hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GTP結合蛋白生合成調節機構の分子生物学的解析

本研究では、初代培養大脳皮質神経細胞を用い、これらの細胞において受容体アンタゴニストへの長期曝露により受容体の増加のみならず、GTP結合蛋白(G蛋白)の増加が生じることからG蛋白の生合成調節機構の解明を試み、以下の結果を得た。1.ムスカリン受容体アンタゴニストへの長期曝露によって、ムスカリン受容体は増加し、この増加はkd値とBmax値の両者の増大に起因していることが明らかとなった。この時ムスカリン受容体刺激下のイノシト-ルリン脂質体謝は、非曝露群に比して低下していた。一方、[ ^3H]GppNHp結合およびGTPase活性は上昇しており、明らかにG蛋白の増加が生じていることが判明した。2.本研究に用いた神経細胞はβーアドレナリン受容体(β受容体)およびこれと機能的に連関するG蛋白を介したアデニレ-トシクラ-ゼ(AC)活性系を有していることが明らかになった。しかもβ受容体およびこれと共軛するサイクリックAMP(cAMP)生成系は、細胞発育に伴って、ほぼ平行して機能の増加を生じることが認められた。またGsd蛋白mRNAの存在は、培養早期より認められた。3.β受容体アンタゴニスト存在下で神経細胞を長期間培養した場合、β受容体は増加した。さらに、GTPの非加水分解性アナログ存在下におけるcAMP生成は、曝露群において有意に増加しており、またコレラ毒素によるADPーリボシル化の検討では、45kDa蛋白のADPーリボシル化が有意に増加していたことから、Gsd蛋白の機能亢進が生じていることは間違いないと考えられるが、Gas蛋白のmRNAには差が認められなかった。以上の実験結果から、受容体アンタゴニストによる長期曝露は、G蛋白を増加させることが明らかとなったが、この生合成調節機序については、mRNAのより詳細な検討が必要と考えられ、現在検討中である。初代培養神経細胞を神経伝達物質受容体アンタゴニストに長期間曝露すると、[ ^3H]GppNHp結合が増加することがすでに判明しており、G蛋白のαサブユニットの増加が生じていることが示唆される。このことから、当該年度では、本研究で用いている初代培養神経細胞が有しているムスカリン受容体のアンタゴニスト曝露に伴う細胞内情報伝達系の変化、さらにG蛋白との機能的共軛が十分解明されているβーアドレナリン受容体の神経細胞における存在の可否と、βーアドレナリン受容体過感作状態に伴うG蛋白を含めた細胞内情報伝達系の機能変化について検討を行った。1)初代培養神経細胞に存在するムスカリン受容体は、ムスカリン受容体アンタゴニストへの長期曝露に伴い、受容体結合の増加を示したが、この受容体と機能的に共軛する細胞内情報伝達系の1つであるPI代謝回転は、むしろ逆に低下し、またG蛋白は増加していることが判明した。2)本研究で用いた初代培養神経細胞においては、βーアドレナリン受容体が存在し、この受容体の刺激により、Gs蛋白を介してアデニレ-トシクラ-ゼ活性を上昇させた。また、アンタゴニストの曝露により、βーアドレナリン受容体数は増加し、Gs蛋白のαサブユニットも増加していることがADPーリボシル化やGTPアナログによるサイクリックAMP生成の検討などから明らかとなった。

3)以上の結果から、受容体過感作状態においては、明らかにG蛋白のαサブユニットが増加することは明らかであり、次年度においてはこの現象の機序を解明するために、G蛋白のサブユニットmRNAの変化およびこのmRNAのDNAからの転写機構などを検討し、G蛋白の生合成調節機構を明らかにしたいと考えている。前年度の研究によって、初代培養神経細胞では受容体アンタゴニストへの長期曝露に伴い、受容体の増加が生じるのみならず、愛容体と機能的に共軛するG蛋白機能が増大することが明らかとなった。そこで本年度においては、G蛋白との共軛機構が最もよく解明されているβアドレナリン受容体がそのアンタゴニスによる長期曝露により増大したときのG蛋白の変化の発現機序について、薬理学的および分子生物学的観点から検討を加えた。1)本研究に使用した初代培養神経細胞は、GS蛋白のαサブユニットを有しており、またこのGSαサブユニットのmRNAを有していることが明らかとなった。しかもこのGSαサブユットのmRNAは神経細胞の発達過程の早期に出現し、かつ発達過程における含量の変化は極めて少ないことが見出された。2)βアドレナリン受容体がそのアンタゴニストへの長期曝露により増加し、併せてGS蛋白が増大することが、GTP非加水分解性アナログであるGppNHpやGTPγSによりアデニレ-トシクラ-ゼ活性が増大をもたらすこと、およびコレラトキシンを用いた場合、45KDa蛋白への[ ^<32>P]NADの取り込みが増加することにより、ADPーリボシル化の増加が起こっていることが明らかになった。この時のGSαサブユニットのmRNA含量を検討したところ、長期曝露後ではこのmRNAの変化が極めて少ないことが認められた。以上のことから、現在このGSαの蛋白の増大がGSαサブユニットmRNAの増大によるものか否かについて、βアドレナリン受容体アンタゴニストへの曝露期間を変化させて検討しており、またこのGSα蛋白の増大がいかなる機序により生じているのか、あるいは増大を生じさせる因子が何であるかなどについて検討中である。
iPS細胞の供給源としての乳歯歯髄細胞の有用性について

