hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機分子の光活性化を経る二酸化炭素固定化反応の開発

本年度は本計画の途中で偶然発見したロジウムの1,5転位を経るアゼチジノールのベンゾスルタムへの骨格転位反応について検討した。金属転位反応は分子内で遷移金属が近傍に位置する水素と入れ替わる素過程であり、簡便な炭素一水素結合の活性化手法として着目されている。これまでに金属転位反応を素過程として含む様々な興味深い反応系が開発されているが、その形式は金属と水素の架橋部位が4原子の1,4金属転位にほとんど限られており、新たな反応系の開発のために、これまでとは異なる形式での金属転位反応の開発が望まれている。本研究では架橋部位を1原子伸ばした1,5金属転位反応を含む反応系を開発した。窒素上にトシル基の置換したアゼチジノールに対し、[Rh(OH)cod]_2とra-DM-BINAPを触媒として加え、トルエン中で加熱撹拌したところベンゾスルタムが収率よく得られた。本反応系ではロジウム触媒によって本来安定とされる炭素-炭素および炭素-水素結合の切断を経て進行している。また、本反応をアミノ酸から誘導できる光学活性なアゼチジノールを用いて行うと、ジアステレオ選択的に反応が進行し、連続した2つの不斉点を有するアゼチジノールを光学純度良く得られることも見出した。ベンゾスルタム骨格はオキシカム系抗炎症薬の基本骨格であるが、本手法により複雑な骨格を有するベンゾスルタムの不斉合成が可能となった。また、並行して太陽光とロジウム触媒によるα-アミノケトンのインドールへの変換反応についても検討した。本反応では様々な生理活性物質に見られる基本骨格であるインドール誘導体を入手容易なα-アミノケトンから得ることに成功している。本年度は計画を変更し、主にロジウムの1,5転位を経るアゼチジノールのベンゾスルタムへの骨格転位反応について検討し、その成果をJ. Am. Chem. Soe誌に投稿することが出来た。しかし、当初予定していた二酸化炭素の固定化手法に関しての検討に関しては遅れており、やや遅れているとした。ロジウムの1,5転位を経る系に関してはスルボニル基をカルボニル基へと変えることによりその合成化学的価値を高めていく。既に反応の進行は確認しており、配位子や温度、溶媒といった条件を検討することで収率を高めていく。また、二酸化炭素の固定化手法に関しては、アゼチジノールに遷移金属触媒を作用させた際に生じるアルキル金属種と二酸化炭素の反応を検討する。生じるアルキルロジウム種は不安定であることが予想されるため、配向基を利用した安定化効果についても検討する。二酸化炭素を炭素源として活用することは、資源・環境問題が顕在化している現在極めて重要な課題である。従来、熱力学的に安定な二酸化炭素との反応にはGrinard反応剤などが用いられてきたが、これらを合成するには多大なエネルギーを必要とするため、結果的に多量の二酸化炭素を放出するという矛盾をはらんでいた。本研究では無尽蔵なエネルギー源である太陽光エネルギーを用いて二酸化炭素を有機化合物と反応させる手法を開発することを目的としている。具体的な実験内容は以下の通りである。2-(トシルメチルアミノ)アセトフェノンのジメチルアセトアミド溶液に対して太陽光を照射したところ、Yang反応が進行し、91%収率で四員環化合物であるアゼチジノールへと変換された。次に、単離したアゼチジノールを1気圧の二酸化炭素雰囲気下、炭酸セシウムとともに加熱撹拌したところ、五員環カルボナートへと93%収率で変換された。この反応は対応する五員環化合物であるピロリジノールでは全く反応が進行しなかったことから、光反応で生じた四員環の歪エネルギーが駆動力となっていることが分かる。この一連の反応は同一のフラスコ内で行うことが可能であり、2-(トシルメチルアミノ)アセトフェノンと二酸化炭素からアゼチジノールを一旦単離することなく直接環状カルボナートを83%収率で得ることにも成功した。以上のように、太陽光を駆動力とした2-(トシルメチルアミノ)アセトフェノンと二酸化炭素との反応を開発することに成功し、その成果を論文としてまとめ、ドイツ化学協会誌のAngewandte Chemie International Editionに投稿、受理された。

ベンゾスルタム骨格はオキシカム系抗炎症薬の基本骨格であるが、本手法により複雑な骨格を有するベンゾスルタムの不斉合成が可能となった。また、並行して太陽光とロジウム触媒によるα-アミノケトンのインドールへの変換反応についても検討した。本反応では様々な生理活性物質に見られる基本骨格であるインドール誘導体を入手容易なα-アミノケトンから得ることに成功している。一年目の目的であった基本コンセプトの実証を達成でき、論文投稿も達成した。研究の評価も高く、雑誌の表紙に採用されるとともに、HotPaperに選ばれたことから、十分に意義のある研究成果を出すことが出来たと考えている。本年度は計画を変更し、主にロジウムの1,5転位を経るアゼチジノールのベンゾスルタムへの骨格転位反応について検討し、その成果をJ. Am. Chem. Soe誌に投稿することが出来た。しかし、当初予定していた二酸化炭素の固定化手法に関しての検討に関しては遅れており、やや遅れているとした。本年度は計画を変更し、ロジウムの1,5転位を経由するN-アレーンスルホニルアゼチジノールのベンゾスルタムへの骨格再構築反応について検討する予定である。本反応は昨年度に偶然見出したものであるが、1,5金属転位の報告例が極めて少なく、その条件、合成化学への応用を検討することは学術的に非常に重要であると考えている。本研究が終了次第、残りの期間で本来の研究計画である光反応を利用した二酸化炭素固定化反応を検討する。ロジウムの1,5転位を経る系に関してはスルボニル基をカルボニル基へと変えることによりその合成化学的価値を高めていく。既に反応の進行は確認しており、配位子や温度、溶媒といった条件を検討することで収率を高めていく。また、二酸化炭素の固定化手法に関しては、アゼチジノールに遷移金属触媒を作用させた際に生じるアルキル金属種と二酸化炭素の反応を検討する。生じるアルキルロジウム種は不安定であることが予想されるため、配向基を利用した安定化効果についても検討する。
南西諸島地域の居住地空間における生活領域構成とその変容過程

