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疎水環境下の水の相転移および疎水効果

球形粒子系の最密充填構造と相図分子動力学シミュレーション及びエネルギー極小構造解析によって,不均一系の多様な相挙動は水などの複雑液体に限らず,円筒状細孔内に拘束されたアルゴンのような単純液体にも見られることを明らかにした.まず,シミュレーションによって得られた構造の解析から,最密充填構造は三角格子の折り畳み方法と一対一対応するという予想を提案した.これより,なぜ直径の変化とともに,様々な準一次元結晶構造および螺旋構造が現れるのかが説明できた.第二に,長距離相互作用が存在しなくても準一次元系において一次相転移的相変化が観測されることを示した.さらに圧力-直径面および温度-直径面の相図が正確に得られ,低温では鋭い相境界が存在し,高温になると境界が明確でなくなることを明らかにした.カーボンナノチューブ内の水の構造と相挙動カーボンナノチューブ内の水の分子動力学シミュレーション及びエネルギー極小構造解析によって,これまでに報告のない準一次元氷の構造を複数見いだし,それらの固相が係わる水の相転移挙動を明らかにした.今回見つかった氷の構造は外層を形成する水とその内部に存在する水からなり,Filled ice nanotubeと呼ぶことができる.外層の構造を開いて二次元にすると四角格子となる点は,以前我々が見いだしたN角形型アイスナノチューブと同様であるが,四角格子の巻き方により,結晶構造と螺旋構造が合われることが明らかになった.外層の内側に存在する水は秩序構造をとらないことが明らかになった.線張力の理論疎水性表面の濡れ現象と密接に関連する線張力の理論的計算を行った.ギブズの表面吸着式を単純に線吸着に拡張した式では,線張力が接触線の位置の選び方に依存するという結果をもたらす.この最近明らかになった事実を説明するために,新しい線吸着の式を導いた.また平均場密度汎関数モデルの数値計算を行い,以上の事実と新しい吸着式の妥当性を確認することができた.1.カーボンナノチューブ内に拘束された水の相挙動を分子動力学法に基づき温度、圧力、直径を変化させて計算し、液体-固体および固体-固体相平衡曲面の構築を試みた。大規模な計算の一部が終了した段階であり、全体像をつかむには至っていないが、いくつか新たな知見が得られた。第一に、ナノチューブの直径が10Å以下の系に関しても液体固体間の一次相転移が観測された。直径の減少に伴い融点が低下し、ある直径以下では相転移が存在し得ないという通説が、極端に小さい直径に関しては成り立たないことをこれは例示するものである。第二に、ある直径に関して、1GPa付近およびそれ以上の高圧領域においてはねじれ構造をもつ新規なアイスナノチューブが生成することが明らかになった。これはナノスケールの準一次元空間での多様な固体相の存在を新たに示唆するものである。2.疎水効果が発現する温度・圧力範囲を解明するために、解析的に解くことの可能な格子模型を提案した。このモデルは以前我々が提案し研究を行った疎水性水和のモデルを拡張したものであり、圧力効果を調べることができる。このモデルに基づく研究から次のようなことが明らかになった。第一に、定圧条件下で溶媒和自由エネルギーが極大を示す温度T_1は、疎水性溶質間の平均力ポテンシャルが極小となる温度T_2よりも高温側にあることが示された。第二に、圧力の関数として温度T_1およびT_2を調べ、圧力の増加とともに両温度がほぼ線形に低下することがわかった。第三に、温度圧力平面で溶媒和自由エネルギーと溶質間平均力ポテンシャルとの間を調べたところ、曲線T_2(P)の低温領域において単一の線形関係が成立することがわかった。これは以前我々が指摘した線形関係が温度圧力平面内の低温低圧領域で普遍的に成立することを示唆するものである。1.準二次元水の相図スリット状細孔内に拘束された水の熱力学状態は温度・圧力・細孔幅の三つの熱力学変数で指定される.したがって相図も三次元熱力学空間内で定義され,2相共存領域は曲面,3相共存領域は曲線となる.広範な熱力学条件における分子動力学シミュレーションの結果および準二次元系に拡張したクラペイロンの式から,この系の2種類の固体相を含む相図を明らかにすることができた.この相図には二つのドーム状の領域が存在し,その各々が単層氷と二層氷(あるいは二層アモルファス)の安定領域を示す.単層氷の基本構造は四角格子であり,その残余エントロピーは,分子数の平方根に比例し,したがって分子当たり0である.この相図はそれぞれの固相に対して最も高い融点を与える細孔幅が存在することを示している.また二つの固相が安定に存在する領域は温度200Kまで重なりを示さず,その細孔幅では極低温まで水が結晶化しない可能性が示された.より大きな細孔幅でもバルク氷とは別の固相が存在する可能性は少なくなく,今後研究を進める予定である.2.球形粒子系の最密充填構造と相図分子動力学シミュレーション及びエネルギー極小構造解析によって,不均一系の多様な相挙動は水などの複雑液体に限らず,円筒状細孔内に拘束されたアルゴンのような単純液体にも見られることが明らかになった.第一に,ある細孔径以内では,最密充填構造は三角格子の折り畳み方法と一対一対応するという予想を提案した.

これより,なぜ直径の変化とともに,様々な準一次元結晶構造および螺旋構造が現れるのかが説明できる.第二に,長距離相互作用が存在しなくても準一次元系において一次相転移的相変化が観測されることを示した.さらに圧力-直径面および温度-直径面の相図が正確に得られ,低温では鋭い相境界が存在し,高温になると境界が明確でなくなることが明らかになった.球形粒子系の最密充填構造と相図分子動力学シミュレーション及びエネルギー極小構造解析によって,不均一系の多様な相挙動は水などの複雑液体に限らず,円筒状細孔内に拘束されたアルゴンのような単純液体にも見られることを明らかにした.まず,シミュレーションによって得られた構造の解析から,最密充填構造は三角格子の折り畳み方法と一対一対応するという予想を提案した.これより,なぜ直径の変化とともに,様々な準一次元結晶構造および螺旋構造が現れるのかが説明できた.第二に,長距離相互作用が存在しなくても準一次元系において一次相転移的相変化が観測されることを示した.さらに圧力-直径面および温度-直径面の相図が正確に得られ,低温では鋭い相境界が存在し,高温になると境界が明確でなくなることを明らかにした.カーボンナノチューブ内の水の構造と相挙動カーボンナノチューブ内の水の分子動力学シミュレーション及びエネルギー極小構造解析によって,これまでに報告のない準一次元氷の構造を複数見いだし,それらの固相が係わる水の相転移挙動を明らかにした.今回見つかった氷の構造は外層を形成する水とその内部に存在する水からなり,Filled ice nanotubeと呼ぶことができる.外層の構造を開いて二次元にすると四角格子となる点は,以前我々が見いだしたN角形型アイスナノチューブと同様であるが,四角格子の巻き方により,結晶構造と螺旋構造が合われることが明らかになった.外層の内側に存在する水は秩序構造をとらないことが明らかになった.線張力の理論疎水性表面の濡れ現象と密接に関連する線張力の理論的計算を行った.ギブズの表面吸着式を単純に線吸着に拡張した式では,線張力が接触線の位置の選び方に依存するという結果をもたらす.この最近明らかになった事実を説明するために,新しい線吸着の式を導いた.また平均場密度汎関数モデルの数値計算を行い,以上の事実と新しい吸着式の妥当性を確認することができた.
MEKのSUMO化によるERK経路の制御機構と発癌における異常の解明

