hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大面積パルス電子ビーム表面仕上げ法の高性能化に関する研究

大面積パルス電子ビーム照射法により金型の高能率表面仕上げが可能であるが,電子ビームのエネルギー密度が高い条件では凸部形状が丸みを帯び金型の形状精度を悪化させる.また,高低差のある表面形状では低部や凹部への電子ビーム照射が不十分となる.これらを解決し本仕上げ法の高性能化を目的とし,昨年度までに,電磁場・電子軌道解析と熱伝導解析による凸部形状変化現象の解明,凸部優先材料除去によるバリ取りなどのエッジ処理への応用等を検討してきた.平成30年度においては,まず,磁場制御による穴底面仕上げの可能性について検討を行った.大面積電子ビーム照射法では、電子銃カソード直下にアルゴンプラズマを発生させる際に磁場を発生させているが,その際電子銃カソードから工作物方向に向かって鉛直方向に磁力線が生じる.電子はこの磁力線に対して螺旋運動を行いながら磁力線にそって進行する性質があるため,この磁場を制御できれば電子ビームを所望の位置に集中できる可能性がある.そこでこれまで不可能であった高アスペクト穴底面の平滑化を試みた.その結果,磁石の設置位置によって表面平滑領域の制御が可能であることを見出した.また磁石の設置位置を適切に移動させながら電子ビーム照射を行うことで,高アスペクト比穴底面の表面平滑化が可能となった.次に,鉄鋼系の金型材料以外の材料に対する平滑化特性を体系的に解明し,本仕上げ法の応用分野拡大のため,工作物の熱物性値や磁性が電子ビーム照射時の工作物表面温度分布推移や再凝固層形成に及ぼす影響を,電子軌道解析,材料の潜熱を考慮した非定常熱伝導解析を利用して明らかにするとともに,電子ビーム照射実験との比較を通してその妥当性を明らかにした.そして,工作物の熱物性値によって異なる材料に対する表面材料除去や再凝固層厚さを予測できることを示した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。大面積パルス電子ビーム照射による高能率表面仕上げにおいては、工作物表面形状に凸部を有する場合、電子ビームがそこに集中することで工作物の形状を変化させる可能性がある。また、高低差のある表面形状では、低部や凹部への電子ビーム照射が不十分なため,その部分での平滑化が困難である。これらを解消し本加工法の高性能化を図るために、本年度はまず、大面積電子ビーム照射装置を再現した解析モデルを構築し、電子軌道解析による工作物凹凸表面上での電子ビームのエネルギー密度分布を求め、またそれを基に熱伝導解析を用いて表面温度分布、ならびに材料除去状態と形状変化の定量的予測を行った。一方、実験による表面形状変化を調査し、解析結果の検証も行った。さらに、磁場による電子ビーム軌道制御の可能性を探るため、工作物下部に磁石を設置し、その位置を変化させた場合の電子ビーム照射位置の追従を調査した。その結果、以下の知見を得た。1)電磁場解析モデルにより、電子ビーム照射時の装置内の電磁場、ならびに電子の軌道を解析できた。電子ビーム径の測定実験によって得られた照射距離による大面積電ビーム径の変化は電子軌道解析結果と定量的に一致し、構築した電子軌道解析モデルの妥当性が示された。2)電子軌道解析によって得られた凸形状におけるエネルギー密度分布、および電子ビームの貫入現象と材料の潜熱を考慮した熱伝導解析モデルによって照射時の表面近傍の温度分布を再現でき、またそこから求まる形状変化は実験結果とよく一致した。これにより大面積パルス電子ビーム照射による工作物表面形状変化を予測できる。3)非磁性の工作物材料の下部に磁石を設置すると、電子ビーム照射時の鉛直方向の磁力線が磁石に集中することによって電子ビーム照射位置を制御することができる。特に大きな問題もなく当初の計画通り研究を遂行しており、それぞれの検討項目で有益な知見を確実に得ているため。大面積パルス電子ビーム照射法では金属材料の高能率表面仕上げが可能であるが、高いエネルギー密度条件では、凸部形状が丸みを帯び金型の形状精度を悪化させる場合がある。また、高低差のある表面形状では低部や凹部への電子ビーム照射が不十分となり、平滑化は難しい。これらを解消し、本加工法の高性能化を目的として検討を行ってきた。昨年度は本大面積電子ビーム照射法を再現した解析モデルを構築し、電磁場解析および電子軌道解析を活用し、工作物凹凸表面上での電子ビームのエネルギー密度分布を明らかとした。また、その分布を基に熱伝導解析によって大面積電子ビーム照射時の表面温度分布、材料除去状態や形状変化を予測した。これらの結果を形状精度維持のための最適電子ビーム照射法について検討した結果、低エネルギー密度の電子ビームによる多数回照射や電子ビーム照射間のインターバルを長くとることが凸部形状変化を低減させるために効果があることが分かった。また、凸部優先材料除去を積極的に利用した高能率な微細バリ取りの可能性を検討するため、切削バリや熱加工バリ形状が電子ビーム照射によりどのように変化するのか、実験的、解析的に検討した。その結果、切削ロールオーババリのような連続したバリにおいては電子の集中効果がさほど大きくないため、バリの完全除去は難しいが、ある程度の低減は可能であることが分かった。昨年度構築した解析モデルによって照射回数ごとのバリ形状変化を予測することができた。一方、放電加工やレーザ加工で生じる断続的な熱加工ばりについては、その高さが50ミクロン程度であれば、大面積電子ビームによる完全除去が可能であった。

