hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食用植物由来の機能性微粒子に着目した乳がん抑制作用に関する研究

科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)について、2018年1月2日より研究を中断している。2020年4月1日より研究を再開し、当初の計画に添って研究を進める予定である。本研究は、生体調節機能を有する因子として、野菜や果実などの植物性食品に含まれる機能性微粒子(Edible Plant Derived Exosome-like Nanoparticles;EPDENs)に着目し、EPDENsによる乳がん抑制の作用機構とEPDENsの加工特性を明らかにすることを目的としている。研究全体を通して、EPDENsの乳がん抑制効果に関する知見を基礎として、『1.乳がん抑制効果を示すEPDENsの有効成分を同定する』、『2. EPDENsの乳がん抑制効果の作用機構を解明する』、『3. EPDENsの加工特性を検証して、調理指針を作成する』の3点の課題について取り組み、EPDENsを摂取する概念を取り入れた、乳がん抑制に寄与する食生活を提案することで、乳がん予防の推進へと繋げることを目指す研究である。研究実施計画において、平成29年度は「EPDENsの調製と有効画分の特定」を重点的に進め、得られた知見を「EPDENsの有効成分の同定」、「EPDENsによる乳がん抑制作用機構の解明(in vitro)」と連動させ進めることを当初の目標として掲げた。平成29年度は、これまでにEPDENsを取得している食品を中心に、種々の食品からEPDENsを調製した。調製したEPDENsサンプルの精製度は、粒子サイズ、粒子数、粒度分布及び形状で確認した。得られたEPDENsをポリフェノール、核酸、タンパク質、脂質、糖質、その他の6つに分画し、乳がん抑制効果を示す画分又は画分の組み合わせを特定するために、凍結保存を行った。今後EPDENsによる乳がん抑制作用について検証していくにあたり、複数の食品よりEPDENsサンプルを取得できたことは非常に重要であり、本研究において必須の事項を達成することができた。妊娠に伴い入院・治療をする必要があり医師より安静を言い渡されことから、平成29年度の大半において研究の中断を余儀なくされた。また、出産に伴い産前・産後休暇の取得により、現在も研究を中断している。以上の理由により、研究実施計画に沿った研究の実施が困難であったため、現在までの研究進捗状況区分は遅れているとした。今後は、当初目標として掲げた「EPDENsの調製と有効画分の特定」を再開し重点的に進め、得られた知見を「EPDENsの有効成分の同定」、「EPDENsによる乳がん抑制作用機構の解明(in vitro)」と連動させ進める予定である。なお、平成30年度も引き続き、産後休暇及び育児休業を取得予定であるため、就労復帰後に研究を再開する。以上の理由により、研究実施計画に沿った研究の実施が困難であったため、次年度使用額が生じた。科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)について、2018年1月2日より研究を中断しているため。
コンバージミルを用いた有価金属回収システムの構築

産業廃棄物からの非加熱処理による有価金属の高回収プロセスの開発を目的として、高エネルギーミルであるコンバージミルを用いて、いくつかの有価金属を含む素材に対してメカノケミカル(MC)処理を施し、処理粉末の酸溶解特性を調べた。酸化インジウム・酸化スズ(ITO)ガラスでは、220minの短時間のMC処理粉末において、塩酸および硝酸濃度が低い2.5mol/dm3の酸溶解処理(常温、30min)でも80%以上のIn溶出率が得られた。一方、希土類を含むNd系およびSm系磁石では、MC処理による粒子径の大きさとNd,Sm溶出率との関係は見られなかったが、代表的な高エネルギーミルである遊星ボールミルと比較して、希土類溶出率に差異が見られた。Nd系磁石では硝酸濃度5mol/dm3以上で80%以上のNd溶出率(常温,24h)が、Sm系磁石では硝酸濃度0.5mol/dm3以上で80%以上のSm溶出率(常温,2h)が得られた。また、MC未処理試料では、同溶解条件においても最大で40%以下であり、コンバージミルによるメカノケミカル処理の優位性を示すことができた。本研究では、画期的な粉体処理装置「コンバージミル」の諸特性を活用して、難処理性セラミックス廃棄物からの有価金属回収技術を開拓し、低エネルギーで高収率となる有価金属回収システムの構築を図る。平成22年度は本研究の立ち上げ期間と位置付けて、酸化インジウム・酸化すず(ITO)系材料のメカノケミカル処理による最適処理条件の探索と酸溶出処理について検討した。電子ビーム真空蒸着法によりスライド基板上にITOを堆積させた薄膜基板をモデル物質として、種々の条件下でメカノケミカル処理を行ったところ、メディアン径はITO薄膜投入量よりも媒体ボール径および処理時間に大きく依存する結果が得られた。媒体ボール径をφ8mm、処理時間が58minでメディアン径の極小値(24μm)が得られ、それ以上ではメディアン径が徐々に増加する傾向が見られた。種々の条件下でIn回収率を調査した結果、溶解酸としてフッ化水素酸を用いた場合は、ガラス基板も溶解しており、処理時間240minまでほぼ100%の回収率となった。酸溶解種として、硝酸および塩酸を用いた場合は共に同様な傾向が得られ、0.5mol/Lの酸濃度では処理時間にほぼ依存せず30%程度の回収率に留まった。一方、2.5mol/L以上においては、処理時間220minの領域でほぼ100%の回収率が得られ、それ以上の処理時間では逆に徐々に減少する傾向が見られた。処理時間による処理粉末のメディアン径の傾向から、微細化が進行したことがIn回収率の向上につながったものと考えられる。文献に依れば、液晶パネルの粗粉砕により塩酸濃度が6mol/Lで90%程度の回収率となっていることが示されており、本手法を用いることで5分程度の短時間のMC処理にて、さらに酸濃度を2.5mol/Lと低くしてもほぼ100%のIn回収率が得られることが明らかとなった。平成23年度は本研究の展開期間と位置付けて、ネオジウム系磁石のメカノケミカル処理による最適処理条件の探索と希土類元素の酸溶出処理について検討した。市販のNd-Fe-B磁石をモデル物質として、種々の条件下でメカノケミカル処理を行った。まず、投入試料に対する媒体球の質量比を一定の5/1として遊星ボールミルにて処理したところ、処理時間5min、媒体球の大きさをφ4,6,8mmの範囲でメディアン径は1433μmとなり、処理時間と共に徐々に減少していく傾向が見られた。しかし、いずれの媒体球の大きさでも180minを経過後のメディアン径は10数Fmに留まる結果となった。

