hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子・イオン・レーザビームを備えたダイヤモンド用複合精密加工装置の試作

今回の期間では,主にイオンビーム加工についての加工損傷について調べたので報告する.ダイヤモンドのイオンビーム加工は従来イオン種として不活性種を用いたイオンビーム加工(Ion-Beam Etching : IBE)や,活性種を用いたリアクティブイオンビーム加工(Reactive Ion Beam Etching : RIBE)等が用いられてきた。しかしこれらのイオンビーム加工は,プラズマ雰囲気内で加工が行われるリアクティブイオン加工(Reactive Ion Etching, RIE)と比べ異方性が得られる点では優れているが,加工促進に大いに関係があると思われるラジカル種を任意で除外しているため,加工速度の面では劣っていた。そこで異方性を保ちつつ加工速度を上げるために考えられたのが,本実験の主旨であるイオンビーム化学援用加工である。結果、加工速度のイオンエネルギー依存性は非線形的であり、エネルギー増加と伴に加工速度が単純増加しないことが分かった。殊更,援用加工は援角効果が最大となる極大値が存在し,RIBAE加工の500eV, IBAE加工では1000eV前後で加工速度が最大となった。また4種類の加工法の中では,RIBAE加工の500eVで最大加工速度が得られた。また,XPSの結果より,何れの加工法でも試料表面の結晶構造がダイヤモンド構造から崩れ,グラファイト構造やアモルファス構造に転じることが分かった。最もグラファイト化傾向が少ない加工方法はRIBAE加工であり,続いてRIBE加工,IBAE加工となる。対して,グラファイト化が顕著に表れたのがIBE加工である。本年度は、ダイヤモンド上に微細パターン形成するための技術と、加工装置の違いによるダイヤモンドの最適加工条件を模索した。ダイヤモンド上への微細パターン形成には、微細パターン形成が直接描画できるFIBを照射してその加工痕をダイヤモンドのマスクとする方法とSOGを電子ビーム描画してそれをマスクとする方法の2通りを用いた。加工装置はO_2RIEとCF_4ECRおよびO_2ECRを用いて、ダイヤの加工速度と上記2つのマスクとの選択比を求めた。その結果FIB照射痕はECRに対しては耐性がなかったが、RIEに対しては耐性を示した。また、SOGをマスクとした時は、O_2RIE,ECRとも耐性を示し、0.3μmの深さで、10μmの微細パターン形成が作成された。ECRO_2加工の場合のダイヤモンドとSOGの選択比は1:1となり、充分加工に使用できる選択比であることが確認された。また、CF_4ECRとO_2ECRの2つでどちらがダイヤモンドを高速にエッチングするか調べたところ、O_2ECRの方が高速にエッチングが進行した。このことから、ダイヤモンドのRIBEにはO_2ECRが安定性の面からも適していることが確認された。今回の期間では,主にイオンビーム加工についての加工損傷について調べたので報告する.ダイヤモンドのイオンビーム加工は従来イオン種として不活性種を用いたイオンビーム加工(Ion-Beam Etching:IBE)や,活性種を用いたリアクティブイオンビーム加工(Reactive Ion Beam Etching:RIBE)等が用いられてきた。しかしこれらのイオンビーム加工は,プラズマ雰囲気内で加工が行われるリアクティブイオン加工(Reactive Ion Etching:RIE)と比べ異方性が得られる点では優れているが,加工促進に大いに関係があると思われるラジカル種を任意で除外しているため,加工速度の面では劣っていた。結果,加工速度のイオンエネルギー依存性は非線形的であり,エネルギー増加と伴に加工速度が単純増加しないことが分かった。殊更,援用加工は援用効果が最大となる極大値が存在し,RIBAE加工では500eV,IBAE加工では1000eV前後で加工速度が最大となった。

また4種類の加工法の中では,RIBAE加工の500eVで最大加工速度が得られた。また,XPSの結果より,何れの加工法でも試料表面の結晶構造がダイヤモンド構造から崩れ,グラファイト構造やアモルファス構造に転じることが分かった。最もグラファイト化傾向が少ない加工方法はRIBAE加工であり,続いてRIBE加工,IBAE加工となる。対して,グラファイト化が顕著に表れたのがIBE加工である。
再膨張性肺水腫の発生機序にかんする研究

自然気胸で、3日以上放置された完全な虚脱肺を、脱気療法にて再膨張させると、患側肺に再膨張性肺水腫を発生することがしばしばあるが、その明らかな発生機序においては、いまだ十分に解明されていない。われわれは、この発生機序について、再膨張による機械的作用で肺微小血管が急激に引き伸ばされ、血管内皮細胞が破綻し、chemical mediator(ロイコトリエン,トロンボキサン,IL-8,G-CSF,TNF)などの流出と、血管透過性の亢進によって引き起こされると推定している。また、この際、破綻した血管内皮細胞より白血球遊走因子などが放出され白血球増多や肺への白血球遊走が起こり、血管内皮細胞の修復が計られるものと推定している。この考えを立証するためには虚脱肺が再膨張する過程での肺微小血管の動的観察と、電子顕微鏡による血管内皮の観察が是非とも必要とする。蘇原らの開発した生体肺微小循環観察法は、肺微小循環の動態や肺水腫の発生状況が生体にあるがままの状態で観察できるため、このような動的解析に向いている。われわれは、Wistar系ラットで実験モデルを作成し肺動脈圧、動脈血ガス分析、肺歓送重量比、白血球数、尿中ロイコトリエン,トロンボキサン、クレアチレンを測定すると同時に分子量60000のFITC-albumin,acridine redを静注し、生体肺微小循環法を用いて、肺微小血管、間質の変化や血小板、白血球の付着状況を観察した。再膨張性肺水腫を起こした肺小血管の直径や血管長が拡大し、周囲へのFITC-albuminの漏出、白血球の遊走が観察された。また、患側肺の湿乾重量比は増加した。白血球数、尿中ロイコトリエン,トロンボキサンは再膨張後一過性に増加し減少した。以上のことから、発生機序には、再膨張による機械的作用で放出されるchemical mediatorが引き金になり肺微小血管に上記変化が起こったと考えられた。
インフルエンザ重症化に関与する宿主因子の探索

