hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛋白質のミトコンドリア膜識別と膜透過の分子機構

ミトコンドリア蛋白質の大部分はアミノ末端にプレシ-クエンス(延長ペプチド)を持つ分子量の大きい前駆体蛋白質の形で合成されたのち,ミトコンドリアに移行してプロセシングを受け,成熟蛋白質に転換される。この際のプレシ-クエンスは前駆体がミトコンドリアを識別して結合し,ミトコンドリア内に移行させるシグナルとして働く。ミトコンドリア蛋白質の一つであるオルニチントランスカルバミラ-ゼの前駆体を大腸菌を用いて大量に発現させ均一に精製した。精製した組換え前駆体を単離ミトコンドリアに取り込ませて成熟蛋白質に転換させる試験管内での再構成実験に成功した。この際網状赤血球ライセ-トなどに含まれる蛋白質因子の添加が必要であることを見出した。このサイトソル因子はミトコンドリア蛋白質前駆体に特異的に結合することよりPBF(preーsequence binding factor)名付けた。網状赤血球ライセ-トよりオルニチントランスカルバミラ-ゼ前駆体をリガンドするアフィニティ-クロマトグラフィ-などを用いて約10万倍に精製し,均一なPBFを得た。サブユニット分子量は約5万と推定された。精製PBFと精製オルニチントランスカルバミラ-ゼは7.1Sの可溶性の複合体を形成した。精製PBFは前駆体蛋白質の単離ミトコンドリアへの取り込みを強く促進した。最近熱ショック蛋白質hsp70が蛋白質のミトコンドリア移行に関与することが示唆されていたが,精製hsp70はPBF存在下でのみ前駆体のミトコンドリア移行を促進した。したがってPBFは前駆体蛋白質のミトロコンドリア移行に必要であり,hsp70は補助的に働くものと考えられる。PBF遺伝子の単離を進めている。またPBFは他の2種のミトコンドリア蛋白質前駆体のミトコンドリア移行を促進し,少くとも一群の蛋白質のミトコンドリア移行に関与することが明らかとなった。この際プレシ-クエンスは前駆体がミトコンドリアを識別して結合し,ミトコンドリア内に移行させるシグナルとして働く。ミトコンドリア蛋白質の1つであるオルニチントランスカルバミラ-ゼの前駆体を大腸菌を用いて大量に発現させ均一に精製した。このサイトソル因子はミトコンドリア蛋白質前駆体に特異的に結合することよりPBF(Presequence binding factor)と名付けた。網状赤血球ライセ-トよりオルニチントランスカルバミラ-ゼ前駆体をリガンドとするアフィニティ-クロマトグラフィ-などを用いて約10万倍に精製し,均一なPBFを得た。

最近熱ショック蛋白質hsp70が蛋白質のミトコンドリア移行に関与することが示唆されていたが,精製hsp70はPBF存在下でのみ前駆体のミトコンドリア移行を促進した。したがってPBFは前駆体蛋白質のミトコンドリア移行に必要であり,hsp70は補助的に働くものと考えられる。PBF遺伝子の単離を進めている。ミトコンドリア蛋白質の大部分はアミノ末端にプレシ-クエンス(延長ペプチド)を持つ分子量の大きい前駆体蛋白質の形で合成されたのち,ミトコンドリアに移行してプロセシングを受け,成熟蛋白質に転換される。この際プレシ-クエンスは前駆体がミトコンドリアを識別して結合し,ミトコンドリア内に移行されるシグナルとして働く。ミトコンドリア蛋白質の1つであるオルニチントランスカルバミラ-ゼの前駆体を大腸菌を用いて大量に発現させ均一に精製した。精製した組換え前駆体を単離ミトコンドリアに取り込ませて成熟蛋白質に転換させる試験管内での再構成実験に成功した。この際網状赤血球ライセ-トなどに含まれる蛋白質因子の添加が必要であることを見出した。このサイトソル因子はミトコンドリア蛋白質前駆体に特異的に結合することよりPBF(presequence binding factor)と名付けた。網状赤血球ライセ-トよりオルニチントランスカルバミラ-ゼ前駆体をリガンドするとアフィニティ-クロマトグラフィ-などを用いて約10万倍に精製し,均一なPB下を得た。サブユニット分子量は約5万と推定された。精製PBFと精製オルニチントランスカルバミラ-ゼは7.1Sの可溶性の複合体を形成した。精製PBFは前駆体蛋白質の単離ミトコンドリアへの取り込みを強く促進した。またPBFは位の2種のミトコンドリア蛋白質前駆体のミトコンドリア移行を促進し,少くとも一群の蛋白質のミトコンドリア移行に関与することが明らかとなった。
ファージワクチンの免疫応答誘導メカニズムの解明とB細胞移入療法への応用の試み

私どもは、ファージディスプレイ技術に基づいたペプチドワクチンの開発を行う過程で、M13ファージは、既存のアジュバントとは異なるメカニズムで免疫応答を誘導することを見出している。本研究では、ファージに対する免疫応答誘導のメカニズムの解明を試みるとともに、ファージワクチンを利用したin vitro免疫による抗原特異的B細胞移入療法への応用の可能性についても検討する。
糖鎖認識蛋白を発現する細胞の同定と病態における役割

