hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫嗅覚受容系を模倣した匂い識別センサの開発

本研究では、昆虫嗅覚受容体を利用して、高感度かつ選択性の高い細胞利用型匂いセンサ構築の基礎技術の確立を目的とした。遺伝子工学技術により、昆虫嗅覚受容体をカルシウム感受性蛍光タンパク質と共発現させたSf21細胞系統を樹立し、それら細胞系統が一般的な匂い物質を蛍光強度変化量として高感度に検出できることを示した。また、微細加工技術により、2本の流路に同時に刺激物質を導入可能なマイクロ流路チップを作製し、Sf21細胞系統を並列配置しそれらの蛍光応答が検出できることを示した。これにより、昆虫嗅覚受容体を発現させたSf21細胞系統をセンサ素子とした匂いセンサチップ構築の基礎技術を示した。既存の工学技術に基づく匂いセンサはリアルタイム性及び検出感度・識別の点で課題がある。一方昆虫は、触角で機能する嗅覚受容体によって環境中の様々な匂い物質を高感度に検出する。本研究は、遺伝子工学技術及び工学技術を用いてキイロショウジョウバエの嗅覚受容体をマイクロ流路チップ上にアレイ化することで、高感度かつリアルタイムに様々な匂い物質を検出できるセンサの構築を目的とする。平成24年度は、嗅覚受容体をアレイ化した匂いセンサの構築を目指して、1匂い検出素子の構築、2センサチップの構築、3匂いセンサの機能評価を実施した。1匂い検出素子の構築キイロショウジョウバエ触角で機能する全32種類の一般臭受容体うち29種類について、カルシウム感受性蛍光タンパク質とともにSf21細胞に遺伝子導入し、一般臭受容体を発現する細胞系統を樹立した。光学イメージングの結果、22種類の細胞系統がリガンドである一般臭に蛍光応答を示すことが分かった。以上により、蛍光強度変化量として一般臭を検出できる匂い検出素子22種類の構築を完了した。一方で、RT-PCRによる発現解析の結果、各細胞系統で受容体遺伝子の発現量に差異がみられ、蛍光応答に影響を及ぼす可能性が示唆された。現在応答が得られていないものを含む全細胞系統について遺伝子発現解析を実施し、S/N良く蛍光応答を示す細胞系統の抽出を進めている。2センサチップの構築作製したマイクロ流路チップは、少なくとも1週間にわたり細胞を培養でき、蛍光顕微鏡下で蛍光を観察し続けられることが分かった。また、本チップと1/6型撮像素子のCMOSイメージセンサを用いて細胞の蛍光応答の検出方法を検討した。3匂いセンサの機能評価作製したチップ中に受容体発現細胞系統を導入し匂い応答を測定した結果、培養皿で取得した細胞の蛍光強度変化と同程度の蛍光応答がチップ中で検出できることが分かった。既存の工学技術に基づく匂いセンサは検出感度・識別の点で課題がある。本研究は、遺伝子工学技術及び微細加工技術を融合し、昆虫の嗅覚受容体を発現させたSf21細胞をマイクロ流路チップ上に並列配置することで、高感度に様々な匂い物質を検出できる匂いセンサ構築技術の確立を目的とする。嗅覚受容体発現細胞を並列配置した匂いセンサの構築を目指して、1匂い検出素子の構築、2センサチップの構築、3匂いセンサの機能評価を実施した。1平成24年度に課題であった、受容体発現Sf21細胞における一般臭に対する蛍光応答のS/Nの向上のため、平成25年度では遺伝子導入する発現ベクターを改良し、一般臭をS/N良く検出し蛍光強度変化を示すSf21細胞を作出した。作出したSf21細胞は、導入した嗅覚受容体が応答する一般臭に、1microM以下の検出閾値で蛍光強度変化を示した。これにより、一般臭を効率的に検出できるSf21細胞の作出技術を確立した。2ソフトリソグラフィ技術により、異なる2本の流路に250msec以内の誤差範囲内で刺激物質を供給できるマイクロ流路チップを試作した。試作したマイクロ流路チップの2本の流路にそれぞれ異なるSf21細胞系統を導入することで、2種類のSf21細胞系統の蛍光応答を取得できることを示した。3昆虫嗅覚受容体として性フェロモン受容体を発現する2種類のSf21細胞系統を、2で試作したマイクロ流路チップ上に並列配置することで匂いセンサチップを構築した。構築した匂いセンサチップに受容体が応答するフェロモン成分を供給すると、細胞系統の蛍光応答が取得できることを示した。これにより、複数種類の細胞系統を並列配置でき、匂い物質に対して細胞系統の蛍光応答が取得できる匂いセンサチップ構築の基礎技術を確立した。半導体や水晶振動子など工学技術に基づく既存の匂いセンサはリアルタイム性及び検出感度・識別の点で課題がある。一方、昆虫は触角に備わる匂い受容系(嗅覚受容体)によって環境中の様々な匂い物質を高感度かつリアルタイムに検出できる。

本研究は、遺伝子工学技術及び工学技術を用いてキイロショウジョウバエ触角の全嗅覚受容体をマイクロ流路チップ上に再構築することで、高感度かつリアルタイムに様々な匂い物質を検出できる匂いセンサの構築を目的とする。平成23年度は、匂いセンサの基礎技術の確立を目指して、(1)匂い検出素子の構築、(2)センサチップの構築、(3)匂いセンサの機能評価を並行して実施した。(1)キイロショウジョウバエ触角で機能する全32種類の一般臭受容体のうち6種類の受容体について、カルシウム感受性蛍光タンパク質(GCaMP3)とともにSf21細胞に遺伝子導入することで、一般臭の情報を蛍光強度の変化量として計測できる培養細胞を構築した。これらのうち2種類の受容体発現培養細胞について安定発現細胞系統を樹立することに成功し、これら細胞系統が1か月以上の凍結保存後も一般臭に対して応答を示すことが分かった。これにより、樹立した細胞系統が匂い検出素子として利用できることを示した。(2)並行して、匂い検出素子となる細胞系統を導入できるガラス製のマイクロ流路チップ(マイクロ化学技研株式会社製)を設計・作製した。また、作製したマイクロ流路チップを1/6型の撮像素子を持つCMOSイメージセンサと組み合わせることで、蛍光ビーズの蛍光を検出できるコンパクトなセンサチップを構築した。(3)作製したセンサチップに導入した細胞系統から、匂い刺激時の蛍光変化量を蛍光顕微鏡下で計測することに成功した。これによりチップ上の細胞系統から匂い応答を取得する技術を確立した。現在、CMOSイメージセンサを用いた匂い応答の計測技術の確立を進めている。キイロショウジョウバエの嗅覚受容体を発現させた細胞系統をアレイ化した匂いセンサを開発するため、平成24年度は複数種類の匂い検出素子の構築及び匂いセンサチップの構築を目指して、1匂い検出素子の構築、2センサチップの構築、3匂いセンサの機能評価を実施した。1匂い検出素子の構築では、細胞系統ごとの受容体遺伝子の発現量が匂い応答に影響を及ぼす可能性を示唆したが、結果的に一般臭に対して蛍光強度変化を示す22種類もの細胞系統の樹立に成功しており、その成果も国際学会及び国内学会で発表した。そのため、1の項目については概ね当初の計画通りに進展していると判断した。2センサチップの構築及び、3匂いセンサの機能評価についてはSf21細胞を導入できるマイクロ流路チップを設計・作製し、チップ中でのSf21細胞の培養条件の決定及び受容体発現細胞系統から匂い応答の検出まで達成した。また、CMOSイメージセンサを用いてチップに導入した蛍光ビーズの蛍光を検出できることまでを示した。しかし、現在CMOSイメージセンサによる細胞系統の応答測定を検討している段階であることから、23の項目についてはやや遅れていると判断した。以上3項目を総合的に評価して、本研究の現在までの達成度を「(3)やや遅れている。」と評価した。本研究の最終目標であるキイロショウジョウバエの全嗅覚受容体をマイクロ流路チップ上に再構築した匂いセンサを構築するために、平成23年度は匂いセンサ構築のための基礎技術の確立を目指して、(1)匂い検出素子の構築、(2)センサチップの構築、(3)匂いセンサの機能評価を並行して実施した。(1)匂い検出素子の構築では、一般臭に対する応答を蛍光強度変化量として計測できる細胞の構築に成功した。
ＰＰＭ１Ｄホスファターゼ過剰発現癌細胞における染色体分配制御の破綻と分子基盤解明

