ANNUAL REPORT

2021
Volume 3

CONTENTS
Preface–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Organization––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

3
4

Division of Science––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 5
Division of Education––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 7

Division of Safety Management–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 9Radioisotope Research Center––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 11I

Targeted Alpha-particle Therapy Research Project
At project

211

Synthesis and Evaluation of At-211 Labeled Gold nanoparticles
KADONAGA, Y.; HUANG, X.; KATO H.; KABAYAMA, K.; SHIMOYAMA, A.; FUKASE, K.

Investigation of novel drug for alpha-emitting nuclear medicine targeting
to cancer specific amino acid transporter, LAT1

KANEDA-NAKASHIMA, K.; MANABE, Y.; SHIMOYAMA, A.; KABAYAMA, K.; WATABE T.; KANAI Y.;
OOE, K.; TOYOSHIMA, A.; SHIRAKAMI, Y.; YOSHIMURA, T.; FUKUDA, M.; HATAZAWA, J.; NAKANO, T.;
FUKASE, K.; SHINOHARA, A.

16

Synthesis and preclinical evaluation of [211At]APA

17

Oxidative coating tubes for 211At solution

19

Covariance mapping of 211At

20

Investigator initiated clinical trial using [211At]NaAt for refractory thyroid cancer

21

SHIRAKAMI, Y.; KANEDA-NAKASHIMA, K.; WATABE, T.; OOE, K.; TOYOSHIMA, A.; FUKASE, K.

TERAMOTO, T.; OHKUBO, K.; OOE, K.; TOYOSHIMA, A.

TERAMOTO, T.; WANG, Y.; HABA, H.; TOYOSHIMA, A.

WATABE, T.; KANEDA, K.; OOE, K.; TOYOSHIMA, A.; FUKASE, K.; SHIRAKAMI, Y.

II

15

Research Activity
Measurement of half-life of β decay of 48Ca

23

Injection Control in Laser Wakefield Accelerator

24

Genome analysis of radiation-sensitive medaka mutant rev3l

25Development of Absolute Epi-thermal Neutron Flux Intensity Monitor for BNCT26

HARADA, T.; YAMAMOTO, A.; YOSHIDA, S.; UMEHARA, S.

HOSOKAI, T.; JIN, Z.; ZHIDKOV, A.; PATHAK, N.; MIZUTA, Y.; OUMBAREK, E.D.; LEI, Z.

ISHIKAWA-FUJIWARA, T.; TODO, T.

MURATA, I.; TAMAKI, S.; KUSAKA, S.; SATO, F.

Synthesis and Stability of La(III) and Ba(II) Complexes with Pyridine hosphonate
27
Pendant Arms based on a Diaza-18-crown-6 Ether
NAGATA, K.; BABA, K.; YAJIMA, T.; YOSHIMURA, T.

Mutation and carcinogenesis do not correlate under chronic low-dose internalradiation exposure: an experimental demonstration
NAKAJIMA, H.; OHNO, M.; ISHIHARA, H.; UNO, K.; ENDO, S.; NAKAJIMA, Y.; TSUZUKI, T.

1

IRS ANNUAL REPORT

2021

28

Coprecipitation of Zr, Hf, Th and Eu with thorium oxalate and zirconium
malonate, toward the chemical study of element 104, Rf

29

Three-dimensional Elemental Imaging using Muon Beam30

Surface Fermi Contours and Phonon Anomalies at the Surface of the Random Alloy

31

Interface atom mobility and charge transfer effects on CuO and Cu2O formation
on Cu3Pd(111) and Cu3Pt(111)32

Accelerator production of Ce-141 as candidate nuclide for radiotheranostics

33

ESI-MS spectroscopy for hydroxide complexes of group 2 elements

34

Radioactivation Analysis of Concrete Wall in Fusion Neutron Source Facility

35

NAKANISHI, R.; KASAMATSU, Y.; WATANABE, E.; OTAKA, S.; HAYAMI, S.; HABA, H.; NAMBU, A.; SHINOHARA, A.

NINOMIYA, K.; CHIU, I-H.

OKADA, M.

OKADA, M.

OOE, K.; WATABE, T.; SHIRAKAMI, Y.; NAMBU, A.; HABA, H.; HATAZAWA, J.

OTAKA, S.; KASAMATSU, Y.; WATANABE, E.; NAKANISHI, R.; HAYAMI, S.; SAWAMURA, K.; SHINOHARA, A.

SATO, F.; AKIYAMA, Y.; MANABE, Y.; TAMAKI, S.; KUSAKA, S.; MURATA, I.

Detection Technique of Gamma-Ray Radiation from High-Intensity Laser Plasma
TAMII, A.; IWASAKI, R.; NIINA, .; OTA, S.; KOBAYASHI, N.; SUDO, T.; KAWABATA, T.; FURUNO, T.; ADACHI S.;
TSUJI, S.; MIYAMOTO, K.; HONDA, Y.; NISHIUCHI, M.; SAKAKI, H.; NAKAZAWA, K.; ROKUJO, H.; NIIKURA, M.

Basic studies towards ultrafast soft X-ray photoelectron diffraction;
Its application to probing local structure in iodobenzene molecules

36

37

TERAMOTO, T.; MINEMOTO, S.; MAJIMA, T.; MIZUNO, T.; MUN, J.H.; YAGISHITA, A.; DECLEVA, P.; TSURU, S.

Neutron activation of medicines for development of new imaging methodology
TOYOSHIMA, A.; KOSHIKAWA, N.; KADONAGA, Y.; OMATA, A.; MASUBUCHI, M.; TOKOI, K.; IMADA, A.;
TAKAMIYA, K.; KATAOKA, J.

38

SEM/EDS measurement of fine particles produced from (U, Zr)O2 pellets fordevelopment of real-time detection system using ATOFMS

39

Synthesis, Redox, and Photoluminescent Properties ofHexarhenium Complexes with Pyridyl Type Ligands

40

TOYOSHIMA, A.; TAKAMIYA, K.; FURUTANI, H.; TERAMOTO, T.; MUTA, H.; NAGATA, K.; TOKOI, K.;
YOSHIMURA, T.; TOYODA, M.; SHINOHARA, A.

YOSHIMURA, T.; NISHIZAWA, H.; NAGATA, K.; ITO A.; SAKUDA, E.; ISHIZAKA S.; KITAMURA, N.; SHINOHARA, A.

III

Achievements

Original Papers–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 43
Biblios–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 54
Presentations–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 55

Awards––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 63

Social and Academic Contributions–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 64
Patents––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 66
Fund for Preparation of New Education and Research Projects––––––––––––––––– 67
Division Summary–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 75

Name Index––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 83

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2021

2

Preface
It is our pleasure to present the Annual Report 2021 of the Institute for Radiation
Sciences (IRS), Osaka University.
The IRS was established in 2018 in Osaka University to reinforce education,
research, and safety management relating to radiation sciences. It brings together
all the radiation facilities at Osaka University to optimize their resources andadvantages in developing and realizing advancements in radiation science. In
particular, we are developing the Targeted Alpha Therapy in collaboration with
fundamental science groups (the Graduate School of Science, etc.), an accelerator
facility (the Research Center for Nuclear Physics), groups of nuclear medicine,
tracer kinetics, diagnostic and interventional radiology (the Graduate School of
Medicine), and Osaka University Hospital, under the research and development
project, “Promotion of nuclear-medicine innovation by the establishment ofInstitute for Radiation Sciences” (FYs 2018-2022).
This annual report summarizes our scientific achievements in 2021. I sincerely
hope that these achievements will inspire further advances, promote worldwide
collaborations with our scientists in the IRS, and ultimately, produce invaluable
outcomes and values that can only be attributed to the unified efforts of theradiation facilities of Osaka University.
October 2022

TOMIYAMA, Noriyuki, M.D., Ph.D.
Director
Institute for Radiation Sciences
Osaka University

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2021

Organization

Steering
Committee
Division of Science

Director

DeputyDirector

Institute
Committee

Division of Education

Division of
Safty Management

Radiation Facility of
Each Department*1, *2

Management Ofﬁce ofEach Radiation Facility

Radioisotope
Research Center*1 Radiation-related facilities(1) Radio Isotope Experiment Laboratory,
		 Graduate School of Science * Note(2) Radiation Science Experiment Laboratory,
		 Graduate School of Science * Note(3) Radioisotope Usage Facility,
		 Graduate School of Medicine(4) Radioisotope Usage Facility, Division of Health Science,
Graduate School of Medicine(5) Radioisotope Medical Care Facility,
		 Osaka University Hospital(6) Radioisotope Medical Care Facility,
		 Osaka University Dental Hospital(7) Radioisotope Usage Facility,
		 Graduate School of Engineering(8) Radiation Generator Usage Facility,
		 Institute of Free Electron Laser,		 Graduate School of Engineering(9) Radioisotope Usage Facility,
		 Graduate School of Frontier Biosci­ences(10) Radio Isotope Experiment Laboratory,
		 Research Institute for Microbial Diseases(11) Radioisotope Usage Facility,
		 The Institute of Scientific and Industrial Research(12) Radioisotope Usage Facility,
		 Institute for Protein Research(13) Radioisotope Usage Facility,
		 Institute of Laser Engineering Usage Facility of		 Ultra-high Voltage Electron Microscope Selective(14) Radiation Generator(15) Radioisotope Usage Facility,
		 Radioisotope Research Center (Suita branch)(16) Radioisotope Usage Facility,
		 Radioisotope Research Center (Toyonaka branch)(17) Radioisotope Usage Facility,
		 Nuclear Physics Research Center*2 Nuclear Fuel Usage Facility(1) Department of		 Sustainable Energy and Environmental Engineering,
		 School of Engineering(2) Radiation Science Experiment Laboratory,
		 Graduate School of Science

Note: Integrated with RI Radioisotope Research Center (Toyonaka branch) from April 1, 2018

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2021

4

Division of Science

Members and 46 concurrent post members
Professor

Specially Appointed Prof.

Specially Appointed Prof.

Specially Appointed Prof.

Specially Appointed Prof.

Spec. App. Assoc. Prof.

Spec. App. Assoc. Prof.

Spec. App. Assoc. Prof.

Spec. App. Assist. Prof.

FUKASE, Koichi

TOYOSHIMA, Atsushi

KANEDA-NAKASHIMA, Kazuko

YONEKURA, Yoshiharu

SHINOHARA, Atsushi

TERAMOTO, Takahiro

GIESEL, Frederik L.

SHIRAKAMI, Yoshifumi

KADONAGA, Yuichiro

Goals and Objectives 2021
• Start of investigator-initiated clinical trial of targeted alpha therapy using 211At for thyroid cancer• Developments of 211At-labeled drugs targeting prostate cancer, fibroblast activation protein (FAP),
pancreatic cancer etc.
• Developments of 211At-labeling methods

5

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2021

https://www.irs.osaka-u.ac.jp/department/science_mission.html

Achievements 2021
Typical results on the targeted alpha therapy with 211At are listed below.
• The production apparatus of the 211At-NaAt injection solution was installed in Osaka
University Hospital. Production validation tests of the drug based on GMP demonstrated
that 211At-NaAt with high quality sufficient for a clinical trial was successfully prepared. The
clinical trial was started at December, 2021, on which a press release was published and aninterview was took. On March, 2022, the 211At-NaAt was administered to the first researchsubject.
• We carried out screening studies of a prostate cancer drug using 211At targeting prostate

specific membrane antigen (PSMA). For developed 4 kinds of 211At-labled PSMAs, in-vitro
cell uptake experiments, tissue distribution experiments for normal and tumor-bearing
mice, drug efficacy observation experiments for tumor-bearing mice, and preliminary safety
evaluation tests. On Feb., 2022, we agreed with PMDA about data package of non-clinical
trials of the PSMA compounds. We applied for a patent of this drug developments.

• Gold nano-particle (AuNP) labeled with 211At was administered to C6 glioma-bearing rats
and PANC1-bearing mice. Results demonstrated remarkable inhibitive effects on tumor
growth. We applied for a patent of this drug developments.

elected Publications 2021
1) Shirakami, Y., Watabe, T., Obata, H., Kaneda, K., Ooe, K., Liu, Y., Teramoto, T., Toyoshima,A., Shinohara, A., Shimosegawa, E., Hatazawa, J., Fukase, K., Synthesis of [211At]4-astato-Lphenylalanine by dihydroxyboryl astatine substitution reaction in aqueous solution, Sci.
Rep., 11, 12982 (2021).
2) Kato, H., Huang, X., Kadonaga, Y., Katayama, D., Ooe, K., Shimoyama, A., Kabayama, K.,
Toyoshima, A., Shinohara, A., Hatazawa, J., Fukase, K., Intratumoral administration ofastatine-211-labeled gold nanoparticle for alpha therapy, J. Nanobiotechnology, 19, 223-234(2021).
3) Kaneda-Nakashima, K., Zhang, Z., Nagata, K., Shirasaki, K., Kikunaga, H., Yamamura,T., Ooe, K., Watabe, T., Toyoshima, A., Yoshimura, T., Shinohara, A., Dispersion of AlphaNuclides during Animal Experiments, Radiation Safety Management, 20, 29-38 (2021).

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Division of Education

Members and 26 concurrent post members
Professor

OKADA, Michio

Professor

TAMII, Atsushi

Specially Appointed Prof.

NOMACHI, Masaharu

Assocciate Prof.

NAKAJIMA, Hiroo

Goals and Objectives
Division of Radiation Education promotes the education of radiation sciences across the
University. Combining campus wide activities on human resource development, various
radiation-education programs can be proceeded more efficiently and effectively. We also intend
to construct high-level radiation education programs and the related international programs.

Achievements
Osaka University set up “Graduate Programs for Advanced Interdisciplinary Studies” that
could provide motivated students with an opportunity to master the basics in a wide rangeof fields while focusing on an advanced specialty. Radiation-related programs include theGraduate School of Medicine’s “Advanced cancer professional development programs” and“Radiation science”. “Radiation science” has been implemented as a program by our Institutefrom this fiscal year with the cooperation of Research Center for Nuclear Physics, Graduate
School of Science, and Graduate School of Medicine. In the future, we will extend it to various
departments and develop it as the core educational program of our Institute.
We carried out the Nuclear Regulatory Human Resources Development Project in this fiscal
year, the project title of “Nuclear Regulatory Human Resources Development Program by
Co-creation with Society”. This project is the 5-years project where the radiation-education
program for the undergraduate students, organized around the FUKUSHIMA Environmental
Radiation Workshop, is expected to be developed. We implemented “Co-creative Radiation
Education Programme (CREPE)” and started recruiting in October. In the fiscal year 2021, 13
students registered for the course, and one of them completed the program in March 2022 and

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https://www.irs.osaka-u.ac.jp/department/education_mission/

we were able to send out the first graduate. We have created a homepage (https://www.rcnp.
osaka-u.ac.jp/crepe/) and a pamphlet to publicize this CREPE program. CREPE students madepresentations at the “Hamadohri District Radiation Workshop” symposium held on November
7th as one of the projects commemorating the 100th anniversary of the University of Foreign
Studies, Osaka University, and also participated in a panel discussion. At this symposium, we
invited three instructors to deepen the understanding of CREPE students and improve theeducational effect. It seems that the story from the administrative standpoint at the time of thenuclear accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant and the story from the seniors who
work for government offices stimulated the students’ motivation to learn and think. In addition,
we participated in the Fukushima Prefecture Hamadohri District Environmental Radiation
Workshop, which is the main subject of CREPE, as a radiation education division. On Saturday,
July, a pre-lecture will be held for 3 days ahead of the on-site training of environmental
radiation, and from August 21st to 26th (5 nights and 6 days), the training of environmental
radiation was held in the Hamadohri district of Fukushima prefecture. Participants were 27
faculty members and 86 students, for a total of 113 people. The results of this workshop werereported by students at the final discussion of the training held at the Toyonaka Sougo Gakkan
on the Toyonaka Campus of Osaka University on August 30th.
Division of Radiation Education provided “Natural Sciences, Sociology, and Humanities
Related to Radiation” as a basic liberal arts subject of general education in Osaka University.
This subject is open to all faculties and grades and offers cross-disciplinary study of radiationrelated physics, chemistry, biology, medicine, law, economics, and social psychology. The scienceand humanities students were educated so that they could understand radiation from various
angles and become facilitators for risk communication. There were 38 students registered, and32 passed. This time, there were students who were able to take courses for graduate students.
In 2021, as a new attempt, we invited a lecturer from the Nuclear Regulation Authority to givea lecture, which was very well received by the students.
The door to learning (Gakumon eno Tobira) “Science of radiation around us” was implemented
as a mechanism. The number of registered students was five. Two graduate students conducted
TA for this program.
Division of Radiation Education organizes international schools. Students from Vietnam, twoprojects were adopted for the JST Sakura Science Plan, which invites students from Southeast
Asia such as Vietnam, Indonesia, and Malaysia in 2020, but they could not be implemented
due to COVID-19. In 2021, we implemented the postponed JST Sakura Science Plan andexchanged with Southeast Asian students online from February 28th to March 4th. One is thecontent of the radiation measurement school, and the other is the content of the environmental
radiation training in the Hamadohri area.

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Division of Safety Management

Members and 24 concurrent post members
Professor

YOSHIMURA, Takashi

Assistant Prof.

SUZUKI, Tomokazu

Technical Staff

KON, Yukiyoshi

Technical Staff

OSADA, Naoyuki

Division of radiation safety management works together with radiation facilities and nuclear
fuel facilities with respect to radiation safety management and sums up radiation safety
management in our university. Radioisotope research center undertakes a role of the centerof the division and liaises closely with staffs of the facilities. The risk management system isconstructed that the staffs of the institute cooperate and support to settle an emergency andaccident and to provide information of the situation.

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https://www.irs.osaka-u.ac.jp/department/management.html

Achievements 2021
1) Assistance to obtain the license of Radiation Protection Supervisor
In order to encourage to obtain the license of Radiation Protection Supervisor, we aided
tuition and travel expenses for obtaining the license to two persons who plan to become thesupervisor or its deputy supervisor in the radiation facilities in the university.
2) Cooperation in safety and management inspection activities for radiation facilities on
the campuses
In this year, a self-inspection in each radiation facility was conducted. We prepared anotification to each facility to report the results of the self-inspection and notified eachfacility through the safety management office.
3) Activities to ensure the reliability of radiation measurement instruments
Activities to ensure the reliability of radiation measurement instruments are scheduled to
be included in the Law Concerning the Regulation of Radioisotopes in 2023. In responseto this, we set up a place to calibrate the instruments such as ionization chamber and NaI
scintillation survey meters in RI center Suita. This place is available for those who wish to
calibrate the instruments themselves.

Selected Publications 2021
Guidelines for usage permission, assurance of reliability, education and training, to ensure
safety in the use of short-lived unsealed radioisotopes (Chair T. Yoshimura). Approval by
Japanese Society of Nuclear Medicine, Japan Radiological Society, Japanese Society for
Radiation Oncology, The Japanese Society of Nuclear Medicine Technology, Japanese Societyof Radiation Safety Management, Radiation Safety Council of Universities in Japan,
https://www.jrsm.jp/slrn-guideline/20210308-1.pdf (accessed on August 16th).

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Radioisotope Research Center
Members and 16 concurrent post members
Professor

Professor

Assocciate Prof.

Assistant Prof.

IWAI, Shigenori

NINOMIYA, Kazuhiko

MURATA, Isao

Professor

YOSHIMURA, Takashi

NAGATA, Kojiro

Radioisotope Research Center (RI center) has buildings in Suita and Toyonaka campuses. RI
center Suita is a main building, and this building is a core facility of Institute for Radiation
Sciences. RI center Toyonaka is a branch. In RI center Suita, the research of alpha-particle
nuclear therapy project has conducted. 211At produced in RIKEN and QST Takasaki transported
to RI center Suita, and then separation from an irradiated target material, purification of 211At,
syntheses of labelled compounds, and animal experiments were performed in the center. The
purpose of RI center is to provide education and training of radiation safety to radiation workers
in the university, to maintain and provide the facilities and experimental equipment in Suita andToyonaka Campuses to the radiation workers, and to conduct radiation safety management andrelated research.

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https://www.irs.osaka-u.ac.jp/department/ri_mission.html

Achievements 2021
1) Radiation safety management, and education and training for radiation workers
Environment measurements in the radiation facilities were carried out for 181 working
rooms of 13 facilities on Suita and Toyonaka campuses. We managed and operated thesystem for management of radiation workers (the number of registered users: 3,510).
Thirteen times of education and training to radiation workers (total participants: 2,164)
were held using the CLE system, Osaka University.
2) Radiation education
As the safety education, we encouraged students to take the Radiation Protection Supervisor
Examination and conducted the online preparatory lecture using CLE (participants: 46).
Application forms for the examination were distributed.
3) Use of radiation facilities in RI center
The number of applications for joint use of RI center facilities was 37, and the number ofusers were 419. RI center Toyonaka was renovated, and a new building (Isotope Science
Building) was constructed.

Selected Publications 2021
1) K. Shimada-Takaura, K. Ninomiya, A. Sato, N. Ueda, M. Tampo, I. Umegaki, Y. Miyake, K.
Takahashi, A Novel Challenge of Nondestructive Analysis on OGATA Koan’s Sealed Medicine
by Muonic X-ray Analysis, J. Nat. Med. 75, 532-539 (2021).

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IRS ANNUAL REPORT

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Targeted Alpha-particle Therapy
Research ProjectI

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At project

211

Synthesis and Evaluation of
At-211 Labeled Gold nanoparticles
I
Targeted Alpha-particle Therapy Research Project

KADONAGA, Yuichiro;1 HUANG, Xuhao;2 KATO Hiroki;1 KABAYAMA, Kazuya;2
SHIMOYAMA, Atsushi2 and FUKASE, Koichi2,3*
1 Osaka University Graduate School of Medicine
2 Graduate School of Science, Osaka University
3 Institute for Radiation Sciences, Osaka University* koichi@chem.sci.osaka-u.ac.jp

We focus on the development of targeted alpha-particle therapy (TAT) by using Astatine-211( 211At) labeled gold-nanoparticles. Alpha-ray has high energy to effectively kill cancer
cells as compared with beta- or gamma emission. Additionally, short range of alpha-ray
minimizes damage to organs around cancer cells. 211At is an attention-grabbing alpha emitting
radionuclide because it can be easily produced from Bismuth-209.
We previously disclosed an excellent tumor growth inhibitory effect by intratumoral
administrateion of 211At labeled gold nanoparticles[1]. This time, we also evaluated anti-tumor
activity by intravenous administration of gold nanoparticles.
We prepared 5 nm mPEG, poly histidine (H16) or RGD peptide modified gold nanoparticles(AuNP-S-mPEG, AuNP-S-mPEG/H16, AuNP-S-mPEG/H16/RGD). The surface-modified
AuNP(s) in hand, Astatination was performed in distilled H2O at room temperature for 5 min
to obtain astatinated products in high radiochemical yield (92-99%).
In the results of in vivo experiment with PANC-1 xenograft mice, AuNP-S-mPEG showed
good accumulation in the tumor. Moreover, we also observed significant anti-tumor activity of
AuNP-S-mPEG without strong side effect (Figure 1).

Figure 1. Evaluation of anti-tumor activity (left) and body weight (right).

Reference[1] FUKASE, K. J. Nanobiotechnology 2021, 19, 223.
15

IRS ANNUAL REPORT2021

At project211

Investigation of novel drug foralpha-emitting nuclear medicine targeting tocancer specific amino acid transporter, LAT1I
Targeted Alpha-particle Therapy Research Project

KANEDA-NAKASHIMA, Kazuko;1,2*, MANABE, Yoshiyuki;2,3 SHIMOYAMA, Atsushi;2,3
KABAYAMA, Kazuya;2,3 WATABE Tadashi;2,5 KANAI Yoshikatsu;2,6 OOE, Kazuhiro;2,5
TOYOSHIMA, Atsushi;1,2 SHIRAKAMI, Yoshifumi;1,2,5 YOSHIMURA, Takashi;2,7
FUKUDA, Mitsuhiro;2,8 HATAZAWA, Jun;2,5 NAKANO, Takashi;2,8 FUKASE, Koichi2,3
and SHINOHARA, Atsushi2,4
1 Division of Science, Institute for Radiation Sciences, Osaka University
2 MS-CORE, PRC, Graduate School of Science, Osaka University
3 Laboratory for Natural Product Chemistry, Graduate School of Science, Osaka University
4 Laboratory for Radiochemistry, Graduate School of Science, Osaka University
5 Department of Nuclear Medicine and Tracer Kinetics, Graduate School of Medicine, Osaka University
6 Department of Bio-System Pharmacology, Graduate School of Medicine, Osaka University
7 Radioisotope Research Center, Institute for Radiation Sciences, Osaka University
8 Research Center for Nuclear Physics, Osaka University* kkaneda@irs.osaka-u.ac.jp

Targeted alpha therapy (TAT) is receiving much attention in the field of “Theranostics” becauseof its high cytotoxic effect to the targeting cancer. However, physiological uptakes in nontargeted organs are also observed in the TAT, which might lead to the severe side effects. We
should consider about both maximizing the treatment effect in the tumor and minimizing theside effects in the organs at risk. From this viewpoint, decision of targeting molecule was mostimportant. We selected LAT1 as molecular target. LAT1 is one of the amino acid transporters,
which has highly specificity to cancer tissues. We developed next-generation internal
radiotherapy using chemicals targeting LAT1. First, we synthesized alpha-methyl-L-tylosinelabeled with 211At. 211At was produced by the cyclotron, and then quickly purified and labeled(211At-AAMT) [Fig.1]. Next, we performed its cytotoxicity evaluation using some cancer celllines. As a result, cell death and specificity were confirmed. We also confirmed the specificity invivo. We examined that the effects of 211At-AAMT using several kinds of tumor-bearing models[Fig.2,3]. Furthermore, we established the labeling technique without using mercury. Fromthese facts, 211At-AAMT has the potential to be a safe and versatile drug for several cancers.

Fig.1: Mechanisms of 211At-AAMT on
cancer cells via LAT1.

Fig.2: The efficacy of 211At-AAMT using
the PANC-1 xenograft model.
Tumor growth inhibition by 211At-AAMT (Left).
Coronal images of 211At-AAMT in tumor-bearing model (right).

Fig.3: Tumor metastasis
inhibition via 211At-AAMT
using a B16F10 model.
Photos of experimental mice lung.

Reference[1] KANEDA-NAKASHIMA, K. et al., Cancer Science, 2021, 112(3), 1132.

IRS ANNUAL REPORT

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At project

211

Synthesis and preclinical evaluation of [211At]APASHIRAKAMI, Yoshifumi;1,2* KANEDA-NAKASHIMA, Kazuko;1,2 WATABE, Tadashi;1,3,4
OOE, Kazuhiro;1,4 TOYOSHIMA, Atsushi1,2,3 and FUKASE, Koichi1,2,5

I
Targeted Alpha-particle Therapy Research Project1 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
2 MS-CORE, PRC, Graduate School of Science, Osaka University
3 Research Center for Nuclear Physics, Osaka University
4 Graduate School of Medicine, Nuclear Medicine and Tracer Kinetics, Osaka University
5 Department of Chemistry, Graduate School of Science, Osaka University* yoshifumi_shirakami@irs.osaka-u.ac.jp

Radiopharmaceutical therapy, including targeted alpha-particle therapy (TAT), hasrecently emerged as a novel therapeutic modality for the treatment of tumor. We previously
demonstrated the utility of [211At]4-astato-L- phenylalanine ([211At]APA) for the treatment ofglioma in tumor-bearing mice by means of TAT.1) [211At]APA specifically accumulates in tumor
cells and are transported by the LAT1 transporters, which are predominantly expressed on thesurface of various tumor cells including the glioma cells. In a mouse model xenografted with
rat glioma cells, [211At]APA significantly decreased the tumor volume after a single injection of
the agent (dose range: 0.1–1.0 MBq/mouse) in the mouse. Phenylalanine has been previously
labeled with 211At using different methods.2,3) However, most of the existing reactions for thesynthesis of radiolabeled compounds either require the use of toxic and hazardous chemicals or
are unable to yield a carrier-free final product.
We have developed a new and improved method for the preparation of [ 211At]APA using
4-borono-L-phenylalanine (BPA) as the starting molecule. [211At]APA was synthesized by theelectrophilic substitution of 211At for a dihydroxyboryl (or borono) group on an aromatic ring of
the corresponding precursor molecule BPA using N-bromosuccinimde (NBS; NBS method) as
an oxidant or KI (KI method) as shown in Fig. 1.

Fig. 1. Radio-astatination of BPA by astatine-borono substitution reaction

17

IRS ANNUAL REPORT2021

At project211

The radiochemical yield (RCY) and radiochemical purity (RCP) were better with the lattermethod. The reagents and compounds used for the synthesis of [211At]APA were commerciallyapproved drugs and physiologically relevant for clinical use. The entire synthesis could beaccomplished in aqueous media; no organic solvents or toxic metals were required, suggestingthat this method is relevant for practical applications. We also elucidated the differences
between the chemical properties of iodine and astatine for the labeling reactions. Based on ourfindings, the reaction scheme for the 211At labeling of arylboronic acids is depicted in Fig. 2.

I
Targeted Alpha-particle Therapy Research Project

Fig. 2. Astatination of arylboronic acid by either NBS or KI method via corresponding intermediate

In the NBS method, 211At initially reacts with NBS to form the [211At]astatosuccinimide
intermediate (Fig. 2, top). Then, [211At]astatosuccinimide reacts with the arylboronic acid to
produce [211At]arylastatide. In the KI method, 211At reacts with KI to form the [211At]AtI and/or AtI2- intermediate (Fig. 2, bottom). Several studies have suggested that astatine can reactwith iodide and produce inter-halogen compounds such as AtI and AtI2-.4) The AtI and/or AtI2intermediate reacts with the arylboronic acid to give [211At]arylastatide. Compared to NBS,
KI was found to be more efficient for the substitution of the dihydroxyboryl group by astatine
in the aqueous media. KI can probably reduce the hypervalent 211At species present in the
aqueous solution (~10%), forming the reactive [211At]AtI and/or AtI2- intermediate that allows
higher RCYs compared to that obtained using the NBS method.
Generally, astatination occurs via electrophilic substitution reactions in the presence ofoxidants. In the present system, the astatine species in higher oxidation states are unreactive tothe arylboronic acid under the conditions employed, and KI might serve as a reductant to form
At+. However, we do not have sufficient data at this stage to confirm this possibility.

