hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食道癌の化学放射線療法に対する反応予測法の開発

切除可能食道癌に対する化学放射線療法症例の免疫染色結果と予後、局所制御の関連につき検討を行った。Ki-67ラベリングインデックス高値(40%以上)、VEGF、uPAの染色性が低い症例では予化学放射線療法後の生存率も良好で、局所制御も高率に得られていた。今後、高率に局所制御が得られる症例では化学放射線療法を勧め、それ以外の症例で手術を勧めることにより、無駄な手術、無駄な化学放射線療法の施行を避けることができ、全体の予後の改善も可能になる。化学放射線療法で腫瘍が完全に消失するかどうかを事前に予測するために、化学放射線療法を行った症例の生検サンプルを用いて、免疫染色を行い、完全消失するかどうかを予測可能な因子があるかどうか検討を行った。4年間の予定の研究の1年目である平成17年度は、2001年10月から2004年12月までに食道癌化学放射線療法を施行した35例の治療前生検標本を対象に、免疫組織染色用のプレパラートの切り出しを行った。さらに免疫染色用の一次抗体を購入し、上記組織切片の染色作業の準備を行った。抗体はKi-67(MIB-1)分裂細胞核標識蛋白CD34:血管内皮に発現・血管密度測定EGFR:癌で過剰発現、細胞成長、分裂、分化の調節の計8種類である。報告書作成時点で、10例分に関して染色は終了している。現時点ではエンドポイントを腫瘍の完全消失とした場合、有意な因子は認められていないが、今後症例を増やして検討していく予定である。残りの25例に関しても、染色はほぼ終了しており平成19年度に染色を完了し、免疫染色の画像解析を行う予定である。手術可能食道癌46例に対し、化学放射線療法を施行した。CR率は76%、食道癌温存率58%、救済手術率29%という結果を得ている。生存率は、手術とほぼ同等であり、救済手術をどう減らすかが課題である。この研究では過去に化学放射線療法を施行された切除可能食道筋症例35例の生検標本もちい、以下の抗体を用いた免疫染色を行い、CR率、救済手術率、生存率と相関するかどうか分析を行った。200x光学顕微鏡にて発現を陰性(-)強陽性(++)の4段階で評価。無作為に腫瘍内の4視野を測定、平均値をその検体のスコアとしてグループ間で比較を行った。2)血管密度の評価:3)細胞増殖活性(Ki-67labe]Lingindex(LI):染まる細胞数の全細胞数に占める割合)の評価病名以外知らされていない2名の病理診断医による盲検を行い、その平均値を用いた。報告書作成時点では30例の症例の分析が終了している。腫瘍が完全緩解CRとなるのを予測する最も有力な因子はKi-67のLIであり、LIが50%を超える症例ではCR率が50%未満に症例に比べ高い傾向である(p=0.056)。生存率による解析でもKi-67高値群では2年生存率87%、低値群では75%、食道温存率では高値群84%、低値群40%となっていた。切除可能食道癌に対する化学放射線療法施行例は2001年2005年まで75例に達した。化学放射線療法を施行した。48例(64%)で完全緩解、4例(5%)が内視鏡的粘膜切除術にて救済され、52例69%で食道温存が可能であった。全体の5年生存率は67%であり、同時期に切除が施行された77例の5年生存率62%よりも良好であったが、統計学的な有意差は認めていない。救済手術を受けたものが23例(31%)おり、13例(17%)がデータ解析時点で生存している。救済手術は浸襲も大きいが、一定の率で長期生存が可能である。この研究では過去に化学放射線療法を施行された切除可能食道癌症例35例の生検標本もちい、平成19年度までに以下の抗体を用いた免疫染色を行い、CR率、救済手術率、生存率と相関するかどうか分析を行った。検査の信頼性を高めるため平成20年1月時点で、さらにもう2名の病理医により、同じ項目の評価が行われている。1)PA(がん浸潤に関与),PAI-1(u-PAの阻害物質),VEGF(血管内皮増殖因子)2)血管密度の評価:3)細胞増殖活性(Ki-67 labeling index(LI):染まる細胞数(増殖細胞)の全細胞数に占める割合)報告書作成時点の分析では、腫瘍が完全緩解CRとなるのを予測する最も有力な因子はKi-67のLIであり、LIが50%を超える症例ではCR率が50%未満に症例に比べ高い傾向である(p=0.056)。となっている。最終結果は平成20年度に出る予定である。

切除可能食道癌に対する化学放射線療法施行例につき免疫組織学的検討で、食道が温存可能な症例であるかどうかの検討を行った。検討した因子はKi-67, Cyclin D1, VEGF, uPA, PAI-1である。単変量解析ではVEGFの発現++例、uPAの発現+例で局所制御が有意に高頻度、多変量解析ではVEGF発現が統計学的に有意な因子であった。また、生存率をエンドポイントとして検定を行ったが、uPAの発現が有意な因子であり、uPAの発現の少すくない症例での5年生存率は86%であったのに対し発現の多い症例では53%とp=0.03にて有意差を認めた。以上の結果より、VEGFとuPAの発現が少ない症例では効率に化学放射線療法のみで治癒が期待できることが判明した。現在、切除可能食道癌症例では、手術と化学放射線療法を患者に選択させる場合がある、その際により高率に切らずに治癒が期待できる症例と、化学放射線療法では予後が不良な症例の鑑別が可能となった。食道癌の化学放射線療法の適応を決める際には、標準的に免疫染色を行い、予後を予測した上で患者に治療を選択してもらうという治療の個別化が可能となり、化学放射線療法抵抗例に対する治療減らすことが可能となり、食道癌の治療成績の大幅な改善が達成できる可能性が示された。
口腔癌の頸部リンパ節転移診断における超音波造影剤の有用性

