hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
駆〓血作用を有する天然薬物の研究

1.Swietenia mahagoniの血小板凝集阻害活性成分:Swietenia mahagoniの種子の子葉部のエ-テルエキスが血小板活性化因子(PAF)によるウサギ血小板の凝集に対して阻害作用を示したので,これをシリカゲルカラムクロマト,プレパラティブTLCにより分離,精製を行ない,29種の化合物を単離した.これらの化合物はいづれもテトラノルトリテルペノイド(リモノイド)であり,そのうちの19種は新化合物であった。また,その1種mahagoninは新規2量体リモノイドで,珍しい構造を有する化合物である.これら29種の化合物について,in vitroでのPAFによるウサギ血小板の凝集に対する阻害作用を検討したところ,比較物質のkadsurenoneよりは弱かったが,swietemahonin A,D,E,G,3ー0ーacetylswietenolide,6ー0ーacetylswietenolideの新化合物6種が阻害作用を示した。一方,ICRマウスにPAFを静注して起こる死亡の防護作用では,in vivoテストで,kadsurenoneが活性を示さないのに対して,swietenine A,Eは防護作用を示した.これらの活性を示したリモノイド類は、今まで知られている血小板凝集阻害作用物質とは構造的に異なっており,新しいタイプの活性天然化合物として興味深い.2.Curcuma xanthorrhizaの5ーlipoxygenase阻害活性成分:この阻害活性成分は微量で精製困難な化合物のため,現在効果的な分離法を検討している.3.藜蘆(Veratrum nigrum var.ussuriense)および北豆根(Menispermum dauricum)の成分:藜蘆より12種のアルカロイドを単離し,新アルカロイドverussurinine他8種の構造を決定した。北豆根からは,ADPによるウサギ血小板凝集に対して阻害作用を示す3種のアルカロイドを単離し,構造を決定した.1.Swietenia mahagoniの血小板凝集阻害活性成分:Swietenia mahagoniの種子の子葉部のエ-テルエキスが血小板活性化因子(PAF)によるウサギ血小板の凝集に対して阻害作用を示したので,これをシリカゲルカラムクロマト,プレパラティブTLCにより分離,精製を行ない,29種の化合物を単離した.これらの化合物はいづれもテトラノルトリテルペノイド(リモノイド)であり,そのうちの19種は新化合物であった。北豆根からは,ADPによるウサギ血小板凝集に対して阻害作用を示す3種のアルカロイドを単離し,構造を決定した.1.血小板凝集阻害活性が認められたインドネシア産薬用植物Swietenia mahagoniの種子の子葉のエ-テルエキスをシリカゲルカラムクロマト,プレパラティブTLC,高速液体クロマトグラフィ-を組み合わせて繰り返し分離,精製を行ったところ28種類のテトラノルトリテルペノイド類を単離し,^1H-^1H,^1H-^<13>C,^1H-^<13>C long-range COSYを含む2次元NMRを適用して構造を解析した。このうち,18種類のテトラノルトリテルペノイド類は新化合物である。新化合物中,Secomahoganinと命名した化合物は,C_<(6)>-C_<(7)>結合が酸化的に開裂したと考えられるテトラノルトリテルペノイド類では最初の例であり,生合成的に興味深い化合物である。これらの成果の一部は,現在Chem. Pharm. Bullに投稿中である。次いで,これらのテトラノルトリテルペノイド類について,日本白色種ウサギの総頸動脈より得た血液を用いて血小板凝集抑制作用を検討したところ,Swietemahoninと命名した数種の化合物と2,3のswietenolide類に強い活性が認められた。現在まで知られている血小板凝集抑制作用物質としては,ginkgolide,benzofuranoide neolignan,furanoid lignan類などが知られているが,今回,単離したテトラノルトリテルペノイド類は,これらと全く異なる型の化合物であり,血小板凝集抑制活性に関して新しい観点からの理解を示唆するものとして興味深い。2.Curcuma xantholizaの5-lipoxygenaseに対する阻害

活性成分は,微量でしかも精製困難な化合物であり,現在,分取HPLCにて純粋な物質を得るべく検討中である。1.インドネシア産薬用植物Swietenia mahagoniの種子より単離した28種類のリモノイド類について,血小板凝集阻害活性を検討した。先ず,in vitroでの血小板凝集阻害活性は,Drummondらの方法により血漿中に放出されたセロトニンを測定することにより凝集阻害活性を求めた。その結果,3ー0ーacetylswietenobide,6ー0ーacetylswietenobite,swietemahonin A,D,E,Gなどに比較的強い血小板凝集阻害作用が認められた。次にこれらのリモノイド類と,現在強い血小板凝集阻害物質として知られている天然物Kadsurenoneとの阻害作用の比較を行ったところ,我々が単離した化合物のうち最も強い凝集阻害作用が認められたswietemahonin Aでも,Kadsurenoneの約30分の1程度の凝集阻害作用しか認められなかった。しかしながら,マウスにおけるin vivoでの血小板凝集阻害作用を検討したところ,Kadsurenoneにはほとんど阻害作用が認められなかったのに対し,我々が単離したSwietemahonin A,Eなどのリモノイド類では,in vivoで血小板凝集阻害作用を示すことが明らかとなった。このことから,リモノイド類は血小板凝集に起因する疾患の予防,治療薬として期待される。また,Swietenia mahagoniの種子のエ-テルエキスについて,さらに詳細な検索を行ったところ,mahagoninと命名した新規2量体リモノイドが単離され,2次元NMRならびに化学合成によりその構造を決定することができた。なお,mahagoninのような2量体リモノイドが天然から得られたのは今回が初めての例である。このリモノイドについての血小板凝集阻害作用については,現在検討中である。2.ショウガ科植物Curcuma xantholizaの5ーlipoxygenaseに対する阻害活性成分は,微量でしかも精製困難な化合物であり,現在分取HPLCにて純粋な物質を得るべく検討中である。1.血小板凝集阻害作用を示したインドネシア産薬用植物Swietenia mahagoniの種子の子葉のエ-テルエキスから得られた29種のテトラノルトリテルペノイド(リモノイド)について,血小板活性化因子(PAF)によって誘起されるウサギ血小板の凝集に対する阻害作用を検討した。得られた29種の化合物の中で,Swieteamahonin A、D、E、G、3ー0ーacetylーswietenolide,6ー0ーacetylswietenolideの新化合物6種が凝集阻害作用を示した。その強さは、in vitroの系では血小板凝集阻害作用物質として知られているkadsurenoneよりも弱く、verapamilと同程度であった。一方,ICRマウスにPAFを静注して起こる死亡に対しては、kadsurenoneやverapamilが効果を示さないのに対して,swietemahonin A,Eは防御作用を示した。
癌指向性多機能型カーボンナノチューブの創製と近赤外線を利用した癌免疫療法への展開

