hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会性昆虫の利他性に関わる遺伝子の分子進化に関する研究

この分業は脳キノコ体における学習能力の発達と関係していると考えられている.当研究室では,ワーカーを社会的環境から隔離した状態(独房)で飼育する事により,学習能力が発達しないミツバチ(独房蜂)を作出する事に成功している.ディファレンシャル・ディスプレイ法を用いて特定された,通常の学習能力が高いミツバチ(コロニー蜂)で特異的に発現するmajor royal jellyprotein(MRJP)1遺伝子について詳細な発現解析実験を行い,記憶・学習能力の発達とこの遺伝子の発現が密接に関わっているという証拠をつきとめた,また,マイクロアレイ法により独房蜂とコロニー蜂の脳キノコ体での網羅的な遺伝子発現の比較を行い,有意に発現に差がある80個の遺伝子を特定した.これらのうち,特に興味深いいくつかの遺伝子について,リアルタイム定量RT-PCR法にて詳細な発現解析をし,記憶・学習能力の発達に関わっていると思われるいくつかの遺伝子を特定した.もう一つの真社会性昆虫の大グループであるシロアリ類においては,テルペン類を噴射する事により最も進化的な化学的防衛を行うタカサゴシロアリを用いて研究を行ってきた.全てのテルペン類はイソペンテニルニリン酸を前駆物質として,メバロン酸を経由して合成される事が知られている,今年度は,その合成経路の最も上流の遺伝子であるacetoacetyl-CoA thiolase遺伝子に焦点をあて,RT-PCR法,RACE法にて遺伝子全長のクローニングに成功した.またこの遺伝子は,いくつかのコピーが存在する事も確認でき,テルペン類を合成しないワーカーと防衛を行う兵隊では,発現している遺伝子コピーが異なる事も確認できた.
レトロウイルス誘発がん制御におけるB細胞TLR7シグナルの重要性

プロウイルスの細胞ゲノムへの組込みをいかに早く食い止めるかがレトロウイルス感染制御には重要となる。我々は、レトロウイルス感染制御には細胞傷害性T細胞ではなく、B細胞を介した免疫反応が有効であることを、マウス白血病レトロウイルスを用いて明らかにしてきた。その中で、レトロウイルス誘発がんの発症阻止にはB細胞のTLR7シグナルが必要不可欠であることを見出した。本研究ではレトロウイルス感染制御におけるB細胞TLR7の役割についての解析を行った。B細胞TLR7を欠いた個体では通常、ウイルス中和抗体が誘導できず、最終的には白血病の発症に至る。しかし、予めウイルス特異的Th細胞を活性化するペプチドワクチンで免疫することで、B細胞TLR7欠損個体においても中和抗体が早期に誘導され、外来性レトロウイルスは検出限界以下にまで抑制された。にもかかわらず、それらの個体は後に白血病を発症し、死に至った。この結果から、中和抗体が十分に誘導されてもB細胞TLR7を欠くと、レトロウイルス誘発がんを制御できないことが示唆された。本年度はその発がんのメカニズムを解明するために、B細胞TLR7欠損個体からがん細胞を樹立し、その形態学的特徴やプロウイルスの構造解析を行った。また、それらがん細胞からのウイルス粒子産生の有無を内在性レトロウイルスとの組換えも含めて解析した。本年度の解析から、B細胞TLR7欠損個体では中和抗体存在下でも赤芽球性の白血病細胞が出現すること、またその発がんに内在性レトロウイルスの発現が関係することを示唆する結果を得た。HIV感染症では感染初期にウイルス複製が十分阻止されずに慢性持続感染が成立してしまうため、最終的にエイズ発症に至る。よって感染早期にウイルスを逸早く中和し、プロウイルスの細胞ゲノムへの組込みをいかに早く食い止めるかが慢性持続感染症の制御には重要となる。我々は、レトロウイルス感染制御には細胞傷害性T細胞ではなく、B細胞を介した迅速な免疫反応が有効且つ重要であることを明らかにしてきた。最近我々は、レトロウイルス誘発がんの発症阻止にB細胞特異的TLR7シグナルが必要不可欠であるという事実を見出し、本研究ではレトロウイルス感染制御におけるB細胞TLR7の役割についての解析を進めている。本年度は、外来性レトロウイルスを中和する抗体を感染早期に誘導できてもB細胞TLR7の発現を欠くと、赤白血病の発症にいたることを明らかにし、現在、がん化細胞に組み込まれたプロウイルスの解析を進めている。当初の計画通りに研究を進めることはできているが、がん発症までの期間が長いことから、がん化細胞の樹立に時間を要した。よって感染早期にウイルスを逸早く中和し、プロウイルスの細胞ゲノムへの組込みをいかに早く食い止めるかがレトロウイルスの慢性持続感染の制御には重要となる。我々は、レトロウイルス感染制御には細胞傷害性T細胞ではなく、B細胞を介した迅速な免疫反応が有効且つ重要であることをマウス感染モデルを用いて明らかにしてきた。最近、レトロウイルス誘発がんの発症阻止にはB細胞におけるTLR7シグナルが必要不可欠であるということを見出し、本研究ではレトロウイルス感染制御におけるB細胞TLR7シグナルの役割についての解析を進めている。B細胞TLR7を欠いた個体でもウイルス特異的Th細胞の早期活性化により中和抗体を誘導することで、外来性レトロウイルス感染を検出限界以下にまで制御できることから、B細胞TLR7欠損個体のレトロウイルス誘発がんの発症は、中和抗体誘導の欠如あるいは低下によるものではないと推定された。本年度は、その発がんのメカニズムを明らかにするために、レトロウイルス誘発がん発症個体からがん細胞を樹立し、がん細胞の特徴、それら細胞における内在性あるいは組換え型レトロウイルス産生の有無、ゲノムに組み込まれたプロウイルス構造の解析を進めている。がん化細胞の樹立・蓄積に時間を要すること、また、がん細胞からの内在性あるいは組換えレトロウイルス産生の有無をマウス個体への移入実験から確認する試みをしており、発症までの期間が数ヶ月と長いことから、本研究の進捗は当初の計画よりやや遅れている状況である。本年度の解析から、B細胞TLR7

欠損個体では中和抗体存在下でも赤芽球性の白血病細胞が出現すること、またその発がんに内在性レトロウイルスの発現が関係することを示唆する結果を得た。基本的には当初の実験計画に従って、今後も本研究を実施する。基本的には当初の実験計画に従って、来年度も実験を進める。印刷や論文校正に充てていた予算が今年度ではなく来年度に必要となったため。謝金に充てた予算が今年度は不要であった。本年度未使用金は来年度使用予定額と併せて、主に物品購入と論文校正・発表費に充てる計画である。本年度未使用金は、来年度使用予定額と併せて、論文校正等に必要な経費と旅費に充てる予定である。
酸化物人工超格子における電荷とスピン秩序の相分離構造

