hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー改質による耐久性と潤滑性を両立させる接触表面の創成

本研究ではレーザーを援用した表面改質により,耐久性と潤滑性の向上を両立する表面創成技術の開発を行う.具体的には,ショットレスでトライボ機素表面に圧縮残留応力の付与ならびに表面硬度の向上を実現するレーザーピーニングを利用し,ピーニングと同時に表面形状を制御することで潤滑性にも優れた表面を創成することを目的とする.レーザーピーニングは高出力レーザーを水中の被加工物表面に照射し,発生する高圧の金属プラズマによってピーニング効果を得るものであり,本研究ではYAGレーザー発振器を用い,電動ステージとレーザー発振を同期制御してピーニングを実施した.高強度機械要素を想定したSCM415(浸炭焼入れ)製試験片と,各種環境での摺動機械要素を想定したSUS440C(焼入れ)製試験片を用い,初年度に探求したレーザーピーニングの最適条件に基づいてピーニングを施し,転動疲労試験および摩擦摩耗試験に供した.転動面全面にピーニングを施した転動試験用試験片では,最大900MPa程度の圧縮残留応力を付与でき,ボール/ディスク型の転動疲労試験ではピーニングを施さないものと比べて数倍の寿命向上が認められた.また,複数パターンでピーニングした摺動試験用試験片では,15パルスの照射により0.51.5umのディンプルを付与でき,リング/ディスク試験による摩擦・摩耗試験ではピーニングを施さないものと比べておよそ1/2の摩擦係数となった.一方,ディンプルのパターン及び深さにより摩擦係数が変化することも認められたため,耐久性と潤滑性を両立させるためのピーニング条件ならびにピーニングパターンと,そのメカニズムの解明を進める.本研究の成果は,機械システムの小型化・省力化のために重要なトライボ機素の表面耐久性の格段の向上と動力損失の低減を実現する基礎となる.前年度に開発したレーザーピーニング装置を用いて,高強度伝動トライボ機素への応用を目的として,約HV800の硬度に浸炭焼入れしたSCM415製の試験片表面に各種条件でピーニングを施し,ボールオンディスク型の転動疲労試験に供した.その結果を,初年度に実施した調質したS45C製の試験片の結果等と比較し,表面硬度の上昇ならびに表面圧縮残留応力付与の観点から,ピーニング効果に及ぼす試験片硬度および材質の影響を検討した.レーザーピーニングにより得られる表面形状を潤滑性向上の観点から検討するため,ピーニングで創成された表面のキャラクタライゼーションの測定・解析を実施し,ショットピーニングした表面で見られるような盛り上がりはなく,1um程度の深さのディンプルの生成が可能であることを示した.複数のパターンでディンプルを付与したリング/ディスク試験片を用いた摺動試験により,レーザーピーニングした表面の摩擦・摩耗特性を調べ,ディンプルの深さや面積率との関連から摩擦特性を評価した.摺動試験中の表面テクスチャーの経時的変化を,直接観察およびレプリカを用いて観察し.摩擦・摩耗挙動および転動疲労挙動との関連を調査した.レプリカの観察のためにクイックコーターを新規購入した.表面コーティングとの複合処理や粘弾性材料等との組み合わせなど,レーザーピーニングの更なる応用範囲も並行して検討し,NBRゴムとレーザーピーニングした表面との摩擦特性やDLC(Diamond like Carbon)との組み合わせでの検討も実施し,レーザーピーニングのより創成された表面のトライボ性能の評価を進めた.現在まで,純滑りおよび転がり条件での試験を進めてきたが,滑り転がり条件下での摩擦・摩耗特性および転動疲労特性を明らかにするため,ローラ試験の準備を進めておりは,ローラ試験片外周にピーニングを施すための装置の製作を進めた.現在まで,摩擦挙動についてはグリース潤滑で調べてきたが,潤滑油粘度により摩擦低減効果のあるレーザーピーニング条件が異なることが考えられるため,粘度を変えた油潤滑状態で摩擦・摩耗試験を行い,レーザーピーニングで得られる表面のキャラクタライゼーションの効果を究明する.また,高強度歯車の歯面への応用のため,浸炭硬化した肌焼鋼を中心にレーザーピーニングを施し,転動疲労試験によりレーザーピーニングの有用性を更に究明する.マクロ的には表面下の圧縮残留応力分布,ミクロ的には表面近傍の組織変化を詳細に検討し,レーザーピーニングによる転動疲労強度の向上メカニズムを検討する.純滑りおよび転がり条件での試験を進め,レーザーピーニングの有用性を明らかにしてきたが,滑り転がり条件下での摩擦特性および転動疲労特性を明らかにすることも必要である.最終年度にはローラ試験片外周にピーニングを施し試験に供する.滑り転がり接触下での摩擦特性を調べるとともに転動疲労試験を実施し,純滑りおよび純転がり接触条件下で得られた結果と比較検討する.表面コーティングとの複合処理や粘弾性材料等との組み合わせなど,レーザーピーニングの更なる応用範囲も進めており,これらについても検討を進める.相手材料が異なる際の最適条件も究明する予定である.以上の試験・解析結果を総合的に検討し,レーザー改質による耐久性と潤滑性を両立させる接触表面の創成のためのレーザーピーニングの条件とそれらの向上のメカニズムについてまとめる.本研究ではレーザーを援用した表面改質により,耐久性と潤滑性の向上を両立する表面創成技術の開発を行う.具体的には,ショットレスでトライボ機素表面に圧縮残留応力の付与ならびに表面硬度の向上を実現するレーザーピーニングを利用し,ピーニングと同時に表面形状を制御することで潤滑性に優れた表面を創成することを目的とする.

