hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高周期14族元素からなる芳香族化学種の創製

3Ge-Li・(thf)_3,2,4,6-(CH_3)_3C_6H_2-Li・thf]との反応では飽和ゲルマニウム上に異なる置換基を有する非対象置換型シクロトリゲルメン[(^tBu_3Si)_3RGe_3を良好な収率で与えることが分かった。そのうち(Me_3Si)_3Si基、2,4,6-(CH_3)_3C_6H_2を導入したものについてはX線結晶構造解析により、その分子構造を決定した。既に構造解析に成功している4つの^tBu_3Si基で置換されたシクロトリゲルメンのゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合が完全に平面構造であるのに対し、(Me_3Si)_3Si基を飽和ゲルマニウム上に有するシクロトリゲルメンはシスベント型のゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合を、2,4,6-(CH_3)_3C_6H_2基を飽和ゲルマニウム上に有するシクロトリゲルメンはねじれ型のゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合を有することを見い出し、シクロトリゲルメンの飽和ゲルマニウム上の置換基の電子的、立体的影響によってゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合のコンフォメーションが変化することを実験的に明らかにした。また、[(^tBu_3Si)_3Ge_3^+]の還元反応により4π電子系3員環化学種シクロトリゲルメニリドイオンの合成にも成功しており、非芳香族性、反芳香族性いずれの化学種であるかについて結晶構造解析を含めて検討中である。また、ケイ素のみからなる2π電子系3員環芳香族化学種シクロトリシレニウムイオンの良い前駆体となりうるケイ素不飽和3員環化合物シクロトリシレンや、2種のケイ素ーゲルマニウム混合型不飽和3員環化合物ジシラゲルミレン、ゲルマシラシリレンの合成、単離にも成功しており、ねじれ型のケイ素=ケイ素あるいはケイ素=ゲルマニウム二重結合を有することをX線結晶構造解析により明らかにした。昨年までに合成に成功していた^tBu_2MeSi基を置換基とするケイ素不飽和3員環化合物シクロトリシレンをトリエチルシリルカチオン・ベンゼン錯体と反応させることで、飽和ケイ素上の^tBu_2MeSi基の脱メチル化、環拡大を経て、ケイ素カチオン種シクロテトラシレニリウムイオンが生成することを見い出した。X線結晶構造解析の結果、シクロテトラシレニリウムイオンは1,3位のケイ素原子間に結合性相互作用が存在する2π電子系ホモ芳香族化学種であり、対アニオンや溶媒分子との相互作用のないフリーなシリルカチオンであることを明らかにした。シクロテトラシレニリウムイオンは段階的に還元され、シクロテトラシレニルラジカル、シクロテトラシレニリドイオンを与えることも明かにし、特にシクロテトラシレニルラジカルは安定なシリルラジカルとして初めて単離することに成功した。シクロテトラシレニルラジカルでは1,3位のケイ素原子間に結合性相互作用が存在しないことが分かった。また、^tBu_2MeSi基を置換基とするジクロロゲルマンとトリブロモシランを還元的に縮合することでケイ素=ケイ素二重結合を含む不飽和3員環化合物1-ジシラゲルミレンの合成にも成功し、さらに熱または光化学的にケイ素=ゲルマニウム二重結合を含む2-ジシラゲルミレンに異性化することも分かった。また、2-ジシラゲルミレンとフェニルアセチレンの反応ではケイ素=ゲルマニウム-炭素=炭素を環内に含むシロール誘導体の合成にも成功し、その分子構造からケイ素=ゲルマニウム二重結合、炭素=炭素二重結合間に弱いながらπ共役が存在することを実験的に示した。
創造性教育のための協調的アニメーション制作支援システムの研究開発

本研究では、協調的なアニメーション制作活動を通じた創造性教育の可能性に着目し、認知科学的な学習モデルに基づき、制作過程の省察を促す機能を持ったアニメーション制作支援システムの研究開発を行った。研究代表者が2010年から開発しているアニメーション制作支援ソフトウェアをベースに、制作時のユーザーの操作記録を自動保存して、タイムライン形式のダイアグラムを表示・印刷する「自動プロセス記録機能」を新たに開発した。大学生や、図工・美術教員を対象としたワークショップ実践による評価を行い、同機能が制作者の制作過程を省察する動機づけになりうることや、教師が生徒の作品を多角的に評価する上で役立つことが示唆された。本研究は、協調的なアニメーション制作活動を通じた創造性教育の可能性に着目し、認知科学的な学習モデルに基づき制作過程の意識化を促す機能を持った制作支援システムの研究開発を行うことを目的としている。学習過程における「省察」の効果に着目し、作品制作過程を可視化する機能をアニメーション制作ツールに組み込むことで、学習者の創造性に関する省察活動を支援することを目指している。2013年度(平成25年度)は、本研究で開発を進めているアニメーション制作支援ソフト『KOMA KOMA』に、次の改善および新規追加機能の開発を行った。1制作プロセスを自動記録し、視覚的にユーザーに一覧表示する「自動プロセス記録機能」のインターフェイス改善および機能追加、2コマ送り再生機能の追加、3出力ムービー形式の拡充。1の「自動プロセス記録機能」は本研究の中核を成す機能で、アニメーション制作時のユーザーの操作を全て自動保存し、「ふりかえりシート」と呼ばれるタイムライン形式のダイアグラムとして印刷できる機能である。2012年度(平成24年度)に開発を行った「ふりかえりシート」の初期バージョンは視認性の問題があったため、ユーザーテストを踏まえてインターフェイスを一新し、削除したコマの一覧表示機能などを追加した。2のコマ送り再生機能は、作品の詳細なふりかえりを支援する機能として追加した。3はテストユーザーからの要望に応える形で行った機能改善である。以上の研究成果は、主に小中高校の図工美術教員を対象としたワークショップや講演会等で発表を行った。本研究は、協調的なアニメーション制作活動を通じた創造性教育の可能性に着目し、認知科学的な学習モデルに基づき制作過程の意識化を促す機能を持った制作支援システムの研究開発を行う。学習過程における「省察」の効果に着目し、作品制作過程を可視化する機能をアニメーション制作ツールに組み込むことにより、学習者の創造性に関する省察活動を支援することを目指している。2012年度は、本研究に先立ち2010年に開発が行われたアニメーション制作支援ソフト『KOMA KOMA』をベースとして、以下の新規追加機能の開発を行った。1制作プロセスを自動記録し、ダイアグラムとして一覧表示する「自動プロセス記録機能」2複数ユーザーによる使用を前提とした「ネットワーク管理機能」3撮影画像解像度の向上とカメラ映像の設定機能1の「自動プロセス記録機能」は、アニメーション制作時のユーザーの操作(撮影、再生、削除、保存)を全て記録し、『ふりかえりシート』と呼ばれるタイムライン形式のダイアグラムとして印刷できる機能である。『ふりかえりシート』を用いることで「どのように完成作に到達したか」を視覚的にふりかえることを可能にし、さらにそこでの言語報告を通じて作品制作中の自身の制作過程に対するメタ認知的な意識化を促す教育効果を狙っている。一方、2と3は『KOMA KOMA』のテストユーザーからの要望に応えた機能改善で、ツールとしてのユーザビリティと安定性を向上させることができた。以上の研究成果は教育工学会で発表を行った他、美術館における講演等で発表を行った。本研究では協調的なアニメーション制作活動を通じた創造性教育の可能性に着目し、認知科学的な学習モデルに基づき制作過程の意識化を促す機能を持つ制作支援システムの研究開発を行った。協調的な創造過程における「省察Reflection」の効果に着目し、作品制作過程を可視化する機能をアニメーション制作ツールに組み込むことにより、学習者の省察活動を支援することを目指した。初年度の平成24年度は、本研究に先立ち平成22年度に開発を行ったアニメーション制作支援ソフト『KOMA KOMA』をベースとして、ユーザーの制作プロセスを自動記録し、ダイアグラムとして一覧表示する「自動プロセス記録機能」を開発した。その後、平成25年度には図工・美術教員らを対象として同機能の評価テストを行い、そこから抽出された問題点として明らかになったダイアグラムの視認性の悪さを改善した他、削除した画像の一覧表示機能等を追加した。最終年度にあたる平成26年度は、図工・美術教員ならびに美術系大学の大学生・大学院生らを対象とした評価実験を行いその有効性を検証し、アニメーション学会や教育工学会等で発表を行った他、本研究の成果である『KOMA KOMA』を教育現場で実際に使用してもらうため、全国各地で図工・美術教員向けのレクチャーを行い、100人を越える実践者へのツール配布を行った。

