hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中枢性骨代謝制御の分子基盤-交感神経受容体及び摂食調節因子変異マウスによる検討-

NMU欠損マウスは肥満に加えて、骨形成、骨量の増加を示し、NMU欠損マウスの生体内の骨芽細胞の増殖は野生型マウスの骨芽細胞の増殖よりも亢進していた。ところが、野生型とNMU欠損マウスからそれぞれ採取した骨芽細胞をディッシュで培養したところ、両者の増殖に差はなかった。また、骨芽細胞にはNMU受容体の発現が認められず、培養した骨芽細胞にNMUを添加しても増殖や分化に対する効果がなかったため、NMUは直接に骨芽細胞に作用するのではなく、他の組織あるいは細胞への作用を介して間接的に骨芽細胞の増殖を調節するものと考えられた。そこで、NMU欠損マウスの脳室内にNMUを投与したところ、NMU欠損マウスの骨形成および骨量が低下したことから、NMUは中枢神経系(視床下部)に作用して骨形成を調節することが明らかとなった。引き続いて、脳室内にレプチンを投与すると野生型マウスでは骨形成および、骨量は低下するが、NMU欠損マウスでは増加した。また、野生型マウスでみられる交感神経β刺激薬投与による骨量、骨形成の低下はNMU欠損マウスでは認められなかった。これらのことから、レプチン・交感神経による骨形成の調節にはNMUが必須であることが示された。NMU欠損マウスの骨芽細胞における交感神経β受容体の発現や機能は正常であり、また、レプチンは交感神経系を介して骨吸収を促進することも知られているが、NMU欠損マウスにおいてもレプチンによる骨吸収の促進に異常はなかった。これらのことからNMU欠損マウスではレプチンによる骨形成調節経路が選択的に障害されていると考えた。レプチン、交感神経系は細胞の概日リズムを形成する分子時計の発現を調節することで骨芽細胞の増殖を調節するが、たしかにNMU欠損マウスの骨では分子時計の発現に異常が認められ、その結果として骨量が増加しているものと考えられた。(1)交感神経系を介する骨形成調節作用の分子メカニズムの解明a)交感神経系β1、β2受容体欠損マウスの解析交感神経系β1、β2受容体欠損マウスの骨組織解析を行った。すると、β1欠損マウスの骨量は正常であり、β2欠損マウスでのみ骨量は増加していた。その原因は、骨形成の増加と骨吸収の低下によるものであった(Elefteriou, Takeda_et al.Nature 2005)。骨吸収の低下は破骨細胞前駆細胞の異常に起因するものではなく、骨芽細胞の産生する破骨細胞分化促進因子であるRANKLの発現低下によるものであった。交感神経系刺激薬は骨芽細胞特異的転写因子であるATF4をリン酸化し、ATF4はRANKLのプロモーター活性を転写レベルで調節した(Taleda et al.BBRC2005)。また、Adrb2KOマウスでは卵巣切除による骨量の低下が認められなかった。こうして、交感神経遮断薬が骨粗鬆症の治療薬となりうることが明らかとなった。b)交感神経シグナル伝達機構の解明交感神経系を遮断することで、荷重の減少に伴う骨量の減少が防止できることを明らかにした(Kondo et al.JBC2005)。また、骨芽細胞の分化にかかわる因子として、すでに骨芽細胞へと分化した骨芽細胞をもちいて交感神経作動薬刺激下における遺伝子発現を網羅的に検討した。発現に相違が認められた遺伝子群のなかで骨芽細胞分化にかかわると思われる因子についてさらに検討中である。ニューロメジンU(NMU)による骨代謝調節作用機構の解明NMU欠損マウスの骨代謝動態を組織学的、分子生物学的に解析した。また、NMU欠損マウスの脳室内にNMUを投与し、中枢神経系を介したNMUの骨代謝への作用を検討した。さらに、NMU欠損マウスにおけるレプチン、交感神経β刺激薬の影響を検討した。N柵欠損マウスでは、野生型マウスに比べて骨芽細胞の増殖、骨形成が亢進しており、骨量が約30%増加していた。一方、その骨吸収は正常であった。In vitroでは、野生型およびNMU欠損マウスから採取した骨芽細胞の間に骨形成関連遺伝子の発現、石灰化能などに差は認められなかった。また、骨芽細胞培養液中にNMUを添加したが、非添加群との間に差はなかった。一方、NMUの脳室内投与によりNMU欠損マウスの骨形成は抑制された。また、レプチンの脳室内投与により野生型マウスでは骨形成が減少したが、NMU欠損マウスでは逆に増加した。同様に、野生型マウスでは交感神経β刺激薬により骨形成が減少したが、NMU欠損マウスではその反応が消失していた。さらに、NMU欠損マウスと交感神経β2受容体欠損マウスの二重ヘテロ欠損マウスの骨量は各単独ヘテロ欠損マウスの骨量よりも増加していた。これらの結果より、NMUは中枢神経系を介して骨芽細胞増殖、骨形成を抑制することが明らかとなった。またレプチン・交感神経系による骨形成の抑制には、NMUが協調的に作用することが必要であることが示された。

また、骨芽細胞にはNMU受容体の発現が認められず、培養した骨芽細胞にNMUを添加しても増殖や分化に対する効果がなかったため、NMUは直接に骨芽細胞に作用するのではなく、他の組織あるいは細胞への作用を介して間接的に骨芽細胞の増殖を調節するものと考えられた。そこで、NMU欠損マウスの脳室内にNMUを投与したところ、NMU欠損マウスの骨形成および骨量が低下したことから、NMUは中枢神経系(視床下部)に作用して骨形成を調節することが明らかとなった。引き続いて、脳室内にレプチンを投与すると野生型マウスでは骨形成および、骨量は低下するが、NMU欠損マウスでは増加した。また、野生型マウスでみられる交感神経β刺激薬投与による骨量、骨形成の低下はNMU欠損マウスでは認められなかった。これらのことから、レプチン・交感神経による骨形成の調節にはNMUが必須であることが示された。NMU欠損マウスの骨芽細胞における交感神経β受容体の発現や機能は正常であり、また、レプチンは交感神経系を介して骨吸収を促進することも知られているが、NMU欠損マウスにおいてもレプチンによる骨吸収の促進に異常はなかった。これらのことからNMU欠損マウスではレプチンによる骨形成調節経路が選択的に障害されていると考えた。レプチン、交感神経系は細胞の概日リズムを形成する分子時計の発現を調節することで骨芽細胞の増殖を調節するが、たしかにNMU欠損マウスの骨では分子時計の発現に異常が認められ、その結果として骨量が増加しているものと考えられた。
公的大規模データの利用におけるプライバシー保護の理論と応用

