hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯の予後予測に基づく個別化補綴治療の確立に向けた骨質研究

また,コラーゲン量,コラーゲンのリジン残基の水酸化の程度,ミネラル量の間に相関が認められたことは,in vitroの研究でのコラーゲンの量と翻訳後修飾の程度がミネラルの沈着量に影響する現象がヒトの骨組織でも起こっている可能性を示す所見として興味深い.最終年度は,ヒト検体45体の下顎骨と大腿骨皮質骨のコラーゲンの重要な翻訳後修飾の一つであるリジン残基の水酸化の程度を詳細に調べた.アミノ酸1000残基中のリジン量は下顎骨で20.9(標準偏差1.5)残基,大腿骨で19.7(4.3)残基であった.翻訳後修飾によって生じる水酸化リジン量は下顎骨で2.8(0.2)残基で,大腿骨では4.1(4.1)残基であった.両アミノ酸の合計は下顎骨で23.7残基,大腿骨で23.8残基となり,本研究によるアミノ酸分析の精度に問題はないことが確認できた.下顎骨では大腿骨と比べて,コラーゲンのリジン残基の特異的な水酸化の程度が少なく,かつその程度に個人差が少ないことが判明した.本研究成果をまとめると,骨コラーゲンの性状には部位特異性があり,下顎骨は大腿骨と上腕骨に比べて,骨基質中のコラーゲン量が多く,コラーゲンの重要な翻訳後修飾の一つであるリジン残基の水酸化が抑制される.リジン残基の水酸化はその後の糖鎖の添加によりコラーゲン線維の形成を抑制することから,下顎骨のコラーゲンはおそらく線維が太く,四肢骨と比べて骨に柔軟性を与えているものと考えられる.かつ下顎骨のコラーゲン架橋は四肢骨と比べて未熟型が多いため,破骨細胞による分解が起こりやすく,四肢骨よりも速いリモデリングを起こしやすい基質を作り出していると推測される.下顎骨のコラーゲン量が多いほど残存歯数が多い傾向が認められたことから,コラーゲン量は歯の寿命に対するポジティブファクターであると推測される.下顎骨のリジン残基の水酸化と残存歯数との間に関係性は認められなかったのは,下顎骨でのリジン残基の水酸化の程度に個人差が少なかったことが関係しているかもしれない.リジン残基の水酸化は骨粗鬆症や骨形成不全症などの骨疾患に認められる現象であるので,骨異常のマーカーとして利用できる可能性がある.歯科補綴学,結合組織生物学下顎骨中のコラーゲン量が少なからず歯の残存歯数に寄与する可能性が示唆され,本研究の仮説が的外れでないことが示され,次なるステップへと移行できるため.研究自体は順調に進んでいる.ただし,当初臨床研究で骨質と残存歯数を検証していく予定であったが,当初の予定を変更しヒト献体を用いた臨床前研究を遂行した.骨質を調べる上でまず,顎骨の骨質の特異性を明らかにする必要があること,また骨質と残存歯数は少なくとも年齢や性別の影響を受ける可能性があり,それらを臨床研究に入る前に確認する必要が生じたためである.臨床研究の前にそれらを確証すれば,多様な因子を含むヒトの臨床研究における解析において,研究計画が効果的かつより洗練されたものとなり,結果的に臨床データの解析が効果的にかつ速やかに行えるものと考える.下顎骨の骨基質の中でもコラーゲン量が歯の寿命に少なからず寄与する可能性が示唆されたが,上顎骨のコラーゲンの様相は全く分かっていない.上顎骨のリモデリングのスピードは犬において下顎骨の1/2であると報告されており,コラーゲンの量とコラーゲンの質的性状を決定するリジン残基の水酸化の程度に代表される翻訳後修飾の程度の様相が上顎骨において異なる可能性が推測される.ヒト臨床研究に入る前に上顎骨と下顎骨のコラーゲンの相違の有無と骨の部位による相違の有無を明らかにしなければ,コラーゲン分析データを信用できるものとして使用することができない.そのため,ブタの上顎骨と下顎骨のコラーゲン分析を行うこととする.ヒト臨床研究を効果的に行う目的で,残存歯数と年齢,性別,骨質との関連についてヒト献体を用いた検証で明らかにする.研究方法は当初の計画に加えてミネラル量の計測を加えて,骨質をミネラル量,コラーゲン量およびコラーゲンの翻訳後修飾の一つであるリジン残基の水酸化の程度の定量によって判定する.ヒト献体を用いた実験で骨の分析をオトガイの一か所と制限したため,若干の研究費の余りが生じた.ブタの骨の分析では,下顎骨のみならず上顎骨でも検討し,さらにそれぞれの骨で数か所検討予定である.
可視化法を用いた超音波探傷試験の波形解析法の研究

超音波を用いて非破壊的に材料内部の欠陥を探傷し、欠陥の位置、寸法を把握するために、従来用いられてきた受信時間と受信強度以外に、入力波形と欠陥エコー波形を比較して、欠陥の情報を得る研究が行われてきた。しかし、受信波を用いた場合、解析結果には用いた探触子、反射音場、受信システム等の特性に強く依存し、純粋に欠陥による波形の変化分だけを抽出することは困難だった。本研究では、光弾性を用いた超音波の可視化装置を用いて、欠陥に入射前と反射後の超音波像を測定し、欠陥反射による波形の変化を抽出し、従来の測定法と比較した。用いた可視化システムは、ガラスモデル中の伝搬超音波の音圧を、光弾性法を利用して輝度の強さに、さらに波形に変換し、周波数解析法等の波形解析を行えるよう測定感度を上げると共に、画像処理を行えるシステムに改良した。試験片は、閉口き裂を導入した昨年度製作したガラスモデルで、荷重をかけて徐々にき裂を開口させ、き裂からの超音波の反射特性を波形解析して調べた。得られた入射波形と反射波形の差異は、従来探傷波形の受信波で行われてきた手法の結果と比較して異なっており、材料中での超音波伝搬の解析において、本法の有効性が確認できた。本年度は、ガラス中の欠陥から発生する超音波の可視化と解析が可能となるように、従来の応力波可視化装置の改造、調整に重点を置いた検討を行った。1.板厚20mmのガラスをCT試験片の形に加工し、現有の引張り試験機で破壊靭性試験を行ない、スリット欠陥の先端に欠陥を導入した。ガラス試験片にき裂を導入する技術は、現在確立されておらず、安定してき裂を成長させることは極めて難しい。本研究では、当初からこの試験片の製作の可否が、研究のかぎを握ると考えており、現在なお試作を続けている。当初の計画より少し遅れているが、技術の蓄積で、現在ほぼ試験片の政策できるめどが立った。2.現有の応力波可視化装置の光学系を試験機に取り付けられるように改造し、ストロボ光源の同期を、超音波発生直後となるようなPZTを使ったトリガー系を電子回路で作製し、欠陥で反射する超音波を可視化した。可視化された超音波は、超高感度のカメラとフィルムで撮影し、現有の画像解析装置で波形を解析できるようほぼ改造を終えた。3.超音波センサーで受信した、超音波の受信波形は、購入したデジタルオシロスコープを波形デジタイザとして記録し、可視化像からの超音波波形と比較できるようにした。以上、き裂導入ガラス試験片の作製がやや遅れているが、それ以外は測定の準備を当初の計画通り整えた。次年度はこれを受けて、完成したガラス試験片と構成した測定システムで、可視化法により超音波探傷試験の波形解析を行う予定である。本研究では、光弾性を用いた超音波の可視化装置を用いて、欠陥に入射前と反射後の超音波像を測定し、欠陥反射による波形の変化を抽出し、従来の測定方法と比較した。試験片は、閉口き裂を導入した昨年度制作したガラスモデルで、荷重をかけて徐々にき裂を開口させ、き裂からの超音波の反射特性を波形解析して調べた。

