hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
後白河院の絵巻制作とその機能に関する調査研究

模本調査は平成12年度に実施する予定である。後白河院(1127-1192)はさまざまなジャンルにわたる浩瀚な絵巻を作らせたことが知られるが、その多くは失われ「伴大納言絵巻」「吉備大臣入唐絵巻」「病草紙」「餓鬼草紙」「地獄草紙」などが現存するのみである。これらの絵巻研究は個別の作品研究が中心であり、後白河院による絵巻制作の全容とその意味は未だ明らかにされていない。これは「年中行事絵」をはじめとする行事絵や「彦火々出見尊絵巻」が模本でしか現存していないことが要因であると考えられる。本研究は、今まであまり注目されることのなかった模本の調査研究と資料収集を通して、後白河院の絵巻制作とその機能を複眼的に、また総合的にとらえるものである。平成12年度は、平成11年度に引き続き、「伴大納言絵巻」の大型図書を購入し、「彦火々出見尊絵巻」模本と「伴大納言絵巻」および「吉備大臣入唐絵巻」の人物表現の比較検討をおこなった。本年度はさらに、文献史料から平安時代の結婚儀礼と出産儀礼の様相を明らかにし、それを踏襲あるいは逸脱した「彦火々出見尊絵巻」の女性表象を検討することによって、「彦火々出見尊絵巻」の制作意図について考察した。詳細は、『成育儀礼の歴史と文化(仮題)』(服藤早苗編、森話社)にて発表の予定である。また、模本の資料収集の一環として、東京国立博物館保管の「年中行事絵」模本と「承安五節絵」模本の写真資料を購入したため、「彦火々出見尊絵巻」の模本調査および写真撮影は平成13年度に実施する予定である。平成13年度は、「彦火々出見尊絵巻」の模本に描かれた異界の表現、ひいては院政期の異界観について検討した。まず、「彦火々出見尊絵巻」の原本と同じ、常磐光長または光長工房の作である「伴大納言絵巻」「吉備大臣入唐絵巻」を取り上げ、これらの絵巻に描かれたモチーフを、装束、武器、調度、建築、自然、乗物の六つのジャンルに分け、さらにそれらを、帝(皇帝、龍王)、男性貴族、女房(女官)、武将、庶民の装束、扇(団扇)、刀(剣)、槍、鉾、弓矢、馬具、飲食器、家具、建物、樹木、牛車、船に細分し、比較検討した。その結果、三つの絵巻はそれぞれ日本、中国、龍宮を卿台にしているが、「吉備大臣入唐絵巻」に表わされた中国風のモチーフは、「彦火々出見尊絵巻」における龍宮世界のモチーフと共通すること、そして、これらの異国・異界のモチーフは、日本を舞台にした「伴大納言絵巻」のモチーフと基本的に同形ではあるものの、輪郭線を湾曲させ、大柄な文様を描き込み、鮮やかな色彩を塗るなど、より装飾的に加工されたものであることが明らかになった。これらのことから、色彩と装飾の過剰なモチーフは、絵巻の鑑賞者に対し、物語の舞台が異国または異界であるとの認識を促し、それらが繰り返し用いられることによって、異国・異界を表わす記号になっていったと考察される。すなわち、院政期における想像上の異国・異界とは、色彩と装飾の過剰な世界であったと考えられる。詳細は、平成14年度中に論文として発表する予定である。平成14年度は、現在、京都国立博物館に寄託されている京都・曇華院蔵の「彦火々出見尊絵巻」模本の調査をおこない、さらに、京都国立博物館に所蔵されるカラーおよびモノクロ写真を、曇華院の許可を得て入手した。曇華院本は全4巻。第1巻は明通寺本の第1、2巻に、第2巻は明通寺本の第3、4巻に、第3巻は明通寺本の第5巻に、第4巻は明通寺本の第6に相当する。模写の経緯や筆者は不明であるが、画風から、江戸時代後期の住吉派の絵師による模本と考えられる。丁寧に描かれたモチーフのかたち、建物や衣の彩色や文様は明通寺本と非常に近く、詞書の字詰の行どりも同一であることから、おそらく、明通寺本を転写したものと推測される。一方、東京国立博物館には、狩野養信、中信、立信による全3巻の模本が保管されている。
ペプチド開口放出の調節とペプチドによる神経修飾作用の分子生理学的解析

本研究では、脊椎動物においてGnRHニューロンの解析に最も適した実験系の一つである淡水産熱帯魚ドワーフグーラミーの脳を用い,まず脳・下垂体スライス標本から培養液中へのGnRH放出をラジオイムノアッセイ(RIA)で測定し、視索前野と終神経という異なるGnRH系の分泌活動の違いやそれらの機構を明らかにした。また,視索前野GnRH系においてGnRH放出の顕著な雌雄差を見出し,それがsbGnRHという分子種のGnRHペプチドを産生するニューロンの雌雄差によることを発見した。次に,微小炭素繊維電極を作製してGnRHを電気化学的に測定する方法を開発し、この方法を用いて、脳・下垂体スライスにおける視索前野GnRHニューロン軸索終末領域から、ホルモン分泌活動のリアルタイム記録を行った。また、GnRH放出に関与すると考えられるイオンチャネルなどの検索を行った。次に,GnRH放出に重要であるGnRHニューロンのペースメーカー活動の生成と,神経伝達・修飾物質によるその修飾のメカニズムについて電気生理学的に解析した。その結果,GnRHペプチド自体による終神経GnRHニューロンのペースメーカーの修飾にはNおよびR型のカルシウムチャネルが関与していることが強く示唆された。また,終神経GnRHニューロンへの興奮性シナプス入力としてグルタミン酸が候補に上がったので,このグルタミン酸受容体の同定を試みた。各種のアゴニスト・アンタゴニストを用いた実験の結果、既知のグルタミン酸受容体に加え、これまでにない新しい薬理学的性質を持ったグルタミン酸受容体があることを発見した。本研究の結果は、脊椎動物中枢神経系のペプチド神経修飾系の一般的な性質を理解する上で貴重な常法を提供すると考えられる。本研究では、脊椎動物においてGnRHニューロンの解析に最も適した実験系の一つである淡水産熱帯魚ドワーフグーラミーの脳を用い,まず脳・下垂体スライス標本からのGnRH放出をラジオイムノアッセイ(RIA)で測定し、異なるGnRH系の分泌活動の違いやそれらの機構を明らかにした。その結果,1)GnRH分泌量の雌雄差などの点において終神経GnRH系と視索前野GnRH系のGnRH分泌活動に違いがあること、終神経GnRHニューロンではグルタミン酸の入力を受けて脱分極がおこり、主に電位依存性N-typeカルシウムチャネルが開いてCa^<2+>が流入し、それによってGnRH分泌が起こること,終神経GnRH系の自発的GnRH放出には、細胞内カルシウムストアとストアヘCa^<2+>を補充する役割を持つ容量性カルシウム流入が関わっていること等を明らかにした。2)微小炭素繊維電極を自作してGnRH溶液の電気化学的測定を行ったところ、微小炭素繊維電極の電極電位をおよそ600-800mV以上にすればGnRHの酸化電流を測定できることが分かった。このことから、微小炭素繊維電極の電極電位を800mV以上に保持することにより、脳・下垂体の局所的な場所からのGnRH分泌を記録することができると考えられた。この方法を利用して、ドワーフグーラミー矢状断脳スライス標本の下垂体における視索前野GnRHニューロンの軸索終末付近からの分泌活動のリアルタイム記録を行ったところ,脱分極刺激により分泌活動を反映する酸化電流がK^+濃度依存的に観測された。

