hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
層状粘土鉱物中のセシウム特異吸着サイトの研究

セシウム導入後のサポナイトに対して,ポジトロニウム(Ps)寿命計測と陽電子寿命ー運動量相関(AMOC)計測を推進し,ナノ空間のサイズ定量,空間近傍の元素分析を行った。Ps寿命計測により,セシウム導入前試料と同様に半径0.3 nm,0.9 nmの大小二種類のナノ空間が検出された。また,水和とともに緻密化していく自己集積化減少も確認された。セシウム導入により,自己集積化する時間スケールが10日間から20日間に増加した。ナトリウムと比較してセシウムが水和しにくいため,自己集積化が抑制されていることが推測できる。セシウム導入試料について,AMOC計測により得られた運動量パラメータが,高運動量領域で有意な増加が確認された。このことは,Ps寿命計測により検出されたナノ空間にセシウムが吸着していることが示唆している。以上より,当初予定していたサポナイト無機層状粘土鉱物中のナノ空間に対するセシウム吸着の調査は順調に進んだと言える。現在までの達成度はおおむね順調と判断する。物性物理学セシウム導入前後のスメクタイト鉱物試料について,ポジトロニウム(Ps)寿命計測と陽電子寿命ー運動量相関(AMOC)計測を組み合わせたナノ空間解析は,ナノ空間サイトに対するセシウム吸着を分析するために,本研究課題で確立されたルーチンワークであり,最終年度である平成27年度も引き続き継続して推進する。ヘクトライトやスティーブンサイトなど,サポナイトと類似なスメクタイト鉱物についてもナノ空間計測を推進する。とりわけ最終年度は,特異的に強いセシウム吸着サイト(特異吸着サイト)に着目する。セシウム導入後の試料について,水素イオン指数(ph)が3以下の高濃度塩酸を用いて洗浄する。塩酸洗浄した試料に対して再びポジトロニウム寿命計測とAMOC計測を推進し,空間近傍の元素分析を試みる。高濃度塩酸で洗浄後にセシウムが検されれば,本研究で見出された空間サイトがセシウム特異吸着に寄与していることが実証される。このような一連のルーチンワークを推進し,ポジトロニウム寿命計測で得られた様々な空間の中で,セシウム特異吸着として機能するサイトを明らかにする。平成25年度は,粘土鉱物として合成無機層状化合物試料として,実際に土壌中に豊富に存在するスメクタイト粘土鉱物であるサポナイト合成無機層状化合物を調達・調整した。セシウム導入前の試料に対して,ポジトロニウム(Ps)寿命計測による空間サイトの検出,陽電子寿命ー運動量相関(AMOC)計測による空間サイト近傍の元素分析を推進した。半径0.3 nm,0.9 nmの大小二種類の空隙を検出し,絶乾状態では0.9 nmスケールの空隙が,水和が進んだ状態では0.3 nmスケールの空隙が支配的であることを見出した。水和が進むにつれ,0.9 nmスケールの空隙が0.3 nmスケールの空隙に徐々に変化して緻密化していく自己集積化現象も見出した。湿式型レーザー回折式粒度分布測定による粒度分布の定量を試みたが,凝集のため,精度よく定量することはできなかった。以上より,当初予定していた層状粘土鉱物の調達・調整,セシウム導入前の試料に対しての空間サイトの調査は順調に進んだと言える。
数値的相対論による非軸対称重力崩壊する天体の最終状態に関する研究

重力崩壊する天体の崩壊過程や最終状態を明らかにすることは、一般相対論における最も重要な理論的問題の1つである。また、5-10年後から開始予定の重力波直接検出計画においても、重力崩壊する天体は有力な重力波源の1つであるので、その崩壊過程に伴って放出される重力波の波形を正確に予言しておくことが求められている。これらの問題を解き明かすには、一般相対論の基礎方程式であるアインシュタイン方程式を解く必要があるが、アインシュタイン方程式は大変複雑な方程式であるので、数値シミュレーションを行う以外解く方法がない。そこで本研究では、アインシュタイン方程式を近似なしに一般的な問題において解くことを目標にシミュレーションコードを開発し、おおよそ完成した。本年度は、開発したコードを用いて主に2体問題に対するシミュレーションを行った。具体的には、2つの球対称天体を用意し、ケプラー速度を与えて合体させる、といったシミュレーションを数例行った。そして最終状態が、ブラックホールになるか、新たな天体が形成されるかを調べたり、また重力波の波形の解析を行った。2体が合体する様子をを完全に一般相対論的にシミュレーションした研究はこれまで世界において例が無く、12月にパリで行われた「19回一般相対論に関するテキサス会議」で発表したときには、同様な研究を行う研究者から注目を集めた。なお、シミュレーションで得られた結果は、論文にまとめて現在投稿中である。重力崩壊する天体の最終状態を明らかにすることは、一般相対論における最も重要な問題の1つである。しかしこれまでの研究は、球対称性、軸対称性を仮定するなどして行なわれており、一般的な場合についての研究は全くなされていない。この現状をふまえ本研究では、対称性を仮定しない一般的な重力崩壊における最終状態の解析を行なうことを目標としている。本年度は特に、解析を行なうためのコンピュータプログラムを開発することを目指し、ほぼ完成した。プログラムは以下のような主要部分からなる。(1)アインシュタイン方程式を解く部分。より具体的には、アインシュタイン方程式は計量に対する方程式なので、計量を解く部分。(2)物質としては、無衝突粒子の多体系を考えたが、それら粒子に対する相対論的運動方程式を解く部分。(3)重力崩壊した天体は、大雑把にはブラックホールになるか、あるいは何らかの準平衡状態に落ち着く。従って本研究では、ブラックホールになったかどうかを判断する必要があるが、そのためのプログラムも完成させた。以上のプログラムを用いて、重力崩壊の最終状態に関する解析を現在行なっている。これまでの所得られた結果は、以下のようである。(1)重力崩壊する前に、球対称に近い形状を持つものは、最終的にブラックホールになる。(2)偏平楕円体は崩壊とともに始めはディスクを形成するが、やがてそのディスクも重力崩壊して、球体に近付いていき、最終的にはブラックホールに落ち着く。(3)偏長楕円体の場合は、重力崩壊と共に棒状の物体を形成するが、その棒状の物体が軸対称に近く、かつ短軸が長軸に比べ十分に短ければ、大変曲率の大きな物体となるが、ブラックホールにはならない。以上の結果から、形が球に近い重力崩壊物体はブラックホールに落ち着くが、そうでない場合には、最終状態として様々な可能性があることが分かった。
ピッチ/有機金属複合体を出発原料とするメソポア活性炭の開発と応用

