hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地質学・地盤工学的見地から海底岩盤の力学挙動の高精度モデル化

平成30年度は、主にIODPで得た南海トラフのプロトデコルマ層準のサンプルを用いて、申請者らが開発した特殊載荷装置で種々の複合荷重による要素試験を行い、海底岩石の巨視的力学挙動を調べた。サンプルは極めて貴重であるため、平成29年度に実施した実験に基づき、実験計画を少し練り直し、特に5000回の振動を加えた実験を中心に試料の巨視的力学挙動を調べた。それに加え、平行してSEMによる地質材料の微細構造観察および帯磁率異方性の変化も調べた。おおよそ期待通りの実験結果を得ることができた。プロトデコルマ層準である12H-02と試料18H-06を用いた定ひずみ速度圧密試験(K0載荷試験)の結果より,セメンテーションを有していることが確認された。また圧密降伏応力付近で動的載荷を作用すると,塑性変位は発生するが帯磁率異方性に変化は見られなかった。一方,静的・動的荷重を問わず異方性が発達し始める閾値が圧密降伏応力のpcと2 pcの間に存在することが初めて正確に確認できた。また、動的載荷の閾値は静的載荷のものに比べ大きいこともわかった。一方、載荷回数は一定値を超えるとさほど影響しないことも確認できた。ただし、使える試料の本数が限られていたため、再現性を確認するためには追加試料が必要であり、現在サンプルリクエストを実施しており、追加試料が入手次第、試験を実施していく予定である。さらに、高精度海底岩盤力学モデルの要素レベルでの検証も実施しているが、K0載荷試験より、三軸圧縮試験の試料サイズはK0載荷試験に用いられる試料のサイズより5倍も大きいため、現在のところたった1本の試料を用いた試験しか行えていないため、データの蓄積が求められる(H31年度で実施する予定)。尚、研究成果は地盤工学会年次発表会で1編の論文として発表する予定である。もちろんデコルマ形成メカニズムの完全解明までには至っていないが、予定どおりの成果が得られている。継続的に各種要素試験を実施していけば、分析の精度が向上し、結論に結びつくデータの蓄積が可能となる。次年度の研究計画には上手く継続できる状況である。(1)引き続きIODPで得た南海トラフのプロトデコルマ層準とそうでない層準のサンプルを用いて、等方・K0載荷装置を用いて種々の複合荷重による要素試験を行い、岩石の巨視的力学挙動を調べる。特にプロトデコルマ層準でないサンプルの力学特性に注目し、今まで得られた結論の唯一性を確認する。平行してSEMによる地質材料の微細構造観察および帯磁率異方性の変化を調べることで、デコルマの謎の挙動を要素試験で解明し、高精度海底岩盤力学モデルの要素レベルでの検証を可能にする。(2)本命の解析を終わらせなければならない。幅20キロ、深さ2キロの海溝付近沈み込み帯の浅部岩盤を解析範囲とし、プロトデコルマ層準からデコルマ層準へ変貌する過程において、全ての外力(連続的な静的せん断と各種瞬間的な動的荷重)をありのままで解析範囲内の岩盤に作用させ、海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込む過程(220万年)を時系列的に再現する。この境界値問題の数値実験においては、用いられる地盤材料の構成式パラメータは全て要素試験で決定し、解析過程においては一切値を変更しない。この数値実験により、研究目的で挙げられた海溝付近で観察された三つの`謎'を解き明かす。(3)精巧な海底岩盤力学モデルを確立する手法として、数値実験がもっとも現実的なものと考えられる。上述する三つの`謎'は境界値問題であり、要素試験だけでは説明しきれない。一方、この数値実験で行う様々な静的・動的FEM連動解析はあくまでも巨視的力学挙動を反映するものであり、微視的構造変化との関係は直接に得られないため、常に要素レベルで巨視的・微視的挙動を比較していく。ただし、検証に必要な時系列的な情報が少なく、地質年代効果の検証も難しい現状では、モデル確立の第1歩として、この境界値問題の定性的な表現を可能にする。平成29年度は、主にIODPで得た南海トラフのプロトデコルマ層準のサンプルを用いて、申請者らが開発した特殊載荷装置で種々の複合荷重による要素試験を行い、海底岩石の巨視的力学挙動を調べた。サンプルは極めて貴重であるため、今までの準備試験で一度も使っていないが、綿密な準備試験を経て、本試験では、ほぼ期待通りの精度で実験結果を得た。一方,静的・動的荷重を問わず異方性が発達し始める閾値が存在することが確認された。ただし、この閾値をより明確にするために、種々の載荷試験を行う必要があるが,使える試料の本数が限られていたため、追加試料が必要であり、現在サンプルリクエストを実施しており、追加試料が入手次第、試験を実施していく予定である。

さらに、高精度海底岩盤力学モデルの要素レベルでの検証も実施しているが、K0載荷試験より、三軸圧縮試験の試料サイズはK0載荷試験に用いられる試料のサイズより5倍も大きいため、現在のところたった1本の試料を用いた試験しか行えていないため、データの蓄積が求められる(H30年度で実施する予定)。尚、研究成果は地盤工学会年次発表会で2編の論文として発表する予定である。もちろんデコルマ形成メカニズムの完全解明までには至っていないが、予定どおりの成果が得られている。継続的に各種要素試験を実施していけば、分析の精度が向上し、結論に結びつくデータの蓄積が可能となる。次年度の研究計画には上手く継続できる状況である。平成30年度は、主にIODPで得た南海トラフのプロトデコルマ層準のサンプルを用いて、申請者らが開発した特殊載荷装置で種々の複合荷重による要素試験を行い、海底岩石の巨視的力学挙動を調べた。サンプルは極めて貴重であるため、平成29年度に実施した実験に基づき、実験計画を少し練り直し、特に5000回の振動を加えた実験を中心に試料の巨視的力学挙動を調べた。それに加え、平行してSEMによる地質材料の微細構造観察および帯磁率異方性の変化も調べた。おおよそ期待通りの実験結果を得ることができた。プロトデコルマ層準である12H-02と試料18H-06を用いた定ひずみ速度圧密試験(K0載荷試験)の結果より,セメンテーションを有していることが確認された。また圧密降伏応力付近で動的載荷を作用すると,塑性変位は発生するが帯磁率異方性に変化は見られなかった。一方,静的・動的荷重を問わず異方性が発達し始める閾値が圧密降伏応力のpcと2 pcの間に存在することが初めて正確に確認できた。また、動的載荷の閾値は静的載荷のものに比べ大きいこともわかった。一方、載荷回数は一定値を超えるとさほど影響しないことも確認できた。ただし、使える試料の本数が限られていたため、再現性を確認するためには追加試料が必要であり、現在サンプルリクエストを実施しており、追加試料が入手次第、試験を実施していく予定である。