hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オフーストイキオメトリック組成の複合マンガン酸化物セラミックスにおける磁気伝導

実験により次を見出した。(1)x=0.0ではペロブスカイト単一相であり、xの減少に伴い、La_2O_3および(Sr, La)_3Mn_2O_7が二次相として析出する。(2)格子定数はxの減少に伴い増加する。(3)x=0.0では高密度であったが、x=-0.02では低密度であり、さらにxを減少させても組織は同様である。(4)xの減少に伴い電気抵抗率は単調に増加する傾向にあり、x=0.10の電気抵抗率はx=0.0のほぼ10倍である。(5)試料間で強磁性転移温度(T_C)の有意な差は見られない。(6)x=0.0ではT_C付近で磁気抵抗の温度依存性にピークが見られたが、xの減少とともにそのピークは抑制され、x【less than or equal】-0.06では完全にピークは消失した。La_<1-x>Sr_xMnO_3ではxの減少と伴に格子定数が増加するとの報告がある。本研究試料では生成したペロブスカイトのAサイトにおけるSrイオンの組成比が減少していることが予想され、不純物相(Sr, La)_3Mn_2O_7の生成はその予想に反しない。La_<1-x>Sr_xMnO_3においてx=0.4付近では多少xが変動してもT_Cは数Kしか変化しないことが報告されており、本研究試料についての測定結果は矛盾しない。試料中の不純物相の存在形態は明らかではないが、その不純物相の存在と低密度であることが、電気抵抗率の増加に関係していると考える。La_<1-x>Sr_xMnO_3の単結晶試料ではxに関係なく、T_C付近で磁気抵抗の温度依存性にピークが見られる。従って本研究試料では不純物の存在がピーク抑制に関わつていると考えられ、その存在形態を調べることが課題として残った。(1)調合組成x=0.0ではLa_2O_3が、-0.10【less thanor equal】x【less than or equal】-0.02ではMn_3O_4が不純物として生成し、xの減少によりMn_3O_4の生成量が増加する。(2)格子定数はx=0.0から-0.02にかけて減少するが、それ以上xが減少しても変化しない。(3)粒径はx=0.00で約3μm、x=-0.02で約14μmと大きくなり、さらにxが減少すると単調に粒径は減少し、x=-0.10では約4μmであった。(4)x=0.0と比較すると、電気抵抗率はx=-0.02、-0.06では2桁近く増加し、x=-0.08、-0.10はx=0.0と同程度であった。(5)x=0.0、-0.08及び-0.10では強磁性転移温度付近で負の磁気抵抗は極大を示したが、x=-0.02、-0.06では極大を示さなかった。以上の実験結果は次のように解釈できる。まず本研究で作製した試料において調合組成と実際の組成とにずれがあり、xが0.0から-0.02の間で理想組成(La_<0.6>Sr_<0.4>)MnO_3の生成が予想される。またAサイト欠損量は極僅かで、xにより変化しない。また、生成したペロブスカイトの化学組成は-0.10【less thanor equal】x【less than or equal】-0.02で変化していないと予想され、電気伝導性の無いMn_3O_4の生成量がxの減少に伴い増加していることから、電気抵抗率の調合組成変化は粒界の影響であると推測される。粒径が大きくなると高抵抗化し、磁気抵抗に極大が見られなくなるという傾向を予備実験で見出している。これらのことから、ペロブスカイト型複合マンガン酸化物セラミックスにおいて、微細組織と磁気伝導特性とに関係があることが明らかとなった。

本研究試料では生成したペロブスカイトのAサイトにおけるSrイオンの組成比が減少していることが予想され、不純物相(Sr, La)_3Mn_2O_7の生成はその予想に反しない。La_<1-x>Sr_xMnO_3においてx=0.4付近では多少xが変動してもT_Cは数Kしか変化しないことが報告されており、本研究試料についての測定結果は矛盾しない。試料中の不純物相の存在形態は明らかではないが、その不純物相の存在と低密度であることが、電気抵抗率の増加に関係していると考える。La_<1-x>Sr_xMnO_3の単結晶試料ではxに関係なく、T_C付近で磁気抵抗の温度依存性にピークが見られる。従って本研究試料では不純物の存在がピーク抑制に関わつていると考えられ、その存在形態を調べることが課題として残った。
液晶の結晶化によるソフトクリスタルの創成と塗布型薄膜単結晶電子デバイスへの応用

柔軟な側鎖を持ちフタロシアニン骨格を有する有機半導体を用いてその分子配列制御を試み、次の成果が得られた。(1)種結晶を用いて接種凍結を施すことでC6TBTAPH2配向薄膜を作製し,薄膜の光学特性及び結晶構造を調べた.その結果、C6TBTAPH2もしくはC6PcH2の種結晶を用いてC6TBTAPH2薄膜に接種凍結を施すことで,種結晶を起点としたエピタキシャル成長が生じ,それに伴って異なる結晶構造の薄膜を選択的に作製することに成功した.また,エピタキシャル成長を利用した結晶多形制御が,キャリア移動度の向上に有効であることを明らかにした.(2)金属/絶縁体/半導体構造の素子を用いるMIS-CELIV法により、CnPcH2薄膜中の両極性キャリア移動度評価を行い、キャリア輸送について検討した。その結果、CnPcH2薄膜中の正孔移動度および電子移動度は置換基長の増加に伴い単調に減少した。このことは、スピンコート薄膜中ではカラム軸が基板に平行であることから正孔はカラム間をホッピング伝導しており、カラム間隔の増大に伴うホッピング距離の増加により移動度が減少したと考えられる。(3)バーコート法によりπ共役系高分子pBTTTの薄膜を作製し,光学的および電気的異方性から主鎖の配向状態について検討した.偏光顕微鏡観察において、掃引速度が200 μm/sの場合、掃引方向に対し垂直方向の偏光について吸光度が,掃引速度が20 μm/sの場合,掃引方向に対し平行方向の偏光について吸光度が最大となった.pBTTTの分子配向状態はコーティングバー掃引速度に依存しており,掃引速度が200,20 μm/sの場合,主鎖が掃引方向に対してそれぞれ垂直および平行に配向することが明らかとなった。近年、液晶の自己組織的な分子配向性を電子デバイスへ応用する研究が盛んになっている。しかしながら、液晶の分子配列はナノオーダー秩序であり光学デバイスには十分であるが、オングストロームオーダーの秩序が求められる電子デバイス応用を考えた場合、液晶の分子配列では不十分である。そこで、本研究では、液晶と結晶のさらに中間的な状態「ソフトクリスタル」を提案した。すなわち、液晶を、その柔軟さを担保したまま結晶化することにより、電子材料として求められるÅオーダーの高い電子秩序と、自己組織化によるメートルスケールの分子配列秩序を両立するソフトクリスタルの実現を目指して、主に、柔軟な側鎖を持ちフタロシアニン骨格を有する有機半導体を用いてその分子配列制御を試み、次の成果が得られた。(1)バーコート法により成膜した単結晶薄膜の結晶方位、分子パッキング方向の評価をX線構解析により明らかにするとともに、結晶多形制御に関する知見を得た。(2)スピンコート薄膜を液晶相温度に加熱した後、過冷却状態から接種凍結を行うことにより配向性単結晶薄膜が作製できるが、その際発生するクラックを導電性高分子P3HTの添加により抑制できることを見いだした。(3)スピンコート法により作製した薄膜多結晶に溶媒蒸気処理を施すことにより、結晶多形転移を示すことを見いだし、理論上高いキャリア移動度が期待できるα相単結晶薄膜の作製に成功した。(4)分子配向させたフタロシアニン薄膜のキャリア移動度を、Time of Flight法、Photo-CELIV法を駆使して評価し、さらに、DFT計算による結果との比較を行い、移動度の温度依存性に関する検討を行った。平成29年度の当初研究計画として、(1)分子配列秩序ならびに運動性の評価、(2)キャリア伝導機構の評価およびシミュレーション、(3)溶媒蒸気処理による薄膜単結晶と電子光デバイス作製を予定していたが、(1)に関しては、バーコート法および接種凍結法により良好な分子配列薄膜の作製に成功し、さらに、X線構造解析により分子パッキング状態の評価も達成できた。(2)に関しては、キャリア移動度の温度依存性に関して、Time of Flight法、Photo-CELIV法による評価とDFT計算による結果との比較を行い有益な知見が得られている。(3)に関しても、溶媒蒸気処理により極めて結晶性の良好な単結晶薄膜を得ることに成功し、トランジスタを作製し移動度の評価も行った。以上のように、当初計画に沿って、順調に研究が進捗している。

