hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性副鼻腔炎とペリオスチン　～サブタイプによる違いとバイオマーカーとしての価値～

実験当初は、ホモジェナイズのやり方に問題があり、十分の量のcDNA合成ができなかった。そこで、mRNAの抽出をQIAGENのTissue Ruptorを用いて行なったが、リアルタイムPCRでのcDNA増幅がうまくいかず、サンプルの状態そのものに問題がある可能性が示唆された。問題の解決方法を模索している中で、サンプルを保存していた冷凍庫が故障し、組織の半数が失われるという事態が起こった。その結果、十分なデータを出すところまで至っていない。H27年度は、それまでに収集した臨床情報の入力と解析をまず行った。その過程で、下記の【現在までの進捗状況】にも記載したように、正常者のサンプルが使用できないことが判明し、ポリープをともなわない慢性副鼻腔炎(以降CRSsNP)症例とポリープを伴った慢性副鼻腔炎(以降CRSwNP)症例のみを対象として研究を継続することとした。臨床データとしては、当初予定していた通りの14項目が収集できており、臨床サンプルから得られたデータと合わせて使用する予定である。研究計画にもあったように、各サブタイプ間での組織中PeriostinやPeriostinの上・下流に位置する因子の発現レベルを比較するため、まずはそれら(POSTN、IL4、IL13、MMP2、MMP9、TGFB1)のmRNAを測定するためのprimer設計を行った。また、好酸球浸潤の程度を表すデータとしてシャルコーライデン結晶のmRNAを測定するためのprimer設計も同時に行った。続いて、サンプルのmRNAの抽出と、cDNAの合成を行おうとしたところ、冷凍庫の故障で、サンプルの一部が失われてしまったことが判明した。サンプル数が減少してしまったため、しばらくはサンプルが増えることを待っていた。しかし、研究期間内に一定の術後経過をフォローすることは困難であり、それ以上のサンプル収集は断念した。以上のような理由から、実験には大幅な遅れが生じているが、現在mRNAの抽出、cDNAの合成、Real-Time RT PCRでの測定、タンパクの抽出を行っているところである。今回の研究では、副鼻腔炎のない正常者として、経鼻的に下垂体手術を行った患者から鼻粘膜を採取させていただいていた。しかし、残念なことに、これらの患者では、術前にほぼ前例がステロイドの投与を受けており、実験サンプルとして使用できないことが判明した。また、サンプルを保存していた冷凍庫が故障し、慢性副鼻腔炎症例のサンプルが一部使用不能の状態となってしまった。しばらくの間は、サンプル数を増やしていくことも検討したが、研究期間内で一定以上のサンプル数を増やすことは困難と判断した。そのため、当初の予定よりは少ない、CRSsNP10例と、CRSwNP35例を対象として、実験を継続することとした。以上のような経緯から、研究には遅れが生じている。本研究課題は、慢性副鼻腔炎患者のサブタイプの違い(好酸球性なのか、そうでないのか)による、リモデリングに関わる因子(ペリオスチン、TGF-β、MMP-2、MMP-3、IL-13等)の発現の違いを調べ、慢性副鼻腔炎の診断や治療に役立つ知見を得ることを目的としている。これまでに、慢性副鼻腔炎患者の鼻ポリープのサンプルや臨床データの収集(副鼻腔炎の重症度、末梢血好酸球数、呼吸機能等)を行なってきた。収集した鼻ポリープからは、mRNAの発現状況やタンパクの産生状況の測定や、免疫染色による局在の評価を行うため、それぞれの測定方法に適した3種類の方法(RNA Laterで凍結、そのまま凍結、OTCコンパウンドで凍結)でサンプルを保存している。mRNAを測定するためにRNA Laterにて保存したサンプルは、ホモジェナイザーで破砕し、mRNAの抽出を行い、cDNAを合成し、リアルタイムRTPCR法にて、目的としているペリオスチンや各種のサイトカイン・ケモカインなどの測定を行おうとしている。現時点では、保存方法の問題か、抽出方法の問題か、プライマー設計の問題か、リアルタイムPCRによる測定法の問題により、目的としている十分な結果が得られていない。今後はトラブルシューティングを行いつつ、リアルタイムRTPCRによる遺伝子発現の測定を確実に行えるようにしていくことと、続いて予定しているタンパク産生レベルの測定、免疫染色による局在の判定を行なっていく予定である。また、それらのデータが確実に得られたのち、臨床データとの関連を検討してく予定である。現状として本研究課題の進捗が遅れている理由は、一つには実験時間の不足が挙げられる。研究開始前は、20%程度のエフォートを研究に当てる予定としていたが、臨床医としての仕事量の問題で研究日などを設けることができず、研究に従事するための時間を確保できていない。二つめとしては、収集したサンプルの問題があげられる。サンプルを収集させていただいた症例の方々の臨床的な背景により、当初正常者として収集したサンプルのほとんどが使用できなくなってしまった。また、冷凍庫の故障により、慢性副鼻腔炎症例のサンプルも半分程度が失われてしまった。三つめとしては、技術的・知識的な問題が挙げられる。サンプルの保存方法の問題、抽出方法の問題、cDNAの合成方法の問題、リアルタイムPCRの問題などにより、目的とするデータが予定通り得られていない。本研究の主目的は、慢性副鼻腔炎(Chronic rhinosinusitis: CRS)の各サブタイプ間において、組織のリモデリングに重要な役割を担っていると考えられているPeriostinの発現レベルの違いを示すことだった。

以前に行った実験では、ポリープを伴うCRS患者(CRS with nasal polyps: CRSwNP)の中で、好酸球性副鼻腔炎(Eosinophiric CRSwNP: ECRSwNP)の方が、非好酸球性副鼻腔炎(non-ECRSwNP)に比べ、Periostinの発現レベルが高いことを、DNAマイクロアレイ解析にて確認していた。今回の実験では、リアルタイムPCRを使用することにより、ポリープなしの慢性副鼻腔炎患者(CRS without nasal polyps: CRSsNP)、ECRSwNP、non-ECRSwNPにおけるPeriositinを含めた各種遺伝子の発現量の比較を第1目標とした。実験当初は、超音波破砕機によりホモジェナイズを行い、mRNAの抽出を試みたが、ホモジェナイズのやり方に問題があったのか、十分な量のcDNA合成ができなかった。そこで、QIAGENのTissue Ruptorを用いてmRNAを抽出し、組織への好酸球浸潤の程度と相関すると言われているCharcot-Leydencrystal: CLCの発現を、ECRSとnon-ECRSの組織で比較することを試みた。cDNA合成までは、ある程度の濃度を確保できていたが、最終的にリアルタイムPCRではcDNAの増幅がうまくいかず、採取した組織の状態そのものに問題がある可能性が示唆された。問題の解決方法を模索している中で、サンプルを保存していた冷凍庫が故障し、組織の半数が失われるという事態が起こった。さらに、コントロールとして集めていた脳外科手術時のサンプルが、術前にステロイドの全身投与をしていたことが判明し、実験に使用できないことが判明した。その後、再度サンプルを収集することを検討していたが、十分なデータを出すところまで至っていない。実験当初は、ホモジェナイズのやり方に問題があり、十分の量のcDNA合成ができなかった。そこで、mRNAの抽出をQIAGENのTissue Ruptorを用いて行なったが、リアルタイムPCRでのcDNA増幅がうまくいかず、サンプルの状態そのものに問題がある可能性が示唆された。その結果、十分なデータを出すところまで至っていない。実験に遅れが生じたため、今回の科研費の期間を2年間から3年間に延長し、当初H27年度に行う予定であった実験をH28年度に行う予定である。また、上記にも記したように、正常者のサンプルが使用できなくなったため、CRSsNPとCRSwNPの比較や、CRSwNP症例での各遺伝子発現レベルの比較などをメインにデータ解析を行っていく予定である。実験時間の不足に関しては、今年度も明確な打開策は得られていない。ライフイベント等によるプライベートの忙しさがやや落ち着いてきているので、勤務時間外に時間を確保することができるかもしれない。サンプルの問題に関しては、実験計画を練り直すことによって対応する予定である。技術的・知識的な問題に関しては、各種文献などを参考にし、実験方法の改善を予定している。
高地湿原堆積物を用いた最終氷期以降の古環境変遷史の高精度復元

