hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特異な光特性を有する有機磁性体ならびに有機導電体の開発研究

また、開環型メロシアニン体は、それぞれ熱により容易に閉環型へと戻り、フォトクロミック特性を有することが確認された。これら各化合物の磁化率の温度依存性を検討した結果、閉環型スピロピラン類にはいずれも弱い強磁性的相互作用が観測され、開環型にはいずれも弱い反強磁性的相互作用が観測されたことから、光および熱によるスピロピラン誘導体の構造変化に基づいた磁性の変換が可能であることがわかった。一方、TEMPOラジカルを置換基として有する一連のノルボルナジエン誘導体を合成し、254nmの光照射によりクワドリシクラン誘導体へと変換した。これらクワドリシクラン誘導体はPd-C触媒の存在下に加熱すると容易に元のノルボルナジエン誘導体へと戻ることがわかり、ノルボルナジエン-クワドリシクランの原子価異性系を構築することができた。これら原子価異性体の磁性を調べたところ、上記のスピロピラン誘導体とは対照的に、それぞれの系で磁性が保存されることがわかった。また、4-アルキルアミノTEMPO類と2,4,6,8-テトラシアノアズレンより形成される一連のCT錯体の合成を行い、それらの内より特異な磁性と導電性を有する錯体を見い出した。現在、更に磁性や導電性と特異な光特性を併せ有する系の構築に向けて検討中である。光機能性有機磁性体の開発を目的として、フォトクロミック特性を示すピロピラン/メロシアニン系、光原子価異性を示すノルボルナジエン/クワドリシクラン系および光二量化を示すアントラセン/アントラセンダイマーの各種の安定ラジカル置換誘導体を合成して、それらの光機能性や磁気的性質を検討してきた。本年度はこれらの内、アントラセン/アントラセンダイマー系を中心に研究を進め、TEMPOラジカルを導入した種々のアントラセン誘導体を合成し、光による二量化反応とそれらの磁性および構造に検討を加えた。合成したアントラセン誘導体およびそれらのダイマーの磁性は、磁気的相互作用の大きさは異なるもののそれらが保存される傾向にあったが、メチルアミノTEMPO置換アントラセンダイマーでは、結晶溶媒の違いによって磁気的性質が異なることが明らかとなり、X線結晶構造解析によりそれらの構造と磁性の関係について検討を加えた。一方、新規な有機磁性導電体を開発する目的で、種々の安定ラジカル-アクセプター型錯体を合成してきたが、これらの内で一連のアルキルアミノTEMPO-テトラシアノアズレン錯体が、導電挙動は半導体的であるものの比較的高い導電性を有することを見出した。更に、光機能性を有する有機磁性導電体を開発する目的で種々の安定ラジカル置換ピリジニウム塩類の合成を行ない、それらの内から興味ある磁気的性質を示すものを見出したが、それらの光機能性や導電性について更に検討中である。
企業との協働による知的障害者の地域での生活保障に関する方法論的研究

わが国における障がい者の割当雇用制度はその量的拡大を図る上で極めて有用な方法であることが明らかとなった。企業の社会的責任の一環として障がい者雇用を捉えている企業は多いが,法定雇用率にのみとらわれるのではなくダイバーシティ経営の発展型として障がい者雇用を考えている企業があることがわかった。企業の社会的責任の遂行は,本研究においては知的障がい者福祉政策における政府の企業への役割期待に企業が応えることとして解され,社会福祉政策における社会資源として企業を捉え,協働していく方途を積極的に考えることは有用であるということができる。初年度は,1.アメリカ・カリフォルニア州と,2.スウェーデン・ストックホルム市における知的障害者の雇用に関する聞き取り調査を実施した。1.においては,就労支援活動を行っている非営利団体が,直接企業と交渉をして成果をあげている一方,雇用する側の企業においても,あえて障害者雇用といった線引きをすることはなく雇い入れていることがわかった。これは公民権法,ADAに則っていること,加えて地域社会で培われた民の協力という文化によるものと想定される。また,ランターマン法による非営利団体に対する特に経済的支援策は,柔軟で実利的であることがわかった。規制緩和が進むわが国において,この方法は地方公共団体の規模や特性によっては実施できる可能性のあるものと考えられた。2.においては,SAMHALLの活動がよく知られているが,近年自社での就労から企業への派遣及び人材養成に移行している。またSAMHALLとの契約により知的障害者を受け入れている企業においては,企業の社会的責任論ではなく,利潤追求優先の結果としての知的障害者雇用が強調された。「生産は資本主義,国民間での分配はやや社会主義的公平さ」が遂行されていることが実体的にわかった。つまり,基盤として知的障害者の生活は公によって保障され,企業は利潤を追求しながら,社会政策費用(雇用主税)の負担をし,財政の効率性を問う姿勢をもつ。知的障害者雇用においては,政府,企業,SAMHALL,それぞれを頂点とする三角形としてその関係は表され,相互補充的に役割を遂行することによりスウェーデンモデルを維持していることがわかった。前年度のスウェーデン・ストックホルム市及びアメリカ・カリフォルニア州の障害者雇用に関する調査を踏まえ,本年度においては障害者雇用促進法に基づく割当雇用制に関する研究を行った。調査を実施したスウェーデンとアメリカでは,障害者の割当雇用制度を実施しておらず,それぞれ独自のモデルを形成していた。しかし,わが国における障害者雇用の促進力となっているのはこの制度であり,特に企業イメージを大切にする大企業においては障害者雇用を社会的責任として捉え,法定雇用率の達成に特に都心部では積極的に対応している。つまり、明らかに割当雇用制度は企業の障害者雇用の量的拡大には有用であるといい得る。また,この制度は障害者の権利条約においても最終的にはアファーマテイブ・アクションとして認められ,わが国においては企業の積極的姿勢を後押しすることになっている。しかし,なお未達成企業割合が半数を超え,さらに法改正による中小企業への雇用納付金制度の導入が決まり,企業負担問題は避けられない。企業に対する優遇税制の適用,援助つき雇用の更なる展開と保護雇用制度の導入に対する公的資金の投入,多様な助成金の増強などが障害者雇用の推進を実質的なものにするためには必要である。わが国は今後条約の批准に向けて,障害のある人を支援しインクルーシブな社会を構築するために,前述の施策に加えて,教育機関における職業訓練のあり再考,そして企業との連携と協働,特に知的障害のある入に関しては,個々の性質を理解した丁寧な関わりのなかから就労支援計画を作成することが求められる。幼少時から知的障害のある人の将来を展望した関わり方ができる専門的知識と技術を身につけた保育者の養成が次の課題として浮上する。1.企業調査の結果知的障害者雇用が進んでいる国内4社(特例子会社2社を含む)での聞取り調査により把捉した各企業の雇用方法における特徴は障害のある人を「労働力」として捉え,将来の労働力不足への対応策としても取り組んでいた。このことは社会就労センター等との相違点として指摘できる。また,知的障害者雇用が単に「障害者雇用納付金制度」の負担を回避するためだけではなく,経営理念に「ダイバーシティ」を掲げその具現化として進められていることも明らかになった。つまり,利潤追求と障害者雇用は二分されるのではなく,また4社の企業においては障害のある人のナショナルミニマムとレイバーミニマムを保障し,ノーマライズに貢献していることを実証することができた。2.就労移行支援事業を実施する企業調査の結果企業がグループ法人化してサービスを供給することの利点を,1)支援者の自由な発想・工夫が大事にされサービス提供に反映されやすい,2)知的障害のある人個々の特性に合わせたサービスの提供が可能である,3)そのための専門職者の採用についても迅速に対応ができる,4)事業展開における変容は即応性が高い等とした。

