hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
哺乳動物の胎盤を介した植物エストロゲンの作用機序の解明

植物エストロゲンの一つであるクメステロールを投与すると、妊娠マウスでは小腸のアルカリフォスファターゼ活性が低下し、カルシウム代謝を阻害したが、泌乳マウスでは乳腺におけるIgA産生細胞数が増加し、腸管免疫を活性化した。泌乳マウスにクメステロールを投与すると、新生仔マウスのカルシウム代謝では雄だけに強く影響した。これらの成果では、植物エストロゲンの作用機序は主にエストロゲン受容体を介するものと考えられた。マメ科草は家畜に不妊などの害をもたらす植物エストロゲンを多量含有しているが、植物エストロゲンは母体の胎盤を介して新生児の健康状態を改善することも期待できる。そこで、本年度は家畜のモデル動物として妊娠マウスを用いて、植物エストロゲンの一つであるクメステロールを経口投与(200μg/kg体重/日)し、妊娠マウスとその胎仔・新生仔マウスのエストロゲン受容体などを介した植物エストロゲンのカルシウム代謝に及ぼす作用機序について調べた。その結果、妊娠期におけるクメステロール投与により、妊娠マウスでは妊娠末期に十二指腸と空腸におけるアルカリフォスファターゼ(ALP)活性の低下およびALPとエストロゲン誘導遺伝子(c-fos、VEGF)のmRNA発現量の低下が認められたが、分娩10日後にはその影響はほとんどなかったことを明らかにした。それに対して、胎存・新生仔マウスでは母体の胎盤を介した植物エストロゲンの影響は認められなかった。これらの結果から、妊娠末期のマウスは血中エストロゲン濃度が非常に高いことが知られているため、植物エストロゲン投与により妊娠マウスのエストロゲン暴露をさらに高めると、妊娠マウスでは小腸におげるALP活性の低下を介してカルシウム代謝に拮抗作用を及ぼすものの、胎児のカルシウム代謝への悪影響は胎盤で防御されることが示唆された。また、今回の投与量は厚生労働省推奨のイソフラボン上限摂取量(30mg)の半分以下に設定したが、マウスのエストロゲンの状態によって、植物エストロゲンの動物の生理機能に及ぼす影響が異なることを見出したことに意義がある。マメ科牧草は家畜に不妊などの害をもたらす植物エストロゲンを多量含有しているが、植物エストロゲンは母体の胎盤を介して新生児の健康状態を改善することも期待できる。そこで、本研究では家畜のモデル動物として妊娠マウスを用いて、植物エストロゲンの一つであるクメステロールを妊娠期と泌乳期に経口投与(200μg/kg/日)し、妊娠マウスとその新生仔マウスのカルシウム代謝と腸管免疫に及ぼす植物エストロゲンの作用機序について調べた。その結果、腸管免疫に及ぼす影響は明らかではなかったが、カルシウム代謝に及ぼす影響については新知見が得られた。その一つは、妊娠期と泌乳期にクメステロールを投与すると、母マウスの腎臓のビタミンD受容体並びに十二指腸のカルシウム輸送関連因子(ECaC2とCaBP-9k)のmRNA発現量が低下したことである。このことは、昨年の妊娠マウスと同様に、泌乳期マウスもクメステロール投与によってカルシウム代謝が阻害されることを明らかにしたことに意義がある。さらに興味深いことは、雌の新生仔マウスではカルシウム代謝と関連する遺伝子の発現に影響は認められなかったものの、雄の新生仔マウスでは腎臓のカルシウム輸送関連因子(ECaC1とECaC2)とビタミンD受容体のmRNA発現量がクメステロール投与によって上昇したことである。このことは、妊娠期・泌乳期マウスのエストロゲン暴露が増えるとエストロゲン活性の低い雄マウスのカルシウム代謝に相乗作用を及ぼすことを明らかにしたもので、本研究は新生仔マウスの性によって植物エストロゲンの作用機序が異なることを見いだしたことに意義がある。そこで、本研究では家畜のモデル動物として妊娠マウスを用いて、植物エストロゲンの一つであるクメステロールを妊娠期と泌乳期に経口投与(200μg/kg/日)し、妊娠マウスとその新生仔マウスの腸管免疫における植物エストロゲンの作用機序について調べた。その結果、クメステロール投与によって母体の乳腺におけるIgA産生細胞数、IgAとVCAM-1のmRNA発現量および血清IgA濃度が増加したが、新生仔マウスの血清、胃内容物、小腸および糞中のIgA濃度は影響されなかったことを見いだした。これらの結果は、クメステロールによるIgA産生効果を初めて証明したこと、またその作用機序はホーミングリガンドであるVCAM-1の活性化によって生じることを明らかにしたことに意義がある。また、植物エストロゲンと同様な作用を有するビスフェノールAを妊娠マウスに経口投与(2mgまたは20mg/kg/日)し、妊娠マウスのカルシウム代謝に及ぼすビスフェノールAの影響について調べた。

その結果、20mgのビスフェノールA投与で妊娠マウスの血清カルシウム濃度が低下しただけでなく、腎臓のカルシウム結合タンパク質(CaBP-9k)およびビタミンD合成酵素(CYP27B1)のmRNA発現量の低下と、腸の傍細胞輸送を制御するオクルディンおよびJAM-AのmRNA発現量の低下を見いだした。これらの結果は、ビスフェノールAによるカルシウム代謝の阻害作用を見いだしたこと、また傍細胞輸送によるカルシウム吸収量の低下がその一因であることを明らかにしたことに意義がある。
支持杭と地反力を併用した複合基礎の開発

