hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
広視野Ｘ線監視による重力波源の同定及び重力波同期観測による超重力場の物理の解明

連星中性子星合体を起源とする重力波イベントGW170817とその電磁波の観測から連星中性子星合体の理解が大きく進んだ。今後の更なる観測から統計的な議論が期待されるが、方向決定精度の粗い重力波干渉計では重力波源の同定は難しい。そのため、重力波と起源がを同じで同期して発生すると考えられるショートガンマ線バーストやこれに付随する軟X線超過の観測がこれを担うことで、迅速な多波長観測を促し重力波天文学の発展の貢献を目指す。本研究では2つのアプローチからショートガンマ線バースト等の理解を目指す。(1)軟X線超過のデータ解析:Swift衛星に搭載されているX線望遠鏡で観測された赤方偏移が分かっている26イベントの軟X線超過の減光を指数関数型とべき関数型の2つのモデルを用いて系統的に解析した。べき関数型に比べ指数関数的の方が、より多くのイベント(95%)の減光を説明し得るより最もらしいモデルであることを確認した。また、モデルフィットで得られた光度と減光時定数に強い相関を確認し、暗いイベントほど放射でのエネルギーの放出効率が悪いを示唆得た。以上の成果を日本天文学会2019年春季年会において報告し、筆頭著者の論文として投稿した。(2)超小型衛星による重力波対応天体探査を目指した広視野X線撮像検出器の開発:今年度は検出器のフライトモデル相当品と衛星バスコンピュータの原理実証機との噛み合わせ試験を行い、バスから検出器へのコマンド送受信の確立や観測データの地上制御環境への送信を確認した。また検出器オンボードで生成するエネルギースペクトルの仕様検討を行った。これまでのデータ解析から短時間ガンマ線バーストと軟X線放射それぞれに対しての最適な積分時間と各々の放射の継続時間が見積もられており、これらを取得するデータ成形回路の仕様を固めた。軟X線超過の時間的振る舞いに対しての系統的な解析からそのエネルギー源は高速回転する強磁場中性子星の指数関数的な減速、あるいは形成されたブラックホールと降着円盤への飛散した物質の再降着する際のエネルギー解放で説明できる可能性があることを示した。このデータ解析に予定よりも時間を費やしており、検出器開発、特にデータ解析で得られる知見を反映するエネルギースペクトル生成ロジックは仕様を固めた段階で、FPGAへの実装には至っていない。しかし、1か月程度の時間で実装可能と見込んでいるため、研究計画に大きな変更はない。次年度打ち上げ予定であったが、JAXAからの超小型衛星の相乗り公募が出ていないため、採択期間内での衛星打ち上げ・観測は不可能な状況である。代わりに地上で可能な限りの機能検証・性能評価を行うことで実際の軌道上での運用に備える。検出器開発では未着手となっているエネルギースペクトル生成ロジックのFPGAへの実装を行う。また、撮像検出器の有効面積の測定、精密な撮像性能の確認を行い、検出器フライトモデルの機能検証・校正を行う。今年度で検出器開発を終えることを目的とする。データ解析については、軟X線超過のスペクトルに対し多温度の黒体放射モデルを用いた解析を行う。これにより、軟X線超過がコクーンと呼ばれる準相対論的な物質流からの熱放射である可能性を検討する。

次年度打ち上げ予定であったが、JAXAからの超小型衛星の相乗り公募が出ていないため、採択期間内での衛星打ち上げ・観測は不可能な状況である。代わりに地上で可能な限りの機能検証・性能評価を行うことで実際の軌道上での運用に備える。検出器開発では未着手となっているエネルギースペクトル生成ロジックのFPGAへの実装を行う。また、撮像検出器の有効面積の測定、精密な撮像性能の確認を行い、検出器フライトモデルの機能検証・校正を行う。今年度で検出器開発を終えることを目的とする。データ解析については、軟X線超過のスペクトルに対し多温度の黒体放射モデルを用いた解析を行う。これにより、軟X線超過がコクーンと呼ばれる準相対論的な物質流からの熱放射である可能性を検討する。
バンドギャップ制御を用いた新しい狭帯域f-f発光型蛍光体の物質設計

1ペロブスカイト酸窒化物固溶体CaM1-xTaxO3-xNx:Pr3+(M=ZrおよびHf、CZTON:PrおよびCHTON:Pr)について、M/TaおよびO/N比を変化させることでバンドギャップ(Eg)を制御し、近紫外領域の励起光を用いてPr3+イオンからのf-f発光の発現を検討している。今年度は、これらの系における発光特性の向上を目的に、水溶液プロセスを用いた高純度試料の合成を検討した。高純度のZrCl4およびHfCl4を出発原料に、H2O2水、NH3水、乳酸を用いて水溶性の乳酸ZrおよびHf錯体を合成し、これらを用いてアモルファス金属錯体法により試料を合成した。CHTON:Prではいずれも単相の直方晶ペロブスカイトであり、EgはHf/TaおよびO/N比の変化(x値)に対して2.45.0eVの間で系統的に変化した。x=0.35の試料において、Egは約3.0eVとなり、バンド間遷移を介した近紫外光励起によりPr3+からの赤色発光を確認した。2Eu3+を賦活することで強いf-f発光を示すCa3MSi2O9(M=Zr、Hf)をベースに、M4+→Ta5+およびO→Nのようにカチオン・アニオンを共置換したCa3M1-xTaxSi2O9-xNxを提案し、置換した窒素の2p軌道の価電子帯への寄与により、Egを3eV前後に制御したf-f発光型蛍光体の合成を検討した。錯体重合法を用いて合成した酸化物前駆体をアンモニアガス流通下、10001200°Cで窒化処理したところ、焼成温度の減少に伴い不純物であるCaTaO2N相やTa3N5相が減少し、目的相のCa3TaSi2O9-yNy相が増加することを確認した。さらに反応ガス(150ml/min)中のアンモニア/窒素のガス比率を100%から20%程度まで減少させることで、Ca3TaSi2O9-xNx相の増加と結晶性向上を確認した。同一の結晶構造を有する酸化物ー酸窒化物固溶体をホスト物質として用いることで、ホスト物質のバンドギャップ制御による励起エネルギーの長波長化に成功し、近紫外光励起によるPr3+からのf-f発光を実現した。加えて、水溶液法による合成プロセスの確立に目途が立ち、試料の高純度化に伴う発光特性の向上も期待できる。さらに学生ならびに研究協力者とも緊密に連携を進めていることから、当初の計画通りにおおむね順調に進展していると判断する。1引き続き、酸化物ー酸窒化物固溶体をベースにしたホスト物質の探索を進める。従来のペロブスカイト系に加え、パイロクロア系やシーライト系といった他の酸化物ー酸窒化物固溶体においても物質探索を行い、アニオンサイトへの窒素導入によるバンドギャップ制御法を確立し、ホスト物質のバリエーションを増やしていく。加えて、水溶液合成プロセスによる試料合成を進め、蛍光体試料の高純度化とそれに伴う発光特性の向上を目指す。2引き続き、カチオン・アニオン共置換系Ca3Hf1-xTaxSi2O9の合成を検討し、近紫外光励起のよる賦活したランタノイドイオンからのf-f発光の実現を目指す。焼成時の窒素導入法として、従来のアンモニアガスによる窒化処理に加えて、炭化窒素を用いた窒化処理も検討し、試料の窒化度を精密にコントロールすることで目的物質の単相化を実現する。

