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土地総有が被災地にもたらす影響の解明と復興まちづくり手法への展開

東日本大震災の被災地では、津波浸水エリアの居住空間を中心とした高台移転が完了しつつある。一方で移転元地と呼ばれる従前居住地などでは、災害危険区域指定がされることによって再活用が困難な状況となっている場合も多い。それらの実態および、移転元地の利活用方針について、宮城県岩沼市、東松島市、石巻市、気仙沼市、岩手県大船渡市においてヒアリングおよび実地調査を行った。結果として、非居住エリアとしても土地利用の可能性がある地域は利活用方針および具体的な利活用が進んでいるものの、依然として漁港背後地などを中心として、粗放化が進んでいる状況が明らかとなった。さらには土地所有に関しても、移転事業に伴い買収し公有地化が進む一方で、モザイク状に所有者が輻輳し、一体的な利活用が困難な状況として留め置かれている状況であることも明らかとなり、それらの活用方策が現地で希求されていることが明らかとなった。災害リスクのある土地の利用方法としては、かつて入会地の一制度でもある割地制度を活用し、被害と収益を元々の土地所有割合で案分負担するような仕組みを再度制度として整理し、適用することに一つの可能性がある。そのことを踏まえ、日本建築士会宮城支部が主体となって開催する「みやぎボイス2018」に一つのラウンドテーブル「震災元地の土地利用を考える」を設置し、様々な取り組みを行う主体との意見交換を行うとともに、それらについて復興庁担当者との議論を進めた。2018年度は自然災害が多発した。大阪北部地震や西日本豪雨災害、さらには台風21号災害などが重なり、学生とともに調査やボランティア活動、さらには被災者の復興支援などを進めざるを得ず、それと引き替えに本研究テーマに関する調査日程の確保が困難になったため。移転元地の土地利用のあり方について、行政に対するアンケート調査を実施し、これまでの知見の汎用性等について確認するとともに、今後の方向性を明らかにする。自然災害の被災地における住宅再建を中心とした再定住のプロセスにおいて,従前の土地を離れ,安全性の確保や利便性の確保を目的とした移転再建が進められるケースがある.特に津波など面的な被害を被る場合には顕著となるが,移転先の土地の確保に当たっては,土地の所有制度を起因とする問題(相続などで土地権利関係者が膨大にふくれあがり,それらの同意をとるために煩雑な手続きが必要となることなど)が円滑な復興プロセスの推進を妨げている.また,移転の元地に関しても,その有効な土地利用は十分に進められていない.これらを解決する手法として,土地の所有と利用の分離,もしくは土地そのものの総有化の可能性について検討することは,将来的にも有益な作業となる.平成28年度は,新潟県長岡市,信濃川堤外地における実質的土地総有制度の実情を明らかにした.築堤によって堤外地となった土地は,河川水位の上昇などによる農作物被害などのリスクにさらされている.それを堤外地一帯で耕作に取り組む権利者全体で共有する仕組みが現存していることをヒアリングや図面による確認によって整理した.川欠,と呼ばれる被害が一部の土地所有者に及ばぬよう,利用する耕地の入れ替えを行ったり,公共に買収された場合にも元々の所有面積に応じた利益配分を行う仕組みなど,今後に有益な知見を得ることができた.東日本大震災の被災地,岩手県大船渡市では,防災集団移転促進事業によって移転した世帯の土地が低地部に多く残されている.その買い取り状況等について時系列で整理を始めている.現時点では作業用の資材置き場等に活用されているものの,地域の復興にとって必要となるような土地利用は進んでいない実態を整理している.当初想定していた本研究課題にかけられるエフォートが,学内での教育活動等に割く時間が予想を超えたことで,宿泊を伴っての調査が必要となる東日本大震災被災地における詳細な調査等が十分に進められなかった.かつてわが国では、地域の共有財産として入会地などの仕組みを用いた土地の共同管理が行われていた。しかし一筆の土地に対して所有者が必ず登記されるようになり、便宜的に地域の代表者で登記したまま据え置かれたことで、実際に土地利用を変更しようとした場合に権利関係者の特定だけでも多くの時間を必要とした。また、副次的な問題として跡地をどのように利用、管理するのかという問題も生まれている。実際に移転跡地のほとんどが建築基準法39条による災害危険区域指定により利用が制限されており、生業再開などには足かせとなっている。これらを踏まえ、本研究では、従前居住地域を災害危険区域とした上で、条例によりその後の土地利用を管理する手法、および現在の制度では失われた土地総有制度を移転適地や低未利用地に適用する手法を組み合わせるべく、各種現地調査および現状把握を行うことを目的としている。本年度は、新潟県長岡市草生津地区、および大島地区における実質的土地総有制の実態を整理した上で、その成果をとりまとめた。土地総有を地域単位で維持していくためには、負担する固定資産税や賃借料収入を土地の持ち分によって配分する作業が重要な役割を果たしていることが明らかとなっている。また、東日本大震災の被災地において事業が完了しつつある住宅の移転再建事業に関しての状況把握を行った。特に岩手県大船渡市における防災集団移転促進事業の事業規模の確定プロセスを整理するとともに、移転跡地の条例による建築制限の実状についても整理している。また、移転再建を図る事業として東日本大震災の被災地で実施された事業として漁業集落防災機能強化事業があるが、それらを実施した地区における実状を把握した。具体的には南三陸町、気仙沼市における行政担当者、漁業者へのヒアリングを実施している。平成29年度に大学を異動し、研究環境が変化したことによる。

現地調査を十分に設定することができず、その影響で土地総有の実態を東日本大震災の被災地全般で明らかにすることができていない。ただし、平成30年度は新たに研究協力者も加えて調査を鋭意進めていく。東日本大震災の被災地では、津波浸水エリアの居住空間を中心とした高台移転が完了しつつある。一方で移転元地と呼ばれる従前居住地などでは、災害危険区域指定がされることによって再活用が困難な状況となっている場合も多い。それらの実態および、移転元地の利活用方針について、宮城県岩沼市、東松島市、石巻市、気仙沼市、岩手県大船渡市においてヒアリングおよび実地調査を行った。結果として、非居住エリアとしても土地利用の可能性がある地域は利活用方針および具体的な利活用が進んでいるものの、依然として漁港背後地などを中心として、粗放化が進んでいる状況が明らかとなった。さらには土地所有に関しても、移転事業に伴い買収し公有地化が進む一方で、モザイク状に所有者が輻輳し、一体的な利活用が困難な状況として留め置かれている状況であることも明らかとなり、それらの活用方策が現地で希求されていることが明らかとなった。災害リスクのある土地の利用方法としては、かつて入会地の一制度でもある割地制度を活用し、被害と収益を元々の土地所有割合で案分負担するような仕組みを再度制度として整理し、適用することに一つの可能性がある。そのことを踏まえ、日本建築士会宮城支部が主体となって開催する「みやぎボイス2018」に一つのラウンドテーブル「震災元地の土地利用を考える」を設置し、様々な取り組みを行う主体との意見交換を行うとともに、それらについて復興庁担当者との議論を進めた。2018年度は自然災害が多発した。大阪北部地震や西日本豪雨災害、さらには台風21号災害などが重なり、学生とともに調査やボランティア活動、さらには被災者の復興支援などを進めざるを得ず、それと引き替えに本研究テーマに関する調査日程の確保が困難になったため。所属研究機関が変更となったことで,これまでの遅れを取り戻すだけのエフォートをさけるようになったため,大船渡市以外の被災自治体における実情把握を前半で実施する.その後の土地利用の方針等については追加調査を実施する予定である.宮城県、岩手県の被災地自体に対するヒアリング、資料提供依頼を年度当初から進める。特に漁業集落防災機能強化事業の実施状況は、本研究が目的とする移転跡地の土地利用を円滑に進めるために重要な知見をもたらすことが平成29年度までに把握されているので、特に漁村集落部に関してはそこに着目して調査を進めていく。研究のとりまとめに関しては、年度後半で進めていく。移転元地の土地利用のあり方について、行政に対するアンケート調査を実施し、これまでの知見の汎用性等について確認するとともに、今後の方向性を明らかにする。当初予定のエフォートを当該研究に割けず,結果として東日本大震災の被災地調査や土地総有の実態調査に関する旅費の支出が行われなかった.
分子内ケトンをもつ新規な酸化糖の酸化発酵の基盤解析