得られた入射波形と反射波形の差異は、従来探傷波形の受信波で行われてきた手法の結果と比較して異なっており、材料中での超音波伝搬の解析において、本法の有効性が確認できた。
黄銅表面からの鉛ナノウィスカー自然発生現象の解明

各種鉛黄銅合金を切削等の加工表面から室温において鉛ウィスカーの自然発生現象が確認された。加工面に残留応力が確認されたが、ウィスカーの発生状況との関連性が薄い。熱分析により銅合金には加熱中に鉛の融解吸熱ピークが確認されたが、冷却中に明白な放熱ピークが見られなく、鉛は過冷却状態に存在し、ウィスカーの発生原因になっている可能性を示唆している。長時間60°Cの空気に晒されても、ウィスカーの発生が影響されなかった。黄銅の切削加工性を向上させるために、鉛を数パーセント添加した。我らは、鉛黄銅材料における鉛ナノウィスカーの自然発生現象を発見した。これまでに、Sn、Cd、Bi、Znなどの低融点金属のウィスカーの室温自然発生や高温でのAlウィスカーの自然発生が報告されており、金属間化合物の生成による体積膨張や熱応力の影響など、種々のメカニズムが提唱されてきた。しかしながら、いずれのモデルも他の実験結果との矛盾が多く、統一的な説明を可能とするモデルは確立していない。黄銅から発生する鉛ナノウィスカーも、これまでに提案されたメカニズムでは説明できない。Cu-Zn合金の結晶粒界に分布している鉛が残留応力によって機械的に押し出される、または、再結晶により試料表面から成長する、などのモデルが考えられるが、このようなモデルの検証・解明が本研究の最終的な目標である鉛黄銅材料における鉛ナノウィスカー発生の全体像を明らかにするために、各種市販鉛黄銅合金(C3604、C3712、C3771、C4622、C6782、C2801など)を入手し、切削加工により試験片を作製してから光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡などの手法により調べた。その結果、すべての黄銅合金の表面から室温において鉛ナノウィスカーの自然発生現象が確認された。また、鉛含有量の高い黄銅合金により多くのウィスカーが自然発生することがわかった。観察された鉛ウィスカーの直径は数十から数百ナノメートルであり、長さは数百マイクロメートルまでであり、密度が300本/平方ミリに達したこともあった。これらの成果を日本金属学会春期大会などの場で発表した。次年度からは、これらの黄銅試料を異なる表面処理を施し、ウィスカーの自然発生現象への影響を調べ、またウィスカー発生が黄銅結晶粒の方位との関係を明らかにすることを予定している。前年度の研究結果により、鉛を含有する種々の黄銅合金において、加工や研磨した表面から鉛のナノウィスカーの自然発生が確認された。また、鉛含有量の多い合金系にはウィスカーが多く発生することが分かった。そこで本年度に、鉛ウィスカーが最も多く観察されたC3604合金(快削黄銅)を研究対象材料とした。鉛ナノウィスカーの自然発生メカニズムを解明するために、異なる表面研磨などの加工処理を施し、その影響を明らかにすることを研究目的とする。C3604合金に対して、機械切断加工、120#、600#、1200#研磨紙による研磨、バフ研磨および化学エッチング等の処理を行い、それらの表面における残留応力をX線回折法により測定した。また、これらの試料表面をSEMにより定期的に観察し、表面から自然発生した鉛ウィスカーの数量、寸法を測定した。その結果、異なる表面研磨などの加工処理を施してから、表面における残留応力はそれほど差が見られなかったが、ウィスカーの発生状況は著しく異なることが分かった。例えば、ウィスカーが最も多く発生した600#研磨表面には残留応力が平均的なレベルにあるが、ウィスカーが全く発生しないバフ研磨およびバフ研磨後に化学エッチングした表面には平均より高い残留応力が測定された。これらの結果から、ウィスカーの自然発生が応力による現象との一般的な見解を見直す必要がることが分かった。これらの現象を解明するために、最終年度では、黄銅合金および模型材料を用いて、金属等の表面における低融点金属ウィスカーの自然発生挙動を調べ、ウィスカーの発生メカニズムを解明することを目指す。鉛を含有する種々の黄銅合金において、加工や研磨した表面から鉛のナノウィスカーが自然発生する現象がこれまでの研究で明らかになった。また、鉛含有量の多い合金系にはウィスカーが多く観察された。鉛ウィスカーが最も多く観察された合金に集中的に実験研究を進めた結果、異なる表面研磨などの加工処理を施してから、表面における残留応力はそれほど差が大きくなかったが、ウィスカーの発生状況は著しく異なることが分かった。そこで最終年度では、黄銅合金における低融点金属鉛の挙動を調べ、ウィスカーの発生メカニズムを解明することを行なった。また、ウィスカーの発生状況に及ぼす温度の影響も調べた。融点が室温近傍にある金属ガリウム(Ga)を含有するCr_2GaC-Ga系模型材料を用い、低融点金属ウィスカーの発生と物質移動・凝固などとの相互関係を調べたところ、金属Gaが凝固過程中に、50°C以上の過冷却現象を突き止めた。

また、同じ手法である走査型熱量分析(DSC)を用い、黄銅C3604およびリン青銅C5341を熱分析した結果、加熱中にいずれの場合にも鉛の融解吸熱ピークが確認されたが、冷却中に明白な放熱ピークが見られなかった。この現象は繰り返し加熱・冷却過程で再現され、酸化等の非可逆現象から起因する可能性を排除した。これらの結果は銅合金の中にある鉛は過冷却状態に存在し、ウィスカーの発生原因になっている可能性を示唆している。また、パフ研磨やエッチングした試料表面にウィスカーが発生しないため、予定したEBSP法での分析が不能であった。なお、長時間60°Cの空気に晒されても、ウィスカーの発生が影響されなかった。
ラジオアイソトープを用いた浚渫埋立粘土の沈降堆積・圧密挙動の評価に関する研究