血清を用いたメタボローム解析から、インフルエンザウイルスA/PuertoRico/8/34(H1N1型)(PR8株)感染マウスではクエン酸回路の中間代謝物濃度が低下しており、クエン酸回路におけるエネルギー産生が低下していることが示唆された。脂肪酸合成酵素であるAcetyl-CoA Carboxylase Beta (Acacb)、Fatty Acid Synthase (Fasn)及びStearoyl-CoA Desaturase 1 (Scd1)の遺伝子発現量が感染マウスの肝臓において大きく減少していた(Acacb, 0.21-fold; Fasn, 0.19-fold; Scd1, 0.0073-fold)。興味深いことに、感染マウスの肝臓において長鎖脂肪酸をペルオキシソームに輸送するトランスポーターであるATP Binding Cassette Subfamily D Member 2 (Abcd2)の遺伝子発現量は増加していたが(9.1-fold)、続く脂肪酸β酸化の律速酵素であるAcyl-CoA Oxidase 1 (Acox1)及びCarnitine Palmitoyltransferase 1 Beta (Cpt1b)の遺伝子発現量は変化がなかった。また、Aktリン酸化を指標としたインスリン感受性試験において、感染マウスの肝臓ではインスリンに対する感受性が低下していることが明らかになった。インスリンシグナルが阻害されることで、感染マウスでは糖の利用能が低下している可能性が考えられる。本研究から明らかになった、インフルエンザウイルス感染による宿主体内でのエネルギー代謝障害は重症インフルエンザの新たな治療標的として有望であると考えられる。2017年8月から2018年2月まで出産及び育児に伴う休暇を取ったため、予定より研究の遂行に遅れが生じた。当初予定していた研究を2019年度に引き続き行う予定である。2018年度に予定していた論文作成については既に始めており、今年度中に投稿できると予想される。また、本研究成果の発表のため、10月に行われるウイルス学会への参加を予定している。本研究は、炎症反応以外の宿主応答に着目し、インフルエンザウイルス感染がどのようにして多臓器不全を引き起こすのかというメカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度はマウスにA/Puerto Rico/8/1934 (H1N1)株を経鼻感染させて作成したインフルエンザ重症化モデルを用い、ウイルス感染によって引き起こされる宿主応答についての詳細な解析を行った。血清を用いたメタボローム解析の結果から、インフルエンザウイルスの感染によってエネルギー代謝経路が阻害される可能性が示唆された。さらに、インフルエンザウイルス感染マウスはコントロールマウスに比べてインスリン抵抗性状態にある可能性も見出された。インフルエンザウイルス感染マウスの肝臓および白色脂肪組織においてエネルギー代謝関連遺伝子の発現量が大きく変化していた。メタボローム解析の結果はこの発現量の変化を反映していると考えられた。糖尿病はインフルエンザを重症化させるリスクファクターとしてすでに知られており、ウイルス感染とエネルギー代謝制御の間に密接なつながりがあるように思われる。エネルギー代謝経路の阻害は臓器機能不全に寄与することが予想されるため、本研究はこれまでに明らかにされていない「ウイルス感染から重症化および死亡に至る経緯」を解明できると期待される。本研究を推し進めることで、ウイルスそのものではなく宿主因子をターゲットにした新規の治療法の開発にも寄与できると考えられる。年度途中で産休育休を取得したため約6ヶ月にわたり研究が中断されたが、今後の研究の方向性を決定するに足る成果を得られたため。エネルギー代謝経路に焦点を絞って研究を進める。インフルエンザウイルス感染による、クエン酸回路および脂肪酸β酸化への影響を評価する。さらに、エネルギー代謝障害を改善する薬剤の投与がインフルエンザの症状を改善できるか検討する。具体的には、マウスの生残率と体重減少の程度の改善をマーカーとする予定である。

また、本研究成果の発表のため、10月に行われるウイルス学会への参加を予定している。年度途中で約6ヶ月の産休育休を取得したので、当初の予定よりも物品の購入が少なかったため。次年度分と合わせて脂肪酸解析の外注、消耗品の購入、学会発表に使用する予定である。2017年8月から2018年2月まで出産及び育児に伴う休暇を取得したため当初の予定よりも研究の遂行に遅れが生じたので、2017-2018年度に予定していた使用額に到達しなかった。既に研究期間の延長を申請し許可されているため、残額を2019年度に使用する予定である。次年度使用額については、研究遂行に必要な消耗品(マウス、ELISAキットなど)の購入及び学会参加のための旅費に使用する計画である。
規制緩和による経営合理化と労使関係の変化に関する実証的研究

(1)本研究は、交通産業における最近の規制緩和による経営合理化が労使関係に与える影響を実証的に把握することを目的とした。(2)調査研究の結果、交通産業は重大な経営合理化に直面している事実が明らかとなった。長引く経済不況やマイカーの増加、少子化などが原因となって利用者が減少し、収益率が大きく落ち込んでいる。加えて、2002年4月の規制緩和によってバス業種への参入が自由化されたため市場競争が激化しており、各社とも各種のリストラ策(社内カンパニー制、分社化など)を強力に進めている。(3)交通産業は労働集約型産業であるため、人件費の削減が経営合理化の焦点であり、各社とも人事管理策の転換を急いでいる。その結果、労働条件の切り下げ、労働密度の強化、出向・配転・降格・人員整理などのリストラ策がとられ、各産業のなかでも、最も労使関係が緊迫の度を加えている。(4)最近の労使交渉の焦点は従来の年功賃金(電産型賃金)の是正問題になっている。そのため、本研究でも実態調査と平行して電産型賃金の形成に遡って、その歴史的性格の検討を行うことが必要となった。したがって、電産型賃金に関する諸資料の収集や、関係者への聞き取り調査を進め、その歴史的研究を行った。(5)現状に関する最大の変化は、契約社員問題である。ここ数年、新採用は契約社員に限定されており、従業員総数に占める契約社員の比率は約40%に近づいている。したがって、労使交渉は契約社員の組合員化、およびその労働条件を巡って緊迫化の土を加えた。その結果、勤続3年後の正社員への登用、組合加入が労使合意された。これは全国的にも珍しい事例であり、注目に値する。同時に契約社員と正社員の賃金格差、労働条件格差が問題となり、労使交渉はさらに緊迫している。これらの実態について調査研究を行った。(6)以上のように、本研究は当初の研究テーマに関して実態調査研究、歴史的研究の双方から分析を進め、成果を収めた。しかし、事例そのものがドラスティックに変動している最中であり、今後ともさらに調査研究を進め、その動向についての分析を進めたい。(1)研究課題に関する文献資料の収集を行い、問題点の把握に努めるとともに、研究課題の設定、調査項目の確定を行った。(2)交通産業に関して、(1)交通産業労使関係の現状に関する文書資料を収集し、問題点の把握に努めた。(2)私鉄総連の定期大会を傍聴し資料の収集に努めた。また役員に対する聞き取り調査を実施し、規制緩和の現状、私鉄総連の対応の現状について資料を収集した。(3)私鉄総連中国地方労働組合の定期大会を傍聴するとともに役員、組合員に対する聞き取り調査を実施し、規制緩和への対応の把握に努めた。また同労組の約20年間の運動資料を収集した。(4)広島電鉄に関して、(1)経営側管理者に対して聞き取り調査を実施し、規制緩和に関する経営側の対応について資料を収集した。(2)支部役員に対する聞き取り調査を実施し、規制緩和・経営合理化に関する支部の対応について詳細な資料の収集に努めた。(3)支部定期大会を傍聴し、職場組合員の規制緩和・経営合理化への対応を把握することに努めた。(5)職場組織に関して、(1)主要な職場を訪問し、仕事の現状について観察調査をした。

