hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
温度・圧力制御に基づく新規ソノプロセスの構築に関する研究

昨年度,圧力・温度制御型流通式超音波反応装置の設計・開発を行った.申請研究最終年度の今年度は本装置を用いて,ソノケミカル効率の圧力,温度,流量依存性について調べた.なお,ソノケミカル効率は,流通式超音波反応を単段CSTRでの連続操作と仮定し,KI酸化反応速度定数を用いて評価を行った.また,昨年度検討した振動子インピーダンスの周波数依存性の成果に基づいて,操作圧力・温度条件に応じて発振周波数を調整・設定して,実験を行った.流量10^<-3>dm^3・min^<-1>一定での実験結果から,操作圧力および温度上昇とともにソノケミカル効率は減少することがわかった.次に,ゲージ圧力0.3MPa一定の条件のもと,流量を変化させながらソノケミカル効率の温度依存性について検討を行った.同一温度の結果をみると,流量の増加とともにソノケミカル効率が増加し,一定流量を超えるとソノケミカル効率がほぼ一定値をとる挙動が確認できた.これは流量が大きくなることで,安定な気泡を音場から除去することで超音波エネルギーが減衰することを抑制し,安定したキャビテーション気泡の収縮/崩壊サイクルが達成されたためと考えられる.また,同一流量条件で温度の影響について比較したところ,先に示したように流量が低い10^<-3>dm^3・min^<-1>一定のもとでは,温度上昇とともにソノケミカル効率の減少が認められたが,流量が高い条件ではソノケミカル効率が高くなる最適な温度条件が存在することがわかった.以上の成果から,ソノケミカル効率に影響を与える音場内でのキャビテーション核・気泡数のバランス,さらにはキャビテーション気泡の成長/収縮/崩壊状態が,圧力,温度,流量により制御可能であることが示唆された.本申請研究は,温度・圧力を制御因子とした超音波化学・物理作用の制御と効率化の可能性,および超音波局所高温・高圧反応場と温度・庄力制御に基づく水バルク高温・高圧水を組み合わせた新規協奏反応場の創製の可能性について検討することを目的とする。初年度のH21年度は,高温高圧操作型ソノリアクターの設計・開発を行った。その結果,処理対象溶液の流量(空間速度)一定のもと,温度は常温150°C,圧力は常圧10MPaの範囲で操作可能な高圧・高温操作型ソノリアクターが完成した。電圧一定の下,振動子のインピータンスが極小値をとる周波数条件で音波を発振した場合に照射対象の溶液媒体へ音波エネルギーが効率的に投入されると推測されるため,開発した本装置に対して,周波数に対する振動子のインピータンス特性の温度,圧力依存性を調べた。なお,照射媒体として蒸留水を使用した。最初に,ソノリアクターの通常操作条件である常温,常圧下で20-23.5kHzの範囲でスイープさせながら周波数に対するインピータンス特性を調べた結果,20-21kHzの領域Aと22.5-23kHz領域Bにインピーダンスの極小値が存在した。さらに,温度を常温120°C,圧力を常圧10MPaの範囲で変化させて周波数に対するインピータンス特性を調べた結果,特に領域Aでは,圧力,温度条件に応じて極小値をとる周波数が複数存在するようになり,またインピータンスの極小値の大きさも変化することがわかった。次に常温,常圧条件ではあるが,電圧一定の条件の下,領域Aおよび領域Bでインピータンスが極小値をとる周波数の超音波をKI水溶液に照射したところ,超音波化学作用によるKI酸化反応速度に関して,領域Aの周波数条件の方が高い値を示した。以上の結果に基づいて今後は,超音波の化学作用,または超音波の物理作用に対する温度,圧力の影響について検討していく予定である。昨年度,圧力・温度制御型流通式超音波反応装置の設計・開発を行った.申請研究最終年度の今年度は本装置を用いて,ソノケミカル効率の圧力,温度,流量依存性について調べた.なお,ソノケミカル効率は,流通式超音波反応を単段CSTRでの連続操作と仮定し,KI酸化反応速度定数を用いて評価を行った.また,昨年度検討した振動子インピーダンスの周波数依存性の成果に基づいて,操作圧力・温度条件に応じて発振周波数を調整・設定して,実験を行った.流量10^<-3>dm^3・min^<-1>一定での実験結果から,操作圧力および温度上昇とともにソノケミカル効率は減少することがわかった.次に,ゲージ圧力0.3MPa一定の条件のもと,流量を変化させながらソノケミカル効率の温度依存性について検討を行った.同一温度の結果をみると,流量の増加とともにソノケミカル効率が増加し,一定流量を超えるとソノケミカル効率がほぼ一定値をとる挙動が確認できた.これは流量が大きくなることで,安定な気泡を音場から除去することで超音波エネルギーが減衰することを抑制し,安定したキャビテーション気泡の収縮/崩壊サイクルが達成されたためと考えられる.また,同一流量条件で温度の影響について比較したところ,先に示したように流量が低い10^<-3>dm^3・min^<-1>一定のもとでは,温度上昇とともにソノケミカル効率の減少が認められたが,流量が高い条件ではソノケミカル効率が高くなる最適な温度条件が存在することがわかった.以上の成果から,ソノケミカル効率に影響を与える音場内でのキャビテーション核・気泡数のバランス,さらにはキャビテーション気泡の成長/収縮/崩壊状態が,圧力,温度,流量により制御可能であることが示唆された.
新規オートファジーシステムにおける核酸のリソソーム膜通過メカニズムの解明

