hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
児童・生徒・学生及び日本語学習者の作文能力の発達過程に関する研究

科研費研究の最終年度に当たり、これまでの研究成果を6編の論文として、研究成果報告書にまとめた。研究成果の主な点は次の通り。(1)新たな語彙の習得において、漢語表現の果たしている役割は大きく、具体から抽象へ向かう語彙習得の発達段階を見る上で、一つの指針となり得ること。(村上、田中「同題作文における漢語表現の発達」)(2)作文語彙データベースの定量的分析を行った結果、文の長さは小二、小六、高一で変化が見られ、発達は「長い文が書けるようになる段階」「複雑な文が書けるようになる段階」「文の長短を意識して書けるようになる段階」と捉えられること、異なり語数は、小一と大学生では二倍以上に増えること、品詞別には、感嘆詞を除いて学年を追って増えることなどが明らかになった。(成田、宗我部、田中「作文能力発達に関する縦断的件究-小学生から大学生に至る同題作文の分析-」(3)語彙レベルの繰り返しについて、低学年で多用され、次第に減少していく傾向が見られるが、その一方で、指示語の使用が学年が上がるにつれて増えていき、「そ」系、「こ」系、「あ」系の指示語という発達過程をたどることが確認された。その一因として、読み手を意識した表現の獲得過程との関わりが推察された。(佐々木「日本語における結束性の発達と習得-指示語と繰り返し-」)(4)日本語学習者の文末は同年齢の大学生の文末と比較すると、命題と説明のモダリティで文を終止する比率がかなり大きく、逆に真偽判断のモダリティの比率が小さいことが確認されが、このモダリティ表現の習得の不十分さが、日本語学習者の不自然な語調を生む原因になっていることが示唆された。(佐々木、川口「日本人小学生・中学生・高校生・大学生と日本語学習者の作文における文末表現の発達過程に関する一考察」)科研費研究の最終年度に当たり、これまでの研究成果を6編の論文として、研究成果報告書にまとめた。(佐々木、川口「日本人小学生・中学生・高校生・大学生と日本語学習者の作文における文末表現の発達過程に関する一考察」)小一から大学生までの同題作文のデータベースを作成し、それを基に基礎的な分析を進めた結果、次のような知見が得られ、論文としてまとめた。1.小二、小六、高一で、文の長さに大きな変化が見られる。2.各学年毎の平均文長のちらばり具合からみると、中一から長短に広がっていく傾向がみられ、特に大学生においてその傾向が著しくなる。3.学年が上がるにつれて、異なり語の使用が確実に増え、大学生までに小一の二倍以上になる。留学生の使用異なり語数は中三のデータに近い値を示す。4.異なり語数を品詞別にみると、感動詞を除いて、学年が上がるにつれて増加する。感動詞は小一で最も多く用いられる。5.品詞別に使用総数をみると、名詞と動詞の分布が類似しており、名詞と動詞は相関して増減する。6.品詞別総数の内、接続詞は小三で突出しているように見えるが、語の種類と数を調べると、「でも」を多様しているためであることが分かる。話し言葉の名残とみられる「でも」は、小学生では多く使われるが、学年が進むにつれて減っていき、かわりに同じ逆説の働きをする「しかし」が小四から出現する。小学校一年生から大学生、日本語学習者までの同題作文のデータベースを基に、基礎的な分析を進めた結果、次のような知見が得られ,論文としてまとめた。1.日本人の場合,オノマトペを多用する段階から,オノマトペを避け、オノマトペ以外の改まった語を使おうとする段階へ,そして文体意識の現れとして効果的にオノマトペを使おうとする段階へという発達過程が見られた。日本語学習者の場合,「非用」が目立った。

2.呼応を持つ副詞の方が呼応を持たない副詞よりもその使用が早く,また容易であると考えられる。3.命題の内側にある「命題内副詞」から命題の外側にある「命題外副詞」への発達過程が見られ,その発達過程が叙述内容に近い部分から遠い部分へと向かう様相が窺われた。4.繰り返しは学年が上がるにつれて減っていくが,一方指示語の使用は学年が上がるにつれて増えていく傾向にある。科研費研究の最終年度に当たり、これまでの研究成果を6編の論文として、研究成果報告書にまとめた。研究成果の主な点は次の通り。(1)新たな語彙の習得において、漢語表現の果たしている役割は大きく、具体から抽象へ向かう語彙習得の発達段階を見る上で、一つの指針となり得ること。(村上、田中、「同題作文における漢語表現の発達」)(2)作文語彙データベースの定量的分析を行った結果、文の長さは小二、小六、高一で変化が見られ、発達は「長い文が書けるようになる段階」「複雑な文が書けるようになる段階」「文の長短を意識して書けるようになる段階」と捉えられること、異なり語数は小一と大学生では二倍以上に増えること、品詞別には、感嘆詞を除いて学年を追って増えることなどが明らかになった。(成田、宗我部、田中「作文能力発達に関する縦断的件究-小学生から大学生に至る同題作文の分析-」)(3)語彙レベルの繰り返しについて、低学年で多用され、次第に減少していく傾向が見られるが、その一方で、指示語の使用が学年が上がるにつれて増えていき、「そ」系、「こ」系、「あ」系の指示語という発達過程をたどることが確認された。その一因として、読み手を意識した表現の獲得過程との関わりが推察された。(佐々木「日本語における結束性の発達と習得-指示語と繰り返し-」(4)日本語学習者の文末は同年齢の大学生の文末と比較すると、命題と説明のモダリティで文を終止する比率がかなり大きく、逆に真偽判断のモダリティの比率が小さいことが確認されたが、このモダリティ表現の習得の不十分さが、日本語学習者の不自然な語調を生む原因になっていることが示唆された。(佐々木、川口「日本人小学生・中学生・高校生・大学生と日本語学習者の作文における文末表現の発達過程に関する一考察」)
日本における受精卵診断による命の選別の試みに関する問題点の医学哲学的整理と指針