本研究の本年度の主目的は,データに対する秘匿方法・リスク評価方法の理論を確立し充実させることであり,データとしては個票データ,表形式データ,疑似ミクロデータが対象であった。このうち個票データに対するリスク評価に用いられるピットマンモデル,ディリクレ過程など,確率分割やその関連領域における研究では,本年度も渋谷,間野,佃,大和などによってモデルの性質などについて多くの成果が得られた。疑似ミクロデータについては,統計センターにおいて本研究参加者の業績を取り入れて提供が行われており,現在も改良が進められている。本年度,伊藤はデータスワッピングを用いた秘匿について,官庁統計の個票データを用いた詳細な検討を行った。星野は疑似多項分布を用いた模造データの作成法を提案し,他の手法と比較して優れていることを示した。佐井はキー変数とノイズ変数に分布を導入して,母集団も考慮に入れたリスク評価方法をある程度確立した。またリスク評価方法として,局所的なキー変数の分布を利用したノンパラメトリック推定法を提案し,前述の方法よりも優れたケースのあることを示した。これらは本年度の研究で最も進捗が大きいものとなった。本研究のもう一つの目的は,種々の分野のビッグデータの公開に関する研究を行うことであった。情報処理学会内のPWS(プライバシーワークショップ)とは,昨年度に引き続き,それぞれの研究集会へ相互に参加し合い,統計関連学会連合大会とPWS2018(CSS2018内で開催)においては,それぞれ合同の企画セッションを設置し,その成果が互いの研究に取り入れられた。本研究の成果については,2018年9月に行われた統計関連学会連合大会などの学会や国内外の各種シンポジウムにおいて報告を行うとともに,2018年12月13日,14日に統計数理研究所で主催した研究集会や研究会でも報告し,討論や意見交換を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の本年度の主目的は,データに対する秘匿方法とリスク評価方法の理論を確立し充実させることであり,データとしては個票データ,表形式データ,疑似ミクロデータが対象であった。このうち個票データに対するリスク評価に用いられるピットマンモデルやユーエンスモデルなど確率分割に関する研究やその関連領域における研究では,渋谷,大和,間野などによってモデルの性質などについて多くの成果が得られた。また,汎用的なリスク評価についての提案も星野によってなされた。さらに,伊藤らによって,個票データの有用性とリスクを同時に考慮した評価手法について引き続き検討が進められている。疑似ミクロデータについては,統計センターにおいて伊藤の提案した方法を取り入れて疑似ミクロデータの提供が行われており,現在も改良が進められている。個票データのいくつかの項目に直接ノイズを加える方法についても伊藤,佐井によって研究が進められ,ノイズの挿入方法などについて基礎が完成しつつある。また,第三者が持つ母集団情報の曖昧さを考慮に入れた疑似ミクロデータのリスク評価方法についても佐井によって提案がなされた。さらに,個票データ,疑似ミクロデータ,オンラインでの公開方法などに関する諸外国の現状についても幅広く情報が集められた。情報処理学会内のPWS(プライバシーワークショップ)とはそれぞれの研究集会へ相互に参加するなど頻繁に交流が行われ,それぞれの成果を研究に取り入れつつある。本研究の成果については,2016年9月に行われた統計関連学会連合大会などの学会や国内外の各種シンポジウム,研究集会において報告を行うとともに,2016年12月8日,9日に統計数理研究所で主催した研究集会や研究会でも報告し,討論や意見交換を行った。個票データの寸法指標を用いたリスク評価に用いられるモデルや分布に関する性質や,モデルを用いた推定の性質,その関連分野における研究では,本年度当初の予定どおり,あるいはそれ以上に進捗が図られた。この部分は本研究グループの貢献が最も大きい部分であり,諸外国の研究をも凌いでいる。また,汎用的なリスク評価についてはこれまで欧米では検討されてきたものの,国内での検討は十分行われてきておらず,本年度特に大きく進捗した部分である。さらに,個票データの有用性とリスクの同時評価は,当初の予定どおり継続的に研究が進められているが,残されている課題も多くさらなる検討が必要である。表形式データに関しては,各国のセンサスのデータを提供しているIPUMSの現状調査や,欧米で伝統的に用いられているシステムであるτ-Argusに関する調査が進められたが,まだ成果として目立ったものはない。疑似ミクロデータについては,いわば嘘をつくデータを提供しないという官庁の方針もあり,これまで国内では積極的な研究が行われてこなかったが,ここ数年,研究が活発になっており,本年度,本研究グループで進捗が最も大きかった部分の一つとなった。特に理論的な研究に取り組む研究は国内では少なく,貢献は大きいと考えられる。種々の分野のビッグデータの公開に関する研究を行うことも主目的の一つであり,当初は医学統計,生物統計,空間統計などが候補に挙がっていたが,データの使用に関する制約もあり空間統計以外での進捗は大きくなかった。その一方でPWSとは想定を大きく超える交流が行われたこともあり,PPDM(プライバシー保護データマイニング)などにおいては研究の進捗が図られた。以上,研究目的の個々の項目における進捗状況には一長一短があるが,総合的に考えるとほぼ当初の計画どおりの研究が行われたと考えられる。

本研究の本年度の主目的は,データに対する秘匿方法・リスク評価方法の理論を確立し充実させることであり,データとしては個票データ,表形式データ,疑似ミクロデータが対象であった。このうち個票データに対するリスク評価に用いられるピットマンモデル,ユーエンスモデル,ディリクレ過程など,確率分割やその関連領域における研究では,渋谷,間野,大和,佃などによってモデルの性質などについて多くの成果が得られた。また,汎用的なリスク評価についても星野によって研究が続けられた。疑似ミクロデータについては,統計センターにおいて伊藤の提案した方法を取り入れて一般用ミクロデータとして提供が行われており,現在も改良が進められている。個票データのいくつかの項目に直接ノイズを加える方法についても佐井,星野,伊藤によって研究が進められ,ノイズの挿入方法などについて基礎が完成しつつある。今年度は特に,ノイズ変数などの型によるリスクへの影響について佐井によって研究が進められた。また,小林によってIPF法を用いた疑似個票データの作成法についても研究が進められた。さらに,リモートアクセスを用いた公開方法などに関する諸外国の現状についても幅広く情報が集められた。本研究のもう一つの目的は,種々の分野のビッグデータの公開に関する研究を行うことであった。情報処理学会内のPWS(プライバシーワークショップ)とはそれぞれの研究集会へ相互に参加し合い,統計関連学会連合大会とPWS2017においては,それぞれ合同の企画セッションを設置し,その成果が互いの研究に取り入れられた。本研究の成果については,2017年9月に行われた統計関連学会連合大会などの学会や国内外の各種シンポジウム,研究集会において報告を行うとともに,2017年12月14日,15日に統計数理研究所で主催した研究集会や研究会でも報告し,討論や意見交換を行った。個票データの寸法指標を用いたリスク評価に用いられるピットマンモデルやディリクレ過程についての性質や,モデルを用いた推定の性質,その関連分野における研究では,佃を研究分担者に加えたこともあり,本年度当初の予想以上に研究が進捗した。この部分は本研究グループの貢献が最も大きい部分であり,諸外国の研究をも凌いでいる。また,汎用的なリスク評価についてはこれまで欧米では検討されてきたものの,国内での検討は十分行われてきておらず,本研究グループの貢献が大きい領域である。さらに,個票データの有用性とリスクの同時評価は,当初の予定どおり継続的に研究が進められているが,研究者が限定される状況が続いており対応が必要である。表形式データに関しては,研究集会において欧米で伝統的に用いられているシステムであるτ-Argusに関する調査など諸外国の現状についての報告がされたが,まだ成果として目立ったものはない。疑似ミクロデータについては,これまで国内ではノイズの挿入などについて積極的な研究が行われてこなかったが,ここ数年,本研究グループ内での研究が活発になっており,本年度は進捗が最も大きかった領域の一つとなった。特に母集団を考慮に入れた理論的な研究は国外においても少なく,貢献は大きいと考えられる。
二酸化炭素の細胞膜透過に関る「CO_2チャネル」は存在するのか?

