hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抱合型カテコラミンとトレーニングおよび血圧の関係

身体運動トレーニングおよび血圧と抱合型カテコラミンの関係を検討した。初年度は、長距離走者・柔道選手・座業的な一般成人の安静時における抱合型カテコラミン(アドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミン)の血漿濃度の横断的比較研究を実施した。また非鍛錬成人7名に3ヶ月間の持久的トレーニングを行わせ、非運動実施群(7名)との比較およびトレーニング経過に伴う血漿の抱合型カテコラミンを測定した。血漿の抱合型カテコラミン濃度は、鍛錬度の違いによって差異が認められなかった。また持久的トレーニングによって最大酸素摂取量や高比重リポタンパクの上昇が認められたが、血漿の抱合型カテコラミンには差異が認められなかった。2年度は、初年度にトレーニングを行った被験者(6名)が、トレーニングを中止して6ヶ月経過した時点で安静時の抱合型カテコラミンを測定した。最大酸素摂取量はトレーニング前値へ低下していたが、この脱トレーニングによっても血漿の抱合型カテコラミンに変化が認められなかった。また淡水と海水へ入浴時の低刺激負荷した時の血圧と抱合型カテコラミンの関係を検討した。その結果、交感神経-副腎系への低刺激負荷は、入浴中の血圧の低下が認められたが、抱合型カテコラミンは有意な変化をしなかった。最終年度はさらにトレーニング中止者の12ヶ月後の抱合型カテコラミンを追跡測定したが、やはり血漿濃度に変化を認めなかった。以上の研究結果から、少なくともヒトにおいては、血漿抱合型カテコラミンは運動トレーニングの影響を受けないことが明らかになった。また比較的若くかつ正常血圧者においては、抱合型カテコラミンと血圧とは関係ないと結論される。身体運動トレーニングによって抱合型カテコラミンが影響を受けるかどうかを検討するために、1)持久的運動部学生、非持久的運動部学、運動習慣のない学生の比較研究、2)3ヶ月間のトレーニング研究、を行った。1)の研究の被験者は、大学の陸上部の長距離選手17名、柔道部の選手10名(柔道群)、運動習慣のない学生10名(一般群)であった。また、2)の研究の3ヶ月間のトレーニングを行った被験者は大学院生7名であり、同年代の大学院生7名をコントロール群とした。最大酸素摂取量は長距離選手群が56.3±3.1ml/kg/minで、柔道群の50.2±4.7ml/kg/minや一般群の43.9±3.3ml/kg/minより有意に高かった。しかし、血漿の抱合型アドレナリン、抱合型ノルアドレナリンおよび抱合型ドーパミンには有意な差が認められなかった。またトレーニング群の最大酸素摂取量はトレーニング前後で有意に増加した(前:47.8±7.5ml/kg/min、後:50.1±8.0ml/kg/min)が、いずれの抱合型ヵテコラミンにも有意な変化は認められなかった。抱合型カテコラミンに及ぼす運動トレーニングの影響を検討した研究として、イヌを用いた研究がある。イヌに8週間12週間の持久的トレーニングを実施することによって、血漿の抱合型のドーパミンおよびノルアドレナリンが有意に増加していた。しかし本研究では、2つの実験においていずれの抱合型カテコラミンにも運動トレーニングの影響は認められなかった。したがって、若い健常な人の場合、血漿抱合型カテコラミンに持久的運動トレーニングの影響はないと結論される。身体運動トレーニングによって抱合型カテコラミンが影響を受けるかどうかを検討するために、脱トレーニングの血漿抱合型カテコラミンを測定した。すなわち前年度の研究で、3ヶ月間のトレーニングを行った被験者(7名)のうち6名について、トレーニングを中止して6ヶ月後に、安静時の血漿中の抱合型および遊離型カテコラミンや最大酸素摂取量を測定した。

トレーニング中止後の最大酸素摂取量は46.6±8.5ml/kg/minであり、トレーニング直後(50.1±8.0ml/kg/min)より有意に低下し、トレーニング前(47.8±7.5ml/kg/min)と変わらなかった。一方、トレーニング中止後の抱合型のアドレナリン、ノルアドレナリンおよびドーパミンは、それぞれ0.59±0.61、5.80±1.87および16.14±5.91nmol/lであり、トレーニング直後(0.45±0.25、7.30±3.79および13.00±3.00nmol/l)ならびにトレーニング前値(0.39±0.14、6.41±1.21および12.42±4.15nmol/l)との間に差異を認めなかった。前年度の横断的比較研究(長距離走者・柔道選手・座業的な一般人の比較)研究、および3ヶ月間のトレーニング実験において、血漿抱合型カテコラミンには運動トレーニングの影響は認められなかった。したがって、脱トレーニング後について検討した今回の研究結果は、前年度の結論をさらに裏付けるものであった。この研究に加えて、淡水と海水へ入浴時の低刺激負荷した時の血圧と抱合型カテコラミンの関係を検討した。その結果、交感神経-副腎系への低刺激負荷は、入浴中の血圧は低下をもたらすが、抱合型カテコラミンは有意な変化をしなかった。したがって、安静時の血圧に対し、抱合型カテコラミンは影響を及ぼさないことが明かとなった。身体運動トレーニングおよび血圧と抱合型カテコラミンの関係を検討した。初年度は、長距離走者・柔道選手・座業的な一般成人の安静時における抱合型カテコラミン(アドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミン)の血漿濃度の横断的比較研究を実施した。また非鍛錬成人7名に3ヶ月間の持久的トレーニングを行わせ、非運動実施群(7名)との比較およびトレーニング経過に伴う血漿の抱合型カテコラミンを測定した。血漿の抱合型カテコラミン濃度は、鍛錬度の違いによって差異が認められなかった。また持久的トレーニングによって最大酸素摂取量や高比重リポタンパクの上昇が認められたが、血漿の抱合型カテコラミンには差異が謎められなかった。2年度は、初年度にトレーニングを行った被験者(6名)が、トレーニングを中止して6ヶ月経過した時点で安静時の抱合型カテコラミンを測定した。最大酸素摂取量はトレーニング前値へ低下していたが、この脱トレーニングによっても血漿の抱合型カテコラミンに変化が認められなかった。また淡水と海水へ入浴時の低刺激負荷した時の血圧と抱合型カテコラミンの関係を検討した。その結果、交感神経-副腎系への低刺激負荷は、入浴中の血圧の低下が認められたが、抱合型カテコラミンは有意な変化をしなかった。最終年度はさらにトレーニング中止者の12ヶ月後の抱合型カテコラミンを追跡測定したが、やはり血漿濃度に変化を認めなかった。以上の研究結果から、少なくともヒトにおいては、血漿抱合型カテコラミンは運動トレーニングの影響を受けないことが明らかになった。また比較的若くかつ正常血圧者においては、抱合型カテコラミンと血圧とは関係ないと結論される。
チタンの革新的アップグレード・リサイクル技術の開発