RNautophagyはリソソームによる新規RNA分解経路であり、ATPの消費を伴いRNAがリソソーム内に直接取り込まれ、分解される。SIDT2はリソソーム内へのRNA取り込みを仲介することも明らかとなっており、SIDT2を介するRNautophagyは細胞内におけるRNA分解に貢献していることも報告している。平成29年度にSIDT2のリソソーム局在に必要な選別シグナル、そしてSIDT2のリソソーム局在とRNautophagyにおけるSIDT2の機能との関係についての研究を完成させた。平成27・28年度にSIDT2の構造上にある3つのYxxΦモチーフ(YGSF, YDTL, YLCV)のチロシンに変異を導入した3YS変異体はリソソームに局在しなくなり、SIDT2のリソソーム局在にこれらの3つのYxxΦモチーフが必要であること、そしてSIDT2によるRNautophagyの活性にはSIDT2のリソソーム局在が必要であることを明らかにした。また、SIDT2の過剰発現により、細胞内RNA分解が著しく促進できることも見出した。平成29年度にリソソーム阻害剤処理により、SIDT2過剰発現によるRNA分解促進効果が抑制されたことから、その分解促進がリソソームにおける分解によるものだということがわかった。3YS変異体にYxxΦモチーフを導入することにより3YS変異体はリソソームに再局在し、また細胞内RNA分解をSIDT2と同程度促進した。次にリソソームに局在しないSIDT2のパラログであるSIDT1にこれらの3つのYxxΦモチーフを導入した結果、SIDT1変異体はリソソームに局在を示すようになり、細胞内RNA分解をSIDT2と同程度促進した。これらのことからSIDT2の3つのYxxΦモチーフが実際に機能していることが確認された。さらに、SIDT2の3つのYxxΦモチーフがAP複合体と相互作用するかどうか調べた結果、YGSFモチーフはAP-1とAP-2複合体と相互作用することがわかった。このことからYGSFモチーフを介するSIDT2のリソソーム局在制御はAP-1とAP-2を介して行われることが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者はリソソームによるATP依存的な新規RNA分解経路RNautophagyについて研究を行っている。RNautophagyにおいてLAMP2CがRNAの受容体として機能することが報告されている。また、SIDT2がリソソーム内へのRNA取り込みを仲介することも明らかとなっているが、RNAのリソソーム膜通過メカニズムに関して不明な点が多い。研究代表者はRNAのリソソーム膜通過メカニズムの解明を目的にしている。そのため、27年度は以下の2点を明らかにした。1. RNautophagyにおいてSIDT2が正常に機能するのに必要なアミノ酸の同定SIDT2が機能するのに重要な役割を果たしている5アミノ酸が推測された。その5アミノ酸はRNautophagyの活性に必要かどうかを調べた。Neuro2a細胞由来リソソームを用いて、RNautophagyの活性にはSIDT2の5アミノ酸が必要であることが明らかとなった。2. SIDT2のリソソーム局在に必要な選別シグナルの解明リソソーム膜への局在にはタンパク質の細胞質側に選別シグナルが必要である。選別シグナルにはモチーフが機能している。SIDT2の細胞質側には三つのモチーフがあった。これらのモチーフがSIDT2のリソソーム局在に関与しているかどうかを検討した。モチーフに含まれている必須なアミノ酸をセリンに置換したEGFP融合変異体を用いて、SIDT2のリソソーム局在には三つのモチーフが重要であることが示された。また、モチーフに含まれている必須なアミノ酸をセリンに置換した変異体がRNautophagyにおいて機能しないことを確認し、SIDT2のリソソーム局在がSIDT2によるRNautophagy活性に必要であることが示された。その上、RNautophagy活性にはSIDT2のリソソーム局在が必要であることも明らかとなった。平成27年度には、RNautophagyにおいてリソソーム内へのRNA取り込みを仲介するSIDT2について研究を行った。具体的にRNautophagyにおいてSIDT2が機能するのに必要なアミノ酸について解析を行い、5アミノ酸を同定した。また、SIDT2を介するRNautophagyの活性にはSIDT2のリソソーム局在が必要であることを示し、そのリソソーム局在に必要な選別シグナルも明らかにした。研究代表者はリソソームによる新規核酸分解経路RNautophagy/DNautophagy (RDA)について研究を行っている。RDAにおいて、LAMP2Cが受容体として機能することが報告されている。また、リソソーム膜タンパク質SIDT2がリソソーム内へのRNA取り込みを仲介することも明らかとなっているが、RDAにおける核酸のリソソーム膜通過メカニズムに関して不明な点が多い。研究代表者は核酸のリソソーム膜通過メカニズムの解明を目的にしている。そのため、平成28年度には以下の2点について研究を進めた。(1) SIDT2のリソソーム局在に必要な選別シグナルの解明SIDT2はリソソーム膜に局在しているがその局在に機能するシグナルがわかっていなかった。平成27年度にはSIDT2のリソソーム局在に三つのモチーフが必要であることを見出した。

平成28年度は細胞内において、SIDT2を介するRNA分解にはSIDT2のリソソーム局在が必要であることをpulse-chase analysisによって明らかにした。また、SIDT2の過剰発現は細胞内RNA分解を著しく促進できることも見出した。この内容は現在、論文投稿中である。(2) DNautophagyにおいてSIDT2が機能する否かの検討DNautophagyにおいて、ATPの消費を伴いDNAがリソソーム内に直接取り込まれ、分解される。本研究ではDNautophagyにおけるDNAの取り込み過程にはSIDT2が機能する否かを検討した。SIDT2の過剰発現によってDNautophagyにおけるDNAの取り込み活性が上昇し、直鎖状DNAは環状DNAよりも容易に取り込まれた。また、RNAとDNAの取り込み活性には差がなかった。SIDT2のノックダウンによってリソソームによるDNAの取り込み活性が低下する結果と合わせて、SIDT2はDNautophagyにおいてもリソソームによるDNAの取り込みを仲介することが明らかとなった。SIDT2のRNautophagyにおける機能と合わせて、SIDT2はリソソーム膜上の核酸輸送体の有力な候補であることが考えられる。この内容はAutophagy誌に発表された。平成28年度には、RNautophagyにおいてリソソーム内へのRNA取り込みを仲介するリソソーム膜タンパク質SIDT2について研究を行った。具体的にSIDT2の過剰発現は細胞内RNA分解を著しく促進できることを見出した。また、細胞内において、SIDT2を介するリソソームによるRNA分解にはSIDT2のリソソーム膜への局在が必要であることも示した。さらに、RNautophagyだけでなく、DNautophagyにおいてもSIDT2がリソソーム内へのDNA取り込みを仲介することを明らかにした。RNautophagyはリソソームによる新規RNA分解経路であり、ATPの消費を伴いRNAがリソソーム内に直接取り込まれ、分解される。SIDT2はリソソーム内へのRNA取り込みを仲介することも明らかとなっており、SIDT2を介するRNautophagyは細胞内におけるRNA分解に貢献していることも報告している。平成29年度にSIDT2のリソソーム局在に必要な選別シグナル、そしてSIDT2のリソソーム局在とRNautophagyにおけるSIDT2の機能との関係についての研究を完成させた。平成27・28年度にSIDT2の構造上にある3つのYxxΦモチーフ(YGSF, YDTL, YLCV)のチロシンに変異を導入した3YS変異体はリソソームに局在しなくなり、SIDT2のリソソーム局在にこれらの3つのYxxΦモチーフが必要であること、そしてSIDT2によるRNautophagyの活性にはSIDT2のリソソーム局在が必要であることを明らかにした。また、SIDT2の過剰発現により、細胞内RNA分解が著しく促進できることも見出した。
災害トラウマの回復過程における子どものナラティブと応答的な生徒指導実践の検討

