hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規光学活性シクロペンタジエニル錯体の合成と不斉触媒への応用

我々はシクロペンタジエニル基とホスフィノ基がL-threitol誘導体の骨格でキレートされた新規光学活性二座配位子を開発し、そのルテニウム錯体がアセチレン化合物とアリルアルコールの不斉カップリング反応に応用できることを明らかにしてきた。今回はまず、光学活性Cp-p配位子を有する(Cp-P)RuCl(PPh^3)とNaOMeから調製したCp-Pルテニウムヒドリド錯体(Cp-P)RuH(PPh^3)を触媒とし、メチルビニルケトンへのα-シアノエステルのマイケル付加反応を検討した。高い触媒活性を示したが、不斉誘導は見られなかった。この原因として、触媒の原料として(Cp-P)RuCl(PPh^3)のジアステレオマ-混合物を用いたこと、及び不斉点が反応点から離れていることなどが考えられる。そこで次に、不斉点をより反応点の近傍に持ってくることを目的とし、アルキル鎖でキレートしたCp-P配位子を利用して金属中心上に不斉点を有する遷移金属錯体の合成を検討した。インデニル環を有し単純なアルキル鎖でキレートされたCp-P配位子のロジウムカルボニル錯体にハロゲン化アルキルを反応させるとロジウム(III)アシル錯体が得られた。このアシル錯体には、面不斉とロジウム周りの中心性不斉によるジアステレオマ-が存在する。ハロゲン化アルキルとしてヨウ化エチルを用いると、一方のジアステレオマ-がほぼ選択的に得られた。また、反応性、および立体選択性がCp-P配位子の性質の違いにより大きく変化することがわかった。キレート鎖の短いもの、および、リン上の置換基がシクロヘキシル基より塩基性の低いフニル基を有するCp-P配位子を用いた方が高い反応性を示した。また、立体選択性はリン上の置換基にはあまり影響されず、キレート鎖の長い方が高くなる傾向があった。今後、ジアステレオマ-の分割を行い、金属上に不斉点を有するステニウム錯体を合成する。
ヒト胎盤絨毛マクロファージに発現するLH/hCG受容体の機能解析

[目的]ヒト胎盤絨毛の間質に存在するHofbauer細胞と呼ばれる大型の単核細胞は,胎盤絨毛マクロファージ(Mφ)として認識され,最も特徴的な形態学的所見である大小の空胞は二次リソソームとされる.免疫組織化学染色や免疫電子顕微鏡,さらに腹腔マクロファージのhCG添加培養実験から,hCGの代謝が腎以外に絨毛局所のMφで行われていることが示されている.また,hCGの受容体であるLH/hCG受容体遺伝子には亜型があり,その役割は不明である.本研究では,ヒト胎盤絨毛MφにおけるLH/hCG受容体の存在とその構造,さらにその役割を明らかにする.[方法]同意のもとに73例のヒト胎盤を得た.妊娠初期,中期,そして後期それぞれ3症例についてLH/hCG受容体タンパクについて免疫組織化学染色を行った.次に,ヒト胎盤初期絨毛から分離した絨毛MφとTHP-1細胞を用いて,RT-nested PCR,その産物のシークエンス解析を行った.さらに,THP-1細胞をphorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)で処理しMφへと分化させ,野生型(Wt)ならびにその亜型であるexon9欠失型LH/hCG受容体遺伝子(Del 9)を導入し,10μg/mlの濃度のintact hCG (hCG)で添加培養を行った.経時的に上清と細胞質中それぞれのhCGとその分解産物であるβ-core fragment(β-CF)を測定し,β-CF/hCG比を算出した.対照はPMA未処理ならびに処理したTHP-1細胞にpcDNAベクター(pcDNA)のみをそれぞれ導入した系とした.[結果]ヒト胎盤絨毛MφにはLH/hCG受容体タンパクならびに遺伝子発現が免疫組織化学染色とRT-nested PCRから示され,その遺伝子産物のシークエンス解析でexon 9の欠失が確認された.また,RT-nested PCRによりTHP-1細胞はPMA処理を行うことではじめてDel 9を発現することが示された.HCG添加培養実験から,PMAの処理に関わらずhCGは細胞内に取り込まれ,PMA未処理のTHP-1細胞より処理を行った群での細胞質内のhCGと上清中のβ-CF濃度が有意に高かったが,ベクター間での差はみられなかった.β-CF/hCG比は,細胞質においてはPMAで処理を行っていない群では0.9で,処理を行った群では2.2-4.2倍と有意に高かったが,PMA処理群間で比較すると,Del 9を導入した系とpcDNAを導入した系ではそれぞれ3.8,3.7と差はみられず,Wtを導入した場合は2.1と有意に低下した.[考察]胎盤絨毛MφにおいてDel 9はhCGの細胞内取り込みではなく,摂取されたhCGの分解に関与しており,Wtが同時に発現することによりhCG分解が妨げられることが示唆された.[結論]ヒト胎盤絨毛MφにはDel 9が存在し,この受容体はhCGの局所分解において重要な役割を担っていることが示された.[目的]ヒト胎盤絨毛の間質に存在するHofbauer細胞と呼ばれる大型の単核細胞は,胎盤絨毛マクロファージ(Mφ)として認識され,最も特徴的な形態学的所見である大小の空胞は二次リソソームとされる.免疫組織化学染色や免疫電子顕微鏡,さらに腹腔マクロファージのhCG添加培養実験から,hCGの代謝が腎以外に絨毛局所のMφで行われていることが示されている.また,hCGの受容体であるLH/hCG受容体遺伝子には亜型があり,その役割は不明である.本研究では,ヒト胎盤絨毛MφにおけるLH/hCG受容体の存在とその構造,さらにその役割を明らかにする.[方法]同意のもとに73例のヒト胎盤を得た.妊娠初期,中期,そして後期それぞれ3症例についてLH/hCG受容体タンパクについて免疫組織化学染色を行った.次に,ヒト胎盤初期絨毛から分離した絨毛MφとTHP-1細胞を用いて,RT-nested PCR,その産物のシークエンス解析を行った.さらに,THP-1細胞をphorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)で処理しMφへと分化させ,野生型(Wt)ならびにその亜型であるexon9欠失型LH/hCG受容体遺伝子(Del 9)を導入し,10μg/mlの濃度のintact hCG (hCG)で添加培養を行った.経時的に上清と細胞質中それぞれのhCGとその分解産物であるβ-core fragment(β-CF)を測定し,β-CF/hCG比を算出した.対照はPMA未処理ならびに処理したTHP-1細胞にpcDNAベクター(pcDNA)のみをそれぞれ導入した系とした.[結果]ヒト胎盤絨毛MφにはLH/hCG受容体タンパクならびに遺伝子発現が免疫組織化学染色とRT-nested PCRから示され,その遺伝子産物のシークエンス解析でexon 9の欠失が確認された.