PPM1Dホスファターゼ過剰発現細胞では染色体不安定化が見られるが、その分子機構は不明である。本研究では、PPM1D過剰発現によりp53非依存的に染色体不安定化が引き起こされることが示された。また、PPM1Dの過剰発現により核内タンパク質であるTOP2Aの低リン酸化・活性低下が引き起こされることが明らかとなった。これらの結果から、PPM1D過剰発現により低リン酸化TOP2A増加に伴うTOP2A不活性化が生じ、最終的に染色体分離異常を引き起こす可能性が示唆された。これまで申請者は、PPM1Dの過剰発現により低リン酸化状態のTOP2Aが優位に増加することを見出している。そこで平成25年度は、PPM1DによるTOP2Aリン酸化への影響について解析した。まず、TOP2Aの酵素活性化に重要な役割を果たしていることが報告されている2か所のリン酸化部位に対し、抗リン酸化ペプチド抗体の作製を実施した。KLHにコンジュゲートした免疫用ペプチドをウサギに免疫し、抗TOP2Aリン酸化ペプチド抗体を作製・精製した。ドットブロット解析によりSer1337位を優位に認識可能な抗1337位リン酸化セリン認識抗体を得ることに成功した。乳がん由来MCF7細胞を用いたリン酸化レベルの解析から、nocodazoleによりM期同調したMCF7細胞において、TOP2A1337位のリン酸化状態がPPM1Dのノックダウンにより優位に上昇することが明らかとなった。このことから、PPM1D過剰発現によるTOP2Aデカネーション活性の抑制はTOP2AのSerリン酸化状態の低下に起因することが示唆された。平成24年度は、PPM1D-TOP2Aの相互作用がもたらすTOP2A機能制御の分子基盤解明の研究を実施した。まず、細胞内におけるPPM1DとTOP2Aとの局在を解析するため、EGFP-PPM1DをH1299細胞に発現させた。その結果、EGFP-PPM1D発現細胞では、染色体不安定性の指標であるDNAブリッジを形成する細胞が顕著に増加した。興味深いことに、DNAブリッジ上にはEGFP-PPM1Dと内在性TOP2Aが共局在することが明らかとなり、染色体分離におけるTOP2A機能をPPM1Dが阻害している可能性が示唆された。次に、PPM1D過剰発現によるTOP2Aのタンパク質レベルへの効果について解析した。PPM1Dの発現量増加に伴い、TOP2Aの発現量も増加するとともに、PPM1DによるTOP2Aの増加はp53非依存的であることが明らかとなった。Phos-Tag含有アクリルアミドゲルを用いた解析よりPPM1D過剰発現細胞では低リン酸化状態のTOP2Aが顕著に増加していることが判明した。一方、PPM1D過剰発現細胞では、TOP2Aのデカテネーション活性が減少していることが明らかとなった。これらのことから、「PPM1Dの過剰発現によりTOP2A活性が低下し、染色体分離異常を引き起こす」可能性が示唆された。これまでの申請者の研究により、PPM1Dの過剰発現細胞では低リン酸化状態のTOP2Aが優位に増加することを見出している。また、TOP2Aの活性制御に関与することが知られているリン酸化残基を特異的に認識する抗体をデザイン・作製し、PPM1DがTOP2Aの1337Serを脱リン酸化することによりTOP2Aの活性を制御している可能性が示唆された。平成27年度は、昨年までの研究で得られたPPM1DによるTOP2A活性制御機構モデルに基づき、効果的な細胞増殖抑制法開発のための研究を実施した。当研究室で開発されたPPM1D阻害剤を用いて、癌細胞増殖抑制効果の定量的解析を実施した。PPM1D過剰発現細胞である乳がん由来MCF7細胞に対し、PPM1D阻害剤SPI-001とTOP2A阻害剤エトポシドを併用させたところ、顕著な細胞増殖抑制効果が見られた。さらにFlow cytometry解析の結果、PPM1DならびにTOP2A阻害剤を併用することによりアポトーシスが誘導されることが明らかとなった。これらのことから、PPM1D阻害剤とTOP2A阻害剤の併用法が有用な抗癌療法になる可能性が示唆された。生物学H25年度の当初予定であったTOP2Aのリン酸化部位の同定については、TOP2A抗体の作製・精製に多くの時間を費やし、リン酸化部位を特異的に認識できる抗体を得ることに成功した。また、細胞周期同調させることにより、PPM1Dの過剰発現により1337位リン酸化レベルが減少し、TOP2A活性が抑制されるというモデルを提唱した。平成24年度の当初の研究計画は、1.PPM1DおよびTOP2Aにおける相互作用部位の同定、2.PPM1DとTOP2Aの細胞内局在の解析、3.PPM1DによるTOP2Aのリン酸化状態への影響、4.PPM1DによるTOP2Aの酵素活性への効果であった。