健常または何らかの全身疾患罹患の20名の小児の交換期障害の乳歯27歯より歯髄細胞を採取した。そのうち培養、継代、ストックに成功したものは8であった。細胞間で増殖能率に大きな差が認められた。全ての細胞は、多能性幹細胞のマーカー蛋白(Oct3/4,Nanog, Sox2含む15種)を発現していた。歯種および継代を重ねることにより、細胞形態または多能性幹細胞のマーカー蛋白の発現には有意差を生じなかった。細胞のリプログラミングを行う方法としてのGSK-3阻害剤(BIO)の応用について、低濃度(1μM)の応用により、細胞増殖能が抑制され、多能性幹細胞のマーカー蛋白のうちSnailの発現亢進を認めた。脱落乳歯歯髄の採取と培養:今年度は、19名の小児(5歳11ヵ月12歳0ヵ月、健常児12名、何らかの全身疾患を有している児7名)の交換期障害の乳歯(乳前歯9、乳臼歯9)、および抜歯を必要とした埋伏過剰歯1より、本人と保護者の同意を得、歯髄細胞を採取した。そのうち培養、増殖に成功したものは7(乳前歯3、乳臼歯4、健全なもの4、C1C2程度の齲蝕罹患歯3)であった。交換期乳歯であり、採取できる歯髄は極めて少量であったため、10cmの細胞培養ディッシュ上でコンフルエントになるまで増殖させるのに約1ヵ月3ヵ月を要した。培養に失敗したものは12で、付着しなかったもの3、付着後増殖培養の過程におけるミス4、付着後増殖しなかったもの2、増殖後付着細胞が剥離したもの3であった。脱落乳歯歯髄のストックの作成:コンフルエントまで増殖させた4種の歯髄細胞(乳前歯2ー健全、乳臼歯2ーC2)は、各3ずつ10代まで継代し、ストックを作成した。継代中の増殖のペースは概ね良好で57日毎に10cmディッシュ90%コンフルエントまで増殖させ、継代を行った。乳歯歯髄細胞の採取と培養:今年度は、全身疾患罹患児4名の小児(21trisomy 2名,伊藤白班1名,急性リンパ性白血病骨髄移植後4年経過,5歳11ヵ月8歳11ヵ月)の交換期障害乳歯(乳前歯2歯,乳臼歯1歯,全て健全)抜歯及び、晩期残存乳臼歯(23歳1ヵ月,C2)の抜髄に際し、歯髄組織採取を行った。採取にあたっては,本人と保護者に対しインフォームドコンセントの上これを実施した。そのうち、培養、増殖に成功したものは1例のみであった。失敗例はすべて,細胞の付着から認められなかった.培養成功例の一例についても付着確認まで数日を要した.乳歯歯髄細胞のiPS細胞の供給源としての有用性の検討:26年度に解析を行った4種の歯髄細胞について、増殖能およびGSK-3阻害剤6-bromoindirubin-3'-oxime(BIO)の影響を検討した。増殖能は一様ではなく,細胞間で大きな差を生じた。低い増殖能を示した細胞は,培養,継代の過程においても他の細胞に比べ23倍の期間を要していた。サンプル数はやや不足している。臨床現場においてサンプル採取の機会を逃しがちであったためであると考えられる。全身疾患罹患児の場合、その傾向が強い。また、現時点では、全身疾患罹患児の交換期障害乳歯由来の歯髄組織の培養成功例が予想以上に少ない。乳歯歯髄細胞の採取と培養:今年度は、健常児2名(7歳0ヶ月男児、7歳2ヶ月男児)および全身疾患罹患児1名(14歳10ヶ月女児若年性皮膚筋炎免疫抑制剤内服中)の交換期障害乳歯(乳前歯2歯、晩期残存乳臼歯2歯、ずべて健全)の抜歯に際し、歯髄組織採取を行った。失敗例は、いずれも細胞の付着は認められたものの増殖しない、という経過であった。培養成功例の1例は、健常児由来の乳前歯であり、増殖し、80%コンフルエントに至るまでに約2ヶ月を要した。その後継代を繰り返し、現時点で7代目までの継代細胞各5をストックした。19サンプル採取して、培養、増殖まで成功させることができたのは7であり、成功率は30.1%であった。培養上のミスが4例についてあり、この4例についてはなくしていくべきであり、改善の余地がある。その他の8サンプルが増殖不可能であった原因は現時点で不明である。成否に関わるファクターの分析が必要であるが、採取するサンプル数を増やす必要がある。

採取できる組織量は極めて少量であり、初代細胞の増殖に予想以上に時間がかかったが、次代以降の継代は順調であり、ストック作成は計画とおりに行うことができる。基本的に計画とおりに進める。サンプルの採取が滞っているため、これに力をいれる。細胞の多能性の評価について、タンパクレベルで検出ができていることから、遺伝子レベルでの解析も検討する。小児歯科学採取できた歯髄細胞の全てを培養、増殖、ストックできるわけではなく、何らかの要因で培養できない例があった。そのなかで、培養ディッシュに付着できない、付着しても増殖しない、付着増殖後剥離する、などのパターンが見られた。採取サンプル数を増やし、この要因解析を行う必要がある。増殖、ストックできた細胞に関しての多能性は、各マーカー間で差異を生じた発現は認めなかったものの、全てのマーカーについての発現の検出により期待できると考えている。今後は、解析を行うサンプル数の数を増やすこと、タンパク解析により多能性が期待できるサンプルについては、RNAレベルでの解析を行う。日程的な都合により研究打ち合わせができなかった。サンプル数が予定より少なかったことから、必要な試薬の購入も少なかった。必要な試薬購入に充てるべきであったが、金額の不足を生じるため、今年度は購入を止めていた。サンプル数を増やし、必要な試薬購入に充てる。必要な試薬購入に充てる予定である。
平均応力ー面積ひずみ関係に基づく局所心筋機能の解析

我々がこれまでに得た結果は、以下の通りである。1、心室壁の着目した局所の平均壁応力をσ、壁厚をHとすると、その部分が心臓の1回拍出に際して行う局所仕事RWMは次式で表わされる。RWM=-∫σd〔ln(1/H)〕。ここで、RWMは心筋の単位体積当りの仕事量であり、積分はσ-ln(1/H)関係が1心周期の間に描くル-プに囲まれた面積を表わす。2、正常10例、前壁中隔梗塞6例に於て、上の式を用いて局所仕事を求めた。必要なデ-タは左心カテ-テル検査中に超音波エコ-法を同時に施行して得た。正常例の中隔壁は6.1±1.7mJ/cm^3、後壁は7.0±1.8mJ/cm^3、また前壁中隔梗塞例の中隔壁は0.6±1.9mJ/cm^3、後壁は6.1±1.8mJ/cm^3の局所仕事を行っていることが明らかとなった。心室壁の局所仕事を、このように具体的な数値として与えたのは、我々が世界で最初である。3、大動脈圧を増大させると、収縮期末σ-ln(1/H)関係(ESSHR)を表わす点は、ほぼ直線上を移動する。心筋の非圧縮性を用いて、ESSHRの傾きが物質の弾性を表わすヤング率と同じ意味を持つことを、理論的に証明した。イヌ5頭を用いて実験を行い、ESSHRの傾きが心収縮性の変化により大きく変化することを明らかにした(コントロ-ル時82.5±36.7kPa、アイソプロテレノ-ル投与時128.5±33.4kPa.P<0.05)。ESSHRの傾きは、ヤング率と同様に物体の大きさに依存しない物性値として定義されているから、心臓の大きさに依存しない優れた心収縮性の指標となり得る。1.心室壁の着目した局所の平均壁応力をб、壁厚をHとすると、その部分が心臓の1回拍出に際して行う局所仕事RWMは次式で表わされる。RWM=-〓бd〔ln(1/H)〕。ここで、RWMは心筋の単位体積当りの仕事量であり、積分はб-ln(1/H)関係が1心周期の間に描くループに囲まれた面積を表わす。2.正常10例、前壁中隔梗塞6例に於て、上の式を用いて局所仕事を求めた。必要なデータは左心カテーテル検査中に超音波エコー法を同時に施行して得た。我々が本年度に得た結果は、以下の通りである。心室壁の着目した局所の平均壁応力をσ、壁厚をHとする。大動脈圧を増大させると、収縮期末σ-ln(1/H)関係(ESSHR)を表わす点は、ほぼ直線上を移動する。

心筋の非圧縮性を用いてESSHRの傾きが物質の弾性を表わすヤング率と同じ意味を持つことを、理論的に証明した。イヌ5頭を用いて実験を行い、ESSHRの傾きが心収縮性の変化により大きく変化することを明らかにした(コントロ-ル時82.5±36.7kpa,アイソプロテレノ-ル投与時128.5±33.4kpa。p<0.05)。ESSHRの傾きは、ヤング率と同様に物体の大きさに依存しない物性値として定義されているから、心臓の大きさに依存しない優れた心収縮性の指標となり得る。
潮汐の堆積作用に関する基礎的研究

