hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食物の粉砕化と咀嚼器官の発育の遅れに関する基礎的検討

近年,若年者を中心として粉砕化した軟化食品を多く摂る傾向があり,咀嚼器官の発育の遅れのほか全身の発育にも影響を及ぼしていると考えられる.そこで,食物の粉砕化が咀嚼器官と全身の発育に及ぼす影響を検討した.実験1.マウス用代謝ケージの改良本研究にはCH3/He系マウスを用い,栄養素組成は等しいが粉砕化のみが異なる固形,練状,および液状の3種の飼料で飼育して発育を比較するので,はじめに各飼料と水の摂取量を性格に計量するためのマウス用代謝ケージの改良を行い,その性能をテストした.実験2.3種の飼料による咀嚼器官と全身の発育の比較雄マウス320匹を上記3群に分け,授乳中の生後2週齢から母マウスとともに飼料を与え, 3週齢から20週齢までの6時点で縦断的に以下の測定を行った.飼料と水の摂取量は改良した代謝ケージで計量し,全身の発育と栄養状態については頭尾長,体重,肝重量,脂肪重量を計測し,咀嚼器官については咬筋,側頭筋,舌,下顎骨の重量のほか,顎骨と頭蓋の形態を規格X線写真によって計測した.また内臓臓器と骨組織については,組織標本を作製して検鏡した.固形成分の摂取量には群間に有意差はなかったが,水分は液食群で最大値を示した.液食群の肝重量,脂肪重量,頭尾長と体重は有意に大きく,下顎骨重量,咬筋重量,側頭筋重量は有意に小さい.そして頭蓋の前後径と高さ,頬骨弓幅径と筋突起の高さ,下顎枝の高さと下顎骨体長は有意に小さい.固形成分の摂取量に差がないにも関わらず全身の発育と栄養状態に差があったことから,食物の粉砕化は消化吸収効率を高めて全身の発育と栄養状態を高めることが示唆された.近年,若年者を中心として粉砕化した軟化食品を多く摂る傾向があり,咀嚼器官の発育の遅れのほか全身の発育にも影響を及ぼしていると考えられる.そこで,食物の粉砕化が咀嚼器官と全身の発育に及ぼす影響を検討した.実験1.マウス用代謝ケージの改良本研究にはCH3/He系マウスを用い,栄養素組成は等しいが粉砕化のみが異なる固形,練状,および液状の3種の飼料で飼育して発育を比較するので,はじめに各飼料と水の摂取量を性格に計量するためのマウス用代謝ケージの改良を行い,その性能をテストした.実験2.3種の飼料による咀嚼器官と全身の発育の比較雄マウス320匹を上記3群に分け,授乳中の生後2週齢から母マウスとともに飼料を与え, 3週齢から20週齢までの6時点で縦断的に以下の測定を行った.飼料と水の摂取量は改良した代謝ケージで計量し,全身の発育と栄養状態については頭尾長,体重,肝重量,脂肪重量を計測し,咀嚼器官については咬筋,側頭筋,舌,下顎骨の重量のほか,顎骨と頭蓋の形態を規格X線写真によって計測した.また内臓臓器と骨組織については,組織標本を作製して検鏡した.固形成分の摂取量には群間に有意差はなかったが,水分は液食群で最大値を示した.液食群の肝重量,脂肪重量,頭尾長と体重は有意に大きく,下顎骨重量,咬筋重量,側頭筋重量は有意に小さい.そして頭蓋の前後径と高さ,頬骨弓幅径と筋突起の高さ,下顎枝の高さと下顎骨体長は有意に小さい.固形成分の摂取量に差がないにも関わらず全身の発育と栄養状態に差があったことから,食物の粉砕化は消化吸収効率を高めて全身の発育と栄養状態を高めることが示唆された.
90年代ロシアにおけるポストモダニズム文芸の総合的研究

散文、詩、批評、演劇、美術、思想といった様々な分野における現代ロシア・ポストモダニズム作品を対象に、以下のような観点から分析・性格付けを行った。1)ポストモダニズムの思想や創作方法は、今日のロシア文芸界でどの程度優勢なものとなっているか。2)他地域のケースと比較して、ロシアのポストモダニズムにはどのような特徴があるか。3)現代ロシア文化は、革命前のロシア文化および革命後のソ連文化とどのような関係にあるか。4)ポストモダニズムはロシアの文化的自意識の表現にとってどのような役割を背負っているか。結論として、ロシア・ポストモダニズムと総称されている現象は、決して単なる欧米の文化潮流の模倣ではなく、ロシア・ソ連の文化的な過去に深く根ざしたものであることが確認された。またそれ故に、ポストモダニズムが単にソ連文化や共産主義文化への反動としてのみでなく、ロシア近代の様々な文化潮流を緩やかに総合する仲介者としての役割を果たしていることも認識された。本研究の一環として、北大スラブ研究センター国際シンポジウム『ロシア文化:新世紀の戸口に立って』(2000年7月)を行い、現代ロシア文化の特徴を多角的な観点から研究すると同時に、ロシアを含めた世界各国の学者・文化人による現代ロシア文化観を比較検討した。1.研究会活動:現代ロシアの文芸事象(文学作品、演劇、評論など)を、様式やジャンル意識、テーマ設定の特徴等の観点から分析。対象とした事象はD.ガルコフスキー『果てしない袋小路』等15件。2.国内での報告等:1)ソ連社会の比較文化研究の一環として、『20世紀ロシア文学と身体』のテーマで、北大スラブ研究センターシンポジウムの1セッションを開催(99.1.29)。2)日本ロシア文学会(98,10.23)におけるワークショップ『現代ロシア文学研究・紹介の現状と問題点』で報告(沼野、望月、井桁、亀山)。3)東京外国語大学シンポジウム『ロシアの真空』(98.11.6)においてロシア・ポストモダニズムに関する報告(沼野、望月)。3.国外での活動:1)現代におけるドストエフスキー文学の意義研究の主旨で、国際ドストエフスキー学会(ニューヨーク、98.7.24-8.1)において「『おとなしい女』における時間意識」について報告(望月)。2)モスクワ・カザンで現代ロシア思想・宇宙論に関するレビューを受ける(亀山、99.3.2-3.11)。4.成果の公開など:1)『現代ロシア文学作品データベース』(70件)を、北大スラブ研究センターホームページに掲載。2)研究会およびシンポジウムの報告の一部を、北大スラブ研究センター研究報告シリーズの1巻として発表予定(99.4月予定)。1.研究会活動:現代ロシア文芸(文学作品、演劇、評論など)を、様式、ジャンル意識、テーマ設定等の観点から分析。北海道大学、早稲田大学で計3回研究会を開催。分析対象はV.ペレーヴィン『ジェネレーションP』等18件。研究会には分担者の他、大学院生を含む多くの研究協力者が参加した。2.学会等:1)ロシア・東欧の政治と文化比較研究の一環として、『東欧の政治と文化』のテーマで、北大スラブ研究センターシンポジウムの1セッションを開催(2000.1.28:望月、沼野、西成彦、三谷恵子)。2)来日中のロシア作家を交えた研究会を開催:ドミートリー・プリゴフ(99.10.18)「現代ロシア文学の最前線」;ウラジーミル・ソローキン(2000.1.26)「コンセプチュアリズム論」。3)スラブ研究センター・セミナーにて成果報告「ドストエフスキー文学の現代的変奏をめぐって」(2000.3.16望月)3.成果の公開など:1)『現代ロシア文学作品データベース』(北大スラブ研究センターホームページ)を追加増補。2)研究会およびシンポジウムの報告の一部を、北大スラブ研究センター研究報告シリーズの1巻として発表予定(2000.4月予定)。1)現代ロシア・ポストモダニズムの代表的な作家について、その創作姿勢や世界観の特徴を分析した。2)代表的なポストモダニズム文芸作品や現象の特徴と意味について、他の地域の文芸と比較しながら分析した。