錯体重合法を用いて合成した酸化物前駆体をアンモニアガス流通下、10001200°Cで窒化処理したところ、焼成温度の減少に伴い不純物であるCaTaO2N相やTa3N5相が減少し、目的相のCa3TaSi2O9-yNy相が増加することを確認した。さらに反応ガス(150ml/min)中のアンモニア/窒素のガス比率を100%から20%程度まで減少させることで、Ca3TaSi2O9-xNx相の増加と結晶性向上を確認した。同一の結晶構造を有する酸化物ー酸窒化物固溶体をホスト物質として用いることで、ホスト物質のバンドギャップ制御による励起エネルギーの長波長化に成功し、近紫外光励起によるPr3+からのf-f発光を実現した。加えて、水溶液法による合成プロセスの確立に目途が立ち、試料の高純度化に伴う発光特性の向上も期待できる。さらに学生ならびに研究協力者とも緊密に連携を進めていることから、当初の計画通りにおおむね順調に進展していると判断する。1引き続き、酸化物ー酸窒化物固溶体をベースにしたホスト物質の探索を進める。従来のペロブスカイト系に加え、パイロクロア系やシーライト系といった他の酸化物ー酸窒化物固溶体においても物質探索を行い、アニオンサイトへの窒素導入によるバンドギャップ制御法を確立し、ホスト物質のバリエーションを増やしていく。加えて、水溶液合成プロセスによる試料合成を進め、蛍光体試料の高純度化とそれに伴う発光特性の向上を目指す。2引き続き、カチオン・アニオン共置換系Ca3Hf1-xTaxSi2O9の合成を検討し、近紫外光励起のよる賦活したランタノイドイオンからのf-f発光の実現を目指す。焼成時の窒素導入法として、従来のアンモニアガスによる窒化処理に加えて、炭化窒素を用いた窒化処理も検討し、試料の窒化度を精密にコントロールすることで目的物質の単相化を実現する。
eポートフォリオ学習過程におけるルーブリック評価を用いた時系列的学習支援

eポートフォリオを利用した学習は,学習過程において高度な学習スキルを必要とすることから,大学初年次の学習者には適切な学習支援が必要である.多様な学習者ひとりひとりに対して適切に学習支援を行うために,時系列で学習者の状況を把握し,状況に合った支援を設計する必要がある.本年度は,(1)eポートフォリオを利用した学習における学びの状態を把握するためのチェックリストのレビューと開発,(2)S-P表分析を利用した学習状況が同一の学習グループ構成手法のレビューと開発,の2点に注力した. (1)に関しては,eポートフォリオを利用した学習における学びの状態を把握するためのチェックリスト案を作成し,eポートフォリオを活用する授業において,学習者にチェックリストを使用してもらい改訂を行った.(2)については,チェックリストの結果からS-P表分析によって同一の状況と予想される学習者群に分ける手法を考え,分類について他の共同研究者と検討した.学習者の分類について想像以上に困難を極め,学習者の状況の分類手法について文献調査も並行して行った.eポートフォリオを利用した学習は,学習過程において高度な学習スキルを必要とすることから,大学初年次の学習者には適切な学習支援が必要である.さらに,eポートフォリオ学習過程に必要なスキルを向上させる学習支援を多様な学習者ひとりひとりに適切に行うために,学習スタイル調査結果に加え,各学習者の講義回途中のルーブリック評価得点と各評価項目の得点率の傾向とから学習者を分類(S-P表分析)し,分類された各群の学習者にとって適切な学習支援の手法を明らかにする必要がある.分類に使用するS-P表は1(正解)と0(不正解)の2値で構成されるため,ルーブリックの評価レベルにあわせたものへの拡張について検討を行った.残念ながら確定的なS-P表分析手法を確立するまでには至らなかったため,次年度も引き続き手法確立に向け研究を進める.また,分析処理の自動化を行うためにシステムから得られるデータに対して一括してS-P表分析を適用できるよう分析手法を開発し検討を行った.さらに,ポートフォリオシステムで動的に学習者にあわせたページを表示するために学習者の活動変化を検知するための検討を始めた.1年目で,ルーブリック表のS-P表分析を確立し,システム化までを計画していたが,ルーブリック表のS-P表分析に取り組み,いくつかの問題に直面し,確立に至らなかった.また,システム化に向け,ログデータをもとに自動的に学習者の変化を検知し,学習支援する仕組みのために分析手法および検知手法の検討を行うに留まったため,進捗としては遅れていると判断している.eポートフォリオを利用した学習は,学習過程において高度な学習スキルを必要とすることから,大学初年次の学習者には適切な学習支援が必要である.多様な学習者ひとりひとりに対して適切に学習支援を行うために,時系列で学習者の状況を把握し,状況に合った支援を設計する必要がある.本年度の成果は,(1)eポートフォリオを利用した学習における学びの状態を把握するためのチェックリストの開発,(2)S-P表分析を利用した学習状況が同一の学習グループ構成手法を開発,(3)(2)の学習グループを構成するためのシステム開発,の3点に注力した.(1)に関しては,eポートフォリオを利用した学習における学びの状態を把握するためのチェックリストの開発に着手し,eポートフォリオを活用する授業において,実際にチェックリストを公開し,学習者にチェックリストを使用してもらう実践を行った.また,チェックリストはルーブリック開発の初期段階と位置づけており,チェックリストの改善およびルーブリックへの拡張を検討した.(2)については,チェックリストの結果から学習者の状況を把握するためにS-P表分析を利用するため,S-P表分析によって同一の状況と予想される学習者群に分ける手法について検討した.通常のS-P表とは異なり,ルーブリックでは,いくつかのレベル値での入力となるため,順序尺度を扱ったS-P表の構成手法,およびグループ化手法について検討し,仮の方針を決定した.(3)については,S-P表分析による学習者のグループ化を容易にするため,システム開発に着手し,システムとして,学習者の入力にあわせて動作するよう,LMSに入力されたルーブリック評点をもとに動作するシステム構成についても検討した.学習者の状況に合わせて,どのような支援を行うかの文献調査も並行して行った.eポートフォリオを利用した学習における学びを測定するルーブリック表を構成するための初期段階として,チェックリストを開発し,授業実践したが,結果を発表するまでに至っていない.また,LMSの入力をもとにS-P表分析を実行するための仮システムを開発したが,形成的評価を行い,改善するに至っておらず,こちらも成果を発表するまでに至っていない.以上のことから,進捗は遅れていると判断した.eポートフォリオを利用した学習は,学習過程において高度な学習スキルを必要とすることから,大学初年次の学習者には適切な学習支援が必要である.多様な学習者ひとりひとりに対して適切に学習支援を行うために,時系列で学習者の状況を把握し,状況に合った支援を設計する必要がある.本年度は,(1)eポートフォリオを利用した学習における学びの状態を把握するためのチェックリストのレビューと開発,(2)

