hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視覚的な計測技術 PIVを用いた安全で実践的な理工学教材の開発に関する研究

研究目的視覚的な計測技術のひとつである粒子画像流速計測(PIV : Partide Image Velocimetry)法を用いた実験装置を通して若者(高専生・大学生)に早期に理工学技術への興味と関心を深めさせ、安全に理論と実験との一致を実感・体感・理解できる魅力ある装置・システムを開発することである。研究内容水路内の流動場にトレーサ粒子(有効径250μm以上)を混濁させ、時系列で非圧縮CCDカメラにて撮影した可視化画像からフレーム間時間Δtにおける粒子の変位ベクトルΔxを求め、速度ベクトルΔx/Δtを定量測定する。光源はパルス駆動でオーバードライブさせた赤色及び青色LEDをシリンドリカルレンズに通してシート化し、粒子の輝度から強度分布を求め位置を検出、トレースを行う。計測対象に対しては、CCDカメラのフレーム間隔⊿T=1/f (f :カメラのフレームレート)が長すぎる場合にカメラに同期して光源を非対称に点灯する方式(フレームスドラドリング)を用いたことで、CCDカメラとの同期が容易となりタイミングコントロールは良好であった。以上を本校専攻科学生にも協力いただき、理工学教材としての幅広い方向性を見出せた。今後の課題コストダウンと、より柔軟性に富んだ簡易流体実験への導入にあたり、小型風洞の開発もあわせ実験システムのコンパクト化を図り可搬性を高める必要がある。また光源の色による散乱光の依存性についても再検討が必要である。これら成果と課題を基に次のステップとして研究を継続していきたい。
前方後円(方)墳から考察する大和中央政権と東国地方政権との構造的関連

北関東の前方後円墳(昨年度)のみの分析に加え、本年度は関東全域に分析対象を広げた。主軸長70m以上で、各部計測値の判明する前方後円墳を『集成』で捜すと、85例拾い上げられた。そこで、これらのデータベースを作成・分析し、9月の日本情報考古学会の大会で発表した。ところが、あとから気づいたのだが、これらの中には各部計測値は提示されているが、実測図を注意してみると、墳丘がかなり崩れていて、当該研究の分析には無理というものがいくつか含まれていた。そのため、それらを棄却したところ、79例となり、これらをもとに分析をすべてやり直した。なお、基壇付きの古墳は、上壇のマウンドのデータを使用した。クラスター分析を行うと、ひとつの隔離値を除き、大きく3つのグループに分かれた。グループI(23例)は、46世紀の古墳が混在していたが、グループII(44例)は、4例のみを例外に、5世紀半ばから6世紀という古墳時代でも後半に築造されたもので、グループIII(11例)は、例外ひとつを除き、すべて6世紀という新しいものであった。最近似ペアを県別にみてみると、千葉県の古墳と他県の古墳がペアを組む例が、それ以外の組み合わせよりはるかに多いことも判明した。数量化III類分析から判明したことは、明瞭ではなかったが、北関東の古墳は南関東の古墳に比べ、くびれ部が太い例が多く、逆にくびれ部や前方部の高い例が少ないという点であった。同分析法で古墳の築造時期を経時的にみると、4世紀の古墳は数は少ないがいろいろなタイプの古墳があったが、5世紀は、くびれ部の太い例とか、前方部の広い古墳が多くなった。6世紀の古墳は、前方部が広く、くびれ部や前方部が高い古墳の数が増加していることが判明した。次に、前方後円墳(46世紀)と古代道・国府(8世紀)との空間上における関連をみた。8つある国府のうち、北関東にある3つの国府は、周囲に前方後円墳が多くある。南関東の5つは、ひとつを除いて付近に少なくとも主軸長70m以上の前方後円墳は無い。もっとも、東京近辺は、あったとしても破壊されている可能性も高いはずである。前方後円墳と古代道・国府との関連は、各研究者の頭の中で漠然と比較されていたが、今回のわれわれの分析のように、ある一定の基準のもとに、システマティックに比較されたのは初めてのことであろう。それを、統計解析の結果を利用しながら比較検討したのも、初めてのことである。
ダイオキシン受容体の構造生物学的研究

ダイオキシン受容体(AhR)のX線結晶構造解析を目指して、AhRとその共受容体であるARNTの発現系を構築した。AhRとARNTに関して、複数の種由来の遺伝子、発現のホスト、発現領域の検討を行った。また、発現させたAhR/ARNT複合体を高純度に精製する方法を確立した。さらにDNAとの結合も確認して様々な条件で結晶化のスクリーニングを行った。環境中に広く存在するダイオキシンなどの芳香族炭化水素は,生体中ではAryl hydrocarbon receptor (AhR)(ダイオキシン受容体)により認識されている。AhRは転写調節因子であり,ダイオキシンに応答して薬物代謝酵素の誘導を促進させる。本申請課題では,AhRによるダイオキシンの認識と転写活性化機構をX線結晶構造解析により原子分解能で明らかにする。AhRは,発がんや催奇形性,自己免疫疾患,メタボリックシンドロームなど種々の病態に関与しており,これらの治療薬のターゲットとなることが期待されており,本研究はその構造基盤を与えるものである。本申請課題では,AhRによるダイオキシン認識と転写活性化の中核であるAhR(リガンド)/ARNTヘテロ2量体とDNA(XRE配列)の4者複合体の構造解析を目指す。これより,AhRによるリガンドの認識,AhRとARNTとの相互作用,AhR/ARNTによるDNA認識機構を原子レベルで明らかにする。本年度は、まずAHRとARNTの発現のホストおよび発現領域を検討した。その結果、昆虫細胞を用いてヒトAHRとヒトARNTを共発現させることで効率よく複合体試料を調製することに成功した。発現させた複合体を高純度に精製した。また、得られたAHR/ARNT複合体がDNAに結合することも確認できた。さらに、Hsp90、XAP2、p23などとの複合体試料の調製を目指してそのコンストラクトの作成と発現確認を行った。本年度は、前年度に引き続きAHRとARNTの発現の発現領域を検討した。また複数の種由来のAhRとARNTの発現を試みた。また、発現させた複合体を高純度に精製する方法を検討し、現在結晶化スクリーニングを行っている。構造生物学AHR/ARNT/DNA複合体の構造解析に向けて、得られた試料を用いて結晶化条件の検討を行う。他の種由来のAHRとARNTについても発現系の構築を行い結晶化条件を探索する。AHR/Hsp90/XAP2/p23複合体について試料調製法の検討を行う。
胃がんの進行過程におけるWntシグナル活性の制御

