hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超分子型蛍光プローブの機能精密化と多糖検出系への展開

化学修飾シクロデキストリン誘導体を基盤とする蛍光性超分子による糖およびアルカリ金属イオン検出系についての検討を行い,いくつかの擬ロタキサン構造ならびにロタキサン構造を有する蛍光性超分子が,ガラクトースや,メチルガラクトシド,およびガラクトース残基を有する多糖,およびカリウムイオンの水中での検出に有用であることを見いだした.化学修飾シクロデキストリン誘導体を基盤とする蛍光性超分子による糖およびアルカリ金属イオン検出系についての検討を行い,いくつかの擬ロタキサン構造ならびにロタキサン構造を有する蛍光性超分子が,ガラクトースや,メチルガラクトシド,およびガラクトース残基を有する多糖,およびカリウムイオンの水中での検出に有用であることを見いだした.平成21年度は,擬ロタキサン型蛍光プローブの高性能化を図る目的で,すでにその有用性が明らかになっているスチリルピリジニウム(SP)色素とフェニルボロン酸修飾β-シクロデキストリン(PBCD)との系とベンゾクラウン(CR)誘導体とピレン修飾α-シクロデキストリン(PyαCD)の系の改良について検討を行った.まず,SP-PBCD超分子系については,SP色素を二残基持つ軸(SP_2)とPBCDとの超分子系が,通常のボロン酸誘導体とは異なりガラクトース選択性を示すこと,またグリコシド糖にも有意な応答を示すことを見いだした.さらにSP_2のSP残基同士を繋いでいるアルキル鎖にアミド結合を導入した軸は,応答は小さいもののグルコースに対する高い選択性を示すことも見いだし,SP-PBCD系の有用性をさらに高めることに成功した.CR-PyaCD超分子系の検討においては,CR誘導体のアルキル鎖の末端に種々の官能基を導入した軸を使った場合,蛍光応答は減弱するものの,末端がメチルの場合と同様の蛍光応答が観察された.この結果を基に,末端に導入した官能基を足掛かりに擬ロタキサンからロタキサンへの変換反応を試みた.収率は非常に低いながらも,ストッパーが導入されたロタキサンを得ることに成功した.得られたロタキサンの蛍光応答を現在解析中である.多糖検出系の展開としてSP色素オリゴマーの合成を検討し,ごく低収率ながらも合成できたが,PBCDとの蛍光挙動を検討できる量は確保できなかったため,現在合成経路の再検討を行っているところである.平成22年度は,前年度に引き続き,擬ロタキサン型蛍光プローブの高性能化を図る目的で,スチリルピリジニウム(SP)色素とフェニルボロン酸修飾β-シクロデキストリン(PBCD)との系とベンゾクラウン(CR)誘導体とピレン修飾α-シクロデキストリン(PyαCD)の系の改良について検討を行った.まず,SP-PBCD超分子系については,前年度にグリコシド糖への高い応答を得たことを進展させ,ガラクトシドに対し特に高い応答を示す系を見いだし,その結果を日本薬学会第131年会で公表した.また,擬ロタキサンの軸として,種々の官能基を含めた二官能性SP色素を合成し,PBCDとの超分子系の糖に対する蛍光応答を精査した.蛍光強度とグルコース選択性を併せ持つ特性をもつSP-PBCD超分子系はなかったが,どちらかの特性をもつ超分子系は得られているので,次年度の検討課題となる.CR-PyaCD超分子系の検討においては,前年度からの継続で,擬ロタキサン型のCR-PyaCDのロタキサンへの変換を試みた.種々のカップリング反応を検討した結果,末端にアジド基を導入した系でのロタキサン変換効率が低いながらも単離できるレベルで得られた.しかしながら,この超分子系はアルカリ金属イオンに対する有意な蛍光応答が得られなかった.その原因はほぼ解明できているので,次年度ではそれを足掛かりとして,新たなロタキサン型CR-PyaCD超分子系を模索する.また,高分子多糖に対する応答を実現するために,SP色素のオリゴマーを試みた.低収率ではあるが,SP色素の4量体が得られ,水中でのPBCDとの擬ロタキサン形成が確認できた。次年度ではこの系を用い,多糖の蛍光応答を検討する予定である.また,金コロイドとの吸着系における検討を行う途上で,フェロセンボロン酸とPBCDとの超分子系がグルコースに対する高い電気化学応答をすることを見いだした.平成23年度は,前年度までに得られた結果を基に,以下の検討を行った.(1)スチリルピリジニウム(SP)色素とフェニルボロン酸修飾β-シクロデキストリン(PBCD)擬ロタキサン型蛍光プローブの高機能化:前年度までに合成した二官能性SP色素とPBCDとの擬ロタキサンを用い,多糖に対する蛍光応答を検討したところ,アミロース,グリコーゲン,キトサンの共存下で容量依存的な蛍光強度増大が得られ,これらの多糖の検出プローブとしての能力を持つことが明かとなった.また,四官能性および八官能性SPとPBCDとの擬ロタキサンは,グリコーゲンおよびガラクトマンナンに対する大きな蛍光増大が観察され,PBCD-SP超分子系の多糖に対する蛍光プローブとしての高いポテンシャルを明かにできた.(2)ベンゾクラウン(CR)誘導体とピレン修飾α-シクロデキストリン(PyαCD)の系の改良:CR-PyaCD擬ロタキサンのロタキサンへの変換について,水中でのフイスゲン反応を利用することで,収率は低いながらも単離することができたが,このロタキサンのアルカリ金属イオンへの応答は低いものであった.

そこで,反応条件を種々検討した結果,水中ではなく,DMSO中で得られた反応物の中に,アルカリ金属イオンに対する高い応答を示すロタキサンが含まれていることがわかった.しかし,この精製が著しく困難で,単離するには至っていない.(3)フェロセン修飾シクロデキストリン(FcCD)-ボロン酸(PB)系の金表面への修飾:FcCDおよびPBにリポ酸を導入した化合物を用い,金表面に混合単分子膜を作成した.この単分子膜は,糖に対する電位応答を示す超分子型電気化学糖センサーとしての機能を持つことを確認した.FcCD-PBの金コロイド表面の修飾も試みたが,糖センサーとしての能力は確認できなかった.
化学的スケーリングによる超イオン導電ガラスの設計と物性予測