レーザーピーニングは高出力レーザーを水中の被加工物表面に照射し,発生する高圧の金属プラズマによってピーニング効果を得るものであり,新規購入の電動ステージとピーニング用特殊水槽により,YAGレーザー発振器を用いたレーザーピーニング装置を製作した.光学系の調整,ならびにレーザー発振とステージ移動の同期制御を行い,ピーニング効率の向上を図った.調質したS45C製の試験片表面に各種条件でピーニングを施し,表面硬度,表面残留応力および表面粗さの観点からレーザーピーニングの最適条件を系統的に探求した.その結果,試料表面に保護層を設けることで効果的にピーニングでき,試料表面にはレーザー強度分布に応じた形状のディンプルの生成が可能であり,また,ディンプル生成に伴って生じる試料表面の盛り上がりも抑制できた.このことは,一般のショットピーニングで問題とされる表面粗さの増大がレーザーピーニングで抑制できることを示しており,硬度上昇と圧縮残留応力の付与による転動疲労の向上と同時に,最適なディンプル付与による銃かつ効果の向上による摩擦の低減も可能であることを示している.本研究の成果は,機械システムの小型化・省力化のために重要なトライボ機素の表面耐久性の格段の向上と動力損失の低減を実現する基礎となるものである.新規購入のロボシリンダー(電動ステージ)と新規製作のピーニング用特殊水槽により,YAGレーザー発振器を用いたレーザーピーニング装置を製作し,光学系の調整,ならびにレーザー発振とステージ移動の同期制御を行い,ピーニング効率の向上を図った.このピーニング装置を用いて,約HV400の硬度に調質したS45C製の試験片表面に各種条件でピーニングを施し,表面硬度,表面残留応力および表面粗さの観点からレーザーピーニングの最適条件を探求した.その結果,試料表面に保護層を設けることで効果的にピーニングできた.一方,ピーニングにより破壊された数十数百&micro;mの大きさの保護層の破片が水槽内に飛散することも確認でき,この破片の効率的な除去方法の検討も必要となった.表面硬度向上ならびに表面圧縮残留応力付与の観点から抽出したピーニング条件で転動疲労試験片にレーザーピーニングを施し,ボールオンディスク型の転動疲労試験に供した.その結果,レーザーピーニングによる寿命の向上が確認できた.更なる寿命向上を目指して,ピーニング効果付与のメカニズムの究明が必要であり,この観点からの検討を進める.ピーニングにより試料表面にはレーザー強度分布に応じた形状のディンプルが生成でき,またディンプル周辺の表面の盛り上がりがないことが確認できた.この表面の摩擦特性を滑り転がり接触条件で調べるため,新たに二円筒試験を計画し,ピーニング冶具を設計した.本研究ではレーザーを援用した表面改質により,耐久性と潤滑性の向上を両立する表面創成技術の開発を行う.具体的には,ショットレスでトライボ機素表面に圧縮残留応力の付与ならびに表面硬度の向上を実現するレーザーピーニングを利用し,ピーニングと同時に表面形状を制御することで潤滑性にも優れた表面を創成することを目的とする.
肝炎ウイルス感染増殖系を用いた天然物生理活性解析

これまでC型肝炎ウイルス(HCV)産生を抑制する天然化合物を得ている。中でもSF186 (sulochrin)はHCVの細胞への吸着・侵入を阻害すること、SF30 (neoechinulin B)はHCV RNA複製を抑制することが示唆された。まずsulochrinの抗HCV作用の解析をおこなったところ、この化合物はさまざまなHCV遺伝子型の吸着・侵入を広く阻害すること、しかしながらB型肝炎ウイルス感染は阻害しないことが示された。これよりsulochrinはクラスリン依存性エンドサイトーシスを一般的に抑制するわけではないと考えられた。またsulochrinをインターフェロン(IFN)あるいはプロテアーゼ阻害剤と併用した場合は、いずれにおいても相乗的抗HCV作用を示した。また誘導体展開よりsulochrinよりも抗HCV作用の強い化合物を同定した。以上の結果は、sulochrinおよびその誘導体が吸着・侵入を阻害することによって、既存の抗HCV剤との併用でより強い抗HCV作用を示す化合物として有用であることを示唆している。またneoechinulin Bの作用を解析したところ、これはIFN経路とは関係なく抗HCV作用を発揮することが示唆された。一方neoechinulin Bはさまざまな核内ホルモン受容体の中で、HCV RNA複製を活性化することが報告されているliver X receptor (LXR)依存的転写を抑制することが明らかとなった。またLXRの他の阻害剤もHCV RNA複製を抑制したことから、neoechinulin BによるLXR抑制作用が抗HCV作用に関連していることが示唆された。このように今回、neoechinulin BはHCV複製を阻害するとともに、新しい生理活性としてLXR依存的転写を抑制することを明らかにした。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では感染性C型肝炎ウイルス(HCV)粒子産生系を用いて、天然化合物ライブラリーより新規生理活性を有する化合物を同定する。169種類の真菌二次代謝産物由来の天然有機化合物ライブラリーより、19種類の化合物が感染性HCV粒子産生を阻害することを明らかとした。またこのうち活性が高く、ある程度の化合物量が供給可能な3化合物SF30, SF186, SF253に着目して解析をおこなった。これら3化合物はそれぞれ細胞毒性を発揮することなく、用量依存的に感染性HCV産生を低下させることが判明した。感染性HCV粒子の産生に至るまでの過程のうち、HCVの標的細胞への吸着・侵入を前期過程、翻訳・RNA複製を中期過程、粒子形成・放出を後期過程とし、HCVシュード粒子系で前期過程のみを、HCVレプリコン系で中期過程のみを評価した。