ERK経路(Raf-MEK-ERK)は増殖や分化のみならず、癌をはじめとする様々な疾患に深く関与する。我々は最近、MEKがSUMO化修飾を受ける事を新たに見出した。そこで、本研究ではその生理的意義と疾患への関与を検証した。その結果、SUMO化されたMEKはキナーゼ活性が著しく低下していた事から、MEKのSUMO化はERK経路を負に制御している事が明らかとなった。また、癌遺伝子RasはMEKのSUMO化を阻害する事を見出した。従ってRasは、Rafの活性化のみならずMEKの脱SUMO化を行う事で、ERK経路の異常活性化と発癌を強く惹起している事が示された。申請者らは最近、MEKのSUMO化によるERK-MAPK経路の負の活性制御機構を発見し、また癌遺伝子Rasによるその破綻が発癌を促進する事を明らかにした。しかしながら、癌や重篤な疾患におけるERK経路の異常活性化の詳細な機構については、未だ不明な点が多く残されている。申請者らは、先天性Ras-MAPK症候群や孤発性癌で認められるMEK点変異体に着目し、同変異体によるERK経路の異常活性化機構及び発癌・発症メカニズムの解明を試みた。本年度は、これらMEK点変異体の機能的解析を重点的に行い、その高活性型への変換の分子メカニズムについて重点的に検討した。これらのMEK点変異はキナーゼ活性を著しく増強する事が知られているが、申請者らはこれらの点変異がMEKのSUMO化異常を誘導している事を新たに見出した。そこで、これらMEK点変異体のSUMO化をUFDS法により人工的に回復させたところ、同変異体による細胞の悪性形質転換能が有意に抑制される知見を得た。次に、孤発性癌におけるMEK点変異体の異常活性化機構について、in vitro及びin vivo両面から検討した。その結果、孤発性癌由来のMEK点変異は、MEK-SUMO化異常に加えて、自身のキナーゼ活性を亢進する特殊な分子機構により、異常活性化能を獲得している事を見出した。以上の結果から、Ras-MAPK症候群や孤発性癌におけるMEK遺伝子の点変異は、MEK活性を特異的に亢進する二重の機構により、ERK経路の正常な活性化を破綻させる事で、個体の発生異常や発癌促進に寄与している事が強く示唆された。しかしながら、癌をはじめとした重篤な疾患で見られるERK経路の異常活性化機構については、未だ不明な点が多く残されている。前年度の研究成果を基に、本年度は悪性黒色腫や大腸癌、Ras-MAPK症候群で新たに同定されたMEK点変異体に着目し、そのキナーゼ活性への影響と分子メカニズム、および細胞増殖・発癌への影響について、in vitro・in vivo両面から解析した。まず、各種MEK変異体のリコンビナント蛋白質を大腸菌発現系より精製し、in vitroにおけるERKリン酸化活性を測定した。その結果、これまでに検討した他のMEK変異体と同様、これら新規MEK変異体においても非常に強いERKリン酸化能が確認され、更にその活性が自身の活性化ループのリン酸化に依存しない事が明らかとなった。次に、in vitroでのMEK-SUMO化アッセイを行った所、これらMEK変異体のSUMO化効率が野生型MEKよりも著しく抑制されている事が分かった。また、これらMEK変異体をMEF(MEK1遺伝子欠損)に安定に発現させた細胞株では、その増殖率の有意な亢進が観察された。また、軟寒天培地におけるコロニー形成能を比較する事で、足場非依存性増殖能、即ち悪性形質転換効率を比較・検討した所、孤発性癌由来のMEK変異体を発現する細胞株では著明なコロニー形成率の増進が確認された。以上の結果から、Ras-MAPK症候群や孤発性癌で観察されるMEK遺伝子の点変異は、二重の機構により細胞内で強い恒常的活性化能を獲得しており、ERK経路の正常な活性制御を破綻させる事で、個体の発生異常や発癌促進に寄与する事が明らかとなった。異常活性型MEK点変異体による発癌・発病の分子メカニズムについて、本年度はin vitroおよびin vivoにおける各変異体のキナーゼ活性の機能解析、及び軟寒天培地での悪性形質転換実験を中心的に行うことにより、新たな知見を得る事に成功した。また本研究の過程で、MEK特異的阻害剤に関する新たな知見を得た。

これは、本研究をより具体的な癌治療研究へと発展させる上で、極めて重要な意味を有していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。異常活性型MEK点変異体のSUMO化異常が、各種癌遺伝子の悪性形質転換能の増強に寄与しているか確認するため、軟寒天培地上でのコロニー形成実験により検討する。さらに、UFDS法を用いたMEK点変異体のSUMO化の回復により、同発癌活性が抑制され得るか検討する。また、MEK阻害剤による新規知見については臨床応用への可能性を考慮し、必要な基礎的情報をin vivo/vitro両面から得るべく、実験系の確立を行う。また、MEKの脱SUMO化を担うSUMO-Proteaseの癌病態への関与について、培養細胞への遺伝子導入等の検討を行い、確認する。さらに、SUMO化不能MEK点変異体を発現するノックインマウスを作出し、個体形成や易発がん性について組織学的に解析を行う。
エピジェネティックな発現制御による新規放射線耐性獲得メカニズムの解明