種々の有機金属錯体を含有するピッチを、有機金属錯体およびピッチのテトラヒドロフラン溶液を混合後これらの溶媒を減圧除去することにより得た。さらにエア-ブロ-イングにより多環芳香族の縮合度を上げた後、紡糸してピッチ繊維を得、水蒸気賦活により活性炭素繊維を得た。得られた活性炭素繊維のボアサイズ、比表面積等の細孔特性を調べた結果、希土類金属錯体を含有するピッチを用いた場合比表面積が大きくメソポアが高度に発達した活性炭素繊維が得られた。ピッチ中の希土類金属錯体量の影響を調べた結果、希土類金属錯体量とともにメソポアの割合が上昇した。これらの結果希土類金属がメソポアの生成に効果を示すことが明らかになった。イットリウムアセチルアセテート含有ピッチから得られた活性炭素繊維中のイットリウムの状態を電子線プローブマイクロアナライザーで調べた結果、酸化イットリウムが活性炭素繊維中に均一に分散していることが認められた。メソポアが発達した活性炭素繊維の場合巨大分子の吸着性に優れると考えられる。得られたメソポアが発達した活性炭素繊維への、ビタミンB_<12>および水道原水中に含まれ消毒用塩素と反応することにより発ガン性のトリハロメタンを生成すると考えられているフミン酸の吸着性を調べた。これらの巨大分子のメソポア活性炭素繊維への吸着量は、他の金属錯体含有ピッチから得られた活性炭素繊維および市販のミクロポアが発達した活性炭素繊維よりも2-3倍高い値を示し、本研究で得られたメソポア活性炭素が巨大分子の吸着性に優れることが明らかになった。
がんおよび肉腫の発生・進展におけるin vivoでのHGF/SFの役割-HGF/SFトランスジェニックマウスを用いた解析-

肝腫瘍の発生頻度は、FVB/Nでは7/71(10%)にみられたのに対し、HGF/SFトランスジェニックマウスでは24/49(50%)と高率であり、肝癌に限ってみるとFVB/Nでは71匹中肝癌のみられたものはないのに対しHGF/SFトランスジェニックマウスでは11/49(22%)に発生がみられた。得られた腫瘍組織を分子生物学的に解析した結果、75%の腫瘍でc-Metレセプターの活性化が検出され、HGF/c-Metのオートクリン機構による発癌の可能性が考えられた。また、腫瘍組織中ではHGF/SFの発現に平行してVEGFの発現が促進しており、また肝癌組織にも異常な血管新生が認められたことからHGF/SF自体、あるいはHGF/SFにより誘導されたVEGFによる間接的な血管新生が発癌を促進させた可能性が考えられた。これまでHGF/SFは肝癌発生を抑制する因子として位置付けられて来たが、この結果より肝癌発生・増殖の促進因子であることが明らかになった。HGF/SFトランスジェニックマウスおよびFVB/Nコントロールマウスの2群に対し、化学発癌剤(diethy hirosamine,DEN)を腹腔内投与し、肝発癌におけるHGF/SFの役割を調べている。現在、投与後約10ヶ月が経過し、経時的にマウスを開腹、肝腫瘍の有無を観察中である。これまでに、HGF/SFトランスジェニックマウス14匹中4匹に肝腫瘍の発生がみられたのに対し、コントロールマウス27匹中では肝腫瘍の発生したものはみられなかった。今後投与後12ヶ月以降の検討を行ない発生した肝腫瘍の個数を詳細に検討するとともに、得られた腫瘍組織を用いて、個々の腫瘍の分子生物学的特性をDNA、RNA、およびタンパク質レベルで明らかにして行く。また、複数のトランスジェニックマウスにおいて肝臓以外の臓器にも腫瘍の発生がみられており、これらに対して詳しく病理組織学会、分子生物的解析を行なってゆく予定である。HGF/SFトランスジェニックマウスとc-Ha-Rasトランスジェニックマウスと交配しダブルトランスジェニックマウスの作製を試みたが、まだ少数の子孫しか得られていない。ダブルトランスジェニックマウスは胎生致死である可能性もあり、現在引き続き子孫を繁殖中である。
高温気相反応速度は超臨界水領域へ適用できるか-OHラジカルの反応を例として-

高温水中でOHラジカルの反応動力学を調べるには,OHラジカルの吸光度変化を追跡するのが一番直接的である。これまで,室温の水中でOHラジカルの測定を試みた例はあるが,高温水中での測定例はなかった。OHラジカルの直接観測で困難となるのは,高圧セルに用いているサファイア窓による吸収である。この窓による吸収を的確に補正することにより,高温水中でのOHラジカルの吸収スペクトルを測定した。高温水中でのOHラジカルの吸収スペクトルは,室温でのそれに比べて,若干短波長側へシフトした。吸収の裾は,300nmから観測された。また,250nmにおける分子吸光係数は,温度の増加につれ減少した。室温での分子吸光係数は約500であるが,200°C以上で急激に減少し,350°Cでは,約200であった。OHラジカル同士の反応速度の温度依存性について検討した。125°Cまでは,ほぼアレニウス型温度依存性を示すが,125°C以上では,反応速度定数は温度に依存しなかった。125°Cにおける速度定数は1x10^<10>M^<-1>s^<-1>であった。水中で,水分子のイオン化により生じる水和電子をOHラジカルへ変換するために,N_2Oが用いられている。そのため,N_2Oが電子を受け取る能力つまり電子親和力の知見は重要である。気相におけるN_2Oの電子親和力は+0.22eVとハンドブックなどに掲載されている。しかし,ab initio計算では-0.2eV程度となった。一方,水中ではN_2Oアニオンの電子親和力は+2eV程度であった。また,気相と水中でのN_2Oアニオンの解離ポテンシャル曲線を求めた。水中では,N-O結合が解離するためには,小さなポテンシャル障壁(約0.2eV)を越える必要があるが,過剰の振動エネルギーがあれば,容易にN_2とO^-アニオンへ解離することが示された。高温水中での水和電子とN_2Oとの反応速度は,300°Cまではアレニウス型温度依存性を示した。しかし,水の臨界温度近傍では,反応速度は急激に減少し,その後また増大した。このような特異な温度依存性は,電子とN_2Oの溶媒和の違いを考えることにより,定性的に説明できた。これまで,水和電子とN_2Oとの反応は,拡散律速反応と考えられていたが,300°C以下では,非常に小さな活性化障壁を越える反応であることが分かった。溶媒効果を取り入れたab initio計算により,N_2O^-アニオンの水中での生成自由エネルギーおよび反応の自由エネルギーが求められた。
チャム社会における織物生産と女性の役割-ベトナム中南部の事例より

