hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
面心立方遷移金属中の置換型不純物と水素の相互作用

1.高周波内部摩擦測定装置の製作横振動法による内部摩擦測定装置の中心となる,試料の振動の励起および検出をおこなう電子回路を設計,製作した.しかし,検出信号を強度が小さく測定精度がよくないので,今後改良をおこなう必要がある.2.ニッケル中の置換型不純物と水素の複合体による緩和現象SiまたはTiを含むNi基希薄合金中における水素による緩和現象を,内部摩擦および磁気余効の測定により調べた.いずれの合金においても,置換型不純物と水素の複合体の再配向にもとづくと考えられる内部摩擦ピ-クが観測され,緩和の活性化パラメ-タ-が求められた.Niー2at.%Ti合金の多結晶と単結晶の内部摩擦を測定した結果,H原子は,Ti原子の最近接八面体位置に捕捉されているのではなく,第二近接八面体位置,もしくは最近接四面体位置を占めていると推察される.また,緩和ピ-クが外部磁場により小さくなることが見出された.この効果は,H原子のポテンシャルエネルギ-への磁気的寄与が大きいことによるという考え方ができるが,今後実験,理論両面から詳しく調べなければならない.3.Ni_3Fe規則/不規則合金中の水素による緩和現象規則格子中の水素の短範囲拡散挙動を調べるために,Ni_3Feについて規則度をパラメ-タ-として希薄合金の場合と同様な実験をおこなった.内部摩擦ピ-クの結晶方位依存性,ピ-クへの外部磁場の効果は希薄合金中の緩和ピ-クの場合と同様であった.この合金においても,水素原子の存在位置が八面体位置でない可能性,また緩和ピ-ク自体に磁気的な要因が含まれている可能性を検討する必要がある.1.ニッケル基希薄合金中の水素による緩和Niー2at%Ti多結晶試料を用いた低周波内部摩擦および磁気余効測定により,TiーH複合体の再配向に起因すると考えられる緩和ピ-クの活性化パラメタを求めた.得られた活性化エネルギ-は0.33eV,頻度因子は(2ー5)×10^<11>s^<ー1>である.単結晶作製は,坩堝と試料が反応しやすく困難をきわめたが,ソフトモ-ルド法により数本の単結晶試料を得ることができた.これらの試料に水素をチャ-ジしたのち,ねじり振動による内部摩擦測定を行なったところ,多結晶と同一の緩和ピ-クが見出された.緩和強度の方位依存性を調べたところ,“H原子はTi原子の最近接四面体位置に捕捉されており,このTiーH対の再配向が緩和の原因である"というこれまでの解釈からの予想に反する結果が得られた.また,この緩和ピ-クは外部磁場によって消失することが見出された.観測された方位依存性は,水素原子が八面体位置に存在することを示唆しているが,これはこれまで知られている様々の実験事実に照らしてみると考え難い.むしろ,この緩和の擬弾性歪はTiーH対の周囲のdipolar strainではなく,磁歪によるものと解釈するのが妥当と考えられる.可能な機構の一つは,外部応力(内部摩擦実験の場合)または外部磁場(磁気余効実験の場合)によって,磁壁がTiーH対の再配向を伴いながら移動する,というものである.希薄合金の場合と同様な実験を標記合金試料について行なったところ,結晶方位依存性,外部磁場依存性などについて全く同様な傾向を示した.この合金も磁歪の値は異なるが容易磁化方向はNiと同じく<111>であり,磁歪の対称性から希薄合金の場合と同じ緩和機構を考えることができる.1.高周波内部摩擦測定装置の製作横振動法による内部摩擦測定装置の中心となる,試料の振動の励起および検出をおこなう電子回路を設計,製作した.しかし,検出信号を強度が小さく測定精度がよくないので,今後改良をおこなう必要がある.2.ニッケル中の置換型不純物と水素の複合体による緩和現象SiまたはTiを含むNi基希薄合金中における水素による緩和現象を,内部摩擦および磁気余効の測定により調べた.いずれの合金においても,置換型不純物と水素の複合体の再配向にもとづくと考えられる内部摩擦ピ-クが観測され,緩和の活性化パラメ-タ-が求められた.Niー2at.%Ti合金の多結晶と単結晶の内部摩擦を測定した結果,H原子は,Ti原子の最近接八面体位置に捕捉されているのではなく,第二近接八面体位置,もしくは最近接四面体位置を占めていると推察される.また,緩和ピ-クが外部磁場により小さくなることが見出された.この効果は,H原子のポテンシャルエネルギ-への磁気的寄与が大きいことによるという考え方ができるが,今後実験,理論両面から詳しく調べなければならない.3.Ni_3Fe規則/不規則合金中の水素による緩和現象規則格子中の水素の短範囲拡散挙動を調べるために,Ni_3Feについて規則度をパラメ-タ-として希薄合金の場合と同様な実験をおこなった.内部摩擦ピ-クの結晶方位依存性,ピ-クへの外部磁場の効果は希薄合金中の緩和ピ-クの場合と同様であった.この合金においても,水素原子の存在位置が八面体位置でない可能性,また緩和ピ-ク自体に磁気的な要因が含まれている可能性を検討する必要がある.1.高周波横振動法内部摩擦測定装置静電的に試料の振動の励起および検出をおこなう電子回路を完成し,一応の測定は可能になった.しかし,信号強度が小さいため測定精度が満足のゆくものとなっていないので,さらに今後改良をおこなう必要がある.2.置換型不純物と水素の複合体による緩和前年度にひきつづき,Niー

2at.%Ti多結晶および単結晶試料を用いた低周波内部摩擦および磁気余効測定をおこなった.多結晶と〈100〉方位をもつ単結晶の内部摩擦の比較から,緩和の原因となっているTiーH複合体の幾何学的配置は,Ti原子の最近接八面体位置にH原子が捕捉されているのではないことが結論された.これまで知られている様々の実験事実に照らしてみると,水素原子が四面体位置を占めることは考え難く,Ti原子の第二近接位またはそれ以遠の八面体位置を占めているものと考えられる.また,多結晶,単結晶両者で見出された外部磁場による緩和ピ-クの低下は,複合体のエネルギ-が磁場により変化することに起因すると解釈できる.異なる方位の単結晶を作製して内部摩擦の結晶方位依存性を詳細に調べる計画であったが,単結晶育成炉の故障のため,達成できなかった.3.侵入型不純物と水素の複合体による緩和さまざまな金属において,侵入型不純物も水素をトラップして複合体を形成することが知られているが,NiーCーH合金中のCーH複合体による緩和現象を見出した.Niー2at.%C合金(多結晶)に水素を添加し,内部摩擦と磁気余効の水素濃度依存性,内部摩擦に対する外部磁場効果を調べたところ,NiーTiーH合金の場合と同様な結果が得られた.
小腸移植における虚血プレコンディショニングの効果に関する検討

