hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNA損傷修復能力からみた脳性麻痺児の運動に関する研究

本研究は学齢期の健常児と脳性麻痺児の安静時8-OHdG濃度を比較し、安静時のDNA損傷修復能力に差があるかどうかを明らかにすることとした。対象は、学齢期の歩行可能な脳性麻痺児12名(13.8±4.3歳)とした。脳性麻痺児と年齢、性別が一致する健常児を対照群とした。DNA損傷修復能力の指標として、尿中8-OHdG濃度の測定を行った。8OHdG濃度をクレアチニン濃度で割り返し、クレアチニン補正を行った。結果は脳性麻痺群は11.4±2.0ng/mg CRE、健常群は8.2±0.9ng/mg CREであった。群間の比較のためにMann-Whitney検定を行ったが、有意な差は認められなかった。平成21年度は、80HdGと発達、小児期の疾患との関連に関する情報収集、研究の予備実験を行った。情報収集により小児期の様々な疾患に活性酸素種や酸化損傷が含まれているという状況証拠が近年、関心が持たれていることが分かった。具体的な疾患としては、敗血症、髄膜炎、脳炎、脳障害、HIV感染症、川崎病、気管支喘息、アトピー性皮膚炎、慢性扁桃腺炎、慢性関節炎、高血圧、腎不全、甲状腺機能亢進症、真性糖尿病、肥満、栄養障害、非アルコール性脂肪肝、ウイルソン病(銅の蓄積を来す遺伝性疾患)、白血病、鎌状赤血球性貧血、筋ジストロフィー、ミトコンドリア病、てんかん、精神疾患、ダウン症、早産関連疾患が報告されていた。また、健常児に関する酸化ストレスの状況や測定のための尿中バイオマーカーを総合的に調べた研究では、8-OHdGの尿排泄が若年ほど高く、思春期早期に定常レベルまで減少し、年齢に伴う有意な負の相関が認めることが報告されていた。このことから、本研究では、対照群となる健常児と、被検者群の脳性麻痺児の年齢を完全に一致させて研究を行う必要性があることが分かった。また、予備実験として学齢期の児童3名に対して、運動前後の採尿を実際に行った。採尿を行った後、15分間の運動を行い、その後再び採尿を行った。その結果、拘束時間が最も長い児で5時間近くとなり、被検者にかかる負担が大きすぎるため運動前後の採尿以外の方法の検討の必要性が生じた。文献による調査を行い、加速度計による運動量の計測が本研究の目的に合致する指標としていると考えられた。平成22年度は、加速度計による運動量の計測の予備実験を学齢期の児童1名に対して行った。加速度計を1週間装着し、1週間の運動量を計測した。これを2回行い、信頼性の検討を行った。結果としてデータのバラツキが大きく、信頼性は低いものとなった。このため、今回の研究では運動量の影響を計測することができなかった。そこで、本研究は学齢期の健常児と脳性麻痺児の安静時8-OHdG濃度を比較し、安静時のDNA損傷修復能力に差があるかどうかのみを明らかにすることとした。対象は、学齢期の歩行可能な脳性麻痺児12名(13.8±4.3歳、6歳18歳、男性6名、女性6名)とした。脳性麻痺児の運動機能はGross Motor Function Classification Level Iが4名、IIが2名、IIIが6名であった。測定には早朝尿を用いた。尿中8-OHdG濃度の測定にはELISA法による測定キット(日本老化制御研究所)を用いた。また、尿中クレアチニン濃度を測定した。結果は脳性麻痺群は11.4±2.0ng/mgCRE、健常群は8.2±0.9ng/mgCREであった。Fukudaらは、本研究と同様にDNA損傷修復能力の指標として、尿中8-OHdG濃度の測定を行い、脳性麻痺児は乳児期に、健常児と比較してより多くのDNA損傷が引き起こされていると報告している。Tamuraらは健常児の尿中8OHdG濃度の測定を行い、発達に伴い尿中8OHdG濃度が低下することを示している。

このことより、脳性麻痺児は乳幼児期にはDNA損傷修復能力が低いため、尿中8OHdG濃度が高値を示すものの、健常児同様発達に伴いDNA損傷修復能力が高まることにより尿中8OHdG濃度が低値となり、健常児と有意な差を認めなくなったと考えられた。
条里地域における Historical GIS による景観復原の試み

古代から中世の北陸の条里地域を主な対象地域として、条里プランを基礎にした土地関連史料や集落遺跡などの情報で構成されたHistorical GISデータベースを構築した。これを利用することで、奈良時代の越前国での東大寺田一円化のなかで、坂井郡では郡内の広範囲に分散する寺田を集積するのに対し、足羽郡では近隣の寺田を集積するが、これらについては田地の等級はあまり重視されていないことなど、興味深い知見が得られた。本年度は、条里地域の歴史地理データベースを構築するために、まず、畿内・瀬戸内・北陸・北九州の各地について既往の条里復原案や絵図・古地図の比定案などをもとに、坪を単位とする条里モデルデータをGIS上で作成した。次いで、古代から中世にかけて作成された条里坪付記載のある絵図・古地図のデジタル化を行い、図中の坪付と条里モデルデータをもとに、位置情報を与えてGISデータ化した。また、図中の文字による記載はテキストデータ化し、条里モデルの属性情報として格納した、これにより、絵図・古地図に描かれた山・川などの景観要素と現在の地物の位置関係等についてGIS上での比較検討が可能になった。さらに、坪付呼称を含む文献史料であれば条里モデルに関連づけることでGISデータとして扱うことも可能となり、これら史料のテキストデータ化および条里モデルへの関連づけに着手した。文献史料に記載された地名も位置情報の手がかりとなるため、条里復原図や小字図が刊行されている地域について小字データベースを作成した。そのほか一部地域では地名資料として公図などを収集しつつある。そのうち旧越中国域では公図収載の1つの字が他地域の字に比べ数倍程度の広さがあり、条里関連地名を含む複数の小地名が統合されていることが予想されることから、一部の地域について現地調査を行い、小地名について聞き取り調査を試みた。このほか検地帳などの地名資料や、埋蔵文化財発掘調査報告書、市町村史などの資料の収集を行っている。なお、検地帳に残る地名と条里復原図収録の字名をみると、福井市域では一致する例が僅少であるのに対し、奈良盆地では比較的多い。地名の伝承や、時代や地域による公的文書に収載される地名の選択法の違いなど、地名学の観点から興味深い事例であり、いずれ機会を設けて明らかにしたい。本年度は昨年度に続き、越前国東大寺領荘園故地、越中国東大寺領荘園故地、播磨国法隆寺鵤荘故地、筑前国観世音寺寺領故地とその周辺について、主要な条里復原案をもとに条里坪界線と条里呼称等についてGISデータベースを作製し、荘園史料等による土地利用情報の入力作業を進めた。また、越前では近代に地形図が製作される以前に耕地整理が開始され、歴史地理学的研究において主要な資料となる地図・空中写真などの活用が難しいため、明治初期の地引絵図や地籍図をもとに地目や耕地の形状等を復原し、地図データ化を試みた。さらに、発掘調査報告書等の遺構平面図等をもとに旧河川・建物・耕作関連の遺構についてもGISデータベース化を進めた。併せて、条里遺構が遺存しない地域での条里制施行の可能性の有無を検討するため、遺構検出面の標高・埋没深度等の整理を行ったが、記述の方法等が多様なため、一定の精度を確保するには調査時の資料にあたる必要がある。この他、近世初の土地利用状況把握のため、近世初頭検地帳の内容について入力作業を行っている。このなかで、荘園史料等に記載された土地についてみると、条里遺構が遺存しない地域や河川の流路となっている箇所もあり、これらの地域に推定される条里界線を一律に作図すると周囲の条里遺構との間に若干の齟齬を生じる場合もある。そこで、福井平野の条里地域を事例に、条里地割の尺度や方位やその地域性についてGISを用いて検討したところ、河川等を境に条里界線の基準等が異なる地区がパッチワーク状に連なるようすがうかがわれた。条里遺構が盆地全域に残る奈良盆地でも分析を試みたが、同様の結果が得られた。これらのHistorical GISデータベース構築の課題や成果の一部については、日本地理学会研究グループで口頭発表を行ったほか「人文科学とコンピュータ」第18回公開シンポジウムにおいて報告した。研究の進捗に伴い、資料収集の時期など当初の計画を一部変更した部分もあるが、全体的に見て大きな支障もなくおおむね計画通り進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度に引き続き、畿内、瀬戸内、北九州、北陸の条里地域における古代から中世末の土地利用や集落立地の変遷について、Historical GISデータベース群を作成する。(1)文献史料による士地利用関連史料データベース(2)近世初頭の検地帳による土地利用データベース(3)発掘調査報告書等をもとにした旧河川・道路・建物・埋没水田などの遺構データベース。このほか、現地調査を行い、微地形等や灌漑水利、地名等について調査を行う予定である。
ヒト赤芽球の脱核における細胞極性決定機構の解明