一方、コンバージミルでメカノケミカル処理を行ったところ、一例として、処理時間5minでは遊星ミルと同程度のメディアン径であったが、60min以降は10μmを下回るメディアン径が得られ、120min以降はいわゆる逆粉砕現象が観察された。種々の条件下で希土類Nd回収率を調査した結果、溶解酸として0.59.0mol/dm^3の硝酸を用いたところ5mol/dm^3では80%の回収率を、7mol/dm^3以上の濃度で100%の回収率が得られ、同じ硝酸濃度において溶解温度80°Cでは2h、常温では24hの短い溶解時間でNdを十分に溶出できることがわかった。さらに、溶解温度80°C、溶解時間2hと常温、溶解時間24hでは、Nd回収率がほぼ同じ値となった。今回の結果では、メディアン径とNd回収率との関係については明確な依存性は得られず、処理粉末のメディアン径が30μm以下では、処理条件よりも溶解酸濃度に依存する結果となった。本研究では、画期的な粉体処理装置「コンバージミル」の諸特性を活用して、難処理性セラミックス廃棄物からの有価金属回収技術を開拓し、低エネルギーで高収率となる有価金属回収システムの構築を図る。本年度は本研究の展開期間と位置付けて、Sm系磁石のメカノケミカル(MC)処理による最適処理条件の探索と希土類元素の酸溶出処理について検討した。市販のSm-Co磁石をモデル物質として、種々の条件下で遊星ボールミルおよびコンバージミルによるMC処理を行った。まず、投入試料に対する媒体球の質量比を一定の5/1として処理したところ、媒体球の大きさをφ610 mmの範囲でメディアン径の範囲は2010 μmとなり、処理時間と共に徐々に減少していく傾向が見られた。いずれの媒体球の大きさでも120 minを経過後のメディアン径は約10 μmに留まる結果となった。処理粉末のメディアン径の経時変化については、2つの処理装置共に同様な傾向となったが、粉末回収率については、遊星ボールミルは2440 %に対し、コンバージミルでは7098 %と高回収率を得た。希土類Sm回収率を調査した結果、溶解酸として0.12.0 mol/dm3の低濃度の硝酸を用い室温にて溶解時間2 hとしたところ、0.5 mol/dm3では80 %の回収率を、2 mol/dm3以上の濃度で100 %の回収率となった。MC未処理粉末では回収率が最大で40 %であり、コンバージミルによるMC処理により2.5倍程度のSm回収率の増加を図ることができた。溶解時間の短縮を図るために時間を変えて回収率を調査したところ、どのメディアン径のMC処理粉でも10 min以上でSm回収率は80 %以上の結果が得られた。Nd系磁石に比べて、MC処理および酸溶解処理、共にコンバージミルを用いることで低エネルギー処理が実現できることを明らかにした。東日本大震災により、実験建屋が立ち入り禁止となり、さらに、本校に設置してあるコンバージミルが稼働不能となった。学校内で震災による修理等必要かどうかの調査があり回答したが、研究で利用するコンバージミルが修理対象から外れてしまい平成23年12月まで稼働できない状況であった。修理に要する費用は140万円で本年度予算を大きく上回るため復旧は困難であったが、自助努力により1月に最低限の動作環境が整い、何とか平成23年度の計画の7割程度まで結果を得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。企業・自治体からの試験依頼を含め、これまでに得られたコンバージミルの知見およびH22,H23年度の成果を基に、リチウムイオン2次電池、アスベスト、蛍光管・蛍光材料、半導体材料、など各種難処理性廃棄物を対象として、高速・高純度MC処理を行う。原料投入量、媒体球の種類・直径・充填量、処理回転数を制御因子として、高速に微細化(非晶質化)する最適処理条件を明らかにする。
対称空間上の表現論及び解析

コンパクトリー群の2つのinvolutionに関する両側剰余類分解について、その分解定理、分類およびルート系の理論を構成した。これは、大島-関口、Hoogenboomなどの結果をinvolutionの可換性を仮定しないことによって、統一的に一般化したものである。また、対称部分群以外の球部分群による軌道分解の構造もいくつかの簡単な例について計算した。このような構造理論を用いてIntertwiningfunction(球関数の一般化)の構造を詳しく記述する研究はまだ完成していない。量子群とヘッケ環に関して、対称群のヘッケ環が量子化された一般線形群の理論の中で自然にとらえられることを示し、Specht加群の構成などに応用した。また、ある種のp進体上の球等質空間について、その構造及び球関数の性質を調べ、球関数の次元の評価といくつかの場合の明示公式を得た。Cartan型のLie超代数W(n)について、自然表現のtensor積の分解を論じ、また、Cartan型Lie代数の多項式環上の自然表現とそのtensor積表現についても研究した。数理的な研究としては、対称行列に関するゼータ関数についてその関数等式および特殊値、さらにL関数の明示公式を与えた。また、概均質ベクトル空間のゼータ関数の研究のために、局所体および代数体上の概均質ベクトル空間の分類を行った。微分位相幾何学的な4次元多様体の構造のexotic群作用による研究も行った。本研究所の目的は、リー群の両側剰余類分解に関するintertwining function(球関数)、不変固有(超)関数の構造を解明すること及び、球表現の制限の研究であるが、本年度はその初年度として、次の基本的問題を研究した。(1)群がコンパクトの場合のintertwining functionの構造を解明すること。コンパクトリー群の2つのinvolutionに関する両側剰余類分類について、その分類およびルート系の理論が完成した。これは、大島-関口、Hoogenboomなどのようにinvolutionの可換性を仮定しないことによって、統一的かつ明快な結果を得たものである。これによって、この分解に関するヤコビアンの形も得られた。しかし、球関数の動径部分に関する微分方程式とその解の構造についてはまだ研究できていない。(2)コンパクト群の球表現の部分群への制限既約表現を対称部分群に制限したときの重複度は高々1であることが知られているので、表われる表現のパラメータを決定すればよいのであるが、これは2つの対称空間の間のラドン変換の研究に関連しており、その全射性、単射性の判定条件がルート系の情報から得られるのではないかという感触を得た。代表者松木は、旗多様体上の対称部分群による軌道分解とブリュア分解との交わりのいくつかの例をヘッケ環加群の考え方を用いて計算し、対称部分群以外の球部分群による軌道分解の構造もいくつかの簡単な例について計算した。また、コンパクトリー群の2つのinvolutionの分類とルート系の計算を行い、2つのinvolutionが可換な場合の大島-関口のルート系の理論を一般化した。分担者加藤は、対称群のヘッケ環が量子化された一般線形群の理論の中で自然にとらえられることを示し、これをSpecht加群の構成などに応用した。また、p進体上の球等質空間の構造及びその上の球関数の性質を調べ、球関数の次元の評価といくつかの場合の明示公式を得た。西山は、Cartan型のLie超代数W(n)について、自然表現のtensor積の分解を論じた。Cartan型Lie代数の多項式環上の自然表現とそのtensor積表現についても研究した。また、Wey1群の表現の同値類に対して簡単に計算可能な多項式が不変量として対応することを示した。上は、4次元多様体の構造をexotic群作用により研究した。斎藤は、概均質ベクトル空間上のゼータ関数の計算を行った。高崎は、超対称ゲージ理論のSeiberg-Witten解に内在するWhitham方程式に関する研究を行った。これは、大島-