この方法は、GnRHを分泌する脳内の領域や細胞からの局所的なGnRH放出のリアルタイム測定に応用することができ、GnRH系の機能を解析する有効な手段になると考えられる。本研究では、脊椎動物においてGnRHニューロンの解析に最も適した実験系の一つである淡水産熱帯魚ドワーフグーラミーの脳を用い,まず脳・下垂体スライス標本からのGnRH放出をラジオイムノアッセイ(RIA)で測定し、異なるGnRH系の分泌活動の違いやそれらの機構を明らかにした。次に,微小炭素繊維電極を作製してGnRHを電気化学的に測定する方法を開発し、この方法を用いて、脳・下垂体スライスにおける視索前野GnRHニューロン軸索終末領域から、ホルモン分泌活動のリアルタイム記録を行った。また、GnRH放出に関与すると考えられるイオンチャネルなどの検索を行った。その結果,GnRH分泌量の雌雄差などの点において終神経GnRH系と視索前野GnRH系のGnRH分泌活動に違いがあること、終神経GnRHニューロンではグルタミン酸の入力を受けて脱分極がおこり、主に電位依存性N-typeカルシウムチャネルが開いてCa^<2+>が流入し、それによってGnRH分泌が起こること,終神経GnRH系の自発的GnRH放出には、細胞内カルシウムストアとストアへCa^<2+>を補充する役割を持つ容量性カルシウム流入機構(SOC)が関わっていること等を明らかにした。また、電気生理学的にもこれらがGnRH放出に重要なペースメーカー活動の生成および頻度修飾に関与していることがわかった。次に微小炭素繊維電極を自作して、ドワーフグーラミー矢状断脳スライス標本の下垂体における視索前野GnRHニューロンの軸索終末付近からの分泌活動のリアルタイム記録を行ったところ,脱分極刺激によりGnRH分泌活動を反映する酸化電流がK^+濃度依存的に観測された。本年度の研究では、脊椎動物においてGnRHニューロンの解析に最も適した実験系の一つである淡水産熱帯魚ドワーフグーラミーの脳を用い,まず脳・下垂体スライス標本から培養液中へのGnRH放出をラジオイムノアッセイ(RIA)で測定し、視索前野と終神経という異なるGnRH系の分泌活動の違いやそれらの機構を明らかにした。また,視索前野GnRH系においてGnRH放出の顕著な雌雄差を見出し,それがsbGnRHという分子種のGnRHペプチドを産生するニューロンの雌雄差によることを発見した。次に,GnRH放出に重要であるGnRHニューロンのペースメーカー活動の生成と,神経伝達・修飾物質によるその修飾のメカニズムについて電気生理学的に解析した。その結果,GnRHペプチド自体による終神経GnRHニューロンのペースメーカーの修飾にはNおよびR型のカルシウムチャネルが関与していることが強く示唆された。
湖沼水中における活性酸素種の化学的動態の解明

活性酸素種は多様な分子・化合物と高い反応性を示すため、その動態を理解することは生態系評価において重要である。しかし、自然水中での活性酸素種生成や消費に関わる因子は十分に解明されていない。本研究では、腐植物質と光学反応が活性酸素種の化学的動態に及ぼす影響に着目し、多様な腐植物を用いた光照射実験から腐植物質の芳香族含有量が、自然水中でのスーパーオキシド及び過酸化水素の生成に寄与していることを明らかにした。腐植物質を介した光化学反応は、湖沼を含めた淡水中において、活性酸素の生成に寄与しているが、その活性酸素種生成や消費を介する腐植物質の化学的因子は十分に解明されていない。本課題では、活性酸素の中でも特に過酸化水素(H2O2)とスーパーオキシド(O2-)の生成機構に着目し、腐植物質を介した活性酸素種の化学的動態を明らかにすることを目的とした。起源を異にする多様な腐植物質を含む模倣自然水に、模倣太陽光であるキセノンランプ光を照射する実験系を構築した。その結果、H2O2濃度は紫外領域の光照射により時間とともに線形的に増加し続け、一方で、O2-濃度は照射直後に増加するものの、その後減少する傾向が観測された。O2-が不均化反応によりH2O2に変換されるという仮定のもと速度論モデルを提案し、実験データに適合させることで、各活性酸素種の生成速度定数を算出した。腐植物質の化学性質と比較した結果、各速度定数は芳香族含有量と高い正の相関があった。これは、光照射することで芳香族部位、特に電子授与体の働きがあるキノン系部位によって活性酸素が生成されるためと考えられる。湖沼を含めた淡水中で腐植物質が遍在することを鑑みると、晴天時に太陽光の中でも紫外光が表層水に吸収されることで、活性酸素が容易に生成されることが推測される。実際に、本課題の一部で、相模湖の水サンプルに模倣太陽光を照射したところ、上記実験で得られた活性酸素生成速度と同程度の値が得られた。このような活性酸素が生物や金属循環を含めた自然環境においてどのような影響を及ぼしているのか不明な点は多いが、O2-はH2O2より反応性が高いこと等を考えると、環境中での動態は両分子で大きく異なると予想される。本課題では、腐植物質を介した活性酸素種の生成を定量的に示すことができ、その成果は活性酸素分子の環境中での動態を明らかにするための重要な基礎的知見となる。過酸化水素(H2O2)やスーパーオキシド(O2-)など活性酸素種は自然水中で反応性が高く、自然有機物質や還移金属などの酸化還元に深く関与しているため、活性酸素種の動態理解は水域生態系を評価するために重要である。自然水中でのH2O2は、主に腐植物質に光が照射されることで生成されることが知られているが、その生成因子や過程は十分に明らかにされていない。このような背景の中本研究は、腐植物質の光化学反応により活性酸素種の主要な生成過程や因子を化学的に解明することを目的とした。既往の研究から、腐植物質の光化学反応によるH2O2の生成では一重項酸素が関与することが推測されている。しかし、本研究では、室内実験において一重項酸素を極端に増減させた系においても活性酸素種の生成が大きく変化しなかったことから、H2O2生成は溶存酸素がO2-さらにH2O2に還元される経路を取ることが分かった。この結果を確認するため、腐植物質存在下で溶存酸素が光還元され、さらに腐植物質の触媒作用によりO2-がH2O2に還元される化学反応をモデル化し、それにより算出されたH2O2生成速度と実測した生成速度の比較を行った。腐植物質によるO2-の還元反応速度に関して既往の報告値を用いると、15種の腐植物質に対しての予測値と実測値の間で正の相関がみられたが、予測値が十倍ほど上回る結果となったため、本研究では、新たにO2-の還元反応速度を決定し、合理的な化学反応モデルを構築した。また、H2O2とO2-の生成速度が、腐植物質中の芳香族化合物の割合と高い相関を示すことが明らかとなった。光照射することで腐植物質中の芳香族化合物部位、特に電子を受け渡す働きのあるキノン基の働きによってO2-、H2O2が生成されていると説明できる。このように実験室にて得られた知見は、野外で得られた湖沼水サンプルのいくつかにも同様に適用することができた。本年度の研究はおおむね順調に進展した。過酸化水素やスーパーオキシドなどの活性酸素種は、多様な分子やイオンと高い反応性を示すため、微量であっても金属や有機物質の酸化還元反応や生物利用性に深く関わり、一方生物毒性も示す。従って、活性酸素種の動態を理解することは生態系評価には重要と考えられるが、ダム湖や河川などの自然水中での活性酸素種生成や消費に関わる因子は十分に解明されていない。