本邦の生殖補助医療を推進指導する立場にある日本産科婦人科学会前理事長・武谷雄二東京大学教授は、理事長就任挨拶「日本産科婦人科学会理事長を拝命するにあたって」(平成17年4月、日産婦HP)の中で、「本会を最も煩わしているのは生殖に関する倫理」との認識を率直に披瀝した。本邦の生殖補助医療界は、PGD(着床前診断)という治療方法の適応の拡大を巡り、それに期待する患者や患者の負託に応えようとする推進派と、PGDの「適応の暴走」(「商業主義的展開」)を懸念する慎重論者や受精卵の選別に障害者差別を訴える強力な反対派団体との板挟みになって、まさに現代のハムレットである。以上の現状を踏まえて、私は4年間に亘る本研究の締めくくりとして、大部の研究成果報告書を仕上げた。本報告書の構成は以下の通り。第1部【受精卵の選別とヒトの尊厳】では、「鹿児島大学医学部(永田行博教授)のPGDによる受精卵の選別の試みに関する問題点の事例研究」を行う。第2部【PGDの臨床適応】では、「大谷産婦人科(大谷徹郎院長)のPGDによる受精卵の選別の試みに関する問題点の事例研究」を行う。第3部【日本のPGD所見】では、「「ヒトの生命の始まり」とPGDの法的倫理的妥当性」について医学哲学的考察を加え、「おわりに」、「日産婦への批判的提言」で本書を締めくくる。第4部【まとめと展望】では、本書の目的・概要・日産婦の最新動向についてまとめるとともに、日本のPGDの適応拡大を将来展望する上で不可欠な海外のPGDの現状(臨床適応症例、有用性、問題点)について、パイロット的に要約紹介する。第5部【その他の関連生殖補助医療補遺】では、PGD以外の生殖補助医療として、代理出産について所見を述べる。本報告書は、「生殖に関する倫理」に取り組む生命倫理学者はもとより、生殖補助医療の倫理的問題に心を煩わす各種専門職に対する基本文献である。大谷産婦人科(神戸市灘区)院長が日本産科婦人科学会に無許可で着床前診断(受精卵診断)を3例実施していたことを公表(2004年2月3日)すると、同学会は会告(1998年)違反を理由に大谷医師を除名した(同4月11日)。同医師は直ちに同学会を相手取り、着床前診断を規制した学会会告の無効確認などを求めて東京地裁に提訴(同5月26日)中である。2004年以降急展開する生殖補助医療現場の新事態に対して、従来、会告で着床前診断の適応対象を重篤な遺伝性疾患に限定してきた同学会は、厳しい対応を迫られている。着床前診断の臨床応用は目下、その高度先端生殖補助医療技術に期待する患者や彼らの負託に応えようとする医師サイドと受精卵の選別に障害者差別を訴える各種障害者団体とのはざまにあって、係争中である。かって、鹿児島大学医学部産科学婦人科学講座スタッフによる本邦初の「受精卵の着床前診断に関する臨床研究施設認可申請」に対して、同学会から不許可の最終決定が下るまでに、障害者団体より、着床前診断による受精卵の選別の試みに関する以下の問題点が指摘された。(1)受精卵診断技術は障害児の<生きる権利>を脅かす、という障害者団体の懸念。つまり、両親の都合や社会福祉費用節減という国の経済効率の観点から障害受精卵の<生きる権利>を奪うことができるのか(「国による決定権」の行使)、という問題。

(2)受精卵診断による受精卵の選別は、延いては、障害者を切り捨て、障害者に対する社会福祉行政サービスの低下や国民の偏見差別意識を助長することになる、という懸念。つまり、遺伝病を遺伝子にプログラムされた家系への差別(雇用・保険・結婚差別等)の問題。以上の問題点に対する事例研究を行い、医学哲学的視座から整理するとともに指針をまとめた。さらには、大谷院長が実施した着床前診断による受精卵の選別の試みに関する倫理学的・医事法学的問題点を体系的に整理すると同時に、医学哲学的視座から指針をまとめた。大谷産婦人科(神戸市灘区)院長が日本産科婦人科学会に無許可で着床前診断(受精卵診断)を3例実施していたことを公表(2004年2月3日)すると、同学会は会告(1998年)違反を理由に大谷医師を除名した(同4月11日)。同医師は直ちに同学会を相手取り、着床前診断を規制した学会会告の無効確認などを求めて東京地裁に提訴(同5月26日)中である。2004年以降急展開する生殖補助医療現場の新事態に対して、従来、会告で着床前診断の適応対象を重篤な遺伝性疾患に限定してきた同学会は、厳しい対応を迫られている。着床前診断の臨床応用は目下、その高度先端生殖補助医療技術に期待する患者や彼らの負託に応えようとする医師サイドと、受精卵の選別に障害者差別を訴える各種関係患者団体とのはざまにあって、係争中である。以上の経緯を踏まえて、論者は「無申請の着床前診断」を実施した大谷医師の着床前診断による受精卵の選別の試みに関する問題点の事例研究を行い、着床前診断の是非について医学哲学的視座(倫理学的・法学的・医学的・社会的4つの総合的視点)から論断した。その結果、着床前診断の対象を「重篤な遺伝性疾患」に限定する日産婦会や一部マスコミ、着床前診断の前に立ちはだかる関係患者団体から提出された5大懸案を正面から受け止めて、その懸念を払拭し、結論を導き出すことになった。上記趣旨から、本年度の研究成果は新知見・独創性に溢れた内容になった。着床前診断に付随する5大懸案とは、以下の次第である。1.着床前診断は障害者差別(優生思想)である。2.着床前診断は女性に対する抑圧である。3.着床前診断は生命の選別につながる。4.着床前診断は実験研究段階で、診断精度は低く、安全性が確立されていない。5.着床前診断の「適応の暴走」すなわち「商業主義的展開」への歯止め。本邦の生殖補助医療を推進指導する立場にある日本産科婦人科学会理事長・武谷雄二東京大学教授は、理事長就任挨拶「日本産科婦人科学会理事長を拝命するにあたって」(平成17年4月、日産婦HP)の中で、「本会を最も煩わしているのは生殖に関する倫理」との認識を率直に披瀝した。本邦の生殖補助医療界は、着床前診断という治療方法の適応の拡大を巡り、それに期待する患者や患者の負託に応えようとする推進派と、着床前診断の「適応の暴走」(「商業主義的展開」)を懸念する慎重論者や受精卵の選別に障害者差別を訴える強力な反対派団体との板挟みになって、まさに現代のハムレットである。以上の現状を踏まえて、私は今年度も、「生殖の生命倫理学」研究者の1人として、『日本の着床前診断』について「問題点を整理」するとともに、「医学哲学的所見」を示した。昨年度に引き続き、日本産科婦人科学会首脳部や一部マスコミ、着床前診断の前に立ちはだかる関係患者団体から提出された以下の5大懸案を真正面から受け止めて、その懸念を払拭し、結論を導き出した。
都市環境騒音の伝搬予測におけるハイブリッド音場シミュレーション手法の開発と応用

