hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォトニック構造のための非接触ナノ粒子配列の構築

前年度までに、凹面くぼみを持つ金属薄膜表面を用いて、900ナノメートルから1.5マイクロメートルの直径を持つポリスチレンナノ粒子の2次元周期構造を構築することに既に成功した。今年度はさらなる挑戦的課題に取り組み、当初計画していたポリスチレンナノ粒子の転写を必要としない、新しい2次元周期構造の構築方法を試み、以下の成果を得た。まず、ポリスチレンに代えて、より屈折率の高い酸化チタンによる2次元周期構造を構築した。ここではポリスチレンを平面基板上に六方最密充填したものをテンプレートとして用い、この上に酸化チタンゲルを霧状に噴霧し、隙間に堆積した酸化チタンゲルを焼成して固体構造物とした。この際、噴霧するゲルの量を変化させることで2次元パターンを作り分けることに成功した。つまり噴霧量が比較的少ない場合には六方格子状のドットアイランド型パターンに成長するが、噴霧量を徐々に増やすことによりハニカムメッシュ型の連続パターンへと移行していく。同じテンプレートから2つの異なるパターンを成長させることにより、格子間隔が同じである一方、構造と空間の充填率が異なる2次元構造を成長できることになる。さらに我々は、平面基板に対して垂直方向へのコントラストを向上させ、期待されるフォトニックバンドをより効果的にするため、酸化チタンでできたこれら2種類のパターンを基礎に、この上に酸化亜鉛微結晶を成長させることに成功した。平滑な基板に並べたナノ粒子をテンプレートとして、これに透明樹脂を流し込んで規則的な窪み(中心間距離820ナノメートル)を持つ鋳型を作製した。ここに直径300および500ナノメートルのポリスチレンナノ粒子分散液を滴下してポリスチレン周期構造を構築した。またポリスチレンナノ粒子を直接鋳型に用いて、酸化チタンによるハニカム状網目構造およびリング状周期構造をも合成した。これらの構造はいずれも構造物(ポリスチレンあるいは酸化チタン)と空気が2次元周期的に並んだフォトニックバンド構造体と見做せる。以上の結果、申請書(研究目標)にある初年度目標の"周期構造の構築"を達成するとともに新たな知見が得られた。これまでの成果の中でも特に透明樹脂を用いたことにより、当初計画にあった転写過程を省略し、直接フォトニックバンドを観測することが可能になる。さらに、大きさの異なるナノ粒子を同じ格子間隔で並べることができたことは、フォトニックバンド制御を可能にする技術として非常に重要であり、次年度に予定するバンド波長の観測において実証できると考えられる。また酸化チタンによって2種類の異なる周期構造を構築することができたが、これらは実験の中から偶然生まれた予期せぬ成果であった。酸化チタンはポリスチレンより屈折率が大きなため、より大きなフォトニックバンド制御が期待できる点で重要である。
精神病理的性格傾向と脳形態学的特徴との関係

精神病理的性格特徴と脳磁気共鳴画像(Magnetic Resonance Imaging : MRI)による脳形態学的特徴との関連を検討することが目的であった。青年期に当たる新入大学生267名に、ミネソタ多面人格目録(Minnesota Multiphasic personality Inventory : MMPI)を実施した。各個人ごとのMMPIプロフィールの解析結果、精神病理的性格傾向の高かった19名と全ての尺度で正常値を示した23名がランダムに選ばれた。本研究の目的と内容を説明し、書面にて同意の得られた全対象者に、1.5TのMRIスキャナにて、スライス厚1mmで全脳の3次元撮像を行った。解析はUnix workstation上で第1に統計パラメトリックマッピングを用い、まず全体の傾向について探索的検討を行った。第2に個々のMRIの精密な体積測定を行い(とくに、これまで精神疾患で特徴的とされてきた脳部位である前頭葉と側頭葉の体積に焦点をあてて)、精神病理的性格傾向(精神病質的偏倚、抑うつ、精神分裂病人格、パラノイア、精神衰弱、軽躁病など)との関連の検討を行った。結果、自己制御減退の高得点群と低得点群のMRI体積を比較検討では、有意に高得点群の方が低得点群よりも補足運動野の灰白質体積が減少していることが認められた。さらに、前頭葉および側頭葉の関心領域の検討では、男性で、精神分裂病人格と右の背外側野灰白質体積、扁桃体体積と攻撃性、活動性および情緒的側面との関連があった。女性では、精神分裂病人格と右の内側眼窩野灰白質体積との関連があったが、側頭葉との関連はほとんど認められなかった。本結果は分裂病型人格障害や精神分裂病に関連した自我障害に責任ある神経基盤を理解するための重要な手がかりを示唆していると思われる。さらに、精神病理学的性格傾向と脳体積の関連について、性差が示唆された。本研究では、精神病理的性格特徴と脳磁気共鳴画像(Magnetic Resonance Imaging:MRI)による脳形態学的特徴との関連を検討することが目的である。精神病理的性格については、正常か異常かといった2分法でよりも、ひとつの連続線上にあると考えられ、精神疾患との関連が考えられる。とくに、青年期は、120名に1人の発症危険率の精神分裂病に代表される精神疾患の好発期にあたり、メンタルヘルス活動の重要な対象として目を向けられるべきと考えた。本年度は、健常者の性格検査とMRIスキャンを行い、双方の基礎的データを得た。すなわち、第1に青年期に当たる新入大学生267名に、代表的な性格検査であるミネソタ多面人格目録(Minnesota Multiphasic Personality Inventory:MMPI)を実施した。さらに、各個人ごとのMMPIブロフィールの解析結果、精神病理的性格傾向の高かった19名と全ての尺度で正常値を示した23名がランダムに選ばれた。本研究の目的と内容を説明し、書面にて同意の得られた全対象者に、1.5TのMRIスキャナ(Magnetom Vision,Siemens)にて、3D-FLASH法を用い、矢状断面をオリジナルスライス(スライス厚1mm)として、全脳の3次元撮像を行った。解析はUnix workstation上で統計パラメトリックマツピング(statistical parametric mapping:SPM)96を用い、まず全体の傾向について探索的検討を行った。今回は、MMPIの結果から、とくに精神分裂病尺度に着目し、その下位尺度である6つのHarris-Lingoes尺度について検討した。この中で自己制御減退の高得点群と低得点群のMRI体積を比較検討したところ、有意に高得点群の方が低得点群よりも補足運動野の灰白質体積が減少していることが認められた。さらに、平成13年度は個々のMRIの精密な体積測定を行い(とくに、これまで精神疾患で特徴的とされてきた脳部位である前頭葉と側頭葉の体積に焦点をあてて)、精神病理的性格傾向(精神病質的偏倚、抑うつ、精神分裂病人格、パラノイア、精神衰弱、軽躁病など)との関連の検討を行う予定である。

