hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Zn(BH_4)_2の還元性の開発とその天然物合成への応用

中性かつ温和な還元剤である水素化ホウ素亜鉛を用いる新しい還元反応の開発として,種々のインドール類のインドリン誘導体への還元,塩化トリメチルシランを共存させて種々のアセタール・ケタール類の還元, N,N-テトラメチルエチレンジアミン存在下での酸塩化物のアルコール類への還元反応を開発した.ここに見い出した結果は,いずれも極めて温和な条件下で行うことが可能であり,従来の方法に加え新しい一般的な方法を提供することになったと考えている.これらの結果に引き続き,種々のイミン類のアミン誘導体への還元反応,その応用として,ニトリル類にアルキル化後生じたイミノ誘導体の還元によるアミン誘導体への変換反応を, 2段階ではあるが1つのフラスコ中で行なわせることを可能にした.この結果は現在投稿準備中であるが,極めて高収率ですべての反応が進行するため,有機合成化学的有用性にすぐれていると考えている.また,アセタール・ケタール類の還元開裂反応の応用として,種々の二還性ケタール類の立体選択的還元反応についても検討した.この場合,塩化トリメチルシランと水素化ホウ素亜鉛の組み合わせは不成功に終ったが,幸いにも四塩化チタンをルイス酸として使用することにより非常に高い立体選択性で反応が進行することを見い出した.本反応は種々のエーテル骨格を有する天然物合成上,有用性にすぐれていることがわかったので,様々なルイス酸・還元剤の組み合わせについて系統的な研究を進めた結果非常に有用な知見をえることに成功した.本反応を用いて,ジャコウネコの成分の1つである(6-メチルテトラヒドロピランー2-イル)酢酸の高立体選択的合成を完成した.これらの結果は現在投稿中である.以上のように,本補助金により広範な研究を展開することに成功し,有意義な結果を数多く見つけることができた.中性かつ温和な還元剤である水素化ホウ素亜鉛を用いる新しい還元反応の開発として,種々のインドール類のインドリン誘導体への還元,塩化トリメチルシランを共存させて種々のアセタール・ケタール類の還元, N,N-テトラメチルエチレンジアミン存在下での酸塩化物のアルコール類への還元反応を開発した.ここに見い出した結果は,いずれも極めて温和な条件下で行うことが可能であり,従来の方法に加え新しい一般的な方法を提供することになったと考えている.これらの結果に引き続き,種々のイミン類のアミン誘導体への還元反応,その応用として,ニトリル類にアルキル化後生じたイミノ誘導体の還元によるアミン誘導体への変換反応を, 2段階ではあるが1つのフラスコ中で行なわせることを可能にした.この結果は現在投稿準備中であるが,極めて高収率ですべての反応が進行するため,有機合成化学的有用性にすぐれていると考えている.また,アセタール・ケタール類の還元開裂反応の応用として,種々の二還性ケタール類の立体選択的還元反応についても検討した.この場合,塩化トリメチルシランと水素化ホウ素亜鉛の組み合わせは不成功に終ったが,幸いにも四塩化チタンをルイス酸として使用することにより非常に高い立体選択性で反応が進行することを見い出した.本反応は種々のエーテル骨格を有する天然物合成上,有用性にすぐれていることがわかったので,様々なルイス酸・還元剤の組み合わせについて系統的な研究を進めた結果非常に有用な知見をえることに成功した.本反応を用いて,ジャコウネコの成分の1つである(6-メチルテトラヒドロピランー2-イル)酢酸の高立体選択的合成を完成した.これらの結果は現在投稿中である.以上のように,本補助金により広範な研究を展開することに成功し,有意義な結果を数多く見つけることができた.
銀河系矮小銀河の動力学解析に基づくダークマターハロー構造の解明

当該研究の大きな成果として、矮小銀河の恒星分布やダークハロー構造においてその非球対称構造を考慮した動力学モデルを構築し、矮小銀河ダークハロー構造に対する研究を包括的に行ってきた。この研究成果は査読付き論文として学術雑誌に掲載されている。一方矮小銀河は素粒子物理学分野、特に暗黒物質対消滅起源のガンマ線を用いた暗黒物質の間接的検出の観点から非常に注目されている。実際これまでに、矮小銀河ガンマ線観測を通じて対消滅断面積などの暗黒物質の重要な性質に対し様々な制限が得られている。このガンマ線強度の見積もりにはダークマター分布を視線方向に積分した値(J-factorと呼ぶ)に大きく依存する為そのダークハロー構造を正しく理解する必要がある。そこで私はこれまでの矮小銀河の動力学研究を応用し、矮小銀河の非球対称構造を考慮したJ-factorの推定を行い、球対称でのそれと比較を行った。その結果、ダークハローの非球対称性は、J-factorやその値から得られる対消滅断面積の上限値を計算するうえで必ず考慮すべき系統誤差であり、本研究はより現実的で信頼性のあるJ-factor値を得ることが出来た。矮小銀河ダークハロー構造へのより強い制限には、広範囲で数多くのサンプル取得が必要である。すばる超広視野多天体分光器はそのようなサンプル取得が可能であり、それによって非球対称ダークハロー構造及びJ-factorのより精度の良い推定が可能となる。実際にどの程度サンプル数が増加することで精度の良い推定が可能になるのかを、模擬データを作成して模擬観測をすることでその評価を行っている。現在球対称及び軸対称質量分布モデルにおいては現在その詳細な評価を行っている最中である。初期結果として、少なくとも1000個以上の分光データを得ることが出来ればJ-factor推定の誤差を10%程度に抑えられる事が明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。私は、当該研究において矮小銀河ダークハローの非球対称構造に対して動力学モデルを用いた研究を行ってきた。ダークハロー構造、特にその形状を示す軸比を観測的に制限することが出来るのは、この研究のオリジナリティである。しかし、この軸比は星の速度分散の非等方性と縮退関係を持つという問題があり、ダークハローの形状について正しい制限を与えるにはこの縮退問題を解く必要があった。そこでこの非等方性を軸対称質量分布モデルに組み込み、その振る舞いを詳しく調べた。その結果、この縮退関係は「銀河のより外側の視線速度データ」が十分にあれば解くことができることがわかった。これを踏まえて銀河系及びアンドロメダ銀河の矮小銀河に対して力学解析を行った。その結果、銀河の外側まで観測されている銀河系の矮小銀河では縮退があまり見られず、ダークハローの軸比を決められたのに対して、アンドロメダ矮小銀河は中心部にしか観測データがない為、軸比に制限を与えられない事が明らかになった。今後、アンドロメダ矮小銀河の広範囲における分光観測が必要である事を示している。また、制限を与えられた矮小銀河の軸比をみると、冷たい暗黒物質理論が予言するダークハローよりも系統的に潰れていることがわかった。よって、理論的パラダイムとなっている冷たい暗黒物質理論に対する新たな問題点を提示した。また、私は暗黒物質理論の制限、特に温かい暗黒物質の粒子質量に制限を与えることができる新たな手法を考案した。それは、ダークハローの平均面密度という物理量を用いた手法で、この物理量はダークハローの広い質量範囲で一定の値をとる事が観測から明らかになった。このダークハローの平均面密度の普遍性を用いることで、温かい暗黒物質の粒子質量に明確な制限を与えること可能になった。

