hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2光子励起法とケイジド試薬を用いたグルタミン酸受容体の機能分布・動態の可視化

哺乳動物中枢神経細胞の樹状突起におけるグルタミン酸感受性の機能分布を測定し、また脳標本の局所刺激法を開拓する目的で、2光子励起による局所的グルタミン酸投与法の開発を行い実用に耐えるケイジド試薬の合成に成功した。この試薬を細胞外に投与しながら海馬培養細胞をホールセルクランプして電流記録を行い樹状突起部位において超短パルスレーザー照射を行うとシナプス後電流とほとんど同じ速い時間経過で一過性内向き電流が活性化した。このグルタミン酸電流は励起光のパワーの2.2-2.5乗に依存した。これは、励起が2光子過程であること、及び、グルタミン酸の受容体への結合の共同性からよく説明される。この電流の空間分布を測定するために、およそ10ミクロン四方の樹状突起領域を覆う500ピクセルの各点において、グルタミン酸電流を記録するシステムを構築した。こうして記録されたAMPA電流は、FM1-43で標識されるシナプス前終末に接する樹状突起に限局してパッチ状に分布していることが解像した。このパッチの空間分布から、我々のシステムの空間解像はx軸で0.74ミクロン、z軸で1.2ミクロン以下であることが推定されたこのケイジドグルタミン酸誘導体は水溶液中で極めて安定で、微量のグルタミン酸の漏出も起きないので、グルタミン酸に高親和性のNMDA受容体の分布測定も可能であった。実際、AMPA成分とNMDA成分の大きさは樹状突起の部位により異なり、ほぼNMDAにのみ感受性を示す領域も観察された。こうして、2光子励起法を応用した我々のシステムは脳標本においてシナプスの重み分布やその動態、或いは単一シナプスレベルの局所刺激を行うことのできる新しい方法論であることがわかった。
赤外線光空間伝送LANの外国語(英語)教育への適用可能性の研究

システム上では,いわゆるパソコン教室用の,教授者のパソコンと学習者(群)とのパソコンが情報の伝達を行うためのソフトが稼働している。さらに,それに加え,教授者学習者間での音声双方向伝達の機能が付加されている。このことにより,4技能,即ち,「読む」「書く」「聞く」「話す」に対応する機能がシステム上で実現できることになった。同時に,システムの間題点が確認された。それは,教授者学習者間の双方向音声伝達が,リアルタイムではないことであった。国際電話や衛星放送で音声のズレがあるとコミュニケーションがとりにくいものであるが,本システムでは1秒を超えるずれが確認された。結論としては,LL教室やパソコン教室といった特別の設備を学校内に設備することなく,赤外線伝送LANを普通の教室の天井に設置し,そのサービスエリアに,赤外線伝送LANに対応するノートパソコンを持込むこと,で,自由なレイアウトの教授システムを構築できる可能性を拓いたということがいえる。本研究の目的は次の通りである。(1)赤外線光空間伝送LANを用いることにより,教授者及び学習者が赤外線空間伝送のサービスエリア内に入るだけで,1人からn人までの任意なグルーピングが可能な形でマルチメディアを活用できる,英語教育・学習システムを構築する。(2)授業を代表者及び分担者におけるそれぞれの専門分野の手法に基づき解析する。解析結果は検証実験,実証実験へとつなげ,新しい英語教育・学習システムの実現を確固たるものにする。(3)赤外線光空間伝送LAN上での授業例の提示を行う。(4)赤外線光空間伝送LANの教育環境との融合性に関する考察を行う。そして,本年度の研究計画は赤外線光伝送LANを用いた英語教育・学習実験システム(ハード部分)の構築であった。研究計画は予定通りに遂行されシステムの外観は整った。ただし,情報処理コンピュータのダウンサイジングに象徴されるように,教育分野である本実験システムもパーソナルコンピュータを中核としたシステム構成になっている。したがって,多くの種類の周辺機器ハードウエアやソフトウエアが混在する環境となる。そのため,現在は未だ不安定な動作状況にある。来年度以降,実験を繰返して行く中で安定した動作環境へと移行させることが課題となる。解析結果は検証実験,実正実験へとつなげ,新しい英語教育・学習システムの実現を確固たるものにする。そして,本年度の研究計画は,平成10年度に構築された英語教育・学習システムの実験システム上で,授業の解析について検証すること及び赤外線光空間伝送LANの教育環境との融合性に関する考察を行うことであった。ところが,想像を絶する,コンピュータ及びその周辺機器・技術の進歩の速さ・価格の低下で,研究当初予想した環境があまりにも違いすぎてきた。来年度は,内諾された補助金を有効に活用し,できる限り現状に近い環境に固定し,その上で研究を続行し,確固たる成果につなげることが課題となる。本年度の研究計画は,構築された英語教育・学習システムの実験システム上で,授業例の提示について考察すること及び赤外線光空間伝送LANの教育環境との融合性に関する考察を行うことであった。実験システムが有する機能で双方向の通信は可能であったが,例えばインターネット上で既に普通になりつつあるマルチメディアのコンテンツにスピードの面で対応が難しい。これは,想像を超えたコンピュータ及びその周辺機器・技術の進歩の速さ・価格の低下で,研究当初予想した環境がかなり違ってきたことに起因する。今後は新しいシステム構築の機会をねらい,例えば動画像の伝送においても,中央演算処理装置の能力向上,圧縮アルゴリズムの変更等で時間のずれを衛星通信のディレー時間以内程度にすることが課題となると考えられる。赤外線光空間伝送LANの赤外線空間伝送のサービスエリアは,例えば教室のように,建物の既存空間容積に合わせて設置が可能である。つまり,壁や天井を利用することで,既存の設備に手を加える必要がほとんどないという特徴を持っている。また,電波と違って混信のおそれがないので,今後,教育環境との融合性において有利であるという点で発展が期待できる。
中高年の生活困窮世帯の特徴分析に基づく予防的支援プログラムの開発に関する研究

