常の分子動力学法を行ない、それ以外は剛体の動力を適用するアイデアのもとに、独自の理論の構築を行なった。また、可視化ソフトウェアを利用することによって現象の理解を深めることを進めた結果、テンソル量でありこれまでの方法では表示の難しかった原子応力を応力楕円体により可視化する手法を副次的に確立した。本研究で提案している多重解像度分子動力学の手法は発展段階にあり、今後、分子動力学領域の設定方法を改良すべきこと、剛体領域の弾性的な挙動の喪失を十分に考慮する必要があることがわかった。以上の成果から、本研究テーマである、界面における力学的非平衡現象の分子動力学法による解明が一歩前進した。まず、既に提案されている非平衡分子動力学法の理論的基礎を明確にするために,それを用いる水分子系の微視的構造と熱輸送過程の解析を行なった.現時点でSPCポテンシャル関数が計算負荷の点,液体状態の動径分布を適切に表現すること,内部自由度を考慮する場合に実績があること,などから最適であるとした.2つの等温相を有する不均質なモデルでは一定の温度勾配を設定することが難しいこと,修正運動方程式を用いる均質なモデルでは温度制御をすることで一方向の熱流束を作り出すことができることを明らかにした.同時に,電荷間のクーロン相互作用のカットオフ距離および形状が系のポテンシャルエネルギーに大きく影響し,結果として熱伝導率の計算値の評価を難しくすることを明らかにした.また,摂動力の存在で水分子系の呈する構造および水素結合の方向に秩序が生じることを明らかにした.つぎに,固体表面に液体分子が接した系の分子動力学解析を行ない,構造および熱伝達の分子的メカニズムを検討した.固体表面に沿う液体の流れを生じさせる自由流出境界条件と確率的流入境界条件の組合せによって,局所的な圧力勾配により流れが駆動されるという,非平衡系を扱うに適した分子動力学計算においては画期的な境界条件を提案し,アルミニウム結晶表面と窒素分子の系に適用した結果,熱流束の生成および相変化過程などに関して良好な結果を得て,その有効性を示した.その際,可視化ソフトウェアを用いて動画を作成し,現象の理解に役立つことを明らかにした.また,一般的な界面に適用範囲を広げることが可能な,ポテンシャル場として固体壁の影響を与えるモデルを構築し,壁面近傍の水分子の運動特性・熱輸送特性および構造への影響が比較的顕著であることを明らかにした.第2年度には第1年度に得られた知見をもとに,非平衡系の組合せによる大規模計算のためのモデル構築を行なう.まず、前年度(第一年度)の知見をもとにして、固体表面に液体分子が流れる非平衡分子動力学モデルを大規模計算に対応できるようにし、解析を行なった。
「意志」と「自由」の概念をめぐる系譜学的研究

過去4年間の研究を集約して以下のようなまとめを得た。(1)西洋古代哲学の領域では、実践的推論の結論を字際の行為に媒介する「同意」の概念から派生した「意志」に相当する「われわれのうちにあるもの(如意)」(epi hemin)に関して、後期ストア派、特にエビクテトスとマルクス・アウレリウスにおける展開が跡づけられた。これについては07年度末までに、単行本として成果の一端を刊行する予定。(2)アウグスティヌスの内面的倫理思想の分析として、正戦論の祖とされる聖書解釈の検討により、中世盛期スコラ学の自然法思想との相違が明らかになった。これらについては単行本の形ですでに刊行された。(3)同時にこの概念が、仏教的な「如意」の思想として近代日本思想史に接続する状況を跡づけた。その結果、西川哲学を、孤立した(独創的な)日本独自の思想としてのみならず、明治期の西洋哲学の受容史のうちに置き据えることにより、これまで仏教、特に禅との比較でのみ論じられがちであった西田哲学を、キリスト教の受容史の視点から読み直すという新しい視座を獲得しつつある。これについては渡部によって引き続き研究が継続される。西田に関しては新カント派を経由するかたちで大橋によって、また東西の比較霊性史の見地から田中によっても積極的な提題があり、とりわけ「自覚」と「意識」「人格」の概念的な結びつきが改めて問われることになった。清沢満之の新しい全集の刊行もあって、今後はストア倫理学と仏教思想、キリスト教修道思想の微妙な関係を歴史的、構造的に問題にしていく可能性が開かれつつあることは大きな前進といえよう。(4)残された課題も依然として多い。そのうちでも、近年英米圏の哲学において「後悔」「自信(自負)」といった感情の分析が、モラル・サイコロジーの手法によって、また哲学史研究としても隆盛を見せている、こうした研究動向を睨みながら、従来の思想史の読み直しがどういった可能かについては、今後の課題でもある。