hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
農地土壌の機能に着目した水田農業における環境負荷削減技術の管理手法の提案

日本の水田農業を今後も維持していくためには,水田農業に伴う環境への負のインパクトを軽減するための努力なしにはありえないという観点に立ち,水田農業における様々な環境負荷削減技術の効果を定量化するとともに,効果を最大限に発揮するための管理方法を提案することを目的とした.主に滋賀県琵琶湖周辺の水田農業地帯を対象として,各種管理法の効果検証を行った.その結果,循環灌漑,それと組み合わせた排水路と浄化池,排水路堰上げ,田越し灌漑,排水路側耕作道などが環境負荷削減に有効であることを示した.日本の水田農業を今後も維持していくためには,水田農業に伴う環境への負のインパクトを軽減するための努力なしにはありえないという観点に立ち,水田農業における様々な環境負荷削減技術の効果を定量化するとともに,効果を最大限に発揮するための管理方法を提案することを目的とした.主に滋賀県琵琶湖周辺の水田農業地帯を対象として,各種管理法の効果検証を行った.その結果,循環灌漑,それと組み合わせた排水路と浄化池,排水路堰上げ,田越し灌漑,排水路側耕作道などが環境負荷削減に有効であることを示した.本研究では,水田農業を今後も維持していくためには,水田農業に伴う環境への負のインパクトを軽減するための努力なしにはありえないという観点に立ち,水田農業におけるいくつかの環境負荷削減技術の効果を定量化するとともに,効果を最大限に発揮するための管理手法を提案することを目的としている.ここで対象とする環境負荷は窒素,リン,濁質,有機物である.また,具体的には,滋賀県琵琶湖周辺の水田農業地帯を対象として,(1)循環灌漑(排水の再利用),(2)浄化型排水路・浄化池,(3)水位保持型暗渠,(4)排水路の堰上げの4つの技術について検討した.本年度は,地表水,地下水,土壌について,量的・質的な現地観測を行い,観測データをもとに各管理における効果を圃場レベルや地区レベルで定量化した.(1)の循環灌漑においては,水門流出(琵琶湖への負荷量)は中干し後の逆水灌漑(外湖取水)を行った場合に比べて,循環灌漑を主に行った代かき・田植え期中干し後においてかなり抑制されていることが明らかになった.すなわち,水路系における水循環の制御による地区レベルでの物質循環の制御が可能であることを示した.(2)の浄化型排水路・浄化池においては,水質浄化のために配された植生自体による物質吸収量は少ないが,循環灌漑との組み合わせにより,幹線排水路・浄化池は,一時的な水と物質の貯留の場となるため,水路系の環境負荷削減機能が増進されることになる.(3)の水位保持型暗渠においては,暗渠流出量と流出負荷量の削減効果が明確に現れなかった.(4)の排水との堰上げにおいては,堰上げによって硝酸態窒素負荷量の削減効果が見られること,浸透量の抑制効果が見られ,用水量節減,排水量削減に寄与する可能性を示すことができた.また,排水路堰上げによる魚類生態系の保全効果も示した.水田農業を今後も維持していくためには,水田農業に伴う環境への負のインパクトを軽減するための努力なしにはありえないという観点に立ち,水田農業における窒素,リン,濁質,有機物に対するいくつかの環境負荷削減技術の効果を定量化するとともに,効果を最大限に発揮するための管理手法を提案した.以下に今年度検討した管理技術とその特徴を示す.(1)循環灌漑滋賀県守山市木浜地区での循環灌漑(地区全体が排水の集水域に一致)に関する調査より,流域からの差し引き流出負荷量は,循環取水率(揚水量に対する排水利用量の割合)が高くなると一旦増加し,その後,減少することが明らかになった.つまり,循環取水率の上昇による排水路内濃度の上昇が顕著な成分に対しては注意が必要である.循環灌漑の効果を上げるためには,過剰な揚水を抑制することが重要である.滋賀県高島市鴨川流域土地改良区で行われている,地区からの排水の一部を逆水灌漑ポンプに導入する形態の循環灌漑を調査した結果,一部集水域の排水を循環させても,用水濃度に大きな影響は及ぼさず,水田の浄化機能を増強させるには至らないが,流出負荷抑制効果はあることを示した.(2)排水路の堰上げ滋賀県近江八幡市浅小井地区において,排水路を堰上げたときの環境負荷削減効果について調査した結果,排水中の硝酸態窒素が低下し,浸透量が抑制されることによって,用水量の節水が可能となり,環境負荷削減効果があることがわかった.また,室内実験において,浸透速度の低下によって,脱窒速度の上昇により,硝酸態窒素濃度が低下することを確認した.(3)田越し灌漑滋賀県高島市鴨川流域土地改良区内の低平地水田において,水田圃場を田越し灌漑によって管理した場合の効果を調査した結果,田越し灌漑によって降雨時の排水量とピーク排水量を大きく削減することができ,それによって,田面からの排出負荷量も抑制が可能であることを示した.水田農業を今後も維持していくためには,水田農業に伴う環境への負のインパクトを軽減するための努力なしにはありえないという観点に立ち,水田農業における窒素,リン,濁質,有機物に対するいくつかの環境負荷削減技術の効果を定量化するとともに,効果を最大限に発揮するための管理手法を提案した.とくに,農地土壌中の水・物質移動現象に着目した管理のあり方に着目した.以下に今年度検討した管理技術とその特徴を示す.(1)循環灌漑

滋賀県高島市鴨川流域土地改良区で行われている,地区からの排水の一部を逆水灌漑ポンプに導入する形態の循環灌漑を調査した結果,一部集水域の排水を循環させても,用水濃度に大きな影響は及ぼさず,水田の浄化機能を増強させるには至らないが,琵琶湖への流出負荷抑制効果はあることを示した.(2)田越し灌漑滋賀県高島市鴨川流域土地改良区内の低平地水田において,3筆あるいは4筆の水田圃場を田越し灌漑によって管理した場合の効果を調査した結果,田越し灌漑によって降雨時の排水量とピーク排水量を大きく削減することができ,それによって,田面からの排出負荷量も抑制が可能であることを示した.(3)メタン発酵消化液の水田への投入京都府南丹市八木町において,メタン発酵施設から排出される消化液を水田に肥料として投入した場合の農地土壌の窒素動態を調査し,消化液に含まれる有機物の無機化特性を考慮した,イネの生育にとって最適な消化液投入時期について検討した.その結果,消化液の水田への投入は可能であり,資源循環型社会の構築にとって水田の役割が大きいこと示すとともに,無機化特性を考慮した施肥設計確立が課題であることを確認した.(4)排水路側耕作道滋賀県高島市鴨川流域土地改良区内の低平地水田において,排水路側に新たに耕作道を設置し,これによる畦畔漏水防止効果,環境負荷削減効果が非常に大きいことを明らかにした.
2種のフラヴィウイルス-HCV、HGVキャリア化児の予後