兵庫県北部の大沼湿原で2本のオールコアボーリング試料と定方位サンプリング手法による3本のボーリングコア試料を採取した.これらの試料について,テフラ分析,AMS-^<14>C年代測定,花粉分析,珪藻分析,粒度分析,反射率や帯磁率の測定等を行い,大沼湿原の形成過程および最終氷期以降の詳細な古環境変遷を以下のように明らかにした.大沼湿原地下には厚さ65m以上の堆種物が存在する.上位の厚さ約17mは泥炭や粘土を主体とする細粒堆積物であり,下位の厚さ約50mは妙機を主体とする粗粒堆積物である.細粒堆積物中には上位より,アカホヤ火山灰,三瓶浮布火山灰,大山弥山軽石,大山下のホーキ火山灰,姶良Tn火山灰,大山偽ホーキ火山灰が挟まれる.このうち2層の広域テフラの噴出年代と30層準以上で得られたAMS-^<14>C年代,および珪藻化石の出現状況から,大沼湿原は約4.1万年前に中国山地東部の鉢伏山北東斜面で大規模地滑りにより形成された凹地に起源を有し,約3.22,9万年前と約1.3万年前以降は湿原として,約4.13.2万年前と約291.3万年前は池沼として発達してきた.約17m以浅の花粉化石群集はI帯VII帯の7つの局地花粉帯に区分され,I・II・IV帯ではツガ属・モミ属・トウヒ属・マツ属などの針葉樹を,III・V帯ではカバノキ属を,VI帯ではスギを,VIIはブナ属やコナラ属コナラ亜属などの落葉広葉樹を,それぞれ主体とする古植生が復元された.テフラ降灰層準を除くと,細粒堆積物の色調(反射率),帯磁率,粒度,熱損失量は小刻みな周期的変動を繰り返している.時代的には,それらはD-0サイクルやハインリッヒイペントに対比される可能性がある.定方位コア試料からは約3.23.5万年前の詳細古地磁気変動が復元でき,新たに開発した定方位サンプリング手法の有効性が示された.しかし,コア堆積物の上下に乱れが生じており,手法改良の必要性が明らかになった.兵庫県北部の大沼湿原で2本のオールコアボーリング試料と定方位サンプリング手法による3本のボーリングコア試料を採取した.これらの試料について,テフラ分析,AMS-^<14>C年代測定,花粉分析,珪藻分析,粒度分析,反射率や帯磁率の測定等を行い,大沼湿原の形成過程および最終氷期以降の詳細な古環境変遷を以下のように明らかにした.大沼湿原地下には厚さ65m以上の堆種物が存在する.上位の厚さ約17mは泥炭や粘土を主体とする細粒堆積物であり,下位の厚さ約50mは妙機を主体とする粗粒堆積物である.細粒堆積物中には上位より,アカホヤ火山灰,三瓶浮布火山灰,大山弥山軽石,大山下のホーキ火山灰,姶良Tn火山灰,大山偽ホーキ火山灰が挟まれる.このうち2層の広域テフラの噴出年代と30層準以上で得られたAMS-^<14>C年代,および珪藻化石の出現状況から,大沼湿原は約4.1万年前に中国山地東部の鉢伏山北東斜面で大規模地滑りにより形成された凹地に起源を有し,約3.22,9万年前と約1.3万年前以降は湿原として,約4.13.2万年前と約291.3万年前は池沼として発達してきた.約17m以浅の花粉化石群集はI帯VII帯の7つの局地花粉帯に区分され,I・II・IV帯ではツガ属・モミ属・トウヒ属・マツ属などの針葉樹を,III・V帯ではカバノキ属を,VI帯ではスギを,VIIはブナ属やコナラ属コナラ亜属などの落葉広葉樹を,それぞれ主体とする古植生が復元された.テフラ降灰層準を除くと,細粒堆積物の色調(反射率),帯磁率,粒度,熱損失量は小刻みな周期的変動を繰り返している.時代的には,それらはD-0サイクルやハインリッヒイペントに対比される可能性がある.定方位コア試料からは約3.23.5万年前の詳細古地磁気変動が復元でき,新たに開発した定方位サンプリング手法の有効性が示された.しかし,コア堆積物の上下に乱れが生じており,手法改良の必要性が明らかになった.1.兵庫県関宮町大沼湿原(標高810m)の湿原堆積物の性状と年代を,精密電気探査,深度25m及び65mのオールコア・ボーリング,深度6mまでのハンド・ボーリングにより,以下のように明らかにした.