また,RT-nested PCRによりTHP-1細胞はPMA処理を行うことではじめてDel 9を発現することが示された.HCG添加培養実験から,PMAの処理に関わらずhCGは細胞内に取り込まれ,PMA未処理のTHP-1細胞より処理を行った群での細胞質内のhCGと上清中のβ-CF濃度が有意に高かったが,ベクター間での差はみられなかった.β-CF/hCG比は,細胞質においてはPMAで処理を行っていない群では0.9で,処理を行った群では2.2-4.2倍と有意に高かったが,PMA処理群間で比較すると,Del 9を導入した系とpcDNAを導入した系ではそれぞれ3.8,3.7と差はみられず,Wtを導入した場合は2.1と有意に低下した.[考察]胎盤絨毛MφにおいてDel 9はhCGの細胞内取り込みではなく,摂取されたhCGの分解に関与しており,Wtが同時に発現することによりhCG分解が妨げられることが示唆された.[結論]ヒト胎盤絨毛MφにはDel 9が存在し,この受容体はhCGの局所分解において重要な役割を担っていることが示された.本研究課題における第1段階として、正常妊娠12症例の同意の下にヒト胎盤絨毛(妊娠6週41週)を得た後、ヒトLH/hCG受容体のエクソン12に対するポリクローナル抗体を用いて免疫組織化学染色を行った。その結果、絨毛マクロファージはトロフォブラストとともに全妊娠期間を通して抗LH/hCGR抗体に陽性を示した。次に、ヒト胎盤初期絨毛3例(妊娠6週11週)から分離した絨毛マクロファージにおけるLH/hCG受容体遺伝子のエクソン811に対するRT-PCR法を進め、得られた産物のシークエンス解析を行つた。RT-PC法によって2つの遺伝子産物が得られ、野生型とエクソン9を欠失した型であることが明らかとなった。これらののin vivoの検討から、ヒト胎盤絨毛マクロファージにはエクソン9欠失LH/hCG遺伝子(Del9型)が発現していることから、次段階としてマクロファージへの分化能を有するヒト単球系の細胞株であるTHP-1細胞を用いてin vivoの検討を行った。THP-1細胞にDel9型遺伝子、野生型遺伝子、そしてベクターのみを導入した後、これらの導入細胞をhCG(10μg/ml)存在下で培養し、48時間、72時間後に培養上清と細胞質中のintact hCG (hCG)とhCG βsubunit core fragment (β-CF)の濃度を測定し、3群間で比較検討した。培養上清ならびに細胞質中のhCGおよびβ-CF濃度は、それぞれ経時的に漸減および漸増した。さらに、細胞質中のhCG濃度に対するβ-CF濃度の比率(β-CF/hCG)は、Del9型の系の48、72時間後においてそれぞれ2.9、3.5で、野生型の系よりも1.4倍、1.6倍と有意に高く、hCGのβ-CFへの分解が亢進していることが示された。絨毛マクロファージには、野生型に加えDel9型のLH/hCG受容体が発現し、THP-1細胞へのLH/hCG受容体遺伝子発現ベクターの導入実験により,マクロファージにおけるDel9型の存在がhCGの分解を亢進することが示された。[目的]ヒト胎盤絨毛の間質に存在するHofbauer細胞と呼ばれる大型の単核細胞は,胎盤絨毛マクロファージ(Mφ)として認識され,最も特徴的な形態学的所見である大小の空胞は二次リソソームとされる.これまで行われてきた免疫組織化学染色や免疫電子顕微鏡,さらに腹腔マクロファージのhuman chorionicgonadotropin (hCG)添加培養実験から,hCGの代謝が腎以外に絨毛局所のマクロファージで行われていることが示されている.また,hCGの受容体であるluteinizing hormone (LH)/hCG受容体遺伝子には亜型があり,その役割は現在まで不明である.
禁裡本蔵書目録の史的研究

本研究では、次の三点の研究成果を得ることができた。1.禁裡蔵書目録に登載されるすべての典籍について、現存・非現存の確認を行なった。現存本については、更に、どのような本に拠って補写されているかを可能な範囲で明らかにすることができた。2.本朝書籍目録・仙洞御所目録・東山御文庫禁裡蔵書目録・同御蔵書目録・同御文庫目録に登載される典籍の情報を関連付けることができた。この結果、禁裡の本が年代を追って、層をなして成長する様を捉らえることができた。3.中世後期から近世にかけての重要な古記録を選び、書籍の書写・贈与・貸借に関する情報を抽出して、データ化することに努めた。研究成果として『室町江戸時代の禁裡に於ける古典籍の収集と書写』という題の禁裡本の形成に関する史的研究の報告書を作成する予定である。三ケ年計画の初年度である今年度は、研究計画に基づき、1.京都大学附属図書館、京都府立総合資料館、陽明文庫へ赴き、禁裡周辺の文庫の目録調査を行った。禁裡周辺の公卿家の図書目録の発掘と整備を行うことにより、火災・戦乱等により散佚した典籍の享受の相が或る程度見当づけられ、禁裡蔵書目録に登載される典籍について、現存、非現存の確認をすることができる。例えば、「禁裡御蔵書目録」と同時代の宮内庁書陵部蔵「桂宮書籍目録」を比較すると、宮家の文庫の性格が禁裡本と一体なものであり、禁裡本が年代を追って、層をなして成長する様を捉えるために貴重であることがわかる。また、それ自体智仁親王の御撰本や文芸活動を窺う上でも、元和頃迄の古活字版の出版事情、堂上の学芸を窺う上でも多様な価値を持つ資料である。2.禁裡本の正確な戸籍を作成する作業として、「本朝書籍目録」、「仙洞御所目録」、「東山御文庫禁裡蔵書目録」「同御蔵書目録」、「同御文庫目録」から典籍情報を抽出し、パーソナルコンピュータに入力してデータベースを構築中である。このうち、東山御文庫禁裡蔵書目録及び書陵部の図書目録からの桂宮本の抽出目録については整理を終了した。また、中世後期から近世にかけての重要な古記録を選び、書籍の贈与・貸借に関する情報を抽出し、データ化を行っている。今年度の研究成果として以下の点を報告する。1禁裡本の諸目録の統合とその史的分析今年度も近世本朝書籍目録・仙洞御所目録・東山御文庫禁裡蔵書目録・同御蔵書目録・同御文庫目録に登載される典籍の情報のデータベース化を行っている。館蔵の二十数万点のマイクロフィルムのデータと国書綜合目録統合版の完成に伴い、多量の古典籍の奥書・刊記などを、比較的簡便に検索照合することが可能となった。2禁裡周辺の公卿家の図書目録の収集今年度はとくに禁裡に近い公卿家の図書目録の収集とその分析に努めた。まだ充分とは言い難い。3室町最末期の禁裡を中心とした京都に於ける書籍の定点的記述近世前期の禁裡の書籍の系譜を知る上で重要な、中世後期から近世にかけての重要な古記録を選び、書籍の書写・贈与・貸借に関する情報を抽出して、データ化を行っている。室町江戸時代の禁裡に於ける古典籍の収集と書写を、ある年に限定して定点的に記述する方針で試行している。最終年度である本年の研究成果は以下の通りである。1禁裡本の諸目録の統合とその史的分析本朝書籍目録・仙洞御所目録・東山御文庫禁裡蔵書目録・同御蔵書目録・同御文庫目録に登載される典籍の情報をデータベース化を行なった。併せて研究の手薄な漢籍について、尊経閣文庫・佐伯文庫の漢籍目録の内容的研究を行った。また、東山御文庫禁裡蔵書目録及び書綾部の図書目録の関係を明らかにする整理を終了した。2禁裡周辺の公卿家の図書目録の収集禁裡周辺の公卿家の図書目録の発掘と整備を継続して行なった。なかなか困難で手詰まりの状況であった。従って、一、二点の目録を入手するにとどまった。3室町末期の禁裏中心とした京都における書籍の定点的記述