さらに、高精度海底岩盤力学モデルの要素レベルでの検証も実施しているが、K0載荷試験より、三軸圧縮試験の試料サイズはK0載荷試験に用いられる試料のサイズより5倍も大きいため、現在のところたった1本の試料を用いた試験しか行えていないため、データの蓄積が求められる(H31年度で実施する予定)。尚、研究成果は地盤工学会年次発表会で1編の論文として発表する予定である。(1)平成29年度で実施した南海トラフで採集したプロトデコルマ層準を用いた要素試験を継続的に行い、岩石の巨視的力学挙動を調べる。また、平行してSEMによる地質材料の微細構造観察および帯磁率異方性の変化も継続的に調べ、いままで得られた結果の再現性を確かめる。(2)幅20キロ、深さ2キロの海溝付近沈み込み帯の浅部岩盤を解析範囲とし、プロトデコルマ層準からデコルマ層準へ変貌する過程において、全ての外力(連続的な静的せん断と各種瞬間的な動的荷重)をありのままで解析範囲内の岩盤に作用させ、海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込む過程(220万年)を時系列的に再現する。この境界値問題の数値実験においては、用いられる地盤材料の構成式パラメータは全て要素試験で決定し、解析過程においては一切値を変更しない。
腸組織のKLF蛋白複合体の解明と蛋白間相互作用を抑制する新規大腸癌治療薬の開発

私達は、KLF5が腸上皮幹細胞からの腫瘍形成に必須であることを解明した(Cancer Res 2014)。この成果はKLF5が大腸癌治療の有望な分子標的であることを示す。しかし、KLFは立体構造が未解明な天然変性蛋白で、立体構造に基づく阻害薬開発ができない。このため、KLFに対する阻害薬開発は困難であった。そこで、私達は独自の方法で困難を克服し、KLF5の蛋白間相互作用を阻害すると予想される低分子化合物による新しい抗癌薬の分子創薬を試みた。その結果、私達は、KLF5阻害化合物(NC化合物)が、ヒト大腸正常細胞を傷害せずヒト大腸癌細胞を選択的に抑制し、ヌードマウスに移植したヒト大腸癌細胞を抑制しin vivoで腫瘍抑制能を示すことを見出した。また、NC化合物が大腸癌細胞ではKLF5等の蛋白量を抑制するが、正常細胞ではこれらの蛋白量を抑制しないことを見出した。また、化学構造と腫瘍細胞抑制能の間に構造活性相関があることを見出し、構造活性相関に基づく化合物合成により腫瘍抑制能の高い化合物を創製した。本化合物が、KLF5とb-Catenin等のKLF5結合蛋白との蛋白間相互作用を濃度依存性に阻害することも解明した。さらに、最近、我々は、本化合物が、ヒト大腸癌細胞ではミトコンドリアの異常とそれに引き続く細胞死を誘導するが、ヒト正常細胞では同じ条件の投与でミトコンドリア異常を起こさないことを見出した。本化合物が、ミトコンドリア、代謝に癌細胞選択的に作用することが、正常細胞を抑制せず癌細胞を選択的に抑制する理由の一部と考えられる。現在さらなる分子機構の解明を進めている。私達は、KLF5阻害化合物が心不全モデルマウスの病態を改善することも見出している。ここから、本化合物は心機能を改善しかつ癌を抑制する臨床上のアンメットニーズに応える新たな分子創薬に発展する可能性が高いと期待される。NC化合物が癌細胞選択的にミトコンドリア異常をもたらすが、正常細胞では異常をもたらさないことを見出した。このように、新たな分子作用機構も明らかにし、研究はおおむね順調に進んでいる。我々は、癌の病態形成におけるKLF5の分子機能研究の中で、我々の手で解明した分子機構を新たな治療薬開発へつなげることを目指してきた。しかしKLF5は立体構造の解かれていない天然変性蛋白であり、かつ主に核に存在する転写因子であるために薬剤の開発は困難だった。これらの困難を克服するために、独自の計算でKLF5阻害薬を分子設計し、正常細胞を傷害せず癌細胞を選択的に抑制する抗癌薬として作用することを示した。最近、我々は、NC化合物が、ヒト大腸癌細胞ではミトコンドリアの異常と引き続く細胞死を誘導するが、ヒト正常細胞では同じ条件の投与でミトコンドリア異常を起こさないことを新たに見出した。このように、NC化合物が、ミトコンドリア、代謝に癌細胞選択的に作用することが、正常細胞を抑制せず癌細胞を選択的に抑制する理由の一部と考えられる。これは、新たな癌選択的抑制薬の開発に発展すると期待され、今後分子機構解明、化合物の改良を進めていく。我々は、心不全モデルマウスに対して本化合物が心機能を改善することも見出した。これはKLF5阻害薬が、心機能を改善する抗腫瘍薬になりうることを示す。抗癌薬の心毒性、心機能の悪い多くの癌患者の治療は臨床上の大きな問題である。これに対し、本化合物は心機能の悪い癌患者に対し有用なアンメットニーズに応える治療薬としての発展が期待される。多くのKLF5のような立体構造解明がなされていない蛋白を標的とした分子創薬は難航しており、癌などの創薬研究の重要な課題となっている。我々の研究成果は、KLF5のみならず、他の多くの疾患原因因子を標的にした分子創薬に応用可能であり、これからの発展が期待される。引き続き、KLF5阻害化合物の分子作用機構解明、in vivoでの抗腫瘍能評価、化合物改良を進める。本化合物が、なぜ癌細胞で異常を引き起こすのに正常細胞ではミトコンドリア異常を引き起こさないかについて分子機構の解明を進める。本化合物は、KLF5といくつかの機能蛋白(b-Cateninなど)との結合を阻害し、分子Xの活性を抑制する。しかし、実際にこれらの分子との結合阻害が本化合物による増殖抑制効果の本態であるのか、不明な点が多く残されている。とくに生化学的な解析により、KLF5のリン酸化やユビキチン化に関わる蛋白とKLF5との相互作用、さらに本化合物による阻害作用について検討する。また、本化合物結合蛋白の解明を、化合物結合ビーズなどを用いて進める。KLF5とこれを修飾する機能蛋白との相互作用に対する本化合物の阻害作用が見出されれば、KLF5複合体の結晶化を進める。またKLF5阻害アッセイ系を確立して、本化合物の改良と新規化合物のスクリーニングを行う。私達は、Wntシグナル活性化による腸上皮幹細胞からの腫瘍形成に転写因子KLF5が必須であることを解明した。これは、KLF5が大腸癌治療薬の有力な分子標的であることを示す。しかしWnt-KLF5系は生体の正常機能制御も担うため、開発すべき薬剤は正常細胞を傷害せず癌細胞のみ選択的に抑制することが求められる。そこで、私達は、新たにKLF5の阻害化合物を設計し合成した。