本研究の概要は、大震災やそれに伴う環境の変化から子ども・若者が被るトラウマ(心的外傷)の事実を調査し、トラウマからの回復過程に必要な援助を特に学校教育における実践から検討することである。被災直後は、子ども自身、変調や多様な生きづらさを感じていても、それが何に起因しているのかを自ら理解することは困難である。教員らの長期にわたる関わりや実践が、トラウマの個々の人生における多様な意味(ナラティブ)を探り、自己肯定と回復へとつながる過程および段階的な課題は何かを明らかにする研究である。
酸化物超電導薄膜の高周波デバイスに関する基礎研究

酸化物超電導体を高周波デバイスに応用する場合には、高周波表面抵抗の小さい試料を作製する必要がある。その為には、高品質薄膜の作製技術の確立と高周波表面抵抗の測定法の確立が重要である。本年度は次の点に重点をおいて山形大学工学部とドイツ連邦共和国のカ-ルスル-エ原子核研究センタ-と共同研究を行なった。(1)高品質薄膜の作製技術の確立山形大学では、主としてMOCVD薄膜の作製、カ-ルスル-エ原子核研究センタ-では、円筒タ-ゲット型マグネトロンスパッタリング法によりYBCO薄膜の作製について検討した。MOCVD法ではCVD原料の加熱温度、キャリアガスの流量、基板温度、反応ガス圧力等の最適化を検討しバルク試料と同程度の超電導臨界温度を有する薄膜が得られている。また基板にYSZを用い50×50mm^2の大面積薄膜の作製に成功し、高周波デバイス応用の可能性を示した。このサイズの薄膜は現在では世界的にも成功した例がなく高く評価されている。円筒タ-ゲットマグネトロンスパッタリング法により、エピタキシャルYBCO薄膜を作製し、その表面性をHe後方散乱により検討した。円筒タ-ゲット型マグネトロンスパッタリング装置は、カ-ルスル-エ原子核研究センタ-のG.Linkerのグル-プが発表した装置であり、タ-ゲットと薄膜の組成のずれが少ないこと、2次電子照射による膜中欠陥が少ない等の利点がある。G.Linker等はSTO、MgO基板上にYBCO薄膜をエピタキシャル成長させその原子配列をHeイオンチャネリング法により測定した。その結果表面数原子層において原子の乱れがあるものの、内部ではほぼ完全なエピタキシャル成長した薄膜唱っていることを確認した。(2)高周波表面抵抗の測定高周波表面抵抗の測定を、マイクロストリップ線路共振法により測定する技術を確立した。このストリップ線路共振法は、周波数0.510GHz帯で測定可能であり、比較的面積の広い試料を精度よく測定できる手法である。高周波表面抵抗を測定する為のストリップ線路を、ドクタ-ブレ-ド法、スクリ-ン印刷法により作製した。その結果、超電導状態における表面の抵抗を精度よく測定できることを確認した。(3)バッファ層の検討現在、酸化物超電導体薄膜を作製する場合、MgOやSTO等の超電導体と反応性の少ない基板を用いている。しかしながら、高周波デバイス等の応用を考えると、シリコンやサファイヤ等の平滑で大面積化が容易な基板上に薄膜を形成する必要がある。しかしながら、シリコンやサファイヤ等はYBCOと激しく反応し、直接その上に薄膜を形成するのは困難である。その反応性を押さえる為に適当なバッファ層が必要である。我々はNdGaO_3を形成させる条件を検討した。その結果、高周波マグネトロンスパッタリング法によりNdGaO_3を形成し700°C熱処理を施すことにより、配向した薄膜が得られることを確認した。以上、山形大学工学部とカ-ルスル-エ原子核研究センタ-との共同研究により、高周波デバイスの為の基礎的な検討を行い多大な成果を得ている。平成4年度以降においても薄膜形成技術、その評価及び高周波デバイスに関して共同研究を進めていくつもりである。(3)バッファ層の検討

現在、酸化物超電導体薄膜を作製する場合、MgOやSTO等の超電導体と反応性の少ない基板を用いている。しかしながら、高周波デバイス等の応用を考えると、シリコンやサファイヤ等の平滑で大面積化が容易な基板上に薄膜を形成する必要がある。しかしながら、シリコンやサファイヤ等はYBCOと激しく反応し、直接その上に薄膜を形成するのは困難である。その反応性を押さえる為に適当なバッファ層が必要である。我々はNdGaO_3を形成させる条件を検討した。その結果、高周波マグネトロンスパッタリング法によりNdGaO_3を形成し700°C熱処理を施すことにより、配向した薄膜が得られることを確認した。以上、山形大学工学部とカ-ルスル-エ原子核研究センタ-との共同研究により、高周波デバイスの為の基礎的な検討を行い多大な成果を得ている。平成4年度以降においても薄膜形成技術、その評価及び高周波デバイスに関して共同研究を進めていくつもりである。
放射光を用いた水とマグマの臨界現象の直接観察及び含水マグマの粘性測定

西播磨の大型放射光施設Spring-8において、川井型2段式マルチアンビル高圧発生装置と放射光を用いたラジオグラフィ法により高温高圧下で共存する含水マグマとフルイドを直接観察し、それらの相の安定領域を決定する新しいサンプルカプセルを開発した。本研究は含水系における実験であるため、サンプルカプセルは水との反応性が低く、水を封入し、しかもX線の透過性が良いものである必要がある。それを満たすものとして、本研究では単結晶ダイヤモンドと貴金属チューブを組み合わせた新型カプセルを開発した。貴金属性のチューブ内に置かれたサンプルは、前後に置かれた「観察窓」の機能を兼ねている2つの単結晶ダイヤモンドの蓋を通し、X線ラジオグラフィにより直接観察される。比較的低圧力で含水マグマとフルイドの2相が共存する条件下では、どちらかの相がもう片方の相の中に球形に存在するのが観察される。一方、高圧になると含水マグマとフルイドの共存領域は狭くなり、ある圧力(第2臨界点)以上では両相完全に混和するため、X線透過像において球形の相は観察されない。この様にして、本研究ではペリドタイト-H_2O系及び、玄武岩-H_2O系等における第2臨界点を決定した。また、同様の新型サンプルカプセルを用いて、含水マグマの粘性測定も行った。サンプルカプセル上部にあらかじめ試料と共にセットしておいた貴金属球の含水マグマ中での落下速度をX線ラジオグラフィにより直接観察し、ストークスの法則からマグマの粘性を見積もるといった手法である。現在までに実験は全て終了し、得られたデータを解析中である。本研究の第2臨界点に関する成果はGeochimica et Cosmochimica Acta誌に掲載され、その掲載号の表紙を飾った。また、アメリカ地球物理学会Fall meetingにおいては、招待講演として口頭発表を行った。
コーヒーカフェイン生合成の分子機構の解明