昨年度にひきつづきマウスに存在する9種類のガレクチンサブタイプ(galectin-1,-2,-3,-4,-6,-7,-8,-9,-12)の発現細胞をin situ hybridization法により解析するとともに、各サブタイプに対する特異抗体の作製を行った。さまざまな組織(消化管、尿生殖器、呼吸器、神経系および免疫系)におけるガレクチンmRNAの発現解析はほぼ終了し、また、主要なサブタイプ(galectin-8,-9,-12を除く)に対する有効な特異抗体を得た。これらの特異抗体を用いて、消化管上皮におけるgalectinの局在を解析したところ、各サブタイプが消化管の部位および細胞特異的に分布しており、同一の細胞でもサブタイプによって局在が異なることが明らかとなった。また、卵巣におけるガレクチン発現細胞を同定していく過程で、黄体においてgalectin-3がプロジェステロンの分解酵素である20α-hydoroxysteroid dehydrogenase(20α-HSD)と相関して発現することを新たに見出し、これらの結果をまとめて、アメリカの組織専門誌に投稿し、受理された。また、黄体におけるガレクチンの発現には脳下垂体より分泌されるプロラクチンや子宮より分泌されるプロスタグランジンF2αが関与する可能性を考え、現在さらなる研究を進めているところである。病態における発現解析では、本学獣医学研究科内科学教室大和修助教授(現鹿児島大学農学部獣医学科臨床獣医学講座臨床病理学分野教授)のご好意により分与していただいたGM1ガングリオシドーシス罹患犬の脳組織において、galectin-1とgalectin-3の2つのサブタイプが病変部で顕著に発現増強していることを確認した。本研究により得られた結果は、ガレクチンの機能を理解する上での重要な情報を提供するものと思われる。内在性レクチンのひとつであるガレクチンはこれまでに哺乳類で15種類のサブタイプが報告されている。マウスで同定されているのは9種類で、消化管には6つのサブタイプ(galectin-1,-2,-3,-4,-6,-7)が存在する。本年度はin situ hybridization法により消化管における各ガレクチンサブタイプの発現を精査すると同時に、各サブタイプに対する特異抗体の作製に主に取り組んだ。消化管に発現する6つのサブタイプのうち、市販の抗体が利用できたものはgalectin-3とgalectin-7のみであった。のこりの4つのサブタイプについて、GST融合リコンビナントタンパク質をウサギおよびモルモットに免疫して特異抗体を作製したところ、細胞内局在の検索に有効な特異抗体を得ることができた。消化管上皮における各サブタイプの細胞内局在は光顕・電顕レベルで現在検索中である。また、マウスの全身におけるガレクチンの発現を検索すると、泌尿器と卵巣にgalectin-3が強く発現していることが明らかとなった。腎臓のgalectin-3は、集合管と腎盤から尿道にかけての移行上皮に連続して発現しており、尿管芽と尿生殖洞に由来するこれら上皮のマーカーとして有用であると思われた。卵巣では、黄体にgalectin-3の発現が特異的に認められ、プロジェステロンを不活化する酵素である20α-hydroxysteroid dehydrogenase (20α-HSD)の発現と完全に相関していたことから、プロジェステロンの活性にgalectin-3が抑制的に働く可能性が示された。キチナーゼファミリー蛋白に関しては、RI標識プローブを用いたin situ hybridization法では検索が不可能であったため、別の手法を立ち上げ、検索を進めているところである昨年度にひきつづきマウスに存在する9種類のガレクチンサブタイプ(galectin-1,-2,-3,-4,-6,-7,-8,-9,-12)の発現細胞をin situ hybridization法により解析するとともに、各サブタイプに対する特異抗体の作製を行った。
効率的グルコース消費に必須な生体システムの解明

効率的なグルコース利用は、真核細胞が生理活動を行う上で必須です。本研究により、ヒト血糖値と同等の低濃度グルコースを効率的に利用するためには、CaMKKとTORC2とよばれる2つのタンパク質リン酸化酵素が必要であることが明らかとなりました。低濃度グルコースの効率的利用にはヘキソーストランスポーター機能の活性化が必須ですが、CaMKKはトランスポータータンパク質の発現制御、一方、TORC2はその局在制御に関わる可能性が示唆されました。これらの知見は血糖値制御メカニズムの理解を深めるものと期待できます。グルコース(ブドウ糖)は、真核生物にとって根幹的な炭素源であり、またエネルギー(ATP)源です。従って、効率的にグルコースを消費(取り込み・代謝)することが、エネルギー依存的な生理プロセスを進めるために重要となります。本研究では、低濃度のグルコースを効率的に利用するために必要となる遺伝子を網羅的に同定することを第一の目標としています。さらに、それら遺伝子産物の生理機能を同定し、「効率的グルコース利用に必要な」機能ネットワークを明らかにしたいと考えています。研究はおおむね計画通りに進行しており、これまでに、低グルコース環境でのみ特異的に生育できなくなる分裂酵母変異体(Igs変異体)のスクリーニングおよび確認作業をほぼ完了し、約150の変異株を得ました。それらの変異株について、グルコースの利用速度を測定したところ、予想通り多くの変異体では、低濃度のグルコースを効率的に取り込めなくなっていることが分かりました。現在、それらの変異遺伝子の同定作業を進めていますが、A)タンパク質リン酸化シグナリング、(B)膜輸送経路、(C)ミトコンドリア機能、(D)細胞骨格制御、多様な細胞機能が効率的なグルコース利用に必要であることが明らかになりつつあります。特筆すべき事に、同定された遺伝子の多くは酵母からヒトまで進化的に保存されています。なお、本研究での「低濃度グルコース」とは、ヒトにおける空腹時血糖値とほぼ同程度の0.41.0mg/mlを指しています。従って本研究の遂行によって、血糖値コントロールの分子メカニズムの一端が垣間見えるのではないかと期待しています。本研究では、効率的なグルコース利用に必要となる遺伝子群を同定し、その機能を解明することを目指しました。昨年度までの結果に基づき、本年度は、まず代表的なLGS変異株(低グルコース環境下で生育できない変異株)について、細胞内へのグルコース取り込み速度を測定しました。当初計画では、蛍光標識グルコースを利用して測定することを考えていましたが、予備的調査の結果、蛍光グルコースと通常のグルコースでは、その取り込みメカニズムに違いがあることが分かりましたので、C14放射性標識グルコースを用いる方法に切り替えました。その結果、いくつかのLGS変異株では、低濃度グルコースの取り込み速度が有意に低下していることが判明しました。ミカエリスメンテンモデルに従い計算したところ、それらの変異体では、細胞全体として見た場合のグルコース輸送の酵素的親和性が低下しているようでした。そこで、それらの変異体中でのグルコース輸送体(トランスポーター)の遺伝子発現レベル、もしくは細胞内局在を調べたところ、LGS変異体では輸送体遺伝子の発現上昇、もしくは輸送体タンパク質の細胞表面への局在化に異常が生じていることが明らかとなりました。これらの結果により、(1)グルコース濃度低下に応答したトランスポーター遺伝子の発現制御、(2)トランスポータータンパク質の細胞内輸送機構、に関わる遺伝子群が明らかとなりました。現在、これらの結果をまとめた論文の投稿準備を進めています。
癌の局所化学療法のための生体内崩壊性・短時間放出制御型マイクロカプセル製剤の開発

