hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気共鳴撮像法と数値流体力学との融合による高精度血流動態解析法の開発

近年の磁気共鳴撮像法(MRI)を用いた診断法は、ハードウェアの改良やソフトウェアの開発により著しい発展を遂げている。また、種々のパルスシークエンスの開発によって信号対雑音比の向上が図られ、更に複数の受信コイルを活用した高速撮像法の開発によって高時間分解能化が実現されている。一方、数値流体力学の分野では、誤差理論などの最近の理論展開により計算精度が大きく向上し、また計算モデルが進歩して実物に近い血管形状が計算モデルに容易に組み込めるようになっている。そこで、本研究課題の目的は、MRIによる血流計測と数値流体力学を融合することによって血流動態パラメータと血行力学的パラメータの同時測定が可能な高精度の血流動態解析法を開発することである。本年度は、更にソフトウェアの開発を進め、MRIと数値流体力学を融合した高精度血流動態解析法のソフトウェアを完成させた。また、狭窄モデルファントムを用いた実験による計算精度の検証を更に進め、データの蓄積を行った。更に、ファントムの狭窄部を分岐した管で置き換えた分岐モデルファントムを用いて実験を行い、分岐モデルでの計算精度についても検討した。並行して、開発したソフトウェアの臨床応用を更に進めた。特に、本年度には開発したソフトウェアを用いて正常志願者における大動脈弓および心臓内圧差を測定する方法を開発した。昨年度および今年度で得られた研究成果を国際学会や学術雑誌に論文投稿し、いずれも採択された。本年度は、MRIと数値流体力学を融合した高精度血流動態解析法のソフトウェアを開発した。なお、流体力学におけるナビエ-ストークスの方程式や拡散方程式の数値解析には専用ソフトウェア(COMSOL、計測エンジニアリングシステム株式会社)を使用した。まず、簡単な形状の血管モデルを用いて本法の精度を検証したが、理論値と良好な相関が得られた。また、正常志願者からMRIを用いて得られた内頚動脈のデータを基に血管モデルを作成し、壁せん断応力などの血行力学的パラメータを3次元可視化することが可能となった。更に、拍動流ファントムを作成して実験を行い、実験的にも計算精度を検証したが、臨床に十分応用可能であることを示唆するデータが得られた。本年度は、MRIと数値流体力学を融合した高精度血流動態解析法のソフトウェアを完成させた。前年度と同様に、狭窄を模擬したガラス管に拍動する水を流したファントムを用いた実験によって計算精度の検証を行った。更にU字管や動脈瘤モデルファントムを作成して、これらのモデルでの計算精度についても検討したが、臨床に十分応用可能であることを示唆するデータが得られた。また、正常志願者からMRIを用いて得られた内頚動脈、大動脈および心臓のデータに応用して、これらの血管壁の壁せん断応力や血管内および心臓内の圧勾配などの血行力学的パラメータを3次元可視化することが可能となった。
分泌型miRNAを介した骨転移癌細胞-骨代謝細胞間コミュニケーションと骨破壊制御

癌細胞骨転移の成立・進展において、癌細胞由来分泌因子による破骨細胞の活性化とそれに伴う骨破壊が、癌細胞への栄養供給と増殖環境の提供に大きく寄与している。本研究において、マウス骨転移性乳癌細胞由来細胞外小胞(Extracellular vesicles: EVs)が、マウス骨髄マクロファージへの伝播を介してRANKL誘導破骨細胞形成と骨吸収の亢進ならびに破骨細胞アポトーシスを抑制することを明らかにした。さらに、骨転移性乳癌細胞由来EVsに内包される特異的miRNAの同定に成功し、新たな癌細胞骨転移メカニズムの解明に有用な知見を与えうるものと考えられた。癌の骨転移の成立・進展において、癌細胞と破骨細胞・骨芽細胞との相互作用は重要である。microRNA (miRNA)は翻訳レベルでタンパク発現を制御する小分子non-cording RNAであるが、近年、癌細胞より分泌されるエクソソームという膜小胞中にその存在が確認され、周辺細胞への伝搬を介して癌の悪性化に寄与することが明らかとなった。しかしながら、骨転移局面における分泌型miRNAを介した癌細胞と周辺細胞(破骨細胞・骨芽細胞)との細胞間相互作用の実態は未知である。骨転移能の異なる複数のマウス乳癌細胞の培養上清より精製したエクソソームのin vitro破骨細胞分化における影響を検討したところ、骨転移性乳癌細胞由来エクソソームは、非転移性乳癌細胞由来エクソソームと比較して顕著に破骨細胞への分化誘導を促進した。さらにエクソソームに含まれる分泌型miRNAのアレイ解析を行ったところ、転移性乳癌細胞由来エクソソームに特異的に内包される33種類のmiRNAの同定に成功した。骨転移性由来エクソソームの破骨細胞分化促進能の発見とエクソソームに内包される特異的miRNAの同定に成功している。昨年度、骨転移性マウス乳癌細胞由来細胞外小胞(Extracellular Vesicles (EVs))がマウス骨髄マクロファージへ伝播し、破骨細胞形成を促進することを見出した。今回、骨転移性乳癌細胞由来EVsを介した破骨細胞分化促進機序および骨吸収能に対する影響を検討した。マウス骨髄細胞を用いたRANKL刺激in vitro破骨細胞分化誘導実験の結果、非転移性乳癌細胞由来EVs処理と比較して、骨転移性乳癌細胞由来EVs処理により、TRAP陽性破骨細胞数の顕著な増加が観察され、破骨細胞分化関連遺伝子(TRAP、Cathepsin K、MMP-9、Calcitonin receptor)の発現上昇が認められた。また、骨転移性乳癌細胞由来EVsが破骨細胞の骨吸収能を増大させるとともに、破骨細胞アポトーシスも抑制することを見出した。以上の結果より、骨転移性乳癌細胞由来EVsは破骨細胞の分化・骨吸収能および生存促進効果を有する新規細胞間コミュニケーションツールとして機能することが示唆された。骨転移性乳癌細胞由来EVsが破骨細胞の分化・骨吸収能および生存促進効果を有する新規細胞間コミュニケーションツールとして機能することを見出した。本研究では、骨転移性のマウス乳癌細胞(4T1)と、4T1細胞と同一の遺伝的バックグラウンドを有する低転移性(4T07)あるいは非転移性の乳癌細胞(67NR)より分泌された細胞外小胞(EVs)の破骨細胞分化に及ぼす影響を検討し、さらにそれらEVsに内包される特異的miRNAを同定することを目的とした。マウス骨髄細胞を用いたRANKL刺激in vitro破骨細胞分化誘導実験の結果、非転移性乳癌細胞(67NR)由来EVs (67NR-EVs)処理によるTRAP陽性破骨細胞形成は、EVs未処理と同等であったが、4T1-EVs処理によりTRAP陽性破骨細胞数の顕著な増加が観察され、破骨細胞分化関連遺伝子の発現上昇が認められた。EVsの骨吸収能に対する影響は、象牙切片上にて破骨細胞の培養を行い、吸収面積の計測により検討した。その結果、67NR-EVsと比較して4T1-EVs添加により象牙切片上の吸収面積の顕著な増大が確認された。さらに、EVsの破骨細胞生存シグナルへの影響を検討した結果、67NR-EVsと比較して4T1-EVs処理では破骨細胞のアポトーシス数の顕著な抑制が観察され、アポトーシス促進タンパクであるBimおよび活性型Caspase-3の顕著な発現低下が確認された。さらに、4T1-EVsに内包されるmiRNA網羅的解析の結果、骨転移性乳癌細胞由来EVs中において、特異的発現上昇miRNAが33種、発現低下miRNAが56種の同定に成功した。4T1-EVsに特異的なmiRNAをマウス骨髄細胞へ導入し、RANKL刺激を行った結果、コントロールと比較して顕著な破骨細胞形成の促進がみられた。以上の結果より、骨転移性乳癌細胞由来EVsは破骨細胞の分化・骨吸収能および生存促進効果を有する新規細胞間コミュニケーションツールとして機能することが示唆され、内包されるmiRNAの重要性が明らかとなった。