胃がんの発生や進行において、どの細胞内シグナルが活性化されるのかを解析しています。癌細胞が胃粘膜からより深部へ広がり、他の組織へ転移していく過程で、癌細胞内ではWntシグナル非古典的経路によって、癌細胞の運動性が増していました。今回我々は、細胞内足場タンパクDapleが、胃がん細胞内でWntシグナルによる細胞運動を制御していることを発見しました。胃がん細胞内のDapleタンパク質の発現を抑制することによって、胃がんの転移を抑えることができました。Dapleタンパク質を利用して、胃がんの分子標的治療へ応用できる可能性が示唆されました。本研究では、非古典的Wntシグナル経路を調節する蛋白Dapleを用いて、胃がんの進行過程における分子メカニズムと組織像の関係を明らかにすることを目的としている。研究実施計画に沿って、以下の研究を行った。1.古典的Wntシグナルのネガティブフィードバック機構を解明:まずはDaple分子が古典的・非古典的Wntシグナル経路によって発現誘導されるのか検討するために、培養細胞を用いてWnt3aまたはWnt5a刺激し、リアルタイムPCRによって発現誘導を解析した。また、Daple発現プラスミドの導入による強制発現、またはRNAiによるDaple発現抑制を行い、古典的Wntシグナル経路によるTCF転写活性をルシフェラーゼアッセイにて検出した。3.胃がん各ステージにおける古典的・非古典的Wntシグナル経路の活性化を解析:各ステージの胃がん手術検体を100例ほど集めて、病理標本から組織切片を作製した。beta-cateninの核局在やWnt5aの高発現によって、古典的・非古典的Wntシグナル経路の活性化を評価した。本研究では、Wntシグナル制御分子Dapleを用いて、胃がんの進行過程における分子メカニズムと組織像との関係を解析している。前年度までに胃がん手術検体を用いて病理組織切片を作成し、Daple抗体で免疫染色し、組織型や浸潤度との相関性を解析した。今年度は、さらに胃がん患者さんの臨床データを用いて、Dapleの発現量やWntシグナルの活性化状態と悪性化や生存曲線に相関性がないか解析した。その結果、Dapleや非古典的Wntシグナル分子の高発現している胃がんはより進行度が高く、転移が多く、予後が悪いことを発見した。臨床データは連結不可能な暗号化し、ファイルはロックし厳重管理の元に解析に用いた。なお、本研究は名古屋大学生命倫理委員会の承認を受けている。また、前年度までに胃がん転移巣由来の胃がん細胞株KKLSを用いて、浸潤能や転移能を評価した。浸潤能力の高いKKLS細胞はDapleを高発現しているので、レトロウイルスによってDapleをターゲットとしたshRNAをKKLS細胞に導入し、Dapleの発現が恒常的に抑制されたKKLS細胞を作成した。本年度は、これらのDaple発現抑制胃がん細胞において、Wntシグナル非古典的経路によって誘導されるRacやJNKの活性化や、Laminin-gamma2の発現が下がっていることを実験的に示した。さらに、Daple発現抑制したKKLS細胞をヌードマウスの脾臓に移植し、肝臓への転移を検証した。その結果、Daple発現抑制した胃がん細胞は、コントロールに比べて有意に肝転移巣が減っていた。よって、Dapleの発現抑制が転移を抑制することを示せた。これらの研究結果をまとめて、科学誌「Canser Science」にて発表した。しかし、胃がんの発生段階におけるDapleの発現パターンは有意な結果が得られず、Wn古典的経路の活性化状態との相関が見られなかった。次年度に胃がん細胞株を用いたin vitroの実験系で解析する。胃がんの浸潤や転移にDapleの高発現が関与することを発見し、研究成果をまとめて科学誌に論文を掲載することができた。はじめに胃がんの進行過程におけるWntシグナル活性化状態と組織像の関連を、免疫染色にて解析した。Wntシグナル制御分子Dapleは、Wntシグナル古典的経路を抑制し、非古典的経路を促進している細胞質内蛋白質であり、Dapleが発現する胃がんの組織像を詳細に検討した。正常胃粘膜ではDapleの発現が低く、胃がんの進行とともにDapleの発現が増え、Wntシグナル非古典的経路のリガンドWnt5aが高発現するDiffuse type浸潤癌とDapleとの発現が相関していた。しかし、古典的経路beta-cateninの核内移行と癌の進展やDaple発現パターンには相関がみられなかった。また、Dapleの発現がWntシグナル非古典的経路の活性化を引き起こし、細胞浸潤能を増強していることを培養細胞で検証した。Dapleの発現が低く浸潤能が弱い胃がん細胞株では、Dapleの強制発現によって低分子量small GTPase Rac1が活性化され、細胞移動、浸潤ともに増えていた。しかし細胞株によってDaple発現レベルが異なり、Wntシグナルの活性化状態も異なるようだった。そこでWntシグナル非古典的経路のリガンドWnt5aの発現が低い細胞株を、Wnt5aタンパクで刺激し、Wntシグナル下流の活性化状態を確認した。Wnt5a刺激によってRac1が活性化され、JNK、c-junの活性化、Laminin-gamma2の発現増強が見られたが、Daple発現抑制によってこれらのシグナル活性が抑制していた。これらのことから、胃がんの浸潤や転移はWntシグナル古典的経路よりも非古典的経路によってもたらされ、Daple分子によって制御されていることがわかった。

癌細胞が胃粘膜からより深部へ広がり、他の組織へ転移していく過程で、癌細胞内ではWntシグナル非古典的経路によって、癌細胞の運動性が増していました。今回我々は、細胞内足場タンパクDapleが、胃がん細胞内でWntシグナルによる細胞運動を制御していることを発見しました。胃がん細胞内のDapleタンパク質の発現を抑制することによって、胃がんの転移を抑えることができました。Dapleタンパク質を利用して、胃がんの分子標的治療へ応用できる可能性が示唆されました。研究実施計画の中でもDaple発現抑制した胃がん細胞の樹立や、病理標本の免疫染色は予定より早く実験系を立ち上げることができた。計画当初はDaple免疫染色の染色法法を検討するにとどめていたが、すべての標本で免疫染色が完了した。いくつかの胃がん細胞株を用いて、Dapleの発現パターンとWntシグナル古典的経路の活性化状態を、β-catenin核局在やレポーターアッセイによって解析する。分子生物学免疫染色した病理標本の結果と臨床データから統計解析し、古典的・非古典的Wntシグナル経路の活性化と胃がんの進行度との関連性を明らかにする。また、Daple発現抑制した胃がん細胞株をマウスに移植し、Controlとともに転移能を調べる。胃がんの進行過程でのDapleの発現パターンを解析していくなかで、当初仮定していた結果と異なる点で、相関が見られた。さらに別の組織型や細胞内シグナルとの関連を調べるための解析が、当該年度内に終わらなかったため、未使用額が生じた。当該年度は病院で保管している病理標本を使用して切片を作製し、HE染色や免疫染色を行った。既存のサンプルと染色液や抗体を使用できたため、物品費を使用しなかった。次年度には培養細胞を用いた実験や、マウスを購入する予定なので、物品費を多く要する次年度に使用する。追加の免疫染色や細胞培養試薬、シグナル解析に用いる物品費に使用する。培養細胞に遺伝子導入したり、RNAを回収する際の試薬や培養消耗品に多く使用する。また、サンプルの処理やリアルタイムPCRなどに用いる試薬セットや機器使用費を要する。マウスに胃がん細胞を移植する実験系のため、動物実験設備やヌードマウスの購入費、手術器具や標本作製の消耗品に使用する計画がある。
計算機科学における離散と連続に関する調査と新しい展開