中世後期から近世にかけての重要な古記録を選び、書籍の書写・贈与・貸借に関する情報を抽出して、データ化を行なった。時間の制約があり完成には至らなかった。今後とも近世の史料を中心に継続して行きたい。4研究成果の発表準備『室町江戸時代の禁裏における古典籍の収集と書写』と云う研究書を刊行することを目途にして成果をまとめつつある。
FDG PET/CTを活用した腎細胞癌の血液マーカー・新規治療法開発のための研究

私達は従来の血液検査、CT画像診断では困難な腎細胞癌の分子標的薬に対する抵抗性の予測とリアルタイムでの抗腫瘍効果の判定がFDG PET/CTによって可能になることを明らかにしてきた。しかし、FDG PET/CTは経済性、放射線被ばくといった問題があり、簡便、安全に検査が行える血液バイオマーカーの開発が求められている。そこで、FDG PET/CTによって評価した腎癌患者の血液、手術検体を解析し、分子標的薬による抗腫瘍効果を診断できる血液バイオマーカーを同定した。私達は従来の血液検査、CT画像診断では困難な腎細胞癌の分子標的薬に対する抵抗性の予測とリアルタイムでの抗腫瘍効果の判定がFDG PET/CTを用いてグルコースの癌組織への集積を定量的に評価することで可能になることを明らかにしてきました。そこで、FDG PET/CTによって評価した腎癌患者の血液、手術検体を解析し、1分子標的薬による抗腫瘍効果と分子標的に対する抵抗性の有無を診断できる血液バイオマーカーを同定し、実臨床において血液検査によって簡便、低コストに分子標的薬の抗腫瘍効果を診断・予測する方法を確立するとともに、2抵抗性獲得を誘導する蛋白を同定し、抵抗性獲得メカニズムを標的とした新たな治療法を開発することで進行性腎細胞癌患者の治療成績の向上に繋げたいと考えています。平成25年度はFDG PET/CTにて血管新生阻害剤による治療をモニタリングしている5症例の血液を用いたプロテオミクス解析の結果からFDG PET/CTでの評価と相関する数種類の血中蛋白を新規血液マーカーの候補とし、進行性腎癌患者さん20症例の血液に対して血中濃度をELISA法を用いて測定し、さらに100症例の進行性腎癌患者の手術摘出標本を用いて組織内の発現をRT-PCRを用いて測定した。また、FDGの集積と相関する腎癌組織内の蛋白を同定するために、術前にFDG PET/CTにて評価した5症例の手術検体を用いてプロテオミクス解析の結果から想定されたマーカー候補となりうる数種の蛋白の発現を免疫染色法によって測定した。昨年度までの研究成果として得られた分子標的治療の効果予測マーカーの有用性を検討するためにELISA法を用いて分子標的治療施行50症例の治療前後の血液サンプルを対象に予測マーカーの血中濃度を測定した。その結果、tyrosine kinase inhibitorだけでなくmTORinhibitorの無増悪生存期間もマーカーの変動によって予測できることが明らかになった。さらに、手術検体400サンプルを用いて腎細胞癌組織内の効果予測マーカーの発現をRT-PCRで測定し、正常腎組織と比較しマーカーの発現が亢進していること、Stageの進行とマーカーの発現が相関していることを明らかにした。腎細胞癌細胞株を用いてマーカーをノックアウトし増殖や浸潤に変化が生じるか解析を行なったが、増殖や浸潤に対してノックアウトによる変化は認めなかった。泌尿器科学当初予定通り数種の血液マーカー候補および組織マーカーを数種類同定した。進行性腎癌患者20症例の血液検体を対象としたELISA法による解析と、100症例の組織検体を対象にしたRT-PCRの解析を行ない血液マーカーの検証を進めている。更にFDG PET/CTで評価した5症例の組織検体を対象とした免疫染色による解析を行ない組織マーカーの検証を進めている。1)血液バイオマーカーの同定:プロテオミクス解析の結果で血液バイオマーカーとなりうる候補蛋白の抗体を作成もしくは購入、再現性の高い測定法(ELISA法等)を確立します。また、協力施設にて、同意を得た進行性腎癌患者を対象にFDG PET/CT施行に合わせ採血を行い、バイオマーカーとしての有用性を比較、検討します。2)新規治療標的の同定:現在行っている血液・組織の解析、海外、国内のデータバンクを参考にし血管新生阻害剤に対する抵抗性と関連すると想定される蛋白を数種類絞り込み、SiRNAを用いて腎癌細胞における候補蛋白の発現をtransientに抑制した状態で低酸素状態で培養、再度プロテオミクス解析などを利用して腎癌細胞の反応を観察し、血管新生阻害剤投与下で腎細胞癌が生存、増殖するために必須な蛋白を絞り込みます。当初計画していた試薬類が安価に購入できたためと旅費費用が安価であったため次年度へ繰り越しが生じた。血液バイオマーカーとなりうる候補蛋白の抗体を作成費用もしくは購入費用、血管新生阻害剤に対する抵抗性と関連すると想定される蛋白を数種類絞り込み、SiRNAを用いて腎癌細胞における候補蛋白のプロテオミクス解析費用に使用。
腸球菌プラスミドにコードされるペプチド特異的性フェロモンシグナリングの機構解析

腸球菌Enterococcus faecalisが分泌する細菌の性ペプチドフェロモンは、溶血素、バクテリオシン、そして種々の薬剤耐性などをコードしているプラスミドの接合伝達を活性化する。本研究では、プラスミド供与菌がどのようなメカニズムにより性ペプチドフェロモンのシグナルを感知しているかということを明らかにするために、トリチウムラベルフェロモンを調製し、以下の事実を明らかにした。フェロモンは細胞壁そして細胞膜を透過し、細胞内へ取り込まれる。次に、フェロモンはTraAというフェロモン受容体に結合し、そのTraAがプラスミド接合伝達に必要なタンパク質等の発現を活性化するという仕組みである。またTraAの機能を解析するために、TraAを大腸菌にて大量発現し、ラベルフェロモンとの相互作用を研究した。非常に興味深いことに、この性ペプチドフェロモンは現在までに5種類の物が構造決定されているが、演者らが研究したバクテリオシンをコードするプラスミドpPD1のTraAフェロモン受容体は、一種類のペプチドフェロモンのみを結合した。つまりフェロモンとプラスミドは受容体によるフェロモンの認識という観点において一対一の関係にあるということがいえる。このようにペプチド性のシグナル物質が細胞膜を透過し、細胞内の制御タンパク質に直接結合し活性化させる機構は、今まで細菌の世界のみならず、全生物界であまり知られておらず、きちんと証明されたのは今回が世界で初めてであると考えている。
薬剤性末梢神経障害の軽減を目的とした時間薬物療法の応用