C型肝炎ウイルス(HCV)と、G型肝炎ウイルし(HGV)について、母子感染の視点から検討した。1.妊婦のウイルス保有率2.出生児のキャリア化率3.児のキャリア化4.キャリア化児の肝機能異常児のALT上昇(>110)を肝機能の指標として用いるとHGV 11.1% (1/9)。これはHCVとの混合感染児5.母子感染と分娩様式以上より、母子感染率は、HCVと比較してHGVが有意に高く、キャリア児の肝機能異常は、HCVで有意に高く見られる事がわかり、同じフラヴィウイルスといっても母体保有率、母子感染率、児の予後において、大きな差異があることが解った。またHCV母子感染の予防として帝王切開による分娩が考えられるが、母子感染率は12.0%であり、キャリア化児の脱キャリア化が見られること、帝王切開分娩による母体死亡が経膣分娩の8倍である事実を考え合わせると、母子感染予防だけのために選択的帝王切開とすべきではなく、産科的適応で決定されるべきものであると考える。同様に児の肝機能などへの影響のすくないHGVの感染予防に対しても帝王切開を選択すべきではない。C型肝炎ウイルス(HCV)と、G型肝炎ウイルス(HGV)について、母子感染の視点から検討した。1.妊婦からの抗原検索現在までC型肝炎ウイルス(HCV)抗体の検索を行った妊婦は5102名(HCV抗体陽性のため他院からの紹介患者を含む)、このうち血中からHCV-RNAが検出された者は、79名であった(1.5%)。G型肝炎ウイルス(HGV)抗原検索は3738名に対して行われており、血中からHGV-RNAが検出された妊婦は24名(0.6%)である。2.出生児のキャリア化率HCVの79名のキャリア妊婦からの出生児は80名であった。80名の児のうち血中から持続的にHCV-RNAが検出された者は7名(8.8%)であった。HGVキャリア妊婦からの出生児で、分娩時から経時的に採血を行っている児15名の内、持続的に血中からHGV-RNAか検出されている児は10名(67%)となっている。3.児のキャリア化HCVの持続感染を起こしていた児7名のうち4名は経過観察中に血中からHCV-RNAが検出されなくなる、抗原陰性化(脱キャリア化)が見られた(57.1%)。これに対しHGV持続感染児では、現在までのところ抗原が陰性化した児はいない。4.キャリア化児の肝機能異常さらに児のALT上昇を肝機能の指標として用いると、血中HCV-RNA陽性児は17名中6名が一時的な肝機能の異常を来した(85.7%)が、HGV陽性児では、10名中3名(30.0%)であった。以上より、母子感染率は、HCVと比較してHGVが有意に高く、キャリア児の肝機能異常は、HCVで有意に高く見られる事がわかった。HGVが、そのキャリアに与える影響は現在のところ、HCVに比較して少ないように見られるが、肝機能障害に止まらず、今後より一層のデータの蓄積が必要であると考えられる。C型肝炎ウイルス(HCV)とG型肝炎ウイルス(HGV : GBV-C)は同じフラビウイルス科に属するが、その病理病原性は異なると考えられている。これらのフラビウイルスの母子感染率、感染様式、リスク因子、キャリア化児の肝機能、予後について調べ、その差異を明らかにすることを目的とする。1.キャリア化児の予後HCVでは10名のキャリア化児中6名(60.0%)が肝機能異常(sALT>110mIU/ml)を呈し、4名(40%)が脱キャリア化したが、1名は一旦陰性化後再びHCV RNA持続陽性となった。以上より、HCVは母が非HIV/IVDUキャリアでは母子感染率は低く、キャリア化児の3分の1は脱キャリア化することが示された。HGVキャリア化児では単独感染で肝機能異常を示すものはなく、脱キャリア化児も見られなかった。2.母子感染のリスクファクター(1)HCVのゲノタイプと母子感染には明らかな関連は認められなかった。(2)妊娠期間での妊婦血清中のHCVウイルス量をについては、非感染例には、ウイルス量が低いものが多く見られるが、ほぼ同様のウイルス量で感染例があり、今回の検討では母体血中のウイルス量と母子感染に明らかな関連は見られなかった。これに対してHGVでは母子感染と母体の血中ウイルス量は相関する傾向が見られた。HCV、HGVにおいて、帝王切開での分娩では母子感染は見られなかった(ここではHCVにおいてもそのほとんどが陣痛発来後の帝王切開である)。しかしながら、厚生労働省の班研究においても帝王切開における母体の死亡率は、経膣分娩におけるそれの8倍であるとされることから、帝王切開の選択は、母子感染予防ではなく産科的適応によるべきであると考える。これはHCVとの混合感染児

5.母子感染と分娩様式以上より、母子感染率は、HCVと比較してHGVが有意に高く、キャリア児の肝機能異常は、HCVで有意に高く見られる事がわかり、同じフラヴィウイルスといっても母体保有率、母子感染率、児の予後において、大きな差異があることが解った。またHCV母子感染の予防として帝王切開による分娩が考えられるが、母子感染率は12.0%であり、キャリア化児の脱キャリア化が見られること、帝王切開分娩による母体死亡が経膣分娩の8倍である事実を考え合わせると、母子感染予防だけのために選択的帝王切開とすべきではなく、産科的適応で決定されるべきものであると考える。同様に児の肝機能などへの影響のすくないHGVの感染予防に対しても帝王切開を選択すべきではない。
パルス超音波を用いた過酷環境流動計測システムの開発