本研究では、世界に先駆けて新しいタイプのチタンのリサイクル技術を開発することを目的とし、申請者が有する固有の特殊技術(チタンの脱酸技術)をさらに発展させ、希土類のオキシハライドの生成反応をチタンスクラップの脱酸・高純度化に応用する。その過程で希土類オキシハライドの生成反応がチタンの脱酸能に与える影響や効果を学術的に明らかにする。
都市基盤施設の震害の相互連関と復旧支援システムに関する研究

本研究では、まず復旧支援システムに関して、現場技術者が行う震後対策の意志決定支援を目的として、コンピュ-タ-に専門家の知識を蓄積し、地震により被害を受けた道路施設の被災度判定及び復旧工法選定を指示するエキスパ-トシステムの開発を試みた。さらにプログラムの改良が容易というエキスパ-トシステムの特徴に着目して、本システムを1990年のフィリピン地震により被災した土木構造物に適用し、実際の復旧作業と比較検討をすることで、より実用性のあるシステムへと改良を試みた。その結果、エキスパ-トシステムの有効性、内容変更の重要性が示され、実際の使用に堪え得ることが明らかにされた。次に震害の相互連関に関して、1989年ロマ・プリエタ地震をモデルケ-スに選び、地震時におけるライフラインシステム相互の被害相関の特徴を検討するため調査研究を行った。まず、各ライフラインシステムの地震時被害などを時間の経過に添って取りまとめ、ライフラインシステム相互の被害連関を具体的に取り出した。その結果、地震直後では「火災を一刻も早く消火すること」「情報伝達網を確保すること」「電気に依存する緊急的な施設は非常電源の信頼性を高めること」「ガス栓の開閉に関する知識の向上」などが、生活面では「飲料水の確保」が、復旧面では「道路交通網の確保」が重要であることが判明した。大都市の実地震被害を直接ケ-ススタディにしたことにより、次のような今後の都市防災への教訓を得ることができた。1.補強、特に老朽化対策のための予算化の必要性。2.緊急時対応のための教育・訓練などの必要性。3.緊急時の情報管理に関して、衛生通信網などの完備、時間のかかる階層的管理機構よりも並列処理型意志決定システムの必要性。4.進化する都市震害の予見と対策の必要性。
ナノフルイドの高い流動性とカーン転移の相関に関する研究

研究初年度は、液液界面に吸着したナノ粒子がカーン転移に駆動されて界面からの脱着するという本研究のアイデアの基盤となる現象を、当初応募者が予想した通り実現することができた。本年度は、ピッカリングエマルションの解乳化にこの現象を応用して、解乳化温度がナノ粒子のサイズによって明確に変化する様子を観察することに成功した。具体的には水ールチジン混合溶液に異なるサイズのシリカ粒子を加えて調整したピッカリングエマルションを、2液相領域から下部臨界溶解点に向かって徐々に降温していくと、粒径1000ナノメートルのシリカ粒子で調整したピッカリングエマルションから解乳化が起こり、次いで500ナノメートル、100ナノメートル、10ナノメートルと順次、解乳化が起こることが分かった。更に、シクロヘキサンーメタノール混合溶液にシリカ粒子を加えた場合は、上部臨界溶解点に向かって昇温過程で解乳化が起こり、やはり粒径の大きなシリカ粒子で調整したピッカリングエマルションが最も臨界点から遠い温度で解乳化するという結果をを得ることができた。溶媒の組合せの異なる2つの実験系で定性的に同じ現象を観測することができたことで液液界面吸着ナノ粒子のカーン転移の粒径依存性を線張力で説明する土台が整った。現在までに液液界面に吸着したナノ粒子の線張力に関する論文1報を公表し、これに本年度の実験結果を加えて、研究協力者であるカンザス州立大学ブルースロウ教授と共同でこの現象の理論的な側面を説明する論文を共同で執筆している。「気液、液液界面に吸着したナノ粒子は粒子サイズによって界面での濡れ性が異なる」という新規な界面現象を見出し、既に論文1報を公表した。更にこの現象をピッカリングエマルションに応用することで、ピッカリングエマルションを一次転移的に解乳化するという乳化安定性の制御に関する新しい方法論を提案することができた(論文執筆中)。研究のキーワードの内、カーン転移、線張力、ナノ粒子の3つについて新しい物性相関を見出せた点でこれまでの研究には大きな意義があったが、ナノフルイド、つまり、ナノ粒子濃厚分散系の粘性と上記3つのキーワードとの関連がまだ明確にできていない点を考慮して、自己評価を(2)おおむね順調に進展している、とした。水ールチジン混合溶液、およびシクロヘキサンーメタノール混合溶液にシリカ粒子を加えた実験では、いずれの場合も2液相領域から臨界溶解点に近づいていく過程でピッカリングエマルションが起こる際、粒径の小さなシリカ粒子ほど臨界溶解点近傍まで乳化状態が安定であることがわかった。これはいずれの液液界面でもシリカ粒子が正の線張力を示すことを示唆しており、我々のアイデアの正しさをより確かな形で証明するためには、負の線張力を示すことが予想される実験を加える必要があると思われる。したがって、今後は金属ナノ粒子などを用いて、溶媒とナノ粒子の誘電率の相対的な関係を調整した実験を行うと同時に、本課題の目的の1つであるナノ粒子の濡れ性の変化とナノ粒子分散液の粘性との関係について引き続き実験を行っていきたい。本年度は、サイズの異なるシリカ微粒子を水と2,6-ルチジンの二液相系に分散させ、下部臨界溶解温度T(L)に接近する過程で微粒子の分散状態がどのように変化するか動的光散乱装置と目視観察により研究した。一般的には高温ではシリカ粒子はルチジン相に分散するが、カーン転移と呼ばれる温度になるとシリカ粒子の溶媒への濡れ性が変化し、シリカ粒子は水に分散するようになる。このカーン転移温度は本来は溶媒と粒子の種類だけで決まるものであるが、今回の実験から、粒径が1000 nm、100 nm、50 nm、10 nmと小さくなっていくにつれ、徐々にカーン転移温度T(c)が低温側にシフトし、最終的にの10 nmのシリカナノ粒子を用いた場合はほぼ下部臨界溶解点と一致することが明らかとなった。また、一液相領域にカーン転移を延長した場合に現れる微粒子凝集点(プリウェッティング転移)の領域も粒子サイズの減少とともに縮小した。濡れ転移の粒子サイズ依存性は、ルチジンー水、水ーシリカ、ルチジンーシリカそれぞれの界面の界面張力の釣合いによって濡れ転移点を決める従来の理論に、これら三つの界面が接触してできる一次元境界の過剰エネルギー(線張力)の効果を加味することで説明できた。また、下部臨界溶解点近傍での界面張力の温度依存性はスケーリング則にしたがって変化することがよく知られているが、今回は界面張力に加えて、線張力もスケーリングに取り込んで解析を行い、線張力に関してはT(c)-T(L)の指数を1.0とすることで、観測結果をほぼ定量的に再現することができた。まず、今年度は水ールチジン2液相系にシリカ粒子を分散させた実験を当初の予定通り進めることができ、実験結果も申請段階で予想した通りの結果であった。これに加え「研究実績の概要」の項でも述べたように、カーン転移温度の粒子サイズ依存性について、定性的には線張力の効果を加味して、更に線張力を加えたスケーリングによってほぼ定量的にその挙動を説明できた。これは申請段階では研究3年目に研究協力者と連携して実験を総括し、ナノ粒子分散系においてはサイズによって分散挙動に大きな違いがあることを提案するという、この研究の大きな部分が、その理論的なバックグラウンドまで含めて初年度で概ね明らかにできた点で大きな進捗であるといえる。