浚渫粘土の沈降堆積・自重圧密試験およびそれに引続く定ひずみ速度載荷圧密試験において,ラジオアイソトープ(RI)から放出されるγ線を利用して密度を測定できるRI密度検層を実施し,RI密度検層の適合性および間隙比(含水比)と有効応力の関係について検討した.そして,広範囲の含水比領域における粘土に対するせん断弾性波の測定試験(ベンダーエレメント試験)およびせん断強度の測定試験(小型ベーンせん断試験)を実施し,含水比とせん断弾性係数Gおよびせん断強度s_uの関係についても検討した.さらに,RI密度検層の原位置への適用についても検討した.得られた主な知見は以下の通りである.1.RI密度検層の適合性は良好であり,清澄水,懸濁液,浮泥および底泥(堆積土)のそれぞれの状態における密度変化を高い精度で測定することができる.2.沈降堆積・自重圧密過程においてRI密度検層と過剰間隙水圧の測定を実施すれば,flogσ_v'関係(f(=1+e):体積比,e:間隙比,σ_v':鉛直有効応力)を求めることができる.この関係は,w/w_L≦1.5程度(w:含水比,w_L:液性限界)の範囲において直線で近似することができ,その傾きは段階載荷による圧密試験(JIS A 1217)により決定される圧縮指数C_Cとほぼ等しい.3.w/w_LlogG関係は,w/w_L≦l.5程度の範囲において直線で近似できる.ただし,その傾きは圧縮指数C_Cとは異なる.5.浚渫対象領域において,RI密度検層とコーン貫入試験を実施することにより,領域内の場所ごとに異なる懸濁層・浮泥および底泥の堆積状況を定量的に評価することが可能であるので,浚渫土量を迅速簡便に推定することができる.さらに,埋立処分場における浚渫埋立地盤の圧密沈下を予測する手法とその調査方法を提案した.浚渫粘土の沈降堆積・自重圧密試験およびそれに引続く定ひずみ速度載荷圧密試験において,ラジオアイソトープ(RI)から放出されるγ線を利用して密度を測定できるRI密度検層を実施し,RI密度検層の適合性および間隙比(含水比)と有効応力の関係について検討した.そして,広範囲の含水比領域における粘土に対するせん断弾性波の測定試験(ベンダーエレメント試験)およびせん断強度の測定試験(小型ベーンせん断試験)を実施し,含水比とせん断弾性係数Gおよびせん断強度s_uの関係についても検討した.さらに,RI密度検層の原位置への適用についても検討した.得られた主な知見は以下の通りである.1.RI密度検層の適合性は良好であり,清澄水,懸濁液,浮泥および底泥(堆積土)のそれぞれの状態における密度変化を高い精度で測定することができる.2.沈降堆積・自重圧密過程においてRI密度検層と過剰間隙水圧の測定を実施すれば,flogσ_v'関係(f(=1+e):体積比,e:間隙比,σ_v':鉛直有効応力)を求めることができる.この関係は,w/w_L≦1.5程度(w:含水比,w_L:液性限界)の範囲において直線で近似することができ,その傾きは段階載荷による圧密試験(JIS A 1217)により決定される圧縮指数C_Cとほぼ等しい.3.w/w_LlogG関係は,w/w_L≦l.5程度の範囲において直線で近似できる.ただし,その傾きは圧縮指数C_Cとは異なる.5.浚渫対象領域において,RI密度検層とコーン貫入試験を実施することにより,領域内の場所ごとに異なる懸濁層・浮泥および底泥の堆積状況を定量的に評価することが可能であるので,浚渫土量を迅速簡便に推定することができる.さらに,埋立処分場における浚渫埋立地盤の圧密沈下を予測する手法とその調査方法を提案した.埋立地に投入される高含水比の俊深粘土は,泥水状態から時間経過に伴い沈降堆積・自重圧密過程およびその後の覆土による載荷圧密過程を通じて,体積が減少し,せん断強度が増加する.本年度は,ラジオアイソトープ(RI)センサーを用いた高含水比の浚渫土に対する沈降試験を実施し,RIを用いた密度測定手法の有効性とその精度に関して検討した.また,RIコーン貫入試験を自重圧密過程にある浚渫埋立地盤において実施し,その適用性に関しても検討した.得られた主な知見は以下のようである.1.γ線を用いたRIセンサーは,高含水比の浚渫土に対する沈降試験において,清澄水(海水),懸濁液および堆積土のそれぞれの状態における密度の差異を精度良く測定することができる.また,試料高さと経過時間の座標において,清澄水と懸濁液の密度をしきい値として等密度線を描くことにより,沈降堆積・自重圧密過程における状態変化を明瞭に区分することができる.2.自重圧密過程にある浚渫埋立地盤においては,RIコーンによる密度検層はたいへん有効であり,湿潤密度,含水比および間隙比の算定値に対するそれぞれの適合性は良好である.また,コーン貫入に伴う過剰間隙水圧の発生量はたいへん小さいが,貫入停止後の間隙水圧の消散には24時間以上の長時間を有することを示した.3.RIコーンにより得られるelog(σ_<va>u_o)関係(e:間隙比,σ_<vo>:全土被り圧,u_o:静水圧)

は,浚渫埋立粘土,沖積粘土ともに直線近似できることを示した.また,その時点での過剰間隙水圧を別途測定することにより,RIコーン貫入試験の結果から,浚渫埋立粘土のelogP関係および圧縮指数を推定することの可能性を示唆した.本年度は,沈降堆積・自重圧密試験およびそれに引き続く定ひずみ速度載荷試験の両過程においてRI密度検層を実施し,測定された密度の精度について検討するとともに,沈降堆積・自重圧密過程の挙動について考察した.さらに,沈降堆積・自重圧密試験に引き続き清澄水を排出した後,ベンダーエレメント(BE)を装着した載荷板を設置し,BE試験を実施した.試験結果に基づいて圧密の進行に伴うせん断弾性係数(G_O)の増加特性について検討した.得られた主な知見は,以下のとおりである.1.RIセンサーを用いた密度検層によって算定されるlog flog σ_V'関係(f(=1+e):体積比,σ_V':鉛直有効応力)は,w/w_L<1.21.9(w:含水比,w_L:液性限界)において直線で近似することができる.さらに,この直線関係は段階載荷による圧密試験(JIS A 1217)から得られるlog flog σ_V'関係とほぼ等しい.したがって,w_Lの12倍程度の含水比の超軟弱な浚渫埋立地盤において,RI密度検層と地盤内の間隙水圧の測定を実施するだけで,その後の自重圧密過程から載荷圧密過程までのlog flogσ_V'関係を原位置において求められる可能性を示唆した.2.BE試験を実施することにより,w_Lの2倍程度以下の含水比のスラリー粘土に対して,G_Oを測定することができることを示した.また,段階載荷圧密試験および沈降堆積試験より得られたlog(w/w_L)logp関係は,1本の直線で近似することができ,log(w/w_L)logG関係も同様の範囲において傾きの異なる直線で近似することができることも示した.高含水比のスラリー粘土に対するBE試験の計測システムが確立された.本年度は,超軟弱な高含水比粘土のせん断弾性波の測定試験(ベンダーエレメント試験)およびせん断強度の測定試験(ベーンせん断試験)を実施した.一連の結果に基づいて,沈降堆積・自重圧密過程における密度(含水比(w))変化の特性,圧密圧力(p),せん断弾性係数(G)および非排水せん断強度(c_u)の増加と液性限界(w_L)で正規化した含水比(w/w_L)の関係について検討した.そして,w_Lにおけるそれぞれの値であるせん断弾性係数(G_L),圧密圧力(p_L)および非排水せん断強度(c_L)についても検討した.さらに,RI密度検層の原位置への適用として,閉鎖性水域の底質環境調査においてRI密度検層を実施した.得られた主な知見は以下の通りである.2.c_Lの値は土の種類が異なる場合においてもほぼ等しいが,p_Lの値には少し差がある.一方,G_Lの値は大きく異なる.0.7【less thanor equal】w/w_L【less thanor equal】1.0程度の範囲において,G/G_Lc_u/c_L関係は,いずれも直線で近似できるが,その傾きは土の種類によって異なる.w_L付近の含水比領域における粘土の変形・強度特性から,その後の非排水せん断強度およびせん断弾性係数の増加量を予測することの可能性が示された.3.浚渫対象領域において,RI密度検層とコーン貫入試験を実施することにより,領域内の場所ごとに異なる懸濁層・浮泥および底泥の堆積状況を定量的に評価することが可能であり,浚渫土量を迅速簡便に推定することができる.さらに,埋立処分場において同様の調査を実施することにより埋立処分場の最終沈下量や沈下量の経時変化を予測する方法を提案した.
炭酸ガスレーザーによるリグニンの低分子化に関する研究

