hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多様性を含む大規模データからの情報抽出のための統計モデルの開発

また、MDL基準をノンパラメトリック検定に応用した結果について、雑誌論文3として発表した。3年間の研究の最終年においては、理論的な検討として、以下のようなモデルを開発、提案し、解析手法のプロトタイププログラムを統計解析言語S上で作成・評価した。(1)線形項採用の樹形回帰モデル基本アルゴリズム(関&筒井98)について,線形モデルに変換できる再帰分割線形モデルを提案し,現在,投稿中である.(2)サンプルセットの層別の方法論の検討を行った.具体的には,大規模データに対してサンプルの層別に使用する変量群と,目的変量を回帰するための変量群が考えられる場合について,目的変数と説明変数の関係が類似した層を識別した上で,それぞれの層の上での回帰モデルを与える方法を提案した.SOM(Self-Organizing Maps)を用いサンプルを分割した後,それぞれの層で線形回帰モデルを与え,SOMにより与えられた空間内で隣接したモデル群が統合できるか,MDL基準に基づき判断し統合するという方法である.提案方法論の検証と分析事例の作成として、行政関連データとして大津市の介護保険関連データ,また,企業におけるマーケティング関連データとしてPOSで収集されたデータの分析を行い,実務家と方法論の有効性の検証を行なった.マーケティング関連データの分析としては,平成14年度データ解析コンペティションで優勝した結果を整理し、雑誌論文1として発表するとともに、日本オペレーションズ・リサーチ学会マーケティング・データ解析研究部会他が主催した平成15年度データ解析コンペティションに参加し、ある系列百貨店三店舗のID付きPOSデータを対象とした解析を行った。この研究成果では優良賞を受賞した。
電解液流動を用いた分極制御による銅電解精製の高電流密度化のための基礎研究

銅電解精製では生産性の向上のために高電流密度化が求められており、電極表面での物質移動の制御が重要であると考えられる。電解には多くの因子が相互に影響しており、物質移動が明確な条件で系統的なデーターを取得することが有効と考えられる。小型で制御が容易なRDE(回転ディスク電極)装置を用いて、流動が電解挙動に及ぼす影響を調査した。電流密度を上げると分極が大きくなり、析出が粗くなったが、回転数を上げることで分極を低下させ、析出を平滑にできることを示した。高電流密度では流動下においても不純物によって電位は影響を受けた。ニカワを入れることで流動下であっても分極は増加し、電極表面が平滑となった。銅電解精製では生産性の向上のために高電流密度化が求められているが、実操業には適用されていない。その主因は、効果的な撹拌の方法と撹拌を利用した場合の最適な条件が明確でないことにあると考えられる。電解には多くの因子が相互に影響しており、またスケールアップに対応できることを考慮すると、物質移動が明確な条件で系統的なデーターを取得することが有効と考えられる。今年度は、RDE(回転ディスク電極)装置を用いて、強制対流下での初期電極粗さ、不純物、添加剤が、分極特性および析出形態に与える影響を調査した。初期電極粗さは2000A/m2, 0rpmで10sまたは60sの事前電解により調整した。不純物としては、As濃度3g/L、Bi濃度0.2g/L、Sb濃度0.5g/L、添加剤としてはニカワ濃度0.06g/Lとした。400,1200,2000A/m2の電流密度で、電気量が2.0 MC/m2となるよう電解時間を定め(400A/m2では5000s)、回転数を0,100,500rpmとした。初期電極粗さが大きいと、今回の条件では初期の影響が残るものの、回転させることで平滑になっていく傾向を確認した。不純物を添加すると、0rpmのときには、400A/m2では粗さへの影響は小さいが、1200A/m2では穴が観察されるようになり、2000A/m2では不純物無しと同様に析出物が剥離した。100rpmとするといずれの不純物と電流密度でも平滑性が向上し、2000A/m2については500rpmとするとさらに平滑になることが分かった。カソード電位の経時変化に及ぼす不純物の影響としては、Asが顕著であり、回転数に依らず電位を低下(分極を増大)させることが分かった。ニカワ添加は、いずれの電流密度と回転数でも電位を低下させ、物質移動の促進と重畳的に平滑化させることが明らかになった。今年度は、RDE(回転ディスク電極)装置を用いて、不純物の有無の条件において、強制対流が分極特性および析出形態に与える影響を調査した。特に、これまで平滑化に及ぼす影響が顕著であった100 rpm以下(0, 30, 50, 70, 100rpm)における電析挙動を詳細に調査した。電解時間は電気量が2.0 MC/m2となるように定めた。不純物としては、As濃度3g/L、Bi濃度0.2g/L、Sb濃度0.5g/Lとした。400A/m2の場合には、いずれの回転数および不純物に依らず、平滑な析出物が得られた。1200 A/m2の場合、不純物を添加しないときには、0, 30, 50, 70rpmと回転数を上げるほど平滑性が向上し、70 rpmと100rpmでは同程度に平滑であった。不純物を添加すると、0rpmのときには、穴や突起が観察されるようになり、30rpmでは不純物無しと比較して平滑性が著しく低下した。50rpm以上では不純物無しと同程度の平滑性が得られた。すなわち、不純物によって平滑性が低下するが、物質移動を促進させることで不純物の影響を抑制できることが明らかになった。また、不純物無しで平滑性が得られる物質移動条件とほぼ一致しており、電極表面での銅イオン濃度の低下による電位の低下に対応していることが明確となった。