本研究は、今までにカーボンナノチューブ(CNT)/CpG DNA複合体のin vitroにおいての光線温熱効果、癌細胞障害効果を明らかにした。また、CNT/CpG DNA複合体を担癌マウスに腫瘍内投与し、近赤外線を腫瘍に照射することで、効率的な抗腫瘍効果が認められた。しかし、その主なメカニズムについてまだ不明であるため、本年度は、主にCNT/CpG DNA複合体の抗腫瘍効果の主なメカニズムについて評価を行った。最初に、in vivoにおいてのCNT/CpG DNA複合体の光線温熱効果について検討を行った。担癌マウスにCNT/CpG DNA複合体、naked CpG DNAや、免疫活性化能を有しないCNT/GpC DNA複合体を腫瘍内投与し、その24時間後に、1日3回、連続3日近赤外線を1min-on-1min-offで腫瘍に照射し、腫瘍内のHSP-70の産生量を測定した。その結果、近赤外線を照射していない5%デキストロース投与群、naked CpG DNA投与群やCNT/CpG DNA複合体投与群の腫瘍内HSP-70の産生はわずかであった。また、近赤外線を照射した群の中でも、5%デキストロース投与群やnaked CpG DNA投与群の腫瘍内HSP-70の産生はわずかに対して、CNT/CpG DNA複合体投与群や免疫活性化能を有しないCNT/GpC DNA複合体投与群の腫瘍内HSP-70の産生は、有意に上昇した。この結果より、CNTの複合体を腫瘍内投与し、近赤外線照射することで、CNTの体内での光線温熱効果が認められた。さらに、CpG DNAは免疫活性化能を有しており、CNTは細胞取り込みを促進すると報告されており、CpG DNAとCNTを複合体化させることで、免疫活性化作用が増大する可能性があると考えられる。そこで、CNT/GpC DNA複合体腫瘍内投与後、または近赤外線照射後の免疫活性化作用について検討した。最初に、担癌マウスにCNT/CpG DNA複合体を腫瘍内投与後、血中または腫瘍内の炎症性サイトカイン産生の評価を行った。CNT/CpG DNA複合体投与後、血中及び腫瘍内のTNF-αやIL-6濃度は、naked CpG DNA投与群と比べて、有意に上昇した。しかし、CNT/CpG DNA複合体投与+近赤外線照射によるin vivoでの免疫活性化作用に関しては、近赤外線照射群と照射していない群の炎症性サイトカイン産生量は同程度であった。以上の結果により、CNT/CpG DNA複合体は、光線温熱効果と免疫活性作用両方を併せ持ち、効率的な抗腫瘍効果が得られた。本年度は、主にカーボンナノチューブ(CNT)/ペプチド/CpG DNA三元複合体およびCNT/CpG DNA複合体の調製とその機能評価を行った。最初に様々なペプチドを用いて水溶液中へのCNT分散能を検討し、CNTを最も安定に分散させたカチオン性ペプチドを用いて水溶液に分散可能なCNT/ペプチド複合体を作成した。次に、CNT/ペプチド複合体に免疫活性化能を付与するため、免疫活性化能を有するCpG DNAを静電的相互作用によりその表面に吸着させ、CNT/ペプチド/CpG DNA三元複合体の調製を試みた。N/P比を変えてCNT/ペプチド複合体とCpG DNAを混合しそのζ電位を測定した結果、CpG DNAの増加に伴ってそのζ電位は34.9mV(N/P=10)から-36.6mV(N/P=1)まで低下した。このζ電位の低下はCNT/ペプチド複合体表面へのCpG DNAの吸着によるものと考えられ、三元複合体の形成を示していると考えられた。CNT/CpG DNA複合体はCNTにCpG DNAを添加し、超音波処理を行うことにより調製した。また、癌細胞への標的指向性を付与するために、CNT/CpG DNA/ペプチド三元複合体に抗HER2抗体の修飾を行った。システインを含むペプチドを用いてCNT/ペプチド複合体を調製し、これにマレイミド基を導入した抗HER2抗体をコンジュゲートさせた後、さらにCpG DNAを添加して三元複合体を形成させた。この抗体修飾三元複合体は癌細胞への指向性を有するため、効率的な癌免疫療法が期待できる。

また、近赤外線を照射した群の中でも、5%デキストロース投与群やnaked CpG DNA投与群の腫瘍内HSP-70の産生はわずかに対して、CNT/CpG DNA複合体投与群や免疫活性化能を有しないCNT/GpC DNA複合体投与群の腫瘍内HSP-70の産生は、有意に上昇した。この結果より、CNTの複合体を腫瘍内投与し、近赤外線照射することで、CNTの体内での光線温熱効果が認められた。さらに、CpG DNAは免疫活性化能を有しており、CNTは細胞取り込みを促進すると報告されており、CpG DNAとCNTを複合体化させることで、免疫活性化作用が増大する可能性があると考えられる。そこで、CNT/GpC DNA複合体腫瘍内投与後、または近赤外線照射後の免疫活性化作用について検討した。最初に、担癌マウスにCNT/CpG DNA複合体を腫瘍内投与後、血中または腫瘍内の炎症性サイトカイン産生の評価を行った。CNT/CpG DNA複合体投与後、血中及び腫瘍内のTNF-αやIL-6濃度は、naked CpG DNA投与群と比べて、有意に上昇した。しかし、CNT/CpG DNA複合体投与+近赤外線照射によるin vivoでの免疫活性化作用に関しては、近赤外線照射群と照射していない群の炎症性サイトカイン産生量は同程度であった。以上の結果により、CNT/CpG DNA複合体は、光線温熱効果と免疫活性作用両方を併せ持ち、効率的な抗腫瘍効果が得られた。本研究では、CNT/CpG DNA/抗体修飾自己組織化型ペプチド三元複合体の創製と近赤外線を利用した新規癌免疫治療への展開を目的とする。本年度では、主にCNT/CpG DNA複合体及びCNT/CpG DNA/ペプチド三元複合体の創製、またはこれらの免疫活性化能の評価を行った。創製した複合体の物理的性質については、ζ電位及び粒子径を測定した。免疫活性化能については、in vitro及びin vivoの検討で、優れた免疫活性化能を有していることが明らかとなった。さらに、抗HER2抗体の修飾により、癌指向性多機能型CNTの創製に成功した。以上より、本年度では、おおむねに研究が進展し、癌指向性多機能型CNTの創製により、近赤外線といった外部誘導に基づく免疫療法と温熱療法を併用した新たな癌免疫治療法への開拓が期待される。本年度での成果に対して、創製したCNT/CpG DNA複合体及びCNT/CpG DNA/ペプチド三元複合体の癌抑制効果の評価を行う。担癌マウスの固形腫瘍内に、CNT/CpG DNA複合体及びCNT/CpG DNA/ペプチド三元複合体を直接投与後、近赤外線照射により抗腫瘍効果を担癌マウスの腫瘍体積と生存率を測定することで評価する。また、近赤外線の照射時間、投与doseなどの条件最適化をする。また、体温の上昇により、免疫が活性化され易いと報告されているため、CNT/CpG DNA複合体及びCNT/CpG DNA/ペプチド三元複合体をマウスに投与後、近赤外線照射による体温の上昇によって、血中内のTh1型サイトカインの産生、免疫細胞の活性化などの違いについて検討を行う。さらに、抗HER2抗体を修飾した複合体を用いて、癌細胞に特異的に取り込まれるかどうかを確認する。最後に、創製した複合体の毒性について検討を行う。
進行性鼻壊疽の免疫遺伝学的およびウィルス学的研究