3)ポストモダニズムによる文化史解釈や文明論の特徴・意味・役割を分析した。4)ロシア・ポストモダニズム文化の発生・起源と、ロシア・ソ連文化史の中での位置づけについて分析した。5)古典のもじり、歴史イメージの改編、新しい語彙や文体の組み合わせなど、ポストモダニズム文芸の一般的特徴とロシアにおけるその具体的現れを研究した。6)国際シンポジウム『ロシア文化:新世紀の戸口に立って』を行い、現代ロシア文化の特徴を多角的な観点から研究すると同時に、ロシアを含めた世界各国の学者・文化人による現代ロシア文化観を比較検討した。
器官サイズの再生現象における痛みシステムバランスの理解

本研究はゼブラフィッシュの鰭再生、すなわち鰭の損傷体積の大小に寄らずに器官が約2週間で元通りに再生する現象(Lee et al, 2005)に着目したものである。先行研究において、細胞増殖より前段階の分子機構については好中球・マクロファージの関与(Petrie et al, 2014)といった特定の生理現象で説明されたり、包括的な遺伝子・タンパク質群の関与(Rabinowitz et al, 2017)が解明されたりしている。本研究では(1)鰭再生のごく初期に起きている現象をライブイメージング解析する計画と、(2)これに関わる因子が鰭の最終形態・サイズ・構造に及ぼす影響を評価する計画の2つを柱とした。(1)については、昨年度までに遺伝子組換え系統の樹立が完了したため、本年度はXuらの論文で報告された長時間イメージング用の麻酔循環装置(Xu et al, 2015)を設計・作製した。これにより、共焦点レーザー顕微鏡下での細胞挙動解析が可能となった。ただしカルシウムイオン濃度の動態を観察できる蛍光タンパク(GCaMP)が全身で均一に発現する遺伝子組換え系統を用いて、鰭切断前後のイメージングを行う解析については、in vivoパッチクランプ解析同様に、現在の設計でその瞬間を定量解析することは困難であった。(2)の解析については、カルシニューリンB阻害剤(FK506)を用いた鰭再生現象において鰭の骨連結部が無形成となることを申請以前に見いだし、カルシウムイオン関連因子と鰭再生に焦点を当てた解析を立案していた。本研究の実施期間中に既にいくつかの論文でこの事実ならびに分子機構の一端は報告されたが(Daane et al, 2018; McMillan et al, 2018)、本研究方針に特段の変更は無く、本年度は最終的な結論に至るデータが取得されたために論文作成の段階に至っている。Rabinowitzらの包括的解析(Rabinowitz et al, 2017)と、本研究にて立案したトランスクリプトーム解析は根本的な着想が異なるため、実施期間内に予定通り実施するが、(2)の論文公表の優先が補助事業の成果・生産性を示すものであるとの判断で、当初予定していた計画通りに進捗していないという点では進捗ならびに科研費の使用が遅れていると自己評価している。ただし立案した実験順序が逆転しただけであるため、研究の進捗という意味ではおおむね順調な進展があると考えている。今後の推進方策、とりわけ次年度においては、論文公表を最優先に計画している。したがって昨年度までは研究代表者自らが発表者として、積極的な学会参加による成果公表を行ってきたが、次年度はここに力点を置かない予定である。研究内容については変更予定は無く、論文投稿の目途が立ち次第、引き続き遂行していく。具体的には、計画したトランスクリプトーム解析と、ライブイメージング解析に関する部分の論文等による成果公表準備である。本年度の研究グループは研究代表者1名、研究分担者1名、連携研究者1名、研究協力者5名であった。次年度は研究協力者の1名追加によってトランスクリプトーム解析の補助を依頼する予定になっている。本課題は、脊椎動物の器官・組織の創傷0秒後から生じる分子・細胞レベルでの創傷刺激受容をイメージング技術によって数値化し、器官・組織の修復度合(再生サイズ)との関連性を明らかにする。研究実施に際しては平成30年度以降に創傷刺激受容を実測することを目指し、平成28-29年度を「創傷刺激受容に関わる素過程の数値化法の確立」といった準備期間に位置づける。本年度(初年度)は研究実施計画に沿って実験を遂行した。また、着目した分子シグナル経路を阻害する実験系のなかで、器官再生時に特定組織の形成不全が生じたため、これに関して研究協力者と詳細な解析を行った。具体的には、ゼブラフィッシュの鰭(ヒレ)を器官再生のモデルとし、鰭の再生に関わる素過程を数値化する。まずは鰭切断面積や再生サイズを計測するために、ユビキタスプロモーターの下流で蛍光タンパク質を発現する遺伝子組換え個体を作製した。また細胞障害レベルを定量化する方法として、活性酸素の活性を可視化する遺伝子組換え個体と、好中球・マクロファージを可視化する遺伝子組換え個体を作製し、F1個体の飼養にまで至った。好中球・マクロファージは器官再生サイズの調節に重要であることが既に報告されているが、得られたデータからはこれら細胞の分布において新たな知見が得られた。次に、鰭創傷部位周辺の細胞における膜電位変化を捉えるべく、研究分担者とともにin vivoパッチクランプ実験系の構築を目指した。従来の実験系では、標的細胞に電極を当てる際に胚を創傷する必要があるため、本研究のように創傷時の細胞膜電位を測定する際には、胚の固定法・電極の挿入部位を工夫する必要があった。また胚発生の時間によって表皮組織の柔軟性が異なり、最も実験がし易い胚発生期では対象とする鰭組織領域が微小であるといったジレンマが生じたが、最適な測定法を確立するうえでの改善点を抽出できた。遺伝子組換え個体の作製は実施計画通りに進行した。またCRISPR/Cas9法を用いた再生関連遺伝子のノックアウト実験も実施計画通りに遂行し、鰭再生サイズの変化を伴った異常な再生が観察された。これら研究材料を解析する際には大学共用設備の共焦点レーザー顕微鏡を用いるが、本年度は実施計画に沿ってデータ解析用のコンピューターを購入したため、本課題の研究協力者が占有できる研究環境を整備できた。