S-P表分析を利用した学習状況が同一の学習グループ構成手法のレビューと開発,の2点に注力した. (1)に関しては,eポートフォリオを利用した学習における学びの状態を把握するためのチェックリスト案を作成し,eポートフォリオを活用する授業において,学習者にチェックリストを使用してもらい改訂を行った.(2)については,チェックリストの結果からS-P表分析によって同一の状況と予想される学習者群に分ける手法を考え,分類について他の共同研究者と検討した.学習者の分類について想像以上に困難を極め,学習者の状況の分類手法について文献調査も並行して行った.早々にルーブリック表のS-P表分析を確立するとともに,学習者の活動変化を検知する仕組みを確立する.具体的には,S-P表分析により自動的に学習者を分類する処理を確立するとともに,学習ログから主成分を生成し主成分の値変化から学習者の行動変化を検知する仕組みについても確立する.分類後の各学習者群に対してどのような学習支援が適切か至急検討が必要となる.その次のステップとして,学習者群ごとに独立な学習支援を行うためのシステムを動かし,ルーブリック評価結果をもとに学習者を分類するシステムのシステム設計および開発を行う.確認した学習支援手法を全学習者に適応し,講義後の分析においてルーブリック評価結果をもとに分類した学習者群ごとに学習支援手法の効果を検証する.さらに,学習者群のみに適応する学習支援手法の検討および授業設計を行う.eポートフォリオを利用した学習における学びを測定するチェックリストを開発し,授業実践した結果について早急に発表を行い,公表する.また,チェックリストの改善およびルーブリックへの拡張を進め,授業実践を行う.ルーブリックの入力結果をLMS経由で取得し,学習者を自動的にグループ化するシステムの開発を完了し,学習者グループごとにどのような学習支援が必要か,先行研究の事例をもとに授業実践を行う.当初のS-P表分析処理のシステム化およびシステム開発が遅れており,残が生じた.チェックリストの開発および実践を行った成果を国際会議にて発表予定であったが発表に至っていないため,残が生じた.現在,研究発表を計画中であり,執行の見込みである.次年度予算については,システム開発に関する発表およびシステムを利用した教育実践について発表予定である.平成29年度においてシステム化およびシステム開発を確実に実行し,使用する計画である.
位置照合用コーンビームCTを利用した適応放射線治療の開発

kV-CBCTのシミュレーションは測定値と10%以内で一致した.またkV-CBCTは診断用CTに比べ,実効エネルギーが低く,またX線出力が低かった.画質改善ではファントム実験において,均一性,CNRの改善が見られた..一方で,空間分解能はあまり変化しなかった.人体においても,画質改善が見られたものの,同様の処理を別の患者において,適応した場合,逆に画質が低下する症例があった.これは症例により,散乱線成分が大きく変化していることに起因している.よって今後の課題として,より多くの症例を収集し,散乱線計算を行い,多くの患者に適応可能な画像フィルタの開発が必要であることがわかった.1.コーンビームCTのモンテカルロシミュレーションによるビームモデリングkV-CBCTのヘッド構造はEGSnrc/Beamnrcモンテカルロシミュレーションコードを用いてモデリングした.OBIにおいては,PDDは計算値と測定値は3%以内で,OCRは5%以内で一致した.同様にXVIにおいては,PDDとOCRはともに10%以内で一致した.XVIにおいては,OBIに比べて計算値と測定値の差が大きくなった.半価層はOBI 125 kVで4.8 mm,XVI 120 kVで7.2 mmであり,診断用CTでは80 kVで6.3 mm, 100 kVで7.7 mm, 120 kVで8.7 mmであった.この結果より,kV-CBCT,特にOBIは診断用CTに比べて,実効エネルギーが低いことがわかった.よって,kV-CBCTの画質改善にはエネルギーが低いことによるカッピングの補正と散乱線の影響を除去することが必要である.今後の研究では散乱線の影響をモンテカルロシミュレーションで詳細に分析し,それに基づいたフィルタリング処理を作成する予定である.2.コーンビームCT画像の散乱線除去法の開発現在,OBI及びXVIの検出器をモデリングし,CBCT画像における散乱成分の計算を行っている.また,並行して,CBCT画像の再構成プログラムも作成中である.2.コーンビームCT画像の散乱線除去法の開発前年度の研究によりコーンビームCTは診断用CTに比べ,実効エネルギーが低いことが,散乱線を発生させる要因となっていることがわかった.今年度は入射X線の実効エネルギーを上げるために必要な付加フィルタ厚の最適化を行い,付加フィルタとして2mm厚のAlが必要であることがわかった.またCBCTは診断領域に比べ,撮影条件の最適化がなされていないため,コーンビームCTおよび診断用CTの線量測定を行い,撮影条件の最適化を図った.3.画像再構成法の開発前年度に引き続き,CBCT画像における散乱線成分の計算を行っている.計算が終了した腹部領域においては,人体からの散乱線に加え,寝台からの散乱線が大きな影響を及ぼしていることがわかった.散乱線を除いた理想投影像を用いた逐次近似再構成法に関しては,再構成の際に用いる画像フィルタの作成まで終了し,引き続き,再構成法の最適化を行う.初期予定であるコーンビームCTの散乱線除去法の開発に関しては,散乱線除去フィルタに加え,撮影条件の最適化を行った.各部位の計算に時間がかかり,部位ごとの最適化に関しては,現在も行っている.一方で,平成28年度の目標である線量分布計算を先行して行い,総合的にはおおむね順調に進展している.2.モンテカルロシミュレーションを用いた散乱線除去法の開発:モンテカルロ法により,1次線と散乱線の分離を行い,頭部,胸部,腹部撮影における散乱成分の抽出を行った.また撮影範囲に対して,治療用ベッドが占める範囲が大きい胸部,腹部撮影では,モンテカルロシミュレーション内で治療用寝台を作成し,寝台からの散乱線成分の計算も行った.加えて,機器で初期値に設定されている撮影条件では,X線の実効エネルギーが低いため,診断用X線に比べて多くの散乱線が発生していることが明らかとなった.よって,診断用X線に近いエネルギーにするため2mm厚のアルミニウムを付加した.一方で,デフォルトの条件と異なる管電圧,管電流,ボウタイフィルタでは撮影条件による散乱線の変化が大きいため,デフォルト条件での散乱線成分を減算した場合,反対に画質が低下することがあった.3.散乱線除去法と逐次近似法を併せた画像再構成法の開発:逐次近似再構成法に2の散乱成分を減算して求めた1線画像を組み合わせることで,画質の向上を図った.ファントムでは画質向上が見られた.特に均一性は元のCBCT画像に比べて大きく向上した.一方,人体においては患者間で画質の変化が激しく,症例によっては画質が低下するものもあった.今後の課題として,より多くの症例を集め,多くの患者に適応可能なフィルタの開発が必要であった.加えて,本手法は散乱線成分を減算するものであるため,管電流が低い場合は,ノイズの増加が顕著であり,撮影した管電流による散乱線成分の増減を考慮する必要があった.4.画質改善したコーンビームCTによる適応放射線治療への応用:ファントムにおいては,CBCT画像に比べて,CT値の安定性の向上が見られた.またこれにより,CBCTでは低下した線量計算精度も向上した.一方で人体では3で述べたように患者間での変化があり,十分な計算精度を得るためには,フィルタの改良が必要であった.kV-CBCTのシミュレーションは測定値と10%以内で一致した.またkV-CBCTは診断用CTに比べ,実効エネルギーが低く,またX線出力が低かった.画質改善ではファントム実験において,均一性,CNRの改善が見られた..一方で,空間分解能はあまり変化しなかった.

