hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フロー式標識法と固相抽出技術に基づく11C-メチオニンの標準製造法の確立

本法は作業者の大幅な負担軽減、放射性揮発成分、エタノールの除去、不純物の低減に有効であり、容易に自動化が可能でPET薬剤GMPへの適応性が高く、今後[11C]METの標準的製法になりうる可能性が示された。[11C]METの合成において、[11C]ヨウ化メチル用いるオンカラム標識法の反応条件を最適化し、イオン交換固相抽出によって、[11C]METを単離・精製し、製剤化する方法が確立された。基質反応液の組成と反応効率および基質由来の不純物の生成との関連を系統的に調べ、固相抽出の工程を不純物と製剤の分析結果に基づいて効率化し、得られた製剤について、各種品質試験、光学異性体および夾雑物の測定を行い、製法の妥当性の評価をした。以上より、初年度の計画に基づいて概ね順調に進展しているものと考える。[11C]メチオニン([11C]MET)合成の簡便法である[11C]ヨウ化メチル用いた、使い捨ての固相抽出カートリッジ(C18)を使用するフロー式標識反応のオンカラム標識法と新たに開発するイオン交換固相抽出による製剤化法をリンクさせ、合成の迅速・効率化を実現し、[11C]METの標準的製造法として確立することを本研究の目的とする。30年度の研究内容を以下に述べる。アルカリの濃度(0.5 M0.2 M)とエタノールの混合比を変え、合成収率とD、L-メチオニン異性体の割合を調べた結果、0.3 M以下の濃度の水酸化ナトリウム液では収率が著しく低下し、原料のラクトン環の開環が不十分であり、標識反応が進行しない可能性が示された。また、アルカリの濃度の低下と共にD-異性体の割合が減少する傾向にあったが、安定的に基準値の10%以下を確保することは困難だった。[11C]MET注射剤に含まれるヨウ化物イオンは、標識反応後に精製を行わない従来法で調製した場合3.57.0 μg/mLであるのに対して、陰イオン交換体による精製工程を含む本法では検出されなかった。以上のことはヨウ素イオンの陰イオン交換樹脂への選択性、吸着性が極めて高く、溶出液の低濃度リン酸緩衝液ではヨウ化物は脱離しないことが考えられた。自動合成装置の開発には先ず、市販の使い捨て三方活栓、シリンジ、チューブを組み合わせてカセット化し、少量の放射能を用いて手動で操作し合成を行い、本法が適応可能かどうか評価した。その結果を踏まえて、[11C]METの製造工程を効率的に実施可能な装置を製作した。三方活栓の駆動機構は合成装置の基軸をなす部分であるため、自動合成装置メーカーの協力を得ながら製作し、これに滅菌チューブを組み合わせて全体の流路を構成した。送液はシリンジを手動で操作し合成を行い、本法が忠実に実施できることが確認された。また、[11C]METの製造工程を効率的に実施可能な使い捨てカセット式の合成装置を試作した。以上より、30年度まで実施計画に基づいて概ね順調に進展しているものと考える。[11C]METのD-異性体(鏡像異性体)含有率を低減(10%以下)するため反応溶液組成などの最適条件を検索する。
外国につながる児童への外国語家庭科ガイドブック作成による生活文化的教育支援

本研究は、外国につながる児童への生活文化的教育支援を実践的に実現することを目的とし、小学校家庭科の5年生の最初のガイダンスにつながり、2年間の家庭科学習の見通しをもてるような、日本の生活文化への理解を深められるような家庭科ガイドブックを作成し、その教育的効果を調べた。ガイドブックの日本語版を作成し、中国語・英語・ポルトガル語・フィリピノ語へ翻訳し、その教育的効果も明らかにした。また、成果を国内・国際学会で発表した。本研究は、グローバル化の進展により、増加しつつある外国につながる児童への生活文化的教育支援を実践的に実現することを目的としている。この目的を果たすために、小学校家庭科の5年生の最初のガイダンスにつながり、2年間の家庭科学習の見通しをもてるような、さらに日本の生活文化への理解を深められるような家庭科ガイドブックを作成する。平成27年度は、まず、内容素案を作成し、対象となる小学生や指導にあたっている教師などを対象にヒアリングをし、この内容素案を改訂するプロセスを経て、家庭科ガイドブック(日本語)を作成した。また、この家庭科ガイドブック(日本語)の活用に関する研修のための検討もおこなった。このために、以下の3点を中心に研究を展開した。1)研究会(一部、スカイプ会議)は月1回開催し、家庭科ガイドブックの内容素案を作成し、改訂するプロセスを経て、全22ページ(目次などを除く)の内容を決定し、文章を作成した。文章作成の分担は、伊藤;衣・住生活(7ページ)、河村;食生活(9ページ)、上野;家族(福祉)・消費生活(6ページ)とした。また、この研究会において、家庭科ガイドブックの活用法も検討した。2)イラストの内容を決定し、依頼し、食生活の写真撮影をおこなった。家庭科ガイドブックの製本も依頼してある。3)国内学会(日本家庭科教育学会平成27年度大会:鳴門教育大学で開催)及び国際学会(ARAHE2015年度香港大会)で、家庭科ガイドブックの目的やこれまでの進捗状況を報告し、内容案や研修に関する意見交換をおこなった。平成27年度の予定では、家庭科ガイドブックの内容素案を作成し、ヒアリングを経て、改訂した結果、内容を決定し、分担部分の文章を作成した。イラストや写真撮影も終了し、現在、製本中である。また、研修のための検討もおこなった。計画通り、国内・国際学会で報告し、意見交換もおこなったことから、おおむね、順調に進展していると評価できる。本研究はグローバル化の進展により、増加しつつある外国につながる児童への生活文化的教育支援を実践的に実現することを目的としている。この目的を果たすために、日本の小学校家庭科の教科書をもとに、日本の生活を紹介し、日本文化への理解への理解を深め、同時に日本語の学びを深めるようなカテイカガイドブックを作成する。平成28年度は、平成27年度に作成された日本語版カテイカガイドブックを翻訳し、すでに中国語版・英語版は製本・発刊した。ポルトガル語版は最終校正の段階に入っており、フィリピノ語版は、翻訳作業を進めている。外国につながる児童たちにとってのガイドブックの教育的効果を測る尺度も検討した。また、外国につながる児童を指導している教師たちへの研修カリキュラムも開発した。具体的には、以下のように進めた。1)スカイプなどを利用した研究会を月に1回程度開催し、翻訳作業の進捗状況に関する情報交換をおこなった。2)上記の研究会において、外国につながる児童たちがガイドブックをどのように使ったほうがいいのか、その活用法を検討し、また、このガイドブックの効果測定の内容についても検討し、日本語版の尺度を決定した。3)外国につながる児童を指導している教師たちへの研修カリキュラム(約90分)を開発し、その教育的効果を明らかにするための尺度を検討した。。4)国際学会(第12回IFHE世界大会:韓国)でカテイカガイドブックの目的や内容を提示し、意見交換をおこなった。平成28年度は、カテイカガイドブックの日本語版の製本・発刊と、中国語・英語に翻訳し、それぞれの版を製本・発刊する予定であったが、計画通りに進んでいる。また、ポルトガル語・フィリピノ語への翻訳も予定通り進んでいる。また、教育的効果を測るための尺度も開発されており、日本語版は完成している。教師に対する研修プログラムも開発した。以上のことから、順調に進展していると言える。本研究は、グローバル化の進展により、増加しつつある外国につながる児童への生活文化的教育支援を実践的に実現することを目的とし、小学校家庭科の5年生の最初のガイダンスにつながり、2年間の家庭科学習の見通しをもてるような、日本の生活文化への理解を深められるような家庭科ガイドブックを作成し、その教育的効果を調べた。また、ガイドブックの活用に関する研修のための検討もおこなった。平成27年度は、家庭科ガイドブックの内容素案を作成し、ヒアリングを経て内容を決定し、分担部分の文章を作成した。イラストや写真撮影も終了し、研修のための検討もおこなった。日本家庭科教育学会第58回大会やARAHE(香港)の大会で発表し、意見交換をおこなった。平成28年度は、ガイドブックの日本語版の製本・発刊と、中国語・英語に翻訳し、それぞれの版を製本・発刊した。ポルトガル語・フィリピノ語への翻訳もおこなった。教育的効果を測るための尺度を開発した。