古典的な2-ケトグルコン酸、5-ケトグルコン酸、2,5ージケトグルコン酸、Lーソルボースが酢酸菌の酸化発酵生産物の例であった。アルゼンチンでGluconacetobacter liquefaciens RCTMR株を単離したのが端緒となって、4-ケトアラボン酸、2-デオキ-4-ケトリボン酸や、4-ケトリボン酸などが誰も知らなかった酸化発酵産物であることを指摘した。その全貌を明らかにするために、5-ケトフルクトースや5-ケトプシコースの生産を実証した。また、地球規模な産業廃棄物となったグリセリンから、ヒドロキシピルビン酸やヒドロキシマロン酸などの分子内ケトンをもつ酸化糖の製造について検討した。分子内ケトンをもつ新規な酸化糖の生成を触媒する膜結合型脱水素酵素のうち、リボースやアラビノースの4位炭素を酸化する酵素の精製を終了した。本酵素はこれまで報告されたことのない、PQQを補酵素とする新規な脱水素酵素であることが判明した。現在、本酵素のN末端アミノ酸配列について解析していて、これを終えて学会誌に投稿の予定にある。アラボン酸やリボン酸の4位炭素を酸化する別の酵素について、酢酸菌細胞膜から可溶化精製を行っている。上記の成果とは別に、酢酸菌に乳酸菌に見られるのと同じ形のデキストラン合成酵素(DSase)を見つけた。従来のDSaseは例外なく水溶性であったのに対して、酢酸菌の酵素は膜結合型である点が特徴で、広い応用面が期待される。平成27年度日本農芸化学会大会で発表するとともに、日本農芸化学会欧文誌に投稿中である。分子内ケトンを持つ酸化糖として、3-ケトエリスロン酸、4-ケトアラボン酸、4-ケトリボン酸、5-ケトフルクトース、5-ケトプシコース、などの生成を触媒する酵素を酢酸菌細胞膜から可溶化・単離した。いずれも典型的なPQQ-依存型脱水素酵素で、EDTA処理によって不活性なアポ型になって酵素活性を喪失した。アポ型酵素はPQQとCa-イオンの添加によって、ほぼ100%近く活性化された。エリスロース、アラボン酸、リボン酸、果糖、プシコースの底辺の上に位置する2級アルコールを酸化して、相当する分子内にケトンを有する酸化糖(新規なカルボニル糖)を生成した。ノジリマイシンやデオキシノジリマイシンなどは、グルコシダーゼの強力な阻害剤として糖尿病の薬として利用されている。果糖の酸化物に相当する5-ケト果糖は、これらの薬剤合成の前駆体としての意義をもっている。本研究から得られた新規なカルボニル糖も同様に種々な薬剤合成の"Building block"としての用途が期待される。当該酵素の可溶化・精製において特徴的なことは、当該酵素は酸性域で極めて安定であり、pH 4.0でクロマトすることで、不純物を酸変性させて除去できるので、簡便なクロマト操作で容易に精製できることであった。将来の企業化に際しても製造価格を低廉化できる見通しを与えることは、多くの点で有利な要件と言える。精製酵素はヘム成分を含まず、酵素活性測定にはPMS-DCIPが電子受容体として使用できた。精製酵素は分子質量80 kDaと14 kDaの2つのサブユニットから構成され、既知の酵素のなかではPQQ-依存性グルコース脱水素酵素にその吸収スペクトルが類似していたが、精製酵素そのものにはグルコース酸化活性はなく、新規な酵素であると推測できる。研究実績の概要に示した目的はほぼ達成され、平成28年3月開催の日本農芸化学会大会で平成27年度に実施した研究結果の全貌を発表した。3-ケトエリスロン酸、4-ケトアラボン酸、4-ケトリボン酸、5-ケトフルクトース、5-ケトプシコースなどのカルボニル酸化糖の生成を触媒する酵素の酢酸菌細胞膜からの可溶化・精製を済ませた。このような新規なカルボニル酸化糖はこれまでほとんど知られていなかったので、どのような用途が期待できるかも議論されていないが、論文として発表することで素材化学や創薬科学分野からの注目を集めるに相違ない。精製酵素の諸性質の検討、他の酵素との性質の違いなども検討した。精製酵素のN末端アミノ酸配列解析について外注している。その結果を論文に加筆して投稿を準備している。分子内ケトンを持つ酸化糖として、蔗糖の酸化によるカルボニル酸化糖の生成もほぼ検討を終えているが、反応液中に残存している未反応基質と生成されたカルボニル蔗糖との分離が、本研究の問題点として残されたが、解決に深刻な技術的な困難はない。上記区分に記載の通り、研究は当初の計画以上に進展して、平成27年末までにほぼ終了した。そこで、更なる新規な分子内ケトンを有する酸化糖の開発にも着手した。ジオキシアセトンの酸化経路を発見して、最終的に分子内ケトンをもつ最小分子に相当するヒドロキシピルビン酸の生成を確認した。ヒドロキシピルビン酸はアミノ基転移反応と共役させると、L-セリンの生成へと導くことが可能になる。L-セリンが容易に製造できるようになると、L-トリプトファンやL-シスタチオニンの合成が容易になる。