References[1] WATABE, T.; Kaneda-Nakashima, K.; Shirakami et al., Oncotarget, 2020, 11, 1388.
[2] MEYER G. J.; WALTE, A.; SRIYAPUREDDY, S. R.; Grote, M.; Krull, D.; KORKMAZ, Z.; KNAPP, W. H.;
Appl. Radiat. Isot. 2010, 68, 1060.
[3] BORRMAN, N., Nuklearmedizin 2013, 52, 212.
[4] VISSER, G.W.; DIEMER, E. L.; KASPERSEN, F.M.; Int. J. Appl. Radiat. Isot. 1981, 32, 905.
IRS ANNUAL REPORT

2021

18

At project211

Oxidative coating tubes for 211At solution
TERAMOTO, Takahiro;1* OHKUBO, Kei;2,3 OOE, Kazuhiro1 and TOYOSHIMA, Atsushi1

I
Targeted Alpha-particle Therapy Research Project1 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
2 Institute for Advanced Co-Creation Studies, Osaka University
3 Institute for Open and Transdisciplinary Research Initiatives, Osaka University* teramoto@irs.osaka-u.ac.jp

211-Astatine (211At) is expected to use for the target alpha therapy in cancer cells. However
to use it as a drug, the peculiar nature of astatine hinders it to treat comfortable, i.e., highly
adsorption to the containers and tubes during keeping and transferring the 211At solutions.
Because the astatine is generated by the irradiation of high current ion beams to the Bi target
with small cross section of milli-burn order, it is little to produce (109 atoms) with short half
lifetime (7.2 hours). Therefore the reduction of the available 211At compounds due to theadsorption to the containers is unwanted thing. In this study, we tried to coat the containersoxidatively to keep the 211At solution without adsorption.
The coating to the polypropylene (PP) tubes was prepared by the photochemical reaction ofchlorine dioxide radicals. The side-chain methyl groups in PP under photoirradiation wereselectively converted to carboxylic acid and hydroxy groups [1].
To estimate the amount of the adsorbed 211At in the containers, we measured X-ray spectra
due to the radiative decay of 211At in the PP tubes with and without oxidative coating.
Perfluoroalkoxy alkane (PFA) tube which is frequently used in the 211At solutions was alsomeasured as a reference. The number of each containers are three and 211At is involved toeach tube with ~100 kB of 100 µL with water. The tubes with 211At solutions were stored at theroom temperature for 1 hour before measurement. After that 211At solution was taken up fromthe container to another fresh container. From the former tube we can detect the adsorbed
211
At and sum between former and latter, we can calculate the total amount of the 211At in theexperiments. From both data we determined the adsorption ratio of the 211At to the container.
Table 1 shows the experimental results. From this we found that the adsorption ratio increased~4 % in the case of the oxidative coating. Although the amount of the oxidation is not explicitly
measured, the exchanged ratio of oxidation is roughly 1 side-chain per 10 side-chains in PP.
Therefore, the oxidated side chain, COO- may interact with 211At solution and induced to theadsorption to the container. From this unexpected result, other coatings except oxidation must
be considered.

Table 1. The adsorption ratio of 211At compounds to the tubes
tube

Adsorption ratio (%)

PFA

13.25±2.28

PP without oxidation

14.00±0.79

PP with oxidation

18.10±3.95

Reference[1] OHKUBO, K. et al., Chem. Commun., 55, 4723(2019).
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IRS ANNUAL REPORT2021

At project211

Covariance mapping of 211AtTERAMOTO, Takahiro;1* WANG, Yang;2, HABA, Hiromitsu2 and TOYOSHIMA, Atsushi1I

1 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
2 Nishina Center for Accelerator-Based Science, RIKEN

Targeted Alpha-particle Therapy Research Project* teramoto@irs.osaka-u.ac.jp

The coincidence measurement which records the timing and energies of the particles emitted
simultaneously is used to reveal the decay channels. However it needs several detectors andif the amounts of the signals come to the detectors so frequently, false coincidence events
happen. On the other hands, the covariance mapping technique is one of popular methods
in the molecular physics community as an alternative one of coincidence measurement. The
advantage of the covariance method is that the measurement can be done with one detector
and highly attainable to the false signals [1]. In this study, we applied the covariance mapping tosurvey the decay channels of astatine-211 (211At) with single Ge detector.
The 211At solution with 1 MBq was kept in a vial and placed apart from the front surface of the
Ge detector with 1.2 m long. The measurements were performed with the accumulation withevery 2 s and total data number was 16,000. The same measurement in the case of without 211At
solution was examined as background signals.
Figure 1 shows the covariance mapping of the 211At. The color shows the covariance signals
emitted coincidently although the one dimensional detection such as one dimensional X-ray
spectra is hard to reveal the relationship among the signals. In summary, we successfullymeasured the coincidence signals emitted from the 211At by single Ge detector with covariancemapping technique.

Fig1. (A) X-ray spectra of 211At.(B)Covariance map of 211At Expanded view of (B) in the photon
energy from 20 to100keV(C) and from 550 to 700 keV(D), respectively
Reference[1] ZHAUNERCHYK, V., et al., Phys.Rev.A.89, 053418(2014).

IRS ANNUAL REPORT

2021

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At project211

Investigator initiated clinical trial using[211At]NaAt for refractory thyroid cancer
I
Targeted Alpha-particle Therapy Research Project

WATABE, Tadashi;1* KANEDA, Kazuko;2 OOE, Kazuhiro;1 TOYOSHIMA, Atsushi;2
FUKASE, Koichi3 and SHIRAKAMI, Yoshifumi2
1 Graduate School of Medicine, Osaka University
2 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
3 Graduate School of Science, Osaka University* watabe@tracer.med.osaka-u.ac.jp

Radioactive iodine (131I) has long been used clinically for patients with differentiated thyroid
cancer. However, some patients with multiple metastases are refractory to repetitive 131I
treatment, despite the targeted regions showing sufficient iodine uptake. In such patients, betaparticle therapy using 131I is inadequate and another strategy is needed using more effective
radionuclide.
Astatine (211At) is receiving increasing attention as an alpha-emitter for targeted radionuclide
therapy. 211At is a halogen element with similar chemical properties to iodine. Alpha particles
emitted from 211At has higher linear energy transfer as compared to beta particles from 131I
and exert a better therapeutic effect by inducing DNA double strand breaks and free radical
formation. As shown in out preclinical studies, targeted alpha therapy using 211At is highly
promising for the treatment of advanced differentiated thyroid cancer.
We have started the investigator-initiated clinical trial (first in human) using [211At]NaAt forrefractory thyroid cancer patients in Osaka University Hospital since November 2021 under
the support of Agency for Medical Research and Development (AMED). It is a phase I clinical
trial to confirm the safety, pharmacokinetics, and efficacy of astatine in patients with refractory
differentiated thyroid cancer. It will be conducted until March 2024, and the planned numberof patients is 16 cases at maximum.

References[1] WATABE, T.; KANEDA, K. et al, J Nucl Med, 2019, 60(9),1301-1307.
[2] WATABE, T.; KANEDA, K. et al., Ann Nucl Med, 2021. Jun;35(6):702-718.
[3] WATABE, T.; HOSONO M.; KINUYA S. et al., Ann Nucl Med, 2021. Jul;35(7):753-766.
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IRS ANNUAL REPORT

2021

Research Activity

II

IRS ANNUAL REPORT

2021

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Measurement of half-life of β decay of 48Ca
HARADA, Takaaki;1 YAMAMOTO, Asahi;1 YOSHIDA, Sei1* and UMEHARA, Saori2
1
2

Graduate School of Science, Osaka University
Research Center for Nuclear Physics, Osaka University* sei@phys.sci.osaka-u..ac.jp

Searching for a neutrino-less double beta (0νββ) decay is important task to verify the righthanded interaction of neutrinos and to obtain the absolute scale of the Majorana neutrino
mass. In general, double beta (ββ) decaying nuclei are prohibited energetically from (single)
β decay. In the case of 48Ca, however, β decay is only suppressed by the spin transition, notprohibited, which follows β decay to 48Ti with a half-life of 43.7 hours.
We have constructed a CANDLES detector using CaF2 scintillator at the Kamioka undergroundlaboratory, Gifu prefecture, Japan, to measure 0νββ decay [1] and 2νββ decay of 48Ca. In
addition, an apparatus for 48Ca β decay measurements is being developed at the RI Center in
Toyonaka campus, Osaka University.

II
Research Activity

We constructed a detector system for high-sensitive measurement of β decay half-life andinvestigated background event rate. A large amount of CaCl2 solution (concentration: 12
wt%, 650 L, CaCl2: 250 kg) was prepared, and 48Sc, a decay nuclide, was concentrated andcollected on a scandium adsorption resin (chelating resin: NOBIAS-CHELATE-PA1 (Hitachi
High-Technologies), 140 g) placed in the center of the detector. The 48Sc concentrated decays
in the resin, and three γ rays of 984 keV, 1312 keV, and 1038 keV emitted are measured
simultaneously (coincidence) by 30 modules of CsI(Tl) scintillation detectors installed tosurround the adsorption resin.
To estimate the sensitivity of the measurement, data were acquired without Ca circulation.
Background events are observed in the high energy region above 4 MeV, which are considered
to be caused by environmental neutrons and cosmic rays. These backgrounds can be reduced
by installing the detector into the underground laboratory. We newly introduced clustering
analysis to reconstruct event energy and discriminate events, and the selection criterion
to quantify and evaluate event characteristics. By introducing these analysis methods,
we succeeded in reaching a measurement sensitivity of 5.9 x 10 20 years after one year of
measurements.

Reference[1] S. Ajimura et. al, Physical Review D103, 2021, 058008-1
23

IRS ANNUAL REPORT

2021

Injection Control in Laser Wakefield Accelerator
HOSOKAI, Tomonao;* JIN, Zhan; ZHIDKOV, Alexei; PATHAK, Naveen; MIZUTA, Yoshio;
OUMBAREK, Espinos, Driss and LEI, Zhenzhe
SANKEN, Osaka University* hosokai@sanken.osaka-u.ac.jp

Contribution of particle accelerators to the modern basic science, industry, and medicine isinvaluable. From keV to GeV electron and hadron accelerators become ingrained in society
everyday lives. However, in recent years, accelerator development is continuously growing
with new demands for higher energy and currents, for beams in femtosecond and atto-second
ranges, for nanometer scaling and high fields. New solutions in the way of miniaturization ofordinary accelerators, which are typically national facility level and require a huge amountof money and huge location areas, are under developing with novel acceleration mechanisms
exploiting ultra-high electric fields.
Here the most promising are the laser plasma accelerators that use the plasma waves exited inlaser pulse wakes [1]. Our goal is to realize a GeV class laser wakefield accelerator (LWFA) via
developing of strict plasma control technology based on insightful understanding of plasma andbeam behaviors.

II
Research Activity

Figure 1.
Left: (a) Design of tunable asymmetric gas jet. (b) Gas density profile when tuning the back wall height d.
Right: accelerated electron spectrum when tuning the gas density distribution.

Control of the injection process is a key technic to realize a stable LWFA. The self-injection
is a result of non-linear processes originated from plasma wave breaking and difficult to becontrolled. We have designed a gas jet with a tunable asymmetric density distribution. Bytuning the slope of density down-ramping, we are able to control the injection process via
parametric resonance. In an optimized condition (d=5 mm), quasi-monoenergetic electron
beam with central energy of 300 MeV (figure 1 right d) has been successfully generated in our
LWFA platform [2]. Easier tuning of the gas density and gas density gradient in the asymmetricgas nozzle makes this device interesting for practical application in LWFA.
References[1] TAJIMA, T; DAWSON, J. M., Phys. Rev. Lett., 1979, 43, 267[2] JIN, Z.et al, Phys. Rev. Research, submitted.

IRS ANNUAL REPORT

2021

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Genome analysis of radiation-sensitive medaka
mutant rev3l
ISHIKAWA-FUJIWARA, Tomoko* and TODO, Takeshi
Radioisotope Research Center, Institute for Radiation Science, Osaka University* fujiwara.tomoko.irs@osaka-u.ac.jp

The most prominent biological effect of radiation is the induction of double-strand breaks(DSB) into genomic DNA. DSB is a major cause of chromosomal instability, which result intumorigenesis. Replication fork stalls at DNA damage or specific sequence hard to replicate.
Stalled replication fork frequently results in the formation of DSB, Trans-lesion synthesis (TLS)
polymerases can escape DSB generation by relieving the stalled fork through the incorporationof incorrect nucleotide opposite damaged base and/or template switching. Thus, the TLS
reaction is a process that avoids the more dangerous DSBs while at the risk of the introductionof point mutations. Rev3l is a catalytic subunit of TLS polymerase Polζ. We established rev3l
knockout mutants in the small laboratory fish Medaka. While in mice rev3l deficiency leads
to embryonic lethality, homozygous rev3l -/- medaka were viable through adulthood. However,
the mutant fish showed reduced lifespan. All mutant fish died from intestinal tumors by theage of 9 months. In almost all mutant fish, tumor cells disseminated in abdominal cavity at
this stage. To clarify the crucial events occurring in the tumor genome, the disseminated tumor
cells were collected and their genomic DNA and RNA were analyzed. Detection of mutations
induced in genomic DNA were performed using Whole Genome Sequencing, and changes
in gene expression pattern were analyzed by RNAseq. We have detected a large number ofstructure variants (SVs) in tumor genome. SVs consist of inversion, deletion, duplication andtranslocation, and it became clear that complex structure variation present in tumor cells.
As for gene expression pattern, expression of various genes including cell growth (signaltransduction), transcription factors, cell adhesion factors, etc. were clarified. This year, wehave confirmed these SVs by PCR amplification of genomic DNA and subsequent capillary
sequencing, also tried to search for genes that show expression fluctuations common to tumor
cells by RT-qPCR using RNAs extracted from several tumor cells.

II
Research Activity
25

IRS ANNUAL REPORT

2021

Development of Absolute Epi-thermal Neutron
Flux Intensity Monitor for BNCTMURATA, Isao;* TAMAKI, Shingo; KUSAKA, Sachie and SATO, Fuminobu
Graduate School of Engineering, Osaka University* murata@see.eng.osaka-u.ac.jp

BNCT is a promising cancer therapy which kills tumor cells while suppressing exposure dose
to normal tissues. Normally, the neutron field of BNCT has an energy distribution spreading
within thermal, epi-thermal and fast neutron regions. Because epi-thermal neutrons are
generally used for BNCT, we must measure the epi-thermal neutron flux intensity to evaluate
the therapeutic effect and patient’s exposure dose. In addition, we also have to evaluate theexposure dose of the fast neutrons that may be harmful to the human body. However, it is quitedifficult to know such intensities directly and accurately. We are therefore developing newmonitors to precisely measure the absolute integral flux intensities of epi-thermal (0.5 eV ~ 10keV), called first monitor, and fast neutrons (10 keV ~ 1 MeV), called second monitor.[1]II
Research Activity

The first monitor measures the absolute epi-thermal neutron flux intensity from 72Ga activity
created via 71Ga(n, γ)72Ga reaction by setting a cubic polyethylene (PE) in which a GaN foil isplaced at the center. For the second monitor, two detectors are used, one of which consists of a
cubic PE and a GaN foil covered with a Cd sheet is placed at the center (PE type), and the otherone is a similar shape to the first monitor, but with a B4C sheet surrounding the cubic PE (B4Ctype). By making difference of the two 72Ga activities, the absolute fast neutron flux intensity is
estimated. In the present study, the performance of the epi-thermal and fast neutron monitors
were verified experimentally at KUR, Kyoto University.
The results are summarized in Tables 1 and 2. In the tables, the nominal value means the value
evaluated at KUR. From Table 1, the experimental result of the first monitor is a little larger
than the nominal value of KUR. This experimental value was already corrected considering thehigh energy part of the neutron spectrum. The bare estimation is 5% larger than this value.
The first monitor was confirmed to work properly from the present result. On the other hand,
as for the second monitor the experimental value shows very small compared to the nominal
value. This is due to subtraction of theTable 1 Absolute epi-thermal neutron flux by the first monitor.
two activities, namely, as the result theExperimental
Nominaldifference is very small and is beyond
C/Evalue (E)value (C)the statistical errors of the activity
Ga activity [kBq](3.31±0.05)x10––
φ [n/cm /sec](8.67±0.13)x10
7.26x100.84
measurements. The point is that though
the high energy neutron contribution
Table 2 Absolute fast neutron flux by the second monitor.
in the neutron spectrum is so small, theExperimental
NominalC/E
value (E)value (C)sensitivity below 10 keV is not perfectly1
Ga activity* [kBq] (1.32±0.02)x10––
zero. Now we are modifying the design so
Ga activity*2 [kBq] (1.56±0.02)x10––
as to realize zero sensitivity below 10 keV.
3
72

3

epi

2

8

72

8

3

72

3

2

φepi [n/cm /sec]

7

0.6x10 *4.94x107

7.8*1 For the PE type detector.
*2 For the B4C type detector.
*3 The estimated error is larger than 100%.

Reference[1] KASHIWAGI, Y et al., Appl. Radiat. Isot., 2019, 151, pp.145-149.

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2021

26

Synthesis and Stability of
La(III) and Ba(II) Complexes with Pyridine
Phosphonate Pendant Arms based ona Diaza-18-crown-6 Ether
NAGATA, Kojiro;1 BABA, Kazuaki;2 YAJIMA, Tatsuo3 and YOSHIMURA, Takashi2*
1 Radioisotope Research Center, Institute for Radiation Sciences, Osaka University
2 Department of Chemistry, Graduate School of Science, Osaka University
3 Department of Chemistry and Materials Engineering, Faculty of Chemistry, Materials and Bioengineering, Kansai University* tyoshi@rirc.osaka-u.ac.jp

Recently, Tatgeted alpha-particle therapy, which selectively destroys cancer cells by specificallyaccumulating alpha-ray-emitting radioactive metal complexes on cancer cells, has been
attracting attention. 225Ac and 223Ra are promising radioactive metal elements for use inthis therapy. In vivo, these radioactive metal elements must be stable as complexes. Thisis because dissociation from the complexes can damage normal cells. However, there is nosuitable chelator for Ac3+ or Ra2+ yet, and it is still in the process of development. To form
stable complexes in vivo, we designed ligands with phosphonic acid pyridine arms based on
18-membered crown ethers, macroppEt and H4macropp. To evaluate the stability of Ac and Ra
complexes, we synthesized La and Ba complexes, which are homologous elements and have
similar ionic radii.

II
Research Activity

The structure of the La complex of H4macropp was determined by X-ray crystallography.
The chelator was bound to La with 10 coordination atoms and one solvent molecule wascoordinated; the La and Ba complexes of macroppEt had similar structures. On the other
hand, the Ba complex of H4macropp formed a 10-coordinated structure. The pM value ofeach complex was determined by potentiometric titration. Compared to the pM value of theexisting ligand H2macropa, H4macropp with a carboxylic acid instead of a phosphonic acid wasfound to be more stable than the La complex. On the other hand, the Ba complex shows the
opposite trend to the La complex, with the macroppEt complex having a phosphonic acid ester
being more stable. 225Ac radiolabeling experiments were performed by using H4macropp andmacroppEt. Each ligand was mixed with 225Ac (0.1 k Bq) in the concentration range of 10-2~10-6
under neutral conditions at room temperature, and the radiolabeling yield was evaluated byradio-TLC. H4macropp showed a high labeling yield even at concentrations as low as 10-6 M,
whereas macroppEt showed no radiolabeling reaction with 225Ac even at high concentrations.
These results suggest that H4macropp is a more suitable chelator for 225Ac than macroppEt.

Reference[1] BABA, K. et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 2022, 45, 422.
27

IRS ANNUAL REPORT

2021

Mutation and carcinogenesis do not correlate
under chronic low-dose internal radiation
exposure: an experimental demonstration
NAKAJIMA, Hiroo;1* OHNO, Mizuki;2 ISHIHARA, Hiroshi;3 UNO, Katsuko;4 ENDO, Satoru;5
NAKAJIMA, Yumiko6 and TSUZUKI, Teruhisa7
1Institute for Radiation Sciences, Osaka University, Osaka, Japan
2 Department of Medical Biophysics and Radiation Biology, Faculty of Medical Science, Kyushu University Fukuoka, Japan
3 Internal Decorptoration Resarch Group, Dept. of Radiation Regulatory Science Research, National Institute of Radiological Sciences,
National Institutes for Quantum Science and Technology, Chiba, Japan
4 Louis Pasteur Center for Medical Research, Kyoto, Japan
5 Graduate School of Engineering, Hiroshima University, Hiroshima, Japan
6 Central Institute of Radioisotope Science and Safety Management, Kyushu University, Fukuoka, Japan
7 Kyushu University, Fukuoka, Japan* nakajima@irs.osaka-u.ac.jp

Radiation is considered a powerful factor in inducing gene mutations and cancer. Furthermore,since the International Commission on Radiological Protection (ICRP) has adopted the linear
non-threshold hypothesis, it is believed that even a small amount of radiation could induce
lethal carcinogenesis. However, our previous studies suggested that, unlike under the actionof chemicals, mutations do not correlate with carcinogenesis in response to low-dose internalradiation exposure.

II
Research Activity

In this study, we demonstrated that mutation and carcinogenesis were not correlated anddetermined experimentally what level of internal radiation exposure was required to induce
carcinogenesis. In addition, we attempted a comprehensive evaluation of our research results
and the results shown in many other epidemiological studies.
A three-year study of internal low-dose radiation exposure using mice revealed the following:
1. Mutations due to radiation exposure contributed less to carcinogenesis than that ofchemicals causing the same mutation rate.
2. Increased cytokines involved in antitumor immunity were observed as an effect of radiation
exposure.
3. External and internal exposure at the same dose and dose rate appeared to cause different
gene expression patterns.
4. Orally ingested water-soluble cesium-137 did not accumulate locally, even in areas of directcontact in the gastrointestinal tract.
5. Even in mice with proven hereditary effects of radiation, somatic and genomic mutation rates
in offspring did not differ from that of the controls, despite continued drinking of 100,000
Bq/ℓ of cesium water.
These results supported the outcomes from epidemiological studies of second-generation
atomic bomb survivors and radiation-treated pediatric cancer patients and validated current
food radiation dose limits (100 Bq/kg).

IRS ANNUAL REPORT

2021

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Coprecipitation of Zr, Hf, Th and Eu withthorium oxalate and zirconium malonate,
toward the chemical study of element 104, Rf
NAKANISHI, Ryohei;1,2* KASAMATSU, Yoshitaka;1,2 WATANABE, Eisuke;1,2 OTAKA, Saki;1,2
HAYAMI, Sho;1,2 HABA, Hiromitsu;2 NAMBU, Akihiro2 and SHINOHARA, Atsushi3,4
1 Graduate School of Science, Osaka University
2 RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science
3 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
4Osaka Aoyama University* nakanishir20@chem.sci.osaka-u.ac.jp

The chemical properties of superheavy element, Rf, have been studied mainly through complex
formation with inorganic ligands. In this study, we focused on the organic ligands: oxalic acidand malonic acid, which have the potential to form chelate complexes with Rf. To determine
suitable experimental conditions for coprecipitation experiments of Rf with the dicarboxylic
acids, we investigated coprecipitation behaviors of Zr, Hf, Th and Eu using thorium oxalate or
zirconium malonate as a carrier.

IIZr, 175 Hf, 152 Eu, and 228 Th radiotracers were used to investigate the coprecipitation
behavior with Th(C2O4)2 or Zr(C3H2O4)2. These tracers were also used when investigating
the precipitation behavior of macro amounts of Zr, Hf, Th, and Eu. In the coprecipitation
experiment, 50 μL of 0.1 M perchloric acid solution with carrier elements (Th 30 μg or Zr 60μg) was added into the 10 μL of RI tracer solution. In the case of the precipitation experiment,
1.7 mg of Zr, 3.7 mg of Hf, 60 µg of Th or 5.0 mg of Eu in 0.1 M perchloric acid solution
was added in 10 μL of RI solution. After mixing it, oxalic acid (0.010–0.90 M) or malonicacid (0.010–0.10 M) solution was added to form dicarboxylate precipitate. Then, the oxalic
solutions were stirred for 60 s at 80℃. The malonic solutions were stirred for 70 s at 90℃. The
precipitate and filtrate samples were assayed by γ-ray or α-particle measurements to determine
precipitation yields.

Research Activity

88

The coprecipitation yields of Zr, Hf, Th and Eu were basically consistent with their precipitation
yields, suggesting that dicarboxylate complexation properties of Rf is considered to beinvestigated based on their dicarboxylate coprecipitation behavior. In the oxalic acid system,
Zr and Hf were not coprecipitated with Th(C2O4)2, and the coprecipitation yield of Eu was over
95% at all oxalic acid concentrations studied. We think that the elements with smaller ionicradii dissolve by forming complex anions with three or four oxalate ions (C2O42−). The elementswith larger ionic radii are coprecipitated by forming neutral complexes with two oxalateions. In the malonic acid system, Th and Eu were not coprecipitated with Zr(C3H2O4)2, andthe coprecipitation yield of Hf was over 80% under the all conditions studied. Th and Eu areconsidered not to be coordinated by malonate ions. Dicarboxylic acids would be size-selectivein their complexation with these group 4 elements. Due to the strong relativistic effects on theorbital electrons in Rf, Rf is predicted to have large radius than those of Zr and Hf. Rf might
represent similar behavior to that of Th and Eu with larger ionic radii.

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IRS ANNUAL REPORT

2021

Three-dimensional Elemental Imaging
using Muon Beam
NINOMIYA, Kazuhiko* and CHIU, I-Huan
Institute for Radiation Sciences, Osaka University* ninomiya@rirc.osaka-u.ac.jp

When a negatively charged muon introduced into a material, the muon forms a muonic atom
having one muon in the atomic orbit instead of an electron. After formation of muonic atom,
characteristic X-ray (muonic X-ray) emission occurs by muon cascading process. Due to a large
mass of the muon, the energies of muonic X-rays are approximately 207 times higher than thatof these of “electronic” X-rays. Such high energy X-rays can penetrate bulk material withoutabsorption, therefore, in recent years, elemental analysis method have been developing using
muon beam [1]. This method can identify element including light ones for bulk material nondestructively and position selectively. We applied position sensitive high-energy resolution
detector, CdTe double-sided strip detector (CdTe- DSSD) for this method to achieve nondestructive three-dimensional elemental analysis.

II
Research Activity

Muon experiment was conducted at D2 beamline in Materials and Life Science Facility, Japan
Proton Accelerator Research Complex. We prepared 4 polypropylene balls with diameterof 12.7 mm and 6.35 mm as muon irradiation sample. The CdTe-DSSD detector equipped
3mm diameter pin hole collimator was set at 183 mm from the sample. Muon irradiation was
performed with incident muon momentum of 30 MeV/c. During muon irradiation, the sample
was rotated with a step size of 22.5°.
We clearly identified muonic carbon X-ray of 75 keVoriginated muon stop in the sample. Two-dimensional
elemental imaging was obtained by selecting 75 keVregion. We obtained 16 data set with different sample
rotation angle. From these two-dimensional data,
we reconstructed three-dimensional image using the
maximum likelihood expectation maximization (MLEM)
technique. Figure 1 shows the three dimensional
elemental distribution, and this is well reproduced withthe actual sample configuration [2]. In summary, we firstly
successfully determined three-dimensional elemental
distribution of carbon by muon irradiation.

Figure 1: Three-dimensional image ofcarbon reconstructed from 16 2D data set.

References[1] NINOMIYA, K., Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 2019, 19, 8-13.
[2] CHIU, I. et al., Scientific Reports, 2022, 12, 5261.

IRS ANNUAL REPORT

2021

30

Surface Fermi Contours and Phonon Anomalies
at the Surface of the Random Alloy
OKADA, Michio
Institute for Radiation Sciences, Osaka University
okada@chem.sci.osaka-u.ac.jp

In the paper of REF [1], we focus on the position and width of the surface state Fermi contours
as a function of alloy composition and relate these results to the position and width of theobserved phonon anomaly. Our angle-resolved photoemission measurements in conjunction
with synchrotron radiation show systematic changes in the surface state Fermi contours withincreasing alloy concentration. The nesting vectors determined from Fermi contours are inexcellent agreement with the position of the measured phonon anomalies, demonstrating
the tuning of Fermi surface and the resulting electron-phonon couplings by alloying. This
prototypical system thereby demonstrates the potential for continuous Fermi-surface tuningwith random alloying as a tool for controlling the surface and interfacial properties.

II
Research Activity

We believe that our result is relevant to more complex alloy systems such as transition metaloxides, where doping is used to control and optimize electronic and magnetic properties.
Those properties are driven by many-body couplings between charge, spin, orbital, and lattice
degrees of freedom. The randomness introduced by doping will broaden many of the relevant
low-energy modes just as seen in this simpler metal alloy system. In the limit of very strong
damping, theses modes can become overdamped and localized. Nonetheless, the electronic
degrees of freedom can and apparently do remain coherent with well-defined quasiparticles,
as measured by photoemission, even though they are strongly coupled to the heavily damped
degrees of freedom.

Fig. 1. Fermi level intensity maps of the hole pocket
surrounding the S point for H-saturated Mo1-xRex(110),with x = 0.00, 0.05, 0.15, and 0.25 as indicated. Smooth
curves are intended only to show that the shape of thepocket changes little with composition.