従来,水,尿素,酸素(O_2)および二酸化炭素(CO_2)などの小分子は,細胞膜を自由に通過すると考えられてきたが,近年の水チャネルaquaporinやureatransporterの発見により,これらの小分子の輸送は単純拡散だけではなく,特異的機序によって促進されていることが分かってきた.しかし,CO_2およびO_2などのガス分子については,未だにほとんど調べられていない.本研究では,肺胞上皮細胞の初代培養系を用いてCO_2ガス分子の膜輸送について調べた.肺胞II型上皮細胞は,3日以上培養すると肺胞I型細胞様の細胞へと自発的に分化する.この分化に伴う,CO_2ガスの細胞膜透過性の変化を調べると,I型細胞への分化によって約2倍に増加することが分かった.このCO_2ガス分子透過性の亢進は,水チャネルaquaporin-5発現の亢進と相関したことから,aquaporin-5がCO_2ガス透過促進の機序である可能性を推定し,さらに追求した.アフリカツメガエル卵母細胞にaquaporin-5を発現させると,細胞膜のCO_2ガス透過性は約2倍に亢進した.同様のCO_2ガス透過性の亢進はaquaporin-1によつても観察され,aquaporinによるガス分子の膜透過性亢進作用は,アイソフォームに依存しなかった.しかし,肺上皮細胞の細胞株にaquaporin-5を過剰発現させても,細胞膜のCO_2ガス透過性は亢進さられなかった.これらの結果から,細胞膜のCO_2ガス透過性はaquaporinによって亢進されるものの,ほ乳類細胞では少なくともaquaporinのみではなく,他の機序が重要であることが示唆された.現在,I型細胞に特異的に発現する数種の蛋白質を単離し,CO_2ガス分子透過性に対する作用を検討している.従来,水,尿素,酸素(O_2)および二酸化炭素(CO_2)などの小分子は,細胞膜を自由に通過すると考えられてきたが,近年の水チャネルaquaporinやureatransporterの発見により,これらの小分子の輸送は単純拡散だけではなく,特異的機序によって促進されていることが分かってきた.しかし,CO_2およびO_2などのガス分子については,未だにほとんど調べられていない.本研究では,肺胞上皮細胞の初代培養系を用いてCO_2ガス分子の膜輸送について調べた.肺胞II型上皮細胞は,3日以上培養すると肺胞I型細胞様の細胞へと自発的に分化する.この分化に伴う,CO_2ガスの細胞膜透過性の変化を調べると,I型細胞への分化によって約2倍に増加することが分かった.このCO_2ガス分子透過性の亢進は,水チャネルaquaporin-5発現の亢進と相関したことから,aquaporin-5がCO_2ガス透過促進の機序である可能性を推定し,さらに追求した.アフリカツメガエル卵母細胞にaquaporin-5を発現させると,細胞膜のCO_2ガス透過性は約2倍に亢進した.同様のCO_2ガス透過性の亢進はaquaporin-1によつても観察され,aquaporinによるガス分子の膜透過性亢進作用は,アイソフォームに依存しなかった.しかし,肺上皮細胞の細胞株にaquaporin-5を過剰発現させても,細胞膜のCO_2ガス透過性は亢進さられなかった.これらの結果から,細胞膜のCO_2ガス透過性はaquaporinによって亢進されるものの,ほ乳類細胞では少なくともaquaporinのみではなく,他の機序が重要であることが示唆された.現在,I型細胞に特異的に発現する数種の蛋白質を単離し,CO_2ガス分子透過性に対する作用を検討している.
充填スクッテルダイト化合物の純良単結晶育成とドハース・ファンアルフェン効果測定

充填スクッテルダイト型構造を持つ希土類化合物RT_4X_<12>(R=希土類、T=Fe,Ru,Os、X=P,As,Sb)で見られる種々の異常物性について、純良単結晶を用い研究を行いました。それらを整理すると以下のようになります。1.PrFe_4P_<12>の異常な秩序状態と重い電子状態。2.重い電子超伝導PrOs_4Sb_<12>の電子状態3.重い電子半金属CeRu_4Sb_<122>の電子輸送特性特に、最も興味が持たれているPrOs_4Sb_<12>について本研究で明らかになったことは以下の通りです。(1)これまでの報告では重い電子の証拠として比熱の結果のみでしたが、本研究ではドハース・ファンアルフェン効果から、その重い電子の有効質量を直接明らかにしました。また、フェルミ面も同定しPrOs_4Sb_<12>の4f電子は局在していることを明らかにしました。(2)一方、磁場中比熱や磁気抵抗の測定から、4.5T以上で新たな磁場誘起の秩序相を発見しました。この秩序相は中性子散乱実験等から四重極子秩序相ではないかと考えられています。(3)最も興味深いのはこの物質が持つ異常な超伝導状態です。Sb-NQRの測定や熱伝導度の測定等から、これまでのCeやUを含む重い電子超伝導の性質とも異なることが明かとなりました。現在のところ結晶場の基底状態はまだ決定されていませんが、Pr^<3+>イオンの結晶場基底状態が非磁性の二重項である場合には、四重極子が存在するので、四重極子揺らぎを介した超伝導機構が実現されている、はじめての物質ではないかと考えられています。充填スクッテルダイト型構造を持つ希土類化合物RT_4X_<12>(R=希土類、T=Fe, Ru, Os、X=P, As, Sb)で見られる種々の異常物性について、純良単結晶を用い研究を行いました。2.CeRu_4Sb_<12>の重い電子系半金属。特に、最も興味が持たれている1について本研究で明らかになったことは以下の通りです。(1)中性子散乱実験の結果から6.5K以下の低温で、反強磁性と考えられていた磁気秩序状態が観測されなかった。つまり6.5K以下の秩序状態は非磁性である。(2)一方、X線散乱実験の結果から、6.5K以下でFeの位置が僅かに動き、Feの作る副格子が立方から正方に歪み、結晶構造は体心立方から単純立方に変化していることが明らかとなった。(3)超音波実験から、6.5Kの相転移付近で大きな弾性定数の減少が観測された。Pr^<3+>イオンの結晶場基底状態が非磁性のΓ_3(二重項)である場合には、四重極子が存在するので、低温で四重極子秩序が起きることが考えられますが、四重極子は格子と強く結合するので、(2)(3)の実験結果は6.5Kの転移が四重極子秩序であることを示唆しています。本研究では、PrFe_4P_<12>は四重極子が伝導電子によってスクリーンされることにより引き起こされる重い電子状態の形成、つまり四重極近藤効果と、四極子秩序が共存した初めての物質である可能性を示しました。2、3に関してはドハース・ファン効果が測定可能な純良単結晶の育成に初めて成功し、その物性が明らかとなりつつあります。