研究代表者による分子内ケトンをもつ新規な酸化糖の酢酸菌による酸化発酵の研究は、2010年に学振の特定国派遣研究者計画に採択され、アルゼンチンへ派遣された機会にGluconacetobacter liquefaciens RCTMR株を単離したのが端緒となった。それまでは古典的な2-ケトグルコン酸、5-ケトグルコン酸、2,5ージケトグルコン酸、Lーソルボースなどが酢酸菌の酸化発酵生産物の例であった。また、過去50年にわたって2,5ージケトグルコン酸がグルコース酸化系の最終産物とする認識が定着していて、2,5ージケトグルコン酸以降の代謝系に関する研究や報告は見られていなかった。以来、4-ケトアラボン酸、2-デオキ-4-ケトリボン酸や、4-ケトリボン酸などが誰も知らなかった酸化発酵産物であることを報告した。その基盤の全貌を明らかにするために、本研究では5-ケトフルクトースや5-ケトプシコースなどを実証した。また、地球規模な産業廃棄物となったグリセリンから、ヒドロキシピルビン酸やヒドロキシマロン酸など新規な素材分野に分子内ケトンをもつ酸化糖が製造できるなど多大な成果が得られた。近年、パームオイルなど植物油を原料にした石油代替燃料のバイオディーゼルの製造が盛んになってきた結果、副産物の廃グリセリンが新たに地球規模で未利用産業廃棄物となってきた。そこで酢酸菌によるグリセリン酸化系のうち、分子内ケトンをもつヒドロキシピルビン酸の酸化発酵の確立を緊急課題として検討した。今回の実験から、二つのグリセリン酸化系は以下のように推定された。酸化系1:グリセリン-ジヒドロキシアセトン-ヒドロキシピルビンアルデヒド-ヒドロキシピルビン酸:酸化系2:グリセリン-グリセリン酸-ヒドロキシマロンアルデヒド酸-ヒドロキシマロン酸古典的な2-ケトグルコン酸、5-ケトグルコン酸、2,5ージケトグルコン酸、Lーソルボースが酢酸菌の酸化発酵生産物の例であった。アルゼンチンでGluconacetobacter liquefaciens RCTMR株を単離したのが端緒となって、4-ケトアラボン酸、2-デオキ-4-ケトリボン酸や、4-ケトリボン酸などが誰も知らなかった酸化発酵産物であることを指摘した。その全貌を明らかにするために、5-ケトフルクトースや5-ケトプシコースの生産を実証した。また、地球規模な産業廃棄物となったグリセリンから、ヒドロキシピルビン酸やヒドロキシマロン酸などの分子内ケトンをもつ酸化糖の製造について検討した。初年度において当初4個と予想されていた、分子内ケトンをもつ酸化糖の生成反応に関係する酵素のうち、2個について概要を把握することができた。今後は2,5-ジケトグルコン酸脱炭酸酵素と、4-ケトアラビノース1-脱水素酵素を焦点に研究をすすめれば、本研究の全貌を把握することができる。現在までの達成度は予想以上かも知れない。ヒドロキシピルビン酸の製造法の確立を行い、従来リン酸エステルを必要としたL-セリン合成経路に、リン酸エステル無関与の代謝系を導入することで、新規な酸化発酵の応用面を開拓する。約20種類のアミノ酸は発酵法によって製造されているが、唯一L-セリンは発酵法によって生産量を高めることができないアミノ酸として知られている。現在では、グリシン開裂反応とセリンヒドロキシメチル転移反応を組み合わせた方法が推奨されている。本研究で製造されるヒドロキシピルビン酸をアミノ化する方法は誰も研究していないので、以下の方法について試験する価値はある。(1)グリセリン⇒ジオキシアセトン⇒ヒドロキシー2ーケトプロピオンアルデヒド⇒ヒドロキシピルビン酸⇒セリン。(2)グリセリン⇒グリセリン酸⇒ヒドロキシピルビン酸⇒セリン。
強相関4f電子系における4f-伝導電子間クーロン相互作用の量子臨界現象に果す役割

価数揺らぎを起源とする量子臨界現象において重要な物理パラメータである4f電子数と4f電子ー伝導(5d)電子間クーロン相互作用をX線吸収分光と共鳴X線光電子分光法により、定量的に評価した。量子臨界点付近にあるとされるYbRh2Si2においてクーロン相互作用の大きさは約2eVとなり、そのときの4f電子数は13.85個であった。この結果は、理論的研究結果を支持するものであった。また本課題により硬X線領域における共鳴光電子分光測定法が確立した。本年度は、硬エックス線領域における共鳴光電子分光測定システムの構築を行った。入射エックス線に高いエネルギー分解能を持たせるために設置したチャンネルカットモノクロメータを用いて5keV-9keVの範囲内で光軸高さが変化しないシステムを完成させた。これにより入射エネルギー範囲60eV程度で正確な光電子強度を測定することが可能となった。また、入射エネルギーを変えながら試料からのX線の発光強度および全電子収量法の電流量の2種類でモニターするシステムを導入するために、シリコンドリフト検出器を購入し、光電子分光測定装置に取り付けた。価数ゆらぎによる量子臨界現象を示すといわれているCeCu2Si2とその参照物質であるCeNi2Si2のCe-L3端における共鳴光電子分光実験を行い、Ce-3dXPSスペクトルの入射エネルギー依存性を測定した。CeNi2Si2においてCeの三価成分および四価成分によるファーノ効果を確認することができた。その効果は非常に小さく、1.入射光強度を正確にモニターすること2.高いシグナル・ノイズ比でXPSスペクトルを取得できるようすること、行うことで精度良く測定できるようにした。1.は上述したシリコンドリフト検出器により、2.は光電子分光測定装置の検出器の検出効率を高くすることにより、高い精度の測定を行うことを可能にした。ファーノ効果の測定によりCeNi2Si2におけるCe-4f電子とCe-5d電子のクーロン相互作用Ufdの大きさは2eV程度であることがわかった。共鳴光電子分光測定システムの構築がほぼ完成し、CeL3端における共鳴X線光電子スペクトルの取得に成功したので。本年度は、立ち上げた共鳴光電子分光測定システムを用いて価数変化の大きいEuNi2(Si1-xGex)2についてEuーL3吸収端付近においてEu-3dエックス線光電子スペクトル測定およびエックス線吸収分光測定を行い、温度依存性も観測した。Eu化合物は120K付近にて価数変化を起こし、エックス線吸収および光電子スペクトルの変化が見て取れた。この両スペクトルを解析することで、4f電子数および4f電子-5d電子間のクーロン相互作用Ufdの大きさをそれぞれ6.3個(低温では6.7個)、0.5eV程度であることがわかった。また量子臨界近傍にあるといわれているYbRh2Si2について、YbのL3吸収端付近にてエックス線吸収分光測定と発光分光測定を行い、温度変化についても調べた。Ybの4f電子数は高温から低温になるにつれて13.97個から13.92個まで変化し、4f電子-5d電子間のクーロン相互作用が3.0eV程度であることがわかった。YbRh2Si2に関しては、バンド計算から各軌道における混成相互作用の大きさを評価し、それらの値を用いて不純物アンダーソン模型によるエックス線分光スペクトルの理論計算を行うことで、上述した値を求めている。Eu及びYbの両化合物は同じ結晶構造を持っており、ともに温度変化による価数変化を起こすが、両元素における4f電子-5d電子間のクーロン相互作用の大きさは大きく異なり、Yb系はEu系に比べて非常に大きいことがわかった。Eu系は、4f電子と伝導バンドの混成相互作用の温度変化が価数変化に大きな寄与をしていることが提案されているが、Yb系では混成相互作用の変化が大きくない。この相違点が両化合物の価数変化の起源の違いに現れている可能性を示唆している。Eu化合物およびYb化合物の両化合物において吸収スペクトル、光電子分光スペクトルの温度変化を測定できており、クーロン相互作用の大きさや電子数の評価に成功しているから。本年度はYb系の共鳴X線光電子(XPS)分光測定をYbInCu4やYbCu2Si2について行った。Ybの2価および3価の3d-XPSの強度の入射エネルギー依存性を精密に測定するとともに、そのスペクトルのシフト量から4f電子と5d電子のクーロン相互作用が評価できることを実証した。さらにCe系についてもCeNi2Si2について測定を行った。Ce系Yb系ともに対象資料が研究実施計画と異なるがこれはマシンタイムと単結晶作成の制約により、上記物質に変更せざるを得なかったためである。特にYb系に関しては、YbInCu4やYbCu2Si2のUfdがそれぞれ1.0eV前後であることが評価できた。またYbInCu4はT=40Kにおいて1次の価数転移を起こすが、この転移前後でUfdが変化し、低温でちいさく、高温で大きくなることがと分かった。これはYbの4f電子と5d電子に比較的強いことを示すとともに、転移によりクーロン相互作用が変化することを初めて実証した例となった。このUfdが評価できる手法を本研究で開発することが目的の一つであったが、十二分に目的を達成したと考えられる。

