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競争者排除規制の総合的・比較法的研究

規制改革・IT技術の進展等に伴い,新たに競争が導入された市場における既存事業者による新規参入者に対する排除行為や,直接・間接のネットワーク効果が存在することによりデファクトスタンダード(事実上の標準)の地位を獲得することに至った事業者による排除行為など,排除行為の態様は多様化している。このような状況の中で,積極的で正当な競争活動と違法な排除行為との区別する違法判断基準を確立することが求められている。さらに,解釈が分かれている競争者排除行為による場合の「競争を実質的に制限すること」の意義・その立証のあり方について,EC競争法における非水平合併規制を参考に,多くの事例を検討することにより,考察するものである。今年度は、ケース収集・報告を複数回行なった。唯一の国産医療用ガラス生地管の西日本地区の総代理店が、輸入生地管を扱ったアンプル加工業者に対し、国産生地管の供給を拒絶等したことが問題となった私的独占事件であるニプロ事件について、公正取引委員会の研究会及び大阪弁護士会の独禁法実務研究会にて、審決研究の報告をした。総務省の新しい競争ルールの在り方に関する作業部会における最近の判決を紹介し、報告した。情報通信政策研究プログラムからも研究助成をいただいて、「情報通信領域における企業結合・業務提携と独占禁止法」について、EC競争法の観点からケース等を調査した。この点については、報告を3回行ない、現時点での調査報告書を記した。独禁法実務研究会では、2解報告した。1つは、EC競争法における非水平合併についての最近の欧州第一審裁判所。欧州司法裁判所の判決の展開を紹介・検討した。2つ目は、音楽レコード業界におけるソニー・ベルテルスマンの合併を承認した欧州委員会決定を独立系のレコード会社の事業者団体が取り消しの訴えを欧州第一審裁判所に提起し、委員会決定を取り消した欧州第一審裁判所判決について、紹介・検討を行なった。本年度は,競争者排除規制の総合的・比較法的研究の観点から,まず,競争者の排除・市場閉鎖が問題となる非水平合併(垂直合併・混合合併)を取り上げ,競争法における企業結合規制の目的・根拠を検討した。非水平合併において,反競争効果が生じるシナリオが明確になり,また,競争評価にあたり考慮すべき事実についてもかなり明確になってきた。経済理論とも整合的な形で,行政機関(競争当局)が競争法を法的に執行・運用可能なレベルまで具体的になっている。しかし,たとえば,競争者が対抗戦略をとる能力・インセンティブの評価,非水平合併の効率性に対する評価が,欧州と米国との間では異なる。また,情報通信分野における企業結合規制についても検討した(市場画定・競争上の分析・問題解消措置,来年度公表予定)。また,3月には,中国・北京にて,中国独占禁止法の企業結合審査を担当すると思われる商務部の担当者に対して,非水平合併規制の在り方・米国と欧州との運用の相違について報告し,意見交換を行った。本研究の目的の1つである,アジアにおける研究発信の機会を実現させることができた。さらに,エッセンシャル・ファシリティの議論を反映させた,不可欠施設を保有する事業者による参入阻止行為について迅速な対応が可能となるような独禁法の法改正の試み(独占・寡占規制の見直し)について,「競争を実質的に制限すること」「競争を実質的に制限することとなる」の意義,競争排除型の行為が問題となる場合(企業結合規制の場合も含む)に「競争を実質的に制限すること」「競争を実質的に制限することとなる」と認定するに必要な証明の程度・証明が必要な事実とは何かを考える手掛かりを検討した。いずれにしろ,競争排除型の「競争を実質的に制限すること」の意義・立証の在り方は,今後の法改正により,競争排除型の私的独占・一部の不公正な取引方法に対して課徴金が課せられることが見込まれている。そうであるとすればなおさら,競争排除型の場合の「競争を実質的に制限すること」「競争を実質的に制限することとなる」の意義・立証の在り方を研究し,解明する必要性は非常に高くなっていると言える。本年度の研究成果は,これまで研究してきたEC競争法における混合合併規制の展開に加えて, 2007年11月に欧州委員会が公表した非水平合併ガイドラインの内容を分析し,その後の欧州委員会における非水平合併(垂直合併・混合合併)規制の分析手法を詳細に検討した。また,これまでの研究成果をまとめて, 531頁にわたる書籍として出版することができた。研究課題の競争者排除規制,とりわけ違法な排除行為を識別する違法判断基準をどのように設定すべきであるかについては,正当な競争活動を萎縮させないためにも,積極的で正当な競争活動と違法な排除行為との区別が重要であることから,近時の重要な研究課題となっている。

これについては,米国では司法省がシャーマン法2条について報告書をまとめたり,欧州委員会は市場支配的地位の濫用の禁止を定めるEC条約82条についてのガイダンスを公表したりするなど,欧米でも研究・実務における分析が進んでいる。本研究の特徴は,既に行われた行動の反競争効果を分析する私的独占規制ではなく,合併後の反競争効果を予め分析する企業結合規制を取り上げ,なかでも,競争者を不利な立場に置くことにより競争を著しく減殺する市場閉鎖効果が競争上の問題の1つとなる非水平合併を取りあげることにより,市場閉鎖効果の分析のあり方を立証方法も含めて検討するものである。
ティッシュエンジニアリング手法を用いた皮膚再建に関する研究