結果、自己制御減退の高得点群と低得点群のMRI体積を比較検討では、有意に高得点群の方が低得点群よりも補足運動野の灰白質体積が減少していることが認められた。さらに、前頭葉および側頭葉の関心領域の検討では、男性で、精神分裂病人格と右の背外側野灰白質体積、扁桃体体積と攻撃性、活動性および情緒的側面との関連があった。女性では、精神分裂病人格と右の内側眼窩野灰白質体積との関連があったが、側頭葉との関連はほとんど認められなかった。本結果は分裂病型人格障害や精神分裂病に関連した自我障害に責任ある神経基盤を理解するための重要な手がかりを示唆していると思われる。さらに、精神病理学的性格傾向と脳体積の関連について、性差が示唆された。
C型肝炎ウイルス感染におけるレセプターを含む細胞性因子の関与

【目的】培養細胞への感染複製および感染性粒子形成が可能なC型肝炎ウイルス(HCV)、JFH-1株を用いてHCV感染におけるレセプターを含む細胞性因子の関与を明らかにするのが本研究の目的である。我々の研究室で開発したJFH-1株による感染複製および粒子形成はHuh7細胞のみでなく様々な肝癌細胞株や非肝臓系培養細胞でRNA複製が可能である。しかし、こと感染に関しては非肝臓系培養細胞では全く感染がおこらない。また肝癌細胞株においても、HepG2細胞にはHCV粒子は感染が成立しない。肝癌細胞株の中でHuh7細胞が高効率に感染が成立するが、Huh7細胞もheterogeneityであることが分かってきている。【方法】本実験では、複数のHuh7細胞株を用いて実験を行い、高効率に感染が成立するHuh7細胞群と感染効率が低いHuh7細胞群を、またさらに感染が成立しないHepG2細胞と比較する事により、レセプター分子候補を含む細胞性因子の探索を行う。(1)組み換えエンヴェロープ蛋白と各細胞抽出液の共沈実験をおこないSDS-PAGEで展開した後、各バンドについて蛋白質量解析を行う。(2)各種細胞株の抽出液を2D-SDSPAGEにて展開し、細胞株間で差の認められる各スポットを蛋白質量解析にかけ各細胞株間の差異を検討する。(3)既知のレセプター候補分子の細胞株間での発現量をWestern-blotting法やFACS解析を用いて確認する。【結果】上記方法により、これまで既知のCD81やLDL receptorといったレセプター候補分子を確認できたと共に新たな候補分子もいくつか確認する事が出来た。【考察】本研究にてJFH-1株を用いたシステムを使用し、HCVのレセプター候補分子および感染に関与する細胞性因子を詳細に解析することが、将来の抗ウイルス薬のスクリーニングや開発において重要な役割を果たすと考えられる。
肺癌患者における患者検体を用いた分子標的薬の耐性化機序の解明

近年分子標的治療薬の開発により肺癌の患者でも長期予後を見込めるようになった。しかし分子標的薬は約1年で耐性化することが多く、その延命効果は限定的である。これまで分子標的薬の耐性化機序に関する研究の多くは汎用されている細胞株を用いたものであった。人工的にin vitroで作成された耐性化機序は生体内の生理的反応を必ずしも反映しているとは言えず、それは新たな知見を臨床応用する際の障壁となっていた。今回、申請者らは実際に分子標的薬が耐性化した患者検体から2種類の手法(2次元・3次元培養)で肺癌細胞を培養することで、1患者毎の、さらには、2生体内で起こる可能性が高い耐性化機序の解明を行う。
酸化チタン添加超硬質アルミナ系材料の加工工具への応用に関する研究

純度の高い酸化アルミニウムに適量の酸化チタンを固溶させると、酸化アルミニウムの硬さが飛躍的に増大することを以前に見いだした。これを砥石、砥粒、さらには酸化アルミニウムの単結晶であるホワイトサファイアの硬質化に応用してこれら加工用工具材料の性能向上を目指している。まず、最初に酸化アルミニウムの粉体に、同じく酸化チタンの粉体を各種の濃度で混練してセラミックスを焼成した。このセラミックスをゾルゲル砥粒のように使用する場合を想定して、先端が120°の円錐に研磨し、回転するS55Cに切込ませてその先端の摩耗を調べた結果、酸化チタンの添加量が0.8mass%前後が適量であることが分かった。また、ホワイトサファイアの切削工具としての基本的な性能を調べておく目的で、サファイアの結晶三代表面をすくい面とした場合にどの方向に刃先を向けるべきか、研磨方向を変えて研磨実験を行って調査した。その結果、すくい面を{1010}面にする場合は刃先を、〈0001〉方向に向ければ良く、同様に{1120}面の場合は〈1100〉方向に、{0001}の場合は〈1010〉方向がそれぞれ適していることが分かった。純度の高い酸化アルミニウム(アルミナ)を成分とするアルミナセラミックス、同じくWA砥粒、そして、単結晶であるホワイトサファイアなどに各種酸化物を適量固溶させると硬質化することを見いだしたが、その中でもTiO_2、Y_2O_3の固溶が硬質化に最も効果的であることを明らかにしてきた。TiO_2は比較的安価であるので、これをアルミナセラミック原料粉末に混合・混練して試料セラミック全体に均一に分散させて焼成し、セラミックを作成した。これを加工用工具材料として用いる場合の基礎的な試験を行った。まず、セラミック粉体の加圧成型時の成型圧力の適性値を求める実験をし、約150MPa/cm^3程度がよい事を確認したうえで、TiO_2を各種濃度に混合したアルミナを加圧成型し、1500°Cにて5時間焼成した。このセラミックの硬さを測定したところ、約0.8%の混合割合のセラミックが2500HV0.2の最高値になった。次にこのセラミックを先端角120°の円錐に研磨成型し、旋盤にて回転させた構造用鋼S55Cの丸棒に押し付けて先端の摩耗量を調べ、工具としての耐久性を調べた。その結果、やはり、TiO_2を0.8%混合したものが最も摩耗量が少なくなった。これらのことから、TiO_2の0.8%混合量が優れたセラミックを作る事を確認できた。酸化アルミニウムを主成分とするアルミナ系セラミックの超硬質化をめざいて、酸化チタンを適量添加したセラミックを作ること、そして、酸化アルミニウムの単結晶であるホワイトサファイアに酸化チタンを加熱して拡散添加する方法で強化し、それを鉄鋼の超精密切削工具に利用する試みを行った、まず、最初にアルミナの粉体に酸化チタンを各種の濃度で混練してセラミックを製作した。このセラミックを用いる場合の耐摩耗性能を調べるために、先端を120度に研削して、旋盤で回転させた炭素鋼に押し付けてその先端の磨耗量を比較検討した結果、酸化チタンの添加量は0.8%前後が適量であることがわかった、また、ホワイトサファイアの基本的な性能を調べる目的で、サファイアの3代表結晶面をX線ラウエ斑点から同定し、それぞれの結晶面について研摩特性を調べて、単結晶工具として用いるべき結晶方位の探索を行い、すくい面を{1010}面とする場合は刃先を[0001]方向に向け、{1120}面では[1100]方向が、{0001}面では[1010]方向が、それぞれ適していることが分かった。
重油汚染海水で生まれた魚の脊柱彎曲の機構解明と新規解毒タンパク質によるレスキュー