現在のところ結晶場の基底状態はまだ決定されていませんが、Pr^<3+>イオンの結晶場基底状態が非磁性の二重項である場合には、四重極子が存在するので、四重極子揺らぎを介した超伝導機構が実現されている、はじめての物質ではないかと考えられています。
腫瘍壊死因子(TNF)のプロセシング機構

マクロファージが産生する腫瘍壊死因子(TNF)は活性を有する膜結合型の前駆体として細胞表層に出現した後、プロテアーゼによる切断に伴い分泌されるが、そのプロセシングの分子機構の詳細は不明である。本研究では、このTNFのプロセシングの初期段階であるTNF前駆体の小胞体膜通過・膜局在化の分子機構の解明を目的として、76残基から成るTNF前駆体領域についてPCR法等を用いた部位特異的変異体作製法により種々の欠失変異体を作製し、犬膵臓小胞体膜を用いたin vitro転写・翻訳系により小胞体膜通過・膜局在化を検討することにより、TNF前駆体領域中の小胞体膜通過・膜局在化に直接関与する領域の検索を行ない以下の結果を得た。1)TNF前駆体の小胞体膜通過・膜局在化は前駆体領域中のN末端側領域(-76-31)のみで生ずる。2)この領域中の-58、-57位(Lys残基)、-49、-48位(Arg残基)の陽価電のクラスター、さらにそのN末端側に存在する荷電性アミノ酸は小胞体膜通過・膜局在化には必須でない。3)これに対してこの領域中に存在する16残基から成る疎水領域(-46-31)は膜通過・膜局在化に必須であり、この領域中のアミノ酸残基の欠失により小胞体膜通過・膜局在化は完全に阻害される。
コヒーレントX線を用いたX線散漫散乱法の開発研究

コヒーレンス長の長いX線を回折実験に用いる事を目的として,シンクロトロン放射光の横コヒーレンスをスリットからのフラウンホ-ファー回折パターンを測定することにより評価した.実験は高エネルギー物理学研究所・放射光実験施設・BL-3Aで行った.偏向電磁石からの放射光をSi(111)二結晶モノクロメーターにより波長1.39Aに単色化した.この時の縦コヒーレンス長は約1μmと推定される.X線の角度発散を約20m離して設置した上流,下流の2個のスリットにより制限した.下流のスリットからのフラウンホ-ファー回折パターンをこのスリットから更に76cm程下流に設置した原子核乾板上に記録した.X線の角度発散を10^<-5>rad.程度に抑えた時にスリットからのフラウンホ-ファー回折パターンが得られた.ミクロ・フォトメーターを用いて測定した原子核乾板上に記録されたX線強度は6.2μm幅のスリットの場合に得られるであろうフラウンホ-ファー回折パターンの計算値と良く一致した.2個の直交スリット(上流:100μm×100μm,下流:10μm×5μm)を用いた時に得られたX線強度は約1000cpsであった.この値はBL-3Aのブリルアンスと実験条件(角度発散やエネルギーバンド幅など)とから予想される値とほぼ一致した.上記のコヒーレンス長の分かったX線を用いて,FOC鉄を析出させた銅合金中のFe析出物からの散漫散乱を測定したが,X線の強度不足のためスペクルパターンの記録には至らなかった.直交スリットを用いたときのフラウンホ-ファー回折パターンには乱れが観測された.この原因がスリットの不良によるものであろうとして,ピンホールおよびスリットの製作を試みた.今後はこれらの光学素子の評価を実施する予定である.コヒーレンス長の長いX線を回折実験に用いる事を目的として,シンクロトロン放射光の横コヒーレンスをスリットからのフラウンホ-ファー回折パターンを測定することにより評価した.実験は高エネルギー物理学研究所・放射光実験施設・BL-3Aで行った.偏向電磁石からの放射光をSi(111)二結晶モノクロメーターにより波長1.39Aに単色化した.この時の縦コヒーレンス長は約1μmと推定される.X線の角度発散を約20m離して設置した上流,下流の2個のスリットにより制限した.下流のスリットからのフラウンホ-ファー回折パターンをこのスリットから更に76cm程下流に設置した原子核乾板上に記録した.X線の角度発散を10^<-5>rad.程度に抑えた時にスリットからのフラウンホ-ファー回折パターンが得られた.ミクロ・フォトメーターを用いて測定した原子核乾板上に記録されたX線強度は6.2μm幅のスリットの場合に得られるであろうフラウンホ-ファー回折パターンの計算値と良く一致した.2個の直交スリット(上流:100μm×100μm,下流:10μm×5μm)を用いた時に得られたX線強度は約1000cpsであった.この値はBL-3Aのブリルアンスと実験条件(角度発散やエネルギーバンド幅など)とから予想される値とほぼ一致した.上記のコヒーレンス長の分かったX線を用いて,FOC鉄を析出させた銅合金中のFe析出物からの散漫散乱を測定したが,X線の強度不足のためスペクルパターンの記録には至らなかった.直交スリットを用いたときのフラウンホ-ファー回折パターンには乱れが観測された.この原因がスリットの不良によるものであろうとして,ピンホールおよびスリットの製作を試みた.今後はこれらの光学素子の評価を実施する予定である.
ヘリコン源を用いた先進的無電極プラズマロケットエンジンの研究開発

