hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内耳における社会的ストレスの影響について

正常ラットおよび内リンパ水腫作製手術を行ったラットに、社会的敗北ストレスを加え、回避行動、および眼振、めまい発作が起こるかを観察した。また、内耳の免疫染色を行い、分子生物学的に考察した。内リンパ嚢閉塞手術を行ったラットで、内リンパ水腫が確認できたのは、社会的敗北ストレスを加えたラットのうち1匹のみであった。ただし、はっきりとした回避行動、眼振、めまい発作は確認されなかった。IL-1βの発現を比較したところ、各群間に発現の違いがみられたが、内リンパ水腫が確認できたのものが、1例のみだった為、更なる検討が必要である。メニエール病の病態は内リンパ水腫とされ、発症にはストレスの関与が示唆されている。正常ラットの内耳とメニエール病の動物モデルである実験的内リンパ水腫ラットの内耳において、社会的敗北ストレスの影響を比較するため、まず、実験的内リンパ水腫ラットの作製を行った。麻酔下にラットの後頭部を開頭し、左内リンパ嚢を針で物理的に破壊後、内リンパ嚢を閉塞した。急性的な内リンパ嚢障害の影響をみるために1週間後、麻酔下に内耳を取り出し、4%PFA/PBSに一昼夜浸漬後、2週間10%EDTAにて脱灰、脱水処理後、パラフィン包埋し、薄切、HE染色にて内リンパ水腫の有無を観察したが、確認できなかった。このため、手術後の経過日数を1ヶ月に変更し、同様に観察を行ったが、内リンパ水腫は確認できなかった。内リンパ嚢を物理的に破壊した左の内耳組織と破壊していない右の内耳組織に大きな病理学的差はみられなかった原因として、1.急性内リンパ嚢障害は即時的には内リンパ流動には大きな影響は与えない、2.組織固定・作成方法、3.動物種による違い(ラットはモルモットに比べ内リンパ水腫が形成しにくいといわれている)、4.観察期間が短い(内リンパ水腫形成には23か月要するといわれている)などが考えられた。正常ラット、および、内リンパ水腫ラットに、社会的敗北ストレスを加え、回避行動、および眼振、めまい発作が起こるかを観察し、これらが起こったものと起こらなかったもので、行動に違いがあったかを確認し、内耳の免疫染色を行い、分子生物学的に考察した。Kimuraらの内リンパ嚢閉塞手術を行い内リンパ水腫の作成を試みた。手術を施行したラットで、内リンパ水腫が確認できたのは、社会的敗北ストレスを加えたラットのうち1匹のみであった。ただし、内リンパ水腫を確認できたラット(社会的敗北ストレスあり)について、はっきりとした回避行動、眼振、めまい発作は確認されなかった。次に内リンパ水腫を確認できたラット(社会的敗北ストレスあり)と内リンパ水腫閉塞手術を行ったが内リンパ水腫を確認できなかったラット(社会的敗北ストレスありとなし)、内リンパ水腫作成術を行わなかった正常ラット(社会的敗北ストレスありとなし)、について蝸牛内におけるストレス反応を比較する為、ストレスに関係あるとされるIL-1α、IL-1β、IL-2について、免疫染色を行った。各群間で血管条、外有毛細胞、内有毛細胞については、内リンパ水腫が観察された例では、IL-1βの発現が顕著であったが、内リンパ水腫が確認できたのものが、1例のみだった為、IL-1βの発現が水腫時におけるストレス応答の結果によるものか、更なる検討が必要である。正常ラット、および、内リンパ水腫ラットに、社会的敗北ストレスを加え、回避行動、および眼振、めまい発作が起こるかを観察する予定であったが、内リンパ水腫モデルラットの作製が計画通りに進まず、ストレスに対する検討まで到達できていない。耳鼻咽喉科学正常コントロールにおいて蝸牛、前庭、内リンパ嚢のGR、11β-HSD1、11β-HSD2等の分布についての観察は概ね順調に進捗している。現在、比較的高率に内リンパ水腫をきたすとされている手術3ヶ月後のラットにおいて免疫組織学的検討を行っている。また、種差、固定法などの技術的問題を検証するために、内リンパ水腫ができやすいといわれているモルモットで同様の手術を行い、同様の組織固定を行う実験を遂行中である。研究計画が遅れており、使用する試薬の購入などを控えているため。実験を行う為の抗体・試薬・チップ・ビーカー・培地・材料等、内リンパ水腫のラット及び正常ラットの購入費、飼育費等、動物実験施設・遺伝子実験施設の施設にある機器を使用する際にかかる機器使用料、成果発表の為の旅費、論文作成時の論文検索にかかる費用や論文校閲費、投稿料等として使用する予定である。
経口シグナル応答における内分泌系および神経系の機能

食物を摂取するということは、生体に多くの応答を誘起する。それらには、神経系を介した応答、内分泌系を介した応答などが複雑に関係していると考えられている。本研究では、必須アミノ酸欠乏食を摂取すると、急速に食欲が低下する減少に注目し、その条件下で、どのような応答が生体に誘起されるかについて、いくつかの側面から解析することを試みた。特に本年度は、ずべての栄養素をバランスよく含む食事と、一つの必須アミノ酸を欠く食事を摂取した後、門脈血に出現するタンパク質、ペプチドのうち、特に栄養条件の違いによって差のみとめられるものを同定しようとした。この点に絞って記す。上記の食事を摂取させ、10分、30分後に門脈血を採り、大部分のタンパク質を除去した後、SDS電気泳動によりペプチドを分離し、特に必須アミノ酸欠乏によって差があると認められる画分を分取し、気相ペプチドシークエンサーによってアミノ酸配列を解析した。その結果、transthyretinとC4 anaphylatoxinを同定することができた。前者は、全長であれば、147個のアミノ酸からなる比較的低分子量のタンパク質であり、後者は、全長であれば76個のアミノ酸からなるペプチドである。transthyretinはプレアルブミンとも呼ばれ、栄養条件の悪い場合に血中濃度が著しく低下することが知られているタンパク質であり、必須アミノ酸欠乏食摂取後短時間に血中濃度が変化することが見出されたことは興味深い。またC4 anaphylatoxinが増加してくることは、まさに食事摂取後の免疫系の素早い応答を推察させる現象であり、今後焦点を絞って研究を展開していく糸口になる発見と考えている。食品成分は生体の構成成分として機能する他に、免疫、神経・内分泌系など高次生体統御系に作用する「経口シグナル」としても機能することが明らかにされつつある。経口シグナルに対する生体応答の1例として、必須アミノ酸を一種類欠く食餌を与えると、動物の食欲が急速に低下する現象が知られており、その応答の第一の場は腸管であると推測されている。本研究では、この機構に関して分子内分泌学的解析を行うため、まず腸管で発現している内分泌因子である神経ペプチドY、グルカゴン様ペプチド、ガストリン、コレシストキニン(CCK)、レプチンレセプターのcDNAをクローン化した。次に必須アミノ酸であるリジン、メチオニン、トリプトファンをそれぞれ欠乏させた食餌を1時間投与後のラットの小腸におけるCCK遺伝子の発現をアミノ酸完全食投与ラットと比較した。その結果、何れの欠乏食でもCCK遺伝子発現が低下すること、特にトリプトファンでその減少が大きいことが明らかとなった。このことから、必須アミノ酸欠乏の関知とCCKの分泌には関連がある可能性が示された。また、必須アミノ酸欠乏食を一週間与えたラット脂肪組織におけるレプチンの遺伝子発現を調べた。その結果、欠乏食の摂取によりレプチン遺伝子発現量は低下することが明らかとなった。レプチンは視床下部に働いて食欲を抑制することが知られているが、アミノ酸欠乏時の食欲低下はレプチンが原因ではなく、摂食量の低下がレプチンの遺伝子発現の低下を引き起こしていると考えられる。さらにトリプトファン欠乏時における小腸内のペプチドをアミノ酸完全食と比較した。その結果、トリプトファン欠乏時に増加していると考えられるペプチドを見出した。これについては現在単離、精製を行っている。この点に絞って記す。
乳酸菌による腸管神経・上皮間クロストーク調節の解明と消化管疾病予防への応用戦略