上皮系組織が他の臓器再生より専行している理由として、厳格なScaffoldを必要としない2次元的な組織であるという構造上の利点と他の臓器にくらべ解剖学的にも単純である事等が考えられる。同時に表皮細胞に関しては、毛根内に体性幹細胞の存在が明らかになっておりその幹細胞採取が比較的容易である事もその理由である。我々は、既に500例以上の培養表皮移植を広範囲皮膚欠損患者に応用しているが、得られた再生表皮は、移植のためにシャーレ底面から剥がさねばならない。一般的にはディスパーゼと呼ばれる蛋白分解酵素を用いて、シャーレ底面から剥離し、剥離したシートをシャーレと同じ形に採型したキャリアにのせて移植に用いる。再生表皮シートの成功の可否はこの剥離作業で決定される。しかしいずれにせよこれらキャリアは生体にとっては異物であり、最終的には除去する必要がある。従ってキャリアを生体材料に求めれば、この問題は解決される。そこで、再生表皮シートのキャリアと言う考え方から、表皮のscaffoldとして利用できる生体材料を考案することも重要である。我々は、このscaffoldとしてフィブリン糊の有用性を考案した。しかし本法は、フィブリンscaffoldが、培養中に表皮細胞から産生されるコラゲナーゼや各種蛋白分解酵素によって、消化されてしまい、形態を維持するにはこれら蛋白分解酵素を確実に阻害し続けねばならない。この問題を解決する目的で、フィブリンScaffoldにある種のたんぱく質を混和することで(特許申請中)、表皮細胞由来の蛋白分解酵素の影響を回避し、同時にフィブリン自体の物理強度も上げる技術も開発した。本年度の研究において、フィブリンゲル中にあらかじめ培養されていた線維芽細胞を播種後、この細胞が増殖し立体的な線維芽細胞マトリクスを作成するか否かについて検討した。その結果、一立方センチに106細胞の割り合いで線維芽細胞を培養すると組織化学的所見を見る限り極めて早期(2-4日)に立体的な増殖が認められ、10日-14日後にかなりの高密度でフィブリンゲル内に細胞が増殖している事が確認された。しかもこの再生真皮上に表皮細胞の培養も可能であり、再生皮膚構築の可能性が示された。しかしながら、現状では、表皮細胞ならびに線維芽細胞の産生するMMPによりフィブリンネットワークの酵素消化が起こり、長期間の培養によって構造破壊が起こった。この対策のためには、蛋白分解酵素阻害薬を添加する方法が考えられたが、今回我々はフィブリンゲル内にある種の蛋白質を混入させて物理強度を増すと共に、蛋白質分解酵素抵抗性を持たせ維持管理期間の延長を可能とした。一方、このハイブイリット型の再生皮膚は移植床からの血行が得られなければ生着を望めない。従って、生着効率をあげるためには移植床の血行再開通(血管新生)が必須である。血管新生に関わる増殖因子としてはVEGFが有名であるが、表皮細胞や線維芽細胞からのVEGF産生が、再生医療デバイスとして完成した時にも維持されている事は大変重要である。そこで、次年度においては我々が既に報告している表皮細胞、線維芽細胞からのVEGF産生とその制御機構が再生皮膚の状況で如何に変化しあるいは維持されているか、それに伴う血管新生が如何に制御されているかについて検討を加える。本研究では、熱傷及び難治性皮膚潰瘍の様な広範囲皮膚欠損の創傷治癒期間を飛躍的に短縮させる技術の確立を目指した。従来真皮組織欠損を伴う皮膚欠損は従来型の培養表皮移植ではその生着効率は低く実用に堪えなかったが、今回の考案による特殊真皮成分含有再生皮膚がその欠点を補完し得る可能性があった。すなわち、皮膚構成細胞である表皮細胞と真皮細胞を混合立体培養し、疑似真皮上に表皮を覆う事で完全な再生皮膚を培養環境下で作製した。この時、真皮成分には特殊な生体高分子マトリクスを用いた。

このマトリクスは、従来皮膚構成細胞の培養に際し、中性蛋白分解酵素の作用で分解してしまう欠点を補い、蛋白分解酵素活性抵抗性を示す、全く新しい素材である。これらの知見から本研究遂行過程において、皮膚欠損治療における全く新しい新技術を得るに至ったが、本研究結果は今後の新薬開発に関わる重要知見であり、特許申請を視野に入れた研究展開が必要と考えられ、その公表を差し控えたい。
ヘテロクロマチンの凝縮構造を作り出すノンコーディングRNA群の解明

ある種の長鎖ノンコーディングRNA (lncRNA)は、クロマチン制御タンパク質と結合して、エピジェネティカルな遺伝子の発現制御を行っている。その代表例、女性の不活性化されたX染色体は、XIST lncRNAとHBiX1-SMCHD1タンパク質複合体に依存して凝縮したクロマチン構造(バー小体)を形成する。またHBiX1-SMCHD1は、X染色体以外でもドメインを形成して結合していることから、ある「作動エレメント」を持つlncRNAの一群がHBiX1-SMCHD1の足場となり、凝縮したクロマチン構造が核内のいたる所で形成されていることが考えられる。そこで、この一群のlncRNAをHBiX1-SMCHD1複合体を基軸に同定することを目的とし、SMCHD1のゲノム上での機能領域の同定を進めた。まず、マウス雑種細胞を用いたアリル特異的なChIP-seq解析によって、マウスの不活性化X染色体でも、ヒトと同様に抑制型のヒストン修飾H3K9me3、H3K27me3が排他的に分布すること、Smchd1-Hbix1が不活性化X染色体に濃縮されることが明らかになった。このことは、マウスを用いてもヒト同様に解析できること、ChIP-seq法で見られるSmchd1-Hbix1の分布が機能を反映していることを意味する。またSmchd1, Hbix1欠損マウスでは、抑制型のヒストン修飾のパターンが一部のゲノム領域で異常になることが明らかとなり、Smchd1-Hbix1の分布、およびその欠損時の抑制型ヒストン修飾の変化から、Smchd1-Hbix1の機能領域を同定できることがわかった。その結果同定した常染色体領域の一つでは、DNA-FISH法を用いた解析からSMCHD1-HBiX1依存的に高次のクロマチン構造が形成されていることが示唆された28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。そこで、この一群のlncRNAをHBiX1-SMCHD1複合体を基軸に同定することを目的とし、SMCHD1のゲノム上での機能領域の同定と、結合するlncRNAの同定を進めた。1) SMCHD1の機能領域の同定には、二本の相同染色体を区別することができる雑種マウス細胞を用いたSmchd1, Hbix1やヒストン修飾に対するアリル特異的ChIP-seqと、Smchd1変異細胞を使ったアリル特異的RNA-seqを行った。解析上のアーティファクトを最小限にできるようなアリル情報の整備と次世代シーケンサーのデータを処理する解析系を構築することで、X染色体のように一方のアリルだけを制御しているような領域も含めてSMCHD1の機能領域を調べることができるようになった。2)そこから同定されたSMCHD1の機能領域の一つについて、BACプローブを用意しRNA-FISH法によって転写産物を同定するための条件検討を行った。3) SMCHD1に結合するlncRNAを同定するパイロット実験として、Flagタグを付加したSMCHD1やHBiX1を用いてRIP-seqを行い、これらタンパク質でRIP-seq法が可能であるかを検討した。データ解析上のアーティファクトとなる点をいくつも解決していくという点で苦労しながらも、当初予定していたマウス細胞を使ったアリル特異的解析系を作ることができ、SMCHD1の機能領域をヒト、マウス間で比較解析しながら同定していくための基盤ができた。また直接結合するlncRNAを同定するRIP法についても進めることができている。