高レベル放射性廃棄物処理のためのガラス溶融炉内流動に代表される過酷環境流動に対応する計測技術を実現するために、パルス超音波を用いた超音波流速分布計測(UVP)法の応用開発を行い、以下の知見を得た。1.1000°Cを超える溶融ガラスに対してUVP法を適用する際には、導波棒技術が必要となる。導波棒とは超音波センサと溶融ガラスの間で温度緩衝材および音響経路となるが、同時に遅れエコーと呼ばれる内部反射による計測雑音の問題が知られている。遅れエコーを低減させた導波棒を本研究では使用しているが、溶融ガラス中における流動を計測する際には溶融ガラスの高粘度に起因する高い音響減衰率の影響も重なり、従来以上の高い耐雑音性能を有する流速分布算出アルゴリズムが求められる。そこで、本研究では広帯域位相差分法を提案した。本手法により、導波棒内遅れエコー由来の雑音を低減することに成功した、1100°Cの溶融ガラス内に設置したジルコニア球の挙動をリアルタイム計測することで、溶融ガラスに対する流動計測が可能であることを示した。2.開発した計測システムを用いてスイス連邦工科大学チューリッヒ校において溶融塩内における気泡挙動の計測実験を行った。その中で、気泡挙動を可視化するための特殊な信号処理手法として、時系列フレーム差分フィルタと適応型振幅フィルタを開発し、比較的雑音が多い環境下においても気泡の挙動を抽出することに成功した。3.フェイズドアレイ技術を用いたベクトルUVP法を開発した。開発した技術を用いて垂直円管内旋回気泡流を計測し、旋回流誘起部後の旋回流の挙動について従来手法では困難であった円管断面方向に関する非侵襲計測を行った。同時に本体系を数値流体シミュレーションによって解析し、実験結果と計算結果の比較を行い、旋回流誘起部の影響について明らかにした上で、計測結果の妥当性を示した。27年度が最終年度であるため、記入しない。高レベル放射性廃棄物処理のためのガラス溶融炉に代表される高温・高線量の過酷環境下における流動計測技術を実現するために,パルス超音波を用いた超音波流速分布計測(UVP)法を溶融ガラス流動計測に適用することを目的とし,以下の知見を得た.(1)高粘性流体である溶融ガラスの流動は, 1mm/s以下の超低速流動となっている.そこで,超低速域に対応した信号処理アルゴリズム・位相差分法の開発を行い,移動壁による擬似低速場と回転円筒内に生じる剛体流を用いて流速分布計測の妥当性を検証した,その結果,位相差分法は従来のアルゴリズムに比べて1桁以上低い速度まで計測可能であり,その速度分解能はAD変換時の量子化ビット数によって定まることが明らかとなった.また,剛体流内での速度計測値が理論値と一致し,さらには過渡流れにおける計測ロバスト性も有することから,位相差分法が実流においても有用であることを示した.(2)水平管流路を用いたフェイズドアレイ流速分布計測を行い,ビームステア時における速度値の計測誤差を検討した.その結果,フェイズドアレイ法を用いた際には定在波の影響が顕著に出ることが明らかとなった.この対策として,急峻な定在波除去フィルタを信号処理系に組み込むことで,計測誤差が低減できることを示した.(3)高温計測用の導波棒システム自体の改善として,導波棒材料および形状の最適化を行った.材質としてアルミナ・ムライト・ジルコニア・溶融石英を用いて導波棒を試作し,溶融ガラスに対する濡れ性と耐食性を比較検討した.その結果,ムライトが完壁な濡れ性を持つことが分かり,ガラス中への音響透過率についてもムライトが今回検討した材料の中では最も優れていることが分かった.耐食性について, 12時間の接液試験の結果からジルコニアが最も優れていることが明らかとなった.形状に関しては数値計算によって遅れエコーの周波数依存性があることを示し,実験ともよく一致することを示した.高レベル放射性廃棄物処理のためのガラス溶融炉内流動に代表される過酷環境流動に対する計測技術を実現する為に、パルス超音波を用いた超音波流速分布計測(UVP)法を溶融ガラス流動計測に適用することを目的とし、以下の知見を得た。1.溶融ガラス中の音速と音響減衰率の温度変化を評価するために、信号処理によって遅れエコーの影響を抑制できるフレーム差分法を考案した。フレーム差分法においては、エコー信号の経時変化に着目することで、計測関心部からの反射信号のみを抽出することが可能となる。本手法を用いることで、超音波反射法を用いながらも透過法と同等の計測精度を実現した。2.流速分布を求めるアルゴリズムについて、従来の狭帯域信号処理手法を発展させ、広い周波数領域における速度情報を活用した広帯域位相差分法を提案した。本手法を適用することで、導波棒計測の際に課題となるクラッターノイズの影響を大幅に低減することが可能であること明らかにした。3.高減衰流体である溶融ガラス内における超音波流速分布計の計測可能距離の評価を行った。評価においては、導波棒に対して相対的に一定速度で動く壁面からの反射信号を解析し、移動速度と計測速度の比較を行うことで計測可能距離を決定した。その結果、導波棒内における遅れエコー比と溶融ガラス中での音響減衰率によって計測可能距離が定められることを明らかにした。

4.溶融ガラス内における物体挙動計測として、1100°Cのガラスの中にジルコニア球を設置し、その挙動を構築した計測システムでリアルタイムで可視化し、実際の球の挙動を速度分布として再構成可能であることを示した。高レベル放射性廃棄物処理のためのガラス溶融炉内流動に代表される過酷環境流動に対応する計測技術を実現するために、パルス超音波を用いた超音波流速分布計測(UVP)法の応用開発を行い、以下の知見を得た。1.1000°Cを超える溶融ガラスに対してUVP法を適用する際には、導波棒技術が必要となる。導波棒とは超音波センサと溶融ガラスの間で温度緩衝材および音響経路となるが、同時に遅れエコーと呼ばれる内部反射による計測雑音の問題が知られている。遅れエコーを低減させた導波棒を本研究では使用しているが、溶融ガラス中における流動を計測する際には溶融ガラスの高粘度に起因する高い音響減衰率の影響も重なり、従来以上の高い耐雑音性能を有する流速分布算出アルゴリズムが求められる。そこで、本研究では広帯域位相差分法を提案した。本手法により、導波棒内遅れエコー由来の雑音を低減することに成功した、1100°Cの溶融ガラス内に設置したジルコニア球の挙動をリアルタイム計測することで、溶融ガラスに対する流動計測が可能であることを示した。2.開発した計測システムを用いてスイス連邦工科大学チューリッヒ校において溶融塩内における気泡挙動の計測実験を行った。その中で、気泡挙動を可視化するための特殊な信号処理手法として、時系列フレーム差分フィルタと適応型振幅フィルタを開発し、比較的雑音が多い環境下においても気泡の挙動を抽出することに成功した。3.フェイズドアレイ技術を用いたベクトルUVP法を開発した。開発した技術を用いて垂直円管内旋回気泡流を計測し、旋回流誘起部後の旋回流の挙動について従来手法では困難であった円管断面方向に関する非侵襲計測を行った。同時に本体系を数値流体シミュレーションによって解析し、実験結果と計算結果の比較を行い、旋回流誘起部の影響について明らかにした上で、計測結果の妥当性を示した。遅れエコーを大幅に低減させた導波棒の開発と耐雑音性の高い信号処理アルゴリズムを見いだすことが出来たことから、パルス超音波を用いた過酷環境流動計測システムの要素技術開発がかなり進展したといえる。加えて、構築したシステムを用いて溶融ガラス中における物体挙動計測が可能であることを示すことが出来た。このことから、溶融ガラスに対する計測システムの開発という目的はかなり達成することが出来たと考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。開発した過酷環境流動計測システムを用いて溶融ガラス内の挙動計測が可能であることを示したが、その計測精度に関する検討はまだ行われていない。しかし、溶融ガラスが高減衰流体であるがゆえに、実験で用いる超音波励起周波数を基にした空間分解能と計測可能距離のトレードオフ関係が発生する事が明らかとなり、計測精度検証においては実験上の制約が課される。そこで、最終年度となる平成27年度においては、同様の過酷環境流動に対して開発したシステムを適用し、計測精度に関する検証を行うことを目指す。過酷環境流動計測システムの実現に不可欠な流速分布計測のための信号処理の実装および検証を行い,さらに,フェイズドアレイ法を適用した際に発生する課題を抽出することが出来た.
"ケロイド体質"を考えるーFibrocyteとケロイド病態との関連性の探求-