この研究成果は平成30年度の早い段階で論文にまとめて発表したいと考えている。研究初年度は、液液界面に吸着したナノ粒子がカーン転移に駆動されて界面からの脱着するという本研究のアイデアの基盤となる現象を、当初応募者が予想した通り実現することができた。本年度は、ピッカリングエマルションの解乳化にこの現象を応用して、解乳化温度がナノ粒子のサイズによって明確に変化する様子を観察することに成功した。具体的には水ールチジン混合溶液に異なるサイズのシリカ粒子を加えて調整したピッカリングエマルションを、2液相領域から下部臨界溶解点に向かって徐々に降温していくと、粒径1000ナノメートルのシリカ粒子で調整したピッカリングエマルションから解乳化が起こり、次いで500ナノメートル、100ナノメートル、10ナノメートルと順次、解乳化が起こることが分かった。更に、シクロヘキサンーメタノール混合溶液にシリカ粒子を加えた場合は、上部臨界溶解点に向かって昇温過程で解乳化が起こり、やはり粒径の大きなシリカ粒子で調整したピッカリングエマルションが最も臨界点から遠い温度で解乳化するという結果をを得ることができた。溶媒の組合せの異なる2つの実験系で定性的に同じ現象を観測することができたことで液液界面吸着ナノ粒子のカーン転移の粒径依存性を線張力で説明する土台が整った。現在までに液液界面に吸着したナノ粒子の線張力に関する論文1報を公表し、これに本年度の実験結果を加えて、研究協力者であるカンザス州立大学ブルースロウ教授と共同でこの現象の理論的な側面を説明する論文を共同で執筆している。「気液、液液界面に吸着したナノ粒子は粒子サイズによって界面での濡れ性が異なる」という新規な界面現象を見出し、既に論文1報を公表した。更にこの現象をピッカリングエマルションに応用することで、ピッカリングエマルションを一次転移的に解乳化するという乳化安定性の制御に関する新しい方法論を提案することができた(論文執筆中)。研究のキーワードの内、カーン転移、線張力、ナノ粒子の3つについて新しい物性相関を見出せた点でこれまでの研究には大きな意義があったが、ナノフルイド、つまり、ナノ粒子濃厚分散系の粘性と上記3つのキーワードとの関連がまだ明確にできていない点を考慮して、自己評価を(2)おおむね順調に進展している、とした。初年度の研究成果は大変満足のいくものであったが、線張力の臨界指数という考え方は過去に例がなく、当該分野の多くの研究者に十分にアピールできるように溶媒や粒子の種類を変えて同様の実験を行い、その普遍性を示す必要はあると考えている。したがって2年目以降は、当初の申請計画に記載した通り、微粒子としては金ナノ粒子とラテックス粒子、溶媒にはポリエチレングリコールを新しく採用して、研究を進めたい。また、カーン転移の粒子サイズ依存性についてはその挙動を説明する具体的なアイデアが生まれつつあるが、もう一つの目的でもあった粒子サイズとナノ粒子分散液の流動性や粘性との関係はまだ明らかにできていない。この点についても2年目以降の課題として注力していく予定である。水ールチジン混合溶液、およびシクロヘキサンーメタノール混合溶液にシリカ粒子を加えた実験では、いずれの場合も2液相領域から臨界溶解点に近づいていく過程でピッカリングエマルションが起こる際、粒径の小さなシリカ粒子ほど臨界溶解点近傍まで乳化状態が安定であることがわかった。これはいずれの液液界面でもシリカ粒子が正の線張力を示すことを示唆しており、我々のアイデアの正しさをより確かな形で証明するためには、負の線張力を示すことが予想される実験を加える必要があると思われる。
根からの信号伝達を考慮したSPACモデルの開発

本研究では,植物根で生成されたホルモンが葉の気孔に作用して,蒸散をコントロールしているという最近の発見された知見に基づいて,新たに土壌-植物-大気連続体(SPAC)のシミュレーションモデルを作成することを目的とした.モデルの構築に当たっては,次のことを仮定した.1)蒸散要求土は1日当たり10mmとし,蒸散速度は昼間正弦関数の分布に従うものとする.2)全根長を10000mとし,地表が密で深くなるにつれて粗な分布とした.3)初期土壌水分量は,土層全体にわたって均一に分布しているものとした.4)根の吸水速度は負飽和透水係数と活性根の長さに反比例するものとした.5)ホルモンの生成は土壌の表層の水分に反比例するものとする.6)実際の蒸散要求度はホルモン量によってコントロールされ,スウィッチオフ関数に従うものとした.この関数は2つのパラメータを含む減少関数である.シミュレーションに当たっては、土層をいくつかのコンパートメントに分け,水分吸収,水分移動を計算した.地表境界部の根の水ポテンシャル(クラウンポテンシャル)を決定変数とし,蒸散速度と根の吸水速度とが一致するように計算を繰り返す.土壌の物理特性は予め与えられているものとする.シミュレーションは12日分を行った.本モデルに含まれる,ホルモンの作用をコントロールしている3つのパラメータについて感度解析を行った.パラメータ値を適切に選択することによって,SPAC内の水の流れに対する根からの信号の影響をうまく説明できることが分かった.本研究では,植物根で生成されたホルモンが葉の気孔に作用して,蒸散をコントロールしているという最近の発見された知見に基づいて,新たに土壌-植物-大気連続体(SPAC)のシミュレーションモデルを作成することを目的とした.モデルの構築に当たっては,次のことを仮定した.1)蒸散要求土は1日当たり10mmとし,蒸散速度は昼間正弦関数の分布に従うものとする.2)全根長を10000mとし,地表が密で深くなるにつれて粗な分布とした.3)初期土壌水分量は,土層全体にわたって均一に分布しているものとした.4)根の吸水速度は負飽和透水係数と活性根の長さに反比例するものとした.5)ホルモンの生成は土壌の表層の水分に反比例するものとする.6)実際の蒸散要求度はホルモン量によってコントロールされ,スウィッチオフ関数に従うものとした.この関数は2つのパラメータを含む減少関数である.シミュレーションに当たっては、土層をいくつかのコンパートメントに分け,水分吸収,水分移動を計算した.地表境界部の根の水ポテンシャル(クラウンポテンシャル)を決定変数とし,蒸散速度と根の吸水速度とが一致するように計算を繰り返す.土壌の物理特性は予め与えられているものとする.シミュレーションは12日分を行った.本モデルに含まれる,ホルモンの作用をコントロールしている3つのパラメータについて感度解析を行った.パラメータ値を適切に選択することによって,SPAC内の水の流れに対する根からの信号の影響をうまく説明できることが分かった.
ＨＬＡ－Ｆによる免疫抑制法―制御性Ｔ細胞を１００％残すアロ反応性細胞除去法の開発