【背景】一過性の短時間の臓器の虚血がその後の虚血再灌流障害を防ぐ効果があることが知られており、Ischemic preconditioning(IPC)と呼ばれている。また、虚血にした部位以外の遠隔臓器でも防御効果があるとされ、Remote preconditioning(RIPC)と呼ばれている。この効果は心、脳、肝臓、腎臓など多くの臓器で証明され、その機序としてHO-1の関与が示唆されている。心血管領域においてはすでに臨床応用がなされているが、小腸におけるIPCやRIPCの有用性の報告はほとんど認められていない。【方法】Lewisラットを用いて同系異所性小腸移植を行った。IPC群では上腸間膜動脈の10分クランプ30分オープンを施行後に小腸移植を施行。RIPC群では下大動脈15分クランプ15分オープンを3サイクル施行後に小腸移植を施行した。コントロール(C)群とIPC群、RIPC群で移植3時間後の小腸粘膜障害の程度、血液学的検査所見の比較を行い、その有用性を検討した。また、小腸粘膜のHO-1免疫染色を行い、その関与を検討した。【結果】IPC群及びRIPC群では、C群と比べ明らかに小腸粘膜の障害(Park分類)が軽度であり、虚血再灌流障害からの防御効果が認められていた。血中のLDH、AST、ALT値も有意に低下していた。HO-1の発現に関しては差が認められなかった。【考察】小腸冷虚血モデルにおいても、IPC及びRIPCは虚血再灌流障害から臓器を守る効果があることが示された。小腸は虚血再灌流障害によって引き起こされる粘膜障害からBacterial tranlslocationを起こしやすい臓器であるため、早期の虚血再灌流障害を防止できるIPCやRIPCは臨床においても非常に有用な方法となる可能性がある。【背景】一過性の短時間の臓器の虚血がその後の虚血再灌流障害を防ぐ効果があることが知られており、Ischemic preconditioning (IPC)と呼ばれている。また、虚血にした部位以外の遠隔臓器でも防御効果があるとされ、Remote preconditioning (RIPC)と呼ばれている。コントロール(C)群とIPC群、RIPC群で移植後3, 6, 12, 24時間での小腸粘膜障害の程度、血液学的検査所見の比較を行い、その有用性を検討した。また、ELISAを用いて血清HO-1の測定を行った。【結果】IPC群及びRIPC群では、C群と比べ3時間後群において明らかに小腸粘膜の障害(Park分類)が軽度であり、虚血再灌流障害からの防御効果が認められていた。防御効果は移植後徐々に失われ、24時間後では各郡で差は認められなくなった。【考察】小腸冷虚血モデルにおいても、IPC及びRIPCは術後早期に虚血再灌流障害から臓器を守る効果があることが示された。小腸は虚血再灌流障害によって引き起こされる粘膜障害からBacterial translocationを起こしやすい臓器であるため、早期の虚血再灌流障害を防止できるIPCやRIPCは臨床においても非常に有用な方法となる可能性がある。
繁殖促進効果をもつ反芻動物のフェロモン作用機構の解明

ヒツジやヤギなどの雄効果フェロモンは、雄から分泌されて雌の繁殖中枢を活性化させ、性腺刺激ホルモン放出ホルモンの分泌促進を介して、最終的に卵巣活動を賦活化することが明らかとなっている。しかし、この神経機能については未だ不明な点が多い。そこで本研究では、このフェロモンの受容部位、情報伝達経路、繁殖中枢における作用の発現機構を明らかにする為の実験を行った。ほ乳類のフェロモンは、匂い分子を受容する嗅上皮とは独立した、鋤鼻器とよばれる感覚器によって主に受容される。そこで、シバヤギ鋤鼻器を物理的に閉塞し、雄効果フェロモン提示を行った。同時に繁殖中枢の神経活動をリアルタイムに記録する手法を用いて、フェロモンの反応性を評価した結果、鋤鼻閉塞においても、フェロモン効果が検出された。ただし、フェロモン提示から神経活動上昇が誘起されるまでの潜時は、鋤鼻器閉塞群では有意に延長することが明らかとなった。また、鋤鼻閉塞状態でフェロモンを提示した後に、ヤギ頭部の灌流固定を行い、嗅球(嗅上皮からの情報が伝達される脳部位)および副嗅球(鋤鼻器からの情報が伝達される脳部位)を採取した。この部位の神経活動上昇の指標として、c-fosの発現細胞数を比較したところ、鋤鼻閉塞個体では、有意に副嗅球におけるc-fos発現細胞数が少ないことが明らかとなった。以上のことから、本実験における鋤鼻閉塞手法の有効性が示された。鋤鼻閉塞状態でもフェロモン反応が検出されたため、その受容部位は嗅上皮であると考えられた。ただし、鋤鼻閉塞によってフェロモン作用発現までの潜時に相違があることから、鋤鼻器も補助的に雄効果フェロモン受容に関与していることが示唆された。また、受容部位である嗅上皮について、形態学的研究を行った結果、ヤギの嗅上皮の構造は齧歯類のものと類似しており、匂い受容体の発言パターンなども類似していることが明らかとなった。ヒツジやヤギなどの雄効果フェロモンは、雄から分泌されて雌の繁殖中枢を活性化させ、性腺刺激ホルモン放出ホルモン分泌促進を介して、最終的に卵巣活動を賦活化することが明らかとなっているが、この神経機構については不明な点が多い。そこで本研究では、このフェロモンの受容部位、情報伝達経路、繁殖中枢における作用の発現機構を明らかにすることを目的としている。本研究では、まず、雄効果フェロモンの受容部位を特定するための実験を行った。哺乳類のフェロモンは、一般の匂い分子を受容する嗅上皮とは独立した、「鋤鼻器」と呼ばれる感覚器によって受容されると考えられている。そこでシバヤギの鋤鼻器を物理的に閉塞した状態で、雄効果フェロモン呈示を行った。繁殖中枢の神経活動をリアルタイムに記録解析する実験手法によって、フェロモンに対する反応性を評価した結果、鋤鼻閉塞状態においてもフェロモン効果が検出された。このことから、シバヤギにおいては、雄効果フェロモンは鋤鼻器以外の部位において受容されることが明らかとなった。次に、受容部位であると推察される嗅上皮について、形態学的研究を行った。その結果、ヤギの嗅上皮の構造はげっ歯類のものと類似しており、また匂い受容体の発現パターン等も類似していることが明らかとなった。一方、げっ歯類では主に鋤鼻器に発現している鋤鼻受容体が、ヤギでは嗅上皮に広く分布していることが明らかとなった。これらのことから、ヤギ雄効果フェロモンは、嗅上皮を介して受容されることが示唆された。本年度は、研究計画に沿って、シバヤギにおいて雄効果フェロモンの受容部位を特定するための研究を行い、鋤鼻器ではなく嗅上皮によってフェロモンが受容されていることを示す結果を得ることができた。また、嗅上皮におけるフェロモン受容機構を解明するために、その形態学的特徴について多くの知見を得ることが出来た。一方、当初の計画であった、フェロモン呈示後の嗅上皮あるいは副嗅球における神経活動マーカーである初期遺伝子(c-fosあるいはEgr-1)の発現解析については、計画よりも遅れている。しかしながら、この解析は次年度以降に継続して行う事で結果を得ることが出来るものと考えている。これらの理由から、研究は当初計画通りにおおむね順調に進展しているものと判断した。

