hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マグネシウムアミドの特性を生かした有機硫黄化合物の新規変換反応の開発と応用

α-水素を有するスルホキシド(RSOCHB_2R)を、二級アミンと臭化エチルマグネシウムから発生させたマグネシウムビス(ジアルキルアミド)とを反応させると、ジチオアセタール[(RS)_2CHR']が、α-およびβ-位両方に水素を有するスルホキシド(RSOCHR'DHR")を用いると、ビニルスルフィド(RSCR'=CR")が得られることを見い出した。また、これらの反応が、スルホニウムイオン中間体(RS^+=CHR')を経由していることを明らかにした。これらの知見を、従来法では選択性良く得ることが難しい有機硫黄化合物の合成へと展開した。過剰量のグリニヤール反応剤存在下、α-水素を有するスキホキシドとマグネシウムビス(ジアルキルアミド)を反応させることにより、スルホキシドの還元的α-アルキル化を行えることを見い出した。本法は、三級アルキルスルフィドの合成にも適用可能である。また、不斉合成への応用も行えた。マグネシウムアミドにスルホキシドを作用させる前に、適当なチオールで処理すると、非対称ジチオアセタールが得られた。方法は、ケトンのジチオアセタールの合成にも適応できる。ビニルスルホキシドとマグネシウムジアルキルアミドとの反応では、β-N,N-ジアルキルアミノジチオアセタール誘導体が得られた。この誘導体の一般的合成は、未だ報告されていない。本法は、対応する非対称ジチオアセタールの合成にも応用できる。エミナン存在下で、α-水素を有するスルホキシドとマグネシウムジアルキルアミドを反応させるとα-(α-スルフェニルアルキル)カルボニル化合物がが得られるた。不安定なα-クロロスルフィドを用いる従来法に比べ、本法はより簡便であるといえる。脂肪族あるいは芳香族チオール存在下、α-水素を有するスルホキシドと、ジイソプロピルアミンと臭化エチルマグネシウムから発生させたマグネシウムアミドとを反応させることにより、カルボニル化合物とチオールとの縮合などの従来法では選択性良く得ることが難しかった、非対称ジチオアセタールが収率良く得られることを見い出した。他の試薬を用いたスルホキシドとチオールからの非対称ジチオアセタールの合成はすでに二、三例報告されてはいるが、ケトンのジチオアセタールの合成に適応できる方法としては、本法が初めてである。次に、過剰量の臭化アルキルマグネシウムまたは臭化アリールマグネシウム存在下、α-水素を有するスルホキシドと上記マグネシウムアミドを反応させることにより、スルホキシドの還元的α-アルキル化が収率良く行えることを見い出した。スルフィドの最も一般的な合成法であるチオラートのアルキル化では行えない、三級アルキルスルフィドの合成も可能であることも明らかとなった。また、ビニルスルホキシドと各種二級アミンから上記の通り発生させたマグネシウムアミドとの反応について検討を行ったところ、β-N,N-ジアルキルアミノジチオアセタール誘導体を生成することを見い出した。これらの誘導体はα-アミノアルデヒドと等価な化合物であり、有機合成への利用が期待されるが、現在までその合成についての報告は、わずかにアミノアセトアルデヒドジフェニルジチオアセタールが一化合物あるのみであった。さらに、この反応を脂肪族あるいは芳香族チオール存在下で行うと、非対称なβ-N,N-ジアルキルアミノジチオアセタール誘導体が得られた。ジイソプロピルアミンと臭化エチルマグネシウムから発生させた、マグネシウムアミド存在下、α-水素を有するスルホキシドを用いる、カルボニル化合物のα-位のα-スルフェニルアルキル化について検討した。

マグネシウムアミドが、カルボニル化合物のα-水素を引き抜き、エノラートを発生させることは既に見い出されているので、当初、過剰のマグネシウムアミドにカルボニル化合物を加え、次いでスルホキシドを加え、α-スルフェニルアルキル化生成物を直接得ることを試みたが、失敗に終わった。しかし、ケトンあるいはアルデヒドをエナミンとし、これをα-水素を有するスルホキシドとマグネシウムアミド存在下反応させることにより、α-スルフェニルアルキル化生成物が得られることを見い出した。チオール、カルボニル化合物および塩化水素からの合成が必要で、不安定なα-クロロスルフィドを用いる従来法に比べ、本法はより簡便であるといえる。また、昨年度見い出した、マグネシウムアミド存在下における、グリニヤール反応剤によるスルホキシドの還元的α-アルキル化について、その不斉合成への応用を検討した。光学活性スルホキシド或いは光学活性二級アミンから発生させたマグネシウムアミドを用いることにより、最高75%の不斉収率で光学活性なスルフィドが得られることを見い出した。光学活性なマグネシウムアミドを、エナンチオ選択的な炭素-炭素結合形成反応に用いた例は、ほとんどない。
現代アメリカにおける三権分立制の変容：大統領による法の不執行と権力拡大メカニズム