大阪で行われている生活困窮者レスキュー事業の経済的支援を受けた中高年生活困窮者を対象に特徴分析を行った。生活困窮の原因としては、病気、失業が多く、さらに失業の原因としては、疾病、倒産、雇止め、介護が主であった。中高年生活困窮者の特徴としては、男性が多いものの女性も4割を占めていた。女性の約半数は配偶者との離死別者であった。年齢が高いほど、男性では非正規就労、女性では就労困難の割合が高かった。生活保護受給者においても精神を患うもので、生活困窮に陥るものが多く、支援体制構築の難しさが示唆された。中高年の生活困窮世帯の特徴を知り、困窮に至った要因を明らかにし、生活困窮を防ぐ対策の在り方を考察していくために、一年目は失業による中高年の生活困窮世帯の特徴を明らかにする分析を行った。方法としては、大阪生活困窮者レスキュー事業による経済的援助の対象となった世帯のうち、失業している生活困窮者世帯の相談記録(2013年度分、101ケース)をデータ化し、世帯の特徴、失業原因、支援内容などの分析を行った。基本属性では、男性、50代、単身世帯が多いことが認められた。雇用形態別にみた失業原因では、正規、非正規ともに「病気」が最も多く4割以上を占め、正規では次いで「解雇」、非正規では雇止めなどの「その他」の原因が多かった。失業前の雇用形態別にみた生活保護受給の有無では、失業前に正規の食にあった者は、非正規の職に就いていたものよりも生活保護に至る者の割合は低かった。生活保護受給の有無別にみた経済的援助の内容では、両者で食材費の支給を受けたものが7割を超えており有意な差は認められなかった。光熱水費、交通費については生活保護に至らなかった者で受け取っているものの割合が高いことが認められた。特に失業の問題が生活困窮に強く影響していると判断される事例の質的検証を行った結果、中高年の失業にはいくつもの要因が絡み合い生活困窮を引き起こしていると理解できた。失業し、生活が回らなくなったときに、必要な情報や少しの手助けある場合と活用できるサービスはあっても自らの力でそこにたどり着けない場合では、のちのちの生活への意欲や整形の手段も大きく異なることが認められた。今後さらに研究データを増やし、分析を深めることで、これから進められる生活困窮者の自立支援の在り方にも重要な示唆が見いだせると考える。中高年の生活困窮の原因として、「病気」「解雇」が、雇用形態に関わらず多いことを平成26年度の研究で明らかにした。さらに非正規雇用では、雇いどめなどの理由が続き、正規雇用では「介護」による離職が生活困窮につながっているものが続いていた。平成27年度は、研究目的にあげた困窮世帯の特徴を知ることに重きを置き研究を進めた。事例データから困窮に至る経緯について知る必要を感じ、救護施設を訪問し聞き取りを実施した。また、コミュニティソーシャルワーカーや、中小企業経営者らにインタビューを行い、勤労者の状況について聞き取りを行った。中小企業が抱える課題は共通しており、福利厚生のあり方が病気などの事情が発生した折に大企業との差異を生み出していることが把握できた。失業や生活保護率には地域差があるが、コミュニティソーシャルワーカの話からは、個別のケースに与える影響としては、家族や雇用環境の影響が失業と関連してと判断できた。中高年失業の対策として社会的企業が一つの方策として考えられるため、いくつかの社会的企業の情報について学ぶため研究会も行った。データ分析については、世帯特徴をより深く分析するため、コミュニティソーシャルワーカーの相談記録を再度見直し、詳細なデータ(家族、生計など)を追加する作業を実施した。大まかな集計からは家族の抱える生活課題との影響がみられる。成果については国際ソーシャルワーク学会にエントリーし口頭発表とポスター発表のアクセプトをもらっている。また、出版社からも本研究の内容を出版する決定をもらっている。平成28年度は、これまでの研究成果から予防の方策を考え、予定通り発信を中心におき研究をまとめていく。ソーシャルワークを学ぶ博士課程の学生の協力者がデータ入力に加わってくれたおかげで、専門的データの扱いや新たな視点を得る勉強会が開催できたことが順調に進められる手助けとなっている。また、研究の意義を理解してくれる人が増え、情報収集がしやすい環境ができている。平成26,27年度の研究において、中高年生活困窮の原因には、病気、失業が大きく関わっていること、さらに、失業の原因としては、疾病、倒産、雇い止め、介護などが関連していることが認められた。中小企業の福利厚生の課題、中高年での再雇用の難しさなどもヒアリングから明らかとなった。平成28年度は、情報を付け加えたデータを再度分析し、1中高年生活困窮者の特性、2就労環境と疾病の関連、3生活保護受給状況などについて明らかにし、4支援施策改善のポイントを知ることを目的に研究を行った。研究成果の概要は以下の通りである。1中高年生活困窮者の特性:生活困窮原因は6割余りが失業であった。困窮者の性別内訳は3対2で男性が多いものの、女性が4割を占めた。女性では、半数弱が配偶者との離死別者であった。2就労環境と疾病の関連:男性では年齢があがるほど、非正規就労の割合が高く、女性では年齢があがるほど、就労困難者割合が高くなった。就労困難者のうち精神を患っているものが4割を占めていた。

3生活保護受給状況:精神を患う失業状態のものは、多岐にわたる支援を必要としており、生活保護につながる割合が高かった。生活保護受給者であっても、精神疾患患者は生活困窮状態に陥る割合が高かった。これらを踏まえ、4支援施策改善のポイントとしては予防に力点を置く必要があると判断された。具体的には以下の4点である。1)勤労者への啓発・相談体制の充実2)相談支援の効率と的確さの向上3)保健・医療との連携4)生活保護受給者のフォロー体制の充実今回の研究成果と生活困窮予防のポイントについては、生活困窮支援に携わる福祉、保健関係の職員に対して、研究報告および研修の機会を研究期間内に2回設け、成果の活用を行った。大阪で行われている生活困窮者レスキュー事業の経済的支援を受けた中高年生活困窮者を対象に特徴分析を行った。生活困窮の原因としては、病気、失業が多く、さらに失業の原因としては、疾病、倒産、雇止め、介護が主であった。中高年生活困窮者の特徴としては、男性が多いものの女性も4割を占めていた。女性の約半数は配偶者との離死別者であった。年齢が高いほど、男性では非正規就労、女性では就労困難の割合が高かった。生活保護受給者においても精神を患うもので、生活困窮に陥るものが多く、支援体制構築の難しさが示唆された。当初、複数年のデータ分析を行う予定であったか、データのもととなる記録が統一されていなかったこともあり、単年度分析になっているが、検証したい内容については概ね結果が得られたと考えている、データについては精査を行い、3年分は分析できる予定である。また、インタビューについてはケースに直接面会することは行っていないが、典型的な事例を選び相談記録を読み込むことで、効率的に事例検証ができている。最終年度は、追加したデータを中心に再度分析を行い、中高年失業の特徴を明らかにし、リスク介入のポイントを探り、失業による生活困窮の予防策の検討を進める予定である。研究成果は6月の学会と秋の学会で発表を行い、論文にもまとめる。研究成果を盛り込んだ著書の完成も目指す。本研究は、ソーシャルワーカーの相談記録のデータ化による分析が主となっている。今回、データ化に多大な時間と労力を費やした。しかしながら、情報の聞き取り指針や記録方法が統一されていないために、全数および全項目の情報を得ることが困難であった。研究の意義は非常に深く、支援に携わる専門職や施策への示唆は得られるため、精度の高い研究を行う必要を感じている。さらに、生活困窮に陥る若い世代も多く、研究対象を広げ、継続研究を行う必要がある。今年が研究助成の最終年度ではあるが、継続研究として応募していく予定である。地域保健福祉今年度は昨年から始めている、雇用者である企業への訪問をさらに進め、ヒアリングにより、雇用を守れない原因についても掘り下げていく予定である。得られたデータ分析の結果を関連する相談援助者などとと共有し、広く考察を行っていくことも進めたい。相談記録のデータベース化にあたっては、記録事態がもともと分析することを前提に記入されていなかったために、同じ項目の情報を取得するのが大変困難で、読み込みに時間がかかり、また欠損値が多いケースも見られた。
超高感度シンチレーターによるレプトンの性質と弱い相互作用の研究