また、鋤鼻閉塞状態でフェロモンを提示した後に、ヤギ頭部の灌流固定を行い、嗅球(嗅上皮からの情報が伝達される脳部位)および副嗅球(鋤鼻器からの情報が伝達される脳部位)を採取した。この部位の神経活動上昇の指標として、c-fosの発現細胞数を比較したところ、鋤鼻閉塞個体では、有意に副嗅球におけるc-fos発現細胞数が少ないことが明らかとなった。以上のことから、本実験における鋤鼻閉塞手法の有効性が示された。鋤鼻閉塞状態でもフェロモン反応が検出されたため、その受容部位は嗅上皮であると考えられた。ただし、鋤鼻閉塞によってフェロモン作用発現までの潜時に相違があることから、鋤鼻器も補助的に雄効果フェロモン受容に関与していることが示唆された。また、受容部位である嗅上皮について、形態学的研究を行った結果、ヤギの嗅上皮の構造は齧歯類のものと類似しており、匂い受容体の発言パターンなども類似していることが明らかとなった。次年度は、まず鋤鼻閉塞後にフェロモン呈示をした際に、神経活動が上昇する部位を特定する実験を継続して行う。更に、嗅上皮において広く発現がみられる鋤鼻受容体遺伝子について、その分布や、共役する細胞内シグナル伝達に関連する遺伝子との共存を解析することで、嗅上皮におけるフェロモン分子の受容機構に関与する細胞の特定とその受容機構の解明を行う予定である。今年度は、雄効果フェロモン作用部位の検討のために充分なヤギ頭数を揃えられなかった。このため、当初計画していた免疫組織化学染色に使用する抗体やin situ hybridization用の試薬類の購入費が必要とならなかったため、次年度使用額が生じることとなった。次年度は、免疫組織化学染色およびin situ hybridization用の試薬を購入し、雄効果フェロモンの受容部位の同定研究を行う予定である。また、嗅球へのトレーサーの微量注入実験を行う為の器具、試薬類を購入する予定である。
花と送粉昆虫との間に見られる形態的適合性のフレキシビリティー

複数の送粉昆虫との関係が,植物の花形態にどのような選択圧として作用するかということに注目し,ここでは解析方法の検討および基礎資料を集めることを目的とした.その結果,送粉効果を評価するため3つの数値を用いることを考えた.これは(1)1回訪花後,葯からの花粉の持ちだし量(雄の適応度の目安として),(2)柱頭への花粉の付着量(雌の適応度の目安),(3)結実種子数の3つである.これらを用いオオバギボウシ,コバギボウシ,ママコナ,トリカブト,イカリソウで調査を試みた.オオバギボウシの結果からは,マルハナバチの種類によって花形態に対する選択圧が働く箇所が異なると言うことが明らかになってきた(生態学会で発表).ママコナではマルハナバチの種類によって柱頭への花粉付着量などが異なることが分かった(生態学会で発表).トリカブトでは送粉に最も影響がある花の部位について明らかにしつつある(生態学会で発表).このように研究成果は学会において発表されている.しかしまだ統計的に処理するにはデータ数が十分ではないので、論文発表までには今後のデータの充実が必要である.今後論文としてデータの充実後発表して行く予定である.ママコナ,イヌヤマハッカ,トリカブト,オオバギボウシに関しては(A)花形態各部の変異パターン,(B)これらに訪花した送粉昆虫の種類ごとの各部のサイズ変異パターン,(C)1回訪花の際の送粉効果...葯からの花粉の持ちだし量(雄の適応度の目安として),柱頭への花粉の付着量(雌の適応度の目安)...について,まだ少ないものの種によってはどちらかのデータを,得ることができた.またコバギボウシについては地域間の比較が主な調査項目に追加されているが,1996年夏,北海道で分布の記録がある地域を回り,調査候補地を選んだ.九州ではコバギボウシに訪花するトラマルハナバチの送粉効果について予備的調査を進めることができた(非常に訪花頻度が低い).これらの予備データから来年度へ向けての研究計画を現在考えているところである.複数の送粉昆虫との関係が,植物の花形態にどのような選択圧として作用するかということに注目し,ここでは解析方法の検討および基礎資料を集めることを目的とした.その結果,送粉効果を評価するため3つの数値を用いることを考えた.これは(1)1回訪花後,葯からの花粉の持ちだし量(雄の適応度の目安として),(2)柱頭への花粉の付着量(雌の適応度の目安),(3)結実種子数の3つである.これらを用いオオバギボウシ,コバギボウシ,ママコナ,トリカブト,イカリソウで調査を試みた.オオバギボウシの結果からは,マルハナバチの種類によって花形態に対する選択圧が働く箇所が異なると言うことが明らかになってきた(生態学会で発表).ママコナではマルハナバチの種類によって柱頭への花粉付着量などが異なることが分かった(生態学会で発表).トリカブトでは送粉に最も影響がある花の部位について明らかにしつつある(生態学会で発表).このように研究成果は学会において発表されている.しかしまだ統計的に処理するにはデータ数が十分ではないので、論文発表までには今後のデータの充実が必要である.今後論文としてデータの充実後発表して行く予定である.
銀河の形成と進化についての研究

矮新星は,典型的には数10日に一回の割合で数等級の爆発を繰り返している星である。矮新星の爆発の原因としては,当研究代表者が1974年に提案した「降着円盤の不安定性モデル」が現在世界的に広く受け入れられいる。しかし観測的には矮新星の爆発の光度曲線にはいろいろのバライティがあり,これらすべてを「円盤不安定性モデル」により統一的に理解しようというのが,本研究の目的である。平成8年度の研究としては,これまでの研究を総合して降着円盤の不安定性を基礎に置く矮新星爆発の統一モデルを構築するということを行った。矮新星の爆発は降着円盤の熱不安定性とする考え方が広く受け入れられているが,さらにこのモデルを発展されて熱不安定性と潮汐不安定性を組み合せる「熱-潮汐不安定性モデル」と呼ばれるモデルを当研究代表者は提案した。一方観測的には,矮新星はその爆発の光度曲線の形により,さらに双子座U星型,キリン座Z星型,大熊座SU星型の3種類に分類されている。さらに,最近の観測により,大熊座SU型の極端なケースとして矢座WZ型,大熊座ER型など変化に富んだ光度曲線の矮新星が次々に発見され,矮新星は非常にバライティに富んだ変光星であると言える。これらバライティに富んだ光度曲線を持つ矮新星を,「降着円盤の不安定性モデル」という一つのパラダイムに基づいて統一的に理解出来ることを明らかにした。この考え方では,降着円盤で起こる熱的不安定性および潮汐不安定性という二つの不安定性を基礎にして,磁場を持たない激変星に関して,連星の公転周期P_<orb>と伴星からの質量輸送率Mを2つのパラメータとする(P_<orb>,M)図上で分類し,その爆発の性質を統一的に理解出来るというものである。すなわち,この図上で,これら二つの安定および不安定性の組み合せとして4通りの組み合せがあり,それぞれの場所にはそれぞれ二つの不安定性の組み合せに対応する激変星が対応していることが示された。
両親媒性物質との複合体化を利用した新規殺菌消毒薬の開発