私達は、これらのKLF5阻害化合物が、2-20μMで大腸癌細胞をほぼ死滅させるのに対し、正常大腸細胞には傷害を与えないこと、大腸癌細胞でのみKLF5、Survivin、TCF4の蛋白分解を促進することを解明した。申請者は、化合物の化学構造と、癌細胞を選択的に抑制する癌抑制能との間に構造活性相関があることを見出した。今後、KLF5の作用阻害化合物群が、なぜKLF5、TCF4等の蛋白分解を大腸癌細胞選択的に促進するか、なぜ正常細胞を傷害せず大腸癌細胞のみ選択的に抑制するのか、について分子機構の解明を進める。本化合物群が実際にどの蛋白と結合し作用するか未解明である。KLF5の作用阻害化合物群の結合蛋白を解明し、これら結合蛋白とKLF5の相互作用阻害がなぜ癌細胞選択的抑制につながるのか分子機構を解明する。さらに、構造活性相関に基づき、化合物の化学構造を改良しin vivoで腫瘍の抑制効果の高い化合物の改良、創製を進める。癌の原因因子・変異と分子機構は急速に解明が進んでいる。それに比べ、癌原因因子の正常機能を抑制せず癌促進機能のみ選択的に抑制する方法の開発は進んでいない。このため、癌の分子機構解明が新たな抗癌薬開発につながっていない。本研究は、この困難を克服し、in vivoで正常細胞を傷害せず癌幹細胞から癌のみ選択的に抑制する、副作用が少なく効果の高い大腸癌治療薬開発を進める。新しい知見や構造活性相関などの解明が進んでいる。私達は、KLF5が腸上皮幹細胞からの腫瘍形成に必須であること、ヒト大腸癌でKLF5の発現が上昇しKLF5を含む遺伝子座のゲノム増幅が起こることを解明した(Cancer Res 2014)。この成果はKLF5が大腸癌治療の有望な分子標的であることを示す。しかし、KLFは立体構造が未解明な天然変性蛋白で、立体構造に基づく阻害薬開発ができない。このため、KLFに対する阻害薬開発は困難であった。そこで、私達は独自の方法で困難を克服し、KLF5の蛋白間相互作用を阻害すると予想される低分子化合物による新しい抗癌薬の分子創薬を試みた。その結果、私達は、KLF5阻害化合物が、ヒト大腸正常細胞を傷害せずヒト大腸癌細胞を選択的に抑制することを見出した。また、本化合物が大腸癌細胞ではKLF5などの蛋白量を抑制するが、ヒト大腸正常細胞ではこれらの蛋白量を抑制しないことを見出した。また、化学構造を系統的に変化させた化合物を合成し、化合物の化学構造と腫瘍細胞抑制能の間に構造活性相関があることも見出した。2017年度は、本化合物が、ヌードマウスに移植したヒト大腸癌細胞を抑制しin vivoでも腫瘍抑制能を示すことを新たに解明した。また、構造活性相関に基づく新たな化合物合成を行い、腫瘍抑制能の高い化合物を新たに見出した。さらに、本化合物が、KLF5とb-Catenin等の蛋白間相互作用を阻害することなど分子作用機構の解明が進んだ。私達は、KLF5阻害化合物が心不全モデルマウスの病態を改善することも見出した。ここから、本化合物は癌に加え循環器疾患など新たな分子創薬に発展する可能性が高い。In vivoでの薬効評価、分子作用機構解明などおおむね順調に進んでいる。我々は、癌の病態形成におけるKLF5の分子機能について研究を続けてきた。その中で、我々の手で解明したKLF5の分子機構を新たな治療薬開発への展開を目指してきた。
浮遊粒子状物質のリアルタイムモニタリングが可能なバイファンクショナルPMセンサ

昨年度の研究により、電極間に電位を印加することで水蒸気の電解により発生した活性酸素を利用すると、炭素成分が燃焼し二酸化炭素が生成することが分かっている。検知ガス中に含まれる炭素成分は微小な固体であり、燃焼反応が起きる反応場は電極/電解質界面であることから材料研究だけでなく構造面での検討が必要である。そこで、本年度は各種電解質材料を用いたセンシング特性を評価し、電極構造の改良を行った。用いた電解質はリン酸スズ系無機化合物、イットリア安定化ジルコニア、イットリウム添加バリウムジルコネートである。材料のプロトン導電性が重要であるため、バリウムジルコネートやジルコニアの表面にリン酸スズ層を形成し、電極付近で高いプロトン導電性を付与した。いずれの材料を用いた場合でもカーボンの燃焼反応に伴うセンシングが可能であることが分かった。また、電極構造をデザインするにあたり、センシングに用いるPM粒子(PM発生器よりフィルター回収した炭素粒子)の状態を観察したところ、10から25nm程度の球体の粒子サイズで、全細孔容積が0.9cm3/g、比表面積が330m2/gであることが分かった。これらの物性を考慮しPt電極触媒にバリウムジルコネート粉末を変化させたところ、反応場が増大することにより観測される電流値が増大することが分かった。また、その添加量にも最適値があることが分かった。このことから、検知するPMの粒子状態と電極構造が相関していると考えられる。最後に、センシング特性の定量性に関して評価したところ、PM重量に依存して電流値の増加が確認された。以上のように、PMの物性を明らかにすることで電極の設計の指針とすることができ、検知性能を向上させることができた。おおむね計画書に記載の研究計画に沿って進んでおり、進捗としては問題がないと考えられる。今年度の実験内容は昨年度のベンチマーク試験に基づき、センシング性能の向上を図るための基礎データの収集、指針の確立、評価実験であり、おおむね達成できた。特に実験に用いる炭素粒子(PM)の物性を詳細に検討できたことは、本研究のみならず、他のPMを対象にした研究にも有用であると考えられる。特にナノ構造を有するPM粒子が二次粒子を形成していることを確認できたことは研究の展開に有用な情報であった。研究成果に関しては、昨年度に学会発表を行ったため、特に成果を公表することができなかった。昨年度の研究でセンシング特性の安定性に課題があることはわかっていたが、今年度解決に結びつけることはできなかった。不安定性をもたらしているのは主に用いる電解質材料のプロトン導電性に起因するものであり、これは材料の特質であるともいえる。そのため根本的な解決のためには材料の自体の特性を改良する必要があると考えられる。本研究は中温をターゲットとしており、検知ガス中の水蒸気が大きな影響を及ぼすため、電解質の性能が大きく変動することは避けられないが、より安定な材料を適用するなどして、改善が必要であると考えている。昨年度および今年度の結果から、センサ素子としては電解質の安定性が重要であるが、本件は材料の特性とも関係するため、材料探索を含めて検討する必要がある。また、電解質材料だけでなく電極触媒の安定性も重要であるため、Pt以外の触媒を評価することが重要である。中でも酸化ルテニウムや酸化イリジウムなどはPM酸化活性が期待できる触媒材料である。これらの電極を様々な雰囲気下(含酸素雰囲気から還元性ガスを含む還元雰囲気)で評価する必要がある。今年度の実験から、バリウムジルコネートがプロトン導電性を付与する材料および基板材料として有用であることが分かったが、さらなる安定性が必要であると考えられる。次年度以降は従来のリン酸塩電解質に加え、安定化ジルコニアを用いたセンサ素子の検討も進めていく必要がある。また、電極触媒としては遷移金属系の電極触媒が究極の触媒であると考えられるため、非貴金属触媒の観点での探索も進めていきたい。この候補材料としては、遷移金属の炭化物、窒化物などが有力であると考えられる。中でもモリブデン炭化物は燃料電池用触媒としての実績(既報)があるため、特に100度から400度の中温領域において高い触媒活性が期待できることから、優先的に評価を進めたい。