(1)宇宙暗黒物質の主成分と考えられるWIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)を、原子核との弾性散乱および非弾性散乱による検出を行うために、超高感度シンチレーターを開発した。はじめに、シンチレーター素材にNaI(Tl)を選択した。NaI(Tl)はWIMPsとの弾性散乱に対する散乱断面積が大きいだけでなく、^<127>Iとの非弾性散乱の断面積が大きいうえ、散乱断面積の核行列要素がM1遷移確率から実験的に精密に知られているという大きな利点がある。(2)平成13年度にはNaI(Tl)シンチレーターの高純度化を行った。シンチレーター素材だけでなく、周囲の物質の不純物にも注意して材料を選択した結果、ウラン系列についておよそ12μBq/kgに達する高純度を得た。この値は、世界で最も純度が高く、関連学会で報告し、高い評価を得ている。(論文2,3,4)(3)更にELEGANT Vによる^<100>Moの二重ベータ崩壊の測定および解析を進め、神岡地下実験室および大塔コスモ観測所における計621日の測定により、マヨロン放出による二重ベータ崩壊の半減期に対し、世界で最も厳しい制限を与えることに成功した(論文1)。(4)超高純度シンチレーターを用いたWIMPs探索のために、検出器のデザインを検討し、厚さ0.5mmの超薄型NaI(Tl)を積層させてシステムを組み立てることを決めた。その計画の最も重要な技術的基盤である厚さ0.5mm、直径5cmの大面積・超薄型NaI(Tl)結晶の開発を行った。NaI(Tl)はモース硬度が2の極めて脆い結晶であるため、大面積・超薄型のNaI(Tl)製造は不可能であると考えられていたが、特許申請中の技術によりその製造に成功した。この超薄型の性能を確認した結果は、平成15年3月29日の日本物理学会年会で報告した。(論文4,特許1)[1]宇宙暗黒物質の候補となるニュートリノやニュートラリーノの探索を行うための、超高純度シンチレーターを開発した。平成13年度では特にNaI(Tl)検出器に含まれるウラン系列およびトリウム系列の濃度に注目して高純度NaI(Tl)検出器を製作し、その純度を測定した。純度の測定は遅延同時係数法と波形弁別法を用いてウラン系列およびトリウム系列の放射性核種から放出されるα線を選択的に計測した。その結果、従来の検出器結晶と比較して10倍以上の純度の向上が見られ、ウラン系列は約10μBq/kg、トリウム系列は約1μBq/kgの純度を得ることができた。この結果は2002年2月23日開催の研究会NDM02にて報告した。[2]^<100>Moのニュートリノを放出しない2重β崩壊によって放出されるMajoronの探索を行った。測定はELEGANT Vによって神岡地下観測所および大塔コスモ観測所で行われた。その結果、Majoronを放出する二重β崩壊の半減期の上限値として世界で最も精度の高い値T^<Ovββ>_<1/2>>5.8×10^<21>年(90%C. L.)を得た。Majoronとニュートリノとの結合定数についても世界で最も厳しい制限|<g_B>|<6.3×10^<-5>を与えた。この結果は研究代表者によって日本物理学会原子核分科会にて口頭発表されたほか、Physics Letters Bに掲載されることが決定した。[3]新規に開発するNaI(Tl)検出器のデザインを検討した。NaI(Tl)に質量比で85%含まれる^<127>Iは、スピンに依存する散乱をするWIMPsと非弾性散乱を行い、57.6keVの特徴あるγ線を放出する。NaI(Tl)検出器を細分割化することによって、WIMPsとの非弾性散乱に伴う原子核反跳とγ線をそれぞれ別の検出器によって計測することによって感度を大幅に向上させることが可能であることを明らかにした。この結果は2002年2月23日開催の研究会NDM02で報告した。

(4)超高純度シンチレーターを用いたWIMPs探索のために、検出器のデザインを検討し、厚さ0.5mmの超薄型NaI(Tl)を積層させてシステムを組み立てることを決めた。その計画の最も重要な技術的基盤である厚さ0.5mm、直径5cmの大面積・超薄型NaI(Tl)結晶の開発を行った。NaI(Tl)はモース硬度が2の極めて脆い結晶であるため、大面積・超薄型のNaI(Tl)製造は不可能であると考えられていたが、特許申請中の技術によりその製造に成功した。この超薄型の性能を確認した結果は、平成15年3月29日の日本物理学会年会で報告した。(論文4,特許1)
マクロファージによる死細胞認識がNASHの病態形成に及ぼす意義―貪食に注目して―

脂肪肝が進行すると、炎症と線維化を伴う非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の発症に至る。NASHに特徴的な王冠様構造は、死細胞とマクロファージの相互作用の場であり、炎症と線維化の進行を決定する。しかしながら、マクロファージがどのように死細胞を認識し応答することで、NASHの進行を制御しているのかは不明である。本研究では、マクロファージによる死細胞貪食に介入し、NASHの病態形成に及ぼす影響を調べる。本研究の成果により、王冠様構造におけるマクロファージによる死細胞認識の一面が明らかになり、NASHの新たな病態メカニズムの解明に繋がることが期待される。
ヒトT細胞応答を誘導する日本住血吸虫虫卵抗原のエピト-プ解析

ヒトの日本住血吸虫感染において虫卵周囲の肉芽腫形式に関与すると考えられる宿主T細胞をクロ-ン化し、その反応標識的となる可溶性虫卵抗原(SEA)分子を解析した。慢制日本住血吸虫症患者末梢リンパ球よりSEAの2次刺激によってSEAに特異的に増殖するCD3^+CD4^+CD8^-のT細胞株を得た。このT細胞株由来のクロ-ンはSEAの刺激に対してインタ-ロイキン2(ILー2)およびγインタ-フェロン(ENFーγ)など遅延型過敏反応を調節するサイトカインを産生し、虫卵肉芽腫形成に関与することが考えられた。T細胞株の認識するSEA分子を同定する方法としてTウェスタンによる検討を行った。まずYoung&LambによるTウェスタンの原法による解析に着手したが、この方法には反応測定の感度と再現性に難点があったため、次にAbouーzeidらの改良Tウェスタンの応用を試みた。ドットブロットでは改良法の場合測定感度は原法の約10倍上昇し、また測定間のバラツキもSD<20%に安定する結果が得られた。この方法によって住血吸虫感染における宿主T細胞の免疫調節に関与するSEA分子は検索した。慢性患者ではSEAの>20KD分画に対するHLAーDQ制御下の抑制制T細胞の発現のあることを本研究計画で観察したので抗HLAーDQ抗体の添加によって免疫抑制を解除した条件で作製したCD4^+T細胞株を得て改良Tウェスタンを行った。その結果16KD,33KD,48KD,113KDの分子はILー2,INFーγなどの産生反応を促し、宿主T細胞の肉芽腫性応答の標的分子と同定され、そのうち33KDと48KDは抑制性T細胞の標的分子として免疫抑制に関連したSEA分子と考えられた。改良Tウェスタンの際のT細胞応答の指標としては増殖反応よりサイトカイン産生反応の方が感度が高かった。T細胞認識エピト-プは現在なお検索中であるが、SEAの<20KD分画にはSEAの抗イディオタイプ関連のアミノ酸配列の存在が示唆された。日本住血吸虫の可溶性虫卵抗原(SEA)に特異的なヒトのT細胞を株化し、さらに一部をクロ-ン化した。これらのT細胞の免疫病理学的意義をサイトカイン産生を指標として検討し、その認識するSEAのエピト-プが表現されている分子を粗抗原中より同定することを目的として、主に二つのアプロ-チを通じた解析を行った。1.5名の日本住血吸虫感染既往者の末梢血中よりSEAに特異的に反応するリンパ球を分離し、株化した。これらはすべてCD^<3+>、4^+、8^ー、19^ー、HLAーDR^+のT細胞であり、SEA粗抗原の刺激により特異的に増殖し、ILー2を産生した。2.SEAをSephacryl Sー100でゲル濾過して分子量分画を作製し、前述のT細胞の刺激に用いた。検討した感染既往者では<20kDの分子に反応し、>20kDの分子への反応はみられなかった。しかし抗HLAーDQ抗体の存在下では>20kD分画への反応も起こり、同領域もT細胞反応を誘導し得ること、およびDQ遺伝子制御下のT細胞反応抑制機構が存在することが推定された。クロ-ン化T細胞の反応パタ