CTABとo-cresolの分子複合体(CTAB:o-cresol=1:1)の芽胞状態での枯草菌に対する殺菌効果の比較を行ったところ、CTAB、o-cresolそれぞれの単体両者のPhysical-mixtureと比較して10から20%高いことが明らかとなった。またSDSと2,5-Dimethylphenolとの分子複合体(SDS/2,5-Dimethylphenol=1:1)の大腸菌に対する殺菌効果はそれぞれの単体両者のPhysical-mixtureと比較して90%程度高いことが明らかとなった。現在、医療現場等で使用されている殺菌消毒薬は一定の効果が認められている一方で、耐性菌の発生、芽胞菌に対する効果が得られ難い等の問題が存在する。本研究では、当研究室で見出した方法を用いることによって、両親媒性物質と既存の殺菌消毒薬、殺菌効果を持つ種々の物質との分子複合体を作製することにより、殺菌消毒薬の増強、持続性の改善をもつ殺菌消毒剤を提案し、これらの問題の解決を目指す。殺菌作用の検討は、昨年度の実施状況報告書において報告した通り使用菌を乾燥させた後、粉体状の分子複合体を接触させる方法を用いて行なったが、それぞれの複合体間での有意な差は見られなかった。当初の予定では平成27年度中に、殺菌、静菌効果の検討を終了させ、皮膚刺激作用、殺菌効果持続性試験を行なう予定であったが、分子複合体を形成した状態での殺菌作用の検討が難航しているため。分子複合体状態を維持したまま殺菌効果を検討する方法として、菌と分子複合体を乾燥状態で接触させる方法を用いたが、その条件検討が難航したため。平成27年度は、昨年度までに作製した分子複合体であるCATB/o-cresolについて、芽胞状態の枯草菌での殺菌効果の検討を行なった。CTAB, o-cresol, CTAB/o-cresol分子複合体をそれぞれ10^-2 M 10^-5 Mの濃度範囲で10分間適用した。またコントロールには滅菌水を用い、コントロールにより得られた生菌数を100%としてそれぞれの生菌率を比較した。その結果、10^-3 M以下の濃度ではCTAB/o-cresol分子複合体の殺菌効果はCTAB, o-cresol単体と比較して1020%高いことが明らかとなった。昨年度まではカチオン性界面活性剤(CTAB, MTAB, LTAB)を用いた分子複合体の大腸菌に対する殺菌作用の検討を行なってきたが、cmc付近での殺菌効果が非常に高いことから殺菌効果を測定することが困難であった。そのため平成27年度は、比較的殺菌作用が低いとされているアニオン性界面活性剤としてSDSを用い、またゲストとして2,5-dimethylphenolを用いた分子複合体を作製しその殺菌効果の検討を行なった。SDS, 2,5-dimethylphenol, SDS/2,5-dimethulphenol分子複合体について、10^-2 M 10^-5 Mの濃度範囲で5分間適用した。その結果、10^-3 MにおいてSDSでの生菌率がコントロールの20%、2,5-dimethylphenolが98%、SDS/2.5-dimethylphenol分子複合体が0%となり、SDSのcmc (8.2 mM)付近での分子複合体の殺菌作用が単体の殺菌作用を上回ることが示唆された。当初の予定では、カチオン性界面活性剤を用いた分子複合体の殺菌効果について検討する予定であったが、高い殺菌効果を持つことからcmc濃度前後での効果検討が困難であった。また、乾燥状態の菌に対して、粉末状態の分子複合体を用いた殺菌効果の検討を行なったが、バラツキが大きく安定した結果が得られなかった。そのため、新たに殺菌効果の低いアニオン性界面活性剤を用いた分子複合体を作製し、効果検討を行なうこととした。そのため、使用するアニオン性界面活性剤とゲスト分子の選択、分子複合体の作製に時間を要し遅れが生じている。さらに作製した分子複合体と大腸菌、芽胞状態の枯草菌の殺菌効果の検討を行った。その結果、CTAB、MTAB、LTABとo-cresol、m-cresol、p-cresolそれぞれの複合体の大腸菌に対する殺菌効果は、単体での殺菌効果と比較して有意な差は見られなかった。一方でCTABとo-cresolの複合体と芽胞状態の枯草菌に対する殺菌効果は10 ^-3 M以下の濃度において、CTAM、o-resolそれぞれの単体、両者のphysicai mixtureと比較して殺菌効果が1020%高いことが明らかとなった。また、アニオン性両親倍物質であるSDSと2,5-dimethylphenolの分子複合体(SDS/2,5-dimethylphenol)の大腸菌に対する殺菌効果は10^-3 Mにおいて、それぞれの単体、両者のphysicai mixtureと比較して90%高いことが明らかとなった。