これらの実験をおおむね完了しており、「PPM1Dの過剰発現によりTOP2A活性低下がし、染色体分離異常を引き起こす」というモデルを提案するに至り、PPM1DによるTOP2A制御破綻制御機構について新たな知見を与えた。本年度はPPM1D発現量に依存したゲノム不安定化の定量的な解析を実施する。また、我々が同定したPPM1Dの阻害剤を用い、ゲノム不安定性改善効果、がん細胞増殖抑制効果を定量的に評価するとともに、PPM1D阻害剤投与の最適化を実施する。また、本年度は研究計画の最終年度のため研究成果をまとめ論文投稿を行う。平成24年度は当初の研究計画どおりにおおむね進んでいる。そこで、平成25年度についても当初の研究計画どおりに5.抗リン酸化ペプチド抗体を用いたTOP2A脱リン酸化部位の同定、6.TOP2A結合タンパク質のリン酸化レベル解析、7.PPM1D発現量に依存したゲノム不安定化の定量的解析を実施する。平成25年の当初の実験計画ではPPM1Dの発現量に依存したゲノム不安定化の定量的な解析についても実施する予定であったが、所属研究機関の移動により新天地における顕微鏡システムのセットアップが十分でなかった。そのため、PPM1DによるTOP2Aリン酸化部位の同定解析に重点を置いて研究を実施した。未使用額は平成26年度に顕微鏡システムをセットアップ後、PPM1Dの発現量に依存したゲノム不安定化の定量解析に充てることにする。細胞染色用試薬(蛍光標識二次抗体等)として50,000円、細胞固定用ガラス機器(スライドガラス、包埋剤等)として12,000円、消耗品(チップ、ディッシュ等)として23,788円を使用予定である。本年度は、抗リン酸化ペプチド抗体作製のためのリン酸化ペプチドの合成試薬、細胞培養のための培地などの試薬、ならびに抗体、酵素、キット類などタンパク質・DNA解析試薬等が必要となる。また、プラスチックチューブ、細胞培養ディッシュなどの消耗品が必要となる。これら試薬、ならびにプラスチック製品の消耗品代として、1,132,983円を計画している。また、国内旅費(200千円/2回)および海外旅費(100千円/1回)に関しては本研究の研究成果発表のため必須であり、本研究のまとめとして英文校正料、研究成果投稿料(100千円)を計画している。
農産物マーケティングにおける顧客インターフェイスに関する研究-非店舗を対象に-

(1)"非店舗"型の顧客インターフェイスでは、「総合型」「単品型」といった媒体のタイプにより消費者の重視する点が異なる。(2)消費者の"文章"に対する重視度や視野軌跡は低く、"画像"を通じた消費者へのコミュニケーションが重要となる。(3)一方、生産者による顧客インターフェイスへの関与としては、農産物パッケージを介した方法がある。(4)このことから、生産者が"非店舗"型のチャネルを活用したマーケティングを展開するには、利用媒体のタイプ特性を踏まえ、"画像"(とくにパッケージ)を通じた消費者とのコミュニケーションが重要となる。本年度に得られた主な研究成果は以下の通りである。1、濃産物マーケティングにおける,顧客インターフェイス管理の重要性を,チャネル論や消費者行動論といった理論面,および実態面の双方から明らかにし,本研究が持つ社会的意義を明確にした。2、研究対象である顧客インターフェイスに対する消費者評価を明らかにした。具体的には,非店舗タイブの顧客インターフェイスのひとつで,近年売上が急速に拡大している生協宅配事業のカタログを対象とし,「アイカメラ+プロトコル分析」などにより調査を行った。得られた主な結果は以下の通りである。(1)ブロック別注視率では,カタログページ「上部」における比率が高い。(2)カタログページ中の「写真情報」への注視率が高い。(3)カタログページ中の産地情報に関する注視率は,高くない。(4)(3)については,被験者(消費者)の生協に対する“ブランドロイヤルティ"の高さが影響しているものと考えられる。3、さらに補足調査として,生協カタログとの比較として,飲食店のメニューボードを対象とした調査を行った。具体的には,メニューボードの「印象」「見易さ」,さらには「(農産物の)原産地情報」への注視状況,といった視点から評価を行った。また,近年増えつつある地方公共団体による農産物マーケティングへの関与について,その現状と課題について整理した。これら2つの補足調査については,いずれも最終年度の「取りまとめ」の際に活用する予定である。4、上記13は,いずれも農産物マーケティング研究分野における新たな試みである。1、顧客インターフェイスにおける「非店舗」型の位置づけ,特徴・性格を整理した。2、研究対象である「非店舗」型の顧客インターフェイスに対する消費者評価を明らかにした。具体的には,近年売上が急速に拡大している農産物・食品のWeb販売を対象とした調査を行った。(1)近年,"こだわり商品"をWeb経由で購入する消費者が多いことから,消費者のWebによる"こだわり商品"の購入実態についてアンケート調査により明らかにした。(2)農産物・食品を販売する代表的なWebを対象として,アイカメラ等を用いて消費者行動及び感性評価の面か調査を行った。その主な結果として,消費者のWeb画面上の注視率は「写真情報」が高いこと,また,消費者によるWeb評価基準としては、「写真」「配色」のウエイトが高い,などが明らかになった。3、さらに補足調査として,以下の2点を行った(なお,これら2つの補足調査については,いずれも最終年度の「取りまとめ」の際に活用する予定である。)(1) Web販売の一形態であり,近年注目を浴びている「ネットスーパー」について,運営タイプの分類とオペレーションの特徴,さらには利用者属性やその特徴,について整理した。(2)平成20年度に引き続き,「非店舗」型の顧客インターフェイスとの比較として,飲食店のメニューボードを対象とした調査を行い,店舗オペレーションと消費者行動の双方から望ましい「原産地情報」提供の在り方について,実証的に明らかにした。1、補足調査として、生協系宅配事業カタログやWeb(含む,ネットスーパー)等を対象とした、消費者のインターフェイス評価をAHP分析により明らかにした。(1)「(対象媒体を)現在利用している被験者」と「(対象媒体の)今後の利用意向がある被験者」では、その評価傾向が似る傾向にある。(2)それに対し「今後も(対象媒体の)利用意向のない被験者」では、媒体評価の傾向が異なる傾向が確認された。(3)以上から、現在のインターフェイスは"潜在的需要層"に評価される可能性が高い。したがって、これまでにもまして、消費者をインターフェイスまで誘導するマーケティングが重要となる。2、本研究で取り上げた生協系宅配事業カタログやWeb(とくに、ネットスーパー)では、農業生産者は販売業者のP8商品の供給者パートナーとしての位置づけにある。そういった状況のもとでは、生産者によるインターフェイスデザイン改善への関与の余地は少ない。しかし、独自でWeb販売を展開する生産者においては、インターフェイスデザインの重要性を認識しつつも、そのための十分な改善が行えない状況にある。したがって、農業マーケティングを支援するための機関や関連企業の育成、そしてそれらの農業を対象とした事業領域の拡大が求められる。
動的自己活性化1次元分子集合体ナノマテリアルの開発と機能特性評価

