hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機-無機ハイブリッドポリマーナノ微粒子による多色発光素子の開発

本研究では、自己組織化ポリマーナノ粒子による多色発光素子を開発することを目的としている。今年度も昨年度に引き続き2種類のポルフィリンとポリマーからなるO/W型ミセルを作製し、ポリマーの種類と濃度を変えながらミセルに内包されたポルフィリンの発光挙動を詳細に検討した。用いたポルフィリンはテトラフェニルポルフィリンの亜鉛錯体(ZnTPP)とフリーベース体(FBTPP)であり、ミセル内での分布に応じたZnTPPからFBTPPへの励起エネルギー移動が観察された。光散乱による溶液の白濁などの影響を避けるため、ミセルの濃度は十分に低い状態で実験を行った。実験の結果、ポリマーの種類によりZnTPPとFBTPPの蛍光の発光比率および全体の発光強度が変化することがわかっているが、エネルギー移動によるFBTPP発光が増えているだけでなく、ZnTPPの発光強度も増えていることから、ミセル内のポルフィリン濃度が高いことによる濃度消光がポリマー添加により抑制されていることが示唆される。ポリマーを添加しないミセルの場合には濃度消光が顕著に認められるのに対して、ポリスチレンなどを添加した場合にはそれがなくなることから、高濃度溶液での濃度消光過程は単なる発光の再吸収よりも励起分子の衝突などによる無輻射失活の寄与が大きく、ミセル内のポリマーによりそれが抑制されることが示唆されている。つまり、ミセル内でのポルフィリンの分布や取り巻く環境の違いによって本質的な無輻射失活過程を制御して高濃度の発光素子にできる可能性がある。このミセルについて、tetraethoxysilaneを用いてSiO2の殻で被覆して安定化および薄膜化を試みているが、その発光スペクトルには顕著な経時変化が見られ、最終的にはいずれのケースでもほぼ同じ発光スペクトルに落ち着いてしまうことがわかった。つまりミセル作製直後の非平衡な状態を安定に保持しなければならない問題点が明らかとなり、ミセルに含まれるポリマーだけでなく溶媒も含めた系の再構築が必要であることが判明した。本年度は、2種類のポルフィリンとポリマーからなるO/W型ミセルを作製し、ポリマーの種類と濃度を変えながら、ミセルに内包されたポルフィリンの発光挙動を検討した。実験の結果、ポリマーの種類によりZnTPPとFBTPPの蛍光の発光比率および全体の発光強度が変化することがわかった。ポリスチレンおよびポリスチレン-ビニルカルバゾール共重合体などでは、FBTPPの発光比率がポリマーを添加しない場合に比べて3倍程度増加し、配位能のあるポリスチレン-ビニルピリジン共重合体を用いた場合には大きな変化がないことがわかった。蛍光励起スペクトルから、エネルギー移動の効率の変化が寄与していることを明らかにしている。また、PMMAを用いた場合にも、発光比率が増加するのに加え、添加しない系に比べて3倍程度の発光強度の増加が認められた。エネルギー移動によるFBTPP発光が増えているだけでなく、ZnTPPの発光強度も増えていることから、ミセル内のポルフィリン濃度が高いことによる濃度消光がポリマー添加により抑制されていることが示唆される。さらに、ポリスチレン-ビニルピリジンのランダムおよびブロック共重合体を用いた場合、発光比率に大きな変化はないがその強度は2倍程度変化することから、ミセル内でのポルフィリンの分布の違いによって発光挙動を制御できることを明らかにすることができた本研究では、自己組織化ポリマーナノ粒子による多色発光素子を開発することを目的としている。ポリスチレン添加の系でポリスチレンの分子量を10^4から10^6まで変えて検討したところ、比粘度が2倍程度変わるのに対して蛍光強度および励起スペクトルに大きな変化はなく、ポリマーの種類を変えた際のそれぞれの比粘度との間にも明確な相関はなく、ポリマーの粘度の寄与はほとんど飽和していることが示唆された。また、ポリマーを添加しないミセルの場合には濃度消光が顕著に認められるのに対して、ポリスチレンなどを添加した場合にはそれがなくなることから、高濃度溶液での濃度消光過程は単なる発光の再吸収よりも励起分子の衝突などによる無輻射失活の寄与が大きく、ミセル内のポリマーによりそれが抑制されることが示唆されている。

本研究では、自己組織化ポリマーナノ粒子による多色発光素子を開発することを目的としている。今年度も昨年度に引き続き2種類のポルフィリンとポリマーからなるO/W型ミセルを作製し、ポリマーの種類と濃度を変えながらミセルに内包されたポルフィリンの発光挙動を詳細に検討した。用いたポルフィリンはテトラフェニルポルフィリンの亜鉛錯体(ZnTPP)とフリーベース体(FBTPP)であり、ミセル内での分布に応じたZnTPPからFBTPPへの励起エネルギー移動が観察された。光散乱による溶液の白濁などの影響を避けるため、ミセルの濃度は十分に低い状態で実験を行った。実験の結果、ポリマーの種類によりZnTPPとFBTPPの蛍光の発光比率および全体の発光強度が変化することがわかっているが、エネルギー移動によるFBTPP発光が増えているだけでなく、ZnTPPの発光強度も増えていることから、ミセル内のポルフィリン濃度が高いことによる濃度消光がポリマー添加により抑制されていることが示唆される。ポリマーを添加しないミセルの場合には濃度消光が顕著に認められるのに対して、ポリスチレンなどを添加した場合にはそれがなくなることから、高濃度溶液での濃度消光過程は単なる発光の再吸収よりも励起分子の衝突などによる無輻射失活の寄与が大きく、ミセル内のポリマーによりそれが抑制されることが示唆されている。つまり、ミセル内でのポルフィリンの分布や取り巻く環境の違いによって本質的な無輻射失活過程を制御して高濃度の発光素子にできる可能性がある。このミセルについて、tetraethoxysilaneを用いてSiO2の殻で被覆して安定化および薄膜化を試みているが、その発光スペクトルには顕著な経時変化が見られ、最終的にはいずれのケースでもほぼ同じ発光スペクトルに落ち着いてしまうことがわかった。つまりミセル作製直後の非平衡な状態を安定に保持しなければならない問題点が明らかとなり、ミセルに含まれるポリマーだけでなく溶媒も含めた系の再構築が必要であることが判明した。
NAD結合型酸化還元酵素の機能解析とその応用