我々は、HLA-Fが制御性T細胞以外の活性化免疫担当細胞表面に発現することをみいだしたので、これを利用して、HLA-F陽性細胞除去による免疫抑制法の開発を目指し、移植患者末梢血リンパ球におけるHLA-Fの発現を解析してきた。研究期間中に検討した症例数は肝移植99例、腎移植114例、造血幹細胞移植52例、のべ1538検体となった。HLA-F陽性細胞は検出されたが、各臨床データおよび拒絶反応の有無との相関は得られなかった。本研究を進める中で、定常状態のB細胞表面にHLA-Fが発現すること見出した。以上の結果からHLA-Fによる免疫抑制法の開発は困難であるという結論に至った。このことからHLA-Fは、拒絶反応時に活性化された細胞に発現するだけでなく、拒絶反応の増悪に関与しているとも考えられる。申請者らは、抗HLA-F抗体を使用した活性化細胞除去による免疫抑制法の開発を目指し、昨年度より腎臓・肝臓・造血幹細胞移植前後における患者末梢血リンパ球におけるHLA-Fの発現を解析してきた。これまで腎臓移植82例、肝臓移植76例、造血幹細胞移植43例について解析を行っているが、現時点では各臨床データと、HLA-Fの発現有無について、明確な相関は得られていない。現在、6種の抗HLA-F抗体を使用して詳細な解析を進めているところである。HLA-Fは非古典的HLAクラスI遺伝子の一つであり、同じく非古典的HLAクラスI遺伝子であるHLA-E、HLA-Gと共に1990年頃、Geraghtyらが発見した遺伝子である。これらは古典的HLAクラスIのHLA-A、-B、-Cと異なり、非常に多型性が乏しく、また発現部位も限局されている。HLA-Fは、それまでWainwrightら(J Immunol., 2000)、Lepinら(Eur J Immunol., 2000)から、細胞質には存在するが、細胞表面には発現しないと言われていたが、石谷・Geraghty DEらが、細胞表面に発現するHLA-Fを検出しうるモノクロナル抗体の作製に成功し、1HLA-Fは、定常状態のB細胞表面には発現していないが、EB virusにより形質転換したB細胞表面には発現すること(J Immunol., 2003)、2HLA-Fは定常状態のリンパ球表面には発現していないが、活性化されたリンパ球表面には発現すること(Eur J Immunol., 2010)、3HLA-FはCD25+CD4+制御性T細胞表面には、定常・活性化のいずれの状態においても発現しないことを示した(Eur J Immunol., 2010)。このHLA-Fの特徴を利用して抗HLA-F抗体を使用した活性化細胞除去による免疫抑制法の開発を目指し、初めに腎臓・肝臓・造血幹細胞移植前後における患者末梢血リンパ球におけるHLA-Fの発現を解析した。これまでに、腎臓移植31例、肝臓移植21例、造血幹細胞移植17例について、HLA-Fの発現変化について継時的な解析を行っている。現時点では、各臨床データと、HLA-Fの発現について、明確な相関は得られていない。HLA-Fは非古典的HLAクラスI遺伝子の一つであり、研究協力者のGeraghtyらが発見した遺伝子である。HLA-Fはこれまでの解析で、定常状態の免疫担当細胞表面には発現していないが、活性化免疫担当細胞表面には発現し、CD25+CD4+制御性T細胞表面には、定常・活性化のいずれの状態においても発現しないことが、Geraghtyらにより明らかになっている。さらに、多様な発現様式をもち、クロスプレゼンテーションと関与することがGeraghtyらから報告されている。そこで我々は、HLA-Fが拒絶反応時に制御性T細胞以外の細胞を活性化し、拒絶反応の増悪に関与しているのではないかと考えた。そして、HLA-F陽性細胞除去による免疫抑制法の開発を目指し、腎臓・肝臓・造血幹細胞移植前後における患者末梢血リンパ球におけるHLA-Fの発現を解析してきた。本年度、新たに肝移植22例、腎移植22例、造血幹細胞移植8例の試料を採取し、これまで採取した検体数は肝移植99例、腎移植114例、造血幹細胞移植52例となった。しかし、各臨床データとHLA-Fの発現有無について明確な相関は得られず、さらに詳細な解析を進めるため、6種の抗HLA-F抗体を使用して解析を進めたところ、そのうちの1種の抗体が、定常状態のB細胞上に発現するHLA-Fを検出した。このB細胞上のHLA-Fは他の5種の抗体では検出することができなかった。

活性化免疫担当細胞に対する反応性は6種の抗体で同じであった。このような反応性の違い、すなわち、定常状態のB細胞上のHLA-Fと活性化免疫担当細胞(B細胞を含む)に発現するHLA-Fの構造の違い、発現洋式の違い、さらには、機能の違いについて現在解析中であるが、HLA-F陽性細胞を除去することによる免疫抑制法の開発という点においては、これらの点が明らかに示せない限り、正常B細胞も合わせて除去してしまう危険性があるため、難しいと考える。今後はこれらの点について検証していきたいと考えている。免疫学検体数は、非常に順調に増やせているが、統計学的な解析を行うには最低でも医療機関ごとに各100例程度を集める必要がある。検体によっては、移植前後の各日程(移植前日、移植後1日目、以降1週間2週間おきに、13カ月。以降1カ月おきに6カ月3年間)の検体を得られない場合もあるので、移植前後の各日程すべてにおいて解析可能な検体数を確保するため、継続して検体数を増やし、解析を継続する。HLA-Fの発現解析は、得られた検体すべてについて行っているが、現時点では各臨床データとの相関は得られていない。認識部位の異なる6種の抗HLA-F抗体を用いて解析を進めているが、HLA-Fがクロスプレゼンテーションに関与し、多様な発現様式を持つことから、生体におけるHLA-F発現をうまく捉えられていない可能性がある。現在、これらについて検証を進めながら、検体解析を行っているところであり、本研究を進めていく中で上記の問題点がみいだされことから、現在までの達成度はやや遅れていると判断した。検体数は、非常に順調に増やせている。しかし、統計学的な解析を行うには最低でも各100例程度を集める必要がある。HLA-Fの発現解析は、得られた検体すべてについて行っているが、これまでのところ、各臨床データとHLA-F発現について相関は得られていない。これには、検体数が少ないことが一つの要因として考えられるが、それ以外に、HLA-F弱陽性となる検体数が多く、これらの陽性判定が難しい点にもあると考えている。また、HLA-Fは多様な分子構造をとることが報告されており(J Immunol., 2010)、これらをすべて検出するため、認識部位の異なる6種の抗HLA-F抗体を用いて解析を進めているが、抗体ごとに反応性が異なるという点においても、陽性判定が難しくなっている。今後、陽性判定が難しい検体について、それらの細胞が実際にHLA-Fを発現しているのかを明らかにし、その結果を踏まえ再度臨床データとの相関について検討する必要があると考えている。また、抗体ごとの反応性の違いが、実際に発現しているHLA-Fの構造によるものであれば、活性化状態のリンパ球に発現するHLA-Fの構造・機能の違いについても合わせて解析を行う必要がある。本研究を進めていく中で上記の問題点がみいだされことから、現在までの達成度はやや遅れていると判断した。これまでに引き続き、腎臓・肝臓・造血幹細胞移植後患者末梢血単核球におけるHLA-Fの発現解析を続け、検体数を増やすと共に、HLA-F陽性細胞上のHLA-Fのタンパク解析を行う。特に6種の抗HLA-F抗体を用いてHLA-Fタンパクを詳細に解析し、どの抗HLAーF抗体と反応するHLA-Fが臨床的に意義のあるものか、臨床データとの相関を検討することで明らかにする。
アルツハイマー病の早期診断を志向するアミロイドβの電気化学的バイオセンサの開発