本提案では、集合状態で導電性を有する有機導体を用いた分子性電磁ナノコイルの開発を目指す。高導電性を示すことで知られている様々な有機導電性分子の両末端に、かさ高いキラル分子と水素結合部位を付与することで新規分子性導体を合成した。これらの誘導体を自己組織化させることで1次元ナノコイルを作製した。作製したナノコイル1本の電気伝導度を、PCI-AFMを用いて評価した。ナノコイルは電磁コイルとして機能することから、微小磁場発生の有無についてもMicro-SQUIDを用いて評価する。分子性電磁コイルは、磁場存在下で電流が発生することから、ナノシステムにおけるパワーソースになると期待できる。1次元ナノマテリアルは、分子エレクトロニクス実現のためのパーツとしてその開発に注目が寄せられ、デバイス応用に向けての研究が国内外で活発に行われている。一方、分子性導体は金属に至る伝導物性を示すことが知られており、エレクトロニクス等への応用を可能にするために、分子性導体の1次元組織体への材料化、デバイス化が強く望まれている。本研究では、特異な機能を発現する分子を操作することで、分子エレクトロニクスデバイスを開発する。具体的には、導電性を有する有機導体を用いた分子性電磁ナノコイルの開発を目指す。申請者の「有機合成を基盤とした導電性ナノワイヤの研究」は一定の成果をあげており、電荷移動錯体からなる分子集合体を作製することにも成功している。研究計画を以下2項に大別する。1新規有機導電性分子の合成と分子性電磁ナノコイルの構築高導電性を示す様々な有機導電性分子に、「キラル分子」と「水素結合部位」を付与することで新規誘導体を合成する。これらの誘導体を自己組織化させることで1次元ナノコイル構造を作成する。2分子性電磁ナノコイルの電気・磁気物性評価1で作製したナノコイル1本の電気伝導度を、導電性AFMを用いて評価する。分子性電磁コイルの物性・機能変化を利用し、新規エレクトロニクスナノデバイスを作成する。本系は、有機導電性分子が自己組織化することでコイル構造を形成し、更に磁場存在下で電流が発生することから、ナノシステムにおけるパワーソースになると期待できる。近年、ナノテクノロジー・材料分野は、最重要な研究推進分野と位置づけられている。特異な機能を発現する原子・分子操作および構造の階層化は、ナノテクノロジーにおけるボトムアップアプローチとして有用であることから、分子エレクトロニクスデバイスの開発を可能にする。本提案では、集合状態で導電性を有する有機導体を用いた分子性電磁ナノコイルの開発を目指した。申請者がこれまでの研究で得た「高導電性分子の設計・合成法」、「1次元ナノ組織体作製法」及び「ナノ物性評価法」を発展させることで、動的自己活性化分子性電磁ナノコイルの創製に挑戦した。申請者の「分子設計・有機合成を基盤とした配向性を有する導電性ナノワイヤの研究」は既に一定の成果をあげており( J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 18871)、電荷移動錯体からなる分子集合体を再現性良く作製することに成功している。本研究では、集合状態で高導電性を発現する分子性導体を用い、導電性ナノコイルの開発を行った、更に、得られた1次元組織体の磁気・電気物性を解明し新規機能性材料の開拓を目指した。具体的には、高導電性分子の設計・界面制御法を発展させ動的自己活性化分子性電磁ナノコイルの創製に挑戦した。平成27年度は分子性ナノコイルの物性評価を行う予定となっていた。実際には、バルク状態でのナノコイルの電気伝導度を測定した後、導電性AFMを用いて、分子性ナノコイルの電気物性評価を行なった。微小電極基板上にナノコイルを作製し電気物性評価を行った後、導電性AFMを用いて測定した。電気伝導度は2端子法を用いて行い、温度を変化させながら極低温まで測定し(300 mK)、温度依存性から導電挙動の機序を探った。分子性ナノコイル1本の電気物性評価には、導電性AFMを用いた。AFM測定により構造を明確にしたナノコイルに導電性のAFM探針を接触させ、電気伝導度の測定を行った。基板表面の吸着水の影響を防ぐために、真空下での測定についての検討を行い、室温から液体窒素までの領域で測定を試みた。螺旋構造の始点には金電極を蒸着し、終点部分に探針を接触させ、電気伝導度を測定した。しかしながら、バルク状態での電気物性評価には成功したが、導電性AFMを用いた測定には技術を要することからスムーズに進んでいない。接触抵抗が大きいため、物質の有する本当の電気伝導度の見極めが難しく、現在も測定法も含めて検討中であるため、「おおむね順調に進行している」と評価した。

申請者がこれまでの研究で得た「高導電性分子の設計・合成法」、「1次元ナノ組織体作製法」及び「ナノ物性評価法」を発展させることで、動的自己活性化分子性電磁ナノコイルの創製に挑戦した。申請者の「分子設計・有機合成を基盤とした配向性を有する導電性ナノワイヤの研究」は一定の成果をあげており、電荷移動錯体からなる分子集合体を再現性良く作製することに成功している。申請者がこれまでに行ってきた、分子設計・有機合成を基盤とした配向性を有する導電性ナノワイヤの研究は興味深いナノ構造・電気物性を示している。しかし、これまでの研究で得られたナノワイヤは基板構造が配向性の発現に大きく影響するため、マイカ基板を用いることが必須であり、更にその電気伝導度は半導体程度であることなどの問題点を有していた。そこで、本研究では様々な導電性分子の両端の相互作用を制御することで1次元構造を形成する分子を新規合成し、自己組織能を利用することで直線状や螺旋状へ自在に構造変化が可能なナノコイル構造の作製を目指すこととした。本提案では、集合状態で導電性を有する有機導体を用いた分子性電磁ナノコイルの開発を目指す。高導電性を示すことで知られている様々な有機導電性分子の両末端に、かさ高いキラル分子と水素結合部位を付与することで新規分子性導体を合成した。これらの誘導体を自己組織化させることで1次元ナノコイルを作製した。作製したナノコイル1本の電気伝導度を、PCI-AFMを用いて評価した。ナノコイルは電磁コイルとして機能することから、微小磁場発生の有無についてもMicro-SQUIDを用いて評価する。分子性電磁コイルは、磁場存在下で電流が発生することから、ナノシステムにおけるパワーソースになると期待できる。高導電性を示す様々な有機導電性分子に、「キラル分子」と「水素結合部位」を付与することで新規誘導体を合成する計画であった。分子合成後、これらの誘導体を自己組織化させることで1次元ナノコイル構造を作成する予定である。しかしながら、現段階では、1種類の有機導電性分子に「キラル分子」と「水素結合部位」を付与することに成功しているが、その他の有機導電性分子の合成は最終段階まで至っていない。両親媒性の分子性導体としては、TTF、BEDO-TTF、[M(dmit)2] (M=Ni, Au)、フタロシアニンを用いる予定であるが、現段階ではTTF分子合成が完了し、[M(dmit)2] (M=Ni, Au)、フタロシアニンの合成については中間物質の合成まで進んでいる。キラル部位としてはフェニルエチルアミン、コレステロール、ボルネオールを導入予定であるが、現在はフェニルエチルアミンを用いて合成を進めている。側鎖末端には、外場応答性部位としてフェロセンを導入したが、この部分の合成法が確立していないため収率が低いという問題を有している。接触抵抗を正確に見積もるために、AFMの探針を入れ込む圧力を変化させながらナノコイル1本の電気伝導度を測定する。バルクの電気伝導度と比較することで、最適な探針圧力を決定することができると考える。また、測定機器の改良により、効率的に物性調査が行えるようにする。更なる発展として、分子性ナノコイルの磁気特性をMicro -SQUIDを用いて測定する。初めに、螺旋構造を有する組織体の磁化率を、バルクの状態で測定する。次に、Micro -SQUID素子の「微小電流も精密に測定できる」という特性を利用して、素子上にナノコイルを作製する。
在宅要介護高齢者の飲水実態と介護者の飲水に対する知識・行動に関する研究

