hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロチウムプローブによるアクチニド化合物のエネルギー変換機能探査

ラマンスペクトル測定法等により、BaZrO_3は完全な立法晶、BaCeO_3はわずかに歪んだ立法晶であることがわかったが、BaUO_3については熱励起によりピークの混在のためかラマンスペクトルを解析できなかった。BaZrO_3およびBaCeO_3の熱伝導は主にフォノンに起因することがわかり、BaUO_3についてはそれ以外にも起因することがわかった。水素吸蔵特性としてUNiAlおよびUCoAl合金の水素吸蔵特性を水素圧2MPa以下、温度298398Kの範囲で調べた。UNiAl-H系ではα相(固溶体)、β相(UNiAlH)およびγ相(UNiAlH2)が存在し、(α+β)相および(β+γ)相の水素反応について文献値より小さなΔH^0、ΔS^0が得られた。これらの値はよりUNiAlの水素吸蔵特性が比較的優れていることがわかった。光触媒材料としては、本年度はその評価技術を確立するためBaZrO_3を用いて水素発生能および光電気化学測定を試みた。またSrUO_4、CaUO_4、K_2U_2O_7およびNa_2U_2O_7の光触媒性能も評価した。単独の光触媒性能はP-25(TiO_2)光触媒に及ばないものの白金を蒸着したSrUO_4でP-25の1/3程度の光触媒性能が得られた。またNiOを持担した場合、SrUO_4はNaTaO_3の1/5程度の光触媒性能が得られた。
厚岸沿岸域における春季・夏季・秋季植物プランクトンブルームの解明

本研究は,船舶による高頻度観測から,厚岸沿岸域における植物プランクトン群集組成と基礎生産力の季節・経年変化と,春,夏,秋に発生するブルーム(大増殖)メカニズムの解明を目指す.これまでに,沿岸親潮で発生する春のブルームに関する知見は蓄積されてきたが,他の季節に関する知見は乏しい.予備調査では,春よりも大規模な夏・秋のブルームが毎年発生しており,この海域のカキやアサリなど二枚貝への餌資源,食物網過程について,夏・秋のブルームの寄与は春より大きい可能性が考えられる.本研究により,各ブルームを形成する植物プランクトンの種類や,その発生メカニズムを明らかにし,この海域の適切な沿岸域管理に貢献する.本研究は,船舶による高頻度観測から,厚岸沿岸域における植物プランクトン群集組成と基礎生産力の季節・経年変化と,春,夏,秋に発生するブルーム(大増殖)メカニズムの解明を目指す.これまでに,沿岸親潮で発生する春のブルームに関する知見は蓄積されてきたが,他の季節に関する知見は乏しい.予備調査では,春よりも大規模な夏・秋のブルームが毎年発生しており,この海域のカキやアサリなど二枚貝への餌資源,食物網過程について,夏・秋のブルームの寄与は春より大きい可能性が考えられる.本研究により,各ブルームを形成する植物プランクトンの種類や,その発生メカニズムを明らかにし,この海域の適切な沿岸域管理に貢献する.
歯根膜組織を有する人工歯根修復術の確立 -特に人工シャーピー線維の構築について-

現在ひろく臨床応用されている人工歯根(インプラント)は、その保持を骨癒着に求め歯根膜組織を有していないため、様々な機能を満足できない状況にある。そこで、歯根膜由来細胞を用いて人工歯根周囲に歯根膜組織、特に人工シャーピー線維を構築する目的で、本年度は生体材料と歯根膜組織あるいは歯根膜由来線維芽細胞との関係について以下の結果を得た。1.歯根膜組織内への生体材料の挿入歯根窩洞を作製し、残存歯根膜組織に接してチタンを挿入したところ、歯根膜由来細胞を付着させない場合はチタン表面に垂直に走る線維は観察されたがセメント質の形成はみられず、シャーピー線維は構築されていなかった。細胞を付着させたチタンにはシャーピー線維の構築がみられたことから、歯根膜由来細胞の存在が重要であると考えられた。コラーゲンスポンジを挿入すると、シャーピー線維の構築が認められた。2.生体材料への歯根膜由来線維芽細胞の接着と石灰化純チタン、ポリ乳酸/ポリグリコール酸上で歯根膜由来線維芽細胞を培養したところ、培養初期ではポリスチレン、コラーゲン上と比較して細胞の付着が少なく伸展もみられなかったが、フィブロネクチンの沈着は多く見られた。長期培養することにより、細胞が伸展し、細胞数ならびにフィブロネクチンの沈着に差はみられなくなった。また、いずれの生体材料上においても石灰化結節の形成が認められた。3.生体材料上での歯根膜由来線維芽細胞の立体培養3種の平均粒径(65,189,374μm)をもつチタン粉末を焼結して内部がポーラスである多孔質チタン体を試作し、その特性ならびに細胞付着について検討したところ、平均粒径が大きくなると気孔率が増加しヤング率が低下した。平均粒径189ならびに374μmのチタン上で細胞培養を行うと、細胞がチタン粉末内部まで付着・伸展している様子が観察されたが、65μmでは付着細胞数が少なかった。コラーゲン製多孔質マイクロキャリアを用いて歯根膜由来細胞を培養すると、細胞の突起がマイクロキャリア内部まで伸展している様子が確認され、ALPaseは培養2週目になると静置した場合に比較して攪拌することにより上昇した。そこで、歯根膜由来培養細胞を用いて、人工歯根周囲に歯根膜組織を構築することを目指している。本研究では、特に人工的にシャーピー線維を構築する予定であり、本年度は以下の結果を得た。1.歯根膜由来細胞の石灰化結節形成能の検討培地にDexamethasone(DEX)あるいはEGFを添加して、培養した際に石灰化結節形成がなされるか否かについて検討したところ、DEXを添加した群では石灰化結節の形成がみられたが、EGFを添加した群ではみられなかった。また、DEXにさらにEGFを添加すると、石灰化結節形成は抑制された。それぞれの群において、シグナル伝達タンパク質の発現を調べたところ、活性化ERKの発現がEGF刺激で上昇し、DEX刺激で低下していた。DEX刺激後、さらにEGFで刺激をすると、活性化ERKの発現は上昇した。2.歯根膜由来細胞の立体培養立体培養系として、コラーゲンゲル、コラーゲンハニカムおよびコラーゲン製マイクロキャリアの3種類を用いて、歯根膜曲来細胞を培養した際の比較検討をした。いずれの培養系においても歯根膜由来細胞の付着は確認されたが、コラーゲンゲル内培養においてのみ細胞骨格であるアクチンファイバーは発達しておらず、また、ALPase活性も低かった。3.歯根膜組織内へのチタン挿入ラットを用いて、残存歯根膜組織に接するかたちでチタンを挿入したところ、チタン表面に垂直に走る線維が観察されたがセメント質の形成は見られず、チタン表面にシャーピー線維は構築されていなかった。以前、イヌを用いて、歯根膜由来細胞を付着させたチタンを残存歯根膜組織に接するように挿入した実験ではシャーピー線維の構築がみられたことから、歯根膜由来細胞の存在が重要であると考えられた。今後はさらに、チタン上での立体培養系を確立し、人エシャーピー線維の確立を目指していく予定である。そこで、歯根膜由来培養細胞を用いて人工歯根周囲に歯根膜組織を構築することを目指している。本研究では、特に人工的にシャーピー線維を構築する予定であり、本年度は特に歯根膜由来細胞と生体材料との関係ならびに立体培養の可能性について以下の結果を得た。1.歯根膜組織内へのチタン挿入歯根膜由来細胞を付着させないチタンを残存歯根膜組織に接して挿入したところ、チタン表面に垂直に走る線維は観察されたがセメント質の形成は見られず、シャーピー線維は構築されていなかった。2.純チタンへの歯根膜由来線維芽細胞の接着と石灰化純チタン上で歯根膜由来線維芽細胞を培養したところ、培養