アルツハイマー病の原因物質の有力候補と考えられているアミロイドβペプチド(Aβ)を、迅速かつ高感度に、また安価に検出できるシステムの構築を目指して研究を実施した。Aβは、既知のアルツハイマー病のバイオマーカーの中で、最も初期段階から動きを示すことが知られており、脳脊髄液や血液中のAβ量の変化を捉えることで、認知症状が顕著化する前にアルツハイマー病の発病リスクを評価できることが期待されている。我々が開発したAβの凝集を促進させるペプチド(AFPP)を修飾した電極上にAβを凝集させ、Aβと1:1錯体を形成することが知られている銅イオンを加えて得られる電流値を測定することでAβの定量が可能であることをこれまでに報告してきた。しかし、この初期モデルではAβの検出限界が18nMで、目的とする血漿中Aβを検出するためには、感度が不足していた。そこで、本年度は更なる高感度化を目指して、電極の電気化学的特性をより詳細に得るためインピーダンス測定を取り入れ、電極の高感度化に取り組んだ。従来から行ってきた高感度化の工夫である金ナノ粒子や多層カーボンナノチューブによる電極表面積の増大、およびAFPPの固定化過程などのインピーダンス変化を測定することにより、その特性を調べ、電極の修飾状況と検出限界値を系統的に検討中である。現在、様々な電気化学的パラメータとAβの検出限界の相関データを蓄積しており、それらを活用して最終年度の研究を遂行していく。主に実験を遂行してくれていた学生が修士を修了し、テーマを引き継いだ学生の頻繁な入れ替わり(退学、休学等)で予定通り研究が遂行できていない。本年度が最終年度になるので、これまでの遅れを取り返せるように、集中して研究を遂行していきたい。具体的には、可能な限り早くインピーダンス測定の結果と感度との相関を取り、これまでに蓄積してきた高感度化に寄与する効果(電極表面積の増大、アスコルビン酸の共存、保護用のアルカンチオールの修飾等)も合わせて、目標とする感度に到達させたい。アルツハイマー病の原因物質と考えられているアミロイドβペプチド(Aβ)を、迅速かつ高感度にまた安価に検出できるシステムの構築を目指して研究を行った。我々が開発したAβの凝集を促進させるペプチド(AFPP)を固定化した電極上にAβを凝集集積させ、そこに銅イオンを加えて電流値を測定ことでAβの定量が可能であることを、これまでに示してきたが、これまでの方法では、検出限界が18 nMで、目的とする血漿中Aβを検出するためには、感度が不足していた。そこで、本年度は、電極の表面修飾による高感度化およびAFPPの変異体の探索によるAβ凝集能の向上による高感度化を検討した。その結果、金ナノ粒子修飾により、実効表面積を約90倍に拡大し、そこにAFPPを固定化したところ、みかけの感度が約40倍向上した。また、Multi-Walled Carbon Nanotubeで修飾した電極では、実効表面積を約7倍に、みかけの感度を約27倍向上させることができた。さらに、AFPPの変異体AFPP(H6P)を用いると、従来のAFPPより約3倍凝集能力が向上することが分かった。感度向上については、おおむね予定通り進捗したが、本研究費で新規に購入したインピーダンス測定を有効に活用するところまで、実験を詰め切れていないため。これまで様々な条件を検討することにより得られた感度向上のノウハウを統合して、血漿中のAβを測定できるレベルにまで感度の向上を目指す。その際、インピーダンス測定を有効に活用して修飾電極の作成および検出を行っていく。

具体的には、可能な限り早くインピーダンス測定の結果と感度との相関を取り、これまでに蓄積してきた高感度化に寄与する効果(電極表面積の増大、アスコルビン酸の共存、保護用のアルカンチオールの修飾等)も合わせて、目標とする感度に到達させたい。購入したInterface 1000Eポテンショ/ガルバノスタット/ZRAの販売価格が見積もり時よりも大幅に値下げ(約50万円)されて残額が増えたことが最大の原因である。次年度以降、残金分を有効に活用して(ノイズ軽減のファラデーゲージの購入など)研究を遂行していきたい。研究を主に遂行している学生の入れ替わり等で、実施計画が大幅に遅れているため、実験用消耗品費が計画通りに使用できなかった。最終年度となる本年度は遅れを取り返すべく、並行して計画を遂行していく。
高性能希土類薄膜磁石の開発とマイクロアクチュエータへの応用