昨今、図工・美術教育の題材として教科書でもアニメーションが取り上げられるようになっており、教育実践事例も報告されているが、それらを支援するツール開発の研究事例はまだ少ない。本研究成果として生まれた制作支援ツールを実践者らに配布し、現場で使ってもらう試みは大きな意義があると思われる。アニメーション研究計画においては、2013年度(平成25年度)には大学生らへの教育実践を通じたデザイン原則の抽出を行う予定であったが、予備実験段階において「自動プロセス記録機能」の「ふりかえりシート」のデザインに問題があることが明らかになったため、その改善を優先することにした。その際、インターフェイスの微修整だけでなく、撮影したコマと削除したコマを「ふりかえりシート」上に一覧表示する機能についても、追加実装した(予備実験において、ふりかえりの過程で削除したコマを確認したいというフィードバックがあった為)。結果的に「自動プロセス記録機能」のユーザビリティが大幅に向上し、今後の教育実践を通じた展開が容易になった。また、本年度行った評価実験において、ユーザーから「コマ送り再生機能」があると分析的に作品をふりかえることが出来て良いのではないかというフィードバックがあり、ふりかえり支援のための機能として追加したが、同機能がどのような効果を及ぼすかの評価実験まではまだ実施できていない。研究計画においては、2012年度中に『KOMA KOMA』の「自動プロセス記録機能」を実装し、評価実験まで行う予定であったが、最終的には年度内に行う開発項目が当初の予定よりも増えてしまった為、評価実験は2013年度に先延ばしすることにした。開発項目が増えた主な理由は、「自動プロセス記録機能」の実装にあたり、ソフトウェア内の映像データ保存形式を抜本的に改良したことで、それに伴いかねてから『KOMA KOMA』のテストユーザーから希望のあがっていた撮影画像解像度の向上と、ネットワーク接続時の動作の安定化をも併せて実現することにした為である。これらの改良は、本研究の主たる研究目的に直接結びつくわけではないが、円滑な評価実験の実施とその後のツールの普及を目指す上では欠かすことのできない開発項目であった。2014年度(平成26年度)からは、当初2013年度(平成25年度)に予定していた教育実践を通じたデザイン原則の抽出を行うとともに、統制された実験環境における「自動プロセス記録機能」の評価実験を行う。評価分析方法としては、参加者同士の作業時の会話データの分析と、事後的インタビューおよびアンケートによる分析を行う。これらのデータを元に「自動プロセス記録機能」を使用した際に生じる省察の傾向を明らかにすることを目指す。その上で創造性の高い表現を生み出しやすい課題の条件や教示方法について検討し、指導のためのデザイン原則を抽出する。2013年度からは、前年度に開発した『KOMA KOMA』の「自動プロセス記録機能」の評価実験を中心に行う。
高機能合金ナノチューブの創製と特性評価

本研究では、複合界面活性剤液晶を鋳型とする合成法により、卑金属元素を含む各種の合金ナノチューブを創製し、基礎物性を評価することにより、高性能センサ、マイクロマシン等への応用を目指すことを目的とした。前年度は、C_<12>EO_9/Tween60/H_2O系液晶を反応場とする白金塩(Na_2PtCl_6)の電解析出について検討した。その結果、Tween60添加量の増加と共に極間電流値が低下すると共に、界面活性剤共存系で析出する白金は特異な形態を呈し、しかもそれがTween60の添加量によって変化することを見いだした。さらに、C_<12>EO_9/Tween60/H_2O系液晶を鋳型とする白金の水素化ホウ素ナトリウムおよびヒドラジン還元では、Tween60の分解生成物が金属粒子に吸着し、キャッピング剤として働くこともわかった。そこで本年度は、磁性と形状記憶能を併せ持つ白金/鉄Pt-Fe系合金について、複合界面活性剤系液晶を鋳型とする水素化ホウ素ナトリウムまたはヒドラジン還元ならびに同液晶を鋳型とする電解析出によるナノチューブの合成を検討した。まず、H_2PtCl_6/FeCl_3/C_<12>EO_9/Tween60/H_2O(Pt:Fe=8:2,6:4,4:6,2:8)から成る反応混合物液晶を調製し、水素化ホウ素ナトリウムによる電解を行った。その結果、X線回析により白金とともに酸化鉄と思われる回析ピークが検出され、合成段階で鉄が酸化されることが確認された。これに対して、ヒドラジン還元の場合には、電子顕微鏡で直径3-5nmの白金ナノ粒子と同様サイズの鉄系ナノ粒子が観察されるとともに、X線回析パターンに白金由来のピークに加えて鉄に起因すると思われる微弱なピークが認められた。すなわち、Pt-Fe系合金の生成は確認できないが、キャッピング効果による金属鉄ナノ粒子の生成が示唆された。電解析出については、Pt-Fe混合系については十分な電流値が得られず、析出条件を引き続き検討中である。以上、貴金属と卑金属の同時還元には一層の工夫を要するとみられ、現在のところ、合金ナノチューブの生成には成功していない。申請者らは、複合界面活性剤系液晶を鋳型とする貴金属ナノチューブの合成に世界に先駆けて成功し、これらを燃料電池用等の高性能触媒として応用する研究を進めている。一方、水素吸蔵合金、超塑性合金等、主として卑金属元素で構成される機能性合金をナノチューブ化すると、ナノ構造により変調された極めて特異的な物性が協奏発現することが期待される。そこで、本研究では、複合界面活性剤液晶を鋳型とする合成法により、各種の合金ナノチューブを創製し、基礎物性を評価することにより、高性能センサ、マイクロマシン等への応用を目指すことを目的としている。しかし、これらの合金は主として卑金属元素で構成され、還元剤を用いる無電解還元法で作製することは困難である。このため、液晶場での金属塩の電解還元による合成プロセスを開拓する必要がある。そこで本年度は、液晶を用いる電解析出の手法を確立するため、複合界面活性剤C_<12>EO_9/Tween60/H_2O系液晶を反応場とする白金塩(Na_2PtCl_6)の電解析出について、まず検討した。すなわち、Tween60の低添加量域では直径23nmのナノ粒子のシート状集合体が形成され、Tween60添加量の増加と共に個々の粒子の連結が進行し、高添加量域では二次元樹枝状形態に変化することがわかった。このような析出白金の二次元性は鋳型の円筒状ミセル集合構造を反映したものと考えられる。析出試料の電気化学特性の評価も併せて行った。これらの結果を基に、現在さらに、液晶を反応場とする卑金属スズ塩の電解析出についての予備的検討を進めている。