本年度は、有明海の潮間滞砂質堆積物と茨城県阿宇ケ浦海岸の更新世潮汐堆積物を調査し、茨城県玉田海岸の現世海浜砂の堆積様式についてまとめた。その結果は、茨城大学教育学部紀要(自然科学)40号に報告されている。1.有明海の湾奥部では泥質堆積物の干潟がよく発達し、湾口部に近い熊本県沿岸に砂質堆積物が広く分布している。宇土半島戸口浦海岸には、波長20m程のintertidal sandbarが10数列認められる。その軸は多少展曲しているが全体として海岸にほぼ平行である。このsandbarの直上には、満潮時の風波によって形成されたウェ-ブリップルが見事に発達している。ウェ-ブリップルの峰線は風向に対し直交し,sandbarの軸方向とは明らかに斜交している。ウェ-ブリップルは、低潮位に向う時波によってその形態が変形する。sandbarの海側斜面では、鋭く突き出ている峰部が海水面上の出る直前の弱い波によって侵蝕され、扁平な峰となる。これに対し、sandbarの陸側斜面では、水面上に出る直前に、波がsandbarの峰によって遮断されるため、ほとんど変形を受けず,突出した峰を保存している。この事実は,sandbar上のウェ-ブリップルの形態から海方向を推定する根拠となる。この変形過程やsandbarの成因などについて平成3年度も調査を継続したい。2.茨城県阿字ケ浦海岸近くの更新続からステップ堆積物を発見した。このステップ堆積物は,沿岸州が浅海から移動して浜に付着した時に形成されたものである。高さ外十cmから1.5mほどのステップ堆積物が海方向に次々とおおわれており,海水面上昇時に形成されたことがわかる。ステップ堆積物の記載は非常に少ないので、資料を整理して報告したい。本年度は茨城県太平洋岸の玉田海岸および松川浦(相馬市)において現世堆積物の調査を実施し、次のような結果を得た。1.玉田海岸は波浪の卓越する細粒砂からなる海浜である。静穏時の前浜では、満潮に向う上げ潮時に海浜砂が海側に移動し、下げ潮時に砂が堆積する。これは次のように説明できる:寄せ波が前浜面を上る時、速度が0になる地点で巻き上げた砂を堆積し、その地点よりも海側では返し波によって浸食がおこる。そのため、前浜は上げ潮時には浸食の場、下げ潮時には堆積の場となる。このように、上げ潮、下げ潮時の海浜砂の動きをとらえることが可能となり、大潮-小潮周期を識別する手掛りを得た。上に述べた事実は静穏時にかける前浜の海浜砂の挙動であって、スト-ム時などでは大きく異なる。今後は、静穏時以外の状況についても調査し、さらに、礫浜海岸などの条件が異なる地点でも砕屑物の動きを明らかにしたい。2.松川浦の潮間帯には、カレントおよびウェ-ブリップルがよく発達し、干潟面の微地形によってリップルの形態が異なっている。有明海の干潟では、メガリップル上に形成されているウェ-ブリップルが低潮位に向ってその形態を変化させることを確認した。すなわち、メガリップルの陸側斜面では、リップルの岸がよく保存されているが、海側斜面では波の作用によってリップルの岸が浸食され扁平状となる。これは海水位の低下にともなって、干潟が海面上に現れる直前の波がメガリップルの海側斜面にのみ作用するためである。松川浦でもリップルの形成過程を明らかにしたい。

本年度は,有明海の潮間帯砂質堆積物と茨城県阿字ケ浦海岸の更新世潮汐堆積物を調査し,茨城県玉田海岸の現世海浜砂の堆積様式についてまとめた。その結果は,茨城大学教育学部紀要(自然科学)40号に報告されている。1.有明海の湾奥部では泥質堆積物の干潟がよく発達し,湾口部に近い熊本県沿岸の砂質堆積物が広く分布している。宇土半島戸口浦海岸には,波長20m程のintertidal sandbarが10数列認められる。その軸は多少屈曲しているが全体として海岸にほぼ平行である。このsandbarの直上には,満潮時に風波によって形成されたウェ-ブリップルが見事に発達している。ウェ-ブリップルの峰線は風向に対して直交し,sandbarの軸方向とは明らかに斜交している。ウェ-ブリップルは,低潮位に向う時波によってその形態が変形する。sandbarの海側斜面では,鋭く突き出ている峰部が海水面上に出る直前の弱い波によって侵蝕され,扁平な峰となる。これに対し,sandarの陸側斜面では,水面上に出る直前に,波がsandbarの峰によって遮断されるため,ほとんど変形を受けず,突出した峰を保存している。この事実は,sandbar上のウェ-ブリップルの形態から海方向を推定する根拠となる。この変形過程やsandbarの成因などについて,平成3年度も調査を継続したい。2.茨城県阿字ケ浦海岸近くの更新統から,ステップ堆積物を発見した。このステップ堆積物は,沿岸州が浅海から移動して浜に付着した時に形成されたものである。高さ鈴十cmから1.5m程のステップ堆積物が海方向に次々とおおわれており,海水面上昇時に形成されたことがわかる。ステップ堆積物の記載は非常に少ないので,資料を整理して報告したい。
先進的ナノ加工技術を用いたＭｉｘｅｄ－ｍａｔｅｒｉａｌ堆積層の構造特性評価

