hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トリスタン主リングを用いた超高輝度放射光サブミクロンビームの生成と利用技術の開発

1995年6月から3ヶ月かけてトリスタン主リング(MR)の軌道を一部放射光用に改造し直線部を生み出し,そこへ1周期4.5cm,120周期の永久磁石型アンジュレーターを設置した。このビームは90mにおよぶビームラインによってモノクロメーターに導かれた。さらに第一・第二結晶の落差4.5m、液体窒素冷却の第一結晶、レール長2.5mの第二結晶によってエネルギー可変の単色平行ビームが得られた。第3世代光源の先を行く7×10^<17>光子/秒(蓄積電流10mA)の超高輝度光源の作成を達成できた。エミッタンスは期待された値が5nmrad、実測は14nmradであった。ビームサイズが100m離れた地点で水平8mm,垂直1mm程度でありウォルター型の縮小光学系およびX線ゾーンプレートを用いてサブミクロンの単色ビームを作り各種応用実験が行なわれた。この5500Åのビームサイズは世界最小レコードであった。ここで得られる放射光が、極めて平行性の高いビームであることを利用して筋肉の小角回折が試みられ,子午線反射の数が今までの4倍以上に増えたことにより,より精密なモデル計算ができるようになった。今までの数ミリ秒であった時間分解能が1桁以上改善されたことも大きい成果である。エミッタンス決定は加速器との共同研究として位置づけられ,結晶光学系を利用した高精度の方法により精密測定が行われた。他に新材料創製の実験も試みられた。この他、第4世代コヒーレンス光源利用の科学として高輝度X線とレーザービームとのパラメトリックの散乱の観察も試みられ、強度相関の実験も成功裏に行われた。1995年6月から3ケ月かけてトリスタン主リング(MR)の軌道を一部放射光用に改造し直線部を生み出す。そこへ1周期4.5cm,120周期の永久磁石型アンジュレーターを設置し,第3世代光源の先を行く10^<18>10^<19>光子の超高輝度光源の作成を達成する。期待されるエミッタンスは5nmradである。ビームサイズが100m離れた地点で水平8mm,垂直1mm程度であるのでウォルター型の縮少光学系を用いてサブミクロンの単色ビームを作り各種応用実験を行なう。今年度はこのための準備研究にあてた。すなわち反射鏡の製作と評価,各種実験課題の洗い出しである。反射鏡の評価については(+,+)配置の光学系により評価したところ,縦倍率と横倍率に喰い違いが認められ,製作の精度を上げる必要性が明らかになった。エミッタンス測定は加速器研究にとって重要であるところから結晶光学系を利用した高精度の方法を考案し,軌道の重要な評価法とすることになった。1995年6月から3ケ月かけてトリスタン主リング(MR)の軌道を一部放射光用に改造し直線部を生み出し,そこへ1周期4.5cm,120周期の永久磁石型アンジュレーターを設置し,第3世代光源の先を行く10^<18>10^<19>光子の超高輝度光源の作成を達成できた。エミッタンスは期待どおり5nmradであった。ビームサイズが100m離れた地点で水平8mm,垂直1mm程度でありウォルター型の縮少光学系およびゾーンプレートを用いてサブミクロンの単色ビームを作り各種応用実験を行なわれた。極めて平行性の高いビームであることを利用して筋肉の小角回折が試みられ,子午線反射の数が今までの4倍以上に増えたことによ,時間分解能が1桁以上改善されたことも大きい成果である。

エミッタンス決定は加速器との共同研究として位置づけられ,結晶光学系を利用した高精度の方法により精密測定が行われた。さらに第4世代コヒーレンス光源利用の科学としてパラメトリック散乱,強度相関の実験も成功裏に行われた。
コンピュータトモグラフィを応用した三次元ドップラー温度・流速計の開発

プラズマから放射される可視光線スペクトルがドップラー効果を受けて波長シフトすることを利用して、プラズマの熱運動や流れを線スペクトルのドップラー幅・バルクシフトから調べる手法であるドップラー分光計測にコンピュータトモグラフィを応用し、プラズマ内部の局所イオン温度・流速分布計測を目指す本計画に関し、最終年度である平成25年度は研究成果のまとめとして、[1]マルチチャンネルファイバー分光にトモグラフィを応用した局所イオン温度計測法の論文出版[2]マルチチャンネル分光にベクトルトモグラフィを応用したイオン流速分布計測法の論文出版の2点の論文発表および、さらなる応用開拓として、[3]英国カラム研究所のMAST装置における世界最大の大型球状トカマク合体実験への大型装置応用を行った。[1][2]の論文成果により、MASTのビーム分光計測グループから協力を取り付けるところに成功し、2013年のM9キャンペーン中にミッドプレーンのポートを一つ獲得、現地に32チャンネルのイオンドップラートモグラフィ計測を新しく建設した。これにより、従来MAST既設の中性粒子ビームを用いた荷電交換分光による能動計測システムでは計測不可能であった、合体法やEBWを用いたCS-less立ち上げ過程におけるイオン温度の局所分布計測が初めて実現した。本成果によりイオン加熱の空間分布が初めて計測可能になったことで東大-MAST共同研究が大幅に進展し、合体下流のイオン温度が磁気リコネクションの再結合磁場B_<rec>(^<DC>I_<PF : startup coil>)の2乗に比例して上昇する過程をとらえ、TS-3, TS-4装置の実験室プラズマで確立したリコネクション加熱の大型装置実証に成功したほか、130点トムソン散乱計測と連携した高空間分布計測により、合体下流のイオン加熱とX点に局在した電子加熱が相互にτ^E_<ei>程度の時間スケールで相互にエネルギー緩和する過程を初めて明らかにし、2012年までの研究成果から大幅な進展がみられた。(抄録なし)(抄録なし)プラズマから放射される可視光線スペクトルがドップラー効果を受けて波長シフトすることを利用して、プラズマの熱運動や流れを線スペクトルのドップラー幅・バルクシフトから調べる手法であるドップラー分光計測にコンピュータトモグラフィを応用し、プラズマ内部の局所イオン温度・流速分布計測を目指す本計画の実施に先立ち、研究初年度となる平成23年度はシステム構築に必要なハードウェア・ソフトウェア環境の整備を行うとともに、前年度(22年度)の2次元ドップラー計測システム立ち上げ成果のまとめ(Rev.Sci.Instrum誌への投稿[査読中])および、磁気リコネクション室内実験への応用を行った(論文[1][3],発表[1][5])。ドップラー分光計測は、実験室プラズマに限らず、宇宙プラズマから核融合プラズマまで幅広いスケールのプラズマを非接触で診断できる反面、受動計測であるが故に、その計測信号は視線方向の全ての発光の重ね合わせとなってしまう問題がある。特にレーザを入射して局所的にプラズマを光らせるLIF法が難しい完全電離プラズマを対象とした核融合プラズマでは、確かな局所計測は中性粒子ビームを用いたCXRS法に限られるが、ビームが計測専用に作られることがない限りその計測領域は通常磁気軸外側の限られた位置の一次元計測となっているのが現状であり、ビームに左右されずプラズマ全体をカバーできる経済的な局所計測はいまだ不在の状況にある。実際、英国カラム研究所が有する世界最大の球状トカマク合体実験装置MASTは、2基のビームを有しながら、合体中のプラズマのコア領域のイオン温度・流速計測が実現できておらず、我々の手法はおおいに注目を受けることとなり24年度に共同実験を実施することが確定した。以上のように、本計画は現在、東大学内における新手法開拓および、大型実験における実証の二本立てで進行している。プラズマから放射される可視光線スペクトルがドップラー効果を受けて波長シフトすることを利用して、プラズマの熱運動や流れを線スペクトルのドップラー幅・バルクシフトから調べる手法であるドップラー分光計測にコンピュータトモグラフィを応用し、プラズマ内部の局所イオン温度・流速分布計測を目指す本計画に関し、研究2年目となる平成24年度は、[1]プラズマ流計測用の分光光学系の高精度化と光ファイバーバンドルのコネクタ切り替え仕様への改造[2]イオン温度計測へのプラズマ流の影響を除去する再構成コードの開発[3]MAST大型共同実験のための分光計測光学系の立ち上げの三項目を実施した。項目1に関しては、より画素の細かいICCD(16um/pixel)の新調および、焦点距離1mの分光器3系統の整備を行うとともに、TS-4内部への集光系導入に際し不可欠となる、光ファイババンドルの改造工事を実施した(50分岐光ファイババンドルをFCコネクタで着脱可能なシステムに改造)。本計画におけるコンピュータトモグラフィの応用に関し、計算上の再構成精度はコンピュータシミュレーションにより検証済みであるが、実験への適用に関しては生データの高精度化が不可欠となる。特に、ドップラーシフトの基準線の較正誤差は偏り誤差を生むため、高精度化が不可欠である。項目[1]のアップグレードに伴い、二次元トロイダル流速計測が有意に機能することが可能となり3次元化の基盤となる生データの精度確保が確立された(Nucl.Fusion誌およびPFR誌に投稿中)。[2]に関しては、従来のスカラートモグラフィによるイオン温度計測では除去できなかった、速度分関数がベクトル場として積分される効果に対応するため、流速の再構成と同様、線スペクトルのモーメント(2次)を使用する仕様へとアップグレードを行った。