化学組成がわずかに異なるだけで、強磁性金属と反強磁性絶縁体という互いに競合する電子相をそれぞれ示す2種類のペロブスカイト型Mn酸化物をナノメーターレベルで交互積層した人工超格子を作製した。伝導磁気特性測定、光学スペクトル測定、及び放射光X線回折により、作製した人工超格子では期待通り2相が共存していることを明らかにした。さらに、磁場や電場によって超格子中の電子相境界の位置を変化させ、その結果として伝導度や磁化の大きさを連続的に制御できることを明らかにした。本研究は、強磁性金属と反強磁性絶縁体という互いに競合する電子相をナノレベルで交互積層し、人工的な相競合状態を実現するとともに、その相競合状態を外場によって制御することを目的とする。一年目である平成21年度は、高品質な人工超格子を作製し、その基礎物性と相制御の可能性を明らかにした。作製した超格子は、強磁性金属であるLa_0.5Sr_0.5MnO_3(LSMO)と反強磁性絶縁体であるPr_0.5Ca_0.5MnO_3(PCMO)という2種類のペロブスカイト型マンガン酸化物から成る。まず、両者の製膜条件を最適化し、薄膜を1原子層ずつ2次元成長させることで、厳密に各々の層厚が制御された超格子を作製した。X線回折による構造解析により、作製された薄膜は狙い通りの周期構造をもつ高品質な超格子であることを確認した。抵抗率及び磁化率の温度依存性を調べたところ、LSMOの層厚を増やした超格子は強磁性金属的であり、逆にPCMOの層厚を増やすと反強磁性絶縁体へと系統的に変化していた。特に両者の層厚を5層ずつ等しく堆積させた超格子は、2つの電子相の競合を示唆する結果が得られた。そこで、軌道放射光を用いた精密構造解析と、紫外から赤外までの高エネルギー範囲の光学スペクトル測定により、この5層5層超格子の電子状態をさらに調べた結果、2相が確かに共存しているということが分かった。次にこの相共存状態を外場で制御することを試みた。2つの電子相の相境界は、外場が無い状態では化学組成の境界と一致しているが、磁場を印加することで強磁性金属ドメインが広がり、移動した相境界は低温では磁場を切っても安定であることを明らかにした。すなわち、これは人工的に作り出した相競合状態において、磁場によって相境界を動かすことにより、試料全体の電子状態を制御できることを示しており、新しい相変化デバイスの可能性が開けたと考えられる。本研究では、マンガン酸化物における強磁性金属と反強磁性絶縁体という互いに競合する電子相をナノレベルで交互積層し、人工的な相競合状態を実現することを目指している。昨年度は、2つの電子相から成る人工超格子を作製し、その超格子が期待通り相共存状態を示すことを抵抗率や磁化率といった物性測定により明らかにした。そこで今年度は、薄膜における相分離構造をシンクロトロン放射光を用いたX線回折によって、より直接的に観測することに取り組んだ。測定対象とした試料は、強磁性金属であるLa_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3(LSMO)と、反強磁性絶縁体であるPr_<0.5>Ca_<0.5>MnO_3(PCMO)を、5層ずつ積層された超格子である。300Kでは超格子は一様に常磁性絶縁体であり、250Kから180Kまでは超格子は一様に強磁性金属である。この温度範囲では、X線2θ-θスキャンのプロファイルは、化学組成の違うLSMOとPCMOが周期的に積層していることを示す衛星反射ピークやフリンジが観測されている。しかし180K以下の温度でPCMO層から反強磁性絶縁体相が発達して相共存状態に入ると、衛星反射やフリンジピークの強度が著しく減少することがわかった。一方、超格子に磁場を印加し、相共存状態から一様な強磁性金属状態へと変化させると、衛星反射やフリンジピークの強度が回復した。以上の結果は、構造的にはLSMOとPCMOが正確な周期で積層された理想的な超格子であるにもかかわらず、電子的な相共存状態が現れると構造が乱れているように見えることを意味している。そこで、相共存状態ではLSMOとPCMOの界面にナノメーターレベルの空間的な不均一さがあるとしてX線回折のプロファイルをシミュレーションすると、実験のピーク強度変化をある程度再現でき、相共存状態のミクロな様子が明らかにすることができた。本研究で明らかになった、異なる電子相同士の界面でのナノメートルスケールの不均一性の存在は、相競合を利用した相転移デバイスの開発を進める上で重要な知見になると考えられる。
冷え症の後期高齢者に対する下肢触圧刺激の転倒予防ケア技術への応用

本研究は、これまでの健康問題に取り上げてこなかった「高齢者の冷え症」に焦点をあて、重心動揺と密接に関係する足底の冷えが転倒に繋がるという仮説に基づき、下肢に冷え症状のある後期高齢女性を対象に、下肢触圧刺激(20分間のフットマッサージ)の負荷による冷え症状の緩和及び転倒予防の有用性を生理学的指標により多次元的に検証することによって、根拠に基づいた新たな転倒予防の実践技術を構築することを目的としている。今年度は、倫理審査委員会申請手続きおよび実験プロトコルの作成及び予備実験の実施を予定していた。平成30年7月に本学の倫理審査委員会より研究実施許可(2018Mー001)されたため、測定に必要な実験機器(接触型のレーザー血流計、血圧脈波検査装置等)の購入とともに実験環境の整備を行った。しかし、実験専用に使用を予定していた部屋の排水環境の整備に戸惑い、予備実験を実施することができなかった。次年度はその点をふまえて、予備実験及び夏季・冬季の年2回の調査を予定している。今年度は、実験専用に使用する予定であった部屋の排水環境の整備に時間を要し、予備実験を行うことができなかった。測定に必要な機器の購入は全て終了していることから、次年度は実験環境が整い次第、予備実験を行う予定である。次年度は、今年度実施できなかった予備実験を行うとともに、(調査1)下肢に冷え症状のある後期高齢女性の多次元的な生理学的指標の測定と特性を明らかにする、(調査2)冷え症状のある後期高齢女性に対する下肢触圧刺激(20分間のフットマッサージ)の負荷後の立位姿勢調節・足部感覚機能の変化を明らかにする、この2つの調査を実施する予定である。また、実施時期は年に2回(夏季・冬季)を予定している。今年度予定していた予備実験が実施できなかったため、次年度はその予備実験とともに計画していた本実験を行う予定である。よって今年度分の人件費、謝金、消耗品分が使用額に加わっている。
DNAワクチン療法の最適化を目指した核酸医薬品のデザインとデリバリー