Reference[1] OKADA, M.; ROTENBERG, E.; KEVAN, S.D.; SCHÄFER, J.; PLUMMER, E.W.,
Journal of Physics Communications, 2021, 5, 075008.
31

IRS ANNUAL REPORT

2021

Interface atom mobility and charge transfer
effects on CuO and Cu2O formation on
Cu3Pd(111) and Cu3Pt(111)
OKADA, Michio
Institute for Radiation Sciences, Osaka University
okada@chem.sci.osaka-u.ac.jp

In the reports of REF [1, 2] , we bombarded Cu 3 Pd(111) and Cu 3 Pt(111) with a 2.3 eV
hyperthermal oxygen molecular beam (HOMB) source, and characterized the corresponding(oxide) surfaces with synchrotron-radiation X-ray photoemission spectroscopy (SR-XPS).
At 300 K, CuO forms on both Cu3Pd(111) and Cu3Pt(111). When we increase the surface
temperature to 500K, Cu2O also forms on Cu3Pd(111), but not on Cu3Pt(111). For comparison,
Cu2O forms even at 300 K on Cu(111). On Cu3Au(111), Cu2O forms only after 500 K, and nooxides can be found at 300 K. We ascribe this difference in Cu oxide formation to the mobilityof the interfacial species (Cu/Pd/Pt) and charge transfer between the surface Cu oxides andsubsurface species (Cu/Pd/Pt) (see Fig. 1).

II
Research Activity

Fig. 1. Calculated charge distribution difference for 0.5 ML-O
adsorbed on Cu3Pt(111), for layer concentrations (a) (x1, x2, x3−7) =(0, 0, 25) and (b) (x1, x2, x3−7) = (0, 100, 25). We obtained (a) and (b)by subtracting the charge distributions of bulk slab and O atoms
from that of O-adsorbed slab. We can see a relatively higher electron
gain around Pt in the second layer (b) than that around Cu (a). The
electronegative O atoms are relatively far from the Pt subsurface layer.
Thus, we associate the charge gain of Pt with the charge loss of surface
Cu atoms.

References[1] TSUDA, Y.; GUERIBA, J.S.; MAKINO, T; DIÑO, W.A.; YOSHIGOE, A.; OKADA, M, Scientific Reports 2021, 11, 3906.
[2] https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20210219_3

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2021

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Accelerator production of Ce-141 as candidate
nuclide for radiotheranostics
OOE, Kazuhiro;1,2* WATABE, Tadashi;1,3 SHIRAKAMI, Yoshifumi;3 NAMBU, Akihiro;4
HABA, Hiromitsu4 and HATAZAWA, Jun5*
1

Department of Nuclear Medicine and Tracer Kinetics, Osaka University Graduate School of Medicine
2 Radioisotope Research Center, Institute for Radiation Sciences, Osaka University
3 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
4 Nishina Center for Accelerator-Based Science, RIKEN
5 Research Center for Nuclear Physics, Osaka University* ooe@rirc.osaka-u.ac.jp

Cerium-141 (141Ce, T1/2 = 32.5 d) is a candidate radionuclide for theranostics (therapeutics +diagnosis). This nuclide emits β-particles (maximum β energy: 580.7 keV), which can be applied
to therapy of tumors, and also emits γ-rays with energy of 145.4 keV (branching ratio: 48.2%)
which can be used for imaging by single photon emission computed tomography (SPECT). In
addition, 141Ce can be produced in the 138Ba(α, n)141Ce reaction using accelerators, which leads
to domestic production in Japan for stable supply. However, 141Ce has been rarely applied tonuclear medicine field. In this study, suitable target material of Ba for accelerator production of141
Ce was investigated.

II
Research Activity

BaCl2 and BaO pellets were irradiated with a 29-MeV alpha beam using the RIKEN K70
AVF Cyclotron. The irradiated natBa targets were subjected to γ-ray spectrometry with a Ge
semiconductor detector.
In the production of 141Ce from BaCl2 target, a high radioactivity of short-lived by products, 38K(T1/2 = 7.636 min) and 34mCl (T1/2 = 31.99 min), were observed. These by products are considered
to be produced by the nuclear reaction between Cl and α beam. Because of these by products,
the radiation dose from the irradiated BaCl2 target was quite high, and the γ-ray of 141Ce wasonly observed after decay of these by products. On the other hand, in the γ-ray spectrum of141
Ce produced with BaO, no such interference nuclides were observed, and the γ-ray of 141Ce
was observed soon after the end of irradiation. Therefore, BaO is considered to be suitabletarget material for the production of 141Ce by α beam.
After accelerator production of 141Ce, chemical separation of 141Ce from Ba target material
is needed for radiopharmaceutical labeling. Chemical purification method for 141Ce is underinvestigation.

33

IRS ANNUAL REPORT

2021

ESI-MS spectroscopy forhydroxide complexes of group 2 elements
OTAKA, Saki;1* KASAMATSU, Yoshitaka;1,2 WATANABE, Eisuke;1,2 NAKANISHI, Ryohei;1
HAYAMI, Sho;1,2 SAWAMURA, Kei1,2 and SHINOHARA, Atsushi3,4
1 Graduate School of Science, Osaka University
2 RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science
3 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
4 Osaka Aoyama University* otakas21@chem.sci.osaka-u.ac.jp

Nobelium (No) with atomic number 102 is one of actinide elements. It is reported that stable
oxidation state of No is +2 although those of the other heavy actinide elements are all +3.
The chemical behavior of No is reported to be similar to that of group 2 elements in HCl [1].
However, there are a few experimental reports for No due to difficulties in executing chemical
experiments of short-lived No isotopes. In our previous study, the coprecipitation behaviorof group 2 elements with samarium hydroxide was experimentally investigated. The results
showed that the coprecipitation behavior is different from the precipitation behavior forgroup 2 elements, although consistency was observed for other group elements in the periodic
table. The reason is assumed to be formation of polynuclear complexes in the precipitation.
In basic and high-density metal ion solutions, the presences of polynuclear complexes suchas [Be6(OH)8]4+ and [Mg4(OH)4]4+ are reported [2] . In this study, we investigated mass of the
dissolved species of Sr in the filtrate after the precipitation using electrospray ionization-mass
spectrometry (ESI-MS).

II
Research Activity

In solution containing 100 μg, 1 mg, or 10 mg of strontium chloride, 2 mL of 15 M ammonia
water was added to form strontium hydroxide precipitate. After mixing for 10 min at room
temperature, the precipitate was collected on a membrane filter (Resolve Filter Eichrom Ltd)by suction filtration. The filtrate was subjected to mass spectrometry with ESI-LIT-orbitrap(Thermo Fisher Scientific). The spectrum of the filtrate from 10 mg precipitation experimentshowed the formation of strontium dinuclear complexes such as [Sr2OCl]+ (m/z=226.77),[Sr 2(OH)Cl 2] + (m/z=262.75) and [Sr 2(NO 3)Cl 2] + (m/z=307.73). This result suggests thatpolynuclear complexes are possibly formed in the precipitation experiments, and this formation
might cause the difference between precipitation and coprecipitation behaviors. Polynuclear
complexes were observed only for the 10 mg precipitation sample, which could be attributed
to low detection efficiency. Since the coprecipitation behavior would indicate the properties ofmononuclear complexes, hydroxide complexation of No might be investigated by comparing thecoprecipitation behavior of No with that of group 2 elements.

References[1] SILVA, R. J. et al., J. Inorg. Chem. 13, 9, 2233-2237 (1974).
[2] BAES, Jr. C.F.; MESMER, R.E., The Hydrolysis of Cations, John Wiley & Sons (1976).

IRS ANNUAL REPORT

2021

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Radioactivation Analysis of Concrete Wallin Fusion Neutron Source Facility
SATO, Fuminobu;* AKIYAMA, Yoko; MANABE, Yuichiro; TAMAKI, Shingo;
KUSAKA, Sachie and MURATA, Isao
Graduate School of Engineering, Osaka University* fsato@see.eng.osaka-u.ac.jp

A deuterium-tritium neutron generator in Osaka University with a continuous intense neutron
source emitting 3×1012 fusion neutrons per second has been in operation since 1981. However,radioactivation for the parts of the accelerator body is a serious issue. Hence, in this study,
we investigated the radioactivation of the intense irradiation room containing the continuous
intense neutron source. Core samples of the concrete wall were collected at various positionsin the irradiation room and the radionuclides in them were determined by performing gammaray spectrometry. Major long-lived radionuclides found were 54Mn, 60Co, and 152Eu. The
radioactivity of 152Eu may possibly be consistent with the result obtained using the simulation
code shown in Fig. 1. The radioactivity of 54Mn and 60Co were minimal compared with thatof 152Eu. The tritium amount in the core sample was measured employing a tritium samplingsystem and a liquid scintillation detector and was found to be considerably larger than theamount estimated using the simulation code. Tritium diffused from the titanium-tritium target
was attached to the wall surface. However, most of it did not penetrate the concrete wall. These
results reveal the radioactivity issue of fusion neutron generator facilities and are expected toaid in the maintenance of their operation.

II
Research Activity

Fig. 1 Two-dimensional distribution ofradioactivity of 152Eu for the concrete at thefloor surface.

References[1] TAMAKI, S.; FAJAR, P.; UEDOI, K.; HAIDONG, W.; KUSAKA, S.; MANABE, Y.; AKIYAMA, Y.; TANAKA, T.; SATO, F.;
Murata, I., Plasma and Fusion Research, 2022, 17, 1405001.
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IRS ANNUAL REPORT

2021

Detection Technique of Gamma-Ray Radiationfrom High-Intensity Laser Plasma
TAMII, Atsushi;1,2,3* IWASAKI, Ryota;3 NIINA, Rei;2 OTA, Shinsuke;2
KOBAYASHI, Nobuyuki;2 SUDO, Takashi;2 KAWABATA, Takahiro;3 FURUNO, Tatsuya;3
ADACHI Satoshi;3 TSUJI, Seiya;3 MIYAMOTO, Kenshin;3 HONDA, Yuya;3
NISHIUCHI, Mamiko;4 SAKAKI, Hironao;4 NAKAZAWA, Kazuma;5
ROKUJO, Hiroki6 and NIIKURA, Megumi7
1Institute of Radiation Science, Osaka University
Research Center for Nuclear Physics, Osaka University
Department of Physics, Faculty of Science, Osaka University
4
Kansai Photon Science Institute, National Institutes for Quantum Science and Technology
5
Faculty of Education, Gifu University
6
Fundamental Particle Physics Laboratory, Nagoya University
7
Department of Physics, University of Tokyo2
3* tamii@rcnp.osaka-u.ac.jp

Technology of high-brilliance lasers are improved year by year. Presently focused laser intensity
above 1022 W/cm2 is available. Electron, protons and ions are found to be accelerated up to
several 10 MeV energies by the high-intensity laser irradiated on solid material forming laser
plasma. The energy already reaches the threshold of producing nuclear reactions. Detectionof nuclear reactions in the laser plasma is still quite scarce. Also, direct detection of individual
photons in the gamma-ray energy region above MeV is not achieved yet. We are developing a
new method for detection of such gamma-rays for future nuclear physics researches using highintensity laser by a collaboration of nuclear, particle and laser physicists.

II
Research Activity

We tested detection of gamma-rays by three types of methods. 1) activation method, 2)
scintillator method, and 3) emulsion. 1) copper plates were placed as an activation target at thedownstream side of the laser plasma target. After a laser shot, the plates were extracted fromthe vacuum chamber and were placed in from of high-purity germanium gamma-ray detectors.
We successfully detected 511 keV gamma-rays produced by annihilation of positions emitted
from 62Cu and 61Cu nuclei produced by 63Cu(γ,n) and 63Cu(γ,2n) reactions, respectively. 11C, 18F
and possibly 15O were also observed from teflon target. 2) LaBr3 and NaI scintillators wereplaced in the air with a distance of about three meters from the target. The detected signals
were, however, supposed to have a lot of background radiation of electrons emitted from thetarget chamber. 3) We prepared two sets of 32 stacks of emulsion sheets with an area size of
50×60 mm2. After giving radiation from a laser short, the emulsion was removed, developed,
and scanned. By a preliminary analysis of the scanned data, a several events were detected as
candidates for electron-position pair creation process by gamma-ray reaction in the emulsion
material. Further analysis is on going.

References[1] H. Daido, M. Nishiuchi, and A. S Pirozhkov, Rep. Prog. Phys., 2012, 75, 056401.
[2] H. Rokujo et al., Prog. Theor. Exp. Phys., 2018, 063H01.

IRS ANNUAL REPORT

2021

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Basic studies towards ultrafast
soft X-ray photoelectron diffraction;
Its application to probing local structure
in iodobenzene molecules
TERAMOTO, Takahiro;1* MINEMOTO, Shinichiro;2 MAJIMA, Takuya;3 MIZUNO, Tomoya;4
MUN, Je Hoi;5 YAGISHITA, Akira;6 DECLEVA, Piero7 and TSURU, Shota8
1 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
2
Department of Physics, Graduate School of Science, The University of Tokyo
3
Department of Nuclear Engineering, Kyoto University
4
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo
5
Center for Attosecond Science and Technology, Max Planck POSTECH/KOREA Research Initiative
6
Institute of Materials Structure Science, KEK
7
CNR IOM and DSCF, Università degli Studi di Trieste
8
Lehrstuhl für Theoretische Chemie, Ruhr-Universität Bochum* teramoto@irs.osaka-u.ac.jp

Ultrafast X-ray photoelectron diffraction (UXPD) for free molecules has a promising potential
to probe the local structures of the molecules in an element-specific fashion. Our UXPD scheme
consists of three steps; 1) near-infrared laser (NIR) with ns pulse duration aligns sample
molecules, 2) ultra-violet laser with fs pulse duration pumps the aligned molecules, and 3) soft
X-ray free-electron laser (SXFEL) with fs pulse duration probes the molecules by measuring
X-ray photoelectron diffraction (XPD) profiles. Employing steps of 1) and 3), we havemeasured I 3d XPD profiles from ground state iodobenzene aligned by the NIR laser with the
SXFEL. Then, we have intensively calculated I 3d XPD profiles with density functional theory,
taking degrees of alignments of the molecules into account, to extract a distance between C
and I atoms in iodobenzene from the experimental I 3d XPD profiles. Although we have failed
to determine the distance from the comparison between the experimental and theoreticalresults, we have succeeded in concluding that the degeneracies of the initial state eliminate thesensitivity on molecular structure in the I 3d XPD profiles. Thus, observation of fine structuresin the XPD profiles could be expected, if a nondegenerate molecular orbital is selected for aprobe of UXPD. Finally, we have summarized our criteria to perform UXPD successfully: 1)
to use SXFEL, 2) to prepare sample molecules with the degree of alignment higher than 0.8,
and 3) to select a photoemission process from a nondegenerate inner-shell orbital of sample
molecules.

II
Research Activity

Reference[1] T. Teramoto et al, Structural Dynamics 9, 024303 (2022).
37

IRS ANNUAL REPORT

2021

Neutron activation of medicines fordevelopment of new imaging methodology
TOYOSHIMA, Atsushi;1* KOSHIKAWA, Nanase;2 KADONAGA, Yuichiro;3OMATA, Akihisa;2 MASUBUCHI, Miho;2 TOKOI, Katsuyuki;4 IMADA, Ayaka;5
TAKAMIYA, Koichi6 and KATAOKA, Jun2
1 Institute for Radiation Sciences, Osaka University
2
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Waseda University
3
Graduate School of Medicine, Osaka University
4
Graduate School of Science, Osaka University
5
School of Science, Osaka University
6
Institute for Integrated Radiation and Nuclear Science, Kyoto University* toyo@irs.osaka-u.ac.jp

In the drug delivery system, it is desired to obtain high therapeutic effects with no side-effect bydirect transportation of medicine to lesion. At present, it is difficult to simultaneously evaluate
the accumulation of normal medicine in a targeted organ and its therapeutic effect without
incision. Imaging of radiations emitted from activated medicine, however, enables to visualize
the pharmacokinetics without incision. In our group, an advanced imaging camera detectable
for a wide energy range of X- and g-rays has been already developed [1]. In this study, therefore,
to develop a new methodology of the imaging of neutron-activated medicines, we carried out
neutron irradiation of gold nano-particle (AuNP), platinum nano-particle (PtNP), Cisplatin,
and Gadoteridol to produce the following short-lived radioisotopes suitable for imaging: 198Au(half-life = 2.69 d), 159Gd (18.48 h), and 197Pt (18.3 h).

IIResearch Activity

Dried samples of AuNP, PtNP, and Gadoteridol on filter papers and cisplatin powder in small
plastic bags were irradiated by neutron at Kyoto University Reactor. After the irradiation, thesewere transported to Osaka University. Experiments of PtNP and Cisplatin were carried out
1 day after the irradiation. Gamma rays from the samples were measured using a high purity
Ge detector. For AuNP and PtNP, purification by filtration was made after suspension. For
Gadoteridol and Cisplatin, HPLC analysis/separation was carried out after dissolution. Afterthe separation, measurement for the purified samples was also conducted using the imaging
camera [1]. In the measurements using the Ge detector, g-rays of 198Au (412 keV), 159Gd (364keV), 197Pt (77 keV) were identified in the AuNP, Gadoteridol, and both PtNP and Cisplatinsamples, respectively. Results on the purification of AuNP and PtNP, HPLC analysis of
Gadoteridol and Cisplatin, and imaging of the activated samples are under analysis.
This study was supported by Exploratory Research for Advanced Technology (ERATO) in FYs
2021-2026.

Reference[1] OMATA, A.; KATAOKA, J.; FUJIEDA, K.; SATO, S.; KURIYAMA, E.; KATO, H.; TOYOSHIMA, A.; TERAMOTO, T.;
OOE, K.; LIU, Y.; MATSUNAGA, K.; KAMIYA, T.; WATABE, T.; SHIMOSEGAWA, E.; HATAZAWA, J.,
Scientific Reports, 2020, 10, 14064.

IRS ANNUAL REPORT

2021

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SEM/EDS measurement of fine particles
produced from (U, Zr)O2 pellets for developmentof real-time detection system using ATOFMSTOYOSHIMA, Atsushi;1* TAKAMIYA, Koichi;2 FURUTANI, Hiroshi;3 TERAMOTO, Takahiro;1
MUTA, Hiroaki;4 NAGATA, Kojiro;1 TOKOI, Katsuyuki;5 YOSHIMURA, Takashi;1
TOYODA, Michisato5 and SHINOHARA, Atsushi1,61Institute for Radiation Sciences, Osaka University
Institute for Integrated Radiation and Nuclear Science, Kyoto University
Center for Scientific Instrument Renovation and Manufacturing Support, Osaka University
4
Graduate School of Engineering, Osaka University
5
Graduate School of Science, Osaka University
6
Osaka Aoyama University
2
3* toyo@irs.osaka-u.ac.jp

The fuel debris remaining in the reactors of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant is still
unknown about its properties because of the difficult access to the inside of Reactor Pressure
Vessels. Although the debris is planned to be cut and took into a container, it is concernedthat tiny particles containing alpha emitters such as 239Pu are yielded and dispersed out of
the reactors, which would cause internal exposure of workers and further contamination ofenvironment. We suggested a new method for on-line monitoring of the particles based on
mass spectrometry using an Aerosol Time-Of-Flight Mass-Spectrometer (ATOFMS). In ourprevious study, modeled tiny particles containing 238U produced from (U,Zr)O2 pellets andaqueous uranium solutions were mass-analyzed using ATOFMS. Various ion peaks originatedfrom 238U were successfully observed in the obtained mass spectra. In this study, we carriedout SEM/EDS measurement of the modeled particles to obtain information on its shape,size distribution, and elementary content. In the experiments, tiny particles were preparedfrom (U,Zr)O2 and ZrO2 pellets by laser ablation. The pellets were irradiated by a laser andgenerated particles were collected on a carbon tape in an impactor connected with a thin
capillary. The SEM/EDS measurement of the collected samples was carried out at Institute forIntegrated Radiation and Nuclear Science, Kyoto University. Energy of bombarded electrons
was 10 or 15 kV. SEM images and X-ray spectra were taken for a few tens of the fine particles
found on the carbon tapes. As a result, many of tiny particles with a diameter of less than one
micrometer and a few of larger particles were found by the SEM measurement. By the EDS, on
the other hand, characteristic X-rays of Zr and U were successfully observed. Obtained data areunder analysis.

II
Research Activity

This study was supported by Nuclear Energy Science & Technology and Human Resource
Development Project in FYs 2021-2023.

39

IRS ANNUAL REPORT

2021

Synthesis, Redox, and Photoluminescent
Properties of Hexarhenium Complexes with
Pyridyl Type Ligands
YOSHIMURA, Takashi;*1 NISHIZAWA, Hayato;2 NAGATA, Kojiro;1 ITO Akitaka;3
SAKUDA, Eri;4 ISHIZAKA Shoji;5 KITAMURA, Noboru6 and SHINOHARA, Atsushi2
1 Radioisotope Research Center, Institute for Radiation Sciences, Osaka University
2
Graduate School of Science, Osaka University
3
School of Environmental Science and Engineering, Kochi University of Technology
4
Graduate School of Engineering, Nagasaki University
5
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University
6
Faculty of Science, Hokkaido University* tyoshi@rirc.osaka-u.ac.jp

The photochemical reaction of [Re 6 (μ 3 -S) 8 Cl 6 ] 4– with an excess amount of L afforded
a new mono-L-substituted hexarhenium(III) complex, [Re 6 (μ 3 -S) 8 Cl 5 (L)] 3– (L =4-dimethylaminopyridine (dmap), 3,5-lutidine (lut), 4-methylpyridine (mpy), pyridine (py),4,4’-bipyridine (bpy), 4-cyanopyridine (cpy), and pyrazine (pz)). In addition, the bis- and trislut-substituted complexes, trans- and cis-[Re6(μ3-S)8Cl4(lut)2]2– and mer-[Re6(μ3-S)8Cl3(lut)3]–,
were synthesized by the reaction of [Re6(μ 3-S) 8Cl 6] 3– with an excess amount of lut in the
refluxing condition of N,N’-dimethylformamide. These new complexes were characterized byspectroscopic methods. The structures of [Re6(μ3-S)8Cl5(L)]3– (L = dmap, lut, py and cpy), transand cis-[Re6(μ3-S)8Cl4(lut)2]2–, and mer-[Re6(μ3-S)8Cl3(lut)3]– were determined by single-crystal
X-ray analysis.

II
Research Activity

The mono-L-substituted complexes showed one-electron redox waves assignable to theE 1/2[Re 6(23e)/Re 6(24e)] processes. The potentials were linearly correlated with the pKaof the N-heteroaromatic ligand, the 1H NMR chemical shift of the ortho proton on thecoordinating ligand, and the Hammett constant of the pyridyl-ligand substituent. The series of[Re6(μ3-S)8X6–n(L)n]n–4 complexes (n = 0, X = Cl, Br, I, or NCS; n = 1–3, X = Cl) showed a linear
correlation with the sum of the Lever electrochemical parameters at the six terminal ligands.
The cyclic voltammograms of the mono-L-substituted complexes (L = bpy, cpy, and pz) showed
one-electron redox waves assignable to E1/2(L0/L–).
Two types of photoluminescences were observed for the complexes, originating from thecluster core-centered excited triplet state (3CC) for L = dmap, lut, mpy, and py, and from themetal-to-ligand charge-transfer excited triplet state (3MLCT) for L = bpy, cpy, and pz. The
complexes with the 3CC character exhibited emission features and photophysical properties
similar to those of the known hexarhenium complexes such as [Re 6(μ3-S)8X6]4– (X = Cl, Br,
I, CN, and NCS). The emission maximum wavelength of the complexes with the 3MLCT
character shifted to the longer-wavelength in the order L = 4-phenylpyridine (ppy), bpy, cpy,
and pz, which agreed with the difference between E1/2[Re6(23e)/Re6(24e)] and E1/2(L0/L–). The
calculated oxidation potential of the excited hexarhenium complex with the 3CC character
was linearly correlated with the pKa of the N-heteroaromatic ligand, the Hammett constant of
the pyridyl-ligand substituent, and the sum of the Lever electrochemical parameters at the six
terminal ligands. The ground- and excited-state oxidation potentials were finely tuned by the
combination of halides and L ligands at the terminal positions.

IRS ANNUAL REPORT

2021

40

41

IRS ANNUAL REPORT

2021

Achievements

III

IRS ANNUAL REPORT

2021

42

Original Papers
O-1“目に見えないもの”の脅威にどう向き合うか？

秋山 庸子
環境放射能除染学会誌 , 2021, 9(1), 1

O-2

サブナノ秒マイクロチップレーザーによるレーザーピーンフォーミングの変形特性

鷺坂 芳弘, 川崎 泰介, Vincent YAHIA, 平等 拓範, 佐野 雄二
塑性と加工（日本塑性加工学会論文誌） , 2021, 62(720), 8O-3

低線量放射線の寿命への影響:寿命に影響する外的・内的因子の文献的考察
宇野 賀津子, 中島 裕夫

PASKEN JOURNAL, 2021, in press
O-4

放射線科学基盤機構 粒子ビーム化学研究室

岡田 美智雄生産と技術 , 2021, 73(4), 55

O-5

アルファ線核医学治療のための薬剤開発の考察(その5) IAEA Technical Meeting報告
α線核種並びにTAT薬剤の最新動向

矢野 恒夫, 長谷川 功紀, 山村 朝雄, 渡部 直史, 巽 光朗, 佐藤 達彦, 角永 悠一郎, 樺山 一哉, 深瀬 浩一, 平林 容子,
藤井 博史, 米倉 義晴
医薬品医療機器レギュラトリーサイエンス , 2021, 52(2), 85

O-6

The Reconsider Linear Non-Threshold (LNT) Hypothesis of Radiation Effecton Living Object
Yuichiro Manabe, Issei Nakamura, Hiroo Nakajima, Yuichi Tsunoyama, Masako Bando
Insights Concerning the Fukushima Daiichi Nuclear Accident Vol. 1, 2021, 278

O-7

Study on Volume Reduction of Cesium Contaminated Soilby High Gradient Magnetic Separation: Design of Magnetic Filters
Yuki Nishimoto, Yoko Akiyama, Hiroshi Tsujimoto, Maiko Kawano, Kazuhiko Miura
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2021, 31(5), 3700105

O-8

Feasibility study on image reconstruction for single-photon emission computed
tomography with limited projections by neural networks

Ryota Yamauchi, Shingo Tamaki, Yuri Morizane, Sachie Kusaka, Yuichiro Manabe, Yoko Akiyama,
Fuminobu Sato, Isao Murata
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and AssociatedEquipment, 2021, 986, 164700
O-9

Fundamental study on volume reduction of cesium contaminated soil
by using magnetic force-assisted selection pipe
Ryosei Nishimura, Yoko Akiyama, Yuichiro Manabe, Fuminobu Sato
Progress in Superconductivity and Cryogenics (PSAC), 2021, 23(3), 26

III

O-10

Achievements

Estrogen receptor 2b is the major determinant of
sex-typical mating behavior and sexual preference in medaka

Yuji Nishiike, Daichi Miyazoe, Rie Togawa, Keiko Yokoyama, Kiyoshi Nakasone, Masayoshi Miyata,
Yukiko Kikuchi, Yasuhiro Kamei, Takeshi Todo, Tomoko Ishikawa-Fujiwara, Kaoru Ohno, Takeshi Usami,
Yoshitaka Nagahama, Kataaki Okubo
Current biology : CB, 2021, 31(8), 1699
O-11

Protein Data Bank Japan: Celebrating our 20th anniversaryduring a global pandemic as the Asian hub of 3D macromolecular structural data

Gert-Jan Bekker, Masashi Yokochi, Hirofumi Suzuki, Yasuyo Ikegawa, Takeshi Iwata, Takahiro Kudo, Kei Yura,
Toshimichi Fujiwara, Takeshi Kawabata, Genji Kurisu
Protein science : a publication of the Protein Society, 2021, 31(1), 173
O-12

Sequence requirements of the FFAT-like motif
for specific binding to VAP-A are revealed by NMR.