ストレスを感じた人や家畜において、腸内細菌叢が悪化し、腸管の神経機能が破綻してしまう例が知られています。本研究では、これらの問題改善に向けて、乳酸菌由来成分と腸管神経の相互作用について検討しました。本研究により、乳酸菌由来成分でもある細胞壁成分に腸管神経調節作用が認められました。今後、これらの成果を基礎として、プロバイオティクスを活用した創薬や機能性食品・飼料創成が期待できます。【目的】本研究では、プロバイオティクス研究では未開拓な分野である「プロバイオティクスと腸管神経との相互作用」の追究を目指した。昨年度までに、乳酸菌成分刺激のための組織培養システムを構築し、新規腸管神経活性評価系を確立した。今年度は、乳酸菌成分による腸管神経刺激作用の詳細な作用メカニズムを追究した。【成果】BALB/cマウスの近位及び遠位結腸における抗calcitonin gene-related peptide (CGRP)抗体を用いた免疫組織染色により、粘膜固有層及び筋層にCGRP陽性腸管神経の存在が認められ、一部の腸管神経末端は腸管上皮細胞近傍に存在していることが認められた。また、本組織におけるRT-PCR法による発現解析の結果、乳酸菌等の微生物細胞壁成分認識受容体の発現が認められた。以上のことから、腸管上皮細胞近傍まで延伸する腸管神経により、腸管上皮細胞活動が制御されていることが示唆され、腸管神経が生体内に取り込まれた後の乳酸菌成分等と相互作用することが考えられた。マウスの近位及び遠位結腸組織を用いた新規腸管神経活性評価系による解析の結果、細胞壁成分刺激後の短絡電流の上昇が認められたが、活性上昇後のテトロドトキシン後添加により消失したことから、細胞壁成分の腸管神経活性化作用が示唆された。すなわち、本短絡電の上昇は、上皮細胞のみの活性化ではなく、腸管神経を作用点とする"直接作用"であることが考えられた。一方で、組織培養後の培養液中の各種サイトカイン濃度の上昇が認められたことから、腸管免疫系を介した"間接作用"も存在することが示唆された。【意義と重要性】腸管神経がプロバイオティクスの一作用点として機能し、生体調節作用を発揮する可能性が考えられた。今後、本研究により新規発見された乳酸菌の活用により、腸管神経を新たな作用点とする乳酸菌機能素材の開発に繋がることが期待される。【目的】ヒトや家畜に激増するストレス性消化管機能障害・下痢の予防改善に向けて、本疾病の一破綻作用点である腸管神経-上皮間クロストークに着目した。プロバイオティクス研究では未解明である「腸管神経との相互作用」の追究により、罹患率が成人の約5人に1人である本疾病に対して、予防に寄与するプロバイオティック機能素材の開発基盤を確立することを目的とした。【成果】齧歯類腸管を用いたUssing chamber法を基盤として、ボルテージクランプアンプによる測定法と乳酸菌刺激のための組織培養法を両立させた。本系には、ストレス電気シグナルモデルとしての電気刺激装置を配備することにより、全腸管神経刺激を実現し、腸管神経-上皮間クロストーク調節評価系(腸管神経活性評価系)の構築に成功した。本系を用いて、乳酸菌の細胞壁成分でもあるLームラミルジペプチドによる齧歯類腸管への前刺激を実施し、その後に全腸管神経刺激をしたところ、経時的な短絡電流の顕著な上昇が認められた。また、非活性体であるDームラミルジペプチドには本作用は認められなかった。テトロドトキシン前処理による全神経遮断により、短絡電流の上昇が完全に消失したことから、乳酸菌等の微生物由来成分に腸管神経調節作用が認められることが明らかとなった。【意義と重要性】本研究において新たに構築した腸管神経活性評価系により、腸管神経がプロバイオティック効果の新たな作用点として機能している事が強く示唆された。ムラミルジペプチドのDL体により、活性が異なることから、本作用は何らかの局面において、微生物成分を認識するパターン認識受容体(NOD、NLRP等)が関与している事が考えられた。今後、本評価系を有効活用し、腸管神経調節作用の詳細なメカニズム解明と、有益な乳酸菌のスクリーニングを実施することにより、新たなジャンルの機能性食品・飼料の創製に繋がるものと期待される。研究開始当初、東日本大震災後の混乱や計画停電等の影響により、必要不可欠な冷凍試薬の導入や理化学機器の納期が大幅に遅延したため、研究進捗状況に影響が認められた。しかしながら、その後、研究推進上の効率化と迅速化により、当初に予定していた本年度の最大目標である腸管神経活性評価系の構築に成功した。また、本系を最大限活用することにより幾つかの新知見を得ることに成功していることから、本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。次年度では、本年度構築に成功した腸管神経活性評価系を有効利用し、本年度明らかにした乳酸菌と腸管神経のクロストーク相互作用について、組織・細胞・分子レベルでの解明を目指す。

具体的には、神経・イオンチャネル等の遮断薬と神経伝達物質作動薬・拮抗薬を併用し、調節作用点の薬理学的検討を行う。また、各種パターン認識受容体(TLR、NOD)の作動薬・拮抗薬を用いた同受容体介在性メカニズムの検討を行う。さらに、高い腸管神経調節作用を有するプロバイオティック乳酸菌を選抜することにより、国民の心身の健康増進、家畜の健全育成に貢献する機能性食品・飼料の創成に向けた基礎データの収集を行う。本年度、当初購入予定であった理化学機器がバージョンアップに伴って価格改定が実施され、廉価で購入可能となった。また、複数業者による市場原理に基づいた価格競争により、当初の導入予定価格よりも低価格での購入が可能となった。また、計画停電等の影響により、品質不安定な冷凍・冷蔵試薬の使用による研究データの誤判断を避けるため、購入予定の幾つかの試薬の購入リスクを回避した。さらに、当初計画通りに進まなかった場合として、協力研究者の所属機関における直接的な共同作業のための旅費を計上していたが、テレビ電話等の交信により本年度は幸運にも解決ができた。以上により生じた繰越金を次年度に有効利用し、必要不可欠な冷凍・冷蔵試薬の購入を迅速に実施し、次年度の成果に結び付ける予定である。また、更なるメカニズム解明に向けた高額試薬購入のための財源として発展的に活用し、当初想定している成果を超える業績を得たいと考えている。当初予定していた次年度の研究費は、交付申請時の計画どおりに使用し、研究計画遂行のために有効活用する予定である。
再編麦政策下における新たな小麦生産・流通システム構築に関する研究