さらに熱処理を行わない状態での枯草菌(芽胞未形成)に対するSDS/2,5-dimethylphenolの殺菌効果は、単体時に対して10%程度高いものとなったが、熱処理を行った枯草菌(芽胞形成状態)では有意な差はみられなかった。CTABとo-cresolの分子複合体(CTAB:o-cresol=1:1)の芽胞状態での枯草菌に対する殺菌効果の比較を行ったところ、CTAB、o-cresolそれぞれの単体両者のPhysical-mixtureと比較して10から20%高いことが明らかとなった。またSDSと2,5-Dimethylphenolとの分子複合体(SDS/2,5-Dimethylphenol=1:1)の大腸菌に対する殺菌効果はそれぞれの単体両者のPhysical-mixtureと比較して90%程度高いことが明らかとなった。作製した分子複合体について、種々の濃度溶液を用いた殺菌、静菌効果の検討を行う予定であったが、使用している界面活性剤のCMCが使用菌のMICを大きく下回っており、MICを基準とした濃度設定を行うことで液体において分子複合体状態を保てないことから、複合体状態での殺菌、静菌効果を測定することが困難であることが明らかとなったため。引き続き乾燥状態での検討を続けるが、これまでより接触時間を延ばした状態での検討を行なう。また分子複合体では、界面活性剤の直鎖が長い程、内包されている分子を保持する能力が高いとされている。今回用いた界面活性剤では、CTAB、MTAB、LTABの順で直鎖が短いため、これら仮面活性剤が殺菌剤と分子複合体を形成した場合、CTABはLTABに比べて殺菌剤をより強く保持すると考えられることから、使用する界面活性剤によって、殺菌効果の持続性、即効性が変わってくることが考えられる。これを検討するため、界面活性剤がcmcより高い濃度の分子複合体と菌溶液を、半透膜を隔てて接触させた状態で菌の培養を行ない、その増殖を観察する予定である。アニオン性界面活性剤を用いた分子複合体、カチオン性界面活性剤を用いた複合体それぞれの、大腸菌、芽胞状態の枯草菌に対する殺菌効果の持続性の検討、静菌効果の検討を当初の計画に基づき行なう。同時にクレゾールの類似構造をもつグアヤコール、オイゲノールとの分子複合体の作製とその効果検討も当初の計画のように行なう。また、作製した分子複合体について、皮膚三次元モデルを用いた刺激性試験を当初の計画に基づき行なう予定である。今後は引き続き良質な単結晶を作製すると同時に、殺菌、静菌効果の検討を行う。殺菌、静菌効果の検討については、当初予定していた方法では検討困難であることが明らかとなったため、現在代替方法を検討中である。代替方法としては、ステンレス製の金属板に一定量の使用菌を植菌後乾燥させ、そこに粉体状の分子複合体を接触させる方法を検討中である。平成27年度は試薬、プラスチック製品の購入を行なう予定であったが、当初予定していた実験方法からの変更があり、予定していた試薬、ブラスチックの購入がなかったため。当初の予定からの遅れ、計画の変更があり、購入予定であった試薬、三次元皮膚モデル、MTTアッセイキット等の購入を行なわなかったため。当初、初年度に行う予定であったグアヤコール、オイゲノールを用いた分子複合体の作製を行うことが出来ず、これら試薬を購入しなかったため。
光ファイバーを用いた放射線検出器の開発

放射線測定は電子機器により計測するため、原子炉内や高電磁波環境においては、放射線測定装置の誤動作が生じ、正確な放射線測定は不可能である。本研究ではこれらの環境下においても放射線測定が可能なシステムの研究を行った。光ファイバーは、ファイバー組成の材質により電磁波障害や雑音の無誘導性、信号伝達が広帯域で低損失、電気特性に対する絶縁性、軽量で形状の細さおよびフレキシビリティ(柔軟性)など数々の特性を有している。これらの特性の応用研究として、従来の電気信号線による方式に変わり得るシステムである。問題として、光ファイバーに放射線が照射された場合、光ファイバー材質による蛍光特性、線量率特性、伝達光の波長依存特性などによる、伝送損失増加現象が考えられた。本研究では、光ファイバーに放射線が照射された場合の蛍光(特性)バックグラウンドの影響について研究を行った。光ファイバーケーブルは、放射線の照射される面積(長さ)に比例して蛍光バックグラウンドの信号がカウントされる。この影響を除去する目的で我々は、光ファイバーに接合する蛍光体に残光特性の優れたプラスチックシンチレータ(YAP:酸化アルミニウムイットリウム:セリウム)を基本に採用して各種特性評価を行った。YAPシンチレータは蛍光の減衰時間が27[nsec]と、他のシンチレータと比較して非常に短い。この残光特性を利用して、光ファイバーに放射線が照射されることによる蛍光バックグラウンドの信号を除去する目的で、計測回路にカットオフレベル調整器を新たに増設した。カットオフレベル調整により、光ファイバーからの蛍光バックグラウンド信号を除去することにより、システムの線量率特性が改善でき、自由空気電離箱と同等な測定値が得られた。放射線計測機器は電子回路により制御および計測値を表示するが、原子炉内や高電磁波環境下では、放射線の測定値が不正確のみならず、測定が不可能である。また、医療分野においては、特に悪性腫瘍等における外部放射線治療では、体内局所線量の計測が不可欠であるが、現在の放射線測定器では形状等の問題で不可能である。密封小線源を用いた組織内照射においても腫瘍内の局所線量を測定する測定器は存在せず、現状は外部。内部照射とも、物理的公式による標準人体を対象にしたシュミレーション(模擬計算)により線量を求めて治療を行っている。本研究はこのような環境下、体内の局所部位の放射線計測が可能なシステムの開発を目的にしている。平成14年度は、蛍光物質を用いたシンチレーション測定器の研究を主に行った。光ファイバーに接合することを目的とした、蛍光物質の小型化の加工製作技術について、国内で唯一製造技術を有している企業と技術的検討を行った。また今年度は、各種蛍光物質(Nal(Tl),Csl(Tl),BgeO, GdOS(Tb)、プラスチックシンチレータ)を作成し、小型化(1/2インチ径)にした場合の放射線計測特性について主に実験を行った。今後は、蛍光波長とファイバーの減衰特性について研究検討を行う予定である。蛍光物質を混入したシンチレーションファイバーの製作技術についても検討した。プラスチックシンチレータを溶解後、ファイバー状に加工が可能であり、放射線治療時の体内局所部位の放射線測定が可能と考え、今後、計測回路の作成、放射線エネルギー校正、線量率校正などを求め、臨床応用を行う計画である。放射線の測定は電子機器により計数・計測するため、原子炉内や高電磁波環境下においては、放射線計測装置の誤動作により放射線測定は不可能である。本研究ではこれらの環境下においても放射線の測定が可能なシステムを開発する。新たに開発する放射線測定器は、光ファイバー先端部に放射線照射により蛍光を発するシンチレータ(蛍光物質)を装着し、蛍光量を光ファイバーで導き、光電子増倍管により、電気信号に変換増幅して、放射線の照射線量やエネルギー測定を行うシステムである。また、先端部に温度特性を有する物質を組み合わせることにより、放射線以外の環境測定も可能なシステムが考えられる。