アカマフ及びブナより構造の異なる磨砕リグニン(MWL)を調整し,炭素ガスレーザーを照射した.照射物よりメタノールを用いて低分子化されたリグニンの抽出を試みた結果,照射速度が0.64.4m/分の範囲では,遅ければ遅い程,かつ出力が3155Wの範囲では,高ければ高い程低分子化物の量が増大することを見出した.また,メタノール可溶物の量はデフォーカス値が36cmの範囲で最低となり,この範囲外では増大することもわかった.アカマフ及びブナのMWLはいずれも同じ傾向を示した.次に,メタノール可溶物の化学的性質の解明を試みた.その結果,メタノール可溶物の分子量は20008000程度に低分子化されており, β-0-4型結合が開裂され, β-β型やβ-5型等の縮合型の構造が残存していることが明らかになった.また, UV及びIRスペクトル分析の結果,フェノール性水酸基やαカルボニル基の官能基等の含量も増大していることも併せて明らかになった.また,リグノセルロース中でリグニンと共存しているセルロースに対する炭酸ガスレーザーの作用を分析した結果,セルロースの場合はリグニンの場合と異なり,低分子化物はメタノールに不溶であり,水を用いて容易に抽出されることが分った.セルロースの炭酸ガスレーザーによる低分子化物の中には還元性を有しないオリゴマーが多量存在することを証明し,そのいくつかのものについては構造を明らかにすることができた.これらの結果から,炭酸ガスレーザーを照射したリグノセルロースより,リグニンの低分子化物をメタノールにより選択的に抽出することの可能性が示唆された.炭素ガスレーザー照射による上記のリグニンの低分子化法は,溶媒や触媒を全く使用せず常圧下連続的に行なうことができるという大きな特徴を有している.アカマフ及びブナより構造の異なる磨砕リグニン(MWL)を調整し,炭素ガスレーザーを照射した.照射物よりメタノールを用いて低分子化されたリグニンの抽出を試みた結果,照射速度が0.64.4m/分の範囲では,遅ければ遅い程,かつ出力が3155Wの範囲では,高ければ高い程低分子化物の量が増大することを見出した.また,メタノール可溶物の量はデフォーカス値が36cmの範囲で最低となり,この範囲外では増大することもわかった.アカマフ及びブナのMWLはいずれも同じ傾向を示した.次に,メタノール可溶物の化学的性質の解明を試みた.その結果,メタノール可溶物の分子量は20008000程度に低分子化されており, β-0-4型結合が開裂され, β-β型やβ-5型等の縮合型の構造が残存していることが明らかになった.また, UV及びIRスペクトル分析の結果,フェノール性水酸基やαカルボニル基の官能基等の含量も増大していることも併せて明らかになった.また,リグノセルロース中でリグニンと共存しているセルロースに対する炭酸ガスレーザーの作用を分析した結果,セルロースの場合はリグニンの場合と異なり,低分子化物はメタノールに不溶であり,水を用いて容易に抽出されることが分った.セルロースの炭酸ガスレーザーによる低分子化物の中には還元性を有しないオリゴマーが多量存在することを証明し,そのいくつかのものについては構造を明らかにすることができた.これらの結果から,炭酸ガスレーザーを照射したリグノセルロースより,リグニンの低分子化物をメタノールにより選択的に抽出することの可能性が示唆された.炭素ガスレーザー照射による上記のリグニンの低分子化法は,溶媒や触媒を全く使用せず常圧下連続的に行なうことができるという大きな特徴を有している.
シナグロヨコバイ抵抗性水稲の抵抗性機構の解析