今年度は、腐植物質と光学反応が活性酸素種の化学的動態に及ぼす影響を解明することを目的とし、様々な標準腐植物を用いた光照射実験の結果、スーパーオキシド及び過酸化水素の生成速度が、紫外線および腐植物質の芳香族部位と高い相関を示すことが明らかになった。本研究のように、自然水中で活性酸素種を対象として、その化学反応速度論を詳細に調べた既往研究は限られており、本研究はこれまでにない新しい知見を提供したといえる。次年度以降は,野外調査なども含めて広範な実水域での検証が望まれる。平成24年度は、前年度の実験ならびに野外調査を継続するとともに対象湖沼をさらに12つ選定し,湖沼の地域性や季節変化が活性酸素種の動態に及ぼす影響を調査する。さらに、自然水中での活性酸素種の動態や役割、機能について得られた結果を取りまとめ、学会等にて成果の発表を行う。本研究では、野外調査により採取した試料を持ち帰り、実験室で化学反応速度の分析に供する。そのため平成24年度においては、実験や調査で使用する消耗品類として、ガラス・サンプリング器具類、一般試薬類、記憶媒体等の物品費として500千円を計上している。野外調査や海外共同研究者との打ち合わせ、学会発表にかかる旅費(宿泊・交通費)として800千円を計上した。野外・実験室での作業を円滑に行うため、調査・実験協力人件費として200千円を計上した。研究成果の執筆や発表に関わるその他費用として100千円を計上した。また、研究をより効率的に遂行するため、平成23年の予算の一部(消耗品類等)を平成24年4月に使用したことをここに記す。
超音波治療における生体の3次元変動追従型治療領域検出システムの開発

本研究の目的は、超音波治療の新規で革新的な3次元超音波イメージングを可能にする小型1.5-dimensional(1.5-D)アレイプローブ、および3次元イメージングのための新規アルゴリズムの研究開発である。昨年度まで、新規の3次元超音波イメージングのための1.5-Dアレイプローブの形状・超音波パラメータの最適化を行い、。最終年度は、1.5-D超音波アレイプローブを実際の治療装置に統合した治療システム開発を行った。本研究の目的である、1.5-Dアレイプローブによる組織変位の追従が実際の治療系でも可能かを検証するため、自動3軸ステージを使い、組織変位を模擬した実験系を構築した。強力集束超音波照射実験を行った結果、実際の体動の速度でも十分に組織変位が追従できることを確認した。本研究を通して研究開発した新規超音波プローブの実用性・有用性を確認した。また、強力集束超音波治療時の治療用超音波ノイズを除去する新規アルゴリズムを開発し、そのアルゴリズムを本イメージングプローブに実装した。本研究により、従来の1-dimensional(1-D)アレイプローブでは、追従不可能なスライス方向(超音波照射方向に対して垂直な方向)の変位を追従する1.5-Dアレイプローブを開発し、従来の約3倍の範囲までの変位を追従することができるようになった。本研究により、非常に低コストで、広範囲(従来の3倍)の超音波治療モニタリングが可能になり、従来の超音波治療では不可能であった、呼吸振動を追従できる安全な治療が実現できることが示唆された。また、本研究で得られた成果により、医師の知見・スキルに依存しない、半自動超音波治療システムを構築することができた。平成28年度は、新規の3次元イメージングのための1.5-Dアレイプローブの形状・超音波パラメータの最適化を行った。従来の1-dimensional(1-D)アレイプローブでは、追従不可能はスライス方向(超音波照射方向に対して垂直な方向)に関して提案する1.5-Dアレイプローブでも追従できるような、形状・素子配置・超音波周波数の探索を行った。超音波シミュレーション・生体変形有限要素解析等を行うことで、従来の超音波プローブの約3倍のスライス方向の変位追従を可能にする1.5-Dアレイプローブの超音波・形状パラメータを決定し、その最適化法に関して体系的に整理した。素子数の限られた1.5-Dアレイプローブでのスライス方向の変位追従検討および最適パラメータを体系的に整理した結果は、世界で初めての成果であり、本検討により、本プローブの超音波治療の超音波3-Dモニタリングへの適用可能性を明らかにしただけでなく、今後、研究が広く進められていくであろう2-Dアレイプローブの最適化への知見を得ることができ、社会的意義も大きい。平成28年度の成果は、1.5-Dアレイプローブを用いた超音波治療モニタリングへの挑戦的な課題への解決の第1歩となるアレイプローブの最適化に関する重要な知見と、それを体系化したことである。平成28年度は、3次元イメージングのための超音波シミュレーションを精力的に行い、その結果を解析することで、超音波治療モニタリングのための新規1.5Dアレイプローブに関する、周波数・形状・素子配置等の最適化を行うことができた。当初28年度に計画していた仕様検討を終了できたことから、おおむね順調に進展していると言える。また、生体組織変形に関する有限要素解析にも取り組んでおり、3次元の組織変動追従のための新規アルゴリズム開発にも着手していることから、ほぼ計画通りに研究を遂行していると考える。1.5D超音波アレイトランスデューサのプロトタイプを試作し、その性能評価および有用性の評価を行った。前年度に行っていた音場シミュレーション結果とプロトタイプによる実測結果の比較を行い、その違い等について詳細な検討を行った。結果として、前年度の音場シミュレーション通りの音場実測結果が得られた。また、本プロトタイプを用いて超音波治療モニタリングを行い、有用性評価も行った。従来不可能であった、超音波イメージングプローブのスライス方向の変位追従を可能にしながら、強力集束超音波治療中の組織変化をモニタリングすることができた。本新規プローブにより、従来の1Dプローブの約3倍のスライス方向変位追従を可能にできた。1.5D超音波プローブのプロトタイプ開発により、本研究の目的の一つである、「呼吸振動時の超音波治療モニタリング」を可能にすることできた。本研究により、今まで不可能だった、ランダムな呼吸振動時においても超音波治療モニタリングを行いながら治療できる画期的な技術を創出することができた。本技術により、超音波治療のより複雑な系への適用が期待できる。平成30年度は、本プロトタイプの超音波プローブの画像再構成アルゴリズムを検討し、キャビテーションや沸騰気泡が治療中に生じた場合にも、治療領域のみを検出・可視化できる技術や、治療中の治療用超音波ノイズを除去する新規アルゴリズム開発を行い、より実用的に有用な超音波治療モニタリングシステムを検討していく予定である。研究計画当初の予定であった、新規1.5D超音波アレイプローブの試作と音場シミュレーションの比較を行い、性能評価を行った。その点において、計画通りに進捗していると考えられる。

