hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低濃度局所麻酔薬による増殖因子受容体におけるチロシンキナーゼ活性化作用の研究

臨床上、角膜損傷後の角膜細胞増殖に対して局所麻酔薬の使用が角膜の修復を遅延させることが知られており、本研究は局所麻酔薬の角膜細胞増殖遅延におけるメカニズムを明らかにした。局所麻酔薬は、ナトリウムチャンネルの非活性化ゲートに作用することにより、ナトリウムチャンネル遮断作用を来たすことが知られている。研究代表者の研究目的は、受容体型チロシンキナーゼ内の酵素活性部位における自己リン酸化部位周辺のアミノ酸配列の性質が、ナトリウムチャンネル非活性化ゲート周辺のアミノ酸配列の性質と非常に類似していることに基づき、局所麻酔薬のチロシンキナーゼに対する作用及びそのメカニズムを解明するものである。平成14年度の研究において、局所麻酔薬のリドカインは、ヒト角膜上皮細胞における上皮増殖因子受容体(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)のチロシンキナーゼを活性化させる作用はなく、逆に抑制効果が認められることを明らかにした。そこで平成15年度では、ナトリウムチャンネルの非活性化ゲートのアミノ酸配列(GQDIFMTEEQK)と、インスリン受容体およびインスリン様増殖因子受容体(Insulin-like growthfactor receptor, IGFR)の活性化ループ(TRDIYETDYYR)の性質が類似しており、芳香環をもつアミンである局所麻酔薬が「静電気力、π-πスタッキング、cation-π結合、C-H-π結合を介して、芳香環アミノ酸(チロシン(Y)、フェニルアラニン(F))、酸性アミノ酸(グルタミン酸(E)、アスパラギン酸(D))、塩基性アミノ酸(リジン(K)、アルギニン(R))と相互作用を持つ」という仮説のもとに、リドカインのインスリン受容体とIGFRにおけるリン酸化されたチロシンに対する、脱リン酸化作用を検討した。リドカインは、インスリン受容体におけるインスリン刺激により自己リン酸化を抑制するのみでなく、自己リン酸化を受けたチロシン残基に対して脱リン酸化作用も有することを明らかにした。また乳癌細胞のMCF-7は、細胞増殖過程でIGFRが重要な役割をもつことが知られており、400μM以上のリドカインがMCF-7における細胞増殖作用を有することを明らかにした。IGFRの活性化ループは、インスリン受容体の活性化ループと同じアミノ酸配列を有することから、リドカインによるIGFRの脱リン酸化作用がMCF-7における細胞増殖を抑制した可能性が示唆された。
鎌倉・南北朝期の王朝と幕府の徳政-寺社との関係を中心に-

寺社に対する徳政、興行政策がどのようなものであったのか、また、そもそも王朝と幕府は寺社に対してどのような政策をとっていたのかを課題としてさまざまな角度から検討を加えた。1.公家新制にみる王朝の寺社政策。公家新制の条文において王朝の寺社に対する政策の変化を概観した結果、鎌倉中期に寺社は国家によって統制できる存在になったこと、内乱期に焼失した伽藍の復興だけでなく、寺社領の保護すなわち興行や、寺社裁判の興行が推進されると推定した。2.鎌倉幕府法に見る寺社政策。鎌倉幕府の寺社政策を幕府法から分類、概観した結果、当初、鎌倉中あるいは関東・東国の寺社を対象として発布されていたのが、明確に弘安七年の改革を画期として全国の寺社とりわけ伊勢神宮や一宮、国分寺へと対象範囲を拡大したこと、幕府による鎌倉市中の寺社および供僧に対する強い保護と統制があったことが明らかになった。鎌倉市中の寺社の別当や供僧は、まさに将軍との間に主従関係を結んでいるのである。3.関東祈祷所と将軍。関東祈祷所の僧の補任権は基本的に将軍にあることを確認し、公方論に言及した。4.権門寺院の長官人事に対する鎌倉幕府の関与。醍醐時座主、延暦寺座主、東寺長者を例として、その任免に対する幕府の関与のあり方を概観し、承久の乱以降次第に幕府の関与がみられ、鎌倉中期には幕府の指示がなければ王朝は独断で補任を決定することができなくなっていたこと、こうした権門寺院の長官には、いわゆる「幕府僧」が鎌倉居住のまま補任されている例があること、そのなかには北条氏一門の僧がみられること、等が指摘できた。5.鎌倉末期の興福寺大乗院門主。本来、補任権がない王朝による門主の補任が、後醍醐天皇親政期に行われたと推定した。本年度は鎌倉時代における幕府と王朝の寺社政策を検討し、名古屋大学文学部の講義において現時点での到達点を学生・院生に提示した。とくに検討した点は、幕府や王朝が「権門寺院」にたいして人事・紛争処理にあたってどのような政策あるいは対応を示したかという点である。まず、人事について。王朝が人事権を掌握している構造は変わらないものの、幕府が延暦寺・園城寺・東寺・醍醐寺・東大寺の座主・長者などにたいして「関東僧」(鎌倉幕府が人事権を持つ鎌倉市中寺院の僧)の推挙を行い、ときには関東僧でなくても王朝にたいして推挙を行うこと、さらに将軍や北条氏の血縁者が多く推挙されたことを、具体的に明らかにすることができた。また、興福寺にたいしては幕府は全くその人事に関与できないことが明らかとなった。第二に、権門寺院間の争いや権門寺院内部の争いにたいする王朝と幕府の対応について。興福寺と石清水の争いについて、黒田俊雄氏の検討した嘉禎の相論だけでなく弘安の相論も検討することによって、幕府は嘉禎の相論の途中から単に権門体制国家の軍事警察部門を担当する一権門としての役割を越えて、国家権力として王朝に替わって紛争処理を行ったこと、その際、六波羅が幕府の意向を請けて裁判として処理しようとし、さらに関東使が直接紛争処理にあたったことを明らかにした。その画期は弘安頃と推定される。また、興福寺における大乗院と一乗院の争いにたいする幕府と王朝の対応を検討することによって、上記の幕府の対応、および、後醍醐親政期における王朝の独自の処理が見られることが明らかとなった。こうした点から、権門体制国家論はもはやそのままでは成り立ち得ないことは明らかであるが、以上の検討をさらに他の事例において確認する作業を行った上で、自分自身の国家論を提示したいと考えている。

