hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二重ファントム法による硼素中性子捕捉療法用照射場の線量・線質評価の高精度化

平成30年度は、主に液体および固体の両二重ファントムに関する生物学的効果比(RBE)評価実験を行った。評価実験は、京都大学研究炉(KUR)の重水中性子照射設備において、基準熱中性子照射モード、基準混合中性子照射モード、基準熱外中性子照射モードの3種類の照射モードについて行った。二重ファントム内の中心軸上に、細胞の入ったテフロン製容器を配置し、照射実験を行った。SCCVII腫瘍細胞およびU87の2種類の細胞を用いた。また、各照射モード・各細胞系にてホウ素化合物を混入した系としない系との比較実験も行った。RBE評価実験と並行して、物理特性評価実験も引き続き行った。中性子束、中性子線量率、γ線線量率に関するファントム内中心軸上の深部方向分布の測定を行った。中性子束は放射化箔法で、γ線線量率はTLDを用いて測定した。また、電離箱による中性子およびγ線線量率測定も行った。RBE評価実験に関しては、液体ファントムについても固体ファントムについても、ファントム材質中の6Liの有無で、同じ位置深さの細について、生存率に大きな違いがあることが確認できた。特に、ホウ素化合物の有無でその差は大きかった。6Liの混在によりファントム内での熱中性子および二次γ線の発生が抑えられるという当初の予想どおりのものであり、物理特性評価実験による結果とも良い対応を示した。従来の1種類のファントムだけを用いる手法と比較して、中性子、特に高速中性子成分に対するRBE評価の高精度化における「二重ファントム」の有効性を確認できた。令和元年5月現在、細胞の生存率に関する深部方向変化と、物理線量率に関する深部方向分布との比較を行い、中性子に対するRBEを評価しているところである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。シミュレーション計算を主体に二重ファントムの材質に関して、材質に混入するLi-6の濃度の観点から最適化を行った。液体材質、すなわち、「95%にLi-6を濃縮した6LiOHの水溶液」については、常温でのLiOHの水への溶解度の上限に近い10重量パーセントは必要であるという結果が得られた。この結果は、本研究に先立って行った基礎検討結果を支持するものであった。固体材質、すなわち、「95%にLi-6を濃縮した6LiF入りポリエチレン」については、30重量パーセントで十分であり、これ以上の重量パーセントでは、ポリエチレンによる高エネルギー中性子の減速能が悪くなるという結果が得られた。「30重量パーセントの6LiF入りポリエチレンファントム」と、水素密度を同程度にした「低密度ポリエチレンファントム」の組み合わせにより、ファントム内での高速中性子成分に関する線量評価の高精度化が可能となることが示唆された。当初は、純水ファントムのみを用いる従来の手法により、京都大学研究炉(KUR)重水中性子照射設備の物理特性および生物学的効果比(RBE)の再評価実験を行う予定であった。しかしながら、平成28年度も原子力規制委員会による新規制基準に対する適合審査のために、KURは運転休止常態にあり、再評価実験を実施できなかった。KUR運転休止期間が平成29年度にも食い込むことを想定して、アメリシウムーベリリウム(Am-Be)中性子源を用いて二重ファント法の検証を行うことも検討することとした。中性子束、中性子線量率、γ線線量率に関するファントム内中心軸上の深部方向分布を、放射化箔法、熱ルミネッセンス線量計(TLD)、小容積(0.1cc)の組織等価電離箱および黒鉛電離箱を用いて評価した。RBE評価についても基礎的な細胞実験を行い、平成29年度以降の研究のための基礎データの蓄積を行った。シミュレーション計算による二重ファントムの材質に関する最適化検討については、当初の予定どおり進捗している。しかしながら、「研究実績の概要」にも記述したように、平成28年度もKURは運転休止常態にあり、予定していた従来の手法によるKUR重水中性子照射設備の物理特性およびRBEの再評価実験を行うことができなかった。KURの代替としてAm-Be中性子源を用いた実験を行い、Am-Beよる二重ファントム法の検証の可能性は示すことはできたが、面線源と点線源、中性子に対するガンマ線の混在比(Am-Beでは混在比が2桁程度大きい)、中性子強度(Am-Beの強度は4桁程度小さい)等で、実際の硼素中性子捕捉療法(BNCT)用中性子照射場とは大きく異なることから、実用的なデータは得られなかった。以上のことより、進捗状況は区分(3)と判断した。平成29年度中にはKURの運転が再開する予定であるので、平成28年度の遅れを挽回できる見込みである。

中性子束は放射化箔法で、γ線線量率はTLDを用いて測定した。また、電離箱による中性子およびγ線線量率測定も行った。RBE評価実験に関しては、液体ファントムについても固体ファントムについても、ファントム材質中の6Liの有無で、同じ位置深さの細について、生存率に大きな違いがあることが確認できた。特に、ホウ素化合物の有無でその差は大きかった。6Liの混在によりファントム内での熱中性子および二次γ線の発生が抑えられるという当初の予想どおりのものであり、物理特性評価実験による結果とも良い対応を示した。従来の1種類のファントムだけを用いる手法と比較して、中性子、特に高速中性子成分に対するRBE評価の高精度化における「二重ファントム」の有効性を確認できた。令和元年5月現在、細胞の生存率に関する深部方向変化と、物理線量率に関する深部方向分布との比較を行い、中性子に対するRBEを評価しているところである。平成29年度早々にファントム実験を開始する予定だったが、本研究に使用予定であった京都大学研究炉(KUR)の重水中性子照射設備の照射室内に不測の故障が生じたため、当該装置の修理・調整が必要となり、液体ファントムに関する実験の開始が4ヶ月間ほど遅延した。そこで、平成29年度の予算の一部を平成30年度に繰り越し、平成29年度30年度にかけて研究を進めることとした。まず、平成28年度の材質に関する最適化検討結果を参考に、二重ファントムの作成を行った。「液体」ファントムと「固体」ファントムの二種類を作成した。「液体」二重ファントムについては、20cm立方のアクリル製容器に、純水あるいは10重量パーセントの6LiOH水溶液を満たしたものとした。「固体」二重ファントムについては、20cm立方の低密度ポリエチレンと30重量パーセントの6LiF入りポリエチレン製のものとした。平成29年度のKUR運転の再開は7月末の予定であったが1ヶ月遅れて8月末となった。上述のように、運転再開の3週間後に重水中性子照射設備照射室に不測の故障が生じたため、本研究に関する開始が4ヶ月間遅延した。研究再開後は、まず平成28年度に実施できなかった純水ファントムのみを用いる従来の手法による重水中性子照射設備の物理特性の再評価実験を行った。再評価実験と並行して、6LiOH水溶液ファントムを作成した。二重ファントム(純水ファントムと6LiOH水溶液ファントムのペア)が完成した後、二重ファントムに関する物理特性評価実験を行った。基準熱中性子照射モード、基準混合中性子照射モード、基準熱外中性子照射モードの3種類の照射モードについて評価実験を行った。物理特性評価実験においては、中性子束、中性子線量率、γ線線量率に関するファントム内中心軸上の深部方向分布を測定した。本研究に使用するKUR重水中性子照射設備のたびたびのトラブルにより、平成28および29年度の研究の進捗は1年以上遅れ気味であった。
生体肝移植における移植肝機能不良,肝再生不良機序の解析