ニカワを入れることで流動下であっても分極は増加し、電極表面が平滑となった。銅電解精製では生産性の向上のために高電流密度化が求められているが、実操業には適用されていない。その主因は、効果的な撹拌の方法と撹拌を利用した場合の最適な条件が明確でないことにあると考えられる。電解には多くの因子が相互に影響しており、またスケールアップに対応できることを考慮すると、物質移動が明確な条件で系統的なデーターを取得することが有効と考えられ、小型で制御が容易なRDE(回転ディスク電極)装置を用いて、流動が電解挙動に及ぼす影響を調査した。電解液は硫酸銅と硫酸のみで、5mmφのCuを回転ディスク電極として用いた。電解液温度60°Cで電気化学測定システムを用いて400,1200,2000A/m2の電流密度で、回転数を10010000rpmと変化させて電解を行い電位を測定した。400,1200,2000A/m2の電流密度で、電気量が一定となるよう電解時間を定め、回転数を0,100,500,1000rpmと変化させ、カソード電極電位の測定を行い、電解後のカソード表面状態を観察した。100,500rpmと回転数を上げていくと表面が平滑になっていき、500と1000rpmでは明確な差は見られなかった。電位は0rpmでは初期に濃度分極によって大きく低下し、その後に上昇してくることが分かった。回転数を上げると初期の電位の低下が抑制されていった。電流密度を上げると表面が粗くなること、回転数を上げると平滑になること、電流密度が高いほど平滑化に必要な回転数が増加することが確認された。また、定電流で回転数をステップ的に変化させる実験と回転数毎のサイクリックボルタンメトリも実施し、物質移動が分極特性と粗さに及ぼす影響を定量的に把握した。これらの結果が流通型の小型実験の結果と対応することを確認した。各種因子の影響を評価していく上で有効な手法を確立したと考えられる。銅電解精製において物質移動現象および電解挙動に及ぼす流動の影響を定量的に明らかにし、特に分極特性を介して相互に関連する各種因子を実験と理論の両面から解明し体系化することで、高電流密度を可能とする操業条件を開発することを本研究の目的とした。小型で制御が容易なRDE(回転ディスク電極)装置を用いて、初期電極粗さ、不純物、添加剤、電解液流速、電流密度が、分極特性や表面粗さに及ぼす影響を調査し、系統的な実験結果を取得してきている。しかしながら、交流インピーダンス解析や表面粗さの測定については必ずしも十分に整理できていない。また、流動下における電解液中の不純物濃度がカソード不純物濃度に及ぼす影響の調査についても不十分であると考えている。実験と並行して、電解槽内の電解液の流れおよび電解挙動に及ぼす流動効果の解析として、電解槽内の物質移動と電気二重層での電荷移動を考慮に入れて、濃度分極と活性化分極の特性を表現できる数学的モデルを作成し、さらにスケールアップに対応できるように乱流についても考慮できるように発展させているが、界面粗さの影響および進展の表現については組み込めていないのが現状である。スケールアップの影響を評価するための中型実験装置の作成については、チャンネル型の暫定的な装置を作成しているが、温度制御の精度を上げるための工夫が必要と認識している。以上の状況より、研究の進行が遅れ気味であるものの着実に成果を上げつつあると判断している。小型で制御が容易なRDE(回転ディスク電極)装置を用いて、不純物、添加剤を含まない電解液を用いた基本条件での高電流密度電解を行い、分極測定と表面観察を実施した。
薬物消化管吸収向上を目指したドラッグデザイン:小腸上皮細胞における分子移送・分子変換協関回避に基づくアプローチ

消化管吸収は、経口投与される薬物のバイオアベイラビリティーを決定する重要な因子の一つとなる。CYP3AとMDR1の基質特異性は極めて類似していることから、これら2種類の蛋白の協奏的な働きにより、多くの化合物の消化管吸収が制限されている。ここで、それぞれの蛋白の寄与を明らかとするため、特異的な阻害剤の検索を行った。その結果、CYP酵素に対しては、L754,394が、MDR1に対してはPSC833が最も選択性高く阻害することが明らかとされた。これらをヒトを用いたin vivo実験に用いることにより、両蛋白の寄与が決定されるものと考えられる。一方、種々有機アニオン系化合物も、小腸における排出輸送担体の基質となるものと考えられる。本研究では、特に有機アニオン排出輸送担体となる、multidrug resistance associated protein(MRP)ファミリー蛋白に焦点を当てた検討を進めた。MRP2は小腸上皮細胞刷子縁膜上に発現され、MRP2欠損ラットではその発現が欠損している。正常およびMRP2欠損ラットを用いて検討を加えたところ、MRP2が、有機アニオン系化合物の消化管吸収を抑制することが示唆された。また、小腸血管側膜上に発現されるMRP3は、化合物の吸収に関与するものと考えられる。基質特異性について検討を進めた結果、MRP3はグルクロン酸抱合体、種々非抱合型有機アニオン性化合物、さらにタウロコール酸などの一価の胆汁酸をも基質とすることが明らかとなった。さらに、小腸より血管側膜ベシクルを調製することにより、グルクロン酸抱合体を基質とするMRPファミリー蛋白が発現されることが明らかとされた。これらの排出輸送担体機能を調節することにより、薬物消化管吸収性を向上させることが可能となるものと考えられた。小腸は経口投与された薬物が体内に侵入する第一ステップとなる組織であるが、ここでは、代謝および排泄が機能共役して薬物侵入を妨げている。その一つは、互いに基質得意性が類似しているCYP3A代謝酵素とMDR1 P-糖蛋白が上げられる。そのほか、薬物がグルクロン酸抱合を受け、MRPにより排出される可能性も考えられる。本年度は、これらの機構について定量的検討を加えた。CYP3A4およびMDR1 P-糖蛋白に対する一連の阻害剤の効果について検討を加えたところ、PSC833はP-糖蛋白を比較的選択的に、また代謝酵素に対していわゆるmechanism based inhibitionをおこす化合物はCYP3A4を比較的選択的に阻害することが示された。これらの阻害剤を用いることにより、消化管吸収阻止機構としての代謝酵素、排出輸送担体のそれぞれの寄与を求めうることが示された。また、小腸にはMRPファミリーが発現され、消化管吸収低下の原因につながることが予想された。そこで、in vivoの検討を加えたところ、2,4-dinitrophenyl-S-glutathioneの消化管管腔への排出にはMRP2が関与することが示された。また消化管吸収の良好なin vitroモデルとなるCaco-2細胞よりapical側膜ベシクルを調製して検討を加えたところ、有機アニオン系化合物のATP-依存的輸送が観察された。これらの結果は、小腸上皮細胞の管腔側膜上にはMRP2が発現され、有機アニオン系化合物の消化管吸収を阻害すること、またその排出機構を阻害することにより、これらの化合物の消化管吸収性を向上させうることを示している。小腸上皮細胞膜上には、種々の排出輸送

担体が存在し、代謝酵素と共に、消化管吸収に影響を与えるものと考えられる。本研究では、特に有機アニオン排出輸送担体となる、multidrug resistance associated protein(MRP)ファミリー蛋白に焦点を当てた検討を進めた。MRP2は小腸上皮細胞刷子縁膜上に発現され、MRP2欠損ラット(Eisai hyperbilirubinemic rat;EHBR)ではその発現が欠損している。正常およびEHBRに1-chloro-2,4-dinitrobenzeneを静脈内投与し、細胞内で生成される2,4-dinitrophenyl-S-glutathione(DNP-SG;MRP2基質)の消化管内への排出について検討を加えた。その結果、DNP-SGおよびその代謝物の消化管排泄はEHBRで有意に低下しており、さらにUssing Chamberを用いたin vitro実験によっても、この結果は指示された。これらの結果は、刷子縁膜上に発現されるMRP2が、有機アニオン系化合物の消化管吸収を抑制することを示唆している。さらに、消化管吸収のin vitroモデルとして、Caco-2を用いた検討を進めた。細胞内で生成されたグルタチオン抱合体はapical側へと優位に排泄されるのに対し、グルクロン酸抱合体はapicalおよびbasal側へと等方的に排出された。これらの結果は、Caco-2細胞および小腸上皮細胞において、グルタチオン抱合体およびグルクロン酸抱合体を基質とするMRP2がapical側に発現され、グルクロン酸抱合体を良好な基質とするMRP3がbasal側に発現されることを考慮することにより説明される。さらに、小腸より血管側膜ベシクルを調製することにより、17βestradiol-17β-D-glucuronideなどのグルクロン酸抱合体を基質とするMRPファミリー蛋白が発現されることが明らかとされ、これら排出輸送担体の機能を調節することにより化合物の消化管吸収性を向上させることが可能となることが示唆された。
電流注入法による超伝導ヒッグスモードの観測方法の確立とその応用

