hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胃消化管間質腫瘍の亜型と悪性度の解明－非コードRNAからのアプローチ

胃消化管間質腫瘍(Gastrointestinal stromal tumor : GIST)を非コードRNA発現の観点から、発生臓器間で、および、低悪性度と高悪性度GIST間で比較することによって、その発生・由来および生物学的性質に迫ることを目的とする研究である。今年度は継続した2つの課題に加えて、新たに1つの課題について研究を進めた。1.GISTのc-kit遺伝子、PDGFRα遺伝子、およびその他の遺伝子変異の解析:発生臓器(胃、小腸、直腸、消化管外)、低悪性度と高悪性度、若年発生、などの症例を追加し、検討した。c-kit遺伝子およびPDGFRα遺伝子が野生型の症例については、BRAF、TP53、KRAS、NRASの遺伝子変異についても検索した。既知の遺伝子変異がない症例については免疫組織化学的にSDHBの発現について検索した。その結果、消化管外および若年発生のGISTには亜型とするべき群が含まれていることを確認した。2.microRNA発現の網羅的解析:前年度までの検討からホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)検体が解析材料として有用であることが確認されているので、主にFFPE検体を用いて網羅解析を継続した。症例数が増え、発生臓器間の比較が可能になったが、発生臓器間の有意差はなかった。ただし、クラスター分析では、発生臓器の違いで3つのグループに分けられる傾向があった。低悪性度群および高悪性度群の比較では、発現に差のあるmicroRNAが同定され、これらは細胞増殖や転移能に関係したものであった。3.長鎖非コードRNAの発現の解析数種類の長鎖非コードRNAについて発現を比較した。発生臓器間あるいは悪性度による違いは見いだせなかった。また、主要ながん関連経路に関係する遺伝子の発現を網羅的に検索し、microRNAや長鎖非コードRNAの発現との関係を検討した。本年度は2つのサブテーマについて検討を行った。1、c-kit遺伝子およびPDGFRA遺伝子変異の解析:各発生臓器(胃、小腸、直腸、食道、結腸、消化管外)、低悪性度および高悪性度、若年者発症など58例について変異解析を行なった。消化管外発生、若年者、および高悪性度のGISTではこれらの遺伝子変異のない頻度が高いことを確認した。変異のない症例については、c-kit遺伝子およびPDGFRA遺伝子以外の遺伝子変異を追加検討している。2、microRNA発現の網羅的解析:凍結検体にてmicroRNAのプロファイリングを行った。microRNAの発現と遺伝子変異には相関がないことが確認された。c-kit exon11に変異のある胃原発のGISTにて、低悪性度群と高悪性度群の比較を行ない、各群で発現に差のあるmicroRNAを同定した。また、microRNA発現の発生臓器間での比較では、症例数が少なく有意な結果は得られなかった。凍結検体とホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)検体から抽出したRNAのプロファイリング比較により、microRNAの発現に相関が見られることを確認したので、臓器間比較で必要な症例数の検討をFFPE検体を用いて現在進めている。また、microRNA発現の網羅的解析で用いた凍結検体で、長鎖非コードRNA発現の網羅的解析を進めているが、特に高悪性度GISTのバイオマーカーの発見につなげたい。本年度は、以下の点で着実に研究を進めた。1、c-kit遺伝子およびPDGFRA遺伝子変異:「消化管外発生、若年者、および高悪性度のGISTで変異のない頻度が高い」ことを確認したことは、GISTがヘテロな疾患群であることを示唆する結果であり、今後の研究を進めるにあたり重要な結果である。2、microRNA発現の網羅的解析:「同一臓器(胃)、同一遺伝子変異(c-kit exon11)を有するGISTで低悪性度群、高悪性度群で異なるmicroRNAプロファイルが確認されたことは、GISTの腫瘍発生および進展の視点からは非常に重要な結果であり、今後microRNAをはじめとするゲノム変化以外の機構を解明することが必要である。現在、長鎖非コードRNAの発現の関与についても検討を進めている。「GISTの発生臓器間の違い」を解析するためには、FFPE検体を用いてさらに多くの症例で検討していくことが必要である。胃消化管間質腫瘍(Gastrointestinal stromal tumor : GIST)を非コードRNA発現の観点から、発生臓器間、および、低悪性度と高悪性度GIST間で比較することによって、その発生・由来および生物学的性質に迫ることを目的とする研究である。本年度は、前年度に引き続き、2つのサブテーマについて検討を行った。1.c-kit遺伝子、PDGFRA遺伝子、およびその他の遺伝子変異の解析:発生臓器(胃、小腸、直腸、食道、結腸、消化管外)、低悪性度および高悪性度、若年発症例など更に症例を追加して検討した。また、今年度は新たに、c-kitおよびPDGFRA遺伝子が野生型の症例についてBRAF、TP53、KRAS、NRASについても検索を行ったが、それらの遺伝子異常は検出されなかった。いずれの遺伝子変異も認められなかった症例については、免疫組織化学的にSDHBの検討を行った。

既知の遺伝子変異のない症例には消化管外発生、若年者、および高悪性度の症例が多く含まれており、GISTのサブグループである可能性が示唆された。2.microRNA発現の網羅的解析:凍結検体のmicroRNAプロファイリングでは症例数が少なく、各群間で優位な差が検出されなかったので、ホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)検体から抽出したRNAを用いたmicroRNA発現解析の可能性を検討した。FFPE検体と凍結検体ではいずれもほぼ同様の発現プロファイルが得られた。特にc-kit exon11に変異のある胃原発のGISTについて、低悪性度群と高悪性度群の比較を行ない、各群で発現に差のあるmicroRNAを同定したところ、同定されたmicroRNAの多くは、凍結検体とFFPE検体で共通するものであった。本年度は、以下の点で着実に研究を進めた。1.c-kit遺伝子、PDGFRA遺伝子、およびその他の遺伝子変異の解析:解析症例数を増やした。さらにc-kitおよびPDGFRA遺伝子が野生型の症例について、それら以外の既知の遺伝子変異を検索し、変異がないことを確認した。SDHの遺伝子変異については検索は施行していないが、免疫組織化学的にSDHBの発現の消失について検討した。2.microRNA発現の網羅的解析:FFPE検体を用いてもmicroRNAプロファイリングが可能であることを確認した。特に、「同一臓器(胃)、同一遺伝子変異(c-kit exon11 )を有する」GISTに関して、FFPE検体を用いた検討を行い、凍結検体を用いた検討と概ね一致した結果が得られることが確認できた。これらの結果は、「GISTの発生臓器間の違い」「悪性度による違い」をFFPE検体を用いた多数症例の解析を行う上で基礎となるものである。胃消化管間質腫瘍(Gastrointestinal stromal tumor : GIST)を非コードRNA発現の観点から、発生臓器間、および、低悪性度と高悪性度GIST間で比較することによって、その発生・由来および生物学的性質に迫ることを目的とする研究である。本年度は、前年度に引き続き2つのサブテーマについて実験、検討を行った。1.c-kit遺伝子、PDGFRA遺伝子、およびその他の遺伝子変異の解析:発生臓器(胃、小腸、直腸、食道、結腸、消化管外)、低悪性度および高悪性度、若年発症例などの症例を追加して検討した。前年度に引き続き、c-kitおよびPDGFRA遺伝子が野生型の症例は、BRAF、TP53、KRAS、NRASの遺伝子変異についても検索した。既知の遺伝子変異のない症例については更に免疫組織化学的にSDHBの発現について検索を行った。消化管外発生、高悪性度症例の中にはGISTのサブグループの可能性のある群が含まれていることを確認した。
生体臓器への遺伝子導入による疾病治療のための共同研究