まず、H_2PtCl_6/FeCl_3/C_<12>EO_9/Tween60/H_2O(Pt:Fe=8:2,6:4,4:6,2:8)から成る反応混合物液晶を調製し、水素化ホウ素ナトリウムによる電解を行った。その結果、X線回析により白金とともに酸化鉄と思われる回析ピークが検出され、合成段階で鉄が酸化されることが確認された。これに対して、ヒドラジン還元の場合には、電子顕微鏡で直径3-5nmの白金ナノ粒子と同様サイズの鉄系ナノ粒子が観察されるとともに、X線回析パターンに白金由来のピークに加えて鉄に起因すると思われる微弱なピークが認められた。すなわち、Pt-Fe系合金の生成は確認できないが、キャッピング効果による金属鉄ナノ粒子の生成が示唆された。電解析出については、Pt-Fe混合系については十分な電流値が得られず、析出条件を引き続き検討中である。以上、貴金属と卑金属の同時還元には一層の工夫を要するとみられ、現在のところ、合金ナノチューブの生成には成功していない。
ニジマス生殖幹細胞をベクターとして用いた新たな遺伝子導入技法の開発

始原生殖細胞(PGC)は、生物の胚内で唯一、卵や精子への分化能力を持つ生殖幹細胞である。単離したPGCに遺伝子導入を行った後、それらのPGCを卵・精子へと分化させることができれば、より効率的な個体への遺伝子導入技術として利用できる。本年度は、PGCのインビトロ培養技術を習得するため、すでにマウスにおいてこの技術を確立しているC.Wylie研究室(シンシナチティ、米国)へ留学し、この技術を習得した。緑色蛍光タンパク質遺伝子を用いた遺伝子改変技術により可視化したマウスPGCを、初期胚から単離し、さまざまな成長因子とともに培養した。成長因子が、PGCの増殖に及ぼす影響を、共焦点顕微鏡を用いてリアルタイムに追跡した。その結果、1)増殖期にあるPGCは、繊維芽細胞増殖因子(FGF)に特異的に結合する2種類の受容体を発現すること、2)PGCは、体細胞において産生されたFGFシグナルを受容し、FGFシグナルの下流であるMAPK経路を活性化させていることを確認した。さらに、リコンビナンFGFの培養液への添加により、PGCの運動性が活発化されること、および、PGCの細胞死が抑制されることを発見した。これらの結果は、FGFがPGCの増殖に強く関与していることを示唆しており、魚類のPGCの培養法を検討していくうえでも、重要な知見である。始原生殖細胞(PGC)は、魚類胚内で唯一、卵や精子への分化能力をもつ生殖幹細胞である。in vitroへ単離したPGCに遺伝子導入を行った後、それらのPGCを卵・精子へと分化させることができれば、遺伝子改変魚を作出できる。本年度は、単離した直後のPGCをドナーとした移植を行い、宿主生殖腺内にドナー由来の配偶子を生産させ、次世代子孫中にドナー由来の個体を誕生させる技術の開発を目的とした。緑色蛍光タンパク質遺伝子により可視化した黄色ニジマスのPGCを、野生型ニジマス艀化稚魚の腹腔内へと移植した。成熟した宿主魚から得られた精子を用いてPCR解析を行い、搾出精子内にドナー由来の精子が含まれているかを確認した。また、これらの精子を交配試験に供し、F1世代中にドナー由来の稚魚が誕生するかを観察した。さらに、ヤマメ胚を宿主として同様の実験を行い、異種間でのPGC移植およびドナー由来稚魚の作出を試みた。成熟したニジマス宿主魚12個体中1個体が、ドナー由来の体色を示す黄色稚魚を産出した。全F1稚魚中に占めるドナー由来稚魚の割合は約4%であった。一方、ヤマメ宿主から得られた精子をニジマス卵に媒精した場合、37個体中1個体において、ニジマス稚魚の産出が確認された。また、このヤマメ宿主から産出されるニジマス稚魚の割合は0.4%であった。以上の結果、一度in vitroへ単離した細胞を、移植を介して個体へと変換する技術が完成した。さらに、PGC移植によるドナー由来精子の生産が異種間でも成立することが明らかとなった。本年度は、異種間でのPGC移植技術、および、PGCの体外培養系の開発を行った。緑色蛍光タンパク質遺伝子を用いた遺伝子改変技術により可視化したニジマスPGCを、同属異種であるヤマメの孵化稚魚の腹腔内へと移植した。移植後の観察により、ニジマスPGCがヤマメ宿主腹腔内の生殖腺内に取り込まれる様子を観察した。さらに、取り込まれたニジマスPGCが、ヤマメ生殖腺内で増殖・分化する様子を追跡調査した。成熟したオスのヤマメ宿主魚から得られた精子を用いてPCR解析を行い、搾出精子内にドナー由来の精子が含まれているかを確認した。また、これらの精子を交配試験に供し、F1世代中にドナー由来であるニジマス稚魚が誕生するかを観察した。PAPD-PCRを用いた遺伝子解析により、得られた稚魚の種判定を行い、ヤマメ宿主魚からニジマス稚魚が産出されることを確認した。単離したPGCをインビトロで効率的に遺伝子改変することを目的とし、PGCの体外培養系の開発を試みた。ふ化稚魚より単離した生殖腺を、サケ科魚類に由来する種々の繊維芽細胞株上で培養し、PGCの増殖率を調べた。また各種血清、増殖因子を培地に添加することで、PGCの増殖および生存に対する影響を調べた。

