hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動重力効果を用いたプラズマ電位の新しいプローブ測定法の開発

プラズマ中アンテナに大振幅高周波(rf)電場を印加すると,アンテナ近傍の低エネルギー電子は,動重力効果によりアンテナから押し返されることが知られている^*.本研究では,この効果を利用してプラズマ電位が測定できる可能性を探っている.直流的に絶縁したダブルプローブの芯線間にrf電圧V_<rf>を印加すれば(浮遊プローブによる孤立電場発生),動重力(時間平均のマックスウェル応力)により電子がプローブ先端から反射されるので,プローブ電流を零にするよう自己形成される静電シースが不要となり,プローブの浮遊電位がプラズマ電位を横切って上昇すると思われる.動重力効果に起因する初期的な実験結果を得るために,下記の方法を実施した.直流熱陰極放電で生成された高エネルギー電子の少ないプラズマ空間に,バランを通して絶縁された浮遊プローブ先端を配置した.プローブ先端に電子プラズマ周波数前後のV_<rf>を印加した.アルゴンガス圧力10Paの場合,プラズマパラメータは,密度n_e〓10^8cm^<-3>,電子の低温成分T_e〓3 eVである.V_<rf>を印加しない場合の浮遊電位V_<foff>は,V_<foff>〓-15 V[〓-0.5T_e{1+ln(m_i/2πm_e)}]となっている.V_<rf>が大きくなるにつれて,励起周波数20MHzの場合は,V_<fon>が徐々に減少し(-ΔV_f=V_<foff>-V_<fon> ∝V_<rf>^2),500MHzでは,V_<rf>の閾値を超えると急激に増加している.これら周波数による結果は,それぞれrf電場Eによる加熱(-ΔV_f ∝T_e/e ∝V_<rf>^2)と動重力のプラグ効果(0.5ε_0E^2【greater than or equal】n_eT_e)に起因していると思われる.プローブ先端におけるパワーバランスなどの定量的な議論は,報告書に記述する.(1)プラズマ電位の定常測定高周波(rf)シールドされた高入力インピーダンスの3次元移動型FETプローブシステムを設計・製作した.プローブシャフトが回転(360°)しながらシャフト軸方向(300mm)に移動できる.同時にシャフト先端を支点としてプローブアームが首振り動作(±45°)を行う.プローブ先端の移動空間分解能は,0.1mmとなっている.一連の動作は,スッテッピングモータを用いパーソナルコンピューターで制御できる.プローブ電極対は,芯線を1mm出したセミリジットケーブル(外直径2.19mm,長さ150mm)2本を先端(入力端)を揃えて平行に密着させた構造になっている.バイアスネットワーク(申請物品)をSMAコネクタ(50Ω)で処理した出力端に接続し,バイアス端子に-100+100Vの電圧を印加して,直流放電プラズマの電圧(V_p)-電流(I_p)特性を測定した.V_p-ln(I_p)特性から得られた結果は,既設のラングミュアプローブから得られた解析結果と一致していることを確認した.現在,プローブ電極対に高周波電圧V_<rf>(t)を印加して,プラズマ電子がプローブ先端から反射される現象を測定中である.(2)プラズマ電位の空間分解能の向上ネットワークアナライザ(申請物品)を駆使して,プローブ電極対とV_<rf>(t)信号源間のインピーダンス整合を最適にしながら,プローブ先端部を極力小さくするよういくつかのプロトタイプを試作している.これまで,外直径0.86mmのセミリジットケーブルを使用したプローブ電極対の製作に成功している.プラズマ中アンテナに大振幅高周波(rf)電場を印加すると,アンテナ近傍の低エネルギー電子は,動重力効果によりアンテナから押し返されることが知られている^*.本研究では,この効果を利用してプラズマ電位が測定できる可能性を探っている.直流的に絶縁したダブルプローブの芯線間にrf電圧V_<rf>を印加すれば(浮遊プローブによる孤立電場発生),動重力(時間平均のマックスウェル応力)により電子がプローブ先端から反射されるので,プローブ電流を零にするよう自己形成される静電シースが不要となり,プローブの浮遊電位がプラズマ電位を横切って上昇すると思われる.動重力効果に起因する初期的な実験結果を得るために,下記の方法を実施した.直流熱陰極放電で生成された高エネルギー電子の少ないプラズマ空間に,バランを通して絶縁された浮遊プローブ先端を配置した.プローブ先端に電子プラズマ周波数前後のV_<rf>を印加した.アルゴンガス圧力10Paの場合,プラズマパラメータは,密度n_e〓10^8cm^<-3>,電子の低温成分T_e〓3 eVである.V_<rf>を印加しない場合の浮遊電位V_<foff>は,V_<foff>〓-15 V[〓-0.5T_e{1+ln(m_i/2πm_e)}]となっている.V_<rf>が大きくなるにつれて,励起周波数20MHzの場合は,V_<fon>が徐々に減少し(-ΔV_f=V_<foff>-V_<fon> ∝V_<rf>^2),500MHzでは,V_<rf>の閾値を超えると急激に増加している.

これら周波数による結果は,それぞれrf電場Eによる加熱(-ΔV_f ∝T_e/e ∝V_<rf>^2)と動重力のプラグ効果(0.5ε_0E^2【greater than or equal】n_eT_e)に起因していると思われる.プローブ先端におけるパワーバランスなどの定量的な議論は,報告書に記述する.
L10-Ni(Mn,Zn)合金における反強磁性相＋常磁性相の新規磁気相分離の解明