集束イオンビーム加工(FIB)による高精度のナノ加工技術と透過型電子顕微鏡(TEM)による微細構造解析を併用し,核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)の第一壁表面に形成される金属/炭素/ガス元素の混在組成の堆積層(Mixed-material堆積層)の構造とそこへのプラズマ粒子捕捉特性をトーラス第一壁全面にわたって明らかにした.ステンレス鋼製の第一壁表面のスパッタリング損耗は,主放電ではなく主にグロー放電洗浄(GDC)に支配されており,損耗や堆積の状況はトーラス位置により様々に異なることが明らかになった.水素同位体捕捉量の低減にはMixed-material堆積層形成の抑制が必要である.集束イオンビーム加工(FIB)による高精度のナノ加工技術と微細構造解析を併用し,大型ヘリカル装置(LHD:核融合科学研究所)のプラズマ対向材料表面に形成される金属/炭素/ガス元素の混合組成の堆積層(Mixed-material)のナノ構造と機械的特性およびプラズマ粒子捕捉特性を,トーラス壁面全体にわたって明らかにすることが本研究の目的である.平成23年度までの研究で,トーラス壁外側に一周(10ヶ所)設置した試料(SUS, Siなど)の一部において,FIB加工後に透過型電子顕微鏡(TEM)による微細構造解析を実施した.その結果,LHDにおけるスパッタリング損耗はグロー放電洗浄による効果が支配的であることが明らかになった.平成24年度は,同じトーラス壁外側に一周(10ヶ所)設置した試料(SUS, Siなど)の大部分ににおいて,TEMによる微細構造解析および,ラザフォード後方散乱法(RBS)と弾性反跳粒子検出法(ERD)の同時測定によるイオンビーム分析を実施した.結果より,LHDの第一壁材料(SUS)表面には,ヘリウムや水素粒子曝露による微細欠陥が多量に形成され,場所によっては炭素や鉄を含むMixed-material堆積層が形成されることが示されただけでなく,それらの形成状態はトーラス全体に不均一であり,場所による依存性が高いことが明らかになった.決められた試料を用いて,トーラス全体の表面変質分析を評価した例はこれまでに無いため,新しい重要な知見を得ることができた.集束イオンビーム加工(FIB)による高精度ナノ加工技術と微細構造解析を併用し,大型ヘリカル装置(LHD:核融合科学研究所)のプラズマ対向材料表面に形成される金属/炭素/ガス元素の混合組成の堆積層(Mixed-mateirial)のナノ構造と機械的特性およびプラズマ粒子補足特性を,トーラス壁全体にわたって明らかにすることが本研究の目的である.平成24年度までの研究で,トーラス外壁に一周(10ヶ所)設置した試料(SUS, Siなど)の大部分において,TEMによる微細構造解析およびラザフォード後方散乱法(RBS)と弾性反跳粒子検出法(ERD)の同時測定によるイオンビーム分析を実施した.結果より,LHDの第一壁材料には,照射欠陥やMixed-material堆積層がトーラス壁全体にわたって不均一に形成されることが明らかになった.平成25年度は,平成24年度までに分析ができていなかった残りの場所の分析を行った.その結果,トーラス全体にわたって不均一な照射欠陥やMixed-material堆積層の分布が精度良く裏付けられた.さらに,Mixed-mateirial堆積層のナノ機械的特性を明らかにすることを目的として,当初の予定では,ナノ引っ張り試験を実施する予定であったが,材料が脆く冶具への固定が困難であったため,ナノ圧縮破壊試験による破壊応力評価,超微小押し込み硬さ試験によるナノ領域での硬さ試験評価を実施した.結果より,炭素を多く含むMixed-material堆積層はFeを多く含む堆積層よりも硬く脆い構造であることが明らかになった.プラズマ対向材料に炭素材料を使用しているかぎり,脆い構造のMixed-mateirial堆積層が形成される可能性が高いことが示唆される.集束イオンビーム加工(FIB)による高精度のナノ加工技術と透過型電子顕微鏡(TEM)による微細構造解析を併用し,核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)の第一壁表面に形成される金属/炭素/ガス元素の混在組成の堆積層(Mixed-material堆積層)の構造とそこへのプラズマ粒子捕捉特性をトーラス第一壁全面にわたって明らかにした.ステンレス鋼製の第一壁表面のスパッタリング損耗は,主放電ではなく主にグロー放電洗浄(GDC)に支配されており,損耗や堆積の状況はトーラス位置により様々に異なることが明らかになった.水素同位体捕捉量の低減にはMixed-material堆積層形成の抑制が必要である.集束イオンビーム加工(FIB)による高精度のナノ加工技術と微細構造解析を併用し,大型ヘリカル装置(LHD:核融合科学研究所)のプラズマ対向材料表面に形成される金属/炭素/ガス元素の混在組成の堆積層(Mixed-material)のナノ構造と機械的特性およびプラズマ粒子捕捉特性を,トーラス壁面全域にわたって明らかにすることが本研究の目的である. LHDの真空容器は複雑な3次元ヘリカル形状であるため,真空容器の場所によって形成される堆積層の組成や構造が異なることが分かっている.平成23年度のプラズマ曝露実験では,LHD真空容器内部のトロイダル方向各所に堆積層採集用のSi,SUS,Wのバルク試料を設置し,約3ヶ月のプラズマ実験に曝露させた.試料を設置するホルダーは第一壁と電気的に同電位の「壁電位試料」とアルミナの絶縁ガイシで電気的に浮かせた「浮遊電位試料」に分けて設置した.

LHD真空容器壁のスパッタリング損耗は,グロー電極と第一壁間の直流放電で行われる低エネルギーのグロー放電洗浄に依存していることがわかっており,エネルギーを持った粒子が入射できない浮遊電位試料を分析することで,壁に輸送される不純物の絶対量を把握することができる.取り出した試料において,FIB加工を開始し,一部の試料で透過型電子顕微鏡(TEM)観察による微細構造解析を実施した.また,ラザフォード後方散乱法(RBS)による堆積層の構造解析も行った.壁電位試料では,SUS試料表面に最大で1μmのスパッタリング損耗およびヘリウムプラズマ照射による照射損傷組織が確認された,一方,浮遊電位試料では最大で厚さ約200nmの炭素や金属によるMixed-material堆積層の形成が確認された,結果より,LHDにおけるスパッタリング損耗はグロー放電洗浄による効果が支配的であることがわかった.LHDのプラズマ対向壁に設置した複数個のバルク試料(SUS, Siなど)において,集束イオンビーム加工観察装置(FIB)を用いた微細加工と透過型電子顕微鏡(TEM)による微細構造解析をトーラスの広い範囲(ほぼ全域)にわたって実施することができた.また,当初予定していなかったが,バルク試料に加えて,あらかじめ薄膜試料化したTEM観察専用試料も同時にトーラス全域に設置し,TEM観察を実施した.このような試料設置の工夫により,通常は広範囲での分析に多大な時間を要するTEM観察を本研究期間のうちに素早く実施することが可能となった.これに加えて,イオンビーム分析(RBS&ERD)による捕捉粒子や表面組成分析を用いることで,微細構造変化に伴う粒子捕捉特性変化もトーラス全域にわたって捉えることが可能となった.以上のことから,当初の計画以上に研究が進展していると言える.LHD真空容器内部のトロイダル方向各所に堆積層採集用のSi,SUS,Wのバルク試料を設置し,プラズマ曝露実験中にLHDプラズマへの照射を実施する計画,およびその後集束イオンビーム(FIB)を用いたナノ加工,一部の試料での透過型電子顕微鏡(TEM)による微細構造観察が行われた.また,ラザフォード後方散乱法(RBS),弾性反跳粒子検出法(ERD)を用いた堆積層の組成とそこに含まれている水素量の分析についても実験が行われた.これらは当初予定していた計画であり,計画通りに進展している証拠である.微細構造解析により,LHDの真空容器壁のスパッタリング損耗がグロー放電洗浄に依存していることがわかったことは,プラズマへの不純物発生機構を考察する上で重要な知見である.トーラス壁外側に一周(10ヶ所)設置した試料(SUS, Siなど)の大部分の分析が進んだが,まだ分析を行えていない試料も多数残っている.それらの試料に対して,集束イオンビーム加工観察装置(FIB)によるナノ加工と透過型電子顕微鏡(TEM)観察およびイオンビーム分析(RBS&ERD)による測定を実施する.結果より,これまで得られた損耗/堆積および粒子捕捉のトロイダル分布をより詳細に理解することができる.さらに,ナノ技術を利用した機械的特性評価試験にも取り組む予定である.
量子力学から導かれる点過程に関する研究