【目的】生体肝移植における移植肝機能不良、特に過小グラフトに起因する過小Graft症候群の病態メカニズムを解析し、臨床応用可能な機能予後予測モデルの確立を目指した.【方法】平成24年末までに累計262症例の生体肝移植を施行し、臨床病理学的に解析を行った.【結果】多変量解析での短期予後不良因子はRecipient重症度、過小Graft、Donor高年齢であった.しかし現実には各因子の連続変数については症例間でCut-Offの乖離があり、そのことが治療法個別化への課題であった.Decision-tree analysisを踏まえたリスクモデルで、Recipient重症度に応じた適性Donor年齢、Graft容積のCut-off算出、ならびにPortal modulation適応の選別が可能となり、移植予後の層別化が可能であった.適正なPortal modulation介入によりGraft体重比の下限は0.65%まで見込めた.更に脾動脈塞栓によるPortal modulationによって、グラフト再生に相関するGraft機能回復傾向を認めた.GSA核医学検査・CT volumetryによる定量的肝機能評価とリンクした臨床検体解析において、過小Graft症候群におけるGraft障害機序は、portal inflow complianceの破綻に起因する微小循環障害と虚血再灌流障害によるGraft機能低下と肝再生シグナル停滞に起因する肝再生障害と規定された.移植肝再生シグナルの評価では、高齢Donorにおける移植肝STAT3/AKTシグナルの発現低下を認め、また肝再生因子については、従来のHGFに加え、血清leptinに肝再生と正相関を認めた他、Thrombopoietin, G-CSF, Follistatinといった種々の増殖因子の関与が示された.このことより脾動脈塞栓におけるPortal modulationは、直接的減圧のみならず脾臓由来の肝再生因子に介入することでGraft保護作用に寄与している可能性も示唆された.【結語】患者重症度、術前状態に応じた至適Donor/Graftの選別、Portal modulation介入といった症例個々の治療戦略の策定が、移植予後向上への要諦である.【目的】生体肝移植における移植肝機能不良、特に過小グラフトに起因する過小Graft症候群の病態メカニズムを解析し、臨床応用可能な機能予後予測モデルの確立を目指した.【方法】平成24年末までに累計262症例の生体肝移植を施行し、臨床病理学的に解析を行った.【結果】多変量解析での短期予後不良因子はRecipient重症度、過小Graft、Donor高年齢であった.しかし現実には各因子の連続変数については症例間でCut-Offの乖離があり、そのことが治療法個別化への課題であった.Decision-tree analysisを踏まえたリスクモデルで、Recipient重症度に応じた適性Donor年齢、Graft容積のCut-off算出、ならびにPortal modulation適応の選別が可能となり、移植予後の層別化が可能であった.適正なPortal modulation介入によりGraft体重比の下限は0.65%まで見込めた.更に脾動脈塞栓によるPortal modulationによって、グラフト再生に相関するGraft機能回復傾向を認めた.GSA核医学検査・CT volumetryによる定量的肝機能評価とリンクした臨床検体解析において、過小Graft症候群におけるGraft障害機序は、portal inflow complianceの破綻に起因する微小循環障害と虚血再灌流障害によるGraft機能低下と肝再生シグナル停滞に起因する肝再生障害と規定された.移植肝再生シグナルの評価では、高齢Donorにおける移植肝STAT3/AKTシグナルの発現低下を認め、また肝再生因子については、従来のHGFに加え、血清leptinに肝再生と正相関を認めた他、Thrombopoietin, G-CSF, Follistatinといった種々の増殖因子の関与が示された.このことより脾動脈塞栓におけるPortal modulationは、直接的減圧のみならず脾臓由来の肝再生因子に介入することでGraft保護作用に寄与している可能性も示唆された.【結語】患者重症度、術前状態に応じた至適Donor/Graftの選別、Portal modulation介入といった症例個々の治療戦略の策定が、移植予後向上への要諦である.本研究においては、生体肝移植における移植肝機能不良、特に過小グラフトに起因するSmall-for-size syndromeの病態メカニズムと肝再生不良機序を解析し、臨床応用可能な機能予後予測システムの確立を目指している。平成22年度末までに、計262症例の生体肝移植を施行し、臨床データベース構築、サンプル保存中である。成人生体肝移植症例の移植肝血行動態評価、肝再生評価、並びに移植後肝機能と短期成績についての中間解析を行った。短期予後不良因子は、過小グラフト、ドナー年齢53歳以上、患者重症度(MELD 23以上)であった。移植肝再生シグナルの評価では、高齢Donorにおける移植肝再生シグナルの発現低下を認めた。Small-for-size syndromeは、肝移植後の短期死亡に有意に関連しており、同症候群の発生には過小グラフトのみならず、移植後血行動態とドナー年齢、レシピエントの重症度が相関していた。過小グラフト症例に対する予防的治療として、脾動脈経由の門脈減圧術を導入しており、H22年度以前の蓄積データと併せ評価を行った。過小グラフトに対する積極的門脈減圧によって、移植後急性期における肝酵素上昇が抑制され、炎症性サイトカインIL-6/TNF-alphaの低下傾向を認めた。