微細バリ取りの検討に時間を要したため,若干の遅れがあるが,概ね当初の計画通り研究を遂行しており,それぞれの検討項目で有益な知見を得ているため.大面積パルス電子ビーム照射法により金型の高能率表面仕上げが可能であるが,電子ビームのエネルギー密度が高い条件では凸部形状が丸みを帯び金型の形状精度を悪化させる.また,高低差のある表面形状では低部や凹部への電子ビーム照射が不十分となる.これらを解決し本仕上げ法の高性能化を目的とし,昨年度までに,電磁場・電子軌道解析と熱伝導解析による凸部形状変化現象の解明,凸部優先材料除去によるバリ取りなどのエッジ処理への応用等を検討してきた.平成30年度においては,まず,磁場制御による穴底面仕上げの可能性について検討を行った.大面積電子ビーム照射法では、電子銃カソード直下にアルゴンプラズマを発生させる際に磁場を発生させているが,その際電子銃カソードから工作物方向に向かって鉛直方向に磁力線が生じる.電子はこの磁力線に対して螺旋運動を行いながら磁力線にそって進行する性質があるため,この磁場を制御できれば電子ビームを所望の位置に集中できる可能性がある.そこでこれまで不可能であった高アスペクト穴底面の平滑化を試みた.その結果,磁石の設置位置によって表面平滑領域の制御が可能であることを見出した.また磁石の設置位置を適切に移動させながら電子ビーム照射を行うことで,高アスペクト比穴底面の表面平滑化が可能となった.次に,鉄鋼系の金型材料以外の材料に対する平滑化特性を体系的に解明し,本仕上げ法の応用分野拡大のため,工作物の熱物性値や磁性が電子ビーム照射時の工作物表面温度分布推移や再凝固層形成に及ぼす影響を,電子軌道解析,材料の潜熱を考慮した非定常熱伝導解析を利用して明らかにするとともに,電子ビーム照射実験との比較を通してその妥当性を明らかにした.そして,工作物の熱物性値によって異なる材料に対する表面材料除去や再凝固層厚さを予測できることを示した.来年度は、28年度に構築した電子軌道解析モデルと熱伝導解析モデルを活用し、照射条件を変化させた場合の工作物形状変化の実験的・解析的検討を行う。併せて照射面に形成される再凝固層厚さの高精度予測の可能性ついても実験による検証を行いながら検討する。一方、コーナー形状への電子ビーム集中現象を利用したエッジ処理として、微細バリ取り実験とエッジラウンディングの基礎検討を実施していく。来年度は、当初の予定通り次の二つの項目について検討を行って行く。・検討項目1:磁場制御による穴底面仕上げの可能性の検討大面積電子ビーム照射法では、爆発的電子放出現象を発生させるために、電子銃カソード直下にアルゴンプラズマを発生させる際に磁場を発生させている。その際電子銃カソードから工作物方向に向かって鉛直方向に磁力線が生じる。電子はこの磁力線に対して螺旋運動を行いながら磁力線にそって進行する性質があるため、大面積電子ビーム径が拡大するのを防止する効果も有する。この磁場を制御できれば電子ビームを所望の位置に集中できる可能性がある。そこで穴底面付近への電子ビームの誘導を目的として、磁石を用いた磁場の制御と穴底面の可能性について検討を行う。磁石の強度や設置位置によって表面平滑領域の制御の可能性、穴底面の表面平滑化に及ぼす影響を実験的に検討する。・検討項目
力学的形状修正とフラクタル

十字方向に等しい引張力を受ける正方形板の平面応力問題を有限要素法により弾性解析した。材質は等質等方性を有する鋼を想定し、板の縦横を40分割し、4積分点を有する4節点アイソパラメトリック平面要素を用いた。最初のFEM構造解析までを第1サイクルとし、次に、各積分点における応力を算出し、板厚が修正された構造のFEM解析までを第2サイクル、以下同様に第3、第4サイクルと修正計算を繰り返した。ここでは、各積分点における(1)ひずみエネルギーが均一化するように(2)最大せん断応力がせん断降伏応力に収束するように(トレスカ降伏条件)板厚の修正を行った。ただし、大幅な板厚の修正は、その周囲の応力およびひずみを大きく変化させるので、本法では、板厚の修正量を前サイクルの±10%以内に制限した。さらに、得られた板厚が滑らかであるか否かを判定するために、フラクタル次元解析を行い、フラクタル次元D=2.79(修正基準(1))およびD=2.86(修正基準(2))を得ることができた。線形の修正基準(2)の場合に比べ、非線形の修正基準(1)の場合は、板厚形状がより荒いことがわかった。よって、これらのフラクタル性は、解析修正における非線形のフィードバック過程(カオス振動現象)に起因しているのではないかと考えられる。今後は、より現実に近い解析モデルを作成するために、材料の微細構造および種々の物理的条件などを考慮する必要がある。また、フラクタル性を深く探求するためには、構造修正過程だけでなく成長過程をも考えるべきであろう。
犬心筋由来のカリクレイン様酵素のクローニングおよび発現調節・細胞内局在の検討

現在、心不全や心筋梗塞後の予後を改善させるとして臨床的に評価の高いアンジオテンシン変換酵素阻害薬の心臓保護作用の機序のひとつとして局所キニン分解阻害が考えられている。しかしながら、心臓におけるキニン産生系は不明で、キニン産生酵素は同定はされてなかった。我々は犬心筋から組織カリクレイン様酵素の精製を行い、この酵素が分子量約6万5千の糖蛋白で,キニン産生のみならずアンジオテンシン(Ang)IをAngIIに変換する活性を有することを明らかにした(J Hypertens 15:675-682,1997)。我々は以前、降圧系酵素である組織カリクレインがキニン産生のみならず、AngIをAngIIに変換するという事実を明らかにし、キニン・テンシン系と命名した。この酵素もこの系に属する。その存在をWestern blotで検討した結果、犬心臓以外に胸部大動脈、腎臓、膵臓、小腸、骨格筋にその存在を認めた。しかも今回精製した酵素(65KDa)は分子量が既知の犬膵臓カリクレイン(38KDa)や犬尿カリクレイン(40.5KDa)と差異を認めた。N末端部分アミノ酸配列の決定をしようとしたが、N末端がブロックされていた。そこで犬心臓や腎臓から精製した酵素が自己融解した後にPVDF膜に転写し一部分解したバンドを切り出してアミノ酸シークエンスを行った。分析したアミノ酸部分配列の3個は、それぞれ既知のキニン産生酵素とは異なっていた。部分配列からミックスドプライマーを作製し、別途準備した犬心臓からのcDNAライブラリーを鋳型としてクローニングをはじめ、現在とれた遺伝子の配列分析の最中である。この新規の酵素は心臓のみならず、血管や腎臓などに存在しキニン産生やAngII産生に関与すると考えられる。ACE阻害薬の心臓保護作用の機序のひとつとして局所キニン分解阻害作用によると考えられているが、心臓におけるキニン産生酵素は同定はされてなかった。今回、我々は犬心筋から組織カリクレイン様酵素の精製を行い、この酵素が分子量約6万5千の糖蛋白で,キニン産生のみならずアンジオテンシン(Ang)IをAngIIに変換する活性を有することを明らかにした。心臓内や他臓器の存在をWestern blotで検討した結果、犬心臓内では両心房、両心室、冠動脈に、他臓器では胸部大動脈、腎臓、膵臓、小腸、骨格筋、にその存在を認めた。その結果現時点で、既知の酵素とは異なる部分アミノ酸配列を得ることができた。更に犬尿からカリクレイン様酵素の精製をした結果、心臓由来のものと分子量が一致した。また細胞内の局在をみるために、心臓や腎臓などのホモジネートを細胞質分画と膜分画にわけその存在を検討した結果、両分画に存在していた。以上のことから、この新規の酵素は心臓のみならず、血管や腎臓などに存在しキニン産生やAngII産生に関与することが明らかになった。今後この酵素のクローニングを行い、病態生化学的意義を解明したい。

