hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゼロ磁場制御可能な面直磁化スピン注入源を用いたスピンホール効果トランジスタの開発

当該年度の研究において、まず、GaAsへの面直スピン注入とその輸送の光学的検出に成功した。FePt /MgOスピン注入源から電流によって注入された電子スピンはGaAs中の光学Kerr効果によって、時間・空間的に検出することが可能である。この手法を用いることによって、初めて注入された面直配向スピンの輸送を各バイアス電圧・磁場応答に関して観測することに成功した。この結果はJournal of Physics DとApplied Physics Expressに投稿されている。次に、より実践的なスピントランジスタデバイスを用いて、二次元電子ガスでの面直配向スピン注入・輸送・検出とシグナルの制御に関して目標に設定し遂行した。具体的にはAlGaAs / GaAs二次元電子ガス構造上にFePt / MgO面直磁化膜をスパッタリング法によって製膜し、光学・電子線リソグラフィーを用いてトランジスタ構造に形成し、スピントランジスタデバイスを作製した。本デバイスの特徴として「スピン注入電極とスピン検出電極の材料を変えた」という工夫がある。スピン注入においては、注入電極へのスピンの逆流を防止するためにMgOトンネルバリアをはさむことを行っている。一方で検出電極においては、電子スピンの検出電極とのやり取りを促すために、意図してトンネルバリアのないFe電極にした。このことによって、高効率スピン注入・検出を両立した。この手法は単一の注入検出電極材料を用いていた従来のスピン注入・検出効率のトレードオフ打破する結果となる。結果として注入・検出電極のどちらもトンネルバリアを有するFePt / MgO(注入) / GaAs / MgO / FePt(検出)デバイスでは見えなかったシグナルを、FePt / MgO(注入) / GaAs / Fe (検出)デバイスにすることによって得ることができた。このことにより目標を達成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度において、L1_0-FePt/MgO面直磁化スピン注入源からn型半導体への電気的スピン注入を、光学Kerr効果を用いて観測した。具体的にはn型GaAs基板上にFePt/MgO構造をスパッタで成膜し、微細加工よって作成したデバイスをNTT基礎物性研究所に持参し、光学Kerr測定装置でKerr効果を測定した。Kerr効果では、FePt/MgOから注入されたGaAs半導体中の面直方向のスピン偏極電子群に直線偏光を照射し、偏極したスピンと光のカップリングから反射光の反射率の変化をシグナルとして得ることで、スピン注入を確認した。ここでスピン偏極率とKerrシグナルは比例関係にあることからKerr効果によってスピン偏極を検出することができる。●GaAs中の注入スピンの緩和時間を時間分解Kerr効果で測定しスピン緩和時間6.5nsを得た。●GaAs中のスピンの拡散長10μmおよび拡散定数15.7μm^2/nsを得たこの値は電子の拡散定数の250倍であることが、同デバイスで測定された。●光ポンピングによって作り出されたスピンのドリフト拡散をバイアスを変化させ測定し、そのバイアス応答を詳細に調べた。結果3V印加時にスピンドリフト長13.3μmを得た。●電気的スピン注入によって作り出されたスピンのバイアス3V印加のスピンドリフト長13.3μmが光ポンピングの値と一致したことはスピン注入の確証となる。●スピン注入後、磁場をスピンと直角方向に印加し、そのスピンの磁場周りの際差運動を磁場に対して測定することにより、スピン緩和時間を得た。(Hanle効果)スピン緩和時間4.5±2.2nsは時間分解Kerr効果で測定しスピン緩和時間6.5nsと近い値となり、スピン注入の確証となった。スピン検出を空間・時間を追って測定することにより、注入後のスピンがGaAs中でどのように輸送されるのかを空間・時間的に詳細に調べることに成功した。この実験から、現実的なスピン効果トランジスタの設計思想が確立された。具体的にはFePt面直磁化膜からGaAs(半導体)に電流によりスピン偏極電子群を注入し、GaAs中での磁場による際差運動を光(空間分解Kerr効果)を用いて観測した。この結果からGaAs内への面直スピン注入・輸送を実証した。この、GaAs内への面直スピン注入から輸送は現在まで実現されておらず、本研究の目的であるスピントランジスタの開発に大きく貢献したと考えている。また、実験ではスピン注入する際の印加電圧を変化させ、スピンシグナルの印加電圧応答特性を詳細に調べた。その結果、スピン注入効率は印加電圧に対して非線形的な応答を示し、その非線形性はFePt/MgO/GaAs界面の電子スピン状態密度に起因すると考えている。GaAs中のスピン緩和時間は5 Kで約4 nsほどなり、従来のGaAsのスピン緩和時間100 nsよりも小さい値となった。これはスピン注入の際にGaAs半導体構造の高濃度ドーピング層を通過した際のスピン緩和を経たためだと考えている。一方でスピン緩和時間の印加電圧依存性は、印加電圧に対してわずかに上昇する傾向が見られ、予想していた依存性と異なるものとなった。GaAs中のスピン軌道相互作用によるスピン緩和は電圧を上げるほど促進される傾向にあるが、本研究での逆の依存性は、スピンがSiドーパントに弱く束縛された領域で、予想したスピン緩和機構とは異なるものが働いたためだと考えている。FePt /

MgOスピン注入源から電流によって注入された電子スピンはGaAs中の光学Kerr効果によって、時間・空間的に検出することが可能である。この手法を用いることによって、初めて注入された面直配向スピンの輸送を各バイアス電圧・磁場応答に関して観測することに成功した。この結果はJournal of Physics DとApplied Physics Expressに投稿されている。次に、より実践的なスピントランジスタデバイスを用いて、二次元電子ガスでの面直配向スピン注入・輸送・検出とシグナルの制御に関して目標に設定し遂行した。具体的にはAlGaAs / GaAs二次元電子ガス構造上にFePt / MgO面直磁化膜をスパッタリング法によって製膜し、光学・電子線リソグラフィーを用いてトランジスタ構造に形成し、スピントランジスタデバイスを作製した。本デバイスの特徴として「スピン注入電極とスピン検出電極の材料を変えた」という工夫がある。スピン注入においては、注入電極へのスピンの逆流を防止するためにMgOトンネルバリアをはさむことを行っている。一方で検出電極においては、電子スピンの検出電極とのやり取りを促すために、意図してトンネルバリアのないFe電極にした。このことによって、高効率スピン注入・検出を両立した。この手法は単一の注入検出電極材料を用いていた従来のスピン注入・検出効率のトレードオフ打破する結果となる。結果として注入・検出電極のどちらもトンネルバリアを有するFePt / MgO(注入) / GaAs / MgO / FePt(検出)デバイスでは見えなかったシグナルを、FePt / MgO(注入) / GaAs / Fe (検出)デバイスにすることによって得ることができた。このことにより目標を達成した。FePt面直磁化膜からGaAsへスピン注入し、さらに、その輸送特性(スピン注入率・スピン緩和時間)の印加電圧依存性を詳細に調べることに成功した。このことは本構造を用いることによってスピントランジスタを作成することができ、その後、スピンを制御する段階に入ったことを意味するためである。27年度が最終年度であるため、記入しない。面直スピンをGaAsに注入・輸送できることがわかったため、続いては、注入したスピンの制御段階に移行する。この実験では注入したスピンにゲート電場を印加し、そのゲート電場に制御されたスピン軌道相互作用を用いて、スピンの向きを操作する実験を行う。予想される問題点は半導体へテロ構造の膜厚の関係から、ゲート電場の効きが抑制されてスピン制御が非効率的になることであり、その際は半導体へテロ構造を微細加工により薄くし、ゲート制御性を高効率に調整する必要がある。注入スピンの光学Kerr効果を時間・空間に対して測定することによって、スピン緩和時間・スピン拡散長を正確に求めることができ、これらのパラメーターを用いることで、スピンホール効果トランジスタのサイズなど設計方針が決まったため、進展していると考えた。
スポーツによるジェンダー規範変革の可能性の検証 ー東南アジア地域を事例に-