強磁性・常磁性の相分離と同様に反強磁性・常磁性の相分離が予想される.本研究ではNiMn-NiZn擬二元系合金において反強磁性相分離を調査した.Ni50(Mn1-xZnx)50擬二元系合金のネール点(TN)とL10/B2変態温度を決定した.熱処理した合金の組織観察とXRDによる結晶構造同定を行った.600700°Cで熱処理したNiMn/NiZn拡散対の組成プロファイルをEPMAを用いて測定した.拡散対においてTNをまたぐ濃度ギャップが確認された.また,Ni50(Mn0.94,Zn0.06)50合金をTN直下の680°Cで熱処理した試料において,母相の結晶粒界から第二相の相分離が確認できた.強磁性・常磁性の相分離と同様に反強磁性・常磁性の相分離が予想される.本研究ではNiMn-NiZn擬二元系合金において反強磁性相分離を調査した.Ni50(Mn1-xZnx)50擬二元系合金のネール点(TN)とL10/B2変態温度を決定した.熱処理した合金の組織観察とXRDによる結晶構造同定を行った.600700°Cで熱処理したNiMn/NiZn拡散対の組成プロファイルをEPMAを用いて測定した.拡散対においてTNをまたぐ濃度ギャップが確認された.また,Ni50(Mn0.94,Zn0.06)50合金をTN直下の680°Cで熱処理した試料において,母相の結晶粒界から第二相の相分離が確認できた.Fe基やCo基などの強磁性合金において,磁気変態点に沿って強磁性相と常磁性相との相分離,所謂「Nishizawa Horn」が現れることがよく知られている.例えば,Co-Cr2元系合金では,強磁性・常磁性FCC相と強磁性・常磁性HCP相の2種類の相分離が生じ,磁気記録メディアに応用されている.反強磁性相についても同様の相分離が現れることが熱力学的に予測されるが,多くの反強磁性体ではそのネール点(TN)が低いために実験による検証はなされていない.金属間化合物のNiMn(L10)相は,TNが750°C(準安定)と予測されており,元素の拡散による相分離が十分生じ得る温度である.また,NiMnのMnをZnに置換した,NiMn-NiZn(L10)擬2元系では,Zn量の増加に伴い,TNが低下するために,反強磁性相分離が現れることが期待できる.本研究では,NiMn-NiZn(L10)擬2元系の反強磁性相分離に着目して,NiMn-NiZn合金の相平衡を調査した.Ni線材と粒状Znを石英管に封入し,電気炉で1150°Cまで加熱し化学量論組成のNiZn合金を作製した.NiZn合金と高周波溶解により作製したNiMn合金を適量ずつ石英管に封入し,NiMn-NiZn擬2元系合金を作製した.VSMとDSCにより,試料のTN,L10/B2/A1変態温度を測定した.NiMn/NiZn拡散対を作製し,NiMn-NiZn(L10)擬2元系の反強磁性相分離の生起を確認した.TNの測定結果から,NiMn-NiZn擬2元系合金中のZn濃度の減少に伴い,TNが低下することが確認された.600°C,650°Cおよび700°Cで熱処理したNiMn/NiZn拡散対において,TNに沿った相分離を示唆する濃度ギャップが観察された.Fe基やCo基などの強磁性合金のキュリー点(TC)に沿って現れる強磁性相と常磁性相との相分離と同様に,反強磁性合金のネール点(TN)に沿って反強磁性相と常磁性相との相分離が現れることが,平成26年度の本研究成果により示唆された.実験に供した合金系は金属間化合物のNiMn(L10)相のMnをZnに置換したNiMn-NiZn擬2元系であり,NiMn相のTN(750°C)がZn濃度の増加に伴い急激に低下するため,TNを挟んで反強磁性に起因する自由エネルギーによりMnリッチの反強磁性相とZnリッチの常磁性相の2相に分離する結果が得られた.本年度は,種々のNiMn-NiZn擬2元系合金を作製し,L10規則構造と格子定数の測定,VSMおよびSQUIDによる磁気測定を行い,本合金系の反強磁性特性と,TNのZn濃度依存性を調査した.さらに,680°Cおよび650°CにおけるTN近傍の組成の合金を作製し,(強加工)熱処理を施し,反強磁性誘起相分離を調査した.H26年度と同様の手法でNiMn-NiZn擬2元系合金を作製し,上述した実験に供した.磁気測定の結果,TNが300°C以下となるZn濃度が27at.%以上の合金において,Curie-Weiss則に従った反強磁性合金の典型的な1/χーT曲線が確認できた.TNが300°C以上の合金では試料の昇温に伴いL10の規則度が低下するために,明瞭な1/χーT曲線が得られなかったものと考えられる.(強加工)熱処理した合金において,相分離が確認できた.その平衡組成幅は,拡散対法により決定した

2相組成の幅よりも小さい結果が得られた.相分離近傍の組成では,拡散を誘起する熱力学因子Φが小さくなるため,拡散係数Dも小さくなり,拡散対試料が平衡に達するために要する時間が大きくなることが予測される.従って,合金法により決定した相分離の組成がより平衡濃度に近いのもと考えられる.材料組織学本年度は,共にFCTのL10規則構造を有するNiMnとNiZnとの擬2元系状態図,特にL10規則相が安定に存在する領域を確認し,Zn濃度の増加に伴うネール点(TN)の変化を定量的に評価することを目的として,NiMn-NiZn擬2元系合金の作製と変態温度の評価を実施した.Znの蒸気圧が高い点が高温での合金の作製の障害となるが,厚肉の石英管を用いた熱処理法により化学量論組成のNiZn合金の作製に成功した.NiMn-NiZn擬2元系合金のTNとL10/B2/A1変態温度の測定を順調に達成した後,NiMn/NiZn拡散対試料を作製して,600°C,650°Cおよび700°Cで熱処理した結果,熱力学的に予測されたNiMnリッチの反強磁性相とZn濃度が若干高い常磁性相の濃度ギャップが観察され,世界で初めてTNに沿った相分離の出現が示唆される実験結果を確認した.以上の結果から,本研究は,当初の計画以上に順調に進展していると判断している.本年度は,(1)NiMn-NiZn擬2元系合金による相分離組織の確認,および,(2)NiMn-NiZn擬2元系状態図の熱力学解析を実施する.拡散対法により存在が示唆された反強磁性相分離濃度ギャップ近傍の合金組成と熱処理条件で,NiMn-NiZn擬2元系合金における相分離組織を作製し,その濃度ギャップを定量的に評価する.700°C以下の比較的低温での相分離となるため,通常の手法では相分離組織が得難いことが予想されるため,熱処理前の試料をコンバージミリングにより強加工して,低温領域における相分離の促進を図る.熱力学解析においては,L10規則相,B2規則相,反強磁性の磁気変態等,いずれも複雑な熱力学モデルにより自由エネルギーを記述する必要があるが,いずれも申請者が特異とする領域であり,十分達成しうると考えている.実績報告書に示した通り,研究は順調に進んでいるが,多くの研究成果は昨年度後半に得られたものであるため,国際会議等での成果発表を今年度に実施する.そのため,昨年度分の外国出張旅費を今年度に繰り越したために,次年度使用額が生じている.本年9月にチェコのブルノで開催されるTOFA2014および来年3月に米国オーランドで開催されるTMS2015の2つの国際会議に参加・発表(各2名)するための旅費(登録料を含む)として計上する1,500,000円の一部に支弁する.
繰り返し熱応力によるブランケット材料の性能変化