訪問看護ステーションとデイ・サービスセンターから紹介され、調査の趣旨に賛同を得られた在宅要介護高齢者と主たる介護者14組のうち、健康状態等の変化がなく、季節を通じて協力を得られた10組を対象とし、高齢者の水分出納と介護者の飲水援助実態について、一昼夜24時間の食事・水分摂取量と内容および生活時間、蓄尿等の調査を夏期(7月下旬8月)と冬期(121月)に実施した。高齢者の平均年齢は79.2歳、6298歳と年齢の幅が大きく、ADLレベルは日常生活自立度ランクA1名、B5名、C4名、経管栄養法の者や腎機能障害の既往がある者は除外した。食事中の水分、飲用水、燃焼水から算出した水分総摂取量の平均は夏期2,096±756ml、冬期2,177±599ml、体重1kg当たりの水分総摂取量の平均は夏期48ml,冬期49mlとほぼ必要量が摂取できていた。健康な高齢者では夏期の水分総摂取量が有意に多いと報告されているが、要介護高齢者の場合、水分総摂取量に季節差は認められなかった。水分総摂取量を総排泄量として見積もり尿量を差し引いた要介護高齢者の水分蒸泄量は夏期873±535ml、冬期833±327ml、尿量は夏期1,283±770ml、冬期1,400±683mlと排泄量にも季節差が認められなかった。介護者の飲水援助実態について、冬期における水分補給援助の目安量と体重1kg当たりの水分総摂取量(r=.91,p<.05)に有意な相関が認められ、正しい目安量の指導が重要なポイントであると推測できる。以上より、要介護高齢者の水分出納は季節を通じて変化に乏しいことが認められ、特に、夏期においては個々の高齢者の状況に応じ、体調や気温の変化に注意しながらやや多めに水分補給していくことが脱水予防につながることが示唆された。訪問看護ステーションとデイ・サービスセンターから紹介され、調査の趣旨に賛同を得られた在宅要介護高齢者と主たる介護者を対象とし、高齢者の水分出納と介護者の飲水援助実態について、一昼夜24時間の食事・水分摂取量と内容および生活時間、畜尿等の調査を夏期と冬期に実施した。対象者は、6298歳と年齢の幅が大きく、ADLレベルは日常生活自立度ランクAC、経管栄養法の者や腎機能障害の既往がある者は除外した。食事中の水分、飲用水、燃焼水から算出した水分総摂取量の平均は夏期2.1±0.8 l、個々でみると1.13.1 lとばらつきが認められた。冬期では2.2±0.7 l、1.53.1 lであった。飲み物の種類は、夏では麦茶、冬期は緑茶の摂取量が最も多く、次いで内服時の白湯や水、牛乳の順であった。介護者の飲水援助実態は、全員が意識的に飲用水や容器の種類、与えるタイミグ等の配慮や工夫をしていた。脱水予防のための水分摂取量の目安を理解する者は約半数であった。また、介護者は、全員が食事時以外にも飲水する習慣を有していた。以上より、要介護高齢者の水分出納は季節を通じて変化に乏しいことが示唆された。次年度は、さらにデータを補完し、健康な高齢者との比較や介護者側の要因についても検討していく予定である。
哺乳類の概日時計発振に必要不可欠なDNAシス配列の探索

体内時計機構はヒトをはじめとする地球上のほぼすべての生物種に存在し、代謝や睡眠などに約24時間周期のリズム性を生み出す。哺乳類においては、DNA上の610塩基の配列(時計シス配列)を介した転写制御によってフィードバックループが形成され、多くの遺伝子がリズミックに転写されている。本研究では、マウス個体において、特定の遺伝子近傍に存在する時計シス配列をゲノム編集技術を用いて欠損することにより、その遺伝子の転写レベルのみを一定にした状態を作り出す。この変異マウスを解析することにより、体内時計における各遺伝子の転写リズムの生理的な重要性を明らかにし、体内時計メカニズムの根源に迫る。
４８Ｃａの２重ベータ崩壊の研究

現在の物質だけの宇宙の創成には、レプトン数の保存則の破れが必要である。それはニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊(0νDBD)で検証出来る。本研究では、CANDLESシステムで48Caの0νDBDの世界最高感度での観測を目指し、その性能向上と、将来の濃縮技術開発を進めた。ライトパイプ、地磁気補償コイル、温度制御装置等でCaF2結晶の集光量を倍増してエネルギー分解能を向上し、遮蔽の構築でバックグランドの2桁低減を実現した。今までの観測を凌駕する性能を確認し、長期の観測を開始した。濃縮では、クラウン・エーテル樹脂法の開発と、電気泳動法を基礎に新しい有力な濃縮法(MCCCE)法を開発した。現在の物質優勢の宇宙を説明するにはCP対称性の破れに加えて粒子数の保存則の破れが必要である。現時点で最有力と考えられている説明は、レプトン数保存則の破れが起こるというレプトジェネシスシナリオである。ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の研究は、レプトン数保存則の破れに対応するニュートリノのマヨラナ粒子性を検証するものである。本研究では、CaF2を用いたCANDLES III(UG)装置を用いて、48Caの二重ベータ崩壊の観測を行う。さらに装置を高感度化するため、濃縮48Caの製造を進め、冷却システムの導入を行う。そのために、本年度は、二重ベータ崩壊測定:CANDLES III(UG)装置での基本性能評価、48Ca濃縮:スケールアップした濃縮システムでの性能評価、冷却システム:小型装置を用いた冷却テストとCANDLES III(UG)への導入準備、を行なった。それぞれについて述べる。二重ベータ崩壊測定:CANDLES III(UG)装置での基本性能評価:ライトパイプ(光の収集効率改善に必要)を導入した後の性能評価を行った。光の集光効率は1.8倍に改善、CaF2事象の位置再構成後の弁別能は6σ、波形解析による粒子弁別能は4σに改善していることを確認した。48Ca濃縮:スケールアップした濃縮システムでの性能評価:泳動濃縮の際に用いる泳動カラムの直径を、これまでの4倍(32mm、体積16倍)にしたカラムでの性能評価を行った。結果として、予定通りの濃縮量と同位体比を得るとともに、大型化が可能であることを確認した。冷却システム:小型装置を用いた冷却テストとCANDLES III(UG)への導入準備:小型システムを用いて、冷却時の粒子弁別能を調べた。その結果、弁別能が4.5σに改善していることを確認した。また、実際にCANDLES III(UG)への温度安定化システムの導入を行った。本研究では、CaF2を用いたCANDLES III(UG)システムを使用して48Caの二重ベータ崩壊の観測を行う。さらに測定を高感度化するため、濃縮48Caの製造を行なうとともに、CANDLES IIIシステムを冷却しエネルギー分解能を向上させる。そのために、本年度は、二重ベータ崩壊測定:CANDLES IIIシステムの安定測定を行うとともに、次世代検出器開発にむけた基礎研究を行う。また、冷却システム:CANDLES III(UG)システムへ冷却システムの導入を進める。さらに、濃縮48Ca:大量生産に向けた樹脂合成法確立、を行う。それぞれについて下記に述べる。二重ベータ崩壊測定:安定測定、次世代検出器開発にむけた基礎研究:長期測定に向けて、実験データの安定性の確認を行った。温度に依存したゲイン変動を補正することにより、長期測定中のゲイン変動を0.5%以内に抑えることに成功した。また、高感度大型検出器開発として、高エネルギー領域のバックグラウンド候補を調査した。結果として、中性子捕獲で放出されるγ線の寄与があることを確認した。濃縮48Ca:大量生産に向けたクラウンエーテル合成法確立:濃縮で大量に使用するクラウンエーテル合成法を確立した。これにより、コストパフォーマンスを格段に改善した。冷却システム:冷却システムの導入:CANDLES III(UG)を摂氏3度に冷却するための冷風機および冷水機を導入した。本研究では、CaF2シンチレータを用いたCANDLES III(UG)システムを使用して48Caの二重ベータ崩壊の観測を行う。そのために、本年度は、二重ベータ崩壊測定:CANDLES IIIシステムの安定測定を行うとともに、検出器の低バックグラウンド化を進める。また、冷却システム:CANDLES III(UG)システムへ導入した冷却システムの性能評価をする。さらに、濃縮48Ca:48Caの濃縮度ごとの濃縮手法確立、を進める。