重油汚染による魚の奇形発生の機構を調べるために、様々なバイオアッセイ系を用いて解析した。その結果、毒物の本体は、水酸化した多環芳香族炭化水素類であり、メダカの胚発生において致死作用があり、ウロコの骨芽細胞及び破骨細胞の活性に影響を与えた。さらに解毒タンパク質の候補になり得る物質を見出すことができた。昨年度は、in vitroのウロコの評価システムを用いて4-OHBaAが破骨細胞及び骨芽細胞の活性を上昇させた。そこで本年度は、in vivoに注目して実験を行った。魚のウロコに関する実験:日本海重油汚染事故に伴う海洋中のBaP濃度が約0.01 nMであったこと、またアイナメの可食組織のBaP濃度が0.13 ng/gであったことを参考として、キンギョの体内濃度が0.1 ng/g body weight(BW)となるように低濃度のBaAを投与して、ウロコの再生(骨形成)に対する作用を調べた。その結果、12日目の再生ウロコは対照群と比較して、ウロコの再生が抑制される傾向を示した。さらに、骨芽細胞の活性には影響はなかったが、破骨細胞の活性が有意に上昇していることが判明した。次に、in vitroで破骨細胞のマーカーをリアルタイムPCRで解析した結果、破骨細胞のマーカーであるTRAP mRNAの発現が上昇していることもわかった。したがって、BaAは骨吸収を促進することにより、ウロコの骨形成を抑制していることがわかった。1PAHおよびその水酸化体としてBenz[a]anthracene(BaA)と4-Hydroxybenz[a]anthracene (4-OHBaA)を用いて、メダカの胚発生の影響を評価した。その結果、BaAあるいは4-OHBaAをメダカ胚に投与すると、投与後1日目に多くの胚で発生停止が見られ、LC50はBaAで0.12nM、4-OHBaAで0.027 nMであり、PAH類は胚発生初期に対する影響が大きいことが示された。さらに親化合物(BaA)は水酸化されるとその毒性が4.4倍強まることがわかった。2BaAをキンギョの腹腔内に投与(5μg/g B W)し、12、24、48及び72時間後に胆汁を採取して、胆汁を分析した。なお、採取した胆汁中のPAH類はグルクロン酸抱体あるいは硫酸抱合体として存在しており、それぞれに対応する酵素で加水分解した後、HPLCによる分離が可能となる。そこで1-Hydroxypyreneグルクロニドをβ-グルクロニダーゼ・アリルスルファターゼを用いて分解して、その回収率を求めた。回収率は、2時間インキュベーションしたものが、最も高い回収率(67.34 %)であったので、このタイムコースで胆汁を分析した。その結果、胆汁中に4-OHBaAが検出され、12から48時間と時間の経過に伴って濃度が上昇し、72時間では少し低下した。3魚ウロコの評価システムを用いて4-OHBaAの骨芽細胞及び破骨細胞に対する作用を解析した結果、4-OHBaAは6時間で骨芽細胞、破骨細胞ともに活性が上昇し、破骨細胞では0.1 nMの濃度まで変化を感知することができた。一方4-OHBaAの親化合物であるBaAは6時間より遅れて、12時間で破骨細胞活性の上昇が起こった。したがって、BaAが魚のウロコの中で代謝され、水酸化体となり、毒性を示している可能性が高い。平成24年度は、1魚の初期発生に対するPAHの影響、2魚類のPAHの代謝産物測定のための評価系の開発、3魚ウロコのPAHの骨芽細胞及び破骨細胞に対する影響評価に関する実験を計画して交付申請書に記載した。これらの実験は順調に進行して、研究実績の項目に記載した。メダカの胚においても、代謝産物である水酸化体の毒性が親化合物の毒性よりも高く、ウロコのアッセイにおいても魚の骨代謝を攪乱していることが判明した。さらに実際に魚にPAHを投与すると、魚類の胆汁から水酸化PAH(4-Hydroxybenz[a]anthracene:4-OHBaA)を検出することに成功した。したがって、本研究において、魚に投与したPAHはP450により代謝されて、水酸化PAHになり、その水酸化体が魚に毒性を示していることが証明されたといえる。昨年度は、in vitroの魚ウロコの評価システムを用いて4-OHBaAが破骨細胞及び骨芽細胞の活性を上昇させた。そこで本年度は、in vivoに注目して実験を行うと共に、in vitroで4-OHBaAのウロコに対する作用を遺伝子レベルで解析する。さらに解毒タンパク質とPAHの代謝産物(PAH)との結合実験を行い、PAHのレスキューが解毒タンパク質により行えるかを解析する。以下に詳細に示す。

魚のウロコに関する実験:日本海重油汚染事故に伴う海洋中のBaP濃度が約0.01 nMであったこと、またアイナメの可食組織のBaP濃度が0.13 ng/gであったこと(Hayakawa et al., 2006)を参考として、キンギョの体内濃度が0.1 ng/g body weight(BW)となるようにBaAを投与して、ウロコの再生(骨形成)に対する作用を調べる。さらに、in vitroで魚のウロコを培養して、培養後、ウロコからRNAを抽出して、リアルタイムPCRにより、骨特異的マーカー遺伝子の発現を解析する。解毒タンパク質との結合実験:解毒タンパク質とPAHの代謝産物(OHPAH)との結合実験を行う。既に得られている解毒タンパク質の遺伝子組換え体(rTBT-bp1, rTBT-bp2)を用いて、OHPAHとの結合試験を行う。解毒タンパク質(TBT-bp1, TBT-bp2)組換え体溶液に対し、蛍光プローブを加えた後、OHPAH溶液を滴下して蛍光プローブを脱着させ、蛍光強度の変化を測定して、OHPAHの結合性を測定する。本研究で使用する手法は全て開発済であり、購入すべき備品もない。そこで、開発した方法に使用するキットや消耗品を中心に購入して研究を遂行していく予定である。
強相関電子系の熱輸送現象における量子位相効果の検証