特定領域研究を申請するために3回の会議を開催した。5月27日には名古屋で「自然計算における離散と連続」、7月15日には東京で「自然計算における理論と実証」、9月2日には東京で「申請に向けて」、である。特定領域研究「自然計算--構成的アプローチの実証とその理論--」を11月に無事に申請した。さらに、今後のこの分野を概観するための第4回会議を3月24日に東京で開催した。本基盤研究(C)の成果の第1は特定領域研究「自然計算--構成的アプローチの実証とその理論--」の企画・申請である。次に、基盤研究(C)を申請した段階では、自然計算を理解する問題を離散と連続の間の問題であると矮小に捕らえていたのだが、特定領域研究の申請段階では、ハイブリッド的確率的多体的システムに対する計算論として自然計算を理解するようになった。これが、基盤(C)の調査研究としての側面の具体的な成果である。現存しないハイブリッド的確率的多体的システムの計算論の必要性を、構成的材料工学と合成生物学に対する応用と新しい理論情報科学分野の開拓という両面から訴えたのが特定領域研究「自然計算--構成的アプローチの実証とその理論--」である。離散性と連続性の問題であるハイブリッド性の他に、自然の持つ揺らぎと超分散性を自然計算の基本要素であると理解し、これらの性質を持つシステム上の計算論の構築とその応用を研究分野として申請した。
細胞増殖と癌の発生・進展におけるPIK3C3の役割

生体内においてPI3Pを産生すると考えられているPIK3C3の生理的意義さらに発がんに対する寄与は全く明らかになっていない。我々はこれらを明らかにするためにノックアウトマウスを作製した。PIK3C3欠損細胞を用いた解析からPIK3C3欠損により細胞増殖が顕著に抑制され、PI3Pの産生が低下すること、加えて、飢餓条件下で誘導されるオートファジーにPIK3C3が必須であることが明らかになった。また、ノックアウトマウスの解析から免疫細胞でPten欠損に起因する発がんに対してPIK3C3欠損が抑制的に働くことを見出した。イノシトールリン脂質(phosphoinositides: PIs)は、タンパク質の局在や活性の制御因子で、細胞増殖、アポトーシス、細胞運動などを制御する。これら細胞応答の異常は癌と深く関わる。ホスファチジルイノシトール3リン酸(PI3P)はオートファジー、栄養シグナル伝達、小胞輸送など、上記細胞応答を支える素過程に関与するPIs分子種であるが、がんの発生や悪性化におけるこの脂質の役割は不明である。本研究は、細胞レベルでの解析にはマウス胎児線維芽細胞(MEF)を用い、個体レベルでの発がん、悪性化・転移については前立腺に焦点を絞って解析を進め、前立腺発癌と浸潤・転移において、PIK3C-3の遺伝子欠損が与える影響を明らかにすることが目的である。まず、PIK3C-3欠損MEFを作製し、脂質生化学的な解析からPIK3C-3が細胞内でPI3P産生酵素として機能している事を明らかにした。次に、PI3Pが関与するオートファジー誘導の機能解析では電子顕微鏡を用いたオートファゴソーム形成や、蛍光顕微鏡を用いたGFP-LC3凝集の解析結果からオートファジーにPIK3C-3が必須であることを明らかにした。また、PIK3C-3欠損MEFの解析から顕著に細胞増殖を抑制することが明らかとなった。一方、細胞死制御に関しては、様々な細胞死誘導刺激を行ったが、コントロールと比較して差は認められなかった。PIK3C-3欠損が前立腺発癌と浸潤・転移を抑制するかどうかの解析については前立腺特異的欠損マウスの確立が完了し、解析を進めている段階である。これら細胞応答の異常は「がん」と深く関わる。申請者はPI3P生成酵素であるPIK3C3の遺伝子をCreリコンビナーゼの作用により欠損する遺伝子改変マウスを独自に樹立した。本研究ではこの独自のツールを用いて、細胞レベルでの実験によってPIK3C3が増殖・生存の制御において果す役割を理解し、マウス個体レベルの実験によって発癌と浸潤・転移におけるPIK3C3の寄与を明らかにする事が目的である。前年度、PIK3C3欠損MEFの解析結果からPIK3C3欠損によって細胞増殖が顕著に抑制されることを明らかにした。この結果から、PTEN欠損由来の前立腺癌モデルであるPB-Cre4-PTEN^<fiox/flox>のマウスにPIK3C3^<flox/flox>をかけ合わせたマウスは癌が抑制され、生存曲線が改善されると予期された。しかしながら、予想に反して、このマウスはPTEN単独欠損マウスと比較して生存率に有意な差は認められなかった。このマウスの前立腺のサザンプロットやウェスタンブロットの結果から2重欠損をPB-Cre4で引き起こす際に、効率が悪く欠損しきれていない遺伝子およびタンパク質が散見された。PIK3C3はヘテロ欠損ではPI3P産生も低下せず、細胞増殖に対する影響もないことを見出している。この事からPTENはヘテロ欠損でも癌を引き起こすことが知られているが、PIK3C3はヘテロ欠損では表現型を呈しないことから癌に対して影響がなかったと考えられる。現在は、効率良く2重欠損を引き起こす事が確認できた免疫細胞での癌モデルを用いてPIK3C3の癌に対する影響を解析している。その結果、PTEN欠損由来の発癌を抑制することを見出しており、その機序について解析中である。
酵母細胞壁を用いた石油増進回収技術の創出