Kyoko Furuita, Marina Hiraoka, Kentaro Hanada, Toshimichi Fujiwara, Chojiro Kojima
FEBS letters, 2021, 595(17), 2248
O-13

Exploration of novel αβ-protein folds through de novo design

Shintaro Minami, Naohiro Kobayashi, Toshihiko Sugiki, Toshio Nagashima, Toshimichi Fujiwara, Rie Koga,
George Chikenji, Nobuyasu Koga
bioRxiv, 2021, 2021.08.06.455475

43

IRS ANNUAL REPORT

2021

O-14

Structural dynamics of the chromo-shadow domain and chromodomainof HP1 bound to histone H3K9 methylated peptide, as measured
by site-directed spin-labeling EPR spectroscopy

Isao Suetake, Shigeaki Nakazawa, Kazunobu Sato, Risa Mutoh, Yuichi Mishima, Toru Kawakami, Toshiki Takei,
Mikio Watanabe, Norio Sakai, Toshimichi Fujiwara, Takeji Takui, Makoto Miyata, Akira Shinohara,
Hironobu Hojo, Toshiaki Arata
Biochemical and Biophysical Research Communications, 2021, 567, 42
O-15

Peptide Cyclization Mediated by Metal-Free S-Arylation:
S-Protected Cysteine Sulfoxide as an Umpolung of Cysteine Nucleophile
Daishiro Kobayashi, Yutaka Kohmura, Toshihiko Sugiki, Eisuke Kuraoka, Masaya Denda,
Toshimichi Fujiwara, Akira Otaka
Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany), 2021, 27(56), 14092

O-16

Design of complicated all-α protein structures

Koya Sakuma, Naohiro Kobayashi, Toshihiko Sugiki, Toshio Nagashima, Toshimichi Fujiwara, Kano Suzuki,
Naoya Kobayashi, Takeshi Murata, Takahiro Kosugi, Rie Koga, Nobuyasu Koga
bioRxiv, 2021, 2021.07.14.449347
O-17

Polyphenol-solubility alters amyloid fibril formation of α-synuclein

Masatomo So, Yuto Kimura, Keiichi Yamaguchi, Toshihiko Sugiki, Toshimichi Fujiwara, Cesar Aguirre,
Kensuke Ikenaka, Hideki Mochizuki, Yasushi Kawata, Yuji Goto
Protein science : a publication of the Protein Society, 2021, 30(8), 1701
O-18

Temperature- and composition-dependent conformational transitionsof amphipathic peptide-phospholipid nanodiscs

Chiharu Anada, Keisuke Ikeda, Ayako Egawa, Toshimichi Fujiwara, Hiroyuki Nakao, Minoru Nakano
Journal of colloid and interface science, 2021, 588, 522
O-19

Efficiency analysis of helium-cooled MAS DNP: case studies
of surface-modified nanoparticles and homogeneous small-molecule solutions
Yoh Matsuki, Takeshi Kobayashi, Jun Fukazawa, Frédéric A Perras, Marek Pruski, Toshimichi Fujiwara
Physical chemistry chemical physics : PCCP, 2021, 23(8), 4919

O-20

Sensitivity enhancement by sequential data acquisition for 13C-direct detection NMR
Kyoko Furuita, Toshihiko Sugiki, Mika Takamuku, Yoshikazu Hattori, Masatomo So, Yasushi Kawata,
Takahisa Ikegami, Toshimichi Fujiwara, Chojiro Kojima
Journal of magnetic resonance (San Diego, Calif. : 1997), 2021, 322, 106878

O-21

Effect of Laser Peening with a Microchip Laser
on Fatigue Life in Butt-Welded High-Strength SteelTomoharu Kato, Yoshihiro Sakino, Yuji Sano
Applied Mechanics, 2021, 2(4), 878

O-22

III

Electron Beam Chirp Dexterity in Staging Laser Wakefield Acceleration

O-23

Achievements

N. Pathak, A. Zhidkov, T. Hosokai
the Physics of Plasmas, 2021, 28(5), 1

Effects of Laser Peening with a Pulse Energy of 1.7 mJ
on the Residual Stress and Fatigue Properties of A7075 Aluminum Alloy
Yuji Sano, Kiyotaka Masaki, Yoshio Mizuta, Satoshi Tamaki, Tomonao Hosokai, Takunori Taira
Metals, 2021, 11(11), 1

O-24

Effect of pulse group velocity on charge loading in laser wakefield aaceleration
N. Pathak, A. Zhidkov, T. Hosokai
Physics Letters A, 2021, 425, 1

O-25

FRET detects lateral interaction between transmembrane domainof EGF receptor and ganglioside GM3 in lipid bilayers

Mikito Nakano, Shinya Hanashima, Toshiaki Hara, Kazuya Kabayama, Yuya Asahina, Hironobu Hojo, Naoko Komura,
Hiromune Ando, Thomas K.M. Nyholm, J. Peter Slotte, Michio Murata
Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 2021, 1863(8), 183623
O-26

Intratumoral administration of astatine-211-labeled gold nanoparticle
for alpha therapy

Hiroki Kato, Xuhao Huang, Yuichiro Kadonaga, Daisuke Katayama, Kazuhiro Ooe, Atsushi Shimoyama,
Kazuya Kabayama, Atsushi Toyoshima, Atsushi Shinohara, Jun Hatazawa, Koichi Fukase
Journal of Nanobiotechnology, 2021, 19(1), 223
IRS ANNUAL REPORT

2021

44

O-27

Detachment of RAW264.7 macrophages from a culture dish using ultrasound excitedby a Langevin transducer
Takuma Kuriyama, Yuki Fukuma, Chikahiro Imashiro, Kazuya Kabayama, Yuta Kurashina, Kenjiro Takemura
Journal of bioscience and bioengineering, 2021, 131(3), 320

O-28

Lipopolysaccharide from Gut-Associated Lymphoid Tissue-Resident Alcaligenes
faecalis: Complete Structure Determination and Chemical Synthesis of its Lipid As
Atsushi Shimoyama, Flaviana Di Lorenzo, Haruki Yamaura, Keisuke Mizote, Angelo Palmigiano, Molly D Pither,
Immacolata Speciale, Tomoya Uto, Seiji Masui, Luisa Sturiale, Domenico Garozzo, Koji Hosomi, Naoko Shibata,Kazuya Kabayama, Yukari Fujimoto, Alba Silipo, Hiroshi Kiyono, Antonio Molinaro, Koichi Fukase
Angewandte Chemie (International ed. in English), 2021, 60(18), 10023

O-29

Synthesis of ABO blood group antigens and functional glycan display on the cell surface
Masato Tsutsui, Yoshiyuki Manabe, Kazuya Kabayama, Koichi Fukase
ARKIVOC, 2021, 4, 168

O-30

Synthesis of [211At]4-astato-L-phenylalanine
by dihydroxyboryl-astatine substitution reaction in aqueous solution

Yoshifumi Shirakami, Tadashi Watabe, Honoka Obata, Kazuko Kaneda, Kazuhiro Ooe, Yuwei Liu, Takahiro Teramoto,Atsushi Toyoshima, Atsushi Shinohara, Eku Shimosegawa, Jun Hatazawa, Koichi Fukase
Scientific Reports, 2021, 11(1)O-31

Fibroblast activation protein targeted therapy using [177Lu]FAPI-46 comparedwith [225Ac]FAPI-46 in a pancreatic cancer modelYuwei Liu, Tadashi Watabe, Kazuko Kaneda-Nakashima, Yoshifumi Shirakami, Sadahiro Naka,
Kazuhiro Ooe, Atsushi Toyoshima, Kojiro Nagata, Uwe Haberkorn, Clemens Kratochwil, Atsushi Shinohara,
Jun Hatazawa, Frederik Giesel
European journal of nuclear medicine and molecular imaging, 2021, 60(18), 10023
O-32

Extended single-dose toxicity study of [211At]NaAt in mice for the first-in-humanclinical trial of targeted alpha therapy for differentiated thyroid cancer
Tadashi Watabe, Kazuko Kaneda-Nakashima, Kazuhiro Ooe, Yuwei Liu, Kenta Kurimoto, Takashi Murai,
Yuka Shidahara, Kenji Okuma, Masanori Takeuchi, Masayuki Nishide, Atsushi Toyoshima,
Atsushi Shinohara, Yoshifumi Shirakami
Annals of nuclear medicine, 2021, 35(6), 702

O-33

Co-precipitation behaviour of single atoms of rutherfordium in basic solutions

Y. Kasamatsu, K. Toyomura, H. Haba, T. Yokokita, Y. Shigekawa, A. Kino, Y. Yasuda, Y. Komori, J. Kanaya,
M. Huang, M. Murakami, H. Kikunaga, E. Watanabe, T. Yoshimura, K. Morita, T. Mitsugashira, K. Takamiya,
T. Ohtsuki, A. Shinohara
Nature Chemistry, 2021, 13, 226
O-34

III

Time-resolved secondary triton burnup 14 MeV neutron measurement
by a new scintillating fiber detector in middle total neutron emission ranges indeuterium large helical device plasma experiments

Achievements

K. Ogawa, M. Isobe, S. Sangaroon, E. Takada, T. Nakada, S. Murakami, J. Jo, G. Q. Zhong, Yipo Zhang,
S. Tamaki, I. Murata
AAPPS Bull., 2021, 31, 20
O-35

Measurement of 12C(n,n’) reaction cross section to determine triple-alpha reaction rate
in high-density environments
Tatsuya Furuno, Takanobu Doi, Kanako Himi, Takahiro Kawabata, Satoshi Adachi, Hidetoshi Akimune, Shiyo Enyo,
Yuki Fujikawa, Yuto Hijikata, Kento Inaba, Masatoshi Itoh, Shigeru Kubono, Yohei Matsuda, Isao Murata,
Motoki Murata, Shintaro Okamoto, Kosuke Sakanashi, Shingo Tamaki
EPJ Web of Conferences, 2021, 260, 11010

O-36

Design and performance of an epithermal neutron flux detector using
55
Mn(n,γ)56Mn reaction for BNCT
X. Guan, Y. Gong Y., I. Murata, T. Wang
Applied Radiation and Isotopes, 2021, 176, 109880

O-37

Dispersion of Alpha-Nuclides during Animal Experiments

Kazuko KANEDA-NAKASHIMA, Zijian ZHANG, Kojiro NAGATA, Kenji SHIRASAKI,
Hidetoshi KIKUNAGA, Tomoo YAMAMURA, Kazuhiro OOE, Tadashi WATABE, Atsushi TOYOSHIMA,
Takashi YOSHIMURA, Atsushi SHINOHARA
Radiation Safety Management, 2021, 20, 29

45

IRS ANNUAL REPORT

2021

O-38

Fission yeast Rad8/HLTF facilitates Rad52-dependent chromosomal rearrangements
through PCNA lysine 107 ubiquitination
Jie Su, Ran Xu, Piyusha Mongia, Naoko Toyofuku, Takuro Nakagawa
PLoS genetics, 2021, 17(7), e1009671

O-39

3-D Optical Imaging System of Muon Beams Using a Silver Activated Zinc Sulfide(ZnS(Ag)) Sheet Combined With a Mirror
Seiichi Yamamoto, Kazuhiko Ninomiya, Naritoshi Kawamura, Yoshiyuki Hirano
IEEE Transactions on Nuclear Science, 2021, 68(12), 2748

O-40

Three-dimensional (3D) optical imaging of muon beam usinga plastic scintillator plate in water

Seiichi Yamamoto, Kazuhiko Ninomiya, Naritoshi Kawamura, Takuya Yabe, Yoshiyuki Hirano
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors andAssociated Equipment, 2021, 1015, 165768
O-41

Dynamical Response of Transition-Edge Sensor Microcalorimeters
to a Pulsed Charged-Particle Beam

Takuma Okumura, Toshiyuki Azuma, Douglas A. Bennett, Pietro Caradonna, I. Huan Chiu, W. Bertrand Doriese,
Malcolm S. Durkin, Joseph W. Fowler, Johnathon D. Gard, Tadashi Hashimoto, Ryota Hayakawa, Gene C. Hilton,
Yuto Ichinohe, Paul Indelicato, Tadaaki Isobe, Sohtaro Kanda, Miho Katsuragawa, Naritoshi Kawamura, Yasushi Kino,
Kairi Mine, Yasuhiro Miyake, Kelsey M. Morgan, Kazuhiko Ninomiya, Hirofumi Noda, Galen C. O'Neil, Shinji Okada,
Kenichi Okutsu, Takahito Osawa, Nancy Paul, Carl D. Reintsema, Dan R. Schmidt, Koichiro Shimomura,
Patrick Strasser, Hirotaka Suda, Daniel S. Swetz, Tadayuki Takahashi, Shinichiro Takeda, Soshi Takeshita,
Hideyuki Tatsuno, Yasuhiro Ueno, Joel N. Ullom, Shin Watanabe, Shinya Yamada
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2021, 31(5), 2101704
O-42

Optical imaging of decayed positrons and muons with different collimators
S. Yamamoto, K. Ninomiya, N. Kawamura, Y. Hirano
Journal of Instrumentation, 2021, 16(8), P08062

O-43

Deexcitation Dynamics of Muonic Atoms Revealedby High-Precision Spectroscopy of Electronic K X rays

T. Okumura, T. Azuma, D. A. Bennett, P. Caradonna, I. Chiu, W. B. Doriese, M. S. Durkin, J. W. Fowler, J. D. Gard,
T. Hashimoto, R. Hayakawa, G. C. Hilton, Y. Ichinohe, P. Indelicato, T. Isobe, S. Kanda, D. Kato, M. Katsuragawa,N. Kawamura, Y. Kino, M. K. Kubo, K. Mine, Y. Miyake, K. M. Morgan, K. Ninomiya, H. Noda, G. C. O’Neil, S. Okada,K. Okutsu, T. Osawa, N. Paul, C. D. Reintsema, D. R. Schmidt, K. Shimomura, P. Strasser, H. Suda, D. S. Swetz,
T. Takahashi, S. Takeda, S. Takeshita, M. Tampo, H. Tatsuno, X. M. Tong, Y. Ueno, J. N. Ullom, S. Watanabe, S. Yamada
Physical Review Letters, 2021, 127(5), 53001
O-44

Chemical effect on muonic atom formation through muon transfer reaction
in benzene and cyclohexane samples

Makoto Inagaki, Kazuhiko Ninomiya, Akihiro Nambu, Takuto Kudo, Kentaro Terada, Akira Sato, Yoshitaka
Kawashima, Dai Tomono, Atsushi Shinohara
Radiochimica Acta, 2021, 109(4), 319

Muonic X-ray Identification of Nuclear Materials Sealed in a Box

Achievements

O-45

III

Kazuhiko Ninomiya, Takuto Kudo, Atsushi Shinohara, Motonobu Tampo, Soshi Takeshita,
Yasuhiro Miyake, Michael Kenya Kubo
Proceedings of the 3rd J-PARC Symposium (J-PARC2019), 2021, 33, 11072
O-46

A novel challenge of nondestructive analysis on OGATA Koan’s sealed medicine
by muonic X-ray analysis

Kayoko Shimada-Takaura, Kazuhiko Ninomiya, Akira Sato, Naomi Ueda, Motonobu Tampo, Soshi Takeshita,
Izumi Umegaki, Yasuhiro Miyake, Kyoko Takahashi
Journal of Natural Medicines, 2021, 75, 532
O-47

PKNOX2 regulates myofibroblast functions
and tubular cell survival during kidney fibrosis

Yoshiaki Miyake, Masanori Obana, Takafumi Nakae, Ayaha Yamamoto, Shota Tanaka, Makiko Maeda,
Yoshiaki Okada, Yasushi Fujio
Biochemical and Biophysical Research Communications, 2021, 571, 88
O-48

Title: Gene transfer by pyro-drive jet injector is a novel therapeutic approachfor muscle diseases

Takafumi Nakae, Masanori Obana, Takahiro Maeda, Akari Ikeda, Hiroshi Miyazaki, Shota Tanaka, Makiko Maeda,
Kunihiko Yamashita, Kazuhiro Terai, Satoshi Obika, Yasushi Fujio
Gene, 2021, 788, 145664

IRS ANNUAL REPORT

2021

46

O-49

Maresin-1 induces cardiomyocyte hypertrophy through IGF-1 paracrine pathway
Tri Wahyuni, Arisa Kobayashi, Shota Tanaka, Yoshiaki Miyake, Ayaha Yamamoto, Anton Bahtiar, Shota Mori,
Yusuke Kametani, Masashi Tomimatsu, Kotaro Matsumoto, Makiko Maeda, Masanori Obana, Yasushi Fujio
American Journal of Physiology-Cell Physiology, 2021, 321(1), C82

O-50

Revisit of XPS Studies of Supersonic O2 Molecular Adsorption on Cu(111):
Copper Oxides
Koki Hayashida, Yasutaka Tsuda, Takashi Yamada, Akitaka Yoshigoe, Michio Okada
ACS Omega, 2021, 6(40), 26814

O-51

Surface Fermi contours and phonon anomalies at the surface of the random alloy
Michio Okada, Eli Rotenberg, S D Kevan, J Schäfer, E W Plummer
Journal of Physics Communications, 2021, 5(7), 75008

O-52

Interface atom mobility and charge transfer effects on CuO and Cu2O formation
on Cu3Pd(111) and Cu3Pt(111)

Yasutaka Tsuda, Jessiel Siaron Gueriba, Takamasa Makino, Wilson Agerico Diño, Akitaka Yoshigoe, Michio Okada
Scientific Reports, 2021, 11(1), 3906
O-53

Isothermal gas chromatography study of Zr and Hf tetrachlorides using radiotracersof 88Zr and 175Hf -Towards investigation of gas-phase chemistry of RfK. Shirai, S. Goto, K. Ooe, H. Kudo
J. Nucl. Radiochem. Sci., 2021, 21, 7

O-54

Evaluation of 64Cu-Labeled New Anti-EGFR Antibody NCAB001
with Intraperitoneal Injection for Early PET Diagnosis of Pancreatic Cancer
in Orthotopic Tumor-Xenografted Mice and Nonhuman Primates

H. Matsumoto, T. Watabe, C. Igarashi, T. Tachibana, F. Hihara, A. Waki, M. Zhang, H. Tashima, T. Yamaya, K. Ooe,
E. Shimosegawa, J. Hatazawa, S. Yoshida, K. Naito, H. Kurihara, M. Ueno, K. Ito , T. Higashi, Y. Yoshii
Pharmaceuticals, 2021, 14, 950

O-55

Development of GGAG alpha camera system
for targeted alpha radionuclide therapy research

S. Yamamoto, T. Watabe, K. Kaneda-Nakashima, Y. Shirakami, K. Ooe, A. Toyoshima, T. Teramoto,A. Shinohara, J. Hatazawa
Journal of Instrumentation, 2021, 16, P06009
O-56

Neopentyl Glycol as a Scaffold to Provide Radiohalogenated Theranostic Pairs
of High In Vivo Stability

H. Suzuki, Y. Kaizuka, M. Tatsuta, H. Tanaka, N. Washiya, Y. Shirakami, K. Ooe, A. Toyoshima, T. Watabe, T. Teramoto,I. Sasaki, S. Watanabe, N. S. Ishioka, J. Hatazawa, T. Uehara, Y. Arano
J. Med. Chem., 2021, 64, 15846

III

O-57

Achievements

Enhancing the Therapeutic Effect of 2-211At-astato-α-methyl-L-phenylalaninewith Probenecid Loading

H. Hanaoka, Y. Ohshima, H. Suzuki, I. Sasaki, T. Watabe, K. Ooe, S. Watanabe. N. S. Ishioka
Cancers, 2021, 13, 5514
O-58

Benchmark experiment of large-angle scattering reaction cross sectionof iron at 14 MeV using two shadow bars
– Comparison of experimental results with ENDF/B-VIII –Atsuki Yamaguchi, Kazuki Fukui, Yuki Fujiwara, Shingo Tamaki, Sachie Kusaka, Fuminobu Sato, Isao Murata
Journal of Nuclear Science and Technology, 2021, 58(1), 80
O-59

Fundamental study on cancer therapy by blocking newborn blood vessels
with surface modified magnetite particles
Makoto Kirimura, Yoko Akiyama, Fuminobu Sato
AIP Advances, 2021, 11(1), 15337

O-60

Domain switching dynamics in relaxor ferroelectric Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–PbTiO3 revealedby time-resolved high-voltage electron microscopy
Kazuhisa Sato, Naoya Asakura
Journal of Applied Physics, 2021, 130(16), 164101

O-61

Athermal Solid Phase Reaction in Pt/SiOx Thin Films Induced by Electron Irradiation
Kazuhisa Sato, Hirotaro MoriACS Omega, 2021, 6(33), 21837

47

IRS ANNUAL REPORT

2021

O-62

Promotion in solid phase reaction of Pt/SiOx bilayer film
by electron-orbital-selective-excitation
H. Yasuda, K. Sato, S. Ichikawa, M. Imamura, K. Takahashi, H. Mori
RSC Advances, 2021, 11(2), 894

O-63

Phosphorylation of luminal region of the SUN-domain protein Mps3 promotes nuclear
envelope localization during meiosis, HBD Prasada Rao
Takeshi Sato, Kiran Challa, Yurika Fujita, Miki Shinohara, Akira Shinohara
eLife, 2021, 10, e63119

O-64

Exo1-protected DNA nicks direct crossover formation in meiosis

Michael Gioia, Lisette Payero. Gianno, Pannafino, Jun Jie Chen, Sagar Salim, Ghanim, Fajith V, Amamah F. Farnaz,
Sherikat Momoh, Michelle Scotland, Vandana Raghavan, Carol Manhart, Akira Shinohara, K.T. Nishant, Eric Alani
BioRxiv, 2021, 2021.08.29.458102
O-65

Ultrastructural analysis in yeast reveals a meiosis-specificactin-containing nuclear bundle
Tomoko Takagi, Masako Osumi, Akira Shinohara
Communications Biology, 2021, 4, 1009

O-66

Regulation of Msh4-Msh5 association with meiotic chromosomes in budding yeast
Krishnaprasad G Nandanan, Sagar Salim, Ajith V Pankajam, Miki Shinohara, Gen Lin, Parijat Chakraborty,
Amamah Farnaz, Lars M Steinmetz, Akira Shinohara, Koodali T Nishant
Genetics, 2021, 219(2), iyab102

O-67

The synaptonemal complex central region modulates crossover pathways
and feedback control of meiotic double-strand break formation

Min-Su Lee, Mika T Higashide, Hyungseok Choi, Ke Li, Soogil Hong, Kangseok Lee, Akira Shinohara,
Miki Shinohara, Keun P Kim
Nucleic Acids Research, 2021, 49(13), 7537
O-68

Rad9, a 53BP1 Ortholog of Budding Yeast, Is Insensitive toSpo11-Induced Double-Strand Breaks During Meiosis
Takehiko Usui, Akira Shinohara
Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2021, 9, 635383

O-69

SCFCdc4 ubiquitin ligase regulates synaptonemal complex formation during meiosis
Zhihui Zhu, Mohammad Bani Ismail, Miki Shinohara, Akira ShinoharaLife Science Alliance, 2021, 4(2), e202000933

O-70

Neopentyl Glycol as a Scaffold to Provide Radiohalogenated Theranostic Pairs ofHigh In Vivo Stability.

Hiroyuki Suzuki, Yuta Kaizuka, Maho Tatsuta, Hiroshi Tanaka, Nana Washiya, Yoshifumi Shirakami, Kazuhiro Ooe,
Atsushi Toyoshima, Tadashi Watabe, Takahiro Teramoto, Ichiro Sasaki, Shigeki Watanabe, Noriko S Ishioka,
Jun Hatazawa, Tomoya Uehara, Yasushi Arano
Journal of medicinal chemistry, 2021, 64(21), 15846

Achievements

O-71

III

Search for α condensed states in 13C using α inelastic scattering

K. Inaba, Y. Sasamoto, T. Kawabata, M. Fujiwara, Y. Funaki, K. Hatanaka, K. Itoh, M. Itoh, K. Kawase, H. Matsubara,
Y. Maeda, K. Suda, S. Sakaguchi, Y. Shimizu, A. Tamii, Y. Tameshige, M. Uchida, T. Uesaka, T. Yamada, H. P. Yoshida
Progress of Theoretical and Experimental Physics, 2021, 2021(9), ptab102
O-72

Candidates for the 5α condensed state in 20Ne

S. Adachi, Y. Fujikawa, T. Kawabata, H. Akimune, T. Doi, T. Furuno, T. Harada, K. Inaba, S. Ishida, M. Itoh,
C. Iwamoto, N. Kobayashi, Y. Maeda, Y. Matsuda, M. Murata, S. Okamoto, A. Sakaue, R. Sekiya, A. Tamii, M. Tsumura
Physics Letters B, 2021, 819, 136411
O-73

Quenching of Isovector and Isoscalar Spin-M1 Excitation Strengths in N = Z Nuclei
Hiroaki Matsubara, Atsushi Tamii
Frontiers in Astronomy and Space Sciences, 2021, 8, fspas.2021.667058

O-74

Investigation of the isoscalar response of Mg-24 to Li-6 scattering

J. C. Zamora, C. Sullivan, R. G.T. Zegers, N. Aoi, L. Batail, D. Bazin, M. Carpenter, J. J. Carroll, Y. D. Fang, H. Fujita,
U. Garg, G. Gey, C. J. Guess, M. N. Harakeh, T. H. Hoang, E. Hudson, N. Ichige, E. Ideguchi, A. Inoue, J. Isaak,
C. Iwamoto, C. Kacir, N. Kobayashi, T. Koike, M. Kumar Raju, S. Lipschutz, M. Liu, P. Von Neumann-Cosel, S. Noji,
H. J. Ong, S. Péru, J. Pereira, J. Schmitt, A. Tamii, R. Titus, V. Werner, Y. Yamamoto, X. Zhou, S. Zhu
Physical Review C, 2021, 104(1), 14607

IRS ANNUAL REPORT

2021

48

O-75

First experimental determination of the radiative-decay probability of the 31− statein 12C for estimating the triple alpha reaction rate in high temperature environments
M. Tsumura, T. Kawabata, Y. Takahashi, S. Adachi, H. Akimune, S. Ashikaga, T. Baba, Y. Fujikawa, H. Fujimura,
H. Fujioka, T. Furuno, T. Hashimoto, T. Harada, M. Ichikawa, K. Inaba, Y. Ishii, N. Itagaki, M. Itoh, C. Iwamoto, N.
Kobayashi, A. Koshikawa, S. Kubono, Y. Maeda, Y. Matsuda, S. Matsumoto, K. Miki, T. Morimoto, M. Murata, T.
Nanamura, I. Ou, S. Sakaguchi, A. Sakaue, M. Sferrazza, K.N. Suzuki, T. Takeda, A. Tamii, K. Watanabe,
Y.N. Watanabe, H.P. Yoshida, J. Zenihiro
Physics Letters B, 2021, 817, 136283

O-76

The structure of low-lying 1− states in 90,94Zr from (α,α′γ) and (p,p′γ) reactions

F. C.L. Crespi, A. Bracco, E. G. Lanza, A. Tamii, N. Blasi, F. Camera, O. Wieland, N. Aoi, D. L. Balabanski, S. Bassauer,
A. S. Brown, M. P. Carpenter, J. J. Carroll, M. Ciemała, A. Czeszumska, P. J. Davies, V. Derya, L. M. Donaldson,
Y. D. Fang, H. Fujita, G. Gey, H. T. Ha, M. N. Harakeh, T. Hashimoto, N. Ichige, E. Ideguchi, A. Inoue, J. Isaak,
C. Iwamoto, D. G. Jenkins, T. Klaus, N. Kobayashi, T. Koike, M. Krzysiek, M. K. Raju, M. Liu, A. Maj, L. Morris,
P. von Neumann Cosel, S. Noji, H. J. Ong, S. G. Pickstone, N. Pietralla, D. Savran, J. M. Schmitt, M. Spieker,
G. Steinhilber, C. Sullivan, B. Wasilewska, M. Weinert, V. Werner, Y. Yamamoto, T. Yamamoto, R. G.T. Zegers, X. Zhou,
S. Zhu, A. Zilges
Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics, 2021, 816, 136210
O-77

Proton- He 3 elastic scattering at intermediate energies

A. Watanabe, S. Nakai, Y. Wada, K. Sekiguchi, A. Deltuva, T. Akieda, D. Etoh, M. Inoue, Y. Inoue, K. Kawahara,
H. Kon, K. Miki, T. Mukai, D. Sakai, S. Shibuya, Y. Shiokawa, T. Taguchi, H. Umetsu, Y. Utsuki, M. Watanabe, S. Goto,
K. Hatanaka, Y. Hirai, T. Ino, D. Inomoto, A. Inoue, S. Ishikawa, M. Itoh, H. Kanda, H. Kasahara, N. Kobayashi,
Y. Maeda, S. Mitsumoto, S. Nakamura, K. Nonaka, H. J. Ong, H. Oshiro, Y. Otake, H. Sakai, A. Taketani, A. Tamii,
D. T. Tran, T. Wakasa, Y. Wakabayashi, T. Wakui
Physical Review C, 2021, 103(4), arXiv:2103.14271
O-78

Neutron transfer studies on Mg25 and its correlation toneutron radiative capture processes

Y. Chen, G. P. A. Berg, R. J. deBoer, J. Görres, H. Jung, A. Long, K. Seetedohnia, R. Talwar, M. Wiescher, S. Adachi,
H. Fujita, Y. Fujita, K. Hatanaka, C. Iwamoto, B. Liu, S. Noji, H.-J. Ong, A. Tamii
Physical Review C, 2021, 103(3), 35809
O-79

Formation of α clusters in dilute neutron-rich matter

Junki Tanaka, Zaihong Yang, Stefan Typel, Satoshi Adachi, Shiwei Bai, Patrik van Beek, Didier Beaumel,
Yuki Fujikawa, Jiaxing Han, Sebastian Heil, Siwei Huang, Azusa Inoue, Ying Jiang, Marco Knösel,Nobuyuki Kobayashi, Yuki Kubota, Wei Liu, Jianling Lou, Yukie Maeda, Yohei Matsuda, Kenjiro Miki,
Shoken Nakamura, Kazuyuki Ogata, Valerii Panin, Heiko Scheit, Fabia Schindler, Philipp Schrock, Dmytro Symochko,Atsushi Tamii, Tomohiro Uesaka, Vadim Wagner, Kazuki Yoshida, Juzo Zenihiro, Thomas Aumann
Science, 2021, 371(6526), 260
O-80

One-pot and one-step automated radio-synthesis of [18F]AlF-FAPI-74 using
a multi purpose synthesizer: a proof-of-concept experiment

Sadahiro Naka, Tadashi Watabe, Thomas Lindner, Jens Cardinale, Kenta Kurimoto, Melissa Moore, Mitsuaki Tatsumi,
Yuriko Mori, Eku Shimosegawa, Frank Valla, Hiroki Kato, Frederik L. Giesel
EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry, 2021, 6(1), 28

III
Achievements

O-81

Diffusion–Based Virtual MR Elastography of the Liver:Can It Be Extended beyond Liver Fibrosis?