二重ベータ崩壊測定:長期測定においての実験データの安定性の評価を行った。また、高エネルギー領域のバックグラウンド候補である中性子捕獲からのγ線を低減するためのγ線用遮蔽システムの設計および導入を進めた。冷却システム:CANDLES III(UG)システムに導入した冷却システムの性能評価を行った。一か月の運転において、CANDLES III(UG)システムを4°Cに冷却することに成功した。結果、予定通りCaF2の発光量は増加し、エネルギー分解能が30%改善したことを確認した。濃縮48Ca:低濃度濃縮のための樹脂法濃縮において、効率よい濃縮のための溶媒調査を進めた。また、並行して開発を進めている中濃度濃縮のための電気泳動濃縮法で、原理検証に成功した。現在の物質優勢の宇宙を説明するにはCP対称性の破れに加えて粒子数の保存則の破れが必要である。現時点で最有力と考えられている説明は、レプトン数保存則の破れが起こるというレプトジェネシスシナリオである。ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の研究は、レプトン数保存則の破れに対応するニュートリノのマヨラナ粒子性を検証するものである。本研究では、CaF2を用いたCANDLES IIIシステムを使用して48Caの二重ベータ崩壊の観測を行う。結果として、48Ca二重ベータ崩壊の世界最高感度の結果を得る。さらに測定を高感度化するため、濃縮技術開発をすすめ、CANDLES IIIシステムを冷却することでエネルギー分解能を向上させる。そのために、本年度は、下記の項目を行った。1、二重ベータ崩壊測定:CANDLESシステムの改造CANDLES IIIシステムにおけるバックグラウンド事象として、中性子捕獲(システム周辺物質に含まれる鉄・ニッケル等による)から放出されるγ線が候補としてあげられる。そのため、CANDLES IIIシステムにガンマ線遮蔽システムとして鉛遮蔽体を導入した。効果的にガンマ線を遮蔽するために、検出器タンクの上部および低部にも鉛遮蔽体を導入した。この下部鉛遮蔽体は、CANDLES IIIシステム内の純水内に設置されるため、鉛が溶け出さないように、鉛上部をシールした。このことにより、鉛溶け出し量を微量に抑えることに成功した。また、CaF2の信号を用いた波形弁別能力を上げるために、高性能光電子増倍管を導入した。2、48Ca濃縮:大量生産システム構築に向けたシステム設計低濃度48Ca濃縮のためには、クラウンエーテル樹脂を用いた泳動濃縮の手法をとる。よりコストパフォーマンスよく濃縮を行うため、特殊樹脂担体ではなく、市販品で濃縮効果の高い担体を見つけ出すことに成功した。CANDLESシステムの高感度化のための改造が多少遅れてしまったが、一方、同位体濃縮については、クラウンエーテル樹脂での濃縮手法の確立の他、さらに高効率の濃縮法:電気泳動法の開発もすすんでいる。そのため、研究全体としては、おおむね順調に進展している。
胃癌個別化医療実現のための3次元腫瘍バンクの構築

本研究は、胃癌の臨床検体を3次元初代培養・バンク化し、従来型のマウス発癌モデルと融合させ胃癌の腫瘍・宿主因子を明らかにし、胃癌診療のトータルスクリーニングシステムを確立することが目的である。昨年度に引き続き、3次元初代培養と、バンク構築を継続した。また3次元初代培養の系を用いての阻害薬を用いたスクリーニング実験も継続した。胃癌組織での次世代シークエンサーを用いた網羅的遺伝子変異検索を独自の遺伝子パネルを用いて継続した。臨床研究として倫理委員会から承認を受け、胃内視鏡時の胃癌生検検体を用いて3次元初代培養を行う体制を確立した。臨床研究として同意書を取得した上で、胃内視鏡時の胃癌生検検体を用いて3次元初代培養を行った。現在培養オルガノイド腫瘍のバンク構築を継続している。培養方法についてはまずヒトの非癌胃粘膜で3次元初代培養・継代、凍結保存後の再培養が可能な方法を、Sato, Barkerらのマトリジェルを用いた培養方法を改変して確立した。そして癌胃粘膜を用いて同じ手法での3次元初代培養を行っている。ヒト胃粘膜3次元初代培養、ヒト胃癌細胞株を用いて阻害薬ライブラリーを利用した薬剤スクリーニングを行った。胃癌細胞株MKN45を用い、24well dishに阻害剤添加したあと12時間後にRNAを回収し解析した。癌胃粘膜由来のオルガノイド腫瘍については解析の準備を進めている。胃癌バンク組織を用いて網羅的遺伝子検索を行うことに関しても、倫理委員会の承認を得た。胃癌バンク組織を用いた網羅的遺伝子検索・胃癌ドライバー変異の分子生物学的検索をバイオバンク胃癌切除検体・凍結標本を用いて行う準備を開始した。現在組織よりDNA抽出を行い、次世代シークエンサーでの遺伝子変異検索に必要なDNA量の抽出に成功した。フィルム培養法や3種混合培養法は胃癌手術生組織の利用が検体量の点から必要であるが、手術時にホルマリン固定する前に癌検体をオルガノイド培養していく体制の構築に想定以上の時間がかかっているため。三次元初代培養を用いたマウスへの異種移植片モデルに関しても実験を開始した。また3次元初代培養の系を用いて阻害薬を用いたスクリーニングを行った。さらに胃癌組織での次世代シークエンサーを用いた網羅的遺伝子変異検索を独自に遺伝子パネルを作成して行った。早期胃癌ESD症例が多く、進行胃癌での3次元初代培養とバンク構築の対象症例が少ないため。3次元初代培養の方法としてフィルム培養法や3種混合培養法についても、胃癌手術検体生組織を用いて施行し、マトリジェル培養法と比較していく。構築したオルガノイド腫瘍バンクに96種類の阻害薬を投与して抗腫瘍効果をスクリーニングする。さらにオルガノイド腫瘍をマウスにXenograftし、マウスに同定された阻害薬を投与して抗腫瘍効果の判定を行う。またオルガノイド腫瘍バンクに関して次世代シークエンサーを用いた網羅的遺伝子検索を行い、抗腫瘍効果を認めた阻害薬と遺伝子変異の関係を探索する。遺伝子変異に対応する細胞内シグナル経路と阻害薬が抗腫瘍効果を発揮するメカニズムをIn vitroで分子生物学的に検討する。その上で、オルガノイド腫瘍バンクを用いた検討結果に基づく、個別化された抗癌治療に向けた臨床研究の準備を進める。オルガノイド腫瘍をマウスにXenograftし、マウスに阻害薬スクリーニングで同定された阻害薬を投与して抗腫瘍効果の判定を行う。次世代シークエンサーを用いた網羅的遺伝子検索、In vitroでの分子生物学的検討により、抗腫瘍効果発現のメカニズムを検索する。研究室内に利用できる材料があり、物品費の支出が抑えられたため。次年度に予定していた物品費で使用する計画。次年度以降の初代がん細胞培養キット、次世代シークエンサーなどの物品費に使用する。
満洲語口語の調査研究