ホルムアルデヒドジスムターゼ(FDM)は,ホルムアルデヒド耐性細菌,Pseudomonas putida F61株に見いだされた酵素で,NAD(H)が酵素と非共有結合的に強く結合したままで酸化還元反応に関与するユニークな性質を有する.本研究では,酵素とNAD(H)との結合に関与するアミノ酸残基あるいは結合ドメインを明らかにすることを目的としている.1.FDM遺伝子のクローニング:P.putida F61のゲノムDNAよりクローニングして得たFDM遺伝子は大腸菌で高発現し,精製酵素の比活性,分子量,NAD(H)および亜鉛の含有量,触媒特性などの性質は親株のものと一致した。2.FDM遺伝子の構造解析:クローニングされた遺伝子のORFは12,000塩基対からなり,推定アミノ酸配列からサブユニットの分子量は42,848であった。N-末端の上流にはプロモーター部分が存在し,大腸菌内でも機能することが分かった。3.酵素の構造解析:本酵素の2個の亜鉛結合ドメインはウマ肝臓アルコールデヒドロゲナーゼとの類似性が高く,一方は触媒活性に,他方はタンパク質の構造維持に関与していることが推定された。NAD(H)の結合モチーフとして-GXGXXG-が見いだされ,これを中心とする疎水性アミノ酸残基およびアスパラギン酸残基が保存されていた.この結果に基づき,NAD(H)結合モチーフのアミノ酸残基の部位特異的変異の条件を決定した。4.アルデヒド処理への利用:FDM遺伝子は大腸菌内でも高発現した.この組換え体を用いて,各種アルデヒドの分解処理を検討したところ,菌体の酵素含量は高いにもかかわらず,ホルムアルデヒドに対しては親株に比べての分解活性は低く,親株にはアルデヒド耐性にとって重要な因子のあるという興味ある現象を見いだした.ホルムアルデヒドジスムターゼ(FDM)は,ホルムアルデヒド耐性細菌,Pseudomonas putida F61株に見いだされた酵素で,NAD(H)が酵素と非共有結合的に強く結合したままで酸化還元反応に関与するユニークな性質を有する.本研究では,酵素とNAD(H)との結合に関与するアミノ酸残基あるいは結合ドメインを明らかにすることを目的としている.1.FDM遺伝子のクローニング:P.putida F61のゲノムDNAよりクローニングして得たFDM遺伝子は大腸菌で高発現し,精製酵素の比活性,分子量,NAD(H)および亜鉛の含有量,触媒特性などの性質は親株のものと一致した。4.アルデヒド処理への利用:FDM遺伝子は大腸菌内でも高発現した.この組換え体を用いて,各種アルデヒドの分解処理を検討したところ,菌体の酵素含量は高いにもかかわらず,ホルムアルデヒドに対しては親株に比べての分解活性は低く,親株にはアルデヒド耐性にとって重要な因子のあるという興味ある現象を見いだした.
ホトメトリック能動照明に基づく超高品質三次元物体デジタル記録法の研究

イメージベースドレンダリングにおいて、物体を同一視点から撮影し、種々の方向から照明して得られる画像群(多光源画像)を撮影するためのシステムと撮影画像の信号処理を対象としてきた。今年度、プラズマディスプレイを照明装置として用いることで電子的に光源の移動、形状・色変化を行うことができる多光源照明システムを製作した。物体表面の変角反射特性を計測するために従来は、点光源(スポット光)を連続移動させ明度変化を観測する方法が多用されてきた。これは信号処理の観点から見ると、インパルス列をスライドさせてサンプルし、原信号全体を観測することと等価であるといえる。ここでインパルス列ではなく、直交変換基底を畳み込んだ信号を観測し、その信号の逆直交変換によっても原信号全体を観測することが可能である。試作した照明システムには任意形状の光源が作成できるという特徴から、直交変換基底(DCTの基底)で空間変調されたパターンを照明そのものにして物体に照射することでも、変角反射特性を計測することが可能であることを見出した。急峻なエッジが少ない、人間の視覚特性と対応がつきやすいという観点からDCT(離散コサイン変換)を用いた。このパターン照明の利点として、点光源より照度面積が広いため平均考量が増加することが実デジタルカメラを使用した実験により確認できた。人間の視覚特性は高周波より低周波の変化に敏感であるので高周波成分を粗く量子化する、さらに高周波になる程人間には周波数の違いが判別できないので高周波では間隔をあけて粗くデータ保存をする等の高品質画像圧縮法も考案した。文化財をデジタル記録(アーカイブ保存)する際、その形状や模様だけではなく、「材質の光沢感を記録しなければ研究資料としての価値が損なわれる」旨の知見がある。そこで、文化財を画像記録する際の光源として、暗室下でコンピュータによって照射方向ベクトルが制御されたホトメトリック(測光的)に較正されたインタラクティブな能動照明を用いることを提案し、文化財上の光沢の出現を制御し、画像記録することで、後世の文化財研究者の利用に耐えうる、光沢感を保ったデジタル記録法を確定、ならびに光沢性状の定量化を目指した解析法・分析法の方法論を策定することを目的とし、能動パターン照明計測システムのうち撮影部サブシステムを構築した。直径約10cmの拡散ドームをパソコン用プロジェクタに近接レンズを介し照明する光学系と、Linuxベースの照明パターン生成アルゴリズムを実装し、それにコンピュータ制御光学回転台を組み合わせ、デジタル撮影する機構を試作した。画像撮影するデジタルビデオカメラおよび画像入力と画像融合を行い、回転台を制御しつつ、デジタルカメラで撮影する。光源方向を変えて撮影された複数の画像セットをイメージ・ベースド・レンダリング(Apple社Quick Time-VR他)の手法で単一化された多重画像に融合する画像処理を実施した。これにより圧縮性を検討した。また、撮影データはいずれも巨大であるため、PC用Raidサーバー上にデータを保存した。光沢反射量を光源の方向に対して計測し、種々の反射特性を有する物体の変化状況を観測し、圧縮アルゴリズム設計の基礎データとした。昨年度より継続してイメージベースドレンダリングにおいて、物体を同一視点から撮影し、種々の方向から照明して得られる画像群(多光源画像)を撮影するためのシステムと撮影画像の信号処理を対象としてきた。

急峻なエッジが少ない、人間の視覚特性と対応がつきやすいという観点からDCT(離散コサイン変換)を用いた。このパターン照明の利点として、点光源より照度面積が広いため平均考量が増加することが実デジタルカメラを使用した実験により確認できた。人間の視覚特性は高周波より低周波の変化に敏感であるので高周波成分を粗く量子化する、さらに高周波になる程人間には周波数の違いが判別できないので高周波では間隔をあけて粗くデータ保存をする等の高品質画像圧縮法も考案した。
有機結晶環境下での反応設計