その結果、SF186は前期過程、SF30は中期過程、SF253は後期過程をそれぞれ阻害することが示唆された。一般的に抗ウイルス剤はその長期投与により薬剤耐性ウイルス出現を招くため、複数の治療薬を投与することが治療方針となり、標的分子や標的ステップの異なる抗ウイルス剤を開発することが薬剤開発方針となる。本研究より、標的ステップの異なる3つの抗HCV化合物を新たに同定した。これらは新たな抗HCV剤開発に有用なリード化合物になり得る。このように今回、天然化合物ライブラリーから複数の新規活性を有する化合物を同定した。本研究結果は平成25年度に国内および国際学会で発表予定であり、また得られた成果のうち一部を学術論文として投稿する準備をおこなっている。このように本研究は当初の予定通りに順調に研究が進行している。今後それぞれの化合物がどのように各標的ステップを阻害するのかをさらに解析する。また化合物の標的タンパク質をファージディスプレイ法などによりスクリーニングする。

一方新規抗HCV剤開発につなげるために、各化合物に関して、異なる遺伝子型HCVへの効果、インターフェロンやプロテアーゼ阻害剤など既存の抗HCV剤との併用による効果、プロテアーゼ阻害剤耐性HCV株への抗HCV効果、長期処理における薬剤耐性株出現頻度、等に関して調べる。25年度が最終年度であるため、記入しない。
レーザー誘起ナノジェットによる物質デリバリー手法開拓と高機能人工歯面の創製

本研究では、応募者チームのポテンシャル技術を融合、過渡的・位置選択的に形成可能なレーザー誘起ジェットを駆使し、バイオミメティック法により調製した生理活性物質担持ナノ粒子からなるバイオインクを、高速・高精度に、歯面およびその内部に3次元に自在にデリバリーできる新手法を開発する。本デリバリー手法の応用として、歯周病再生治療等に資する高機能人工歯面の創製に挑戦する。
無腸動物における共生藻の垂直伝搬：宿主と共生藻の緊密性はどこまで進化しているか？

宿主と共生体が共生関係を強めていく進化の過程で、世代ごとに共生体を取り込む「水平伝搬」から共生体を次世代に渡せるようになる「垂直伝搬」への進化は重要なステップである。本研究は、一般には水平伝搬で共生藻を獲得する無腸動物の中で、垂直伝搬を行うように進化したグループであるワミノアと、その内在性の共生藻(褐虫藻)の共生関係がどこまで緊密化しているかを調べることを目的とする。今年度はワミノアの内在性共生藻が自由生活できるかを調べるために、ワミノアから褐虫藻を単離して培養することを試みた。またワミノアを飼育している同じ水槽に水平伝搬で褐虫藻を獲得する別種の無腸動物ヘテロケロスが生息していたため、この動物の共生藻も対照として培養を試みた。動物との共生下にある褐虫藻は鞭毛を失い、遊泳能力を持たないが、自由生活下では鞭毛を生やして遊泳する。したがって共生していた褐虫藻が動物外に取り出された時に遊泳できるようになるかは、共生藻が自由生活能力を持つか否かの初期の指標となりうる。そこでワミノアとヘテロケロスからそれぞれ共生藻を単離し、まずIMK培地と人工海水+KW21培地の2種の培地で培養し、単離された共生藻が遊泳能力を示すかを継時的に観察した。その結果、ヘテロケロス由来の共生藻は数日で遊泳を開始するのに対し、ワミノア由来の共生藻は、少なくともこの培養条件下では遊泳を開始しないことが示された。この結果はまだ予備的なものではあるが、ワミノアの共生藻がより共生生活に特化している可能性を示唆している。現在、サンゴの褐虫藻の培養方法を参考にして、より培養に適した培地がないかの検討を進めている。また、この研究を進めていく上で、共生藻の遊泳能力を簡便に定量的に評価する手法が必要となるため、その開発も行った。この手法を用いることで、限られた時間の中でより多くの培養条件を検討できることが期待できる。ワミノアの共生藻の培養ができれば、次のステップに進めるのだが、それが出来ていない。一方で、他種の無腸動物ヘテロケロスの褐虫藻は自由生活能力を示すことから、この結果は必ずしもネガティブなものではなく、ワミノアの共生藻が自由生活能力を失っていることを示しているのかもしれない。いずれにしろ、様々な培養条件を検討することが必要であり、この段階でさらに時間が必要となっている。一方、自由生活能力を失っているという証拠は、単に試みた条件で培養が出来なかったというだけでは不十分で、最終的には、自由生活に必要な遺伝子を失っていることをゲノム解析によって示すことが必要となる。無腸動物のゲノム解析については沖縄科学技術大学院大学マリンゲノミクスユニットとの共同研究によって進めており、現在までに瀬戸内海産の無腸動物Praesagittifera naikaiensisの解析を終えたところである(Arimoto et al. 2019)。一方、ワミノアと共生藻のゲノム解析については(主に共生体と宿主を分離することが難しく、かつ褐虫藻のゲノムサイズが大きいことなどから)まだ思うように進展していない。一方、P. naikaiensisのゲノムデータはワミノアのゲノム解析の際に参照として使うことができると期待でき、この点では大きな進展があったと言える。以上の点を総合的に評価して、「やや遅れている」と自己評価した。引き続き、ワミノアの褐虫藻の培養条件の検討をさらにに進める。それと平行してワミノアと共生藻のゲノム解析を進める。宿主と共生体が共生関係を強めていく進化の過程で、世代ごとに取り込んでいた共生体を次世代に渡せるようになる垂直伝搬の進化は重要なステップである。無腸動物には水平、垂直両方の共生藻伝搬様式があり、近縁種で比較解析ができるため、この進化を研究する絶好の材料である。