超伝導秩序変数のヒッグスモードは、超伝導の秩序変数を調べる新しいプローブとして注目されている。ヒッグスモードは電気分極や磁気分極を伴わないので、高強度テラヘルツ光源を用いた非線形測定によって観測されてきたが、最近、超伝導電流を注入すると、比較的弱いテラヘルツ光源を用いた光学伝導度測定でもヒッグスモードが観測できることが理論的に示された。そこで、これまでに非線形励起を用いた過渡応答や第三高調波の実験や、対応する理論計算が行われてきた、いわば標準的な試料と言える第2種のs波超伝導体である窒化ニオブ(NbN)の薄膜について、直流電流を注入しながら透過配置の光学伝導度測定を行ったところ、超伝導ギャップ端のエネルギーにおいて、超伝導秩序変数のヒッグスモードに起因するピークを観測した。観測されたピークの偏光依存性や電流依存性は理論予測に合致しており、ピークの強度について、超伝導体の各種パラメータを用いた現実的な計算を行ったところ、実験結果とオーダーで一致する結果が得られた。測定温度を、超伝導転移温度に向けて上昇させていくと、超伝導ギャップの縮小に伴い、ピークの中心エネルギーも縮小した。やや厚くて超伝導ギャップの大きな試料では、ピークの中心エネルギーも大きい方にシフトした。このようなギャップとピーク中心の対応関係は、過去の実験・理論計算から知られている、超伝導秩序変数のヒッグスモードの特徴である。以上のように、電流注入下の光学伝導度測定によって超伝導秩序変数のヒッグスモードを観測するという手法の有効性を実証した。当初計画のとおり、電流注入法によるヒッグスモード観測の有効性を、標準的な試料であるNbN薄膜について実証した。この研究成果をまとめた論文は、現在査読中である。また、この過程で、明らかになった、電流注入によるジュール発熱や、低い測定周波数でS/N比が低下するという実験的な問題が明らかになった。これらは、次年度に計画している他の超伝導体への応用において、転移温度の極近傍や、電流による発熱が生じる磁束フロー状態での高精度測定時に問題となりえたが、温度制御系やテラヘルツ光学系の改善によって、それぞれ解決することができた。超伝導秩序変数のヒッグスモードは、超流動密度の振動と読み替えることができる。すなわち、電流注入下のNbN薄膜においては、入射テラヘルツ波と同じ周波数で超流動密度が振動していることとなる。ロンドン方程式によると、超流動密度の振動と入射テラヘルツ波によるベクトルポテンシャルの振動の積で超伝導電流が誘起される。この電流は、入射テラヘルツ波の倍の周波数ので振動し、第2高調波を放射することが期待されるので、その測定を行う。なお、これは入射電場に対して高次の効果なので、前年度の光学伝導度測定において用いた弱いテラヘルツ波ではなく、狭帯域化した強いテラヘルツ波を用いる。また、s波超伝導体のヒッグスモードの観測に有効であることが実証された電流注入下での光学伝導度測定を、d波の対称性を有する銅酸化物超伝導体についても試みる予定である。

ロンドン方程式によると、超流動密度の振動と入射テラヘルツ波によるベクトルポテンシャルの振動の積で超伝導電流が誘起される。この電流は、入射テラヘルツ波の倍の周波数ので振動し、第2高調波を放射することが期待されるので、その測定を行う。なお、これは入射電場に対して高次の効果なので、前年度の光学伝導度測定において用いた弱いテラヘルツ波ではなく、狭帯域化した強いテラヘルツ波を用いる。また、s波超伝導体のヒッグスモードの観測に有効であることが実証された電流注入下での光学伝導度測定を、d波の対称性を有する銅酸化物超伝導体についても試みる予定である。次年度に行う偏光測定の自動化を見こしてワイヤーグリッド偏光子を4枚と波長板を購入する予定だったが、初年度に行った手動測定では既存の偏光子・波長板が使用できたので、実際に自動化を行う際に購入することにしたため、次年度使用額が生じた。次年度に、計画どおり使用する予定である。
バイオサーファクタントを用いた新規非ウイルスベクターの開発

遺伝子治療には遺伝子の運び屋(ベクター)が不可欠である。研究代表者はこれまで、従来の非ウイルスベクターのひとつである正電荷リポソームにバイオサーファクタントを含有することにより培養細胞だけでなく、動物においても、従来の非ウイルスベクターと比較して遺伝子導入効率が著しく遺伝子導入効率が上昇することを明らかにした。また、研究代表者は、本ベクターが従来の正電荷リポソームとは異なり、主にリポソームと細胞膜との融合により迅速かつ大量に細胞内に遺伝子が導入され、高い遺伝子導入効率を達成することを明らかにした。次世代医療といわれる遺伝子治療の成否の鍵を握る最も大きな要因の一つは、遺伝子を目的の臓器、組織、及び細胞に効率よく運搬する運び屋(ベクター)である。研究代表者はこれまで、従来の非ウイルスベクター、特に正電荷リポソームにバイオサーファクタントを含有することにより遺伝子導入効率が著しく上昇することを明らかにしてきた。そこで本研究では、正電荷リポソームの開発基盤となる研究として導入効率の高い独創的なバイオサーファクタントを含有した正電荷リポソームの詳細な細胞内遺伝子導入の分子機構の解明することを試みた。共焦点レーザ顕微鏡、及びフローサイトメータを用いて観察、解析した結果、バイオサーファクタントを含有した正電荷リポソームは、従来の正電荷リポソームとは異なり、1、クラスリンを介したエンドサイトーシス2、細胞膜との融合の二つの経路により導入遺伝子が細胞内に取り込まれることを明らかにした。特に2、の細胞内遺伝子導入により、迅速かつ大量に細胞内に遺伝子が導入されることが分かった。これらの結果は、遺伝子治療分野において、安全で効率の高い非ウイルスベクターの開発に対する基盤研究として意義の大きい研究である。遺伝子治療において重要な研究課題は安全で遺伝子導入効率の高いベクターの開発である。今日の遺伝子治療においては大半の事例でウイルスベクターが用いられているが、その安全性に対する問題はかねてから指摘されてきた。そして近年、ウイルスベクターによる死亡例が報告されて以来、非ウイルスベクター開発の重要性が特に強く指摘されるようになった。しかし、これまで数多くの非ウイルスベクターが開発されているものの、十分な遺伝子導入効率は達成されていないのが現状である。そこで、申請者はこれまで全く試みのなかったバイオサーファクタントに着目し、正電荷コレステロール誘導体を素材とした正電荷リボソームにバイオサーファクタントを含有した正電荷リボソームを用いると遺伝子導入効率が飛躍的に向上することを見出した。このバイオサーファクタントを含有した正電荷リボソームは従来の正電荷リボソームとは異なり、ウイルスベクターと類似した細胞内への遺伝子導入機構、すなわち細胞膜との融合により迅速かつ大量に導入遺伝子が細胞内及び核内に導入されるという特色を有した新規非ウイルスペクターである。本申請研究は、これらの独創的な成果から開発されたバイオサーファクタントを含有した正電荷リボソームを用い、in vivoへの展開を試みた。その結果、マウスの腹腔内に腫瘍を形成させ、その後、バイオサーファクタントを含有した正電荷リボソーム-遺伝子複合体を腹腔内に投与したところ、従来の非ウイルスベクターと比較して、腹腔内腫瘍への遺伝子導入効率が著しく上昇することを明らかにした。また、市販のコレステロール誘導体であるDC-Cholからなる正電荷リポソームと比較しても100倍以上高い遺伝子導入効率を有していることが明らかとなった。本申請研究の遂行は、遺伝子治療分野において安全で遺伝子導入効率の高い非ウイルスベクターの開発に対して意義の大きい研究であると言える。
フェロセンを電気化学活性基とする高速液体クロマトグラフィー用誘導体化剤の開発