(2)職場の監督者に聞き取り調査を実施し、経営合理化への対応について資料を収集した。(3)組合職場委員に聞き取り調査を実施し、経営合理化への対応について資料を収集した。(6)資料の整理・報告書の作成。上記の調査によって収集した規制緩和・経営合理化についての資料を整理中である。またこれに先立つ労働時間短縮・経営合理化について原稿を執筆し、大学紀要に掲載した。1,研究課題を遂行するために、20012002年にかけて全部門で規制緩和が行われた私鉄産業を対象として調査研究を行った。規制緩和による労使関係の変化が把握しやすいからである。調査研究の結果、以下の諸点が新たな知見として把握できた。2,私秩産業は乗客数の減少による累積赤字に加えて、規制緩和による他業種からの新規参入、路線決定・料金設定の自由化など、市場境争が激化しており、経営側は深刻な経営危機に直面している。経営合理化は予想を超える厳しさで進められており、とりわけ人件費の削減(賃金切下げ、諸手当廃止、退職金の切下げなど)が焦点となっている。3,労働組合は「雇用か労働条件か」という二者択一に迫られており、苦しい立場に立たされている。結局、「雇用と職場を守る」を最後の一線として踏み止まるために、労働条件の低下はあえて甘受する方針を採っている。4,以上の結果、従業員(組合員)の不満は労使双方に向けられており、勤労意欲の低下が深刻な問題になっている。労使双方は、この対応策に苦慮している。5,他方では新たな労使関係が形成され始めている。厳しい経営合理化によって人件費の削減効果が現れ始め、事業収支が黒字転換したことを転機として、経営側は労働組合と協力して規制緩和を乗り切る方針に転換し始めている。組合側は規制緩和を新たな事業展開のチャンスととらえ、労使協力によって積極的経営へ打って出ることを提起している。また従業員(組合員)のモラールの向上のために、労使協力によって新たな人事考課制度を作り始めている(考課項目・考課結果の公開、面談による指導など)。6,これらの変化が、今後どのように展開していくか。これが今後の研究課題となる。研究題目に即して、当初の研究計画を進めた。交通産業に規制緩和が導入されて3年目に入ったので、その間の規制緩和による経営合理化の進行状況、それに対する労働組合の対応、労使関係の変化、そして職場における労働実態、人間関係の変化などについて、面接調査、観察調査、文書資料収集調査を行った。特に2004年度は賃金制度の改定が労使交渉の焦点となったので、賃金制度の歴史、従来の賃金交渉の経過、近年の賃金制度の変化などについて重点的に調査研究を行った。その結果、現行賃金制度の原型に含まれる「能力給」の性格を詳細に検討することが重要であることが明らかになったので、これについて詳細な資料を収集し、分析を行った。その成果を論文にまとめ、下記の雑誌に掲載された。同時に下記の図書のなかに組み入れた。本年度は主として、以下の4点について調査研究を行い、成果をまとめた。(1)調査対象(私鉄産業)において、規制緩和・経営合理化の焦点が賃金体系の変更問題になってきている。
組み合わせ論的表現論から得られる一般化された特殊関数の構造と分類

多変数の超幾何関数で記述できる選点系直交多項式について(n+1,m+1)-型超幾何関数に関してかなり一般的な記述が可能であることがわかった、これを簡単に説明すると(G wr Sn,H wr Sn)の形のゲルファントペアの与える帯球関数は全て(n+1,m+1)-型超幾何関数を用いて合理的に記述できると言うことである。これはさらに一般化されて指標代数でも同様な結果が得られることまで示した。これに関し幾編かの論文および国際研究集会での口頭発表を行った。また、古典型対称空間で(GL(R),O)に対応するワイル群のゲルファントペアを一般化し、そこでの帯球関数の特性写像の像が他成分のzonal多項式でかけることがわかった。またその帯球関数の一部からも(n+1,m+1)-型超幾何関数が得られることがわかり、現在さらにその他の部分に関し研究中である。はじめに述べた(G wr Sn,H wr Sn)がA型の理論だとするとこちらはB型と呼ぶべきであるが、この成果によってまず帯球関数の多成分対称多項式の理論が得られたことになる、これを説明すると現在までにwreath積を用いた多成分シューア関数の理論というものが、I.G.マクドナルドによって展開されているが、わたしの結果によって多成分シューア関数と平行に存在すべきである他成分zonal多項式が得られた、ということである。また、個々の帯球関数の超幾何関数による記述であるが、このケースにおいては、(n+1,m+1)-型超幾何関数でかける部分はごくわずかな部分にとどまっており、それ以外の(n+1,m+1)-型超幾何関数では書ききれない部分で興味深い関数が得られることが期待される。これに関し口頭発表を行った。また、D型のアフィンリー環の表現にあらわられるウエイトベクトルと長方形のシューア関数との関係も記述することが出来た。この研究はA型のものに関しては既にいくつか我々の結果を発表済みでありそのバリエーションである。我々の新しい結果は長方形でパラメトライズされるシューア関数をシューア関数とシューアのQ関数の積で展開すると言うものである。これらはそれぞれリー環の異なる実現のウエイトベクトルになっており巧妙なフェルミオンの計算によりその二つの関係の記述を可能にした。これはソリトン方程式への応用が期待されるのと同時に対称関数の等式としてみても新しいものである。これに関しては口頭発表を行い来年度に国際研究集会で発表予定である。
格子場の理論に基づくＢ中間子崩壊の高精度数値計算による標準理論の検証