1.遍歴強磁性体の異常ホール効果様々な遍歴強磁性体(単体金属:Fe,Co,Ni,Gd、酸化物:SrRuO3,La1-xSrxCoO3、カルコゲナイドスピネル:(Cu,Zn)Cr2Sr4)における異常ホール効果を測定し、異常Hall伝導率σ_<xy>の縦伝導率σ_<xx>依存性を詳細に研究し、以下のことが明らかとなった:(1)10^4S/cm<σ_<xx><10^6S/cmの中間領域では、ρ_<yx>ρ_<xx>^2の関係、すなわちσ_<xy>=const.1000Ω^<-1>cm^<-1>が成り立ち、非散逸性の異常Hall効果が観測される。(2)一方、σ_<xx>>10^6S/cmの"クリーン"な系では、スピン-軌道相互作用のエネルギースケールが重要となり、散乱機構の詳細に依存して異常Hall伝導率σ_<xy>のσ_<xx>依存性が現れる。(3)σ_<xx><10^4S/cmの"汚れた"系では、不純物散乱によるdampingの効果により、異常Hall伝導率は減少し始め、実験的にσ_<xy>^∝σ_<xx>^<1.6>で良く表されるべき依存性になっている。これら電気抵抗率5桁の領域にわたる異常Hall効果の系統的な振る舞いは、バンド反発交差と不純物散乱を取り入れた"共鳴"異常Hall効果の理論によって理解することができる。2.遍歴強磁性体の異常ネルンスト効果異常Nernst効果とは、熱流に対して垂直に磁場を印加した時、横方向に電圧差が生じる現象であり、異常ホール効果と密接な関係がある。線形応答理論によれば、横Peltier係数α_<xy>(電流と温度勾配の比例テンソルの非対角項)とσ_<xy>の間にはMott則が成立するが、本研究によって遍歴強磁性体の異常ホール効果と異常ネルンスト効果の間にも同様のMott則が定量的に成り立つことが実験的に明らかになった。近年、個体中の電子のダイナミクスにおいて、非自明なスピン構造を持つ物質群を中心として、従来は無視されてきた量子位相(Berry位相)効果の重要性が指摘されている。フラストレーション系(Moパイロクロア酸化物におけるスピンカイラリティによる特異な異常ホール効果はその一例である。また、ルテニウム酸化物(Sr_<1-x>Ca_xRuO_3)における複雑な異常ホール効果は、電子波動関数の運動量空間における量子位相の効果が顕著に現れたものである。いずれにしても、固体中の電子の輸送現象を理解するには、量子位相の概念が極めて重要不可欠な役割を果たしていることが分かってきた。本研究では、強磁性金属における異常ホール効果と熱輸送現象を統一的に理解する目的で、様々な強磁性金属に対し、異常ホール効果と、ネルンスト効果の測定を行った。その結果、異常ホール伝導度|σ_<xy>|は低効率ρ_<xx>に対して連続的に変化し、その振る舞いは、ρ_<xx>が10^<-6>10^<-4>Ωcmの領域では、Berry位相の効果が支配的で、それよりも低効率が低いclean limitでは、スキュー散乱が支配的であることが分かった。一方、異常ネルンスト効果が観測され、その温度依存性は、物質に関わらず強磁性体転移温度Tc近傍ではほぼ磁化Mに比例し、低温では温度Tに比例して絶対零度に向かってゼロに近づいていく振る舞いを示す。この振る舞いは、ボルツマン方程式から期待される振る舞いに一致することが本研究により理解された。2.遍歴強磁性体の異常ネルンスト効果異常Nernst

効果とは、熱流に対して垂直に磁場を印加した時、横方向に電圧差が生じる現象であり、異常ホール効果と密接な関係がある。線形応答理論によれば、横Peltier係数α_<xy>(電流と温度勾配の比例テンソルの非対角項)とσ_<xy>の間にはMott則が成立するが、本研究によって遍歴強磁性体の異常ホール効果と異常ネルンスト効果の間にも同様のMott則が定量的に成り立つことが実験的に明らかになった。
新規抗癌自己抗体による膵癌制御法の開発

我々は、患者血清より抗癌活性を有する可能性がある自己抗体:抗RPL29抗体を同定し、本抗体を血中に有する膵癌患者の予後が良いというプレリミナリーな検討結果を報告している。本研究では、抗RPL29抗体の臨床的意義を、他癌腫を含めてより詳細に解析し、更に新規抗体薬として開発することを目的としている。今年度の目標は、1他の癌腫における血清中抗RPL29抗体の有用性の有無、2抗RPL29抗体の抗体医薬としての可能性探索であったが、前年度の目標であった、1間接ELISA法による血清中抗RPL29抗体の絶対定量化の課題が達成されておらず、引き続き実験を行った。従来使用していたELISAキットでは、非特異的反応が大きいことが判明し、様々なELISAプレート・ブロッキング液・RPL29抗原・二次抗体などを検討し、非特異的反応が抑えられるキットを得ることができた。このキットを用いて、膵癌患者の血清で、化学療法を受けた60例の膵癌患者のRPL29抗体値を測定したところ、RPL抗体中央値は2.1ug/mlとなり、同値をcut-off値とし、抗体価が高い群と低い群で生存期間を比較したところ、中央値はそれぞれ、429(IQR: 271-733)日、283(IQR: 182-575)日であった(log-ranktest P=0.18)。予後調査が行えていない症例が存在するが、測定データ内では抗体価によって生命予後との有意な相関関係ないものの、抗体価が高い例では、生存予後がよい傾向を認める結果であった。現在は各症例の予後調査および、多施設で集積した膵癌患者の血清でRPL抗体値を測定中である。現段階において症例数が増えれば、生命予後に差が出る可能性は十分に考えられる。ELISAキットの最適条件の設定はできたが、膵癌患者の血清RPL29をこのキットで測定したところ、当初の予想と異なり、予後との相関は現在のところまでは、認められてない。臨床データを多角的に解析し、関係性を検討しているため、時間を要している。このため、抗体医薬としての可能性探索や、他癌腫での検討は行えていない。癌患者の血清収集については、予定どおり十分な検体数が集まっており、前述のとおり、今後は全症例でのRPL抗体の測定を行う。十分量確保できている膵癌患者の臨床データを多角的に解析し(Stage・生命予後・抗癌剤応答性など)、評価を行う。全症例でのデータがそろえば、同治療を受けた患者、同stageでの解析も可能となる。関連性が認めれば、抗体医薬の可能性を探り、臨床応用を目指す。関連性が乏しいようであれば、他の癌腫での関連を調べることにする。今年度の目標は、1間接ELISA法による血清中抗RPL29抗体の絶対定量化2膵癌患者と血清中抗RPL29抗体の有用性についての多施設検証であった。抗RPL29抗体価の絶対定量化に関しては、リコンビナントRPL29抗原を使用し、検討を行っている。当初検討していたELISAキットでの測定結果を詳細に検討した結果、非特異的反応が大きいことが判明した。その為、ELISAプレート・ブロッキング液・RPL29抗原・二次抗体などにつき、数種類の製品を用いて最適の条件を探索した。現段階で、それぞれに関して最適と考えられる条件を決定し、患者血清を用いた再検討を開始している。血液検体収集に関しては、膵癌患者血清については、多施設での血清の収集が順調に進んでおり、十分な検体数の確保ができた。食道癌患者血清は前向きで40例、胆道癌は後ろ向きで50例、肺癌患者血清は後ろ向きの検体は100例以上確保、前向き検体を現在20例確保、泌尿器癌患者血清は前向きで30例確保できており、順調に症例数の集積が進んでいる状況である。リコンビナントRPL抗原を用いた、間接ELISA法による血清中抗RPL29抗体の絶対定量化については、前述のとおり、最適条件の設定を行っている状況であり、確定に更に時間が必要と思われる。癌患者の血清収集については、予定どおり十分な検体数が集まっている。従来使用していたELISAキットでは、非特異的反応が大きいことが判明し、様々なELISA