本研究は垂直伝搬を行う無腸動物ワミノアと内在性の共生藻(褐虫藻)の共生関係がどこまで緊密化しているかを調べることを目的とする。今年度はまず、内在性褐虫藻が自由生活できるか調べるために、ワミノアから褐虫藻を単離して培養することを計画した。この際に、培養して増殖してきた藻類が確かにワミノアの共生藻に由来するものであることを常にモニタリングしつつ実験を行う必要がある。これを簡便に行うために、褐虫藻のいくつかの遺伝子配列を用いて褐虫藻の種類・系統を同定することにした。具体的には、藻類のDNAバーコーディングに用いられるミトコンドリアcytochrome c oxidase 1 (cox1)及びcytochrome b (cob)をLin et al. (2009)のプライマーを用いてPCRで増幅した。ワミノアにはSymbiodiniumとAmphidiniumという2種の共生藻が同時に共生しているため、このPCR産物には両者からの増幅産物が混在している。そこでこれをプラスミドベクターに組み込んで大腸菌でクローニングしてから塩基配列の決定を行った。これと並行して、沖縄科学技術大学院大学マリンゲノミクスユニットとの共同研究でワミノアを含む無腸動物のゲノム解析を進めている。本研究課題の申請を提出したのちに、公益財団法人水産無脊椎動物研究所に2017年度個別研究助成(研究題目:無腸動物ナイカイムチョウウズムシ(Praesagittifera naikaiensis)の地理的分布と遺伝的分化)の申請をし、幸いなことに、この研究計画が採択された。

しかし、こちらの研究助成金は期限が1年間であったため、2017年度は主としてこちらの研究に注力しなければならず、本研究課題の研究計画を並行して進めることは非常に困難だった。一方で、ナイカイムチョウウズムシを用いた研究の方でも共生藻の培養やDNAバーコーディングによる同定等の実験を行っているので、今年度以降、本研究課題を遂行していくための基盤を整備することはできた。宿主と共生体が共生関係を強めていく進化の過程で、世代ごとに共生体を取り込む「水平伝搬」から共生体を次世代に渡せるようになる「垂直伝搬」への進化は重要なステップである。本研究は、一般には水平伝搬で共生藻を獲得する無腸動物の中で、垂直伝搬を行うように進化したグループであるワミノアと、その内在性の共生藻(褐虫藻)の共生関係がどこまで緊密化しているかを調べることを目的とする。今年度はワミノアの内在性共生藻が自由生活できるかを調べるために、ワミノアから褐虫藻を単離して培養することを試みた。またワミノアを飼育している同じ水槽に水平伝搬で褐虫藻を獲得する別種の無腸動物ヘテロケロスが生息していたため、この動物の共生藻も対照として培養を試みた。動物との共生下にある褐虫藻は鞭毛を失い、遊泳能力を持たないが、自由生活下では鞭毛を生やして遊泳する。したがって共生していた褐虫藻が動物外に取り出された時に遊泳できるようになるかは、共生藻が自由生活能力を持つか否かの初期の指標となりうる。そこでワミノアとヘテロケロスからそれぞれ共生藻を単離し、まずIMK培地と人工海水+KW21培地の2種の培地で培養し、単離された共生藻が遊泳能力を示すかを継時的に観察した。その結果、ヘテロケロス由来の共生藻は数日で遊泳を開始するのに対し、ワミノア由来の共生藻は、少なくともこの培養条件下では遊泳を開始しないことが示された。この結果はまだ予備的なものではあるが、ワミノアの共生藻がより共生生活に特化している可能性を示唆している。現在、サンゴの褐虫藻の培養方法を参考にして、より培養に適した培地がないかの検討を進めている。また、この研究を進めていく上で、共生藻の遊泳能力を簡便に定量的に評価する手法が必要となるため、その開発も行った。この手法を用いることで、限られた時間の中でより多くの培養条件を検討できることが期待できる。ワミノアの共生藻の培養ができれば、次のステップに進めるのだが、それが出来ていない。一方で、他種の無腸動物ヘテロケロスの褐虫藻は自由生活能力を示すことから、この結果は必ずしもネガティブなものではなく、ワミノアの共生藻が自由生活能力を失っていることを示しているのかもしれない。いずれにしろ、様々な培養条件を検討することが必要であり、この段階でさらに時間が必要となっている。一方、自由生活能力を失っているという証拠は、単に試みた条件で培養が出来なかったというだけでは不十分で、最終的には、自由生活に必要な遺伝子を失っていることをゲノム解析によって示すことが必要となる。無腸動物のゲノム解析については沖縄科学技術大学院大学マリンゲノミクスユニットとの共同研究によって進めており、現在までに瀬戸内海産の無腸動物Praesagittifera naikaiensisの解析を終えたところである(Arimoto et al. 2019)。一方、ワミノアと共生藻のゲノム解析については(主に共生体と宿主を分離することが難しく、かつ褐虫藻のゲノムサイズが大きいことなどから)まだ思うように進展していない。
液晶パネルからのITO薄膜の高純度分離・回収