関口、Hoogenboomなどの結果をinvolutionの可換性を仮定しないことによって、統一的に一般化したものである。また、対称部分群以外の球部分群による軌道分解の構造もいくつかの簡単な例について計算した。このような構造理論を用いてInterwining function(球関数の一般化)の構造を詳しく記述する研究はまだ完成していない。量子群とヘッケ環に関して、対称群のヘッケ環が量子化された一般線形群の理論の中で自然にとらえられることを示し、Specht加群の構成などに応用した。また、ある種のp進体上の球等質空間について、その構造及び球関数の性質を調べ、球関数の次元の評価といくつかの場合の明示公式を得た。Cartan型のLie超代数W(n)について、自然表現のtensor積の分解を論じ、また、Cartan型Lie代数の多項式環上の自然表現とそのtensor積表現についても研究した。数論的な研究としては、対称行列に関するゼータ関数についてその関数等式および特殊値、さらにL関数の明示公式を与えた。また、概均質ベクトル空間のゼータ関数の研究のために、局所体および代数体上の概均質ベクトル空間の分類を行った。微分位相幾何学的な4次元多様体の構造のexotic群作用のよる研究も行った。
電波観測を用いたデータ同化型太陽嵐到来予測モデルの構築

本研究課題では、独自の電波望遠鏡を用いて太陽嵐のIPS観測を行っている。本観測は新学術領域の計画研究A02班の一翼を担っており、本年度を通じて安定的運用に努めた結果、ほぼ100%に近い運用効率が得られた。加えて、本年度は、電磁流体シミュレーションに、IPS観測で得られたコロナ質量放出(CME)の情報を付加する開発研究を行った。元となる電磁流体シミュレーションには名古屋大学とNICTで共同運用されているSUSANOOを用いた。このコードは太陽表面の磁場と白色光によるコロナグラフ観測をもとに、太陽ー地球間距離の0.13倍(0.13AU)の位置の太陽風やCMEの情報をを推定し計算の内側境界条件としている。今回新たに開発したシステムでは、まず可視光のコロナグラフ観測からCMEの初期速度を求め、SUSANOOを用いて伝搬の数値シミュレーションを行う。そこで得られる内部太陽圏の3次元密度分布を元に、地球から各電波天体への視線に沿った電波の散乱を解くことで擬似的なIPSデータが再現される。この計算を複数のCME初期速度で行い、それぞれから得られる擬似IPSデータの中から、実際に観測されたIPSデータに最も近い結果を選択し、そのCMEの地球への到来時刻を予報値とすることで、データ同化型の予報を実現した。2017年9月に発生したCMEに対して本シミュレーションを行った結果、実際のIPS観測に最も近い擬似IPSデータがCMEの地球への到来を最もよく予報できることが示唆された。この結果は、IPSデータを用いることでCMEの予報精度を向上させることが可能であることを意味し、本結果を英文査読誌にて発表した。応募者らが行っている電波観測データから得られる情報をMHDシミュレーションに取り込むデータ同化部分の開発研究を行い、計画通りに完成させることができた。更に開発システムを過去に観測された典型的な太陽嵐イベントに対して動作させた結果、想定通り、従来のシステムより予報精度が向上したことを明らかにできた。これらの結果をまとめ英文査読誌に投稿することができた。以上より、本研究課題は当初の予定通り順調に進展していると言える。計画初年度に完成した電波観測データを用いたデータ同化型太陽嵐到来予測モデルを過去に観測された多数の太陽嵐イベントに対して動作させ、本システムがどの程度予報精度を向上できるか、統計的に明らかにする。その結果を論文にまとめ、英文査読誌に投稿する。開発したシステムを日本の宇宙天気予報業務を担う情報通信研究機構の宇宙天気予報システムに組み込み、リアルタイムに運用することで、実際の予報業務で活用する。現在開発したシステムはCME起因の太陽嵐に特化した予報システムだが、研究代表者の実施するIPS観測では、高速太陽風が原因の擾乱現象に対しても検出能力を持っている。そこで、IPS観測で得られる高速太陽風の情報を取り込んだ更なるデータ同化システムの開発研究を行い、CME・高速太陽風の両方を予報できるシステムに拡張する。その結果を論文にまとめて投稿する。

現在開発したシステムはCME起因の太陽嵐に特化した予報システムだが、研究代表者の実施するIPS観測では、高速太陽風が原因の擾乱現象に対しても検出能力を持っている。そこで、IPS観測で得られる高速太陽風の情報を取り込んだ更なるデータ同化システムの開発研究を行い、CME・高速太陽風の両方を予報できるシステムに拡張する。その結果を論文にまとめて投稿する。
いもち病菌における低分子RNAを介した病原性決定機構の探索

AVR-CO39はイネ品種CO39に対する非病原力遺伝子であると考えられており、4つのORFとステムループ様構造を持つ可能性があるRNAをコードする領域を持つことが明らかになっている。それらの中で、どのORF、もしくはステムループ様のRNAが非病原力因子の主体として機能しているのかを調査するため、それぞれのORF、あるいはステムループ様RNAに変異を加えたAVR-CO39を菌に導入し、植物に対する病原性の検定を行った。その結果、ORF1、ORF2、ORF4に変異を与えたAVR-CO39を導入した菌は野生型のAVR-CO39を導入した菌と同等の病原性を示したのに対し、ORF3に変異を加えたものを導入した菌の病原性は野生型と比較して低下していた。一方、ステムループ様のRNA領域に変異を持つものを導入した場合には野生型と同レベルの病原性を示した。以上の結果から、ORF3が非病原力因子の主体として機能しており、ステムループ様RNAは病原性に大きな影響を持たないと考えられた。これまでに同定されている病原菌の非病原力遺伝子産物は全てタンパク質性のものであり、AVR-CO39についても同様の結果であると考えられるが、一方でAVR-CO39は非常に小さなORFしか持たず、さらに他の遺伝子との相同性も低いことが明らかになっている。つまりAVR-CO39タンパク質はこれまでに知られているものと異なる様式で植物と相互作用している可能性が考えられ、本研究の成果により、その解明の糸口が得られたと考える。
心障害モデルの運動療法と血管作動物質発現の関係の検討