本年度は、昨年度に引き続き中世国家(王朝と幕府)の寺社政策を検討し、名古屋大学文学部の講義において現時点での到達点を院生・学生に提示した。本年度は、昨年度が権門寺院の長官に対する人事権を問題にしたのを継承し、こうした権門寺院の内部の院家・門跡の領有・継承に対する国家の関与を問題とした。最も私的部分に国家がどのような関与をしたのか、この問題を延暦寺青蓮院、醍醐寺三宝院・報恩院、東大寺東南院を対象として検討した。まず青蓮院の場合、先行研究は師資相承原理に基づいて門跡継承がなされたことを強調し、鎌倉末期の王朝の分裂の影響を否定するが、子細に検討すると、門跡の継承原理に占める師資相承原理は絶対的なものではなく、むしろ門主の出身の家の論理が優越することが判明した。また、門跡継承をめぐる紛争、あるいは門跡継承者の適格性が問題となった場合は、国家が門主を罷免したり新門主を補任することが見られたこと、門主の代替わりには院宣や綸旨が出されたことが明らかになった。門主の補任権は基本的には王朝側にあるが、幕府の指示が必要とされた。南北朝時代になると、「安堵綸旨」が恒常化し、義満段階からは幕府の「補任」が行われたようである。醍醐寺三宝院や報恩院の場合は、初期において家の継承原理の優越が見られるが、鎌倉時代に入ると師資相承原理が優越するようになる。ただ、師資相承原理において混乱が見られ、法流の分裂が起こり、そこに国家が干渉する。王朝による安堵、補任という事態が発生し、幕府も干渉せざるを得ない状況が生じている。後宇多法皇は密教の法流の統一を、自らが小野・広沢両流を継承することによって実現しようとしたと考えられる。今回の科研費における研究では南北朝時代の研究が十分ではなかった。今後、さらに室町時代までも見通した研究を進めたいと考えている。
原形質連絡においてウイルスの細胞間転移を促進する30Kタンパク質のリン酸化の解析

本研究でタバコモザイクウイルス(TMV)を材料にしてウイルスと植物の相互作用を原形質連絡との関連で解析を行っている。TMVに限らず植物ウイルスが細胞間の移行をする場は原形質連絡である。そして細胞間移行する過程にはこのウイルスがコードする30kD蛋白質が機能している。実際、30kD蛋白質は原形質連絡に局在すること、その前に細胞質で合成されて細胞質で形成する構造を免疫電子顕微鏡観察によって明らかとした。その中で移行タンパク質である30Kタンパク質が植物細胞内でリン酸化を受けている事実を見いだした。238番目のセリンはリン酸化を受けていることを確認した。残りのリン酸化を受けているアミノ酸も30kD蛋白質のアミノ酸残基234から261番目までに存在するセリン残基であることが確実である。このリン酸化と細胞質で形成する構造の形成と関係が示唆された。植物のある種のウイルス抵抗性応答を考える際にリン酸化酵素による影響を考慮することが重要であることを明らかとした。Tm-2^2遺伝子をもつトマトでも増殖可能となった2^2株の解析の結果、2^2株は30kD蛋白質の中にアミノ酸の置換変異2個があることにより、Tm-2^2トマトでも増殖可能となったことが明らかとなった。そのうちの一つが238番目のセリンが変化することが重要である。リン酸化とTm-2^2遺伝子によるウイルス抵抗性との関係が示唆された。並行して、大腸菌で発現させた30kD蛋白質を基質にして、無細胞系でのリン酸化活性の検索を行っている。通常の植物細胞の物質輸送、情報伝達が行われるこの原形質連絡に存在する蛋白質がリン酸化を受ける事実は通常の細胞の営みとの関連や、どのようなkinaseがこのリン酸化に関与しているのかなどを含めて興味が持たれる。本研究では、タバコモザイクウイルス(TMV)を材料にしてウイルスと植物の相互作用を原形質連絡との関連で解析を行っている。実際、30kD蛋白質は原形質連絡に局在することも確認されている。植物のウイルス抵抗性応答を考える際にはある種のリン酸化酵素との相互作用が重要であることが明かとなってきた。TMVの感染過程で30kD蛋白質が合成された後、リン酸化をうけていることが明かとなった。リン酸化を受けているアミノ酸は30kD蛋白質のアミノ酸残基234から261番目までに存在するセリンである可能性が示された。リン酸化を受けている30kD蛋白質を電気泳動後ゲルから回収し、トリプシン処理を施し、二次元展開することで解析を進めた。その結果、30kD蛋白質の中で3箇所においてリン酸化を受けていることが示唆された。site-directed mutagenesisなどの手法を用いて、リン酸化を受けるセリンの特定、リン酸化の機能への関与についての解析を更に進めている。通常の植物細胞の物質輸送、情報伝達が行われるこの原形質連絡に存在する蛋白質がリン酸化を受ける事実は通常の細胞の営みとの関連や、どのようなkinaseがリン酸化に関与しているのかなどを含めて興味が持たれる。TMVに限らず、植物ウイルスが細胞間の移行をする場は原形質連絡である。

そして細胞間移行する過程にはこのウイルスがコードする30kD蛋白質が機能している。実際、30kD蛋白質は原形質連絡に局在すること、その前に細胞質で合成されて細胞質で形成する構造を免疫電子顕微鏡観察によって明かとした。その中で移行タンパク質である30kタンパク質が植物細胞内でリン酸化を受けている事実を見いだした。238番目のセリンはリン酸化を受けていることを確認した。残りのリン酸化を受けているアミノ酸も30kD蛋白質のアミノ酸残基234から261番目までに存在するセリン残基であることが確実である。このリン酸化と細胞質で形成する構造の形成と関係が示唆された。植物のある種のウイルス抵抗性応答を考える際にリン酸化酵素による影響を考慮することが重要であることを明かとした。Tm-2^2遺伝子をもつトマトでも増殖可能となった2^2株の解析の結果、2^2株は30kD蛋白質の中にアミノ酸の置換変異2個があることにより、Tm-2^2トマトでも増殖可能となったことが明らかとなった。そのうちの一つが238番目のセリンが変化することが重要である。リン酸化とTm-2^2遺伝子によるウイルス抵抗性との関係が示唆された。並行して、大腸菌で発現させた30kD蛋白質を基質にして、無細胞系でのリン酸化活性の検索を行っている。通常の植物細胞の物質輸送、情報伝達が行われるこの原形質連絡に存在する蛋白質がリン酸化を受ける事実は通常の細胞の営みとの関連や、どのようなkinaseがこのリン酸化に関与しているのかなどを含めて興味が持たれる。
喫煙が血液の酸化状態を介して血管壁を障害する一連の機構の解明