試験2:オキサリプラチンの末梢神経障害に及ぼす投薬タイミングの影響本研究成果を現在、臨床医と協議の結果、臨床研究実施に向けた研究計画書の作成を実施した。試験3:パクリタキセルの末梢神経障害に及ぼす投薬タイミングの影響パクリタキセル(PTX)誘発末梢神経障害モデル動物を作成するために、2 mg/kgを4回または8 mg/kgを3回間欠投薬した。Day 17および25においてPTX 2 mg/kg投薬群および8 mg/kg投薬群で、control群と比較して機械刺激の閾値が有意に低下した。どちらの投薬スケジュールにおいてもモデル作製が可能であると判断したが、PTX 2 mg/kg投薬で検討している文献が多くみられた。そこで、投薬スケジュールを2 mg/kgの1日おき4回投薬に決定した。次に決定した投薬スケジュールを用いて、末梢神経障害に及ぼすPTXの投薬時刻の影響を検討した。PTXを4:00, 10:00, 16:00, 22:00に投薬し、von Frey testを行い、50%疼痛閾値により評価した。Day 17において、4:00および16:00, 22:00投薬群はcontrol群と比較して50%疼痛閾値の有意な減少がみられた。また、10:00投薬群ではcontrol群と比較して有意な差はみられず、末梢神経障害が軽減できていると考えられた。次に、痛覚鈍麻の発症の有無を評価するために、day 18および25においてHot plate testを行った。その結果、day 18および25においていずれの投薬時刻群でもcontrol群と比較して有意な差はみられず、感覚鈍麻はみられなかった。投薬時刻の違いによってPTXによる神経障害に差異が生じる可能性がある。今後、より詳細な検証を行い、機序解明を行いたい。試験1:Cisplatinの末梢神経障害に及ぼす投薬タイミングの影響:Cisplatinの投薬時刻を考慮することで、末梢神経障害の重症化を遅延できる可能性を明らかにした。この要因として、神経修復因子やアポトーシス、フリーラジカル関連因子など種々の因子について、継続的に研究を実施している。また、この末梢神経障害のうち、痛覚過敏反応に対しては、プレガバリンが有効であることを明らかにした。プレガバリン投薬により、Cisplatin誘発の痛覚過敏は抑制された。しかしながら、投薬を休止すると、過敏反応は再現されるため、プレガバリンの神経障害の抑制は痛覚作用部位への一時的な作用によるものであり、神経修復などによる改善ではないと考えられた。試験2:Oxaliplatinの末梢神経障害に及ぼす投薬タイミングの影響:Oxaliplatinの投薬時刻を考慮することで、冷感過敏反応は改善できることが明らかになった。また、この原因因子として、主代謝物としてPt(DACH)Cl2とoxalateの2種を同様に評価したところ、oxalateが冷感過敏反応の日内変動に影響を及ぼしているものと考えられた。冷感に関与する温度受容体として、低温領域ではTRPA1やTRPM8が関与する。現在、これらの阻害剤とOxaliplatinの併用実験を実施しており、投薬初期におけるOxaliplatinの薬理作用の違いには、TRPA1が関与することを明らかにした。試験3:Paclitaxelの末梢神経障害に及ぼす投薬タイミングの影響:Paclitaxelを複数の投薬時刻に投薬すると、神経障害が強く現れる時刻がみいだされた。現在、再現性実験を実施している。平成28年度では、CisplatinとOxaliplatinについて研究を進める予定であった。実際には、Paclitaxelに関しても研究を開始することができた。Cisplatinについては、BMC Cancer 16:756, 2016に、その成果を掲載し、プレガバリンとの併用に関する研究についても、論文投稿後、reviceによる再投稿の状態であり、非常に順調に実験が進んでいる。また、Oxaliplatinについても、予定よりも早く原因因子の探索に着手できている。これらの研究の進行から、平成29年度から実施予定であったPaclitaxelを用いた基礎研究を行い、Paclitaxelにおいても時間薬理学的手法によって神経障害を改善できる可能性を示すことができた。試験1:Cisplatinの末梢神経障害に及ぼす投薬タイミングの影響:昨年度の研究において、神経障害性疼痛で用いられるpregabalin (PGN)を併用したところ、CDDP誘発痛覚過敏反応を抑制することが確認された。しかし、PGNの投与を中止すると痛覚過敏が発現するため、CDDPによる神経傷害に対してPGNは、効果がないと考えられる。抗てんかん薬であるvalproate (VPA)は、脊髄損傷や脊髄結紮に対して神経修復作用を有するという報告がある。そこで、本研究では、VPAがCDDP誘発痛覚過敏反応の改善に有効か否かを検討した。VPAは、CDDPの抗腫瘍効果および肝機能障害に影響を与えることなく、CDDP誘発痛覚過敏反応に対して鎮痛作用を有することが明らかになった。また、VPAは投与中止後においても鎮痛作用を示したことから痛覚の伝達だけでなくCDDPによる神経傷害の抑制にも関与していると考えられる。現在、研究は順調に進んでいる。臨床研究まで展開することを目指して準備を進めている。試験2:オキサリプラチンの末梢神経障害に及ぼす投薬タイミングの影響

本研究成果を現在、臨床医と協議の結果、臨床研究実施に向けた研究計画書の作成を実施した。試験3:パクリタキセルの末梢神経障害に及ぼす投薬タイミングの影響パクリタキセル(PTX)誘発末梢神経障害モデル動物を作成するために、2 mg/kgを4回または8 mg/kgを3回間欠投薬した。Day 17および25においてPTX 2 mg/kg投薬群および8 mg/kg投薬群で、control群と比較して機械刺激の閾値が有意に低下した。どちらの投薬スケジュールにおいてもモデル作製が可能であると判断したが、PTX 2 mg/kg投薬で検討している文献が多くみられた。そこで、投薬スケジュールを2 mg/kgの1日おき4回投薬に決定した。次に決定した投薬スケジュールを用いて、末梢神経障害に及ぼすPTXの投薬時刻の影響を検討した。PTXを4:00, 10:00, 16:00, 22:00に投薬し、von Frey testを行い、50%疼痛閾値により評価した。Day 17において、4:00および16:00, 22:00投薬群はcontrol群と比較して50%疼痛閾値の有意な減少がみられた。また、10:00投薬群ではcontrol群と比較して有意な差はみられず、末梢神経障害が軽減できていると考えられた。次に、痛覚鈍麻の発症の有無を評価するために、day 18および25においてHot plate testを行った。その結果、day 18および25においていずれの投薬時刻群でもcontrol群と比較して有意な差はみられず、感覚鈍麻はみられなかった。投薬時刻の違いによってPTXによる神経障害に差異が生じる可能性がある。今後、より詳細な検証を行い、機序解明を行いたい。平成29年度は、Cisplatinの投薬時刻の違いによる末梢神経障害の程度の差異に関わる影響因子の同定を試みる。さらに、プレガバリンに変わる神経障害改善薬として、バルプロ酸の有用性を評価する。Oxaliplatinについても、投薬時刻の違いによる末梢神経障害の程度の差異に関わる影響因子の同定を試みる。Paclitaxelについては、神経障害が投薬時刻の違いによって再現性良く発生するのかを明らかにしつつ、その原因因子の探索を試みる。本年度は、パクリタキセルの時間薬理学的検討によって明らかになった神経障害の差異の原因を明らかにする。また、先に得られたシスプラチン及びオキサリプラチンについて、臨床研究の可否を検討していく。
Sphere形成癌幹細胞様分画の肺癌多臓器転移における機能の検討