新システムは、光ファイバーを使用するため形状が細く、悪性腫瘍などの放射線治療時における、人体内の線量を実測できる可能性があり、臨床応用が期待される。平成15年度は,光ファイバーに接合する蛍光物質の検討を行った。特に残光特性の優れたプラスチックシンチレータ(YAP)を基本に,放射線計測器の開発を行った。光ファイバーは性質上,放射線により蛍光を発生するため,放射線計測に応用する場合,蛍光物質の信号に附加して蛍光量が増えるため,弁別の必要があるり計測回路設計時にシミュレーションを行い検討した。プラスチックシンチレータ(YAP)は蛍光の減衰時間は0.027μsと,他のシンチレータ(例,NAI(Tl)は0.23μs)と比較して非常に短く,計測回路の設計でカットオフレベルの設定により,光ファイバーによる蛍光量を除去出きると判断して,放射線計測器の開発を行った。平成16年度は,作成した放射線計測器の性能試験,特性試験および,医療用X線装置やX線CT装置を用いて応用の研究を行う。放射線測定は電子機器により計測するため、原子炉内や高電磁波環境においては、放射線測定装置の誤動作が生じ、正確な放射線測定は不可能である。本研究ではこれらの環境下においても放射線測定が可能なシステムの研究を行った。光ファイバーは、ファイバー組成の材質により電磁波障害や雑音の無誘導性、信号伝達が広帯域で低損失、電気特性に対する絶縁性、軽量で形状の細さおよびフレキシビリティ(柔軟性)など数々の特性を有している。これらの特性の応用研究として、従来の電気信号線による方式に変わり得るシステムである。問題として、光ファイバーに放射線が照射された場合、光ファイバー材質による蛍光特性、線量率特性、伝達光の波長依存特性などによる、伝送損失増加現象が考えられた。本研究では、光ファイバーに放射線が照射された場合の蛍光(特性)バックグラウンドの影響について研究を行った。光ファイバーケーブルは、放射線の照射される面積(長さ)に比例して蛍光バックグラウンドの信号がカウントされる。この影響を除去する目的で我々は、光ファイバーに接合する蛍光体に残光特性の優れたプラスチックシンチレータ(YAP:酸化アルミニウムイットリウム:セリウム)を基本に採用して各種特性評価を行った。YAPシンチレータは蛍光の減衰時間が27[nsec]と、他のシンチレータと比較して非常に短い。この残光特性を利用して、光ファイバーに放射線が照射されることによる蛍光バックグラウンドの信号を除去する目的で、計測回路にカットオフレベル調整器を新たに増設した。カットオフレベル調整により、光ファイバーからの蛍光バックグラウンド信号を除去することにより、システムの線量率特性が改善でき、自由空気電離箱と同等な測定値が得られた。
日・韓・台農業におけるR&D及び環境要因が生産性に及ぼす影響の実証的研究

平成12年度から14年度にかけて、「日・韓・台農業におけるR&D及び環境要因が生産性に及ぼす影響の実証的研究」という研究課題の下に日・韓・台農業の生産性に関する実証分析を行って来た。日本農業のデータベース(DB)の作成及びup-to-dateに意外に時間がかかり、韓・台農業のDBはまだ未完成なところがあり、十分な実証分析ができない。しかし、日本農業のDBはかなり優れたものを作成することができたので、まずはこの日本のDBの基づいた実証分析に集中した。それらは、大きく分けて3つの方向でなされた。まず第一に、日本農業における生産性に対してR&Dおよび普及活動(R&E)がいかなるインパクトを及ぼしてきたか、さらに、それらの活動は技術進歩のバイアスになんらかの影響を及ぼしたのではないかという視点からの実証分析である。次に、R&Eによる農業生産性へのインパクトと生産調整政策の農業生産性へのインパクトを検証できるモデルを導入し、その実証分析をおこなった。さらに、これまでは、農業における資本投資が生産性にインパクトを与えているだろうことは直感的に分かるし、この因果関係の方向での研究が多かった。ここでは、より視点を拡張して、資本投資が生産性にインパクトを与えるという方向と、逆に、生産性が資本投資にインパクトを与えるという方向も当然考えられるので、両方向の因果関係を検証しておく必要が出て来る。時系列分析の手法を用いてその検証をおこなった。それぞれを独立した論文にまで仕上げており、かなり高い完成度を持っている。しかし、当初の目的の一つであった、環境要因のインパクトの検証は、残念ながら芳しい結果を得るに至っておらず、今後もこれらのよりよい変数の作成・加工に工夫をこらす必要がある。同じことは、韓国及び台湾の実証分析についても言える。いずれの国においても、R&Eや環境要因のデータを得ることは極めて困難かつ時間を要する。しかし、非常に挑戦的な課題であるので、今後ともこの実証研究は継続するつもりである。本年度の研究作業は専ら日本農業の生産性の推計であった。日本農業のデータベースはほぼ完成の域に達したので、本年度には本格的な実証分析を行ってきた。目下、これらの結果を用いて論文を作成中である。同時に、台湾のデータベースもかなりの程度まで完成させた。平成13年度には、これに対しても実証的分析を実施する予定である。実証分析に用いられた日本農業のデータベースの概要は以下の様なものである。データの集計期間は1956-97である。総生産、総投入、および総生産性を推計するために、それぞれの指数はテルンクビスト近似法によって推計した。これらのデータがまたトランスログ生産関数、費用関数、および利潤関数の推計にも使用される。このデータベースの作成に用いられた主な資料は以下のとおりである。『農家経済調査報告』、『農村物価賃金調査報告』、『作物統計』、『農林水産省統計表』、『農業・食料関連産業の経済計算』、『ポケット農林水産統計』、『国民経済計算年報』、『日本統計年鑑』、『長期経済統計』、『日本長期統計総覧』などである。平成13年度には、これに対しても実証的分析を行い、それを以下のDiscussion Paperとしてまとめた。

実証分析に用いられた日本農業のデータベースの概要は以下の様なものである。データの集計期間は1956-97である。総生産、総投入、および総生産性を推計するために、それぞれの指数はテルンクビスト近似法によって推計した。これらのデータがまたトランスログ生産関数、費用関数、および利潤関数の推計にも使用される。このデータベースの作成に用いられた主な資料は以下のとおりである。『農家経済調査報告』、『農村物価賃金調査報告』、『作物統計』、『農林水産省統計表』、『農業・食料関連産業の経済計算』、『ポケット農林水産統計』、『国民経済計算年報』、『日本統計年鑑』、『長期経済統計』、『日本長期統計総覧』などである。最終年度にもかかわらず、本年度の研究作業も昨年に引き続き専ら日本農業の生産性の推計およびその分析が中心であった。日本農業のデータベースはほぼ完成の域に達しているので、本年度においても、それをもとに、日本に関する本格的な実証分析を行ってきた。目下、これらの結果を用いて論文を作成中である。同時に、台湾のデータベースもかなりの程度まで完成させたが、韓国データについては、まだまだ不十分な点があり、十分な分析を行うまでに至っていない。したがって、台湾及び韓国に関する実証分析は、平成15年度以降に持ち越される。
アレニリデン錯体を鍵中間体として利用する新規触媒反応の開発とその機構解明