まず、マウス雑種細胞を用いたアリル特異的なChIP-seq解析によって、マウスの不活性化X染色体でも、ヒトと同様に抑制型のヒストン修飾H3K9me3、H3K27me3が排他的に分布すること、Smchd1-Hbix1が不活性化X染色体に濃縮されることが明らかになった。このことは、マウスを用いてもヒト同様に解析できること、ChIP-seq法で見られるSmchd1-Hbix1の分布が機能を反映していることを意味する。またSmchd1, Hbix1欠損マウスでは、抑制型のヒストン修飾のパターンが一部のゲノム領域で異常になることが明らかとなり、Smchd1-Hbix1の分布、およびその欠損時の抑制型ヒストン修飾の変化から、Smchd1-Hbix1の機能領域を同定できることがわかった。その結果同定した常染色体領域の一つでは、DNA-FISH法を用いた解析からSMCHD1-HBiX1依存的に高次のクロマチン構造が形成されていることが示唆された当初計画していた次世代シーケンサーを用いたChIP-seq、RNA-seq、RIP-seqから得られたデータは得られてきた。引き続きデータを蓄積しながら、これらを比較解析できるように組み合わせて、SMCHD1-HBiX1の局在する領域、変異時に遺伝子発現の変動する領域という指標でSMCHD1が機能する領域を同定していく。この領域近傍から発現するlncRNAをRNA-seqのデータを元に同定する。さらに同定した領域について、DNA-FISH、RNA-FISH法を用いてSMCHD1依存的に凝縮したクロマチン構造をとる領域であるか、lncRNAが局在しているかどうかを調べる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
極微弱ＬＥＤの全光子束測定技術の開発

ホタルなどの生物発光反応を応用して遺伝子の働きを可視化する技術が多方面で応用され、実験キットや発光測定装置が広く普及している。本研究では、発光量を光子数で測定するための絶対測定技術と計測標準の開発を行った。全空間に放出される全光子数測定が可能な積分球式分光測定装置の光子数応答度とその不確かさを精密に評価し、市販の発光測定装置の感度や、校正用光源の光子数測定を行った。更に生物発光反応の量子収率など、発光効率に関わる特性を解析した。本年度は前年度に整備を完了させた極微弱LED用積分球式分光計測装置を用いて、分光全光子束の測定と不確かさの評価を行い、2π幾何条件の極微弱LED光源の実測定を実施した。測定装置の分光感度校正は500W分光放射束標準電球を使用、光源の2π幾何条件補正係数、CCD検出器感度の直線性、測定の繰返し再現性などの評価を行い、測定の不確かさを±18%(k=2)と見積り、極微弱LED光源の分光全光子束の測定が可能となった。特に重要なCCD感度直線性評価に関しては、標準電球の積分球入射窓前に設置する可変アパーチャの面積を精密に評価し、積分球に入射させる光パワーレベルを変化させ、それに併せて露光時間も変化させ、種々設定における測定データを比較することで、実際の測定条件においてCCD感度に顕著な非直線性が認められないことを確認した。プレート型極微弱LED光源については共同研究者である中谷氏が開発しており、試作品が完成したが、発光強度が弱いために充分なシグナルが得られなかった。そこで本年度はチューブタイプの光源と、ATTO社より発売された微弱LEDプレート光源であるTRIANTを対象として、分光全光子束および分光全放射束を測定した。また、本測定の妥当性確認と活用促進を目的として、ホタル生物発光反応の量子収率測定実験を行った。共同研究者である加藤氏の協力の下、ゲンジボタルルシフェラーゼの活性中心のミュータントシリーズを中心に、発光反応特性と量子収率の関連性などの知見を得ることが出来た。更に汎用型発光分光測定装置(スペクトロメータ)の波長感度校正にLED光源あるいは発光反応溶液を用いるための実証に必要なデータ収集まで実施した。以上の研究成果に関して、国際生物発光化学発光学会(6月、カナダ・ゲルフ市)等での成果発表を行った。今年度は、昨年度までに確立した全光子束の分光的精密測定系を用いてより多くの実サンプルの測定を中心に研究を実施した。特に、ホタルルシフェリンルシフェラーゼ反応による生物発光反応については、研究分担者である加藤助教らが構築したミュータントシリーズの量子収率データを蒐集し、学会発表および論文投稿を行った。また測定系そのものについても、前年度に引き続き積分球式分光放射計の不確かさ評価と改善を行い、より精密な全光子束測定系の構築を行った。特に標準電球を測定するときには、分光器内の迷光成分に起因する不確かさがこれまでの想定以上に大きく、450nmより短波長の領域においてはシグナルの数10%が長波長の赤色光近赤外による迷光成分となるため、適切な補正処理を導入した。これに基づき、新種ホタル、あるいはセレンテラジン系生物発光反応などについて、精密な発光スペクトルの測定を行うなど、本研究において構築した測定系を広く応用した研究活動を行った。本システムを用いて校正したLEDの使用についても、共同研究者である中谷氏が開発したプレート型極微弱LED光源の分光全光子束および分光全放射束を測定し、複数の方法による測定結果との整合性を確認することができた。このプレート型LEDをはじめとする参照用レファレンスLED光源用いて、上述の発光反応測定のためのルミノメータなどの精度管理を行うことが可能となり、海外のプレートリーダメーカ(ドイツ、Berthold Technologies社)とも協同して、応用技術が急速に普及する発光測定における光検出の標準化に向けた基盤データの収集を開始するに至った。今後はアミノルシフェリンのような基質アナログの分光的量子収率測定などにより、ホタル生物発光反応の発光色決定機構の解明に向けた基礎データの取得など、新たな展開を考えている。本年度は2π放射LED微弱光源測定のための積分球式分光測定系の整備を中心に研究を行った。測定対象である極微弱LED光源は連携研究者である中谷氏を中心に開発が進められている。この光源はプレートリーダタイプの発光反応測定装置の感度校正が目的であり、これに最適なプレート表面発光タイプとなっている。通常の光源は測定に際し積分球内に設置するが、本光源は積分球壁面の窓(ポート)から覗く位置に設置するしかなく、正しい値を測定できない恐れがある。そこで本光源の形状を模した発光位置可変光源を作製し、光源設置位置による測定結果に対する影響を評価した。