現代アメリカ大統領は、法案署名の際、その一部について違憲無効だと署名時声明(signing statement)の中で宣言する。合衆国憲法は大統領にこの権限を認めていない。大統領は、どのようにしてこの道具を獲得したのだろうか。きっかけはカーター政権にあった。ウォーターゲイト後の議会は、大統領の法執行を監督するための仕組みを導入したが、これが憲法違反だと大統領は署名時声明で主張した。レーガン政権では議会拒否権に限定せずに広く署名時声明は用いられるようになった。大統領は独自に憲法解釈ができるという保守的法律家の法律論に支えられていた。今日まで、政党を問わず、大統領は署名時声明を用い続けている。平成27年度は、本研究プロジェクトの初年度であり、全体の研究の基礎的研究を行った。本研究では、アメリカ大統領が法案署名時に付与する署名時声明という文書を研究の対象としている。この文書で、大統領は、自らが署名した法律の一部について、違憲性を主張し、執行をしないことを宣言する。もちろん、このような行為を、アメリカ合衆国憲法は認めていない。これまでの研究では、レーガン政権とその後のクリントン政権において、法律家が大統領権力の拡大を正当化するような法律論を持ち込むことで、法の内容を変更するような署名時声明が用いられていることが明らかにされている。本研究プロジェクトの目的は、その後のジョージ・W・ブッシュ政権とオバマ政権において、署名時声明がどのように用いれているのかを明らかにすることである。そこで平成26年度には、ブッシュ大統領とオバマ大統領が付与した署名時声明のデータ・セットを構築することを目的とし、これを実現した。大統領の署名時声明の文言は、『大統領公式発言集』(Public Papers of the President)とAmerican Presidency Projectのウェブサイトから入手することができる。署名時声明は、全てが法の内容を変更しようとするものではないので、独自のコーディング規則をつくり、署名時声明を実質的に法内容を変更するものと、そうでないものに分類した。作成したデータ・セットからは、ブッシュ大統領が実質的署名時声明を頻繁に用いていることと、オバマ大統領も同じく実質的署名時声明を用いていることが明らかになった。平成27年度には、平成26年度において行った基礎研究をもとに、研究をさらに発展させることができた。本研究プロジェクトは、アメリカ大統領による一方的な法の不執行という現象に着目し、それを可能にするメカニズムを明らかにすることを目的としている。このために、まず大統領の署名時声明に着目した。署名時声明とは、アメリカ大統領が法案署名時に付与する文書である。この文書によって、大統領は自分が署名した法律の一部について違憲性を主張し、執行しないと宣言する。アメリカ合衆国憲法は大統領に対しては、法案に署名するか拒否権を行使するかのみを認めており、署名しながら一部についての執行を拒否するということを認めていない。平成26年度には、ジョージ・W・ブッシュ政権とバラク・オバマ政権において、どのような署名時声明が出されたのかについてのデータ・セットを作成した。平成27年度には、このデータ・セットに基づいて両政権における基本的な傾向を明らかにした後に、それぞれの政権における重要な事例についての研究を行った。その結果、両政権は議会と対立しながらも、政権内部の法律家による憲法解釈を頼りにすることによって、署名時声明を用いて法を一方的に読み替えることを正当化していたことを明らかにした。同時に、両政権における大統領の振る舞いをつぶさに観察していく中で、大統領は一方的に法の内容を変更するために、署名時声明以外の手段も用いていることが明らかとなった。平成27年度には、本プロジェクトの平成26年度と平成27年度の成果の一部を、梅川健『大統領が変えるアメリカの三権分立制:署名時声明をめぐる議会との攻防』(東京大学出版会、2015年)として発表することができた。これまで、大統領による法の不執行について調査を進めてきたが、その過程で、大統領覚書(presidential memoranda)による法の創出とも呼べる現象を発見した。大統領による法の創出も、法の不執行と同じく立法権をもつ連邦議会を迂回するものという点で共通している。本研究プロジェクトは、アメリカの大統領が単独でどのように政策を形成するのかを明らかにしようとしており、平成28年度には、大統領覚書の調査にあたった。オバマ政権では、法の不執行を宣言する署名時声明の数は前ブッシュ政権に比べると減少したが、議会が定めていない事柄を実行しようとする大統領覚書の数は増加した。この原因は、オバマ政権が、2010年中間選挙以降、共和党が多数を占める議会との関係の中で法律を通すことができず、単独での政策形成に乗り出さざるをえないという状況にあった。ただし、政策の変更は本来、立法を通して実現させるべきものであり、大統領覚書による政策変更には無理があったようである。オバマ政権による覚書には、いくつもの訴訟が提起され、裁判所によって差し止められるという状況が頻発した。大統領覚書の研究によって、アメリカの三権分立制の機能を確かめることができた。今年度は、大統領による法の不執行と同じく、議会の意図を無視する大統領の行動として、大統領覚書による法の創出という現象について研究をすすめることができた。特に、オバマ政権における大統領覚書の運用について、全体の傾向の把握と、個別の事例研究を行い、成果を発表することができた。アメリカ大統領は憲法上、「法が誠実に執行されるよう監督する義務」を負う。ところが、現代の大統領は、署名時声明(signing statement)において法の不執行を宣言している。大統領は法律を必ずしも「誠実」には執行しないということが本研究の入り口であった。

調査を進める中で、本来は、議会の定めた法律を執行するための具体的な指示を行政組織に伝えるための命令、すなわち行政命令(executive order)や大統領覚書(presidential memorandum)によって、大統領が時には議会の意図に反するような指示を行政組織に通達していることが明らかになった。それでは、大統領はそのような指示をどのように正当化しているのだろうか。署名時声明の場合、レーガン政権の法律家たちが法律論を用意していた。彼らは、それまで政権に加わったことのない保守的な法律家であり、大統領権限の様態を大きく変えた。そこで、行政命令や大統領覚書の運用についても、レーガン政権期の保守的法律家が役割を果たしている可能性があるのではないかと考え、レーガン大統領図書館での資料調査を行った。レーガン政権における大統領と行政組織との関係性の変化を示す資料を発見することができた。また、トランプ大統領による行政命令と大統領覚書(「大統領令」はこれらの総称である)についても調査を行った。大きな混乱を引き起こしたことで知られる特定国家からの入国を一時的に禁止する行政命令については、司法省の法律家による法的審査が形式上のものにとどまるものであったことを明らかにした。現代アメリカ大統領は、法案署名の際、その一部について違憲無効だと署名時声明(signing statement)の中で宣言する。合衆国憲法は大統領にこの権限を認めていない。大統領は、どのようにしてこの道具を獲得したのだろうか。きっかけはカーター政権にあった。ウォーターゲイト後の議会は、大統領の法執行を監督するための仕組みを導入したが、これが憲法違反だと大統領は署名時声明で主張した。レーガン政権では議会拒否権に限定せずに広く署名時声明は用いられるようになった。大統領は独自に憲法解釈ができるという保守的法律家の法律論に支えられていた。今日まで、政党を問わず、大統領は署名時声明を用い続けている。2000年以降の署名時声明のデータ・セットを構築することが目的であったが、平成26年度には、2014年までのデータ・セットをつくることができた。これは目標の通りである。本研究プロジェクトでは大統領による一方的な法の不執行という現象がなぜ、どのように生じているのかを明らかにすることを目的にしており、そのために署名時声明という大統領の道具を分析してきた。平成27年度はその成果の一部を単著としてまとめることができたが、その中で、近年の大統領が署名時声明とは異なる形式によって、法の不執行を実現している可能性があることがわかった。
健常人体内でウイルスを増え易くする生体物質の同定