(3)バーコート法によりπ共役系高分子pBTTTの薄膜を作製し,光学的および電気的異方性から主鎖の配向状態について検討した.偏光顕微鏡観察において、掃引速度が200 μm/sの場合、掃引方向に対し垂直方向の偏光について吸光度が,掃引速度が20 μm/sの場合,掃引方向に対し平行方向の偏光について吸光度が最大となった.pBTTTの分子配向状態はコーティングバー掃引速度に依存しており,掃引速度が200,20 μm/sの場合,主鎖が掃引方向に対してそれぞれ垂直および平行に配向することが明らかとなった。今後は、これまでの研究をさらに進めることに加えて、分子内の側鎖の分子間相互作用に及ぼす効果を明らかにして、ソフトクリスタル状態の実現に分子の液晶性と結晶性のバランスが重要であるかどうかを検証していく。さらに、結晶方位の制御された単結晶薄膜を用いて、理論的に予想されているキャリア移動度を有するトランジスタの実現を目指す。(理由)本年度の研究計画は概ね予定通り進展したが、当初実施を予定していた分子配向装置の改良が、当初予想していた以上に分子配向が順調に実現されたため、本年度中には実施しなかった。したがって、改良に必要な部品類の購入を行わなかったため残額が生じた。また、関連して、上記装置の改良の補助にかかる人件費も使用しなかったが、平成30年度に改良を実施するため執行予定としている。(使用計画)当該装置の改良は平成30年度に入ってから実施し、より配向性の高い単結晶薄膜の作製を目指し、本研究の目標の達成を目指す。従って、平成30年度において改良部品を購入する予定であり、補助に係る人件費も必要となる予定である。
唯美主義と政治性の接点―モリス、バーン=ジョーンズ、クレインを中心に

唯美主義は、一般に、芸術を社会改良の手段とする態度に批判して、芸術の到達目標を美のみと定めるものだと知られている。しかし、W.モリスやW.クレイン等、唯美主義の代表者とされる創作家は、「芸術のための芸術」をモットーとすると同時に、社会改良に対する強い考えを持っていた。本研究では、彼らのもつ政治性は、社会主義的傾向が強いため、政治の中枢とは異なる、いわばマイノリティーの政治思想としてこれまで一蹴されてきたのではないかと仮説を立てる。そして、従来の単純化された唯美主義の定義にメスを入れ、唯美主義者の社会性を「政治性」と捉えて精査することによって、彼らの社会思想の正統評価を試みる。
舌の調音運動模型作成に関する研究

粘弾性のある材料を使い、舌の形状模型を制作した。外舌筋(オトガイ舌筋前部、オトガイ舌筋後部、茎突舌筋、舌骨舌筋、口蓋舌筋)、内舌筋(上縦舌筋、下縦舌筋、横舌筋、垂直舌筋)の形状模型を作成し、舌に近い色の顔料及び塗料により着色した。合成ゴム及びナイロン糸による擬似的な筋を埋め込み、主に母音調音における舌形状の変形を模擬できる模型、内舌筋を考慮にいれた舌の反りなどの運動を再現できる模型を制作した。模型作成及び検証のため磁気式モーションキャプチャ及びMRI装置を利用し発話中の舌形状及び運動を計測した。これらにより音声科学教育及び音声研究において、舌の働きの理解を深めるのに貢献することができた。本研究は、舌の調音機構解明、音声科学教育、構音指導、発話ロボット部品開発などに役立てるため、舌の調音運動模型を作成するものである。当該年度は、研究代表者の所属変更でゼロからの研究環境再構築をしなければならなくなり、前半は、主に場所の確保や物品の購入と設置・設定などの研究環境構築作業を中心に行った。環境構築後は、前年度と同様の模型製作をまず行った。すなわち、硬質材料の原型を用いて型を作成し、ウレタンゲル材料を流し込み、舌の形状模型製作を行った。次に、ゴムバンドの疑似筋を埋め込んだ模型を製作した。後半は、外舌筋及び内舌筋の形状及び運動をよりわかりやすくするため、前モデルを分割した模型作成を行った。模型の着色についても検討し、ゲル素材による模型では、舌の色に近い色を基本色の顔料を組み合わせて調製し、前年度に作成したものよりもリアルな模型の作成に成功した。また、前モデルは、ゴムバンド等では、正確に動かせなかったため、それに代わるものとして、各種の素材で試作するなど、基礎的な試作を繰り返して行った。パーツに分割した模型についてはその成果を学会発表した。オペレーティングシステムのサポートの終息により当初導入予定のパレトグラフ(舌ー口蓋接触計測装置)が導入できなくなった。そのため舌の形状及び運動を計測する方法を再検討し、磁気式モーションキャプチャ及び核磁気共鳴を利用した計測システムを利用することとした。これらの装置を使った舌計測実験の計画を策定した。実験装置はレンタル利用することにし、パレトグラフを購入する予定だった物品費を装置レンタル料にあてた。磁気式モーションキャプチャ装置を使った舌計測を行い、現在、取得データの分析中である。初年度である今年度は、まず、材料及び各種模型製作器具、工具、接着剤等の消耗品を入手し、筋線維の実装はともなわない、ウレタンゲルによる形状的な模型の試作を行った。形状データは、各種解剖学資料、医療用模型、MRI断層撮影データなどから、CADソフトウェアにより形状設計し、硬質材料による原型を作成した。その原型を用いて、ウレタンゲルを流し込むための型を作成した。できあがった型にウレタンゲル材料を流し込み、舌の形状模型製作を行った。次に、舌の形状模型に、合成ゴムあるいはナイロン糸といった素材による擬似的な筋を埋め込むための第1段階として、合成ゴムバンドで実現する簡単な、単純化モデルを設計した。各種解剖学的資料を活用し、舌形状模型の中に、ゴムバンドの疑似筋を埋め込んだ模型を製作した。これらの筋模型は模型の外側からあやつり人形のように引っ張れるようにした。オトガイ舌筋前部(Geneoglossus anterior)、オトガイ舌筋後部(Geneoglossus posterior)、茎突舌筋(Styloglossus)、舌骨舌筋(Hyoglossus)の外舌4筋の模擬筋を合成ゴムバンドで作成した。完成した模型を台に固定し、各筋に相当するゴムを引っ張って、母音調音時の舌の変形をシミュレーションした。単純な筋模型ではあるが、おおよその舌体の重心移動及び変形を観察できた。そして、ここまでの成果について学会発表を行った。本研究は、舌の調音機構解明、音声科学教育、構音指導、発話ロボット開発などに役立てるため、舌の調音運動模型を作成するものである。研究期間を通し、各種の舌模型製作を継続的に行い、研究期間の後半では、より実物に近い精度の高い模型製作を行うため、また、模型と実物の形状及び動きの差異を評価するため、発話中の舌形状及び運動を磁気計測装置及びMRI装置を用いて計測し分析した。模型製作においては、まず粘弾性のある材料を使い、舌全体の形状模型を制作した。続いて、外舌筋(オトガイ舌筋前部、オトガイ