本研究において、マウス骨転移性乳癌細胞由来細胞外小胞(Extracellular vesicles: EVs)が、マウス骨髄マクロファージへの伝播を介してRANKL誘導破骨細胞形成と骨吸収の亢進ならびに破骨細胞アポトーシスを抑制することを明らかにした。さらに、骨転移性乳癌細胞由来EVsに内包される特異的miRNAの同定に成功し、新たな癌細胞骨転移メカニズムの解明に有用な知見を与えうるものと考えられた。アレイ解析により同定したmiRNAは、データベース検索(miRBase, TargetScan)および破骨細胞分化シグナルとの関連性を含めてターゲット分子の特定を行う。マウス破骨前駆細胞株RAW264を用いてmiRNA発現調節システムを構築し、機能解析およびシグナリング解析を行う。また、転移性乳癌細胞由来エクソソームの骨芽細胞機能への影響も合わせて検討する。骨転移性乳癌細胞からのEVs放出阻害を特異的阻害剤ならびにsiRNAを用いて行い、EVsが癌細胞ー破骨細胞間コミュニケーションツールとして機能することを確認する。さらに、初年度に骨転移性乳癌細胞由来EVs中より同定した特異的miRNAの機能解析も行っていく。腫瘍細胞生物学miRNAアレイ解析の実施およびデータが年度内での納品および解析費用の不足が生じたため、次年度額と合わせてアレイ解析を行う計画へ変更した。当該年度内での物品(試薬:GW4869)の納入が間に合わなかったため。発注を取り止め次年度へ繰り越した。次年度使用額は、平成28年度計画における研究経費(消耗品費)としてアレイ解析に使用予定である。2017年度に上記の試薬の発注を行う。
放射線う蝕の治療法の確立に向けたセルフエッチング接着システムの基礎的研究

頭頸部癌に対する放射線治療の晩期障害のひとつである放射線う蝕は一度発症すると急速かつ多発的に進行する。そのため、応急的にう蝕進行抑制剤を塗布し、日を改めて接着システムを使用したコンポジットレジン修復を行うことが多い。しかし、う蝕進行抑制剤は、被着面のコラーゲンを凝固させるため、プライマーが充分に浸透しない可能性がある。また、接着システムの研究は、通常、口腔内が湿潤であることを前提として検証されが、頭頸部癌放射線治療後の唾液量は減少している。そこで、本研究では、唾液腺障害環境をモデル化する。う蝕進行抑制剤塗布後の象牙質に対する接着システムの接着性の検討を行い、放射線う蝕の治療法の確立を目指す。
原子間の結合に着目したＸ線吸収分光法による鉄合金の熱膨張抑制機構の解明