南西諸島地域の伝統的居住地空間における生活領域構成の特質としては、とりわけ共有性を帯びた領域が指摘領域、公的領域の間に濃密に存在することがあげられる。本研究においては、まず沖縄県の歴史的経緯の特異性のもとで「シマ」の共同体と土地所有と空間管理がいかなる過程をたどったかについて総論的検討を行った。共同体の規範である「村内法」及び旧慣温存策前後の土地制度の軸として作業を進めた結果、空間に対する共有制の基本的性格を時系列に沿って明らかにすることができた。さらに事例検討のため、沖縄本島南部の島尻地域から南風原町城と糸満市域の全字の空間的骨格の変容比較を行い、腰当(クサテイ)森の形状の変化をはじめ、基本的な共有領域が特に本土復帰後の開発行為により性格を変えていることを明らかにした。これらのうちから2つの典型的な地区(字)を選定し、居住者の生活行動様式と領域意識等の分析、地区の祭祀や象徴的空間をもとにした領域骨格の分析、地区史料をもとにした共同体運営と共有空間の管理、処分、維持、保全過程の分析を行った。事例数の少なさによる限界はあるものの、(1)丘陵緑地、湧水と集落宗家を中心要素とした領域構成の骨格の説明モデル、(2)沖縄戦後の復興期と本土復帰前後が転機となる共有空間の運営史の記述、(3)領域の共有性の弱体化や共有主体の混乱という現時点の課題整理、について2地区のケーススタディをまとめることができた。
染色体安定性を保障する分子機構の解析

発がん要因のひとつに動原体不全があるが、これまで、どのような分子が動原体機能や構成に関わっているか不明であった。本特定領域研究では、20種類程度の動原体構成因子を新しく同定してその分子集合過程を明らかにできた。がん細胞において、同定した動原体構成因子の発現異常も確認できており、がん治療における有力な標的分子候補が同定できたことを意味している。細胞周期の過程において、染色体が正確に複製、分配されて安定に次世代細胞へと受け継がれていくことは、生物にとって最も基本的な性質であり、正確な染色体分配システムの破綻は細胞の「がん化」などを引き起こす。したがって、正確な染色体複製や分配の分子機構を解明することは、染色体の不安定性の要因を明らかにしてがんの重要な特性を理解できる。報告者は染色体の安定性に関わる染色体分配機構の解明とがん化との関連の解明を目指して研究を行っている。特に、染色体分配に重要な働きを担うセントロメアに注目して研究を進めており、本年度は、セントロメア構築に関わる新規因子の同定と機能解析を中心に研究を遂行した。我々は、これまでCENP-Aをはじめとしてセントロメア構築に関わるCENP-C,-H,-Iのノックアウト株を世界に先駆けて樹立してきた。その研究過程で、各種セントロメアタンパク質の発現をtag付き融合タンパク質の発現に完全に置き換えたDT40細胞を樹立している。これら細胞株の核抽出液から抗tag抗体を用いた免疫沈降法によってセントロメアコア複合体の精製を行った。その結果、CENP-HおよびCENP-Iと強く相互作用する5種類の機能未同定のタンパク質のアミノ酸配列を決定した。それらタンパク質とGFP融合タンパク質を細胞内に発現させて、細胞周期に依存したこれらタンパク質の細胞内局在を解析し、それらがセントロメアタンパク質であることを示した。また、新しく同定したセントロメアタンパク質のうち4種類に関しては、ノックアウト細胞の樹立に成功した。来年度以降に詳細な機能解析を進める。また、がん化とこれらタンパク質の関連についても解析を進める予定である。さらに、RNAiマシーナリーとセントロメア構築との関連を調べる目的で、RNAiマシーナリーに関わるArgonaute遺伝子(群)の条件的ノックアウト細胞株を樹立した。この細胞株の表現型の解析についても、来年度以降精力的に行う。したがって、染色体分配が正確に遂行されるために必要な分子機構を解明することは、染色体の不安定性の要因を明らかにしてがんの重要な特性を理解できる。特に、染色体分配に重要な働きを担うセントロメアに注目して研究を進めており、本年度は、昨年度までに同定したセントロメアタンパク質複合体の機能解析を中心に研究を行った。また、臨床がん試料あるいはがん細胞におけるそれらセントロメアタンパク質の発現形式の異常についても検討した。その結果、1)CENP-HおよびCENP-Iと強く結合する複合体(CENP-H/I複合体)には、少なくとも13種類のタンパク質が含まれていること2)13種類のタンパク質のノックアウト細胞の表現型解析から、この複合体を3種類のグループに分類することが可能であること3)がん細胞においてこれらのタンパク質の発現が、非がん部細胞においての発現より数倍から数十倍程度亢進していることが明らかになった。来年度以降は、これらタンパク質が他のセントロメアタンパク質複合体とどのように関わっているのかと言う点および、正常細胞においてこれらタンパク質を高発現させた時、がん細胞で観察されたような染色体異常が観察できるのかについて解析を進めて行きたい。さらに、がんと関わる他のセントロメア因子についても、培養細胞およびマウス個体の実験系を用いて解析を進める予定である。特に、染色体分配に重要な働きを担うセントロメアに注目して研究を進めており、本年度は、昨年度までに同定したセントロメアタンパク質複合体特にCENP-Oクラス複合体の機能解析を中心に研究を行った。その結果、1)CENP-Oクラス複合体が試験管内で安定な複合体構造を形成すること2)CENP-Oクラス複合体タンパク質の局在性に相互依存性があること3)すべてのCENP-Oクラス複合体タンパク質がスピンドル分解かの復帰に重要な働きを担うこと

4)その機能にPLKのリン酸化が重要であること5)がん細胞においてこれらのタンパク質の発現が、非がん部細胞においての発現より数倍から数十倍程度亢進していること6)これらのタンパク質を非がん細胞に発現させると染色体不安定が認められるが明らかになった。来年度以降は、がんと関わる他のセントロメア因子についても、培養細胞およびマウス個体の実験系を用いて解析を進める予定である。細胞周期の過程において、染色体が正確に複製、分配されて安定に次世代細胞へと受け継がれていくことは、生物にとって最も基本的な性質である。染色体分配機構の異常が遺伝情報の不正確な伝達を導き、細胞の「がん化」などを引き起こす。したがって、染色体複製や分配の分子機構を解明することは、染色体の不安定性の要因を明らかにしてがんの重要な特性を理解できる。我々は染色体の安定性に関わる染色体分配機構の解明とがん化との関連の解明を目指し、染色体分配に重要な働きを担うセントロメアに注目して研究を進めている。セントロメアの異常を原因とする染色体不安定性に関する知見を得ることは、基礎生物学的見地に裏づけられた新しいがん化機構の解明の研究につながると考えられる。我々は、CENP-H/CENP-I複合体が、少なくとも13種類のタンパク質から成る複合体を形成することが明らかにしてきた。2008年度は、網羅的な質量分析を用いた解析で個々のタンパク質の修飾(リン酸化など)を明らかにすることを目指した。その結果、CENP-O複合体中にPLK(Polo様キナーゼ)によるリン酸化サイトを複数箇所同定できた。それらサイトをアラニンに変えた変異体をCENP-Oの欠損した細胞へ導入したとこと、CENP-Oクラスタンパク質の機能の低下が観察できた。また、正常ヒト細胞へCENP-H/I複合体タンパク質群を導入した細胞を解析した結果、それらの細胞では、細胞分裂異常がおきていることを見いだした。それらの異常細胞中でのキネトコア構造の変化などを今後解析する予定である。これまでに、研究代表者の深川は染色体の安定性に関わる染色体分配機構の解明とがん化との関連の解明を目指し、染色体分配に重要な働きを担うセントロメアに注目して研究を進めてきた。本年度も以下の研究を行い、成果を挙げた。1)これまでの研究で複数のセントロメアタンパク質が様々なリン酸化を受けている事を明らかにしてきた。
遷移金属―ケイ素・ゲルマニウム多重結合の反応性の特徴を活かした分子変換反応の開発