心筋梗塞のラットに運動療法を行なった。心エコー法では非運動群に比べ運動群で左室駆出率の改善がみられた。体重あたりの湿肺重量、血漿BNPが運動療法にて低下した。心不全の運動療法は心機能改善の可能性もあることが示された。心ではレニン・アンギオテンシン・アルドステロン系のひとつ、(プロ)レニンレセプターのmRNA発現が亢進していることが確認され、運動療法の有効性の機序として(プロ)レニンレセプターの関与を検討した。麻酔下の観血的方法によりラットの冠状動脈を結紮し、ラット心筋梗塞モデルを作成した。手術後1ヶ月の回復、リモデリング期間を与え、麻酔下に心エコー検査を行った。心機能が十分に低下している、すなわち心筋梗塞となっているラットを運動群と非運動群に分け、トレッドミルによる運動療法を4週間行った。運動条件は傾斜0度、速度は2025m/分で1回あたり60分間、一日1回、週5日間として行った。今回の検討の範囲では運動1ヶ月後の心エコー法による壁運動評価では非運動群に比べ運動群で左室駆出率の改善がみられている。運動療法後にラットをと殺、採血し、その心を摘出した。ラット心は今後のタンパク質抽出およびRNA抽出、解析用に-80°Cにて保存中である。肺重量/体重比は運動群で低下、血漿BNP濃度の低下も見られている。これまでの結果は、運動療法の心筋梗塞ラット心への効果として、心機能の改善、肺うっ血の軽減の可能性を示すものである。これまで言われていた末梢性の運動療法の効果とは別の効果の存在が示唆される。当初の予定通り22年度には例数を増やして、心のタンパク質、RNA発現についても検討すべきであることを示している。ラットを麻酔下に左開胸し、冠状動脈を結紮することで、ラット心筋梗塞モデルを作成した。手術後約1ケ月の回復、リモデリング、心不全進行期間を与えた後、キシラジンケタミン混合麻酔下に心エコー検査を行った。左室駆出率40%以下の心機能が十分に低下している、すなわち心不全となっているラットを運動群と非運動群に分けた。運動群には小生物用トレッドミルによる運動療法を4週間行った。4週間の運動療法あるいは非運動期間後にキシラジン、ケタミン混合麻酔下で2回目の心エコー検査を行った。心エコー法による壁運動評価では非運動群に比べ運動群で左室駆出率の改善がみられている。2回目の心エコー検査後にラットをと殺、採血し、その心、肺を摘出した。今回、肺重量/体重比は運動群で低下がみられ、さらに運動群では血漿BNP濃度の低下も見られている。これらの結果は、運動療法の心筋梗塞ラット心への効果として、心機能の改善、肺うっ血があることは示されていたが、今回は、今まで言われていたものとは別の効果の存在が示唆される。当初の予定通り23年度には例数を増やして、心のタンパク質、RNA発現についての検討を予定している。運動療法の有効性の機序として、レニン・アンギオテンシン・アルドステロン系のひとつ、(プロ)レニンレセプター(以下(P)RR)のタンパク発現を評価した。経過中トラブルによりサンプルを失い、新たに作成したが、サンプル数が不足したため投稿できるデータとはならなかった。その結果、血漿中の遊離型の(P)RRは長期的な運動によって変化しない可能性があることがわかった。今後更なる検討が必要と考えられた。心筋梗塞部、非心筋梗塞部では心不全により(P)RRのタンパク量は変化しない可能性も見られた。また運動療法による心での(P)RR蛋白発現も変化が見られなかった。RNAサンプルに関してはサンプル数不足であるが、2009年の発表と同様、心不全ラットの心では(P)RR mRNA発現は亢進していることが確認された。心においては、心筋梗塞による心不全では(P)RRタンパクの発現が時期的に変化する可能性も考えられ、心不全進展時期の24週間の時期の検討も行うべきであると考えられた。また、遊離型(P)RRの検出に今までは、直接Western Blot法を用いてきたが、ELISAを行えるようにできるとその測定は信頼性も大幅に向上することが考えられ、(P)RRの今まで使用してきた抗体産生部位よりN末端よりの新たな抗体の評価を行なった。Western Blot法で複数のバンドが得られるが、ヒト腫瘍細胞、人血漿、ラット腎組織、ラット血漿いずれにても使用に耐えられる抗体を入手した。今後ELISAを立ち上げることを検討している。
クロマチンリモデリング因子ATRXの異常に関連した染色体テリトリーの核内配置解析