喫煙が心筋梗塞や脳卒中のような動脈硬化性疾患の重大な危険因子であることは、多くの疫学調査によって明らかにされている。たばこ煙にはフリーラジカルなど多種のオキシダントが含まれていることから、喫煙は外因性酸化ストレスとして作用し、循環血液中に酸化ストレスの影響を及ぼすことによって、血管壁を障害、動脈硬化形成を促進させると推測される。本研究は、このような「喫煙-酸化ストレスー動脈硬化形成」という一連の過程を体系的に解明したものである。その研究実績の概要について以下に述べる。1.たばこ煙水抽出(CSE)中に存在する安定なオキシダントであるONOO一類似反応物質が、(1)人工結合組織膜及びラット摘出肺の肺胞壁を容易に透過した、(2)肺胞マクロファージを活性化させなかった、(3)培養血管内皮細胞を障害し、アポトーシスを誘発させた。2.喫煙によって、ヒト及びラットの血液中にONOO^-反応物質の変化(LDLの酸化及びニトロ化、他の酸化ストレスマーカーの増加)が急速に(たとえ喫煙者でも)生じることを証明した。3.アポE欠損(KOR)マウスに喫煙処置(一日15分間、16週間)すると、酸化ストレス増大とともに動脈硬化形成が促進された。以上の結果から、喫煙した場合、たばこ煙が気道や肺胞の水分に溶解してCSEを生成し、CSE中の安定なONOO類似反応物質が肺胞壁を透過し血液中に到達して、LDLを徐々に酸化及びニトロ化して変性し、生成した酸化LDLを介してあるいはONOO^-類似反応物質が直接に血管内皮細胞の機能を障害し、DNAの酸化損傷も加わって動脈硬化の発症・進展を促進すると考えられる。今後は、たばこ煙中のONOO一類似反応物質の化学構造を決定し、このオキシダントに対する特異的な抗酸化物質を発見することが課題となる。我々は、喫煙者の血漿中に増加する酸化変性LDLの生成にperoxynitriteが関わっていることを示唆してきた。今回は、たばこ煙水抽出液(CSE)に含まれるperoxynitrite放出物質が肺胞壁を透過し、LDLの酸化変性を起こし得るかどうかについて検討した。CSE及び既知のperoxynitrite発生物質SIN-1及びperoxynitrite(NaOH溶液)を用い、それらが人工基底膜のマトリゲルまたは摘出ラット肺胞壁を透過するかどうかを、それらの物質が各障壁を透過した後、外液層のtyrosine溶液と反応して生成する3-nytrotyrosine(3-NT)量を測定することによって判定した。その結果、CSE中のperoxynitrite放出物質はマトリゲル及び肺胞壁を容易に透過したが、その透過速度及びニトロ化反応速度は共にかなり遅かった。一方、peroxynitrite(NaOH溶液)は両膜とも瞬時に透過し、外液のtyrosineを速やかにニトロ化した。SIN-1は膜を透過できなかった。また、肺胞マクロファージに、LPSを処置すると、顕著なNOx量の増加が認められたのに対し、CSE処置では培養上清にNOx量の有意な増加はみられなかった。以上の結果より、peroxynitriteは人工基底膜と同様に瞬時に肺胞壁と透過して3-NTを生成したのに対して、CSEは肺胞壁を徐々に透過して外液のtyrosineと徐々に反応することが明らかとなった。一方、CSEの刺激により、マクロファージが活性化され、放出されるNOがO_2と反応して、間接的にperoxynitriteが生成される可能性は低いことが分かった。我々は、たばこ煙水抽出液(CSE)中にperoxynitrite類似反応物質が存在することを明らかにしてきた。

今回は、たばこ煙に含まれるperoxynitrite類似反応物質が肺胞壁を透過し、酸化ストレスを引き起こすかどうかについて検討した。正常ラットをウレタン麻酔下、たばこ煙のガス相(タールやニコチンなどの粒子を除去)を吸入させ、経時的に採血し、血中の種々酸化ストレスマーカーを測定した。また、ミエロパーオキシダーゼの関与を明らかにするため、その酵素阻害剤アプロチニンの前処置による影響も調べた。その結果、喫煙直後から血清タンパク中の3-nytrotyrosine値が増加し、30分後の再喫煙により、その増加は顕著となり180分以上持続した。アプロチニン前処置により喫煙開始初期の増加は抑制されたが、60分以後にみられる増加には影響を及ぼさなかった。3-Cholorotyrosine値の増加はアプロチニン前処置により完全に抑制された。8-Hydroxydeoxyguanosine値は喫煙直後から著明に増加し、総コレステロール値は著明に減少したが、いずれもアプロチニン前処置による影響は認められなかった。以上の結果より、たばこ煙中に存在するperoxynitrite類似反応物質は、肺胞壁を透過し、血中の酸化ストレスを増大させることが明らかとなり、喫煙による動脈硬化発症機序の解明に向けてのあらたな研究方策が示唆された。我々は喫煙によって生成するperoxynitrite類似反応物質が全身の酸化ストレスを増大させることを示唆してきた。今回は、動脈硬化易発生アポE欠損(KOR)マウスに喫煙処置した場合、酸化ストレス及び動脈硬化病変にどのような影響が及ぶのかについて、ビタミンE投与の効果とともに検討した。また、たばこ煙水抽出液(CSE)中のperoxynitrite類似反応物質の分離・同定も試みた。0.15%コレステロール飼料またはそれに0.3%ビタミンEを点火した飼料でKORマウスを飼育し一定量のたばこ煙を連日15分間暴露させた。経時的に血清中の脂質、酸化ストレスマーカー及び炎症マーカーを測定し、16週間後に大動脈中の脂質及び3-nitrotyrosine(3-NT)を測定した。一方、CSEをHPLCにて分画し、ニトロ化能を有する画分のLD/MS分析も行った。その結果、たばこ煙暴露KORマウスの血清酸化ストレスマーカーである過酸化脂質、酸化LDL及び3-NTの各値は著しく増加し、これらの変化はビタミンE投与により有意に抑制さされた。しかし、血清脂質であるコレステロール及びトリグリセリド及び炎症性マーカーである3-chlorotyrisine及びhsCRPの各値に変化がみられなかった。実験終了時、大動脈のコレステロールエステル及び3-NT含量が著明に増加し、それらはビタミンE投与により著明に抑制された。以上の結果より、KORマウスにたばこ煙を暴露すると、peroxynitrite類似反応物質によると考えられる酸化ストレスが増大すること、それによって動脈硬化病変形成が促進されることが明らかとなった。また、たばこ煙中のperoxynitrite類似反応物質をHPLCで分離しLC/MSで同定することを試みた結果、ニトロ化能を有する有望な2,3の画分が見出された。
初期印刷本の書誌学的研究推進のための環境整備に関する研究

西洋の初期印刷本のデジタル画像を利用した書誌学的研究を推進するための環境の整備に資することを目的として、近年実用化が急速に進んでいる人工知能(AI)の技術を、初期印刷本の文字を対象とする研究に取り入れることを意図した現状調査や試用を行い、得られた知見公開していく。また、現在入手が可能な初期印刷本のデジタル画像の品質などの状況を調査し、ここ数年例が増えている文系研究者による閲覧室での資料撮影による画像や撮影の際の環境の実態を把握して、よりよい画像を取得するための手引きとなるような情報の提供を行う。
海外移民と日本人キリスト教会-南北アメリカ・カナダの場合-