Takashi Ota, Masatoshi Hori, Denis Le Bihan, Hideyuki Fukui, Hiromitsu Onishi, Atsushi Nakamoto,
Takahiro Tsuboyama, Mitsuaki Tatsumi, Kazuya Ogawa, Noriyuki Tomiyama
Journal of Clinical Medicine, 2021, 10(19), 4553
O-82

Performance of Oral HPV DNA , Oral HPV mRNA , andCirculating Tumor HPV DNA in the Detection of HPV‐Related Oropharyngeal Cancer
and Cancer of Unknown Primary
Hidenori Tanaka, Motoyuki Suzuki, Norihiko Takemoto, Takahito Fukusumi, Hirotaka Eguchi, Erina Takai,
Haruka Kanai, Mitsuaki Tatsumi, Masafumi Horie, Yukinori Takenaka, Shinichi Yachida, Hidenori InoharaInternational Journal of Cancer, 2021, 150(1), 174

O-83

Visualization of small visceral arteries on abdominal CT angiography using
ultra-high-resolution CT scanner
Kazuya Ogawa, Hiromitsu Onishi, Masatoshi Hori, Atsushi Nakamoto, Takashi Ota, Hideyuki Fukui,
Mitsuaki Tatsumi, Yukihiro Enchi, Kazuhiko Sato, Koki Kaketaka, Noriyuki Tomiyama
Japanese Journal of Radiology, 2021, 39(9), 889

49

IRS ANNUAL REPORT

2021

O-84

Effects of New Bayesian Penalized Likelihood Reconstruction Algorithm
on Visualization and Quantification of Upper Abdominal Malignant Tumors
in Clinical FDG PET/CT Examinations

Mitsuaki Tatsumi, Fumihiko Soeda, Takashi Kamiya, Junpei Ueda, Daisuke Katayama, Keiko Matsunaga,
Tadashi Watabe, Hiroki Kato, Noriyuki Tomiyama
Frontiers in Oncology, 2021, 11, fonc.2021.707023
O-85

Evaluation of Integrin αvβ3 Expression in Murine Xenograft Models:[68Ga]Ga-DOTA-C(RGDfK) PET Study with Immunohistochemical Confirmation

Kosuke Mitsuyuki, Tadashi Watabe, Sadahiro Naka, Yuwei Liu, Mitsuaki Tatsumi, Eku Shimosegawa, Hiroki Kato
Diagnostics, 2021, 11(7), 1295
O-86

Radiation Therapy Alone for Human Papillomavirus-Related Squamous Cell Carcinomaof the Oropharynx: A Single-Arm, Phase 2 Study
Norihiko Takemoto, Yuji Seo, Susumu Nakahara, Yasuo Yoshioka, Teruki Teshima, Takashi Fujii, Fumiaki Isohashi,
Keisuke Otani, Tadashi Yoshii, Yukinori Takenaka, Motoyuki Suzuki, Takahito Fukusumi, Atsushi Hanamoto,Toshimichi Yasui, Takahiro Michiba, Yoshifumi Yamamoto, Shigetoshi Shimamoto, Hidenori Tanaka,
Mitsuaki Tatsumi, Kazuhiko Ogawa, Hidenori InoharaInternational Journal of Radiation Oncology · Biology · Physics, 2021, 110(2), 403

O-87

Multimaterial decomposition algorithm for quantification of fat
in hepatocellular carcinoma using rapid kilovoltage-switching dual-energy CT
Takashi Ota, Masatoshi Hori, Kosuke Sasaki, Hiromitsu Onishi, Atsushi Nakamoto, Mitsuaki Tatsumi,
Hideyuki Fukui, Kazuya Ogawa, Noriyuki Tomiyama
Medicine, 2021, 100(20), e26109

O-88

Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) and PET Response Criteria
in Solid Tumors ( PERCIST) for response evaluation of the neck after
chemoradiotherapy in head and neck squamous cell carcinoma
Toshihiro Kishikawa, Motoyuki Suzuki, Norihiko Takemoto, Takahito Fukusumi, Takahiro Michiba,
Atsushi Hanamoto, Hidenori Tanaka, Mitsuaki Tatsumi, Fumiaki Isohashi, Yuji Seo, Keisuke Tamari,Kazuhiko Ogawa, Hidenori Inohara
Head & Neck, 2021, 43(4), 1184

O-89

Circulating tumor HPV DNA complements PET‐CT in guiding management afterradiotherapy in HPV ‐related squamous cell carcinoma of the head and neck
Hidenori Tanaka, Norihiko Takemoto, Masafumi Horie, Erina Takai, Takahito Fukusumi,
Motoyuki Suzuki, Hirotaka Eguchi, Sho Komukai, Mitsuaki Tatsumi, Fumiaki Isohashi, Kazuhiko Ogawa,Shinichi Yachida, Hidenori InoharaInternational Journal of Cancer, 2021, 148(4), 995

O-90

Ultrafast Dynamics of a Solvatochromic Dye, Phenol Blue:
Tautomerization and Coherent Wavepacket Oscillations

III

Chikashi Ota, Akifumi Matsumoto, Tsubasa Hidaka, Keita Sugihara, Takahiro Teramoto, Yutaka Nagasawa
The Journal of Physical Chemistry B, 2021, 125(38), 10832

Achievements

O-91

Observation of the Terahertz Pulse Shaping Due toIntensity-Induced Additional Phase in Two-Color Filaments
Chen Gong, Takahiro Teramoto, Masayoshi Tonouchi
Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 2021, 42, 647

O-92

Photoelectron angular distribution studies for two spin-orbit-split components ofXe 3d subshell: A critical comparison between theory and experiment
Shinichirou Minemoto, Takahiro Teramoto, Takuya Majima, Tomoya Mizuno, Je He Mun, Sang Han Park,
Soonnam Kwon, Akira Yagishita, Daniele Toffoli
Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 2021, 53, 105003

O-93

Intensity-dependent self-induced dual-color laser phase modulation andits effect on terahertz generation
Chen Gong, Iwao Kawayama, Hironaru Murakami, Takahiro Teramoto, Masayoshi Tonouchi
Scientific Reports, 2021, 11(1), 498

O-94

Vacuolar-type proton ATPase is required for maintenance ofapicobasal polarity of embryonic visceral endoderm.
Ge-Hong Sun-Wada, Hiroyuki Tabata, Yoh Wada
Scientific reports, 2021, 11, 19355

IRS ANNUAL REPORT

2021

50

O-95

Functional complementation of V-ATPase a subunit isoforms in osteoclasts
Naomi Matsumoto, Mizuki Sekiya, Yasuyuki Fujimoto, Satoshi Haga,_Ge-Hong Sun-Wada,
Yoh Wada, Mayumi Nakanishi-Matsui
J Biochem, 2021, 169(4), 459

O-96

A Case of Pelvic Lymph Node Recurrence Detected by PSMA PET/CT afterPrimary Proton Beam Radiotherapy for Prostate Cancer

Takuya Ito, Yuichiro Yamaguchi, Nobumasa Fujimoto, Tadashi Watabe, Yu Ishizuya, Motohide Uemura,
Norio Nonomura, Hinyokika kiyo.
Acta urologica Japonica, 2021, 67(12), 543
O-97

Pimitespib is effective on cecal GIST in a mouse model of familial GISTs
with KIT-Asp820Tyr mutation through KIT signaling inhibition

Takako Kihara, Jiayin Yuan, Tadashi Watabe, Kazuhiro Kitajima, Neinei Kimura, Mizuka Ohkouchi, Yuka Hashikura,
Shuichi Ohkubo, Tsuyoshi Takahashi, Seiichi Hirota
Experimental and Molecular Pathology, 2021, 123, 104692
O-98

FAP and FAPI-PET/CT in Malignant and Non-Malignant Diseases:
A Perfect Symbiosis?

Katharina Dendl, Stefan A Koerber, Clemens Kratochwil, Jens Cardinale, Rebecca Finck, Mardjan Dabir,
Emil Novruzov, Tadashi Watabe, Vasko Kramer, Peter L Choyke, Uwe Haberkorn, Frederik L Giesel
Cancers, 2021, 13(19), 4946
O-99

Evaluation of 64Cu-Labeled New Anti-EGFR Antibody NCAB001 with Intraperitoneal
Injection for Early PET Diagnosis of Pancreatic Cancer in Orthotopic TumorXenografted Mice and Nonhuman Primates.
Hiroki Matsumoto, Tadashi Watabe, Chika Igarashi, Tomoko Tachibana, Fukiko Hihara, Atsuo Waki,
Ming-Rong Zhang, Hideaki Tashima, Taiga Yamaya, Kazuhiro Ooe, Eku Shimosegawa, Jun Hatazawa, Sei Yoshida,
Kenichiro Naito, Hiroaki Kurihara, Makoto Ueno, Kimiteru Ito, Tatsuya Higashi, Yukie Yoshii
Pharmaceuticals (Basel, Switzerland), 2021, 14(10), 950

O-100

Tumor response evaluation in patients with malignant melanoma undergoing immune
checkpoint inhibitor therapy and prognosis prediction using 18F-FDG PET/CT:
multicenter study for comparison of EORTC, PERCIST, and imPERCIST.
Kazuhiro Kitajima, Tadashi Watabe, Masatoyo Nakajo, Mana Ishibashi, Hiromitsu Daisaki, Fumihiko Soeda,
Atsushi Tanemura, Takuro Kanekura, Naoya Yamazaki, Kimiteru Ito
Japanese journal of radiology, 2021, 40(1), 75

O-101

Manual on the proper use of sodium astatide ([211At]NaAt) injections in clinical trials
for targeted alpha therapy (1st edition)
Tadashi Watabe, Makoto Hosono, Seigo Kinuya, Takahiro Yamada, Sachiko Yanagida,
Masao Namba, Yoshihide Nakamura
Annals of nuclear medicine, 2021, 35(7), 753

III

O-102

Achievements

Usefulness of semi-automatic harmonization strategy of standardized uptake values
for multicenter PET studies
Hiromitsu Daisaki, Kazuhiro Kitajima, Masatoyo Nakajo, Tadashi Watabe, Kimiteru Ito, Fumi Sakamoto,Tadaki Nakahara, Mana Ishibashi, Akira Toriihara
Scientific reports, 2021, 11(1), 8517

O-103

High detection rate in [18F]PSMA-1007 PET:
interim results focusing on biochemical recurrence in prostate cancer patients
Tadashi Watabe, Motohide Uemura, Fumihiko Soeda, Sadahiro Naka, Takeshi Ujike, Koji Hatano,
Hidetaka Sasaki, Takashi Kamiya, Eku Shimosegawa, Hiroki Kato, Jens Cardinale, Ukihide Tateishi,
Norio Nonomura, Frederik L Giesel
Annals of nuclear medicine, 2021, 35(4), 523

O-104

New regional drug delivery system by direct epicardial placement ofslow-release prostacyclin agonist promise therapeutic angiogenesis in a porcine chronic
myocardial infarction
Shigeru Miyagawa, Hiroki Mizoguchi, Satsuki Fukushima, Yukiko Imanishi, Tadashi Watabe, Akima Harada,
Yoshiki Sakai, Yoshiki Sawa
Journal of artificial organs : the official journal of the Japanese Society for Artificial Organs, 2021, 24(4), 465

51

IRS ANNUAL REPORT

2021

O-105

Greater reductions in blood flow after anti-angiogenic treatment in non-small cell lungcancer patients are associated with shorter progression-free survival
Daisuke Katayama, Masahiro Yanagawa, Keiko Matsunaga, Hiroshi Watabe, Tadashi Watabe, Hiroki Kato,
Takashi Kijima, Yoshito Takeda, Atsushi Kumanogoh, Eku Shimosegawa, Jun Hatazawa, Noriyuki Tomiyama
Scientific reports, 2021, 11(1), 6805

O-106

α-Emitting cancer therapy using 211 At-AAMT targeting LAT1

Kazuko Kaneda-Nakashima, ZiJian Zhang, Yoshiyuki Manabe, Atsushi Shimoyama, Kazuya Kabayama,
Tadashi Watabe, Yoshikatsu Kanai, Kazuhiro Ooe, Atsushi Toyoshima, Yoshifumi Shirakami, Takashi Yoshimura,
Mitsuhiro Fukuda, Jun Hatazawa, Takashi Nakano, Koichi Fukase, Atsushi Shinohara
Cancer science, 2021, 112(3), 1132
O-107

BNCT for primary synovial sarcoma

Takuya Fujimoto, Minoru Suzuki, Shigeyuki Kuratsu, Ikuo Fujita, Masayuki Morishita, Tamotsu Sudo,
Toshiko Sakuma, Yuta Nakamatsu, Yoshinori Sakurai, Takushi Takata, Yuki Tamari, Hiroki Tanaka,
Shin-Ichiro Masunaga, Yuko Kinashi, Natsuko Kondo, Shunsuke Sakakibara, Hiroshi Igaki, Tooru Andoh,
Setsu Sakamoto, Teruya Kawamoto, Tadashi Watabe, Hitomi Hara, Naomasa Fukase, Yohei Kawakami,
Tomoyuki Matsumoto, Toshihiro Akisue, Koji Ono, Hideki Ichikawa, Ryosuke Kuroda, Takanori Hirose
Applied radiation and isotopes : including data, instrumentation and methods for use in agriculture, industry andmedicine, 2021, 169, 109407
O-108

Diagnostic Accuracy of 18F-PSMA-1007 PET/CT Imaging for Lymph Node Staging of
Prostate Carcinoma in Primary and Biochemical Recurrence
Katharina Sprute, Vasko Kramer, Stefan A Koerber, Manuel Meneses, Rene Fernandez, Cristian Soza-Ried,
Mathias Eiber, Wolfgang A Weber, Isabel Rauscher, Kambiz Rahbar, Michael Schaefers, Tadashi Watabe,
Motohide Uemura, Sadahiro Naka, Norio Nonomura, Jun Hatazawa, Constantin Schwab, Viktoria Schütz,
Markus Hohenfellner, Tim Holland-Letz, Juergen Debus, Clemens Kratochwil, Horacio Amaral, Pete L Choyke,
Uwe Haberkorn, Camilo Sandoval, Frederik L Giesel
Journal of nuclear medicine : official publication, Society of Nuclear Medicine, 2021, 62(2), 208

O-109

Prognostic significance of bone marrow FDG uptake
in patients with gynecological cancer

Kotaro Shimura, Seiji Mabuchi, Naoko Komura, Eriko Yokoi, Katsumi Kozasa, Tomoyuki Sasano, Mahiru Kawano,
Yuri Matsumoto, Tadashi Watabe, Michiko Kodama, Kae Hashimoto, Kenjiro Sawada, Jun Hatazawa, Tadashi Kimura
Scientific reports, 2021, 11(1), 2257
O-110

Individual dosimetry system for targeted alpha therapy based on PHITS coupledwith microdosimetric kinetic model

Tatsuhiko Sato, Takuya Furuta, Yuwei Liu, Sadahiro Naka, Shushi Nagamori, Yoshikatsu Kanai, Tadashi Watabe
EJNMMI physics, 2021, 8(1), 4
O-111

Duodenal Adenocarcinoma Mimicking Metastasis of Prostate Cancer
on 18F-Prostate-Specific Membrane Antigen-1007 PET/CT
Fumihiko Soeda, Tadashi Watabe, Hiroki Kato, Motohide Uemura, Norio Nonomura
Clinical nuclear medicine, 2021, 46(1), 49

Autologous skeletal myoblast patch implantation prevents the deteriorationof myocardial ischemia and right heart dysfunction
in a pressure-overloaded right heart porcine model

Achievements

O-112

III

Kanta Araki, Shigeru Miyagawa, Takuji Kawamura, Ryo Ishii, Tadashi Watabe, Akima Harada, Masaki Taira,
Koichi Toda, Toru Kuratani, Takayoshi Ueno, Yoshiki Sawa
PloS one, 2021, 16(2), e0247381
O-113

The nylon balloon for xenon loaded liquid scintillator
in KamLAND-Zen 800 neutrinoless double-beta decay search experiment

Y. Gando, A. Gando, T. Hachiya, S. Hayashida, K. Hosokawa, H. Ikeda, T. Mitsui, T. Nakada, S. Obara, H. Ozaki,
J. Shirai, K. Ueshima, H. Watanabe, S. Abe, K. Hata, A. Hayashi, Y. Honda, S. Ieki, K. Inoue, K. Ishidoshiro,
S. Ishikawa, Y. Kamei, K. Kamizawa, Y. Karino, N. Kawada, T. Kinoshita, M. Koga, S. Matsuda, H. Miyake,
K. Nakamura, K. Nemoto, A. Ono, N. Ota, S. Otsuka, Y. Shibukawa, I. Shimizu, Y. Shirahata, K. Soma, A. Suzuki,
A.A. Suzuki, T. Takai, A. Takeuchi, K. Tamae, Y. Teraoka, Y. Wada, D. Chernyak, A. Kozlov, S. Yoshida, S. Umehara,
Y. Takemoto, K. Fushimi, S. Hirata, C. Grant, A. Li, J. G. Learned, J. Maricic, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, S. Fraker,
A. Herman, E. Krupczak, G. L. Pease, L. A. Winslow, Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow,
T. O'Donnell, S. Dell'Oro, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski
Journal of Instrumentation, 2021, 16(8), P08023-0

IRS ANNUAL REPORT

2021

52

O-114

Low background measurement in CANDLES-III
for studying the neutrinoless double beta decay of Ca-48

S. Ajimura, W. M. Chan, K. Ichimura, T. Ishikawa, K. Kanagawa, B. T. Khai, T. Kishimoto, H. Kino, T. Maeda, K.
Matsuoka, N. Nakatani, M. Nomachi, M. Saka, K. Seki, Y. Takemoto, Y. Takihira, D. Tanaka, M. Tanaka, K. Tetsuno,
V. T. T. Trang, M. Tsuzuki, S. Umehara, K. Akutagawa, T. Batpurev, M. Doihara, S. Katagiri, E. Kinoshita, Y. Hirano,
T. Iga, M. Ishikawa, G. Ito, H. Kakubata, K. K. Lee, X. Li, K. Mizukoshi, M. Moser, T. Ohata, M. Shokati, M. S. Soberi,
T. Uehara, W. Wang, K. Yamamoto, K. Yasuda, S. Yoshida, N. Yotsunaga, T. Harada, H. Hiraoka, T. Hiyama,
A. Hirota, Y. Ikeyama, A. Kawamura, Y. Kawashima, S. Maeda, K. Matsuoka, K. Nakajima, I. Ogawa, K. Ozawa,
K. Shamoto, K. Shimizu, Y. Shinki, Y. Tamagawa, M. Tozawa, M. Yoshizawa, K. Fushimi, R. Hazama, P. Noithong,
A. Rittirong, K. Suzuki, T. Iida
Physical Review D, 2021, 103(9), 092008-1
O-115

Search for Low-energy Electron Antineutrinos in KamLAND Associatedwith Gravitational Wave Events

S. Abe, S. Asami, A. Gando, Y. Gando, T. Gima, A. Goto, T. Hachiya, K. Hata, S. Hayashida, K. Hosokawa, K. Ichimura,
S. Ieki, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, Y. Kamei, N. Kawada, Y. Kishimoto, T. Kinoshita, M. Koga, N. Maemura,T. Mitsui, H. Miyake, K. Nakamura, K. Nakamura, R. Nakamura, H. Ozaki, T. Sakai, H. Sambonsugi, I. Shimizu,
J. Shirai, K. Shiraishi, A. Suzuki, Y. Suzuki, A. Takeuchi, K. Tamae, K. Ueshima, Y. Wada, H. Watanabe, Y. Yoshida,
S. Obara, A. Kozlov, D. Chernyak, Y. Takemoto, S. Yoshida, S. Umehara, K. Fushimi, A. K. Ichikawa, K. Z. Nakamura,
M. Yoshida, B. E. Berger, B. K. Fujikawa, J. G. Learned, J. Maricic, S. N. Axani, L. A. Winslow, Z. Fu, J. Ouellet,
Y. Efremenko, H. J. Karwowski, D. M. Markoff, W. Tornow, A. Li, J. A. Detwiler, S. Enomoto, M. P. Decowski, C. Grant,
T. O'Donnell, S. Dell'Oro
The Astrophysical Journal, 2021, 909(2), 116
O-116

Development of highly radiopure NaI(Tl) scintillator
for PICOLON dark matter search project

K. Fushimi, Y. Kanemitsu, S. Hirata, D. Chernyak, R. Hazama, H. Ikeda, K. Imagawa, H. Ishiura, H. Ito, T. Kisimoto,
A. Kozlov, Y. Takemoto, K. Yasuda, H. Ejiri, K. Hata, T. Iida, K. Inoue, M. Koga, K. Nakamura, R. Orito, T. Shima,
S. Umehara, S. Yoshida
Progress of Theoretical and Experimental Physics, 2021, 2021(4), 043F01-1
O-117

The energy calibration system for CANDLES using (n,γ) reaction

T. Iida, K. Mizukoshi, T. Ohata, T. Uehara, T. Batpurev, K. Fushimi, R. Hazama, M. Ishikawa, H. Kakubata,K. Kanagawa, S. Katagiri, B. T. Khai, T. Kishimoto, X. Li, T. Maeda, K. Matsuoka, K. Morishita, M. Moser, K. Nakajima,
M. Nomachi, I. Ogawa, M. Shokati, K. Suzuki, Y. Takemoto, Y. Takihira, Y. Tamagawa, K. Tetsuno, M. Tozawa,
V. T.T. Trang, S. Umehara, S. Yoshida
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and AssociatedEquipment, 2021, 986, 164727
O-118

A study on energy resolution of CANDLES detector

B. T. Khai, S. Ajimura, W. M. Chan, K. Fushimi, R. Hazama, H. Hiraoka, T. Iida, K. Kanagawa, H. Kino, T. Kishimoto,
T. Maeda, K. Nakajima, M. Nomachi, I. Ogawa, T. Ohata, K. Suzuki, Y. Takemoto, Y. Takihira, Y. Tamagawa,M. Tozawa, M. Tsuzuki, S. Umehara, S. Yoshida
IEEE Transactions on Nuclear Science, 2021, 68(3), 368
O-119

III

α-Emitting cancer therapy using 211At-AAMT targeting LAT1

Achievements

Kazuko Kaneda-Nakashima, Zi Jian Zhang, Yoshiyuki Manabe, Atsushi Shimoyama, Kazuya Kabayama,
Tadashi Watabe, Yoshikatsu Kanai, Kazuhiro Ooe, Atsushi Toyoshima, Yoshifumi Shirakami, Takashi Yoshimura,
Mitsuhiro Fukuda, Jun Hatazawa, Takashi Nakano, Koichi Fukase, Atsushi Shinohara
Cancer Science, 2021, 112(3), 1132

53

IRS ANNUAL REPORT

2021

Biblios
B-1

難治性甲状腺がんに対する標的α線治療の医師主導治験 ~ 大阪大学の取り組み ~渡部 直史

FBNews, 2021
B-2

アルファ線核医学治療のための薬剤開発の考察(その6)-標的分子・創薬化学の重要性-後編
矢野 恒夫, 長谷川 功紀, 石井 明子, 渡部 直史, 巽 光朗, 角永 悠一郎, 樺山 一哉, 深瀬 浩一, 米倉 義晴, 平林 容子,
佐藤 達彦, 藤井 博史

Pharm Tech Japan, 2021
B-3

アルファ線核医学治療のための薬剤開発の考察(その6)-標的分子・創薬化学の重要性-前編
矢野 恒夫, 長谷川 功紀, 石井 明子, 渡部 直史, 巽 光朗, 角永 悠一郎, 樺山 一哉, 深瀬 浩一, 米倉 義晴, 平林 容子,
佐藤 達彦, 藤井 博史

Pharm Tech Japan, 2021
B-4

アルファ線核医学治療のための薬剤開発の考察(その5)-IAEA Technical Meeting報告:
α線核種並びにTAT薬剤の最新動向矢野 恒夫, 長谷川 功紀, 山村 朝雄, 渡部 直史, 巽 光朗, 佐藤 達彦, 角永 悠一郎, 樺山 一哉, 深瀬 浩一, 平林 容子,
藤井 博史, 米倉 義晴
医薬品医療機器レギュラトリーサイエンス, 2021

B-5

Editorial: Meiosis: From Molecular Basis to Medicine
Li W, Zhang L, Shinohara A, Keeney S
Frontier in Cellularl and Developmental Biology, 2021

B-6

黄色肉芽腫性卵管炎の1例

土居 秀平, 小川 和也, 福井 秀行, 矢野 圭吾, 太田 崇詞, 中本 篤, 大西 裕満, 堀 雅敏, 巽 光朗, 富山 憲幸

Japanese Journal of Radiology, 2021
B-7

アミノ酸トランスポーターLAT1を標的とするα線がんミサイル療法の開発
兼田(中島) 加珠子, 白神 宜史, 寺本 高啓, 大江 一弘, 羽場 宏光, WANG Yang, 豊嶋 厚史
月刊メディカル・サイエンス・ダイジェスト, 2021

B-8

アミノ酸トランスポーターLAT1を標的とするα線がんミサイル療法の開発
兼田(中島) 加珠子, 白神 宜史, 寺本 高啓, 大江 一弘, 羽場 宏光, WANG Yang, 豊嶋 厚史

Bio Clinica, 2021
B-9

“画像診断ガイドライン2021年版（第3版）”
巽光朗

2021

III
Achievements

IRS ANNUAL REPORT

2021

54

Presentations
P-1

腫瘍画像におけるRadiomics解析の可能性巽 光朗
第8回日本神経内分泌腫瘍研究会学術集会, 2021年1月

P-2

Preparation of guidelines for evaluation to ensure safety
in the use of short-lived unsealed radioisotopes

T. Yoshimura
Topical meeting on Condensed-matter Chemistry on Actinides: The Kumatori meeting 2021, 2021年2月
P-3

Synthesis of Actinium Complex
with a Macrocycle Having Pyridine Phosphonate Pendant Arms

K. Nagata, K. Baba, A. Toyoshima, T. Yajima, T. Yoshimura
Topical meeting on Condensed-matter Chemistry on Actinides: The Kumatori meeting 2021, 2021年2月
P-4

光核反応研究の展開

民井 淳
ELPHセミナー, 2021年2月

P-5

アルファ線核医学治療に向けたAt-211標識金ナノ粒子の開発

黄 栩昊, 加藤 弘樹, 角永 悠一郎, 下山 敦史, 樺山 一哉, 片山 大輔, 大江 一弘, 豊嶋 厚史, 篠原 厚, 深瀬 浩一
東海大学マイクロ・ナノ啓発会 第13回学術講演会, 2021年2月

P-6

共会合型セルフアジュバンティング乳がんワクチンの合成と免疫機能評価

伊藤 啓太, 真鍋 良幸, 相賀 拓, 樺山一 哉, 大島 志乃, 亀谷 美恵, 古川 寛人, 稲葉 央, 松浦 和則, 深瀬 浩一
日本化学会 第101春季年会, 2021年3月

P-7

核医学治療を志向したα線放出核種標識抗体の創製と機能評価

山本 竜駒, 樺山 一哉, 兼田 加珠子, 世良田 聡, 仲 哲治, 篠原 厚, 深瀬 浩一
日本化学会 第101春季年会, 2021年3月

P-8

ハイブリッド・コンプトンカメラを用いた核医学治療に向けた3次元イメージングの実証

小俣 陽久, 片岡 淳, 増渕 美穂, 加藤 弘樹, 豊嶋 厚史, 寺本 高啓, 大江 一弘, LIU Yuwei, 松永 恵子, 神谷 貴史, 渡部 直史,
下瀬川 恵久, 畑澤 順
第68回応用物理学会春季学術講演会, 2021年3月

P-9

超高圧電子顕微鏡を活用した材料組織変化の高速その場観察佐藤 和久
日本顕微鏡学会関西支部特別講演会(オンライン開催), 2021年3月

P-10

Self-induced nonlinearity modulates the THz waveform generated
by the two-color laser filament
Chen Gong, Takahiro Teramoto, Masayoshi Tonouchi
2021年度第68回応用物理学会春季学術講演会, 2021年3月

III
Achievements

P-11

新規アルファ線核医学治療法の開発を目指したアスタチン-211標識金ナノ粒子の合成と評価

黄 栩昊, 加藤 弘樹, 角永 悠一郎, 下山 敦史, 樺山 一哉, 片山 大輔, 大江 一弘, 豊嶋 厚史, 篠原 厚, 深瀬 浩一
日本化学会第101春季年会(2021), 2021年3月

P-12

Am-Be中性子線源とインジウム箔を用いた
コンクリート中の含水量測定法の実験的検証
室岡 大貴, 一柳 宏樹, 宮地 嘉弘, 玉置 真悟, 日下 祐江, 村田 勲
日本原子力学会2022年春の年会, 2021年3月

P-13

OKTAVIANにおける DD中性子場特性の測定
松永 大輝, 玉置 真悟, 佐藤 文信, 村田 勲
日本原子力学会2022年春の年会, 2021年4月

P-14

At標識抗腫瘍アミノ酸誘導体の合成

211

Zihao Qiu, Yoshifumi Shirakami, Kazuko Kaneda, Yuichiro Kadonaga, Kazuhiro Ooe, Atsushi Toyoshima,
Atsushi Shinohara, Koichi Fukase
日本化学会第101回春期年会, 2021年4月
P-15

計画研究D02「極低温技術による 宇宙素粒子研究の高感度化」 報告
吉田 斉
第七回極低放射能技術研究会, 2021年5月

55

IRS ANNUAL REPORT

2021

P-16

Theranostics: from tumor-specific PET imaging to targeted alpha therapy
Tadashi Watabe
JRC2021 Symposium 6, 2021年5月

P-17

113番元素ニホニウムの合成と超重元素の化学
笠松 良崇
第107回北天満サイエンスカフェ, 2021年5月

P-18

Extended single-dose toxicity study of [211At] NaAt in micefor the FIH clinical trial of targeted alpha therapy for differentiated thyroid cancer.
Tadashi Watabe, Kazuko Kaneda-Nakashima, Kazuhiro Ooe, Yuwei Liu, Kenta Kurimoto, Atsushi Toyoshima,
Atsushi Shinohara, Yoshifumi Shirakami
SNMMI 2021, 2021年5月

P-19

Enhanced therapeutic effect with repeated administration of [211At]NaAt
for differentiated thyroid cancer in mice.