我々は、出芽酵母において、SIR3, SIR4の欠損により、X線耐性になることを見出した。この欠損により獲得したX線耐性能は非常に強く、既知のDNA修復機構では説明出来ないレベルであった。そこで、本研究において、上記X線耐性を獲得した際の、原因遺伝子の同定と、耐性獲得メカニズムの分子レベルでの解明を目指した。X線照射時に野生株と比較してsir2-del株では生存率に変化はなく、sir3-del、またはsir4-del株では高い耐性を示した。そこで、発現量の変動した遺伝子をピックアップするために、野生株、sir2-del株、sir3-del株、sir4-del株においてX線照射前とX線を100Gy照射した際の発現量の変化を、マイクロアレイ法を用いて解析した。得られた結果をもとに、候補遺伝子を絞り込んだ。同定した遺伝子に関して、RT-PCRを行い、リアルタイムPCRを用いマイクロアレイの結果と一致するか発現量変化を正確に定量した。次に、Flag-tagを融合したタンパク質を作る酵母株を作製し、抗Flag抗体を用いたウエスタンブロッティング法により、sir3-del株、sir4-del株におけるタンパク質量の変化を定量した。また、抗Sir3抗体を用いたChIP on chip解析により染色体上におけるSir3新規存在量領域を同定し、上記で絞り込んだ遺伝子の中で、Sir3タンパク質存在領域の内部あるいは近傍に存在する遺伝子を絞り込んだ。さらに、我々はDNA損傷修復機構ではない新たなX線耐性獲得機構が存在すると考えているため、絞り込んだ遺伝子のうち、既知の修復遺伝子を排除した。また、分離した候補遺伝子群の中で、既に報告されている機能に注目し相関関係があるか独自に作成したソフトを用い様々な視点から解析し、機能的に分類した。研究実績の概要に記載したように、当初の研究通り、研究が進んでいるため。当初の研究計画通り、最初に絞り込んだ候補遺伝子の破壊株を作製し、X線照射後の生存率を測定する。また、sir3-del株、sir4-del株との2重破壊株も作製し、同様にX線照射後の生存率を測定する。本解析により、X線耐性獲得に直接的に関わる遺伝子と、間接的に関わる遺伝子が分離できる。また、過剰発現株を作製し、X線照射後の生存率を測定する。SIR3及びSIR4存在下で、過剰発現によりX線耐性を獲得していれば、その遺伝子がX線耐性獲得の原因遺伝子である。また、2015年に、出芽酵母において薬剤により膜タンパク質を処理するとX線照射後の生存率が変化することが報告された(Cao G et al.,(2015)J.Rad.Res)。我々の絞り込みで膜タンパク質に関わる因子が分離されれば、膜構造とX線耐性獲得の関係に関して優先的に解析を進める。

我々の絞り込みで膜タンパク質に関わる因子が分離されれば、膜構造とX線耐性獲得の関係に関して優先的に解析を進める。当初購入を予定していた物が予定より安く購入できたため、35662円の残高が出たが、次年度に培地、酵素等を購入することにより使用予定である。
生体機能における組換えの基本機構

本重点領域研究は、計画班として「組換え機構の分子的基礎」と「生理機能の発現と組換え機構」を研究する各8名からなる2班を組織し、更に公募研究14課題を加えて発足した。6月3日に総括班主催の第1回全体会議を関西セミナ-ハウスで開催し、班員全員がこれまでの研究経過と研究計画を発表し討論した。これに引きつずき第6回ワ-クショップ「遺伝的組換えとその制御」を2日間にわたり主催し、本重点領域研究担当者以上の研究者を含めて討論を行なった。これによって本重点領域研究の全体像を明確にした。7月28日から8月2日まで、米国Vermont州で、FASEB主催の“Genetic Recombination and Genome Rearrangements"をテ-マとした国際会議が開催された。定員150名のところに250名の応募があり参加者の選抜が行なわれた。この会議には本重点領域研究から8名が選ばれて参加し4人が講演を行ない、また全員がポスタ-発表を行ない多大の反響を呼んだ。12月には本重点領域研究の研究計画について国際的視野からの評価をお願いするために、米国から水内清博士(NIH)と坂野仁博士(カリホルニヤ大、バ-クレイ校)を総括班会議に招待した。会議では我が国の研究内容評価の甘さが強く指摘された。また両博士と大坪栄一博士(東大・応微研)を講演者に迎えた公開講演会を12月17日に福岡市、サンパレスで開催した。この講演会には、450名に及ぼ参加者があり、見事な研究内容の講演で大きな感銘を与えた。本年度の研究のまとめとして1月16・17の両日、第2回全体会議を大阪ガ-デンパレスで開催し研究発表・討論を行なった。その発表要旨と一年間の研究業績を冊子としてまとめ関係者に配付した。またニュ-スレタ-を2回発行した。
発癌機構におけるCキナーゼ及びチロシンキナーゼによる蛋白質リン酸化反応の意義

Cキナーゼとチロシンキナーゼはともに細胞増殖機構において、重要な役割を担うと考えられている。我々はこの二つの蛋白質リン酸化反応の意義を解明するため以下の研究を行った。1).チロシンキナーゼ阻害剤の検索:環状ヌクレオチド依存性蛋白質リン酸化酵素の活性中心がPP【60^(src)】らチロシンキナーゼの活性中心に類似するとの報告により環状ヌクレオチド依存性蛋白質リン酸化酵素阻害剤H-8とその誘導体のPP【60^(src)】、PP【130^(fps)】等への作用を検討した結果、H-8を始めとするイソキノリンスルフォナマイト誘導体はいずれも弱いチロシンキナーゼ阻害作用しか有せず、環状ヌクレオチド依存性酵素とチロシンキナーゼのATP結合部位の差異が示唆された。2) Cキナーゼ活性化機構と細胞増殖:発癌プロモーターTPAがCキナーゼの受容体と関連することが近年明らかとなっているが、我々はTPAとリン脂質の複合体がCキナーゼを急速に失活させ得ることを見出した。この反応はATPあるいはCキナーゼのATP結合部位に結合するH-7の共存下では起り難い。この反応とTPAの発癌作用との関連を更に検討していく必要がある。3) Cキナーゼ阻害剤H-7の抗癌作用の検討:Cキナーゼは血小板や膵細胞の顆粒放出反応に関与することが知られている。我々はp388白血病細胞が取込んだ抗癌剤ビンクリスチンがTPA刺激により、細胞外へ放出されることを見出した。この反応にもCキナーゼが重要な役割を果す可能性が推察されたので、Cキナーゼ阻害剤H-7をこの白血病細胞の培養液に添加したところ、ビンクリスチンの放出が阻害された。以上のことより、Cキナーゼ阻害剤H-7はビンクリスチンと併用することにより白血病細胞内のビンクリスチン濃度を高める作用を有し、今後臨床薬として応用し得る可能性が示唆された。
超拡大内視鏡を用いた内視鏡的組織診断法の確立と自動診断への応用

