hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Abscopal 効果の効果的な照射/ワクチン最適注射臓器の探索

1)乳がん4T1親細胞株から派生した易肝臓転移株、易肺及び脳転移細胞株である、それぞれ、4TLM, 4TBM細胞をトルコのAkdeniz Universityから、また、大腸がん細胞株CT26親細胞株から派生した易肝臓転移細胞株CT26-FL3を米国University of South Carolinaから輸入した。2)麻酔下に12匹のBALB/cマウスに、同時に肝臓への局所照射を可能にするため体の他部位に対して鉛板による遮蔽を施したデバイスを作成し、線量率0.65 Gy/minで3匹ずつ、各々15 Gy, 20 Gy, 25 Gy, 30 Gyで単回照射を試みた。すべての照射条件において、いずれのマウスも10日以上生存することが不可能であった。そこで、肝臓に相当する部位の左半分を更に遮蔽し、上記と同じ照射条件で実験を施行した。しかし、同様に7日間以上生存するマウスは存在しなかった。3)50 mLのチューブの上方に2箇所、下方に1箇所、通気孔をドリルで開け、チューブの一方をシリンジピストンで固定し、他方からマウスの片脚が出るように固定した。1回照射で12匹同時に照射できるよう、長径30 cm大の木製円盤状板に12本のチューブを、チューブと板の間で穴の位置が合致するように2列で4個の穴を開け、送水管留め金具で固定した。金具の一端を鉄製のねじを用いて固定し、ねじの一端は円盤板の下でナットを締めることにより固定した。更に、チューブから出た部分以外は放射線から遮蔽されるよう、各チューブ全体を鉛の円筒で覆うような照射デバイスを作成した。1)腫瘍特異抗原を認識する細胞傷害性T細胞が遠隔組織に浸潤を確認する必要性が生じ、用いる細胞株を当初予定したメラノーマ細胞から大腸がん・乳がん細胞株を用いることに計画を変更せざるを得なくなった。研究目的を達成するには、肝臓・肺・脳など多臓器への易転移細胞株の入手が必須で、そのような細胞株が稀有なことから、海外から輸入する必要性が生じた。Material Transfer Agreement(MTA)を交し、本研究に適した必要な細胞株を2種類別々の国から入手したが、そのうち一つの細胞株では、最初に空輸してもらった細胞株が汚染していたことが判明した。先方の都合で2回目の空輸までに長時間を要した。2)照射装置は当施設に既存のものが使用可能であったが、肺・肝臓内の小結節転移巣に照射することが難しく、正常組織を含め臓器全体に局所照射する必要性が出てきた。各臓器単位での耐容線量を検討し直し、局所照射するには高価な特殊な装置を使用しての実験例しか報告されておらず、遮蔽に必要な特殊の照射台を作成するのに時間を要した。3)研究実績の概要に記したように、過去に報告されてきた条件で局所照射を試みるも、それぞれの照射条件下で全マウスが死亡した。このため、新たな照射台デバイスが必要になった。この照射台を作成するために必要な特殊な材料を入手することができる業者を探し、特別注文で入手した。通常の実験道具とは異なるため、業者での準備に時間を要した。4)放射線照射を行うことで照射を受けた組織にPD-L1の発現が誘導されることが知られ、abscopal effectをより得やすくするには免疫チェックポイント阻害を行っておくことが望ましいと考えられ、国内の研究者とMTAを交わし、抗PD-1抗体を入手した。1) C57BL/6マウスに4TLMまたはCT26-FL3を1 x 10 5を右側後脚の膝より下に皮下注し、3-4日後左背部皮下に同量接種する。後脚接種8日後に10, 15, 20 Gyで1回照射を行い、背部腫瘍縮小至適条件を見出す。各照射量において抗体の有無で更に3群、抗体・照射なし1群、計7群で行う。3)CCR2あるいはCX3CR1ノックアウトマウスを用いて1)と同じ実験を行う。4)それぞれの臓器に照射を施し、臓器特有の組織常在マクロファージ由来エクソソームを少なくとも8匹分のマウス末梢血より収集して、CX3CR1ノックアウトマウスに経静脈投与または経腹腔内投与をしてabscopal effectが回復するか証明する。がん病巣部への局所放射線照射により他の遠隔転移巣が消失する現象(abscopal effect)の機序を免疫学的に解明するために、これまで他機関では成功していないマウス実験系を確立しようと試みた。容易に肝転移を来す大腸がん細胞株CT26-FL3を米国South Carolina州より、肝(4TLM),脳(4TBM)に容易に転移を来す乳がん細胞株をトルコより、それぞれ、輸入した。周囲組織特に腸管に炎症を惹起することなく標的臓器のみに放射線照射を施し、かつマウスが放射性肺臓炎・肝炎などで死亡することなく安全に照射する方法が確立されていないため、鉛板を購入し、放射線科に出入りしている助教の助けを得て、まず、肺微小組織あるいは肝臓以外を遮蔽する装置を作成して頂いた。各臓器への定位放射線照射条件を既報告と全く同じ条件で設定することが不可能なため、上記がん細胞をマウスに接種する前に、まず使用予定のBALB/cマウスのみを用いて、三重大学に既存の照射装置における至適照射条件を設定した。

CT26-FL3を用いた同所モデルには盲腸に移植する技術の習得が必要なため"Nature Protocol"などのビデオを収集し、技術補佐員が腫瘍の盲腸移植技術を習得した。また4TLMあるいは4TBMは原法どおり、乳腺脂肪に移植して確実に肝転移を生じさせる必要性があるため、その手技を習得するため、本学病理学名誉教授のもとで移植方法を技術補佐員に学ばせた。実験計画の見直しを行い、CT26-FL3はgp70由来AH-1抗原を、4TLM, 4TBMではMage-b抗原に対する細胞傷害性T細胞機能アッセイによって解析することとした。1)米国South Carolina州より最初に送ってもらったCT26-FL3はコンタミネーションしていたため、再送してもらったが、再送を依頼してから発送まで先方の都合で数ヶ月を要した。2)当初申請書に記載したメラノーマ細胞株では、再検討の結果、細胞傷害性T細胞による解析に適しないことが判明したため、実験計画の変更を余儀なくされ、標的抗原の設定ならびに、それに基づいた高率に転移を来す細胞株の選定に時間を要し、新たに研究計画を練り直した。1)乳がん4T1親細胞株から派生した易肝臓転移株、易肺及び脳転移細胞株である、それぞれ、4TLM, 4TBM細胞をトルコのAkdeniz Universityから、また、大腸がん細胞株CT26親細胞株から派生した易肝臓転移細胞株CT26-FL3を米国University of South Carolinaから輸入した。2)麻酔下に12匹のBALB/cマウスに、同時に肝臓への局所照射を可能にするため体の他部位に対して鉛板による遮蔽を施したデバイスを作成し、線量率0.65 Gy/minで3匹ずつ、各々15 Gy, 20 Gy, 25 Gy, 30 Gyで単回照射を試みた。すべての照射条件において、いずれのマウスも10日以上生存することが不可能であった。そこで、肝臓に相当する部位の左半分を更に遮蔽し、上記と同じ照射条件で実験を施行した。しかし、同様に7日間以上生存するマウスは存在しなかった。3)50 mLのチューブの上方に2箇所、下方に1箇所、通気孔をドリルで開け、チューブの一方をシリンジピストンで固定し、他方からマウスの片脚が出るように固定した。1回照射で12匹同時に照射できるよう、長径30 cm大の木製円盤状板に12本のチューブを、チューブと板の間で穴の位置が合致するように2列で4個の穴を開け、送水管留め金具で固定した。金具の一端を鉄製のねじを用いて固定し、ねじの一端は円盤板の下でナットを締めることにより固定した。更に、チューブから出た部分以外は放射線から遮蔽されるよう、各チューブ全体を鉛の円筒で覆うような照射デバイスを作成した。1)腫瘍特異抗原を認識する細胞傷害性T細胞が遠隔組織に浸潤を確認する必要性が生じ、用いる細胞株を当初予定したメラノーマ細胞から大腸がん・乳がん細胞株を用いることに計画を変更せざるを得なくなった。研究目的を達成するには、肝臓・肺・脳など多臓器への易転移細胞株の入手が必須で、そのような細胞株が稀有なことから、海外から輸入する必要性が生じた。Material Transfer Agreement(MTA)を交し、本研究に適した必要な細胞株を2種類別々の国から入手したが、そのうち一つの細胞株では、最初に空輸してもらった細胞株が汚染していたことが判明した。先方の都合で2回目の空輸までに長時間を要した。2)照射装置は当施設に既存のものが使用可能であったが、肺・肝臓内の小結節転移巣に照射することが難しく、正常組織を含め臓器全体に局所照射する必要性が出てきた。
新しい月探査データを利用したクレーター生成率関数の調査