課題解決の手段としてのスポーツである「開発と平和のためのスポーツ(SDP)」の概念に着目し、「女性とスポーツ」関連事業がどれほど東南アジア社会の既存のジェンダー規範に変革をもたらすのか、タイ、マレーシアを事例に、モーザのジェンダー・ニーズ理論を用いて検討する。
節足動物表皮に存在するキチン吸着性を持つ高脂溶性タンパク質

昨年度の研究で,アマエビ殻から脂溶性タンパク質-Pb CP類-混合物を得て,過去の研究で明らかにしているPb CP-8.3,12.7,13.4の3種に加え,[S^<51>]PbCP-12.7,[V^3,S^<51>Pb CP-12.7,[L^3]Pb CP-13.4,[L^3,S^<65>]PbCP-13.4の4種を見出すことができた。本年度は,PbCP類の酵素分解物のキチンに対する吸着能を調べた。その結果,Pb CP類の繰り返し配列を含むペプチド断片が吸着能を持つことを明らかにできた。一方,昨年度,高脂溶性タンパク質がどのような節足動物種に存在するかを調べる目的で,シャコの殻を集めて有機溶媒抽出したが,目的とするキチン吸着能を持っ高脂溶性タンパク質を見出すことができなかった。そこで,本年度は別種の節足動物として,イセエビ類の殻について探索し,メタノールー塩化メチレン混液抽出可能で,キチンに吸着し,酸性の水で溶出可能な高脂溶性タンパク質を見出すことができた。このタンパク質について質量分析,アミノ酸配列解析,酵素分解を適用することにより,その全一次配列を明らかにすることができた。この結果は,アマエビ以外のエビ類にも高脂溶性タンパク質が存在することを証明するものである。しかしながら,材料となる生物種が異なると,類似の高脂溶性タンパク質といえども,キチンからの溶出挙動は微妙に異なることが明らかとなった。今後,今回の研究で明らかとなった知見に基づき,高脂溶性タンパク質の応用法を開発していくと共に他種の節足動物表皮にこの種のタンパク質が分布するか否かを調べ,その生物学的役割を調べる必要があると考えている。本年度は、アマエビ殻中の脂溶性タンパク質で構造未解明なものを、精製単離することなく、包括的に構造解明することから、開始した。過去に確立している抽出法でアマエビ殻から脂溶性タンパク質-Pb CP類-混合物を得て、それ以上の精製を加えることなく、酵素分解、HPLC分析、アミノ酸配列解析を適用し、含まれているキチン吸着性、高脂溶性タンパク質の構造を包括的に調べた。この結果、過去の研究で明らかにしているPb CP-8.3、12.7、13.4の3種に加え、[S^<51>]Pb CP-12.7,[V^3,S^<51>]Pb CP-12.7,[L^3] Pb CP-13.4,[L^3,S^<65>] Pb CP-13.4の4種を見出すことができた。これにより、アマエビ殻が持つキチン吸着性・脂溶性タンパク質の全貌をほぼ明らかにすることができた。また、他種の節足動物表皮に類似の高脂溶性タンパク質が存在するか否かをあきらかにするために、シャコを材料として調べてみた。しかしながら、現時点でシャコ表皮から、カイコ表皮やアマエビ殻の脂溶性タンパク質と類似した性質を示すタンパク質を見出せていない。今後、三重県下で入手の容易なエビ類や表皮を入手可能な昆虫を材料にして、新脂溶性タンパク質を探索していく予定である。一方、アマエビ殻の高脂溶性タンパク質を酵素分解することにより得られる断片のキチン吸着能を解析し、Pb CP-13.4の場合、少なくともA^<25>からR^<65>の断片が存在すれば、キチン吸着能を示すことを明らかにできた。今後、より小分子でキチン吸着性を持つ断片を探し、その誘導体作成をはかる予定である。
歯科治療による発語動作と表情変化の研究-頭部三次元物理モデルを用いた解析-