近年、KiSSingerらにより開発された電気化学検出高速液体クロマトグラフィーは、カテコール,フェノールに対して高感度,高選択性を示すことから生体内カテコールアミン等の分析に汎用されている。しかし、その高選択性の故に適用範囲が制約され、高感度性が十分には生かされていない。そこでこれらの点の改善を目的として、易酸化性で酸化環元の可逆性に富むフェロセンを電気化学活性基とするプレラベル化剤を開発し、生体成分の分析に適用した。まず水酸基に対する誘導体化剤としてacyl azideを反応活性基とするferro-cenayl azideを合成した。Ferrocenoyl azideは主なステロイド水酸基と緩和な条件下反応し、定量的にウレタン誘導体を与えた。本誘導体は、他の電気化学活性物質が応答しない加電圧+500mV付近で容易に酸化され、高感度かつ選択的検出が可能であった。本法をdigoxigeninのin vitroにおける代謝経路の解明に応用し、3位水酸基が異性化することを明らかにした。ついでグルクロニドの誘導体化剤として2-ferrocenyl ethylamineを開発した。本試薬は水溶性カルボジイミドの存在下1-2hrで、ほぼ定量的にカルボキシル基と反応するうえ、生じたアミドは電気化学検出器に対して高感度かつ高選択的な応答を示した。本法を妊婦尿中estrogen glucuronideの分析に応用したところ、estriol 16-glucuronide,estrone glucuronideの定量が可能であり、radioimmunoassayの成績とも良い相関を示すことが判明した。また妊婦尿中の微量catecholestrogenglucuronideを同様に誘導体化し、そのクロマトグラフ的挙動,電気化学的性質からグルクロン酸の抱合位置を証明した。
新しいドメイン反転作製法を用いた高効率高分子波長変換素子の開発

現在、レーザの短波長化に関する研究が盛んに行われている。その中のひとつに、非線型光学効果を用いた第二高調波発生(SHG)に関する研究がある。SHGを効率よく発生させるためには、位相整合を行わなければならない。光導波路を用いる場合、基本波と第二高調波の実効屈折率を等しくすることで位相整合は達成される。導波路の実効屈折率は、膜厚に強く依存し、従来のモード分散を利用した導波路素子は膜厚の半値許容幅(FWHM)が数nmのオーダーであるため位相整合が困難であった。本研究ではこの問題点を解決するために膜厚方向に周期構造を有する5層構造を提案し、その検証を行った。本実験で用いた試料はN-docosyl-N'-(4-nitrophenyl)urea(DONPUであり、Langmuir-Blodgett法で膜を累積し、その評価を行った。まず、DONPUを石英基板上に累積し、メーカーフリンジ法により非線型光学特性を評価した。DONPUは容易に導波路膜厚まで累積でき、累積膜は経時安定性に優れている。5層構造道波路の特徴は、2,4層目にダイポールの向きの反転した非線型層、3層目に線型層を用いていることである。この構造では、4層目のFWHMが約65nmと従来の3層構造と比較して、20倍以上大きくなった。また温度変化に対する許容度は4層型素子の3倍以上、光散乱損失は1/10以下になることが明らかになった。これらの実験結果より5層構造波長変換素子はSHG素子の実用化に大変有用であることが明らかになった。非線形光学素子はレーザー光の波長を1/2(SHG)または1/3(THG)に変換する光高調波発生などの機能を有している。この中でもSHGはコンパクトな可視光レーザーを実現させる手段として現在大変注目されている。有機材料の中には現在デバイスとして使用されているニオブ酸リチウムより一桁以上も大きな性能指数を有するものがあることから、導波路デバイス化が盛んに進められているが、いまだに実用化されたものはない。これは効率の良い波長変換を達成するのに必要な位相整合がうまく取れないことに起因する。導波路の位相整合はモード分散を利用して達成することができるが、実効屈折率の膜厚依存性が大きいために、導波路の膜厚を位相整合膜厚から2nm以内に制御しなければならない。我々はこの位相整合条件を緩和するために5層型のSHG導波路素子を作製した。この素子は非線形光学活性層の間に線形光学層を挟んだ構造を取っており、それぞれの非線形層の感受率の符号を反転させることにより重なり積分を大きくすることができた。実用上一番問題となる位相整合の厚み許容度(FWHM)は基本波と高調波のモード分散曲線の交差をゆるやかにすることにより改善できる。非線形層間に適当な屈折率の線形層を導入することにより各モード分散曲線スロープをほぼ等しくすることができた。ドコシロニトロベンゼン尿素(DONPU)を非線形層に、ポリイソプロピルフマレート(PDiPF)を非線形層として用いることによりFWHMは65nmに広がった。次年度以降は半導体レーザーの波長変換を可能にするため、より非線形光学定数の大きい材料を合成し、チャネル型導波路の作製を目指す。その中のひとつに、非線形光学効果を用いた第二高調波発生(SHG)に関する研究がある。