平成16年度はこれまでに収集した資料を整理すると同時に,夏季休暇および春季休暇を利用し,観光地や都市におけるチャムの織物の流通状況などに関する現地調査を実施した。2004年8月には,ベトナムのチャンパ遺跡周辺にある土産物屋やチャムの村落にある織物工房,直売店などにおいてその流通,販売状況などを調べた。更に2005年3月にはホーチミン市におけるチャムの織物工房,倉庫などを訪問し布の流通,販売状況を調べたほか,昨年度定点調査を行った集落の人々が原料の買い付けに訪れる糸販売店を訪問し,補足調査を行った。調査の結果,以下のことが明らかになった。まず,商品として市場に出回っているチャムの織物の多くは,ニントゥアン省にあるM集落において生産されている紋織りの布にほぼ限られているということである。こうした布の流通にはチャム以外の民族すなわちベトナムのマジョリティを占めるキン族も多く関わっており,原料である糸は,ホーチミン市の華人が経営する工場や販売店で取引きされている。また,ベトナムが本格的に市場経済化の影響を受けはじめてから10年以上経った現在では,チャムの織物を販売する土産店やそこで売られる商品は取り立てて珍しいものではなくなってきているが,こうしたなか,古い模様の復興作業が試みられるなど,模様のデザインに対する織り手の意識の変化もみられはじめた。以上のように,かつて村落社会で自給生産的に行われていた織物生産は、貨幣経済の中において都市や他民族との社会関係を取り結び,現代的に変化しながらも引き続き行なわれているのである。なお,研究以外にも,シンガポール国立大学アジア研究センターにて開催された国際シンポジウム『現代のチャンパ学』に参加・発表をし,あらゆる国の研究者とチャンパおよび現在のチャムに関する学問的交流を行った。本年度に実施した調査活動は以下の通りである。昨年の8月から9月にかけてビントゥアン省バクビン県B集落で実施した現地調査では、布の慣習的な利用法、機織りに技術に関する調査を実施した他、15歳以上の女性658人の就労状況を考察した。また、機織りに従事しているとされる女性115人のうち20人の生活サイクルを観察し、可能な場合はライフヒストリーを聞き取った。調査の結果、B集落では伝統的な機織りは主な収入の手段とはなっておらず、機織りに対する関心は年齢が下がるにつれ薄くなっており、技術の習得率も若くなるほど下降していることが明らかになった。伝統的な機織りに従事しているとされる女性でも、農作業や子守のほか儀礼に関する仕事などをこなさねばならず、また時間はあっても糸の調達ができないなどの理由で、いわゆる「専業」として機織りをする女性はわずかである。B村落で生産される布はいわゆる商品的な価値が低いものであるが、既存の社会においては贈与財や交換財として依然重要な意味をもち、チャム社会内部での取引は盛んである。なお、B村落ではNGOや省の工業局による織物プロジェクトも行われており、在来機である腰機ではなく高機を用いた商品としての布の生産を指導しているが、技術的な問題もあり成功をおさめていない。研究の成果は、ホーチミン社会人文科学研究科人類学部門、神戸大学国際文化学会などにおいて口頭発表をしたほか、「バクビン県におけるチャムの伝統織物生産と女性の役割研究第2期第2回報告書(ホーチミン社会人文科学大学提出・ベトナム語)」、「織物生産と女性の役割-ベトナム中南部チャム族の事例から(国際交流基金次世代リーダーフェローシップ研修報告書)」としてまとめた。
一人暮らしの高齢者の生活意識と社会関係の変化に関する縦断的研究

1.社会関係と生活意識の変化社会関係は、ADL(日常生活動作能力)によって左右されやすく、健康状態がよくないほど近隣関係は消極的となる。その理由を相互作用を支える規範の互酬性からみると、自分から出かけたり、働きかけることが困難となるため、自分をとりまく他人の意志や関心に依存することを回避する傾向をもつようになるためと考えられる。しかも年齢が高くなるにつれて社会関係に占める子どものウエイトが大きくなっていくことは、一人暮らしの高齢者に対する子どもの側の情緒的なアタッチメントや扶養規範が老親との持続的な関係を維持させる結果といえ、一人暮らしの高齢者の生活にとって、高齢になるほど家族の占める位置は大きいといえる。2.高齢者の生活環境が与える社会関係への効果農漁村地域の近隣関係の重層性は、都市地域のそれに比較すると大きな相違を示しており、近隣関係における生活の可視性[お互いの生活を観察する機会の程度]が大きい農漁村地域ほど近隣関係に対する依存を避けようとする傾向がみられ、反対に、例え遠距離にあるとしても家族結合に対する期待と現実の相互作用が強化されるという傾向がみられる。3.国際比較研究への視点:今後の課題一人暮らしの高齢者の国際比較研究は、対象をコントロールすることができる点で、最も比較可能性を保障するものである。家族結合に収斂する高齢時の日本の高齢者の社会関係の特質を考慮するとき、高齢者離婚の増加が指摘されている日本の状況は、家族結合の構造的な弱化を招くことを予測させから、その代替的機能がどのように働くことになるのかを、現在すでに離婚率が高い西欧社会との比較によって可能にしうる。1.大都市のひとり暮らしの高齢者の追跡調査の実施5年前(1985年)に実施した札幌市のひとり暮らしの高齢者170人をパネル調査の対象として設定して追跡調査を平成2年(1990年)に実施したが、今年度はその際に転居等により不明者であった60人を対象として補充調査を実施した。調査の結果としては、病院への入院および施設への入所者が多く、ひとり暮らしを継続しているケ-スは少ない。またひとり暮らしから子供との同居へのパタ-ンが発生しにくい構造が浮き彫りとなった。またすでにデ-タとして確保している追跡調査のデ-タ分析を行った。2.農村地域の高齢者に関する追跡調査の実施10年前に実施した農村地域の高齢者対象80世帯を対象として生活意識と社会関係の変化を中心として縦断的研究を設計し、平成3年11月に追跡調査を行った。このとき新たに縦断的研究設計のための新規のサンプル抽出による262人を対象とした社会関係と生活意識に関する訪問面接調査を実施した。回収率は70.5%(241人)であり、内訳は、ひとり暮らし12人、夫婦のみ94人、三・四世代世帯の高齢者129人、その他の世帯の高齢者6人のデ-タを得た。現在、分析中であるが、家族意識の強さが定住志向と家族ネットワ-クの強さと関連していることが把握された。3.ひとり暮らしの全国および海外調査文献について全国社会福祉協議会、東京都老人総合研究所および国立国会図書館を中心として資料収集を実施した。1.社会関係と生活意識の変化社会関係は、ADL(日常生活動作能力)によって左右されやすく,健康状態がよくないほど近隣関係は消極的となる。

2.高齢者の生活環境が与える社会関係への効果農漁村地域の近隣関係の重層性は、都市地域のそれに比較すると大きな相違を示しており、近隣関係における生活の可視性[お互いの生活を観察する機会の程度]が大きい農漁村地域ほど近隣関係に対する依存を避けようとする傾向がみられ、反対に、例え遠距離にあるとしても家族結合に対する期待と現実の相互作用が強化されるという傾向がみられる。3.国際比較研究への視点:今後の課題一人暮らしの高齢者の国際比較研究は、対象をコントロールすることができる点で、最も比較可能性を保障するものである。家族結合に収斂する高齢時の日本の高齢者の社会関係の特質を考慮するとき、高齢者の離婚の増加が指摘されている日本の状況は、家族結合の構造的な弱化を招くことを予測させから、その代替的機能がどのように働くことになるのかを、現在すでに離婚率が高い西欧社会との比較によって可能にしうる。
音響特性を利用した切断品質診断システムの開発