-ンの結果と併せて、SEA抗原には、<20kD分画に2個、>20kD分画に1個、の少なくとも3つの異なったヒトT細胞反応誘導エピト-プの存在を確認した。3.T細胞が認識するSEA分子の同定のために、T細胞ウエスタン法の応用を試み、SDSーPAGEとblottingの条件、ニトロセルロ-ス固相化SEAのT細胞刺激活性およびニトロセルロ-ス膜の細胞毒性等についての基礎的検討を行った。その結果、同方法によるSEAの解析は可能と考え、一応の至適実験条件の設定を完了した。4.SEA特異的T細胞をT細胞ウエスタン法によって解析した。各T細胞株およびクロ-ンの認識するSEA分子の分子量はゲル濾過に基づいた推定値とほぼ一致した。この方法で、抗原転写ニトロセルロ-ス膜の条件を連続的に変化させることによって、T細胞の認識分子の単離同定が可能と思われ、現在この点を引き続いて検討中である。日本住血吸虫感染においてヒトT細胞が認識する虫卵抗原エピト-プ発現分子を同定するためにTウェスタンによる検討を継続して行い、ヒトT細胞の主要な応答標的となる虫卵抗原分子を同定した。1.Tウェスタンの改良および日本住血吸虫抗原を用いるための実験条件の設定を行った。従来は抗原付着ニトロセルロ-ス膜を直接T細胞培養へ添加していたが、これを微細粒子状にして添加することによって測定の感度と再現性が上昇することを確認した。予備実験の結果、各穴50μgの虫卵抗原を140×170mmの10%SDSーPAGEにかけ、ニトロセルロ-スへ電気的転写を行い、金コロイド染色の後、微細粒子状にする条件とした。2.昨年度は慢性患者では虫卵抗原の720kD分画に対するT細胞応答がcD8(+)T細胞によって抑制されていることを観察したので、末梢単核細胞の抗HLAーDQ抗体処理によって免疫抑制を解除した条件で虫卵抗原に反応するT細胞株を作った。改良Tウェスタンによる認識分子の解析の結果、虫卵の分子量16KD、35KD、48KD、113KDの分子が慢性患者T細胞の主要な認識分子であることが判明した。その等電点は検索中である。これらのT細胞応答はILー2、INFーγ等の遅延型過敏反応に関与するサイトカインの著明な産生を伴い、本症の病理発現に重要な役割を担うことが示唆された。3.患者T細胞の認識エピト-プと抗虫卵抗体イディオタイプの関係についても検討した。虫卵抗原に反応性のT細胞株は一部の日本住血吸虫感染ヒト血清に対して有意の増殖反応を示した。そのT細胞刺激活性はプロティンAカラムによって吸収されるためIgGの活性と考えられた。住血吸虫症における抗イディオタイプT細胞応答の詳しい機序は不明であるが、虫卵抗原のT細胞認識エピト-プと抗虫卵IgGイディオタイプに何らかの関連したアミノ酸配列の可能性が示唆された。
フッ化・硫化物薄膜スパッタリング堆積におけるアニオン欠陥形成の機構解明とその抑制