[3]に関しては、昨年度購入したCODEVを用いて光学系の最適設計を行い、ダミーファイバーを用いることなく、また瞳で高NA光を切ることなく、クロストーク5%以下の高感度32チャンネルの分光計測システムを立ち上げることに成功した。4月より本システムは本格運用開始予定であり、世界初となるMASTにおける大型プラズマ合体実験のイオン加熱の空間分布を明らかにすることが期待される。プラズマから放射される可視光線スペクトルがドップラー効果を受けて波長シフトすることを利用して、プラズマの熱運動や流れを線スペクトルのドップラー幅・バルクシフトから調べる手法であるドップラー分光計測にコンピュータトモグラフィを応用し、プラズマ内部の局所イオン温度・流速分布計測を目指す本計画に関し、最終年度である平成25年度は研究成果のまとめとして、[1]マルチチャンネルファイバー分光にトモグラフィを応用した局所イオン温度計測法の論文出版[2]マルチチャンネル分光にベクトルトモグラフィを応用したイオン流速分布計測法の論文出版の2点の論文発表および、さらなる応用開拓として、[3]英国カラム研究所のMAST装置における世界最大の大型球状トカマク合体実験への大型装置応用を行った。[1][2]の論文成果により、MASTのビーム分光計測グループから協力を取り付けるところに成功し、2013年のM9キャンペーン中にミッドプレーンのポートを一つ獲得、現地に32チャンネルのイオンドップラートモグラフィ計測を新しく建設した。これにより、従来MAST既設の中性粒子ビームを用いた荷電交換分光による能動計測システムでは計測不可能であった、合体法やEBWを用いたCS-less立ち上げ過程におけるイオン温度の局所分布計測が初めて実現した。本成果によりイオン加熱の空間分布が初めて計測可能になったことで東大-MAST共同研究が大幅に進展し、合体下流のイオン温度が磁気リコネクションの再結合磁場B_<rec>(^<DC>I_<PF : startup coil>)の2乗に比例して上昇する過程をとらえ、TS-3, TS-4装置の実験室プラズマで確立したリコネクション加熱の大型装置実証に成功したほか、130点トムソン散乱計測と連携した高空間分布計測により、合体下流のイオン加熱とX点に局在した電子加熱が相互にτ^E_<ei>程度の時間スケールで相互にエネルギー緩和する過程を初めて明らかにし、2012年までの研究成果から大幅な進展がみられた。研究初年度となる平成23年度は新しいトモグラフィシステム開発のための、ハードウェア・ソフトウェア環境の整備および、22年度に開発済みのシステムを応用したTS-3/4装置における磁気リコネクション室内実験での成果程度を想定していたが、さらなる成果として英国カラム研究所との共同実験を軌道に乗せ、世界最大の球状トカマク実験装置MASTにおいて合体中のイオン温度診断手法として我々の手法を採用させるProposalを通すことに成功したことは特筆に値し、当初の計画以上の進展といえる。
気道上皮細胞に特異的な遺伝子発現を調節する転写制御因子のクローニング

多細胞生物の細胞分化や器官形成には複雑に関わりあう遺伝子の発現を制御する転写制御因子が重要な役割を果たす。最近、私は気管に選択的に発現するLysozyme遺伝子のプロモーター領域の解析を行なった。その結果、転写開始位置から50塩基上流にあるAGGAAGTの配列がlysozymeを上皮細胞に特異的に発現させるために必須であるがわかった(J.Cell.Biochem.,in press)。このAGGAAGTの配列はETS DNA結合ドメインをもつ蛋白によって認識される。その後、種々の観点から検討した結果、ETS DNA結合ドメインをもつ新しい転写制御因子(プロトオンコジーン)が気管上皮細胞に存在する可能性が示された。ゆえに本研究目的は新規転写制御因子のcDNAクローニングとその性質を明らかにすることであった。現在、既に、気管上皮細胞からある方法でターゲットとする遺伝子の断片(170bp)のクローニングに成功した。その遺伝子配列の情報から、新規のETS関連蛋白である(ELF-1に類似したETS DNA結合ドメインを持つ)ことがわかった。また、Northern Blotting Analysisの結果からmRNAのサイズは4kbであること、上皮細胞だけでなく殆どの癌細胞に発現していること、さらに、種間の遺伝子の相同性は95%であることが分かってきた。この遺伝子の発現調節に細胞外マトリックスが関与していることがわかってきた。このような特徴を持つETS関連蛋白は過去に例はなく新しい転写制御因子として十分注目に値する。
ブドウ球菌性表皮剥脱素に対する免疫応答能と疾患感受性の解析