千葉県下で、外国につながる児童に関する問題状況が報告されていることもあり、研究会を通して意見交換をおこない、研修の方法についての検討を進め、教材を開発した。教師に対する研修プログラムも開発した。成果を日本家庭科教育学会第59回大会やIFHE(韓国)の大会で発表し、意見交換をおこなった。平成29年度は、ガイドブックのポルトガル語版とフィリピノ語版の製本・発刊をおこなった。ガイドブックを児童が活用した際の教育的効果をみるために、質問紙を中国語・英語・ポルトガル語・フィリピノ語へ翻訳し、調査を実施した。免許更新講習を活用して研修を実施した。成果を日本家庭科教育学会第60回大会やARAHE(日本)の大会で発表し、意見交換した。ARAHE(日本)の大会ではガイドブックを活用したワークショップを開催した。以上のことから、本研究が当初の目的を果たして成果は得られたことがわかる。本研究は、外国につながる児童への生活文化的教育支援を実践的に実現することを目的とし、小学校家庭科の5年生の最初のガイダンスにつながり、2年間の家庭科学習の見通しをもてるような、日本の生活文化への理解を深められるような家庭科ガイドブックを作成し、その教育的効果を調べた。ガイドブックの日本語版を作成し、中国語・英語・ポルトガル語・フィリピノ語へ翻訳し、その教育的効果も明らかにした。また、成果を国内・国際学会で発表した。平成28年度は、家庭科ガイドブック(日本語)を製本する。英語・中国語にも翻訳し、それぞれの版を製本する。また、フィリピノ語・ポルトガル語への翻訳もおこなう。また、千葉県下で、外国につながる児童に関する問題状況が報告されていることもあり、研究会を通して意見交換をおこない、研修の方法についての検討を進め、教材を開発する。平成28年度までの成果を国際学会(IFHE韓国大会)で発表し、意見交換する。平成29年度は、フィリピノ語・ポルトガル語版の製本をおこない、作成した日本語や他の言語の家庭科ガイドブックを需要の多い、愛知県・東京都・大阪府・神奈川県・埼玉県などを中心に教育委員会に送付する。研修のために開発した教材を使って、免許更新講習を利用して、研修を実施し、その教育的効果を集約する。これらの成果を国内学会(日本家庭科教育学会第60会大会)や国際学会(ARAHE日本大会)で発表する。また、国際学会(ARAHE日本大会)ではワークショップを開催予定である。平成29年度は、カテイカガイドブックのポルトガル語版とフィリピノ語版の製本・発刊をおこない、作成したカテイカガイドブック日本語版と他の言語版をあわせて、配布する。配布先は、それぞれの言語の需要の多い、地域や小学校を対象とする。あわせて、ガイドブックの教育的効果をみるために、質問紙(一部、翻訳が必要)調査も実施する。また、外国につながる児童を指導している教師たちへの研修を実施し、この教育的効果も測る。なお、成果を国内学会(日本家庭科教育学会第60回大会)や国際学会(ARAHE日本大会)で発表し、意見交換する。家庭科教育学当初、日本語の製本(割り付け、印刷)までを予定した使用計画であった。しかし、内容を決定して、文章を何度も改訂し、イラスト・写真を含む割り付けするのに時間がかかり、印刷まではできなかった。
肺炎球菌の経鼻保菌から肺炎への進展様式の解明

本研究は、これまで明らかになっていなかった「肺炎球菌性肺炎の発症機序」を、新規マウスモデルを用いて段階を追って詳細に明らかにしていくものである。肺炎は、実は未だに発症機序が詳細には解明されていない。これは、ヒトの肺炎発症までの各段階を順にシミュレートできる動物モデルがないことが主な理由である。本研究ではまず肺炎球菌の鼻腔保菌から肺炎を発症するマウスモデルを確立し、そのモデルを用いて肺炎の発症プロセスをin vivoイメージングを用いて明らかにする。これらの動物モデルを使用することで、肺炎発症に至るまでの各ステップでの菌とホストの関与を正確に評価できるようになり、新規ワクチンの確立が望める。
ofMRIで痛み伝達の脳内ネットワークと先行鎮痛による慢性痛予防の可能性を探る