また,「障害者自立支援法」は営利法人といえどもソーシャル・オプティマムとしてだけではない役割を担わせることから,人権の擁護という視点からの倫理性と専門性が求められることが明らかになった。
イネにおける生態型決定機構の解明に向けて

本研究では、一年生と多年生の生態型がみられるアジアの野生イネOryza rufipogonを研究対象として、その生態型決定機構の解明を目的としている。本年度は、生態型の違いを導く器官として節に注目し研究を進めるとともに、野生イネが生息する現地での一年生と多年生の生態型の調査を行った。栽培イネのほとんどは、地際の節で幼穂形成が行われる。一方、野生イネには節を上に移行するものがみられる。そこで、20系統の野生イネを圃場に展開し、節を上に移行する2つの野生イネ系統(O. rufipogon W149およびW1294)を選抜した。これらと栽培イネ2品種(O. sativa Japonica NipponbareおよびIndica IR36)を交雑し、F2およびBC1集団を育成した。得られた種子数はO. rufipogon W149の交雑集団の方が多かったので、次年度以降の遺伝解析はこれらの集団を用いることとした。またその準備として、O. rufipogon W149と栽培イネ2品種の間の分子マーカー座における多型調査を行なった。2019年3月8日より13日まで、ミヤンマー国ヤンゴン周辺地域の野生イネの調査を行った。我々は、過去にヤンゴン周辺に野生イネ集団の定点調査地を3カ所(一年生1カ所、多年生2カ所)設定しているが、これまでは雨期の終わりしか調査を行っていない。今回は、乾期の終わりに調査地を訪れたため、一年生と多年生植物の雨が降らない時期の生態や生育環境等に関する新たな情報を得ることができた。次年度以降に計画している遺伝解析用の材料が順調に育成できた。現地調査においては、乾期の一年生と多年生植物に関する新たな情報を得ることができた。初年度は材料育成と調査が主であったが、次年度以降QTL解析を予定している。多くの個体からなる複数の集団を用いるので、正確な形質データおよび分子マーカーデータを得ることを心がける。(理由)年度末の3月に野生イネの現地調査を行なったが、計画段階で追加経費を考慮し見積もりに余裕を持たせたため、繰越金額が生じた。(使用計画)次年度はQTL解析を行う予定であるので、翌年度請求分と合わせて、解析試薬の購入に充当する。
rhBMPによる骨誘導とその新生骨中への歯の移動に関する実験的研究

今回は、予備実験として実験動物にビ-グル犬を用い条件の画一化を図った。実験は、上顎両側の上顎第一臼歯を抜歯した後、犬歯第二臼歯間の近心口蓋粘膜をコの字型に骨膜ごと剥離し、トレファンバーにて直径5mmの実験的骨欠損部を作成した。右側をコントロール側(実験的骨欠損のみ作成)、左側を実験側(脱灰骨粉末移植群)とした。1.Critical size defectの確認。2.実験的歯の移動による組織学的変化の観察、の2点を目的とした。実験的歯の移動は上顎第二臼歯を100g Ni-Ti closed coil springにて近心移動させた。観察は骨欠損部が移植により修復されると予想される8週と、移植部に移動した歯が到達すると予想される6週間を加えた14週に行なった。固定後PR脱灰し、通法に従い、パラフィン包埋、前頭断切片を作成し、光学顕微鏡にて観察した。この結果、8週時点でコントロール側では、近遠心的連続性の回復はなされていないものの、実験側では連続性の回復はなされ、この時点におけるcritical size defectが確認された。また、移植後8週から移動を6週行った14週時点でコントロール側では近心傾斜が認められるものの近遠心的連続性の回復はなされていなかった。一方、実験側では近心傾斜が弱く、破骨細胞による吸収像が確認された。この時、核となる脱灰骨粉末は周囲新生骨と比較して吸収されにくい傾向が確認された。今後は、脱灰骨粉末の他、自家海面骨(自家腸骨稜より採得)、rhBMP(担体:山之内製薬より提供していただけるものを使用する予定)を移植し、それらの比較検討を行い、実験的骨欠損部の修復過程の差異を組織学的に観察するとともに、実験的歯の移動の際に、担体として何がふさわしいのか検討していく。
桜島降灰が二輪車(バイク)の走行に及ぼす影響の実態調査