本研究は、近年の大型ハドロン衝突型加速器(LHC)におけるB中間子の崩壊に関する測定において知られている、標準模型と実験との不一致に関する数値的な研究である。この不定性の理解のためには、現状では十分に考慮されていない非摂動的な寄与を理解する必要性がある。研究計画当初、このような研究はなされておらず、現在においても完全な数値計算はされていない。本研究で用いる格子上に場の理論を定式化した上で数値計算を行う手法は、非摂動的な寄与に関してモデルを用いることなく取り入れることのできる手法の一つであり、議論の続いている新物理の可能性について寄与することができる。以上を背景として、本研究ではB中間子において特にチャーモニウムが寄与する部分に着目して数値計算する。このような寄与は最も非摂動的な寄与が効く可能性が高いものの一つであり、議論のある理論計算において仮定されている近似手法を検証するという目的に適している。そこで、既存の数値計算コードに測定のためのコードを追加で開発し、格子場の理論に基づく数値計算をした。現在までのところ、数値計算に必要とされるコードを新しく開発した。さらにこのコードを元に実際に計算を行なった上で、因子化近似において無視される寄与に関して研究した。最終的に実験結果と比べられる数値計算を与える以前に、現在の理論予想に用いられている近似が破綻していることを明らかにすれば、より詳細な研究が必要とされることが広く理解される。数値計算の理論的な側面において、実際にB中間子の崩壊振幅を求めるために必要とされる条件や手法を研究した上で数値計算を行なった結果、因子化近似が比較的非摂動的な寄与が大きくなりうる長距離において破綻している可能性が明らかになった。現在、この可能性をより詳細に吟味するために必要な数値計算を進めている。特別研究員は、高エネルギー加速器研究機構の格子グループとの共同研究として、特にチャーモニウムの寄与するB中間子崩壊に着目して研究を行なった。必要とされるコードを開発し、計算を進めている。コード開発とともに、将来的に散乱振幅を計算する際に必要とされる条件を明らかにした。数値計算において適切な極限を実現するためには非物理的な発散量を取り除く必要性があることが知られており、特別研究員はB中間子にチャーモニウムが寄与する際に必要な中間状態に対する制限を明らかにした上で、計算を始めた。まず最初の段階として、4点関数と関連する2,3点関数とを計算し、理論的予言に用いられている因子化近似の検証を行なっている。現在のところ、この近似が実際に格子計算の結果破綻している可能性が示唆されている。従来、格子計算を用いて非摂動的な寄与を無視することなくこの破れの可能性を明らかにした研究はなく、最終的には実験結果と理論予想との食い違いにも言及できるものであるため、重要な結果であるといえる。この成果は関連分野最大の国際会議にて報告した。次年度においては、この結果をさらに吟味し確たるものとするための研究が期待される。まずはより詳細な議論のために繰り込み定数を決める必要性がある。そのためのコードを共同研究者とともに開発中であり、開発次第数値計算をする予定である。また、格子場の理論の定式化そのものに関係する研究にも取り組み、従来の手法と比較し飛躍的に計算精度を上げるなどの成果を上げている。以上のことから、比較的コード開発に手間がかかったものの、計算に必要な条件や実際に計算結果を得て議論が進んでおり、さらに関連する研究においても成果が得られたため、概ね順調に研究が進展したと言える。今後、本研究員はまず第一にくりこみ定数を決定していく。この手法に関して、当初RI-MOMと呼ばれる手法で決定することを想定していたが、研究が進むにつれてモーメント法と呼ばれる手法を利用した方が有用であることが明らかになったため、モーメント法を用いて決定することにした。モーメント法は本研究員が先行研究でチャームクォーク質量を決定する際に2点関数に適用した手法であり、予備的な研究において2点関数のくりこみ定数が決定できることはすでに明らかにしていた。この手法をチャーモニウムの寄与するB中間子崩壊の4点関数に適用することで、対応する関数のくりこみ定数を明らかにする。くりこみ定数を決定したのち、実際に因子化近似においてくりこみ定数を利用することで、量的にどの程度のズレが存在するかが明らかになる。特にチャーモニウムの寄与する二つの演算子がどのように混合するかを研究していく。因子化近似における理論と実験とのズレは、従来は摂動計算による見積もりやモデル化による説明などの試みがなされていたが、格子計算を用いて非摂動的な寄与を含めた形では議論がなされていなかった。量的にどの程度のズレが立ち現れるかを明らかにすることで、従来の研究と比較する。くりこみ定数を決定するためのコード開発と数値計算量は少なくないため、これらの計算が完了した上で上記のような比較が済んで以降になるが、実際に必要とされる崩壊振幅を計算することを試みる。現在までに明らかにした数値計算上の制約を満たしつつ、より現実的な物理量がどの程度の精度で計算できるかを明らかにしていく。

研究計画当初、このような研究はなされておらず、現在においても完全な数値計算はされていない。本研究で用いる格子上に場の理論を定式化した上で数値計算を行う手法は、非摂動的な寄与に関してモデルを用いることなく取り入れることのできる手法の一つであり、議論の続いている新物理の可能性について寄与することができる。以上を背景として、本研究ではB中間子において特にチャーモニウムが寄与する部分に着目して数値計算する。このような寄与は最も非摂動的な寄与が効く可能性が高いものの一つであり、議論のある理論計算において仮定されている近似手法を検証するという目的に適している。そこで、既存の数値計算コードに測定のためのコードを追加で開発し、格子場の理論に基づく数値計算をした。現在までのところ、数値計算に必要とされるコードを新しく開発した。さらにこのコードを元に実際に計算を行なった上で、因子化近似において無視される寄与に関して研究した。最終的に実験結果と比べられる数値計算を与える以前に、現在の理論予想に用いられている近似が破綻していることを明らかにすれば、より詳細な研究が必要とされることが広く理解される。数値計算の理論的な側面において、実際にB中間子の崩壊振幅を求めるために必要とされる条件や手法を研究した上で数値計算を行なった結果、因子化近似が比較的非摂動的な寄与が大きくなりうる長距離において破綻している可能性が明らかになった。現在、この可能性をより詳細に吟味するために必要な数値計算を進めている。特別研究員は、高エネルギー加速器研究機構の格子グループとの共同研究として、特にチャーモニウムの寄与するB中間子崩壊に着目して研究を行なった。必要とされるコードを開発し、計算を進めている。コード開発とともに、将来的に散乱振幅を計算する際に必要とされる条件を明らかにした。数値計算において適切な極限を実現するためには非物理的な発散量を取り除く必要性があることが知られており、特別研究員はB中間子にチャーモニウムが寄与する際に必要な中間状態に対する制限を明らかにした上で、計算を始めた。まず最初の段階として、4点関数と関連する2,3点関数とを計算し、理論的予言に用いられている因子化近似の検証を行なっている。現在のところ、この近似が実際に格子計算の結果破綻している可能性が示唆されている。従来、格子計算を用いて非摂動的な寄与を無視することなくこの破れの可能性を明らかにした研究はなく、最終的には実験結果と理論予想との食い違いにも言及できるものであるため、重要な結果であるといえる。この成果は関連分野最大の国際会議にて報告した。次年度においては、この結果をさらに吟味し確たるものとするための研究が期待される。まずはより詳細な議論のために繰り込み定数を決める必要性がある。そのためのコードを共同研究者とともに開発中であり、開発次第数値計算をする予定である。また、格子場の理論の定式化そのものに関係する研究にも取り組み、従来の手法と比較し飛躍的に計算精度を上げるなどの成果を上げている。以上のことから、比較的コード開発に手間がかかったものの、計算に必要な条件や実際に計算結果を得て議論が進んでおり、さらに関連する研究においても成果が得られたため、概ね順調に研究が進展したと言える。
ナノバブルを応用した次世代根管洗浄システムが開拓する生体に優しい根管治療法