日本の月探査機「かぐや」と米国Lunar Reconnaissance Orbiterの最新の画像データを利用して、1980年初頭に作られたクレーターの生成率関数を最導出することを試みた。その結果、現在から30億年前間における従来の生成率関数と新しい画像データによって導出した結果は誤差の範囲内で一致した。一方、アポロ15号着陸地点について二次クレーターの影響を評価すると無視できない割合の二次クレーターが含まれていることが分かったため、30億年以前の生成率関数はさらなる評価が必要である。岩石サンプルを得ることが難しい地球外惑星の天体表面について、その形成年代を推定する主な手法にクレーター年代学がある。1970年代以前にアメリカ主導で行われた月探査によって得られた限られた岩石サンプルの放射年代測定による絶対形成年代と、その採取場所のクレーターサイズ頻度分布との相関関係を表すクレーター生成率関数が1980年代に作成された。2000年代以降、クレーターサイズ頻度分布の解釈について研究者間で二次クレーターの影響が改めて議論されるようになった。二次クレーターとは衝突天体の月面衝突後に飛び出した放出物によって形成される二次的なクレーターのことであり、この二次クレーターが小天体衝突起源のクレーターと混在することによりクレーター年代学の精度が大きく揺らぐ。これまでは研究者の主観的な判断によって二次クレーターを除去してきたが、本研究ではクラスター分析に基づいて客観的に二次クレーターを取り除く手法の開発を平成23、24年度に実施した。本研究では小天体衝突起源のクレーターによって形成されるクレーターの空間分布(ランダム)に、二次クレーターによって偏りが生じることに着目している。この手法を1980年代に作成されたクレーター生成率関数の一点である、アポロ15号着陸地点に適用した。この地点はクレーター生成率関数を導出したNeukumらが計測場所とクレーターの数の情報を論文に残している数少ない場所である。我々のアルゴリズムを適用すると、この領域の約半分がクレーターの空間分布に偏りがあることを示唆しており、このことから、1980年代の作成されたクレーター生成率関数の最新探査データによる再導出が有意であることを証明できた。この1980年代に推定されたクレーター生成率関数を利用してクレーターの数密度を利用したクレーター年代学が最新の惑星探査データにも適用され研究が行われている。2000年代以降、クレーターサイズ頻度分布の解釈について研究者間で二次クレーターの影響が改めて議論されるようになった(1960年代に最初の指摘があった)。二次クレーターとは衝突天体の月面衝突後に飛び出した放出物によって形成される二次的なクレーターのことを指しており、この二次クレーターが普通のクレーターの混在することによるクレーター年代学への影響が無視できない。本研究では、この形状だけでは識別できない二次クレーターを空間分布の偏りという特徴を利用して客観的に取り除く手法の開発を平成23年度に実施した。手法の手順は次の通りである。1、研究者によって手動で抽出されたクレーターの位置と直径の情報を元に、最短距離法によるクラスター分析を行う。2、理想的なランダム空間分布を示すクレーターをシミュレーションにより数100から数1000回作成し、1と同じく最短距離法によるクラスター分析を実施し、その結果の平均と標準偏差を求める。3、1と2を比較し、1にクレーターの空間分布に偏りが存在すると判定された場合、その偏りが見つかる場所を二次クレーターの存在する場所と判定する。この手順を「かぐや」の月面画像データで実施したところ、二次クレーターの抽出に十分使えることが分かった。「二次クレーターの抽出」という課題は研究計画では平成23年度に実施予定であった。しかし、二次クレーターの抽出手順の確立にもっとも時間がかかるという懸念材料が年度初めに生まれた。そこで平成23年度から研究遂行して年度内に二次クレーター抽出手順の目途がたったことが自己評価理由である。二次クレーターの抽出手順に目途はたったが、手順の中に調整が必要な項目・設定がある。特にシミュレーション回数に依存してそのクラスター分析の平均や分散が変化し、検定場所によってはシミュレーション回数が1万回近く必要に思われる。一か所の検定・二次クレーター抽出時間に数日を要するため作業が非効率である。この課題を解決するために抽出アルゴリズムの改良を行う。これと並行して、クレーター生成率関数の再導出を「かぐや」とルナ・リコネッサンス・オービターデータを利用して実施する。手動によって探査データからクレーターを抽出するが、主観的な判断による二次クレーターの除去を行う必要はなく、それは平成23年度に確立した手順に従う。

研究計画では、平成23年度に岩石サンプルが採取されている地点付近の地質分類を実施する予定だったため、これは繰り下げて行う。地質分類に必要な「かぐや」のマルチバンド画像データ(MIデータ)のモザイクデータは用意済みである。二次クレーターの抽出手順に目途はたったが、一地点の検定・二次クレーター抽出時間に数日を要するため作業が非効率である。この課題を解決するために抽出アルゴリズムの改良を行う予定であるが、一方で研究を遂行するために計算機を一台追加したい。また、研究成果を論文にするための投稿論文代、研究成果を発表するための国際学会旅費、解析データの保存のために大容量ストレージを一台用意する予定である。
高配位化学種と遷移金属が関与する複合電子系の反応設計と開発