最終年度にあたる今年度、研究代表者の久保は、中国新疆ウイグル自治区のイーニン市及びウルムチ市において現地調査を行ない、満洲語口語(シベ語)及びウイグル語のデータ収集を行なった。満洲語口語については、コンサルタントの発話を音韻表記したテキストデータベースの作成を行なった。ウイグル語については、母音調和に関する調査を行なった。現地調査では、このほかに、満洲語口語(シベ語)を母語とするコンサルタントの話す漢語、ウイグル語について、どういった特徴を持つかについて調査を行なった。漢語については、2音節の単語を若干調査したところ、声調を習得している語彙も多いが、母語である満洲語口語の音調を反映した「低降(LF)」のパターンが多く見られることが分かった。こういった、第2言語に対する母語(=第1言語=シベ語)の影響については、未だ不明な部分が多く、今後も調査を継続する予定である。第2言語の特徴を調べることが、第1言語の解明に役立つと期待される。報告書として、満洲語口語(シベ語)の音韻論と、その音韻表記を使った口語テキストを作成した。また、「満洲語口語(シベ語)語彙集」を作成するため、1984年に中国で出版されたシベ語・漢語語彙集(李樹蘭他編)を、機械可読形式のデータベースとする作業を行なった。これを元に、山本謙吾著『満洲語口語基礎語彙集』にある語彙も加え、シベ語の音韻表記、音声表記、満洲語文語、漢語、日本語、英語を併記した語彙集を作成中である。研究協力者の西岡いずみは、中国新疆ウイグル自治区ウルムチ市において、ウイグル語を母語とする話者をコンサルタントとして、移動動詞、指示詞の用法に関する調査を行なった。前者について報告をまとめた。研究代表者の久保は、昨年8-9月、中国新疆ウイグル自治区で満洲語口語(シベ語)の調査研究を進めた。現在、シベ語の音声表記、音韻表記、満洲語文語、対応する漢語等を併記した語彙集を準備中である。また、シベ語の口語テキストも準備中である。昨年10月と11月には、中国黒龍江省において、同省の満語研究所の協力を得て、同省富裕県において、満洲語口語の予備的な調査を行なった。同地区では、70歳以上と高齢ではあるが、満洲語の話者が十数名いるようである。今回はそのうち4名の方について、基礎語彙調査を中心に行なった。今後本格的な調査が緊要であり、継続して調査を行なう予定である。また、九州大学大学院生の西岡いずみは、中国新疆ウイグル自治区において、ウイグル語の「行く」と「来る」の用法について、詳細な調査を行なった。久保は従来、シベ語の「行く」と「来る」の用法の調査を行なってきたが、シベ族が普通に話すウイグル語に、母語であるシベ語の影響があるのではないかと思われ、シベ語の「行く」「来る」の用法と、ウイグル族の話すウイグル語の同用法を比較対照する必要があった。西岡の調査の結果、ウイグル族のウイグル語における同用法は、シベ語のそれと、相当程度異なっていることが判明した。それに対し、シベ族の話すウイグル語は、シベ語の同用法の影響を顕著に受けていることが、判明しつつある。久保は、昨年8月末-9月初めにドイツのボンで開催された第1回満洲トゥングース学会において、シベ語の音韻論に関する発表を行なったほか、現在論文2編が刊行準備中である。本年度は、シベ語の音韻論的、形態論的研究を行なった。具体的な研究発表及び海外調査としては、8月にまず、中国黒龍江省ハルビンの黒龍江省社会科学院において開催された「21世紀満通古斯語言文化与人類学学術研討会(21世紀満洲・トウングース言語文化と人類学学術シンポジウム)」に出席し、「錫伯語的清音化和濁音化(シベ語の無声化と有声化)」というタイトルで、シベ語における子音の無声化と有声化について、研究発表を行なった。音韻論的には、摩擦音に有声と無声の区別を認めず、ある環境で現われる音声[v]を、音韻論的な/w/が実現したものとする解釈を提示した。9月には、中国新彊ウイグル自治区イーニン市において、満洲語口語(シベ語)の調査を進め、主として音韻論、形態論に関わる研究を行なった。口語テキストを収集し、音韻表記を施す作業を行なった。また、語彙集の作成準備を進めた。これらは、本研究の最終年度となる来年度に公刊の予定である。9月末には、同自治区ウルムチ市において、ウイグル語の音節構造について、初歩的な研究を行なった。また、8月に、九州大学大学院生の西岡いずみを、研究協力者として中国新彊ウイグル自治区に派遣した。西岡は、同自治区のウルムチにおいて、ウイグル語の指示詞の用法について研究を行なった。特に日本語の「そ」系列に概略相当する指示詞について、文脈照応用法においては、変項解釈をもつ文脈にしか現われないことを明らかにし、11月に九州大学で行なわれた日本言語学会第123回大会において、「現代ウイグル語指示詞体系の再考」と題して研究発表を行なった。