光学顕微鏡と同様の原理で観察可能な超拡大内視鏡による最適観察条件の検討から、最適な染色液は、食道(重層扁平上皮)では1%メチレンブルー60秒染色が、胃、大腸(円柱上皮)では0.2%トルイジンブルー60秒染色であるとの結論を得た。この結果を生体ビーグル犬に適用したところ、食道、大腸では安定して良好画像が得られたが、胃では各種蛋白分解酵素を前処置に用いるも厚い粘液層の影響で観察条件が安定せず、以後は食道を中心に検討を行った。ヒトにおいても切除臓器と生体観察の超拡大内視鏡所見が相同であることを確認した後、水平断におけるH&E染色の病理所見と超拡大内視鏡所見が極めて類似しており、従来からの病理診断が超拡大内視鏡診断に応用可能であることを明らかにした。正常部では、均一な小型核を有する扁平上皮細胞が規則正しく配列している一方、癌部では、不均一の大型核を有する癌細胞が密に増殖して観察されるため、超拡大内視鏡画像の核密度をコンピューター解析することで、正常部と癌部を自動診断できる可能性があることを示唆する新知見も得た。19年度は、まず、フタ新鮮切除臓器(食道、胃、大腸)を多数購入し、超拡大内視鏡(450倍の拡大により細胞や核観察ができるレベルの拡大内視鏡)観察時の最適な染色液の選定を行った。臨床使用可能な細胞染色液は限られているものの、安全性の面から実際に色素内視鏡で使用される機会がある、メチレンブルー、トルイジシブルー、クリスタルバイオレットを検討対象とし、もしこれらの染色液で良好な画像が得られなければ、他の染色液を模索することとした。染色性に影響を与える因子として、染色液の濃度、および、暴露時間が想定されたため、市販されている原液濃度(5%メチレンブルー、1%トルイジンブルー、1%クリスタルバイオレット)から1倍、2倍、5倍と希釈し、暴露時間を10,30,60,90秒と変えて細胞観察の検討を行った。客観性を保つため、異なる観察者での観察、同一観察者による異時観察を行った.結果として、重層扁平上皮である食道と円柱上皮である胃、大腸では最適な染色液が異なり、食道では1%メチレンブルー60秒染色が、胃、大腸では0.2%トルイジンブルー60秒染色との結論が得られた。この結果を踏まえて生体ビーグル犬を用いたin vivo実験に移行した。全身麻酔下のビーグル犬に対して、上記条件で超拡大内視鏡観察を行ったところ、食道、大腸ではきれいな染色画像が得られ、生体下での細胞観察が可能であったが、胃では切除臓器とは異なり、厚い粘液層の除去が不十分のためか、もしくは、持続的に粘液が産生されているためか、染色性が悪く生体下での細胞観察が不可能であった。以上から、20年度は胃における前処置法の検討とともに、食道、大腸ではヒトでの検討を進めていく予定である。19年度に得られた知見では、超拡大内視鏡(450倍の拡大により細胞や核観察ができるレベルの拡大内視鏡)観察時の最適な染色液は、重層扁平上皮である食道と円柱上皮である胃、大腸では異なり、食道では1%メチレンブルー60秒染色が、胃、大腸では0.2%トルイジンブルー60秒染色が最適であるとの結論であった。ただ、ここで得られた知見は切除臓器によるものであったため、in vivo条件である全身麻酔下ビーグル犬で超拡大内視鏡観察を行ったところ、食道、大腸では安定した良好画像が得られたが、胃では切除臓器とは異なり、厚い粘液層の除去が不十分のためか、もしくは、持続的に粘液が産生されているためか、染色性が悪く細胞観察が不可能であった。以上から、20年度は、胃における前処置法の検討を第一に行ったが、蛋白分解酵素であるプロナーゼの使用をはじめ、様々な前処置を試行したにもかかわらず、生態観察では安定した良好画像を得ることができず、胃における超拡大内視鏡観察の更なる検討は断念せざるを得なかった。引き続き、20年度の残期間を利用して生体でも良好な画像が得られた食道における詳細な検討に移行した。

ヒトにおいても切除臓器と生体観察の超拡大内視鏡所見が相同であることを確認した後、切除臓器を用いた検討から、水平断におけるH&E染色の病理所見と超拡大内視鏡所見が極めて類似しており、従来からの病理診断が超拡大内視鏡診断に応用可能であることを明らかにした。正常部では、均一な小型核を有する扁平上皮細胞が規則正しく配列している一方、癌部では、不均一の大型核を有する癌細胞が密に増殖して観察された。さらに、超拡大内視鏡観察で得られた画像の核密度をコンピューター解析することで、正常部と癌部を自動診断できる可能性があることを示唆する新知見も得られた。内視鏡受診者の約15%が生検不能な抗血栓薬内服中である高齢化社会を迎え、生検無しで瞬時に診断が可能な超拡大内視鏡診断、さらに病理学知識のない内視鏡医でも診断可能な自動診断の確立が望まれる。本研究では、光学顕微鏡と同様の原理で観察可能な超拡大内視鏡による最適観察条件の検討よりはじめ、最適な染色液は、食道(重層扁平上皮)では1%メチレンブルー60秒染色が、胃、大腸(円柱上皮)では0.2%トルイジンブルー60秒染色であるとの結論を得た。切除臓器での本検討を生体ビーグル犬に適用したところ、食道、大腸では安定した良好画像が得られたが、胃では各種蛋白分解酵素を前処置に用いるも厚い粘液層の影響で観察条件が安定せず、胃における更なる検討は断念し、以後は食道を中心に検討を行った。ヒトにおいても切除臓器と生体観察の超拡大内視鏡所見が相同であることを確認した後、水平断におけるH&E染色の病理所見と超拡大内視鏡所見が極めて類似しており、従来からの病理診断が超拡大内視鏡診断に応用可能であることを明らかにした。正常部では、均一な小型核を有する扁平上皮細胞が規則正しく配列している一方、癌部では、不均一の大型核を有する癌細胞が密に増殖して観察されるため、超拡大内視鏡画像の核密度をコンピューター解析することで、正常部と癌部を自動診断できる可能性があることを示唆する新知見も得た。本研究期間中、超拡大内視鏡自体に、鉗子口から挿入するプローブタイプ(従来型)から通常拡大内視鏡に組み込まれた一体型内視鏡への技術革新がみられ、従来型画像と一体型内視鏡画像の相同性を確認し、実際の臨床例において、通常白色光観察、NBI観察、拡大観察、本超拡大観察により、食道における良悪性の質的診断、範囲診断、深達度診断が可能であることをパイロット的に確認した。今後は臨床例の集積による更なる有用性の検討と自動診断法の確立を行う予定である。
ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９封入高分子集合体の構築と生体内デリバリーへの挑戦

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
同種および異種多核金属錯体触媒の創成と協奏的触媒反応の開発