ツマグロヨコバイ抵抗性水稲の2%濃度の抽出物を用いてツマグロヨコバイを強制的に飼育すると、5日以内にほぼ100%の致死作用を示す。一方、感受性品種の抽出物を与えた場合でも、死亡する個体が多く観察されるものの、両品種間に差が見られることから、この抵抗性品種中に含まれる生存抑制活性物質の単離を試みた。抽出物を水に懸濁後、エーテル、酢酸エチル、水飽和ブタノールの順に溶媒抽出を行ったところ、この生存抑制活性物質はいずれの溶媒にも分配されず、水画分にのみに活性が認められた。この水画分を逆相系のODSカラムにチャージし、水、20%メタノール/水、40%メタノール/水、メタノールで溶出させた後生物検定に供したところ、水溶出部にのみ強い活性が認められた。そこでこのODS水溶出部をイオン交換樹脂を用いて、酸・両性、中性、塩基性3画分に分画したところ、中性画分にのみ、強い生存抑制活性が認められた。このことから、抵抗性品種中に含まれる生存抑制活性物質は極めて親水性の高い、糖あるいはアルコール類縁体と推測された。この生存抑制活性物質と抵抗性との関係は未だ明確でないものの、抵抗性と何らかの関わりがあるものと思われる。現在、さらに、この物質の単離・構造解析を行っている。ツマグロヨコバイ抵抗性水稲上でツマグロヨコバイを強制的に飼育すると、ほぼ100%の致死作用を示すものの、この抵抗性水稲が示す抵抗性の機構は未だ明らかとなっていないことから、この機構解明に取り組んだ。ツマグロヨコバイに対して抵抗性を示す品種(インディカタイプ:Lepedomai、ジャポニカタイプ:Norin PL-6)および感受性を示す品種(ジャポニカタイプ:Toyonishiki)をツマグロヨコバイに摂食させ、その際に形成される口針鞘に着目して、口針は挿入された口針周辺の水稲組織とその挿入頻度ならびに挿入状態について植物切片を作製し比較を行った。口針鞘が到達していた部位・・・いずれの品種の場合も維管束に90%以上の口針鞘が到達しており、維管束に到達していたものの5080%が大小の維管束に到達していた。大維管束に到達していた口針鞘のほとんどは篩管部に到達しており、ここでも品種間による違いは認められなかった。挿入頻度・・・形成された口針鞘の数を数えることにより、口針挿入頻度について比較を行っても抵抗性および感受性品種に係わらず、単位時間当たり同等の挿入回数が観測された。以上の結果から、ツマグロヨコバイ抵抗性水稲が示す抵抗性の機構には物理的要因が関与していないものと考えられた。ツマグロヨコバイ抵抗性水稲上でツマグロヨコバイを強制的に飼育すると、ほぼ100%の致死作用を示すものの、この抵抗性水稲が示す抵抗性の機構には物理的要因が関与していないことを昨年明らかとした。本年はその機構が未だ未解決であることから、化学的手法を用いてこの機構解明に取り組んだ。ツマグロヨコバイに対して抵抗性を示す品種(インディカタイプ:Lepedomai、ジャポニカタイプ;Norin PL6)及びその感受性品種(ジャポニカタイプ;Toyonishiki)を栽培後、それぞれの植物体を有機溶媒を用いて抽出し、得られたサンプルを人工飼育装置を用いてツマグロヨコバイに摂食させ、その摂食行動を観察した。抵抗性品種の抽出物を与えられた場合、感受性品種の抽出物を与えられた場合に比べツマグロヨコバイの吸汁量が減少する傾向が見られ、この抵抗性が植物に含まれる化学成分、すなわちある種の摂食阻害物質の存在に基づく可能性が示唆された。しかしながら、感受性品種の抽出物を与えた場合でも、死亡する個体が多く観察されたことから、人工飼育装置の更なる改良・開発の必要性が考えられた。今後、新しい人工飼育装置の開発に取り組む予定である。
新しいニオブ酸チタン酸リチウム固溶体の合成と誘電特性

Li_2O-TiO_2-Nb_2O_53成分系においてLiNbO_3-Li_<1.33>Ti_<1.66>O_4とLiNbO_3-Li_2TiO_3相線上及びこの2つの相線で囲れた領域の一部であらたしいニオブ酸チタン酸リチウム固溶体が生成し、前者の相線上ではLi_<1.33>Ti_<1.66>O_4が0.090.38mol%含む組成で単一相が得られることが分かった。Li_2MoO┣D24-LiCl系フラックスを使った1100°Cから徐冷法によって組成比Li:Ti:Nb=19:10:12を持つ六角板状の新固溶体の単結晶を育成し、プリセッション写真からこの結晶の晶系と格子定数を求めることができた。LiNbO┣D23┫D2-Li┣D21.33┫D2Ti┣D21.66┫D2O┣D24┫D2相線上で単一相を与える組成の新固溶体の粉末試料を1100°Cで焼結して相対密度90%以上の緻密な焼結体を作成した。この焼結体の誘電率の温度依存性を1KH┣D22┫D2で測定したところ、この新固溶体は750970°Cの範囲にキューリ温度を持つ強誘電体であることが予想され、このキューリ温度では誘電率(ε)が10┣D14┫D1以上の非常に高い値を持つことが分かった。このキューリ温度は、新固溶体中でのLi┣D21.33┫D2Ti┣D21.66┫D2O┣D24┫D2の濃度が増すにつれて単味のLiNbO┣D23┫D2の場合の1200°Cから単一相を与える新固溶体の限界濃度の組成での750°Cまでの急激に低下した。Li┣D22┫D2O-TiO┣D22┫D2-Ta┣D22┫D2O┣D25┫D23成分系でもNb┣D22┫D2O┣D25┫D2を含む場合の系と同様に、新しいタンタル酸チタン酸リチウム固溶液体の生成を確認しその単一相の生成領域を明らかにした。Nb系の場合と同じフラックスを使用して、この固溶体単結晶の育成に成功し、その晶系を決定した。組成比がLi:Ti:Ta=10:5:6である固溶体の焼結体の誘電率は10┣D14┫D1以上の値を持つことが分かった。今後、両固溶体の精密な格子定数の決定とその指数付けを行い、さらに、NbとTaを同時に含む固溶体を作製し、より低いキューリ温度を持ちしかもより高い誘電率を持つ新しい誘電体を作製する計画である。