雲仙普賢岳の火山活動は全国民の注目するところであるが、鹿児島においても桜島はすでに35年以上にわたって降灰による被害を周辺地域に及ぼしている。本研究は、降灰が二輪車(バイク)のドライバ-に及ぼす影響の実態を把握するために、桜島周辺地域(桜島、鹿児島、垂水、姶良・隼人、川内)の住民に対して約600個のアンケ-ト調査を実施し、結果を整理・分析中した。得られた知見の主なものは次の通りである。(1)最近の12年間の年間平均降灰量は桜島地区(10010kg/m^2)、鹿児島、垂水地区(101kg/m^2)、姶良・隼人地区10.2(kg/m^2)、川内地区0.20.05(kg/m^2)である。(2)平成元年度におけるバイク事故発生件数(1000台当り)は、降灰量の多い桜島や鹿児島地域は40台以上と、降灰量の少ない川内地域の2530台に較べて多く、降灰はバイク事故に影響している。(3)非降灰時の運転では不安を感じるバイクドライバ-はどの地域とも11%以下であるが、雨天時の降灰下に不安を感じるドライバ-は川内地域を除き、いずれも93%以上を示し、バイクドライバ-に対して降雨時の降灰が非常に悪影響を及ぼしている。(4)道路幾何構造の違いがドライバ-に及ぼす不安感の差は、降灰の多い地域の6割以上のバイクドライバ-が曲線部において最も多く不安感を感じている。(5)それらのうち事故に遭遇した割合は38%18%と大きな値を示す。その原因が降灰とした割合は降灰の最も多い地域で44%、降灰の少ない地域で6%と降灰がバイク事故と密接に関わっている。(6)降灰除去活動の充実が降灰地域の人々の最も切実は要望である。現在、各研究分担者の研究成果をまとめて報告書を作成中である。桜島降灰が周辺地域住民に及ぼす影響については、ここ数年来研究を進めてきているところである。本研究は、それらの研究実績を踏まえて、降灰が二輪車(バイク)のドライバ-に及ぼす影響の実態を把握するために、桜島周辺地域(桜島、鹿児島、垂水、姶良・隼人、川内)の住民に対して約600個のアンケ-ト調査を実施し、結果について整理・分析中である。得られた新たな知見の主なものは次の通りである。(3)非降灰時の運転では不安を感じるバイクドライバ-は各地域とも11%以下であるが、降灰時に不安を感じるドライバ-は桜島地域65%、鹿児島地域56%、川内24%といずれの地域も大きな割合を示し、バイクドライバ-に対して降灰が非常に大きく影響している。(4)降灰時、道路の曲線部と下り坂で大変不安を感じているという割合が多く、降灰の多い桜島で66%、59%、降灰の少ない川内でも36%、20%と、バイクドライバ-にとって降灰の影響がかなり大きい。(5)事故に遭遇した割合は38%18%と大きな値を示す。その原因が降灰とした割合は降灰の最も多い桜島地域で44%、鹿児島地域で25%、降灰の最も少ない川内地域で6%と降灰がバイク事故と密接に関わっている降灰除去活動の充実が桜島周辺地域の人々の最も切実な要望であることも明かとなった。各研究分担者はそれぞれの研究テ-マで研究を現在鋭意継続中である。

(4)道路幾何構造の違いがドライバ-に及ぼす不安感の差は、降灰の多い地域の6割以上のバイクドライバ-が曲線部において最も多く不安感を感じている。(5)それらのうち事故に遭遇した割合は38%18%と大きな値を示す。その原因が降灰とした割合は降灰の最も多い地域で44%、降灰の少ない地域で6%と降灰がバイク事故と密接に関わっている。(6)降灰除去活動の充実が降灰地域の人々の最も切実は要望である。現在、各研究分担者の研究成果をまとめて報告書を作成中である。
低応力三軸度領域におけるDP鋼の内部損傷発展に及ぼす応力負荷履歴の影響

異なる応力状態を再現するための基礎材料試験の検討を行った.市販のシミュレーションソフトを用いて平滑引張試験,切欠付引張試験,せん断引張試験の三種後条件の材料試験を解析し,破断位置の応力三軸度履歴を予測した.解析は三次元フルモデルで行い,板厚方向のキビレ変形も含めた応力状態を計算した.各試験の試験片形状最適化を行うことで,低応力三軸度から等軸引張状態までの任意の応力状態を再現する試験を確立した.材料には980級高張力鋼板を用い,各応力状態における延性の変化をミクロボイドの挙動と関連付けた考察によって調査した.また試験にDICのシステムを組み込むことで,実験における応力ひずみ状態を高精度に測定することが出来るようになった.破断面の様相を観察した結果,せん断応力支配下では相界面に生成した隣接ボイドがボイド間のすべりによって急激に合体することで延性の低下が生じていることを確認した.異なる応力状態を再現するための基礎材料試験の検討を行った.まず市販のシミュレーションソフトを用いて平滑引張試験,切欠付引張試験,せん断引張試験の3種5条件の材料試験を解析し,破断位置の応力三軸度履歴を予測した.解析は三次元フルモデルで行い,板厚方向のくびれ変形も含めた応力状態を計算した.各試験の試験片形状の最適化を行うことで低応力三軸度から等軸引張状態までの任意の応力状態を再現する試験を確立することが出来た.実際の試験には980級DP型高張力鋼板を用い,各応力状態において延性がどのように変化するか,また破断時のミクロボイドの様相にどのような違いが生じるのかを調査した.引張試験にデジタル画像相関を用いる事で,試験中のひずみ分布と荷重履歴の関係を実験から取得し,解析の結果と比較する事で破断位置の応力三軸度履歴を同定した.低応力三軸度の場合,一軸引張場と比較して延性が低下する事が確認できた.破断面の様相を観察した結果,せん断応力支配下では相界面に生成した隣接ボイドがボイド間のすべりによって急激に合体する事で延性の低下を引き起こしている事が示唆された.今後は破断面だけでなく変形中のボイド変化についても観察し,三軸度履歴との相関を考察する計画である.異なる応力状態を再現するための基礎材料試験の検討を行った.市販のシミュレーションソフトを用いて平滑引張試験,切欠付引張試験,せん断引張試験の三種後条件の材料試験を解析し,破断位置の応力三軸度履歴を予測した.解析は三次元フルモデルで行い,板厚方向のキビレ変形も含めた応力状態を計算した.各試験の試験片形状最適化を行うことで,低応力三軸度から等軸引張状態までの任意の応力状態を再現する試験を確立した.材料には980級高張力鋼板を用い,各応力状態における延性の変化をミクロボイドの挙動と関連付けた考察によって調査した.また試験にDICのシステムを組み込むことで,実験における応力ひずみ状態を高精度に測定することが出来るようになった.破断面の様相を観察した結果,せん断応力支配下では相界面に生成した隣接ボイドがボイド間のすべりによって急激に合体することで延性の低下が生じていることを確認した.現在までの目標として掲げていた「試験法の最適化と標準化」については十分達成する事ができた.多くの論文で報告されているようにせん断応力状態における破断延性の低下が本研究の開発手法においても再現でき,期待通りの結果を得ることが出来た.また実験の実施には至らなかったが,解析において圧縮せん断や引張せん断などの応力状態も再現可能な事を確認できた.さらに試験片サイズを微小化する事で試験片表面に任意の応力状態を再現する事が可能である事を確認し,試し材を用いた確認実験も行った.開発した手法によって,今後は破断までの途中段階で試験を中断し試料内部のミクロボイドを観察する.それによって応力履歴とボイド挙動の関係を明らかにし複相鋼板のボイド生成メカニズムと延性破壊機構に及ぼす応力履歴の影響を解明する.また微小引張試験に試料表面をエッチングした試験片を用いる事で延性破壊のその場観察試験を行い,ボイド生成挙動の定量的な評価をする.最終的には空孔生成を抑制するような組織形態の指針を提案し,強度・延性バランスに優れた高張力鋼板の作製に寄与する.In-situ引張試験用の微小引張試験機を当該年度に購入すべく前倒し請求にて予算を申請したが,機器の設計が年度末までに間に合わず設計・発注を次年度にまわすことになったため.既に購入予定機器の選定と仕様設計についての討議は業者と進めており,早期段階にて機器購入による予算執行を計画している.また当初の予算案としていたシミュレーションソフトのライセンス費も次年度は計上する予定であるため,合わせた使用計画を考えている.
生物画像情報と四次元放射線治療を統合した個別化放射線治療法の開発