構造物基礎のうち、直接基礎は比較的堅固な地盤で、また杭基礎は軟弱地盤で使われる。後者は、地盤沈下による建物と地面の離隔を考慮して、構造物荷重を全て杭で支持する設計を行っている。しかし軟弱地盤が深い場合、杭工費が膨大となるだけでなく、地盤が沈下して突出杭となったとき、地盤への逸散減衰も小さく、地震時に杭頭が破損し易い。本研究では、直接基礎で十分な安全率を確保できない比較的軟弱な地盤において、常に一定の支持力を負担する支持杭を併用することによって所定の安全率を確保し、これら杭と直接基礎の相対変位を許すことによって建物と地面の離隔を防いで地震時の杭の破損も防止し、基礎工費を削減するとともに不同沈下・全体沈下の両者を低減できるメンテナンスフリーの"支持杭と地反力を併用した複合基礎"を開発することである。本研究では、建築および土木構造物に適用可能なこの新複合基礎工法を実現化した。まず杭と直接基礎の相対変位を許す「杭頭反力調整装置」を2種類開発した。その一つは、ベタ基礎上面に固定した鉄板と、ベタ基礎と縁を切ってその上面まで貫通する杭頭に固定した鉄板とを重ねてボルトで締めた鉄板摩擦式装置である。もう一つは、杭頭を二重管とし、外管にスリットを切って二重管内のゴムセルを水または油で膨らませ、ベタ基礎下面に設けた鞘管に収めて、鞘管とスリット管の摩擦で一定の杭頭荷重を作用させる二重管式装置である。前者については室内実験で、後者については実際に現場で複合基礎を構築し、ベタ基礎の水平方向繰り返し加振によって動的な減衰を測定したところ、いずれの装置の場合も基礎スラブは地面に接して地反力が存在するので、逸散減衰は大きく、地震時の杭頭の安全性は高いことが分かった。さらに昨年度に引き続き、模型複合基礎について、深度に伴う地反力の杭への集中度を、φ=50cm、h=00cmの大型土槽を用いた実験と有限要素法による解析によって調べたが、土に比べて剛性の大きい杭には、フルモビライズしたネガティブフリクションが作用することが分かった。従って、杭体の強度はネガティブフリクションに対する耐力があれば良いことが判明した。軟弱層が厚く堆積する地盤において、支持杭と直接基礎を併用することは従来考えられなかった。これは軟弱地盤が沈下すると、沈下しない支持杭と一体化された直接基礎を下から支える地反力が低減し、その分杭に働く荷重が増大して、結局は直接基礎が有効に機能しないからである、そこで、地盤が沈下しても杭に作用する荷重を一定に保持し、直接基礎は地盤に追随して支えられる杭頭荷重制御機構を組み込んだ、新しい併用基礎構造を開発した。この場合、地反力は深さとともに、地盤より剛性の大きな杭に集中する。従って、開発した複合基礎の設計において、支持杭の先端支持力と杭体強度は、杭頭荷重だけでなく杭周地盤から受ける下向きの荷重に対しても十分安全でなければならない。そこで本研究では、この複合基礎構造の杭軸力特性を把握するために、模型実験および数値解析によって杭軸力を調べた。

実験は、地盤に建て込んだ杭と非接触の載荷板を直接基礎に見たててこれに荷重を載荷し、地盤の圧密沈下に伴って地盤から杭に集中する下向きの力を、寸法の異なる小型実験と大型実験の2種類で測定した。土槽内径と軟弱層厚は、それぞれ252mmx230mm、476mmx1000mmであり、模型鋼管杭の外径と肉厚は、それぞれ19.6mmと0.3mm、46mmと0.5mmである。土の内部摩擦角から簡易的に求めた計算値と、土の粘着力及び内部摩擦角で決まるせん断強度を持つジョイント要素を用いた数値解析による杭軸力の深度分布はほぼ等しいが、両実験による軸力は計算値の65%から100%の範囲であり、フルモビライスの負の摩擦力よりも小さいことが分った。この理由は、杭と地盤の境界面におけるスベリは、土日の破壊以前にこれより小さな摩擦力で生ずるからであろう。従って地反力によって付加される杭軸力は、土の強度から推定される負の摩擦力を考慮すれば、設計上は安全であると言える。構造物基礎のうち、直接基礎は比較的堅固な地盤で、また杭基礎は軟弱地盤で使われる。後者は、地盤沈下による建物と地面の離隔を考慮して、構造物荷重を全て杭で支持する設計を行っている。しかし軟弱地盤が深い場合、杭工費が膨大となるだけでなく、地盤が沈下して突出杭となったとき、地盤への逸散減衰も小さく、地震時に杭頭が破損し易い。本研究では、直接基礎で十分な安全率を確保できない比較的軟弱な地盤において、常に一定の支持力を負担する支持杭を併用することによって所定の安全率を確保し、これら杭と直接基礎の相対変位を許すことによって建物と地面の離隔を防いで地震時の杭の破損も防止し、基礎工費を削減するとともに不同沈下・全体沈下の両者を低減できるメンテナンスフリーの"支持杭と地反力を併用した複合基礎"を開発することである。本研究では、建築および土木構造物に適用可能なこの新複合基礎工法を実現化した。まず杭と直接基礎の相対変位を許す「杭頭反力調整装置」を2種類開発した。その一つは、ベタ基礎上面に固定した鉄板と、ベタ基礎と縁を切ってその上面まで貫通する杭頭に固定した鉄板とを重ねてボルトで締めた鉄板摩擦式装置である。もう一つは、杭頭を二重管とし、外管にスリットを切って二重管内のゴムセルを水または油で膨らませ、ベタ基礎下面に設けた鞘管に収めて、鞘管とスリット管の摩擦で一定の杭頭荷重を作用させる二重管式装置である。前者については室内実験で、後者については実際に現場で複合基礎を構築し、ベタ基礎の水平方向繰り返し加振によって動的な減衰を測定したところ、いずれの装置の場合も基礎スラブは地面に接して地反力が存在するので、逸散減衰は大きく、地震時の杭頭の安全性は高いことが分かった。さらに昨年度に引き続き、模型複合基礎について、深度に伴う地反力の杭への集中度を、φ=50cm、h=100cmの大型土槽を用いた実験と有限要素法による解析によって調べたが、土に比べて剛性の大きい杭には、フルモビライズしたネガティブフリクションが作用することが分かった。従って、杭体の強度はネガティブフリクションに対する耐力があれば良いことが判明した。
確率場及び多次元多変量時系列の特徴付けのための大域的相関分析法とその応用