また4f電子数を評価することも目的としていたが、これについては多くのYb金属間化合物について価数の温度変化について、X線吸収実験を行うことで評価を行った。特にYbXCu4(X=In,Cd,Ag)とYbT2Zn20(T=Co,Rh,Ir,Os)については、それぞれのシリーズにおいて同じ結晶構造をもち、重い電子的振る舞いを特徴付ける近藤温度Tkが系統的に変化する系である。評価した結果、価数の温度変化は結晶構造によらず、Tkでスケールされるような一般的な振る舞いをした。本課題において初めてこのような価数温度変化の一般性を示した。このことは価数測定によりTkを評価できる可能性を示唆している。価数揺らぎを起源とする量子臨界現象において重要な物理パラメータである4f電子数と4f電子ー伝導(5d)電子間クーロン相互作用をX線吸収分光と共鳴X線光電子分光法により、定量的に評価した。量子臨界点付近にあるとされるYbRh2Si2においてクーロン相互作用の大きさは約2eVとなり、そのときの4f電子数は13.85個であった。この結果は、理論的研究結果を支持するものであった。また本課題により硬X線領域における共鳴光電子分光測定法が確立した。今後は、Yb系金属間化合物や価数変化が大きいEu系金属間化合物についても共鳴光電子分光測定を行い、各元素の価数の振る舞いと4f電子-5d電子間のクーロン相互作用の大きさとの相関をとることも行っていく。今年度行った化合物に加えてさらに、Ce系化合物についても測定を行うことを推進する。また4f-5d電子間クーロン相互作用-電子数-温度空間における量子臨界点からの距離のちがうと考えられるYb化合物YbT2X2(T=Cu,Pd,X=Si,Ge)についても測定を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。X線分光29年度が最終年度であるため、記入しない。
MPCポリマーを用いた間葉系幹細胞濃縮技術による再生組織の高性能化

本研究では、間葉系細胞の純化・濃縮による再生組織の特性向上を目的として、細胞接着阻害物質MPCポリマーを用いて細胞接着能の違いにより細胞を分取する培養プレート(MPCプレート)を作製し、接着性が高い間葉系細胞を選択的に回収して幹細胞特性の向上(SP細胞濃縮)を図る。最終年度である本年度では、1)MPCプレートで分離したMSCの増殖能、分化能の評価、2)MPCプレートによるSP分画濃縮の有用性検証、をおこなった。1)MPCプレートで分離したMSCの増殖能、分化能の評価、については、前年度の研究で選定されたMPCポリマー濃度5%のプレートを用いて、骨髄細胞を2500細胞/cm^2で播種して継代培養し、一継代10倍程度の良好の増殖を得た。また、多分化能に関しては、MPCプレートを用いて培養したP2,5の細胞と、MPCプレートを用いなかった対照群の細胞を比較検討したところ、MPCプレートで培養した細胞では、骨芽細胞系マーカーであるALPやRUNX2、軟骨細胞系マーカーではCOL2、COL1O、Sox9などの発現が上昇しており、MPCプレートにより、接着性が高い間葉系細胞を選択的に回収でき、幹細胞特性が向上していることが示唆された。2)MPCプレートによるSP分画濃縮の有用性検証、では、MPCプレートを用いて分離したMSCと対照細胞を用いて再生骨を作製した。ラット骨髄細胞をMPCポリマー濃度5%のプレートに播種して細胞を分離し、さらに、10%FBS含有培養液でP2まで継代培養し、人工骨とともにラットの背部に移植した。MPCプレートで分離したMSCを用いた再生骨は、対照細胞を用いて再生骨に比べ、組織学的にも生化学的(アウカリホスファターゼ活性)にも優れ、MPCプレートによる幹細胞特性の向上が検証された。間葉系細胞の純化・濃縮による再生組織の特性向上を目的として、細胞接着阻害物質MPCポリマーを用いて細胞接着能の違いにより細胞を分取する培養プレート(MPCプレート)を作製し、接着性が高い間葉系細胞を選択的に回収して幹細胞特性の向上(SP細胞濃縮)を図る。初年度である本年度では、1)間葉系細胞におけるSP分画の有無の評価、2)MPCプレートの準備、3)MPCプレートで分離した間葉系細胞におけるSP分画の評価、をおこなった。1)間葉系細胞におけるSP分画の有無の評価においては、通常のポリスチレン製培養プレートに細胞を播種し、フローメーターを用いてSP分画の有無を確認した。培養した間葉系細胞(第1継代)のSP分画を評価したところ、SP分画は約0.05%であった。SP分画の多分化能は、骨、軟骨、脂肪分化を確認した。2)MPCプレートの準備に関しては、0.1%から20%にいたる様々な濃度のMPCポリマー溶液を、通常のポリスチレン製培養プレートに投与し、dip-coatしたのち、風乾して作製した。MPCポリマーコートの程度に関しては、XPS計測装置にて検証した。3)MPCプレートで分離した間葉系細胞におけるSP分画の評価、については、2項で作製した各種MPCポリマー濃度でコートされた培養プレートを用いて、分離される間葉系細胞の特性を評価した。各種濃度のMPCプレート上に間葉系細胞を播種し、10%FBS含有培養液で培養し、回収した細胞の特性を評価したところ、2.5%で良好な骨分化、軟骨分化を示し、多分化能を有する細胞を豊富に含む分画を得た。
磁束変調原理を利用したEV向け可変磁束永久磁石モータの開発