これにより、本光源のみならず大型の液晶パネルのような2π配光光源を積分球で測定する際の正確な補正係数が可能となった。光測定デバイスの感度校正は光放射量の国家標準にトレーサブルな体系を構築する計画であるが、現状で使用可能な標準は500Wという高強度な分光放射照度標準電球のみである。微弱なLED光源の測定を行うためには、検出器の感度直線性評価が重要となる。そこで、感度特性の異なる複数の検出器を用いて相互評価を目的とし、2つのマルチチャンネルCCD検出器、フォトダイオード、光電子増倍管で同時に測定するシステムを構築した。また、発光測定装置の感度校正に極微弱LED光源を使用するための実証試験として、研究分担者である加藤氏を中心に、ホタル発光反応の量子収率測定を実施した。以前に研究代表者が開発した発光反応測定装置全体感度測定法に基づいて校正した測定装置と、極微弱LED光源を用いて校正した測定装置の双方で発光反応量子収率を測定し、結果を比較することで、極微弱LEDによる校正の有用性を示すデータを取得することができた。分光全光子束の測定システムの構築とその実証および活用を目的として、本年度までに測定システムの構築と絶対感度校正の実施を完了させる予定であったが、実際に測定システムの構築を完了させ、顕著な不確かさ要因の評価を行い、分光放射照度標準電球を用いた校正まで実施することに成功した。また各種サンプルの分光全光子束データの測定を開始するという計画であったが、プレート型LED、チューブ型LED、生物発光溶液などの測定を行うことが出来、およそ当初の計画通りに進捗している。測定装置の活用という観点から、特にホタル生物発光量子収率の測定を行っているが、これについては酵素ルシフェラーゼのミュータントシリーズの解析を行うことで、酵素による発光反応の波長特性と量子収率の関連性に関する知見を得ることができ、この成果に関して学会などにおける発表にまで至っており、予想以上の成果と考えている。ただし、測定の不確かさ評価に関連して、シミュレーション計算による妥当性確認を計画していたが、実験的な評価によってこれに代えることが可能であったことなどから、実施するには至らなかった。震災およびその後の電力需要不足の影響で、研究設備の復旧作業と実験室移転作業が発生し、研究実施が大幅に制限された。また極微弱LED光源の完成が計画より遅れているため、実際の測定実験開始には至らず最低限の計画実施に留まったが、最重要事項である極微弱LED光源の分光全放射束測定のための基盤はほぼ整っており、全体目標の達成に向けて計画を微修正しつつ研究を実施する。最終年度である25年度は、計測システムの妥当性の確認を行いつつ、更なる精度向上のためのデータ処理方法の検討を行う。また分光全光子束絶対値測定の学術的意義を深めるため、各社で市販が開始されている各種の参照用極微弱LED光源の分光全光子束の測定や、ホタル生物発光反応の分光全光子束測定データの収集を行う。また、研究成果のとりまとめと普及のための発表、今後のための情報収集なども行う。計測システムの妥当性確認は、本年度までで絶対値測定用には使用しなかった検出器(フォトダイオード、光電子増倍管など)を用いた比較測定、また異なる積分球などを用いた光学系の影響評価など、不確かさ要因の更なる洗い出しを予定している。
養育費立替制度導入に向けて－「法は家庭に入らず」を超えて－

今年度、研究計画に従い、(1)「法は家庭に入らず」の原則は、いかに生成されたのか、(4)日本における「法は家庭に入らず」に関する考え方について研究を進めた。(1)について、「法は家庭に入らず」の原則が、ローマ法からコモン・ローを通じて生成されたものと指摘があり、ローマ法に関する文献を中心に読み進めた。日本における当該原則の支配範囲と違い、欧米では当該原則の支配範囲が狭いとの指摘がなされていた。この点に関しては、その背景も踏まえて具体化する必要がある。あわせて、“Die Familie als rechtsfreier Raum"をキーワードに文献を読み進めた。その他、ドイツでは、扶養料立替法(Unterhaltsvorschussgesetz)が2017年に改正されたため、その改正点について研究を進めた。それに関する論文が、2019年6月に公表される予定である。(4)について、家族の出す結論を公的にチェックしない制度設計は、日本の近世における秩序の影響があったのではとの指摘もあり、現代にとどまらず古くからの日本人の法に関する考え方、生活という視点から広く文献を読み進めることとした。文献では、従来から、家族内の弱者のための法の介入の必要性が指摘されていた。しかし、法の介入が行き過ぎると、家族の自律が侵害される事となるためどの程度介入すべきか、という点について、様々な指摘がなされていた。また、家族内への法の介入については、憲法学、社会学、法哲学等様々な分野からの議論がなされており、改めて議論を整理する必要がある。研究計画(1):「法は家庭に入らず」の原則は、いかに生成されたのか、に関して特に洋書(ドイツ語)文献を予定していた程度、読み進めることができなかった。研究計画(4):日本における「法は家庭に入らず」に関する考え方に関して、来年度以降も引き続き研究を進めるが、今年度は予定していた研究を進める事が出来た。来年度も、基本的には申請の際に記載した研究計画書に沿って、「法は家庭に入らず」の原則の生成について、そして日本における「法は家庭に入らず」に関する考え方について研究を進めるものとする。必要があれば、研究計画(1)「法は家庭に入らず」の原則は、いかに生成されたのか、を含めた海外での議論をより探るため、海外共同研究も視野に入れて研究を進める。当初予定していたドイツへの調査・資料収集を実施することができなかった為。次年度、当初予定していたドイツへの調査・資料収集を実施する事とする。
機能性フッ素ポリマーのフェムト秒レーザー加工基盤と3次元構築した細胞の顕微観察法