放射線治療の成績向上には、生物学的画像情報の治療計画への統合と腫瘍や正常臓器の動きへの対応が必要と考えられた。我々は、放射線治療計画における生物・機能画像情報の有用性の評価、腫瘍動体評価と生物・機能画像の4次元化法の確立、および動体追尾SIB-IMRT治療の実現に向けた基盤技術開発の3つの要素に分けて研究を行った。それぞれF-MISO-PETによる低酸素イメージングにおける最適な撮像タイミング、呼吸同期FDG-PETの有用性、4次元線量計算モジュールの開発などの研究成果を挙げた。今後これらの研究成果が放射線治療の高度化と成績向上につながるものと期待される。低酸素領域の3次元画像化に関してプローブ及び撮影プロトコールの検討を開始した。細胞周期のイメージングが可能なヒト腫瘍細胞において細胞周期と放射線治療感受性との関係をin vitroで明らかにし、動物モデルにおいても同様の関係を明らかにした。in vivoでは、腫瘍内に様々な細胞周期の細胞が混在するために体外からのimagingは困難であったが、摘出腫瘍の薄切においての観察は可能であった。治療前FDG-PETのSUVmaxおよび拡散強調MRIのADC値の有用性に関して検討した。肺癌に対し定位放射線治療を行った15例を対象に評価したところ、治療前に高SUVmaxと低ADC値を示した症例は治療後の再発が有意に多いことが分かった。生物・機能画像の4次元化法として呼吸同期FDG-PET/CTの至適撮像方法を検討し、膵臓癌7症例、のべ9回の撮像を行った。RPMシステムを用いた同撮像法は複数の症例で安定して実施可能であることが確認された。腫瘍動態評価目的のcine MRIに関しては、食道粘膜の蠕動を評価する目的で健常ボランティア1名を対象に行ったが、同法での粘膜描出は困難であった。Area detector CTの撮影を12例で行い、肺腫瘍と金マーカーの動態について検討した。肺腫瘍・金マーカー間の平均距離と、相対位置変動の大きさには正の相関が認められた。高精度・高速4次元線量計算モジュールとして、動体追尾照射で実装した線量計算モジュールのプログラムコードの最適化や並列化に着手した。また、品質保証のため、0.1mm以下の精度で制御可能な動体ファントムを開発した。また、SIB-IMRTにおいて、線量計算法の違いが治療計画に及ぼす影響を明らかにした。これは動体追尾SIB-IMRTにおいても、最適な線量処方を決定する上で考慮しなければならない重要な因子のひとつである。強度変調放射線治療(intensity-modulated radiation therapy: IMRT)は、広く臨床現場に普及しつつある先端放射線治療技術である。IMRTは従来法では不可能であった多様かつ良好な線量分布の実現が可能であり、放射線治療によるがん治療成績の飛躍的向上が期待されている。しかしながら、本治療の最大の課題の一つは標的の動きに弱いことである。本研究では、この課題を根本的に解決するため、各部位における腫瘍の動体解析をもとに動体追尾IMRT技術を改良・発展させる。この技術をIMRTが得意とする低酸素環境などの生物情報を利用した放射線治療計画ならびに照射技術に統合させることにより、個々のがんの形状、動き、性状に合わせた究極の個別化放射線治療を実現させる。本研究では、この世界初となる革新的な放射線治療の基盤ならびに応用研究を実施する。動物実験による低酸素領域、細胞周期動態のイメージングについての検討を終了し、臨床における低酸素イメージングの実践に移行した。FMISO PETによる悪性腫瘍内低酸素領域の撮影プロトコール作成を開始し、既報論文による検討を重ね、薬剤投与量、化学放射線治療前後の撮像タイミング、撮像回数について決定した。すでに当院倫理委員会にて同プロトコールを提出済みであり、現在承認待ちの状態である。生物・機能画像評価に関しては、動物実験によるイメージングについての検討を終了し、臨床における低酸素イメージングの実践に移行した。FMISO PETによる悪性腫瘍内低酸素領域の撮影プロトコールが当院倫理委員会に承認され、現在、すでに数例の撮像を開始した。撮像タイミングについて、FMOSO投与後、2時間、4時間を検討し、4時間後の方がより、良好なコントラストの画像を得られることが分かった。今後、順次データを集積し、解析していく予定である。動体追尾照射を施行した早期肺癌症例において肺内に複数留置された金マーカーの動態解析を行った。主成分分析法より得られる最大運動方向成分に関し、マーカー間の高い相関が確認された。また、個々のマーカーの日間変動評価では概ね高い安定性が示された。呼吸同期FDG-PET/CTの撮像を膵臓癌症例で行い、放射線治療計画における呼吸同期FDG-PET/CTの有用性を検討中である。肺癌患者で行ったArea DetectorCT動態画像からは、動体追尾照射においては金マーカーの選択により腫瘍体積を最小化できる可能性が示された。また、従来のCTとの比較では自由呼吸下の撮像でも腫瘍体積をより正確に評価できた。動体追尾同時ブーストIMRT(SIB-IMRT)治療計画用の高精度4次元放射線計算システムを構築した。線量計算の高速化を図るべく、プログラムコードの最適化や並列処理を導入した。また、一次元外部呼吸移動パターンおよび三次元標的移動パターンが再現可能な4軸動体ファントムを作製した。これらの開発により、動体追尾SIB-IMRT治療の線量計算および放射線品質管理に関する基盤技術が確立した。