転写因子の一つであるクロマチンリモデリング蛋白は、DNAメチル化、ヒストン蛋白の修飾などと連関し、エピジェネティックなメカニズムを介して、標的となる遺伝子の発現を調節している。今回の研究は、ATR-X症候群の原因遺伝子ATRXがコードするATRX蛋白の機能喪失により、他の複数の遺伝子発現調節の破綻を起こすメカニズムを明らかにするために、3D-FISH法を用いて、核内における染色体テリトリーと遺伝子発現を解析する実験系を確立するとともに、その問題点を明らかにした。ATRX遺伝子はATR-X症候群の責任遺伝子であり、SWI/SNFファミリーに属すクロマチンリモデリング因子ATRXをコードする。ATRX遺伝子変異をもつATR-X症候群の患者の末梢血液で、ゲノムDNAの異常メチル化パターンが明らかになっている。よって、エピジェネティクスの破綻による、αグロビン遺伝子を含む複数の遺伝子発現の異常が病態に関わると考えられるが、そのメカニズムは不明である。本研究において、「クロマチンリモデリング因子ATRXの機能低下によるクロマチン構造の破綻が、核内での染色体テリトリーの異常に結びつき、不適切な遺伝子発現にいたる」との仮説の下に、ATRXによって発現調節を受けると予想される遺伝子あるいは領域や染色体の相対核内配置を3D-FISH法を用いて解析し、エピジェネティクスの破綻による遺伝子発現異常とその核内配置の変化との関連を明らかにすることを目的としている。対象としてATRX遺伝子変異が確認されているATR-X患者2名、および対照として健常者1名の末梢血液から樹立した株化細胞を用いた。3D-FISH解析用に、3次元構造を維持した細胞固定法(パラホルムアルデヒド固定)により、3Dスライド標本を固定し、ATRX遺伝子が局在するX染色体長腕(Xq)と、ATR-X患者で唯一発現異常が明らかとなっているATRXの標的候補遺伝子であるαグロビン遺伝子が局在する16番染色体短腕(16p)をペイント(染色体ペインティング法)し、それぞれの、相対的核内配置を計測し、ATR-X患者および健常者間で比較解析した。ATR-X患者および健常者間の相対的核内位置の有意な差異は認めなかったが、細胞固定および染色体ペインティング法によって得られたデータが解析可能であり、本研究の実験系は問題ないことが確認された。次年度において、ATRXの他の標的領域に対しても解析を進める予定である。個体の発生あるいは細胞の分化・増殖において、「DNA塩基配列の変化を伴わない遺伝子発現の変化」(エピジェネティクス)の重要性が明らかになり、その破綻は、生殖細胞系列においては精神遅滞に、体細胞においては悪性腫瘍に関連している。ATR-X症候群は、その責任遺伝子ATRXがX染色体に局在するX連鎖精神遅滞症候群の一つであり、男性の患者で重度の精神遅滞、特異な顔貌、αサラセミア、外性器異常、骨格異常、行動異常といった多彩な症状を特徴とする。ATRX蛋白はクロマチンリモデリング複合体SWI/SNFファミリーに属し、新規DNAメチル基転移酵素DNMT3a/bと共通の構造をもち、αグロビン遺伝子を含む複数の遺伝子発現調節に関わっていると考えられている。しかし、ATRX遺伝子変異によるATRX蛋白の機能喪失により、ATR-X症候群が発症する病態は解明されていない。最近、染色体の核内における空間的配置(染色体テリトリー)が、遺伝子発現や核高次構造に関連することが示されてきている。本研究において、「クロマチンリモデリング因子ATRXの機能喪失が染色体テリトリーに影響を与え、複数の遺伝子発現調節の破綻の原因となっている」という仮説を立て、3D-FISH法を用いて、核内における染色体テリトリーと遺伝子発現を解析する実験系を確立することを目的とし、3D-FISH法を用いた染色体テリトリー計測のための基本的な手技を確立した。今後の課題として、細胞周期との相関についてもふまえた、さらなる解析が必要である。本研究は、エピジェネティクスの破綻が原因となっているATR-X症候群以外の疾患群(Rett症候群、ICF症候群、Angelman症候群、Prader-Willi症候群、Sotos症候群など)や腫瘍の病態解明にも応用出来ることが期待される。
感覚情報伝達におけるATP P2Y受容体の機能的役割

今回、脊髄横断スライス標本を用いて脊髄膠様質ニューロンからパッチクランプ記録を行い、脊髄内感覚情報伝達系に対するP2Y受容体活性化の影響を電気生理学的に検討した。P2Y受容体作動薬であるUTPやUDPによってグルタミン酸作動性興奮性シナプス後電流やGABAおよびグリシン作動性抑制性シナプス後電流は影響を受けなかった。一方、2-methnylthioADPの灌流投与によってグルタミン酸作動性興奮性シナプス後電流の変化は観察されなかったが、GABAおよびグリシン作動性抑制性シナプス後電流の発生頻度ならびに振幅は著明に増強した。2-methylthioADPによる抑制性シナプス電流の発生頻度の増強作用はナトリウムチャネル阻害薬であるテトロドトキシンやグルタミン酸受容体拮抗薬により殆ど影響を受けなかったが、選択的P2Y_1受容体阻害薬MRS2179によって有意に抑制された。これらの結果より、脊髄内感覚情報伝達系において、P2Y_1受容体が抑制性シナプス伝達の賦活化に関与する可能性が示唆された。さらに、脊髄第IX層ニューロンからパッチクランプ記録を行い、代謝安定型のATP受容体広作動域作動薬であるATPγSを灌流投与すると、約半数のニューロンにおいて内向き電流が観察された。また、ATPγSによって内向き電流が観察されるニューロンにP2X受容体作動薬であるα,β-methylene ATPならびにBzATPを灌流投与したが内向き電流は観察されなかった。同様に、P2Y受容体作動薬であるUTPならびにUDPの灌流投与により内向き電流は観察されなかったが、2-methylthio ADPを灌流投与するとATPγSと同様に内向き電流が観察された。さらに、ATPγS灌流投与によって生じた内向き電流は、P2Y_1受容体拮抗薬であるMRS2179の存在下において完全に阻害された。以上の結果から、約半数の脊髄第IX層ニューロンのシナプス後細胞においてP2Y_1受容体が発現しており、末梢の痛み刺激によって脊髄に遊離されるであろう細胞外ATPによって脊髄第IX層ニューロンはP2Y_1受容体を介して脱分極する可能性が示唆された。成熟ラットから腰仙部脊髄を摘出し、マイクロスライサーを用いて厚さ600μmの脊髄横断スライス標本を作製した。脊髄膠様質ニューロンにブラインド・ホールセル・パッチクランプ法を適用することにより、P2Y受容体の活性化が膠様質ニューロンの保持膜電流、シナプス前終末からのグルタミン酸の放出によって引き起こされる自発性興奮性シナプス後電流(EPSC)および介在ニューロンを介したGABAやグリシン作動性の抑制性シナプス後電流(IPSC)に及ぼす作用について調べた。P2Y_2ならびにP2Y_4受容体作動薬であるUTP(100μM)やP2Y_6受容体作動薬であるUDP(100μM)の潅流投与によって、膠様質ニューロンの保持膜電流、EPSCとIPSCは全く影響を受けなかった。一方、P2Y_1,P2Y_<12>ならびにP2Y_<13>受容体作動薬である2-Methylthio ADP(50μM)を潅流投与すると、記録した全ての膠様質ニューロンにおいて保持膜電流、EPSCは全く変化しなかったが、約20%の膠様質ニューロンにおいて自発性IPSCの発生頻度ならびに振幅は著明に増加した。さらに、P2Y_1受容体阻害薬であるMRS2179(30μM)の存在下では、2-Methylthio ADP(50μM)によって誘起された自発性IPSCの発生頻度ならびに振幅の増強作用は全く観察されなかった。以上の結果より、P2Y_1受容体は主に脊髄後角における痛覚伝達に対して抑制的に作用することが明らかとなった。

さらに、ATPγS灌流投与によって生じた内向き電流は、P2Y_1受容体拮抗薬であるMRS2179の存在下において完全に阻害された。以上の結果から、約半数の脊髄第IX層ニューロンのシナプス後細胞においてP2Y_1受容体が発現しており、末梢の痛み刺激によって脊髄に遊離されるであろう細胞外ATPによって脊髄第IX層ニューロンはP2Y_1受容体を介して脱分極する可能性が示唆された。
放射線治療に伴う障害の低減を可能にする簡易CT画像による自動線量評価方法の開発

