hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転位の発生・運動に関する分子動力学シミュレーションならびに格子不安定性解析

転位の発生ならびに運動の力学的条件を原子レベルから明らかにするため,[001]方向に引張を受けるニッケル微小単結晶の分子動力学シミュレーションを行い,表面からの部分転位の発生過程,ならびに結晶内部への伝ぱ過程を詳細に観察した.さらに,部分転位の発生・運動時に生じた結晶格子の局所的な不安定変形に着目し,その開始条件を結晶の変形抵抗を表す弾性剛性係数B_<IJ>の正値性に基づいて評価することを検討した.その結果,転位の発生および運動時のメカニズムについて以下のような結果を得た.(1)部分転位が発生する領域では,局所の結晶格子が引張軸垂直方向([100],[010]方向)の変形の釣り合いを失って急激に崩壊し,変形が集中する前駆的な不安定現象(「第一の不安定」)を生じていた.(2)部分転位の発生・伝ぱは,(1)の変形集中領域内の1つのすべり面間においてfcc原始単位格子が部分転位発生方向へ連鎖的にせん断崩壊する「第二の不安定」によりもたらされていた.(3)局所格子の垂直方向崩壊の「第一の不安定」開始時には,その領域の弾性剛性係数の行列式B_<IJ>が負となる不安定状態となっていた.この不安定は,垂直方向の変形の釣合いを表す主小行列式B_<11>B_<22>-B_<12>B_<21>が負となることによりもたらされていた.(4)部分転位の発生の「第二の不安定」開始時には,局所のfcc原始単位格子のせん断弾性剛性係数B_<55>^<int>が負となった集団的な不安定領域がすべり面上に現れた.このせん断不安定領域は部分転位の前方に位置し,すべり面上の隣接格子へ伝ぱすると部分転位が移動した.先進微小材料の信頼性評価の基礎として重要となる,原子レベルの欠陥生成・成長・運動のメカニズムを明らかにする研究の第一歩として,転位の発生・運動に関する種々の分子動力学シミュレーションを行うとともに,局所格子の崩壊に対する不安定性(局所格子不安定性)の観点から検討を加えた.まず,Ni単結晶のナノ試験片引張シミュレーションを行い,(100)表面からの転位発生過程を詳細に観察した.その結果,結晶のずれとして転位が視覚的に認められる前に,局所のひずみが急激に増加する前駆現象が生じており,これがトリガーとなって転位発生がもたらされていることを明らかにした.また,局所格子の弾性剛性係数の正値性で評価した局所格子不安定性により前駆ひずみ集中の開始が評価できることを示した.次に,γ相(Ni)マトリックス中にγ'相(Ni3Al)を含有させた系のシミュレーションを行い,コヒーレントに接合させたNi/Ni3Al界面からの転位発生について検討した.[001]方向の引張シミュレーションでは,引張軸に平行なγ/γ'界面からγ相内に転位が発生・伝ぱするのが観察された.また,温度293Kでは変形が進行しても転位はγ/γ'界面を突き抜けてγ'相内に伝ぱしないことが示された.一方,温度上昇させたシミュレーションでは転位発生が認められず,コヒーレントに接合したNi/Ni3Al界面が線膨張係数の差による格子ミスフィット転位発生に対し安定であることが示された.転位の発生ならびに運動の力学的条件を原子レベルから明らかにするため,[001]方向に引張を受けるニッケル微小単結晶の分子動力学シミュレーションを行い,表面からの部分転位の発生過程,ならびに結晶内部への伝ぱ過程を詳細に観察した.さらに,部分転位の発生・運動時に生じた結晶格子の局所的な不安定変形に着目し,その開始条件を結晶の変形抵抗を表す弾性剛性係数B_<IJ>の正値性に基づいて評価することを検討した.その結果,転位の発生および運動時のメカニズムについて以下のような結果を得た.(1)部分転位が発生する領域では,局所の結晶格子が引張軸垂直方向([100],[010]方向)の変形の釣り合いを失って急激に崩壊し,変形が集中する前駆的な不安定現象(「第一の不安定」)を生じていた.(2)部分転位の発生・伝ぱは,(1)の変形集中領域内の1つのすべり面間においてfcc原始単位格子が部分転位発生方向へ連鎖的にせん断崩壊する「第二の不安定」によりもたらされていた.(3)局所格子の垂直方向崩壊の「第一の不安定」開始時には,その領域の弾性剛性係数の行列式B_<IJ>が負となる不安定状態となっていた.この不安定は,垂直方向の変形の釣合いを表す主小行列式B_<11>B_<22>-B_<12>B_<21>が負となることによりもたらされていた.(4)部分転位の発生の「第二の不安定」開始時には,局所のfcc原始単位格子のせん断弾性剛性係数B_<55>^<int>が負となった集団的な不安定領域がすべり面上に現れた.このせん断不安定領域は部分転位の前方に位置し,すべり面上の隣接格子へ伝ぱすると部分転位が移動した.
表皮特異的転写因子からのアプローチによる誘導性表皮幹細胞（ｉＥＳ細胞）の樹立