本研究の目的は、スケーリングという基礎物理学の概念を、超イオン導電ガラスの設計及び物性予測に使えるかどうかを明らかにすることである。この目的に対して、ここ2年程の間に得られた新たな知見は以下のとおりである。網目構造をつくっているガラスに塩をドープすると、網目構造は膨張するが、その膨張率はガラスの平均的な電気陰性度でスケールできることを見い出した。この結果は、ドーピングによる網目構造の変化がガラスの種類に関係なく、ガラスの平均的な電気陰性度の変化の度合いによって支配されるという興味深い事実を示している。ガラス中における酸化物網目の中距離構造の相関距離が長くなるに伴い、イオン伝導度が大きくなることを見い出した。上記の研究を行っている過程において、ガラスの平均的電気陰性度、膨張率、イオン伝導度、中距離構造といった物理量が互いに関連し合っていることを見い出した。このことは、複雑な系である超イオン導電ガラスの物性予測がある程度可能であることを示唆するものである。その他の研究として、液体銀カルコゲナイドが示す異常な電子物性に対するモデルの提案、超イオン導電物質AgIの有効価電子数の温度依存性の計算、銅ハライドの局在有効電荷と原子間の力の定数の温度・圧力依存性、Ag_x(GeSe_3)_<1-x>ガラスのイオン伝導度の測定等の研究を行った。この目的に関して、ここ1年程の間に得られた新たな知見は以下の1及び2のとおりである。1例えば、網目構造をつくっているAg_2O-P_2O_5ガラスにAgIをドープすると網目構造は膨張するが、その膨張率はガラスの平均的な電気陰性度でスケールできることを見い出した。この結果は、ドーピングによる網目構造の変化がガラスの種類に関係なく、ガラスの平均的な電気陰性度の変化の度合いによって支配されるという、興味深い事実を示している。2ガラス中における酸化物網目の中距離構造の相関距離が長くなるに伴い、イオン伝導度が大きくなることを見い出した。何故そうなるのかの理由は現在研究中である。3その他の研究(1)液体銀カルコゲナイドが示す異常な電子物性に対するモデルを提案した。(2)超イオン導電物質AgIの、有効価電子数の温度依存性を求めた。(3)物質の化学結合性と超イオン導電性の関係について調べた。この目的に関して、ここ1年程の間に得られた新たな知見は以下のとおりである。1網目構造をつくっているガラスに塩をドープすると、網目構造は膨張し、その膨張率はガラスの平均的な電気陰性度でスケールされる(昨年度の報告書)。今年度は、このスケーリングの背景にある物理的起源を明らかにする研究を行った。最終的な結論にはまだ至っていないが、大体次のような理由による。網目構造は塩によって切断されるため膨張する。切断される箇所とその数は化学的制約を受ける(ボンド数や結合の強さ)。この制約が塩のドーピングによる網目構造の膨張率とガラスの平均的な電気陰性度を結び付ける。2上記の研究を行っている過程において、ガラスの平均的電気陰性度、膨張率、イオン伝導度、中距離構造といった物理量が全て関連していることを見い出した。
花色変異に関わる新規トランスポゾンの解析

リンドウの花色変異体及び懸濁培養細胞を用いて新規トランスポゾンの同定、解析試験を行い以下の結果を得た。1.ピンク花リンドウのフラボノイド3',5'水酸化酵素(F3'5'H)遺伝子の第1イントロン内に322bpのDNA型トランスポゾン配列の特徴を有する挿入断片を同定した。本配列はタンパク質をコードしていない非自立型因子であった。本ピンク花リンドウ花弁におけるF3'5'H遺伝子の発現量が減少しており、本配列の挿入により変異が引き起こされたものと推察された。また、RT-PCR法によるF3'5'H遺伝子の転写産物の解析結果から、トランスポゾン配列の部分を含む異常なスプライシング産物の蓄積が確認され、本断片の挿入が直接ピンク花化に関わっていることが確認された。2.リンドウから花弁着色に関わると推定されるMyb遺伝子を複数同定した。その中の1種類のMyb遺伝子のゲノム構造を解析した結果、白花では第2エキソンに271bpのDNA型トランスポゾン挿入断片が認められた。本配列もタンパク質をコードしておらず、非自立型因子であると推定された。また、他の白花リンドウ品種においても、本Myb遺伝子に異なるトランスポゾン様配列の挿入が確認された。3.リンドウ懸濁培養細胞から新規トランスポゾンの単離を試み、hAT、En/Spm型トランスポゾンについて2種類ずつの遺伝子断片を単離した。また、RNA型については、1種類のLTR型レトロトランスポゾンを同定した。5-azadC、サリチル酸、ジャスモン酸による誘導性を解析した結果、一部で誘導が認められた。今後、同定した誘導条件を用いて、トランスポゾンディスプレイ法等により、転移活性を解析する予定である。今回の解析結果から、リンドウにおいて新規の転移因子が複数単離された。今後、解析を進めることにより、植物におけるトランスポゾンの進化、転移機構が明らかにする。1.ピンク花リンドウ変異体の原因を解明するために、ゲノムDNAを鋳型としたPCRにより、青色花色の鍵遺伝子であるフラボノイド3',5'水酸化酵素(F3' 5' H)遺伝子を増幅した。その結果、同遺伝子の第一イントロン内には約300bpの挿入断片が認められた。シークエンスを決定したところ、本配列は3bpのTSD(Target site duplication)と11bpのTIR(Terminal inverted repeat)を持つ新規のDNA型トランスポゾンであることが判明した。本配列は内部に遺伝子をコードしておらず、非自立型因子であると推定された。2.白花リンドウ花色変異の原因を解明するために、転写調節因子の単離を試みた。本リンドウは低温等のストレスによる着色が認められるため、構造遺伝子の変異体ではないことが確認されている。そこで、白花リンドウからMyb転写調節遺伝子の単離を行い、アントシアニンの着色に関わると推定されるMyb遺伝子を複数同定した。その中の1種類のMyb遺伝子のゲノム構造を調べたところ、白花では第2エキソンに約271bpの挿入断片が認められた。シークエンスを決定したところ、本配列は8bpのTSDと15bpのTIRを持つ新規のDNA型トランスポゾンであった。上記と同様、内部に遺伝子をコードしておらず、非自立型因子であると推定された。3.リンドウ懸濁培養細胞から新規トランスポゾンの単離を試みた。まず、DNA型トランスポゾンについてはhAT、En/Spm型のトランスポゾンに保存されている領域のプライマーを用いて、degenerate PCRによる増幅の単離を試み、複数の遺伝子断片を単離した。