電気推進法は化学推進法より燃費が良い(高比推力)が、プラズマ生成・加速で電極がプラズマと接触する損耗で短寿命となる点があり、本研究ではこれを克服するため完全無電極で行った。ヘリコン源開発と特性を評価した:74(0.3)cmの世界最大径(最小径)達成や生成効率則を確立し、ヘリコン波とTG波の役割を評価した。多数の加速スキームを提案した:ヘリコン源単独で最大比推力3,000秒、最大推力電力比16 mN/kWとなり、RMF法で励起磁場浸透やイオン速度上昇があった。REFやPA/ICRなどの手法も進めた。レーザー誘起蛍光法や高分解分光等の2次元計測、種々のスラストスタンド開発も行った。本研究はオール無電極でプラズマ生成・加速する、高効率・長寿命の高密度ヘリコンプラズマロケットエンジンの開発とその工学的体系化を目的としており、初年度は以下の成果を得た。その際、10回に及ぶ会合で徹底的議論を行い今後の展開に対して指針を得た。1.プラズマ生成モデリングでは、重要な要素である短軸長のヘリコン波動の計算を行い、実験と良い一致を得た(3.も参照)。2.プラズマ加速モデリングでは、未開発な現状の把握、我々の新規提案スキーム類での課題設定(基準パラメータ決定、線形プラズマ応答解析、基礎過程、コード開発)、考察を行い、次年度の基盤となる結果を得た。3.アスペクト比A(軸長と直径の比)を小さくし、口径も変更出来る事はプラズマ推進に重要である。世界最大径の74cmの容器を用い、Aを世界最小の0.075(軸長5.5cm)としても10^<12>cm^<-3>以上の高密度が達成できた。粒子生成効率も古典拡散で説明できる程高かった(全粒子数が軸長に比例)。励起波動は離散的波数を示し終端板素材による効果も調べた。直径40cmの容器では軸長10cmまで10^<13>cm^<-3>の高密度を維持できた。4.回転磁場型加速実験では、直径5cmのプラズマに垂直磁場が浸透する放電条件を探索し、その条件で予備実験を行いマッハ数が最大0.3上昇した。今後コイル電流間の位相の依存性等を調べる必要がある。5.ダブルレイヤー型加速実験でイオンビームが観測されたが、今後高密度や低圧力でも可能かどうか調べる必要がある。また波動加速用に分割型アンテナを用いて初期励起と今後の検討も行った。6.回転電場加速型実験は初期段階であり、今後パラメータ調整を行う予定である。本加速法で数値シミュレーションを行い、周方向に電流が流れるメカニズムの妥当性を評価した。7.次年度以降の実験のため高周波系、計測系(レーザー、プローブ類)の整備を行った。本研究の目的はオール無電極でプラズマ生成・加速する、高効率・長寿命の高密度ヘリコンプラズマロケットエンジンの開発とその工学的体系化であり、2年度目は以下の成果を得た。その際、TV会議も含め40回にも及ぶ会合で現状の成果と方針の徹底的議論を行い、今後の展開に対して指針を得た。1.加速理論では、提唱している回転磁場(RMF)、回転電場(REF)、波動利用(WA)、ダブレアー(DL)のモデリングに加え、新たにポンデロモーティブ加速+イオンサイクロトロン加速(PM/ICR)について考案し、初期計算を行った。2.RMF加速では磁場浸透時間と構造解析について、シミュレーションコードVORPALを用いた解析準備、及びイオン加速の上限について考察した。RMF、REFとPM/ICRについては理論推力評価と各モデル比較を行った。3.REF加速では、更に電場浸透モデリング及び推力のパラメータ依存性の理論的検討と最適化条件を求めた。また粒子シミュレーションで周方向電流の算定を行った。4.RMF加速実験では、生成・加速部を真空容器内部から外部石英管(直径5cm)へ移動し、理論的に回転磁場が浸透する条件で、実験的にも浸透する事を確認した。RMFにより、イオンマッハ数が0.8程度までを達成した。また研究代表者の異動に伴い、LMD装置類を九州大学から東京農工大学へ移動し、周辺の整備と装置類の再立ち上げを行った。5.REF実験では、直径5cmのプラズマ生成と2組の電極での加速実験を始め、パラメータ依存性を調べ、定常用スラストスタンドの設計・製作を行った。6.WA実験では問題となりうるビーム不安定性の評価のために、大口径電子ビーム源開発を行った。DL加速実験では低密度でイオン加速が観測されたが、今後更に調べる予定である。PM/ICR用にはターゲットとなるヘリコン高密度放電を行い、関連装置の整備も行った。

本研究の目的はオール無電極でプラズマ生成・加速する、高効率・長寿命の高密度ヘリコンプラズマロケットエンジンの開発とその工学的体系化であり、3年度として以下の成果を得た。その際、TV会議も含め多くの会合で現状の成果と方針の徹底的議論を行い、今後の展開に対して指針を得た。1.加速理論では、提唱している回転磁場(RMF)、回転電場(REF)、波動利用(WA)、ダブレアー(DL)、ポンデロモーティブ加速/イオンサイクロトロン加速(PM/ICR)に加え、ヘリコン単独の熱加速とm=0加速についても考案した。2.RMF加速では磁場浸透時間と構造についてシミュレーションコードVORPALでの初期解析を行った。RMF、REFとPM/ICRについて理論推力評価と各モデル比較を更に進めた。3.REF加速では電場の浸透のモデリングを進め、推力のパラメータ依存性の最適化条件を求めて5.に記述する実験結果と比較した。4.PM/ICRでは粒子軌道計算を進め、加速でのPMとICRの占める割合を検討した。5.RMF加速実験では、理論的に回転磁場が浸透する条件以外でも、実験的に浸透する事がわかった。プラズマパラメータの空間分布測定を種々の開発した方法(シングルプローブ、マッハプローブ、イオンエネルギーアナライザー、分光器、高速度カメラなど)で行った。6.REF実験では、直径5cmのプラズマ生成と4組の電極での加速実験を始め、ガス圧力に留意しながらパラメータ依存性を調べ3.の理論的条件と比較した。また開発した定常用スラストスタンドの初期調整を行った。7.別に更に開発したスラストスタンドでヘリコン単独での推力を精度よく求め、単独でも高比推力である事を示した。8.PM/ICR用にはターゲットとなるヘリコン高密度放電の特性解析を行い、加速実験の準備も行った。DLやWAの実験についても現在進めている。本研究の目的は無電極でプラズマ生成・加速する、高効率・長寿命の高密度ヘリコンプラズマロケットエンジン開発と工学的体系化であり、以下の最終年度結果を得た。先進成果は査読論文10編、会議講演48件(内招待講演5件)と精力的に公表した。1)提唱加速理論をまとめた:回転磁場(RMF)、回転電場(REF)、ポンデロモーティブ/イオンサイクロトロン加速(PA/ICR)、ヘリコン単独熱加速、m = 0加速。2) TG波と共にヘリコン波減衰の重要性を見出した。全粒子計算で空間擬2次元コードを開発した。3) REF加速では3流体コード開発で2次元計算が可能となった。2次元電界浸透モデルで1次元との違いを求めた。4) PA/ICRでは静電的と誘導的電場浸透法でモデル計算と比較した。5)ねじり振子型に加えターゲット型スタンド開発を行った。アルゴンプラズマで直径10 cmとテーパーの10-17 cmで最大比推力が夫々840秒と2,000秒を達成した。キセノンプラズマでは最大比推力1,500秒、最大推力電力比16 mN/kWとなった。直径2 cmの小口径ヘリウム(水素)プラズマではマッハプローブ測定で1,100(3,000)秒を観測した。ヘリコン源で世界最小径を更新(0.3と0.5 cm)した。6)コンパクトでかつ本提唱加速法のため200 mT以上の強磁場永久磁石型スラスタを開発した。7)永久磁石と電磁石の併用でプラズマ特性を向上させた。RMF実験でイオン流速の増加(最大15 %)が加速
唾液腺開口分泌に関与するSNAREタンパク質の解明