in vivoパッチクランプ実験に関しては、実施計画の立案から実際のオペレーションにかけて研究分担者の貢献が大きく、本年度は実験系確立に向けて多くの時間を費やした。これは学内異分野領域の研究者を研究分担者としたため、実験毎の改善点を次回に反映させることが所属機関内でスムーズにできた。本課題においては、再生現象の素過程それぞれについて上記のように実験系を構築し、トランスクリプトームデータと合算することによって、複雑な器官再生をシステムレベルで捉える事が可能となる。したがって単一の実験系に偏重すること無く、全実験系がバランス良く進捗した点を鑑みれば、本年度は順調な研究進展があったと考えられる。昨年度に引き続き、「器官・組織の創傷刺激受容に関わる素過程の数値化・イメージング法の確立」を目指して2年目の研究遂行をした。本年度はGCaMP(カルシウムイメージングタンパク質)、HyPer(活性酸素イメージングタンパク質)を用いた刺激受容動態解析法を実施計画通りにセットアップすることができた。胚の再生期間(2-3日)のうちで活性酸素刺激応答期は創傷後18-45分をピークとすることが先行研究で明らかとなっていたが、成魚の再生期間(14日)のうちでは創傷後4日を過ぎてもなお活性酸素シグナルは高レベルに検出された。一方で胚におけるカルシウムイオンの細胞内流入現象は創傷後10分までにおこることが先行研究で明らかとなっていたが、再解析を行ったところ先行研究とは異なる動態を示し、これは成魚における創傷でも同様であった。本研究事業では再生現象をシステムレベルで統合的・数値的に理解することを主目的としているが、個々の先行研究との相違がある以上は、実施計画にも記載した通りに各素過程の動態について丹念にデータ取得・論文記載していくことを目指す。また創傷から元通りの器官形態にまで再生する現象を評価する新指標として、昨年度より骨と骨連結部(joint)に着目してきた。新学術領域「先端バイオイメージング支援プラットフォーム」の支援を受けて、骨連結部を形成する細胞の形態を電子顕微鏡レベルで解析し、特徴的な細胞構造を見いだした。創傷後に形成される未分化細胞(再生芽細胞)から組織再分化をおこす過程を理解するうえで、骨ならびに骨連結部の細胞・組織の状態を素過程として数値化できるかどうか次年度以降に検討する予定である。「器官・組織の創傷刺激受容に関わる素過程の数値化・イメージング法の確立」として計画した実験は計画通りに進行した。in vivoパッチクランプ実験は昨年度に実験条件の検討を行ったが、目的の創傷部位に電極を挿入して電位測定することが難しかった。本年度はこれよりもGCaMPを用いたカルシウムイメージングのセットアップに時間を費やしたことにより、GCaMPイメージングの実験系が完成したので、データ化困難な創傷部位のみに拘らずともGCaMP蛍光強度と電位変化の数値相関化が可能である。したがって次年度は研究分担者に依頼したデータ取得が本格化すると考えられる。以上より、当初の研究計画に沿って順調に進捗があると考えられる。本研究はゼブラフィッシュの鰭再生、すなわち鰭の損傷体積の大小に寄らずに器官が約2週間で元通りに再生する現象(Lee et al, 2005)に着目したものである。
種々のホスト化合物を電子移動制御場として用いる新規な陽極酸化反応の開発

電極反応は酸化剤や還元剤を用いることなく基質の変換を達成できるため、合成化学的に極めて有用な手段となっている。しかし、ごく最近まで、電極反応を利用して基質に不斉を導入する試みは殆ど成されていなかった。筆者等は、不斉場としてのシクロデキストリン(CD)に注目し、CD共存下での不斉電解合成の可能性を探ることにした。今回は、スルフィドのスルホキシドへの電極酸化反応を指標として、種々のCD存在下での不斉誘起について検討した。電解は、CD、スルフィド、Et4NBrを含む水溶液中、陽陰極に白金を用い定電流で行った。その結果、β-CDや2、6位の水酸基がメチル化されたβ-CD(DMCD)を用いた場合とビフェニル-4,4′-ジスルホニル基でキャップされたキャップドβ-CD(CCD)を用いた場合では、逆の不斉が誘起されることが判った。現在のところ、その不斉収率はあまり高くはないが(205%ee)、電極反応においても不斉を誘起できる可能性を見出すことができた。以上、本研究では、CDを不斉場として用いることにより、スルフィドの光学活性スルホキシドへの電気化学的な変換が達成できることが明らかにした。将来の有機電解合成では、電気化学的な手法を用いた不斉合成反応の開発が希求されると考えられるが、CDを不斉場として用いる本電極反応は、CDが極めて広範囲の有機化合物を包接できるため、簡便で応用範囲の広い電気化学的な不斉誘起の一手法として利用可能と考えられる。現在、本反応の改良(特にCDの修飾による不斉収率の向上)と他の基質への応用についてさらに検討中である。また、本研究によって得られた成果の一部は投稿準備中である。
肺癌におけるHippo pathwayのエピゲノム制御への関わり