本研究では外部放射線治療において治療日毎に取得されるkV-CBCT画像を利用した高精度線量計算を可能とするため、kV-CBCT画像の画像処理法の開発と、本提案手法の臨床的有用性の評価を行うことを目的とした。kV-CBCT画像は被写体からの散乱線寄与が大きいため画質が劣化し、構成される画素値が不安定であり線量計算に使用することは困難である。そこで我々はkV-CBCT画像と治療計画用CT画像を合成した変換CBCT画像による線量計算法を提案した。本手法ではCBCT画像を人体の3つの主要領域(骨部、肺野部、軟部)に分類し、治療計画用CTから取得されるCT値の情報を各領域に置換することで、CBCT画像による高精度線量計算を実現させた。主に肺野領域に対する本提案手法での線量計算精度の評価について、kV-CBCT画像の画素値を直接使用した線量計算及び他の先行研究におけるCBCT画素値変換処理による線量計算法での計算結果との比較検討を行った。その結果、我々の提案手法における線量計算精度の向上と計算精度の安定性が有意に示され、本手法の有用性が示唆された。これにより治療日毎の臓器変動及び照射位置精度を線量分布により評価し、治療期間中の治療計画を再考することで正常組織に対する過剰な線量投与を避け、障害発生を低減させることを可能とする点で重要な研究であると考えられる。本研究成果は査読付き国際論文にて英語発表を行い、また2つの国際学会での発表と3つの国内学会での発表を行うことで、本研究の成果と臨床的有用性について多くの場で報告することができた。
ヒト胃癌の腹膜播種モデルをもちいた新治療法の開発

我々が樹立した高度腹膜転移胃癌株MKN-45-Pを用いて腹膜播種の分子機構の解明、新治療法の開発を行った。平成11-12年度の研究で腹膜播種は原発巣漿膜から離脱した腹腔内遊離癌細胞が3種類の転移経路を経て形成されることを明らかにした。すなわち、遊離癌細胞の転移経路として乳班や横隔膜にあるリンパ管基始(小孔、stomata)から中皮下リンパ腔に進入する経リンパ行性転移、腹膜に直接接着する経腹膜転移及び卵巣転移の3経路である。経リンパ行性転移では脈管外通液路としての生理的な腹腔内液の流れにのり癌細胞がリンパ腔に達するので早期に転移が完成する。リンパ腔内に進入したあとは経腹膜転移と同じ過程で播種が形成される。さらに経腹膜転移は以下に述べる多段階的な経過を経て形成される。1)腹膜中皮に接着,2)サイトカインによるクロストークで中皮、内皮が収縮,基底膜が露出,3)基底膜に癌細胞が強く接着,4)中皮下間質へ浸潤,5)癌の増殖と血管、間質の誘導で播種が完成する。この過程がとどこうりなく進行するにはおのおのの過程の成立に必要な分子が多段階的に発現されなければならない。特に重要な分子として、接着因子(E-cadherin,Integrin)、運動因子(AMF/AMFR,HGF/MET,MTS1)、マトリックス分解酵素(MMP7,MT1-MMP,urokinase,とその受容体)、血管・リンパ管増殖因子(VEGF,VEGF-C)などが同定された。このようにして完成された腹膜播種は複数の転移関連遺伝子が同時に発現している。したがって単一の分子を標的とした治療では腹膜播種を抑えることはできない。そこで複数の転移関連遺伝子,(c-met,integrin,VEGFなど)の転写因子であるc-etsの発現をアンチセンスDNAで制御するとヌードマウス腹膜播種がコントロールできた。また、新規制癌剤エチニルシチジン、CNDAC(デオキシチジン誘導体)の腹腔内投与により腹膜播種モデル動物の生存率が有意に改善された。以上より将来複数の遺伝子を同時に制御する遺伝子治療が必要と考えられた。複数の腹膜播種関連遺伝子の転写因子であるc-etsを制御する方法は有望な戦略の一つになると推測された。またデオキシチジン誘導体の腹腔内投与は近い将来臨床応用できるであろう。2)発現が亢進している遺伝子の共通の転写因子であるc-etsを制御することによる腹膜播種進展に及ぼす影響を検討した。c-ets mRNAに対するアンチセンスDNAで1時間処理後ヌードマウス腹腔内に移植後し、腹膜播種巣の変化および生存率を調べた。In vitroではアンチセンスDNA処理によりurokinase,MMP-1の発現が抑制された。またアンチセンスDNA処理後の細胞を移植されたマウスは生存率が有意に改善された。3)このアンチセンスDNAはヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の管腔形成を阻害しHUVECのurokinase発現を抑制した。このことからアンチセンスDNAは脈管形成を阻害する効果もあるものと推察された。4)高度腹膜転移株(MKN45-P)はp53がwild typeであるため制ガン剤の感受性が比較的高い。そこでmutant p53遺伝子をtransfectionしたmutantをつくり、制ガン剤感受性の差を検討している。

また、新規制癌剤エチニルシチジン、CNDAC(デオキシチジン誘導体)の腹腔内投与により腹膜播種モデル動物の生存率が有意に改善された。以上より将来複数の遺伝子を同時に制御する遺伝子治療が必要と考えられた。複数の腹膜播種関連遺伝子の転写因子であるc-etsを制御する方法は有望な戦略の一つになると推測された。またデオキシチジン誘導体の腹腔内投与は近い将来臨床応用できるであろう。
研究におけるゲノム解析情報を医療等に活かすための課題の検討