「海外移民と日本人キリスト教会の研究-南北アメリカ・カナダの場合」の研究は同志社が所蔵する日本のプロテスタント・キリスト教の雑誌・新聞などの資料を基礎的な土壌とし,さらに内外の関係文献・資料を広く調査・収集し,移民社会におけるキリスト教会の活動を歴史的に究明することが企図され,三ヵ年にわたって調査・研究は進められた.昭和60年度においてはまず,研究課題に関係した既往の文献資料の紹介ならびに先行研究の検討を進め,国内資料(国立国会図書館・外交史料館所蔵移民関係資料など),アメリカ・ハワイに関する海外移民資料の調査・収集を進めた, 61年度は前年度の方針を踏襲しながら,調査資料の領域対象をひろげ,カナダ関係資料ならびに戦時強制収容所に関する資料の収集につとめた. 62年度はあらたにアメリカ福音会ならびにハワイアンボードに関する資料を収集した.研究会活動は成果をまとめるために共同執筆計画を進め,その中間報告,執筆論文概要の発表をおこなって共同討議を深めた.なお広領域にわたる研究の推進は各研究分担者の共同作業によることは論を俟たないが,対象領域の拡大と深化はむしろ数多くの研究参加者によって支えられ,進められた.なかでもこの研究の一つの成果である論文集『移民社会とキリスト教』(仮題)には, UCLAの阪田安雄,ユージ・イチオカ両氏の研究論文が寄稿された.これは研究における相互の資料利用ならびに共同の討議を進める場が形成されたわけで,その意味はきわめて大きい.この共同研究論文集はその対象とする地域および年代においても,当初かかげた計画におよばない.それだけに今後なお資料の収集を図ることが必要であり,研究においても広領域にわたった対象を多面的かつ総合的に深めてゆくことが必要であると考えている.「海外移民と日本人キリスト教会の研究-南北アメリカ・カナダの場合」の研究は同志社が所蔵する日本のプロテスタント・キリスト教の雑誌・新聞などの資料を基礎的な土壌とし,さらに内外の関係文献・資料を広く調査・収集し,移民社会におけるキリスト教会の活動を歴史的に究明することが企図され,三ヵ年にわたって調査・研究は進められた.昭和60年度においてはまず,研究課題に関係した既往の文献資料の紹介ならびに先行研究の検討を進め,国内資料(国立国会図書館・外交史料館所蔵移民関係資料など),アメリカ・ハワイに関する海外移民資料の調査・収集を進めた, 61年度は前年度の方針を踏襲しながら,調査資料の領域対象をひろげ,カナダ関係資料ならびに戦時強制収容所に関する資料の収集につとめた. 62年度はあらたにアメリカ福音会ならびにハワイアンボードに関する資料を収集した.研究会活動は成果をまとめるために共同執筆計画を進め,その中間報告,執筆論文概要の発表をおこなって共同討議を深めた.なお広領域にわたる研究の推進は各研究分担者の共同作業によることは論を俟たないが,対象領域の拡大と深化はむしろ数多くの研究参加者によって支えられ,進められた.なかでもこの研究の一つの成果である論文集『移民社会とキリスト教』(仮題)には, UCLAの阪田安雄,ユージ・イチオカ両氏の研究論文が寄稿された.これは研究における相互の資料利用ならびに共同の討議を進める場が形成されたわけで,その意味はきわめて大きい.この共同研究論文集はその対象とする地域および年代においても,当初かかげた計画におよばない.それだけに今後なお資料の収集を図ることが必要であり,研究においても広領域にわたった対象を多面的かつ総合的に深めてゆくことが必要であると考えている.本研究は「海外移民と日本入キリスト教会」という課題に関して、従来同志社において共同研究によって進めてきたキリスト教社会問題に関する文献・資料を土台とし、該問題に関する(1)基本資料の調査・収集・整理をはかり(2)移民社会における日本人キリスト教会の役割り(3)移民社会にみる諸問題の解明を目的としている。本年度の研究実績は次のとおりである。(1)基本資料の調査・収集・整理国内の主要研究機関の調査を行ない、外交史料館史料(とくにカナダ移民関係史料)、戦時日本人強制収容所内発行新聞のマイクロフィルム等の収集を果した。なお海外にある資料については予備調査の段階にとどまり、今後の課題とした。(2)本項目に関しては、日本国内発行のキリスト教系新聞・雑誌に表われた移民社会における日本人キリスト教会の実態等を明らかにする基礎作業がなされ、また日本と移民社会現地との相互交渉という視点から、ハワイ、アメリカ・カナダ太平洋沿岸における日本人キリスト教会関係の文献・資料を比較し、検討する作業に及んでいる。(3)移民社会の諸問題を明らかにする作業においては、(a)先行する主要諸研究(移民社会、日系新聞の分析等)の検討のもと、(b)移民社会の実証的研究、(c)排日問題における親日アメリカ人宣教師の活動、(d)移民社会と教育問題(二世教育など)、(e)同志社出身の伝導者たちの人物史的研究に関し、それぞれが根本的史料を駆使した研究成果を生むことができた。さらに共同研究の利点を活かし、香港におけるエスニック・チャーチやアメリカ合衆国におけるヨーロッパ系移民の動向分析を進めるなど、比較文化史的方法による研究成果もみている。今後は、ハワイアン・ボードの『年報』や各個教会史料の収集・分析、翻刻作業を行なうとともに、上記共同研究の体系的な整理をはかることが課題となるであろう。
インスリン受容体細胞外ドメイン切断とその臨床的意義の解明

ヒト血中には可溶性インスリン受容体(sIR)が存在し、糖尿病患者で有意に増加している。本研究では、ヒト培養細胞株と超高感度ELISA測定法を用いてsIRの産生を再現するin vitro系を構築した。本系は培養液中のブドウ糖濃度とブドウ糖処理時間に依存してsIR濃度が増減するが、高浸透圧効果ではなくブドウ糖が何らかの生化学的分子生物学的機構によりsIRを産生していることが示唆された。ヒト血中には細胞膜上のインスリン受容体由来と考えられる可溶性インスリン受容体(sIR)が存在し、糖尿病患者で有意に増加している。sIRはインスリン結合部位であるαサブユニットを有しており血中のインスリンと結合しインスリン作用を減弱していると考えられ、多様な因子により構成されるインスリン抵抗性の一端を担っている可能性がある。sIRとインスリン抵抗性との関係を明らかにするため、薬物未治療2型糖尿病118例の解析を行った。血中sIR値とインスリン抵抗性(HOMA-IR)を検討したところ有意な正の相関を認めた(r=0.27,P=0.0031)。一方でHOMA指標にはその精度に限界が指摘されている。インスリンクランプ法はインスリン抵抗性を最も正確に評価する方法論として確立しているため、今後インスリンクランプ法によるインスリン抵抗性の評価とsIR値の関連について検討を進めていく。sIRが血中のインスリンと結合しインスリン作用を減弱しているとするとその正確な定量は糖代謝を考える上でも重要である。sIRに結合する極微量のインスリンを定量するため、これまでの測定感度をさらに高めた超高感度インスリン測定系を開発した。次に、培養液中にsIRを検出する特定の細胞株を用いてsIR産生in vitro系の構築を行った。この細胞株におけるsIR産生量は高グルコース処置時間およびグルコース濃度に依存して増加した。また、高グルコース処置により亢進したsIR産生能は低グルコース置換により抑制された。インスリン受容体発現量はグルコース濃度により増減したが、培養液中sIR量の増加はこれのみには依存しなかった。これらの結果は、ヒト糖尿病患者において血糖値依存的に血中sIR量が変動する事象をin vitro系で再現していると考えられる。本系の構築によりインスリン受容体が切断遊離し高グルコース下に促進する分子機構の解明が可能となった。sIRとインスリン抵抗性との関係を明らかにするため、血中sIR値とインスリン抵抗性(HOMA-IR)を検討したところ有意な正の相関を示唆する結果が得られた。そこで、インスリンクランプ法はインスリン抵抗性を最も正確に評価する方法論として確立しており、インスリンクランプ法によるインスリン抵抗性の評価とsIR値の関連について症例数を増やしつつ検討を進めている。sIRに結合するインスリンを定量するため、種々の抗インスリン受容体抗体を用いてsIRを免疫沈降させる検討を行った。結果、sIRからインスリンを遊離させることなくsIRを効率よく免疫沈降できる抗体は限定されることが判明した。次に、ヒト培養細胞株を用いてsIRの産生を再現するin vitro系を構築した。本系では培養液中にsIRが存在するが、そのsIRはヒト血中に存在するsIRと分子的構造においてほぼ同一であることが確認できた。本系は培養液中のブドウ糖濃度に依存してsIR濃度が増減するなどin vitro系としての正当性を確認できた。さらに本系を用いることにより、sIRの産生は元から短いインスリン受容体が産生されるのではなく、細胞膜表面上に存在する完全なインスリン受容体が切断されていることをほぼ実証できた。さらに本事象は高ブドウ糖によりもたらされる高浸透圧効果でないことも確認され、細胞内で代謝されたブドウ糖が何らかの生化学的分子生物学的機構によりインスリン受容体の切断を促進していることが示唆された。
複合分子・分子集合系の光誘起電子移動システムの工学的展開