歯科治療は従来より疼痛の除去や咀嚼機能の回復に主眼がおかれてきた。これらが重要であることは論を待たないが、顔の構成要素であるとくに口は、情報伝達の主要な手段である言語を発する器官であるだけでなく、言語自体がもつ意味とともにその話し方、口腔周囲軟組織の動きによって微妙な感情をともなった情報を相手に伝える機能をもっている。歯科治療の意義が生理的な領域だけでなく、顔の表情生成の重要な部分を担っている「口もと」の動きにどのように関わっているかを解析し、治療による発語動作や表情の変化予想をパーソナルコンピユータ画面上にコンピュータグラフィックスでディスプレーして、患者説明のために臨床応用しようとすることを本研究の目的とした。まず顔表面の動きを三次元で捉えるシステムを構築するため、三次元動作解析装置Winanalyseと2台の高速度カメラを購入し、顔表面に計測点を設定し計測誤差の検定を行った。その結果、額と鼻根部に設定した3点で構成される三角形の重心を基準点として、スマイルや発語動作に伴う頬点、上下口唇点、口角点などの動きを正確に捉えることができることが分かった。この計測システムを用いて、以下のような知見を得ることができた。1,顔の各器官の動きは、スマイル、発語動作いずれにおいても個人において一定のパターンが存在した。2,「チー」スマイルは自然なスマイルと表情開始時においてわずかな違いがあるが、再現性が高く、表情の研究における試験動作として使用できることが分かった。3,前歯のかみ合わせとスマイルや発語動作は強く関係しており、上顎前突では下唇、反対咬合では上唇が形態異常を保証した動きを示していることが分かった。4,表情を視覚的に確認することを目的として各計測点の動きを三次元的に再現するプログラムを開発した。これらが重要であることは論を待たないが、顔の構成要素である口は情報伝達の主要な手段である言語を発する器官であるだけでなく、口腔軟組織の動きは微妙な感情を相手に伝える機能をもっている。歯科治療がそのような口元の動きにどのように係わっているかを、研究代表者らが開発した頭部骨格および顔軟組織統合モデル(顔物理モデル)を用いて解析することが本研究の目的である。初年度である平成13年度は、上記の解析に必要な個人の顔表面三次元ワイヤーフレーム構築の研究を継続し、パーソナルコンピュータ上でより迅速に処理および表示できるプログラムを開発した。その成果は国内外の学会と次ページに示すように数編の論文で発表した。一方、被験者数名に対して上顎前歯前突、反対咬合、上下顎前歯前突などの咬合異常を再現できる義歯を作成し、それらを装着した場合と装着しない場合との表情の違いを非接触型三次元形状入力装置を用いて調べた。この表情解析のパイロットスタディーでは、上顎前歯前突よりも反対咬合で表情は歪み、さらに上下顎前歯前突においては頬部に至るまで広範囲に歪むことが分かった。これらの研究経過については、日本顔学会シンポジウム、および西日本歯科矯正学会の特別講演で報告した。平成14年度は、購入した三次元動作解析システム(WINANA 3D-2)を用い、設定した口唇周囲特徴点の三次元座標値の経時的な変化から、咬合異常と表情および発語動作の関係を解析をする計画である。

これらが重要であることは言うまでもないが、顔の構成要素であるとくに口は、情報伝達の重要な手段である言語を発する器官であるだけでなく、言語が持つ意味とともにその話し方、口腔周囲の軟組織の動きによって感情をともなった微妙な情報を相手に伝える機能をもっている。歯科治療が生理的領域だけでなく顔の表情生成の部分を担う「口もと」の動きとどのよう関わっているかを解析することが本研究の目的である。顔表面の動きをとらえるために、まず、2台の高速度デジタルビデオカメラを用いてステレオ撮影を行い、それからの情報をモーションキャプチャリング法によって三次元動作を解析するシステムを構築した。そして被験者の額・前頭部に3個の基準点、口唇周囲に4個の計測点となる点、すなわち合計7個のマーカーを貼付し、マーカー間の距離を指標として発語動作、スマイルについて個人内での再現性と個人差について検定した。さらに前歯のかみ合わせを上顎前歯前突、下顎前歯前突(反対咬合)の2つのタイプの義歯を装着して、平常時と顔動作がどのように異なるかを調べた。測定解析システムおよび前歯のかみ合わせと顔の動きとの関係についての研究結果は、第7回日本顔学会および電子情報通信学会誌(信学技法HCS2002)に発表した。平成15年度は高速度カメラを3台とし、さらに精密な計測が可能なシステムへバージョンアップするとともに、被験者の数を増やして発語動作、スマイルに加えて咀嚼時の顔表面の動きがについても統計的解析を開始する。また、高齢者における総義歯装着前後のそれらの動作の変化についても解析を開始する。一方、被験者の顔を非接触型入力表面形状装置を用いて三次元構築し、これを測定データに基づいてコンピュータ画面上で動きを再現するシステムを作る予定である。これは咬合異常を主訴として来院する患者の矯正治療後や外科矯正治療後、あるいは義歯装着後などをシミュレーションできるため、歯科臨床に応用できるものと考えられる。歯科治療は機能の向上とともに審美性の回復も治療目標のひとつである。とくに、前歯の状態は口周囲の動きと密接な関係にある。たとえば上顎前歯が前突(出っ歯)していると、口唇閉鎖のためには安静時に弛緩している唇の強い緊張が必要となり、正常者と異なる表情や発語動作が生まれる。反対咬合(受け口)でも同様に正常者と異なる動きが生じるが、上顎前歯前突の場合とは影響を受ける範囲や様相が違っている。近年、工学や心理学分野で表情生成の研究が多くみられるようになったが、歯の情報を十分に組み入れたものはない。本研究は正常なかみ合わせをもった被験者の前歯に装備を装着し、歯と口周囲の動きとの関係を解析した。顔の細やかな動きをとらえるため、解析はモーションキャプチャリング法を採用し、顔面上に貼付した複数のマーカーの3次元的な動きを高速度カメラ複数台を用いたステレオ計測によって行った。その結果、1)高速度カメラを用いた本計測システムは顔の表情・発語動作の解析をする上に十分な精度、再現性をもっていた。2)発語・スマイルともに計測点の動きから、個性を抽出できないことが分かった。3)前歯のかみ合わせによって、発語やスマイルに不自然な動きが生じることを確認できた。4)口角、口唇、頬部などの計測点の動きを三次元的にシミュレーションするプログラムを開発した。
APOC-II遺伝子と晩期発症型アルツハイマー病との相関研究

Pericak・Vanceら(1991)は、晩期発症型アルツハイマー病が、第19番染色体長腕と連鎖することを報告し、またSchellenberg(1992)らは19番染色体上のAPOC-IIとアルツハイマー病の連鎖解析を行い、晩期発症家族性アルツハイマー病との間には弱い連鎖が認められると報告した。APOC-II遺伝子は第3イントロンに40bpの繰り返しが6回と7回見られ、この配列回数に多型性が認められる。我々はこの多型を用いて、晩期発症型弧発例アルツハイマー病患者とAPOC-IIとの相関を検討したので報告する。対象は、NINCDS-ADRDAの診断基準を用いてprobable Alzheimer's diseaseと診断された晩期発症型弧発例のアルツハイマー病患者33例及び対照群92例である。これらの対象から末梢血20ccを採血し、フェノール法によりDNAを抽出した。さらに特異的プライマーを用いて、APOC-II遺伝子の第3イントロンをPCR法により増幅した。このようにして得られたPCR生成物を、アガロースゲルで電気泳動した後、エチジウムブロマイドで染色しバンドの同定を行った。第3イントロンには多型が存在し、375bp(1),335bp(2)の2本のバンドが同定できる。375bpのバンドを1とし、335bpのバンドを2とした。遺伝子型の結果は、晩期発症型アルツハイマー病の患者群では、1-1が0名、1-2が20名、2-2が13名であるのに対し、対照群では、1-1が0名、1-2が33名、2-2が59名であった。遺伝子型1-1,1-2に有意差を認めた。遺伝子頻度の結果はアルツハイマー病群では1の遺伝子頻度は0.303,2の遺伝子頻度は0.697であった。対照群では1の遺伝子頻度は0.179,2の遺伝子頻度は0.821であった。両群間で1の遺伝子頻度に有意差があった。APOC-II遺伝子と晩期発症型アルツハイマー病との間に相関が認められたことにより、晩期発症型アルツハイマー病の発症に、APOC-II遺伝子が関与している可能性が示唆された。我々は本学及び関連施設において痴呆性疾患を調査し、個々において面接を行い、NINCDS-ADRDAのアルツハイマー病の基準を満たしているものを今回の研究対象とした。これらの対象者本人あるいは家族に対して、研究の内容及び目的を説明し同意を得た。同意を得られた患者より採血を行いフェノール法によりDNAを抽出した。我々は現在までにアルツハイマー病患者70名、健常者100名のDNAの抽出を完了している。そのうち晩期発症型33例、健常者92名について、特異的プライマーを用いてAPOC-ll遺伝子の第3イントロンをPCR法により増幅した。得られたPCR生成物をアガロースゲルで電気泳動した後、エチジウムブロマイドで染色しバンドの同定を行った。