本研究の目的である、ディーゼル排ガス中の浮遊粒子状物質(Particulate Matter: PM)を新開発のセンサを用いて濃度測定すると同時に、センサ素子に付着するPMを除去する機能を備えた自己再生型PMセンサの開発のために、本年度はPMのセンシング機能を評価した。市販の白金ペースト電極を使用し、線香煙をセンサに供給した。供給前後の電流変化を観察したところ、微小であるが電流変化が観察された。そこで、プロトン導電性電解質を白金ペーストに混ぜることで反応場を増やした電極を作成し、これを用いて同様に試験を行ったところ、2.4から3.2倍大きな電流変化量が得られた。これは反応場が増大したことにより、電解で発生した活性酸素とPMが反応する場の面積が増大し、PMが燃焼して二酸化炭素になる反応が進行しやすくなったためであると考えられる。この実験結果は交流インピーダンスの測定結果にも表れており、PMの供給により抵抗が小さくなることが確認された。電子顕微鏡により電極微細構造を観察したところ、白金ペーストにプロトン導電性電解質を加えたことにより、電極の微細構造が複雑になり、電解質と白金粒子が接した界面が確認できた。この三次元的な界面によりPMと触媒、活性酸素が接する反応場が増えたと考えられる。

最後にPMのON/OFFを繰り返し、センサ信号の安定性を評価したところ、電流の変化量は大きく変化しないものの、ベース電流(PMがOFF時の電流)が5時間でおよそ50%減少していることが分かった。この現象はベース電流の常時モニタリングの必要性を示唆するため、実排ガスへの適用には解決しなければならない点であることが分かった。計画書に記載の研究計画に沿って進んでおり、進捗としては問題がないと考えられる。今年度の実験内容はベンチマークデータを得るための評価実験でもあるため、各種の基礎データを収集すると同時に試験方法、実験方法も各種検討を行った。特にPMをセンシングするためのPM供給装置には時間を割き、安定的なPM供給が可能になった。ただし、実際に検知対象であるPMはディーゼル排ガス中に含まれるPMであるため、ディーゼル排ガスから採取したPMを取り寄せた。また、各種電解質材料の合成にも着手し、リン酸スズ系電解質材料だけでなく、バリウムジルコネート電解質、ジルコニア電解質の調整、調達も行った。次年度以降は今年度得られたベンチマークに対して各種材料の適用可能性を評価する。昨年度の研究により、電極間に電位を印加することで水蒸気の電解により発生した活性酸素を利用すると、炭素成分が燃焼し二酸化炭素が生成することが分かっている。検知ガス中に含まれる炭素成分は微小な固体であり、燃焼反応が起きる反応場は電極/電解質界面であることから材料研究だけでなく構造面での検討が必要である。そこで、本年度は各種電解質材料を用いたセンシング特性を評価し、電極構造の改良を行った。用いた電解質はリン酸スズ系無機化合物、イットリア安定化ジルコニア、イットリウム添加バリウムジルコネートである。材料のプロトン導電性が重要であるため、バリウムジルコネートやジルコニアの表面にリン酸スズ層を形成し、電極付近で高いプロトン導電性を付与した。いずれの材料を用いた場合でもカーボンの燃焼反応に伴うセンシングが可能であることが分かった。また、電極構造をデザインするにあたり、センシングに用いるPM粒子(PM発生器よりフィルター回収した炭素粒子)の状態を観察したところ、10から25nm程度の球体の粒子サイズで、全細孔容積が0.9cm3/g、比表面積が330m2/gであることが分かった。これらの物性を考慮しPt電極触媒にバリウムジルコネート粉末を変化させたところ、反応場が増大することにより観測される電流値が増大することが分かった。また、その添加量にも最適値があることが分かった。このことから、検知するPMの粒子状態と電極構造が相関していると考えられる。最後に、センシング特性の定量性に関して評価したところ、PM重量に依存して電流値の増加が確認された。以上のように、PMの物性を明らかにすることで電極の設計の指針とすることができ、検知性能を向上させることができた。おおむね計画書に記載の研究計画に沿って進んでおり、進捗としては問題がないと考えられる。今年度の実験内容は昨年度のベンチマーク試験に基づき、センシング性能の向上を図るための基礎データの収集、指針の確立、評価実験であり、おおむね達成できた。
世紀転換期における国民・ジェンダー規範の形成-トランス・ナショナルな視点から-

本研究では、まず世紀転換期における特徴的な国民規範形成のプロセスの検証がなされた。日本における「青年」の構築と組織化、アメリカでの性にかかわる問題、ドイツにおける「少子化」問題、イギリスでの黄禍論や「武士道」概念といった焦点を浮かび上がらせ、それらが同時代の世界との緊密な関係のうえに登場したことが検証された。他方、国民規範が企図した社会秩序の安定化については、必ずしも果たされたわけではないことも明らかにされた。本プロジェクトでは、19-20世紀転換期の日本及び英米独各国において、スタンダードな「国民」「市民」規範が形成される過程を、ジェンダーや世代などの「差異」構築のありようとともに検証することを目的としているが、本年度においては、共同研究の基礎となる資料収集に力を入れるとともに、研究代表者・分担者がそれぞれが分担した各国に関して史料収集と分析につとめ、それぞれが成果をあげている。共同研究の基礎となる資料としては、当該期に日本で発行された月刊総合雑誌『太陽』、中央報徳会発行の『斯民』を取り上げ、それらの誌面にあらわれる海外に関する情報・紹介、論説などを網羅する作業を進めた。一方、代表者・分担者それぞれ個別の研究では、以下のような研究成果があげられた。まず、日露戦争後における日本の「帝国」化推進の担い手形成過程において、対外的な関連のうえに、女性・男性像、世代観念-「青年」に代表される-が構築されたことが具体的に明らかになった。また、日露戦争期の日本軍の衛生政策が、英米それぞれの軍事面において異なった影響を及ぼしたことについても新しい史料とともに明らかになり、これも大きな成果といえる。総じて、日露戦争が、文化面や諸政策面において、日本のみならず各国の相互連関を引き起すとともに、相互に影響を及ぼしあっている状況の一端が具体的にみえつつある。この点について、さらに今後実証研究を進めながら、また、それらの相互関連性のなかでそれぞれの社会や政治文化の変容-とりわけジェンダー・世代等-をとらえていくことが、今後のプロジェクトの課題となる。代表者・分担者各自の研究においては、以下のような研究成果があげられた。まず、世代とジェンダーを切り口に、世紀転換期における日本およびアメリカの政治文化構造についての比較研究を進めた点である。