hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
圧縮成形木材の力学試験法の確立と複合応力下での変形および強度特性の解明

板目面に水蒸気導入のための直径1mmの円孔を一定間隔であけ、高温高圧下で圧縮成形木材を作製した。まず静的3点曲げ試験から、繊維方向のヤング率およびまさ目面と板目面のポアソン比および曲げ強さを測定した。その結果、ヤング率は圧縮率が50%程度までは上昇したが、それよりも大きくなると上昇が鈍くなり一定化した。また、板目面のポアソン比は圧縮率に関わらず一定であったが、まさ目面のポアソン比は圧縮率の上昇とともに低下した。ポアソン比の低下は、圧縮率が大きくなるにしたがって試験体の中立軸に沿った割れが顕著となり、接線方向に変形しなくなったためであると考えられ、ポアソン比が材質損傷の指標となることが証明できた。また、曲げ強さは圧縮率の上昇にしたがって上昇したが、板目面に荷重を負荷した場合、しばしば中立軸付近でせん断破壊が発生した。これは圧縮成形過程で生じた内部割れによる応力集中に起因すると考えられた。次に非対称4点曲げ試験から、まさ目面と板目面のせん断弾性係数を測定した。その結果、まさ目面のせん断弾性係数は圧縮率が50%で極大値となったが、板目面のせん断弾性係数はその反対の傾向を示した。圧縮率が50%以下では、まさ目面のせん断弾性係数の上昇は圧密の進行に、板目面のせん断弾性係数の低下は中立軸の割れに起因すると考えられるが、極値をもつ原因などについてはさらに検討を要すると思われる。本年度は圧縮率をさまざまに変化させて試験体を作製し,JISの木材素材の規格に準じた静的3点曲げ試験およびJASの単板積層材の規格に準じた静的4点曲げ試験を行い,試験法の違いが曲げヤング率や曲げ強さにおよぼす影響について検討した。さらに,I型断面を持つ非対称4点曲げ試験および非対称な切欠きを有する材料の引張試験によりせん断強度を測定した。また,従来ほとんど顧みられなかった木口面に関する力学特性として,半径方向および接線方向のヤング率および木口面のポアソン比とせん断弾性係数を測定し,圧縮率の影響について検討した。これまでと同様に,試験体には材質変動が比較的小さい樹種であるスプルースを使用した。得られた結果を示すと(1)静的3点曲げ試験と4点曲げ試験から得られた曲げ強さに大きな差は見出せなかった。また,接線方向に負荷を与えた場合と半径方向に負荷を与えた場合で曲げ破壊の様式が異なり,前者では荷重点直下における引張破壊が支配的であったのに対し,後者では中立軸に沿ったせん断破壊が支配的であった。しかし,得られた曲げ強さの値に大きな差はなかった。(2)2つのせん断試験の結果からは圧縮強度におよぼす圧縮率の影響は顕著ではなかった。(3)圧縮率の上昇とともに接線方向のヤング率は増加したが,反対に半径方向のヤング率は顕著に減少した。また,木口面のポアソン比も半径方向のヤング率と同様に減少したが,せん断弾性係数は圧縮率に対して極大値を持つような傾向を示した。こうした結果は圧密化の進行とそれに伴う中立軸近傍の損傷の影響が混在していたためであると思われた。
癌・放射線治療による晩期有害事象のリスクファクターの特定と予防管理システムの考案

1:放射線治療後の下顎骨合併症(以下、骨壊死)について目的は放射線治療後の骨壊死と口腔環境との関係を明確にすることである。対象は放射線治療後3年以上歯科にて経過観察され、照射野に下顎骨と歯を含む症例とした。骨壊死はLENT scoreで定義し骨壊死群と、健常群に分けた。年齢、性、癌発生部位、癌治療法、治療線量、線源、歯周ポケット深さ(以下、PD)、口腔衛生状態(以下、PS)、感染と考えられる炎症症状の有無、エックス線学的歯周組織の状態(以下、DS)を統計学的に分析した。結果として治療線量が骨壊死群に有意に高く放射線治療前の口腔環境に差はなかった。しかし、放射線治療後2年以降ではPDは4mm以上、PSは40%以上、DS3が重要な危険因子となった。結論として、放射線治療後の骨壊死の予防策として口腔環境を危険値以下にするための歯周組織を中心とした歯科管理が重要であり、口腔環境の指標の中でエックス線検査が最も有用であった。加えて、DS3は放射線治療前の抜歯の適応であると考えられた。2:放射線治療後の口腔乾燥症について目的は放射線口腔乾燥症の改善にシェーグレン症候群の治療薬である塩酸セビメリン水和水(以下、セビメリン)の有効性を検討することである。対象は両側耳下腺に放射線を50-60Gy投入され慢性の口腔乾燥症状を持つ症例とし、90mgを4週間投与した。VAS scaleによる自覚症状とサクソンテストによる刺激唾液量を投与前と投与終了後で比較した。症例が少数であったので統計学的な検討は行わなかった。結果として自覚症状は平均41mm改善し、刺激唾液は2分間で平均0.024gの改善であった。結論として、あまり有意な改善は認められなかった。セビメリンは長期投与で有効であるとされているので今後は、本研究の結果をふまえ長期投与による検討が必要と考えられた。放射線治療(以下,RT)・腫瘍・患者に関連した下顎骨放射線骨壊死(以下,ORN)の危険因子を明確化することを本年度の目的とした。収集したのは126症例であるが,RT前から定期的に経過観察された頭頸部放射線治療患者で,照射野に歯と顎骨を含み,経過観察期間中に腫瘍の残存または再発が認められないことを条件としたところ,条件を満たす症例は23症例に絞られた。RT因子として治療法,線源下顎骨線量,腫瘍因子として原発部位,患者因子として初診時年齢,性別,経過観察中の顎骨感染,口腔衛生状態,歯周組織の状態を調査・検討した。特に,歯科管理で重要と思われる口腔衛生状態と歯周組織の状態についてはRT前,RT後1年,RT後2年,RT後3年と経時変化を振り返って調査した。ORNは様々な定義があり,施設間の発生率の違いは定義の違いであると言われているので世界的な基準であるLENT Scoreを利用し,より厳密な評価をするためにGrade2以上とした。歯周組織の状態はエックス線画像で,独自に3分類した。この分類は簡便かつ歯周組織の傷害の程度を明確に表すことから歯周疾患の重篤度や治療の効果を評価するのに非常に利用価値の高い分類と考えられる。結果として,初診時,危険因子は年齢,下顎骨線量であり,歯周組織と口腔衛生状態は危険因子とならなかった。しかし,今回の症例はすべてRT前に歯周組織の状態の悪い歯は抜歯されていたのでこの点は考慮が必要と思われた。加えて,RT後の歯周組織と口腔衛生の状態の悪化がORNの危険因子となり,具体的にはプラークスコアで30%以上,エックス線画像による歯周組織の状態はGrade 3になるとORNが発生しやすくなることが新たな知見として示された。一般に,ORNの発生時期には2つのピークがあると言われており,早期は線量,晩期は口腔衛生が強く関与している可能性が新たに示された。