本研究では、ビール酵母細胞壁による水ー油間の界面張力の低下を利用した石油増進回収法の確立を目的とし、実験ならびにシミュレーションを実施した。酵母細胞壁濃度が高く、そのオートクレーブ処理温度が高く、その処理時間が長いほど、界面張力が低下した。酵母細胞壁からの界面活性物質の溶出量が変化し、界面張力に影響を及ぼしたと考えられる。また、石油増進回収評価実験により酵母細胞壁水溶液の模擬油層への圧入により47%の増進回収が得られ、高い油増進回収効果が示された。これらの実験を再現するシミュレーションモデルを構築し、これを用いてフィールドスケールの検討を通じて本増進回収法の最適な実施条件を明らかにした。酵母残渣の主成分である酵母細胞膜はリン脂質やタンパク質から構成されており、これらの中には親水基と疎水基を有する両親媒性物質が含まれている。同物質の効果により、油層内で水と油の界面張力を低下させることにより石油の増進回収が期待できる。本研究では、酵母残渣からこれらの物質を溶出させて、水-油界面張力の低下効果を引き出すための最適な条件を検討した。本研究では、ビール酵母残渣および清酒もろみ残渣を純水に添加し、オートクレーブ処理に供した後、固形分をろ過して得られたろ液と油との界面張力を測定することにより、これらの酵母残渣物の最適処理条件を検討した。試料の純水への添加量、処理温度および処理時間、酸素条件、油との共存条件、塩分濃度ならびに残渣の粒径を変化させてオートクレーブ処理を行なった。界面張力の測定にはペンダントドロップ式の界面張力計を用いた。また、それぞれ異なる条件で処理して得られた水溶液について、リン脂質、タンパク質ならびに遊離脂肪酸の濃度を、吸光光度法を用いて定量し、界面張力の低下におよぼすこれらの物質の影響を考察した。各酵母残渣添加量の増加とともに界面張力が低下する傾向が認められ、両親媒性物質の溶出量の増加による界面張力の低下促進が示唆された。また、オートクレーブの処理温度が高く、処理時間が長いほど界面張力がより低下する傾向が認められた。さらに、油とともにオートクレーブ処理することにより、より界面張力の低下が生じるなどの結果が得られた。水溶液中のリン脂質、タンパク質および遊離脂肪酸の濃度と界面張力との関係を調べた結果、これらの物質の濃度が高いほど、界面張力が低い傾向であった。すなわち、酵母残渣から溶出したこれらの物質が界面張力の低下に寄与していることが明らかになった。以上の結果から、酵母残渣のEORへの適用可能性が示された。本研究の初年度には、酵母残渣の主成分であるリン脂質、タンパク質ならびに遊離脂肪酸などの両親媒性物質を溶出させる最適な処理条件を明らかにすることを目的として実験を行ない、その最適条件を明らかにすることができた。まず、水-油界面張力の低下に有効な酵母残渣としてビール酵母残渣が選定された。さらに、界面張力の低下作用に着目した評価により、その最適な添加量(50 g/L)、処理温度(180°C)、処理時間(60分)ならびに油との共処理効果を明らかにした。とりわけ油とともにオートクレーブ処理することによってさらなる界面張力の低下が生じる結果については、酵母残渣水溶液を地上施設で処理することなく油層内に圧入して、油層内で界面張力低下効果を生じさせる原位置プロセスの可能性を示唆する結果であり、本研究で提案しているEORの可能性をより高める成果である。油層内条件として、無酸素条件ならびに高塩濃度条件が挙げられるが、これらを考慮した条件下におけるオートクレーブ処理においても、界面張力低下作用に影響を及ぼすことはないことを実験的に示しており、原位置プロセスの可能性を支持している。また、酵母残渣による界面張力低下効果が、その主成分であり、両親媒性物質であるリン脂質、タンパク質ならびに遊離脂肪酸の濃度と相関があることが示され、酵母残渣による界面張力低下メカニズムも明らかにすることができた。研究初年度に得られた以上の成果から、次年度の室内石油増進回収実験に供する酵母残渣水溶液の調整条件を確定することができたため、本研究は当初の予定通りに順調に進展していると判断された。前年度に実施した室内石油増進回収実験においては初期油量の約6%の油が酵母細胞壁水溶液の圧入によって増進回収され、酵母細胞壁の有用性が示された。同実験においては、酵母細胞壁水溶液をオートクレーブ処理した水溶液を模擬油層内に圧入した。これを実フィールでに当てはめて考えた場合、酵母細胞壁水溶液のオートクレーブ処理に必要な地上設備の建設に掛かる費用に加えて、オペレーションコストも必要となり、経済的に不利である。そこで平成29年度は、酵母細胞壁水溶液を未処理のまま高温(>120°C)の油層内に圧入し、油層内においてオートクレーブ処理がなされて石油の増進回収効果が得られるプロセスを想定した室内石油増進回収実験を実施した。コアホルダー内に作製したコアホルダー自体を120°Cのサンドバス内に設置し、これに酵母細胞壁水溶液を圧入して石油増進回収を図る実験を実施した。その結果、初期油量の約10%の油が増進回収されることが示され、高温油層に対する本増進回収法が極めて有効であることが示された。

これまでの実験結果を用いて数値シミュレーションモデルを構築し、数値実験によりフィールドスケールにおける本石油増進回収技術の有用性を評価した。本石油増進回収法による主要な石油増進回収メカニズムは加熱処理された酵母細胞壁水溶液と油との界面張力の低下であり、同様のメカニズムによって石油増進回収を図る界面活性剤攻法のシミュレーションなどに用いられている油層シミュレータであるUTCHEMを本研究に用いた。同シミュレーション上では各種条件で処理した酵母細胞壁水溶液と油との界面張力と残留油飽和率の関係を定義した。100m四方の二次元油層モデルにおいて酵母細胞壁水溶液を圧入した結果、初期油量の約10%の油が増進回収され、フィールドスケールで本技術が有用であることが示された。以上の成果を国際誌に論文発表した。本研究では、ビール酵母細胞壁による水ー油間の界面張力の低下を利用した石油増進回収法の確立を目的とし、実験ならびにシミュレーションを実施した。酵母細胞壁濃度が高く、そのオートクレーブ処理温度が高く、その処理時間が長いほど、界面張力が低下した。酵母細胞壁からの界面活性物質の溶出量が変化し、界面張力に影響を及ぼしたと考えられる。また、石油増進回収評価実験により酵母細胞壁水溶液の模擬油層への圧入により47%の増進回収が得られ、高い油増進回収効果が示された。これらの実験を再現するシミュレーションモデルを構築し、これを用いてフィールドスケールの検討を通じて本増進回収法の最適な実施条件を明らかにした。平成28年度の研究により、水-油界面張力の低下に有効な酵母残渣の種類と、その最適なオートクレーブ処理条件を明らかにすることができた。今後は、明らかになった最適条件で処理した酵母残渣水溶液を用いて室内石油増進回収実験を実施し、そのEOR効果を定量的に評価する。室内石油増進回収実験においては、オートクレーブ処理した酵母残渣水溶液を模擬油層に圧入して石油の増進回収を図る手法に加えて、無処理の酵母残渣水溶液を高温(>120°C)、高圧(>2 atm)の模擬油層内に圧入し、模擬油層内でオートクレーブ処理を施して油との界面張力を低下させて増進回収を図る手法についても検討する。この油層内処理方法の有効性が示されれば、酵母残渣のオートクレーブ処理を地上施設で行なう必要がなくなり、操業コストの面で優位性が示される。同実験のためには、コアホルダーごと高温に保持するシステムの構築が必要であり、同システムを早急に構築する予定である。さらに、これらの室内石油増進回収実験結果を基に、ケミカルEOR用の油層シミュレータであるUTCHEMを用いて本EORのシミュレーションモデルを構築する。これには平成28年度に実施した各種条件下で処理した酵母残渣水溶液と油の界面張力測定データに加えて、上述した室内石油増進回収実験で得られるデータから界面張力と残留油飽和率の関係や、酵母残渣水溶液と油とのエマルション形成試験などを行なって、モデルを構築する必要があるため、これらの実験を実施する予定である。これによって構築された数値シミュレーションモデルを用いて、フィールドスケールの石油増進回収シミュレーション研究を実施し、本EORの実用可能性を評価する。資源開発工学
生物多様性保全を目的とした国際・国内連携による新たな市民科学の確立と環境教育実践