これまでの研究から、ステンレス鋼では熱膨張を阻止して加熱・冷却させ熱応力を与えると、結晶粒子の成長がおこるという新らしい知見を得た。今年度は計量形態学的な立場から画像計測的手法を用いて粒子の成長を定量的に測定した。SUS-304ステンレス鋼を、室温と500°Cの温度範囲で1000回5000回の加熱・冷却を繰り返すと、顕微鏡写真による観察では加熱・冷却のサイクル数の増加とともに明らかに粒子の成長がみられた。顕微鏡写真の原画をA/D変換して輝度を二値化し、結晶粒界で囲まれている画素の総数を求め粒子断面の大きさを算出し算術平均したところ、サイクル数2000回5000回で結晶粒子の断面積が逆に減少していることになった。即ち、算術平均によって求めた断面積の値と顕微鏡写真の観察とが一致しなかった。つぎに、結晶粒子の断面積を対数目盛によって10グループに分類し単位面積当りの粒子数を考慮して粒子平均断面積を求めたところ、サイクル数の増加とともに断面積が増加するという結果が得られ、顕微鏡観察の結果と一致した。さらに、単位断面積当りの粒子の数もサイクル数の増加とともに減少しており粒子の粗大化を表わしている。これは断面積の値には極端な差がある場合、単純な算術平均による方法では正しい結果が得にくく、対数目盛によるグループ化が有効であることが判った。また、熱応力環境下における繰り返し熱応力によっておこるステンレス鋼の結晶成長は、比較的大きな粒子がさらに大きくなることによっておこることが明らかになった。また、室温と600°Cの温度範囲で20005000サイクルの加熱・冷却を行なったところ、同様にサイクル数の増加によって粒子の粗大化がすすみ、同じサイクル数では室温と500°Cの間の加熱・冷却の結果より、結晶粒子径は増大した。
ヒトにおける注意系と知覚系の相互作用:事象関連脳電位(ERP)を用いた検討

EPRを指標に,聴覚と視覚,さらに触覚も加えて,注意系と知覚系の相互作用について検討した。1.視覚系から聴覚注意系への作用。被験者の前方左右に設置したスピーカーから1100〓と700〓の高低純音を等確率・無作為な順序で呈示し,被験者には一方のスピーカーに視線を向けた状態で,特定の刺激を選択的に聴取させた。選択的注意に応ずるNdの結果は,視線方向が音源位置を手がかりとする選択的聴取のみならず,ピッチを手がかりとする聴取にも影響することを示唆した。2.聴覚注意系から音声知覚系への作用。音声単語系列と朗読を同時に呈示し,単語刺激に対するEPRを記録した。単語に注意を払い,語彙判断課題遂行時にはN400が惹起され,同一単語の反復呈示でプライミングによるN400減衰が生じた。朗読注意時にはN400が出現せず,反復プライミング効果もみられなかった。本結果は注意系から音声知覚系への作用を示唆するが,その作用が単語認識前か後か,今後の検討課題を残す。3.視覚における言語系の作用。被験者には未知の顔写真とランダムパターン図形を異なる実験系列で呈示し,各条件下で特定の刺激を標的として検出させた。顔条件と連想価の高いランダム図形を用いた条件では左半球優勢なN400が観察され,言語手がかりを視覚認知方略として使用することが示唆された。4.触覚系から視覚注意系への作用。被験者に触刺激で得た視覚イメージ(例,りんご)をタキストスコープ上で形成させ,それに重畳するように視覚刺激を呈示した。視覚刺激とイメージが一致する条件では,不一致条件に比べ,後頭部N170振幅が増強した。視覚選択的注意に鋭敏に応ずるN170が主観的イメージ効果をもつ本結果は,モダリテイの異なる感覚入力を統合する上で注意系が重要な役割を果すことを示唆する。
感覚神経細胞におけるペプチドの合成調節機構

痛覚のシグナルを伝える一次求心性感覚神経細胞体で合成されるカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は、中枢にも末梢にも輸送され(Kashihara等'89)、各々の終末端より放出される(Sakaguchi等'91)。中枢終末より放出されるCGRPはシナプス伝達に関与し、末梢終末のCGRPは血管拡張に参与していると仮定されている。この感覚神経細胞のCGRPレベルは末梢標的細胞から供給される神経成長因子(NGF)によって制御されていると仮定されている。しかし、培養感覚神経細胞ではNGFの非存在下でもCGRPの発現が観察されることから、NGF以外の因子も感覚神経細胞のCGRPレベルの調節に関与していると示唆される。本研究はこの感覚神経細胞のCGRP合成調節をin vivoで検討した。ラット坐骨神経を慢性切断すると2週間以内に腰髄後根神経節(DRG)のCGRPレベルは減少した。ところが一方、後根を切断するとDRGのCGRPレベルは24時間以内に増大した。このCGRPの増大はDRGのCGRPのmRNA発現の増大を介して起こることをnorthern法で確認した。従って、DRGのCGRP発現は中枢枝と末梢枝を介して相反する調節を受けていると示唆された。予め、1週間前に坐骨神経を切断しその後後根を切断した場合では、後根切断によるCGRPレベルの増大はもはや観察されなかった。従って、後根切断によるDRGのCGRP合成の促進は、末梢枝のintegrityが必要であると考えられる。坐骨神経切断後直ちにminiーosmoticポンプを介して切断端の中枢側にNGFを慢性投与し、後根を切断すると、末梢枝を切断しているにも拘らず再び、DRGのCGRPレベルが増大が観察された。感覚神経細胞のCGRP発現は、中枢枝を介して供給される因子と末梢標的細胞から供給されるNGFとのcoーoperativeな作用によって調節されると結論される。
グループ・キャリア・カウンセリング技法を用いた効果的なキャリア教育に関する研究

本研究は、グループ・カウンセリング技法等を参考に、自分の価値観・人生観を深く理解して他の児童・生徒に語り、他の児童・生徒が持つ異なる価値観・人生観を受け入れ、お互いの価値観・人生観に基づく選択を応援しあうなど対人関係や社会的つながりを学ぶことのできるキャリア教育が実行できるような教員研修の内容・方法について実践・効果検証するものである。
オーファンG蛋白質共役受容体を介した生体リズム中枢の光環境適応メカニズムの解明