平成4年度から6年度にかけてブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群のうちブドウ球菌性膿痂疹患者について、黄色ブドウ球菌が産生する表皮剥脱素(Exfoliative Toxin:ET)に対する免疫応答能と疾患感受性との関係を検討してきた。4年度は黄色ブドウ球菌の培養液より効率的にETを分離精成する方法の開発や少量の血液材料の白血球よりDNAを抽出し、PCR法にてHLA-DRの型別が行える方法の開発など、主に基礎的研究に重点をおいた。5年度からはブドウ球菌性膿痂疹患者の病巣から原因微生物の検出と同時に血液を採取し、リンパ球機能測定やDNAを抽出してHLA-DRの型別を行った。原因微生物として黄色ブドウ球菌が検出された場合は、ETの産生性とA型ET(ETA)とB型ET(ETB)の判別を実施した。リンパ球のPHA及びETAによる刺激試験を行った。多くのリンパ球は正常であったが3例が機能低下を示した。またETA産生黄色ブドウ球菌が検出された患者でリンパ球機能が測定可能であった症例は8例あり、その内7名のリンパ球機能は正常でむしろ亢進していたが、1名はリンパ球の機能低下を示していて、そのHLA-DRはDR2,6であった。しかし正常を示した7名中にDR2、DR6を有している者もいるので必ずしもDR2,6が疾患感受性と結びついていないことが認められた。6年度も同様の研究を続け、同じ様な結果が得られた。2年間で115症例を集めたが、ETA産生性ブドウ球菌が検出され、リンパ球が採取可能な症例は12例であり、本研究の解析には充分な症例数とは云い難い。更に症例数を増加すべきと考えている。今回の研究はETAに対する免疫応答能からブドウ球菌性膿痂疹の疾患感受性を検討したが免疫応答能との関係が必ずしも明確に出来なかったので、今後は皮膚組織のETAに対する感受性も加味して免疫応答性との関係を検討しながら疾患感受性を考える必要がある。平成4年度は本研究を遂行するための基礎的実験に重点をおいて、以下のような成果を得た。まず免疫学的研究に必要な抗原としての精製ブドウ球菌性表皮剥脱素を得る方法として、黄色ブドウ球菌ZM株の培養濾液に100%硫酸アンモニウムにて沈澱した画分を逆相分配カラムクロマトグラフィー法を用いて、1M硫酸アンモニウムのdecreasing gradientelutionにて分画し、第2番目のピークにブドウ球菌性表皮剥脱素が効率的に回収できることが判明した。従ってこの操作によって大量の表皮剥脱素が得られることになる。次にヒトのHLA-DR領域が抗表皮剥脱素抗体の産生を支配していると思われるので(表皮剥脱素はT細胞依存型の抗原である)患者のHLA検査、殊に小児でD測定できるように採血量を少くしてPCR法を用いて測定可能であるかどうかを検討した。前回の研究において血清反応によるHLADR型別を行って、結果の判明している4名より血液5mlを採血し、比重遠心沈澱法によって白血球を分離後、生理食塩水で洗浄し、白血球溶解液に浮遊させとからプロティナースKとSDSで一夜55°Cに放置後フェノールにてDNAを抽出してエタノールで沈澱をくり返してDNAの分離を行った。

これをPCR法にてまずHLA-DRの型をおおまかに判定してから、各型に特異的な制限酵素でDNAを切断して、ポリアクリルアミドで展開してバンドを観察した。そのパターンより各人のHLADRを決めた。前回測定してあった血清反応による型と今回のDNAによる判定が一致した。但しDNA法の方が敏感であるため旧来DR2はDR15であると判定された。更に使用血液量は白血球数として10^6個あれば測定可能であるため白血球数が4000/μl以上の人であれば1mlの血液量でHLADRの測定が可能となった。平成5年度は以上の結果を基に患者よりの検査材料にて測定してゆくことになる。昨年度に達成されたブドウ球菌性表皮剥脱素精製法の改良とPCR法による患者HLA-DR領域のクラスタイピングによって,今年度は患者材料による本毒素に対する免疫応答能と疾患感受性の検討を行った。本研究ではブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群の発症様式を患者の本毒素に対する免疫応答即ち抗体価上昇,リンパ球機能や感作リンパ球の動態,クラスII HLAとの相関に求めている。具体的には山形県と東京都の病院の協力を得て,患者から原因黄色ブドウ球菌,血液を採取した。原因菌の分離・同定は型はごとく,輸送培地を用いてスワブを血液寒天,マンニット食塩培地に接種し,試験管法でコアグラーゼ産生能を確認した。本A毒素,B毒素の産生はその遺伝子DNAをPCR法で検出する桜井らの方法を用いて確認した。また分離菌のファージ型別も適宜行った。患者血液は血清とリンパ球に分け,DNAはリンパ球から調整した。その結果,本毒素A(ETA)及びPHA刺激による初回感染例患者リンパ球の反応性とHLA-DRの遺伝形質がDR2,DR6をハプロイドの1つに有する患者ではETAに対する反応性が低く現われる傾向がみられ,ディプロイドにDR2,DR6を有する患者ではETA,PHAに対する反応性が極めて低く観察された。次年度ではさらに患者検数を増やして検討し,合わせて抗体価の測定をELISA法で行う。平成6年度の研究成果は前年度と同様にブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群患者、特にブドウ球菌性膿痂疹患者の病巣より原因微生物を分離すると同時に血液を採取してリンパ球と血清を分離した。原因微生物として黄色ブドウ球菌が分離された時には、菌の培養液中に分泌されている表皮剥脱素(Exfoliativa Toxin:ET)の産生性及び血清型別について受身ラテックス凝集反応にて調べた。その結果はA型ET(ETA)産生菌は7株、B型ET(ETB)産生菌は11株、ETAとETBの二重産生菌が2株それぞれ検出された。同時に血液が分離された症例は16例であって、各患者のリンパ球を10^6/mlに調整後、1μgのETAと20μgPHAをそれぞれ反応させてリンパ球の反応性を調べた。PHA刺激による反応性は全体で44218cpmであってETAに対しては30105cpmであった。しかし、ETA産生性黄色ブドウ球菌が分離されて血液採取が可能であった患者数は4名のみであって、それらのリンパ球のPHAに対する反応性は平均45362cpmで正常範囲でありETAに対する反応性は平均23344cpmであった。特に低値を示す者はいなかった。ETA産生菌を分離できた患者のHLA-DRは、DR4.6、DR2.4、DR2.10、DR6.12であった。今回の調査では前年度と同じ様な結果となった。特に本疾患と結びついた特定のHLA-DR型は見いだし得なかった。今後はETに対する皮膚の感受性に重点をおいて調査したいと考えている。
質量分析法を用いたニトロシル化タンパク質の高感度分析法の開発