最終年度にあたる今年度、研究代表者の久保は、中国新疆ウイグル自治区のイーニン市及びウルムチ市において現地調査を行ない、満洲語口語(シベ語)及びウイグル語のデータ収集を行なった。満洲語口語については、コンサルタントの発話を音韻表記したテキストデータベースの作成を行なった。ウイグル語については、母音調和に関する調査を行なった。現地調査では、このほかに、満洲語口語(シベ語)を母語とするコンサルタントの話す漢語、ウイグル語について、どういった特徴を持つかについて調査を行なった。漢語については、2音節の単語を若干調査したところ、声調を習得している語彙も多いが、母語である満洲語口語の音調を反映した「低降(LF)」のパターンが多く見られることが分かった。こういった、第2言語に対する母語(=第1言語=シベ語)の影響については、未だ不明な部分が多く、今後も調査を継続する予定である。第2言語の特徴を調べることが、第1言語の解明に役立つと期待される。報告書として、満洲語口語(シベ語)の音韻論と、その音韻表記を使った口語テキストを作成した。また、「満洲語口語(シベ語)語彙集」を作成するため、1984年に中国で出版されたシベ語・漢語語彙集(李樹蘭他編)を、機械可読形式のデータベースとする作業を行なった。これを元に、山本謙吾著『満洲語口語基礎語彙集』にある語彙も加え、シベ語の音韻表記、音声表記、満洲語文語、漢語、日本語、英語を併記した語彙集を作成中である。研究協力者の西岡いずみは、中国新疆ウイグル自治区ウルムチ市において、ウイグル語を母語とする話者をコンサルタントとして、移動動詞、指示詞の用法に関する調査を行なった。前者について報告をまとめた。
新規ビタミンE誘導体の放射線防御作用機構の解明

いくつかの水溶性ビタミンE誘導体の中から、γトコフェロールジメチルグリシンエステルがX線あるいは炭素重粒子線の全身被爆後の投与で、マウスの骨髄死に対して著しい防御作用を示すことがわかった。この効果は、血液像変化や内因性コロニー形成能の結果より、血液系細胞の回復を増強することによることが明らかになった。また、腫瘍移植モデルを用いた検討より、この化合物は炭素重粒子線による腫瘍抑制効果には影響を与えないことが示された。γ-トコフェロールジメチルグリシンエステル(γ-TDMG)の各種類縁体について、マウスの30日生存率を指標にしてX線全身被ばくによる骨髄死に対する放射線防御効果を比較した。α-トコフェロールジメチルグリシンエステル、α-トコトリエノールジメチルグリシンエステル、γ-トコトリエノールジメチルグリシンエステルのいずれも、X線7.5Gy(90%以上のマウスが死亡する線量)を全身照射した直後に100mg/kgを腹腔内投与することにより、30日生存率が80%以上になり、強い防御効果が観察された。しかしながら、4種の中ではγ-TDMGが最も強い防御効果を示した(生存率95%以上)。この結果は、α体とγ体、およびトコフェロールとトコトリエノールという構造の違いは大きな影響を与えないことを示している。すなわち、ビタミンE一般のジメチルグリシン誘導体に大きな放射線防御効果があると言える。放射線治療で最近注目されている重粒子線において、全身照射によるマウスの骨髄死に対するγ-TDMGの効果を、マウスの30日生存率から評価した。その結果、X線の場合と同様に炭素重粒子線でも、マウスを全身照射した直後にγ-TDMG100mg/kgを腹腔内投与すると高い放射線防御効果が観察された。線量を変えて生存率を測定することにより線量減効率(DRF)を求めたところ、100mg/kgのγ-TDMGの投与におけるDRFは1.15となり、これはX線の場合に得られているものと同様な値であった。X線照射において、腹腔内投与の代わりにγ-TDMGを皮下投与しても強い防御効果が観察された。これは、将来の人への適用を考えた場合に有望な結果である。γ-トコフェロールジメチルグリシンエステル(γ-TDMG)をマウスに経口投与あるいは皮下投与したときの放射線防護効果を30日生存率から評価した。経口投与の場合は、有意な放射線防護効果は認められなかった。一方、腹腔内投与で効果が認められた濃度のγ-TDMGを全身照射直後に皮下投与した場合、腹腔内投与には少し劣るが有意な放射線防護効果が見出された。将来的なヒトへの適用を考えた場合、最も容易な経口投与が残念ながら効果がなかったものの、次善の投与方法である皮下投与が有効なことがわかったことは希望が持てる。γ-TDMGをがんの放射線治療時の正常細胞の障害防護に使用しようとする場合、放射線のがん組織への効果を減じてしまうことは不都合である。そこで、この点を確認するために、マウスに腫瘍を植え付け、そこへ放射線を局所照射して腫瘍の成長抑制を引き起こしたときのγ-TDMG投与の有無による効果の違いを調べた。その結果、重粒子線局所照射直後にγ-TDMGをマウスに腹腔内投与しても、重粒子線による大腿部に植えつけた腫瘍の成長抑制を阻害することはなかった。すなわち、この結果は、γ-TDMGを放射線のがん治療時に使用しても、放射線によるがん細胞致死作用には影響を与えないことを示唆している。この結果がどのようなメカニズムによるものかは現在のところ不明であるが、投与したγ-TDMGが腫瘍組織に分布しているかどうかを調べる必要がある。γ-トコフェロールジメチルグリシンエステル(γ-TDMG、メチルセルロース溶液に分散)の放射線防御効果のメカニズム解明のために、X線全身被ばく後のマウスの血液像がどのように変化するかを調べた。C3Hマウスに6.0 GyのX線を全身照射し、その後の赤血球、白血球、および血小板の数を照射後28日まで調べた。マウスを群分けし、主にコントロール群(照射+メチルセルロース溶液投与)とγ-TDMG投与群(照射+γ-TDMG投与)の2群を比較した。赤血球数においては、γ-TDMG投与群とコントロール群のいずれにおいても、X線照射3日後に30-40%程度の上昇があり、その後減少して2週間後には25-40%になった。γ-TDMG投与群ではその後、上昇に転じ、4週間後には80%程度まで回復した。一方、コントロール群ではさらに減少が続き、4週間後には20%以下になった。白血球数はいずれの群も照射3日後には10%以下に低下し、それが2週間まで続いた。γ-TDMG投与群ではその後急激な回復があり、4週間後には完全に回復したが、コントロール群では若干の回復しかなかった。

血小板数は白血球に比べて減少が遅く、1週間後程度で10%以下になり、いずれの群も2週間を過ぎてから回復が始まったが、コントロール群の回復はわずかであったのに対してγ-TDMG投与群では4週間後には60%以上に回復していた。これらの結果は、γ-TDMGの放射線防御作用は血球系細胞の回復を増大させることによることを示している。内因性脾臓コロニー数を測定する実験においても、同様な機構を示す結果が得られた。γ-TDMG投与によるサイトカイン量の変化を調べた結果、IL-6、KC、MCP-1といったサイトカイン量の増加が認められた。福島原子力発電所事故対応等で、共同研究者の時間が十分にとれず、マイクロアレイ法による遺伝子発現の実験が予定通りには進まなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度が最終年度であるので、遺伝子発現の結果を得ることを第1目標とする。さらに、実用化を視野に入れた研究を加速する。