1. 2-次元確率場の単位面積当たりの等価的無相関な点の数として統計的自由度(NDF)を定義した。2. 1次自由度は平均値に関するフィッシャー情報量に等しく、2次自由度は2次モーメントに関するフィッシャー情報量の近似となっている。3.確率場の多くの興味深い特徴量がこの自由度の概念から導かれた。相関時間、相関距離、相関面積、線相関関数、面相間関数、バンドル相関関数などがそうである。4.これらの中の基本量相関距離は物理的拡散場におけるいわゆるTaylorの相関距離と同じものである。面相間関数は時空確率場において確率場が時間方向に連なっていると考えたときの確率場の時間方向への相関関数である。また、5.バンドル相関関数は多数の時系列を一束にまとめたときの相関関数と考えられ、これに関連して、時系列束の結合の強さや等価的に独立な時系列の本数等が導かれた。6. 2つの時系列間の相互情報量やベクトル相関係数はこれらの大域的相関の強さを表すのに有用である。本研究ではこれらのふたつの間の関係を検討し、かつ、単位時間当たり相互情報量と単位長さ当たりのベクトル相関係数を定義し、これらの関係を明らかにした。7.上記の成果をいくつかの気象データと生体信号解析に応用しそれらの解析を試みた。2次元確率場の単位面積当たりの等価的無相関な点の数としての意味を持つ統計的自由度を定義した。この自由度は一般に整数次の自由度が考えられるが、物理的に意味があるのは1次と2次の自由度である。1次自由度は平均値に関するFisherの情報量と同じであり、2次自由度は2次ーメントに関するFisherの情報量と近似的に同じになるが、一般にはFisher情報量の計算は難しいのに対し、ここでの自由度は簡単に求めることができる。このような自由度を用いると、合い隣り合う等価的に無相関な点の間の距離として相関距離が、また、各無相関な点が統計的にな意味で支配する領域の広さとして相関面積が導かれることを示した。ここで求まる1次相関距離は、いわゆるTaylorの相関距離と全く同じであり、また、2次相関距離はTailorの相関距離が適用できないような振動型の相関関数を持つ確率場に対して有用なものである。相関面積はこれらの相関距離を2次元場への自然な拡張となっている。確率場のある軸の方向を時間軸と考えれば、2次元確率場は無数の時系列の集合と考えることができる。このように考えたとき、確率場のある方向の自由度は、多数の時系列の中で無相関な時系列が等価的に何本有ったかを表す指標となる。また、自由度の逆数は多数の時系列を束にしてみたときのその束の結合の強さを表す指標と考えることができ、これを時系列束の結合度として定義した。さらに、このような時系列束の時間軸方向の自由度の考えから、多数の時系列束の相関時間と相関関数(バンドル相関関数)を導出した。さらに、本理論の応用として、気象衛星ひまわりからの画像を受診するための装置を購入し、赤外線雲画像の解析を行い、高、中、低緯度における雲の相関距離、相関面積、さらには、雲の寿命としての相関時間等を求め、各緯度における雲画像の性質の違いを考察した。3次元確率場の単位体積当たりの等価的無相関な点の数としての意味を持つ統計的自由度を定義した。これは、時間軸を含めた3次元、あるいは4次元の動的確率場にも適用できるものである。この自由度は一般に整数次の自由度が考えられるが、2次元場の場合と同様、物理的に意味があるのは1次と2次の自由度である。これらの自由度はFisherの情報量と同じ、またはその簡易版であり、一般にはFisher情報量の計算は難しいのに対し、ここでの自由度は簡単に求めることができる。このような自由度に用いて、1次元の確率場に対して定義された、合い隣り合う等価的に無相関な点の間の距離としての相関距離や、2次元の1点が統計的にな意味で支配する領域の広さとして相関面積の他に、同様な意味での相関体積の概念も導いた。

さらに、決められた体積(または面積)内に無相関な平面(直線)が何枚(何本)あるか、という意味での自由度や、隣り合う平面(直線)間の面相間距離(線相関距離)を導くことができた。そして、この面相間距離(線相関距離)のもととなる面相間関数(線相関関数)が自然な形で導出された。これらの概念を多次元または多変量時系列に適用することにより、従来の2点間の相関の集合としての相互相関ではなく、時系列全体を考えたときの2つの時系列間の大域的な相関の強さの自然な定義を得た。また、何本かの時系列を束ねてみたときの、全体としてどの程度の結合力があるかを示す結合度も導出された。また、束としてみたときの複数時系列の相関関数(束相関関数)も導出した。これにより、複数の時系列を束としてみたときの相関時間も得られた。確率場及び多変量時系列の大城的性質を捉えるための理論と応用について検討した。1.位置座標と時間座標を考えた時空確率場について考え、それから導かれる面相間関数、線相関関数などの間の関係を示した。2.統計的自由度の概念から、多変量時系列の時系列間の大域的相関、結合度、バンドル相関関数などを導いた。3.2つの時系列間の相関の強さを求めるため、ベクトル相関係数を考え、これと相互情報量との関係について述べた。4.2つの時系列間の単位時間当たりのベクトル縦走間係数を定義した。5.種々の生体信号や気象データ解析を実際に行い、上記理論の検証と、新たな問題点の考察を行った。
大動脈解離の発症および中長期予後に関わる根本的因子の解明

発症48時間以内に当院へ入院した大動脈解離で当科外来へ通院中またはその後精査入院した慢性期大動脈解離44例について血中TGFβ1濃度を測定した.総TGFβ1濃度は、平均1.56±0.43ng/mlで、測定感度以下の症例はなかった.また、腹部大動脈瘤症例26例では平均1.67±0.83ng/mlであった.対象例として高度動脈硬化を有する閉塞性動脈硬化症患者25例で同様の測定を行い、平均値1.33±0.44 ng/mlを得た.各群間の有意差は認められていないが、大動脈瘤疾患で高い傾向を示した.さらに、大動脈解離症例および腹部大動脈瘤症例の中には、総TGFβ1濃度が高度に上昇している例(2.00 ng/ml以上)が15%程度に見られ、これらは対照群の閉塞性動脈硬化症例では見られないレベルであった.一方、微小炎症反応の指標である高感度CRP値は、大動脈瘤疾患と閉塞性動脈硬化症患者とで差は見られなかった.TGFβ1の上昇が、大動脈疾患の発症や進展に何らかの関与を持つことが示唆される.大動脈解離症例の発症に関わる外的要因の検討するため、過去10年間の発症例を調査したところ、労作時の発症が安静時より多く(66 % vs 20 %)、日中の発症が夜間より多かった(62 % vs 36 %).月別発症件数の比較では秋冬季に多かった.発症日と非発症日の気象情報を比較すると、1日平均海面気圧は1015.6 ±6.7 hPa vs. 1013.7 ±7.0 hPa (p < 0.01)で発症日に高く、1日平均気温は7.6 ±8.8 °Cvs. 10.9 ±9.5 °C(p < 0.01)で発症日に低値だった.大動脈解離は秋冬季の低温環境や高気圧環境で発症しやすく、これには寒冷による循環動態の変化と、高気圧等の好気象条件の日に身体活動性が高まることが関連していると考えられる.発症48時間以内に当院へ入院した大動脈解離で当科外来へ通院中またはその後精査入院した慢性期大動脈解離44例について血中TGFβ1濃度を測定した.大動脈解離発症から6ヶ月以内の患者および他の炎症性疾患を合併している例は対象から除外した.総TGFβ1濃度は、平均1.56±0.43ng/mlで、測定感度以下の症例はなかった.また、腹部大動脈瘤症例26例では平均1.67±0.83ng/mlであった.対象例として高度動脈硬化を有する閉塞性動脈硬化症患者25例で同様の測定を行い、平均値1.33±0.44 ng/mlを得た.現時点では症例数が少ないこともあり各群間の有意差は認められていないが、大動脈瘤疾患で高い傾向を示した.さらに、大動脈解離症例および腹部大動脈瘤症例の中には、総TGFβ1濃度が高度に上昇している例(2.00 ng/ml以上)が15%程度に見られ、これらは対照群の閉塞性動脈硬化症例では見られないレベルであった.TGFβ1の上昇が、大動脈疾患の発症や進展に何らかの関与を持つことが示唆される.一方、活性型TGFβ1濃度の測定は、潜在型TGF-β1を酸性化あるいはアルカリ性化による活性化処理を行わず、実際に活性化しているTGF-β1のみを測定することで行ったが、検出感度0.03 ng/mL以上に数値が上昇している例は確認されなかった.今後、TGFβ1濃度が高度に上昇または低値である大動脈疾患患者について臨床経過やCT所見の長期的変化の特徴などと照合し、本値の意義を明らかにしていく予定である.発症48時間以内に当院へ入院した大動脈解離で当科外来へ通院中またはその後精査入院した慢性期大動脈解離44例について血中TGFβ1濃度を測定した.総TGFβ1濃度は、平均1.56±0.43ng/mlで、測定感度以下の症例はなかった.また、腹部大動脈瘤症例26例では平均1.67±0.83ng/mlであった.対象例として高度動脈硬化を有する閉塞性動脈硬化症患者25例で同様の測定を行い、平均値1.33±0.44 ng/mlを得た.各群間の有意差は認められていないが、大動脈瘤疾患で高い傾向を示した.さらに、大動脈解離症例および腹部大動脈瘤症例の中には、総TGFβ1濃度が高度に上昇している例(2.00 ng/ml以上)が15%程度に見られ、これらは対照群の閉塞性動脈硬化症例では見られないレベルであった.一方、微小炎症反応の指標である高感度CRP値は、大動脈瘤疾患と閉塞性動脈硬化症患者とで差は見られなかった.TGFβ1の上昇が、大動脈疾患の発症や進展に何らかの関与を持つことが示唆される.