チャ葉・コーヒーなどに含まれるカフェインの生合成系を明らかにし、その利用をめざしている。我々は、チャ葉中に含まれるカフェイン(1,3,7-トリメチルキサンテン)の生合成の最終段階でN-1位およびN-3位にメチル基を導入するN-メチルトランスフェラーゼ(カフェインシンターゼ)が働いていることを明らかにしている。今回コーヒーから、この酵素に相当する酵素遺伝子をコードするcDNAの単離に初めて成功し、大腸菌での発現系の確立にも成功した。ノーザンブロット分析の結果、この遺伝子はカフェイン合成が盛んな若い葉や登熟果実で強く発現していた。また組換え型酵素を調製し、その活性を調べたところ、チャの酵素が7-メチルキサンテンからテオブロミン、テオブロミンからカフェインと、2段階のメチル化を触媒するのとは異なり、7-メチルキサンテンからテオブロミンを合成するN-3位のメチル化能のみを有していることが明らかとなった。組換え型酵素を抗原として抗体を調製し、若い葉や登熟果実から抽出したタンパク質についてウエスタンブロット分析を行った結果、タンパク質レベルでもこれらの組織におけるこの酵素の蓄積が確認された。
Bi系酸化物超伝導体高品質薄膜の臨界電流密度制御およびその応用に関する研究

Bi系酸化物超伝導体Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_x(BSCCO)の応用に際して要求される臨界電流密度はその応用により異なる。したがって,臨界電流密度の広い範囲での制御が実用上不可欠である。本研究では2212相(n=2)を用いて熱処理によるBSCCO高品質薄膜の臨界電流密度制御法および臨界電流密度と他の諸物性との関係等について検討した。1.熱処理による臨界電流密度制御法:c軸方向の臨界電流密度を測定する際に粒塊が小さいと材料の特性を正しく評価できないため,高温・酸素中での熱処理条件を検討し,メサと同程度にまで粒径を拡大することができた。その後の低温・窒素中での熱処理によりBSCCOの酸素含有量制御を行ったところ,熱処理時間とともにc軸方向の臨界電流密度は大きく減少し,10^410^1A/cm^2の範囲で変化した。また,熱処理時間とともに臨界温度は急激に上昇した後しだいに減少し,7385Kの範囲で変化した。これらはキャリア量変化に伴うものであることが示唆された。2.臨界電流密度と他の物性との関係:ab軸方向の臨界電流密度と表面抵抗との関係について主に検討した。表面抵抗は,Y系超伝導体で報告されているような粒径と臨界電流密度の積に対する依存性は見られなかったが,臨界電流密度によって整理される可能性が示唆された。3.臨界電流密度制御法の応用可能性:臨界密度制御法の応用として,固有接合を作製し,その臨界電流密度とデバイス特性との関係を検討した。その結果,電流-電圧特性がフラックスフロー型のものから固有接合特有の電圧のとびとヒステリシスの見られる分枝構造を持つものまで得ることができた。また,分枝構造を持つ電流-電圧特性が見られるものは臨界電流密度が約10^3A/cm^2以下のものであることがわかった。Bi系酸化物超伝導体Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_χ(BSCCO)は100Kを超える臨界温度を示す相も存在することから実用上非常に重要な材料である。その応用として,超伝導アンテナや超伝導フィルタ,あるいは固有接合による発振器やインターフェースなどが考えられる。アンテナやフィルタでは超伝導体の高臨界電流密度化を図る必要があるのに対し,固有接合の場合には臨界電流密度の小さい材料が要求されるとともに,臨界電流密度の制御も必要となる。したがって,BSCCO薄膜の臨界電流密度を広い範囲で制御することが実用上不可欠である。本研究ではBi系酸化物超伝導体薄膜の超伝導フィルタ,固有接合などへの応用を目指して,BSCCO薄膜の臨界電流密度制御法について検討するとともに,臨界電流密度と他の諸物性との関係などからこの材料の伝導機構に関する知見を得ることを目的とした。本年度は主にc軸方向の特性を検討した。得られた知見を以下に述べる。1.作製・加工プロセス,試料形状の検討:c軸方向の電流密度を測定するためのメサの加工について,測定上問題となる点について検討した。粒塊が小さいと材料の特性を正しく評価できないため,粒径拡大のための熱処理条件を検討し,メサと同程度にまで粒径を拡大することができた。また,上下電極間の短絡を防ぐ試料形状および加工法を検討した。

酸素量制御等による臨界電流密度の変化についての検討:製膜後の窒素中熱処理によりBSCCOの酸素量制御を行い,これによる臨界電流密度の変化を検討した。c軸方向では窒素中熱処理により臨界電流密度は減少し,10^410^1A/cm^2の範囲で変化した。また,熱処理時間とともにc軸方向の臨界温度は急激に上昇した後しだいに減少し,7385Kの範囲で変化した。これらはキャリア量変化に伴うものであることが示唆された。Bi系酸化物超伝寝体Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_x(BSCCO)の応用として,超伝導アシテナや超伝導フィルタ,あるいは固着接合による発振器やインターフェースなどが考えられる。アンテナやフィルタでは超伝導体の高臨界電流密度化を図る必要があるのに対し,固有接合の場合には臨界電流密度の小さい材料が要求されるとともに,臨界電流密度の制御も必要となる。したがって,BSCCO薄膜の臨界電流密度を広い範囲で制御することが実用上不可欠である。本年度はBi系酸化物超伝導体薄膜の超伝導フィルタ,固有接合などへの応用を目指して,臨界電流密度と他の諸物性との関係などについて検討した。得られた知見を以下に述べる。1.臨界電流密度と他の物性との関係についての検討:ab軸方向の臨界電流密度と表面抵抗との関係について主に検討した。表面抵抗は,Y系超伝導体で報告されているような粒径と臨界電流密度の積に対する依存性は見られなかったが,臨界電流密度によって整理される可能性が示唆された。2.臨界電流密度制御法の応用可能性にについての検討:臨界電流密度制御法の応用として,2212相(n=2)を用いて固有接合を作製し,その特性を評価した。前年度の結果を基に,c軸方向の臨界電流密度を10^410^1A/cm^2の範囲で変化させた。その結果,電流-電圧特性がブラックスフロー型のものから固有接合特有の電圧のとびとヒステリシスの見られるものまで得ることができた。また,電圧のとびとヒステリシスが現れるものは臨界電流密度が約10^3A/cm^2以下のものであることがわかった。
看護基礎教育におけるソーシャルスキル獲得のための段階的教育プログラムの開発

近年、新卒看護師の接遇やコミュニケーションを含むソーシャルスキルの低下が問題視されており、看護基礎教育において、援助的関係を形成するための能力の育成が必要であるといわれている。しかし、ソーシャルスキルを養うための教育方法は確立されておらず、看護学生は対人関係を形成する過程に困難を感じている現状がある。よって本研究は、まず看護学生への質問紙調査と臨地実習指導に携わる看護師へのインタビュー調査を行い、看護学生のソーシャルスキルの獲得の現状を把握し、ソーシャルスキル獲得のための教育プログラムを開発する。次に、開発したプログラムを実施し、その効果を明らかにする。
周産期脳障害の病態解明と新規治療戦略　～分子状水素に着目して～