本研究では、当初、仙台ウイルス(HVJ)・エンベロープ・ベクターを用い、分泌マーカーcDNAと分泌関連タンパク質のsiRNAをラット顎下腺に導入し、唾液分泌機構のin vivo解析を計画した。しかし、予期に反し、このエンベロープ・ベクターには遺伝子導入活性がなかったため、計画変更を迫られた。そこで、培養細胞に、分泌マーカーとSNAREタンパク質を別の色の蛍光タンパク質として発現し、二波長全反射蛍光顕微鏡観察法により、構成的分泌を調節する分泌関連タンパク質の同定を試みており、現在、siRNAの効果から対象が徐々にしぼられてきている。全反射顕微鏡TIRF-M(total internal reflection fluorescence-microscopy)では、カバーグラスに接着した細胞膜とその近傍だけにエヴァネッセント励起光が照射されるため、背景光が低く、典型的な開口分泌では分泌物の蛍光が一瞬花火のように広がる像が観察されている。今回、我々はGFP標識したヒト成長ホルモン(hGH-GFP)の分泌像をTIRF-M観察するとともに、SNAREタンパク質の機能解析への応用を模索した。【方法】HeLa細胞にhGH-GFPを発現し、ポータブル炭酸ガスインキュベーター中で培養しながら、Nikon社製100倍TIRFレンズと浜松ホトニクス社帛AQACOSMOSで制御されたEM-CCDカメラを用いTIRF-M観察をおこなった。同様に、GFP標識したVAMP-8をHela細胞に導入し開口分泌における役割を解析した。【結果と考察】HeLa細胞にhGH-GFPを発現し、TIRF-M観察したところ、素早く動く球形または長いチューブ状の小胞が細胞中央のゴルジ信卉から細胞周辺部の突起部に移動しそこで分泌したが、典型的な分泌像は観察されず、hGH-GFPの蛍光は突然消失した。ただし、まれではあるがスパークをともなった典型的な分泌像も観察された。GFP標識したVAMP-8もhGH-GFPと同様に球形または長いチューブ状の小胞に発現し、細胞周辺部の突起部で分泌像を示した。分泌像は、バースト型と非バースト型の二つのタイプがあり、バースト型は一般的なfull-fusion型、非バースト型はkiss-and-run型と考えられた。今後は、これらのプラスミドおよび各種siRNAをラットの顎下腺に導入し、唾液腺細胞内での動態を解析する予定である。前年度、全反射顕微鏡TIRF-M (total internal reflection fluorescence-microscopy)を用い、GFP標識したヒト成長ホルモン(hGH-GFP)とSNAREタンパク質であるVAMP8-GFPの分泌像を観察し解析した。hGH-GFPとVAMP8-GFPは、いずれも球形または長いチューブ状の小胞に発現し、細胞周辺部の突起部で分泌像を示したが、両者が同一の分泌小胞に発現しているか否か、明確な証拠は得られなかった。そこで本年は、全反射顕微鏡システムを異なる二色の蛍光に対応できるように改良を加え、hGH-GFPと赤色蛍光を発生するSNAREタンパク質との共局在について検索した。【方法】赤色蛍光タンパク質としてDsRed、クサビラオレンジ、Tag-RFPなど3種類のタンパク質を選び、蛍光強度、退色速度、pH安定性等を検討した。全11種のヒトv-SNAREをクローニングし、赤色蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現するベクターを構築した。【結果と考察】HeLa細胞に導入した全11種のヒトv-SNAREはゴルジ装置から分泌小胞、エンドソーム、細胞膜にいたる様々な部位に特異性を持って発現した。各v-SNAREのうち相互に共通の局在を示すものも見られた。hGH-GFPと赤色蛍光タンパク質と融合した11種のv-SNAREを同時に発現し、二色TIRF-M観察したところ、ゴルジ領域では多くのv-SNAREとhGH-GFPの局在が一致したが、開口分泌の起こる周辺部まで行動をともにするv-SNAREはわずかであった。現在、各v-SNAREに対するsiRNAの効果を検討中である。
刺激によるイオンチャネル機能の制御

1.チャネル分子の発現と構造解析栗山班員は脳内GABAレセプタ-のa_1サブユニットのmRNAの発現に種差、発達変化があることを明らかにした。二井班員は脳下垂体後葉のmicrovesicleでproton pumpを機能的に再構築した。大久保班員は膜蛋白I_<SK>の機能ドメインの最小単位をsite directed mutagenesisを用い決定した。瀬川班員はサブスタンスPレセプタ-の含有糖鎖構成成分が神経系の各部位で異なることを見い出した。東田班員はNG108培養神経細胞株で2つの膜電位依存性K^+チャネルの遺伝子をクロ-ニングした。2.チャネルイオンの透過機構の解析赤池班員はGABA_Aレセプタ-とグルタミン酸レセプタ-がATPを介し干渉することを示した。野間班員は心筋でアドレナリンによるカルシウム電流の増加をアセチルコリンがcAMPを介して抑制することを示した。立花班員は網膜双極細胞終末のカルシウム電流とグルタミン酸放出の関係を解析した。3.細胞内セカンドメッセンジャ-高橋(智)班員は脊髄運動ニュ-ロンにおけるセロトニンの作用はcAMPを介していることを示唆した。丸山班員は膵外分泌細胞でムスカリン受容体を介したCa^<2+>動員反応をアラキドン酸が抑制することを見い出した。中山班員はIP_3受容体抗体を作りIP_3のセカンドメッセンジャ-機能について解析した。4.シグナルトランスダクション篠沢班員は低濃度のセロトニンが大腸菌の走化性を惹起することを示した。高橋(国)班員はセリンプロテア-ゼがneural typeの分化に関係することを明らかにした。大森班員は有毛細胞への遠心性シナプス機構におけるアセチルコリンの役割について解析した。大塚班員は脊髄においてタキキニン作動性及びコリン作動性神経が連関して単シナプス反射を抑制すること見い出した。栗原班員はコイの嗅細胞におけるトランスダクションが除繊毛後も変化しないことを見い出した。
火星・月隕石中に含まれる茶色カンラン石の成因とリモートセンシングデータへの応用