本研究は,製剤・製法の技術的限界のため従来実施困難であった抗がん剤含有製剤を用いたがん局所化学療法の最適化のための系統的・総合的研究を行うべく,以下の機能を有するがん局所化学療法用マイクロカプセル(MC)製剤の開発を目的とするものである。治療上要求される機能は1)懸濁注射剤の調製とカテーテルを通過して動脈を塞栓するまでの間は薬物放出が起きない遅延放出特性を持ち,遅延時間は制御可能;2)ラグタイム後の薬物放出速度は調節可能;3)一定時間後には粒子自体が分散消失し,血流が回復司能;4)製剤中の薬物含有率は最大30%を確保可能;5)粒子径は30-200μmの範囲で,放出・崩壊・分散消失特性を自在に調節可能;6)多種類の製剤の微量調製が可能なことなど,従来の製剤・製法では極めて実現困難なものである。これに対し,本研究では機械的MC化法である気中懸濁被覆法を採用し,本法によって調製した大豆レシチン(SL),コレステロール(CH),ステアリン酸(SA),ポリビニルピロリドン(PVP)混合被膜からなるMC製剤が上述の機能をすべて兼ね備えることを見出した。また,粉末X線回折,示差走査熱量分析によって乾燥及び水和状態でのMC膜成分の相構造を3成分系相図にまとめ,一連の組成比のもとでの膜相状態とそれに対応する薬物放出・MC分散崩壊挙動を関係づけることによってこれらの機能発現機構を推定し,1-3)の機能を任意に調節するための膜組成を掌握できた。一方,4-6)を目的として異径2成分径希釈法を新たに開発し,本法により薬物含量30%,粒子径106-149μmの抗がん剤アドリアマイシン(ADR)含有レシチン膜MCを数gオーダーで調製できる技術を確立した。本ADR-MCにおいても上述の機能の発現がin vitro試験及びラット肝動脈注入によるin vivo薬物動態試験において確認できた。[1]製剤処方探索:大豆レシチン(SL),コレステロ-ル(CH),ステアリン酸(SA)とポリビニルピロリドン(PVP)の膜剤組成比を広範囲に変化させ,各添加剤の薬物溶出・粒子崩壊挙動に及ぼす影響を調べた。SL,CH及びSA含量を変化させることで薬物溶出のラグタイムとその後の溶出速度は多様に変化し,粒子の水中での形態変化はおおむね自己分散型,膨潤型,非膨潤型の3タイプに分類されることが判った。PVP添加量の増加も,薬物溶出抑制に大きく寄与した。このように膜剤組成比の変更により,上記製剤特性が広範囲に調節可能であることを明かにした。[2]機能発現機構の解析:乾燥及び水和状態でのマイクロカプセル膜の相構造を,偏光顕微鏡・示差走査熱量分析装置・粉末X線回析装置により推定し,PVPを一定量合むSL-CH-SAの三成分系の相図にまとめた。乾燥時の膜相構造は水和により複雑に変化じ,形成したCHとSAを大量に溶かし込んだSL相の水和・膨潤特性が薬物溶出抑制に大きく寄与することが分った。膜相状態と薬物溶出・粒子崩壊挙動との関係が明かとなり,薬物溶出機構が推定できた。[3]製剤化技術の開発:レシチン膜マイクロカプセルの微量調製技術の確立を目的に,噴流層コーティング装置を用いた異径二成分希釈法を開発した。

モデル薬物2gを芯粒子に手作業で固定し,希釈粒子と共にコーティングすることにより,薬物含量35%,粒子径106-149μmのレシチン膜マイクロカプセルの調製に成功した。一方,高速楕円ロータ型乾式コーティング装置を用い,高い薬物含有量を有する薬物被覆粒子の調製を試みた。複雑な操作を必要とせずに高い被覆率を得るための操作条件が見いだせ,セルロース球形粒子(核粒子)・ラウリン酸(結合剤)のモデル系で,薬物含量43%,薬物被覆率95%の粒子の調製が可能となった。1.マイクロカプセル(MC)膜の主成分であるリン脂質を大豆レシチン(SL)から相転移温度の高い水素添加卵黄レシチン(HEL)に変更し、製剤特性に及ぼす影響について調べた。HELと結合剤であるポリビニルピロリドン混合物の被膜から成るMCからの薬物溶出は速やかであったが、コレステロール(CH)やステアリン酸(SA)を単独添加することで薬物溶出は強く抑制され、両者の同時添加では添加量の増加に伴い溶出が促進された。これらCHやSA橋加の薬物溶出への効果は、SLの場合とは逆であった。SLの場合、膜特性は膜相構造と大きく関係していたのに対し、HELではCHやSA添加により変化する膜成分の相転移挙動が薬物溶出に大きく関係することが、水和膜混合物を用いた示差走査熱量分析より推察された。2.前年度開発した微量調製技術により、水難溶性モデル薬物(ガドベンテト酸ステアリルアミン誘導体、Gd-DTPA-SAm)を用いて被膜即崩壊型と被膜分散型のマイクロカプセルを調製した。これらMCではGd-DTPA-SAmは被膜と共に10μm程度の二次粒子として分散し、薬物とリン脂質との相互作用を利用することで新たな膜特性が引き出せることが示唆された。また、本製剤を正常ラットの肝動脈より投与した場合、製剤投与による肝組織障害性は軽微なものであることが生化学的・組織学的に確認された。3.肝癌モデルの作成を検討し、ラット乳癌由来Walker256細胞の移植により移植性肝癌ラットを、3-Me-BDH含有飼料の自由摂取(8-10週間)により原発性肝癌ラットを得た。4.高速楕円ロータ型乾式被覆法によるレシチン膜MC化の足掛かりとすべく、MC化が比較的容易なモデル被膜剤(市販のエチルセルロース水系分散剤の凍結乾燥物)を用い被覆効率に関する基本的な処方・操作因子を調べた。薬物放出制御が可能なMC膜の形成に一応成功した。[1]抗がん剤封入マイクロカプセルの調製:前年度検討の結果から有望視された大豆レシチン(SL),コレステロール(CH),ステアリン酸(SA),ポリビニルピロリドン(PVP)の重量比5:5:2:5の膜処方を選択し,抗がん剤アドリアマイシ含有マイクロカプセル(ADR-MC)を調製した。前年度開発した異径二成分系希釈法に基づき,アドリアマイシン粉末0.9gを乳糖核粒子(75-90μm)0.7gに結合剤PVPを介して手作業で固定し,希釈乳糖(44-53μm,24g)とともに噴流層コーティングを行うことによって,薬物含量最高30%,粒子径106-149μmのアドリアマイシン含有レシチン膜マイクロカプセルの調製に成功した。[2]ADR-MCのin vitro特性評価:ADR-MCからのADRの放出は2分から10分程度のラグタイムを有する短時間遅延放出を示すことが判った。コーティング量を調節することでラグタイム及びその後の放出速度が調節可能であった。また,低温間欠加熱滅菌(80°Cで30分加熱を4回)したマイクロカプセルは日本薬局方無菌試験法に適合し,滅菌による溶出挙動の変化はごく僅かであった。ヒト血漿中では被膜が30分程度で分散消失することが確認された。
生物活性小分子の構造活性相関研究迅速化を指向した新規誘導体化試薬の開発