研究計画の初年度に当たる平成15年度は、それぞれの研究分担領域における問題の研究状況を整理することから開始した。(1)まず古代哲学の分野では、古典期以来の伝統的なギリシア的「幸福論」を継承深化させたアウグスティヌスの思想圏のうちに、意志や愛などの指向性の対象となる「真理」の概念が芽生えていたことを明らかにできた。これはさらにストア学派的な理性論との対比によって、感情・情念にいかなる位置づけを与えるか、新たな「道徳心理学」の課題を開くものであり、次年度以降の研究に委ねたい(以上荻野担当)。(2)近代的な「意志」概念の重要な源泉であるカント哲学に関しては、特に実践的洞察における「見なし」(ansehen)の性格に関して精密な考察が加えられた。意志を発動させた原理は道徳法則という仮想界の「見なし」においてしか成立しえない。このことは超越論的自由の位置づけと表裏をなすものであり、自然哲学を含むカントの学問論全般との対比で、さらに問題を考察しなければならない(以上大橋担当)。(3)近年目覚ましい伸長を見せているフェミニズム的な観点から、従来の哲学史的研究とは異なるアプローチが緒についたのも成果の一つである。19世紀を通じて女性がいかに描かれてきたか、ミシュレのテクストからその表象(イメージ)の変遷を読み解こうとする。これはなお展開の余地を残しているものの、次年度以降の研究成果が期待できる(以上谷口担当)。

(4)近代日本の宗教哲学のうちに、西欧とは異なる自我意識とそれに伴う意志のあり方に関する理解の萌芽を見ようとする研究も着実に進展した。特にこれまで小説家としてのみ理解されていた文学者・夏目漱石のうちに哲学的な問題に取り組んでいた漱石像を発見したことは、従来の文芸評論家による一連の漱石論にまったく新たな視点を開くものである。また清沢満之の仏教的存在論思想をトマス主義のロッツェと比較する試みが端緒についた(以上渡部/田中担当)。(5)最後に、こうした研究成果を従来のような発表媒体のみならず、ウェブサィトを活用することで、さらに内外の研究者との研究交流を促進するような方向を模索中である。本研究の2年目(平成16年度)は、個人研究と合同研究の両面で、それぞれの研究分担領域での着実な進展をみた。(1)古代後期における「意志」概念の成立。前年度の研究成果を携えて、大学の夏期休暇中にドイツを2週間訪問。ミュンヘン大学グラープマン研究所、及びヴュルツブルク大学古典学研究所M.エルラー所長、同地のアウグスティヌス研究所C.マイアー教授らと意見交換を行なった。アリストテレスの実践的推論の「結論」を行為と切り離された「判断」にとどめ、これを実際の行為へと媒介する「同意」を擬似的な行為とする点に、ストア派における意志概念の萌芽がある点が改めて確認された。ただセラピー概念の視点からエピクロス主義を評価するエルラー氏との共同研究を通じて、古代における複雑な学派間の交渉や影響関係を跡づけることも新たな課題として浮上してきた。(以上担当:荻野)(2)カント哲学およびドイツ観念論における「根源悪」の問題。今年度から文学部助手勝西良典氏の参加を得て、カントの行為論の問題の整理が大幅に進捗した。特にカントの「永久平和論」をめぐるハーバーマスの最近の議論の検討を通じて、フランス革命に関する従来のカント理解を修正し、また根源悪をめぐる宗教論の議論も射程に入れることで、定言命法をめぐる「意志の自律と他律」を再解釈する試みを行なった。(以上担当:大橋/勝西)(3)近代日本の宗教哲学における自我論の受容と変容。西田幾多郎の中期以降の哲学におけるフィヒテなどドイツ観念論の影響とその超克を正確に跡づけることを課題として研究を進め、さらに西田以前の明治期の思想家の問題も発掘しつつある。成果は最近発足した西田哲学会の次年度に公表予定。(以上担当:田中/渡部)本研究の3年目(平成17年度)は、個人研究と合同研究の両面で、それぞれの研究分担領域での着実な進展をみた。大きく3点にまとめて報告する。前年度の研究は、アウグスティヌスの内面的倫理思想の分析としてさらに進展を加えた。正戦論の祖とされるアウグスティヌスの聖書解釈を検討することで、十字軍以降、盛期中世スコラ学における自然法に基づく正戦論(ヴィトリア、スアレス)との相違、特に愛を中心概念とする内面的倫理が、暴力の正当化に対して懐疑的に機能する面を明確にした。この成果の一部はボン大学欧州統合問題研究所から英文の報告書として刊行されたが、さらに一橋大学でのCOE企画にも招待されて、法学、政治学の研究者とも意見を交換することができたのは収穫であった。これは次年度草々に成果が出版刊行される予定。(以上担当:荻野)