次にメチル化阻害剤5-azadC処理した懸濁培養細胞より単離したRNAを鋳型として、RACE法により両端配列を決定した。最終的にRT-PCR法により、hAT、En/Spmについて2種類ずつの遺伝子断片を単離した。また、RNA型トランスポゾンについてはdegenerate RT-PCR法により、LTR(Long terminal repeat)型レトロトランスポゾンの単離を試み、5-azadC処理した懸濁培養細胞からLTR領域を含むcDNAを単離した。さらにRACE法により、両端を決定後、インバースPCRで両端にLTRを持つゲノム断片を同定した。リンドウの花色変異体及び懸濁培養細胞を用いて新規トランスポゾンの同定、解析試験を行い、以下の成果を得た。1.昨年度、ピンク花リンドウのフラボノイド3',5'水酸化酵素(F3'5'H)遺伝子の第1イントロン内に322bpのDNA型トランスポゾン配列の特徴を有する挿入断片を同定した。本年度、発現解析を行った結果、本ピンク花リンドウにおいては花弁におけるF3'5'H遺伝子の発現量が減少しており、本配列の挿入により変異が引き起こされたものと推察された。また、RT-PCR法によるF3'5'H遺伝子転写産物の解析結果から、トランスポゾン配列の部分断片を含む異常なスプライシング産物の蓄積が確認され、本トランスポゾンの挿入が直接ピンク花化に関わっていることが推察された。2.昨年度、白花リンドウにおいて花弁着色に関わると推定されるMyb遺伝子の第2エキソンに271bpのDNA型トランスポゾン挿入断片を同定した。本年度、他の白花リンドウ品種において、本Myb遺伝子のゲノム構造を解析したところ、新たに異なるDNA型トランスポゾン様配列の挿入が確認された。3.リンドウ懸濁培養細胞から新規トランスポゾンの単離を試み、hAT、En/Spm型トランスポゾンについて、タンパク質をコードする遺伝子断片をそれぞれ2種類ずつ単離した。また、RNA型についても1種類のLTR型レトロトランスポゾンを同定した。5-azadC、サリチル酸、ジャスモン酸による誘導性を解析した結果、一部で転写誘導が認められた。今後、同定した誘導条件を用いてトランスポゾンディスプレイ法等により、転移活性を解析する予定である。以上、今回の解析結果から、リンドウにおいて新規トランスポゾンが複数単離された。今後、これらトランスポゾンの解析を進めることにより、植物におけるトランスポゾンの進化、転位機構が明らかにできると考えられる。
D,Lを区別する次世代型超微量アミノ酸アナライザーの開発

本年度は、ペプチドのC-末端からのシークエンス分析への発展が期待できる分析法(アミノ酸をメチルエステルへ導き、さらに水素化ホウ素ナトリウムでアミノアルコールへ変換し、それを(S)-MNB-カルボン酸または(S)-TBMBーカルボン酸で標識、HPLCで分離し、その種類とD,Lを蛍光分析する)について研究を行った。アミノアルコールのモノ-Nー標識化ではアミノアルコールの分離は(S)-MNB-カルボン酸が遥かに優れていることが分かった。しかし、アミノアルコールのD,Lを決定するためには、(S)-MNB-カルボン酸ではHPLCで標準試料との比較が必要であった。一方、(S)-TBMB-カルボン酸は、ジ-N,Oー標識でアミノアルコールの種類とそのD,L-を良好に分離でき、そらにCDの検出波長を選択することによってそのD,L-を決定できることが分かった。しかし、アミノアルコールごとあらかじめCDを測定しておき、その検出波長を決定しなければならないという欠点も明らかとなった。そこで、アミノアルコールをあらかじめ無水フタール酸で処理しフタールイミドに導き、水酸基(S)-TBMB-カルボン酸でエステル化した誘導体はアミノアルコールの種類(アミノ酸の種類に相当する)をHPLCで良好に分離することができ、D,L-をも分離できること、さらに225nmでCD検出すること、その符号によって一義的にアミノアルコールのD,L-をも決定できることを明らかとした。このようにしてアミノ酸の種類、そのD,Lのオンラインで決定する方法を開発することができた。本年度はTBMB試薬を改良した第二世代のキラル蛍光試薬MTB試薬のアミノ酸の画期的なD, L分離能と強い蛍光を応用した「新しいサブピコモルレベルのD, Lアミノ酸のキラル分析システム」を開発することを目的とした。具体的には、(1) MNB試薬によるアミノ酸の含水溶媒中でのアミノ基の蛍光ラベル化反応、(2)逆層ODSカラムによる全アミノ酸のD, L誘導体の迅速分離、(3)蛍光検出システムによるサブピコモルレベルの定量システム開発を検討した。生体試料をとり、8%のHClO_4を用いて除蛋白後、ヘキサン抽出により脂質を除き、アミノ酸を含む抽出液をIR-120樹脂に吸着させ、抽出条件により(a)全アミノ酸及び特定アミノ酸区分、(b)酸性、(c)中性、(d)塩基性区分または個々のアミノ酸を得た。これにMNBカルボン酸ラベルし、次にODSカラムによりD, Lの分離を行ない、検出は蛍光検出計を用い、主としてピコモルレベルのアミノ酸を定量した。これにより、10mg100mgレベルの生体試料を用い、D, Lを分離し、20種のアミノ酸を40本の蛍光ピークとして分離した。蛍光ラベル化反応は、pH9の水溶液中にMNB試薬の酸クロリドをショッテンバウマン法でアミノ基にラベル方法で行ない、セリン等の水酸基はラベル化されない。分離は逆層カラム系で行ない、炭酸カリウム緩衝液とアセトニトリルまたはテトラヒドロフランの混合溶媒で行ない、抽出ラベル化分離のすべてを含水系で行なうことが可能となった。次年度はこれを反応部、分解部、検出部を含めたシステムとして構築する予定である。本年度はペプチドのC-末端からのシークエンス分析への発展が期待できる分析法(アミノ酸をメチルエステルへ導き、さらに水素化ホウ素ナトリウムでアミノアルコールへ変換し、それを(S)-MNB-カルボン酸または(S)-TBMBカルボン酸で標識、HPLCで分離し、その種類とD,Lを蛍光分析する)について研究を行なった。アミノアルコールのモノ-N-標識化ではアミノアルコールの分離は(S)-MNB-カルボン酸が遥かに優れていることが分かった。一方、(S)-TBMB

カルボン酸は、ジ-N,O-標識でアミノアルコールの種類とそのD,L-を良好に分離でき、さらにCDの検出波長を選択することによってそのD,L-を決定できることが分かった。しかし、アミノアルコールごとにあらかじめCDを測定しておき、その検出波長を決定しなければならないという欠点も明らかとなった。そこで、アミノアルコールをあらかじめ無水フタール酸で処理しフタールイミドに導き、水酸基を(S)-TBMB-カルボン酸でエステル化した誘導体はアミノアルコールの種類(アミノ酸の種類に相当する)をHPLCで良好に分離することができ、D,L-をも分離できること、さらに225nmでCD検出すること、その符号によって一義的にアミノアルコールのD,L-をも決定できることを明らかとした。このようにしてアミノ酸の種類、そのD,LをHPLCのオンラインで決定する方法を開発することができた。
対数的多様体の帰納的性質