湿原堆積物は大きく4層に区分され,深度34mが泥炭,417mが泥炭を挟む粘土(湖成層主),1763mが崩積成及び河成のシルト・砂・砂礫,63m以深が河成のシルト・腐植質粘土から構成される.17m以浅の泥炭・粘土には,上位からK-Ah(約6,300年前),U-Oki(約9,300年前),大山ホーキ(約2万年前),AT(約2.5万年前)の4枚の広域テフラが挟まれ,深度10.Omと12.4mの木片からは,36,130±250yBP,32,160±230yBPのAMS^<-14>C年代が得られた.一方分光土色計で測定した泥炭・粘土の明度(L^*)はノコ波状の周期的変動を示し,上記の年代に基づいた堆積速度曲線から,ヤンガー・ドライヤスなど数百千年オーダーの変動を表現していると考えられた.これにより,大沼湿原堆積物の粒度組成,炭素含有量,炭素-イオウ比,帯磁率,花粉組成などの分析から,酸素同位体ステージ3以降の過去約6万年間にわたる詳細な古環境情報が得られることが確実となった.2.古地磁気変動を復元するための定方位サンプリング手法を開発し,沖積粘土を対象にテストを実施した.その結果,コア・サンプラー固定部の改良や,サブ・サンプリングの補助器具の必要性が明らかになり,開発手法にさらに改良を加えた.次年度以降は,この改良手法により深度17m以浅の堆積物の定方位試料を採取し,過去約6万年間の詳細な古地磁気偏角・伏角変動を明らかにしていく.兵庫県大沼湿原(標高810m)において,改良を加えた定方位サンプリング手法により,深度約3.517mの湿原堆積物を採取した.この堆積物には,2層の大山系テフラ(約2万年前)と姶良Tn火山灰(AT:約2.42.5万年前)が確認でき,前年度に採取したオールコアボーリング試料との対比が可能となった.定方位堆積物の古地磁気・帯磁率を測定した結果から,堆積物が定方位で採取されたことが確認でき,改良サンプリング手法の有効性が明らかとなった.また約1.2万年前以前(下限年代は未確定)の詳細古地磁気変動が示されたが,測定範囲においてエクスカーションを示すような偏角・伏角の変動を見出すことはできなかった.ついで大沼湿原堆積物に挟まれる2層の大山系テフラの詳細対比を行うため,大山火山近傍でのテフラ層序と各テフラの詳細な岩石記載的特長を明らかにした.その結果,湿原堆積物中の2層のテフラが,下位より順に,大山笹ヶ平火山灰(DSs),大山弥山軽石(DMs)に対比できることがわかった.これらの結果は第四紀研究に投稿中である.一方,前年度に採取したオールコアボーリング試料については,中村俊夫名古屋大学年代測定資料センター教授の協力により,10層準の試料のAMS-^<14>C年代測定を行った.AT以浅の試料は妥当な年代を示したが,それ以深の試料には年代値の逆転が見られた.年代測定結果から,従来約2万年前とされていたDMsの噴出年代は,約2.4万年前であると推定された.また前年度に得られたAMS-^<14>C年代とあわせて,深度17m付近の年代は約4万年前の長終氷期中頃であり,これまでの推定年代よりも若いことが判明した.このボーリング試料については,粒度分析・火山ガラス分析・花粉分析等を進めている.昆虫化石は,約8千年前以降に堆積した最上部の泥炭層以外からの産出が少なく,今後は別地点で採取したコアも含めて,AT直下の泥炭層に焦点をしぼり分析を進める.兵庫県大沼湿原で採取された3本の定方位ボーリングコア堆積物について各種の分析を進め、下記のような結果を得た。1)深度317mの湿原堆積物について珪藻分析を行った。深度88.8mの泥炭では珪藻遺骸の含有量は少なかったが、他の層準の堆積物中には珪藻遺骸が豊富に含有された。群集中では、好止水性の付着性種(Gyrosigma属、Pinnularia属など)が優占することから、深度17m以浅の粘土質堆積物は池沼などの浅い止水域で堆積したことが推定された。2)3本の定方位コア堆積物の詳細古地磁気を測定し、古地磁気変動の再検討を行った。その結果、姶良Tn火山灰層準の古地磁気が正確に復元されることから定方位サンプリング手法の適正さが実証された。また深度88.8mの泥炭中に地磁気エクスカーションが見いだされ、エクスカーション層準の泥炭のAMS-^<14>C年代測定結果と合わせて、このエクスカーションが2.83万年前頃のモノレーク・イベントに対比できることが推定された。3)テフラ対比の基準となる大山火山南東麓の模式露頭における大山テフラの詳細な岩石記載的特徴を分析・記載し、第四紀研究にて報告した。
一過性脳虚血後のユビキチン遺伝子の発現

ユビキチン遺伝子は、UbC、UbB及びUbAの3種に大別される。今回、これらの遺伝子に特異的なプローブを用い、脳虚血後のユビキチン遺伝子の発現の変化をin situ hybridization法及びdot blot法により検討した。虚血モデルとしては、Wistar ratの20分間の前脳虚血を用いた。既に我々がサブクローニングしたプラスミドベクターから、in situ hybridizationには放射性cRNAプローブを、dot blotには放射性cDNAプローブを作成して用いた。in situ hybridizationの結果から、正常脳においてはUbC、UbB、UbA遺伝子とも脳の広範囲に発現していた。再灌流30分後、大脳皮質・海馬において3種の遺伝子の発現の減弱を認めた。その後、両部位において3種の遺伝子とも発現は増加し4-6時間後にPeakとなり、48時間後に正常レベルに復した。また、24時間後に海馬CA1-CA3部位でUbC遺伝子の発現増加の遷延が認められた。dot blotの結果では、再灌流4時間で海馬、6時間で大脳皮質においてUbC遺伝子の有意な発現の増加を認めた。UbB遺伝子に関しては、海馬において再灌流4時間に有意な発現の増加を認めたが、UbA遺伝子には有意な変化は認められなかった。in stiu hybridization法とdot blot法では、一部異なった結果を得たが、これは両者の検出感度、試料調整法の相違と考えられた。以上より、UbC遺伝子の発現変化は、他のユビキチン遺伝子と比べ虚血浸襲を鋭敏に反映する事が示唆された。
放射線療法における腫瘍内血管系からみた治療効果増強のメカニズム

培養細胞を温熱療法、放射線療法、種々の抗がん剤で処理してその併用効果について検討した。その併用効果は相加的に認められる場合と相加的効果を上回る効果が認められる場合がある。その作用機序として温熱療法や放射線による細胞に対する亜致死障害の回復を抗がん剤が阻害する可能性があると考えられた。また、逆に抗がん剤による細胞に対する亜致死障害の回復を温熱療法あるいは放射線療法が阻害する可能性があると考えられた。新たに炭酸ガス培養器1台を購入した。細胞は当大学にて凍結保存されているヒトの株細胞で、ヒト肺腺がん由来A549細胞、ヒト前立腺がん由来PC-3細胞、ヒト歯肉がん由来Ca9-22細胞を使用した。各種抗がん剤を種々の濃度で37°C、40°Cまたは44°Cで処理した。各種抗がん剤を種々の濃度で37°Cで処理し、その前後に温熱療法を一定時間行った。抗がん剤を一定の濃度で処理し、その前または後に40°Cの温熱を種々の時間行った。温熱(40°Cまたは44°C)の時間を一定にしてその前または後に放射線をいろいろな線量で照した。現在、実験データを解析中である。各種学会、研究会に参加して、研究に必要な最近の知見や実験手技等についての情報を収集した。新たにオートクレーブ滅菌装置を購入した。細胞は当大学にて凍結保存されている株細胞で、ヒト肺腺がん由来A549細胞、中国ハムスターV-79細胞、マウス線維芽細胞由来L細胞を使用した。44°C加温におけるV-79細胞の温熱致死感受性T0値は7.25分であった。44°C加温に抗がん剤Mitomycin C (MMC)を同時に併用するとT0値は5.75分に短縮し、相加的効果を上回る増感効果が認められた。44°C加温におけるA549細胞の温熱致死感受性T0値は12分であった。44°C加温に抗がん剤Amrubicinolをsequentialに併用することにより、生存率曲線における亜致死的温熱障害の回復sublethal thermal damage repair (SLTDR)を示す肩の部分が消失し、相加的増感効果が認められた。40°C加温におけるL細胞の温熱致死感受性T0値は23.7時間であった。40°C加温に抗がん剤BlBleomycin(BLM)をsequentialに併用すると、40°C加温後にBLMを併用した場合は増感効果はわずかであったが、BLM処理後に40°C加温すると相加的効果を上回る増感効果が認められた。温熱(40°Cまたは44°C)の時間を一定にしてその前または後に放射線をいろいろな線量で照射した。44°C加温に抗がん剤Amrubicinol(AMROH)をsequentialに併用することにより、生存率曲線における亜致死的温熱障害の回復sublethal thermal damage repair(SLTDR)を示す肩の部分が消失し、相加的増感効果が認められた。40°C加温に抗がん剤BlBleomcin(BLM)をsequentialに併用すると、40°C加温後にBLMを併用した場合は増感効果はわずかであったが、BLM処理後に40°C加温すると相加的効果を上回る増感効果が認められた。A549細胞に放射線を照射した場合の放射線致死感受性D0値は2.35Gyであった。抗がん剤Amrubicin(AMR)で3時間処理後に放射線を照射するとD0値は1.7時間に短縮した。抗がん剤AMROHで処理後に放射線照射するとD0値は1.5時間に短縮を認めた。
スパッタエッチングにより作製した多機能微細突起物の表面硬化と強度評価