対象は両側耳下腺に放射線を50-60Gy投入され慢性の口腔乾燥症状を持つ症例とし、90mgを4週間投与した。VAS scaleによる自覚症状とサクソンテストによる刺激唾液量を投与前と投与終了後で比較した。症例が少数であったので統計学的な検討は行わなかった。結果として自覚症状は平均41mm改善し、刺激唾液は2分間で平均0.024gの改善であった。結論として、あまり有意な改善は認められなかった。セビメリンは長期投与で有効であるとされているので今後は、本研究の結果をふまえ長期投与による検討が必要と考えられた。
キラル空間を用いる炭化水素の不斉認識と物質変換

通常、分子認識化学において、ホストと呼ばれる分子は、ゲスト分子と非共有結合を形成し、超分子を構築し新しい性質を獲得する。非共有結合には、配位結合のような比較的強い結合から疎水性相互作用のような弱い結合まで多種多様で、ターゲットとされるゲスト分子の種類も豊富である。しかし一般に、炭化水素などの、他の分子と方向性のある相互作用をしない化合物は研究の対象外であった。本研究課題において、昨年度までに、亜鉛ポルフィリン二量体からなる箱形自己集合体を用いて、通常は感知する事の難しい不斉炭化水素のキラルセンシングに成功すると同時に、非極性溶媒中での構造変化によるソルバトクロミズムという今までにない概念を提示した。本研究は、ホストとゲストの間に明確な相互作用がなく、超分子が形成するナノサイズの箱の内部空間が溶媒分子を認識するという点でユニークであり、超分子化学における分子認識の新概念と言える。本年度は、シンクロトロンの高輝度線源を用い、前年度までの研究の「鍵」として示唆されている箱形集積体のX線構造解析に挑戦した。そして、巨大なナノ空間を有するポルフィリン超分子集合体の構造解析に初めて成功した。また、亜鉛ポルフィリンを連結しているロッド部分の長さ(亜鉛ポルフィリン間の電子的相互作用)がキラル認識に与える影響、さらには、リモネン以外の不斉ハイドロカーボンのキラル識別への適用性について詳細に検討し、本研究課題の総括を行った。亜鉛ピリジルポルフィリン二量体からなる箱形集合体が炭化水素の不斉情報を認識できるという前例のない不斉認識システムの本質を探り、それを知見としたさらなる発展を目指し、下記のような戦略で研究を実施した。【1】ポルフィリン箱形集合体のセンシングライブラリーの構築と空間制御内部空間の大きさが異なる箱形超分子集合体を新規に設計・合成し、内部空間の大きさがキラルセンシングに及ぼす影響について詳細な調査を行った。その結果、テトラアルキニレンで架橋したポルフィリン二量体1は、様々な種類の不斉炭化水素の不斉情報に応答して誘起CDを与えるが、モノアルキニレン架橋の集合体は、π共役系の拡張による安定化から、アキラルな平面型集合体が支配的になり、キラルセンシングに応用できないことが分かった。そして、それらの中間のサイズを持つジアルキニレン架橋の集合体2は、溶媒の変化に敏感に応答し、直交・平面形構造のし好性を変化させることが明らかになった。【2】ポルフィリン箱形集合体を用いたソルバトクロミズム上記の発見を元に、2を用いて、溶媒による構造の変化について詳しく検討した。その結果い誘電率2.23-2.57の様々な低極性溶媒中において、2の直交形・平面形構造の比率は大きく異なり、それぞれ異なる溶液の色を示すという興味深い事実を見いだした。通常、低極性溶媒の違いを超分子化学的に認識することは極めて難しい。そのため分子認識化学の分野において、炭化水素はこれまで研究対象外とされてきた。自己集合体の構造が溶媒によって変化し、同時に溶液の色が変化するという本現象はい今までの常識を覆し、「ソルバトクロミズム」の新だな概念へと発展するものと考えられる。昨年度、ジアルキニレンで架橋した亜鉛ポルフィリン二量体ZnP2が、溶媒の変化に敏感に応答し、直交形・平面形のし好性を変化させることを見いだした。本現象を詳しく理解するため、直交形・平面形の安定性の違いをDFT計算(B3LYP/6-31G)により比較した(内山真伸先生(理化学研究所)との共同研究)。テトラアルキニレン架橋亜鉛ポルフィリン二量体ZnP4は、直交型と平面形のエネルギーの差が0.09kcal/molと無視できるほど小さかったのに対し、ZnP2では、平面形が0.59kcal/mol安定であった。この安定性の違いは、π共役による安定化の効果が大きく寄与しているものと考えられる。共役による安定化の寄与が大きいZnP2は、双極子-双極子相互作用の効果から、溶媒の極性によって直交・平面のし好性が異なる事が予想された。しかし、今回、極性の小さい炭化水素溶媒に対してもそのし好性が大きく変わる事が分かったことから、箱の構造の安定化には、溶媒分子が充填される内部空間の大きさが大きく関わって来ていると結論づけた。以上の結果をまとめ、論文として報告した(Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47,5096)。

本研究は、ホストとゲストの間に明確な相互作用がなく、超分子が形成するナノサイズの箱の内部空間が溶媒分子を認識するという点でユニークであり、超分子化学における分子認識の新概念と言える。本年度は、シンクロトロンの高輝度線源を用い、前年度までの研究の「鍵」として示唆されている箱形集積体のX線構造解析に挑戦した。そして、巨大なナノ空間を有するポルフィリン超分子集合体の構造解析に初めて成功した。また、亜鉛ポルフィリンを連結しているロッド部分の長さ(亜鉛ポルフィリン間の電子的相互作用)がキラル認識に与える影響、さらには、リモネン以外の不斉ハイドロカーボンのキラル識別への適用性について詳細に検討し、本研究課題の総括を行った。
概日リズムの維持が亜急性疼痛に及ぼす影響の検討