地球上の生物は概日時計と呼ばれる体内時計機能を持ち、周囲の明暗環境に生理機能を同調させる。近年、昼夜交代労働や人工照明下での不規則な生活習慣による体内時計の乱れが不眠症や精神疾患、高血圧症などの疾病の発症につながることが指摘されている。しかし、光情報が体内時計の中枢である視交叉上核においてどのように統合され、外部環境に適応するのかはまだごく一部しか分かっていない。そこで本研究では、視交叉上核局在型G蛋白質共役受容体を介した光情報統合機構を調査することによって、体内時計の中枢における光環境適応プロセスを明らかにする。平成30年度は、概日リズム中枢である視交叉上核の時計細胞に発現し、概日リズム発振の中核的な役割を果たすG蛋白質共役受容体であるVipr2受容体の検索を行った。まず脳内での発現分布を検索するため、マウス脳を用いてin situ hybridizationを行った結果、Vipr2 mRNAが強い発現を示すのは、視交叉上核、嗅球内顆粒細胞層、扁桃体中心核、迷走神経背側核とともに、視床の多数の神経核に発現することが注目された。視床での分布をさらに詳細に検索すると、視床外側膝状体、視床後外側腹側核、内側膝状体、視床後外側核、視床背内側核、視床腹内側核に発現していた。この中で特に興味深いのは、光情報を伝達する網膜の神経節細胞が終末する外側膝状体に、Vipr2が視交叉上核と共に強く発現することである。そこで、網膜投射が片側性で対側にのみ投射することを利用して、片側の眼球を摘出した後の外側膝状体におけるVipr2発現量を調べた。その結果、網膜の投射領域である反対側の外側膝状体におけるVipr2発現量は、非投射である同側のものよりも減少した。今後、これらの成果に基づくさらなる研究によって、概日時計の光環境への適応メカニズムの理解につながると期待される。概日リズム中枢である視交叉上核の時計細胞に発現し、概日リズム発振の中核的な役割を果たすVipr2受容体の脳内での発現分布を検索し、視床における分布を明らかにした。また、片側の眼球を摘出した後の外側膝状体におけるVipr2発現量を調べたところ、網膜の投射領域である反対側の外側膝状体におけるVipr2発現量は、非投射である同側のものよりも減少した。これらの成果は、生体の光環境への適応メカニズムを理解する上で極めて重要な知見であり、研究は順調に進展していると言える。今年度行ったVipr2の視床における発現と網膜入力の影響に関する研究について得られた知見を取りまとめ、論文の執筆・投稿を行う。また、光環境が体内時計の位相を変化させる仕組みに関して、光環境と体内時計機構の接点となりえる時計蛋白質PER2のシスエレメントの変異が、光環境適応に与える影響を検討する。初年度の研究計画を実施した結果、光環境が体内時計の位相を変化させる仕組みに関して、光環境と体内時計機構の接点となりえる時計蛋白質PER2の日内変動プロファイルを簡便に培養細胞レベルでとらえる方法を樹立することができた(Tainaka et al., Chronobiol Int 2018)。それと並行して、生体リズムに関与し、機能が未知であるG蛋白質共役受容体の候補を探索した結果、カルシトニン受容体が体温の日内変動パターンを規定する新たな因子となることを新たに見出した(Goda et al., Genes Dev 2018; Goto et al., Endocr J 2017)。このカルシトニン受容体を介した連絡網が実際に視交叉上核においてどのように分布しているのかを調べるために、マウス脳を用いて免疫組織化学法による解析を行った結果、カルシトニン受容体は視交叉上核のAVPニューロンの約65%に発現する一方で、VIPニューロンとは共局在しないことがわかった。今後、これらの成果に基づくさらなる研究によって、細胞レベルでの温度概日時計連絡機構や、生体レベルにおける温度環境への適応メカニズムの理解につながると期待される。光環境が体内時計の位相を変化させる仕組みに関して、光環境と体内時計機構の接点となりえる時計蛋白質PER2の日内変動プロファイルを培養細胞レベルで簡便にとらえる方法を樹立することができた(Tainaka et al, Chronobiol Int, 2018)。また、体内時計の生体リズムに関与し、機能が未知であるG蛋白質共役受容体の候補を探索した結果、カルシトニン受容体が体温の日内変動パターンを規定する新たな因子となることを見出し、視交叉上核における発現パターンを明らかにした(Goda et al, Genes & Dev 2018; Goto et al, Endocr J 2017)。

これらの成果は、体内時計による生体の環境適応メカニズムを理解する上で極めて重要な知見となるものであり、研究は順調に進展しているといえる。地球上の生物は概日時計と呼ばれる体内時計機能を持ち、周囲の明暗環境に生理機能を同調させる。近年、昼夜交代労働や人工照明下での不規則な生活習慣による体内時計の乱れが不眠症や精神疾患、高血圧症などの疾病の発症につながることが指摘されている。しかし、光情報が体内時計の中枢である視交叉上核においてどのように統合され、外部環境に適応するのかはまだごく一部しか分かっていない。そこで本研究では、視交叉上核局在型G蛋白質共役受容体を介した光情報統合機構を調査することによって、体内時計の中枢における光環境適応プロセスを明らかにする。平成30年度は、概日リズム中枢である視交叉上核の時計細胞に発現し、概日リズム発振の中核的な役割を果たすG蛋白質共役受容体であるVipr2受容体の検索を行った。まず脳内での発現分布を検索するため、マウス脳を用いてin situ hybridizationを行った結果、Vipr2 mRNAが強い発現を示すのは、視交叉上核、嗅球内顆粒細胞層、扁桃体中心核、迷走神経背側核とともに、視床の多数の神経核に発現することが注目された。視床での分布をさらに詳細に検索すると、視床外側膝状体、視床後外側腹側核、内側膝状体、視床後外側核、視床背内側核、視床腹内側核に発現していた。この中で特に興味深いのは、光情報を伝達する網膜の神経節細胞が終末する外側膝状体に、Vipr2が視交叉上核と共に強く発現することである。そこで、網膜投射が片側性で対側にのみ投射することを利用して、片側の眼球を摘出した後の外側膝状体におけるVipr2発現量を調べた。その結果、網膜の投射領域である反対側の外側膝状体におけるVipr2発現量は、非投射である同側のものよりも減少した。今後、これらの成果に基づくさらなる研究によって、概日時計の光環境への適応メカニズムの理解につながると期待される。概日リズム中枢である視交叉上核の時計細胞に発現し、概日リズム発振の中核的な役割を果たすVipr2受容体の脳内での発現分布を検索し、視床における分布を明らかにした。また、片側の眼球を摘出した後の外側膝状体におけるVipr2発現量を調べたところ、網膜の投射領域である反対側の外側膝状体におけるVipr2発現量は、非投射である同側のものよりも減少した。これらの成果は、生体の光環境への適応メカニズムを理解する上で極めて重要な知見であり、研究は順調に進展していると言える。研究代表者はこれまでに、視交叉上核に存在し、体内時計の周期調節に関わる新規のオーファンG蛋白質共役受容体GPR176を同定している。このGPR176と協働し、体内時計の光環境応答機能に関与する可能性が非常に高いG蛋白質共役受容体および神経ペプチドの視交叉上核における発現パターンを明らかにするため、免疫組織化学法および定量的にmRNAを検出できるRI in situ hybridization法を用いてこれらの分子の陽性ニューロンを検出する。加えて、視交叉上核において重要な機能を担う既知のVIP受容体やAVPとの二重染色を行い、空間的な配置関係を明らかにする。また、これらG蛋白質共役受容体および神経ペプチドを欠損させたマウスの交配および繁殖を行い、光パルスに対する行動位相の応答性を評価する。
中耳再生医療における鼻腔粘膜細胞シートの作用機序の解明

我々は、癒着性中耳炎や真珠腫性中耳炎に対して自家鼻腔粘膜細胞シートを鼓室形成術後の中耳に移植して中耳粘膜を早期に再生させ、術後再発を防止するという新規再生医療研究を進めてきた。この治療方法を実用化させるために、本細胞治療の有効性を示すことが重要である。本研究では、骨面移植を模倣したex vivoモデル、動物モデル実験、中耳手術症例による中耳粘膜解析を行う。細胞シートか中耳の骨表面に生着後、どのような挙動で病態を抑止するのかを解明し、細胞治療の有効性におけるエビデンスの構築を目指す。
二核細胞の分化機構と存在意義