プレート・ブロッキング液・RPL29抗原・二次抗体などを検討し、非特異的反応が抑えられるキットを得ることができた。このキットを用いて、膵癌患者の血清で、化学療法を受けた60例の膵癌患者のRPL29抗体値を測定したところ、RPL抗体中央値は2.1ug/mlとなり、同値をcut-off値とし、抗体価が高い群と低い群で生存期間を比較したところ、中央値はそれぞれ、429(IQR: 271-733)日、283(IQR: 182-575)日であった(log-ranktest P=0.18)。予後調査が行えていない症例が存在するが、測定データ内では抗体価によって生命予後との有意な相関関係ないものの、抗体価が高い例では、生存予後がよい傾向を認める結果であった。現在は各症例の予後調査および、多施設で集積した膵癌患者の血清でRPL抗体値を測定中である。現段階において症例数が増えれば、生命予後に差が出る可能性は十分に考えられる。ELISAキットの最適条件の設定はできたが、膵癌患者の血清RPL29をこのキットで測定したところ、当初の予想と異なり、予後との相関は現在のところまでは、認められてない。臨床データを多角的に解析し、関係性を検討しているため、時間を要している。このため、抗体医薬としての可能性探索や、他癌腫での検討は行えていない。癌患者の血清収集については、予定どおり十分な検体数が集まっており、前述のとおり、今後は全症例でのRPL抗体の測定を行う。まずは現段階で確定しているELISA法での評価を行うことが最優先事項と考えている。後ろ向き検体が十分量確保できている膵癌患者血清を用いて、Stage・生命予後・抗癌剤応答性などの評価を行い、関連を調べる。その後、他臓器癌の検体での解析を行っていく。ELISA結果より、RPL29抗体が予後と関連する癌腫が同定できれば、使用抗原のアミノ酸配列に含まれる領域を用いて、モノクローナル抗体作成を行っていく予定である。十分量確保できている膵癌患者の臨床データを多角的に解析し(Stage・生命予後・抗癌剤応答性など)、評価を行う。全症例でのデータがそろえば、同治療を受けた患者、同stageでの解析も可能となる。関連性が認めれば、抗体医薬の可能性を探り、臨床応用を目指す。関連性が乏しいようであれば、他の癌腫での関連を調べることにする。間接ELISA法の条件検討に時間を要した為、多くの検体解析が開始できておらず、次年度繰り越し額が生じた。使用計画:現段階でのELISA条件設定を基に膵癌での検討を開始しており、これにて既報と同様の結果が得られれば、他臓器癌での検討を開始するため、ELISAキット購入などに経費を使用していくことになる。これにより、予後などとの関連が認められた段階で、モノクローナル抗体作成へと取り組んでいく。抗体作成に関しても動物購入費用・抗原作成などに経費が使用される理由:間接ELISA法の条件検討に時間を要した為、今年度は多くの検体の測定と解析に時間を要した。このため、次年度繰り越し額が生じた。使用計画:現在は、集積した全症例の血清のELISA測定を施行中である。約180例の血清が集まっておりStage・生命予後・抗癌剤応答性など、様々な臨床データとの関係性を検討できるものと考える。関係性が得られれば、臨床応用に繋がる研究へ取り組んでいく。このための、動物購入費用・抗原作成などが経費として使用される。一方で、関連性が認められないようであれば、他臓器癌での検討を開始するため、ELISAキット購入などに経費を使用していくことになる。
膜電位駆動型分子モーターの運動制御機構の解明

本研究では、膜電位駆動型分子モーターのための新しい1分子計測・操作技術を開発し、その作動原理の解明を目指してた。具体的には、F型ATP合成酵素を測定対象の中心とし、それら運動の基本的な性質と、素晴らしい異種エネルギー変換機構の解明を目指した。本研究により、i)F型ATP合成酵素の1分子解析のための要素技術群の開発(Lab Chip 2016)、ii)膜電位の定量制御技術の開発に成功した。また、測定対象を拡張するため、P型ATPaseの一種であるH+/K+ ATPaseのための1分子計測技術の開発も行った(未発表)。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、膜電位駆動型分子モーターのための新しい1分子計測・操作技術の開発し、その作動原理の解明を目指している。具体的には、F型ATP合成酵素を測定対象の中心とし、それら運動の基本的な性質と、素晴らしい異種エネルギー変換機構の解明を目指す。昨年度は、膜電位の定量制御技術(IEEE Trans Nanotechnol 2016)および膜電位駆動型分子モーターの新しい1分子運動計測技術の新規開発に成功しており、研究の進捗は順調である。昨年度の目標であった新規技術の開発に成功しており、本年度の目標である膜電位駆動型分子モーターの1分子計測をするための下準備が完了しているため。昨年度開発した新規技術を融合させ、膜電位駆動型分子モーターの1分子運動計測と、それに伴った作動原理の徹底的な解明を目指す。
一酸化炭素耐性菌を用いた工場排ガスの直接固定化に関する培養工学的研究