肝移植後の肝再生・定量的機能予後評価においては、MD-CT volumetryにて良好な肝再生を認め、GSAシンチグラムについてもグラフト再生に相関する機能回復傾向を認めた。臨床的には、過小グラフト肝の機能予後改善から、周術期の血液製剤使用の減量、ICU滞在日数の短縮化が得られた。生体肝移植の移植後予後向上には、症例重症度に応じたドナーやグラフトの選別が重要であり、Small-for-size syndromeの病態メカニズムの更なる解析と、病態メカニズムに応じた選別基準の醸成に向けて今後解析を継続していく予定である。本研究においては、生体肝移植における移植肝機能不良、特に過小グラフトに起因するSmall-for-size syndromeの病態メカニズムと肝再生不良機序を解析し、臨床応用可能な機能予後予測システムの確立を目指している。平成22年度末までに、計262症例の生体肝移植を施行し、臨床データベース構築、サンプル保存中である。成人生体肝移植症例の移植肝血行動態評価、肝再生評価、並びに移植後肝機能と短期成績についての中間解析を行った。短期予後不良因子は、過小グラフト、ドナー年齢53歳以上、患者重症度(MELD23以上)であった。移植肝再生シグナルの評価では、高齢Donorにおける移植肝再生シグナルの発現低下を認めた。Small-for-size syndromeは、肝移植後の短期死亡に有意に関連しており、同症候群の発生には過小グラフトのみならず、Graft size,ドナー年齢,MELDの相関関係を認め,Decision-tree analysisによる早期死亡のRisk解析では,症例間における危険因子,連続変数のCut-Off値の乖離がみられた.過小グラフト症例に対する予防的治療として、脾動脈経由の門脈減圧術を導入しており、H22年度以前の蓄積データと併せ評価を行った。過小グラフトに対する積極的門脈減圧によって、移植後急性期における肝酵素上昇が抑制され、炎症性サイトカインIL-6/TNF-alphaの低下傾向を認めた。本研究においては,生体肝移植における移植肝機能不良,特に過小グラフトに起因する過小Graft症候群の病態メカニズムを解析し,臨床応用可能な機能予後予測システムの確立を目指した。
場の量子論に基づく化学理論の研究

電子ストレステンソル密度や場の量子論に基づいた他の密度量を用いて化学結合性・反応性を理解するという手法を深化・発展させることを、より多くの分子系に適用してその有用性を示す研究を行った。従来までわかっていた共有結合・金属結合に加え、半金属同士の結合やイオン結合がどのように表されるのかが明らかとなった。電子テンション密度のセパラトリクスが分子内原子の境界のよい定義となる事が数値的に検証された。電子運動エネルギー密度のゼロ面が、原子やイオンの外側の境界を与えるよい指標となる事がわかった。本研究の目的は場の量子論、特に量子電磁力学を用いて化学結合・反応を理解するという手法を深化・発展させるとともにより多くの分子系に適用してその有用性を示そうとするものである。場の量子論に基づく化学理論では、基本的な量は場の量、つまり空間各点で定義される密度量である。これは量子力学ではエネルギーなどの積分量(期待値)のみを扱うのと大きな違いがある。場の量子論の運動方程式に基づくと様々な密度量が定義される。具体的な研究目的は以下の三つである:A.電子ストレステンソル密度による化学結合理論の展開。B.電子運動エネルギー密度と電子テンション密度による分子内原子の境界面の定義とその応用。C.領域化学ポテンシャルによる局所的な化学反応性指標の定義とその応用。当該年度の成果を以下で述べる。A. Ge, Sb, Te原子(GST)間に結合を持つ分子について、電子ストレステンソル密度の固有値の符号と縮退度で結合性を特徴付けるという手法を検証した。二つある差固有値の散布図を用いて金属性と共有結合性の間の定量的な分類を行った。GST間の結合はアルカリ金属と炭化水素分子の中間的な値を持つことが見出され、これはGSTが従来半金属と分類されてきたことと合致する。B.電子テンション密度は空間の各点で定義されたベクトル場であるが、一般に各原子核から放射状にのびており、これらが衝突する面(セパラトリクス)でもって分子内原子の境界を定義する。セパラトリクスの効率的な探索プログラムを開発し、上記のGST分子で検証した。また、境界面上でのエネルギー密度の積分値と結合の力の定数の間の相関が高いことを数値的に示し、その物理的理由を議論した。C.第3周期の元素までについて、原子の電子運動エネルギー密度のゼロ面(これは原子の表面に相当する)上での領域化学ポテンシャルを計算し、電気陰性度との相関が大きいことを見出した。A.前年度にGe, Sb, Te原子(GST)間に結合を持つ分子について電子ストレステンソル密度の固有値の符号と縮退度で結合性を特徴付けるという手法を検証し、GST間の結合はアルカリ金属と炭化水素分子の中間的な値を持つことが見出され、GSTが従来半金属と分類されてきたことと合致することを見た。今年度はGaクラスターについて同様の分類がされることを見出し、また、Gaクラスター中のGa二量体の存在をラグランジュ点(電子テンション密度のゼロ点)の存在から確認することができた。B.電子テンション密度のセパラトリクスでもって分子内原子の境界を定義するという手法の前提として、原子の電子テンション密度が原子核から放射状に出るというパターンがあることを第13周期の原子で数値的に検証した。また、それら原子の運動エネルギー密度のゼロ面の大きさと従来の原子半径・イオン半径が相関していることを検証した。C. Gaクラスターの運動エネルギー密度のゼロ面上での領域化学ポテンシャルを計算し、その値が小さい(負で絶対値が大きい)場所で水素吸着が起こりやすいことが見出された。これは領域化学ポテンシャルの値が小さい領域が求電子性であることから理解される。当該年度の計画は以下のようであった。A.前年度の知見をもとに、イオン結合性についての研究を行う。前年度の項目Bで作成したモデルを再利用して、電子ストレステンソル密度の固有値の符号と縮退度でイオン結合性が特徴づけられるかどうか、また、他の指標が必要かを調べる。また、前年度の項目Cで作成したモデルを再利用して水素と金属原子が作る原子価拡張効果が電子ストレステンソル密度でどのように表現されるかを調べる。B.前年度に検証した手法について、前年度の項目A・Cで作成したモデルにおける有効性を調べる。C.本来の領域化学ポテンシャルの定義はエネルギーの電子数による偏微分であるが、前年度では近似量として電子エネルギー密度を電子密度で割った値を用いている。これはわれわれの従来の研究で用いてきた近似手法であるが、この妥当性を検証するため、ことなる偏微分の方法を検討する。それぞれの項目の達成度は以下のようである。A.イオン結合性の解析の基礎となる、原子についての電子ストレステンソル密度・電子運動エネルギー密度の研究が出版され、イオン結合性の解析についても電子運動エネルギー密度のゼロ面の形状が重要な役割を果たすことがわかり、投稿中である。