1,2日後ではポリスチレン上と比較して細胞の付着が少なく伸展も見られなかったが、フィブロネクチンの沈着は多く見られた。培養7日後になると、純チタン上でも細胞が伸展し、両者の間で細胞数ならびにフィブロネクチンの沈着に差は見られなかった。また、β-1インテグリン、FAK、pFAKの分布にも差が見られなかった。また、培養期間を長くすることにより、チタン上においても石灰化結節の形成が見られた。3.多孔質チタン体上での歯根膜由来線維芽細胞の培養歯根膜由来細胞を立体培養させる足場として、3種の平均粒径(65,189,374μm)をもつチタン粉末を焼結して内部がポーラスである多孔質チタン体を試作し、その特性ならびに細胞付着について検討した。平均粒径が大きくなると気孔率が増加し、ヤング率が低下した。平均粒径189ならびに374μmのチタン上で細胞培養を行うと、細胞がチタン粉末内部まで付着・伸展している様子が観察されたが、65μmでは付着細胞数が少なかった。4.多孔質マイクロキャリア上での歯根膜由来線維芽細胞の培養立体培養系としてコラーゲン製多孔質マイクロキャリアを用いて歯根膜由来細胞を培養した際の細胞の伸展ならびにALPase活性について検討した。SEMならびに共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、細胞の突起がマイクロキャリア内部まで伸展している様子が確認された。ALPaseは培養7日目までは差がみられなかったが、培養2週目になると静置した場合に比較して攪拌することによりALPase活性の上昇が認められた。現在ひろく臨床応用されている人工歯根(インプラント)は、その保持を骨癒着に求め歯根膜組織を有していないため、様々な機能を満足できない状況にある。そこで、歯根膜由来細胞を用いて人工歯根周囲に歯根膜組織、特に人工シャーピー線維を構築する目的で、本年度は生体材料と歯根膜組織あるいは歯根膜由来線維芽細胞との関係について以下の結果を得た。1.歯根膜組織内への生体材料の挿入歯根窩洞を作製し、残存歯根膜組織に接してチタンを挿入したところ、歯根膜由来細胞を付着させない場合はチタン表面に垂直に走る線維は観察されたがセメント質の形成はみられず、シャーピー線維は構築されていなかった。細胞を付着させたチタンにはシャーピー線維の構築がみられたことから、歯根膜由来細胞の存在が重要であると考えられた。コラーゲンスポンジを挿入すると、シャーピー線維の構築が認められた。2.生体材料への歯根膜由来線維芽細胞の接着と石灰化純チタン、ポリ乳酸/ポリグリコール酸上で歯根膜由来線維芽細胞を培養したところ、培養初期ではポリスチレン、コラーゲン上と比較して細胞の付着が少なく伸展もみられなかったが、フィブロネクチンの沈着は多く見られた。長期培養することにより、細胞が伸展し、細胞数ならびにフィブロネクチンの沈着に差はみられなくなった。また、いずれの生体材料上においても石灰化結節の形成が認められた。3.生体材料上での歯根膜由来線維芽細胞の立体培養3種の平均粒径(65,189,374μm)をもつチタン粉末を焼結して内部がポーラスである多孔質チタン体を試作し、その特性ならびに細胞付着について検討したところ、平均粒径が大きくなると気孔率が増加しヤング率が低下した。
軸方向拘束を受ける鉄筋コンクタートはりの復元力特性に関する研究

引張鉄筋比がある程度小さい鉄筋コンクリートはりは,曲げ降伏後の中立軸が断面中心より圧縮側にあるので曲げせん断力を受けると軸方向に拡がる.しかし,実際の構造物の中では,床や壁などの他の構造要素によって拘束され,はりは自由に伸縮できる訳ではない.そのために,はりは,結果として軸力を受けることとなり,保有耐力計算時の仮定とは異なってくることとなる.本研究は,長方形断面およびT形断面の鉄筋コンクリートはりの曲げせん断実験を行い,軸方向変形が拘束されている場合の影響について考察したものである.実験は,約実物の1/4の模型実験とし,はりせい20cmで行っている.スラブの有無,圧縮鉄筋量の多少,軸方向の拘束の有無をパラメーターとした6体である.その結果得られた結論は,以下の通りである.(1)軸方向変形を拘束されたはりは,曲げせん断力を受けると軸力が加わり,拘束されないはりに比べ耐力が上昇する.このことは,建物の崩壊形がはり降伏から柱降伏状に変るなど構造物が設計時に仮定した崩壊形とは異なった崩壊形を示す可能性があることを示している.(2)軸方向拘束を受けるはりは,作用した圧縮力のために,コンクリートの圧縮破壊が生じやすくなり,変形能力が低下する可能性がある.(3)端部に複数の弾塑性バネを有する部材モデルにより解析を行った結果実験と解析はほぼよい対応を示した.(4)この解析法により,栓断スパン比の影響を調べたが,軸方向拘束剛性が同じであれば,シアスパン比による影響は少ないが,シアスパン比に応じて軸方向拘束が変化する場合には,シアスパン比の影響は大きく,シアスパンが短いものほど耐力上昇が大きい.引張鉄筋比がある程度小さい鉄筋コンクリートはりは,曲げ降伏後の中立軸が断面中心より圧縮側にあるので曲げせん断力を受けると軸方向に拡がる.しかし,実際の構造物の中では,床や壁などの他の構造要素によって拘束され,はりは自由に伸縮できる訳ではない.そのために,はりは,結果として軸力を受けることとなり,保有耐力計算時の仮定とは異なってくることとなる.本研究は,長方形断面およびT形断面の鉄筋コンクリートはりの曲げせん断実験を行い,軸方向変形が拘束されている場合の影響について考察したものである.実験は,約実物の1/4の模型実験とし,はりせい20cmで行っている.スラブの有無,圧縮鉄筋量の多少,軸方向の拘束の有無をパラメーターとした6体である.その結果得られた結論は,以下の通りである.(1)軸方向変形を拘束されたはりは,曲げせん断力を受けると軸力が加わり,拘束されないはりに比べ耐力が上昇する.このことは,建物の崩壊形がはり降伏から柱降伏状に変るなど構造物が設計時に仮定した崩壊形とは異なった崩壊形を示す可能性があることを示している.(2)軸方向拘束を受けるはりは,作用した圧縮力のために,コンクリートの圧縮破壊が生じやすくなり,変形能力が低下する可能性がある.(3)端部に複数の弾塑性バネを有する部材モデルにより解析を行った結果実験と解析はほぼよい対応を示した.(4)この解析法により,栓断スパン比の影響を調べたが,軸方向拘束剛性が同じであれば,シアスパン比による影響は少ないが,シアスパン比に応じて軸方向拘束が変化する場合には,シアスパン比の影響は大きく,シアスパンが短いものほど耐力上昇が大きい.
ポジトロニウム消滅による機能性薄膜のサブナノ空隙化学解析法の開発