本研究では,再編麦政策下における新たな小麦生産・流通システム構築に関して,再編麦政策の内容・性格,及びその下における各産地の現状と今後の対応を調査・分析した。その概要は以下のとおりである。再編麦政策は品目横断的経営安定対策の仕組みを内包しているために,品質向上・生産量増大を図る上で難点を抱えている。今後,生産条件不利補正対策の構成やその助成額水準において改善が図られる必要がある。同時に,良品質の小麦生産に向けては各産地における努力も必要である。各麦産地での調査から次のことを導き出すことができた。第1には,需要に対応した,そしてその地域の土壌・気象条件に適した品種を導入すること,第2には実需者との関係では高品質もさることながら,品質の均一性も相当重要な要素であるため,とくに大小麦産地であって大手製粉メーカーとの取引が主軸になっている地域では,農協が主導する形で各生産者の生産管理の統一化を図ること,第3には大手との取引もさることながら,根強い地場指向を睨んで地産地消的な麦の販売ルートを開拓していくこと,第4にそのためにも地元の小麦第2次加工業者との提携も追求していくこと,第5に機械共同利用組織のようにコスト削減に向けた取り組みをさらに強めていくこと,である。一方での政策・制度面における整備,他方での生産・流通段階における各主体の積極的対応。国産麦の品質及び生産量の向上にはこの両面の取り組みが必要である。本年度は,まず,新たな「食料・農業・農村基本計画」を受けた「経営所得安定対策大綱」で打ち出された「品目横断的経営安定対策」の検討を行い,これを受けて再編されることになる麦政策が麦生産にどのような影響を与えることになるかを分析した。その結果,「品目横断的経営安定政策」の導入に伴い,生産者が大規模な「担い手」に限定されることになることから,地域における農地集積の成否が麦生産の動向に決定的な影響を与えることになるであろうこと,また,「経営所得安定対策等大綱」の内容の1つである「米政策改革推進対策」では産地づくり交付金を縮小することが見込まれていることから,転作小麦の生産維持・拡大のためには従来以上の効率的な生産体制が求められていること,が明らかになった。また,本年度は「需要と生産のミスマッチ」等の問題を生起している転作小麦の事例分析について岩手県・いわて中央農協管内を対象とした調査を,現在日本の小麦生産の大半を占めている北海道畑作小麦の事例について北海道農協中央会の聞き取り調査,および北海道・オホーツク網走農協管内および帯広市川西農協管内を対象とした調査を行った。その結果,転作小麦・畑作小麦の違いはあるものの,3つの農協管内ではいずれも従来の作付品種・生産体制・販売戦略を基本に据えつつ,実需者ニーズを見据えて,より品質の高い小麦の生産を目指すとともに(新品種導入の検討,栽培技術指導の徹底による品質の均一化,カントリーエレベータ等の利用など),生産コストをいっそう引き下げるため,播種や収穫等の場面場面の適正規模に応じた機械共同利用組織の結成など様々な取り組みを行っていることがわかった。本年度は,まず,「品目横断的経営安定対策」が国内麦生産に及ぼす影響に関して分析を行った。そこでは,「品目横断的経営安定対策」は対象となる認定農業者・集落営農組織以外の経営体に対しては「生産条件不利補正対策」「収入減少影響緩和対策」が実施されないものの,米については「米政策改革推進対策」において「産地づくり交付金」の中に「稲作構造改革促進交付金」が設定され,「品目横断的経営安定対策」の対象以外の経営体に対しても米価下落対策が講じられることになったため,米まで含む集落営農組織の結成が困難な場合は麦・大豆だけでも集落営農組織を作ることが容易になったこと,それゆえ,従来から転作組織が転作麦・転作大豆生産の大宗を担ってきた地域では,転作組織を集落営農組織に改編することによって「品目横断的経営安定対策」の麦・大豆への影響を軽微なものにすることができることを明らかにした。

また,本年度は一大麦産地である九州北部について佐賀県と大分県における農協系統の対応について調査を行った。佐賀県・大分県とも転作小麦はほとんどなく,その大部分が水田裏作小麦であり,その点からすると集落営農組織の結成には困難が伴う。これに関しては大分県では集落営農組織がなかなか結成されず,2007年度の小麦作付面積は減少したが,佐賀県では従前とあまり変化はなかった。これは,佐賀県では以前から農協においてカントリーエレベータの利用組合があり,この利用組合を母体として集落営農組織を結成することができたためである。このことから,集落営農組織を結成するにあたっては従来から地域に存在していた組織をいかに活用するかという発想が重要な意味を持つことがわかった。本年度は,まず,九州北部の大小麦産地である福岡県柳川市における小麦生産・流通をめぐる動向について柳川農協ならびに生産農家に対する聞き取り調査を行った。そこからは,(1)従来柳川市では小規模農家が個別に水田裏作として小麦を生産してきたが,「品目横断的経営安定対策」の開始に伴って急ピッチで集落営農組織を立ち上げたこと,(2)柳川市ではこの集落営農組織をべースに置き,新品種導入や販路確保によって今後の地域麦作を発展させていくことを考えていたこと,(3)しかし,「品目横断的経営安定対策」初年度において麦単位重量当たり生産者手取額は減少することとなり,同対策の仕組みの問題点が顕在化したこと,(4)それゆえ,今後の地域麦作の維持・発展のためには「品目横断的経営安定対策」の仕組みの改善が必要があること,が明らかになった。また,本年度は本研究の最終年度であることから,昨年度・一昨年度の研究成果も併せて本研究の最終取り纏めを行った。そこでは,再編麦政策下における新たな小麦生産・流通については,「品目横断的経営安定対策」の仕組みの改善を前提としつつ,(1)需要に対応した,その地域の土壌・気象条件に適した品種を導入すること,(2)実需者との関係では高品質もさることながら,品質の均一性も相当重要な要素であるため,とくに大小麦産地であって大手製粉メーカーとの取引が主軸になっている地域では,農協が主導する形で各生産者の生産管理の統一化を図ること,(3)大手との取引もさることながら,根強い地場指向を睨んで地産地消的な麦の販売ルートを開拓していくこと,(4)そのためにも地元の小麦第2次加工業者との提携も追求していくこと,(5)機械共同利用組織のようにコスト削減に向けた取り組みをさらに強めていくこと,が求められることを明らかにできた。
固体酸素の電子状態と圧力誘起複合相転移の機構解明