本年度は、波面制御したフェムト秒レーザーおよび汎用ナノ秒レーザーを用いたCYTOP製ナノファイバー加工の基本特性について調査を行い、細胞集塊の培養応用を目的として、堆積したナノファイバーの濡れ性評価を行った。その結果、波面制御したフェムト秒レーザーをCYTOP基板上に集光照射することで作製したナノファイバーは、汎用ナノ秒レーザーや単一フェムト秒レーザー照射に比べ高分解能であることを確認した。また、ファイバーをCYTOP基板上に堆積した際の濡れ性評価については、実験条件を最適化し、ファイバー堆積することで、その表面が超撥水になることを確認した。これらの結果については、学会発表にて成果を報告している。CYTOPをベースとした新規材料開発については、表面プラズモンを利用したCYTOPの化学変化を試みた。溶剤に溶けたCYTOP溶液を、銀ナノ粒子2次元アレイ上に滴下し、波長532 nmのレーザーを照射し、表面増強ラマンスペクトルを計測した。その結果、CYTOPの通常ラマンスペクトルとは異なるラマンスペクトルが得られた。この結果から、表面プラズモンを利用することで、CYTOPが化学変化を起こすことが分かった。本成果については、学会発表にて報告を行っている。更に、本研究を行う過程で、CYTOPを含めた熱硬化性材料の新しいレーザー加工方法についても検討を行っており、その加工技術の確立を行うと共に本研究課題への応用を試みている。本成果についても、学会発表にて、その成果を報告している。本年度は、当初より予定していた空間光位相変調器を用いた多点同時フェムト秒レーザー照射によるナノファイバー加工の基本特性について検討を行い、本技術を用いることにより、従来レーザー加工に比べ高分解能なナノファイバーを作製することに成功した。また、堆積したファイバーの濡れ性評価では、その表面が超撥水になることから、今後予定している細胞集塊の培養応用が可能であることを示唆した結果となった。新規材料開発については、表面プラズモン現象を利用することでCYTOPの化学変化を確認しており、材料開発および微細加工の観点から検討を行う予定である。よって、これらの結果から、フッ素樹脂CYTOPの「加工」及び「材料開発」について、当初より予定していた研究計画通り、研究が進展してる。更に、本研究を遂行するにあたり、CYTOPを含めた熱硬化性樹脂の新規レーザー加工技術開発についても現在、検討を行っており、当初の計画以上にCYTOPの加工技術開発について進展があった。最終年度では、波面制御したフェムト秒レーザーによるナノファイバー加工のメカニズム解明、先行研究で作製したCYTOPバイオチップ内部へのナノファイバー集積化およびバイオチップ内での細胞集塊培養について検討を行う。加工メカニズムの解明については、昨年度に引き続き、汎用ナノ秒レーザーなど各種レーザー加工により作製されるナノファイバーと波面制御したフェムト秒レーザー加工により得られるナノファイバーの比較検討を行う(その過程で、その他3次元構造体作製についても検討する。)。また、ナノファイバーを集積したバイオチップ内部での細胞集塊培養については、昨年度得られた濡れ性評価をもとに、チップ内における選択的ナノファイバー堆積を試み、バイオチップ内に超撥水性領域を作製する。新規材料開発については、昨年度に引き続き、表面プラズモン現象を利用した材料開発および当初より予定していた研究計画には無かったが、回折限界を超える超微細加工技術開発についても検討を行う予定である。更に、本年度得られたCYTOPの新規レーザー加工技術開発についても検討を行い、CYTOPを含めた難加工材料であるフッ素樹脂のレーザー加工技術基盤を形成する。本研究では、空間的・時間的に変調したフェムト秒レーザーによる機能性フッ素ポリマーCYTOPの特殊微細加工技術開発および本技術を用いた3次元細胞培養・浸潤観察用バイオチップデバイス作製により、バイオ医用分野への応用展開を図ることを目的とした。フッ素ポリマーCYTOPの加工技術開発について、本年度は、主にCYTOPの特殊微細加工を行うための加工システム構築を行った。フェムトレーザーを時間的・空間的に波面制御するべく、加工システムには、レーザーを2ビームに分岐することで、一方の光路に光学遅延回路を形成し光路差を与える光学系の設計および任意の光強度分布を形成可能な空間光位相変調器を組み込んだ。また、フェムト秒レーザーのパルスピッキングによる1shot照射を行うべく、ポッケルスセルも組み込んでいる。加工場においては、フェムト秒レーザー照射中にCYTOPの熱処理を可能にする加熱ヒーターを基板上に設置した。構築した加工システムを用いたフェムト秒レーザー照射実験では、CYTOP基板上に、フェムト秒レーザーの多点同時照射を行い、CYTOP製ナノファイバーの作製を試みた。その結果、従来レーザー照射方法に比べ、ファイバーの量および長さに変化を与える事に成功している。また、新規フッ素ポリマー材料開発については、熱処理前後のCYTOPを用いたラマン測定を行った。バイオ医用応用に関しては、将来的なバイオチップ応用を踏まえ、細胞集塊培養のためのシステム構築を行っている。本年度は、CYTOPの特殊微細加工を行うことを目的としたフェムト秒レーザー加工システムの構築を行った。フェムト秒レーザーを2ビームに分岐して形成した光路遅延回路や任意の光強度分布を与える空間光位相変調器の設置、レーザーパルスピッキングによる1shot照射可能なポッケルスセルを、当初研究計画通り導入した。先行研究では、従来フェムト秒レーザー直接描画法によりCYTOPのアブレーション加工痕内に、ナノファイバーライクな微小構造体を確認していたが、意図的にナノファイバーを作製するには至らなかった。ナノファイバーの作製は、将来的にCYTOPバイオチップ内で観察・分析する細胞集塊の培養を支援すると考えられる。

そこで、構築した加工システムを用いて、ビームパターンを整形したCYTOP基板上へのフェムト秒レーザー照射を行うことで、ナノファイバーの作製を試みた。その結果、フェムト秒レーザーの多点同時照射により、ファイバーを大量に生産することを可能にし、かつファイバー長も従来照射方法に比べ、長くすることに成功した。また、ファイバー以外にも特異な3次元構造体の作製が可能であることを確認しており、当初の計画以上に研究が進展すると考えられる。更に、CYTOPの熱処理前後におけるラマン分光測定結果により、当初より計画していた3次元多光子加工を目的とした新規フッ素ポリマー材料開発を行うことが可能であることを確認している。本年度は、波面制御したフェムト秒レーザーおよび汎用ナノ秒レーザーを用いたCYTOP製ナノファイバー加工の基本特性について調査を行い、細胞集塊の培養応用を目的として、堆積したナノファイバーの濡れ性評価を行った。その結果、波面制御したフェムト秒レーザーをCYTOP基板上に集光照射することで作製したナノファイバーは、汎用ナノ秒レーザーや単一フェムト秒レーザー照射に比べ高分解能であることを確認した。また、ファイバーをCYTOP基板上に堆積した際の濡れ性評価については、実験条件を最適化し、ファイバー堆積することで、その表面が超撥水になることを確認した。これらの結果については、学会発表にて成果を報告している。CYTOPをベースとした新規材料開発については、表面プラズモンを利用したCYTOPの化学変化を試みた。溶剤に溶けたCYTOP溶液を、銀ナノ粒子2次元アレイ上に滴下し、波長532 nmのレーザーを照射し、表面増強ラマンスペクトルを計測した。その結果、CYTOPの通常ラマンスペクトルとは異なるラマンスペクトルが得られた。この結果から、表面プラズモンを利用することで、CYTOPが化学変化を起こすことが分かった。本成果については、学会発表にて報告を行っている。更に、本研究を行う過程で、CYTOPを含めた熱硬化性材料の新しいレーザー加工方法についても検討を行っており、その加工技術の確立を行うと共に本研究課題への応用を試みている。本成果についても、学会発表にて、その成果を報告している。本年度は、当初より予定していた空間光位相変調器を用いた多点同時フェムト秒レーザー照射によるナノファイバー加工の基本特性について検討を行い、本技術を用いることにより、従来レーザー加工に比べ高分解能なナノファイバーを作製することに成功した。また、堆積したファイバーの濡れ性評価では、その表面が超撥水になることから、今後予定している細胞集塊の培養応用が可能であることを示唆した結果となった。新規材料開発については、表面プラズモン現象を利用することでCYTOPの化学変化を確認しており、材料開発および微細加工の観点から検討を行う予定である。
生細胞に頼らない生体適合高分子材料の評価法の確立