ウイルス感染症の発症とその重篤化の予防に役立つ手掛かりを得るために、3名の健常人から採取した安静時唾液を検体として、トルケテノウイルス(TTV)とヒトヘルペスウイルス6型(HHV6)DNAを定量するとともに、炎症関連因子やストレス応答因子を計測し,これらウイルスDNA量と相関する宿主因子を探索した。ある被験者では、TTV DNAとα-アミラーゼは負に相関し、分泌性IgAとエストラジオールは弱く負に相関していた。これらの生体因子は3名中2名の被験者でもTTV DNAと弱く負に相関していたことから、健常人唾液中に排出されるTTV DNAと関連する可能性が高いと推測された。ウイルス感染症の発症とその重篤化を予防するために、健常人体内でウイルスを増え易くする未知の宿主因子を探索した。6名の健常人から安静時唾液を採取した。1日の唾液採取は1回のみとした。各唾液検体から抽出した核酸溶液について、Nested real-time PCRでTTVDNAコピー数を計測し、2本鎖DNA特異的蛍光色素を用いて定量したDNA濃度で標準化した。6名中3名がTTV DNA陽性であった。陽性者の唾液DNA 1 μg当たりのTTVDNAコピー数は100000 ±8.15、22700 ±3.48、及び1310 ±3.79であった。2名の陽性者を対象に、睡眠計HSL101を用いて客観的睡眠時間を計測し、TTV DNAコピー数と睡眠時間の間の相関性を検討したが、有意な相関は認められなかった。また、3名のTTV DNA陽性者を対象に臭覚・視覚刺激を実施し、刺激の有無によるTTV DNAコピー数の増減を検討したが、有意差は認められなかった。1名の被験者の78検体を対象に、α-アミラーゼ、コルチゾール、DHEA、17β-エストラジオール、プロゲステロン、分泌性IgA、テストステロン、及びインターフェロン-αを測定した。各生体因子の測定値の平均とその標準偏差は、それぞれ154±53 U/mL、0.0640±0.0451 μg/dL、101±47 pg/mL、0.968±0.471 pg/mL、43.9±33.2 pg/mL、36.5±18.9 μg/mL、4.14±1.08 pg/mL、及び20.8±53.3 pg/mLであった。TTV DNAコピー数と各測定値を比較したところ、17β-エストラジオール濃度、α-アミラーゼ活性との間に負の相関が、インターフェロン-α濃度との間に正の相関が認められた(それぞれ、r = -0.292、-0.480、及び0.330)。1.5名の健常人から各40検体、1名の健常人から80検体の安静時唾液を採取したことは予定通りであった。2.唾液検体中に存在した遺伝子増幅反応の阻害因子を除去するために2か月ほど余計に時間がかかり、HHV6 DNAコピー数の計測が遅れたことは予定外であった。3.検体中のTTV DNAコピー数を計測したことは予定通りである。ただし、6名中3名の被験者がTTVDNA陰性であったことは予定外であった。4.検体中の各種の炎症性因子/ストレス応答因子の濃度を計測したことは予定通りである。そして、これらの因子の中で、17β-エストラジオール濃度とα-アミラーゼ活性がTTV DNAコピー数と負に相関することを見出したことは予定通りの成果であった。5.「睡眠時間の長短」と「臭覚・視覚刺激の有無」を利用してウイルスDNAコピー数に統計学的に有意に差のある検体群を効率良く収集する予定であった。しかし、これらの方策はTTVDNAコピー数にあまり影響せず、ウイルスDNAコピー数に大きな差のある検体群を効率良く収集することはできなかったことは予定外であった。「睡眠時間の長短」では、検体採取時期に平成27年度の被験者の「睡眠時間」が大きくは異ならなかったことが原因であると考えられる。「視覚・聴覚刺激の有無」では、これらの刺激を同時に複数の被験者で行ったことが被験者の精神的ストレスを減少させたことが原因であると考えられた。男性1、女性2の計3名の健常人(被験者A、B、及びC)から採取したそれぞれ約80検体の安静時唾液を検体とした。唾液検体中のトルケテノウイルス(TTV)及びヒトヘルペスウイルス6型(HHV6)DNAは,Nested real-time PCR法で定量した。唾液検体中のα-アミラーゼの濃度は酵素活性を指標にして測定した。唾液検体中の分泌性IgAとエストラジオールの濃度はELISA方によって測定した。主観的な、肉体的疲労、精神的疲労、眠さ、やる気、喜び、怒り、悲しさ、及び楽しさはVisual analogue scaleを用いて数値化して評価した。その結果、被験者Aでは、TTV DNA量はα-アミラーゼと負に相関し、分泌性IgAとエストラジオールと弱い負の相関を示した。また、肉体的疲労と正に相関し、喜びと弱い負の相関を示した。

HHV6 DNA量はα-アミラーゼ、分泌性IgA、及びエストラジオールと弱い正の相関を示した。被験者Bでは、TTV DNA量はα-アミラーゼと分泌性IgAに弱い負の相関を示し、HHV6 DNA量は分泌性IgAとのみ弱い負の相関を示した。被験者Cでは、TTV DNA量はエストラジオールと肉体的疲労に弱い負の相関を示した。また、HHV6 DNA量はα-アミラーゼと正に相関し、エストラジオール、肉体的疲労、精神的疲労,眠さ、喜び、悲しさ、及び楽しさと弱い負の相関を示した。TTVまたはHHV6 DNA量と相関する因子が見出されたが、3名の被験者全てに共通する事項は認められなかった。男女差、各被験者の性格、並びに持続感染ウイルス量の多少がその原因として影響していると推測される。ウイルス感染症の発症とその重篤化の予防に役立つ手掛かりを得るために、3名の健常人から採取した安静時唾液を検体として、トルケテノウイルス(TTV)とヒトヘルペスウイルス6型(HHV6)DNAを定量するとともに、炎症関連因子やストレス応答因子を計測し,これらウイルスDNA量と相関する宿主因子を探索した。ある被験者では、TTV DNAとα-アミラーゼは負に相関し、分泌性IgAとエストラジオールは弱く負に相関していた。これらの生体因子は3名中2名の被験者でもTTV DNAと弱く負に相関していたことから、健常人唾液中に排出されるTTV DNAと関連する可能性が高いと推測された。1.検体から遺伝子増幅反応阻害因子を除去する件に関しては、平成27年度において条件検討が終了しており、平成28年度の検体収集と検体の前処理には問題は認められない。H28年度も6名の健常成人から安静時唾液を検体として収集することを予定している。3.H27年度の検討により、1名の被験者を対象にした調査から、唾液中のTTV DNAコピー数と相関する可能性のある3種類の生体因子、17β-エストラジオール、α-アミラーゼ、及びインターフェロン-α、を見出した。これらの相関は身体内でウイルスが増え易くなる機構を解き明かす手掛かりになると期待される。しかし、まずは、他の被験者でも同様の相関が再現されることを確認しなければならない。そこで、3名の健常成人を被験者として、これらの生体因子とTTV DNAコピー数の間の相関の再現性を確認する。4.H27年度の検討により、TTV DNAコピー数と上記3種類の生体因子の相関する可能性を指摘することができた。H28年度は、これらの生体因子がTTVDNAコピー数と同様にHHV6 DNAコピー数とも相関する否かも検証する。ウイルス学次年度使用額(B-A)は,8,396円であった。この金額では,実験に必要な試薬や器具を購入するには不足であったので,次年度にまわした。次年度使用額(B-A),8,396円は,ごく少額であるので,次年度にまわしても次年度の使用計画にほぼ変更は生じない。
後期高齢者の女性の尿失禁リスク要因解明と対処行動促進に関する研究