本研究では,液晶パネルからITO薄膜を高純度で回収できる簡便な方法の開発を試みた.まず液晶パネルの熱的挙動を解析したところ,約500°Cで配向膜やカラーフィルターが燃焼することが判明した.そこで, ITOを高純度で回収できるように液晶パネルから配向膜やカラーフィルターを取り除くことが可能な600°Cで1分間加熱後,水中に入れ急速に冷却することによりITOをガラス基板からの分離・回収できることがわかった.本研究では,液晶パネルからITO薄膜を高純度で回収できる簡便な方法の開発を試みた.まず液晶パネルの熱的挙動を解析したところ,約500°Cで配向膜やカラーフィルターが燃焼することが判明した.そこで, ITOを高純度で回収できるように液晶パネルから配向膜やカラーフィルターを取り除くことが可能な600°Cで1分間加熱後,水中に入れ急速に冷却することによりITOをガラス基板からの分離・回収できることがわかった.平成21年4月から液晶テレビとプラズマテレビが家電リサイクル法の対象となり,それらの本格的なリサイクルが始まった.とりわけ透明導電膜(ITO(酸化インジウムスズ))に使用されているインジウムの回収法の構築が切望されている.液晶パネルからインジウムを回収するには,大きく分けて二つのステップで構成される.一つ目は,液晶パネルから透明導電膜の回収であり,二つ目は,回収した透明導電膜からのインジウムの回収である.本研究では,液晶パネルからの透明伝導膜(ITO)の高純度分離・回収法の構築を目的とする.そこで本研究では,ガラスとITOの熱膨張率の差異を利用する新しい分離法の構築するために以下のことを行った.1)液晶パネルの分解:液晶モニターを解体して得られた液晶パネルをサンプルとして使用した.2)液晶パネルの粉砕:取り出した液晶モニターを取り扱いやすいように切断し,液晶が入っている部分でバックライト側と表示側の二つの部分にわけ,バックライト側と表示側をそれぞれ,ボールミルを使用して粉砕した.3)液晶パネルの熱的挙動:粉砕したサンプルをTG-DTAによって熱分析を行い,高分子の分解温度ならびにガラスの軟化点を把握した.4)ガラスの熱膨張率の測定:液晶パネルに使用されているガラスの熱膨張率を測定した.5)透明導電膜の熱膨張率測定:透明導電膜の熱膨張率は液晶パネルを使用してできないため,ITOの試薬を圧縮して成形体を作製し,これの熱膨張率を測定した.本研究は,2年間の予定で実施し,初年度は,液晶モニターの熱的挙動を把握するために,液晶モニター(パソコン用)を対象として,それの解体を行い,液晶パネルを取り出し,これを試料として使用した.取り出した液晶パネルを取り扱いやすいように切断し,その後,熱分析を行い,高分子膜の熱的挙動を把握し,分解温度を明確にした.さらにガラスと透明導電膜の熱膨張係数を測定し,ガラスと透明導電膜では,それに有意な差があることが判明した.2年度目は,実際に加熱して透明導電膜の分離・回収を試みた.回収した透明導電膜の粉末X線回折により分析を行った.その結果を見ながら,加熱温度・加熱時間の最適化を試みた.1)液晶パネルを高分子膜の分解温度以上でガラスが軟化する温度以下で加熱し,透明導電膜の回収を試みた.液晶パネルはカラーフィルター側とTFT側に液晶を挟んで分けることができ,それぞれを30分間600度で加熱した.加熱のみでは,ITOはガラス基板から分離することができなかったため,加熱後に水槽に入れ急冷した.その結果,水中でカラーフィルター側から粉末が剥がれ落ち,分離できることが確認できた.2)液晶パネルを加熱し,冷却後分離した粉末を粉末X線回折で分析した結果,ITOのみのピークが観察され,純度が高いことがわかった.3)加熱温度,加熱時間に関して検討した結果,加熱温度は,400600°C,加熱時間は1分以上必要であることがわかった.加熱後・急冷するまでの時間も重要で1分以内に急冷するとITOの回収率が向上することがわかった.
習慣的身体活動はホモシステイン分解酵素遺伝子変異に伴う動脈硬化を予防するか?

ホモシステイン分解酵素遺伝子(MTHFR)多型の一つである677C→Tの変異が、血中のホモシステインや動脈硬化のサロゲート指標である動脈のスティフネスに及ぼす影響を横断的に検討した。(2)MTHFR677TT型の者のうち、3メッツ未満の低強度身体活動量が少ない者では、血中ホモシステイン濃度が有意に高い値を示した。(3)MTHFR677TT型の者のホモシステイン濃度は、食事による葉酸摂取量が食事摂取基準で定められた推定平均必要量を満たす者では少ない者より有意に低値を示した。(4)全身持久力の指標である最大酸素摂取量が高い者と低い者で比較したところ、ホモシステイン濃度は体力の違いによる差は見られなかったが、動脈スティフネスは体力の高い者ではTT型の遺伝子多型の者でもCC型やCT型の者と有意差がなかった。すなわち、持久的体力の高い者ではMTHFR677遺伝子の変異による動脈スティフネス増加が抑制されていることが示唆された。これらの結果は、循環器疾患のリスクは遺伝の影響を強く受ける一方で、環境要因の改善により修飾されることを示唆している。これらの研究成果は、今後縦断的な介入研究により検討される必要がある。メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR)遺伝子の677番目の塩基の変異(C⇒T)により誘発される高ホモシステイン血症は循環器疾患の独立した危険因子であることが知られているが、運動習慣や食習慣が高ホモシステイン血症改善や動脈硬化に関連するか否かに関しては明らかにされていない。そこで本研究では、MTHFR遺伝子多型と生活習慣の違いと、血中ホモシステイン濃度や動脈硬化指標との関連について350名の健康な成人を対象とした横断研究により明らかにすることを目的とした。MTHFR677SNPのTT型を有する者は、CC、CT型を有する者よりも、有意にホモシステイン濃度が高かった。TT型を有する者において、食事頻度調査(BDHQ)で評価した食品・栄養素摂取量のうち葉酸摂取量が多い者では、少ない者と比較して、血清ホモシステイン濃度が有意に低値を示した。しかし、CC型、CT型では葉酸摂取量と血清ホモシステインとの関連はなかった。3次元加速度計で評価された3メッツ以上の強度の身体活動量も血清ホモシステイン濃度とは関連が見られなかった。さらに、心筋梗塞や脳卒中の独立した危険因子である、頸動脈IMTとPWVは、MTHFR遺伝子多型や葉酸摂取量とは有意差が見られなかった。