平成17年度に達成した実績および得られた成果は以下の通りである。新たに開発された、高速成膜(8μm/h)と基板表面への立体的成膜を特徴とする三次元スパッタリング装置を使用し、成膜と熱処理条件が結晶構造と磁気特性に及ぼす影響を調べた。Nd-Fe-B系磁石のc軸配向性は、成膜中のRFおよびDC出力とArガス圧に強く依存し、低出力と低圧力が配向性の向上に効果あること、およびArガス圧は成膜されるNd-Fe-B膜の組成に影響し、それに伴って保磁力が大きく変化することを明らかにした。Arガス圧力2Pa、RF出力120W、DC出力150Wの最適条件下で成膜した場合、熱処理を必要とすることなくHcj=371kA/m、Br=1.06T、(BH)max=160kJ/m^3の高特性を有する、厚さ6μmの異方性Nd-Fe-B厚膜磁石を得ることができた。上記磁石のモータへの応用を目的として、直径0.2mmのSUS製シャフト上に、厚さ70μmのラジアル配向したNd-Fe-B系厚膜磁石を成膜して作製した。Hcj=933kA/m、Br=0.8Tを超える磁気特性を示し、且つ平滑表面をもつことがわかった。このシャフト一体型磁石はマイクロマシン等への応用が可能であり、今後マイクロモータへの実装の可能性が期待できる。Nd-Fe-B膜とTaあるいはNbを積層することにより、Nd-Fe-B系薄膜の磁気特性を向上させる報告例がなされている。本研究では大きな磁気異方性を発現する作用のあるTbを導入してその結晶構造と磁気特性を評価した。その結果、成膜後の熱処理によって、Tb金属成分はNd-Fe-B膜へ拡散し、Nd_2Fe_<14>B結晶の配向性を低下させることなく保磁力が著しく増大することが明らかになった。この結果は、多層膜の設計と結晶組織・磁気特性に対する更なる最適化および改善により、高保磁力磁性膜の実現に大きく発展するものと期待される。平成16年度に達成した実績および得られた成果は以下の通りである。1 Nd-Fe-B系およびPt-Fe系薄膜磁石に関する文献調査を実施した。前者については厚さ1μm以下の薄膜においてエネルギー積(BH)max=319kJ/m^3の高い磁気特性が得られる一方、数10μmの厚膜磁石を用いたマイクロモータの試作についての報告例がある。後者については磁気記録メディアを目的とした薄膜報告が多くあるが、厚膜の報告は2例のみであり今後研究の進展が期待される。2高いエネルギー積をもつ厚膜磁石の作製を目的として、Pt-Fe合金ターゲットを備えた立体スパッタリング装置を用いて、Ar圧力や投入電力などが膜の結晶性と磁性に及ぼす影響を調べた。Ar圧力を3から0.6Paに変化させて成膜した後に、600°Cで30分間熱処理を行った場合、Pt-Fe膜は不規則なfcc構造から規則相としてのfct構造に徐々に変化することが明らかになった。圧力0.6Paで作製した膜のエネルギー積と保磁力は、それぞれ90kJ/m^3と373kA/mであった。他方、Ar圧力を0.6Pa、DC出力を160Wに固定し、RF出力を変化させて膜の結晶性と磁気特性を調べた。その結果、RF出力を120W以上で成膜したPt-Fe膜は、通常行われる熱処理を省き成膜のままで目的のfct構造をもつことを新たに見出した。RF出力を180Wで成膜した場合の磁気特性は前者と比較して、それぞれ124kJ/m^3と446kA/mに著しく向上した。3マイクロモータへの応用を意図して、平板および線材上に厚さ6070μmのPt-Fe厚膜を形成した。しかしながら、数μm厚の場合と比較して磁気特性が低下する傾向が見られることから、今後この原因解析と対策が必要とされる。

このシャフト一体型磁石はマイクロマシン等への応用が可能であり、今後マイクロモータへの実装の可能性が期待できる。Nd-Fe-B膜とTaあるいはNbを積層することにより、Nd-Fe-B系薄膜の磁気特性を向上させる報告例がなされている。本研究では大きな磁気異方性を発現する作用のあるTbを導入してその結晶構造と磁気特性を評価した。その結果、成膜後の熱処理によって、Tb金属成分はNd-Fe-B膜へ拡散し、Nd_2Fe_<14>B結晶の配向性を低下させることなく保磁力が著しく増大することが明らかになった。この結果は、多層膜の設計と結晶組織・磁気特性に対する更なる最適化および改善により、高保磁力磁性膜の実現に大きく発展するものと期待される。
コンデンシンによる染色体軸構造の形成メカニズム

コンデンシンIとIIは分裂期染色体の構築において中心的な役割をもつタンパク質複合体である。2つのコンデンシンは共に姉妹染色分体の縦軸に集中して局在するが、この軸状構造(染色体軸)の形成機構や染色体構造に具体的にどのような貢献をしているのかは未だに議論がある。申請者らは物理化学的観点からこれらの問題に取り組むために、カバーガラス上のHeLa細胞を直接にバッファー処理することで、染色体の構造を可逆的に変換する実験系を確立した(sodium chloride-induced chromosomeconversion [SCC] assay)。昨年度までに、この手法をもちいて、塩濃度に依存したクロマチンの再組織化は、コンデンシンIIによる染色体軸の再組織化と密接に関連する一方、共に染色体軸を構成するコンデンシンIとトポイソメラーゼIIはクロマチン再組織化への貢献は低いことを明らかにした。これらの結論は、機械学習による染色体形態の定量的解析によって確認された。本年度はSCC assayの適用を拡げ、クロマチン形態の再組織化におけるコヒーシンの関与を調べた。コヒーシンはコンデンシンとよく似た分子構造をもち、姉妹染色分体の接着に必須なタンパク質複合体である。解析の結果、クロマチン形態の再組織化へのコヒーシンの貢献は低いことが示された。また、SCC assayにおいて再組織化されたクロマチンと染色体軸の形態は、もちいるバッファーの塩濃度に応じて変化すること、そして、塩濃度に応じて変化するクロマチンは局所的ではなく、染色体全体に広がることが示された。一方、興味深いことにペリセントロメリックなヘテロクロマチンも塩濃度に依存して、その形態が大きく変化するが、CENP-Aが局在するセントロメア領域の形状は大きく変化しなかったことから、セントロメアが塩濃度で変化しにくい構造を持っていることが示唆された。コンデンシンIとIIは分裂期染色体の構築に中心的な役割をもつタンパク質複合体であり、トポイソメラーゼIIα(トポII)とともに姉妹染色分体の縦軸に集中して局在する。しかし、こうした軸状構造(染色体軸)の形成機構や、染色体構築への関与については不明な点が多い。そこで申請者らは、染色体軸の物理化学的特性を調べる目的で、カバーグラス上のHeLa細胞を直接バッファーで処理して染色体の構造を可逆的に変換する実験系を確立した(sodium chloride-induced chromosomeconversion [SCC] assay)。この実験系では、低塩濃度下でMg2+をキレートすることで大きく膨潤したクロマチンと染色体軸(ステップ1)を、次の処理に用いるバッファーのNaCl濃度に依存して特徴的な形態に変換することができる(ステップ2)。このうち生理的塩濃度に近い100 mM NaClで処理した時、クロマチンは元の中期染色体に近い形態に回復し、コンデンシンIとII、トポIIによる軸構造が再組織化される。今年度はsiRNAknockdownとSCC assayを組み合わせて、クロマチンと染色体軸の可逆的再組織化におけるコンデンシンIとコンデンシンII、トポII、そしてコヒーシンの役割を検討した。その結果、100 mM NaCl処理によるクロマチン形態の適切な回復はコンデンシンIIによる軸の再組織化と密接に関連していた一方で、コンデンシンIによる軸はクロマチンの再組織化への貢献は低かった。さらに、トポIIおよびコヒーシンはクロマチン形態の回復と染色体軸の再組織化に殆ど貢献していなかった。この再組織化は特殊な条件下ではあるものの、コンデンシンIIによる染色体軸の適切な組織化が分裂期染色体の形態と密接に関連していることが示された。本研究では申請当初、次の3つの到達目標を設定した。(1)染色体の再組織化におけるコンデンシン、トポIIおよびコヒーシンの役割を明らかにする。(2)再組織化されたクロマチン構造の特徴を見いだし、それが細胞周期各ステージでどのように変化するのかを明らかにする。(3)染色体形態変化の定量的解析法を確立するとともに、再組織化における染色体軸の分子特性を明らかにする。今年度は、クロマチン構造の回復にはコンデンシンIIによる染色体軸の再組織化と密接に関連する一方、コンデンシンIやトポII、コヒーシンの貢献は低いことが解明された。これは、(1)の到達目標が明確にクリアされたことを示す。また、今後の研究の準備も順調であり、再組織化クロマチンにおける免疫染色と、染色体形態変化の定量的解析(機械学習)の解析は既に進行しており成果が集積しつつある。したがって、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。コンデンシンIとIIは分裂期染色体の構築において中心的な役割をもつタンパク質複合体であり、姉妹染色分体の縦軸に集中して局在する。この軸状構造には、コンデンシンとともにトポイソメラーゼIIα(トポII)も集中する。しかし、この軸状構造(染色体軸)の形成機構や染色体構築にどのような貢献をしているのかはよく分かっていない。そこで申請者らはカバーガラス上のHeLa細胞を直接バッファーで処理して染色体の構造を可逆的に変換する実験系を確立した(sodium chloride-induced chromosomeconversion [SCC] assay)。この実験系では低塩濃度下でMg2+をキレートすることで大きく膨潤したクロマチンと染色体軸(ステップ1)を、次に処理するバッファーのNaCl濃度を変化させることで、特徴的な形態に変換することかができる(ステップ2)。