エステルは最も基本的な官能基の一つであり、天然物、医薬品、機能性物質を始めとした多くの化合物に含まれている。また、特にメチルエステルやエチルエステルといった低級エステルは安定で安価、かつ取り扱い容易であるといった性質から合成原料・中間体として汎用されている。本代表者は、トリフルオロ酢酸架橋亜鉛四核クラスターZn_4(OCOCF_3)_6Oを触媒としたカルボニル基活性化を鍵とする合成反応開発を昨年度に引き続き研究を行い、低級エステルからより複雑なエステルへの変換反応である触媒的エステル交換反応を見いだした。本触媒1.25mol%の存在下、メチルエステルと20mol%過剰のアルコールをジイソプロピルエーテル溶媒中還流することで対応するエステルを得ることが出来た。この反応の特筆すべき点としては、高収率であることが挙げられる。一般にエステル交換反応は平衡反応であり、高収率を得るためには大過剰のアルコール・低級エステルが必要であったり、ビニルエステルの様な特殊なエステルを原料に用いたりすることが必要であるが、本エステル交換反応においては特別に厳しい条件を必要とせず、最高99%の高収率を達成することが出来た。これはジイソプロピルエーテルが共生するメタノールと共沸していることで効率的に反応が進行するためであると考えられる。反応条件が非常に穏やかなであることから、本反応は多くの官能基、保護基を損なうことなく反応が進行する特徴を持ち、広い基質一般性を達成することに成功した。これは触媒のクラスター構造による基質の協同活性化作用および電子吸引性のトリフルオロ酢酸配位子により低温においても活性を維持できるためであると考えている。高選択的な遷移金属触媒反応の開発において触媒前駆体となる金属錯体の独創的かつ合理的な分子設計が最も重要である。また、その結果はしばしばこれまで用いられてきた合成反応ルートを一変させることがあり、基礎と実用の両面から活発に研究されている。生理活性物質は、金属酵素をはじめとする多くの酵素群により巧みに代謝(合成と分解)制御されている。金属酵素の注目すべき特徴は、多くの場合、金属が1つでなく2つ以上が協奏的に作用し、エステル結合やアミド結合などの合成と分解を行っていることである。たとえば、ペプチド結合の分解を担う金属酵素(アミノペプチダーゼ)は、2つの亜鉛が隣接した構造をとっている。このような金属酵素の触媒活性部位を参考として、同種および異種の金属から成る多核化金属錯体を合成し、人工酵素と呼ぶに相応しい新触媒反応の開発を目的としている。われわれは、亜鉛の4核クラスター錯体Zn_4(・-0)(OCOCF_3)_6(1)が、カルボン酸、エステル、ラクトンとアミノアルコールから触媒的にオキサゾリンを合成する優れた触媒になることを見いだした。さらに、亜鉛クラスター錯体1が、アルコールおよびアミンの競争的アシル化反応において、アルコール選択的にアシル化反応が進行することを見いだした。有機合成反応では、アミンのアシル化のみが進行することがよく知られており、このような官能基選択性は達成できないと考えられてきたが、独自に開発した多核化金属錯体を触媒とすることで初めて実現できた。これらの優れた触媒機能は、アミノペプチダーゼやエステラーゼの活性部位と類似した"Zn-O-Zn"構造を持つことによると考えられ、他の有用生理活性物質合成反応の触媒となり得る成果である。
ファシズム時代のイタリアにおけるスポーツ政策-第12回オリンピック競技大会の招致をめぐって-

本年度は、イタリアのローマを訪問し、1)ローマ市公文書館、2)イタリア・オリンピック委員会を中心に史料収集を行った。収集した史料を検討・分析した結果、以下のことが明らかになった。1)1934年にローマで開催され、イタリアが優勝したサッカー・ワールドカップの成功は、政治体制がスポーツにどの程度のものを提供することができ、また、スポーツが、そのイメージにおいて政治体制にどのくらいの見返りを供与できるのかを証明した。2)このサッカー・ワールドカップの経験により、ムッソリーニ率いるファシスト党は、オリンピック大会を宣伝のための理想的な機会と捉え、大会開催のために適切な財源以上の支援を行った。3)しかしながら、イタリアは、最終的には外交的理由から、1940年第12回オリンピック大会の開催候補地からローマを取り下げ、東京に譲ることを決定した。そしてローマは、次期1944年のオリンピック大会の開催を目指し、日本がそれを支援することになる。4)1935年2月のムッソリーニと副島・杉村会談により、ローマの譲歩が約束された後、ローマ市長からは、ローマが1940年第12回大会の立候補を取下げる旨を伝える書簡が、IOC会長バイエ・ラトゥール(Baillet-Latour)に宛てて送られた。本研究によって、1940年第12回オリンピック大会の招致に関するローマの立候補辞退ならびに東京への譲渡(支援)について、従来の日本側の文献史料では十分明らかにできなかった、イタリア側の経緯について、IOCおよびイタリアに所蔵された文献史料より明らかにした。特に、イタリアにおける、1934年サッカー・ワールドカップの経験より得られたスポーツと政治体制の相互関係と、外交の道具としてのスポーツ(オリンピック大会)のあり方が注目された。本年度は、資料収集およびそれらの整理作業に多くの時間と労力を費やした。海外では、スイスのローザンヌにあるIOCオリンピック研究センターを訪れ、研究対象とする時期の資料を収集した。ここでは主として、イタリアとIOCとの往復文書、特にイタリアIOC委員と当時のIOC会長(Baillet-Latour)との往復書簡、第12回大会の招致に関する立候補都市ローマに関する文書、Baillet-Latourの書簡等を収集した。検討の結果、ムッソリーニらイタリア政府関係者とIOCとの間の書簡は見られなかったが、これまで十分明らかになっていなかった第12回大会へのローマの立候補の背景など、イタリアの候補都市に関する豊富な情報を入手することができた。また、該当時期のIOC総会議事録、IOC理事会議事録、IOC機関誌"Olympic Review"を複写し、書簡等の内容を裏付ける貴重な情報を得た。国内では、当時のイタリアをめぐる国際情勢、外交面における日独関係などを中心に、政治・外交面の文献収集に努めた。また、関連事項の詳細な年表を作成し、個々の事項の背景を捉えやすくするための作業等を行った。次年度は、収集した資料・文献の詳細な検討・分析を行うとともに、本年度訪問することができなかったイタリアについても調査を行い、不足な点を補いたい。本研究の成果は、カナダの国際オリンピック研究センター発行の機関紙"OLYMPIKA"への投稿を予定している。
X線ラインスペクトルを用いたX線天体におけるX線放射過程の研究