iPS細胞を誘導するために使われる4種類の遺伝子が全て転写因子であることからもわかるように、転写因子は幹細胞を未分化状態に保つのに必須の役割を果たしている。本研究では、転写因子PTTG1が、表皮角化細胞の幹細胞としての未分化な形質を保つ上で重要な役割を果たしていることを見出した。すなわち、PTTG1遺伝子を導入し、恒常的にPTTG1を強発現する表皮角化細胞を用いて、3次元培養を行ったところ、構成された表皮組織は肥厚し、個々の角化細胞の増殖能は亢進していた。さらに、表皮組織における分化マーカーの発現は減弱し、未分化マーカーの発現が亢進していた。昨年度までに同定した転写因子である下垂体腫瘍転換因子cDNAをpCMVのCMVプロモーター下流に組み込み、下垂体腫瘍転換因子を真核細胞でubiquitousに発現するpCMV-PTTG1ベクターを作製する。これを、マウス培養正常ケラチノサイトに遺伝子導入して、カルシウムスイッチをONにして分化させる分画(0.12 mM Ca)と、そのまま未分化状態の分画(0.05 mM Ca)とで、1位相差顕微鏡による細胞形態観察、2その分化マーカー(ケラチン5/ケラチン4,ケラチン1/ケラチン10,インボルクリン、ロリクリン)をウエスタン法によって定量比較、3分化マーカーのルシフェラーゼ・コンストラクトとともに遺伝子導入し、ルシフェラーゼ・アッセイを行った。これらにより、下垂体腫瘍転換因子がin vitroでケラチノサイトの分化および分化マーカーの発現に及ぼす影響が明らかとなった。さらに、pCMV-PTTG1ベクターを組み込み、下垂体腫瘍転換因子を恒久的に発現するマウス培養正常ケラチノサイトの三次元培養を行い、出来上がった表皮構造を病理組織学的に検討した。その結果、コントロールの三次元培養表皮に比べて、体腫瘍転換因子を恒久的に発現する三次元培養表皮は、組織が厚くなっており、個々のケラチノサイトの増殖能が亢進していた。さらに、体腫瘍転換因子を恒久的に発現する三次元培養表皮は、ケラチン1/ケラチン10,インボルクリン、ロリクリンなどの分化マーカーの発現が減弱しており、下垂体腫瘍転換因子はケラチノサイトを未分化な状態に保つために重要な役割を果たしていると考えられた。平成24年度は、カルシウムスイッチによるケラチノサイト分化によって発現が激減する転写因子遺伝子群をスクリーニングする計画である。このことにより、基底層特異的に発現する遺伝子を同定でき、基底層特異的発現を示す遺伝子は、ケラチノサイトの分化を抑制し未分化な状態に維持する機能をもつ可能性が高い。本年度はさらに、スクリーニングした遺伝子をDNA解析ソフトにより解析し、転写因子であるものを選び出して発現ベクターにサブクローニングした。このようにしてクローニングした各転写因子を三次元培養系に遺伝子導入し、表皮形成の変化を解析することにより当該転写因子の表皮分化(角化)における役割を明らかするよう試みた。具体的には、1正常ケラチノサイトを低カルシウム培地(0.05 mM Ca2+)で培養し、カルシウム・スイッチ(0.05 mM Ca2+→0.12 mM Ca2+)によりin vitroで分化させた。2分化前後で未分化ケラチノサイト、分化ケラチノサイトのそれぞれからmRNAを抽出し、未分化・分化ケラチノサイト由来のmRNAをもとにしてWhole human genomeをカバーするマイクロアレイ解析を行った。その結果、カルシウムスイッチ後発現が10分の1以下に激減する既知の転写因子16種類と機能が未知の転写因子10種類が同定された。現在これらの転写因子cDNAを、ひとつひとつリバースPCR法によりケラチノサイトcDNAプールよりクローニングし、発現ベクターに組み込む作業を行っている。今後は、発現ベクターに組み込んだ表皮基底層特異的発現を示す転写因子群を様々な組み合わせで、皮膚線維芽細胞由来のiPS細胞に遺伝子導入し、ケラチノサイト誘導培養系で培養し、ケラチノサイトに分化する転写因子の組み合わせを探索していく。基底細胞特異的発現を示す転写因子のスクリーニングは順調に進展したが、PCRによるクローニングがうまくはいらず、試行錯誤に時間がかかった。今後は、同定した転写因子群を様々な組み合わせで、iPS細胞に遺伝子導入し、ケラチノサイト特異的誘導培養系で培養し、ケラチノサイトに分化する転写因子の組み合わせを探索する。該当なし。
嗜銀顆粒性認知症の画像診断とアポリポ蛋白Ｅ多型

嗜銀顆粒性認知症AGDは、高齢者に多いに新しいタイプの認知症で、経過が緩徐であること、一部は易怒性や性格変化が目立つことが症状特徴とされるが、生前には診断が困難とされていた。本研究では、AGDの特徴である迂回回(側頭葉内側部前部)の萎縮を画像診断における指標として、認知症専門外来で100例のAGDを診断し、100例のアルツハイマー型認知症(AD)と脳萎縮を定量的に比較検討し、AGDでは海馬・海馬傍回の萎縮もADより強いこと、アミロイド沈着の危険因子であるアポリポ蛋白E4の保有率がADより少ないことを示した。AGDの診断により、よりきめ細かい高齢者の認知症の診断と治療が可能になると考えられる。嗜銀顆粒性認知症(DG)は、連続剖検例の先行研究では、高齢者ではアルツハイマー型認知症(AD)、レビー小体型認知症についで多い変性性の認知症とされるが、病理学的概念であり、その臨床症状については不明な点が多い。しかし、DGの病理学的な病期として、迂回回ステージ(1期)、側頭葉ステージ(2期)、前頭葉ステージ(3期)と進展することが示されており、このような病変分布の解剖学的特徴から、画像診断が有力な補助診断になる可能性が考えられる。また、ADと異なり、脳内アミロイド沈着が少なく、その危険因子であるアポリポ蛋白E4の頻度が少ないとされる。また、臨床症状としては、記銘力障害または易怒性などの軽度の人格変化がおこりやすいとされる。そこで本研究では、記憶障害または人格変化とMRIの軸位段で側頭葉内側前方(迂回回に相当)の萎縮をDGの暫定的診断基準として臨床診断を行い、Voxel-based morphometry (VBM)ソフトであるVSRAD advanceによる海馬・海馬傍回の萎縮の程度、アポリポ蛋白E4の有無を、ADと比較検討した。認知症疾患センター外来の連続例から、DG86例(平均年齢81±5.0歳)、AD81例(同79±5.5歳)を対象とした。DG群ではVSRAD advanceのZスコアは、DG群は3.76±1.07で、AD群の2.17±0.80に比べて有意に高値で、海馬・海馬傍回の萎縮がより高度であった。アポリポ蛋白E4を一つ以上もつキャリアの頻度は、DG群34%、AD群54%で、DG群はAD群より有意に低かった。DGは画像診断から臨床的にも診断可能で、この臨床診断を用いてアポリポ蛋白E4キャリアの頻度を調べても、DGはADより低いという従来の剖検例での結果を多数例で確認できた。嗜銀顆粒性認知症(DG)は、高齢者ではアルツハイマー型認知症(AD)と並んで多い変性性認知症だが、病理学的診断であり臨床診断ができるかは不明であった。本研究では、過去の剖検例等の報告や村山らの報告を基に、A)臨床像として1)65歳以降発症、2)緩徐進行性の記憶障害、3)前頭側頭型認知症類似の人格変化、易怒性、攻撃性、4)妄想のいずれか2つの特徴と、B)画像所見として、通常CTまたはMRI軸位段で、側頭葉内側前部の萎縮(迂回回萎縮に相当)があること、を暫定的なDGの診断基準として以下の検討を行った。65歳以降発症のAD100例、DG100例を診断し、VSRAD advanceを用いたMRI Voxel-based morphometry (VBM)とアポリポ蛋白E(ApoE)多型を検討した。AD群とDG群で、年齢はそれぞれ80.2±5.5歳と82.2±5.3歳、罹病期間3.45±2.13年と3.61±2.42年、MMSE19.2±4.0点と18.2±5.7点、でいずれも両群に有意差はなかった。VSRADadvanceによる側頭葉内側部のZスコアの平均は、AD2.25±0.81、DG3.79±1.21と有意にDGで同部の萎縮が高度であった。ApoEのε4の保有者はADで59%、DGで31%で、DGで有意にε4保有者が少なかった。ε2の保有者はADで6%、DGで9%で有意差はなかった。DGの病理学的病期分類では、認知症を呈する3期では、迂回回を中心に扁桃体や側頭葉内側部の萎縮が強く現れるので、通常の軸位段のMRI画像で側頭葉内側前部の萎縮を指標にすれば、DGの診断が可能であると考えられる。VSRADで症状が軽いのにZスコアが高値な例はDGの可能性が高い。また、ApoEのε4の保有率は、DGではADに比べて有意に低く、ADと遺伝的背景も異なることが臨床例で示された。