量子統計力学として定式化できない困難な問題を部分的に定式化する方法としてRandom pointprocessesを捉える立場からBose-Einstein凝縮の状態にある系の性質を研究した。まず,弱い外場を伴う系の粒子の位置の確率分布を決定する研究については,昨年度すでに,平均場理論を用いれば,外場が弱い極限での確率分布は,低密度の場合においては理想気体の場合と一致するが,擬縮系の確率分布は理想気体の擬縮系の場合に比べ,さらに高密度になるとの結果が得られていた。今年度はこれに,平均場相互作用を粒子密度の2次式からより広い関数のクラスへと一般化した場合についての考察を加えた。すなわちこの場合は,大偏差原理のテクニックが応用でき,通常の2次式の場合の解析に帰着することができる。さらに,作用素環を用いた定式化との関連を見やすくするための考察を付け加えた。(論文執筆中)また今年度より新たに,Bose-Einstein凝縮の状態にある理想気体の密度分布を中心極限定理や大偏差原理の立場から特徴付ける研究に着手した。確率論一般におけると同様に,点過程の場合も極限定理を調べることは重要な問題である。特にBose-Einstein凝縮状態にある系の密度分布の大偏差原理は,今まで手付かずの分野であった。これには,非有界自己共役作用素から得られた局所Trace class作用素の解析が必要になる。そのため,関連するresolventに関する収束や作用素半群に関する評価など,どちらかというと,確率論的よりは関数解析的手法が主であった。結論として,Gaeltner-Ellis型の大偏差原理に定式化することができ,対数的モーメント母関数の具体的な関数解析的標識を得る事ができた。(論文執筆中)d次元ユークリッド空間内の有界な箱(体積V)の中に、N個の自由フェルミオン(またはボゾン)を入れた量子統計力学系を考える。波動関数の絶対値の2乗を粒子の位置の分布を表す確率密度関数とする解釈により確率点場が得られる。N/Vが正の数に収束するような熱力学的極限をとることにより、いわゆるフェルミオン過程(またはボゾン過程)を得た。具体的にはこれはフレドホルム行列式のパラメータに関する積分に鞍点法を用い計算される。絶対零度の系に対しての同様な結果はよく知られたことであるが、これは零点でない系に対する結果として新しい。さらに、この方法は次数2のパラ粒子の系や、複合粒子の系へも応用可能であることを示した。(CMPに掲載・裏面参照)次に、この方法をボゾン系の高密度の場合(ボーズ凝縮系)に対して応用した。前述の場合に比べ、熱作用素の変形によるスペクトルの変化(通常の摂動とは異なる)についての詳しい評価が必要であり、この点工夫を要した。(プレプリント・投稿中)更なる応用として、次数3のパラ粒子の系を考えた。パラ粒子系を扱う場合は、前述の場合も同様であるが、対称群の表現論を用いて投射作用素を作り、それによって1粒子状態空間のN重テンソル積から部分空間を指定しなければならない。この操作は、次数が大きくなる程複雑になる。次数1の場合は通常のフェルミオンまたはボゾンであるが、次数2の場合は(規約表現の指標を誘導表現のそれのよって表す)行列式型公式を用いた展開により次数1の場合に帰着できる。次数3の場合にも同様の方法を用いた。評価すべき項の数が多くなるが、腕力により遂行した。その結果、パラ粒子ガスを表す確率場は、通常のフェルミオン過程またはボゾン過程の畳み込みと同分布であることが示された。(プレプリント・投稿中)点過程の観点から、ボゾン系の高密度の場合(ボーズ擬縮系)を調べた。熱作用素の変形によるスペクトルの変化(通常の摂動とは異なる)についての詳しい評価が必要であり、この点工夫を要した。(JFAに掲載裏面参照)また、パラ粒子の系への応用を考えた。パラ粒子系を扱う場合は、前述の場合も同様であるが、対称群の表現論を用いて射影作用素を作り、それによって1粒子状態空間のN重テンソル積から部分空間を指定しなければならない。次数1の場合は通常のフェルミオンまたはボゾンである。次数3までの場合については、すでに前年度において部分的な成果を得ていたが、今年度新たに一般の次数に対する表式を得た。結論として、パラ粒子ガスを表す確率場は、通常のフェルミオン過程またはボゾン過程の畳み込みと同分布であることが示された。(JMPに掲識裏面参照)今年度はさらにこの方法を用いて、弱い外場を伴うボーズ擬縮系の粒子の位置の確率分布を決定する研究に着手した。外場が弱い極限では、擬縮系の確率分布は理想気体の擬縮系の場合に比べ、さらに高密度の状態が得られることがわかった。これは、低密度の場合においては、外場が弱い極限での確率分布は、理想気体の場合と一致することと鋭い対比をなす。(論文執筆中)量子統計力学として定式化できない困難な問題を部分的に定式化する方法としてRandom pointprocessesを捉える立場からBose-Einstein凝縮の状態にある系の性質を研究した。

まず,弱い外場を伴う系の粒子の位置の確率分布を決定する研究については,昨年度すでに,平均場理論を用いれば,外場が弱い極限での確率分布は,低密度の場合においては理想気体の場合と一致するが,擬縮系の確率分布は理想気体の擬縮系の場合に比べ,さらに高密度になるとの結果が得られていた。今年度はこれに,平均場相互作用を粒子密度の2次式からより広い関数のクラスへと一般化した場合についての考察を加えた。すなわちこの場合は,大偏差原理のテクニックが応用でき,通常の2次式の場合の解析に帰着することができる。さらに,作用素環を用いた定式化との関連を見やすくするための考察を付け加えた。(論文執筆中)また今年度より新たに,Bose-Einstein凝縮の状態にある理想気体の密度分布を中心極限定理や大偏差原理の立場から特徴付ける研究に着手した。確率論一般におけると同様に,点過程の場合も極限定理を調べることは重要な問題である。特にBose-Einstein凝縮状態にある系の密度分布の大偏差原理は,今まで手付かずの分野であった。これには,非有界自己共役作用素から得られた局所Trace class作用素の解析が必要になる。そのため,関連するresolventに関する収束や作用素半群に関する評価など,どちらかというと,確率論的よりは関数解析的手法が主であった。結論として,Gaeltner-Ellis型の大偏差原理に定式化することができ,対数的モーメント母関数の具体的な関数解析的標識を得る事ができた。(論文執筆中)
赤色巨星における抑圧された双極子振動モードの謎－漸近理論による究明