本研究では、非晶領域の分子間空隙を実験的に評価できる唯一の方法である陽電子消滅法を応用し、薄膜部材に適用可能な、放射性同位元素Na-22(RI)ベースのパルス化低速陽電子ビームを利用した高安定性の陽電子寿命・運動量相関(AMOC)測定システムを開発するとともに、基準薄膜の系統的解析によりサブナノからシングルナノスケール空隙(サブナノ/ナノ空孔)中で消滅したオルトポジトロニウムのピックオフ反応により発生した消滅ガンマ線の運動量分布元素マッピングを解明する。これにより分離膜などの薄膜材料中の分子間空隙の大きさとその表面化学を同時評価可能な新規手法を確立し、各種機能性膜の研究開発現場にこれまでにない設計指針の構築手法を提供する。今年度は、開発した低速AMOC測定システムを機能性薄膜に適用するための応用研究を進めた。プラズマ誘起化学気相堆積法により作製した熱的に不安定な有機相を分散した有機シリカ膜を600°Cまでの異なる温度で焼鈍することによりサブナノ空孔構造を形成し、それぞれの薄膜試料の低速AMOC測定を行った。形成されたサブナノ空孔に捕獲、消滅したオルトポジトロニウムに起因するSパラメータは炭化水素ポロゲンの存在量に相関した。これらの結果から低速AMOC法によりナノスケールの空隙中の化学組成を評価できることを示すことができた.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。産総研第五事業所に設置された放射性同位体(RI)ベースの低速パルス化陽電子寿命測定(PALS)装置にドップラー広がり(DBAR)計測系を組み込むために高純度ゲルマニウム半導体検出器を整備し,デジタル信号処理(DSP)計測モジュールと組み合わせて低速陽電子寿命・運動量相関(AMOC)測定システムを構築した.本システムを利用することにより,既存のPALS計測系の陽電子の入射時刻をパルス化システムのタイミング信号から得るために切り出し時間幅12.5MHzのチョッパーと200MHzのバンチャーを動作させる高周波発信器から供給される陽電子源のタイミング信号とDBAR計測系の各パラメータを適切に調整・整合させ,AMOCデータを取得することに成功した.さらに検出器と測定試料のジオメトリーを0.1mm単位で調節することにより,コインシデンス計数率を10倍程度に向上させた.テスト試料として石英ガラスを陽電子打ち込みエネルギー5keVの条件で同システムによりAMOCデータの測定を試みたところ,おおよそ20日間の積算時間でも良好なスペクトルを得られ,DSP計測システムの安定性を確認できた.また,本研究で提唱する機能性薄膜中のサブナノ空孔化学解析法を実証するための薄膜基準試料をPECVD法により作製するとともにポリエチレン高分子バルク試料のAMOC測定を行い,運動量分布-元素マッピングのためのデータを蓄積した.今年度はRIベース低速AMOC測定システムを構築し,試料表面近傍(400nm)の陽電子寿命・運動量相関スペクトルの取得に成功した.寿命計測系には,アナログ式に比べて高スループットかつ高安定性計測が期待できるDSP計測モジュールを活用した.低速陽電子ビーム測定システムへの適用は初の試みであり,陽電子消滅波形解析パラメータの最適化を進める一方,既存技術であるアナログ処理系とデータを比較することにより,計測データの妥当性を評価した.その結果,当初目標とした実証試験に適用可能な性能を有する測定システムを構築することができた.機能性薄膜中のサブナノ空孔化学解析法を実証試験に用いる薄膜基準試料の候補として堆積条件の異なる薄膜試料をPECVD法により作製した.シロキサン系CVD膜および対照試料として石英ガラスとポリエチレンのバルク試料のAMOC測定データをそれぞれ取得した.その結果,ポジトロニウム平均寿命は従来のアナログ式測定系で得られた値と一致し,測定システムの健全性を確認できた.本研究では、非晶領域の分子間空隙を実験的に評価できる唯一の方法である陽電子消滅法を応用し、薄膜部材に適用可能な、放射性同位元素Na-22(RI)ベースのパルス化低速陽電子ビームを利用した高安定性の陽電子寿命・運動量相関(AMOC)測定システムを開発するとともに、基準薄膜のナノスケール空隙中で消滅したオルトポジトロニウムのピックオフ反応により発生した消滅ガンマ線の運動量分布を系統的に解析してその元素マッピングを解明する。今年度は、開発した低速AMOC測定システムの信頼性を確保するため、陽電子寿命測定と陽電子消滅ガンマ線分光測定の各計測系の妥当性を陽電子寿命測定用認証標準物質を用いて確認するとともに、陽電子照射エネルギーを1 keVから10keVの範囲で変化させながら、寿命と運動量の各消滅パラメータの測定を試みた。また、本研究で提唱する機能性薄膜中のサブナノスケール空隙化学解析法を実証するために前年度に作製したPECVD法によるモデル薄膜試料のAMOC測定を行い、運動量分布・元素マッピングのためのデータを蓄積した。さらに、AMOC測定システムの開発状況および基準試料や作製したモデル薄膜について得られた分析結果を国際会議「12th International Workshop on Positron and Positronium Chemistry (PPC-12)」にて発表した。前年度開発した放射性同位元素Na-22(RI)ベースの低速