現在、肺腺癌ではEGFR,ALKなどのドライバー変異に対する分子標的薬剤が一定の効果をあげているが、その多くはTTF-1陽性のterminal respiratory unit(TRU)由来の腺癌(TRU-type)である。その後のゲノム解析の進展にも関わらずドライバー変異の不明な肺癌が未だ30%程あり、Non-TRU typeの治療標的は、EGFR,MET,HER2等のチロシンキナーゼとは異なる性質のものが伺える。我々は、Non-TRU-typeの形態的特徴を示す肺腺癌の次世代シーケンサによる全エキソーム解析を行った(東京大学、間野教授との共同研究)。Non-TRU-typeの肺腺癌の中に、TTF-1遺伝子変異/メチル化によるTTF-1の失活とともに消化管上皮への異常な分化を示す症例が多く認められた(Matsubara et al, Cancer Sci, 2017)。確かにTTF-1陰性の"上皮型"株に消化管上皮への分化を示す細胞が多くみられ、こうした細胞は、興味深いことに、消化器上皮に特異的な、分化・再生の制御分子のノックダウンにより、細胞増殖抑制とアポトーシスが誘導された(Matsubara, AACR 2018)。CADM1の腫瘍抑制効果において、CADM1とHippo pathwayのCore kinases (LATS1/2, MST1/2)との結合が重要であることを論文にまとめ、すでにCancer scienceに受理されている。YAP1は高分化な腺癌において陽性であり、低分化な腺癌では陰性となる。YAP1は肺腺癌の分化に関与している可能性があり、YAP1による分化制御について検討する。また、癌間質相互作用におけるHippo pathwayの役割を検討する。Hippo pathwayのEffector,YAP1は様々な癌腫においてOncogene,薬剤抵抗性因子として知られ,非小細胞肺癌では,YAP1の過剰発現が予後不良に働くことが報告されている.しかし,小細胞癌でのYAP1の発現パターンの報告は未だない.今回,我々はYAP1が肺癌の神経内分泌分化の制御と薬剤感受性に関わることを見出したので報告する.高悪性度神経内分泌腫瘍細胞株15株の遺伝子発現データのクラスター解析により,神経内分泌マーカーを高発現する細胞株11株と,神経内分泌マーカーの発現の乏しい細胞株4株に分類され,かつ,神経内分泌マーカーを高発現する細胞株は,いずれもYAP1とTAZの発現が欠失していた.非小細胞肺癌細胞株40株の中でYAP1とTAZの欠失がみられたのは,唯一,神経内分泌マーカーを高発現するVMRC-LCDのみであり,そのXenograft tumorの免疫組織学的,電子顕微鏡的解析により,VMRC-LCDがLCNEC細胞株であることを見出した.次に,非小細胞肺癌症例189例,小細胞癌症例41例,LCNEC症例30例について,YAP1の染色を施行したところ,YAP1は非小細胞肺癌では3%(6/189)で陰性であるのに対し,LCNECでは60%(18/30)で陰性,小細胞癌では98%(40/41)で陰性であった.予後解析の結果から,高悪性度神経内分泌腫瘍の中でYAP1陰性症例は,YAP1陽性症例より化学療法に感受性を示すことが示され,YAP1陽性,陰性の小細胞癌細胞株による薬剤感受性試験でも同様の結果が得られた.YAP1陽性の細胞株3株でYAP1遺伝子を抑制することで,神経内分泌マーカーRAB3Aの発現上昇が認められた.以上の結果より,YAP1は肺癌の神経内分泌分化の制御に関わることが示された.Hippo pathwayが、神経内分泌分化の制御に関わることを示し、そのことを、Cancer Science誌で発表した。高悪性度神経内分泌腫瘍細胞株15株の遺伝子発現データのクラスター解析により、神経内分泌マーカーを高発現する細胞株11株と、神経内分泌マーカーの発現の乏しい細胞株4株に分類され、かつ、神経内分泌マーカーを高発現する細胞株は、いずれもYAP1の発現が欠失していた。非小細胞肺癌細胞株40株の中でYAP1の欠失がみられたのは、唯一、神経内分泌マーカーを高発現するVMRC-LCDのみであり、そのXenograft tumorの免疫組織学的、電子顕微鏡的解析により、VMRC-LCDがLCNEC細胞株であることを見出した。次に、非小細胞肺癌症例189例、小細胞癌症例41例、LCNEC症例30例について、YAP1の染色を施行したところ、YAP1は非小細胞肺癌では3%(6/189)で陰性であるのに対し、LCNECでは60%(18/30)で陰性、小細胞癌では98%(40/41)で陰性であった。予後解析の結果から、高悪性度神経内分泌腫瘍の中でYAP1陰性症例は、YAP1陽性症例より化学療法に感受性を示すことが示され、YAP1陽性、陰性の小細胞癌細胞株による薬剤感受性試験でも同様の結果が得られた。YAP1陽性の細胞株3株でY AP1遺伝子を抑制することで、神経内分泌マーカーRAB3Aの発現上昇が認められた。以上の結果より、YAP1は肺癌の神経内分泌分化の制御に関わることが示された。さらに、Non-TRU type肺腺癌のFrozen sectionを次世代シークエンサーによって解析し、Gastrointestinal differentiationを示す群がみられ、かつ、TTF-1の不活性型変異が高頻度であることを示した。

現在、肺腺癌ではEGFR,ALKなどのドライバー変異に対する分子標的薬剤が一定の効果をあげているが、その多くはTTF-1陽性のterminal respiratory unit(TRU)由来の腺癌(TRU-type)である。その後のゲノム解析の進展にも関わらずドライバー変異の不明な肺癌が未だ30%程あり、Non-TRU typeの治療標的は、EGFR,MET,HER2等のチロシンキナーゼとは異なる性質のものが伺える。我々は、Non-TRU-typeの形態的特徴を示す肺腺癌の次世代シーケンサによる全エキソーム解析を行った(東京大学、間野教授との共同研究)。Non-TRU-typeの肺腺癌の中に、TTF-1遺伝子変異/メチル化によるTTF-1の失活とともに消化管上皮への異常な分化を示す症例が多く認められた(Matsubara et al, Cancer Sci, 2017)。確かにTTF-1陰性の"上皮型"株に消化管上皮への分化を示す細胞が多くみられ、こうした細胞は、興味深いことに、消化器上皮に特異的な、分化・再生の制御分子のノックダウンにより、細胞増殖抑制とアポトーシスが誘導された(Matsubara, AACR 2018)。CADM1の腫瘍抑制効果において、CADM1とHippo pathwayのCore kinases (LATS1/2, MST1/2)との結合が重要であることを論文にまとめ、すでにCancer scienceに受理されている。YAP1はLKB1欠損肺腺癌の扁平上皮分化を抑制することが報告されており(Nat Commun. 2014)、YAP1が癌の分化制御に関わっている可能性が高い。YAP1はBRM等のSWI/SNF複合体構成因子と結合し、かつ、YAP1の発現を低下させることで、ヒストンのアセチル化が促進されることが報告されている(Cell Syst. 2016)。Hippo pathwayがEpigeneticな制御を介して、癌の分化にどのように影響しているのか検討していく。肺腺癌におけるHippo pathwayに関わる接着分子の解明、さらに、Non-TRU type肺腺癌における治療ターゲットについて、検索する。YAP1は高分化な腺癌において陽性であり、低分化な腺癌では陰性となる。YAP1は肺腺癌の分化に関与している可能性があり、YAP1による分化制御について検討する。また、癌間質相互作用におけるHippo pathwayの役割を検討する。YAPとBRG1/BRMとの複合体形成を確認するため、免疫沈降法を用いて行っているが、うまくいっておらず、細胞株を用いた機能解析の研究が遅延しているため。平成29年度に、数種類の細胞株で、ヒストンメチルトランスフェラーゼであるPRMT5のShRNAを行っているが、なかなかうまく行かず、このままうまくいかない場合には、Wetstern blotの実験を次年度に持ち越しとなり、かつ、次年度にトランスフェクション効率の良い細胞株をあらたに購入する可能性が出てきたため。場合によっては、Rosenbluh Jによって、BRMそのほかのクロマチンリモデリング因子とYAP1との複合体形成が確認されている大腸癌細胞株(Cell Syst, 2016)を購入して、検討を試みる。その上で、YAPとBRG1/BRMの抑制による細胞生物学的な影響、YAPとBRG/BRMの遺伝子導入による細胞生物学的な影響について、検討する。
大規模量子伝導シミュレーション法の開発とナノカーボン・有機薄膜系への応用