平成6年度に始まり平成8年度に終了した重点領域研究「有機結晶環境下での反応設計」の取りまとめを行った。この3年間の研究で得られた研究成果は著しく、研究論文は800編余りになり、口答発表は数千件にもなる、総説や図書も数多いし、国内外での招待講演数も多い。得られた研究業績の主だったものの概要は次の通りである。有機結晶中や結晶間で光反応や熱反応が起こるとを見出して、数多くの無溶媒有機合成反応を確立した。これらの固体反応はX線結晶構造解析や熱測定及び現論計算によって詳細に検討された。更に、結晶中の熱反応は固体表面だけで無く、結晶の中でも比較的容易に起こる極めて興味深い発見がもたらされた。例えば、結晶全体に空気中の酸素が浸透して、結晶が破壊されることなく酸化反応が定量的に起こることが見出だされた。又、結晶を加熱すると、トランス体の大きな置換基が転移してシス体に変換したのち熱環化反応を起こす反応が、結晶が破壊されること無く進行し得ると言う極めて重大な発見があった。これまで、シクロデキストリンの穴に高分子物質が溶液中で接触するとシクロデキストリンの穴に高分子が入り込むことが知られていたが、この現象は固相即ち無溶媒下でも起こることが見出だされ、固相で分子移動が容易に起こることが再確認され、これからの化学に新しい領域を開拓する重要なヒントを与えた。総括班は、平成6年から平成8年までの3年間の本重点領域研究が順調、円滑に進行し、最大の研究成果が得られるように各班間の共同研究の世話、研究成果発表と次の研究指針の設定のための会合の世話などを行ってきた。公開シンポジウムは年2回、都合6回開催したが、このシンポジウムへの特別講演者の招待やパネルディスカッションのパネラ-の招待も行ったし、その他公開シンポジウムが実り多い成果をもたらすよう努力した。又、各班の計画研究が順調に進行しているかどうかを見極めて適当なアドバイスをしたり、班員の移動、変更も行った。3年間にわたり、多くの公募者の中から、本重点領域研究に最も重要な寄与を与える者を毎年選ぶ作業も行った。公開シンポジウムのプログラムや開催通知は、年2回発行のニュースレターによって本重点領域研究の班員は勿論、広く一般の人にも周知するよう努力した。このニュースレターによって、各年の研究成果も印刷公表した。そして、平成8年度の研究終了の際には、3年間の研究成果をまとめて印刷したニュースレターを発行した。2日間にわたる全班員参加による公開シンポジウムを2回開催したほか、日本化学会秋季年会で4日間にわたる特別シンポジウムを開催した。又、数回にわたり、総括班会議と班会議を行い、本重点領域研究が円滑に進行し、最大の研究成果が得られるよう努力した。その詳細は以下の通りである。(1)第1回公開シンポジウムを平成6年9月8日9日にわたり、松山市道後(メルパルク郵便貯金会館)で開催し、17件の研究発表が行われ、活発な討論と意見交換が行われた。又、総括班会議と班会議も行った。(2)第2回公開シンポジウムを平成7年1月26日27日にわたり、東京ガ-デンパレスで行い、17件の研究成果が発表された。10数人の一般参加者も加わり、活発な討論が行われた。同時に、班会議と総括班会議も開催した。又、評価班員による評価も行われた。(3)第68回日本化学会秋季年会の特別シンポジウムとして「有機固体化学・分子認識」の題目で研究発表と討論会を開催した。3人の外国人特別講演者のほか4人の招待講演者による講演のほか、数多くの一般研究発表が行われ、固体有機化学隆盛を印象づける盛況であった。(4)上記の公開シンポジウムの講演要旨集を印刷発行したほか、研究業績集も印刷した。又、班員間の連絡のためにニュースレターも発行した。東京、名古屋、大阪、松山などで数回の総括班会議を開催して本重点領域研究のプロジェクトを円滑に能率良く進行させる方法について審議し、又これまでの状況を分析し改めるところを検討した。また、平成7年度は大阪と名古屋で1回ずつ計2回の公開シンポジウムを開催し、研究成果発表と討論を行った他、特別講演2件ずつと本重点領域研究に極めて重要な特定テーマに関するパネル討論会も行った。本重点領域研究は2年目を終了するところであるが、これまでの研究成果は予想以上に優れたものであった。中でも、固相有機化学反応、固相での不斉認識及びそれらの研究を見事にバックアップしたX線結晶構造解析の研究は特に優れた成果を生み出した。又、平成7年度は、松山で開催された固体有機化学に関する国際会議に本総括班も積極的に関与、支援し本会議を著しく活性化させた実績も収めている。平成8年8月29日、30日に北海道登別で平成8年度第1回公開シンポジウムを、又平成9年1月30日、31日に松山市奥道後で平成8年度第2回公開シンポジウムを開催した。この2回の公開シンポジウムでは班会議も開催した。又、平成8年度には、総括班のニュースレターNo.5とNo.6を発行し、班員間の連絡や共同研究の様子、研究成果などを印刷、公開した。更に、3年間の研究成果をまとめたニュースレターNo.7を発行した。公開シンポジウムの折、及び別の何回かの機会に総括班会議を開いて、本重点領域研究が活発かつ円滑に進行するよう計った。

そして、9月30日10月2日の間東京工業大学で開催された、本総括班員である大橋裕二教授が世話人である"固体有機化学反応に関する国際研究集会"に合流して研究発表を行った。平成6年度に始まり平成8年度に終了した重点領域研究「有機結晶環境下での反応設計」の取りまとめを行った。この3年間の研究で得られた研究成果は著しく、研究論文は800編余りになり、口答発表は数千件にもなる、総説や図書も数多いし、国内外での招待講演数も多い。得られた研究業績の主だったものの概要は次の通りである。有機結晶中や結晶間で光反応や熱反応が起こるとを見出して、数多くの無溶媒有機合成反応を確立した。これらの固体反応はX線結晶構造解析や熱測定及び現論計算によって詳細に検討された。更に、結晶中の熱反応は固体表面だけで無く、結晶の中でも比較的容易に起こる極めて興味深い発見がもたらされた。例えば、結晶全体に空気中の酸素が浸透して、結晶が破壊されることなく酸化反応が定量的に起こることが見出だされた。又、結晶を加熱すると、トランス体の大きな置換基が転移してシス体に変換したのち熱環化反応を起こす反応が、結晶が破壊されること無く進行し得ると言う極めて重大な発見があった。これまで、シクロデキストリンの穴に高分子物質が溶液中で接触するとシクロデキストリンの穴に高分子が入り込むことが知られていたが、この現象は固相即ち無溶媒下でも起こることが見出だされ、固相で分子移動が容易に起こることが再確認され、これからの化学に新しい領域を開拓する重要なヒントを与えた。
ラボオンチップを電子デバイス化するための電気信号による生体反応の検出技術の確立

本研究では、ラボオンチップを電子デバイス化するための『電気信号』による生体反応の検出技術の確立を行うことを目的とした。取り組みとして、a)電気泳動コールター法の『実験から得られる流速≠電気泳動速度』の環境下での動作確認、b)細胞の老化に伴う状態変化の『電気信号』による検出、c)細胞の経過観察可能な分析デバイスの作成およびその細胞周期の測定、を予定し、初年度はb)を行った。ここでは、初代培養の細胞を用い、その継代回数を経ることによる細胞の老化について調べていく。細胞の多くでは細胞分裂回数に限界があるため、たとえある細胞ががん化したとしても、それが有限寿命がん細胞であれば増殖を抑制できるので病気としてのがんを防ぐことができる。一方で、細胞分裂回数の限界に達した(老化)細胞は、生体内からすぐにはなくならないため、その分泌物によって周辺細胞をがん細胞にすることが知られている。そのような細胞の変化について、「電気信号」によって判断可能かどうかを調べることを試みた。継代回数の異なるサンプル、つまり、正常細胞がほとんどのサンプルと老化細胞が存在・増加し始めているサンプルを用い、実験を行った。老化細胞で過剰発現が認められるSA-β-galの検出を蛍光特性を用いて行い、その発現に定性的な差があることを示した。そのサンプルを用い、電気泳動コールター法によるゼータ電位の測定を試みた。その結果、有意な差があることが分かった。期間の途中で在職場所の変更があったため、継代回数ーテロメア長および継代回数ーゼータ電位の関係性を示すところまでは至らなかった。継代回数ーテロメア長および継代回数ーゼータ電位の関係性の結果から、測定した細胞が正常細胞か老化細胞かの評価を行い、そして、このサンプルを利用して、a)電気泳動コールター法の『実験から得られる流速≠電気泳動速度』の環境下での動作が可能かどうかを確認していく。期間の途中で在職場所の変更があったため、テロメア長測定実験の計画を変更したため、使用予定の試薬を購入しなかったため。今後の研究では、継代回数ーテロメア長および継代回数ーゼータ電位の関係性を示す実験を行うため、繰越金を当初予定した試薬の購入に当てる。
デジタル環境下における版本書誌記述法の標準化