ダークハローの軸比と星の視線速度分散の非等方性の間にある縮退関係は、当該研究において解決すべき問題であった。その問題に対して詳細な解析を行ったことで、その縮退を解く術を見出すことが出来たのは、その後のダークハローの非球対称構造を調べる上で大きな成果であると考える。また、この結果を用いて銀河系及びアンドロメダ銀河の矮小銀河の観測データについて動力学解析を行ったところ、アンドロメダ矮小銀河はデータ不足の問題で縮退を解けない事が明らかになり、今後、その銀河の十分な観測が必要であることを示すことが出来た。また、この動力学解析の結果から冷たい暗黒物質理論の新たな問題点を述べることが出来た。これは現代天文学において広く支持されている冷たい暗黒物質理論がどこまで正しいのか、という問題に対して重要な知見を得られたと考えている。さらに矮小銀河ダークハローの中心部の密度は、その銀河の星形成史と密接に関係があることを示唆し、これは現在問題となっている「矮小銀河カスプ問題」の解決に重要な結果を示すことができた。最後に、ダークハローの平均面密度という新たな物理量を用いて暗黒物質理論、特に温かい暗黒物質理論に明確な制限を与えることが出来た。これは当該研究分野において重要な貢献を与え、暗黒物質の正体を知る上で本質的な成果となった。これらは既に学術論文として研究成果が掲載れている。以上の理由から、当初の計画異常に進展したと評価している。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究によって、矮小銀河のより外側の観測データが重要である事がわかった。この結果から、次世代観測装置であるすばる超広視野分光器(PFS)によってどの程度の数の分光データを得ることが出来るのか、特に外側のデータがどの程度獲得することが出来るのかを調べていく。方法としては、モンテカルロシミュレーションを用いてより実際の銀河に近い模擬データを作成し、それをPFSの性能を加味した模擬観測を行い評価する。また、これまでの研究で示した暗黒物質理論への制限に対する新たな手法は、より多くの矮小銀河のデータがあることでより確実な手法となる。よって、未だ解析を行われていないアンドロメダ矮小銀河や超低輝度矮小銀河の動力学解析を行う。さらに理論モデルに対しても、バリオン効果などの考えらえる様々な効果を加味したより現実的な理論モデルが必要であるため、その理論計算も行う。一方で、軸対称質量分布モデルよりも一般的なモデルである、3軸非対称質量分布モデルの構築に取り組む。このモデルを構築するには、テスト粒子1つ1つの重力ポテンシャル中での軌道進化を追う必要があり、大きなマシンパワーが必要になる。よって、モデルを計算するのに多くの時間を要する。この問題を軽減する必要があり、その方法の1つとしてMade-to-measureアルゴリズムがあり、それを用いたモデル構築を行う予定である。
脱塩基部位を疎水場ポケットとする生体関連基質結合性核酸試薬の開発

近年、DNAあるいはRNAをアミノ酸やATP等の生体関連基質に対する分析試薬として利用する試みが盛んに行われている。これらの機能性核酸は、アプタマーと名付けられ、インターナルループやステムループ構造が標的基質に対する結合サイトして機能していることが知られている。一方、本研究では、全く新たな試みとして「脱塩基部位(AP site)を結合部位として有する低分子結合性DNA(アプタマー)の開発」を試みた。具体的には、生体代謝物質や薬理活性物質等を標的基質とするもので、これらの標的化合物を脱塩基部位に対面するレセプター塩基が水素結合形成により選択的に捕捉する。まず、チミンをレセプターとするAP site含有DNA二重鎖がリボフラビンに対する優れたアプタマーとして機能しうること(解離定数:1.9μM)を見出し、さらに、蛍光マーカーを利用する競合アッセイ系を構築することで、テオフィリン(解離定数:31μM)やカフェイン(解離定数:20μM)、アデノシン(検出濃度:10150μM)を標的基質とするアプタマー開発を達成した。また、2-アミノプリンをレポーター塩基とする蛍光性DNA二重鎖が、テオフィリンに対して高選択性を発現しうることを見出した(解離定数:10μM)。この場合、蛍光マーカーが不要となることから、より簡便なアッセイが可能となる。既存のアプタマーはRNAをべ一スとするものが主流で、優れた結合親和力と選択性を発現することが報告されている。しかし、化学的に不安定であることがRNAアプタマーの致命的な問題で、汎用性のある分析試薬としての活用には難があると言わざるをえない。これに対し、本研究ではDNA二重鎖中に設けたAP siteを結合サイトとして利用することで、充分な結合選択性と明瞭な蛍光シグナルを発現しうるセンシング機能と、化学的安定性を兼ね備えたアプタマー開発を達成した。本研究は,「脱塩基部位(AP site)を結合部位として有する低分子結合性核酸(アプタマー)の開発」を目的とする。具体的には,クレアチニンや尿酸などの生体代謝物質,テオフィリンやカフェインなどの薬理活性物質等を標的基質とするもので,これらの標的化合物を脱塩基部位に対面するレセプター塩基が水素結合形成により選択的に捕捉する。これまでに,チミン塩基をレセプターとするAP site含有DNA二重鎖がリボフラビンに対する優れたアプタマーとして機能することを見出している[Angew.Chein.Int.Ed.,2006,45,1563-1568]。平成18年度は,リボフラビンを蛍光マーカーとして利用する競合アッセイ系を構築することで,テオフィリン(気管支喘息の治療薬)を標的基質とするアプタマーを開発することに成功した。リボフラビン存在下,15-mer AP site含有DNA二重鎖(5'-CGC TGC CYC CAC CAT-3'/5'-ATG GTG GXG GCA GCG-3',X=AP site, Y=receptor nucleobase)と種々の基質(テオフィリン,テオブロミン,カフェイン,クレアチニン,グルコース,尿酸)との相互作用を蛍光法により評価したところ,レセプター塩基がシトシンの場合,テオフィリンに対するほぼ特異的な蛍光シグナル変化を得られることが分かった。蛍光スペクトル変化からテオフィリンに対する結合定数を算出した結果,2.7×10^4M^<-1>となり,実試料測定に対応しうる結合親和力を有していることが分かった。事実,本系を馬血清中のテオフィリン検出に適用したところ,25μM75μMのテオフィリン検出が可能であった。