本研究では、AGDの特徴である迂回回(側頭葉内側部前部)の萎縮を画像診断における指標として、認知症専門外来で100例のAGDを診断し、100例のアルツハイマー型認知症(AD)と脳萎縮を定量的に比較検討し、AGDでは海馬・海馬傍回の萎縮もADより強いこと、アミロイド沈着の危険因子であるアポリポ蛋白E4の保有率がADより少ないことを示した。AGDの診断により、よりきめ細かい高齢者の認知症の診断と治療が可能になると考えられる。MRI水平断画像で側頭葉内側前方の萎縮を嗜銀顆粒性認知症(DG)の診断の指標として、山形大学医学部附属病院物忘れ外来および篠田総合病院認知症疾患医療センターを受診した症例についてその頻度、voxel-based specific regional analysissystem for Alzheimer's disease (VSRAD)所見、アポリポ蛋白E(ApoE)多型について検討した。本年度の検討対象は血管性認知症を除く変性性認知症169例で、若年発症アルツハイマー病(EOAD)27例、晩期発症型アルツハイマー病(LOAD)91例、レビー小体型認知症(DLB)19例、DG32例であった。DGは晩期発症認知症例142例中32例で、23%を占めており、従来の連続剖検例での5-10%よりも高い頻度であった。したがって、DGは高齢者の認知症で、少なくともDLBと同程度にはある、決して稀ではない疾患である可能性が高い。また、VSRADの海馬傍回の萎縮度を示すZスコアでは全例2以上で、4以上の高度の例が大部分であった。ApoEでは、4型を一つ以上もつ頻度は、EOAD33.3%、LOAD59%、DLB47%と比較して、DGでは18.8%と低かった。一方、2型を一つ以上もつ頻度は、EOAD7.4%、LOAD2.2%、DLB0%と比較し、DGでは19%と高かった。MRI上の側頭葉内側前方の萎縮を指標として診断したDGでは、アルツハイマー型認知症とは対照的に、アミロイド沈着に促進的に働くE4型の頻度低く、アミロイド沈着に防御的に働くE2型の頻度が高いことが示された。側頭葉内側前方の萎縮を嗜銀顆粒性認知症の症例は予想以上に多く、とくに80歳以上の高齢者で、精神科を受診する患者では、多く2年間で100例近い症例になり、アポリポ蛋白E多型の検討に耐えるものであった。予定した症例数の検討を行うことができた。また、MRI上の側頭葉内側前方の萎縮はDGの指標になりうること、予想よりも高齢者認知症におけるDGの頻度は高い可能性があることが分かった。DGの頻度については、新規患者の連続例を用いた臨床ベースの頻度を出す必要がある。脳血流SPECTによる機能画像との関係や、PiB-PETによるアミロイド沈着の有無の確認と合わせてさらに検討していく予定である。PiB-PETについては、すでにピッツバーグ大学の研究用使用の許可をとり撮影開始の準備をしている。また、以前より経過観察している症例については、病理解剖の依頼をしており、可能なかぎり剖検による確認もしてい行く予定である。今後さらに、症例を増やすとともに、臨床的指標との関係、連続例における正確な頻度、SPECT所見との関係もふくめて検討していく予定である。本年度の検討では、MRIのVSRAD解析は、SPM2を用いたものだったが、SPM8を用いた、改良版が2012年2月にリリースされたので、DG例についても両者を合わせて検討していくとともに、これまで蓄積した症例について再解析を行う。また、脳萎縮のパターンについては、意味性認知症類似の側頭葉外側前方の左右差をもった症例も含まれることから、意味性認知症との比較を含めて検討して行きたい。さらに、DGはタウオパチーの一種であることから、他のバイオマーカーとして、脳脊髄液中のタウ蛋白上昇の有無をDGと診断された例の一部で可能な例で検討を計画したい。該当なしさらに全体で200症例程度(うちDGは20ー30例と予測)を増やして検討していくが、とくにアポリポ蛋白E多型の測定のための費用が中心となる。
がん細胞の不均一性からみた、双方向的ＥＭＴ制御系による悪性化基盤形成機構の解明

上皮間葉転換(Epithelial-to-Mesenchymal Transition: EMT)は腫瘍組織内部において不均一に誘導されている。本研究課題では『EMTを起こしたがん細胞』と『EMTを起こしていないがん細胞』の間のクロストークによってEMTが双方向的に制御されることを明らかにするために、平成25年度にEMTを正に制御する因子としてWNT3、WNT5Bが分泌されることを見出し、『EMTを起こしていないがん細胞』に対してWNT依存的EMTを誘導すること、転移能が亢進されることを明らかにした。平成26年度は本研究課題にある「双方向性」を示すために、EMTを負に制御する液性因子の同定を目指した。TGF-betaによってEMTを誘導したヒト肺癌細胞株A549(M-A549)を用いて、培養上清を作製したところ、この培養上清はM-A549自身にEMTとは逆の現象であるMETを誘導する液性因子が含まれることを見出した。さらに、その液性因子を同定するために、intactのA549に比べてM-A549で発現および分泌亢進している遺伝子群をバイオインフォマティクスの手法(GSEA)によって探索したところ、Connective Tissue Growth Factor(CTGF)が見出された。さらに、CTGFに対するsiRNAもしくは中和抗体によって培養上清が持つMET誘導能がキャンセルされ、リコンビナントCTGFの単独処理によってMETが誘導されたことから、CTGFがEMTを負に制御するMET誘導因子となりうることが示された。さらにそのメカニズムとしてCTGFがp38MAPKを抑制することで、METを誘導することを明らかにした。以上のことから、『EMTを起こしたがん細胞』が産生する液性因子によって、周辺のがん細胞のEMTが動的に制御されうることが初めて明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。腫瘍悪性化の最大の特徴である転移には、上皮間葉転換(epithelial-to-mesenchymal transition : EMT)と呼ばれるプロセスが密接に関わっている。腫瘍内部におけるEMTの誘導は空間的に不均一であり、結果として異なった表現型を有する不均一ながん細胞集団を生み出すという側面を持っていることから、EMTはがん細胞に浸潤能を充進させるだけではなく、周辺のがん細胞と協調して腫瘍悪性化に関わる可能性が考えられる。本研究課題は、EMTによって生み出されるがん細胞の不均一性が持つ腫瘍生物学的な役割の解明を目指し、それに基づく新規がん転移治療コンセプトの提案を目的としている。平成25年度は、「EMTを起こしたがん細胞(M-cell)」と「EMTを起こしていないがん細胞(E-cell)」の間の相互作用に注目し、TGF-β刺激によってEMTを誘導したA549(ヒト肺癌細胞株)およびPanc-1(ヒト膵癌細胞株)をM-cell、ならびにそれぞれの未処理細胞をE-cellとして共培養実験を行った。その結果、M-cellとの共培養によってE-cellの浸潤能・転移能が亢進されることを明らかにした。さらにM-cellにおいて発現・分泌亢進されている分子をcDNAマイクロアレイ、Gene Set Enrichment Analysisによって推定し、その因子としてWNT3、WNT5BがE-cellにEMTの誘導、浸潤・転移能の充進に寄与することを同定した。また、M-cellにおけるWNT3およびWNT5Bの発現上昇メカニズムが、mRNAの安定化に起因するものであることを明らかにした。以上の結果は、EMTによって生み出される不均一な細胞間の相互作用の一端を明らかにするとともに、不均一ながん細胞間の細胞間相互作用が治療標的の一つになりうることを堤案できたものと考えられる。