(1) Eind基を有するシリリンモリブデン錯体は,同じ6族金属錯体であるシリリンタングステン錯体と同様に,アルキンと[2+2]環化付加反応を起こし,シラメタラシクロブタジエンを与えることを見出した。また,シリリンモリブデン錯体は有機アジドとも反応し,窒素分子の脱離を伴って,前例の無い三員環メタラサイクルであるシライミノアシル錯体を生成することを明らかにした。(2)ヒドリド(ヒドロゲルミレン)モリブデン錯体によるニトリルのヒドロゲルミル化によって生成するMo-Ge-N三員環メタラサイクルに,青色発光ダイオードの光を照射することにより,ゲルミリンモリブデン錯体が高収率で生成することを見出した。この錯体は,温和な加熱条件下でアルデヒドおよびケトンのヒドロシリル化反応の触媒となることを明らかにした。これは,金属ーゲルマニウム三重結合が保持されたままで,隣り合った金属とゲルマニウムの共同作用で触媒反応が進行した初めての例である。(3)アニオン性シリレンタングステン錯体は,アリールアルデヒドやアルキンと[2+2]環化付加を行うことを昨年度報告したが,今年度はニトリルとの反応を検討した。その結果,アセトニトリルとの反応では,そのメチル基のC-H結合がW=Si二重結合に付加して,アニオン性のヒドリド(シアノメチル)錯体が生成するのに対し,アリールニトリルとの反応をDMAP存在下で行うと,W-C-N三員環構造を持つ中性のメタラサイクルが得られることを見出した。(4)鉄を中心にもつカチオン性環状メタロゲルミレンおよびメタロスタンニレンを,光による鉄中心からのカルボニル配位子の解離を経由する環化反応と,それに続くハロゲン化物イオンの引き抜き反応によって合成した。これらのうち環状メタロゲルミレンは温和な加熱条件下で水素ガスと反応し,H2がゲルマニウム上に付加した生成物を与えた。平成30年度の交付申請書に記載した研究計画を全て実施し,このうち金属ーケイ素および金属ーゲルマニウム三重結合を持つ錯体および金属ーケイ素二重結合を持つ錯体の研究は順調に進展している。これらの他に,金属ーゲルマニウム三重結合を持つ錯体の研究の中で,ゲルミリンモリブデン錯体がヒドロシリル化反応の良好な触媒として働くことを新たに発見したことは予想外の進展である。また,環状構造を持つカチオン性のメタロゲルミレンおよびメタロスタンニレンの合成に成功し,その触媒活性を確認したことも計画以上の進展である。昨年度に引き続き,研究計画調書および今年度の交付申請書の研究計画に沿って研究を進める。さらに,今年度は5年間の研究計画の最終年度なので,遷移金属ーケイ素・ゲルマニウム多重結合の性質,構造,反応性およびこれらの多重結合をもつ錯体を用いた分子変換反応について,研究を総括して一般性のある有用な概念の導出を試みる。(1)タングステンのヒドリド(ヒドロシリレン)錯体のケイ素上の置換基を,従来主に使用してきたTrisyl基[Trisyl = tris(trimethylsilyl)methyl]と水素との組み合わせの変わりにEind基(Eind = 1,1,3,3,5,5,7,7-octaethyl-s-hydrindacen-4-yl)と水素との組み合わせに変え,首尾よく目的のシリレン錯体の合成に成功した。(2)鉄のヒドリド(ゲルミレン)錯体を新たに合成し,その構造と性質を明らかにした。この錯体は幾つかの有機小分子と温和な条件できれいな反応を行うことを示す予備的な結果を得ている。(3) Trisyl基を持つヒドリド(ヒドロシリレン)およびヒドリド(ヒドロゲルミレン)タングステン錯体について,N-ヘテロ環式カルベン(NHC)を用いてプロトンを引き抜きアニオン性シリレン錯体とした後,トリアリールボランを用いてヒドリドを引き抜くことにより,金属とケイ素またはゲルマニウム間に三重結合を持つシリリン錯体およびゲルミリン錯体の合成に成功した。同様の方法を,Eind基を持つヒドリド(ヒドロシリレン)タングステン錯体に適用したところ,シリリン錯体が二量化した,八員環骨格を持つ錯体が結晶として高収率で得られた。この錯体は,溶液中で単量体のシリリン錯体と速い解離平衡にあることを見出した。(4)上述のEind基を持つシリリン錯体について,幾つかの有機小分子との反応を行い,いずれもタングステンーケイ素三重結合が関与する新しいタイプの興味深い反応が起こることを明らかにした。(5)カチオン性のタングステンのメタロゲルミレンおよびゲルミリン錯体を合成し,これらが水素と温和な条件で反応し,水素がゲルミレン上またはタングステンーゲルマニウム三重結合に付加した錯体を与えることを見出した。平成27年度の研究計画のうち,78割の研究を実施し,多くの成果を得ることができた。また,予期していなかった新しい発見を含む進展も幾つかあり,そちらに研究の重点を移したため,予定した研究の中で進められなかったものもある(例えば,錯体の金属上に電子供与性の強い配位子を導入する試みなど)。これらについては,次年度以降に実施する予定である。