"ケロイド体質"という言葉があるように、ケロイド患者では病変が多発・再発し、拡大していく傾向がある。われわれはケロイドの成因には、局所のみならず全身的な影響があると考え、循環血液中の線維芽細胞前駆細胞、つまりCirculating fibrocytes (以下、CFs)の性質解析を行ってきた。その結果、ケロイド多発患者において、CFsの性質異常を認めていることをつきとめた。本研究の目的は、そのような循環細胞であるCFsの性質異常が実際にどこまでケロイドの成因に関わっているかを検討することにある。実験は、臨床において説明・同意のもとにケロイド体質患者から1020mlの採血を行う。得られた末梢血から末梢血単核球(PBMC)を分離したのちにCFsを培養する。ケロイド組織からは線維芽細胞の培養を行い、免疫不全マウス(NOD scid mice)において、背部に培養しておいた線維芽細胞の移植を行い、循環血液中へは尾静脈注射によりCFsの移植を行う。そうして移植後の局所における組織の変化につき観察を行うことで計画した。その前段階として、免疫不全マウスの背部に創を作成し、尾静脈から移植を行ったCFsの創部移行の観察から始めた。CFsの創傷治癒にかかわる影響につき、創閉鎖の観察、組織学的変化、各種サイトカインの変化について検討を行い、創傷治癒とCFsとの関わり、さらにはケロイド成因との関わりにつき検討を行った。まとめとして、免疫不全マウスを用いたヒトCFs移植併用創傷モデルを作成した。CFs移植による創治癒への影響は認めなかった。しかし創局所にはヒトCFsの局在、動員が認められた。遺伝子レベルでは、ヒトGAPDH、ヒトTGF -βの発現を認め、移植後14日目で増加する傾向を認めた。これらの結果を第56回日本形成外科学会総会で発表した。“ケロイド体質"という言葉があるように、ケロイド病変は、多発・再発し、拡大していく傾向がある。われわれは、ケロイドの成因には、局所のみならず全身的な影響があると考え、循環血液中の線維芽細胞前駆細胞、つまりCirculating fibrocytes (以下、CFs)の性質解析を行ってきた。本研究の目的は、そのような循環細胞であるCFsの性質異常が、実際にどこまでケロイドの成因に関わっているかを検討することにある。ケロイド組織からは線維芽細胞の培養を行い、免疫不全マウス(NODscid mice)において、背部に培養していおいた線維芽細胞の移植を行い、循環血液中へは尾静脈注射によりCFsの移植を行う。遺伝子レベルでは、ヒトGAPDH、ヒトTGF-βの発現を認め、移植後14日目で増加する傾向を認めた。

遺伝子レベルでは、ヒトGAPDH、ヒトTGF -βの発現を認め、移植後14日目で増加する傾向を認めた。これらの結果を第56回日本形成外科学会総会で発表した。"ケロイド体質"という言葉があるように、ケロイド病変は、多発・再発し、拡大していく傾向がある。われわれは、ケロイドの成因には、局所のみならず全身的な影響もあると考え、循環血液中の線維芽細胞前駆細胞、つまりcirculating fibrocytes (以下、CFs)の性質解析を行ってきた。その結果、ケロイド多発患者において、CFsの性質異常を認めていることをつきとめた。本研究の目的は、そのような循環細胞であるCFsの性質異常が、実際にどこまでケロイドの成因に関わっているかを検討することにある。そこで今回、CFsを用いた動物実験系を考案した。これらを明らかにすることで、現在行われているような、ケロイドに対する局所的治療のみならず発展的に、新たな体質治療への可能性などを見出す。これまでに我々は、ケロイドの多発・再発を伴った患者から末梢血を採取し、分離・培養を行って得られたCFsの各種サイトカインの発現などを、健常人と比較検討した。その結果、TGF-β1をはじめ、α-SMAなどの発現亢進を認め、その異常は、これまでに多施設でも報告されてきた局所におけるケロイド由来組織線維芽細胞の性質異常に類似した。また、前述のように過去の報告からも、ケロイドの局所にもCFsが動員されていることがわかっており、以上の結果を踏まえ、我々は、これらの性質異常が、ケロイド成因の重要な因子となっている可能性を考ている。実験の具体的手法としては、免疫不全マウスを用いてヒトケロイド局所細胞ならびにヒトCFsの移植実験を行い、その解析を予定している。移植したマウスの局所において循環細胞の局在と割合がどのようになっているのかを組織学的に検討する。次に、細胞局在に変化があれば、そのメカニズムにつき、分子生物学的手法を用いて遺伝子レベルでの解析・検討することを計画した。実験計画は、臨床におけるケロイド患者からケロイド組織および末梢血を採取し、それぞれ組織培養および末梢血からCFsの分離・培養を行う。それらを免疫不全マウスにおいて、背部では培養した線維芽細胞の移植を行い、血液中へはラベリングした培養CFsの移植を行う。そうして移植後の局所における組織の変化につき観察を行う。サンプルとして必要となる検体であるが、説明・同意のもとにケロイド体質患者から1サンプル20mlずつ採血を行ったが、これまでに順調に10検体採取できている。それらの得られた末梢血から末梢血単核球(PBMC)を分離処理し、凍結保存を行って共同研究施設である北海道大学分子病理へ輸送し保存している。しかし、組織サンプルは、なかなか手術切除適応となる患者が確保できず、現在、2検体に留まっている状況である。組織サンプルをいかに確保するかも、実験の成果を左右する大きな要素と考えている。北海道大学においては、免疫不全マウスへの尾静脈からの細胞注入の予備実験を行っていたが、手技が安定していないのが現状である。そのために購入した血管可視化装置を用いて、尾静脈を投影し穿刺することで精度を高めている状況である。当初の計画では、健常人由来細胞の移植と切片採取まで行く予定であったが、やや遅れているといった状況である。
深部流体やメルトの挙動と起源:地球化学と地球物理学の融合をめざして