アンジオテンシン変換酵素阻害薬の心臓保護作用の機序のひとつとして局所キニン分解阻害作用によると考えられているが、心臓におけるキニン産生酵素は同定はされてなかった。我々は犬心筋から組織カリクレイン様酵素の精製を行い、この酵素が分子量約6万5千の糖蛋白で,キニン産生のみならずアンジオテンシン(Ang)IをAngIIに変換する活性を有することを明らかにした(J Hypertens15:675-682,1997)。我々は以前、降圧系酵素である組織カリクレインがキニン産生のみならず、AngIをAngIIに変換するという事実を明らかにし、キニン・テンシン系と命名した。この酵素もこの系に属する。その存在をWestern blotで検討した結果、大心臓以外に胸部大動脈、腎臓、膵臓、小腸、骨格筋にその存在を認めた。しかも今回精製した酵素(65KDa)は分子量が既知の犬膵臓カリクレイン(38KDa)や犬尿カリクレイン(40.5KDa)と差異を認めた。N末端部分アミノ酸配列の決定をしようとしたが、N末端がブロックされていた。そこで犬心臓や腎臓から精製した酵素が自己融解した後にPVDF膜に転写し一部分解したバンドを切り出してアミノ酸シークエンスを行った。分析したアミノ酸部分配列の3個は、それぞれ既知のキニン産生酵素とは異なっていた。部分配列からミックスドプライマーを作製し、別途準備した犬心臓からのcDNAライブラリーを鋳型としてクローニングをはじめ、現在とれた遺伝子の配列分析の最中である。この新規の酵素は心臓のみならず、血管や腎臓などに存在しキニン産生やAngII産生に関与すると考えられる。
細胞接着に関する接着分子の機能証明および発現調節機構の解明

したがって、本年度の研究として(1)4時間発生させた細胞性粘菌細胞のメッセンジャ-RNAから作成した入gtllcDNAライブラリ-よりcontact site Aに対する抗体を用いて、contact site Aに対するcDNAを単離した。単離したcDNAクロ-ンのうち、少なくとも1クロ-ンは5'末端を完全に含むものであった。このcDNAをプロ-ブとして、genomic DNAライブラリ-よりcontact site Aのgenomic DNAクロ-ンを単離し、contact site A遺伝子領域の全塩基配列を決定する予定でいる。(2)単離したcontact site Aに対するcDNAあるいはgenomieDNAクロ-ンを細胞性粘菌のアクチン遺伝子のプロモ-タ-とTn5からのネオアイシン耐性遺伝子とからなる細胞性粘菌特異的なトランスフォ-メ-ションベクタ-に組み込み、contact site A欠損突然変異性に導入することにより、contact site Aの細胞接着に関与する機能ドメインを明らかにする。さらに、このトランスフォ-メ-ション系で、単離したcontact site A遺伝子の置換変異実験から、発生開始後約4時間で細胞膜上に発現されるcontact site Aの発現調節機構の解明、発現調節因子の同定を行う予定である。その第一段階として、トランスフォ-メ-ションベクタ-を用いて、細胞性粘菌への組み込み効率を検討したところ、エレクトロポ-レ-ション法がカルシウムリン酸法より効果的であることが明らかとなった。
αβ線同時スクリーニング可能なGPSホスウィッチ型サーベイメータの要素技術開発

ホスウィッチシンチレータプレートとライトガイド、MPPCを用いたホスウィッチ型測定装置の試作と性能試験を実施した。α線に対しては従来よりもエネルギー分解能が劣るものの、エネルギー・位置の情報が得られることがわかった。一方でβ線に対してはシンチレータの厚みにより、位置分解能を優先するか、検出効率を優先するかの問題が存在する。しかし両者の放射線を単一の装置で計測できることから、今後はラドン・トロン核種の時系列崩壊現象を利用した弁別性能向上も視野に入れることができる。装置としては従来より使用してきた位置検出型光電子増倍管(PS-PMT)によるエネルギー・位置弁別装置に補助的な収集装置、重心演算基板、MPPC用温度補正回路を取り付け、さらにソフトウェアの改造をすることによりPS-PMT又はマルチピクセルフォトンカウンタ(MPPC)を切り替えて使用可能な試作機を作製した。従来はエネルギービンを32ch使用し、α線のみを対象としていた。今回の改良においてはMPPCとホスウィッチプレートを装着した場合はβ線を捉えた際に発生する短時間で波高の高いパルスを検出した際はトリガーを発する仕組みとし、メモリ内でα線信号をβ線信号を別々に格納可能とした。MPPCを使用した場合でも位置弁別の物理チャンネルは8×8と従来どおりでありデータ処理により最大256×256chまで分割が可能である。エネルギービンについては16chはβ線用、もう16chはα線用としている。シンチレータプレートとしては29mmのプラスチックシンチレータとZnSあるいはGPSシンチレータを組み合わせることにより、ホスウィッチ型のものを試作した。241Am線源を用いてエネルギー・位置弁別画像が取得できることを確認した。一様性についてはGPSシンチレータとプラスチックシンチレータそれぞれ単独で試験を行い、面積:5cm×5cm、α線用シンチレータ膜厚: 100μm程度、シンチレータの発光強度一様性:±10%であることを確認した。複数社と仕様を調整し、MPPCを使用した装置については前倒しで製作を行った。一方予算を装置の改良に優先的に割り振ったため、分割形ライトガイドの製作と試験についてはH28年度に実施予定である。装置としては昨年度試作したマルチピクセルフォトンカウンタ(MPPC)を用いた検出装置に、今年度は分割型ライトガイドを組み合わせることによって、最大50×50mm程度の視野を有する位置検出・エネルギー弁別型ホスウィッチ検出を製作した。この場合でも位置弁別の物理チャンネルは8×8であり、最大256×256chまでの重心計算が可能である。位置弁別能としては16×1632×32ch程度が優れていることがわかった。ライトガイドによる光損失のため、高分割条件ではS/N比が悪化することが明らかになった。シンチレータプレートとしては29mmのプラスチックシンチレータとZnSまたはGPSシンチレータを組み合わせることにより、ライトガイドを取り付けた状態においてもα線、β線の位置検出・エネルギー弁別画像が取得できることがわかった。ライトガイド使用によるチャンネルごとの集光条件の差異は面線源を用いた試験により、チャンネルごとのゲイン補正テーブルを作成することで対応した。α線・β線の弁別Am-241線源及びSr-90線源を用いて行い、は初段、二段目のシンチレータのパルス応答時間の差を用いて行っており、β線入射時のみにトリガ(フラグ)を設定することで、メモリ内で別々に可能としている。エネルギービンは32ch中、16chをα線、残りをβ線用としている。ライトガイドが使用可能になった個世に利、将来的には有感面積50×50mmを超えるホスウィッチ型サーベイメータの製作も可能である。現場のニーズにあわせた大面積検出器の試作が、今後望まれる。MPPC使用時にはα線スペクトルがなまり、またエネルギービンが減少したことによりαβ弁別のしきい値が決定しにくい問題が生じた。その情報を元にα線用シンチレータの改良、もしくは他のシンチレータの選定を行う。また分割形ライトガイド使用により、チャンネルごとの集光条件が変わることが予想されるので、回路のゲイン調整等で対応する。放射線計測当初、平成27年度は位置検出型光電子増倍管を用いた試験のみを行う予定であったが、複数メーカーからシリコン半導体を使用した多チャンネル光検出素子(MPPC)対応の計測用回路の販売が始まったため、平成28年度から前倒して計測用回路を購入した。計測用回路の購入費用が想定より安価だったため、次年度使用額が生じた。平成28年度は、当初計画に従い、MPPCとの組み合わせ試験により抽出されるダイナミックレンジやプルトニウム弁別性能試験結果に基づくGPS焼結体の改良を行う。平成27年度の次年度使用額は、GPS焼結体の改良及び試験に係る物品や消耗品の購入に使用する。
骨の力学的再構築による適応と残留応力に関する初期研究