研究代表者の加藤と研究分担者の松原は、2008年5月に島根大学において開催された西洋史学会において、「「近代の知」をめぐるせめぎ合い-世紀転換期-戦間期の世代・ジェンダー・抵抗-」のテーマを掲げる小シンポにパネラーとして参加、それぞれの研究報告を行い、他のパネラー(ドイツ・ソ連・フランス)との議論をおこなった。いずれ、その報告についての刊行を予定している。さらに西洋史学会での報告も含まれるが、代表者の加藤は、『歴史評論』の特集「歴史の中の世代」に日本近代史の立場から論文を発表している。世紀転換期における各国での規範や社会秩序形成の面で、各国の比較および相互連関性についての検証の進展と、それが学界においても注目されるようになったことは、本プロジェクトの成果として特筆すべき点といえる。本プロジェクトでは、19-20世紀転換期の日本及び英米独各国において、スタンダードな「国民」「市民」規範が形成される過程を、各国における社会文化状況をふまえながら検証することを目的としている。本年度においては、研究代表者・分担者それぞれがこれまでに進めてきた研究を補強することに力を注ぐとともに、さらに対象とする時代を、世紀転換期にベースをおきながらその後の戦間期にも視野を広げながら、規範形成過程のみならず、それが実際の社会において現れた社会文化的事象を具体的にとりあげるという点で新たな成果をあげた。代表者の加藤は、『ジェンダー史叢書暴力と戦争』の編集にあたり、分担者の橋本も同書に執筆し、黄禍論とジェンダーにかかわる新しい研究を発表した。同論集は、20世紀における「暴力と戦争」というテーマを、ジェンダーや「国民」規範との関係から広くとらえる視点を打ち出し、またトランス・ナショナルな観点の意義を重視しながら、多くの国や地域の歴史研究者を集めたものである。また、分担者の小玉は、少子化問題を歴史的に掘り下げる研究成果をあげているが、その背景として、本共同研究の共通の視点である、「国民」規範やジェンダー視点、そしてトランス・ナショナルな観点が生かされている。分担者の松原も、1910年代アメリカにおける「市民」規範にかかわる成果をあげている。近代世界における各国の国民国家形成過程における規範のみならず、それが社会秩序形成にどのように影響しているかといった点にかかわって、各国の比較および相互連関性についての実証研究を進展させたことは、本プロジェクトの成果として特筆すべき点といえる。
ナガコバチ科寄生蜂の農生態系における有用性探索

本年度は、特別研究員の採用最終年度であったため、自身の就職活動を研究活動と並行しておこなった。したがって、本年度の、特に夏季の研究進捗状況が芳しくはなかった。就職が内定した夏以降は研究を効率よく進めることができた。【野外調査】野外調査は国内にて調査をおこない、5月と9月に鹿児島県、10月に北海道にて調査をおこなった。【研究施設調査】3月にヨーロッパの博物館(ロンドン自然史博物館、プラハ自然史博物館)を訪問し、ナガコバチ科の模式標本を調査した。【研究の実績・進捗状況】Eupelminae亜科のCoryptilus属については、Al. I. Cuza University (ルーマニア)のLucian Fusu博士らと共同で、日本産一新種の記載を含めた論文を執筆し、現在投稿中である。その他、愛媛県松山市で行われた国際学会にて、同亜科のAustraloodera亜科およびTineobius亜科を日本産種について分類学的に整理した結果を発表した。また、台湾で近年問題になっているライチカメムシ(Tessaratoma papillosa)の卵寄生蜂も調査しており、複数種のAnastatus属が寄生者として認められた。Calosotinae亜科、Neanastatinae亜科については、ヨーロッパの博物館の訪問中に多数の模式標本を検することができたため、手元にある日本産種のサンプルにの同定精度を上げることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はなるべく多くのナガコバチ科のサンプルを入手する目的で、野外調査や室内飼育をおこない、サンプルの収集に注力した。捕虫網やトラップを用いた野外調査をおこない、多くの重要なナガコバチ科の標本サンプルを入手することができた。また、昆虫の卵や木材穿孔性昆虫の潜む腐朽材のような寄主資源を採集し、研究室内で管理を行った。これらの材料からもナガコバチを含む多数の寄生蜂が羽化してきている。福岡県近隣より虫えいを採集し、虫えい形成者であるタマバチ科、タマバエ科に寄生するナガコバチ類を羽化させサンプルとした。また、鹿児島県の大隅半島および奄美大島では腐朽木材を回収した後、研究室で保管管理することでカミキリムシ科、タマムシ科等の木材穿孔性甲虫に寄生するナガコバチ科の、特にCalosotinae亜科のナガコバチ類を多く得ることができた。さらに、クサギカメムシの卵塊を九州大学箱崎キャンパスやその近隣地域に設置し、野外で寄生蜂に産卵させた後、回収、保管管理することで、Eupelminae亜科のナガコバチ類を得ることができた。これらの調査で得られたサンプルは、無水エタノールに保管した後、随時DNA解析をおこなっている。さらに、海外の博物館よりいくつかの模式標本を借り入れ、手元にあるサンプル標本との比較・同定を進めている。また、韓国や中国のコバチ上科の研究者と電子メールを介して積極的な交流を図っている。日本国外の東アジア産ナガコバチ科についての情報や標本の交換が進み、これらの地域のナガコバチ科相に関する重要な知見が集まってきている。平成28年度は,海外の研究機関の標本調査が先方と予定が合わず実現しなかったため,担名タイプや同定済みのリファレンスコレクションを参照することが出ていない.しかしながら,ハワイのビショップ博物館をはじめ,国外の研究機関から模式標本を借用するなど,日本に産するナガコバチ科の種多様性の解明に向けて一歩ずつ着実に準備を進めているといえる.また,野外調査は適切なタイミングで重要な地域で実施できているため,得難い木材穿孔性昆虫の寄生者をはじめ,生態情報を含んだサンプル収集が進んでいることも評価したい.サンプルの同定が予想より進展しなかったことが学会講演できていないなど研究業績の停滞につながっていることは否めないが,今後サンプルの整理・検討が進めば十分挽回できるレベルである.本年度は前年度までに採集および各研究機関より借用したサンプルの解析と、その結果の論文化に取り組んだ。9月には、ナガコバチ科の世界的権威であるFusu博士(Al. I. Cuza University、ルーマニア)の元を訪問して、膨大なヨーロッパ産ナガコバチ科の参照標本を日本産の標本と比較検討することができ、これまで文献情報だけでは正確に同定することができなかった多くの標本を同定することができた他、日本産の標本に多数の未記載種が含まれていることが明らかになった。その他、国内外の研究者との人脈を積極的に築き、共同で研究をおこなうことで、申請者一人ではなし得なかった、より包括的な研究プロジェクトを複数開始することができた。Calosotinae亜科のCalosota属については、ヨーロッパ産の標本との比較を行った結果、我が国には2既知種および25種の未記載種が分布することが判明した。Eusandalum属は小笠原諸島産の未同定種を、近縁種のタイプ標本と比較した結果、未記載種であることを確認した。Neanastatinae亜科については、Metapelma beijingensis Yangが、マスダクロホシタマムシを寄主としていることが明らかになった。同じくMetapelma属に属する小笠原諸島産の未同定種を、近縁種のタイプ標本と比較した結果、未記載種であることを確認した。Eupelminae亜科については、Coryptilus属を前述のLucian Fusu博士らと共同で研究をおこない、東洋区および日本を含めた東旧北区から複数の未記載種を見出した。Anastatus属については、日本産種でこれまで正体がつかめていなかった種の詳細かつ同定形質として有用な形態的特徴をつかむことができた。