本研究の目的は3年間の縦断研究により、75歳以上90歳未満の女性の尿失禁の有訴率と経年変化、およびリスク要因を解明し、セルフケアと健康支援について提言することである。A市内に居住する75歳以上90歳未満の女性122,528人のうち400人(約0.0033%)を無作為に抽出し、郵送で協力を依頼した。本研究は2年目調査として、2018年7月に無記名自記式質問紙調査を実施した。有効回答率は21.0%(84人)、平均年齢は81.8±3.9(歳)であった。自己申告による尿失禁の有訴率は54.8%(46人)、ICIQ-SFの平均値は7.55±4.2であった。そのうち1年前と比較して尿失禁の状態に変化ありの人(10人)のICIQ-SFは10.8±5.4であり、変化なしの人(30人)の6.23±3.7より有意に高い得点であった(p=0.014,Mann-WhitneyのU検定)。このように対象者の54.8%が尿失禁ありと回答していたことから、地域に居住する後期高齢者の女性の半数以上に自己申告による尿失禁がみられた。さらに1年前と比較して尿失禁の状態の変化を自覚していた人は、尿失禁により毎日の生活がそこなわれている程度が大きいと回答していた。以上より後期高齢者の女性における1年間の経年的な加齢変化を予測し、その健康長寿のためのタイムリーな排尿ケアが重要といえる。初年度調査(2017年度)を経て2年目調査(2018年度)を完了し、結果を得ることができたためおおむね順調に進展していると考える。初年度調査(2017年度)、2年目調査(2018年度)を経て、3年目調査(2019年度)を実施する計画である。その後、3年間の縦断調査の結果を総括して、本研究目的である「3年間の縦断研究により75歳以上90歳未満の女性の尿失禁の有訴率と経年変化、およびリスク要因を解明しセルフケアと健康支援について提言する」ことが達成できると考える。札幌市に居住する75歳以上90歳未満の女性の尿失禁の実態を把握するため、2017年7月25日8月31日の期間に調査を実施した。調査に先立ち公立大学法人札幌市立大学倫理委員会の承認を得て、札幌市10区の区役所において、各区40人、合計400人を無作為に抽出した。7月25日に研究依頼書と同意書を発送した。この同意書では、2017年度の調査、2018年度、および2019年度の調査の協力同意を得た。質問紙はInternational Consultation on Incontinence Questionnaire-Short Form (ICIQ - SF)を中心とする29問の質問から構成した。8月31日までに質問紙の回収を完了し解析を実施した。対象者400人のうち103人から回答があった(回収率は25.8%)。回答者の平均年齢は81.0 ±4.1(歳)、尿失禁の有訴率は45.6%であった。特に、75歳以上80.5歳以下の尿失禁の有訴率は36.0%であるのに対して、80.6歳以上89.0歳以下は67.1%であり、後期高齢者の中でも加齢に伴う尿失禁の有訴率の割合は高くなることが明らかとなった。尿失禁の頻度と尿失禁が生じるタイミングについても解析を行った。今後は、後期高齢者の女性の尿失禁の有無と関連要因について解析を行う計画である。研究計画書に基づき順調に実施している。

初年度調査(2017年度)を経て2年目調査(2018年度)を完了し、結果を得ることができたためおおむね順調に進展していると考える。研究計画書に基づき、平成30年度、平成31年度の調査を実施する予定である。初年度調査(2017年度)、2年目調査(2018年度)を経て、3年目調査(2019年度)を実施する計画である。その後、3年間の縦断調査の結果を総括して、本研究目的である「3年間の縦断研究により75歳以上90歳未満の女性の尿失禁の有訴率と経年変化、およびリスク要因を解明しセルフケアと健康支援について提言する」ことが達成できると考える。
植物に特微的な倍数性ゲノム間相互作用に関する研究

コムギは倍数化により進化してきたことを特徴とする。パンコムギは倍数化する際、異種間の異なるゲノムを組み合わせた(異質倍数性:ゲノム式AABBDD)。これらのゲノムが内包する遺伝子セットは基本的に同じであると考えられるが、互いに分化している。倍数種のゲノム構成および遺伝子発現調節はそれぞれのゲノムの単なる足し算ではなく、高次な制御機構による相互作用が働いているに違いない。本研究は、パンコムギをモデルとして、倍数種が成立した結果生じたジェネティックおよびエピジェネティックな変化をゲノム科学的に解析することを目的とする。本年度の成果は以下のとおり。1.コムギESTの大量解析:ストレスで誘導される遺伝子発現パターンを体系的に解析するために、ESTの大量解析を行った。データをバイオインフォマティクス的に解析し、in silicoでストレス応答遺伝子をスクリーニングするシステムを確立した。2.花成関連遺伝子のクローニングと発現解析:花成関連遺伝子であるWFL遺伝子およびWLSH1遺伝子の構造と発現パターンを解析した。3種ゲノム間で遺伝子の機能分化がみられた。3.貯蔵タンパク質遺伝子の発現プロファイル:コムギ種子貯蔵タンパク質遺伝子は多重遺伝子族を形成する。これらのうち、発現しているα/β-グリアジン、LMW-グルテニン遺伝子を網羅した。これらの遺伝子の構造と発現パターンを詳細に解析し、あらたな貯蔵タンパク質転写調節機構を示した。4.オリゴDNAマイクロアレイを用いた塩処理に応答する遺伝子の体系的解析:22Kアジレント社コムギオリゴDNAマイクロアレイを作成した。塩処理をしたコムギ実生からRNAを抽出し、マイクロアレイでゲノムワイドで塩応答遺伝子の発現プロファイルを求めた。これらの遺伝子には、塩に応答する既知の遺伝子群も含まれていたが、コムギ独自の応答遺伝子も数多く含まれていた。これらの遺伝子の機能解析が求められる。
転写因子THRSPを標的とした小腸吸収機能制御と心血管疾患リスク低減への展開