各種の鋼の表面をアルゴンイオンでスパッタエッチングすると、微細な突起物が形成される。突起物のもつ光学的・熱的・化学的機能を長期間にわたり保証し、突起物の機械的機能を摩擦搬送ロールおよび光反射防止膜製造用・塗膜はく離防止用の穴あけ転造ロール表面として利用するため、本研究では、突起物の強度の向上を試みた。その結果、突起物の焼入れまたはプラズマ窒化により突起物の押しつけおよびスクラッチ強度が約2倍に増加すること、プラズマ窒化した突起物は高分子板への静的および繰返し押しつけによっても先端が変形しにくいこと、突起物にSiC薄膜をスパッタコーティングすると、高分子膜の離型性が向上することを明らかにした。スパッタエッチングにより作製した微細突起物は、摩擦搬送用のロール、超撥水性膜・塗装用膜・光反射防止膜製造用の型・転造ロールなど、多方面に利用できるが、その寿命を保証するためには、突起物の耐久性向上が必須である。本年度は、まず、窒素ガスを用いて200Wで2時間プラズマ窒化を行ったマルテンサイト系ステンレス鋼SUS420J2突起物試料について、ナノスクラッチ試験を行った。その結果、同じスクラッチプローブの侵入深さ(5μm)では、プラズマ窒化により突起物の引き倒し強度が約3倍の60μNに増加することが分かった。また、プラズマ窒化を行わない場合には、突起物はスクラッチにより塑性変形するのに対し、プラズマ窒化した突起物は硬いため、曲げ破壊が起こる。ただし、窒素ガスプラズマのみを用いると、突起物の先端がスパッタエッチングされて丸くなる。そこで、アルゴンと窒素の混合ガスを用いて0.5時間プラズマ窒化すると、突起物の形状は鋭いままで、表面が硬くなることを確かめた。つぎに、プラズマ窒化により硬化した微細突起物が、高分子膜に穴を明けるための型や転造ロールとして、どの程度の耐久性・転写性をもつかの評価を試みた。まず、突起物をもつSUS420J2円板をポリエチレン膜に対して繰返し押し付けた結果、窒化の有無にかかわらず突起物の損傷が少ないことが分かった。今後、プラズマ窒化した突起を、硬質のPETおよびPMMA膜へ繰り返し押し付け、転写形状の観察と突起物の損傷過程を明らかにする。つぎに、高分子膜に効率よく穴を付与するため、外径57mm、厚さ5mmのSUS420J2のリングを作製し、突起物を形成したリングを重ね合わせて幅50mmの転造ロールに組み立てた。今後これについても突起物の耐久性試験を行う。スパッタエッチングにより作製した微細突起物は、摩擦搬送用のロール、光吸収材料、超撥水性表面、光反射防止膜製造用の型など多方面に利用できる。これらの機能性を長期間にわたり保証するためには、突起物の耐久性向上が必須である。本年度の目標は、微細突起物の表面をプラズマ窒化により硬化させることである。まず、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304、SUS316)、マルテンサイト系ステンレス鋼(SUS420J2)および高速度鋼(SKH51)について、電力を250Wとし,アルゴンイオンでスパッタエッチングを行った。その結果、SUS420J2では、スパッタエッチング時間が13時間の範囲で、数ミクロンメータの大きさの円錐形突起物が安定に形成されることが分かった。SUS316およびSKH51試料では、スパッタエッチングにより寸法が1ミクロンメータ以下の微細な柱状突起が形成され、簡易分光色差計で測定した可視光線の吸収率は95%以上であった。したがって、摩擦搬送用のロール材には、SUS420J2が適し、光吸収表面・超撥水表面・型などには、SUS316およびSKH51が適している。つぎに、上記材料の平滑試料(突起物なし)について、電力150200W、窒化時間24時間としてプラズマ窒化処理を行うと、マイクロビッカース硬さが35倍に増加することを確かめた。そこで、各試料を1時間スパッタエッチングして表面に微細な突起物を形成させたのち、直ちにプラズマ窒化処理を行った。これらの突起物のマイクロビッカース硬さは、押し込み深さが突起物高さを超えない範囲では,プラズマ窒化処理により大きく上昇する(同じ押し込み荷重に対して突起物の押し倒された数が少ない)。このように、プラズマ窒化により突起物表面が硬化することから、突起物の耐摩耗性が向上する可能性があることが分かった。スパッタエッチングにより作製した微細突起物は、摩擦搬送用ロール、塗膜はく離防止用・光反射防止用の型・転造ロール(高分子膜表面に穴を付与する)など、多方面に利用できるが、型やロールの寿命を保証するためには、突起物の耐久性向上が必要である。