地殻の応力や歪変化に敏感に反応すると考えられる地下水,中でもマントルや地殻を起源とし,流体に濃集しやすいとされるヘリウムの同位体比を空間的・時間的に測定することは,深部流体の挙動や起源および地殻の変形や地震発生メカニズムの理解に役立つことが期待される.日本のような島弧におけるヘリウム同位体比は,火山フロントの前弧側では低く,背弧側で高くなるという傾向が一般的に見られる.今年度の研究対象地域とした九州北部地域は,背弧側に別府-島原グラーベンという背弧海盆の延長と思われる地溝帯が陸上に存在する複雑な構造を呈している.この地域において,温泉水を採取し,そのヘリウム同位体比分析を行った.その結果,この地域のヘリウム同位体比分布は,別府-島原グラーベン直上では高く,その南北地域では低いという特徴を示した.これは,背弧側では高いヘリウム同位体比が得られるという他の島弧地域の一般的なヘリウム同位体比の傾向とは異なっている.この九州におけるヘリウム同位体比の特徴は,地下の地震波速度構造などとも良く一致しており,放射性成分などによる効果ではなく,この地域の地下構造を反映していることがわかった.現在,ヘリウム同位体比の定点連続測定のためのシステム開発を実験室段階で行っている.陸上での時間的に連続なヘリウムの同位体比測定はこれまでに事例がないため,システム完成後は,より時間的に詳細な深部起源流体の挙動を明らかにできることが期待される.近年の地球物理学研究により,地殻の変形・応力集中・内陸地震の発生に深部流体やメルトの挙動が関与している可能性が指摘されている.しかし,地球物理学的手法では,流体を直接測り知ることが原理的に難しい.その挙動や起源を直接知る手段として,マントルや地殻を起源とし,流体に濃集しやすいとされるHeの同位体比測定が挙げられる.近畿地方は,前弧側にありながら高いヘリウム同位体比の地点が多く存在している.これまで,その位置や成因について様々な議論が行われてきたが,未だはっきりした結論は得られていない.本年度は,それらを明らかにする試みの一つとして,紀伊半島沖熊野灘において実施された南海トラフ地震発生帯掘削計画ステージ2のExp.319にて採取された,コアおよびガス試料のヘリウム同位体比とArの同位体比を測定した.また,地震発生への深部流体の関与を考察する試みとして,2008年岩手・宮城内陸地震(M7.2)震源域周辺にて地震発生1週間後から半年毎に温泉水と温泉ガスを採集し,溶存ガス中のヘリウム同位体比およびHeとNeの含有量を測定した.その結果と2006年7月に同じ地点でサンプルを採取・測定した結果(堀口,2008)とを比較すると,多くの地点において地震発生直後に同位体比は上昇,1年後には地震発生前の値に下降する傾向がみられた.同じ地域の地球物理学研究と比較しても,震源城の地下に地震波の低速度城が認められる(岡田,2009)ことから,地球化学・地球物理学双方の研究結果は整合的であり,深部から上昇してきたマントル起源の流体が地震発生に関与した可能性を示唆している.現在,ヘリウム同位体比の定点連続測定を予定にしており,システム開発を行っている.ヘリウム同位体比の連続観測はこれまでに事例がないため,より時間的に詳細な深部起源流体の挙動を明らかにできることが期待される。地殻の応力や歪変化に敏感に反応すると考えられる地下水,中でもマントルや地殻を起源とし,流体に濃集しやすいとされるヘリウムの同位体比を空間的・時間的に測定することは,深部流体の挙動や起源および地殻の変形や地震発生メカニズムの理解に役立つことが期待される.日本のような島弧におけるヘリウム同位体比は,火山フロントの前弧側では低く,背弧側で高くなるという傾向が一般的に見られる.今年度の研究対象地域とした九州北部地域は,背弧側に別府-島原グラーベンという背弧海盆の延長と思われる地溝帯が陸上に存在する複雑な構造を呈している.この地域において,温泉水を採取し,そのヘリウム同位体比分析を行った.その結果,この地域のヘリウム同位体比分布は,別府-島原グラーベン直上では高く,その南北地域では低いという特徴を示した.これは,背弧側では高いヘリウム同位体比が得られるという他の島弧地域の一般的なヘリウム同位体比の傾向とは異なっている.この九州におけるヘリウム同位体比の特徴は,地下の地震波速度構造などとも良く一致しており,放射性成分などによる効果ではなく,この地域の地下構造を反映していることがわかった.現在,ヘリウム同位体比の定点連続測定のためのシステム開発を実験室段階で行っている.陸上での時間的に連続なヘリウムの同位体比測定はこれまでに事例がないため,システム完成後は,より時間的に詳細な深部起源流体の挙動を明らかにできることが期待される.
リグニンの新規主要構造であるリグニン-フラボノイド共重合体の形成・機能と応用展開