研究代表者らは多核遷移金属錯体として硫黄の強固な架橋能に着目した硫黄架橋2核ルテニウム錯体を選び、この2核錯体を用いた時にのみ特異的に進行する新規な触媒反応の開発に既に成功している。触媒量の硫黄架橋2核ルテニウム錯体存在下、プロパルギルアルコールが種々の求核試薬と反応し、対応するプロパルギル位置換生成物を高収率かつ高選択的に得られるプロパルギル位置換反応がそれである。化学量論反応および触媒反応の結果から、本触媒反応はその興味深い反応性を示すことが知られていながら、触媒反応の鍵中間体として用いられることが無かったアレニリデン錯体を経由して進行していることが明らかになった。これらの研究背景を踏まえ、上記の触媒反応の鍵中間体となっているアレニリデン錯体に着目し、この興味深い錯体の反応性を利用した新規触媒反応の開発をさらに精力的に行うこと、また、その反応機構について理論計算からのアプローチを含めて詳細に検討することの2点について研究を行った。昨年度までの研究として「アレニリデン錯体を鍵中間体として利用する新規触媒反応」の開発を行ってきたが、引き続き新規触媒反応の開発に関する検討を行った。また、上記の反応のうちの最も代表的な反応系である触媒的なプロパルギル位置換反応に関する理論計算による昨年までに得られた反応機構の知見(東京大学大学院理学系研究科教授中村栄一先生との共同研究)に基づき、より詳細な反応機構の解明と「なぜ、二核錯体を用いた時にのみ触媒反応が進行するのか?」という本質的な命題の解明を試みた。一方、昨年度開発に成功したエナンチオ選択的なプロパルギル位置換反応の適用範囲について詳細に検討を行った。さらに、この不斉合成反応に用いることのできる求核試薬の種類の適用範を現在の炭素原子求核試薬であるケトン類からアルコール、アミン、チオールなどのヘテロ原子求核試薬への拡大を検討した。研究代表者らは多核遷移金属錯体として硫黄の強固な架橋能に着目した硫黄架橋2核ルテニウム錯体を選び、この二核錯体を用いた時にのみ特異的に進行する新規な触媒反応の開発に既に成功している。蝕媒量の硫黄架橋二核ルテニウム錯体存在下、プロパルギルアルコールが種々の求核試薬と反応し、対応するプロパルギル位置換生成物を高収率かつ高選択的に得られるプロパルギル位置換反応がそれである。これらの研究背景を踏まえ、上記の触媒反応の鍵中間体となっているアレニリデン錯体に着目し、この興味深い錯体の反応性を利用した新規触媒反応の開発をさらに精力的に行うこと、また、その反応機構について理論計算からのアプローチを含めて詳細に検討することを中心的な研究課題として研究を行った。硫黄架橋2核ルテニウム錯体のアレニリデン配位子とオレフィンとのエン反応を鍵として進行する新規な触媒反応の開発に成功した。さらに開発に成功したプロパルギルアルコールとオレフィンとの炭素-炭素結合先生反応を分子内環化反応へと応用し,有機合成化学的な価値が高い環状化合物の合成に成功した。また、既に見出している触媒反応については、重水素化した試薬を用いた同位体効果や種々の電子吸引性基や電子供与性基を有するプロパルギルアルコールの反応速度論(ハメット則など)を検討し、反応機構の解明に必要なデータの蓄積に成功した。さらに、「なぜ、硫黄架橋2核ルテニウム錯体を用いた時にのみ特異的に触媒反応が進行するのか?」と言う本質的な問に対し、実験事実に基づく理論計算を行うごとにより、二核錯体の役割や反応機構の詳細な解明に関する検討を開始した。分子設計に基づき考案した光学活性基を架橋硫黄部分に導入した新規な硫黄架橋二核ルテニウム錯体を合成・単離し、これらの錯体を用いたエナンチオ選択的なプロパルギル位置換反応の開発に成功した。本触媒反応に関する実験を行っていた外国人研究者を研究支援者として招聴し、より迅速に研究を推進させることができた。また、東京大学理学系研究科教授中村栄一先生との共同研究により、上記の触媒反応における硫黄架橋2核ルテニウム錯体を用いたときにのみ特異的に進行する触媒反応の詳細な反応機構を明らかにすることができた。研究代表者らは多核遷移金属錯体として硫黄の強固な架橋能に着目した硫黄架橋

2核ルテニウム錯体を選び、この2核錯体を用いた時にのみ特異的に進行する新規な触媒反応の開発に既に成功している。触媒量の硫黄架橋2核ルテニウム錯体存在下、プロパルギルアルコールが種々の求核試薬と反応し、対応するプロパルギル位置換生成物を高収率かつ高選択的に得られるプロパルギル位置換反応がそれである。化学量論反応および触媒反応の結果から、本触媒反応はその興味深い反応性を示すことが知られていながら、触媒反応の鍵中間体として用いられることが無かったアレニリデン錯体を経由して進行していることが明らかになった。これらの研究背景を踏まえ、上記の触媒反応の鍵中間体となっているアレニリデン錯体に着目し、この興味深い錯体の反応性を利用した新規触媒反応の開発をさらに精力的に行うこと、また、その反応機構について理論計算からのアプローチを含めて詳細に検討することの2点について研究を行った。昨年度までの研究として「アレニリデン錯体を鍵中間体として利用する新規触媒反応」の開発を行ってきたが、引き続き新規触媒反応の開発に関する検討を行った。また、上記の反応のうちの最も代表的な反応系である触媒的なプロパルギル位置換反応に関する理論計算による昨年までに得られた反応機構の知見(東京大学大学院理学系研究科教授中村栄一先生との共同研究)に基づき、より詳細な反応機構の解明と「なぜ、二核錯体を用いた時にのみ触媒反応が進行するのか?」という本質的な命題の解明を試みた。一方、昨年度開発に成功したエナンチオ選択的なプロパルギル位置換反応の適用範囲について詳細に検討を行った。さらに、この不斉合成反応に用いることのできる求核試薬の種類の適用範を現在の炭素原子求核試薬であるケトン類からアルコール、アミン、チオールなどのヘテロ原子求核試薬への拡大を検討した。
AFM触針スクラッチ加工による加工現象の研究

複雑な要素からなる研磨加工において要因を分離し,それぞれについてメカニズムの究明と最適化を目指す。まず,砥粒と同種材料で非常に鋭利なAFM(原子間力顕微鏡)触針を砥粒のナノ・マイクロ切れ刃とし,AFMシステムによって加工荷重を制御しながら液中でスクラッチ加工をする。これにより高速・高品質な加工を行うための砥粒と基板材料と液相互の化学作用の援用,摺動の高速化,加工の高圧化等の効果を直接的に明らかにする。ポリシャの作用では,非常に少ないといわれる基板との接触面積を考慮に入れながら砥粒の保持と加工の関係,加工によるポリシャのダメージなどを検討しポリシャが研磨加工にどのように関与しているか検討する。
不斉還元におけるキラル分子の自己増殖