生物多様性の損失は、最も緊要な地球規模の環境問題である。市民科学は生物多様性に関する科学、市民教育、環境保全の3つの要素に資する新たな統合的な分野である。市民が科学研究のプロセスに関わることで、ビッグデータの収集も可能となっているが、日本では市民科学はほとんど進展していない。本課題では、国内外の連携により、市民科学に必要な要件や手法を確立し、多様な連携による市民科学のモデルを実践した。新たな市民科学の台頭は1)環境科学、2)環境教育、3)地域連携による生物多様性と環境の保全に大きな変革をもたらすことが期待されているが、日本ではこの分野の進展はほとんど見られていない。本研究では、日本において新たな市民科学を構築することを目的とし、本年度は研究計画に基づき以下の課題を実践した。1)プロジェクトの組織化と運営2)市民科学に関する海外の既往研究、優れた事例研究の抽出:2013年米国で開催された市民科学の学会や2013年と2014年の北米環境教育学会に参加・発表して得た情報や市民科学の書籍を通じて、米国の市民科学の事例を詳細に検討した。また、2014年3月にCornell大学のLab. Ornithology(CLO)とCalifornia Academy of Science,NPOの現地調査やインタビューを行い、米国の優れた事例の詳細を明らかにした。3)米国学会での日米の市民科学のシンポジウムの企画・実施:2013年に米国(Boltimore)で開催された北米環境教育学会において、市民科学の成立要件と課題把握を目的として、米国と日本の関係者によるシンポジウムを企画実施した。4)市民科学の確立と国際シンポの開催:米国での市民科学の発展に先導的な役割を果たしてきた米国の市民科学研究の第一人者であるCLOのJanis Dickson教授を2014年3月に日本生態学会と連携して招聘し日本での市民科学の確立を目的とした国際シンポを開催した。5)市民が情報を収集できるwebシステムの構築:従来のシステムを改良することにより精度保証や情報の集積を可能とするwebシステムを構築した。6)日本の環境NGO・行政との協働による市民科学確立のための国内ワークショップの開催:新たな市民科学への移行を可能とするための国内ワークショップを開催した。本研究課題は社会状況の急速な変化、情報テクノロジーの一般社会への急速な浸透を背景に欧米で急速に発達した市民科学を日本において確立することを目的としている。同時に日本における市民調査の抱える多様な課題解決手法としても新たな市民科学のアプローチは有効な方策であるとの認識から、生物多様性に特化した市民科学を国際連携・国内連携によって確立することを目的とし、平成26年度は計画に従い以下を実践した。1.昨年度に構築した汎用性のある市民科学のためのwebシステムを全国規模の「お庭の生き物調査」に適用し、データの精度を上げ、また、解析が可能な方法に改善し、実施した。また、全国の市民により収集された過去5年間の生物データと庭とその周辺の環境要素についても解析した。2.市民科学プロジェクトの評価手法について広く文献を収集し、検討した。また、横浜市の「緑のまちづくり事業」において市民科学のプロジェクトの企画者と参加者(町内会の市民と大学生)へのアンケートを実施し、プロジェクトへの参加意欲と緑の保全、緑化活動や街づくりとの関連性についてプロジェクトの開始時に評価し、地域住民のニースにあった市民科学実践を可能するための社会的要因を明らかにした。3.国際・国内連携による市民科学の推進を図るため、昨年度の3月に日本生態学会では国際シンポジュウムの成果に加え、米国、英国、日本の11名の市民科学の第一線の研究者での共著で、3カ国の市民科学の歴史、現状、成功事例、今後の課題などを整理し国際誌に投稿中である。異なる空間スケールでのプロジェクトは、(1)大学と地域の住民主導の緑のまちづくりプロジェクト(町のスケール)、(2)都市のエコロジカルネットワーク形成プロジェクト(都市域スケールプロジェクト)、(3)流域レベルでの市民科学プロジェクト、(4)全国レベルでの「お庭の生き物調査」を実施した。国際・国内連携により米国、英国、日本の11名の市民科学の研究者が、これら3カ国の市民科学の歴史、現状、成功事例、今後の課題などを整理し国際誌に発表した(Kobori et.al.2016)。本論文はSpringer社の「2015年の世界を変える必読論文100」に選ばれ、本研究の成果と市民科学の総論が優れた外部評価を得た。横浜市の緑のまちづくり事業の対象地である牛久保西地区において、大学生と住民が協働して個人住宅の生物種、庭の形態、周辺の緑等について定量調査とその評価を行うと共に、市民科学のアプローチを生態系管理に導入した(小松ら、2015)。NPOが実施しているwebを用いた全国規模の「お庭の生き物調査」の5年間のデータを機械学習も含めた多様な方法で解析した。その結果、庭の生物と庭の環境要素との関係性を明らかにでき、庭の改善策を提案できた(小松ら、2016)。平成26年度に構築した市民科学のためのデータ収集システムのマニュアルを整備した。本システムは、画像や質問項目等を調査の目的に合わせて自由に設定できるため、調査対象に関わらず、多様な市民科学のデータ収集に使用できる。作成したマニュアルは、システムを導入する際のサーバの設定と調査項目等の設定方法を記載した2部から構成されている。市民科学の調査に参加する住民の社会的な側面を把握することを目的とした研究は極めて少ない。

牛久保西地区の全地域住民を対象としたアンケートを集計し、住民のコミュニティへの関与度や愛着が緑化意欲に与える影響について解析した(桜井ら、印刷中)。また市民調査の課題として、若い世代の参加が少ない事が指摘されているため、本研究では、大学生へのアンケートにより、大学生の自然環境保全活動に対する意識と参加意欲を明らかにし、その成果を論文にまとめた(桜井ら、2015)。生物多様性の損失は、最も緊要な地球規模の環境問題である。市民科学は生物多様性に関する科学、市民教育、環境保全の3つの要素に資する新たな統合的な分野である。市民が科学研究のプロセスに関わることで、ビッグデータの収集も可能となっているが、日本では市民科学はほとんど進展していない。本課題では、国内外の連携により、市民科学に必要な要件や手法を確立し、多様な連携による市民科学のモデルを実践した。平成25年度の申請時に記載した今年との研究計画および昨年度の申請書の計画に沿ってほぼ計画通りに実践することができ、その成果の発表を含めて順調に進展していると評価できるため。27年度が最終年度であるため、記入しない。保全生物学1.すでに国内外の研究体制の確立、汎用性のある市民科学のためのwebシステムの構築とシステムの一部の運用行ったきたため、、今後はさらに複数のプロジェクトのwebシステムでの運用と、そのためのマニュアルを作成する。2.英国での国レベルの市民科学の成功事例や新たな発展途上国を対象とした市民科学(Extream Citizen Science)の取り組み、ロンドンを対象とした都市域の市民科学の事例、英国での市民科学のガイドラインなどのついて、現地調査から情報を収集する。これらの調査結果に基づき日本でも多様な組織が市民科学に取り組めるための日本版のガイドラインの草案を作成の予定である。3.現在実施している異なる空間レベルでの市民科学プログラムの実践を継続し、日本での新たな市民科学を進展する。得られた成果を査読付きの国際誌や国内誌へ投稿すると共に、学会発表も行い、広く公開し、目的の達成を図る。研究計画書に記載した以下の研究目的はほぼ達成したため、順調に進展していると評価できる。1)プロジェクトを推進するための体制を確立した。2)市民科学に関する海外の既往研究、優れた事例研究を抽出するために書籍、米国の学会参加、現地調査、インタビューを行った。3)研究代表者は米国学会での日米の市民科学のシンポジウムの企画に中心的な役割を果たし、シンポの目的を達成した。4)米国の市民科学研究の第一人者を日本生態学会との連携により招聘し、市民科学の確立を目的とした国際シンポを開催した。5)データの精度保証を可能とする市民科学のweb構築をおこなった。平成26年度は構築した情報システムの運用と多様な空間スケールの市民科学プロジェクトを実施する予定となっており、これらの実施に当たっては、事前の申請段階では予算額を確定しにくい項目が多く、学術研究助成基金助成金はこれに当てる予定であったため。国内外の研究体制を確立したため、それに基づき研究目的を達成する。
センダイウイルス膜タンパク質の糖鎖機能と輸送機講の解析