哺乳類赤芽球は、細胞質分裂類似の過程で脱核する。中心体に代表される微小管形成中心(MTOC)は、適切な細胞質分裂のために不可欠な、染色体分離装置である紡錘体を形成する。しかし、MTOCの脱核における役割は明らかではない。本研究では、細胞質分裂と脱核に対する様々なMTOC阻害剤の効果を、純化ヒトCD34陽性細胞から分化誘導した後期赤芽球系前駆細胞と成熟赤芽球を用いて検討した。その結果、核をMTOC側へ動かすモーター蛋白ダイニンの阻害剤が、脱核前に起こる核の偏在化を阻害して脱核を抑制することを示し、細胞質分裂だけでなく脱核にもダイニンが重要な役割を果たしていることを明らかにした。本研究では、「赤芽球の核の偏在化(細胞極性化)は中心体により誘導されて脱核する」との仮説をたてた。平成25年度は、中心体の合成・機能に関与する分子の阻害剤を用いた中心体と核の挙動を解析し、脱核に関わる中心体関連分子の同定を行った。1中心体の局在の変化赤芽球培養7日目(Day7: CFU-E)にγ-tubulinを中心体マーカにして観察すると、2個の中心体が核周囲に局在している細胞が多かった。また、脱核直前のDay12でも同様に核周囲に局在していた細胞数が多かったが、細胞膜近縁や細胞質に局在した例もあった。今後、経時的な変化をγ-tubulinとセントリンとの組み合わせで解析し、中心体局在の変化を明らかにする予定である。2 CFU-Eでは、蛋白質脱リン酸化酵素であるPP2Aを阻害して中心体複製を阻害するcalculin A、核局在を担うPI3Kを阻害するLY294002及びダイニンの阻害剤EHNAはどれも細胞質分裂をしたが、脱核を阻害しなかった。同様に、Aurora A(中心体の成熟や中心体分離など)の阻害剤MLN8237及びAurora B(染色体の形成・分配、細胞質分裂など)を阻害するAZD1152-HQPAとhesperadinは、細胞分裂を阻害したが脱核は阻害しなかった。この結果は、脱核前には情報伝達系自体が機能を停止していることを示唆しており、そのメカニズム解明と脱核の関連に興味が持たれる。3 Day11の赤芽球に上記の阻害剤を添加して核の局在を観察すると、ダイニン及びPI3Kの阻害により核の偏在がなくなり(中心部に留まり)脱核しなかった。脱核には核の偏在が必要であり、その情報伝達系にはPI3K、運動系にはダイニンが関与していることが示唆された。次年度は、siRNAによるノックダウン及びPI3Kの下流の伝達系の阻害により、更に詳細な検討を行う予定である。平成25年度は、γ-tubulinをマーカーとして中心体の数や局在を明らかにし、阻害剤を用いてダイニンが脱核関連分子であると同定した。平成26年度は、ダイニンの役割についてさらに検討し、脱核時の中心体を4次元的に解析した。1微小管には、ダイニンとキネシン2つのモータ蛋白があるため、キネシン関連蛋白Eg5についても検討した。赤芽球培養7日目(Day7: CFU-E)において、Eg5阻害剤は細胞質分裂をしたが、脱核を阻害しなかった。2微小管モーター蛋白と中心体関連分子について、免疫ブロット法により各分化段階での発現を経時的に解析した。γ-tubulinとダイニンは脱核時期(day13)まで発現していたが、キネシン関連蛋白Eg5やAurora A、Aurora Bはday13に発現しなくなった。蛍光免疫染色でも同様の結果であり、ダイニンのみが脱核に関与することを支持していた。3各種阻害剤投与時の成熟赤芽球の核局在を解析した。ダイニン阻害剤のみが、脱核前の核偏在を抑制した。微小管上でマイナス端方向(すなわち中心体方向)へ向かうダイニン働きが、赤芽球脱核に必要であると考えられた。4 Day9からday11の成熟赤芽球において、蛍光免疫染色にてγ-tubulinを経時的に観察した。三次元で画像を取得し、その局在を立体的に解析した。Day9赤芽球では、細胞質の中心に核が存在し、核近傍に1個の中心体が存在した。脱核間際のday11赤芽球では核が偏在し、中心体は核近傍、細胞中心側に1個存在した。

本研究を通し、ヒト赤芽球脱核においては、中心体と繋がる微小管のモータ蛋白であるダイニンが重要であることを、初めて明らかにした。血液学計画にて予定していた中心体の数や局在の変化について、γ-tubulinをマーカーとして共焦点顕微鏡で明らかにすることができた。予定していた中心体を阻害する各阻害剤を用い、CFU-Eおよび成熟赤芽球に与える影響を検討し、ダイニンおよびPI3Kが脱核関連分子として同定できた。以上から、本研究は概ね順調に進展していると判断する。中心体の脱核に置ける挙動を核の動きと共に動画撮影を行う。必要な設備は整備されている。分子生物学的手法を駆使して、核局在化責任分子を同定する。また、上記に述べた課題について鋭意推進し、脱核に置ける細胞極性形成を中心体の挙動から解明する。
鉄カルコゲナイド超伝導体薄膜における新奇超伝導現象の探索