以上のことから、『EMTを起こしたがん細胞』が産生する液性因子によって、周辺のがん細胞のEMTが動的に制御されうることが初めて明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究目的に掲げた「EMTを起こしたがん細胞」と「EMTを起こしていないがん細胞」間の細胞間相互作用が両細胞のEMT表現型に及ぼす影響に関して一定の成果を上げており、申請時当初に仮定した『EMTによるEMT/METの制御』を提唱する上で重要な知見も得ている。平成26年度の研究計画に組み込まれているMET誘導因子は、研究課題名にも含まれる『双方向性』を特徴付ける極めて重要な分子であるが、その候補分子の同定もほぼ終えているため本年度も更なる研究の進展が見込まれる。平成25年度に得られた研究成果をより普遍的な現象として提唱するために、他のサイトカイン(EGFなど)、環境因子(低酸素、低pHなど)誘導性EMTモデル、もしくはGenetic/Epigeneticに間葉系表現型を有するがん細胞株を用いた共培養実験を行う。また、臨床的に腫瘍組織内部では上皮系および間葉系がん細胞が混在しており、M-cellよって一方向的にEMTのみが誘導されているとは考えにくい。次年度は、E-、M-cellが共存することによるM-cellのEMTに対する影響にも注目し、機序の解析を行う。E-、M-cell間の双方向的なEMT制御機構を理解することによって、腫瘍組織内部そしてがん転移過程における動的なEMT制御機構の全容解明を目指す。
酸素分布画像化法を用いたEndotoxemia時の微小循環動態の解析

en doto xin shockは致死的な多臓器不全を招く重篤な病態である。en doto xin shock時の循環管理は動脈血圧や心係数など巨視的な循環パラメータを正常化することを目標に行われる。しかしこれら巨視的循環パラメータと微小循環動態との関連は明らかではない。本研究では酸素分布画像化法を応用してen dot oxemia時における組織の微視的な酸素化動態を計測し、これと酸素供給とのバランス、組織間質における酸素分圧勾配、赤血球から組織に至る酸素輸送抵抗などの諸因子との関連を解析した。得られた結果を要約すると(2)この酸素供給の低下には微小循環血流の低下、赤血球供給の低下、cell-free layerの肥厚が関与しており、ことに組織酸素分圧の変化は微小循環血流やcell-freelayerの厚さの変化とよく相関した。(3)自発呼吸条件下では、組織hypoxiaによる代謝性acidosisが呼吸性に代償されてPaCO2が低下したと考えられ、組織酸素分圧の変化はPaCO2の変化ともよく相関した。このことは、PaCO2(ないしはBase Excess)という巨視的な計測値が組織酸素化や細動脈血流という微小循環動態の一つの指標となりうることを示唆した。などである。細菌en dot oxemiaが赤血球変形能の低下を起こす可能性が指摘されており、本研究から得られた我々の結論と併せると、LPS投与後早期から微小循環動態の悪化にはreologicalな因子が寄与していることも想定され、今後の検討課題であると考えられた。などである。endotoxin shockは致死的な多臓器不全を招く重篤な病態である。endotoxin shock時の循環管理は動脈血圧や心係数など巨視的な循環パラメータを正常化することを目標に行われる。しかしこの際の巨視的循環パラメータと、心血管系の究極目的である組織への物質供給(とりわけ酸素供給)を保証する微小循環動態との関連は明らかではない。最近、我々は酸素感受性蛍光薄膜センサーを開発し、ラット微小血管床における酸素輸送過程をビデオ画像として可視化することに成功した。本研究は、この方法を発展させ、endotoxemia時の酸素輸送と組織血流の動態を詳細に解析することを目的としている。・微視的循環指標:細動脈赤血球流速、細動脈血管径、血漿層厚、細動脈周囲の酸素分布組織hypoxiaはこれら諸因子の悪化によって惹起されるものであるが、次年度には微視的循環指標と巨視的循環指標の経時変動をより精密に比較検討し、endotoxemia時の組織hypoxiaの機序を解析していく予定である。しかし、これら巨視的循環パラメータと微小循環動態との関連は明らかではない。本研究では酸素分布画像化法を応用してendotoxemia時における組織の微視的な酸素化動態を計測し、これと酸素供給とのバランス、組織間質における酸素分圧勾配、赤血球から組織に至る酸素輸送抵抗などの諸因子との関連を解析した。得られた結果を要約すると(1)endotoxemia時の組織hypoxiaは酸素消費の増加と微小循環からの酸素供給の低下とによって惹起され、動脈圧やPaO2の低下に先行した。(2)この酸素供給の低下には微小循環血流の低下、赤血球供給の低下、cell-free layerの肥圧が関与しており、ことに組織酸素分圧の変化は微小循環血流やcell-freelayerの厚さの変化とよく相関した。

などである。最近、endotoxemiaが赤血球変形能の低下を起こす可能性が指摘されており、本研究から得られた我々の結論と併せると、LPS投与後早期からの微小循環動態の悪化にはrheologicalな因子が寄与していることも想定され、今後の検討課題であると考えられた。
金属ポルフィリン錯体の分子構造と反応性の相関の解明