A放射線治療計画における生物・機能画像情報の有用性の評価(平岡、吉村、佐治、富樫):FMISO PETにて、化学放射線療法前後における悪性腫瘍内の低酸素領域の経時的変化、撮像タイミングを検証するプロトコールが、当院倫理委員会承認された。すでに数例の頭頸部癌患者のFMISO-PET撮像を開始しており、今後症例を集積し、データを解析していく予定である。B腫瘍動態評価と生物・機能画像の4次元化法の確立(松尾、溝脇):呼吸同期FDG-PET/CTの撮像を23例、Area Detector CTの撮像を18例の肺癌患者で行った。また、肺癌9例において金マーカーの動態解析を行った。概ね計画通りにデータの取得ができた。C動体追尾SIB-IMRT治療の実現に向けた基盤技術の開発(小久保、澤田、中村):当初計画していた「動体追尾SIB-IMRT治療計画用の高精度・高速4次元線量計算モジュールの開発」および「動体追尾SIB-IMRT品質管理/品質保証(QA/QC)手法の開発」は順調に進捗している。特に前年度は、動体追尾SIB-IMRT線量計算の高速化を図るべく、プログラムコードの最適化や並列処理を導入した。また、動体ファントムを用いて、ガンマ解析による動体追尾SIB-IMRT治療のQAを2症例に対して実施した。その結果,計算された線量分布と実測による線量分布の一致度は90%以上であることを確認した。生物・機能画像評価に関しては、動物実験によるイメージングについての検討を終了し、臨床における低酸素イメージングの実践に移行した。F-MISO PETによる悪性腫瘍内低酸素領域の撮影プロトコールが当院倫理委員会に承認され、すでに10例以上の撮像を行った。撮像タイミングについて、F-MISO投与後、2時間と4時間を比較検討し、2時間後でも評価可能なコントラストの画像が得られることが分かった。膵癌の放射線治療計画に呼吸同期FDG-PET/CTを用い腫瘍の動態を正確に把握することで、腫瘍周囲の正常臓器への不要な放射線照射が避けられる可能性が示唆され、学会発表および論文報告を行った。25例の肺癌患者において、Area Detector CTの撮影を行い、腫瘍と周囲に留置した複数の金マーカーの動体解析を行った。金マーカー選択の最適化により動体追尾照射に必要な標的体積が縮小可能となった。また、従来の4次元CTとの比較では、自由呼吸下の撮像でも腫瘍体積をより正確に評価できることが示された。動体追尾照射を施行した早期肺癌症例において肺内に複数留置された金マーカーの動態解析からは、第1主成分方向に関してマーカー間には概ね高い相関関係が、また個々のマーカーで日間の高い安定性が示された。一方で、心臓近傍のマーカーが心拍の影響を受けることが相関を低下させる主な要因である可能性が示唆された。動体追尾同時ブーストIMRT(SIB-IMRT)治療計画用の高精度4次元放射線計算システムを構築し臨床症例に対して線量計算を行い、動体を考慮に入れた線量結果を算出した。また、それらを論文にて報告した。
パワースペクトルのピーク周波数が非定常なモデルによる時系列解析

本研究の目標であった,パワースペクトルのピークが非定常であるようなモデルを想定し,非定常スペクトルを持つデータから有益な情報を取り出す方法の開発については,次のような点が新たにわかった.時変ピーク数が多くなった場合には,申請者既提案のモデルの定式化のままでは,時変ピークをうまく推定できない.その理由は,既提案モデルでは時変ピークを状態ベクトルとして持っているが,これでは時変ピークパラメータについて認定不可能になってしまっているためである.申請者既提案の論文では,ピーク数が1または2と少ない場合のシミュレーションのみを扱っているため,認定不可能であることによる問題点が明らかではなかった.この問題の解決方法として,既提案モデルのパラメータに線形変換を施し,認定可能になるようにした.具体的には,時変ピークをそのまま状態として持つのではなく,最も低いピーク周波数についてはそのまま周波数を持ち,それ以上の周波数のピークについては隣接するピークの間隔を持つようにした.こうような定式化について,ピーク数が既存の研究より多い(4まで)場合について,シミュレーションによりモデルの有効性を確認した.また本研究の主目的であった,非定常不規則振動の実データに対して提案モデルの適用可能性を明らかにする点について,得られた成果は次の通りである.風洞実験により動圧を上昇させながら測定したデルタ翼の振動データについて,非定常分散標準化後に提案モデルを適用し,非定常スペクトルのピークを推定した.このときピーク強度は時間的に一定と仮定した.推定された時変ピークは,動圧の上昇とともに二つのピーク周波数が近づいてゆき,フラッタと呼ばれる現象を捕えていることがわかった.これらの成果を総合して学術論文にまとめ,近日中に適当なジャーナルに投稿する予定である.本研究の目標であった,パワースペクトルのピークが非定常であるようなモデルを想定し,非定常スペクトルを持つデータから有益な情報を取り出す方法の開発については,次のような点が新たにわかった.時変ピーク数が多くなった場合には,申請者既提案のモデルの定式化のままでは,時変ピークをうまく推定できない.その理由は,既提案モデルでは時変ピークを状態ベクトルとして持っているが,これでは時変ピークパラメータについて認定不可能になってしまっているためである.申請者既提案の論文では,ピーク数が1または2と少ない場合のシミュレーションのみを扱っているため,認定不可能であることによる問題点が明らかではなかった.この問題の解決方法として,既提案モデルのパラメータに線形変換を施し,認定可能になるようにした.具体的には,時変ピークをそのまま状態として持つのではなく,最も低いピーク周波数についてはそのまま周波数を持ち,それ以上の周波数のピークについては隣接するピークの間隔を持つようにした.こうような定式化について,ピーク数が既存の研究より多い(4まで)場合について,シミュレーションによりモデルの有効性を確認した.また本研究の主目的であった,非定常不規則振動の実データに対して提案モデルの適用可能性を明らかにする点について,得られた成果は次の通りである.風洞実験により動圧を上昇させながら測定したデルタ翼の振動データについて,非定常分散標準化後に提案モデルを適用し,非定常スペクトルのピークを推定した.このときピーク強度は時間的に一定と仮定した.推定された時変ピークは,動圧の上昇とともに二つのピーク周波数が近づいてゆき,フラッタと呼ばれる現象を捕えていることがわかった.これらの成果を総合して学術論文にまとめ,近日中に適当なジャーナルに投稿する予定である.
子ども自身と家族が語る自閉症スペクトラム障がいの意味；”語る”という関わりの提案