1)ナノスケール超微結晶の有機分子による修飾とその物性への影響種々のフッ素置換チオフェノール誘導体を用いて表面修飾CdS超微結晶を調製し、アルコールへの分散安定性がフッ素置換の程度が大きいほど高いことがわかり、その安定性がアルコールと修飾化合物の相互作用によることを分子軌道計算を用いて解析した。2)ナノスケール超微結晶表面状態と光触媒作用CdS超微結晶の表面に存在するS欠陥およびカドミウム塩のカウンターアニオンの影響をEXAFSにより明らかにし、可視光駆動光触媒作用への関わりを論じた。3)ヒドリド移動による可視光還元系の解析ポリピリジンのオリゴマー類縁体を合成し、その光物理化学過程をレーザーフラッシュホトリシスにより明らかにした。励起3重項の寄与の重要性が明らかになった。ポリピリジンのジアニオン状態を経由するヒドリド生成とその還元反応に対する活性種としての働きを明らかにした。4)水の完全分解系の構築および光酸化触媒系の設計・制御水の1電子光酸化(HO・の生成)が可能なペルフルオロポリパラフェニレン(F-PPP)を水素発生サイトとしての金属コロイドあるいは錯体と複合化することにより、水分子を同時に1電子酸化および還元水素発生に導く系の構築に成功した。この系の作用機構の詳細な検討を行った。水分子との相互作用の観点から、位置選択的にフッ素化した鎖状芳香族化合物を設計合成し、光酸化触媒の制御法を検討した。5)高次複合分子・分子集合系光触媒作用の創出芳香族化合物とフッ素置換芳香族化合物の混晶生成について、その構造と安定化駆動力の検討を行い、π-πスタッキング分子間相互作用の存在を示唆する結果を得た。1.フェナジン/コバルトサイクラム系による光誘起CO_2還元反応フェナジン、キノキサリン、ピリミジンはコバルトサイクラムを共存させることにより、トリエチルアミン(TEA)を電子供与体として光照射下、二酸化炭素をギ酸に選択的に還元する。フェナジンの光化学過程およびそれに引き続き進行する熱反応過程をレーザーフラッシュホトリシス、パルスラジオリシスにより詳細に検討した。その結果、フェナジンの励起状態は速やかに3重項に項間交差し、TEAにより還元的に消光され、ラジカルアニオンとなる。このラジカルアニオンがプロトン化されることによりセミキノンラジカルを生じる。また、コバルトサイクラムは系内で還元されることにより、2価の錯体CO(II)-cyclamとして存在しすることが明らかとなった。フェナジンセミキノンラジカルはCo(II)-cyclamを添加することにより、速やかに減少することから、フェナジンセミキノンラジカルから水素原子移動が起こり、CO(II)-cyclamはヒドリド錯体に転化し、このヒドリド錯体がCO_2還元種として機能する触媒作用機構を提案した。この系は光増感剤分子から金属錯体への水素原子移動をキ-ステップとする新しいCO_2光還元系であることが明らかとなった。2.化合物半導体ナノスケール超微結晶による可視光二酸化炭素還元系の構築有機溶媒を用いる湿式条件で調製したZnS,CdS超微結晶は、4nm付近に粒径分布を有する量子箱半導体材料である。この光特性および電子構造を精査するために、望ましい粒径と狭い粒径分布と有する超微結晶の調製法を検討し、調製温度を193から293Kの間で制御することにより、粒径を4nmから1nmの間で制御する手法を確立した。チオフェノールによる表面修飾を行うことにより、この粒径制御された超微結晶の凝集を抑制する手法を確立した。表面修飾状態をFT-NMR、ET-IR、EXAFSを用いて調べ、チオフェノール分子が表面に配位、安定化していることを明らかにした。1)ナノスケール超微結晶の有機分子による修飾

ナノスケールZnSおよびCdS超微結晶が0°Cから-80°Cの低温で、硫化ナトリウムを硫黄源として用いることにより1nmから5nmの範囲で精密に粒径制御できることを見出した。安定化と単離のため有機物(チオフェノール、ペンタフルオロチオフェノール)による表面修飾を行い、NMR、FTIRにより観察から修飾剤が表面を修飾していることを確認した。表面修飾量と溶媒中への分散性に相関があることを明らかにした。2)ナノスケール超微結晶表面状態と光触媒作用CdS超微結晶光触媒を用いた可視光照射下における選択的なCO_2からCOへの還元反応についてS欠陥と活性および生成物選択性の関連について検討した。過剰量のCdイオン添加により、表面にはS欠陥が生成し、これがCO_2活性化サイトとして機能していることを示唆する結果を得た。EXAFS(共同研究)によりCdイオン添加によりS欠陥が表面に生成することが確認された。3)ヒドリド移動による可視光CO_2還元系の構築種々の含窒素縮合環化合物とコバルトサイクラムの系について、CO_2光還元反応を調べ、パラ位に2個の窒素原子を含む構造が反応活性発現に必要であることがわかった。フェナジンと大環状アミン錯体系におけるCO_2光還元において、錯体の構造と還元活性に相関があることがわかった。フェナジンセミキノンラジカルから錯体への水素移動速度は錯体の構造せず、CO_2の配位過程に対する配位子の立体効果が重要であることが結論された。NMRによる検討からフェナジンと錯体が付加体を形成し、この付加体が触媒系において重要な役割を果たしていることが示唆された。1)ナノスケール超微結晶の有機分子による修飾とその物性への影響種々のフッ素置換フェノール誘導体を用いて表面修飾CdS超微結晶を調製し、アルコールへの分散安定性がフッ素置換の程度が大きいほど高いことがわかり、その安定性がアルコールと修飾化合物の相互作用によることを分子軌道計算を用いて解析した。2)ナノスケール超微結晶表面状態と光触媒作用CdS超微結晶の表面に存在するS欠陥およびカドミウム塩のカウンターアニオンの影響をEXAFSにより明らかにし、可視光駆動光触媒作用への関わりを論じた。3)ヒドリド移動による可視光還元系の解析ポリピリジンのオリゴマー類縁体を合成し、その光物理化学過程をレーザーフラッシュホトリシスにより明らかにした。励起3重項の寄与の重要性が明らかになった。ポリビリジンのジアニオン状態を経由するヒドリド生成とその還元反応に対する活性種としての働きを明らかにした。4)水の完全分解系の構築および光酸化触媒系の設計・制御水の1電子光酸化(HO・の生成)が可能なペルフルオロポリパラフェニレン(F-PPP)を水素発生サイトとしての金属コロイドあるいは錯体と複合化することにより、水分子を同時に1電子酸化および還元水素発生に導く系の構築に成功した。この系の作用機構の詳細な検討を行った。水分子との相互作用の観点から、位置選択的にフッ素化した鎖状芳香族化合物を設計合成し、光酸化触媒の制御法を検討した。5)高次複合分子・分子集合系光触媒作用の創出芳香族化合物とフッ素置換
リミットサイクル規範高速移動２足歩行ロボットの機構と制御