また、計画にある通り、本プローブを用いた強力集束超音波治療モニタリングへの適用も実施しており、本プローブの実用的有用性の検討にも着手している点において、おおむね順調に進展していると考えられる。本研究の目的は、超音波治療の新規で革新的な3次元超音波イメージングを可能にする小型1.5-dimensional(1.5-D)アレイプローブ、および3次元イメージングのための新規アルゴリズムの研究開発である。昨年度まで、新規の3次元超音波イメージングのための1.5-Dアレイプローブの形状・超音波パラメータの最適化を行い、。最終年度は、1.5-D超音波アレイプローブを実際の治療装置に統合した治療システム開発を行った。本研究の目的である、1.5-Dアレイプローブによる組織変位の追従が実際の治療系でも可能かを検証するため、自動3軸ステージを使い、組織変位を模擬した実験系を構築した。強力集束超音波照射実験を行った結果、実際の体動の速度でも十分に組織変位が追従できることを確認した。本研究を通して研究開発した新規超音波プローブの実用性・有用性を確認した。また、強力集束超音波治療時の治療用超音波ノイズを除去する新規アルゴリズムを開発し、そのアルゴリズムを本イメージングプローブに実装した。本研究により、従来の1-dimensional(1-D)アレイプローブでは、追従不可能なスライス方向(超音波照射方向に対して垂直な方向)の変位を追従する1.5-Dアレイプローブを開発し、従来の約3倍の範囲までの変位を追従することができるようになった。本研究により、非常に低コストで、広範囲(従来の3倍)の超音波治療モニタリングが可能になり、従来の超音波治療では不可能であった、呼吸振動を追従できる安全な治療が実現できることが示唆された。また、本研究で得られた成果により、医師の知見・スキルに依存しない、半自動超音波治療システムを構築することができた。今後は、昨年度までの超音波シミュレーション結果および1.5Dアレイプローブの最適化結果を元に、プローブの試作と評価を行う予定である。そのプローブを使い、実際の超音波治療時を模擬した実験系を形成し、治療モニタリングへの適用有効性を検討していく予定である。沸騰気泡・キャビテーション気泡等が治療中に生じた際に3次元変位追従が困難になる可能性があるが、その際の対応策・新規技術なども同時に研究開発していく予定である。また、生体組織変形に関する有限要素シミュレーションをさらに進めることにより、生体中にキャビテーション・沸騰気泡が生じた場合の特異な変形を解析する。その解析結果を元に、平行移動と線形変換を組み合わせたアフィン変換等のアルゴリズムと画像補間技術を適用して、より複雑な変形が生じた場合にも動きが追従できるアルゴリズムを開発する。平成30年度は、主に、超音波画像を生成する画像処理アルゴリズムの研究開発に取り組む予定である。現状では、超音波治療時に治療用超音波ノイズが超音波画像に被ってしまい、確実な治療モニタリングができない。
膵癌の糖代謝を標的とした遺伝子治療 -糖輸送担体の発現抑制により腫瘍の増殖・浸潤を抑制できるか

癌組織では活発な糖代謝が行われており、その主要な糖輸送担体GLUT1の発現が亢進し糖の取り込みが増加していることが報告されている。膵癌は難治性悪性腫瘍の代表であり、その予後は非常に悪い状態にとどまっているが、2-deoxy-2[18F]fluoro-d-glucoseを用いたpositron emission tomographyでは膵癌において陽性率高く、臨床的にも糖代謝を重要であることを示唆している。本研究ではヒト膵癌細胞株から作成したanti-sense GLUT1mRNA高発現株の中で最も糖輸送活性が低下していたstable clone Capan-2-ASを中心にGLUT1蛋白の発現抑制による細胞増殖に及ぼす効果を検討した。GLUT1発現抑制した細胞株(αGLUT1)の細胞増殖速度をMTT法にて測定、野生株(Wt)に比較して約35%の低下、糖輸送活性は24%まで低下を示した。さらにαG1LUT1細胞株ではMAPKは低下しており、細胞周期の解析ではS期が減少しG1期の比率が増加していた。p21の発現は増加していた。このGLUT1発現抑制効果はその他のヒト膵癌細胞株PANC-1、AsPC-1、BxPC-3でも共通した効果があり、その作用はGLUT1発現量に依存する傾向であった。しかしながら、糖輸送担体のαGLUT1細胞株におけるアポトーシスの増加は認めなかった。膵癌細胞では活発な糖代謝から糖の細胞内への取り込みが亢進している。GLUT1の発現抑制により糖の取り込みを抑制することにより細胞増殖は抑制されたが、アポトーシスには影響を認めなかった。これらの結果をら膵癌の遺伝子治療の標的としてエネルギー供給を抑制し、癌治療への応用が示唆された。膵癌は難治性悪性腫瘍の代表であり、その予後は非常に悪い状態にとどまっている。早期発見が困難でありしかも転移、浸潤しやすいといつ解剖学的要因と共に、膵発癌の分子機構の複雑さもその一因と考えられる。このような治療困難な悪性腫瘍の新しい治療法として各種疾患に対する遺伝子治療が検討されている。さらに、宿主の全身管卑の立場から担癌状態では癌の進展に伴い、インスリン抵抗性が生じ糖輸送担体GLUT4が病気が進むと栄養状態の不良と独立の因子として低下してくる。本研究では糖輸送の観点から膵癌細胞に対する遺伝子治療の基礎的研究と臨床的宿主のインスリン抵抗性の改善を目的に研究を行った。本年度はヒト膵癌細胞株PANC-1,Capan-2を用いてantisense GLUT1mRNAの高発現株を作成し、stable cloneを得た。各々の細胞株からのcelllysateをSDS-PAGEからWestern Blot法にてGLUT1蛋白の発現抑制を確認した。GLUT1発現抑制した細胞株の細胞増殖速度をMTT法にて測定したところ、野生株に比較してGLUT1発現抑制株ではPANC-1では約42%の低下、Capan-2では35%の低下が認められ、細胞株によりGLUT1発現抑制による細胞増殖抑制の感受性は異なっていた。糖輸送活性の測定(3-o-methylglucose transport activity)では野生株に比較してPANC-1では51%まで低下し、Capan-2においては24%と著明な糖輸送活性の低下を示した。現在さらに、他の細胞株MIA-PaCa-2,AsPC-1、BxPC-3についてもantisense GLUT1mRNAの高発現株からGLUT1発現抑制株の作成を実験中であり、膵癌細胞株によるGLUT1発現抑制の感受性の差から細胞増殖の機構を検討している。