第1に、固体酸素の圧力誘起金属化の振る舞いを理論的に解明する第1歩として、LDA(局所密度汎関数近似)に基づくフルポテンシャルLMTO法で、反強磁性状態の電子帯構造と全エネルギーを、体積の関数として計算し、以下に掲げる重要な知見を得た:1.体積の大きいところすなわち低圧では、反強磁性、強磁性ともに絶縁体であり、また反強磁性のほうが安定である。2.体積減少すなわち圧力増加にともなって、バンドオーバーラップによる金属化が起こり(強磁性の場合で29Å^3付近、反強磁性の場合で26Å^3付近)、金属磁性状態が実現される。3.さらに、体積を減少させると、約12Å^3で、反強磁性、強磁性ともに解がなくなり、連続的に金属常磁性状態に移行する。4.従って、約100GPa以上では、分子性の常磁性金属状態が実現されていると考えられる。5.スピンモーメントについては、バンドオーバーラップ後は単調に減少し、常磁性金属状態へと移行したときに完全に消失する。第2に、酸素と同族であるセレンについて、60GPaから150GPaで実現されるβ-Po構造および150GPa以上で実現されるbcc構造に対して電子帯構造のみならず格子振動および電子格子相互作用も第一原理的に計算し、超伝導転移温度(Tc)の圧力依存性をはじめて評価した。bcc構造のセレンについては、Tcが減圧により著しく増加する結果を得たが、これは、ブリルアンゾーンΓNライン上の横モードの一つが減圧に伴って顕著にソフト化するためであることを明らかにした。また、β-Po構造セレンにおけるTcの圧力依存性については、圧力にほとんど依存しないという結果が得られ、β-Po構造からbcc構造への相転移に際してTcの飛びがあり、大きく上昇することを見出した。LDA(局所密度汎関数近似)に基づくフルポテンシャルLMTO法を用いて固体酸素の分子相および単原子層の電子状態を体積の関数として計算し次の成果を得た.分子相α相、δ相、ζ相の結晶構造を仮定し、格子定数の比は測定値に固定して、体積を235atomic unit(常圧でのα相の体積)から77atomic unit(ζ相の116GPaにおける体積)まで変化させて計算を行った.得られた主な結果は、1.体積の大きいところすなわち低圧では、反強磁性、強磁性ともに絶縁体であり、また反強磁性の方が安定である.2.体積減少すなわち圧力増加にともなって、バンドオーバーラップによる金属化が起こり、金属磁性状態が実現される.3.さらに、体積を減少させると、約80atomic unitで、反強磁性、強磁性ともに解がなくなり、連続的に金属常磁性状態に移行する.4.従って、約100GPa以上では、分子性の常磁性金属状態が実現されていると考えられる.単原子層超高圧で実現されると期待される固体酸素単原子相として、β-Po型構造とBCC構造を仮定して全エネルギーを計算した結果、他のVIb族のTe、Se、Sとは異なって、酸素ではβ-Po型→BCC転移が現実的には起こらないであろうという結果を得た.今年度は、固体酸素における有効交換相互作用の圧力依存性、一次元酸素分子集合体の磁性、一酸化窒素分子ダイマーの有効交換相互作用に関する研究を行い以下の成果が得られた。固体酸素における有効交換相互作用の圧力依存性δ相の結晶構造を仮定し、格子定数の比は測定値に固定して、体積を変化させなから反強磁性状態と強磁性状態の全エネルギーを計算した。そのエネルギー差から反強磁性交換

相互作用大きさを評価した結果、その値は金属化が起こるまでは、距離の関数として指数関数的に増加する結果が得られた。一次元酸素分子集合体の磁性制限された空間に閉じ込められた酸素分子の磁性に関する知見を得る目的で、酸素を念頭においた2軌道1次元ハバードハミルトニアンを厳密対角化法に基づいて解析した結果、軌道エネルギー差がある程度大きくなるとSエ1/2ダイマー鎖として振る舞うこともあることが明らかになった。この結果は、Cu-trans-1,4-cyclohexanedicarboxylic試1dに物理吸着された酸素の特異な磁気的性質を説明し得る可能性を示唆している。一酸化窒素分子ダイマーの有効交換相互作用一酸化窒素分子NOと酸素分子の大きな違いの一つは、酸素のスピンがS=1なのに対し、NOのそれはS=172ということである。さらに興味深いことは、酸素は縮退した軌道(π゚反結合軌道)に電子が2個収容されたIlalr-fil11ng系と見なせ、NOはπ6反結合軌道に電子が1個収容されたquater-fi111ng系と見なせることである。この観点から考えると、酸素分子間の相互作用としては反強磁性的なものしか考えられないが、NO分子間の相互作用としては強磁性も十分考えられる。従って、固体一酸化窒素が合成されたならばどのような磁性を示すか、さらにそれに圧力を加えたならばどのように変化するかは、大変興味深い。NOダイマー間の交換相互作用を第一原理的に計算した結果、ある種の線形型構造を除くほとんど全ての構造で強磁性的相互作用が得らた。今年度は、固体酸素における圧力誘起絶縁体-金属転移の際の電荷分布およびスピン分布の変化を計算すると同時に、酸素と同族であるセレンの単原子相における圧力誘起超伝導を第一原理計算(フルポテンシャルLMTO法)に基づいて調べ、次の成果を得た。固体酸素における電荷分布およびスピン分布の圧力依存性α相の結晶構造を仮定し格子定数の比は測定値に固定して、体積を変化させながら反強磁性状態における電化分布とスピン分布の計算を行った。常圧に相当する体積では電荷・スピンともに酸素分子上によく局在しており、バンドオーバーラップによる金属化が起こり始めると電荷分布に広がりが生じると同時に分子上のスピンモーメントが減少を始め、100GPaに相当する体積では、酸素分子は比磁性となり隣同士の酸素分子の電荷密度に重なりが生じる。60GPaから150GPaで実現されるβ-Po構造セレンおよび150GPa以上で実現されるbcc構造セレンに対して電子帯構造のみならず格子振動および電子格子相互作用も第一原理的に計算し、超伝導転移温度(T_c)の圧力依存性をはじめて評価した。bcc構造のセレンについては、T_cが減圧により著しく増加する結果を得たが、これは、ブリルアンゾーンINライン上の横モードの一つが減圧に伴って顕著にソフト化するためであることを明らかにした。また、β-Po構造セレンにおけるT_cの圧力依存性については、圧力にほとんど依存しないという結果が得られ、β-Po構造からbcc構造への相転移に際してT_cの飛びがあり、大きく上昇することを見出した。
細胞競合を介した新たな癌ウイルス排除機構の解析