人体においても,画質改善が見られたものの,同様の処理を別の患者において,適応した場合,逆に画質が低下する症例があった.これは症例により,散乱線成分が大きく変化していることに起因している.よって今後の課題として,より多くの症例を収集し,散乱線計算を行い,多くの患者に適応可能な画像フィルタの開発が必要であることがわかった.初期目標である,CBCTのモデリングに関しては予定通り終了した.またCBCTの散乱線成分の計算に関しては,予測より計算時間がかかってはいるが,おおむね順調に計算を行っている.ファントムを用いた基礎的実験も散乱線の計算が終わり次第,計算できるように画像の取得等は終了している.一方,平成27年度の目標である画像再構成プログラムの作成を,散乱線の計算と平行して行っており,総合的にはおおむね順調に進展している.今後の研究課題も申請書の計画通りに行っていく予定である.また,散乱線除去に関しては撮影条件の最適化が必要であり,診断用CTとの比較に重点を置いて研究を行っていく.今後の研究課題も申請書での計画通りに行っていく予定である.また散乱線の計算時間がかかっていることに関しては,PCの数を増やして,対応する予定である.当初購入予定であった蛍光ガラス素子に関しては,コンピュタによる線量計算および線量計にて代用可能であったため,購入を見送った.そのため,次年度使用額が生じた.購入予定であったソフトウェアにおいて,当該研究に関わる大きな変更がなかったこと,また散乱線計算後に購入予定のソフトウェアを使用する予定であり,今年度はその必要性がなかったため,ソフトウェア購入を次年度へ見送り,次年度使用額が生じた.モンテカルロ計算に時間がかかるため,今年度もPCのの追加購入を予定している.また成果発表のため,旅費への予算の振り分けも検討している.今年度,散乱線の計算が終わり次第,本研究課題が次のステップへと進むため,購入する予定であったソフトウェアを購入する予定である.一方,計算時間短縮のため,PCの追加購入にも予算を振り分ける予定である.
CeB6秩序相の研究

1.Ce_<0.99>La_<0.01>B_6の多結晶試料を作製し,これに原子炉で中性子を照射して, ^<139>La(nγ)反応により半減期40.3時間の親核^<MO>Laを結晶中に生成させ,この^<140>Laがβ崩壊してできる140^<140>Ceの2083KeV励起状態を中間状態とするγ線摂動角相関(PAC)を,京大原子炉実験所の4カウンターPAC測定システムを用いて測定した.液体窒素温度での測定より,角相関は, Ce4fスピンの常磁性スピン緩和によると考えられる指数函数型の減衰を示すことが明らかになった. Ce3価のOrbital Hyperfine Fieldを0.95MOeを1μ_Bとすると,この減衰定数よりCeの4fモーメントの緩和率は温度に直して約13kと評価される.これは以前の中性子準弾性散乱の結果ともよく一致しており,上記考えの妥当性を支持している.なお以上の実験から,中性子の照射に伴い, ^<142>Ceが放射化して^<143>Ceが生成し,スペクトロメーターの分解能との関係でこの^<143>Ceの放出するγ線が大きなbackground noiseとなることが判明した.2.上記の問題を解決するため, ^<140>Ceを濃縮した^<140>CeO_2(アメリカ,オークリッジ国立研究所製)を原料に用いて試料を作製し,同様の実験を行なった.濃縮前の原料に含まれており, ^<140>CeO_2を濃縮する過程で同時に濃縮されたと考えられる極く微量(推定約0.05%)の^<151>Eu等が,その極めて大きい放射化断面積のゆえに中性子の照射によって新たなbackground noise源となることが判明した.しかしこの問題は,照射後1週間程経過すれば半減期の違いにより自然に解決されることが,実際の測定より明らかになった.3.予測していなかった上記の困難と,実験を他大学の研究所の共同利用に依存しているという制約のために, 4重極秩序を検証するためのヘリウム温度領域での測定には到らなかった.今後は,今回の成果をもとに長時間の照射後1週間程放置して, background noiseが少なくしかも線源は十分に強い状態で測定することを計画している.1.Ce_<0.99>La_<0.01>B_6の多結晶試料を作製し,これに原子炉で中性子を照射して, ^<139>La(nγ)反応により半減期40.3時間の親核^<MO>Laを結晶中に生成させ,この^<140>Laがβ崩壊してできる140^<140>Ceの2083KeV励起状態を中間状態とするγ線摂動角相関(PAC)を,京大原子炉実験所の4カウンターPAC測定システムを用いて測定した.液体窒素温度での測定より,角相関は, Ce4fスピンの常磁性スピン緩和によると考えられる指数函数型の減衰を示すことが明らかになった. Ce3価のOrbital Hyperfine Fieldを0.95MOeを1μ_Bとすると,この減衰定数よりCeの4fモーメントの緩和率は温度に直して約13kと評価される.これは以前の中性子準弾性散乱の結果ともよく一致しており,上記考えの妥当性を支持している.なお以上の実験から,中性子の照射に伴い, ^<142>Ceが放射化して^<143>Ceが生成し,スペクトロメーターの分解能との関係でこの^<143>Ceの放出するγ線が大きなbackground noiseとなることが判明した.2.上記の問題を解決するため, ^<140>Ceを濃縮した^<140>CeO_2(アメリカ,オークリッジ国立研究所製)を原料に用いて試料を作製し,同様の実験を行なった.濃縮前の原料に含まれており, ^<140>CeO_2を濃縮する過程で同時に濃縮されたと考えられる極く微量(推定約0.05%)の^<151>Eu等が,その極めて大きい放射化断面積のゆえに中性子の照射によって新たなbackground noise源となることが判明した.しかしこの問題は,照射後1週間程経過すれば半減期の違いにより自然に解決されることが,実際の測定より明らかになった.3.予測していなかった上記の困難と,実験を他大学の研究所の共同利用に依存しているという制約のために, 4重極秩序を検証するためのヘリウム温度領域での測定には到らなかった.今後は,今回の成果をもとに長時間の照射後1週間程放置して, background noiseが少なくしかも線源は十分に強い状態で測定することを計画している.
細胞内鉄濃度を制御する転写因子の鉄センシング機構と転写活性化機構