その結果、1)増殖期にあるPGCは、繊維芽細胞増殖因子(FGF)に特異的に結合する2種類の受容体を発現すること、2)PGCは、体細胞において産生されたFGFシグナルを受容し、FGFシグナルの下流であるMAPK経路を活性化させていることを確認した。さらに、リコンビナンFGFの培養液への添加により、PGCの運動性が活発化されること、および、PGCの細胞死が抑制されることを発見した。これらの結果は、FGFがPGCの増殖に強く関与していることを示唆しており、魚類のPGCの培養法を検討していくうえでも、重要な知見である。
抗体特異的な核酸アプタマーの創出とバイオ・プロセス・クリニカルアナリシスへの活用

代表的な抗体医薬および抗体薬物複合体を特異的に認識する『抗イディオタイプDNAアプタマー』を獲得し,これを認識素子とした創薬研究用ハイスループットLBA法や高精度なアプタマーアフィニティー-LC-MS分析法,Process Analytical Technologies用簡易計測法,臨床診断用イムノクロマトキットなどを開発する。本課題の完遂により,解析精度,利便性に優れた抗体医薬の新たな臨床分析法が誕生する。本法は新薬やバイオシミラー開発期間の効率化,品質管理の低コスト・迅速化,迅速な薬物治療効果判定や薬物投与計画策定への貢献のみならず,薬剤師の臨床診断への参画をも加速させうると期待できる。
魚類腸管における栄養素認知とその消化誘導機構の解明

持続可能な魚類養殖のためには,現在の魚粉主体飼料を植物性原料主体飼料へ切り替えなければならないが,植物性原料では魚の消化機構が作用せずに栄養の利用性が低くなる。植物性原料によって消化機構が誘導されないのは,それが魚の腸管で「栄養素」として認識されないためだと考えられる。植物性原料の利用性向上には栄養素認知システムに着目した技術開発が有効であると考えられるが,魚類では栄養素の認知機構自体が不明であり,その消化への関与も明らかでない。そこで本課題では,魚類における栄養素の認知とその後の消化誘導の機構を調べることを目的に,栄養素(アミノ酸)受容体としてcalcium-sensing receptor(casr)が欠損したモデル魚(メダカ)を作出し,消化生理に関する表現型を解析する。本年度は,メダカにおけるcasr cDNA塩基配列を決定し,CRISPR/Cas9によるcasr欠損魚の作出に着手した。cDNAクローニングによって明らかにしたcasrの塩基配列を基にsgRNAを作製し,Cas9タンパクと共に1細胞期のメダカ受精卵へ顕微注入することでF0変異導入個体を作出した。作出したF0変異導入個体はモザイク状に複数の変異を持つことから,F0個体と野生型とを掛け合わせたF1を作出し,機能欠損が導入される変異をヘテロに有する雌3個体を単離した。同じ変異を有するF1雄個体が得られなかったことから,単離したF1雌個体と野生型の雄とを掛け合わせることでその半分にヘテロに目的変異を有するF2を得た。ヘテロに目的変異を有する個体を単離し,casr遺伝子が欠損した個体(ホモ変異)作出に目処がたっている。引き続きcasr欠損メダカの作出を行い、表現型解析に十分量の試験魚を確保する体勢を整える。また、casr欠損個体に致死や成長不良等の重篤な障害がみられる場合は、それをレスキューするための方策を検討する。
急性中耳炎の発症におけるウイルスー細菌相互作用における検討

(はじめに)急性中耳炎は幼小児期に罹患する頻度の高い感染症の1つであり,近年まで細菌がその主体であると考えられてきた。しかし,ウイルスを検出する技術の向上などにより,急性中耳炎症例からのウイルス検出の報告がなされるようになってきた。今回,2005年に下気道感染の原因ウイルスとして報告されたBocavirusに注目し,急性中耳炎症例から得られたサンプルを用いて検討を行った。(方法)対象は2006年4月から2007年5月までの期間に外来を受診した210名の急性中耳炎患児から得られた中耳貯留液および鼻咽腔スワブとした。各サンプルからウイルスDNAを抽出し,Bocavirusに特異的なプライマーを用いてPCRを行った。また,同じサンプルを用いて細菌培養検査も行った。(結果)対照症例の年齢は2ヶ月158ヶ月であり,中央値はヶ月であった。全210症例中,13例(6.2%)において鼻咽腔スワブでBocavirusが陽性であった。検出の有無と年齢との関係を検討したところBocavirus陽性症例のほうが陰性症例より統計学的に有意に低年齢であった(16.8±8.6ヶ月vs29.1±26.1ヶ月,P<0.05)。また,検出された細菌との関連について検討したところ,Bocavirus陽性症例では肺炎球菌の検出率が非常に高かった。(考察)以上のデータよりBocavirusは小児急性中耳炎を引き起こす病原微生物の一つである可能性や,低年齢の患児においてより重要な起炎微生物である可能性が示唆された。また,細菌,特に肺炎球菌との相互作用も考えられ,今後さらなる検討が必要である。
金属過オキソ酸ホスホニウム触媒の創製およびその酸化反応への応用