都市空間における建築内部における静穏な音環境を実現するためには、居住空間の設計において、適切な建築部材を設定し、適切な方法で配置・施工することが肝要である。この際に、界壁・窓サッシなどの建築部材の遮音性能を精度よくシミュレートできる解析手法があれば非常に有益であり、実設計への援用も可能となる。本研究は、波動音響シミュレーションによって、壁体の遮音性能を精度よくシミュレートでき、かつ居室内へ漏洩する外部騒音や隣室などで発生する家屋内の騒音を実際に体験できるシステムの構築を目的としている。本年度の成果を以下に示す。(1)FDTD法による音響振動連成解析手法の解析精度向上に関する検討を行った。本年度は、建築空間でしばしば用いられる石膏ボードの損失係数を把握する実験を行い、当結果を遮音解析に反映させることにより、精度向上を行った。(2)窓サッシに生じる微細な音響的隙間を解した音響伝搬を計算するための解析コードの精度向上を行った。昨年度まで用いた解析手法の難点であった、異なる離散化幅を有するメッシュの境界部位における差分計算方法に工夫を加えることによって、不等間隔メッシュ構造を有する音場シミュレーションの解析精度向上を行った。(3)上記(1)および(2)の手法を併用して、窓サッシの遮音性能の解析を行った。(4)昨年まで行った可聴化シミュレーションに加えて、窓サッシやドア、界壁等から漏洩する騒音の可聴化を試み、当システムの適用範囲を広げることができた。居室内において静穏を保つために、居住空間への騒音伝搬の予測に関するシミュレーション手法が必要である。本研究では、居住者に与える都市騒音の影響を調べるための、居室内への伝搬騒音に関する可聴化シミュレーション手法の開発を目的とする。シミュレーション手法の開発においては、騒音源から居室内へ至る伝搬経路を外部空間と建築ファサードを介した居室内までの経路とに分割し、それぞれに対して効率的な音響伝搬シミュレーションを併用することによって、最終的に居住者が受聴する伝搬騒音を可聴化する。(1)FDTD法を用いて、板の振動伝搬と空気中の音響伝搬の連成解析手法に関する検討を行った。ガラス等の物性値を有する材料の乱入射音響透過損失を解析した。その際に重要と考えられる、ガラス周辺の支持部位における振動エネルギーの吸収を模擬し、実験結果との比較を行った。解析結果は実験結果とよい対応を示したことから、解析手法の有効性を確かめた。(2)窓サッシ周辺に生じる微細な音響的隙間が遮音性能に与える影響は大きい。微細な隙間を含んだ音場における音響伝搬を計算するために、不等間隔メッシュを用いたFDTD解析に関する検討を行った。実際にサッシに生じる隙間形状を模擬した解析を行い、実際の遮音性能試験結果と比較を行った。解析結果において、実験結果に見られる遮音特性の特徴をよく表現しており、解析手法の有用性を確かめた。(3)可聴化に必要不可欠である騒音源データの収集を行った。本年度は、道路交通騒音の可聴化を検討の対象としたため、自動車の走行音の収録を行い、可聴化シミュレーションに関するテストランを行った。様々な仕様の窓サッシを模擬した遮音解析結果をもとに、居室内へ透過する自動車走行音の可聴化を行い、遮音性能が異なる場合における透過音の聴感的印象の違いを確認した。
脂肪代謝でのNPYの抗老化関連分子メカ二ズム確立

NPYの投与は脂肪分解を促進し体脂肪量を減少させ、中年期の脂肪代謝の不均衡を緩和させると報告した。また、NPYを欠損させた(KO)マウスに30%のCRを行うと、12ヵ月齢までに約50%が死亡し、NPY+/+(WT)-CRマウスと比較して体脂肪の量が大幅に減少していた。このことから、体脂肪の過度な減少がKO-CRマウスの死亡率増加の原因である可能性を考え、脂肪分解阻害剤のAcipimox(ACM)をKO-CRマウスに投与した結果、体脂肪の過度な減少が抑制され死亡率が減少した。この結果より、NPYが脂肪代謝のバランスを維持する重要な役割を果たしていることが明らかになった。脂肪は細胞膜の欠かせない要素として、また、皮膚の下で体温を維持するだけでなく、エネルギーを保存する役割を担う。脂肪量の不均衡は、肥満や脂肪異栄養症等を介して代謝恒常性の不均衡を誘導し、代謝性疾患を誘導する。NPYは飢餓状態で増加し、食欲を促進するホルモンで、本グループでNPYの欠損は、自由摂食させたメスマウスでは中年期に増加する脂肪量を減少させる肯定的な影響を与えるが、CRマウスにとってNPYは必須な要素である。特に、食餌制限(CR)マウスにおけるNeuropeptide Y(NPY)の欠損は体脂肪を減少させ、死亡率を高めると報告した(Chiba T, Sci. Rep., 2014)。こうした現象は脂肪分解阻害剤、Acipimox(ACM)投与によって抑制された。CRマウスは、主に脂肪代謝でエネルギーバランスを維持することから、NPYが脂肪代謝のバランスに及ぼす影響を調べ、脂肪代謝での新しい抗老化メカニズムのネットワークを構築するのが本研究の目的である。ACMはcAMP-PKA経路を介してhormone sensitive lipase(HSL)の活性を抑制する。これはGaiカップル受容体であるNPY受容体の経路と繋がるためACMがNPYの経路を活性化させる可能性が示唆される。これを明確にするために、マウスの脂肪組織で、脂肪の形成と脂肪分解に関連する遺伝子およびタンパク質の発現レベルを確認した。まず、脂肪の形成関連遺伝子(C/EBPα, PPARγ2, FAS, ACC1)の発現レベルはCRによって増加したが、NPY欠損及び、ACM投与による変化は見られなかった。しかし、脂肪分解に重要なタンパク質、HSLの活性化がコントロールのCRマウスと比較して、NPY欠損されたCRマウスでは増加し、ACM投与によって減少した。この結果からCRマウスでのNPY欠損における体脂肪の減少原因は過度な脂肪分解にあることを明らかにした。エネルギーを供給する白色脂肪組織は低温刺激やベターアドレナリン性刺激を与えると褐色脂肪化すると報告され肥満や糖尿病を抑制するターゲットとして国内及び外国で活発に研究されている。特に、白色脂肪の褐色脂肪化は白色脂肪の解剖学的な位置によってその能力が異なる。例えば、鼠径にある皮下脂肪は生殖腺の内臓脂肪より交感神経刺激の分布・ノルエピネプリンターンオーバー率が高いため、白色脂肪の褐色脂肪化が起こりやすい。そして、エストロゲンは視床下部を通って体温を維持する褐色脂肪の発達を調節するなど白色脂肪の褐色脂肪化にも関与すると報告されている。本研究では食餌制限マウスにおけるNeuropeptide Yの欠損は体脂肪を減少させ、死亡率を高めることが分かって、その原因を調べるため白色脂肪の褐色脂肪化を調べた。白色脂肪細胞は食餌制限によって小さくなり、Neuropeptide Yの欠損によってさらに小さくなっていることが分かった。この現象は脂肪分解抑制剤、Acpimoxによって抑制された。そして、白色脂肪の褐色脂肪化に関連する遺伝子の発現レベルを白色脂肪組織で調べた結果、食餌制限によって増加され、Neuropeptide Yの欠損によってさらに増加されていることが分かった。食餌制限マウスにおけるNeuropeptide Yの欠損マウスの初期脂肪は異常な白色脂肪の褐色脂肪化による脂肪代謝の不均衡だっと考えられる。前年度の結果から食餌制限マウスにおけるNeuropeptide Yの欠損マウスの初期死亡は過度な脂肪分解が一つの原因だと分かってきたが、その詳しいメカニズムを調べるために白色脂肪の褐色脂肪化を関連して調べた結果面白い結果が見られて、この研究内容に重要なポイントになった。肥満でのNPYの役割を調べるために、高脂肪食餌(HFD)を4ヶ月間与えた後、脂肪代謝の変化・脂肪細胞の肥大化・炎症に与える影響を検討した。NPY+/+(WT)マウスでは、HFDにより内臓脂肪組織での脂肪細胞のサイズが大きくなっているのに対して、NPY-/-(KO)マウスではHFDにより脂肪細胞の大きさに有意な変化が見られなかった。また、炎症関連遺伝子はHFDにおいて上昇していることがみられたが、KOマウスにおいてはその上昇が見られなく、WTのHFDと比較し、減少傾向が見られた。このことから、NPYの欠損マウスではHFDによる脂肪細胞の肥大化と脂肪蓄積が抑制され、炎症が引き起こらないことが分かった。初年度にNPYを中心とした脂肪代謝経路で食餌制限の寿命延長に重要な遺伝子ネットワークの構築及び新しいアンチエイジングと寿命調節に関連する遺伝子の発掘のためにマウスの皮下脂肪を使って次世代シークエンスを行ってその結果を分析した。