本研究は、生物活性分子に対して短工程かつ網羅的に官能基化を行うことで、構造活性相関研究の迅速化を目指すものである。2年目となる本年度は、(1)昨年度見出したルイス酸触媒により活性化されるカチオン性プロパルギルコバルト錯体を用いた、多様な芳香族生物活性分子の官能基化を試みた。また、(2)ジフルオロプロパルギルコバルト錯体を用いた新規分子変換反応の開発と、ジフルオロプロパルギル基の機能性評価を行った。さらに、(3)ヘテロ芳香環を持つ生物活性分子に対する、新たなジフルオロプロパルギル化の試薬と条件開発を行った。(1)昨年度開発した、ルイス酸触媒で活性化されるプロパルギル化試薬は、多様な芳香族生物活性分子の2工程プロパルギル化が可能であった。また、酸や塩基に弱い基質においても、分解がほとんど見られず、良い収率で目的のプロパルギル化合物を得ることに成功した。(2)昨年度見出したジフルオロプロパルギルブロミドジコバルト錯体を多様な基質とルイス酸存在下反応させたところ、本錯体はケトンと反応し、エノールエーテルを生成することを見出した。さらに、得られたエノールエーテルを脱錯体化することで、新規ジフルオロプロパルギルエノールエーテルを得ることに成功した。また、ジフルオロプロパルギル基は銅触媒非存在下でもクリック反応が生体内温度で進行し、さらに、生体内利用がすでになされているシクロオクチンと殆ど同じ活性を持つことを示唆する結果を得ることに成功した。(3)ジフルオロプロパルギルブロミドを用いた、ヘテロ芳香環を持つカフェインに対するジフルオロプロパルギル化に低収率ながら成功した。本手法は、ヘテロ芳香環に対する初の直接的なジフルオロプロパルギル化の例である。昨年度開発した、ルイス酸触媒で活性化する新規プロパルギル化試薬を用いることで、従来の手法よりも高い収率で、生物活性分子の誘導化を行うことができたため。独自に見出したジフルオロプロパルギルブロミドジコバルト錯体を用いた、高い新規性を持つ反応の開発に成功したため。また、本研究の目標である構造活性相関研究迅速化を目指した、生物活性分子のヘテロ芳香環に対する直接的なプロパルギル化の条件を見いだすことができたため。独自に見出したジフルオロプロパルギルブロミドジコバルト錯体を用いた、新規反応の開発を継続する。具体的には、得られたジコバルト錯体をポーソンカーン反応へと応用し、より多様な含フッ素分子合成へと展開する。ヘテロ芳香族生物活性分子のジフルオロプロパルギル化の創出には成功したが、収率に改善点があるため、より高い収率で目的物が得られる条件の探索を行う。その後、最適化した条件を用いて、多様なヘテロ芳香族生物活性分子に対するジフルオロプロパルギル化を行う。本研究は,生物活性小分子に対し,直接的かつ網羅的に官能基,中でもプロパルギル基を導入することで、構造活性相関研究と標的分子探索研究に有用な誘導体を,短時間で供給可能とする手法の開発を目的としている。初年度となる本年度は,温和な条件下,ルイス酸触媒によって活性化され,カチオン性プロパルギルコバルト錯体を発生する,新規プロパルギルコバルト錯体試薬の開発を行った。その結果,フルオラスタグを導入したオルトアルキニルベンゾエートを脱離基とした試薬を新たに開発することに成功した。本試薬は検討の結果、ホスフィンを配位子とした金触媒を用いることで活性化が可能であり、様々な官能基を持つ芳香族化合物に対して直接的にプロパルギルコバルト錯体を導入可能であった。コバルト錯体の脱錯体化は,すでに我々のグループで報告した,オキソアンモニウム塩を用いた手法が有用であり,これにより2工程での温和なプロパルギル化を達成した。一方,ラジカルを活性種とした新規プロパルギル化試薬の開発を行っていたところ、ジフルオロプロパルギルブロミドに対してコバルト錯体を作用させると、比較的安定なジフルオロプロパルギルコバルト錯体が得られることを見出した。この錯体ルイス酸を作用させることで,水酸基にジフルオロプロパルギル単位を導入可能であり,生物活性分子にも適用可能であった。ジフルオロプロパルギル基は,アジド基とのクリック反応において通常のプロパルギル基よりも高い反応性を示すことが知られているため,標的分子探索研究への応用が期待できる。目標の一つとして掲げていた,温和かつ触媒的な条件下,カチオン性活性種を利用した芳香族生物活性小分子の直接的なプロパルギル化法の開発を行うことに成功した。また,もう一つの目標である,ラジカルを活性種とした新規プロパルギル化試薬の開発途上で,従来法よりも容易に調整可能な試薬を用いた新規ジフルオロプロパルギル化の開発に成功した。以上の成果より,おおむね順調に進展していると考えられる。

(1)昨年度開発した、ルイス酸触媒で活性化されるプロパルギル化試薬は、多様な芳香族生物活性分子の2工程プロパルギル化が可能であった。また、酸や塩基に弱い基質においても、分解がほとんど見られず、良い収率で目的のプロパルギル化合物を得ることに成功した。(2)昨年度見出したジフルオロプロパルギルブロミドジコバルト錯体を多様な基質とルイス酸存在下反応させたところ、本錯体はケトンと反応し、エノールエーテルを生成することを見出した。さらに、得られたエノールエーテルを脱錯体化することで、新規ジフルオロプロパルギルエノールエーテルを得ることに成功した。また、ジフルオロプロパルギル基は銅触媒非存在下でもクリック反応が生体内温度で進行し、さらに、生体内利用がすでになされているシクロオクチンと殆ど同じ活性を持つことを示唆する結果を得ることに成功した。(3)ジフルオロプロパルギルブロミドを用いた、ヘテロ芳香環を持つカフェインに対するジフルオロプロパルギル化に低収率ながら成功した。本手法は、ヘテロ芳香環に対する初の直接的なジフルオロプロパルギル化の例である。昨年度開発した、ルイス酸触媒で活性化する新規プロパルギル化試薬を用いることで、従来の手法よりも高い収率で、生物活性分子の誘導化を行うことができたため。独自に見出したジフルオロプロパルギルブロミドジコバルト錯体を用いた、高い新規性を持つ反応の開発に成功したため。また、本研究の目標である構造活性相関研究迅速化を目指した、生物活性分子のヘテロ芳香環に対する直接的なプロパルギル化の条件を見いだすことができたため。カチオン試薬に関しては,複雑な骨格や多様な官能基を持つ芳香族活性小分子に対して適用し,開発した試薬の有用性を実証する。ラジカル試薬は,コバルト錯体を用いないことで,ジフルオロプロパルギル基を導入可能であることが文献調査より示唆された。このため,当初の予定を変更し,コバルト錯体を用いない新規ジフルオロプロパルギル化試薬の開発を行う。独自に見出したジフルオロプロパルギルブロミドジコバルト錯体を用いた、新規反応の開発を継続する。具体的には、得られたジコバルト錯体をポーソンカーン反応へと応用し、より多様な含フッ素分子合成へと展開する。ヘテロ芳香族生物活性分子のジフルオロプロパルギル化の創出には成功したが、収率に改善点があるため、より高い収率で目的物が得られる条件の探索を行う。その後、最適化した条件を用いて、多様なヘテロ芳香族生物活性分子に対するジフルオロプロパルギル化を行う。
有機分子性金属の構築と超伝導化へのアプローチ