本研究では、質量分析法を用いた高感度なS-ニトロシル化タンパク質の分析手法の開発を目的とした。S-ニトロシル基の選択的かつ効率的な還元剤の開発を行い、トリフェニルホスフィンエステル誘導体の一つがアスコルビン酸と比較して有用である可能性を示唆できた。また、水溶性トリフェニルホスフィン誘導体TXPTSは、質量分析によるS-ニトロシル化ペプチドの検出と修飾部位の解析に有用である可能性を示唆できた。本研究では、一酸化窒素によるタンパク質翻訳後修飾の一つであるシステイン残基のS-ニトロシル(SNO)化について、質量分析を用いて解析するための新規分析法の開発を目的とし、平成25年度は、「新規S-ニトロシル基還元剤の開発」および「S-ニトロシル化部位特異的誘導体化法の開発」の二つの研究項目について実施した。「新規S-ニトロシル基還元剤の開発」では、汎用されているアスコルビン酸と比較し、SNO基を特異的に還元する化合物探索のためのスクリーニング法の確立を行った。還元効率を評価するため、合成ペプチドおよびそのSNO化体のLC-ESI-MSによる定量を検討した。しかしながら、LC-ESI-MSによりペプチドのm/z値を検出することができず、スクリーニング法の確立には至らなかった。「S-ニトロシル化部位特異的誘導体化法の開発」では、水溶性トリアリールフォスフィン誘導体TXPTSを用いたSNO化部位特異的誘導体化法、さらにはその分離・精製法の確立を行った。TXPTSによるSNO化ペプチドの誘導体化反応後、各種固相抽出スピンカラムで精製後、MALDI-TOF-MSの正イオンおよび負イオン検出モードを用いて分析した。中性条件下で誘導体化反応後、C18スピンカラムで脱塩を行った結果、正イオン検出モードにおいてSNO化ペプチド由来のm/z値が消失することがわかった。しかしながら、正イオンおよび負イオン検出モードにおけるマススペクトルが非常に複雑になり、反応生成物のm/z値を検出出来ないことがわかった。一方、強陽イオン交換およびC18スピンカラムで精製した場合、ほぼ単一シグナルのマススペクトルが得られることが分かった。しかしながら、反応生成物のm/z値とは一致していないこと、非SNO化ペプチドでも同一シグナルが検出されたことから、SNO化部位が誘導体化されたものではないことが分かった。本研究では、タンパク質のシステイン残基に対する一酸化窒素による翻訳後修飾であるS-ニトロシル化について、質量分析法を用いて解析するための分析手法の開発を目的とし、「新規S-ニトロシル基還元剤の開発」(研究項目A)および「S-ニトロシル化部位特異的誘導体化法の開発」(研究項目B)の二つの研究項目について実施した。平成26年度も継続して研究項目AおよびBについて検討した。研究項目Aでは、分子内ジスルフィド結合あるいはS-ニトロシル化システインを有する合成ペプチドを用い、還元剤による反応生成物を質量分析法により解析した。その結果、化合物Xが分子内ジスルフィド結合を還元せず、S-ニトロシル基を効率的に還元することがわかった。一方、研究項目Bでは、S-ニトロシル化ペプチドと水溶性トリアリールフォスフィン誘導体TXPTSの反応条件および精製法の最適化を行い、簡便かつ容易に誘導体化反応が進行することがわかった。また、質量分析法によりシステイン残基に特徴的な修飾反応が起こることもわかり、S-ニトロシル化部位のマーカーとなる可能性が示唆された。本研究により、化合物XはS-ニトロシル化タンパク質/ペプチド濃縮法におけるS-ニトロシル基の還元剤として有用であることがわかった。よって、従来法と比較して選択的かつ高感度なS-ニトロシル化プロテオーム解析が可能になると考えられ、これまでは困難であった内在性のS-ニトロシル化タンパク質の解析が期待される点で重要である。また、質量分析法ではS-ニトロシル化部位の解析が困難であるが、TXPTSによるシステイン残基の特徴的な修飾は部位を容易に推定できる可能性がある点で重要でる。プロテオーム解析、質量分析「新規S-ニトロシル基還元剤の開発」では、質量分析を用いた還元剤のスクリーニング法を確立してスクリーニングを行い、biotin switch法の還元剤として応用することを目的とした。しかしながら、平成25年度中にスクリーニング法を確立するには至らず、目的を達成することが出来なかった。また、「S-ニトロシル化部位特異的誘導体化法の開発」では、誘導体化反応条件および分離・精製法を確立し、質量分析により反応生成物を確認することを目的とした。誘導体化反応が進行していることを確認出来たことから、誘導体化反応条件は確立されたと考えられる。しかしながら、平成25年度中に反応生成物を確認するには至らず、目的を達成することが出来なかった。以上の理由より、現在までの達成度を「遅れている」と判断した。平成25年度中に達成出来なかった研究項目について引き続き実施する。「新規S-

ニトロシル基還元剤の開発」では、質量分析装置パラメーターの最適化を行い、選択イオンモニタリングモードあるいは多重反応モニタリングモードによる合成ペプチドおよびそのSNO化体の定量法を確立し、還元剤のスクリーニングを行う。スクリーニングにより得られた化合物をbiotin switch法へ応用する。「S-ニトロシル化部位特異的誘導体化法の開発」では、さらに精製方法を検討し、反応生成物の検出を達成する。TXPTSは3つの硫酸基を有する化合物である。そのためイオン化の際にフラグメンテーションを起こし、感度の低下やスペクトルの複雑化を生じている可能性が考えられる。そこで、MALDI-TOF-MSで用いるマトリックスの種類あるいは添加剤についても検討を行うとともに、LC-ESI-MSによる反応生成物の確認も検討する。モデル化合物による検討が終了次第、平成26年度の計画通り、実サンプルを用いたS-ニトロシル化タンパク質の網羅的解析や修飾部位の解析に応用する。学会発表および論文発表には至らず、支出費目「旅費」および「その他」の支出が少なくなったため。物品費として計上し、実験に必要な試薬や消耗品の購入に使用する。
サイトカインと活性型ビタミンD_3によるマクロファージ糸球体障害機構の制御