本研究はX線吸収分光によりボンド長と結合ポテンシャルの圧力変化を元素選択的に決定することで,Fe-Ni合金での熱膨張が抑制される機構の解明を目的とする.H30年度は,放射光施設SPring-8の実験課題が無事採択され,Fe-Niインバー合金,および負の熱膨張を示すFe-Pt合金の低温圧力下でのEXAFS測定を行った.実験はBL39XUで行った.それぞれの試料について強磁性相の圧力領域と加圧により常磁性相となる圧力領域におけるEXAFSの温度変化を測定した.EXAFS測定に成功し,精度のよいEXAFS振動のデータをFeK端,NiK端,PtL3端で取得することができた.現在,Fe周り,Ni周りおよびPt周りのボンド長やデバイワラー因子について,強磁性相と常磁性層における温度変化を解析中である.なお,H29年度から続けていた室温データの解析結果からは,常圧ではFe周りのボンド長がNiより長く,さらに体積弾性率もNi周りより小さい値が見出された.現在,この成果を第一報として論文を執筆中である.さらに,この局所構造の違いを,3次元的なFeとNiのネットワーク構造で説明するために,逆モンテカルロシミュレーションによるデータ解析を並行して進めている.またH30年度は,この課題で得られた成果を国内学会や国際会議で8件発表している.代表者の石松は,本内容について第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウムで招待講演を行った.H30年度に行ったSPring-8での実験では,低温実験の難しさから圧力点については必要最小限のデータしか得られなかったが,それらのEXAFSプロファイルは精度よく測定できている.低温のデータについては,現在,精力的に解析を進めている.またH29年度に測定した室温データについては,現在,その解析結果を論文にまとめていおり,第一報として国際高圧専門誌の「High pressure Research」に投稿の予定である.このため概ね計画通りに進んでいると考えている.最終年度はこれまでの成果発信に努める.「現在までの進捗状況」で記述したように室温での元素選択的な局所構造の違いを論文にまとめている.また,Fe周り,Ni周りの局所構造の違いを,3次元的に可視化するために逆モンテカルロシミュレーションの解析を進める.EXAFSの圧力変化では,試料が常磁性相となった圧力領域においても,圧縮曲線に異常が見られている.その圧力領域での磁気状態を明らかにするためにX線磁気円二色性の測定を行う予定である.鉄をベースとした合金には,線膨張係数が小さいインバー効果や負の熱膨張がみられるものがある.インバー効果の最新の理論では,non-collinearな磁気構造の磁気体積効果が熱膨張を相殺するモデルが提唱されているが,合金中において,熱膨張に直接関与するボンド長や原子対のポテンシャルが磁気状態や圧力によってどのように応答するかについては,実験的に調べられていない.そこで,X線吸収分光によりボンド長と結合ポテンシャルの圧力変化を元素選択的に決定することで熱膨張が抑制される機構を明らかにする.H29年度は,Fe-Niインバー合金,Fe-Ptインバー合金,圧力誘起のFe-Niインバー合金の弾性特性を広域X線吸収微細構造(EXAFS)を用いて,元素選択的に測定した.これらの試料をアーク溶解により作成し,XRDにより組成と規則度の評価を行った.EXAFS測定は放射光施設SPring-8のBL39XUで行った.測定の結果,Fe-Niインバー合金,Fe-Ptインバー合金,圧力誘起のインバー合金の元素選択的な体積弾性率の導出に成功し,並行して測定したXRDからバルクの体積弾性率も導出した.現在,EXAFSの解析を進めており,Fe周り,Ni周りなど元素選択的な局所構造の導出と,その圧力変化の比較を進めている.また,得られた成果を幾つかの研究会で発表している.また,これに関連して指導学生が国際会議(1st international workshop of Emergent Condensed-Matter Physics 2018 (ECMP2018))において,ベストポスター賞を受賞した.H29年度に行ったSPring-8での実験において,計画していた試料を準備でき,それらのEXAFSプロファイルも精度よく測定できている.まだ解析途中の段階だが,元素選択的な弾性率に有意な差が見られており,現在インバー特性との関連を調べている.このため概ね計画通りに進んでいると考えている.本研究はX線吸収分光によりボンド長と結合ポテンシャルの圧力変化を元素選択的に決定することで,Fe-Ni合金での熱膨張が抑制される機構の解明を目的とする.H30年度は,放射光施設SPring-8の実験課題が無事採択され,Fe-Niインバー合金,および負の熱膨張を示すFe-Pt合金の低温圧力下でのEXAFS測定を行った.実験はBL39XUで行った.それぞれの試料について強磁性相の圧力領域と加圧により常磁性相となる圧力領域におけるEXAFSの温度変化を測定した.EXAFS測定に成功し,精度のよいEXAFS振動のデータをFeK端,NiK端,PtL3端で取得することができた.現在,Fe周り,Ni周りおよびPt周りのボンド長やデバイワラー因子について,強磁性相と常磁性層における温度変化を解析中である.なお,H29年度から続けていた室温データの解析結果からは,常圧ではFe周りのボンド長がNiより長く,さらに体積弾性率もNi周りより小さい値が見出された.現在,この成果を第一報として論文を執筆中である.

さらに,この局所構造の違いを,3次元的なFeとNiのネットワーク構造で説明するために,逆モンテカルロシミュレーションによるデータ解析を並行して進めている.またH30年度は,この課題で得られた成果を国内学会や国際会議で8件発表している.代表者の石松は,本内容について第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウムで招待講演を行った.H30年度に行ったSPring-8での実験では,低温実験の難しさから圧力点については必要最小限のデータしか得られなかったが,それらのEXAFSプロファイルは精度よく測定できている.低温のデータについては,現在,精力的に解析を進めている.またH29年度に測定した室温データについては,現在,その解析結果を論文にまとめていおり,第一報として国際高圧専門誌の「High pressure Research」に投稿の予定である.このため概ね計画通りに進んでいると考えている.現在,第1近接だけでなく,第2近接以上の原子対を考慮した精密なEXAFSの解析を進めている.その結果から元素別に異なる局所構造が導出できれば,論文化を進める予定である.また,H30年度後半にも,2回目の放射光実験を計画している.その測定では,組成を変えたインバー合金のEXAFS測定,Fe-Pt合金の圧力誘起の磁気転移点における圧縮率に着目する予定である.最終年度はこれまでの成果発信に努める.「現在までの進捗状況」で記述したように室温での元素選択的な局所構造の違いを論文にまとめている.また,Fe周り,Ni周りの局所構造の違いを,3次元的に可視化するために逆モンテカルロシミュレーションの解析を進める.EXAFSの圧力変化では,試料が常磁性相となった圧力領域においても,圧縮曲線に異常が見られている.その圧力領域での磁気状態を明らかにするためにX線磁気円二色性の測定を行う予定である.現有設備で研究が円滑に進行したために,次年度使用額が発生した.次年度は,高圧セルのセットアップを効率よく進めるために,実体顕微鏡などの試料まわりの設備を充実させる計画である現有設備で研究が円滑に進行したために,次年度使用額が発生した.次年度は,主に成果公表のために経費を有効に活用する計画である
カイラルp波超流動体の固有角運動量とエッジ流の解明