液性免疫のみならず細胞性免疫をも誘導できるDNAワクチンのアプローチは、近年、細菌やウイルス感染症、がん、免疫疾患等さまざまな疾病に対する新たな治療法として期待されている。しかしながら期待どおりの成果が挙げられているとは言いがたく、DNAワクチン療法の最適化が望まれている。そのためには、DNAワクチンの効果発現を最大限に引き出すことを可能にするプラスミドDNAのデザインとデリバリーに関する情報の蓄積が重要な課題である。そこで本研究では、DNAワクチンの効果発現において重要な役割を果たしている樹状細胞とプラスミドDNAの相互作用に関する情報を得るために、naked DNAあるいはカチオン性リボソーム複合体の形で取り込ませた場合の活性化を、マウス樹状細胞を用いて検討した。その結果、いずれの形態で取り込ませた場合も、樹状細胞の活性化はプラスミドDNAに含まれるCpGモチーフに依存して起こることが明らかとなり、既に明らかにしているCpGモチーフ非依存的な活性化を示すマクロファージとは異なる特徴を有することが示された。一方、DNAワクチンのデザインに関しては、細胞性免疫を誘導できることが知られている分子シャペロンheat shock protein70(Hsp70)を基盤とした新規DNAワクチン設計を試みた。細胞内動態を制御することのできるHsp70-抗原融合タンパクをコードするプラスミドDNAを設計し、エレクトロポレーションを併用してマウスに皮内投与した際の免疫応答を評価した。その結果、強力な抗原特異的な細胞傷害性T細胞活性と抗腫瘍効果を誘導できることが明らかとなった。以上、本研究では樹状細胞とプラスミドDNAの相互作用に関して検討すると共に、Hsp70を基盤とした新規DNAワクチン設計を試み、いくつかの重要な基礎的知見を得ることができた。液性免疫のみならず細胞障害性T細胞(CTL)など細胞性免疫をも誘導できるDNAワクチンのアプローチは、近年、細菌やウイルス感染症、がん、免疫疾患等さまざまな疾病に対する新たな治療法として期待されている。しかしながら十分な臨床効果が得られていないのが現状であり、ワクチン効果を改善できるDNAワクチンのデザインとデリバリーの方法論の確立が急務と考えられている。そこで本研究では、最も強力な抗原提示細胞であり、DNAワクチンの効果を大きく左右する樹状細胞を標的に選定し、DNAワクチンの効果を最大限に引き出せるプラスミドを新たに設計すると共にデリバリーシステム開発を目的に検討を行った。モデル抗原として卵白アルブミンおよびそのMHC class Iエピトープペプチド(SIINFEKL)を選択し、MHC class I分子への効率的な抗原提示を達成することのできるため抗原提示細胞内で発現させた抗原ペプチドの細胞内動態を制御できる種々のプラスミドベクターを構築した。培養樹状細胞を用いたin vitro実験において抗原提示能を評価したところ、抗原ペプチドに小胞体retention signalを融合させたベクターが最も高いclass I提示を示すことが明らかとなった。また、マウスを用いた実験を行った結果、本ベクターが優れたCTL誘導能を有することが示され、in vivoにおける有用性も明らかになった。デリバリーに関しては、投与部位の選択を含めて検討した結果、プラスミドを直接皮内に投与しエレクトロポレーションを併用する方法が最適であることが判明した。以上、DNAワクチンのデザインとデリバリーに関する有用な基礎的知見が得られた。液性免疫のみならず細胞傷害性T細胞(CTL)など細胞性免疫をも誘導できるDNAワクチンのアプローチは、近年、細菌やウイルス感染症、がん、免疫疾患等さまざまな疾病に対する新たな治療法として期待されている。

モデル抗原として卵白アルブミンおよびそのMHC class Iエピトープペプチド(SIINFEKL)を選択し、MHC class I分子への効率的な抗原提示を達成することのできるため抗原提示細胞内で発現させた抗原ペプチドの細胞内動態を制御できる種々のプラスミドベクターを構築した。培養樹状細胞を用いたin vitro実験において抗原提示能を評価したところ、抗原ペプチドに小胞体retention signalを融合させたベクターが最も高いclass I提示を示すことが明らかとなった。また、マウスを用いた実験を行った結果、本ベクターが優れたCTL誘導能を有することが示され、in vivoにおける有用性も明らかになった。一方、非常に効率が悪い抗原提示細胞への遺伝子導入・発現を回避するアプローチとして、マウス熱ショックタンパク質70(Hsp70)を骨格とする抗原テリバリーシステムについても検討した。Hsp70-MHC class Iエピトープ結合体を発現するプラスミドベクターの投与により、CTL誘導ならびに腫瘍増殖抑制効果が得られた。
視線運動分析に基づく看護職と介護職の高齢者理解プロセスの解明

協同しながら日常生活ケアに従事する看護職と介護職が、高齢者の生活場面をどのような視点で捉え、そこから何を思考し、ケアに結びつけているのかという研究課題を進めるために、過去に眼球測定器を用いた先行研究の文献検討を行った。文献検索には、医学中央雑誌ver.6を用いた。眼球測定器を用いた研究は少なく看護職は17件、介護職は0件であった。そのため、介護職については生活場面をどのような観察の視点で捉えているのかが分析されている18件を取り上げ検討した。看護職の研究に関しては、眼球測定器による視線運動データが医療現場における危険認知力や熟達した能力を要求される看護実践力を分析するために活用されているということがわかった。看護職は、対象者の病院内での生活状況や健康状態に視線を向けており、視線からは、半数以上が患者もしくは患児を対象にその健康状態を把握することや、転倒や転落などの要因に気づき事故を予防することなど、医療現場における看護技術や実践を明らかにした研究であった。しかし、施設や在宅など高齢者が日常生活を営む場で看護を明確にする研究はなかった。また、介護職の研究に関しては、眼球測定器によるデータはなく、参加観察や聞き取り調査、質問紙調査からケア時に何を観察しているのか、そこから何を思考しているのかを分析したものであった。介護職が観察の視点としてあげた内容は、対象者の基本的日常生活動作、加齢に伴う症状、疾患や障害による症状、感情などであった。介護職は、対象者の細かい変化や状況特有の症状を普段の様子との比較から、変化や異常を捉えていた。研究対象者である看護職、介護職に閲覧していただく画像の制作が遅れている。画像内で生活場面を撮らせていただく高齢者の募集方法や場面設定、倫理的に配慮する内容の検討が遅れ、2ヶ月に1度の倫理審査委員会への申請が遅れてしまい、画像制作が次年度に持ち越されることになったため。次年度は、研究対象者に閲覧していただく高齢者の生活場面の画像を制作し、実際に研究対象者を募り、その画像を観てもらい、その際に得られた眼球運動を計測したデータを分析する。そのためにまず、視線運動の分析結果を効果的に示すことができる生活場面を検討する。また、生活場面の撮影にあたっては、生活場面のシナリオを作成し、高齢者のモデルの方に生活する様子を演じてもらい、それを撮影し、編集し、画像を制作する。数カ所の介護老人保健施設に研究協力を依頼し、看護職および介護職の方に研究対象者として協力をお願いする。研究対象者の方に、眼球運動測定器を用いながら映像を閲覧していただき、そのデータを注視点、停留点、視線順路などを視点に分析する。