歯内療法において根管内の無菌化なくして根管治療の成功は期待できない。しかし化学的根管洗浄において広く使用されている6%次亜塩素酸ナトリウム溶液は濃度が高く危険である。ナノバブルを応用し、低濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液であっても、安全で効率的に殺菌できるシステムを構築することを目的として、ナノバブル溶液を1%の次亜塩素酸ナトリウム溶液と混和し、難治性根尖性歯周炎に関与するエンテロコッカスフェカーリスに添加した。その結果、ナノバブル添加低濃度次亜塩素酸ナトリウム溶液は非添加次亜塩素酸ナトリウム溶液と比較して有意に細菌を排除した。歯内療法の成否の鍵となるのは、根管内の無菌化であり、無菌化において重要な役割を担うのは根管洗浄である。しかし現在使用されている次亜塩素酸ナトリウム溶液は根管外に漏出すると軟組織の傷害を惹起してしまう。本研究の目的は、根管洗浄液を安全な濃度で確実に作用させるための新しい根管洗浄法の開発である。ドラッグデリバリーの手法として注目されているナノバブルを根管洗浄に応用し、ナノサイズのリポゾームを超音波にて破砕し、その衝撃波を利用して薬剤を細胞・細菌への浸透させる。この手法を根管洗浄に応用し、根尖病変遷延化の原因の一つと考えられているEnterococcus faecalisへの殺菌効果を検討し、さらに本手法の臨床化への道筋の先鞭をつけるのが本研究の目的である。本年度は、根管模型を用いたE. Faecalisに対するナノバブル併用低濃度次亜塩素酸ナトリウム溶液の殺菌効果およびナノバブルの効果の操作型電子顕微鏡(SEM)による検討を検討した。ヒト抜去歯を拡大形成後、5%次亜塩素酸ナトリウム溶液で処理し、15%エチレンジアミン4酢酸液にてスメア層を除去した後、オートクレーブにて滅菌した。滅菌したサンプルはE. Faecalis懸濁液内にて1-2週間培養した。その後、ナノバブル処理を行うあるいは行わないサンプルを作成し、グルタールアルデヒド溶液にて固定後、歯の長軸方向に分割し、SEM用の切片とした。この切片をSEMにて観察したところ、ナノバブル処理を行っていないサンプルにおいては多数のE. Faecalisが根管口近傍を中心に観察された。根管治療は根管内の感染を排除することが目的であるが、複雑な形態をした根管内から感染した細菌を除去するのは容易ではない。現在、強力な殺菌効果を有する次亜塩素酸ナトリウム溶液を5-6%の濃度で使用し、根管内を洗浄しているが確実に根管内を殺菌できるわけではない。さらに、5-6%といった高濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液は根尖孔外に漏出すると組織を侵襲し、激しい痛みを起こすとともに、血腫を誘発することもある。このような現状を踏まえ、生体侵襲が少なく確実に根管内から細菌を排除するシステムの確立が求められている。ところで、ナノバブルは、ナノサイズのバブルを超音波装置により破壊することにより生じるジェット流により、細胞に微細な穴をあけ、活性物質あるいは遺伝子を細胞に導入する手法で、ドラッグデリバリーの手法として近年注目を浴びている。このナノバブルを根管内の殺菌に応用するのが本研究の目的である。大腸菌および200ulのピペットチップを用いた簡易根管模型モデルに、ナノバブル溶液を添加した1%の次亜塩素酸ナトリウム溶液を入れ、超音波振動を加えたところ、1%次亜塩素酸ナトリウム溶液と比較して有意に細菌数の減少が確認された。なお、1%の次亜塩素酸ナトリウム溶液を浸漬したろ紙を、ラット舌上に10分放置しても潰瘍といった侵襲はほとんど惹起されなかった。さらに、ヒト抜去歯にEnterococcus Faecalis(代表的な感染根管内に認められる細菌)を播種し、1%次亜塩素酸ナトリウム溶液とナノバブル溶液を応用したところ、走査電子顕微鏡において明らかに細菌数の減少が認められた。低濃度次亜塩素酸ナトリウム溶液とナノバブルを用いた生体に優しい根管内洗浄法を確立し、それを臨床において使用できるようにするため、生体安全性等の検討を行っている。根管洗浄液として6%(あるいは10%)次亜塩素酸ナトリウム溶液が最も一般的である。次亜塩素酸ナトリウム溶液の特徴はその非特異的かつ強力な殺菌力であり、または経済的にも優れた薬液である。しかし作用が強力であるが、それでも根尖病変の遷延化に関与するといわれているEnterococcus faecalis(E. faecalis)を完全に殺菌することは難しいと報告されている。また副作用も強く、根尖孔外に漏出すると強い痛みとともに隙を伝わり様々な部位に損傷を起す。6%次亜塩素酸ナトリウム溶液漏出事故を防ぐためには、組織傷害性の低い濃度での使用を検討すべきと考えられるが、現在の濃度であっても確実な殺菌ができていないことからも、単純に濃度を薄くするだけでは、安全性は高まっても肝心の殺菌能が減弱し、根管内の無菌化の達成もおぼつかなくなってしまう。ナノレベルのバブルリポゾームは、近年細胞内へのドラッグデリバリーにおける画期的な方法として注目を集めている。ナノサイズのリポゾームを超音波により破砕すると衝撃波が発生し細胞表面に微細な穴があき、そこから試薬が取り込まれる。このシステムは安全性が高いといわれており、すでに臨床において使用されている。ヒトにおいてはソナゾイドが造影剤として用いられ、高い臨床効果が認められているのみならず、副作用についての報告は認められない。