最終年度において、神経障害性疼痛モデルマウス(Seltzerモデルマウス)に対するダイナミックプランターを用いた痛み評価を試みるものの、条件が揃わず、評価できなかった状況である。研究期間全体を通じて、痛み評価におけるより客観的手法の確立を試みた。従来は、in vivoでのマウスの痛み評価の際、von Freyフィラメントを用いて行ってきたが、測定者間のばらつきなどと言った問題点が挙げられた。そこで近年、ダイナミックプランターを用いた評価方法が文献でも取り入れられ始めた。そこで、当科でも2016年度から測定者間のばらつきを極力少なくし、より客観的に評価するためにダイナミックプランターを導入した。そして、その条件設定を含め、まずは当科での測定方法の確立を試みた。本条件設定はC57BL/6J雄性マウスを用いて行った。マウスの測定環境として、透明な箱(以後、明室と示す)と周囲が黒く塗りつぶされた箱(以後、暗室と示す)を用意した。また、刺激条件に関しては、1)刺激加重の比較と2)測定時間の比較、そしてこれまでの文献をもとに刺激条件最大加重を5gと定め、3)その5gに達するまでの時間(加重速度)として10秒(加重速度が速い)と20秒(加重速度が遅い)の比較を、生後8週、10週、12週、13週の4点で行った。結果として、まず測定環境に関しては、測定週数を経て比較した場合、暗室で測定した際マウスが逃避行動を示す刺激加重に有意なばらつきが認められたが、明室では刺激加重が均一であった。また、測定時間のばらつきに関しては、暗室で行うよりも明室で行う方が有意差は見られなかった。さらに加重速度に関しては、10秒と20秒において刺激加重の差は見られなかった。以上より、明室の方が刺激加重および測定時間は安定し、加重速度に有意差が認められなかった。周術期における痛みの管理は麻酔科医にとって重要な仕事の一つであり、そのプロセスを軽視すると術後慢性痛に移行し、現在のペインクリニックの現場で見られるように多くの慢性痛患者が悩んでいる。そこで、術後痛や一般的な慢性痛の予防方法として、急性痛から慢性痛への移行を予防することが非常に重要である。これまで申請者らは、fMRIを用いた中枢神経領域における痛みの発現機構の検討を行い、脳内活性部位を確認してきたが、その部位間のネットワークは解明できなかった。そこで今回、optogenetic fMRI(ofMRI)を用いて、中枢神経における慢性痛のネットワーク機構を解明することを目的としている。これまでマウスの痛み評価をvon Freyフィラメントを用いて行ってきたが、近年幾つかの論文でダイナミックプランタを用いた痛み評価が行われて始めている。そこでこれらの論文に基づき、現在神経障害性痛モデルマウスの痛みをダイナミックプランタで評価している最中である。ダイナミックプランタで評価することにより、従来のvon Freyフィラメントによる評価よりも、より客観的に痛みの評価ができると考えている。前年度の目標であった「光感受性イオンチャネルを発現させた遺伝子改変マウス(Tgマウス)のSeltzerモデル(神経障害性痛モデル)の作製とfMRIによる評価」に取り組めていない。それは、新しい痛み評価方法の取り入れと研究時間の不足が原因である。今後、新しい評価方法による結果を出し、その先に進む予定であるこれまでin vivoでのマウスの痛み評価においてvon Freyフィラメントを用いて行ってきたが、近年の論文ではダイナミックプランターを用いた評価方法が取り入れられている。そこで、当科でも昨年度から測定者間のばらつきを極力少なし、より客観的に評価するためにダイナミックプランターを使い始めた。そして、その条件設定を含め、当科での測定方法を確立した。本条件設定はC57BL/6J雄性マウス(生後8週)を用いて行った。マウスの測定環境としては透明な箱(以後、明室と示す)と周囲が黒く塗りつぶされた箱(以後、暗室と示す)での1)刺激加重の比較と2)測定時間の比較、また刺激条件としてはこれまでの文献を基に最大加重を5gとし、3)5gに達するまでの時間として10秒(加重速度が速い)と20秒(加重速度が遅い)の比較を、生後8週、10週、12週、13週の4点で行った。その結果を示す。まず測定環境に関して測定週数を経て比較した場合、暗室で測定した際マウスが逃避行動を示す刺激加重に有意なばらつきが認められたが、明室では刺激加重が均一であった。次に加重速度に関しては、10秒と20秒において刺激加重の差は見られなかった。以上より、明室の方が刺激加重および測定時間は安定し、加重速度には差が認められなかった。また、今回の実験を通して室内の環境条件などの検討も行え、当科での測定条件が整った。今後、今回得られた条件を基に研究を進めていく。今回、従来と比べてより客観的に痛みを評価できる方法を取り入れ、その条件設定に時間がかかってしまったことと研究時間の不足が原因で、「光感受性イオンチャネルを発現させた遺伝子改変マウス(Tgマウス)の神経障害性痛モデルの作製とfMRIによる評価」に取り組めていない。今後、その先の実験に進む予定である。

平成28年度まで、測定方法及び測定者間の手技の均一化、そしてより客観的な痛み評価を図る目的で、従来行ってきたvon Freyフィラメントを用いた痛みの評価方法から近年の論文にて発表されているダイナミックプランターを用いた評価方法に移行し、その条件設定を行って、当科での測定方法を確立した。その際、C57BL/6J雄性マウス(生後8週)を用いて、明室あるいは暗室下での1)刺激加重、2)測定時間、3)加重速度の3点について検討した。また当科では、過去の文献をもとに最大加重を5gとした。その結果を示す。1)暗室で測定した際、マウスが逃避行動を示す刺激加重に有意なばらつきが認められたが、明室では刺激加重が均一であった。2)暗室で行うよりも明室で行う方が測定時間のばらつきは認められなかった。3)加重速度10秒と20秒との間では、刺激加重に関して有意な差は認められなかった。以上より、明室の方が刺激加重および測定時間は安定し、加重速度には差が認められないことがわかった。今後は、この結果を元にダイナミックプランターを用いて動物の痛み評価を行い、更なる研究を進めていく予定である。平成29年度の期間を含めた平成29年3月14日から平成30年2月22日までの間は、本研究とは異なるテーマに関する基礎研究を遂行するため海外留学していた。そのため、今後平成30年度にこの期間中にできなかった研究を進めていく予定である。平成28年度までは、従来よりもより客観的な痛み評価方法を取り入れ、その条件設定に時間がかかってしまったため、および研究時間の不足のために本研究を遂行できなかった。また平成29年度は海外留学をしていたために、本研究を遂行できていない。したがって、平成30年度は本研究の更なる研究を進めていく予定である。最終年度において、神経障害性疼痛モデルマウス(Seltzerモデルマウス)に対するダイナミックプランターを用いた痛み評価を試みるものの、条件が揃わず、評価できなかった状況である。研究期間全体を通じて、痛み評価におけるより客観的手法の確立を試みた。従来は、in vivoでのマウスの痛み評価の際、von Freyフィラメントを用いて行ってきたが、測定者間のばらつきなどと言った問題点が挙げられた。そこで近年、ダイナミックプランターを用いた評価方法が文献でも取り入れられ始めた。そこで、当科でも2016年度から測定者間のばらつきを極力少なくし、より客観的に評価するためにダイナミックプランターを導入した。そして、その条件設定を含め、まずは当科での測定方法の確立を試みた。本条件設定はC57BL/6J雄性マウスを用いて行った。マウスの測定環境として、透明な箱(以後、明室と示す)と周囲が黒く塗りつぶされた箱(以後、暗室と示す)を用意した。また、刺激条件に関しては、1)刺激加重の比較と2)測定時間の比較、そしてこれまでの文献をもとに刺激条件最大加重を5gと定め、3)その5gに達するまでの時間(加重速度)として10秒(加重速度が速い)と20秒(加重速度が遅い)の比較を、生後8週、10週、12週、13週の4点で行った。結果として、まず測定環境に関しては、測定週数を経て比較した場合、暗室で測定した際マウスが逃避行動を示す刺激加重に有意なばらつきが認められたが、明室では刺激加重が均一であった。また、測定時間のばらつきに関しては、暗室で行うよりも明室で行う方が有意差は見られなかった。
培養不能型コレラ菌の再活性化とその生理学的研究