また,検出の際には,除タンパク等の精製等を全く必要としないことから,迅速かつ簡便なテオフィリン検出法として,本手法は十分な実用性を備えていると言える。上記の他,AP site含有DNA二重鎖/低分子化合物相互作用の熱力学的解析等を行い,これらの成果の一部を3編の学術論文として公表した。本研究は,「脱塩基部位(AP site)を結合部位として有する低分子結合性DNA(アプタマー)の開発」を目的とする。具体的には,生体代謝物質や薬理活性物質等を標的基質とするもので,これらの標的化合物を脱塩基部位に対面するレセプター塩基が水素結合形成により選択的に捕捉する。昨年度までに,AP site含有DNA二重鎖がリボフラビンに対する優れたアプタマーとレて機能することを見出し,また,蛍光マーカーを利用する競合アッセイ系を構築することで,テオフィリン(気管支喘息の治療薬)を標的基質とするアプタマーを開発することに成功した。本年度は,AP site含有DNA二重鎖とフラビン誘導体等との相互作用解析を進めるとともに,新たにカフェインやアデノシン,テオフィリンを標的基質とするアプタマー開発を達成した。カフェインアプタマー(解離定数:20μM)は,チミン塩基をレセプターとするAP site含有DNA二重鎖で,リボフラビンを蛍,光マーカーとレて利用することで,カフェインの簡便な蛍光検出が可能となる。また,アデノシンアプタマーの場合,蛍光マーカーとしてナフチリジン誘導体を利用しており,10μM150μMのATPを高選択的に検出することができる。一方,新たに開発したテオフィリンアプタマー(解離定数:10μM)は,2-アミノプリンをレポーター塩基とする蛍光性のAP site含有DNA二重鎖(レセプター塩基:シトシン)で,蛍光マーカーが不要となることから,より簡便なアッセイが可能となる。以上のように、本研究では、AP site含有DNA二重鎖が優れたアプタマーとして機能することを明らかにした。既存のアプタマーはRNAをベースとするものが主流で,優れた結合親和力と選択性を発現することが報告されているが,化学的に不安定であることがRNAアプタマーの本質的な問題である。これに対し,本研究ではDNA二重鎖中に設けたAP siteを結合サイトとして利用することで,充分な結合選択性と明瞭な蛍光シグナルを発現しうるセンシング機能と化学的安定性を兼ね備えたアプタマー開発を達成した。
否定現象の文法化に関する研究:認知言語学および言語類型論の観点から

1.日本語と韓国語の否定並存状況の違いに関する研究:韓国語には二種類の文否定の形式が機能分担をしながら並存しているが、この併存状況は類像性の原理で説明できること、そして日本語が文否定を基本的には一つしか持たないこととの対比は意味類型論的な二言語の相違から説明できることを明らかにし、2002年7月にノルウェーで開催されたInternational Conference on Korean Linguisticsで発表した。2.関西方言における二種類の否定併存に関する研究:日本語においても関西方言では「へん」と「ん」という二種類の否定形式があり、役割分担をしているが、この併存状況も1で見た韓国語の場合と同じように類像性に基づく原理で説明できることをあきらかにし、Japanese/Korean Linguistics vol.10などに発表した。3.否定と時間関係副詞との分布の相関関係の解明:モダリティ的意味を含む時間関係副詞は、日本語のように肯定文と否定文で交替しない言語と、韓国語や英語のように異なる語が用いられる言語がある。この違いは、各副詞がもともと表していた意味が否定の持つ非現実相と矛盾するか否かという要因、そして各言語が、意味と形式をどのように対応させる傾向があるかという意味類型論的な要因によって決定されることを、日本語・韓国語・英語・ドイツ語の研究によって明らかにし、その成果を第2回日本認知言語学会(平成13年9月)および第16回太平洋アジア言語・情報・計算学会(PACLIC16)で発表した(平成14年2月)。4.否定構文に関する情報収集:上記の研究を行う上で必要となる、否定構文に関するデータ・文献情報などを収集し、分析作業および討議を行った。この作業のために、研究代表者と研究分担者は韓国において資料収集および研究打ち合わせを行った。1.否定と時間関係副詞の分布の相関関係の解明:モダリティ的意味を含む時間関係副詞は、日本語のように肯定文と否定文で交替しない言語と、韓国語や英語のように異なる語が用いられる言語がある。2.韓国語の否定並存に関する調査:韓国語には二種類の文否定の形式が並存しており、否定の発達を解明する上で重要な手掛かりとなるのだが、この二つの否定形式の並存状況が、印欧語で検証されている否定の発達段階の推移的状況を示していると考えられること、また、日本語との対比においては時間関係副詞や格表示などの現象にも見られた意味類型論的差異が反映されていることを明らかにし、その成果を第8回言語処理学会で発表した(平成14年3月)。3.否定の発達に関する情報収集:上記1, 2の研究を行う上で必要となる、日本語・韓国語・英語・ドイツ語の否定発達に関する情報収集を行った。4.否定構文に関する情報収集:上記1, 2の研究を行う上で必要となる、否定構文に関するデータ・文献情報などを収集し、分析作業および討議を行った。この作業のために、研究代表者と研究分担者は金沢と仙台において打ち合わせを行った。また、研究分担者は韓国語の否定に関する文献情報を収集するために、韓国において資料収集を行った。1.日本語と韓国語の否定

並存状況の違いに関する研究:韓国語には二種類の文否定の形式が機能分担をしながら並存しているが、この併存状況は類像性の原理で説明できること、そして日本語が文否定を基本的には一つしか持たないこととの対比は意味類型論的な二言語の相違から説明できることを明らかにし、2002年7月にノルウェーで開催されたInternational Conference on Korean Linguisticsで発表した2.関西方言における二種類の否定併存に関する研究:日本語においても関西方言では「へん」と「ん」という二種類の否定形式があり、役割分担をしているが、この併存状況も1で見た韓国語の場合と同じように類像性に基づく原理で説明できることをあきらかにし、Japanese/Korean Linguistics vol. 10などに発表した。3.否定の発達に関する情報収集:上記1,2の研究を行う上で必要となる、日本語・韓国語・英語・ドイツ語の否定発達に関する情報収集を行った。4.否定構文に関する情報収集:上記1,2の研究を行う上で必要となる、否定構文に関するデータ・文献情報などを収集し、分析作業および討議を行った。この作業のために、研究代表者と研究分担者は韓国において資料収集および研究打ち合わせを行った。
MRI用造影剤とOHラジカルスカベンジャーの姉妹染色分体交換による相互作用の検討