本研究の目的は、ナノレベルのバブルリポゾーム(ナノバブル)を根管洗浄に応用し、根管洗浄効率を画期的に増加させるとともに、根管洗浄の安全性を担保することである。ナノレベルのバブルリポゾームについて、その材料が次亜塩素酸ナトリウム溶液と反応してしまうと次亜塩素酸ナトリウム溶液の効果を減弱させてしまう。希釈した次亜塩素酸ナトリウム溶液中でも安定なナノバブルについて選定する必要があり、研究が停滞しているのが現状である。一般的にドラッグデリバリーシステムで使用するバブルリポゾームにはPolyethylene Glycol (PEG)が使用されている。しかし、PEGは次亜塩素酸ナトリウム溶液中では安定であるとはいいがたい。PEG以外の材料にてナノレベルのバブルリポゾームを作成することを検討中である。根管洗浄液として6%次亜塩素酸ナトリウム溶液が最も一般的である。次亜塩素酸ナトリウム溶液の特徴はその非特異的かつ強力な殺菌力であり、経済的にも優れた薬液である。しかし作用が強力な分、副作用も強く、根尖孔外に漏出すると粘膜・軟組織の損傷を起こす。また、口腔内に漏出した場合にも、粘膜、皮膚の損壊が起きる。しかし根管治療の目的である根管内の無菌化を十分に図ることが可能な細菌殺菌力を有しながら、組織傷害性の低い根管洗浄液は今のところ存在しない。ナノレベルのバブルリポゾームは、近年細胞内へのドラッグデリバリーにおける画期的な方法として注目を集めている。ナノサイズのリポゾームを超音波により破砕すると細胞表面に微細な穴があき、そこから試薬が取り込まれる。このシステムは大変効率が良く、安全性も高いと報告されている。今回、ナノバブルを根管洗浄に応用し、低濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液にて根管を十分に洗浄・無菌化できる条件を検討した。その結果、0.1%次亜塩素酸ナトリウム溶液の殺菌力を有意に増強した。SEMにて観察したところ、0.1%次亜塩素酸ナトリウム溶液にナノバブルを併用した細菌の多くに穴の開いた像が観察されていたことから、ナノサイズのリポゾーム破裂時のジェット流が細菌に穴をあけ、その部より送り込まれた次亜塩素酸ナトリウム溶液が細菌の殺傷を誘発したと推察された。しかし、ナノサイズのリポゾームを0.1%次亜塩素酸ナトリウム溶液に添加した場合、リポゾームの安定性は長期には担保されない。臨床での使用を考えた場合、より長期にわたる安定性が重要である。今後、試薬の調整方法について工夫するとともに、洗浄液の変更を含め検討していく必要がある。歯内療法において根管内の無菌化なくして根管治療の成功は期待できない。しかし化学的根管洗浄において広く使用されている6%次亜塩素酸ナトリウム溶液は濃度が高く危険である。ナノバブルを応用し、低濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液であっても、安全で効率的に殺菌できるシステムを構築することを目的として、ナノバブル溶液を1%の次亜塩素酸ナトリウム溶液と混和し、難治性根尖性歯周炎に関与するエンテロコッカスフェカーリスに添加した。その結果、ナノバブル添加低濃度次亜塩素酸ナトリウム溶液は非添加次亜塩素酸ナトリウム溶液と比較して有意に細菌を排除した。抜去歯における評価まで進んでいるが、低濃度
5．5TeV重イオン衝突における仮想光子を用いたクォークグルーオンプラズマの研究

LHC-ALICE実験における低い横運動量領域の光子測定は、量子色力学の非摂動論的領域を理解する上で非常に重要である。私は今年度、重心系エネルギー900GeV及び7TeVの陽子-陽子衝突ににおいて、横運動領域が高い場合と低い場合に事象を分け、それぞれの場合について荷電粒子における累積的粒子相関を測定した。これは、衝突の運動量移行が小さく、量子色力学の摂動計算が破綻する運動量領域での情報を得ることが出来るという点で、本研究課題である低い横運動量領域での光子測定の参照データと成り得る。また、粒子間の角度相関を見ることから、陽子の形状に起因した衝突パラメーターの違いを事象毎に観測できるのではないかという期待があった。今回の測定では、十分な統計が得られずこのような仮説を裏付けるような精度を達成することは出来なかったが、低い横運動領域での荷電粒子の振る舞いを良く理解することができ、本研究課題である低い横運動量領域での光子測定に重要な寄与をすることが出来た。更に、筑波大学で推進するDiJetカロリメーターの検出器シミュレーションの作成に昨年度末から引き続き取り組んだ。検出器位置の示す描画ツールを整備する等、ユーザインタフェースの拡充に努めた。このカロリメーターのシミュレーションは、ALICE遷移放射検出器(TRD)と組み合わせた電子識別向上のテストに活用した。また、ジェット内で相関を持つ電子対の影響を正しく見積もるために、従来設置されているALICE電磁カロリメーター(EMCAL)との組み合わせることでより系統誤差の少ない測定が出来ると期待される。LHC ALICE実験における電子対を用いた仮想光子の測定のために、ALICE実験遷移放射検出器(TRD)による電子の同定は非常に重要である。私はALICE TRD検出器を取り入れだ検出器シミュレーションを積極的に行い、特に低い横運動量領域でのALICE TRDの性能評価を行った。その結果、低い横運動領域ではALICE TRD検出器による電子識別は十分ではなく、荷電π中間子等のバックグラウンドを多く含んでしまうことが分かった。そこで、TRD後方に位置するALICE電磁カロリメーター(EMCAL)を用いた電子同定を同時に行うことで,この問題の解決を試みている。所属研究室ではEMCALの180度反対側に、EMCALと同じ構造を持ったカロリーメーターを設置すべく準備を進めている。このカロリメーターは、陽子-陽子衝突及び重イオン衝突において、互いに反対方向に放出されるジェット対を観測することを目的としている。私はこのカロリメーターの検出器シミュレーションを構築し、TRDとの電子同定における研究を推進した。また、仮想光子から生成される電子対のバックグラウンドとして互いに無相関な電子対とは別に、同一ジェット内のハドロン崩壊から生じる相関を持った電子対の量が無視出来ないことが、詳細なシミュレーションから分かって来た。そのためには、同一事象内でジェットを精度よく同定する必要があり、この新しいカロリメーターでのシミュレーションは、そのような手法を確立するのに格好の題材で合った。ジェットを再構成するに当たり、いくつかの代表的なアルゴリズムを比較検討し、最も不確定性の小さいアルゴリズムを見つけだすことに成功する等、実り多い解析となった。LHCでは、2010年12月に重心系衝突得エネルギー900GeVめ陽子-陽子衝突に成功し、ALICE検出器において待望の物理データを収集することが出来た。データは一部を所属研究室にコピーし、他の研究機関に先駆けていくつかの主要な物理プロットを作成することに成功した。このような結果は、ALICE関連のワークショップ等で発表を行った。シミュレーション及びデータ解析は、当初予定していた通り所属研究室における計算機群をバッチジョブシステムで統一し、計算能力を数十倍に引き上げるという目標を達成したことによって成功したものである。これらのマシンは、私だけでなく、所属研究室全員によって使用され、研究室全体め研究活動の底上げにも貢献することが出来たと自負している。
医療・介護等データベース利用のボトルネック解消を目的とした人工データベースの開発

レセプト情報・特定健診等情報データベース(NDB)は個人の医療情報を含む、多大な価値を有するビッグデータである。しかし、このデータは重要な個人情報であるため厳格な管理下におかれており、それがボトルネックとなって、需要を満たすほどの活用機会が提供されていない。本研究では、これを解消しNDBの活用機会を拡大することを目的として、広く提供することが可能な人工NDBを構築する方法論を開発する。そのために、人工データで匿名化手法等の検証・開発を行い、その後に人工NDBを構築しその有用性を検証する。
α-Galcerを用いたNKT細胞による新規抗癌治療法および肝硬変治療法の開発