ステップ2で生理的塩濃度に近い100 mM NaClで処理すると、クロマチンは元の分裂期染色体に近い形態に回復し、コンデンシンIとII、トポIIによる軸構造が再組織化される。本研究ではこのSCC assayとsiRNAknockdownを組み合わせて、クロマチンと染色体軸の可逆的再組織化におけるコンデンシンIとII、およびトポIIの役割を検討した。その結果、100 mM NaCl処理によるクロマチン形態の適切な回復はコンデンシンIIの軸の再組織化と密接に関連していた一方で、コンデンシンIの軸はクロマチンの再組織化への貢献は低かった。さらに、トポIIはクロマチン形態の回復と染色体軸の再組織化に殆ど貢献していなかった。これらの結論は機械学習による染色体形態の定量的解析によって確認された。これらの結果から、染色体構築においてコンデンシンIIによる染色体軸の形成とクロマチンの組織化は密接に関与していることが強く示唆された。本研究における到達目標は以下の3つである。(1)染色体の再組織化におけるコンデンシン、トポIIおよびコヒーシンの役割を明らかにすること。(2)再組織化されたクロマチン構造の特徴を見いだし、それが細胞周期各ステージでどのように変化するのかを明らかにすること。(3)染色体形態変化の定量的解析法を確立するとともに、再組織化における染色体軸の分子特性を明らかにすること。昨年度までに、(1)の目標は達成された。今年度は主に(3)の目標において、機械学習(wndchrm: weighted neighbor distances usinga compound hierarchy of algorithms representing morphology)をもちいた染色体クロマチンの解析方法を共同研究によって確立した。これによって、SCCアッセイにおける各ステップでのクロマチン形態の変化を客観的に示す事が可能となり、染色体軸とクロマチンの形態の回復におけるコンデンシンIIの貢献を、定量的に確認することができた。さらに、これらの成果をまとめ、Mol Biol Cell, 28:2875-2886 (2017)として論文発表した。したがって、本研究は当初の計画以上に進展していると判断される。コンデンシンIとIIは分裂期染色体の構築において中心的な役割をもつタンパク質複合体である。2つのコンデンシンは共に姉妹染色分体の縦軸に集中して局在するが、この軸状構造(染色体軸)の形成機構や染色体構造に具体的にどのような貢献をしているのかは未だに議論がある。申請者らは物理化学的観点からこれらの問題に取り組むために、カバーガラス上のHeLa細胞を直接にバッファー処理することで、染色体の構造を可逆的に変換する実験系を確立した(sodium chloride-induced chromosomeconversion [SCC] assay)。
インターフェロンλによるC型肝炎ウイルス排除機構の解明

インターフェロン(IFN)λによるC型肝炎ウイルス(HCV)排除の機構について検討を行った。1、HuH-7細胞のサブクローニング(藤田) HuH-7細胞は様々な細胞から構成されるポリクローナルな細胞集団であることから、より詳細な解析のためモノクローナルな細胞集団を作成した。2、サブクローニング細胞の2次選別(藤田、坂本)得られたモノクローナルな細胞株にPoly I:C、HCV-RNAをそれぞれリポフェクションまたはエレクトロポレーションにより遺伝子導入し、培養した。遺伝子導入後、細胞を回収し、抽出したRNAからcDNAを合成した。ISGsに対するプライマーを用いてインターフェロン誘導性遺伝子(ISG)誘導能を定量し、比較検討した。3、HCV感染細胞におけるISG誘導能の検討(藤田、加藤)上記の方法によって得られた細胞に、HCV培養上清添加によりウイルスを感染させ、培養後経時的に細胞を回収した。回収した細胞からRNAを抽出しcDNAを合成した後、Real time PCR法によりそれぞれに対するプライマーを用いて同様にISGsの誘導について解析した。申請者らは独自に単離した肝細胞由来培養細胞を用いてIII型インターフェロン(IFN)によるC型肝炎ウイルス(HCV)排除に関わるメカニズムについて解析を進めている。目的と照らし合わせ、(1)Huh-7.5.1細胞におけるIFNシグナル誘導の詳細を解析し、確認し得た。(2)その結果をもとにHuh7細胞をサブクローニングし、よりISGが誘導される細胞株を同定し得た。(3)得られた細胞に自立増殖が可能なHCV株を感染させることはできなかったが細胞株を再検討することで新たにIFN-λの強い誘導を確認出来る細胞株を発見できた。これらの知見により、新たな抗ウイルス療法開発の基盤を形成していく目的を達成出来た。引き続き(1)HuH-7細胞のサブクローニング(2)サブクローニング細胞の2次選別(3)C型肝炎ウイルス(HCV)感染細胞におけるISG誘導能について解析を進めた。尚、(3)については初代ヒト肝細胞、Hepa RG細胞を用いても感染を確立できなかったため、Hepa RG細胞にHCV RNAを遺伝子導入することで検討を行った。その結果HCV RNA導入細胞でIFN-λの有意な誘導を認める事が出来た。しかしISGの発現については誘導を認める事が出来なかったため違った方向からのアプローチを検討した。したがって新たなアプローチにより得られた知見から、抗ウイルス療法開発の基盤形成へと計画を進めることができた。C型肝炎ウイルス1、HuH-7細胞のサブクローニング細胞混濁液を1ウェル当たり細胞1個になるよう希釈後、96ウェルプレートに播種し得られたコロニーをさらに培地をスケールアップしつつ継代培養していく限外希釈法を用いた。計画どおりモノクローナルな細胞集団を予定通り作成しえた。2、サブクローニング細胞の2次選別それぞれの細胞集団について定めた数カ所の時点で細胞を回収し、回収した細胞からRNAを抽出後cDNAを合成した。それぞれのISGsに対するプライマーを用いて定量PCR法によりISGs誘導を解析し、解析された結果をもとに比較検討した。計画どおりクローン化して得られた細胞から特にISG誘導能の高いもの(HuH-7T5細胞)を抽出した。また、IFN-lλの誘導についても検討を加えたが、細胞間で明らかな誘導の違いは認められなかった。3、HCV感染細胞におけるISG誘導能の検討得られた細胞への培養上清添加では誘導が確認出来なかった。そこでウイルス量の不足を原因と考え、更に大量の培養上清を用意した。ホローファイバーを用いて得られた培養上清を濃縮し、同様に細胞へ添加したが、この方法を用いても感染は確立できなかった。従ってHCV感染による誘導が確認出来なかったため、HCV-RNAの遺伝子導入による検討を進めた。尚、感染による誘導については初代ヒト肝細胞でも検討を行ったが、この場合も感染が確立できなかった。更に細胞種を変更しHepa RG細胞を用いてHCV RNAを導入したところMxA、2-5OASなどのISGsの明らかな誘導は確認されなかったが、IFN-λの強い誘導を確認することが出来た。Hepa RG細胞においてHCV RNAによる著名なIFN-λ誘導は確認されたが、ISG誘導を確認されなかったため、平行して別の方向からのアプローチも進めて行く。IFN+リバビリン併用療法においては、重要な治療効果予測因子としてHCV core領域アミノ酸70/91番の変異が報告されている。そこでこれらの変異が本研究課題であるIFN-λによるHCV排除に関与する機序についても検討を加えていく予定である。まず、これらを検討するにあたりGenotype 1b由来の全長ウイルスのcore領域aa 70番、91番にそれぞれの変異を導入した。作成したウイルスのRNAをHuh7.5.1細胞にエレクトロポレーションにより遺伝子導入した。導入後3日目までの培養上清、細胞を回収しそれぞれのcore抗原量を化学発光酵素免疫測定法(CLEIA法)により測定したが、充分な増殖複製を得られなかった。そこで、活発な増殖複製能を有するJFH-1全長ウイルスのcore aa 70/91にそれぞれ変異を導入しHuh7.5.1細胞に遺伝子導入したが、変異間で明らかなの差を認められなかった。