心筋や肝臓などでは、二核化という特殊な有糸分裂をおこない二核細胞をつくりだされる。本研究計画では、ショウジョウバエを用い、二核化制御メカニズムと二核化の意義について解析を行った。本研究により、細胞分裂と二核化の違いを生み出す因子としてMudタンパク質を同定できた。また、二核状態は、核の再配置により細胞形態の多様な変化を可能にし、器官形態の柔軟性をうみだしていることが明らかになった。ある種の細胞(肝細胞、心筋細胞)では、細胞質分裂を伴わない核分裂が行われることで、二核状態が作り出される。しかしながら、二核化機構およびその意義については不明な点が多い。本研究では、二核細胞のモデルとして、ショウジョウバエ附属腺を用いている。22年度の研究では、二核化の意義を調べるために附属腺上に人為的に一核細胞の創出を試みた。さらに、二核化を制御する遺伝子の探索を行った。一核細胞を作り出すために、申請者は二核化時における核分裂を遺伝的に抑制すること試みた。染色体分配に重要な働きをはたすmad2/SACのノックダウンを行うことで、30%程度の頻度で一核細胞を作り出すことに成功した。さらに、M期特異的なサイクリン阻害因子であるfzr/APCの強制発現を行った場合は、高確率(>50%)に一核細胞を作り出すことができた。上記の方法で作り出された一核細胞の機能を、二核細胞での場合と比較することで、二核化の機能的意義を検証する予定である。二核化時には、中心紡錘体・収縮環形成が抑えられるために細胞質分裂が抑えられる。そこで、細胞質分裂を抑える遺伝子を明らかにするために、中心紡錘体形成・収縮環形成に関与する遺伝子を標的とした候補遺伝子に対するスクリーン及び、EMS突然変異体スクリーンを行った。前者では、二核化時に中心紡錘体形成を抑えている因子としてMud/NuMAを同定できた。後者では、二核化時において核の数が増える、#27突然変異体を得た。#27突然変異体の責任遺伝子は、染色体欠損系統との相補性テストにより5遺伝子まで絞り込んでいる。今後これら5遺伝子について、塩基配列を決定することで突然変異体の責任遺伝子を同定する。動物細胞は、細胞融合が無い限り、細胞室内に核を一つのみ保有する。しかしながら、ある種の細胞では、細胞質分裂を伴わずに核分裂のみが行われることで、二核状態が作り出される。しかしながら二核化機構およびその意義については不明な点が多い。本研究では、二核細胞のモデルとしてショウジョウバエ附属腺を用いている。申請者は、二核化の意義を調べるために、通常は二核細胞のみからなる附属腺において、一核細胞の創出を試みた。22年度の研究において、mad2のノックダウンやfzrの強制発現により一核細胞を人為的に作り出すことに成功した。23年度の研究では、人為的に作り出した一核細胞の機能を二核細胞と比較することで、二核化の意義を解析した。その結果、核の数は機能的分化に影響を与えないことが示唆された。一方で、一核細胞からなる附属腺は、二核細胞からなる正常な附属腺と比べ、器官内腔サイズの柔軟性に乏しい事が明らかになった。附属腺は外分泌器官であり、内腔サイズを柔軟に変化させることで、分泌タンパク質の保持・排出を効果的に行う。二核細胞は細胞内での核の配置を変化させることで、器官形態の柔軟性を生みだしていることが示唆された。さらに申請者は、二核化を制御する遺伝子の探索を行ってきた。22年度の研究において、二核化に関与する遺伝子として、mad/NuMAおよび#27(責任遺伝子未同定)を得ることに成功した。23年度の研究において、mad/NuMAのスプライシングバリアントの一つに中心紡錘体形成を抑える働きがあることがわかった。実際に、分裂細胞でmad/NuMAを強制発現させることで、細胞質分裂が抑えられ二核化を誘導できた。また、#27突然変異体の責任遺伝子の同定を試みた。その結果、責任遺伝子はAuroraBであることが示唆された。現在、責任遺伝子を確定させるため、ゲノム断片を用いた救済実験を試みている。【平成23年度までの研究実績】ショウジョウバエを用いて、附属腺における“二核化"と通常の“細胞分裂"を比較し、その違いを調べた。その結果、細胞分裂時において発達する中心紡錘体・収縮環が、二核化時には十分に発達しないために、細胞質分裂が抑えられることが明らかになった。次に、二核化時に中心紡錘体形成を抑制する遺伝子を探索し、ショウジョウバエNuMAホモログであるMudを同定することができた。平成24年度での計画では、Mudによる二核化制御機構について解析をおこなった。【平成24年度の研究実績】

Mudは二核化時において、中心紡錘体形成を負に制御すると予想できる。しかしながら、微小管重合の抑制や微小管束化の抑制に、Mudが関与するという報告はこれまでにない。そこで、Mudが構造的に異なるスプライシングバリアント(Mud-long, Mud-short)をコードする点に注目した。これまで、Mud-longに関する多くの解析がおこなわれており、紡錘体極性の制御を行うことが知られている。一方で、Mud-shortの機能は未知である。本解析の結果、二核化時おいて中心紡錘体の発達を抑制する機能をもつのは、Mud-shortであることが明らかになった。さらに、Mud-shortは強制発現を行うことで、分裂細胞において、二核化を誘導することが明らかになった。以上の結果から、Mud-shortは細胞分裂と二核化の転換において中心的な機能を持つことが明らかになった。Mud遺伝子は無脊椎動物から脊椎動物まで保存されていることが知られている。また、アミノ酸配列の比較から、今回解析を行ったMud-shortが、哺乳動物においても存在することが分かった。本研究により明らかになった、新たな細胞分裂制御機構は、ショウジョウバエのみならず哺乳動物においても保存されている可能性が考えられる。23年度までに実施を計画していた研究は、"附属腺における一核細胞の人為的創出"、"二核化の優位性の検証"、"二核化制御遺伝子の検索・同定"、"同定された遺伝子の機能解析"である。これらの研究計画については、研究実績に示したように予定通り遂行されている。以上を踏まえて、現在までの達成度は、"(2)おおむね順調に進展している"とした。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの結果から、附属腺細胞の二核化は、生殖を有利に進める上で重要な役割を果たしている事が示唆された。今後の研究において、一核細胞のみからなる附属腺を人為的に創出することで、二核細胞の場合と比べ生殖能力にどのような違いが出るのか検証する予定である。また、二核細胞はショウジョウバエのみならず、哺乳類の肝細胞(hepatocyte)等でも見られることが知られる。これまでの研究により明らかになった、二核化によって生み出される、細胞形態の柔軟性・器官形態の柔軟性といったものが、他の器官でも適応できる物かを検証する。ラット肝細胞の初代培養により、この問題に取り組むことを予定している。
膵β細胞における脂肪毒性解除にむけた治療戦略