癌組織では活発な糖代謝が行われており、その主要な糖輸送担体GLUT1の発現が亢進し糖の取り込みが増加していることが報告されている。膵癌は難治性悪性腫瘍の代表であり、その予後は非常に悪い状態にとどまっているが、2-deoxy-2[18F]fluor-d-glucoseを用いたpositron emission tomographyでは膵癌において陽性率高く、臨床的にも糖代謝を重要であることを示唆している。本研究では平成13年度に引き続き、ヒト膵癌細胞株から作成したanti-sense GLUT1mRNA高発現株の中で最も糖輸送活性が低下していたstable clone Capan-2-ASを中心にGLUT1蛋白の発現抑制による細胞増殖に及ぼす効果を検討した。GLUT1発現抑制した細胞株(αGLUT1)の細胞増殖速度をMTT法にて測定、野生株(Wt)に比較して約35%の低下、糖輸送活性は24%まで低下を示した。さらにαG1LUT1細胞株ではMAPKは低下しており、細胞周期の解析ではS期が減少しG1期の比率が増加していた。p21の発現は増加していた。このGLUT1発現抑制効果はその他のヒト膵癌細胞株PANC-1、AsPC-1、BxPC-3でも共通した効果があり、その作用はGLUT1発現量に依存する傾向であった。糖輸送担体のαGLUT1細胞株におけるアポトーシスの増加は認めなかった。膵癌細胞では活発な糖代謝から糖の細胞内への取り込みが亢進している。GLUT1の発現抑制により糖の取り込みを抑制することにより細胞増殖は抑制されたが、アポトーシスには影響を認めなかった。これらの結果から膵癌の遺伝子治療の標的としてエネルギー供給を抑制し、癌治療への応用が示唆された。
多元的宗教教育の意義と限界に関する国際比較研究

近年、多文化共生の観点から必要性が高まっている多元的宗教教育について、トルコとイギリスを事例に比較検討を行った。まず教科書の分析をもとに、両国ともに他宗教に対する寛容性を育むための宗教教育がどのような内容で行われているかを確認した。さらに、両国の宗教教育の内容の共通点と相違点、およびその背景や近年の教育改革の動向について分析しながら、多元的宗教教育の意義と限界について明らかにした。平成25年度は研究実施計画に沿う形で、トルコでの聞き取り調査を中心に研究を進めた。トルコの2012年の義務教育改革によって、多元的宗教教育にも大きな影響を与える改革が行われたため、海外調査以前には2012年の教育改革に関する情報の収集・整理・分析を行い、調査時には教育改革に関する情報収集及び意見交換を中心に行った。その結果、2012年の義務教育改革によって、宗教関連の選択科目が新設されるとともに、1997年に廃止されていたイマーム・ハティプ中学校が再開されるなど、イスラームに関する教育の強化傾向が明確になっていることが確認できた。再開されたイマーム・ハティプ中学校は、1997年以前よりも宗教科目が強化されている。また、宗教関連の選択科目として新設された「クルアーン」「ムハンマドの生涯」「宗教の基礎知識」の3科目は、イスラームに関する知識と理解を深めるための科目であり、この点もイスラームに関する教育の強化である。従来、公立普通学校では、宗教教育は「宗教文化と道徳」という科目でのみ行われていた。この「宗教文化と道徳」は、イスラームの教えそのものを教えるというよりもイスラームを題材に現代的な道徳を教えることに重点が置かれている点や、他宗派・他宗教について学ぶことを重視しているなどの点で、イスラームから少し距離を置いた宗教教育であり、その意味では多元的宗教教育として積極的な教育的意義を有している。選択科目として新設された宗教関連科目には、既存の「宗教文化と道徳」と重複する内容もあり、この重複が今後どのように整理されていくのか(あるいはそのままなのか)によって、トルコの多元的宗教教育を巡る状況は大きく変化することになる。2012年の義務教育改革に伴うイスラームに関する教育の強化という動きを踏まえながら、トルコの多元的宗教教育についての検討を進める必要性が確認できた。平成24年度は研究実施計画に沿う形で、トルコ・イギリスを中心に、諸外国の宗教教育に関する情報の収集・整理・分析を進めた。その結果、社会の多文化化の進行に伴い、自宗教だけでなく他宗教についても学ぶ多元的宗教教育のような形で、宗教教育が変化する傾向が見られることが確認できた。また、宗教教育に関する情報の分析を通して、多文化時代において異なる宗教間の相互理解を進めるために、自宗教の伝統や決まりの持つ意味を論理的に問い直し、他者に対して論理的に説明できることが重要な資質とされていることを認識することができた。異なる宗教間で価値観が衝突する場合には、自らの価値観を主張するだけでなく、その価値観を相手に伝わるように論理的に説明することが重要であり、それゆえ、自宗教を論理的に客観視し論理的に説明しようとする態度及びスキルは、宗教間の対話を進める上で重要な資質である。このことは、来年度以降の海外調査を行う際の重要な研究視点の1つとして位置づけている。トルコに関しては、現行の宗教教育において、具体的にイスラーム以外の宗教がどのように扱われているかに注目して分析を進め、他宗教・他宗派に関する寛容が重視されていること、イスラームとの共通点が強調されていることを確認した。また、トルコの宗教教育で、そうした点が重視されている要因について考察するために宗教教育を取り巻く歴史的背景についても整理した。さらに、トルコで2012年に行われた教育改革が、宗教教育に対しても大きな影響を与える改革であったため、その改革に関する情報収集も行った。平成26年度は、平成24年度・平成25年度に得られた研究成果を踏まえながら、多元的宗教教育の意義と限界について検討を重ねた。その成果は次の通りである。トルコとイギリス両国の宗教教育は、教科書の内容的には、異なる宗教間の相互理解を進める上で重要な内容(他宗教を学ぶこと、宗教・宗派の違いを肯定的に評価すること、宗教の伝統や決まりを論理的に考え直すことなど)が含まれており、多文化社会において求められる多元的宗教教育として意義のあるものである。ただ、トルコとイギリスの多元的宗教教育には共通点だけでなく相違点もある。トルコではイスラーム(=自宗教)を中心に学びながら、イスラームが(宗派・宗教の)違いを尊重してきた宗教であることを強調することで他宗教に対する寛容性を育もうとしているのに対して、イギリスでは他宗教を学び、他宗教に対する親しみを抱かせ、宗教の伝統や決まりを論理的に考えることで、他宗教に対する理解を進めようとしている。こういった相違点はあるものの多元的宗教教育として意義深い内容になっている両国の宗教教育ではあるが、多元的宗教教育としての宗教教育の内容やその内容の持つ意義が、国民の間で必ずしもコンセンサスを得ているわけではないという問題を抱えている。