我々は患者群と健常者群の遺伝子型、遺伝子頻度をそれぞれ算出した。その結果、遺伝子型については、患者群では、1-1が0名、1-2が20名(60.6%)、2-2が13名(39.4%)、健常者群では、1-1が0名、1-2が33名(35.9%)、2-2が59名(64.1%)であった。また遺伝子頻度については、患者群では、1が0.303、2が0.697、健常者群では、1が0.179、2が0.821であった。アルツハイマー病群では現在のところ1-2の遺伝子型、1の遺伝子頻度が有意に高いという結果である。すなわちAPOC-ll遺伝子と晩期発症型アルツハイマー病との間に相関が認められた。これらの結果については第9回日本老年精神医学会、第19回国際神経精神薬理学会に発表した。Pericak-Vanceら(1991)は、晩期発症型アルツハイマー病が、第19番染色体長腕と連鎖することを報告し、またSchellenberg(1992)らは、晩期発症型家族性アルツハイマー病と、第19番染色体上に存在するAPOC-11遺伝子との間に弱い連鎖を認めたと報告している。このように晩期発症型アルツハイマー病は、19番染色体上に病的遺伝子が存在すると考えられるものの、結論を見るまでには至っていない。我々は、晩期発症型孤発例アルツハイマー病患者とAPOC-11遺伝子の多型性との相関を検討した。対象は、NINCDS-ADRDAにより、probable Alzheimer' s diseaseと診断された晩期発症型のアルツハイマー病33例(平均75.3歳±5.8)及び対照群92例(平均46.4±10.0)である。これらの対象よりDNAを抽出し、APOC-11遺伝子の第3イントロンをPCR法により増幅した。得られたPCR生成物について目的のDNA領域が増幅されているかを確認し、アガロースゲルで電気泳動した後、エチジウムブロマイドで染色し、バンドの同定を行った。APOC-11遺伝子は、第3イントロンに40bpの繰り返しが6回と7回みられ、この配列回数に多型性が認められる。繰り返し配列の回数の違いにより、375bp(1),335bp(2)の2本のバンドが同定できる。アルツハイマー病では1の遺伝子頻度は、0.303、2の遺伝子頻度は0.697であった。対照群では1の遺伝子頻度は0.179、2の遺伝子頻度は0.821であった。両群間で1の遺伝子頻度に有意差があった。即ちAPOC-11遺伝子が晩期発症型アルツハイマー病の病因遺伝子であるか、または病因遺伝子の近傍に位置している可能性が高いことが示唆された。以上の結果を第9回日本老年精神医学会、第7回国際老年精神医学会、第4回国際精神科遺伝学会議に発表した。主要な痴呆性疾患であるアルツハイマー病は、分子遺伝学的研究から早期発症型家族性アルツハイマー病について、presenilin I、presenilin II、amyloid precursor proteinの遺伝子変異が明らかにされ、晩期発症型アルツハイマー病はapolipoprotein Eとの相関(association)が報告されている。そこで、本研究では弧発性アルツハイマー病について、apolipoprotein Eの近傍に位置するapolipoprotein CII(Apo CII)との相関を検討した。
19〜20世紀東北日本の前近代型出生・死亡パターンの歴史人口学的研究

〔I〕本研究の目的は人口資料を使用して、「東北日本型」の出生・死亡パターンを抽出・解明することである。同時に、研究代表者のこれまでの調査結果にもとづいて、人口行動に関する新しい仮説の構成を目指すことである。研究方法としては、19世紀20世紀初頭まで(約100年間)のオリジナル資料(人別改帳、懐婦書上げ、過去帳)を調査・収集・解読し、その結果をコンピュータに入力して数量分析を採用する。そうして、従来の通説や常識に再考をせまるような、東北型人口再生産パターンを抽出することを課題としている。具体的には、上記資料を相互に突き合わせて、精度の高い出生・死亡データベースを構築することが、最初にして最終の目的となる。〔II〕本課題(基盤研究[C]\])の当初研究期間は4年(2000・3年)であったが、新たに4年計画(2003・6年)の継続課題(基盤研究[A])として、研究を深化させる機会をえた。そこで、平成15(2003)年度は移行年度と位置づけ、作業の重心を「新プロジェクトの準備」においた。従って、最終年度の成果として、出生と死亡に関わる論文作成ではなく、資料批判を展開した論文3点(平成12-13年作成)を編集・公表した。同時に人口趨勢の地域性に焦点をあてた論文の作成、具体的には天保飢饉のダメージを確定すべく、マクロ人口データすなわち仙台藩郡方970ヶ村人口の推計をおこない、斯界に貢献しうる水準の論文を作成した。〔III〕前者の成果については、下記「11研究発表」の「図書」の項を参照されたい。後者の成果(論文)については、下記の知見3点がえられた。(1)宝暦飢饉が郡方人口に与えたダメージは、535,000人から517,000人へと34%減少させた点を考慮すると、予想に反し軽微だった。(2)天明飢饉は493,245人から413,191人へ14%減少させた。(3)天保飢饉は495501人から386,647人へと22%減少させ、大ダメージを与えた。結論はこうである。「東北地方の研究者はこれまで、漠然と『宝暦天明天保の三大飢饉』などと並記し、同等のダメージを想定してきたが、こうした『通説』『常識』は誤りではないか」ということである。結論はこうである。2000年度の研究実施計画にそくして記す。1資料収集(1)宮城県登米郡及川家所蔵の人別改帳35年分を、同家の協力をえてマイクロ撮影した。(2)岩手県東磐井郡2寺院所蔵の過去帳(江戸時代末から昭和戦前期)を、本山の協力をえてマイクロ撮影した。(3)宮城県栗原郡1寺院所蔵の過去帳(上に同じ。但し武家のもの)を、マイクロ撮影した。2資料所在調査(1)岩手県東磐井郡の旧肝入家で出産関係史料の所在を調査した(未確認)。