前年度の成果を踏まえ、円盤中に閉じ込められたN個のフェルミオンからなるカイラル超流動体の全軌道角運動量の研究を進めた。ペアリングがp+ip波の場合には大きな系の極限でN/2に漸近するが、d+id波およびより高次のペアリングの場合には強く抑制され、高々フェルミエネルギーに対するペアリングエネルギーの比のオーダーになることを、Bogoliubov-de Gennesハミルトニアンに対して確立した。この結果をいくつかの国際学会やプレプリント・サーバーで公開したところ、大きな反響があり我々の結果は他の2つのグループによっても確認された。最近、対称性の破れた量子相に関する新しい概念として、Wilczekが時間に関する並進対称性が自発的に敗れたタイムクリスタル相の存在を提案し、大きな話題となった。しかし、タイムクリスタルの存在の可能性については論争が続いている。問題の一つは、タイムクリスタルの正確な数学的な定義が存在しないことであった。我々は、結晶に代表される、通常の対称性の自発的破れが、無限小外場に対する秩序パラメータの応答と、相関関数の長距離での漸近的なふるまいの2つの方法で定式化されることに着目した。タイムクリスタルの場合には、秩序パラメータに結合する外場は時間変化することになるので、前者の一般化は困難である。そこで、マクロな秩序パラメータの時間相関関数によるタイムクリスタルの定義を導入し、さらに非常に一般的な局所相互作用を持つハミルトニアンについて、この定義に基づくタイムクリスタルが(絶対零度および有限温度での)平衡状態で存在しないことを証明した。26年度が最終年度であるため、記入しない。フェルミ粒子の対形成によるカイラル超流動体の全角運動量の問題はこれまで数十年にわたって研究されてきたが、未だに決定的な解決を見ていない。本研究では、回転対称なポテンシャル中のカイラル超流動体についてBogoliubov-de Gennes方程式をあらわに解くことによって、まず理想的な状況下での全角運動量の解明を目指す。その際に、Bogoliubov-de Gennes方程式の持つ保存量に注意をはらう。まず、最も簡単な、回転対称なポテンシャル中のp+ip波カイラル超流動体について上記のような研究を行った。その結果、ペアリング振幅が小さくとも、熱力学的極限では全角運動量は粒子数の厳密に1/2の値に漸近することがわかった。これは、全てのフェルミ粒子がクーパー対の形成に寄与するという物理的描像を支持し、最近の関連する報告とも一致する。一方、d+id波等の高次のカイラル超流動体についても同様の計算を行った結果、全角運動量が粒子数に比べ非常に小さくなるという予想外の結果を得た。強く束縛された対のボース・アインシュタイン凝縮の極限では、全てのフェルミ粒子がクーパー対の形成を通じて角運動量に寄与すると考えられる。この極限からのスペクトラルフローを考えることで、系の全角運動量は系の周縁部に出現するエッジ状態の構造と密接な関係があることを見出した。そして、このエッジ状態の構造をもとに、p+ip波カイラル超流動体については全角運動量が粒子数の1/2になる一方、高次のカイラル超流動体では全角運動量がゼロになることを準古典理論の範囲で導いた。当初の計画では、最も簡単なp+ip波カイラル超流動体に限定して全角運動量の問題を解明する予定であった。しかし、本年度にd+id波等の高次のカイラル超流動体についても調べて見た結果、p+ipと高次のカイラル超流動体では全角運動量の挙動が全く異なることがわかった。この差異はエッジ状態の構造の違いによって理解することができる。

このように、高次のカイラル超流動体を考えることによって、元々の目的であったp+ip波カイラル超流動体の全角運動量の問題についてもより深い理解を得ることができた。概念的な理解として、カイラル超流動体の持つ角運動量を「固有角運動量」とみなすことができるかどうかを、これまでの成果を踏まえて検討したい。また、現実の系に適応するため、ポテンシャルの回転対称性を破った場合の効果や、系の端における不純物や不完全反射等の効果について研究を進める予定である。
日本人の病的血管リモデリングに関する分子病理学的研究

久山町コホート研究の対象症例を含めた日本人剖検例を用いて、我国の動脈硬化症を中心にした血管病の病理学的特徴を検討し、虚血臓器の転帰を決定する要因として側副血管再生が重要であるが、動脈硬化は局所の病的新生血管形成により促進されることを明らかにした。また欧米の動脈硬化とは質的な相対的相違があることが示唆された。現在、動脈硬化による下肢虚血に対して新規の遺伝子治療を九州大学病院で実施、継続している。平成19年度の主な研究実績を以下に列記する。1、血管形態・機能の恒常性維持に関する分子生物学的研究:1)血管リモデリングの恒常性維持に関与する機序として、Ang-1/Tie-2連関による血管内皮(EC)-平滑筋(周皮)細胞相互における可溶型Tie-2の産生機序ならびにその病態学的意義について検討した。2)可溶型Tie-2産生はADAMならびにTIMP-2/3により調節され、内皮Ang-1シグナル伝達を制御することを明らかにした。3)骨髄由来内皮前駆細胞、樹状細胞の分化誘導因子について検討し、前者についてはVEGF-Cの役割を明らかにした。4)PEDFはAIF活性化を抑制してECの抗アポトーシス作用に関与していることを明らかにした。2、病的血管リモデリングに関する病態解析:1)ヒトECのPKCη発現はVEGF-Aにて促進、TNFαにて抑制され、酸化ストレスの調節に関与していることが示唆された。2)久山コホート研究における剖検症例を対象にした冠動脈硬化の病理学的研究より、糖尿病ならびにメタボリック症候群は粥状動脈硬化の重要な危険因子であり、さらにHO-1の免疫組織化学的解析からHO-1は冠動脈硬化の防御のみならず促進両面の因子である可能性を明らかにした。3)マクロファージ発現HO-1は、病的血管新生に関与していることを明らかにした。4)免疫組織化学的にPKCη発現は、脳血管内皮細胞に恒常的に認められるが、脳梗塞の修復過程に関与する増生グリア細胞には認められなかった。5)リンパ管内皮細胞の成熟に関与するpodoplaninには腫瘍細胞のVEGF-C発現抑制作用があり、腫瘍リンパ管新生を介して担癌個体の予後因子の一つとなることを明らかにした。6)川崎病の動物モデルであるCAWS誘発マウス冠動脈炎の治療に抗VEGF-AならびにTNFα抗体が有効であることを証明した。3、生体内遺伝子導入法の開発とその臨床応用:1)ヒト虚血下肢に対するSeVベクターを用いたFGF-2遺伝子治療の安全性と効果に関する研究を、また2)SIV-PEDFによるヒト網膜色素変性症の遺伝子治療法の開発を継続している。本研究の主な研究実績を以下に列記する。1、血管形態・機能の恒常性維持に関する分子生物学的研究:1)Ang-1/Tie-2連関には、ADAMとともにMMP-14により産生される可溶型Tie-2が負の制御因子として関与していること、また2)PMAならびに炎症性サイトカインTNFαはMMP-14発現を亢進させ、一方PKCεはその発現を抑制することが明らかとなった。従って、可溶型Tie-2はAng-2とともに生理的血管新生開始因子の一つであることが示唆された。3)脳梗塞発症関連遺伝子として注目されているPKChならびにAPJの発現は、マウス下肢虚血モデルにおいて時間的特性が認められ、さらにin vitroの検討から、4)内皮細胞のPKCη発現は、PDGF-B発現と正の相関を示した。5)PEDFのAIF活性化抑制作用が、遺伝的網膜色素変性マウスモデルにおける治療的効果に関与していた。2、病的血管リモデリングに関する病態解析:1)ヒトPKCηならびにAPJ発現は、免疫組織化学的にそれぞれ内皮細胞(EC)、平滑筋細胞に顕著であった。さらに、病的新生血管のECには両因子の発現が認められたことから、両者は病的血管新生に関与する可能性が示唆された。2)ヒト肺扁平上皮癌の免疫組織化学的検討より、癌細胞のpodoplanin発現低下はリンパ節転移と有意に相関していた。さらに、4)podoplanin遺伝子発現操作癌細胞を用いた癌移植動物転移モデルにおいて、podoplanin発現は腫瘍内リンパ管新生ならびにリンパ節転移を抑制した。5)新規川崎病動物モデルの作製に成功し、本症発生にNoa-1、-2リガンドが関与していることを明らかにした。現在、これら因子の冠動脈炎と大動脈起始部炎の発生機構を催炎ならびに免疫賦活機構の両面から検討中である。3、生体内遺伝子導入法の開発とその臨床応用:1)ヒト虚血下肢に対するSeVベクターを用いたFGF-2遺伝子治療の安全性と効果に関する臨床研究を九州大学病院にて継続中である。また、2)SIV-PEDFによるヒト
南限域に母川回帰するサケの温度適応機構の解明と温暖化への応答予測