本研究では、将来の遺伝子治療に備え、既に許可されつつある米国との共同研究組織をつくり、動物実験による基礎的データーの集積と臨床応用の可能性の検討を目的とした。研究組織のうち、金田が主としてベクターの開発、改良と様々な臓器への遺伝子導入の可能性について検討し、Dzauが血管壁細胞への遺伝子導入による血管再狭窄の予防と治療に焦点を絞り研究を進めた。(1)ベクターの開発と改良:ウイルスベクターと非ウイルスベクターの性質を併せ持つHVJ-リポソーム法を開発してきた。これはDNAを封入したリポソームと細胞融合能をもつHVJを融合させてつくった融合ベジクルで、融合によりDNAを直接細胞質へ導入できる。また、DNAに結合する核蛋白HMG-1との併用によりDNAの発現を増強させることに成功した。しかし、このベクターは、紫外線で不活化したHVJ全粒子を用いているため将来の臨床応用に際し、安全面で障害になる恐れがある。そこで、HVJの融合に関する2つの糖蛋白FとHNをイオン交換クロマトグラフィーにより精製し、これをリポソームに埋め込み、DNAを封入したリポソームと融合させ、新たな融合ベジクルを作成した。(2)作成したベクターの応用:HVJ-リポソームによる遺伝子導入がどの様な臓器に適しているのかを、in vivoで、E.coli Lac Z或いはSV40 large T抗原遺伝子の発現により調べた。血管壁、肺、関節腔においては、ほとんどすべての細胞に遺伝子の発現が24週間にわたってみられた。腎動脈よりHVJ-リポソームを導入すると、20-50%の腎糸球体に12週間の遺伝子発現があったが、投与法により、個体間に発現の差が認められた。しかし、他の既存のベクターでは腎糸球体への遺伝子導入は成功しておらず、HVJ-リポソームが有用であると判断した。肝臓へは、門脈より投与した場合、約10%の細胞に遺伝子の発現が約1週間認められ、その半数が恐らく肝実質細胞と判断された。しかし、肝臓のように大きなターゲットには適していないと考えられる。すべての臓器において著明な病理変化は認めなかった。また、抗原性については、投与12週間後に、HVJに対する抗体が動物血中に認められたが、これによる遺伝子導入の阻害はみられなかった。一方、Dzau教授との共同研究によりHVJ-リポソームがアンチセンスオリゴヌクレオチドの投与に極めて効率がよいことが見出された。FITCラベルのオリゴヌクレオチド(ODN)をHVJ-リポソームで血管平滑筋細胞(VSMC)に投与すると約5分で核に蛍光が集中し、培養中では3日間、組織中では約2週間安定であった。また、b-FGFに対するアンチセンスODNをVSMCに投与すると、その増殖阻害効果は直接法の約100倍、リポフェクチンの約50倍であった。(3)血管再狭窄の遺伝子治療血管狭窄を外科的に除去した後の再狭窄は難治で、これが心筋梗塞の治療の障壁となっている。Dzau教授のグループは、遺伝子レベルでの血管再狭窄の治療をHVJ-リポソームを用いて行なった。再狭窄は血管平滑筋細胞の異常増殖によっておこると考えられるので、まずアンチセンスODNの導入により細胞周期を止め増殖を抑制することを試みた。そのターゲット遺伝子としてPCNAとcdc2キナーゼの2つを同時にアンチセンスODNで抑制するとバルーン障害後の内膜新生を2週間にわたって完全に抑制し、その障害効果は、8週間まで続いた。細胞周期調節因子のアンチセンスODNは、この他に、cyclinBとcdc2キナーゼ、或いはcdc2キナーゼとcdk2キナーゼの組合わせが同様の阻害効果を示した。次に、2重鎖オリゴヌクレオチドを用いて、これら、細胞周期調節因子の転写を抑制するアプローチを行なった。PCNAとcdc2キナーゼは共通のE2Fという因子によって転写が活性化されるが、E2Fは、休止期の細胞では蛋白複合体をつくり転写活性はない。細胞周期が進むと蛋白複合体より遊離し、PCNA、cdc2キナーゼ、C-myb、N-mycなどの上流の配列(TTTCGCGC)に結合し、下流の遺伝子の活性化を促す。そこで、このTTTCGCGCを含む2重鎖オリゴヌクレオチド20merを合成し、HVJ-リポソームで細胞に導入し遊離E2Fをトラップし細胞増殖の抑制を試みた。3μMの2重鎖オリゴの導入により血清刺激によるVSMCの増殖はin vitroで完全に抑制され、次にバルーン障害後の内膜新生も、1回の投与で8週間にわたって70%以上の抑制が認められた。3番目のアプローチとしてプラスミドDNAを用いた。今回は、一酸化窒素(NO)を合成する酵素(NOS)のcDNAを導入した。血管内皮から分泌されるNOは、その直下のVSMCの増殖を抑制している。内皮が障害されて除去されるとNOの合成量が減少し、VSMCは異常増殖をきたす。バルーン障害後の血管壁にHVJ-リポソームでNOScDNAを導入するとNOの分泌量は正常レベルに回復し、約1ケ月にわたって内膜新生が完全に抑制された。内膜新生は新しい内皮が修復されると停止するので、その間いかにVSMCの増殖を抑制するかが重要と考えられ、その点において、以上の3つのアプローチは血管再狭窄の遺伝子レベルでの治療に大きなブレークスルーをもたらしたものといえる。