火星・月隕石中に含まれる茶色カンラン石を透過型電子顕微鏡で観察し、これらのカンラン石中に金属鉄またはマグネタイトのナノ粒子が普遍的に含まれていることが明らかになった。これらの着色したカンラン石を赤外顕微鏡を用いて分析したところ、カンラン石中の着色した部分と着色していない部分で1050cm^<-1>付近の赤外スペクトルに明確な差が生じることが示され、赤外域のリモートセンシングデータを解釈する上で重要な情報となることが分かった。1.茶色のカンラン石を含むいくつかの火星限石(特に、レールゾライト質シャーゴッタイトとカンラン石フィリックシャーゴッタイト)をTEM(日本電子製JEM-2010 :東大・理)を用いて詳細な観察・分析を行なうた。その結果、茶色の呈色の原因として10-20nmの大きさの鉄ニッケル合金、もしくはマグネタイトのナノパーティクルが含まれていることが分かった。集束イオンビーム(FIB)(Hitachi製FB-2100 :東大・理)を用いて、カンラン石の茶色い部分とそうでない部分をTEMで観察したところ、ナノパーティクルは茶色の部分にのみ含まれることが明らかになった。2. TEMで分析したものと同じ隕石中のカンラン石を放射光X線を用いたXANES(高エネ研PF・BL-4A)により分析し、鉄の価数をカンラン石中の約10ミクロンの領域で見積もったが、茶色い部分とそうでない部分の間に明確な差は認められなかった。3.同様の隕石薄片試料を赤外顕微鏡(日本分光製IRM-3000 :東大・理)に本申請によって導入したオートステージ(日本分光製IR Profile System)を使ってカンラン石の反射スペクトルを得たところ、茶色部分とそうでない部分に明確な反射スペクトルの差が見られた。4.放射光X線とレーザーパルスを同期させ、ナノ秒オーダーでのカンラン石の衝撃変成過程をX線回折写真によって得るための予備実験を行った。その結果、10GPa程度までの衝撃圧縮による結晶構造変化を追うことができることが明らかになった。1.茶色のカンラン石を含むいくつかの火星限石(特に、レールゾライト質シャーゴッタイトとカンラン石フィリックシャーゴッタイト)をTEM(日本電子製JEM-2010)により観察・分析を行なった。その結果、茶色の呈色の原因として1020nmの大きさの鉄ニッケル合金、もしくはマグネタイトのナノパーティクルがカンラン石中に含まれていることが分かった。これは、これまでに行った他の火星隕石の分析結果と一致していた。2.物材研で、加熱して衝撃実験を行ったカンラン石粉末試料をTEMにより観察した結果、マグネタイトではなく、鉄ニッケル合金のナノパーティクルが含まれていることが分かった。このことから、火星隕石中に含まれるナノパーティクルの鉱物種の違いは、酸素分圧ではなく、温度上昇の違いによってもたらされた可能性が示唆された。3.茶色のカンラン石を含むいくつかの火星隕石を赤外顕微鏡(日本分光製IRM-3000)で分析し、カンラン石の赤外域での反射スペクトルを得た。この結果、1050cm^<-1>付近で見られるピーク強度に色の強さとの相関性が見られた。4. 2008年10月に地球に落下した小惑星2008TC_3の鉱物学的研究を行った。Almahata Sittaと名付けられたこの隕石は、火星隕石と同様に黒色化したカンラン石を含むが、この隕石はポリミクトユレイライトであり、黒色化の原因は炭素物質と還元により生じた鉄ニッケル合金によるものであった。輝石の微細組織から、平衡温度と冷却速度を見積もったところ、それぞれ、1240-1280度、0.2-5度/時間であった。これらの値は、これまでに他のユレイライトで報告されているものとよく一致した。このことは、ユレイライト母天体が高温時に衝撃破壊を受け、その後、再集積を行ったことに対応しており、小惑星2008TC_3はその表層付近に位置していたものと考えられる。(1)前年度に続いて、茶色のカンラン石を含む火星隕石(特に、レールゾライト質シャーゴッタイトNWA1950)をFIBにより試料作成を行い、TEMにより観察・分析を行なった。その結果、1020nmの大きさの金属鉄とヘマタイトのナノ粒子が観察された。また、電子線トポグラフィーによる分析の結果、1nmほどの粒子も存在することが分かった。ヘマタイトはFIB試料作製時に元々あった金属鉄が変成して形成されたと考えられる。(2)物材研で、ピクライト質の安山岩を用いて衝撃実験(20,30,40GPa)を行った。現在、回収試料の処理中であり、今後、試料をTEM、放射光XANES、赤外顕微鏡で観察する予定である。(3)前年度に引き続いて、2008年10月に地球に落下した小惑星2008TC_3(Almahata Sitta隕石)の鉱物学的研究を行った。

炭素物質によりカンラン石が黒色化しているが、SEM-EBSD分析により不透明鉱物として、2種類の金属鉄(α相とγ相)、炭化鉄(cohenite)が存在していることが分かった。(4)新しく見つかったアングライト(NWA4590)中に存在する含シリカCaリン酸塩の結晶学的研究を行った。単結晶X線回折実験の結果、この相がアパタイトの構造を持つことが明らかになった。このリン酸塩はFやClを含んでいないためにOHの存在が考えられるため、赤外顕微鏡で分析したが、これに相当する吸収は見られなかった。そのため、この相は酸化アパタイトの可能性がある。(5)ドイツ・ミュンヘン大で火星隕石の磁化率測定を行った。その結果、カンラン石中にナノ粒子が含まれる試料は高い磁化率を持つことが分かった。
口腔がんに対するγδT細胞とMICA遺伝子に関連した免疫細胞療法の検討