(1)前年度の研究で合成に成功したヒドリド(ゲルミレン)鉄錯体について,ケトン,アルデヒド,ニトリル,イソシアナート等の様々な極性有機分子との反応を検討し,Ge-O結合形成,ヒドリド配位子の移動,C=S結合の開裂などを伴う幾つかのタイプの付加反応が室温で進行することを見出した。(2)最近合成に成功したEind基を持つシリリンタングステン錯体について,昨年度に引き続き様々な有機分子との反応を検討した。その中で,このシリリン錯体は2分子のアルデヒドときれいに反応し,ホルミル水素の分子内転位を伴って,W=Si-O=Cで構成される四員環を持つ錯体を与えることを明らかにした。この四員環は加熱によりW≡C結合を持つカルビン錯体とSi=O結合を持つシラン酸エステルとに分解し,後者の化合物はさらに二量化して1,3-ジシロキサンを与えることを見出した。この四員環の分解反応は前例のないタイプの反応であり,Si=O結合化学種を温和な条件で発生する稀有な反応としても重要である。(3)新しく開発したPGeP型ピンサーゲルミレン配位子を用い,ピラミッド化したゲルマニウム中心を持つ初めてのゲルミレンニッケル錯体の合成に成功した。この錯体のGe=Ni結合の特異な軌道相互作用をDFT計算によって解明し,さらに幾つかの求核剤および求電子剤との反応によりGe=Ni結合の独特の反応性を明らかにした。(4)ロジウムのカチオン性水素架橋ビス(シリレン)錯体を,クロロロジウム錯体とジヒドロジシランからin situで発生させる方法を確立した。この方法を用いて当該ビス(シリレン)錯体と様々な極性有機分子との反応を検討し,高収率で環状付加生成物を与えることを見出した。平成28年度の研究計画を全て実施し,3つの計画のうち2つについて研究が順調に進展し,幾つかの興味深く新しい成果が得られた。一方もう1つの触媒化を目指した計画は,かなり困難な課題であり苦労しているが,少しずつ進展している。並行して行っていた2つの関連研究が大きく進展したため,それらについて本報告書に記載した。これらについては,次年度以降さらに深く追究する予定である。(1)シリリンタングステン錯体は様々なアルキンとの[2+2]環化付加反応を起こし,シラメタラシクロブタジエンを与えることを見出した。生成物のX線結晶構造解析およびNMRデータから,生成物の四員環骨格には,タングステンが負に,β-炭素が正に分極し,ケイ素とα-炭素間に結合を持つ双性イオン型の極限構造の寄与もあることが分かった。(2)シリリンタングステン錯体と同様の方法で,シリリンモリブデン錯体の合成に成功した。生成物は,タングステン類縁体と同様に,結晶中では二つのイソカルボニル配位子を含む八員環型の二量体構造を取っている。一方,溶液中では二量体と単量体との速い解離平衡にあるが,興味深いことに平衡はモリブデン類縁体の方が大きく単量体側に偏っていることを明らかにした。(3)ヒドリド(ジアルキルシリレン)ルテニウム錯体が,ケトン,エステルおよびアルデヒドのヒドロシリル化反応の触媒となることを見出した。アルデヒドとジヒドロシランとの反応の場合,二つのアルデヒドが取り込まれてジアルコキシシランが生成するが,アルデヒドの置換基として嵩高いメシチル基を用いると,予想に反して嵩の低いアルデヒドよりも反応速度が大きく増加することが分かった。(4)イミダゾリウミル基を持つカチオン性ゲルミリンタングステン錯体は,中性のゲルミリン錯体よりも反応性の高いW≡Ge三重結合を持ち,極性分子だけでなく極性の小さなアルキンやピリジン等の不飽和有機分子とも容易に反応して,特異な環化付加生成物を与えることを見出した。
反応性プラズマを用いた原子層エッチング開発のためのイオン-固体表面反応機構の解明

近年、反応性の有機分子ガスと金属表面との反応を利用し、試料表面の原子層を一層ずつ、エッチングを行うALE(Atomic layer etching)技術は、既存の反応性プラズマエッチング技術と組み合わせることで、原子レベルで制御可能な高い加工精度とともに、低ダメージを両立させるエッチングプロセスを構築し、微細化の壁を打破することが可能ではないかと期待されている。本研究では、有機分子ガスを吸着させた遷移金属材料表面に対し、プラズマ照射した場合の固体表面反応を実験的に明らかにし、得られた知見から反応性プラズマによる遷移金属材料におけるALEプロセス開発の支援を目的としている。本年度は、X線光電子分光装置および超高真空環境下で反応性ガスを曝露可能な反応室を有するALP(Atomic Layer Process)表面反応解析装置を用いて、様々な遷移金属材料に対し、有機分子ガス(ヘキサフルオロアセチルアセトン)曝露を行ない、in-situ XPSにより、有機分子吸着表面の化学結合状態の評価を行った。その結果、室温におけるヘキサフルオロアセチルアセトン分子の遷移金属材料表面への安定な吸着条件を明らかにした。さらに、NiおよびCoに対して、基板温度制御行うことで、有機ガス曝露によるNi、Coともにhfacによるサーマルエッチング反応を確認した。本年度得られた研究結果は、反応性プラズマエッチングプロセスにおいて難エッチング材料として知られる遷移金属材料に対して、ハロゲンに代わる反応性ガスとして有機ガスを用いてもエッチング反応が得られる可能性を示唆するものであり、有機ガスを用いた遷移金属材料に対するALEプロセス開発の上で、非常に重要な価値があると考えられる。初年度は、有機ガス分子と金属表面との吸着反応過程の解明を当初の計画としており、下記に具体的な進捗を示す。1有機系ガスとしてヘキサフルオロアセチルアセトンを用い、ALP反応室内で、Ni, CoおよびCu表面に対しガス曝露を行い、大気曝露せずX線光電子分光装置(XPS)の表面分析室に搬送し、表面の化学結合状態の観察を行った。その結果、室温において酸素吸着Ni、CoおよびCu表面において、ヘキサフルオロアセチルアセトン分子のC=O結合やC-F結合を切断することなく飽和吸着することを実験的に明らかにし、酸素の存在がヘキサフルオロアセチルアセトン分子の安定な吸着に重要であることを明らかにした。2NiおよびCoに対して、基板加熱をした状態で、酸素およびhfac曝露を交互に数百サイクル繰り返すガス曝露実験を行い、実験後の試料を、触針式段差計測装置により物理的にエッチング深さを算出することで、Ni、Coともにヘキサフルオロアセチルアセトンによる熱的なエッチング反応が生じることを確認できた。前年度は、Ni及びCoに対するヘキサフルオロアセチルアセトン吸着反応について明らかにしたが、ALEプロセス開発には、材料毎の選択比が重要であり、様々な材料でエッチング特性を確認する必要がある。そのため、本年度も継続して様々な遷移金属材料に対して吸着実験を行う予定である。また、有機分子が吸着した遷移金属試料にイオン照射を行い、反応性有機ガス分子吸着表面におけるイオンとの表面反応を明らかにする。高エネルギーのイオン照射では、吸着分子を破壊し揮発性の有機金属化合物の生成を阻害する可能性がある。そのため、低エネルギーのイオンを生成し、吸着分子が壊れてしまう閾値イオンエネルギーを明らかにする。また、分子の結合状態がイオン照射により、どのように変化するのか、また有機金属生成および脱離に促進効果があるのか明らかにする。また、イオン種としては、最初に希ガスイオンを照射する予定であり、次の段階としてハロゲンイオンといった反応イオン照射を行ない、希ガスイオン照射の結果と比較を行うことで、有機分子吸着表面における反応性イオンの効果を明らかにする。具体的には、表面から脱離する生成物の質量分析および表面分析を行い、先の有機系ガスの吸着実験結果と比較を行い、ALE反応におけるプラズマ中のイオンの効果を明らかにする。