自然環境の中の感染源としての病原微生物の生態を明らかにする一環として、培養不能型(Viable but nonculturable、以下VNC)に移行するコレラ菌を種々の条件で作成し、その生理状態を分析すると共に、確実に再活性化して培養可能にする方法を確立することを目的に研究を行った。コレラ菌をM9saltなどに浮遊させ低温に静置すると、約一月でVNCへ移行するが、この期間は、菌株の違いはもちろん同一の菌の場合でも、菌を取りまく状況に大きく影響を受けることが判明した。特に菌濃度と使用する菌の増殖ステージに影響を受け、対数増殖期の菌が早くVNCになった。また、コレラ菌は不純物の多い環境水中で長く生存し、環境内ではコレラ菌はプランクトンなどに付着して長期生存するという報告を補強する結果を得た。実験的にVNCにしたコレラ菌はアンモニウムイオン存在下に熱処理を施すと集落を形成するように復帰することが確かめられた。この方法は自然環境内のVNCコレラ菌にも有効で、コレラ流行地の環境水からコレラ菌を復帰できた。熱処理による復帰は、環境水を用いた場合、培地上に生育する集落数の増大が熱処理後に見られることからコレラ菌以外の他の菌にも有効ではないかと思われる。しかし、復帰する率は必ずしも一定ではなく、まだ再現性の高い再活性化法を確立するまでには至っていない。現在までに得られた結果からは、VNCがグラム陽性菌にみられる芽胞のような「生存のための積極的な機構」であるとは考えにくい。むしろ細胞を構成している成分や仕組みに色々な障害が積み重なって細菌が「死」に至る過程の初期段階をVNCとして観察しているように思える。熱処理のような刺激がこれらの障害の修復機構を発現して増殖するように復帰しているか、その可能性を検討中である。コレラ菌を含むビブリオ属の多くの菌は、自然界では培養不能型に比較的早く移行することが知られており、原因と思われる疑わしい食品や水からの菌の検出が困難なものになっている。我々は実験的に培養不能型コレラ菌を作成し、特定の条件下でこの培養不能のコレラ菌が集落を形成するように復帰しうることから、これらの培養不能型菌が新しい感染源としての可能性を秘めていることを指摘できた。実験的に栄養飢餓、低温条件下におかれたコレラ菌は、時間と共に増殖能を失って約一ヶ月で培地に集落を形成しなくなるが、培養不能型に移行するまでの期間は、使用する菌の増殖ステージ、初期菌濃度、静置温度、浮遊液の化学組成などの違いによってに著しい差があることが明らかになってきた。例えば、対数増殖期のコレラ菌は比較的早く培養不能型に移行するが、完全に静止期状態になっているコレラ菌はほとんど培養不能型にならず、長期間培養可能な状態を保っている。また、菌の濃度も培養不能型への移行期間に大きく影響を与える因子であることが分かってきた。これらのことは、自然に生息するコレラ菌の生理状態やその環境がヒトへの感染の際に大きく関与しているものと示唆される。また、菌株による違いもあり、培養不能型になりにくい株もみられた。同様の現象はコレラ菌ばかりでなく、他のビブリオ、例えば腸炎ビブリオなどにおいてもみれら、他の菌の結果と合わせると、コレラ菌の培養不能型はグラム陰性菌に共通にみられる生存形態の一種ではないかと推察される。

自然環境の中の感染源としての病原微生物の生態を明らかにする一環として、培養不能型(Viable but nonculturable、以下VNC)に移行するコレラ菌を種々の条件下で作成し、その生理状態を分析すると共に、確実に再活性化して培養可能にする方法を確立することを目的に研究を行った。コレラ菌をM9 saltなどに浮遊させ低温に静置すると、約一月でVNCへ移行するが、この期間は、菌株の違いはもちろん同一の菌の場合でも、菌を取りまく状況に大きく影響を受けることが判明した。特に菌濃度と使用する菌の増殖ステージに影響を受け、対数増殖期の菌が最も早くVNCになった。また、コレラ菌は不純物の多い環境水中で長く生存し、環境内ではコレラ菌はプランクトンなどに付着して長期生存するという報告を補強する結果を得た。実験的にVNCにしたコレラ菌はアンモニウムイオン存在下に熱処理を施すと集落を形成するように復帰することが確かめられた。この方法は自然環境内のVNCコレラ菌にも有効で、コレラ流行地の環境水からコレラ菌を復帰できた。熱処理による復帰は、環境水を用いた場合、培地上に生育する集落数の増大が熱処理後に見られることからコレラ菌以外の他の菌にも有効ではないかと思われる。しかし、復帰する率は必ずしも一定ではなく、まだ再現性の高い再活性化法を確立するまでには至っていない。現在までに得られた結果からは、VNCがグラム陽性菌にみれらる芽胞のような「生存のための積極的な機構」であるとは考えにくい。むしろ、細胞を構成している成分や仕組みに色々な障害が積み重なって細菌が「死」に至る過程の初期段階をVNCとして観察しているように思える。熱処理のような刺激がこれらの障害の修復機構を発現して増殖するように復帰しているか、その可能性を検討中である。
ダニ媒介性感染症の迅速診断法の開発―ベッドサイド診断への応用