今年度は鼻咽腔原発の壊死性病変を有する2例の進行性鼻壊疽症例について以下の検索を行った。2)腫瘍細胞の表面形質の検索:リンパ球系細胞に対する各種単クローン抗体(T細胞サブセット、B細胞サブセット、および活性化細胞)と高感度酵素抗体法を用いた免疫組織染色法により、腫瘍細胞の表面形質を検索した。CD2+,cytoplasmicCD3ε+,CD3εδor εγ-,CD4-,CD8-,CD45R0+,CD56+,であった。B細胞マーカーはいずれも陰性であった。3)進行性鼻壊疽における免疫遺伝子の再構成の検索:サザーンブロット法による遺伝子再構成の検索により、リンパ球の免疫グロブリンおよびT細胞抗原受容体(TcR)の遺伝子レベルでの解析を行ったところ、T細胞受容体β鎖遺伝子の再構成は認められず、いずれもgerm lineのみであった。4)Epstein-Barrウイルスとの関連の検討:腫瘍組織中のEBウイルスDNAの存在をin situ hybridization法により検索するとともにEBウイルス遺伝子のTerminal Repeatに対するプローブを用いたサザーンブロット法を施行したところ、2例ともに単クローン性のEBVゲノムが検出された。以上の成績は、検索した2例の進行性鼻壊疽症例における腫瘍細胞が、平成5年度までに検索した症例と異なり、多くのT細胞マーカーが喪失しており、ナチョラルキラー(NK)細胞抗原(CD56)の発現が認められ、しかもT細胞受容体β鎖遺伝子の再構成は認められないことから、抹消性T細胞性リンパ種よりはNK細胞由来の腫瘍と考えられた。今までの進行性鼻壊疽症例と類似している点は、2例ともに単クローン性のEBVゲノムが検出され、腫瘍発生にEpstein-Barrウイルスが密接に関連していることを示唆した。Retrospective studyでは、現在まで当教室にて検索および治療を行った16例の鼻副鼻腔原発のリンバ増殖性疾患について、臨床病理学的および免疫組織学的検討を加えた。4)進行性鼻壊疽における免疫遺伝子の再構成の検索:現在まで3例の進行性鼻壊疽症例において免疫遺伝子の再構成を検索した。3例ともT細胞受容体(TCR)遺伝子の再構成が認められたが、免疫グロブリン重鎖遺伝子の再構成は認められなかった。したがって遺伝子型からも進行性鼻壊疽におけるT細胞の単クローン性増殖が証明された。5)進行性鼻壊疽とEpstein-Barrウイルスとの関連: 3例の進行性鼻壊疽組織についてEBウイルスの検索を行った。in situ hybridization法により3例中2例でEBウイルスDNAが腫瘍組織中に認められ、さらにサザーンブロット法によりこのEBウイルスの単クローン性が証明された。この成績は進行性鼻壊疽の発症においてEBウイルスが重要な役割を演じている可能性を示していると考えられた。6)進行性鼻壊疽に対する治療法の検討:現在まで3例の進行性鼻壊疽症例についてMACOP-P療法による治療を行い、経過を観察中である。平成5年度の研究実績は以下の如くである。1)腫瘍組織中の活性化細胞の画像解析を用いた定量的検索:本研究では、コンピューターによる画像解析を応用し、進行性鼻壊疽腫瘍組織中の活性化細胞(Ki-67陽性細胞)を定量的に検索し、臨床像、治療に対する反応、予後などとの関連を検討した。Waldeyer輪原発悪性リンパ腫(W-NHL)と比較すると、Ki-67陽性細胞は進行性鼻壊疽(N-NHL)において有意に低値を示した(W-NHL;85.8±13.9,N-NHL;32.7±10.5,P<0.009)。

さらにKi-67陽性細胞数と臨床的予後との関係をみると、Ki-67陽性細胞が1000/mm^2以上と未満の症例では前者の方が統計的に有意に予後不良であった(p=0.021)。すなわち活性化細胞の割合が多いほど予後不良であることが判明した。2)進行性鼻壊疽における免疫遺伝子の再構成の検索:サザーンブロット法による遺伝子再構成の検索により、腫瘍細胞の免疫グロブリンおよびT細胞抗原受容体の遺伝子レベルでの解析を行ったところ、今まで検索した5例全例でT細胞抗原受容体(beta鎖またはgamma鎖)の遺伝子再構成が認められたが、免疫グロブリン遺伝子再構成は認められなかった。従ってT細胞の単クローン性増殖が証明された。3)進行性鼻壊疽とEpstein-Barrウイルスとの関連の検討:平成4年度までの研究により進行性鼻壊疽の腫瘍組織中にEBウイルスDNAが検出され、本腫瘍とEBウイルスとの関連が強く示唆されたが、腫瘍細胞への単なるEBウイルスの感染の可能性を除外するため、本年度はEBウイルス遺伝子のTerminal Repeatに対するプローブを用いたサザーンブロット法により、EBウイルスのclonalityを検索した。EBウイルスDNAが検出された3例において腫瘍組織中のEBウイルスの単クローン性を示すバンドが認められ、EBウイルスが進行性鼻壊疽の発症と極めて密接に関連していることが強く示唆された。今年度は鼻咽腔原発の壊死性病変を有する2例の進行性鼻壊疽症例について以下の検索を行った。2)腫瘍細胞の表面形質の検索:リンパ球系細胞に対する各種単クローン抗体(T細胞サブセット、B細胞サブセット、および活性化細胞)と高感度酵素抗体法を用いた免疫組織染色法により、腫瘍細胞の表面形質を検索した。CD2+,cytoplasmicCD3 ε+,CD3εδor εγ-,CD4-,CD8-,CD450RO+,CD56+であった。B細胞マーカーはいずれも陰性であった。3)進行性鼻壊疽における免疫遺伝子の再構成の検索:サザーンブロット法による遺伝子再構成の検索により、リンパ球の免疫グロブリンおよびT細胞抗原受容体(TcR)の遺伝子レベルでの解析を行ったところ、T細胞受容体β鎖遺伝子の再構成は認められず、いずれもgerm lineのみであった。4)Epstein-Barrウイルスとの関連の検討:腫瘍組織中のEBVウイルスDNAの存在をin situ hybridization法により検索するとともにEBウイルス遺伝子のTerminal Repeatに対するプロープを用いたサザーンブロット法を施行したところ、2例ともに単クローン性のEBゲノムが検出された。以上の成績は、検索した2列の進行性鼻壊疽症例における腫瘍細胞が、平成5年度までに検索した症例と異なり、多くのT細胞マーカーが喪失しており、ナチュラルキラー(NK)細胞抗原(CD56)の発現が認められ、しかT細胞受容体β鎖遺伝子の再構成は認められないことから、末梢性T細胞リンパ種よりNK細胞由来の腫瘍と考えられた。今までの進行性鼻壊疽症例と類似している点は、2例ともに単クローン性のEBVゲノムが検出され、腫瘍発生にEpstein-Barrウイルスが密接に関連していることを示唆した。
新規SAHase 阻害剤;塩基部,糖部修飾型ヌクレオシドの合成と生物活性の探索