1有機系ガスとしてヘキサフルオロアセチルアセトンを用い、ALP反応室内で、Ni, CoおよびCu表面に対しガス曝露を行い、大気曝露せずX線光電子分光装置(XPS)の表面分析室に搬送し、表面の化学結合状態の観察を行った。その結果、室温において酸素吸着Ni、CoおよびCu表面において、ヘキサフルオロアセチルアセトン分子のC=O結合やC-F結合を切断することなく飽和吸着することを実験的に明らかにし、酸素の存在がヘキサフルオロアセチルアセトン分子の安定な吸着に重要であることを明らかにした。2NiおよびCoに対して、基板加熱をした状態で、酸素およびhfac曝露を交互に数百サイクル繰り返すガス曝露実験を行い、実験後の試料を、触針式段差計測装置により物理的にエッチング深さを算出することで、Ni、Coともにヘキサフルオロアセチルアセトンによる熱的なエッチング反応が生じることを確認できた。前年度は、Ni及びCoに対するヘキサフルオロアセチルアセトン吸着反応について明らかにしたが、ALEプロセス開発には、材料毎の選択比が重要であり、様々な材料でエッチング特性を確認する必要がある。そのため、本年度も継続して様々な遷移金属材料に対して吸着実験を行う予定である。また、有機分子が吸着した遷移金属試料にイオン照射を行い、反応性有機ガス分子吸着表面におけるイオンとの表面反応を明らかにする。高エネルギーのイオン照射では、吸着分子を破壊し揮発性の有機金属化合物の生成を阻害する可能性がある。そのため、低エネルギーのイオンを生成し、吸着分子が壊れてしまう閾値イオンエネルギーを明らかにする。また、分子の結合状態がイオン照射により、どのように変化するのか、また有機金属生成および脱離に促進効果があるのか明らかにする。また、イオン種としては、最初に希ガスイオンを照射する予定であり、次の段階としてハロゲンイオンといった反応イオン照射を行ない、希ガスイオン照射の結果と比較を行うことで、有機分子吸着表面における反応性イオンの効果を明らかにする。具体的には、表面から脱離する生成物の質量分析および表面分析を行い、先の有機系ガスの吸着実験結果と比較を行い、ALE反応におけるプラズマ中のイオンの効果を明らかにする。当初TMPポンプを購入予定としていたが、反応性ガス吸着実験中の試料搬送の失敗により、試料搬送用のトランスファーロッドが僅かに変形し、その後、試料位置調整に不具合が生じたことから、急遽、TMPポンプの代わりに、試料輸送用のトランスファーロッドの微細位置調整のためXYステージを購入した。
日本人留学生を対象とする文化行動学習プログラムの開発と実践

1.研究の実施内容:本研究は、日本人留学生を対象とする文化行動学習プログラムを、新たに開発し実践することで、彼らの留学の成功をサポートしようとするものである。具体的には、最も多くの日本人が留学するアメリカで必要となるソーシャルスキルのトレーニングを、留学前に受講してから渡航してもらう。初年度であった、昨年度(平成19年度)は、初回の予備的プログラムの試行を中心として実施した。2年目である今年度(平成20年度)は、初年度版を改良した留学前の教育プログラムを実施した。さらに、プログラムの効果について調べるため、研究代表者が、受講生の留学先であるアメリカにおいて現地調査を実施した。また、縦断的研究の観点から、昨年度のプログラムを受講し、今年度帰国した学生に対する面接調査等も実施した。2.研究の成果と意義:今年度と昨年度の結果を元に、プログラムの効果を精査し、より効果的なプログラムの提案を試みた。そして、このプログラムを渡航前の学生に対して実施することで試して、反応と効果について調べることができた。本研究は、従来は看過されがちであった、留学前の文化行動学習の重要性に着目している。そのため、本研究のような取り組みを実施することにより、日本からの留学生がスムーズに留学先での学習や生活に移行できるよう、支援していくことが可能になる。したがって、留学生政策の量と質の両面における発展に貢献できるため、実践研究として有意義と考えられる。1.実施内容本研究は、日本人留学生を対象とする文化行動学習プログラムを、新たに開発・実践することで、留学の成功をサポートしようとするものである。日本人学生のニーズに合わせてアメリカで必要となるソーシャルスキルのトレーニングを施してから渡航してもらう。こうして彼らの留学を成功に導くための準備教育を提案することを目的としている。初年度である今年度(平成19年度)は、まず教育対象となる学生のニーズを分析することから始め、その後初回の予備的プログラムを試行した。具体的には国立大学法人でされている短期交換留学プログラムにおいて、派遣予定の日本人学生を対象として渡航前のトレーニングを実施した。さらに渡航後に研究代表者がアメリカの大学で学んでいる彼らを訪問し、トレーニングの効果について調べた。インタビュー及び質問紙調査に加えて、経験している問題のヒアリングも行った。初年度の終わりに、初回プログラムの効果を分析し、次年度に向けて調整と改善を行った。2.成果と意義従来日本の大学では留学前の準備教育としては、外国語の勉強や情報提供のための説明会が主流であったため、文化行動の学習の重要性が見過ごされてきた。本研究のような取り組みによって、日本からの留学生がスムーズに留学先での学習・生活に移行できるように支援することが可能となる。また、留学生政策を量と質の両面で発展させていくための施策となることが期待できる。ゆえに実践研究として有意義である。
日本戦時経済の崩壊ー日本の重化学工業を中心としてー