姉妹染色文体交換(SCE)を用いて、MRI用造影剤(Gd-DTPA,Gd-DTPA-BMA)が染色体に影響を与えることを見いだした。その機序としてMRI用造影剤からのfree radicalの発生が考えられる。この仮説の検証のため以下の実験を行い、次の結果を得た。加えるDMSOの適当な濃度の決定のためにDMSOを培養する血液に対して、control,10^<-4>mM,10^<-3>mM,10^<-2>mMを加えて培養した。controlに対して10^<-3>mM、10^<-2>mMでは統計的有意差がでた。したがってGd-DTPAと同時に加えるDMSOの濃度は10^<-3>mM、10^<-2>mMとした。加えたGd-DTPAの濃度は1.25mM,12.2mM,100mMとし、各々の濃度でDMSOの有無でSCE頻度を比べて見た。なお、実際の臨床の使用量は1.25mMとなる。Gd-DTPAは高濃度になるほどSCEの頻度を上げており、統計的有意差も見られ、DMSOと同時に培養したものではいずれも、SCE頻度は低下し、有意差も認められた。Gd-DTPAにより惹起されたSCE頻度の上昇がOH radical scavengerであるDMSOにより抑制されることから、Gd-DTPAのSCEへの影響の少なくとも一部はOH radicalによるのではないかとの推測が支持されたものと考えられる。
大気中の酸性雨前駆物質の高感度計測装置の開発

二酸化硫黄(SO_2)は,対流圏および成層圏の大気化学反応において重要な役割を果たしている.SO_2が酸化されてできる硫酸エアロゾルは,対流圏では雨滴に取り込まれ酸性雨として環境に重大な影響を及ぼしている.本研究では,レーザー誘起蛍光法による高感度SO_2検出装置を新たに開発した.SO_2を励起するための光源には,YAGレーザー励起のOPOレーザーを10Hzで発生させ,その光をBBO結晶によって2倍波に変換して使用した.発生させた220nmのレーザー光を用いてSO_2の電子励起状態をつくり,SO_2が基底状態に戻るときに発する蛍光を検出する.蛍光の検出には光電子増倍管を使用する.ゲート積分器を使ってその出力をアナログ積分し,その信号の大きさからSO_2の濃度を測定する.開発したSO_2検出装置の性能評価を,標準試料ガスを用いて行った.最小検出限界はS/N比を2としたとき30秒積算で5pptvであった.この値は現在SO_2の濃度測定に使用されているパルス蛍光法などの装置の検出限界と比較して非常に小さい値である.このように,OPOレーザーを使用したLIF法による濃度測定が非常に感度が高く,大気中の微量なSO_2濃度を測定するために有用な方法であることを初めて実証した.また本装置はアナログ積分法を使うことで数pptvから数十ppbvにわたる広い濃度領域を測定できる.すなわち,汚染されていない遠隔地の低濃度のSO_2から都市域の高濃度のSO_2まで,1つの装置で対応できることを示した.今回開発したSO_2検出装置を用いて実際に大気中のSO_2濃度の測定を行った.さらにパルス蛍光法によるSO_2計測装置と今回開発したLIF法によるSO2検出装置を使い,同じ試料大気を同時に測定し,その性能比較を行った.2つの装置の間には非常によい相関があった.これらの結果から,今回開発した装置が非常に低濃度のSO2を測定できるだけでなく,幅広い濃度範囲のSO_2も測定できる性能をもった最高水準のSO2検出装置であることを実証した.二酸化硫黄(SO_2)は,対流圏および成層圏の大気化学反応において重要な役割を果たしている.SO_2が酸化されてできる硫酸エアロゾルは,対流圏では雨滴に取り込まれ酸性雨として環境に重大な影響を及ぼしている.本研究では,レーザー誘起蛍光法による高感度SO_2検出装置を新たに開発した.SO_2を励起するための光源には,YAGレーザー励起のOPOレーザーを10Hzで発生させ,その光をBBO結晶によって2倍波に変換して使用した.発生させた220nmのレーザー光を用いてSO_2の電子励起状態をつくり,SO_2が基底状態に戻るときに発する蛍光を検出する.蛍光の検出には光電子増倍管を使用する.ゲート積分器を使ってその出力をアナログ積分し,その信号の大きさからSO_2の濃度を測定する.開発したSO_2検出装置の性能評価を,標準試料ガスを用いて行った.最小検出限界はS/N比を2としたとき30秒積算で5pptvであった.この値は現在SO_2の濃度測定に使用されているパルス蛍光法などの装置の検出限界と比較して非常に小さい値である.このように,OPOレーザーを使用したLIF法による濃度測定が非常に感度が高く,大気中の微量なSO_2濃度を測定するために有用な方法であることを初めて実証した.また本装置はアナログ積分法を使うことで数pptvから数十ppbvにわたる広い濃度領域を測定できる.すなわち,汚染されていない遠隔地の低濃度のSO_2から都市域の高濃度のSO_2まで,1つの装置で対応できることを示した.今回開発したSO_2検出装置を用いて実際に大気中のSO_2濃度の測定を行った.さらにパルス蛍光法によるSO_2計測装置と今回開発したLIF法によるSO2検出装置を使い,同じ試料大気を同時に測定し,その性能比較を行った.2つの装置の間には非常によい相関があった.これらの結果から,今回開発した装置が非常に低濃度のSO2を測定できるだけでなく,幅広い濃度範囲のSO_2も測定できる性能をもった最高水準のSO2検出装置であることを実証した.二酸化硫黄(SO_2)は,対流圏および成層圏の大気化学反応において重要な役割を果たしている。SO_2が酸化されてできる硫酸エアロゾルは,対流圏では雨滴に取り込まれ酸性雨として環境に重大な影響を及ぼすとともに,成層圏では太陽光を反射することによって地球の放射平衡に大きな影響を与えている。このように,酸性雨や地球温暖化のメカニズムを理解するうえでSO_2の濃度測定は非常に重要である。本研究では,レーザー誘起蛍光法による高感度SO_2検出装置を新たに開発した。SO_2を励起するための光源には,YAGレーザー励起のOPO (Optical Parametric Oscillator)レーザーとその2倍波を作るBBO結晶を使用した。220nmのレーザー光を用いてSO_2の電子励起状態をつくり,SO_2が基底状態に戻るときに発する蛍光を検出する。蛍光の検出には光電子増倍管を使用する。ゲート積分器を使ってその出力をアナログ積分し,その信号の大きさからSO_2の濃度を測定する。開発したSO_2検出装置の性能評価を,標準試料ガスを用いて行った。最小検出限界はS/N比を2としたとき30秒積算で5PPtvであった。この値は現在SO_2の濃度測定に使用されているパルス蛍光法などの装置の検出限界と比較してかなり小さい値である。