舌筋後部、茎突舌筋、舌骨舌筋、口蓋舌筋)、内舌筋(上縦舌筋、下縦舌筋、横舌筋、垂直舌筋)分割することのできる形状模型を粘弾性素材及び硬質素材を用いて行った。また着色方法について検討し実際の舌に近い色の顔料及び塗料を使用してよりリアリティのある模型を製作した。最後に、合成ゴム及びナイロン糸による擬似的な筋を埋め込み、外舌筋(オトガイ舌筋前部、オトガイ舌筋後部、茎突舌筋、舌骨舌筋、口蓋舌筋)による、主に母音調音における舌形状の変形を模擬できる模型、内舌筋(上縦舌筋、下縦舌筋、横舌筋、垂直舌筋)を考慮にいれた舌の反りなどの運動を再現できる模型を制作した。舌の形状及び運動計測については、日本語の全ての音韻発話及び日本語短文を発話中の形状及び運動を計測する実験を、音声運動計測専用の磁気式モーションキャプチャ装置による舌上に貼付した複数のマーカーを計測する実験、強磁場のMRI装置を使って舌の形状を高精度に計測する実験、及び発話運動を動画として計測する実験を行い、舌形状及び運動を詳細に分析した。これらの一連の模型製作及び舌形状・運動計測により、従来は直感的に理解するのが難しく未解明の部分もある発話における舌の役割について、音声科学教育及び音声研究の分野において、より理解を深めるのに役立つことができた。情報科学研究代表者の所属変更により、ゼロからの研究環境の再構築を行ったが、研究場所の確保や物品購入などについて手間取ってしまい、研究の進捗が遅れてしまった。年度後半では遅れを取り戻せるよう本格的に取り組んだが、やや遅れている状況である。模型製作に関してはほぼ予定通りに実行できている。当初予定では、内舌2筋の模型作成をまず行う計画ではあったが、順番を変えて、外舌4筋の模型作成を先に行った。舌運動の計測データを得るために、舌接触計測装置(パレトグラフ)を導入して実験する予定であったが、購入予定機種が、古いOSにしか対応せず、古いOSが入手不可能かつ保守期間終了で導入できないため、次年度以降、最近のOSに対応した機種が発売されるのを待って導入することとした。Hyoglossus)の外舌4筋による母音調音時の舌位置移動模型作成、内舌筋である上縦舌筋(Longitudialis linguae superior)と下縦舌筋(Longitudialis linguae inferior)の拮抗関係による舌先の上へのそり、下への向け、舌の前後長の短縮を実現できる模型作成等、模型製作作業を行う。また当初の計画を発展させて発話に関する音声研究の応用分野として福祉分野への利用可能性を検討する。当初の研究計画で導入予定だった舌ー口蓋接触計測装置パレトグラフについては、オペレーティングシステムへの対応を待って導入する予定であったが、対応したバージョンが発売されなかったため、導入を断念した。かわりに舌運動計測に関しては、磁気式モーションキャプチャにより舌運動を測るシステム及び核磁気共鳴を利用して舌形状を測るシステムを、計測実験時のみレンタル利用する形で、発話時の舌形状及び運動データを得ることとする。次年度以降については、研究環境が変わったことにより、工作器具等の再構築を行い、舌模型製作を継続する。当初計画と順序を変更し、オトガイ舌筋前部(Geneoglossus anterior)、オトガイ
ライフスキル形成を基礎とする食生活教育プログラムの有効性の検討

【目的】行動科学理論に基づく食生活教育プログラムの有効性を検討した。【方法】1)対象・期日:大阪府下の小学5年生117名(介入群),80名(対照群)。20012002年2)実施授業:5学年「健康的な間食」,6学年「健康的な朝食」3)調査方法:自記式アンケート,「振り返りカード」,授業者とプログラム開発者による授業観察4)評価項目:朝食・間食行動起床・就寝時刻先行因子(知識,態度,セルフエフィカシィ,セルフエスティーム)促進因子(スキル,ライフスキル)強化因子(家族の食態度・行動)5)解析方法:x^2・マクネマー・t検定,有意水準5%。【結果】1)プロセス評価:(1)間食授業では,目標設定学習,間食動機の分類・理解が不十分であった。(2)朝食授業では,具体的な目標設定と手段の学習により実行できた。2)短期結果評価:(1)砂糖や油の多い間食を確認し,約80%が間食行動改善の自己評価をした。(2)高脂肪食品の健康影響を認知し,「健康的なおやつ選択ができる」というセルフエフィカシィが高くなり,低脂肪食品の選択が増加した。(3)間食摂取動機の自己分析から心理社会的要因を取りあげ,「食べる量を決める・減らす」「食べる時間を決める」と目標設定をし,約86%が目標達成の自己評価をした。(4)朝食摂取日数は6.3±1.5日から6.6±1.1日へ増加した。(5)「朝食摂取の重要性」は女子より男子がよく認識し,朝食摂取の増加傾向がみられた。(6)朝食授業介入後,家族・全般セルフエスティームについて男子は女子より高くなった【まとめ】プログラムはほぼ企画どおり実施され,知識セルフエフィカシィが高まり,目標設定学習が強化され,健康的な間食・朝食行動への変容が観察された。平成13年度は,小学校5年生を対象に,開発した食生活教育プログラムのうち,「おやつの選択-油」と「なぜ,食べるのか」の2授業案を用いて教育介入をスタートした。介入校については,介入前後に質問紙(平成12年度のベースライン調査に用いたものを一部修正した)による調査と研究者による授業観察および,児童には授業後のふりかえりカード,授業者にはアンケートによる授業評価を行った。比較対照校については,介入前の同一の時期に,質問紙調査のみ行った。「おやつの選択-油」は,授業案のねらいどおり授業が実施され,児童のふりかえりカードにおいても具体的な目標設定ができ,その目標達成の自己評価は望ましいものであった。「なぜ,食べるのか」では,間食行動における要因分析において,授業展開が授業案どおりすすまず,具体的な目標設定ができた児童は少なかった。このことは,プロセス評価の1つとして実施した授業観察による児童の反応からも観察されており,授業目標を達成するためには,授業案の一部改正の必要性と意志決定・目標設定スキルトレーニングの重要性が取りあげられた。目標達成については,授業実施から一定期間経過した後に,フォローアップの調査を実施して,行動改善の定着を確認する必要性があると思われる。また,質問紙調査の結果をベースラインデータと比較し,4年生から5年生への発達に伴う食行動変容を把握したうえで,単年度の分析から各々の授業効果を定量的にとらえ,5年次における食生活教育プログラムの有効性を評価する計画である。