糸球体腎炎の障害機序にはマクロファージが重要な役割を演ずるとされ、とりわけ、上皮細胞と並んで、いわゆる半月体形成に関与することが示唆されている。また、メサンギウム細胞も生理機能がマクロファージと類似することなどから、糸球体腎炎でのマクロファージの動態には不明な点が多い。さらに、マクロファージの分化と活性化にはサイトカインをはじめとする生理活性物質が大きく関与していることが知られているが、糸球体腎炎でのマクロファージへの作用機序も未詳である。報告者らは糸球体培養技術を用いて腎固有細胞と糸球体内のマクロファージとの関係を詳細に解析した。その結果、糸球体腎炎で出現するマクロファージの起源に大きな示唆を与える新事実を得た。すなわち、培養の経過に伴い、糸球体上皮細胞は発達したファゴゾーム,ライソゾーム,ゴルジ装置およびラッフルを形成し、非特異的エステラーゼや酸性ホスファターゼなどの酵素およびED-1対応抗原やIa抗原,CD11を発現させ、非特異的貧食能や活性酸素の放出などの機能も獲得した。さらに、この変化はCSFにより促進された。また、変化した細胞は糸球体内の常在マクロファージとは明確に区別された。糸球体上皮細胞の“変化(metaplastic change)"は生物学的に重要な発見であることはもとより、糸球体腎炎でのマクロファージの起源とその障害機構の解明に新たな示唆を与えるものである。また、CSFによるその制御の可能性は治療法の確立に向けての糸口となることから、大きな意味をもつと思われる。現在、さらにそれらの細胞を抗原としてモノクローナル抗体の作成を試み、モデル腎炎での解析と最終的に活性型ビタミンD_3とサイトカインによる変化の制御法から、治療法を確立すべく、研究を推進している。正常ラットの糸球体培養系を用いて糸球体内マクロファージ様細胞の性状とサイトカインならびに活性型ビタミンD_3に対する反応性を分化抗原とその機能発現を指標にして検討した。その結果、糸球体内より採取されるマクロファージ様細胞は通常培養下ではED-1、CD11b、Ia等の代表的なマクロファージの表面抗原を発現し、また電顕による解析でも内部構造および表面構造ともにマクロファージとしての形態を備えていることが証明できた。また機能面でも非特異的貧食能とインターフェロン(IFN)の存在下で活性型マクロファージのマーカーであるTR-3の発現と共に活性酸素産生機能も誘導されることが確認された。しかしながら、顆粒球特有のナフトールAS-Dクロロ酢酸エステラーザを大量にもつこと、あるいは一部の表面抗原が通常のマクロファージとは異なることも判明し、この細胞は糸球体特有のマクロファージである可能性も強く示した。さらに興味あることに、培養条件によっては増殖も誘導でき、またマクロファージ集落形成刺激因子(M-CSF)によりそれが促進されることも判明した。一方、活性型ビタミンD_3は単独であるいはサイトカイン類と関連して、この細胞の増殖と活性化に複雑な作用を示し、分化と機能制御に深く関与していることが示唆された。今後、この細胞の生物学的特徴づけと活性型ビタミンD_3ならびにサイトカインによる制御機構の詳細を培養系で一層明確にし、さらにモデル腎炎系での解析と進展させ、治療への可能性を検討する予定である。目的糸球体腎炎の障害機序にマクロファージが関与することは周知の事実である。また、マクロファージの分化と活性化にはサイトカインが大きく関与していることが知られている。本研究は糸球体マクロファージの性状を培養系を用いて明確にすることにより、障害機序の解明とさらにビタミンDを包括した生理活性物質によるその制御により治療法の糸口を検索したものである。

結果正常ラットの腎糸球体培養で大量の浮遊型細胞が発生し、それらは表面抗原・電顕所見・機能等マクロファージとしての性状を備えていることが判明した。しかしながら、それらは顆粒球特有の酵素を大量にもつことや表面抗原が通常のマクロファージとは一部異なることから、糸球体特有のマクロファージである可能性も示した。したがって、さらにその起源を明確にすべく、糸球体固有細胞との関係に焦点を合わせさらに解析を進めた。その結果、上皮細胞(podocyte)マクロファージにきわめて類似した形態的特徴(細胞質内に発達したファゴゾーム,ライソゾーム,ゴルジ装置と細胞表面には発達したラッフル形成)、酵素活性(非特異的エステラーゼ,酸性ホスファターゼ)、発現抗原(ED-1対応抗原,Ia抗原,CD11bの発現)、さらには、非特異的貧食能と活性酸素の放出などの機能を獲得し、マクロファージ様に変化することを発見した。現在論文を米国専門誌に投稿中である。また、この変化は活性型ビタミンD_3をはじめとする種々の生理活性物質で制御されることも見い出したことから、その機構の解析もあわせて実施しており、論文としてまとめる予定である。考察本研究の結果は半月体形成をはじめとする種々の糸球体腎炎でのマクロファージによる糸球体障害機序解析に新たな方向性を提供するものであり、また、活性型ビタミンD_3をはじめとする種々の生理活性物質による治療への可能性も同時に示唆するものである。
数値流体力学計算に基づく慢性大動脈解離における大動脈拡大機序の解明