このように,OPOレーザーを使用したLIF法による濃度測定が非常に感度が高く,大気中の微量なSO_2濃度を測定するために有用な方法であることを初めて実証した。また本装置はアナログ積分法を使うことで数pptvから数十ppbvにわたる広い濃度領域を測定できる。すなわち,汚染されていない遠隔地の低濃度のSO_2から都市域の高濃度のSO_2まで,1つの装置で対応できることを示した。二酸化硫黄(SO_2)は,対流圏および成層圏の大気化学反応において重要な役割を果たしているSO_2,が酸化されてできる硫酸エアロゾルは,対流圏では雨滴に取り込まれ酸性雨として環境に重大な影響を及ぼしている.本研究では,レーザー誘起蛍光法による高感度SO_2検出装置を新たに開発した.SO_2,を励起するための光源には,YAGレーザー励起のOPOレーザーを10 Hzで発生させ,その光をBBO結晶によって2倍波に変換して使用した.発生させた220 nmのレーザー光を用いてSO_2の電子励起状態をつくり,SO_2が基底状態に戻るときに発する蛍光を検出する.蛍光の検出には光電子増倍管を使用する.ゲート積分器を使ってその出力をアナログ積分し,その信号の大きさからSO_2の濃度を測定する.開発したSO_2検出装置の性能評価を,標準試料ガスを用いて行った.最小検出限界はS/N比を2としたとき30秒積算で5pptvであった.この値は現在SO_2の濃度測定に使用されているパルス蛍光法などの装置の検出限界と比較して非常に小さい値である.このように,OPOレーザーを使用したLIF法による濃度測定が非常に感度が高く,大気中の微量なSO_2濃度を測定するために有用な方法であることを初めて実証した.また本装置はアナログ積分法を使うことで数pptvから数十ppbvにわたる広い濃度領域を測定できる.すなわち,汚染されていない遠隔地の低濃度のSO_2から都市域の高濃度のSO_2まで,1つの装置で対応できることを示した.開発したSO_2検出装置を用いて実際に大気中のSO_2濃度の測定を行った.さらにパルス蛍光法によるSO_2計測装置と今回開発したLIF法によるSO_2検出装置を使い,同じ試料大気を同時に測定し,その性能比較を行った.2つの装置の間には非常によい相関があった.これらの結果から,今回開発した装置が非常に低濃度のSO_2を測定できるだけでなく,幅広い濃度範囲のSO_2も測定できる性能をもった最高水準のSO_2検出装置であることを実証した.
球面収差補正用サイドエントリ-薄膜レンズによる走査透過電子顕微鏡の高分解能化

1.走査透過電子顕微鏡(STEM)用薄膜レンズの設計・製作:加速電圧200kVのSTEMに対して最適な薄膜レンズを設計するため,3次と5次の球面収差係数を計算した.その結果,電極の孔径を0.4mmとすれば,実用的な薄膜レンズ電圧で補正を達成できることが分かった.この計算結果に基づき,薄膜レンズを設計・製作した.2.信号電子検出系の構築と最適化:備品として購入した明視野・暗視野検出器を用いた信号電子検出系の最適化を行った.その結果,試料から26mradまでの角度で出た電子をすべて検出したとき,薄膜レンズの薄膜で6.3mrad以上の角度で散乱された電子を検出絞りで除いて,SN比の高い像を得ることができた.3.薄膜レンズの球面収差補正特性の測定と評価:作製した薄膜レンズをSTEMに組み込み,動作させて,陰影像を用いて球面収差係数を測定した.その結果,球面収差係数は薄膜レンズ電圧の増加に伴って減少し,350V付近で負に転じた.測定した球面収差係数は,5次までの球面収差を考慮したとき計算値とよく一致し,作製した薄膜レンズが期待通りの球面収差補正特性を持つことが分った.4.薄膜レズを用いたSTEM像の観察:加速電圧200kVにおいて,薄膜レンズを動作させながら金微粒子のSTEM観察を行って,薄膜レンズを用いない通常の像と比較した.その結果,薄膜レンズ球面収差を補正した方が小さな間隔の粒子まで分離して観察でき,薄膜レンズを用いた分解能の向上が初めて実証できた.電子プローブ電流密度の計算による検討:補正実験の結果を評価するために,プローブの電流密度分布を計算した.その結果,薄膜レンズ電圧350Vで収差のない理想的な分布にほぼ一致した.この最適な薄膜レンズ電圧は,実験で最も高い分解能が得られたときの電圧と一致し,ほぼ完全な補正が実現できたことも分った.1.走査透過電子顕微鏡(STEM)用薄膜レンズの設計・製作:加速電圧200kVのSTEMに対して最適な薄膜レンズを設計するため,3次と5次の球面収差係数を計算した.その結果,電極の孔径を0.4mmとすれば,実用的な薄膜レンズ電圧で補正を達成できることが分かった.この計算結果に基づき,薄膜レンズを設計・製作した.2.信号電子検出系の構築と最適化:備品として購入した明視野・暗視野検出器を用いた信号電子検出系の最適化を行った.その結果,試料から26mradまでの角度で出た電子をすべて検出したとき,薄膜レンズの薄膜で6.3mrad以上の角度で散乱された電子を検出絞りで除いて,SN比の高い像を得ることができた.3.薄膜レンズの球面収差補正特性の測定と評価:作製した薄膜レンズをSTEMに組み込み,動作させて,陰影像を用いて球面収差係数を測定した.その結果,球面収差係数は薄膜レンズ電圧の増加に伴って減少し,350V付近で負に転じた.測定した球面収差係数は,5次までの球面収差を考慮したとき計算値とよく一致し,作製した薄膜レンズが期待通りの球面収差補正特性を持つことが分った.4.薄膜レズを用いたSTEM像の観察:加速電圧200kVにおいて,薄膜レンズを動作させながら金微粒子のSTEM観察を行って,薄膜レンズを用いない通常の像と比較した.その結果,薄膜レンズ球面収差を補正した方が小さな間隔の粒子まで分離して観察でき,薄膜レンズを用いた分解能の向上が初めて実証できた.電子プローブ電流密度の計算による検討:補正実験の結果を評価するために,プローブの電流密度分布を計算した.その結果,薄膜レンズ電圧350Vで収差のない理想的な分布にほぼ一致した.この最適な薄膜レンズ電圧は,実験で最も高い分解能が得られたときの電圧と一致し,ほぼ完全な補正が実現できたことも分った.1.走査透過電子顕微鏡(STEM)用薄膜レンズの設計(1)薄膜レンズの球面収差補正特性の計算:使用するSTEMに対して最適な補正特性を持つ薄膜レンズを設計するため,薄膜レンズの形状パラメータを変えて3次と5次の球面収差係数を計算した.その結果,実用上可能な薄膜レンズ電圧で補正を達成するためには,薄膜レンズをプローブフォーミングレンズの上側磁極片にできるだけ近付けて配置し、薄膜レンズ電極の孔径を従来より小さく0.3mm以下にする必要があることが分った.(2)サイドエントリー薄膜レンズの設計と製作:上の計算結果に基づいて,新しい薄膜レンズの設計・製作を行った.薄膜レンズの軸ずれにより起こる非回転対称収差を軽減するため,薄膜レンズを上下左右に微動でき,さらに光軸に対する傾きも補償できるようにした.2.非回転対称収差解析法の検討薄膜レンズの光軸のずれにより生じる非回転対称収差を検出・除去するために,陰影像に現れる倍率無限大リングと光軸のずれの関係を検討した.その結果,薄膜レンズの光軸に対して垂直方向のずれは倍率無限大リングの非回転対称性となり,光軸に対する傾きはリング強度の不均一となって現れることが分った.3.信号電子検出系の構築と信号演算処理法の検討薄膜レンズの薄膜で非弾性散乱された電子による像のSN比の低下を防ぐため,明視野/暗視野(BF/DF)