Cu2ZnSnS4薄膜のスパッタリング法による堆積に関する研究おいては,熱反射壁スパッタリング法において放電ガスへの酸素導入により薄膜中の欠陥濃度を低くするとともに,結晶性の向上及びバンドギャップの適正化を達成した.MgF2薄膜のスパッタリング堆積に関する研究においては,負イオン基板入射阻止電極を用いて高速負イオンの基板への入射を阻止することにより,薄膜中のアニオン欠陥の形成及び光学吸収を抑制し,1.38という屈折率を持つ薄膜の堆積を達成した.フッ化物あるいは硫化物薄膜のスパッタリング堆積においては,負イオンの基板入射を抑制することが工業的な応用に必須であることが明らかとなった.高周波スパッタリング法によるMgF2薄膜堆積において,負イオン入射阻止挙動の確認を目的として阻止電極に印加する阻止電位を変化させ,阻止電位が薄膜堆積速度,膜厚分布,および光学吸収に与える影響を検討した.ターゲットとして直径が75 mmのMgF2単結晶を用い,阻止電極の接地電極はターゲット直上15 mmに,阻止電位電極は接地電極の6 mm上に設置した.高周波電力を100 W,放電圧力を0.8 Paとした.平成27年度の研究成果として以下を得た.●阻止電位を高くしていくと薄膜堆積速度が高くなるとともに,ターゲットエロージョン領域の対面に位置する領域における薄膜のエッチングが抑制された.●吸収係数は阻止電位50 Vにおいて最も小さくなった.高周波電力を100 Wとしたときにターゲットに発生する自己バイアスは,-55 Vであり,阻止電位により負イオンの薄膜への入射が抑制され,薄膜中の光学吸収の原因となる欠陥の形成が抑制されたと考えられる.高周波スパッタリング法による硫化物堆積においては,Cu2ZnSnS4太陽電池吸収層薄膜のバンドギャップの狭小化を目的として,熱反射壁を用いたCu2ZnSnS4高周波スパッタリング法において放電ガス中への水素添加の影響を検討した.ターゲットは直径が75 mmのCu2ZnSnS4焼結体とし,ターゲットに印加した高周波電力を50 Wとした.組成制御のための熱反射壁温度は400 °Cとし,基板温度は室温400 °Cまで変化させた.平成27年度の研究成果として以下を得た.●放電ガスであるArガスをAr-10%H2とすることにより,バンドギャップが1.5 eV程度まで狭くすることができた.●X線回折ピーク幅から評価された結晶子サイズは,放電ガスへのH2の導入により基板温度室温から400 °Cの範囲において20 nm程度となり,Ar放電時の16 nmに比べて大きくなった.●放電ガスへのH2の導入により格子面間隔は広くなり,さらにXPSによりO含有率の減少が確認された.平成27年度における主たる研究の目標(ゴール)は,フッ化マグネシウム薄膜堆積における阻止電位を光学物性の関係を検討し,ターゲット(駆動電極)直流自己バイアス電位以上の電位を阻止電位として印加することによる欠陥形成抑制を達成し,同時に欠陥形成機構を解明することにあった.●阻止電位を光学物性の関係の検討達成度80 %阻止電位をターゲット自己バイス以上とした場合には,光学吸収が急激に減少することが観察され,阻止電極への電位印加による負イオン入射の抑制が有効であることが明らかとなり,ほぼ目標を達成できたと判断される.●欠陥形成機構の解析達成度20 % ESR法による欠陥評価においては十分な感度が得られるだけの条件を見いだせておらず未達に終わった.XPS法による化学シフトの評価による,Mgの化学状態の解析についての事前実験を終了しており,この点では進展した.●Cu2ZnSnS4薄膜堆積における放電ガスへの水素添加効果達成度100 %平成28年度に実施する予定であるCu2ZnSnS4薄膜堆積において,バンドギャップが十分に狭小化できないという問題が前年度研究からの課題として残ったため,事前条件探索としてAr放電ガスへのH2添加による物性,特にバンドギャップへの影響の検討を行った.水素添加によりバンドギャップ幅を1.5 eVまで狭小化できるという結果を得た.実用上の大きな進捗であり,平成28年度の研究の意義を高めるとともに,太陽電池光吸収層として高いポテンシャルを持つ薄膜の堆積を可能とする結果であり,計画以上の進展であったと判断する.以上より,全体としてはおおむね順調に進展していると判断できるMgターゲットを用いた直流反応性スパッタリング法によるMgF2薄膜堆積における負イオン基板入射阻止の薄膜堆積速度,堆積速度分布,および光学物性への影響を検討した.前年度に得たMgF2ターゲットを用いた非反応性スパッタリング法によるMgF2薄膜堆積における負イオン阻止が堆積速度及び光学物性に与える影響に関する実験結果に基づく.ターゲットとして直径が75 mmのMg板を用い,接地電極はターゲット直上15 mmに,阻止電位電極は接地電極から6 mmの位置に設置した.直流電力は108-120 Wとし,負イオン阻止電位を0-500Vまで変化した.放電圧力は,0.34 Paとし,放電ガスをAr- 50%CF4とし,その全流量を5 sccmとした.平成28年度の研究成果として以下を得た.●負イオン入射を阻止することなく堆積された薄膜は,可視域において吸収を示し,かつ薄膜堆積速度が低い.

特にターゲットエロージョン領域に対向する位置においては,エッチングによりほとんど薄膜が堆積しない.●負イオン阻止電位を高くしていくと薄膜堆積速度が,2倍程度に高くなるとともに,ターゲットエロージョン領域の対面に位置する領域における薄膜のエッチングが抑制された.●吸収係数は阻止電位-50 V付近において最も小さくなった.光学吸収の原因となる欠陥の形成が抑制されたと考えられる.●陰極電位は,330V程度であり,この電位以下での負イオン阻止の機構解明に対してはさらなるデータの蓄積が必要である.CZTS薄膜堆積に関し,以下の成果を得た.●平成27年度に得られた成果を論文としてまとめた.●放電ガスへの酸素導入によるバンドギャップ制御の可能性を見いだし,予備的な研究をおこなったが系統的に成果をまとめるには至らなかった.●負イオン阻止による薄膜堆積速度および薄膜物性の評価については成果を得るには至らなかった.平成28年度における主たる研究の目的(ゴール)は,●MgF2薄膜堆積において阻止電位を薄膜堆積速度及び光学物性の関係を検討し,ターゲット(駆動電極)直流自己バイアス電位以上の電位を阻止電位として印加することによる欠陥形成抑制に関する学術的知見をえることおよび●CZTS薄膜堆積において反射壁条件の最適化をおこなうとともに,負イオン入射阻止の影響を検討することにあった.平成28年度の進捗状況は以下のとおりである.●MgF2薄膜堆積における阻止電位と光学物性の関係の検討達成度80 %工業的に応用性が高い金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法において阻止電位を適正化することにより高い薄膜堆積速度により,可視域に吸収がない薄膜を堆積すること可能であることを明らかとした.さらに,平成28年度の成果を論文としてまとめ,投稿準備を終えた.ただし,光学デバイス応用において,有用性の高いCaF2薄膜堆積については系統的な成果を得るには至らなかった.全体として,ほぼ目標を達成できたと判断される.●欠陥形成機構の解析達成度20 % ESR法による欠陥評価においては,高感度型の装置を用いての解析を予定していたが,未達に終わった.感度の不足が原因である.●Cu2ZnSnS4薄膜堆積における放電ガスへの水素添加効果達成度40%平成27年度に問題となっていたバンドギャップの狭小化を達成し,成果を論文としてまとめ投稿準備を終えた.したがって,【全体としては若干の進捗の遅れおよび成果の不足がある】と判断する.Mgターゲットを用いた直流反応性スパッタリング法によるMgF2薄膜堆積における負イオン基板入射阻止の薄膜堆積速度,薄膜堆積速度分布,および薄膜光学物性の検討を平成28年度に引き続きおこなった.ターゲットとして直径が75 mmのMg板を用い,阻止電極の接地電極はターゲット直上15 mmに,阻止電位電極は接地電極から6 mmの位置に設置した.直流電力は108-120 Wとし,負イオン阻止電位を0 Vから-500 Vまで変化した.放電圧力は0.34 Pa,放電ガスをAr-50%CF4とし,その全流量を5 sccmとした.平成29年度の研究成果として以下を得た.●吸収係数は阻止電位-30 V付近において小さくなり,陰極電位以上の大きさの阻止電位を印加する必要がない.●低い阻止電位においてもターゲットエロージョン領域に対向する位置における薄膜のエッチングが抑制されている.
インドール含有青黛生薬の炎症制御機序解明および大腸癌抑制効果の検証