生体組織は,工学分野で扱われる材料とは異なり,絶えず自らを成長・吸収させることにより,機能を維持・回復し,環境の変化に対して適応する能力を有している.本研究では,骨の再構築を力学的刺激に対する局所的な反応としてとらえ,これにともなう組織の力学的特性や自然状態変化がもたらす組織全体構造としての特性変化について実験的検討,数理モデルの提案及びそのシミュレーションを行った.以下に得られた結果の概要を示す.1.生体軟組織と同様にその存在の予想される生体硬組織における残留応力の存在を,兎の脛骨・腓骨系及び牛尾椎の海綿骨・皮質骨系不静定構造に対して防水型のひずみゲージを適用することにより確認した.2.残留応力を考慮した骨の力学的再構築モデルを提案し,有限要素法を用いた再構築シミュレーションを通じて,実験結果との比較を行い,応力調整としての骨の再構築による適応の仮説を支持する結果が得られた.3.骨の力学的再構築に学ぶ構造最適設計手法への応用として,構造全体の最適性としての最大剛性及び局所再適性としての応力分布の均一化を実現するための,初期ひずみ及び密度分布決定問題の基本的な解を得た.骨の再構築は本質的には各種細胞活動によるものであり,それらがどの様に骨に対する力学的刺激を感知し,生化学的なふるまいに結びつけるのかなど,最近細胞レベルでの挙動に関する仮説の検討が始められたところである.自己の力学的状態を感知し,自らを再構築することにより機能を維持し,それらが損なわれた場合は回復するメカニズムを解明することは,生物の有する巧さへの興味のみならず,臨床医学への応用,さらには,これまでの工学の分野で取り扱われてきた材料とは本質的に異なる点で,今後の工学分野への応用とそれらの発展が期待される.本研究は,生物に対する工学的なアプローチとしての初期的な研究として位置づけられる.生体組織は,工学分野で扱われる材料とは異なり,絶えず自らを成長・吸収させることにより,機能を維持・回復し,環境の変化に対して適応する能力を有している.本研究では,骨の再構築を力学的刺激に対する局所的な反応としてとらえ,これにともなう組織の力学的特性や自然状態変化がもたらす組織全体構造としての特性変化について実験的検討,数理モデルの提案及びそのシミュレーションを行った.以下に得られた結果の概要を示す.1.生体軟組織と同様にその存在の予想される生体硬組織における残留応力の存在を,兎の脛骨・腓骨系及び牛尾椎の海綿骨・皮質骨系不静定構造に対して防水型のひずみゲージを適用することにより確認した.2.残留応力を考慮した骨の力学的再構築モデルを提案し,有限要素法を用いた再構築シミュレーションを通じて,実験結果との比較を行い,応力調整としての骨の再構築による適応の仮説を支持する結果が得られた.3.骨の力学的再構築に学ぶ構造最適設計手法への応用として,構造全体の最適性としての最大剛性及び局所再適性としての応力分布の均一化を実現するための,初期ひずみ及び密度分布決定問題の基本的な解を得た.骨の再構築は本質的には各種細胞活動によるものであり,それらがどの様に骨に対する力学的刺激を感知し,生化学的なふるまいに結びつけるのかなど,最近細胞レベルでの挙動に関する仮説の検討が始められたところである.自己の力学的状態を感知し,自らを再構築することにより機能を維持し,それらが損なわれた場合は回復するメカニズムを解明することは,生物の有する巧さへの興味のみならず,臨床医学への応用,さらには,これまでの工学の分野で取り扱われてきた材料とは本質的に異なる点で,今後の工学分野への応用とそれらの発展が期待される.本研究は,生物に対する工学的なアプローチとしての初期的な研究として位置づけられる.
大腸癌肝転移に対する合理的集学的治療体系の確立に関する基礎研究