本年度は、昨年度に続き、プラズマ窒化により硬化した微細突起物が、どの程度の耐久性・転写性をもつかを評価した。まず、プラズマ窒化したSUS420J2マルテンサイト系ステンレス鋼の円錐状突起物(底面直径20ミクロンメータ以上)をポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート(PC)板に押しつけて穴を形成し、突起物先端の損傷形態を走査型電子顕微鏡で調べた。その結果、平均面圧13MPaの場合、スパッタエッチングのままの突起物は、いずれの高分子板に対しても、先端が変形した。一方、プラズマ窒化した突起物は、PEおよびPVC板に対しては先端が変形しなかったが、PC板に対しては、先端が変形した。つぎに、平均面圧78kPaとして、PEおよびPVC板に対し1000回の繰返し押しつけ試験を行った結果、スパッタエッチングしたままの突起物はPVC板に対して先端がかなり変形したが、プラズマ窒化した突起物では変形が起こらず、平均面圧を312kPaとしても、突起物先端の変形はなかった。転造ロール試験でも、PE板に円形の穴を転造できるが、ロールの圧下力を大きくすると、穴の前後にスクラッチ痕がつく。つぎに、スパッタエッチングのままのSKH51突起物(寸法が1ミクロンメータ以下)およびSiC薄膜をスパッタコーティングした突起物にウレタン樹脂を塗布して硬化させ、ピール試験により型離れ改善効果を調べた。その結果、SiC薄膜をコーティングすると、ピール力が半分以下に低下し、型離れ性が大きく向上することが分かった。機械材料工学突起物の先端が丸くならないようなプラズマ窒化の最適条件の探索に手間取ったため、高分子に穴を明けるための本格的な実験ができなかった。また、大学の走査電子顕微鏡が修理不可能であることが分かったので、スパッタエッチングにより製造した突起物の形状の確認や、押し込み試験・スクラッチ試験による突起物の変形を観察するために、広島県西部工業技術センタのSEMを使用した。しかし、予約が必要なことと時間制限があり、研究の能率が悪くなった。また、突起物の焼入れによる硬化の追加研究を行い、その結果を論文にまとめて投稿するのに時間がかかった。ただし、転造ロールの準備、突起物からの高分子の剥離を容易にすると思われるSiCコーティング用のターゲットの購入、突起物へのウレタン樹脂の塗布と剥離(ピール試験の予備実験)など、最終年度での実験への準備は行った。今後は、当該実験に集中できると考えている。今年度の計画では、プラズマ窒化した突起物のスクラッチ試験により、SUS420J2で形成される円錐状突起物の引き倒し強さを測定する予定であったが、これはまだ行っていない。この理由は、大学所有の走査型電子顕微鏡(SEM)の制御部が故障したためメーカに修理を依頼したが、SEMの製造から15年が経過していたため制御基板の在庫がなかった。このため、基板の新規作製を依頼したが、これには時間がかかるとの返事であり、まだSEMの修理は完了していない。サンプルの微細突起の形状が円錐形で高密度であることをSEMにより確認したのちに、ナノスクラッチ試験を外部に委託する予定であったが、それが不可能になった。このため、外部委託費は25年度に残した。最終年度は、まず、プラズマ窒化により硬化した微細突起物が、高分子膜に穴を明けるための型や転造ロールとして、どの程度の耐久性・転写性をもつかを評価する。
高次元離散Moebius群の極限集合

今年度の研究課題に対し以下の結果を得た。Gをn-次元離散Moebius群、pをGの放物固定点、またG_pをその固定部分群とする。このとき以下のことが成り立つ。(1)n≧2にたいし、pが(G、G_p)不変な球接近傍を持てば、pはDirichlet点である。従ってn=2、3のとき(即ちGがFucks群Klein群のとき)放物固定点はすべてDirichlet点となる。(2)n≧4のときにはDirichlet点でありながら、球接近傍を持たない放物固定点を含む群が存在する。(3)放物固定点pのGによる軌跡の接球半径のなす列を{t_m}とする。このときpが球接近傍を持てば{t_m}は有限列か、あるいは0に単調に減少する。以上の結果のうち(1)と(3)は全ての次元の離散群に対しなりたつ結果であり、また(2)はFuchs群やKlein群には成立しない、高次元離散群特異の現象である。これらの結果は、近年特に研究が進み、Nicholls-Waterman(1992),Watermann(1993)は、n≧4のときには、放物固定点でありながら、Garnett点、あるいは球接極限集合であるような群を発見している。以上の結果は現在執筆中の二編の論文にまとめられる。また今後の研究の展望として、一般次元離散Moebius群の残留極限集合、とりわけ幾何学的無限な蜘蛛の巣群の第二残留極限集合についてのエルゴード理論的なアプローチを試みてみたいと考える。
門脈枝塞栓術における造血幹細胞の関与とG-CSFの効果を解明する研究

初年度はまず今までに門脈枝塞栓術を施行してきた症例の総括としてデータベースを作成した。特に肝機能障害が背景にある肝細胞癌症例で門脈枝塞栓術の効果が得られるか検証した。対象は過去14年間にHCCに対しPVEを施行した60症例。原則としてTACEを腫瘍選択的に施行し7-10日後PVEを施行した。TACE-PVEを施行したのは50例であり8例は前治療が施行されていたためPVEのみ施行した。残り2例は腫瘍的理由でPVEのみ施行した。PVEによる2週間後の残存予定肝比率変化は平均でICG-R15 10%未満群(n=27)では41.0%→48.7%(+7.7%)、ICG-R15 10-20%群(n=27)では49.3%→56.7%(+7.4%)、ICG-R15 20%以上群(n=5)では47.6%→56.7%(+9.1%)でありICGの値による残存肝比率増加に差は認めなかった。結論としてICG-R15が10%以上の症例でもPVEは有効であった。PVEにより肝機能が悪化する症例、残肝肥大が悪い症例があり肝切除のリスク評価手段としての活用も可能である。PVE後の長期生存も良好であった。門脈枝塞栓術に対するG-CSFの効果についてはラットを用いて門脈枝結紮群と門脈枝結紮+G-CSF群を比較した。G-CSFは門脈結紮後3日間投与するプロトコールで施行し評価は3病日、7病日で行った。肝容量変化に対して一定の効果は認めるものの有意差には至っておらず、臨床に繋げていくためには今後G-CSF投与量、投与スケジュールについて更なる検討が必要と考えられる。
幼児,小児および成人におけるフッ化物配合歯磨剤使用後の口腔内残留フッ素量の測定

幼稚園児を対象にフッ化物配合歯磨剤使用後の口腔内残留フッ素量を測定した。対象となった幼稚園は,園医が週1回歯みがき指導を行っており,園児の歯みがき技術は比較的一定している。169名の園児のうち,園児自身で歯みがきをする習慣があり,かつ歯磨剤を併用している園児で,本実験に参加を希望する園児39名を対象とした。その内訳は,3,4歳児19名,5歳児20名である。使用した歯磨剤はフッ化ナトリウム配合で,表示フッ素濃度は1000ppmの市販品である。日頃使っている量の歯磨剤をつけさせた後,十分な監督のもとで,日常行っている方法と時間で歯みがきをさせた。その後の洗口には8mlの蒸留水の入った紙コップを用意し,自由に洗口させた。ブラッシング途中と終了時の吐き出し液ならびにブラッシング後に使用した液,歯ブラシ上に残留した歯磨剤をロ-トによって回収し,微量拡散法を用いて口腔内残留フッ素量を求めた。年齢別の使用歯磨剤量および口腔内残留フッ素量とその割合は順に,3,4歳児で0.29±0.15g,48.0±35.6mug,16.4±7.7%,5歳児では0.40±0.34g,62.3±68.2mug,14.3±9.7%,全体では0.35±0.27g,55.3±54,6mug,15.3±8.7%となった。平均値の差の検定では両者にいずれも有意差はなかったが,使用歯磨剤量,口腔内残留フッ素量では5歳児にやや多い傾向が示された。しかし,残留率としては3,4歳児のほうがやや多かった。以上の結果より,1000ppmF配合歯磨剤を幼児が1日1回用いてブラッシングした場合の口腔内残留フッ素量は約0.055mg,2回では0.111mg,3回では0.166mg程度であり,フッ素症歯の発生など慢性毒性の心配はない。また,う蝕予防のために,他のフッ化物局所製剤を併用しても問題はないものと思われた。
バイオミメティックで拓く燃料電池用非貴金属カーボン電極触媒の開発