転写因子THRSPと小腸糖質消化吸収関連遺伝子および肝臓脂肪酸合成系遺伝子との関連性を検討した。高グルコース食と比較し,高フルクトース食を摂取したラット小腸では,フルクトース輸送体GLUT5の遺伝子発現が著増したが,THRSPの遺伝子発現には影響を与えなかった。また,高グルコース食と比較し,高フルクトース食を摂取したラット肝臓では,脂肪酸合成系遺伝子(ACACA,FASN,SCD1)だけでなくTHRSP遺伝子の発現も著増した。小腸の消化吸収関連遺伝子は,陰窩の未分化な増殖細胞が吸収上皮細胞へと分化しながら絨毛へ移動する過程で発現し,流入する栄養素や食品成分の消化吸収に対応する。小腸上部への単糖流入の調節を介して小腸の吸収機能を制御することは,脂肪肝,糖尿病,肥満などの生活習慣病の予防に重要である。そこで,食餌中の糖質の質を変えることにより,げっ歯類小腸上部(空腸)におけるα-グルコシダーゼならびに糖輸送体に及ぼす影響を検討した。(1)マルトースとトレハロースとの比較検討ラット空腸のα-グルコシダーゼであるスクラーゼ活性,マルターゼ活性およびトレハラーゼ活性は,低マルトース食と低トレハロース食を摂取させた群の間で有意な変動を示さなかった。また,ラット空腸のスクラーゼ活性,マルターゼ活性ならびにトレハラーゼ活性は,高マルトース食と高トレハロース食を摂取させた群の間で有意な変動を示さなかった。(2)グルコースとフルクトースとの比較検討高グルコース食と比較し,高フルクトース食を摂取させたラットでは,肝臓にトリアシルグリセロールが顕著に蓄積し,さらに空腸では,管腔側に発現するナトリウム-グルコース共輸送体Sglt1ならびに基底膜側に発現するグルコース輸送体Glut2ではなく,管腔側に発現するフルクトース輸送体Glut5のmRNAレベルが選択的かつ有意に増加した。一方,糖応答転写因子THRSPおよびChREBPのmRNAレベルは,高グルコース食と高フルクトース食を摂取させた群の間で有意な変動を示さなかった。高フルクトース摂取によって誘導されるラット空腸Glut5の遺伝子発現の亢進には,糖応答転写因子THRSPおよびChREBPの作用を介さない系が存在することがわかったため。小腸から吸収された単糖(グルコースおよびフルクトース)は門脈を介して肝臓に到達し代謝される。肝臓においてフルクトースは解糖系をバイパスしグルコースよりも急速に脂肪合成に利用されるため,過剰なフルクトースの摂取は脂肪肝を発症・促進する。また,肝臓における転写因子THRSPは脂肪合成と同調してその発現量が変動することが報告されている。そこで,糖質源をグルコースあるいはフルクトースとした食餌をラットに摂取させることにより,高フルクトース食が肝臓の脂質蓄積,脂質代謝系酵素ならびにTHRSPを含めた脂肪合成に関与する転写因子に及ぼす影響を検討した。(1)フルクトース摂取と肝臓脂肪蓄積の関連性;高グルコース食を摂取させた群と比較し高フルクトース食を摂取させた群では,肝臓トリグリセリド濃度が有意に増加,肝臓コレステロール濃度は増加傾向を示した。(2)フルクトースと脂質代謝酵素の関連性;高グルコース食を摂取させた群と比較し高フルクトース食を摂取させた群では,肝臓の脂肪酸合成系の遺伝子発現(PKLR,ACACA,FASNなど)およびタンパク質発現(PKLR,FASN)が有意に上昇した。一方,脂肪酸β酸化系酵素(CPT1a,ACO)の遺伝子発現には変化がなかった。(3)フルクトースと脂肪合成に関与する転写因子の関連性;高グルコース食を摂取させた群と比較し高フルクトース食を摂取させた群では,肝臓のTHRSPおよびChREBPの遺伝子発現は有意に上昇した。一方,SREBP1cの遺伝子発現には変化がなかった。高グルコース食と比較し高フルクトース食の摂取により肝臓THRSPの遺伝子発現が顕著に上昇したため。肝臓において,糖質に応答する転写因子ChREBPやその標的である転写因子THRSP,およびインスリンに応答する転写因子SREBP1の発現量は,脂肪酸合成と同調して変動することが報告されている。単糖類であるグルコースと比較しフルクトースは,強力に肝臓の脂肪酸合成を誘導,すなわち脂肪肝を誘導する。そこで,過剰なフルクトースをラットに摂取させた際に誘導される肝臓の代表的な解糖系酵素PKLR遺伝子プロモーターならびに脂肪酸合成系酵素FASN遺伝子プロモーター上へのChREBP,THRSPおよびSREBP1の結合を検討した。また,生活習慣病モデル動物(インスリン分泌低下糖尿病モデルラットおよび高血圧自然発症モデルラット)の肝臓における中性脂肪量やTHRSPの遺伝子発現量を検討した。(1)PKLRおよびFASNプロモーター上へChREBPの結合量は,高グルコース食を摂取させたラットと比較し,高フルクトース食を摂取させたラットで増加した。(2)THRSPが核内へ移行することは確認できたが,PKLRおよびFASNプロモーター上へTHRSPの結合は検出できなかった。(3)FASNプロモーター上のSREBP1結合領域はCpGアイランド近傍であるため,検出することが困難であった。(4)中性脂肪量およびTHRSP遺伝子発現量は,通常ラットと比較しインスリン分泌低下を伴う糖尿病ラットおよび高血圧ラットで低下した。

高グルコース食と比較し,高フルクトース食を摂取したラット小腸では,フルクトース輸送体GLUT5の遺伝子発現が著増したが,THRSPの遺伝子発現には影響を与えなかった。また,高グルコース食と比較し,高フルクトース食を摂取したラット肝臓では,脂肪酸合成系遺伝子(ACACA,FASN,SCD1)だけでなくTHRSP遺伝子の発現も著増した。糖質の過剰摂取が誘導する肝臓の脂肪酸合成系酵素とTHRSP,ChREBPなどの糖応答転写因子との関連性を解明する予定である。肝臓においてTHRSPが脂肪合成系遺伝子を制御するかを調べる。糖尿病モデル動物の小腸においてTHRSPの発現が変化するか,また,THRSPが糖質消化吸収関連遺伝子を制御するかを調べる。分子栄養学
無秩序ナノ空間導入による負の熱膨張物質の相転移制御

多くの物質は正の熱膨張を示すが、ZrW_2O_8は等方性固体でありながら、0.3-1050Kの広い温度範囲で負の熱膨張を示す非常に興味深い物質である。我々のグループは熱容量測定から、ZrW_2O_8やHfW_2O_8の室温付近における相転移は秩序・無秩序型相転移であることを世界で初めて見いだした。本研究では負の熱膨張物質ZrW_2O_8のZr^<4+>サイトを3価のSc,Y,In(f電子を含まない)、Tm,Yb,Lu(f電子を含む)ならびに2価のMg,Znなどの低原子価イオンで置換することで、置換イオンの周囲に無秩序なナノ空間を形成し、相転移温度を制御することを研究目的とする。合成に成功した試料の相転移前の低温規則相に特有な310面の超格子回折ピーク面積強度S_<310>と、メインピークである210面の面積強度S_<210>との比S_<310>/S_<210>を温度の関数として測定し、S_<310>/S_<210>の消滅温度を、相転移温度とした。その結果、Scの4%置換で相転移温度が80Kも減少するという興味深い結果を得た。放射光測定から、相転移温度と配向無秩序なWO_4対のナノ空間数との間に良い相関があることを見出した。このナノ空間の結晶構造は非平衡状態の高温相であり、置換イオンの周囲に形成されている。相転移温度の急激な減少は、試料内に配向無秩序なWO_4対を含むナノ空間が生成されるモデルで説明できることを明らかにした。これはナノ空間導入による相転移制御への有用な知見である。多くの物質は正の熱膨張を示すが、最近、米国のSleightらのグループが見いだしたZrW_2O_8は等方性固体でありながら、0.3-1050Kの広い温度範囲で負の熱膨張を示す非常に興味深い物質である。また、この物質は440K付近に体積変化を伴う秩序・無秩序型の構造相転移が存在するため、応用上のネックとなっている。本研究では負の熱膨張物質ZrW_2O_8のZr^<4+>サイトを3価のSc,Y,In(f電子を含まない)、3価のTm,Yb,Lu(f電子を含む)ならびに2価のMg,Znなどの低原子価イオンで置換することにより、置換イオンの周囲に無秩序なナノ空間を形成し、相転移温度を制御することを研究目的とする。Zr_<1-x>M_xW_2O_<8-y>(M=Sc^<3+>,Y^<3+>,In^<3+>;Tm^<3+>,Yb^<3+>,Lu^<3+>;Mg^<2+>,Zn^<2+>など,x=0-0.2)の組成となるようにZrO_2,WO_3,M_2O_3(またはMO)を適切な割合で秤量後、得られた試料を乳鉢内で十分混合した。その後、混合物をペレットに成型し、空気中、1473Kで12時間反応させた後、液体窒素中に急冷することでZr_<1-x>M_xW_2O_<8-y>試料を合成した。