大動脈解離症例の発症に関わる外的要因の検討するため、過去10年間の発症例を調査したところ、労作時の発症が安静時より多く(66 % vs 20 %)、日中の発症が夜間より多かった(62 % vs 36 %).月別発症件数の比較では秋冬季に多かった.発症日と非発症日の気象情報を比較すると、1日平均海面気圧は1015.6 ±6.7 hPa vs. 1013.7 ±7.0 hPa (p < 0.01)で発症日に高く、1日平均気温は7.6 ±8.8 °Cvs. 10.9 ±9.5 °C(p < 0.01)で発症日に低値だった.大動脈解離は秋冬季の低温環境や高気圧環境で発症しやすく、これには寒冷による循環動態の変化と、高気圧等の好気象条件の日に身体活動性が高まることが関連していると考えられる.対象例の初年度の目標数50例に対して44例(達成率は88%)でTGFβ1濃度の測定がなされている.1)TGFβ1濃度が高度に上昇または低値である大動脈疾患患者について臨床経過やCT所見の長期的変化の特徴などを詳細に調査して照合する.2)大動脈解離症例の発症に関わる外的要因として、発症時身体状況と気象要因を調査し、それらとの関連性を明らかにする.各種血中濃度測定に関して予定症例数に満たない部分があり、症例登録および測定を次年度に繰り越したため.1997年5月以降に、発症48時間以内に当院へ入院した大動脈解離症例で、研究用の血液採取に承諾が得られた患者を研究・解析対象とする.【検体採取】定期CT検査時または診察時に全血で約15mlの血液採取を順次行う.10mlは全血で、残り5mlは血清分離の後に-80°Cで凍結保存する.血清中の活性型TGF-β1および炎症性サイトカイン、高感度CRP等の測定を行う.FBN1関連遺伝子の解析に用いるため5ml血清分離後に検体を凍結保存する.【環境因子】発症時の気象要因や身体活動性などの外的因子を詳細に調査する.【対照としての動脈硬化症例の選定】動脈硬化進展度が高い例と考えられる閉塞性動脈硬化症の患者を対照群とし、同様の方法で血漿中のTGF-β1等の測定を行う.
末梢血循環腫瘍細胞と循環マイクロRNAによるテーラーメイド分子標的治療の開発

進行期メラノーマ患者からのマイクロビーズと特異抗体を用いてメラノーマ細胞を分離する方法を確立し、さらに分離したメラノーマ細胞においてBRAF、KITの2つのマーカーを解析した。末梢血循環腫瘍細胞における遺伝子解析は、現在メラノーマ治療として最も注目されている変異BRAF阻害剤を用いた分子標的治療の際のバイオマーカーとして有用であった。本研究では、進行期のメラノーマ患者の末梢血からメラノーマ細胞を分離し、その蛋白発現や遺伝子解析を行うことにより、分子標的治療を選択するためのバイオマーカー検査法を確立することを第1の目的とし、新しいカテゴリーのRNAとして注目されているmicroRNAをメラノーマ患者の血漿から末梢血循環microRNAとして分離し、代表的な薬剤耐性microRNAであるmir214、mir21、mir221/222の発現を解析することを第2の目的としている。22年度に進行期メラノーマ患者からのマイクロビーズと特異抗体を用いてメラノーマ細胞を分離する方法を確立し、すでに10例以上の患者から分離することに成功した。さらに、'分離したメラノーマ細胞においてBRAF、KITの2つのマーカーを解析し、特にBRAFは分子標的治療のバイオマーカーとして利用できる段階まで確立できた。今回の研究の第1の目的についてはほぼ終了したため、現在論文を執筆中である。第2の目的であるmicroRNAの実験については、メラノーマ患者の血清、血漿からmicroRNAを分離し、RTを行った後にPCRで増幅できることが確認できた。現在約20例の健常人、患者においてmicroRNAを検出できた。現在は抗癌剤耐性microRNAであるmir214、mir21、mir221/222の発現を解析するために抗がん剤治療を施行した患者血清・血漿を集めるとともに、より効率的なmicroRNAの増幅・検出ための方法の確立を目指している。本研究では、進行期のメラノーマ患者の末梢血からメラノーマ細胞を分離し、その蛋白発現や遺伝子解析を行うことにより、分子標的治療を選択するためのバイオマーカー検査法を確立することを第1の目的とし、新しいカテゴリーのRNAとして注目されているmicroRNAをメラノーマ患者の血漿から末梢血循環microRNAとして分離し、代表的な薬剤耐性microRNAであるmir214、mir21、mir221/222の発現を解析することを次の目標としている。進行期メラノーマ患者からのマイクロビーズと特異抗体を用いてメラノーマ細胞を分離する方法を確立し、さらに分離したメラノーマ細胞においてBRAF、KITの2つのマーカーを解析し、特にBRAFは分子標的治療のバイオマーカーとして利用できる段階まで確立した。この結果を皮膚科分野における代表的な雑誌の一つであるBritish Journal of Cancerに発表し、大きな反響を得られた。現在はピッツバーグ大学のフェローネ教授から新たなメラノーマ表面抗原を検出できる抗体の供与を受けて、感度と検出方法を改善させた方法により臨床応用に向けた研究を進めている。また、本研究から派生した研究として、日本人メラノーマ患者におけるBRAF、KIT変異を解析して、論文発表を行うことができた。microRNAの実験については、メラノーマ患者の血清、血漿からmicroRNAを分離し、RTを行った後にPCRで増幅できることが確認できた。また、約20例の健常人、患者においてmicroRNAを検出できた。しかし、検出感度においていまだ問題があり、今後も検出方法の改善の必要があり、現在は抗癌剤耐性microRNAであるmir214、mir21、mir221/222の発現を解析するために抗がん剤治療を施行した患者血清・血漿を集めるとともに、より効率的なmicroRNAの増幅・検出ための方法の確立を目指している。
道東に生息するタンチョウの重金属汚染―重金属マーカーとしての羽の有用性―