固液表界面を選択的に測定可能な全反射吸収近・中赤外分光装置を構築した.全反射近赤外分光法では,親水(シラノール)・疎水(アルキル)表面の水構造を,OH対称・逆対称伸縮振動の結合音(7000 cm-1)を評価し,親・疎水にかかわらず,固体表面から100 nm以下で,水の密度が増していることを明らかにした.全反射中赤外分光法では吸着タンパク質の構造を,アミドI(1650 cm-1),アミドII(1550 cm-1)バンドを基に評価し,吸着タンパク質の構造変化は,親水表面より疎水表面上の方が早く進行することが判明した.親・疎水表面の水構造と吸着タンパク質の構造変化に明確な相関は認められなかった.前年度までに構築した全反射近赤外分光器を用いて,親水(シラノール)および疎水(アルキル)表界面の水の近赤外スペクトルを,種々の入射角度(45ー65度)において取得した.入射角度を変化させることで,表界面からの距離の違いによる水構造の違いを明らかにできる.水の対称および逆対称OH伸縮振動の結合バンド(6800/cm)の相対的吸収強度は,入射角度55度以上で,急激に上昇した.この現象は,シラノール・アルキル表界面の違いに寄らず,共通に観測された.この結果は,新・疎水表界面共に,100 nm程度の領域の水は,通常の水と比較して,密度が高いこと,すなわち,凝縮されていることを示唆する.さらに,6800/cmの吸収バンドの増加に伴い,6250/cmに,これまで報告例のない新たな吸収バンドが観測された.現在のところ,当該吸収バンドが,どのような構造を有する水であるのか,明確ではないが,バルク中とは全く異なる水素結合構造,あるいは,バルク中では,マイナーな構造を有した水が,100 nm以下の表界面に局在化していることを強く示唆する.固液表界面を選択的に測定可能な全反射吸収近・中赤外分光装置を構築した.全反射近赤外分光法では,親水(シラノール)・疎水(アルキル)表面の水構造を,OH対称・逆対称伸縮振動の結合音(7000 cm-1)を評価し,親・疎水にかかわらず,固体表面から100 nm以下で,水の密度が増していることを明らかにした.全反射中赤外分光法では吸着タンパク質の構造を,アミドI(1650 cm-1),アミドII(1550 cm-1)バンドを基に評価し,吸着タンパク質の構造変化は,親水表面より疎水表面上の方が早く進行することが判明した.親・疎水表面の水構造と吸着タンパク質の構造変化に明確な相関は認められなかった.生体適合性が要求される医用高分子材料の開発は,動物実験や人体による評価に合わせ,種々の株化細胞や人血による評価が不可欠であり,長い期間と多くの資金が必要とされる.研究初期から生細胞による評価が必要なのは,当該分野の問題の一つである生体適合材料の物理化学特徴(生体適合性の発現機序)を見いだせていないことが,最大の要因である.本申請研究は,迅速かつ安価に評価可能な物理化学的手法を軸とした"生物学的実験を伴わない生体適合材料の評価法"の確立を目指している.初年度は,固体表面上に吸着したタンパク質の分子レベルでの構造を評価できるシステムを構築した.具体的には,内部全反射赤外分光法を適用し,タンパク質すなわちポリペプチド主鎖骨格であるアミド基のアミドIおよびアミドIIバンドの赤外吸収スペクトルの評価から,吸着タンパク質と遊離タンパク質の2次構造の違いを明らかにした.さらに,固体表面の種々の官能基,具体的には,アミノ基,メチル基,ビニル基,フェニル基,チオール基およびシラノール基表面に吸着したタンパク質の構造を比較し,親水(水液滴接触角の小さい)表面では,吸着タンパク質の構造変化が,疎水表面上におけるそれよりも遅く進行することが分かった.しかしながら,48時間以上では,双方の吸着タンパク質の構造に違いは見られなかった.固体表界面の100 nm領域の水の構造を評価するために,内部全反射近赤外分光システムを構築した.入射角35ー65度(5度刻み)の内部全反射結晶(シリコン製)を自作し,シラノール基表界面の水の近赤外スペクトルを取得した.入射角度が大きくなる,すなわち,表界面からの測定領域が小さくなるに従い,水分子由来の吸収シグナルが強くなり,表界面で水分子が濃縮あるいはバルク中とは異なる水素結合ネットワーク構造を有していることが示唆された.本申請研究は,材料の生体適合性すなわち細胞の接着挙動を,物理化学的知見から予測することを目指しているが,細胞は,必ず材料表面上の吸着タンパク質を介して接着する.これまでに,材料表面のタンパク質の2次構造を明らかにする基本的な手法は構築済であり,当初設定した計画通りに進行している.赤外分光法では,水(軽水)の吸収とタンパク質の吸収が重なっていることから,本年度は,重水を用いた実験系で,システムの最適化を行うことができた.

一方,表界面の水は,タンパク質の接着の際に必然的に脱水和されることから,表界面の水の構造,すなわち水の物理化学的特性を明らかにすることは,タンパク質の接着,それに続く細胞接着の挙動を推測するうえで,重要な知見を与えると期待される.これまでに,いままでほとんど試みられていなかった近赤外領域における内部全反射分光による水のスペクトルの取得を可能にしており,当初の計画通りに進んでいる.これまでに,固体表界面の吸着タンパク質の構造解析手法および表界面の水の分光測定を確立した.今後は,様々な固体表面への細胞,特に繊維芽細胞の接着挙動および吸着タンパク質量を定量し,吸着タンパク質の構造および表界面の水の構造と,生体適合性すなわち材料への生体由来物質の接着・吸着特性との相関を検討する.また,タンパク質吸着を誘起しない表面について,当該表界面の水の構造を,本年度構築した分光システムを用いて評価し,零吸着表面と水の構造との相関を明らかにする.零吸着表面は,双性イオン高分子あるいはベタイン高分子の,化学修飾あるいは物理吸着により構築する.これまでの知見から,双性イオン(あるいはベタイン)高分子であることが,必ずしも零吸着表面を実現しないこと,また,細胞接着においては,初期接着で同等の接着抑制を示す双性イオン(あるいはベタイン)材料であっても,培養時間によって異なる挙動を示すものがあることを示している.次年度においては,これらのことを踏まえ評価し,本研究の目的を達成する.固体基板,具体的にはシリコン基板およびガラス基板の化学的あるいは物理的修飾を行うために必要なガラス器具,攪拌機,実験スタンド等,化学実験に必要最低限の器具を購入する.また,新規機能材料の合成に必要な薬品類,化学合成に最低限必要なエバポレーター,チラ-,ポンプ等,を購入する.
二成分混合気体の凝縮熱伝達機構の解明に関する実験