(2)宮城県登米郡の旧肝入家所蔵の人別改帳について、閲覧の折衝をおこなった。(3)宮城県登米郡の1寺院を訪問し、過去帳閲覧の折衝をおこなった。3資料整理(1)東磐井郡1寺院の過去帳について、フィルムからの紙焼き作業およびデータ入力をおこなった(約1200ケースを終了。継続中)。(2)東磐井郡1ケ村の天保期人別改帳と過去帳を使用し、高精度の出生・死亡データベースを作成した(継続中)。(3)東磐井郡1ケ村(30年)分の人別改帳を解読、シート作成をおこなった。4結論東磐井郡については、本研究により、生死を構造的・通時的に把握する可能性が高まってきた。例えば、本地域からも「餓死」記録がみつかり、人口現象と気象、微地形との関連なども重視すべきことがわかってきた。平成13(2001)年度の「研究実施計画」にそくして記す。1)資料収集・調査(1)宮城県登米郡の旧肝入家の人数改帳(約30年分)をマイクロ撮影した。(2)岩手県水沢市、胆沢町で懐妊婦改帳の所在調査をおこなう。一部をマイクロ撮影した。(3)岩手県一関市、千厩町内2寺院の長期過去帳をマイクロ撮影した。宮城県登米郡での撮影は不可であった。2)資料整理・データベース作成と資料批判(1)岩手県磐井郡内2寺院の長期過去帳を解読、データベースを作成(現在も作業中)。(2)岩手県磐井郡内4ヶ村について、人別帳と過去帳を併用し、天保飢饉以後約30年間の出生と乳幼児死亡を抽出、第一次データベースを作成(点検未了)。嘉永期の乳幼児死亡の急増が目を引く。(3)本年度入手した人数改帳の資料整理は研究費不足のためできなかった。(4)宗門改帳を使用する歴史人口学者が等閑視してきた資料批判を、仙台藩の諸資料を使用しておこなった。その結果、「人数改帳」は定説に反して、人別改帳の系譜に属すると判断してほぼ間違いないことが判明した。研究地域を磐井郡地方から胆沢郡にまで広げ、また長期間をカヴァーする死亡記録を入手しつつあることから、東北日本に生きた庶民の生死に関する構造的・通時的把握が確実に展望できそうである。高度経済成長までをカヴァーする死亡資料は、前近代型死亡レジームの終息時期を明らかにすると期待される。可能な限りデータを蓄積して、人口現象と流行病、気象、微地形との明確な関連を、確実に抽出したい。平成14年度「研究実施計画」に則して記す。1)資料収集・調査(1)岩手県胆沢町で人別改帳(24冊)、その他関連文書を撮影した。(2)一関市で肝入文書の内容調査(種類、点数、保存状態の確認)をした。(3)陸前高田市で人別改帳、救恤関係文書の閲覧折衝をした。(4)藤沢町、室根村などで懐妊婦書上、人別改帳の所在確認・閲覧折衝をした。(5)東北大学医学部図書館で過去帳データの収集・点検をした。2)資料整理・データベース作成(1)岩手県磐井郡内2ヶ寺の長期過去帳データベースを完了。(2)磐井郡内2ヶ村の天保以降30年間の高精度出生・死亡データベース作成を完了。(3)人数改帳の解読を継続中。(4)過去帳データを整理中、一部は入力を完了。3)報告論文など成果作成・公表(1)1819世紀の死亡パターンに関するworking paperを準備中。(2)天保期の仙台藩郡方減少人口を推計・天明飢饉期の減少人口との比較対照を目指すworking paperを準備中。(3)講演「江戸時代奥羽の家族・人口・社会」(一関市博物館、2002年9月29日)で、200001年度成果を公表。
W∞代数と強磁場中の2次元電子系

W無限大代数が量子ホール効果に果たす役割について、今年度は以下のことを調べた。(1)まず、今までの研究では、整数量子ホール効果のバルクの状態に対してW無限大代数がどのように働くかについては詳しく調べられていたが、考えている系に境界があるときW無限大代数にどういう変更が出てくるのかはあまりよく知られていなかった。そこで、境界があるときのW無限大代数の性質、特に中心拡大について調べた。W無限大代数は、境界上でSchwinger項を持ち、c=1の共形場理論を実現していて、この共形場理論がいわゆるedge stateと呼ばれる量子ホール効果特有の状態を生成していることがわかった。また、W無限大代数は、系の持っているゲージ不変性の最低ランダウレベルでの非線形表現になっていることもわかった。(2)W無限大代数は量子ホール効果以外では、最近1次元可積分系である長距離相互作用を持つ系で盛んに研究されていて、量子ホール効果との類似点が指摘されているしかし、量子ホール効果とこの1次元系との間にどのような関係があるのかははっきり理解されていなかった。我々は、量子ホール効果を1次元表示することで両者の間に密接な関係があることを示した。特に、narrow channel系では、量子ホール効果のラフリン波動関数は完全に、1次元長距離相互作用を持つ系の基底状態の波動関数と一致することを示した。このことは、fractional Tomonaga-Luttinger流体とでも呼ぶべき新しいuniversality classの存在を示唆していてこれからの発展が期待される。
非平面多環芳香族炭化水素の包接による新奇物性と反応の開拓