STEM検出器と専用の電源を備品として購入し,信号電子の同時検出と演算処理を行う検出系を構築した.演算処理法として,非散乱電子数を全検出電子数で正規化する方法が統計ノイズの低減に有効であることも分った.1.薄膜レンズの球面補正特性の測定前年度に設計・製作したサイドエントリ-薄膜レンズを走査透過電子顕微鏡(STEM)プローブフォーミングレンズのポールピースギャップ中に挿入し,当研究グループが考案した微粒子の陰影像を用いる方法で,薄膜レンズ電圧による球面収差係数の変化を測定した.その結果,球面収差係数は薄膜レンズ電圧の増加とともに減少し,200Vと300Vとの間で負に転じた.設計上は,3次の球面収差の補正電圧は367Vであり測定値と一致しないが,これは測定に用いた陰影像法では5次の球面収差を考慮していないためと考えられる.2.電子光学系の最適化薄膜レンズは,電子行路上に電極としてカーボン薄膜を置くことにより凹レンズを実現しているため,この薄膜による散乱電子が像コントラストを低下させることが避けられない.そこで,試料からの信号電子は全て検出し,薄膜レンズの薄膜で散乱された電子をできる限り検出しないように電子光学系を最適化した.その結果,試料面から26mrad以下の角度で出た信号電子を全て検出するとき,薄膜で散乱された電子のうち,散乱角6.3mrad以上の電子は検出絞りで除くことができ,散乱電子による像のバックグラウンドを低減できた.散乱断面積の計算から,このとき取り除かれる薄膜による散乱電子は,弾性散乱と非弾性散乱を合わせて約40%であることが分かる.画像獲得システムの構築補正した像の解像度とSN比を定量的に評価するため,備品として購入したA/D変換ボードをコンピュータに装着し,STEM像をディジタル化して,そのパワースペクトルから解像度を,また2枚の像の相関からSN比を測定するシステムを構築し,像信号を忠実に取り込めることを確認した.1.5次の球面収差を考慮した薄膜レンズの球面収差補正特性の評価:前年度に陰影像を用いた新しい方法で測定した球面収差係数は,薄膜レンズ印加電圧が高くなるにつれて計算値との不一致が顕著となった.この理由は,測定の際に5次の球面収差を考慮していないためと考え,5次の球面収差係数を計算により求め,3次の球面収差係数の測定値の補償を行った.その結果,測定値と計算値はよく一致し,作製した薄膜レンズが期待通りの球面収差補正特性を持つことが分った.2.薄膜レンズを用いた走査透過電子顕微鏡(STEM)像の観察:薄膜レンズをSTEM装置に組み込み,加速電圧200kVにおいて金微粒子の観察を行って,薄膜レンズを用いない通常の像と比較した.このとき,電子プローブ電流は一定に保ち,薄膜レンズを用いたときには,電子線開口角を20mradと通常の約2倍に大きくすることによって,プローブのガウス径を約1/2に小さくし,大きな開口角のために増大した球面収差を補正した.その結果,薄膜レンズ球面収差を補正した方が細かい粒子まで分離して観察でき,分解能の向上が実証できた.球面収差補正により商用の装置の分解能を向上できたのは,世界的にみて本研究が初めてである.3.電子プローブ電流密度の計算による検討:補正実験の結果を評価するために,プローブの電流密度分布を計算した.その結果,薄膜レンズを動作させないときに大きく広がっていた分布が,補正により改善されて,薄膜レンズ電圧350Vで収差のない理想的な分布にほぼ一致した.
ケラチノサイトの接着と運動におけるMAPKKKキナーゼMINKの役割

MINKは低分子量G蛋白質Rap2により活性化される。MINK結合蛋白として足場蛋白TANC1を同定した。MINKはRap2により活性化され、TANC1をリン酸化した。Rap2、MINK、TANC1およびTANC1と結合するPSD95やSAP97等の足場蛋白もケラチノサイト細胞株の細胞間接着部位に局在したので、MINK系は足場蛋白との結合やリン酸化によって接着や運動を制御する可能性がある。MINKはストレス応答性MAPキナーゼ(JNK,p38)を制御するMAPKKKキナーゼであり、私共は最近MINKがras癌遺伝子産物の類縁分子Rap2により活性化される標的分子であることを見出した。Rap2とMINKは培養ケラチノサイト細胞株の細胞間接着部位やストレスファイバーにアクチンと共局在して観察されることから、両者はこの細胞株の接着や運動に関与する可能性が高い。多くの上皮系細胞と異なり、この細胞株ではHGFによるscatteringが見られないこと、wound healing assayでMINKまたはRap2のRNAiにより細胞遊走が促進されたことから、Rap2-MINK系が細胞間接着を強化し細胞運動を抑制してこの細胞株の集団遊走を負に制御すると考えた。しかし、MINKやRap2をRNAiしてもHGFによるscatteringが見られないことから、Rap2-MINK系以外にも細胞間接着を強化し細胞運動を阻害する別の機構が作用していると考えられる。興味深いことに、この細胞株から樹立された高転移性細胞株にはRap2が発現しておらず、HGFによりある程度のscatteringがみられた。この反応は、Rap2の発現がないため、あるいはRap2-MINK以外の別の阻害機構も失われているためと推測される。そこで、MINKをRNAiしてRap2-MINK系が失われている状態を作り出したところ、HGFによりさらに顕著なscatteringが見られた。この高転移性細胞株では、親株にくらべて細胞間接着強化と細胞運動抑制におけるMINKの比重が大きくなっている可能性がある。MINKはストレス応答性MAPキナーゼ(JNK、p38)を制御するMAPKKKキナーゼであり、私共は最近MINKがras癌遺伝子産物の類縁分子Rap2により活性化される標的分子であることを報告した。Rap2とMIMは培養ケラチノサイト細胞株の細胞間接着部位に共局在して観察されることから、両者はこの細胞株の接着や運動に関与する可能性が高い。しかし、MINKやRap2をRNAiしてもHGFによるscatteringが見られないことから、Rap2-MINK系以外の機構も細胞間接着の強化と細胞運動の抑制に寄与している可能性がある。ラット脳を用いたアフィニティー精製の結果、MINKの結合蛋白としてシナプス後部足場蛋白であるTANC1を同定した。MINKは細胞内でRap2により活性化され、TANC1をリン酸化した。またRap2、MINK、TANC1はケラチノサイト細胞株の細胞間接着部位に共局在していた。TANC1はPSD95やSAP97等のシナプス後部足場蛋白と複合体を形成するが、免疫染色の結果、これらの蛋白もケラチノサイト細胞株の細胞間接着部位に局在したので、Rap2-MINK系は足場蛋白との結合やリン酸化によって細胞間接着や運動を制御する可能性がある。
近ミリ波帯における天体の観測的研究