検査の流れとしてはGray-scale法⇒単純パワードプラ法の順に検査を実施し、単純パワードプラ法でNo signal typeの場合に超音波造影剤を用いたパワードプラ法を実施している。Informed consentにて承諾の得られたNo signal typeを示した口腔癌患者の頸部リンパ節に超音波造影剤を用いた超音波検査法を行った。さらにこれらのリンパ節のうち、実際に頸部郭清術にて摘出されたリンパ節のそれぞれについて転移陽性か陰性か病理組織学的に検討を行い、その結果と超音波造影剤を用いたパワードプラ法の所見を対照しながら、検討を行った。結果としては単純超音波検査でNo signal typeを示したリンパ節が造影超音波検査において、No signalのものと何らかの血流が見られる2種類があることが示された。この血流がHilar typeの場合は非転移、Parenchymal typeの場合は転移する場合が多いことが示されたが、依然No signalのリンパ節が存在しており、今後の研究課題として残された。口腔癌の頚部リンパ節転移を診断する場合にはリンパ節内部の血流情報を観察できる超音波パワードプラ法が有効である。頚部リンパ節の血流情報は大きく3つ(1.Hilar type,2.No signal type,3.Parenchymal type)に分けられ、非転移リンパ節はHilar typeを、転移リンパ節はParenchymal typeを示すことがわかった。しかしNo signal typeは転移、非転移リンパ節がほぼ半数ずつであり、超音波パワードプラ法の診断法をさらに向上させるにはNo signal typeをどのように鑑別するかが問題であった。現在、No signal typeを示した口腔癌患者の頚部リンパ節に超音波造影剤を用いた超音波検査法を実施しながら、データを収集中である。検査の流れとしてはGray-scale法→単純パワードプラ法の順に検査を実施し、単純パワードプラ法でNo signal typeの場合に超音波造影剤を用いたパワードプラ法を実施している。さらにこれらのリンパ節のうち、実際に頚部郭清術にて摘出されたリンパ節のそれぞれについて転移陽性か陰性か病理組織学的に検討を行い、その結果と超音波造影剤を用いたパワードプラ法の所見を対照しながら、検討を行っているところである。今までの結果としては単純超音波検査でNo signal typeを示したリンパ節が造影超音波検査において、No signalのものと何らかの血流が見られる2種類があることが、わかってきた。これらが、病理組織学的に転移陽性か陰性か詳細に検討し、造影超音波検査法の頚部リンパ節の診断基準を作成することが来年度の検討課題である。
腸リンパ装置におけるリンパ球の遊出(emigration)機構の解明

1.ラットバイエル板のリンパ管の酵素抗体法による染色(5^1-nucleotidase染色法)ラットの回腸末端部のバイエル板を摘出し、新鮮凍結切片を作成した。0.1MNa-Cacodylate緩衝液(PH7.2)を用いた1%グルタールアルデヒド溶液で固定し5^1-nucleotidaseと硫酸鉛による反応により燐酸塩とし、これをさらに硫化アンモニウムによって、黒色の硫化鉛とすることによりリンパ管の描出に成功した。リンパ管は傍濾胞領域、絨毛直下のドーム領域のみならず、小腸絨毛の中心部にも局在を認めた。2.リンパ管および、リンパ管内のリンパ球の接着分子の発現の検討同様にして得られた新鮮凍結標本より連続切片を作成し、2%バラホルムアルデヒドにて後固定した後、リンパ球上の表面接着分子のα-4インテグリン、CD-18、L-セレクチンおよび、血管内皮上の表面接着分子のICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1、、P-セレクチン各々に対するモノクローナル抗体にてLSAB法による免疫組織学的検討を行った。ICAM-1の局在は瀘胞領域に広汎に認めるのみならず、連続切片で同定したリンパ管部に一致して発現を認めた。MadCAM-1の局在は高内皮円柱部に認めたが、他には認めなかった。その他の抗体では免疫組織反応を認めなかった。以上から、ICAM-1がリンパ球の流出に重要な役割を果たしている可能性が組織学的手法においても示唆された。1。パイエル板への色素局所注入ラットの回腸を展開しglasslight rodを腸管膣内に挿入し、回旨部パイエル板を漿膜側よりSITカメラシステムを備えた正立蛍光顕微鏡下に観察した。グラスマイクロピペットを用いて漿膜側よりパイエル板を穿刺し蛍光色素(アクリジンオレンジ、CFSE)をマイクロインジェクターを用いて注入した。傍濾胞域への穿刺により蛍光色素のプールを形成したところ、色素はプールより移動し微小リンパ管網がリンパ濾胞を取り囲む様に描出された。一方リンパ濾胞への局所注入ではリンパ管網は描出されなかった。2。パイエル板内の微小リンパ管の生体観察傍濾胞域と濾胞間領域に細動静脈と区別される微小リンパ管のネットワークが観察された。高倍率ではその中にリンパ球が密に密着して存在する像が顕微鏡下に明瞭に観察された。一部のリンパ球がリンパ球の集塊からはがれ、リンパ濾胞間のリンパ管に流れ込んでいた。観察された像を高速度カメラを備えたビデオシステムを用いて計測した。3。接着分子に対する抗体投与の影響マイクロインジェクション注入液中に白血球や血管内皮の表面接着分子に対する抗体(抗α4-インテグリン抗体、抗CD-18抗体、抗ICAM-1抗体、抗L-セレクチン抗体、抗P-セレクチン抗体)を混合して投与しリンパ球のoutfluxを観察した定量化した。抗ICAM-1抗体の投与により濾胞間領域のリンパ管に流れるリンパ球リンパ球数は著明に増加した。以上よりアクリジンオレンジのマイクロインジェクションによりパイエル板の微小リンパ管を生体観察できた。またICAM-1がリンパ球の流出に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
視覚障害者が能動的に白杖で叩くことによる音情報の作製と利用に関する基礎的研究

本研究の目的は,視覚障害者の環境認知における白杖により能動的に作られた音の効果を実験的に検証することである.目的を達成するために,次の4つの研究を計画した.「研究1白杖によって作られる音情報(反響音の物理的効果)の分析」:それぞれの白杖で(人を介在させずに)一定の高さから白杖の先端を自動的に落とす装置を用意して機械的に対象を打った時の音を録音し周波数分析することで,硬さに対する基本的な白杖の打撃音の特性を検証する.「研究2白杖によって作られる音情報における人の効果検証」:白杖ユーザが利用する代表的な3種類の握り方を条件として実際に人が白杖で対象を叩き,触覚情報と音情報の両方を利用して主観的な「硬さ感覚」と「空間の広さ感覚」をマグニチュード推定法により推定する.同時に,生じた音を録音して分析する.研究1の結果と比較することで「人の効果」を検証する.「研究3白杖によって作られた音情報の効果検証」:音情報の効果を検証するために,研究2の条件で録音した音を再生して実験参加者に聞かせ,音情報のみで「硬さ感覚」と「空間の広さ感覚」をマグニチュード推定法により推定させる.研究2の結果と比較することで,音情報の効果を検証する.「研究4総合考察」:研究1から3の結果をまとめ,白杖を用いた能動的な環境情報取得における音情報の利用について考察し,実験方法の問題点と今後の研究展開について検討する.初年度である2018年度は,研究1を実施するための装置選定と実験手続きの再考を行い,実験実施の準備を進めた.研究2については,実際に白杖を叩くことで生じた触覚情報によって生じた対象の物理的特性(硬さ)に対する感覚特性をマグニチュード推定法によって測定した.そして,握り方の違いの影響について検討した.この成果を2つの国際学会で発表し,それぞれを査読付きプロシーディングとして出版した.研究1および研究3を実施するための装置選定を行った.用意されている実験室で環境(反響)音と白杖が対象に接触した際に生じた音を合わせて採録することに適したマルチフィールドマイクロフォンと白杖が対象に接触した際に生じた音だけを採録するために指向性の高いショットガンマイクを選定した.また,マイクの選定に合わせて,周波数分析同時録音の手続きを検討した.これにより,研究1と研究3を2019年度に実施する準備が整った.研究2については,実際に白杖を叩くことで生じた触覚情報によって生じた対象の物理的特性(硬さ)に対する感覚特性をマグニチュード推定法によって測定し,さらに握り方の違いの影響について検討した.2018年度に研究1と3を実施する準備を進めたことにより,2019年度は計画に従って研究1から3の実験を行う.研究1(白杖によって作られる音情報(反響音の物理的効果)の分析)では,人を介在させずに一定の高さから白杖の先端を自動的に落とす装置を用意して機械的に対象を打った時の音を録音し周波数分析を行う.白杖の材料には振動特性が異なるアルミニウムとカーボン含有率85%複合材の2種類,チップはナイロン製のペンシル型とマシュマロチップの2種類を条件とする.研究2(白杖によって作られる音情報における人の効果検証)では,白杖ユーザが利用する代表的な3種類の握り方を条件として実際に人が白杖で対象を叩き,触覚情報と音情報の両方を利用して主観的な「硬さ感覚」をマグニチュード推定法により推定する.研究3(白杖によって作られた音情報の効果検証)では,音情報の効果を検証するために,研究2の条件で録音した音を再生して実験参加者に聞かせ,音情報のみで「硬さ感覚」と「空間の広さ感覚」をマグニチュード推定法により推定させる.研究2の結果と比較することで,音情報の効果を検証する.本研究の目的は,視覚障害者の環境認知における白杖により能動的に作られた音の効果を実験的に検証することである.目的を達成するために,次の4つの研究を計画した.