具体的にWT-CRサンプルとKO-CRサンプル結果を比較した時に変化する遺伝子とWT-CRサンプルとKO-CR-ACMサンプル結果を比較した時に変化する遺伝子(増加・減少:103個,減少・増加:155個)を選別し、実際、老化(2, 23ヶ月齢)及び長寿(CR)モデルマウスの皮下脂肪組織を使って二次選別した。WT-CR群とKO-CR群の結果を比較して発現が減少する遺伝子と、KO-CR群とKO-CR-ACM投与群の結果を比較して発現が増加する遺伝子の共通遺伝子の中から、コントロール群(2ヶ月齢)と比較し中年期(23ヶ月齢)マウスの白色脂肪組織で発現が増加しCRで減少する遺伝子ZFP90を選別した。その後CRISPR-CAS9を用いてZFP90欠損マウスを作製した。NPYの投与は脂肪分解を促進し体脂肪量を減少させ、中年期の脂肪代謝の不均衡を緩和させると報告した。また、NPYを欠損させた(KO)マウスに30%のCRを行うと、12ヵ月齢までに約50%が死亡し、NPY+/+(WT)-CRマウスと比較して体脂肪の量が大幅に減少していた。このことから、体脂肪の過度な減少がKO-CRマウスの死亡率増加の原因である可能性を考え、脂肪分解阻害剤のAcipimox(ACM)をKO-CRマウスに投与した結果、体脂肪の過度な減少が抑制され死亡率が減少した。この結果より、NPYが脂肪代謝のバランスを維持する重要な役割を果たしていることが明らかになった。過度な脂肪分解作用による脂肪代謝不均衡でのNPYとACMの効果を検討するために脂肪分解を促進するaP2-HSLトランスジェニックマウスを導入し、NPY([Leu3l,Pro34]NPY、週2回、i.p.)及び0.1%ACM(水入り)を6ヶ月間処理しながら摂食量、体重、体脂肪量の変化、血液でのグルコース・インシュリン・レプチンレベルを測定する。脂肪分解促進に伴う白色・褐色脂肪の代謝異常がACMやNPY処理によって回復されるのかを調べるためにマウスの各グループの白色・褐色脂肪からmRNA・タンパク質を分離して、脂肪の形成(PPARγ2、FABP4、DGAT1)と脂肪分解(p-CREB(Ser133)、p-HSL(563、660)、ATGL、CGI-58)に関連する遺伝子およびタンパク質の発現レベル、そして熱発生に関連する遺伝子(UCP1, PGC1a, Cidea等)のmRNA発現レベルを確認する。ACMが脂肪代謝にどのような分子メカニズムを介してNPY-/--CRマウスの死亡率および体脂肪の減少を抑制するかを調べるために、3T3-L1脂肪細胞でNPY(100nM)とACM(10mM)を処理した後、cAMP-PKA-HSL経路を活性化させるかを検討する。脂肪分解が進むと脂肪酸の酸化が促進される。そこで、XFe Analyzerを使ってNPYやACMを処理後脂肪細胞でのミトコンドリアの呼吸・解糖作用(OCR-酸素消費率、ECAR-細胞外酸性化率)を分析する。脂肪組織は、CRマウスに必須なエネルギー源であって、老化や寿命にも密接な関連性がある。CRマウスにおけるNPYの欠損は体脂肪減少を起こし、死亡率を増加させCRによる寿命延長効果を抑制する点で、NPYはCRマウスに重要な遺伝子であることには間違いない。
海洋生物由来の細胞周期制御を標的とする抗がん剤シーズの探索

遺伝子改変細胞を用いるアッセイ法によって海洋生物や伝承生薬の抽出エキスや海洋微生物の培養物ライブラリーから、p53などのホスト細胞の情報伝達系に依存せずp21 promoterを直接的に活性化する活性物質を探索し、インドネシアで採集したAaptos属海綿に含有されるbenzo-naphthyridineタイプアルカロイドaaptamineやインドのアユルベーダ生薬であるSida cordifolia由来アルカロイドcryptolepineを活性成分として単離した。また、その作用機序についても詳細に解析し、両化合物が野生型MG63細胞に作用させるとp21タンパクの発現を誘導すること、その細胞周期をG2/M期に停止することを明らかにした。さらに、aaptamineがp21 promoterを転写活性化する際に関与するプロモーター領域におけるレスポンスエレメントを解析し、aaptamineおよびcryptolepineは、これまでにp21 promoter転写活性化する物質として知られているHDAC阻害活性を有するtrichostatin Aやbutyrateと同様にp21 promoter上のSp1-3,Sp1-4やSp1-5,6サイトを介しp21 promoterの転写を活性化していることが示唆された。さらに、インドネシアで採集した海底土壌から分離した真菌の培養液に同様の活性を見出し,活性試験の結果を指標に分画・生成することでhydroquinone化合物secaronic acid Dを活性本体として同定した。また、secaronic acid Dの作用についても解析を行い、secaronic acid Dが、野生型MG63細胞に作用させるとp21タンパクの発現を誘導すること、その細胞周期をG2/M期に停止することを明らかにした。p53ネガティブであるヒト骨肉腫細胞MG63にcdk inhibitorであるp21タンパク遺伝子のpromoter領域を融合したluciferaseレポータープラスミドを導入・安定発現させた遺伝子改変細胞を用いるアッセイ法によって海洋生物や伝承生薬の抽出エキスや海洋微生物の培養物ライブラリーから、p53などのホスト細胞の情報伝達系に依存せずp21 promoterを直接的に活性化する活性物質を探索し、インドネシアで採集したAaptos属海綿に含有されるbenzo-naphthyridineタイプアルカロイドaaptamineやインドのアユルベーダ生薬であるSida cordifolia由来アルカロイドcryptolepineを活性成分として単離した。さらに、aaptamineがp21 promoterを転写活性化する際に関与するプロモーター領域におけるレスポンスエレメントを解析した。すなわち、p21 promoterの特定の領域を欠損あるいは変異させた様々なp21 promoter断片にluciferaseIレポーター遺伝子を結合したプラスミドをMG63細胞にtransfectionし、aaptamineを作用させた時のluciferase活性を測定してpromoterの活性化を判断した。その結果、aaptamineおよびcryptolepineは、これまでにp21 promoter転写活性化する物質として知られているHDAC阻害活性を有するtrichostatin Aやbutyrateと同様にp21 promoter上のSp1-3,Sp1-4やSp1-5,6サイトを介しp21 promoterの転写を活性化していることが示唆された。遺伝子改変細胞を用いるアッセイ法によって海洋生物や伝承生薬の抽出エキスや海洋微生物の培養物ライブラリーから、p53などのホスト細胞の情報伝達系に依存せずp21 promoterを直接的に活性化する活性物質を探索し、インドネシアで採集したAaptos属海綿に含有されるbenzo-naphthyridineタイプアルカロイドaaptamineやインドのアユルベーダ生薬であるSlda cordifolia由来アルカロイードcryptolepineを活性成分として単離した。また、その作用機序についても詳細に解析し、両化合物が野生型MG63細胞隆作用させるとp21タンパクの発現を誘導すること、その細胞周期をG21M期に停止することを明らかにした。