鉄カルコゲナイド超伝導体FeSeは,非常に小さいフェルミエネルギーおよび大きなスピン軌道相互作用を持つという稀有な性質をもち,これまでにない全く新しい超伝導状態が実現している可能性がある.本研究では,広い組成領域に渡って連続的な元素置換が可能である薄膜試料を作製し,様々な測定プローブー例えば磁気輸送特性や磁場侵入長測定などーを用いた系統的な常伝導特性・超伝導特性の評価を行うことで,この物質群の超伝導の特異性・新規性を,多角的な視点から明らかにすることを目的とする.鉄カルコゲナイド超伝導体FeSeは,非常に小さいフェルミエネルギーおよび大きなスピン軌道相互作用を持つという稀有な性質をもち,これまでにない全く新しい超伝導状態が実現している可能性がある.本研究では,広い組成領域に渡って連続的な元素置換が可能である薄膜試料を作製し,様々な測定プローブー例えば磁気輸送特性や磁場侵入長測定などーを用いた系統的な常伝導特性・超伝導特性の評価を行うことで,この物質群の超伝導の特異性・新規性を,多角的な視点から明らかにすることを目的とする.
自律分散システムの研究に関する企画調査

本総合研究は、科学研究費補助金重点領域「自律分散システム」が平成2年度から発足するにともない、研究計画を整備すると共に、予定される補助金の額に見合うものにし、かつ、公募による研究を計画研究との関連で吟味することを目的として進められた。まず、予定される補助金の額が申請額の約60%程度に縮小される見通しに基づいて、計画研究内容の見直しを行った。その結果、申請した研究計画は十分に練られたもので、これ以上の研究内容の縮小は全体の研究成果を阻害するものであるとの結論に達した。そのため、研究計画自体は申請時のままに据え置くこととした。ただし、研究者の総数を、予定額に見合うものとするため、計画研究の研究者総数を申請時の約2/3に縮小することとした。これにともない、計画研究の各班において、研究分担の範囲を大幅に変更することとなった。ついで、重点領域研究を円滑かつ効率的に進めるための領域全体の管理運営の方式を定めた。すなわち、総括班の組織運営、評価班の組織運営、領域全体及び計画班相互の連絡の方式、研究結果の公表と成果の交換の方式、研究会のスケジュ-ル等を定めた。
力学系とその分岐の研究

1次元のサドルノ-ド型分岐を、写像を微分方程式の解の時間変換として埋め込むことにより解析し、1次元写像における不安定系から安定系への分岐で、流れの青空型分岐ーパラメ-タ-の増加に伴い、周期が無限大に発散することにより周期軌道が消滅する分岐一に相当する例を構成した。この例が分岐として安定なることより、写像空間内で、不安定系と、互いに位相同型なる安定系の集合が余次元1の部分集合、正確には多様体を境として接している状況のあることが解る。高次元写像について類似の分岐が構成可能であり、3次元1対1写像の場合の分岐の懸垂をとることにより、流れのカオスの青空型分岐で、分岐前後がともに構造安定でかつ分岐として安定なものが得られる。他に、交叉形式の正定値部分の次元が1あるいは2の境界付スピン4次元可微分多様体の交叉形式を決定し、更にこれを用いてホモトピ-3球面のRohliu不変量の消滅および三角形分割不可能な4次元閉位相多様体の無限個の存在を示し、酵素発応を数理的にモデル化したBanach空間の非線形発展方程式が制御可能なるための必要十分条件を得、ポテンシャルが時間周期的なる時間依存型Schro^^̈diuger方程式の発展方程式の固有函数が空間方向に指数的に減少することを得、リ-マン球面上の二階常微分方程式のモノドロミ-不変変形を完全積分可能ハミルトン系によって記述し、代数閉体上の非特異多様体に関するRoitmanの定理をエタ-ルホモロジ-を用いて非コンパクト特異多様体へ拡張し、また二次剰余記号とある種の和との単純な関係を示しこれをDedekuid和の場合に応用する等の結果が得られた。
新規光学活性ホスフィン配位子の合成と不斉触媒反応への利用

本研究の目的は,リン原子上に不斉中心を有する新規なホスフィン配位子を合成し,それらを用いて有用な不斉触媒反応を開発することである。この目的のために本年度は,光学活性ビスホスフィノエタンの合成とその不斉水素化能について検討した。ジクロロフェニルホスフィンよりo-エチルフェニル(1ーメンチルオキシ)フェニルホスフィン-ボランを合成し,液体クロマトグラフィーにより両ジアステレオマ-を分離した。それらの構造は各種スペクトルによって確認するとともに,リン原子の絶対配置は単結晶X線解析で決定した。次に,一方のジアステレオマ-をメチル化,酸化的二量化,脱ボランを経て,光学的に純粋な1,2-ビス[o-エチルフェニル(フェニル)ホスフィノ]エタンに変換した。これをロジウム(I)錯体とし,デヒドロアミノ酸の不斉水素化に適用した。その結果,92%の不斉収率で反応が進行することがわかった。従来DIPAMPに代表されるこの種の配位子の不斉触媒能が金属に対する配位に起因すると考えられていたが,o-メトキシと異なり金属に配位しないo-エチルをもつ配位子によっても92%の高い不斉収率が得られた事実は,立体効果のみによってもリン原子上の両芳香環の非等価性が高まることを示すものである。現在,置換基の大きさと不斉触媒能の関係を明らかにするために,o-メチル,o-イソプロピル,o-t-ブチル,9-アントリル基をもつ関連する配位子を合成中である。
超高圧・パルス超強磁場下の磁化測定

1.目的最近、極端条件、それも2つあるいは3つを組合わせた複合条件下の物性研究が盛んになりつつある。本研究は最高に高い圧力と磁場を発生できるダイヤモンド・セル(DAC)とパルスマグネットを組合わせて、超高圧・強磁場下での磁化測定法を開発することを目的とした。2.成果多くの困難な問題があった。通常のDACはアンビルを除いたすべての部分が金属でできている。パルス磁場中に入れると電磁誘導による渦電流のためにDAC本体が発熱し、また大きなノイズが生じる。まず、DAC自体を絶縁体で作り、さらに金属ガスケットの使用を避けるため、単結晶ダイヤを用いるドリッカマ-方式の加圧法を開発した。微少試料からの磁気シグナルの検出には試料近傍に配置する渦巻状の精密なコイルをIC回路製作技術を用いて作った。マグネット本体についても、パルス幅の長い、水平面内の磁場分布の良いものを新たに用意した。以上の組合わせにより、これまで0.5mm^φ×0.3mm^tの微少試料について2種類の測定を行った。まず、磁化検出コイルの性能評価のため常圧下でMnF_2のスピンフロップ転移(4.2K,9.3T)をきれいに観測できた。さらに、マルテンサイト相であるγ-Fe_<0.7>Ni_<0.3>の磁化測定に2.0GPaまで成功した。圧力領域を拡大するため、ドリッカマ-・アンビルの角度を鋭くして全体として必要な荷重を少なくすることに見通しを得た。今後、この方式を駆使して重フェルミオン系および低キャリアー系の圧力下の強磁場変化、強相関物質の圧力下での強磁場磁化と電気抵抗測定などを順次実施する。
沖縄県読谷村産天然白リンの産状と共生鉱物の研究