我々が分離した水素酸化細菌Ideonella sp.は、比増殖速度が非常に高く、かつ生分解性プラスチック素材であるポリヒドロキシ酪酸(PHB)生産能も有しているのでCO_2固定プロセスの使用菌としてたいへん有望であるが、この菌は一酸化炭素に対する耐性が極めて強いことが最近の研究結果から示唆されている。本年度は、水素酸化細菌Ideonella sp.の一酸化炭素存在下における増殖特性やCO_2固定能力について速度論的見地から定量的評価を行い、工場排ガス中CO_2の直接固定、すなわち生物的手法による排出源でのCO_2直接固定が技術的に可能か否かの検証を行った。そして、増殖やプロセスの運転に最適なガス組成を決定したほか、種々の一酸化炭素濃度における増殖速度を定量的に評価した。また、本菌のガス基質での増殖に関する物質収支式を決定し、プロセスへのガス供給制御方法について考察した。得られた結果より、コークス炉などの工場排ガスを原料基質とするPHB生産の実現可能性について考察した。本研究では、水素酸化細菌Ideonella sp.の一酸化炭素存在下における増殖特性やCO_2固定能力について速度論的見地から定量的評価を行った。本研究の結果いかんによっては工場排ガスを基質とする発酵技術創製への道が開かれることも期待される。そこで、平成15年度はジャー発酵槽を用いたpH制御回分培養によって以下の検討を行った。(1)Ideonella sp.の比増殖速度を測定したところ、最大比増殖速度は0.60h^<-1>であり、酸素濃度の上昇による阻害をあまり受けなかった。少なくとも、酸素濃度30%までは安定した増殖速度が得られた。ただし、本菌は、窒素源である硫酸アンモニウム濃度には比較的鋭敏に反応を受け、至適硫酸アンモニウム濃度は約1.0g/lであった。(2)本菌は、一酸化炭素による阻害もあまり受けず、10%程度の一酸化炭素濃度では比増殖速度がほとんど低下しなかった。また、一酸化炭素が30%程度でも良好に増殖し、50%以上でも増殖が可能であった。ただし、70%以上の一酸化炭素濃度では増殖が完全に阻害された。(3)また、本菌は高濃度のメタン存在下でも良好に生育した。以上の研究結果を基に、次はIdeonella sp.の決定一酸化炭素存在下でのPHBの蓄積能力を評価し、さらにガス培養での菌体生成に関する物質収支(stoichiometry)を決定する予定である。
ショウジョウバエの脳・神経細胞の機能を制御するリン酸化タンパク質の検索

ショウジョウバエの学習や記憶の突然変異体は数種類分離されており、そのいくつかはタンパク質キナーゼ活性に関連した異常があることが知られている。これらの突然変異におけるタンパク質のリン酸化はこれまで調べられた限りでは正常のハエとの明確な差は得られていない。そこで我々は、学習や記憶の過程には遺伝子の発現が関与していると考えられているので、核中での転写調節因子のリン酸化を調べてみることにした。まず初めに核分画全体のリン酸化を見ることにした。正常のハエの頭部から核分画を取り出して[γ^<-32>P]ATPでラベルしたところ、多数のタンパク質のリン酸化が見られた。cAMPの添加により数種のタンパク質のリン酸化の亢進が見られたので、この分画にはプロテインキナーゼA(PKA)が存在すると考えられる。次に、突然変異から核分画を取り出して同様にリン酸化を行ってみたが、正常のハエとの間に明確な差は見られなかった。そこで今後は核分画を取り出してリン酸化するという方法ではなく、生きたハエを^<32>Piでラベルしてから核分画を取り出して比較するという方法を試みることにする。ウミウシでは学習に伴って低分子量Gタンパク質の一種と考えられる分子量20kDのリン酸化タンパク質(cp20)の含有量が変化することが知られているが、これと相同なタンパク質をGTP結合性を指標にショウジョウバエから抽出する事を試みた。候補が出てきたので、現在これが電気生理的に活性をもっていることを確認する実験を行っているところである。
均衡制約を持つ非線形最適化問題に対する解法に関する研究

昨年度、本研究において、微分不可能な方程式に対する平滑化ニュートン法を提案した。また、この方法を非線形相補性問題に適用し、数値実験を通してセミスムーズな非線形方程式に対する平滑化法に基づいた解法が、理論面のみならず実用上も有効であることを示した。本年度は、まず、平滑化法のさらなる実用性を検証するため、ニューラルネットワークの学習に平滑化法を適用した。ニューラルネットワークの学習では、評価関数として二乗誤差関数がよく用いられるが、これには、誤った教師データの影響を受けやすいという欠点がある。一方、絶対誤差を評価関数とする学習では、その影響は少なくなるが、絶対誤差関数は微分不可能である。そこで、絶対誤差関数を平滑近似し、誤差逆伝搬法を用いた学習法を提案した。その結果、通常の誤差逆伝搬法よりも早く収束し、また、誤りデータの影響を受けにくい学習法を得ることができた。現在は、平滑法を用いた、線形計画法や非線形計画法の解法について研究を進めている。また、均衡制約を持つ非線形最適化問題の応用例として、世界各国が炭素税を導入した際の、経済的な影響を評価するモデルを作成した。このモデルでは、輸出入の競合を考慮したため、各国毎に、輸出価格に関する均衡制約を持った利潤最大化問題を解くモデルとなっている。作成したモデルを用いて評価し、炭素税の影響は非常に少ないという結果を得た。この結果は論文としてまとめられ、現在投稿中である。その他、競合のある最適化問題の応用例として、ANPなどの意思決定支援手法や、半導体生産工程、鉄鋼生産の熱間圧延工程について研究を行い、効果的なスケジューリング法を提案するなどの成果を上げた。変分不等式や相補性問題は,均衡制約を持つ非線形最適化問題の制約式によくあらわれるが,これらの問題をmaxオペレータやFischer-Burumeister関数を用いて等価な非線形方程式に定式化するというアプローチが近年注目を集めている.しかし,このとき得られる方程式は元の問題が連続的微分可能であっても,必ずしも微分可能とはならない.その一方で,均衡制約を持つ非線形最適化問題にこのアプローチを用いると,制約式を方程式として扱えるので,解法を構成する上で非常に有効であると思われる.そこで,本年度は必ずしも微分可能ではない方程式に対する,スムージングニュートン法を用いた解法を提案し,相補性問題に応用した.まずsemismoothな方程式に対し,パラメータが正のところでは連続的に微分可能で,パラメータが0のところで元の方程式と一致するような,滑らかな近似方程式を用いた.そして,パラメータも変数として含むような,元の方程式と等価な方程式に定式化し,それにニュートン法を適用した.提案した方法では,反復のあいだ近似パラメータは常に正に保たれる.そのため,各反復では滑らかな方程式のみを取り扱えばよいという特徴を持っている.提案したニュートン法は大域的に収束する事を証明した.さらに,元の方程式が解においてsemismoothであれば収束率は超一次dearuことを証明した.また,提案した方法を相補性問題に応用し,数値実験を通してその理論的のみならず実用上の有効性を検証した.今後は,ここで得られた結果を基に,均衡制約を持つ非線形最適化問題の解法を構成しようと考えている.昨年度、本研究において、微分不可能な方程式に対する平滑化ニュートン法を提案した。
パワー半導体実装におけるナノテルミット反応接合法の開発