以上の成果の一部は、7月の日本比較教育学会第50回大会で報告し、そこで得られた示唆を含めて、これまでの研究の再分析を行った。その上で、論文としてまとめた(「トルコにおける多元的宗教教育の状況とその可能性ーイギリスとの比較を通してー」『京都女子大学発達教育学部紀要』第11号、平成27年、3140頁)。比較教育学トルコの2012年義務教育改革に伴い宗教教育に関しても重大な改革が行われたことで、この改革に関する情報収集・整理・分析を集中的に行う必要が生じた。また、この改革によって、トルコの多元的宗教教育のあり方も今後大きく変化する可能性が高く、当初想定していた分析視点とは異なる視点から多元的宗教教育の意義と限界について分析する必要性も生じた。こうした理由から、2012年義務教育改革に関する分析に時間を費やさざるを得なかったため、当初予定していた、イギリスの多元的宗教教育に関する分析と学会での成果発表が予定通りに進めることができなかった。しかし、トルコでの聞き取り調査等を通じて、2012年義務教育改革に伴う宗教教育の変化とその影響について情報収集を行うことができた。最新の教育改革を踏まえた上で、多元的宗教教育について検討を進める下地を作ることができた点は、今後の研究内容の深化につながることと思われる。また、2012年義務教育改革によって、それまでの宗教教育に変化が生じたことは、ある意味で、これまでの多元的宗教教育のあり方がトルコでコンセンサスを得ていたわけではないことを示していると解釈できる。2012年義務教育改革によって、研究の達成が予定より遅れた部分もあるものの、予定とは違った観点から分析を進めることができたという点で、おおむね順調に進展していると言える。トルコ・イギリスを中心に、諸外国の宗教教育に関する情報の収集・整理・分析をある程度まで進めることができた。ただ、十分な分析が行えていない情報もまだ残っており、さらに分析を進めていく必要がある。多元的宗教教育を評価する際の視点として、自宗教の伝統や決まりの持つ意味を論理的に問い直し、他者に対して論理的に説明できる資質が重視されているかどうかという視点を得ることができたことも成果である。ただ、宗教教育を通じてその資質を伸ばすことができたかどうかをどのようにして評価していくか、という評価基準の問題が生じている。また、多元的宗教教育を評価するための他の視点も挙げていくことも今後の課題である。トルコについては、具体的に情報の収集・整理・分析を進めることができた。ただ、2012年の教育改革が宗教教育にも大きな影響を与える改革だったため、今後さらに2012年の教育改革に関する情報の収集・整理・分析を行う必要が生じてきている。特に、教育改革によって、宗教教育に新たに加えられた変更についての分析を進めることが、本研究の目的に照らし合わせて不可避である。イギリスについても、ある程度まで分析を進めることはできたが、まだ資料の収集・整理・分析が十分な点も残っているので、研究協力者の助言をもとにさらに研究を進めていく必要がある。
インフルエンザ菌によるphase variationと慢性中耳炎病態への関与

小児の滲出性中耳炎の起炎菌である無莢膜型インフルエンザ菌(NTHi)の菌体外膜にはphosphorylcholine (PCho)が存在する。我々はPChoの表出の有無による中耳粘膜免疫反応の相違について検討した。PCho陽性株とPCho陰性株による中耳炎マウスモデルを作成し、菌投与後1、3、7日後に中耳洗浄液の生菌数を計測し、中耳粘膜を採取した。生菌数はPCho陽性群では経時的に減少し、陰性群では生菌数の増加した。中耳洗浄液中サイトカイン濃度は、PCho陰性群でIL-1β、IL-6、IL-10、KC、IL-17、TNF-αが高値であった。PChoの表出は中耳粘膜での粘膜免疫応答に差を認める。無莢膜型インフルエンザ菌は、菌体外膜のリポオリゴ糖(LOS)の位相変異に伴いphosphorylcholine (ChoP)をepitopeに表出し、敗血症や髄膜炎などの感染症を引き起こすことが報告されている。本研究ではリポオリゴ糖(LOS)の位相変異と中耳炎の難治化、遷延化との関係についてマウスモデルを作成して検討した。臨床分離されたインフルエンザ菌40株に対して、lic1領域中のCAAT縦列配列をDNAシークエンサーを用いて解析を行った。CAAT縦列配列リピート数を計算し、ChoPの発現強度別のstrainを分別し、ChoP発現につきタンパクレベルでの発現をWesternblot法およびColony blotting法にて確認を行ったところ、13株が一致していた。このうち、無莢膜型インフルエンザ菌のChoP陽性株とChoP陰性株をマウスの中耳骨胞にそれぞれ106cfu/mouseずつ投与した。両群ともDay1、3、7に断頭して中耳洗浄液を採取した。同検体を用いて細菌生菌数の測定、遠沈をかけて得た上清でELISAを行い炎症性サイトカインを測定、また沈渣における炎症細胞をフローサイトメトリーで測定し、RT-PCR目的にRNAを抽出した。さらに中耳組織を採取してH-E染色及び免疫染色を行い、炎症細胞の浸潤及び粘膜飛行の程度について評価した。これらについてChop陽性株群とChop陰性株群、また生理食塩水投与のコントロール群で比較検討を行った。生菌数は日数が経過するとChop陽性株群の方が少なく、中耳クリアランスが促進される状況にあった。上清のサイトカインでも、IL-1bとTNF-αではChop陰性株群が高値であった。中耳粘膜肥厚の程度では明らかな差は認めなかった。臨床分離されたインフルエンザ菌40株に対して、lic1領域中のCAAT縦列配列をDNAシークエンサーを用いて解析を行い、CAAT縦列配列リピート数を計算し、ChoPの発現強度別のstrainを分別し、ChoP発現につきタンパクレベルでの発現をWesternblot法およびColony blotting法にて確認を行っており、その株である無莢膜型インフルエンザ菌のChoP陽性株とChoP陰性株をマウスの中耳骨胞にそれぞれ投与し、中耳炎モデルを作成しており、概ね進行は良好である。小児の滲出性中耳炎の主要な起炎菌の一つである無莢膜型インフルエンザ菌(NTHi)の菌体外膜にはphosphorylcholine (PCho)が存在する。今回我々はPChoの表出の有無による中耳粘膜において産生されるサイトカインの測定を行って粘膜免疫反応の相違について検討した。BALB/cマウスの右中耳骨胞にNTHiのPCho陽性株とPCho陰性株を投与し、菌の投与後1、3、7日後に各マウスの中耳洗浄液からの生菌数をカウントし、また中耳粘膜を採取した。生菌数はPCho陽性群では経時的に生菌数を減らす一方、陰性群では経時的に生菌数を増やす傾向を認めた。中耳洗浄液中のサイトカイン濃度であるが、IL-1βやIL-6、IL-10、KCではPCho陰性群が高値を示し、投与後3、7日後においても同様であった。投与後7日後でのみIL-17とTNF-αもPCho陰性群で高値だった。PChoの表出の有無に置いて、中耳粘膜での粘膜免疫応答に差を認める。ChoP発現しているNTHi strainとChoP発現していないNTHi strainを用いたマウスモデルを作成し、慢性中耳炎症病態のレベルについて相違を検討し、中耳組織を採取し、H/E染色や、Thy1.2、PanB ,CD11c等の免疫組織染色をおこなう予定である。Tリンパ球分画および樹状細胞の局在を見るために、CD4、CD8、CD25、CD11c等の蛍光重染色を施行し、共焦点レーザー顕微鏡にて分布について調べ、細胞生物学的検討を行う。また、炎症性サイトカインであるTNF-alpha