3次元ファッション・ファクトリ・ブティックのシステム開発(そのII)IT革命に対応した消費者にやさしい衣服選択支援のための情報構築とシステム化

1.非接触3次元カラー人体計測器による計測システムの構築と3次元人体形状のイメージ分類と予測昨年度の同研究課題(その1)で購入したモノクロの非接触三次元人体計測器に本研究の経費でカラー計測機能および計測時間の短縮(10秒→約5秒)を図り,計測点の明確な把握と短時間計測による姿勢変化でのぶれや計測負担を少なくし,高精度な3次元データ抽出を得られるようにした。とくに昨年度からの課題である計測困難な体側部の人体輪郭部分でのめくれについて,基本的な計測システムソフトをメーカーに先じて開発しその改善をはかった。これに伴い,胴体側部のデータ欠損によるメッシュ構成の不可部分がデータ処理法の改善により欠損部が縮小され,胴部全体のメッシュが構成できた。この方法により他の部分全体もメッシュで構成できることが可能となったが,腕部の内側は暗影となって計測データが抽出できないため,本年度は腕部のモデルを一体計測してこれを変形して用いることで3次元腕形状を構築可能とした。また,3次元計測用の専用下着開発を協力メーカーと共同で行い,同研究課題(その1)より胸部と背面の凹凸が明確に採取できるようにした。以上の3次元計測した青年女子のデータを,昨年度のデータと併せて82体形の2次元画像による感性的イメージ評価による痩身系や肥満系など6つの体形分類を行い,代表モデル13体を抽出し,その3次元シミュレーションによる感性的イメージ評価を行い,各体形の全体イメージを部分体形イメージから予測可能とした。体形イメージ予測の実用化のためには,人体寸法からの体形イメージ予測のための重回帰式も導いた。2.デザイン服選択支援のための3次元着装シミュレーションでのデザイン服のイメージ評価の検討(その1)で得られた10のイメージ評価が高く且つ現在の技術で3次元着装シミュレーション化できる服について,標準サイズの3次元モデルに対応したデザインパターンを作成,26着の3次元着装シミュレーション画像を構築した。各デザイン服イメージの評価とその評価背景であるデザイン要素,および個々の評価者の被服行動などのライフスタイルと衣服への価値観などについて,98名の女子大生を対象に調査と評価を実施した。結果を2次元画像での評価とも比較し3次元着装シミュレーションでのデザイン服評価の特性を明らかにした。デザインイメージの3次元デザイン服イメージを4つのグループに分類し,各グループでのデザイン要素,評価者のライフスタイルと衣服への価値観についての各特徴を抽出し,被服選択支援情報として構築できるようにした。さらに,部分的なデザイン要素からデザインイメージを予測できる重回帰式も導き,実際のデザイン服のタグにサイズなどの情報とともに,イメージ評価も選択できる付加価値のある情報として利用するための方法を構築した。平成14年度の研究成果は次の通りである。

なお,同研究課題(その1)で購入した非接触三次元人体計測器に本年度の研究費でカラー計測機能を補設したため,調整を含め約半年の間機器が使用不可となり研究が遂行出来ない部分も生じ計画の一部を変更した。1.非接触三次元カラー人体計測器の設定と調整および計測用下着の開発(その1)で購入した非接触三次元人体計測器に本年度カラー計測機能を昨年度11月に補設,光源の増設と新設工事を行い,計測機器の調整から従来の計測システムをカラー計測用に再システム化して計測予備実験を行った。計測時間は従来の10秒から5秒に減少し姿勢変化でのぶれや計測負担は少なくなったが,計測表示結果から体表面上の計測点などの二重表示および人体輪郭部分でのめくれなどの計測データ精度上問題が残され,計測が実施できるまでの調整とソフト開発が必要となった。メーカー側では問題解決ができないため,研究者側がソフトを提供して改善を依頼して,5月から本実験をする予定で準備を進めている。また,同研究課題(その1)の既製のブラジャーでの不具合をなくすため計測用の専門の下着開発を行い,予備実験を行って本実験用の計測下着を試作した。同研究課題(その1)での58名の曲率による体表面形状との比較資料として,ほぼ同条件の胴部石膏体の曲率も収集して検討した。2.デザイン服選択支援のためのデザイン服の予測の検討と着装シミュレーションの構築(その1)では多変量解析を用いて10のイメージ用語に対応したデザイン服(写真)とデザイン要素について検討した。しかし,その評価は心理的,感性的な尺度を扱っていることから,その尺度評価のあいまいさも踏まえた検討もする必要がある。今回はファジイ積分のうちショケ積分を用いてイメージ用語に対応したデザイン服の予測等について分析も始めつつある。