Nb系の場合と同じフラックスを使用して、この固溶体単結晶の育成に成功し、その晶系を決定した。組成比がLi:Ti:Ta=10:5:6である固溶体の焼結体の誘電率は10┣D14┫D1以上の値を持つことが分かった。今後、両固溶体の精密な格子定数の決定とその指数付けを行い、さらに、NbとTaを同時に含む固溶体を作製し、より低いキューリ温度を持ちしかもより高い誘電率を持つ新しい誘電体を作製する計画である。Li_2CO_3/TiO_2/Nb_2O_5系の固相反応を10501080°Cの範囲で行ない得られた生成物の粉末X線回折を測定した.その結果, LiNbO_3-Li_<1.33>Ti_<1.66>O_4とLiNbO_3-Li_2TiO_3相線上及びこの2つの相線で囲まれた領域の一部で新しいニオブ酸ナタン酸リチウム固溶体が生成することが分った.特に, (1-X)LiNbO_3-XLi_<1.33>Ti_<1.66>O_4の組成の混合物ではX=0.090.38molの広い領域で単一相の新固溶体が生成した.次に, Li_2MoO_4/LiCl系フラックスを使って1100°Cから徐冷法によってLi:Ti:Nb=19:10:12の組成を持つ新固溶体の単結晶の育成を行った.結晶は最大の大きさ数mmの透明な六角板状であった.この板状面に垂直にX線を入射して得られたプリセッション写真は六回対称を示したので六方晶に属することが分った.また,板状面に平行な軸を回転軸とするワイセンベルク写真から格子定数を求めた結果, a_0=15.42A2F2, C_0=41.4A2F2となり, LiNbO_3の格子定数a_0, C_0の約3倍の値を示した.固相反応によって上記のLiNbO_3-Li_<1.33>Ti_<1.66>O_4相線上の種々の組成を持つ粉末試料を1100°Cで焼結してLCRメーターによってこの焼結体の誘導率の温度依存性を1000°Cまで求めた.誘電率-温度曲線は750970°Cの範囲で組成に依存して可逆的なピークを示したので,各ピークはキュリー温度に相当し新固溶体は強誘電体であると考えられる.このキュリー温度は,組成範囲の単一相を与える組成0<X<0.38でXの増加に伴ないLiNbO_3の単味の1200°C(報告値引用)から750°Cまで急激に降下し,新固溶体とLi_<1.33>Ti_<1.66>O_4の共存領域である0.38<X<0.5ではほゞ一定の温度750°Cを示した.しかも,各キュリー温度での誘電率はいずれの組成でもε=10^4以上の値を示して非常に高いことが分った.62年度の研究実績に基づいて、Li_2O-TiO_2-Nb_2O_5系と同様にLi_2O-TiO_2-Ta_2O_5系における新しいタンタル酸チタン酸リチウム固溶体の合成を行い、その誘電率の温度変化を測定した。Li_2TiO_3-Ta_2O_5とLiTaO┣D23-Li┣D21.33┫D2Ti┣D21.66┫D2O┣D24┫D2相線上における特定な組成比を持つLi┣D22┫D2CO┣D23┫D2/TiO┣D22┫D2/Ta┣D22┫D2O┣D25┫D2混合試料を1080°Cで2120時間反応させ粉末X線回折によって得られた生成物の同定を行った。その結果、Li:Ti:Ta=10:5:6の組成比を一端としたLiTaO┣D23┫D2-Li┣D21.33┫D2Ti┣D21.66┫D2O┣D24┫D2相線上にある組成比で新しい化合物が生成することが分かった。この化合物は、LiTaO┣D23┫D2とLi┣D21.33┫D2Ti┣D21.66┫D2O┣D24┫D2との反応によっても生成するので両酸化物の固溶体であると結論した。Nb┣D22┫D2O┣D25┫D2を含む系と比較するとこの新しい固溶体の生成領域は狭い範囲にある。次に、Li┣D22┫D2M┣D20┫D2O┣D24┫D2-Licl系フラックスを使用して組成比Li:Ti:Ta=10:5:6を持つ固溶体の単結晶を除冷法によって1200°Cから育成した。得られた結晶はNb┣D22┫D2O┣D25┫D2系の場合と同様に六角板状の晶癖を有しており、そのプリセッション写真から六方晶に属することが分かったが、その格子定数の決定までには至らなかった。
疎な評価を行う共進化を用いたRoboCupサッカーチーム戦略の獲得

RoboCupは,ロボット工学や人工知能などの研究者に対して共通の研究プラットフォームを与えるランドマーク的なプロジェクトである.このプロジェクトには複数のりーグが含まれており,サッカーリーグ,レスキューリーグの他にも,次世代のRoboCupプロジェクトを背負っていく人材教育の役割を果たすジュニアリーグがある.この中でも,サッカーリーグは,「2050年までに人間の世界一チームにロボットチームが勝利する」という明確な目標を掲げており,RoboCupの代表リーグといえる.サッカーリーグには,二足歩行型,中型,小型,四足型といったロボット工学により強いつながりを持つりーグと,人工知能の研究・発展に重点を置いたシミュレーションリーグがある.本研究では,シミュレーションリーグを取り扱う.3年の研究期間のうち3年目に当たる平成19年度では,個人的な技術を進化させる枠組みの開発を行った.まず,ニューラルネットワークを模倣学習のモデルとして,強豪チームの行動軌跡を学習する枠組みの開発を行った.この結果,Japan Openや世界大会など,RoboCupの実際の大会で優秀な成績を収めることができた.また,進化型計算を用いて3次元シミュレーション上の2足歩行ロボットの基本動作を獲得する手法の研究を行った.人間が直接適応度関数の役割を果たす対話型進化計算を基にした歩行動作獲得を行い,物理学的なダイナミクスをまったく考慮せずに歩行することができた.RoboCupは,ロボット工学や人工知能などの研究者に対して共通の研究プラットフォームを与えるランドマーク的なプロジェクトである.このプロジェクトには複数のリーグが含まれており,サッカーリーグ,レスキューリーグの他にも,次世代のRoboCupプロジェクトを背負っていく人材教育の役割を果たすジュニアリーグがある.この中でも,サッカーリーグは,「2050年までに人間の世界一チームにロボットチームが勝利する」という明確な目標を掲げており,RoboCupの代表リーグといえる.サッカーリーグには,二足歩行型,中型,小型,四足型といったロボット工学により強いつながりを持つリーグと,人工知能の研究・発展に重点を置いたシミュレーションリーグがある.本研究では,シミュレーションリーグを取り扱う.3年の研究期間のうち,初年度に当たる17年度では,進化型計算によるチーム戦略獲得アルゴリズムの開発を行った.RoboCupサッカーでは,1試合は10分であり,従来行われてきた進化型計算と比べて比較的評価時間が長い.このため,並列計算機環境を構築し,同時にサッカーの対戦を実行することにより,複数の個体の評価を行うことができるようにする必要があった.計算機同士の接続はイーサネットで行った.科研費で購入したスイッチングハブを介し,16個のPC-UNIXをインストールしたデスクトップPCからなる並列計算環境を構築した.PC-UNIXとして,フリーで供給されえているLINUXを使用し,並列計算環境上でのチーム戦略獲得アルゴリズムの実装を行った.初年度は個体数を少なめに設定した.初期研究としての成果を挙げることに専念し,得られた成果を国内会議や国際会議にて,研究の成果を発表することができた.RoboCupは,ロボット工学や人工知能などの研究者に対して共通の研究プラットフォームを与えるランドマーク的なプロジェクトである.このプロジェクトには複数のリーグが含まれており,サッカーリーグ,レスキューリーグの他にも,次世代のRoboCupプロジェクトを背負っていく人材教育の役割を果たすジュニアリーグがある.この中でも,サッカーリーグは,「2050年までに人間の世界一チームにロボットチームが勝利する」という明確な目標を掲げており,RoboCupの代表リーグといえる.サッカーリーグには,二足歩行型,中型,小型,四足型といったロボット工学により強いつながりを持つリーグと,人工知能の研究・発展に重点を置いたシミュレーションリーグがある.本研究では,シミュレーションリーグを取り扱う.3年の研究期間のうち2年目に当たる平成18年度では,共進化の概念を用いた進化型計算によるチーム戦略獲得アルゴリズムを開発するための準備研究を行った.具体的に行ったこととしては,これまでは進化の対象となるチームのみが変化の対象であり,敵チームは進化型計算の実行中固定であった.そこで,敵チームを進化型計算の実行中に動的に変化するような実装を試みた.動的な変化の方法として2種類を考えた.一つは進化の世代と共に敵チームが変更する強制的な動的変化であり,もう一つは,進化型計算の対象となるチームの性能に応じて変化していく調和的な動的変化である.これら二つの動的変化手法により獲得されたチーム戦略とチーム戦略の進化過程を調べていくことにより,調和的な方法により進化型計算がより効果的に働くことがわかった.RoboCupは,ロボット工学や人工知能などの研究者に対して共通の研究プラットフォームを与えるランドマーク的なプロジェクトである.このプロジェクトには複数のりーグが含まれており,サッカーリーグ,レスキューリーグの他にも,次世代のRoboCupプロジェクトを背負っていく人材教育の役割を果たすジュニアリーグがある.この中でも,サッカーリーグは,「2050年までに人間の世界一チームにロボットチームが勝利する」という明確な目標を掲げており,RoboCupの代表リーグといえる.サッカーリーグには,二足歩行型,中型,小型,四足型といったロボット工学により強いつながりを持つりーグと,人工知能の研究・発展に重点を置いたシミュレーションリーグがある.本研究では,シミュレーションリーグを取り扱う.3年の研究期間のうち3年目に当たる平成19年度では,個人的な技術を進化させる枠組みの開発を行った.まず,ニューラルネットワークを模倣学習のモデルとして,強豪チームの行動軌跡を学習する枠組みの開発を行った.この結果,Japan Openや世界大会など,RoboCupの実際の大会で優秀な成績を収めることができた.また,進化型計算を用いて3次元シミュレーション上の2足歩行ロボットの基本動作を獲得する手法の研究を行った.