我々は,担癌患者および担癌マウスにおいてNKT細胞の低反応性が存在することを見いだし報告した.実験動物において,担癌宿主ではCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団が増加しており,それらの細胞集団が産生する一酸化窒素がNKT細胞の低反応性に関与していること,さらに,all trans retinoic acid (ATRA)を投与することによってそれらの低反応性を解除することが可能であることも報告した.本研究において,実験動物におけるCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団がヒトのリンパ球ではCD33陽性CD14陰性CD11b陽性を示す細胞集団で評価可能であることを確認し,担癌患者において,NKT細胞の機能が低下する原因がこの細胞集団であることを示した.さらに,ATRAを用いることによって,担癌患者のNKT細胞の機能回復をin vitroで回復すること可能であることがわかった.担癌患者において増加しているCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団には,健常人のそれに比べてVEGFが発現している傾向を認めたが,FOXP3に関しては,担癌患者と健常人各々において有意な発現は認められなかった.分子標的薬(抗VEGF抗体)使用前の担癌患者におけるCD33陽性CD14陰性CD11b陽性細胞集団の数は,分子標的薬使用後に減少する傾向を認めた.これらの結果,我々が報告しているATRAやレチノイン酸,G-CSFに加えて,すでに大腸癌治療に使用されている抗VEGF抗体が担癌患者の免疫抑制状態を軽減することに寄与する可能性があることがわかった.この成果は,NKT細胞を用いた臨床試験を開始していくうえで重要な基礎研究結果となると思われ,さらには,大腸癌をはじめとした様々な癌腫への治療の選択肢が増やせるものと考える.我々は,担癌患者および担癌マウスにおいてNKT細胞の低反応性が存在することを見いだし報告した.実験動物において,担癌宿主ではCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団が増加しており,それらの細胞集団が産生する一酸化窒素がNKT細胞の低反応性に関与していること,さらに,all trans retinoic acid (ATRA)を投与することによってそれらの低反応性を解除することが可能であることも報告した.本研究において,実験動物におけるCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団がヒトのリンパ球ではCD33陽性CD14陰性CD11b陽性を示す細胞集団で評価可能であることを確認し,担癌患者において,NKT細胞の機能が低下する原因がこの細胞集団であることを示した.さらに,ATRAを用いることによって,担癌患者のNKT細胞の機能回復をin vitroで回復すること可能であることがわかった.担癌患者において増加しているCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団には,健常人のそれに比べてVEGFが発現している傾向を認めたが,FOXP3に関しては,担癌患者と健常人各々において有意な発現は認められなかった.分子標的薬(抗VEGF抗体)使用前の担癌患者におけるCD33陽性CD14陰性CD11b陽性細胞集団の数は,分子標的薬使用後に減少する傾向を認めた.これらの結果,我々が報告しているATRAやレチノイン酸,G-CSFに加えて,すでに大腸癌治療に使用されている抗VEGF抗体が担癌患者の免疫抑制状態を軽減することに寄与する可能性があることがわかった.この成果は,NKT細胞を用いた臨床試験を開始していくうえで重要な基礎研究結果となると思われ,さらには,大腸癌をはじめとした様々な癌腫への治療の選択肢が増やせるものと考える.我々は,担癌患者および担癌マウスにおいてNKT細胞の低反応性が存在することを見いだし報告した.実験動物において,担癌宿主ではCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団が増加しており,それらの細胞集団が産生する一酸化窒素がNKT細胞の低反応性に関与していること,さらに,all trans retinoic acid(ATRA)を投与することによってそれらの低反応性を解除することが可能であることも報告した.今年度は,実験動物におけるCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団がヒトのリンパ球ではCD33陽性CD14陰性CD11b陽性を示す細胞集団で評価可能であることを確認した.今までの我々が発見したNKT細胞低反応性のメカニズムとその解除方法について今後はヒトでの応用のために本研究を進めていく予定である。当施設における臨床倫理委員会の承認も得ることができ,現在担癌患者および健常者からのデーターを蓄積中である.今後,術前および術後安定期の末梢血液を採取しリンパ球を分離した後に細胞表面抗体を用いてNKT細胞および抗原提示細胞を分離する。NKT細胞の機能低下(細胞障害活性、サイトカイン産性能、細胞増殖能力など)の評価及び未熟顆粒球細胞集団の割合を計測する。当初、担癌患者20名と対照健常人20名に対し以上の研究を行い、データーを解析する。さらに、ATRAやレチノイン酸やG-CSF製剤を用いて担癌患者から採取分離した末梢血中のNKT細胞の機能回復をin vitroで回復することを試みる。これらの結果,担癌患者の免疫抑制状態を軽減することが出来れば,NKT細胞を用いた臨床試験を開始していくうえで重要な基礎研究結果となると思われる.昨年までの研究結果をふまえ今年度は以下のことを行った.我々は,担癌患者および担癌マウスにおいてNKT細胞の低反応性が存在することを見いだし報告してきた.

実験動物において,担癌宿主ではCDllb陽性Gr1陽性の細胞集団(ヒトのリンパ球ではCD33陽性CD14陰性CDllb陽性)が増加しており,これらがNKT細胞低反応性の原因であり,低反応性を解除する方法も報告した.近年,我々が着目しているCDllb陽性Gr1陽性の細胞集団が腫瘍の血管新生に関与している可能性に言及した報告(Farbod S.et.al. 2007. Nature)や,免疫制御性T細胞におけるFoxp3の発現の重要性の報告(Amit A.et.al.2007.Nature Immunol.)が散見されているため,現在採取している担癌患者および健常人のVEGFやFOXP3の発現も同時にデーターとして解析中である.さらに,マウスにおいて,抗VEGF抗体がCDllb陽性Gr1陽性の細胞集団を減少させるとの報告がなされたため,大腸癌に対する分子標的治療(アバスチンなど)を行っている患者におけるCD33陽性CD14陰性CDllb陽性細胞集団の数と割合を治療前と比較検討するためサンプルを蓄積中である.これらの結果,我々が報告しているATRAやレチノイン酸, G-CSFに加えて,すでに大腸癌治療に使用されている抗VEGF抗体が担癌患者の免疫抑制状態を軽減することに寄与することがわかれば, NKT細胞を用いた臨床試験を開始していくうえで重要な基礎研究結果となると思われ,さらには,大腸癌をはじめとした様々な癌腫への治療の選択肢が増やせるものと考える.昨年までの研究結果をふまえ今年度は以下のことを行った.近年,我々が着目しているCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団が腫瘍の血管新生に関与している可能性に言及した報告(Farbod S.et.al.2007.Nature)や,免疫制御性T細胞におけるFoxp3の発現の重要性の報告(Amit A.et.al.2007.Nature Immunol.)が散見されているため,担癌患者および健常人のVEGFやFOXP3の発現を解析した.担癌患者において増加しているCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団には,健常人のそれに比べてVEGFが発現している傾向を認めた.しかしながら,FOXP3に関しては,担癌患者と健常人各々において有意な発現は認められなかった.さらに,マウスにおいて,抗VEGF抗体がCD11b陽性Gr1陽性の細胞集団を減少させるとの報告がなされたため,大腸癌に対する分子標的治療(アバスチンなど)を行っている患者におけるCD33陽性CD14陰性CD11b陽性細胞集団の数と割合を治療前と比較検討した.サンプル数がやや少ないながらも,分子標的薬(抗VEGF抗体)使用前の担癌患者におけるCD33陽性CD14陰性CD11b陽性細胞集団の数は,分子標的薬使用後に減少する傾向を認めた.しかしながらこれらの担癌患者群は同時に白金系抗癌剤や代謝拮抗剤系抗癌剤を同時投与され,白血球系全体の減少も来していることが多く,今後抗VEGF抗体単独の影響がどの程度のものかは検討の余地があると考えられた.これらの結果,我々が報告しているATRAやレチノイン酸,G-CSFに加えて,すでに大腸癌治療に使用されている抗VEGF抗体が担癌患者の免疫抑制状態を軽減することに寄与する可能性があることがわかった.この成果は,NKT細胞を用いた臨床試験を開始していくうえで重要な基礎研究結果となると思われ,さらには,大腸癌をはじめとした様々な癌腫への治療の選択肢が増やせるものと考える.
レドックス・プロファイリングによる細胞内レドックス維持機構の定量解析手法の開発