MTHFR遺伝子の677番目の塩基の変異(C⇒T)により誘発される高ホモシステイン血症は、食品からの十分な葉酸摂取量により抑制されることが示唆された。ホモシステイン分解酵素遺伝子(MTHFR)多型の一つである677C→Tの変異が、血中のホモシステインや動脈硬化のサロゲート指標である動脈のスティフネスに及ぼす影響を766名のデータを用いて横断的に検討した。MTHFR677TT型の者はホモシステイン濃度ならびに動脈スティフネスが高値を示した。全身持久力の指標である最大酸素摂取量が高い者と低い者で比較したところ、ホモシステイン濃度は体力の違いによる差は見られなかったが、動脈スティフネスは体力の高い者ではTT型の遺伝子多型の者でもCC型やCT型の者と有意差がなかった。さらに、MTHFR677TT型の者のホモシステイン濃度は体力の影響を受けなかったが、食事による葉酸摂取量が十分な者では少ない者より有意に低値を示した。これらの結果は、遺伝的な生活習慣病のリスクは、環境要因の改善により修飾されることを示唆している。これらの研究成果は、縦断的な介入研究により、検討される必要がある。ホモシステイン分解酵素遺伝子(MTHFR)多型の一つである677C→Tの変異が、血中のホモシスティンや動脈硬化のサロゲート指標である動脈のスティフネスに及ぼす影響を766名のデータを用いて横断的に検討した。

2)MTHFR677TT型の者のうち、6メッツ以上の高強度身体活動量が多い者ならびに3メッツ未満の低強度身体活動量が少ない者では、血中ホモシステイン濃度が有意に高い値を示した。3)MTHFR677TT型の者のホモシステイン濃度は、食事による葉酸摂取量が食事摂取基準で定められた推定平均必要量を満たす者では少ない者より有意に低値を示した。4)全身持久力の指標である最大酸素摂取量が高い者と低い者で比較したところ、ホモシステイン濃度は体力の違いによる差は見られなかったが、動脈スティフネスは体力の高い者ではTT型の遺伝子多型の者でもCC型やCT型の者と有意差がなかった。すなわち、持久的体力の高い者ではMTHFR677遺伝子の変異による動脈スティフネス増加が抑制されていることが示唆された。これらの結果は、循環器疾患のリスクは遺伝の影響を強く受ける一方で、環境要因の改善により修飾されることを示唆している。これらの研究成果は、今後縦断的な介入研究により検討される必要がある。
中近世貨幣史研究のための基盤構築

ケンブリッジ大学フィッツウイリアム博物館で、87枚のトレーに収納されている計3,177枚の朝鮮貨幣データベースを作成した。朝鮮通寳以外は37枚のみで、99.9%は常平通寳であった。デンマーク国立博物館ではブラムセンコレクションの調査を再度実施し、金貨・銀貨を含む全品の写真撮影を行い、ほぼ全容を把握したが、データベースの完成は2019年度になる。ブラムセンは銭譜類もかなり所有しており、比較のために日本銀行貨幣博物館で、寛永銭譜などの調査を実施した。ブラムセンコレクション118枚については一覧表を完成させ、英語版にして博物館に提出した。ベトナムのハティンでの調査を継続実施し、カムズエ一括出土銭の調査をほぼ終えた。これには長崎貿易銭や寛永通寳も約5%含まれていた。北海道松前町と函館市で出土銭貨と箱館通寳に関わる資料の調査を行い、鹿児島県喜界島では出土銭を実見調査した。また、埼玉県蓮田市新井堀の内遺跡の一括出土銭を埼玉県埋蔵文化財センターで実見した。北九州市新馬場遺跡から出土した常平通寳2枚について、新たに借り出し、金属組成の分析を実施した。長崎市出島出土の貨幣については報告書の原稿を執筆した。熊本県益城町の砥川古銭については、寛永通寳を主体とした合計15,801枚であることを確認し、約1,000枚については重量・外径・孔径を計測し、採拓した。本資料は幕末・明治初期に貯め込まれたものと推測できるとの調査報告書を執筆した。2019年1月にはAAWH国際学会(大阪大学)で、英語での報告を行った。2018年11月に淑徳大学でヤンコフスキー女史を招聘して、朽木昌綱に関する研究会を開催した。また、ディープラーニングによる画像解析について、今年度は北宋銭の元豊通寳・元祐通寳・元符通寳三種の判別が可能であるかについて研究・報告をした。これまで行ってきた出土銭貨研究で弱点と思われる領域についての補強と、今後の研究進展のために必要であると考えられる分野について研究を進めた。まず、これまで実見できなかった資料について現地へ赴き調査を行った。一括出土銭については、三重県宮出一括出土銭、鳥取県坂本清合遺跡と西品治遺跡の資料、鹿児島県徳之島天城町の資料について銭貨の状況を確認した。個別出土銭については、沖縄県北谷町の出土銭貨については全点調査を行い、沖縄県埋蔵文化財センター所蔵銭貨についても一部実見調査を行った。北九州市新馬場遺跡から出土した常平通宝58点を借用し、福岡市埋蔵文化財センターで蛍光X線調査を実施し金属組成の確認を行った。博物館所蔵資料の貨幣データベース化については、イギリスのケンブリッジ大学フィッツウイリアム博物館所蔵朝鮮貨幣とオックスフォード大学アシュモリアン博物館所蔵日本貨幣の鑑定およびデータの公開について作業を行った。デンマークの王立貨幣博物館所蔵日本貨幣についてもデータを入手し、研究を開始した。大英博物館と前記博物館では、金属貨幣だけではなく、近世札類の調査も実施した。日本人による西ユーラシア貨幣史研究会が立ち上がったため、西洋貨幣史研究者たちとの比較研究を本格的に開始した。今年度はイギリス、ドイツの研究者を招聘し、国際シンポジウムを開催した際、そのコーディネートなど重要な役目を果たした。沖縄県うるま市勝連城から出土した西洋貨幣については、イギリスの研究者とも協力し、その鑑定と出土理由についての考察を始めた。コンピュータを使用した古銭鑑定を実現するため、ディープラーニングによる画像認識を用いた銭貨の分類研究に着手した。