本研究では、癌幹細胞の転移形成における機能を解明することを目的とし、以下の検討を行った。まず2種類のヒト肺癌細胞株をそれぞれ特殊環境下で培養することでsphere形成癌幹細胞様分画を単離し、これらは幹細胞マーカーを高発現することを確認した。次にこれらをヒト肺癌多臓器転移モデルマウスに接種したところ肝転移形成が大幅に促進された。親株と癌幹細胞様分画の遺伝子発現解析から複数の肝転移促進候補遺伝子が抽出され、今回遺伝子Xに着目した。RNAiを用いて癌幹細胞様分画の遺伝子X発現を抑制したところ、肝転移形成が抑制されることが確認され、遺伝子Xが肝特異的な転移形成に重要である可能性が示唆された。これまでの検討で、ヒト肺癌細胞株をNK細胞除去重症免疫不全(SCID)マウスに接種することで、臨床における転移様式を反映した多臓器転移モデルを確立した。またヒト肺癌細胞株を低接着培養プレートを用いて特殊環境下で培養することにより、sphere形成能を有する癌幹細胞様分画の単離に成功した。これを受けて、平成27年度は複数のヒト肺癌細胞株から癌幹細胞様分画を単離し、それらの転移形成能について検討した。検討には肺小細胞癌細胞株(SBC-5)と肺腺癌細胞株(LC-319/bone2)を用いた。いずれの細胞株に関しても、低接着培養プレートを用いて特殊環境下で培養することにより、sphereを形成する細胞分画の単離に成功し、sphere形成癌幹細胞様分画においてNANOG、CXCR4などの幹細胞マーカーの発現亢進を確認した。in vitroにおける増殖能についてMTT assayを用いて検討したが、親株とsphere形成癌幹細胞様分画の間で差はなかった。次にこれらの細胞を、NK細胞除去SCIDマウスに接種したところ、両細胞株ともsphere形成癌幹細胞様分画で肝臓への転移が大幅に上昇し、肺への転移が減少する結果が得られた。またSBC-5ではsphere形成癌幹細胞様分画において、より転移早期の段階から肝臓における微小転移が増加していることを臓器中のヒトhouse keeping遺伝子発現量の比較により確認した。これらの結果からsphere形成癌幹細胞様分画は肝臓への臓器特異的転移において中心的役割を果たすと考えた。親株とsphere形成癌幹細胞様分画の発現遺伝子の差異についてcDNA microarray法を用いて解析したところ、複数の肝転移促進候補遺伝子が抽出され、現在それらの選定を行っており、その分子機構の解明や新規治療法の開発を目的に検討を継続している。本研究では、sphere形成癌幹細胞様分画の、NK細胞除去SCIDマウスを用いたヒト肺癌多臓器転移モデルにおける転移形成能について主に検証した。その結果、sphere形成癌幹細胞様分画は肝臓特異的に転移形成を促進することが明らかとなり、また肝転移促進候補遺伝子群も抽出している。今後、抽出された候補遺伝子について、強制発現株や発現抑制株を用いた検討を行い、肝転移の分子機構の解明やそれらを標的とした新規治療法の開発を行う予定である。当初の予定はおおむね順調に進んでいると考えられる。これまでにヒト肺小細胞癌細胞株(SBC-5)およびヒト肺腺癌細胞株(LC-319/bone2)を、in vitroにおいて特殊環境下で培養することにより、sphere形成癌幹細胞様分画の単離に成功した。またこれらはNANOG、CXCR4などの幹細胞マーカーを高発現することを確認した。これらの細胞をNK細胞除去SCIDマウスに接種したところ、両細胞株ともsphere形成癌幹細胞様分画群において親株群と比較し肝転移が大幅に上昇する結果が得られた。これらの結果からsphere形成癌幹細胞様分画は肝臓への臓器特異的転移を促進すると考え、親株とsphere形成癌幹細胞様分画の発現遺伝をcDNA microarray法を用いて比較したところ、複数の肝転移促進候補遺伝子が抽出された。本年度はそれらの肝転移促進候補遺伝子の中から遺伝子Xに着目し、多臓器転移、特に肝転移形成における機能解析を行った。まずはRT-PCR法を用いて遺伝子Xの発現がsphere形成癌幹細胞様分画において親株と比較し亢進していることを確認した。次にレンチウイルスベクターを用いた遺伝子Xに対するshRNAおよびコントロールとしてのscramble shRNAをSBC-5細胞へ導入することで、SBC-5の遺伝子X発現抑制株を樹立した。次にこのSBC-5遺伝子X発現抑制株とscramble shRNA導入株からそれぞれsphere形成癌細胞様分画を単離し、NK細胞除去SCIDマウスに接種したところ、遺伝子X発現抑制株において肝転移形成が抑制されることを確認した。これらの結果は遺伝子Xが肝転移特異的な転移形成において重要な役割を果たしている可能性が示唆する。現在肝組織を用いた免疫組織染色により、癌細胞と宿主細胞との相互作用に関する検討を行っており、今後遺伝子Xが肝転移形成を促進するメカニズムについて解明を目指している。

RNAiを用いて癌幹細胞様分画の遺伝子X発現を抑制したところ、肝転移形成が抑制されることが確認され、遺伝子Xが肝特異的な転移形成に重要である可能性が示唆された。今後、抽出された肝転移促進候補遺伝子の強制発現株や発現抑制株を用いた検討を行い、どのような機序で肝転移が促進されるのかについて検討を行う予定である。具体的には肝転移促進候補遺伝子に対する恒常的な発現抑制株を作成するために、shRNAベクターをレンチウイルスを用いて各種肺癌細胞株に導入し、発現抑制株から再度sphere形成細胞を単離する。それらをNK細胞除去SCIDマウスに接種することにより肝転移形成能が低下するか確認し、肝転移促進遺伝子の選定を行う。また選定された肝転移促進遺伝子を強制発現させることで肝転移が促進されるかどうかについても確認する。その他、肝転移促進候補遺伝子のin vitroにおける増殖能や浸潤能に及ぼす影響についても検討し、またin vivoでの実験系から得られた組織検体を用いた免疫組織学的検討を行う。これにより、肝転移促進に関する分子機構を解明し、それらを標的とした新規治療戦略の妥当性について検証できる。呼吸器病学
機能イメージング技術を用いた局所肝予備能計測方法に関する研究