2018年度は,2016年度2017年度にかけて北上川で収集した結果を集計した。その結果,10月の上旬に脇谷洗堰で捕獲され,放流したサケは北上川中流域,あるいは中流域の支流で繁殖していた。10月の下旬以降に放流したサケは狭窄部(旧北上川河口より53-86 kmの区間)あるいは,狭窄部の支流で繁殖する傾向にあり,11月下旬になると下流域や下流域の支流で繁殖する傾向にあった。これらの結果は支流遡上群ごとに河川への進入時期が異なり,上流域で産卵する遡上群ほど,早く河川へ進入していることを示唆している。また,調査を通して北上川の本流区間や一部の支流で自然産卵場がみつかり,北上川水系には多くの自然産卵場がある可能性がわかった。前年度までに得られた,閉鎖型循環水槽を用いた本種の酸素消費量計測の結果については,今年度,国際誌に掲載された。北上川および甲子川から採取したサケの水温馴致(8°C,12°C,16°C)を実施し,心筋アドレナリン受容体量を放射性リガンドアッセイにより調べた。Bmaxは両河川とも12°Cが最も高かった。北上川のサケは16°Cで低くなる傾向がみられ,甲子川のサケは8°Cおよび16°Cでは著しく低い値を示した。Kdは両河川の全ての試験区において0.076nM程度であった。北上川と甲子川のサケは遺伝的に異なると考えられているが,本研究の結果より,サケ心筋アドレナリン受容体の数と機能は個体の遺伝的背景や水温に依存しない可能性が示唆された。これでに得られている結果を集計し,一定の成果が得られたこと,これまでの成果を国際誌に投稿し,公表されたこと。生理学的実験については,回帰数が低迷している中,昨年に引き続きサンプルを確保でき,分析結果を得られたことから,研究はおおむね順調に進展しているといえる。最終年度に向けデータの取りまとめを中心に行うと同時に,国際学会での発表と論文公表を引き続き行っていきたい。シンポジウムなども積極的に行い,北上川流域,三陸沿岸に居住する方々へのアウトリーチ活動なども展開していきたい。閉鎖型循環水槽を用いて北上川遡上群と三陸遡上群(岩手県釜石市・甲子川)の820°Cの範囲で酸素消費速度の測定を行った。最大酸素消費速度は,三陸群では12°Cで最大値を示したが16°Cで低下した。一方,北上川群では20°Cまで上昇した。遊泳能力指標(最大消費速度ー安静代謝速度)は,三陸群では8°C,12°C,16°Cでそれぞれ5.73,8.55,4.14 mgO2/kg/minであったのに対し,北上川群は12°C,14°C,16°C,20°Cでそれぞれ7.41,9.89,8.45,8.77 mgO2/kg/minとなった。北上川群は三陸群と比べ,広い温度範囲で遊泳能力が維持されることが分かった。11月には野外でも調査を行い,北上川で7個体に電波発信機を装着し放流した。サケの遡上速度は下流域と狭窄域で大きく変わり,下流域では約25 km/dayで遡上していたのに対して,狭窄域では約10 km/dayであった。北上川の個体から最終成熟を誘起する17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-oneの血中濃度を測定したところ,DHPの値は低値で逆にテストステロンやエストロゲン,11-ケトテストステロンが高値であったことから,遡上個体がまだ最終成熟を迎えておらず,遡上中に徐々に成熟することが示唆された。10個体から心室を摘出し,液体シンチレーションカウンターにより放射活性を測定したところ,最大結合数(Bmax)は平均で15.6 fmol/mg・protein,結合親和性(Kd)は0.51nMとなった。甲子川ではBmax平均は19.1 fmol/mg・protein,Kdは0.47nMであった。北上川は甲子川よりも水温が高かったため,経験水温の差がBmaxに影響を与えている可能性が考えられた。今年度は当初の予定通り,閉鎖型循環水槽を用いて北上川遡上群と三陸遡上群サケの酸素消費速度の測定,野外での行動調査を遂行することができた。得られた結果も予想通り,北上川群は三陸群と比べ広い温度範囲で遊泳能力が維持される,というものであった。加えて,生理学・分子生物学的手法を用いることによって両群の違いについても検出することができた。本課題では,来年度以降も本種の生体を入手して室内外において実験を行う。不漁などで供試個体の入手が困難なことも想定される。その場合は,宮城県・岩手県とも連携しながら,入手経路を複数確保するようにしている。閉鎖型循環水槽を用いた実験を行い、本種の臨界水温を北上川群と三陸沿岸河川群(甲子川)群で比較した(両群ともN≧4)。遊泳実験は、沿岸河川群は8から22°C (n=17)、北上川群は12から24°C (N=18)で行い、休止酸素消費速度(RMR)と最大酸素消費速度(MMR)を計測した。