環境中に存在する微量元素、とくに鉛あるいは水銀などの重金属が野生動物体内にどの程度、また、どの部位に蓄積しているかを知ることは重要である。前年度に引き続き、タンチョウの各種臓器材料を採取し、原子吸光法あるいはICP-MSにより16元素の濃度を測定し、以下の結果を得た。1.タンチョウの微量元素濃度(2)臓器別では肝臓と腎臓の濃度が一般に高かったが、風切羽の濃度は胸筋より高い値を示す元素が多く認められ、風切羽も検査材料として十分に利用可能であることが示された。(3)実質臓器での濃度から鉛中毒と思われる個体が2例みられ、また海鳥で一般に高いことが知られている水銀濃度は、陸産の鳥類としては非常に高い個体が多く認められた。(4)汚染重金属を含む微量元素の濃度は肝臓と腎臓の間では高い相関がみられたが、これら実質臓器と風切羽との間では相関ははとんどみられなかった。2.元素濃度に与える因子(1)実質臓器ではV, Se, Cd, PbおよびHg濃度は、幼鳥よりも成鳥で高く、一方、Co, SrおよびAsでは幼鳥の方が高濃度を示した。しかしながら、風切羽においてはそのような傾向はみられなかった。(2)一部の元素濃度には雌雄差、地域差が認められ、ことに汚染重金属であるAs, Cd, PbおよびHgでは大きな地域差が注目された。年次変化は認められなかった。(3)地域差に影響すると思われる食餌からの汚染の蓄積を検討するために、様々なタンチョウの餌を入手し、元素濃度を測定し、これまで興味深いデータを得ている。以上から、今回の研究でタンチョウの各部位における元素濃度を初めて明らかにし、さらに鉛中毒の発生および水銀汚染の存在を示した。また、風切羽は直接実質臓器の汚染状況を反映しないものの、十分に高濃度であり、羽の抜け替わり時の血液濃度を反映しているものと考えることができた。今回の調査・研究で、汚染濃度に大きな地域差が示されたことから、その原因を死因、食餌、環境などとの関連で、今後考察する必要性が示された。環境中に存在する微量元素、とくに鉛あるいは水銀などの重金属が野生動物体内にどの程度蓄積しているかを知ることは重要であり、バイオマーカーとしての利用も考えられる。今回、特別天然記念物であるタンチョウの肝臓、腎臓、胸筋および羽を材料として、原子吸光法あるいはICP-MSにより16元素の濃度を測定し、さらに、非侵襲的に採取可能である羽の濃度が実質臓器の濃度をどの程度反映しているかを検討した。また、予備実験として、ニワトリヒナに鉛散弾を投与し、鉛の毒性および体内動態を検討した。これまでに得られた成績は以下の通りである。1)経口投与された鉛散弾はニワトリヒナに鉛中毒症状を引き起こし、死亡する例も多くみられた。2)血液の鉛濃度は投与後24日で最高値となり、その直後に末梢血赤血球に核濃縮が起こった。3)実質臓器および羽の鉛濃度は血液の濃度の増加に伴い増加し、投与後814日で最高値を示した。4)タンチョウ41個体で16元素の濃度を測定した。それにより肝臓、腎臓および風切羽で胸筋より高い値が得られた。5)実質臓器での濃度から鉛中毒と思われる個体が2例みられ、また水銀の濃度も高い個体が多く認められた。6)汚染重金属を含む微量元素の濃度は風切羽と実質臓器の間で高い相関はみられなかった。これまでの成績より、タンチョウの肝臓、腎臓、胸筋および風切羽における重金属を含む微量元素の濃度を初めて明らかにした。その中でタンチョウにおける鉛中毒の発生、および水銀汚染の存在が確認された。また、風切羽の濃度は直接、実質臓器の濃度を反映しないものの、十分に高濃度であり、羽の生え替わり時の血液濃度を反映しているものと考えることができた。さらにニワトリを用いて鉛中毒モデルを作出できることが分かり、経時的な鉛の体内動態を示すことが可能となった。

(2)一部の元素濃度には雌雄差、地域差が認められ、ことに汚染重金属であるAs, Cd, PbおよびHgでは大きな地域差が注目された。年次変化は認められなかった。(3)地域差に影響すると思われる食餌からの汚染の蓄積を検討するために、様々なタンチョウの餌を入手し、元素濃度を測定し、これまで興味深いデータを得ている。以上から、今回の研究でタンチョウの各部位における元素濃度を初めて明らかにし、さらに鉛中毒の発生および水銀汚染の存在を示した。また、風切羽は直接実質臓器の汚染状況を反映しないものの、十分に高濃度であり、羽の抜け替わり時の血液濃度を反映しているものと考えることができた。今回の調査・研究で、汚染濃度に大きな地域差が示されたことから、その原因を死因、食餌、環境などとの関連で、今後考察する必要性が示された。
慢性胃炎および胃MALTリンパ腫における樹状細胞の役割