1993年8月、沖縄島中部西海岸読谷村の海岸でハンマーの打撃で発火する物質の存在が確認され、これが天然の白リンであることが明らかになった。このリンの分布を明らかにすることと、実験にたえる量の試料を採集する目的で、第1発見地点付近を中心に、50m×36mの範囲を2m間隔のメッシュで切り、潮溜まりであるために採集できない場所を除いて系401個の試料採集を行った。採集した試料は水に漬けて実験室に持ち帰った。試料は白色の物が多いが、リンを含む地点の周辺では不規則に黒色に着色している。この黒色物質は不安定で、保管するうちに次第に消失し、試料全体が白色に変化していく。全岩分析をしてP_2O_5%を定量・比較すると、黒色部では明瞭に多く、0.15%以上、最大0.82%含有しているのに対して、白色部では平均0.10%である。これらの値は今回沖縄島各地で採集した琉球石灰岩の平均値0.05%より明らかに多い。リンを主成分とする唯一の造岩鉱物であるアパタイトの含有を、黒色部を粉末にし重液分離して調べたところ、極めて僅かであるが共生鉱物としての存在が確認できた。一方、白リンについてX線粉末回折実験を行った結果、人工合成したリンと、産状から見て人工物と判断されるフィリピンで発見されたリンの2試料には、リンのピークには一致しない不明のブロードピークが同じ位置に存在するのに対して、読谷村産のリンにはこのピークが認められない。このことは、このリンが前2者とは成因が異なり天然産であることの傍証となる。
PET/CT画像と病理画像を用いた肺癌診断用イメージングバイオマーカーの開発

(1)症例の追加:前年度までに収集した症例数が十分でないため、新たに76症例の病理標本について画像収集を行った。(2)深層学習による特徴量算出手法の開発:深層学習(ディープラーニング)法として、脳の認知プロセスにヒントを得て開発され、画像認識処理にて良好な識別精度を有する畳み込みニューラルネットワーク(CNN)に注目した。PET/CT画像については、2種類の3次元画像から結節付近の画像パターンを切り出し、CNNに入力するようにした。病理画像については、細胞診および組織診のために顕微鏡で撮影されたカラー画像をCNNに入力した。そして、CNNの中間層では画像の特徴が抽出・圧縮された状態となっているため、CNNの中間層の数値を取り出し、特徴量とした。それらを機械学習法のひとつであるSupport Vector Machineによって悪性度を予測する方法を開発した。(3)統計的手法を用いた特徴量の統合による画像バイオマーカーの生成:診断モデルに基づく画像特徴量と深層学習により得た画像特徴量を、統計的手法のひとつである主成分分析により解析し、情報の主成分となる数値群を画像バイオマーカーとして出力した。ここで、画像バイオマーカーは鑑別診断、確定診断でそれぞれ利用できる画像情報が異なるため、PET/CT画像と病理画像の特徴量は独立して算出した。(4)妥当性評価:構築した画像データベースを用いて、画像バイオマーカー値と疾患との関連性を調査した。さらに、画像バイオマーカーを医師が利用した場合と利用しない場合の診断精度をROC解析により評価し、本手法の有効性を確認した。その結果、本研究で抽出した特徴量を組み合わせたほうが全体的に高い性能を示すことが明らかとなった。研究に必要な症例もほぼ収集が完了し、当初の目的であった肺癌に関する画像バイオマーカーを算出するための基礎的な検討は完了した。深層学習(ディープラーニング)法として、脳の認知プロセスにヒントを得て開発され、画像認識処理にて良好な識別精度を有する畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いてPET/CTならびに病理画像から画像バイオマーカーを算出し、識別したところ良好な肺癌分類性能が得られた。今後は、肺癌に関するさらに良質な画像バイオマーカーを開発するため、3次元画像情報を深層学習法で直接処理し、画像の3次元的な形状特徴量を算出できるよう、改良を行う。また、研究成果をとりまとめ、論文発表や国際学会発表などを行なって、成果を公表する予定である。(1)画像データベースの構築:分担研究者の所属する藤田保健衛生大学病院にて、肺結節の精密検査を行う際に収集したPET/CT画像および病理画像を抽出した。これまでに105症例のPET/CT画像および病理画像データを入手し、データベース化した。(2)肺がん診断プロセスのモデル化:放射線科医や病理専門医がPET/CT画像や病理画像を用いて、どのように診断を下しているかを客観的に解析し、肺結節の良悪性や組織型を診断するプロセスをモデル化した。(3)診断モデルに基づく良悪性鑑別手法の開発上記のモデルに基づき、PET/CT画像画像から形状(塊状度、スピキュラ、コントラスト、テキスチャ)や機能情報(PET画像のSUVやCT画像のCT値)を抽出し、Random Forestでそれらを統合し肺病変の良悪性を識別する手法を開発した。その結果、殆どの悪性腫瘍を正しく悪性と識別する条件にて7割以上の正常例を正しく分類することができ、高い識別性能を得ることができた。また、肺病理標本(細胞診)からバイオマーカーを算出する検討を行い、有意差検定を行った結果、開発したバイオマーカーは高い有意性を有することが確認された。症例の収集および、病変部の特徴解析、そして良悪性の識別手法のソフトウエア開発は順調に進んでおり、その性能も従来の手法に比べて良好な値を示していることから、順調に進展していると考えることができる。