有機伝導体の開発を目的とした電子供与体を設計するうえで、(i)ジカチオンにおける分子内クローン反発の軽減、(ii)二次元伝導性の導入、といった二つの重要とされている指針を同時に満足する骨格として、2個のテトラチアフルバレン分子が縮合したBDT-TTPおよびそのビニローグ類縁体であるDTEDT誘導体の合成と物性について研究を進めた。得られた成果は以下のとおりである。(1)アルキル基で置換された一連のBDT-TTP誘導体の合成を行い、それらを用いたカチオンラジカル塩の電気物性を直流電気伝導度測定により検討したところ、片側にメチルチオ基を有するDTTM-TTPおよびCPTM-TTPのPF_6、AsF_6塩が1.2Kまで金属的な伝導性を示すことを明らかにした。それらのうち、CPTM-TTP塩のX線構造解析に成功し、ドナー分子が二次元的なβ型配列をとることを見いだした。(2)一連のDTEDT誘導体の合成に初めて成功した。それらの酸化還元特性をCV法により詳細に検討したところ、第一酸化還元電位の置換基依存性より、最初の一電子酸化は主にビニローグTTF部で起こることが明らかとなった。また、母体DTEDTをドナーとして用いた様々なカチオンラジカル塩の単結晶試料を作製し、それらの電気物性を直流電気伝導度測定により検討したところ、いずれの錯体も対アニオンに関係なく1.4-4.2Kという極低温まで金属的な伝導挙動を示すばかりか、Au(CN)_2塩が常圧4K以下で超伝導性を示すことを見いだした。X線構造解析よると、この超伝導体のドナー分子は二次元的なβ型配列をとり、積層方向、横方向共にビニローグ部が同じ側にあり、立体的および電子的に最も重なり積分が大きくなるようにパッキングしている。バンド計算によるとスタック内の重なりがスタック間に比べ3倍程度強いものの閉じたフェルミ面をもつことが示唆される。
定常過程に対する統計的推定問題。特に連続時間の枠組でのブートストラップ手法

一次元定常拡散過程モデルにおいて、観測されたひとつのパスから背後の定常分布をノンパラメトリックに推定する問題を考察した。この問題においては一次有効な推定量が先行研究によって与えられているが、私はその推定量の分布を近似するためのブートストラップ法を考案し、その二次の正確さを証明した。この手法により、例えば二次の正確さを持った信頼区間の構成が可能になった。多次元の定常拡散過程に対しても、対称性の仮定の下、最尤推定量の漸近展開で現れる係数に対する、一致性を持つ推定量を提案し、パラメトリック推定の枠組みにおける二次の正確さを持った区間推定を可能にした。ところで連続時間確率過程による統計モデルにおいては観測誤差の影響が無視できないことがしばしばである。実際株価ティックデータを用いた実現ボラティリティ推定量は、マイクロストラクチャーノイズと呼ばれる、ある種の観測誤差に影響により、理論上は一致性を保証されているにもかかわらず、発散する現象が知られている。私は観測値の丸め誤差に注目し、ティックタイムサンプリングによる実現ボラティリティが、丸め誤差が0になる極限において一致性を持つことを示し、その漸近混合正規性も証明した。漸近分散の推定量も構成し、これらによって伊藤過程の二次変動に対する区間推定、検定が可能になった。この丸め誤差モデルにおいて、さらに背後の確率過程の強マルコフ性を仮定すると、観測される過程はセミマルコフとなるが、このセミマルコフモデルに対しても前述のブートストラップ法が適用できることも示した。Regenerative Block Bootstrapに関する研究を進め,その理論的基礎となる一次元拡散過程のエッジワース展開公式の新たな表現を得た.この公式を利用してRegenerative Block Bootstrapの一種のあるリサンプリング法で,その数値実験での良さが知られており,かつ理論的正当化が未だなされていなかった方法に対して,その二次の正確さを証明した.またあるタイプのスチューデント化統計量が二次のオーダーでスキューネスフリーになることを発見し,応用として三次の正確さをもつパラメトリックブートストラップ推定量を構成した.これは特殊な状況にあける数値実験によって示唆された結果であったが,一般的な状況でのスチューデント化の方法は,連続時間過程特有の事情を利用しており,予期しないものであった.尤度比検定統計量に対してもエッジワース展開を導いた.一方で自然に構成されるブートストラップ検定統計量には特殊な状況を除いて理論的正当性がないこともわかった.これらの結果はすべて初期分布に可積分性以外の条件を置かない,一般的な枠組みで示したものであり,エッジワース展開係数,Bootstrapの構成法に初期分布がどのように影響するかを明らかにしている.特に最尤推定量を含むあるクラスの推定量はそのエッジワース展開が二次のオーダーで初期分布に依存しないことが導かれた.Splitting手法によってRegenerative Block Bootstrapの適用範囲が広げられることがわかったが,一方で実用的なノンパラメトリックブートストラップとしてこの方法を用いるためには,より広いクラスの汎関数に対してエッジワース展開を証明しなければならないことがわかり,これは今後の課題である.一次元定常拡散過程モデルにおいて、観測されたひとつのパスから背後の定常分布をノンパラメトリックに推定する問題を考察した。
ソース推定逆問題の直接代数解法と応用