研究代表者が独自に開発した「時間依存波束拡散法」を2次元系へと拡張し、さらにポーラロン効果を取り入れることによって従来の手法では困難だった現実的なスケールのグラフェンナノリボンや有機薄膜の伝導物性を扱うことに成功した。その結果、実験で測定されているような幅数十ナノメートルのグラフェンナノリボンの室温における伝導物性や、ペンタセン有機薄膜の移動度の温度依存性などを数値的に明らかにした。本研究の目的は、独自に開発した伝導計算理論(時間依存波束拡散法)を基礎として、原子の尺度から伝導物性を弾道伝導領域から拡散伝導領域、さらにホッピング伝導領域などを統一的に解析できる手法を確立することである。本年度は、カーボンナノチューブの弾道から拡散伝導領域に至る電気伝導の温度依存性、半径依存性などを明らかにし、実験結果と定量的にも良く一致することを確認した。さらにこの計算手法を2次元系へ拡張した。そしてグラフェン系において、1次元グラフェンナノリボンから2次元グラフェンシートへ試料の次元が移り変わっていく際の支配的な散乱機構の変遷を明らかにした。得られた知見は、以下である。1.ナノリボンには、端(エッジ)に局在した振幅をもつエッジフォノンが音響フォノンモードに現れる。この低エネルギーのエッジフォノンモードは散乱に寄与することが予想されたが、計算の結果、ほとんど散乱に寄与しないことが分かった。2.幅20nm以下のグラフェンナノリボンでは、エッジラフネスによる散乱が支配的となる。その一方、幅20nm程度のナノリボンでは、エッジラフネスとバルクフォノンによる散乱が同程度に寄与する。そして、2次元グラフェンシートは、エッジラフネスの影響は、無視できるほど小さくなり、フォノン散乱が支配的となる。また、有機薄膜の伝導物性を理解するために必要なホール伝導度の計算方法も、時間依存波束拡散法によるアプローチでの定式化に初めて成功した。さらに、本手法にポーラロン効果の取り込みも行い、来年度の有機薄膜の伝導機構解明のための基礎が確立された。カーボンナノチューブやグラフェン、ペンタセン有機半導体は全て、ベンゼン環を基本要素とする巨大分子系である。それにも関わらず、その伝導物性は、分子構造の違いを反映して弾道・拡散・熱的ホッピングなどと多岐にわたっている。そこで、申請者が開発した電子波束ダイナミクスと分子動力学を連立して解く「時間依存波束拡散法」を用いて、カーボンナノチューブ、グラフェン、有機半導体の伝導機構の違いを原子スケールの違いから明らかにすることが本研究課題の目的であった。研究代表者は、カーボンナノチューブに対して確立された「時間依存波束拡散法」を2次元系へと拡張し、エッジラフネスのある1次元グラフェンナノリボンから2次元グラフェンシートへの伝導物性の連続的変化(拡散伝導弾道伝導)などを調べ、その支配的な散乱原因などを明らかにしてきた。さらに、この手法に、ポーラロン効果を取り込み、有機半導体において重要な結晶格子歪みを伴う電子伝導の計算を可能にした。この新手法の確立によって、電子-フォノン散乱とポーラロン効果、さらに不純物散乱などを同時に扱うことが可能となり、実験結果と定性的にも定量的にも比較することができるようになった。これは世界的にも他に類の無い初めての計算法と言える。これを用いて、カーボンナノチューブと有機半導体のキャリア伝導機構の違いや、有機半導体に特有な移動度の温度依存性などを数値的に明らかにした。ここで得られたキャリア伝導機構に関する知見は、有機半導体デバイスの実用化を目指す際に課題となる移動度の向上にも非常に有益なものである。
アルコ-ル依存症者を親に持つ子供の問題ー地域ケアを考えるー

アルコ-ル依存症の親を持つ子供達は、親の飲酒による夫婦間の葛藤や経済的窮迫、養育の放棄などにより身体的にも、精神的にも、社会的にも様々な問題を持つハイリスクグル-プであった。彼等の特徴は、1,情緒が不安定である、2,社会性が欠如している、3,集中力が欠けている、4,子供らしくないませた子供である、などであり、家庭内のトラブルの発生が子供の年齢が幼い時であればあるほど問題は重篤であった。アルコ-ル専門病棟の患者の子供と専門外来の患者の子供では問題の発生率も重篤度も外来のほうが低い。治療を受けるのに抵抗の少ない専門外来には、家庭が破綻しないうちに家族が相談に来所することが多く、その有効性が明らかになった。アルコ-ル依存症は家族全体の病であり、世代を越えて再生産される恐ろしい病であり、今後急増が予測されている。しかし一般住民も保健福祉関係の専門職にも理解が十分でない。保健所単位くらいの地域ごとにアルコ-ル依存症を理解し、援助する多職種が参加した地域ケアを担う専門化グル-プが必要であろう。そこではアルコ-ル依存症者本人も、配偶者も子供もト-タルな援助が得られるようになってほしい。このようなグル-プは初めは専門職の自主活動やボランティア活動によることになろう。しかし保健所などが学校、専門病院、福祉事務所などに呼び掛けるべきであろう。自助グル-プとの連携も欠かせない。将来は、アルコ-ル依存症を精神疾患と考えるのではなく、習慣病ととらえ、企業や地域で啓蒙活動や早期発見のための働き掛け(KAST、肝機能検査など)をおこない、家族全体とくに子供への影響が及ばないうちに対処していかなければならない。アルコール依存症の親をもつ子ども達と面接し、また必要に応じて家庭訪問を行い、身体的、精神的、社会的問題の有無を調査した。あわせて、子どもに問題が生じた時のアルコール依存症者とその配偶者の対処の仕方についても調べ、また子どもを援助すべき専門家(保健婦、保母教員など)の対応についても情報を集めた。その結果、1、子ども達の問題はアルコール依存症による家庭内トラブルが生じた時の子どもの年齢が幼なければ幼ないほど、重篤である。2、問題を生じた子ども達への直接の援助も、親に対する援助も、当事者が満足できるような援助はなされていなかった。3、その理由として、援助者にアルコール依存症が家族全体の病いであることの認識が欠けていることがわかった。以上のことを踏まえて、保健所や市町村の保健婦、児童相談所のワーカー、福祉事務所のワーカー、病院のPSWなど、多くの職種の集まる自主研究会と協力して、アルコール依存症者への対応の仕方、家族の問題、子どもの問題について事例検討を通して、問題の明確化と援助者のあり方などについて理解を深めている。前年度ではアルコ-ル依存症者を親にもつ子ども達の身体的、精神的社会的問題を明確にし、さらにそれらの子ども達や親への援助が十分でないことも明らかになった。今年度は学校場面で子ども達がどのような問題をもち、どのような援助がなされているかを、小中学校の養護教諭へのアンケ-ト調査等によって分析した。その結果、1.アルコ-ル依存症者を親にもつ子ども達は、親の養護がいきとどかなかったり、子ども自身の社会性の欠如、担任の教員の無理解などにより、いじめの対象となったり、情緒不安定な問題児とか、成績不振児とみなされていた。2.小学校の8%、中学校の21%の養護教諭が親の飲酒問題が判明したケ-スを体験していた。