プラズマアーク切断中に発生する切断音は、溶融金属排出状態およびドロス付着状態と密接に関係する。特に、ドロスフリー切断時に発生する切断音は、溶融金属の排出面積、傾き角および開き角の時系列変化と同様に規則的に変化することが分かった。また、LabVIEWを用いて製作した切断品質診断システムは、ドロス付着状態を判別することが可能であり、今後のプラズマアーク切断品質診断システムの開発に向けた基礎資料を得ることができた。プラズマアーク切断中に発生する騒音をただ単に騒音と捉えるのではなく,この騒音に含まれる信号と溶融金属排出状態との関係を高速ビデオ画像からの解析によって,切断溝形成伴う加工現象とそこから発せされる切断音との関係について実験的に検討した。プラズマアーク切断装置を用いて切断条件を変化させて被切断材(軟鋼板SS400)を切断し,無指向性マイクロホンを用いて切断音を集音すると同時にデジタルビデオカメラ2台を用いて溶融金属排出状態を記録し,信号解析ソフト及び画像解析ソフトにより溶融金属排出状態を解析した。切断速度変化における溶融金属排出の面積,開き角及び傾き角は,時間の経過に伴って変化することが分かった。切断速度90と120cm/minの場合,溶融金属は広範囲に飛散して被切断材裏面に多くのドロスが付着した。一方,ドロスフリーが実現できた切断速度150と180cm/minの場合は,溶融金属が細く絞られた状態もに保たれて排出された。次に,切断音と溶融金属排出挙動との関係を検討した。切断速度90cm/minの場合,音圧,溶融金属排出の面積,傾き角及び開き角は不規則に変動しており,それぞれのピークには対応性がなく,溶融金属の排出面積は断続的な挙動を呈した。一方,ドロスフリーが実現できた切断速度150cm/minの場合,時間の経過に伴って微小な変動があるものの安定した排出が進行し音圧レベルが最大となった。FFT解析結果によると,ドロスフリーが実現できた150と180cm/minの場合,切断音と溶融金属排出面積の両方において21Hz付近に特徴的なピークが出現することが確認できた。切断音の特性は溶融金属排出挙動及びドロス付着状態と密接に関係することから,今後の切断品質診断システムの構築に向けた基礎資料を得ることができた。プラズマアーク切断中に発生する騒音をただの騒音として捉えるのではなく、これらの騒音に含まれる信号と切断溝開拓に伴う溶融金属排出状態の分析・解析によって、切断溝形成に伴う切断加工現象とそこから発生する加工音の特徴を抽出し、インプロセスで検出できる切断品質診断システムを実現するために検討した。インバータタイプのプラズマアーク切断機を用いて、切断条件(切断電流、切断速度、トーチ高さ)を変化させて、軟鋼板を被切断材として切断を行い、切断中に発せられる切断音を無指向性マイクロホンにより集音した。同時に、デジタルビデオカメラを用いて切断溝から排出される溶融金属の状態を記録した。その後、両者の信号を信号解析ソフト及び画像解析ソフトを用いて切断音及び溶融金属排出の特徴を検討した。切断音信号の解析には周波数解析(FFT)以外にも、離散ウエーブレット変換の拡張であるウェーブレットパケットによる解析を試みた。その結果、切断速度の変化に伴ってドロス付着状態は異なり、特に、ドロスがまったく付着しないドロスフリー状態においては高周波域に特徴的なピークが出現することが見出された。今回の結果は、溶融金属排出の挙動による影響以外に、切断溝内に形成される陽極点の複雑な変動がその原因ではないかと思われる。今回の研究から切断音の特徴的なパワースペクトルを見出したことは、今後の音響による切断品質診断システムの開発において重要となるバンドパスフイルターの製作に役立つものと思われる。
新物質探索による5f電子系化合物の物性研究

本研究は,高γ値をもつ新物質を探索することを目的とする。この際,探索の指針としfー原子間の距離とfー原子の環境効果に注目し,狙いを定め合成と分析を行ってきた。本年度は効率よく,計5つの化合物をあつかったが,結果として,物性的に興味ある3つの物質を開発することが出来た。すなわちEr_2Fe_3Si_5,Er_2Fe_4Si_9,UZn_<12>である。第1の化合物Er_2Fe_3Si_5は2.8Kにincomensurate,2.4Kにcomensurate磁気相転移をもつ反強磁性体であるが,さらに低温の0.93Kで超伝導状態に転移することを発見した。磁気秩序の低温側に超伝導転移を示す物質として,これまで知られている4物質:Y_9Co_7(T_N=5K,Tc=1.5K),URu_2Si_2(T_n=17.5K,Tc=1.1K),UPd_2Al_3(T_n=14K,Tc=2K),UNi_2Al_3(T_n=4.6K,Tc=1K)に加えて,今回,の我々の発見したEr_2Fe_3Si_5は第5番目となる。今後,この物質の超伝導と磁気秩序の共存状態の解明,さらに,R_2T_3S_<15>相の系統的な物質合成とそれらの磁性・超伝導研究の展開が重要課題として浮上してきた。第2のEr_2Fe_4Si_9は、構造的には希土類イオンが平面三角格子を形成しそれが面に垂直方向に積層した層状構造をとっているため,スピン揺動系となることが期待される。結果は,予測したように,600mJ/mol*K^2にいたる高γ値を示し,5.6Kに磁気秩序を示す比熱のピークが現れ,さらに,低温でC/Tにupーturnが見られる。これは,重い電子系として非常に興味ある兆候であり,今後,展開すべき重要課題の一つなった。第3の化合物UZn_<12>は本研究代表者奥田が東大物性研客員の際石川征靖所員との共同研究としてスタートし,その後,石川グループの努力によって単一相化に成功されたものである。やはり,900mJ/molK^2にいたる高γ値を示し,磁気秩序が0.4Kまで見えない点において重い電子系研究の重要試料の一つとなると考えられる。5f電子系に見られる重い電子物性の解明を目指し,ウランを含む新しい三元化合物を探索するとともに,それらの磁化,電気抵抗,比熱の測定を行った。物質探索に当たっては,ウラン原子の環境効果を重視し,ウランを頂点とし底辺をTーX,T=鉄族元素,X=IIIーV族元素,とする三角相図において底辺TーXに近く,且つ,Xに近い部分を新物質探索領域と定めた.物質合成にはア-ク溶解炉を使用,物質相の同定に際してはSEMによる組織観察とEPMAによる原子比の定量分析を行った.結晶構造の同定はX線粉末回折パタ-ンの測定とRietvelt解析によった.その結果,一つの新しい化合物系UTGa_5,T=Fe,Co,Ni,を得た。結晶構造は空間群P4/mmmの正方晶に属し,格子定数は,それぞれ,a=4.21Å,c=6.80Åである.T原子層とUーGa(1)層の間にGa(2)層が挿入されたHoCoGa_5型構造をとることが解った.磁化率の温度依存性ついては,T=Fe,Niは高温域では局在型キュリ-ワイス則に従い,特に,UNiGa_5は84Kに反強液性秩序を表すピ-クを示す.これらに対し,UCoGa_5の磁化率は殆ど温度に依存せず,むしろ温度下降に伴って僅かに減少し,遍歴的であることがわかる.低温の電子比熱係数γはT=Fe,Co,Niに対し,それぞれ,42,6.9,30mJ/K^2・molと求められ,UCoGa_5のf電子は遍歴,バンドとなっていると考えられる.電気抵抗の温度依存性は金属的で,UNiGa_5はT^N以下で磁気秩序を反映し急激に減少する.今後,この化合物系においては,UNi_<1ーx>CoXGa_5を作成し5f電子の遍歴から極在型にいたる過程を追跡するとともに,この系の単結晶化を行い物性を精密化する.さらに,新物質の探索と物性評価を行う.本研究は,高γ値をもつ新物質を探索することを目的とする。