「研究1白杖によって作られる音情報(反響音の物理的効果)の分析」:それぞれの白杖で(人を介在させずに)一定の高さから白杖の先端を自動的に落とす装置を用意して機械的に対象を打った時の音を録音し周波数分析することで,硬さに対する基本的な白杖の打撃音の特性を検証する.「研究2白杖によって作られる音情報における人の効果検証」:白杖ユーザが利用する代表的な3種類の握り方を条件として実際に人が白杖で対象を叩き,触覚情報と音情報の両方を利用して主観的な「硬さ感覚」と「空間の広さ感覚」をマグニチュード推定法により推定する.同時に,生じた音を録音して分析する.研究1の結果と比較することで「人の効果」を検証する.「研究3白杖によって作られた音情報の効果検証」:音情報の効果を検証するために,研究2の条件で録音した音を再生して実験参加者に聞かせ,音情報のみで「硬さ感覚」と「空間の広さ感覚」をマグニチュード推定法により推定させる.研究2の結果と比較することで,音情報の効果を検証する.「研究4総合考察」:研究1から3の結果をまとめ,白杖を用いた能動的な環境情報取得における音情報の利用について考察し,実験方法の問題点と今後の研究展開について検討する.初年度である2018年度は,研究1を実施するための装置選定と実験手続きの再考を行い,実験実施の準備を進めた.研究2については,実際に白杖を叩くことで生じた触覚情報によって生じた対象の物理的特性(硬さ)に対する感覚特性をマグニチュード推定法によって測定した.そして,握り方の違いの影響について検討した.この成果を2つの国際学会で発表し,それぞれを査読付きプロシーディングとして出版した.研究1および研究3を実施するための装置選定を行った.用意されている実験室で環境(反響)音と白杖が対象に接触した際に生じた音を合わせて採録することに適したマルチフィールドマイクロフォンと白杖が対象に接触した際に生じた音だけを採録するために指向性の高いショットガンマイクを選定した.また,マイクの選定に合わせて,周波数分析同時録音の手続きを検討した.これにより,研究1と研究3を2019年度に実施する準備が整った.研究2については,実際に白杖を叩くことで生じた触覚情報によって生じた対象の物理的特性(硬さ)に対する感覚特性をマグニチュード推定法によって測定し,さらに握り方の違いの影響について検討した.2018年度に研究1と3を実施する準備を進めたことにより,2019年度は計画に従って研究1から3の実験を行う.研究1(白杖によって作られる音情報(反響音の物理的効果)の分析)では,人を介在させずに一定の高さから白杖の先端を自動的に落とす装置を用意して機械的に対象を打った時の音を録音し周波数分析を行う.白杖の材料には振動特性が異なるアルミニウムとカーボン含有率85%複合材の2種類,チップはナイロン製のペンシル型とマシュマロチップの2種類を条件とする.研究2(白杖によって作られる音情報における人の効果検証)では,白杖ユーザが利用する代表的な3種類の握り方を条件として実際に人が白杖で対象を叩き,触覚情報と音情報の両方を利用して主観的な「硬さ感覚」をマグニチュード推定法により推定する.研究3(白杖によって作られた音情報の効果検証)では,音情報の効果を検証するために,研究2の条件で録音した音を再生して実験参加者に聞かせ,音情報のみで「硬さ感覚」と「空間の広さ感覚」をマグニチュード推定法により推定させる.研究2の結果と比較することで,音情報の効果を検証する.本研究の目的は,視覚障害者の環境認知における白杖により能動的に作られた音の効果を実験的に検証することである.この目的を達成するために次の4つの研究を計画した.研究1:白杖によって作られる音情報(反響音の物理的効果)の分析,研究2:白杖によって作られる音情報における人の効果検証,研究3:白杖によって作られた音情報の効果検証,研究4:総合考察.このうち,研究1と3では,白杖が対象に接触した時に生じる音の録音と再生が実験の核となる.そのため,実験を実施するために用意された実験室で最適な実験システムを構築する必要があり,反響音も含めて採録できる採録システムと叩いた部分で生じた音だけを採録する採録システム,そして採録した音の再生システムを構築するためにマイク,オーディオインタフェース,処理のためのPC,再生用スピーカとヘッドフォン,周波数分析用アプリケーションの選定を行った.この選定に時間がかかったために2019年度に購入することにした.そのため2018年度は,研究1と3については具体的な実験手続きの作成や採録・再生システム以外の実験材料(白杖や硬度を変数とする材料等)の準備を行った.2019年度は計画に沿って実験を実施する.研究2については,2018年度中に実験を始めており,2019年度も計画に沿って実験を進める.
適応の副産物としての種分化: 環境適応が引き起こす生殖的隔離