陽電子寿命・運動量相関(AMOC)測定システムの妥当性を確認するため、陽電子寿命測定用認証標準物質(石英ガラス)のAMOCデータを陽電子照射エネルギーが5 keVの条件で観測し、ナノスケール空隙中で消滅したオルトポジトロニウム(o-Ps)の平均寿命と、その消滅ガンマ線の運動量分布を評価するためのSパラメータを解析した。その結果、o-Ps平均寿命は認証値(1.62 ns)と不確かさの範囲で一致し、Sパラメータは過去にシリカガラスのバルク測定で得られた結果と同等であることが確認できた。さらに、RIベース低速AMOC測定システムを活用し、前年度作製したシリカ・シロキサンCVD複合膜のAMOCデータを取得した。AMOCデータを解析して得られたナノスケール空隙中のo-Ps消滅に由来する陽電子寿命が2ns以上のSパラメータの平均値は、FT-IR測定で得られた末端メチル基に由来する吸収ピーク強度に相関することが明らかになった。この結果は、シロキサンモノマーの増加ととともに末端メチル基が導入されると同時にナノスケール空隙が新たに形成され、そこでo-Psが消滅したことを示しており、有機・無機複合膜中に存在するナノスケール空隙の化学状態が低速AMOC測定で追跡できることの実証に成功した。本研究では、非晶領域の分子間空隙を実験的に評価できる唯一の方法である陽電子消滅法を応用し、薄膜部材に適用可能な、放射性同位元素Na-22(RI)ベースのパルス化低速陽電子ビームを利用した高安定性の陽電子寿命・運動量相関(AMOC)測定システムを開発するとともに、基準薄膜の系統的解析によりサブナノからシングルナノスケール空隙(サブナノ/ナノ空孔)中で消滅したオルトポジトロニウムのピックオフ反応により発生した消滅ガンマ線の運動量分布元素マッピングを解明する。これにより分離膜などの薄膜材料中の分子間空隙の大きさとその表面化学を同時評価可能な新規手法を確立し、各種機能性膜の研究開発現場にこれまでにない設計指針の構築手法を提供する。今年度は、開発した低速AMOC測定システムを機能性薄膜に適用するための応用研究を進めた。プラズマ誘起化学気相堆積法により作製した熱的に不安定な有機相を分散した有機シリカ膜を600°Cまでの異なる温度で焼鈍することによりサブナノ空孔構造を形成し、それぞれの薄膜試料の低速AMOC測定を行った。形成されたサブナノ空孔に捕獲、消滅したオルトポジトロニウムに起因するSパラメータは炭化水素ポロゲンの存在量に相関した。これらの結果から低速AMOC法によりナノスケールの空隙中の化学組成を評価できることを示すことができた.次年度は以下の二項目について研究計画を立て,各記載の推進方策にて研究開発を実施する.(1)低速パルス化陽電子寿命-運動量相関(AMOC)測定システムの開発開発した測定システムの信頼性を確保するため,陽電子消滅用標準物質を用いて前年度構築した低速AMOC測定システムのAMOCデータの妥当性を確認する.また,AMOCデータの実用的時間内での取得を目指し,サンプル及び検出器のジオメトリを調節するなどして測定効率をさらに向上させる.バルク試料及び前年度作製したモデル薄膜試料の評価を開始する.(2)低速AMOC法によるサブナノ空孔表面
位置特異的置換セルロース誘導体の化学合成-セルロース化学の基礎的問題の解決-

A.Payenがセルロースと命名して以来、約150年間にわたりセルロースの研究がなされてきたが、セルロースにはその生合成機構、結晶構造、マーセル化の機構、化学反応性、誘導体の化学構造と物性相関、それに生分解機構など、未だに多くの基礎的問題が未解決のまま残されている。最近、申請者はセロオリゴ糖、および低重合度セルロースの化学合成に世界に先駆け成功た。この合成法を適用すると、特定の置換基が特定の位置にのみ導入された誘導体が自由自在に調製される。そして、そのような誘導体を適宜・適用すると従来の手法では不可能であったセルロース化学における基礎的諸問題を解決する糸口が見出されると考えられる。本研究では、種々の化学合成位置特異的置換セルロースを用い、7個の可能なメチルセルロースのうち6個の位置特異的置換誘導体を調製し、これらの合成誘導体のスペクトルデータに基づき、新たなメチルセルロースの置換基分布決定法を見出した。そして、セルロースのカルボキシメチル化およびメチル化における化学反応性を検討した結果、セルロースの水酸基の化学反応性について新たな知見が得られた。これらの結果はセルロースの分子内および分子間水素結合の水酸基の化学反応性に対する影響に関する新規な可能性を示唆する。位置特異的置換セルロース誘導体の化学合成を研究計画に沿って検討した。1)位置特異的カルボキシメチル化セルロース誘導体の合成:ジクロロメタン/50%NaOH中、相間移動触媒n-Bu_4NIの存在下BrCH_2COOCH_3を2位に遊離の水酸基をもつセルロース誘導体と反応させたところ、2-O-カルボキシメチルセルロース誘導体が得られた。2)位置特異的メチル化セルロース誘導体の合成:これまでに得られているセルロース誘導体の位置特異的な保護基の脱離とメチル化により2-O-methyl celluloseを調製した。また、3-O-benzyl-6-O-methyl D-glucopyranose 1,2,4-orthopivalateを合成し、そのカチオン開環重合により3-O-benzyl-6-O-methyl-2-O-pivaloyl-β-D-glucopyranan(6-O-methyl cellulose)を調製した。その数平均重合度は45であることは本科学合成の応用:(a)ガラクトースからα-D-galactofuranose 1,2,5-orthopivalateが合成され、開環重合により(1→5)-β-D-ガラクトフラナンが得られた。その結果、オルトエステル開環重合の有効性が確認された。(b)D-キシロースから2種の1,4-無水キシロース誘導体が合成され、開環重合により(1→5)-β-D-キシロフラナンが得られた。また、3種のα-D-xylopyranose 1,2,4-orthopivalateを合成し開環重合させたものの立体規則性多糖は得られなかった。グルコース誘導体の開環重合ではセルロースが得られたことから、C6炭素が重合において重要な役割を果たしていることが判明した。本年は研究期間の最終年である。本年度の研究成果および過去2年間の成果をまとめると以下のようになる。化学合成セルロース誘導体すなわち、3-O-benzyl celluloseおよび3,6-di-O-benzyl celluloseは位置特異的置換セルロース誘導体の調製のための出発物として有用であると考えられ、それらの水酸基の反応性を検討した。2位の水酸基については、S_N2反応及びカルボキシルメチル(CM)化について検討した。その結果、3位のbenzyl基の立体障害により2位の水酸基の反応性は極めて低いことが判明した。すなわち、現段階ではスルホン酸エステル化そしてCM化が進行する反応条件は見出されてはいない。これは、これらの反応が低分子モデル化合物では容易に進行することを考慮すると予想外のことであり、ポリマー効果の結果であると考えるのが妥当であろう。この原因は立体障害が一つ、その他電子効果が考えられる。すなわち、benzyl化により分子内水素結合がより強固になり遊離の水酸基のイオン化が抑えられるためと考えられる。これは、位置特異的メチル化セルロース誘導体の調製においても観察された結果である。

今後その点が解明されると、特に後者の決定的な証明が得られるとセルロースの分子内および分子間水素結合の実体が見えてくるであろうし、またその制御法も開発され、新しいセルロース溶剤の開発へと発展すると考えられる。以上のように本研究成果はセルロース分子の水素結合についての問題点の新しい局面を開いた点大きな成果であると考えている。
有機テルル化合物の光反応性の解明と、リビングラジカル重合への応用