本研究の中心課題は、太陽型振動を示す赤色巨星の約1割で、双極子モードの振幅が小さいという現象の原因を究明することである。2018年度は、以下の2つの成果を得た。(1)Loi & Papaloizou (2017)によって提唱された磁場による仮説を検討し、このモデルには矛盾のあることを示した。(2)関連する課題として、(通常の振幅を持つ)赤色巨星の周波数スペクトルの微細構造の進化を、漸近理論に基づいて説明した。以下詳しく説明する。(1)Loi & Papaloizou (2017)による説では、(双極子モードの振幅の小さい)赤色巨星の中心部には、主系列段階で生成された磁場が残存するとする。このとき、中心部に伝播した双極子的振動は、短波長成分(アルフベン波)を持つようになり、これが減衰することで、振動モードの振幅が小さくなる。一方で、それ以外の成分は磁場の影響をほとんど受けず、従って周波数自体は変わらない(これは観測によって確立している制限である)。しかるに、今回詳しく検討した結果、このモデルの仮定している磁場の強さでは、周波数にも影響が出てしまうことがわかり、従ってこの仮説は内部矛盾を含むものであることが判明した。この結論は本研究独自のものであったが、モデルの提唱者自身による続編Loi & Papaloizou (2018)の結論も本質的に同じで、磁場による説明は成り立たないということがわかった。(2)赤色巨星の双極子モードは、外層の音波的振動と中心部の(浮力を復元力とする)重力波的振動の結合で構成されているため、複雑な周波数構造を持つ。本研究の代表者は、以前双極子モードを理解する枠組みとして漸近理論を開発したが、今回これに基づき、さらに赤色巨星の内部構造の進化も考慮することで、観測されている振動周波数スペクトルの微細構造を説明することに成功した。磁場による仮説の検証が順調に進み、従来のモデルの不備が明らかになった。これにより、磁場説は現状困難であり、他の可能性を探るべきという方向性がはっきりした。一方で、周波数スペクトルの微細構造の研究にまで進んだことで、赤色巨星の振動に関する理解が深まり、(双極子モードの問題を解決する)他の可能性を探る際の足がかりとなることが期待される。双極子モードの問題については、従来とは異なる磁場による機構が可能かどうかを探る。さらに自転や振動の非線形性に基づく仮説について検討する。一方で、赤色巨星の振動についての理解をさらに深めるべく、進化した赤色巨星についてその周波数スペクトルの構造を、漸近理論に基づいて理解する研究を展開する。同時に従来の恒星進化モデルに基づく赤色巨星の内部構造が、振動スペクトルから導かれるものと矛盾しないかどうかを詳細に検討する。以下詳しく説明する。

同時に従来の恒星進化モデルに基づく赤色巨星の内部構造が、振動スペクトルから導かれるものと矛盾しないかどうかを詳細に検討する。予定していた備品の購入を延期したため、さらに国際学会発表のための旅費が、予定より大幅に押さえられたため次年度使用額が生じた。理由は、備品については、当面は現有のもので十分であるため、無理に購入する必要はないと判断したためであり、旅費については、宿泊に安価な大学関連施設を利用できたため、また一部訪問先研究機関からの援助が得られたためである。次年度使用額は、翌年度の国際・国内学会発表のための旅費や備品購入費として利用する予定である。
骨髄間葉系幹細胞におけるレプチン受容体を介したシグナル伝達機構の解明

本研究では、申請者がこれまでに行ってきた細胞分離技術を用いて特定の細胞を分離し、その細胞の動態を観察した。野生型マウス(WTマウス)とdb/dbマウスを用いLepR(+)細胞を分離した。分離後、間葉系幹細胞の特徴であるコロニー形成能や分化能を評価した。間葉系幹細胞に関してはWTマウス由来LepR (+)細胞、db/dbマウス由来LepR (+)細胞を分離した。造血幹細胞に関してはWTマウスとdb/dbマウスからそれぞれ造血幹細胞を分離した。間葉系幹細胞および造血幹細胞の分離にはフローサイトメトリーを用いた。具体的には間葉系幹細胞は骨髄細胞の中から血球細胞と血管内皮細胞を排除した細胞群、すなわちCD45(-)Ter119(-)CD31(-)分画中のLepR (+)細胞とした。一方、造血幹細胞は従来の方法を用いてKSL細胞[c-Kit(+)Sca-1(+)Lineage(-)]細胞を用いた。WTマウス、db/dbマウス各々からLepR (+)細胞を分離し、生体外で培養し、間葉系幹細胞としての性質に差を有しているかを解析した。間葉系幹細胞の特徴である血清添加培地による接着培養法で維持培養し、自己複製能を評価したところ、自己複製能に関してはコロニー形成能および倍加時間において大きな差は生じなかった。また骨への分化能においては、Alizarin-Red S染色の面積評価では差は認められなかった。さらにWTマウス、db/dbマウスにおいて造血幹細胞であるKSL細胞の解析を実施した。フローサイトメーターにおける分画表示ではグループ間において同等の結果を示した。CD45(-)Ter119(-)CD31(-)分画中のLepR (+)細胞の分離に成功し、また生体外での培養の後、増殖能と骨分化能の評価に至った。WTマウス、db/dbマウス間で比較したところ、培養における増殖能と骨分化能に関して大きな差を認めないことが明らかになった。軟骨および脂肪分化能に関しても同様の評価を既に実施している。db/dbマウスにおいても分化能を示しているものの、その詳細に関しては追加実験の段階である。WTマウス、db/dbマウスにおけるKSL細胞解析を実施したところ造血幹細胞は維持されていることが明らかになった。また、次年度の研究実施に先立ち、WTマウス、db/dbマウス各々から間葉系幹細胞の有力なマーカーであるPDGFRαを発現した細胞の分離にも成功している。生体外での間葉系幹細胞と造血幹細胞の共培養を実施するにあたり、WTマウスおよびdb/dbマウスで分離した造血幹細胞の生体外での培養維持の効率を高める必要性があると考えられる。この対応策として、造血系細胞を増殖させる因子であるSCF(stem cell factor)などの添加を検討する。

生体外での間葉系幹細胞と造血幹細胞の共培養を実施するにあたり、WTマウスおよびdb/dbマウスで分離した造血幹細胞の生体外での培養維持の効率を高める必要性があると考えられる。この対応策として、造血系細胞を増殖させる因子であるSCF(stem cell factor)などの添加を検討する。
熱ショック転写因子群による転写調節機構の解明

申請者らは、熱ショック応答の分子機構を明らかにすることを目的としている。本研究では、鳥類において熱ショックによって活性化を受けるHSF1とHSF3の役割分担を分子遺伝学的方法を用いて解析を行った。ニワトリBリンパ球系細胞株DT40にいてHSF1遺伝子破壊、HSF3遺伝子破壊、そして両方の遺伝子破壊のなされた細胞株を樹立した。それらの熱ショック遺伝子の発現を調べたところ、両遺伝子破壊細胞でのみターゲット遺伝子、とくにHsp90aの発現の著しい低下が認められた。また、両遺伝子破壊細胞では熱ショック応答は全く認められなかった。HSF3欠損細胞はこの応答の顕著な減少をみとめたが、一方、HSF1欠損細胞の熱ショック応答は親株に比べてわずかの減弱しか認められなかった。以上の結果は、鳥類においては熱ショック遺伝子の構成的発現はHSF1とHSF3が独立して制御していることを示している。また、熱ショック応答は主にHSF3が制御しており、HSF1の関与はわずかであることが明らかとなった。本研究で、脊椎動物におけるHSFシステムがターゲット遺伝子の発現を構成的に制御していることが初めて明らかになった。
河川の超ミクロハビタットの環境測定と微生物生態