肝細胞特異性造影剤であるガドキセト酸ナトリウムを用いた核磁気共鳴(magnetic resonance, MR)画像を用いて肝血流動態・機能を分離独立して評価することが可能なコンパートメントモデル解析手法を確立し,コンパートメントモデルを簡略化して導き出される定量的肝予備能の指標であるHepatocellular Uptake Index (HUI)の概念を確立させた.HUIは標準的な定量的肝予備能評価であるインドシアニングリーン(ICG)負荷試験結果と良く相関し,HUIより派生するremnant HUI (rHUI)を用いて部分肝予備能の予測が可能である.前年度までに本研究課題の一環として開発した,肝細胞特異性MR造影剤(gadoxetate disodium)を用いた定量的肝機能評価法であるhepatocellular uptake index (HUI),肝血流動態・機能を定量評価可能なinput-corrected non-linear 2-compartment model (IC-NL-2CM)解析法,肝細胞癌に対する肝動脈化学塞栓療法における腫瘍栄養血管の同定ならびに灌流領域の推定法を発展させ,肝切除術後肝不全を肝合成能と肝代謝能の両面から予測可能な新手法を考案した.本手法は,肝切除術前に施行されたgadoxetate disodium造影MRI肝細胞造影相画像から得られる予定残肝の体積およびHUIを説明変数とした単純ベイズ分類器によってInternational Study Group of Liver Surgery (ISGLS)の定める肝切除術後の肝不全の発生リスクを求めるものであり,特殊な撮像法を用いること無く日常臨床において施行することが可能である.また,本法の有用性を101例の肝切除術後患者を対象に検討したところ,インドシアニングリーン負荷試験と肝切除率から決定される従来より採用されている標準的な肝切除の切除範囲決定法とほぼ同等の肝切除術後肝不全の予測能を有しており,今後の臨床応用と発展が期待される.肝細胞特異性造影剤であるガドキセト酸ナトリウムを用いた核磁気共鳴(magnetic resonance, MR)画像を用いて肝血流動態・機能を分離独立して評価することが可能なコンパートメントモデル解析手法を確立し,コンパートメントモデルを簡略化して導き出される定量的肝予備能の指標であるHepatocellular Uptake Index (HUI)の概念を確立させた.HUIは標準的な定量的肝予備能評価であるインドシアニングリーン(ICG)負荷試験結果と良く相関し,HUIより派生するremnant HUI (rHUI)を用いて部分肝予備能の予測が可能である.現在までに予定していた肝細胞特異性造影剤を用いた造影MRIによる定量的肝機能評価法の基礎的手法の確立および肝動脈塞栓術後の肝障害予測の臨床応用に向けての後ろ向き検討についてはほぼ完了しているため.当初の計画通り平成23年度の達成目標として課題1)MR信号とICG検査値の関連,課題2)肝区域と血管支配についてそれぞれ国際的な学術誌に成果を報告した.さらに次年度以降の達成目標としていた課題3)局所肝予備能評価,および課題4)システム試作と評価についても一定の成果をあげており,試作したシステムを用いた前向き臨床試験を当該施設の倫理委員会に申請中である.このため,本研究の現在までの達成度は当初の計画以上に進展していると考えられる.現在までに確立した肝細胞特異性造影剤を用いた造影MRIによる定量的肝機能評価法の基礎的手法および肝動脈塞栓術後の肝障害予測の臨床応用に向けての後ろ向き検討結果に基づき,前向き臨床試験に着手する.当初の計画通り,課題3)局所肝予備能評価,および課題4)システム試作と評価について研究を進める.課題3)については本研究成果の応用が最も期待される領域である肝切除術後の症例について重点的に解析を進める.具体的には肝切除術前にgadoxetate disodium造影MRIとICG負荷試験を行った症例を後ろ向きに解析し,造影MRIから求められる部分肝予備能の指標と術後肝障害の程度との関連を明らかにする.あわせて課題4)について肝切除術や肝動脈化学塞栓術などの症例を対象として前向き臨床試験を進める.当初計画で見込んだよりも安価に研究が完了したため,前年度未使用額が生じた.前年度未使用額および次年度研究費を画像解析に必要なコンピュータ,記憶媒体,ソフトウェアの維持管理費,研究発表および論文執筆に必要な英文校正,旅費等に使用する.当初計画で見込んだよりも安価に研究が完了したため,次年度使用額が発生した.次年度使用額を含む次年度研究費は,システム開発に必要な開発環境の整備ならびに維持・管理,画像データの保存に必要な備品の購入,大規模な画像解析を行うための並列処理システムの構築ならびに維持・管理,国際的な学術誌に発表するための校正費用,データベース管理・画像管理における作業補助にあたる大学院生の雇用費用などへの使用を計画している.
群作用付孤立超曲面特異点のホモロジー的ミラー対称性