日本の古典籍をWEB上で画像閲覧する環境において必要とされる版本の書誌記述法を策定し、立命館ARC古典籍閲覧システム上で実装した。海外の研究者にとっても十分に活用できるよう海外コレクションの情報公開の手法、すなわち個別型エントランス管理や公開/非公開による画像管理を実現した。日本の大規模所蔵機関、たとえば国会図書館、国文学研究資料館、早稲田大学図書館などの情報と連携させる、ポータルデータベース化を実現した。項目セットを必要最小限とした一方で、板木データベースなど関連DBへのリンク機能や、研究利用者のユーザーメモなどの十分な機能によって、個別的な視点による書誌情報をDB化する機能も実装した。昨年度開発した、版本デジタル撮影システムによって、本年度大量にデジタルデータを作成することに成功したため、本研究のための書誌データ構築を集中して行なった。対象となった所蔵機関は、英国・大英博物館(全収蔵費の内1/3作品)、イタリア・キォッソーネ東洋美術館(収蔵全作品)、ヴェネチア東洋博物館(収蔵全作品)、サレジオ大学マレガ文庫(収蔵4/5作品)、ギリシャ・コルフ東洋博物館(収蔵全作品)、チェコ・プラハ国立美術館(収蔵全作品)、英国・EBIコレクション(収蔵全作品)である。また、フリア美術館については、23年度にまとめたマニュアルに従って、本年度デジタル画像の撮影実習を行ない、全900点のデジタル画像作成を完了した。本プロジェクトは、フリア美術館はゲティ財団からの委託研究により、英語による学術カタログの公開を試行しているが、本データにより、日本語版の学術カタログとして完成させる基盤が整った。上記の実践的な書誌記述作業の中で、システムと書誌項目規則の改定を行い、24年度版改訂書誌記述法の改訂を進め、それに併せて進めている昨年度開発のポータルデータベースについては、情報登載に努め、EAJRS学会での発表により広報活動も実施した。なお、研究担当者は、本年度1年間、海外研修期であったため、初年度申請時に予定していた、国内資料提供者との打合せは、国会図書館の1件にとどまり、専ら海外の日本学研究者からのヒアリングを行なった。1,昨年度までの書誌記述法調査とヒアリングにより、新たな書誌記述を可能とする書籍閲覧システムを策定した。これにより、システム上、書籍の成立に関る情報、写本の転写状況、板本の刊行状況について、記述するフィールドが重要であるとの結論に達し、修正を加えた。また、国文学研究資料館が運用する「古典籍総合目録データベース」が持つ、著作IDが、関連書誌に結びつく重要なIDであることを確認、本データベースにも項目として持つことにした。ただし、古典籍総合目録データベースが持つ、著作ID、書誌ID、著者IDは、詳細な書誌データと直接リンクしておらず、システム連動上の限界があることも確認できた。2,全世界に散在する日本の古典籍を収載する書誌閲覧システムに必要な重要な要件として、(1)各所蔵者別に閲覧システムを用意し、(2)それぞれに一般公開利用・管理者利用のサブシステムを用意した。これにより、閲覧出来る画像の解像度も、それぞれのシステムによってコントロールできようにした。3,文系利用者のパワーポイント等を使った画像提示時において、典拠・所蔵者表示が、技術不足から一般的におろそかになる傾向が強い点を考慮して、全画像に所蔵者のクレジットを入れるソフトウェアを導入し、クレジット表示を開始した。4,プラハ国立美術館、ケンブリッジ大学図書館(新規)、大英博物館、マレガ文庫、EFFEコレクション、Ebiコレクションのデジタル化を実施し、画像処理の上、サバーにアップした。5,2012年度以降にデジタル画像を収集した組織の所蔵品について、鋭意書誌データの付与につとめながら、新書誌記述法に則ったデータによる古典籍閲覧システムの微修正を行った。1,資料へのダメージを極力抑え、かつ高速でデジタル化ができる版本に特化したデジタル撮影システムを開発した。このシステムに採用されているNikonデジタルカメラのRAWデータのコーデックが公開され、フリーソフトのみでデジタル画像処理の全行程が行えるようになったので、画像処理の標準マニュアルが策定できた。また、WEB上で閲覧可能にするファイル処理手法のマニュアル化も進めた。2,サンプルコレクションとしてとりあげた立命館大学所蔵品、マレガ文庫、フリーア美術館の内、フリーア美術館所蔵プルヴェラーコレクションについては、フリーア美術館の学術目録化プロジェクト(ゲティ財団助成金)との共同化が実現したため、インターンに上記のシステムと撮影方法を教育するワークショップを実施することができた。これにより、大規模なデジタル化が実現できた。それをうけ、同様のプログラムをマレガ文庫でも実施することにより、効率的なサンプルコレクションのデジタル化が進んでいる。3,正確な書誌記述を可能とする研究用書籍閲覧システムの第1版を作成した。当初の計画通り、板木や出版史料との連動が実現できた。版本画像閲覧システム構築がすなわち新版本書誌記述法の再構築であることを実感させるもので、版本の書誌記述が関連分野の研究基盤を底上げするのみならず、さまざまな学術的考察上の最大の武器になることを確認できるものと確信した。