妊娠ラットの子宮動脈を一過性に虚血・再灌流することにより、酸化ストレスに起因する胎仔脳障害を引き起こすモデルを使用した。この虚血再灌流モデルにおいて、水素分子を飽和させた水素飽和水を経母獣的に自由飲水させると、新生仔発育が回復し、また新生仔海馬神経細胞の変性も抑制された。また、8週齢まで飼育後に、行動実験を行ったところ、参照記憶の改善を認めた。この機序としては、母獣への水素飽和水投与により、胎仔および胎盤中でも水素濃度が上昇することが確認され、胎仔脳および胎盤において酸化ストレスマーカーの抑制を認めており、分子状水素の抗酸化作用と考えられた。本研究では、未だ有効な予防法も治療法も確立されていない周産期脳障害に対する新たな治療法の確立を目指し、成人脳梗塞動物モデルで画期的な治療効果を認めた分子状水素に着目し、これを経母体的投与することにより新生児の脳障害の発症への予防的、治療的効果を検証するものである。妊娠ラットの子宮動静脈を妊娠16.5日目に30分間ペアン鉗子にて遮断し虚血後、これを解除し再灌流させることで胎仔へ酸化ストレスに起因する脳障害を発生させる。開腹のみのsham群、虚血・再灌流群(I/R群)および虚血・再灌流前から分娩まで水素飽和水(HW)を自由飲水させた水素飽和水投与群(HW群)の3群で検討した。1.胎盤及び仔脳についてホルマリン固定切片を作成し、ヘマトキシリンエオジン染色にて組織学的、細胞学的に酸化ストレスによる障害による変化およびHW群での改善の程度を検討した。I/R群の新生仔脳において、海馬神経細胞の変性を認めた。またこの傷害はHW群において、sham群と同程度まで改善した。2.同様に核酸の酸化ストレスマーカーである8-OHdG、脂質の酸化ストレスマーカーであるHNEの抗体を用いて免疫染色した。新生仔脳海馬および胎盤において、I/R群で酸化ストレスマーカーの高発現を認め、HW群ではsham群と同程度であった。3.海馬の障害を検討するため、行動実験としてMorris水迷路実験を行った。I/R群はsham群と比べ、学習能力の遅延を認めたが、HW群はsham群と同程度に学習能力の改善を認めた。4.ガスクロマトグラフィーを用いて胎盤、胎児における水素濃度を測定したところ、HW投与により組織中水素濃度の上昇を認めた。1胎盤及び仔脳についてホルマリン固定切片を作成し、ヘマトキシリンエオジン染色にて組織学的、細胞学的に酸化ストレスによる障害による変化およびHW群での改善の程度を検討した。2同様に核酸の酸化ストレスマーカーである8-OHdG、脂質の酸化ストレスマーカーであるHNEの抗体を用いて免疫染色した。3海馬の障害を検討するため、行動実験としてMorris水迷路実験を行った。本研究では、未だ有効な予防法も治療法も確立されていない周産期脳障害に対する新たな治療法の確立を目指し、成人脳梗塞動物モデルで画期的な治療効果を認めた分子状水素に着目し、これを経母体的に投与することにより新生児脳障害の発症への予防的、治療的効果を検証するものである。妊娠ラットの子宮動静脈を妊娠16.5日目に30分間遮断し虚血後、解除し再灌流させることで胎仔へ酸化ストレスに起因する脳障害を発生させる。開腹のみのsham群、虚血・再灌流群(I/R群)、および虚血・再灌流前から分娩まで水素水(HW)を自由飲水させた水素水投与群(HW群)の3群で検討した。

1.胎盤及び仔脳についてホルマリン固定切片を作成し、ヘマトキシリンエオジン(HE)染色、酸化ストレスマーカーの免疫染色にて細胞傷害、マーカーの発現変化を検討した。日齢7でのI/R群の新生仔脳において、海馬神経細胞の変性を認めた。HW群においては、sham群と同程度まで改善した。酸化ストレスマーカーも同様に、I/R群で高発現を認め、HW群ではsham群と同程度であった。2.海馬の障害を検討するため、行動実験としてMorris水迷路実験を行った。I/R群はsham群と比べ、学習能力の遅延を認めたが、HW群はsham群と同程度に学習能力の改善を認めた。3.ガスクロマトグラフィーを用いて、胎盤、胎仔における水素濃度を測定したところ、HW投与により組織中水素濃度の上昇を認めた。本年度は、胎内における海馬および体組織での細胞傷害および酸化ストレスマーカーの発現を検討した。上記3群にて、妊娠20.5日に帝王切開を行い、仔頭部およびそれ以外の全身にてホルマリン固定切片を作成し、HE染色および酸化ストレスマーカーの免疫染色を行った。新生仔脳と同様に、I/R群において、海馬神経細胞の変性を認め、HW群において、sham群と同程度まで改善した。産婦人科学一部未実施のもの、実施するも期待する結果の得られていないものがあるが、概ね当初の実験計画に基づいて勧められており、水素飽和水の効果も期待通り認められる。一部未実施のもの、実施するも期待する結果の得られていないものがあるが、概ね当初の実験計画に基づいて勧められており、水素飽和水の効果も期待通り認められる。本動物モデルを用い、周産期脳障害の病態および水素水の作用機序を分子生物学的に解明する。胎仔脳組織についてsham群、I/R群およびHW群それぞれDNAマイクロアレイ遺伝子発現解析を行い遺伝子発現の変化を網羅的に解析する。発現が増減した遺伝子群に着目し、ラット培養脳神経細胞へのsiRNA遺伝子導入で発現をノックダウンさせるin vitroの系でも検討を行いたい。具体的には、経母体的分子状水素投与による胎内での水素分布を検討するため、ガスクロマトグラフィーを用いて各組織の水素濃度を測定する。また、胎仔脳組織についてsham群、I/R群およびHW群それぞれDNAマイクロアレイ遺伝子発現解析を行い遺伝子発現の変化を網羅的に解析する。妊娠ラットを購入し、予め購入した飽和水素水を投与の上、ガスクロマトグラフィーにて各組織水素濃度を測定する。sham群、I/R群およびHW群それぞれDNAマイクロアレイ遺伝子発現解析を行うため、DNAマイクロアレイ遺伝子発現受託解析サービスを利用する。研究成果については、積極的に学会発表を行い、また同分野での研究成果の進行に注目しつつ、意見交換も行っていく。
わが国証券流通市場における拡張された効率性の研究