小胞体内で合成された分泌タンパク質や膜糖タンパク質のフォールディングと分解を制御する品質管理機構の過程には様々な小胞体分子シャペロンが関与し、細胞自身のタンパク質の折りたたみを介助・促進する。多くのウイルス膜タンパク質も感染細胞内でも、細胞質や小胞体内で分子シャペロンにより品質管理されて成熟したウイルス粒子が産生される。我々はセンダイウイルスの膜糖タンパク質Fusion(F)及びHemagglutinin-neuraminidase(HN)タンパク質が、細胞内輸送過程においてN-型糖鎖を介した小胞体分子シャペロンのカルネキシン・カルレティキュリンにより、質的に異なる品質管理を受けていること、Fタンパク質に結合している3ヶ所のN-型糖鎖の中でg2部位の糖鎖が細胞内輸送及び膜融合活性の制御に関与していること、さらにg1とg2の糖鎖がカルネキシン・カルレティキュリンと特異的に相互作用すること等を明らかにしてきた。両タンパク質のN-型糖鎖は多様な構造を持ち、その生理機能は全く不明であることから、小胞体内でのフォールディングと分解、両タンパク質のオリゴマー形成、ゴルジ体での糖鎖修飾と出芽過程におけるN-型糖鎖の機能を解明するためには、より詳細な分子細胞生物学の研究が必要である。タイプII型のHNタンパク質には、4ヶ所のN-型糖鎖の付加部位(g1,g2,g3,g4)が存在し、g1は膜貫通領域近傍のstalk domainに、g2,g3,g4はglobular headに局在している。各種のN-型糖鎖の欠失あるいは単独付加変異体を作成し、HeLa細胞や細胞極性の明確な腎上皮細胞で発現させて、N-型糖鎖の影響を調べ、フォールディングや細胞内輸送にN-型糖鎖がどのように関与するかを解析した。4ヶ所のN-型糖鎖の付加部位のうちg1、g3,g4の3ヶ所に糖鎖が付加していること、特にg3とg4の糖鎖付加部位を欠失させると、細胞表面への発現とneuraminidase活性、赤血球凝集活性や膜融合促進活性が顕著に減少したことから、g3とg4の糖鎖は細胞内輸送とこれらの生物活性に重要であることが示唆された。糖鎖付加部位変異体とHNモノクローナル抗体及び小胞体分子シャペロンBiP抗体との結合量を表面プラズモン共鳴によるBIACOREを用いて解析し、免疫沈降法に比べ短時間にリアルタイムで相互作用を解析することが可能であることがわかった。

我々はセンダイウイルスの膜糖タンパク質Fusion(F)及びHemagglutinin-neuraminidase(HN)タンパク質が、細胞内輸送過程においてN型糖鎖を介した小胞体分子シャペロンのカルネキシン・カルレティキュリンにより、質的に異なる品質管理を受けていること、Fタンパク質に結合している3ヶ所のN-型糖鎖の中でg2部位の糖鎖が細胞内輸送及び膜融合活性の制御に関与していること、さらにg1とg2の糖鎖がカルネキシン・カルレティキュリンと特異的に相互作用すること等を明らかにしてきた。両タンパク質のN-型糖鎖は多様な構造を持ち、その生理機能は全く不明であることから、小胞体内でのフォールディングと分解、両タンパク質のオリゴマー形成、ゴルジ体での糖鎖修飾と出芽過程におけるN-型糖鎖の機能を解明するためには、より詳細な分子細胞生物学の研究が必要である。タイプII型のHNタンパク質には、4ヶ所のN-型糖鎖の付加部位(g1,g2,g3,g4)が存在し、g1は膜貫通領域近傍のstalk domainに、g2,g3,g4はglobular headに局在している。各種のN-型糖鎖の欠失あるいは単独付加変異体を作成し、HeLa細胞や細胞極性の明確な腎上皮細胞で発現させて、N-型糖鎖の影響を調べ、フォールディングや細胞内輸送にN-型糖鎖がどのように関与するかを解析した。4ヶ所のN-型糖鎖の付加部位のうちg1、g3,g4の3ヶ所に糖鎖が付加していること、特にg3とg4の糖鎖付加部位を欠失させると、細胞表面への発現とneuraminidase活性、赤血球凝集活性や膜融合促進活性が顕著に減少したことから、g3とg4の糖鎖は細胞内輸送とこれらの生物活性に重要であることが示唆された。今後糖鎖変異HNタンパク質と小胞体分子シャペロンBiP、カルネキシン・カルレテユキュリンさらにPDI (Protein disulfide isomerase)のホモログであるERp57との相互作用の有無、結合・解離の経時変化等を、シャペロン分子の特異抗体を用いた免疫沈降反応で解析する。特にカルネキシン・カルレテユキュリンと結合するN-型糖鎖の部位特異性の有無を明らかにして、「膜糖タンパク質の小胞体近傍の糖鎖はカルネキシンと会合し、分子の頂部の糖鎖はカルレテュキュリンと会合する」という両シャペロンの局在性に対応した役割分担説の妥当性を検討する。小胞体内で合成された分泌タンパク質や膜糖タンパク質のフォールディングと分解を制御する品質管理機構の過程には様々な小胞体分子シャペロンが関与し、細胞自身のタンパク質の折りたたみを介助・促進する。多くのウイルス膜タンパク質も感染細胞内でも、細胞質や小胞体内で分子シャペロンにより品質管理されて成熟したウイルス粒子が産生される。我々はセンダイウイルスの膜糖タンパク質Fusion(F)及びHemagglutinin-neuraminidase(HN)タンパク質が、細胞内輸送過程においてN-型糖鎖を介した小胞体分子シャペロンのカルネキシン・カルレティキュリンにより、質的に異なる品質管理を受けていること、Fタンパク質に結合している3ヶ所のN-型糖鎖の中でg2部位の糖鎖が細胞内輸送及び膜融合活性の制御に関与していること、さらにg1とg2の糖鎖がカルネキシン・カルレティキュリンと特異的に相互作用すること等を明らかにしてきた。
高品質薄膜形成用トロイダルプラズマ式スパッタ装置の開発