本研究では、歪んだ構造を持つ金属ポルフィリン錯体の性質や配位子置換反応など反応性の体系化のための反応機構の解明と知識の集積を全体的な目標とし、(1)金属ポルフィリン錯体の合成とキャラクタリゼーション、(2)金属ポルフィリン錯体の関与する反応の反応機構の解明、(3)光化学的特性の解明を柱とした研究を遂行した。非平面型のポルフィリンとして、2,3,5,7,8,10,12,13,15,17,18-ドデカフェニルポルフィリンおよび2,3,7,8,12,13,17,18-オクタエチル-5,10,15,20-テトラフェニルポルフィリンを用いて、それらの銅(II)およびクロム(III)錯体を合成し、元素分析や各種の分光学的手法を用いて化合物のキャラクタリゼーションを行った。銅(II)錯体については、アセトニトリル中での銅(II)イオンとの電子移動反応の速度論を研究して、ポルフィリンおよびポルフィセン錯体の自己電子交換反応の機構を調べ、ポルフィリンの構造の歪みにより電子移動反応の反応性が非常に大きく左右されること、および、構造異性体による効果がほとんど見られないことを明らかにした。クロム(III)錯体については、配位子置換反応および光化学反応の機構を明らかにする上で必要な錯体の特性に関する知見を得るために、X線吸収スペクトルを測定してその電子状態を調べ、錯体に含まれる金属の酸化数が+3であることを明らかにした。また、吸収スペクトルの時間変化を利用して、溶液中での軸配位子の置換反応の速度を測定し、反応速度式および反応の活性化パラメーターに基づいて、反応機構を明らかにした。置換反応に及ぼす置換基の電子的効果や立体的効果に基づいて、その反応機構を考察した。平成16年度は、歪んだ構造を持つ金属ポルフィリン錯体の性質や配位子置換反応など反応性の体系化のための反応機構の解明と知識の集積を全体的な目標とし、(1)金属ポルフィリン錯体の合成とキャラクタリゼーション、(2)金属ポルフィリン錯体の関与する反応の反応機構の解明、(3)光化学的特性の解明を柱とした研究を遂行した。銅(II)錯体については、アセトニトリル中での銅(II)イオンとの電子移動反応の速度論を研究して、ポルフィリン錯体の自己電子交換反応の速度論的パラメーターを求め、ポルフィリンの構造の歪みと電子移動反応の反応性との相関を明らかにした。クロム(III)錯体については、配位子置換反応および光化学反応の機構を明らかにする上で必要な錯体の特性に関する知見を得るために、X線吸収スペクトルを測定してその電子状態を調べた。また、吸収スペクトルの時間変化を利用して、溶液中での軸配位子の置換反応の速度を測定した。さらに測定を重ねて、反応の全体像を明らかにした上で、置換反応に及ぼす置換基の電子的効果や立体的効果に基づいて、その反応機構を考察する予定である。

平成17年度は、平成16年度の実績を踏まえて、歪んだ構造を持つ金属ポルフィリン錯体の性質や電子移動反応など反応性の体系化のための反応機構の解明を目標とし、(1)金属ポルフィリン錯体の合成とキャラクタリゼーション、(2)金属ポルフィリン錯体の関与する反応の反応機構の解明を柱とした研究を遂行した。非平面型のポルフィリンとして、2,3,7,8,12,13,17,18-オクタエチル-5,10,15,20-テトラフェニルポルフィリンを、またその構造異性体としてポルフィセンを用いて、それらの錯体を合成し、化合物のキャラクタリゼーションを行った。銅(II)錯体については、アセトニトリル中での銅(II)イオンとの電子移動反応の速度論を研究して、ポルフィリンおよびポルフィセン錯体の自己電子交換反応の機構を調べ、ポルフィリンの構造の歪みにより電子移動反応の反応性が非常に大きく左右されること、および、構造異性体による効果がほとんど見られないことを明らかにした。クロム(III)錯体については、X線吸収スペクトルを測定してその電子状態を調べ、錯体に含まれる金属の酸化数が+3であることを明らかにした。また、吸収スペクトルの時間変化を利用して、溶液中での軸配位子の置換反応の速度を測定し、反応速度式および反応の活性化パラメーターに基づいて、反応機構を明らかにした。置換反応に及ぼす置換基の電子的効果や立体的効果に基づいて、その反応機構を考察した。
血液凝固・繊溶系に対する希土類金属の影響

【目的】希土類金属はセラミックス、超伝導体、磁性材料及び螢光体として優れた性質をもつことから電子工業、窯業、カラーテレビ、冶金、等に利用されている。しかし、その生体影響に関する研究は比較的少ない。そこで本研究ではCa^<2+>を必須とする血液凝固・繊溶系に対する希土類金属の影響を検討した。【方法】血液凝固系に対する希土類金属の影響は、まず各種金属イオン存在下、ヒト血漿を用い、内因系及び外因系強固機序による凝固時間を測定することによって検討した。内因系はCa^<2+>-カオリン、外因系は組織因子によって凝固反応を誘導し、それぞれ凝固時間を測定した。また、両系に共通するXa因子誘導の凝固時間も同様にして測定した。各凝固因子または繊溶系活性化因子のプラスミン及びウロキナーゼの活性に対する影響はそれぞれに特異的なペプチジル-MCA基質を用いて、希土類金属存在下で酵素活性を測定することにより検討した。次に、肺塞栓モデルマウスに対する希土類金属の効果は、先ず、各濃度の金属イオンを各々尾静脈内投与し、5分後に組織因子を尾静脈内に投与し、その症状から効果を判定し、24時間後における死亡率を算出することにより検討した。【結果・考察】希土類金属はカオリン、組織因子、Xa因子によって誘導される凝固時間を延長させ、中でもLa^<3+>、Ce^<3+>、Nd^<3+>等Ca^<2+>とイオン半径が近い軽希土類に分類される金属が相対的に強い作用を示した。また、プロトロンビナーゼによりトロンビン形成を強く阻害した。更に、希土類金属はXa因子、トロンビンのみならずプラスミン及びウロキナーゼ活性も阻害した。また、La^<3+>、Ce^<3+>はin vivoにおける外因系凝固による肺塞栓の形成を阻害し、死亡率を低下させた。[目的]本研究では血液凝固・繊溶反応に対する希土類金属の影響を検討し、肺塞栓モデルマウスに対する抗血栓作用を試みた。[方法]希土類金属の抗凝固作用は、各種金属イオン存在下あるいは非存在下でヒト正常血漿にカオリン又はトロンボプラスチン(組織因子)またはXa因子に加え、Ca^<2+>ーリン脂質を添加して、それぞれの凝固時間を測定することにより検定した。この方法によって、内因系、外因系及びXa因子誘導の血液凝固反応に対する希土類金属の影響を検討した。次に、血液凝固カスケード中の各因子の持つ酵素活性に対する影響はMCA基質を用いて調べた。また、肺塞栓モデルマウスは尾静脈より、3040mg/kgのリオプラスチン(組織因子、リン脂質を含む)を投与することによって作成するが、これに対する希土類金属の影響を検討した。[結果・考察]希土類金属はカオリン、トロンボプラスチン、またはXa因子によって誘導される血液凝固時間を延長させ、中でもLa^<3+>、Ce^<3+>、Nd^<3+>、Sm^<3+>など軽希土類に分類される金属が相対的に強い作用を示した。次に、希土類金属は血液凝固カスケード中の各因子の酵素活性を強く阻害し、この場合においても軽希土類が相対的に強い作用を示した。La^<3+>及びCe^<3+>は肺塞栓モデルマウス作成に際し、それらの抗血栓作用により延命効果を示した。【目的】