末期がん患者を初めとした慢性疼痛に対する治療法としての薬物療法や神経ブロック療法は副作用や合併症を生じたり、患者の状態により実施ができないこともある。近年の生活スタイルが生体のリズムを崩しやすい状況に至らしめている可能性を考え、鎮痛効果に対する概日リズムの維持の関与を検討するためこの研究を行なっている。鎮痛効果を有する可能性のある照度を求めたが、病室ではその照度よりも低い環境にあり、今後は光照射と患者の鎮痛状態について検討していく。末期がん患者を初めとして多くの人たちが、慢性疼痛に悩まされている。この様な痛みに対する治療法としては、薬物療法や神経ブロック療法の実施が一般的である。しかしながら、どちらの治療法にしても副作用や合併症があり、出血傾向のある患者やがん末期患者では神経ブロック療法は困難で実施できないことも多い。これまで我々の研究室では、生体内のホルモン等に鎮痛作用があることを報告してきた。その一方で近年の生活スタイルが生体のリズムを崩しやすい状況と考え、生体内のホメオスターシスの維持が鎮痛作用に通じるのではないかとの結論に達し、慨日リズムが疼痛に影響するのではないかと考えた。規則的な光の照射が生体のホメオスターシスを維持し、その結果、副作用や合併症を生じることなく鎮痛効果を発揮する治療法につながるか否かについて検討を行っている。平成24年度はまずFCA投与亜急性疼痛モデルにおけるライト照射の有効性の検討が行われた。この検討は今後の研究の根幹を成すものであり、十分な検討が必要であった。200Lx、2500Lx、5000Lxの3つの照度のライト照射群において最も鎮痛効果を有する照度を求めるものであった。測定結果から2500Lx群において鎮痛効果の傾向が認められている。検体より採取された血液の血清中サイトカインの測定、足底部の組織学的検討は現在処理中で統計処理には至っていない。FCA投与亜急性疼痛モデルは局所での炎症反応を惹起したモデルであるが、当教室に於ける全身性炎症反応のモデルでは抗炎症効果が認められており、その効果が期待できる状況と考えている。しかしながら、どちらの治療法にしても副作用や合併症があり、まして出血傾向のある患者やがん末期患者では治療法が制限されることも多い。我々の研究室では、生体内のホルモン等に鎮痛作用があることを報告してきた。その一方で近年の生活スタイルが生体のリズムを崩しやすい状況と考え、生体内のホメオスターシスの維持が鎮痛作用に通じるのではないかとの結論に達し、今回の研究に至った。この実験結果が次の実験段階へつながるため、十分な個体数に対して測定を行う必要があり、現在も測定を継続している状況である。十分な個体数が得られるまで検体より採取された血液の血清中サイトカインの測定、足底部の組織学的検討、並びに各種蛋白質の発現変化の検討も保留、採取血液、並びに足底組織は凍結保存をした状態である。末期がん患者を初めとして多くの患者が慢性疼痛に悩まされている。慢性疼痛に対する治療法としては薬物療法や神経ブロック療法の実施が一般的である。しかしながら、いずれの鎮痛法にしても副作用や合併症を生じることもあり、また、状態によっては実施ができないこともある。これまで我々の研究室では生体内のホルモン等に鎮痛作用があることを報告してきた。その一方で近年の生活スタイルが生体のリズムを崩しやすい状況に至らしめている可能性を考え、生体内のホメオスターシスの維持が鎮痛作用に寄与する、概日リズムが鎮痛に影響すると考えた。そのため規則的な光の照射が生体のホメオスターシスを維持し、副作用や合併症を生じる事なく鎮痛効果が得られるのではないかと考え検討を行なっている。FCA亜急性疼痛モデルを用いて鎮痛効果を有する照度をまず求めた。測定結果から2500Lxにて鎮痛効果を認めている。一方、当教室において全身性炎症反応モデルにおいて光照射による抗炎症効果が認められていることも報告されている。しかし、一般的に病室の照度はそれほど高くないため、現状把握のためにその状況での鎮痛効果と照度の測定を実施した。各部屋の照度は各々概ね一定値で推移するが、一般的に低く、鎮痛効果の有する照度には遠く及ばない。

さらに、鎮痛状態は鎮痛方法の変更や治療状況により日々変化し、照度が低い状況でも鎮痛が得られていることから鎮痛に寄与したと考えられる因子を列挙する必要がある。その上で今後、光照射を実施した際に鎮痛に寄与したと考えられる因子をどれだけ減じる事ができるか判定する事で光照射の鎮痛効果を最終的に評価したいと考えている。また、今後は鎮痛状態と思考には関与があると言われているため、照度や光照射と精神状態についても検討を実施したいと考えている。緩和医療ペインクリニック疼痛の評価を行う際に実験動物の患肢に熱刺激を与えることで測定しなければならないが、測定時刻もまた厳密にしなければその実験動物の活動性から誤差が大きくなる。しかし、現在その測定時刻の確保が困難なことが多く、測定が遅々とした。200Lx、2500Lx、5000Lxの3つの照度のライト照射群において2500Lxが最も鎮痛効果がある傾向が認められたが、その抗炎症効果を確認するためのサイトカインの測定や採取組織の検討にまだ至っていない。疼痛の評価を行う際に実験動物の患肢に熱刺激を与えることで測定しなければならないが、測定時刻もまた厳密にしなければその実験動物の活動性から誤差が大きくなる。200Lx、2500Lx、5000Lxの3つの照度のライト照射群において最も鎮痛効果を有する照度を求めるものだが、この実験結果が次の実験段階へつながるため、十分な個体数に対して測定を行う必要があり、現在も測定を継続している状況である。また、発痛物質であるFCAを投与してから1週間継続しての測定が必要であり、経時的にも十分な個体数が必要であるため、進行が明らかに遅れている状況である。1十分な個体数に対して200Lx、2500Lx、5000Lxの3つの照度のライト照射群において最も鎮痛効果を有する照度を求め、その後、各群間において血清中サイトカインの測定、足底部の組織学的検討並びに各種蛋白質の発現変化の検討を行い、ライト照射での有効性を検討する予定である。2現在、鎮痛効果を示す照度が2500Lxと傾向から結論づけているが、2500Lxライト照射群において同じFCA投与亜急性疼痛モデルを用い、従来型鎮痛薬(NSAIDs)とライト照射の比較を行う予定である。比較対象とするNSAIDsには注射剤であるフルルビプロフェンアキセチルを使用する。3疼痛誘発後のライト照射での疼痛改善効果を検討する。ライトの照射は疼痛誘発翌日より開始し、1週間の鎮痛測定をこれまでと同様の方法で行う。さらに、正常皮下組織ならびにFCA投与亜急性疼痛誘発後、さらにはライト照射をFCA投与亜急性疼痛誘発前に施行し各々の組織において網羅的に足底組織中のリン酸化タンパク質の変化を検討する予定である。4現在、当院は病院の改築中であり、病室の照度に格差が著明に認められる状態になっている。それ故、現状把握のために病室の照度を測定し、必要な照度を供給し、鎮痛評価を行う予定である。良性疾患では様々な疾患に至り、個体数の確保が困難になる可能性もあるため、まずはがん患者での疼痛評価を行う予定である。
進行性透析腎癌のｍＴＯＲ阻害薬抵抗性の克服に向けた基礎研究