MMRからRMRを減じた有酸素代謝範囲(AS)を算出し、得られた曲線を水温とASの関係に当てはめ、両群の至適水温範囲を推定した。その結果、沿岸河川群の臨界水温の平均値は24.9°Cであったのに対し、北上川群は27.8°Cと高い値を示した。RMRは両群ともに水温上昇に伴い指数関数的に上昇していたが、北上川群のRMRは同じ水温で計測された沿岸河川群よりも低い値を示した。ASによって推定される至適水温範囲は、北上川群は沿岸河川群いに比べ、3°C高い範囲をもつことがわかった。以上より、遡上時期が異なるサケ集団は異なる至適水温範囲をもつこと、特に北上川群は高水温での代謝速度を低下させること(温度補償)で高い水温帯での至適水温範囲を達成していることが示唆された。また、北上川(N=10)と甲子川(N=9)から採集したサケ(採集直後)および両河川から採集し8、12、16°Cで2日間馴致したサケ(N=7-8)の採血を行ない、血清中のカテコールアミン類(アドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミン)量を比較した。その結果、北上川のサケのカテコールアミン量は採集直後で最も高く、馴致の水温が低いと減少する傾向がみられたが、甲子川のサケは採集直後で高いものの、馴致群ではあまり増減がみられなかった。したがって、北上川と甲子川に遡上するサケは水温に対する感受性が異なる可能性が考えられた。近年サケの我が国への回帰量が低下するなか、とくに北上川に回帰したサケが比較的容易に確保できた。また、活魚輸送にも習熟してきたことなどから、生体を用いた実験が遂行できた。こういった理由から、研究はおおむね順調に進展しているといえる。確立させたノウハウを生かし、次年度以降は閉鎖型循環水槽を用いた代謝測定に加え、北上川・甲子川におけるサケの遊泳生態をバイオロギング手法を用いた野外調査、両河川で採集された卵のふ化実験などを行っていきたい。2018年度は,2016年度2017年度にかけて北上川で収集した結果を集計した。その結果,10月の上旬に脇谷洗堰で捕獲され,放流したサケは北上川中流域,あるいは中流域の支流で繁殖していた。10月の下旬以降に放流したサケは狭窄部(旧北上川河口より53-86 kmの区間)あるいは,狭窄部の支流で繁殖する傾向にあり,11月下旬になると下流域や下流域の支流で繁殖する傾向にあった。これらの結果は支流遡上群ごとに河川への進入時期が異なり,上流域で産卵する遡上群ほど,早く河川へ進入していることを示唆している。また,調査を通して北上川の本流区間や一部の支流で自然産卵場がみつかり,北上川水系には多くの自然産卵場がある可能性がわかった。前年度までに得られた,閉鎖型循環水槽を用いた本種の酸素消費量計測の結果については,今年度,国際誌に掲載された。北上川および甲子川から採取したサケの水温馴致(8°C,12°C,16°C)を実施し,心筋アドレナリン受容体量を放射性リガンドアッセイにより調べた。Bmaxは両河川とも12°Cが最も高かった。北上川のサケは16°Cで低くなる傾向がみられ,甲子川のサケは8°Cおよび16°Cでは著しく低い値を示した。Kdは両河川の全ての試験区において0.076nM程度であった。北上川と甲子川のサケは遺伝的に異なると考えられているが,本研究の結果より,サケ心筋アドレナリン受容体の数と機能は個体の遺伝的背景や水温に依存しない可能性が示唆された。これでに得られている結果を集計し,一定の成果が得られたこと,これまでの成果を国際誌に投稿し,公表されたこと。生理学的実験については,回帰数が低迷している中,昨年に引き続きサンプルを確保でき,分析結果を得られたことから,研究はおおむね順調に進展しているといえる。初年度は概ね順調に進んでいるため,来年度以降も引き続き同様に作業を進めていく。なお,来年度は今年度得られた結果の確度を高めるため,供試個体,分析個体数を増やす予定である。
リスクを伴う経済システムにおけるプロジェクト便益計測法の開発

本研究は、防災投資事業を、リスクを伴う経済システムにおけるプロジェクトの実施としてとらえ、その評価に費用便益分析を適用するという目的をもつ。本年度は、昨年度の成果を進展させ、以下のような成果を得た。(1)洪水対策を含む立地要因が住宅立地へ影響する住宅立地モデルを作成し、これを具体的なプロジェクトの事後分析に適用した。その結果、十分な制度で適用することができることが判明した。さらに、このモデルに昨年度の考察したさまざまな不確実性下の便益の定義を適用し、便益の値を比較したところ、約20%の誤差で近似的に同じであるということができる数値を得た。これは、実用の観点からみれば、定義の違いは大きな問題にはならないということを示しているので、より計測の簡単な定義に基づいて計測すればよいことを示している。(2)地震対策の費用便益分析に当たっては、その被害に大きな影響を及ぼす要因が緊急物資輸送対策であるため、緊急物資輸送計画を混合整数計画法で定式化し、さまざまな現実的な場合を想定したシミュレーションを実施した。その結果、たとえば、輸送車の配置はそれぞれの輸送時間をできるだけ均等にすると効率があがるなどという、マニュアル化への手がかりを得た。(3)地震対策として災害脆弱地区の可能性とその整備便益の分析を行った。具体的には、個別の立地主体が脆弱な建物から頑強な建物への立て替えの実行時期と速度を選択するモデルを構築し、さらに、その結果がいかなる時間的経路を通じて均衡に至るかを分析した。加えて、税制などのさまざまな施策を導入したときの個別主体の行動と社会的上程への影響を定性的示し、時間的経過をも含む便益計測方法を提案した。
神経成長因子の続発性リンパ浮腫、ケロイドへの発現と分子関与

難治創傷の内でも重症下肢虚血(CLI)は、特に患者状態や状況によって通常の血行再建術が適用できない場合があり、現存の血行を維持しつつ遊離皮弁や全く下肢血行とは独立した血行支配の局所皮弁で治療する事などが選択されることがある。放射線障害は組織線維化を引き起こし、創傷治癒にとって不利であり、外科手術単独では障害範囲が明白でなく局所血行安定部位が救肢することは困難な事が多い。脂肪由来幹細胞(Adipose-derived Stem Cells, ASCs)は下肢虚血モデルに有用とされており、細胞の担体として、放射線照射されていない腹部遠隔脂肪弁による血行付加しASCsは血行付加と共に有効であった。脂肪由来幹細胞(Adipose-derived Stem Cells, ASCs)は下肢虚血モデルに有用とされており、細胞の担体として、放射線照射されていない腹部遠隔脂肪弁による血行付加しASCsは血行付加と共に有効であり、足底の創傷治癒は、4mmパンチ孔で開け、当初12.56 mm2であったが、1週の対照、グループ1、グループ2,グループ3、グループ4では各々3.3 ±2.96, 11.0 ±1.84, 10.1 ±3.48, 10.2 ±3.63 and 4.3 ±2.59 mm2,であり、グループ4はたの3群と比較して、有意に創傷治癒促進していた(p<0.01)。2週ではグループ1は1, 7.1 ±3.99 mm2の創を認めたが、他は完全に閉鎖した。Von Willebrand因子は血管数は1週で、グループ2(脂肪弁なし+ASC細胞)群とグループ4(脂肪弁+ASC)群がグループ1(脂肪弁なし+ASCなし)群と比較して有意に高値であり、グループ4は2週でも他の3群と比較し有意に高値となった。EGFを用いた追跡では皮弁無しの群にASCsの投与により、組織内での発現も有意に上昇した。結論として、最も効果的な下肢の血行再建はASCに血管茎付脂肪弁で治療した群であり、2週までにASCは増殖し移植後分化もすると考えられた。形成外科
RSとGISを利用した地球観測システムに基づく熱帯感染症の流行予想モデルの検討