急性期治療成績の向上に伴い、遠隔期に下行大動脈に追加治療が実施される大動脈解離症例は増加している。偽腔開存が大動脈拡大の危険因子として報告され、血行力学的因子の関与も推測されるが、解離性大動脈瘤の発症・進展機序は十分に解明されていない。本研究は、下行大動脈置換術を施行する慢性大動脈解離症例を対象に数値流体力学計算(CFD: computational fluid dynamics)を実施し、真腔と偽腔の血流動態を明らかにする。大動脈壁にかかる圧力やせん断応力などの分布図を作成後、大動脈組織の構造変化とCFD解析の関連性を検証することを目的としている。2018年度は、名古屋工業大学医用生体工学研究室中村匡徳教授の研究室とともに、急性/慢性大動脈解離患者の3DCT造影CTデータを元に、専用解析ソフトウエア(SCRYU Software Cradle)を用いて、慢性大動脈解離の血流解析モデルの構築を目指した。具体的には、急性A型解離術後の下行大動脈拡大に対して、大動脈ステント治療を実施した症例(66歳女性)におけるステント挿入術前/手術1カ月後の血行動態パラメーターに関するCFD解析を実施した。結果は、ステント治療1カ月後、偽腔血栓化とともに真腔の拡大・偽腔の血栓化・真腔血流速度の減少・下行大動脈壁に対するせん断応力と圧力の減少が確認された。この結果と合致し、ステント治療2年後の造影CTデータでは、下行大動脈におけるリモデリング進行・大動脈径の縮小化(56mm→52mm)が確認された。本解析結果は、慢性大動脈解離に対して適応が拡大しつつあるステント治療の予後予測因子としてのCFD血流解析の有用性を示唆するものである。今後、ステント治療非有効例を含めた複数症例の解析も施行して、ステント治療の治療成績の向上にもつなげたいと考えている。本研究結果は、第80回日本臨床外科学会総会・第83回日本循環器学会学術集会で発表した。他の大動脈疾患と比較して、大動脈解離症例は複雑な解剖学的形態(真腔・偽腔・intimal tear・偽腔内血栓)を有する。このため、非大動脈解離症例と比較して、大動脈解離症例に対するCFDは、より複雑な解析処理が必要となる。現在までに、慢性大動脈解離2症例のCFD解析を大動脈ステント治療前後など時相別に実施しており、今後症例数を増やし、本実験モデルを継続する予定である。また、胸部大動脈疾患の新しい疾患カテゴリーとして注目されているnon-A non-B型大動脈解離症例に着目し、本疾患概念を世界で初めて報告した(Eur J Cardiothorac Surg. 2017;52:1111-7)The University Medical CenterFreiburgのRylski博士より患者CT画像データの提供を受け、non-A non-B型大動脈解離4症例のCFD解析も実施した。結果は、急性期に大動脈破裂死亡したnon-A non-B型大動脈解離症例では、真腔/偽腔ともに高いせん断応力分布が確認され、本疾患の特異的な血行力学的特徴が示唆された。non-A non-B型大動脈解離のCFD解析実験も継続予定である。今後も引き続き、名古屋工業大学医用生体工学研究室中村匡徳教授の研究室と共同で、急性/慢性大動脈解離症例に対するCFD血流解析実験を継続する。患者データに関しては、自治医科大学さいたま医療センターだけでなく、共同研究機関であるThe University Medical Center Freiburg及び日本大学病院から提供された画像データも使用する予定である。大動脈解離症例の解剖学的特徴は多岐にわたるため、患者個別で真腔と偽腔の血流動態を明らかにして、対象領域における血行力学因子の分布図を構築する。特に大動脈ステント治療前後の血行力学因子の分布図を同一患者で経時的に作成して、予後予測toolとしてのCFDの有用性を検証する。また、CFD解析のvalidation目的に慢性大動脈解離症例の大動脈壁の構造変化を、HE染色・EVG染色を行い光学顕微鏡で評価する。電子顕微鏡を使用した血管内皮細胞や血管平滑筋細胞、中膜弾性線維の形態変化の観察も検討している。急性大動脈解離においては、大動脈壁に対するせん断応力の上昇が破裂や臓器潅流障害などの大動脈イベント発生をもたらす可能性が他研究グループによるCFD研究で報告されている(Shang EK, et al. J Vasc Surg 2015;62:279-84)。壁せん断応力が及ぼす生体変化に関しては、首都大学東京システムデザイン学部坂元尚哉准教授の研究室と共同で、大動脈血管平滑筋細胞及び血管内皮細胞を使用したせん断応力負荷のin vitro実験モデルを使用して今後解析予定である。

大動脈壁にかかる圧力やせん断応力などの分布図を作成後、大動脈組織の構造変化とCFD解析の関連性を検証することを目的としている。2018年度は、名古屋工業大学医用生体工学研究室中村匡徳教授の研究室とともに、急性/慢性大動脈解離患者の3DCT造影CTデータを元に、専用解析ソフトウエア(SCRYU Software Cradle)を用いて、慢性大動脈解離の血流解析モデルの構築を目指した。具体的には、急性A型解離術後の下行大動脈拡大に対して、大動脈ステント治療を実施した症例(66歳女性)におけるステント挿入術前/手術1カ月後の血行動態パラメーターに関するCFD解析を実施した。結果は、ステント治療1カ月後、偽腔血栓化とともに真腔の拡大・偽腔の血栓化・真腔血流速度の減少・下行大動脈壁に対するせん断応力と圧力の減少が確認された。この結果と合致し、ステント治療2年後の造影CTデータでは、下行大動脈におけるリモデリング進行・大動脈径の縮小化(56mm→52mm)が確認された。本解析結果は、慢性大動脈解離に対して適応が拡大しつつあるステント治療の予後予測因子としてのCFD血流解析の有用性を示唆するものである。今後、ステント治療非有効例を含めた複数症例の解析も施行して、ステント治療の治療成績の向上にもつなげたいと考えている。本研究結果は、第80回日本臨床外科学会総会・第83回日本循環器学会学術集会で発表した。他の大動脈疾患と比較して、大動脈解離症例は複雑な解剖学的形態(真腔・偽腔・intimal tear・偽腔内血栓)を有する。このため、非大動脈解離症例と比較して、大動脈解離症例に対するCFDは、より複雑な解析処理が必要となる。現在までに、慢性大動脈解離2症例のCFD解析を大動脈ステント治療前後など時相別に実施しており、今後症例数を増やし、本実験モデルを継続する予定である。また、胸部大動脈疾患の新しい疾患カテゴリーとして注目されているnon-A non-B型大動脈解離症例に着目し、本疾患概念を世界で初めて報告した(Eur J Cardiothorac Surg. 2017;52:1111-7)The University Medical CenterFreiburgのRylski博士より患者CT画像データの提供を受け、non-A non-B型大動脈解離4症例のCFD解析も実施した。結果は、急性期に大動脈破裂死亡したnon-A non-B型大動脈解離症例では、真腔/偽腔ともに高いせん断応力分布が確認され、本疾患の特異的な血行力学的特徴が示唆された。non-A non-B型大動脈解離のCFD解析実験も継続予定である。今後も引き続き、名古屋工業大学医用生体工学研究室中村匡徳教授の研究室と共同で、急性/慢性大動脈解離症例に対するCFD血流解析実験を継続する。
歯根膜樹状細胞の役割(免疫担当細胞として以外の働きに関する研究)