物質・生命科学の基礎をなす有機合成化学は,革新的な新反応の開発・発見によって大きく発展してきた.例えば,不斉合成やクロスカップリング,オレフィンメタセシスは,すでに化学プロセスに革命を起こしている.そのような観点からわれわれは,ニトリルの炭素・シアノ基結合をニッケル触媒によって活性化・切断し,有機基とシアノ基をアルキンへ付加させるカルボシアノ化反応を世界に先駆けて報告した.反応効率の向上を目指してさらに検討した結果,ニッケル触媒とルイス酸触媒を併用することによって,カルボシアノ化反応の触媒活性を飛躍的に向上できること,またルイス酸触媒を用いない反応条件では全く反応しなかったアセトニトリルなどのシアン化アルキルのアルキンへの付加も達成した.本研究では,このように複数の金属触媒が協奏的に作用して,不活性な炭素-炭素結合を活性化する複合電子系の詳細を理諭計算によって高精度に予測・解明するとともに,その成果を実験化学的な検討にフィードバックすることによって,より高反応性,高選択性を有する触媒系を開発して標的触媒反応の高効率化と適用範囲の拡大,新反応の創製を実践している.平成21年度は,同触媒系によるカルボシアノ化反応の基質適用範囲の拡大を目指してさらに検討をすすめた.カルボニルーシアノ基結合に不飽和化合物を挿入させてシアノ基とカルボニル基を同時に導入できれば,高度に官能基化された化合物を一挙に合成できる.われわれは,シアノギ酸エステルを不飽和化合物に分子間付加させるシアノエステル化反応をすでに報告しているが,シアノギ酸アミドを不飽和化合物に付加させるカルバモイルシアノ化反応の報告例は,パラジウム触媒を用いる分子内反応に限られていた.本研究では,Ni/BPh_3触媒を用いることによって,アルキンの立体および位置選択的分子間カルバモイルシアノ化反応を初めて達成した.シアノ基がBPh_3に配位した酸化的付加体のX線結晶構造解析にも成功し,反応中間体と触媒サイクルに関する詳細な知見も得ることができた.物質・生命科学の基礎をなす有機合成化学は,革新的な新反応の開発・発見によって大きく発展してきた.例えば,不斉合成やクロスカップリング,オレフィンメタセシスは,すでに化学プロセスに革命を起こしている.そのような観点からわれわれは,ニトリルの炭素-シアノ基結合をニッケル触媒によって活性化・切断し,有機基とシアノ基をアルキンへ付加させるカルボシアノ化反応を世界に先駆けて報告した.反応効率の向上を目指してさらに検討した結果,ニッケル触媒とルイス酸触媒を併用することによって,カルボシアノ化反応の触媒活性を飛躍的に向上できること,またルイス酸触媒を用いない反応条件では全く反応しなかったアセトニトリルなどのシアン化アルキルのアルキンへの付加も達成した.本研究では,このように複数の金属触媒が協奏的に作用して,不活性な炭素-炭素結合を活性化する複合電子系の詳細を理論計算によって高精度に予測・解明するとともに,その成果を実験化学的な検討にフィードバックすることによって,より高反応性,高選択性を有する触媒系を開発して標的触媒反応の高効率化と適用範囲の拡大,新反応の創製を実践している.本年度は,同触媒系によるカルボシアノ化反応の基質適用範囲の拡大を目指して検討を行った結果,分子内配位を利用したシアン化アルキルのアルキンへの付加を達成した.通常のシアン化アルキルを用いる反応では,炭素-シアノ基結合の酸化的付加によって生じるアルキルニッケルからのβ-水素脱離が速く,カルボシアノ化体を得るのが困難であった,一方,アルカンニトリルのアルキル鎖末端に窒素,酸素,硫黄などの配位性官能基を有するものを用いると,酸化的付加の後にこれらの官能基が分子内配位してニッケラサイクルを生じるためにβ-水素脱離が抑えられ,アルキンの挿入を経てカルボシアノ化体が収率よく得られることが分かった.物質・生命科学の基礎をなす有機合成化学は,革新的な新反応の開発・発見によって大きく発展してきた.例えば,不斉合成やクロスカップリング,オレフィンメタセシスは,すでに化学プロセスに革命を起こしている.そのような観点からわれわれは,ニトリルの炭素・シアノ基結合をニッケル触媒によって活性化・切断し,有機基とシアノ基をアルキンへ付加させるカルボシアノ化反応を世界に先駆けて報告した.反応効率の向上を目指してさらに検討した結果,ニッケル触媒とルイス酸触媒を併用することによって,カルボシアノ化反応の触媒活性を飛躍的に向上できること,またルイス酸触媒を用いない反応条件では全く反応しなかったアセトニトリルなどのシアン化アルキルのアルキンへの付加も達成した.本研究では,このように複数の金属触媒が協奏的に作用して,不活性な炭素-炭素結合を活性化する複合電子系の詳細を理諭計算によって高精度に予測・解明するとともに,その成果を実験化学的な検討にフィードバックすることによって,より高反応性,高選択性を有する触媒系を開発して標的触媒反応の高効率化と適用範囲の拡大,新反応の創製を実践している.平成21年度は,同触媒系によるカルボシアノ化反応の基質適用範囲の拡大を目指してさらに検討をすすめた.カルボニルーシアノ基結合に不飽和化合物を挿入させてシアノ基とカルボニル基を同時に導入できれば,高度に官能基化された化合物を一挙に合成できる.われわれは,シアノギ酸エステルを不飽和化合物に分子間付加させるシアノエステル化反応をすでに報告しているが,シアノギ酸アミドを不飽和化合物に付加させるカルバモイルシアノ化反応の報告例は,パラジウム触媒を用いる分子内反応に限られていた.

本研究では,Ni/BPh_3触媒を用いることによって,アルキンの立体および位置選択的分子間カルバモイルシアノ化反応を初めて達成した.シアノ基がBPh_3に配位した酸化的付加体のX線結晶構造解析にも成功し,反応中間体と触媒サイクルに関する詳細な知見も得ることができた.
非小細胞肺癌におけるHippo経路分子MOB1の機能解析

MOB1はがん抑制シグナル伝達経路であるHippo経路のcore componentの1つである。これまで多種類のヒト悪性腫瘍でMOB1の発現低下例や遺伝子変異例の報告がある。さらに、MOB1欠損マウスでは、皮膚癌、骨肉腫、肝臓癌、乳癌など種々の腫瘍形成を全例に認めることが報告されていることから、MOB1は強力ながん抑制遺伝子であると考えられている。一方で、非小細胞肺癌においては、これまでタンパクレベルでのMOB1の発現検討や機能解析の報告はなく、MOB1の発現量と非小細胞肺癌患者の生命予後との関連についての報告もない。我々は、200例以上の非小細胞肺癌の生検組織を用いてMOB1の免疫組織化学を実施した。MOB1の発現強度と予後、患者背景との関連について多変量解析および単変量解析を行い、その結果について学会報告を行った。両群間の脈管侵襲の頻度に有意差を認めており、現在そのメカニズムについて検討を進めている。また、ヒト非小細胞肺癌の細胞株におけるMOB1の発現量を確認し、これらの細胞株を用いて、MOB1の過剰発現およびノックダウンを行い、マイクロアレイ解析によりMOB1により制御を受ける遺伝子群について網羅的な解析を行うとともに、癌細胞の増殖や浸潤に与える影響についても検討を行っている。本研究の成果は非小細胞肺癌患者における新たなバイオマーカーの発見や治療開発につながることが期待され、その臨床的意義は大きいものと考える。非小細胞肺癌症例におけるMOB1発現量と予後の関連についての解析が終了している。さらに非小細胞肺癌の細胞株を用いた検討も進んでおり、本研究は目的に沿っておおむね順調に進展していると考えられる。非小細胞肺癌におけるMOB1の機能を明らかにすべく、MOB1を過剰発現およびノックダウンした細胞株を用いて、引き続き解析を進める予定である。
虚弱高齢者に対する姿勢改善プログラムは嚥下機能をも向上させる