、IL-1beta、IL-17,調節性サイトカインIL-4、IFN-gamma、抑制性サイトカインIL-10、TGF-beta mRNAの発現についてrealtime RT-PCR法にて調べ、慢性炎症による粘膜におけるサイトカイン産生細胞を同定し、感染免疫応答の機能細胞について検討する予定である。医歯薬学
水稲根圏のメタン動態：アイソトポローグ解析による生成・酸化の分離定量

水田は人類最大の食料生産基地である一方、強力な温室効果ガスであるメタンの大きな排出源でもある。水田からのメタン排出量は、水稲の根圏で生じるメタンの「生成」と「酸化」(分解)の差し引きで決まる。そのため、メタン排出量の削減策を評価・開発する上では、排出量の変化が生成・酸化のどちらのプロセスによってもたらされるかを把握する必要がある。ところがこれまでは生成・酸化の両者を現場で区別して定量することは技術的に難しかった。本研究は、メタンの水素・炭素同位体分子種の反応性の違いを利用し、実際の現場で同位体分別の情報からメタン酸化が定量できるかどうかを検証した。前年度までに日本に広く分布する灰色低地土水田においてメタン酸化阻害剤を用いて試験を行った結果、イネ根圏では確かにメタン酸化が生じており、最大で生成されたメタンの約30%が大気へ放出される前に分解されていること、一方、予想に反し、メタン酸化の際に炭素同位体の分別は殆ど生じていなかった。そこでH30年度は炭素よりも大きな分別が生じると考えられる水素の同位体比を外部機関の協力を得て測定したが、やはりメタン酸化に伴う同位体分別は検出されなかった。既存の研究は、排出されるメタンの同位体比の変動がメタン酸化の変化に起因すると仮定しているが、本研究の結果からその仮定は少なくとも今回の条件では満たされないことが分かった。今回の結果から、メタン酸化の制限要因は必ずしもメタン酸化菌による酵素反応自体ではなく、基質であるメタンや酸素の可給性等にある可能性が浮上してきた。その場合、同位体情報からメタン酸化を定量することは難しいと結論せざるを得ない。一方で、排出されるメタンの同位体比自体には大きな日・季節変動が観測された。この変動を解明することで、メタンの輸送プロセスや基質(炭素)源、あるいはメタン生成経路に関する情報が得られると考えられた。水田は世界人口の半数に主食のコメを提供する主要な食料生産基地である一方、強力な温室効果ガスであるメタンの大きな発生源でもある。水田からのメタン発生量は、水稲の根圏で生じるメタンの「生成」と「酸化」(分解)の差し引きで決まるが、これまでは両者を区別して定量することは難しかった。本研究は、メタンの水素・炭素同位体分子種の反応性の違いを利用してメタン酸化を定量する新規手法「アイソトポローグ法」を確立することを目的としている。初年度は、改良阻害剤法を用いたメタン酸化量・酸化率およびメタン酸化に伴う同位体分別の実測を重点的に行った。具体的にはメタン酸化をストップさせた阻害区からの発生量(=生成量)を求め、別途用意したコントロール区(阻害剤無し)からの発生量(生成量ー酸化量)と合わせてメタン酸化量および酸化率を求めた。さらに阻害区とコントロール区から発生したメタンの同位体比の差から酸化に伴う同位体分別を求めた。これらの測定を、メタン発生量が異なる二つの品種および二つの窒素条件下で行った。その結果、実圃場においても生成されたメタンの一部は酸化分解されてることが確認された一方、メタン酸化が生じていても炭素に関しては同位体分別が生じていなかった。これは大きな分別が観測されてきた培養実験に基づくこれまでの知見とは異なる結果であり、既存の同位体分別係数を実際の圃場条件下にそのまま適用することは難しいことが示された。改良阻害剤法を用いた圃場試験によるメタン酸化率の実測は当初の予定以上に進んだ。特に実際の水田圃場において、メタン酸化と炭素同位体比に関して精度の高いデータを取得し、既存の知見を覆す結果が得られたことは予想以上の進展であった。一方で当初予定したメタンの水素安定同位体比測定ラインの構築は未達成であった。今後は他の機関と連携し水素安定同位体比を測定する予定である。水田は世界人口の半数の主食であるコメを提供する食料生産基地である一方、強力な温室効果ガスであるメタンの大きな排出源でもある。水田からのメタン排出量は、水稲の根圏で生じるメタンの「生成」と「酸化」(分解)の差し引きで決まるが、これまでは両者を区別して定量することは難しかった。H29年度はH28年度に得られたデータの解析を進め、イネ根圏では確かにメタン酸化が生じており、最大で生成されたメタンの約30%が大気へ放出される前に分解されていることが分かった。一方、メタン酸化過程における律速段階は、メタン酸化菌による酵素反応自体ではなくその前段階であるメタンの溶解や拡散移動である可能性が示された。そういった条件では炭素安定同位体比の分別は殆ど生じていないと考えられた。なおH29年度は研究分担者の海外長期滞在や研究代表者の育児休暇取得により、当初予定していた圃場実験や安定同位体比の分析はH30年度に延期した。水素安定同位体比測定については、必要な機材を入手することが研究リソース的に困難となったため、自前でラインを構築する方針を変更し、外部の機関と連携して分析を進めるよう計画を変更した。