最も安定なトロイダルプラズマ並びにプラズマフリーで高品質な膜を形成できる新しいスパッタ技術を開発し集積回路電極用A1膜を形成した。1.多層膜形成のためにターゲット電極を2組有するトロイダルプラズマ式スパッタ装置を製作した。磁界はNdFeB磁石により発生した。2.A1プレーナリングターゲットを用いて装置の直流放電およびスパッタ特性を測定した。ターゲット裏面にNdFeB磁石を配置した場合、0.5mTorr以下の低ガス圧まで安定放電が持続し、ターゲット印加電圧が300Vと低下した。このことはターゲット面近傍で面に垂直な磁界成分を増加させれば、高エネルギーγ電子の封じ込めが強くなり、よりプラズマフリーで膜形成が行えることを示唆している。3.上記と平行してA1薄膜を形成し、形成膜の構造・特性を調ベた。膜の評価をX線回折法、SEM、ダブルビーム分光光度計などを用いて行なった。A1膜厚が0.5μm以下の膜では、表面は極めて平滑であり、鏡面反射率も90%を越え高い値を示した。これは表面SEM写真の観察結果とも良く対応している。また膜厚に関係なく、A1(面心立方格子fcc)の(111)面、(200)面、(220)面の回折ピークが見られ特定の優先配向はとらず、ランダム配向のX線回折パターンを示した。4.A1薄膜の抵抗率の変化が結晶構造、結晶粒径に依存するために、抵抗率を低抵抗率測定器を用いて詳細に調べた。膜厚の増加(0.07-1μm)並びにArガス圧の減少(0.5-10mTorr)につれ、抵抗率は5から2.5μΩ・cmに減少し、結晶粒界の少なく表面平滑性に優れた緻密な薄膜が形成できた。5.今後は実際に膜に電流を流した場合や加熱した場合における電気的特性と結晶性・微細構造との関係を膜厚並び電極の配線幅等を変化させて詳細に調ベることを予定している。最も安定なトロイダルプラズマが形成できる新しいスパッタ技術を開発し、集積回路電極用A1薄膜を形成した。1.将来、多層膜の形成を可能にするためにプレ-ナリングタ-ゲット電極を2組有するトロイダルプラズマ式スパッタ装置を製作した。プラズマが形成可能な磁界の発生をNdFeBおよびBa-フェライト磁石により行った。2.A1(純度99.999%)プレ-ナリングタ-ゲットを用いて当研究室所有のトロイダルプラズマ式スパッタ装置の放電・スパッタ特性を測定した。アルゴンガス圧、投入電力を変化させながら、膜厚が0.32.2μmの薄膜を形成し、タ-ゲットの浸食状況、膜形成速度、基板温度の変化を調べた。プラズマポテンシャルを測定した結果、基板への高エネルギ-γ電子の飛来量が通常のスパッタ法よりも少ないことが明らかにされた。タ-ゲット裏面にNdFeBの永久磁石を配置した場合、1mTorr以下の低ガス圧まで安定放電が持続し、タ-ゲット印加電圧が300Vと低下した。このことは、タ-ゲット面近傍で面に垂直な磁界成分を増加させれば、高エネルギ-γ電子の封じ込めが強くなり、よりプラズマフリ-で膜形成が行えることが示された。

3.膜の物性評価をX線回折法、SEM、ダブルビ-ム分光光度計及び低抵抗率測定器などを用いて行なった。A1膜厚が0.5μm以下の膜では、表面は極めて平滑であり、鏡面反射率も90%を越え高い値を示した。これは表面SEM写真の観察結果とも良く対応していることが明確にされた。また膜厚に関係なく、A1(面心立方格子fcc)の(111)面、(200)面、(220)面の回折ピ-クが見られ、特定の優先配向はとらず、ランダム配向のX線回折パタ-ンを示した。膜厚の増加につれ、抵抗率(3.5-5.5μΩ・cm)は減少し、結晶粒界の少なく表面平滑性に優れた緻密な薄膜が形成できた。プラズマフリーで高品質な膜を形成するトロイダルプラズマ式スパッタ技術を開発し、膜形成の応用として集積回路電極用Al膜を取り上げた。1.Alプレーナリングターゲットを用いてトロイダルプラズマ式スパッタ(TP)装置の直流放電およびスパッタ特性を測定した。ターゲット裏面にNdFeBの永久磁石を配置した場合、0.5mTorr以下の低ガス圧まで安定放電が持続し、ターゲット印加電圧が300Vと低下した。このことはターゲット面近傍で面に垂直な磁界成分を増加させれば、高エネルギーγ電子の封じ込めが強くなり、よりプラズマフリーで膜形成が行えることを示唆している。2.上記の実験と同時にAl薄膜を形成し、形成膜の構造・特性を調べた。Al膜厚が0.5μm以下の膜では、表面は極めて平滑であり、鏡面反射率も90%を越え高い値を示した。また膜厚に関係なく、Al(面心立方格子fcc)の(111)面、(200)面、(220)面の回折ピークが見られ特定の優先配向はとらず、ランダム配向のX線回折パターンを示した。3.Al薄膜の抵抗率の変化が結晶構造、結晶粒径に依存するために、抵抗率を詳細に調べた。膜厚の増加(0.07-1μm)並びにArガス圧の減少(0.05-10mTorr)につれ、抵抗率は5から2.5μΩ・cmに減少し、結晶粒界の少なく表面平滑性に優れた緻密な薄膜が形成できた。4.今後は実際に膜に電流を流した場合や加熱した場合における電気的特性と結晶性・微細構造との関係を膜厚並び電極の配線幅等を変化させて詳細に調べることを予定している。
新規アミノ酸ポジトロン製剤を用いたテーラーメード癌分子標的診断法の開発