本研究は、非平面(ボウル型)の芳香族化合物を自己組織化ケージ内へ包接させることで、単独では見られないコンホメーションを誘起、特異な反応性や物性を解明することを目標としている。まず、代表的な非平面状の芳香族化合物であるコラニュレンを、1または2分子、自己組織化ケージへ包接させることで、単独では不安定な平面のコンホメーションを誘起させることを試みた。さまざまな形状の自己組織化ケージのうち、箱形のケージが最適であると考え、包接を行った。まず、平面有機分子を1分子包接できる、小さな箱形ケージを用いた場合は、全く包接されなかった。一方、もう少し大きな箱形のケージを用いた場合には、コラニュレンが2分子包接されることを見いだした。誘導体であるブロモコラニュレンを用いた場合には、包接錯体の単結晶が得られ、X線結晶構造解析の結果、箱形のケージとのスタッキングにより、通常は非平面のコラニュレン分子がほぼ平面に近いコンホメーションに誘起されていることが明らかとなった。さらに、この箱形の自己組織化ケージに対して、非平面のコラニュレンと平面のナフタレンジイミドを混合することで、箱形のケージ内にコラニュレンとナフタレンジイミドがペア選択的に包接されることも見いだした。この包接錯体についてもX線結晶構造解析を行い、包接されたコラニュレンがナフタレンジイミドとのスタッキングにより、平面に近いコンホメーションへと誘起されたことを明らかにした。以上、自己組織化錯体のナノ空間を利用することで、非平面の芳香族分子の特異なコンホメーションの誘起を達成した。このように、空間を介した弱い相互作用のみによって、非平面の芳香族分子のコンホメーションを制御した例は極めて少なく、また、そのコンホメーションのX線構造解析に成功した初の例であり、重要な学術的成果となった。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、非平面(ボウル型)の芳香族化合物を自己組織化ケージ内へ包接させることで、単独では見られないコンホメーションを誘起し、特異な反応性や物性を解明することを目標としている。さまざまな形状の自己組織化錯体のうち、箱形のケージが最適であると考え、包接を検討した。まず、平面有機分子が1分子包接できる、小さな箱形のケージを用いた場合は、全く包接されなかった。一方、もう少し大きな箱形のケージを用いた場合には、コラニュレンが2分子包接されることを見出した。さらに、この箱形の自己組織化ケージに対して、非平面のコラニュレンと平面のナフタレンジイミドを混合することで、箱形のケージ内にコラニュレンとナフタレンジイミドがペア選択的に包接されることも見出した。以上、自己組織化錯体のナノ空間を利用することで、非平面の芳香族分子の特異なコンホメーション誘起に成功した。

このように、空間を介した弱い相互作用のみによって、非平面の芳香族分子のコンホメーションを制御した例は極めて少なく、また、そのコンホメーションのX線構造解析に成功した初の例であり、重要な学術的成果となった。本研究は、非平面(ボウル型)の芳香族化合物を自己組織化ケージ内へ包接させることで、単独では見られないコンホメーションを誘起し、特異な反応性や物性を解明することを目標としている。そのためには、自己組織化ケージ内に、非平面の芳香族化合物を包接させることが必要不可欠であり、本年度の研究で、それが可能となるケージを見つけることができたため、順調に進展していると言える。また、非平面の芳香族化合物として代表的なコラニュレンを用いて、達成できたため、本手法はその他の非平面の芳香族化合物に対しても広く適用できると思われる。さらに当初の狙い通り、自己組織化ケージ内では、非平面のコラニュレンがほぼ平面状のコンホメーションへと誘起されたことも、構造解析によって明らかにできた。よって、本手法を用いて、さまざまな種類の非平面の芳香族化合物のコンホメーション誘起に基づき、特異な反応性や物性を明らかにすることが、今後期待できる。以上より、本研究は、おおむね順調に進展していると言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。まず、本年度の研究で達成したコラニュレン2分子包接錯体や、コラニュレンとナフタレンジイミドとのペア包接錯体の溶液状態での構造決定を行う。各種NMR測定を行うことで、自己組織化ケージ内での、コラニュレン分子のフリッピング運動の特異な挙動について明らかにする。自己組織化ケージのナノ空間によって、変化した活性化エネルギーを明らかにする。さらにこのとき、コラニュレンにさまざまな官能基を導入することで、フリッピング運動の変化における立体的な影響と電子的な影響についてもそれぞれ明らかにする。続いて、自己組織化ケージ内にペア包接された分子同士での特異な反応について検討する。ペア包接錯体を加熱することで、ディールス・アルダー反応や、光を照射することで[2+2]反応などを起こすことを試みる。通常はとらない、平面状のコンホメーションを誘起されたコラニュレンが示す、反応性を明らかにする。さらに、ユニークな物性についても解明する。コラニュレン包接錯体の水溶液を使用して、一分子電気伝導度測定を試みる。コラニュレン2分子包接錯体を測定することで、これまで知られる平面状の芳香族分子の電気伝導度と、非平面芳香族分子の電気伝導度の違いを明らかにする。続いて、コラニュレンとナフタレンジイミドのペア包接錯体を測定することで、コラニュレンのフリッピング運動に基づいた、一分子レベルでの整流特性についても検証する。以上の計画により、本研究を大きく推進する。
慢性腎臓病発症・進展における腎内局所炎症の意義とその制御による新規治療法の探索