慢性胃炎および胃MALTリンパ腫における樹状細胞(Dendritic cell : DC)の分布、役割を検討した。慢性胃炎(8例)・胃MALTリンパ腫(6例)の生検パラフィン標本を使用し免疫組織染色を施行した。Faccin抗体をDC認識に用いた。慢性胃炎および胃MALTリンパ腫ともにfascin陽性DCを検出した。胃MALTリンパ腫では全例fascin陽性DCが観察されたが慢性胃炎では陰性の症例が5例観察された。胃HALTリンパ腫では、濾胞間領域(CD3陽性T細胞領域)にfascin陽性DCが集積する傾向があった。fascin陽性DCの表面抗原は、CD1a陰性、CD4陰性、CD21陰性、DC-LAMP陽性、IL-3R陰性であった。この結果より胃MALTリンパ腫では、主にT細胞領域に骨髄系DCが集積していると考えられた。胃MALTリンパ腫におけるDCの機能を検討するため、DC分泌サイトカインであるIL-12、IFN-αを免疫組織染色した。しかし、胃MALTリンパ腫の凍結標本(3例)全ての症例で検出されなかった。さらに同症例でTh偏向を検討するためIL-4、IL-10、IFN-γを免疫組織染色した。IFN-γを全例、IL-10は一例で検出した。IL-4は全例陰性であった。胃MALTリンパ腫ではTh1優位が示唆されるがDC自身のサイトカイン分泌は認めなかった。本研究では、第一に低悪性度MALTリンパ腫における樹状細胞の分布を検討するため、胃および甲状腺の低悪性度MALTリンパ腫の生検または切除標本を用いて免疫組織染色を施行した。樹状細胞を認識するために抗fascin抗体を使用した。胃および甲状腺ともに濾胞間領域(T細胞領域)に多数のfascin強陽性樹状細胞が存在することを見出した。前病変と考えられる、慢性胃炎および慢性甲状腺炎においても樹状細胞の集積を確認しており、樹状細胞がリンパ腫発症に深く関わっている可能性が示唆された。近年の研究より、樹状細胞にはいくつかの亜群が存在することが明らかになっている。我々の見出した樹状細胞の亜群を解析するため、抗DC-LAMP抗体を用いて免疫染色を施行した。この結果、fascin強陽性樹状細胞はDC-LAMPを発現していた。したがってこれらの細胞群は相互連結性嵌入樹状細胞はT細胞との相互作用によって抗原提示のみならず、自身のサイトカイン産生(IL-12等)により免疫応答(Th偏向)を制御していることが明らかになっている。さらに低悪性度リンパ腫における樹状細胞とT細胞の相互関係を検討するために抗fascin抗体と抗CD3抗体との二重染色を施行したところ両者が相互に連結する像が多数検出された。樹状細胞からT細胞へのシグナル伝達を示唆する像と考えられた。濾胞間のT細胞の性状は、CD4およびCD8ともに分布しその比率は症例により多様であり一定の傾向は認めなかった。本研究では、低悪性度MALTリンパ腫における樹状細胞(Dendritic cell:DC)の役割を検討した。生検パラフィン標本を使用し免疫組織染色を施行しfascin抗体をDC認識に用いた。慢性胃炎(10例)および胃MALTリンパ腫(13例)ともにfascin陽性DCを認めた。他にfascin陽性細胞が多数検出されたが(血管内皮細胞など)DCとの鑑別は可能であった。H.pylori感染の有無でDC分布(低倍率数視野平均実数)に相違は認めなかった。濾胞間領域(T細胞領域)にfascin陽性DCが主に集積していた。しかし、fascin陽性DCの極めて少ない症例もあり一定していなかった。fascin陽性DCの表面抗原はCD1a陰性CD4陰性CD21陰性であった。さらに、DCの亜群を決定するため、interdigitating DCのマーカーであるDC-LAMPおよびplasmacytoid DCのマーカーであるIL-3を染色した。

DC-LAMP陽性および陰性DCを認めた。IL-3R陽性細胞は検出されなかった。したがって、胃MALTリンパ腫に存在するDCは、いくつかの亜群が存在するが主に骨髄系DCでありリンパ系のDCの存在は確認できなかった。DCはT細胞の分化の方向付けることによってTh偏向に関与している。3例のMALTリンパ腫のTh偏向を検討した。免疫組織染色法によってIL-4、IL-10、IL-12、IFN-α、IFN-γの染色を施行した。IFN-γおよびIL-10は全ての症例で検出した。IL-4は1例のみ検出した。DC分泌サイトカインであるIL-12、IFN-αは全ての症例で検出できなかった。これら結果から、胃MALTリンパ腫はTh1優位が示唆されるがDC自身のサイトカイン分泌によるTh偏向は否定的であった。
ペルオキシソームの形成に伴う蛋白質のソーティング機構

1.ペルオキシソーム増殖剤によるβ酸化系遺伝子の誘導に関与するといわれている核内レセプターのPPARの細胞内動態を、細胞へのトランスフェクション実験によって調べた。PPARの発現ベクターを種々の培養細胞に導入し、蛍光抗体法で観察したところ、PPARは核に局在することがわかった。また細胞の種類によっては、トランスフェクションが起こった細胞のうちPPARを発現している細胞が異常に少ないという現象が認められた。PPARとヘテロダイマーを形成するといわれているレチノイドXレセプター(RXR)を共発現させたところ、PPAR発現細胞の比率が顕著に上昇した。放射性メチオニンによるパルス標識実験の結果、発現の悪い細胞ほどPPARの寿命が短い傾向が見られたが、RXRの共発現によってそれが改善される兆候はなかった。このため細胞によるPPARの発現効率の差を、PPARの細胞内寿命から説明することはできなかった。2.ペルオキシソーム形成には多くの蛋白質因子が関与していると予測されるが、高等動物のそのような因子の同定は、あまり進んでいない。酵母で広く行われているような、突然変異株への相補活性に基づく遺伝子のクローニングは、技術的困難のためにひとつの因子(PAF-1)について成功しているのみであった。そこでこの困難を克服する試みを行った。一回の実験でスクリーニングできるクローンの数を飛躍的に高め、スクリーニングに要する時間を短縮することを目標に、遺伝的ペルオキシソーム欠損細胞に一過性にcDNA発現ライブラリーのプールをトランスフェクションし、ペルオキシソーム形成能を回復した細胞を抗カタラーゼ抗体を用いた蛍光抗体染色によって検出するという方法で実験を行った。この方法により実際に2カ月のうちに、35万個の独立cDNAクローンから、一個の新しい因子のクローン(PAF-2)を単離することに成功した。
スライス培養系を用いた皮質脊髄シナプスの形成発達とその可塑性に関する研究