2018年度は、文献検討したものを学会発表し、その結果をもとに効果的に視線運動分析を行うことのできる画像を制作する予定であった。そのため、画像制作に協力していただく高齢者モデルへの人件費や、その撮影データを整理するメモリー類や文具等を購入するための消耗品費を計上していた。しかし、画像制作が2019年度に持ち越された。そのため、その分の人件費、消耗品費等を繰り越すことになった。2019年度は、繰り越された人件費、消耗品費を使用して、画像制作を進めるとともに、物品費を使用して眼球運動計測器を購入し、実際に画像閲覧時の眼球運動測定実験を行っていく。
卵管上皮局在ペプチドによる卵管内腔環境の構築とストレスの関係

不妊は大きな社会問題であり、ストレスの関与が指摘されている。研究代表者はストレス関連生理活性ペプチド「マンセリン」が卵管内腔上皮の分泌細胞に存在することを見出した。本研究では、卵管マンセリンの性周期、発達およびストレス環境下での局在について検討した。マンセリンは生後7日のラットでは発現せず、生後14日で卵管内腔の一部に発現していた。成獣ラットでは卵管内腔に広く局在し、性周期やストレス負荷に伴う局在の変化は見られなかった。視床下部の弓状核ではドーパミン神経と共存し、マンセリンが視床下部-下垂体-性腺軸の調節に関与することが示唆された。不妊は大きな社会問題であり、要因の一つにストレスが指摘されているが、その詳細は明らかでない。本研究では、ストレス応答性を持ち卵管分泌細胞に局在する生理活性ペプチド「マンセリン」に着目し、卵管におけるマンセリンの機能とストレスとの関係を明らかにすることを目的とする。本年度は、卵管におけるマンセリンの基礎的データを収集するため、性周期に伴う変化および発生・発達に伴う変化についての検討を行った。(1)性周期に伴う変化:生後8週の雌ラットを灌流固定し、卵管と膣の組織切片を作製した。HE染色を行い、膣の上皮形態変化から性周期を同定した。卵管におけるマンセリンの局在については、卵管内腔上皮細胞マーカー抗体(繊毛細胞:β-tubulin IV、分泌細胞:oviductin)および抗マンセリン抗体を用いて免疫組織化学を行った。マンセリンは卵管峡部の内腔表面にてoviductinと共局在していた。性周期(発情前期、発情期、発情後期、間期)での局在変化は見られなかった。(2)発生・発達に伴う変化:生後7日および14日の雌ラットを灌流固定し、(1)と同様にマンセリンおよびβ-tubulin IV, oviductinに対する抗体を用いて免疫組織化学を行った。生後7日ではマンセリンは卵管内腔に局在せず、生後14日で卵管内腔の一部にマンセリンの局在が見られた。以上の結果から、ラット卵管においてマンセリンは発達に伴って発現が増加し、成獣におけるマンセリンの発現は性周期に依存しないことが示された。本年度は、ストレスラットを作製し、卵管におけるマンセリンの局在についての検討を行った。(1)ストレスラットの作製:ラット飼育用ケージに1.5cmの深さで水をはり、そのケージの中で8週の雌ラットを5日間飼育してストレス負荷を行った。通常飼育(コントロール)と比較して、ストレスラットでは体重の増加が抑制され、胸腺と脾臓の重量の減少(萎縮)が見られたことから、ストレスを受けていることが確認できた。(2)ストレスラットにおける卵管マンセリンの局在:抗マンセリン抗体および抗oviductin抗体を用いて免疫組織化学を行い、ストレスによる変化について調べた。前年度の結果から、マンセリンの発現は性周期に依存しないことが分かったが、膣をHE染色して性周期の判定も行い、同じ周期で比較した。ストレスとコントロールでマンセリンおよびoviductinの局在に変化は見られなかった。今年度は、ストレスラットの作製に成功し、ストレスラットにおける卵管マンセリンの局在を明らかにすることができたが、下垂体における他のホルモンやペプチドの解析が遅れている。本研究では、ストレス応答性を持ち卵管分泌細胞に局在する生理活性ペプチド「マンセリン」に着目し、卵管におけるマンセリンの機能とストレスとの関係を明らかにすることを目的とした。最終年度は、ストレスラットを作製し、下垂体および視床下部におけるマンセリンの局在および関連ホルモンの局在についての検討を行った。前年度と同様に、ストレスラットを作製した。すなわち、ラット飼育用ケージに1.5cmの深さで水をはり、そのケージの中で8週の雌ラットを5日間飼育した。通常飼育(コントロール)と比較して、胸腺と脾臓の萎縮および体重増加の抑制が見られたことから、ストレス負荷がかかっていると判断した。ストレス負荷ラットおよびコントロールラットを灌流固定して下垂体と視床下部を摘出し、マンセリン、ドーパミン神経マーカーであるTH、および関連ホルモン(キスペプチン、FSH、バソプレシン、オキシトシン、GH、プロラクチン、POMC)について免疫組織化学を行った。膣のHE染色により性周期を判定し、同じ性周期のものについて比較を行った。マンセリンは下垂体前葉および視床下部の正中隆起、弓状核で局在が認められた。性周期やストレスの有無による変化については現在のところ見いだせていない。視床下部弓状核に存在するドーパミン神経細胞を取り囲むようにしてマンセリンは局在していた。また、下垂体前葉においてプロラクチン産生細胞とマンセリンの共存が認められたことから、マンセリンは乳腺分泌の機序に関わっている可能性が示唆された。

本研究では、卵管マンセリンの性周期、発達およびストレス環境下での局在について検討した。マンセリンは生後7日のラットでは発現せず、生後14日で卵管内腔の一部に発現していた。成獣ラットでは卵管内腔に広く局在し、性周期やストレス負荷に伴う局在の変化は見られなかった。視床下部の弓状核ではドーパミン神経と共存し、マンセリンが視床下部-下垂体-性腺軸の調節に関与することが示唆された。今年度は、卵管マンセリンの性周期に伴う変化および発生・発達に伴う変化を明らかにすることができた。次年度に計画しているストレスラットの作製はすでに準備中である。ストレス下での下垂体におけるマンセリンの局在変化について、卵胞刺激ホルモンやキスペプチンなどの関連ペプチドと合わせて局在を解析する。また、別の加ストレス方法(強制水泳など)も検討する。神経科学、解剖学卵管におけるマンセリンのストレス応答性を明らかにするため、ストレスラットを作製して卵管マンセリンの局在変化を解析する。さらに、ストレス下での下垂体におけるマンセリンの局在変化について、卵胞刺激ホルモンや関連ペプチド(キスペプチンなど)の関係も合わせて解析する。
嗅神経及び腫瘍へ集積し高エネルギーを付与する原子核プローブに関する核放射化学研究