ブラックホール候補星GS1124-683と中性子星X線星GX5-1からのX線のエネルギースペクトルと時間変動の関係を研究した。GS1124-683のHigh Stateに於けるX線は、巾関数型のパワースペクトルの時間変動を持つ降着円盤からの成分と、ローレンツ関数型のパワースペクトルの時間変動を示す高エネルギー成分から構成されていることが解った。大雑把には、それぞれの成分は独自の大きさを持ち、観測されるX線は二つの成分の独立な和として解釈出来るが、高エネルギー成分の割合が多くなると降着円盤成分の時間変動は大きくなる傾向がある。Low Stateでは、X線はHigh State時に比べて大きな時間変動を示す巾関数型のエネルギースペクトルを持つ。二つの状態で、クロススペクトルから求めたエネルギーバンド間の時間の遅れの様子も違う。GX5-1からのX線もGS1124-683のHigh Stateと同様に、巾関数型で大きさもGS1124-683とほぼ同じパワースペクトルの時間変動を持つ降着円盤からの成分と、ローレンツ関数型のパワースペクトルの時間変動を示す高エネルギー成分(おそらく中性子星表面からの成分)から構成されていることが解った。「あすか」により白鳥座X-3の観測を行い輝線スペクトルについて、かつて無い精度でその振舞いを調べた。鉄輝線は3本の輝線(H状イオン、He状イオン、ほぼ中性のイオンからの輝線)に分解することが出来た。また、H状及びHe状イオンからの輝線は公転周期に従ってその強度も等価幅も変動しており、しかもそれは、連続成分の変動とはまったく違った変動を示している。これは、輝線の放射機構と連続成分の放射機構が違っていることを意味する。
建築プロジェクトにおける関係主体間の役割分担の透明化に関する研究-建築クレーム・レターに基づくリスク回避のメカニズム分析-

本研究は,海外の建築プロジェクトにおける建築生産関係主体間のクレームレターの収集・分析を通じて生産関連主体間のリスク分担のメカニズムを検証し,役割分担のありようを検討することを目的としている。1.クレームの発生,解決メカニズムに関する理論的検討主に海外の建築クレームに関する既往研究・文献から建築クレームのタイプ,原因,特徴を整理した。また,クレームレターのやりとりのもととなる契約約款,契約条件書,紛争解決手段について検討を加えた。2.海外建築プロジェクトにおけるクレームレターの実態の系統的分析典型的な海外の建築プロジェクトの契約管理におけるクレームレターの実態分析結果をもとに,建築プロジェクト編成との関係からクレーム・マネジメントの特徴,各主体間のリスク分担のメカニズムについて系統的に整理した。3.海外実務経験者によるクレーム・マネジメントの評価海外におけるクレーム・マネジメント実務経験者に対するヒアリング調査を行い,クレーム・マネジメントの効果と限界について検討を行った。また,蓄積されたクレーム・マネジメント技術について日本国内における展開可能性について整理した。4.まとめ以上の分析を踏まえて,多様な発注・契約・調達方式が採用されつつある日本の建築生産システムの中で,プロジェクトの関わる各関係主体間の透明化された役割分担関係のありようを前提とした日本型のクレーム・マネジメントの課題を整理した。本研究では,ひとつの建築プロジェクトに日本と海外の建築生産関係主体が関与した事例におけるクレームレターの収集・分析を通じて生産関連主体間のリスク分担のメカニズムを検証し、役割分担のありようを提言することを目的としている。今年度の主な成果は下記の通りである。(1)クレームの発生,解決メカニズムに関する理論的検討まず、主に海外の建築クレームに関する既往研究・文献から建築クレームのタイプ,原因,特徴を整理した。また,本研究で扱うべき建築クレームの定義を行った。(2)建築プロジェクトにおけるクレームレターの実態分析国内外で活躍しているプロジェクトマネージャーやゼネコンのにヒアリングを実施し、彼らが実際に建築生産関係者として関わった典型的な建築プロジェクトにおけるクレームレターを収集整理し,その実態分析を行った。また、海外の建築プロジェクトの契約管理を担当した専門家にインタビューを行い、契約管理の実務の実態とその問題点を整理した。(3)海外の建築プロジェクトのクレームレターの現地調査クレームレターの分析を実施したシンガポールの教会プロジェクトについて、プロジェクトに関係した発注者、設計者,積算士,施工者にヒアリング調査を実施し,そのクレームマネジメントの評価と実際の建築プロジェクトの実態調査を実施した。本研究は,海外の建築プロジェクトにおける建築生産関係主体間のクレームレターの収集・分析を通じて生産関連主体間のリスク分担のメカニズムを検証し,役割分担のありようを提言することを目的としている。(1)クレームの発生,解決メカニズムに関する理論的検討前年度に引き続いて,主に海外の建築クレームに関する既往研究・文献から建築クレームのタイプ,原因,特徴を整理した。最近の契約管理の理論的研究である大本俊彦の「建設請負契約の構造と紛争解決に関する理論的研究」をもとに契約管理についての理論的検討を行い,本研究のとりまとめの方向に整理検討した。(2)建築プロジェクトにおけるクレームレターの実態分析前年度に引き続いて,典型的な海外の建築プロジェクトの契約管理の実態を収集したクレームレターに基づいて実態分析を行った。具体的内容は以下の3つ。(1)前年度実施したシンガポールの教会建築プロジェクトの継続分析,(2)台湾の工場新設プロジェクトのクレームレターの分析,(3)海外の建築プロジェクトの契約管理実態と比較する意味で,日本の大学キャンパス建て替えプロジェクトの契約管理に関する書類の収集分析を行った。なお,予定していた米国の工場増築プロジェクトのクレームレターの収集分析は当事者との調整の概要しか入手できなかった。また,海外の建築プロジェクトの契約管理を担当した専門家にインタビューを行い,特に英国における契約管理の実態と日本への展開可能性について整理した。(3)クレームレターに基づく交渉プロセスの法的妥当性の検討上記(2)「クレームレターの実態分析」で整理分析した典型プロジェクトにおける各主体間のクレームレターのやりとりを法的側面から検証を進めている。とりわけ,裁判以外の準司法的な対応との比較を行う上での予備的検討を行っている。今年度は最終年度として研究のとりまとめを行った。(1)クレームの発生,解決メカニズムに関する理論的検討