さらに、aaptamineがp21 promoterを転写活性化する際に関与するプロモーター領域におけるレスポンスエレメントを解析し、aaptamilleおよびcryptolepineは、これまでにp21 promoter転写活性化する物質として知られているHDAC阻害活性を有するtrichostatin Aやbutyrateと同様にp21 promoter上のSp1-3,Sp1-4やSp1-5,6サイトを介しp21 promoterの転写を活性化していることが示唆された。さらに、インドネシアで採集した海底土壌から分離した真菌の培養液に同様の活性を見出し、活性試験の結果を指標に分画・生成することでhydroquinone化合物secaronic acid Dを活性本体として同定した。また、secaronic acid Dの作用についても解析を行い、secaronic acid Dが、野生型MG63細胞に作用させるとp21タンパクの発現を誘導すること、その細胞周期をG2/M期に停止することを明らかにした。
有機マグネシウム-希土類金属複合系による高選択的付加

1)有機マグネシウム-希土類金属複合系による高選択的付加Grignard反応剤をDiorganomagnesiumに変換した後、希土類金属塩化物を混ぜ合わせると高活性な求核反応剤を効率良く得ることができる。BuMgBrあるいはBu_2Mgを作用させてもエノール化によりほとんど付加体を与えないβ-テトラロンに対し、有機マグネシウム反応剤を塩化イッテリビウムにTHF中-78°Cで作用させ、一定時間攪絆した後作用させた。反応剤調製時間と付加体の収率との関係を下に示す。Bu_2Mgを用いると5分以内に反応剤の調製が終了した。また、Bu_2MgとYbCl_3とから調製した反応剤に過剰のケトンを作用させた。β-テトラロンとの反応ではBu_2Mgの49%に当たるモル数のブチル基が求核種として反応する。2-ヘプタノンとの反応では132%のモル数に当たるブチル基が反応する。2)gem-二亜鉛種に対する連続的カップリング反応有機マグネシウム-希土類金属複合系による高選択的付加に関し、上記のような成果をあげることができたので、有機二金属種についての展開を試みた。ジヨードメタンから調製したgem-二亜鉛種に対して、バラジウム触媒存在下、カップリング反応を試みた。一つの炭素上の二つのC-Zn結合を段階的にC-C結合に変換する新しい分子構築反応である。
立体固定型発色団合成を基盤とするフィトクロムの構造と機能の解明

本研究は,“植物の眼"ともいえる光受容色素タンパク質フィトクロムの機能解明を,酸化的官能基化を基盤とする立体固定型フィトクロム発色団の化学合成から集中的に検討した。その結果,DDQを用いるC環型ピロールの酸化において,側鎖α位の選択的酸化を実現することができ,これを応用して7員環,および8員環固定型15E-anti立体固定発色団の合成に目処をつけた。一方,CD環ジピロールのNBSによる酸化によりメソ位が選択的に臭素化されることを見出し,この臭素化体に,Grignard試薬を作用させると収率よく炭素鎖を導入できることを見出し,15E固定型フィトクロム発色団の合成を達成することができた。本研究は,“植物の眼"ともいえる光受容色素タンパク質フィトクロムの機能を,有機合成化学の立場から解明することが目的である。フィトクロムは,分子量約12万の光受容色色素タンパク質で,赤色領域の光を吸収するフィトクロモビリン(PΦB)などの開環状テトラピロール(ビリン)誘導体を発色団として有し,生理学的に不活性なPr型と活性なPfr型との間で相互変換し,植物の発芽等の様々な調節機能を有している。しかし,これらの発色団は天然からの入手は非常に困難であり,発色団の立体構造と機能の関係は全く不明であった。そこで,「立体固定型発色団の化学合成」というアプローチで発色団の本質に迫り,フィロクロムの機能解明にチャレンジした。特に,酸化的官能基化を基盤とする立体固定型フィトクロム発色団の合成について集中的に検討した。モノピロール類の位置選択的な酸化的官能基化法の開発を目的に,o-クロラニルによる酸化を検討したところ,ピロール環自身が酸化され,ピロリノン体が選択的に得られることを見いだした。一方,DDQを用いるC環型ピロールの酸化において,側鎖α位の選択的酸化を実現することができた。また,中間体であるアザフルベンに体する求核剤を変化させると,3つの酸化段階を制御することができた。すなわち,酢酸存在下ではアセトキシ体が,メタノール存在下ではカルボニル体が,1,3-ジオール存在下ではエステル体が,それぞれ選択的に得られることを見いだした。得られた生成物を活用して,15E-anti固定型発色団合成においてこれまで用いていた直線型合成ルートに代え,合成的により効率の高い収束型合成ルートを開拓することにより,生物活性試験供与に充分耐えうるだけの合成の効率化について,検討を行った。その結果,従来はD環上にC環部位を導入して環化していたルートを大幅に短縮できる目処がたつに至った。CD環ジピロールのNBSによる酸化によりメソ位が選択的に臭素化されることを見出した。次に,この臭素化体を炭素置換体に変換できれば,メソ位固定型発色団の合成が可能と考え,炭素鎖導入について検討したところ,ビニル型Grignard試薬を用いると収率よく炭素鎖を導入できることを見出した。そこで,この知見を元にω位に脱離基を有するビニル型Grignard試薬を反応させ,さらに環化反応を試みたところ,15E固定型CD環を得ることができた。最後にAB環部位とのカップリングにより,15E固定型フィトクロム発色団の合成を達成することができた。一方,DDQを用いるC環型ピロールの酸化において,側鎖α位の選択的酸化を実現することができ,これを応用して7員環固定型15E-anti立体固定発色団の合成に目処をつけることもできているが,8員環固定型発色団の合成も必要である。α位の選択的酸化生成物のアルデヒドの増炭反応について検討した結果,可能であるという知見を得ることができた。フィトクロムは「光の波長によって切り替わるスイッチ」として機能し,開環型テトラピロール発色団が光によって構造変化を引き起こす中心的な役割を担っており,植物の成長に関して重要な機能を果たしているが,未だ解明されていない点が多い。光異性化の動的挙動を明らかにすることができれば,フィトクロムの分子機構を解明することができると期待した。そこで本研究では,立体配座あるいは立体配置のみを固定した発色団の合成を目的に,メソ位立体固定型発色団の合成検討を行った。CD環ジピロールのNBSによる酸化的官能基化により,メソ位が選択的に臭素化されることを見出した。次に,この臭素化体に対してビニルGrignard試薬を作用させると炭素鎖を導入できることを見出したが,sp3炭素鎖導入においては,収率が低かった。