以上のように、この共同研究は役割がうまく分担され、各々において大きな成果がもたらされたと考えている。本研究では、将来の遺伝子治療に備え、既に許可されつつある米国との共同研究組織をつくり、動物実験による基礎的データーの集積と臨床応用の可能性の検討を目的とした。研究組織のうち、金田が主としてベクターの開発、改良と様々な臓器への遺伝子導入の可能性について検討し、Dzauが血管壁細胞への遺伝子導入による血管再狭窄の予防と治療に焦点を絞り研究を進めた。(1)ベクターの開発と改良:ウイルスベクターと非ウイルスベクターの性質を併せ持つHVJ-リポソーム法を開発してきた。これはDNAを封入したリポソームと細胞融合能をもつHVJを融合させてつくった融合ベジクルで、融合によりDNAを直接細胞質へ導入できる。また、DNAに結合する核蛋白HMG-1との併用によりDNAの発現を増強させることに成功した。しかし、このベクターは、紫外線で不活化したHVJ全粒子を用いているため将来の臨床応用に際し、安全面で障害になる恐れがある。そこで、HVJの融合に関する2つの糖蛋白FとHNをイオン交換クロマトグラフィーにより精製し、これをリポソームに埋め込み、DNAを封入したリポソームと融合させ、新たな融合ベジクルを作成した。(2)作成したベクターの応用:HVJ-リポソームによる遺伝子導入がどの様な臓器に適しているのかを、in vivoで、E.coli Lac Z或いはSV40 large T抗原遺伝子の発現により調べた。血管壁、肺、関節腔においては、ほとんどすべての細胞に遺伝子の発現が24週間にわたってみられた。腎動脈よりHVJ-リポソームを導入すると、20-50%の腎糸球体に12週間の遺伝子発現があったが、投与法により、個体間に発現の差が認められた。しかし、他の既存のベクターでは腎糸球体への遺伝子導入は成功しておらず、HVJ-リポソームが有用であると判断した。肝臓へは、門脈より投与した場合、約10%の細胞に遺伝子の発現が約1週間認められ、その半数が恐らく肝実質細胞と判断された。しかし、肝臓のように大きなターゲットには適していないと考えられる。すべての臓器において著明な病理変化は認めなかった。また、抗原性については、投与12週間後に、HVJに対する抗体が動物血中に認められたが、これによる遺伝子導入の阻害はみられなかった。一方、Dzau教授との共同研究によりHVJ-リポソームがアンチセンスオリゴヌクレオチドの投与に極めて効率がよいことが見出された。FITCラベルのオリゴヌクレオチド(ODN)をHVJ-リポソームで血管平滑筋細胞(VSMC)に投与すると約5分で核に蛍光が集中し、培養中では3日間、組織中では約2週間安定であった。また、b-FGFに対するアンチセンスODNをVSMCに投与すると、その増殖阻害効果は直接法の約100倍、リポフェクチンの約50倍であった。(3)血管再狭窄の遺伝子治療血管狭窄を外科的に除去した後の再狭窄は難治で、これが心筋梗塞の治療の障壁となっている。Dzau教授のグループは、遺伝子レベルでの血管再狭窄の治療をHVJ-リポソームを用いて行なった。再狭窄は血管平滑筋細胞の異常増殖によっておこると考えられるので、まずアンチセンスODNの導入により細胞周期を止め増殖を抑制することを試みた。
マイクロRNAによるCCNファミリー遺伝子発現制御ネットワークとその生物学的意義

マイクロRNA(miRNA)は小分子noncoding RNA(ncRNA)であり、個々のmiRNAが数千のmRNAの3'非翻訳領域を標的として、遺伝子の発現をネットワーク的に制御する。本研究ではCCNファミリー遺伝子の代表的メンバーであり、間葉系組織の成長ならびに再生を指揮するCCN2遺伝子が特定のmiRNAの制御ネットワーク下にあることを実証した。さらに、このmiRNAによる制御が、軟骨細胞の成熟形質の獲得・維持に重要であることも明らかとなった。またmiRNAの作用機構や軟骨細胞後期分化における役割を今後解明していく上で、有用な知見をも得ることができた。1.CCN2遺伝子のmiR-18による特異的制御の検証と、その標的エレメントの解明ヒトCCN2遺伝子の3'-UTRの様々な断片を作成し、それを蛍ルシフェラーゼ遺伝子直下流に接続したレポータープラスミドを多種準備した。これを化学合成したmiR-18aとともに軟骨細胞様aHCS-2/8細胞に遺伝子導入し、miR-18aの標的を機能的に探ったところ、3'-UTRの最も下流側め230塩基長の部分に標的配列が存在することを確認した。これはin silicoによる予測結果に一致している。また、同様に化学合成したmiR-18aをHCS-2/8細胞に導入し、内在性ccn2遺伝子からのmRNA発現への影響をみたところ、有意な差はみられなかった。しかしCCN2タンパク質産生量は同じ条件下で強く抑制された。これはmiR-18aによる軟骨細胞におけるccn2遺伝子発現調節が翻訳段階で起こっていることを示す証拠である。過去の報告によれば、miR-18aは腺癌細胞ではccn2 mRNAの選択的分解によってその遺伝子発現を調節しているとされており、今回の結果は細胞種によって同じmiRNAが異なった制御機構を稼働している可能性を示している。2.miR-18の軟骨細胞分化における役割の解析軟骨細胞様HCS-2/8から低分子RNAを抽出し、miRNAマイクロアレイにて網羅的にmiR-18を含む多様なmiRNAの発現を解析したところ、miR-18aが軟骨細胞において最も著しく発現が抑制されていることが明らかになった。以上の結果からはmiR-18aの発現抑制が結果的にccn2遺伝子を活性化し、それを通じて軟骨細胞の成長・分化を進めている可能性が窺われる。またmiR-18a同様に、ccn2を標的とするとin silicoで予測されるmiR-19aの発現も抑制されており、本年度の研究でこれが新たな研究標的として加わった。1.CCN2遺伝子のmiR-18による特異的制御の検証と標的エレメントの解明:前年度までに本計画はほぼ完遂していたが、発展的研究として以下のような成果が得られた。まず、ヒト軟骨細胞様HCS-2/8細胞においては、miR-18aの強制導入はCCN2 mRNAの翻訳を抑制し、mRNA量そのものには影響を与えなかったのに対し、同様にCCN2を大量に産生している乳癌細胞株、MDA231細胞ではCCN2 mRNA量も低下させることが明かになった。この現象はmRNAの分解をmiR-18aが加速しているためと考えられるが、同じmiRNAでも異なった細胞内では、異なった作用機序で標的mRNAの転写後調節を行ないうることを示しており非常に興味深い。2.miR-18の軟骨細胞分化における役割の解析:軟骨細胞形質発現に対するmiR-18aの役割を検討するため、miR-18aをHCS-2/8細胞に導入し、マーカー遺伝子の発現変動を評価したところ、成熟軟骨細胞形質を代表するaggrecan遺伝子に有意な低下がみられた。さらに成長板軟骨細胞の後期分化における役割の検討のため。発生過程のニワトリ胸骨から前肥大・肥大軟骨細胞と成熟軟骨細胞をそれぞれ分離し遺伝子発現パターンを比較解析したところ、miR-18、miR-19遺伝子群の発現に著変はみられなかった。したがってこれらmiRNAは軟骨細胞の分化過程においては、成熟形質獲得までの初期段階に重要な役割を果たすと考えられる。3.軟骨細胞分化における、miR-18aを含む遺伝子クラスターによるCCNファミリー遺伝子制御の検証:ヒトmiR-18aを生むpri-miRNAはmiR-17,18a,19a,19b,19c,20,92を含み、そこから各々のpre-miRNAが生ずる。そこでCCNファミリー全メンバーmRNAに対し、in silicoで標的予測を行なった結果、上記pri-miRNAから生ずるmiRNAの制御を受ける可能性はむしろ低く、他種miRNAの制御下にあるとの予測結果を得た。今後研究を続ける上で貴重な情報である。
プロトン共役電子移動反応における理論的解析手法の開発