また、上記システムを基盤にして、他機関公開サイトとのリンクによるポータル・データベースを開発し、リンクデータを蓄積した。4書誌記述法の再定義のための先行事例の調査は、文献史料・目録の収集に努めた。5本研究の目的や現状を公開し早い段階で外部評価を受けるため、EAJS、EAJRSなどの国際学会、日本国内の関連研究会、シンポジウムでの発表を行った。2013年度の報告段階では、情報整理が遅延していたプラハ国立美術館、大英博物館、Ebiコレクションについて、書誌情報を整理し、ポータルデータベースに搭載し、本研究により策定された書誌記述法のフォーマットにおさまるかどうかの検証を繰返し実施した。また、サレジオ大学マレガ文庫についても、入手した画像から書誌情報を搭載し、本コレクションについては、ほぼ策定できた書誌記述法に従ったデータベースにて古典籍閲覧システム上で一般公開に至っており、本研究成果の全概要が確認できる。本研究の書誌情報記述法に則ったシステムである「古典籍ポータルデータベース」を使ったワークショップを研究協力者らが複数回実施することになり活用事例を積み重ねた。(演劇博物館役者絵研究会、ケンブリッジ大学古典籍ワークショップ、カリフォルニア大学古典籍ワークショップ、立命館大学浮世絵DB研究会)以上の検証ワークショップと平行して、ポータルデータベースの利用研究者に対して、直接ヒアリングを実施し、運用されているデータベースのユーサビリティについて検証を行い、修正を行った。以上により、本研究の成果は、当該データベースの機能としてすべて搭載することができた。日本文化史研究担当者は、本年度1年間、海外研修期であったため、国内での調査が、ほんほとんどの進展しなかったという点で、やや遅れたと分析している。一方、海外調査、研究材料の蓄積は、予定以上に充実したため、具体的な書肆記述の作業量がきわめて大きくなり、完成に至っていないとい点で、遅れと認識すべきか。WEB上でのポータル・データベースは大量の情報を登載したため、この面は、計画以上に進展している。書誌情報検証対象素材所蔵機関の内、以上の膨大な情報収集ができたプラハ国立美術館(650件)、大英博物館(3000件)、E. Tiniosコレクション(700件)について、画像の提供が、予想以上に遅れたため情報整理の開始が遅れ、作業が後半にずれ込んだ。さらに、重大なのは、サレジオ大学マレガ文庫(1000件)の画像情報も、最終年度後半に完成して入手できたが、予想を上回る膨大な情報量となり、整理作業がずれ込み、これらの情報を使って開催する予定であった研究集会の開催が遅れてしまったため。ほとんどの研究内容面で当初通り、あるいはそれ以上の進展があったが、過去の書誌記述法との比較分析のみ、資料収集で終っており、分析面が進まなかった。
籠状タンパク質を用いた新規硝酸イオン還元触媒の開発

籠状の分子構造を有するタンパク質,アポフェリチン(apoFr)の内部にCuPd粒子を含有する新規硝酸イオン還元触媒を作製した。作製した触媒を透過型電子顕微鏡(TEM),粉末X線回折(XRD),広域X線吸収微細構造(EXAFS)分光法などにより分析した結果,apoFr内部にCuPd合金ナノ粒子が形成されていることが確認できた。本触媒を用いた硝酸イオンの還元実験から,本触媒が硝酸イオン還元の触媒活性を有していることが明らかになった。Cu : Pd比が1:1の条件でCuPdナノ粒子内包アポフェリチンを作製し,SEC-HPLC-ICP-MS, TEM,およびEXAFSによる分析を行った.SEC-HPLC-ICP-MS測定では,アポフェリチン, Cu,およびPdが同じ保持時間で検出され,CuおよびPdが何らかの形でアポフェリチンと共存していることが確認できた.TEMによる分析では,直径2-3nm程度の粒子が観察された.これらの粒子をEDSにより分析した結果,CuおよびPdが検出され,CuPdの粒子ができていることが確認された.SEC-HPLC-ICP-MSおよびTEMの分析結果を総合すると,CuPd粒子は,確かにアポフェリチン内部にできていると考えられる.最後にCuおよびPdのk吸収端のEXAFSを測定し, CuPd粒子の構造解析を行った.CuPdナノ粒子内包アポフェリチンのCuおよびPd k吸収端のEXAFSスペクトルのフーリエ変換スペクトルは,Cu泊やPd泊のそれとは明らかに異なるものであった.これらのスペクトルは,Cu-Cu, Cu-Pd,およびPd-Pdの結合を考えることで良いフィッティングが得られた.この結果は,TEMで観測されたCuPd粒子が合金構造をしていることを直接的に示す結果である.これまでアポフェリチン内に合金ナノ粒子を合成した報告はなかった.CuPd系の硝酸還元触媒では, CuPdが合金構造をしていることが重要であり,これを確かめることができた.Cu:Pd比が1:1の条件でCuPdナノ粒子内包アポフェリチン(CuPd-apoFr)を作製し,粉末X線回折(P-XRD)および広域X線吸収微細構造(EXAFS)による構造解析を行った。P-XRDによる解析では,回折角がおよそ41.5°にブロードなピークが観測された。このピークはPdおよびCuの回折ピークとは異なり,CuPd合金の形成を示唆している。ブロードなピークは結晶子が小さいことを示しており,Scherrerの式を用いて粒径を求めたところ,15nm程度であった。これは,昨年度のTEMによる直接観察で求めた粒径の2nmとほぼ同じであった。放射光を用いたPd K吸収端のEXAFS測定では,Pdを中心として,2.70ÅのPd-Pd結合が2.1個あり,255ÅのCu-Cu結合が2.9個あることがわかった。また,Cu K吸収端のEXAFS測定では,Cu原子を中心として,2.46ÅのCu-Cu結合が2.2個あり,2.49ÅのCu-Pd結合が1.9個あることがわかった。以上の結果から,アポフェリチン内にできた粒子は硝酸イオン還元の触媒活性をもつとされるCuPdの合金であることが示された。水素およびNaBH_4を還元剤として用い,作製したCuPd-apoFrの硝酸イオン還元触媒としての活性を調べたところ,水素を還元剤として用いた場合に活性があることが示された。
膵癌細胞における上皮由来増殖因子シグナルの解析とアポトーシス抵抗性機序の解明

膵癌細胞におけるEGF受容体の発現レベルとアポトーシス感受性の相関を解析するため、real time PCR法により膵癌細胞株のEGF受容体mRNA発現レベルを、western blot法によりEGF受容体蛋白レベルを解析した。膵癌細胞株として、Panc-1、MIA PaCa-2、Capan-1、Capan-2、BxPC-3を用いた。アポトーシス感受性感受性解析は、annexin V染色法、DAPI染色による蛍光顕微鏡観察を行った。アポトーシスの誘導は、抗がん剤(5-fluorouracil,cisplatin,bleomycin)、TNF-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)、放射線照射を用いた。しかしながら解析した細胞株において、EGF受容体発現レベルとアポトーシス感受性の間に明らかな相関関係は認められなかった。また、EGF受容体遺伝子変異をdirect sequencing法にて解析したが、上記細胞株において明らかな受容体変異は認められなかった。そこで次に我々は、上記膵癌細胞を用いてside population(SP)法を用いた癌幹細胞の分離培養を行った。分離したSP細胞は、非SP細胞と比較して腫瘍形成能が高く、アポトーシス抵抗性であることが明らかになった。さらに、TGF-betaあるいはEGFによるepithelial-mesenchymal transition(EMT)を誘導した際には、SP細胞において顕著なEMTが観察され、著しい転移、浸潤能の増強作用が観察された。抗癌剤抵抗性のSP細胞は、膵癌における転移、浸潤を抑制するための標的細胞と考えられ、本研究の結果は、あらたな分子標的治療を構築する上で重要な事実を提供するものと考えられた。アポトーシスの誘導は、抗がん剤(5-fluorouracil, cisplatin, bleomycin)、TNF-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)、放射線照射を用いた。現在、siRNAによるEGF受容体発現抑制によるアポトーシス感受性増強作用を検討中である。膵癌細胞を用いて我々は、side population(SP)法を用いた癌幹細胞の分離培養法に成功した。DNA microarray法による解析では、膵SP細胞においてEGF受容体発現レベルが高い傾向にあった。現在、膵癌SP細胞におけるstemnessに対するEGF受容体シグナルの関与を解析中である。膵癌細胞株として、Panc-1、MIA PaCa-2, Capan-1、Capan-2、BxPC-3を用いた。