Yuwei Liu, Tadashi Watabe, Kazuko Kaneda-Nakashima, Kazuhiro Ooe, Yoshifumi Shirakami, Atsushi Toyoshima,
Eku Shimosegawa, Takashi Nakano, Atsushi Shinohara, Jun Hatazawa
SNMMI 2021, 2021年5月
P-20

Performance evaluation of 18F-FAPI-74 in the FAP expressing pancreatic cancer:
preclinical comparison study with 68Ga-FAPI-04.

Yuwei Liu, Tadashi Watabe, Sadahiro Naka, Yoshifumi Shirakami, Thomas Linder, Kazuhiro Ooe, Eku Shimosegawa,Uwe Haberkorn, Frederik Giesel, Jun Hatazawa
SNMMI 2021, 2021年5月

P-21

Preparation of dry distilled astatine-211 dissolved in pure water.

Kazuhiro Ooe, Atsushi Toyoshima, Takahiro Teramoto, Kojiro Nagata, Yuichiro Kadonaga, Akimitsu Kanda,
Katsuyuki Tokoi, Sota Nakagawa, Tadashi Watabe, Yoshifumi Shirakami, Takashi Yoshimura, Atsushi Shinohara,
Jun Hatazawa
SNMMI 2021, 2021年5月
P-22

PET検査

巽 光朗
第21回日本核医学会春季大会, 2021年6月

P-23

マウスを用いた放射性セシウムの慢性的低線量内部被ばくによる子孫への影響
中島 裕夫
日本遺伝学会第93回大会, 2021年6月

P-24

極低温技術による宇宙素粒子研究の高感度化吉田 斉
新学術領域「地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化」2021年度オンライン領域研究会, 2021年6月

P-25

III

人工ペプチドによるタンパク質の液-液相分離誘導

P-26

Achievements

池之上 達哉, 宗 正智, 藤原 敏道, 菅 裕明
第21回日本蛋白質科学会年会, 2021年6月

アミロイドβ凝集体形成初期過程の分子機構

児玉 高志, 赤木 謙一, 高井 朋代, 山口 りつ子, 物部 容子, 児嶋 長次郎, 藤原 敏道
第21回日本蛋白質科学会年会, 2021年6月

P-27

溶液NMRによる膜コンタクトサイトの形成と機能に関与する
VAP-A:FFAT-likeモチーフ相互作用の研究
古板 恭子, 平岡 万里菜, 花田 賢太郎, 藤原 敏道, 児嶋 長次郎
第21回日本蛋白質科学会年会, 2021年6月

P-28

溶液NMR法による抗酸化酵素GPx4の構造解析

猪俣 光稀, 古板 恭子, 杉木 俊彦, 高尾 敏文, 小林 直宏, 藤原 敏道, 児嶋 長次郎
第21回日本蛋白質科学会年会, 2021年6月

P-29

イネ花成ホルモン蛋白質の液-液相分離

榎本 麻由, 安澤 すあい, 小泉 優香, 田岡 健一郎, 児玉 高志, 白木 賢太郎, 藤原 敏道, 辻 寛之, 児嶋 長次郎
第21回日本蛋白質科学会年会, 2021年6月

P-30

酸化チタンナノシートと非界面活性剤スルフォベタインを用いた蛋白質のNMR構造解析法の開発

板坂 佑真, 小篭 蒼, 古板 恭子, 杉木 俊彦, 若松 馨, 内田 紀之, 石田 康博, 相田 卓三, 藤原 敏道, 児嶋 長次郎
第21回日本蛋白質科学会年会, 2021年6月
IRS ANNUAL REPORT

2021

56

P-31

家族性筋萎縮性側索硬化症ALSの原因遺伝子産物VAP-BのNMR構造解析
戸川 航, 古板 恭子, 小林 直宏, 藤原 敏道, 児嶋 長次郎
第21回日本蛋白質科学会年会, 2021年6月

P-32

Cys-Trp架橋型乳がん抑制ペプチド(ERAP)の合成及び活性評価

光村 豊, 小林 大志朗, 杉木 俊彦, 吉丸 哲郎, 倉岡 瑛祐, 傳田 将也, 藤原 敏道, 片桐 豊雅, 大高 章
創薬懇話会2021, 2021年6月

P-33

Impact of digital Siemens Biograph Vision PET/CT scanner
on tumor quantitative metrics in real-world clinical examinations: comparison
with a conventional PET/CT scanner
Tatsumi M, Soeda F, Kamiya T, Sasaki H, Katayama D, Matsunaga K, Watabe T, Kato H
The Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2021 Annual Meeting, 2021年7月

P-34

可視超短パルスレーザーを用いた過渡光電流分光法の開発

寺本 高啓, 徳永 英司, 小林 孝嘉
第17回AMO討論会, 2021年7月

P-35

Mechanism of Anomalous Initial Dissolution of CO2 into Ionic Liquid
OHOYAMA, Hiroshi, TERAMOTO, Takahiro
36th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics, 2021年7月

P-36

Photoelectron angular distribution of two spin-orbit-split components of Xe 3d
subshells
MINEMOTO, Shinichirou, TERAMOTO, Takahiro, MAJIMA, Takuya, MIZUNO, Tomoya, MUN, Je Hoi,
PARK, Sang Han, KWON, Soonnam, YAGISHITA, Akira, TOFFOLI, Daniel
36th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics, 2021年7月

P-37

Probing local structure of iodobenzene molecules with photoelectron diffraction using
to a soft X-ray free-electron laser
TERAMOTO, Takahiro, MINEMOTO, Shinichirou, MAJIMA, Takuya, MIZUNO, Tomoya, MUN, Je Hoi, PARK,
Sang Han, KWON, Soonnam, YAGISHITA, Akira, DECLEVA, Piero, STERNER, Mauro, TSURU, Shota
36th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics, 2021年7月

P-38

Clinical Trial with [At-211]NaAt for Refractory Thyroid Cancer
Tadashi Watabe
SNMMI 2021 Virtual Annual Meeting, 2021年7月

P-39

アスタチンを用いた難治性甲状腺がんに対するアルファ線核医学治療渡部 直史, 兼田 加珠子, 白神 宜史, 大江 一弘, 豊嶋 厚史, 篠原 厚
第58回アイソトープ放射線研究発表会, 2021年8月

P-40

III

アスタチンの医師主導治験開始に向けて：安全性の検証

劉 雨薇, 渡部 直史, 兼田 加珠子, 大江 一弘, 白神 宜史, 豊嶋 厚史, 加藤 弘樹, 巽 光朗, 下瀬川 恵久, 畑澤 順
第3回日本核医学会近畿支部会, 2021年9月

Achievements

P-41

At標識金ナノ粒子の合成およびがん細胞殺傷効果の評価

211

角永 悠一郎, 黄 栩昊, 加藤 弘樹, 片山 大輔, 下山 敦史, 樺山 一哉, 大江 一弘, 豊嶋 厚史, 羽場 宏光, 王 洋, 篠原 厚, 深瀬 浩一
新学術領域研究（研究領域提案型）『学術研究支援基盤形成』 短寿命RI供給プラットフォーム成果報告会 兼 RI利用研究会,
2021年9月

P-42

BNCTのための蛍光ガラス線量計を用いた中性子/γ線混在場におけるγ線の測定〜低エネルギーγ線源を用いた検証実験〜
富吉 晃太郎
第17回日本中性子捕捉療法学会学術大会, 2021年9月

P-43

複数材料フィルターで覆ったガラス線量計を用いた中性子・ガンマ線混在場におけるガンマ線量測定法の開発
神先 史晃
第17回日本中性子捕捉療法学会学術大会, 2021年9月

P-44

BNCTのための脳腫瘍におけるホウ素分布測定サブミリガンマカメラの設計・開発
守實 友梨, 谷口 勇翔, 日下 祐江, 玉置 真悟, 村田 勲
第17回日本中性子捕捉療法学会学術大会, 2021年9月

P-45

BNCT-SPECT 装置におけるクロストーク現象の検証
宮川 真奈, 日下 祐江, 玉置 真悟, 村田 勲
第17回日本中性子捕捉療法学会学術大会, 2021年9月

57

IRS ANNUAL REPORT

2021

P-46

Rad8-dependent PCNA ubiquitination at lysine 107 promotes grosschromosomal rearrangements.
Jie Su, Takuro Nakagawa
pombe Talks, 2021年9月

P-47

Mechanism of gross chromosomal rearrangements.

Takuro Nakagawa
International Summer Program (ISP), School of Science, Graduate School of Science, Osaka University, 2021年9月
P-48

Preparation of an astatine-211 aqueous solution by dry distillationand dissolution in pure water

Kazuhiro Ooe, Atsushi Toyoshima, Takahiro Teramoto, Kojiro Nagata, Yuichiro Kadonaga, Akimitsu Kanda,
Katsuyuki Tokoi, Sota Nakagawa, Tadashi Watabe, Yoshifumi Shirakami, Takashi Yoshimura,
Atsushi Shinohara, and Jun Hatazawa
Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (SNMMI) 2021 Annual Meeting, 2021年9月
P-49

ボロン酸を置換基とする[211At]標識アリール化合物の合成

白神 宜史, 兼田 加珠子, 渡部 直史, 大江 一弘, 劉 雨薇, 川上 厚子, 寺本 高啓, 羽場 宏光, 王 洋, 豊嶋 厚史, 深瀬 浩一
新学術領域研究;研究領域提案型;学術研究支援基盤形成;短寿命RI供給プラットフォーム成果報告会兼RI利用, 2021年9月

P-50

適正投与への取り組みと課題 −核医学における医療安全とリスクマネージメント−
放射線科医の立場から
巽 光朗
PET サマーセミナー 2021 in 下呂, 2021年9月

P-51

アスタチン化合物の分光・可視化にむけた新規手法の提案
寺本 高啓, 大江 一弘, 王 洋, 羽場 宏光, 豊嶋 厚史
第65回放射化学討論会, 2021年9月

P-52

高効率太陽電池開発を目指した可視超短パルスレーザー過渡光電流分光法の開発

寺本 高啓, 徳永 英司, 小林 孝嘉
日本物理学会2021年秋季大会, 2021年9月

P-53

高速イオン照射によるメタノール液滴表面における負解離イオン反応過程
水並 優樹, 間嶋 拓也, 寺本 高啓, 土田 秀次, 斉藤 学
第15回分子科学討論会, 2021年9月

P-54

軟X線自由電子レーザーを用いたX線光電子回折によるヨードベンゼンの局所構造解析

峰本 紳一郎, 寺本 高啓, 間嶋 拓也, 水野 智也, Mun Je Hoi, Park Sang, Han Kwon Soonnam, 柳下 明,
Decleva Piero Sterner Mauro, 水流 翔太
第15回分子科学討論会, 2021年9月

P-55

III

超短寿命微量核種アスタチン化合物の分光・可視化にむけた取り組み

P-56

Achievements

寺本 高啓, 大江 一弘, 豊嶋 厚史
第15回分子科学討論会, 2021年9月

重イオン照射に伴うメタノール液滴表面からの正負二次イオン生成過程
水並 優樹, 間嶋 拓也, 寺本 高啓, 土田 秀次, 斉藤 学
第 64 回放射線化学討論会, 2021年9月

P-57

アスタチン(211At)を用いた 新たなα線核医学治療渡部 直史
第57回日本医学放射線学会秋季臨床大会 シンポジウム1, 2021年9月

P-58

ラジウムの水和構造及び粘土鉱物への吸着構造の解明

山口 瑛子, 永田 光知郎, 田中 万也, 小林 恵太, 奥村 雅彦, 小林 徹, 下条 晃司郎, 谷田 肇, 関口 哲弘, 金田 結依, 松田 晶平,
横山 啓一, 矢板 毅, 吉村 崇, 高橋 嘉夫
日本地球化学会第69回年会, 2021年9月

P-59

福島事故で放出された放射性粒子の性状解析と微量放射性核種の分析

村上 貴士, 二宮 和彦, 五十嵐 淳哉, 吉村 崇, 篠原 厚, 箕輪 はるか, 吉川 英樹
日本放射化学会第65回討論会(2021), 2021年9月

IRS ANNUAL REPORT

2021

58

P-60

電解酸化反応を用いた分子標的薬への211At標識法の開発

中川 創太, 角永 悠一郎, 大江 一弘, 神田 晃充, 永田 光知郎, 寺本 高啓, 床井 健運, 羽場 宏光, 王 洋, 笠松 良崇, 吉村 崇,
豊嶋 厚史, 篠原 厚
日本放射化学会第65回討論会(2021), 2021年9月

P-61

単一微粒子質量分析計を用いたアルファ微粒子即時検知法の検討

豊嶋 厚史, 古谷 浩志, 寺本 高啓, 永田 光知郎, 床井 健運, 髙宮 幸一, 牟田 浩明, 吉村 崇, 豊田 岐聡, 篠原 厚
日本放射化学会第65回討論会(2021), 2021年9月

P-62

EXAFSによるRaの水和状態と粘土鉱物への吸着状態の解明

山口 瑛子, 永田 光知郎, 田中 万也, 小林 恵太, 奥村 雅彦, 小林 徹, 下条 晃司郎, 谷田 肇, 関口 哲弘, 金田 結依, 松田 晶平,
横山 啓一, 矢板 毅, 吉村 崇, 高橋 嘉夫
日本放射化学会第65回討論会(2021), 2021年9月

P-63

新規ホスホン酸ピリジンアームを持つ大環状配位子とそのLa(III)、Ba(II)錯体の合成と物性
馬場 一彰, 永田 光知郎, 矢島 辰雄, 吉村 崇
錯体化学会第71回討論会, 2021年9月

P-64

アルキニルピリジンを持つ八面体型レニウム六核錯体の合成と発光特性

西澤 颯人, 永田 光知郎, 吉村 崇
錯体化学会第71回討論会, 2021年9月

P-65

重イオン照射に伴うメタノール液滴表面からの正負二次イオン生成過程
水並 優樹, 間嶋 拓也, 寺本 高啓, 土田 秀次, 斉藤 学
第64回 放射線化学討論会, 2021年9月

P-66

Experimental Studay at Research Center for Nuclear Physics
A. Tamii
2nd PANDORA Workshop, 2021年9月

P-67

Analysis of radiation-induced life-shortening --dependence on cancer type-Tetsuhiro Kinugawa, Takahiro Wada, Yuichiro Manabe, Fuminobu Sato, Satoshi Tanaka
64th JRRS meeting, Online Conference, 2021年9月

P-68

磁気アシスト型淘汰管高度分級による除去土壌の減容
三浦 日菜, 秋山 庸子, 真鍋 勇一郎, 佐藤 文信
2021年度 磁気力制御・磁場応用 夏の学校, 2021年9月

P-69

Study on Irradiation Effect of Insulating Materials for Fusion Superconducting Magnet-Effect of low temperature irradiationY. Kunitoku, Y. Akiyama, Y. Manabe, F. Sato
2021 Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference, 2021年9月

III

P-70

Ac標識FAPIの合成と品質に関する検討

225

Achievements

白神 宜史, 渡部 直史, 兼田 加珠子, 角永 悠一郎, 川上 厚子, 劉 慈雨, 大江 一弘, 豊嶋 厚史, 永田 光知郎, 吉村 崇, 深瀬 浩一
第4回日本核医学会分科会放射性薬品科学研究会 第20回放射性医薬品画像診断薬研究会, 2021年9月

P-71

高発がんメダカrev3l変異体における遺伝的不安定性の解析

Tomoko Ishikawa-Fujiwara, Yoshihiro Fujikawa, Andres Canela, Tatsuma Shoji, Fei Sun, Jun Sese, Takeshi Todo
日本放射線影響学会第64回大会, 2021年9月
P-72

マイクロチップレーザによる小型・可搬型ピーニング装置の開発

佐野 雄二, 水田 好雄, 細貝 知直, 横藤田 光輝, 玉置 悟司, 平等 拓範
ショットピーニング技術協会 2021年度学術講演会, 2021年9月

P-73

Combined analysis of cancer incidence and lifespanin mice exposed to chronic low dose-rate radiation

Tetsuhiro Kinugawa, Takahiro Wada, Yuichiro Manabe, Fuminobu Sato, Satoshi Tanaka
The 2021 International Symposium on the “Environmental Dynamics of Radionuclides and the Biological Effects of
Low Dose-rate Radiation”, 2021年10月
P-74

マイクロチップレーザによる高張力鋼の残留応力と疲労特性の改善

水田 好雄, 玉置 悟司, 佐野 雄二, 鷺坂 芳弘, 加藤 智治, 崎野 良比呂, 細貝 知直
ショットピーニング技術協会 2021年度学術講演会, 2021年10月

P-75

電子加速技術の開発成果と展望

細貝 知直
JST未来社会創造事業「レーザー駆動による量子ビーム加速器の開発と実証」シンポジウム, 2021年10月

59

IRS ANNUAL REPORT

2021

P-76

アクチニウム(225Ac)標識薬剤の製造研究

白神 宜史, 渡部 直史, 兼田 加珠子, 角永 悠一郎, 川上 厚子, 劉 雨薇, 大江 一弘, 豊嶋 厚史, 永田 光知郎, 吉村 崇, 塚田 和明,
白崎 謙次, 菊永 英寿, F Giese, 深瀬 浩一
大洗・アルファ合同研究, 2021年10月

P-77

小型レーザーを使用した可搬型レーザーピーニング装置の開発

佐野 雄二, 水田 好雄, 細貝 知直, 横藤田 光輝, 玉置 悟司, 平等 拓範
日本機械学会 M＆M2021材料力学カンファレンス, 2021年10月

P-78

新規アルファ線ブラキセラピー開発に向けたAt-211標識金ナノ粒子の合成と機能評価

黄 栩昊, 加藤 弘樹, 角永 悠一郎, 下山 敦史, 樺山 一哉, 片山 大輔, 大江 一弘, 豊嶋 厚史, 羽場 宏光, 王 洋, 篠原 厚, 深瀬 浩一
第65回放射化学討論会, 2021年10月

P-79

Experimental Examination for Cross-talk Phenomena in BNCT-SPECT
Mana Miyagawa, Mikito Yagura, Sachie Kusaka, Shingo Tamaki, Fuminobu Sato, Isao Murata
19th International Congress on Neutron Capture Therapy, (ICNCT19), 2021年10月

P-80

γ-Ray Dose Measurement Using Radio-Photoluminescence Glass Dosimeter (RPLGD)
in Neutron/γ-Ray Mixed Field for BNCT ~Examination of the response of RPLGD in
low-energy region~
K. Tomiyoshi, T. Inoue, F. Kamisaki, S. Tamaki, S. Kusaka, F. Sato, I. Murata
19th International Congress on Neutron Capture Therapy, (ICNCT19), 2021年10月

P-81

Development of Submillimeter Gamma Camera for Measuring Boron Distribution in
Brain Tumor of Rat -Design and Examination of one collimator hole cameraY. Morizane, Y. Taniguchi, S. Kusaka, S. Tamaki, I. Murata
19th International Congress on Neutron Capture Therapy, (ICNCT19), 2021年11月

P-82

EXAFS による Ra の水和状態と粘土鉱物への吸着状態の解明

山口 瑛子, 永田 光知郎, 田中 万也, 小林 恵太, 奥村 雅彦, 小林 徹, 下条 晃司郎, 谷田 肇, 関口 哲弘, 金田 結依, 松田 晶平,
横山 啓一, 矢板 毅, 吉村 崇, 高橋 嘉夫
日本放射化学会第 65 回討論会(2021), 2021年11月

P-83

染色体異常の分子メカニズム中川 拓郎
日本遺伝学会（第93回大会）, 2021年11月

P-84

福島シミュレーション実験としての137Csのマウス多世代低線量率内部被曝による子孫での影響

中島 裕夫, 鈴木 正敏, 大野 みずき, 宇野 賀津子, 石原 弘, 遠藤 曉
日本放射線影響学会第64回大会, 2021年11月

P-85

マイクロチップレーザを用いたレーザピーニングの高張力鋼への適用

III

P-86

Achievements

加藤 智治, 佐野 雄二, 水田 好雄, 細貝 知直, 玉置 悟司, 鷺坂 芳弘
溶接学会 2021年秋季全国大会, 2021年11月

生細胞表層への合成糖鎖の導入および糖鎖-レクチン相互作用の分子化学的解析
三浦 彩音, 樺山 一哉, 真鍋 良幸, 三宅 秀斗, 白川 明日香, 初村 洋紀, 山地 俊之, 鈴木 健一, 深瀬 浩一
第40回 日本糖質学会年会, 2021年10月

P-87

蛍光標識化糖脂質プローブを用いた細胞膜糖脂質の動態解析
樺山 一哉, 新井 健太, 蟹江 治, 蟹江 善美, 深瀬 浩一
第40回 日本糖質学会年会, 2021年10月

P-88

Electron beam chirp dexterity in staging laser wakefield acceleration
N. Pathak, A. Zhidkov, Z. Jin, Y. Mizuta, Z. Lei, K. Matsukado and T. Hosokai
AAPPS-DPP2021 (5th Asia Pacific Conference on Plasma Physics), 2021年11月

P-89

セラノスティクス〜新時代の放射線治療〜
渡部 直史
第38回日本癌学会市民公開講座, 2021年11月

P-90

Improvement of residual stress and fatigue properties of high strength steel by low
pulse energy microchip laser

Yoshio Mizuta, Yuji Sano, Satoshi Tamaki, Yoshihiro Sagisaka, Tomoharu Kato, Yoshihiro Sakino, Tomonao Hosokai
Photonics Asia 2021 (Advanced Laser Precessing and Manufacturing V), 2021年11月

IRS ANNUAL REPORT

2021

60

P-91

Recent Status in Laser-wakefield Acceleration Platform

Z. Jin, N. Pathak, A. Zhidkov, Y. Mizuta, K. Matsukado, Z. Z. Lei, D. Oumbarek, M. Kando, K. Huang, N. Nakanii,
I. Daito and T. Hosokai
Joint Seminar between Shanghai Jiao Tong University and Osaka University, 2021年11月
P-92

Recent Progress in SPring-8 Laser-wakefield Acceleration Platform

Z. Jin, N. Pathak, A. Zhidkov, Y. Mizuta, K. Matsukado, Z. Z. Lei, D. Oumbarek, M. Kando, K. Huang, N. Nakanii,
I. Daito and T. Hosokai
The 30th International Toki Conference on Plasma and Fusion Research, 2021年11月
P-93

Estimated absorbed;dose in human after intravenous administration of;At]NaAt for theFIH clinical trial of;targeted alpha therapy
Tadashi Watabe, Tatsuhiko Sato, Kazuko Kaneda-Nakashima, Kazuhiro Ooe, Yuwei Liu, Kenta Kurimoto,Atsushi Toyoshima, Atsushi Shinohara, Yoshifumi Shirakami
Eur J Nuc Med 2021: 48: S41-42. Eur Assoc Nucle Med Oct 20-23, 2021, 2021年11月

P-94

高精度画像診断PSMA-PETが変える前立腺癌の治療戦略
渡部 直史
第59回日本癌治療学会学術集会, 2021年11月

P-95

Characterization of archaeal endonuclease V

Michihi Hidaka, Miyako Shiraishi, Shigenori Iwai
The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry/The 5th Annual Meeting of Japan Society of Nucleic
Acids Chemistry, 2021年11月
P-96

アーキア型RPA及びRadAのRNAに対する機能解析

日比 寛菜, 白石 都, 岩井 成憲
極限環境生物学会2021年度（第22回）年会, 2021年11月

P-97

Design of a new shadow bar to improve the accuracy of benchmark experiments oflarge-angle elastic scattering reaction cross sections by 14MeV neutrons
Kazuki Fukui, Sota Araki, Indah Rosidah Maemunah, Rio Miyazawa, Shingo Tamaki, Sachie Kusaka,
Fuminobu Sato, Isao Murata
Symposium on Nuclear Data 2021 (Online), 2021年11月

P-98

Benchmark Experiment for Large Angle Scattering Cross Sections
for Tungsten with 14 MeV Neutrons

Sota Araki, Fukui Kazuki, Rio Miyazawa, Indah Rosidah Maemunah, Sachie Kusaka, Shingo Tamaki, Isao Murata
Symposium on Nuclear Data 2021 (Online), 2021年11月
P-99

Development of activation detector for ultra-long term DT neutron irradiation
Yoshihide Iwanaka, Ryota Eguchi, Shingo Tamaki, Sachie Kusaka, Fuminobu Sato, Isao Murata
Symposium on Nuclear Data 2021 (Online), 2021年11月

III

P-100

Achievements

Design of real-time absolute epi-thermal neutron flux in- tensity monitor
with LiCaF detector
Daisuke Hatano, Isao Murata, Fuminobu Sato, Shingo Tamaki, Sachie Kusaka
Symposium on Nuclear Data 2021 (Online), 2021年11月

P-101

Design and Construction of Epi-thermal Neutron Field with a Am-Be Sourcefor Basic Researches for BNCT
Takahiro Hirayama, Yu Fujiwara, Isao Murata, Fuminobu Sato, Shingo Tamaki, Sachie Kusaka
Symposium on Nuclear Data 2021 (Online), 2021年12月

P-102

マウスにおけるセシウム137の低線量内部被ばくによる抗腫瘍免疫反応

中島 裕夫, 宇野 賀津子, 大野 みずき, 石原 弘, 續 輝久, 米倉 義晴
日本環境変異原ゲノム学会 第50回大会, 2021年12月

P-103

Performance evaluation of 18F-FAPI-74 in the FAP expressing pancreatic cancer.

劉雨薇, Tadashi Watabe, Sadahiro Naka, Yoshifumi Shirakami, Thomas Linder, Kazuhiro Ooe, Eku Shimosegawa,Uwe Haberkorn, Frederik Giesel, Jun Hatazawa
第61回日本核医学会学術総会, 2021年12月

P-104

Enhanced therapeutic effect with repeated administration of [211At]NaAt in mice

劉雨薇, Tadashi Watabe, Kazuko Kaneda-Nakashima, Kazuhiro Ooe, Yoshifumi Shirakami, Atsushi Toyoshima,
Eku, Shimosegawa, Takashi Nakano, Atsushi Shinohara, Jun Hatazawa
第61回日本核医学会学術総会, 2021年11月

61

IRS ANNUAL REPORT

2021

P-105

アスタチン（[211At]NaAt）の治験開始に必要な拡張型単回投与毒性試験について
渡部 直史, 兼田 加珠子, 大江 一弘, 劉 雨薇, 栗本 健太, 豊嶋 厚史, 篠原 厚, 白神 宜史
第61回日本核医学会学術総会. 2021/11/4-6, 名古屋, 2021年11月

P-106

がんのラジオセラノスティクスを目的とした
放射性ヨウ素/アスタチン-211標識チロシン誘導体の開発

貝塚 祐太, 鈴木 博元, 渡部 直史, 白神 宜史, 大江 一弘, 寺本 高啓, 豊嶋 厚史, 畑澤 順, 上原 知也
第61回日本核医学会学術総会. 2021/11/4-6, 名古屋, 2021年11月

P-107

アスタト−脱ボロン酸反応による211At標識αメチルチロシンの製造と生物活性に関する研究

P-108

乾式分離と純水を用いた溶解によるアスタチン211の分離精製

白神 宜史, 兼田 加珠子, 渡部 直史, 大江 一弘, 角永 悠一郎, 仲 定宏, 川上 厚子, 中山 敏夫, 近藤 裕, 豊嶋 厚史, 深瀬 浩一
第61回日本核医学会学術総会. 2021/11/4-6, 名古屋, 2021年11月

大江 一弘, 豊嶋 厚史, 寺本 高啓, 永田 光知郎, 床井 健運, 中川 創太, 渡部 直史, 白神 宜史, 吉村 崇, 篠原 厚, 畑澤 順
第61回日本核医学会学術総会, 2021年11月

P-109

難治性甲状腺がんに対するアスタチンを用いたアルファ線治療
渡部 直史
第61回日本核医学会学術総会, 2021年11月

P-110

アスタチン(211At)を用いたα線核医学治療薬の開発とその驚くべき治療効果
渡部 直史
第2回日本アイソトープ協会シンポジウム, 2021年11月

P-111

A Mathematical Model for Analyzing the Effects of Protracted Irradiation
on Cancer and Lifespan in Mice

Tetsuhiro Kinugawa, Yuichiro Manabe, Fuminobu Sato, Satoshi Tanaka, 5th European Radiation Protection Week, 2021年11月
P-112

AuTe2スパッタ薄膜の極微構造と相変態

薄井 洸樹, Sun Haiming, 市川 聡, 市川 修平, 畑中 修平, 佐藤 和久
日本顕微鏡学会第64回シンポジウム, 2021年11月

P-113

パルス電子顕微鏡を用いたTi3O5光誘起相転移の時間分解その場観察土屋 汰朗, 畑中 修平, 市川 修平, 佐藤 和久
日本顕微鏡学会第64回シンポジウム, 2021年11月

P-114

電子照射によるAu-Si準安定化合物の形成
太田 和弥, 市川 修平, 畑中 修平, 佐藤 和久
日本顕微鏡学会第64回シンポジウム, 2021年11月

P-115

Heterochromatin prevents DNA-RNA hybrid formation that causes gross chromosomal
rearrangements at centromeres.