本研究では、通常腎癌に比較して透析腎癌では血管密度が低くmTORの活性化の頻度が高いことが明らかとなった。加えて透析腎の尿細管では恒常的にmTORの活性化が確認され、透析腎癌の発生にはこの恒常的活性化が反映されている可能性が示唆された。さらにはチロシンキナーゼ阻害剤への暴露によってmTOR経路がさらに活性化することが明らかとなり、治療抵抗性の一因となっている可能性が示唆された。腎細胞癌(RCC)は尿細管から発生する腺癌であるため抗癌剤や放射線治療に抵抗性であり、転移性RCCの治療にはインターフェロンやインターロイキンを用いた免疫療法が長らく行われてきた。近年RCCの発生・進展のメカニズムが分子レベルで解明されると、VHL遺伝子の不活性化から血管内皮増殖因子(VEGF)などが恒常的に産生されていることが明らかとなり、VEGF経路をターゲットとした分子標的治療が開発されるようになった。VEGF経路をターゲットとするチロシンキナーゼ阻害剤による分子標的治療の登場は進行性腎細胞癌患者や臨床の現場にとって大きな福音であった。しかしながら現状ではこれらのチロシンキナーゼ阻害剤を用いても半数近くの症例が1年以内に治療抵抗性となってしまっている。このような状況の下、哺乳類ラパマイシン標的蛋白質(mTOR)を阻害する新たな分子標的薬が開発され、わが国においても承認されることとなった。現在では進行性腎細胞癌に対して国内でも数種類の分子標的薬が使用可能であり、それらの薬剤はいずれもVEGF経路あるいはmTOR経路を分子標的としている。このように、新たな治療薬の登場によってRCCの多くを占める淡明細胞癌に対する治療戦略は進歩を遂げている。しかしながら透析患者に生じる腎細胞癌、すなわち透析腎癌はVHL遺伝子変異が比較的少ないことが明らかにされており、チロシンキナーゼ阻害剤への反応は良くない。むしろmTOR阻害薬の方が抗腫瘍効果を示す場合もある。現在、mTOR阻害薬抵抗性となった進行性透析腎癌に対する有効な治療法は未だ見つかっておらず、その治療抵抗性メカニズムの解明と克服はこの治療抵抗性癌克服のための緊急の課題である。透析腎癌を含んだ腎細胞癌のデータベースを作成し、治療成績の観点から論文発表を行った。上述のデータベースに基づいて病理組織型によって選別し、透析腎癌20例、淡明細胞癌50例、乳頭状腎癌10例、嫌色素性腎癌5例を用いることとした。透析腎癌および通常腎癌組織のパラフィンブロックからミクロトームを用いて未染切片を作成し、未染切片を用いて、mTOR複合体2の構成要素であるRictor及びJNK阻害作用を持つMKP-1の発現を免疫染色を用いて検討するための条件設定を行った。実際に染色してみたところ、健常部と比較して腫瘍部ではMKP-1の発現が亢進していることが明らかとなった。同様にAktのSer473リン酸化に関しても免疫染色にて検討した。それぞれの染色結果をスコアリングし、各症例の病理組織学因子及び臨床因子とともに統計学的解析を行っている。主に病理組織型や核異型度との相関、あるいは生存分析などによって評価しているが、今回評価した因子が高発現している症例ほど予後が悪いという傾向が明らかとなった。また、実際にmTOR阻害薬が投与された症例を抽出してそれぞれの染色結果とmTOR阻害薬による治療効果を比較検討しているが、現在まだmTOR阻害薬投与中の症例が多く、最終的な統計学的考察は予後データが揃ってから行う予定である。本年度の研究結果より、透析腎癌を含む腎細胞癌組織においてはmTOR複合体2経路の恒常的亢進が起こっていることが明らかとなり、治療成績と関与している可能性が示唆された。この結果に基づき細胞実験を行っていく予定である。本研究では、転移性透析腎癌の治療抵抗性の克服を目的とした基礎研究を行った。まずは当施設において実際に分子標的治療を受けている進行性腎細胞癌症例のデータベースを作成した。データベースの中から透析腎癌症例を含むチロシンキナーゼ阻害剤かつmTOR阻害剤治療を受けた進行性腎細胞がん症例を解析した。治療成績と予後予測因子をまとめて2014年の日本泌尿器科学会総会で報告しInternational Journal of Urology誌で論文発表することができた。次に通常腎癌と透析腎癌組織を用いたmTOR経路に関する免疫染色を行った。通常腎癌に比較して透析腎癌では血管密度が低くmTORの活性化の頻度が高いことが明らかとなった。また、透析腎の尿細管では恒常的にmTORの活性化が確認され、透析腎癌にこの活性化が反映されている可能性が示唆された。この結果は2014年の日本透析医学会総会にて発表した。細胞実験では当科で樹立した透析腎癌細胞株にチロシンキナーゼ阻害剤を作用させて抗腫瘍効果とmTOR経路の変化を確認した。この細胞株はVHL蛋白が発現しておらず、VEGFが恒常的に産生されているのが特徴である。

チロシンキナーゼ阻害剤によってVEGFの発現は低下し、殺細胞効果が見られることが確認された。低濃度のチロシンキナーゼ阻害剤によって細胞培養を継続するとベースラインで活性化しているmTOR経路がさらに活性化することが明らかとなり、治療抵抗性の一因となっていることが示唆された。泌尿器癌全般収集検体の増加に伴い、通常腎癌と透析腎癌の免疫染色を追加施行した。リン酸化mTOR(p-mTOR)の染色を追加したところ、通常腎癌より透析腎癌においてよりリン酸化が亢進している可能性が示唆された。さらには健常腎と比較して終末腎ではmTORのリン酸化が亢進していることが示された。細胞実験ではmTOR阻害薬、Akt阻害薬、MKP-1阻害薬はいずれも殺細胞効果を示した。しかしながら今回使用したMKP-1阻害薬(Ro-318220)はMKP-1特異的な作用ではなかった。併用試験では、mTOR阻害薬とAkt阻害薬の併用によって殺細胞効果が増強されることが確認された。FACSを用いた解析では、mTOR阻害薬およびAkt阻害薬を作用させることでアポトーシスが誘導されていることが確認された。現在mTOR阻害薬を投与する前後でのmTOR経路の変化を見るべくPI3/Akt/mTOR経路PCRアレイを用いて検討中である。本年度は主に組織を用いた研究を行った。通常は検体収集に多大な時間を要するが、本研究ではまず最初にデータベース作成を行ったため検体収集は比較的容易であった。そのため組織を用いた免疫染色は比較的順調に施行された。抗体の条件設定なども順調に進めることができた。しかしながら治療成績との関連の検討においては、多くの症例が現在まだ治療中であるため最終解析できなかった。今後、時間とともに臨床成績が蓄積して解析可能になってくると思われる。前年までの研究結果より透析腎癌では通常腎癌に比較してmTOR経路が亢進していることが示唆された。その結果から、透析腎癌のファーストライン治療薬としてはチロシンキナーゼ阻害薬よりもむしろmTOR阻害薬が治療効果がよいのではと予想される。そのため、実際の透析腎癌症例でファーストライン治療としてチロシンキナーゼ阻害薬とmTOR阻害薬をそれぞれ使用した症例の無増悪生存期間を後向きに検討してみることで臨床へのフィードバックが可能となる。また、mTOR阻害薬への抵抗性を克服するためには、mTOR阻害薬投与後の組織を用いた解析が必要となる。症例数は少ないもののそれらの症例の検討によりmTOR阻害薬抵抗性となった透析腎癌細胞における活性化経路が明らかとなれば、細胞実験でmTOR阻害薬抵抗性を克服できるような薬剤を検討することが可能となる。本年度の組織を用いた研究から、透析腎癌においてもmTOR複合体2経路の恒常的亢進が起こっていることが明らかとなった。この結果を加味して今後は細胞実験によるシグナル経路の評価を行っていく。具体的には透析腎癌および通常腎癌細胞株にmTOR阻害薬とAkt阻害薬あるいはMKP-1阻害薬を同時に作用させ、MTTアッセイにて殺細胞効果を検討する。また、FACSにてアポトーシスの検出を行い、ウエスタンブロットや定量PCRアレイにて細胞内シグナルの変化を検討する。また、FACSを用いてアポトーシスが誘導されているかも検討する。
チタン合金の革新的な組織制御法と低温・高速化される超塑性機構の新しい指導原理