ミラー対称性と呼ばれる代数学と幾何学の役割を入れ替える対称性のアイデアにより,特異点に対して代数学・表現論・幾何学に付随した3種類の三角圏が定義される.これらの三角圏の性質に着目することにより,「アーノルドの奇妙な双対性」と呼ばれる特異点の双対性が,尖点付きリーマン面と群作用付きカスプ特異点の間に存在するミラー対称性として自然に説明され,無限個の特異点に一般化されることを示した.ミラー対称性とは,リーマン面から多様体への正則写像の数え上げに対応するA模型と複素多様体の変形理論に対応するB模型という,2つの位相的弦理論の等価性のことである.ミラー対称性は多様体の定性的および定量的な性質に関するさまざまな予想を与え,これまで個別に研究されてきた数学を結び付けるので極めて興味深い.本研究の目的は,離散群・特異点・ルート系・リー環・有限次元代数の間にある不思議な関係を解明するため,ホモロジー的ミラー対称性の観点から,群作用付孤立超曲面特異点に対して,「群作用付き行列因子化の圏およびその安定性条件の空間の構造解明」および「ミルナーファイバーの消滅ラグランジアン輪体の行列因子化による構成」という課題を解決することである.ミラー対称性と呼ばれる代数学と幾何学の役割を入れ替える対称性のアイデアにより,特異点に対して代数学・表現論・幾何学に付随した3種類の三角圏が定義される.これらの三角圏の性質に着目することにより,「アーノルドの奇妙な双対性」と呼ばれる特異点の双対性が,尖点付きリーマン面と群作用付きカスプ特異点の間に存在するミラー対称性として自然に説明され,無限個の特異点に一般化されることを示した.群作用付孤立超曲面特異点のミラー対称煙は, 7, 555個の位相的ミラー対をなすカラビ-ヤウ多様体の発見をもたらした.最近,堀氏・Orlov氏・研究代表者らにより, 80年代中旬の特異点理論における行列因子化のアイデアで,その理解が急速に進んでいる.離散群・特異点・ルート系・リー環・有限次元代数の間にある不思議な関係を解明するため,ホモロジー的ミラー対称性の観点から,群作用付き行列因子化の圏およびその安定性条件の空間の構造解明を目指し,研究を行った.これまでの研究において,群作用付き超曲面特異点に対するホモロジー的ミラー対称性予想の定式化および予想成立の状況証拠を与えていた.本年度はこの研究の副産物的研究がかなり進展し,「カスプ特異点」と呼ばれる良いクラスの特異点、(であって,曲線特異点に帰着されるもの,とくに拡大ディンキン図形を消滅サイクルの格子としてもつもの,および単純楕円型特異点も含む)に対して,ホモロジー的ミラー対称性予想を証明することができた.この帰結として,「カスプ特異点」の「ミラー多様体」が射影直線を粗なモジュライ空間としてもつオービフォールドであることが判明した.これにより,特異点から定まる平坦構造とオービフォールドのグロモフ・ウィッテン不変量の間に対応が付いた.この対応のさらなる研究は来年度以降に行う予定である.また,特異点の「アーノルドの奇妙な双対性」はミラー対称性により自然に説明することができるようになり,もはや「奇妙」ではなくなった.群作用付孤立超曲面特異点のミラー対称性は,7,555個の位相的ミラー対をなすカラビ-ヤウ多様体の発見をもたらした.最近,堀氏・Orlov氏・研究代表者らにより,80年代中旬の特異点理論における行列因子化のアイデアで,その理解が急速に進んでいる.離散群・特異点・ルート系・リー環・有限次元代数の間にある不思議な関係を解明するため,ホモロジー的ミラー対称性の観点から,今年度はとくにアーノルドの「奇妙な双対性」の完全解明を目指して研究を行った.これまでの研究において,「カスプ特異点」と呼ばれる良いクラスの特異点(であって,曲線特異点に帰着されるもの,とくに拡大ディンキン図形を消滅サイクルの格子としてもつもの,および単純楕円型特異点も含む)に対して,その「ミラー多様体」が射影直線を粗なモジュライ空間としてもつオービフォールドであることが判明していた.これにより,系統的に超曲面特異点に対して「カスプ特異点」を対応させる手法を見出すことが問題となった.この問題に対して,「可逆多項式」とその変形を考えることで,(5つの無限系列をなす)重みつき斉次孤立超曲面特異点から一般的に「カスプ特異点」を得ることに成功した.これに基づき定義される「Gabrielov数」により,これらの特異点に対して「奇妙な双対性」を証明し,それが群作用付孤立超曲面特異点のミラー対称性にほかならないことを示した.この定理を含む複数の結果をまとめて,論文「Strange duality of weighted homogeneous polynomials」(W. Ebeling氏との共著,arXiv:1003.1590)として発表した.群作用付孤立超曲面特異点のミラー対称煙は,7,555個の位相的ミラー対をなすカラビ-ヤウ多様体の発見をもたらした.最近,堀氏・Orlov氏・研究代表者らにより,80年代中旬の特異点理論における行列因子化のアイデアで,その理解が急速に進んでいる,離散群・特異点・ルート系・リー環・有限次元代数の間にある不思議な関係を解明するため,ホモロジー的ミラー対称性の観点から,群作用付き行列因子化の圏およびその安定性条件の空間の構造解明を目指し,研究を行った.

これまでの研究において、群作用付き超曲面特異点に対するホモロジー的ミラー対称性予想の定式化および予想成立の状況証拠を与えていた.本年度は昨年度の研究をさらに拡張し,群作用付きの「カスプ特異点」と滑らかな射影曲線を粗なモジュライ空間としてもつオービフォールドのホモロジー的ミラー対称性予想の組み合わせ論的側面に関する命題を証明することができた.具体的には,群作用付孤立超曲面特異点に対して,「ドルガチェフ数」と「ガブリエロフ数」を定義することができ,それらが超曲面特異点の「転置」操作により入れ替わる,ということを証明した.これにより,「アーノルドの奇妙な双対性」をほぼ完全な形で拡張することができ,それはミラー対称性により自然に説明することができるようになった.また,単純楕円型特異点と重み付き射影直線のミラー対に対して,平坦構造をそれぞれ原始形式とグロモフ-ウィッテン不変量の理論から構成し,その同型写像を構成した.この帰結として,あるエータ積のフーリエ級数の幾何学的意味づけを行うことができた.群作用付孤立超曲面特異点のミラー対称煙は,7,555個の位相的ミラー対をなすカラビ-ヤウ多様体の発見をもたらした.最近,堀氏・Orlov氏・研究代表者らにより,80年代中旬の特異点理論における行列因子化のアイデアで,その理解が急速に進んでいる.離散群・特異点・ルート系・リー環・有限次元代数の間にある不思議な関係を解明するため,ホモロジー的ミラー対称性の観点から,群作用付き行列因子化の圏およびその安定性条件の空間の構造解明を目指し,研究を行った.これまでの研究において,群作用付き超曲面特異点に対するホモロジー的ミラー対称性予想の定式化および予想成立の状況証拠を与えていた.本年度は昨年度の研究をさらに拡張し,群作用付きの「カスプ特異点」と滑らかな射影曲線を粗なモジュライ空間としてもつオーピフォールドのホモロジー的ミラー対称性予想の幾何学的側面に関する命題を証明することができた.具体的には,群作用付孤立超曲面特異点に対して,昨年度の成果である,代数的に定義した「ガブリエロフ数」が,あるトーリック多様体の超曲面における消滅曲面として得られる,ということを証明した.これにより,昨年度の代数的な結果が幾何学的な結果と一致することが確認された.また,昨年度は単純楕円型特異点と重み付き射影直線のミラー対に対して,平坦構造をそれぞれ原始形式とグロモフ-ウィッテン不変量の理論から構成し,その同型写像を構成したが,今年度はこの対応を一般のカスプ特異点と重み付き射影曲線の場合に拡張することに成功した.とくに,Dubrovin-zhangによる,拡大アフィンワイル群の不変式論に基づき構成された平坦構造とアフィンカスプ特異点から得られる平坦構造の同型を証明することができた.
食用ユリと病原菌をめぐる相互作用の生物有機化学的研究

本研究は、食用ユリと立枯れ病菌との攻防を物質レベルで明らかとすることを目的とする。罹病食用ユリ鱗茎抽出物から既報告のファイトアレキシンとは全くタイプの異なる一連の抗菌活性有機塩素化合物を見出だし、これらの化合物の起源を解明するため一連の実験を行ない、次の結果を得た。1.健全鱗茎にはオルシノールとモノクロロオルシノールが存在するが、罹病鱗茎に見出だされる他の含塩素オルシノール誘導体は検出されなかった。2.紫外線照射により、上記含塩素オルシノール誘導体が誘導された。3.病原菌にはこれら化合物は含まれない。4.罹病鱗茎の病斑部にこれらの化合物が局在し、内部の健全部には見出だされない。以上の結果は、病原菌起源説、農薬由来説を否定し、食用ユリが病原菌侵入部において生産することを強く支持する。5.紫外線を照射した鱗片について経時的にガスクロマトにより追跡し、オルシノール含量がまず増加し、次いで、含塩素オルシノール誘導体が増加することを認めた。6.クロロペルオキシダーゼの第一基質である過酸化水素の経時変化を調べ、発生量が切断傷害、切断・紫外線照射で急激に増加後、経時的に減少することを見出だした。7.罹病鱗片あるいは紫外線照射した鱗片において、クロロペルオキシダーゼ活性が観測された。8.市販のクロロペルオキシダーゼと過酸化水素、塩化カリウムを用いて、オルシノールの塩素化に成功した。食用ユリは病原菌の侵入に際して、過酸化水素を産生し、クロロペルオキシダーゼが誘導活性化されることによりオルシノールの塩素化が進行し、水酸基のメチル化が起ることにより抗菌性を有する含塩素オルシノール誘導体が生成する考えられる。紫外線照射あるいは病原菌接種により誘導される量が著しく低いのは、自然界では土壌からのCl^-の供給が十分なのに較べ、取り出された鱗片中ではCl^-が不足するためと説明される。投稿準備中である。投稿準備中である。
人工衛星の教育ミッション開発による科学技術教育の展開に関する研究