さらに、本属には2既知種のほかに複数の未記載種が我が国に分布していることが明らかになった。論文出版に向けて多くの分類学的、生態学的情報を数多く収集することができた。また、海外の研究施設への調査やタイプ標本の借用を行うことで、日本産の標本の同定が飛躍的に進んだ。さらに、国内外の研究者と協力して、より包括的な研究プロジェクトを開始することができた。本年度は、特別研究員の採用最終年度であったため、自身の就職活動を研究活動と並行しておこなった。したがって、本年度の、特に夏季の研究進捗状況が芳しくはなかった。就職が内定した夏以降は研究を効率よく進めることができた。【野外調査】野外調査は国内にて調査をおこない、5月と9月に鹿児島県、10月に北海道にて調査をおこなった。【研究施設調査】3月にヨーロッパの博物館(ロンドン自然史博物館、プラハ自然史博物館)を訪問し、ナガコバチ科の模式標本を調査した。【研究の実績・進捗状況】Eupelminae亜科のCoryptilus属については、Al. I. Cuza University (ルーマニア)のLucian Fusu博士らと共同で、日本産一新種の記載を含めた論文を執筆し、現在投稿中である。その他、愛媛県松山市で行われた国際学会にて、同亜科のAustraloodera亜科およびTineobius亜科を日本産種について分類学的に整理した結果を発表した。また、台湾で近年問題になっているライチカメムシ(Tessaratoma papillosa)の卵寄生蜂も調査しており、複数種のAnastatus属が寄生者として認められた。Calosotinae亜科、Neanastatinae亜科については、ヨーロッパの博物館の訪問中に多数の模式標本を検することができたため、手元にある日本産種のサンプルにの同定精度を上げることができた。日程調整がうまくゆかず28年度には実施できなかったが、スケジュールがまとまり次第海外の研究施設で標本調査をおこなう。Canadian National Collection of Insects(カナダ)およびAlexandruIoan Cuza University(ルーマニア)において標本調査をおこなう。また現在執筆中の論文2本に関しても、年度半ばまでの出版を目指す。来年度は日本産Anastatus属、Australoodera属、Tineobius属、Zaischnopsis属およびMerostenus属の分類および生態の解明を進める。特にAnastatus属については、台湾に分布する種についても台湾の研究者らとの共同研究をおこなう。中国科学院において、所蔵されている中国産のナガコバチ科の標本調査や、国内外の研究施設からタイプ標本を借用をおこない、日本産標本の同定を進める。飼育実験にも引き続き取り組み、タマバエ、タマバチのゴール採集やカメムシやガの卵塊設置、野外からの枯死木材収集を通じて、これらを利用している昆虫類に寄生しているナガコバチ類の生体サンプルの収集に務める。
近代古都研究-歴史と都市をめぐる学際的研究

日本における近代「古都」を、歴史学・建築史・造園史などから学際的に研究した。奈良・京都・首里といった古都と、岡山・名古屋・大阪・仙台・江田島・呉・熊本など旧城下町や軍都とを研究対象とした。研究会の他に、各地でフィールドワークも実施しつつ、「歴史」や「伝統」と政治的社会的現実との、近代におけるズレや関係性を考察した。また学都や軍都などの都市類型も論じた。個別業績以外に、論文集『近代歴史都市論』を発刊予定である。「歴史と都市」を鍵概念として、「歴史」や「伝統」などの「古都」表象と、政治的社会的現実とのズレや関係性を考察した。[定例研究会]メンバーや関連する研究者が、「近代古都」にかかわる研究報告会を年に7回、京都大学人文科学研究所を会場にしておこなった。京都・奈良・首里だけでなく、6月21日本康宏史の金沢の加賀百万石イメージについて、12月20日佐藤雅也の仙台の「軍都・学都・杜の都」論の報告などがあり、科研のメンバーだけではなく、歴史学・造園学・美術史・建築史・文学研究など毎回約20名の研究者で議論した。[共同現地調査・研究会](1)岡山(平成20年7月2526日):城下町と水利の問題を、小野芳朗・万城あきの研究報告と案内で、岡山大学池田文庫のほか、近世の水田利用や近代の博覧会開催による改変に至る後楽園、水利施設、借景としての東山・門田屋敷地などを巡見した。研究分担者・連携研究者・研究協力者だけでなく、城下町論にかかわる研究者も議論に加わった(20名の参加)。(2)名古屋(平成20年10月25日):並木誠士の案内で徳川美術館の「東山御物」展、名古屋城特別展「失われた国宝、名古屋城本丸御殿」展、名古屋城乃木倉庫、中村遊廓などの巡見(10名参加)。(3)大阪城(平成21年1月24日):岩城卓二・北川央の案内で大阪城の豊臣大坂城、および師団跡を巡見した(20名参加)。[個別現地調査]研究分担者・連携研究者の各自が、古都論研究のため、全国各地を個別に調査した。高木博志-東京・奈良、伊従勉-首里・東京、田中智子-仙台・岡山・東京、小林丈広-山形・東京・仙台、谷川穣-東京、などである。[その他]資料収集のためデジタルカメラを購入した。古都にかかわる図書・資料も購入した。京都・奈良・首里だけでなく、6月20日に井原縁の近代・高松の公園と観光行政をめぐる報告や、12月19日には能川泰治の近代・大阪城天守閣復興論、三澤純の熊本市を事例とした「「軍都」と都市基盤整備」の報告などがあった。科研のメンバーだけではなく、歴史学・造園学・美術史・建築史・文学研究など毎回20名をこえる研究者で議論した。[共同現地調査・研究会](1)仙台(平成21年7月1819日):城下町と軍都仙台の問題を、仙台市歴史民俗資料館と共催で『仙台市史、近代1』の書評会をおこなったあと、佐藤雅也の案内で陸軍墓地・旧仙台城・仙台市博物館など城下町の近代と軍都仙台を考察する巡見をおこなった。研究分担者・連携研究者・研究協力者だけでなく、仙台市史編纂室メンバーや地域史研究者も議論に加わった(35名の参加)。(2)江田島・呉(平成22年3月78日):飯野利明の案内で旧海軍兵学校校内と教育参考館をめぐり、大和ミュージアムで飯塚一幸の軍港都市・舞鶴の研究報告ののち、入船山記念館へと巡見した(25名参加)。高木博志一東京・奈良、伊従勉一那覇、田中智子一前橋・東京、藤原学一東京、谷川穣一東京・横浜などである。[その他]古都にかかわる図書・資料も購入した。高木は民間青年文化論壇(中国珠海市)で陵墓の研究報告をした(8月7日)。研究報告書『近代歴史都市論』(平成23年度刊行予定)の発刊に向けて共同研究を行った。[定例研究会]科研メンバーだけでなく歴史学・造園学・建築史など関連の研究者とともに学際的に「近代古都」にかかわる研究報告会を年に7回、京都大学人文科学研究所を会場にしておこなった(毎回約20名参加)。