切除不能大腸癌肝転移に対する化学療法後肝切除成績が向上しつつある。本課題では、化学療法後肝障害を回避して、より多くの肝切除を可能とすべく、肝障害の病態に関する研究を行った。臨床例では種々の化学療法により生じる肝障害のパターンと、診断法について明らかにした。一方、新たに抗がん剤イリノテカンによる肝障害動物モデルを新たに作成し、肝障害の分子機構の一機序を明らかにした。化学療法後肝障害の機序に関する基礎実験では、実験計画に基づき、イリノテカン投与肝障害モデルの作製を試みた。まず、従来の報告に基づきSDラットの腹腔内に、イリノテカン40,60,80,100mg/kgの単回投与を試み、術後1週から6週まで6群のモデルについて下痢などの有害事象と肝障害発生の有無を血液生化学的、病理学的に検討した。しかしながら、諸家の報告とは異なり、肝障害の発生を見なかったため、最大容量の100mg/kgを、1週あたり4回腹腔内投与し、それを1,2,3週投与する3群について検討した。結果、100mg/kg週4回投与を2週施行し36日目に検体採取した群ならびに100mg/kg週4回投与を3週施行し、24日目の検体採取群で、GOT/GPT、T-Bilの上昇を認める傾向にあり、現在データ集積中である。今後、モデルの確定後に肝組織の病理学的検討ならびに各種有機アニオントランスポーター発現の遺伝子学的検討を行う予定である。さらに、肝切除後肝再生時の有機アニオントランスポーター発現の基礎実験をおこなった。SDラット90%肝切除モデルを安定的に作製可能となったので、今後類洞側細胞膜のMrp4発現、Ntcp発現を含むトランスポーターの発現について検討する予定である。また、臨床例では、化学療法後肝切除症例の病理学的検討を行い、脂肪肝、脂肪肝炎、類洞拡張発生頻度について検討中である。従来イリノテカンでは脂肪肝/脂肪肝炎、オキザリプラチンでは類洞拡張が特異的に生じるとされてきたが、現時点では必ずしも肝障害パターンは特異的ではなく、イリノテカン群でも類洞拡張を、オキザリプラチン群でも脂肪肝炎を生じており症例集積を続行中である。化学療法後肝障害の機序に関する基礎実験では、実験計画に基づき、イリノテカン投与肝障害モデルの確立を行った。SDラットに40,60,80,100mg/kgのイリノテカンを単回、4回/週腹腔内投与を1,2,3週投与群について検討し、100mg/kg週4回投与を2週施行36日目、及び100mg/kg週4回投与を3週施行24日目の検体採取群で、GOT/GPT、T-Bilの有意な上昇を認め、イリノテカン肝障害モデルと設定した。現在、同採取検体を用いて肝組織の病理学的検討ならびに各種有機アニオントランスポーター発現の遺伝子学的検討を行っている。結果、SDラット90%肝切除モデルを用いて類洞側細胞膜のMrp4発現増強、Ntcpの類洞側細胞膜から細胞質内への移行を認め、肝再生時の胆汁酸値上昇の機序の一つと推定された(J Hepatol 2010)。一方、臨床例では、化学療法後肝切除症例の病理学的検討を行い、各種化学療法レジメ毎の脂肪肝、脂肪肝炎、類洞拡張の程度ならびに頻度を明らかにした。結果、従来イリノテカンでは脂肪肝/脂肪肝炎、オキザリプラチンでは類洞拡張が特異的に生じるとされてきたが、必ずしも肝障害パターンは特異的ではなく、イリノテカン群でも類洞拡張を、オキザリプラチン群でも脂肪肝炎を生じることが明らかとなった(日本消化器外科学会雑誌2010)。さらに、化学療法後肝転移病変の正確な局在診断を目指して、EOB-primovist MRIならいびにSonazoid造影術中超音波を導入し、各種診断法と比較検討した。ともに95%以上の感度とほぼ100%の陽性的中率で、従来の診断法より10%以上も改善され、大腸癌肝転移治療の適正化を図る上で、有用な検査であると結論づけた(APASL2011、投稿中)。大腸癌肝転移に対する集学的治療体系を確立するため、1)化学療法後肝障害の機序に関する基礎研究、2)肝再生時の有機アニオントランスポーター発現変化、3)大腸癌肝転移の至適診断法、4)化学療法後肝障害の予測診断、に関する研究をおこなった。肝切除後肝再生時の有機アニオントランスポーター発現に関する基礎研究では、SDラット90%肝切除モデルを用いて類洞側細胞膜のMrp4発現増強、Ntcpの類洞側細胞膜から細胞質内への移行を認め、肝再生時の胆汁酸値上昇の機序の一つと推定された。

さらに、化学療法後肝障害の機序に関する基礎研究では、SDラットに100mg/kgのイリノテカンを4回/週、3週の腹腔内投与によるイリノテカン投与肝障害モデルを確立し、各種有機アニオントランスポーター発現の遺伝子学的検討を行った。現在マイクロアレイの結果をもとに最終解析を行っている。一方、臨床例による研究では、化学療法後肝切除症例の肝病理診断(脂肪肝、脂肪肝炎、類洞拡張)と術前臨床指標との相関を検討した。結果、ICG値などの各種予備能スコア、アシアロシンチなどとの相関は見られなかったが、脾腫との相関が確認され、術前診断の可能性が示唆された。さらに、化学療法後肝転移病変の正確な局在診断を目指して、Sonazoid造影術中超音波を導入し、各種診断法と比較検討した。ともに95%以上の感度とほぼ100%の陽性的中率で、従来の診断法より10%以上も改善され、大腸癌肝転移治療の適正化を図る上で、有用な検査であると結論づけた
無毛部皮膚エクリン汗腺におけるニューロトロフィン作用についての組織形態学的解析