メタノ-ル、エタノ-ル及び水の単一成分蒸気、及びそれらの組合せからなる二成分蒸気の水平な平滑管(外径18mm、有効長さ385mm)上への体積力対流凝縮に関して、組成比、蒸気圧力及び熱負荷を変えた実験を行い、凝縮液膜の流動形態の観察と熱伝達特性の測定を行った。得られた熱伝達の実験値は二成分蒸気の水平円管上の層流体積力対流膜状凝結に関する本研究者らの理論と比較した。1.メタノ-ル及びエタノ-ルの単一成分蒸気の場合、凝縮形態は層流膜状となり、熱伝達係数は単一成分蒸気のヌセルトの理論とよく一致した。2.水の単一成分蒸気の場合、凝縮形態は滴状となり、熱伝達係数はヌセルトの理論に比して、熱負荷に存在して、2倍4倍の値となった。3.メタノ-ル+エタノ-ルの二成分蒸気の場合、凝縮形態は膜状であり、熱伝達係数は本研究者らの理論と非常によく一致した。4.メタノ-ル+水の二成分蒸気の場合、バルクのメタノ-ル質量分率が8%85%の範囲で、凝縮形態は低熱負荷で縞状であり、熱負荷の増大に伴い縞状から滴状へと移行した。これらの凝縮形態の変化に伴い、熱伝達係数は、本研究者らの理論値に比して、2倍6倍の値となった。5.エタノ-ル+水の二成分蒸気の場合、a)共沸組成の近傍(バルクのエタノ-ル質量分率y_<1Gb>が約9092%)では、凝縮形態は膜状となり、熱伝達係数は本研究者らの理論値とよく一致した、b)y_<1Gb>=7383%では、凝縮形態は、熱流束の増加に伴い、縞状、リング状そして膜状へと変化し、熱伝達係数は、本研究者らの理論値に比して、縞状凝縮域で約3倍、リング状凝縮域で約3倍から2.5倍、膜状凝縮域で約1.6倍から2倍高い値を示した、c)y_<1Gb>=2860%では、熱流束によらず凝縮形態は滴状はなり、熱伝達係数は本研究者らの理論値に比して約6倍高い値を示した。以上の成果より、膜状とは異なる凝縮形態の発生及びその熱伝達の機構の解明の手がかりを得た。メタノール、エタノール及び水の単一成分蒸気、及びそれらの組合せからなる二成分混合蒸気の水平な平滑管(外径18mm、有効長さ385mm)への体積力対流凝縮に関して、現有実験装置に用いて、組成比、蒸気圧力及び熱負荷を変えた実験を行い、以下の成果を得た。なお、実験においては、熱伝達特性を解明するために、冷却水の流量及び温度上昇、凝縮液流量、伝熱管温度、周囲蒸気の温度、圧力及び濃度を測定すると共に、凝縮状態の観察を行った。1.メタノール及びエタノールの単一成分蒸気の場合、凝縮状態は層流膜状となり、熱伝達係数は、ヌセルトの理論と±5%以内の誤差で一致した。これより、本実験装置及び本測定法の信頼性が確かめられた。

2.水の単一成分蒸気の場合、凝縮状態は滴状となり、熱伝達係数はヌセルトの理論に比して、熱負荷に依存して、2倍から4倍の値をとった。3.メタノール+エタノールの二成分蒸気の場合、凝縮状態は膜状であり、熱伝達係数は膜状凝縮に関する本研究者らの提案している二相境界層理論と非常によく一致した。また、露点と沸点との温度差が小さいので、蒸気と伝熱管との温度差が10°C以上となれば全縮状態となり、界面状態及び熱伝達特性を簡単に予測できることを示した。4.メタノール質量分率が8%から85%の範囲のメタノール+水の二成分蒸気の場合、凝縮状態は熱負荷が小さいところで筋状であり、熱負荷の増大に伴い筋状から滴状へと移行した。そして、これらの凝縮形態の変化に伴い、熱伝達係数の実測値は本研究者らの理論値に比して、2倍から6倍の値となった。5.エタノール+水の2成分蒸気の結果は、日本機機学会に公表したが、さらに、データの集積を行っている。エタノ-ル+水の二成分混合蒸気の水平な平滑管(外径18mm、有効長さ385mm)への体積力対流凝縮に関して、現有実験装置を用いて、組成比、蒸気圧力及び熱負荷を変えた実験を行い、凝縮液膜の流動形態の観察と熱伝達特性の測定を行った。そして、二成分混合蒸気の水平円管上の体積力対流凝縮における気相物質伝達係数は、液膜の流動形態に依存せず、鉛直平板の層流体積力対流凝縮に関する本研究者らの理論式を水平円筒に拡張した式で表現できると仮定して、気液界面における温度、蒸気組成及び液組成を算出し、液膜の熱伝達係数を求め、それを層流液膜に関するヌセルトの理論式と比較した。1.共沸組成の近傍(バルクのエタノ-ル質量分率y_<1Gb>が約9092%)では、凝縮形態は熱流束によらず膜状凝縮となり、液膜熱伝達係数はヌセルトの式とよく一致する。2.y_<1Gb>=7383%では、熱流束によって異なった凝縮形態が出現する。すなわち、熱流束が増加するとともに凝縮形態は、縞状、リング状そして膜状へと変化する。また、液膜熱伝達係数は、ヌセルトの式に比して、縞状凝縮域で約3倍、リング状凝縮域で約3倍から2.5倍、膜状凝縮域で約1.6倍から2倍高い値を示した。3.y_<1Gb>=2860%では、熱流束によらず凝縮形態は滴状となり、液膜熱伝達係数はヌセルトの式に比して約6倍高い値を示した。4.純水の場合(y_<1Gb>=0%)、凝縮形態は滴状となった。5.純エタノ-ルの場合(y_<1Gb>=100%)、凝縮形態は膜状となった。
インテグリンα５β１をターゲットにしたペプチドを用いたＰＥＴプローブの開発