2脚ロボットの走行制御に関して、イナータと揺動質量を付加したロボットの走行に関する実験的検証のため、実験用ロボットの設計を行い製作のための準備を行った.実際の設計に当たっては、床の凹凸など予期せぬ環境の不確定性に対処して、ロボット本体を壊すことなく走行を実現することが必要となるため、モータと関節の間に弾性要素をもつSEA機構を導入した.また,SEA機構を搭載した2脚ロボットに有効な走行制御手法を提案し、有効性を数値シミュレーションにより確認した.平成26年度では、高エネルギー効率高速度で移動することができることが知られていた円弧状の足裏を持つロボットのモデルの代わりに、平面状の足裏を持ち足首に機械的インピーダンスを持つロボットのモデルを作成し、円弧状の足裏を持つロボットと同様な2足走行が可能であることを数値シミュレーションにより確認した。また、その走行速度を向上するために、ボディに揺動質量を搭載したモデルを新たに考案し、どのような揺動パターンを用いれば走行速度向上させることができるかに関する知見を得た。更に、揺動質量の付加により凹凸のある地面の上での走行の安定性が向上することも数値シミュレーションにより確認した。また、本課題の研究者が提案しているイナータと呼ばれるデバイスを付加することにより、走行スピードやSRと呼ばれる移動のエネルギー効率を表す指標が大幅に改善できることをシミュレーションにより確認した。これらのシミュレーションを通して、必要となる最大トルクや各関節などにかかる荷重を計算し、実験機を制作するためのデータを取得した。これらと並行して、フィードバック制御によって凹凸のある地面でも安定して走行を実現するための制御系設計の手法を入出力線形化の手法を基礎として導出を行った。それらの情報をもとに、使用モータの選定を行い、衝撃力などの影響を避けることのできる機構の調査を行い、プロトタイプシステム製作のための基本構造の設計を行った。平成26年度では、足首関節にイナータ機構を用いたインピーダンス特性を持たせることで、平面足形状のロボットで走行が実現できること、更にボディに揺動質量を搭載することにより、走行速度を向上させることができることを確認した。また、揺動質量の付加により凹凸のある地面の上での走行の安定性が向上することも数値シミュレーションにより確認した。平成27年度では、揺動質量の揺動パターンの最適化を行うことにより、さらに走行速度を上げることができることを確認した。また、最適化した運動パターンを実現する際に必要となる最大トルクや各関節などにかかる荷重を計算し、実験機を制作するためのデータを取得した。それらの情報を基に、使用モータの選定を行い、衝撃力などの影響を避けることのできる機構の調査を行い、プロトタイプシステムの基本構造の設計を行った。更に、基本構造設計に基づいて、入手可能な部品を選定し、詳細設計を行い部分的なシステムを作成し、要求される性能が得られるかの確認を行った。これらと並行して、フィードバック制御によって凹凸のある地面でも安定して走行を実現するための制御系設計の手法を入出力線形化の手法を基礎として導出を行い、要求される性能が得られるかどうかの確認を行った。更に、機構の改良とし、イナータにONーOFF機構を加えることで走行性能がどの程度改善されるかや、足首関節に非線形バネを導入することにより走行速度を改善することができるかをシミュレーションにより確認した。実験機の設計並びにそのモデルによる数値実験検証を行うことができたが、実際の実験装置製作まではできなかったため。平成27年度では、揺動質量の揺動パターンの最適化を行うことにより、走行速度が向上することを確認し、その際に必要となる最大トルクや構造に架かる荷重を計算し、人型ロボットの製作に必要なデータを取得した。また、関節に配置する回転型イナータにON-OFF機構やや非線形バネの導入の有効性について検証を行った。平成28年度では、平成27年度の結果を再検討し、実験用ロボットとして容易に実現可能な人型ロボットのサイズなどの再検討を行い、それに応じて制御則の再導出を行った。更に、走行の安定性の向上のために、モデルマッチング制御を応用したロバストな走行制御アルゴリズムを開発した。これらの結果を基に、関節部分に配置する回転型アクチュエータを購入し、揺動質量を駆動するための直動アクチュエータを選定した。また、関節、脚、胴体を作成するのに容易に入手可能な部品を選定し、人型ロボットの詳細設計を行った。詳細設計の際には、未知の衝撃に対処するために、SEA(直列弾性アクチュエータ)を組み込んだ。平成28年度では、この詳細設計に基づき、実験用人型ロボットを早期に作成し、制御系を実装を行い、シミュレーションにより得られた性能が得られるかの実験検証を行う予定である。また、実機を実現した際の関節部分の摩擦などの物理的パラメータなどの不確定性に対処するため、さらに制御則をロバスト化する予定である。更に、入力や機構的制約を陽に考慮した制御系設計についても導出を行う予定である。平成28年度で研究を完了する予定であったが、実験用ロボットの製作に手間取り平成29年度までの延長申請を行ったため。2脚ロボットの走行制御に関して、イナータと揺動質量を付加したロボットの走行に関する実験的検証のため、実験用ロボットの設計を行い製作のための準備を行った.また、実際にロボットを設計し高速で走行させるためには,床の凹凸など予期せぬ環境の不確定性に対処して、ロボット本体を壊すことなく走行を実現することが必要となる.そのために、モータと関節の間に弾性要素をもつSEA機構を導入し、それを用いた2脚ロボットの設計を行った.