研究計画に基づいて研究を遂行し、以下に示す進捗・結果が得られた。細胞競合条件下でテトラサイクリン誘導性HPV E6発現細胞に誘導されるアポトーシスを介した排除機構の解析を行うために、テトラサイクリン刺激から16時間後の細胞群をEGFP-E6の蛍光を利用したCell sortingによって、E6発現細胞を細胞競合条件下から分離した。その後、次世代シークエンスによりRNAシークエンス解析を行ったところ、約100種の遺伝子に発現上昇が、約80種の遺伝子に発現減少が生じていることが分かった。その中で、約10遺伝子がアポトーシスと何らかの関連がある遺伝子であった。さらに、アポトーシスとの関連が強い3因子の関与を解析するために、E6発現細胞にそれぞれの遺伝子特異的なshRNAを導入し、細胞競合特異的なE6発現細胞の細胞死への影響を観察した。すると、それぞれの因子に対するshRNAの導入によってある程度アポトーシスが減少していることが分かった。アポトーシスの減少度が大きかった1種の遺伝子は生体防御反応時に放出される因子によって惹起される遺伝子であった。そこで、生体防御反応で放出される因子が刺激するプロモーター活性をルシフェラーゼレポーターを用いて解析したところ、正常細胞やE6発現細胞の単独培養ではあまり活性化しておらず、細胞競合条件下特異的にE6発現細胞内においてプロモーター活性が上昇していることが分かった。分子機構の解析に加えて、HPVに対する細胞競合をin vivoで解析するためのモデルマウスの構築を行った。Rosa26にCre酵素特異的に組換えを誘導できるEGFP, E6, E7, E6/E7遺伝子を発現できるベクターを構築し、マウスES細胞を樹立した。その後にそれらのES細胞を用いて第一世代のマウスの構築を行っている。研究計画に基づき、E6発現細胞に対する細胞競合の分子機構の解析としてE6発現細胞に対するRNAシークエンスを実施し、細胞競合特異的に発現上昇・減少する約180種の因子を同定した。その中で、細胞競合時に起こるE6発現細胞特異的なアポトーシスに関わる10種の因子を同定し、アポトーシスに強く関与する3因子については特異的なshRNAの導入によりアポトーシスが減少した。以上より、同定された因子が細胞競合特異的なE6発現細胞のアポトーシスを介した排除機構に関与していることが確認された。さらに、1つの因子は生体防御反応時に放出される因子によって誘導されている事が示唆され、その因子によって刺激されるプロモーターがレポーターアッセイよって確かに細胞競合特異的にE6発現細胞で活性化している事が示唆された。加えて、共焦点顕微鏡を用いた1細胞サンプリングシステムを用いた解析を開始した。当初は質量分析を行う事にしていたが、感度やサンプル量の問題から1細胞サンプリングシステムを用いたRNAシークエンス解析へと変更した。条件検討が概ね完了し、細胞競合条件下でE6発現細胞を取り囲む正常細胞を1細胞ずつサンプリングすることが可能になった。また、1細胞からcDNAの合成にも成功し、細胞競合下の任意の細胞の1細胞RNAシークエンスが行える可能性を示すことができた。ランダムライブラリーを用いた解析は高価であるために実施が難しいと判断し、代替として細胞競合時の細胞表面因子の変化をスクリーニングできる系の立ち上げを試みた。さらに、in vivo解析系の構築のためにモデルマウスの作製を行った。Rosa26にCre酵素特異的に組換えを誘導し、E6/E7遺伝子を発現できるベクターによってES細胞を樹立し、第一世代のマウスの作出を行った。以上のように、多少の研究計画の変更はあるものの、研究は概ね順調に進行している。前年度からの継続として、HPV E6/E7発現細胞に細胞競合特異的に誘導される細胞死(アポトーシス)の分子機構の解析を行っていく。具体的には、RNAシークエンスによってE6発現細胞のアポトーシスに関与すると確認された因子とその近傍の分子メカニズムの解析を行っていく。また、新たに立ち上げた1細胞RNAシークエンスによる解析、ならび細胞競合特異的な細胞表面因子の変化を同定するスクリーニングも行っていく。これらの解析を通して、HPV E6/E7発現細胞に細胞競合特異的に誘導される細胞死(アポトーシス)の分子機構の全容解明を目指していく。またin vivoでの解析のために、HPV E6/E7感染疑似モデルマウスの構築を継続し、細胞培養系で証明された分子機構をin vivoでも証明することを目指していく。しかしながら、申請時とは異なり研究代表者が他機関に異動したことから、新たに実験系を移設・構築するための時間が必要となるため、申請書に記載した研究計画通りに最終年度は進まない可能性がある。そこで、研究の進捗状況に応じて実験方針の変更や解析内容の選択・集中を行うなどによって臨機応変に対処し、論文化を含めて最適な研究計画の達成プランを再構築しながら、研究を遂行していく。研究計画に基づいた解析によって、以下に示す十分な結果が得られた。MDCK細胞を用いたテトラサイクリン誘導性HPV E6/E7遺伝子安定発現細胞(疑似感染細胞)と合わせて、ヒト乳腺上皮MCF10A細胞を用いたテトラサイクリン誘導性HPV E6/E7遺伝子安定発現MCF10A細胞を樹立した。このHPV疑似感染細胞と正常上皮細胞を1:50の割合で播種し、単一細胞層を形成させた後にテトラサイクリン刺激を行い、経時的に共焦点顕微鏡で観察した。

すると刺激から約10時間以降から感染細胞と正常細胞間での細胞競合によってHPV疑似感染細胞に細胞死が誘導されることが確認された。この現象は疑似感染細胞の単一培養では誘導されないことから、細胞非自律的に誘導されていた。統計的な解析を行うと正常細胞との細胞競合によってHPV感染細胞において30-40%の細胞死の亢進が確認された。この細胞死はE7発現細胞では殆ど認められず、E6発現細胞またはE6/E7共発現細胞で確認されることから、E6遺伝子の発現によって生じる細胞の何らかの変化を正常細胞が認識することによって、E6発現細胞に細胞死が誘導されていることを示唆している。また、CreERT組換酵素によってHPV E6/E7の発現が制御できるMCF10A細胞を用いた3次元培養でも同様の傾向を示した。この細胞死はCaspase3陽性であるため、正常細胞との細胞競合によって細胞非自律的にHPV感染細胞にアポトーシスが誘導され、正常細胞層から排除しされていることが示された。in vitroでHPV感染初期に細胞競合によって感染細胞が排除されていることが示唆されたことから、実験計画を前倒ししてin vivoで解析を行うためのモデルマウス構築を開始させた。現在、ヒト上皮初代培養細胞を用いた系での解析・モデルマウスの構築と共に、詳細な分子機構の解析を進めている。研究計画書に示した実施計画に即して、1.ヒト上皮細胞MCF10Aを用いたテトラサイクリン誘導性HPV疑似感染細胞の樹立、2.MDCKならびに樹立したMCF10A細胞をもちいたHPV感染細胞に対する細胞競合の有無の解析、3.HPV感染細胞に対する細胞競合の経時的な観察、4.細胞競合によって誘導される細胞死率の算出、5.CreERT組換酵素によってHPV遺伝子の発現制御が可能なMCF10A細胞を用いた3次元培養系での解析を達成し、十分かつ良好な実験結果を得ている。ヒト初代培養細胞を用いた系での解析も計画し実行していたが、不死化細胞の樹立後にモデル細胞を構築しなければならないために時間を要してしまった。その結果、現在も解析を継続中である。当該年度中に初代培養細胞系の樹立・解析に時間を要することが判明したことから、既に樹立したモデル細胞をもちいた分子機構の解析を次年度の計画から前倒しして開始するすることで対応した。また、HPV感染細胞に対する細胞競合現象がin vitroで確認されたので、実験計画を前倒ししてin vivoで解析するためのモデルマウス構築を開始した。したがって全体の研究計画としての遅延は殆ど発生していないことから、「おおむね順調に進展している」と判断した。研究計画に基づいて研究を遂行し、以下に示す進捗・結果が得られた。細胞競合条件下でテトラサイクリン誘導性HPV E6発現細胞に誘導されるアポトーシスを介した排除機構の解析を行うために、テトラサイクリン刺激から16時間後の細胞群をEGFP-E6の蛍光を利用したCell sortingによって、E6発現細胞を細胞競合条件下から分離した。
胚中心におけるB細胞の自己識別および寛容誘導の分子機構