【日本全国の主要なコホート調査及びバイオバンク事業を対象とした調査】我が国の主要なコホート調査及びバイオバンクについて、主に公開情報をもとに調査を行い、その変化などについて検討した。対象のコホート調査・バイオバンク事業において、本研究が調査しているゲノム解析情報について、調査対象者本人に対して返却する仕組みはほとんどないが一部で試行的な取組が始まりつつある萌芽が窺われた。我が国の現状で、例外的であった東北メディカル・メガバンク計画は本人への情報返却を行うことの試験的な実施を更に拡大している。結果返却は本人に行った上で医療機関へは間接的に通じる方式であり、医療情報への反映は研究では行われていない。【倫理的法的課題に関する調査】アメリカにおいては、eMERGEプロジェクトならびに、AllofUSプロジェクトにおける情報の扱いについて学ぶため、North Western大学を訪れインタビュー調査等を行った。また、National Academy of Sciencesが2018年に発行した研究における結果返却に関する報告書を精査し一部翻訳を行った。【医療機関および地域共有型電子カルテ網の整備を行っている機関に対する調査】国内外の医療機関における扱いについて島根県や静岡、沖縄など過去の年度の調査情報について、結果をまとめている。【倫理的法的課題に関する調査】個人情報保護法の大幅な改正に続き、医療法改正に伴って、特に難病においては臨床における遺伝情報解析が研究費扱いで行われている日本の現状との齟齬が生じつつあったが、必ずしも抜本的とは言えない形で解決が行われている。がんゲノム医療中核拠点に関する事業の進展やパネル検査等の保険収載の状況の変化、あるいは、次世代医療基盤法の施行によって生じたことなど、多様な変化によって状況は極めて錯綜しており、本研究の対象としたことを公開していきたい。【日本全国の主要なコホート調査及びバイオバンク事業を対象とした調査】我が国の主要と思われるコホート調査、バイオバンクについて、対象を10程度を選定した上で、ウェブサイト等を通じて公開情報を収集した。対象としたコホート調査・バイオバンク事業では、本研究が調査対象とするゲノム解析情報を、調査対象者本人に対し返却する仕組みを持っているものは、ほぼ存在しないことが改めて明らかになった。例外的なものが、東北大学等による東北メディカル・メガバンク計画である。その例外においても、本人への情報返却は未実施の計画段階であり、医療情報への反映については説明同意の範疇には明示的に書かれてはいないことがわかった。つまり研究によって得られた遺伝情報をEHRに反映を行うことを研究デザインとして持つ研究機関は事前の予想通り現時点においてないことがほぼ確かめられた。これらの状況について一覧にまとめる作業の途上にある。【医療機関および地域共有型電子カルテ網の整備を行っている機関に対する調査】国内外の医療機関における遺伝情報の扱いのあり方についての文献調査は着手段階である。また、地域共有型電子カルテ網の整備を行っている機関への調査は未着手である。信州大学において臨床研究的な事業として難聴に関係する遺伝子解析の結果を臨床に活用している特筆すべき事例について、関係研究者を招いてセミナーを行った。静岡がんセンターでは、遺伝情報解析の結果の電子カルテへの反映の事例を伺った。これら個別の事例について更に調査を進めたい。さらに、ジェノミクス・イングランドにおいては、遺伝情報解析を実施し、遺伝情報そのものではなく、遺伝情報・診療情報を総合的に解釈し病名や表現型情報として、臨床に活用している事例について伺った。【倫理的法的課題に関する調査】倫理問題に関する研究会等は、個人情報保護改正等の事情から後年度へ計画を送っている。倫理問題に関する研究会等の開催が遅れている。個人情報保護法の大幅な改正があり、また、その遺伝情報への適用について、情報がやや錯綜し、大枠の方向性が定まった後で検討を本格化した方が有益と考えたため。【日本全国の主要なコホート調査及びバイオバンク事業を対象とした調査】前年度に引き続いて、我が国において主要と思われるコホート調査、バイオバンクについて、対象を一次的に定義し10程度を選定した上で、ウェブサイト等を通じて既に公開されている情報を収集した。対象としたコホート調査・バイオバンク事業においては、本研究が調査しているゲノム解析情報について、調査対象者本人に対して返却する仕組みはほとんどないが、現状で、例外的であった東北メディカル・メガバンク計画は本人への情報返却を行うことの試験的な実施を開始した。だが、本人への返却後医療機関へつなぐプロトコルとなっており、医療情報への反映は研究のレベルでは行われないことが明らかになった。【医療機関および地域共有型電子カルテ網の整備を行っている機関に対する調査】医療機関において、国内外の医療機関において、どのように扱い検討しているかについての文献調査に着手している。地域共有型電子カルテ網の整備を行っている機関について、まず、島根県のしまね医療情報ネットワーク協議会において現地調査等を行った。また大規模ではないが静岡がんセンターにおいては医療を通じて得たシークエンス情報を本人返却する、また電子カルテに書きこんでいく取組を行っていることから先行的な事例があり調査を行っている。【倫理的法的課題に関する調査】倫理問題に関する研究会等については、個人情報保護法の大幅な改正があり、また、その遺伝情報への適用について大枠の方向性が定まり、各種改訂を経た方向性について情報収集を重ねている。海外からの演者の招請等に手間取り研究会の開催が遅れてきた。なお、平成29年度は年度明け早々の開催の具体的な予定を立てることができている。【日本全国の主要なコホート調査及びバイオバンク事業を対象とした調査】

前年度に引き続いて、我が国において主要と思われるコホート調査、バイオバンクについて、対象を一次的に定義し選定し、主に公開済の情報を収集してきたことの変化などについて検討した。対象としたコホート調査・バイオバンク事業においては、本研究が調査しているゲノム解析情報について、調査対象者本人に対して返却する仕組みは相変わらずほとんどない。現状で、例外的であった東北メディカル・メガバンク計画は本人への情報返却を行うことの試験的な実施を拡大している。だが、本人への返却後医療機関へつなぐプロトコルとなっており、医療情報への反映は研究のレベルでは行われないことが明らかになった。【倫理的法的課題に関する調査】アメリカの特にeMERGEのプロジェクトにおける情報の扱いについて学ぶため、North Western大学からMaureen E. Smith氏を招き、インタビュー調査等を行った。【医療機関および地域共有型電子カルテ網の整備を行っている機関に対する調査】医療機関において、国内外の医療機関において、どのように扱い検討しているかについての文献調査に着手している。島根県や静岡など昨年度の調査で入手した情報に加えていくつかの状況を調査し、また沖縄において行われている先行的な取組について取材を行った。沖縄の事例では医療情報や検査情報を広く電子的に収集する仕組みがあるものの、研究で得られた遺伝情報をカルテ側に戻すことは想定されていないことがわかった。【倫理的法的課題に関する調査】倫理問題に関する研究会等については、個人情報保護法の大幅な改正があり、また、その遺伝情報への適用について大枠の方向性が定まり、各種改訂を経た方向性について情報収集を重ねている。欧米において、特にGeisingerグループやGenomics England等で研究で取得した遺伝情報の利活用について、平成29年度後半以降に大きな動きがあり、それらを調査し、また、欧州のGDPRの状況を調査した上でまとめていこうとしているため。【日本全国の主要なコホート調査及びバイオバンク事業を対象とした調査】我が国の主要なコホート調査及びバイオバンクについて、主に公開情報をもとに調査を行い、その変化などについて検討した。対象のコホート調査・バイオバンク事業において、本研究が調査しているゲノム解析情報について、調査対象者本人に対して返却する仕組みはほとんどないが一部で試行的な取組が始まりつつある萌芽が窺われた。我が国の現状で、例外的であった東北メディカル・メガバンク計画は本人への情報返却を行うことの試験的な実施を更に拡大している。結果返却は本人に行った上で医療機関へは間接的に通じる方式であり、医療情報への反映は研究では行われていない。【倫理的法的課題に関する調査】
光触媒の電子トラップ密度のエネルギー分解測定法の開発と活性支配因子の解明