また予想外に進んだものとして、多参照配置間相互作用法で計算された電子状態の電子ストレステンソル密度等が計算できる計算コードが開発され、電子ストレステンソル密度の原子核間距離依存性とイオン結合性の関連が明らかとなった。また、水素化Pt、Pdクラスターについては、電子ストレステンソル密度の計算が行われ、データの分析中である。B.項目Aで述べた計算コードにより、セパラトリクス及び領域積分の距離依存性についての計算も検証できた。C.前年度に行うことができなかった、水素吸着性と領域化学ポテンシャルの関連性の検証を、Gaクラスターについて行い、出版することができた。本研究の目的は、場の量子論、特に量子電磁力学を用いて化学結合・反応を理解するという手法を深化・発展させるとともに、より多くの分子系に適用してその有用性を示そうとするものである。具体的な研究目的は以下の三つである:A.電子ストレステンソル密度による化学結合理論の展開、B.電子運動エネルギー密度と電子テンション密度による分子内原子の境界面の定義とその応用、C.領域化学ポテンシャルによる局所的な化学反応性指標の定義のその応用。最終年度においては、A, Bに関連する研究として、リチウムイオン伝導体におけるイオン結合を電子ストレステンソル密度と電子運動エネルギー密度を用いて特徴付ける研究を行った。電子運動エネルギー密度(われわれの定義では正負いずれの値もとりうる)を計算し、その値がゼロとなる等値面の形状によってイオン結合と共有結合ないし金属結合が区別されることを見出した。また、B, Cに関連する研究として、中性原子の電子運動エネルギー密度のゼロ面における領域化学ポテンシャルを計算し、電気陰性度との相関が良いことを見出した。研究期間全体を通じた成果としては、(1)結合領域における電子ストレステンソル密度の固有値・差固有値及び電子運動エネルギー密度のゼロ面の形状により、共有結合・金属結合・イオン結合・半金属間の結合の特徴づけが可能であることが見出された、(2)原子の電子運動エネルギー密度のゼロ面が、原子半径と相関し、原子の表面の良い定義を与えうることを示した、(3)分子系におけるテンション密度のセパラトリクスが分子内原子間の境界面の良い定義を与えることを示し、その面上での電子エネルギー密度(電子ストレステンソル密度のトレースから定義される量)の積分が、実測量である力の定数と非常によく相関することを見出した。電子ストレステンソル密度や場の量子論に基づいた他の密度量を用いて化学結合性・反応性を理解するという手法を深化・発展させることを、より多くの分子系に適用してその有用性を示す研究を行った。従来までわかっていた共有結合・金属結合に加え、半金属同士の結合やイオン結合がどのように表されるのかが明らかとなった。電子テンション密度のセパラトリクスが分子内原子の境界のよい定義となる事が数値的に検証された。電子運動エネルギー密度のゼロ面が、原子やイオンの外側の境界を与えるよい指標となる事がわかった。当該年度の計画は以下のようであった。A.金属原子からなるクラスター構造および非金属原子からなるクラスター構造を作成し、電子ストレステンソル密度の固有値の符号と縮退度で結合性を特徴付けるという手法を検証する。
分子生物学的基盤に基づいた食品成分の抗アレルギー性評価とその作用機序の解明

大豆や大豆加工製品に多く含まれるフラボノイドであるイソフラボン類は抗がん作用や抗炎症作用等さまざまな生理作用を有することが報告されているが、大豆イソフラボンの抗アレルギー作用に関する研究は乏しい。高親和性IgE受容体(FcεRI)はIgE仲介性のアレルギー反応において中心的な役割を担っており、抗アレルギー薬の重要なターゲットの一つである。FcεRIを発現し、抗原-IgEシグナルにより炎症性ケミカルメディエーターを放出する細胞として知られるマスト細胞および好塩基球のFcεRI発現に及ぼす大豆イソフラボンの影響について検討した。その結果、主要な大豆イソフラボンであるダイゼインおよびゲニステイン、ならびにダイゼインの腸内代謝産物であるエクオールはマウス骨髄由来の初代マスト細胞およびヒト好塩基様細胞株KU812の細胞表面上FcεRI発現量を有意に低下させることを見出した。本作用のメカニズムについて検討したところ、これら全てのイソフラボンはFcεRIの構成鎖であるFcεRIα鎖のmRNA発現量を低下させた。また、ゲニステインはFcεRIβ鎖mRNA発現量を低下させたのに対し、ダイゼインおよびエクオールはFcεRIγ鎖mRNA発現量を低下させたことから、フラボノイド骨格A環5位の水酸基が作用形態の特異性に関与していることが示唆された。一方、これまでにERK1/2の阻害剤がFcεRI発現を低下させることが報告されていたが、大豆イソフラボンのFcεRI発現量低下作用にはERK1/2は関与しないことが示された。大豆イソフラボンはその化学構造が女性ホルモンであるエストロゲンに類似しており、エストロゲン受容体(Estrogen receptor:ER)と結合活性を有することから、イソフラボンのFcεRI発現低下作用におけるERの関与について検討した。KU812細胞において、エストロゲンの一種であるβ-estradiolはFcεRIの発現量に影響を与えなかったこと、の特異的拮抗薬であるICI182,780は大豆イソフラボンのFcεRI発現量低下作用に影響与えなかったことから、本作用はER非依存的であることが示された(Yamashita et al,J.Agric Food.Chem.2012,60,8379-8385)。近年、ER非依存的なイソフラボンの生理作用がいくつか報告されているが、その作用機序は全くわかっていない。イソフラボンのER非依存的な生理作用に関わる遺伝子をがん細胞増殖抑制作用を指標にスクリーニングしたところ、PAP associated domain containing 5(PAPD5)を同定した。PAPD5はポリAポリメラーゼの一種であり、核小体低分子RNAやリボソーマルRNAにポリA鎖を付加することでこれらの分子の安定性を調節することがわかっている。PAPD5の活性化に及ぼすイソフラボンの影響について検討したところ、イソフラボンはPAPD5を活性化し、PAPD5の基質である核小体低分子RNAにポリAを付加することを見出した。食品成分の抗アレルギー作用として、大豆イソフラボンの高親和性IgE受容体発現抑制作用を報告することができた。大豆イソフラボンのエストロゲン受容体非依存的ながん細胞増殖抑制作用を担う分子としてPAPD5を同定し、核小体RNAのポリA化促進作用という、これまでに全く報告のない食品成分の生理作用を見出すことができた。大豆イソフラボンのER非依存的ながん細胞増殖抑制作用に関わる遺伝子としてPAPD5を同定したが、PAPD5がなぜ細胞増殖抑制作用を発揮するのかは未だ不明である。細胞増殖抑制作用を引き起こすPAPD5の下流の経路を解明する必要がある。そのためには、PAPD5ノックダウン細胞の遺伝子発現量をDNAマイクロアレイにより測定する方法が考えられる。また、イソフラボンの抗アレルギー作用におけるPAPD5の関与について検討する必要がある。フラボン類の抗アレルギー作用の発現に関わる遺伝子の同定を目的とし、その抗がん作用を指標として16種類の候補遺伝子をスクリーニングした。マウスメラノーマ細胞株B16においてRNA干渉法により各々の候補遺伝子を一過性でノックダウンし、フラボン類の抗がん作用における遺伝子の関与について検討した。その結果、Ubiquitin B(UBB)をノックダウンした場合にフラボン類の作用が著しく減弱したことから、本遺伝子がフラボン類の抗がん作用に重要であることが示された。また、B16細胞に対しフラボン類はSubG1を誘導し、細胞死を誘導すること、Aktのリン酸化レベルを低下させること、また、これらの作用にUBBが関与することを見出した。UBBはフラボン類の抗がん作用発現の入り口に関わることが示され、抗アレルギー作用等の他の生理作用に関与することが期待される。一方、フラボン類の幾何異性体であるイソフラボン類において、好塩基球における高親和性IgE受容体の発現量をエストロゲン受容体非依存的に低下させることを見出した。イソフラボンの生理作用発現に関わる遺伝子を抗がん作用を指標に探索し、4つの候補遺伝子を特定した。中でもPAP associated domain containing 5(PAPD5)をノックダウンすると、イソフラボンの一種であるエクオールの抗がん作用が消失した。マウスの腫瘍モデルを用いた検討により、エクオールの経口投与によりB16細胞の腫瘍成長が抑制されること、その作用にPAPD5が関与することを明らかにした。エストロゲン受容体以外のイソフラボン類の生理作用発現に関わる遺伝子を世界に先駆けて見出した。DNAチップを用いた検討によりフラボン類がいくつかの食品成分の感受性に関わる遺伝子の発現量を低下させることを見出し、それらの成分を含む食品との食べ合せが好ましくない可能性が示された。