人間の頭部表面で観測した磁場から脳内の電流源を推定する逆問題に対し,電流源を囲まない開曲面上におかれたセンサで計測したデータから,電流源の位置を直接,反復計算なく推定する手法を提案し,実際の脳磁場データで検証した.また配管に磁場を加え,配管表面の腐食傷などを検出する非破壊検査逆問題において,従来のように多数のセンサをアレイ状に並べることなく,磁場のフーリエ係数と呼ばれる2つの量を測るだけで傷の位置が推定できることを示し,そのためのセンサ構造を設計・製作し,実証した.人間の頭部表面で観測した磁場から脳内の電流源を推定する逆問題に対し,電流源を囲まない開曲面上におかれたセンサで計測したデータから,電流源の位置を直接,反復計算なく推定する手法を提案し,実際の脳磁場データで検証した.また配管に磁場を加え,配管表面の腐食傷などを検出する非破壊検査逆問題において,従来のように多数のセンサをアレイ状に並べることなく,磁場のフーリエ係数と呼ばれる2つの量を測るだけで傷の位置が推定できることを示し,そのためのセンサ構造を設計・製作し,実証した.脳磁図逆問題や漏洩磁束探傷など広範な応用があるソース推定逆問題に対し,以下の成果を得た.まず本年度の第一の目標であった,二次元平面上で,ソースを囲まない開曲線上でのデータからソースを直接再構成する手法に関して,複数の極をもつ有理関数が満たす微分方程式から出発し,これに荷重をかけ開曲線上で積分することで,極の基本対称式に関する線形方程式が得られることを示した.従来の閉曲線データを仮定した直接法や,開曲線上データを用いた線形最小二乗法に対し,精度・安定性ともに向上することを数値シミュレーションで示した.さらに本手法の推定結果を初期値とし,非線形最適化をかけることで,大域最適解に収束することを示した.第二・第三の目標であった,広がりをもったソースを表現する多重極ソースモデルに対する直接解法およびその脳磁場データの適用に関して,双極子十四重極子を用いた脳磁場データ解析を行った。双極子モデルだけでは表現しきれない,近接した逆向きソースも精度良く推定できることを数値シミュレーションにより示した.更に第四の目標であった,配管探傷において直接解法で必要な量を直接計測するセンサの製作に関して,漏洩磁束の1次フーリエcos係数を計測するセンサと1次フーリエsin係数を計測するセンサを同心で配置し,それらの出力比から,配管上の傷位置の円周方向位置を推定するセンサシステムを開発した.直径500mmの磁性管内壁および外壁に存在するφ10mmの円形傷の円周方向位置が定位できることを実験的に示した.本研究の目的は,脳磁図逆問題や漏洩磁束探傷など広範な応用があるソース推定逆問題に対し,順問題の反復計算をすることなく,観測データから直接ソースパラメタを再構成する数理手法を開発すること,またそのために必要な観測データを直接計測するセンサを開発することである.特に本年度は,電磁場源を囲まない,三次元空間内の開曲面上の観測データから,磁場源の位置を再構成する手法を開発した.まず,磁場の多重極展開を有限で打ち切ったとき,多重極係数と開曲面上のデータの間に線形関係が成り立つことに注目した.これにより,従来のように閉曲面上データの積分によらず,開曲面上データから最小二乗法を用いて多重極係数が計算可能となった.この際,係数行列の悪条件性に対する正則化として打切特異値分解を用い,打切次数の決定には,再構成したソースパラメタによる磁場分布とデータとの適合度を用いることを提案した.得られた多重極係数を用い,昨年度まで開発してきた直接解法を適用することで,順問題解の反復計算なくソースパラメタを推定する手法を構築した.また,以上の手法を脳磁場逆問題に適用した.ファントムデータでソース推定が可能であることを検証した後,体性感覚刺激時の脳磁図解析を行い,左右脳の体性感覚野に,双極子個数も含めた定位が可能であることが示された.更に,広がりをもった3次元磁場源分布の推定法として昨年度開発した双極子+四重極子モデルに関して,大脳皮質のMRデータから作成したモデル上に電流源を仮定した数値シミュレーションを行い,特に皮質のしわ構造により双極子が逆向きに配置される状況に対して,従来の双極子モデルよりも四重極子を加えたモデルの方が精度高く位置推定可能であることを示した.
被差別部落の民族学的総合調査研究

本研究は、被差別部落の民族誌作成を主要な目的とし、東日本では栃木県大平町榎本,西日本では大阪府寝屋川市駒池の両地区をそれぞれ調査地として地元開放同盟の協力を得て研究をすすめてきた。しかし寝屋川市駒池の被差別部落は、規模が大きく且つ都市化が著しいため,当初予定した以上に時間がかかり、民族誌作成までに至らず,本研究終了後も調査研究を維続することにしているが、大平町榎本の民族誌を完成されることががきた。被差別部落榎本の民族誌は、民族学研究からの初めてのものであり,今後の被差別部落の民族研究にとって欠くことのできないものとなるであろう。被差別部落榎本の民族誌作成によって、次のような諸点が明らかとなった。つまり(1)被差別部落の民族全てが一般の民族と相違するのではなく、その一部であること、(2)ただし、被差別部落の習俗の一部に、一般からの差別が認められるものがある。(3)榎本は農村であるが、農家・非農家が混在し、日雇いが大きな比重を占めていることと関連し,都市型の民族を示している。(4)経済力の低さを背景に、タテマエよりもホンネの生活が優先しており、そのことが儀礼習俗にはっきりと現れている。(5)被差別部落内が、かつての支配者小頭と他の家々、工作面積の大きな農家と工作面積の少ない農家,農家と非農家等々,幾つかの階層差が認められる。以上が本研究を通して明らかになった主要な点であるが,これまで被差別部落の特色ある習俗とみられていた事象が、民族全体と関連付けて捉えられるようになった意義は大きいと考える。本年度は、これまで調査を継続してきた栃木県大平町榎本の綿密な民俗調査と、新たに選定した大阪府寝〓川市国守の概観的調査をそれぞれ数回にわたって実施した。その結果、【.encircled1.】かつて劣悪な生活環境のもとで部落産業と称される職種を中心としながらも、多様な職種が認められること、【.encircled2.】同和対策事業によって生活環境はかなり改善、整備されているが、職種はあい変らず不安定なものが多いと、【.encircled3.】民俗儀礼的には、かくあるべしとする観念力希薄で、家ごと、その時々の経済的状況によつて左右されることが大きい等々が明らかとなった。こうした調査結果を踏まえ、次年度には、榎本地区の場合、補充調査を加えて周辺一般地区との対比をしながら、民俗誌をまとめることとし、寝屋川市国守の場合は、集落の規模が大きく、都市化が若しいところから、早急に民俗誌のまとめは行わず、問題点を浮き彫りにした調査を継続させることにした。本研究は、被差別部落の民俗誌作成を主要な目的とし、東日本では栃木県大平町榎本、西日本では大阪府寝屋川市駒池の両地区をそれぞれ調査地として、地元解放同盟の協力を得て調査研究をすすめてきた。しかし寝屋川市駒池の被差別部落は規模が大きく、且つ都市化が著しいため、当初予定した以上に時間がかかり、民俗誌作成までに至らず、本研究終了後も調査研究を継続することにしているが、大平町榎本の民俗誌を完成することができた。被差別部落榎本の民俗誌は、民俗学研究からの初めてのものであり、今後の被差別部落の民俗研究にとって欠くことのできない文献となるであろう。被差別部落榎本の民俗誌作成によって、次のような諸点が明らかになった。つまり(1)被差別部落の民俗全てが一般の民俗と異なるのではなく、その一部であるが、習俗のなかに一般からの差別が認められるものがある。(2)榎本は農村であるが、農家・非農家とが混在し、日雇いが大きな比重を占めていることを背景として都市型の民俗を示している。(3)経済力の低さと関連して、タテマエよりもホンネの生活が優先しており、そのことは儀礼習俗にはっきりと現われている。

(4)被差別部落内が、かつての支配層小頭層と他の家々、耕作面積の大きな農家と耕作面積の少ない家、農家と非農家というように幾つかの階層が認められる。以上が本研究を通して明らかになった主要な点であるが、これまで被差別部落の特色ある習俗とみられていた事象が、習俗全体と関連付けて捉えることができるようになった意義は大きい。
高齢期にみられる骨格筋の萎縮と運動の効果