微生物ループは、湖沼や海洋のプランクトン食物網において重要な物質循環系の一つである。しかし、日本に多く存在する流れが速い河川では、これまでプランクトンが生存できないと考えられており、微生物ループの研究は世界的にもほとんどなされて来なかった。河床の石表面に近付く薄い層(厚さ100μm以下)では流速がゼロとなる層(粘性境界層)が存在し、粘性境界層では付着力の弱い生物あるいはプランクトンが生存可能かもしれない。我々は、粘性境界層を含む微生物膜に生存する微生物の採取方法を開発し、粘性境界層中にプランクトン微生物や付着力の弱い微生物が生存し、また微生物ループが機能している可能性を指摘した。さらに、河川細菌の生産は、付着藻類により生産された有機物および外界環境から供給される有機物により支えられていることも示した。微生物の現存量・組成・活性は、環境要因の微小な変動に大きく影響される。河川では、微生物膜およびその周辺に多くの微生物が生息しており、ここにおける環境測定を行う必要がある。しかし、この測定はミクロのオーダーでの測定であり、従来なされていなかった。本研究では、微小電極を用いて、河川微生物膜の周辺および内部にかけての環境測定を行った。その結果、微生物膜中に生息する付着藻類の現存量と組成により、これらの環境における流速および溶存酸素濃度の鉛直プロファイルが異なることを、世界で初めて明らかにした。また、このような微小環境の測定はこれまで国内では限られた研究者のみ利用可能であったが、本研究で導入したシステムはどの研究者でも利用可能であり、今後の微小環境測定に新たな展開を提供した。さらに、海洋底泥堆積物中の底泥粒子微生物膜において、遺伝子を用いた細菌群集の組成解析を行い、最新の分子生物学的技術が微生物膜に生息する微生物の生態学にも応用が可能になりつつあることを示した。本年度は、Microsensorを用いて、河川の付着微生物膜中およびその直上の環境測定を試みた。本機は、操作がむずかしく、また河川の微細環境測定は世界初である。このため、機器に習熟しかつさらに高い技術と情報を得るべく本機を製造・販売・技術サポートしているデンマークのオーフス市にあるMicrosensor社に赴いた。現地では、河川の自然石サンプルを用いて、本機による流速、溶存酸素濃度、水温の測定方法を習熟し、さらに本研究企画のきっかけとなった粘性境界層の存在の確認と本層内での流速と溶存酸素濃度の測定に成功した。帰国してからは、愛媛大学での微細環境測定システムを確立すべく、実験室内に人工河川系を作り、本機を導入した。測定には諸事の困難が伴ったが、幸いにも年度内に本機による測定が可能な状態に至った。以上とは別に、自然河川における各微生物の現存量と組成の調査を行い、付着藻類の現存量の指標であるクロロフィル濃度の季節変動パターンと、細菌と原生生物の現存量の季節変動パターンが一致する傾向が得られ、これら微生物間での物質循環を示唆する結果となった。また、FISH法による細菌の群集解析については、従来のFISH法は人工培養系が確立した限られた細菌株については有効であるが、自然界に生息する雑多な細菌群集についてはいまだに問題をはらんでおり、現在も方法の検討を行っている。しかし、このことについては問題解決の道筋がすでに立っているため、支障はないと考えている。なお、本研究で得られた成果の一部について、平成14年8月に韓国・ソウル市で開催された国際生態学会(INTECOL)、および日本陸水学会(東京・府中市)と日本微生物生態学会(三重・津市)において、それぞれ報告を行った。

微生物ループは、湖沼や海洋のプランクトン食物網において重要な物質循環系の一つである。しかし、日本に多く存在する流れが速い河川では、これまでプランクトンが生存できないと考えられており、微生物ループの研究は世界的にもほとんどなされて来なかった。河床の石表面に近付く薄い層(厚さ100μm以下)では流速がゼロとなる層(粘性境界層)が存在し、粘性境界層では付着力の弱い生物あるいはプランクトンが生存可能かもしれない。我々は、粘性境界層を含む微生物膜に生存する微生物の採取方法を開発し、粘性境界層中にプランクトン微生物や付着力の弱い微生物が生存し、また微生物ループが機能している可能性を指摘した。さらに、河川細菌の生産は、付着藻類により生産された有機物および外界環境から供給される有機物により支えられていることも示した。微生物の現存量・組成・活性は、環境要因の微小な変動に大きく影響される。河川では、微生物膜およびその周辺に多くの微生物が生息しており、ここにおける環境測定を行う必要がある。しかし、この測定はミクロのオーダーでの測定であり、従来なされていなかった。本研究では、微小電極を用いて、河川微生物膜の周辺および内部にかけての環境測定を行った。その結果、微生物膜中に生息する付着藻類の現存量と組成により、これらの環境における流速および溶存酸素濃度の鉛直プロファイルが異なることを、世界で初めて明らかにした。また、このような微小環境の測定はこれまで国内では限られた研究者のみ利用可能であったが、本研究で導入したシステムはどの研究者でも利用可能であり、今後の微小環境測定に新たな展開を提供した。さらに、海洋底泥堆積物中の底泥粒子微生物膜において、遺伝子を用いた細菌群集の組成解析を行い、最新の分子生物学的技術が微生物膜に生息する微生物の生態学にも応用が可能になりつつあることを示した。
変動電磁界制御下のラジカルペア理論に基づく新規薬剤デリバリー技術の開発研究

本研究では、体力の衰えた高齢者・障害者および新生児などを対象に有効かつ安心・安全な難治性疾患治療を実現するため、リボソーム体を光磁気的に制御可能な極低侵襲新規薬剤デリバリー技術の開発を目指した。リボソーム膜内で展開されるラジカルペア機構を光磁気重畳効果によって制御し、生体内局所での薬物濃度分布を極低侵襲的に遠隔制御するという本研究内容は、ドラッグデリバリーシステム(DDS)による難治性疾患治療の分野で極めて重要性が高いと思われる。光励起によるラジカルペア形成が明らかな各種の有機化合物をリボソーム膜内に封入し、励起光照射時のペア由来生成物の散逸に対する磁界印加の影響を調べた。従来までの紫外可視吸収の測定に加え、本研究用に独自レイアウトした高感度蛍光検出部を新たに装置内部に組み込み、励起ペアが基底状態に戻る際に発する微弱蛍光を同時計測した。その結果、2 MHzの高周波磁界印加による変動電磁環境下のリボソーム膜において、熱力学的不安定な脂質分子間からの内包薬物リリースに効果的な磁界印加条件を見いだすことができた。また動物実験による評価系では対象臓器への高効率かつ極低侵襲的光照射法の新規開発に着手し、ファイバ本体形状の選別・加工等を含めた機械工学的改良をおこなった。皮下への穿刺状態および臓器到達度など幾つかの要求仕様を満たす条件検討の結果、ファイバ径の最適値φ0.2mmを導出した。本径グラスファイバの先端部を特殊形状化することで高等動物表皮に対するほぼ無痛穿刺を可能とし、紫外線LED光源(UV-LED)を用いた生体深部までの極低侵襲的光励起が実現化した。本研究の推進にともない、生体局所に分布した薬剤の主効果促進および副作用軽減を遠隔磁気的に制御可能となり、光化学磁場効果を利用した極低侵襲DDS治療の将来的発展に大きく貢献することが期待できる。
分子内N-グリコシル化反応を用いるbeta-選択的な2′-デオキシヌクレオシド類の合成