本研究では環境への適応を遺伝子から明らかにし、繁殖に関わる形質の適応と、他の形質の適応がどちらも関わる複合的な種分化の機構を解明することを目的としている。本研究で扱う生物はシクリッドとマカクであり、これらの生物で適応と種分化に関わる遺伝子を特定し、その機能解析を行う。そして実際にどのように適応に関わるかを明らかにし、交雑個体の適応度もしくは繁殖成功率の低下を予測する。そして繁殖に関わる形質の適応と、他形質の適応のどちらも関わる複合的な、適応の副産物としての種分化の分子機構を明らかにする。平成30年度、ヴィクトリア湖のシクリッドについては物理的な隔たりのない砂泥地に生息する2種を複数個体用いて集団ゲノム解析を行なっていたが、そこから適応に関わる遺伝子群が明らかになっていた。次いで、2種それぞれの生態と適応に関わると予測した遺伝子から、それぞれの遺伝子がどのように適応に関わり、お互いの遺伝子が関わりを持っているかを推測した。視覚に関する遺伝子についてはすでに機能解析を行なっていたので、実際に適応に関わるかも検証した。それらの結果、食性に関わる適応が複数の形質で起こり、それが生殖的隔離につながることで種分化が起きたことが考察された。この結果は論文として掲載した。スラウェシマカクについては、Macaca nigrescensのサンプルをインドネシアの研究者と共同で収集した。それらサンプルとこれまでに収集していたM. tonkeana, M. hecki, M. nigraの個体と合わせて集団エキソーム解析を行った。この解析から複数の適応に関わる遺伝子が予測され、それらの中でも特に解毒関連遺伝子に着目した。この遺伝子の配列は種間で異なっており、アミノ酸配列も異なるため、タンパク質を産生して現在機能解析を行っている。本研究は概ね順調に進展していると考えている。以下にその理由を挙げる。シクリッドについては、研究当初はどのように適応に関係しているか予想できなかった低酸素への適応関連遺伝子や腸内細菌叢の調節に関わる遺伝子などが適応に関連すると推測される遺伝子群にあったが、それぞれの種の生態や湖の環境などを詳しく調べることにより、ほぼ全ての遺伝子が適応に関係し、それぞれの遺伝子が司る適応形質が複合的に関連して、それぞれの種が形成され、その副産物として生殖的隔離が起きてきたことを明らかにできた。スラウェシマカクについては、これまでの生態研究のデータからはそれぞれの種が異なる環境、もしくは食性に適応していることは知られていなかった。しかし、本研究の解析から解毒関連遺伝子が種間で完全に分化していることから、食性に関する適応があることが強く示唆された。また嗅覚関連遺伝子も種間で分化していることも食性の適応を支持する。通常、タンパク質の機能解析を行う際にはcDNAを用いて発現系によりタンパク質を産生するが、本研究ではサンプルの制限からスラウェシマカクのcDNAを入手することはできなかった。その代わりに6つのエキソン配列を結合させる方法により解毒関連遺伝子のタンパク質を産生することに成功した。今後、このタンパク質を用いた機能解析を行うことにより、それぞれの種の適応と生殖的隔離の機構を明らかにできると考えている。以上のことから、本研究は概ね順調に進展していると考えている。シクリッドについては、研究代表者と研究分担者がゲノム編集の技術をシクリッドで用いることを進めている。この技術により、機能を解析できなかった主観で分化している遺伝子の適応的な役割を明らかにする予定である。スラウェシマカクに関しては、解毒関連遺伝子の機能解析を進め、また解毒のターゲットとなる物質を含む植生植物を調べる予定である。このような植物の分布の違いが、マカクの種の分布の境界に近い場所に存在すれば、植生への適応が種の分布を分けていることを明らかにできると考えている。また、4種の集団エキソーム解析をさらに進め、種の分化に関わる遺伝子をさらに多く明らかにし、それら遺伝子の機能解析を行う予定である。

この遺伝子の配列は種間で異なっており、アミノ酸配列も異なるため、タンパク質を産生して現在機能解析を行っている。本研究は概ね順調に進展していると考えている。以下にその理由を挙げる。シクリッドについては、研究当初はどのように適応に関係しているか予想できなかった低酸素への適応関連遺伝子や腸内細菌叢の調節に関わる遺伝子などが適応に関連すると推測される遺伝子群にあったが、それぞれの種の生態や湖の環境などを詳しく調べることにより、ほぼ全ての遺伝子が適応に関係し、それぞれの遺伝子が司る適応形質が複合的に関連して、それぞれの種が形成され、その副産物として生殖的隔離が起きてきたことを明らかにできた。スラウェシマカクについては、これまでの生態研究のデータからはそれぞれの種が異なる環境、もしくは食性に適応していることは知られていなかった。しかし、本研究の解析から解毒関連遺伝子が種間で完全に分化していることから、食性に関する適応があることが強く示唆された。また嗅覚関連遺伝子も種間で分化していることも食性の適応を支持する。通常、タンパク質の機能解析を行う際にはcDNAを用いて発現系によりタンパク質を産生するが、本研究ではサンプルの制限からスラウェシマカクのcDNAを入手することはできなかった。その代わりに6つのエキソン配列を結合させる方法により解毒関連遺伝子のタンパク質を産生することに成功した。今後、このタンパク質を用いた機能解析を行うことにより、それぞれの種の適応と生殖的隔離の機構を明らかにできると考えている。以上のことから、本研究は概ね順調に進展していると考えている。シクリッドについては、研究代表者と研究分担者がゲノム編集の技術をシクリッドで用いることを進めている。この技術により、機能を解析できなかった主観で分化している遺伝子の適応的な役割を明らかにする予定である。スラウェシマカクに関しては、解毒関連遺伝子の機能解析を進め、また解毒のターゲットとなる物質を含む植生植物を調べる予定である。このような植物の分布の違いが、マカクの種の分布の境界に近い場所に存在すれば、植生への適応が種の分布を分けていることを明らかにできると考えている。また、4種の集団エキソーム解析をさらに進め、種の分化に関わる遺伝子をさらに多く明らかにし、それら遺伝子の機能解析を行う予定である。平成30年度はデータ解析と論文作成に費やしたため、タンパク質機能解析を多く行わなかった。また、国際学会での発表を別経費で行うことができたため、次年度に使用する研究費が生じた。令和元年度はタンパク質機能解析に多くの経費を使い、また国際学会での発表も決定しているため、持ち越した経費も含めて使用する予定である。
ハワイ高高度施設と「あかつき」のコラボ：金星の後光から探る大気駆動メカニズム