平成14年度は,小学校6年生(前年度対象児童と同一)を対象として開発した食生活教育プログラムのうち,「朝食をたべよう」「食品表示を読む」「広告分析」の3授業案を用いて教育介入を実施した。介入校については,授業実施直後に質問紙(前年度と同一のもの)による調査と研究者による授業観察に加え,児童には授業後のふりかえりカード,授業者にはアンケート紙による授業評価を行なった。比較対照校には,介入校における授業実施直後の同一の時期に質問紙調査のみ行なった。今回の介入前データは,前年度の介入後データをもってかえた。さらに,ベースラインデータ収集時期(4年次10月)とほぼ同一の時季となる6年次12月に教育成果の継続性と4年次からの発達による食行動,セルフエスティームの変化をみるために,介入校,対照校ともに最終の質問紙調査を実施した。対照校との比較による介入校の教育効果は,知識面では差がなかったが,朝食摂取の重要性に関する態度,健康的なおやつの見分けやおやつの広告分析の自己効力が高まった。朝食摂取行動は男子において,朝食授業の直後には改善したが半年後まで継続しなかった。その背景には,就寝時刻遅延や朝食作りや共食の減少といった家族の朝食行動が観察された。このことより,児童の食生活教育には,保護者も取り込んだプログラムが必要であることが示唆された。日本では,セルフエスティームは学年がすすむにつれて低下する傾向がみられているが,本研究対象では大きな変化はなく,男子はやや高くなり,女子はやや低くなる傾向を示した。食生活教育プログラムとの関連をさらに解析していく予定である。平成13・14年度に実施した食生活教育プログラムの食行動変容,ライフスキル・セルフエスティーム形成に関する総合評価を行い,次期研究の基礎資料をまとめた。1)総合評価食生活教育参加児童と対照児童の比較を行った。間食摂取学習では学習目標にそった知識習得はできたが,間食行動の変容にはつながらなかった。朝食摂取学習では,意思決定・目標設定スキル学習を強化したことから,朝食摂取日数は6.3±1.5日/週から6.6±1.1日/週と有意に増加し,ライフスキル教育による食生活教育成果が得られた。男子については,態度形成との関連性が確認できた。女子については,思春期発達との関連性が窺われたことから今後の研究課題とする。2)指導者マニュアル作成のための資料収集特色のある食生活教育プログラムを有効に実施するには,授業者がプログラム特に,ライフスキルの理解ができるよう指導者教育を充実する必要性が確認された。諸外国における指導者マニュアルについて調査し、オーストラリアにおける指導者教育の視察を行い、参加型学習法に基づいた食生活教育の指導者マニュアル作成の基礎資料を収集した。3)包括的な食生活教育プログラムの開発児童の食行動改善には,強化因子となる家族や地域における食環境を包含したプログラムが必要であることを確認した。栄養教諭制度・食育基本法制定を視野にいれた学校保健からの積極的なアプローチができるよう学校保健と地域保健の連携を進める基盤ができた。これをもとに,学校・家庭・地域を連携した包括的な食生活教育プログラム開発の準備ができた。4)教材開発児童の学習を効果的にすすめかつ,児童から保護者への伝達学習ができることを目的に朝食プログラムに使用する工作用"食品ピラミッド"を開発し、1,000部作成した。
癌の薬剤耐性を制御する物質の創出

本研究課題の目的は、「がん細胞の薬剤耐性の原因の一つと考えられているヘパラナーゼの分泌と酵素活性を指標とした阻害剤の探索系を構築し、それらを阻害する化合物を独自に開発した冬虫夏草代謝産物ライブラリーから探索し抗がん医薬品のシーズを獲得する」ことである。平成30年度の実施計画では、ヘパラナーゼの分泌を評価するためヘパラナーゼの高発現細胞の構築とヘパラナーゼの酵素活性を指標とした阻害剤の探索系の構築を目指した。このうち、ヘパラナーゼの酵素活性を指標とした阻害剤のスクリーニング系は構築まで間近となっている。これらの系を用いた冬虫夏草菌代謝産物からの阻害剤スクリーニングは、これまで見当たらないことからユニークな構造を有する阻害剤の発見が期待される。阻害剤スクリーニングの探索源となる冬虫夏草菌の継続的な収集とその代謝産物ライブラリーの拡充を図った。菌の多様性を確保するため、様々な場所から冬虫夏草の収集に努めた。代謝産物ライブラリーの拡充はヒット率の向上とヒット化合物の多様性の観点から重要である。またヘパラナーゼ阻害剤の合成探索を行った。シアリダーゼ阻害剤として以前単離された天然物シアスタチンBを出発原料とし、ヘパラナーゼ阻害剤ヘパラスタチンの合成スキームを応用しヘパラスタチンの類縁化合物の合成を行った。合成した化合物の安定性についての多くの情報が得られたので今後の阻害剤のデザインの指針とする。本研究課題では、がんの薬剤耐性を制御する方法として、「ヘパラナーゼの酵素活性の抑制」、「がん細胞からのヘパラナーゼの分泌の制御」の2点を挙げており、「ヘパラナーゼの酵素活性の抑制」の進捗については、冬虫夏草菌の代謝産物(ブロスサンプル)に適した阻害剤の探索系の構築が不可欠と考えられ、この点が解決されつつあり系の構築まであとわずかのところにこぎつけている。「がん細胞からのヘパラナーゼの分泌の制御」については、ヘパラナーゼcDNAの複数のヒトがん細胞株への導入を行ったが、細胞からの酵素の分泌が低くヘパラナーゼの分泌を評価できるレベルには至っていない、ヘパラナーゼ阻害剤の合成探索については、天然物シアスタチンBを出発原料として探索し、探索の過程でこれまでに活性を示すと予想されている化合物が、原料のシアスタチンBから短工程で得られる条件を見出すことができた。がんの薬剤耐性を制御する方法として挙げている「ヘパラナーゼの酵素活性の抑制」ついては、平成31年中に間もなく得られる予定のヘパラナーゼ阻害剤のスクリーニング系を用いることで、冬虫夏草菌代謝産物ライブラリーからの阻害剤のスクリーニングが可能になる。「がん細胞からのヘパラナーゼの分泌の制御」については、評価に十分なヘパラナーゼ量を分泌する細胞が得られていないので、まだ検討していないヒトがん細胞株へのヘパラナーゼcDNA導入を検討する。申請課題に設定していた「メタンジアミン構造を含む両性イオン型認識構造を有する阻害剤の合成」では、目的化合物の安定性が悪く単離することができなかった。しかしながら、その合成の過程で、以前から活性を示すと予想されている化合物が出発原料から短工程で得られることを見出した。この化合物を足掛かりに、新たな誘導体合成へと展開する予定である。