本研究より,新しいプロセスで製造した超微細粒組織Ti-6Al-4V合金は世界最高レベルの低温・高速超塑性を示し,変形課程の動的なβ析出が応力緩和機構として作用する事が大きな役割を担う。また粒界すべりも変形初期はBall-Hutchisonモデルで起き,変形後期ではGifkins Core-Mantleモデルで起き,動的なβ析出と関係する機構であることを明らかとした。マルテンサイトの変形では変形で動的再結晶が活性化し,これが応力緩和と粒界すべりを促進させ,優れた高温延性を示す。Ti-6242合金でも同様な現象が確認され、Ti合金において準安定組織を活用する事で超塑性は低温・高速化される。α'マルテンサイト組織を出発組織としたTi-6Al-4V合金の圧延加工を行い、加熱温度が750°C800°Cの範囲で温度調整し、加工速度を7s-1以上に設定することで、平均径0.5μm以下の等軸組織が多く占める超微細粒組織を有する板材(幅12cm)の製造に成功した。製造したTi-6Al-4V合金板材をα'-UFG材と呼び、本素材は650°C750°Cの低温変形においても引張変形で200%以上の巨大伸びを示し、ひずみ速度感受性指数m値も0.3以上を示し、低温超塑性が発現している事が分かった。詳細な変形組織の組織解析の結果、α'-UFG材は準安定なα単相組織であり、変形過程で微細なβ相が粒界上に析出して、これが応力集中の緩和機構として大きな役割を担い、更にα/β界面の粒界すべりを促進させるため、良好な超塑性特性を示したと考えられる。転位集積の評価から、α'-UFG材の低温・高速超塑性の変形過程はひずみ量に応じて、活動する変形機構が異なる事が示唆された。詳細には、変形で一様に粒界すべりが支配的な機構ではあるが、低ひずみ域ではβ相の析出、未再結晶部の連続動的再結晶の活動、更にはBall-Hutchinsonモデルに基づいた粒界すべりが支配的となり、一方でひずみ量の増加に伴い、粒界すべりはGifkins Core-Mantle型の機構に移行する事が理解された。またInelastic Variable modelに基づく粒界すべりの活動頻度は70%程度で高い値を示し、α'-UFG材の未再結晶領域がわずかに混在した不均一な組織形態およびα単相の準安定状態が効果的に粒界すべりを誘発した事が推察される結果である。以上より、25年度は組織学的評価を中心としてα'-UFG材の超塑性機構を解明し、流動特性についていくつかの粘塑性モデルと比較しながら評価・解析を行った。・変形機構に及ぼすα/β相量比、結晶粒径および粒界の特徴の超塑性特性に及ぼす影響(α'-UFG材、Ti-6Al-4V合金)準安定α単相組織で超微細粒組織(d=0.4μm)を呈す&α'-UFG材にて、粒界上での動的なβ析出は応力緩和機構として強く作用し、超塑性特性の改善に貢献する(前年度でも秋落下としている)。本年度では更に、ここで、700°C-10-2s-1の低温・高速変形過程にてβ析出は変形初期・中期(100%)で完了し、変形後期では、β相は粒成長しながらα/β界面での粒界すべりを促進する事を明らかとした。活動する変形機構として転位すべり・回復機構も作用するが、応力緩和試験により、より定量的に粒界すべりの活動頻度を評価した。その結果、本α'-UFG材にて700°C-10-3s-1の条件では70%の頻度で、また700°C-10-2s-1の条件では50%の頻度で粒界すべりが活動する事が明らかとなった。・有限要素シミュレーションを駆使したα'-UFG材の超塑性の変形解析実験で得られた塑性流動特性をベースとして、最適な超塑性の構成式を構築した。これを汎用のFEMコードであるDEFORM-3Dにサブルーチンで導入して、複雑形状への超塑性成形性の評価・解析を行い、良好な加工特性を示し、低温・高速変形でも複雑形状への成形加工が可能である事が示された。・α'マルテンサイト組織を出発組織とした直接的な高温変形挙動の評価とプロセス設計準安定状態からの平衡相の析出・分解、また動的再結晶の高温変形挙動に及ぼす影響を評価するため、α'マルテンサイト組織を出発組織とした、直接的な高温変形挙動の評価を行った。その結果、強い超塑性現象は発現しないが、700°C900°Cの試験温度で動的球状化現象もしくは不連続動的再結晶が変形中期で活発に発現し、変形中期以降で流動特性および変形機構が変化する事が分かった。・マルテンサイトを出発組織とした圧延加工によるTi-6242合金の微細粒形成と超塑性:これまでTi-6Al-4V合金にて培った概念を航空機合金に応用されているTi-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(Ti-6242)合金に展開し,超微細粒組織形成と超塑性の特性評価を行った。その結果,粒径0.78μmの微細粒組織の形成に成功し,高温変形にて700°Cの温度でも高いひずみ速度感受性指数(m=0.36)を示し,超塑性の低温化に成功した。