鼻腔に局在集積させた201Tlの付与エネルギーを評価するために、MIRD内線量評価モンテカルロシミュレーションのためのデジタルファントムDigimouse上で、局所鼻腔の定義付けおよび局所左右嗅球の分割を行った。腫瘍組織に局在集積したアルファ核種標識薬剤の付与エネルギーを評価するために、アクチニウム系列核種である227Th及び223Ra、ネプツニウム系列核種である225Acを中心に標識化合物の合成、動物実験による局在分布の様子について、ウラン系列、トリウム系列の同位体のそれぞれと比較検討した。研究課題「嗅神経及び腫瘍へ集積し高エネルギーを付与する原子核プローブに関する核放射化学研究」の目的は、「壊変放射線エネルギーの人体利用」という地平を拓くために「高LET放射性核種の局在部位における付与エネルギー(ミクロ吸収線量)の基礎概念」を、基本的なデータを集積することで確かなものにすることにある。平成24年度の成果について述べる。(1)鼻腔局在集積の201Tlについて付与エネルギーを評価する課題については、MIRD内線量評価モンテカルロシミュレーションのためのデジタルファントムの定義付けを行い、進展した。即ち、マウスのデジタルファントムの冠状断再構成断面とマウス東部の冠状断凍結切片とを、コンピューター照合することにより、Digimouse上での、局所鼻腔の定義付けおよび局所左右嗅球の分割を行った。(2)腫瘍組織局在のアルファ核種における付与エネルギーについても引き続き検討してきた。先ず4壊変系列のうちのウラン系列、238Uα234Thβ234Paβ234Uα230Thα226Raα222Rnα218Poα214Pbβ214Biβ214Poα210Pbβ210Biβ210Poα206Pb、について検討を始め、234Thβ234Paβ234Uの234Thのβ線に先ず注目し、次にアクチニウム系列の235Uα231Thβ231Paα227Acβ227Thα223Raα219Rnα215Poα211Pbβ211Biα207Tlβ207Pb、の227Thのα線と比較することとし、標識薬剤の検討に入った。現在も検討中である。(3)211Atが本課題の研究に優れていることが分かってきたので、この点についても検討し始めた。本研究課題である「嗅神経及び腫瘍へ集積し高エネルギーを付与する原子核プローブに関する核放射化学研究」の目的は、「放射性壊変エネルギーの人体利用」という地平を拓くために基礎研究として、「α放射線放出の高LET放射性核種の局在による、その部位への付与エネルギー(ミクロ吸収線量)とその効果」を、基本的なデータを集積することで確かめようとするものである。平成25年度の成果について述べる。(1)鼻腔局在集積の201Tlについて付与エネルギーを評価する課題について引き続き検討した。即ち、電子捕獲壊変(EC)の201Tlの臨床的な時間的・空間的な移行・集積を、マウスおよびヒトの鼻腔及び嗅神経のイメージングによって捉え、MIRD法による吸収線量を評価し、細胞レベルの安全性について、組織化学的な検討を行った。(2)腫瘍組織に局在するアルファ核種における付与エネルギーを評価する課題について、4壊変系列(ウラン系列、アクチニウム系列、ネプツニウム系列、トリウム系列)に211Atを加えて、様式が異なるTh,Ac, Ra, Bi,Pb, Tl,Atの複数核種の対に注目して、検討した。トリウム系列、232Thα228Raβ228Acβ228Thα224Raα220Rnα216Poα212Pbβ212Biβ212Poα208Pb、について検討を始め、特に224Raα220Rnα216Poα212Pbβ212Biβ212Poαの4α線+2β線に先ず注目し、次にアクチニウム系列のの一部である223Raα219Rnα215Poα211Pbβ211Biα207Tlβの227Thの、同じ4α線+2β線に注目して、比較検討した。現在も検討中である。(3)211Atの放射化学を展開し、核種の製造、分離を検討し、臨床的有用性について検討した。本研究課題「嗅神経及び腫瘍へ集積し高エネルギーを付与する原子核プローブに関する核放射化学研究」の目的は、「壊変放射線エネルギーの人体利用」という地平を拓くために「高LET放射性核種の局在部位における付与エネルギー(ミクロ吸収線量)の基礎概念」を、基本的なデータを集積することで確かなものにすることにある。平成23年度の成果について述べる。(1)鼻腔局在集積の201Tlについて付与エネルギーを評価する課題について進展した。

即ち、電子捕獲壊変(EC)の201Tlの時間的・空間的な局在移行・集積性が、マウスについて検討され、およびその鼻腔及び嗅神経の局所場におけるミクロ放射線吸収エネルギー(ミクロ内部被曝線量)が計算された。細胞レベルの組織化学的変化についても検討された。(2)腫瘍組織局在のアルファ核種における付与エネルギーについて検討してきた。先ず4壊変系列のうちのウラン系列、238Uα234Thβ234Paβ234Uα230Thα226Raα222Rnα218Poα214Pbβ214Biβ214Poα210Pbβ210Biβ210Poα206Pb、について検討を始め、特に234Thβ234Paβ234Uの234Thのβ線に先ず注目し、次にアクチニウム系列の235Uα231Thβ231Paα227Acβ227Thα223Raα219Rnα215Poα211Pbβ211Biα207Tlβ207Pb、の227Thのα線と比較することとし、標識薬剤の検討に入った。現在も検討中である。(3)エネルギー付与についてMIRD法の適用性を考察している。本研究課題「嗅神経及び腫瘍へ集積し高エネルギーを付与する原子核プローブに関する核放射化学研究」の目的は、「壊変放射線エネルギーの人体利用」という地平を拓くために「α線放出放射性核種の局在集積及びその場における付与エネルギー(ミクロ吸収線量)とその作用」を確かなものにするための基本的なデータを集積することにある。期間延長した平成26年度の実績概要について述べる。(1)鼻腔局在集積の201Tlについて付与エネルギーを評価する課題については引き続き検討した。MIRD内線量評価モンテカルロシミュレーションのためのデジタルファントムDigimouse上で定義付けされた鼻腔および左右嗅球の分割の正当性について考察した。(2)腫瘍組織に局在する系列α核種標識薬剤を合成し、局在度とその壊変による付与エネルギーについて考察した。4壊変系列のうちのアクチニウム系列の235Uα231Thβ231Paα227Acβ227Thα223Raα219Rnα215Poα211Pbβ211Biα207Tlβ207Pb、特に227Th及び223Raの標識薬剤の合成及びその壊変系列エネルギーに注目、トリウム系列の232Thα228Raβ228Acβ228Thα224Raα220Rnα216Poα212Pbβ212Biβ212Poα208Pbと比較した。、227Thα223Raα219Rnαの壊変の中の、4秒という短半減期219Rnαの寄与が227Th及び223Ra標識薬剤からの壊変エネルギー付与について大きいことが判った。(3)ネプツニウム系列の229Thα225Raβ225Acα221Frα217Atα213Biα209Tlβ209Pbβ209Biの225Ac標識薬剤及び211Atの単離についても検討した。(4)α線放出核種の局在化検出手段のアルファカメラ及びアルファトラック法についてさらに検討した。化学「研究の目的」は、「高LET放射性核種の局在部位における付与エネルギー(ミクロ吸収線量)の基礎概念、を基本的なデータを集積することで確かなものにする」である。この点について、鼻腔局在集積の検討については「おおむね順調に進展している」と評価し、腫瘍組織局在のアルファ核種の検討については「やや遅れている」と評価する。総合としては「おおむね順調に進展している」前年度からの進展は、アルファ核種の検討について211Atの可能性が開けたことは大きな進展である。が、しかし下記のような問題点がある。(1)アルファ核種の取扱の困難さ
可燃性物体間境界におけるスモルダリング(くん焼)の伝ぱ挙動の研究