1)MeAIBの18F標識体である[18F]NMeFAMPの合成は、収率約20%、合成時間約90分、放射化学的純度99.9%以上で順調だったが、品質検定、急性毒性試験等までは行えていない。2)従来法であるオンカラム加水分解法に比し、我々の導入したtwo-pot蒸留法やone-pot蒸留法を用いた新しい固相抽出技術による18F標識体FACE合成法は高品位で安価で簡便な合成法として高い評価を得た。倫理委員会承認後、健常ボランティアおよび担癌患者で実施し、肝腫瘍患者でのFDGとFACEを併用したPET検査の結果は日本核医学会の英文誌Annals of Nuclear Medicineに掲載された。フッ素標識人工アミノ酸等によるポジトロンエミッション断層撮影(PET)診断薬の安定的な合成法を確立、これらを用いたがん細胞のアミノ酸代謝を半定量化する非侵襲的なPET検査法を開発し、従来の^<18>Fフルオロデオキシグルコース(FDG)を用いた糖代謝PET検査の欠点を補い、糖代謝PETや酢酸代謝PET等との併用等により総合的な糖・酢酸・アミノ酸代謝分子イメージングPET法を確立するという試みである。対象疾患としては肝臓腫瘍、前立腺腫瘍などを考えている。予算交付が年度の後半であったため、まずは迅速な予算執行を心がけ、PET薬剤の新規合成装置の購入を予定、実際に購入、セッティングを行った。年度内になんとか実際の合成検討が開始でき、まずは2-Amino-2-methyl-3-hydroxy-propanoic acid(α-MeSer)を出発原料として、様々な合成を行い前駆体の合成検討を開始した。前駆体合成条件の確立・最適化においては、有機合成に十分実績を有する大桃善朗准教授(大阪薬科大学大学院)との研究協力の体制作りが必須であり、現在体制作りのための協議を行っている。現在、試験的な分離・精製方法に関する検討を繰り返している。並行して、類似PET薬剤であるフルオロ酢酸の合成検討が行われた。こちらは当施設に既存のPET薬剤合成装置が使用できるため、上記セッティング中も研究は継続可能であった。非常に進捗よく、すでに合成法が十分に確立された。動物実験なども含めた安全性試験などを終了の上、平成24年3月22日に当センター倫理委員会の承認を受け、健常ボランティアへの投与が認められた。健常ボランティアを募集し、平成24年度にはボランティア試験を進めて行く予定である。MeAIBの18F標識体である[18F]NMeFAMPの合成は、収率約20%、合成時間約90分、放射化学的純度99.9%以上であったが、放射性薬剤基準を参考とした品質検定、急性毒性試験(有効成分、標識最終製剤)および被曝線量等の臨床使用に必要な試験結果までは行えておらず、当研究所の薬剤委員会及び倫理委員会での承認を得られていない。一方、酢酸の18F標識体であるFACEに関しては、one-pot蒸留法による新しい固相抽出技術を用いた18F標識体FACE合成法を確立した。従来法であるオンカラム加水分解法やさらに我々の提唱したtwo-pot蒸留法に比べても、さらに高品位な薬剤合成が可能で、比較的安価で簡便な合成法として、今後普及が望まれる新たな固相抽出法であると、学会でも高い評価を得た。次いで当研究所の倫理委員会および短寿命放射性薬剤検討委員会に健常ボランティア・担癌患者での投与撮像に関する申請した。承認後、公的な臨床検査登録機関・大学病院医療情報ネットワークUMINの臨床試験登録システムへの申請・登録まで順調に進捗した。健常ボランティア・担癌患者での臨床研究は順調に経過し、肝腫瘍患者での検討で、FDGとFACEを併用したPET検査を行い、FACEの腫瘍診断における意義を明らかにすることができた。総合的な糖・酢酸・アミノ酸代謝分子イメージングPET法としての第一歩を踏み出すことができたと言う点が高く評価され、その成果は国内有数の英文医学誌である日本核医学会の英文機関誌Annals of Nuclear Medicineに掲載され、大いに注目された。フッ素標識人工アミノ酸等によるポジトロンエミッション断層撮影(PET)診断薬の安定的な合成法を確立、がん細胞のアミノ酸代謝を半定量化する非侵襲的なPET検査法を開発し、従来の18Fフルオロデオキシグルコース(FDG)を用いた糖代謝PET検査の欠点を補い、糖代謝PETや酢酸代謝PET等との併用等により総合的な糖・酢酸・アミノ酸代謝分子イメージングPET法を確立するという試みである。平成24年度当初より本格的な合成検討を開始し、2-Amino-2-methyl-3-hydroxy-propanoic acid(α-MeSer)を出発原料として、前駆体の合成を進めている。

有機合成に十分実績を有する大桃善朗准教授(大阪薬科大学大学院)との研究協力の体制のもと、前駆体合成条件の確立・最適化の検討を積極的に進め、試験的な分離・精製方法に関する検討を繰り返している。並行して、類似PET薬剤であるフルオロ酢酸の合成検討を進めており、安全性試験などを終了後、平成24年3月に当センター倫理委員会の承認を受け、平成24年度当初より健常ボランティアへの試験を開始した。4ヶ月間で健常者24名の検討を終え、検査プロトコールを確立した上で、平成24年8月に当センター倫理委員会に申請、その承認を受け、平成24年10月より肝臓腫瘍患者を中心とした臨床試験を開始した。従来のPET製剤であるFDGとの比較対象も含めて、現在までで9名の検討を終え、平成25年6月の米国核医学会総会での発表演題に採択された。さらに症例を重ねて、PET薬剤としての有用性を検討していく予定である。また、平行研究として人工アミノ酸MeAIBによる臨床PET診断を進めており、前立腺腫瘍・胸部腫瘍などで積極的に症例を重ね、平成24年6月の米国核医学会総会等で4演題を発表した。予算の交付が年度後半であったこともあり、主たる研究・フッ素標識人工アミノ酸合成では、実際の研究に至る以前の段階で、まずは新規のPET薬剤合成装置の購入、セッティングに終わったに近い状況である。しかしながら、平行して進めている類似PET薬剤であるフルオロ酢酸に関しては、非常に進展は順調で、健常ボランティア検査の倫理委員会の承認もあり、まずますの進捗と考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。主たる研究・フッ素標識人工アミノ酸合成では、前駆体合成条件の確立に難渋しており、進捗状況としては芳しいものとは言えない状態である。しかしながら、平行して進めている類似PET薬剤であるフルオロ酢酸に関しては、非常に進展は順調で、肝臓腫瘍患者を中心とした臨床試験の倫理委員会の承認も受け、米国核医学会総会での発表演題に採択され、まずますの進捗と考える。平行研究である、MeAIBを始めとしたその他の人工アミノ酸による腫瘍研究は良好に進展している。新規のPET薬剤合成装置のセッティングは終了しており、今後フッ素標識人工アミノ酸合成検討をどんどん進めて行く予定である。平行して進めている類似PET薬剤であるフルオロ酢酸に関しては、健常ボランティア検査を進めた上で、ある程度の症例数がたまり、安全性が確立されれば、次回は担癌患者におけるフルオロ酢酸検査の実施を求めて、再度倫理委員会に申請していく予定である。今後もさらにフッ素標識人工アミノ酸合成検討をどんどん進めて行く予定である。平行して進めている類似PET薬剤であるフルオロ酢酸に関しては、肝臓腫瘍患者を中心とした臨床試験を進めた上で、米国核医学会総会での発表、症例を重ねて、論文投稿へと進めていく予定である。今後も平行研究である、MeAIBを始めとしたその他の人工アミノ酸による腫瘍研究をどんどん進めて行く予定である。