出芽酵母において、鉄代謝機構の制御に関わる遺伝子群の発現を鉄の必要量に応じて制御する転写因子Aft1の細胞内鉄濃度のセンシング機構の解明を目指して研究を遂行し,以下の結果を得た。1.鉄によるAft1の核外移行制御機構の解析Aft1の核内移行担体であるPse1の温度感受性株を用いた核外移行アッセイを行うことにより,Aft1の鉄による転写活性化能の制御に核外輸送制御が重要であることが判明した。これと一致して、前年度にAft1の核外輸送担体であることが明らかになったMsn5とAft1が鉄存在下では結合するが,鉄欠乏状態では結合しないという観察結果を得た。また,両者の相互作用に必要なAft1配列内の領域の同定がほど完了したので,この領域でのMsn5との結合に対する鉄の影響を観察中である。2.Aft1の活性に影響を与える新たな因子の同定とその機能の解析鉄によるAft1の活性制御はMsn5との相互作用の制御以外の制御も存在することが明らかになり,その制御に関与する因子の同定を行った。同定された因子のなかにはその配列の相同性より推察される機能がAft1に鉄を運搬するあるいはAft1への鉄の結合に利用されると考えられるような遺伝子が存在しており,その機能の解析を行っている。3.Aft1の鉄の結合能の解析Aft1の大量精製は困難であったが,Aft1に高い相同性を示し,Aft1と同じ核移行担体・核外移行担体と相互作用すると考えられるAft2の大腸菌での大量精製に成功し,結合様式を分光学的に解析した結果,鉄の結合を示唆するようなシグナルが観察されたが,非常に微弱なシグナルであった。この結果より,精製されたAft2蛋白質はアポ型が大半であると考えられたため,より多くのホロ型が得られる条件の検討中である。出芽酵母において細胞内鉄濃度を感知すると考えられる転写因子AFT1の鉄センシング機構の解明を目指して、その制御モードの解析を行った。C末端にHAタグを導入し、野生型と同じ表現型を示すAFT1を発現している株を培養液の鉄濃度を変化させて培養し、AFT1のmRNA量と蛋白量を測定した。AFT1のmRNA量も蛋白量も鉄の存在量に関わらず一定であることが観察され、AFT1の鉄による活性制御にAFT1蛋白質の合成、分解が関与していないことが判明した。また、AFT1の機能ドメインの解析はその制御機構の解明に有用な知見を与えると考えられるため、AFT1のDNA結合ドメインと転写活性化ドメインを明らかにした。DNA結合ドメインは部分欠失変異をin vitroの転写・翻訳により作製し、その産物のDNA結合能をゲル・シフト法により同定した。その結果、AFT1の中央からN末端側の塩基性アミノ酸が多く存在する領域(アミノ酸103-280内の領域)がAFT1のDNA結合に必要であることが判明した。転写活性化ドメインはGAL4のDNA結合ドメインとAFT1の部分欠失変異との融合蛋白質の転写活性化能をGAL4結合配列を上流に持つレポーター遺伝子の発現を測定することにより決定した。その結果、C末端側のアミノ酸413-573内の領域が転写活性化に必要であることが判明した。鉄センシングに関わる可能性のある領域に関しては特にシステインとヒスチジンに注目しそれぞれをアラニンに置換した変異体を構築し、その活性に与える影響を観察した。その結果、N末端に多く存在するヒスチジンとアミノ酸291,293のシステインが鉄のセンシングに重要な役割を果たしていることが明らかになった。AFT1のmRNA量と蛋白量は鉄の存在量に関わらず一定であり、AFT1の鉄による活性制御にAFT1タンパク質の合成、分解が関与していないことが判明した。そこで我々はAFT1の細胞内局在に注目し、鉄濃度の変化によるAFT1の局在を間接蛍光抗体法により観察した。その結果、鉄濃度に関わらず恒常的に転写を活性化する変異をもつ変異体AFT1-1upが核に局在するのに対し、野生型AFT1は鉄欠乏下でのみ核に局在し、鉄過剰下では核外に輸送されることが判明した。AFT1配列の中にロイシン・リッチ核外移行シグナルと思われる配列が存在し、そのロイシンをアラニンに変化させることにより鉄が過剰に存在しても核に局在したままになりAFT1の標的遺伝子の転写が活性化されたままになるという結果を得た。ロイシン・リッチ核外移行シグナルを認識し核外移行を行う輸送担体はCRM1であると考えられるので、鉄の存在量によるAFT1とCRM1との相互作用の変化を現在検討中である。また、核移行シグナルの同定も行い、AFT1のアミノ酸配列内の塩基性に富む領域の一部が核移行シグナルとして働くことを見いだした。この核移行シグナルは最も一般的な核移行の輸送担体複合体importinα/β(Srp1/Rsl1)によってではなく、ribosomal RNAの核移行の輸送担体として同定されたPse1によって認識されることが種々のimportinファミリーの変異株を用いることにより判明した。鉄濃度変化によるでAFT1とPse1との相互作用の変化もAFT1の鉄による活性制御に関与している可能性が感がえられるため、この点についても現在検討中である。