本研究の目的は、自閉症スペクトラム障がい(ASD)のある子どもや家族が語るASDの意味を明らかにし、“語り"に焦点を当てた関わりを提案することである。データは、ASDのある子どもや家族と著者の対話により収集し、質的帰納的に分析した。研究には5家族が参加した。対話において、子ども達は、困難さのみではなく、多くの自分らしさも語った。また家族は、子どものASDについて、長所や強み、家族の関係を深めた経験として語った。対話において、ASDは困り事に限定されず、多様な意味で語られた。対話は、子どもにとって心地よい経験であり、家族にとって子どもの新たな見方に気づく機会となることが示唆された。本研究の目的は、1自閉症スペクトラム障がい(以下、ASDとする)のある子ども自身が語るASDの意味を明らかにすること、2家族が語るASDの意味を明らかにすること、そして3ASDについて“語ること"が、子どもや家族にとってどのような経験であるかを明らかにし、4子ども自身や家族自身がASDを“語ること"に焦点をあてた看護者の関わりを提案することである。平成26年度には、ASDのある人々の語りを取り上げた国内文献レビューを行い、研究参加者のリクルート、子どもへの個人インタビュー、家族へのインタビューを実施した。国内文献レビューの結果、子どもの語りを取り上げた文献、一般的なASDという言葉の意味(例えば、コミュニケーションの障がいなど)にとらわれず子どもの経験を理解した文献は非常に少ないことがわかった。本研究が、子どもと家族の新たな理解や、子どもと家族への新たな関わりの検討に役立つことが示唆された。研究参加者のリクルートは、子どもの発達に不安を抱える家族とその子どもが活動する自主グループにて実施し、子ども7名(8歳16歳)、家族7名が本研究に参加した。ほとんどの子どもがASDに総称される診断を受けており、一部、診断は受けていないが、母親がASDだと感じている子どもを含んだ。診断名を伝えられている子どもはいなかった。子どもへのインタビューは、全ての子どもに対し2回、1回20分90分程度で実施し、子どもからみた自分自身、他者と話すことへの気持ち、日頃感じている困難さなどが語られた。またインタビューによる対話は、子どもにとって有意義な経験であることが示唆された。家族へのインタビューは、各家族員に対し1回、60分120分程度で実施し、ASDという言葉への新たな意味が語られた。インタビューによる対話は、家族にとって子どもの新たな一面に気づく機会となることが示唆された。本研究の目的は、自閉症スペクトラム障がい(以下、ASDとする)のある子ども自身、家族自身が語る“ASD"の意味を明らかにし、子どもや家族にとってASDを語ることがどのような経験であるかを提示することである。そして“語ること"に焦点を当てた看護者の関わりを提案することを目指す。本研究はナラティヴの考え方に基づき、ASDの意味は、対話により協働的につくられていくと考えた。研究参加者は、自閉症、広汎性発達障がい、高機能自閉症、アスペルガー症候群などASDに総称される診断を受けており、言葉による対話が可能な子どもとその家族とした。データは、子どもと著者、家族と著者との対話により収集し、子どもや家族が価値をおくことに焦点をあてて対話を実施した。子どもと著者との対話は子どもごとに2回、家族と著者との対話は家族員ごとに1回実施した。データは、事例ごとに質的帰納的に分析した。本研究は、大学の研究倫理審査部会の承認を得て実施した。インタビューを行った子どもは7名、家族員は8名であった。研究に参加した家族員は家族ごとに異なったが、全ての家族において母親は研究に参加した。子ども達は、自分自身について、困難さのみではなく、多くの自分らしさを語った。対話への感想では、ほとんどの子どもが嬉しかったと答えた。また家族員は、子どものASDについて、課題としてだけではなく、その子の長所や強み、家族で乗り越えてきた課題、家族関係を深めた経験として語った。対話への感想として、知らない子ども一面がを知った等が挙げられた。子どもや家族との対話において、ASDは、コミュニケーションの障がいや困り事に限定されず、多様な意味で語られた。また自分自身や家族について語る対話は、子どもには心地よい経験であり、家族には新たな子どもの見方を知る機会となることが示唆された。平成26年度の研究実施計画では、研究目的1“自閉症スペクトラム障がい(以下、ASDとする)のある子ども自身が語るASDの意味を明らかにすること"、研究目的2“家族が語るASDの意味を明らかにすること"の達成を目標としていた。

研究参加者のリクルート、データ収集(子どもへの個人インタビュー、家族へのインタビュー)は、研究実施計画どおりに実施できたが、インタビューにおける対話のありようが多様であったことや、幅広いデータが収集されたことから、データの本質を見極め、分析の方向性を定めることに時間を要した。このため、研究目的1および研究目的2については、平成27年度にも検討を続ける必要があり、研究参加者に分析内容への意見を求め、追加データを収集しながら分析を深め、研究目的に迫る。医歯薬学平成27年度は、事例ごとの分析、事例の統合により分析を深め、研究目的12を明らかにする。また平成26年度に得た示唆から、子どもと家族にとって“語ること"がどのような経験であったか(研究目的3)についても明らかにし、“ASDのある子どもが自分自身について語ること"や“家族がASDと診断された子どもについて語ること"に焦点をあてた看護者の関わりを検討する。本研究について報告書をまとめ、関連学術集会や学術雑誌などで結果を報告する。本研究に参加者した子ども達には、診断名を伝えられている者はいなかった。一般的なASDという言葉の意味にとらわれず、子ども自身が語る自分自身を理解するという本研究の目的から、研究参加者である子ども達に診断名を伝えられていないという状況は重要であったと考える。このため、研究目的1“自閉症スペクトラム障がい(以下、ASDとする)のある子ども自身が語るASDの意味を明らかにすること"については、子どもへの個別インタビューにて、ASDそのものを話題にするのではなく、ASDとされる子ども自身が“自分自身をどのように語るか"という視点から分析を進め、明らかにすることとした。また複数の家族員による家族インタビューの実施は困難であり、家族員への個別インタビューとして実施した。個別インタビューであっても、各家族員の語りから、様々な意味が語られており、研究目的には迫ることができると考えている。平成26年度は、データ分析に時間を要し、分析内容への研究参加者の意見を聞くこと、追加データの収集、それらに基づく分析内容の修正はできなかった。このため、研究参加者の意見を聞くためのインタビュー、追加データの収集のためのインタビュー等に必要となる費用は次年度使用額となった。またこれに関連し、研究参加者への謝品の購入は次年度購入することとした。平成27年度には、研究参加者への意見を聞き、追加データの収集を行う予定であり、研究参加者への意見を聞くインタビュー、追加データ収集のためのインタビューに必要な費用を支出する予定である。これに合わせて研究参加者への謝品も購入する。また平成27年度は、研究成果を学術集会や学術論文にて報告するため、学術集会参加・学術論文作成に必要となる費用を支出する予定である。また本研究テーマに関連する学術集会にも参加する。研究結果報告書の作成や郵送に関する費用も支出する。
前周期遷移金属による配位カルコゲン分子の活性化と反応