省エネルギー社会を支えるパワーデバイスにはSiCなどの次世代半導体の搭載が期待されている.その実装においては従来のはんだは適用できず,新しい接合技術が必要となる.本研究では薄膜のSnをインサート材として,固相/液相の反応を利用した接合法を用いた.まず極小量Sn液相とCuとの反応機構を調べ,Cu6Sn5がCu3Snへ相変態するプロセスを明らかにした.ただしCu3Snの接合層はその形成過程で多くのカーケンダルボイドを形成することや,高い弾性率がチップに高い熱応力を発生させることが問題となった.そこで第2元素を添加し,複数相間の反応を利用することでこれらの問題を改善することができた.本研究は次世代パワー半導体実装を目指し,銅/銅および銅/Siチップの接合を低温かつ低加圧力で達成することである.そこで従来の高温はんだ付けに代わる方法として,接合時に複数の相を反応させる反応接合を行った.昨年度の主な結果であるCu3Sn層の形成は,強度および融点の観点において高温鉛はんだの代替接合部として良好なものであった.しかしながら,一方ではんだに比べると硬く,ヤング率が高いために接合部端部での高い熱応力が発生し,場合によってはチップ破壊に至る短所も明らかになった.そこで本年度は熱応力の低減をめざし, An-Sn系の固液反応を利用した接合を行った.まず,有限要素法解析を用いて,接合層の厚さと物性値が生じる熱応力に与える影響を検討した.接合層をCu3Snなどの弾性変形が主である金属間化合物と想定した場合,接合層を薄く,ヤング率・線膨張係数が小さいほどSiチップに生じる熱応力を低減できることを解析結果は示した.そこでCuの接合面にSn/Ag/Sn 3層薄膜を真空蒸着で積層し,銅同士を300°Cで接合した.接合層はCu3Sn/Ag4Sn/Cu3Snの3層で構成されていることが透過型電子顕微鏡観察によって明らかになった.接合面に蒸着するSn/Agの積層体積比を変化させることで,Ag4SnとCuの間に生成するCu3Sn層を0.5μm程度と極めて薄くすることが可能になった.Ag/Sn系多層薄膜で接合した接合体は,Cu/Sn系の多層薄膜で接合した場合に匹敵する強度が得られた.またAg4Snのヤング率はCu3Snの50%程度であり,FEM解析の結果,Siチップにおける熱応力も20%低減できることが示された.省エネルギー社会を支えるパワーデバイスにはSiCなどの次世代半導体の搭載が期待されている.その実装においては従来のはんだは適用できず,新しい接合技術が必要となる.本研究では薄膜のSnをインサート材として,固相/液相の反応を利用した接合法を用いた.まず極小量Sn液相とCuとの反応機構を調べ,Cu6Sn5がCu3Snへ相変態するプロセスを明らかにした.ただしCu3Snの接合層はその形成過程で多くのカーケンダルボイドを形成することや,高い弾性率がチップに高い熱応力を発生させることが問題となった.そこで第2元素を添加し,複数相間の反応を利用することでこれらの問題を改善することができた.本研究は次世代パワー半導体実装を目指し,銅/銅および銅/Siチップの接合を低温かつ低加圧力で達成することである.そこで従来のはんだ付けに代わる方法として,接合時に複数の相を反応させる反応接合を行った.本年度は,銅/銅の低温接合に適用する酸化還元反応の基礎的検討を行った.酸化銅II(CuO)および酸化銅I(Cu2O)とアルミニウム,錫などの金属との反応熱を示差走査熱量計によって測定し,X線回折による相同定とあわせて反応現象を調べた.また薄膜Cuと薄膜Snの固液反応拡散を利用した銅の低温接合を行い,少量の液相の枯渇現象を考慮に入れた固液反応過程を調べた.Sn単層およびSn/Cu/Sn多層薄膜をインサート層とした場合,どちらも接合時間および接合温度の増加にともなって接合層はCu6Sn5からCu3Snへと相変態した.ただし,Sn/Cu/Sn多層膜を用いることによって接合層全体がCu3Sn単相に変態するまでの時間を短縮することができた.Cu6Sn5は生成・成長すると同時に液相Sn中に溶解するが,その溶解量は形成するCu6Sn5に対して数%以下であり,ほぼ無視できうる量であることを明らかにした.Cu3SnはSnとCu6Sn5間の反応拡散で生成・成長し,その見かけの活性化エネルギーは約89.0kJ/molであった.この値は,これまでSn系のソルダリングで報告されてきた値とおおむね同じであり,Snの液相量に影響されないことが明らかになった.この接合法を銅/Siチップ間に適用した場合,線膨張係数差に起因する割れが接合層に生じた.そこでSiチップとの線膨張係数差の小さい,CIC板(Cu/インバー合金・Cu)を銅の代わりに用いることによってこの割れを防ぐことに成功した.省エネルギー社会において効率的な電力制御を担うパワーエレクトロニクス技術は今後ますます重要になることが予想される.そのためには現在主に用いられているSiパワー半導体からSiC等のパワー半導体まで見据えた開発が必要であり,高温動作に対応可能なダイマウント技術が求められている.