自己反応性B細胞は中枢性自己寛容により除かれるが、T細胞依存性(TD)免疫応答の際に胚中心において免疫グロブリン遺伝子の突然変異により出現し得る。しかし、それに対する自己寛容誘導機構についてはほとんど分かっていない。免疫応答を誘導すべき外来抗原と寛容を誘導すべき自己抗原を胚中心B細胞がいかに識別するするのか、その実態は不明である。そこで胚中心反応を再現するin vitro実験系、すなわち、CD40LおよびBAFFを発現するフィーダー細胞(40LB)の上でIL-4およびIL-21を順次用いて、IgG1あるいはIgEにスイッチした胚中心様B細胞を10^5倍にまで増殖させる培養系を確立した。IL-4培養後の細胞はマウスに移入すると記憶B細胞様となり、IL-21培養後の細胞は長期生存形質細胞となった。この培養系を用いてハプテンNP特異的な抗原受容体の遺伝子導入マウスのB細胞を、NP-CGGを表面に提示させた40LB細胞上で培養することで、抗原刺激がB細胞の増殖に与える影響を調べた。その結果、NPの価数に依存してB細胞の増殖抑制が起こることが分かった。一方、胚中心様B細胞はFas感受性であるが、抗Fas抗体によるアポトーシスはNPの価数依存的に抑制された。以上より、抗原に強く結合するもの以外のB細胞は基本的にTfh細胞に発現するFasLによりアポトーシスに陥ると思われ、これは親和性成熟の分子基盤と考えられる。一方、自己抗原に結合する胚中心B細胞は抗原受容体シグナルによる増殖抑制に加え、T細胞に認識されずヘルプを受けられないことから死に至ると思われる。T細胞依存性(T-D)免疫応答の際に、体細胞突然変異により胚中心に出現し得る自己特異的B細胞に対する自己寛容誘導機構についてはほとんど分かっていない。中枢性自己寛容においては未熟B細胞が出会う抗原はすべて自己抗原と見なされるが、胚中心においては免疫応答を誘導すべき外来抗原と寛容を誘導すべき自己抗原が共存するので、それらをB細胞が識別するための機構が必要であるが、その実態は不明である。そこでわれわれは胚中心反応を再現するin vitro実験系を構築し、これにより胚中心におけるB細胞の自己-非自己識別および寛容誘導の分子機構を明らかにしようとしている。これまでに、CD40LおよびBAFFを発現するフィーダー細胞(40LB)を作製し、その上でIL-4およびIL-21を順次用いて、IgG1あるいはlgEにスイッチした胚中心様B細胞を105倍にまで増殖させる培養系を確立した。IL-21培養後の細胞はマウスに移植すると長期生存形質細胞となり、IL-21を除いて2日間培養した後マウスに移植すると記憶B細胞となった。したがって、この培養系はin vivoの胚中心におけるB細胞の増殖・分化を反映していると思われる。この系を用いてハプテンNP特異的な抗原受容体の遺伝子導入マウスのB細胞を、NP-CGGを表面に提示させた40LB細胞上で培養することで、抗原刺激がB細胞の増殖・分化に与える影響を調べた。その結果、多価の岬による刺激はB細胞のアポトーシスと細胞周期抑制をもたらすことが分かった。今後はNPの価数およびNP-CGGの濃度を変えて、B細胞の陰性選択から増殖促進に転じるかどうかを調べる。また、生理的胚中心B細胞と上記胚中心様B細胞に共通に発現する受容体蛋白の発現プロファイルを基に、自己抗原認識による胚中心B細胞の陰性選択を回避させうるサイトカインあるいはT細胞表面リガンドを同定する。
量子化学計算による希ガス含有地球内部物質の存在予測

鉱物等の組成を参考に、地殻に含まれると推定される化合物と希ガスとの相互作用エネルギーを評価するため、スクリーニングの為のプログラムを作成し、DFT計算を用いて数百種類の希ガス化合物の計算を行った。遷移金属と希ガスの前周期・後周期における結合様式を調べるためNg-MCO(Ng=He, Ne, Ar, Kr, Xe ; M=Sc-Cu)化合物についてDFT法を用いて構造、振動数、結合エネルギーを調べた。また遷移金属と希ガスの前周期・後周期における結合様式を調べるためNg-MCO(Ng=He,Ne,Ar,Kr,Xe;M=Sc-Cu)化合物についてDFT法を用いて構造、振動数、結合エネルギーを調べた。前周期遷移金属カルボニル化合物と希ガスとの相互作用はvan der Waals力程度に弱いが、後周期遷移金属カルボニル化合物との結合エネルギーは710kcal/molである。また希ガスと特に相互作用の大きなPt化合物においては、精密な分光定数の報告のあるAr-MCO(M=Pt,Pd)に対してab initio法であるCCSD(T)ならびにDFT法を適用し、構造、振動数、結合エネルギーを調べた。CCSD(T)計算レベルにおけるPtCOの平衡結合長はr(Pt-C)=1.760Å、r(C-O)=1.151Å、PdCOの平衡結合長はr(Pd-C)=1.835Å、r(C-O)=1.146Åでであり実測値と非常に近い。PtCO分子におけるv(PtCO)はArがPtCOと結合することにより419cm-1から461cm-1へ約10%青方遷移する。ArPtCO分子の2v2の計算値は922cm-1でありIR(Ar-matrix)で検出されたと推定される2v2はArPtCO分子に帰属することが推定できる。
プラズマ-ナノ粒子-基板相互界面反応場の局所診断