糖尿病は予備軍を含めれば実に2200万人との報告され、国民病として理解されつつある。最近、インスリン分泌不全の原因として膵β細胞における糖毒性(glucotoxicity)のみならず、脂肪毒性(lipotoxicity)が注目されており、グルコース感受性の低下が指摘されている。我々は、膵β細胞における脂肪毒性の細胞内情報伝達系メカニズムを網羅的に解明し、インスリン分泌不全の病態を解明する。また治療に関しては、脂肪毒性の解除に向けたインクレチン療法の効果および細胞内情報伝達系への影響、さらには新たなトランスレーショナルによる膵β細胞の機能改善について検討した。糖毒性の状態におけるインスリン分泌不全と相関する分子を二次元電気泳動、等電点電気泳動、質量分析法にて検討し、変動した約60kDの分子はCaMKIVであると同定した。糖毒性をになうpathwayとしてin vivoの糖尿病ラットにおいて確認している。glucagon-like peptide 1 (GLP-1)はCaMKIVを活性化するメカニズムを明らかにした。さらには脂肪毒性のkey molecule、ABCA1の発現調節メカニズムを解析し、細胞内情報伝達系CaMKK/CaMKIV pathwayによる発現調節メカニズムを解析した。また最近のインクレチン療法、GLP-1 analogによるABCA1発現調節と細胞内情報伝達系について網羅的に解析し、新たな転写因子の関与についても明らかにしてきた。インクレチンの一つであるGLP-1がCaMKK/CaMKIV pathwayを介してABCA1遺伝子転写を亢進し、インスリン分泌能を回復することを明らかにした。現在、GLP-1を介する転写因子を明らかにし、転写因子のトランスジェニックマウスの作成をおこない膵β細胞に与える影響について検討している。このマウスでは、膵β細胞の増殖を認めており、インクレチンー転写因子ー脂肪毒性解除による膵臓保護作用が考えられた。またマイクロRNA(microRNA)-33がABCA1の抑制的に制御していることより、microRNA-33を相殺する遺伝子を膵臓に導入してABCA1を賦活化する新たな治療戦略を検討している。糖尿病の病態はインスリンの作用不足であり、進行した病態では膵β細胞からのインスリン合成/分泌不全が生じる。代替え医療としてインスリン自己注射療法が普及しているが、生体内で行なわれているような狭い範囲での血糖の調節は不可能である。我々は、基礎的な研究として膵β細胞におけるインスリン遺伝子転写調節に関する実験をおこなってきた。糖毒性が膵β細胞に及ぼす影響について、特に細胞内情報伝達系(プロテインキナーゼ)に焦点をあて網羅的に解析をおこなう。また脂肪毒性のkey molecule、ABCA1の発現調節メカニズムを解析し、細胞内情報伝達系CaMKK/CaMKIV pathwayによって発現長されるメカニズムを解析した。また最近のインクレチン療法、GLP-1 analogによるABCA1発現調節と細胞内情報伝達系について網羅的に解析し、転写因子LXRの関与についても明らかにしてきた。。細胞内情報伝達系CaMKK/CaMKIV pathwayによるmicroRNA-33の発現調節メカニズムについて網羅的に解析するシステムを構築し、転写因子間のネットワークの解析を行ってきた。現在は、microRNA-33の発現抑制を目指した新規の遺伝子導入療法についてtranslational researchとして取り組んでいる。エストロゲンはCaMKIVを活性化するメカニズムを明らかにした。またCaMKK/CaMKIV pathway活性化には、エストロゲンにより活性化されるPKC pathwayが必要であった。さらには脂肪毒性のkey molecule、HDL受容体、SR-BIの発現調節メカニズムを解析し、細胞内情報伝達系CaMKK/CaMKIV pathwayによる発現調節メカニズムを解析した。また最近のインクレチン療法、エストロゲンによるSR-BI発現調節と細胞内情報伝達系について網羅的に解析し、新たな転写因子の関与についても明らかにしてきた。エストロゲンがCaMKK/CaMKIV pathway、PKC pathwayを介してSR-BI遺伝子転写を亢進し、インスリン分泌能を回復することを明らかにした。現在、エストロゲンを介する転写因子を明らかにし、転写因子のトランスジェニックマウスの作成をおこない膵β細胞に与える影響について検討している。このマウスでは、膵β細胞の増殖を認めており、エストロゲンー転写因子ー脂肪毒性解除による膵臓保護作用が考えられた。またマイクロRNA-33がSR-BIの抑制的に制御していることより、microRNA

-33を相殺する遺伝子を膵臓に導入してSR-BIを賦活化する新たな治療戦略が考えられた。一方、新たな治療モデルとして超音波を利用したmicrobubble destruction法による遺伝子導入プロトコールを作製し、in vivoにおいて施行した。条件設定が必要であるが、新たな遺伝子導入方法に活路を見いだせた。代謝学当初の計画にそって実験が遂行されている。情報伝達系の同定がほぼ終了し、その機能分子の同定もできた。当初の計画を実行できている。計画にそって糖毒性、脂質毒性に関連する分子を網羅的に解析し、脂質毒性のキー分子を検索する。主に遺伝子解析用の試薬、細胞培養のための試薬に使用する。
強化繊維複合化アパタイト焼結体の開発

ハイドロキシアパタイトの焼結温度を低下させ、強化繊維等の複合化の可能性を見いだすことを目的とした。このため、焼結機構の解明し、焼結温度の低下させた場合の物性と複合化の可能性を検討した。原子の挙動を直接的に測定できる電子スピン共鳴法で、アパタイトの焼結のメカニズムを調べた結果、間接的な測定法である従来の焼結収縮測定法から得られた焼結過程の理論とが一致した。さらに、電子スピン共鳴法では、アパタイトに限らず他のセラミックスの焼結あるいは種々の歯科材料の硬化機構の解明にも応用できる可能性が示唆された。また、この実験においてアパタイトの焼結温度の低下には、含有されるCO_3^<2ー>がかなり影響することがわかった。このCO_3^<2ー>と焼結温度との関係を調べると、アパタイトに含有されるCO_3^<2ー>量が増加するに従って焼結による収縮開始温度が低下すること(とくにCO_3^<2ー>含有量が11.3wt%の場合には560°C付近で焼結による収縮が開始する)、さらの収縮量が増加すると、相対密度およびヌ-プ硬度が増加することがわかった。CO_3^<2ー>含有量が11.3wt%のCO_3ーHApを約650°Cで2時間保持すると、得られた緻密体の相対密度は90%以上になり、ヌ-プ硬度は約350とエナメル質の平均的な硬度(約340)に匹敵することがわかった。また、このようなアパタイトの緻密体には、アパタイト以外のリン酸カルシウム相は存在しないことを確認し、さらにCO_3^<2ー>含有量は約6.4%であり、骨アパタイトと同程度であることもわかった。これまでの研究で、アパタイトの焼結温度の低下が可能になり、骨組成に類似したアパタイト焼結体が得られたことから、強化繊維等の複合化を試み、研究を進めている。ハイドロキシアパタイト(HAp)の焼結挙動をアパタイト中に不純物として含まれる微量のMn^<2+>をマ-カ-にしてESR(電子スピン共鳴法)での解明を試みた。焼結助剤であるLi_3PO_4を添加したアパタイトの場合には、アパタイトに比べ、約200°C低い温度でESRによるMn^<2+>シグナルが発現し、この発現する温度は熱分析法で測定した焼結が開始する温度と一致することがわかった。このことにより、アパタイトに限らずセラミックスの焼結挙動は、ESRを使用すれば原子の動きを直接的に追跡することができ、ESRで測定されたデ-タから、焼結のメカニズムを解明できる可能性があることがわかった。アパタイト焼結体のX線回折分析では、焼結温度を上昇させた場合、アパタイトでは大きな相変化は認められなかったが、焼結助剤であるLi_3PO_4を添加させた場合には、アパタイトの分解によってβー第三リン酸カルシウムが出現しやすくなることがわかった。アパタイトおよびLi_3PO_4を添加したアパタイトの乳酸に対する溶解性は、Li_3PO_4を添加した場合にはかなり向上することがわかった。平成3年度には、現在も検討中であるが、アパタイトの焼結温度の低下には焼結助剤だけでなく、合成時のカ-ボネイトの含有量がかなり関与するため、アパタイトの物性を損なわない最適な焼結条件を見いだすとともに、複合化によって、物性の向上を目指す。