主に海外の建築クレームに関する既往研究・文献から建築クレームのタイプ,原因,特徴を整理した。また、クレームレターのやりとりのもととなる契約約款、契約条件書、紛争解決手段について、日本と海外の比較に重点を置いて整理した。(2)建築プロジェクトにおけるクレーム・マネジメントの諸類型クレーム・マネジメントに関する海外文献や海外建設協会が実施した調査結果をもとに建築プロジェクトにおけるクレーム・マネジメントの諸類型について具体的に整理した。さらに東南アジア地(3)建築プロジェクトにおけるクレームレターの実態の系統的分析前年度までに行ってきた典型的な海外の建築プロジェクトの契約管理におけるクレームレターの実態分析結果をもとに、建築プロジェクト編成との関係からクレーム・マネジメントの特徴、各主体間のリスク分担のメカニズムについて系統的に整理した。(4)海外実務経験者によるクレーム・マネジメントの評価海外におけるクレーム・マネジメント実務経験者に対するヒアリング調査を行い、クレーム・マネジメントの実態およびクレーム・マネジメントの効果と限界について検討を行った。また、蓄積されたクレーム・マネジメント技術について日本国内における展開可能性について整理した。(5)クレーム・マネジメントをふまえたパートナリングの役割契約管理に関わる課題として英国におけるパートナリングに関する文献を収集し、クレーム・マネジメントとの関係をふまえて検討を加えた。(6)まとめ以上の分析を踏まえて、建築プロジェクトにおける諸主体間のリスク回避の観点から今後の契約管理、とりわけクレームマネジメントの課題を整理した。
南北貿易と経済発展のモデル分析

本研究は、南と北の経済の成長、雇用、所得分配に対して、南北間の貿易、北から南への技術移転や融資などがどのような影響を与えるかを分析することを目的としたものである。研究代表者(足立)と研究分担者(中谷)が主宰する研究会を設け、何人かの研究者の協力も仰ぎ、この問題を2年間にわたってさまざまな方向から研究した。その結果、次のような成果を得た。1.南北経済の成長モデルを構築し、南北間の交易条件の決定と南北経済の成長との関係を明らかにした。2.南北経済における熟練労働と未熟練労働の賦存量の相違に焦点を合わせた南北モデルを構築し、南北経済の貿易パターンや南北経済の賃金格差がどのように決まるかを明らかにした。3.教育の経済発展に対する効果について、香港経済を対象として実証分析を行った。4.アジア通貨危機の発生とその後の経過をたどることによって、アジア経済が抱える諸問題を明らかにした。これは金融と実体経済との関係を考える場合の参考になる。5.効率賃金仮説を用いて、実質賃金と失業の関係を明らかにした。この研究は、現段階では南北経済の問題に直接の関連をもたないが、将来的には、南北経済の賃金と失業の比較分析に結びつけたい。研究代表者足立は、研究課題の基礎となる理論的研究として、2つの研究を行なった。第一は、効率賃金理論のもとでの実質賃金と失業の関係を明らかにすることである。効率賃金理論の核となるのは、労働効率が実質賃金の増加関数であるという仮設であるが、J.E.Stiglitsが示したようにこれは途上国の発展問題を考える場合に参考となる仮設である。足立は、近刊の論文において、ケインズの相対賃金仮設を効率賃金理論に結びつけることによって、効率賃金理論をより現実的な理論にする試みを行なった。第二は、product innovationとprocess innovationが経済成長と雇用に及ぼす効果に関する研究である。一般に、前者は雇用創出効果をもつのに対して、後者は雇用削減効果をもつといわれているが、このような主張を厳密に定式化したマクロモデルはない。現在、このようなマクロモデルを構築する努力をしているが、これは南北の経済発展を考える場合に大いに参考となると思われる。研究分担者の中谷は、従来の主要な南北モデルを再検討し、新商品の開発、導入および移転というプロダクト・サイクルの観点から整理と検討を行なっている。北のinnovationと南のimitationに着目し、それが南北経済の成長率や南北間の所得分配・賃金格差などにどのような影響を及ぼすかという問題が、KrugmanやGrossman and Helpmanなどによって分析されている。中谷は彼らのモデルを検討し、彼らの結論の違いがどこから生まれるかを明らかにした。また、南の熟練労働者の増大が北の未熟練労働者への需要にどのような影響を与えるかという問題をA.Woodなどの研究をベースにして研究している。それらの成果は、近く論文として公表される予定である。
シスプラチン耐性癌内部環境下アポトーシス誘導因子を分子標的とした治療法の検討

本研究では、CDDP耐性機序に固形癌内部環境下におけるアポトーシス誘導が大きく関与していることに着目し、CDDP耐性癌細胞株におけるストレス環境下アポトーシス誘導機構の解明及び誘導因子を同定し、癌化学療法の最大の課題である耐性克服の治療法をこれらの誘導因子を分子標的とし確立することを目標とした.その結果、1.2-DG(2-deoxyglucose)により与えたグルコース飢餓状況下において,A431/P細胞株はストレス蛋白をA431/CDDP2細胞株に比し強く発現し、CDDP処理によるストレスにおいて同様であった。2.グルコース飢餓状況下でのCDDP処理によりA431/P細胞株におけるストレス蛋白発現は経時的に明らかな増強を認めたが,A431/CDDP2細胞株では発現の増強を認めなかった。3.グルコース飢餓状況下におけるCDDP処理によりA431/P細胞株はCDDPに対して高感受性化を示しアポトーシスが有意に増加したが,A431/CDDP2細胞株ではほとんど変化しなかった。4.グルコース飢餓環境下でCDDP投与による各種アポトーシス関連因子の検討を行ったところ、グルコース飢餓環境下においてA431/P細胞株は、JNK1/SAPK、Caspase-3を経時的に強く発現するのに対して、A431/CDDP2細胞株はJNK1/SAPK、Caspase-3に変化は認められなかった。以上のことから、1.CDDP耐性機構にGRP78、GRP94タンパク亢進によるグルコース飢餓環境が関与する。2.その耐性にはJMNK1/SAPK、Caspase-3が関与するグルコース飢餓環境下アポトーシス誘導の抑制によるものであることが判明した。平成14年度:CDDP耐性癌細胞のストレス環境下におけるアポトーシス誘導機構の解析1.ストレス環境の付与グルコース飢餓ストレスは,2-DG(2-deoxyglucose)により与えた。2.グルコース飢餓状況下におけるCDDP感受性の検討各培養細胞を24穴プレートに播種し24時間培養後,各濃度のCDDPと20mM 2-DGを添加し2日間培養後,生細胞数を計算した。生存率は,トリパンブルー色素排除法にて求めた。3.GRP78,GRP94タンパクの検出20mM 2-DGを培養液に添加した各細胞株をCDDP 10μg/mlの濃度で1時間処理した後,CDDPを除き24,48時間培養しタンパクを抽出し,7.5%のSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)を行った。SDS-PAGEで分離後,PVDF膜に転写し,GRP78抗体,GRP94抗体を反応させ,ECL Systemで化学発光させた。4.アポトーシスの検出(断片化DNAのELISAによる定量)アポトーシスによって細胞質中放出されるDNA断片をCellular DNA Fragmentation ELISA Kit(Boehringer Mannheim社)を用いて定量的に分析した。まず,対数増殖期のA431/P細胞とA431/CDDP2細胞に20mM 2-DGを添加し,CDDP 10μg/ml存在下で24,48時間培養した。ついで,ペルオキシダーゼで標識した抗BrdU抗体を加え,450nmで吸光度を測定した。その結果、1.2-DG(2-deoxyglucose)により与えたグルコース飢餓状況下において,A431/P細胞株はストレス蛋白をA431/CDDP2細胞株に比し強く発現した。2.CDDP処理によるストレスにおいてもA431/P細胞株はストレス蛋白をA431/CDDP2細胞株に比し強く発現した。3.グルコース飢餓状況下でのCDDP処理によりA431/P細胞株におけるストレス蛋白発現は経時的に明らかな増強を認めたが,A431/CDDP2細胞株では発現の増強を認めなかった。