深層学習(ディープラーニング)法として、脳の認知プロセスにヒントを得て開発され、画像認識処理にて良好な識別精度を有する畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いてPET/CTならびに病理画像から画像バイオマーカーを算出し、識別したところ良好な肺癌分類性能が得られた。(1)症例の追加:深層学習を用いた画像解析を行う場合、現在の症例数は十分とはいえない。今後はさらに症例数を増やし、様々な良悪性のパターンを収集する必要がある。(2)深層学習による特徴量算出手法の開発:深層学習(ディープラーニング)法として、脳の認知プロセスにヒントを得て開発され、画像認識処理にて良好な識別精度を有する畳み込みニューラルネットワーク(CNN)に注目する。PET/CT画像については、2種類の3次元画像から結節付近の画像パターンを切り出し、CNNに入力する。病理画像については、細胞診および組織診のために顕微鏡で撮影されたカラー画像をCNNに入力する。そして、CNNの中間層では画像の特徴が抽出・圧縮された状態となっているため、CNNの中間層の数値を取り出し、特徴量とする。これらの技術の一部は研究代表者がこれまでの検討にて得た知識を利用し、さらに高い性能を得るために、深層学習のアーキテクチャを改良し、より直交性の高い情報が出力されるようにする。(3)統計的手法を用いた特徴量の統合による画像バイオマーカーの生成:診断モデルに基づく画像特徴量と深層学習により得た画像特徴量を、統計的手法のひとつである独立成分分析により解析し、情報の主成分となる数値群を画像バイオマーカーとして出力する。ここで、画像バイオマーカーは鑑別診断、確定診断でそれぞれ利用できる画像情報が異なるため、PET/CT画像と病理画像の特徴量は独立して算出する。(4)妥当性評価:構築した画像データベースを用いて、画像バイオマーカー値と疾患との関連性を調査する。さらに、画像バイオマーカーを医師が利用した場合と利用しない場合の診断精度をROC解析により評価し、本手法の有効性を確認する。今後は、肺癌に関するさらに良質な画像バイオマーカーを開発するため、3次元画像情報を深層学習法で直接処理し、画像の3次元的な形状特徴量を算出できるよう、改良を行う。また、研究成果をとりまとめ、論文発表や国際学会発表などを行なって、成果を公表する予定である。旅費が想定を大幅に下回ったため、余剰が生じた。翌年度はその費用も加えることで、より高い性能の深層学習用ハードウエアを購入し、深層学習による検討を加速させる予定である。購入予定であった機器の値下がりなどがあり物品費が少なくなりました。また、データ解析を研究代表者・分担研究者のみで実施したため、謝金が生じませんでした。
遠赤外領域高出力光源としての波長可変ジャイロトロンの開発と遠赤外分光への応用

(1)17T超伝導マグネットを用いた337μmまで波長可変のサブミリ波ジャイロトロンの開発,17T超伝導マグネットを用いて,2次高調波動作を17Tの強磁場のももとで行うことによって,337μmまでの動作を実現した。(2)1テスラ永久磁石を用いた高次高調波ジャイロトロンの開発,大旋回半径電子ビームを用いた高次高調波で動作するジャイロトロンを1テスラ永久磁石を磁場系として製作した。3次,4次及び5次の高調波で動作させることに成功した。(3)ジャイロトロン出力の周波数変調及び振幅変調,電子ビームの加速電圧を変化して相対論的効果による電子の質量の変化を利用して,周波数変調を,ジャイロトロンの陽極電圧を変化させ電子ビームの速度分布を変化させることによって,振幅変調を実現した。(4)ジャイロトロンのCW動作による出力及び周波数の安定化,CW高電圧電源を用いて,サブミリ波ジャイロトロンのCW動作を行い,電源の出力電圧を安定化することにより,ジャイロトロンの出力安定度10^<-3>を達成した。また,電子ビームエネルギーのフェーズロック制御により,周波数の安定度3・10^<-9>を達成した。(5)ジャイロトロン出力のガウシアン・モードへの変換と高効率伝送,ジャイロトロンの円形導波管出力をガウシアン・モードに変換する伝送システムを設計し,ジャイロトロンの多くの出力モードのバイガウシアン・モードによる伝送に成功した。(6)サブミリ波帯プラズマ散乱計測装置の設計と製作,ジャイロトロン,アンテナ,準光学的回路素子を組み合わせて,サブミリ波帯で動作するプラズマ散乱計測装置を設計し製作した。核融合科学研究所のヘリカル装置CHS及びLHD,米国プリンストン大学のトカマク装置の密度揺動の計測を行うための検討を行った。(7)ハイパワー・サブミリ波帯ESR装置の製作,サブミリ波帯で動作するジャイロトロンを光源とするESR装置を設計し,製作した。この装置を用いた計測を学内外の共同研究として実施した。特に,ジャイロトロンの高出力パルス出力によるESRエコーの研究等,未知の分野の開拓を行う計画を立案している。研究目的.本研究では,短ミリ波からサブミリ波にいたる波長域で波長可変の高出力光源であるジャイロトロンを実現し、遠赤外領域の総合的開発研究の推進力として活用する。具体には,(1)3次サイクロトロン高調波を用いて,出力100W-1kWで,連続的に発振する最短波長200μm(周波数1.5THz)まで波長可変の装置を完成させる。(2)ジャイロトロンの出力を,ガウシャン・モードへ変換し,ミラーを組み合わせた準光学的回路によって,単一モードで高クォリティのビームを保持して伝送する方式を確立する。(3)電子の加速電圧を変化させることにより質量を変化させて,発振周波数を変調(FM)する。一方,電子銃の陽極への印加電圧を変調することにより,振幅変調(AM)を試みる。(4)出力電圧・電流を安定化したcw高電圧電源を用いて,ジャイロトロンのcw動作を行いサブミリ波光源として要求される出力振幅及び周波数の安定化を達成する。(5)開発したジャイロトロンを光源として,テラヘルツ帯のプラズマ散乱計測装置を完成し,大型核融合装置の計測を行い,テラヘルツ帯ESR装置を完成して,物性研究のために用いる。本年度の研究実績

(1)サイクロトロン高調波動作を用いたサブミリ波ジャイロトロンの短波長化,17T超伝導マグネットを用いた波長可変のサブミリ波ジャイロトロン(最短波長337μm,周波数889GHz)により,3次高調波動作を実現して,さらなる高周波化の目途を得た。(2)ジャイロトロン出力の周波数変調及び振幅変調,電子ビームの加速電圧を変化して相対論的効果による電子の質量の変化を利用して,周波数変調を,ジャイロトロンの陽極電圧を変化させ電子ビームの速度分布を変化させることによって,振幅変調を実現した。(3)ジャイロトロンをサブミリ波分光用光源として応用する立場からみた出力のクォリティの検討,サブミリ波帯・波長可変・高出力ジャイロトロン出力のクォリティを高めるため,フィードバック制御により,振幅の安定化を図り,10^<-3>の安定度を達成した。研究目的,本研究では,短ミリ波からサプミリ波にいたる波長域で波長可変の高出力光源であるジャイロトロンを実現し、遠赤外領域の総合的開発研究の推進力として活用する。具体には,(1)3次サイクロトロン高調波を用いて,出力100W-1kWで,連続的に発振する最短波長200μm(周波数1.5THz)まで波長可変の装置を完成させる。(2)ジャイロトロンの出力を,ガウシャン・モードへ変換し,ミラーを組み合わせた準光学的回路によって,単一モードで高クォリティのビームを保持して伝送する方式を確立する。(3)電子の加速電圧を変化させることにより質量を変化させて,発振周波数を変調(FM)する。一方,電子銃の陽極への印加電圧を変調することにより,振幅変調(AM)を試みる。(4)出力電圧・電流を安定化したcw高電圧電源を用いて,ジャイロトロンのcw動作を行いサブミリ波光源として要求される出力振幅及び周波数の安定化を達成する。(5)開発したジャイロトロンを光源として,テラヘルツ帯のプラズマ散乱計測装置を完成し,大型核融合装置の計測を行い,テラヘルツ帯ESR装置を完成して,物性研究のために用いる。本年度の研究実績(1)サイクロトロン高調波動作と高磁場超伝導マグネットを用いたサブミリ波ジャイロトロンの開発,17T超伝導マグネットを用いた波長可変のサブミリ波ジャイロトロン(最短波長337μm,周波数889GHz)の開発に引き続いて,3次高調波動作を用いた高出力CWサブミリ波ジャイロトロンの設計を完了した。(2)ジャイロトロンのCW動作による出力及び周波数の安定化,CW高電圧電源を用いて,サブミリ波ジャイロトロンのCW動作を行い,電源の出力電圧を安定化することにより,ジャイロトロンの出力安定度10^<-3>を達成した。また,電子ビームエネルギーのフェーズロック制御により,周波数の安定度3・10^<-9>を達成した。(3)ジャイロトロン出力のガウシアン・モードへの変換と高効率伝送,ジャイロトロンの円形導波管出力をガウシアン・モードに変換する伝送システムを設計し,製作した。Gyrotron FU VAの出力にこのシステムを適用し,ジャイロトロンの多くの出力モードのバイガウシアン・モードによる伝送に成功した。(1)17T超伝導マグネットを用いた337μmまで波長可変のサブミリ波ジャイロトロンの開発,17T超伝導マグネットを用いて,2次高調波動作を17T強磁場のももとで行うことによって,337μmまでの動作を実現した。
移行国の民間中小企業の資金調達と銀行の貸付行動:ポーランドの事例研究