人間が直接適応度関数の役割を果たす対話型進化計算を基にした歩行動作獲得を行い,物理学的なダイナミクスをまったく考慮せずに歩行することができた.
結晶学的自己組織化による高耐久Pd薄膜型水素センサの創製

C軸配向性窒化アルミニウム(AlN)下地層の上に、パラジウム(Pd)をローカルエピタキシャル成長させることにより高配向Pd(111)極薄膜を作製し、その水素センサ特性について調査した。その結果、高配向Pd(111)極薄膜は、水素化・脱水素化に伴う劣化が少なく、室温で可逆的に動作する水素センサとして利用可能と判明した。また、その場X線回折法により水素化・脱水素化過程を調査したところ、Pd格子は、AlN下地層とのローカルエピタキシャル関係を基にして、膜面垂直方向に優先的な伸縮を起こしていた。この伸縮の異方性が、Pd格子の劣化を抑制し、良好な水素センサ特性を誘起しているものと考えられる。本研究は、Pd-AlN界面でのローカルエピタキシーを用いることにより、耐久性の高いPd薄膜型水素センサの創製を目指すことを目標としている。そのために、本年度は、マグネトロンスパッタリングガンを2本購入し、Pd/AlN多層薄膜作製装置を組み上げた。そして、Pd-AlN界面への不純物元素(酸素など)の混入を防止することが可能な連続成膜法により、Pd/AlN多層薄膜を作製した。作製した多層薄膜の成長様式及び配向性を各種分析手法により解析し、スパッタリングガス圧力、スパッタリングガン電力などの成膜条件の最適化を行った。また、Pd/AlN多層薄膜の積層順序、膜厚についても最適な条件を調査した。更に、Pd/AlN多層薄膜の安定性を評価するために、熱処理も試みた。その結果、AlN下地の上に堆積したPd薄膜は、島状成長が抑制され、膜厚が数nmであっても連続膜として安定に存在していると判明した。また、そのようなPd薄膜上に堆積したAlNは、C軸配向性を示した。そのため、Pd-AlN界面では、ローカルエピタキシャル成長しているものと考えられる。方位関係についての詳細は現在調査中であるが、Pd(111)面の上にAlN(0001)面が成長しているものと思われる。熱処理を行ったところ、Pd単層薄膜は熱的に不安定であるのに対し、AlN薄膜に挟み込まれたPd薄膜は、非常に安定であると判明した。作製したPd/AlN多層薄膜を、水素センサとして評価したところ、水素センサ特性は、Pd薄膜の膜厚に強く依存し、最適膜厚は10 nmであった。このとき、Pd薄膜の電気抵抗率は、導入ガスの水素分圧変化に対応した値を可逆的に示した。Pdは、水素吸蔵に伴い、体積や電気伝導率が変化する。この現象を利用したPd薄膜型水素センサは、非常に単純な構造であるので、これまで多くの研究がなされてきた。しかし、水素化・脱水素化の繰り返しによりPdの結晶性が低下し、その結果、センサ特性が徐々に低下するという問題が知られており、未だ実用化には至っていない。そこで、本研究では、Pdの結晶性低下問題を、ローカルエピタキシーにより解決することに取り組んでいる。具体的には、6回対称性を有するAlNのC面上に、(111)Pdをローカルエピタキシャル成長されることにより、水素化・脱水素化によるPdの結晶性低下を抑制する、及び、低下してしまった結晶性を回復(結晶学的自己組織化)させることを試みている。本年度は、昨年度に組み上げた成膜装置を用いて様々な層構造・膜厚のPd/AlN多層薄膜を作製し、水素に対するセンサ特性について系統的に調査した。その結果、Pd薄膜が(111)に強く配向している時に良好なセンサ特性を示すと判明した。また、水素を導入しながらin-situ XRD測定を行うため治具を製作し、水素化に伴う格子の伸縮や結晶性の変化を調査したところ、基板面垂直方向に優先的に格子伸縮すると判明した。よって、ローカルエピタキシャル関係により面内方向への膨張が制限され、そのことにより、結晶性の低下が抑制されているものと予想される。また、このような薄膜における格子伸縮・ひずみを解析するための手法「菱面体ひずみ解析法」を考案した。今後は、電気伝導率などの物性とひずみの関係を、考案した解析法を用いて系統的に調査する予定である。本研究は、申請者の提案する結晶学的自己組織化という新しいコンセプトを用いて、高耐久パラジウム(Pd)薄膜型水素センサの実現を目指す取り組みである。具体的には、配向性窒化アルミニウム(AlN)薄膜を下地層とすることで、Pd薄膜の自己組織化を誘起し、水素センサの高耐久化を図るというものである。研究期間は3年間であり、1年目はPd/AlN多層薄膜作製装置の組み上げを、2年目はPd/AlN多層薄膜作製条件の最適化、および、水素センサ特性評価システムの構築を実施してきた。そして、3年目の本年は、最終年度であることを踏まえ、様々な層構造・膜厚のPd/AlN多層薄膜を作製し、その水素センサ特性、および、水素化過程を系統的に調査した。その結果、室温で可逆的に動作するPd薄膜型水素センサの作製に成功した。更に、水素化過程のその場X線回折測定(水素in-situ XRD測定)により、可逆的に動作するメカニズムについても解明することが出来た。