10のイメージの評価が高く且つ現在の技術で着装シミュレーション化できる服について,標準サイズのパターンを作成し約15着の三次元着装シミュレーションでの画像を準備し,現在,評価のためのシステムを整備した。現在さらに約300のデザイン服(写真)を収集したので,同じ評価方法を用いて新しいデザイン服の予測精度を検討する予定である。3.デザイン服選択支援のための三次元体形のイメージ評価のためのイメージ用語の収集と画像構築デザイン服選択において,個人の体形を生かしまたカバーするデザイン服の支援も必要である。そのための三次元体形の評価を従来のサイズだけでなく視覚的な体形の感性評価として捉え,体形に適したデザインを提示したい。本年度はそのための体形イメージ評価用語を収集し,同研究課題(その1)で計測した58名の三次元人体の前面,側面,背面の画像を対象にイメージの分類のための予備調査を行い,概略的な体形イメージを捉えたので,来年度三次元画像での評価による本調査を実施したい。平成15年度の研究成果は次の通りである。1.非接触3次元カラー人体計測器による計測システムの構築と3次元人体形状のイメージ分類と予測昨年度の同研究課題(その1)で購入したモノクロの非接触
転写因子ATBF1の前立腺癌細胞内局在の分子機構の解明と前立腺癌予後診断への応用

アンドロゲン依存性が高い前立腺癌ではアンドロゲン依存性のカリクレインなどの分子の発現とともに細胞増殖や細胞周期もアンドロゲン依存性である可能性が示唆された。一方、アンドロゲン依存性が低い前立腺癌細胞ではアンドロゲン依存性の分子の発現は特定のアンドロゲン濃度で発現が高くなり、細胞増殖/細胞周期はアンドロゲンの影響を受けにくいことが示された。ATBF1の細胞質移行/消失は前立腺癌の悪性度の上昇に関わることが示唆された。アンドロゲン除去療法への反応性を示す細胞周期関連分子の制御にATBF1が関わることが示唆された。アンドロゲン環境を変えた培地における前立腺細胞株の増殖速度:アンドロゲン依存性のLNCaPではDHEA-S, DHT, testosteroneの各々につき濃度依存性の増殖変化が見られた。アンドロゲン低依存性の22RV1とVCaPでは増殖に差は認めなかった。PSA及びklk-2, klk-4, klk-15の産生は何れの細胞においてもDHEA-S依存性、DHTとtestosteroneに関してはLNCaPでは濃度依存性、22RV1とVCaPでは10^<-8>-10^<-9>mol/lの低濃度では濃度依存性であった。これらの結果からアンドロゲン環境の変化による各細胞株の増殖変化とPSAに代表されるカリクレインの産生変化が明らかとなった。アンドロゲン環境の変化と前立腺癌細胞株の細胞周期関連マーカー:Real-time PCRを用いた検討ではLNCaPでは何れのアンドロゲンも10^<-9>mol/l以下とした際に細胞周期G2停止を示唆するCyclinD1の発現増加を認め、p21/p53経路の活性化とp27の発現増加が認められたが、ATBF1に関しては有意な発現の増加は認めなかった。Cell blockの免疫組織化学を用いた検討で、22RV1とVCaPではLNCaPに比し、通常のアンドロゲン環境下でATBF1の核内発現が減少していることが示された。ここまでの研究より、アンドロゲン依存性が高い前立腺癌ではアンドロゲン依存性のカリクレインなどの分子の発現とともに細胞増殖や細胞周期もアンドロゲン依存性である可能性が示唆された。ATBF1の核内発現は前立腺癌のアンドロゲン依存性に関与すること考えられ、悪性度にも関わる可能性が示唆された。本研究は以下に示すように副次的研究成果も多くこれらはすでに論文発表または掲載許可が得られている。アンドロゲン環境を変えた培地における前立腺細胞のアンドロゲン応答遺伝子:PSA及びklk-2,klk-4,klk-15の産生は何れの細胞においてもDHEA-S依存性、DHTとtestosteroneに関してはLNCaPでは濃度依存性、22RV1とVCaPでは10^<-8>-10^<-9>mol/lの低濃度では濃度依存性であった。ATBF1の細胞質内発現と悪性度に関する患者検体を用いた検討は解析段階である。本研究は以下に示すように副次的研究成果が非常に多く、これらはすでに論文発表または掲載許可が得られている。アンドロゲン環境を変えた培地における前立腺細胞のアンドロゲン応答遺伝子:klk-3/PSA及びklk-2,klk-4,klk-15の産生は何れの細胞においてもDHEA-S依存性、DHTとtestosteroneに関してはLNCaPでは濃度依存性であった。