本研究では,回転速度に応じて磁束を変化させ,幅広い運転領域において高効率で駆動できる,新原理/新構造の電気自動車(EV)向け可変磁束永久磁石モータを開発する。同モータは,通常の永久磁石モータとは異なり,研究代表者が独自に検討してきた「磁束変調原理」を利用して,電機子だけでなく,界磁を固定子に配置し,その界磁に設けた電磁石によって回転速度に応じて磁束を最適化しようというものである。
光合成細菌を宿主とする膜タンパク質の高効率大量発現系の構築

本研究では、光合成細菌が暗所・微好気条件下でも多量の細胞内膜陥入構造(クロマトフォア)を形成し大量の光化学系関連の膜タンパク質を蓄積しうる点に着目して、膜含量自体を増大させた上で光化学系の替わりに外来の膜タンパク質を安定かつ多量に発現させることを目指した。Sec分泌系を用いて発現させた場合に引き起こされる基質輸送体や電子伝達系、ATP合成酵素などの機能発現との競合を避けるために、膜配置・分泌シグナルとして、枯草菌由来のMISTIC(Membrane Integrating Sequence for Translation of Integral Membrane Protein Constructs)タンパク質を用いることとし、MISTIC人工遺伝子を光合成細菌Rhodobacter capsulatusのコドン頻度に合わせて作製した。クロマトフォアを形成しない好気条件下で目的の膜タンパク質を発現せず、微好気条件でのみ多量に発現させるために、酸素分圧の低下により制御を受けるpufプロモーターを人工遺伝子の上流に配置した。また、下流にはρ因子非依存性の転写終結を惹起する人工配列を配置した。なお、産物のアミノ末端側にヘキサHis配列とカルボキシ末端側に血液凝固系のタンパク質分解酵素トロンビン認識配列などを付加して、発現させる膜タンパク質の精製を容易にした。人工遺伝子とのin-frame融合により、GFPならびにR.capsulatus自身のRnfの過剰発現を確認した。安定発現のため宿主にpuhBとdegPの変異を導入したが、効果は限定的であった。また、長時間の培養時に宿主株の示す溶菌傾向に変化は認められなかった。一方、膜画分から標的タンパク質を可溶化・精製の際に、カロチノイド色素が標的と類似の挙動を示した。今後、溶菌傾向と色素生成能を軽減させた株を作出する必要が有る。本研究では、微好気および嫌気条件下で多量の細胞内膜陥入構造(クロマトフォア)を形成する光合成細菌Rhodobacter capsulatusを用いて膜タンパク質を安定かつ多量に発現することを目指している。通常のSec分泌系を用いて発現させた場合に引き起こされる基質輸送体や電子伝達系、ATP合成酵素などの機能発現との競合を避けるために、まず、Sec型の分泌配列によらないで膜配置を可能にするベクターの開発を行った。具体的には、アミノ末端側に枯草菌由来のMistic(Membrane Integratin Sequence for Translation of Integral Membrane Protein Constructs)タンパク質をコードする遺伝子、ついでカルボキシル末端側に目的のタンパク質を繋ぐためのマルチクローニングサイトを持たせたベクターを構築した。この際、MisticはGC含量が低い枯草菌に由来するために、GC含量の高い光合成細菌内での有効発現が期待できないため、Misticの共通配列をR.capsulatusのコドン頻度に合わせた人工遺伝子を構築した。また、発現を酸素分圧の低下により誘導するためにはR.capsulatusのpuf遺伝子プロモーターを上流に配置した。これにより、高酸素分圧下で培養した後に、通気を弱めるだけで酸素分圧を低下させ、高発現が可能とした。さらに、開始コドン直後には精製を容易にするためのHisタグ、Misticと標的タンパク質の間には血液凝固系のタンパク質分解酵素トロンビンの認識配列を配置した。これにより、発現産物をNiまたはZnアフィニティ精製した後に、固定化トロンビンによる消化、ついで再度のアフィニティゲルへの添加により非吸着成分として目的産物のみを容易に分離することを図った。
プリベンティブ・レジン・レストレーションに関する基礎的および臨床的研究

プリベンティブ・レジン・レストレーションはコンポジットレジンとフィッシャーシ-ラントの併用で行われることが多く、臨床経過を左右するのは特にフィッシャーシ-ラントの物性および歯質接着性である。まず、フィッシャーシ-ラントのための歯面処理法、処理時間、歯質接着性を向上させるための方法論について検討した。その結果、歯面処理材としては、象牙質への接着を考慮したマイルドな酸を含むものよりも、従来のリン酸の方が良好な結果が得られ、処理時間は従来より短く1530秒、また、親水性ボンディング材を併用したほうが、歯質接着性が良好になることが明らかになった。そして、これらの結果にしたがって臨床術式、適応症などを設定し、臨床応用を開始した。一方で、従来臼歯部咬合面のみで適応されてきたプリベンティブ・レジン・レストレーションを、II級レジン充填と併用する方法を考え、そのためにまず、乳臼歯II級レジン充填の臨床的経過を調べた結果、良好な結果が得られることが分った。また、歯質保存的なII級レジン充填を従来の窩洞に充填したものと比較した結果、耐久性に有意差がないという結果が得られた。さらに、コンポジットレジンの歯面接着法について、最近登場してきたセルフエッチングプライマーを用いるシステムを検討したが、従来のリン酸エッチング、プライミング、ボンディングの3段階のシステムのほうが優れていることが分かった。また同時に、プリベンティブ・レジン・レストレーションの臨床術式を簡便化するために、球状フィラーを高密度に含みかつ流動性を有した専用修復材を試作した。そして現段階では、比較的粘度の低いボンディング材を併用することで充分な接着性が得られることが明らかになった。引き続き、臨床的試用に向け、耐摩耗性などの物性を調査中である。プリベンティブ・レジン・レストレーションはコンポジットレジンとフィッシャーシ-ライトの併用で行われることが多く、予後を左右するのは、特にフィッシャーシ-ライトの物性および歯質接着性であると考えられる。本年度はフィッシャーシ-ライトのための歯面処理法、処理時間、歯質接着性を向上させるための方法論について主として検討した。その結果、歯面処理材としては象牙質への接着を考慮したマイルドな酸(マレイン酸など)よりも従来使用されて来たリン酸の方が良好な接着が得られること、作用時間としては従来行われて来た60秒よりも短く1530秒間の方がエナメル質の脱灰程度が軽いにもかかわらず、良好な接着が得られること、さらにシ-ラントに加えてコンポジットレジンシステムに組み込まれている親水性ボンディング材を併用した方が特に裂温深部まで良好に接着することが明らかとなった。現在はこれらの得られた結果に基いて、プリベンティブ・レジン・レストレーションの臨床術式、適合症などを設定し、臨床応用および予後調査を開始したところである。またin vitroにおいてはコンポジャットレジンの接着性に与える外力の影響をしらべる目的で、衝突磨耗試験機タイプIIを用いて研究が進行中である。プリベンティブ・レジン・レストレーションはコンポットレジンとフィッシャーシ-ラントの併用で行われることが多いが、両者は基本的には同一のレジン系材料である。したがって臨床術式を簡便化し、かつ物性および接着性にすぐれたプリベンティブ・レジン・レストレーション専用のレジン系材料の開発と検討について、平成8年度は主として研究を行った。よって平成7年度の研究成果にもとづいて開始したプリベンティブ・レジン・レストレーションの臨床試行に関しては、症例を増加させずに、新しい材料による試行を待つこととした。