種々の構造を持つ有機テルル化合物について、光照射による炭素-テルル結合開列反応の効率を明らかにし、これら化合物をリビングラジカル重合反応へ適用した。有機テルル基を末端に持つポリマーの効率的な光ラジカル生成反応を用いて、ポリマーのラジカルカップリング反応を開発し、さらにラジカル重合反応機構の解析に応用できることを見出した。有機テルル化合物を用いた酢酸ビニルのリビングラジカル重合反応について詳細な検討を行った。当初目的とした高度な重合制御を達成することはできなかった。有機テルル化合物について、光反応による炭素ーテルル結合開裂によるラジカル生成の量子収率の決定を行った。ポリメタクリル酸メチル重合末端を模した構造の有機テルル化合物(化合物1)とTEMPOの混合物に水銀ランプを用いて光照射を行い、有機テルル化合物から生成した炭素ラジカルとTEMPOが結合した生成物を得た。この反応について量子収率を決定したところ、予想を上回る高い値である0.89であった。この値は既存の一般的に用いられる光ラジカル開始剤を上回る値であることから、有機テルル化合物を用いる光反応の高効率性が確認された。炭素ーテルル結合開裂における炭素側の置換基として上記の構造以外に、ポリアクリル酸メチル重合末端を模した構造、ポリ酢酸ビニル重合末端を模した構造、tert-ブチル基、イソプロピル基、デシル基を持つ有機テルル化合物を合成した。これらについて上記と同様にTEMPOとの光反応、紫外可視吸収スペクトルの測定、および炭素ーテルル結合について結合解離エネルギーの理論計算を行った。その結果、結合解離エネルギーの高い構造の化合物ほど光反応の効率が低いことがわかった。今後は光反応効率と光吸収特性との関係を明らかにすることを試みる。一方、有機テルル化合物を連鎖移動剤とした光照射下での酢酸ビニルのリビングラジカル重合を、化合物1を用いて行った。しかし現在のところ、高い重合効率(モノマー消費率が高くなる)と高い重合制御(分子量、分子量分布の制御が行われる)はいずれも達成されておらず、重合条件の精査とともに、用いるテルル化合物の検討が必要である。一方、当初の研究計画には含まれていなかった、有機テルル化合物の効率の良い光反応性を利用したポリマーラジカルの反応について、合成反応への応用や、重合反応解析における成果を得ることができた。最終年度は以下の(1)-(3)の点について研究を行った。(1)テルル化合物のFLPを用いた定量化。ポリスチレン末端、ポリ酢酸ビニル末端の構造を持つテルル化合物に対し、レーザーパルス照射によるC-Te結合開裂により生じたテラニルラジカルの過渡吸収スペクトルを得た。これにより、350 nmでの照射ではポリスチレン末端構造のテルル化合物がポリ酢酸ビニル末端構造の化合物より1.5-2倍程度ラジカルが生じやすいことがわかった。(2)光ラジカル生成反応を利用した重合と反応分析。テルル化合物を用いた光重合について、開始剤構造の違いや、低温での重合、熱的に不安定なモノマーの重合について検討を行い、本重合法の合成的な利点を明らかにした。一方、TERP重合末端からの効率の良いラジカル生成を利用し、ラジカル重合反応における停止反応の不均化・結合反応選択性を精密に分析する手法を開発した。(3)酢酸ビニルのTERPに関する詳細。TERPを用いた酢酸ビニルの重合における、頭頭結合生成の問題点をより明らかにするために、開始剤、重合条件、重合進行と頭頭結合量について詳細に検討した。また、頭頭付加の割合が小さくなる低温(-20 °C)での重合を行った。しかしこれらの検討によっても、十分な重合制御は得られなかった。期間中の研究において、種々の構造を持つ有機テルル化合物について、光照射による炭素-テルル結合開列反応の効率を明らかにし、これら化合物をリビングラジカル重合反応へ適用した。有機化学有機テルル化合物の光反応量子収率を決定する実験手法の確立に多くの時間がかかった。また、今後さまざまな構造の有機テルル化合物の量子収率を決定するにはまだ最適な手法とは言えないと考えられるため、今後も実験手法の検討は必要である。光反応性と化合物構造の関係を探るための、新規な構造有機テルル化合物の合成については、比較的単純な構造を持つ化合物の合成は順調に進んだが、より複雑な構造を持つ化合物の合成はあまり進んでいない。今後は、この点に注力する必要があると考えている。当初の研究計画に沿い、有機テルル化合物の構造と光反応性を、量子収率測定により明らかにする。

このためには現在は進捗が遅れている新規な構造のテルル化合物の合成を加速する必要性がある。これまでは光反応による有機テルル化合物の炭素ーテルル結合開裂について、炭素側の置換基を主に検討したが、今後はテルル上の置換基の構造と光反応性の関係を明らかにするための化合物合成をまず行う。そしてこれらの合成および光反応性の検討から、酢酸ビニルの重合に適した化合物を開発する。一方で、有機テルル化合物を用いた酢酸ビニルの重合を、現在すでに合成した有機テルル化合物を用いて行い、とくに光照射を用いた重合における問題点および、有機テルル化合物の構造を変えること以外の問題点(温度など重合諸条件)を再確認する。具体的には、酢酸ビニルのラジカル重合では、反応温度が低いほど頭ー頭結合の生成が抑えられることが知られている。しかしこれまで有機テルル化合物を用いた酢酸ビニルの重合は低温では検討されていない。まずこれを検討することで、現在すでに開発されている方法を用いての酢酸ビニルの制御重合について、有効性と限界を明らかにする。そののちは、これを基盤として新規テルル化合物の適用などをもって、高度な制御重合法の確立を行う。
アポトーシスにおけるヌクレオソームリンカーの構造とヒストン3のリン酸化

アポトーシス細胞の生化学的特徴として、クロマチンの凝縮およびヌクレオソーム単位の断片がある。ヌクレオソームはヒストンによって形成されているので、アポトーシスにおけるヒストンのリン酸化について調べた。その結果:1)多くのアポトーシス細胞でヒストンH2BおよびH3がリン酸化された。これらのリン酸化は、誘導源(VP-16等の抗ガン剤,Fas抗原、脱リン酸化酵素阻害剤),細胞腫(HL-60,HeLa,thymocyte),動物種(human,rat),の違いを越えて見られた。2)HL-60細胞のVP-16よるアポトーシス細胞では、H2Bのリン酸化サイトは(Ser32または,Ser36)である可能性が高い。一方、H3のリン酸化サイトは染色体凝縮期にリン酸化されるサイトとは異なるサイトであった。これらのリン酸化は何れも増殖細胞には見られないリン酸化(non-proliferating)であった。3)アポトーシスの多いHL-60細胞群では全H1量のうち、H1aサブタイプ量の減少が見られた。以上の結果からアポトーシス細胞では、(1)新たなリン酸化酵素が活性化されたり、(2)アポトーシスに特有なクロマチン構造の変化により、これらのヒストンのN末端側ドメインがリン酸化され易くなっている、という可能性が考えられる。今後の課題:1)アポトーシス誘導後に活性化される、H2Bのリン酸化酵素の同定。2)H2Bリン酸化によるヌクレオソーム構造の変化を解析する。
森林資源調査におけるGPS利用の高度化