大豆や大豆加工製品に多く含まれるフラボノイドであるイソフラボン類は抗がん作用や抗炎症作用等さまざまな生理作用を有することが報告されているが、大豆イソフラボンの抗アレルギー作用に関する研究は乏しい。高親和性IgE受容体(FcεRI)はIgE仲介性のアレルギー反応において中心的な役割を担っており、抗アレルギー薬の重要なターゲットの一つである。FcεRIを発現し、抗原-IgEシグナルにより炎症性ケミカルメディエーターを放出する細胞として知られるマスト細胞および好塩基球のFcεRI発現に及ぼす大豆イソフラボンの影響について検討した。その結果、主要な大豆イソフラボンであるダイゼインおよびゲニステイン、ならびにダイゼインの腸内代謝産物であるエクオールはマウス骨髄由来の初代マスト細胞およびヒト好塩基様細胞株KU812の細胞表面上FcεRI発現量を有意に低下させることを見出した。本作用のメカニズムについて検討したところ、これら全てのイソフラボンはFcεRIの構成鎖であるFcεRIα鎖のmRNA発現量を低下させた。また、ゲニステインはFcεRIβ鎖mRNA発現量を低下させたのに対し、ダイゼインおよびエクオールはFcεRIγ鎖mRNA発現量を低下させたことから、フラボノイド骨格A環5位の水酸基が作用形態の特異性に関与していることが示唆された。一方、これまでにERK1/2の阻害剤がFcεRI発現を低下させることが報告されていたが、大豆イソフラボンのFcεRI発現量低下作用にはERK1/2は関与しないことが示された。大豆イソフラボンはその化学構造が女性ホルモンであるエストロゲンに類似しており、エストロゲン受容体(Estrogen receptor:ER)と結合活性を有することから、イソフラボンのFcεRI発現低下作用におけるERの関与について検討した。KU812細胞において、エストロゲンの一種であるβ-estradiolはFcεRIの発現量に影響を与えなかったこと、の特異的拮抗薬であるICI182,780は大豆イソフラボンのFcεRI発現量低下作用に影響与えなかったことから、本作用はER非依存的であることが示された(Yamashita et al,J.Agric Food.Chem.2012,60,8379-8385)。近年、ER非依存的なイソフラボンの生理作用がいくつか報告されているが、その作用機序は全くわかっていない。イソフラボンのER非依存的な生理作用に関わる遺伝子をがん細胞増殖抑制作用を指標にスクリーニングしたところ、PAP associated domain containing 5(PAPD5)を同定した。PAPD5はポリAポリメラーゼの一種であり、核小体低分子RNAやリボソーマルRNAにポリA鎖を付加することでこれらの分子の安定性を調節することがわかっている。PAPD5の活性化に及ぼすイソフラボンの影響について検討したところ、イソフラボンはPAPD5を活性化し、PAPD5の基質である核小体低分子RNAにポリAを付加することを見出した。
静電探針による計測における問題点の解決とその実用化

本研究では、静電探針を用いて乱流予混合火炎の詳細な構造などの燃焼現象の計測を行う場合、浮遊容量や電気的な雑音の影響などの実用上の問題点を解決し、静電探針を汎用性のある計測器として実用化することを目的としている。最終年度である、今年度は、1)DCアンプとA-Dコンバータ間のノイズ対策およびシグナル・グランドの設置法、2)ノイズフィルターの最適化、3)高温雰囲気中(目標温度1000°C)で使用する静電探針の実用化、などを行ない、プロトタイプ計測システムを提案した。このプロトタイプに基づき、ソフトウエアを含む計測システムの商品化を行う予定である。本年度は、探針の受感部の直径、長さ、電位などの条件がイオン電流波形の特性の及ぼす影響を調べた。さらに、静電探針の形状の違いによる浮遊容量の差がイオン電流波形に及ぼす影響について調べている。静電探針は、時間・空間分解能が優れていることが特徴であるが、10nA程度のきわめて微弱な電流を記録するために、電気的な雑音や、浮遊容量などの影響を受けやすい。そのため、静電探針の受感部の形状や電位などの条件がイオン電流の特性の及ぼす影響を明らかにし、電気雑音、浮遊容量の影響を最小にする最適な探針形状を明らかにした。さらにこれらの基礎的なデータに基づき、イオン電流の検出装置の設計・試作を行った。イオン電流の検出装置の問題点を抽出し、問題点の改良を行う。さらにこれらの基礎的なデータに基づき、静電探針の適正使用条件について明らかにした。
普通名詞と固有名詞の語彙検索機能における加齢の影響