ここに金属塩を添加すると飛躍的に反応性が向上し,sp3炭素Grignard試薬の場合でも収率良く置換基を導入できた。この知見を元にω位に脱離基を有するGrignard試薬を反応させ,さらに環化反応を試みたところ,15E固定型CD環を得ることができた。次に,光無しでも発芽機能を誘引することが確認されている15E-anti立体固定発色団の合成におけるD環部位の従来の合成ルートは,単離生成困難な過程が多くあった。またCD環カップリングの収率と再現性ともに低く,大量合成に向かないという問題点があった。そこで,種々検討した結果,対象な脱離基2つ有するジクロロアセトンとCN基を有するHWE試薬より短工程でHWE型D環骨格を構築するルートを開発することができた。得られたD環とC環のDDQによる酸化的官能基化によって得られるアルデヒドとのHWEによりCD環のカップリングが進行することも確認でき,大量合成への道筋を付けることができた。本研究は,“植物の眼"ともいえる光受容色素タンパク質フィトクロムの機能解明を,酸化的官能基化を基盤とする立体固定型フィトクロム発色団の化学合成から集中的に検討した。その結果,DDQを用いるC環型ピロールの酸化において,側鎖α位の選択的酸化を実現することができ,これを応用して7員環,および8員環固定型15E-anti立体固定発色団の合成に目処をつけた。一方,CD環ジピロールのNBSによる酸化によりメソ位が選択的に臭素化されることを見出し,この臭素化体に,Grignard試薬を作用させると収率よく炭素鎖を導入できることを見出し,15E固定型フィトクロム発色団の合成を達成することができた。ピロール化合物の選択的酸化による立体固定型発色団の合成について種々検討した。[1)ジピロール類の位置選択的な酸化的官能基化生成物を利用した立体固定型発色団合成法の開発,2)モノピロール類の位置選択的な酸化的官能基化生成物からの立体固定型法の開発,]1)CD環ジピロールのNBSによる酸化によりメソ位が選択的に臭素化されることを見出した。次に,この臭素化体への炭素鎖導入について検討した。その結果,エステル官能基が存在するにもかかわらず,ビニル型Grignard試薬を用いると収率よく炭素鎖導入が可能であることを見出し,クロスカップリングなどのように高価な遷移金属を用いること無くメソ位に炭素鎖導入への道筋を見つけることができた。ω位に脱離基を有するビニル型Grignard試薬を用いて環化を行ったところ,D環側で環化反応が進行することを明らかにした。現在のところ,1種類だけであるがメソ位固定型発色団合成への端緒をつかむことができている。2)一方,DDQを用いるC環型ピロールの酸化生成物であるピロールカルボアルデヒドを活用して7員環型15E-anti立体固定発色団の合成に目処をつけることもできているが,8員環固定型発色団の合成も必要であった。そのために,対応するアルデヒドのWittig反応-ビニルエーテル加水分解による増炭反応を検討したが,ビニルエーテルの加水分解が通常の酸加水分解条件では目的の生成物をほとんど得ることができなかった。種々検討した結果,反応系内で塩化水素を発生させる手法により,高収率で加水分解できることを見出した。このことを利用することにより,8員環固定型15E-anit反応団への道筋をつけることができた。未だ最終生成物の合成まで至っていないこと, Wittig試薬型D環の効率よい合成ができていない等,課題を残しているが,概ね計画通りに進行している。
グラフェンエッジ状態の精密エッジ化学