3.アルコ-ル依存症の相談を受けて悩んだり、教員、生徒の飲酒問題に対処するために小学校で54.4%、中学校で83.8%の養護教諭がアルコ-ル依存症の知識を得たいと希望している。子どもは親を選ぶことができないので、子どもの成長、発達を援助する保健婦、保母、養護教教諭等の専門職は、家族全体の病いであるアルコ-ル依存症について十分な理解をもち、子ども達を支え、健全な成長をとげるように援助すると共に、少しでも早く親のアルコ-ル依存症者を専門の治療機関に結びつけるように働きかける必要があると思われた。さらにアルコ-ル症の専門外来において、家族教室を開催し、家族の問題、子どもの問題について指導、援助を行っている。アルコ-ル専門病棟に入院しているアルコ-ル依存症者の子供の身体的,精神的、社会的問題とアルコ-ル専門外来で治療している患者の子供の問題を比較したところ,その発生率も重篤度も外来の方が低いことが明らかになった。アルコ-ル専門外来には精神病院の一部である専門病棟での治療に比べ,来所するのに抵抗が少ないため家庭が破綻するまえに家族が相談に来ることが多い。家族教室などを頻凹に行い、家族に対して強力に指導・援助をすれば、アルコ-ル依存症者を治療ル-トに乗せることもできるし、家族全体とくに子供の問題を予防したり、早期に解決することができた。他方では精神保健センタ-,精神病院、保健所、福祉事務所、児童相談所などで仕事をしているワ-カ-や保健婦などと事例検討などの学習会を行なった。自主研究グル-プであるが、この会を通し、アルコ-ル依存症が家族全体の病であり、多くの職種が総合的に関与し家族全体をケ-スと考えての地域ケアが必要であるとのコンセンサスを得ることができた。この研究会が主催して回復者の集いや一般住民に対する講演会を実施したり、公的機関の研修会に助言者となって参加するなど、着実な地域ケアの歩みを始めている.
ヘテロ原子で置換された連続キラル構造単位の新構築法の開発

ヘテロ原子で置換された隣合った2つ以上のキラル中心をもつ構造は、実用化されている数多くの医薬品やそれらのリード化合物として重要な構造単位である。本研究はそのようなキラル構造単位をオレフィンへのヘテロ原子の立体選択的付加反応を用いて構築しようとしたものである。まずアルキル基で置換されたE-及びZ-α、βー不飽和エステルに対して各種アミン、アルコール、またはチオール類を求核剤として用いた求核付加反応を検討した。その結果、触媒量のリチウムチオフェノキシド存在下、チオフェノールを反応させることによりα、βー不飽和エステルに対するMichael型付加反応としては最初の立体特異的付加反応を開発することができた。同様な付加反応は不飽和ニトリル、不飽和アミドにおいても進行したが、不飽和イミドにおいてはE-及びZ-体から同一の生成物が得られることを明らかにした。次にこの立体特異的付加反応及び対応するスルホキシドのsyn脱離反応を組み合わせることによりこれまでに合成困難とされていた三置換オレフィンの新しい簡易合成法を開発し、その応用としてインドールアルカロイドIsositslriklne類の全合成も行った。これまでにチオールの不斉付加反応による連続不斉中心の構築例がないことから、本研究では入手容易な不斉源としてオキサゾリジノン及びスルタムを有するイミド類へのジアステレオ面区別反応を検討した。その結果基質により差はあるものの比較的よい選択性で連続した不斉中心を構築できることを見いだした。またこの方法の応用として、チオールの不斉Michael反応と官能基変換とを組み合わせることにより、虚血性心疾患薬(十)一ジルチアゼムおよび(十)-trans-ウィスキーおよびコニャックラクトンの不斉合成を行った。ヘテロ原子で置換された隣合った2つ以上のキラル中心をもつ構造は、実用化されている数多くの医薬品やそれらのリ-ド化合物として非常に重要な構造単位である。本研究はそのようなキラル構造単位をオレフィンへのヘテロ原子の立体選択的付加反応を用いて構築しようとするものである。本年度はアルキル基で置換されたα,βー不飽和エステルのE体及びZ体を基質として、各種アミン、アルコ-ル、チオ-ル類を求核剤として用いた求核付加反応を詳細に検討した。その結果THF中触媒量のリチウムチオフェノキシド存在下、求核剤としてチオフェノ-ルを反応させることにより、Eーエステルからはエリスロ付加体が、Zーエステルからはスレオ付加体がそれぞれ立体選択的に得られることを見いだしα,βー不飽和エステルに対するMichael型付加反応としては最初の立体特異的付加反応を開発することができた。次に、本付加反応の実用性を検討するため付加反応と、対応するスルホキシドのsyn脱離反応を組み合わせることによりこれまでに合成困難とされてきた三置換オレフィンの新しい簡易合成法も開発した。またその応用研究としてインド-ルアルカロイドIsositsirikinesの全合成も行った。次にα位が酸素または窒素原子のようなヘテロ原子で置換されたα,βー不飽和エステルを基質に用いて、同様に立体特異的付加反応が進行するかどうか検討したところ基質によっては立体特異的付加反応が進行することが判明した。また付加体自身の有効利用例として、現在実用化されている虚血性心疾患薬ジルチアゼムのラセミ体の合成も行った。次年度はチオ-ル類の立体選択的付加反応を不斉反応まで発展させることにより重要な医薬品や生理活性物質の不斉合成を検討する。本年度は、前年度で得られた結果に基づいて、最も高い選択性で付加反応が進行したチオール類について、それらの基質依存性を検討した。