変形機構はGifkins-Core-Mantleモデルでの粒界すべりが支配的である。・Ti-6Al-4V合金のヘテロ組織化による超塑性低温・高速化の可能性:マルテンサイト組織の圧延過程において,途中の圧延過程ではα粒が伸長した組織と微細等軸組織の混在したヘテロ組織を呈す。高温変形過程にて,このヘテロ組織を有す素材(39%圧延率)にて最も優れた超塑性特性(700°C-10-3s-1:伸び583%)を示す事が明らかとなった。詳細は不明であるが,微細等軸形態ためだけでなく,準安定状態および組織の不均質性に起因した変形過程の速い動的再結晶過程の応力緩和機構への役割が重要な要素となり超塑性の低温・高速化に繋がったと推察される。・α'-UFG Ti-6Al-4V合金の塑性構成モデルの構築と有限要素解析:本研究で使用している超微細粒組織を有すα'-UFG Ti-6Al-4V合金について動的なβ変態・析出量の増加および粒成長が塑性流動特性に強く影響を及ぼし,それが本素材の特異性であり,それを考慮した塑性構成モデルの構築が出来た。有限要素解析より,複雑形状のプレス品への超塑性成形も可能である事が分かった。本研究より,新しいプロセスで製造した超微細粒組織Ti-6Al-4V合金は世界最高レベルの低温・高速超塑性を示し,変形課程の動的なβ析出が応力緩和機構として作用する事が大きな役割を担う。また粒界すべりも変形初期はBall-Hutchisonモデルで起き,変形後期ではGifkins Core-Mantleモデルで起き,動的なβ析出と関係する機構であることを明らかとした。マルテンサイトの変形では変形で動的再結晶が活性化し,これが応力緩和と粒界すべりを促進させ,優れた高温延性を示す。Ti-6242合金でも同様な現象が確認され、Ti合金において準安定組織を活用する事で超塑性は低温・高速化される。基礎的な変形特性の解明、および変形の構成式の構築とシミュレーションへの展開、精度ある再現性の確認ができ、最終年度に向けた成果は概ね順調に挙げている。27年度が最終年度であるため、記入しない。金属組織学・強度学変形機構に及ぼす準安定組織からの相変態の影響に注目した体系的な研究を遂行する。それにより、チタン合金の超塑性低温・高速化に向けた新しい組織制御の方向性を明示する。力学挙動の評価に関しては、機器導入の遅れから、十分な結果が得られていない点もあるが、一方で組織学的な評価・解析を詳細に行うことが出来たため、超塑性の変形機構を詳細に議論し、この点については優れた知見を得る事が出来た。また理論的にも、流動特性についていくつかの塑性モデルの結果と実験結果を比較することで、変形機構を議論し、新しい知見を得る事が出来た。消耗品、特に組織観察用に要する経費が少し安く購入できた。26年度では以下の3点に集中し、評価・解析を行う。1変形機構に及ぼす&#61537;α/β&#61538;相量比、結晶粒径および粒界の特徴の超塑性特性に及ぼす影響(α'-UFG材、Ti-6Al-4V合金)2有限要素シミュレーションを駆使したα'-UFG材の超塑性の変形解析3α'マルテンサイト組織を出発組織とした、直接的な高温変形挙動の評価とプロセス設計1では昨年度の結果をベースとして、より発展的な評価・解析を行う。詳細には前年度に得られたα'-UFG材の変形挙動の結果と比較しながら超微細粒組織形態における超塑性特性へのα/β相量比、結晶粒径および粒界の特徴の影響を基礎的に解明する。この過程において航空機用Ti合金(Ti-6Al-4V)における超塑性特性の低温・高速化させる組織因子・変形機構を明らかとする。
CHK1阻害剤の細胞死誘導能の分子機構に着目した感受性遺伝子の同定と臨床応用

checkpoint kinase 1に対する阻害剤(以下、CHK1阻害剤)は、非臨床において高い抗腫瘍効果が示されているにもかかわらず、臨床試験の結果はいまだ十分でないことから、その感受性を決定するバイオマーカーの同定が急務といえる。本研究は、CHK1阻害剤の感受性に関わる特徴的な遺伝的背景を探索することによって効果予測および適応決定に臨床応用可能な感受性遺伝子を同定し開発につなげることを目的とする。平成30年度は、CHK1阻害剤の完全奏功が期待できるがんの遺伝子背景の探索を行なった。CHK1阻害剤に対して高感受性を示す神経芽腫細胞株のCHP134細胞と低中程度の感受性を示すいくつかの神経芽腫細胞株をアレイCGH法のデータを用いて比較した結果、10番染色体長腕のコピー数の低下がCHP134細胞特異的に見出された。次に、同細胞株の公開されているRNAseqデータ、および遺伝子発現マイクロアレイを用いて当該欠失領域に含まれる既知のがん関連遺伝子群の発現を検討したところ、いずれの結果においてもFGFR2遺伝子の発現が検出されないことが判明した。これらの結果より、10番染色体長腕の欠失に起因するFGFR2遺伝子の機能喪失がCHK1阻害剤に対する高感受性をもたらす、つまり10番染色体の欠失が、CHK1阻害剤の完全奏功が期待できるがんの遺伝的背景の一つであると仮説に基づいて現在検討を行なっている。FGFR2の遺伝子導入がCHP134細胞のCHK1阻害剤感受性に及ぼす影響を検討する目的に、レンチウイルスを用いてFGFR2安定発現細胞株を作製中である。本年度はまず「CHP134細胞のゲノム異常の解析」を計画したが、研究協力者からCHP134細胞を含む各種神経芽腫細胞株におけるアレイCGHのデータが得ることができたため、時間とコストの節約ができた。さらにCHP134細胞の公開されているRNAseqのデータが得られたため、「CHP134細胞においてCHK1阻害剤が誘導する遺伝子群の解析」については当初の計画を変更して、遺伝子発現アレイを用いてCHK1阻害剤処理前後の網羅的な遺伝子発現解析を行った。そのため当初の計画よりやや遅延が生じたが、CHK1阻害剤に対して高感受性を示す染色体およびCHK1阻害剤高感受性に関わる遺伝子変化ばかりでなくFGFR2を含む具体的な候補遺伝子を絞り込む十分な解析材料を得た。遅延している計画は、「タンパク質レベルの解析と感受性遺伝子の同定」であり、FGFR2の蛋白質レベルの発現解析およびCHP134細胞由来のFGFR2安定発現細胞株を用いたCHK1阻害剤感受性に及ぼす影響を検討するものである。FGFR2の欠失がCHK1阻害剤高感受性を引き起こすことが判明した場合は、CHK1阻害剤に誘導されるp53活性化経路およびアポトーシス経路との関連を検討することで分子機構を明らかにする。FGFR2とCHK1阻害剤感受性との関連が見出せなかった場合には、CHP134細胞に特異的な他の染色体変化から感受性決定因子の候補を抽出し、遺伝子発現マイクロアレイの結果と合わせて検討する。本年度は進捗に遅延が生じたが、一方ではCHK1阻害剤低感受性株のアレイCGHデータが本年度に得られたため、次年度の研究計画である「CHK1阻害剤耐性を示すがんの遺伝的背景の探索」では、CHK1阻害剤低感受性細胞株に特徴的な染色体変化も検討に加えて耐性候補遺伝子を絞り込むことができる。したがって、今後はCHK1阻害剤高感受性または低感受性細胞株の遺伝子背景を合わせて解析することで、CHK1阻害剤感受性を決定する遺伝子の同定を推進する。

そのため当初の計画よりやや遅延が生じたが、CHK1阻害剤に対して高感受性を示す染色体およびCHK1阻害剤高感受性に関わる遺伝子変化ばかりでなくFGFR2を含む具体的な候補遺伝子を絞り込む十分な解析材料を得た。遅延している計画は、「タンパク質レベルの解析と感受性遺伝子の同定」であり、FGFR2の蛋白質レベルの発現解析およびCHP134細胞由来のFGFR2安定発現細胞株を用いたCHK1阻害剤感受性に及ぼす影響を検討するものである。FGFR2の欠失がCHK1阻害剤高感受性を引き起こすことが判明した場合は、CHK1阻害剤に誘導されるp53活性化経路およびアポトーシス経路との関連を検討することで分子機構を明らかにする。FGFR2とCHK1阻害剤感受性との関連が見出せなかった場合には、CHP134細胞に特異的な他の染色体変化から感受性決定因子の候補を抽出し、遺伝子発現マイクロアレイの結果と合わせて検討する。本年度は進捗に遅延が生じたが、一方ではCHK1阻害剤低感受性株のアレイCGHデータが本年度に得られたため、次年度の研究計画である「CHK1阻害剤耐性を示すがんの遺伝的背景の探索」では、CHK1阻害剤低感受性細胞株に特徴的な染色体変化も検討に加えて耐性候補遺伝子を絞り込むことができる。したがって、今後はCHK1阻害剤高感受性または低感受性細胞株の遺伝子背景を合わせて解析することで、CHK1阻害剤感受性を決定する遺伝子の同定を推進する。計画していたアレイCGHを用いた実験について、研究協力者よりデータが得られたためコストが大幅に削減できた。また、計画していたRNAseqを用いた実験についても、一部のデータが公開されているデータベースより得られたため、実験系を遺伝子発現マイクロアレイに変更し低コストで行うことができた。これらの変更により進捗にやや遅れが生じたため、タンパク質解析に用いる比較的高価な抗体費用等の購入が次年度に延期したことによって次年度使用額が生じたと考えられる。
非平衡状態のフェルミ原子ガス超流動を用いて中性子星の冷却機構を解明する理論研究