手掌等にある無毛部皮膚の湿潤状態維持にはエクリン汗腺(EG)が重要である。本研究はラットを動物モデルとして用い、その前肢足蹠皮膚に免疫組織化学法を適用してニューロトロフィン(NT)関連分子の免疫反応(IR)がみられる組織細胞を調べた。NTの一種であるNT-3 IRがEG分泌部上皮内の筋上皮細胞に、NT受容体のうちTrkAおよびp75 IRがEG分泌部周囲のコリン作動性交感神経節後線維を含む神経組織内に、また、神経細胞の栄養因子であるGDNFの受容体GFRα-1 IRがNT-3と同様に筋上皮細胞にみられ、これらを介したNT作用の存在が示唆された。手指を使って物を掴むといった作業の際に必要な、手掌を覆う無毛部皮膚にあるエクリン汗腺による適度な湿潤状態の維持には、脂腺が存在しないこともあり、エクリン汗腺への機能的な神経支配が中心的な役割を果たす事が先行研究によって示されてきた。さらに、エクリン汗腺の交感神経支配にはニューロトロフィン(NTs)、特にその一種である神経成長因子(NGF)が関与することも示されてきたが、その詳細は不明である。そこで本研究は、実験動物として汎用性があり日常的に物を掴む作業を行っている成獣ラットの前肢足蹠無毛部皮膚を対象として、平成26年度は、NT関連分子のうちNGF、およびその関連分子の分布をエクリン汗腺分泌部およびその周囲組織において調べた。具体的には、NGF、その受容体であるTrkA、NGF特異的ではないが同じく受容体であるp75を免疫組織化学的に検索したところ、p75免疫反応が無毛部皮膚エクリン汗腺分泌部を取り囲むように分布していた。この免疫反応の分布は、神経細胞のマーカーとして知られるPGP(protein gene product 9.5)とほぼ一致していた。また、この免疫反応は、エクリン汗腺と周囲の毛細血管の双方を支配するような分布を示していたが、このうち、明らかにエクリン汗腺分泌部を直接取り巻いており毛細血管支配とは関係しないく線維の分布がみられた。これらの所見は、成獣ラット後肢足蹠無毛部皮膚にも同様にみられた。一方で、TrkAおよびNGFに対する免疫組織化学的検索では良好な結果が得られなかった。従って、成獣ラット足蹠無毛部皮膚におけるエクリン汗腺分泌部を取り巻く神経線維は、p75が関与する何らかのNT作用を受けていることが示唆された。平成27年度は産前産後の休暇および育児休業の取得に伴い、研究を実施することができなかった。産前産後の休暇および育児休業の取得に伴い、研究を実施することができなかったため。物を掴むといった作業には手指が用いられ、物と接触するのは手掌部を覆う無毛部皮膚である。無毛部皮膚のエクリン汗腺による適度な湿潤状態の維持は、脂腺が存在しないこの種の皮膚にとって重要であり、この維持にはエクリン汗腺への機能的な神経支配が中心的な役割を果たす事が先行研究によって示されてきた。エクリン汗腺を支配している交感神経にはニューロトロフィン(NTs)の関与が示されては来たがその詳細は不明である。本研究では、汎用実験動物であり日常的に物を掴む作業を行っている成獣ラットの前肢足蹠無毛部皮膚を対象として、平成26年度には免疫組織化学的手法を用いてNTs受容体の一種であるp75免疫反応が無毛部皮膚エクリン汗腺分泌部を取り囲む神経組織にみられ、これは成獣ラット後肢足蹠無毛部皮膚でも同様であることを示した。しかしながら当初予想していたNT作用のリガンドであるNTsの一種の神経成長因子(NGF)についての免疫組織化学的検索では良好な結果が得られなかった。産休および育児休暇取得により次年度となった平成28年度は、他のNTsについて免疫組織化学的な検索を試みた。その結果、NT-3免疫反応が成獣ラット前肢無毛部皮膚エクリン汗腺分泌部の筋上皮細胞にみられた。これまでの結果から、本課題提案当初の仮説「筋上皮細胞がNGFを産生し、交感神経節後線維がNGFの特異的受容体であるTrkAを発現して神経支配が維持される」と異なり、成獣ラット前肢の無毛部皮膚エクリン汗腺分泌部では「筋上皮細胞がNT-3を産生し、交感神経節後線維がp75を発現して神経支配が維持される」という可能性がでてきた。他のリガンド等については準備が整わず未実験であるが、この部位におけるNT作用の存在が期待できる結果が得られた。なお、平成27年度は産前産後の休暇および育児休業の取得に伴い、研究を実施することができなかった。無毛部皮膚における皮膚の湿潤に必要なエクリン汗腺の分泌機能を担う交感神経支配にはニューロトロフィン(NTs)の一種である神経成長因子(NGF)とNGF受容体が関与し、これによって成獣ラット無毛部皮膚エクリン汗腺の神経支配を維持していると予測したが、本研究で用いた方法ではNGFの存在を証明できていない。しかしながら平成26年度にNTsの一種であるp75の存在が示唆されたため、NGFが関与する以外のNT作用を考慮して研究を進める必要があった。

その候補のうち、平成28年度はNT-3がエクリン汗腺分泌維持期に作用している可能性が明らかになったが、汗腺分泌維持期である成獣と発達期のモデルとの比較、無毛部と有毛部皮膚との比較、前肢と後肢との比較は未実験である。従って、成獣前肢無毛部皮膚に固有の特徴を明らかにするに至っていない。当初の仮説と異なる結果が得られたため本研究の主軸となる部分に変更が生じた事で遅れが生じた。それ以降も免疫組織化学的手法において不可欠な使用抗体の選定等に時間を要し、得られたのは主軸となる成獣前肢に関する結果のみであったので、(4)遅れているの区分に該当するとした。本研究は無毛部皮膚エクリン汗腺(ESG)の分泌維持におけるニューロトロフィン(NTs)の関与を形態学的に明らかにすることを目的とした。無毛部皮膚には脂腺がなく、物を掴む等の作業に用いる指尖や手掌では、ESGからの分泌物による湿潤状態の維持が重要である。ESGの分泌には、分泌部を支配する周囲の交感神経等へのNT作用の関与が示唆されてはきたが詳細は不明であるため、汎用実験動物であり物を掴む作業を日常的に行うラット前肢を対象として、免疫組織化学的手法によりNT作用の可能性を調べた。研究開始当初の予測に反し、NT作用のリガンド候補であったNTsの一種である神経成長因子(NGF)およびその受容体TrkAについては、良好な結果が得られていない。一方、別のリガンド候補であるneurotrophin3(NT-3)および受容体の一種であるp75免疫反応が成獣ラット足蹠にみられた。NT-3免疫反応はESG分泌部上皮内の筋上皮細胞に、p75は汗腺分泌部を取り巻く神経組織内にみられた。平成29年度には、生後0、7、14日齢の幼若ラットについても調べた。既知の通り、生後14日齢には神経支配をもつESG分泌部が出現しており、成獣と同様にp75免疫反応が認められた。この免疫反応はp75受容体の細胞外あるいは細胞内ドメインに対する抗体の双方でみられた。さらに、コリン作動性ニューロンのシナプス小胞膜に対する抗体による免疫反応領域を調べたところESG分泌部周囲にその反応はみられ、多重染色によってp75免疫反応領域との重複が明らかとなった。本研究により、成獣ラット無毛部皮膚ESG分泌部周囲を支配するコリン作動性交感神経節後線維にはNT受容体p75が存在し、NT-3あるいはそれ以外のリガンドを細胞外ドメインを通じて受容することによるNT作用の存在が示唆された。手掌等にある無毛部皮膚の湿潤状態維持にはエクリン汗腺(EG)が重要である。本研究はラットを動物モデルとして用い、その前肢足蹠皮膚に免疫組織化学法を適用してニューロトロフィン(NT)関連分子の免疫反応(IR)がみられる組織細胞を調べた。NTの一種であるNT-3 IRがEG分泌部上皮内の筋上皮細胞に、NT受容体のうちTrkAおよびp75 IRがEG分泌部周囲のコリン作動性交感神経節後線維を含む神経組織内に、また、神経細胞の栄養因子であるGDNFの受容体GFRα-1 IRがNT-3と同様に筋上皮細胞にみられ、これらを介したNT作用の存在が示唆された。無毛部皮膚の成獣ラット前肢足蹠組織標本におけるエクリン汗腺やその近接組織の各構成細胞を区別する事が1つめの計画(計画1)であり、NGF、TrkA、p75分子の分布を調べる計画2を実施する際に必要と判断した標識分子を用いて、この計画1を遂行した。計画1,2の双方によってp75免疫反応がエクリン汗腺周囲やそのまた周囲の神経線維に分布することが明らかとなったが、例えばこの神経線維が交感神経線維である等の詳細を解明する為の標識分子を選定することは未達成に終わった。
視線自動追随方式による新しいマン・マシンインタフェース・視線マウス・の研究