導波路の実効屈折率は、膜厚に強く依存し、従来のモード分散を利用した道波路素子は膜厚の半値許容幅(FWHM)が数nmのオーダーであるため位相整合が困難であった。本研究ではこの問題点を解決するために膜厚方向に周期構造を有する5層構造を提案し、その検証を行った。本実験で用いた試料はN-docosyl-N'-(4-nitrophenyl)urea(DONPUであり、Langmuir-Blodgett法で膜を累積し、その評価を行った。まず、DONPUを石英基板上に累積し、メーカーフリンジ法により非線形光学特性を評価した。DONPUは容易に導波路膜厚まで累積でき、累積膜は経時安定性に優れている。5層構造導波路の特徴は、2,4層目にダイポールの向きの反転した非線形層、3層目に線形層を用いていることである。この構造では、4層目のFWHMが約65nmと従来の3層構造と比較して、20倍以上大きくなった。また温度変化に対する許容度は4層型素子の3倍以上、光散乱損失は1/(10)以下になることが明らかになった。これらの実験結果より5層構造波長変換素子はSHG素子の実用化に大変有用であることが明らかになった。
熱帯・中緯度海上の降水特性を決める大規模環境場要因に関する観測的研究

降水特性の将来変化を予測する方法の一つとして、降水特性を大規模環境場と関係付け、大規模環境場の変化から降水特性変化を推定することが有効である。そのために本研究では、観測データを用いて、熱帯・中緯度海上の多様な降水特性を決める大規模環境場要因を明らかにする。降水特性を大規模環境場とを関係付けると共に、それに基づき大規模環境場から降水特性分布を再構築する。再構築データと観測との比較を通して、降水特性と大規模環境場との関係のロバスト性を評価し、降水特性を変える本質的要因を探る。本研究課題の目的は、熱帯・中緯度海上の降水特性を大規模環境場と結び付け、大規模環境場から降水特性を推定するための科学的知見を得ることである。2018年度は、1初夏における日本付近の大規模環境場の調査、22018年7月豪雨の解析、3全球海上の降水特性と大規模環境場との関係の解析を行った。研究成果は適宜、学会等で発表された。1では、海面水温及び対流圏中層の大規模鉛直風を大規模環境場の指標とし、それらと大気の成層不安定度や湿度との関係を調査した。また、第5次結合モデル相互比較プロジェクト(CMIP5)のマルチ気候モデルデータを用いて将来変化を調べ、現在における降水特性と大規模環境場との関係が将来もある程度維持されるという示唆を得た。2では、2018年7月5-8日にかけて西日本の広域に豪雨をもたらした降水システムの特性及び大規模環境場を調べた。特に、朝鮮半島付近に停滞した対流圏上層トラフに着目し、トラフが2018年7月豪雨に果たした役割を明らかにした。さらに、西日本において豪雨をもたらした状況と他の領域の状況とを比較し、組織化した降水に好都合な大規模環境場を議論した。3では、これまでに得られた知見をもとに、全球降水観測(GPM)主衛星搭載降水レーダ観測データを解析し、全球海上の降水をその特性によりタイプ分類し、それらと海面水温及び大規模鉛直風との関係を調べた。大規模環境場との関係はタイプごとに異なり、全球海上の降水特性がいくつかの大規模環境場の指標によってある程度分離できることを示した。当初の計画通り、GPM主衛星搭載降水レーダ観測データをもとに雨域データベースを作成し、全球海上における雨域の特性とその大規模環境場に関する全球平均的な解析を実施した。また、初夏の日本付近における大規模環境場の詳細な解析を通して、大規模環境場の指標の選定や、現在及び将来における降水特性-大規模環境場関係に関して議論した。一方、2018年7月豪雨の解析は当初の研究計画にはなかったが、組織化した降水システムによって豪雨がもたらされた事例であり、その大規模環境場の調査は本研究課題と非常に関連すると考え実施した。以上の研究は、本研究課題の目的である降水特性と大規模環境場の関係に関する理解を促進させた。これまでの研究から、全球海上において、異なる特性を持つ雨域がいくつかの大規模環境場の指標によって互いに分離されうることが示された。そこで今後は、引き続き全球海上の雨域特性の解析及び雨域と大規模環境場との関係の解析を行うと共に、当初の研究計画通り、その関係性を定量化し、定量化した関係をもとに雨域特性の時空間的分布を再構築する。さらに、再構築された雨域特性分布を詳細に解析する。

大規模環境場との関係はタイプごとに異なり、全球海上の降水特性がいくつかの大規模環境場の指標によってある程度分離できることを示した。当初の計画通り、GPM主衛星搭載降水レーダ観測データをもとに雨域データベースを作成し、全球海上における雨域の特性とその大規模環境場に関する全球平均的な解析を実施した。また、初夏の日本付近における大規模環境場の詳細な解析を通して、大規模環境場の指標の選定や、現在及び将来における降水特性-大規模環境場関係に関して議論した。一方、2018年7月豪雨の解析は当初の研究計画にはなかったが、組織化した降水システムによって豪雨がもたらされた事例であり、その大規模環境場の調査は本研究課題と非常に関連すると考え実施した。以上の研究は、本研究課題の目的である降水特性と大規模環境場の関係に関する理解を促進させた。これまでの研究から、全球海上において、異なる特性を持つ雨域がいくつかの大規模環境場の指標によって互いに分離されうることが示された。そこで今後は、引き続き全球海上の雨域特性の解析及び雨域と大規模環境場との関係の解析を行うと共に、当初の研究計画通り、その関係性を定量化し、定量化した関係をもとに雨域特性の時空間的分布を再構築する。さらに、再構築された雨域特性分布を詳細に解析する。
消化吸収過程が消化管ホルモンによる胃液、膵液分泌調節に及ぼす影響