老化にともない骨格筋では、筋線維の顕著な萎縮が生じる。筋力は筋横断面積に比例するために、筋線維の萎縮にともない筋力の顕著な低下が生じる。本研究では、老化にともなう筋線維の萎縮を運動によって抑制することが可能であると考え、老性筋萎縮に対する運動の効果を動物実験により検討した。実験には、生後20、60、80週齢のラットを用いた。生後20週齢のラットは、成熟時のデータとして用い、生後40週齢のラットは、老化初期のデータとして用いた。また、生後40週齢から20週間にわたる自発的走運動を負荷して、対照群(生後80週齢)との間において、ヒラメ筋、足底筋の筋線維横断面積を比較した。筋線維は、fast-twitch oxidative(FO)、fast-twitch oxidative glycolytic(FOG)、slow-twitch oxidative(SO)の3タイプに分類した。FO線維は、収縮速度は速いが疲労耐性が低いこと、FOG線維は、収縮速度が速く疲労耐性のあること、SO線維は、収縮速度は遅いが疲労耐性に優れていることが特徴である。生後20週齢(成熟時)と生後60週齢(老化初期)の間では、ヒラメ筋、足底筋の両筋ともいずれのタイプの筋線維においても横断面積に差異は認められなかった。一方、生後80週齢では、生後20週齢および生後60週齢に対して、ヒラメ筋のFOG線維、SO線維、足底筋のFG線維、FOG線維において横断面積の減少が認められた。生後60週齢から20週間の走運動によって、ヒラメ筋のFOG線維、SO線維、足底筋のFOG線維で老化にともなう筋線維の萎縮が抑制された。本研究は、老化初期の運動が筋線維の老性萎縮を抑制することを明らかにした。これは、老化にともない使用されなくなる筋線維が運動によって参加・動員されたことによるものを推察される。すなわち、老化にともない廃用的に萎縮を生じる筋線維が運動によって参加・動員されたことにより、筋線維の萎縮が抑制されたものと結論される。
肝癌に対する荷電粒子線療法の確立に関する研究

(目的)肝癌の放射線療法は、X線や陽子線を用いた報告がなされているが、重イオンに関する報告はない。本研究の目的は、放医研で炭素イオンで治療された肝細胞癌を対象に、肝腫瘍および肝組織に与える照射効果について検討し、適正な線量分割法を決定することで、同時に肝癌に対する重イオン治療法を確立するために不可欠と思われる治療効果判定基準の作製と、高度照射技術の開発を目指す。(方法)炭素イオン治療を行なった24例(25病巣)について、治療後の肝障害および治療効果を検討した。早期肝障害は、GOT≧300 IU/l,ALB≦2.8g/dl,T.BIL≧3.0mg/ml,PT≦55.0%のうち2項目以上を満たす場合とした。晩期肝障害は、従来から用いられているChild分類の他に、経時的な変化を表現できる方法としてPughのスコアを採用し、スコア10以上となったものを晩期高度肝障害とした。重粒子線の治療効果の評価を行うため、既存の評価法に沿った方法とともに様々な検査の組み合わせについて検討した。(結果)早期肝障害はPughのスコアの方がChild分類よりも相関が強かった。晩期高度肝障害の発生と治療前の肝外門脈側副血行路の存在との間には有意の相関があった。早期肝障害例5例のうち2例に晩期高度肝障害がみられたが、いずれも治療前すでに肝外門脈側副血行路を有していた。早期肝障害と晩期高度肝障害との間に相関はなかった。局所制御不成功例は3例であったが、そのうちの2例は呼吸同期照射法採用前の患者であり、かつ安全域の設定が不十分だった。他の1例は門脈腫瘍塞栓を有しており、やはり安全域の設定が不十分と考えられた。死因についてみると、癌死例の生存期間は肝不全死例に比べて有意に短かった(P=0.03)。癌死4例のうち3例は治療後6ヵ月までにの間に他部位再発が診断された高度進行例であった。肝不全死例は5例とも治療前から肝外門脈側副血行路を有しており、これが重要な余後因子であることが分かった。肝癌に対する放射線治療効果の判定法として、照射野内病巣についての局所効果と、全身性の病巣についてみた全身効果とを区別して評価する方法の作成を試みた。(まとめ)早期肝障害と晩期高度肝障害との間に関係がなかったこと、および晩期高度肝障害の発生と治療前における肝外門脈側副血行路の間に強い関係があったことから、門脈血流障害の憎悪が炭素イオン治療に伴う晩期肝障害の本体である可能性が示唆された。また、肝外門脈側副血行路を有するほどの高度門脈血流障害が無ければ、高度の肝障害は、早期、晩期とも生じないことが明らかとなった。今後、この事実に基づき、重イオンの特徴をより生かせると思われる短期少分割法による臨床研究を進めることにした。なお、癌死例はそのほとんどが肝不全死というよりは治療開始時に既に他部位病巣を有していたもので、これからも局所制御の重要性が裏付けられた。わがくにの原発性肝癌による年間死亡数は悪性新生物の第3位を占め、年間約2万3千人がこの疾患で亡くなっている。一般に肝癌患者は、C型肝炎から移行した肝硬変を合併していることが多いため、手術可能例は僅か2030%で、肝切除後の5年生存率は40%以下に留まっている。こういったことから現在、肝癌の治療は主に経動脈腫瘍寒栓術(TAE)あるいはエタノール注入(PEI)で治療されることが多く、放射線治療は殆ど利用されていないというのが実情である。本研究の目的は、肝癌に対する新しい治療法として荷電粒子線の可能性を探ろうというものであるが、なかでも炭素イオンはブラッグピーク特性と共に光子線の数倍という生物効果を有していることから、既存の治療法では得られない効果が期待できる。平成7年度は主に基礎的研究を施行した。まず放射線に対する肝の耐容量を調べるため、マウスの全肝にX線と炭素イオン照射を行った結果、肝のRBE 1.78を得た。肝癌の放射線治療においては、呼吸性の上下運動があるため照射体積は必要以上に大きくなってしまう。これを解決するためわれわれは呼吸同期照射法の開発に着手したが、今年度は、同期信号発生装置およびそれとCT装置を結びつけるインターフェースを開発し、また同期信号のディテクターについても性能比較をした。患者固定法について、万人向きのキャストを考案し実用性を確認した。炭素イオンの腫瘍効果をできるだけ早期に判定するため治療効果判定基準の作成を試みたが、照射後出現する放射線肝炎と残存腫瘍を鑑別するには造影CTが有効であった。即ち、残存腫瘍では早期に濃染し後期に低濃度となるが、肝炎の場合は早期後期とも濃染することから、両者の鑑別が可能であった。放医研で1994から実施している炭素イオン第I/II相臨床施行において、肝癌治療後の副作用および腫瘍効果について、線量分割法との関連において検討した。一般に肝細胞癌(HCC)は、C型肝炎から移行した肝硬変を合併していることが多いため手術可能例は2030%に留まり、肝切除後の5年生存率は40%以下である。放医研では1995年6月以来HCCに対して炭素イオン治療を行っている。目的は、炭素イオンを外科切除に替わる最も確実な治療法として位置づけることである。