GPSの森林管理業務への実用化をすすめるために、相対測位法を利用した測位実験を東京大学北海道演習林においておこなった。相対測位法には、GPS衛星からのコード信号を利用するトランスロケーション測位法と、搬送波の位相を利用する干渉測位法がある。手法により期待できる精度や測位環境の制限などに違いがあるので、可能な手法についてその精度と作業効率を検討した。その結果をまとめると以下のようになる。・干渉測位のCarrier PhaseDifferential(CPD)では、2D:0.8m、3D:1.3m以下の平均誤差で測位をおこなうことが可能である。この精度は単独測位の30倍以上であるが、反面作業効率は3分の1以下である。測位環境にも厳しい制約がかかってくるため、あらかじめ測位地点の選定をおこなうこと、現場では周囲の状況と衛星配置状態の照らし合わせを行いすばやく使用可能衛星を判断すること、といった作業が必要となる。・ギャップのある森林内では、Psuedo Range Differential(PSD)またはPosition Differential(POD)といったトランスロケーション法で測位をおこなうことは可能である。しかしその精度は、PSDでは2D:3.0m、3D:5.1mでCPDの1/4、PODはさらに悪く安定性にも欠ける。作業効率は受信状況にもよるが、単独測位の2/3程度で、測位条件もCPDほど厳しくないのでラフな測量には適当である。・サブメーターの誤差を議論するためには、測地座標系の変換が必要となるが、標高についてはジオイドとエリプソイドの差はほとんどないことが確認された。・トランスロケーション測位では、2地点での使用衛星を一致させないと単独測位よりも精度が悪化する。したがって、森林を含む地域でサブメーターの精度の測量をおこなう場合は、CPDで主な地点を測位しておき、その間は従来の地上測量を併用すると行った手法が最も現実性の高いやり方となると考えられる。
マイクロ・ナノバブルを応用したリスクフリー型高度環境水修復プロセスの開発

(1)希薄に水に溶解したフェノール類のオゾン分解実験を内容積1 Lの気泡塔を用いて行った。オゾン化酸素ガスをマイクロバブル分散させた場合、著しく大きい比界面積と自己加圧による高いガス吸収効率が達成され、オゾン化酸素の通気速度は通常の1/5の少量で良く、有害有機物の卓越したオゾン分解が達成されることを明らかにした。(2)平均気泡径が約35μmの純酸素マイクロバブルを分散させて、Sauter平均気泡径、見かけの液相容量係数k_Laおよび酸素吸収効率Eを測定しガス吸収特性を評価した。その結果、マイクロバブルでは、比界面積、ガス吸収効率が極めて大きいことを明らかにした。研究目的平成21年度は、全体で四つの研究課題の内、(1)オゾンガス吹き込みの気泡塔リアクターを用いて、フェノールおよびp-クロロフェノールをモデル物質として低濃度環境リスク物質のオゾン酸化反応の解析を従来の研究を継続的に進める。(2)気泡塔内におけるマイクロ・ナノバブルの分散特性、およびガスの完全溶解特性の把握の二つの研究課題を遂行した。研究結果(1)希薄なフェノールおよびクロロフェノールを指標物質とした溶存オゾンとの間の液相反応の速度解析:セパラブルフラスコ型の反応器を用いオゾン化酸素ガスを連続的に通気させ飽和状態で、オゾン濃度を一定に保ちながら希薄フェノール及びp-クロロフェノールを分解させた。フェノール及びp-クロロフェノールの分解速度は一次反応と見なせることが分かった。また、少量のCaCO_3の添加が分解生成物の有機酸によるpHの低下を抑制し、分解速度の促進に寄与しまた、少量のH_2O_2の添加がさらに分解速度を促進した。これらの研究成果について、二つの国際会議(19th IOA World Congress 2009およびCHEMECA2009)、国内学会(化学工学会)において発表した。(2)マイクロ・ナノバブル気泡塔における気泡の分散特性およびガスの溶解特性:高速旋回流式マイクロバブル発生器を取り付けた気泡塔において、気泡径分布およびガスホールドアップを測定し、マイクロバブル領域、遷移領域、およびミリバブル領域の三つの流動パターンの領域を区分し、ガスホールドアップ、対面積平均径、および気液界面積に関してガス空等速度に対する相関を得た。さらにオゾン化酸素ガスからの吸収特性を測定し、液相物質移動容量係数k_Laあるいは液側物質移動係数k_Lに関して、ガス空等速度に対する相関を得た。研究成果は国際会議(CHEMECA2009)および国内学会(化学工学会)において発表した。研究目的平成22年度は、(1)オゾン化酸素ガスのマイクロバブルを吹き込んだ気泡塔において、フェノールおよびp-クロロフェノールをモデル物質とした低濃度環境リスク物質のオゾン酸化分解反応の解析を継続的に進めた。(2)従来未解明であった気泡径が数10μmの完全溶解型のマイクロバブ分散における気泡径分布、ガスホールドアップなどの分散特性、及びガスの溶解特性の把握の二つの研究課題を遂行した。研究結果(1)溶存オゾンと希薄なフェノールおよびクロロフェノールとの間の液相反応の速度解析:気泡塔型反応器を用いマイクロバブルオゾン化酸素ガスを連続的に通気させ、溶存オゾン濃度を一定に保ちながら希薄フェノール及びp-クロロフェノールを分解させた。マイクロバブル分散ではオゾン溶解速度が非常に大きく、オゾン化酸素ガスの供給速度はミリバブル分散の場合の1/5ですむため極めて有益であった。またフェノール及びp-クロロフェノールの分解速度は一次反応と見なせると分かった。また、NaOHの添加は分解生成物の有機酸によるpHの低下を抑制し、分解速度の促進に寄与した。これらの研究成果を、国際会議(ASCON2010, Phuket, Thailand 2010)に発表した。(2)マイクロバブル分散における気泡特性およびガスの溶解特性:加圧溶解式と高速旋回流式の複合型マイクロバブル発生器から発生する、数10μmの均一で小さい気泡からなるマイクロバブル分散における気泡径分布およびガスホールドアップを測定し、ガスホールドアップ、対面積平均径、気液界面積などの気泡特性が通常のミリバブル分散に比較して極めて優れていることを見出した。さらに酸素ガスマイクロバブル分散における液相物質移動容量係数k_La_Lを測定し、ガス溶解効率に対する相関を得た。研究成果は、国際会議(ASCON2010, Phuket, Rhiland 2010),及び化学工学会第42回秋期大会(同志社大、2010年9月)にて発表した。本年度(平成23年3月31日)の研究実施計画と成果(1)マイクロ・ナノバブル気泡塔を用いた有害有機物分解プロセスの開発本研究では、マイクロバブル発生器を小型ガラス製気泡塔に接続し、オゾン化酸素ガスのマイクロバブルを希薄濃度のフェノール類(phenol,p-chlorophenol)と接触させて、オゾン分解反応を解析した。