・名古屋大学1.5m望遠鏡による観測幅鏡のチョッピングシステムを製作し、その性能評価を行なった。木星を観測して望遠鏡の効率、大気雑音等をしらべたところ、50%の効率で検出器雑音で観測限界が決まっていることがわかった。当初目標とした近ミリ波領域での銀河面観測が行なえる条件を整えることができた。・野辺山45m鏡による観測前年度に製作した3点式ビームスイッチを用いて1ミリ、2ミリ2波長での同時測光システムを確立した。風、湿度等の天候条件に大きく左右されるが、良好な条件の下では1秒の積分時間で3Jyの観測限界を実限することができた。上記システムを用いて18個のクェーサーの観測を行なった。その結果、3C273、3C279の2個のクェーサーが近ミリ波帯でフレアーを起こしていることが発見された。野辺山宇宙電波観測所のミリ波干渉計による長波長側での観測ではフレアーは観測されていないことから、この近ミリ波フレアーは巾が狭く、シンクロトロンの自己吸収放射と考えられる。この結果から発光領域が0.10.2パーセク、磁場の強さが数ガウスと推定される。その他のクェーサーについても89年2月に再度観測を行ない、系統的なデータを得ることができた。今後データを更に集め、データベースを作れるようにシステムを整える予定である。次に示す経過により、1mm波會における観測が野辺山の45m鏡を用いて行われ、研究の実行可能性を実証することができた。1.鏡面反射率の測定。野辺山宇宙電波観測所と相談の結果、45m鏡を使うこととし、新調鏡面の標本について1mm會における反射率を測定した。反射率は90%以上で、使用可能性が確認された。2.観測方法の調査。8月下旬に野辺山を視察し、測光器の設置位置を決めた。これに従って観測に必要な架台等を製作した。3.試験観測【I】.測光フィルターを製作し、野辺山で大気透過率等の環境條件を測った。この結果は、最短波長による観測成功と、NROニュースに速報された。但し、焦点のぼけが見出された。4.試驗観測【II】.太陽を用いてビームパタンを測定したが、4分角も広がっており、明るい惑星さえ観測できなかった。そこで2,3mm會のフィルターを製作し、集光器の開口を拡げ、最悪の場合にも観測データが得られるように準備を進めた。5.共同利用観測。3月上旬に正式の観測時間が配分された。副鏡を調整した結果、4分角に広がったビームの中央に約30秒角のビームが得られた。これは口径10mの鏡を用いる場合と同等であることを意味する。これによって火星と木星を観測して、ビームパタンの確認と強度較正を行った。さらに銀河中心にあるSgr B2を観測して強度分布を求めた。パロマの大望遠鏡を用いて得られた強度の山が実は2個の山に分離されることがわかった。試驗観測までを目標にした本年度内に科学的成果まで得られたが、所期の成果を得るには主鏡面の改良が必要である。これを待って1986年秋以降に観測を再開する。6.【^3He】冷却系.檢出装置とロックインアンプは購入手続の複雑化のために入荷がおくれた。3月後半にこれらのテストを開始し、来年度以降の観測に備える。昨年度の観測実績に基き野辺山4.5m鏡に付属する光学系及び測光器に次の改良を加えた。(1)チョッパーを改造し、空の背景放射の影響をほぼ完全に差引けるようにした。(2)集光系をウィンストン・コーンだけにして、有効立体角を最適化した。(3)フィルターの透過域をやや狭くして、大気放射の寄与を減らした。(4)波長2mm用のフィルターを製作し、望遠鏡の有効面積を広くとれる観測をも可能にした。(5)冷却系を【^3He】使用のものに換え、ボロメーターをより低温で働かせて雑音を減らした。以上の改良に要した経費のうち、(1)は野辺山宇宙電波観測所が支出し、(5)は昨年度の本科学研究費で購入した。本年度の研究費は主に(2)-(4)の集光器とフィルター製作及びそれらの性能評価の実験,並びに現地調査と観測の旅費に費した。改良の結果を次にまとめる。(1)設計通り製作されなかったが、応急修理によって若干の改善が見られた。(2)大幅の改善が確認された。(3)所期の結果が得られた。(4)強風のため使用に到らなかった。(5)温度は0.3Kまで下ったがS/N比2倍増に止った。ボロメータの劣化に原因すると考えられる。試験観測を2回,共同利用観測を1回行ったが、後者の期間は異常な強風のため天体観測ができなかった。しかし試験観測期間にSgrB2,OMC-1,W49を観測し、25秒角の分解能でこれらの電波源の微細構造を求めることができた。SgrB2については、昨年度の二山構造をさらによい精度で確かめた。また共同利用観測期間にはさらに分解能の高い観測を試み、約15秒角の分解能が確認された。