今年度は二つのトピックを研究した:(1)対数canonical代数と(2)対数canonical特異点の不変量。(1)一般類の対数canonical代数の対数canonical centerへ制限を描写した。この結果は対数canonical代数の次元による帰納法で研究に役に立ち、類似のあるHaconとMcKernanによる結果を一般している。私の接近は独立な意味があり、新しい対数canonical代数のディオファントス性に基づいている。(2)C-プログラミングによって、指定された極小対数discrepancyのレベルを持つトーラス類の特異点、Fano多様体、Fanoファイバー空間の表を編集した。この表は新しい現象を示唆している。この現象をこれまで部分的な場合にしか証明出来ない。例えば、二次元特異点の極小対数discrepancyは一般的な超平面sectionの対数canonical thresholdに完全に定められている事を証明した。他の観察として、Fanoファイバー空間のファイバーの対数canonical thresholdはファイバー空間全体の極小対数discrepancyに限られている。これは途中研究で、代数多様体の双有理的分類に現れる特異点の理解に至らす事を期待している。これまで得た証明は数の幾何に踏まえている。今年度は研究計画の二番目の「FGA代数の有限生成」について研究しました。そして幾つかの特定の場合にFGA代数の有限生成を証明しました:ア)トーリック多様体上のトーラス不変代数;イ)nefかつbigな因子の切断の代数;ウ)動く部分が同じ双有理モデルに下りる代数。主な考え方は数の幾何に於ける効果的な結果を使う事(ア)と実nefかつbigな因子の半豊富性の新しい判定条件です(イとウ)。この部分的な結果を日本とロシアの研究会で報告しました。しかしながらHaconとMcKernanがフリップの存在性をより低次元の極小モデルの存在に単純化しました。彼らの結果は私がFGA代数を研究していた目的だったので、この研究はこれで終わります。今後は研究計画の他のトピックに集中したいと思います。極小モデルの存在の主な残りの障害はフリップの停止の予想です。この予想はShokurovによって二つの特異点の予想、いわゆる極小対数discrepancyの半連続性とaccに単純化されている。私はトーリックの場合に極小対数discrepancyの集合を具体的に記述しました。そしてこの集合がacc条件を満たすことを示しました。蓄積点はより低次元の極小対数discrepancyです。この証明はBorisovの仕事から従い、実トーラス上のDiophantine近似に基づいています。
腰椎椎間板ヘルニアによる坐骨神経痛発現のメカニズムの解明と新たな治療法の開発

1)椎間板ヘルニアモデルを用いて後根神経節(DRG)におけるnerve growthfactor(NGF)の変化と疼痛関連行動について検討した。椎間板の髄核を脱出させて第4腰神経根に接触させたNP群、第4腰神経根のDRGを針で変位させたDisplace群、両方の処置を加えたCombination群、そしてSham群で比較した。Combination群において、術後7日までの期間で、他の群に比してより顕著なNGFの上昇と疼痛関連行動が認められた。これらの結果は、NGFの上昇が部分的に疼痛関連行動と関連すること、椎間板ヘルニアによる坐骨神経痛の病態を研究するにはCombination群を用いて検討するのがより臨床に近いことを示唆している。2)神経栄養因子のひとつであるbrain-derived neurotrophic factor(BDNF)を疼痛(坐骨神経痛)の指標として、椎間板ヘルニアモデルのDRG(第4腰神経根)と脊髄(第4腰髄)における変化を検討した。DRG内のBDNF陽性細胞は、術後3日目で対照群と比較して明らかに増加し、その増加は小型細胞と中型細胞で顕著であった。脊髄では後角の浅層と深層で、術後3日目にBDNF陽性面積が明らかに増加していた。3)上記2)の結果を基に、抗TNF-alpha抗体であるInfliximabによる変化を検討した。ヘルニアモデル作製時にInfliximabを投与した群、モデル作製翌日に投与した群、ともにDRGのBDNF陽性細胞数、脊髄後角のBDNF陽性面積の明らかな減少が認められた。2群間では、有意な差異は認められなかった。すなわち、ヘルニアモデルで惹起される一次、二次ニューロンでのBDNFの増加は、Infliximabにより抑制された。これらの結果は、抗TNF-alpha抗体が椎間板ヘルニアによる疼痛に対する有効な治療法となり得る可能性を示唆している^<3)>。【目的】椎間板ヘルニアモデルを用いて、brain-derived neurotrophic factor(BDNF)の発現に対するinfliximab(キメラモノクロナールTNF-alpha抗体)の効果を検討した。【対象と方法】SDラットを用いて、椎間板髄核を神経根上に設置することでヘルニアモデルを作成した。Infliximabを、モデル作成当日またはモデル作成翌日に投与して、BDNFの発現を後根神経節(DRG)と脊髄で観察した。【結果】BDNFは、シャム群に比してヘルニアモデルでは有意に多く、DRGと脊髄表層で発現していた。Infliximabを、モデル作成当日に投与した群、モデル作成翌日に投与した群ともに、DRGと脊髄表層でBDNFの発現は減少していた。【考察】痛みの指標として、Neurotrophin familyの一つで、二次ニューロンレベルでその痛みの統合、修飾に重要な役割を果たしていると報告されているBDNFを用いた。BDNFは、末梢神経知覚線維においてその障害により惹起されるnerve growthfactor(NGF)の誘導に伴い、著しく後根神経節内に生合成されることが知られている。また、脊髄に逆行性に軸索輸送されたBDNFはc-Fos蛋白の誘導、NMDA receptorとNaチャンネルの活性化を惹起すること、そして疼痛関連行動に密接に相関することが報告されている。このような特徴を有するBDNFがinfliximabによって、その発現が減少したという本研究の結果は、infliximabが椎間板ヘルニアによる神経根性疼痛に対して治療法のひとつとなり得る可能性を示していると思われる。【目的】末梢神経においては、nerve growth

factor(NGF)の発現が、炎症性の知覚過敏や神経因性疼痛を惹起する重要な因子であると考えられている。しかし、椎間板ヘルニアにおいて、疼痛関連行動との関係で後根神経節のNGFを定量的に明らかにした研究はなかった。本研究の目的は、椎間板ヘルニアモデルを用いて、NGFの値と疼痛関連行動の関係を明らかにすることである。【対象と方法】SDラットを用いて、4つの群を作成した。すなわち、1)L4/5椎間板穿刺群、2)L4神経根/後根神経節偏位群、3)椎間板穿刺+神経根/後根神経節偏位合併群、4)シャム群の4群である。これら4群における、後根神経節のNGF含有量と術後の疼痛関連行動を術後21日まで計測した。【結果】1)群では、術後3日でNGFの発現がみられたが、疼痛関連行動はみられなかった。2)群では、術後1日でNGFの発現、術後3日で疼痛関連行動がみられた(P<0.05)。3)群では、術後7日にわたって、より顕著なNGFの発現と疼痛関連行動がみられた(P<0.05)。【結語】以上の結果は、NGF値の上昇が、部分的に疼痛関連行動と関連している可能性を示していると思われる。そして3)群が、最も臨床における椎間板ヘルニアと近い病態を示しているのではないかと思われた。これらのモデルを用いることで、椎間板ヘルニアによる坐骨神経痛のメカニズムの解明に近づくことができると思われる。
成人T細胞白血病およびHTLV-I感染症の国際比較