生薬青黛の主成分の1つであるイソインジゴはAryl Hydrocarbon受容体(AhR)のリガンドと考えられ、様々な免疫学的薬理作用が報告されている。AhRはILC3を介して炎症性T細胞の抑制効果を発揮し、作用機序に腸内細菌叢の関与も確認されていることから、イソインジゴの腸炎抑制作用も大いに期待しうる。我々は本研究により、腸炎モデルおよび潰瘍性大腸炎において、青黛が容量依存性に腸炎抑制を有することを明らかにしてきた。1)青黛投与による腸炎抑制効果DSS大腸炎モデルにおいて、4%青黛投与により体重減少および大腸炎の抑制が認められた。免疫学的評価では、腸管上皮再生に関与するIL-22のmRNAレベルの発現亢進、およびFoxp3陽性細胞の増加が認められ、青黛の腸炎抑制効果に調節性T細胞が関与している可能性が示唆された。腸内細菌解析においては、4%青黛投与群でdysbiosisの改善が見られ、また青黛投与されたマウスの糞便を抗生剤処理後の腸炎モデルに便移植したマウスにおいて腸炎抑制効果が認められたこと、Bacteroides属の誘導が確認された。また活動性潰瘍性大腸炎に対する青黛投与において、大腸炎抑制された患者の糞便においてBifidobacterium属の増加が確認され、マウスおよび潰瘍性大腸炎患者における青黛の腸炎抑制効果は腸内細菌叢の変化が寄与する可能性が考えられた。2)青黛による腸炎関連大腸癌抑制効果:タモキシシリンを用いた腸炎誘導大腸癌モデルを用いて青黛による大腸癌抑制効果が確認され、。大腸癌が発生する前の早期の段階で青黛を投与しても大腸癌の腫瘍サイズの減少は認められなかったことより、青黛による予防投与は大腸癌抑制効果はないと考えられた。生薬青黛の主成分の1つであるインジゴはAryl Hydrocarbon受容体(AhR)のリガンドと考えられ、様々な免疫学的薬理作用が報告されている。関節炎モデルでは既に炎症抑制作用が知られているが、AhRはILC3を介して炎症性T細胞の抑制効果を発揮し、作用機序に腸内細菌叢の関与も確認されていることから、インジゴの腸炎抑制作用も大いに期待しうる。これまで我々は探索的検討において活動性潰瘍性大腸炎患者に対して1日2gの投与により83%の症例で臨床的有効性を有し、内視鏡的治癒が得られた症例も存在することを確認してきたが、本研究では潰瘍性大腸炎に対する青黛の有用性に関する従来と異なった免疫学的機序の解明および腸内細菌叢に及ぼす作用について新たな視点で検討するとともに、インドール含有した青黛による炎症を母地とした大腸癌抑制効果についても明らかにすることを目的に研究を行っている。平成28年度は5週齢B6マウスに、3週間給餌(生黛群、通常群)したのちにDSSを自由飲水させ腸炎の発症を検討し、体重及び、DAIにおいて生黛投与群が有意に腸炎を抑制しており生黛に炎症抑制効果が認められることが証明され、腸管LMPCにおけるIL-6およびTNFαが容量依存性に抑制することを明らかにしてきた。一方でIL-22産生は軽度亢進しているものの、IL-10産生には変化は認められなかった。また青黛の大腸癌抑制に関しては、現在タモキシン腹腔内投与、後2%DSS腸炎を2-5サイクル施行した際の腸炎活動度および大腸癌発現頻度について検討しており、約50%のマウスで炎症を母地とした大腸癌が発生していることを確認しており、高容量の青黛により、マウス大腸癌の縮小が確認された。また本研究を開始するに至った先行研究(青黛の有効機序や臨床上の治療効果)の内容の一部をJ Gastroenterologyに掲載した。現在青黛による腸炎モデルの免疫学的機序解明や大腸癌抑制効果については実験が終了している。腸炎抑制における腸内細菌の関与に関する研究は現在ヒトおよびマウスモデルにて検体採取が終了し、現在腸内細菌叢プロファイリングの変化を16S rRNA系統解析法解析を行っている。また大腸癌抑制効果の機序に関する研究は今年度より開始している。すでに我々は、2016-2017年に多施設共同研究を行い、活動性潰瘍性大腸炎に対し用量の異なる青黛およびプラセボを8週間投与を行い、1日0.5g以上の青黛投与により、プラセボに比して有意に有効率、粘膜治癒率が高いことを報告してきた。しかしそのメカニズムについては明らかではない。さらに青黛投与による大腸癌抑制効果についても不明である。本研究では腸炎動物モデルを用いて青黛の腸炎抑制メカニズムと大腸癌抑制効果について検討を行っている。平成29年度は生黛成分のうち、含有率の高いindol, I3Cに着目し、各々を経口投与し、急性腸炎モデルにて比較検討を行った。

Indigo、I3C投与においては既報と異なり、DSS腸炎は抑制されなかった。青黛内の主成分の一つであるBetulin投与においてもDSS腸炎は抑制されない。一方でindol投与においては軽度の改善効果を認めた。無菌マウスにおける生体投与においてはDSS腸炎の抑制効果がキャンセルされるため、青黛投与で増加する菌叢にも着目した。青黛投与では特定の菌叢の増加を認め、青黛投与マウスにおける菌を抗生剤投与マウスに生着しDSS腸炎を検討したところ腸炎抑制効果を示した。また大腸癌抑制効果に関する検討では大腸癌が発生する前の早期の段階で青黛を投与しても大腸癌の腫瘍サイズの減少は認められなかったことより、青黛による予防投与は大腸癌予防の効果はないと考えられた。青黛に関する腸炎抑制効果のメカニズムに関する研究、大腸癌抑制効果に関するプロジェクトは順調に進んでおり、特に今年度は青黛含有中の有効分子の同定に関して意義のある結果が得られた。本年度は生黛成分のうち、含有率の高いindol, I3Cに着目し、各々を経口投与し、急性腸炎モデルにて比較検討を行った。また青黛を8週間投与した、潰瘍性大腸炎患者に対して血中サイトカインの測定を行い、治療効果が認められた症例において、IL-6 IL-8の有意な低下が認められたこと、さらにIL-22の軽度上昇が確認された。生薬青黛の主成分の1つであるイソインジゴはAryl Hydrocarbon受容体(AhR)のリガンドと考えられ、様々な免疫学的薬理作用が報告されている。AhRはILC3を介して炎症性T細胞の抑制効果を発揮し、作用機序に腸内細菌叢の関与も確認されていることから、イソインジゴの腸炎抑制作用も大いに期待しうる。我々は本研究により、腸炎モデルおよび潰瘍性大腸炎において、青黛が容量依存性に腸炎抑制を有することを明らかにしてきた。1)青黛投与による腸炎抑制効果DSS大腸炎モデルにおいて、4%青黛投与により体重減少および大腸炎の抑制が認められた。免疫学的評価では、腸管上皮再生に関与するIL-22のmRNAレベルの発現亢進、およびFoxp3陽性細胞の増加が認められ、青黛の腸炎抑制効果に調節性T細胞が関与している可能性が示唆された。腸内細菌解析においては、4%青黛投与群でdysbiosisの改善が見られ、また青黛投与されたマウスの糞便を抗生剤処理後の腸炎モデルに便移植したマウスにおいて腸炎抑制効果が認められたこと、Bacteroides属の誘導が確認された。また活動性潰瘍性大腸炎に対する青黛投与において、大腸炎抑制された患者の糞便においてBifidobacterium属の増加が確認され、マウスおよび潰瘍性大腸炎患者における青黛の腸炎抑制効果は腸内細菌叢の変化が寄与する可能性が考えられた。2)青黛による腸炎関連大腸癌抑制効果:タモキシシリンを用いた腸炎誘導大腸癌モデルを用いて青黛による大腸癌抑制効果が確認され、。大腸癌が発生する前の早期の段階で青黛を投与しても大腸癌の腫瘍サイズの減少は認められなかったことより、青黛による予防投与は大腸癌抑制効果はないと考えられた。
振るとゲル化する流体の発生機構と歩道路面への適用に関する研究