本研究は、姿勢および姿勢バランスが嚥下機能に影響を及ぼすかを健常成人、健常高齢者、運動器疾患を有している患者、要支援者及び要介護者を対象に検討した。健常成人は、姿勢の違いが嚥下機能に影響を与えていなかった。健常高齢者、運動器疾患患者、要支援者及び要介護者は、姿勢の崩れが嚥下機能の低下を来す可能性が示唆された。さらに、姿勢および姿勢バランス能力に対する介入は、嚥下機能の改善が期待できることが示唆された。本研究は,研究を3つのステップに分けて実施することとした.ステップ1では,評価方法および評価項目の検討を実施した.対象は,健常な大学生(男性)であった.評価内容は,年齢,BMI,頸部屈曲筋力,頸部伸展筋力,腹筋力,背筋力,握力,円背指数,頭蓋頸椎における頭部位置,甲状軟骨の位置,Forced Vital Capacity(FVC),%FVC,Forced Expiratory Volume 1.0sec(FEV1.0),FEV1.0%,Peak Expiratory Flow(PEF),舌筋力,咬合力,反復唾液嚥下テスト(RSST),Oral Diadochokinesis(OD),1回唾液嚥下時の筋電図(舌骨上筋群および舌骨下筋群の潜時,活動時間),嚥下音の潜時,口腔関連QOL(GOHAI)とした.結果,各評価項目の相関関係,検者内級内相関係数による信頼性の確認,高齢者に実施する場合の負担を考慮し,ステップ2の評価項目を決定した.ステップ2では,姿勢が口腔機能及び呼吸機能に影響を及ぼすのかを健常成人,健常高齢者,要支援および要介護者(虚弱高齢者)を対象に調査した.結果,健常成人では姿勢の違いが嚥下や呼吸機能に影響を与えないが,健常高齢者では甲状軟骨の位置の低下がRSSTの低下と関連があること,虚弱高齢者では円背姿勢が強くなるとODの低下と舌骨下筋群の活動時間が延長することが分かった.さらに,群間比較では,高齢者において喉頭の下降,呼吸機能の低下,嚥下機能の低下が認められた.また,虚弱高齢者は健常成人と比べて円背傾向が認められた.以上のことから,高齢者や虚弱高齢者に対しては,円背姿勢の改善,喉頭位置の正常化を図り,嚥下関連筋群が活動しやすい姿勢をつくることが重要であり,姿勢の改善が口腔機能の向上に効果がある可能性が示唆された.平成27年度に購入を予定していた筋電計(筋電および映像・音声同時記録)ECGマスターが予算内で購入できなくなり,代替品を検討する必要性が生じた.特に,嚥下音を筋電図と同期して記録できる機器は高価であり,選定に時間を要した.今回購入できたのは,輸入品であり,嚥下筋の筋電図の記録は可能であったが,嚥下音を同期して記録できるような仕様とするまでに時間を要した.その結果,データの収集に遅れを生じたが,その間,別の機器を借用し,データを収集した.姿勢・姿勢バランスと嚥下機能の関連を検討する目的で,運動器疾患に対する介入を実施しているが嚥下機能への介入が行われていない地域包括ケア病棟入院患者24名を対象に,姿勢・姿勢バランスと嚥下機能を調査した.調査の結果,姿勢・姿勢バランスと嚥下機能は男女差が認められなかった.しかし,食事姿勢は加齢とともに体幹が後傾していた.また,反復唾液嚥下テストの嚥下回数が減少し,約2割で嚥下機能の障害が疑われた.さらに,喉頭の下降が口腔関連QOL(GOHAI)の低下や体幹後傾と関連し,頭部の位置がGOHAIと関連した.このことから,食事姿勢における頭頸部および体幹の崩れが嚥下機能の低下に影響を与える可能性が示唆された.次に,姿勢・姿勢バランスの改善が嚥下機能の改善に繋がるのかを検証する目的で,デイケアを利用している利用者6名を対象に,姿勢・姿勢バランス訓練の効果を検討した.対象者の診断名は,変形性膝関節症5名(うち,両側人工膝関節置換術後3名),両側人工股関節置換術後1名,変形性脊椎症1名であった(重複あり).なお,いずれも嚥下機能に対する介入が行われていない利用者である.介入は,姿勢・姿勢バランス訓練とし,椅子座位と立位(椅子につかまり立ち)で行う上下肢・体幹の12種類の自動運動を深呼吸も含め週1回,2ヶ月実施した.その結果,円背姿勢の改善に加えて,嚥下時の舌骨上筋群および舌骨下筋群の潜時に有意な短縮が認められ,嚥下運動における筋活動開始が早期化した.また,GOHAIでは,嚥下運動の準備期から口腔期に関する設問で改善傾向が認められた.以上のことから,嚥下機能の低下は,脳卒中等の口腔・咽頭機能障害を呈する疾患のみならず姿勢・姿勢バランスの低下を来す運動器疾患においても認められ,さらに,姿勢・姿勢バランスへの介入が嚥下機能の改善に繋がることが示唆された.本研究は、姿勢および姿勢バランスが嚥下機能に影響を及ぼすかを健常成人、健常高齢者、運動器疾患を有している患者、要支援者及び要介護者を対象に検討した。

健常高齢者、運動器疾患患者、要支援者及び要介護者は、姿勢の崩れが嚥下機能の低下を来す可能性が示唆された。さらに、姿勢および姿勢バランス能力に対する介入は、嚥下機能の改善が期待できることが示唆された。平成27年度の研究成果から,高齢者は,加齢や廃用により背筋群の筋力が低下するため脊柱の後彎をきたし,円背姿勢を呈しやすい.円背姿勢は,胸郭の運動を制限し,呼気筋である腹筋群の筋力低下も助長するため,呼吸機能を低下させていると推察された.さらに,胸腰椎の後彎変形は二次的に頭部の位置を前方に偏位させ,代償的な頸椎前彎の増強を引き起こすと推察された.この頸椎前彎は,舌骨や甲状軟骨を下降させると考えられ,嚥下時の喉頭挙上運動に際して喉頭の移動距離の増加を招いている可能性が高い.このような機序により,円背姿勢を呈する高齢者の嚥下運動は拙劣となり,嚥下関連筋群の活動時間延長や嚥下運動時間の延長を招くのではないかと予想された.したがって,口腔機能の低下を自覚していない高齢者であっても,円背姿勢などの姿勢の変化が口腔機能を低下させている可能性が十分考えられるため,姿勢改善への介入が口腔機能の向上に有効である可能性が高い.そのため,平成28年度は,介護予防事業に参加する高齢者や要支援者を対象に,転倒予防体操などの姿勢改善や姿勢バランスの改善を目的とした体操を実施し,口腔機能の改善効果を検証する予定である.また,住民が主体的に介護予防に取り組めることが重要であるため,介入内容は高齢者同士で実施できるような転倒予防に関連する体操を予定している.なお,現在,姿勢およびバランス機能も含めた評価項目の検討,嚥下音の周波数解析の検討を実施しているとともに,本研究に同意していただける対象者を募集している.平成27年度までの研究成果は平成28年度に論文としてまとめて投稿予定である.また,平成28年度の研究成果は平成29年度に投稿予定である.作業療法学460円の差額が生じた理由は,購入予定であった筋電計が当初予定していた金額よりも若干安くなったためである.昨年度の繰越金460円を合算し,平成28年度に予定していた物品費(計測に伴う消耗品,介入時に必要な物品,データ処理に必要なPCおよびソフト等),旅費,その他論文作成に要する費用として使用する予定である.
ヒト唾液ペルオキシターゼによる亜硝酸の酸化に対するポリフェノールの影響