11-12年度の研究では、国債現物市場を中心に、、主としてマクロ経済指標公表の影響を調べるイベント・スタディによりセミ・ストロング・フォーム効率性の検証を行うとともに、市場効率性を高めるための方策を探った。また、国債先物やユーロ円先物も国債現物と同時にマクロ経済指標公表の影響を受けていると見られることから、両市場を対象に取り入れる分析も試みた。さらに交通産業の株式(現物)についてもsemi-strongフォームの市場効率性の検証を行った。前者の結果の概要は以下のとおりである。1991年1月から98年3月までの期間において、わが国の長期国債(現物)の流通利回りが日銀と資金運用部のオペを含むマクロ経済変数のニュースの影響をどのように受けているかを、2種類の利回り(指標銘柄と最長期物の日次利回り)データを用いて調べた。国債利回りの変化幅が各変数のニュース部分に有意に反応するかどうかを、ニュース発生当日から6営業日後までについて調べたところ、迅速な反応だけが見られる訳ではない、すなわち、国債流通市場がsemi-strong formの効率性仮説を満たすとは言えないとの結果が得られた。本研究の結果と研究代表者のこれまでのテスト結果を合わせて考慮すると、国債流通市場では情報が効率的に取り込まれていない。このように市場の効率性が達成されない理由としては、国債の発行が長期債に偏っていて、流通市場でも先物の受け渡し適格銘柄である残存7年以上の債券に取引が集中して、情報が効率的に使われていないこと、政府や中央銀行の保有割合が高く、情報を効率的に利用しようとする民間主体の行動が反映されにくいことがあげられる。必要な方策としては、国債の年限の多様化、非居住者や個人を呼び込むこと、非市場性の国債の発行、商品の多様化、ストリップス債やインフレ連動債の検討などであろう。今年度は、研究課題のうち、semi-strongフォームの効率性仮説のテスト、すなわち、公開情報の影響を調べるイベント・スタディにより効率性の検証を行うとともに、市場の効率性を高めるための方策を探った。1991年1月から98年3月までの期間において、わが国の長期国債(現物)の流通利回りが日銀と資金運用部のオペを含むマクロ経済変数の二ュースの影響をどのように受けているかを、2種類の利回り、つまり指標銘柄と最長期物の日次利回りデータを用いて調べ、市場の効率性をテストした。分析の枠組みと考え方はPearce and Roley(1985)のそれを取り入れるが、ニュース部分の推計にはカルマン・フィルターを用いた。国債利回りの変化幅が各変数のニュース部分に有意に反応するかどうかを、ニュース発生当日から6営業日後までについて調べたところ、ニュース発生の翌営業日から5営業日後までにおいてはいくつかの変数のニュースに有意に反応し、反応がなくなるまでに少なからぬ日数を要していて、迅速な反応だけが見られる訳ではない、すなわち、国債流通市場がsemi-strong formの効率性仮説を満たすとは言えないとの結果が得られた。本研究の結果と釜江(1999)のテスト結果を合わせて考慮すると、国債流通市場では情報が効率的に取り込まれていない。このように市場の効率性が達成されない理由としては、まず、国債の発行が長期債に偏り、流通市場では先物の受け渡し適格銘柄である残存7年以上の債券に取引が集中していて、情報が効率的に使われていない可能性があること、さらに、政府や中央銀行の保有割合が高く、情報を効率的に利用して価格メカニズムを生かそうとする民間経済主体の行動が反映されにくいと考えられる。今年度は、国債現物市場を中心に、マクロ経済指標公表の影響を調べるイベント・スタディによりsemi-strongフォーム効率性の検証を行うとともに、市場の効率性を高めるための方策を探った。

また、国債先物やユーロ円先物も同時に影響を受けていると見られることから、両市場を対象に取り入れる分析も試みた。1991年1月から98年3月までの期間において、わが国の長期国債(現物)の流通利回りが日銀と資金運用部のオペを含むマクロ経済変数のニュースの影響をどのように受けているかを、2種類の利回り(指標銘柄と最長期物の日次利回り)データを用いて調べ、市場の効率性をテストした。国債利回りの変化幅が各変数のニュース部分に有意に反応するかどうかを、ニュース発生当日から6営業日後までについて調べたところ、迅速な反応だけが見られる訳ではない、すなわち、国債流通市場がsemi-strong formの効率性仮説を満たすとは言えないとの結果が得られた。このような結果は、国債先物やユーロ円先物を同時に対象とするテストからも得られた。本研究の結果と研究代表者のこれまでのテスト結果を合わせて考慮すると、国債流通市場では情報が効率的に取り込まれていない。このように市場の効率性が達成されない理由としては、まず、国債の発行が長期債に偏っていて、流通市場でも先物の受け渡し適格銘柄である残存7年以上の債券に取引が集中して、情報が効率的に使われていないこと、さらに、政府や中央銀行の保有割合が高く、情報を効率的に利用しようとする民間主体の行動が反映されにくいと考えられる。必要な方策としては、国債の年限の多様化、非居住者や個人を呼び込むこと、非市場性の国債の発行、商品の多様化、ストリップス債やインフレ連動債の検討などであろう。
フラビン分子を鍵とする自己集合型機能性超分子複合体の開発