(1)invivoで観察されたAft1蛋白質のDNA結合能の制御モードの解析出芽酵母において細胞内鉄濃度を感知すると考えられる転写因子Aft1の鉄センシング機構の解明を目指して、その制御モードの解析を行った。鉄によるAft1の転写活性制御にはAFT1転写活性化ドメインの活性化能やAft1蛋白質の合成、分解は関与せず、Aft1蛋白質の細胞内局在の変化によることが示唆された。すなわちAft1蛋白質は鉄欠乏下でのみ核に局在し、鉄過剰下では核外に輸送される。さらに核外移行を阻害する変異によりAft1は鉄濃度によらず恒常的に転写を活性化するため、Aft1蛋白質の核・核外移行の制御が鉄によるAft1の転写活性制御に重要であると考えられた。(2)Aft1蛋白質の核・核外移行機構の解析(1)の結果をもとに、Aft1蛋白質の核・核外移行機構の解析を行った。Aft1蛋白質の核・核外移行の制御に関与する核移行シグナル(NLS)の同定を行い、Aft1のアミノ酸配列内に2カ所それぞれが独立して働くNLSを見いだした。このNLSは塩基性アミノ酸とプロリンを多く含み、最も一般的な核移行の輸送担体複合体importinα/βによってではなく、ribosomal RNAの核移行の輸送担体として同定されたPse1によって認識されることが種々のimportinファミリーの変異株を用いた局在の観察により判明した。さらにAft1とPse1とが直接相互作用すること、その相互作用がGTP結合型の低分子量G蛋白質のRanにより解離することが確認された。核外移行に関しては従来からよく知られているロイシン・リッチ核外移行シグナル(NES)に類似性を有する配列を見出し、その変異が核外移行を阻害することを明らかにした。しかしながら、この領域のみで核外移行シグナルとして機能しないことが判明したため、さらに解析を進めている。出芽酵母において、鉄取り込み機構に関わる遺伝子群の発現を鉄の必要量に応じて制御する転写因子Aft1の細胞内鉄濃度のセンシング機構の解明を目指し、細胞内鉄濃度の変化がAft1の転写活性化能調節のどの段階に影響を及ぼしているか、またそのセンシングが行なわれている細胞内部位の同定、Aft1への鉄結合の有無、その存在様式の解析を含めたAft1蛋白質への鉄が及ぼす構造変化の同定を試みた。その結果、Aft1蛋白質の転写活性化能の鉄による調節は、転写活性化部位の修飾などによる活性化能の変化やAft1蛋白質の存在量の変化によるものではなく、Aft1蛋白質の細胞内局在の変化がAft1の転写活性制御に重要であることを明らかにしてきた。さらにAft1の核内移行担体がPse1、核外移行担体がMsn5であることを明らかにし、これらとAft1との相互作用を検討したところ、Aft1とPse1との相互作用は鉄に影響されず、Msn5とAft1間の相互作用は鉄により制御されているという予見が得られた。これと一致して、培地への鉄の添加によってAft1の核外移行が促進されることが観察された。したがって、鉄濃度の変化によって惹起されたAft1の構造変化が核外輸送担体とAft1との相互作用の強さに影響を与えていることが考えられるため、現在どのような構造変化が関与しているかを検討している。またこの制御とは別に、Aft1蛋白質の制御下にある遺伝子群の転写活性化へのヘムや鉄・硫黄クラスターの影響を検討した結果、Aft1蛋白質による転写調節に必要とされる転写メディエーターの機能制御にヘムが必要とされることが判明した。
転写因子による糖転移酵素遺伝子群の統括制御と癌細胞の糖鎖修飾の調節

本年度の研究実施計画に基づいて研究を行い、以下の新しい知見が得られた。1)Ets-1のアンチセンス遺伝子を導入したヒト癌細胞と対照細胞から細胞膜糖タンパク質を調製し、種々のレクチンを用いて糖鎖構造を解析したが顕著な変化は見られず、この方法では解析が困難であると考えられた。そこで、Ets-1の発現を抑制することが知られているプロテインキナーゼCの阻害剤スタウロスポリンでヒト大腸癌細胞SW480を処理すると、分子量90K-135Kの糖タンパク質で高分岐糖鎖の生合成やガラクトシル化が抑制されていた。2)SW480をスタウロスポリンで処理すると、β-1,4-GalT Vや糖鎖の高分岐化を作り出すGnT Vの遺伝子発現が対照に比べて30-40%低下していた。3)レクチンブロット解析の結果では、糖鎖の変化が90K-135Kの糖タンパク質で見られたことから、フィブロネクチンレセプターの糖鎖修飾も変化している可能性が考えられた。そこで、スタウロスポリン処理によるSW480細胞のフィブロネクチンへの接着性を解析した。その結果、スタウロスポリンで処理した細胞は対照細胞に比べて、フィブロネクチンへの接着性が最大で2倍増大しており、正常細胞で見られるようにフィブロネクチンへの接着性が増強されていた。以上の知見から、癌細胞において高分岐糖鎖を作り出すGnT Vとβ-1,4-GalT Vを同時に制御して、癌細胞に特徴的な糖鎖の合成を抑制し、細胞の機能を正常へと導くことが可能であると考えられる。1)ヒト神経芽細胞腫SH-SY5YからPCR法によりEts-1遺伝子を単離し、これをpcDNA3.1に繋ぎ発現プラスミドを作製した。この発現プラスミドをEts-1の発現が低いヒト肺癌細胞A549に導入して2日後に細胞を集め、ノーザンブロットによりβ-1,4-ガラクトース転移酵素(β-1,4-GalT)V遺伝子の発現動態を解析した。その結果、対照に比べてEts-1遺伝子を導入すると、N-アセチルグルコサミン転移酵素(GnT)V遺伝子の場合にも見られたようにβ-1,4-GalTV遺伝子の発現が4倍増大することを見出した。2)実際の癌細胞において、Ets-1がβ-1,4-GalTVの遺伝子の発現制御を担っているかどうかを調べるために、ヒト胎盤ゲノムライブラリーからβ-1,4-GalTV遺伝子のプロモーター領域を単離し、ルシフェラーゼアッセイにより解析した。Ets-1遺伝子の発現が低いA549細胞にEts-1遺伝子を導入すると、対照に比べて2倍高いプロモーター活性が得られた。一方、Ets-1遺伝子の発現が高いヒト肝癌細胞HepG2に転写活性化領域を欠損したドミナントネガティブEts-1遺伝子を導入すると、対照に比べて著しくプロモーター活性が抑制された。同様の結果は幾つかの癌細胞を用いた場合にも見られたことから、Ets-1によるβ-1,4-GalTV遺伝子の発現制御は癌細胞において普遍的な現象であると考えられた。以上の結果から、糖鎖の高分岐化を作り出すGnTVとβ-1,4-GalTVはEts-1による制御を受けて、癌細胞に特徴的な高分岐化糖鎖を合成していると考えられる。
双極性障害における白質障害の解明と早期診断にむけた有用性の検討