ナノサイズのシリカ粒子などからなる、振るとゲル化する流体のコストダウンと歩道路面への適用時における反発係数の変化などについて調べた。この試料に塩を加えるほか、大きさの異なるシリカ粒子を混ぜるなどの方法で、より低速でゲル化させることが可能であることを見出した。またゲル状態と流動状態の試料が入った袋をウッドチップ舗装路面の下に敷いた場合、ゲル状態の方がより路面の反発が強くなったことから、速く走ると固まる性質を有することが分かった。振盪することで流動性が失われゲル化し、その後静置することで流動性が元に戻る「可逆ゲル」の性質を示すナノシリカ/ポリエチレングリコール(PEG)水溶液分散系について、歩道路面への適用に向けて以下に示した様々な基礎実験を行い、データを得た。データを得る際には主に二重円筒型レオメーターを用いて、ゲル化前後の粘度およびゲル化の際に粘度が急上昇(粘度ジャンプ)するせん断速度の値から評価を行った。1この試料に微量の塩を加えるとより低いせん断速度でゲル化するが、塩を加えたものと加えないもので同様の流動性を有するようPEGの量を調整したものについて、一旦ゲル化したものの流動性が回復する時間を測定したところ、塩を加えたものの方がより速く流動性が回復することが分かった。2発泡スチロールのリサイクル利用を目指してポリスチレン(PS)のマイクロ粒子を界面活性剤とともに加え、ゲル化前にもある程度の粘度を持たせることを試みた。その結果ゲル化後の流動性はあまり変わらないが、ゲル化前の粘度を上昇させることが可能であった。3可逆ゲル試料を振盪機によって長期に渡って振盪させ、ゲル状態を保つようにしたところ振盪を止めても流動性が戻りにくくなった。特に塩を加えたものでは1年ほど置くとほとんど流動性が戻らなくなり、より顕著にこの作用が現れた。このようにゲルとなって元に戻らない試料を60°Cまで加熱しても流動性は回復しなかった。4ゲル化前後の粒径分布を光散乱式粒度分布計により測定したところ、流動性がほぼ元に戻る段階で平均粒径が低下する様子が見られた。シリカナノ粒子と高分子水溶液からなる、振るとゲル化する流体(可逆ゲル)について路面を長期にわたって静置、また振動を与えることでその長期耐久性を調べた。塩を加えたものでは加えないものより低下し、また揺動を与えたものの方がより低下した。一方これまでは粒径11 nmのシリカのみを試料として用いていたが、25および45 nmのサイズのものを混ぜることにより、塩と同様に容易にゲル化が発生する様子が確認できた。これらの大きな粒子のみでは可逆ゲルにはならないことから、粒径に分布を持たせることが有効であることが分かった。塩を使って粒子の反発相互作用を弱める方法と異なり、長期耐久性の向上が期待される。この後実際に歩道路面に可逆ゲルを適用した際の有効性を調べるため、土の下に可逆ゲル試料を加えた密閉したポリ袋を敷き、上からウッドチップ舗装を施工し静止摩擦係数および反発係数(GB係数)を測定した。この際500 g程度の試料を入れた大きな容器では、手で振った時のゲル化は発生しにくかったことから低いせん断速度でゲル化する試料を用いた。また容易にゲル化するためあらかじめ手で揉んである程度ゲル化した状態で舗装を施工し測定を行い、その後1日置いてゾルに戻った状態でも同様の測定を行った。その結果静止摩擦係数はゲル状態とゾル状態ではあまり変わらず、滑りやすさに影響を与えないことが分かった。また1 mの高さからゴルフボールを落とし、跳ね上がった高さをハイスピードカメラで調べることで反発係数(GB係数)を調べた。ゲル状態ではゴルフボールはわずかに跳ね上がったのに対し、ゾル状態ではほとんど上がらず強い衝撃吸収効果が見られた。以上のことから、可逆ゲルのゾル=ゲル変化によって路面の反発力の変化が確認された。ナノシリカ粒子をはじめ多量の材料を本補助金により購入することができたため、様々な測定を行い実用化に向けた多くの基礎データを得ることができた。平成26年度計画のうち、リサイクル材料(マイクロ粒子)を用いた場合の性能評価はほぼ予定の実験を終了し、プラスチックリサイクル化学研究会にて発表を実施した。このほか長期耐久性およびゲル化後に流動性が元に戻るまでの挙動に関しては有用なデータが得られた。これらの基礎データは平成27年度の実用化を目指す実験に際して、歩道路面舗装を施工するにあたって大量の試料を調整、使用する際にどのような塑性の材料を用いるかの指針とする予定である。一方で粒度分布計によるゲル化発生機構の解明はゲル化時および流動性回復時に定量的なデータの再現性が現れず、有益なデータはあまり得られなかったものの、平均粒径がゲル化時に大きくなるという定性的な結果は得られた。レオロジー平成26年度の研究により、塩およびシリカの組成比によって可逆ゲルの流動性や元に戻るまでの時間を制御できることが分かった。

一方で長期安定性については実用化に際し問題が見つかったものの、将来の解決を期待してウッドチップ舗装路に適用した際の特性評価および舗装路の評価試験における測定法の影響を当初予定の通り実施する。その際に使用する可逆ゲル材料には平成26年度の研究内容を踏まえて、ナノシリカの使用量を削減できかつ流動性が元に戻りやすい塩を添加したものを中心に用いる。このほか粒度分布計を用いた実験は組成を変更することで平成27年度も実験を実施する。余裕があれば温度を上昇させることによって耐久性の向上が出来るかも調べる。初年度に購入予定の物品として挙げ、マイクロ粒子を混合した可逆ゲル実験で使用予定であったミックスローターは、早期に実験を開始するのに加え、同じ研究グループの、本研究とは異なる他のメンバーの研究にも使用することを狙って予定を変更し、他の予算により購入した。このマイクロ粒子を使用した実験は予定通り終了し、プラスチックリサイクル化学研究会での研究発表が出来た。また長期耐久性試験は当初計画の通り、平成25年度に購入済みであった振盪機を用いた。また材料等の物品費も当初の購入予定よりも大幅に少なくなった。これは平成26年度に実施した基礎研究において多数の組成の材料で研究を行う予定であったものの、予定より少ない材料を用いた実験によっておおむね有用なデータを順調に得ることが出来たことから、ナノシリカをはじめとした材料・ガラス器具等の使用量を当初計画よりも減らすことが可能となったためである。平成27年度に購入予定とした「すべり摩擦抵抗器」が高額であることから、昨年度に繰り越した予算は主にこの購入に充てる。実験室レベルでの舗装材試験のための材料、器具等必要な物品はおおむね予定通り購入する予定である。可逆ゲルを調整するための大きなガラス瓶等、一部必要な物品は既に購入を済ませており、平成26年度にも一部使用したものを洗浄して用いる。国内外の研究発表も予定通り実施する予定で、平成27年5月の京都府宇治市での国内学会(日本レオロジー学会年会)、同年12月のハワイ・ホノルルでの国際会議(環太平洋国際科学会議、Pacifichem 2015)での発表申し込みを既に済ませている。この他の国内学会でも発表を予定している。このほか国内外の論文誌へ数報の論文を投稿する予定である。
高活性ピリドキサールモデルを用いた有機合成