そこで次に我々は、上記膵癌細胞を用いてside population(SP)法を用いた癌幹細胞の分離培養を行った。分離したSP細胞は、非SP細胞と比較して腫瘍形成能が高く、アポトーシス抵抗性であることが明らかになった。さらに、TGF-betaあるいはEGFによるepithelial-mesenchymal transition(EMT)を誘導した際には、SP細胞において顕著なEMTが観察され、著しい転移、浸潤能の増強作用が観察された。抗癌剤抵抗性のSP細胞は、膵癌における転移、浸潤を抑制するための標的細胞と考えられ、本研究の結果は、あらたな分子標的治療を構築する上で重要な事実を提供するものと考えられた。
免疫担当細胞の活性化の可視化とそれを用いた免疫反応の解析

細胞系譜特異的カルシウムバイオセンサーYC3.60を発現できるトランスジェニックマウスを用いたT細胞、B細胞、樹状細胞など免疫系の細胞特異的発現しているマウスについて、生体イメージングによる解析を行い、生きているマウス固体を用いた生体イメージングにより、カルシウムシグナルの検出に成功している。このうち解析の進んでいいるB細胞特異的にカルシウムバイオセンサーを発現するマウスを用いて、免疫や自己免疫疾患モデル系についてB細胞のカルシウムシグナルへの影響を検討した。免疫したマウスの脾臓では免疫により増殖したと考えられる細胞集団の一部の細胞に強いカルシウムシグナルが見られた。B細胞の抗原受容体からのシグナルを負に制御する抑制性共受容体CD22欠損マウスは、CD22の欠損のみでは自己免疫疾患の病態を示さなくても、カルシウムシグナルがみられる細胞が増加していた。また軽微な自己免疫を示すモデルマウス(C57BL/6lpr)マウスでは病態発症以前から恒常的に細胞内カルシウムの上昇した細胞の増加が顕著にみられた。これらのカルシウムバイオセンサーマウスの解析によりこれまで不明であった自己免疫疾患発症前からの変化を検出できることが明らかになり、病因・病態に寄与することが期待される。また、T細胞や樹状細胞においても生体イメージングによりカルシウムシグナルを検出するのに成功しており、自己免疫疾患のモデルマウスではT細胞においても恒常的な細胞内カルシウムの上昇がみられることが判明している。さらに、NK細胞特異的にカルシウムバイオセンサーを発現するマウスの作製も行っており、各種免疫細胞において生体内の動態のみならずカルシウムシグナルも検出できる系が整いつつある。26年度が最終年度であるため、記入しない。細胞系譜特異的にカルシウムバイオセンサーYC3.60を発現するfloxed YC3.60マウスを用いて、それぞれB細胞、T細胞、樹状細胞など特異的にYC3.60を発現するマウスを作製した。YC3.60をT細胞、樹状細胞などの免疫細胞特異的発現マウスを作製するためにDNA組換え酵素CreをそれぞれCD4陽性T細胞、CD11c陽性細胞特異的に発現するマウスとの交配を行った。フローサイトメーターおよび共焦点レーザー顕微鏡により解析した結果、予想通りの細胞系譜特異的YC3.60発現マウスが得られていることが確認された。T細胞、樹状細胞についても細胞上の受容体をリガンドやアゴニスティックな抗体による刺激に依存して、カルシウムシグナリングが検出できることを示した。これらの生きた細胞系譜特異的YC3.60発現マウスを用いて、共焦点レーザー顕微鏡、あるいは2光子励起顕微鏡を用いて、免疫細胞の生体内での動態、およびカルシウムシグナリングを指標とした細胞内シグナリングの解析を行った。その結果、抹消の免疫組織である脾臓やパイエル板でカルシウムシグナリングが検出された。共焦点レーザー顕微鏡では組織表層付近の細胞しか検出できないが、2光子励起顕微鏡を用いると組織表層から100μm以上の深度の細胞でもカルシウムシグナリングの検出に成功した。さらに2光子励起顕微鏡を用いた場合、リンパ組織表面から0.2mmくらいの深度の細胞まで検出できることが明らかになった。本年度の研究により、x、y、z軸に加え、時間軸、細胞内シグナリングの5つの軸についての5D生体イメージングのシステムが構築された。生きたマウス個体を用いてのリンパ組織での5Dイメージング(x、y、z、時間、カルシウムシグナリング)の系が構築され、まだ部分的ではあるが、免疫細胞の動態と活性化を同時にみることができた。細胞移入の実験などにより、特定の免疫細胞の動態、活性化をより詳細に生体イメージングにより明らかにする。また各種リンパ組織における生体イメージングの観察システムを構築する。
長期腹膜透析患者における硬化性腹膜炎の発症機序とその対策に関する研究

慢性腎不全に対してCAPD療法を長期間継続した場合、腹膜の機能的器質的劣化および硬化性腹膜炎が認められる症例がある。これらの発症進展機序とその対策の確立を目的として以下の実験を行なった。1〕腹膜透析液による腹膜中皮細胞への細胞傷害性についての検討家兎腹膜より中皮細胞を分離培養後、浸透圧やpHの異なる透析液を加え、培養細胞より放出されたLactate dehydrogenase(LDH)を測定した。透析液の細胞傷害性は、高浸透圧および低pH透析液であるほど強かった。2〕各種薬剤の腹膜中皮細胞に対する増殖および保護作用についての検討培養腹膜中皮細胞を用いて、細胞傷害に対する保護作用を有するとされる薬剤を培養液中に添加後、透析液による細胞傷害刺激を加え、各薬剤の細胞保護効果を検討した。verapamilとcaptrilでは細胞保護効果は全く認められず、phosphatidylcholineとdipalmitoyl-phosphatidylcholineでも僅かにLDHの放出は低値であったが、有意な細胞保護効果は認められなかった。3〕腹膜における中皮細胞の役割についての検討腹膜中皮細胞は表面を覆っており、透析液よりの糖吸収の抑制とその他の腹膜構成細胞への直接的影響を阻止し、腹膜を保護するとともに腹腔内臓器間の癒着を防止していると考えられる。そこで、SDラットを用いて5/6腎摘モデルを作成後、腹膜表面の中皮細胞を鈍的に広範囲に剥離し、中皮細胞の保護および再生を目的として以下の実験を施行中である。高浸透圧透析液による腹膜透析を7日間施行しながら、phosphatidylcholine,dipalmitoyl-phosphatidylcholineおよび抗炎症作用を有する副腎皮質ステロイド剤を連日腹腔内投与し、腹腔内臓器の癒着の程度および腹膜の組織学的変化について検討中である。
セルロースナノペーパー上の結晶化シリコン薄膜による薄膜トランジスタの作製