エネルギー・環境問題の克服が世界的に求められる中、固体高分子型燃料電池は、高効率なエネルギー変換を実現する技術として最も期待されている。しかし、カソードでの酸素から水への4電子還元を伴う酸素還元反応の高活性な電極触媒の開発が依然としてボトルネックとなっている。本研究では、高効率に酸素還元反応を触媒している生体の金属酵素の多核金属中心を規範とし、非貴金属活性点を組み込んだ含窒素カーボン電極触媒の開発を実施した。非貴金属原料とした芳香環拡張型の金属サレン錯体に加えて、より熱安定性が高いジアザヘキサベンゾコロネン誘導体を活用し、触媒活性点のプリカーサ-を調製後に焼成する手法により、触媒活性点デザインの技術を高め、高活性・高耐久性を実現した非貴金属カーボン電極材料の調製と酸素還元反応における触媒活性評価を行った。具体的には、Feとジアザヘキサベンゾコロネン誘導体を含む原料として作製し、バルカンX、ケッジャンブラック等の多種のカーボン担体を混合した上で、約1000度Cで焼成後、酸洗浄により触媒を調製した。調製後の触媒を元素分析、誘導結合プラズマ発光分析、光電子分光により鉄と窒素を活性部位として含むことを確認した。このFeカーボン触媒とナフィオン膜と混合後に回転ディスク電極、あるいは回転リングディスク電極に塗布し、酸素飽和の過塩素酸溶液中で、酸素還元反応活性の評価を行ったところ、4電子還元反応がより効率的に進行していることが明らかとなった。また、酸素発生反応に対して活性を有する電極触媒が調製できていることを見出した。さらに、Feサイトを含む触媒の改良と、構造評価と活性評価を実施した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。固体高分子型燃料電池は、高効率なエネルギー変換を実現する技術として期待されており、カソードでの酸素から水への4電子還元を伴う酸素還元反応に対して、白金に代わる安価で高活性・高耐久性を兼ね備えた電極触媒の開発が急務である。前駆体となる金属錯体の配位子骨格が、焼成後の触媒活性点の形成に極めて重要であるという独自に見出した知見を踏まえて、シンプルなサレン骨格を基盤として高活性・高耐久性を実現した非貴金属カーボン電極材料を探索した。異なる配位子骨格を有する金属サレン錯体(M= Fe, Co, Cu等)を前駆体として、カーボン担体に固定化した後に焼成し、非貴金属活性点を有するカーボン電極触媒を調製した。使用するカーボン担体は、バルカンX、ケッジャンブラック等の種類の異なるものを使い、焼成条件を変えて触媒を多数調製した。触媒は、ナフィオン膜と混合後に回転リングディスク電極に塗布し、酸素飽和の過塩素酸溶液中で、ORR反応活性およびH2O2の生成量を評価した。あわせて、鉄サレン錯体については、カーボン触媒の窒素および金属の含有量、XAFS測定による鉄の化学状態、X線光電子分光による窒素の結合状態についても検証した。その結果は、芳香環を導入した鉄サレン配位子を前駆体に用いたカーボン触媒で、オンセット電位が正側シフトし、触媒活性が向上することが明らかとなった。当初の予定通りに、サレン系配位子を有する鉄、コバルト、銅を含む金属錯体を前駆体としてカーボン触媒調製と評価を行い、芳香環を拡張したサレン錯体が、酸性水溶液中での酸素還元反応においてオンセット電位が大幅に向上する触媒を見出すことに成功した。また、異種金属の前駆体を混合して調製したカーボン触媒では、さらにオンセット電位がシフトし、4電子還元が進行することを見出しており、概ね順調に研究が進行した。非貴金属原料とした芳香環拡張型の金属サレン錯体を活用し、触媒活性点のプリカーサ-を調製後に焼成する手法により、触媒活性点デザインの技術を高め、高活性・高耐久性を実現した非貴金属カーボン電極材料の調製と酸素還元反応における触媒活性評価を行った。具体的には、Feサレン錯体に加えてCuサレン錯体を含む原料として作製し、バルカンX、ケッジャンブラック等の多種のカーボン担体を混合した上で、約1000度Cで焼成後、酸洗浄により触媒を調製した。このFeCuカーボン触媒とナフィオン膜と混合後に回転ディスク電極、あるいは回転リングディスク電極に塗布し、酸素飽和の過塩素酸溶液中で、酸素還元反応活性の評価を行ったところ、4電子還元反応がより効率的に進行していることが明らかとなった。さらに、このFeCuをサイトを含む触媒の改良と、構造評価と活性評価を実施した。