最終年(3年目)である本年度はザンビア国を中心とする南部アフリカ地域におけるリモートセンシング画像の入手・解析方法の検討を行った。また、2004年12月に発生したスマトラ沖地震の被害を受けたスリランカ南部の衛生画像と疫学情報の収集も実施した。1)疫学情報の入手とフィールド調査システムの検討研究の中心地域である、ザンビア国周辺の画像の入手は、当初のLANDSAT衛星は適切なものが少なくASTERの画像を入手して検討を行った。2)リモートセンシング画像の災害救援への応用について災害やSARS等の地球規模の感染症の予測に人工衛星画像を使ってサーベイランス活動を行うことは重要と考えられた。人工衛星の価格がその調査研究のネックになるが、本研究事業においても適切な人工衛星の画像を取得することがネックになったことと、発展途上国においては撮影頻度が少なく、災害など時宜を得た画像を得ることが困難であることがわかった。国連は人道援助活動に目的に無償で衛星画像を供与する機関(UNOSAT : United Nations of Satellite)を設立した。そこで、スリランカ南部(カルタラ市周辺)の衛星画像(IKONOS)をUNOSATより無償で入手して検討を行った。冠水した地域は沿岸部に広く分布していたが、デング熱などの危険な感染症の流行は起こらなかった。その理由についても今後、現地機関などと検討が必要であることがわかった。本研究(3年間)の初年度である本年度はザンビア国を中心とする南部アフリカ地域における疫学情報の入手、リモートセンシング画像の入手・解析方法の検討を行った。1)疫学情報の入手、2000年以降南部アフリカ地域で大規模なコレラ流行が発生しなかったが、2003年11月-2004年3月比較的大規模なコレラ流行が発生した。本研究の中心地域である、ザンビア国で3,000例を超していることが判明した。このザンビア国のコレラ流行に先立ち、隣国のモザンビーク、ジンバブエ国で流行が先行しており、同国への感染や患者分布等のコレラ流行に影響を与えた可能性が高いことが示唆された。詳細な感染経路は16年度度検討する。本年度予定していた現地疫学調査は研究者らの日程の調整が付かず実施することができなかったために、現地(ザンビア国)で指導に当たっているJICA(独立行政法人国際協力機構)の専門家らが本邦に帰国した時にコレラの疫学に関する聞き取り調査や意見交換を実施した。2)リモートセンシング画像の解析本研究はコレラの流行時の疫学データとコレラの流行のおこらなかった年度のリモートセンシング画像の比較を行う計画であり、本年度地球観測衛星であるランドサット(Landsat)衛星画像の土地被覆分類からコレラの流行に影響を与える要因(雨量・湿地面積、植生の変化、気温、海水の表面水温等)等の解析方法の検討をリモートセンシング研究者やリモートセンシングソフトウエア開発者らと討議を行い、本研究に必要なシステムの構築(機材・リモートセンシングソフトウエアを購入)およびその運用法について検討を行った。本研究(3年間)の2年目である本年度はザンビア国を中心とする南部アフリカ地域における疫学情報の入手、リモートセンシング画像の入手・解析方法の検討を行った。1)疫学情報の入手とフィールド調査システムの検討研究の中心地域である、ザンビア国で2003年11月-2004年5月に1999年以来の大規模なコレラ流行が発生した。本年度予定していた現地調査は研究者らの日程の調整が付かず実施することができなかったために、現地(ザンビア国)で保健衛生指導に当たっているJICA(独立行政法人国際協力機構)の専門家らからコレラの疫学に関する情報収集と意見交換を実施した。総患者数6529人、死亡率2.8%で起因菌はVibrio cholerae 01であることがわかった。(JICAの調査)フィールド調査で患者登録とGISソフトウエア上でマッピングができるGPS機能の付いた携帯情報端末に搭載するGISソフトウエア(Arc pad)の検討を実施した。2)リモートセンシング画像の解析本年度地球観測衛星であるランドサット(Landsat)衛星画像の土地被覆分類からコレラの流行に影響を与える要因(雨量・湿地面積、植生の変化、気温、海水の表面水温等)等の解析方法の検討を行うために、インターネット上からダウンロードできるザンビア国ルサカ市周囲の衛星画像を入手して検討を行った。コレラの流行年と非流行年とで年次比較を行うには場所が一致しないなどの検討事項が残っており次年度に詳細な検討が引き継がれた。

国連は人道援助活動に目的に無償で衛星画像を供与する機関(UNOSAT : United Nations of Satellite)を設立した。そこで、スリランカ南部(カルタラ市周辺)の衛星画像(IKONOS)をUNOSATより無償で入手して検討を行った。冠水した地域は沿岸部に広く分布していたが、デング熱などの危険な感染症の流行は起こらなかった。その理由についても今後、現地機関などと検討が必要であることがわかった。
フレーバー構造を支配する物理法則の究明