本研究の目的は、ポーランドの民間企業の資金調達と銀行の貸付行動の実証分析をして、移行国における資金配分の在り方とその制度化の問題を考察することである。最初に、移行の進んだポーランドの金融システム、銀行における情報生産やモニタリングの制度化の状況を明らかにした。次に、Warsaw School of Economics教授MariaLissowskaの協力を得ながら、大手12の銀行に対するインタビュー調査と民間中小企業(980社を対象とし有効回答は68社より得られた。)への郵送調査によって収集したデータに基づき、企業と銀行の行動、資本構造、内部制度のあり方を実証的に分析した。結果、ポーランドの移行過程において外資やEU化適合が、金融システム及び銀行の制度形成に多大な影響を及ぼして近代化が進められてきたものの、それが民間中小企業の資金調達をきわめて困難にしている現状が読みとれた。研究目的の一つであった民間中小企業によるインフォーマルな資金調達方法については、郵送によるアンケート調査では詳細な回答が得られなかった為、まだ十分な分析結果が得られていない。加えて、上場企業に関しても、併せて議論していくことが望ましく、今後の課題としたい。1.本年度は、現地研究者Maria Lissowska教授(Warsaw School of Economics)の協力を得て、ポーランドの銀行12行への直接インタビュー調査と民間中小企業60数社に対する小規模アンケート予備調査を行った。それら2つの調査から収集したデータと、現地から取り寄せた二次資料に基づいて、以下のような二本の投稿論文を研究協力者とともに共著で作成した。2.共著論文(2)「ポーランドにおける銀行の信用供与活動に伴うリスクとその対応」を比較経済体制学会の『比較経済研究』に投稿し、研究ノートとしての掲載が予定されている。3.さらには、2006年1月よりポーランド証券市場への上場企業数百社を対象にして、資金調達の決定要因を探るために、基礎財務データ収集の準備を行っている。これを早急に実施してデータをまとめ、研究成果をEACES(欧州比較経済体制学会)世界大会(イギリス)で公表した後に、次の調査研究に繋げたい。1.本年度は、現地協力者Maria Lissowska教授(Warsaw School of Economics)とこれまで行ってきた調査結果と、収集した上場企業に関するデータを基に、企業と銀行の行動、資本構造、内部制度のあり方を分析し、外資とEU化の強い影響を受けた銀行制度の近代化とそれによる、特に民間中小企業の資金制約の問題を結論づけて、以下の論文にまとめ、また口頭発表を行った。2.論文発表(1)秋葉まり子、2007「ポーランドにおける金融システムの再編と構築」『弘前大学教育学部紀要』No.96.(2)秋葉まり子、2007「ボーラントの銀行制度と中小企業への信用供与制約」東北経済学会『東北経済学会誌2006年度』。3.口頭発表(1)秋葉まり子、2006「ポーランドの銀行制度と中小企業の資金制約」第60回東北経済学会、青森公立大学(2)秋葉まり子、2006「ポーランドの銀行制度形成と上場企業の資金調達」比較経済体制学会、神戸大学。研究目的の一つであった、民間中小企業によるインフォーマルな資金調達方法については、調査の制約上詳細な確認が不十分であったこと、また、上場企業の資金調達の分析も今後の重要な課題として取り組んでいきたい。
大脳皮質形成初期に特異的に発現する新しい遺伝子のクローニング及びその機能解析

高等生物における中枢神経系の形成機構の解明を目的とし、ラット胎生期中枢神経系、特に大脳皮質において発達段階に伴い発現の変化する遺伝子の取得を試みた。方法は胎生期において大脳皮質を形成する過程であるpreplate形成期とcortical plate形成期から大脳皮質組織を取得し、各々の組織で発現している遺伝子をdifferential display法を用いて比較した。実験結果として、preplate形成期(胎生12日目)とcortical plate形成期(胎生18日目)の胎児より得たmRNAのフィンガープリントを比較、胎生12日目にのみ発現するバンドより86クローンのDNAを抽出し、時期特異的な発現を示す遺伝子候補とした。得られたクローンの実際の組織内での発現を確認するためcRNAprobeを用いたin situ hybridization法を施行した。それら発現様式を検討した結果、preplate形成期大脳皮質組織においてのみ強く発現する遺伝子、すなわち、時期特異性および部位特異性を併せてもって発現する遺伝子そのものは得られなかったものの、胎生期中枢神経系において比較的得られた組織においてのみ発現する遺伝子を6クローン得た。これら6クローンのうち胎生期の脳室周囲にのみ陽性反応を示すもの、すなわちneuroepitheliumもしくはその近傍の細胞に特異的に発現する遺伝子、および、preplate形成期終脳の一部に強く発現しその後発現が減弱していく様な遺伝子を、今後解析を行なう候補として選択した。これら2クローンについては、シークエンス解析を行ない、現在全長を得るべくライブラリースクリーニングを実施している。現時点で判明している遺伝子配列からは既知の遺伝子との相同性は確認されていない。
生体的情報伝達に係わる新しい物質の探索とその生理的及び臨床的意義の解明