球状フィラーを多く含有させることで流動性を犠牲にせずに物性を向上させうる試作シ-ラントを使用して、従来のコンポジットレジンおよびシ-ラントとともに、衝突摩耗試験機タイプIIを用いて理工学的検査を行った。その結果試作シ-ラントはコンポジットレジンのようにボンディング材を併用した方が辺縁封鎖性、辺縁破折などについて良好な結果が得られた。またボンディング材の粘度についても従来より低いものが望まれるため、4種類の粘度の異なるボンディング材を試作し、歯面接着性との関連性を調べた。その結果、相対的に粘度の高いものの方が接着性は良好であったが、コンポジットレジンに使用されているものよりも粘度が低い材料で充分な接着が得られることがわかった。今後これらの結果にもとづき、専用材料の実用化をすすめていく予定である。
チトクロームP450を利用したがん原性のシュミレーションと発がんの感受性の解析

チトクロームP450(以下P450)の発がんにおける役割を細胞レベルで検証するために培養細胞にP450遺伝子を導入した。この細胞はヘテロサイクリックアミンに対して高い感受性(細胞毒性および変異原性)を示した。また、P450遺伝子を導入したショウジョウバエやマウスの作出にも成功した。一方、がん原物質を活性化するP450の発現と発がんリスクの研究の一歩として本班ではP450およびその関連酵素または発現調節因子の遺伝的多型が精力的に研究された。遺伝的多型の存在が強く示唆された酵素または発現調節因子はCYP1A2,CYP2B6,P450アロマターゼ、Ahレセプター、一酸化窒素合成酵素である。他方、6-アミノクリセンの活性化に関与するヒト肝P450分子種の同定も行われ、さらに化学合成されたP450によるがん原物質の活性化も新しい試みとして研究が開始された。世界的にも類例のない試みとして、がん原物質の体内動態と発がんの相関に関する基盤的な研究も開始された。P450の発現制御機構の基礎的な研究は高度なレベルの研究が展開された。すなわち、一つはベンツピレンの活性化を行うCYP1A1の誘導発現機構に関する研究である。上述のAhレセプターとArnt(Ahレセプター-誘導剤複合体を核内へ移送する蛋白質)の転写活性化ドメインが明らかにされた。他の一つはエストロゲン合成酵素(P450アロマターゼ)の発現に関する研究であり、アロマターゼ遺伝子は少なくとも6つの多重エクソン1と多重プロモーターからなること、乳癌患者では健常人とは異なる多重エクソン1および多重プロモーターへのスイッチングが高頻度に見られることなどが明かとなった。その他、ヒトの腎臓癌の性差に関与するP450分子種に関する基礎的な研究や、CYP1A2やグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(p型)の発現についても研究された。
神経血管再生のシーズ探索と階層的生物評価系の確立

天然物創薬研究ではシーズ探索の階層的生物評価系の確立が必須である。私達はアルツハイマー病治療薬の標的分子として、T型カルシウムチャネルを同定した。T型カルシウムチャネルは中枢神経系では、主に神経終末に発現し、神経伝達物質の放出を調節している。私達はT型カルシウムチャネルを発現するneuro2A細胞の電気生理学的解析、細胞内カルシウム動態解析、海馬シナプス伝達解析、アルツハイマー病の原因であるアミロイドβの産生評価系を構築して、脳機能改善薬のシーズを探索した。その結果、T型カルシウムチャネル活性化薬ST101が嗅球摘出マウスにおいて、アミロイドβ産生を抑制することを確認した。次に、柑橘系果皮から抽出単離したノビレチンがST101と同様に、T型カルシウムチャネルを活性化することを見いだした。ノビレチンはパーキンソン病モデルマウスの認知機能を改善した。さらに、線条体においてドパミン合成と遊離を促進し、錐体外路系障害も改善した。さらに、海馬において、ドパミン遊離を促進し、同時に記憶回路形成に関わるカルシウム・カルモデュリン依存性プロテインキナーゼIIを活性化した。ノビレチンはアルツハイマー病の周辺症状を緩和する陳皮の有効成分である。本研究は階層的生物評価系を用いてノビレチンの標的分子の一つを同定した。25年度が最終年度であるため、記入しない。天然物シーズからも創薬では標的分子が同定されなくても信頼できる薬効評価系と安全性が担保されると臨床試験を開始することができる。私達はこれらのシーズとして柑橘系果皮から抽出されたノビレチンと低分子化合物ST101の臨床開発に携わっている。本研究ではST101がアルツハイマー治療薬候補物質の有用性を確立するために海馬内アセチルコリン遊離量をリアルタイムでモニターするシステムを開発した。ST101の腹腔内投与は用量依存性に海馬でのアセチルコリン遊離を促進した。この遊離はT型カルシウムチャネル阻害薬で完全に消失した。さらに、ノビレチンがT型およびL型カルシウムチャネルを活性化して、海馬および線条体でドパミン遊離を促進することを発見した。ノビレチン腹腔内および経口投与の両方で海馬および線条体でのドパミン遊離を促進した。その結果、MPTP誘発のパーキンソン病モデルマウスにおいて、錐体外路系症状を改善し、同時に、認知機能障害も有意に改善した。ノビレチンの新たな作用機序と考えられる。今後は、ノビレチンによるドパミン遊離促進作用の認知機能改善および抗うつ作用との関連を追究する。次に、バナジウム有機錯体であるVO(OPT)の脳血管再生と血流改善の関連について解析した。4血管閉塞脳虚血モデルラットにおいてVO(OPT)の虚血再還流直後からの慢性投与は海馬CA1領域における血管壊死を抑制し、同時の海馬内血流量を有意に改善した。今後は、血流改善効果とVEGF等のサイトカイン誘導との関連を追究する。本研究の目的は、1)ST101の標的カルシウムチャネルを安定発現した神経様細胞株と培養神経細胞を用いて、その神経再生および保護作用のメカニズムを明らかにする。2)微生物から単離したphosphatoqiunone Bの血管再生のメカニズムを明らかにすることである。1)に関してはすでにT型カルシウムチャネル活性化の生理的および病態での意義を明らかにした。すなわち神経保護、認知機能改善に関わる神経伝達物質であるアセチルコリンとドパミンの遊離を促進することを動物実験で証明し、ST101による神経新生作用もアセチルコリン受容体阻害薬で抑制されることを証明した。2)に関しては血管再生に関わるVEGFとエリスロポエチンがVO(OPT)で誘導される結果を得ており、phosphatoqiunine Bの血管再生メカニズムの解明の目的もほぼ達成している。1)ノビレチンによるドパミン遊離促進作用の認知機能改善および抗うつ作用との関連を追究する:アルツハイマー病、パーキンソン病における認知機能障害では抑うつ状態がその引き金となる。