我々はラット大脳運動感覚皮質と脊髄のスライスを共培養して、皮質脊髄路シナプスをin vitroで再構築することに世界に先駆けて成功した.本研究ではこの系において、皮質脊髄シナプスが7DIVでは脊髄全体に形成されるが、14DIVまでには脊髄腹側のシナプスは除去され、in vivo成体にみられるように、背側に限局することが示された.しかもこの過程は活動依存的であり、NMDA受容体の阻害剤APVによりブロックされる.シナプス除去は皮質にある親細胞の細胞死によるものでなく、腹側への軸策側枝の除去であることが電気生理、逆行性二重標識で示唆された.更に、APVの効果には臨界期が存在し、適用時期を系統的に変化させると、その感受性が6-11 DIVにあること、しかもシナプス除去が阻害されるとその効果は不可逆であることが示された.これはまた、発達期可塑性における臨界期の初めてのin vitroモデル系でもある.In vivoにおいても皮質脊髄シナプスはP7では脊髄全体に形成されるが、P7-8で急速に腹側のシナプスが除去されることがフィールド電位を用いて電気生理学的に、また順行性標識を用いて形態学的に示され、上記の観察がin vivoにおいて生理的に生じている現象であることがわかった.ただし、in vitroの皮質脊髄シナプスのフィールドEPSPが陽性なのに対して、in vivoでは陰性であるという乖離がみられたが、in vitroで膜電位感受性色素を用いて直接に電位変化をみたところ、陽性フィールドと一致した変化がみられ、陽性電位がシナプス活動を示していることが確認された.また、脊髄背側と腹側のシナプス競合関係をより詳細に検討するため、共培養している各スライスを薬物等、培養液が異なる環境にできる分画培養系を開発した.これは今後の研究に威力を発揮することが期待される.我々はラット大脳運動感覚皮質と脊髄のスライスを共培養して、皮質脊髄路シナプスをin vitroで再構築することに世界に先駆けて成功した.本研究ではこの系において、皮質脊髄シナプスが7DIVでは脊髄全体に形成されるが、14DIVまでには脊髄腹側のシナプスは除去され、in vivo成体にみられるように、背側に限局することが示された.しかもこの過程は活動依存的であり、NMDA受容体の阻害剤APVによりブロックされる.シナプス除去は皮質にある親細胞の細胞死によるものでなく、腹側への軸策側枝の除去であることが電気生理、逆行性二重標識で示唆された.更に、APVの効果には臨界期が存在し、適用時期を系統的に変化させると、その感受性が6-11 DIVにあること、しかもシナプス除去が阻害されるとその効果は不可逆であることが示された.これはまた、発達期可塑性における臨界期の初めてのin vitroモデル系でもある.In vivoにおいても皮質脊髄シナプスはP7では脊髄全体に形成されるが、P7-8で急速に腹側のシナプスが除去されることがフィールド電位を用いて電気生理学的に、また順行性標識を用いて形態学的に示され、上記の観察がin vivoにおいて生理的に生じている現象であることがわかった.ただし、in vitroの皮質脊髄シナプスのフィールドEPSPが陽性なのに対して、in vivoでは陰性であるという乖離がみられたが、in vitroで膜電位感受性色素を用いて直接に電位変化をみたところ、陽性フィールドと一致した変化がみられ、陽性電位がシナプス活動を示していることが確認された.また、脊髄背側と腹側のシナプス競合関係をより詳細に検討するため、共培養している各スライスを薬物等、培養液が異なる環境にできる分画培養系を開発した.これは今後の研究に威力を発揮することが期待される.我々は皮質脊髄シナプスをin vitroで再構築することを試み、大脳感覚運動皮質と脊髄のスライスを共培養することによってこれに成功した。この系ではフィールドEPSPを脊髄から100μmの格子状に記録することにより、シナプス形成とその空間分布を定量的に評価できる。またバイオサイチン等による順行性標識により皮質脊髄線維終末の分布を観察できる。主としてこの方法を用いて、以下のことを明らかにした。(1)14DIV以降では皮質脊髄シナプスはin vivoとほぼ同様に脊髄背側に分布する。(2)この発達過程を追うと、7DIV頃には脊髄全体に分布するが、9DIVごろから腹側のシナプスが刈り取られ、背側へ限局していく。(3)脊髄背側と腹側に二種類の蛍光ビーズをおいて逆行性標識すると7DIVでは二重に標識される細胞が大部分であるのに対し、14DIVでは大部分が背側からしか標識されないこと、また7DIVでは腹側・背側に軸索反射によるシナプス応答が存在するが、14DIVではほとんど存在しないことから、この刈り取りが腹側へ行く軸索側枝の除去である。(4)培地中にNaチャネル阻害剤のTTXやNMDA受容体の阻害剤AP-5を加えておくと、この刈り取りは生じなくなる、即ち、このシナプス除去は活動依存性、NMDA受容体依存性である。(5)NMDA阻害剤の添加を5-6DIVで中断したり、13-14DIV以降に添加したりした場合はこのようなシナプス除去は生じない、不可逆過程であること、即ち7-14DIVの間に臨界期が存在する。(6)脊髄を分割し、大脳皮質と(1)脊髄背側-腹側、(2)腹側-腹側、(3)背側-背側という組み合わせで共

培養すると7DIVではいずれの組み合わせでも背腹側両方にシナプスが形成されるが、14DIVになると(1)では腹側のシナプスが消失するのに対し、(2)(3)ではこの消失が起こらないことがわかった。これは脊髄背側-腹側間に潜在的なシナプス競合が存在することを示唆する。我々はラット大脳感覚運動皮質と脊髄のスライスを共培養してin vitroで皮質脊髄シナプスを形成させることに世界に先駆けて成功し、このシナプスが7DIVでは脊髄全体に形成されるが、14DIVまでには腹側のシナプスが除去され、背側に限局すること、またこれがNMDA受容体依存性であることを示した。さらに、NMDA受容体の阻害剤(AP-5)の適用時期を細かく系統的に変えることにより、7-11DIVに感受性期があること、効果は観察しうる限り不可逆であること、この時期を過ぎてAP-5を適用してもシナプス分布には変化がないことを示し、臨界期の存在を明確に示すことができた。これはまた発達期シナプス可塑性における臨界期の初のin vitroモデルでもある。in vivoでも実験を行い、同様のシナプス除去がP7-P10で起こることを示し、in vitroで観察された現象が生理的現象であり、かつ驚くほど類似した時間関係で生じていることがわかった。ただし、in vivoと異なりin vitroではシナプス部位での細胞外シナプス電位の極性が陽性であるため、in vitroにおいて膜電位感受性色素を用いて、シナプス電位と膜電位の光学シグナルを比較し、フィールド電位陽性部位がEPSP(脱分極)部位と一致することを確認した。また、前年度までに発見された脊髄背側と腹側のシナプス競合関係をより詳細に検討するため、共培養各パートで薬物等培養液が異なる環境にできる分画培養装置を開発した。これは今後の研究に威力を発揮することが期待できる。
島弧下マントルにおける交代作用に伴う揮発性元素の挙動に関する研究