合成した試料の粉末X線回折を行った結果、Sc^<3+>,Y^<3+>,In^<3+>,Tm^<3+>,Yb^<3+>,Lu^<3+>では単相試料が得られたが、Mg^<2+>,Zn^<2+>では不純物ピークが観測された。単相試料が得られたSc^<3+>,Y^<3+>,In^<3+>試料を現有の中・低温X線粉末回折装置にセットし、91から600Kの温度範囲で格子定数の温度依存を測定した。その結果、Scの4%置換で相転移温度が80Kも減少するという興味深い結果を得た。また、放射光による測定から、相転移温度と秩序配向したWO_4ユニットとの間に強い相関があることを見出した。この急激な相転移温度依存は配向無秩序なWO_4対を含むナノ空間を考えるモデルで説明できることを明らかにした。ランタノイド系のTm^<3+>,Yb^<3+>,Lu^<3+>を置換したZr_<0.98)M_<0.02>W_2O_<7.99>(M=Tm, Yb, Lu)固溶体およびZr_<0.96>M_<0.04>W_2O_<7.98>(M=Tm, Lu)固溶体の合成にはじめて成功した。各固溶体はM^<3+>を置換することにより、格子定数、相転移温度が低下した。これはM^<3+>を置換することにより、電気的中性条件を満たすように生成した酸素欠陥が影響を及ぼすためであろう。また、Zr^<4+>サイトへ置換したM^<3+>の周囲にWO_4配向の無秩序空間が、低温相で存在することによると考えられる。組成依存ではM^<3+>の置換を増加させるにつれ、格子定数、相転移温度の低下が見られた。M^<3+>の置換量が増加することにより、WO_4配向の無秩序空間の数も増加し、格子定数や相転移温度の低下率も高くなると考えられる。置換イオン種依存では、各置換イオンによって格子定数、相転移温度の低下が異なることが分かった。配向秩序度の温度依存から、置換イオン種により、WO_4配向の無秩序空間の大きさが異なることが分かった。格子定数や相転移温度の低下率が異なるのは、無秩序空間の大きさが関係しているためと考えられる。これまでWO_4配向の無秩序空間の大きさはイオン半径に依存するとされてきたが、今回の研究でイオン半径だけでは説明がつかないことを明らかにした。しかし、WO_4の無秩序空間の大きさを決定している真の要因まで解明することはできなかった。この無秩序空間を詳細に解明することが、今後の課題である。
小規模離島で働く看護職者に必要なコンピテンシーの明確化

平成26年度は前年度に作成した看護師および保健師用のコンピテンシーリスト第1次案を基に、小規模離島の看護師と保健師それぞれのコンピテンシー、ならびに両職種に共通するコンピテンシーを精選するためのコンピテンシーの枠組み作成に必要なコンピテンシーに関する先行研究についての文献検討を行った。参考となる看護職者のコンピテンシーの国外研究は、1病院の一般病棟・急性期病棟、2地域一般、3遠隔地、4僻地などいろいろなフィールドで実施されており、実践能力向上のための国家や組織によるものと、その他による調査との2タイプがあった。国内研究では日本ルーラル看護学会誌を中心に離島・僻地の診療所看護師、または町村役場の保健師の役割や彼らへの支援の在り方を調査した報告が幾つかあったが、コンピテンシーを特定した研究、および看護師と保健師の協働と連携教育を見据えた研究はまだ報告されていなかった。コンピテンシーは、成果をあげるために必要な資質能力のことであるが、定義に幅がみられ、何が本質的に重要であるかがいまだ明確になっていない(佐甲ら.2007)。コンピテンシーは、1970年代から米ハーバード大のマクレランド教授(心理学)がMcBer社とともに、1973年に学歴や知能レベルが同等の外交官に業績の差が出るのはなぜかを研究し、知識、技術、人間の根源的特性を含む広い概念として発表されたのが始まりである。その後、1990年代にアメリカで採用時や人材活用の場に取り入れられ、日本では近年の能力成果主義の導入とともに取り入れられるようになった。一方、保健看護教育部門では人材育成を目的に1990年代から検討されてきている(Spencer et al.,ForkerJ.E)。
構造情報取得のための分極移動固体NMR法の開発と応用

本研究は,分極移動の現象を高度に利用し,(A)フルラベルした単一の粉末試料での分子の立体構造の決定法,(B)部分ラベルした分子での分子間相対位置の決定法を我々によるSASS法やR2TR法に基づいて確立し,それぞれの応用研究を行うことを目的として行った.(B)については,(1)9-メチルアントラセンの光による結晶内二量化反応における生成物分布構造(反応が格子欠陥で起こるという説とランダムな格子点で起こるという説がある)を二量体間の分極移動を通じて調べ,反応が格子欠陥で起こると結論した.(Solid State Nucl.Magn.Reson.1998)また,(2)コール酸によるγ-バレロラクトン(VAL)の光学分割機能をVALのメチル基を部分ラベルした試料を作成して,分子間の分極移動を観測することにより検討した.その結果,コール酸中のVALのS体,R体の並び方が一次以上のマルコフ過程に従うことを示した.(分子構造討論会1999,構造有機討論会1999).本研究は,分極移動の現象を高度に利用し,(A)フルラベルした単一の粉末試料での分子の立体構造の決定法,(B)部分ラベルした分子での分子間相対位置の決定法を我々によるSASS法やR2TR法に基づいて確立し,それぞれの応用研究を行うことを目的として行った.(B)については,(1)9-メチルアントラセンの光による結晶内二量化反応における生成物分布構造(反応が格子欠陥で起こるという説とランダムな格子点で起こるという説がある)を二量体間の分極移動を通じて調べ,反応が格子欠陥で起こると結論した.(Solid State Nucl.Magn.Reson.1998)また,(2)コール酸によるγ-バレロラクトン(VAL)の光学分割機能をVALのメチル基を部分ラベルした試料を作成して,分子間の分極移動を観測することにより検討した.その結果,コール酸中のVALのS体,R体の並び方が一次以上のマルコフ過程に従うことを示した.(分子構造討論会1999,構造有機討論会1999).本研究は,分極移動の現象を高度に利用し,フルラベルした単一の粉末試料での分子の立体構造の決定法,および部分ラベルした分子での分子間相対位置の決定法を我々によるSASS法やR2TR法に基づいて確立し,それぞれの応用研究を行うことを目的として行った.(1)必要な装置およびシミュレーションプログラムを作成した.(2)分子中の全ての炭素核と窒素核を^<13>Cと^<15>Nでラベルした粉末試料において,高速マジック角度回転でいったん全ての双極子相互作用を消去したうえで必要な双極子相互作用をR2TR法による分極移動を用いて選択的に復活させ,順番に二面角を決めていくことにより立体構造を決定する方法を確立した.(3)次いでこの方法をグリシルイソロイシンに適用して,その完全な構造を決定した.得られた結果を評価するためにX線結晶構造解析を行った.両者はよく一致しており,上記の方法が正しい結果を与えることが確認された.(4) ^<13>Cでラベルした粉末試料において,高速マジック角度回転で消去されている双極子相互作用を回転軸をマジック角度からずらすことにより全て復活させ,二次元交換NMRを実行する.核スピン間に分極移動が起り,クロスピークが現れる.そのピークの強度はそれぞれの核スピン間の距離情報を含む.この方法をグリシルイソロイシンに適用し,すべてのピーク間にクロスピークが現れることを確認した.(5) 9-メチルアントラセンの光による結晶内二量化反応における生成物分布構造(反応が格子欠陥で起こるという説とランダムな格子点で起こるという説がある)を二量体間の分極移動を通じて調べ,反応が格子欠陥で起こると結論した.構造情報を求めるための固体NMR法として,以下のような手法の開発と応用研究を行った.試料を磁場中でTurningすることで重水素間の分極移動を起こす1次元実験法を開発し,この方法でC-D結合のなす角度を精密に(±0.4度)求めることが出来ることを示した.我々が1995年に発表したR2TR法(Rotational Resonance in the Tilted Rotating Frame)を用いて,炭素,窒素を全て^<13>C,^<16>Nで同位体置換したL-グリシルイソロイシンの3次元構造を決定した.これは,固体NMR法で分子全体の3次元構造を決定した初めてのものである.
粒子を含む高温噴流の熱流動解析