本研究ではこれまでに、金属オキソ酸としてアリルアルコールのエポキシ化やスルフィド酸化等への適用が期待できるバナジン酸(VO_3^-)に着目し、キラルアミノボスホニウム-バナジン酸塩触媒の創製およびその不斉酸化反応への適用を試みた。その結果、触媒の調製方法を確立し、その酸化活性を確認したうえで触媒のカチオン構造が反応速度に与える影響に関して、一定の知見を得た。また本触媒をN-スルホニルイミンの酸化反応へ適用する過程で、この形式の反応を金属フリーな条件下、すなわち有機塩基触媒と過酸化水素を用いて実現できる可能性を見出し、種々の条件検討により、有機塩基触媒として光学活性トリアミノイミノホスホランを用いトリクロロアセトニトリルを添加することで、過酸化水素による不斉酸化反応が効率的に進行することを明らかにした。本年度は、この類例の無い酸化反応系の詳細についてさらなる検討を行い、触媒構造と反応のエナンチオ選択性との相関および基質適用範囲について精査した。特に、α位に不斉点を有するラセミ体のイミンに対して反応を適用したところ、片方のエナンチオマーが優先して反応し、可能な四つのジアステレオマーのうち一つが高い選択性で生成した。すなわち、触媒のトリアミノイミノホスホランが、イミンのプロキラル面た加えてα位の不斉点をも認識することでN-スルホニルイミンの速度論的光学分割を達成できたといえる。本反応は、求電子的酸化剤およびオキシアミノ化試剤として知られるN-スルホニルオキサジリジンを高立体選択的に合成できる一般性の高い方法であると言え、合成化学的に高い価値を有している。また本研究は、キラル塩基触媒により、過酸化水素からより高い酸化力を有するペルオキシイミデートを生成させ制御できることを実証した初めての例である。(抄録なし)酸化活性金属オキソ酸として、アリルアルコールのエポキシ化やスルフィド酸化等への適用が期待できるバナジン酸(VO_3^-)に着目し、キラルアミノホスホニウム-バナジン酸塩触媒の創製およびその不斉酸化反応への適用を試みた。まず、アミノホスホニウムクロリドとバナジン酸ナトリウムとのイオン交換を利用した調製法を確立し、アリルアルコールのエポキシ化反応およびスルフィドの酸化反応へと適用した。この結果、いずれの反応においても本触媒の酸化活性が認められ、特に前者においてはカチオン側の構造と反応速度との間の相関が確認されたことから、カチオンの構造修飾による触媒活性のファインチューニングを行える可能性が示唆された。しかレ現在のところ、高立体選択性の獲得には成功していない。一方、本触媒を利用したN-スルホニルイミンの酸化反応への展開を試みる中で、この形式の反応を金属フリーな条件下、すなわち有機塩基触媒と過酸化水素を用いて実現できる可能性を見出した。具体的な反応条件を検討した結果、有機塩基触媒として光学活性トリアミノイミノホスホランを用いトリクロロアセトニトリルを添加することで、過酸化水素による酸化反応が効率的に進行することを明らかにした。さらに、触媒の構造最適化を行うことで幅広い基質一般性の獲得に成功し、種々のN-スルホニルオキサジリジンを高エナンチオ選択的に合成した。加えて機構解析を行い、本反応がトリアミノイミノホスホランの作用により活性化された過酸化水素がトリクロロアセトニトリルに付加して生じるホスホニウムペルオキシイミデートを酸化活性種として進行することを示唆する結果を得た。量論量の塩基存在下、過酸化水素とニトリルを用いる酸化反応はPayne酸化として古くから知られているが、この形式の反応を触媒的に行った例は知られておらず本研究成果が初の例となる。また、生成物がキラル酸化剤やオキシアミノ化試剤として不斉合成への利用が期待できるため、本反応は合成化学的にも価値のある反応といえる。

今年度までに、テトラアミノホスホニウムーバナジン酸塩が種々の触媒的酸化反応に適用可能であり、バナジン酸の反応性をカチオン側の構造により制御できる可能性を見出した。現在のところ、この触媒を用いた高立体選択的酸化反応の実現には至っていないが、本研究において得られた知見を活用し、発展させることで、過酸化水素と有機塩基触媒を用いる不斉酸化反応の開発に成功した。本研究により、過酸化水素とトリクロロアセトニトリルを用いるPayne型酸化は触媒化が可能であり,N-スルホニルイミンの不斉酸化反応に適用可能であることが明らかになった。今後は本反応系の適用可能性を探り、新たな触媒的不斉酸化反応の開発へとつなげていく予定である。(抄録なし)
電気水中衝撃波による胆石症治療の実験化に関する研究

胆道鏡下砕石術に用いる電気水中衝撃波発生装置のより安全な利用を目的とした,基礎実験を行なった.現在使用されている装置は本来泌尿器科用として開発されたもので,胆道系で用いる場合の基礎的検討は充分とはいえない.そこで我々は物理的検討及び組織学的検討を行なった.1.シュリーレン写真を用いて,発生した衝撃波を視覚的にとらえ,金属や組織での通過や反射を実験的に確認した.2.組織損傷の実験モデルを作製し,放電電極による組織損傷に一定の方向性があることを初めて明らかにした.又損傷の程度は,電極先端との距離により大きく異なることも明らかにした.3.水中放電で発生した圧力を,センサーを用いて定量化した.この結果我々の用いた装置では,電極先端部で約100電圧程度の圧力が発生し,そこから5mmはなれると1/2以下に急激に減衰することを確認した.4.圧力センサーによる定量化で得られた結果と,組織損傷モデルで得られた結果を比較検討し,同様の方向性が存在するのを確認した.5.放電電極により発生する圧力の恒常性を検討し,同一条件でも放電毎に圧力がわずかながら異なり,時には平均値の2倍以上の著明な圧力が発生することを明らかとした.6.現在より耐久性のすぐれた銀・タングステンを先端に用いた電極を製作し,再度物理的,組織学的検討を加えている.今後は基本的特性,生体組織への影響等を基に,電気水中衝撃波による,胆石破砕術が内視鏡下に安全かつ効率よく使用し得るように,さらに広く一般に普及し得るように努めたい.胆道鏡下砕石術に用いる電気水中衝撃波発生装置のより安全な利用を目的とした,基礎実験を行なった.現在使用されている装置は本来泌尿器科用として開発されたもので,胆道系で用いる場合の基礎的検討は充分とはいえない.そこで我々は物理的検討及び組織学的検討を行なった.1.シュリーレン写真を用いて,発生した衝撃波を視覚的にとらえ,金属や組織での通過や反射を実験的に確認した.2.組織損傷の実験モデルを作製し,放電電極による組織損傷に一定の方向性があることを初めて明らかにした.又損傷の程度は,電極先端との距離により大きく異なることも明らかにした.3.水中放電で発生した圧力を,センサーを用いて定量化した.この結果我々の用いた装置では,電極先端部で約100電圧程度の圧力が発生し,そこから5mmはなれると1/2以下に急激に減衰することを確認した.4.圧力センサーによる定量化で得られた結果と,組織損傷モデルで得られた結果を比較検討し,同様の方向性が存在するのを確認した.5.放電電極により発生する圧力の恒常性を検討し,同一条件でも放電毎に圧力がわずかながら異なり,時には平均値の2倍以上の著明な圧力が発生することを明らかとした.6.現在より耐久性のすぐれた銀・タングステンを先端に用いた電極を製作し,再度物理的,組織学的検討を加えている.今後は基本的特性,生体組織への影響等を基に,電気水中衝撃波による,胆石破砕術が内視鏡下に安全かつ効率よく使用し得るように,さらに広く一般に普及し得るように努めたい.電気水中衝撃波発生装置を用いて水中にて放電を行い、シェリーレン写真装置にて衝撃波を映像化し、衝撃波の種々の物体および組織に対する影響を視覚的な点から検討した。水中においての何の障害物もない時には、衝撃波は四方へ均等に広がる。又、衝撃波が硬い金属平面に当たった場合には全反射するが、水より密度の低い気泡を通過する際には、そこを中心として膨張波が広がるのが観察された。摘出したラットの臓器を用いた実験では、骨では衝撃波は主として反射し肝臓では主として通過することが判明した。又、空気を含む肺では膨張波が著明に出現することが確認され、空気を多く含む臓器での衝撃波による副損傷の可能性が示唆された。生存状態の成犬肝臓を用いた組織損傷の検討では、電極の前方向への組織損傷は後方および側方の組織損傷よりも広範囲に及んでおり、実質臓器の組織損傷には一定の方向性があることが判明した。しかし、この方向性の存在はシュリーレン写真での検討結果から得られた衝撃波が四方に均等に伝播するという性質と反することである。これらよりこの水中放電電極を用いた組織損傷を理解するためには、シュリーレン写真のみによる検討では不十分で、純粋な衝撃波圧力と組織損傷との関係を検討する必要性が生じて来た。なお放電時の電極周囲の温度測定を試みたが放電時間が極めて短いために温度を実測することは不可能であった。以上の実験結果から、臨床的に結石破壊を行う時には、組織に対する損傷度の方向性を認織し、周囲組織との距離を充分保つことが組織の副損傷を防ぐために必要であり、又、結石に対しては、この方向性を利用し電極先端を結石に接した状態で用いることがより効果的であると考えられた。
有効な腫瘍拒絶反応を惹起しうるHER2/neuヘルパーT細胞エピトープの同定