金星夜面のデータは、「あかつき」搭載IR1, IR2カメラが2016年12月に使用不能となってしまったため、最新のデータ取得は地上望遠鏡による観測に頼らざるを得ない。しかし空間分解能という点ではやはり「あかつき」データの利点は絶大であるため、そのデータ解析を集中的に行った。IR2カメラの取得した夜面データは、その「点広がり関数(Point-spread function = PSF)」特性から、明るい昼面から広がる光により汚染されている。それを除去するプログラムを開発した。まず、IR2夜面データの中で飽和している昼面をシミュレーション画像をはめ込むことで復元する。このとき復元に用いる画素値は「本来の昼面にPSFを当てることで光を広げさせた」あとのもので、できるだけIR2画像を忠実に復元するようにしている。その上で、デコンボリューション手法を用いて「広がった光をもとの画素へ再集積」させるようにした。これにより夜面をおおっていた汚染は、もとそれがあった昼面へと引き寄せられてゆき、クリーンな夜面が復元されるというのが原理である。また、夜面の雲模様そのものも本来の空間分解能を取り戻し、鮮鋭なデータが得られた。こうして復元した夜面データを連続画像として解析し、多数の大気渦や大気波動現象を見つけることができた。これらに類似の大気現象は、紫外線で観測できる昼面でも見つかっている。昼面と夜面は「同時には観測できない」わけだが、それをつなぐ数値モデルも別グループにより開発が進んでいる。本研究で得られた精密データを数値モデルへの入力とすることで、金星大気運動の一日にわたる変化が観測的に決定され、その中で「分厚い雲」がどのような役割を成すかを明らかにできる、基礎的データの数々を得ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。金星を小位相角で観測する(観測者から見てほぼ満月状に見える)機会をとらえた観測計画を「あかつき」に組み込み、実施した(2016年5月から6月)。IR1, IR2, UVIの3台のカメラによるデータを取得でき、その解析に取り組んだ。IR2については、固有の「点広がり関数」があることが判明し、立命館大学の木股教授の助言を得て、それを近似する数学関数を構築した。これを用いたデコンボリューションを画像に施すことにより、数パーセント程度という高い精度でディスクの測光ができることを示した(論文を投稿中)。金星大気における放射伝達の計算を波長方向へ高い分解能で行う計算機環境を、新規に導入した計算機上で構築した。地上観測の準備としては、ハワイのハレアカラ天文台から赤外線カメラNIIHAMAをいったん日本へ持ち帰り、光学調整や上記「点広がり関数」の実験室再現を行っている。もうひとつの地上観測として、偏光撮像観測をワンショットで行う(大気ゆらぎの影響を著しく軽減できる)よう、ウェッジド・ダブルウォラストン・プリズムの製作を計画した。これは材料の入手性・加工性など困難が大きく、メーカー(日東光器)で詳細な検討を実施した。結果として、FY28年度内には完成できないことが判明したが、FY29年初に完成が可能であり、次年度以降の観測計画に支障を生じないことを確認できた。小位相角での観測を含む「あかつき」金星探査の成果を、アジア大洋州地球科学学会、アメリカ天文学会惑星科学分科会、日本地球電磁圏・惑星圏学会で報告している。金星探査機「あかつき」搭載カメラを用いた昼面観測(UVIカメラ283, 365 nm、IR1カメラ900 nm、IR2カメラ2.02 μm)、夜面観測(IR2カメラ1.735, 2.26 μm)を実施し、順調にデータを蓄積することができた。2016年4月から6月は昼面観測に適しているとともに、小位相角を含む良質のデータが多数得られ、機器特性を明らかにすることで高い精度の物理情報抽出を可能としている。また、計算機環境の整備も順調に進め、得られたデータを説明する放射モデルを構築することができるようになっている。2016年12月以降は、「あかつき」金星探査と協調する形で、各地の天文台へ関連研究者が訪れ地上観測を実施している(米国ニューメキシコ州アパッチポイント天文台、ハワイ州マウナケア山IRTF望遠鏡など)。地上データと「あかつき」データの比較研究を容易にするための仕組み(サーバ、およびデータフォルダ)には神戸大学の協力を得ており、これらも逐次進められている。ダブル・ウォラストン形式の偏光撮像装置は、コアとなるプリズムの製作に時間がかかることが判明したため年度内には完了できなかったものの、次年度早期に入手可能の予定であり、研究計画の進行に問題はない。地上から金星の高精度偏光観測を行うための「一露光型偏光撮像装置」を組み上げた。この装置の心臓部は、ウェッジド・ダブルウォラストン・プリズム(WeDoWo)と呼ばれる偏光子であり、高い精度に切削・研磨された6個の素子(天然方解石)を所定の角度に組み合わせ接着したものである(日東光器株式会社に製造を依頼)。平成29年5月に納品を受け、プリズム用ハウジングを製作し、装置へと組み込んだ。光学系(コリメータレンズ、結像レンズ)とのアライメント調整を繰り返し、性能評価試験を実施した。

実験室では、人工光源、偏光板、位相板と組み合わせて、直線偏光度およびその振動面方位角を期待された精度で測定できることを確認できた。その次に、偏光撮像装置を望遠鏡に装着し、遠景を撮像しての性能評価を試みた。この段階でひとつ問題を発見することができた。一露光型偏光撮像装置はI±Q、I±Uの四つの偏光像を生じるが、それを記録するCCDカメラが全画素をスキャンする時間が有限であり、場所により撮像時間に微妙なズレを生じる問題である。これでは従来の、波長板を回転しながら時間差を伴ったI±Q、I±U画像を得るのと差がなくなってしまう。そこで、CCDカメラ側は少し長い目の露光時間を開始し、途中に置いたメカニカルシャッターを切る方法を採用することとして、問題を解決(軽減)した。金星の太陽位相角が観測にあまり適さないレンジに入ってしまったため、偏光観測は再び好機が訪れるまで休み、あかつき紫外線データの取得と解析を実施した。あかつきによる紫外線領域の観測では、金星が満月状(小さな位相角)に見える頃に、金星面に後光を直接捉えることができる。その観測計画を立案し、データ取得を行い、解析を行っている。装置開発には必ずといってよいほど、製作過程で初めて明らかになる問題がある。本研究計画でも、一露光型偏光撮像装置の理想とは異なる問題として「CCDの画面スキャンにかかる時間」の問題が明らかとなった。その明らかとなった問題を適切に解決することができ、平成30年度の金星偏光観測に必要な準備を整えたので、研究は順調に進捗しているといえる。金星夜面のデータは、「あかつき」搭載IR1, IR2カメラが2016年12月に使用不能となってしまったため、最新のデータ取得は地上望遠鏡による観測に頼らざるを得ない。しかし空間分解能という点ではやはり「あかつき」データの利点は絶大であるため、そのデータ解析を集中的に行った。IR2カメラの取得した夜面データは、その「点広がり関数(Point-spread function = PSF)」特性から、明るい昼面から広がる光により汚染されている。それを除去するプログラムを開発した。まず、IR2夜面データの中で飽和している昼面をシミュレーション画像をはめ込むことで復元する。このとき復元に用いる画素値は「本来の昼面にPSFを当てることで光を広げさせた」あとのもので、できるだけIR2画像を忠実に復元するようにしている。その上で、デコンボリューション手法を用いて「広がった光をもとの画素へ再集積」させるようにした。これにより夜面をおおっていた汚染は、もとそれがあった昼面へと引き寄せられてゆき、クリーンな夜面が復元されるというのが原理である。また、夜面の雲模様そのものも本来の空間分解能を取り戻し、鮮鋭なデータが得られた。こうして復元した夜面データを連続画像として解析し、多数の大気渦や大気波動現象を見つけることができた。これらに類似の大気現象は、紫外線で観測できる昼面でも見つかっている。昼面と夜面は「同時には観測できない」わけだが、それをつなぐ数値モデルも別グループにより開発が進んでいる。本研究で得られた精密データを数値モデルへの入力とすることで、金星大気運動の一日にわたる変化が観測的に決定され、その中で「分厚い雲」がどのような役割を成すかを明らかにできる、基礎的データの数々を得ることができた。
放射線影響評価のためのタグチメソッドを応用した新規リスク評価法の開発