粒子を含むプラズマ噴流が基板に衝突する場合の熱流動特性を精度よく解析するための数理モデルを構築した。特に、粒子の熱伝導率が低い場合には、粒子の内部温度分布をも考慮しなければならないので、高温噴流中での微粒子の挙動に関してラグランジュ法を適用して解析を行った。なお、高温噴流の特徴である流体の物性値の温度依存性と輻射損失の影響を支配方程式に組み込み、乱流モデルとしては、κ-εモデルを用いている。混入粒子として,粒径=1050μmのアルミナ,ニッケル,タングステンの3種類を選び,具体的な計算を行った結果,粒子が高温噴流中で溶融した状態で基板に到達し、均質な皮膜を形成するための最適な粒子径の条件を明らかにした。次に、粒子濃度が大きい場合に問題となる粒子の壁面への衝突と粒子間衝突を考慮した場合の垂直管内下降流を対象に粒子濃度分布の変化をモンテカルロ法を用いて解析し、無衝突の場合との比較により、衝突の影響を明らかにした。さらに,プラズマ噴流への電磁場の影響を明らかにするために、高周波電磁場を作用させた場合の粒子を含む高温噴流の熱流動解析を行い、電磁場の操作により噴流の温度場の制御が可能なこと、および注入粒子の融点到達温度を正確に予測してプラズマ溶射プロセスの最適条件を求め得る計算法を確立した。
癌脳転移を規定する因子の解明

ヒトメラノーマ細胞株はヌードマウス頚動脈注入において株により部位特異的脳転移巣を形成することが判明している。そこで、ヌードマウス大槽に腫瘍を注入に細胞の脳実質への浸潤性を検討したところ、脳転移由来細胞株においては全例が脳実質への浸潤性をもつのに対し、リンパ節由来株では殆どが脳実質浸潤性を有していなかった。さらにこれらのメラノーマ細胞株のin vitroでのサイトカインへの増殖反応を検討したところ、どの腫瘍株もTGF-βによる増殖抑制をうけたが、脳に浸潤性をもつものはTGF-βによる増殖抑制に抵抗性の傾向を有していた。これは我々が以前行ったマウスメラノーマの系と同様の傾向であった。ヒトメラノーマ手術材料もしくはprimary cultureにおいてヌードマウス大槽注入モデルにおける造腫瘍性を検討した。脳転移由来の細胞株においては全株において髄膜癌腫症にくわえ脳実質へ浸潤する腫瘍を形成したのに対し、皮膚原発部あるいはリンパ節由来細胞株においては脳表に腫瘍を形成するものが多く、脳への浸潤性をもつ例は一部であった。すなわち、血行性臓器特異性脳転移における脳への親和性の検定に大槽注入モデルが有効であることが判明した。以上よりヌードマウス大槽注入モデルにおける脳実質への浸潤性の有無が、腫瘍(少なくともメラノーマにおける)の脳への転移能とよく相関する可能性が示唆された。(1)マウスメラノーマを用いた検討脳血管内皮細胞培養上清を用いてmodifiedBoyden chamber methodにてマウスメラノーマ細胞の選別を行い、血管内皮細胞に対して高親和株、低親和株を樹立した。これらの腫瘍細胞をマウス頚動脈に注入した。細胞株の樹立に時間を要し、これを用いたin vivoの研究はいまのところpreliminary dataが得られているのみである。親株が頚動脈注入で脳実質転移を来さない細胞株(B16)を上記方法にて選別後に頚動脈注入を行ったところ、1匹ではあるが、脳実質に小転移巣を形成した。血管内皮に対する腫瘍細胞の親和性が臓器特異的転移形成に関与することを示唆するデータと考えられ、一層の検討を行う予定である。(2)ヒトメラノーマでの検討ヒトメラノーマ培養細胞(リンパ筋転移巣由来、脳転移巣由来)をヌードマウス大槽に注入したところ、一部の細胞株で頭蓋内に病変を形成した。ヌードマウスにおける異種(ヒト)腫瘍接種では腫瘍形成に時間がかかるため、まだ充分な結果の検討は行っていないが、脳転移巣由来の培養細胞では髄膜癌腫症に加え脳実質に浸潤性の腫瘍を形成、一方、リンパ筋由来の細胞株では髄膜癌腫症のみ形成するという傾向を認めている。こういった違いの生じる機序についてさらに検討を行っている段階である。また手術摘出新鮮腫瘍細胞をヌードマウス大槽に注入し、細胞株にみられた腫瘍細胞の脳実質への浸潤性の差が手術摘出新鮮腫瘍細胞でも認められるか否かの検討を行ないつつある。1)マウスメラノーマ細胞株での検討マウスメラノーマBl6-Fl0をBoyden chamber methodで脳血管内皮培養細胞株に対しての親和性で10回選択をおこなった腫瘍株Bl6-BEl0は一部のマウスのみで頚動脈注入後脳実質内腫瘍を形成した。親株は脳実質内転移を形成しないが、転移のパターンに大きな違いはなく、脳血管内皮への接着性は脳実質への転移能を規定する主要な因子とは考えられなかった。2)ヒトメラノーマ細胞株での検討我々が開発したヌードマウス大槽注入モデルにおける造腫瘍性を検討した。脳転移由来の細胞株においては全株において髄膜癌腫症にくわえ脳実質へ浸潤する腫瘍を形成したのに対し、リンパ節由来細胞株においては脳表に腫瘍を形成するものが多く、脳実質浸潤性をもつ細胞株は一部であった。さらにこれらの細胞株のin vitroでのサイトカインへの増殖反応を検討したところ、脳に浸潤性をもつものはTGF-βによる増殖抑制に抵抗性の傾向を有していた。