食品に含まれている硝酸塩は体内に吸収され、その一部は唾液成分として口腔内に分泌される。この分泌された硝酸塩は、口腔内のバクテリアの作用で亜硝酸に還元される。また、唾液成分である4-ヒドロキシフェニル酢酸は亜硝酸/過酸化水素/唾液ペルオキシターゼによってニトロ化される(Takahama et al., 2003)。昨年の研究では、このニトロ化に対して代表的なポリフェノールであるケルセチンがニトロ化の抑制に関与していることを明らかにした(Hirota et al., 2005)。またこれ以外に、口腔内での口腔内細菌による亜硝酸の一酸化窒素への還元と、生成した一酸化窒素の酸素分子による酸化に伴って一酸化窒素由来の活性窒素を生成することが分かった(Takahama et al., 2005)。活性窒素は酸化作用、ニトロ化作用、ニトロソ化作用を持っているので口腔内の健康維持のためにはこれら活性窒素の消去が必要である。そこで唾液を用いて一酸化窒素由来の活性窒素が生成できるかどうか、また、ケルセチンを含む抗酸化物質が一酸化窒素由来の活性窒素を消去できるかどうかを調べた。一酸化窒素由来の活性窒素の生成は、4,5-diaminofluorescein (DAF-2)のtriazolfluorescein (DAF-2T)への変換を用いて測定した。その結果、唾液バクテリア画分での亜硝酸塩によるDFA-2のDFA-2Tへの変換はケルセチンによってほぼ完全に抑制された。その抑制は、ケルセチンが消費され尽くすまで続き、抑制の持続はケルセチンの濃度に依存していた。ケルセチン濃度は、DAF-TのDAF-2Tへの変換に伴って減少し、それに伴ってケルセチンの酸化産物である2-(3,4-dihydroxybenzoyl)-2,4,6-trihydroxy-3(2H)-benzofuranoneが増加した。このことから活性窒素生成の抑制の際、ケルセチンは酸化されていることが分かった。唾液そのものでもDFA-2は、DFA-2Tへ変換され、ケルセチンはその変換を抑制した。また、唾液中に含まれる抗酸化成分であるアスコルビン酸、チオシアン酸、尿酸、グルタチオンとの相互作用を調べた結果、アスコルビン酸とチオシアン酸はケルセチンと相互作用をしてケルセチンの効果を高めた。このことからケルセチンは、口腔内でも非常に有効な活性窒素消去物質であることが分かった。他方、口腔内白血球のミエロペルオキシターゼは、亜硝酸存在下で唾液成分である4-ヒドロキシフェニル酢酸をニトロ化できる(Hirota and Takahama.,2003)。また、亜硝酸/過酸化水素/唾液ペルオキシターゼ系も、4-ヒドロキシフェニル酢酸をニトロ化する(Takahama et al.,2003)。唾液には抗酸化物質が含まれているが、この絶対量が低下した場合または活性窒素が過剰に生成された場合、上のペルオキシダーゼ系によって活性窒素が生成して口腔内成分のニトロ化が可能である。また、酸を生成するバクテリアの周囲のpHは酸性に傾くことが予想されるため、唾液をpH5-8に透析し、亜硝酸存在下での唾液ペルオキシターゼによる4-ヒドロキシフェニル酢酸のニトロ化とそれに対するケルセチンの影響を調べた。唾液ペルオキシターゼ/亜硝酸/過酸化水素系(pH5-8)で4-ヒドロキシフェニル酢酸はニトロ化された。さらに、そのニトロ化は唾液のpHに依存しており、その至適pHは5.57.2であった。ケルセチンは、このニトロ化を抑制し、その抑制効果はアルカリ側で顕著であった。このケルセチンによるニトロ化抑制機構としては、唾液ペルオキシターゼ/亜硝酸/過酸化水素系によって生成された活性窒素と、4-ヒドロキシフェニル酢酸のラジカルの消去が考えられ、また唾液ペルオキシターゼに対する亜硝酸と4-ヒドロキシフェニル酢酸の競争的阻害による抑制であると推定した。ケルセチン依存のニトロ化の抑制中に生成されたケルセチンの酸化産物は、2-(3,4-dihydroxybenzoyl)-2,4,6-trihydroxy-3(2H)-benzofuranoneと同定した。これ以外の研究結果として、口腔内細菌による亜硝酸の一酸化窒素への還元と生成した一酸化窒素の酸素分子による酸化に伴って、口腔内で、一酸化窒素由来の活性窒素も生成することが分かった。

活性窒素は酸化作用、ニトロ化作用、ニトロソ化作用を持っているので口腔内の健康維持のためにはこれら活性窒素の消去が必要である。そこで唾液を用いて一酸化窒素由来の活性窒素が生成できるかどうか、また、ケルセチンを含む抗酸化物質が一酸化窒素由来の活性窒素を消去できるかどうかを調べた。一酸化窒素由来の活性窒素の生成は、4,5-diaminofluorescein (DAF-2)のtriazolfluorescein (DAF-2T)への変換を用いて測定した。その結果、唾液バクテリア画分での亜硝酸塩によるDFA-2のDFA-2Tへの変換はケルセチンによってほぼ完全に抑制された。その抑制は、ケルセチンが消費され尽くすまで続き、抑制の持続はケルセチンの濃度に依存していた。ケルセチン濃度は、DAF-TのDAF-2Tへの変換に伴って減少し、それに伴ってケルセチンの酸化産物である2-(3,4-dihydroxybenzoyl)-2,4,6-trihydroxy-3(2H)-benzofuranoneが増加した。このことから活性窒素生成の抑制の際、ケルセチンは酸化されていることが分かった。唾液そのものでもDFA-2は、DFA-2Tへ変換され、ケルセチンはその変換を抑制した。また、唾液中に含まれる抗酸化成分であるアスコルビン酸、チオシアン酸、尿酸、グルタチオンとの相互作用を調べた結果、アスコルビン酸とチオシアン酸はケルセチンと相互作用をしてケルセチンの効果を高めた。このことからケルセチンは、口腔内でも非常に有効な活性窒素消去物質であることが分かった。
癌幹細胞の同定法の確立による新しい転移阻害予測法の開発