3年間の研究では、重化学工業の代表的な企業及び産業の資料を収集し、戦時下の重化学工業の発展と限界を明らかにした。収集した資料は、鉄鋼業、アルミニウム精錬業、自動車産業、電気機械産業、造船業など各種の産業分野にわたっている。収集した資料の分析と論文への成果発表は、鉄鋼業、アルミニウム精錬業であるが、今後順次収集した資料の分析によって他の産業分野の研究の成果も発表してゆく予定である。鉄鋼業では、代表的な民間鉄鋼企業である日本鋼管と特殊鋼産業の分析をおこなった。同社の高炉は、1936年に実現するのであるが、さらに2基的の高炉建設とト-マス転炉を導入し、屑鉄の使用を削減する措置をとった。ト-マス転炉は、戦時下屑鉄供給が制約されていた下で、要請に見合って十分な活躍をした。しかも、ト-マス転炉は、戦後のLD転炉の技術の前堤を作り上げる役割も果したのである。直接的兵器素材となる特殊鋼は、戦時中の軍需への依存の深まりとともに販売、原料供給、資金調達の面で国家的補助を受けて急成長したが、44年後半には原料、労働力面の制約を受けて生産は急減した。アルミニウムは、国産原料、国産技術で出発したが、技術及び原料供給の制約条件を突破することができず、日中戦争前後には、バイヤ-法へ転換するのである。国産原料、国産技術によるアルミニウム生産は、バイヤ-法への転換に際して、技術面での習熟効果を発揮したのである。政府は、乱立する国内メ-カ-を統合するために日本軽金属の国策会社としての発足を計画するが、既存民間企業の反対で一民間会社となり、戦時統制は政府の計画の挫折の上に激しい企業間競争を残したままとなるのである。本年度の研究は、戦時期に直接的兵器用素材供給で最も重要な産業部門である特殊鋼生産について個別企業分析及び特殊鋼産業の概要を研究した。戦時下で最も目ざましく発展した特殊鋼企業である大同製鋼株式会社をとりあげ、米国戦略爆撃調査団(U.S.S.B.S.)に同社が提出した資料を利用して、生産・販売・原料供給などの諸側面を分析し、大同が戦時下でどのような発展を示したのかを明らかにした。各工場の水平的展開によって、生産量を急増させ、軍需に依存しつつ、一方で軍部からの原材料供給で優位性を保ちながら、高蓄積を実現した。こうした高蓄積とともに同社は、関係会社への投資を急増させ、産業コンツェルンとして成立した。こうした個別企業の分析を踏まえて、特殊鋼産業全体の展開にまで研究を発展させた。戦時下の特殊鋼生産の発展は、初期においては、企業間競争を激化させ、中小企業の新規参入が増加した。しかし、政策的誘導も受けて増加した製造所は、一方で企業の乱立と粗製濫造を招来し、兵器生産用素材としての適格性を欠くことになり、次第に設備投資規制を強化した。こうした中で、一部上位企業は、軍需への依存と研究開発の強化によって、急速な発展を実現することができた。今年度は、資料収集に重点を置いたが、重化学工業の分野では、アルミニウム、自動車などを中心に収集した。アルミニウムについては、昭和電工株式会社の若干のデータと資料を収集したが、日本軽金属については残されている。自動車は、全体的なもので、個別企業へのアプローチは今後の課題である。本年度は日本の戦時重化学工業の基礎的素材の1つであるアルミニウム工業の成立と発展について、資料収集及び論文作成を行った。戦前日本のアルミニウム精錬業についての研究は、蓄積が少く、資料の量・質ともに貧しい分野である。まず、アルミニウム統計をそろえるのに力を注いだ。アルミニウム連盟、軽金属協会などが保存している統計資料を収集し、戦前のアルミニウム産業の概要を統計的に把握した。

また、日本のアルミニウム国産化が国際カルテルの強力な支配の下で行われた点を考えると、国際的なアルミニウム産業の展開の中で日本の位置を確定することも必要になる。そこで、和歌山大学所蔵のMetal Statisticsの戦前アルミニウム統計を整理した。次いで、日本のアルミニウム市場の問題を考える上で、必要不可欠な業界紙『金物時代』の収集を行った。企業関係の資料では、日本で始めてアルミニウム国産化を実現し、アルミニウム寡占体制の1角を構成した昭和電工(日本沃土→日本電工→昭和電工)について資料の収集と中間的なまとめ論文を作成した。昭和電工のアルミニウム国産化の過程を、技術、原料、市場、資本の視角から整理し、日本で始めてアルミニウム工業化に成功した要因・条件を研究した。昭和電工を中心とした森コンツェルンの成立とアルミニウム国産化の関連を明らかにし、昭和電工(日本電工-当時)が何故アルミニウム部門に進出したのかを、企業経営の側面からも明らかにした。戦時重化学工業化は、大企業によって主導されたことは勿論であるが、一方で、厖大な中小工業の存在が大企業の発展を促し、又は制約したのである。こうした戦時重化学工業化に不可欠な中小工業の資料収集も本年度集中的に行った。来年度に戦時企業整備についての研究成果をまとめる予定である。本年度は、最終年度にあたることから、従来収集した資料のとりまとめと論文の執筆に力を注いで来た。成果としては、特殊鋼についての研究とアルミニウム産業に関する論文をとりまとめることができた。特殊鋼生産では、最大のメ-カ-である大同製鋼の内部資料を利用して、戦時中の特殊鋼生産の実態にせまることができた。特殊鋼は、直接的な兵器素材として利用されるために、優先的な資源配分を受けており、戦時中でも特殊なものを除いて不足はなかったので、生産は戦争末期まで落ち込まなかった。確かに、海外に依存するニッケルなどの不足は深刻であったため、代用規格の製定などによって生産を行なっていたので、生産の質は大きな問題となる。のことは、戦時の生産に共通するものである。戦時生産の崩壊は、特殊鋼の場合には、熟練労働力の不足と自然的災害が、大きな引金となって、生産が急低下したのである。アルミニウムは、航空機素材として重要なものであることは早くより認識されていたが、原料ボ-キサイトのない日本においてどのように確立するかが最大の問題であった。府の政策としては、当初は国産原料によるアルミナ生産を推進したが、1929年頃から古河鉱業の資源獲得の見通しを受けてボ-キサイトからのアルミナを生産するバイヤ-法に重点をおくが、結局最初に国産化に成功するのは国産原料によるアルミナーアルミニウム生産ということになる。しかしながら、明礬石を原料とするアルミニウムは、品質の点で劣っていたため、軍事向けの素材としては不適格であったことや、技術的な困難さのために挫折したのである。しかし、その後のアルミナーアルミニウム生産、技術面で寄与するところで大であった。
補体受容体シグナルによる神経新生制御の解明と臨床応用