腸管での食物消化には膵酵素が不可欠で、その消化段階に応じ胃液や膵液分泌は微妙に変化している。本研究では、摂取された栄養素により消化液分泌や消化管ホルモンの遊離がどのように制御されているのかを明らかにする。平成7年度は腸管内栄養素として脂肪、平成8年度は蛋白質をとりあげ、これらの消化過程と胃液、膵液分泌の関係を中心に研究をすすめた。1.ラット胃内ペプトン灌流下に、十二指腸へ中性脂肪、リパーゼ処理の中性脂肪、脂肪酸を投与し胃酸分泌に対する影響を観察した。十二指腸内脂肪投与により酸分泌とガストリン遊離は有意に抑制され、膵液排除下ではリパーゼ処理脂肪と脂肪酸にのみ抑制効果を認めた。腸管内脂肪による胃酸分泌抑制効果にリパーゼによる脂肪消化の必要性が示唆された。2.ラット腸管に長鎖、中鎖脂肪を投与し、膵液分泌とコレシストキニン(CCK)遊離を比較した。長鎖脂肪は膵液排除下では膵刺激性がなく、膵液やリパーゼ処理によりCCKの遊離と膵液分泌の増加を認めた。中鎖脂肪は膵液存在の有意にかかわらず膵液刺激性はなく、リパーゼ処理にのみ弱い膵刺激性を認めた。腸管内脂肪の膵刺激性は脂肪の炭素数によること、リパーゼによる脂肪消化が膵刺激性に重要であることなどが明らかにされた。3.麻酔下のラット十二指腸にカゼイン蛋白、混合アミノ酸を投与し、膵液分泌と血中セクレチン、CCK濃度の変化を観察した。カゼインではCCK遊離が促進し酵素分泌が増加し、アミノ酸ではセクレチン遊離が促進し重炭酸分泌の増加を認めた。以上より、腸管内での蛋白消化に応じ消化管ホルモンの遊離が変化し、膵液成分に変化が生じることを証明した。4.ラット胃内ペプトン灌流下で、十二指腸にアミノ酸を投与し胃酸分泌やガストリン遊離に対する効果を検討した。十二指腸にアミノ酸を投与すると胃酸分泌やガストリン遊離は有意に抑制された。この抑制効果が抗セクレチン血清によるimmunoneutralizationにより減弱したことから、内因性セクレチンが重要な役割を果たしていることを証明した。腸管での食物消化には膵酵素の存在が不可欠であり、その消化段階に応じ胃液や膵液分泌は微妙に変化していると考えられる。本研究では、摂取された栄養素により消化液分泌がどのように対応し、また消化管ホルモンがそれらをどのように調節しているのかを明らかにする。本年度は、腸管内栄養素として脂肪をとりあげ、腸管における脂肪消化過程と胃液分泌、膵液分泌の関係を中心に研究をすすめ、脂肪の炭素数による反応性も比較した。1.麻酔下のラットでin vivoの胃内灌流モデルを作成し、胃内にペプトンを灌流し胃液分泌やガストリン遊離を亢進させた状態で、十二指腸へ中性脂肪、リパーゼ処理をした中性脂肪、さらに脂肪酸を各々一定時間持続的に注入し、胃酸分泌に及ぼす影響を観察した。さらに膵管にチューブを挿入し膵液をすべて腸管外へ排除したモデルでも同様の検討を行った。胃内ペプトン灌流により増加した胃酸分泌とガストリン遊離は、十二指腸内へのいずれの脂肪投与によっても有意に抑制された。

しかし、膵液排除モデルでは、リパーゼ処理脂肪と脂肪酸には同様の抑制効果が認められたが、中性脂肪では抑制効果は認められなかった。以上より、腸管内脂肪により胃酸分泌が抑制されること、さらにその抑制効果はリパーゼによる脂肪消化が必要であることが明らかにされた。2.ラット腸管に中性脂肪(長鎖脂肪、中鎖脂肪)を投与し、膵液分泌とCCK遊離を比較した。長鎖脂肪は膵液排除モデルでは膵刺激性を示さないが、膵液存在下やリパーゼ処理によりCCKの遊離と膵液分泌の著明な増加を認めた。しかし、中鎖脂肪は膵液存在の有無にかかわらず膵液刺激性はなく、リパーゼ処理をした場合にのみ膵刺激性を認めたが、長鎖脂肪に比べ弱いものであった。以上より、腸管内脂肪の膵刺激性は脂肪の炭素数によること、リパーゼによる脂肪消化が膵刺激性に重要であることなどが明らかにされた。腸管での食物消化には膵酵素の存在が不可欠で、その消化段階に応じ胃液や膵液分泌は微妙に変化していると考えられる。本研究では、摂取された栄養素により消化液分泌がどのように対応し、また消化管ホルモンがそれらをどのように調節しているのかを明らかにする。平成7年度は脂肪について検討したが、平成8年度は腸管内栄養素として蛋白質をとりあげ、腸管における蛋白の消化過程と胃液分泌、膵液分泌の関係を中心に研究をすすめ、さらに各種のコレシストキニン(CCK)受容体拮抗薬の膵液分泌抑制作用も評価した。1.麻酔下のラットで、十二指腸に未消化の蛋白質としてカゼイン蛋白、その消化産物として混合アミノ酸を持続的に投与し、膵液分泌と血中セクレチン、CCK濃度の変化を観察した。カゼインを投与すると、酵素分泌を主とした膵液分泌の増加が認められ、セクレチンに比しCCKの遊離が増強した。一方、アミノ酸投与ではセクレチンの遊離がCCKよりも優位で、重炭酸分泌を主とする膵液分泌の増加を認めた。以上より、腸管内での蛋白の消化過程に応じ消化管ホルモンの遊離が変化し、膵液成分に変化が生じることを証明した。2.ラットでin vivoの胃内灌流モデルを作成し、胃内にペプトンを灌流し、十二指腸にアミノ酸を投与し胃酸分泌やガストリン遊離に対する効果を検討した。その結果、十二指腸にアミノ酸を投与すると、ペプトンで増加した胃酸分泌やガストリン遊離は有意に抑制された。また、この抑制反応が抗セクレチン血清によるimmunoneutralization法によって有意に減弱したことから、内因性セクレチンが重要な役割を果たしていることを証明した。3.各種のCCK受容体拮抗薬の膵外分泌抑制効果を比較検討した。従来の経静脈投与のみならず、十二指腸投与によっても強力な膵外分泌抑制効果が得られ、将来、経口可能な膵疾患治療薬として臨床応用への可能性が示された。
自己抗体マーカーによる睡眠時無呼吸症候群の脳梗塞・心筋梗塞発症予測とモニタリング

閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSA)は,OSA特有の様々な機序を介して動脈硬化形成が促進され,高率に脳血管障害・虚血性心疾患が合併することが知られている.そのためOSA診療では,症状改善に加えて動脈硬化性疾患の制御が重要な課題であるが,症例が多様であり従来の臨床検査ではリスク評価及び発症予測は容易ではない。我々は,動脈硬化に関連する血清自己抗体に着目し,脳梗塞・心筋梗塞既往のあるOSA症例に特異的に発現する2つの自己抗体マーカーを同定した.本研究ではこの成果を発展させ,脳梗塞・心筋梗塞合併リスクの高いOSA症例を選別しうる自己抗体マーカーの組み合わせを見出し,実臨床での有用性を検証する.閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSA)は,OSA特有の様々な機序を介して動脈硬化形成が促進され,高率に脳血管障害・虚血性心疾患が合併することが知られている.そのためOSA診療では,症状改善に加えて動脈硬化性疾患の制御が重要な課題であるが,症例が多様であり従来の臨床検査ではリスク評価及び発症予測は容易ではない。我々は,動脈硬化に関連する血清自己抗体に着目し,脳梗塞・心筋梗塞既往のあるOSA症例に特異的に発現する2つの自己抗体マーカーを同定した.本研究ではこの成果を発展させ,脳梗塞・心筋梗塞合併リスクの高いOSA症例を選別しうる自己抗体マーカーの組み合わせを見出し,実臨床での有用性を検証する.
Boron10・モノクローナル抗体による癌の選択的原子炉療法の研究