2名の健常人末梢血から、HER2/neu410-423とHER2/neu1208-1221に強く反応するCD4陽性のヘルパーT細胞株を樹立し、これらからT細胞クローンを得て詳細な解析を行った。これらのHER2ペプチド特異的T細胞は、それぞれのペプチドを日本人に多く認められるHLA-DR9を介して認識した。トランケイトペプチドを作製しT細胞エピトープのcore sequence(責任抗原部位)の同定を行った所、HER2/neu410-423ペプチド特異的ヘルパーT細胞クローンは、411番目から421番目の配列を、HER2/neu1208-1221特異的ヘルパーT細胞クローンは1211番目から1217番目の配列に対して有意に増殖し、これらのアミノ酸配列がT細胞の増殖に重要な部分と考えられた。新たに同定されたHER2エピトープペプチドが、癌ペプチドワクチンとして臨床応用されるには、これらのペプチドが自然な形で(naturally processed antigen)抗原提示細胞を介して特異的T細胞に提示されることを示す必要がある。HER2/neu陽性の乳癌細胞株MCF7のfreeze/thaw lysateを調整してこれを抗原提示細胞にパルスし、樹立したHER2ペプチド特異的ヘルパーT細胞クローンと共培養した。いずれのT細胞もコントロールの抗原提示細胞には反応しなかったが、MCF7をパルスしたものには有意に反応し上清中に大量のIFN-γを産生した。本研究で同定されたHER2/neu410-423,HER2/neu1208-1221は日本人に高頻度で認められるアリルHLA-DR9に結合し、HER2陽性腫瘍に対してTH1タイプのTヘルパー細胞を誘導することが示唆された。現在までに報告されているCTLエピトープペプチドと組み合わせることで、より有効な癌ペプチドワクチン療法の開発が期待される。HER2/neuの全アミノ酸配列をもとに、日本人に多く認められるアリルHLA-DR9に結合するペプチドのモチーフから、推定される14-merのエピトープペプチドを12種類作成した。3名のHLA-DR9を有する健常者から末梢血単核球(PBMC)を分離し、それらと各ペプチドを1μg/mlになるように混合して培養した。1週おきに同一ペプチドと放射線照射したPBMCで刺激を34回繰り返した。2名のドナーから混合ペプチドに反応する2つのT細胞ラインが得られた。細胞表面マーカーはいずれもCD3陽性、CD4陽性、CD8陰性のヘルパーT細胞ラインであった。更に詳細なエピトープを同定するために単一ペプチドをT細胞と培養し増殖反応を検討した。T細胞ラインTOでは、HER2/neuP410-423,HER2/neup1182-1221に強く反応し、ラインHKではHER2/neupp107-120,HER2/neup549-562に反応が強く認められた。サイトカインの分泌パターンはペプチドに対して、それぞれIFN-γ,GM-CSFを大量に産生しIL-4はそれより少なくTH1タイプのヘルパーT細胞ラインと考えられた。これらバルクのT細胞ラインから現在T細胞クローンの樹立を試みている。限界希釈法により有効な2つのクローンを樹立できた。いずれもCD3陽性、CD4陽性、CD8陰性のヘルパーT細胞で、今後拘束分子、責任抗原部位の解析を進めていく予定である。
プライバシー保護バイオインフォマティクス基盤技術の開発と応用