1.最終年度では、その作製の中でも最も高温を必要とするゲート酸化Si(SiO2)膜の200°C以下の作製を主に検討した。SiO2膜の堆積には、シリコーンオイル(SO)とオゾンガス(O3)による200°C以下での大気圧CVD法を用いた。膜中には、膜形成時の熱分解化学反応で生じたOH基が残留し、絶縁特性を著しく阻害するため、それをアニール処理による除去を試みた。通常のN2雰囲気アニール法では、400450°C以上の温度が必要なため、還元作用の強いNH3雰囲気を用いた。その結果、N2雰囲気に比べて同じ温度ならば約2倍以上の除去効果があることが分かった。しかし、温度を130から180°Cに、処理時間を5分から1時間以上に、NH3流用を0.1から0.4 lm(litter/min)と増加させても、OH成分の顕著な除去は見られず、その効果が飽和した。今後は、除去メカニズムを明らかにし、それに基づいた検討を行う。また、前年度までの研究から、2. Si結晶化を低温で促進する結晶化誘発層である多結晶YSZ膜のCNP膜上への堆積の検討では、YSZ膜堆積時のCNP膜へのプラズマや熱的損傷を低減するために、緩衝層として、CNP膜上に有機絶縁物Zeocoat膜と酸化Si (SiO2)膜を塗布した。さらに、CNPを形成したガラス基板と試料ホルダーとの接触に伴う熱抵抗を両者間に放熱グリスを塗布することで、低減した。その結果、CNPの損傷が殆ど無く、厚さ70nmの結晶化YSZ膜が堆積できた。3.当初、YSZ膜上にレーザーアニールにより結晶化Si膜の作製まで行う予定であったが、そこまでは至らなかった。ただ、これに関しては今までの実績を元にすれば、十分対応可能である。以上、今後も引き続きCNP上への薄膜トランジスタの作製を検討していく予定である。本研究の目的は、セルロースナノペーパー(CNP)上に、緩衝層であり後に作製する結晶化Si薄膜の成長に有効なYSZ層を形成後、その上にパルスレーザーアニール(PLA)の2段階照射法により結晶化Si薄膜を形成し、そこに200°C以下で薄膜トランジスタ(TFT)を作製して、その環境用センサデバイスなどへの適用を示すことである。初年度では、この目的に沿い、まずは、CNP上に結晶誘発層であるYSZ膜を形成することを検討した。結晶化誘発層とは、その上に堆積する膜の結晶化を誘発するものであることから、結晶化したYSZ膜の形成が必須である。そのため、室温堆積でも膜の結晶化が可能なスパッタ法を用いた。しかし、スパッタ法は、基板の加熱なしでも堆積膜の結晶化が可能な反面、プラズマを用いるため、そのダメージによりCNPは炭化し、劣化する。そこで、YSZ膜を堆積してもCNPが劣化しないように、CNP直上に緩衝層の形成が必要となる。緩衝層として、耐熱性があり電気絶縁性も高いZEOCOAT&reg;を採用した。その結果、基板ホルダーの改良やYSZ膜堆積条件の工夫により、ZEOCOAT&reg;/CNP/ガラス基板構造上試料にYSZ膜を、堆積パワー40 W、10分で、ZEOCOAT&reg;/CNPの熱的劣化なしで堆積することができた。このことは、YSZ膜堆積前後で試料の反射率、透過率の測定結果から示した。また、この時のYSZ膜の膜厚が約60nmとやや薄いが、X線回折法により結晶化が確認できる堆積条件である。研究分担者である阪大の能木が、ガラス基板上に厚さ0.3μmのCNPを作製し、堀田がそれを受け、研究を進めた。まず、CNPの熱的ダメージを回避するために緩衝層のZEOCOAT&reg;膜を、CNP上に溶液塗布法により厚さ約0.5μmで形成した。次に、スパッタ法によりZEOCOAT&reg;/CNP上にYSZ膜の堆積を行った。高結晶化膜を得るには高い投入電力が必要であるが、パワー100W、10分堆積ではZEOCOAT&reg;膜、CNPともに明らかに変色し、劣化した。逆に、膜が劣化しない20W近くでは、結晶化が起きなかった。100Wの場合は、スパッタ時の基板表面での激しい発熱とその熱の基板ホルダーへの不十分な拡散のために、膜が熱的に劣化したためである。そこで、ガラス基板裏面と金属ホルダー表面との熱抵抗を低減し、熱拡散が大きいホルダー構造を検討した。その結果、40W、10分程度まで劣化を改善することができた。また、低堆積パワーでも結晶化が促進する様に、YSZ堆積時に以下の工夫を行った。低パワーで結晶化が起きない理由として、堆積粒子が持つ低い飛来エネルギーのためと考えられる。そこで、酸化物であるYSZ膜堆積前に、その母体材料であるZr,Yで厚さ1nm以下の極薄金属膜を堆積し、その後、酸素を混入した反応性スパッタ法により、金属膜を酸化すると共に酸化物YSZ薄膜の形成を試みた。金属膜の酸化による強制的な金属粒子の移動が、結晶化の促進に繋がることを期待した。その結果、YSZ膜の結晶化が起き、本手法により促進されていることがXRD回折法により明らかとなった。上記YSZ膜の膜質では、必要する結晶化Si膜が得るほどには十分ではない。