当初の計画にしたがい、まず境界面でのスモルダリングの伝ぱ挙動を的確に調べるのに適した実験装置を製作するため予備実験を行った。その結果、一辺10cm程度の立方体の燃焼容器を用いると燃焼時間が約38時間、最高到達温度が600700°Cとなり解析に適した温度データの得られる見通しが得られ、燃焼容器の大きさ、熱電対の配置等を決定した。続いて、科研費の設備備品費を用い、40点の温度測定が可能なデータロガーと、スキャナー及び、解析用の専用コンピュータを購入し、自作の燃焼容器とともに燃焼実験・測定システムを組み、実験を繰り返して温度データ処理、表示プログラムを完成した。このシステムでは、実験中に断面温度分布を等温線でカラー表示し、実験終了後は温度分布変化を時間を圧縮して画面上で再生して異なる条件での結果を同時に対比しながら伝ぱ特性を検討することが可能である。その後、平面状境界面での現象を対象に、材質の組み合わせの影響を調べるために、メッシュにより選別したおが屑と、セルロースパウダーを用い、5×8のマトリックスに温度測定点を設けて、スモルダリング伝ぱ実験を行った。なお、試料は、自然に近い密度で堆積させた。等温線の形状から、燃焼帯は着火点から同心円状に単純に伝ぱするわけではなく、試料表面での冷却と試料内空隙部の流れの影響を受け複雑な挙動を示すことが見いだされた。また、燃焼帯が境界面を通過した後の挙動と単一層内を同一点まで伝ぱしてきた後の温度変化の違いについても十分な知見が得られた。これまでの研究成果の一部は、平成6年5月に開催される日本火災学会研究発表会において発表する予定である。また、着火位置と境界面との位置関係、境界面形状の影響についてさらに研究を進め、まとめて論文として投稿する予定である。
らせん高分子を用いた不揮発性FETメモリの開発

らせん状構造生体高分子のメモリ性の誘電体材料としてポリペプチドやDNAを用い、塗布プロセスでトランジスタメモリ素子を作製した。ポリペプチドを用いた場合、分子間相互作用をコントロールすることで分子軸がらせん状の3次構造を示し、その構造を多く含む膜では、より低電場で素子が駆動することが明らかとなった。分子配向プロセスの検討により、そのような構造をより多く膜中に存在させることができ、それを用いて作製した素子は、4μmの厚膜であっても700nmのものとほぼ同じ電圧で駆動することが分かった。それにより、駆動電圧を増加させることなく5075%の歩留まりを100%にまで向上させることができた。これは厚膜化によって一般的な膜厚では顕著に見られるピンホールの形成を抑えられたことによる。またDNAを用いたメモリ素子において、界面活性剤との複合化やPMMAとの積層化の検討により、不純物の影響を取り除くことに成功し、10Vの駆動電圧でオン・オフ比104以上、またオン・オフ比103以上で1000時間以上のメモリ保持を実現した。らせん高分子であるポリペプチドが主鎖配向させなくても強誘電性を示すための要囚を分子構造的ならびに薄膜の組織構造的な観点から解析し,産総研グループから得られるFETメモリ特性との相関を定量的に明らかにした。具体的には,α-ヘリックス構造を持つポリ(メチルグルタメート)(PMG)が有機FETメモリの強誘電体層として機能しているため,PMG膜の膜構造,電気特性,誘電特性を評価手段としてFET特性との相関を定量的に解析した。その結果,PMGが膜中で取るコレステリック液晶に似た集合状態が強誘電性発現に大きな影響を及ぼしていることが明らかとなった。このことは,PMG薄膜にFETゲート電圧に相当する電界を印加することで誘起される電荷の測定を行う,いわゆる熱脱分極電流測定結果や電荷誘起に伴う誘電率の変化からも示唆されている。特にこれらの電荷や誘電率の変化は半導体を乗せたFETの状態にすることで顕著となった。一方,産総研においてはPMGの配向性を制御する目的でPMG層の下にPMGを意図的に配向させる配向膜を導入する検討を行った。配向膜の分子配向方向に平行および垂直にPMGをブレードコートし,膜中でのPMG配向状態を偏光顕微鏡,偏光赤外分析などで解析した。それぞれのPMG集合状態においてFETメモリー特性を評価したところ,分子集合状態がFETメモリー性発現の要因であることが明らかとなり,千葉大側との結果の整合性が得られた。平成20年度の解析から,らせん高分子であるポリペプチドが主鎖配向させなくても強誘電性を示すためには,ポリペプチド分子鎖が膜厚方向でコレステリック液晶状態の配向を取ることが有効であることが明らかとなっている。また,この強誘電性は側鎖エステル基の電場配向による誘起されている可能性が高い。そこで,平成21年度は,これらのより詳細な挙動を解析するとともに,低駆動電圧化等の観点から研究を遂行した。具体的には,ポリ(メチルグルタメート)(PMG)より嵩高い側鎖を有するポリ(ベンジルグルタメート)(PBG)を用い,薄膜を作成して,その膜構造と側鎖緩和,ならびにFETとしての特性を評価,解析した。PBGはPMGと異なり,FETメモリ挙動は認められず,この原因として側鎖間相互作用がメチル基に比べ強いため,コレステリックライクな膜構造をとれず側鎖双極子の自由度が低下したためであることがAFM,XRD,熱分析,熱刺激脱分極電流(TSDC)測定結果より明らかとなった。FETメモリ特性を示すPMGにおいても,その相転移温度近辺で熱処理し,分子鎖間を密にパッキングすることでFETメモリ特性が消失することから,側鎖双極子の電場に対する応答自由度の大きさが重要な因子であることが証明された。そこで,PBGにおいてもFETメモリ特性を発現させることを目的として,非晶質高分子であるPMMAを混合し,PBGの結晶化を下げる試みを行った。その結果FET特性が認められるようになり,種々の解析から非晶質PMMAがPBG鎖間の凝集を抑え,側鎖の運動自由度を保ったことが明らかとなった。すなわち,側鎖構造の制御がFET特性発現さらには低駆動電圧化にも有効であることが明らかとなった。