1.研究の背景・目的ヒトT細胞好性ウイルスI型(HTLV-I)は成人T細胞白血病(ATL)、HTLV-I関連ミエロパシー(HAM/TSP),HTLV-Iぶどう膜炎などのHTLV-I関連疾患の原因ウイルスである。本研究ではHTLV-IおよびHTLV-IIの世界的な拡がりの調査と共に、HTLV-I関連疾患の実態を調査することが目的である。環境,気候,風土,人種の異なる日本と外国(ブラジル,中国,ホンジュラス,コロンビア等)でのATL,HTLV-I関連疾患の発症状況を疫学・臨床で比較することで、発症のメカニズム補助因子,遺伝的素因を明らかにする。そしてこの比較を踏まえて諸外国におけるHTLV-I/II感染対策を提言する。国際的に通用するATLの診断基準,HTLV-I感染の予防,ATLの治療について共同研究を行う。この2年間米国NIH,仏パスツール研究所の協力を得ながら、中国,ブラジル,ホンジュラス,コロンビア,メキシコでの実態調査を行った。2.研究成果1)中国:天津市で男性516、女性382、計898名のサンプルを収集した(表1)。内訳は白血病586例、肝炎50例、神経の疾患107例、Bolld donor 155例である。PA、EIA、WB法すべての方法でHTLV-I抗体が陽性であった者は52歳の男性白血病患者(AML)1例のみであった。2)ブラジル・ブラジルはHTLV-I感染のみならずHIV感染も蔓延しており、HTLV-IとHIVの重複感染例が多数存在する。またATLを発症した重複感染者も既に3例存在しており、HIV感染による免疫不全がATLの発症を促進していることが示唆される。HIV感染がHTLV-Iの感染にどのような影響を及ぼすか、HTLV-Iプロウイルス量、HTLV-I感染クローンの解析を行うことを予定している。また若年発症のATLもブラジルでは報告されており、ATL発症を促進する何らかの因子が環境に存在することが示唆される(共同研究者Maria Pombo Oliveira)。4)コロンビア:コロンビア南アンデス地方(カリ近郊)のAmerindianの一家族にHTLV-IIの感染を見つけた。35歳のBlood donorとその両親がHTLV-II陽性であった。HTLV-IIの夫婦感染,母子感染を示唆し、さらにコロンビアでもHTLV-I/IIのdonor screeningが必要であることを示唆する結果である。5)メキシコ/ユカタン州のマヤ人におけるHTLV-IIの予備調査を行った。HTLV-Iの感染はATLのみならず、HAMやぶどう膜炎などのHTLV-I関連疾患を引き起こす。我々はブラジル・中国におけるATL、HTLV-I関連疾患の実態を調査している。1994年度の結果は、1)ブラジル・リオデジャネイロ地区の血液ドナーのHTLV-I抗体陽性率は、0.78%,サンパウロ地区では0.47%である。

2)中国の天津血液研究所との共同研究で、天津地区の献血者、血液・神経疾患524例のHTLV-I抗体を調査したが,いずれも陰性であった。すでに共同研究者Oliveiraによりリオデジャネイロでは53例のATLが報告されており、その発症年齢は41歳と日本人ATLより若年発症である。臨床像では日本のATLと大差は認められなかった。同地区ではHAM/TSP患者も集積しつつある。サンパウロでも同様に多くのATL、HAM/TSPが報告されている。今回の血液ドナーにおける陽性率0.470.8%はこれらの地域がATL,HAM/TSPの多発地域のひとつであることを支持するものである。今後ブラジル全体に調査を拡げていく予定である。さらにブラジルはエイズウイルス、HTLV-IIも多発地域であり、HTLV-IとHTLV-II、HTLV-IとHIVとの混合感染者を把握し、その臨床像を解明することも計画している。日本とブラジルとのATL、HAM/TSPの発症頻度の違いや、発症年齢の違いなども課題である。また、台湾からのATL、HTLV-Iの報告は多いが、中国本土についてはきわめて少ない。我々は今後、更に広範囲に血液、神経疾患、感染症などの患者サンプルを集めていく予定である。
From Frontiers to Boundaries: How was the borderline drawn between British Burma and China (1886-1941)?

2014年の米国の博士論文(スタンフォード大学)が中国・ミャンマー国境に関して画期的な研究を提示したことを受けて、一つの事例を掘り下げるという当初の研究を見直し、3つの軌道修正を行なった。1つは、インド国境も視野に入れ、空間的な視野を広げること。もう1つは、国境地帯内部の動態に注目し、言語と宗教の変化を分析すること。そしてまた、事例の比較を可能とする理論的枠組みを提出すること。この結果、「ゾミア、マンダラ、帝国、国民国家」という四つの範疇を組み合わせたパラダイムを提示した。アジア(特に東南アジア)での領域形成の歴史動態を分析する際に有効なパラダイムとなることが期待される。
造血器腫瘍に対する同種養子免疫療法の標的となるマイナー抗原の同定