本研究は、プラズマとナノ物質界面の相互作用を扱う新学術領域の一分野として、従来にない気相-ナノ粒子-基板間でのプラズマによる非熱平衡な化学反応過程を用いた半導体ナノ構造の形成制御を目的としている。研究期間内において、LSI用高誘電率ゲート絶縁膜のHf,Si,O,Nの形成をターゲットに、シリコン半導体基板上に自己組織化現象によりハフニウムのナノ粒子を形成し、窒素プラズマによりHf,Si,O,Nの界面反応が誘起される過程を分析した。超高真空プローブ顕微鏡により、SiO_2上の自己組織化Hfナノ粒子が安定した固相の物理特性を持たず、常温近くにおいて液状であることを初めて発見した。プラズマ診断から導出される照射N原子量とXpsから得たHfSiON膜中のN原子量には定量的に1:1の関係が確認され、プラズマ照射下でのHfナノ粒子がほぼ100%の反応係数を持つことが明らかになった。また、Hfをナノ粒子からマイクロメートルの厚膜へと変えると、固体化が生じ、プラズマ照射反応係数が1桁減少するというナノサイズ効果が発見された。さらに、ハフニウム系ゲート絶縁膜として必要な原子レベルでの平坦性は、膜と下地Si層の歪エネルギーをTiの含有により制御することで実現可能であることを明らかにした。Ti比率O-10%の範囲で窪みの深さは0.8nmから0.2nmへ減少し、平坦性に顕著な改善が見られた。これらの新たな発見を含め、本研究課題では、1-自己組織化表面ナノ粒子とプラズマ供給粒子の反応にサイズ効果が存在すること、2-プラズマ照射により表面ナノ粒子と下地層との界面反応を効果的に薄膜形成に活用できること、3-プラズマ照射成膜においても歪制御技術の活用が可能であること、などが明らかにされた。初年度として、LSI用高誘電率ゲート絶縁膜のHfSiONの形成をターゲットに、シリコン半導体基板上に自己組織化現象によりハフニウムのナノ粒子を形成し、窒素プラズマによりHf,Si,O,Nの界面反応が誘起される過程を分析した。超高真空プローブ顕微鏡により、SiO_2上の自己組織化Hfナノ粒子が安定した固相の物理特性を持たず、常温近くにおいて表面-界面拡散可能な状態にあることを初めて発見した。プラズマ診断から導出される照射N原子量とXPSから得たHfSiON膜中のN原子量には定量的に1:1の関係が確認され、Hfナノ粒子の高い反応性を示唆した。また、Hf蒸着量と下地SiO_2層の厚みを変化させることで、プラズマ照射の作用を変え、膜中のSi,N比率が制御可能であることを見出した。さらに、ゲート絶縁膜として必要な原子レベルでの平坦性は、膜と下地Si層の歪エネルギーをTiの含有により制御することで実現可能であることを明らかにした。Ti比率0-10%の範囲でホール深さは0.8nmから0.2nmへ減少し、平坦性の改善が得られた。これらの発見から、1-自己組織化表面ナノ粒子がプラズマ供給粒子と高い反応性を持つこと、2-プラズマ照射により表面ナノ粒子と下地層との界面反応を効果的に薄膜形成に活用できること、3-照射イオンエネルギーの低減により膜の原子レベルでの平坦化と歪制御技術の活用が可能であること、などが解明された。ここで得られた知見を基に、今後の研究ではプラズマ照射により積層膜間の歪エネルギーを活性化する手法を開発し、表面ナノ粒子の組成/粒径制御の可能性を探索し、これによる半導体ナノ粒子創製技術の開発を進める計画である。
三宅島2000年噴火後8年間の陸上生態系の回復過程

三宅島噴火後の生態系の回復過程を明らかにするため、衛星画像・植生・土壌・野生動物の調査解析をした。(1)植生と土壌が回復する一方で、火山ガスにより樹木の後退が生じたこと、(2)噴火被害と対応して鳥類や昆虫の種構成、ヒサカキの繁殖成功度などが変化したこと、(3)特定の昆虫が大発生したこと、(4)動物の種構成の変化や大発生には草原化や枯死木の発生と消失などが関係する可能性が高いことなどが示された。伊豆諸島三宅島の2000年噴火後の生態系の変化を明らかにするために以下の研究を行った。1.衛星画像解析:三宅島2000年噴火前4時期、噴火後8時期の合計12時期衛星画像データを用いて、2000年噴火後の植生回復過程の評価を行った。その結果、草地として植生が回復する傾向がみられる一方で、火山ガスの影響により、樹木が衰退し、草地に変化する地域がみられることが明らかになった。2.植生の種組成の変化:2001年から設置した固定調査区において、植生の現地調査を行った。その結果、(1)長期的には樹木が衰退して草地あるいは低木林化していること、(2)オオシマカンスゲやハチジョウススキといった火山ガス耐性のある特定の植物の増加が著しいことなどが明らかとなった。3.噴火被害地の土壌と植生:植生と土壌の相互関係を明らかにするために、三宅島北西部に標高傾度に沿った3地点の固定調査区を設置し、土壌断面調査、土壌試料のサンプリング、地上部バイオマスの刈取、地下部の堀取、植生調査等を行った。土壌断面の観察の結果、ハチジョウススキの細根が土壌の初期生成過程に重要な役割を果たしていることが示唆された。4.導入イタチの生息状況調査:再捕獲法によりイタチの生息数調査を行った。5.甲虫の生息状況調査:トラップ法により調査を行った。衛星データとともに解析することで、噴火後に劇増したと考えられているイズアオドウガネの捕獲数が、噴火被害の著しい地域でより多いことが示された。6.鳥類の生息状況調査:2001年より継続している調査ルートにおいて鳥類のセンサス調査を行った。伊豆諸島三宅島は2000年に大噴火し、島の生態系は大きな影響を受けた。本研究では、三宅島の2000年噴火後の生態系の変化を明らかにするために以下の研究を行った。1.衛星画像解析:三宅島2000年噴火前4時期、噴火後8時期の合計12時期衛星画像データを用いて、三宅島2000年噴火後の植生変遷パターンを現す地図を作成した。さらに、火山ガスによる植生被害の拡大状況及び三宅島の植生回復過程を評価した。その結果、衛星画像によって分類された植生変遷パターンを示す各グループに対して,噴火直後及びそれ以降の植生回復過程に着目して,次のような解釈が成り立つものと考えられた。A:噴火による被害演認められずに樹林地に覆われた地域、B:噴火により樹木が徐々に衰退し,樹林地が草地に置き換わりつつある地域、C:噴火直後に樹木が衰退したが,樹林地が草地に置き換わって植生が回復する過程にある地域、D:噴火直後の植生被害が大きく,その後に草地として植生が回復する過程にある地域、E:噴火直後に植生が失われ,その後も回復していない地域、F:噴火前から植生の乏しい地域。2.植生の種組成の変化:2001年から設置した固定調査区において、植生と樹木の定着状況の現地調査を行った。その結果、全体としては、ハチジョウススキの優占度が高いこと、ピサカキなどの火山ガスに耐性のある特定の樹木実生の侵入が著しいことなどが明らかとなった。3.噴火被害地の土壌と植生:植生と土壌の相互関係を明らかにするために、三宅島北西部に標高傾度に沿った3地点の固定調査区を設置し、土壌試料のサンプリング、地上部バイオマスの刈取、地下部の堀取、植生調査等を行った。さらに、これらのデータを元にして、植物体地上部および地下部、土壌中の炭素蓄積量の推定を行った。その結果、生態系の初期形成段階における植物系と土壌系の炭素蓄積量を定量的に明らかにすることができるとともに、土壌に対する植物体の炭素蓄積量の割合演、植生が未発達な地点ほど小さいことが示された。このような初期段階の土壌中の炭素蓄積は、化学合成細菌の活動の関与が考えられ、生態系の初期形成過程に関して重要な示唆を得ることができた。7.ピサカキの繁殖にかかわる生物間相互作用:ヒサカキの種子散布系に着眼して、その繁殖に関する調査と鳥の糞の解析を行った。