さらにヒトメラノーマの手術材料もしくはprimary cultureをヌードマウス大槽に注入し検討したところ、脳転移由来の腫瘍においては全例において脳実質浸潤性を有していたのに対し、皮膚原発部あるいはリンパ節由来の細胞では脳への浸潤傾向は軽いものが多かった。以上よりヌードマウス大槽注入モデルにおける脳実質への浸潤性の有無が、腫瘍(少なくともメラノーマにおける)の脳への転移能とよく相関する可能性が示唆された。われわれの研究によりメラノーマの系においては脳という微細環境への細胞の親和性が転移性と相関していることが示された。また、我々の開発したモデルを用いることにより、臨床に直結する脳転移の研究をさらに進めることが可能になったものと考えられた。
薬剤伝達技術を併用した化学粒子線治療技術の開発および最適化

シスプラチン内包高分子ミセル(CDDP)を用いた化学療法と陽子線治療を融合した化学粒子線治療技術の開発を目的として、担がんマウスによる治療実験を実施した。実験の結果、陽子線の単独治療やCDDPの単独治療に比べて、併用治療では、腫瘍増殖遅延効果を増強することが示された。また、その効果は相加的であることが認められた。一方、腫瘍組織および正常組織内におけるCDDP薬剤濃度を、粒子誘起X線放射(PIXE)法を用いて分析し評価した結果、CDDPの正常組織へ送達は抑制的であり、腫瘍血流を通じて腫瘍組織へCDDPが選択的に送達され、併用治療において顕著な増殖遅延をより低副作用で誘発することが示唆された。本研究では,腫瘍への線量集中性が優れ,高い細胞致死効果を持つ粒子線照射と,抗がん剤を腫瘍に効率的に伝達して抗腫瘍効果を低副作用で誘発するナノサイズ薬物運搬体のドラッグデリバリーシステムを用いることにより,難治癌に対して従来よりも低線量・低副作用で高い治療効果をもたらす新規化学粒子線治療法の開発を目指す.平成26年度は、動物実験用の粒子線照射形成デバイスを開発し照射テストを実施した。さらに、腫瘍移植マウスを用いて試験的な治療実験を実施し、本治療法の投与線量、CDDP(シスプラチン)ミセル投与時期・作用量等について治療プロトコルを決定した。具体的には、マウス腫瘍が対象となるため、直径10 mm程度のマウス腫瘍標的の形状を想定し、陽子線を照射するための拡大ブラッグピークを形成するエネルギーフィルター、ボーラス、コリメータ等の治療用デバイスを開発した。さらに、開発デバイスによる照射テストを実施し、水ファントムにおける線量形成により、所定の線量分布を形成することに成功した。照射システムを用いて、線維肉腫腫瘍細胞を移植したマウスによる予備的な治療実験を実施した。陽子線線量分布、陽子線の投与線量、CDDP投与量、併用治療時のCDDPミセル投与タイミング等の治療条件を設定し、腫瘍増殖遅延効果などをもとに治療条件の最適化を図り、次年度実施予定の治療実験用プロトコルを決定した。また、CDDPミセルによる腫瘍および正常組織への薬剤集積を評価するため、マウスから摘出された腫瘍サンプル中の白金元素濃度をPIXE(Particle-induced X-ray emission)法により分析し、通常のCDDP投与に比べて効果的に薬剤が送達されていることを確認した。一方、正常組織に関しては、CDDPミセル投与の場合では、投与量を増加してもCDDPの集積量は増加せず副作用を低減できる可能性も示唆された。本研究では難治がんに対して、がんへの線量集中性や高い細胞致死効果を持つ粒子線の高精度照射法と、抗がん剤をがんへ選択的に送達し低副作用・高治療効果をねらうナノサイズの薬物運搬体を用いるドラッグデリバリーシステムを併用する効果的な治療技術開発を目的としている。抗がん剤としてはシスプラチンを選択し、それを内部に含有したナノサイズのミセル(抗がん剤ミセル)を薬物運搬体とした。治療実験開始に先立ち、マウスによる治療実験でスポットビームスキャニング技術による高精度粒子線照射を行うために不可欠な高精度粒子線モニター装置を開発した。粒子線モニター装置は、微細加工技術によるマイクロパターンガス検出器方式を採用した新規開発である。数百マイクロメートルの空間分解能を持ち、ビームスキャニングによる照射位置の変化を1ミリ秒程度で把握でき、粒子線照射領域の高精度実時間モニタリングを可能とした。その結果、マウスの腫瘍等の小標的にも高精度照射を実施することができた。また、抗がん剤ミセルが腫瘍内に送達される際のミセルサイズの影響を調べるために、量子ドットを用いた送達実験も実施し、数十ナノメートル径の粒子であれば腫瘍に送達されることを確認した。治療実験は、マウス由来の線維肉腫を形成したマウスを用いて実施した。陽子線照射条件は15 Gy、抗がん剤ミセル投与量は10 mg.kgとし、それぞれの単独治療および併用治療を実施し、治療効果を腫瘍増殖遅延を指標として評価した。その結果、併用治療においては相加的な治療効果が確認され、有意に腫瘍増殖遅延効果の持続が確認された。一方、高分解能PETによる治療効果の診断では、治療前後で低酸素細胞が腫瘍全域で確認され、治療後の低酸素細胞領域の有意な変化は認められなかったが、腫瘍増殖遅延効果が増強されたことより低酸素細胞に対しても一定の致死効果が得られていると示唆される。動物実験用の粒子線照射形成デバイスの開発が完了し、照射テストを実施した。さらに、腫瘍移植マウスを用いて試験的な治療実験を実施し、次年度の本格的な治療実験のための治療プロトコルが作成され、当初の研究計画は順調に進んでいる。放射線医工学腫瘍細胞を移植したマウスによる本研究の治療実験を開始する。

治療条件としては、陽子線とCDDPミセルの併用治療群,陽子線単独治療群、CDDPミセル単独治療群、コントロール群を設定する。各条件でのマウス数は5以上とする.治療後1日毎の腫瘍体積の計測から腫瘍縮小による増殖遅延を評価し、各治療群における抗腫瘍効果を比較する。また、治療効果判定のために、1 mm以下の空間分解能を達成している小動物用超高分解能半導体PET装置を用い、腫瘍内の糖代謝、低酸素状態の分布について治療期間中にマウスが生きたまま随時診断する。以上の治療研究を総括し、研究成果を学術論文、国内学会、国際会議で発表する。