生体内でアミノ酸の代謝に関与する補酵素ピリドキサールの機能を非酵素系で再現し、アミノ酸の合成に高い活性を示す触媒系を開発するのが本研究の目的である。我々は最近酵素反応機構の考察に基づいて、一般酸塩基触媒作用を取り入れた新しいピリドキサールモデル系を開発した。この系は1位に長鎖ドデシル基をピリドキサールとカチオン性界面活性剤CTAcl(ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド)とから成る。この触媒はアミノ酸の諸反応に対して期待通りに高い触媒活性を示すことを見出した。従来のピリドキサールモデルの触媒作用には金属イオンの添加が殆んど不可欠であったが、本系では金属イオンを必要とせず、しかも30゚C,pH8という穏やかな条件下にアミノ酸のアミノ基転移反応やβ-脱離反応を起すことができる。これらの触媒反応を種々の角度から検討することによって高い触媒活性が生じる原因を明らかにすると共に、この系をアミノ酸の合成に応用することを試みた。アミノ酸のβ-脱離反応はアミノアクリル酸を経由して進行するので、この中間体に適当な求核試薬を付加させることができればアミノ酸を合成できることになる。そこで、基質としてS-ベンジルシステイン,求核試薬としてフェノールを用いて反応を行ったところ、原料とは異なるアミノ酸が得られた。この化合物は予想生成物のチロシンではないことから、3-フェノキシアラニンと考えられる。興味深いのは、小過剰のフェノールを加えるだけで、β-脱離反応生成物のピルビン酸は全く生成せず、定量的に3-フェノキシアラニンが得られることである。これまでに知られていた3-フェノキシアラニンの合成法はかなり面倒で収率も低かったので、本研究で開発した方法によってこのアミノ酸の合成法は大幅に改善されたことになる。今後は求核試薬の種類を変えて反応を行い、側鎖の異なる新規アミノ酸を多数合成する予定である。
婦人科癌幹細胞の特性と上皮間葉転換

卵巣卵黄嚢腫瘍細胞においてCD133が癌幹細胞マーカーであることを証明した。我々は腹膜中皮細胞と卵黄嚢腫瘍細(NOY1)の相互作用を検討した。NOY1から癌幹細胞を分離し、腹膜中皮細胞との共培養によってコロニー形成能、浸潤能の亢進を認めた。その作用はCXCR4アンタゴニストによりブロックされた。以上の結果から腹膜中皮細胞は卵黄嚢細胞の癌幹細胞に対してニッチとして作用することを証明した。癌幹細胞と腹膜中皮細胞の共培養の結果、それぞれの細胞の上皮間葉転換が認められた。我々はこれまでに婦人科癌における上皮間葉転換の解析を行ってきた。今回の研究において癌幹細胞を分離し、癌幹細胞の観点から上皮間葉転換の制御機構の解明を行うことを目的としている本年度の研究においては婦人科癌細胞株から癌幹細胞の分離、同定と機能解析を行った。まず、癌幹細胞の分離に関してはCD133を細胞表面マーカーとしたMACS(magnetic sorting system)を用いてCD133陽性細胞の分離を行ったところ、卵巣卵黄嚢由来細胞株、NOY1では約40%が陽性であり分離可能であった、一方、子宮頚がん細胞株、Caski,TCS細胞においては約3%の発現率であり、MACSでは分離困難であったため、Sphere形成法を用いた、sphere形成培地にて2週間培養し、sphere形成細胞を分離し、CD133の発現を確認したところ、親株に比較して発現亢進が認められた。次に、CD133陽性細胞およびsphere形成細胞をヌードマウスに皮下移植し、CD133陰性細胞との間で腫瘍形成能を比較したところ、CD133陽性細胞およびsphere形成細胞は有意に皮下移植率が高いことが示され、癌幹細胞能を有する可能性が示唆される結果であった。次いで、NOY1細胞を用いてCD133陽性細胞の機能解析を行った。卵巣がんの主な転移形式が腹膜播種であることに着目し、マトリゲルインベージョンチャンバーの下層に腹膜中皮細胞を敷いた実験を行ったところCD133陽性細胞は陰性細胞に比較して、腹膜中皮細胞方向への浸潤能の亢進を認めた。また、CD133はケモカインレセプターであるCXCR4の発現がCD133陰性細胞に比して亢進しており、CXCR4の中和抗体の投与により、浸潤能の亢進はキャンセルされた。以上の結果から腹膜中皮との相互作用においてSDF-1-CXCR4経路の関与が示唆される結果を得た。近年、がん幹細胞に対しても生態的適所であるニッチが存在しがんの維持および転移に重要な役割をもつことが示唆されている。本年度の研究において我々は、卵巣がんの主な転移形式が腹膜播種であることに着目し、腹膜中皮細胞が卵巣がん幹細胞ニッチになり得るとの仮説を立てた。そして、卵巣がん幹細胞と腹膜中皮細胞との相互作用についての検討を行った。我々は、当教室にて樹立した、卵黄嚢腫瘍細胞株NOY1においてCD133を幹細胞マーカーとして同定し、さらに、CD133陽性細胞を腹膜中皮細胞と共培養するとCD133発現細胞が長期間にわたって維持され、2週間にわたる長期培養後もCD133強発現が免疫染色によって確認された。CD133陽性細胞は陰性細胞に比べIn vitroでのコロニー形成能が亢進しており、中皮細胞との非共培養下では2.4倍であったのに対し、共培養下では4.3倍と中皮細胞との共培養によってその差が顕著となることを見つけた。中皮細胞を下層にまいた浸潤能の比較においてもCD133陽性細胞は陰性細胞に比して中皮細胞方向への浸潤能の亢進を認めた。また、CXCR4アンタゴニストの併用によってCD133陽性細胞におけるコロニー形成能、浸潤能の亢進はほぼ完全にキャンセルされた。卵巣がん幹細胞のニッチの一つとして腹膜中皮細胞が作用し、SDF-1-CXCR4シグナルを介してCD133陽性細胞の自己複製能、腫瘍形成能、浸潤能に関与することを示した。さらなるニッチ分子の同定やがん幹細胞、ニッチ間シグナル伝達の解明は卵巣がん腹膜播種に対する新規治療法の開発につながる可能性がある。本年度の研究として、我々は卵巣がん幹細胞と腹膜中皮細胞との相互作用の研究を行った。現在のところ我々の教室で樹立した卵黄嚢腫瘍細胞株(NOY1,NOY2)においてCD133ががん幹細胞マーカーであり、セルソーターにて効率良く、がん幹細胞を分離できた。我々はCD133陽性および陰性細胞と腹膜中皮細胞との共