beta-2′-デオキシおよびbeta-2′,3′-ジオキシヌクレオシド類の合成法については反応の高い立体選択性と糖供与体の効率的供給の2点を共に満足する合成方法が望まれている。本研究においては、調製が容易で選択的な活性化の可能なチオグリコシドを糖供与体とし、この5位水酸基に核酸塩基の2位を一時的にエーテル結合させた後アノマー位を活性化して、核酸塩基を糖のbeta-面からのみ導入することによる立体選択的なbeta-N-グリコシド結合の生成法を検討した。すなわち、フェニル2,3-ジデオキシ-1-チオ-D-グリセロ-ペントフラノシドを水素化ナトリウムで処理した後2-クロロ-4-メトキシピリミジンあるいは2-クロロ-4-メトキシ-5-メチルピリミジンと反応させて合成したフェニル2,3-ジデオキシ-5-0-(4-メトキシ-2-ピリミジル)-1-チオ-D-グリセロ-ペントフラノシドあるいはフェニル2,3-ジデオキシ-5-0-(4-メトキシ-5-メチル-2-ピリミジル)-1-チオ-D-グリセロ-ペントフラノシドあるいはフェニル2,3-ジデオキシ-5-0-(4-メトキシ-5-メチル-2-ピリミジル)-1-チオ-D-グリセロ-ペントフラノシドに、アセトニトリル中1.1当量のジメチル(メチルチオ)スルホニウムテトラフルオロボラートを作用させ引き続き水酸化ナトリウム水溶液で加水分解することにより1-(2,3-ジデオキシ-beta-D-グリセロ-ペントフラノシル)-4-メトキシ-(1H)ピリミジン-2-オンあるいは1-(2,3-ジデオキシ-beta-D-グリセロ-ペントフラノシル)-4-メトキシ-5-メチル-(1H)ピリミジン-2-オンを良好な収率で得た。これらは、酸処理あるいはアンモニア処理によりbeta-2′,3′-ジデオキシヌクレオシドに容易に変換された。同様な手法により、3′-アジド-3′-デオキシチミジン、3′-デオキシ-3′-フルオロチミジンおよび塩基部位としてピラジン、ピリダジン、チアゾールをもつ塩基部変換2′-デオキシ-beta-ヌクレオシド類の立体選択的な合成を達成した。
頭頸部癌における微小リンパ節転移の検討

舌癌は比較的早期から頸部リンパ節転移を来たし,その制御は予後を大きく左右する。重要な予後因子の一つが潜在転移の存在である。近年,多くの悪性腫瘍において,通常のリンパ節のHE染色による診断では検出困難な微量癌細胞の存在(微小転移)が予後に影響することが報告されている。免疫染色に抗cytokeratin抗体を用い,舌癌T2NO症例におけるリンパ節微小転移について検討した。S.57H.11の間に当科で手術治療した舌扁平上皮癌T2NO症例24例について検討した。男性14例,、女性10例で平均58.5歳で,治療は放射線治療30Gy後,舌腫瘍摘出・患側の保存的頸部郭清術を行い,全例pull through法による切除・再建を行った。摘出リンパ節を用い,HE染色とcytokeratin染色による微量癌細胞の検出を比較した。HE染色で,は上・中深頸部に各1例づつ全体の8%の症例で潜在転移を認めた。術前の放射線治療のためか,潜在転移率は他の報告より低く,転移リンパ節数も3個と全リンパ節の1%にすぎなかった。一方,cytokeratin染色による検討では顎下・上・中・下深頸部・鎖骨上リンパ節に微小転移を認め,中でも上深頸部に最も多く約半数の症例で陽性であった。全体では24症例中14症例58%の症例に微量癌細胞を認め,従来の潜在転移率を大きく上回る結果となった。また,性別,年齢,腫瘍径,分化度と微小転移の有無には有意な関係はなく,リンパ節径においてのみ有意な差を認めた。pN upgradeはHE染色では2例のみであったが,微小転移を加えると実に14症例58%と半数を超えていたさらに,微小転移の多くが多発性であり.,pN2bにupgradeしたものが11例46%に認められた。以上より,II期舌癌において微小転移の観点からは,術前にすでに広範囲かつ多発性の頸部転移を来たしていることが示唆された。過去に当科で臨床的に舌癌Tl,2NOと診断された27例について潜在的転移及び微小転移を検討した。症例は男性17例,女性10例,年齢は平均57.7歳(22歳79歳)であった。過去に,全例,舌腫瘍摘出に伴い保存的頸部郭清が行われ,郭清されたリンパ節はホルマリン固定後パラフィン包埋された。得られたリンパ節は計516 nodeで内訳は顎下部76 node,上深頸部139 node,中深頸部104 node,下深頸部87 node,鎖骨下領域30 node,副神経領域66 nodeオトガイ部14 nodeであった。サンプルを100μmごとに10μmで薄切し,各リンパ節につき3切片をHE染色,抗サイトケラチン抗体(AE1/AE3)による免疫染色を行い検討した。HE染色で顎下部1/76 node,上深頸部1/139 node,中深頸部2/104 node,計4/516 nodeに転移を認めた。抗サイトケラチン抗体による免疫組織学的検討では顎下部6/76 node,上深頸部6/139 node,中深頸部3/104 node,下深頸部1/87node,計16/516 nodeに転移を認めた。その内HE染色による検討で明らかに見落としであったものは6 nodeで,micro metastasisを6 nodeに認めた。今回の検討では術前に顎下部を含めた放射線療法が行われていたものが15例含まれていたにもかかわらず,免疫組織学的に顎下部に転移を最も多く認め,潜在的な転移は予想以上に多いことが示唆された。上深頸部にも多く転移を認めたが,予想に反してオトガイ部の転移は認めなかった。症例別では免疫組織学的に潜在的転移又は微小転移を認めたものは11例で,27例中4例にpN up-gradeを認めたが,5年生存率に有意な差はなく予後との関係は不明であった。

一方,cytokeratin染色による検討では顎下・上・中・下深頸部・鎖骨上リンパ節に微小転移を認め,中でも上深頸部に最も多く約半数の症例で陽性であった。全体では24症例中14症例58%の症例に微量癌細胞を認め,従来の潜在転移率を大きく上回る結果となった。また,性別,年齢,腫瘍径,分化度と微小転移の有無には有意な関係はなく,リンパ節径においてのみ有意な差を認めた。pN upgradeはHE染色では2例のみであったが,微小転移を加えると実に14症例58%と半数を超えていたさらに,微小転移の多くが多発性であり.,pN2bにupgradeしたものが11例46%に認められた。以上より,II期舌癌において微小転移の観点からは,術前にすでに広範囲かつ多発性の頸部転移を来たしていることが示唆された。