マイナー組織適合抗原(以下、マイナー抗原)に特異的な細胞傷害性T細胞(CTL)のうち、白血病細胞を含む血液系細胞のみを傷害するものは免疫療法に有用である。本研究期間中に4種類の新規マイナー抗原を同定した。(1)ヒトCathepsin H(CTSH)の多型アミノ酸部位にコードされるHLA-A*3101およびA*3303分子に拘束される2つのマイナー抗原を同定した。造血器悪性腫瘍の養子免疫療法の標的となりうることを確認するため、共焦点レーザー顕微鏡にてCTSHの発現を検討した。本蛋白質は単球系の白血病で高発現しており、良い標的となると考えられた。(2)HLA-B44拘束性のCTLクローンが認識するマイナー抗原遺伝子が連鎖解析法により染色体の18q23に存在することを明らかにした。さらに発現クローニング法により、SERPINB8近傍の遺伝子(HMSD)のイントロン2のSNPに起因するスプライスバリアントによってコードされるポリペプチド上に新規マイナー抗原を同定した。この遺伝子は骨髄性白血病で発現が強いため、移植片対白血病効果の増強に有用な可能性がある。(3)造血器腫瘍に対する免疫療法に有用な標的としてライデン大学のグループが報告したHA-1マイナー抗原が既報のHLA-A*0201、B60以外のHLAで提示されないか検討したところ、日本人に多いHLA-A*0206ないしはB61によっても提示されうる可能性を見いだした。さらに他のHLA分子によって提示されないか、検討している。(4)同種造血細胞移植後再発白血病に対すして、本研究者らが同定したHLA-A24・B44拘束性、BCL2A1遺伝子由来のマイナー抗原2種およびHA-1マイナー抗原ペプチドを標的としたマイナー抗原特異的ワクチン療法の開始した。マイナー抗原は遺伝子多型の違いによって移植片対宿主病(GVHD)や移植片対白血病/リンパ腫(GVL)効果の標的となる抗原である。このマイナー抗原反応性の細胞傷害性T細胞(CTL)のうち、造血器腫瘍細胞を含む血液系細胞に特異的なものは同種移植後の抗腫瘍免疫療法に有用である。昨年度同定したHLA-A^*3101およびA^*3303拘束性のマイナー抗原遺伝子カテプシンHの発現は比較的ubiquitousであったが、CTLに対する標的細胞の感受性は必ずしも一致しなかったので、マイナー抗原をコードしているisoform aが造血系細胞でユニークに発現していないかを共焦点レーザー顕微鏡で解析したところ、非造血細胞もisoform aを大量に発現していることが分かった。しかしHLA-A^*3101陽性、CTSHマイナー抗原陽性の正常腎尿細管上皮と腎がん細胞株(ともにCTSH蛋白質を強発現)はIFN-γとTNF-αで前処置してもCTLで傷害傷害されず、またこれは細胞内抗原プロセッシング装置をコードするmRNAの発現量の違いでも説明できなかった。以上の機序は不明であるが、非造血組織で発現しているCTSHは認識されない可能性が高く、GVLを期待した養子免疫療法への応用が期待できる(論文投稿中)。次に、新規HLA-B^*44拘束性のCTLクローン(造血系細胞を強く傷害)のマイナー抗原遺伝子を発現クローニング法にて機能未知のESTとして同定した。このマイナー抗原は、一塩基多型の有無によりスプライシングパターンが異なるために、抗原性が異なるユニークな機序により成立していた。現在、定量PCRを用いて各種組織での発現分布パターンを検討しつつ、臨床検体を用いて本マイナー抗原の意義付けを行っている。

マイナー抗原は同種移植ドナーと患者間の遺伝子多型の違いによって生じるアロ抗原であり、移植片対宿主病(GVHD)や移植片対白血病/リンパ腫(GVL)効果の標的となるものである。このうち、造血系細胞に特異的に発現するマイナー抗原は、選択的にGVL効果を誘導すると考えられている。本年度は既知のGVL誘導型マイナー抗原のうちHLA-A^*0201(日本人の2割弱で陽性)拘束性のHA-1が、15%程度の日本人が有するHLA-A^*0206分子によっても提示されうることを見出した。我々は、9-merのHA-1エピトープを中央部に含む、合計29-merからなるペプチドを合成し、これを用いてHA-1のアミノ酸多型がGVL方向のミスマッチ移植を受けたA^*0201陰性の患者の移植後末梢血を刺激した。その結果得られたクローンはA*0206拘束性と判明し、エピトープはA^*0201結合性のHA-1と同一であった。HLA-A^*0206に結合するペプチドのアンカーモチーフはA^*0201とかなり異なっており、HA-1エピトープが結合することは予測外であった。この結果、HA-1の日本人における臨床応用可能性は約2倍となった。次に、昨年度発現クローニング法にて同定したHLA-B44拘束性のCTLクローンが認識するマイナー抗原遺伝子について詳細な解析を行った。定量PCRを用いた解析の結果、このマイナー抗原遺伝子(HMSD)の発現は、骨髄性白血病、多発性骨髄腫で高かった。また正常細胞では、活性化された造血細胞にのみ発現を認め、移植後のGVL効果増強のための良い標的となると考えられた。免疫不全マウスを用いた生着阻害試験で、このマイナー抗原は白血病幹細胞にも発現し、CTLクローンによって傷害を受けることが分かったため(論文執筆中)、現在臨床応用について検討している。
非癌遺伝子依存を標的とした消化器癌治療を目標とした分子機序の解明