本研究はイネ科植物特有のリグニンの主要部分構造として比較的最近見出されたリグニンーフラボノイド共重合体(LFC)の形成機構ならびにイネ科バイオマスの利用性に及ぼす影響の解明を目的とする。平成29年度は、前年度に引き続き、LFC形成に関与する各種フラボノイド合成酵素遺伝子群の同定とその発現を抑制した形質転換イネの作出と特性の解明を目標に研究を進めた。昨年度までにイネLFCの形成に関与するフラボンシンターゼII及びアピゲニン/クリソエリオール水酸化酵素の同定と機能欠損変異イネの細胞壁特性解析を行い、論文発表した。本年度は、特にイネLFCの形成に寄与するフラボノイドメチル化酵素の解析を行った。組換え酵素の機能解析及び機能欠損変異イネの細胞壁構造解析から、イネLFCのフラボノイド前駆体の合成に必須のメチル化酵素を同定した。興味深いことに、本メチル化酵素はリグニン前駆体であるモノリグノールの生合成中間体の合成関わるメチル化酵素としても知られており、その組換え酵素はLFC形成におけるフラボノイド前駆体とモノリグノール前駆体の両方に反応活性を示し、また機能欠損イネ株は、LFC中のフラボノイドユニットのみならず、モノリグノールに由来する構成ユニットの一部も欠失していることが分かった。すなわち、本メチル化酵素はイネLFC形成におけるフラボノイド前駆体とモノリグノール前駆体の両方の生合成経路上で機能するバイファンクショナルなメチル化酵素であることを明らかにした。以上の成果の一部、さらに関連のイネ組換え株の解析結果などをとり纏め、成果発表を行った。本研究はイネ科植物特有のリグニンの主要部分構造として最近見出されたリグニンーフラボノイド共重合体(LFC)の形成・機能の解明ならびにその代謝工学的改変によるイネ科バイオマスの利用性向上を目的とする。平成28年度は、LFC形成に関与するフラボノイド合成遺伝子群の発現を抑制した形質転換イネの作出と特性解析を進めた。標的とするフラボノイド合成遺伝子数種のRNAi発現抑制株ならびにT-DNA挿入機能破壊株を栽培し、遺伝子発現解析や細胞壁の特性解析を進めた。これまにイネLFC形成に深く関与すると予想されるフラボンシンターゼ(FNSII)、フラボノイドメチル化酵素、フラボノイド水酸化酵素などの発現を抑制した形質転換イネを複数得ている。本年度は特に、FNSII発現抑制イネについて、成長性、細胞壁形成関連遺伝子の発現状況、細胞壁構造、バイオマス利用特性について、詳細な解析を進めた。FNSII発現抑制イネでは野生株と比較して細胞壁リグニンの総量が低下していることが分かった。また、野生株ではトリシンが重合したLFCが形成されるのに対して、FNSII発現抑制イネでは野生株の細胞壁中には全く存在しないナリンゲニンが重合した改変LFCが形成されることも分かった。さらに、これら細胞壁構造改変の結果、バイオマスの酵素糖化性が大きく向上することを見出した。以上の成果の一部をとり纏め、論文発表(2件)と学会発表(7件)を行った。当初の計画通り、イネLFC形成に深く関与すると予想されるフラボノイド合成遺伝子群の発現を制御した形質転換イネを複数作出し、それらの特性解析を進めた。得られた形質転換イネは高いバイオマス利用特性を示すなど当初の計画以上の研究成果が得られ、論文発表も行った。平成29年度は、前年度に引き続き、LFC形成に関与する各種フラボノイド合成遺伝子群の同定とその発現を抑制した形質転換イネの作出と特性の解明を目標に研究を進めた。これまにイネLFC形成に関与すると予想されるフラボンシンターゼII、芳香核メチル化酵素、芳香核水酸化酵素などをコードする遺伝子の発現を抑制した形質転換イネを得ているが、本年度は特に、芳香核水酸化酵素抑制イネにつき、成長性、細胞壁構造、バイオマス利用特性などについて詳しく解析を進めた。その結果、イネLFC形成に関与する主要な芳香核水酸化酵素遺伝子の同定に成功し、その機能欠損変異株がLFCをほぼ完全に欠失した細胞壁リグニンを合成することを明らかにした。さらに、このLFCを欠失した変異株は、前年度に詳しく評価したフラボンシンターゼII機能欠損変異株と同様に、LFCを正常に合成する野生型イネと比較して、バイオマス糖化性に優れていることも見出した。また、同定したイネLFC形成に芳香核水酸化酵素のホモログがLFCとは別経路で生合成されるフラボノイド配糖体の合成に特異的に関与していることなども明らかにした。以上の成果の一部をとり纏め、論文発表と学会発表を行った。加えて、LFCの合成に関与する各種酵素遺伝子群がイネのみならず他のイネ科植物においてもよく保存されていること、さらにその機能分化したホモログ酵素遺伝子がLFCとは別経路で合成されるフラボノイド配糖体の合成に関与することなどを見出すなど、当初の計画以上の研究成果が得られている。

本研究はイネ科植物特有のリグニンの主要部分構造として比較的最近見出されたリグニンーフラボノイド共重合体(LFC)の形成機構ならびにイネ科バイオマスの利用性に及ぼす影響の解明を目的とする。平成29年度は、前年度に引き続き、LFC形成に関与する各種フラボノイド合成酵素遺伝子群の同定とその発現を抑制した形質転換イネの作出と特性の解明を目標に研究を進めた。昨年度までにイネLFCの形成に関与するフラボンシンターゼII及びアピゲニン/クリソエリオール水酸化酵素の同定と機能欠損変異イネの細胞壁特性解析を行い、論文発表した。本年度は、特にイネLFCの形成に寄与するフラボノイドメチル化酵素の解析を行った。組換え酵素の機能解析及び機能欠損変異イネの細胞壁構造解析から、イネLFCのフラボノイド前駆体の合成に必須のメチル化酵素を同定した。興味深いことに、本メチル化酵素はリグニン前駆体であるモノリグノールの生合成中間体の合成関わるメチル化酵素としても知られており、その組換え酵素はLFC形成におけるフラボノイド前駆体とモノリグノール前駆体の両方に反応活性を示し、また機能欠損イネ株は、LFC中のフラボノイドユニットのみならず、モノリグノールに由来する構成ユニットの一部も欠失していることが分かった。すなわち、本メチル化酵素はイネLFC形成におけるフラボノイド前駆体とモノリグノール前駆体の両方の生合成経路上で機能するバイファンクショナルなメチル化酵素であることを明らかにした。以上の成果の一部、さらに関連のイネ組換え株の解析結果などをとり纏め、成果発表を行った。平成29年度は、前年度に引き続き、LFCの形成・機能の解明を目指し、イネLFC形成を改変したイネ変異体および形質転換体の解析を進める。特に、メチル化酵素、芳香核水酸化酵素を抑制したイネ形質転換体の詳細な細胞壁構造とバイオマス特性の解析を中心に進める。平成30年度は、引き続き、LFCの形成・機能の解明を目指し、イネLFC形成を改変したイネ変異体および形質転換体の解析を進める。特に、LFCの形成に関与すると予想される芳香核水酸化酵素遺伝子ならびに芳香核メチル化酵素遺伝子の発現を抑制したイネ形質転換体のより詳細な細胞壁構造とバイオマス特性の解析を中心に進める予定である。当初計画ではH28年度はイネリグニンの化学修飾による機能性材料作成等に係る予備実験を始める予定としていた。一方、LFC形成に関わる遺伝子群の同定と形質転換イネの解析を進めたところ、成果報告欄に記載の通り、当初計画以上の研究成果が得られたことから、早急に論文報告としてまとめること必要があると判断した。このため、形質転換イネの解析に関わるデータの蓄積に専念し、上記の予備実験は来年以降に実施することとした。これにより、本年度の執行予算の一部を来年度に繰り越すこととなった。当初の予定では、平成29年度内に形質転換イネの電子顕微鏡による詳細な組織観察と化学変換の実験を予定していたが、これまで研究進捗状況から、新たな変異株の作出と細胞壁構造解析の重要度がより高いと判断し、当初予定していた組織観察と化学変換の実験は次年度に行うこととした。それにかかる助成金を平成29年度から繰り越し、平成30年度に執行する予定である。
非共有性相互作用基を配した特異な配位空間により制御した酸素-金属錯体