更に構造領域は1b(TH)由来、非構造領域は2a由来(JFH-1)のキメラウイルスを作成したところ充分な増殖複製が確認され、またcore aa 70変異株では培養上清中のウイルス量が有意に低値となっていた。またこれらのRNAをHuh7.5.1細胞に導入したものに、まずはIFN-α10 IU/mlを添加しその感受性について検討したところ、いずれの変異を導入したウイルスにおいても同様にウイルス量は減少し変異株間での差は見られなかった。今後は作成したこれらのウイルスを用いてIFN-λに対する感受性についても検討し、両者で発現するISG量を比較することでIFN-λによるHCV排除の機序について解析していく予定である。試薬等が計画当初より廉価で購入可能であったため。検討する数・種類を拡大して解析を行うため、試薬を増量して購入する予定である。
イオンビームとレーザービームの融合プロセスによる光機能性シリコンナノ結晶の形成

本研究はシリコンを用いた光電子機能デバイスの実現をめざし、発光現象を中心としたシリコンナノ結晶の物性を調べることを目的としている。二酸化シリコンにシリコンイオンを注入後、急速加熱、エキシマUV光照射等を組み合わせた手法でプロセスの低温化、発光強度増強、発光波長制御の可能性などを探った。その結果、電気炉による高温熱処理前にこれらの処理を行うことで発光強度が増強され、プロセスの低温化も可能となることがわかった。さらに、酸素雰囲気中でのレーザーアブレーションにより、類似の発光を得られることもわかった。半導体シリコンは電子デバイスとしては広く利用されているが、発光デバイスとしては殆ど利用されていない。本研究はこの様なシリコンをナノ結晶化することで、新機能性(発光等)の発現とそのデバイス応用を、イオン・レーザービーム融合したプロセスにより達成しようとするものである。具体的には、イオン注入により過飽和固溶体を形成し、急速加熱、エキシマUV・レーザー光照射などを組み合わせた手法で、プロセスの低温化と発光強度増強の可能性を探ることを主な目的としている。二酸化シリコンにシリコンをイオン注入し、高温熱処理することで、シリコンナノ結晶が形成され、それとともに可視発光(おもに赤色)が観測される。発光効率(強度)の向上、発光波長の可変性、プロセスの低温可は実用的なデバイスを開発する上で重要な問題となる。私たちの提案している発光モデルでは、発光波長、強度はシリコン結晶のサイズそのものだけに依存しているわけではなく、その局所構造、並びにナノ結晶間の距離(相互作用)などが影響を及ぼしていると考えている。すなわち、発光強度はナノシリコン結晶の数に比例し、その数密度の変化に伴い発光波長も増強できることが期待される。今年度の研究では注入後のプロセスに急速加熱やエキシマ光照射(172nm)などを併用した。その結果、これらのプロセスを併用することで、発光強度の増強と同時に発光波長の長波長化も観測され、私たちの提案しているモデルの妥当性が確認された。さらに、これまでは1000度以上の高温熱処理が発光を得るために必須であったがこれらのプロセスにより最終的な熱処理温度の低温化が可能となった。今年度の研究では昨年度までの研究を継続しつつ、イオン注入のみではなく、他の手法により試料を作製し、類似性、ならびに相違点を調査した。具体的には、圧力制御された酸素雰囲気中でレーザーアブレーレーション(PLD)法により試料を作製し、作製後に様々な処理を施すことの発光への影響を詳細に調べた。この手法はイオン注入に比べ、簡便に条件が制御できることから、イオン注入の条件決定のために極めて有効であり、重要なデータを得ることができた。また、新たに導入したより短波長のエキシマ光(142nm)をイオン注入試料に照射することで、172nmのエキシマランプ以上の効果が得られることも確認できた。具体的には、イオン注入により過飽和固溶体を形成し、急速加熱、エキシマUV・レーザー光照射などを組み合わせた手法で、プロセスの低温化と発光強度増強の可能性、さらには注入層の電気伝導度などの電気的な特性評価、電界発光の可能性を探ることを主な目的としている。発光効率(強度)の向上、発光波長の可変性、プロセスの低温化は実用的なデバイスを開発する上で重要な問題となる。今年度の研究では昨年度までの研究を継続しつつ、圧力制御された酸素雰囲気中でレーザーアブレーション(PLD)法により試料を作製し、作製後に様々な処理を施すことの発光への影響を詳細に調べ、イオン注入した資料との類似性を検証した。