本研究は、高齢者の語想起能力とその低下のメカニズムを検討することを目的とする。加齢に伴い人名などの固有名詞が想起しにくくなると言われているが、これまでの語想起研究では、人名・地名などを含む広範なカテゴリーについて高齢者の語想起能力を調べた研究はなかった。先行研究で、健常高齢者と若年者を対象に、語頭音、生物、人工物、人名,地名、抽象語など12領域に渡る48カテゴリーの語想起実験を行い、高齢者は総じて語想起能力が低下し、特に人名が困難になること、一方、若年者も一般名詞に比べ,人名想起が相対的に困難になることを明らかにした。本研究では,後続研究として,人名の想起困難の普遍性および想起困難の要因を検討した。第1に,3年後の追跡実験を行い,個人内の一貫性を検討した。1回目と2回目の生成語の内容一致度は平均に比べ,人名,語頭音,抽象語で低かった。第2に,先行研究で用いた有名人カテゴリー(例,「政治家」)と,一般人名カテゴリー(例,「男の名前」)やその他の固有名詞カテゴリー(例,「駅名」)の難易度を比較するため,新たな語想起実験を行なった。想起数は,有名人カテゴリーのみ減少し,一般人名やその他の固有名詞カテゴリーは語頭音や生物,人工物などの想起数と変わらなかった。第3に,生物や人工物などの一般名詞(例,「ライオン」)と有名人名(例,「夏目漱石」)に関する知識量を比較するため,(1)...がある,(2)...である,(3)...できる,の3文によって各語に関する知識を書き出す実験を行なった。記述された特徴の異なり数は,人名が最も多く,記述内容の共通性は人名が最も低かった。有名人の名前は,ある一定期間使用されるものの個人の一生を通じた永続的使用が少なく,知識の個人差も大きい。このため,人名は,概念の共通性が低く,使用頻度も低いため,想起困難が生じやすいのかもしれない。そこで,先に、健常高齢者と若年者を対象に、語頭音、生物、人工物、人名,地名、抽象語など12領域に渡る48カテゴリーの語想起実験を行い、延べ約36,000語の生成語の量的、質的分析を行った。その結果、高齢者は総じて若年者より語想起能力が低下し(若年群の約75%)、特に人名が困難になること(若年群の約54%)、一方、若年者も一般名詞に比べ人名想起が相対的に困難になることがわかった。今年度は,人名の想起困難の普遍性を検討するため,先の実験から3年以上経過し再実験を行なった健常高齢者24名(70-85歳,平均77.4歳)のデータを分析し,生成語数と生成語の内容一致度を検討した。1回目に比べ,生成語数は5%増えたが,12領域の相対的難易度は変わらず,地名が最も容易で人名が最も難しかった。一方,若年群の生成語数に対する高齢者群の生成語数の比は上昇し(75%→79%),人名の想起困難は目立たなくなった(54%→73%)。

1回目と2回目の生成語の内容一致度を調べたところ,個人内の一致度は平均36%であり,語頭音(20%),人名(20%),抽象語(12%)の一致度が低かった。高齢群全体の一致度は73%だったが,やはり語頭音(50%),人名(49%),抽象語(37%)の一致度は低かった。人名は,安定して生成される典型的項目が少ないと示唆される。次に,人名の想起困難が,先の人名(「政治家、女優、歌手・タレント、作家・詩人」)以外にも広く認められるかどうかを検討するため,新たな人名カテゴリーを含む語想起実験を準備している。本研究は、高齢者の語想起能力とその低下のメカニズムを検討することを目的とする。加齢に伴い人名などの固有名詞が想起しにくくなると言われているが、これまでの語想起研究では、人名・地名などを含む広範なカテゴリーについて高齢者の語想起能力を調べた研究はなかった。そこで先行研究で、健常高齢者と若年者を対象に、語頭音、生物、人工物、人名,地名、抽象語など12領域に渡る48カテゴリーの語想起実験を行なった。その結果、高齢者は総じて若年者より語想起能力が低下し(若年群の平均75%の生成率)、特に人名が困難になること(若年群の約54%)、一方、若年者も一般名詞に比べ人名想起が相対的に困難になることがわかった。今年度は,人名の想起困難の普遍性を検討するため,先行研究で用いた有名人カテゴリー4種(「政治家,女優、歌手・タレント、作家・詩人」)に加え,一般人名カテゴリー4種(「姓(名字),男の名前,歴史上の人物,物語の人物」)および,その他の固有名詞4種(「駅名,商品名,会社名,時代」)を含む合計40カテゴリーを用いて,若年者を対象に語想起実験を行なった。想起数は,有名人カテゴリーのみ減少し,一般人名やその他の固有名詞カテゴリーは語頭音や生物人工物などの想起数と変わらなかった。有名人の名前は,ある一定期間頻繁に使用されるものの永続性が少ない点で,累積的頻度や時系列上の親近性が低く,想起困難が生じやすいのかもしれない。一方,有名人に関する知識は,生物や人工物などの普通名詞や一般人名の知識に比べ,量が少なく共通性が低いため,語想起に際し参照されにくいのかもしれない。現在,後者の点を検討するため,生物や人工物などの普通名詞や人名に関する知識を書き出す実験を行い,データを分析している。次年度は引き続き,高齢者を対象とした語想起実験および知識を書き出す実験を行なう予定である。加齢に伴い人名などの固有名詞が想起しにくくなると言われている。これまで、健常高齢者と若年者を対象に、語頭音、生物、人工物、人名,地名、抽象語など12領域に渡る48カテゴリーの語想起実験を行なった。昨年度は,人名の想起困難の普遍性を検討するため,先行研究で用いた有名人(例,「政治家」)に加え,一般人名(例,「歴史上の人物」)およびその他の固有名詞(例,「駅名」)を含む合計40カテゴリーを用いて,語想起実験を行なった。想起数は,有名人のみ減少し,一般人名やその他の固有名詞は語頭音や生物,人工物などの想起数と変わらなかった。有名人の名前は,ある一定期間頻繁に使用されるが永続性が少なく累積的頻度や時系列上の親近性が低くなり,想起困難が生じやすくなるのかもしれない。一方,有名人に関する知識は,生物や人工物などの普通名詞や一般人名に比べ,量が少なく共通性が低いかもしれない。
銀河団ガス及びダークマターの物理過程の理論的研究