名古屋大学1.5m電波望遠鏡の整備及びそれによる観測1.コンピューターへのデータ取得装置を完成させた.また望遠鏡駆動プログラムの改良を行なった.2.段付き羽根チョッパー方式のビームスイッチを試作し,最適な羽根の形状やチョッピング方式についての基礎的なデータを得ることができた.3.試験観測として太陽からの1mm波を受信し,全系の動作を確認した.また冬期であれば名古屋においても大気の光学的厚みは0.5程度(波長1.2mm)であり,大気の変動によるノイズは現在使用している検出器ノイズ以下であることがわかった.東京天文台野辺山宇宙電波観測所45mミリ波望遠鏡による観測1.検出器であるボロメータを改良し,感度を23倍向上させた.また検出器2個を用いて波長1.2mmと2mmで同時観測できるシステムを完成させた.2.名古屋大学1.5m鏡でのテスト結果に基き,ビームスイッチの改良を行なった.まだ望遠鏡から検出器までの光の伝送路において室温の物体からの輻射の混入をおさえる工夫をした.この両者により信号のオフセットを,数分の1に減少させ,それの変動によるノイズも減少させることができた.3.上記の改良により,観測限界は1秒の積分時間で約1Jyまで下げることができた.これによってQSOの観測も可能になり, 3C273,3C27.9等,10個以上のQSOで1.2mmと2mmの輻射強度を観測することができた.また, 2mm帯ではオリオン分子雲の観測を行なった.この結果は現在解析中であり,来年度に論文として発表を予定している.・名古屋大学1.5m望遠鏡による観測幅鏡のチョッピングシステムを製作し、その性能評価を行なった。木星を観測して望遠鏡の効率、大気雑音等をしらべたところ、50%の効率で検出器雑音で観測限界が決まっていることがわかった。当初目標とした近ミリ波領域での銀河面観測が行なえる条件を整えることができた。・野辺山45m鏡による観測前年度に製作した3点式ビームスイッチを用いて1ミリ、2ミリ2波長での同時測光システムを確立した。風、湿度等の天候条件に大きく左右されるが、良好な条件の下では1秒の積分時間で3Jyの観測限界を実限することができた。上記システムを用いて18個のクェーサーの観測を行なった。その結果、3C273、3C279の2個のクェーサーが近ミリ波帯でフレアーを起こしていることが発見された。野辺山宇宙電波観測所のミリ波干渉計による長波長側での観測ではフレアーは観測されていないことから、この近ミリ波フレアーは巾が狭く、シンクロトロンの自己吸収放射と考えられる。この結果から発光領域が0.10.2パーセク、磁場の強さが数ガウスと推定される。その他のクェーサーについても89年2月に再度観測を行ない、系統的なデータを得ることができた。今後データを更に集め、データベースを作れるようにシステムを整える予定である。
胸腺上皮細胞におけるタイトジャンクション構成因子の発現とその組識構築における役割

・胸腺髄質に存在するクローディン陽性上皮細胞の機能これまでに、胸腺上皮細胞が通常の上皮組織に認められる細胞シートを形成しないにも関わらず、髄質の一部の胸腺上皮細胞のみがタイトジャンクション(TJ)を形成するクローディン(Cld)を発現することを明らかにしてきた。今回、CldをFACSにて標識する実験系を確立し、Cld陽性胸腺上皮細胞における遺伝子発現を検討した。その結果、これらの細胞は成熟胸腺において補助刺激分子やClassIIおよび末梢自己抗原の胸腺内における発現制御に関与するAuto immune regulator(Aire)遺伝子を高発現し、末梢自己抗原の免疫寛容の成立に重要な役割を果たす上皮細胞であることが明らかになった。さらに、このCld陽性胸腺髄質上皮細胞は、胸腺髄質形成の異常と自己免疫を呈するnik mutantマウス及びTRAF6欠損マウスにおいて消失していることから、これらのシグナル依存性に発生することが示された。現在、この特殊に機能分化した胸腺上皮細胞に発現するクローディンの機能について解析を行っている。・Aire陽性細胞の発生起源に関する検討自己免疫寛容の成立に関与するクローディン陽性胸腺上皮細胞の発生メカニズムを明らかにするために、Cldの発現をマーカーとして胸腺発生過程を継時的に観察した。その結果、重層上皮層の組織形態をとる胸腺原基の最もアピカル側の細胞がすでにTJ構成因子を発現し、これらの細胞がリンパ球前駆細胞の侵入と共に胸腺原基内に島状に分散して胸腺髄質領域のコアを形成すること、またその後、補助刺激分子等の機能分子の発現を上昇させることが明らかになった。現在、各発生過程の胸腺から回収したCld陽性細胞の遺伝子発現の変化を継時的に検討することにより、髄質上皮細胞の機能分化に関与する遺伝子群の同定を進めている。・胸腺発生過程におけるタイトジャンクション(TJ)構成蛋白質の発現パターンの解析胸腺発生過程の各段階について様々なTJ構成蛋白質に対する特異抗体を用いて免疫染色を行い、その発現を検討した。その結果、胎生11日には重層上皮細胞層である胸腺原基のルーメン側第1-2層の細胞間接着部位にのみ発現を認めた。その後、発生初期から髄質マーカーと同様の発現様式をとり、成熟胸腺においては髄質上皮細胞にのみ発現していた。一方、TJと共に単層上皮細胞の細胞間接着部位に局在するアドヘレンスジャンクション、デスモソームの構成蛋白質は、髄質・皮質両胸腺上皮細胞に発現を認めた。現在、発生の最も初期に認められたTJ構成蛋白質を発現する上皮細胞が胸腺髄質上皮細胞の起源となる細胞であるという仮説の元に、胸腺原基からクローディン陽性細胞を単離する系を確立し、これらの細胞の髄質形成能を検討している。・胸腺上皮細胞の細胞生物学的解析髄質上皮細胞株と単層上皮細胞株を用いて各TJ構成蛋白質の細胞内局在を比較検討した。その結果、胸腺上皮細胞株におけるTJ構成膜蛋白質は、単層上皮細胞に認められるような機能的TJの存在を示唆する細胞間接着部位への濃縮像を示さず、ラテラル膜全体に局在していた。膜蛋白質と結合する細胞内蛋白質であるZO-1はドット状の染色像を示し、アクチン骨格は細胞周囲を囲みつつ放射状に伸びた特徴的なパターンを示した。以上より、成熟胸腺上皮細胞のTJ構成分子およびこれらを制御する細胞骨格は単層上皮細胞と異なっていることが明らかとなった。以上の結果は、胸腺発生過程における上皮細胞層のダイナミックな三次元構造への変化に、TJ構成分子の発現・細胞内局在変化が関連することを示唆している。現在、胸腺上皮細胞特有のこれらの形態学的変化を惹起する分子の探索を試みている。

現在、各発生過程の胸腺から回収したCld陽性細胞の遺伝子発現の変化を継時的に検討することにより、髄質上皮細胞の機能分化に関与する遺伝子群の同定を進めている。