希土類金属はセラミックス、超伝導体、磁性材料及び螢光体として優れた性質をもつことから電子工業、窯業、カラーテレビ、冶金、等に利用されている。しかし、その生体影響に関する研究は比較的少ない。そこで本研究ではCa^<2+>を必須とする血液凝固・繊溶系に対する希土類金属の影響を検討した。【方法】血液凝固系に対する希土類金属の影響は、まず各種金属イオン存在下、ヒト血漿を用い、内因系及び外因系凝固機序による凝固時間を測定することによって検討した。内因系はCa^<2+>-カオリン、外因系は組織因子によって凝固反応を誘導し,それぞれ凝固時間を測定した。また、両系に共通するXa因子誘導の凝固時間も同様にして測定した。各凝固因子または繊溶系活性化因子のプラスミン及びウロキナーゼの活性に対する影響はそれぞれに特異的なペプチジル-MCA基質を用いて、希土類金属存在下で酵素活性を測定することにより検討した。次に、肺塞栓モデルマウスに対する希土類金属の効果は、先ず、各濃度の金属イオンを各々尾静脈内投与し、5分後に組織因子を尾静脈内に投与し、その症状から効果を判定し、24時問後における死亡率を算出することにより検討した。【結果・考察】希土類金属はカオリン、組織因子、Xa因子によって誘導される凝固時間を延長させ、中でもLa^<3+>、Ce^<3+>、Nd^<3+>等Ca^<2+>とイオン半径が近い軽希土類に分類される金属が相対的に強い作用を示した。また、プロトロンビナーゼによるトロンビン形成を強く阻害した。更に、希土類金属はXa因子、トロンビンのみならずプラスミン及びウロキナーゼ活性も阻害した。また、La^<3+>、Ce^<3+>はin vivoにおける外因系凝固による肺塞栓の形成を阻害し、死亡率を低下させた。
現代都市開発法制と都市居住環境の形成・整備に関する比較・総合的研究

1.本研究の目的は、わが国と欧米諸国(独・仏・英・米)における近時の都市開発(再開発)政策とその法制度の動向を、《住民にとっての住宅と居住・生活環境の改善・整備》という観点から比較・総合的に考察することにより、わが国で推進されている都市開発の動向に内在する問題点を析出しその克服の方策を探ることにある。そのために本研究は、(1)個々の制度・政策の単純な横並びの比較ではなく、各国の法制度の全体的構造と特徴をその国の都市問題の実情に即して分析・把握した上で、(2)幾つかの重要な検討項目を課題に即して設定し、より堀り下げた比較対照を行うこと、また、(3)とくにわが国については、制度と政策の問題点を都市開発の具体的実態に即して理解することに留意して進められた。2.その成果としては、まず、(1)各国間の差異と共通性を総合的に洗い直すことにより、こうした研究作業に不可欠な比較分析の視座と基準を明確化したことがある。また、(2)その基準に即してみた場合、彼我の間には都市法の理念・目的、土地所有権の法規制、都市法の構造と機能、都市形成における住民の役割などにつき様々な差異が存在するが、それらは、他の諸要因のほかにも、《市場原理による都市形成》と《その公共的・計画的コントロール》という2つの要素の政策的・制度的関連づけの仕方の相違と密接に結合していること、そして、(3)この点での相違が、わが国の都市開発における居住環境の改善・整備という課題の比重の軽さと結びついている以上、その面での制度的システムの見直しが今後の重要な問題となるであろうことなども、明らかになった。3.なお残された問題もあるとはいえ、本研究の成果(二度にわたって発表した13本の論文と、その一部をも収録した「研究成果報告書」参照)は、今後の都市開発法制の研究にとって、1つの重要な拠り所を提供しうるものであろう。1.(1)計8回の全体研究会(合宿研究会を含む)を通して,対象とする5ヵ国における都市開発法制の展開過程と現状,その構造と機能の特徴ならびに問題点,各国の共通点と相違点等を概括的に検討し,各国間の比較・対照のための検討項目の設定作業を進めると同時に,それと併行して,(2)外部の研究者を招いての特別研究会(都市工学・都市計画論・開発財政論・開発実務等の見地からみたわが国都市開発の現状を中心にして,計5人)と,(3)東京・大阪・神戸・仙台での現地調査または現地視察を共同で行い,わが国の都市開発の実情と問題点をよりよく把握することに努めた.2.その過程で得られた重要な知見・確認事項としては,(1)欧米諸国の最近の動向にも相互にかなりの位相のずれがあるだけでなく,欧米諸国とわが国とでは都市発展の歴史的段階や性格が異なるので,安易な横並びの比較・対照だけでは不十分なこと,(2)しかし,欧米諸国とわが国の住宅・居住環境整備政策の位置づけのあり方には,そのことだけでは説明できない差異があり,その要因を解明する必要があること,(3)欧米諸国の法制度には,《都市計画と土地利用計画ーその実現のための開発・整備事業制度ーそれに必要な土地・地価対策ー整備された都市空間と建物の供給と利用》という一連の過程に一定の構造的関連が見出せるが,わが国の法制度はその点が脆弱なこと,