昨年度までの研究成果として,ラット歯根膜の樹状細胞と破骨細胞の関係を検討し,歯の移動に伴って破骨細胞は特定領域に局在すること.そして樹状細胞は破骨細胞とは明瞭に棲み分け的に分布していることが明らかとなっている.さらに,ラット臼歯を実験的に移動させ,歯根膜の破骨細胞の分布領域が変化するときに,樹状細胞がどのように変化するかを観察検討した.その結果,歯根膜での破骨細胞の分布領域の変化に伴い樹状細胞も分布領域を変化させ,明らかに破骨細胞と連動した分布の変化が認められ,論文にて公表した(松本歯学29:59-65,2003).また,今回の実験系では通常の組織ではあまり見られない幼若な破骨細胞と樹状細胞が多く観察でき,これらの細胞の分化発達過程を形態的に観察するのに適したモデルであることが確認できた.今回の免疫組織化学的電顕所見をふまえて両細胞の特殊な関係がさらに強く示唆され,これらの成果の一部は歯科基礎医学会(2003年9月盛岡)にて公表した.今年度は破骨細胞のマーカーとして酒石酸耐性酸性ホスファターゼの他にcathepsin Kを用いてさらに幼弱な破骨細胞の同定に臨んだ.そして歯根膜毛細血管周辺に極めて幼弱な小型円形のcathepsin K陽性細胞を観察できたが,未だ,形態的特徴の同定には至っていない.また,歯根膜神経支配と骨吸収の関連性にも目を向け,歯根膜神経線維と破骨細胞の細胞膜接触を電顕レベルで検索した.そして,歯根膜神経線維とcathepsin K陽性細胞の関連性を示唆する所見を観察した.以上,歯根膜において破骨細胞が骨吸収領域に特異的に分布することは,歯の移動に伴う歯根膜改造現象において樹状細胞や歯根膜感覚神経線維などが選択的に破骨細胞の出現,分化を誘導していることが示唆された.関連の論文報告は,現在鋭意作成中である.樹状細胞は強力な抗原提示細胞として知られ,免疫担当細胞の分化発達を促す役割も明らかとなってきた.一方で,樹状細胞が破骨細胞の分化発達や骨表面へのリクルートに関わっている可能性があり,我々はラット歯根膜の樹状細胞と破骨細胞の関係を検討した.既に我々が報告したが,ラット歯根膜では歯の移動に伴って破骨細胞は特定領域に局在する.そして樹状細胞は破骨細胞とは明瞭に棲み分け的に分布していることが明らかとなっている.今回はラット臼歯を実験的に移動させ,歯根膜の破骨細胞の分布領域が変化するときに,樹状細胞がどのように変化するかを観察検討した.その結果,歯根膜での破骨細胞の分布領域の変化に伴い樹状細胞も分布領域を変化させ,明らかに破骨細胞と連動した分布の変化が認められた(公表準備中).また,今回の実験系では通常の組織ではあまり見られない幼若な破骨細胞と樹状細胞が多く観察でき,これらの細胞の分化発達過程を形態的に観察するのに適したモデルであることが確認できた.さらに,樹状細胞と破骨細胞の分化発達経路に関しても両細胞ともに骨髄由来といわれ,単球系を介して歯根膜で分化すると考えられ,今回の実験結果をふまえて両細胞の特殊な関係がさらに強く示唆された.歯根膜において,破骨細胞が骨吸収領域に分布し,樹状細胞が歯根膜および歯槽骨増殖の領域に特異的に分布することは,歯の移動に伴う歯根膜改造現象にこれらの細胞がそれぞれ重要な働きを担っている可能性が示唆された.特に,破骨細胞の分化発達の過程で,樹状細胞が直接の細胞接触によって情報の伝達,刺激を行っている可能性があり,透過型電顕による細胞膜接触の超微細構造を研究中であり,一部は日本骨代謝学会(2002年7月、岡山)において公表した.我々はラット歯根膜の樹状細胞と破骨細胞の関係を検討した.既に我々が報告したが,ラット歯根膜では歯の移動に伴って破骨細胞は特定領域に局在する.そして樹状細胞は破骨細胞とは明瞭に棲み分け的に分布していることが明らかとなっている.今回はラット臼歯を実験的に移動させ,歯根膜の破骨細胞の分布領域が変化するときに,樹状細胞がどのように変化するかを観察検討した.その結果,歯根膜での破骨細胞の分布領域の変化に伴い樹状細胞も分布領域を変化させ,明らかに破骨細胞と連動した分布の変化が認められ,論文にて公表した(松本歯学29:59-65,2003).また,今回の実験系では通常の組織ではあまり見られない幼若な破骨細胞と樹状細胞が多く観察でき,これらの細胞の分化発達過程を形態的に観察するのに適したモデルであることが確認できた.今回の免疫組織化学的電顕所見をふまえて両細胞の特殊な関係がさらに強く示唆され,これらの成果の一部は歯科基礎医学会(2003年9月盛岡)にて公表した.破骨細胞のマーカーとして酒石酸耐性酸性ホスファターゼの他にcathepsin Kを用いてさらに幼弱な破骨細胞の同定に臨んだ.

また,歯根膜神経支配と骨吸収の関連性にも目を向け,神経細胞と破骨細胞の細胞膜接触を電顕レベルで検索中である.以上,歯根膜において破骨細胞が骨吸収領域に分布し,樹状細胞が歯根膜および歯槽骨増殖の領域に特異的に分布することは,歯の移動に伴う歯根膜改造現象にこれらの細胞がそれぞれ重要な働きを担っている可能性が示唆された.昨年度までの研究成果として,ラット歯根膜の樹状細胞と破骨細胞の関係を検討し,歯の移動に伴って破骨細胞は特定領域に局在すること.そして樹状細胞は破骨細胞とは明瞭に棲み分け的に分布していることが明らかとなっている.さらに,ラット臼歯を実験的に移動させ,歯根膜の破骨細胞の分布領域が変化するときに,樹状細胞がどのように変化するかを観察検討した.その結果,歯根膜での破骨細胞の分布領域の変化に伴い樹状細胞も分布領域を変化させ,明らかに破骨細胞と連動した分布の変化が認められ,論文にて公表した(松本歯学29:59-65,2003).また,今回の実験系では通常の組織ではあまり見られない幼若な破骨細胞と樹状細胞が多く観察でき,これらの細胞の分化発達過程を形態的に観察するのに適したモデルであることが確認できた.今回の免疫組織化学的電顕所見をふまえて両細胞の特殊な関係がさらに強く示唆され,これらの成果の一部は歯科基礎医学会(2003年9月盛岡)にて公表した.今年度は破骨細胞のマーカーとして酒石酸耐性酸性ホスファターゼの他にcathepsin Kを用いてさらに幼弱な破骨細胞の同定に臨んだ.そして歯根膜毛細血管周辺に極めて幼弱な小型円形のcathepsin K陽性細胞を観察できたが,未だ,形態的特徴の同定には至っていない.また,歯根膜神経支配と骨吸収の関連性にも目を向け,歯根膜神経線維と破骨細胞の細胞膜接触を電顕レベルで検索した.そして,歯根膜神経線維とcathepsin K陽性細胞の関連性を示唆する所見を観察した.以上,歯根膜において破骨細胞が骨吸収領域に特異的に分布することは,歯の移動に伴う歯根膜改造現象において樹状細胞や歯根膜感覚神経線維などが選択的に破骨細胞の出現,分化を誘導していることが示唆された.関連の論文報告は,現在鋭意作成中である.
時計遺伝子制御に基づく膵・胆道癌の癌微小環境形成