京都、奈良だけでなく、たとえば5月15日には小野芳朗の岡山の都市計画、6月19日には山田誠の地理学における地方中核都市論、10月16日には本康宏史の城下町金沢の近代記憶論、1月22日には岩城卓二の尼崎の家臣団解体論、丸山宏が三都論など、地方の旧城下町の変容や比較都市論など多岐にわたるテーマが論じられた。[共同現地調査・研究会]過年の岡山、名古屋、大阪、仙台、江田島に続いて、平成22年7月1718日に熊本城を中心として第6師団の軍事施設、第五高等学校などにかかわる史跡を巡見するとともに、熊本大学文学部・三澤純の協力のもとに『新熊本市史』近代1の執筆者を交えた合評会を行った(約30名の参加)。[個別現地調査]研究分担者・連携研究者の各自が、古都イメージと政治社会経済的現実の関係を調査するため、全国各地を個別に調査した(高木博志-奈良県立図書情報館・宮内庁書陵部、伊従勉-沖縄県立図書館・沖縄県公文書館、中嶋節子-熊本大学他、岩城卓二-鳥取県立博物館・石見銀山史料館、藤原学-東京・国立国会図書館他、中嶋節子-熊本市への巡見他、田中智子-長崎県立図書館・青山学院宗教センター他、谷川穣-東京大学明治新聞雑誌文庫・本願寺築地別院他、黒岩康博-国会図書館・横浜開港資料館)、など。その他、近代古都にかかわる図書・資料も計画的に購入した。
癌腫病菌カバノアナタケに対するシラカンバの感染特異的タンパク質の網羅的解析

本研究では、カンパ類の癌腫病菌であるカバノアナタケの異なる2菌株、IO-U1株又はIO-B2株の感染によって、シラカンバ幼植物体No.8内に生成する感染特異的タンパク質を検出し、データベースを基に検出されたタンパク質の推定及び同定を行った。カバノアナタケIO-U1株又はIO-B2株を接種したシラカンバ幼植物体(処理区)、対照区1(無菌・無傷)及び対照区2(傷害)の各植物体を、菌接種後07日間毎日採取した。これらを液体窒素で急速凍結後、粉砕し、タンパク質抽出緩衝液を用いて粗タンパク質溶液を調製した。得られた粗タンパク質溶液を濃縮、脱塩し、色素結合法によってタンパク質含量を測定した後、二次元電気泳動に供した。泳動後、ゲルを銀染色し、乾燥後スキャナーでコンピューターにその画像を取り込み、画像解析を行った。画像解析によって検出された感染特異的タンパク質の等電点と分子量を基に、データベースで相当するタンパク質を検索した。その結果、オキシダティブバーストに関与するタンパク質として炭酸脱水酵素、NADH酸化還元酵素、シトクロムCオキシダーゼ、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)、L-アスコルビン酸ペルオキシダーゼ及びグルタチオンペルオキシダーゼが相当するものとして見出された。また、それ以外のタンパク質としてPR10-1、カフェオイル-CoA O-メチルトランスフェラーゼ、ガルコン・フラボノンイソメラーゼ、熱ショック70kDaタンパク質、グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ、20Sプロテアソーム及びカルレティキュリンの生成が推定された。IO-U1株の場合、オキシダティブバーストに関与するタンパク質が多くの日数で認められた。また、IO-B2株の場合にも、オキシダティブバーストに関与するタンパク質が見出された。従って、カバノアナタケIO-U1株及びIO-B2株感染のどちらの場合においても、菌感染一週間以内では、シラカンバ幼植物体内の主な防御反応として、オキシダティブバーストが生じていることが推察される。一方、IO-U1株感染の場合、感染後2日目に多くの感染特異的タンパク質が検出されたため、この幼植物体から同様にしてタンパク質サンプルを調製した。これを二次元電気泳動に供し、ゲルを改変銀染色した。12個の感染特異的タンパク質スポットをゲルから切り取り、ゲル内消化後、マトリックス支援レーザー脱離イオン化・飛行時間型質量分析計を用いて分析した。得られたマススペクトルのペプチドマップを用いて、Mascotによりデータベース検索した。その結果、GST及び60kDaシャペロニンが、菌感染特異的タンパク質として同定された。このことから、IO-U1株に感染したシラカンバ幼植物体No.8において、防御機構としてオキシダティブバーストが生じ、防御遺伝子の発現が活性化していることが判明した。このことから、IO-U1株に感染したシラカンバ幼植物体

No.8において、防御機構としてオキシダティブバーストが生じ、防御遺伝子の発現が活性化していることが判明した。本研究では、カバノアナタケIO-U1株の感染によって、シラカンバ幼植物体内に生成する感染特異的タンパク質を検出し、データベースを基に検出されたタンパク質の推定を行った。また、以前に用いたIO-B2株の場合と、特異的タンパク質及びそれぞれの場合の防御反応について比較した。カバノアナタケIO-U1株を接種したシラカンバ幼植物体(処理区)、対照区1(無菌・無傷)及び対照区2(傷害)の各植物体を、菌接種後07日間毎日採取した。これらを液体窒素で急速凍結後、粉砕し、タンパク質抽出緩衝液を用いて粗タンパク質溶液を調製した。得られた粗タンパク質溶液をメンブランフィルター濾過及びゲル濾過を行い、色素結合法によってタンパク質含量を測定した後、二次元電気泳動に供した。一次元目の泳動はIPGゲルを,そして二次元目の泳動はExcelGelSDSゲルを用いてそれぞれ行った。泳動後ゲルを銀染色し、乾燥後スキャナーでコンピューターにその画像を取り込み、二次元電気泳動画像解析ソフトウエアImageMaster 2D Eliteを用いて画像解析を行った。IO-B2株感染の場合、感染特異的タンパク質が感染2日目及び5日目に特に多く生成していたことから、本研究でも菌感染後0日目、2日目及び5日目の各粗タンパク質溶液について解析した。その結果、IO-U1株感染特異的タンパク質の総数は、0日目が14個、2日目が37個、そして5日目が19個であった。これらのタンパク質の等電点と分子量を基に、Arabidopsis thaliana及びRice antherのデータベースで相当するタンパク質を検索した結果、0日目では2個、2日目では7個、そして5日目では2個の相当するタンパク質が見出された。