従来の放射線リスク評価では,被ばく影響を評価し難い低線量域では,安全評価の簡便さから被ばく線量ー影響を線形で表現し,防護・管理の観点からの議論が進められてきた。しかしながら,放射線を正しく理解するためには,その生物学的真実を定式化する必要がある。そこで,本研究では,品質を社会的損失で評価するタグチメソッド(品質工学)の概念を応用し,被ばく影響を健康損失として新たに定義して,放射線生体影響を評価する。本研究課題では,放射線理解促進のため,タグチメソッドを応用した被ばくによる健康損失を評価する新規放射線リスク評価法の開発が目的である。そこで,本研究では,放射線リスクを健康損失と新たに定義し,放射線の有害な効果と有益な効果の両効果を損失関数で定式化するため,リポ多糖(LPS)誘導炎症モデルマウスが被ばくした際の被ばく影響を評価する。平成30年度は,必要なデータ取得に向け,8週齢・オス・BALB/cマウスを用いた動物実験を行い,データをまとめた。まず,マウスにLPS(25μg,100μg,200μg)の腹腔内投与により全身性炎症を起こした。死亡率は25μg投与で0%,100μg投与で46%,200μg投与で100%であった。このとき,生存しているマウスについて,LPS投与によって炎症マーカーであるC反応性蛋白(CRP)が有意に増加していることを確認した。次に,被ばく影響はX線(0.1Gy,0.5Gy,3.0Gy)の全身照射4時間後の影響を評価した。このとき,X照射によるCPRに変化は見られなかった。さらに,LPS投与24時間後に炎症を起こしているが生存していたマウスにX線の全身照射を行い4時間後の影響を評価した。LPS100μg投与で増加したCRPはX線照射により0.1Gyで減少傾向が見られたが,その他のX線照射条件では増加傾向が見られた。LPS投与とX線照射の処置条件を制御因子とし,望小特性SN比を求めると,0.1Gy照射された群でSN比が最大になり,低線量放射線による被ばくはLPS誘導炎症を抑制していることが示唆された。LPS投与は全身性炎症を誘導するが,文献調査により設定したLPSの濃度では,死亡率が100μg投与で46%,200μg投与で100%と予想以上に炎症が悪化しており,全データを取得することが出来なかった。そのため,放射線曝露において,X線照射とラドン吸入を予定していたが,ラドン吸入実験はデータを精査した後に行うこととした。しかし,得られたデータは,低線量放射線被ばくは炎症を抑制する可能性があるというこれまでの報告に合致しており,平成31年度に予定している損失関数算出のための下準備に着手できた。データの有効性が確認できたことで,タグチメソッドを応用した被ばくによる健康損失を評価する新規放射線リスク評価法の開発の目処がたった。次年度は,ラドン吸入実験を実施し,これまでの結果をふまえ,放射線の有害な効果と有益な効果の両効果を定式化した損失関数の算出を目指したいと考えている。以上より,本研究はおおむね順調に進展していると判断する。平成30年度での研究成果から,本研究の実験系で放射線被ばくは照射条件によって有益な効果と有害な効果の両効果があることを示せることがわかった。また本実験で得られる結果をタグチメソッドの概念で解析し,新たな放射線リスク評価法の提案が期待できることが明らかとなった。平成31年度は,ラドン吸入実験を実施し,すでに得られたX線照射実験の結果と合わせて,放射線被ばくの健康損失を定式化する。ラドン(α線)とX線の線質,内部・外部被ばく,線量率での被ばく影響の差を明示し,従来のリスク評価法と照らし合わせて,本提案手法の有効性を検討する。得られた成果は,国内外の学会等で報告する。

次に,被ばく影響はX線(0.1Gy,0.5Gy,3.0Gy)の全身照射4時間後の影響を評価した。このとき,X照射によるCPRに変化は見られなかった。さらに,LPS投与24時間後に炎症を起こしているが生存していたマウスにX線の全身照射を行い4時間後の影響を評価した。LPS100μg投与で増加したCRPはX線照射により0.1Gyで減少傾向が見られたが,その他のX線照射条件では増加傾向が見られた。LPS投与とX線照射の処置条件を制御因子とし,望小特性SN比を求めると,0.1Gy照射された群でSN比が最大になり,低線量放射線による被ばくはLPS誘導炎症を抑制していることが示唆された。LPS投与は全身性炎症を誘導するが,文献調査により設定したLPSの濃度では,死亡率が100μg投与で46%,200μg投与で100%と予想以上に炎症が悪化しており,全データを取得することが出来なかった。そのため,放射線曝露において,X線照射とラドン吸入を予定していたが,ラドン吸入実験はデータを精査した後に行うこととした。しかし,得られたデータは,低線量放射線被ばくは炎症を抑制する可能性があるというこれまでの報告に合致しており,平成31年度に予定している損失関数算出のための下準備に着手できた。データの有効性が確認できたことで,タグチメソッドを応用した被ばくによる健康損失を評価する新規放射線リスク評価法の開発の目処がたった。次年度は,ラドン吸入実験を実施し,これまでの結果をふまえ,放射線の有害な効果と有益な効果の両効果を定式化した損失関数の算出を目指したいと考えている。以上より,本研究はおおむね順調に進展していると判断する。平成30年度での研究成果から,本研究の実験系で放射線被ばくは照射条件によって有益な効果と有害な効果の両効果があることを示せることがわかった。また本実験で得られる結果をタグチメソッドの概念で解析し,新たな放射線リスク評価法の提案が期待できることが明らかとなった。平成31年度は,ラドン吸入実験を実施し,すでに得られたX線照射実験の結果と合わせて,放射線被ばくの健康損失を定式化する。ラドン(α線)とX線の線質,内部・外部被ばく,線量率での被ばく影響の差を明示し,従来のリスク評価法と照らし合わせて,本提案手法の有効性を検討する。得られた成果は,国内外の学会等で報告する。
単一分子ナノ構造体デンドリマーを利用した新規分子状金属錯体の高機能触媒化