生体系金属酵素の活性中心は、反応部位としての金属活性中心と基質取り込み場としての反応場から構成されており、酵素の基質特異性はこれらにより発現されている。等研究室では、この金属活性部位の設計と特異的反応場を分子設計し、人工酵素として触媒を開発した。特に、基質の取り込み場の設計では、水素結合、疎水結合等を取り入れ、基質を識別するよう設計した。金属活性部位は、配位子をひずませることにより活性化状態を作った。本研究では、平面生の強い銅錯体を設計した。これは、反応場として銅配位平面の上下部位を基質の接触場として設計しており、活性化された銅イオンとの反応を促進するよう配慮した。その結果、シクロヘキサン、トルエンのような非常に酸化され難い基質の水酸化に成功した。また、ベンゼンに対する酸化反応を試みたところ、一段階でのフェノールへの水酸化に成功した。これは、これまでのベンゼンのフェノールへの水酸化が三段階であったのに対して画期的結果である。このように配位空間を制御することによって、難度の高い酸化反応を効率良く進めることに成功した。金属酵素の活性中心は、金属とそれを保持するアミノ酸残基の配位によって構成される。これら機能発現には第一配位圏のみならず、第二配位圏が大きな役割を担っている。そこで酵素活性中心を取り囲むアミノ酸残基のモデルとしてシリカメソ多孔体(FSM-16)を用い、そのメソ孔に存在するシラノール基の配位を介して錯体を固定化した。固定化にはRu錯体を選択し、軸配位子によって酸化触媒活性を制御できる平面型ビピリジルアミド配位子BABPの錯体[Ru^<II>(babp)DMSO)_2]を用いた。ヨードシルベンゼン(PhIO)を酸化剤として用い、シクロヘキセンの酸化を行ったところ、固定化触媒のFSM-Ruは均一系の触媒である[Ru^<II>(ba bp)(DMSO)_2]と同様に約8割の高選択性でエポキシドを与え、酸化触媒として機能した。tBuOOHを酸化剤として用いた場合では、均一系の[Ru^<II>(babp)(DMSO)_2]は反応生成物の選択性を示さず、アリル位酸化生成物とエポキシドをそれぞれ与えたが、それに比べて固定化触媒のFSM-Ruはエポキシドの生成量が多くアリル位酸化生成物の生成量は少なくなった。また、アリル位過酸化物の3-tert-ブチルペルオキシシクロヘキセンの生成はtBuOO・が系中で生成し、酸化剤を反応初期に100当量添加するこの条件においては、より量論的な反応に近い条件で逐次的に添加した場合ではアリル位過酸化生成物の生成が著しく抑えられ、酸化剤の添加方法が選択性に著しい影響を与えることがわかった。また、反応後のFSM-Ruを濾過により回収し、再度酸化反応の触媒として用いたところ1回目と比べて触媒活性の低下が見られず、エポキシドの選択性が74%に向上した。これは、一旦酸化反応に使用したFSM-Ruのルテニウムの酸化数は+3価であり、tBuOOHとの反応によってエポキシ化活性を有するRu^v=O種が生成するためと考えられる。
神経突起伸展物質に関する天然物化学的研究

神経突起伸展物質mastigophorenes類の合成は,昨年合成に成功した(+)-herbertenediolを酢酸マンガンで酸化カップリングさせることで,成功した.神経突起伸展物質plagiochin Aの効率的合成法の開発は,plagiochin類に含まれる全ての炭素結合構築をパラジウム触媒下の反応で行い,最後の大環状化の一歩手前まで到達した.植物組織培養の利用は,苔類のカルス化に焦点を絞って検討した.数種の苔類のカルス化に成功し,液体培養条件検討に移っている.植物組織培養法による(+)-herbertenediolからmastigophorenes類への変換は,既存のゼニゴケ組織培養では実現するに至っていない.神経突起伸展物質mastigophorenes類の合成は,昨年合成に成功した(+)-herbertenediolを酢酸マンガンで酸化カップリングさせることで,成功した.神経突起伸展物質plagiochin Aの効率的合成法の開発は,plagiochin類に含まれる全ての炭素結合構築をパラジウム触媒下の反応で行い,最後の大環状化の一歩手前まで到達した.植物組織培養の利用は,苔類のカルス化に焦点を絞って検討した.数種の苔類のカルス化に成功し,液体培養条件検討に移っている.植物組織培養法による(+)-herbertenediolからmastigophorenes類への変換は,既存のゼニゴケ組織培養では実現するに至っていない.
地下岩体の現位置通水特性の高精度計測評価法に関する研究

人工熱交換熱交換層内の水の流動は主としてジョイントやき裂を通して起こるが,これらジョイントやき裂の発生に係わる要因に起因して,ジョイントやき裂の分布や方位に選択性がある場合が多々存在する.このような場合には,熱交換層通水特性は異方性を有することになる.本研究は,通水特性に異方性が存在する場合の,圧力パルス試験による現位置水特性計測価法を確立することを目的とする.透水性に直交異方性がある岩体内の水の流動に伴う間隙水圧の支配方程式と,圧力パルステスト時の坑井壁上の境界条件及び加圧系内の水の減少量と坑井壁からの透水水量に関する連続の条件とを検討し,圧力パルス試験時の加圧区間水圧の経時変化を表すタイプカ-ブの形を規定する3つの無次元パラメ-タを導出した。この3つの無次元パラメ-タは岩体の比貯留係数,水平方向の透水率及び,鉛直方向の透水率に対する水平方向の透水率の比によって定義されるものである。加圧区間水圧の経時変化を表すタイプカ-ブは次の特徴を持つ。すなわち,加圧区間が坑井半径に比べ十分長く,且つ,鉛直方向透水率が水平方向透水率に比べ大きいか,比貯留係数が大きいときには,タイプカ-ブの形は,比貯留係数及び水平方向透水率でほぼ決まり,透水率比による識別は困難である.また,加圧区間長さが坑井半径と同程度の大きさであり且つ,鉛直方向の透水率が大きいか,あるいは,比貯留係数が少さいときも,タイプカ-ブの透水率比による形の変化は少なく,識別が困難となる.以上の知見に基づき,加圧区間が坑井半径に比し十分大きい場合のタイプカ-ブおよびに加圧区間長さが坑井半径と等しい場合のタイプカ-ブの2種のタイプカ-ブと加圧区間水圧の経時変化曲線とのイタプカ-ブフィッティングによる直交異方性岩体の現位置通水特性計測評価法を開発した。また、客観的自動タイプカ-ブフィティングのアルゴリズムを確立した.人工熱交換熱交換層内の水の流動は主としてジョイントやき裂を通して起こるが,これらジョイントやき裂の発生に係わる要因に起因して,ジョイントやき裂の分布や方位に選択性がある場合が多々存在する.このような場合には,熱交換層通水特性は異方性を有することになる.本研究は,通水特性に異方性が存在する場合の,圧力パルス試験による現位置水特性計測価法を確立することを目的とする.透水性に直交異方性がある岩体内の水の流動に伴う間隙水圧の支配方程式と,圧力パルステスト時の坑井壁上の境界条件及び加圧系内の水の減少量と坑井壁からの透水水量に関する連続の条件とを検討し,圧力パルス試験時の加圧区間水圧の経時変化を表すタイプカ-ブの形を規定する3つの無次元パラメ-タを導出した。また、客観的自動タイプカ-ブフィティングのアルゴリズムを確立した.
薬物封入マイクロエマルジョン含有院内外用製剤の開発