不揮発性メモリはユビキタス社会が形成されようとする現在,非常に大きな需要を有しており,様々な用途・デバイスに用いられている。本研究は,大きな需要を持つもののまだ有力な技術の無い印刷製造可能な不揮発性フレキシブルメモリの開発を,低環境負荷,軽量,生産性の観点から,生体系らせん高分子を用いて先駆的に発展させることを目的とした。このような印刷により作製されたフレキシブルメモリを実用化するためには、最大の課題である高い駆動電圧と低いメモリ保持時間を大幅に改善する必要がある。メモリ性能の1つの指標としては、オン電流とオフ電流の比が大きいことが求められ、実用化に耐えうるには少なくとも3桁以上のオン・オフ比が必要である。しかしながら生体高分子材料はイオン等の電界によって可動する不純物を含み易く、それを除去してオフ電流を下げること必要である。そこで本研究では千葉大学と産総研が有機的に連携を取りながら、ポリペプチドやDNA等のらせんポリマーを用いて、ウェットプロセスでメモリ素子を作製し、10Vでの駆動とメモリ保持時間1000時間を目指して研究開発をおこなった。具体的には、これまで生体高分子と界面活性剤とを分子レベルで複合化することで、生体高分子中に含まれる不純物イオンの影響を取り除くことを行ってきたが、さらに今年度はトランジスタの絶縁層を積層化することで、不純物除去後に微量に残留するイオンの影響を最小限に抑え、オフ電流の時間経過による上昇を抑えることに成功した。また絶縁層界面の表面エネルギーをコントロールすることで半導体の結晶性を上げ、結果としてオン電流を大幅な増加させることに成功した。その結果、オン・オフ比の最大値は世界最高値とほぼ同等の値が得られ、10Vの電圧でオン・オフ比10^4以上、またオン・オフ比10^3以上で1000時間以上のメモリを保持することが可能なメモリ素子を作製することができた。
過酸化水素を用いるアルケンへの環境調和型酸化反応の開拓

酸化反応を含むプロセスは全化学プロセスの30%以上を占めると言われ、酸化に係わるコア技術なくして現代化学産業の持続的発展はあり得ない。本研究ではクリーンな酸化剤である過酸化水素を利用して香料原料として有用な不飽和カルボニル化合物または光学素子材料用途としてテルペンオキシド類を合成可能な新規触媒を開発した。さらに製品性能向上に欠かせない触媒回収を磁石によって行う技術開発に成功した。酸化反応の研究の歴史は古く、これまで高水準の反応性や選択性を示す酸化剤が数多く開発されてきた。クロム酸や過マンガン酸カリウム等の金属酸化物を酸化剤とする反応は、酸化剤自身の毒性や反応後に生成する重金属化合物の処理の問題もあり近年その使用が見直されつつあるが、主に実験室レベルでは未だに行われている。空気あるいは酸素は原子有効性の観点から理想的な酸化剤の一つである。しかしながら現状の空気酸化では、生成物の選択性を向上させるために変換率を低く押さえなければならないことも多い。一方、過酸化水素は酸素と並んで原子有効性が高く、反応後に水以外の共生成物を生じないため、もし有機溶媒を用いることなく使用できれば環境を損なうことのない理想的な酸化剤といえる。過酸化水素はクリーンな酸化剤であるが、それ自身の酸化力は弱く、石油化学由来の様々な化合物を酸化するためには触媒による活性化が必要である。過酸化水素によるアリルアルコール類の酸化では、オレフィン部位のエポキシ化が容易に進行するため、不飽和カルボニル化合物を得ることは困難とされていた。我々は白金(黒)を触媒とすると、過酸化水素水を用いるアリルアルコール類のアルコール部位の選択酸化が可能であることを見いだした。100gのシンナミルアルコール(桂皮アルコール)からシンナムアルデヒドが91.6g、93%の収率で得られる。触媒は濾過によって回収が容易であり、7回以上の再使用でも収率の低下は見られない。アリルアルコール類だけではなく、飽和の1級および2級アルコールからそれぞれアルデヒドおよびケトンを高収率で得ることができる。本課題では、1)中性に近い条件下でのアルケンのエポキシ化反応の開発、2)植物油などバイオマス原料に適用可能なアルケンの酸化的切断反応の開発、3)アルケンやアルキン近傍のアルコール選択酸化反応の開発、の3テーマを新規触媒の開発を鍵として推進する。本年度(平成18年度)は、そのうち2)、3)について重点的に研究し、2)では、植物油脂、すなわち長鎖アルキル基を分子内に有するエステルの二重結合部分を選択的に酸化し、ジカルボン酸に変換させる反応を確立した。3)では白金等金属粉末を触媒としたアリルアルコール類の高収率合成について前年度に引き続き幅広く触媒のスクリーニングを行い、より実用的な反応条件の開拓に成功した。植物油脂への本酸化技術の適用を確認する試金石として、比較的安価でかつほとんどの油脂に含まれているオレイン酸の選択酸化反応を検討した。30%過酸化水素水を酸化剤とし、酸性条件下タングステン金属触媒を用いることでオレフィンを効果的に切断し、対応するアゼライン酸、ノナン酸をそれぞれ83%および89%の収率で得た。本手法は90°Cという穏やかな加熱下5時間で完結する。また、昨年に引き続き過酸化水素によるアリルアルコール類の酸化反応を検討し、白金(黒)触媒の量1モル%で100gのシンナミルアルコール(桂皮アルコール)からシンナムアルデヒドが82.6g、84%の収率で得られることを見出した。反応時間も2時間以内であり、より高効率かつ実践的な反応系を確立できた。回収可能な触媒開発について(1)マグネタイトを用いる回収再使用可能な触媒の作成と反応回収可能な触媒開発について(1)マグネタイトを用いる回収再使用可能な触媒の作成と反応20062007年に発見した「マグネタイトをベースとする相関移動触媒の一種が、高い回収再使用性を有する」という知見をもとに本研究では磁石により回収再使用可能な触媒の開発をさらに推進した。従来、本反応に用いる触媒は反応後に回収することが出来ないため、製造した製品内への混入や毎回新品の触媒を加えることによるコスト高といった根本的な問題があった。今回マグネタイトにさらにナトリウムおよびカリウムを選択的に取り込むクラウンエーテルを組み込んだ骨格の相関移動触媒を合成することに成功した。本触媒を用いることでハロゲン交換反応が高活性かつスムーズに進行することを明らかにした。触媒がナノサイズのパーティクル状に分布しているため、活性が飛躍的に高まったものと考えられる。さらに、酸化カリウムのハロゲン化物への求核反応においても本触媒は相関移動クラウンエーテルの働きにより高活性を実現した。本触媒は磁石を用いることで回収が容易であり、8回回収再使用した後も、求核反応の収率は99%以上と、活性の低下は見られなかった。(2)白金を用いる触媒