(4)同じく《民活》といってもその実体は国により同一でないこと,などがあり,こうした研究成果の一端は,各研究分担者の関連の研究業績(その一部は別稿参照)の中に反映されている.3.次年度においては,2の諸点を踏まえたうえで,各国の法制度の分析と比較・対照作業の一層の掘り下げ,わが国の法制度に関して検討されるべき制度的問題点の解明等に配慮しつつ,研究作業の全体的な収〓を図っていくことにしたい.1.対象とする5ヵ国の都市開発法制の現状についての概括的検討は前年度で一通り終えたので、今年度の前半には、(1)主要な検討項目(開発・整備の事業制度、住宅と居住環境整備の位置、都市形成への住民意思の反映、"民活"と公的コントロール、都市開発制度の「計画化」と「構造化」、都市法制の理念と目的、土地所有権論など)に即してより掘り下げた比較・対照作業を行うこと、(2)とくにわが国については、最近の開発政策の急速な進展をフォローしつつその法制度の特徴と実態を的確に把握することに研究の重点を置き、(3)あわせてメンバーの若干の補充を行った。2.(1)研究作業は、前年と同様に、(1)全体研究会(合宿研究会を含めて計8回。)、(2)外部の研究者等を招いての特別研究会(3)その機会を活用した現地調査や現地視察(東京と大坂)を中心として進められ、(2)その過程で2回にわたり、研究成果の一部を雑誌論文として発表した(『自由と正義』39巻5号の「特集-都市再開発の問題点と展望」への7論文の寄稿と、『法律時報』61巻1号の「特集-都市開発と都市法の論理」での6論文の発表)。(3)このうち、後者は、年度後半に行った、研究の全体的な統括・収斂作業の一環たる意義をもつものである。3.共同研究から得られた知見や成果の詳細は、年度末に作製・提出された「研究成果報告書」に記してあるので、ここでは、《わが国と欧米諸国の都市開発法制にみられる様々な差異の背後には、他の諸要因のほかに、「市場原理による都市形成」と「その公共的・計画的コントロール」との政策的・制度的関連づけの仕方の大きな相違が存在しており、今後のわが国における都市居住環境の整備・改善方策の樹立のためにはその点での制度的システムの見直しが重要な鍵となる》ということのみを指摘しておこう。4.なお、本共同研究は、この2年間の蓄積を基礎にして、今後も実質的に継続・発展させる予定である。
傍糸球体細胞における圧受容体の存在とそのメカニズム

生体において、灌流圧の変化は腎臓の傍糸球体細胞からのレニン分泌に影響を与え、レニン・アンジオテンシン系を介して血圧の調節を行なっている。今回我々は、培養傍糸球体細胞を加圧装置下に置き、傍糸球体細胞における圧受容体の存在を直接証明することを試みた。SDラットより腎傍糸球体細胞を分離培養した後加圧装置に接続し、以下の実験を行なった。1.圧が0、40、80mmHg加わった状態での、レニン分泌率を測定する。2.1.の実験で得られた培養上清中のサイクリックAMP、プロスタグラジン(PG)を測定する。またPG合成阻害剤を培養液中に加え1.と同様の実験をする。3.百日咳毒素でインキュベーションしておいた細胞で1.と同様の実験をする。4.Caチャンネルブロッカー、CIチャンネルブロッカーでインキュベーションした後、1.と同様の実験をする。その結果以下のことが明らかにされた。1.腎傍糸球体細胞からのレニン分泌は圧依存性に抑制される。2.加圧によるレニン分泌抑制において培養上清中のサイクリックAMP、プロスタグランジン(PG)に変化は見られなかったが、PG合成阻害剤は加圧によるレニン分泌抑制を部分的に抑制した。3.百日咳毒素は加圧によるレニン分泌抑制を完全に抑制した。4.Caチャンネルブロッカー、CIチャンネルブロッカーは加圧によるレニン分泌抑制を部分的に抑制した。以上より、腎傍糸球体細胞において圧によりレニン分泌は抑制され、その機構にG蛋白を介したCaチャンネル、CIチャンネル、PGの関与が示された。
核比熱による隠れた多極子秩序相の探索

希土類化合物における低温秩序状態の秩序変数が、f電子の多極子に起因するか否かを、核比熱測定により手軽にかつ高精度で判定する実験方法を確立した。この手法を用いて、充填スクッテルダイトを中心とする様々な希土類化合物の秩序相を探索した。特にPrRu_4P_<12>においては、Prイオンのf電子と核スピンが超微細相互作用により結合して形成された多重項状態(超微細結合多重項)が、結晶固体中で格子を形成している稀有な状態が発現していることを、初めて観測することに成功した。希土類化合物における低温秩序状態の秩序変数を、f電子多極子に起因するか否かを核比熱測定により手軽にかつ高精度で判定する実験方法を確立し、様々な希土類化合物に適用しながら、新たな多極子秩序相(またはその候補)を探索することが本研究の目的である。ここでは、秩序化した磁気双極子があれば、それが核比熱に顕著に現れるためその大きさを精密測定することができることを利用している。立方晶系に焦点をしぼり、RT_4X_12充填スクッテルダイトて(立方対称カゴ構造の中心に希土類イオンが位置する高い対称性のため多極子自由度が低温まで残り、高次の多極子秩序が低温で発現しやすい)およびRT_2X化合物を中心に幾つかの物質をピックアップして測定を行う。特にSmRu_4P_l2では八極子秩序の可能性が議論されていることを考慮すると、RRu_4P_12系は本研究を行う上で適した系の一つと考えられる。今年度は下記の二つの化合物を中心に、測定系の整備を行いつつ、極低温比熱測定を進めた。1.PrRu_4P_12:十六極子秩序の可能性が指摘されている低温秩序状態で、非磁性的な原因により、Pr三重項基底状態が約1K程度エネルギー分裂し、磁気双極子の自由度が凍結していることをこれまでに見出していたが、さらに測定を進め、三重項が持つ四極子が起源となり分裂した可能性を探った。2.GdRu_4P_12:秩序相の低温領域において、4f電子に起因する重い電子状態が発現している可能性が比熱測定から出てきた。さらに純良単結晶試料を用いた測定を進めた。前年度に引き続き、立方晶系RT_4X_12型充填スクッテルダイト(立方対称カゴ構造の中心に希土類イオンが位置する高い対称性のため多極子自由度が低温まで残り、高次の多極子秩序が低温で発現しやすい)の幾つかの化合物の極低温比熱測定を進めた。測定系の整備も平行して行った。1. PrRu_4P_12:スカラー型十六極子秩序の可能性が指摘されている低温秩序状態で、非磁性的な起源により、Pr4f電子三重項基底状態が約1K程度エネルギー分裂し、磁気双極子の自由度が凍結しているように見えることをこれまでに見出していた。さらに測定およびデータ解析を進め、Pr核と4f電子の結合が主要な役割を果たしている可能性を調べた。さらに、三重項が持つ四極子が付加的に寄与している可能性を探った。2. GdRu_4P_12純良単結晶試料を用いた測定を進めた結果、反強磁性秩序相の低温低磁場領域において、4f電子磁化がわずかな異方性を示すことが観測された。Gdイオン4f電子が軌道自由度を持たないLS結合描像では、この実験結果を理解することは困難である。よって、jj結合的要素が無視できないことを示唆している可能性があることが見えてきた。3. Pr(Os_<1-x>Ru_x)_4Sb_12:非従来型の超伝導を示すこの系のPr結晶場基底状態の移り変わりや、磁場誘起四極子秩序相の元素置換効果を調べるため、極低温磁場中比熱測定を進めた。磁場誘起四極子秩序相が元素置換に非常に敏感であることが明らかとなった。立方晶系RT_4X_<12>型充填スクッテルダイト(立方対称カゴ構造の中心に希土類イオンが位置する高い対称性のため、多極子自由度が低温まで残り、高次の多極子秩序が低温で発現しやすい)の幾つかの化合物の極低温比熱測定を進めながら、超微細相互作用による核スピンが関与した4f電子の新規物性を探索した。今年度の主要な発見は、以下に述べるように、PrRu_4P_<12>における極低温異常の発現機構を超微細相互作用を考慮することにより解明できたことである。PrRu_4P_<12>の63K以下で現れる特異な電荷秩序相内では、一つのPrサイトが低温で3重項基底状態を持つことがわかっている。