個人のゲノム情報や薬のたねとなる化合物情報などは,機密情報として取り扱うことが必要となる.一方,オープンサイエンスの立場からは,これらの情報を積極的に利用して他の情報と合わせてデータマイニングを行うことが重要である.本研究では,これらの生物分野の重要情報を秘匿したまま様々なデータマイニングを行う方法論の開発を行った.具体的には,化合物データベースの秘匿検索,隠れマルコフモデルを用いたゲノム情報の秘匿検索,秘匿配列アラインメントの技術を開発した.準同型暗号を用いた化合物データベースに対する秘密検索アルゴリズムの開発、および、実装を行った。また、マルチパーティー計算等の既存の手法との評価を行い、機密性を担保したまま高速に検索が実現できることを確かめた。論文は現在投稿中である。ここで開発した手法は、特徴ベクトルベースの秘匿検索技術に応用が可能であるため、応用先についての検討も行った。「バイオインフォマティクスにおけるプライバシー保護データマイニング」という文章を執筆した。この中では、バイオインフォマティクスのPPDM研究に対して寄与しそうな論文のサーベイを包括的に行った。この中で、Privacy preserving string comparisons based on Levenshtein distanceの論文に特に注目して、この論文で用いられている方法を発展させて、プライバシー保護ホモロジー検索技術の理論を現在構築中である。アラインメントツールLAST(http://last.cbrc.jp/)に、秘匿計算機能を持たせるための様々な検討を行った。化合物データベースの秘匿計算を用いた探索と同様に、可能な限り準同型暗号ベースでの秘匿計算が行えることを目指してアルゴリズムの開発を行っている。また、LASTの実装を入念に調査をし、LASTの中に秘匿計算を用いた方法を実装するための問題になりそうな部分に関する洗い出しを行った。今年度の主な研究実績は以下となる:2.化合物データベースのプライバシー保護検索に関する以下の論文の執筆を行った本論文は英文論文誌に現在投稿中である。今年度は以下の2点に関する研究を行った。1.隠れマルコフモデル(HMM)の前向きアルゴリズム計算を安全に行う方法の実装・評価を行った。ゲノムシーケンシングコストの低下により、疾患に関する遺伝子の研究や、個人ゲノムを用いた診断などが行われるようになってきた。本研究では隠れマルコフモデル(HMM)に対して、加法準同型性暗号を用いて安全に前向き計算を行うアルゴリズム(Secure Forward Algorithm)を適用することを提案する。Secure Forward Algorithmでは、ゲノム部分配列を所持する人とHMMを所持する人の二者が、互いの持っている情報を一切共有せずに部分配列の周辺化確率を得ることができる。計算機実験により、暗号化を適用しない通常のForward Algorithmと比較して、誤差率0.047%という高い精度で安全な計算を行うことが示された。更にこれを応用することによって、プライバシーを保護した状態でゲノムから疾患リスクの評価などを行うことができると考えられる。2.配列ペアワイズアラインメントを安全に行うための方法の実装・評価を行った。配列ペアワイズアラインメントは、生物配列を比較するための基本的にな方法である。本研究では、Needleman-Wunshアルゴリズムのスコアを安全に計算するための方法を実装し、実際のデータを利用して評価を行った。本研究では、通信部分に関しても実装を行い、計算全体与える影響について詳細に調べた。個人のゲノム情報や薬のたねとなる化合物情報などは,機密情報として取り扱うことが必要となる.一方,オープンサイエンスの立場からは,これらの情報を積極的に利用して他の情報と合わせてデータマイニングを行うことが重要である.本研究では,これらの生物分野の重要情報を秘匿したまま様々なデータマイニングを行う方法論の開発を行った.具体的には,化合物データベースの秘匿検索,隠れマルコフモデルを用いたゲノム情報の秘匿検索,秘匿配列アラインメントの技術を開発した.実装すべき内容に関して概ねアルゴリズム、仕様がフィックスできた。また、一部の成果は論文を執筆した。バイオインフォマティクス現状通り引き続き研究開発を行う特徴ベクトルを用いた秘匿検索技術の開発に関しては、その基本となる化合物データベースの秘匿検索技術を確立している。プライバシー保護配列解析技術の開発に関しても、利用するアルゴリズムの設計を現在行っている段階である。最終年度に、開発費用、発表費用など想定より多くの費用が必要になるため、一部研究費に関しては、次年度使用としたため研究代表者は2014年4月1日より、早稲田大学に本務先が変更になったが、週に2度程度産総研に来所し、共同研究者との連携を図る予定である。仕様がはっきり決まった部分のソフトウェア開発に関して、学生アルバイトまたは外注を行う本年度は、研究者自身による調査やプロトタイプの作成を行ったため費用がかからなかった。次年度以降に、開発が本格化する時に備えて費用を蓄えておいたため。開発案件で仕様が固まる部分に関しては、学生アルバイトや外注を用いて効率的に行う。その際の費用として計上する予定。
イノシトールリン脂質による脂肪肝炎と肝癌制御機構の解明.新規治療薬の開発に向けて

本年度は、Alb-CrePten^<flox/flox>(Pten KO)マウスにおける肝腫瘍性病変形成の背景機序を明らかにするために、Ptenシグナルにおいてその下流に位置するAkt1とAkt2を欠損するAkt1-/-マウスとAkt2-/-とPtenKOマウスを交配し、PtenKO-Akt1-/-マウスPten KO-Akt2-/-マウスを作製した。その結果、Pten KO-Akt2-/-マウスで肝腫瘍性病変および肝癌の発生頻度が有意に抑制された。次いで、Pten KO-Akt2-/-マウスにPioglitazoneを投与あるいはPPARγアデノウイルスを感染させることにより、肝腫瘍性病変が進展することを明らかにした。以上の結果から、Pten→Akt2→PRARγシグナル伝達経路の活性化が、Pten KOマウスの肝腫瘍性病変の進展に寄与していると考えられた。また、昨年度、Pten KO-Inpp4B-/-マウスとPten KOマウスにおける肝臓における腫瘍性病変と肝癌の発症頻度の比較から、Inpp4BがPten KOマウスでみられる肝腫瘍性病変の制御因子であることを明らかにしている。本年度、我々は、PtenKO-Inpp4B4-マウスとAktl-1-マウスおよびAkt2-/-マウスを交配することによってPtenKO-Inpp4B-/-/Aktl-/-マウスとPtenKO-Inpp4B-/-/Akt2-/-マウスを作製し、Alb-Cre Pten^<flox/flox>/Inpp4B-/-マウスにおいてもAkt2がその腫瘍の進展に寄与していることを明らかにした。
11族元素錯体触媒による新反応と不斉反応の開発

我々がすでに開発しているCu(I)-Xantphos触媒によるアリルホウ素生成反応は、アリルアルコール誘導体を位置および立体選択的にアリルホウ素化合物に直接変換できる唯一の反応である。光学活性配位子を適用してこの反応を不斉触媒化することを検討し、Z配置のアリル炭酸エステルの反応に、不斉配位子として1,2-ビス(ホスフィノ)アレーン骨格を有し、リン原子がジアルキル-モノアリールホスフィン型のものを適用することにより高いエナンチオ選択性が発現することを見出した。不斉配位子としてQuinoxP^*を用いることにより、96%eeという実用的レベルの高選択性を達成できた。シクロプロパン骨格は天然有機化合物にしばしば見られる構造であるとともに、液晶のコアとしても利用されている。ボリルシクロプロパンはこれらシクロプロパン骨格を持つ化合物を合成するためのビルディングブロックとして有用である。シクロプロパン化合物の多くは環内に不斉点を有するため、光学活性ボリルシクロプロパンは特に重要である。既存の光学活性ボリルシクロプロパン合成法のほとんどは不斉補助基を量論的に用いるものであり、触媒的不斉合成は、置換シクロプロペンの不斉ヒドロホウ素化によるものが唯一の例である。Xantphos-銅(I)触媒によるアリルホウ素の合成法を研究する中で、脱離基γ位の置換基がシリル基の場合、Cu-Bのアルケンへの付加の位置選択性が逆転し、その結果としてtrans-1-シリル-2-ボリルシクロプロパンが生成することを見出した。アリル炭酸エステルのアルケン部位の立体配置が、反応性、付加の位置選択性、立体選択性のいずれにも大きな影響を及ぼし、いずれもZ体の方が優れている。ホスフィン配位子としてXantphosの代わりにSEGPHOSやQuinoxP^*を用いると、反応速度が少し低下したが、高い光学純度のtrans-1-シリル-2-ボリルシクロプロパンが高収率で得られた。シクロプロパン上のシリル基とボリル基は、それぞれ段階的に立体選択的に変換可能である。これを利用する収束的な合成法は、光学活性シクロプロパン化合物の優れた合成手法になるものと期待できる。
頭頸部癌における低酸素細胞陽性描画を目的としたＰＥＴ分子イメージング研究