2)種々のハロアルカン類を用い,[Cp^*W(S)_3]の末端スルフィドのアルキル化反応を行なった。例えば,アリルクロリドあるいはメタリルクロリドと(PPh_4)[Cp^*WS_3]の反応から得られるCp^*W(S)_2(SCH_2CR=CH_2)(R=H, Me)のアリル部分が興味深い動的挙動を示すことを見い出した。その機構を明らかにするため、(PPh_4)[(EtMe_4C_5)W(O)(S)(SCH_2CR=CH_2)]と(PPh_4)[(Me_5C_5)W(O)(S)(SeCH_2CR=CH_2)]を新たに合成し、温度可変NMR測定の解析を行った結果、アリル部位は隣接したスルフィド原子間で移動すること、また、アリルセレノラートの場合はセレン部位で1,3-アリル転位することが明らかになった。3)タングステン中心に異なった3種の末端カルコゲニド配位子が結合した(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(Se)]の合成に成功した。さらに,不斉アルキル基(R^*)をもつジアステレオマー(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(SR^*)]の光学異性体の完全分割に成功し、それらをセレニド化することで、(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(Se)]の光学異性体を作りわけた。硫黄およびセレンを配位原子とする欠電子性前周期遷移金属カルコゲン錯体を母体とする新しい無機化学の構築めざした研究を行ない,以下の成果を収めた。1.ペンタメチルシクロペンタジエニル補助配位子をもつ半サンドイッチ型タングステンクロリドおよびモリブデンクロリドとリチウムチオラート類との反応から,[Cp^*W(S)_3]^-,Cp^*W(S)_2(SCMe_3),Cp^*Mo(SCMe_3)_3,[Cp^*Mo(SCH_2CH_2S)_2]^-などの単核チオラート/スルフィド錯体を得た。また,Cp^*Mo(SCMe_3)_3と4倍当量のヒドラジン類を作用させることによりCp^*Mo(S)_2(SCMe_3)を得,さらに過剰の無水Li_2S_2との反応により,(PPh_4)[Cp^*Mo(S)_3]に変換した。一方,半サンドイッチ型タングステンクロリドにセレノラートを反応させることにより,[Cp^*W(Se)_3]^-を合成することにも成功した。2. [Cp^*Mo(S)_3]^-および[Cp^*W(S)_3]^-の末端スルフィドはアルキン類と容易に反応し,対応するジチオレン錯体[Cp^*M(S)(SCH=CHS)]^-を与える。この反応をNMRによって追跡し,2次反応速度定数と活性化パラメーターを決定するとともに,反応機構を検討した。活性化エントロピーは-25cal/molK(M=Mo),-24cal/molK(M=W)であり,反応が2分子機構で進行することを示す。また,活性化エンタルピーはモリブデン錯体の方が2.2Kcal/mol小さく,末端スルフィドへのアルキン付加がタングステン錯体よりも速く進むことが明かとなった。3.種々のハロアルカン類を用いることにより,[Cp^*W(S)_3]^-の末端スルフィドのアルキル化反応を行なった。例えば,アリルクロリドあるいはメタリルクロリドとの反応からはアリルチオラート/スルフィド錯体Cp^*W(S)_2(SCH_2CR=CH_2)が単離された。

このアリルチオラート配位子のアリル部位は溶液中で興味深い動的挙動を示すことを発見し,NMRによってその活性化パラメーターを決定した。硫黄およびセレンを配位原子とする欠電子性前周期遷移金属カルコゲン錯体を母体とする新しい無機化学の構築めざした研究を行ない、平成11年度には以下の成果を収めた。ペンタメチルシクロペンタジエニル補助配位子をもつ半サンドイッチ型タングステンクロリド,Cp^*WCl_4とLiSe^tBu/Li_2Se_2/PPh_4Brとの反応より,(PPh_4)[Cp^*WSe_3]と(Cp^*WSe)_2(μ-Se)_2が単離された。以前に合成した類似トリスルフィド錯体(PPh_4)[Cp^*WS_3]と上記トリセレニド錯体(PPh_4)[Cp^*WSe_3]との間では溶液中で不均化反応がおこらないことが確認されたことにより,異なったカルコゲン原子が単核金属に同時に配位した混合カルコゲニド錯体の合成に挑戦した。まず,前駆体となるCp^*W(S)_2ClをCp^*WCl_4とMe_3SiSCH_2CH_2SSiMe_3との反応から高収率で単離した。次に,アミン存在下,Cp^*W(S)_2Clを少量の水で加水分解したあとPPh_4Brでカチオン交換することにより,オキソ/ジスルフィド錯体(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)_2]が得られた。さらに,PhCH_2Brを用いて(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)_2]の配位硫黄原子へのアルキル化を行ない,(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(SCH_2Ph)]へと導き,さらにLi_2Se_2/PPh_4Brによるチオラート部位のセレン化反応から(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(Se)]を高収率で単離・構造決定することに成功した。得られた標的化合物はタングステン骨格に,酸素,硫黄,セレン原子が一個ずつ結合しており,タングステンが不斉中心となっている。その光学異性体の単離をめざし,不斉アルキル基(R^*)をもつジアステレオマー(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(SR^*)]を合成した。今後ジアステレオマーを分離したあと,セレン化反応を行なって(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(Se)]の不斉分割を試みる予定である。本基盤研究の最終年度にあたり、以下の多くの成果をおさめた。2)以前、アリルクロリドあるいはメタリルクロリドと(PPh_4)[Cp^*WS_3]の反応から得られるCp^*W(S)_2(SCH_2CR=CH_2)のアリル部分が興味深い動的挙動を示すことを発見した。その機構を明らかにするため、(PPh_4)[(EtMe_4C_5)W(O)(S)(SCR=CH_2)]と(PPh_4)[(Me_5C_5)W(O)(S)(SeCR=CH_2)]を新たに合成し、温度可変NMR測定の解析を行った。その結果、アリル部位は隣接したスルフィド原子間で移動すること、また、アリルセレノラートの場合はセレン部位で1,3-アリル転位することが明らかになった。3)タングステン中心に異なった3種の末端カルコゲニド配位子が結合した(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(Se)]の合成を報告した。この錯体は不斉であり、その光学分割を試みた。不斉アルキル基(R^*)をもつジアステレオマー(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(SR^*)]の光学異性体の完全分割に成功し、それらをセレニド化することで、(PPh_4)[Cp^*W(O)(S)(Se)]の光学異性体を作りわけた。
DNA複製フォークでのクロマチン構造維持機構