プロトンと電子がカップリングして起こるプロトン共役電子移動(PCET)反応は酵素反応の活性中心など様々な反応過程で起こる反応であり、その反応機構の解明は、タンパク質の機能発現機構の解明だけでなく、PCETが起こる一般的な化学反応機構の理解につながる。その解析は、実験的には困難であることから、理論計算による解析が必須となる。今年度は分子間のプロトン移動反応に対して、透熱ポテンシャルの作成法の検討を行い、簡便なポテンシャルの構築法の提案を行うことができた。さらにPCET反応に顕著に現れると考えられる核の量子効果を取り入れた解析を行うために、流体力学に基づいた量子ダイナミクス計算法の定式化およびその実装を行った。ガウス型ポテンシャル障壁上での量子波束シミュレーションを行うことにより、粒子の移動を想定した実空間上での状態の可視化を行うことができた。さらにトンネリングに起因するポテンシャル障壁への侵入および反射現象を確認することができた。実際に、スピンクロスオーバーを起こす鉄錯体を取り上げ、ポテンシャルエネルギーの理論計算から、プロトン移動と電荷移動が連動して起こることによりスピン転移現象が発現することが理論的に確かめることができた。また、イリジウムオキソ錯体による水の酸化過程において電極が関与したPCET反応が進行することにより水の活性化が効率的に起こることが理論計算により明らかとなった。これらの理論結果はPCET反応の詳細な理解のための足掛かりになる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は二核銅オキソ錯体によるメタンの水酸化反応、二核コバルトオキソ錯体の酸素発生反応やプロトン伝導物質中の伝導プロセスの反応機構の解明を行い、多方面からのプロトンや電子移動反応の理解を試みた。量子化学計算による銅錯体のメタン水酸化反応機構の解析から、活性種の生成過程およびメタンのC-H活性化におけるプロトン移動と酸化過程による電子移動の観測を行うことができた。特にメタン水酸化酵素中の酸素活性種生成過程で、電子密度解析による電荷変化を探索することにより、プロトン移動と電子移動が多段階で進行する複雑な反応過程で進行することを明らかにした。さらに、触媒設計に対する理論的提案に踏み込んだ。金属オキソ錯体を用いた種々の反応では、金属および酸素上のスピン状態が反応のコントロールしており、電子状態の制御がPCET反応を解析する上で重要であることが明らかとなった。一方、プロトン伝導物質中の伝導機構の解析から、伝導中のプロトン移動と分子運動の関係性を明らかにした。これらの理論結果はPCET反応の詳細な理解のための足掛かりとなるものとなる。金属錯体を用いたメタン活性反応過程でのプロトン共役電子移動反応の役割について理解することができた。また実験研究との共同研究を通じて、より深い解析を行うことができた。その研究成果は国内外の学会での発表や専門誌での掲載などにより公開した。プロトン共役電子移動(PCET)に対する速度論による解析を行う。電子移動(ET)反応に対して、制限付き密度汎関数理論を用いることにより、Marcus理論に基づいた速度定数の算出を行う。さらにこれまでに開発したプロトン移動(PT)に対する透熱ポテンシャルを用いた速度定数算出法を適用することにより、ETとPT反応の速度定数の算出を行い比較する。PTの速度定数の算出には透熱ポテンシャル上での時間相関関数を調べることによって計算する。速度定数算出法の定式化を行うとともに、量子ダイナミクスシミュレーションへのプログラムの実装を行う。
モルヒネの鎮痛効果および副作用の改善を目指した新規併用薬の開発