従来の不斉合成反応では、不斉配位子と生成物の構造は異なり、異型の不斉配位子および、反応後の不斉配位子と生成物との分離操作が必要であった。これに対し、本研究では不斉配位子と生成物の構造が同一で、異型不斉配位子が不要かつ不斉配位子と生成物との分離操作が不要である省エネ・省資源型の不斉自己増殖反応の開発および関連する不斉合成法の開拓を目的とする。キラルなβ-アミノアルコールを不斉配位子とする水素化アルミニウムリチウムによるα-アミノケトンの不斉還元により、β-アミノアルコールである不斉配位子が最高90%e.e.で不斉自己増殖することを世界で最初に見出した。すなわち、光学的にほぼ純粋な(S)-フェニル-2-ピロリジニルエタノールを不斉配位子に用い、N-エチルアニリン存在下で水素化アルミニウムリチウムとキラルな錯体を形成させ、2-ピロリジニルアセトフェノンを不斉還元したところ、不斉配位子と同一構造同一絶対配置の(S)-フェニル-2-ピロリジニルエタノールが収率82%、不斉収率90%e.e.で得られた。さらに、ピペリジンあるいはモルフォリン骨格を有するアミノアルコールを不斉配位子に用いた場合も、不斉還元において78-84%e.e.で自己増殖することを明らかにした。以上のように異型の不斉源が不要、かつ不斉配位子と生成物とが同一であるのでこれらの分離が不要である次世代の不斉合成反応を開発した。また、新規の不斉配位子の開発として、キラルなデンドリマ-およびアミノアルコールを不斉配位子とするN-Dppイミンのジアルキル亜鉛による不斉アルキル化反応により、対応するDppアミンが良好ないし高いエナンチオ選択性で得られた。
コンディショナル活性化型STATを用いた造血幹細胞の自己複製・分化の制御

本研究では、恒常的に二量体化する活性型STATを用いて、造血幹細胞におけるSTAT特異的な機能を解析した。活性型STAT3CおよびSTAT5 1^*6遺伝子をそれぞれ、マウス造血幹細胞100個にレトロウイルスベクターを用いて強制発現させex vivoで液体培養した。液体培養はSCF単独またはSCF、TPOおよびFL存在下無血清培地にて行った。STAT5 1^*6発現細胞は、SCF単独においても顕著な細胞数の増加を示すとともに、多系統の細胞系列への分化を示した。液体培養9日目にcolony assayを行った結果、HPP-CFCがGFPコントロールの約6倍に増加しCFC-GEMMも局頻度に認められた。SCF、TPOおよびFL存在下で液体培養後コロニーアッセイした場合でも同様の傾向を示した。STAT3Cについては明らかな効果は認められなかった。次に、造血幹細胞100個にSTAT5 1^*6ウイルスを感染後、SCF単独またはSCF、TPOおよびFL存在下で液体培養し、細胞を5等分して5匹の致死量放射線照射したマウスに移植することにより、骨髄における造血再構築能を調べた。移植後2ヶ月目の末梢血の解析において、SCF、TPOおよびFL存在下液体培養後移植すると、GFPコントロールではまったくキメリズムが認められなかったのに対し、STAT5では約12%のキメリズムが認められた。一方、SCF単独で培養後に移植したマウスではGFPコントロールと同様キメリズムは認められなかった。以上の所見から、活性型STAT5は、造血幹細胞の増殖とともに多系統への分化を効率よく支持することが示された。この際、多分化能を有するHPP-CFCの著増を認め、活性型STAT5を活性化することにより多能性前駆細胞を増殖しうることが確認された。一方、活性型STAT3については有意な機能が認められなかった。移植実験により、活性型STAT5を導入後、SCF、TPO、FL存在下で9日間培養した細胞中には、長期骨髄再建能を有する造血幹細胞が維持されていることが確認され、STAT5が造血幹細胞の未分化性の維持にも関与する可能性が示唆された。最近トロンボポイエチン受容体やgp130を介したシグナルが造血幹細胞の未分化性の維持やex vivoでの自己複製に有効であることが報告されており、これらの受容体の下流で活性化されるSTAT3あるいはSTAT5が造血幹細胞の未分化性の維持や自己複製に関与することが示唆される。活性型STAT3CおよびSTAT1^*6遺伝子をそれぞれ、マウス造血幹細胞100個にレトロウイルスベクターを用いて強制発現させex vivoで液体培養した。STAT51^*6発現細胞は、SCF単独においても顕著な細胞数の増加を示すとともに、多系統の細胞系列への分化を示した。液体培養9日目にcolony assayを行った結果、HPP-CFCがGFPコントロールの約6倍に増加しCFC-GEMMも高頻度に認められた。

SCF、TPOおよびFL存在下で液体培養後コロニーアッセイした場合でも同様の傾向を示した。STAT3Cについては明らかな効果は認められなかった。次に、造血幹細胞100個にSTAT5 1^*6ウイルスを感染後、SCF単独またはSCF、TPOおよびFL存在下で液体培養し、細胞を5等分して5匹の致死量放射線照射したマウスに移植することにより、骨髄における造血再構築能を調べた。移植後2ヶ月日の末梢血の解析において、SCF、TPOおよびFL存在下液体培養後移植すると、GFPコントロールではまったくキメリズムが認められなかったのに対し、STAT5では約12%のキメリズムが認められた。一方、SCF単独で培養後に移植したマウスではGFPコントロールと同様キメリズムは認められなかった。以上の所見から、活性型STAT5は、造血幹細胞の増殖とともに多系統への分化を効率よく支持することが示された。この際、多分化能を有するHPP-CFCの著増を認め、活性型STAT5を活性化することにより多能性前駆細胞を増殖しうることが確認された。一方、活性型STAT3については有意な機能が認められなかった。移植実験により、活性型STAT5を導入後、SCF、TPO、FL存在下で9日間培養した細胞中には、長期骨髄再建能を有する造血幹細胞が維持されていることが確認され、STAT5が造血幹細胞の未分化性の維持にも関与する可能性が示唆された。本研究では、恒常的に二量体化する活性型STATを用いて、造血幹細胞におけるSTAT特異的な機能を解析した。活性型STAT3CおよびSTAT5 1^*6遺伝子をそれぞれ、マウス造血幹細胞100個にレトロウイルスベクターを用いて強制発現させex vivoで液体培養した。液体培養はSCF単独またはSCF、TPOおよびFL存在下無血清培地にて行った。STAT5 1^*6発現細胞は、SCF単独においても顕著な細胞数の増加を示すとともに、多系統の細胞系列への分化を示した。液体培養9日目にcolony assayを行った結果、HPP-CFCがGFPコントロールの約6倍に増加しCFC-GEMMも高頻度に認められた。移植後2ヶ月目の末梢血の解析において、SCF、TPOおよびFL存在下液体培養後移植すると、GFPコントロールではまったくキメリズムが認められなかったのに対し、STAT5では約12%のキメリズムが認められた。