そして、良好な水素センサ特性を得るための要件は次の4つ:1.Pd薄膜は極めて薄い(膜厚10 nm以下)こと、2.Pd薄膜は連続膜となっていること(島状成長していないこと)、3.Pd薄膜は配向していること、4.Pd薄膜は下地層・基板と強固に接着していることであると判明した。本研究では、配向性AlN薄膜を用いることにより、これら要件を同時に実現できていた。そして、これら要件が相補的に作用することにより、水素化物(いわゆるβ相)の形成が抑制され、その結果、室温で可逆的に動作する水素センサを実現できたものと考えられる。この他、極薄膜の配向度合を、X線回折プロファイルから定量的に解析するための手法についても研究を行った。C軸配向性窒化アルミニウム(AlN)下地層の上に、パラジウム(Pd)をローカルエピタキシャル成長させることにより高配向Pd(111)極薄膜を作製し、その水素センサ特性について調査した。その結果、高配向Pd(111)極薄膜は、水素化・脱水素化に伴う劣化が少なく、室温で可逆的に動作する水素センサとして利用可能と判明した。また、その場X線回折法により水素化・脱水素化過程を調査したところ、Pd格子は、AlN下地層とのローカルエピタキシャル関係を基にして、膜面垂直方向に優先的な伸縮を起こしていた。この伸縮の異方性が、Pd格子の劣化を抑制し、良好な水素センサ特性を誘起しているものと考えられる。計画通り、Pd/AlN多層薄膜を水素センサとして評価するための専用測定システムを構築し、それを用いて研究を進めている。また、結晶学的自己組織化に関する調査も、断面TEM観察やin-situ XRD測定により継続して取り組んでいる。学会発表「X線回折によるPd/AlN多層膜の水素応答特性評価」および「Pd/AlN多層薄膜の水素化in-situ XRD観察」は、いずれも、日本金属学会の優秀ポスター賞を受賞。金属物性学回折結晶学今後は、これまでの電気的な観点に加え、機械的・光学的な観点からもセンサ特性評価を行う。また、本研究の特徴である結晶学的自己組織化をセンサ「素子」のレベルで実現するべく、組込ICとの一体化についても検討する。当初計画した通りに、Pd/AlN多層薄膜作製装置の組み上げが完了した。そして、連続成膜法によるPd/AlN多層薄膜の作製を開始し、高いセンサ特性を得るために、成膜条件の最適化を行っている。今後は、結晶学的自己組織化を誘起しながら、水素センサ特性を測定するための専用の評価システムを構築する計画である。そして、構築した評価システムを用いてPd/AlN多層薄膜を測定する予定である。
がんウイルスＥｐｓｔｅｉｎーＢａｒｒ　Ｖｉｒｕｓに対する新規分子標的薬の開発

我々は、ヒトがんウイルスEpstein-Barr virus/EBVに対する新規分子標的薬の開発を目指している。本研究課題では、DNAに結合するピロールイミダゾールポリアミド化合物に着目し、EBV発がんに重要なEBNA1蛋白質のDNA結合を抑制する抗EBNA1阻害剤の開発を試みた。その結果、一つのポリアミド化合物に、EBNA1-DNA結合の阻害活性が認められた。このポリアミド化合物は、EBV感染による正常B細胞の形質転換を顕著に抑制することが示された。これらの結果、EBV感染がんに対する新規の分子標的薬としてEBNA1阻害化合物が有望である事が明らかになった。本研究課題では、ヒトがんウイルスEpstein-Barr virus/EBVに対する新規分子標的薬の開発を目指している。具体的には、DNAに結合するピロールイミダゾールポリアミド化合物に着目し、EBV発がんに重要なEBNA1蛋白質のDNA結合を抑制する抗EBNA1阻害剤の開発を目的とする。本年度は、OriP DNA配列に結合してEBNA1の機能を阻害する化合物の開発を目指し、その結果、マイクロモルオーダーでのポリアミド化合物とoriP DNAとの結合が確認された。さらにEMSAアッセイにより、その条件では一つのポリアミド化合物に、EBNA1-DNA結合の阻害活性が認められた。EBNA1のDNA結合に対する阻害活性が見いだされた化合物については、その標的となるDNA塩基配列を確定させるために、in vitroのFootprinting assayを行い、確かに目的の標的配列に結合している事が判明した。類似の構造のポリアミドでも検討したところ、標的となる塩基配列はそれぞれ予想通りEBNA1が結合するであろうと思われる配列であったが、その結合力に違いがあることが明らかになった。数種のポリアミドの標的DNAの結合力は、EBNA2とDNAの結合を阻害する活性の強さと相関が見られた事から、これらのポリアミドは、競合阻害によりEBNA1とDNAの結合を抑制していることが推測される。また、EBNA1の結合サイトではあるが、塩基配列が少々異なるsite 14についてもEBNA1-DNA結合に対するポリアミドの阻害能力も検定したところ、理論的に100%マッチする塩基配列をもつオリゴDNAに対する阻害効果が最も強かった事から、DNAとポリアミドの結合力が、その阻害効果に極めて需要であることが示唆された。本申請課題では、ヒトがんウイルスEpstein-Barr virus/EBVに対する新規分子標的薬の開発を目指し、具体的にはウイルスDNAに結合するピロールイミダゾールポリアミド化合物に着目し、EBV発がんに重要なEBNA1蛋白質のDNA結合を抑制する抗EBNA1阻害剤の開発を目的とした。昨年度までの研究で、EBウイルスのOriPDNA配列に結合してEBNA1の機能を阻害する化合物の開発を目指し、OriP上のEBNA1結合塩基配列に特異性高く結合するピロールイミダゾールポリアミド化合物のデザインと合成を行い、実際にマイクロモルオーダーでoriP DNAに結合するポリアミド化合物が合成された。さらにEMSAアッセイにおいて、一つのポリアミド化合物に、EBNA1-DNA結合の阻害活性が確認された。EBNA1のDNA結合に対する阻害活性が見いだされた化合物については、その標的となるDNA塩基配列を確定させるために、in vitroのFootprinting assayを行い、確かに目的の標的配列に結合している事を確認した。以上の結果を踏まえ、本年度は、同定したポリアミド化合物の細胞毒性、ヒト初代B細胞を用いたEBV感染実験を行い、その薬理作用を検討した。その結果、細胞に対する非特異的毒性は少なく、EBV感染細胞において選択性高く細胞増殖阻害作用を示す化合物DSE-3が同定できた。またDSE-3が、初代B細胞へのウイルス感染と形質転換能に対しても顕著な抑制作用を持つ事が確認された。以上のことから、実際にEBNA1のDNA結合阻害活性を持ち、EBV感染に対する細胞悪性化に対する抑制作用を持つ化合物が合成できたと考えられる。本申請課題では、ヒトがんウイルスEpstein-Barr virus/EBVに対する新規分子標的薬の開発を目指している。本年度は、OriP DNA配列に結合してEBNA1の機能を阻害する化合物の開発を目指し、OriP上のEBNA1結合塩基配列に特異性高く結合するピロールイミダゾールポリアミド化合物のデザインと合成実験を行った。まず、OriP上のDS領域の4カ所のDNA配列site 14に対するポリアミド化合物DSE1,2,3,4を実際に合成、精製した。また、本化合物を用いてのin vitro EMSA用に大腸菌組換え蛋白質、GST-EBNAを大量精製した。この組換え蛋白質を用いたGST-EBNA1とoriP DNAとのin vitro binding