遺存状態の悪い出土銭貨を最初から試料とするのは難しいため、出土銭貨として頻出する寛永通宝と永楽通宝の完形資料の写真を用いて実験を開始した。予定していた大分県竹田市の一括出土銭の調査と鹿児島県の加治木銭の調査が進んでいない。前者は4月に発生した熊本・大分地震被害のためであり、後者は文化財科学に関する理化学的考察が必要になると考えたためである。震災後1年が経過したため、前者については速やかに竹田市教育委員会と連絡をとり、調査協力を依頼する。後者については、歴史民俗博物館の齊藤努教授に協力を要請し、鉛同位体分析比などを利用して、加治木銭を例に近世初頭における地方銭貨鋳造の実態解明を行う。初期私札に関するテーマでセッションを組み、3年に1度のEAJS(European Association for Japanese Studies)に応募をしたが、今回は採択されなかった。今年度も適切な学会を選び、報告のためのエントリーをする。。その他、予定していた研究計画については、概ね順調に推移している。西洋貨幣史や文化財科学分野の研究者たちとの研究協力については、想定以上の進展をみせている。昨年度と同様、これまでの出土銭貨研究で弱点と思われる領域についての補強と、今後の研究進展のために必要と考えられる分野について研究を進めた。まず、いくつかの出土資料を実見するため、出土銭が所蔵されている機関へ赴き調査を行った。一括出土銭としては、静岡県浜松市譲栄III遺跡と中尾遺跡、周智郡森町の大門古銭を実見し、北海道上ノ国遺跡と松前町の出土銭についても調査した。また、2016年の熊本地震で被災した民家の蔵から発見された約16,000枚の古銭を調査した。長崎市出島出土の銭貨33枚については、調査結果を報告書に載せた。

昨年度に借用した北九州市新馬場跡出土常平通寳58点以外の2点について、蛍光X線分析を行った。今年度初めての試みとしては、残留地磁気の研究が銭貨に応用できるかどうかについて共同研究を開始した。海外の博物館が所蔵している資料調査では、ケンブリッジ大学フィッツウイリアム博物館所蔵朝鮮貨幣について、全点(3,175枚)の実見を終了し、デンマーク国立博物館が所蔵している日本貨幣コレクションについての調査を開始した。また、ベトナムのハティン博物館に出向き、日本の長崎貿易銭や寛永通寳を含むカム・ドゥエ出土銭3,631枚の調査を現地の研究者らと共同で実施した。今年度は、研究分担者となっている他の科研プロジェクトで、ケンブリッジ大学やオックスフォード大学などの外国人研究者を招聘して、二つの国際シンポジウムを開催した際にコーディネートをした。また、コンピューターを活用した古銭鑑定法の研究は、昨年度からディープラーニングによる画像認識が可能であるかどうかの研究を続けており、今年度は実際に遺跡から出土した寛永通寳を使用して実験を行い、その成果を学会で報告した。時間的な制約もあり、宿泊を伴う調査旅行の時間を十分に確保できず、国内で実見したいと考えている資料のすべてにはあたれていない。しかしながら、海外調査では、オックスフォード大学所蔵日本貨幣については本研究成果がオンライン上で公開され、デンマーク国立博物館所蔵日本貨幣の調査に着手したことの意義は大きい。デンマーク人のクレブスとブラムセンが明治初期に持ち出した日本貨幣の調査はこれまで行われたことがなく、これらの全貌を明らかにすることは日本貨幣史研究に対しても寄与できるものであると考えている。また、10年ぶりにベトナムで調査を実施できたことは予想以上の展開である。過去にわれわれはハノイで一括出土銭調査を実施し、その成果を報告書として刊行したが、今回はハティンというハノイの南方330kmに位置する港町で出土した銭貨の調査であり、日越関係における新事実を示すことができる可能性があり重要である。また、ディープラーニングを使用した銭貨の画像認識については、実際に出土した寛永通寳の拓本を試料とした実験を行い、判別能力の精度がかなり上がってきており、実用化の方向に向かってる。銅銭にわずかながら残る残留地磁気を測定することで、鋳造時期と場所が明らかにできるかもしれないという新たな試みに着手できたことも予想以上の展開である。ケンブリッジ大学フィッツウイリアム博物館で、87枚のトレーに収納されている計3,177枚の朝鮮貨幣データベースを作成した。朝鮮通寳以外は37枚のみで、99.9%は常平通寳であった。デンマーク国立博物館ではブラムセンコレクションの調査を再度実施し、金貨・銀貨を含む全品の写真撮影を行い、ほぼ全容を把握したが、データベースの完成は2019年度になる。ブラムセンは銭譜類もかなり所有しており、比較のために日本銀行貨幣博物館で、寛永銭譜などの調査を実施した。ブラムセンコレクション118枚については一覧表を完成させ、英語版にして博物館に提出した。ベトナムのハティンでの調査を継続実施し、カムズエ一括出土銭の調査をほぼ終えた。これには長崎貿易銭や寛永通寳も約5%含まれていた。北海道松前町と函館市で出土銭貨と箱館通寳に関わる資料の調査を行い、鹿児島県喜界島では出土銭を実見調査した。
多中継光ノード用超高分解能光スペクトル制御回路の研究