難治性癌の代表である膵癌・胆道癌の病態には、癌細胞の上皮間葉転換を伴う浸潤増殖および脈管侵襲を介した転移が関与している。胆管癌細胞株とヒト間葉系幹細胞株との共培養系モデルにおいて、癌細胞株の形態変化、免疫組織染色で、癌細胞に上皮間葉転換が生じることを明らかにした。また、共培養を施行した胆管癌細胞株において、DEC1の発現が上昇していることを、RT-PCRを用いて明らかにし、時計遺伝子の制御のもと、癌微小環境が形成されることが示唆された。生体に近い癌微小環境モデル(リンパ管組織を含む三次元培養モデル)を作製し胆管癌細胞株がリンパ管に浸潤する組織像を得ることができた。時計遺伝子DEC1とDEC2は全身のあらゆる臓器で発現し、日内リズム、免疫や、癌化、低酸素応答、アポトーシス、組織分化の制御など、多彩な働きを有している。本研究では、難治性癌の代表として知られている、膵・胆道癌の癌微小環境に及ぼす時計遺伝子の働きを解析する。すなわち、癌細胞とヒト間葉系幹細胞(human mesenchymal stem cell; hMSC)とを共培養することで、癌間質線維化を伴う、癌微小環境形成を確認する。そして、癌細胞の増殖、浸潤に及ぼす時計遺伝子の働きを明らかにする。今回我々は、胆管癌細胞とヒト間葉系幹細胞を共培養し、癌細胞の形態変化、免疫染色の結果において、癌細胞に上皮間葉転換が生じることを明らかにした。また、この癌微小環境下にて、癌細胞でDEC1の発現が上昇することを、RT-PCRを用いて明らかにした。これらの結果から、DEC1が癌微小環境形成において重要な役割を形成することが示唆された。胆管癌細胞株(TFK-1)とヒト骨髄由来間葉系細胞(human mesenchymal stem cell; hMSC)との直接または、間接共培養を行い、癌細胞の形態変化、免疫染色における変化に注目した。形態学上、癌細胞が、間葉系細胞に類似した形態を示し、免疫染色においても、上皮間葉転換(EMT)マーカーの発現が観察され、共培養下で、癌細胞にEMTが生じることを明らかにした。また、上記の癌微小環境下で、時計遺伝子(DEC1)の発現をRT-PCRを用いて検討したところ、癌細胞において、DEC1の発現が上昇していることを明らかにした。難治性癌の代表である膵癌・胆道癌の病態には、癌細胞の上皮間葉転換(epithelial mesenchymal transition、EMT)を伴う浸潤性増殖、および脈管侵襲を介した転移が関与している。この癌細胞の上皮間葉転換には癌細胞と癌関連線維芽細胞との関連が重要である。胆管癌の外科切除標本を用いた検討では、原発巣、リンパ節転移巣において癌関連線維芽細胞の多い症例で優位に予後不良となることを明らかにした。また、胆管癌細胞株とヒト間葉系細胞株との共培養系モデルにおいて、癌細胞の形態変化、免疫染色で癌細胞におけるvimentinの発現上昇、E-cadherinの発現低下といった、上皮間葉転換が生じることを明らかにした。また同環境下における時計遺伝子の関与を検討したところ、共培養を施行した胆管癌細胞において、DEC1の発現が上昇していることを、RT-PCTを用いて明らかにし、時計遺伝子の制御のもと、癌微小環境が形成されることが示唆された。さらにより生体に近い癌微小環境モデルの作製のため、リンパ管組織を含む三次元培養モデルにおいてリンパ管に癌細胞が浸潤する組織像を得ることができた。胆道癌細胞株(TFK-1, HuCCT1等の複数の細胞株)とヒト間葉系幹細胞(human mesenchymal stem cell; hMSC)との共培養系を用いて、癌微小環境下における時計遺伝子(DEC1, DEC2)の働きを解明する。具体的には、a)癌細胞とヒト間葉系幹細胞との共培養下において、DECのRNA干渉(ノックダウン)による、癌細胞の増殖、浸潤能を調べる。b)同様に、共培養下にて、DECの高発現(overexpression)による増殖、浸潤能を調べる。そして、包括的に、癌微小環境と時計遺伝子との関連について検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。人体病理学28年度が最終年度であるため、記入しない。
静止軌道衛星の表面帯電緩和法の開発

90年代末以降に、静止軌道(GEO)通信放送衛星内配電電圧(バス電圧)の100V化に伴って、衛星の表面帯電に起因した事故が多発化の傾向にある。GEOの表面帯電は80年代半ばにある程度解決された問題と見做されてきたが、衛星バス電圧が増加すると共に従来の対策では不十分であるとの認識が広まっている。本研究では大型GEO衛星に対応した表面帯電の緩和手法を開発することを目的とする本研究では具体的には以下の2点の手法について試作品を製作し、地上実験において効果を検証した。(1)衛星電位が負に沈みこむと同時に電子を衛星から放出することで衛星電位をゼロ付近に保って、危険な帯電状態を回避する「電子エミッタ」(2)太陽電池アレイのような脆弱な部分で放電が発生する前に、わずかな電位差でわざと放電する「避雷針」電子エミッタは炭素含有導電性接着剤の上に高分子フィルムを貼り付け、接着剤の縁を露出させてトリプルジャンクションを形成させることが有効であることがわかった。絶縁剤の帯電により、接着剤の縁から自動的に電子が放出され、一時間程度にわたって安定的に電子を放出することでできた。数cm角の素子を100個程度衛星表面に貼り付ければ、大型静止衛星の帯電を阻止できることがわかった。避雷針については、通常の太陽電池を使い、むき出しにした電池側面を荒らすことで、100倍以上の確率で放電が発生しやすくなることを示した。これらの避雷針素子を太陽電池パネル上にはりつければ通常の太陽電池での放電を1%以下に抑えることができる。本研究の2つの帯電緩和・放電抑制手法は素子が自動的に作動することで他の装置は必要なく、現状世界で最も簡便、軽量、低コストの放電対策システムとなり得る。今後は宇宙環境への耐性などについて研究を深め、軌道上実証の機会を探っていく。本研究では大型GEO衛星に対応した表面帯電の緩和手法を開発することを目的とする。今年度は、(1)静止軌道衛星が果してどれくらいの期間危険なプラズマ状態に囲まれるかについての調査(2)太陽電池アレイのような脆弱な部分で放電が発生する前に、他の部位でわざと放電する「避雷針」についての予備実験を行った。(1)については、ロスアラモス研究所の衛星観測データの相関解析を行い、衛星を-1kV以上に帯電させるような危険なプラズマ状態が2時間程度は続くことが判った。(2)については、供試体を製作した。供試体としては、宇宙用絶縁部材に金属電極(アルミ、銀)を蒸着させたものや、抵抗率・二次電子係数で工夫をしたもの、電界放出を促進させる用に電界強調部を有した供試体を製作した。供試体を真空チャンバーに入れ、高真空下で510keVの電子ビームを照射し絶縁部材を帯電させた。その際、比較用として既存のデザインの太陽電池アレイにも同時に同強度の電子ビームを照射した。予備実験の結果、避雷針で放電すると、放電で発生したプラズマが周辺の太陽電池カバーガラスの帯電を緩和していることを確認した。