本研究の特色は癌細胞表面上の抗原エピトープに特異結合する単クローン抗体(MoAb)を作成,これに多数の^<10>B原子を付加した^<10>BMoAbを投与して熱中性子捕捉療法を行う点にある.単独でも有効だが,今迄開発して来た代謝活性利用の方法(例えばpーboronoーphenylalanine,^<10>B_1ーBPA投与下で同療法を行う黒色腫治療)を併用すれば相加相乗効果が期待できる.下記業績も両者に跨っている.2.(1)Biotin付加した抗黒色腫MoAbを培養黒色腫細胞に作用後,上記ホウ素化avidinで処理,(2)ハプテンとしてDNPを導入したMoAbを黒色腫細胞に作用,biotin付加の抗ハプテン抗体,ホウ素化avidin処理,の2系に熱中性子照射し細胞致死を証明.3.^<10>B_1ーBPA共存下で熱中性子捕捉処理したBー16黒色腫細胞の速型PLD修復は不生起,遅型PLD修復は極僅.4.^nBBPAの中性懸濁液の亜急性毒性をラット皮下投与で検討.治療有効量で毒性無.5.^<10>BーBPAなど難水溶性B薬物の静注液作成の目的でcyclodextrinとの包接化合物につき研究開始.6.本研究班で開発して来た即発Г線による生体内^<10>B濃度測定をヒト患者に実施し,治療照射条件の設定に資した(10参照).7.(1)^<10>B_1ーBPAと単糖類間の錯形成定数を測定,目的濃度のBPA溶液調製に便利な糖量表作成.(2)経口投与^<10>B_1ーBPAの組織内B濃度時間変化を追究.8.ヒト黒色腫培養IHARA株はヌードマウス皮下で発育速く,継代率80%.中性子照射時の発熱を防止できれば治療モデルに適す.9.各種濃度の^<10>BーBPA,^<10>Bホウ酸で処理した細胞を熱中性子照射,生残曲線より^<10>B(n,α)^7Li反応のRBE,^<10>BーBPAのメラノーマ集積性究明.10.昭和62・7・11治療実施のヒト黒色腫第1症例は10月以後も順調で再発・転移の徴候なく,完治期待. 63・3・2実施の第2例も経過良好.観察続行中.本研究の特色は癌細胞表面上の抗原エピトープに特異結合する単クローン抗体(MoAb)を作成,これに多数の^<10>B原子を付加した^<10>BMoAbを投与して熱中性子捕捉療法を行う点にある.単独でも有効だが,今迄開発して来た代謝活性利用の方法(例えばpーboronoーphenylalanine,^<10>B_1ーBPA投与下で同療法を行う黒色腫治療)を併用すれば相加相乗効果が期待できる.下記業績も両者に跨っている.2.(1)Biotin付加した抗黒色腫MoAbを培養黒色腫細胞に作用後,上記ホウ素化avidinで処理,(2)ハプテンとしてDNPを導入したMoAbを黒色腫細胞に作用,biotin付加の抗ハプテン抗体,ホウ素化avidin処理,の2系に熱中性子照射し細胞致死を証明.3.^<10>B_1ーBPA共存下で熱中性子捕捉処理したBー16黒色腫細胞の速型PLD修復は不生起,遅型PLD修復は極僅.4.^nBBPAの中性懸濁液の亜急性毒性をラット皮下投与で検討.治療有効量で毒性無.5.^<10>BーBPAなど難水溶性B薬物の静注液作成の目的でcyclodextrinとの包接化合物につき研究開始.6.本研究班で開発して来た即発Г線による生体内^<10>B濃度測定をヒト患者に実施し,治療照射条件の設定に資した(10参照).7.(1)^<10>B_1ーBPAと単糖類間の錯形成定数を測定,目的濃度のBPA溶液調製に便利な糖量表作成.(2)経口投与^<10>B_1ーBPAの組織内B濃度時間変化を追究.8.ヒト黒色腫培養IHARA株はヌードマウス皮下で発育速く,継代率80%.中性子照射時の発熱を防止できれば治療モデルに適す.9.各種濃度の^<10>BーBPA,^<10>Bホウ酸で処理した細胞を熱中性子照射,生残曲線より^<10>B(n,α)^7Li反応のRBE,^<10>BーBPAのメラノーマ集積性究明.10.昭和62・7・11治療実施のヒト黒色腫第1症例は10月以後も順調で再発・転移の徴候なく,完治期待. 63・3・2実施の第2例も経過良好.観察続行中.
がんの進展に伴う腫瘍血管内皮マーカーの発現ダイナミクスの解明