一方、従来法のミリバブル分散のもとでフェノール類のオゾン分解速度を評価し、マイクロバブル分散におけるオゾン分解の場合と比較した結果、通気量0.1L/minのオゾン化酸素マイクロバブル分散による操作が、通気量0.5L/minのミリバブル分散による操作とほぼ同等の見かけの1次分解反応速度を示すことがわかり、マイクロバブル分散操作の優位性が立証できた。また、見かけの1次反応速度定数はガス吸収の抵抗を含まない液相オゾン濃度に対して、1次の関数として相関され、気泡の分散状態に無関係であることがわかった。(2)マイクロ・ナノバブルを利用する完全溶解型オゾン処理プロセスの設計方法の確立気泡塔内で上昇するマイクロバブルからのガスの吸収を解析し、装置設計に有用な、ガスホールドアップ、気液界面積及び体面積平均径(Sauter mean diameter)を測定し、さらにガスの溶解効率を求め、これらの特性値と操作条件の間の相関を求めた。このことから、マイクロ・ナノバブル気泡塔における希薄フェノール分解操作について、輸送現象と反応の過程を実測されたデータに基づいて数理モデル化して、装置の設計モデルを構築できる。
トマト・アレルギー：抗原感作から発症、治癒に至るメカニズムの解明

平成30年度はスギ花粉と交差抗原性を有するヒノキ花粉に対する皮下注射免疫療法の治療効果について検討した。<スギアレルゲン免疫療法のヒノキ花粉に対する免疫学的効果の検討>【目的】トマトアレルゲンはスギ花粉と交差抗原性を有する。同様にヒノキ花粉もスギ花粉と交差抗原性を有している。本検討ではヒノキ花粉症に対するスギ花粉皮下注射免疫療法の長期的な治療効果を検討した。【方法】5年間スギ花粉皮下注射免疫療法を行ったスギ花粉症患者で治療前のヒノキ抗原に対する感作があった(ヒノキ抗原特異的IgE>0.34UA/mL)18名患者(年齢:5-44歳)の治療前後での花粉抗原に対する末梢血好塩基球活性化、抗原特異的IgE、抗原特異的IgG4を評価した。【結果】ヒノキ花粉、スギ花粉刺激による末梢血好塩基球活性化は有意に低下した(P=0.045、P<0.001)。ヒノキ花粉、スギ花粉特異的Ig4は有意に増加した(P = 0.0002、P<0.01)。スギ花粉特異的IgEは有意に低下した((P<0.001)。一方、ヒノキ花粉特異的IgEは11名(61%)で低下したが、有意差はみられなかった(P=0.95)。【結論】本研究は長期的にスギ皮下注射免疫療法によりヒノキ花粉に対する免疫学的反応を低下させる可能性を示唆している。長期的にもスギ花粉と交差抗原性を有するアレルゲンに対して、スギ花粉皮下注射免疫療法は有効であることを示唆した。今後はトマトアレルゲンに対する長期的な反応を検討する。研究代表者が補助事業期間中に所属機関を2回移動しており、研究環境の整備に時間を要したため、当初の予定より遅れている。スギ花粉皮下注射免疫療法を受けた患者血清を用いた研究について、ダニアレルゲンによる活性化を抑制できる可能性が示唆される結果が得られている。アレルゲン免疫療法のアレルギー寛解についての効果を示唆している。平成28年度は、2つの臨床的評価と1つの予備実験を施行した。【評価方法】抗原特異的IgE,IgG4:サーモフィッシャーダイアグノスティックス株式会社にて検査を行った。末梢血好塩基球活性化:患者血液をヘパリンナトリウム入りスピッツに採取する。抗原10 μL (10μg/mL)と血液10 μLを37°C恒温槽で15分反応させ、活性化マーカーCD203cを指標にフローサイトメータで得られた結果を解析した。【評価1】トマトアレルギーの診断に対する末梢血好塩基球活性化の有用性を検討した。トマト抗原特異的IgEが陽性26例の血液データを解析した。6人はトマト摂取時に症状があり、20人はトマト摂取しても症状がない"感作のみ"の非トマトアレルギー患者だった。トマト特異的IgEは両群で差がなかった。同時に検討したトマト抗原に対する末梢血好塩基球活性化はトマトアレルギー患者で高い傾向が見られた。【評価2】スギ花粉症患者12名の血液をスギ花粉飛散前、飛散中、飛散後にスギ・トマト特異的IgE、IgG4、末梢血好塩基球活性化を評価した。飛散後に特異的IgEが陽性となるパラメーターが同定できなかった。【予備実験】まず、スギ、ダニ抗原を用いた予備実験を行った。スギ、ダニ免疫療法治療前後の患者血清を用い、IgE結合能を不活性化するために56度で30分間処理する。スギ、ダニ抗原(10μg/mL) 5μLと患者血清5μLを混和し、スギ、ダニアレルギー患者血液と共に末梢血好塩基球活性化検査を行った。治療後の血清を加えることで末梢血好塩基球活性化が低下することが確認できた。全体の3分の2となる検討項目に着手できているが、残りの3分の1である末梢血好塩基球活性化が予備実験のみでトマト抗原について検討できていない。平成29年度は、1つの臨床検討を施行した。トマトアレルギー寛解にはスギアレルゲン免疫療法の効果が報告されているが、スギアレルゲン免疫療法の長期的免疫学的変化の検討の報告はない。今回、我々はスギアレルゲン免疫療法を5年施行した症例から採取した血液検体を評価した。<対象>スギ花粉症19人(男:女=13:6)、治療開始時の年齢:中央値:10.41歳(5.75-44.91)、スギ抗原特異的IgE:中央値:41.3 IU/ml (3.81-1709.00)だった。治療開始時期:2010年夏1名、2011年夏18名だった。藤田保健衛生大学にて治療を導入し、5年間継続的に治療・血液検査をおこなった症例を対象とした。近医にて継続治療を行った症例については検討から除外した。<方法>スギ花粉症患者に対してスギ標準抗原エキス(鳥居薬品株式会社)を用いた皮下注射免疫療法を5年間行い、経時的にスギに対する免疫学的変化を評価した。<評価項目>スギ抗原特異的IgE、スギ抗原特異的IgG4、スギ抗原に対する末梢血好塩基球活性化で評価した。<結果> 5年間の治療期間でスギ抗原