SEA機構を搭載した場合には、従来提案してきた制御手法がそのままでは適用することができない.しかし、従来の制御手法は実装が比較的簡単であり、また、パラメータや構成要素の特性に対して、走行特性がどのようになるかなど多くの特性が既知であるり有益な情報が蓄積されている.そのために、従来の手法が適用できるための新しい制御手法について提案した.提案した制御手法の有効性は、ロボットの重心の挙動とZMPを拘束力を1次的に制御し、その他の姿勢制御を2次的に制御する階層的制御手法により数値的に確認した.搭載したロボットに対する従来の制御則を適用するための新しい制御則の導出を行った.しかし、従来のイナータと揺動質量を搭載したロボットの実験的有効性検証に関しては当初予定のようには行うことができなかった.今後は、制作したロボットを用いて当初計画のように、新たに考案した制御則の有効性検証とSEA機構を用いたロボットの実験的性能検証を行いたい.2脚ロボットの走行制御に関して、イナータと揺動質量を付加したロボットの走行に関する実験的検証のため、実験用ロボットの設計を行い製作のための準備を行った.実際の設計に当たっては、床の凹凸など予期せぬ環境の不確定性に対処して、ロボット本体を壊すことなく走行を実現することが必要となるため、モータと関節の間に弾性要素をもつSEA機構を導入した.また,SEA機構を搭載した2脚ロボットに有効な走行制御手法を提案し、有効性を数値シミュレーションにより確認した.数値シミュレーションにより所望の移動性能が得られることを確認できたが、実験機の設計が若干遅れているため。平成27年度に準備したプロトタイプ実験機の図面を完成し、実際に実験ロボットを製作し、トレッドミル上で走行を行い目的の性能が得られるかを(1)走行速度、(2)SR (Specific Registance)、(3)FN (Fluid Number)の指標に基づき解析する。また、床面の凹凸に対しての走行安定性についても評価を行う。今年度前半に実験用ロボットの製作を完了し、提案走行アルゴリズムの有効性を実験的に検証する。制御工学平成26年度に準備したプロトタイプ実験機の図面を完成し、実際に実験ロボットを製作し、トレッドミル上で走行を行い目的の性能が得られるかを(1)走行速度、(2)SR (Specific Registance)、(3)FN (Fluid Number)の指標に基づき解析する。ロボット製作用基本部品の設計並びに購入までは行ったが、制御系を含めた実験機の製作まではできなかったため。実験用ロボットの製作が遅れため次年度使用額が生じた.数値シミュレーションを所属機関のスーパーコンピューターを用いたためシミュレーション用パソコンを購入する必要がなかったため。制御系を含めた実験機の製作を行うために使用する。新年度の早い時期にロボットを製作するために使用予定.27年度に作成予定の実験用2足ロボットのスペックをあげたい。
細胞膜透過ペプチド経鼻併用投与に基づくバイオ薬物の革新的脳内デリバリー

末梢に投与されたバイオ薬物が中枢作用を発揮するためには、極めて緻密な生体バリアである血液脳関門(BBB)を突破し効率的に脳へと到達しなければならない。そこで本研究では、BBBを介さず直接脳に薬物を送達可能な鼻腔ー脳経路に着目し、バイオ薬物の効率的な脳内デリバリーを達成するための基盤技術の構築を試みた。細胞膜透過ペプチド(Cell-penetrating peptides: CPPs)の併用により、経鼻投与されたバイオ薬物が効率的に脳へと送達され、さらに、中枢疾患治療効果を発揮することが明らかになった。本研究を通じて、バイオ薬物を用いた新たな中枢疾患治療法構築の可能性が拓けた。本研究では、薬物の直接的脳送達経路として経鼻ルートに着目し、細胞膜透過ペプチド(Cell-Penetrating Peptides: CPPs)の併用投与を介してバイオ薬物の鼻粘膜上皮への取込みを増大させ、その結果、薬物脳移行性および治療効果を革新的に高めることを目的としている。本年度はまず、モデルバイオ薬物であるインスリンをマウスおよびラットに経鼻投与した後の血中吸収と脳移行を比較し、バイオ薬物の脳デリバリー経路としての経鼻ルートの有用性について検証した。また、代表的CPPであるpenetratin併用時のインスリン吸収性および脳移行性の変動を評価した結果、特にD-体penetratinがインスリンの全身吸収の大きな変動を伴わずにインスリン脳移行性を上昇させることを明らかにした。さらに、penetratin併用経鼻投与後のマウスおよびラットより摘出した脳を細分化し、インスリン脳内分布を詳細に解析した結果、大脳皮質、小脳、脳幹、さらには海馬においてもインスリン濃度の上昇が認められた。現在Positron Emission Tomography (PET)イメージングを利用して、鼻腔から脳各部位へのインスリン移行性の非侵襲的かつリアルタイム解析を進めている。一方、当初は2年目以降に実施を予定していた各種中枢活性バイオ医薬品の経鼻中枢デリバリーにおけるCPPs併用投与の応用性についても、本年度すでに評価を開始した。Penetratin併用によりグルカゴン様ペプチド-1 (GLP-1)や血管作動性超ペプチド(VIP)の鼻腔から脳への移行性が増大したことから、インスリン以外の中枢活性バイオ医薬品の鼻腔を介した脳デリバリーにおいてもCPPsが有用となることが示唆された。各種バイオ薬物の脳移行への応用性について、現在さらに詳細な検証を進めている。前年度(平成25年度)までに、代表的CPPであるpenetratinをインスリンと併用することにより、マウスへの経鼻投与後のインスリン脳移行性が顕著に増大することを脳ホモジネートサンプルのELISA測定により明らかにした。本年度(平成26年度)はまず、CPPs併用経鼻投与法による脳インスリン送達法の有用性を実証するため、64Cu標識インスリンをpenetratinと併用投与した後のラットの脳スライス切片を作成し、オートラジオグラフィにより解析した。その結果、L-およびD-penetratinはいずれも64Cu-インスリン投与後の脳内放射能分布を増大させ、特にD-penetratin併用時には血中放射能の増大を伴わないことが明らかになった。一方、本研究で用いてきたペプチド薬物であるインスリンは記憶・学習能力の向上を促し、アルツハイマー病等の痴呆症の改善に寄与する可能性が示唆されてきた。そこで、CPPs併用経鼻投与を介して脳内インスリン濃度が増大することにより、アルツハイマー病の治療効果を増強させるかを評価するため、記憶に関わる薬効薬理試験を実施した。インスリンおよびpenetratinの混合溶液をアルツハイマー病モデルマウスに1日1回8週間続けて投与した後、モリス水迷路試験により記憶・学習能力を評価した結果、正常マウスと同程度まで記憶が改善することが明らかになった。この時、アルツハイマー病の病原物質と考えられているアミロイドβ40および42の血中および脳内濃度は変化しなかった。現在は、CPPsを基盤とした本手法を用いてGLP-1受容体作動薬であるexendin-4の鼻腔から脳への移行性増大を試み、これによりさらに効果的なアルツハイマー病薬物治療法を確立すること目指している。前年度(平成26年度)までに、代表的な細胞膜透過ペプチド(CPP)であるpenetratinの併用により、経鼻投与後のペプチド薬物インスリンの脳移行性が顕著に増大することをELISA法およびオートラジオフラフィに基づき明らかにした。本年度(平成27年度)は、penetratin併用インスリン経鼻投与後の脳脊髄液を詳細に解析することにより、脳内インスリン濃度の上昇が全身のインスリン濃度上昇に伴ったものではなく、鼻腔から脳への直接的輸送の促進を介して生じていることを明らかにした。一方、前年度までの評価において、penetratinを介して脳に送達されたインスリンが老化促進マウスの認知機能低下を抑え、軽度の障害を改善する効果を有することを明らかにした。本年度はさらに、進行した認知機能障害に対してpenetratin併用インスリン脳送達法が有効となり得るかを評価した。その結果、脳内インスリン濃度の増大が認められた老化促進マウスにおいて明らかな記憶改善効果は認められなかったが、現在は本手法が認知機能低下時の脳器質性変化の改善に寄与しているかについて評価を進めている。加えて本年度は、penetratin併用経鼻投与法がインスリンのみならず、GLP-1受容体作動薬であるExendin-4の脳移行性も顕著に高めることをマウスを用いて明らかにした。