不飽和ニトリルへの付加反応はエステル類の場合とほぼ同様に立体特異的反応が進行するのに対して、不飽和アミドへの付加反応はチオフェノールの場合、高温度条件が必要であるため選択性が低くなるのに対して、ベンジルメルカプタンを求核試薬として用いると低温でしかも立体特異的付加反応が進行した。また不飽和イミドにおいてはE-およびZ-体から同じ付加体が立体選択的に得られた。これまでに報告されている不斉Michael型付加反応においては連続した不斉中心を選択的に構築した例は少なく、特にチオールの不斉付加反応においては連続した不斉中心を選択的に構築した例は知られていなかった。そこで、入手容易な不斉源としてオキサゾリジノン及びスルタムを選び、これらの不斉補助基を有するイミド類へのジアステレオ面区別付加反応を詳細に検討した結果、基質の置換基によって差はあるものの、比較的よい選択性で連続した不斉中心を構築できることが判明した。次にこのようにして得た不斉付加反応の応用として、昨年度にラセミ体の合成を行なった虚血性心疾患薬(+)-ジルチアゼムの不斉合成を行なった。さらに、本年度行なったチオール類の不斉付加反応により合成した付加体を共通中間体とする酒類の芳香成分である5員環ラクトン類の不斉合成も行なった。すなわち本研究を遂行中に得られた付加体の硫黄原子を脱離基として用いる立体選択的置換反応を用いることにより(+)-trans-ウイスキーおよび(+)-trans-コニャックラクトン類の不斉合成をも達成することができた。なおランチオニンの合成については付加反応の選択性が低く達成できなかった。
紫外線による大腸がん制御に関する研究

我々は今までに大腸がん細胞株において短波長紫外線(UV-C)が強力に細胞増殖抑制およびアポトーシスを引き起こすことを見出しているが、平成24年度には古典的抗がん剤cisplatinとの組み合わせにより相乗的にEGFRの脱感作を引き起こすこと、また膵がん細胞株において、血小板由来成長因子(PDGF-BB)による細胞遊走能に対しUV-Cが抑制的に働くことを報告した。平成25年度は、このUV-Cを臨床応用するため、実際の内視鏡を用いたUV-C照射を具体的に検討することに重点をおいた。そのため本年度は臨床研究主体の論文発表となった。具体的にはUV-Cを膵に照射するのに使用できる可能性のある十二指腸スコープに関する論文を含め4本発表した。我々は今までに各種大腸がん細胞株において短波長紫外線(UV-C)が強力に細胞増殖抑制およびアポトーシスを引き起こすことを見出しているが、当該年度において我々は大腸がん細胞(HT29, SW480, HCT116,DLD-1)において古典的標準抗がん剤cisplatinとUV-Cが相乗的にreceptor tyrosine kinaseのdownregulationを引き起こすことを見出した(Kawaguchi J, Adachi S et al., Mol Cancer 2012)。この中でUV-Cは単独では表在に存在するEGFRの内在化を引き起こすものの、低用量では分解を誘導するには至らず再びリサイクルされることが分かった。しかしUV-Cとcisplatinの併用によりEGFRやHER2の分解が増強されるというメカニズムを見出した。平成25年度以降は、このUV-Cを臨床応用するため、実際の内視鏡を用いたUV-C照射を具体的に検討することに重点をおいた。具体的にはUV-Cを膵に照射するのに使用できる可能性のある十二指腸スコープに関する論文を含め6本発表した。さらに、本年度我々は、膵がんに対するarseniteの有用性について研究を行い、arseniteが膵がん細胞に対してアポトーシスの誘導と細胞遊走能抑制を誘導すること、細胞周期抑制を誘導することを見出し、論文発表を行った。消化器がん予防さらに実際の臨床応用を考える上で、既存の治療との併用効果を検討することは極めて重要であると考えており、すでに報告した膵がんにおけるgemcitabineとの併用(Adachi S et al., Biochem Biophys Res Commun 2011)と合わせ、UV-Cとcisplatinとの併用効果のメカニズムを見出せたことからおおむね順調に進展していると考えている。ヒトにおける体外血液循環装置を用いた血液へのUV-C照射によるがんの転移抑制の有効性の検討;我々は最近、UV-Cががん細胞の遊走能を抑制させることを見いだした(Kawaguchi J Oncol Rep 2012)大腸がんでは浸潤転移の有無が生命予後を決定する重要な因子であることから、血液中に浮遊するがん細胞に対し、UV-C照射を行うことで、大腸発癌モデルマウスの転移抑制・生命予後延長効果があるかを検討する。大腸発癌モデルマウスの血液へのUV-C照射実験;まず健常なマウスに対して、UV-C照射の安全性(有害事象、副作用)について検討する。尾静脈より一部血液を体外に取り出したうえでUV-Cを照射し、再びマウス体内(静脈内)に戻すことでどのような影響が出るかを検討する。培養細胞実験の結果から、30ジュール(J)以上のUV-Cで細胞増殖抑制効果を有し、また、10J以上のUV-Cで遊走能抑制効果を発揮することが分かっているのでこれらを目安にUV-Cの用量設定を行う。そして(ApcMin/+マウス使用)に基づいた腸管発癌モデルを用いる。UV-C照射方法は上記と同様であるが、照射するタイミング・量・間隔については十分に検討を行う。発生した腫瘍に関しては、肉眼的検討(tumor incidence and multiplicity)、組織学的検討(浸潤、転移の有無も含む)、標的分子(各種受容体型チロシンキナーゼとリガンド)の免疫組織学的検討を行う。腫瘍、あるいは腸管粘膜から蛋白、mRNAを抽出し、標的分子の発現状態について検討する(Western Blot、Northern Blot、RT-PCR、etc)。また採血にて血算、一般生化学検査を行い有害事象の有無についても検討する。ヌードマウスを用いたヒト大腸がん移植実験モデルにおけるUV-C照射の有効性についての検討を行う。我々はSW480を含む4種類の大腸がん細胞株において、UV-Cが膜表面のEGFRを内在化させ脱感作させること、さらに細胞増殖抑制およびアポトーシス誘導効果を引き起こすことを報告してきた(Adachi S et al., J Biol Chem 2011)。これらの現象がin vivoでも起こるのかを検討するため、SW480を移植したヌードマウスモデルを用い、UV-Cの大腸がん細胞増殖抑制効果をEGFRの局在の観点から検討する。皮下に発生した腫瘍に関しては、肉眼的検討(tumor size)、組織学的検討(浸潤、転移の有無も含む)、さらにEGFRを含む各種RTKsの免疫組織学的検討を行う。さらにヒトにおける体外血液循環装置を用いた血液へのUV-C照射によるがんの転移抑制の有効性の検討を行う。