グラフェン端ではエッジの存在により、エッジ状態と呼ばれる特異な電子状態が存在することが知られている。しかしエッジ境界における原子レベルでの電子状態評価が困難であるため、エッジ状態の実験的評価が望まれている。本研究では、原子レベルで整ったグラフェン端構造を作製し、プローブ顕微鏡を駆使して原子レベルでの物性評価と第一原理計算に基づいたシミュレーションを行うことで、二水素化エッジ構造など様々な化学修飾グラフェン端の実験的同定にはじめて成功した。その結果、従来のπ電系の幾何学的自由度のみならず、化学的自由度を含めた、化学修飾による多様なエッジ電子状態に基づいた精密エッジ化学実現への道筋を見出した。ナノグラフェンでは端の存在により、エッジ状態と呼ばれる特異な電子状態が存在することが知られているが、(1)その化学活性の高さや(2)ナノ構造の作製自体が困難であるため、エッジ状態の実験的証拠は極めて少ない。エッジ状態は炭素材料の触媒機能や磁気機能および劣化過程と深く関連しており、その実験的解明が望まれている。本研究では、水素(酸素)化エッチングを駆使することで、原子レベルで規定された化学修飾ナノグラフェン端構造を作製し、プローブ顕微鏡による高分解能計測と密度汎関数計算に基づいた構造同定を行うことで、その電子(磁気)構造の解明を行った。グラファイト表面の電気化学酸化により、原子レベルで均一に酸化されたエッジ構造を作製した。プローブ顕微鏡高分解能観察とDFTシミュレーションから、カルボニル基で終端された一次元ジグザグ端構造において、エッジ状態の発現を確認した(ACSNANO2013-1)。グラファイトの単原子欠陥の水素化により、様々な水素終端構造を持つ単原子欠陥を作製した。水素化の程度(欠陥内エッジに付加した水素数)に応じて、欠陥内のエッジ状態がON/OFFスイッチングすることを見出した(PRB2014)。また、酸化グラフェンの還元により作製された酸化点欠陥において、プローブ顕微鏡マニピュレーション(機械的外力)により欠陥内エッジ状態のON/OFFスイッチングが誘起できることを見出した(ACSNANO2013-2)。その結果、これまで未開拓であった、エッジ構造化学における特異なエッジ状態発現の基礎的知見を得た。グラフェンがナノサイズになると、端の存在によりエッジ状態と呼ばれる非結合パイ電子状態が現われる事が知られている。エッジ状態はナノ炭素材料の電気・磁気機能と密接に関わっているため、その電気・磁気物性の解明が望まれている。しかしならが、原子レベルでの化学環境(エッジの幾何学構造や化学修飾状態)により、エッジ状態は大きく変調されてしまう。従ってエッジ状態を用いたナノ炭素材料の電気・磁気機能化のために、原子レベルでの端構造作製法の確立が求められている。本研究では、ナノサイズグラフェン端について、原子レベルでの化学修飾法の確立と電気物性の解明と目的とした。平成25年度に確立した水素化エッチング法により、端が均一に水素化されたエッジ状態を有するナノサイズのホール構造を作製し、走査型トンネル顕微鏡観察により評価した。その結果、ナノサイズのホール構造のコーナーにおいてエッジ状態が局所的に失活していることを見出した。(Faraday Discuss 2014)。密度汎関数シミュレーションにより、コーナーでは水素原子間の立体反発に由来して、炭素骨格が再構成を引き起こしている事が分かった。以上、ナノ構造に特異的なエッジ状態の失活/発現機構の基礎的知見を得た。グラフェンには、ハニカム格子に由来して、ジグザグ、アームチェアと呼ばれる2種類の典型的な端構造が存在するが、グラフェンがナノサイズになると、端の存在によりエッジ状態と呼ばれる非結合性のπ電子状態がジグザグ端に発現する。エッジ状態は局在スピンを有するためナノ炭素材料の電気・磁気機能に密接に関わっており、その電気・磁気物性の解明が望まれている。しかしながら原子レベルでの化学環境によりエッジ状態は大きく変調される。したがってエッジ状態を用いたナノ炭素材料の電気・磁気機能化のために原子レベルでのグラフェン端の構造作製の確立が求められている。本研究では、ナノサイズグラフェン端について、原子レベルでの端構造作製法の確立とその局所的電子物性の解明を目的とした。グラファイト表面の水素化エッチング法により、端が均一に水素化されたエッジ状態を有するナノグラフェンジグザグ端が作製できることをSTM観察から明らかにした。また、水素化エッチング法の検討を行ったところ、水素化ジグザグ端を局所的に二水素化することでエッジ状態が局所的に失活すること見出した。密度汎関数法シミュレーションにより、コーナーではエッジ水素原子間の立体反発に由来して炭素骨格が再構成していることが分かった。更に、最終年度はこれまで注目されていなかったアームチェア端の化学修飾を検討した。グラファイト表面の水素化エッチングを行い、極低温STMにより精密な表面観察と電子状態評価を行ったところ、アームチェア端を部分的に二水素化することで、エッジ状態が新たに発現することを見出した。密度汎関数法によるシミュレーションから、部分的に二水素化することで副格子対称性が破れたためエッジ状態が現れたことが分かった。以上、ナノグラフェン端の原子レベルでの化学修飾状態を変化されることで、エッジ状態の失活・発現を制御できることを見出した。

本研究では、原子レベルで整ったグラフェン端構造を作製し、プローブ顕微鏡を駆使して原子レベルでの物性評価と第一原理計算に基づいたシミュレーションを行うことで、二水素化エッジ構造など様々な化学修飾グラフェン端の実験的同定にはじめて成功した。その結果、従来のπ電系の幾何学的自由度のみならず、化学的自由度を含めた、化学修飾による多様なエッジ電子状態に基づいた精密エッジ化学実現への道筋を見出した。原子レベルでの精密な電子状態計測と密度汎関数法シミュレーションの直接比較により、ナノ構造に特異的なエッジ状態の失活/発現機構の基礎的知見を得た。その結果、グラフェンエッジ状態の精密なエッジ化学の解明に近づいた。表面科学グラフェンの典型的なエッジ幾何学構造として、ジグザグ端とアームチェア端が存在する。これまでは、ジグザグ端に着目してきたが、次年度からはアームチェア端について、エッジ化学とそれに応じた電子状態も計測を行うことで、系統的な精密なエッジ化学の解明を目指す。高精度電子状態密度観察と密度汎関数法シミュレーションの直接比較で、原子レベルで整った、水素化・酸素化ジグザグ端の化学構造と、それによって劇的に変化し得る電子状態を同定し、これまで未開拓であった、エッジ構造化学における特異なエッジ状態発現の基礎的知見を得た。成果として、学術論文4報(PRB2013, ACSNANO2013-1, ACSNANO2013-2, PRB2014)、総説1報(AccChemRes2013)を発表した。当初の計画通り、グラフェンアームチェア端の電子状態計測は完了した。実験をサポートするために電子状態計算を行ったが、より精度の高い計算結果を得るためには、付加的な計算時間が必要であることが分かった。このため次年度使用額が生じた。研究は当初の計画以上に進展している。今後は、基礎的な知見の得られた、グラフェン水素化原子欠陥、酸化グラフェン表面上の酸化原子欠陥について、トンネル分光計測を行い、電気的・磁気的機能の詳細について調査する。当該助成金は、密度汎関数シミュレーションのための計算機利用料に充てる。当初の研究計画よりも効率的にDFTシミュレーションが進んだために、次年度使用額が生じた。当該助成金は、電子間相互作用を取り入れたDFT+U法や、スクリーニング効果を取りたDFT-GW法などの、より高度なDFT計算に充てる。高度なDFTシミュレーションを用いて、より現実的な多体効果を取り扱うことで化学修飾グラフェン端における電子相関効果発現メカニズムの解明を行う。
次世代光リソグラフィーの真空紫外光学材料応用フッ化物単結晶の開発