磁気秩序の低温側に超伝導転移を示す物質として,これまで知られている4物質:Y_9Co_7(T_N=5K,Tc=1.5K),URu_2Si_2(T_n=17.5K,Tc=1.1K),UPd_2Al_3(T_n=14K,Tc=2K),UNi_2Al_3(T_n=4.6K,Tc=1K)に加えて,今回,の我々の発見したEr_2Fe_3Si_5は第5番目となる。今後,この物質の超伝導と磁気秩序の共存状態の解明,さらに,R_2T_3S_<15>相の系統的な物質合成とそれらの磁性・超伝導研究の展開が重要課題として浮上してきた。第2のEr_2Fe_4Si_9は、構造的には希土類イオンが平面三角格子を形成しそれが面に垂直方向に積層した層状構造をとっているため,スピン揺動系となることが期待される。結果は,予測したように,600mJ/mol*K^2にいたる高γ値を示し,5.6Kに磁気秩序を示す比熱のピークが現れ,さらに,低温でC/Tにupーturnが見られる。これは,重い電子系として非常に興味ある兆候であり,今後,展開すべき重要課題の一つなった。第3の化合物UZn_<12>は本研究代表者奥田が東大物性研客員の際石川征靖所員との共同研究としてスタートし,その後,石川グループの努力によって単一相化に成功されたものである。やはり,900mJ/molK^2にいたる高γ値を示し,磁気秩序が0.4Kまで見えない点において重い電子系研究の重要試料の一つとなると考えられる。
熱核とリーマン多様体の収束

まずウェイト付きコンパクトリーマン多様体の間の「スペクトル距離」をその熱核に注目して新しい導入し、与えられたウェイト付きコンパクトリーマン多様体の族が、スペクトル距離に関して、全有界となるための緩やかで自然な条件を与えた。さらにその極限として一般に連続な推移密度関数(熱核)をもつ正則ディリクレ空間が現れることを示した。-(1)リッチ曲率が一様に下から押さえられた族;(2)正の山辺不変量をもつリーマン多様体の共形類;(3)有界な平均曲率をもつ部分多様体の族;(4)与えられた二つのリーマン多様体を底とファイバーにもつリーマン沈め込みでファイバーがすべて全測地的であるものの族、など。(1)については、極限に現れる正則ディリクレ空間は、強局所型、つまり拡散型であることを示し、さらに熱核の漸近挙動を調べた。(2)のクラスでは、所謂“bubbling-out"現象に対応する典型的例を構成した。このことは、微分方程式,変分問題二関する解析学の立場から,一つの多様体と測度を固定して研究されてきたデリィクレ形式の収束理論(ガマン収束、レゾルベント収束の理論)では、捕らえられないものであり、スペクトル距離収束のひとつの特徴,応用の可能性を示唆している。(3)のクラスでも同様の結果を示した。これに関連して,位相的に複雑になっていくスペクトル距離収束例を構成した。それから(4)のクラスは、接続の理論・群作用の理論と密接に関係しているが、これを含めて、一般に極限に現れるディリクレ空間の解析は今後の課題である。とくに(1)のクラスのもっと精緻な解析を実行することによって、リーマン多様体の収束理論とリッチ曲率に関する基本的問題の解決に貢献できることを期待している。
2型糖尿病疾患感受性遺伝子CDKAL1の脂肪細分化・脂肪蓄積における役割の解明

日本人のゲノムワイド関連解析(GWAS)における2型糖尿病疾患感受性遺伝子として、我々はCDKL1を含む複数の遺伝子を同定した(Nat Genet 2010 Oct;42(10):864-8, Nat Genet 2008 Sep;40(9):1092-7.1098-1102)。CDKL1は欧米人においても2型糖尿病の疾患遺伝子として同定され、インスリン分泌に加えてインスリン抵抗性に関連することが報告されている(Diabetes 2008 Apr;57(4):1093-100)。我々のPreliminaryな検討により、CDKAL1を脂肪細胞に過剰発現させると脂肪細胞分化・脂肪蓄積が著明に抑制される事を見出した。一方、CDKAL1をsiRNAを用いてノックダウンすると、脂肪細胞分化が促進され、脂肪細胞の制御因子の変化を検討した所、PPARγやC/EBPαなどのマスターレギュレーターおよび、その下流で糖脂質代謝にかかわる標的遺伝子の著明な発現抑制が認められた。その抑制はPPARγの強制発現によりレスキューされることから、次にPPARγを制御する経路への作用を検討したところ、PPARγと脂肪細胞分化に抑制性に作用するWnt経路が、分化の早期の段階から(12時間)活性化を受けていることが明らかとなった。また、デリーション作成や点変異型Cdkal1による解析では、ドメインN末側に存在する鉄硫黄クラスターが、脂肪細胞分化抑制作用に必須であることが示された。当初認められたCdkal1による脂肪細胞分化の抑制作用について、各種分化制御因子への作用の検討により、Wnt経路へ作用している可能性が示唆された。そのほかのアプローチ(細胞内局在、改変動物のコンストラクト作成、PPARγのリン酸化への影響など)についても、現在当初の計画に従い、Cdkal1の脂肪細胞における役割について検討を進めている。本研究により明らかにされたCdkal1による脂肪細胞分化の抑制作用および、Wnt経路への作用について、その経路のどのステップで作用が認められるか同定を試みる。その他のアプローチ(細胞内局在、改変動物のコンストラクト作成、PPARγのリン酸化への影響など)についても、現在当初の計画に従い、Cdkal1の脂肪細胞における役割について検討を進める。本計画は、研究代表者が新学術研究(計画)「新規糖尿病感受性遺伝子による脂肪蓄積制御機構の解明とエピゲノムの意義」の代表者になることにともない、新学術研究の重複制限に該当するため、廃止になるが、研究内容は、計画研究領域の一部として継続する。
膀胱癌発生頻度における男性優位性に関する研究