生理活性物質であるリボフラビン(vitamin B_2)を側鎖、主鎖骨格に有する重合体を構築することで、フラビン分子の配列制御を行い、従来にない機能を発揮する新材料の開発を行った。まず単量体として、フラビン部位を有する種々のアセチレン化合物を合成し、クロロホルム中、トリエチルアミン存在下、触媒量の[Rh(cod)_2]BF_4を用いて重合することにより、リボフラビンを側鎖に有するポリアセチレン(Mn>1×10^4)を合成した。フラビン部位は、らせん構造を有するポリアセチレン主鎖の周囲に規則正しく配列制御されていると予想され、興味深い酸化還元能や蛍光性が発現することが期待できる。また、メチレンリンカーによりリボフラビンを連結させた重合体の円二色性(CD)スペクトルからは、フラビン環のπ共役系に起因する長波長領域に、単量体では観測されないコットン効果が観測された。これは、リボフラビン重合体が超構造体を形成したことにより、リビチル基のキラリティーがフラビン環に影響を与えたことを示しており、新規キラル材料として今後の展開が大いに期待される。また、側鎖にカルボキシル基を有し、一方向巻きのらせん構造を誘起・記憶したポリフェニルイソシアニド誘導体h-poly-1の側鎖に、ピペラジン部位を部分的に修飾したコポリマーh-poly(1-co-2)を合成した。検討の結果、側鎖のカルボキシル基と、ピペラジン由来の2級アミンとの協奏的作用により、本高分子はアルドール反応の触媒として働くことが明らかとなった。この高分子触媒は、主鎖のらせんキラリティーにより、最大12%ee不斉選択性を発揮することができる。これは誘起らせんノ高分子を利用した初めて不斉触媒の例であり、らせん高分子の応用における試金石となっている。側鎖にカルボキシル基を有するポリフェニルイソシアニド誘導体(poly-1)は、光学活性なアミノアルコール存在下、一方向巻きのらせん構造を形成し、さらに、誘起された一方向巻きのらせん構造は光学活性アミノアルコールを完全に除去後も、記憶として保持されることが見い出されている。本研究では、フラビン分子を側鎖に有するらせん高分子の構築を目的として、まず、鍵となるらせん状ポリフェニルイソシアニドの構造についての詳細な検討を行なった。同位体ラベルされたpoly-1を新たに合成し、その円二色性、振動円二色性、NMRスペクトルを測定することによりPoly-1へのらせん誘起と記憶の機構とその構造について調べた。はじめに、poly-1のフェニル基上の水素が重水素化されたpoly-1(D)、poly-1の主鎖の炭素が^<13>C化されたpoly-1(^<13>C)、フェニル基上の水素と主鎖の炭素がそれぞれ重水素化および^<13>C化されたpoly-1(^<13>C,D)、主鎖の窒素が^<15>N化されたpoly-1(^<15>N)の4種類の同位体ラベル化されたpoly-1をそれぞれ対応する同位体ラベル化された原料から合成した。得られた同位体ラベル化ポリマーは、poly-1と同様に光学活性アミノアルコール存在下、一方向巻きのらせん構造を形成し、主鎖の吸収領域に誘起円二色性を示した。また、光学活性アミノアルコールを除去後もらせん構造は記憶として保持された。今後は、一方向巻きのらせん構造が誘起および記憶された同位体ラベル化poly-1の振動円二色性およびNMRスペクトルを測定することによりpoly-1へのらせん誘起と記憶の機構とその構造の解明を目指す。また、8月1日よりテキサス大学のKrische教授のもとで,アルドール反応に対する高選択的Rh触媒の開発に着手した。その結果、新規に合成した5-tri(2,3-benzofuryl)phosphine(12mol%)とRh(COD)_2OTf(5mol%)をそれぞれ配位子と触媒として用いた1-buten-3-oneと2-nitrophenyl-2-propenalのアルドール反応がsyn:anti=25:1の高いジアステレオ選択性で定量的に進行することを見い出した。側鎖にカルボキシル基を有するポリフェニルイソシアニド誘導体(poly-1)は、光学活性なアミノアルコール存在下、一方向巻きのらせん構造を形成し、ここで誘起された一方向巻きのらせん構造は光学活性なアミノアルコールを除去した後も、記憶として保持されることが見出されている。本研究では、らせん構造を記憶したh-poly-1の側鎖に、分子認識能を発揮しうるジアミドピリジル構造を化学修飾し、らせん状に整列した分子認識サイトを構築した。次に、ナフタルイミドをゲスト分子として加え、ジアミドピリジル構造への多点水素結合を通じ、らせん高分子側鎖に自己集合させることに成功した。本自己集合においては、らせん高分子側鎖の隣接部位に集合したナフタルイミド同士のπ-πスタッキングによる安定化効果により、正のアロステリック相互作用が観測された。THF中で観測された会合乗数Ka>10000は、ジアミドピリジンとイミド間の会合において通常観測されるKaの100倍近い値であり、隣接したゲスト同士による安定化を証明している。また、テキサス大学のKrische教授のもとで、還元的不斉アルドールカップリング反応の開発を行った。

その結果、新規に開発した1-メントール誘導型単座ホスフィン配位子(12mol%)存在下でRh(COD)_2OTf(5mol%)触媒を水素雰囲気下で用いると、1-buten-3-oneと2-phthalimidoethanalから対応する還元的アルドール生成物が71%収率、53%ee,かつsyn : anti=>10:1という選択性で得られた。これは水素を用いる環境調和型アルドールカップリングにおける初めての不斉手法である。生理活性物質であるリボフラビン(vitamin B_2)を側鎖、主鎖骨格に有する重合体を構築することで、フラビン分子の配列制御を行い、従来にない機能を発揮する新材料の開発を行った。まず単量体として、フラビン部位を有する種々のアセチレン化合物を合成し、クロロホルム中、トリエチルアミン存在下、触媒量の[Rh(cod)_2]BF_4を用いて重合することにより、リボフラビンを側鎖に有するポリアセチレン(Mn>1×10^4)を合成した。フラビン部位は、らせん構造を有するポリアセチレン主鎖の周囲に規則正しく配列制御されていると予想され、興味深い酸化還元能や蛍光性が発現することが期待できる。また、メチレンリンカーによりリボフラビンを連結させた重合体の円二色性(CD)スペクトルからは、フラビン環のπ共役系に起因する長波長領域に、単量体では観測されないコットン効果が観測された。これは、リボフラビン重合体が超構造体を形成したことにより、リビチル基のキラリティーがフラビン環に影響を与えたことを示しており、新規キラル材料として今後の展開が大いに期待される。また、側鎖にカルボキシル基を有し、一方向巻きのらせん構造を誘起・記憶したポリフェニルイソシアニド誘導体h-poly-1の側鎖に、ピペラジン部位を部分的に修飾したコポリマーh-poly(1-co-2)を合成した。検討の結果、側鎖のカルボキシル基と、ピペラジン由来の2級アミンとの協奏的作用により、本高分子はアルドール反応の触媒として働くことが明らかとなった。この高分子触媒は、主鎖のらせんキラリティーにより、最大12%ee不斉選択性を発揮することができる。これは誘起らせんノ高分子を利用した初めて不斉触媒の例であり、らせん高分子の応用における試金石となっている。
胎生期および成体において未分化な神経幹細胞を維持する機構の解明