神経伝達物質ドパミンは抑うつ状態の改善に関わる重要な神経伝達物質である。ノビレチンおよびST101によるドパミン遊離促進の詳細なメカニズムの解明、投与スケジュールを検討し、これらのシーズの抗うつ作用のメカニズムを明らかにする。2)血流改善効果とVEGF等のサイトカイン誘導との関連を追究する:脳内でのエリスロポエチン、VEGFの発現細胞、機能について不明である。また、脳血管再生薬の研究も皆無であり、脳血流量改善との関わりを明らかにする。25年度が最終年度であるため、記入しない。
軟X線領域の光学定数と外部光電効果の研究

東亜大学工学部で使用中のパソコンPC9801VMに3.5インチハ-ドディスクユニットを取付け補助記憶装置の記憶容量を40Mバイトに拡張し、また数値演算プロセッサを付加して規模の大きい計算に効率良く対応できるようにした。入力装置とマてマイタブレットを導入しグラフ形式のデ-タの入力効率を向上させた。オペレ-ティングシステムとしてMS-DOSバ-ジョン3.3Aを準備し、MS-DOS上のBASIC,FORTRAN,Cの各高級言語が使用できるようにした。クラマ-ス・クロニッヒ解析用のBASICプログラムパッケ-ジを開発整備し、5インチフロッピ-ディスクを媒体として利用できるようにした。このプログラムパッケ-ジを用いて、外部光電効果の入射角依存曲線の最大値が光学定数、光電子脱出深度の変化にともなってどのように変化するかを調べ、その計算結果を光学定数NとKまたはNと光電子脱出深度Lをパラメ-タとするマップとして入射角と相対光電収率の二次元空間上に表現した。このマップは軟X線領域の外部光電効果を利用する光学考数決定法または光電子脱出深度決定法として実験上有用であることが分かった。これらの結果の一部はX線結像光学の研究会と公開シンポジウムで報告した。計算結果はすべてXYプロッタを用いて仕上りの良いグラフに表わせるようプログラムを開発した。これまでは主としてCsIについて上記の計算を実行した。他の物質については準備中である。アルゴリズムは確立したので他の物質に適用するのは比較的容易であると考えている。大型計算機への移植も準備中である。
国際赤道レーダーを中心とした赤道大気観測推進に関する研究調査

実施した4課題ごとの進展状況および成果は以下の通りである:●課題(1)アセスメント調査:世界最大規模かつ世界最高性能の赤道レーダーを恒久的かつ効率的に維持管理し得る運営体制を立案するため、インドネシアの国内情勢、特に建設候補地の西スマトラ州ブキティンギ市周辺の人的資源、外国人共同利用者の居住環境等について、日本インドネシア科学技術フォーラム(JIF)の専門家とともに現地調査・資料収集を実施した。結果についてはICEAR委員会等で発表、議論された。●課題(2)シンポジウム開催:前年度に引続き、赤道域大気圏と海洋等との相互作用に関する最新の研究成果(特に前年度11月に本格化した赤道西太平洋域集中観測の速報)と、これを踏まえた赤道レーダー観測の展望を議論する国際シンポジウム(第5回)を12月にジャカルタで開催した。出席者は7ヶ国160名であった。なお、当初計画した代表者および分担者8名のうち、旅費別途2名、代理派遣5名を除く2名(深尾・山中)のみを予定通り派遣し、代理あるいは研究進展の結果として7名(高橋・丸山・Labitzke・Fritts・Yanai・Tsunoda・Matthews)を派遣した。発表論文については現地で印刷刊行したほか、概要報告を日本気象学会機関誌「天気」に投稿中である。●課題(3)日本・インドネシア間の研究者交流:前年度と同様に、日本や諸外国の研究者が調査やシンポジウムの際にインドネシアの研究機関で集中講義等の啓蒙活動を行った。両国間の打ち合せはシンポジウムの際に完了したのでインドネシア研究者1名の招聘は中止したが、旅費別途で来日したインドネシアの若手研究者に中層・超高層大気の観測・データ解析を実地に習得させた。●課題(4)ICEAR調査検討国際委員会:6月に国内委員会(日本学術会議ICEARワーキンググループと併催)を行って、国内の研究機関との関連について議論した。また、シンポジウムの際に委員会を開催し、赤道レーダーおよびICEARの具体的な運営組織・体制や国際的共同利用方法等を議論した。実施した4課題ごとの進展状況および成果は以下の通りである:●課題(1)アセスメント調査:1985年以来の赤道レーダー建設に関する調査結果を整理し、各分野の専門家の意見を参考に集約した。なお、当初計画した分担者2名のインドネシア派遣を中止し、(3)で招聘したSribimawati氏と国内で作業を行った。●課題(2)シンポジウム開催:11月1011日にジャカルタ市内において「インドネシアにおける赤道大気観測に関する第4回国際シンポジウム」を開催し、大気・海洋相互作用、生物圏・大気圏相互作用、経年変動、観測ネットワーク、赤道超高層大気、赤道中層大気に関する研究状況報告の後、赤道レーダー計画推進に関する総合討論を行った。出席者は160名であった。なお、当初計画した代表者および分担者6名のうち、旅費別途2名、代理派遣4名を除く1名(山中)のみを予定通り派遣し、代理あるいは研究進展の結果として9名(松本・小川・新田・村上・大家・荻野・Pawson・McBride・May)を派遣した。発表論文については現地で印刷刊行したほか、概要報告が日本気象学会機関誌「天気」に掲載される予定である。●課題(3)日本・インドネシア間の研究者交流:8月に、インドネシア側分担者の代理としてSribimawatiを京都大学超高層電波研究センターならびに信楽MU観測所に招聘し、MUレーダー観測等の実地見学を行なうとともに、今後の計画推進について国内研究者を交えた詳細な議論を行なった。

また(2)に出席した研究者が、インドネシア国内の研究機関や観測施設を訪問した。●課題(4)ICEAR調査検討国際委員会:8月下旬米国での国際会議(旅費別途)、前述の(2)の前後等を利用しての国際的打合せ、さらに12月上旬東京での学術会議の会合の際に国内打合せを開催し、赤道レーダーならびにこれを支える国際赤道大気研究センター(ICEAR)の機能や基本構成を議論した。
骨軟部腫瘍のPET診断におけるFDGの集積機序の解明