補体受容体complement receptor 2(CR2)が神経幹細胞に発現しており、そのニューロンへの分化を負に制御していることを明らかにした。CR2欠損マウスの歯状回では神経新生が増加しており、CR2シグナルを抑制することにより神経新生を促進できる可能性が示唆された。補体受容体は標的細胞の貪食や破壊に関与する単球系細胞のみでなく、CR2 (complement receptor 2)にようにアストロサイトを代表とするグリア系細胞にも発現していることが報告されているが、その機能は不明であった。CR2欠損マウスにおいて、神経再生が増強していることや、初代培養神経幹細胞の増殖が抑制されることから、CR2シグナルは神経幹細胞を負に制御し、ニューロン/アストロサイトへの分化を制御している可能性が示唆された。CR2はC3dやIFN-αをリガンドとして、CD21/CD19などの血球系表面分子とサブユニットを形成することが分かっており、神経幹細胞においてもC3d刺激により下流シグナルであるAktを活性化していることが分かった。今後は直接分化を規定する因子を同定するため、siRNAによってCR2の発現を抑制し、上清中の神経栄養因子(BDNF, NT-3, NGF)や、サイトカインの産生を検討する。補体受容体はCR2のほかにCR3やCR4でも血球系表面分子であるCD11c,CD11bなどをサブユニットとしていることから、増殖・分化における血球系細胞との類似性を検索したい。またアルツハイマーモデルマウスであるAPP-Tgの神経幹細胞におけるCR2の発現変化やsiRNAによりCR2を抑制した神経幹細胞を移植することにより、CR2シグナルの病態における意義を検討する。一方CR3やCR4は単球系細胞に発現していることから、ミクログリアと神経幹細胞の相互作用にも補体受容体が関わっているものと仮定し、細胞解析を行う予定である。報告者らは補体受容体CR2 (complement receptor 2 ; CD21/CD19)が神経幹細胞に発現しており、その増殖・分化を負に制御していることを明らかにした。CR2欠損マウスの海馬では神経新生が増加しており、BrdU投与7日後ではastrocyte (BrdU+GFAP+)には変化がなく、neuron (BrdU+Dcx+)への分化が亢進していた。microglia (BrdU+Iba1+)のmigration、増殖には差はみられなかった。初代培養神経幹細胞をリガンドであるC3dあるいはIFN-αで刺激するとその増殖が抑制された。そこで、C3dをマウスの海馬に直接投与し7日後の神経新生を検討したところ、野生型マウスではBrdU+Dcx+細胞の減少が観察されたが、CR2欠損マウスでは変化はみられなかった。以上からCR2シグナルを抑制することにより神経新生を促進できる可能性が示唆された。CR2は末梢ではBリンパ球に発現しており、Aktの活性化を介して分化や抗体産生を制御している。神経幹細胞の増殖抑制におけるCR2下流シグナルについては、今後検討が必要と考えられる。SLE、HIV感染、種々の神経変性疾患など補体産生が亢進する病態において、症候性痴呆を呈することが知られている。神経幹細胞のCR2シグナルを制御することにより病態進行を制御できるものと考える。SLEモデルマウスやAPP-Tgマウスなどでの解析を検討し、今後の課題としたい。
インターロイキン2による自己免疫疾患治療の為の基礎的研究

リコンビナントインターロイキン2(γIL-2)を用いた全身性エリトマトーデス(SLE)及びシェーグレン症候群(SS)患者治療の為の基礎的実験を行った。SLE及びSS患者末梢血リンパ球を用い、IL-2産生能、IL-2リセプター発現につき検討した。SLE、SS患者ともTリンパ球のIL-2産生能、IL-2リセプター発現の双方に低下を認め、IL-2リセプターの発現はIL-2の添加により回復する事が確認された。Tリンパ球亜群のIL-2リセプター発現の検討では、サプレッサー/キラーT細胞群のIL-2リセプター発現低下が著明であり、この事がサプレッサーT細胞の機能低下に関与し、自己免疫機序の発生に関与するものと考えられた。そして、サプレッサーT細胞の機能もIL-2の添加により回復する事が確認された。B細胞のIL-2リセプター発現に関しては、成人T細胞白血病由来B細胞株・自己免疫疾患患者由来B細胞株を樹立し、各IL-2リセプターの発現、IL-2リセプター発現の調節機構、ゴールド免疫染色を用いた電顕的観察を行い、B細胞にもIL-2リセプターの発現がみられる事、B細胞機能がIL-2による調節をうけている事を示した。これらの実験結果は、自己免疫疾患に於けるIL-2リセプターの発現異常は、これら患者のT細胞のIL-2分泌低下に起因するものと考えられ、IL-2の機能は単にIL-2リセプター発現細胞を活性化するのみならず、IL-2リセプター自身の発現をも増強して機能するものと考えられる。我々は今回の実験に於いて、Tac抗原(IL-2リセプター-αchain・p55)のみを対象としたが、近年の研究により、βchain(p75)の存在が明らかとなった。今後はp75の研究を合わせ行い、更に自己免疫疾患治療の為の検討をする必要があると考える。リユンビナントインターロイキン2(rIL-2)を用いた全身性エリテマトーデス(SLE)及びシェーグレン症候群(ss)患者治療の為の基礎的実験を行った。SLE及びss患者末梢血リンパ球を用い、IL-2産生能、IL-2リセプター発現につき検討した。SLE、ss患者ともTリンパ球のIL-2産生能、IL-2リセプター発現の双方に低下を認め、IL-2リセプター発現はIL-2の添加により回復する事が確認された。Tリンパ球亜群のIL-2リセプター発現の検討では、サプレッサー/キラーT細胞群のIL-2リセプター発現低下が著明であり、この事がサプレーサーT細胞の機能低下に関与し、自己免疫機序の発生に関与するものと考えられた。B細胞のIL-2セプター発現に関しては、成人T細胞白血病由来B細胞株、自己免疫疾患患者由来B細胞株を樹立し、各IL-2リセプターの発現、IL-2リーセプター発現の調節機構、ゴールド免疫染色を用いた電顕的観察を行い、B細胞にもIL-2リセプターの発現がみられる事、B細胞機能がIL-2による調節をうけている事を示した。これらの実験結果は、自己免疫疾患に於けるIL-2リセプターの発現異常は、これら患者のT細胞のIL-2分泌低下に起因するものと考えられ、IL-2の機能は単にIL-2リセプター発現細胞を活性化するのみならず、IL-

2リセブター自身の発現をも増強して機能するものと考えられる。我々は今回の実験に於いて、Tac抗原(IL-2リセプターαchain・P55)のみを対象としたが、近年の研究により、βchain(P75)の存在が明らかとなった。今後はP75の研究と合わせ行い、更に自己免疫疾患治療の為の検討をする必要があると考える。
細胞死を起点とするダイイングコード授受の１細胞実時間イメージング