酸化チタンなどの金属酸化物粉末粒子中の電子トラップ密度のエネルギー分布を測定するための逆二重励起光音響分光法測定装置を開発し,これをもちいて金属酸化物の価電子帯上端からのエネルギーの関数としての電子トラップの密度分布(energy-resolved distribution of electron traps=ERDT)を,通常の光音響分光法によって伝導帯下端位置(CBB)をもとめることに成功した.このERDT/CBBパターンの一致度を比較することによって,酸化チタンを同定することが可能であり,同時に光触媒活性を予測できることをしめした.電子トラップ密度の解析前述したように結晶欠陥密度は光触媒活性に強い影響をあたえると考えられており,密度が高いほど電子ー正孔の再結合が促進されて活性が低下すると信じられている.いっぽう,酸化チタンをメタノールなどの電子供与体存在下,無酸素の雰囲気で光を照射すると,青青灰色に着色する.これは結晶欠陥に電子が捕捉されたためと考えられている.多くの金属酸化物がn型の半導体特性をしめすことから考えて,空のドナー準位がこの電子トラップとなっている可能性が高い.実際に,いったんトラップされた(蓄積した)電子によるメチルビオロゲンの還元反応を反応懸濁液のpHを調整して行うと,電子トラップのエネルギー分布を測定することができる(光化学法).アナタース,ルチルのいずれの場合でも伝導帯下端から0.10.2 Vの範囲に分布していることがわかる.この光化学法より簡便でかつ高精度の電子トラップ密度のエネルギー分布計測法として逆二重励起光音響分光法(RDB-PAS)を開発した(RDB-PAS).電子トラップの総密度が比表面積とともに上昇することから大半の電子トラップは微粒子表面に存在すると考えられ,露出結晶面によって電子トラップ密度のエネルギー分布が異なる可能性が高い.DAPあるいはOAPを含む酸化チタンについてRDB-PAS測定を行い,その電子トラップ密度とその構造依存性を解析した結果,RDB-PASにより光触媒粒子中の電子トラップ密度のエネルギー分布を解析するための装置と条件をほぼ確立した.光触媒中に存在すると考えられる電子トラップの準位の深さが電子のもつ熱エネルギーよりも小さければ,いったんトラップされても電子は伝導帯に戻ることができるが,逆に大きければ正孔と再結合するため,電子トラップ密度分布は光触媒反応の速度論的パラメータになると考えられる.このため,電子トラップ密度のエネルギー分解測定が不可欠であるが,粉末系で報告されている光化学法1)は,電子移動にかかわる電極電位のpH依存性を利用するためエネルギー分解能が低く,測定範囲もpH調節可能な範囲に限られていた.そこで,本研究では深い準位から順に価電子帯から電子トラップへ電子を蓄積させる逆二重励起光音響分光法(reversed double-beam photoacoustic spectroscopy=RDB-PAS)を使用し,電子トラップ密度のエネルギー分布を解析した.市販酸化チタンをサンプルホルダに充填してPASセルを組み,メタノール飽和アルゴンをセル内に通気して密閉した.80 Hzに変調した625 nmの検出断続光と波長走査励起連続光を同軸照射し,625 nmにおける吸収変化をPAS測定した.得られたスペクトルは電子の蓄積量の総量に相当するため,長波長側から微分した.代表的な酸化チタンの電子トラップ密度のエネルギー分布を測定するといずれの結晶型でもPAスペクトルの吸収端波長から見積もった伝導帯下端から0.4 eV程度まで電子トラップが分布していた.また,比表面積の上昇にともなって電子トラップ密度が増加すること,および,直線式のy切片が小さいことから,電子トラップは結晶バルクにも存在するもののほとんどが表面に存在すると考えられる.電子トラップ密度のエネルギー分布(ERDT)が表面における構造特性を反映すると考え,ERDTの金属酸化物粒子の指紋としての展開できることをあきらかにした.酸化チタンなどの金属酸化物粉末粒子中の電子トラップ密度のエネルギー分布を測定するための逆二重励起光音響分光法測定装置を開発し,これをもちいて金属酸化物の価電子帯上端からのエネルギーの関数としての電子トラップの密度分布(energy-resolved distribution of electron traps=ERDT)を,通常の光音響分光法によって伝導帯下端位置(CBB)をもとめることに成功した.このERDT/CBBパターンの一致度を比較することによって,酸化チタンを同定することが可能であり,同時に光触媒活性を予測できることをしめした.逆二重励起光音響分光法(RDB-PAS)による光触媒粒子中の電子トラップ密度のエネルギー分布測定について,装置と条件をほぼ確立した.研究計画にあげたもうひとつの測定法である電位走査型電極表面拡散反射分光法(PS-DRS)が,RDB-PASとちがって電極に整形しなければならない問題を含んでいるが,RDB-PAS測定を補完するデータが得られる可能性が高いので2015年度にはこのPS-DRSについて検討する.光触媒化学電位走査型電極表面拡散反射分光法(PS-DRS)の開発と測定:電子トラップに捕捉された電子の密度をその光吸収により測定することは上記のRDB-PASとおなじであるが,粉末状ではなく導電性電極上の薄膜に成型する点と,光励起ではなく,電位を制御した電極からの電子注入を行う点が異なる.電極電位をアノード側から走査すると,深いトラップから順に電子が捕捉(充填)されると仮定すると,電極表面の拡散反射スペクトルにおけるトラップに捕捉された電子による可視光吸収を追跡すれば,電子トラップ密度のエネルギー分解測定が可能である.

逆二重励起光音響分光法(RDB-PAS)による光触媒粒子中の電子トラップ密度のエネルギー分布測定について本年度に集中して検討し,装置と条件をほぼ確立した.研究計画にあげたもうひとつの測定法である電位走査型電極表面拡散反射分光法(PS-DRS)が,RDB-PASとちがって電極に整形しなければならない問題を含んでいるが,RDB-PAS測定を補完するデータが得られる可能性が高いので,このPS-DRSについて次年度に検討する.このための予算を次年度に繰り越した.電位走査型電極表面拡散反射分光法(PS-DRS)測定のための少額備品と消耗品および研究成果発表のための旅費に使用する.