酸化ストレスとも総称される、細胞内の酸化還元状態の変化が、がん、動脈硬化、神経変性疾患など数多くの疾患に関与していることが知られている。酸化ストレスに対して、アミノ酸残基の中でも、システイン残基のチオール基の反応性が高いことが知られている。このため、酸化ストレスの惹起時に、チオール基に可逆的・不可逆的翻訳後修飾が生じることが多い。本研究では、このようなシステイン残基の酸化状態というプロファイル情報を基軸に、細胞内の恒常性状態を評価する系の構築を試みた。プロテオミクス技術を中心とする、複数のシステイン残基の同時定量を行い、システイン残基の酸化状態の網羅的定量化方の構築に成功した。酸化ストレスとも総称される、細胞内の酸化還元状態の変化が、肥満、糖尿病、がん、動脈硬化、神経変性疾患など数多くの疾患に関与していることが指摘されている。細胞内の酸化還元状態の情報を網羅性高く把握することが、細胞内の恒常性制御・維持機構の解明に大いに役立つものと考えられる。そのため本研究では、細胞内の酸化還元状態を定量化するための、汎用技術の開発と構築を行うことを目標にしている。酸化ストレス時、最も影響を受ける細胞の構成要素として、タンパク質のシステイン残基が考えられる。そのため、本研究ではシステイン残基を具体的ターゲットとして、還元状態と酸化状態にあるシステイン残基を見分け、それらの存在量比を定量化する技術の開発を目指している。システイン残基の同定には、質量分析計を用いた解析手法を用いている。システイン残基の酸化状態と還元状態を見分けるため、まず還元状態にあるフリーのシステインを、チオール特異的な修飾剤でラベル化する。その上で、酸化型のシステインを還元し、その後、このフリーになったシステイン残基を、質量の異なるチオール特異的修飾剤でラベル化する。そして、これらのシステイン残基を濃縮し、質量分析計測を行う。修飾試薬の質量差を見分けることで、それぞれのシステイン残基のもとの酸化還元状態を追跡する。また、それぞれのペプチドのイオン強度などを比較することにより、酸化・還元状態の量比を定量化することも可能になる。現在までに、以上の技術をほぼ確立しつつある。酸化ストレスは加齢、糖尿病、がん、動脈硬化などといった数多くの疾患メカニズムと関連していることが知られている。ROS(Reactive Oxygen Species)と総称される酸化ストレスに対して、タンパク質アミノ酸残基の中でも、システイン残基のチオール基の反応性が高いことが知られている。プロテオミクス技術を主軸に、複数のシステイン残基の同時定量が可能なisobaric labeling法を採用し、システイン残基の酸化状態の網羅的定量化を試みた。系の構築と一連の最適化を行った後、培養細胞を用いた検証実験を行った。培養細胞由来タンパク質からシステイン含有ペプチドを抽出し、再現性良く定量化に利用できたペプチドをまとめ、システイン残基の酸化状態を検証した。その結果、未処理細胞においては平均24.4%(中央値23.1%)が酸化状態にあり、1 mM DTT添加5分後では平均20.4%(中央値19.6%)、50 uM H2O2添加5分後では平均22.9%(中央値21.8%)の酸化状態であった。この結果からも観察されている通り、DTT処理によってシステイン残基の多くはより還元的な状態に移行していた。一方、比較的低濃度のH2O2処理においては、有意差を伴って酸化状態に移行したペプチドが極めて少なく、H2O2特異的ともいえるレドックス反応性の高いタンパク質群が酸化状態に移行していた。所期の目標を着実に達しつつあり、順調に研究計画を遂行している。生物化学本研究で開発した技術を用いて、細胞内の酸化還元状態を網羅性高く定量化していくことで、細胞プロファイリング情報として蓄積し、細胞状態を検出する汎用技術として確立していく。3月4月中の年度替わりの時期に、試薬を購入する可能性を考慮して、一部の資金を試薬購入費用としてプールしたため。試薬購入費として使用する予定である。
脊索が形態形成に関係したペプチドを分泌する可能性を探る研究

脊索を周囲の組織から切り放す実験で,脊索が形態形成に関係する拡散性の物質を分泌している事が示唆されたので,脊索の内分泌機能の可能性を探った。電子顕微鏡でその可能性を示す形態的な構造が観察されるか否か先ず検討してみた。尾側端近くの出来たばかりの脊索細胞は自由リボソームを大量に含む極めて幼弱な形態を示した。極めてわずかではあるが所々に有芯小胞が観察されたが顆粒の電子密度は低いものであった。頭方の発生の進んだ部分では,脊索細胞は急速にその内部構造を発達させ,大型のミトコンドリアや発達したゴルジ装置,粗面小胞体を備えるようになる。形態とサイズは様々であるが明らかな有芯小胞が観察された。顆粒の電子密度は様々であった。現在までに観察された最大の直径は約400nmであった。一例ではあるが開口分泌と思われる像も観察された。以上のように脊索細胞には成体に見られる内分泌顆粒と形態学的に類似の構造が認められたので,その内容物がすでに報告されているアミンの顆粒である可能性を探るため5-DHT前処理によりアミンを増強した胚子をFalk-Hirallup法と電顕で観察した。明らかなアミン蛍光物質と認められる所見は得られなかったがコントロールと比較して電子密度が増強したと思われる顆粒が電子顕微鏡で認められ,一部の顆粒にアミンが存在する事を示唆する所見も得られた。光顕レベルで判断出来なかった可能性としてこの様な顆粒の数の少ないことが考えられた。しかし形態形成に関係するホメオボックス遺伝子が産生する物質の中に分泌性のものがある事も明らかにされており,これらが顆粒状になる可能性は十分ある。5-DHT前処理に反応しない顆粒がそのような物質を含んでいることも考えられるので,今後は成体の内分泌性の物質よりむしろ形態形成に関係した遺伝子によって作られた分泌性の物質について検討する必要があると思われる。