III

Ran Xu, Crystal Tang, Takuro Nakagawa
日本分子生物学会（第44回年会）, 2021年12月

Achievements

P-116

Ber1 and Skb1 cause gross chromosomal rearrangements at centromeres in rad51∆ cells.
Piyusha Mongia, Naoko Toyofuku, Takuro Nakagawa
日本分子生物学会（第44回年会）, 2021年12月

P-117

広範囲ふき取りによる汚染検査方法の検討

本岡 和博, 二宮 和彦, 永田 光知郎, 吉村 崇
第3回日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会, 2021年12月

P-118

TLR4リガンドの機能評価~レポーターアッセイとイメージングによる解析~

大垣 仁之, 樺山 一哉, 内藤 ひかり, 下山 敦史, 狩野 裕孝, 井ノ口 仁一, 深瀬 浩一
第44回 日本分子生物学会年会, 2021年12月

P-119

膜貫通ペプチドを用いたインスリン受容体とガングリオシドGM3の相互作用解析

二村 友香, 樺山 一哉, 朝比奈 雄也, 花島 慎弥, 北條 裕信, 深瀬 浩一
第44回 日本分子生物学会年会, 2021年12月

P-120

α線核種を標識したがんターゲッティング分子の創製とがん免疫療法への展開

P-121

α線核種標識抗体の創製と機能評価

黛 功樹, 樺山 一哉, DAI Changhao, 兼田 加珠子, 大江 一弘, 寺本 高啓, 豊嶋 厚史, 篠原 厚, 深瀬 浩一
第44回 日本分子生物学会年会, 2021年12月

東 茉由, 樺山 一哉, 角永 悠一郎, 後藤 浩太朗, 月村 亘, 松田 昭生, 水野 真盛, 深瀬 浩一
第44回 日本分子生物学会年会, 2021年12月
IRS ANNUAL REPORT

2021

62

AwardsA-1

一般財団法人杉山産業化学研究所
2021年度 研究助成
樺山 一哉
2021年4月

A-2

相同組換えの分子メカニズムの解明研究

文部科学省, 科学技術分野の文部科学大臣表彰-科学技術賞（研究部門）
篠原 彰
2021年4月

A-3

染色体異常の分子メカニズム日本遺伝学会, 奨励賞
中川 拓郎
2021年8月

A-4

Development of Submillimeter Gamma Camera for Measuring Boron Distribution in
Brain Tumor of Rat -Design and Examination of one collimator hole camera
ICNCT, Fairchild Award
Yuri Morizane
2021年10月

A-5

Design of a new shadow bar to improve the accuracy of benchmark experiments oflarge-angle elastic scattering reaction cross sections by 14MeV neutrons
2021年度核データ研究会, Excellent Poster Award
Kazuki Fukui
2021年11月

A-6

Design of real-time absolute epi-thermal neutron flux in- tensity monitor
with LiCaF detector
2021年度核データ研究会, Excellent Poster Award
Daisuke Hatano
2021年11月

A-7

Design and Construction of Epi-thermal Neutron Field with a Am-Be Sourcefor Basic Researches for BNCT
2021年度核データ研究会, Excellent Poster Award
Takahiro Hirayama
2021年11月

A-8

Dispersal Rate of Radon-219 from Aqueous Radium-223 Solution Containing
Sodium Chloride/Citrate
日本放射線安全管理学会, 研究奨励賞

Kojiro Nagata, Kenji Shirasaki, Hidetoshi Kikunaga, Kojiro Nagata, Zijian Zhang, Koshin Washiyama,
Atsushi Toyoshima, Takashi Yoshimura, Atsushi Shinohara
2021年12月

III
Achievements

A-9

Transfer Rates of 225Ac to Exhaust Air, Surface, and Waste Water under
Chemical Operations
日本放射線安全管理学会, 最優秀論文賞・大崎賞

Tomoo Yamamura, Kenji Shirasaki, Atsushi Toyoshima, Kazuhiro Ooe, Tomoo Yamamura,
Atsushi Shinohara, Takashi Yoshimura
2021年12月

63

IRS ANNUAL REPORT

2021

Social and Academic Contributions
S-1「Society 5.0 科学博」に「超小型レーザーを使用した最先端のレーザーピーニング」
細貝 知直
内閣府、国立研究開発法人海洋研究開発機構, 出展

S-2「光とレーザーの科学技術フェア 2021」（JST 未来社会創造事業「レーザー駆動による量子ビーム加速器の開発と実証」）
細貝 知直
オプトロニクス社, 出展

S-3

遺伝子が語るヒトの姿篠原 彰
大阪府立住吉高等学校, 出前授業

S-4

研究公正性と研究不正
篠原 彰
長岡技術科学大学, 出前授業

S-5

遺伝子が語るヒトの姿篠原 彰
茨城県立水戸第１高校, 出前授業

S-6

研究公正と研究不正
篠原 彰
浜松学院大学, 出前授業

S-7

研究インテグリィテーと研究公正性篠原 彰
国立研究開発法人 森林研究・整備機構 森林総合研究所, 出前授業

S-8

研究の公正性と研究不正
篠原 彰
大阪大学蛋白質研究所, 出前授業

S-9

研究の公正性（厳密性）と研究不正
篠原 彰
神戸学院大学薬学部, 出前授業

S-10

ヴィアトール学園洛星高校 土曜講座
吉田 斉
ヴィアトール学園洛星高校, 出前授業

S-11

滋賀県「リスクコミュニケーション研修会」
八木 絵香
オンライン, 公開講座

III

大学から対話の場をひらく―大阪大学 ELSI センターの活動よりサイエンスアゴラ企画「対話、たりてますか−コロナとこれから−」

Achievements

S-12

八木 絵香, 水町 衣里
オンライン, 公開講座

S-13

Ministry of Health, Labor and Welfare Science Research (Prof. Hosono Group)
Collaborator
Tadashi Watabe
Ministry of Health, Labor and Welfare, organizing member

S-14

IAEA CUIJ Consortium Executive office
Tadashi Watabe
IAEA, organizingmember

S-15

令和 4（2022）年度 科研費「基盤研究（S）」
中川 拓郎
審査意見書作成

S-16

科学雑誌 cells の投稿論文
中川 拓郎
査読

IRS ANNUAL REPORT

2021

64

S-17

科学雑誌 International Journal of Molecular Sciences の投稿論文
中川 拓郎
査読

S-18

科学雑誌 membranes の投稿論文
中川 拓郎
査読

S-19

科学雑誌 Journal of Cell Science の投稿論文
中川 拓郎
査読

S-20

科学雑誌 Chromosoma の投稿論文
中川 拓郎
査読

S-21

科学雑誌 genes の投稿論文
中川 拓郎
査読

S-22

科学雑誌 cancers の投稿論文
中川 拓郎
査読

S-23

日本医学放射線学会
巽 光朗
代議員

S-24

Annals of Nuclear Medicine
巽 光朗

Associate editor

S-25

日本核医学会
巽 光朗
評議員

S-26

米国核医学会（SNMMI 2021 Annual Meeting プログラム委員会 がん臨床診断部門副部門長）
巽 光朗
部門長

S-27

医師主導治験 ( 難治性甲状腺がんに対するアスタチン治験 )渡部 直史
治験責任医師

III
Achievements

S-28

日本核医学会近畿支部会
渡部 直史
会計幹事

S-29

日本核医学会
渡部 直史
幹事

S-30

特定臨床研究 (PET プローブ F-18-NKO-035 の有用性評価 )渡部 直史
研究責任医師

S-31

日本核医学会
渡部 直史
評議員

S-32

自主臨床研究 (PSMA 標的とした PET 診断能の評価 ) 研究責任医師
渡部 直史
研究責任医師

S-33

自主臨床研究 (FBPA PET による L 型アミノ酸トランスポーター 1 の評価 )渡部 直史
研究責任医師

65

IRS ANNUAL REPORT

2021

S-34

第一回極低バックグラウンド素粒子原子核研究懇談会
吉田 斉
実行委員

S-35

第４回 CRC タウンミーティング 地下非加速器実験分野
吉田 斉
実行委員

S-36

International Workshop of Double Beta Decay 2011(DBD2011)
吉田 斉
実行委員

Patents
I-1

DNP-NMR プローブ及びその使用方法
藤原 敏道, 松木 陽, 高橋 大樹, 中村 新治
特願2017-086290

I-2

ＮＭＲプローブシステム及びＮＭＲプローブシステム使用方法
藤原 敏道, 松木 陽, 遠藤 由宇生, 中村 新治, 高橋 大樹
特願2018-55093

I-3

電子ビーム照射装置及び電子ビーム照射方法
細貝 知直, 山下 泰信, 室屋 裕佐, 鈴木 孝禎
特願2022-046567

I-4

α線放出抗体薬物複合体

樺山 一哉, 深瀬 浩一, 角永 悠一郎, 兼田 加珠子, 真鍋 良幸, 下山 敦史, 篠原 厚, 水野 真盛, 後藤 浩太朗, 月村 亘, 松田 昭生
特願2021-160158

I-5

放射標識された化合物およびその用途

白神 宜史, 兼田 加珠子, 角永 悠一郎, 渡部 直史, 豊嶋 厚史, 深瀬 浩一, 吉矢 拓
特願2021-125774

I-6

金ナノ粒子含有医薬加藤 弘樹, 深瀬 浩一, 樺山 一哉, 下山 敦史, 角永 悠一郎, 豊嶋 厚史, 篠原 厚, 金田 安史, 西川 智之
特願PCT/JP2021/18485

ボロン酸化合物およびその製造方法

Achievements

I-7

III

白神 宜史, 兼田 加珠子, 渡部 直史, 角永 悠一郎, 豊嶋 厚史, 深瀬 浩一, 篠原 厚, 山中 敏夫, 近藤 裕
特願2021-052352

IRS ANNUAL REPORT

2021

66

Fund for Preparation of New Education and Research Projects
新規教育研究プロジェクト準備経費
現在、放射線科学基盤機構では、放射線の生物学的影響、福島関連研究、大規模 RI 製造法など、アルファ線

核医学治療に続く新たな教育研究プロジェクトの立ち上げに取り組んでいる。これらを遂行するためには、理学研究科や医学系研究科などの部局内はもとより大阪大学内に留まらない分野横断的な意見の交流が重要である。特にプロジェクトの計画段階で、各分野の専門家の意見を集約、精査することでプロジェクトを取り巻く環境を把握し、科学的かつ社会的に有意義な計画の立案が必要となる。そのため、本機構では、専任教員ならびに兼任教員が新たな教育研究プロジェクトの立上げを行うための準備活動を積極的に支援しており、2019 年

度から計画立案者に対する支援を行うために「教育研究プロジェクト準備経費」を策定し、公募を行っている。

2021 年度は以下の 7 件の課題を採択し、支援を行なった。

• 固体標的への超高強度レーザー照射による放射ガンマ線の計測技術の開発• 福島第一原子力発電所事故が引き起こした諸課題に関する文理融合型教育研究拠点の構築• 福島第一原発の廃炉に関する教育研究ネットワークの構築• 高度ミューオン X 線分析による文理協力型新学術創出プロジェクト• 量子ビーム治療における照射領域可視化システム構築の研究開発準備• 【医学・歯学・理学連携研究】アスタチン標識ナノ粒子を用いた悪性腫瘍局所治療の研究• 重粒子線の生物影響に対する基礎的研究
本年度も大阪大学に限らず、京都大学、福井大学、金沢大学、岐阜大学、東京大学、近畿大学、岡山大学、九州大学、大阪市立大学、ミラノ大学、富山高等専門学校、福井県立病院陽子線がん治療センター、国立がん研究センター、量子科学技術研究開発機構、日本原子力研究開発機構などの研究機関、研究所や大学病院からも技術者が参画しプロジェクトが推進された。2021 年はオンラインを主体として開催しつつ、必要に応じて対面でも開催するなど柔軟な対応が行われた。

本取り組みは、放射線科学基盤機構に留まらず、放射線科学関連分野の活性化に資する重要な活動の一つとして位置付け、今後も継続的な支援を行う予定である。次ページ以降に、採択された 7 件の課題の活動成果報
告を載せる。

III
Achievements
67

IRS ANNUAL REPORT

2021

Fund for Preparation of New Education and Research Projects

固体標的への超高強度レーザー照射による放射ガンマ線の計測技術の開発
代表者
参画研究者

民井 淳（教授）1

小林 信之（助教） , 川畑 貴裕（教授） , 古野 達也（助教） , 西内 満美子（上席研究員） ,4567
榊 泰直（上席研究員） , 仲澤 和馬（シニア教授） , 新倉 潤（助教） , Oliver Wieland（主任上級科学者）
2

3

3

4

		1 大阪大学 放射線科学基盤機構
		2 大阪大学 核物理研究センター RCNP
		3 大阪大学大学院 理学研究科 物理学専攻
		 4 量子科学技術研究開発機構 関西光科学研究所 KPSI
		 5 岐阜大学 教育学部 理科教育講座
		 6 東京大学大学院 理学系研究科 物理学専攻
		 7 ミラノ大学 物理学教室 /INFN-Milano
配分額200,000 円

実績額

200,000 円

超高強度レーザーを固体標的に照射することで生じるレーザープラズマからの放射ガンマ線を定量的に測定する技術を開発することを目的とする。将来的にレーザープラズマ内で生じる核反応を検出することにより、極端環境下の原子核反応機構を調べるあらたな手法を開発することをめざす。原子核乾板（エマルジョン）を用いることにより世界で初めてレーザープラズマから放出されるガンマ線を個別検出する実験を行った。
世界の超高強度レーザーの集光強度は年々向上を続けており、10 の 22 乗 W/cm2 の領域に達している。固体

標的にレーザーエネルギーを集中することで瞬間的・局所的にレーザープラズマが生じ、〜 100 MeV の電子、
陽子、イオンが放出されることが確認されている。レーザープラズマのエネルギーは核反応を生じるに足るエ

ネルギーに達しており、高密度（固体程度）、レーザーによる超高電場（10 の 14 乗 V/m）・高磁場（10 の 5 乗 T）

での核反応の検出は、これまでの加速器による手法ではアクセスできなかった極端環境下での核反応研究へと新たな可能性を広げるものである。原子核乾板による放射線計測を専門とする名古屋大学中澤研究室、岐阜大
学 F 研との共同により、量子科学技術研究開発機構関西光科学研究所の J-KAREN-P レーザー施設を用いた測定実験を行った。適切な放射線強度条件を調べるため、1 層のエマルジョンを複数場所に配置し、レーザー照

射後の現像・解析を行うことで放射線強度を見積もった。その後、30 層のエマルジョンを標的真空槽外に 2 箇所に配置し、銀5μ m 厚の標的に10の21乗 W/cm2の集光強度のレーザーを1ショット照射したデータを取得し、現像、膨潤、スキャンの作業を行った。データの解析は進行中であるが、レーザー標的の方向から来ていると考えられるガンマ線イベントが複数見つかっている。引き続きエネルギー・フラックスの定量的分析を行う予定

III

である。

Achievements

レーザープラズマからのガンマ線計測が可能であることが確認されたため、令和 4 年度の実験に向けて計測方法のさらなる最適化を進め、真空槽内にエマルジョン検出器を設置することでガンマ線のエネルギー分布、
フラックス、角分布の定量的データを取得する予定である。
同研究のための共同研究体制構築のため、名古屋大学未来材料・システム研究所に共同利用・共同研究申請書を提出し採択を得た。また、令和 4 年度に専用レーザーショットを得る目的で量子科学技術研究開発機構 関西
光化学研究所に研施設共同利用課題応募を行った。また、日本学術振興会へ挑戦的研究（萌芽）の科研費を申請した。これらの採択は審議中である。

IRS ANNUAL REPORT

2021

68

Fund for Preparation of New Education and Research Projects

福島第一原子力発電所事故が引き起こした諸課題に関する文理融合型教育研究拠点の構築
代表者
参画研究者

篠原 厚（特任教授）

1

能町 正治（教授） , 米倉 義晴（特任教授） , 豊嶋 厚史（特任教授） , 中島 裕夫（准教授） , 乾 徹（教授） ,
2
2
2
1
3
藤井 俊行（教授） , 牟田 浩明（教授） , 大石 佑治（准教授） , 二宮 和彦（准教授） , 上川 龍之進（教授） ,
4
4
5
6
6
青井 考（教授） , 吉田 裕介（特任助教） , 中村 征樹（教授） , 岸本 充生（教授） , 標葉 隆馬（准教授） ,7789平川 秀幸（教授） , 八木 絵香（准教授） , 五十嵐 康人（教授） , 横山 明彦（教授） ,10114佐藤 志彦（研究員） , 伊藤 武志（教授） , 谷畑 勇夫（特任教授）
1

1

1

1

2

1 大阪大学 放射線科学基盤機構
2 大阪大学大学院 工学研究科
3 大阪大学大学院 法学研究科
4 大阪大学 核物理研究センター
5 大阪大学 全学教育推進機構
6 大阪大学データビリティフロンティア機構 ELSI センター
7 大阪大学 CO デザインセンター
8 京都大学 複合科学研究所
9 金沢大学 理工研究域
10 日本原子力研究開発機構 廃炉国際共同研究センター
11 大阪大学 SSI
配分額500,000 円

実績額

500 000 円

福島の第一原子力発電所事故（1F 事故）が起こってから 9 年が経過し、我々の周り（関西など）では、少し話題に上がることも減ってきた感じを受けるが、事態は全く解決しておらず、現地の環境回復や社会回復にも多くの問題を抱え、これからますます人材が必要になる状況にある。当初からの課題である環境放射能、放射線
被ばく、事故解析・廃炉・環境回復など科学、医療、技術的側面に加え、現在では、社会的な諸課題も顕在化しており、いずれも複合的な対応が求められる。ここで、大阪大学が総合大学としてできる貢献は、何らかの問
題解決を目指すプロジェクトで対応するというよりは、人文社会系を含む分野横断的組織を構築し、教育や研究、そして人材育成のネットワーク拠点をつくることである。そこでは何らかの形で 1F 事故に係わっている（もしくは可能性のある）学内外の多くの研究者や学生が常に交流し、そこから出てくる取り組みを支援し実施する。そのような拠点のベースとして放射線関連施設が連携している放射線科学基盤機構は大きな役割を演じると考える。
そこで、本提案では、学内外の関連する教育研究の調査、人材の発掘、どのような形の拠点が適しているかも含めた連携の在り方、予算獲得などの検討のための、ネットワーク組織を構築する。今年度は、継続の 2 年III目であり、前年度構築したネットワーク（57 名）のメーリングリスト（fukushima-net@irs.osaka-u.ac.jp）をAchievements

作り、より広く活動を続け、拠点形成を目指した。ただ、コロナ禍を考え、オンラインによるミーティングを以下のように 4 回行い、最後（年度末）に対面形式で広く関係者に開かれたシンポジウムを、放射線科学基盤機構のシンポジウムと合同開催を計画した。ただ、年度末予定のシンポジウムは、機構の都合で延期となり、最終まとめが不完全のまま本経費による活動としては終了した。ただ、これまでの講演や話題提供の資料を冊子としてまとめる作業や課題抽出のために小 WG を作ることは了承されたので、その活動は鋭意継続し、今後のネットワークが主体となる施策に生かす。

以下、WG とシンポジウムの概要と議論された内容を簡単にまとめる。次年度以降は今回形成されたネット

ワークをベースに常時意見交換や情報共有を行い、2 − 3 か月に一度の頻度で（可能ならハイブリッド形式で）会合を開き、本事業のゴール、予算獲得を含めた具体的活動内容の検討を行う。また、機構シンポジウムについても合同開催の方向で計画し、積極的に参加し、その際に会合を企画することとした。

69

IRS ANNUAL REPORT

2021

Fund for Preparation of New Education and Research Projects

福島第一原発の廃炉に関する教育研究ネットワークの構築
代表者
参画研究者

豊嶋 厚史（教授）1

牟田 浩明（教授） , 大石 佑治（准教授） , 藤井 俊行（教授） , 北田 孝典（教授） , 篠原 厚（学長・教授） ,1455
二宮 和彦（准教授） , 佐々木 隆之（教授） , 五十嵐 康人（教授） , 髙宮 幸一（准教授） ,6667宇埜 正美（所長・教授） , 安田 仲弘（教授） , 柳原 敏（教授） , 渡邊 雅之（ディビジョン長） ,788北辻 章浩（グループリーダー） , 田川 明広（推進室長） , 佐藤 志彦（研究員）
2

2

2

2

3

		1 大阪大学 放射線科学基盤機構
2 大阪大学大学院 工学研究科
3 大阪青山大学
4 京都大学大学院 工学研究科
5 京都大学 複合原子力科学研究所
6 福井大学 附属国際原子力工学研究所
7 日本原子力研究開発機構 原子力基礎工学研究センター
8 日本原子力研究開発機構 CLADS
配分額

250,000 円

実績額

250,000 円

2011 年 3 月の福島第一原発（1F）の事故から 10 年が経過したが、1F では現在も廃炉作業が進められている。

燃料デブリをはじめとした多くの難題に向けて数十年もの長期的な対応が必要とされる中で、我々アカデミアには様々な課題を解決する新しい科学技術の展開や将来を担う人材の育成が求められている。廃炉の推進には、廃炉作業そのものだけでなく、事故解析や環境回復、放射線被ばくなどの科学研究を総合的に進めていくことが必要であり、そのためには原子力のみならず幅広い分野からの寄与が必要である。大阪大学の全学組織として、部局横断的に放射線関連の教育研究を推進する放射線科学基盤機構は、まさに、この学際研究としての廃炉研究を推進するにふさわしいと考えている。
本プロジェクト準備経費の目的は、特に関西北陸地区での連携を念頭に、廃炉にかかわる教育研究プロジェ
クトに向け、学内外の関連教育研究の調査、連携交流、予算獲得の検討などを行う研究者ネットワークを立ち上げる事である。本年度は、参画メンバーとのミーティングを 3 回開催した。新型コロナのため、すべてオンライン会議として実施した。ミーティングでは、開始当初の参画メンバー間で相互理解を深めるため、それぞれが行っている廃炉や原子力に関する教育研究の紹介、情報交換を行い、今後のミーティングの展開について意見交換した。次に、原子力機構 CLADS（廃炉国際共同研究センター）の田川先生に、CLADS の活動紹介をして頂き、さらに本ミーティングメンバーになって頂いた。また、将来的に福井県での設置計画が進められてIIIいる福井炉について、篠原先生、髙宮先生、宇埜先生に別の立場から紹介して頂き、情報交換を進めた。また、

Achievements

福井大の安田先生、柳原先生に、それぞれ原子力防災における課題、原子炉施設の廃止措置についてご講演頂
き、メンバーに加わって頂いた。年度末にシンポジウムを開催する意向であったが、コロナによる国内状況などの理由によって開催は断念した。しかしながら、ミーティングを数回重ねて意見交換を進めたことで、当初に目的とした関西北率地区（阪大、京大、福井大学）での研究者ネットワークを立ち上げる事はできたと考えている。また、田川先生からの依頼で原子力機構主催の「プラットフォーム研究人材検討委員会」において、本ネッ
トワークについての紹介を行った。西日本の 1F 廃炉研究の活性化、英知事業参画の広がり等を考えると非常にありがたいとのご意見を頂いた。また、田川先生からは、「次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス」
について将来的な参画を期待されており、協力体制の確立と環境整備を進めて積極的に参画できるようにしていきたいと考えている。
今後の課題は、いかに人的連携を強化し、具体的な教育研究活動を進めていくかを決めていくことである。
そのためにもシンポジウムやミーティングなどを現地開催し、廃炉の教育研究の議論、意見交換をよりしっかりと進めていきたい。また、研究代表者は廃炉に関する研究が外部資金（英知事業）に採択されており、今後もさらに人材連携の核となるよう発展・展開させたいと考えている。

IRS ANNUAL REPORT

2021

70

Fund for Preparation of New Education and Research Projects

高度ミューオン X 線分析による文理協力型新学術創出プロジェクト
代表者
参画研究者

佐藤 朗（助教）

1

二宮 和彦（准教授） , 寺田 健太郎（教授） , 中野 貴志（教授） , 友野 大（特任助教（常勤）） ,
4
5
6
7
8
上田 直弥（助教） , 髙橋 京子（招へい教授） , 新倉 潤（助教） , 高浦 佳代子（講師） , 南 健太郎（助教）
2

1

3

3

		1 大阪大学大学院 理学研究科
		2 大阪大学 放射線科学基盤機構
		3 大阪大学 核物理研究センター
		 4 大阪大学 埋蔵文化財調査室 / 大学院 文学研究科
		 5 大阪大学 総合学術博物館 / 適塾記念センター
		 6 東京大学 理学部
		 7 近畿大学 薬学部
		 8 岡山大学 埋蔵文化財調査研究センター
配分額

300,000 円

実績額

300,000 円

本学は、世界に 3 つしかない連続状ミューオンビーム施設「核物理研究センター MuSIC」を有し、本プロジェ

クト代表者の佐藤、二宮を中心に連続状ミューオンを使った新しい学術領域の開拓を牽引する位置にある。特に負電荷ミューオンと原子核の束縛状態から放出されるミューオン X 線（特性 X 線）の分光測定による非破壊分析法については、本学の連続状ミューオンにより高精度かつ詳細な研究が実現可能であり、様々な分野から発展が期待されている。このミューオン X 線分析法は、非破壊かつ非接触で物質内部の元素組成や同位体比を調べることができる。そのため、地球宇宙科学や考古学 ･ 文化財科学など破壊を伴う分析が許可されないような超貴重資料を扱う学術分野にも化学分析による研究手法を提供し、従来実現不可能であった客観的科学デー
タによる新しい研究の創出へつながると注目を集めている。ミューオン X 線分析を更に発展させるには、ミュー
オンビーム施設側の測定受入体制整えると共に、本手法の普及活動とユーザーネットワークの構築が重要である。そのために大阪大学を中心とするミューオン X 線分析拠点を立ち上げ、大型予算獲得のベースとし、設備、ユーザーの開拓 ･ 支援 ･ 連携と人材育成を推進したい。ミューオン X 線分析を展開するには、ミューオンという特殊な量子ビーム、放射線計測、定量化学分析の知識を必要とする。本プロジェクトは、放射線科学基盤機構の人材と機能を活用し、学術のみならず産業界も含めた文理協力型拠点の確立を目指すものである。本年度は、本目標に向けた活動基点とすべく、理学研究科附属フォアフロント研究センター内に「先端ミューオン科学による文理協力型新学術創出プロジェクト」を立ち上げ、オープンラボでミューオン測定装置を開発できる環境整備を行った。また、様々な分野の国内研究者とミューオン活用の議論及び共同開発を行った。2 種類の 3 次元III

元素マッピング装置の開発、超伝導検出器の適用などミューオン X 線分析の高度化を進めた。実分析では特に、Achievements

はやぶさ 2 がリュウグウから持ち帰った地球外試料のミューオンよる初期分析成功（論文査読中）が話題となった。2022 年 1 月には国内のミューオン利用者を集めた研究会を大阪大学で開催した。対面及び Zoom でのハイ

ブリッド形式であったが、文理混合の様々な分野から 210 名以上の参加登録があり、活発な議論が展開された。
さらに、2022 年 3 月には、2 つの研究会「ミューオン X 線γ線分光 ―非破壊分析、化学、原子核物理への新展開」、「ミューオン原子核捕獲反応による原子核関連研究の可能性」を大阪大学で同時開催し、ミューオン研究の意義と課題について議論を深めた。産業界についてはリチウムイオン電池の研究を進め、さらに他の民間分析会社
ともミューオン X 線分析に関する共同利用を開始する予定である。国際協力においては、スイス PSI 研究所とのミューオン X 線分析共同研究を進めた。スイス側が分析を開始するにあたり阪大から技術支援を提供し、ス
イスにおけるミューオン X 線分析の立ち上げに成功。これによりスイス側は大型予算を獲得した。既にいくつもの共同実験を実施し、共著論文を準備中である。今後も年 2 回のスイス - 日本の合同のミューオン分析ビーム

タイムが実施できることとなった。また、日本 ･ スイス ･ 英国のミューオン施設責任者と議論し、ミューオン分
析の国際会議を開催する合意に至っており、2022 年 5 月以降に実施するべく日程調整を進めている。以上のよ

うに、本事業により次世代ミューオン分析の学術および産業利用を、阪大がリーダーシップを取って、開拓 ･促進する基盤を形成することが出来た。今後は、さらにミューオン利用コミュニティーの拡大を進め、ミュー
オンの新規活用の開拓を進めるとともに大型外部資金の獲得し、新しい学術的成果の創出を目指す。

71

IRS ANNUAL REPORT

2021

Fund for Preparation of New Education and Research Projects

量子ビーム治療における照射領域可視化システム構築の研究開発準備
代表者
参画研究者

西尾 禎治（教授）1増田 孝充（特任研究員） , 小泉 雅彦（教授） , 稲庭 拓（グループリーダー） , 阿蘇 司（教授） ,4
松下 慶一郎（主査）
1

1

2

3

		1 大阪大学大学院 医学系研究科 保健学専攻 医療画像技術科学分野 生体物理工学講座
2 量子科学技術研究開発機構 量子医学・医療部門 放射線医学総合研究所 物理工学部
3 富山高等専門学校 電子情報工学科
4 福井県立病院 陽子線がん治療センター
配分額

250,000 円

実績額

250,000 円

本研究では、粒子線を利用した量子ビーム治療における照射領域の観える化を目指したテーマにおいて、体内照射領域可視化画像を高品質で取得するシステムの構築を行うことである。患者体内の照射領域内で僅かに起こる原子核破砕反応より生成されるポジトロン放出核を情報因子とすることで体内の量子ビーム照射領域の可視化を行う。

2021 年度の研究では、体内照射領域可視化システムの研究開発として、高エネルギー陽子線及び炭素イオン線での照射による照射ターゲット中での生成ポジトロン放出核の反応断面積の実験実施に向けた準備を行った。我々研究グループが開発した照射ターゲット中での生成ポジトロン放出核の強度分布（Activity 分布）を計測することが可能な Beam ON-LINE PET system（BOLPs）の稼働試験を実施し、Na-22 線源からの消滅ガンマ線を計測できることを確認した。また、モンテカルロ・シミュレーションコードの一つである PHITS を活用することで、量子ビームとして名古屋陽子線治療センターの陽子線照射場の数値シミュレーションを行った。
陽子線照射場での BOLPs の検出効率をシミュレーションすることで、反応断面積の決定に必要な陽子線照射時間を見積もった。更に、主な人体構成要素である酸素、炭素及びカルシウムから生成される 15O、11C 及び

38K 等のポジトロン放出核のうち、カルシウム核に対する生成反応断面積実験用の照射ターゲットとして、ウレタン樹脂に CaO を 1:1 比率で配合する照射ターゲットのサンプルを作成した。また、量子ビームのビーム条
件を測定するための線量分布測定用フィルムを準備した。Zoom 等の TV 会議及びメール会議での 2022 年度以降の反応断面積実験の実施に向けた討論により、実験開始に向けての準備を行うことができた。