γδT細胞はがん排除免疫を担うリンパ球であるが、ヒト末梢血中に数%しか存在していないため抗腫瘍作用を発揮できていない。本研究は、γδT細胞を体外で活性化培養して口腔がん細胞に対する細胞障害性とMICA遺伝子との関連を検討することである。研究結果として(1)末梢血を用いてゾレドロン酸とIL-2を用いてγδT細胞の活性化培養を行った。(2)γδT細胞の口腔がん細胞に対する細胞障害性とMICA遺伝子多型との関連を検討した。(3)γδT細胞と分子標的薬であるセツキシマブを併用することで細胞障害性が増大し、免疫細胞療法の有用性が示唆された。がんに対する免疫療法は副作用が少なく、再発予防にも有用とされており,手術療法、放射線療法、化学療法についで第4の治療法として期待されている。その免疫療法で用いられるリンパ球の1種であるγδT細胞は強力な抗腫瘍作用をもつが、末梢血中にわずか1%程しか存在しておらず効率の良い抗腫瘍作用を発揮できていない。しかし、近年ゾレドロン酸を用いた体外での活性化培養法が見出され、その有用性が再度注目されているが、がん患者は免疫抑制状態にあるため治療効果が十分に発揮できない問題点もある。本研究の目的は、γδT細胞の抗腫瘍作用に関与しているMICAタンパクの遺伝子多型とγδT細胞のがん細胞に対する細胞障害性を検討し、強力で効率のよいγδT細胞療法の開発を目的としている。研究実績としては、1:血清を用いてゾレドロン酸とIL-2によるγδT細胞の活性化培養を行うことでγδT細胞の増殖を確認した。2:培養したγδT細胞を用いてin vitroで口腔がん細胞株に対する細胞障害性を検討を行ったところ細胞障害性を認めた。3:MICA遺伝子多型とγδT細胞とのがん細胞株に対する細胞傷害性は検討中である。4:γδT細胞療法の臨床応用に向けて活性化培養を行ったγδTと口腔がん領域で承認された各種抗がん剤を併用し細胞障害性を検討している。また、頭頸部がん領域で承認された分子標的薬であるセツキシマブは抗体依存性細胞障害活性(ADCC)による抗腫瘍作用を示し、γδT細胞もCD16抗体を介したADCCを示すことから分子標的薬とγδT細胞の併用による効果を検討中である。がんに対する免疫療法は手術療法、放射線療法、化学療法についで第4の治療法として期待されている。その免疫療法の中心的役割を担うリンパ球であるγδT細胞は強力な抗腫瘍作用を示すがヒト末梢血中に数%しか存在しておらず効率の良い抗腫瘍作用を発揮していない。しかし、近年ゾレドロン酸を用いた体外での活性化培養法が報告されγδT細胞療法の進行がんに対する有効性が注目されている。本研究の目的はγδT細胞の抗腫瘍作用に関与しているMICAタンパクの遺伝子多型とγδT細胞の口腔がん細胞に対する細胞障害性を検討することで効率の良いγδT細胞免疫療法の開発を目的としている。本年度の研究実績としては、1:末梢血を用いてゾレドロン酸とIL-2によるγδT細胞の活性化培養を行い細胞増殖を確認した。2:培養したγδT細胞を用いてin vitroで口腔がん細胞株に対する細胞障害性を確認した。3:MICA遺伝子多型とγδT細胞の口腔がん細胞の細胞障害性の検討を行った。4:活性化培養したγδT細胞と分子標的薬で抗体依存性細胞傷害性をもつセツキシマブを併用して口腔がんに対する細胞障害性を検討中している。しかし、近年ゾレドロン酸を用いた体外での活性化培養法が報告されγδT細胞を用いた免疫細胞療法の進行がんに対する有効性が注目されている。研究実績としては、1:末梢血を用いてゾレドロン酸とIL-2によるγδT細胞の活性化培養を行い細胞が増殖していることを確認した。2:活性化培養したγδT細胞を用いてin vitroで種々の口腔がん細胞株に対する細胞障害性を確認した。3:MICA遺伝子多型とγδT細胞の口腔がん細胞の細胞障害性の検討を行い、MICA多型との関連を検討した。4:活性化培養を行ったγδT細胞と分子標的薬で抗体依存性細胞障害性をもつセツキシマブを併用して口腔がんに対する細胞障害性の検討を行った。その結果、ゾレドロン酸とIL-2により活性化培養したγδT細胞は、口腔がん細胞株に対して細胞障害性を認め、セツキシマブを併用することで口腔がん細胞株に対する細胞障害性が増大する可能性が示唆された。

研究結果として(1)末梢血を用いてゾレドロン酸とIL-2を用いてγδT細胞の活性化培養を行った。(2)γδT細胞の口腔がん細胞に対する細胞障害性とMICA遺伝子多型との関連を検討した。(3)γδT細胞と分子標的薬であるセツキシマブを併用することで細胞障害性が増大し、免疫細胞療法の有用性が示唆された。本研究の目的はγδT細胞の抗腫瘍作用に関与しているMICAタンパクの遺伝子多型とγδT細胞の口腔がん細胞に対する細胞障害性を検討することを目的としている。研究の達成度としてはMICA遺伝子多型の解析とγδT細胞の口腔がん細胞株に対する細胞障害性の検討を行っており、研究はおおむね順調に進展していると思われる。免疫学今後の研究の推進方策としてγδT細胞は抗体依存性細胞傷害(ADCC)を有することから分子標的薬であるセツキシマブを用いることで相乗効果が期待される。さらにがん排除免疫の中心であるNK細胞を併用することでがん細胞に対する相乗効果が予測される。本研究の目的はγδT細胞の抗腫瘍作用に関与しているMICAタンパクの遺伝子多型とγδT細胞のがん細胞に対する細胞障害性を検討して効率のよいγδT細胞療法の開発を目的としている。研究の達成度としては、1:血清を用いてゾレドロン酸とIL-2によるγδT細胞の活性化培養を行い、γδT細胞の増殖をFlow cytometry法で検討している。2:活性化培養したγδT細胞を用いてin vitroでがん細胞株に対する細胞障害性を検討中である。3:MICA遺伝子多型とγδT細胞とのがん細胞株に対する細胞傷害性を検討中である。4:活性化培養を行ったγδT細胞と各種抗がん剤を併用し細胞障害性を検討しており、おおむね順調に進展していると思われる。本研究の目的であるゾレドロン酸とIL-2を用いたγδT細胞の活性化培養に関して短期間で効率の良い培養法を検討しており、研究計画より長期間の細胞培養期間が必要となった。またγδT細胞とMICA遺伝子との関連を研究するのに必要ながん患者の末梢血の提供が少ないため研究期間の延長が必要となった。今後の研究の推進方策として、γδT細胞は抗体依存性細胞障害活性(ADCC)を有することから、分子標的薬であるセツキシマブとの併用効果が期待される。γδT細胞とセツキシマブを併用して口腔がん細胞に対する抗腫瘍効果の有効性に関して検討を行う予定でる。γδT細胞の活性化培養とMICA遺伝子多型の解析に必要な試薬、培地、血清、抗体、がん細胞株などの研究に必要な消耗品に用いる予定である。また、研究成果の学会報告に用いる予定である。本研究にて使用されるため購入予定であった倒立顕微鏡やクリーンベンチは研究室に現存しているもので代用が可能であった。また試薬などの消耗品も研究室に現存している試薬から使用したため、次年度の使用額が生じた。使用計画としては、実験を遂行するのに必要な研究試薬の消耗品(がん細胞株、抗がん剤の試薬、抗体)の購入資金にあてる予定である。
希土類含有マグネシウム合金の高温変形挙動とSuzuki効果の微視的検証

本研究では,希土類金属を含むMg合金の高温塑性,特に原子拡散を伴うすべり変形に関する情報を電子顕微鏡法を駆使して集め,HCP構造の底面上で活動するa-転位と溶質偏析との相互作用とその機械的性質への影響を明らかにすることを目指す。そこで,高温強度の改善作用をもつRE元素としてY, Gd, Dyのいずれかを単独添加あるいはZnやAlと共に複合添加した希薄固溶体を試験対象に中高温域での圧縮変形挙動を評価する。このとき,新顕微鏡技術であるHAADF-STEM法を駆使し,高温変形で発現する拡張転位上の溶質偏析(Suzuki効果)の実態を直接的に検証し,その知見をMgの耐熱強化指針に応用することを目指す。