・細胞死に伴うダイイングコード放出の1細胞解析細胞膜透過性上昇(膜開孔)に伴うIL-1β放出は短時間で大量放出されるバースト様の放出を示すと予想され、実際、マクロファージ様株化細胞J774.1を用いた検討では、IL-1βは細胞上の数個所から局在して放出されること、また、その放出はバースト様であるがタイミングが個所でことなることなどが明らかになった。また、LPSによるプライミング及びpoly (dAdT)リポフェクションによるAIM2インフラマソームの活性化を不死化骨髄由来マクロファージ(iBMM)で誘導すると、通常は細胞死に伴うIL-1β分泌のみが見られるのに対し、L929やGM-CSFなどで分化培養したiBMMでは細胞死を伴わないIL-1β分泌が見られた。分泌動態解析を行うと、細胞死に伴うIL-1β分泌がバースト様であるのに対し、生きた細胞からは、継続的な分泌様式を示すことを発見した。CIAS1遺伝子1塩基置換に伴うNLRP3自発的発火によるインフラマソーム形成及びパイロトーシスの亢進によるIL-1β異常産生を背景としたクライオピリン関連周期熱症候群では、未治療の患者末梢血単球からの自発的なパイロトーシス、抗IL-1β抗体治療中の患者末梢血単球からのex vivoエンドトキシンチャレンジによる自発的なパイロトーシスが1細胞レベルで確認できた。・ダイイングコードを介した細胞間相互作用の1細胞解析ILC2は腸管や気道において寄生虫により上皮細胞が損傷して生じるIL-33を感受し、2型サイトカインを分泌することで、好酸球の集積、杯細胞過形成を誘起し、寄生虫の排除を促すと共にTh2細胞が成熟しやすいサイトカイン環境を作り出すとされている。本研究においては、これまで詳細がわかっていなかったIL-33受容初期のILC2のサイトカイン応答を1細胞粒度で検出することに成功した。28年度が最終年度であるため、記入しない。<研究の目的>本研究は、細胞死を起点とする生体制御ネットワークを媒体するダイイングコードの放出動態を1細胞レベルで実時間計測する。これにより、詳細が未知であるダイイングコードの放出メカニズムや細胞死制御機構との時相関および細胞間のばらつきに関する定量的情報を提供する。さらに、分子拡散を空間的に制御したマイクロチップを利用し、ダイイングコードが媒介する細胞間相互作用を定量的に捉えることを目指す。<研究実績>本年度は、研究計画に従い、まずは2種類のサイトカインの分泌を同時に測定する系を立ち上げた。また、定量的な分泌時間変動を測定可能とするため、励起光学系をこれまでのlaser-TIRFシステムからLED-TIRFシステムに変更し、抗体・抗原結合の数理的解析を導入することで、どのタイミングでどの程度の量が分泌されるのかを相対的な値ではあるが記述することが可能となった。このシステムを用いてマウスマクロファージ様細胞であるJ774.1にLPSプライミング後AIM2インフラマソーム活性化刺激を与えるとパイロトーシスとともにIL-1βの分泌が短い時間に過渡的に生じる事が示された。さらに2段階にわたるピークも見出され、パイロトーシスに伴うILー1β分泌は可逆的な膜開孔が生じた際に放出される可能性が示唆された。一方で、不死化骨髄マクロファージ細胞であるiBMMを用いた場合には、同条件で刺激すると、ある割合で細胞死染色陰性かつ遊走を続ける生細胞からの検出可能な大量のIL-1β分泌が確認された。この事から、ILー1βの分泌機構は従来の想定通り複数存在する事が直接的に確認されたが、より詳細な統計量を得るために広域全反射照明システムの構築を進めている。並行して、本年度はダイイングコードの一種であるIL-33が誘導するILC2による2型免疫応答を1細胞レベルで可視化する事に成功した。本年度は、研究計画書に記載した2色同時測定法の確立及び定量的測定法・定量的解析法の確立により、分泌活性を分単位で観測する事に成功している。開発した技術を用いたIL-1β分泌の測定では、細胞死を伴う場合と伴わない場合というダイイングコードの本質に関わる分泌様式の違いを見出す事が出来た。しかしながら、同時可視化のための別種ダイイングコードの候補としていたIL-18は細胞腫により発現が異なっている可能性が文献検索により明らかとなり、同時可視化には至っていない。本年度当初より計画・開発を進めている高感度型の導波路装置は、プロトタイプの購入を終了し、調整・修正を続けている。課題として、励起光源の出力不足が挙げられ、500 mWから1 Wクラスの630nm660nm光源が必要である。しかしながら、一般に販売されているレーザー等では300万円程であり、資金不足により解決に至っていない。現在、出力安定性が保証されない安価なレーザーを試作出来ないか交渉している。一方、次年度に予定しているダイイングコードを介した細胞間コミュニケーションの題材として、本研究ではILC2細胞を提案したが、本年度において、ダイイングコードの一種であるIL-33およびIL-25によって2種類の2型サイトカインIL-5、IL-13の分泌が検出可能である事を見出している。・細胞死に伴うダイイングコード放出の1細胞解析細胞膜透過性上昇(膜開孔)に伴うIL-

1β放出は短時間で大量放出されるバースト様の放出を示すと予想され、実際、マクロファージ様株化細胞J774.1を用いた検討では、IL-1βは細胞上の数個所から局在して放出されること、また、その放出はバースト様であるがタイミングが個所でことなることなどが明らかになった。また、LPSによるプライミング及びpoly (dAdT)リポフェクションによるAIM2インフラマソームの活性化を不死化骨髄由来マクロファージ(iBMM)で誘導すると、通常は細胞死に伴うIL-1β分泌のみが見られるのに対し、L929やGM-CSFなどで分化培養したiBMMでは細胞死を伴わないIL-1β分泌が見られた。分泌動態解析を行うと、細胞死に伴うIL-1β分泌がバースト様であるのに対し、生きた細胞からは、継続的な分泌様式を示すことを発見した。CIAS1遺伝子1塩基置換に伴うNLRP3自発的発火によるインフラマソーム形成及びパイロトーシスの亢進によるIL-1β異常産生を背景としたクライオピリン関連周期熱症候群では、未治療の患者末梢血単球からの自発的なパイロトーシス、抗IL-1β抗体治療中の患者末梢血単球からのex vivoエンドトキシンチャレンジによる自発的なパイロトーシスが1細胞レベルで確認できた。・ダイイングコードを介した細胞間相互作用の1細胞解析ILC2は腸管や気道において寄生虫により上皮細胞が損傷して生じるIL-33を感受し、2型サイトカインを分泌することで、好酸球の集積、杯細胞過形成を誘起し、寄生虫の排除を促すと共にTh2細胞が成熟しやすいサイトカイン環境を作り出すとされている。本研究においては、これまで詳細がわかっていなかったIL-33受容初期のILC2のサイトカイン応答を1細胞粒度で検出することに成功した。本年度見出した生きた細胞からのILー1β分泌は非常に重要な課題であり、再現性・細胞腫間の違い、分泌メカニズムの同定を進めたいと考えている。特に、分泌メカニズムにおいては、本領域で配布されている阻害剤を用いた検討を進めたいと考えている。本年度は、パイロトーシス以外の細胞死におけるダイイングコードの分泌を可視化するには至らなかった。しかしながら、領域内共同研究においてネクロトーシスに伴うHMGB1の分泌の可視化の準備を進めており、ヒトHMGB1において、感度はあまり高くないが実時間測定に耐え得るアフィニティーの抗体セットを選別する事が出来ている。次年度においては、実際にネクロトーシスした細胞からのHMGB1検出に挑みたいと考えている。ダイイングコードを介した細胞間コミュニケーションに関して、すでにILC2のサイトカイン応答は可視化できており、次年度は細胞死に伴うIL-33産生を行う細胞腫の選定および共存方法を検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。