この3重に縮退した基底状態が、何らかの非磁性的なメカニズムにより、約1K程度のエネルギー差を持って分裂していることを我々がこれまでに観測していたが、その機構は不明であった。この異常な比熱の振る舞いが、Pr核の核スピン(1=5/2}とPr 3重項状態が、超微細相互作用により結合することにより形成された新奇な多重項状態(以下、超微細結合多重項と呼ぶ)により、物性研の榊原グループで測定された磁化データを含めて、うまく説明されることを明らかにした。これは、結晶固体中における超微細結合多重項の、熱力学的物理量測定による初めての観測である。この多重項が結晶固体中で伝導電子と相互作用した際、従来のものとは異なる新しいタイプの強相関電子状態を形成することが期待できる。この検証を目指した、電子輸送効果を含めた系統的研究を今後本系で行っていく予定である。
放射線環境における伝熱劣化

放射線を照射した伝熱面で、伝熱劣化現象が発生しうることが実験的に確認された。放射線にさらされている、原子炉炉内において、この現象が発生すると、原子炉が事故時に想定よりも早く溶融することや、より早期に放射性物質が環境に放出されることにつながる。原子力発電所の安全性の根幹を揺るがす可能性がある。このため、その伝熱劣化現象が発生する条件を明確化するとともに、その対策を取るために研究を進める。具体的には、実験によって、伝熱劣化現象を評価するとともに、そのメカニズムを明らかにすることで、原子力発電所の安全性を高める研究である。
IVRに携わる看護師の職業被ばく低減とチーム医療を推進する教育プログラムの開発

IVR(Interventional Radiology、以下IVRと略す)は、医師・看護師・診療放射線技師をはじめとする多職種がかかわる医療であり、近年低侵襲治療として発達し利用頻度は急激に増加している。これはX線透視時間が長くなっていることを意味し、医療者が適切な防護策を講じなければ、職業被ばくのリスクは高まる。本研究の目的は、IVRに携わる看護師の職業被ばくの実態、認識・思い、知識、ニーズについて明らかにし、それをもとに職業被ばくを低減させるための研修会を行い、IVRに携わる看護師の職業被ばく低減とチーム医療を推進する教育プログラムを開発することである。平成30年度は、研究の第1段階として、IVRに携わる看護師の勤務状況と職業被ばくの程度、職業被ばくへの認識・思い、防護の知識と実際の行動、チーム医療における看護師の困難、管理者の対応等についてインタビューと非参与観察法で明らかにする予定であった。平成30年度の研究実績は、第1段階の研究を行うための準備として、研究者間で複数回の会議を開催し、研究計画の微調整を行った。また、研究を開始するために、研究者の所属機関で研究倫理審査委員会の承認を得るための書類を作成した。書類作成後、研究倫理審査委員会で審査を受け、承認を得ることができた。研究倫理審査委員会の審査と並行し、研究実施可能な施設と交渉を行い、研究実施の内諾を得られるよう準備を行った。平成31年度は、研究を実際に進めていく予定である。研究を開始するための倫理審査を受け承認を得ているが、教育活動のため研究内容であるインタビューを行うことがほとんどできていない状況である。今後、研究が実施できるように、インタビュー実施施設の開拓および教育活動と調整を行いインタビューを順次実施していく予定である。研究を開始するための倫理審査は承認を得られたが、インタビューを行う時間を十分確保できず、研究が遅れている。そのため、インタビューのための出張などによる使用額が少なかったため次年度使用額が生じた。平成31年度は、研究内容であるインタビューを具体的に進めていく予定であるため、研究費の支出が増えると考える。
新規抗腫瘍性酵素の開発と癌治療への応用

多くの腫瘍細胞に対して抗腫瘍性を有する酵素L-メチオニンγ-リアーゼを遺伝子工学的手法により改変し、様々な物理的要因に対して耐性を付与することを試みた。酵素の改変にあたりまず酵素-PLP複合体の結晶構造解析を行い本酵素活性部位の詳細な立体構造情報を得た。血中における本酵素の不安定要因として1)低酵素濃度下における酵素高次構造の崩壊2)低補酵素濃度下におけるアポ酵素からのPLPの脱離3)酸化条件における酵素の酸化失活4)プロテアーゼによる消化を想定し,得られた立体構造情報に基づいて,酵素サブユニット内及びサブユニット間における新規のS-S結合の導入,イオン性相互作用の強化,プロテアーゼ,酸化反応のターゲットとなるアミノ酸残基の置換を行った変異酵素を遺伝子工学的手法により作製し,これらの要因に対する耐性を酵素に付与することを試みた。作製した種々の変異酵素の内,特にF128C, S248C(S-S導入), K6H(プロテアーゼ耐性)は野生型酵素と比較して最大で約1.3倍の高い活性を有していた。L341H(PLP-アポ酵素間の親和性強化)は活性については野生型酵素の約1/10と低いものであったが、アポ酵素とPLPとの親和性は約1.1倍に増加していた。更に酵素活性の発現に重要であるとされる活性部位のCysの置換体C116S, T(活性部位の酸化耐性)は基質メチオニンに対する特異性が低下しており,本残基を含めた基質認識ネットワークの改変により本酵素の基質特異性を更に高められる可能性が示唆された。これらの変異酵素に対する種々の安定性評価試験を行い,そこから得られた知見に基づき,抗がん剤としての利用により適した酵素への改変が可能であると考えられる。