Exeindin-4は、認知機能障害が進行し脳神経細胞上のインスリン受容体発現量が低下した状況においても、インスリン受容体下流シグナルの活性化を介して記憶・学習能力を向上させる可能性を有する。従って本研究成果に基づき、今後は本法を介したExendin-4脳内送達法が進行性認知症に対して改善効果を示すことを実証する。末梢に投与されたバイオ薬物が中枢作用を発揮するためには、極めて緻密な生体バリアである血液脳関門(BBB)を突破し効率的に脳へと到達しなければならない。そこで本研究では、BBBを介さず直接脳に薬物を送達可能な鼻腔ー脳経路に着目し、バイオ薬物の効率的な脳内デリバリーを達成するための基盤技術の構築を試みた。細胞膜透過ペプチド(Cell-penetrating peptides: CPPs)の併用により、経鼻投与されたバイオ薬物が効率的に脳へと送達され、さらに、中枢疾患治療効果を発揮することが明らかになった。本研究を通じて、バイオ薬物を用いた新たな中枢疾患治療法構築の可能性が拓けた。交付申請書に記載した研究計画に従って、研究は順調に進展している。また、研究成果は随時発表している。薬剤学、ドラッグデリバリー今後は、CPPs併用によるGLP-1受容体作動薬exendin-4の脳移行性増大についてさらに検証を進めるとともに、脳移行効率を最大限に高めるCPPを特定する。HIV-1 Tat、オリゴアルギニン、PenetraMax等が候補CPPsであり、これら併用投与時のexendin-4脳内濃度を比較評価する。さらにexendin-4は、インスリンとは異なる経路を介して記憶を改善することが示唆されている。このことから、CPPs併用経鼻投与法を利用して脳内exendin-4濃度を高めることができれば、より効果的な記憶の改善作用が得られるものと期待される。従って、モリス水迷路試験を用いた薬効薬理評価法を用いて、脳送達されたexendin-4が記憶の改善に寄与することを証明する。これらの記憶の改善に関わるペプチド薬物に加え、自閉症治療効果が期待されるオキシトシンをはじめとした種々の中枢活性ペプチド薬物の脳送達においても本手法が応用可能であることを証明する。当該年度において必要な試薬および消耗品の購入や学会参加旅費等を支出した結果、上記の次年度使用額が生じた。今後も引き続き、Positron Emission Tomography (PET)イメージングを利用した経時的定量評価により、鼻腔から脳へのインスリン移行性をpenetratinが増大させていることを実証する。さらに、CPPs併用経鼻投与法により脳へと送達されたバイオ薬物が脳内において活性を保持し、中枢疾患に対する治療効果を発揮しうるのかについて薬理学的観点から本手法の有用性を実証する。特にアルツハイマー病モデルマウスを用いアミロイドβ沈着量や記憶学習能力の定量評価法を確立し、CPPs経鼻併用投与を介して脳送達されたインスリンが中枢薬理活性を保持していることを定量的に証明することを目標とする。
モット転移系有機超伝導体の高圧・高磁場下の電子状態

分子性導体は,温度・圧力・磁場の外部環境の変化で金属・絶縁体・超伝導などバラエティに富んだ物性変化を示す。その中でET塩を含む化合物は,有機物質中フラーレンに次いで高い超伝導転移温度を持ち,低温・圧力・磁場で様々な相変化を見せる。特に本研究で対象とするκ-(ET)_2Cu[N(CN)_2]X (X=Br,Cl,以下κ-Xと略す)は,温度・圧力・磁場などの外部摂動や冷却速度を変化させることで,磁性相・非磁性相,金属相・非金属相・超伝導相が入り混じった複雑な相変化を示すことから,量子相転移の臨界点に位置すると考えられている。そのような物性の出現のメカニズムを調べるために,圧力や磁場などの外部摂動を加えた状態での電子状態の知見が得られる高磁場・高圧下の赤外分光の方法論を確立し研究を行ってきた。昨年は,完全に重水素置換したκ-Brでの圧力誘起絶縁体・金属転移での電子状態の変化を調べることを目的として,ヘリウムガス圧を使用した光学セルを開発した。重水素化したκ-Br相転移圧力は無機物質等に比べて1桁以上低い(数10MPa)ために,通常使われるダイヤモンドアンビルセルによる高圧発生法を用いることはできないため,新規に開発したものである。今年度は,その圧力セルを使って,圧力によるモット転移を電子状態の変化として直接観測することに成功した。また,転移の境界において相分離が起こっていることがわかった。さらに,この相分離の様子を明確にするために赤外イメージングを圧力下で行い,圧力による金属相の広がりを明確にした。一方で,50%重水素置換したκ-Brにおいて磁場による超伝導・絶縁体転移でも磁場下赤外イメージングで新たな知見が得られた。有機伝導体は,温度・圧力・磁場の外部環境の変化で金属・絶縁体・超伝導などバラエティに富んだ物性変化を示す。現在では,温度3.5K,圧力5GPa,磁場14Tを同時に実現した赤外分光が可能になり,以下の成果が得られた。また,高磁場・高圧下での電子状態の理解を助けるために,常圧・低温での電子状態を,放射光を用いた励起エネルギー可変の角度分解光電子分光装置で調べるための準備を行い,現在では定常的な測定が可能になっている。具体的な研究内容は以下のとおりである。擬二次元有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Brの超伝導・反強磁性絶縁体境界付近に生じる数10μmの大きさのドメイン構造の起源を調べるために,温度・磁場および冷却速度を変えた試料に対して赤外分光イメージングを行った。その結果,ドメイン構造は物質がもともと持っている組成の揺らぎかまたは局所的なひずみが原因で発生していることがわかった。(研究発表論文1番目)重水素置換体κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Brは,基底状態が反強磁性絶縁体であるが,数MPa程度の低い圧力で超伝導体へ転移する。この圧力によるモット転移は,熱力学的な物性は一次転移的であるが,本研究で電子状態の変化を観測したところ,転移に幅が生じていることがわかった。このことは,電子状態の微妙なバランスにより劇的な物性変化が現れていることを示している。