低酸素は血管新生、転移、癌の増殖、抗癌剤の抵抗性と関係があると言われている。中でも低酸素誘導因子(HIF-1α)は血管新生や転移のしやすさと関係のある因子である。頭頸部癌を含む充実性腫瘍で治療前に低酸素状態を知ることは臨床的に興味がある。今回、頭頸部癌においてF-18 FMISO PETを行い低酸素状態を確認し、また、HIF-1αとの関係の有無を調べた。その結果、F-18 FMISO PETによる低酸素体積とHIF-1αとの間に弱い相関関係を認めた。PETの投薬に関しては2つの考え方がある。1つはより多くの腫瘍を非特異的に陽性描画させる様な薬剤開発であり、もう一つは特徴的な生物学的性質を特異的に評価するものである。PET検査で最も良く用いられるF-18 FDGは前者に位置づけられ、癌の陽性描画に関してのスペクトルは非常に広く使いやすいものの、癌特異的ではない。一方、アミノ酸代謝、核酸代謝、細胞膜代謝など腫瘍内の様々な状態を可視化できる技術としてPET分子イメージングが注目されており、F-18 fluoromisonidazole(F-18 FMISO)で測定できる低酸素細胞のイメージングは腫瘍内の低酸素状態を測定することが出来るので、生物学的性質を特異的に評価出来るPET薬剤のもう一つの考え方に位置する。今回の研究目的はPET検査用腫瘍分子イメージングとして注目されている低酸素細胞標識プローブのF-18 FMISOを用いて頭頸部癌症例に応用し低酸素細胞のバイオマーカーとしての画像評価である。なお、脳腫瘍の場合は血中放射能と比較して1.2倍以上の場合が低酸素領域と報告され、私共の論文報告でも同じ結果が得られている。しかし、脳腫瘍以外の頭頸部癌症例での報告は少なく、また、解析方法も様々である。今年度は頭頸部癌症例の場合に適応できるPET解析プログラムを応用開発した。現在、F-18 FMISO投与2時間後に静脈血液サンプリングを行い、最適な低酸素画像作成が可能か否かを検討中である。またさらに進めて、血液サンプリングを行わずに、非侵襲的に生体内の筋肉あるいはPET撮像範囲内の小脳に関心領域を設定して低酸素画像作成が頭頸部癌症例で行えるかどうかを検討中である。対象は進行頭頸部扁平上皮癌7例である。全例動注化学療法併用放射線療法を施行し、その前後に18F-FMISO PETを施行した。ブドウ糖代謝を測定する18F-FDG PETも治療前後で行った。18F-FMISO PETの評価は半定量的指標standardized uptake value (SUV)を用い、腫瘍の最大SUV (T)と対照として後頚部筋の平均SUV (M)を測定し、T/M比を算出した。18F-FDG PETでは腫瘍の最大SUVを算出した。治療終了後の経過観察(3ヶ月2年)において、1例に局所再発がみられたが、他6例に局所再発はみられなかった。18F-FMISOPETの結果は、再発のみられなかった群の治療前後のT/M比の平均(±SD)はそれぞれ、1.82±0.33、1.12±0.05で、治療後有意に低下した。再発1例の治療前後のT/M比はそれぞれ、1.52、1.41であった。18F-FDG PETの結果は、再発のみられなかった群の治療前後のSUVの平均(±SD)はそれぞれ、21.38±4.85、9.42±3.32で、治療後有意に低下した。再発1例の治療前後のSUVはそれぞれ、17.58、9.43であった。局所再発のみられた1例は、治療後の18F-FMISOPETでは全症例中最も強い集積を示した。治療後の18F-FMISOPETによる集積程度が、局所再発の予測に有用である可能性が示唆された。PETの薬剤に関しては2つの考え方がある。一方、アミノ酸代謝、核酸代謝、細胞膜代謝など腫瘍内の様々な状態を可視化できる技術としてPET分子イメージングが注目されており、[F-18]fluoromisonidazole (F-18 FMISO)で測定できる低酸素細胞のイメージングは腫瘍内の低酸素状態を測定することが出来るので、生物学的性質を特異的に評価出来るPET薬剤のもう一つの考え方に位置する。

今年度の研究目的はPET検査用腫瘍分子イメージングとして注目されている低酸素細胞標識プローブのF-18 FMISOを用いて頭頸部癌症例に応用し低酸素細胞のバイオマーカーとしての画像評価である。なお、脳腫瘍の場合は正常大脳と比較して1.2倍以上の場合が低酸素領域と報告され、私共の論文報告でも同じ結果が得られている。しかし、脳腫瘍以外の頭頸部癌症例での報告は少なく、また、解析方法も様々である。今年度は頭頸部癌症例の場合に適応できるPET解析プログラムを応用開発した。現在、F-18 FMISO投与2時間後に静脈血液サンプリングを行い、最適な低酸素画像作成が可能か否かを検討中である。またさらに進めて、血液サンプリングを行わずに、非侵襲的に生体内の筋肉あるいは縦隔の血液プールに関心領域を設定しての低酸素画像作成が頭頸部癌症例で行えるかどうかを検討中である。脳腫瘍の症例に開発したPET解析プログラムを頭頸部癌症例に応用適応し、頭頸部癌症例での低酸素細胞陽性描画が可能になった。さらに、血液サンプリングを行わずに非侵襲的に解析可能となる評価方法を開発中である。脳腫瘍の症例に開発したPET解析プログラムを頭頸部癌症例に応用し、頭頸部癌症例での低酸素細胞陽性描画が可能か否かを検討中である。低酸素細胞陽性描画を目的としたPET解析プログラム開発を昨年度に行った。今後は症例の蓄積を行い、さらなる検討を行う予定である。また、今後は開発されたPET評価方法が病理学的な低酸素細胞分画と一致しているかの検討、化学療法や放射線治療の治療効果判定や治療効果予測が可能か否かの検討が必要である。予定していた症例数より少し少なかったため、次年度への症例追加のため薬剤費を次年度に使用するようにし、さらなる症例の蓄積をする。