上記に加え、線形応答領域での非平衡現象として、正常相におけるずり粘性率の温度変化をBCS-BECクロスオーバー全域で明らかにした。理論としては、自己無撞着T行列近似(self-consistent T-matrix approximation, SCTMA)を用いた。従来、強結合側での解析接続の精度に問題があったが、その原因を解明、改善することで、ずり粘性率とエントロピー密度の比に関する下限値の予言(Kovtun-Son-Starinets予想)に最も近い値が実現する条件を、温度-相互作用相図上で特定した。今年度はこれらに加え、別の輸送係数であるコンダクタンスに対する強結合効果も研究、対形成揺らぎの効果を考慮することで、リチウム原子気体で観測された実験結果を幅広い温度領域で理論的に説明することに成功した。時間依存Bogoliubov-de Gennes(TDBdG)方程式を用い、フェルミ原子ガス超流動の引力相互作用がs波からp波に急変した後の超流動状態の時間発展を研究した。冷却フェルミ原子気体を念頭に、当該分野で近年実現された人工ゲージ場を用い、s波超流動状態中にp波のクーパー対振幅を誘起させておくと、相互作用をp波に変換した直後から大きなp波超流動秩序パラメータが得られ、系はp波超流動状態になることを理論的に明らかにした。(この系ではFeshbach共鳴により相互作用を磁場で制御することができる。)この手法を用いると、「p波クーパー対の寿命(520 ms)がp波凝縮体の成長に必要な時間(100 ms)に比べ著しく短い」という、この系特有の困難が克服できるため、未だ実現されていないp波フェルミ原子ガス超流動を作り出せる可能性がある。更に、様々な状況での相互作用変換後の系の時間発展をTDBdG方程式の枠組みで数値的に研究し、大きなp波超流動秩序パラメータが得られる条件を明らかにした。TDBdG方程式は相互作用の効果を平均場近似のレベルでしか取り扱うことができないが、本研究は非平衡状態での平均場近似を越えた理論研究も目指すため、その第一歩として、フェルミ原子ガスのBCS-BECクロスオーバー領域における(ずり)粘性率に対する強結合効果を、線型応答理論の枠組みで研究した。自己エネルギーとヴァーテックス補正をコンシステントに取り扱う際、この領域での擬ギャップ現象の解明に有効な強結合T行列理論(TMA)ではヴァーテックス補正部分に重大な問題が生じることを見出した。この部分は強結合BEC領域での粘性率に大きな寄与を与えることから、BCS-BECクロスオーバー全域でこの物理量を計算するには、近似レベルをTMAから自己無撞着T行列理論に引き上げる必要があることを明らかにした。本研究課題を達成するうえで非常に重要な理論である時間依存Bogoliubov-de Gennes(TDBdG)方程式の計算プログラムを作成、それをフェルミ原子ガス超流動に適用し、Feshbach共鳴により相互作用をs波型からp波型に急変させた後のp波秩序パラメータの時間発展を追跡、p波秩序パラメータが急速に成長することを明らかにすることができた。フェルミ原子ガスの分野では、2004年にs波超流動が実現して以来、p波超流動の実現が大きな課題となっているが、p波クーパー対の短寿命のため、未だ実現していない。本研究は、この困難を克服する一つの方法を理論的に提案しており、重要である。また、こうした相互作用の急速な変化に伴う秩序パラメータの時間発展がTDBdG方程式で解析可能であることが確認できたことで、本研究が目指すPBF機構(超流動転移後の対形成に伴うエネルギーの放出に起因する中性子星の冷却)の解明に対しても、この理論的枠組みが適用可能であることが分かり、今後の研究の方向性を定めることができた。上記に加え、非平衡状態にあるフェルミ多体系における重要な物理量の一つである粘性率について、BCS-BECクロスオーバー領域における強結合効果を取り扱うために必要な理論的枠組みも明らかにしたことは、非平衡効果と強結合効果を共に加味した理論を今後構築していくうえで非常に重要な成果である。以上より、現在までの進捗状況はおおむね順調に進展していると判断する。Keldysh Green関数理論の枠組みで、粒子の流入と流出により非平衡定常状態にある励起子凝縮の安定性を研究した。平均場近似周りの対形成揺らぎの効果をGRPAレベルで解析、電子ホール間引力相互作用と(流入流出を特徴付ける)減衰パラメータに関する相図において、平均場理論で得られる励起子凝縮相の大半の領域が実際には不安定であることを見出した。また、この原因が非平衡効果に起因する励起子間相互作用の引力化に因ることも明らかにした。この結果は、今後、励起子凝縮の実現を目指す実験研究に対し、どのようなパラメータ領域を考えれば良いかの指針を与えるものである。前年度の研究で、非自己無撞着T行列理論(TMA)では、ずり粘性率に対する強結合補正が正しく扱えないことが分かったことを受け、近似レベルを自己無撞着T行列近似(SCTMA)に引き上げ、再度この物理量の計算を行った。結果、TMAの問題は解決したものの、虚時間形式での結果をパデ近似で実時間形式に移す手続きが強結合側ではうまくいかず、フェルミ化学ポテンシャルが負になるほど引力相互作用が強い場合(虚時間形式に基く)SCTMAでも、粘性率の計算に困難があることが分かった。