実験1:下垂体一睾丸系におけるテストステロン制御への影響を検討した。LH・RH analogue投与にて、血清中LH,FSHおよびテストステロンは投与開始1週までは上昇し、その後、テストステロンは除睾状態まで低下した。また、この蛍光にBBNは何ら影響を与えなかった。結果:テストステロンの抑制によりBBN発癌が抑制されたが、その抑制方法により発癌の抑制状態が異なっていた。即ち、LH・RH analogueを発癌のpromotion期および全期間にわたって投与した群の発癌抑制が最も強力であった。このことは単にテストステロンの血中濃度の低下のみが発癌抑制いに関与しているのではなく、広く視床下部-下垂体-睾丸系の男性ホルモン抑制系の関与が示唆された。これはLH・RH analogueの発癌抑制における直接効果の検討とともに今後、十分検討すべき問題であると考えられた。実験第1段階として0.05%BBNの投与時期を6週間とし, LH・RH analogue(1mg/kg, depot)の投与はBBNの投与開始時期と同時とした.実験群は(1)age mutched-control(2)BBN投与(3)LH・RH投与(4)LH・RH+BBN投与(5)を去勢(除睾丸術)とした. LH・RH analogueの投与にてラット,テストステロンの値は,第1日目には正常値の56と上昇したが1週目以後は去勢値となった. LHおよびFSHも同様の変化を示した. (第75回日本泌尿器科学会総会において発表)次に,この条件下での腫瘍病変の発現頻度を比較した. BBN単独投与群では,諸家の報告と同様の発癌パターンが観察されたが, BBN+LH・RH analogue投与群では, 8週時点での内眼的病変数,および乳頭腫,癌,上皮内癌の発生頻度がBBN単独投与群に比して高かった.その後, 20週, 26週では癌および上皮内癌の頻度は逆に低値となった.このことは, LH・RH analogueの投与時期に問題があったと考えられた.即ち, LH・RH analogue投与直後より約1週間の間は, testosterone値は増加し,このことがBBN発癌のinitiationにむしろ促進的に作用し,その後のcastration phaseは発癌のpromotion期と一致し,この時点でtestosterone不在が発癌に関して抑制的に作用したものと考えることも可能である.現在,この点を明確にするための実験が進行中である.BBN投与による膀胱癌発癌の各時期(initiaion,promotion)にLH・RH analogueを投与し、腫瘍の発生頻度、数及び大きさを拡大鏡下に観察したのち、H・E染色標本を作成し、顕微鏡下に腫瘍の組織学的検討を行った。1.方法投与したBBNの量は0.05%(水道水)とし、LH・RHanalogueは4週毎にdopot typeを1mg/kg体重皮下注した。実験群は、1群:BBN単独投与(n=45)、2群:BBN投与に加え、BBN投与開始2週前と開始2週後の2回LH・RHanalogueを投与した(n=25)、3群:BBN投与6週後より4週毎LH・RHanalogueを22週まで投与した(n=25)、4群:BBN投与開始2週前より開始後22週まで4週毎にLH・RH analogueを加えた(n=24)、5群:BBN投与開始1週前に両側睾丸を摘除した(n=24)。2.結果テストステロンが抑制されることにより、(1)BBN膀胱発癌は抑制された。(2)両側除睾術を受けた群に比較して、LH・RHanalogueを投与した群の方が発癌の抑制は強度であった。(3)LH・RHanalogueをpromotion期(第3群)または全期間(第4群)投与した群での発癌の抑制の程度はintiaion期(第2群)に投与した群に比して強度であった。以上のことから少なくとも雄性RatにおけるBBN膀胱発癌においてはテストステロンが関与すること(LH・RHanalogue投与によりテストステロンが去勢レベルまで低下することは前年度の研究で確認した。)また、特にその関与は発癌のpromotionの時期と深い関係があることが判明した。またLH・RHanalogue投与群に除睾術群より強い発癌抑制効果が認められたことより、膀胱癌発癌と視床下部-下垂体-睾丸における男性ホルモン制御系の関与、あるいはLH・RHanalogueの発癌抑制における直接効果の検討をさらに行う必要性が示唆された。
レチノイン酸耐性獲得白血病細胞のプロティンホスファターゼ解析と分化再誘導

私どもは、HL-60細胞のレチノイン酸による顆粒球系細胞分化にはSer/Thrホスファターゼ2A型酵素のダウンレギュレーションが関与することを報告した。分化能を有するヒト白血病細胞株HL-60とレチノイド分化耐性変異株HL-60RA^rを用い、分化能欠如とSer/Thrホスファターゼの相互関係、及びHL-60RA^rを用いてレチノイン酸による分化能の再誘導を促進する薬物を検討した。【結果】HL-60RA^r細胞の細胞質におけるSer/Thrホスファターゼ活性はHL-60細胞の約50%であり、オカダ酸による抑制試験により2A型ホスファターゼ活性が減少していることによることが明らかとなった。Western Blot法により、HL-60及びHL-60RA^r細胞の1型ホスファターゼの蛋白量は同程度であるが、HL-60RA^rの2A型ホスファターゼ蛋白はHL-60細胞より減少していることが確認された。HL-60細胞と異なり分化耐性株HL-60RA^rは2A型酵素が細胞質に少ないためレチノイン酸を加えても2A型ホスファターゼのダウンレギュレーションは観察されなかった。1型/2A型ホスファターゼ阻害剤カリクリンAやオカダ酸がレチノイド耐性株HL-60RA^rのレチノイン酸による分化誘導抵抗性を部分的に解除することが観察された。さらにHL-60RA^rに活性型ビタミンD_3を添加すると親株HL-60同様単球系細胞に分化誘導され、1型ホスファターゼはトランスロケーションすることが明らかとなった。【考察】Ser/Thrホスファターゼ1型及び2A型は骨髄系血球細胞の分化・増殖の制御機構及び分化誘導耐性に深く関与していると考えられる。Ser/Thrホスファターゼ系と血球細胞の分化系列の関連性の詳細については更に継続研究が必要である。
自己組織再生能を有するナノハニカムシートによる心筋再生治療法の確立