4.グルコース飢餓状況下におけるCDDP処理によりA431/P細胞株はCDDPに対して高感受性化を示しアポトーシスが有意に増加したが,A431/CDDP2細胞株ではほとんど変化しなかった。平成15年度:ストレス環境下アポトーシス誘導によるCDDP耐性の解除平成14年度の実績より、1.2-DG(2-deoxyglucose)により与えたグルコース飢餓環境下において,A431/P細胞株はストレス蛋白をA431/CDDP2細胞株に比し強く発現し、CDDP処理によるストレスにおいてもA431/P細胞株はストレス蛋白をA431/CDDP2細胞株に比し強く発現した。2.グルコース飢餓環境下でのCDDP処理によりA431/P細胞株におけるストレス蛋白発現は経時的に明らかな増強を認めたが,A431/CDDP2細胞株では発現の増強を認めなかった。3.グルコース飢餓環境下におけるCDDP処理によりA431/P細胞株はCDDPに対して高感受性化を示しアポトーシスが有意に増加したが,A431/CDDP2細胞株ではほとんど変化しなかった。との結果を踏まえ今年度はストレス環境下アポトーシス誘導によるCDDP耐性解除の可能性を探った。グルコース飢餓環境下でCDDP投与による各種アポトーシス関連因子の検討を行ったところ、グルコース飢餓環境下においてA431/P細胞株は、JNK1/SAPK、Caspase-3を経時的に強く発現するのに対して、A431/CDDP2細胞株はJNK1/SAPK、Caspase-3に変化は認められなかった。つまり、1.CDDP耐性機構にGRP78タンパク亢進によるグルコース飢餓環境が関与する。2.その耐性にはJNK1/SAPK、Caspase-3が関与するグルコース飢餓環境下アポトーシス誘導の抑制によるものであることが判明した。
歯周病変局所における歯周病原性細菌による骨吸収性因子RANKL発現機構の解明

歯周炎は細菌感染により発症し、歯肉局所の炎症と歯槽骨吸収を特徴とする疾患である。近年、破骨細胞の分化を誘導する因子として破骨細胞分化因子(RANKL)の発現と骨吸収との関連が注目を集めている。しかしながら、歯周病変局所におけるRANKLの発現については未だ不明な点が多い。本研究では、歯周病変局所における歯周病原性細菌の存在がRANKLの発現と骨破壊に与える影響を解明することを目的とし、ラット第一大臼歯の遠心根管を抜髄開放することにより自然感染による根尖性歯周炎の成立をはかるとともに、歯周病原性細菌であるPorphyromonas ginivalis(Pg)を添加した場合の影響について免疫組織化学的解析を行った。その結果、自然感染で病変を発症させた場合、抜髄後7、14日目では根尖病巣中にIL-1を発現したマクロファージの著しい浸潤を認め、骨面には破骨細胞が多数観察されたが、その後経時的にIL-1発現細胞および破骨細胞数は減少し、骨面では多数の骨芽細胞が配列した所見が認められた。一方、上記自然感染の実験系の14日目にPgを添加した場合、実験期間全般にわたり病巣中に著しいマクロファージの発現が認められるとともに、多数のIL-1発現細胞及びRANKL発現細胞が継続して認められ、骨面では多くの破骨細胞が観察された。また、Pg留置後T細胞は、経時的に増加傾向を示した。RANKLの発現は単核円形細胞に認められ、マクロファージあるいはT細胞であることが推察された。これらことより、Pgを根管内に添加した実験系は、T細胞による破骨細胞活性化機構ならびにIL-1とRANKLのクロストークについての解析に有用である可能性が示唆された。その結果、自然感染で病変を発症させた場合、抜髄後7、14日目では根尖病巣中にIL-1を発現したマクロファージの著しい浸潤を認め、骨面には破骨細胞が多数観察された。一方、28、56日目では、病巣中にマクロファージの浸潤が依然として認められるものの、14日目と比較してIL-1発現細胞および破骨細胞数は減少し、骨面では多数の骨芽細胞が配刻した所見が認められた。自然感染による根尖病巣成立後Pgを根管内に留置した実験群では、実験期間全般にわたり病巣中に著しいマクロファージの発現が認められるとともに、多数のIL-1発現細胞及びRANKL発現細胞が継続して認められ、骨面では多くの破骨細胞が観察された。
広波長域自由電子レーザーによる高輝度短パルス赤外光源の開発

本研究は、産業科学研究所のLバンド電子ライナックの高輝度な電子ビームを利用し、既存の他のレーザーの開発が特に困難な赤外の広い波長域(1060μm)において高輝度短パルスの自由電子レーザー(FEL)光源の基礎を確立する目的で行われた。その結果次のような成果が得られた。(1)波長10μmでの発振に必要なエネルギーの電子ビームを得るために、FETで増幅する電子銃パルサーを開発した。その結果、バーストモードでの入射が可能になった。(2)長い波長では、光共振器の内部でFELが回折して失われる。この損失を押さえるために、既存の光共振器および光輸送系を大きさに余裕を持たせるように改良した。(3)1060μmの波長域に対応する光学系を準備した。(4)波長3040μmにおいて、比較的速い応答特性を持った光検出器を用いてFELの精度良い計測を行った。最大のピーク出力は8.3MWと世界的にも最大級であることが明らかになった。またFELの利得および光共振器内での光の損失を測定した。(5)本実験で得られた増幅率および光共振器の損失をシミュレーションの結果と比較し、非常に良い一致を得た。本研究の結果、発振波長1060μmの広い波長域でFELが得られる高輝度パルス赤外光源の基礎が確立した。波長範囲はさらに150μmにまで広げることが可能である。このような広い波長域を満足するFEL装置は例がない。FELには、波長可変、ピコ秒短パルス、高ピーク出力、電子ビームとの同期等の特徴があり、今後この光源を利用した新しい基礎研究を推進する。