1.島弧下マントルを構成すると考えられるフィリピンバタン島のかんらん岩捕獲岩の薄片を電子顕微鏡、EPMA等を用いて硫化鉱物の分布、組成を調べた結果、交代作用によって黄銅鉱などの銅を含む硫化鉱物が二次的に形成されている事が分かった。また硫化鉱物のモードと組成からバルク組成を計算した結果、揮発性元素である硫黄と銅の濃度が正の相関を示した。この傾向は今まで調べた島弧下マントル起源のかんらん岩と同様であった。従って、島弧下マントルには銅や硫黄に富んだ流体が付加されている可能性が高い事が分かった。2.主用銅鉱物(自然銅、黄銅鉱、輝銅鉱、赤銅鉱)の銅同位体比を高精度、高分解能で決定する為、東京工業大学平田研究室のMC-ICP-MSと07年5月から稼動したフェムト秒レーザーとを組み合わせたレーザーアブレーション法(LA法)による分析手法の確立を目指した。まず、各銅鉱物を二分割し、一つは王水で分解後、従来の溶液MC-ICP-MS法で銅同位体比を決定した。溶液法での同位体比の精度は全ての試料で0.1‰以下であった。分割したもう一つの試料は研磨した後、LA法(スポット径15μm)で同位体比を決定して溶液法で得られた値、精度と比較した。黄銅鉱と輝銅鉱は銅同位体標準試料(NIST976)との間でマトリックス効果が見られたが、マトリックスを揃えた二次標準試料を使用する事で全ての試料で精度(く0.14‰)、確度とも良い結果が得られた。また、銅板試料の6ヶ月を超える溶液、LA法による銅同位体比の長期繰り返し測定では、両方法とも精度0.1‰以下であり、フェムト秒レーザーを用いたLA法の銅同位体比測定法の長期安定性が確認できた。以上から、今までナノ秒レーザーを用いたLA法では困難であった銅鉱物の銅同位体比局所分析法を確立する事ができた。この方法を用いたマントル岩中の銅鉱物の銅同位体比測定は現在進行中である。本年度の研究成果は以下である。1.ニュージーランド北島、西南日本、伊豆諸島、イタリアエオリア諸島、米国イエローストーン周辺で採集したマントル捕獲岩、メガクリストの薄片を作成し、光学顕微鏡、電子顕微鏡、電子線マイクロプローブ等を用いて鉱物、メルト包有物の分布、モード、組成等を調べた。その結果、マントルでは硫黄はガラスや鉱物ではなく硫化鉱物(高温で安定なMonosulfide Solid Solutionや低温で再平衡に達したと考えられるペントランダイト、黄銅鉱など)の中に濃集していることが分かった。また、その分布は均一ではなく特に交代作用に伴い二次的に形成された単斜輝石の内部に集中している。この硫化鉱物の周囲には微細(1-20μm)な流体包有物が存在していた。顕微ラマン分光法によりこの流体包有物の組成を確かめたところ、二酸化炭素が主な組成であることが判明した。従ってマントル中では交代作用に伴い深部から浸透した流体により硫黄が付加されている事が予想された。2.上記流体包有物に溶解する微量成分を非破壊で同定する為に、筑波大学のマンクロビームを用いたPIXE分析を試みた。最初に分析の初期条件を定める実験を実施した。重元素と比べ、軽元素(揮発性元素)はイオン化断面積が大きい為、入射粒子エネルギーが高い条件で最も強い特性X線が発生する。しかし入射エネルギーが高いと散乱粒子も大きくなり検出器を保護する為のフィルターの厚さを厚くする必要があり検出能力が低下する。最適な入射エネルギーは2-3MeVであったが、この様な低エネルギーでは絞ったビームが不安定になり微細な流体包有物に焦点を合わせるのは困難であった。繰り返し測定により、測定可能な最小ビーム径は約40μmであることが分かった。本研究の試料中の硫化鉱物に伴う流体包有物の大きさは最大で20μmである為、PIXE分析を行う為には更に大きな流体包有物を含む試料を探す必要がある事が分かった。1.ニュージーランド北島、北海道幌満岩体、オーストラリアビクトリア州で採集したかんらん岩の薄片を作成し、電子顕微鏡、EPMA等を用いて硫化鉱物の分布、組成を調べた結果、交代作用によって黄銅鉱などの銅を含む硫化鉱物が二次的に形成されていることが分かった。この傾向は伊豆大島火山のかんらん石中のメルト包有物の分析でも明らかになった。しかし、かんらん岩中の銅を含む硫化鉱物の種類や分布は産地ごと異なり、それらの起源、形成機構を特定することは非常に重要であることが分かった。そこで硫化鉱物中の銅の同位体比に着目してこれらを解明することにした。2.上記の硫化鉱物は微小である。そこで、銅の同位体比を高精度、高分解能で決定する為、東京工業大学平田研究室のMC-ICP-MSとエキシマレーザーを組み合わせレーザーアブレーション法(LA法)により分析する方法の確立を目指した。まず、LA法に使用する硫化鉱物等の標準試料を溶液法で分析し同位体比を決定した。硫黄、鉄のマトリックス効果は、サイクロン型スプレーチャンバを使用すると影響しない事が分かった。亜鉛による外部補正法で質量分析計中の質量差別効果補正した結果、同位体比を0.1%以下の精度で分析可能となった。

溶液法で同位体比を決定した標準試料をLA法で分析したが、精度は1%を超え、また同位体比も溶液法のものと一致しないことが分かった。これは、パルス幅が数十ナノ秒のエキシマレーザーでは照射されたレーザー光エネルギーが試料に吸収され、それが熱エネルギーに変換されて試料が融解して質量分別効果がレザースポットで発生する事に起因すると考えられる。そこで今後は同研究室に導入されたフェムト秒レーザーを使用してLA法による銅の同位体比の分析法を確立する予定である。1.島弧下マントルを構成すると考えられるフィリピンバタン島のかんらん岩捕獲岩の薄片を電子顕微鏡、EPMA等を用いて硫化鉱物の分布、組成を調べた結果、交代作用によって黄銅鉱などの銅を含む硫化鉱物が二次的に形成されている事が分かった。また硫化鉱物のモードと組成からバルク組成を計算した結果、揮発性元素である硫黄と銅の濃度が正の相関を示した。この傾向は今まで調べた島弧下マントル起源のかんらん岩と同様であった。従って、島弧下マントルには銅や硫黄に富んだ流体が付加されている可能性が高い事が分かった。2.主用銅鉱物(自然銅、黄銅鉱、輝銅鉱、赤銅鉱)の銅同位体比を高精度、高分解能で決定する為、東京工業大学平田研究室のMC-ICP-MSと07年5月から稼動したフェムト秒レーザーとを組み合わせたレーザーアブレーション法(LA法)による分析手法の確立を目指した。まず、各銅鉱物を二分割し、一つは王水で分解後、従来の溶液MC-ICP-MS法で銅同位体比を決定した。溶液法での同位体比の精度は全ての試料で0.1‰以下であった。分割したもう一つの試料は研磨した後、LA法(スポット径15μm)で同位体比を決定して溶液法で得られた値、精度と比較した。黄銅鉱と輝銅鉱は銅同位体標準試料(NIST976)との間でマトリックス効果が見られたが、マトリックスを揃えた二次標準試料を使用する事で全ての試料で精度(く0.14‰)、確度とも良い結果が得られた。また、銅板試料の6ヶ月を超える溶液、LA法による銅同位体比の長期繰り返し測定では、両方法とも精度0.1‰以下であり、フェムト秒レーザーを用いたLA法の銅同位体比測定法の長期安定性が確認できた。以上から、今までナノ秒レーザーを用いたLA法では困難であった銅鉱物の銅同位体比局所分析法を確立する事ができた。この方法を用いたマントル岩中の銅鉱物の銅同位体比測定は現在進行中である。