本研究の目的は、コンピュータ使用者の視線を用いる新方式のマン・マシンインタフェース・視線マウスと呼ぶ・の開発に関する基礎的な研究を行うことであった。平成8年度および9年度において以下の研究を行った。先ず、主要設備であるアイトラッキングシステムから得られる眼の水平・垂直量方向の動きの大きさと方向の情報を持つディジタル信号を、もうひとつの主要設備であるパーソナルコンピュータに取り組み、パーソナルコンピュータのディスプレイ上にカ-ソルとしてスーパーインポーズするインタフェース(ハードウェアおよびソフトウェア)を設計し、製作を行った。特にインタフェース用ソフトウェアの製作には、参考となる資料が殆どないために、多大な時間を要したが、アイトラッキングシステムを装着した被験者の眼の動きに追随して、パーソナルコンピュータのディスプレイ上のカ-ソルを動かすことに成功した。本研究を通して得られた新たな知見は、被験者の眼の位置とカ-ソルの位置とのキャリブレーションの重要性および、被験者の頭の動きがシステム全体に及ぼす影響である。より具体的には、キャリブラレーションに関しては実験の開始時に、あらかじめ距離で補正してあるキャリブレーション用のマークを用いて視線の上下左右の移動開始位置と移動終了位置が、ディスプレイ上のカ-ソルの移動範囲に収まるように、アイトラッキングシステムからの入力信号のゲインを調節した。また、被験者の頭の動きに関しては、被験者の顎等を固定することによってある程度まで対処可能であることが判明した。しかしながら、被験者の頭の動きによって、カ-ソルの移動可能範囲が実際のディスプレイ上の表示範囲から大きくずれてしまい、ディスプレイ上のほんの一部しか利用できなくなるため、システム全体が大きく影響を受けてしまい、何らかの別の対策が必要であることが分かった。本研究の目的は、コンピュータ使用者の視線を用いる新方式のマン・マシンインタフェース-視線マウスと呼ぶ-の開発に関する基礎的な研究を行うことであった。平成8年度においては、主要設備であるアイトラッキングシステムから得られる眼の水平・垂直両方向の動きの大きさと方向の情報を持つTTLディジタル信号を、もうひとつの主要設備であるパーソナルコンピュータに取り込み、パーソナルコンピュータのディスプレイ上にカ-ソルとしてスーパーインポーズするインタフェース(ハードウェアおよびソフトウェア)を設計し、製作を行った。この際、研究者全員がインタフェースの設計を行い、インタフェース用ハードウェアの設計・製作は主として張が担当し、インタフェース用ソフトウェアの設計・製作は主として鈴木が担当した。本研究を通して得られた新たな知見は、被験者の眼の位置のカ-ソルの位置とのキャリプレーションの重要性および、被験者の眼の動きがシステムに及ぼす影響である。より具体的には、キャリプレーションに関しては実験の開始時に、あらかじめある距離で補正してあるキャリプレーション用のマークを用いて視線の上下左右の移動開始位置と移動終了位置が、ディスプレイ上のカ-ソルの移動範囲に収まるように、アイトラッキングシステムからの入力信号のゲインを調節可能とした。また、被験者の頭の動きに関しては、額等を固定することによってある程度まで対処可能であることが判明した。しかしながら、頭の動きによって。システム全体が大きく影響を受けるため、何らかの別の対策が必要である。先ず、主要設備であるアイトラッキングシステムから得られる眼の水平・垂直両方向の動きの大きさと方向の情報を持つディジタル信号を、もうひとつの主要設備であるパーソナルコンピュータに取り込み、パーソナルコンピュータのディスプレイ上にカ-ソルとしてスーパーインポーズするインタフェース(ハ-ソウェアおよびソフトウェア)を設計し、製作を行った。

特にインタフェース用ソフトウェアの製作には、参考となる資料が殆どないために、多大な時間を要したが、アイトラッキングシステムを装着した被験者の眼の動きに追随して、パーソナルコンピュータのディスプレイ上のカ-ソルを動かすことに成功した。本研究を通して得られた新たな知見は、被験者の眼の位置とカ-ソルの位置とのキャリブレーションの重要性および、被験者の頭の動きがシステム全体に及ぼす影響である。より具体的には、キャリブレーションに関しては実験の開始時に、あらかじめ距離で補正してあるキャリブレーション用のマークを用いて視線の上下左右の移動開始位置と移動終了位置が、ディスプレイ上のカ-ソルの移動範囲に収まるように、アイトラッキングシステムからの入力信号のゲインを調節した。また、被験者の頭の動きに関しては、被験者の顎等を固定することによってある程度まで対処可能であることが判明した。しかしながら、被験者の頭の動きによって、カ-ソルの移動可能範囲が実際のディスプレイ上の表示範囲から大きくずれてしまい、ディスプレイ上のほんの一部しか利用できなくなるため、システム全体が大きく影響を受けてしまい、何らかの別の対策が必要であることがわかった。
基底膜の組織特異的機能とマトリックス分子の多様性