特異的IgEは17ヶ月後から低下し、その後もその低下は続いた。スギ抗原特異的IgG4は治療5ヶ月後から上昇し、その後も上昇した。スギ抗原に対する末梢血好塩基球活性化は治療5ヶ月後から有意な低下を示し、その後も低下は続いた。所属研究期間の異動があり、新規の研究に取り組めていないため。平成30年度はスギ花粉と交差抗原性を有するヒノキ花粉に対する皮下注射免疫療法の治療効果について検討した。<スギアレルゲン免疫療法のヒノキ花粉に対する免疫学的効果の検討>【目的】トマトアレルゲンはスギ花粉と交差抗原性を有する。同様にヒノキ花粉もスギ花粉と交差抗原性を有している。本検討ではヒノキ花粉症に対するスギ花粉皮下注射免疫療法の長期的な治療効果を検討した。【方法】5年間スギ花粉皮下注射免疫療法を行ったスギ花粉症患者で治療前のヒノキ抗原に対する感作があった(ヒノキ抗原特異的IgE>0.34UA/mL)18名患者(年齢:5-44歳)の治療前後での花粉抗原に対する末梢血好塩基球活性化、抗原特異的IgE、抗原特異的IgG4を評価した。【結果】ヒノキ花粉、スギ花粉刺激による末梢血好塩基球活性化は有意に低下した(P=0.045、P<0.001)。ヒノキ花粉、スギ花粉特異的Ig4は有意に増加した(P = 0.0002、P<0.01)。スギ花粉特異的IgEは有意に低下した((P<0.001)。一方、ヒノキ花粉特異的IgEは11名(61%)で低下したが、有意差はみられなかった(P=0.95)。【結論】本研究は長期的にスギ皮下注射免疫療法によりヒノキ花粉に対する免疫学的反応を低下させる可能性を示唆している。長期的にもスギ花粉と交差抗原性を有するアレルゲンに対して、スギ花粉皮下注射免疫療法は有効であることを示唆した。今後はトマトアレルゲンに対する長期的な反応を検討する。研究代表者が補助事業期間中に所属機関を2回移動しており、研究環境の整備に時間を要したため、当初の予定より遅れている。さらに、トマトアレルゲンに陽性の患者血液を採取し、末梢血好塩基球活性化を行う予定である。トマト抗原について治療前後の血清で末梢血好塩基球活性化抑制が可能かどうかを検討する。5年間のスギアレルゲン免疫療法で、トマトアレルゲンに対する反応性の変化を検討するとともに、治療における反応性の有無を再検討するスギ花粉皮下注射免疫療法を受けた患者血清を用いた研究について、ダニアレルゲンによる活性化を抑制できる可能性が示唆される結果が得られている。アレルゲン免疫療法のアレルギー寛解についての効果を示唆している。実験を行いそれによる検体を外部機関に提出する予定だったが、年度内に実験が終わらなかったため、費用に差異が生じた。施設異動のため、実験準備に時間がかかり、新規研究に取り組めていないため研究が予定通りに遂行できていないため、次年度に使用額が生じることとなった。前年度終了できなかった実験を次年度繰越で行う。
動物モデルを用いた気管支敗血症菌感染による病態発生機序の解析

ボルデテラ属に分類される代表的な病原因子である百日咳菌、パラ百日咳菌および気管支敗血症菌は、いずれも哺乳動物の呼吸器に感染して特徴的な咳嗽発作(咳発作)を引き起こすが、その発症機構は全く明らかになっていない。そこで本研究では、宿主特異性の広い気管支敗血症菌のラットへの感染系を用い、咳原因因子の同定および発症機構の解明を目指した。前年度までにラットを用いて咳発作を解析し、気管支敗血症菌の咳原因因子は抗シグマ因子をコードするbspRの下流で転写制御を受けて発現することを明らかにしている。また、気管支敗血症菌のBvg+相(病原性)の菌体破砕液をラットに投与すると咳発作が起こるのに対し、Bvg-相(非病原性)菌体破砕液投与では咳発作は起こらない。以上の知見から、Bvg+相で発現し、かつBvg-相でほとんど発現せず、またBspRによって発現レベルに影響を受ける因子を咳原因因子の候補として探索を試みた。BspR欠損株菌体破砕液の投与量を変更し咳発作を解析したところ、野生株と同様の咳発作の推移を示した。このことから咳因子は感染時のみBspRの制御を受けることが示唆された。そこで、野生株とbspR欠損株を比較したRNA-seqと、Bvg+相とBvg-相を比較したマイクロアレイを組み合わせて解析し、Bvg+相で発現し、かつBvg-相でほとんど発現せず、またBspRによって発現レベルに影響を受ける81の候補遺伝子を選出した。更に候補遺伝子を絞り込むため、ラット気管感染時における野生株およびbspR欠損株についてin vivo RNA-seqに供することを目指した。現在RNAサンプルの抽出方法について検討中である。今後は野生株およびbspR欠損株についてin vivo RNA-seqを行うこと、また分画した菌体破砕液を用いた咳原因因子の探索を行う予定である。
哺乳類細胞への6.3T超強磁場の影響

超強定常磁場が哺乳動物細胞の増殖、細胞致死あるいは突然変異の誘発に影響を及ぼすか否か、さらに、放射線との複合作用の可能性についてヒト末梢血Tリンパ球を用いて検討した。6.3T超伝導磁石のボア(径89mm)内に、通常の細胞培養条件と同等な温湿度、炭酸ガス濃度が設定可能な細胞培養チャンバーを作成した。ヒトTリンパ球は、健常人末梢血より比重遠沈法により分離し、T細胞増殖因子、FCS、刺激細胞等を添加したRPMI1640培養液に浮遊させ培養した。1.細胞増殖及び遺伝的影響:末梢血より分離直後のPHA刺激培養下のT細胞は、6.3T定常磁場への連続3日間の曝露で、細胞増殖率が対照培養細胞の約60%に抑制された。しかし、対数増殖期のT細胞では、3日間の曝露でも対照培養の8090%の増殖率せ示し、細胞増殖に及ぼす磁場効果は微弱であった。また、6.3T定常磁場への連続3日間の曝露でも、6チオグアニン抵抗性を遺伝的マーカーとした突然変異率に影響を及ぼさなかった。これらの磁場効果は、4T定常磁場でも同様であったが、2Tでは有意な効果は認められなかった。2.放射線との複合作用:2024時間6.3T定常磁場に曝露されたT細胞の250kVpX線に対するD_<37>値は1.3Gyで、対照群の1.9Gyに比し高感受性を示した。また、4Gyの線量を2回分割照射(2+2Gy)による亜致死障害の修復は、4時間の時間間隔で照射した場合、T細胞の生存確率は1回照射に比し2倍高くなる。この回復時間中の細胞を6.3T磁場に曝露すると、その回復比は対照群の約75%に抑制された。46.3Tの超強磁場の生物学的効果は、器質的変化を伴う不可逆的反応ではなく、細胞膜等の生体高分子の磁場配向が刺激となって細胞代謝や酵素活性の一過性的な阻害など機能的変化によるものと考えられる。