炭素イオンの特色をもってすれば、単に局所制御が確実になるだけでなく、他の治療法と比較して患者の負担も小さく、陽子線で制御困難な大きな腫瘍でも12週間の短期間で制御でき、しかも反復治療も可能になると思われる。本研究では、主にHCCにおける炭素イオンの至適線量分割法に焦点をしぼり検討を加えた。1997年2月迄に炭素イオンで治療されたHCCは25例(26病巣)で、これらに対して炭素イオンの安全性と耐容線量をみるためのdose es calation studyを行った。照射線量は49.5GyE(2例)、は54GyE(3例)、60GyE(5例)、66GyE(8例)、72GyE(5例)、79.5GyE(2例)で、これらのうち6カ月以上観察可能な18例について照射後6カ月以内の局所効果をみてみると、CR3、PR12、NC2、PD1で、縮小率と線量との間には余り関係は認められなかった。しかし12カ月局所制御率は、49.5GyE100%(2/2)、54.0GyE50%(1/2)、60.0GyE80%(4/5)、66.0GyE100%(2/2)で線量依存傾向がみられ、臨床的には66.0GyE以上の線量で急に腫瘍の縮小が早くなった。副作用について見ると、79.5GyE群で湿性皮膚炎が認められたが、いずれも軟膏療法で治癒可能であった。肝機能は、殆どの症例で血液生化学検査値の一過性の変化を示したが、その程度は軽く線量群間の差はなく、いずれも6カ月以内に回復していた。しかし、腫瘍サイズが大きく、かつ肝機能がChildBのなかでも特に悪い患者では、照射後も長期にわたって肝機能検査のなかで鋭敏なプロトロンビン活性値(%)とICGの悪化傾向が見られた。HCCの放射線治療の有用性をみるためには、治療効果を評価するための基準が必要である。このためCTによる効果判定基準案の作成を試みたが、これはすでに作成されているPEIやTAE治療後の効果判定基準と共通性を持たせるようにした。局所制御の判定や、放射線肝炎と再発あるいは残存腫瘍との鑑別には、造影CTとともにMRIも有用のようであった。(目的)肝癌の放射線療法は、X線や陽子線を用いた報告がなされているが、重イオンに関する報告はない。本研究の目的は、放医研で炭素イオンで治療された肝細胞癌を対象に、肝腫瘍および肝組織に与える照射効果について検討し、適正な線量分割法を決定することで、同時に肝癌に対する重イオン治療法を確立するために不可欠と思われる治療効果判定基準の作製と、高度照射技術の開発を目指す。(方法)炭素イオン治療を行なった24例(25病巣)について、治療後の肝障害および治療効果を検討した。早期肝障害は、GOT≧300 IU/l,ALB≦2.8g/dl,T.BIL≧3.0mg/ml,PT≦55.0%のうち2項目以上を満たす場合とした。晩期肝障害は、従来から用いられているChild分類の他に、経時的な変化を表現できる方法としてPughのスコアを採用し、スコア10以上となったものを晩期高度肝障害とした。重粒子線の治療効果の評価を行うため、既存の評価法に沿った方法とともに様々な検査の組み合わせについて検討した。(結果)早期肝障害はPughのスコアの方がChild分類よりも相関が強かった。晩期高度肝障害の発生と治療前の肝外門脈側副血行路の存在との間には有意の相関があった。早期肝障害例5例のうち2例に晩期高度肝障害がみられたが、いずれも治療前すでに肝外門脈側副血行路を有していた。早期肝障害と晩期高度肝障害との間に相関はなかった。
導電性高分子鎖によって配線した単分子デバイスの機能計測

我々は、導電性高分子鎖を連鎖重合反応によって成長させることで、機能を持った有機単分子に配線し、単分子デバイスを作成する方法を世界に先駆けて開発した。本研究は、このような系の電気伝導特性の計測法を開発し、評価することを目的とした。まず、この研究に適した絶縁体基板の検討を行い、六方晶窒化ホウ素基板が有望であることを見いだした。六方晶窒化ホウ素基板上に金属微小電極を作成し、さらに電極間に単一導電性高分子鎖を作成することに成功した。その他、二硫化モリブデン基板上の分子の選択的吸着や、分子膜をテンプレートとした金ナノ粒子配列法の開発等の成果を得た。個々の有機分子に電子デバイスとしての機能を持たせようという単分子デバイスの研究がなされてきたが、その実現のためには、機能を持った有機単分子に導電性高分子鎖を配線する必要がある。我々は、個々の機能分子に向け、導電性高分子(ポリジアセチレン)鎖を連鎖重合反応によって成長させることで、導電性高分子鎖を配線する方法を世界に先駆けて開発した。本研究の目的は、このようにして作製した分子デバイス配線回路の電気特性の実測によって、デバイスとしての機能を確認/実証することである。この目的を達成するため、以下の2つの方法で単一ポリジアセチレン鎖の電気伝導特性の計測を試みている。第一の方法は、電子ビームリソグラフィにより適切なギャップ幅を持った電極を作成し、その電極間にポリジアセチレン鎖を作成して電気特性を測定する方法である。本年度は、初年度に試みた二硫化モリブデン基板に代わり、絶縁体である窒化ホウ素を基板として用いて実験を進めた。窒化ホウ素基板上でのジアセチレン分子膜の作成、光および熱重合反応によるポリジアセチレン鎖の作成、微細加工電極の作成などに成功した。作成条件をさらに最適化する必要はあるが、ポリジアセチレン鎖の電気特性計測を行う準備は整いつつある。第二の方法は、独立に駆動する多探針プローブ顕微鏡(SPM)装置を用い、測定対象に二本のプローブを接触させて計測を行う方法である。これに関連して、本科研費にて購入した超高真空SPM装置を用いて、超高真空中でのポリジアセチレン鎖の作成・観察条件を確立した。また、金ナノクラスターとポリジアセチレン鎖の接続界面における電荷移動の詳細についても研究を進めている。また、この研究を進める中で、分子膜の配列構造をテンプレートとして用いることで金ナノクラスターの配列構造を作成できることを見いだした。そこで、二硫化モリブデン基板上に金の電極を作成し、電極間の電気特性を測定したが、半導体である二硫化モリブデン基板を大きな電流が流れてしまい、単一ポリジアセチレン鎖の電気特性を得ることはできなかった。解決策として、絶縁体である窒化ホウ素を基板として用いることを検討し、窒化ホウ素基板上にもジアセチレン分子膜ができることを確認した。さらなる確認が必要だが、電気特性計測のための絶縁基板として有望である。予備実験として、多探針SPM装置によるジアセチレン分子膜の真空中での観察と重合を試みたが、観察を安定に行うことができず、観察条件、重合条件を今後最適化していく必要がある。また、この研究を進める中で、二硫化モリブデン基板上の欠陥サイトにチオール分子を選択的に吸着させることにも成功した。様々な分子を基板に固定して回路を作成する方法への応用が期待される。この目的を達成するため、以下のように単一ポリジアセチレン鎖の電気伝導特性の計測を試みている。本年度は、絶縁体である六方晶窒化ホウ素を基板として用いて実験を行った。