癌幹細胞を多数有する、もしくは幹細胞的機能に富むと考えられる高転移腫瘍を樹立、それらの細胞株を対象に、網羅的なPCRアレイにて、転移経路ならびに血管新生経路に関与する遺伝子についてRNA発現比較した。いくつかの遺伝子群の発現差を認め、転移能、腫瘍形成能にとって重要な因子を絞り込むことが出来た。今後は、それらの候補遺伝子を指標に癌幹細胞のスクリーニングを展開していきたいと考えている。本年度(平成20年3月31日)の研究成果平成19年度:各種ヒト由来癌樹立細胞株を用いて、「癌幹細胞」の同定、単離を予定していたが、ヒト癌幹細胞(CELPROGEN社;2008年発売)を購入することとし、本年は転移に関する実験系を確立した.1:免疫染色による癌幹細胞マーカー候補のCD133発現の検討口腔癌細胞株4種をchamber slide上で培養し、CD133発現を検討した。結果、他部位における癌腫同様、数%程度の細胞にCD133発現を認めたため、癌幹細胞マーカー候補としてCD133を指標にすることにした。cell invasion assay kit (CHM ECM550)を用いて各細胞での転移能を検討。転移能の高いものと低いものに分けることが出来、転移能の高い株をマウスモデルに用いることとした。3:マウスモデルにおける、高転移細胞株の選択(in vivo)転移実験に先立ってマウスモデルを確立すべく、in vivoにおける各細胞株(in vitro高転移株)が有する腫瘍形成能を検討した。各細胞株をC3H/HeJ Jc1マウス、BALB/Cヌードマウスに腫瘍を移植、継代し、腫瘍形成能および転移能の高い腫瘍を選択することとなった。結果、細胞株間で著名な差を認め、マウスモデルへ応用可能な株を選択できた(sq-1979株など)。転移能の高い細胞株に由来する腫瘍からRNA抽出、固定後、免疫染色した。4:網羅的なPCRアレイ上記2および3で得た結果をもとに、"RT2 profiler PCR array"(Superarray社製)の転移経路に関するアレイ(SPA PAMM028A)を用いて、転移に関与する遺伝子についてRNA発現比較した。転移能に差がある細胞株にていくつかの遺伝子群の発現差を認めた。また、同一の細胞株においても高転移細胞由来腫瘍と低転移細胞由来腫瘍(in vivo ;マウスモデルより摘出)においても発現比較し、いくつかの遺伝子群の発現差を認めた。本年度(平成21年3月31目)の研究成果平成20年度:「癌幹細胞」規定因子発現に基づく抗腫瘍効果予測法の検討。各種ヒト由来癌樹立細胞株を用いて、「癌幹細胞」の同定、単離後、本年度はヒト癌幹細胞(CELPROGEN社; 2008年発売)購入を予定していたが、製品に不備があり、購入を見合わせた。前年に引き続き、本年は転移ならびに血管新生に関する実験を行った。1.マウスモデルにおける、高転移細胞株の選択および樹立(in vivo)前年度マウスモデルへ応用可能な株として選択したsq-1979株を用いてさらに高転移、高腫瘍形成癌細胞珠の樹立を試みた。癌細胞株をC3H/HeJ Jclマウスに移植し、高転移能、高腫瘍形成能を有すると思われる固体から初期培養selectionし、高転移、高腫瘍形成癌細胞株を樹立した。2. "RT2 profiler PCR array"(Superarray社製)上記1で樹立した高転移腫瘍よりRNA抽出し、網羅的なPCRアレイにて,転移経路ならびに血管新生経路に関与する遺伝子についてRNA発現比較した。
家族性アルツハイマー病細胞特異的プロテアーゼのβアミロイド蓄積におよぼす機能の解明

研究成果(平成5年度)βアミロイドの異常蓄積機構の解明はアルツハイマー病(AD)やダウン症候群(DS)のみならず正常脳老化の分子的理解に本質的重要性をもつ。申請者は家族性アルツハイマー病(FAD)および正常人由来リンパ芽球細胞を用いた解析から、これまでに以下の点を明らかにした。1。FAD細胞ではβアミロイド前駆体蛋白(APP)およびそのmRNAの発現増加(2-3倍)がある。また本研究に使用する神経系細胞はすべてAPPを発現している。2。Pulse-chase実験からFADリンパ芽球細胞の細胞質では、βアミロイドと細胞質ドメインを含む16kDa(SDS-PAGE)のC-端側断片(プレアミロイド)を正常細胞の2-3倍発現しており、そのプロセッシングが障害されている(2時間chaseで10-20%)のに対し、正常リンパ芽球細胞はそれをほぼ完全に(2時間chaseで90%)分解する。ちなみに神経系細胞へのAPP-cDNA導入により細胞質に16kDa蛋白が著増することが他研究者により明らかにされている。3。細胞質および細胞外液中の上記プレアミロイドは、ギ酸抽出法、tris-tricineゲル分離によりさらに4-6種類のペプチドに分離でき、その量的に多い分子のN-端側アミノ酸配列を決定した。細胞内外で最も多いペプチドはβアミロイドN-端から30アミノ酸N-端側に切断部位をもち、FADリンパ芽球細胞ではさらに15アミノ酸上流、βアミロイド内、膜ドメイン内に切断部位をもつペプチドが確認できた。βアミロイドN-端断片をもつペプチドは両種細胞の外液中で確認されたが、細胞質中では少なくとも主要断片ではなかった。4。FAD細胞、特に早期発症型、は細胞内外に68kDa、Ca^<2+>依存性プロテアーゼを多量に発現しているが、正常細胞では殆ど検出できなかった。この酵素はAPPのKunitzプロテアーゼインヒビタードメインと熱に不安定でSDSに安定な複合体(細胞外液中では120kDa、膜標品では180kDa)を形成した。5。上記の特質を利用して、申請者は抗APP抗体を用いて細胞外液中の複合体から本酵素を精製した。本酵素はキモトリプシン型セリンプロテアーゼで、Ca^<2+>の存在下でオリゴヌクレオチドおよび天然APPのβアミロイドN-端側(K-M-D)を切断したが、EschらのAPP secretase部位は切断しなかった。6。精製酵素を抗原としてウサギを免疫し特異抗体を得た。この抗体を用いアルツハイマー病患者脳由来cDNAライブラリーをスクリーニングして2kbのcDNAクローン(pFADP)を得たが、正常人脳由来ライブラリーからは単離できなかった。さらに、本クローンの塩基配列を決定し、プロテアーゼ機能ドメインを推定した。1。2。3。4。5。6。

この抗体を用いアルツハイマー病患者脳由来cDNAライブラリーをスクリーニングして2kbのcDNAクローン(pFADP)を得たが、正常人脳由来ライブラリーからは単離できなかった。さらに、本クローンの塩基配列を決定し、プロテアーゼ機能ドメインを推定した。
ラジオアイソトープを用いたリドカイン歯槽骨内浸透性の検討