本研究は双極性障害の白質変化をとらえることで病態を探求し,光トポグラフィーと併せて早期診断のバイオマーカーとなり得るかという目的の下で開始された。当該年度は前年度に引き続き双極スペクトラム障害および双極性障害の症例を募集したが目標症例数を下回った。本研究の準備段階で得られた症例を含め双極スペクトラム障害患者16例および双極性障害患者18例に両者の白質構造に相違認められるか拡散テンソル画像を関心領域の設定による解析および全脳によるtractbased spatialstatistics(TBSS)法により比較検討を行った。その結果,全脳解析(TBSS)の結果では白質の異方性を示すFA値の検討では上縦束および前部帯状束におけるFA値が双極スペクトラム障害群に比して双極性障害群で低値の傾向を認めたがその他の部位で有意差は見られなかった。前視床放線のROI解析では平均FA値や繊維のVolumeは健常群と比べて両群とも有意に低下していた。症例も少なく,Ghaemiの提唱した双極スペクトラム障害に潜在的な双極性障害患者が含まれていた可能性もあるものの。双極スペクトラム障害は双極性障害と白質変化を見る限り同様の変化が見られ,類似した病態である可能性が示唆された。この結果は次年度の日本精神学会で発表する予定であり,同時に英語論文として投稿する予定である。今後の展望としてより進んだ脳画像解析や誰にでもわかりやすく可視化することが必要であり,Voxel Based Morphometry(VBM)を用いた白質および灰白質の形態学的解析やネットワーク解析による相違も検証したいと考えている。本研究は光トポグラフィー検査および臨床的診断において双極性障害あるいは双極スペクトラム障害の患者を対象としているが,症例のリクルートおよび同意取得に難渋している。一つの要因としては光トポグラフィー検査は受けてもMRI検査にはつながらない症例が多いことや,MRI検査を希望しても光トポグラフィー検査を受けていない症例が多い。研究施設内での周知がなされていないことに起因するものであり,再度カンファレンスの開催などで研究内容の説明を行う必要がある。また同意が得られた症例は双極スペクトラム障害に合致する症例が多くを占めており,典型的な双極性障害の症例に対して今まで以上に工夫をして同意取得を目指す。得られた画像から白質変化をとらえる解析は限定された症例の中で行っているが,当初予定していたよりも解析時間を要し,解析後の検討でも症例が少ないこともあり有意差の見られる部位が少なく。また有意差の見られる部位を脳アトラス上でうまく描出することに難渋している。当該年度の研究進捗では結果の意味づけが難しい段階であると判断している。症例のリクルートのため,現在の病院のホームページ掲載のみならず,院内掲示や医局や連携施設の協力を最大限得ることを考えている。これまでに集積したデータとあわせて,健常群,双極性障害あるいは双極スペクトラム障害群は15-20例は確保されていることを踏まえ,拡散テンソル画像の解析について,局所解析であるROI法や全脳解析であるTract Based Spatial Statictics( TBSS )法によって統計学的検討をするとともに新たな解析法や結果をわかりやすく脳のマップに表示すことも必要である。そのため,本年度より先端バイオイメージング支援プラットフォームAdvanced Bioimaging Support Platform (ABiS)拡散MRI解析支援拠点に申請をして支援を受けることになった。このような支援体制の中で研究結果を誰にでもわかるように可視化して英語論文としてまとめることに力点を置く。うつ病と双極性障害を臨床的に早期に鑑別することは重要である。光トポグラフィー検査はその鑑別に有力な検査と言われているが、診断の精度には検証が必要であり、空間分解能の問題から細かな病理学的背景を捉えることが難しい。気分障害特に双極性障害は脳のネットワークの接続が障害されていると言われており,われわれは拡散テンソルというMRIの検査技法を用いて脳内の神経線維連絡の変化をとらえ,病気のメカニズムや光トポグラフィー検査と組み合わせることによって診断および今後の治療にどのくらい有用であるかを研究した。本年度はMRI脳画像研究の動向から、当初予定していた拡散テンソル画像に加えて形態学的な変化をとらえ、最終的にネットワーク解析が出来るよう3D画像も同時に撮像することで最新のMRI解析手法に対応できるようMRI検査手順の修正を議論した。加えて明かな双極性障害よりも双極性素因を有するbipolarspectrum disorder(双極スペクトラム障害)(Ghaemiら)に該当する患者が多く。まずは双極性障害と双極スペクトラム障害の間に白質繊維の連絡性に相違が見られるかを、研究の第一段階の目標と設定しその後研究対象を大うつ病性障害にまで広げ、双極スペクトラム障害がうつ病あるいは双極性障害のどちらかに近い病態であるのかを検討することが重要であると考えた。本年度は次年度以降につながる綿密な研究計画および放射線科との調整に多くの時間を費やした。そのためMRI施行症例は少数に留まったが、研究計画をアップデートすることで最新の研究成果が得られるものと確信している。研究自体は早期にスタートできるものと考えていたが、当初予定していた拡散テンソル画像に加えて形態学的な変化をとらえ、最終的にネットワーク解析が出来るよう3D画像も同時に撮像することで最新のMRI解析手法に対応できるようMRI検査手順を修正するなどして放射線科とMRI検査プロトコールの確認や検査枠の調整が必要となった。病院内のMRIはさまざまな科の臨床診断のためにフル稼働しており検査枠は研究をスタートしてみないとわからない部分が多々存在した。

また双極性障害の症例は予想していたよりも少なく、対象を双極スペクトラム障害まで広げることでようやく対象症例が広がった。被検者謝金の設定や研究参加者のあらゆる手段でのリクルートに時間を要してしまい、本格的に開始可能となったのは年度末の3月からであった。本研究は双極性障害における病態解明に拡散テンソルMRI画像を用いて,白質繊維の統合性からネットワーク回路の障害という仮説を検証するとともに,気分障害の診断の補助として汎用されている(near-infrared spectroscopy:NIRS)による光トポグラフィー検査と組み合わせることで診断の感度が上昇するかという目的で行われた。双極性障害には双極I型障害,双極II型障害が含まれ,加えて双極スペクトラムという双極性障害の要素を持つ一群まで提唱されるなど,一部では過剰に診断されている可能性も指摘されている。こうした背景も踏まえ,平成29年度は,この中でGhaemiらの提唱した双極スペクトラム障害は双極性障害として包括されるものであるのか解明するために,同定義を満たす症例の拡散テンソルMRI画像を検討した。双極スペクトラム障害の定義を満たす症例の中で光トポグラフィー検査の結果が双極性障害の波型を示した症例に本研究の趣旨を説明し14例に同意が得られた。すでに以前に拡散テンソル画像を撮像されていた健常対照者(10例)と双極スペクトラム障害(14例)の白質変化の違いを検討したところ。双極スペクトラム障害症例における両側の前視床放線の白質繊維の統合性が健常対照群と比較して有意に低下していた。今後双極性障害の症例についても検討する予定であるが。先行研究では双極性障害における前視床放線の白質統合性の低下が数多く報告されていることを踏まえると,Ghaemiらの提唱した双極スペクトラム障害は双極性障害に近い病態の可能性があり,前視床放線の白質統合性の異常は光トポグラフィー検査と組み合わせることで双極性障害の早期バイオマーカーとなる可能性が推測された。当科に通院中の患者統計から双極I型に相当する症例が気分障害の中で3%と少なく,病状が安定しない症例も少なくないため症例を集積することが出来なかった。そのため母集団を双極II型と双極スペクトラム障害に改めて研究募集したが同意取得,拡散テンソルの検査を施行できた症例は当初の予定の30症例より少ない15症例に留まった。平成29年度以降は単極性のうつ病症例も集積する予定であったが,次年度に持ち越された。画像解析についても当初予定した手法よりも進化している。ネットワークの結合性を求める手法が一般的に行われているようになっており,解析技法の問題と解析に要する時間の問題に直面化している。本研究は双極性障害の白質変化をとらえることで病態を探求し,光トポグラフィーと併せて早期診断のバイオマーカーとなり得るかという目的の下で開始された。当該年度は前年度に引き続き双極スペクトラム障害および双極性障害の症例を募集したが目標症例数を下回った。
ネコゲノム解析に関する基盤研究