直径数マイクロメーターサイズの微細孔が、規則正しくパターン化された基材表面上で細胞を培養すると、細胞の増殖や形態、機能に影響を与えることが知られている。両親媒性高分子溶液を高湿度下で基板上にキャストすることで、規則的なハニカム(蜂の巣)構造を有するパターン化フィルムを作製することができる。本研究では、生分解性材料からなるハニカム構造膜上で心筋再生の細胞源として用いられている細胞を培養し、心筋再生用スキャホールドとしての可能性を検討した。ラット筋芽細胞株L6では、無孔平膜とハニカム構造膜上では、細胞の形態に差は見られなかった。細胞増殖率においてハニカム構造膜は平膜と比較して有意な増加を認めた。また、細胞と基材との接着に関するタンパク質であるintegrinベータ1の遺伝子の転写量を測定した結果、増加する傾向が認められた。脂肪間葉系幹細胞についても、細胞増殖率においてハニカム構造膜は平膜と比較して有意な増加を認めた。ラット初代筋芽細胞をラミニンコートを施したハニカム構造膜で培養した場合、無処理の膜と比較して筋芽細胞の増殖が促進された。ハニカム構造膜を引き伸ばして伸展させた膜上で初代心筋細胞を培養し、SEM・免疫染色による形態観察を行った。心筋細胞の配向がハニカム膜の伸展方向と一致する様子が観察された。さらに、ハニカム構造膜をラット背部皮下に移植した結果、ハニカム構造膜により誘導された再細胞化が観察された。以上の結果から、筋芽細胞株L6、骨髄間葉系幹細胞、脂肪間葉系幹細胞、筋芽細胞などの増殖性が高い細胞種において、ハニカム構造膜は増殖を促進する効果をあることが示された。伸展させたハニカム構造膜上では、心筋細胞の配向がハニカム膜の伸展方向と一致することから、基材の構造を制御することにより、細胞の形態や配向を制御することが示された。最近、我々は、生分解性多孔体足場(スキャホールド)に、細胞を播種せず、細胞外基質のみをseedingし、移植することにより、再細胞化が起こり、最終的には自己組織化し、その場所で組織再生による治癒が起こる可能性を発見した。今回、我々は組織再構築法の開発と移植法の開発、ナノ構造を有する自己支持性パターン化フィルムを導入技術とし、以下の研究課題を検討する。まず骨格筋等の細胞培養に適したハニカム構造を有する自己支持性パターン化フィルムを作成し、そのハニカム上において骨格筋芽細胞を培養し、フィルム両面における細胞の挙動を詳細に観察しながら培養条件などを中心に検討を行った。血管内皮前駆細胞、及び血管新生因子をハイカムの接着面の構成細胞として用い、グラフト内の血管構築を増強さ、血管構築を増強させることにより、vitroでの心筋片の酸素透過性を向上させ、よりvitroにおいて重厚な高機能化心筋グラフトを作成した。続いて作製した骨格筋グラフトを心筋梗塞モデルラット、または大動物に移植した。心筋グラフトとレシピエント心筋との各種接着蛋白の発現、vivoにおける心筋グラフトのviabilityの評価、レシピエント心との電気的結合、耐久性、機能改善の評価を行った。研究開発の成果については、研究当初に予定していた(1)作成した三次元心筋様組織が移植に適した自己拍動性・同期収縮性を有すること。(2)人への臨床応用において必要とされる、(A)三次元心筋様組織のサイズ(5×5cm程度)および(B)細胞の生着数(1.0×106個以上)の予定は達成された。

細胞を効率的にデリバリーできるため播種細胞数を縮小でき、通常困難とされる細胞ソースの増幅過程における作業の大幅な削減が可能となる。さらに、今回の成果をさらに前進させることにより自己拍動性・同期収縮性を有するグラフトすなわち`高機能化心筋グラフト'が実用化されれば、不整脈を生じる恐れの少ないより効果的な治療法を提供することができる。以上より、本成果は新しい心臓治療方法の実現への足がかりとなることが期待される。最近、我々は、生分解性多孔体足場(スキャホールド)に、細胞を播種せず、細胞外基質のみをseedingし、移植することにより、再細胞化が起こり、最終的には自己組織化し、その場所で組織再生による治癒が起こる可能性を発見した。今回、我々は組織再構築法の開発と移植法の開発、ナノ構造を有する自己支持性パターン化フィルムを導入技術とし、以下の研究課題を検討する。まず骨格筋等の細胞培養に適したハニカム構造を有する自己支持性パターン化フィルムを作成し、そのハニカム上において骨格筋芽細胞を培養し、フィルム両面における細胞の挙動を詳細に観察しながら培養条件などを中心に検討を行った。血管内皮前駆細胞、及び血管新生因子をハニカムの接着面の構成細胞として用い、グラフト内の血管構築を増強、血管構築を増強させることにより、vitroでの心筋片の酸素透過性を向上させ、よりvitroにおいて重厚な高機能化心筋グラフトを作成した。続いて作製した骨格筋グラフトを心筋梗塞モデルラット、または大動物に移植した。心筋グラフトとレシピエント心筋との各種接着蛋白の発現、vivoにおける心筋グラフトのviabilityの評価、レシピエント心との電気的結合、耐久性、機能改善の評価を行った。移植した心筋グラフトは移植後ほぼ1週間で消失することが判明した。この結果、さらに心筋グラフトの生着を促すため十分な血流確保が必要であるため、大網を用いて血流確保を行っている。また、レシピエント側の電気信号と心筋グラフトとの電気的結合は見られず、さらには、心筋グラフト内での電気的結合は見られなかった。このため、現在、connexin43を用いて心筋グラフト内での電気的結合がみられるよう試みている。しかし、レシピエント側の心機能は、梗塞後に比し、有意に改善した。このことは、骨格筋芽細胞から分泌されるHGF, FGFの効果であろうと考えられた。今後、connexin43を遺伝子導入した十分な数の骨格筋芽細胞による心筋グラフトを作成し、これが長期間、生存、生着することで、さらなる心機能の改善が予測される。
レ-ザ-アブレ-ション超微粒子のレ-ザ-プラズマ軟X線分光

レ-ザ-プラズマ軟X線吸収分光法を時間分解測定法として新たに開発し、この手法の有効性を示した後、IV族固体のシリコン(Si),ゲルマニウム(Ge)及びカ-ボン(C)のレ-ザ-アブレ-ションによって生成される超微粒子の形態、電子状態について調べることが、本研究の主目的である。本年度は、新しく設計,製作したレ-ザ-プラズマ軟X線分光装置について、ナノ秒パルス軟X線の発生と検出のための基礎実験を行い、次に、その分光測定を試みた。具体的には、種々のレ-ザ-タ-ゲットを使用してX線源のテストを行い、100eVから1keVまでのパルスX線に対する斜入射X線光学系(トロイダルミラ-,ポリクロメ-タ-)と検出器系の調整により、発生したパルス軟X線のスペクトルを調べ、基礎デ-タの集積を行った。装置は、20J出力のNd:YAG/ガラスレ-ザ-(パルス幅:10ns)と真空チェンバ-とその中のX線光学系・検出器系等からできている。レ-ザ-基本波(1.06μm)を7Jの第2高調波に変換し、真空中のタ-ゲット(Al,Ti,Fe,Cu,Mo,Au)に照射し、発生プラズマから放出されたパルスX線をトロイダルミラ-で集光した。その後にポリクロメ-タ-で分光し、1024チャネルのマイクロチャンネルプレ-トで検出する。本実験から、100eVから1kaVまでの軟X線分光単発測定が可能であることが判明した。更に高エネルギ-側の測定も試み、X線の発生している所まで検証することが出来た。
安定化ヘリカルペプチドを用いた標的タンパク質分解誘導剤の創製