研究1:通常の骨膜上麻酔法と歯根膜内麻酔法の局所麻酔薬浸潤経路の差異をラジオアイソトープ標識リドカインによって観察し、検討する。研究2:組織内を浸潤する局所麻酔薬の投与後時間経過による差異をラジオアイソトープ標識リドカインによって観察し、検討する。方法:東京歯科大学動物実験倫理委員会の承認後に研究を行った。(1)日本白色種系雄性兎を使用し、全身麻酔下に気管切開と静脈確保を行う。(2)14C標識1%塩酸リドカインと2%塩酸リドカイン(8万分の1エピネフリン含有)を混合した標識リドカインを兎口腔内に投与し、その後屠殺して標本を作成、BASイメージシステムを用いて14Cを撮像。(3)撮像画像と標本スキャン像を画像編集ソフトにより重ね合わせて組織内浸透性を観察した。投与部位:研究1では標識リドカイン0.06mlを30G針を使用して下顎前歯歯頚部より5mmの部位あるいは歯根膜空隙に注射投与して、それぞれを比較。研究2では標識リドカイン0.06mlを下顎前歯歯頚部より5mmの部位に投与し、投与後1、5、10分後に屠殺して標本を作成。結果と考察:研究1では歯根膜内投与例では歯根表面への14C集積が著明に観察された。研究2では14C含有リドカインは経時的に注射部位から歯根方向へ集積が拡散していた。しかし投与5分後と10分後の局在部位に著明な差は認められなかった。本法では化学構造中に14Cを含むため、組織浸透性は通常のリドカインに等しいと考えられる。今後、さまざまな局所麻酔法の組織内浸透経路の観察に本法は有用であると考えられた。研究目的:歯科局所麻酔奏効不全の原因究明のため、投与局所麻酔薬の口腔組織内分布状態をラジオアイソトープ標識リドカインによって観察し、検討する。(1)日本白色種系雄性兎を使用し全身麻酔下に気管切開と静脈確保を行う。(2)放射線管理区域で14C標識1%塩酸リドカインと2%塩酸リドカイン(8万分の1エピネフリン含有)の混合液0.1mlを下顎前歯歯頚部より5mmの部位に26G針を使用して注射投与。(3)投与後、屠殺し、液体窒素を用いて瞬間凍結。(5)放射線医学研究所において、薄切標本を作成し、BASイメージシステムを用いて14Cを撮像。(6)撮像画像と標本スキャン像を画像編集ソフトにより重ね合わせて組織内浸透性を検討。研究1組織内リドカインの観察研究2血管収縮薬の影響:エピネフリン添加リドカインと無添加リドカインの比較結果と考察:研究1 14Cはイメージングプレート上で黒点として観察され、これをスキャン像と重ね合わせて組織内集積程度が観察された。研究2エピネフリン添加リドカインは無添加のものと比較して投与部位付近の集積が著明であった。14C含有リドカインは分子構造内に14Cを含むため、組織内薬物動態は通常のリドカインに等しいと考えられる。本法は兎口腔組織内におけるリドカインの局在性を視覚的に観察することができることが示された。次年度以降、本法を用いて、経時的な組織内リドカイン浸潤過程を検討していく。

方法:東京歯科大学動物実験倫理委員会の承認後に研究を行った。(1)日本白色種系雄性兎を使用し、全身麻酔下に気管切開と静脈確保を行う。(2)14C標識1%塩酸リドカインと2%塩酸リドカイン(8万分の1エピネフリン含有)を混合した標識リドカインを兎口腔内に投与し、その後屠殺して標本を作成、BASイメージシステムを用いて14Cを撮像。(3)撮像画像と標本スキャン像を画像編集ソフトにより重ね合わせて組織内浸透性を観察した。投与部位:研究1では標識リドカイン0.06mlを30G針を使用して下顎前歯歯頚部より5mmの部位あるいは歯根膜空隙に注射投与して、それぞれを比較。研究2では標識リドカイン0.06mlを下顎前歯歯頚部より5mmの部位に投与し、投与後1、5、10分後に屠殺して標本を作成。結果と考察:研究1では歯根膜内投与例では歯根表面への14C集積が著明に観察された。研究2では14C含有リドカインは経時的に注射部位から歯根方向へ集積が拡散していた。しかし投与5分後と10分後の局在部位に著明な差は認められなかった。本法では化学構造中に14Cを含むため、組織浸透性は通常のリドカインに等しいと考えられる。今後、さまざまな局所麻酔法の組織内浸透経路の観察に本法は有用であると考えられた
真空紫外線と電子による宇宙機太陽電池パネルの放電閾値の違い

静止軌道での表面帯電では、紫外線による光電子電流と宇宙プラズマによる数十keVまでの電子が支配的となるが、近年行った実験では電子ビームを用いた時よりも紫外線を使用した方が閾値電圧が低くなるという結果を得た。閾値電圧が異なると放電のエネルギーが違うため、帯放電試験に影響を与えることになる。本研究では、紫外線と電子ビームでの閾値の違いを明らかにすることを目的としている。実験では、放電閾値に影響を与えると考えれらるカバーガラス端面の表面電位をマイクロメーターのオーダーで計測することで評価する。これはポッケルス効果を用いた光計測によって実現する。また数値解析でも帯電の様子を明らかにする。
2次元積層系における交代4極子秩序機構の解明