新規SAHase阻害剤の開発を目的とし、既に強力な阻害剤として知られているヌクレオシド系抗生物質ネプラノシンAの4'および5'-炭素置換誘導体の合成を行った。共通の合成中間体として、ビニルスタナンを設定した。すなわち、容易に入手可能なリボースまたはマンノースからオレフィンメタセシスを経由して調整可能なビニルスルホンに対するラジカル反応について検討した。何れの誘導体の場合にも、ラジカル条件下での脱硫的スタニル化反応を鍵として適用し、効率的に共通の合成中間体であるビニルスタナンを得た。それぞれMitsunobu反応を利用することによってプリン塩基を導入し、共通の合成中間体であるアデニルビニルスタナンへ変換した。これらに対し、パラジウム触媒を利用するクロスカップリング反応を適用することによって、フェニル、ビニル、ベンジル、エチニルなどのほぼ任意のSp2世炭素官能基を導入する事が出来た。得られた表題化合物のうち、4'-置換体について既にSAHase阻害活性を検討したが、顕著に活性を示すものは見出されなかった。しかしながら、今日まで明らかとされていなかった脱硫的スタニル化反応の機構をモデル化合物を利用することで推定機構を提唱しうる煮いたったことは、有機合成化学の領域において有用な前進と考えられる。今後5'-置換体の活性についても検討する。新規SAHase阻害剤の開発を目的とし、本研究に着手してる。ヌクレオシド系抗生物質であるネプラノシンAをリード化合物とし、各種塩基部および糖部修飾型ネプラノシンA誘導体をデザインした。本年度は主に4'修飾型誘導体と5'置換誘導体の合成を進めている。文献の方法に従い、D-リポースを出発原料とし、保護基の導入、Wittig反応、二級アルコールの酸化および閉環メタセシスを経由して、それぞれの炭素環ユニットを構築した。チオフェノールの1,4付加またはエポキシドの開環によってべbbゼbbスルフェニル基を導入した。鍵反応である脱硫的スタニル化(水素化トリブチルチン、アゾピスイソブチロニトリル、トルエン加熱還流)をそれぞれの基質に対して適用したところ、ビニルスルフィドと比較して、ビニルスルホンの場合に良い収率で目的物であるビニルスタナンが得られることが判明した。これらビニルスタナンに対して、光延反応によるアデニン塩基の導入を行い、それぞれの共通の合成中間体を高収率で得た。トリブチルスタニル基を足がかりとして、ハロゲン化(NCS, NBS, NISもしくはヨウ素)を行い、各種ハロゲノ体を得た。また、パラジウム触媒を利用するStille coupling反応を適用することにより、フェニル体、ベンジル体、ビニル体、アリル体およびエチニル体などの炭素置換誘導体を合成した。現在これら化合物の脱保護について検討している。脱保護によって得られる遊離の4'修飾型および5'ch置換ネプラノシンA誘導体の生物活性試験については、平成19年度に行う予定である。
血液脳関門における薬剤排出輸送系の生理的意義

本研究は、血液脳関門の排出輸送系の多様性とその生理的意義を機能解析の面から明らかすることを目的とし、脳移行性に優れた抗癌剤の開発やP-糖蛋白阻害剤を用いた癌治療において生じる問題について解明の糸口を見つけることとした。アジドチミジン、ジデオキシイノシンをラットに投与後、血液、脳、脳脊髄液中薬物濃度の経時変化を解析したところ、両薬物で血液脳関門(BBB)排出速度は非常に大きくなった。さらに、Brain Efflux Index(BEI)法を用いて解析したところ、両薬物は未変化体として脳細胞間液から循環血液中へ排出され、排出速度は飽和性を示し、相互阻害効果が見られた。この排出速度はチミジンによって阻害されずプロベネシドによって顕著に阻害され、核酸輸送系ではなく有機アニオン輸送系によって排出されることが示唆された。また、キノロン系抗菌薬についても同様にBBBから排出されることが示唆された。誘導体間の見かけの脳への分布性の違いは脳から循環血液方向の排出速度過程が支配的であることが示唆された。キニジンの見かけのBBB流入速度は正常マウスに比べてP-糖蛋白modulatorのPSC833併用時に約10倍も増加した。Mdrlaの遺伝子ノックアウトマウスにキニジンを投与したところ、見かけのBBB透過速度は27.6倍も高くなり、キニジンはBBBに発現しているmdrlaによって排出されることが分かった。さらに、パラアミノ馬尿酸は0.0587min-1でBBBから排出され、ミカエリス定数は400μMとなった。以上の結果から、血液脳関門にはP-糖蛋白以外に有機アニオン排出輸送系が機能していることが示された。これらの排出輸送系は制癌剤の脳へのデリバリーやP-糖蛋白modulator併用時における中枢障害をコントロールする上で重要である。
コラーゲンを標的とした新規血小板凝集阻害分子の低分子化と抗血小板薬開発研究