銀河団における高温ガス及びダークマターの物理過程を理解するために、本年度は、主に以下のような研究を行った。銀河団から放射されるX線強度と高温ガスの温度の間には強い相関があることが観測結果から知られているが、この関係は簡単な理論モデルの予言よりも傾きが急であることが指摘されている。銀河団の形成、進化を考える上でこの関係を正しく理解することが重要である。そこで、観測結果を説明するひとつのモデルとして、銀河間における超新星爆発によるエネルギーの注入の効果を調べた。この結果は論文として、PASJに掲載されているほか、平成12年10月に上海で行われた国際会議において口頭発表を行った(会議収録は現在印刷中)。また、最近の観測により銀河団中心での高温ガスの冷却の様子が今まで標準的と考えられてきたモデルでは説明できないことがわかってきた。この問題を解決するためにはどのような物理過程が寄与しているのかを考察した。この結果は現在、投稿論文にまとめているところである。銀河団の高温ガスへの銀河の影響を調べることを目標とし、そのために必要となるダークマターのハローの形成、進化と銀河の形成、進化を同時に考察することができる順解析的手法の数値計算コードの開発およびこのコードを用いた計算を行った。この結果は現在、投稿論文としてまとめているところである。以上の研究により銀河団における高温ガスの進化の概要がわかってきたのではないかと考えている。本年度は、備品としてハードディスク、DVDドライブを購入し、数値計算結果のデータの保存などに使用した。銀河団における高温ガスおよびダークマターの物理過程を理解するために、本年度は、主に二つの方向から研究を行った。一つ目として、最近の観測により明らかにされたX線領域での銀河団からの非熱的放射に注目をした。この放射は銀河団の動的な進化の側面と密接な関連があると考えられ、その性質を理解することが重要であると思われる。本年度はその起源として、高エネルギー粒子を考え、その存在が銀河団の高温ガスにどのような影響を及ぼすかを調べた。また、高エネルギー粒子によるガンマ線放射の強度を評価し、将来のガンマ線観測衛星による観測可能性を議論した。本研究の内容は、平成12年3月に行われた基研研究会「観測的宇宙論における諸問題」において本研究者が、平成11年度秋期日本天文学会において共同研究者が発表を行い、現在、投稿論文にまとめているところである。来年度は本研究を継続して行い、高エネルギー粒子の生成機構の解明を目指す。二つ目は、銀河団の高温ガスへの銀河、あるいは活動銀河核の影響を調べることを目標とし、そのために必要となるダークマターのハローの形成、進化と銀河、活動銀河核の形成、進化を同時に考察する準解析的方法の数値計算コードの開発を行った。本年度は、そのコードを用いて予備的な結果を得ることができた。その結果は、平成11年度秋期日本天文学会において共同研究者が発表を行っている。来年度は、このコードを用いた計算を行い、銀河団の高温ガスへの銀河、活動銀河核の影響を調べる予定である。本年度は、備品としてノートパソコンを購入し、数値計算コードの作成、データの処理、プレゼンテーション用図表の作成に使用した。
転写因子XGrhl3によるWntシグナル阻害メカニズムの解析と外胚葉分化

Xenopus初期胚外胚葉において表皮組織は、神経組織と拮抗的に形成されることがしられている。われわれは外胚葉の分化を制御する因子としてXenopus Grainyhead like 3(XGrh13)を同定した。XGrh13はXenopus初期胚予定表皮領域に特異的に発現し、神経胚期には神経板の前方に発現がみられる。外胚葉が表皮と神経に分化する際、BMPシグナルは表皮組織誘導因子として働く。これに対し神経組織が誘導される領域では、ChordinなどBMPアンタゴニストが発現しBMPシグナルを阻害している。このように神経誘導にはBMPシグナルの阻害が必須であることが知られている。これまでの解析から、XGrh13はBMPシグナルの下流で機能し、表皮形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。さらに興味深いことに、XGrh13がWntシグナルを阻害する活性を持つことを見いだした。本研究課題において我々はXGrh13がどのようにWntシグナルを阻害するのか、その分子メカニズムの解明を試みた。その結果、XGrh13は転写活性化因子としてWntシグナルを阻害因子の発現を誘導し、Wntシグナル細胞内伝達因子beta-cateninのレベルでWntシグナル阻害することを明らかにした。さらにXGrh13によって誘導される阻害因子の同定を、cDNAマイクロアレイを用いておこなったところ、mRNA decayに関与する因子XTTPの同定に成功した。XTTPはmRNA結合能依存的にWntシグナルを阻害することがわかった。これらの結果から、XGrh13はWntシグナルをmRNAのレベルで抑制している可能性が考えられ、現在その解析を進めている。われわれは外胚葉の分化を制御する因子としてXenopus Grainyhead like 3(XGrhl3)を同定した。XGrhl3はXenopus初期胚予定表皮領域に特異的に発現し、神経胚期には神経板の前方に発現がみられる。これまでの解析から、XGrhl3はBMPシグナルの下流で機能し、表皮形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。さらに興味深いこおtに、XGrhl3がWntシグナルを阻害する活性を持つことを見いだした。本研究課題において我々はXGrhl3がどのようにWntシグナルを阻害するのか、その分子メカニズムの解明を試みた。その結果、XGrhl3は転写活性化因子としてWntシグナルの阻害因子の発現を誘導し、Wntシグナル細胞内伝達因子beta-cateninのレベルでWntシグナルを阻害することを明らかにした。さらにXGrhl3によって誘導される阻害因子の同定を、cDNAマイクロアレイを用いておこなったところ、mRNA decayに関与する因子の同定に成功した。これらの結果から、XGrhl3はWntシグナルをmRNAのレベルで制御している可能性が考えられ、現在その解析を進めている。
レドックス型イオン結晶による水中からの高選択性・高容量イオン吸着