・目的マイクロエマルジョン(ME)は難溶性物質の溶解性、吸収性改善の製剤化技術として注目されている。MEを院内外用製剤に応用することで、基剤への溶解度が低い薬物に対して高濃度に薬物を溶解した状態で含有させることができるため、効率的に薬物を経皮吸収させる院内軟膏製剤の開発を開発することができる。そこで、本研究では臨床適用可能な薬物封入ME含有院内外用製剤を開発を目的に研究を行った。・方法モデル薬物として難水溶性のため品質改善が必要とされているスピロノラクトン(SPI)を用いた。モノカプリル酸プロピレングリコール:ポリソルベート20:1.3-ブチレングリコール:水=1.5:6.0:0.5:90(w/w/w/w)をモデルME組成とし、花輪らの方法を用いて、ME内にSPIを封入した。また、実際の院内製剤スケールに対応するため、ホモミキサーを用いたスケールアップも検討した。経皮吸収実験はユカタンマイクロピッグの皮膚およびフランツセルを用いて行った。経皮吸収が認められたSPI封入MEに水溶性ゲルを混合し安定性試験を行った。・成果SPIの水への溶解度は室温で約20μg/mLであったが、MEに封入した場合、水溶液中に1%のSPIの封入が可能となった。得られたME溶液の粒子径は約200nmであり、ホモミキサーを用いたスケールアップも容易であった。SPIの水溶液と1%SPIのME溶液について経皮吸収実験を行ったところ、ME溶液において経時的にSPIの吸収が認められた。よって、MEへの封入によりSPIの経皮吸収性が有意に改善されたことが示された。しかし、この1%SPIのME溶液を1%水性ゲルに混合した製剤については経皮吸収は認められなかったことから、本製剤はゲルからSPIの放出が重要なファクターとなっていることが推察された。現在、粘性の低いゲルに変更した新規製剤の調製を可能にしており、一ケ月間において明確な品質の変化は認められないという結果を得ている。今後は、新処方の経皮吸収性について評価し、臨床応用につなげる。
マトリックスメタロプロテアーゼを標的とした低酸素病態の分子イメージング

低酸素病態で悪性化に深く関与するMMP-2について、生体画像化を目的とした^1^8F-標識MMP-2イメージングプローブ(SAV49)の設計・合成とその生物学的評価を行った。^1^8F-SAV49は高収率、高純度で標識合成でき、生体内で脱フッ素代謝を受けず安定であることが確認された。また、SAV49はマウスで血球画分に滞留する性質が明らかになり、生物評価実験ではウサギなどのモデル動物を用いる必要性が示唆された。独自に設計、合成したMMP-2阻害剤SAV47についてin vitro阻害活性試験によりIC<50>値を調べたところ8.9nMとなり、非常に強い阻害活性を有することが明らかになった。そこで標識前駆体の合成を行い、実際にフッ素18標識SAV47M(プロドラック)の標識合成法を検討したところ、放射化学的収率30-40%、放射化学的純度>99%で目的とする標識化合物の合成に成功した。そこで、MMP発現性腫瘍であるEhrlich移植腫瘍モデルを用いて、[^<18>F]SAV47Mの腫瘍集積性を検証した。薬剤投与120分後において腫瘍における放射能集積率は1.62%ID/gとなり、イメージング能力の指標となる腫瘍/筋肉比は3.7となったころから、[^<18>F]SAV47MはMMPイメージング薬剤として利用できる可能性が示唆された。一方、血流遮断剤による腫瘍低酸素モデルの実用性の検証を目的として、AVE8062投与時における[^<18>F]FMISO腫瘍集積性の検討を行った。AVE8062処置群では、主要臓器組織の[^<18>F]FMISO集積率は対照群と同程度の値を示したが、腫瘍では投与薬剤の用量に応じて1.5-2.0倍の値となり腫瘍特異的集積性が確認された。また、オートラジオグラフィーで放射能の腫瘍内分布を確認したところ、AVE8062処置の腫瘍では対照群と比較してより均一的に組織全体に強く集積分布することが明らかになった。このことから、AVE8062投与担癌ラットは腫瘍低酸素モデルとして利用できることが確認された。ヒト線維肉腫HT1080細胞は、マウス皮下に移植すると早い成長速度で腫瘍塊を形成し、また低酸素刺激でMMPの発現が亢進することが知られている。そこで、このHT1080の皮下移植腫瘍モデルで、MMPイメージング剤[^<18>F]SAV47Mの腫瘍集積性を評価した。体内分布法による評価では、投与120分後で腫瘍集積率は2.2%ID/g、腫瘍筋肉比は2.4となった。下肢骨には腫瘍に対して10倍以上高い集積が確認された。同様に小動物PETにより腫瘍集積性を評価したところ、腫瘍部位は視覚的に確認できたものの、骨に対する集積が非常に高く、画像的に明瞭さに欠けた。このような放射能の高い骨集積性は、フッ素18が生体内において代謝脱離したためだと推察され、生体内における標識薬剤の生体利用率低下の原因になっていると考えられる。MMPを感度良く画像化するためには、生体利用率の高い標識薬剤が必要であると考えられることから、[^<18>F]SAV47の部分構造を改変し、脱フッ素代謝に対して安定な標識薬剤の開発を試みた。分子設計としては、部分構造としてフロロピリジン骨格を導入した。その新規フッ素誘導体(SAV49)のMMP阻害活性を調べたところ、濃度依存的阻害活性を示し、IC50値は0.61μMとなった。SAV49の標識前駆体としてニトロ誘導体を合成し、フッ素18標識合成を行ったところ、60%と高い収率で標識体を得ることができた。マウスでの脱フッ素代謝に対しても安定であることが確認でき、MMP画像化薬剤として今後の発展に期待が持てる結果が得られた。