球状多分岐高分子であるデンドリマーの外部および内部を金属活性種の固定化部位として、新規な巨大分子状Pd錯体の調製とその特異な触媒作用の検討を行なった。1.外殻型デンドリマー固定化Pd(0)錯体による立体選択的アリル位置換反応末端官能基の修飾が比較的容易なポリアミンデンドリマーを用いて、ホスフィン化デンドリマーを合成し、さらにPb(II)錯体の固定により、新規なデンドリマー固定化Pb(0)錯体を調整した。第1-5世代のデンドリマー触媒を用いた立体選択的アリル位置換反応を行い、デンドリマー世代数の増加に伴い立体選択性が向上することを見出した。NMRを用いたデンドリマー末端基の緩和時間測定から、世代数増加に応じて表面のパラジウム種周辺の込合いが大きくなり、π-アリル種への求核材の攻撃経路が制限されるためと結論づけた。さらに、本錯体が極性溶媒にのみ溶解し、非極性の炭化水素溶媒にはほとんど溶解しないことから、温度によって可逆的に相分離するthermomorphic系を用い、従来、限外ろ過法や沈殿法により回収していたデンドリマー触媒の回収・再利用が効率よく行えることを見出した。2.内殻型デンドリマ固定化Pd(0)錯体によるアリル位置換反応末端アルキル化により単分子逆ミセル状としたデンドリマーに、Pd(II)ホスフィン錯体を取り込み、in situで還元することにより、テンドリマー内部に配位不飽和なPd種を合成した。本固定化Pd(0)触媒を用いてアリルを位置換反応を行い、デンドリマーの表面修飾により、内部の活性種近傍の立体的環境は変化させず、逆ミセル状の形状を利用して配位不飽和なPd(0)種を固定化でき、ナノリアクターとして作用することを明らかにした。末端をポリエーテル鎖とすることで、活性点近傍の環境を変化させずに溶媒への溶解性のみが変化し、themmomorphic系への応用が可能となり、生成物との分離・回収、再使用が容易となることを見出した。さらに、Heck反応においても本触媒が高活性を示し、配位不飽和な活性種の立体的要因による安定化が行なわれていることを見出した。1、デンドリマーの表面官能基を利用した固定化Pd錯体触媒の開発末端の官能基化が比較的容易なポリアミンデンドリマーを用いて、末端基へのホスフィン配位子の導入とPd(II)錯体の固定化を行い、さらにヒドラジン還元により新規なデンドリマー固定化Pd(0)錯体を調製した。キャラクタリゼーションにはNMR、XPS、IRを用い、固定化したPd錯体の価数、構造を確認した。また、本デンドリマー固定化Pd(0)錯体が、アリル置換反応の高活性な触媒となることを見出した。デンドリマー世代数の増加に伴い生成物の立体選択性が向上する。表面活性点部位のNMRによる緩和時間測定から、デンドリマー表面の立体的な込み合いを確認し、本触媒による立体選択性の発現が求核試薬の攻撃経路が外部攻撃のみに制限されたためであることを明らかにした2.デンドリマー内部空間を利用した固定化クラスター触媒の開発本研究では、デンドリマーのナノリアクター化を目的とし、ポリアミンデンドリマーの末端をアルキル鎖で修飾し、約6nmのサイズの単分子逆ミセルデンドリマーを合成した。また、デンドリマー内部の3級アミノ基を利用して、COと水の存在下、Rhクラスターアニオン錯体[Rh_5(CO)_<15>]^-をデンドリマー内部に選択的に固定化することに成功した。本デンドリマー固定化触媒は、水を水素源とするニトロベンゼンの還元反応に、低分子アミンを添加剤とする従来の系に比べて、非常に少ないアミン量で高い触媒活性を示す、デンドリマーのカプセル化による反応場の濃縮効果を見出した。NMRより、デンドリマーの凝集状態を確認し、本デンドリマーが活性種であるRhクラスターアニオン、アミノ基を内包した単分子ナノリアクターとして作用することを明らかにした。2.内殻型デンドリマ固定化Pd(0)錯体によるアリル位置換反応末端アルキル化により単分子逆ミセル状としたデンドリマーに、Pd(II)

ホスフィン錯体を取り込み、in situで還元することにより、テンドリマー内部に配位不飽和なPd種を合成した。本固定化Pd(0)触媒を用いてアリルを位置換反応を行い、デンドリマーの表面修飾により、内部の活性種近傍の立体的環境は変化させず、逆ミセル状の形状を利用して配位不飽和なPd(0)種を固定化でき、ナノリアクターとして作用することを明らかにした。末端をポリエーテル鎖とすることで、活性点近傍の環境を変化させずに溶媒への溶解性のみが変化し、themmomorphic系への応用が可能となり、生成物との分離・回収、再使用が容易となることを見出した。さらに、Heck反応においても本触媒が高活性を示し、配位不飽和な活性種の立体的要因による安定化が行なわれていることを見出した。
ショウジョウバエ複眼におけるタイリングメカニズム