蚊の唾液から発見されたタンパクAAPPは複雑なカスケードで誘導されるコラーゲン刺激性の血小板凝集を強力に抑制するタンパク分子である。本研究ではi)AAPPはアスピリンより優れた血小板凝集阻害活性を持っており、出血助長の副作用がないこと, ii)AAPPのコラーゲン結合部位はエキソン3-4であること, iii)X線結晶解析によりAAPPは線状層状構造をとっている非常に奇異なタンパクであることが明らかとなった。以上の結果より、AAPPのin vivo薬効および安全性が示され、さらにその活性部位の分子構造が明らかとなったことで新規抗血小板薬としての開発の期待が高まった。AAPPは既存の抗血小板薬とは作用機構が異なり、コラーゲンと結合することによって血小板凝集を阻害するのでるので、出血助長を誘発せず、既存の抗血小板薬より優れていることが明らかになっている。24年度の研究成果によりAAPPは既存の抗血小板薬のように出血助長を起こさず、さらに既存の抗血小板薬の1つであるアスピリンより高い血小板凝集阻害活性を持っていることが明らかにした。しかしながら、AAPP全長のタンパク質を抗血小板薬としたとき、AAPP製造のコストとAAPPの半減期という問題がある。そこで、これらの問題を解決するため、25年度は、創薬化実現に向けAAPPの低分子化を目指し、AAPP欠失変異体の作製を行い、コラーゲン結合部位の同定を行った。その結果、AAPPとAAPPエキソン3-4のコラーゲン結合能力はほぼ同等であり、AAPPエキソン3-4を欠損させた変異体では、コラーゲンとの結合がみられなかった。血小板凝集試験においても、AAPPエキソン3-4のみ血小板凝集阻害活性がみられた。これらの結果から、AAPPのコラーゲン結合部位はエキソン3-4であることが明らかになった。AAPPはコラーゲン刺激性の血小板凝集を強力に抑制することが既にわかっている。抗血小板薬の最大の副作用は出血助長を誘発することである。本年度はAAPPとアスピリンを用いて、薬効(作用である血小板凝集阻害と、副作用である出血助長)を比較した。(1)コラーゲン投与による肺血栓モデルでのAAPPの評価肺血栓モデルを用いて、AAPPと既存の抗血小板薬であるアスピリンとの薬効を比較した。コラーゲンをマウスに尾静脈に接種し、肺血栓を起こさせた結果、約90%の致死性を示した。コラーゲン摂取による肺血栓形成を阻害するかを調べるために、コラーゲンを接種させる前に、AAPPとアスピリンをマウスの尾静脈から接種させ、致死性を調べた。その結果、3 mg / kg AAPPで36%であり、10 mg/ kgで7%であった。アスピリンは30 mg / kgで71%、100 mg / kgで21%であった。これらの結果から、AAPPとアスピリンの両方で、コラーゲンによる肺血栓形成を阻害し、AAPPの方がアスピリンより高い阻害効果を示した。(2)ex vivoにおけるAAPPの薬効(作用と副作用)コラーゲン摂取によって肺血栓を引き起こさせ、これをAAPPによって回避したとき、副作用がないかを、血小板と白血球の数および、血液中のヘマトクリット値を調べた。その結果、マウスにコラーゲンを接種させたとき、血小板凝集が起き、血小板数が減少することによって、肺血栓が引き起こされる。このとき、白血球数や、ヘマトクリット値に変化はなかった。AAPPをコラーゲン接種前に尾静脈投与すると、血小板凝集が抑えられ、血小板数が回復した時、白血球数と、ヘマトクリット値に変化がなかった。以上の結果から、AAPPは既存の抗血小板薬の1つであるアスピリンより優れた血小板凝集阻害活性を持っており、副作用がないことが明らかになった。40%: in vivo止血モデル、肺血栓モデルにおいて、未投与群ではコラーゲン接種によって血小板の数は減るが、AAPP前投与群では血小板数の低下は起こらない。AAPP投与後にマウス尾静脈を切っても通常通りに止血した。一方、アスピリン投与群では止血しなかった。AAPPには白血球やヘマトクリットには悪影響を及ぼさず、さらに重要なことに、出血助長の副作用が見られなかった。一方、コラーゲン結合部位については欠失変異体組換えAAPPタンパクを作製したが成功してない。これは、結合部位が複雑な三次構造を形成しているためと考えられる。

24年度の成果によって、アスピリンより高い血小板凝集阻害効果を持っていることや、副作用がないことから、既存の抗血小板薬より優れている可能性が示唆された。25年度は、コラーゲンとの結合部位を明らかにし、AAPPの低分子化を行う。低分子化ができれば、in vivoでの検証を行いたい。該当なし
新しいマルチカラーFISH法を用いた先天異常および小児悪性腫瘍の染色体解析

平成13年度に確立したカラーバンディングFISH法を用いた臨床検体の詳細な染色体解析を開始し、現在症例数の蓄積を行っている。また、マルチカラーFISH法を用いた検体の染色体解析を海外共同研究者であるミュンヘン工科大学ミヒャエル・シュパイヒャー教授に依頼するための送付条件を確定するため、正常リンパ球標本を実際にドイツに複数の方法で送付し、マルチカラーFISH法による染色の送付方法による違いを検討している。白血病細胞の臨床検体は、小児白血病の多施設共同研究グループである小児白血病研究会(Japan Association of Childhood Leukemia Study, JACLS)から提供されている。白血病に関連する新しい遺伝子を見つけるために、カラーバンディングFISH法と特定の遺伝子のFISH法を組み合わせる技術を開発するための候補遺伝子の検討を行っている。このような遺伝子の候補としてのB細胞関連転写因子Bach2について機能解析を行い、Bach2が酸化ストレスにより細胞死を誘導する機能があることが明らかになったので報告した。また、Bach2がB細胞のみならず神経細胞においても発現が認められたため、組織学的に検討し報告した。更に、新しい染色体異常解析法を確立するために三次元構築を保った状態の検体での染色体解析を行う手法を海外共同研究者ミュンヘン大学トーマス・クレーマー教授とともに確立し、この技術を応用した染色体動態の解析を行い報告した。本年度は、カラーバンディングFISH法の確立を行った。海外共同研究者シュテファン・ミュラー博士から提供されたDNAプローブを用いてカラーバンディングFISH法の予備実験を行い、正常ヒトリンパ球において良好なFISH像を得ることができた。臨床検体の収集に関しては、小児白血病の多施設共同研究グループである小児白血病研究会(Japan Association of Childhood Leukemia Study, JACLS)に対して検体資料の使用申請を行い承認されたところである。本研究会では各施設ごとに倫理委員会に申請を行っており、これによりグループ内での新規発生症例に関しての解析が可能となった。現在、本格的なJACLSからの臨床検体を用いた臨床研究開始に先立ち、広島大学小児科および関連施設から提供を受けた臨床検体を用いてカラーバンディングFISH法による染色体異常の解析を開始している。さらに、カラーバンディングFISH法と特定の遺伝子のFISH法による検出を組み合わせた新しいFISH法を用いた染色体異常解析技術を確立中である。また、染色体転座形成に関与する可能性のあるヒト遺伝子修復タンパク質RAD54Bの遺伝子組換え活性について報告した。本年度は、前年度に確立したカラーバンディングFISH法を用いた臨床検体の詳細な染色体解析を開始した。さらに現在症例数の蓄積を行っている。前年度に引き続き白血病に関連する新しい遺伝子を見つけるために、カラーバンディングFISH法と特定の遺伝子のFISH法を組み合わせる技術を開発するための候補遺伝子の検討を行っている。
骨肉腫の疾患特異的代謝の解明と新規治療法開発