モルヒネ及び活性代謝物は脳血管関門に発現するMDR1及びOATPの基質となり得る。そこで、モルヒネの中枢移行性を向上する併用薬として、OATP輸送能に影響しないMDR1阻害薬を探索した。薬物のOATP1A2基質性とMDR1阻害活性を網羅的に調査するとともに、分子構造的特徴量を算出し、QSAR予測モデル構築に用いた。ディープラーニング等の機械学習によりMDR1阻害活性とOATP基質性の予測モデルを構築した。これらのモデルを用いることにより、医薬品等薬理活性データベースから高MDR1阻害活性と低OATP基質性を併せ持つモルヒネ併用薬候補の抽出に成功した。【目的】モルヒネの血液脳関門(BBB)透過を制御し、中枢への移行性を向上させる目的で、BBBバリア機能を阻害するとともに取り込みトランスポーターには影響を与えない併用薬の探索を計画した。オピオイドの鎮痛効果には大きな個人差がある。BBBを介する中枢移行性はその個人差を決定する重要な要因である。BBBの低分子バリア機能を担うP糖タンパク質(P-gp)、および薬物の取り込みに関与するOATP等のトランスポーターは、モルヒネ等のオピオイドの中枢移行に関与する可能性が報告されている。そこで、モルヒネおよび活性代謝物(M6G)の脳組織移行性に焦点を当て、鎮痛効果を向上し個人差と副作用を軽減する新規な併用薬のリード化合物を探索するために、これらのトランスポーターを制御する併用薬の探索を計画した。【方法】薬物相互作用データベースに掲載された化合物のOATP1A2に対する基質性およびP-gpに対する阻害活性の報告例を網羅的に収集した。次に、収集した化合物の化学構造情報から、脂溶性、極性、分子体積、水接触可能表面積等の種々物理化学的性質および、官能基数、構成原子数、分子の形状等の種々構造的特徴を計算機化学的に算定した。これらの化学構造情報と基質性もしくは阻害活性の関係を、線形もしくは非線形な統計手法・機械学習手法を用いて解析することにより、予測モデルを構築した。【結果・考察】生理活性と構造記述子の間に線形性を仮定する統計手法と比較して、多様な構造記述子のパターンと生理活性を結びつける機械学習法は高度な予測性能を示した。すなわち、OATP1A2の基質性の予測にはサポートベクターマシン回帰法が、P-gpの阻害活性にはランダムフォレスト回帰法が、それぞれ良好な成績を与えた。本検討で構築された予測モデルは、モルヒネのコンパニオンドラッグとして良好な性能を有する化合物の探索に有用であると考えられる。【目的】モルヒネの血液脳関門透過と中枢移行性を向上させるために、血液脳関門バリア機能を阻害するとともに取り込みトランスポーターには影響を与えない併用薬の探索を計画した。オピオイドの鎮痛効果における大きな個人差は、脳血管関門を介する中枢移行性の相違に起因すると考えられる。脳血管関門の低分子バリア機能を担うP糖タンパク質および薬物の取り込みに関与するOATP等のトランスポーターは、モルヒネ等のオピオイドの中枢移行に関与する可能性が報告されている。そこで、鎮痛効果を向上するとともに個人差と副作用を軽減する新規な併用薬のリード化合物を探索する目的で、モルヒネおよび活性代謝物であるモルヒネ-6-グルクロン酸の脳組織移行性に焦点を当て、これらのトランスポーターを制御する併用薬の探索を計画した。【方法】(1)平成26年度に構造的・物理化学的特徴量から構築したP-糖タンパク質およびOATPの定量的構造活性相関予測モデルの精度の向上を目指して、化合物を再選択するとともに、機械学習法におけるハイパーパラメーターの調製等を行った。(2)モルヒネ等の非タンパク質結合画分の脳/血漿濃度比を取得するためのラット動物実験系の構築を試みた。【結果・考察】(1)OATPの基質性の予測にはサポートベクターマシン、P糖タンパク質阻害活性の予測にはニューラルネットワークモデルを使用することによって良い成績が得られた。予測モデルの汎化性能は、モデル構築用化合物セット中の化合物数の増加、外れ値を示す化合物の排除、およびハイパーパラメーターの調節によって向上した。(2)非タンパク結合画分薬物のラット脳/血漿濃度比測定系を確立した。【目的】モルヒネの中枢移行性の向上を目的として、血液脳関門の低分子物質に対するバリア機能への阻害活性を有し取り込みトランスポーターには影響を与えない併用薬の探索を計画した。P糖タンパク質および有機陰イオントランスポーターOATPは、モルヒネ等のオピオイドの中枢移行に関与する可能性が指摘されている。そこで、モルヒネの鎮痛効果を向上するとともに個人差と副作用を軽減する新規な併用薬のリード化合物を探索する目的で、モルヒネ及びモルヒネ活性代謝物であるモルヒネーnーグルクロン酸抱合体の脳組織移行性に焦点を当て、これらに対するトランスポーターを制御することのできる併用薬の探索を計画した。【方法】平成27年度に定量的構造活性相関および機械学習法を用いて構築したP糖タンパク質輸送能阻害活性予測モデルおよびOATPに対する基質性予測モデルを併用薬候補物質の探索に使用した。さらに、両トランスポーターに対するディープラーニング等を用いた予測モデルを新規に構築した。これらの両トランスポーター予測モデルを用いて既知医薬品等生理活性/薬理活性化合物データベースを探索することにより、P糖タンパク質を阻害しOATP輸送に影響を与えないモルヒネ併用薬シード化合物を探索した。【結果・考察】

ディープラーニングおよびブースティング人工ニューラルネットワークは両トランスポーターに対する良好な予測モデルの構築に最も有効な機械学習法であった。本モデルを用いて上記化合物データベース掲載構造を評価することにより、高P糖タンパク質阻害活性と低OATP基質性を併せ持つ多様なモルヒネ併用薬シード化合物候補の抽出に成功した。抽出された化合物には臨床利用されている医薬品が数種類含まれていることから、速やかな臨床応用が期待される。モルヒネ及び活性代謝物は脳血管関門に発現するMDR1及びOATPの基質となり得る。そこで、モルヒネの中枢移行性を向上する併用薬として、OATP輸送能に影響しないMDR1阻害薬を探索した。薬物のOATP1A2基質性とMDR1阻害活性を網羅的に調査するとともに、分子構造的特徴量を算出し、QSAR予測モデル構築に用いた。ディープラーニング等の機械学習によりMDR1阻害活性とOATP基質性の予測モデルを構築した。これらのモデルを用いることにより、医薬品等薬理活性データベースから高MDR1阻害活性と低OATP基質性を併せ持つモルヒネ併用薬候補の抽出に成功した。本研究課題では薬物の中枢移行性に伴うトランスポーターの寄与を予測し、モルヒネの中枢移行を正に制御する共投与薬を見出すとともに、共投与薬のモルヒネ動態に対する影響を動物実験によって確認する予定である。現在、トランスポーターの寄与に対する予測モデルの構築は終了した。今後、化合物データベース中から上記予測モデルを用いて共投与薬のリード化合物を探索する。探索された化合物のモルヒネ中枢移行性に対する影響を観察するための動物実験系もすでに構築済みである。緩和医療薬学モルヒネの使用時に生じる副作用のうち、末梢のオピオイド受容体に関連する便秘の発症頻度は極めて高いことが知られている。本研究によって得られる共投与薬は、モルヒネの中枢移行性を改善することから、その投与量を減少させることができる。結果として、便秘のような末梢における副作用を抑制できると考えられる。共投与薬のこのような特徴は、緩和ケアの現場において高く評価されると考えられる。そこで、臨床的な適応の可能性を向上させるために、既存薬を中心に共投与薬の探索を行う(ドラッグリポジショニング)。既存薬は安全性、使用法等が確立していることから、モルヒネの併用薬としての臨床応用の時期を早めることができるものと期待される。当該研究では、モルヒネの中枢移行性を改善するためのコンパニオンドラッグの探索を目的としている。このためには、大規模な商用化合物データベースから候補化合物を効率的に探索する必要がある。初年度は、モルヒネの中枢移行性に対する影響が未知の化合物を対象として、血液脳関門に発現するトランスポーターの基質性および阻害活性を正確かつ簡便に予測するためのモデルの構築を目標とした。
特異なエヴァネッセント光による原子制御の理論