重症熱性血小板減少症候群(SFTS)やツツガムシ病、日本紅斑熱などの「ダニ媒介性感染症」は、過去5年間で患者発生が倍増し、近年注目を浴びる疾病である(IDWRより)。SFTSはウイルス、ツツガムシ病及び日本紅斑熱はリケッチアによる感染症で、どちらも患者の病原体遺伝子の検出あるいは血中抗体の検出により診断される。しかし、前者は操作が煩雑であること、後者は抗原となる病原体を保有するためのP3施設を要することから、実施施設は限られている。一方、SFTSやリケッチア感染症は重症化した場合の致命率が530%と高く、より迅速で簡便な検査方法の開発を必要としている。本研究では、SFTSウイルス及びリケッチアの組換え膜タンパク質及びそれらを抗原にしたモノクローナル抗体を作製し、それらを用いて簡便かつ迅速に病原体抗原及び血中抗体を検出する酵素免疫測定法(ELISA法)やイムノクロマト法を確立することを目指す。平成30年度は診断法を開発するうえで必要な抗原となる各種組換えタンパク質を作製する準備を行った。SFTSウイルスについては、大腸菌系を用いて組換え糖タンパク質GnとGcを作製し、ツツガムシ病リケッチア、日本紅斑熱リケッチアについては大腸菌系を用いて組換え47 kDaの外膜タンパク質及びrOmpA・rOmpBの外膜タンパク質を作製する計画である。そこで、SFTSウイルス、ツツガムシ病リケッチア、日本紅斑熱リケッチアの核酸抽出を行い、各組換えタンパク質を作製するにあたり、最適な組換えタンパク質発現系を検討し、ベクタープラスミドを決定した。本年度はSFTSウイルス、ツツガムシ病リケッチア、日本紅斑熱リケッチアの核酸抽出を行うことができたが、組換えタンパク質発現系の立ち上げに時間を要したため、当初計画の半分程度の進捗状況となった。しかしながら、組換えタンパク質発現系に目処がつき、今後は比較的スムーズに進行すると考える。従って、現状では少し遅れているが、最終年度までには予定した研究内容を終えることが出来ると予想する。SFTSウイルスのGnとGcタンパク質、ツツガムシ病リケッチア、日本紅斑熱リケッチアの47 kDa外膜タンパク質及びrOmpA・rOmpBタンパク質の組換えタンパク質を作製する。得られた組換えタンパク質を精製し、血中抗体検出系に使用するほか、組換えタンパク質を抗原として、モノクローナル抗体を作製する。得られたモノクローナル抗体は抗原検出系の開発に利用する。組換えタンパク質発現系の立ち上げに時間を要し、研究計画の遅れを取り戻すことができず、費用のかかる組換えタンパク質作製と精製を次年度に延期することにしたため、次年度使用額が生じることになった。次年度は延期していた実験を速やかに遂行し、遅れを取り戻すと共に、続く抗体作製も計画通り次年度に実施するために、繰越し分と合わせた予算を使用する予定である。
経済時系列モデルのパラメータ変化に関するモニタリング手法の研究開発

主な成果を3つに絞って報告する。(1)経済変数間の因果関係の序列を探索する方法を開発した。その成果は金融の量的緩和(マネタリーベースの拡大)政策がどのような波及経路をたどっていくかなどの検証に用いることができる。(2)高頻度ファイナスデータの挙動を表す時系列モデルの研究。その成果は金融資産のリスク管理などに応用できる。(3)バブルの発生・消滅過程を表す統計モデルの構築に関する研究。その成果は金融資産のリスク管理、国レベルの金融動向の早期把握などに応用できる。(4)以上の成果に関する統計学の理論的基礎に関する研究。これらの成果によって(1)(3)の成果の理論的信頼性を高めることができた。研究実施計画1(構造変化の検定に関する研究):経済時系列における構造変化の精度の高い信頼区間を構成することは必ずしも容易ではない。本研究では、漸近的な標本理論を用いず、Bootstrap法を用いて信頼区間を構成する方法について研究した。時系列の特性に合わせた様々なBootstrap法が存在するが、それらの方法をモンテカルロ実験を行い比較検討した。研究実施計画2(株式市場におけるバブルの検出とモニタリングに関する研究)株価変動は単位根を持つ非定常時系列として表現されるが、バブル発生前後では単位根過程から緩やかな発散過程に移行すると考えられる。モニタリングによって、この移行過程をとらえる先行研究を理論とシミュレーションで精査した。また緩やかな発散過程から単位根過程へ戻る際の漸近理論的枠組みを新たに構築した。さらに本研究では先行研究とは異なるバブルモデルを考案し、次年度以降われわれの理論と実データによる検証を行う予定である。研究実施計画3(金融における量的緩和政策の波及効果に関する研究):この分野における先行研究を同じデータ、同じ手法を用いて追試した。本研究では波及経路におけるインフレ予想率の効果を重視し、その測定を試みた。インフレ予想には、物価連動国債を用いる場合と消費者へのアンケートを用いる場合があるが、両者を比較検討した結果、後者を用いる方が良いことが示された。また経済変数間の因果序列を定める統計的手法についても研究を行い、独立成分分析の応用研究に着手し、暫定的な実証分析結果を得た。実績1:前川・小村・永田(2015)は、2009年2014年の間の月次データを使用して、予想インフレ率を変数として含むVARモデルを用いて、日本の金融緩和政策効果の検証を行った。その結果、このデータ期間に関する限り、マネタリーベースの増加→予想インフレ率上昇→消費者物価指数の上昇への波及経路が検出された。また同じデータを使ってKatayama(2015)は日本銀行の金融緩和政策に関するSVARモデル分析をおこなった。実績2:われわれは変数間因果序列検出法として独立成分分析(ICA)に注目し、SVARモデルを前提とするICA分析の有効性をモンテカルロ実験で確認した上で、2,3の実証分析を行った。その一つとして、前川・アミルラ(2015)はインドネシア・ルピア、米ドル、ユーロ、日本円との間に因果序列を検出した。実績3:構造変化の検定においては、検出された構造変化時点の信頼区間を構成することは必ずしも容易ではない。われわれはGARCHモデルの構造変化点に対する信頼区間を、ブートストラップ法で構成する研究を行った。その結果を踏まえてアミルラ、河合、Lee、前川(2015)はインドネシア・ルピアに対する非公開為替介入時点とその信頼区間を構造変化検出手法を用いて検出した。その他:以上の実績の他に、2015年度には13.研究発表欄に記載したように、永田(2015)、森本(2015)は高頻度ファイナンス時系列データの分析に関する理論的、実証的分析を行い、その成果は論文として刊行された。また前川・河合の研究成果の一部は2015年8月モントリオール開催のWorld Congress of Econometric Societyで発表した。その他、前川はICA分析のモンテカルロ実験及び金融緩和政策の実証分析について日銀、一橋大学、Singapore Management Universityなど国内外の学会、ワークショップ等で発表した。初年度(平成26年度)に予定していたにもかかわらず実現しなかった海外における学会発表が、昨年度(平成27年度)は実現したこと、研究成果の学会発表、及び学術専門雑誌に掲載されるなど、研究成果が出始めたことなどから、2015年度は「おおむね順調に進展している」と言える。本研究課題における主たる研究目的は、ボラティリティ、構造変化、バブル、非正規分布、因果序列などのキーワードで示される計量経済学的理論と応用研究である。業績一覧に示されている通り研究期間中にこれらの分野について専門雑誌にいくつかの論文を掲載することができた。最終年度における特徴的研究成果としては:1)研究代表者前川、分担者の片山、永田らの行った、非ガウス型SVARモデルに関する理論と応用に関する研究。経済変数間の因果序列を独立成分分析(Independent Component Analysis;ICA)を応用することによって変数間の因果序列を検出することが可能になるが、その際の推定・検定に関していくつかの成果を上げた。その結果を用いてわが国の金融の量的緩和政策の波及経路分析をおこなった。実証的を通してICAは経済時系列分析に一定の有効性を有するとの確信を得た。これらの研究は国内外の学会やセミナーで報告され参加者の興味を引き付けた。今後専門雑誌に掲載していく予定である。2)バブルのモデル化の研究。分担者片山は、現実のバブルを描写しうるユニークなモデルを提示した。