難治性間葉系悪性腫瘍である骨肉腫は未だ3割の罹患者で長期生存が得られず、新規治療法の開発が求められている。骨肉腫は腫瘍内に類骨形成(未熟な骨形成)がみられるなど他の腫瘍と異なる特徴がある。このため、腫瘍の悪性化、進展には疾患特異的代謝を必要としている可能性があり、その解明は新規治療標的分子を見出す手がかりと成り得る。そこで、独自に樹立したマウス骨肉腫モデル(AXT細胞)を用いて、特にがん細胞の代謝解明を目的に解析を行った。まず代謝の全体像をみるため、慶應義塾大学生命科学研究所(曽我朋義教授)との共同研究のもと、in vitro、in vivoのサンプルからメタボローム解析を施行した。がん細胞の悪性化の指標の一つに足場非依存性増殖(非接着条件)がある。AXT細胞を接着、非接着条件で培養したサンプルを比較して結果、非接着条件では接着条件に比較して解糖系をはじめとした代謝全般の低下がみられた。次に、AXT細胞をC57BL/6マウスに皮下移植し、形成した原発巣、肺転移巣のサンプルを用いたメタボローム解析では、解糖系、核酸合成経路ともに亢進しており、in vitroにおける接着条件に近いprofileであることが明らかとなった。また、網羅的遺伝子発現解析の結果から、非接着条件ではある転写因子の下流分子の発現が亢進していた。そこで、CRISPR-CAS9のシステムを用いて転写因子、及び下流分子のノックアウト細胞を作成したところ、腫瘍形成能、転移能の低下が認められた。同時並行で施行している化合物スクリーニングの結果、接着条件に比較し、非接着条件で有意に増殖を抑制する化合物数種が見いだされた。現在、in vivoの効果検証と、化合物の作用機序として、細胞内代謝への関与を解析中である。骨肉腫モデルより採取したin vitro、in vivoのサンプルからメタボローム解析、網羅的遺伝子発現を施行し、in vivoで腫瘍の進展に関わる可能性のある代謝経路、分子の候補が抽出されてきている。また、化合物スクリーニングからも代謝に関与し、腫瘍進展を抑制する可能性がある化合物候補が抽出されてきている。一方で、骨肉腫克服の鍵となる転移巣における特異的代謝の解明が未だ不十分である。即ち、原発巣と転移巣の代謝の違いが未だ明確でないため、代謝酵素発現とメタボライトの差異を明確にして治療標的分子を今後抽出する必要がある。これまでの解析から見出された、足場非依存性増殖、代謝に関わる転写因子とその下流分子のin vivo腫瘍形成、進展における分子的役割を解明する。また引き続き、マルチオミックス解析から見出された候補分子の役割解明と化合物スクリーニングを継続して施行する。加えて、骨肉腫の治療抵抗性に関わる代謝と分子の解明を目的として、担がんマウスに臨床で使用される化学療法と抽出された化合物を用いて治療実験を行い、未治療群と比較する。特徴的なメタボライト、代謝酵素、分子を抽出しin vitro、in vivoの解析をへて、治療抵抗性への関与を解明する。化合物スクリーニングからのアプローチとしては、治療抵抗性を解除する化合物を取得するため、化合物ライブラリー(文部科学省新学術領域研究、分子プロファイリング支援活動より提供)を用いて、骨肉腫細胞選択的に増殖を抑制、もしくは細胞死を誘導する化合物を取得する。この際、マルチオミックス解析から得られる分子情報を参考に、in vivoで転移巣に効果を示す化合物を抽出する。増殖因子、サイトカイン、転移関連matrixを培養に付加して生体内をin vitroで模倣した系で、スクリーニングを継続する。さらに、実臨床で使用される抗がん薬を添加し、相乗効果を示す化合物を抽出する。

骨肉腫モデルより採取したin vitro、in vivoのサンプルからメタボローム解析、網羅的遺伝子発現を施行し、in vivoで腫瘍の進展に関わる可能性のある代謝経路、分子の候補が抽出されてきている。また、化合物スクリーニングからも代謝に関与し、腫瘍進展を抑制する可能性がある化合物候補が抽出されてきている。一方で、骨肉腫克服の鍵となる転移巣における特異的代謝の解明が未だ不十分である。即ち、原発巣と転移巣の代謝の違いが未だ明確でないため、代謝酵素発現とメタボライトの差異を明確にして治療標的分子を今後抽出する必要がある。これまでの解析から見出された、足場非依存性増殖、代謝に関わる転写因子とその下流分子のin vivo腫瘍形成、進展における分子的役割を解明する。また引き続き、マルチオミックス解析から見出された候補分子の役割解明と化合物スクリーニングを継続して施行する。加えて、骨肉腫の治療抵抗性に関わる代謝と分子の解明を目的として、担がんマウスに臨床で使用される化学療法と抽出された化合物を用いて治療実験を行い、未治療群と比較する。特徴的なメタボライト、代謝酵素、分子を抽出しin vitro、in vivoの解析をへて、治療抵抗性への関与を解明する。化合物スクリーニングからのアプローチとしては、治療抵抗性を解除する化合物を取得するため、化合物ライブラリー(文部科学省新学術領域研究、分子プロファイリング支援活動より提供)を用いて、骨肉腫細胞選択的に増殖を抑制、もしくは細胞死を誘導する化合物を取得する。この際、マルチオミックス解析から得られる分子情報を参考に、in vivoで転移巣に効果を示す化合物を抽出する。増殖因子、サイトカイン、転移関連matrixを培養に付加して生体内をin vitroで模倣した系で、スクリーニングを継続する。さらに、実臨床で使用される抗がん薬を添加し、相乗効果を示す化合物を抽出する。
加耶の興亡と対外関係に関する考古学的研究