「がん細胞からのヘパラナーゼの分泌の制御」については、ヘパラナーゼcDNAの複数のヒトがん細胞株への導入を行ったが、細胞からの酵素の分泌が低くヘパラナーゼの分泌を評価できるレベルには至っていない、ヘパラナーゼ阻害剤の合成探索については、天然物シアスタチンBを出発原料として探索し、探索の過程でこれまでに活性を示すと予想されている化合物が、原料のシアスタチンBから短工程で得られる条件を見出すことができた。がんの薬剤耐性を制御する方法として挙げている「ヘパラナーゼの酵素活性の抑制」ついては、平成31年中に間もなく得られる予定のヘパラナーゼ阻害剤のスクリーニング系を用いることで、冬虫夏草菌代謝産物ライブラリーからの阻害剤のスクリーニングが可能になる。「がん細胞からのヘパラナーゼの分泌の制御」については、評価に十分なヘパラナーゼ量を分泌する細胞が得られていないので、まだ検討していないヒトがん細胞株へのヘパラナーゼcDNA導入を検討する。申請課題に設定していた「メタンジアミン構造を含む両性イオン型認識構造を有する阻害剤の合成」では、目的化合物の安定性が悪く単離することができなかった。しかしながら、その合成の過程で、以前から活性を示すと予想されている化合物が出発原料から短工程で得られることを見出した。この化合物を足掛かりに、新たな誘導体合成へと展開する予定である。(理由)平成31年度に本研究で使用する高価なヘパラナーゼ酵素を複数購入する予定があり、そのための購入費用として繰り越した。(使用計画)ヘパラナーゼ酵素阻害のスクリーニング系を構築する上で、複数の会社の酵素を購入し検討する。
創薬を指向した有機フッ素化合物の効率的新合成法の開発

1)生理活性ペプチドの酵素的加水分解に対する抵抗性の付与を指向したフッ素オレフィンの合成法の開発に関しては、昨年度の実績として5位に水酸基のデプシペプチドイソスターについてオレフィンの立体化学および不斉中心である2位と5位の相対配置をほぼ完全に制御した合成法を確立した。本年度は5位水酸基の立体反転を伴ったアジド化を経由するアミノ基への変換法を確立することが出来た。さらに、出発物質の段階で光学活性体を用い、5位への立体選択的なアミノ基の導入をイミデート[3.3]転位反応による新規合成法の開発にも成功した。2)低原子価ジルコノセン錯体を用いたオレフィン-カルボニルカップリング反応については、昨年度までの知見を踏まえて、本反応をオレフィン部とカルバメート部を有する環状基質に拡大して詳細に検討した結果、アザビシクロ環化合物や含窒素ベンゾ縮合環構造の効率的合成法を確立した。3)ヨードメチルシクロプロパン誘導体をホモアリルラジカル前駆体とするラジカル付加環化反応に関しては、基質のシクロプロパン環上にエステル基とホスホノ基またはスルホニル基を有する非対称置換型のヨードメチル体を用いた場合にこれらの置換基について比較的高い立体選択性をもってラジカル付加環化反応が進行することを見い出した。本研究は、申請者のこれまでの有機フッ素化合物の合成法の開発を中心に展開してきた研究をさらに発展させて、生理活性ペプチドのフッ素による化学修飾やフッ素置換代謝調節型グルタミン酸受容体アゴニストの創製などを具体的な目標として新規な効率的合成法の開発を検討していくものである。以下に今年度の成果を述べる。1)ジペプチドあるいはデプシペプチドの非加水分解性イソスターとして注目されているフルオロオレフィンの合成について検討した結果、γ,γ-ジフルオロ-α,β-不飽和エステルとアルキルアルミニウムー銅(I)またはアルキルリチウム由来の銅試薬との反応によるβ-置換γ-フルオロ-β,γ-不飽和エステルの合成法の開発に成功した。本反応の特長はフッ素置換オレフィン部が完全な立体選択性で構築できることであるが、生成物の2位と5位の相対配置の制御については今後の検討課題として残されている。2)配座固定とフッ素導入による代謝調節型グルタミン酸受容体アゴニストの開発を目標として、今年度はフッ素置換シクロプロパンカルボン酸誘導体の立体選択的な合成法の開発について検討した。その結果、ヨードフルオロ酢酸エステルのアルケンへのラジカル付加反応、引き続く塩基処理による分子内置換反応の2段階で目的とするシクロプロパン誘導体が高立体選択的に合成できることを見いだした。3)新規なホモアリルラジカルおよびアザホモアリルラジカル前駆体としてヨードメチルシクロプロパン誘導体およびヨードアジリジン誘導体が合成化学的に極めて有用であることを見いだし、構造的に単純で入手容易なアルケン類との[3+2]ラジカル環化反応による環状化合物の効率的合成法の確立に成功した。今後フッ素系基質への展開を予定している。本研究は、有機フッ素化合物の合成法の開発を中心に展開してきた昨年度までの実績をさらに発展させて、フッ素置換アルケンの特異的性質に着目した生理活性ペプチドの化学修飾や新規分子構造の酵素阻害剤の創製を具体的な目標として、新規な効率的合成法の開発を検討していくものである。1)ジペプチドの非加水分解性イソスターを指向したフッ素置換オレフィンの合成法の開発については、昨年度の実績のひとつとしてZ選択的なβ-置換γ-フルオロ-β,γ-不飽和エステルの合成法を見いだしたが、2位と5位の相対配置の制御は解決できなかった。さらに検討を加えた結果、銅塩共存下5位が水酸基、4位がジフルオロ置換のアリルアルコール誘導体とアルキルアルミニウムとの反応により完全な立体選択性で目的とする2位へのアルキル基の導入反応が進行することを見いだした。さらに、生成物のデプシペプチドイソスターへの変換も容易に行えることを確認した。5位水酸基のアミノ基への変換などが今後の検討課題である。