消化器癌発生おけるDNA修復機構の関与は、ミスマッチ修復異常に起因する遺伝性非腺腫症性大腸癌、酸化損傷修復を担うMUTYH異常に起因するMUTYH関連ポリポーシス症(MAP)の報告などより明らかである。消化管の中でも食道は環境要因の暴露を受けやすく、その影響が強いことより、DNA修復機構の関与が重要であると考えられる。食道原発神経内分泌癌における解析にて、DNA修復機構の要であるp53タンパク質異常とシグナル伝達経路異常の関連が示唆された。発癌機構を考える上で非常に興味深く、治療標的の解明へと繋がる知見であると考えられた。今年度は研究代表者の異動により、まずはデータベースの構築が必要となり、食道癌のデータベースの構築および臨床病理学的因子を中心とした解析を行った。2010年以降に当科にて食道癌に対して術前化学療法(NAC)を施行した26例について、治療効果や有害事象、予後に関与する因子について解析を行った。これまでに食道癌に対する化学(放射線)療法の治療効果予測因子の研究についてはEGFR(上皮成長因子受容体)発現が食道癌に対する3剤併用化学療法(DFP療法)による予後と相関する、術前CRTの治療効果とRAD51発現が相関するといった報告がみられる。一方、アルブミン値とCRP値から求めるGPS、血中の好中球/リンパ球比であるNLR、アルブミン値とリンパ球を用いた栄養の指標であるPNIが予後予測因子として報告されている。今回臨床病理学的因子に加えGPS、NLR、PNIについて、食道癌に対する術前治療症例の予後との関連について解析を行ったが有意差は認めなかった。症例数が限られていること(26例)より差を認めなかった可能性があるものの、術前治療の効果や予後についてはバイオマーカーの検索が重要であると考えられる。本研究の目的は、「消化器癌におけるDNA修復異常の分子機構を明らかにし、非癌遺伝子依存を標的とした消化器癌治療への可能性を模索すること」である。そのために症例数が多い大腸癌検体を用いた解析を予定していたが、前述のように異動となったことより、データベースの構築が必要となり、まずは食道癌の臨床病理学的解析に着手した。当初の方法に示したように、癌臨床検体を用いたアプローチ(酸化的DNA修復機構、DNA二本鎖切断修復機構、KRAS経路)、及び細胞株を用いたアプローチ(SiRNAによるMTH1抑制、抗癌剤感受性の解析)の両面から研究を遂行し、消化器癌における包括的な分子機構の解明を目指す。その為にこれまで我々が解析を行ってきた食道癌は、DNA修復機構の解明においても利点があり、今回まず行う事とした。今後は食道癌臨床検体を用いて、DNA修復機構に関与する分子異常の解析と治療効果との関連についても検討を進める。また当初の予定である大腸癌検体についても解析を進めていく予定である。本研究の目的は、これまでの抗悪性腫瘍剤や分子標的剤ではなく、癌細胞の特性を利用することによる広範な癌細胞特異的治療の試み、いわゆる非癌遺伝子依存(non-oncogenic addiction)を標的とした消化器癌治療を行うための分子機序を解明することである。これまで研究代表者が関わってきた消化器癌の中でも、DNA修復機構が深く関与すると考えられる食道癌についての基礎的な解析を行った。癌組織における解析は手術によって得られた切除標本を用いることが多いが、食道癌は術前治療が行われる事が多く修飾されている可能性があるため、術前治療を行っていない症例に絞った解析を行った。200313年の間に、九州医療センター、および九州がんセンターの2施設において、術前無治療にて手術を施行し、病理学的に深達度T1a、T1bであった107例について臨床病理学的因子および治療成績を解析した。平均年齢64.8歳、男性90例、女性17例。重複癌を37例に認め、深達度はpT1a 24例、pT1b 83例、リンパ節転移は33例、リンパ管侵襲陽性が29例、静脈侵襲陽性が13例であった。予後不良の要因となる再発との関連について調べると、単変量解析では、深達度、リンパ節転移および静脈侵襲の有無と原病特異的生存率との間に有意な相関を認めた。病理学的病期に加えて、深達度、リンパ節転移、およびリンパ管侵襲の有無と再発との間に有意な相関を認めた。食道癌特異的生存率との関連を解析したところ、相関を認めた因子は、リンパ節転移(p=0.0001)であり、深達度(p=0.08)および静脈侵襲(p=0.12)について有意差はないものの若干の傾向を認めた。この結果を踏まえ、食道癌についてのDNA修復機構についての解析を進めていく。今年度は実臨床における、食道癌における基礎的解析、即ち食道癌に対し術前無治療にて手術を施行し、病理学的に深達度T1a、T1bであった107例についての臨床病理学的因子および治療成績について解析を行った。また平行して、最近注目を集めている、消化器癌の中でいわゆる特殊型である神経内分泌癌についての基礎的解析を行った。食道原発神経内分泌癌において、これまで消化管間葉系腫瘍(GIST)との関連が確認されているc-kitタンパク質発現とDNA修復機構の中心となるp53タンパク質

発現異常について解析し報告した(Egashira A. et al, PLOS ONE, 2017)。食道原発神経内分泌癌14例中9例はc-kitタンパク質発現陽性で有り、そのうち8例は同時にp53タンパク質発現も認めた。このことはc-kit経路と共にp53タンパク質の異常が、少なくとも一部の神経内分泌癌の発癌に関与していることを示唆する。今後は、当初の計画通り食道癌に多く認める扁平上皮癌での解析を主体とするものの、我々の研究から得られた知見をもとに、神経内分泌癌についても解析を進めることを検討中である。本研究の目的は、癌細胞の特性を利用する広範な癌細胞特異的治療、いわゆる非癌遺伝子依存(non-oncogenic addiction)を標的とした消化器癌治療を行うための分子機序を解明することである。DNA修復機構が深く関与すると考えられる食道癌についての基礎的な解析を行った。食道癌は術前治療が行われる事が多く修飾の可能性を除外するため、術前未治療症例に絞り解析を行った。200313年の間に術前無治療にて手術を施行し、病理学的深達度T1a、T1bであった107例について解析した。平均年齢64.8歳、男性90例、女性17例。深達度pT1a 24例、pT1b 83例、リンパ節転移は33例、リンパ管侵襲陽性が29例、静脈侵襲陽性が13例であった。再発との相関については、深達度、リンパ節転移および静脈侵襲の有無との間に有意な相関を認めた。食道癌特異的生存率との関連を多変量解析したところ、相関を認めた因子は、リンパ節転移(p=0.0001)であり、深達度(p=0.08)および静脈侵襲(p=0.12)について有意差はないものの若干の傾向を認めた(第117回日本外科学会定期学術集会にて発表)。この結果を踏まえ、食道癌についてのDNA修復機構についての解析を進めていく。また、最近注目を集めている食道原発神経内分泌癌における解析を行い、これまで消化管間葉系腫瘍との関連が確認されているc-kitタンパク質発現とDNA修復機構の中心となるp53タンパク質発現異常について解析した(Egashira A. et al, PLOS ONE, 2017)。食道原発神経内分泌癌14例中9例はc-kitタンパク質発現陽性で、そのうち8例は同時にp53タンパク質発現も認めた。消化器癌発生おけるDNA修復機構の関与は、ミスマッチ修復異常に起因する遺伝性非腺腫症性大腸癌、酸化損傷修復を担うMUTYH異常に起因するMUTYH関連ポリポーシス症(MAP)の報告などより明らかである。消化管の中でも食道は環境要因の暴露を受けやすく、その影響が強いことより、DNA修復機構の関与が重要であると考えられる。食道原発神経内分泌癌における解析にて、DNA修復機構の要であるp53タンパク質異常とシグナル伝達経路異常の関連が示唆された。発癌機構を考える上で非常に興味深く、治療標的の解明へと繋がる知見であると考えられた。本研究の目的は、「消化器癌におけるDNA修復異常の分子機構を明らかにし、非癌遺伝子依存を標的とした消化器癌治療への可能性を模索すること」である。
高精度エックス線観測によるマグネター磁気圏の解明