ただし、弱結合側からユニタリ領域を経て、ある程度の強結合側までは粘性率を計算することができ、粘性率や粘性率とエントロピー密度の比が一番小さくなる条件を探し出すことに成功した。この成果は、KSS予想を冷却フェルミ原子ガスのBCS-BECクロスオーバー領域で実験的に検証する際、非常に重要である。上記2つの非平衡現象に対する研究に加え、熱平衡状態における中性子星の表面近傍における状態方程式を、フェルミ原子ガス超流動に対する強結合理論に中性子間相互作用で無視できない有効距離の効果を補正した理論で計算し、原子核物理分野でこれまで提唱されていた状態方程式が再現できることを示した。平成28年度のTDBdG理論の定式化に加え、平成29年度はKeldysh Green関数による定式化を行い、それを非平衡定常状態にある励起子凝縮に適用することができた。中性子星の冷却を扱うにはこの定式化は必須であり、今回の成果によりその準備がほぼできつつある。本研究により、対形成を伴う非平衡凝縮状態の安定領域は単純な平均場近似の結果よりかなり狭いことが明らかとなったが、これは超流動転移に起因する中性子星の冷却機構(PBF機構)を考えるうえで、超流動状態自身の安定性を慎重に確認しなくてはならないことを示唆している。これが明らかとなったことは、定式化と共に、今後研究を進めるうえで有用である。上記に加え、線形応答領域での非平衡現象として、正常相におけるずり粘性率の温度変化をBCS-BECクロスオーバー全域で明らかにした。理論としては、自己無撞着T行列近似(self-consistent T-matrix approximation, SCTMA)を用いた。従来、強結合側での解析接続の精度に問題があったが、その原因を解明、改善することで、ずり粘性率とエントロピー密度の比に関する下限値の予言(Kovtun-Son-Starinets予想)に最も近い値が実現する条件を、温度-相互作用相図上で特定した。今年度はこれらに加え、別の輸送係数であるコンダクタンスに対する強結合効果も研究、対形成揺らぎの効果を考慮することで、リチウム原子気体で観測された実験結果を幅広い温度領域で理論的に説明することに成功した。平成29年度は通常のTDBdG方程式の枠組みでは扱うことができない、散逸、緩和の効果を取り入れ、理論を発展させることを目指す。一つのアプローチとしては、現象論的に減衰効果をTDBdG方程式に組み込む方法を模索する。もう一つのアプローチとしては、非平衡Green関数を用いた定式化を行い、着目系と環境との相互作用を通じ、こうした効果を取り入れることを目指す。後者のアプローチは励起子ポラリトン系で実現している非平衡凝縮状態の研究とも密接に関連しているので、その分野での知見も取り入れるようにする。中性子星の冷却機構の一つであるPBF機構(pair breaking and formation process)をフェルミ原子ガスを用いて研究するには、対形成する2成分フェルミ原子気体に加え、ニュートリノ放出を記述する1成分フェルミ気体をも合わせた3成分系が必要である。そこで、これまでの2成分系の理論を3成分系に拡張する。そのうえで、上述の非平衡系の理論をこの系に適用し、PBF機構を冷却フェルミ原子気体でシミュレートできるか理論的に研究する。
X線高感受性細胞の性状解析とその高感受性を支配する遺伝子の単離

本研究では, X線高感受性細胞を材料とし,高感受性と密接に関係している現象の解析および高感受性を支配する遺伝子の単離によって,機能および遺伝子の両面から, X線による細胞死のメカニズムを明らかにすることを目的とした.この目標に向けて4つの柱を設定し,並行して研究を進めた.1.X線高感受性変異株の単離.培養細胞に変異原処理を施し, X線に対して高感受性を示す異変細胞の単離を試みた.マウス培養細胞(L5178Y)に関しては,野性株よりも有意に感受性の高い異変株が得られた.2.DNA切断を指標としたX線高感受性細胞の性状解析. X線高感受性遺伝病であるAtaxia telangiectasia患者由来の細胞(AT細胞)を材料としてX線誘発DNA切断とその修復の様子を調べ,正常細胞の場合と比較した. AT細胞と正常細胞の間に, DNA切断の誘起およびその修復の様子に関して差異は認められなかった.3.性状解析に役立つ新たな系の開発.特定の遺伝子に対するプローブを用いて,照射後の細胞からDNAを単離し解析することにより,ひとつの遺伝子のレベルでDNA損傷および修復について調べる系が確立された.4.放射線感受性遺伝子単離系の検討.放射線感受性CHO細胞に,外部よりヒトの遺伝子をDNAの形で導入することによって形質転換させ,ヒト固有の反復配列を目印として,形質転換遺伝子を同定し単離する系の有用性が確認された.本研究を通じて得られた変異株,新たな知見そして有用性が確認された系を組み合わせて,細胞死のメカニズム解明へ向け総合的に研究を進めていくことが今後の課題である.本研究では, X線高感受性細胞を材料とし,高感受性と密接に関係している現象の解析および高感受性を支配する遺伝子の単離によって,機能および遺伝子の両面から, X線による細胞死のメカニズムを明らかにすることを目的とした.この目標に向けて4つの柱を設定し,並行して研究を進めた.1.X線高感受性変異株の単離.培養細胞に変異原処理を施し, X線に対して高感受性を示す異変細胞の単離を試みた.マウス培養細胞(L5178Y)に関しては,野性株よりも有意に感受性の高い異変株が得られた.2.DNA切断を指標としたX線高感受性細胞の性状解析. X線高感受性遺伝病であるAtaxia telangiectasia患者由来の細胞(AT細胞)を材料としてX線誘発DNA切断とその修復の様子を調べ,正常細胞の場合と比較した. AT細胞と正常細胞の間に, DNA切断の誘起およびその修復の様子に関して差異は認められなかった.3.性状解析に役立つ新たな系の開発.特定の遺伝子に対するプローブを用いて,照射後の細胞からDNAを単離し解析することにより,ひとつの遺伝子のレベルでDNA損傷および修復について調べる系が確立された.4.放射線感受性遺伝子単離系の検討.放射線感受性CHO細胞に,外部よりヒトの遺伝子をDNAの形で導入することによって形質転換させ,ヒト固有の反復配列を目印として,形質転換遺伝子を同定し単離する系の有用性が確認された.本研究を通じて得られた変異株,新たな知見そして有用性が確認された系を組み合わせて,細胞死のメカニズム解明へ向け総合的に研究を進めていくことが今後の課題である.本研究の最終目的はヒトにおける放射線高感受性遺伝子の単離、解析であるが、そのための材料となるヒトX線高感受性変異細胞の分離の試みがいまだ成功していない。このため、マウスあるいはハムスター細胞を用いて、遺伝子導入条件の検討およびヒトDNA導入による形質転換を行ない予備的な結果が得られている。またこれとは別に計画の一部を修正してX線高感受性遺伝病として知られている毛細血管拡張性運動失調症(Ataxia telangiectasia)患者由来の細胞(AT細胞)を材料の一つに採用することにした。AT細胞とハムスター細胞を融合し、この融合細胞のX線感受性について検討することにより、AT細胞の高感受性の原因を探ろうというものである。AT細胞としてはSV40でトランスフォームしたTAT-5を、対照となる正常細胞としてはこれもSV40でトランスフォームした培養皮膚細胞GM637を用いた。融合させるハムスター細胞にはHGPRT欠損(6-チオグアニン耐性)のV79細胞を用いた。ヒト細胞とV79細胞を50%ポリエチレングリコール4000存在下で融合し、HATおよび1μMウアバイン含有培地で成育させることにより融合細胞を選択した。この融合細胞のX線感受性を調べ、融合細胞がV79親株よりも感受性が高ければ、AT細胞がX線感受性に関し優性の遺伝子を含むことになるので、これを材料として高感受性を司どる遺伝子を単離しようとする試みである。現在、融合細胞の分離および、性状解析を続行中である。