また分担者久松はバブルの発生と崩壊を、非定常時系列モデルにおけるnear unit rootという概念を用いて表すことを試みた。これらの研究は未完成であるが将来追及する価値のある研究である。3)分担者森本を中心とする計量ファイナンス分野におけるボラティリティモデルの研究。コンピュータによる計算統計学的手法を駆使し、高頻度データにおけるボラティリティに関する性質を明らかにし、そこで得られた結果を実証分析に応用した。4)分担者得津と河合はファイナンスの実データに基づく実証研究を行い、株価の高頻度データの挙動を分析する中でファイナンスデータので本研究課題に共通に必要なデータベースを構築し、共同研究に有効に活用された。主な成果を3つに絞って報告する。(1)経済変数間の因果関係の序列を探索する方法を開発した。その成果は金融の量的緩和(マネタリーベースの拡大)政策がどのような波及経路をたどっていくかなどの検証に用いることができる。(2)高頻度ファイナスデータの挙動を表す時系列モデルの研究。その成果は金融資産のリスク管理などに応用できる。(3)バブルの発生・消滅過程を表す統計モデルの構築に関する研究。その成果は金融資産のリスク管理、国レベルの金融動向の早期把握などに応用できる。(4)以上の成果に関する統計学の理論的基礎に関する研究。これらの成果によって(1)(3)の成果の理論的信頼性を高めることができた。当初予定した関連分野における研究者の招へい及び関連学会への出席が日程の都合等で実現しなかったため、必要な研究交流が予定通り進まなかった。その結果、やや研究の進行が遅れている。1.ICAによる経済変数間の序列の検出に関する理論的、実験的、実証的分析をさらに深める。特に未開拓な問題多い理論的な面を追及したい。2.最終年度なので、分担者が一堂に会し、これまでの研究成果の報告会を実施する3.本研究の成果を踏まえ、今後の研究方針を検討する。特にICAを中心に研究計画を立案する計量経済学1.金融の量的緩和の政策効果を研究する過程で、変数間の因果序列の検出の重要性と困難性に気付いた。また因果序列の検出の問題に関しては独立成分分析という計量経済学ではあまり使われていない手法があり、外国では一部使われ始めていることを知り、今後この方法を重点的に研究する予定である。2.構造変化時点の推定と信頼区間については引き続き、Bootstraph法をはじめとする各手法を色々な条件の下で比較検討する予定である。3.考察中の株価バブルを表現するモデルを、理論的根拠を明確にし実証に耐えうるレベルまで引き上げる予定である。モントリオール(カナダ)で開催されたEconometric Society 2015 World Congressで報告するための旅費が不足したたため。
DNA多型遺伝子に基づく日本人の地域性と遺伝子頻度の地理的勾配に関する研究

本年度はインター・アルファ・トリプシン・インヒビターのH1鎖(ITIH1)について、既報のデータと今回あらたに集団調査して得たデータ(アイヌから石垣島の14集団データおよび東アジアの15集団データ)を用いて地理的勾配を検討した。ITIH1^*1とITIH1^*3の二つの遺伝子は本州最西部(山口県)で頻度が最小となる勾配を示し、逆に、ITIH1^*2は最大となる勾配を示した。九州北部(福岡県)あるいは本州最西部(山口県)あたりに、在来の人々よりITIH1^*1とITIH1^*3の低い頻度とITIH1^*2の高い頻度を持つ集団の流入が考えられた。さらに、新しく見つけたY染色体上のSRY遺伝子の多型(Type CとType T)を本州3集団、九州4集団、琉球列島2集団、韓国人1集団、中国人4集団、フィリピンネグリト1集団、ドイツ人1集団の計16集団1241人を調べた。Type TはYAP(-)とリンクしており、その頻度は日本人9集団では沖縄の0.222から対馬の0.324の範囲にあり、上述のITIHlと同様な地理的勾配を示した。また、韓国人は対馬と同じ、0.324であった。一方、中国人では0.023、ネグリトやドイツ人では0であった。Y染色体上のSTRマーカー4種を用いて分析した結果、Type Tの発生は約4500年前と計算された。このType Tを持つ染色体はおそらく朝鮮半島の集団で発生して、日本に持ち込まれたものと考えられた。本因子は男性の移動を研究する上で、縄文系といわれるYAP(+)染色体とともに有用なマーカーであることが示された。さらに、詳細な分布を明らかにする予定である。
励起錯体における分子間および分子内相互作用

励起状態における分子間および分子内相互作用によって生成する励起錯体の化学的特性を明らかにし、新しい高選択的光化学反応を開発することを目的として研究を行い、以下の知見を得た。1.9,10-ジシアノアントラセン(DCA)を光増感剤とする1,1-ジフェニルプロペンをはじめとする芳香族アルケンへのメタノールの分子間および分子内光極性付加反応の機構を詳細に検討し、ベンゼンなどの芳香族系溶媒または塩化メチレンなどのハロゲン系溶媒中で効率よく進行することを明らかにした。また、量子収量の測定や蛍光消光実験などからこれらの光反応は電子移動によって生成するラジカルイオン種よりもむしろエキシプレックスを経由して進行することを明らかにした。2.分子内にナフタレン環とアルケンまたはフラン環をもつ化合物を合成し、その光化学的挙動を検討した。1-シアノナフタレンと置換アルケンとをメチレン鎖で連結した化合物では、エキシプレックスを経由して芳香環への2種の(2+2)分子内光環化付加体が効率よく生成することを明らかにした。この系にEu(III)塩を添加すると、一方の付加体のみが位置選択的に生成することを見いだした。また、1-シアノナフタレンとフランとを連結した化合物では、分子内エキシプレックスを経由して単一の(4+4)分子内光環化付加体が生成することを明らかにした。
気候システム移行期における突発的環境変動