本研究より、FDG PET診断の有効性と限界、そして限界を克服する新たなPET tracerの開発にFMTとcholineの可能性を明らかにした。そして骨軟部腫瘍の集積機序として神経鞘腫のような腫瘤では増大に伴う腫瘍の疎血性変化が、そして血管腫のように血管を伴って大きくなるような腫瘤では、局所的な鬱滞による嫌気性状態の変化が関与することを示した。さらに、FDGの集積に関わる解糖系の活性化を引き起こすのが、嫌気性状態であるが、その解糖系の酵素であるAMF/PHI/GPIが嫌気性状態で発現が増強することを明らかにし、これらの発現状況が転移能や予後に関与する疾患に肺癌も含まれることを示した。膵臓癌や骨肉腫、線維肉腫の実験的検討から、AMF/PHI/GPIによる刺激によってインテグリンの活性化とFIF3AとGDI-betaの発現増強がもたらされることを明らかにした。以上、本研究課題の目的は概ね達成されたが、これらの結果を基にして骨軟部悪性腫瘍の有効な診断技術の開発と転移動態の解明から有効な治療方法を見出す研究をさらに続ける必要を感じるものである。^<18>Fで標識したグルコースの誘導体であるFDGを患者に投与して、腫瘍への集積をポジトロンCT(PET)で解析するFDG-PETが骨軟部腫瘍の術前診断、特に良悪性の鑑別や転移病変の有無の検索に有用であることが着目されている。私たちの今回の研究の目的は,FDGの集積機序を解明することであり,臨床および基礎的な二つの面からアプローチした。1.臨床面からの研究成果骨軟部腫瘍で一般診療で診察治療する疾患におけるFDG-PETの有用性を確認した。悪性腫瘍の診断のsensitivityは、高いものの良性疾患にも強い集積をするものがある事が確認された。また、小数例ではあるがFDGの集積とPHIのmRNAの発現に関連がある事が判明した(発表論文1)。これらの問題点を克服する手段として、蛋白代謝を反映するmetyl-tyrosineを使ったPETを骨軟部腫瘍に適応して高い判別効果を得、臨床応用の有用性を確認した(発表論文2)。また、単一疾患をまとめて、他の画像診断とのFDGの集積の関連を調べ、血流との相関を示唆する知見を得た(発表論文準備中)。2.基礎的研究面からの成果今年度は、培養器を購入し、培養条件の設定を行った。予備的実験でFDGの集積の高い条件では転移が多くなる傾向を認めたが、有意差を得るまでには至らなかった。また、骨分化マーカーを確認した骨肉腫の同定を行い(発表論文投稿中)、実験動物におけるモデルの作成に至った。以上の結果を基に、13年度は臨床症例をふやし、その確実性を高めるとともに、実験面では、in vivoとin vitro両面から、FDGの腫瘍細胞における集積機序を検討する予定である。昨年度の報告で、骨軟部腫瘍の術前診断、特に良悪性の鑑別や転移病変の有無の検索に、^<18>F-FDGを患者に投与して、腫瘍への集積をポジトロンCT(PET)で解析するFDG-PETが有用であることを、私たちの教室で明らかにした。今回の研究は、FDGの診断における限界とその解決方法、そしてこれらに関与するファクターを検索するためにFDGの集積機序を解明することであり,臨床および基礎的な二つの面からアプローチを報告する。1.臨床面からの研究成果骨軟部腫瘍で一般診療で診察治療する疾患におけるFDG-PETの有用性と限界、そしてそれを克服するために、昨年度に蛋白代謝を反映するmetyl-tyrosineを使ったPET(FMT-PET)を骨軟部腫瘍に適応して高い判別効果を得た。今回、単一疾患であるにも関わらず、FDGの集積率にばらつきのある神経鞘腫に着目し、他の画像所見あるいはFMT-PETと比較検討することにより、腫瘍のサイズ及び血管造影の染色率と相関を認め、FDGの集積機序に低酸素状態とそれに伴う糖代謝の亢進が関与することを見い出した。(発表論文1)さらに、この研究をすすめる間に、自然に骨腫瘍が消失する機序に対する知見を得た。(発表論文2)2.基礎的研究面からの成果

昨年度購入した培養器を用いて、FDGの集積に関与する低酸素状態での細胞の転移能の変化に対する検索を行ったが、今の所有意差を認めておらず、条件設定を行っている。また、骨分化マーカーを確認した骨肉腫の同定ができ、新しい細胞株として報告した。(発表論文3)以上の結果を基に、14年度は臨床症例を増やして骨軟部の腫瘍の中で特定疾患を用いた検索と、実験面では、腫瘍細胞における増殖や運動等の形質をスクリーニングし、FDGの集積機序を検討する。昨年度までに、骨軟部腫瘍の良悪性の鑑別や転移病変の有無の検索に、^<18>F-FDGを患者に投与して、腫瘍への集積をポジトロンCT(PET)で解析するFDG-PETが有用であることを明らかにし、比較的集積率にばらつきのある神経鞘腫において、他の画像診断と比較することにより、FDGの集積機序に低酸素状態とそれに伴う糖代謝の亢進が関与することを見い出した。今回の研究では、症例を増やして今までの結果を再確認してFDGの診断における限界とその解決方法を検討した。さらに、基礎研究では、FDGの集積機序に関与する解糖系の酵素である燐酸6炭糖異性化酵素(PHI)の発現とその受容体のがん患者における発現意義の検討を行った。1.臨床面からの研究成果骨腫瘍におけるFDG-PETの良性悪性の鑑別能の限界として、良性疾患、特に骨巨細胞腫や軟骨芽細胞腫、そしてサルコイドーシスに高い集積をする疾患があることを報告した。(発表論文2)しかしながら、それを克服するために、蛋白代謝を反映するmetyl-tyrosineを使ったPET(FMT-PET)が有用であることを指摘した。(発表論文6)特に、稀にしか遭遇しない膝蓋骨の痛風においては、他の疾患からの鑑別にこれらのPETが有用であることを報告した。(発表論文3)2.基礎的研究面からの成果PHIと同一分子の自己分泌型運動因子(AMF)とその細胞表面の受容体の遺伝子の発現が肺がんの予後邸因子であり、診断的有用性を報告した。(発表論文4,5)そして、PHI/AMFの刺激運動能の発現に肝臓癌ではインテグリンの関与があることを明らかにした。(発表論文1)以上の結果を基に、15年度は臨床症例を増やして骨軟部の腫瘍の中でPETの集積の均一性が高い血管腫等の特定疾患を用いてその集積機序に対する検索と、実験面では腫瘍細胞におけるPHI/AMFの刺激伝達機序を検討する。昨年度までに、骨軟部腫瘍の良悪性の鑑別や転移病変の有無の検索に、^<18>F-FDGを患者に投与して、腫瘍への集積をポジトロンCT(PET)で解析するFDG-PETが有用であることを明らかにし、比較的集積率にばらつきのある神経鞘腫においFDGの集積機序に低酸素状態とそれに伴う糖代謝の亢進が関与すること、骨巨細胞腫や軟骨芽細胞腫、そしてサルコイドーシスに高い集積があることを見い出した。また、解糖系が活性化するときに発現が増強する自己分泌型運動因子(AMF)が肺癌、肝臓癌の悪性化に関与することを示してきた。今回の研究の成果を以下に述べる。1.臨床面からの研究成果軟部腫瘍のFDGの集積動態を検討し(発表論文4,5)、特に血管腫における集積意所を他の画像と比較することにより検討して、神経鞘腫と異なり、局所的な低酸素状態に関連することを報告した(発表論文6)。また、本研究を始めた当初からの懸案である良性疾患の鑑別能の改善にcholineを用いることの有用性を報告し、PET診断の精度の向上に寄与した(発表論文3)。2.基礎的研究面からの成果