イジング型強磁性薄膜積層系における臨界温度をモンテカルロ計算より明らかにした。また積層型3状態ポッツモデルの相転移をモンテカルロ計算から調べた。四極子秩序物質PrPb3の磁場温度相図を実験的に明らかにした。本研究の目的は、イジング型強磁性薄膜(2次元積層系)を利用して、3次元系の臨界温度(相転移温度)の新しい評価方法を提唱・検討すると共に、スピンの高次項を持っ系に特徴的に見られる4極子秩序相の積層系における出現機構を解明することである。初年度は、主としてこのうちの前半のテーマについて研究を行った。強磁性薄膜は、積層数や表面と内部の相互作用の大きさの比に応じて臨界温度が変化するが、ある相互作用比(収束点)においては積層数に関係なく臨界温度がすべて同じとなり、その値は3次元系(無限積層系)の臨界温度に一致することが予想されていた。今回我々は、従来よりも大規模で高精度なモンテカルロ計算を実行し、積層系の臨界指数や臨界温度の解析を行った。その結果、臨界指数は2次元薄膜の格子サイズ(L)の大きいところでは2次元イジング系のスケーリング則にのり、臨界温度の外挿値が3次元系の臨界温度に極めてよく一致することが確認できた。これにより、2次元積層モデルを利用した3次元系の臨界温度に対する新しい評価方法を提案・実証できた。さらに我々は、臨界振幅に積層数・相互作用比依存性を考慮に入れて収束点近傍での臨界指数の詳細な評価を行い、臨界指数の値が積層数や相互作用比への弱い依存性を示すことを見出した。なお、後半のテーマと関連して、高次のスピン項を持つイジングスピン系とq状態ポッツモデルの等価性に着目し、積層型3状態ポッツモデルの相転移をモンテカルロ計算でしらべた。予備的な段階ではあるが、積層数を増やすと共に相転移の性質が2次から1次へと正しく変化することが示せている。来年度以降は、この計算を任意のqの値へと拡張し、交代4極子秩序も含め、積層系における秩序状態の形成過程を系統的に議論する。本研究の目的は、イジング型強磁性薄膜(2次元積層系)を利用して3次元系の相転移温の新しい評価方法を提唱・検討すると共に、スピンの高次項を持つ系に特徴的に見られる4極子秩序相の出現機構を明らかにすることであり、初年度(平成20年度)にはこの前半のテーマについての研究成果を報告した。2年目になる本年度は、後半のテーマと関連して高次のスピン項を持つイジングスピン系に等価なq状態ポッツモデルに着目し、2次元積層系における特にq=3の3状態ポッツモデルの静的・動的相転移をモンテカルロシミュレーション(ヒストグラム法)で解析した。その結果、静的相転移については積層数を増やすにつれて2次元格子における2次の相転移から、ある臨界積層数Zcで3次元格子に特徴的な1次の相転移へと移行することを初めて確認した。また、このZcは2次元格子のサイズLに依存して増加し、L→∞極限でZc→∞となることを示唆する結果を得た。このポッツモデルに振動磁場を印可すると、ポッツ磁化が温度の低下につれて磁場に追随しなくなり、ある温度でポッツ磁化が有限の値を持ち始める。この"動的相転移"については、従来q=2に対応するイジングモデルでしか調べられていなかった。今回本研究では、系の対称性を正しく反映出来る拡張型のゼーマン項を創案し導入することにより、q=3の系に対して静的相転移と動的相転移を含めた温度と磁場についての全磁気相図を作成することに成功すると共に、この型のゼーマン項を用いれば任意のqについて同様な解析が出来ることを指摘した。来年度は、後半のテーマである4極子秩序に伴う相転移の特徴ならびにその出現機構を実験的な側面からも検討して行く予定である。双1次交換相互作用(J)と双2次交換相互作用(J')とを含むスピンS=1のイジングモデルにおいては,T=OKの基底状態では相互作用比がJ'/J<-1の領域ではsinglet相と交代四極子相が完全に縮退しており、有限温度においても規則的な秩序相の出現は一見期待されない。事実、2次元の格子ではこの相互作用比の領域では有限温度秩序は観測されない。ところが格子次元数が3以上の格子においてはSQ相が出現する。このように、この現象は、格子の次元数に依存していることから、SQ相の本質を秩序配列したスラスターのパーコレーションとして捉えることも出来る。そこで本研究では、2次元格子を積層させてできる積層型Bilinear-Biquadraticモデルに対して積層数nを徐々に増加させてSQ相の出現の有無を調べ、SQ相が出現し始める臨界膜厚(臨界積層薄数)nの評価を行うとともに、そのときの浸透クラスターのフラクタル次元の解析を行った。また長周期四極子秩序構造をもつPrPb_3の基底状態を実験的に解析することでBilinear-Biquadraticモデルとの比較を目的に研究を行った。結晶場基底状態にGamma3四極子モーメントを持つPrPb_3はT=0.4Kという極低温で反四極子秩序することが知られている。

この四極子秩序相にH//[100]方向の磁場をかけながらその相転移温度を追跡していくと、H=5T以上に強磁場相が出現することを初めて実験的に示した。これにより磁場誘起4極子転移では磁場誘起8極子が重要な役割を果たすことを明らかにした。
ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害に基づく癌分子標的PET診断法の開発

遺伝子発現過程で重要なヒストン蛋白の脱アセチル化反応を担う酵素・HDACの基質となる分子イメージングPET診断薬・18F-FAHAを新規合成し、癌組織内HDAC活性の指標となる画像診断を開発する研究である。^18F-FAHA PET画像診断は、分子標的抗癌剤であるHDAC酵素阻害剤の治療前効果予測や治療後効果判定を可能にし、HDAC阻害剤適応患者の層別化やテーラーメイド治療に大いに寄与すると考える。遺伝子発現過程で重要なヒストン蛋白の脱アセチル化反応に着眼し、その酵素:HDACの基質となるPET診断薬:18F-FAHAを新規合成し、癌組織内HDAC活性のBiomarkerとなるPET診断法を開発する。SAHAなどのHDAC酵素阻害剤は分子標的抗癌剤として注目され、18F-FAHA-PETは、癌の早期診断や、HDAC酵素阻害剤による治療効果予測や治療後効果判定などを可能にし、HDAC酵素阻害剤による癌分子標的治療に大いに寄与すると期待される。遺伝子発現過程で重要なヒストン蛋白の脱アセチル化反応に着眼し、その酵素:HDACの基質となるPET診断薬:^<18>F-FAHAを新規合成し、癌組織内HDAC活性のBiomarkerとなるPET診断法を開発する。SAHAなどのHDAC酵素阻害剤は分子標的抗癌剤として注目され、^<18>F-FAHA-PETは、癌の早期診断や、HDAC酵素阻害剤による治療効果予測や治療後効果判定などを可能にし、HDAC酵素阻害剤による癌分子標的治療に大いに寄与すると期待される。平成20年度の研究成果は以下の通りである。1、コンピュータ分子設計に基づき、ドッキングスタディ検討などで得られた複数の候補化合物に対してHDACによる脱アセチル化反応性を検討した結果、HDAC阻害薬:SAHAの類似体である6-(fluoroacetamide)-1-hexanoicanilide(FAHA)を、本研究における新規分子イメージングプローブとして選択した。3、乳癌細胞などの腫瘍細胞について、マイクロアレイ法による遺伝子網羅的解析の結果、腫瘍細胞におけるHDAC遺伝子の発現亢進を確認した。また乳癌細胞を用いた^<18>F-FAHAの集積実験では、早期よりトレーサの腫瘍内への集積・滞留が確認され、HDAC阻害薬(SAHA)を用いた集積阻害検討ではトレーサの腫瘍内取り込みが著明に抑制されることから、^<18>F-FAHAの腫瘍内集積にHDAC酵素が関連していることが確認された。平成2年度の研究成果は以下の通りである。1、平成20年度に合成成功した^<18>F-FAHAの将来の臨床使用に向けた、合成反応時間、収量等のさらなる改良を図る検討を引き続き行った。その結果、高純度、高比放射能標識の^<18>F-FAHAの安定した合成法改善に成功した。2、実験小動物を用いた^<18>F-FAHAの画像化検討を行った。担癌ラットを用いたPETでは腫瘍の良好な描出に成功し、さらにHDAC阻害薬(SAHA)前処置では集積阻害を認めたことから、^<18>F-FAHAの有望性が確認された。また正常マウスの脳切片を用いて^<18>F-FAHAの集積とHDAC阻害薬との競合阻害検討から、生体内において^<18>F-FAHAはHDACの基質となっていることを確認した。^<18>F-FAHA投与時及びHDAC阻害薬同時投与の血中や画像から得られた薬剤の動態解析からは、所期の通り^<18>F-FAHAは投与後速やかに体内HDACとの反応によりF-フルオロ酢酸に代謝されることが予想された。さらなる確認・検証も進行中である。3、サルを用いた画像化検討にも着手した。その結果、薬剤の肝、腎への集積排泄が認められた他、脳などの集積も認められ、HDACイメージングの脳神経分野への可能性も示唆された。現在引き続き薬剤動態検討や臨床使用時の放射線被曝予想シミュレーションも行っている。SAHAなどのHDAC酵素阻害剤は分子標的抗癌剤として注目され、^<18>F-FAHA-