コヒーレントな光を二つに分けて誘電体内に直角に入射させ、誘電体界面から出てくるエヴァネッセント光を重ね合わせると、面に垂直方向には減衰するが面と平行の方向には伝搬する電磁波を作ることができることを示した。この表面の電磁波は、二つの入射光の位相差に応じて、直線偏光、あるいは円偏光として特定の直線上を伝搬する。その直線に沿って原子ビームを走らせると、光ポンピングの原理で、原子の角運動量状態の遷移を伴うエネルギー状態遷移を起こさせることができることを量子力学の摂動論によって理論的に示した。原子ビームの速度を制御することにより、ドプラーシフトによってエネルギー遷移を制御できる。原子内においてスピン・軌道相互作用があれば、合成角運動量が遷移することになる。励起状態からの自然放出によって、スピンの異なる状態に遷移することになり、実際に自由空間においては、スピン変化を伴う遷移確率の比は1/2となることを理論的に示した。実際には、近接場効果として自然放出は自由空間における光子場に基づく計算とは異なる。つまり、自然放出の比を測定することにより、自由空間からのずれ、すなわち、近接場効果を検証できることである。
FRP(SMC)の強度を支配する微視的破壊機構に関する研究

FRP(SMC)材料の疲労破壊機構の解明を目的に、金属顕微鏡による微視的損傷の直接観察、剛性保持率による機械的性質の変化の定量化、および本研究補助金により購入したアコースチック・エミッション装置による破損音響の計測を行なった。得られた結果を以下に要約する。1.新しい剛性保持率の評価法を導入した結果、疲労寿命に対する、初回負による静的損傷の影響を検討することが可能となった。その結果、SMC材料の疲労寿命は、低応力負荷では疲労損傷の生成が、高応力負荷時は疲労損のみならず、初回負荷時に生ずる静的破壊に依存している事実を明らかにした。2.剛性保持率のばらつきの様式が、同一繰り返し数を基準とした場合には、常に正規分布であり、また、同じ剛性保持率に達するに要する繰り返し数を基準とした場合には、常に対数正規分布することを確認した。3.表面において観察されるき裂の生成に着目し、その定量化を試みた結果、剛性保持率とき裂の量とが直線的に対応するものの、異なる負荷条件での結果を比較すると、同一き裂量であっても剛性保持率が異なることがわかった。そこでこの原因を顕微鏡観察により調べたところ、負荷応力の高低で、材料内部でのき裂成長機構が異なるためであることを、明らかにした。4.アコースチック・エミッション法により、繰り返し回数の増加にともない、AE発生個数の異積数、AEエネルギ量ともに直線的増加が確認された。これらは、機械的性質すなわち剛性保持率、の変化に相い対する現象である。しかし、これらAEの結果は、試験片毎で、また負荷応力毎でばらつきが大きく、現在統計的処理を行なえるよう研究を進めている。5.研究成果の一部は、日本機械学会関西支部第62定期講演会(3月13日)で、要旨講演論文として発表した。
電子波エレクトロニクス

GaAs/AlGaAsヘテロ構造量子細線素子を作製し、十字路での曲がり電気抵抗をシミュレ-ションした。また、0.1μm以下の細線で、境界による散乱長の減少を明らかにした。(難波)GaAs段差基板上にGaAs/AlAs共鳴トンネリング構造、InGaAs/AlAs歪量子井戸構造をMBEで作製し、横方向にキャリアをコンファインできることを明らかにした。(冷水)2次元束縛のうち、1次元が弱い周期的ポテンシャルである表面超格子系について界面凸凹散乱を理論的に解明し、実際の界面凸凹を量子井戸構造で評価した。(榊)MOCVDで作製したGaInAs/InPホットエレクトロントランジスタにおいて、200以上の電流利得を得、さらに、位相緩和時間が0.1psにオ-ダ以上であることを推定した。(古屋)非線型光学応答の性能指数一定という壁を破る候補として、励起子光非線型性が有望であることを理論的に示した。(花村)極微構造半導体の光による仮想励起キャリアとコヒ-レント伝導電子の相互作用を用いた新型光デバイスの実現への第1段階といて、仮想励起過程の超高高速性を実験的に示した。(山西) GaAs/AlGaAs二重量子井戸構造のフェムト秒ホトルミネセンスを測定し、トンネル遷移における散乱現象を明らかにし、トンネル遷移の時間を決定した。(赤崎)STMの発光特性を計測した。トンネル電子の時間的な相関関係の理論計算を行い、それが発光特性に反映されていることを見いだした。(潮田)電子波干渉効果を起こす領域に電子をトンネル注入するために、トンネリングにおける電子波の波数の横方向成分の保存性を積極的に利用する方法を提案し、1TーTas_2においてこの波数保存性を実験的に確かめた。(尾崎)微小間隙を用いた電子とレ-ザ-光(波長7800A^^°)との相互作用確率を理論的に計算し、この実験的観測が可能である事を明らかにした。(水野)GaAs/AlGaAsヘテロ構造量子細線素子を作製し、十字路での曲がり電気抵抗をシミュレ-ションした。(水野)
動画像自動検索・分析・配信を実現するユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム

本研究では,災害の応用領域を対象とした"ユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム"の実働可能システムを構築し,有効性・実用性について検証を行った.本システムの国際共同実験をフィンランド・タンペレ工科大学,同・ユヴァスキュラ大学,米国UCSD,ドイツ・キール大学,インドネシアEEPIS,タイNECTEC,ベトナム国家大学との間で行い,主催した国際会議・国際ワークショップにおいて広く世界へ発信した.学術的成果として,23件の雑誌論文の発表,59件の学会発表(16件の国際学会・ワークショップ招待講演・42件の国際学会発表・1件の国内学会発表)を行った。平成21年度の「動画像自動検索・分析・配信を実現するユビキタス・アクティブ・知識ペースシステム」に関する研究課題として,研究代表者,および,研究分担者,研究協力者らは次の3項目の研究・開発を実施し,実現成果として,"ユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム"のプロトタイプシステムを構築し,実証実験を行った.(実現成果1)ユビキタス・センサ群を用いた災害・異常現象の自動センシング(HOPプロセス),センシング内容の分析と事象判断と知識ベースからの関連必要情報の自動獲得(STEPプロセス),および,災害・異常現象発生時の監視,警告情報を必要とする対象サイト(対象者)の自動検知と自動情報伝達(JUMPプロセス)という3プロセス,"遠隔HOP-STEP-JUMPプロセス"からなる遠隔の3地点連携情報伝達を行う自動監視・分析・警告配信システムモデルを確立し,実験プロトタイプ・システムを構築した.(実現成果2)本システム実現に関する学術的成果として,6件の雑誌論文の発表,4件の国際学会における招待講演発表、13件の国際学会発表(査読有り),2件の国際ワークショップ発表(査読無し),および,7件の国内学会発表(査読無し)を行った.特筆すべき成果として,データベース分野における著名な国際学会であるDASFAA 2010において,実現したシステムに関するデモンストレーション発表を行い,Best Demo Awardを受賞した.(実現成果3)災害・異常現象の被害防止・検出に関連する意味空間,および,意味検索機構として,災害・異常現象の被害防止・検出に関連する4分野(治水,地震,火災,医療)に渡る情報源を対象とした迅速な情報獲得による早期問題発見のための意味的連想検索,データベース間統合,分析,自動情報配信機構を構築し,状況の自動分析を伴った意味的情報配信を実現した.平成22年度の「動画像自動検索・分析・配信を実現するユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム」に関する実現成果として,"ユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム"のプロトタイプ・システムを構築し,実証実験を行った.本研究成果を国際的に展開するため,研究代表者は,本研究が実現する新しい形態の感性データベースシステムについての招待講演を,2011 Workshop on Social Computing and Cultural Modeling(SCCM 2011)他,3つの国際会議・ワークショップにおいて行った.(実現成果1)ユビキタス・センサ群を用いた災害・異常現象の自動センシング(HOPプロセス),センシング内容の分析と事象判断と知識ベースからの関連必要情報の自動獲得(STEPプロセス),および,災害・異常現象発生時の監視,警告情報を必要とする対象サイト(対象者)の自動検知と自動情報伝達(JUMPプロセス)という3プロセス,"遠隔HOP-STEP-JUMPプロセス"からなる遠隔の3地点連携情報伝達を行う自動監視・分析・警告配信システムモデルを確立し,国際共同実験のための実験プロトタイプ・システムを構築した.(実現成果2)フィンランド・タンペレ工科大学,ユバスキラ大学,米国UCSD,ドイツ・キール大学,インドネシア・ITS/EEPIS,タイ・NECTECとの間で本システムの国際共同実験を行い,それらの成果を,主催した国際会議EJC2010,および,主催した国際ワークショップにおいて,国際的に発表した.(実現成果3)本システム実現に関する学術的成果として,7件の雑誌論文の発表,3件の国際学会・国際ワークショップにおける招待講演発表,13件の国際学会発表(査読有り),および,6件の国内学会発表(査読無し)を行った.平成23年度の「動画像自動検索・分析・配信を実現するユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム」に関する実現成果として,"ユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム"のプロトタイプ・システムを構築し,実証実験を行った.本研究成果を国際的に展開するため,研究代表者は,本研究が実現する新しい形態の感性データベースシステムについての招待講演を,International Conference on Printing and Imaging Technologies(ICIPT2011)他,3つの国際会議・ワークショップにおいて行った.(実現成果1)ユビキタス・センサ群を用いた災害・異常現象の自動センシング(HOPプロセス),センシング内容の分析と事象判断と知識ベースからの関連必要情報の自動獲得(STEPプロセス),および,災害・異常現象発生時の監視,警告情報を必要とする対象サイト(対象者)の自動検知と自動情報伝達(JUMPプロセス)という3プロセス,"遠隔HOP-STEP-JUMPプロセス"からなる遠隔の3地点連携情報伝達を行う自動監視・分析・警告配信システムモデルを確立し,国際共同実験のための実験プロトタイプ・システムを構築した.(実現成果

2)フィンランド・タンペレ工科大学,ユバスキラ大学,米国UCSD,ドイツ・キール大学,インドネシア・ITS/EEPIS,タイ・NECTECとの間で本システムの国際共同実験を行い,それらの成果を,主催した国際会議the 22^<nd> European Japanese Conference on Information Modelling and KnowledgeBases(EJC2011),および,主催した国際ワークショップにおいて,国際的に発表した.(実現成果3)本システム実現に関する学術的成果として,8件の雑誌論文の発表,3件の国際学会・国際ワークショップにおける招待講演発表,8件の国際学会発表(査読有り),4件の国内学会発表(査読有り),4件の国内学会発表(査読無し)を行った.平成24年度の「動画像自動検索・分析・配信を実現するユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム」に関する実現成果として,災害の応用領域を対象とした"ユビキタス・アクティブ・知識ベースシステム"の実働可能システムを構築し,有効性・実用性について検証を行った.本研究成果を国際的に展開するため,研究代表者は, ASEAN工学系高等教育ネットワークプロジェクト国際会議The 5th AUN/SEED-net Regional Conference on Global Environment等,4つの国際会議・ワークショップにおいて招待講演を行った.(実現成果1)ユビキタス・センサ群を用いた災害・異常現象の自動センシング(HOPプロセス),センシング内容の分析と事象判断と知識ベースからの関連必要情報の自動獲得(STEPプロセス),および,災害・異常現象発生時の監視,警告情報を必要とする対象サイト(対象者)の自動検知と自動情報伝達(JUMPプロセス)という"遠隔HOP-STEP-JUMPプロセス"からなる遠隔3地点連携情報伝達を行う自動監視・分析・警告配信システムモデルを確立し,国際共同実験のための実働可能システムを構築した.(実現成果2)フィンランド・タンペレ工科大学,ユバスキラ大学,米国UCSD,ドイツ・キール大学,インドネシア・ITS/EEPIS,タイ・NECTECとの間で本システムの国際共同実験を行い,それらの成果を,主催した国際会議EJC2012,KCIC2012,および国際ワークショップにおいて,国際的に発表した.(実現成果3)本システム実現に関する学術的成果として,12件の雑誌論文の発表,4件の国際学会・国際ワークショップにおける招待講演発表,13件の国際学会発表(査読有り),2件の国内学会発表(査読有り)を行った.国際的な共同研究の実績として、すでに、海外提携大学であるスラバヤ工科大学ITS/EEPIS、フィンランドのタンペレ工科大学との間での空間計量モデル知識ベース構築の共同研究として、具体的なナレッジベースの国際共同設計を開始している。
腎血行動態におよぼすプロテインCの関与