当初の予定通りに、サレン系配位子を有する鉄、コバルト、銅を含む金属錯体を前駆体としてカーボン触媒調製と評価を行い、特に鉄と銅の芳香環拡張型サレン錯体を組み合わせて調製したカーボン触媒が、酸性水溶液中での酸素還元反応においてオンセット電位が大幅に向上し、4電子還元がより効率的に進行することを見出しており、概ね順調に研究が進行した。エネルギー・環境問題の克服が世界的に求められる中、固体高分子型燃料電池は、高効率なエネルギー変換を実現する技術として最も期待されている。しかし、カソードでの酸素から水への4電子還元を伴う酸素還元反応の高活性な電極触媒の開発が依然としてボトルネックとなっている。本研究では、高効率に酸素還元反応を触媒している生体の金属酵素の多核金属中心を規範とし、非貴金属活性点を組み込んだ含窒素カーボン電極触媒の開発を実施した。非貴金属原料とした芳香環拡張型の金属サレン錯体に加えて、より熱安定性が高いジアザヘキサベンゾコロネン誘導体を活用し、触媒活性点のプリカーサ-を調製後に焼成する手法により、触媒活性点デザインの技術を高め、高活性・高耐久性を実現した非貴金属カーボン電極材料の調製と酸素還元反応における触媒活性評価を行った。具体的には、Feとジアザヘキサベンゾコロネン誘導体を含む原料として作製し、バルカンX、ケッジャンブラック等の多種のカーボン担体を混合した上で、約1000度Cで焼成後、酸洗浄により触媒を調製した。調製後の触媒を元素分析、誘導結合プラズマ発光分析、光電子分光により鉄と窒素を活性部位として含むことを確認した。このFeカーボン触媒とナフィオン膜と混合後に回転ディスク電極、あるいは回転リングディスク電極に塗布し、酸素飽和の過塩素酸溶液中で、酸素還元反応活性の評価を行ったところ、4電子還元反応がより効率的に進行していることが明らかとなった。また、酸素発生反応に対して活性を有する電極触媒が調製できていることを見出した。さらに、Feサイトを含む触媒の改良と、構造評価と活性評価を実施した。今後の方針として、本研究により見出した有望なサレン骨格を軸として、金属サレン錯体により多数の芳香環を導入した前駆体して探索を進めながら、高い触媒活性を示すカーボン触媒の作製を実施する。鉄サレン錯体を前駆体としたカーボン触媒での結果を踏まえて、銅錯体から調製したカーボン触媒についてもX線吸収分光を用いて、カーボン触媒中に含まれる金属中心の構造や化学状態を決定する。X線光電子分光を利用して、窒素成分の化学結合状についても明らかにする。また、新たに、二核化銅サレン配位子を前駆体に用いてカソード電極触媒を作製する。焼成条件やカーボン担体の種類を変えた触媒調製の最適化を行った上で、ナフィオン膜と混合後に回転電極に塗布し、酸素飽和の過塩素酸溶液中で、ORR反応活性の評価を行う。次年度以降は、膜/電極接合体(MEA)を作製し、燃料電池としての評価も実施する。昨年度までに、芳香環拡張型サレン配位子をもつFe錯体を前駆体として焼成により調製したFe/N/Cカーボン触媒が、酸性条件下での電気化学的な酸素還元反応に対して、高い触媒活性を有することを見出している。さらに、前駆体にFeおよりCuサレン錯体を混合調製したカーボン触媒については、さらにオンセット電位が正側にシフトし、活性向上することも確認しており、X線吸収分光を用いて、カーボン触媒中に含まれる金属中心の構造や化学状態を明らかにした。
電解質ミクロ相の構築と異方伝導性電解質膜への応用

イオンビーム照射技術により高分子フィルム内部に微小構造を形成させた後、光グラフト重合を用いて、その微小構造内に優先的にスチレングラフト鎖を導入後、スルホン化により電解質膜を得た。得られた電解質膜の膜面方向と膜厚方向のプロトン伝導度を評価したところ、それぞれ0.043S/cm、0.080S/cmと膜厚方向に高いプロトン伝導性を持つ異方伝導性電解質膜を開発することができた。平成20年度は、ひも状グラフト鎖創製のための膜内部への微小構造を形成させるため、イオンビーム照射技術を検討した。また、ひも状グラフト鎖の導入には、その微小構造の損傷域に対して、優先的にグラフト重合を起こさせる必要があり、温度、溶媒組成などのグラフト条件を変えることにより検討した。スルホン基保持可能な疎水性スチレンを溶かす溶媒として数ある中からケトン系のアセトンを選択し、水の存在下で光増感剤を塗布したポリテトラフルオロエチレン(PTFE)にUVを照射したところ、グラフト重合が進行することが分かった。このグラフト重合における水/アセトン混合溶媒組成は、5/1比でグラフト重合速度が最も高くなることが判明し、時間とともにグラフト率も増加することが分かった。グラフト重合条件が明らかになったので、次にひも状グラフト鎖創製のための膜内部への微小構造を形成させるためのイオンビーム照射技術を検討した。イオンビームは、イオンを高速に加速させた荷電粒子線であり、電子線や電磁波であるX線・γ線に比べ透過力が低いものも、物質に対し局所的に非常に高いエネルギーを付与できるのが特長である。このため、例えば高分子膜にイオンビームを照射すると、個々のイオンの飛跡に沿って電離と励起反応が高密度に起こり、それに伴い高分子鎖の架橋や分解が引き起こされることが知られている。局所的にエネルギー付与されたこの領域をイオントラックと呼び、高分子の種類、照射するイオン種やエネルギーにより、直径を数十から数百ナノメートルの範囲で変化させることができる。56MeVのNイオンでの57nmの潜在飛跡領域に対し、450MevのXeイオンでは216nmまで大きくなることが分かった。このように、潜在飛跡の大きさが制御できることから、その領域に優先的にグラフト鎖を導入できれば、異方伝導性をもつ電解質膜の作製が可能と思われる。現在、イオン照射と光グラフト重合を組み合わせた電解質膜の作製を進めている。本年度は、イオンビーム照射により潜在飛跡領域を形成させたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に、基材表面のみラジカル生成が可能な光グラフト重合を組み合わせたグラフト重合法を検討した。膜厚25μmのPTFEに^<15>N^<3+>(56MeV)および^<129>Xe^<23+>(450MeV)を最高3x10^9ions/cm^2のフルエンスで照射後、加熱処理によりラジカルを消失させた。次に、このフィルムをスチレン/アセトン/水からなるモノマー溶液中に浸漬し、高圧水銀ランプ(400W)を用いて、窒素ガス雰囲気下、60°Cで光グラフト重合を行なった。Nイオン照射系はフルエンスに依存しないで、グラフト率は一定で7%のグラフト率を示した。この値は、イオン照射を経ない潜在飛跡領域の存在しない未照射系PTFEによるグラフト重合反応で得られたグラフト率と同程度であった。これに対し、Xeイオン照射系ではフルエンスとともにグラフト率は増加し、3x10^9ions/cmのフルエンスにおいて急激な増加が観察された。この原因として、PTFEに対するそれぞれのイオン照射により生成される潜在飛跡領域の大きさが影響していると考えられる。すなわち、Magreeらの式から求めたそれぞれのイオンの潜在飛跡領域は、Nイオン照射系の57nmに対し、Xeイオン照射系では216nmまで大きくなることが分かった。結果として、大きい潜在飛跡領域ほど、モノマーの侵入が早くグラフト鎖の成長を促進すると推察した。さらに、Xeイオン照射系では2.1x10^9ions/cmのフルエンスで潜在飛跡領域が重なるため、3x10^9ions/cmのフルエンスにおいてグラフト率が急激に増加した。これに対し、Nイオン照射系での潜在飛跡領域の重なるフルエンスは3.1x10^<10>ions/cmであり、グラフト率の急激な増加は観察されなかった。本年度は、イオンビーム照射により潜在飛跡領域を形成させたエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜に、ビニル系モノマーを光グラフト重合した電解質膜のプロトン伝導性(σ)、含水性、耐酸化性などを検討した。AVFサイクロトロンにおいて、25μm厚のETFE膜に^<129>Xe^<23+>イオン(3.5MeV/n)をフルエンス3.0×10^7ions/cm^2で照射した。