基底膜の組織特異的機能とマトリックス分子の多様性を知る目的で、私どもは基底膜の重要な構成成分であるIV型コラーゲンの分子とその構成鎖について新しい知見を得ることができた.申請時に述べた目的のうち、α4(IV)鎖ポリプペチドのアミノ酸一次構造はcDNAのクローニングによってほぼ全体が明らかに成りつつある.またこれをコードする遺伝子構造はC末のNC1をコードする4エクソンについては構造が明らかになった.その結果α2(IV)鎖をコードする遺伝子と酷似していることがわかった.この遺伝子の染色体上の位置は染色体2q35-37.1であることがわかった.さらにα4(IV)鎖ポリペプチドをコードするmRNAは他のα(IV)鎖をコードするmRNAと比べ、優位に大きいことが明らかになった.特筆すべきことはこのα4(IV)鎖ポリペプチドをコードするcDNAのクローニングの過程で、未知のcDNAを得ることができたことである.つまり上記のα4(IV)cDNAの解析から偶数系列に属し、X染色体に存在するもう一つの遺伝子が存在するかも知れないことを予想していた私どもは、low stringencyの条件で、新しいα6(IV)鎖をコードするcDNAを単離することができた.しかもこの遺伝子がX染色体上に存在するだけでなく、面白いことに、α5(IV)鎖をコードする遺伝子と対になって同じ遺伝子座に、逆向きに存在していることがわかった.またα6(IV)鎖をコードする転写産物は二つ存在し、alternativeに発現開始されるプロモーターが存在することが明らかとなり、α6(IV)鎖とα5(IV)鎖をコードする遺伝子の発現部位と、コラーゲン分子としてどのような鎖構成なのか、さらにはこれらの分子が構築する超分子会合体がどのように組織特異的な基底膜を構成していくかという問題の糸口をつかむことができた.基底膜の組織特異的機能とマトリックス分子の多様性を知る目的で、私どもは基底膜の重要な構成成分であるIV型コラーゲンの分子とその構成鎖について新しい知見を得ることができた.申請時に述べた目的のうち、α4(IV)鎖ポリプペチドのアミノ酸一次構造はcDNAのクローニングによってほぼ全体が明らかに成りつつある.またこれをコードする遺伝子構造はC末のNC1をコードする4エクソンについては構造が明らかになった.その結果α2(IV)鎖をコードする遺伝子と酷似していることがわかった.この遺伝子の染色体上の位置は染色体2q35-37.1であることがわかった.さらにα4(IV)鎖ポリペプチドをコードするmRNAは他のα(IV)鎖をコードするmRNAと比べ、優位に大きいことが明らかになった.特筆すべきことはこのα4(IV)鎖ポリペプチドをコードするcDNAのクローニングの過程で、未知のcDNAを得ることができたことである.つまり上記のα4(IV)cDNAの解析から偶数系列に属し、X染色体に存在するもう一つの遺伝子が存在するかも知れないことを予想していた私どもは、low stringencyの条件で、新しいα6(IV)鎖をコードするcDNAを単離することができた.しかもこの遺伝子がX染色体上に存在するだけでなく、面白いことに、α5(IV)鎖をコードする遺伝子と対になって同じ遺伝子座に、逆向きに存在していることがわかった.またα6(IV)鎖をコードする転写産物は二つ存在し、alternativeに発現開始されるプロモーターが存在することが明らかとなり、α6(IV)鎖とα5(IV)鎖をコードする遺伝子の発現部位と、コラーゲン分子としてどのような鎖構成なのか、さらにはこれらの分子が構築する超分子会合体がどのように組織特異的な基底膜を構成していくかという問題の糸口をつかむことができた.IV型コラーゲンの新しい鎖である_α4(IV)鎖の一次構造を決定することを目的として、家兎_cDNAをプロープにしてヒト_α4(IV)鎖をコードする_cDNAを単離し、その性質を明かにすることを実施した。具体的にはヒト胎盤、腎臓、眼由来_mRNAを鋳型にして作成した三つの_cDNAライブラリーより、家兎_α4(IV)_cDNAを用いてスクリーニングし、数種のヒト_α4(IV)_cDNAクローンを得た。これらはお互いに重複しており、塩基配列を決定して解析すると、これらのクローンはヒト_α4(IV)鎖ポリペプチドのC末端側約1/3をコードするものであることがわかった。予想されるアミノ酸配列をいままでにわかっている他のIV型コラーゲン_α鎖と比較すると、C末端に存在するNC1ドメインに12個のシステイン残基が存在し、IV型コラーゲン分子を構成するのに特徴的な配列を呈していることがわかった。さらに_α4(IV)鎖をコードする遺伝子を単離することができた。この遺伝子断片の性質を調べて現在まで明かになっている5つのIV型コラーゲンをコードする遺伝子構造と比較した。その結果、遺伝子群として奇数系列の遺伝子群(COL4A1、COL4A3、COL4A5)と偶数系列の遺伝子群(COL4A2、COL4A4)にわかれることが明かとなった。このことは複数存在することがわかっているIV型コラーゲン分子がどのような鎖構成で作られるかという問題と関連している。IV型コラーゲン分子構成が組織特異的な基底膜の機能と直接関わりあっており、遺伝子の進化の問題と遺伝子の発現制御、さらには分子会合の問題を包含している。現在、5′側に伸長した_cDNAを単離することを試みており、最終的には塩基配列を決定して_α4(IV)鎖の一次構造を報告する予定である。

_cDNA塩基配列から明らかになったアミノ酸配列より、ペプチド合成を行った、このペプチドに対する特異抗体を作成し、_α4(IV)鎖の組織分布を検索する予定である。前年度IV型コラーゲンのα4(IV)鎖をコードするcDNAを得、その性質を調べたが、今年度はこのcDNAを5'側にさらに延長して、α4(IV)ポリペプチドほぼ全領域をコードする重複cDNAクローン複数を単離することができた.これらのクローンの性質を調べた結果、アミノ酸の一次構造はα2(IV)鎖に最も類似しており、α1(IV),α3(IV),α5(IV)鎖とはホモロジーが低かった.興味あることは、α1からα5までの5つのコラーゲン鎖をコードするmRNAは、α4を除いて殆ど同じ大きさの6.5kbほどであるのに対して、α4(IV)mRNAは有意に、アガロース電気泳動によって遅い泳動度を示した.換言すると、4α(IV)鎖mRNAが6.5kbであるのに対してα4(IV)mRNAはおよそ10kbのサイズであると思われる.これが単に5'もしくは3'UTRの長さの違いなのかもしくはα4(IV)ポリペプチドをコードする部分の長さの違いによるのか現在検討中である.またα4(IV)cDNAを延長する際に得られた副産物として、さらに新しいcDNAを単離し、これがいままでに存在するα1からα5鎖と異なるがIV型コラーゲン鎖に属すると同定されるのに充分な条件を満足していることがわかり、私どもはこの新しいIV型コラーゲンポリペプチドをα6(IV)鎖と命名した.cDNAの塩基配列を決定することによって、このα6(IV)鎖のアミノ酸一次構造を決定することができた.特にこのα6(IV)鎖NC1ドメインは他の5α(IV)と同様12個のシステインを有し、他のIV型α鎖と一緒に分子を形成することができる可能性を含んでいる.この塩基配列およびアミノ酸配列を他のα1からα5までのそれと比較すると、偶数系列のα2,α4,α6鎖が類似して、奇数系列のα1,α3,α5鎖がよく類似していることがわかった.これらの二つの系列の遺伝子が同一の起源の遺伝子から分かれてから進化したことが類推される.さらに興味あることは、このα6(IV)鎖をコードする遺伝子が、何とα5(IV)鎖をコードする遺伝子と隣接して存在し、しかも1500bp以内の距離に反対向きに並んでいることがわかった.私どもはこの両遺伝子上流域を含む遺伝子断片を単離し、構造を調べることにより、二つのプロモターで制御される二つのα6(IV)転写産物が存在することがわかっている.