本研究で得られた成果は以下の通りであるが、時間軸間の有機的結合の基本となる。1)長期的時間軸:モンゴルダラハド古湖の解析結果からは後期更新世から完新世初期における大規模な環境変動、そしてその後の比較的安定な環境への移行が示された。2)歴史的時間軸:テルヒンツァガン湖のコア試料の解析結果では小氷期の初期と末期における顕著な環境変動、そして小氷期中の比較的安定な環境が示された。3)観測時代:i)北海道・渡島大沼湖沼ー流域系における調査・解析結果では自然の現象および人為的活動に対応する顕著な変動が示された。ii)台湾南部・東源湖の調査・解析結果では、人為的地形改変に対応する環境変動が示された。突発的環境変動とその地表部の応答を明らかにするために、氷河・豪雨・地震・火山等に起因する堰き止め湖等を主たる対象として、その形成そして突発的な決壊・洪水を長期環境変動という観点から捉え、そのプロセス・推移を解明する。調査対象地は、氷河や土砂による堰き止め湖の形成と決壊を繰り返し、日射量による気候変動に敏感なモンゴル高原の湖沼とその流域である。ここでは、水文気候システムの変動、特にその移行期(最終氷期-後氷期、中世温暖期-小氷期-現在)に多発する突発的現象を解明し、今後の環境変動とそれら突発的現象の発生の関係を明らかにする。そして、東アジアの他地域の湖沼と比較することにより、その対応に資する情報の集約を進めるとともに地球環境変動における位置づけの確立を行う。平成26年度の以下の調査研究が実施された。1)モンゴル中南部、テルヒンツァガン・ブンツァガン・オロゴイ湖における流域の調査、コア試料の採取、流入水・湖沼水の採取を行った(日本の他にモンゴル・韓国からも参加)、2)採取試料の分析を開始した.各項目の担当は以下の通り:古気候変動と物理量・流域解析;柏谷・田中(韓国慶煕大・研究協力者)・ダヴァドルジ(国立モンゴル大・研究協力者)、年代;長谷部、同位体;落合(研究協力者)、無機化学;福士・勝田(岐阜大・連携研究者)、生物化石;高原(京都府立大・連携研究者)。3)ダラハド湖;これまでに採取された堆積物試料の整理と分析(DDP10-1,DDP10-2、DDP10-3),4)比較対象地(台灣・翠峰湖等、日本・大沼等)の資料収集・概査を進めた。主たる調査対象地は、堰き止め湖の形成と決壊を繰り返し、日射量による気候変動に敏感なモンゴル高原の湖沼とその流域である。比較対象として豪雨・地震・人為よる突発的な変動がみられる台湾の湖沼とその流域を取り上げる。そこでは、水文気候システムの変動、特にその移行期(最終氷期-後氷期、中世温暖期-小氷期-現在)に多発する突発的現象を解明し、今後の環境変動とそれら突発的現象の発生の関係を明らかにする。さらに、東アジアの他地域の湖沼と比較することにより、その対応に資する情報の集約を進めるとともに地球環境変動における位置づけの確立を行う。平成27年度には以下の調査研究が実施された。1.モンゴル中南部、オルゴイ・ブンツァガン・オログ湖における流域の調査、コア試料の採取、流入水・湖沼水の採取を行った(日本・モンゴル・韓国との共同調査)、1)オルゴイ湖では水位計とセディメントトッラップの設置を行った、2)採取試料の分析を進めた(採水試料の分析はすべての湖沼、採泥試料の分析はオルゴイ湖).研究項目は以下の通り:古気候変動と物理量・流域解析;、年代、水質分析、堆積物無機分析。2.台灣南部・東源湖(比較対象地)ではコア試料の採取と分析を行った(日本・台湾との共同調査).研究項目は以下の通り:古気候変動と物理量・流域解析、年代、堆積物無機分析。3.比較対象地の日本・大沼で資料収集・概査を進めた。4.モンゴル北部ダラハド湖;これまでに採取された堆積物試料の整理と分析を進めた(DDP10-1,DDP10-2、DDP10-3)モンゴル国内で使用した自動車の故障やそれに伴う参加者の体調不良等があり、順調な進展が危ぶまれることがあったが、予定通りに調査と機器設置・資料採取が進み、平成27年度の野外調査を無事終了することができた。また、台湾での調査も順調に終了した。試料の分析・解析においてはモンゴル、韓国、台湾の研究者が来日し、共同で作業が進められ、分析結果が滞りなく得られている。突発的環境変動とその地表部の応答を明らかにするために、氷河・豪雨・地震・火山等に起因する堰き止め湖を対象として、その形成そして突発的な決壊・洪水を長期環境変動という観点から捉え、そのプロセス・推移を解明した。調査対象地は、東北アジアでは氷河や土砂による堰き止め湖の形成と決壊を繰り返し、日射量による気候変動に敏感なモンゴル高原の湖沼とその流域である。

ここでは、水文気候システムの変動、特にその移行期(最終氷期-後氷期、中世温暖期-小氷期-現在)に多発する突発的現象を解明し、今後の環境変動とそれら突発的現象の発生の関係を明らかにした。そして、東アジアの他地域(台湾・日本等)の湖沼と比較することにより、その対応策に資する情報の集約を進めるとともに地球環境変動における位置づけの確立を行った。平成28年度は以下の調査研究が進められた。1.資・試料分析:採取資料の物理量分析(Cs-137、Pb-210を含む),年代決定,同位体・有機・無機,画像・地形資料の解析2.流域調査(流域の地形等に関する現地補足調査):8月;ガンガ湖・オルゴイ湖・ブンツァガン湖・オログ湖流域(モンゴル).6月;東源湖流域(台灣)3.湖沼・流域の試・資料の補足的な入手:これまで採取した資・試料の分析・解析と補足的試・資料の入手・分析・解析。試・資料の系統的な統合化と湖沼-流域系環境変動モデルの検討4.総括・報告書の作成;資・試料の分析・解析結果と系統的な構築された資料に関して総合的な検討および報告書の作成5.国際ワークショップの開催(2016年10月);本調査・分析結果等に関する報告や、ユーラシア東部で進められている湖沼堆積物情報の報告を中心とした国際ワークショップを開催し(日本・沖縄),突発的環境変動の契機・要因やその推移に関する研究交換を進め、気候システムの移行期における総合的な考察を行った。本研究で得られた成果は以下の通りであるが、時間軸間の有機的結合の基本となる。1)長期的時間軸:モンゴルダラハド古湖の解析結果からは後期更新世から完新世初期における大規模な環境変動、そしてその後の比較的安定な環境への移行が示された。2)歴史的時間軸:テルヒンツァガン湖のコア試料の解析結果では小氷期の初期と末期における顕著な環境変動、そして小氷期中の比較的安定な環境が示された。3)観測時代:i)北海道・渡島大沼湖沼ー流域系における調査・解析結果では自然の現象および人為的活動に対応する顕著な変動が示された。ii)台湾南部・東源湖の調査・解析結果では、人為的地形改変に対応する環境変動が示された。モンゴル国内で使用予定の航空機のキャンセル等があり、一時順調な進展が危ぶまれることがあったが、車による代替輸送が比較的速やかに進められたこともあり、平成26年度の野外調査と試料の採取は無事終了することができた。試料の分析・解析においてもモンゴルや韓国の研究者が来日し、共同で作業を進め、結果が滞りなく報告されている。今年度の現地調査はこれまでの研究の進捗状況を踏まえたものになるが、モンゴルでは昨年から継続している観測を中心に補足的な流域調査・試料採取を進める。また台湾ではコア試料の追加と水質試料の入手を行う。これまでに得られた結果の一部は今年の秋に沖縄で開催されるユーラシア東部国際ワークショップでの公表を予定している。また、年度末には共同分析・共同討論会を予定している。28年度が最終年度であるため、記入しない。陸水物理学これまでの研究の進捗状況を踏まえ、交通機関による研究遅延のリスク(やむを得ない面もあるが)を回避する手法を想定しながら現地調査を進める。分析計画に従って対応分取コア試料数(計画サンプル数)を年度内に終了させる予定であったが、計画数が終了しなかったため、使用予定の金額の一部を次年度に繰り越すことにした。自然環境に左右される野外調査の進捗状況に対応して、使用額を各年度に振り分ける必要がある。未分析のサンプル数の分析を遂行するために、次年度使用額を謝金・消耗品等に充てる予定である。
光励起半導体を用いる膀胱癌の新しい光化学療法の開発