近年,血管新生阻害剤の長期使用によるがんの悪性化・耐性の問題も報告されはじめ,腫瘍血管新生阻害療法には適切な時期があると考えられている.われわれはがんの微小環境の違いにより血管内皮の性質が変わることを見出している.本研究では,患者・薬剤・時期を選択した上で実施する新しい個別化血管新生阻害療法の実現を目指すため,時空間的に変化する腫瘍血管内皮(tumor endothelial cell: TEC)マーカーの発現解析を行うことを目的とした.初年度ではTECマーカーであるbiglycanの発現は患者の予後不良と相関していることを解明した.がん治療経過に伴うTECマーカーの発現変動の有無について調べるために抗がん剤処理によるTECマーカーのmRNA発現変動を解析したところ,biglycanやTECに発現亢進している幹細胞マーカーのいくつかが発現亢進することを見出した.最終年度ではマウス腫瘍モデルを用いて,がんの進展におけるTECマーカーの継時的な発現変動を解析した.TECのマーカーであるbiglycanの発現は肺転移が認められる時期に亢進することがわかった.さらに同モデルを用いて血管新生阻害療法に伴うTECマーカーの発現変動についても解析した.血管新生阻害剤の投与数日後には組織学的にペリサイトの被覆を伴う正常血管化が確認され腫瘍の縮小傾向が認めれらた一方,治療の継続により腫瘍の増大や血管の未熟化が認められ,臨床像と同様に血管新生阻害剤の長期使用によるがんの悪性化が観察された.腫瘍組織におけるTECマーカーの発現は治療の経過とともに低下するものの,一度発現が低下したのちに腫瘍増大とともに発現が亢進するものがみられた.TECマーカーは腫瘍細胞由来液性因子や低酸素などの腫瘍微小環境の因子により発現が変動することから,腫瘍組織内の微小環境を反映している可能性が示唆された.腫瘍血管内皮(TEC)マーカーが,がんの進展過程においてがん細胞にどのような影響を与えるか,マウス腫瘍モデルを用いて腫瘍増大に伴う血中の分泌型TECマーカーの経時的な解析と,組織切片を用いて腫瘍の進展過程におけるTECマーカーの経時的な発現変動を組織学的に解析した.ヒト血液検体におけるTECマーカーの検出として,これまでに同定されたマウスTECマーカーのうちBiglycanなどの分泌タンパクについて,がん患者ならびに正常ボランティアの血液検体を用いてその血中レベルを解析した.TECマーカーのレベルをELISAなどで計測し,がん診断マーカーとしての有用性を検討した.ヒトの血清に検出されるTECマーカーBiglycanは,がん患者において有意に高いレベルで血中に検出されるグループがあった.これらの症例においてTECマーカーの発現解析を免疫染色により行ったところ,腫瘍血管におけるBiglycanやPTX3などのマーカーの発現がマウスのみならずヒトにおいても検出された.なお,がんの進展・治療経過におけるTECマーカーの経時的な発現変動解析としてマウス腫瘍モデルを用いて,経時的なTECマーカー発現変動を解析した.TECマーカーが腫瘍の大きさと浸潤,転移巣の有無や大きさなどでどのように変化しているかを解析したところ,Biglycanは,原発巣の大きさと血中の発現レベルの間に相関がみられた.また,がん幹細胞の染色も行い,TECマーカーを発現する血管とがん幹細胞との位置関係,また転移形成時期とTECマーカーの発現,TECマーカーが転移前に肺組織や肝臓で発現が亢進するのかどうかなどについても解析を開始した.TECマーカーがマウス同様にヒトにおいても検出可能であったため解析が進んでいる.腫瘍血管新生阻害療法は,がんの兵糧攻めだけではなく血管の正常化による放射線療法や化学療法の奏功率改善も期待される.しかし,最近,血管新生阻害療法の長期間使用によるがんの悪性化・耐性の問題といった問題も報告されはじめ,腫瘍血管新生阻害療法には適切な時期があると考えられている.われわれはがん微小環境の違いにより血管内皮の性質が変わることを見出している.本申請では,患者・薬剤・時期を選択した上で実施する新しい個別化血管新生阻害療法の実現を目指すため,時空間的に変化する腫瘍血管内皮マーカーの発現解析を行うことを目的としている.本年度は腫瘍血管内皮(tumor endothelial cell: TEC)マーカーが,これまでに同定されたマウスTECマーカーのうちbiglycanについてその発現とがん患者の臨床的因子との比較を行った.腫瘍血管内皮におけるbiglycanの発現は患者の予後不良と相関していることがわかった.さらに血中のbiglycanのレベルが他のTECマーカーのPTX3やSBSNのレベルとも相関することがわかり,複数のTECマーカー解析ががんの悪性度診断に応用できる可能性が示唆された.また,がん治療経過に伴う腫瘍血管内皮のTECマーカーの発現変動の有無について調べるために血管内皮細胞に抗がん剤を処理しTECマーカーのmRNA発現変動を解析した.biglycanやTECに発現亢進している幹細胞マーカーのいくつかが発現亢進することを見出した.TECマーカーbiglycanがヒトにおいて腫瘍血管におけるレベルががんの悪性度に相関することを示唆する結果をえることができ,また,抗がん剤によりTECマーカーの発現が変動することも明らかにすることができた.近年,血管新生阻害剤の長期使用によるがんの悪性化・耐性の問題も報告されはじめ,腫瘍血管新生阻害療法には適切な時期があると考えられている.

われわれはがんの微小環境の違いにより血管内皮の性質が変わることを見出している.本研究では,患者・薬剤・時期を選択した上で実施する新しい個別化血管新生阻害療法の実現を目指すため,時空間的に変化する腫瘍血管内皮(tumor endothelial cell: TEC)マーカーの発現解析を行うことを目的とした.初年度ではTECマーカーであるbiglycanの発現は患者の予後不良と相関していることを解明した.がん治療経過に伴うTECマーカーの発現変動の有無について調べるために抗がん剤処理によるTECマーカーのmRNA発現変動を解析したところ,biglycanやTECに発現亢進している幹細胞マーカーのいくつかが発現亢進することを見出した.最終年度ではマウス腫瘍モデルを用いて,がんの進展におけるTECマーカーの継時的な発現変動を解析した.TECのマーカーであるbiglycanの発現は肺転移が認められる時期に亢進することがわかった.さらに同モデルを用いて血管新生阻害療法に伴うTECマーカーの発現変動についても解析した.血管新生阻害剤の投与数日後には組織学的にペリサイトの被覆を伴う正常血管化が確認され腫瘍の縮小傾向が認めれらた一方,治療の継続により腫瘍の増大や血管の未熟化が認められ,臨床像と同様に血管新生阻害剤の長期使用によるがんの悪性化が観察された.腫瘍組織におけるTECマーカーの発現は治療の経過とともに低下するものの,一度発現が低下したのちに腫瘍増大とともに発現が亢進するものがみられた.TECマーカーは腫瘍細胞由来液性因子や低酸素などの腫瘍微小環境の因子により発現が変動することから,腫瘍組織内の微小環境を反映している可能性が示唆された.がんの進展・治療経過におけるTECマーカーの経時的な発現変動を解析するために実験動物腫瘍モデルを用いて解析する.TECマーカーが腫瘍の大きさと浸潤,転移巣の有無や大きさなどでどのように変化しているかを解析する.また,原発巣と転移巣におけるTECマーカーの発現の差を解析する.また,抗VEGF療法や他のmulti-kinase inhibitorなどの血管新生阻害療法に伴うTECマーカー発現変動について,マウス腫瘍モデルを用いて解析する.同様に,申請者らがそれまでの研究で同定したヒトTECマーカー阻害によるTECマーカー発現変動モニタリングも行う.腫瘍組織さらには末梢血由来単核球におけるマーカーの発現を経時的に解析する.このことによって,各血管新生阻害剤の適切な治療時期の把握を目指す.がんの進展・治療経過におけるTECマーカーの経時的な発現変動を解析するために実験動物腫瘍モデルを用いて解析する.TECマーカーが腫瘍の大きさと浸潤,転移巣の有無や大きさなどでどのように変化しているかについてならびに原発巣と転移巣におけるTECマーカーの発現の差を解析する.また,抗VEGF療法や他のmulti-kinase inhibitorなどの血管新生阻害療法に伴うTECマーカー発現変動について,マウス腫瘍モデルを用いて解析する.TECマーカーの発現変動に伴うがん微小環境内の他の細胞動態についても組織学的・生化学的に解析を進め,TECの形質変化のメカニズムの解明にもつとめる.ヒトでのTECマーカーの有望なものが複数あり,それらの解析に時間がかかっているため次年度に繰り越すことになった.マウス腫瘍モデルをさらに活用するべく、vivoでの実験に生かす予定である、また、本年度は海外への学会発表、論文投稿予定もあるため、それらに用いる予定である。フローサイトメトリー解析やELISA解析に必要な試薬や抗体に充てる予定である.