近年、成体における神経幹細胞の存在が明らかになり再生医療への応用といった点からもその運命制御の研究が活発に行われている。神経幹細胞は成体脳において脳室下帯や海馬歯状回といった限局した領域にのみ存在することから未分化維持ニッチの存在が想定されているがその実体は殆ど不明である。本研究では、NotchリガンドDll1発現細胞が成体脳室下帯神経幹細胞を維持するためのニッチ細胞として機能することを明らかにした。先行研究により、成体神経幹細胞の未分化維持にはNotchの活性化が重要である事が知られている。そこで本研究ではNotchリガンド発現細胞がNotchの活性化を介して未分化維持ニッチとして機能するかを検討することを目的とした。平成21年度は、NotchリガンドであるDll1が成体脳室下帯においてどのような発現パターンをするのかを詳細に解析した。成体脳室下帯には神経幹細胞とその子孫細胞、上衣細胞、血管内皮細胞などが存在しており、どの細胞がDll1を発現しているのかを各種細胞マーカーとの免疫共染色により調べた。また、Dll1発現細胞と神経幹細胞との関連についても解析を行った。神経幹細胞の適切なマーカーは存在しないが、増殖頻度が非常に遅いという神経幹細胞の性質を利用してBrdUを長期間保持する細胞を神経幹細胞として解析を行った。また、Dll1コンディショナルノックアウトマウスとタモキシフェンでCreリコンビナーゼを誘導できるマウスを用いて成体においてDll1をノックアウトして成体神経幹細胞の維持に対するDll1の寄与を検討している。ノックアウト後における神経幹細胞の数についてはBrdU長期保持細胞数により評価し、その他の分化細胞の数については各種分化細胞マーカーを用いた免疫染色によりその数を評価している。近年、成体脳においても神経幹細胞が存在しニューロンを産生し続けていることが明らかとなった。成体におけるニューロン新生は脳損傷時の修復、さらには記憶や学習にも貢献していると言われており、その重要性からも成体神経幹細胞の分化制御メカニズムに関する研究が活発に行われている。神経幹細胞は成体脳において脳室下帯や海馬歯状回といった限局した領域にのみ存在することから未分化維持ニッチの存在が想定されているがその実体は殆ど不明であった。平成22年度は昨年度に引き続きNotchリガンドDelta-like 1 (D111)のコンディショナルノックアウトマウスの解析を中心に行った。成体神経幹細胞においてD111をコンディショナルノックアウトした結果、脳室下帯においてNotch活性化細胞が顕著に減少したことからD111が神経幹細胞のNotch活性化を担っていることが示唆された。次に1、成体神経幹細胞の数がD111のコンディショナルノックアウトによりどのように変化するのかを検証した。成体神経幹細胞はその細胞周期の遅さからチミジンアナログであるIdUを長期間保持する細胞として同定できるため、IdU長期保持細胞を数えることで成体神経幹細胞の数を評価した。その結果、D111コンディショナルノックアウトマウスの脳室下帯において成体神経幹細胞の数が有為に減少することが明らかとなった。また、これに対応して、分化細胞が増加することも観察された。これらの結果からD111発現細胞が成体神経幹細胞を維持するためのニッチ細胞として機能していることが示唆された。
チミジンホスホリラーゼの腫瘍血管新生および抗癌剤感受性に及ぼす影響

1)マウスのチミジンホスホリラーゼ遺伝子のクローニングをするために、マウスのチミジンホスホリラーゼの部分cDNAをプライマーとしてマウスのゲノムDNAのPCRを行った。PCR産物をサブクローニングし、塩基配列を調べたところ、cDNAの1番目から1560番目の塩基に相当するゲノムDNAが301番目から480番目に相当するゲノムDNAを除き得られていた。しかしながらこのゲノムDNAはsv129系由来のものであり、これを用いてターゲテイングコンストラクトを作った場合、TT2系マウス由来ES細胞のゲノムDNAとの相同組み換えの効率は同系のマウス由来ES細胞を用いた場合に比べ低くなると考えられた。そこで、この部分ゲノムDNAをプローブとして新たにTT2系マウスのチミジンホスホリラーゼ遺伝子をスクリーニングすることにした。現在ゲノムDNAサザンハイブリダイゼーションを行って明瞭なシグナルが得られるように条件検討をしている。2)ヒト類表皮癌細胞KB細胞にチミジンホスホリラーゼのcDNAをトランスフェクトし、チミジンホスホリラーゼを高発現している癌細胞KPE-3細胞を得た。これらの細胞をヌードマウスに移植した。現在、親株KB細胞とKPE-3細胞によって形成された腫瘍の増殖速度や血管量の差を検討中である。3)フッ化ピリミジン系抗癌剤をはじめとする代謝拮抗剤以外の抗癌剤に対する親株KB細胞とKPE-3細胞の感受性を現在比較検討中であるがいくつかの抗癌剤に対する感受性に有意の差を認めた。チミジンホスホリラーゼ(dThdPase)はチミジンの代謝に関係している。我々はdThdPase活性が正常組織より癌組織で上昇していること、またdThdPaseが血小板由来皮細胞増殖因子(PD-ECGF)とほぼ同一の物質であることを既に報告している。血管新生は腫瘍の増殖には必須の条件と考えられているが、PD-ECGFはin vivoで血管新生活性をもつことが鶏卵漿尿膜法(CAM法)により確認されている。今年度は、我々は1)dThdPaseが血管新生活性をもつか否かを検討し報告した。精製したdThdPaseは、ウシ大動脈血管内皮(BAE)細胞に対して塩基性繊維芽細胞増殖因子(bFGF)と同程度の遊走刺激活性をもっていた。次にCAM法、ゼラチンスポンジマウス皮下移植法によってin vivoにおける血管新生活性が確認された(Nature 368,198,1994).さらにdThdPaseの血管新生活性にはdThdPase活性が必須であるとをdThdPase活性を欠失した変異蛋白質によって確認した。この結果よりdThdPaseによるチミジン代謝産物が血管新生に関わっている可能性が考えられたので検討した。2-デオキシリボースはCAM法において高い血管新生活性が認められたが、ゼラチンスポンジマウス皮下移植法において血管新生活性は認められずマクローファージに対しても血管新生誘導物質を放出させるなどの活性化作用はなかった。2)dThdPaseはある種の抗癌剤の活性化に関与すると報告されている。我々はPD-ECGFのcDNAをKB細胞に過剰発現させKPE-3細胞を得たがこの細胞は親株KB細胞に比べ5'-デオキシ-5-フルオロウリジンに対し約19倍感受性が高かった(Cancer Res.53,5680-5682,1993)。1)マウスのチミジンホスホリラーゼ遺伝子のクローニングをするために、マウスのチミジンホスホリラーゼの部分cDNAをプライマーとしてマウスのゲノムDNAのPCRを行なった。

そこで、この部分ゲノムDNAをプローブとして新たにTT2系マウスのチミジンホスホリラーゼ遺伝子をスクリーニングすることにした。現在ゲノムDNAサザンハイブリダイゼーションを行って明瞭なシグナルが得られるように条件検討をしている。2)ヒト類表皮癌細胞KB細胞にチミジンホスホリラーゼのcDNAをトランスフェクトし、チミジンホスホリラーゼを高発現している癌細胞KPE-3細胞を得た。これらの細胞をヌードマウスに移植した。現在、親株KB細胞とKPE-3細胞によって形成された腫瘍の増殖速度や血管量の差を検討中である。3)フッ化ピリミジン系抗癌剤をはじめとする代謝拮抗剤以外の抗癌剤に対する親株KB細胞とKPE-3細胞の感受性を現在比較検討中であるがいくつかの抗癌剤に対する感受性に有意の差を認めた。