研究の最終年度として下Rの研究を隊行し研究実積を得た。1.実験動物を用いて、in vivoでの光励起半導体TiO_2微粒子の効果を検討した。HeLa(ヒト子宮頸癌由来)、T-24(ヒト膀胱癌由来)、HMV-1(ヒト悪性黒色腫由来)細胞をヌードマウスに移植し、腫瘍を形成させ、TiO_2処理と光照射の実験を行った。この結果、TiO_2単独や光照射単独(300400mm)では効果がなかったが、TiO_2と光照射の両者を処置すると顕著な抗腫瘍効果が認められ、予期した理論通りの効果が得られた。この結果は、本研究で検討した光励起半導体の一つのTiO_2微粒子が充分に癌治療へ応用可能であることを示唆するものである。2.光励起半導体TiO_2の光照射時の効果を高める可能性のある生体酵素であるSODの添加効果をin vitroで検討した。SODは水溶液中のTiO_2粉末が光照射されると生成されるO_2 ^-を、より反応性の高いH_2O_2に変換することが予測された。実際にH_2O_2の生成量を測定するとSODの添加により、光照射後の溶液中のH_2O_2の濃度は約3倍に増加することが明らかとなった。今までの研究の成果と合わせると、光励起半導体TiO_2が光照射により、ヒト癌佃胞を殺す効果がin vitro,in vivoで明らかとなり、さらにその作用機序も明らかとなった。これらより、この光励起半導体微粒子と光の組み合せが充分、ヒト癌の治療、特に膀胱癌、皮フ癌子宮癌などの光照射が可能な部位の癌に応用できると考えられた。これらの成果は、Cancer Res,Chemistry Letter等の論文で発表された。光励起半導体の1つとしてTiO_2(酸化チタン)を選び、ヒト膀胱癌細胞等を用いてin vitroでの様々な検討を行い次の結果を得た。1.TiO_2薄膜を作製しその上で膀胱癌細胞を培養し、光照射時の光電流の流れと殺細胞効果との関係を検討したところ、アノ-ド分極下での光照射時に光電流が観察され、その状況下でのみの明確な殺細胞効果が明らかになった。2.TiO_2半導体の微粒子化を試み、10050A^0の微粒子化に成巧し、コロイド状にして培養波中に分散させることができた。これを癌細胞に投与し、24時間接触させ、光照射を行った所TiO_2粒子に、光照射光が加わった時にのみ、明らかな殺細胞効果が認められた。この効果はTiO_2濃度と光照射時間に依存した。またこの組み合わせで最大の効果が得られる光の波長はTiO_2の励起スペクトラムに一致した。3.上記のTiO_2の光照射時の殺細胞効果の作用機序として、人工膜やラジカル消去剤投与の実験等の結果、光照射により、TiO_2表面に起こる化学反応で生成されるOH^-、ラジカル等による細胞膜(特に膜リン脂質の不飽和脂肪酸の酸化)の障害が考えられた。これらはまったく新しい作用機序と考えによる光化学治療の開発の可能性を示唆するものであり、平成元年度の計画はほぼ目標通り達成できた。これらの結果は、第IV回癌の局所療法の進歩についての国際会議等で発表した。前年度までの研究で光励起半導体の1つとしてTi0_2(酸化チタン)を選び、その微粒子の作製に成功し,その光化学反応によりin vitroで膀胱癌をはじめとするヒト癌細胞に対して殺細胞効果が得られる結果を得た。はたその効果の作用機序を明らかにしてきた。

本年度はこれにつづいて、1.光励起半導体の光照射時にのみ得られる殺細胞効果と、細胞内Ca^<2+>イオンの変動との間係について検討した。その結果、あらかじめTiO_2細胞表面に存在すると光照射時にのみ,細胞内Ca^<2+>イオンが2相性に上昇し,その後に細胞が死滅することがわかり,光化学反応により細胞膜のCa^<2+>イオンの流入出にかかわるポンプ機構への作用の可能性が示唆された。2、半導体微粒子をより効果的に腫瘍に集めるためにキャリアとなる物質としてヘマトポルフィリンを選び、これとの結合体の合成を試み、シアンガプリング法によりTiO_2とヘマトポルフィリンの結合に成功した。この結合体は、細胞内によく取り込まれ、また細胞内への移動の状況がよく追跡できた。3.ヒト癌治者への応用のために各種ヒト癌のヌ-ドマウス移植株に対するin vivoでの効果の検討を開始し、Preliminaryに抗腫瘍効果を得る結果を得ている。これらの結果,国際癌学会,日本必尿器科学会,日本化学会等で発表した。本年度は最終年度とした下記の研究を隊行し研究実績を得た。1.実験動物を用いて、in vivoでの光励起半導体TiO_2微粒子の効果を検討した。HeLa(ヒト子宮頸癌由来),T-24(ヒト膀胱癌由来),HMV-1(ヒト悪性黒色腫由来)細胞をヌ-ドマウスに移植し,腫瘍を形成させ,TiO_2処理と光照射の実験を行った。この結果,TiO_2単独や光照射単独(300400nm)では効果がなかったが,TiO_2と光照射の両者を処置すると顕著な抗腫瘍効果が認られ,予期した理論通りの効果が得られた。この結果は,本研究で検討した光励起半導体の1つのTiO_2微粒子が充分に癌治療へ応用可能であることを示唆するものである。2.光励起半導体TiO_2の光照射時の効果を高める可能性のある,生体酵素であるSODの添加効果をin vivoで検討した。SODは水溶液中のTiO_2粉末が光照射されると生成されるO_2 ^-をより反応性の高いH_2O_2に変換することが予測された。実際にH_2O_2の生成量を測定するとSODの添加により,光照射後の溶液中のH_2O_2の濃度は約3倍に増加することが明らかとなった。