今後は、引き続き、陽子線以外の量子ビームの実験実施を含め、供給可能な量子ビームの条件を精査することで、量子ビーム照射による反応断面積実験が実施可能であるかなど、実際の照射場環境を調査、検討する必III
Achievements

要がある。

IRS ANNUAL REPORT

2021

72

Fund for Preparation of New Education and Research Projects【医学・歯学・理学連携研究】アスタチン標識ナノ粒子を用いた悪性腫瘍局所治療の研究
代表者
参画研究者

加藤 弘樹（准教授）1

角永 悠一郎（特任助教） , 島本 博彰（助教） , 村上 秀明（教授） , 大江 一弘（特任助教）
2

3

3

1

		1 大阪大学 大学院医学系研究科 放射線統合医学講座 核医学
		2 大阪大学 放射線科学基盤機構 放射線科学部門
		3 大阪大学 大学院歯学研究科 歯科放射線学教室
配分額200,000 円

実績額

200,000 円

我々は、表面をメトキシポリエチレングリコール（mPEG）で修飾した金ナノ粒子（AuNP-S-mPEG）をアス

タチンで標識し、211At-AuNP-S-mPEG の抗腫瘍効果を明らかにしていたが、同薬剤に関して、薬剤の最適化が必要であったため、これを行った。211At-AuNP-S-mPEG は、金ナノ粒子 AuNP の粒子サイズを連続的に変化させることができる。211At-AuNP-S-mPEG の粒子のサイズを、120 nm から 5 nm までの範囲で変化させラットグリオーマ細胞 C6 に投与したところ、いずれのサイズの薬剤も細胞内に内在化することが明らかになった。ラットに移植した C6 腫瘍内に、粒子サイズを変えた 211At-AuNP-S-mPEG を投与したところ、腫瘍の増

殖速度は粒子サイズに比例することが明らかになった。この粒子サイズ依存性の抗腫瘍効果は、薬剤の組織内拡散性が粒子サイズに依存して異なるためであると考えられた。

At-AuNP-S-mPEG は特定の標的分子を設定していないため、ある程度の汎用性が期待できる。我々は、211

粒子サイズ 13 nm の 211At-AuNP-S-mPEG を、マウスに移植したヒト膵癌細胞 PANC1 に腫瘍内投与した。その結果、C6 腫瘍と同様に、著明な腫瘍増殖抑制効果が認められた。これによって、211At-AuNP-S-mPEG が複数の腫瘍細胞に抗腫瘍効果を示すことが明らかになった。

以上の成果について、PCT 特許出願をおこなった。また、その後、論文、学会にて発表を行った。
同薬剤の臨床応用として、舌癌の局所投与薬剤としての効果が期待される。今後は、舌癌への局所投与における抗腫瘍効果を確認すること、修飾分子 PEG の分子量の治療効果への影響を検討すること、薬剤合成に関する Chemistry, Manufacturing and Control (CMC) 検討などが必要である。

当該課題は、令和 4 年度 AMED 橋渡しプログラムシーズ A として採択された。令和 4 年度は、PMDA への事前面談を行い、臨床治験に向けた方向性を確認しつつ研究を進めていく予定である。

III
Achievements
73

IRS ANNUAL REPORT

2021

Fund for Preparation of New Education and Research Projects

重粒子線の生物影響に対する基礎的研究
代表者
参画研究者

中島 裕夫（准教授）1

吉村 康秀（助教） , 森田 隆（特任教授） , 石合 正道（施設長） , 兼田 加珠子（教授） ,1
6
7
白神 宜史（特任准教授） , 佐藤 達彦（研究主席） , 大野 みずき（助教）
2

3

4

5

		1 大阪大学 放射線科学基盤機構
		2 大阪大学 大学院医学系研究科 共同研究実習センター ゲノム編集センター
		3 大阪市立大学 大学院医学研究科
		 4 国立研究開発法人 国立がん研究センター 研究所 RI 実験施設
		 5 大阪大学 理学部
		 6 国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構
		 7 九州大学 大学院医学研究院
配分額300,000 円

実績額

300,000 円

本プロジェクト経費を運用して、重粒子線の生物影響に対する基礎的研究を行うための必要な研究手法の確
立と研究組織づくりを行った。まず、重粒子の継世代影響を捉えるにあたり、未分化細胞である iPS 細胞を用いた実験系の確立を行った。量子科学研究所において実験計画の協議及び実施を具体化するための施設見学と実施のためのシミュレーション（細胞照射と培養スケジュール打ち合わせ、および培養機器の確認）を行った。
先方の担当者と研究上のバックグラウンドが共通していたこともあり、将来的な共同研究の意思疎通を行う事ができた。また、重粒子影響に対するコントロールとしてのガンマ線照射及び、照射後のシングルセル解析を行
うための基盤作りを国立がん研究センターにおいて行った。具体的には、行動研究者である石合 RI センター長の研究室において、iPS 細胞の培養系を立ち上げた。また、シングルセル解析の為の機器の確認とシミュレーショ
ンも行った。これは量子科学研究所において照射された細胞のシングルセル解析も一緒に行うための基盤作りである。出張を重ねて、実施に向けての準備は、ほぼ整ったと言える。一方で、量子科学研究所の予算による共同研究は、10 月にある公募で審査されるため、この審査に通らねばならない。それ以外でも、照射は可能であるが、ざっと 40 〜 50 万円の費用が必要だとの事。また、シングルセル解析も 1 サンプル辺り 50 万円程度の予算が必要であり、実施のためにはそのための予算獲得が必要であることが課題となった。そこで、競争的資金を得るために、これらの研究に加えて、さらに充実した研究となるように線量評価、発がん、突然変異を指標にして低 LET 放射線の影響と高 LET にあたる重粒子線の影響の差異についての研究を含めた総合的基礎研

究プロジェクトネットワークを構築した。新たに、突然変異の高感度検出法開発を九州大学医学院の大野みずき助教、PHITS コードを用いて内部被曝、外部被曝の互換性、α核種による被曝線量評価のモデル計算を行う

III

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構の佐藤達彦研究主席、α核種の治療にかかる基礎的研究を大阪大学

Achievements

理学部兼田加珠子教授、白神宜史特任准教授を研究分担者として本プロジェクトメンバーに加えて研究課題「重粒子線ならびにα線の生物影響評価のための基礎的研究」を、令和 4 年度科学研究費の基盤研究（B）に申請した。しかし、残念ながら採択とはならなかった。今後は、審査評価をもとに、申請内容の吟味と修正を行い再申請を試みたい。

IRS ANNUAL REPORT

2021

74

Division Summary
各部門の年度計画と活動実績の概要
大阪大学放射線科学基盤機構には、3 つの部門と附属ラジオアイソトープ総合センターがあります。3 つの部

門は、放射線科学部門、放射線教育部門、放射線管理部門です。これらが役割分担しながら、放射線を用いる
全部局と連携し、大阪大学全体の放射線科学を推進しています。この「アニュアルレポート 2021」には、2021

年の活動実績の概要を部門ごとに載せ、活動実態をオープンにすることで、ご意見を承る資料とすることにしました。日本語での記載ですが、参考になれば幸いです。

放射線科学基盤機構
機構長

III
Achievements
75

IRS ANNUAL REPORT

2021

富山 憲幸

Division Summary

活動実績

放射線科学部門
Division of Science

部門概要
難治性がんを対象とした新たな治療法の開発を目指し、α線放出核種としてアスタチン (211At) を用いた核医学治療研究を行った。甲状腺がん治療薬候補 211At-NaAt について、医師主導治験に向け薬効・薬物動態および安全性試験を実施した。その他の薬剤についても高い抗腫瘍作用を確認するなど、実用化に向け大きく前進した。

2021年度の活動報告
1. 211At-NaAt に関する研究（渡部、仲、白神、兼田、大江、豊嶋、その他）

・目的：甲状腺がんのα線治療薬に関する医師主導治験の開始

・研究成果： 大阪大学医学部附属病院内にアスタチン化ナトリウム注射液（211At-NaAt）の製造設備を設置した。
治験薬 GMP に準拠して製造バリデーション試験（連続 3 回）を実施し、目標とする品質の治験薬製造に成功した。院内 IRB および治験届を経て、2021 年 12 月より治験を開始した。2021 年 11 月 29 日にプレスリリー
スおよび記者会見を開催した。2022 年 3 月に 1 例目の被験者に治験薬が投与される。

2. 211At-PSMA に関する研究（白神、渡部、兼田、角永、豊嶋、大江、その他）

・目的：前立腺がんに対するα線治療薬の創薬・研究成果： 前立腺特異的膜抗原（PSMA）を標的とする前立腺がん治療薬のスクリーニング研究を昨年度に続き実施した。PSMA5 および PSMA6 に加えて PSMA1 と PSMA2 を合成し、211At 標識体の調製に成功した。計 4 化合物につき、ヒト前立腺がん細胞（LNCaP および PC3）を用いる細胞取り込み実験、正常マウス
および担がんマウスにおける体内分布試験、担がんマウスにおける治療経過観察試験、並びに予備的安全性評価試験を実施した。以上の結果に基づき、製造収率が高く、かつ治療効果が最も優れていると考えられる

At-PSMA5 を開発候補化合物に選択した。2 月に PMDA 対面助言を行い、本化合物の非臨床試験のデータ

211

パッケージにつき PMDA の合意が得られた。本技術の特許を出願した（特願 2021-125774, 出願日 2021 年 7

III

月 30 日、出願人：大阪大学）

Achievements

3. 211At-FAPI に関する研究（角永、白神、渡部、兼田、他）

・目的：がん間質に発現している線維芽細胞活性化たんぱく質 (FAP) を標的とする新規がん治療薬の開発を目指し、分子デザイン・合成・生物学的評価を行う。

・研究成果： 211At-FAPI の分子デザインを行い、それらを網羅的に合成した。合成した 211At-FAPI は、FAP 選

択的な取り込みを示した。取り込みが良好な 211At-FAPI を用いて、抗腫瘍効果の評価を行った。その結果、腫瘍の成長抑制が認められた。本研究は、特許出願済みである。

1) 発明の名称：放射標識された FAP α親和性化合物およびその用途、基礎出願：特願 2022-26194、出願日：2022 年 2 月 22 日

IRS ANNUAL REPORT

2021

76

Division Summary

4. 211At- 金ナノ粒子の合成と抗腫瘍効果の評価（角永、加藤、樺山、下山、他）

・目的：211At- 金ナノ粒子の腫瘍への直接投与、もしくは尾静脈投与を行い、抗腫瘍効果を評価する。

・研究成果： 211At- 金ナノ粒子を C6 glioma 移植ラットおよび PANC1 移植マウスに投与した結果、著しい腫瘍
増殖抑制効果を示した。本研究は、特許の出願済み、投稿論文公開済みである。

At- 金ナノ粒子を PANC1 移植マウスに尾静脈投与した結果、優れた抗腫瘍効果を示した。

211

1) Kato, H.; Huang, X.; Kadonaga, Y.; Katayama, D.; Ooe, K.; Shimoyama, A.; Kabayama, K.; Toyoshima, A.; Shinohara, A.;
Hatazawa, J.; Fukase, K. Intratumoral administration of astatine-211-labeled gold nanoparticle for alpha therapy. J.
Nanobiotechnology 2021, 19 , 223-234.
2) 発明の名称：金ナノ粒子含有医薬、基礎出願：PCT/JP2021/18485、出願日：2021 年 5 月 14 日

5. 211At 標識アルファメチルチロシン (211At-AAMT) に関する研究（兼田、白神、角永、金井他）

・目的：がん細胞型アミノ酸トランスポーター (LAT1) を標的として各種がん（特に膵臓がん）の治療を目指し、製造・品質・生物試験を実施する。

・研究成果： 肉腫モデルマウスにおける治療効果の検討及び抗がん剤との比較及び併用効果の検証 (Kitra) を行い、単回投与による増殖抑制効果を認めた。また、抗がん剤よりも副作用が弱いことが確認された（共同研究
先：王谷英達 大阪大学医学系研究科助教、大阪大学整形外科、専門：骨軟部腫瘍外科）。
肺がんモデルマウスにおける治療効果の検討 (A549) を行い、シスプラチン耐性を獲得した細胞株において、単回投与による増殖抑制効果を認めた。

6. 211At 標識アルファメチル -O- メチルチロシン (211At-AAMT-Ome) に関する研究（兼田、白神、角永、金井他）

・目的：より優れた LAT1 基質を開発し、製造・品質・生物試験を実施する。

・研究成果：

成担当者から生物担当者へボロン酸誘導体を前駆体とする標識方法の技術移転をおこなった。
細胞実験において LAT1 選択性、取込速度を確認した。

正常マウス及び膵がんモデルマウスにおいて局在を検討した。
血中及び尿中での安定性を確認した。
肺がんモデルマウスにおける治療効果の検討 (A549) を行い、シスプラチン耐性を獲得した細胞株において、

At-AAMT より優れた増殖抑制効果を認めた。

211

III

7. 211At 標識 O-Phospho-L-tyrosine に関する研究（兼田、角永、他）

Achievements

・目的：より優れた LAT1 基質を開発する。

・研究成果：水銀法による標識は可能であったが、LAT1 ではなく LAT2 への選択性が認められた。

8. 211At 標識 4-Amino-L-phenylalanine に関する研究（兼田、角永、他）

・目的：より優れた LAT1 基質を開発する。

・研究成果：水銀法による標識は可能であったが、細胞にあまり取り込まれないことが明らかとなった。

77

IRS ANNUAL REPORT

2021

9. 211At の電解酸化標識法に関する研究（豊嶋、角永、他）

・目的：チロシンなどのハロゲン化フェノール含有化合物に対する、電解酸化による At 標識法を開発する。

・研究成果： N- アセチル -3- ヨードチロシンを出発物質として、211At 存在下でフロー電解装置を用いて電解酸化することによりヨウ素が 211At と交換し、平均放射化学収率 55% で 211At 標識化チロシン誘導体を得た。この反応はベンゼン環上のヨウ素が 211At により置換されるというこれまでにない電解酸化反応である。
1) 発明の名称：ハロゲン化フェノール含有化合物の新規アスタチン -211(211At) 標識化法の開発、
整理番号：00061-1023、出願日：2022 年 3 月 8 日

10. 211At の光標識法に関する研究（豊嶋、角永、他）

・目的：ハロゲン化フェノール含有化合物に対する紫外光による At 標識法を開発する。

・研究成果： ブロモフェニルアラニンを出発物質として、211At 存在下で紫外光照射を照射し、211At フェニルア
ラニンを得た。これまでの条件下では、最大収率は約 5% であった。

11. 211At 標識抗体に関する研究（樺山、兼田、他）

・目的：211At 標識抗体の細胞傷害活性ならびに抗腫瘍活性を評価する。

・研究成果：211At 標識部位特異的な抗体の創成に成功し、従来の非特異的標識抗体より優れた DNA 二重鎖切断活性を確認した。
（特願 2021-160158, 出願日 2021 年 9 月 29 日、出願人：大阪大学）

12. 211At 標識ペプチドに関する研究（樺山、他）

・目的：211At 標識抗体より腫瘍への送達および細胞内在化能が高く、血中滞留性が低い中分子 / ペプチドを探索する。

・研究成果： 抗体より優れた細胞内在化効率を持つペプチドを用いて、211At 標識による細胞傷害活性を確認した。

13. その他

・2021 年度にアルファフュージョン社を立ち上げて共同研究を開始した。2022 年度より共同研究講座を設置
し、より密に共同研究を推進する。

・豊中 RI センター北館に標識等を行う化学実験室、南館に動物実験を行う実験室の整備を進めている。

・核物理研究センターの RI 棟にアルファ線核医学実験室を整備した。2022 年度から実施する 211At 製造において標的作成や照射試料の取り扱いを行う。また、2022 年度前期に 211At 製造ビームラインを整備する。

III
Achievements

IRS ANNUAL REPORT

2021

78

Division Summary

放射線教育部門

活動実績

Division of Education

部門概要
本部門では、全学の放射線教育ならびに人材育成を進めています。学部および大学院での部局横断的な放射線教育プログラムの開発を行い、展開していくことにより、大学初年次からの放射線教育を充実させ、様々な分野で活躍できる人材育成を目指しています。また、国際交流を通じて、国際的な放射線教育ならびに人材育成の拠点を構築していきます。

2021年度の活動報告
以下、本部門が行った 2021 年度の活動について報告をします。

1. 部局を跨がる教育プログラムとして二つの大学院等高度副プログラムを提供しました。一つは、当機構が主体となり、核物理研究センター、医学研究科および理学研究科の協力のもと実施している「放射線科学」です。今後、更に多くの部局の協力を得て、分野横断的な教育プログラムへと充実させていく予定で 2022 年度開講のための科目の編成見直しを行いました。もう一つは医学研究科が主体となっている「高度がん医療人材育成プログラム」を提供しました。がんプロ医学物理士コース科目の治療物理学、粒子線治療、および放射線基礎物理学・同実習、高精度放射線治療・同実習、小線源・粒子線治療実習を提供しました。

2. 2020 年度に採択された原子力規制人材育成事業「社会との共創による原子力規制人材育成プログラム」（2020 年度〜 2024 年度）について、2021 年度分の事業を行いました。本事業では、核物理研究センター、
安全衛生管理部ならびに全学教育推進機構の協力を得て、福島県浜通り地区での環境放射線研修会を中心とした共創的放射線教育プログラム（CREPE）の立ち上げを行いました。CREPE を実装し 10 月に募集を開始しました。2021 年度には 13 名の学生が履修登録を行い、うち 1 名が 2022 年 3 月にプログラムを修了し、修了者第一号を送り出すことができました。この CREPE プログラムの広報のため、ホームページ（https://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/crepe/）並びにパンフレットを作成しました。11 月 7 日 に大阪大学 90 年外語大III
Achievements
79

IRS ANNUAL REPORT

2021

100 周年記念とする事業の一つとして開催された「浜通り地区放射線研修会」シンポジウムで、CREPE 履

修生が発表を行い、さらにパネルディスカッションにも参加しました。このシンポジウムで CREPE 履修学

生の理解を深め教育効果を上げるため、3 名の講師を招待しました。原発事故時の行政の立場からの話や、官公庁に務める先輩からの話は学生の学び考える意欲を刺激したようです。また、CREPE の中心的な科目である福島県浜通り地区環境放射線研修会に放射線教育部門として参画しました。7 月の土曜日を利用

して、環境放射線の現地研修を控えた事前講義を 3 日に渡り行い、8 月 21 日〜 26 日（5 泊 6 日）で、福島県浜通り地区において環境放射線の現地研修を行いました。参加者は、教職員 27 名、学生が 86 名での総勢

113 名でした。本研修会の成果は 8 月 30 日に大阪大学豊中キャンパス豊中総合学館において開催された研修の最終討論会において学生により発表されました。

3. 2021 年度も、全学共通教育科目として「【総合】放射線の自然科学、社会学、人文学」を開講しました。38
名履修登録があり、32 名が合格でした。今回は大学院生の履修も可能と出来るようにし履修者がありました。また、2021 年度は新たな試みとして、原子力規制庁から講師を招き講義を行ってもらい、履修学生に大変好評でした。

4. 学問への扉「身の回りの放射線の科学」を機構として実施しました。履修登録者数は 5 名でした。本プログ
ラムに関して２名の大学院生が TA を行いました。

5. 2020 年度ベトナム・インドネシア・マレーシアといった東南アジアの学生を招聘する、JST さくらサイエン

スプランに 2 件採択されましたが、コロナ禍で実施することができませんでした。2021 年度は、延期になっていた JST さくらサイエンスプランを実施し、東南アジアの学生との交流を 2 月 28 日〜 3 月 4 日にオンラインで行いました。1 件は放射線計測のスクールの内容で、もう一件は、浜通り地区における環境放射線の実習の内容です。

6.「多様な知の協奏による先導的量子ビーム応用卓越大学院プログラム」に、放射線教育部門として参画しました。また、理工情報系オナー大学院プログラムや次世代挑戦的研究者育成プロジェクトにも教育部門として、運営の面で貢献しました。

III
Achievements

IRS ANNUAL REPORT

2021

80

Division Summary

放射線管理部門

活動実績

Division of Safety Management

部門概要
本部門では、学内の放射線施設及び核燃料物質使用施設と連携、放射線安全管理に関する事項を総合調整し、全学の放射線管理を総括する業務を行っています。また、緊急時、事故時には、本機構に属する教職員が事態収拾やその際の情報提供に対して応援及び協力することで、学内の放射線施設が一体となってリスク管理を行う体制を構築しています。

2021年度の活動報告
以下、本部門が行った今年度の活動について報告をします。

1. 放射線取扱主任者の免状取得への援助

放射線取扱主任者の免状取得奨励のために、2022 年度に学内放射線施設の主任者又は主任者の代理者になる予定の者を対象に、第 1 種放射線取扱主任者講習の受講料と旅費の援助を 2 回募集し、計 2 名に援助しました。

2. 学内放射線施設自主安全・管理点検活動への協力

原子力研究・安全委員会放射線安全管理部会が行う学内放射線施設自主安全・管理点検活動では、各放射線施設が自己点検を行う年度、及び自己点検に加えて点検委員が各施設を点検する年度を交互におこなっています。2021 年度は、各施設が自己点検する年度であったため、各施設に自己点検をし、その結果についての報告をする旨の通知文書を作成し、安全衛生管理室を通じて各施設に通知しました。

3. 測定器の信頼性確保のための活動

2023 年度に測定器の信頼性確保のための活動が放射性同位元素等の規制に関する法律に盛り込まれる予定になっています。それに対応するために、法令で定める場所の放射線量の測定（管理区域内の空間線量測定）
で用いる電離箱サーベイメータ、NaI シンチレーションサーベイメータの確認校正（比較校正）できる場を RI
センター吹田本館内に設けました。この校正場は、希望する方が自身で校正できるようにしています。

III
Achievements
81

IRS ANNUAL REPORT

2021

Division Summary

活動実績

ラジオアイソトープ総合センター
Radioisotope Research Center

部門概要
ラジオアイソトープ総合センター (RI 総合センター ) は、放射線業務従事者への安全教育を行うとともに各種放射線実験設備を整備し、各部局の共同利用に供すること、全学的放射線安全管理とこれに関連した研究を実施することを目的としています。

2021年度の活動報告
以下、本センターが行った今年度の活動について報告をします。

1. 安全管理・放射線教育訓練に関する業務

学内 13 の非密封放射性同位元素を使用する施設の 181 作業室の作業環境測定を計画通りに実施しました。

また、放射線総合管理システム（登録者数 : 3,510 名、抹消者を含んだ登録者数：25,903 名）の管理運用を行いました。放射性同位元素等の規制に関する法律で規定されている放射線教育訓練について、今年度は授業支援システム（CLE）を活用し、配信によって計 13 回（2,164 名）を開催しました。

2. 放射線教育に関する業務

安全教育事業の一つとして、放射線取扱主任者試験の受験を奨励し、対策講座について CLE を利用してオンラインで 7 回実施し、受験申込書を配付しました。対策講座を受講した者は 46 名でした。豊中消防局への放射線教育の一環として、消防局職員 67 名に放射線・RI の基礎とサーベイメータの取扱について講義しました。

3. RI センター施設の共同利用

共同利用については、利用状況に応じて実験室等の専有状況を随時見直し、効率的に共同利用に供しています。今年度の共同利用申請件数は 37 件、利用者数は 419 名でした。豊中分館の施設改修、同位体科学棟の新築工事に関する業務等、利用者の利便性向上につなげる活動を実施しました。

III
Achievements

IRS ANNUAL REPORT

2021

82

NAME INDEX
Name

Page

Page

36

K KUSAKA Sachie

26, 35AKIYAMA Yoko

35
69

L LEI Zhenzhe
M MAJIMA Takuya

24

AOI Nori
ASO Tsukasa

72

MANABE Yoshiyuki

16

B BABA Kazuaki
C CHIU I-Huan
D DECLEVA PieroE ENDO Satoru
F FUJII Toshiyuki

27

MANABE Yuichiro

35

30

MASUBUCHI Miho

38

37

MASUDA Takamitsu

72

28

MATSUSHITA Keiichiro

72

69, 70MINAMI Kentaro

71

FUKASE Koichi

5, 6, 15, 16, 17, 21

MINEMOTO Shinichiro

37

FUKUDA Mitsuhiro

16

MIYAMOTO Kenshin

36

FURUNO Tatsuya

36, 68MIZUNO Tomoya

37

37

FURUTANI Hiroshi

39

MIZUTA Yoshio

24

G GIESEL Frederik L.
H HABA Hiromitsu

5

MORITA Takashi

74

20, 29, 33

MUN Je Hoi

37

HARADA Takaaki

23

MURAKAMI Shumei

73

HATAZAWA Jun

6, 16, 33, 38

MURATA Isao11, 26, 35

HAYAMI Sho

29, 34

MUTA Hiroaki

39, 69, 70

HIRAKAWA Hideyuki

69

HONDA Yuya

36

NAKAJIMA Hiroo

7, 28, 69, 74

HOSOKAI Tomonao

24

NAKAJIMA Yumiko

28

HUANG Xuhao

6, 15

NAKAMURA Masaki

69

IGARASHI Yasuhito

69, 70

NAKANISHI Ryohei

29, 34IMADA Ayaka

38

NAKANO Takashi

16, 71INANIWA Taku

72

NAKAZAWA Kazuma

36, 68INUI Toru

69

NAMBU Akihiro

29, 33ISHIAI Masamichi

74

NIIKURA Megumi

36, 68, 71

ISHIHARA Hiroshi

28

NIINA Rei

36

ISHIKAWA-FUJIWARA Tomoko 25

NINOMIYA Kazuhiko11, 12, 30, 69, 70, 71

ISHIZAKA Shoji

40

NISHIO Teiji

72

ITO Akitaka

40

NISHIUCHI Mamiko

36, 68ITOU Takeshi

69

NISHIZAWA Hayato

40

IWASAKI Ryota

36

NOMACHI Masaharu

7, 69

J
K KABAYAMA Kazuya

24

I

JIN Zhan83

Name

A ADACHI Satoshi

N NAGATA Kojiro

O OHKUBO Kei

6, 11, 27, 39, 40

19

6, 15, 16

OHNO Mizuki

28, 74

KADONAGA Yuichiro

5, 6, 15, 38, 73

OKADA Michio

7, 31, 32

KAMIKAWA Ryunoshin

69

OLIVER Wieland

68

KANAI Yoshikatsu

16

OMATA Akihisa

38

KANEDA-NAKASHIMA Kazuko 5, 6, 16, 17, 18, 21, 74

OOE Kazuhiro

6, 16, 17, 19, 21, 33, 38, 73

KASAMATSU Yoshitaka

29, 34OOISHI Yuuji

69, 70KATAOKA Jun

38

OTA Shinsuke

36

KATO Hiroki

6, 15, 38, 73

OTAKA Saki

29, 34KAWABATA Takahiro

36, 68OUMBAREK Espinos Driss

24

KISHIMOTO Atsuo

69

KITADA Takanori

70

KITAMURA Noboru
KITATSUJI Yoshihiro

24

40

P PATHAK Naveen
R ROKUJO Hiroki
S SAKAKI Hironao

70

SAKUDA Eri

40

KOBAYASHI Nobuyuki

36, 68SASAKI Takayuki

70

KOIZUMI Masahiko

72

SATO Akira

71

KOSHIKAWA Nanase

38

SATO Fuminobu

26, 35

IRS ANNUAL REPORT

2021

36
36, 68

Name

Page

SATO Tatsuhiko

74

SATO Yukihiko69, 70

SAWAMURA Kei

34

SHIMAMOTO Hiroaki73

SHIMOYAMA Atsushi

6, 15, 16

SHINEHA Ryuma

69

SHINOHARA Atsushi

5, 6, 16, 29, 34, 39, 40, 69, 70

SHIRAKAMI Yoshifumi

5, 6, 16, 17, 21, 33, 74

SHIRASAKI Kenji

6

SUDO Takashi

36

T TAGAWA Akihiro

70

S

TAKAHASHI Kyoko

71

TAKAMIYA Koichi

38, 39, 70

TAKAURA Kayoko

71

TAMAKI Shingo

26, 35TAMII Atsushi

7, 36

TANIHATA Isao69

TERADA Kentaro

71

TERAMOTO Takahiro

5, 6, 19, 20, 37, 38, 39

TOKOI Katsuyuki

38, 39TOMONO Dai

71

TOYODA Michisato

39

TOYOSHIMA Atsushi

5, 6, 16, 17, 19, 20, 21, 38,
39, 69, 70

TSUJI Seiya

36

TSURU Shota

37

TSUZUKI Teruhisa

28

U UEDA Naoya

71

UMEHARA Saori

23

UNO Katsuko

28

UNO Masayoshi

70

W WANG Yang

20

WATABE Tadashi

6, 16, 17, 18, 21, 33, 38

WATANABE Eisuke

29, 34WATANABE Masayuki

70

Y YAGI Eko

69

YAGISHITA Akira

37

YAJIMA Tatsuo

27

YAMAMOTO Asahi

23

YANAGIHARA Satoshi

70

YASUDA Nakahiro

70

YOKOYAMA Akihiko

69

YONEKURA Yoshiharu

5, 69

YOSHIDA Yusuke

69

YOSHIMURA Takashi

6, 9, 11, 16, 27, 39, 40

YOSHIMURA Yasuhide74

Z ZHIDKOV Alexei

24

IRS ANNUAL REPORT

2021

84

Institute for Radiation Sciences
Toyonaka Oﬃce
1-1, Machikaneyama, Toyonaka, Osaka 560-0043
Tel : 06-6850-8271
Suita Oﬃce
2-4, Yamadaoka, Suita, Osaka 565-0871
Tel : 06-6879-8827

https://www.irs.osaka-u.ac.jp/