ナノサイズの無機金属酸化物クラスターであるポリ酸は、可逆的な多電子酸化還元特性を有することから、機能性材料の構成ブロックとして用いられている。昨年度以前、ケギン型ポリ酸を構成ブロックとする多孔性イオン結晶が、ポリ酸の還元に伴い水中から結晶内へと高選択的にセシウムイオンを吸着すること(還元的導入)を報告した。さらに、ケギン型よりも立体的に嵩高い骨格と優れた還元特性を有するドーソン型ポリ酸を用いると、セシウムの吸着速度と吸着量が大きく向上した。今年度(2018年度)は、既報の、構成元素であるモリブデンと鉄の酸化数はそれぞれ+3、+6と最高酸化数をとる全体として中性でカプセル状のポリ酸(I)に注目した。高酸化状態であるIを水中でアスコルビン酸により還元することにより(I-red)1から3価の様々な金属イオンの還元的導入を検討した。その結果、比較的水和イオン半径が小さいカリウムイオンとセシウムイオンは、還元的導入後の結晶状態が良好であり、単結晶X線構造解析を行った。赤外吸収スペクトルにより、還元的イオン導入前後で分子構造の変化がないこと、原子吸光分析により、I-redは組成式あたり金属イオンが約10個入っていることが確認された。水和イオン半径が小さい、すなわち、イオン半径が大きく、価数の小さいイオンが吸着されやすい傾向にあるため、環境や人体に有害な鉛やタリウムなども視野に入れ、重金属イオンの吸着材としての可能性も検討している。可逆的な酸化還元が容易におこるモリブデン系のポリオキソメタレートを導入した一次元ミクロ細孔(細孔径0.32 nm)を有する多孔性イオン結晶を合成した。結晶に還元剤としてアスコルビン酸水溶液を加えると、構造を保持したままK+が細孔に取り込まれ、続いて酸化剤として塩素水を加えると、カリウムイオンが細孔から吐き出される。結晶の還元は還元剤を加えるだけでは進行せず、アルカリ金属イオンの共存により進行する。また、還元剤は結晶中に取り込まれず、水溶液中にとどまる。以上の結果より、イオンと電子は一次元細孔内を協奏的に拡散すると考えられる。結晶中のポリオキソメタレート還元及びイオン吸着過程の速度論的検討を行ったところ、両者の速度定数は同程度であり、さらに、イオンをカリウムからセシウムに変えると速度定数は増加する。水和イオンが一次元ミクロ細孔内に取り込まれるには脱水和される必要があることから、速度定数の増加は、脱水和のギブスエネルギー(あるいは水和半径)がセシウムイオン<カリウムイオンでありセシウムイオンの方が細孔内に取り込まれやすいため、と説明される。この結果を活かし、多孔性イオン結晶によるセシウムイオンの選択的吸着を試みた。孤立細孔を有する多孔性イオン結晶を用いると、組成式あたり3.8個のセシウムイオンを、イオン交換と還元的吸着を介して選択的に取り込むことがわかった。セシウムイオンの吸着量は134mg/gであり、一部の金属硫化物には満たないが、実用化されているプルシアンブルー(133mg/g)よりも大きい。高濃度の共存イオン下でもセシウムイオン吸着選択性は低下しない。なお、上記の一次元細孔を有するイオン結晶とは異なり、酸化によりセシウムイオンを排出しないため、セシウムイオンの分離・保管(海水中の放射性セシウム除去を念頭)に適している。二つの目標(セシウムイオンあるいはリチウムイオンの選択的吸着)のうち、前者が実現できているので。水中におけるイオンの吸着・交換現象は、分離・精製や有害成分の除去を通じて我々の生活を支えるのみならず、新物質の合成や構造・機能の制御という基礎化学的観点からも重要である。本申請は「レドックス型イオン結晶による水中からの高選択性・高容量イオン吸着」について、ポリオキソモリブデートアニオンを構成ブロックとし、対カチオンとの「イオン交換」に加えて還元に伴うカチオンの「還元的導入」により、既存のイオン交換体より吸着容量の高い材料を設計・合成する。昨年度の研究実績報告書に記載したレドックス型多孔性イオン結晶による高選択的セシウムイオン吸着に関し、以下の4つの問題点が存在した。(1)吸着に加熱が必要(343K)、(2)吸着速度が遅い(平衡吸着までに12時間)、(3)吸着量が小さい(組成式あたり3.8個)、(4)吸着が不可逆的。これらの問題点を解決するため、Keggin型のポリオキソモリブデートアニオンを、より分子サイズが大きく還元されやすいDawson型にかえ、イオン結晶の合成を行った。その結果、より細孔体積が大きなイオン結晶が得られた。還元されやすさは、構成元素(タングステンあるいはモリブデン)に依存した。モリブデンを構成元素とするイオン結晶は、水中でアスコルビン酸を還元剤として、室温においてセシウムイオンの平衡吸着までに1時間、吸着量は組成式あたり5.5個、さらに酸化により吸着したセシウムイオンを排出した。従って、昨年度までに存在していた問題点はすべて解決された。セシウムイオン吸着の速度と量に関して進展があったので。

さらに、ケギン型よりも立体的に嵩高い骨格と優れた還元特性を有するドーソン型ポリ酸を用いると、セシウムの吸着速度と吸着量が大きく向上した。今年度(2018年度)は、既報の、構成元素であるモリブデンと鉄の酸化数はそれぞれ+3、+6と最高酸化数をとる全体として中性でカプセル状のポリ酸(I)に注目した。高酸化状態であるIを水中でアスコルビン酸により還元することにより(I-red)1から3価の様々な金属イオンの還元的導入を検討した。その結果、比較的水和イオン半径が小さいカリウムイオンとセシウムイオンは、還元的導入後の結晶状態が良好であり、単結晶X線構造解析を行った。赤外吸収スペクトルにより、還元的イオン導入前後で分子構造の変化がないこと、原子吸光分析により、I-redは組成式あたり金属イオンが約10個入っていることが確認された。水和イオン半径が小さい、すなわち、イオン半径が大きく、価数の小さいイオンが吸着されやすい傾向にあるため、環境や人体に有害な鉛やタリウムなども視野に入れ、重金属イオンの吸着材としての可能性も検討している。これまでにセシウムイオン(Cs+)の選択的吸着は達成されたので、リチウムイオン(Li+)の選択的吸着に着手する。セシウムイオンの吸着選択系列は水和イオン半径の序列(Cs+ < Rb+ < K+ < Na+ < Li+)で決まるが、これを逆転させるためにはイオン半径の序列(Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+)に従う材料の設計指針が重要である。イオン半径の小さなLi+を選択的に吸着するために密な構造をとる結晶を基盤とする。以下の(1)(3)を検討する:(1)密な結晶構造へのLi+の還元的導入(2)サイト欠損(微小空隙)の導入(参考:申請書の業績7, 17)による吸着速度の制御(3)酸化によるLi+の回収:Li+の還元導入後,酸化によりLi+が放出される(回収される)かセシウムイオン吸着については一定の成果が得られ、論文発表もできているので、リチウムイオンをはじめとしたその他のイオンの選択的吸着に注力する。旅費が想定よりも少なかったため学生の学会参加費として用いる