そこで従来の高温はんだ付けに代わる方法として,接合時に複数の相を反応させる反応接合を行った.本年度は,Ag-Sn系,Cu-Sn系に加えてZn-Sn系,Cu-Sn-Zn系のインサート層を用いてSiチップ/銅および銅同士の接合を行った.Zn-Snの2層薄膜を用いることでSiチップ/銅の接合が達成された.Sn/Znの量比が適切でない場合,接合層にZnリッチ層が形成し,そこが破断の起点となることが明らかになった.Sn/Zn/Cu/Snの4層薄膜を用いた接合では,Cu3Sn/Cu6Sn5界面で脆性的に破断が生じた.また,接合層がCu3Snと仮定した場合,Siチップ端部に発生する熱応力と被接合材のサイズの関係を有限要素法によって解析した.Siチップのサイズおよび厚さが増加するほど,チップ端部の主応力およびせん断応力が増加した.チップ端部に生じる熱応力に対して,Cu板の厚さの影響は小さいことが明らかになった.いずれにしても接合層がCu3Snのような高ヤング率かつSiやCuとの線膨張係数差が大きい材料の場合,接合時にチップ端部に熱応力が生じるため,本接合法の適用範囲はチップのサイズに依存することが明らかになった.期間全体では,Cu-Sn系,Ag-Sn系,Sn-Zn系での接合を成功した.またAl-Znの共晶系でも接合を試行した.その接合過程を詳細に調べ,プロセスの最適化を図った.接合層の材料物性を測定し,熱応力解析へ反映した.一方,これらの系における反応熱は比較的小さいものであり,反応熱を積極的に利用した接合には至らなかった.Al-NiやTi-Al系の比較的反応熱の大きな系を利用した接合を続ける予定である.接合工学低加圧力下,可能であれば無加圧状態下で300°C以下の温度で銅同士を接合する場合,ナノ粒子による低温焼結接合や液相を介する固液反応接合などが提案されている.本研究では,テルミット反応を含む反応拡散によって接合部に高融点接合層を形成することを目的としている.H25年度は,高融点かつ低ヤング率の接合層を形成し,接合層の厚さなどの構造設計も含めて,Siチップにおける熱応力の低減を試みた.低融点金属としてSn,高融点金属としてAgを交互に薄膜積層することによって、接合過程の高温下において液相の出現と消失を実現し,Ag4Snを主層とする接合層の形成に成功した。ダイナミック硬度測定から見積もられるAg4Snのヤング率は76GPaと比較的小さく,当初の目的であった熱応力の軽減に成功した.ミクロンオーダーでのギャップ制御を可能とする接合装置構成は不完全ではあるが、接合面への供給薄膜構成(積層順序、膜厚)を系統立てて変化させることで、接合ギャップの制御を図りつつある。その結果,約1-2μm厚さのAg4Sn接合層を形成させることができた.ただしこの系の反応熱,接合過程の詳細は不明な点も多く,今後の課題として残った.低加圧力下,可能であれば無加圧状態下で300°C以下の温度で銅同士を接合する場合,ナノ粒子による低温焼結接合や液相を介する固液反応接合などが提案されている.本研究では,テルミット反応および反応拡散によって接合部に高融点接合層を形成することを目的としている.H24年度は,1テルミット反応の基礎的データを得ること,および2複数金属元素間の固液反応プロセスを明らかにすることに主眼をおいた.1については,酸化物として酸化銅(I)および酸化銅(II)とし,相手材にアルミニウム,亜鉛および錫を選定し,その反応にともなう熱分析を行った.また反応後はX線回折装置を用いて相同定をおこなうことにより,昇温過程におけるテルミット反応の進行挙動を調べている.亜鉛については,熱分析装置(DSC)を汚染する危険性があったため,熱分析はおこなっていないが,他の金属についてはほぼ必要としていたデータを得た.2については,極微小量液相Snと固相Cuとの反応現象を明らかにするために銅上にSnを薄膜蒸着し,熱処理を行った.
マウス胚性幹細胞に由来する多能性造血前駆細胞の解析

マウス胚性幹細胞を培養皿中で分化させ単離した胚発生の最初期に出現する多能性造血前駆細胞は、新生仔あるいは成体マウスへ移植しても生着しない。原因を探索したところ、胚性幹細胞由来造血細胞は移植直後には脾臓や骨髄などの造血組織に到達するもののすぐに骨髄組織から消滅し造血ニッチへ停留できない可能性が示唆された。またマウス胎内における相同細胞は造血開始時期に胚体に比べ卵黄嚢に多く存在することを突き止め、卵黄嚢が最初期の多能性造血前駆細胞の主な供給源であることを明らかにした。我々はマウス胚性幹(ES)細胞をストローマ細胞株上で分化させ、未分化細胞からの分化過程を培養皿上で再現させることで、マウス発生過程において最初期の骨髄球系譜とリンパ球系譜への両分化能を有する多能性造血前駆細胞の単離を行い、その表現型、分化能を明らかにしてきた。しかしながら、これらの細胞は成体マウスヘ生着能を有していないことを見いだしている。そこで、移植不能性に関与する欠陥プロセスを調査するため、まずEF1αプロモーター下にクラゲ由来緑色蛍光タンパク質EGFPを発現するD3ES細胞をストローマ細胞株ST2上で分化させ、多能性造血前駆細胞であるc-Kit^+AA4.1^1細胞をFACSにより単離し、放射線照射を行ったRag2、IL2Rrc両遺伝子ノックアウトマウスヘ静脈注射により移植し、ドナー細胞が造血組織へ到達しているのか、またどの時点で移植細胞が失われているのか検討した。その結果、骨髄の造血細胞に比べ若干、ホーミングの効率は下がるものの、移植後3時間から6時間の時点では、EGFP陽性のドナー細胞は脾臓、大腿骨に検出された。しかしながら、移植後2日目にはこれらの造血組織におけるドナー細胞は激減していることから、造血組織へ到達後、停留できないことが予想された。ES細胞由来c-Kit^+AA4.1^+細胞はホーミング及び停留に必要なインテグリンα4β1、またCXCR4分子を細胞表面に発現していたことから、今後、インテグリンα4β1、CXCR4分子が実際に機能しているか活性を調べるとともに、造血組織へのホーミング/停留に関わるその他の分子の探索も行う。我々はマウス胚性幹(ES)細胞の試験管内分化系を用いて、胚発生過程においてc-Kit、AA4.1両陽性(c-Kit^+AA4.1^+)細胞が最初期の多能性造血前駆細胞として出現することを明らかにしてきたが、この細胞がマウス正常発生過程においていつどこで発生してくるのか明らかにするため、まず胚胎内における相同細胞の探索を行った。その結果、c-Kit^+AA4.1^+細胞は、胎齢9.5日胚において、胚体に比べ卵黄嚢に約20倍多く存在することを突き止めた。また実際にこれらの細胞を単離し、試験管内で分化されたところ、骨髄球系譜(赤血球、好中球、単球/マクロファージ)とリンパ球系譜(T細胞、B細胞)へ骨髄の造血幹細胞(c-Kit^+Sca-1^+Lin^-細胞)と変わらぬ効率で分化し、胚胎内においても細胞表面抗原としてc-KitとAA4.1を組み合わせることで骨髄球系譜とリンパ球系譜へ分化する最初期の多能性造血前駆細胞を単離できることを明らかにした。さらに胎仔循環の確立していない胎齢8.5日胚においても、卵黄嚢においてc-Kit^+AA4.1^+細胞が見つかることから、卵黄嚢が最初期の多能性造血前駆細胞の主な供給源となっている可能性が示唆された。またこれらの細胞は骨髄および胎仔肝の幹細胞抗原であるSca-1を発現しないこと、またES細胞に由来するc-Kit^+AA4.1^+細胞同様に、成体への生着能を有さないことから、成体へ移植可能な幹細胞へ分化するには何らかのシグナルが必要なことが示唆される。