これらのタンパク質には、NADH-ubiquinone oxidoreductase 22.5kDa subunit, cytochrome C oxidase subunitvb precursor,そしてL-ascorbate peroxidaseが含まれており、何れもオキシダティブバーストに関与するタンパク質である。また、IO-B2株感染の場合にも、これらのオキシダティブバーストに関与するタンパク質が、データベース検索で見つかっている。従って、カバノアナタケIO-∪1株及びIO-B2株の感染のどちらの場合においても、シラカンバ幼植物体内で防御反応としてオキシダティブバーストが生じていることが考えられる。尚、本研究の成果は、日本農芸化学会2004年度大会で発表する予定である。本研究では、カバノアナタケIO-U1株の感染によって、シラカンバ幼植物体内に生成する感染特異的タンパクを検出し、データベースを基に検出されたタンパク質の推定を行った。特に、昨年度行った菌接種後0,2,5日目以外のサンプルの解析を行った。また、新しい二次元電気泳動用画像解析ソフトウェアを用いて、昨年度のIO-U1株及びIO-B2株のデータを再解析した。カバノアナタケIO-U1株を接種したシラカンバ
Warburg効果をターゲットとした新規胃癌薬物療法の基礎的研究

固形癌には低酸素領域が存在する。低酸素環境下癌細胞は浸潤・転移能亢進や抗がん剤耐性を示す。代表研究者はsiRNAによるHIF-1α発現ノックダウン(KD)が、低酸素下胃癌細胞株58As9のWarburg効果を抑制することで過剰活性酸素産生を介し、apoptosisを誘導することを証明した。また、グルコース(G)+インスリン(I)付加がHIF-1αKDによるapoptosis効果を増強させることをin vitroおよびin vivoにて立証し報告した(PLoS ONE 2015)。現在、HIF-1α阻害剤YC-1+GIが同様の効果を示すことを証明し、臨床応用に向けin vivo解析を行っている。(平成25年度の研究計画に対する実績)HIF-1aノックダウン胃癌細胞株58As9KDを用いて、グルコース+インスリン(GI)添加が低酸素環境下における58As9KDのアポトーシス誘導を増強するかについて、in vitroおよびin vivo(ヌードマウスXenograft)にて解析・検討した。(結果)in vitro研究:胃癌細胞株58As9KD,コントロール株58As9SCを常酸素(20%O2)および低酸素(1%O2)下で培養後、グルコース(G)単独、インスリン(I)単独さらにG+Iを添加し、経時的(12Hr, 24Hr, 48Hr)にFACSにて細胞内ROS測定した。その結果、58As9KDのみに経時的ROS上昇がみられ、死細胞数増加さらにはウエスタンブロットにてカスパーゼ3・チトクロームC上昇を認め、特に、GI添加による低酸素環境下での58As9KDにおける強力なアポトーシス誘導が示された。また、このROS産生→アポトーシス誘導は抗酸化剤NAC添加により阻止された。さらにGIではin vitro glucose取り込みが最大値を示し、インスリン投与においてグルコーストランスポーターファミリーであるGLUT2の細胞膜上での発現誘導が見られた。また、ミトコンドリアuncouplerであるCCCPを添加するとGIによるROS上昇は抑制された。これらの結果は、HIF-1発現欠失+GIが低酸素環境下の胃癌細胞に致死的ROS産生を促しアポトーシスを誘導することが示唆された。in vivo研究:58As9KD, 58As9SCをヌードマウス皮下に摂取し、7日目に皮下腫瘍を形成させ、その後腹腔内にグルコース(G)単独、インスリン(I)単独さらにG+Iを腹腔内注入(1回/日X14日)した。経時的に腫瘍径を計測し、14日目には腫瘍を切除し腫瘍内アポトーシスをカスパーゼ免疫染色にて評価した。その結果58As9KD+GIでは、他に比較し著明な抗腫瘍効果およびアポトーシス誘導が見られた。平成26年度は、HIF-1a欠失胃癌細胞株KD細胞を用いて、HIF1a欠失+グルコースplusインスリン(GI)が細胞内活性酸素(ROS)の過剰産生を惹起しアポトーシスを誘発することをin vitroにて証明した。さらにKD株のヌードマウス皮下移植腫瘍(生理的腫瘍内低酸素状況)においてもGI投与が著明な腫瘍縮小効果をもたらすことを証明し、複数学会にて発表した(第73回日本癌学会2014、第2回がんと代謝研究会2014)。以上の結果は現在、欧米の一流誌に投稿中である。また、上記成果をさらに発展すべく、HIF-1aKD株に匹敵するHIF-1a阻害剤YC-1を17種類のHIF-1a阻害剤より選出することに成功した。KD株の親株である58As9細胞株を用いて、in vitro低酸素環境下において、GI添加によるYC-1の58As9に対するアポトーシス誘導効果も確認した。今後は、ヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いてYC-1+GI療法の有効性を解析・検討する予定である。平成27年度は、低酸素環境におけるHIF-1αノックダウン+グルコース(G)+インスリン(I)の胃癌細胞に対するアポトーシス誘導効果(in vitro)およびヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いた抗腫瘍効果(in vivo)を論文(PLoS ONE)投稿し、9月に受理・掲載された。次に、臨床応用に向けてHIF-1α阻害剤YC-1+グルコース(G)+インスリン(I)療法に関する基礎実験を継続した。まず、胃癌細胞株58As9に対し、低酸素環境では殺細胞効果を発揮するが常酸素環境では細胞死を誘導しないYC-1濃度を解析したところ、至適濃度1μg/mlを決定した。次に低酸素環境下においてYC-1至適濃度でのHIF-1α発現抑制効果をウエスタンブロットにて、活性酸素(ROS)産生をFACS解析にて、アポトーシス誘導効果をトリパンブルー法およびカスパーゼ3、PURP抗体を用いたウエスタンブロットにて証明した。また、YC-1+GI処理により低酸素環境下の胃癌細胞株58As9におけるワールブルグ効果阻害効果を薬剤無添加のコントロールと比較し、ワールブルグ効果関連遺伝子GLUT1, ALDC, LDHA, PDK1, MCT4のmRNA発現抑制を定量的RT-PCRにて立証し、さらに細胞外乳酸濃度低下、細胞内アセチルCoA濃度上昇を測定・確認することにより立証した。現在、ヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いてYC-1+GIが皮下腫瘍内の低酸素領域のみにアポトーシス効果を発揮するかにつき、解析を始めている。本研究計画は期待以上の成果を収めることができたと考えている。