腎血行動態におよぼすプロテインCの関与を解明すべく以下の検討を本年度実施した。1.目的:in situ hybridization(ISH)による腎内プロテインCの局在の確認対象と方法:240gのウイスター系ラットの腎切片に対してラットプロテインCのDNAプローブをhybridizeさせ、Digoxigeninによる酵素抗体法にてプロテインCのmRNAを確認する。結果:部分的ではあるが近位尿細管においてプロテインCのmRNAが標識された。考察:ISHにて生理的に重要な血液凝固制御因子であるプロテインCが近位尿細管において何らかの働きを持っていることが確証された。2.目的:ISHによるpuromycin aminonucleosid(PAN)ラット腎内プロテインCの局在の検討対象と方法:PAN投与4日目、240gのウイスター系ラットの腎切片に対してラットプロテインCのDNAプローブをhybridizeさせDigoxigeninによる酵素抗体法にてプロテインCのmRNAを確認する。またコントロールとして同重量無処置のウイスター系ラットに対し同様の操作を行った。結果:コントロールでは前回に比しやや弱いながらも部分的に近位尿細管においてプロテインCのmRNAが標識された。しかし、PANラットにおいてプロテインCのmRNAの有無と思われる標識は認められなかった。考察:ネフローゼ症候群のモデルとして知られるPANラットにおいてプロテインCのmRNAが標識されなかったことから、プロテインCが腎疾患の発症、進展に関与することが予測された。
ラジカル重合停止機構の解明―精密ラジカル反応にもとづく新局面の開拓

ラジカル停止反応における溶媒ケージ効果を明らかにするための検討を行った。アゾ化合物などラジカルをペアとして生成する化合物はラジカル前駆体として広く用いられるが、反応においては生成したラジカルペアが拡散する前に反応する「溶媒ケージ効果」を考える必要がある。従来溶媒ケージ効果はラジカルの開始効率(=ラジカルの拡散効率)に着目された研究報告があるが、その知見は十分ではない。一方で、ラジカル停止機構に対する溶媒ケージ効果はほとんど知られていない。近年、拡散効率については溶媒の巨視的な粘度、バルク粘度よりも、分子の拡散係数から推定されるミクロ粘度の方が溶媒ケージ効果を表すよい指標であることが報告された。停止反応機構とミクロ粘度との関係性にも興味がもたれる。MMA重合末端のモデルラジカルを生成するアゾ化合物V-601を用いて、ラジカルの拡散および停止機構における溶媒ケージ効果を検討した。ラジカル捕捉剤の存在下で反応を行うことにより拡散したラジカルと、溶媒ケージ内で反応したラジカルの区別を行い、拡散効率の決定と停止反応の選択性を決定した。拡散効率はバルク粘度を指標とした場合は溶媒の種類によりことなる相関曲線が観測されたが、ミクロ粘度を指標に用いた場合は溶媒の種類に寄らない一つの相関曲線が得られた。選択性については溶媒ケージ内での停止反応は粘度の効果がとても小さい一方で、拡散したラジカルの停止反応は大きな粘度効果を示した。したがって、アゾ化合物などのラジカル前駆体を用いる場合はケージ効果を理解することが極めて重要である。選択性においても同様にバルク粘度は溶媒の種類ごとに選択性と相関曲線を示したが、ミクロ粘度を用いた場合には拡散したラジカルの停止反応選択性は溶媒種類に寄らない一つの相関曲線を示した。これらの結果はミクロ粘度が停止反応の選択性との相関においてより適した要素であると示している。今年度は研究目的である「反応諸条件の効果の解明」および「種々のモノマーについての選択性の解明」に取り組んだ。ラジカル重合反応の停止反応における、溶媒に関する条件の効果について詳細に検討を行った。ポリスチレン末端ラジカル、ポリメタクリル酸メチル末端ラジカルおよびこれらの小分子モデルラジカルを用いて、反応溶媒の極性や粘度が停止反応の不均化・結合選択性に与える影響を調査した。その結果、溶媒の粘度が選択性を大きく変化させることを見出すとともに、先に見出されていた温度による選択性の変化は、温度による粘度の変化が直接的な要因であることが示唆された。粘度が高い反応条件では不均化の選択性が増大した。このため低粘度のベンゼンなどの溶媒と高粘度の(ポリ)エチレングリコールなどの溶媒を使い分けることにより停止反応の選択性を、結合が主・不均化が主とスイッチが可能であることを見出した。これを用いて、ポリスチレン末端ラジカルの停止反応を結合選択的または不均化選択的に行うことに成功した。重要モノマーであるアクリロニトリルのラジカル重合停止反応の選択性について取り組んだ。停止反応生成物には不均化、炭素ー炭素結合生成物に加えて炭素ー窒素結合生成物が含まれることを明らかにした。これまで炭素ー窒素結合停止が起こる可能性は考えられてきたが、生成物および反応の起こる割合を決定したのは初めてである。これを含めた3通りの反応経路からなる停止反応の選択性を検討するとともに、炭素ー窒素結合化合物の高温での分解挙動についても検討した。同様にメタクリロニトリルの停止反応の選択性解明も行った。停止反応機構における反応諸条件の検討において、極めて重要であると考えられる粘度の効果を明らかにすることができた。機構における重要な指標を得たことは、今後の検討に向かって大きな進展であると考えている。また粘度により選択性が大きく変化することは実際のラジカル重合における高分子合成にも強く関与するとともに、有機化学反応としても興味深いことから、広く興味を集めることができた。しかし一方で粘度以外にも選択性に影響を及ぼす要因があることも見出されているため、より詳細な検討を引き続き行っていくことが必要である。モノマーごとの停止反応選択性については一般的に重要性の高いモノマーについての検討を計画している。今年度はアクリロニトリル、および関連してメタクリロニトリルの停止反応に取り組んだ。結果としてこれまでは明らかにすることができていなかった炭素ー窒素結合生成物の生成量とその熱安定性を明らかにするなどの成果を得た。アクリロニトリルの停止反応について詳細な検討を行い、従来実験的には明らかにされていなかったC-N結合停止を反応生成物の構造分析により見出した。これとともにC-N結合生成物が高温で不安定であり元のポリマー末端ラジカルに分解すること、溶媒粘度による停止反応選択性の変化の効果を受けにくいこと、一方で溶媒の極性効果を受けることを明らかにした。溶媒粘度・極性と選択性の関係性についてはさらに検討を行う必要がある。一方で、有機テルル化合物を反応前駆体に用いる本方法における副反応の可能性について検討を行った。TEMPOをラジカル捕捉剤として用いて有機テルル化合物の光ホモ開裂反応を行うと、ベンゼンなどの低粘度溶媒では定量的にTEMPOと反応し、付加体および少量のベータ水素引き抜き生成物を与えた。一方で、ポリエチレングリコールなど高粘度溶媒を用いるとTEMPO付加体の生成割合が減少することがわかった。