染色体のクロマチン構造は、染色体DNAが複製される際に忠実に維持される。これは複製因子とクロマチン構造に関わる因子が協調して働き、複製後にも複製前と同様のクロマチン構造を維持しているためだと考えられている。しかし、複製フォークでのクロマチンの挙動は未知の部分が多く、我々はこの問題に、in vitroの反応系を用いて取り組んだ。DNA複製の際には、2本鎖のDNAを1本鎖にほどくヘリカーゼが複製フォークの先頭を進む。真核生物では、ヘリカーゼ活性のコアはMcm2-7(ヘテロ6量体)であるが、これだけでは活性は示さず、2つの複製因子、GINSとCdc45が複製開始時に加わったCdc45-Mcm2-7-GINS (CMG)複合体が複製フォークで活性型のDNAヘリカーゼとして働く。昨年度、我々は酵母CMG複合体の全サブユニット(11ペプチド)を同一の酵母細胞で発現し、そこからCMG複合体を精製した。精製したCMG複合体は裸のDNAを基質にすると、プロセッシブなヘリカーゼ活性を示した。一方、出芽酵母の精製ヒストンから複製フォーク様DNA上にクロマチン構造の根幹であるヌクレオソームを再構成し、精製したCMG複合体のヘリカーゼ活性を調べたところ、ヘリカーゼ活性は検出されるものの、活性は阻害される傾向にあった。ところが、今年度に入り、ヌクレオソームを再構成した後に、ショ糖密度勾配遠心法によりヌクレオソームを持つDNAを精製し、同様な活性測定を行うと、裸のDNA同様にCMGヘリカーゼによりほどかれることが分かった。この基質による活性の違いの原因は現在のところ分かっていないが、CMGヘリカーゼはヌクレオソーム構造を持つDNAでもその活性を示すことは明らかである。ヌクレオソーム(クロマチン)構造を持つDNAを用いたヘリカーゼの系ができたことにより、複製前後でのヌクレオソームの挙動解析が今後は可能となった。27年度が最終年度であるため、記入しない。染色体上のクロマチン構造は、染色体DNA複製時には確実に保持される。しかし、複製フォークでのクロマチンの挙動は未知の部分が多い。我々はこの問題に、in vitroの反応系を用いて取り組んでいる。真核生物では、ヘリカーゼ活性のコアはMcm2-7(ヘテロ6量体)であるが、これだけでは強い活性は示さず、2つの複製因子、GINS(Sld5, Psf1, Psf2, Psf3からなるヘテロ4量体)とCdc45が複製開始時に加わったCdc45-Mcm2-7-GINS (CMG)複合体が複製フォークで活性型のDNAヘリカーゼとして働く。そこで、我々は酵母CMG複合体の全サブユニット(11ペプチド)を同一の酵母細胞で発現し、そこからCMG複合体を精製した。次に、出芽酵母の精製ヒストンから複製フォーク様DNA上にヌクレオソームを再構成し、精製したCMG複合体のヘリカーゼ活性を調べた。その結果、ヘリカーゼ活性は検出されるものの、ヌクレオソームはヘリカーゼ活性を阻害する傾向にあることがわかった。一方、クロマチン構造を持ったDNA基質をin vitroの複製系に投入すると、裸のDNA同様に複製されることがわかった。しかし、裸のDNAとクロマチンDNAの複製様式の違いは現在のところ分かっていない。

ヌクレオソーム(クロマチン)構造を持つDNAを用いたヘリカーゼの系ができたことにより、複製前後でのヌクレオソームの挙動解析が今後は可能となった。活性型複製ヘリカーゼの精製とin vitroでの活性測定系の確立を初年度は目標とし、それを達成しているため。27年度が最終年度であるため、記入しない。染色体上の複製フォークでは、クロマチンリモデリング複合体が働いているものと考えられている。今後、これら複合体も加えたヘリカーゼ活性の解析を進めることにより、複製フォークでのクロマチンの挙動を明らかにしていきたい。
化学反応プローブによる遺伝子シグナルの増幅

本研究では、遺伝子シグナルを飛躍的に増幅できる化学反応プローブを創出し、生細胞内遺伝子検出法へ応用することを目的とする。化学反応プローブの遺伝子検出は、核酸鋳型上で配列依存的におこる化学反応を基にシグナルを作り出す。この化学反応が複数回起こることにより、シグナル増幅が可能となる。酵素を用いることなしにシグナル増幅できる反応機構のデザインは、化学分野におけるチャレンジングな課題であり、その概念は極めて重要で様々な分野に応用できる。そこで、本研究計画では、等温下シグナル増幅に焦点をしぼり、これまで達成されていない短時間で遺伝子の存在を蛍光シグナルとして増幅できる新規反応メカニズムを開発する。本年度は、蛍光発生分子となる化合物の合成をおこなった。ローダミン110のアミノ基をジニトロベンゼンスルホニル基で保護することにより、蛍光を消光させることに成功した。また、この分子はチオールなどの求核性分子が高濃度存在すると、ジニトロベンゼンスルホニル基が脱保護され再び蛍光を発することがわかった。そこで、この化合物を細胞内に導入したところ、GSHと選択的に反応し、蛍光を発生することが明らかになった。しかしながら、本化合物は反応性が高すぎるために、遺伝子検出プローブに導入する分子には向かなかった。次に、核酸鋳型上で選択的に蛍光発生する分子として、モノニトロベンゼンスルホニル基で保護したローダミン誘導体を合成した。この分子を核酸プローブに導入することにより、遺伝子検出プローブを合成する予定である。本研究では、遺伝子シグチルを飛躍的に増幅できる化学反応プローブを創出し、生細胞内遺伝子検出法へ応用することを目的とする。本年度は、新たに蛍光発生分子としてジニトロベンゼンスルフォニル基で保護したクマリン誘導体を合成した。この分子を求核剤であるチオフェノールで処理すると、保護基が脱保護され飛躍的に蛍光強度が増大した。そこで、この分子を核酸プローブに導入することにより、遺伝子検出プローブを合成した。プローブを用いて、核酸鋳型上での反応を検討したところ、核酸配列特異的に化学反応が進行し、蛍光シグナルの発生が観測された。残念ながら、4時間で20%程度の反応速度であることから、化学反応の回転効率は高いものではなかった。本プローブにおいては、求核プローブとしてホスホロチオエートプローブを用いたが、さらに求核性の高い官能基に変換することにより、さらに反応性の高いプローブを設計する必要があった。そこで、種々の求核性官能基を修飾したプローブを合成し、その反応その反応性を評価した結果、チオフェノール基が極めて高い反応性を示した。