2)低原子価ジルコノセン錯体を用いた炭素-炭素二重結合とカルボニル基の分子内カップリング反応として、N-アルケニルカルバメート誘導体が優れた基質となり、特異な分子内エステル基転移反応によりγ-アミノ酪酸や置換ピロリジンカルボン酸などの効率的な合成法を見いだした。3)新規なホモアリルラジカル前駆体としてヨードメチルシクロプロパン誘導体が合成化学的に極めて有用であることを見いだし、今年度は1,4-ジエンや1,4-エンインとのラジカルカスケード反応によるビシクロ[3.3.0]オクタン骨格の効率的合成法の確立に成功した。今後フッ素系基質への展開を予定している。1)生理活性ペプチドの酵素的加水分解に対する抵抗性の付与を指向したフッ素置換オレフィンの合成法の開発に関しては、昨年度の実績として5位に水酸基のデプシペプチドイソスターについてオレフィンの立体化学および不斉中心である2位と5位の相対配置をほぼ完全に制御した合成法を確立した。本年度は5位水酸基の立体反転を伴ったアジド化を経由するアミノ基への変換法を確立することが出来た。さらに、出発物質の段階で光学活性体を用い、5位への立体選択的なアミノ基の導入をイミデート[3.3]転位反応による新規合成法の開発にも成功した。2)低原子価ジルコノセン錯体を用いたオレフィン-カルボニルカップリング反応については、昨年度までの知見を踏まえて、本反応をオレフィン部とカルバメート部を有する環状基質に拡大して詳細に検討した結果、アザビシクロ環化合物や含窒素ベンゾ縮合環構造の効率的合成法を確立した。3)ヨードメチルシクロプロパン誘導体をホモアリルラジカル前駆体とするオレフィン類とのラジカル付加環化反応に関しては、基質のシクロプロパン環上にエステル基とホスホノ基またはスルホニル基を有する非対称置換型のヨードメチル体を用いた場合にこれらの置換基について比較的高い立体選択性をもってラジカル付加環化反応が進行することを見い出した。
ひまわり衛星画像に基づくガンジス水系の流出量推定

初年度には、先ず衛星データ受信のためのハードウェア、およびその一次処理のためのソフトウェアが整備されたこれをベースとして、さらに赤外線画像から得られる雲の表面温度分布を巨視的に把握・図化し、統計解析を行うプログラムを作成し、組み込んだ。このシステムはバングラデシュ、タイ、マレーシア、ベトナム、フィリピンの各国を解析対象地域としているが、容易にひまわり衛星の画角内の任意地域に拡張することができる。ガンジス河流域全般という広域的な水文研究に向けては、経緯度各1゚程度の正方形のフレーム毎に基準温度215゚K以下を示すピクセルの比率(FC)を取り出して、有意な雲の指標するのが適切であるとの結論を得た。当該地域のFC分布に立脚して、短期的ならびに長期的な広域気象解析を試行した。1996年5月にバングラデシュを襲った竜巻の追跡に際しては、ある程度の成果を得たものの、この種の短期的な現象の解析における時間的分解能の不十分さが指摘された。併せて、その最盛期には竜巻の南西側に顕著なFCの勾配を検出した。1996年モンスーン期(5月9月)のバングラデシュ縁辺のFCデータを総合的に解析したところ、24時間周期でかなり規則的に繰り返される雲域の消長を検出し、疑似ベクトル分布の形で的確に表現することができた。これは、モンスーン期の降雨機構、および降雨量の巨視的把握に結びつく技術として注目される。既存の地形、降雨、出水に関するデータは集積したものの、とりわけ水文資料については、質・量ともに不十分と言わざるを得ない。京都大学防災研究所等の努力によって当該流域の地上データの蓄積状況は改善しつつあり、衛星データの蓄積も軌道に乗ったことから、数年後には両者を量的に関連づける作業が可能となろう。「ひまわり」衛星画像の受信とデータ取り込み・保管のためのハードウェアの整備はほぼ完了した。併せてソフトウェアの整備を行い、データの取り込みから、必要領域データの切り出し、衛星姿勢の検出、一定時間間隔の保存、幾何学的変換と補間によるメルカトール図の作成、経緯線・地形線等の不要情報の除去、といった一連の作業が可能となった。このソフトウェアは、文部省のGAMEプロジェクトにも提供され、また国際強力事業団の洪水対策に関わる日本-バングラデシュ共同研究に関連してバングラデシュ工科大学でも活用されている。これらのプログラムを利用して、最近バングラデシュに災害をもたらした竜巻の追跡を行ない、その発生・発達から予想外に複雑な移動経路までの検出に成功した。一方、検証データの得られる利根川上流の小流域を対象として、画像データから降雨量を推定する試みを開始した。これまでのところ、降雨ならびに出水の有無について定性的な相関は認められるものの、定量的には満足すべき成果を得ていない。本来、この手法は、大規模水系に適していることから、今後モデル水系の選択にも意を用いる必要があろう。以上の実績から、この手法が現在現地で稼働中の気象レーダをしのぐ情報入手手段となることが期待される。本研究は追加採択となったため研究期間が不十分で、赤外線画像の温度情報を水文量に結びつけ、ガンジス水系の流出推定を行なう作業は、やっと緒についた段階である。来年度研究の継続が認められれば、引き続き推進して行きたいと考えている。より広範囲の研究者にこうしたデータ処理のツールを供給する意味で、現在MS-DOSベースとなっているプログラム群をWindowsベースに切り換え、解析対象地域を全球レベルで任意化することも、当面の課題となっている。昨年度整備した衛星データ受信のためのハードウエア、およびその一次処理のためのソフトウエアをベースとして、さらに赤外線画像から得られる雲の表面温度分布を巨視的に把握・図化し、統計解析を行うプログラムを作成した。

このシステムは、気象解析の対象地域として、バングラデシュ、タイ、マレーシア、ベトナム、フィリピンの各国を想定しているが、容易にひまわり衛星の画角内の任意の地域に拡張することができる。ガンジス河流域全般という広域的な水文研究に向けては、経緯度各1°程度の正方形のフレーム毎に基準温度215°K以下を示すピクセルの比率(FC)を取り出して有意な雲の指標とするのが適切であるとの結論を得た。当該地域のFC分布に立脚して、短期的ならびに長期的な広域気象解析を試行した。1996年5月にバングラデシュを襲った竜巻の追跡に際しては、時間的な分解能の不十分さを指摘した。併せて、その最盛期には竜巻の南西側に顕著なFCの勾配を検出した。こうした広域的な気象条件の捕捉は、将来の竜巻予報に資するものと思われる。1996年モンスーン期(5月9月)のバングラデシュ縁辺のFCデータを総合的に解析したところ、24時間周期でかなり規則的に繰り返される雲域の消長を検出し、疑似ベクトル分布の形で的確に表現することができた。これは、モンスーン期の降雨機構、および降雨量の巨視的把握に結びつく技術として注目される。既存の地形、降雨、出水に関するデータは集積したものの、とりわけ水文資料については、質・量ともに不十分と言わざるを得ない。京都大学防災研究所等の努力によって当該流域の地上データの蓄積状況は改善しつつあり、衛星データの蓄積も軌道に乗ったことから、数年後には両者を量的に関連づける作業が可能となろう。
新規結核ワクチン(DNA,rBCG,融合蛋白)作製と新しいキラーT細胞分化機構