H30年度はH28年度に採取済みのサンプルおよびH30年度の新規栽培試験で得られるサンプルを対象に、炭素では同位体分別が生じていない条件でも水素の同位体分別が生じているかどうかを検討する予定である。H29年度はH28年度試験とは品種や生育段階などが異なる条件でアイソトポローグ法の適用可能性を検討する予定であったが、研究分担者が海外に長期滞在したことと、研究代表者が夏季に育児休暇を取得する必要が生じたため、予定していた圃場実験や安定同位体比分析の大部分を次年度に延長することとした。水田は人類最大の食料生産基地である一方、強力な温室効果ガスであるメタンの大きな排出源でもある。水田からのメタン排出量は、水稲の根圏で生じるメタンの「生成」と「酸化」(分解)の差し引きで決まる。そのため、メタン排出量の削減策を評価・開発する上では、排出量の変化が生成・酸化のどちらのプロセスによってもたらされるかを把握する必要がある。ところがこれまでは生成・酸化の両者を現場で区別して定量することは技術的に難しかった。本研究は、メタンの水素・炭素同位体分子種の反応性の違いを利用し、実際の現場で同位体分別の情報からメタン酸化が定量できるかどうかを検証した。前年度までに日本に広く分布する灰色低地土水田においてメタン酸化阻害剤を用いて試験を行った結果、イネ根圏では確かにメタン酸化が生じており、最大で生成されたメタンの約30%が大気へ放出される前に分解されていること、一方、予想に反し、メタン酸化の際に炭素同位体の分別は殆ど生じていなかった。そこでH30年度は炭素よりも大きな分別が生じると考えられる水素の同位体比を外部機関の協力を得て測定したが、やはりメタン酸化に伴う同位体分別は検出されなかった。既存の研究は、排出されるメタンの同位体比の変動がメタン酸化の変化に起因すると仮定しているが、本研究の結果からその仮定は少なくとも今回の条件では満たされないことが分かった。今回の結果から、メタン酸化の制限要因は必ずしもメタン酸化菌による酵素反応自体ではなく、基質であるメタンや酸素の可給性等にある可能性が浮上してきた。その場合、同位体情報からメタン酸化を定量することは難しいと結論せざるを得ない。一方で、排出されるメタンの同位体比自体には大きな日・季節変動が観測された。この変動を解明することで、メタンの輸送プロセスや基質(炭素)源、あるいはメタン生成経路に関する情報が得られると考えられた。圃場試験でよるサンプル採取およびメタンの炭素安定同位体比測定に関しては、想定以上に研究が進展している。一方でメタンの水素安定同位体比測定ラインを自前で構築することは、研究リソース上、困難であることが明らかとなった。したがって今後は炭素に関しては研究代表者が自前で分析する一方、水素安定同位体比に関しては外部の機関と連携して分析を進めるよう研究計画を一部変更する。H29年度に実施予定だったイネの栽培試験については、研究期間を1年延長してH30年度に実施する。メタンの水素安定同位体比測定については、自前で分析ラインを制作するための技術は確立しているものの、研究リソース的に難しいことが明らかとなった。そのため、水素安定同位体比測定は、既に分析手法を確立している海洋研究開発機構の川口慎介研究員、松井洋平特任技術主任の協力を得て実施することとした。当初予定していた水素安定同位体比の測定を次年度に回したため、ライン整備や分析に関わる消耗品およびオペレーター経費に残額が生じた。H29年度は研究分担者の海外長期滞在や研究代表者の育児休暇取得により、当初予定していた圃場実験や安定同位体比の分析を行うことが困難となった。
線源内療法を視野に入れた放射性同位元素ナノコンテナ製造の試み

本実験では加速器および原子炉等からの量子ビーム(中性子、陽子、光子など)を用いた原子核反応による反跳効果を利用し、ナノコンテナ(ここではC60フラーレン)への各種放射性同位元素の内包化を目指した実験的・理論的な検討を行った。特に本実験では生体内イメージングや線源内療法を視野に入れた核医学で使用されているTc99m及び使用の可能性のが見込まれるAu194放射性同位元素内包の可能性(Tc99m@C60, Au194@C60)の検討を行なった。まず、標的として濃縮100Moを使用した光核反応(γ,n)によるMo99→β-壊変→Tc99mを利用して、Tc99m@ C60の可能性について調べた。ここでは約96%に濃縮された金属のMo100と粉末C60の等重量をメノウ乳鉢内で混ぜ合わせ、さらに二硫化炭素(CS2)を用いてC60を溶かし込み、照射標的とした。電子線加速器からの30MeV、100μAの電子線を用いて6時間照射を行った。標的物質内では、Mo100(γ,n)99Mo反応が起き、この核反応では中性子や即発γ線の放出を伴うので、核反応生成物のMo99は反跳を受ける。この反跳エネルギーによって動くMo99原子とC60は標的物質内で原子分子衝突を起こす。また、安定同位体Ptと陽子を用いたPt194(p,n)Au194反応では生成物のAu194は反跳を受け、原子分子衝突が起こる。これらMo99やAu194はこの反跳により、C60ケージと衝突し6員環や5員環から内包される可能性がある。この実験事実を明確にするために、第一原理を用いたシミュレーションを行った。その結果、核反応生成物のMo99は反跳を受けたTcやAu原子はそれぞれあるエネルギー範囲で内包がが可能であることが分かった。他、核種Cu64等の核医学核種については、現在、解析中であり、順次、発表予定である。近年、α線核種Ra-223やβ線核種Y-90などの線エネルギー付与(LET)の高い放射線が、がん治療に有効であることが分かり、放射性物質の核医学利用が注目されている。また、Tc-99mなどの単一γ線(single photon)放出核種は生体中でのトレーサーとして広く利用されている。特に、Tc-99mは半減期6時間で安定なTc-99になるため医学応用に適している。さらにTl-201やAu-194は心筋や前立腺腫瘍のシンチグラムに期待されている核種である。我々は、1996年のBe@C60やXe@C60などを量子ビーム(中性子線、陽子線、光子など)の原子核の反跳効果を利用した種々放射性元素のC60への内包実験を行ってきた。また、共同研究者らにより第一原理分子動力学シミュレーションを行い、どの様な原子がC60に内包可能かを調べてきた。結果として重い原子であるα線放出核種のPo-210などでもC60への内包に成功している。本研究では、医学利用可能なα線源やβ線源を、内療法を視野に入れて放射性同位元素ナノコンテナの製造を試みている。また、それらの大量合成法の検討も行っている。ここでは医療用放射性同位元素の種類と内包のための照射エネルギー範囲の検討を行なった。放射性同位元素をトレースすることで、その内包C60の収率の見積りを行っている。実験としては加速器や原子炉照射等が整備されている本研究施設を利用し、医療に有用な放射性同位元素を製造しその原子核反応の反跳エネルギーを利用し、放射性異原子を内包させる手法を用いる。具体的には、実際にプロセスとして反跳効果を利用してTc-99m@C60の可能性を調べている。また、同様の方法により、Au-194@C60の合成を試みている。内包第一原理分子動力学シミュレーションも行いつつある。本実験では加速器および原子炉等からの量子ビーム(中性子、陽子、光子など)を用いた原子核反応による反跳効果を利用し、C60への各種放射性同位元素の内包化を目指した実験的検討を行っている。特に本実験では生体内イメージングや線源内療法を視野に入れたTc-99m及びAu-194、At-211, Cu-67などの放射性同位元素内包の可能性(Tc-99m@C60, Au-194@C60, Cu-67 etc.)の検討を行っている。このためにまず、Tc-99mの製造量を見積もる実験を行っている。本実験では20MeV40MeVまでの電子線によるMo-100(γ,n)Mo-99反応→β→Tc-99mによりTc-99mの収率の検討を行ない、学会発表等を行った。今後、核的反跳を利用したTc-99m@ C60の可能性について調べる。電子線加速器からの30MeV、100μAの電子線を用いて照射を行った。標的物質内では、Mo-100(γ,n)Mo-99反応が起き、この核反応では中性子や即発γ線の放出を伴うので、核反応生成物のMo-99は反跳を受け,この反跳を利用したMo-99のC60への内包をする実験に関しては続行中である。