本研究は、がんの診断や治療に関わるα5β1インテグリンをターゲットとしたPR_bペプチドを用い、新たなα5β1PETイメージング剤の開発を目的として行った。NOTAを用いる新規な方法でPR_bを18F標識し、18F-PR_bというプローブの製造に成功した。インビトロ及びインビボの評価では、18F-PR_bはα5β1インテグリンに特異的に結合することが示された。さらに、18F-PR_bのPET撮像によるマウスのα5β1陽性腫瘍の明瞭な描出に成功した。18F標識PR_bはα5β1PETイメージング剤として有望であることが示唆された。初年度の平成24年度には、PR_bペプチドの合成、放射能核種18Fによる標識及び標識したペプチドのインビトロでの評価を行った。それに続いて、平成25年度には18FのPR_bへの標識条件を確立した。それにより、18F標識PR_bは放射化学的収率約20%、放射化学的純度99%以上で安定的に得ることに成功した。18F標識PR_bのマウス血清中での安定性を検討した結果から、18F標識PR_bは良い血中安定性を持つことが確認された。一方、PR_bのα5β1インテグリン結合モチーフであるRGD配列をRADに変えて、PR_bのネガティブコントロールを合成した。α5β1に対する18F標識PR_bの結合活性および特異性について、α5β1の発現レベルが高い細胞と非常に低い細胞を用い、結合実験と競合阻害実験で検討した。同様な実験を18F標識PR_bコントロールにおいても行った。その結果、18F標識PR_bがα5β1に特異的に結合することが明らかになった。マウス生体内分布評価では、18F標識PR_b投与後30分で血液中放射能のほぼ消失、腎臓と膀胱以外の非標的臓器への非常に低い放射能集積を示した。これにより、18F標識PR_bがインビボにおいても安定性を有することが示された。皮下腫瘍モデルマウスにおいて18F標識PR_bによる30分間のダイナミックPETイメージングを行った。α5β1陽性腫瘍は陰性腫瘍より明瞭に描出された。また定量的PETにより、投与後30分で、α5β1陽性腫瘍の放射能量(%ID/g)は陰性腫瘍の%ID/gより、有意に高かった。18F標識PR_bを投与した場合、α5β1陽性腫瘍への%ID/gが18F標識PR_bコントロールと比べて有意に高かった。これらの結果より、18F標識PR_bはα5β1インテグリンを標的としたPETイメージングプローブとして有望と考えられた。α5β1インテグリンは膜糖タンパク質で、癌の血管新生や浸潤または転移に関与している。新生血管の内皮細胞及び一部の腫瘍細胞ではα5β1が高発現し、癌の分子標的治療や腫瘍イメージングの重要なターゲット分子の一つであると認められている。本研究では、フィブロネクチンミメティックペプチドPR_b (アミノ酸配列:KSSPHSRNSGSGSGSGSGRGDSP)を用いた、PETイメージングを目的とした。PR_bは、ポジトロン放出核種18F(半減期110分)で新規標識法より標識し、腫瘍のα5β1インテグリン発現をイメージングターゲットにした。平成24年度に実施した研究の成果について、(1)PETイメージングプローブの構築・合成すなわちペプチドの設計、修飾、合成、放射能核種による標識、精製および安定性についての評価、(2)18F標識したペプチドのin vitroでのα5β1インテグリンへの結合および特異性の評価との二つに分けられる。まず、PR_bを18Fで標識するため、PR_b-NOTA分子を設計した。PR_b-NOTAの構築には、PR_bペプチドの配列の修飾とその部位へのキレート剤NOTA(p-SCN-Bn-NOTA)を導入し、純度95%以上の標識前駆体を合成することができた。18Fを用い、PR_b-NOTAへの標識を検討したところ、放射化学純度約90%以上で18F標識NOTA-PR_bを得ることができた。18F標識体はin vitroでの評価により、安定であることが確認された。一方、α5β1発現の高いB16F10細胞に対し18F標識NOTA-PR_bの結合活性が認められた。またその細胞を用いて、18F標識PR_bペプチドと非標識PR_bペプチドとの併用により培養細胞への結合阻害実験をおこない、競合的に阻害されたことを明らかにし、α5β1インテグリンへの特異性を証明した。細胞表面糖タンパク質であるα5β

1インテグリンは、癌の血管新生や浸潤、転移などに関与し、癌の分子標的治療やイメージングの重要なターゲット分子の一つであると認められている。本研究では、フィブロネクチンミメティックペプチドPR_b (アミノ酸配列:KSSPHSRNSGSGSGSGSGRGDSP)を用いた、新たなα5β1PETイメージング剤の開発を目的とした。本研究計画実行の初年度にあたる平成24年度と次年度の平成25年度には、ポジトロン放出核種である18FのPR_bへの標識方法を確立して、α5β1イメージング剤の合成を成功した。その評価をインビトロ、インビボで進めてきました。それに続いて、最終年度の本年度は、18F標識PR_bとPR_bコントロール(RGD配列をRAD配列に変えたもの)のそれぞれの担癌マウスでの生体内分布等の体内動態をPETイメージングで画像化し、腫瘍への放射能集積および正常臓器とシグナルコントラストを算出し、腫瘍を特異的に検出できるかどうかをさらに検討した。その結果、18F標識PR_bによるα5β1陽性腫瘍は陰性腫瘍より明瞭に描出されたことが明らかとなった。また定量的PETにより、投与後30分で、18F標識PR_bを投与した場合、α5β1陽性腫瘍への放射能集積が18F標識PR_bコントロールと比べて有意に高値を示した。これらの結果より、18F標識PR_bはα5β1を標的としたPETイメージング剤として有望と考えられた。一方、当初の計画では、18F標識PR_bとαvβ3イメージング剤の64Cu標識環状RGD四量体を用い、α5β1とαvβ3の発現量の異なる腫瘍モデルにて、PETイメージングする予定であった。しかし、18F標識PR_bはインビボでは投与後速やかに代謝されていたことから、このプローブの体内安定性の改善が今後の最優先に実施していくことが示唆された。医歯薬学効率的かつ恒常的に放射化学的純度約99%以上で18F標識したPR_bペプチドを安定的に実験に供給することに成功したため、実験の進度がかなり進んでいる。(2)効率的かつ恒常的に放射化学的純度約90%以上で18F標識したNOTA-PR_bペプチドを安定的に実験に供給することがまだできていないため、実験の進度がやや遅れている。これまでの研究結果より、18F標識PR_bはα5β1インテグリンを標的としたPETイメージングプローブとして有望と考えられたが。また、それは基本的なプローブ構築と見なされ、それに基づいて、より高い親和性や安定性または適切的な体内分布や代謝を持つプローブのデザイン及び評価を継続すべきである。(2) 18FのPR_b-NOTAへの標識は、短時間かつ温和な条件で高い放射活性を得るための標識条件を検討する。(3) 18FのPR_b-NOTAへの最適標識条件を確立する。(4) 18F標識PR_b-NOTAがインビトロでの安定性を分析し、必要に応じて安定性改善の検討をおこなう。(5)標識プローブの作成を容易にするため、自動化の方法も検討する。実験の進度がやや遅れていて、25年度に予定した国内学会発表を参加できなかったため、次年度使用額が48,376円になった。この次年度使用額は26年度の予算に合わせて、追加実験用の研究材料費や学会発表に利用される予定である。(1) 18FのPR_b-NOTAへの標識法を確立する。(2) 18F