加耶は、高句麗・百済・新羅のように統一国家を形成することなく、小国家連合を維持しつつ新羅に征服されるまで存続した。その間、加耶諸国相互間および新羅・百済・倭・高句麗・中国南朝との対外関係の在り様、変容などから加耶領域の変動・消長などを考古資料から検討した。加耶は考古学的には金官加耶・大加耶・小加耶・阿羅加耶の四つからなり、5世紀以降は金官加耶を除く三つの加耶が存続する。大加耶と小加耶は密接な関係であったが、三つの加耶は相互に独立し、かつその独立性が非常に強かったため、6世紀中葉に新羅によって滅ぼされてしまったと考えられる。金官加耶・大加耶・小加耶・阿羅加耶の相互関係を示す考古資料を発掘調査報告書によって確認していく作業と、韓国現地調査で実際に実見する作業とを実施し、また韓国研究者との意見交換を行った。各地の出土資料をすべて網羅することはできなかったが、各加耶領域で他の加耶系統と思われる考古資料をいくつか確認することができた。その中の1例を挙げると、釜山九朗洞古墳群で、5世紀代に金官加耶系・小加耶系・阿羅加耶系の加耶系陶質土器が出土しており、さらに新羅系陶質土器である慶州系・昌寧系の陶質土器も出土していることが確認できた。しかし、6世紀代になると、新羅系陶質土器が主流となる。九朗洞古墳群は洛東江の西側にあり、古金海湾に近接して築かれた古墳群である。おそらく九朗洞古墳群近辺に存在したと思われる港に関係した人々の奥つ城であったと思われる。このような現象をどうとらえるかは今後の課題ではあるが、例えば対外交渉のために大加耶を除く加耶と新羅の一部地域(加耶の影響が色濃く残る地域)が共同で古金海湾の港を管理・使用していたことも考えられるのではなかろうか。とすると、すでに新羅の影響下に入った金官加耶と加耶連盟体の構成国である小加耶・阿羅加耶、新羅の影響が強い比斯伐などの同盟関係の存在も考えられる。ただ、この九朗洞古墳群で注意されるのは、大加耶系陶質土器が全く出土していないことである。5世紀代は加耶連盟体の主導権が大加耶へと移っていく時期にあたり、当然大加耶は内陸部に所在しているだけに、対外交渉の港を必要としたであろう。それでもこの古金海湾の港の共同管理・使用には参加していないことになる。このことの解釈も難しいが、例えば別の対外交渉用の港を保持していた、あるいは金官加耶・小加耶・阿羅加耶等の他の加耶と対立していたなど考えることができるが、これも今後の検討課題となる。加耶地域における高句麗系遺物に関する文献調査・現地調査を実施した結果、「研究目的」・「研究計画」に記述したように、加耶地域出土高句麗系遺物は極めて少なかった。日常的に使用される土器類に関しては、高句麗土器あるいはその影響を受けた土器は皆無であった。今後も出土の可能性は極めて低いと思われる。馬具類に関しては、馬冑・馬甲・蛇行状鉄器などは従来から認識されているように高句麗製あるいはその技術で在地製作されたと思われる。金海大成洞29号墳などから出土した銅ふくは、従来北方系遺物として取り扱われてきた。高句麗でも吉林省集安禹山墓区で1点採集されていたことは知られていたが、高句麗以外での出土例が多いことから北方系遺物という認識が一般的であった。しかし、金海大成洞29号墳などの築造時期から推測すると、高句麗の勢力はすでに強大で、このような北方系文物の加耶地域への直接的移入は考え難く、高句麗を介した導入と考えるべきであろう。すなわち、高句麗系馬具類・銅ふくなどは高句麗広開土王の400年南下政策との密接な関連を想定できる。しかし、日常的な土器類に高句麗の影響をほとんど見出すことができないということは、高句麗南下の実態の一側面を示していると思われ、このことはこの時期の加耶と高句麗との対外関係を考察する上で考慮すべき現象である。遼寧省桓仁と吉林省集安の高句麗遺跡踏査などの中国現地調査は、ほぼ計画通り実施することができた。とくに集安博物館で、禹山墓区2325号墓から出土した土製煙突を実見することができた。これは、上部が笠状でハート形の透孔があけられた特徴的な形態をしていて、百済の最後の都であった扶餘陵山寺跡から細部は異なるが同様な土製品が出土している。加耶との直接的な関連性云々は現在のところ言えないが、高句麗・百済と加耶との対外関係を考える際には考慮に入れてもよい考古資料と言えよう。韓国の発掘調査報告書・論文などの縦覧、および韓国の研究者からの情報をもとに、百済地域での加耶系陶質土器の出土例をいくつか確認することができた。百済の漢城時代のソウル・風納土城から小加耶の特徴的な固城タイプ陶質土器蓋などが出土している。漢城陥落の475年以前と考えられ、小加耶の地理的な位置から海を介した交流が考えられるが、反対に小加耶地域ではいまのところ百済系陶質土器を見出すことはできていない。ソウル・夢村

土城や忠南・天安では、爐形土器の出土が確認されている。これらは4世紀代の古式陶質土器内陸様式である。また、ソウル・夢村土城のかつての発掘調査で高霊タイプ陶質土器蓋片を私は確認していて、大加耶系文物の流入も考えている。加耶地域における百済系文物は報告書などを縦覧しても、ほとんど見出すことができず、高霊池山洞古墳群などに若干認められるのみであった。今後もこの傾向はおそらく変わらないだろう。さらに、韓国への調査旅行で貴重な遺物を実見することができた。嶺南文化財研究院が2014年に発掘調査した高霊松林里土器窯遺跡から、蓮華文せんが出土している。窯からの出土ではなく、2号窯周辺で採集されたものであるが、大加耶への仏教伝来の目安になる重要な遺物である。従来、大加耶への仏教導入は、横穴式石室である高霊古衙洞壁画古墳の羨道天井部の蓮華文から6世紀後半と考えられていたが、松林里遺跡の2号窯出土陶質土器は池山洞45号墳段階、すなわち6世紀前葉であることから、この蓮華文せんは6世紀前葉のものと考えられる。これは瓦葺きの寺院ではなく、王宮用に焼成された可能性がある。平成25年度の研究では、金官加耶・大加耶・小加耶・阿羅加耶の4加耶の相互関係を示す考古資料の集成と検討を計画し、十分とは言えないが、一定の成果を得ることができた。翌年度以降の研究計画にはこのテーマは入っていないが、26年度・27年度も量的に膨大な報告書を縦覧し続ける作業を継続している。小加耶の所在する固城の古墳から大加耶系や新羅系の陶質土器が量的にはさほど多くないものの、出土しているなど、継続研究にも一定の成果を得つつある。平成26年度の研究では、高句麗・中国南朝との対外関係をテーマとし、高句麗の現地調査を実施したものの、中国南朝の現地調査はできず、本年度に計画を延期したが、研究費の都合上実施できなかった。高句麗との対外関係は、考古資料では間接的ではあるが、ある程度考察可能であった。これまでの2年間の研究成果の上にたち、平成27年度は百済との対外関係を示す考古資料の集成と検討を行った。本年度には、百済地域に2回調査に出かけ、かつ百済地域の報告書などを縦覧することで、4世紀から5世紀にかけて、加耶地域の勢力が漢城時代の百済と交流をしていた考古資料をいくつか確認することができたことと、加耶への仏教伝来を従来考えられてきた時期より5 0年ほどさかのぼらせることができる資料を見出すことができたことも成果であった。このような理由から、おおむね順調に進展していると自己評価するものである。加耶地域における新羅系考古資料に関する発掘調査報告書などの文献調査と現地調査を実施した結果、例えば高霊タイプ陶質土器が出土することから大加耶連盟の一員であったハプチョン地域の玉田M6号墳から新羅系の山字形金銅冠が出土していて、同墳からは同時に新羅系陶質土器のコップ形土器も出土していることは大いに考慮されるべきであろう。この玉田M6号墳は報告書によると6世紀第2四半期とされ、私の年代観では高霊VII段階、6世紀前葉の時期である。『三国史記』には、法興王9(522)年に加耶国王が婚姻を求めたのでこれに応じ、翌年には王の巡幸時に加耶国王が来会したとある。この記事は玉田M6号墳の時期に当たる。出土地は大加耶の中心地である高霊ではないが、大加耶連盟と新羅との該当期の関係を考古学的に証明する一例と考えても良いだろう。また、小加耶の故地である固城の内山里古墳群、松鶴洞古墳などからは、新羅系陶質土器が6世紀前半の固城タイプ陶質土器とともに出土している。この固城地域では、固城独特の固城タイプ陶質土器とともに、高霊タイブ陶質土器、新羅系陶質土器、倭系須恵器が出土していて、上記した玉田M6号墳の新羅系遺物の出土様相とも考え合わせると、大加耶の海上への出口であったと同時に新羅が西進する地でもあったことが考えられ、小加耶のバランス外交の顕現したものと考えることができるのではないか。
新規選択的光触媒反応によるメタン等の低級アルカンへの官能基の導入