近年の宇宙論パラメータの精密測定の成功により、素粒子標準模型を超えた物理模型及び初期宇宙歴史に対して有意な制限が得られるようになった。そのため、暗黒物質候補粒手を持つ素粒子模型におけるその残存量の評価は、許されるパラメータ領域を絞り込み、世代(フレーバー)の構造を反映する諸現象をより詳細に予言する上で重要になってきている。このことを念頭に置き、本年度は専ら海外において、宇宙論的観点から以下のように研究を遂行した。総ての標準模型の粒子が余剰次元を伝播する類の余剰次元模型においては、最も軽い第一励起粒子(LKP)が時空の構造に起因するパリティ対称性により安定であるため、暗黒物質候補粒子となり得る。我々は従来から、初期宇宙におけるLKPの対消滅過程においては第二励起粒子による共鳴の効果のためLKPの残存量が変更を受けることを指摘してきたが、これをさらに発展させ、他の第一励起粒子との総てのコアニヒレーション過程においても共鳴の効果を取り入れて、より信頼のできる計を行った。この効果により宇宙論的に許される余剰次元のエネルギースケールの領域が大いに広がることを示した。暗黒物質の残存量は、候補粒子の消滅断面積のみならず、インフレーション後の輻射優勢時代の最高温度、ハッブルパラメータにも依存することに着目し、これらの物理量に対する残存量の依存性を調べた。具体的には、再加熱温度が極めて低い場合には暗黒物質粒子が熱平衡に達しないことを踏まえて、残存量の観測値を説明できる輻射優勢時代の最大温度の下限を求めた。また、暗黒物質粒子が輻射優勢の時期に熱平衡から逸脱したとする標準的なシナリオに留まらず、様々な形に拡張されたハッブルパラメータの下で残存量の評価を行った。そして、各々のシナリオにおいて厳密な数値解と数パーセントの精度で一致する近似的な解の公式を求めた高エネルギー物理学実験、宇宙観測の結果が、素粒子標準模型を超えた物理模型に与える制限、初期宇宙の歴史に及ぼず影響に関する研究を行った。主な成果は以下の通りである。大統一対称性及び超対称性が共に余剰次元における境界条件により破れるオービフォールド大統一模型は、通常の超対称大統一理論の持つ様々な困難を解決することから、標準模型を超えた理論のよい候補となっている。我々は、通常の四次元時空に基づく超対称大統一模型と異なり、オービフォールド大統一模型では、CP対称性を破るスカラーアップクォークの世代混合がハドロン電気双極子能率に大いに寄与することを指摘した。そして、現在のハドロン双極子能率実験から得られるこの模型に対する制限は、レプトンフレーバーを破るミュー粒子の崩壊実験からの制限と同程度であることを示した。冷たい暗黒物質のよい候補である安定な弱い相互作用をする粒子(WIMP)の残存量の評価を様々な仮定の下で行った。総ての標準模型の粒子が余剰次元を伝播する模型では、最も軽い第一励起粒子が、時空の構造に起因するパリティ対称性により安定であるためWIMPとなる。我々は既に第二励起粒子による共鳴の効果が残存量を減少させることを指摘してきたが、これをさらに発展させ、共鳴の効果に加えWIMPに次いで軽い粒子とのコアニヒレーションの効果も取り入れた残存量の計算を行った。また、模型を仮定せず、インフレーションの後の再加熱温度が低く、WIMPが完全には熱平衡に達しない場合の残存量の解析を行い、厳密な数値解を非常によく再現する近似的解析解を得た。WIMPが熱平衡であった場合でも我々の得た近似解は数パーセントの精度で数値解と一致する。さらに、同様の結論はWIMPに崩壊するより重い粒子の存在を仮定した場合にも適用できることを示した。そして、各々のシナリオにおいて厳密な数値解と数パーセントの精度で一致する近似的な解の公式を求めた
フォトクロミックチオフェノファン‐1‐エン類の開発

本研究の目的は、新規なフォトクロミックチオフェノファン-1-エン類を開発し、今までのフォトクロミック化合物では見いだされなかった新たな特性を付与することである。平成22年度は以下の成果が得られた。(1)ジアステレオ特異的フォトクロミック化合物の開発、(2)溶液中での完全フォトクロミック反応を行う化合物の開発、(3)チオフェンとナフタレンなどの異なった芳香環をもったジアリールエテン類の開発、(4)大環状チオフェノファン-1-エン類の開発とそのフォトクロミズムの解明などである。(1)と(2)については以下詳細を示す。(1)チオフェノファン-1-エンに光学活性な架橋鎖を導入することによって、光学活性なチオフェノファン-1-エンをジアステレオ選択的に合成することに成功した。得られたチオフェノファンは単独エナンチオマー・ジアステレオマーで、100%ジアステレオ特異的にフォトクロミック反応を行うことが明らかとなった。これは、環反転、即ちジアステレオ異性化が起こらないシクロファン化合物特有の性質である。このことにより、光学分割をすることなしに、フォトクロミック反応の旋光度による非破壊読み出しが可能となった。(2)本研究の発表まで、溶液中で量子収率が1.0であるフォトクロミック反応は知られていなかった。本研究において見いだされた[2.2]メタシクロファン-1-エンは、光反応活性なコンフォメーションに固定されており、吸収した光子を全く無駄にすることなく、光反応に利用できる。また、最近報告された分子内水素結合等を用いた高量子収率なジアリールエテンとは異なり、外部環鏡に左右されることがない、完全フォトクロミック系であると言える。チオフェノファン-1-エン類は、ジチニエルエテンを架橋した化合物である。本研究では、光メモリー材料を志向した新奇フォトクロミックチオフェノファン-1-エン類の開発をおこない、光メモリー材料に適した化合物の開発を検討した。また、非破壊読み出し機能も付与した。その結果主に以下のことが明らかとなった。(1)非対称チオフェノファンのフォトクロミック反応に及ぼす立体構造の影響2種類の架橋鎖を有するメタシクロチオフェノファン-1-エン類を合成し、そのフォトクロミック特性を検討したところ、架橋鎖の短いものについてはフォトクロミズムを示し、長いものは光異性化反応を行わなかった。DFT計算を行ったところ、長いものは3つの反応二重結合のうち2つがほぼ直交しており、これらの間にほとんど共役がないことが明らかとなり、光反応不活性はこのためであると考えられた。(2)ジアステレオ特異的フォトクロミック反応の開発旋光度は光異性体が吸収しない光でフォトクロミック反応に伴う変化を読み出すことができるため、光メモリー材料として必須条件である非破壊読み出しに用いることができる。そこで、架橋鎖に光学活性を導入することで、選択的に開環体のジアステレオマーを合成し、そのジアステレオ特異的フォトクロミック反応を検討した。得られた光学活性なチオフェノファンは、100%のジアステレオ純度であり、トルエン中100°Cで加熱しても光学活性を失うことはなく、フォトクロミック反応に伴い、旋光度や円二色性が光可逆的に変化した。