次いで、1)イオン照射ETFE(iETFE)膜に生成したラジカルをクエンチ(60°C,加熱処理)、2)光化学反応装置を利用して、キサントンを塗布したiETFEをN_2雰囲気下、アセトン/水1:5(v/v)を溶媒とし、スチレン(St)をグラフト重合、3)0.2Mクロロスルホン酸/1,2-ジクロロエタン溶液中でスルホン化(60°C,8時間)、加水分解(70°C,16時間)の手順により電解質膜を作製した。同じIECで比較した場合、ETFE膜電解質膜に比べてiETFE電解質膜の方が、σが高いことが分かった。このことは、同じσを得るためにETFE膜電解質膜では、1.5倍のグラフト鎖が必要であることが示唆された。また、iETFE電解質膜のσは膜面方向に比べて膜厚方向で高い値を示し、異方伝導性があることが明らかになった。同程度のσを持つ電解質膜の含水率では、ETFE膜電解質膜に比べてiETFE電解質膜の方が低くなることも分かった。耐酸化性の向上では、グラフト重合過程でモノマー中にジビニルベンゼンなどの架橋剤を添加することにより、若干改善されることが分かった。さらなる耐酸化性の向上を目指して、フッ素系モノマーの導入を検討したが、高いσを得るだけのグラフト鎖を導入することはできなかった。
表面反応の研究

吸着分子の光励起脱離の機構を解明するために、Pt(001)ー5×20上にNOを吸着させ、ArFエキシマ-レ-ザ-(6.41ev)を照射して、脱離するNO分子を共鳴2光子イオン化法を用いて、状態弁別した検出を行った。その結果、試料温度80Kに対して回転温度は約300K,並進温度は回転エネルギ-により異なり、400550Kであった。また、入射光の偏光依存性などにより、1光子によるNOの価電子励起に伴って、脱離が起こっていることを明らかにした。特に吸着量依存性から、吸着分子の価電子励起による光励起脱離が吸着構造に非常に敏感であることの知見を得たが、まだ機構の解明には至っていない。SOR光励起による、エッチング気体を用いないSiO_2表面のエッチングの反応速度の励起波長依存性、温度依存性を測定し、これが酸素原子のK殻を励起する光(2.3nm)を照射する時、効率よく進むことを見いだした。導電性酸化物基板上でのモノシラン分子の水素化アモルファスシリコン薄膜の堆積では、光吸収端160nmより長波長の低圧水銀燈を用いた185nmの光の照射の効果が観測できた。そしてこれは基盤表面が関与した光誘起反応によることが明らかになった。しかし機構の解明には至っていない。塩素原子による単結晶Siの光励起異方性エッチングを調べた。高圧水銀灯の光を集光、照射し、基盤300°Cでのエッチング速度は(001)、(10)、(111)の順に低下し、1Ωcm以上では(110)、(111)はエッチングが停止することを見いだした。またこのことを利用して、AFM用のティップなどを作成した。化合物半導体の有機金属気相成長で、表面反応の条件の達成と基盤表面から脱離する化学種や表面再構成のその場観察を目的とした高真空有機金属気相成長装置の建設,整備が完了した。
CBP/p300依存性EGFRシグナリングを利用した皮膚恒常性維持制御法の開発

本研究では、CBP/p300依存性EGFRシグナリングを利用した皮膚恒常性維持制御法の開発を目的としている。Rafキナーゼ経路のみを活性化することができるH-Rasエフェクター変異体(T35S)を表皮ケラチノサイト特異的に過剰発現する遺伝子導入マウス(CGHT35S;K14Creマウス)は生育可能だが、表皮ケラチノサイトの分化抑制傾向と細胞増殖亢進を特徴とした異常を呈する。一方、表皮ケラチノサイト特異的Ep300;CrebbpコンディショナルKOマウスの場合、Ep300あるいはCrebbpの機能的アリルを1コピー有していれば生育可能であり、CBP/p300発現の減少だけでは表皮の外見上の異常は引き起こされない。しかし、CBP/p300の発現量減少は、CGHT35S;K14Creの異常をより顕著にするのみならず、皮膚乳頭腫様病変の形成を促進した。分子レベルでは、CBP/p300の発現量減少により、Mig6の発現量減少、EGFRのリン酸化レベルの亢進、Ras-Raf1-Mek1/2-Erk1/2シグナリングの亢進が引き起こされていることを明らかにした。これらの結果から、表皮ケラチノサイトにおいて、CBP/p300にはMig6の発現量を維持することでEGFR-Ras-Erkシグナリングの活性化を負に制御する作用があることがわかった。これらの成果を論文にまとめた。EGFRは上皮性腫瘍の癌化に深く寄与しており、EGFRを標的としたキナーゼ活性の抑制による治療法が開発されている。しかし、EGFRは上皮組織の恒常性維持やバリア機能にも寄与しており、EGFRのキナーゼ活性の抑制は重篤な副作用を引き起こす。CBP/p300依存性のアセチル化レベルをHDACインヒビターを用いて変化させることで、EGFRシグナリングを遮断することなく皮膚扁平上皮癌を抑えることが可能かもしれない。平成30年度より所属大学が変更となったため、遺伝子組換え生物の第二種利用に関わる申請、動物愛護管理に基づく動物実験計画の申請を新たに行う必要があり、実験開始時期が当初の予定より遅れてしまった。しかし、細胞を用いた分子レベルでの解析を進め、論文の投稿準備を進めることができたので、おおむね順調に進展しているといえる。CBP/p300の発現量減少により、Mig6の発現量減少、EGFRのリン酸化レベルの亢進、Ras-Raf1-Mek1/2-Erk1/2シグナリングの亢進が引き起こされたが、CBP/p300の酵素活性を抑制するCBP/p300インヒビター、あるいはCBP/p300依存性のアセチル化修飾を亢進する効果を有するヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)インヒビターの存在下でマウス表皮ケラチノサイトを培養した場合にも、EGFRシグナリング促進もしくは抑制効果があるかを検討する。培養系で効果が見られた場合、in vivoにおいても、その効果を検討する。

CBP/p300の発現量減少により、Mig6の発現量減少、EGFRのリン酸化レベルの亢進、Ras-Raf1-Mek1/2-Erk1/2シグナリングの亢進が引き起こされたが、CBP/p300の酵素活性を抑制するCBP/p300インヒビター、あるいはCBP/p300依存性のアセチル化修飾を亢進する効果を有するヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)インヒビターの存在下でマウス表皮ケラチノサイトを培養した場合にも、EGFRシグナリング促進もしくは抑制効果があるかを検討する。培養系で効果が見られた場合、in vivoにおいても、その効果を検討する。平成30年度より所属大学が変更となったため、遺伝子組換え生物の第二種利用に関わる申請、動物愛護管理に基づく動物実験計画の申請を新たに行う必要があり、実験開始時期が当初の予定より遅れてしまった。そのため、消耗品費として支出することを予定していた、マウス代・飼育費、細胞培養用試薬・抗体などの購入費が一部未使用となってしまった。現在は、全ての申請が終了しており、当該年度予定していた実験を次年度行う予定である。また、本研究内容に関する論文が査読中であり、掲載決定後での掲載料が必要である。