ネコゲノム解析の基盤を固めるための本研究においては、fluorescence in situ hybridization(FISH)法を多用することによって腫瘍化と密接に関連する遺伝子に関するゲノム解析を行い、腫瘍細胞における細胞遺伝子の変化を見出すことによって、腫瘍化の分子機構に関する新しい知見を得たいと考えた。ネコのがん遺伝子に関しては、FISH法によってmyc遺伝子がネコ染色体F2q212に存在することが明らかとなり、またネコのリンパ腫の発生に関与しているfit-1領域がネコB2染色体上のmyb遺伝子と密接に関連する座位に存在することが明らかとなった。ネコのがん抑制遺伝子およびcyclin dependent kinase(Cdk)inhibitor遺伝子に関しては、p53遺伝子がネコ染色体E1p14-p13に、p15MTS2遺伝子およびp16MTS1遺伝子がD4q12に、p21WAF1遺伝子がB2に、またp27kip1遺伝子がB4に存在することが明らかとなった。一方、ネコの免疫グロブリン遺伝子およびT細胞レセプター遺伝子については、Ig heavy chain遺伝子がネコ染色体B3q26に、Ig light(lambda)chain遺伝子がD3p12-p11に、TCRγchain遺伝子がA2q12-13に存在することが明らかとなった。以上のような各遺伝子の染色体マッピングの結果、ネコのリンパ腫、白血病の発症において重要と考えられる多くの遺伝子のネコ染色体上の詳細な座位を同定することができ、これら腫瘍発生におけるゲノム解析の基盤を確立することができた。以上のような結果を基にしてネコリンパ腫細胞について染色体解析を行ったところ、ネコのTリンパ腫細胞株である3201BにおいてF2染色体とB3染色体との間に相互転座が存在することが見出され、さらにFISH法により、F2染色体長腕上のmyc遺伝子とB3染色体長腕上のIg Heavy chain遺伝子が同一染色体近傍に存在することが示された。本研究は腫瘍発生の分子機構を細胞遺伝学的側面からアプローチしたものであり、これらの成果は今後の腫瘍研究の進展の基盤を提供するものと考えられる。ネコのゲノム解析による腫瘍化の分子機構の解明のため、本年度はがん抑制遺伝子(p53)、Cdkinhibitor遺伝子、免疫グログリン(Ig)およびT細胞レセプター(TCR)遺伝子のネコゲノムにおけるマッピングを行った。ネコp53ゲノミックDNAクローンをラベルし、ネコの前中期染色体標本を用いて、in situハイプリダイゼーションを行った。その結果、ネコp53遺伝子はネコE1染色体短腕p14→T13に存在することが明らかとなった。この結果は今後の細胞遺伝学的解析にきわめて重要な情報を提供するものと考えられる。Cdk inhibitor遺伝子については、ネコのp16(INK4A/MTS1)およびp15(INK4B/MTS2)遺伝子のゲノミッククローンを単離した。in situハイブリダイゼーションを行った結果、p16およびp15遺伝子は、いずれもネコD4染色体長腕q12に存在することが明らかとなった。さらに、サザンプロット解析の結果、ネコのリンパ腫において同領域の一方の染色体欠失が認められた。一方、ネコ末梢血単核球cDNAを鋳型とし、Ig hcavy chain(IgH)のμ鎖とγ鎖、およびTCR β鎖、γ鎖、δ鎖の遺伝子をPCR法によって増幅した。ネコ×げつ歯類の雑種細胞パネルを用い、染色体マッピングを行った結果、IgHμ鎖、IgHγ鎖、TCRα鎖、TCRβ鎖はネコB3染色体に、またTCRβ鎖、TCRγ鎖はネコA2染色体に存在することが明らかとなった。これら、IgおよびTCR遺伝子の染色体マッピングの結果は、今後のリンパ系腫瘍発生の細胞遺伝学的解析にきわめて有用と考えられる。以上のような結果を基にしてネコリンパ腫細胞について染色体解析を行ったところ、ネコのTリンパ腫細胞株である3201BにおいてF2染色体とB3染色体との間に相互転座が存在することが見出され、

さらにFISH法により、F2染色体長腕上のmyc遺伝子とB3染色体長腕上のIg Heavy chain遺伝子が同一染色体近傍に存在することが示された。本研究は腫瘍発生の分子機構を細胞遺伝学的側面からアプローチしたものであり、これらの成果は今後の腫瘍研究の進展の基盤を提供するものと考えられる。ネコゲノム解析の基盤を固めるための本研究においては、fluorescence in situ hybridization(FISH)法を多用することによって腫瘍化と密接に関連する遺伝子に関するゲノム解析を行い、腫瘍細胞における細胞遺伝子の変化を見出すことによって、腫瘍化の分子機構に関する新しい知見を得たいと考えた。ネコのがん遺伝子に関しては、FISH法によってmyc遺伝子がネコ染色体F2q 21.2に存在することが明らかとなり、またネコのリンパ腫の発生に関与しているfit-1領域がネコB2染色体上のmyb遺伝子と密接に関連する座位に存在することが明らかとなった。ネコのがん抑制遺伝子およびcyclin dependent kinase(Cdk)inhibitor遺伝子に関しては、p53遺伝子がネコ染色体E1p14-p13に、p15MTS2遺伝子およびp16MTS1遺伝子がD4q12に、p21WAF1遺伝子がB2に、またp27kip1遺伝子がB4に存在することが明らかとなった。一方、ネコの免疫グロブリン遺伝子およびT細胞レセプター遺伝子については、Ig heavy chain遺伝子がネコ染色体B3q 26に、Ig light(lambda)chain遺伝子がD3p12-p11に、TCRγchain遺伝子がA2q12-13に存在することが明らかとなった。以上のような各遺伝子の染色体マッピングの結果、ネコのリンパ腫、白血病の発症において重要と考えられる多くの遺伝子のネコ染色体上の詳細な座位を同定することができ、これら腫瘍発生におけるゲノム解析の基盤を確立することができた。以上のような結果を基にしてネコリンパ腫細胞について染色体解析を行ったところ、ネコのTリンパ腫細胞株である3201BにおいてF2染色体とB3染色体との間に相互転座が存在することが見出され、さらにFISH法により、F2染色体長腕上のmyc遺伝子とB3染色体長腕上のIg Heavy chain遺伝子が同一染色体近傍に存在することが示された。本研究は腫瘍発生の分子機構を細胞遺伝子学的側面からアプローチしたものであり、これらの成果は今後の腫瘍研究の進展の基盤を提供するものと考えられる。