慢性腎臓病(CKD)における腎内局所炎症と細胞連関の意義に関して、マクロファージ由来炎症惹起因子myeloid-related protein 8(MRP8)を例に検討を行っている。Nephrotoxic serumによる腎炎モデルを用いて骨髄細胞特異的にMRP8欠損(LysM-Cre-MRP8欠損マウス)を行うと、蛋白尿および糸球体滲出性病変が有意に抑制されるとともに、腎臓内マクロファージの特性がM1優位からM2にシフトした。さらに、レクチンの一つであるMincleが有意に抑制された。また、in vitroの検討では、メサンギウム細胞由来液性因子がMRP8誘導に重要であることを見出した。一方、CKDの病態では糖尿病性腎症に代表されるように、ポドサイト傷害が重要である。そこで、メサンギウム細胞由来液性因子(MC-sup)によるポドサイト傷害の可能性について、in vitroの系で炎症やERストレス関連蛋白・遺伝子発現の変化を検討した。その結果、ERストレスに関与する経路のうちの一つ、IRE1α-XBP1経路(ER-associated degradation<ERAD>の代表的経路)が抑制されることを見出した。さらに、TUNEL染色で示したアポトーシスの誘導が認められた。PCR arrayを用いた網羅的解析でも、ポドサイトにおいては、MC-supによる刺激で前述の経路に関与する分子の遺伝子発現がマクロファージなど他の細胞と比べ抑制されていた。すなわち、本来ポドサイトにERストレスが加わると、IRE1αがリン酸化されXBP1のスプライシングが起きて不良蛋白分解が促進されるが、糖尿病などではこの経路が障害されることで、正常なストレス応答が阻害され、アポトーシスが誘導されることが示唆された。このように、CKDではメサンギウム細胞を軸とした細胞連関がその進展に重要と考えられた。研究計画に示した内容について、進み方に違いはあるもの、徐々に成果が出てきており、また一部は想定した範囲を超えて内容が広がっている。また、そのいくつかについて学会発表(欧州腎臓・透析移植学会、国際高血圧学会、米国腎臓学会等)を行うことができた。さらに、論文発表の準備を進めている。骨髄細胞特異的MRP8欠損マウスを用いた検討をさらに進め、特に他の慢性腎臓病モデル(糖尿病、線維化モデルなど)についても検討を始める。これを抑制する戦略についても検討を進めていく。ポドサイトーメサンギウム連関に関しては、その機序の詳細な検討や、in vivoにおける現象の確認などがまだ不十分である。また、この細胞間クロストークに対して阻害効果を示す何らかの物質を見出すことが出来れば、糖尿病性腎症をはじめとする慢性腎臓病に対する新たな治療戦略となると考えている。マクロファージ由来炎症惹起因子myeloid-related protein 8(MRP8)の意義について、腎炎モデル、腎障害モデルマウスで検討を行っている。半月体形成性腎炎モデルでの検討では、骨髄特異的MRP8の欠損(LysM-Cre x MRP8 flox/floxマウス)は、腎炎に伴う蛋白尿および糸球体滲出性病変を有意に抑制した。さらにin vitroの検討にて、メサンギウム細胞由来の液性因子が糸球体局所のMRP8発現誘導に重要であることを見出し、これは抽出エクソソーム分画でも再現された。新しい治療標的の可能性を目指してこの因子の同定を進めているが、特にERストレス誘導シグナルが重要である可能性を見出している。また、すでにMRP8がヒト血中ではhomodimerないしMRP14とheterodimerを形成して存在し、一方MRP8 monomerは尿中特異的に排泄されることを確認しているが、腎疾患活動性のバイオマーカーになる可能性を見出している。二次元ゲル電気泳動での解析では、dimerは多様な様式をとるが尿中MRP8 monomerはsingle bandとして同定され、今後、修飾様式について検討を進めていく。さらに、炎症誘導因子angiopoietin-like protein 2(ANGPTL2)は尿細管上皮のみならず、糸球体上皮細胞(ポドサイト)やマクロファージでも産生も認めた。腎障害におけるそれぞれの意義を検討するため、現在、ポドサイト特異的、及びマクロファージ特異的ANGPTL2欠損マウスの作製に着手したところである。一方、臨床的検討にてANGPTL2血中濃度と心血管病やCKDとの関連を見出しているが、今回、近縁分子のANGPTL3,4,8の血中濃度と心血管病危険因子、特にANGPTL8と脂質異常との関連がわかり、さらに意義について検討を進めている。研究計画に示した内容について、進み方に違いはあるものの、徐々に成果が出てきており、また一部は想定した範囲を超えて内容が広がっている。また、そのいくつかについて、学会発表(米国腎臓学会、日本腎臓学会、日本高血圧学会、他)、及び一部論文発表を行うことができた。

一方、CKDの病態では糖尿病性腎症に代表されるように、ポドサイト傷害が重要である。そこで、メサンギウム細胞由来液性因子(MC-sup)によるポドサイト傷害の可能性について、in vitroの系で炎症やERストレス関連蛋白・遺伝子発現の変化を検討した。その結果、ERストレスに関与する経路のうちの一つ、IRE1α-XBP1経路(ER-associated degradation<ERAD>の代表的経路)が抑制されることを見出した。さらに、TUNEL染色で示したアポトーシスの誘導が認められた。PCR arrayを用いた網羅的解析でも、ポドサイトにおいては、MC-supによる刺激で前述の経路に関与する分子の遺伝子発現がマクロファージなど他の細胞と比べ抑制されていた。すなわち、本来ポドサイトにERストレスが加わると、IRE1αがリン酸化されXBP1のスプライシングが起きて不良蛋白分解が促進されるが、糖尿病などではこの経路が障害されることで、正常なストレス応答が阻害され、アポトーシスが誘導されることが示唆された。このように、CKDではメサンギウム細胞を軸とした細胞連関がその進展に重要と考えられた。研究計画に示した内容について、進み方に違いはあるもの、徐々に成果が出てきており、また一部は想定した範囲を超えて内容が広がっている。また、そのいくつかについて学会発表(欧州腎臓・透析移植学会、国際高血圧学会、米国腎臓学会等)を行うことができた。さらに、論文発表の準備を進めている。今年度は、骨髄特異的MRP8欠損マウスを用いた解析をさらに進め、特に他の慢性腎臓病モデル(糖尿病など)についても検討を始める。In vitroの検討では、メサンギウムのエクソソーム由来MRP8誘導因子の解析・同定を進めるとともに、エクソソーム分画によるERストレス活性化修飾の意義について調べる。ヒト検体を用いた検討では、尿中MRP8の病態における変化を解析し、そのバイオマーカーとしての意義を明らかにする。ANGPTL2の腎局所における意義の検討では、ポドサイト特異的、及びマクロファージ特異的ANGPTL2欠損マウスの作製を行い、表現型の検討を行う。さらに、ヒト検体(血液・尿)についても収集と測定を行っていく。骨髄細胞特異的MRP8欠損マウスを用いた検討をさらに進め、特に他の慢性腎臓病モデル(糖尿病、線維化モデルなど)についても検討を始める。これを抑制する戦略についても検討を進めていく。ポドサイトーメサンギウム連関に関しては、その機序の詳細な検討や、in vivoにおける現象の確認などがまだ不十分である。また、この細胞間クロストークに対して阻害効果を示す何らかの物質を見出すことが出来れば、糖尿病性腎症をはじめとする慢性腎臓病に対する新たな治療戦略となると考えている。
ホログラムの圧縮表現による大規模３次元ディスプレイの実現

ホログラフィに基づく3Dディスプレイは光を波面として再生することで、幅広い奥行きや実物と見紛う質感の提示が可能な唯一の立体映像表示方式である。光波再生のための回折光学素子(ホログラム)の構造を計算により求める技術は計算機合成ホログラム(CGH: Computer Generated Hologram)と呼ばれ、次世代の立体映像表示の実用化に重要な役割を果たす技術の一つである。その一方でCGH表示デバイスの性能限界や、膨大な計算量など解決すべき課題も多い.本研究はCGHによる大規模空間・高リアリティ3D映像表示技術の確立を目標とする。現在解決されていない大きな二つの課題として、単一の大規模・高品質なホログラムを計算する手法の確立とそのようなホログラムの動画としての表示が挙げられる。前者へのアプローチとして本研究では物体の3次元情報であるライトフィールドを正射影画像群(平行な光線の集合)としてサンプリングし、正射影画像を波面に変換することで、光波伝搬を計算する手法を提案している。物体光波を3DCGなどによりサンプリングしたリアリティの高い光線から計算することで、立体像に高い質感を与える。これにより従来不可能であった超高解像度CGHの計算が実時間内に可能になり、ホログラフィという技術のポテンシャルを最大限に生かす質感表現・深い奥行きでの高い分解能・大規模3次元空間再生を高速計算法で同時実現する。また後者の課題の解決法として、立体映像の基底波面を埋め込んだ静的なホログラムと係数を表示する動的なホログラムの組み合わせにより、所望の立体映像を基底波面の線形結合として表現する手法を提案している。本年度は大規模ホログラムの分割計算と、基底多重型ホログラムのシミュレーションによる原理実証に取り組んだ。前者に関しては、実物体・仮想物体共に1mスケールの立体像再生の光学実験まで行い、分解能や与える視覚効果など解決すべき課題は未だ多く残るものの一定の成果を挙げた。後者の課題に対してはシミュレーション段階であるが提案する手法の実証を行い、光学実験による原理実証への足掛かりを得た。これらの成果より、課題はおおむね順調に進展していると判断した。次年度は主に光学実験による原理実証を目標とする。多層化されたホログラムの物理的な実装とその正確性が問題となるが、微細レーザー加工による回折光学素子の生成が可能となったためこれを用いて静的な規定波面再生ホログラムを作成することを予定している。原理実証実験を経て明らかになるであろう原理的な課題に取り組み、本手法の有用性を示す。
白血病細胞における葉酸拮抗剤耐性の遺伝子診断に関する研究:耐性診断に必要なモデルの作製と分子機構の解明.