低分子医薬品と抗体医薬の利点を併せ持つペプチド医薬品は新たな創薬シーズとして注目を集めている。本研究では、ペプチドのヘリカル二次構造制御に関する研究、核内受容体-コアクチベータ結合阻害ペプチドに関する研究、プロテインノックダウン法による標的タンパク質分解誘導剤に関する研究、を併せることで、「安定化ヘリカルペプチドを用いた標的タンパク質の分解誘導剤の創製」を行うことを目的とした。研究期間内に、核内受容体を標的とした、転写活性化阻害ペプチド、および分解誘導ペプチドの開発に成功した。また、これらのペプチドを細胞内へ効率的に導入するための細胞膜高透過性ペプチドの開発にも成功した。【目的】標的タンパク質の表面に結合できるペプチドをリガンドとして用いた分解誘導剤の開発を行うことを目的とした。モデル受容体として、ユビキチン-プロテアソーム系で分解できるエストロゲン受容体(ER)を標的とした分解誘導ペプチドの開発を行った。すなわち、cIAPリガンド(ベスタチン:BS)とER阻害ペプチド(PERM-1)をスペーサーで繋いだ分子を合成し、ERの分解を評価した。【結果・考察】BS-PERM-1のER分解能を評価した結果、BS-PERM-1はERαを分解していないこと、さらに、PERM-1、BS-PERM-1ともに細胞死を誘導していないことが明らかとなった。その原因として、これらのペプチドが細胞膜を通過していない可能性が考えられた。そこで、PERM-1の膜透過性を評価すること、さらに膜透過フラグメント(R7)を導入することで膜透過性を高めることを目的として、ペプチドFAM-PERM-1-R7を合成した。それらの膜透過能の評価を行った結果、FAM-PERM-1は10μMにおいても細胞膜を透過できないこと、一方でR7修飾したFAM-PERM-1-R7は0.1μMでも細胞内へ導入されることを明らかとした。現在、PERM-1-R7のER阻害活性評価、PERM-1-R7にBSを導入した分解誘導ペプチドを合成中である。モデルタンパク質として、ユビキチン-プロテアソーム系で分解できるエストロゲン受容体(ER)を標的とした分解誘導ペプチドの開発を行った。すなわち、cIAPリガンド(MV1)とER阻害ペプチド(PERM3)、細胞膜透過ペプチド(R7)をスペーサーで繋いだ分子MV1-PERM3-R7を合成し、そのER分解能を評価した。【方法】ERに対して強い結合親和性を持つPERM3のC末端にR7を、N末端にPEGスペーサーを介してMV1を繋いだ分子(MV1-PERM3-R7)を合成した。ヒト乳癌細胞由来MCF-7を用いてMV1-PERM3-R7のER分解能をウェスタンブロッティングにより評価した。【結果・考察】ペプチドスクリーニングの結果、PERM3のN末端リジン(K)側鎖に一定の長さ以上のPEGスペーサーを介してMV1を導入したペプチドがER分解活性を持つことが明らかとなった。PEGスペーサーをアミドリンカーに置換したペプチドについても同等の活性を有していた。またこれらのペプチドは、ERと同じコアクチベータ(SRC-1)に作用するアンドロゲン受容体(AR)の分解も誘導できることが明らかとなった。今後は、他の核内受容体への展開を検討する。本年は、核内受容体であるエストロゲン受容体、アンドロゲン受容体の分解誘導ペプチドの開発に成功した。核内転写活性化阻害能を示したペプチドPERM3-R7に、ユビキチンリガーゼリガンド(ベスタチン、BS)をコンジュゲートしたペプチドBS-PERM3-R7を設計、合成した。このペプチドは核内受容体(ER、AR、VDR)を分解誘導することを明らかとした。また、これらの活性ペプチドを細胞内へ効率的に導入するための細胞膜高透過性ペプチドの開発にも成功した。本年度は、1NOTCHタンパク質を分解誘導できるペプチド、2Hisタグ融合タンパク質を分解誘導できるペプチドの開発を行なった。1に関しては、NOTCHに結合するコアクチベータの部分配列をテンプレートとして側鎖架橋によるヘリカル構造の安定化を行ったペプチドと、ユビキチンリガーゼに結合するMV1をコンジュゲートした分子MV1-PEPを設計-合成した。MOLT-4細胞を用いてタンパク質の分解をウェスタンブロットにより評価した結果、MV1-PEPは、NOTCH1を選択的に分解誘導することを明らかとした。

2に関しては、ユビキチンリガーゼに結合するMV1、代表的な細胞膜透過ペプチドであるノナアルギニンR9、およびHisタグリガンドであるNiNTAをコンジュゲートした分子MV1-R9-NiNTAを設計-合成した。HT1080細胞にHisタグCRABP-IIタンパク質を安定発現させ、MV1-R9-NiNTAによるタンパク質の分解誘導を評価した結果、Hisタグタンパク質を効率的に分解誘導できることを明らかとした。本手法は、ユビキチン-プロテアソーム系で分解誘導できるタンパク質のスクリーニング、タンパク質の機能解析などに応用できる。低分子医薬品と抗体医薬の利点を併せ持つペプチド医薬品は新たな創薬シーズとして注目を集めている。本研究では、ペプチドのヘリカル二次構造制御に関する研究、核内受容体-コアクチベータ結合阻害ペプチドに関する研究、プロテインノックダウン法による標的タンパク質分解誘導剤に関する研究、を併せることで、「安定化ヘリカルペプチドを用いた標的タンパク質の分解誘導剤の創製」を行うことを目的とした。研究期間内に、核内受容体を標的とした、転写活性化阻害ペプチド、および分解誘導ペプチドの開発に成功した。また、これらのペプチドを細胞内へ効率的に導入するための細胞膜高透過性ペプチドの開発にも成功した。本年は、ペプチドの効率的合成法(マイクロ波を利用した迅速合成)の確立と細胞評価系の構築を行った。また、目的ペプチドを効率的に細胞内へと導入する手法を確立した。次年度は下記の3段階に分けて研究を遂行する。1.分解誘導活性を示したペプチドの構造最適化2.他の核内受容体への応用3.他の疾患関連タンパク質(Mdm2、Notchなど)への応用本研究では、細胞内へ目的のペプチドを効率的に輸送できる膜透過ペプチドの開発も同時に行なっている。次年度、この輸送キャリアとして機能を持つペプチドの開発を精緻におこない、これまでに開発した標的タンパク質分解誘導ペプチドの活性向上に繋げたいと考えている。創薬化学次年度以降は下記の4段階に分けて研究を遂行する。1.合成したペプチドのER転写活性化阻害能の評価(エストロゲン刺激によるpS2の発現上昇を指標にペプチドの阻害効果を評価)2.ウェスタンブロッティングによるER分解能の評価3.ペプチドの構造最適化4.他の疾患関連タンパク質(アンドロゲン受容体、ビタミンD受容体、Mdm2受容体など)への応用細胞評価のための消耗品購入を次年度に繰り越したため。当該研究テーマにおいて他の研究補助金も同時に使用していたため。エストロゲン受容体親和性測定キットの購入を次年度に繰り越したため。他の受容体に対する親和性測定キットの購入をおこなう。次年度は、活性ペプチドを細胞内へ効率的に輸送できるキャリアの開発と、それらを用いた高活性な標的タンパク質分解誘導ペプチドの開発を行う。助成金は、上記の研究を遂行するための消耗品として使用する予定である。親和性測定キットの購入を行う。