1.結核菌症のキラーT細胞分化機構:(1)抗結核キラーT細胞から産出されるGranulysin〔15kdのGranulysin(15KGra)〕が結核殺傷に極めて重要な役割を果たしている発見をした。GraはMφ内結核菌を殺傷した。(2)結核患者キラーT細胞から分泌されるkiller secretory protein(Ksp37)が血清中で低下していることを初めて明らかにした。(3)15K GraDNAワクチンは結核予防効果を示した。(a)15K Granulysin DNAワクチン(b)9K Granulysin DNAワクチン(c)分泌型9K Granulysin DNAワクチン(d)Adenovirusベクター/15K Granulysinワクチンをすでに作製した。(4)15K Gra Transgenicマウスを初めて作製し、Granulysin transgenicマウスは生体内の抗結核菌殺傷作用のみでなく、結核に対するキラーT細胞の分化誘導を増強した。また、結核菌に対するT細胞増殖能増強作用とIFN-γ産生増強効果を示した。2.新しい結核予防ワクチンの開発(1)新しいDNAワクチンの開発(1)BCGワクチンより1万倍強力な結核予防ワクチン(HVJ/Hsp65+IL-12DNAワクチン)開発に成功した。(2)カニクイザルの系で世界で初めて、結核予防ワクチンの有効性を示した。(Vaccine 2005)これらのワクチン効果とキラーT誘導活性は相関した。上記のHsp65+IL-12DNAワクチンは結核治療ワクチン効果も示し、世界で初めて結核治療ワクチンを創製することに成功した。これらの治療ワクチン効果と、IFN-γ産生細胞の増殖(Elispotアッセイで測定)活性は相関した。1.結核菌症のキラーT細胞分化機構:(1)Granulysinによる結核の病態解明a)抗結核キラT細胞から産出されるgranulysin〔15kdのgranulysin(15KGra)〕が結核殺傷に極めて重要な役割を果たしている発見をした。15KGraはMΦ内結核菌を殺すこと、血清中には15KGraが流れていることを初めて明らかにした。b)15K GraDNAワクチンは結核予防効果を示した。c)多剤耐性結核患者キラーT細胞のGra蛋白発現の著明な低下を認めた。すなわち新しい結核予後診断法を確立した。2.新しいDNAワクチンの開発:HSP65DNA+IL-12DNAワクチンは、サル(カニクイザル)でも有効であることが示唆された。Hsp65抗原に対する抗原特異的なT細胞増殖反応を増強した。3.新しいリコンビナントBCGワクチンの開発:r72fBCGを作製し、r72f BCGワクチンはマウス、モルモット、サルでBCGよりも強い結核予防ワクチン効果を明らかにした。このワクチン効果とキラーT誘導活性は相関した。4.新しい治療ワクチンの開発:IL-6関連遺伝子ワクチンは初めて結核治療ワクチンとしても有効であることを示した。結核菌に対するキラーT細胞誘導能もIL-6 DNAワクチンで増強された。5.IL-2レセプターγ鎖ノックアウトNOD-SCID-PBL/huのモデルでヒトキラーT細胞誘導を介して効果を発揮するヒト多剤耐性結核治療モデルを世界に先駆けて開発した。1.結核菌症のキラーT細胞分化機構:(1)Granulysinによる結核の病態解明a)抗結核キラーT細胞から産出されるgranulysin〔15kdのgranulysin(15KGra)〕が結核殺傷に極めて重要な役割を果たしている発見をした。GraはMΦ内結核菌を殺し、GraDNAワクチンは結核予防効果を示した。

さらに、Tgマウスを初めて作製し、生体内抗結核作用を明らかにした。(2)結核患者キラーT細胞から分泌されるkiller secretory protein (Ksp37)が血清中で低下していることを初めて明らかにした。2.新しい結核予防ワクチンの開発(1)HSP65 DNA+IL-12 DNAウクチン、(2)リコンビナント72fBCG(r72fBCG)ワクチン、(3)72ffusion蛋白ワクチンの世界の最先端のワクチンを開発した。新しいDNAワクチンの(1)HVJ-liposome/HSP65 DNA+IL-12DNAワクチンは、カニクイザル(最もヒト結核感染に近いモデル)で強力な結核予防効果を示した。さらに、モルモットの系でもBCGより強力な画期的な結核予防ワクチンであることを明らかにした。これらのワクチン効果とキラーT誘導活性は相関した。3.キラーTを強めるアデノHSP65 DNAワクチン、1000倍発現効率が高い画期的なAAVベクター(HSP65 DNA)ワクチンを作製した。4.新しい治療ワクチンの開発:IL-6関連遺伝子ワクチン(アデノウイルスベクターに導入)は初めて結核治療ワクチン(キラーT誘導増強)としても有効であることを示した。5.IL-2レセプターγ鎖ノックアウトSCID-PBL/huのモデルでヒトキラーTを介するヒト多剤耐性結核治療モデルを開発した。1.結核菌症のキラーT細胞分化機構:(1)抗結核キラーT細胞から産出されるGranulysin〔15kdのGranulysin(15KGra)〕が結核殺傷に極めて重要な役割を果たしている発見をした。GraはMφ内結核菌を殺傷した。(3)15K GraDNAワクチンは結核予防効果を示した。(a)15K Granulysin DNAワクチン(b)9K Granulysin DNAワクチン(c)分泌型9K Granulysin DNAワクチン(d)Adenovirusベクター/15K Granulysinワクチンをすでに作製した。(4)15K Gra Transgenicマウスを初めて作製し、Granulysin transgenicマウスは生体内の抗結核菌殺傷作用のみでなく、結核に対するキラーT細胞の分化誘導を増強した。また、結核菌に対するT細胞増殖能増強作用とIFN-γ産生増強効果を示した。2.新しい結核予防ワクチンの開発
全反射PIXEによる軽元素系物質の構造解析

本所新素材開発施設にあるタンデム型コッククロフト加速器に、PIXEラインを設置した。プロトンビームで破壊しやすい無機試料[CaF_2(1nm)/LiF(33nm)/Cu(100nm)]を使用した実験で、全反射入射のビームで全く試料は破壊されず、繰り返した実験でも全く変化のない干渉縞が得られた。一方、垂直入射では2回目からは干渉縞を得られず試料が破壊されてしまった。また、全反射入射の方のS/Nが1桁程度良いことも判明した。次により破壊しやすい生体高分子試料を使用し、基盤を液体窒素で冷却してその効果を検証した。Cr基板上にタンパク単層膜(抗体)を吸着させた。抗体のS-S結合の位置を検出するため、全反射PIXEで放出されるイオウ(S)の特性X線の取り出し角分布を測定した。試料基盤の温度を-30°Cに保ちながら測定した結果、3つの測定値(全膜厚、Sのピーク位置、Sの分布幅)は再現性よく得ることができたが、+10°Cでは1回目の測定値が-30°Cより大きく、2回目、3回目と大きくなる傾向は変わらなかった。すなわち-30°Cでは生体高分子膜の非破壊計測が可能であり、+10°Cでは試料が徐々に破壊されることが示された。さらに、トンネル接合巨大磁気抵抗(TMR)素子の温度変化を調べた。TMRは強磁性体の間に薄い絶縁体を挟んだ形態をもち、熱拡散等によって絶縁が破られると効果がなくなるとされている。TMRを模して、Co(10nm)/Al_2O_3(1.5nm)/Fe(100nm)多層膜をSi基板上に作製し、100600°Cで熱処理した。その結果AlのX線取り出し角分布は約400°C付近から変化があった。これは抵抗測定の結果とよく一致した。以上のように、全反射PIXEを応用した本法は、特に軽元素に対して高感度であること、破壊しやすい生体膜の構造解析にも応用できること等、優れた特徴があることが判った。これらは現在論文作成中である。東北大学金属材料研究所のイオンビーム室に設置してあるタンデム型コッククロフト加速器に、全反射PIXEのためのラインを組み立てた。ラインはフランジ、ゲートバルブ、チェンバー等から構成される。チェンバーは、液体窒素温度まで冷却できる試料ステージ、ステージの傾きを精密にコントロールできる回転導入器、及び10μm程度のスリットをμmの精度で動かすことのできる機構が含まれている。また、プロトン照射によって発生する蛍光X線は、全反射角に設置してあるスリットを通過したのち、チェンバーのBe窓を通してSi(Li)検出器により測定する。先ず石英基板上にCaF_2を蒸着した試料を作製し、ステージの冷却性能、スリットの作動、X線測定系の作動状況を確認するとともに、CaのX線の干渉現象を測定することに成功し、その解析からCa膜の基板からの距離とCa層の厚さに関する情報を得ることができた。さらに冷却することにより、プロトンビームによるCa膜の破壊が防止できることを確認できた。