細胞間情報伝達あるいは細胞内の機能を調節して、生体のホメオスタシスを維持するため重要な働きをしている未知の生理活性物質の数は多い。それらは、脳、神経系や内分泌系はもとより、免疫、腫瘍、神経細胞などの増殖や分化、また遺伝情報の発現調節にも深く関係している可能性が高い。これら未知物質を発見することは、新しい生体機構解明研究の原点となるものである。本研究においては、未知の生理活性物質、特にペプチド性物質の多角的な検索研究を推進させるため、従来に見られなかった視点に立ち、多岐にわたる生理的意義をもつものとして生体内情報伝達物質を把握し、強力かつ柔軟な研究体制を確立しようとするものである。班員間相互に、この問題について徹底的な意見交換、討議を行った。そして今後の方向としては、生化学者、分子生物学者、組織学者、薬理学者、臨床医学者の緊密な協力が必要なこと、生理活性ペプチドの生合成、分泌と、その作用に焦点を合わすこと、とくにペプチドのレセプター、及びレセプター後の情報伝達系の解明に力を入れること、などの点が強調された。また研究の方向を明確にするために現在最も進歩の著しい血管作動性ペプチド、ないしは体液循環に関与するペプチドにしぼって、その中枢神経系及び末梢神経系における役割を明らかにする方向が最も望ましいのではないかと考えられた。この分野は新しく、かつ激しく進歩しつつある領域であるので、できるだけ若い研究者を中心にし、広瀬茂久教授を総括班長として新しい重点領域研究、「体液、循環調節に関与する生理活性ペプチド及びその受容体に関する基礎的、臨床的研究」を申請し、今後の研究の現点をはかることとなった。
腎臓と神経の発生及び再生に関与する遺伝子の探索及びその機能の解明

本研究の目的は腎臓および神経系の発生に重要な役割を果たしているRETチロシンキナーゼ型受容体とそのリガンドであるGDNF(glial cell-derived neurotrophic factor)のシグナル伝達系の機能をより詳細に解明することである。GDNF-RETシグナル伝達系の下流では様々なシグナル分子が活性化され、細胞の分化・生存・増殖・運動に関わっていることが明らかにされている。昨年度まではGDNF-RETシグナル伝達系の下流で活性化されるセリン・スレオニンキナーゼであるAkt1の機能をさらに解明するために、Akt1の新規結合タンパク質(Girdin)を酵母two-hybrid法を用いて同定した。これまでの実験により、Girdinはアクチン骨格と共局在する分子であり、ストレスファイバーやラメリポディアといったアクチン構造の形成に必須である分子であることを明らかとした。またGirdinはAktによってリン酸化されると移動する細胞の先端部に局在を変化させることが明らかとなった(Enomoto A, et al. : Developmental Cell(2005)9:389-402)。本年度は神経系あるいは個体におけるGirdinの機能を明らかにするために以下の実験を行った。(1)RET-GDNFシグナル伝達系におけるGirdinの機能を解析するために、RET受容体を内因性に発現しているTGW神経芽細胞腫の細胞株を用いてGirdinのsiRNAによるノックダウンの影響を検討した。TGW細胞ではGDNFに反応して神経突起の伸長が観察されるが、Girdinをノックダウンするとその突起伸長が阻害された。同様の実験をPC12D細胞およびラット海馬の初代培養神経細胞で行った。(2)Girdinのノックアウトマウスを作製するためにターゲティングベクターを作製した。現在、ターゲティングベクターにより組換え済みのES細胞を作製している。(3)Girdinの機能をさらに包括的に検討するために、Girdinのホモログ遺伝子であるDapleについて細胞生物学的機能の解析を進めている。これまでにDapleの全長cDNAのクローニングを終了し、Dapleに対するポリクローナル抗体を作製した。本研究の目的は腎臓および神経系の発生に重要な役割を果たしているRETチロシンキナーゼ型受容体とそのリガンドであるGDNF (glial cell-derived neurotrophic factor)のシグナル伝達系の機能をより詳細に解明することである。GDNF-RETシグナル伝達系の下流では様々なアダプター因子を介してMAPキナーゼ系あるいはPI3キナーゼ-Akt系が活性化され、細胞の分化・生存・増殖・運動に関わっていることが明らかにされている。RETあるいはGDNFのノックアウトマウスの解析により、本シグナルは腎臓および神経系の発生に必須であることが報告されている。本年度はGDNF-RETシグナル伝達系の下流で活性化されるセリン・スレオニンキナーゼであるAkt1(別名PKBα)の機能をさらに解明するために、Akt1の新規結合タンパク質を探索したAkt1のC末端をベイト蛋白に用いた酵母two-hybrid法によりヒト精巣cDNAライブラリーをスクリーニングしたところ、新規結合タンパク( Akt1-binding protein、以下ABP)を同定した。ABPは約250kDaの分子で、大きなcoiled-coil領域を中心にもち、その両端に機能未知のN末端領域とC末端領域を有している。ノーザンブロット法でABPはヒトの各種臓器にユビキタスに発現する遺伝子であることが明らかとなった。ABPに対するポリクローナル抗体を作製し、免疫沈降法によりABPとAkt1が繊維芽細胞内で結合していることを確認した。さらに細胞を用いた免疫化学染色を行い、ABPが細胞のアクチン骨格系と共局在することを見いだした。ABPの各種フラグメントを大腸菌発現系を用いて精製し、アクチンとの結合をcosedimentationアッセイで調べたところ、ABPのC末端領域がアクチンと直接的に結合することを確認した。このC末端アクチン結合領域を繊維芽細胞に強制発現させたところ、アクチンストレスファイバーの消失と細胞膜のラッフリングが観察された。次にsiRNAによるRNA干渉法を用いて、COS7細胞とVero細胞の内因性ABPをノックダウンしたところ、ストレスファイバーの消失と細胞形態の異常が確認された。Boyden chamberアッセイを行ったところ、ABPのノックダウンにより、細胞運動能の低下が観察された。以上の結果により、Akt1はABPと結合することにより、アクチン骨格系の制御を行い、細胞運動にかかわっている可能性が示唆された。今後はABPがAkt1の基質となりうる可能性を調べると同時に、ABPの新たな結合タンパク質を探索し、ABPのより詳細な機能の解明を行いたいと考えている。さらにGDNF-RETシグナル伝達系におけるABPの役割を解明したいと考えている。本研究の目的は腎臓および神経系の発生に重要な役割を果たしているRETチロシンキナーゼ型受容体とそのリガンドであるGDNFのシグナル伝達系の機能をより詳細に解明することである。昨年度は本シグナル伝達系の下流で活性化されるセリン・スレオニンキナーゼであるAktの機能をさらに解明するために、Aktの新規結合タンパク質(Girdinと命名)を酵母two-hybrid法を用いて同定した。