その結果、噴火はヒサカキの着葉に負の影響を与えるものの花芽の形成にはほとんど影響を与えないが、噴火の影響が大きいところでは果実の死亡率が高く、その結果、結果率を下げることが推察された。果実の消失率は、噴火の影響程度の異なる地点で差が見られず、鳥類の散布される種子の大半をピサカキが占められており、ピサカキの種子散布系は維持されていると考えられた。
フラーレン生成に関与する炭素クラスターの分光研究

フラーレンやカーボンナノチューブの構成要素として興味のもたれている環状構造の炭素クラスターC_n(n=10-30)について、それらを特徴づける電子遷移の観測と帰属を目指している。その結果は単に炭素ネットワーク構造の生成機構の解明のみならず、宇宙空間に存在する未知のクラスターの同定等に役立つ基礎的データを与える。本研究の特徴は、レーザー蒸発法とネオン固体または固体水素を用いた低温マトリックス分離分光法との組み合わせにより、炭素クラスターの電子遷移を低温ならではのシャープなスペクトルとして観測することが可能となり、スペクトルの微細構造からクラスターの振動状態に関する情報まで得られることである。また負イオンクラスターをマトリックス分離前に予めサイズ選別することにより、スペクトルの帰属を曖昧さなく行える点も大きな特徴である。初年度に当たる本年度はまず、クラスター発生源、および、負イオンを中性クラスターから分離するためのビーム輸送系の製作を行い、そのイオンビームの評価を行った。その結果、得られた負イオンビームの強度は空間電荷効果から見積もられる最大値に近い値を示し、このことからほぼ設計通りの仕様が達成されていることを確認した。今後は、クラスター発生源の繰り返し周波数を上げるなどしてマトリックスに蓄積されるイオンの総量を増やしたうえで、これをネオンガスとともに4Kの極低温基板上に吹き付けてマトリックスとし、その紫外可視吸収スペクトルの測定を行う計画である。
特許ライセンス戦略に関する実証研究

企業のオープンイノベーションへの取り組みを進めるうえで、技術市場の確立は重要な問題である。本研究は、技術市場の一例として特許市場に注目し、特許ライセンスの戦略の実証研究を通じ、技術経営の観点から企業の知的財産権ライセンス戦略及び技術市場のメカニズム(自社技術を外部に公開、または外部技術を自社に取り入れ、等)を明らかにする。
simvastatinの抗腫瘍効果に関する検討

抗コレステロール剤として広く用いられているsimvastatinの抗腫瘍効果について検討を行った。simvastatinを頭頸部扁平上皮癌細胞株に作用させると、細胞接着因子であるβ1-integrinやintegrin結合タンパク質であるFAKの発現が減弱するが、メバロン酸を加えるとその発現がやや増強した。腺様嚢胞癌細胞株についても検討を行ったがsimvastatinの抗腫瘍効果は扁平上皮癌ほど有意に認められなかった。研究の目的:頭頸部扁平上皮癌細胞株、Tu167とJMARを用い、抗コレステロール剤として広く用いられているsimvastatinの抗腫瘍効果について検討する。また腺様嚢胞癌細胞株ACCに関してもsimvastatinの抗腫瘍効果があるかどうか検討を行う。平成24年度の研究内容:これまでの研究では、頭頸部扁平上皮癌細胞株においてsimvastatinを加えることによって抗腫瘍効果が認められた。さらにメバロン酸を加えることによりその抗腫瘍効果が減弱すると予想した。平成23年度には細胞接着因子などにつき検討したが、今年度は癌抑制遺伝子について検討した。主にウエスタンブロット法にて検討を行ったが、癌抑制遺伝子(p21、p27)について検討したが、あまり有意な変化は認められなかった。また腺様嚢胞癌細胞株ACCに関しては、平成23年度には細胞形態の変化などにつき検討したが、今年度は細胞接着因子であるβ1-integrinやintegrin結合タンパク質であるFAKなどについて検討した。β1-integrinはsimvastatinを作用させることにより発現が減弱したが、p-FAKに関しては有意な差は認められなかった。simvastatinにメバロン酸を作用させることにより抗腫瘍効果の減弱を予想していたが、これまでの検討では減弱するものもみとめられるが、癌抑制遺伝子などではあまり有意な変化が認められなかった。またACCにおいても、simvastatinの抗腫瘍効果を検討しているがその結果は扁平上皮癌細胞株に比べると効果が弱い印象がある。今後も検討が必要と思われる。頭頸部扁平上皮癌細胞株、Tu167とJMARを用い、Simvastatinの抗腫瘍効果に対するメバロン酸の効果を検討した。主にウエスタンブロット法を用いて検討した。β1-integrinについてはSimvastatinを加えると発現が減弱するが、メバロン酸を加えるとその発現がやや増強するようであった。また、phosphorylated-FAKについても同様の検討を行ったが、メバロン酸による現段階で明らかな変化は認められなかった。癌抑制遺伝子についてはまだ検討が行われていない。平成24年度には癌抑制遺伝子についても検討したい。またRT-PCRでも検討を行いたい。これまでは頭頸部扁平上皮癌細胞株で検討を行ってきたが、耳下腺癌などにみられる腺様嚢胞癌細胞株、ACCを用い、simvastatinの抗腫瘍効果を検討した。ACCではTu167やJMARの変化に比べるとsimvastatinによる影響が少ないようであった。細胞形態の変化を観察したが、扁平上皮癌細胞株に比べ、simvastatin細胞の破壊は少なく、有意な差は得られなかった。細胞株により、simvastatinの影響も変化すると思われ、可能であれば今後他の細胞株でも検討を行いたい。正常細胞株でのsimvastatinの影響については検討できなかった。またアポトーシスに関する分子などについても今年度は検討できておらず、平成24年度に行いたい。頭頸部扁平上皮癌細胞株を用い、simvastatinの抗腫瘍効果に対するメバロン酸の効果をみる実験ではβ-1integrinの発現で有意な結果が得られたが、他の癌抑制遺伝子などの発現についての検討は行うことができなかった。またRT-PCRによる検討も行うことができなかった。cDNAマイクロアレイについても検討することはできなかった。他の細胞株についての検討では腺様嚢胞癌株ACCを用いた実験は行ったが、正常細胞におけるsimvasitatinの影響をみる実験は行うことができなかった。実験に費やす時間を確保できず、実験が遅れた。平成23年10月から平成24年3月まで他病院での勤務となったため、特に実験を行うことができなかった。実験を行う時間が確保できるように努めたい。頭頸部扁平上皮癌細胞株を用い、simvastatinの抗腫瘍効果に対するメバロン酸の効果を検討する。平成23年度に行うことのできなかった癌抑制遺伝子p21やp27などの発現の違いなどについて検討する。またウエスタンブロット法だけでなくRT-PCRでも検討を行う。正常細胞におけるsimvastatinの影響を検討する。高濃度のsimvastatinが正常細胞においてどのような影響を及ぼすか、特に細胞形態の変化やアポトーシスに関わる分子などについて検討する。またマウスを用い、in vivoでの抗腫瘍効果、遠隔転移の有無などについて肉眼的に検討したい。