前年度の実験において、アパタイトの焼結温度の低下には、含有するカ-ボネイト(CO_3^<2ー>)の量が深く関与することがわかったので、今年度はCO_3^<2ー>を含有したアパタイト焼結体の物性と強化繊維等との複合化の可能性を検討した。その結果、CO_3^<2ー>の含有量が増加すると、焼結による収縮開始温度が徐々に低下する相関性が認められ、これらのアパタイト緻密体の収縮量、相対密度およびヌ-プ硬度を測定すると、収縮量が増大すると相対密度および硬度が増加することがわかり、これら3者の間には相関関係があることがわかった。また、収縮開始温度は緻密化(焼結)開始温度に対応することがわかった。CO_3^<2ー>の含有量が8wt%以上の試料では、600650°Cで2時間保持すると、相対密度が90%の緻密体が得られ、とくに、CO_3^<2ー>の量を11.3wt%含有したCO_3ーHApでは、560°C付近から焼結収縮が始まり、670°C付近で最大の収縮量を示し、この温度(600650°C)で2時間保持して得られた緻密体のヌ-プ硬度は約350とエナメル質の平均的なヌ-プ硬度(340)に匹敵していた。また、IR、化学分析によるとこの緻密体のCO_3^<2ー>含有量は約6.4%で、骨アパタイトのCO_3^<2ー>含有量(56%)と同程度であることも明らかになった。一方、これらの緻密体をX線回折、IR解析しても、アパタイト以外のリン酸カルシウム相が存在しないことが確認され、焼結後のCO_3ーHApの構造は保持されていることがわかった。さらに、このようにアパタイトの焼結温度の低下が可能となったので、現存強化繊維等と複合化した場合の物性について検討中であり、この実験も近日中に終了する予定である。
緊急被ばく再生医療における栄養学的最適化に関する基礎研究

栄養学的な観点から被ばく再生医療を捉えなおし、移植した幹細胞を安定に生着させる栄養因子の解明を目的とした。全身に致死的被ばくを与えたマウスに対して、4種類の栄養成分(1海洋ミネラル、2ダイエットゲル、3ケトジェニックダイエット、4静脈栄養用輸液)をそれぞれ経口投与してみた。そのうち、静脈栄養用輸液では被ばく4日後以降の体重減少を緩和化し、かつ生存期間の延長効果が認められた。今後は、被ばくマウスに移植した幹細胞の生着および機能発現への影響を評価していきたく考えている。1緊急被ばく事故をモデルにしたマウスへの放射線照射:C57BL/6NCrSlc9週齢雄マウスに対して、種々の線量で全身中性子線照射を行い(1群8匹)、経日的な体重変動を測定しながら生存曲線を作成した。照射後30日において、3Gyでは死亡認められなかったが、3.5Gyでは全頭死亡した。従って半数が死亡する線量LD50/30は、両者の中間線量である。中性子線局所照射についても準備を進め、鉄とリチウムを用いた遮蔽装置で20分の1程度に線量を抑制できることを確認した。2代謝ケージを用いた緊急被ばくモデルマウスの栄養摂取状態解析:予備的な研究として、正常マウスを代謝ケージに入れることによるストレス影響の評価を検討した。しかしながら、本課題を遂行中に放医研全所的に発生したマウス肝炎ウィルス汚染事故のため中断を余儀なくされた。3特別に配合した食餌の調製:海洋ミネラル成分を模した経口サプリメントMCM(海洋化学研究会)、腸エネルギー源L-グルタミン含有食品シングラフィー(サラヤ社)、放射線障害を軽減すると報告されている発芽玄米の3点を選び、使用する準備を進めた。4緊急被ばくモデルマウスへの特別食餌供給:上記MCMを種々濃度で被ばくマウスに経口投与したが、マウス肝炎ウィルス汚染の影響で中断した。5健常マウスからの幹細胞単離と培養:予定通り、マウス骨髄間葉系幹細胞を高純度単離する技術の導入を行うことができた。単離した細胞は1%酸素環境において3次元的に培養可能となっている。6緊急被ばくモデルマウスへの幹細胞移植:本課題もマウス肝炎ウィルス汚染事故の影響で中断している。1前年度(平成25年度)に発生したマウス肝炎ウィルス汚染事故から6月に無事復旧し、1か月ほどの慣らし飼育期間および様々な実験条件の再現性チェックを経て、ようやく本研究課題に着手できる状態になった。2マウス体内に移植したマウス間葉系幹細胞のSPECTイメージング技術について、新規確立を行った。3高線量被ばくによる消化管障害の程度を、個体レベルから組織、細胞レベルまで定量的に評価する技術を新規確立した。4高線量被ばくによるマウス消化管障害への対応特別配合食餌として、1)海洋ミネラル成分を模した経口サプリメントMCM(海洋化学研究会)、2)栄養補給ゲルDiet Recovery(Clear H2O社)、3)ケトジェニックダイエット(リサーチダイエット社)、4)腸エネルギー源L-グルタミン含有食品シングラフィー(サラヤ社)、5)発芽玄米を選んだ。5上記食餌による高線量被ばくマウスへの影響を順次解析した。照射条件としては、2週間で全個体が死滅するX線全身10Gyを採用した。1)から3)までの解析では、予想と反して通常食餌と比べて有意な生存期間短縮効果が認められた。通常食餌と置換するのではなく、併用することの重要性が認識された。併用の場合、自由意思による選択のみでなく経口ゾンデを用いた強制的摂取についても検討する必要がある。6被ばく後もマウスは積極的に食餌を摂取しようとするが、消化管障害により栄養成分を十分に吸収できていない可能性がある。したがって、6)断続的経静脈栄養成分投与、7)連続的経腹腔栄養成分カテーテル投与についても技術的な検討を行った。最終年度は医療用成分栄養剤(フルカリック2号、田辺三菱製薬社)の効果を検証した。ビタミン類や糖分、アミノ酸、電解質等がバランス良く含まれている。本来は人間の点滴静注用製品であるが、正常マウスは自発的に吸引摂取することを確認した。通常固形エサ(MB-1、フナバシファーム)を与えて1週間の訓化飼育を行ったマウスにX線20Gyを下腹部照射し、直後から水と交換に成分栄養剤を置き、自由摂取させた。非投与対照マウスと比べて4日目から体重減少度の低下が認められ、5日目以降は明瞭な有意差が示された。生存日数は非投与対照マウスの平均7日間と比較して、平均1日の延長を得ることができた。また、緊急被ばくモデルマウスの栄養摂取状態を解析するための代謝ケージについて検討を行った。通常の代謝ケージは訓化に2日以上の飼育を要し、狭い空間と鉄網が及ぼす動物へのストレスを考慮すると、その後の解析期間は数日程度である。しかしながら本課題で対象としている被ばくマウスの生存期間は1週間ほどあり、現行の代謝ケージではその全期間に渡って解析することは困難である。したがってストレス負荷の少ない長期間飼育可能なサイズの代謝ケージ開発が求められる。