我々は最近、UV-Cががん細胞の遊走能を抑制させることを見いだした(Kawaguchi J et.al., Oncol Rep 2011)。大腸がんでは浸潤転移の有無が生命予後を決定する重要な因子であることから、血液中に浮遊するがん細胞に対し、UV-C照射を行うことで、大腸発癌モデルマウスの転移抑制・生命予後延長効果があるかを検討する。まず健常マウスの血液へのUV-C照射実験にてUV-C照射の安全性(有害事象、副作用)について検討する。次にマウス大腸発癌モデルの血液に対するUV-C照射実験を行う。大腸発癌モデルとしてDSS/AOM投与による腸炎由来大腸発癌モデル、遺伝子背景(ApcMin/+マウス使用)に基づいた腸管発癌モデルを用いる。UV-C照射方法は上記と同様であるが、照射するタイミング・量・間隔については十分に検討を行う。本研究遂行にあたり、主に培養細胞実験、実験動物、蛋白質解析および遺伝子発現解析等の検討に要する消耗品費および試薬購入が必要であるため培養細胞実験に用いられるクリーンベンチの維持費、実験動物の飼育・維持、蛋白質解析および遺伝子発現解析等の検討に要する各種消耗品費および試薬・抗体などに充てる予定である。今年度は当初計画していた基礎研究に遅れを認めたため、それに伴い試薬等予定していた消耗品費が減少した。本研究経費は主に培養細胞実験、実験動物、蛋白質解析および遺伝子発現解析等の検討に要する消耗品費および試薬に充てられる。またヌードマウスや発癌モデルマウスの作成を行うため、繁殖・維持に相当額が見込まれる。
宇宙線生成核種による森林や草原でのエアロゾル及び硫黄降下物の推定

宇宙線生成核種、^7Be(半減期53.3d),^<32>P(同14.26d),^<33>P(同25.3d),^<35>S(同87.5d)は大気中で、宇宙線と空気粒子とが衝突することにより、ほぼ一定量生成され続けており、直ちに空気中のエアロゾル(主成分は細かい土壌粒子や海塩、工場排煙物質など)や硫黄化合物(工場排煙物質や海水から発生する亜硫酸ガスや硫酸塩粒子など)に結合する。したがってエアロゾルや硫黄化合物中の宇宙線生成核種を解析することにより、それらの大気中における履歴、滞留時間や起源などが明らかになる。一方地表からは放射性の気体(^<222>Rnや^<220>Rn)が放出されており、それらの壊変生成物である^<210>Pb(半減期22y),^<210>Po(同138d),^<212>Pb(同10h)も宇宙線生成核種の類似核種として使用できる。大気中の亜硫酸ガス、エアロゾル、降雨、乾式降下物を10日毎に採取し、それらの試料中の硫黄量および上記の放射性核種を1年間測定した。それらを大気2ボックスモデルから解析し、各月ごとのエアロゾルおよび亜硫酸ガスおよび硫酸粒子の上空での移動量、地表への降下量を求めた。一方半減時の短い^<212>Pbを利用して用種々の地表面へのエアロゾルの降下(乾式)を直接測定した。半減期が短いので3日ぐらい雨で降下した記録が消え、後は乾式で降下したエアロゾルのみ測定できる。この手法をもちいて、水面、草原、森林、舗装面など種々の地表面への乾式降下量を測定した。その結果は予測されるように起伏の多い地表面ほど乾式降下が多いことが分かった。さらに森林系生態におけるエアロゾルの挙動を解明するため、杉林において一年間林内雨、樹幹流、および林外雨を10日毎に採取し、放射性核種を測定した。その結果、^7Beの平均滞留時間は60日程度と短く、^<210>Pbは510日と大変長いことがわかった。主として銀河の中心から飛来してくる高エネルギー陽子が空気成分と衝突して、種々の放射性核種が生成し、地表に降下してくる。それらの放射性核種の中でも、半減期が1年以内の核種を用いて、種々の成分が大気から地表に降下する機構を解明しようというものである。また大気中には地表から放出されたラドンガスの壊変生成物が存在するので、それらの放射性核種も同様に利用できる。鉛-212を用いて直接的に乾式降下量を測定した。半減期10時間と短いので、3日間雨が降らなければ雨の影響を無視でき、乾式降下量のみが測定できる。はじめに水盤、乾燥ろ紙、ろ紙の衝立、その衝立の下のろ紙と人工表面への降下量を測定した。その結果ろ紙の衝立にもっともよく降下し、衝突による降下が影響が大きいことがわかった。

つぎに苔の地面、すすきの原、クローバーの牧草地など種々の草原への降下量を測定した。その結果はやはり草丈の高い草原に多く降下することがわかった。森林への降下量はその測定が大変困難であった。樹形が大きいので、平均的存在量を求めるのに時間がかかり、鉛-212では不可能で、半減期53日のベリリウム-7を用いた。一本の杉の木を丸ごと採取して、各部分を測定し、林床の土壌についても深さ20cmまで測定した。さらに林内および林外に降る雨を採取し測定した。樹冠でどの程度滞留し、蒸発するか明らかにするためである。それらのデータを解析し、杉林に降下する乾式降下量はほぼ雨による降下量に等しいことがわかった。上述のような森林に関する基礎的なデータ(面積あたりの葉量や核種の分布)があれば、一部を採取して測定すれば、降下量がわかる。鉛-212を用いてマテバシイ林への乾式降下量を直接測定した。今後は硫黄-35(半減期88日)を用いてエアロゾルや亜硫酸ガスなどの硫黄化合物の挙動を解明する予定である。宇宙線生成核種、^7Be(半減期53.3d),^<32>P(同14.26d),^<33>P(同25.3d),^<35>S(同87.5d)は大気中で、宇宙線と空気粒子とが衝突することにより、ほぼ一定量生成され続けており、直ちに空気中のエアロゾル(主成分は細かい土壌粒子や海塩、工場排煙物質など)や硫黄化合物(工場排煙物質や海水から発生する亜硫酸ガスや硫酸塩粒子など)に結合する。したがってエアロゾルや硫黄化合物中の宇宙線生成核種を解析することにより、それらの大気中における履歴、滞留時間や起源などが明らかになる。一方地表からは放射性の気体(^<222>Rnや^<220>Rn)が放出されており、それらの壊変生成物である^<210>Pb(半減期22y),^<210>Po(同138d),^<212>Pb(同10h)も宇宙線生成核種の類似核種として使用できる。大気中の亜硫酸ガス、エアロゾル、降雨、乾式降下物を10日毎に採取し、それらの試料中の硫黄量および上記の放射性核種を1年間測定した。それらを大気2ボックスモデルから解析し、各月ごとのエアロゾルおよび亜硫酸ガスおよび硫酸粒子の上空での移動量、地表への降下量を求めた。一方半減時の短い^<212>Pbを利用して用種々の地表面へのエアロゾルの降下(乾式)を直接測定した。半減期が短いので3日ぐらい雨で降下した記録が消え、後は乾式で降下したエアロゾルのみ測定できる。この手法をもちいて、水面、草原、森林、舗装面など種々の地表面への乾式降下量を測定した。その結果は予測されるように起伏の多い地表面ほど乾式降下が多いことが分かった。さらに森林系生態におけるエアロゾルの挙動を解明するため、杉林において一年間林内雨、樹幹流、および林外雨を10日毎に採取し、放射性核種を測定した。その結果、^7Beの平均滞留時間は60日程度と短く、^<210>Pbは510日と大変長いことがわかった。