本研究課題は、星表面の磁場強度が地磁気の14桁も強いと考えられている超強磁場中性子星「マグネター」の観測的な研究である。特に、エックス線やガンマ線の波長帯域で観測することで、マグネター天体の持つ超強磁場中での特異な物理現象を実証しその放射起源に迫ることである。当該年度には、現在稼働中の「すざく」衛星によるマグネター天体の観測データの解析およびその結果を欧文研究報告雑誌PASJに投稿し受理された。また、より詳細な結果を博士論文としてまとめた。「すざく」衛星搭載のWAM検出器は2009年1月に、マグネター天体AXP 1E 1574.0-5408から放射された突発的な増光現象「ショートバースト」の観測に成功した。私はこのデータを丁寧に解析するため、WAM検出器の信号処理機器の動作を再現するモンテカルロシミュレーションコードの開発を行い、一つの解釈として量子電磁力学から超強磁場下で起こると予言されている「光子分裂」の観測的な示唆を得ることに成功した。また、いくつかのショートバーストの分光測定から、電子の静止エネルギー511 keV程度でエネルギースペクトルが折れ曲がることを明らかにした。この解析は、WAM検出器の特性を十分に理解し、信号処理機器によるデータ処理時に発生するパイルアップ現象を正しく補正する必要があった。これは、WAM検出器の開発・運用チームの一員である私にしかなし得ない成果であったと自負している。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、超新星爆発によって形成される中性子性の一種であるマグネター天体をエックス線やガンマ線の波長帯域を主として観測することによって、マグネター天体の持つ超強磁場中での特異な物理現象を実証し、その放射起源に迫ることである。本年度はその下準備として、(1)マグネターの観測に用いる将来観測衛星ASTRO-Hの開発、(2)ASTRO-H衛星の最新パフォーマンスを用いた観測計画立案、(3)現在稼働中の観測衛星「すざく」への観測応募、の3点の研究を行った。(1)は、宇宙研究開発機構や米国スタンフォード大学の研究者と協力し、モンテカルロ数値計算コードの開発行った。従来のシミュレーションコードでは統計的に解を求めるのに対し、このモンテカルロ数値計算コードはエックス線光子と検出器の相互作用をコンピュータ上で一つ一つ再現することを可能にするため、より実際のエックス線観測装置の振る舞いや検出器応答を再現することができる。そのため、エックス線観測装置の感度や測定精度の検証において大きな役割を果たすことが出来ると期待している。すでに、この計算コードはバージョン0.0.0としてASTRO-H開発チーム内での公開に至っている。(2)については、理化学研究所やNASAの研究者と協力し、日米欧の国際会議で立案の結果を発表するに至っている。(3)は、現在稼働中の「すざく」衛星の観測公募にマグネター天体PSR J1622-4950の観測提案を応募し、採択された。観測は平成25年度に行われるが、「すざく」の特徴である低バックグラウンド観測を活かすことで、初めてエックス線帯域でのPSR J1622-4950に付随する超新星残骸の観測に成功できると見込んでいる。もしも観測に成功し、エネルギースペクトルの形を議論するために十分な統計の観測データを得ることができたならば、中性子星形成当時の初期自転周期を見積もる事が可能である。これは、未だ明らかになっていないマグネター天体の形成過程や形成環境を議論する上で重要な情報となる。本研究課題は、星表面の磁場強度が約10^<14>ガウスにも達する超強磁場中性子星「マグネター」の観測的な研究である。特に、エックス線やガンマ線の波長帯域で観測することで、マグネター天体の持つ超強磁場中での特異な物理現象を実証しその放射起源に追ることである。当該年度には、(1)現在稼働中の「すざく」衛星によるマグネター天体の観測データの解析および(2)2015年打ち上げ予定のASTRO-H衛星の観測精度向上に向けたモンテカルロシミュレータの開発を行った。(1)「すざく」衛星搭載のWAM検出器は、マグネター天体から放射された突発的な増光現象「ショートバースト」の観測に成功した。私は、このデータを丁寧に解析することで、一つの解釈として超強磁場中で起こると量子電磁力学で予言されている「光子分裂」の観測的な証拠得た。この解析は、WAM検出器の特性を十分に理解し、信号処理部によるデータ処理時に発生するパイルアップを正しく補正する必要があった。(2)さらなる検証には「すざく」衛星では不十分なため、より精度の良いデータを得るためにASTRO-H衛星の開発にも参加した。主に、検出器や衛星構体の空間分布や質量分布をコンピュータ上で再現し、衛星軌道上での宇宙線との相互作用を再現するモンテカルロシミュレータの開発をおこなった。この数値計算コードはエックス線光子と検出器の相互作用をコンピュータ上で一つ一つ再現することを可能にするため、より実際のエックス線観測装置の振る舞いや検出器応答を再現することができる。この計算の結果は、より正確に衛星軌道上でのエネルギー分布を再現し、入力することでよりいっそう再現性が高くなる。

当該年度は、この宇宙線エネルギー分布をASTRO-H衛星と同じ要領で、現在稼働中の「すざく」衛星に対して入力することでエネルギー分布の再現性を検証した。本研究課題は、星表面の磁場強度が地磁気の14桁も強いと考えられている超強磁場中性子星「マグネター」の観測的な研究である。特に、エックス線やガンマ線の波長帯域で観測することで、マグネター天体の持つ超強磁場中での特異な物理現象を実証しその放射起源に迫ることである。当該年度には、現在稼働中の「すざく」衛星によるマグネター天体の観測データの解析およびその結果を欧文研究報告雑誌PASJに投稿し受理された。また、より詳細な結果を博士論文としてまとめた。「すざく」衛星搭載のWAM検出器は2009年1月に、マグネター天体AXP 1E 1574.0-5408から放射された突発的な増光現象「ショートバースト」の観測に成功した。私はこのデータを丁寧に解析するため、WAM検出器の信号処理機器の動作を再現するモンテカルロシミュレーションコードの開発を行い、一つの解釈として量子電磁力学から超強磁場下で起こると予言されている「光子分裂」の観測的な示唆を得ることに成功した。また、いくつかのショートバーストの分光測定から、電子の静止エネルギー511 keV程度でエネルギースペクトルが折れ曲がることを明らかにした。この解析は、WAM検出器の特性を十分に理解し、信号処理機器によるデータ処理時に発生するパイルアップ現象を正しく補正する必要があった。これは、WAM検出器の開発・運用チームの一員である私にしかなし得ない成果であったと自負している。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の主な目標であったモンテカルロ計算コードはすでに公開するに至ったが、「すざく」衛星搭載WAM検出器で観測されたマグネター天体1E 1547.0-5408から放射されたショートバーストについての論文は執筆しているものの、論文雑誌への投稿には至らなかった。マグネター天体1E1547.0-5408から放射されたショートバーストの「すざく」衛星搭載WAM検出器による観測について現在投稿論文としてまとめているが、まだ投稿には至っていないため。本研究課題の二本柱の一つであるASTRO-H衛星の開発においては、平成24年度で公開したモンテカルロ数値計算コードのさらなる開発を続ける。特に、超高分散素子の感度の推定に必要なバックグラウンドの計算がまだ済んでいないため、引き続き次年度でも研究を行う。また、もう一方のマグネター天体の観測による研究については、平成24年度からの積み残しであるマグネター天体1E 1547.0-5408のショートバーストについての論文を仕上げ投稿する。さらに、観測予定のマグネター天体PSR J1622-4950についても、観測されしだいデータ解析に取り組む。本研究課題の柱であるマグネター天体の観測による研究について、平成25年度からの積み残しであるマグネター天体1E1547.0-5408のショートバーストについての論文を仕上げ投稿する。