これら全反射PIXEの装置の構築とCaX線干渉測定のよる成果は、平成9年11月6日、日本原子力研究所高崎研究所で行われた第12回PEXEシンポジウム、及び平成9年11月25日、京都において開催された第8回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム(BEAMS1997)で発表した。現在論文を執筆中である。破壊しやすい無機試料を使用した前年度の実験では、全反射入射のプロトンビームで全く試料は破壊されず、繰り返した実験でも全く変化のない干渉縞が得られた。一方、垂直入射では2回目からは干渉縞を得ることがでず試料が破壊されてしまった。また、全反射入射の方のS/Nが1桁程度良いことも判明した。今年度はより破壊しやすい生体高分子試料を使用し、基盤を液体窒素で冷却してその効果を検証した。シランカップリング処理したCr基板上に抗原(アポフェリチン)をペプチド結合させ、これに抗体を吸着させた。抗体のS-S結合の位置を検出するため、全反射PIXEで放出されるイオウ(S)の特性X線の取り出し角分布を測定した。試料基盤の温度を-30°Cに保ちSのX線取り出し角測定を行った結果、3つの測定値(全膜厚、Sのピーク位置、Sの分布幅)は再現性よく得ることができたが、+10°Cでは1回目の測定値が1.5nm,2.6nm,1.2nmそれぞれ大きくなり、2回目、3回目とより大きくなる傾向は変わらなかった。すなわち、-30°Cでは生体高分子膜の非破壊計測が可能であり、+10°Cでは試料が徐々に破壊されることが示された。さらに、トンネル接合巨大磁気抵抗(TMR)素子の温度変化を調べた。TMRは強磁性体の間に薄い絶縁体を挟んだ形態をもち、熱拡散等によって絶縁が破られると効果がなくなるとされている。TMRを模して、Co(10nm)/Al_2O_3(1.5nm)/Fe(100nm)多層膜をSi基板上に作製し、100600°Cで熱処理した。その結果AlのX線取り出し角分布は約400°C付近から変化があった。これは抵抗測定の結果とよく一致している。以上のように、全反射PIXEを応用した本法は、特に軽元素に対して高感度であること、破壊しやすい生体膜の構造解析にも応用できること等、優れた特徴があることが判った。
CD8+CD122+制御性T細胞を利用したがん免疫療法の開発

抗CD122抗体を投与してCD8+CD122+制御性T細胞を除去しておいたDUC18マウスに繊維肉腫CMS5を植え付けるという実験は、抗CD122抗体投与によってNK細胞も除去されてしまう結果、腫瘍増殖がかえって促進されてしまうという問題があることがわかった。そこで、CB-17SCIDマウスにCMS5を植え付けると同時にDUC18マウスから調整したCD8+CD122-細胞のみ、あるいはCD8+CD122-細胞にCD8+CD122+制御性T細胞を混ぜてSCIDマウスに移入すると腫瘍増殖がどうなるかを検討した。実験の結果、一定の条件下ではCD8+CD122-細胞のみの移入でCD8+CD122+細胞を混ぜたものよりも腫瘍増殖が遅延する現象が見られ、CD8+CD122+細胞を除去することによる抗腫瘍免疫効果の増強が示唆された。ヒトCD8+制御性T細胞の同定についてヒトにはCD8+CD122+細胞は存在しないため、CD122以外のマーカー分子でヒトCD8+制御性T細胞の同定を目指した。マウスのCD8+CD122+制御性T細胞が特異的に発現する分子を、CD8+CD122-細胞との比較でDNAマイクロアレイ解析を行うことによって探索した。その結果、数十個の候補遺伝子があげられたが、細胞膜表面に発現する分子であることなどを指標に候補遺伝子の絞り込みを行った。CXCR3遺伝子がCD8+CD122+細胞に発現していることが認められ、マウス脾臓細胞ではCD8+CD122+細胞とCD8+CXCR3+細胞は大部分が重なっていることがわかった。果たして、ヒトにもCD8+CXCR3+細胞は存在し、in vitroの実験によってヒトCD8+CXCR3+細胞は他のCD8+T細胞を抑制する効果があることがわかった。CD8^+CD122^+制御性T細胞を操作することで、がんに対する免疫応答をも変化させることができるかを、マウスの移植腫瘍と腫瘍細胞特異的TCRトランスジェニックマウスの系を用いて解析を進めた。腫瘍細胞はマウス繊維肉腫のCMS5を用い、その腫瘍特異抗原である9m(変異型Erk2タンパクの一部ペプチド)をH-2K^dとともに認識するTCRをトランスジェニックにしたマウス(DUC18)をT細胞のソースとして用いた。通常のマウスはもともとCD8+CD122+制御性T細胞を持っているため解析に適さないということで、解析結果をよりわかりやすくするためにT細胞を欠損するSCIDマウスをホストとして用い、そこにDUC18マウス由来の腫瘍反応性T細胞(CD8^+CD122^+制御性T細胞を除きCD8^+CD122^-細胞だけの純粋なエフェクター細胞とする)と野生型マウス由来のCD8^+CD122^+制御性T細胞を移入するという系を確立した。適当な数のCMS5腫瘍細胞をSCIDマウスに移入すると、他に何も移入しなければ腫瘍は増殖しマウスを死に追いやるが、腫瘍細胞移植と同時にDUC18マウスからとったCD8^+CD122^-細胞を移入すると腫瘍は拒絶され、マウスは健常となる。ここにさらに野生型マウスからとったCD8^+CD122^+制御性T細胞を適当数加えて移入すると、一旦拒絶されたように見えた(腫瘍瘤が縮小した)ものが再度増殖を開始して腫瘤が大きくなるという現象が見られた。この実験結果から、CD8^+CD122^+制御性T細胞は抗腫瘍免疫応答を特に後期において抑制し、腫瘍の再発という現象に関わっている可能性が示唆された。何らかの方法でCD8^+CD122^+制御性T細胞の活性を抑えることが、腫瘍の再発に対する対策になるかもしれない。