そこで、通常ケージの床材として食糞防止アミ(278mmx148mm、新東洋製作所)を使用し、床敷きケージでの飼育マウスと体重変動を1か月間に渡って比較してみたところ、全期間において両者に有意な差は認められなかった。特質すべきことに、床敷きケージで飼育していた正常マウスを食糞防止アミケージに移動しても、1日目から落ち込むことなく安定であった。ただし、マウスを被ばく直後に移動させた場合は有意な低下が認められ、あらかじめ訓化させておく必要性が明らかとなった。最後に、この食糞防止アミを用いた新規代謝ケージのデザインを行い、その開発を検討している。栄養学的な観点から被ばく再生医療を捉えなおし、移植した幹細胞を安定に生着させる栄養因子の解明を目的とした。全身に致死的被ばくを与えたマウスに対して、4種類の栄養成分(1海洋ミネラル、2ダイエットゲル、3ケトジェニックダイエット、4静脈栄養用輸液)をそれぞれ経口投与してみた。そのうち、静脈栄養用輸液では被ばく4日後以降の体重減少を緩和化し、かつ生存期間の延長効果が認められた。今後は、被ばくマウスに移植した幹細胞の生着および機能発現への影響を評価していきたく考えている。(理由)平成25年度に放医研全所的に発生したマウス肝炎ウィルス汚染事故による影響で、予定していたマウス実験が遂行できない事態となった。平成26年6月に復旧できたが、慣らし飼育期間を経て様々な実験条件の再現性チェックを行い、ようやく本研究課題に着手できる状態となった。緊急被ばく再生医療平成27年度は最終年度であり、遂行中の研究計画について優先度を考慮しながらまとめ上げていく予定である。マウス汚染事故については復旧後1年ほど経過するが、これまでのところ再発はしていない。汚染防止策を所内全体で十分に検討した上での復旧であり、平成27年度は問題なく計画を進めることができると考えている。平成25年度に放医研全所的に発生したマウス肝炎ウィルス汚染事故による影響で、予定していたマウス実験が遂行できない事態となった。そのため、マウス実験以外のin vitro実験を中心とした代替措置を図った。前年度に発生したマウス肝炎ウィルス汚染事故からの復旧が6月になったため、全体計画が遅延した結果、わずかに残額が生じたためである。マウス肝炎ウィルス汚染事故は平成25年度中にすでに収束しており、本年度は問題なく実験を遂行できるものと考えている。平成25年度中断した実験に改めて着手しながら、最優先項目を絞り込んで効率的に遂行していく予定である。残額はわずかであるため、本年度の研究に必須な特別配合食事の購入等に充当する予定である。
ケテンを合成ブロックとして活用する新規有機分子構築法の開発

ケテンは一般に反応性の富む不安定な分子種であり,単量体として存在し得る誘導体はごくわずかしか知られていない。ケテンはその構造的特徴から,特異な反応性を示すことが知られており,有用な反応剤であると考えられるが,一方でその不安定さから,合成反応への適用という観点からは,まだ十分な検討がされているとはいえない。本研究は,ケテンを活用する新しい立体制御法の開発,新しいタイプの反応の開発,温和な条件下で新しいケテン発生法の開発などを目的とする。ケテンの代表的な反応の一つとして,イミンとの反応によるβ-ラクタムの合成法が知られている。β-ラクタムは重要な抗生物質の主要骨格であり,合成的価値が高いため,まず,イミンの窒素上の置換基による立体制御を目指し検討を行なった。その結果,1-(2,6-ジクロロフェニル)エチルアミンから誘導されるイミンを用いた場合に高選択的に反応が進行し,対応するβ-ラクタムが高収率で得られることを見出した。次に,ケテン上の置換基による反応の制御を目的とし,不斉助剤としてエリトロー2-アミノ-1,2-ジフェニルエタノールから誘導されるオキサゾリジノン部位を有するケテン設計した。このケテンは対応するカルボン酸から,脱水剤である2-クロロピリジニウム塩により容易に調整することができた。このケテンとイミンとの反応は多くの場合,完全に立体選択的に進行し,β-ラクタムの光学活性体合成法として極めて優れた手法になることを見出した。ケテンは,イミンとの反応の他,炭素-炭素二重結合への付加環化反応によりシクロブタノンを与えることも知られている。そこで,分子内に二重結合を有する同様のキラルケテンを調整し,これを用いて分子内環化反応の検討を行なった。その結果,円滑に反応が進行し,対応する環化生成物が良好な立体選択性が得られることを見出した。ケテンは一般に反応性に富む不安定な分子種であり,単量体として存在し得る誘導体はごくわずかしか知られていない。本研究は,ケテンを活用する新しい立体制御法の開発,新しいタイプの反応の開発,温和な条件下での新しいケテン発生法の開発などを目的とする。ケテンの代表的な反応の一つとして,イミンとの反応によるβ-ラクタムの合成法すなわちStaudinger反応が知られている。β-ラクタムは重要な抗生物質の主要骨格であり,合成的価値が高いため,Staudinger反応による立体選択的合成法の開発を行なった。まず、イミンの窒素上の置換基による立体制御を目指し,置換1-フェニルエチルアミンから誘導されるイミンを用いてフェノキシケテンとの反応を検討した。このケテンは対応するカルボン酸から,脱水剤である2-クロロピリジニウム塩により容易に調製することができた。