本研究では、白血病で葉酸拮抗剤耐性を遺伝子診断するために必要な耐性モデルの作製と分子機構の解明を目的とした。葉酸拮抗剤として、古典的なmethotrexate(MTX)とthymidylate synthase(TS)を阻害する葉酸拮抗剤N^<10>-propargy1-5,8-dideazafolic acid(CB3717)を用いた。還元型葉酸として、leucovorin(LV)を生理的濃度10nMで用い、酸化型葉酸pteroyl glutamic acid(PGA)と比較した。PGA供給下に作製した60倍MTX耐性CCRF-CEM細胞の耐性機構として、MTX膜輸送低下、さらに5000倍と高度耐性化した場合DHFR遺伝子発現増加と増幅がみられた。LV供給下に作製した60、140倍耐性MTX耐性CCRF-CEM細胞ではDHFR遺伝子増幅がみられた。PGAまたはLV供給下に作製した200倍CB3717耐性MOLT-3細胞では、ともにMTXとPGAの膜輸送低下がみられ、PGAで作製した耐性細胞のみTS遺伝子発現増加と増幅がみられた。MTX耐性CCRF-CEM、CB3717耐性MOLT-3いずれの細胞でもMTX膜輸送低下による耐性細胞は、新しいキナゾリンtrimetrexate(TMQ)感受性を示し耐性克服可能であった。CB3717耐性MOLT-3細胞ではLV添加によりTMQ感受性が低下したことより、細胞内還元型葉酸の欠乏が膜輸送低下による耐性細胞のTMQ感受性をもたらすと考えられた。白血病細胞の葉酸拮抗剤耐性には、葉酸拮抗剤、細胞(株)、耐性度、葉酸様式が複雑に関与することが明らかとなった。その克服には変化した耐性因子を的確に把握し、治療薬を選択する必要がある。本研究は、還元型葉酸と酸化型葉酸のもとで各種葉酸拮抗剤耐性の細胞株を作製し、これら細胞で薬剤の標的遺伝子の構造変化を調べ、これが白血病細胞での耐性診断の指標となりうるかを明らかにすることを目的としている。平成7年度は、古典的葉酸拮抗剤のmethotrexate (MTX)またはN^<10>-propargyl-5, 8-dideazafolic acid (CB3717)を用いて、耐性診断のモデルとなる耐性細胞を作製した。還元型葉酸として、細胞培養中で安全性をもつ5-formyl tetrahydrofolate (LV)を生理的濃度10nMで用い、酸化型葉酸はRPMI1640培養液に含まれるpteroylutamic acid (PGA)を用いた。耐性細胞は白血病細胞株CCRF-CEMまたはMOLT-3を薬剤を含む培養液中で培養し、薬剤濃度を徐々に高くして作製した。作製した耐性細胞における耐性の程度を知るため抗腫瘍剤の殺細胞効果は、生細胞のミトコンドリア脱水素酵素活性を測定するMTT法にて行い、親株細胞と比較して評価した結果、PGA供給下に約60倍、約5000倍MTX耐性細胞が樹立された。LV供給下では約140倍、約1600倍MTX耐性細胞が樹立された。また、CB3717に対し、LVまたはPGA供給下に約200倍耐性細胞が樹立された。^3H標識MTXと細胞を接触させて、MTXの細胞内取り込みを調べた結果、PGA供給下に樹立されたMTX耐性細胞にてMTX膜輸送低下、LV供給下ではMTX蓄積の増加が認められた。研究評価として、白血病細胞での耐性分子機構の解明に必要な、MTXまたはCB3717に対する耐性度の異なる耐性細胞をPGAとLV供給下それぞれで樹立することに成功した。これら細胞は耐性の診断の貴重なモデルとなりうる。

本研究では、白血病で葉酸拮抗剤耐性を遺伝子診断するために必要な耐性モデルの作製と分子機構の解明を目的とした。葉酸拮抗剤として、古典的なmethotrexate(MTX)とthymidylate synthase(TS)を阻害する葉酸拮抗剤N^<10>-propargyl-5,8-dideazafolic acid(CB3717)を用いた。還元型葉酸として、leucovorin(LV)を生理的濃度10nMで用い、酸化型葉酸pteroyl glutamic acid(PGA)と比較した。PGA供給下に作製した60倍MTX耐性CCRF-CEM細胞の耐性機構として、MTX膜輸送低下、さらに5000倍と高度耐性化した場合DHFR遺伝子発現増加と増幅がみられた。LV供給下に作製した60、140倍耐性MTX耐性CCRF-CEM細胞ではDHFR遺伝子増幅がみられた。PGAまたはLV供給下に作製した200倍CB3717耐性MOLT-3細胞では、ともにMTXとPGAの膜輸送低下がみられ、PGAで作製した耐性細胞のみTS遺伝子発現増加と増幅がみられた。MTX耐性CCRF-CEM、CB3717耐性MOLT-3いずれの細胞でもMTX膜輸送低下による耐性細胞は、新しいキナゾリンtrimetrexate(TMQ)感受性を示し耐性克服可能であった。CB3717耐性MOLT-3細胞ではLV添加によりTMQ感受性が低下したことより、細胞内還元型葉酸の欠乏が膜輸送低下による耐性細胞のTMQ感受性をもたらすと考えられた。白血病細胞の葉酸拮抗剤耐性には、葉酸拮抗剤、細胞(株)、耐性度、葉酸様式が複雑に関与することが明らかとなった。その克服には変化した耐性因子を的確に把握し、治療薬を選択する必要がある。