メタン等への選択的官能基導入反応開発の一環として、申請者は金属酸化物系触媒を用いるメタン等の低級アルカンの高温光酸素酸化反応によるアルデヒドの選択的合成法を見いだしている。本研究では(1)シリカ担持酸化バナジウム触媒を用いる低級アルカンの光酸素酸化反応について、低級アルカンの種類による反応性の差異の検討、(2)それぞれの低級アルカンに対する最適表面状態の解明、(3)アルケンの光酸化反応等への展開を目的とした。その結果、(1)メタンとエタンの光酸化反応では反応温度依存性、水蒸気導入効果、照射光波長依存性に著しい差異が認められた。すなわちメタンの光酸化反応は493K付近の温度領域でのみ進行するが、エタンを用いた場合にはより広範な温度領域で良好に進行した。反応系への水蒸気導入によりメタンの光酸化反応は阻害されたが、エタンの場合には逆に促進された。さらにメタンの光酸化には、エタンの場合よりもより短い波長の光照射が必要であることが判明した。また、(2)ゾル-ゲル法により調製した触媒はエタン光酸化反応に対しては特に高活性を示したが、メタンの場合には比較的低活性に留まった。含浸法で調製した触媒の場合、担体の焼成処理温度に対してメタンとエタンの場合には全く逆の依存性が認められた。以上よりメタン、エタンの活性化に最適な表面状態が異なることが示唆された。これらの触媒の表面分析結果との対比によって、メタン光酸化反応には孤立したオルトバナデ-ト種が活性を示すのに対して、エタン以上のアルカンの場合はより集積した種でも反応に関与できるものと推察された。(3)アルケンの光酸化反応について酸化亜鉛系触媒等を用いて検討した。反応温度493Kにおけるプロペンの光酸化反応では、酸化亜鉛への極く少量の酸化モリブデン等の添加によって選択性が著しく変化し、主生成物としてエタナ-ル、プロパナ-ルの生成が認められた。
ホール型スラスタの推進性能の向上に関する研究

ホール型スラスタの推進性能に大きな影響を及ぼす磁気回路の設計を、これまでに開発した有限要素法による二次元解析コードを用いておこなった。スラスタ加速部に於ける磁力線形状をできるだけ半径方向に均一かつ高い磁束密度が得られるように、ソレノイドコイルの位置を中心部分に設けた。上記磁気回路の設計に基づいて、スラスタの加速部の設計、製作を行った。またこれに並行して、プラズマ生成電源、加速電源、中和器電源等の電源の発注と電源系の組立作業が行われた。研究室に現有の真空排気装置(内径80cm、長さ2.5mの真空チェンバーと排気速度1万リットル毎秒から構成される)を用いて、放電作動を行い、安定なる放電作動と、プラズマの生成と加速が行われていることを確認した。また、放電電圧と放電電流の関係を調べ、これがホールスラスタの一般的傾向と同じであることを確認した。出力を1.5kWまでに増加させて、推力測定を行い、推進性能を求めた。またイオンビーム電流を測定し、推進性能に最も影響を及ぼす加速効率を求め、いかなる電極の形状や磁場の強さ、作動条件がこの効率を高めることが出来るか等を調べた。また陰極としてフィラメントに代えてホローカソードを用いた。その結果、キセノンを推進剤とした時、最高34%の推進効率が得られた。ホ-ル型スラスタの推進性能に大きな影響を及ぼす磁気回路の設計を、これまでに開発した有限要素法による二次元解析コ-ドを用いておこなった。また磁気回路の設計にあたっては、連続作動が可能なように熱対策も考慮して行った。上記磁気回路の設計に基づいて、スラスタの放電部、加速部の設計、製作を行った。製作は、平成3年8月から10月にかけて、本学科工作工場にて行われた。組立、調整はその後2週間程度行われた。またこれに並行して、プラズマ生成電源、加速電源、中和器電源等の電源の発注と電源系の組立作業が行われ、放電作動の準備は整った。研究室に現有の真空排気装置(内径80cm、長さ2.5mの真空チェンバ-と排気速度1万リットル毎秒から構成される)を用いて、放電作動を行い、安定なる放電作動と、プラズマの生成と加速が行われていることを確認した。また、放電電圧と放電電流の関係を調べ、これがホ-ルスラスタの一般的傾向と同じであることを確認した。本年度に購入した多ペンレコ-ダを用いて、放電電圧、放電電流の他に、イオンビ-ム電流を測定し、推進効率に最も影響を及ぼす加速効率(ビ-ム電流の放電電流に対する割合)を求め、いかなる電極の形状や磁場の強さ、作動条件がこの効率を高めることが出来るか等を調べた。高推進効率、高推力密度のホール型スラスタの開発をめざして、出力1KW以上のスラスタを試作し、その性能実験およびプラズマ加速機構の解明のための研究を行っている。本年度においては、平成3年度に納入されたスラスタ用電源にあわせて、スラスタの設計及び製作を行った。研究室に既存の排気速度1万1/sの真空排気装置を用いて、スラスタ作動試験を行い、プラズマの生成と加速の状況を調べた。また放電電流と放電電圧の特性を調べ、アーク放電の安定作動の範囲を測定すると同時に、この特性とプラズマ生成と加速過程の関係を調べた。次に、研究室に現有の推力測定システム(推力測定スタンドと測定回路系で構成されるもの)を用いて、推力の測定を行い、流量、放電電流等の各種作動パラメータをかえて、比推力、推進効率を求め、推進性能を評価した。またスラスタの加速領域における電子温度、電子密度、電位分布等のプラズマ諸量を調べるため、ラングミュア静電探針と平成4年度に購入した回折格子型分光器を用いた。この結果、プラズマの密度は充分高いにもかかわらず、イオンビームとして有効に引出されていないことがわかった、これは、プラズマイオンの壁への損失の割合が比較的大きいためで、今後磁場形状の変更や陽極形状の見直しを行う予定である。

ホール型スラスタの推進性能に大きな影響を及ぼす磁気回路の設計を、これまでに開発した有限要素法による二次元解析コードを用いておこなった。スラスタ加速部に於ける磁力線形状をできるだけ半径方向に均一かつ高い磁束密度が得られるように、ソレノイドコイルの位置を中心部に設けた。上記磁気回路の設計に基づいて、スラスタの加速部の設計、製作を行った。またこれに並行して、プラズマ生成電源、加速電源、中和器電源等の電源の発注と電源系の組立作業が行われた。研究室に現有の真空排気装置(内径80cm、長さ2.5mの真空チェンバーと排気速度1万リットル毎秒から構成される)を用いて、放電作動を行い、安定なる放電作動と、プラズマの生成と加速が行われていることを確認した。また、放電電圧と放電電流の関係を調べ、これがホールスラスタの一般的傾向と同じであることを確認した。出力を1.5kWまでに増加させて、推力測定を行い、推進性能を求めた。またイオンビーム電流を測定し、推進性能に最も影響を及ぼす加速効率を求め、いかなる電極の形状や磁場の強さ、作動条件がこの効率を高めることが出来るか等を調べた。また陰極としてフィラメントに代えてホローカソードを用いた。その結果、キセノンを推進剤とした時、最高34%の推進効率が得られた。