これまでGirdinはアクチン骨格と共局在する分子であり、ストレスファイバーやラメリポディアといったアクチン構造の形成に必須であることを明らかとした。本年度はGirdinの生物学的意義とAktの機能との関連をさらに明らかにするために以下の検討を行った。(1)GirdinのC末端領域にAktのリン酸化モチーフが存在したため、GirdinがAktの新規基質となる可能性を検討した。GirdinのC末端領域を大腸菌発現系を用いて精製し、これが精製されたAktによってリン酸化されるかどうかをin vitro kinase assayを用いて検討したところ、このC末端領域がリン酸化された。(2)Girdinがin vivoにおいてもAktによってリン酸化されているかどうか検討するため、Girdinのリン酸化抗体を作成した。COS7細胞においてEGF刺激によって内因性のAktを活性化させると、内因性Girdinのリン酸化が本抗体を用いたウエスタンブロットによって確認された。(3)リン酸化されたGirdinの局在を調べるために、リン酸化抗体を用いて免疫染色を行った。EGF刺激下においてリン酸化されたGirdinは移動する細胞の先端部に存在することが明らかとなった。以上の結果により、Girdinは細胞内においてAktによってリン酸化され、その局在を変化させることが明らかとなった。今後はAktによるリン酸化が細胞内においてどのような生物学的現象に関わっているか、その意義を検討する計画をたてている。本研究の目的は腎臓および神経系の発生に重要な役割を果たしているRETチロシンキナーゼ型受容体とそのリガンドであるGDNF(glial cell-derived neurotrophic factor)のシグナル伝達系の機能をより詳細に解明することである。GDNF-RETシグナル伝達系の下流では様々なシグナル分子が活性化され、細胞の分化・生存・増殖・運動に関わっていることが明らかにされている。昨年度まではGDNF-RETシグナル伝達系の下流で活性化されるセリン・スレオニンキナーゼであるAkt1の機能をさらに解明するために、Akt1の新規結合タンパク質(Girdin)を酵母two-hybrid法を用いて同定した。これまでの実験により、Girdinはアクチン骨格と共局在する分子であり、ストレスファイバーやラメリポディアといったアクチン構造の形成に必須である分子であることを明らかとした。またGirdinはAktによってリン酸化されると移動する細胞の先端部に局在を変化させることが明らかとなった(Enomoto A, et al. : Developmental Cell(2005)9:389-402)。本年度は神経系あるいは個体におけるGirdinの機能を明らかにするために以下の実験を行った。(1)RET-GDNF
Al-Li合金における粒界偏析のEELSによる解析

リチウムを23重量%含むAl合金が、軽量・高剛性の航空機材料として実用化の第一歩を踏みだした。しかし、従来Al-Li合金の欠点とされていた低延性・低靭性の原因が解明された訳ではない。ことに粒界脆化の要因は不明のまゝである。本研究では、基本系であるAl-Li2元合金について、水素添加およびNa,Kなど不純物元素の偏析と機械的性質との関係を系統的に調べ、低延性の原因や破壊挙動を検討した。結果はつぎの通りである。1.Liを添加したAl合金は従来のAl合金に比べて多量の水素を含む。2.電解水素チャージを行ったAl-Li2合金は、室温の耐力がやゝ上昇し、伸びは低下する。この傾向は、亜時効からピーク時効状態にかけて見られ、過時効状態では殆んど見られなくなる。3.TEM(透過電子顕微鏡)観察により、水素チャージした時効材の粒界近傍にボイド及びその周辺の強い歪コントラストが認められた。これは吸蔵水素に依ると推定される。4.低温引張破壊した試料の破断面のSIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)分析によって、高濃度のNaおよびKが検出された。破面形態は、時効材では粒界ぜい性破壊、焼入れ材では粒内延性破壊が支配的である。5.破面のNaおよびK量と破断までの伸びとの間に相関が認められた。すなわち、NaおよびK量が増大すれば伸びは低下する傾向にある。上記の実験結果は、Al-Li2元合金(約3ωt%Li)の室温から低温側における機械的性質が水素の存在によって劣化すること、および破壊挙動が、NaやKの偏析状態と直接関係することを示している。
ピリジノファンおよびビピリジノファンのN-アルキル化体の合成と性質

私が開発したセレナシクファンの光脱セレン化反応による歪んだ[2^n]系シクロファン合成法を利用して[2.2](2,6)ピリジノファン1を良好な収率で単離同定した。1は対面する芳香環の立体障害のため。アルキル化が困難であると予想していたが比較化合物(1,2,6-トリメチルピリジニウム塩)による反応条件の最適化から、1を大過剰のヨウ化メチルと処理することにより、対応するピリジノファンのモノ-N-メチル化体(アルキル化の基本骨格)[2](2,6)ピリジノ[2]-(2,6)N-メチルピリジニウム塩2の合成に成功した。2はアセトニトリルから再結晶し、淡黄色柱状晶として得られ、元素分析、FAB-MSスペクトルから構造を確認した。2の特異な構造は各種スペクトルに顕著に反映されており、核磁気共鳴スペクトル(^1H NMR Spectra)では、2のN-メチル基の化学シフトが対面する芳香環の反磁性環電流による磁気異方性効果のため、比較化合物に比べて約1.5ppmも高磁場シフトしていることを見い出した。さらに、電子吸収スペクトル(Electronic Spectra)において、2は前駆体1および比較化合物に比べて主吸収帯が幅広くなるとともに大きな長波長シフトを示したことから、2におけるπ電子渡環相互作用、電荷移動相互作用が明らかになった。ビピリジノファンのN-アルキル化体3は、ピリジノファンに比べてその合成経路が長いため、今年度は合成できなかったが、対応する同様の骨格を有するビフェニロファンの合成が可能となったことから、近い将来実現できると考えている。
免疫細胞への標的機能を持つバイオコンジュゲートによる免疫制御

本研究は、免疫細胞への標的素子と抗原蛋白をナノスフェアに結合させたバイオコンジュゲートを用い,抗原提示細胞への抗原の標的化によって,免疫細胞間のシグナル遮断ならびに抗原の免疫細胞内への取り込み効率化を行うことで,効果的な抗原特異的免疫応答の誘導制御を達成し,これを応用したワクチン開発を行うことを目的としている。昨年度,免疫細胞への標的素子として、T細胞上のレセプター分子であるCTLA4の細胞外ドメインの組換え分子を,さらに,我々が単離したCTLA4ミミックモチーフF2と抗原分子との融合蛋白質を調製し,その抗原提示細胞の表面レセプターCD80,86に対する標的能,並びに、一部,その免疫増強能について検討した。本年度は,これらの組換え分子あるいは抗原とナノスフェアとのコンジュゲートを作製し,その免疫誘導能について検討した。CTLA4,並びにF2モチーフを抗原(リゾチーム)と供にコンジュゲートしたナノスフェアをマウスに腹腔内投与し,3週間後,並びに10週目に抗原で再刺激した後,血清中の抗原特異的な抗体産生をELISAで評価した。その結果,CTLA4,並びにF2モチーフと抗原とのコンジュゲートでは,低い抗原投与でも効果的な抗体産生が見られた。3週後の血清では,CTLA4コンジュゲートは,F2コンジュゲートの約5倍の抗体産生が見られ,再刺激後では,同等の抗体産生が見られた。また,これらの抗体のアイソタイプ解析から,これらのコンジュゲートによって引き起こされるT細胞リスポンスは,Th2タイプであることがわかった。以上のように,免疫細胞を標的化することで,アジュバントを用いずに,また単回投与のみでも,効果的に免疫応答を誘導するコンジュゲートの作製した。本研究は,アナフィラキシーショックなどの副作用の少ない効果的なワクチンを創製するための有用な手法を提案した。