しかし、今後の研究を大きく発展させる結果であることから、当該年度の研究は、概ね順調に進んでいると判断した。1.CNP膜上への多結晶YSZ薄膜の堆積CNP膜上への結晶化Si膜の形成は、CNPの熱劣化がない200°C以下の低温で行う必要がある。そのために、Si結晶化を低温で促進する結晶化誘発層である多結晶YSZ膜のCNP膜上への堆積を検討した。YSZ膜の堆積には、反応性マグネトロンスパッタ法を採用し、ターゲットにZr+Y金属円盤を、スパッタガスにArガスに酸化用の酸素ガスを混入したものを用いた。また、堆積時のCNP膜へのプラズマや熱的損傷を低減するために、緩衝層として、CNP膜上に有機絶縁物Zeocoat膜と酸化Si (SiO2)膜を塗布したものを形成した。堆積時のCNP劣化を抑えるには、スパッタ投入電力を単に低くすればよいが、それではYSZ膜の結晶化率が低くなる。逆に高すぎると、高結晶化膜が得られるもののCNPが劣化する。検討の結果、投入電力100W、堆積圧力を6mTorr程度に低くし、酸素ガス流量をAr流量が5.8sccmに対して約0.42sccmに低減することで、CNPの損傷が殆ど無く厚さ70nmで結晶化YSZ膜が堆積できた。2.ゲート絶縁膜としての酸化Si膜の形成ゲート絶縁膜もCNPの熱的損傷が無いように、200°C以下の低温形成する必要がある。本研究室では以前から、SiO2膜の堆積をシリコーンオイルとオゾンガスを用いたCVD法により検討してきた。200°C以下堆積の問題点は、堆積速度が5nm/min以下と遅く、膜中に絶縁性を阻害する水分が多く含まれることである。そこで、堆積時にトリクロロエチレンを約0.2 mol/m3添加することで、堆積速度を従来の倍の10nm/minに、また水分含有量を約半分に大きく低減し、改善した。これはトリクロロエチレンの構成成分の1つである塩素が、膜形成時の脱水結合反応OH+OH-Si →H2O+Si-Oを促進するためと考えている。研究分担者である阪大の能木が、ガラス基板上に厚さ約2.6μmのCNP膜を形成し、堀田がそれを受けて、熱緩衝層の形成、YSZ膜堆積の検討を行った。YSZ膜堆積時のプラズマ、熱ダメージ低減用の緩衝層については、厚さ1.5μmの有機絶縁物Zeocoat層上に厚さ130又は420nmの酸化Si(SiO2)塗布膜を形成した構造が適切と判断された。また、この緩衝層を用いた反応性マグネトロンスパッタ法によるYSZ膜の堆積については、CNP膜がプラズマや熱的劣化が無く、かつ結晶化したYSZ膜が得られる堆積条件として、投入電力100W、堆積時間10分を得た。また、他に堀田は、ゲート絶縁膜であるSiO2膜の低温堆積を検討し、堆積膜の原料ガスであるシリコーンオイルとオゾンガスに、熱分解堆積を促進する触媒的な作用があるトリクロロエチレンを微量に混入させることで、200°Cの低温で、従来の用いないものに比べて堆積速度の倍増と電気的絶縁性を阻害するOH基混入量の半減を実現した。これらにより現時点で、トランジスタ作製に必要となる全基盤プロセスの約2/3の見通しがついた。しかし、当初の計画では、3年ある研究期間の2年以内で、YSZ膜上にレーザーアニールにより結晶化Si膜の作製まで行う予定であったが、そこまでには至っていない。ただ、次年度に計画にしていたSiO2膜堆積の検討を前倒しでできたため、大幅の遅れにはならず、今後の取り組み次第で十分に計画の遅れを取り戻せるものと考えている。1.最終年度では、その作製の中でも最も高温を必要とするゲート酸化Si(SiO2)膜の200°C以下の作製を主に検討した。
HIV-1Nefによるマクロファージの自然免疫機能攪乱とエイズ病態形成の機構

HIV-1 Nefのエイズ病態における役割を明らかにするため、Nef発現で抑制されたTLR5とIL-10受容体(ベータ鎖)に注目し、これらの分子を介するマクロファージの自然免疫応答について解析した。TLR5やIL-10受容体からのシグナルはマクロファージのサイトカイン産生バランスに影響しており、Nefが自然免疫監視機能を障害する可能性が示唆された。一方、ヒト造血幹細胞移入免疫不全マウスはHIVに感染するもののマクロファージの分化発達が不十分であり、病態解析のモデルには適さなかった。HIV-1のコードするNefは長らくエイズ病態形成への関わりが示唆されながらも実際の生体内での役割が未だに明白でないアクセサリー蛋白である。我々は、Nefの任意発現制御が可能な組換えアデノウイルスを作製してマイクロアレイ解析を行い、ヒトマクロファージ(Mf)でNefが高度に発現するとMfの自然免疫機能に関わる遺伝子(TLR5やIL-10Rβ等)の発現が低下することを観察した。本研究では、MfにおけるNef発現が実際にMfの自然免疫機能を障害するかどうかをin vitroで明らかにするとともに、ヒト血液系細胞が分化増殖する免疫不全マウス(ヒト化マウス)の体内においてHIV-1感染時のNef発現がMf機能に及ぼす影響を解析することを目的とした。今年度は、まず単球系の細胞株でNef発現量とTLR5のmRNAおよび蛋白発現低下のパターンを解析し、アレイの結果と一致することを確認した。しかしながら、強制的に発現させたTLR5はNefの抑制効果を受けなかったことから、TLR5の発現抑制はNefの間接的作用であることが示唆された。次に、初期培養MfにTLR5のリガンドであるflagellinを作用させた時に誘導される6種類の炎症性サイトカイン産生の違いをTLR4のリガンドで発現により低下する傾向があった。一方、ヒト臍帯血より分画したCD34陽性幹細胞を移入したヒト化マウスでヒト血液細胞の分化増殖を解析し、3か月以降にはヒトT細胞の増殖が確認されたため、蛍光標識HIV-1を感染させて生体内でのウイルス増殖と組織分布を多重染色フローサイトメーター及びqRT-PCR法でモニターする系を確立した。今後はNef発現によるMfのTLR5発現低下とサイトカイン産生変化に加え、Salmonella菌をモデルにしたphagocytosis機能の解析を行い、ヒト化マウスにおけるNefの作用を検証していく。HIV-1のコードするアクセサリータンパクNefはエイズ病態形成への関わりが示唆されてはいるがその機能は未だ明らかではない。我々は、ヒトマクロファージ(Mf)にNefの調節性発現が可能な組換えアデノウイルスを感染させてマイクロアレイ解析した結果、Nefの高度発現に伴って低下する自然免疫機能に関わる遺伝子(TLR5やIL-10Rβ等)を検出し、これらを中心にNef発現がMfの自然免疫機能を障害するかどうかをin vitroおよびヒト血液系細胞が分化増殖する免疫不全マウス(ヒト化マウス)を用いて明らかにすることを目的とした。前年度は単球系細胞株U937でNef発現に伴うTLR5やIL-10Rβの発現低下を確認し、5人のドナー単球由来マクロファージ(MDM)に共通してTLR5のリガンドであるflagellin刺激時のIL-6産生がNef発現により低下することを観察した。しかしながらMDMは用いた条件ではTLR5やIL-10Rβのタンパクレベルでの発現が弱く、フローサイトメーターでNef発現によるこれら分子の発現変化を解析することは困難であった。そこでMDMを不活化Salmonella菌やflagellin、IL-10等で刺激し、培養上清中のサイトカイン25種類を網羅的に測定した結果、検出されたサイトカインの中でIL-6の産生のみがNef発現に応じて変化していることが示唆された。また、ヒト化マウスにおけるNefの作用を検証していくために、今年度はHIV-1のマクロファージ指向性ウイルス(R5型)の増殖系を確立し、血中や脾臓・リンパ節、骨髄におけるウイルス感染T細胞の表現型を解析することが可能となった。残念ながらこのマウスではマクロファージ・樹状細胞の分化が乏しく、これらの細胞は骨髄で解析する必要があることが明らかとなった。HIV-1がコードするアクセサリータンパクNefはエイズ病態形成への関わりが示唆されてはいるもののその機能は未だ明らかではない。我々は、ヒトマクロファージ(Mf)にNefの調節性発現が可能な組換えアデノウイルスを感染させてマイクロアレイ解析した結果、Nefの高度発現に伴って自然免疫機能に関わる遺伝子(TLR5とIL-10Rβ)低下することを見出した。これまでの解析の結果、MfをTLR5のリガンドで刺激した時のIL-6産生量はNef発現により低下したが、MfのTLR5やIL-10Rβの細胞表面発現は元来少なく、Nef発現の効果は明白でなかった。