2005年に発見した白金触媒を用いる新規アルコール酸化反応について更なる検討を行い、各種ベンジルアルコールへの反応の適応およびフェニル上の置換基による反応活性の違いについて詳細な検討を行った。1、環境低負荷型酸化プロセスの開拓について:平成20年度は中性条件・室温で極めて効率良く作用する触媒系を新たに見出し、α-ピネンをはじめとする各種テルペン類のエポキシ化方法を開発した。触媒量のタングステン酸ナトリウム(Na_2WO_4)、アンモニウム塩([(^nC_8H_<17>)_3CH_3]HSO_4)、フェニルホスホン酸、および水酸化ナトリウムの存在下、α-ピネンに対し60%H2_O_2を25°Cで16時間作用させることで、目的とするα-ピネンオキシドを収率87%で得ることに成功した。本手法は各種テルペンをそれぞれ収率80%以上で合成することが可能なうえ、100gスケールにも対応可能である。2、回収可能な触媒開発について:前年度想定外に開発した、「マグネタイトをベースとする相関移動触媒」に関連してさらにクラウンエーテルを鉄の酸化物(フェライト)に組み込むことに成功した。この磁石に担持されたクラウンエーテルは固相-液相の相間移動触媒として利用が可能であり、例えば、ベンジルブロミドへの酢酸カリウムの求核置換反応において、母体であるクラウンエーテルよりも高い触媒活性を示した。また、触媒の回収再使用も可能であり本触媒を相間移動触媒として過酸化水素と組み合わせることで回収再使用可能な酸化反応開発検討を行った。
酸化物超伝導薄膜の化学的気相成長法における光を使った膜組成のその場観察手法の開発

当初、科学的気相成長(CVD)法の成長過程の光をプローブにした観察手法について見地を深めようとして実験を計画していたが、YBa_2Cu_3O_X薄膜作製の条件を詳細に検討していたところ、その途上で従来にない低温(500°C)成長や高品質な薄膜成長が可能になることが明らかになった。その条件の詳細を調べることは今後の超伝導薄膜CVD技術の興隆のためにも非常に大切であり、すべてに優先すると考え、結局この1年をそれに費やすことに計画を変更した。以下では、その成果について簡単に述べる。従来、超伝導膜を得るだけの結晶性をもった膜を成長させるには、650°C以上の温度を必要としており、それはPVD(物理的気相成長)法でも同じことであった。特にCVDでなければならない、CVDの特徴を十分に活かした成長条件の探求が望まれていた。今回検討した条件は、今までにない低温で成長を行なうことにより、成長表面で原料分子が未分解で存在し、表面でのマイグレーションを低温域でも促進できるようにしたものである。この条件を用いることにより、・500°C低温成長・実効的に1格子のYBa2Cu3層から超伝導が起こる超薄膜の作製・表面の凹凸が、±1格子以下の超平坦膜の製作の3つの実現を可能にした。これは、CVD法では世界でもはじめての成果であり、他の膜製作手法に広げても国内外で数箇所しか成功していないほどの技術水準の高いレベルの成果であり、CVD法にの技術レベルを飛躍的に高める結果となった。
ヘリコバクター・ピロリの病原因子と感染胃粘膜に関する分子生物学的解析

Helicobacter Pylori(H.pylori)は、ヒト胃粘膜に慢性感染を起こしているグラム陰性桿菌である。H.pylogi感染は、慢性胃炎、消化性潰瘍、胃癌、胃MALTリンパ腫など、主要な胃・十二指腸疾患の病因と考えられている。しかしながら、H.pylori感染時の胃粘膜傷害機序、胃粘膜上皮細胞の癌化の機序などの詳細については不明の部分も多い。今回の研究では、H.pylori菌株で発現している病原遺伝子の多様性と臨床病態との関連を検討するとともに、H.pylori感染にともなう胃粘膜の炎症が、胃粘膜上皮細胞の機能、遺伝子発現パターンなどに与える影響を検討した。胃粘膜の炎症に関連する因子のうち、とくに活性酸素代謝産物の産生増大が、粘膜傷害や癌化との関連から重要であると思われたので、培養胃粘膜細胞に酸化ストレスを与えた場合の遺伝子発現パターンの変化について検討した。その結果、酸化ストレスにより転写因子NF-_KB、AP-1などが活性化されることが認められ、IL-8などのサイトカイン遺伝子やCOX-2遺伝子などの発現が著明に増大した。また、細胞周期調節、アポトーシスに関連したいくつかの遺伝子や、MAPキナーゼ系の遺伝子などの発現レベルが影響を受けていた。これらの所見により炎症反応が持続しているH.pylori感染胃粘膜では、明らかな形態学的な細胞障害が生じていない場合でも、胃粘膜細胞内の情報伝達系、遺伝子発現パターンが変調を来していることが予想され、胃粘膜細胞の老化、癌化との関連が示唆された。胃粘膜におけるHelicobacter pylori(H.pylori)の感染は、胃炎、消化性潰瘍、胃癌など重要な胃・十二指腸疾患と関連しているが、H.pylori感染による胃粘膜傷害のメカニズム、胃粘膜上皮細胞の癌化のメカニズムなどについては不明の部分も多い。本研究では、各H.pylori菌株で発現している病原遺伝子の多様性と臨床的な病態との関連を検討するとともに、胃粘膜上皮細胞側の遺伝子発現パターンがH.pylori感染により受ける影響を、主としてcDNAアレイを用いた方法で検討することを目的とした。H.pylori感染により胃粘膜では活性酸素代謝産物の産生が増大しており、この活性酸素代謝産物が胃粘膜傷害、癌化との関連で重要である可能性が考えられるため、特に、培養胃粘膜細胞に酸化ストレスを与えた場合の遺伝子発現パターンの変化について検討した。Electrophoretic mobility shift assayでは酸化ストレスにより転写囚子NF-κB、AP-1などが活性化されることが認められ、IL-8などのサイトカイン遺伝子やcyclooxygenase-2遺伝子などの発現が著明に増大した。その他にも、細胞周期調節に関連したいくつかの遺伝子や、MAPキナーゼ系の遺伝子などの発現レベルが影響を受けていた。これらの所見は、H.pylori感染で炎症反応が持続している胃粘膜では、上皮細胞の細胞内情報伝達系、遺伝子発現パターンが変調を来していることを示しており、長期的な視点で見ると細胞の老化、癌化などのリスクと関連している可能性が考えられる。Helicobacter pylori(H.pylori)は、ヒト胃粘膜に慢性感染を起こしていろグラム陰性桿菌である。現在、H.pylori感染は、慢性胃炎、消化性潰瘍、胃癌、胃MALTリンパ腫など、主要な胃・十二指腸疾患の病因と考えられている。

胃粘膜の炎症に関連する因子のうち、とくに活性酸素代謝産物の産生増大が、粘膜傷害や癌化との関連から重要であると思われたので、培養胃粘膜細胞に酸化ストレスを与えた場合の遺伝子発現パターンの変化について検討した。その結果、酸化ストレスにより転写因子NF-κB、AP-1などが活性化されることが認められ、IL-8などのサイトカイン遺伝子やCOX-2遺伝子などの発現が著明に増大した。また、細胞周期調節、アポトーシスに関連したいくつかの遺伝子や、MAPキナーゼ系の遺伝子などの発現レベルが影響を受けていた。これらの所見により、炎症反応が持続しているH.pylori感染胃粘膜では、明らかな形態学的な細胞障害が生じていない場合でも、胃粘膜細胞内の情報伝達系、遺伝子発現パターンが変調を来していることが予想され、胃粘膜細胞の老化、癌化との関連が示唆された。