新素材の設計,引上げ法による大型結晶成長の可能性検討においては、LiCAFの直径4インチ化、KMF、BLFの2インチ化にそれぞれ成功し、新素材の大型化のための検討を完了。Mg : LiCAFは157nm近辺で複屈折が消滅し、かつダメージ耐性に優れる材料であることが判明。Sr : BaF_2もダメージ耐性で有利な新素材として検討すべきであるとわかった。また、流体計算により大型化に必要とされる成長条件を求め、バンド計算により有望な結晶の探索と点欠陥の透過性への影響を検討した。平成13年9月までにプログラミングを完了し、本研究機関では各種条件における計算を行った。大型・高品質結晶製造法の確立においては、直径6インチCaF_2結晶の作製技術を基に、直径68インチLiCAF結晶の作成条件を検討した。坩堝構造を多段化し、一度結晶化させた結晶を原料として使用することで、課題であった結晶上端部の白濁部発生は抑制できた。また、温度、保持時間を適正化し、ブリッジマン法により、直径10cmのKMF結晶を作製することが出来た。結晶中に多数含まれた泡の対策として、一度結晶化した透明結晶を原料としての結晶作製などを実施し、大型・高品質化のための条件を検討している。加工技術の検討,素子化技術の確立においては、CaF_2と同様の加工方法でLiCAFが鏡面加工できる事が確認された。結晶評価用加工技術の技術導入を開始した。更に様々な球面加工が可能であることが判明し、各種形状のレンズを製作した。光学物性評価と微小欠陥形成メカニズムの解明においては分子科学研究所のUVSOR(放射光施設)を用い、正確なバンドギャップの評価方法、及び、光学的ロスの測定手法を開発した。F_2レーザー照射によるダメージ評価・ランニング試験も実施し、LiCAF、Sr : BaF_2はいずれもCaF_2と同様、高いダメージ耐性を有することが判明。次世代の短波長化する光リソグラフィーに対応する最適な窓・レンズなどの硝材の開発を目的とし,新材料の設計,単結晶化を実施した.112nmという短波長に吸収端を有するLiCaAlF_6(LiCAF)に対し,3インチ大型単結晶作製を試みた.大型化にあたり,次の2点が問題となった.一つはインクルージョンの発生である.肩部での直径の広がりが急峻である,あるいは成長結晶の結晶径が急激に変化すると,そこから結晶成長が終了するまでインクルージョンが発生した.もう一つは結晶化率を大きくすると結晶底部に白濁物質が発生し,これが冷却中での結晶全域に渡るクラックの原因となることである.白濁物質を調べた結果,LiCAFとCaF_2から構成されていることがわかり,これは結晶成長中にLiFとAlF_3が蒸発し融液が組成ずれを起したことが原因となっているとわかった.そこで成長径を精密に制御し,かつ,融液組成をLiFとAlF3が過剰となるようにすることで,直径3インチのLiCAF単結晶が得られた.新材料の設計という観点からはLiCAFと同じ構造を有するコルキライト型,更にはペロブスカイト型,シーライト型,そして更なる元素の組み合わせを考えた.ここで設計に当たり硝材として必要となる以下の点に着目した.一つは短波長に吸収端が存在するよう,Caよりも小さな原子量を有する元素に着目した.そして複屈折が小さい,あるいはない,更に大型結晶作製が容易となる調和溶融組成を有する材料という観点から検討した.

その結果,ペロブスカイト型を有するKMgF_3(KMF),BaLiF_3(BLF)を新材料として見いだした.これらはほぼ調和溶融しかつ立方晶に属するので理論的には複屈折が存在しない.そこでこららの結晶化を試みた結果,直径1インチの単結晶成長に成功した.次に成長結晶の透過率を測定した結果,KMF,BLFともに真空紫外域で短波長に吸収端を有することがわかった.そこでこれらの絶対透過率に近い透過率を測定するため,透過測定装置を改造し,反射率を測定することとした.反射率,透過率の両方を測定し,絶対透過率に近い値を算出したところ,F_2レーザーの波長となる157nmにおいて,LiCAFで95%,KMF,BLFでそれぞれ90%の値が得られた.複屈折率の面内分布も測定したところいずれもnmオーダーの非常に小さな分布であると判明した.新材料の設計,引上げ法による大型結晶成長の可能性検討においては、LiCAFの直径4インチ化、KMF、BLFの2インチ化にそれぞれ成功し、新材料の大型化のための検討を完了。Mg : LiCAFは157nmで複屈折が消滅し、かつダメージ耐性に優れる材料であることが判明。Sr : BaF_2もダメージ耐性で有利な新材料として検討すべきであるとわかった。また、流体計算により大型化に必要とされる成長条件を求め、バンド計算により有望な結晶の探索と点欠陥の透過性への影響を検討した。平成13年9月までにプログラミングを完了し、本研究期間では各種条件における計算を行った。大型・高品質結晶製造法の確立においては、直径6インチCaF_2結晶の作製技術を基に、直径68インチLiCAF結晶の作製条件を検討した。坩堝構造を多段化し、一度結晶化させた結晶を原料として使用することで、課題であった結晶上端部の白濁部発生は抑制できた。また、温度、保持時間を適正化し、ブリッジマン法により、直径10cmのKMF結晶を作製することが出来た。結晶中に多数含まれた泡の対策として、一度結晶化した透明結晶を原料としての結晶作製などを実施し、大型・高品質化のための条件を検討している。加工技術の検討,素子化技術の確立においては、CaF_2と同様の加工方法でLiCAFが鏡面加工できる事が確認された。結晶評価用加工技術の技術導入を開始した。更に様々な球面加工が可能であることが判明し、各種形状のレンズを製作した。光学物性評価と微小欠陥形成メカニズムの解明においては分子科学研究所のUVSOR(放射光施設)を用い、正確なバンドギャップの評価方法、及び、工学的ロスの測定手法を開発した。F_2レーザー照射によるダメージ評価・ランニング試験も実施し、LiCAF、Sr : BaF_2はいずれもCaF_2と同様、高いダメージ耐性を有することが判明。
ヘリコバクター・ピロリcagA遺伝子導入マウスを用いた胃発癌機構の解析

ヘリコバクターピロリ病原因子CagAによる発癌分子機構の解析を進め、以下の結果を得た。1.東アジア型CagAならびに欧米型CagAをそれぞれ発現する遺伝子導入マウスの解析から、SHP-2活性化能が低い欧米型CagAの発癌活性は東アジア型CagAよりも有意に低いことを見出した。本研究の結果はCagAを起点とした発癌分子メカニズムにおいて、SHP-2の異常活性化が重要な役割を担う可能性を示すものであり、また、我が国で胃癌が多発する一因として高病原性CagAを保有するピロリ菌の蔓延を示唆する。2.胃発癌における上皮細胞極性崩壊の寄与を検討するため、cagA遺伝子導入マウスとPAR1b遺伝子欠損マウスならびにLKB1遺伝子欠損マウスの大規模な交配実験を進めている。現在、それぞれのマウスを長期飼育し、胃病変発症の量的・質的差異の解析を進めている。3.CagAによる胃発癌機構におけるSHP-2活性化の重要性を最終的に明らかにするため、リン酸化耐性型cagA遺伝子導入マウス(RAR1と複合体を形成する一方、SHP-2とは複合体を形成しないCagA変異分子を発現するマウス)と活性獲得型SHP-2ノックインマウスを交配し、経時的観察を進めている。リン酸化耐性型cagA遺伝子導入マウスは腫瘍を形成しない。従って、リン酸化耐性型CagAと活性獲得型SHP-2の共発現により腫瘍形成が認められた場合、発癌におけるSHP-2活性化の重要を個体レベルで明らかにすることができると考えている。