平成30年度は野生型(wt)および小眼変異体(os; outstretched)の蛹期における発生過程をlive imaging手法を用いて観察し、六角形/四角形タイリングパターンが生じる過程を詳細に調べた。蛹期の初期は観察が困難であるため、蛹期20%の時点から観察を開始し、タイリングがほぼ終了する蛹期50%まで継続した。その結果、個眼が同心円状に成長しながら六角形/四角形タイリングパターンが形成されていく様子が明らかになった。また複眼内における張力分布を調べるため、Laser ablationにより細胞膜を破壊し、その応答を調べた。現在までに野生型(wt)、小眼変異体(os)および複眼の背側半分を欠損したハエ(mirr-GAL4xUAS-eyaRNAi)の蛹期28%におけるデータを多数集めることができた。今後はさらに実験を継続し、そこから得られたデータをもとに野生型と小眼変異体の間で張力分布にどのような違いがあるかを解析する。コンピュータシミュレーションに関しては大きな進展があった。当初はvertex modelを用いてタイリングパターンを再現することを考えていたが、一般的なvertex modelではタイリングパターンを再現するのは非常に困難であることが明らかになった。しかしながらその一方で単純なボロノイ分割を用いることにより、六角形/四角形タイリングパターンが非常に高精度で再現されることが明らかとなった。このことからタイリングパターンの決定には発生初期における個眼の分布パターンと個眼の同心円状の成長により決定されていることが強く示唆された。live imagingによる発生過程の観察およびLaser ablationによる張力分布の測定に関しては実験が進行しており、実際に順調に実験結果が得られている。またコンピュータシミュレーションについては当初の予定とは少し異なる方向に進んでいるが、ボロノイ分割を用いることによりタイリングメカニズムの形成機構の本質が明らかとなってきた。この点はとても重要であり、タイリングメカニズムの形成機構について一気に理解が進んだことは予想以上の成果である。細胞骨格とタイリングとの関係に関しては当初の計画より少々遅れている部分もあるが、全体としては実験、理論(シミュレーション)の両面において満足できる成果が得られたと考えている。2019年度に関しては特に大きな変更点はなく、基本的に当初の計画通りにタイリングパターンについての研究を行う予定である。唯一の変更点はシミュレーションの部分でvertex modelではなくボロノイ分割を用いることであるが、この点に関してもシミュレーションに用いる主要なモデルをvertex modelからボロノイ分割に変更しただけであり、研究の基本的な枠組みには変化はない。実験に関しては概ね順調に進んでおり特に心配な点はない。シミュレーションに関しては古典的なボロノイ分割をより一般的なものへと発展させた重み付けボロノイ分割を用いることにより、複眼におけるタイリングパターン形成のより一般的なメカニズムを明らかにしたい。またvertex modelに関しても一般的なモデルをさらに発展させ、細胞の圧力などを考慮したモデルを考案することにより、四角形タイリングに要求される条件を明らかにしたい。

実験に関しては概ね順調に進んでおり特に心配な点はない。シミュレーションに関しては古典的なボロノイ分割をより一般的なものへと発展させた重み付けボロノイ分割を用いることにより、複眼におけるタイリングパターン形成のより一般的なメカニズムを明らかにしたい。またvertex modelに関しても一般的なモデルをさらに発展させ、細胞の圧力などを考慮したモデルを考案することにより、四角形タイリングに要求される条件を明らかにしたい。
結晶成長の原子レベル制御

本研究では,具体的なワイドギャップ材料として,AlN,AlGaInP,及びZnSe,ZnSSeをとり上げた。各分担者は,各々が開発してきた化学気相成長法(CVD法)や分子線エピタキシヤル法(MBE法)を用いて,「結晶成長の原子レベル制御」を共通の〓としてこれらの新機能材料の結晶成長法の確立を目指した。以下に各分担者の実績をまとめる。更家(京都工繊大)は,ZnSeの光照射MBEにおいて,物理吸着及び化学吸着表面原子の熱脱離が光によって促進されること,この過程が成長プロセスに影響を与え,150°Cという低温でエピタキシヤル成長が可能となることを見出した。またRHGEDによって,化学吸着したSeの脱離が光によって促進されることをin situに確認した。松本(山梨大)は,ZnSeのALE成長の基礎的実験を行ない,基板温度200300°Cで0.5モノレイラ/周期で自己停止する成長を得た。nーZnSe/nーGaAs界面をCーV法で評価し,界面電荷密度が10^<11>/cm^2程度の良好なヘテロ界面が形成されていることを確認した。ZnSe/GaAsをCL法で評価して,コヒ-レント成長崩れるとZnSeの深い準位発光が発生することを見出した。坪内(東北大)は,彼らが提案したガスビ-ムフロ-型反応管を用い,TMAとNH_3を原料としてサファイア基板上にAlNのエピタキシヤル成長を行った。550Torrの広い圧力範囲で層流状態が実現できていることを明らかにし,また690°Cという低温で,良好な圧電性を有するAlNのエピタキシヤル成長に成功した。野田(京大)はアルキルひ素・燐を用いたOMVPEにおいて,触媒を用いた成長層中の炭素汚染低減について検討を進めた。その結果,減圧成長に触媒を導入することにより活性水素の伝播距離が増大し,GaAs成長に対しほぼ基板金面で大きな汚染低減効果が得られた。またGaP成長に対しても,触媒導入による炭素汚染効果が得られることを示した。
フィブロネクチンの線維芽細胞遊走作用に関する研究

I.フィブロネクチン(FN)の線維芽細胞遊走作用発見におけるプロテアーゼによる活性化機構の究明多くの生体現象に関与することが知られているmatrix metalloproteinase(MMP)がFN分子からの遊走作用を有するFib2フラグメント及び分化誘導作用を示すFib1フラグメントの遊離を解析した。Stromelysin,matrilysin,geratinaseA、及び間質collagenaseのうち、matrilysinはFN分子には余り反応性を示さなかった。活性Fib2フラグメントの遊離という点では、昨年の炎症性プロテアーゼと比べてもgeratinaseAが最も活性が高かった。このgeratinaseAは活性Fib1フラグメントの遊離という点でもactiveで、ST-13前脂肪細胞の分化誘導活性を有するFib1フラグメントを効率よく遊離したものの、前年の好中球elastaseに比べるとその活性強度は約半分でしかなかった。これら細胞外プロテアーゼはFN分子から多彩な活性を示すフラグメントを遊離することで、FNの細胞遊走因子としての機能を多様化していることが示されたが、今回更に、ある種のcysteine proteaseは細胞外ばかりでなく細胞内でも機能することによって線維芽細胞の遊走を直接制御している可能性を見いだした。即ち、NIH-L13細胞のFNへの遊走はcysteineprotease inhibitorであるE-64cによって阻害され、細胞膜透過性を上げた誘導体であるE-64dはCa^<2+>-dependent cysteineproteaseに対する阻害活性は同じであるにも関わらず、遊走に対しては更に強力な阻害活性を示した。II.21K Fib2フラグメントの構造と活性の相関およびそれを認識する細胞表層レセプターの究明21K Fib2フラグメントを構成する5つのタイプI繰り返し配列構造を規定する-S-S-結合を還元アルキル化し活性への影響をみたところ、NIH-L13細胞遊走活性は還元アルキル化によって完全に消失した。一方、昨年に引き続きaffinity chromatographyによる21K Fib2フラグメントレセプターの分離を試みた。昨年からの改良法として、^<125>I標識NIH-L13細胞の抽出液をFib2固定化ゲルにチャージ後、GRGDSPpeptideによるカラム洗浄に加え新たに、BSA液及びFib2を除くFNの各ドメイン由来のフラグメント混合液等によるカラムの洗浄を行った。その結果、Fib2フラグメントによる溶出はより特異的になり、分子量30kDa,60kDa,及び>200kDaの放射活性バンドが検出された。これ等のバンドは、^<125>I-Fib2フラグメントとNIH-L13細胞をincubateした後2価反応性試薬でこれらをlinKした時にも認められ、Fib2レセプター関連タンパクではないかと考えられ更に解析を加えている。