1.衛星用ターミナルノードコントローラの開発東大阪宇宙開発協同組合が製作した50kg級小型人工衛星(SOHLA-1)に搭載される教育ミッション用無線データ通信制御装置(ターミナルノードコントローラ:TNC)の開発に対する技術支援を行い、フライトモデルが完成した。SOHLA-1はH2Aロケットのピギーバック衛星に選定されたが、打ち上げは平成20年度となり、開発したTNCの宇宙空間における動作検証実験や考案した教育プログラムの運用は実施できなかった。これらの実験や運用はSOHLA-1の打ち上げ後に実施する予定である。2.地上局用ターミナルノードコントローラの開発SOHLA-1の教育ミッションで送信されるテレメトリデータやテキストメッセージを受信するために必要な地上局用TNCの製作に使用するBell202モデムデバイスをPSoCマイコンおよび汎用のFSK復調用デバイスをNJM2211を使用して開発した。また、PICマイコン用AX.25プロトコル処理ファームウェアをPSoCに移植し、PSoCモデムデバイスと統合した。これにより入手が容易な部品だけでTNCが製作できるようになった。3.衛星テレメトリ解読ソフトウェアの開発SOHLA-1のテレメトリデータを解読するために必要なWindowsソフトウェアを試作した。ソフト開発はVisual Studio2005 C#を使用し、操作を容易にするため標準的なWindowsソフトの機能とGUIを実装した。テレメトリ解読部は現在稼働中の東京大学の超小型人工衛星XI-Vに対応させて動作検証を行い実用性を確かめた。開発したソフトとTNCは教育ミッションに参加するための教材キットとして無料で配布している。平成16年度は以下の2つの項目に関する調査・研究を行った。1.衛星オンボードTNCの設計・開発本研究で調査・研究する教育ミッションのターゲットである東大阪宇宙開発協同組合(SOHLA)の実用衛星PETSATの実験1号機(SOHLA-1)に搭載するアマチュアミッション用のデジタル通信制御装置(オンボードコンピュータ機能をもつTNC)の開発をSOHLAのスタッフと連携して行い、TNCのエンジニアリングモデルの回路設計と基盤製作を完了させた。来年度はTNCの動作テストとソフトウェア(ファームウェア)の開発を行うとともに、TNCのフライトモデルの製作に取り組む予定である。2.地上局用TNCの設計・開発SOHLA-1に搭載されるアマチュアミッションは教育ミッションの評価・検証ミッションとして位置づけている。学校の教師や児童・生徒がアマチュアミッションを利用して教育・学習活動を行うために必要なターミナルノードコントローラ(地上局用TNC)を設計・試作した。TNCにはPICと呼ばれる安価で入手が容易なワンチップマイクロコントローラを使用し、中学・高校の生徒なら誰でも容易に自作することができる。TNCにはAX.25プロトコルとSRLLプロトコルのパケット送受信機能を実装し、現在稼働中のアマチュア通信衛星や超小型人工衛星Cubesatのテレメトリ受信実験を行い、市販のTNCとほぼ同等の性能を実現することができた。来年度はTNCのプリント基板設計・製作とSOHLA-1のテレメトリ受信用ソフトウェアの開発を行う予定である。平成17年度は以下の2つの項目に関する調査・研究を行った。1.衛星オンボードTNCの設計・開発人工衛星SOHLA-1に搭載するデジタル通信制御装置(TNC)のエンジニアリングモデルに対して放射能試験、真空試験、振動試験などの耐性評価試験を実施し、打ち上げ時および宇宙環境における性能評価を行い、その結果に基づいてフライトモデルのハードウェアを設計・開発した。また、TNCのエンジニアリングモデルに実装するファームウェアを作成し、SOHLA-1に搭載される衛星コンポーネントとの整合性や衛星地上局との通信に関する総合的な性能評価実験を行った。現在、実験結果に基づいてTNCのフライトモデル用のファームウェアの開発を進めるとともに、地上局にダウンリンクする衛星データの最終的な仕様策定を行っている。2.地上局用TNCの設計・開発昨年度の研究で開発した衛星地上局用のTNCの実用性を向上させるために機能強化を行った。

第1にマイクロコントローラをPIC18F252から最新のPIC18F2620に変更した。これにより、機能強化を図ったファームウェアをROMに実装でき、また、RAMに確保した送受信バッファを拡張することにより安定な通信が実現できる。第2にp-persistent CSMAによるマルチプルアクセス機能とRTS/CTSによるフロー制御を実装した。これによりスループットの向上と地上通信の妨害回避を実現できる。第3にトランスペアレントモードとホストモードを実装した。これによりバイナリデータの送受信も可能になり、また、専用の通信端末ソフトウェアを開発すれば衛星地上局の自動(無人)運用が可能になる。1.衛星用ターミナルノードコントローラの開発東大阪宇宙開発協同組合が製作する人工衛星PETSATの実験1号機(SOHLA-1)に搭載されるアマチュアミッション用のターミナルノードコントローラ(TNC)開発に対する技術支援を行い、フライトモデルを完成させた。TNCを搭載したSOHLA-1のフライトモデルも完成したが、打ち上げは平成20年度以降となり、開発したTNCの性能評価実験や考案した教育プログラムの試行は実施できなかった。2.地上局用ターミナルノードコントローラの開発SOHLA-1のパケットデータを受信するために必要な地上局用TNCは昨年度までの研究で開発済みであったが、入手が難しいモデムIC(FX614P)が必要であるという問題点を抱えていた。そこで本年度はPSoCマイコンを使用したBell202モデム回路とファームウェアを開発した。また、PICマイコン用AX.25プロトコル処理ファームウェアをPSoCに移植し、モデムと統合した。これによりPSoCマイコンワンチップでTNCが製作できるようになった。3.衛星テレメトリ解読ソフトウェアの開発SOHLA-1のテレメトリデータを解読するために必要なWindowsソフトウェアを試作した。動作検証を行うため、テレメトリ解読部は東京大学の超小型人工衛星XI-Vに対応させた。解読ソフトはVisual Studio 2005 C#で作成し、標準的なWindowsソフトの機能とGUIを実装した。このソフトとPSoCマイコンTNCを組み合わせた教材キットも完成することができた。