本研究で提案するAWGを用いた光スペクトル制御器は、平坦な損失特性が得られ、任意の位相/振幅透過スペクトルを実現できる。AWGは、FSR 150GHz、制御帯域幅100GHz、アレイ導波路を構成する導波路45本、位相シフタ付きチャネル導波路90本とした。チップサイズは72. 3 mm×31. 4 mmである。中心波長における損失は7. 2 dB、周辺波長における損失は9. 4dBと良好な透過特性を得た。また、最大-1200 ps/nmまでの群遅延特性を得ることが出来た。従来、アレイ導波路回折格子を利用する光パルスシンセサイザは、チャネル間隔毎に離散的に光スペクトルを制御することしか出来なかった。新規に考案したチャネル型光スペクトル制御回路は、位相シフタアレイ本数がアレイ導波路本数の2倍以上である。このため、本研究の光スペクトル制御器では、平坦な損失特性が得られ、任意の位相/振幅透過スペクトルを実現できる。このような特性が得られるのは、位相シフタアレイ透過後の高次回折光が第2のアレイ導波路回折格子に結合しないからである。具体的な構成では、二つのアレイ導波路回折格子の特性を一致させることが難しいので、途中で折り返す、反射型の構成とする。これらの検討を行い、アレイ導波路本数45、回折次数1289、チャネル導波路本数90の光スペクトル制御回路を試作した。64本のチャネル導波路には、ヒータが集積され、光信号のフーリエ位相を独立かつ任意に制御することが出来る。残り26本のチャネル導波路は、無反射終端回路に接続されている。本回路の透過スペクトルをモニタし、ヒータ駆動電流を調整することによって平坦な透過特性を得ることが出来た。これによって、初期位相誤差を補償することが可能になった。今後、本回路を用いて、送信信号のプリエンファシスによる光スペクトル狭窄の低減、送信信号の位相制御最適化による非線形効果の影響低減とプリチャープ印加、受信器における高度位相補償による波形整形と符号間干渉の低減実験を行う予定である。(1)光スペクトル制御回路の設計、試作と評価前年度の試作結果を反映して導波路間の光オーバラップを検討し、スラブ導波路への入力光が5本の導波路に結合するようにした。これにより、位相制御のクロストークが低減され、スペクトル制御が容易になった。AWGはFSR150GHz、制御帯域幅100GHz、アレイ導波路45本、位相シフタ付きチャネル導波路90本とした。チップサイズは72.3mm×31.4mmである。中心波長における損失は7.2dB、周辺波長における損失は9.4dBと良好な透過特性を得た。中心近傍の3本の位相変調導波路を駆動したところ、約25dBでの消光が得られた。また、最大1200ps/nmまでの群遅延特性を得ることが出来た。(2)固定用途光スペクトル制御回路の設計と試作可変分散補償回路を設計、試作した。特性改善のため、樹脂封入部の形状を工夫し屈曲型のメニスカスレンズ構造とした。正負の群遅延を得るために樹脂屈折率評価用導波路を別途作製し、樹脂屈折率の組み合わせを適切にすることが出来たので、-530^+810ps/nmまでの可変群遅延特性を得ることが出来た。40Gbit/s,CSRZ-DQPSK信号を分散のあるファイバを通して波形を劣化させた後に可変分散補償回路による分散補償を行った。+340ps/nmの補償を行った場合に2.7dB、+790ps/nmの補償を行った場合に6.4dBのペナルティが生じたが、エラーフリーでの受信に成功し、適切な分散補償が行われたことを実証した。
環境汚染物質によるウイルスの病原変異の可能性

本研究では、環境汚染化学物質による様々の影響を宿主側からではなく、ウイルス側から検討するために、リバース・ジェネッテクスにより緑色蛍光蛋白質(GFP)遺伝子を挿入したリコンビナントSendai virus(GFP/SeV)がウイルスによる変異原性試験に応用可能か否かを調べた。挿入GFP遺伝子に変異が起こると、そのウイルス感染細胞は緑色の蛍光を発しなくなり、ウイルス変異の検出を容易にする。これまでに以下の結果を得た。1.環境汚染化学物質であるベンツピレン、4NQO、p.p′-DDE及びβ-HCHを用いて、GFP/SeVの変異をGFP発現抑制ウイルスプラックの検出で調べたが、変異ウイルス数は対照との間で差が無く、有意な変異を確認することが出来なかった。2.GFP発現抑制ウイルスのGFP遺伝子を調べたところ、1アミノ酸変異によりGFPの発現が抑制されていた。3.化学物質による変異を、GFP発現抑制ウイルスのGFP発現復帰を指標に検討した。各化学物質をウイルスと直接感作させたが変異は認められなかった。4.化学物質存在下で培養された細胞にGFP発現抑制ウイルスを感染させ、増殖したウイルスの変異を確認中である。5.化学物質で直接感作されたクローン化遺伝子とレポーター遺伝子挿入ミニゲノムの系を用いて、レポーター蛋白質の発現量から遺伝子の変異を直接検討中である。これまでのところ、まだGFP/SeVの変異原性試験への応用は出来ていない。しかし、分子レベルの実験を継続する事により、応用可能になると考えている。近年、様々な環境破壊により世界各地で予期せぬ疾病が予期せぬ動物に出現している。そこで、本研究ではエマージング感染症に対する環境汚染物質による影響を宿主側からではなく、ウイルス側から検討する。すなわち、わが国を含め世界中に広く分布している犬ジステンパーウイルスをモデルにHCH、PCBあるいはDDT等の環境汚染物質によるウイルスの病原及び抗原変異機構を明らかにする。そこで、まずウイルスRNAに強い変異原性を持つ環境汚染物質をスクリーニシグするために、リバース・ジェネッテクス(遺伝子再構築)法によりgr een fluor escent protein(GFP)遺伝子を挿入したリコンビナントSendai virus(Sev/GFP)がサルモネラに代わるウイルスによる変異原性試験に応用出来るか否かを調べている。CFP遺伝子の発現は、産生される緑色の蛋白質を紫外線照射することにより容易に確認出来る。GFP遺伝子は人工的にSeV遺伝子に挿入されているので、変異原性を持つ物質に感作されることで容易に変異すると考えられている。GFP遺伝子が変異を起こすとGFPは発現せず、緑色の蛍光を示さなくなるために、この系はウイルス変異の検出を容易にすると思われる。これまでのところ、Ver o細胞にSeV/GFPを接種し、感染12時間目に抗SeV抗体で免疫染色することでウイルス力価を測定するとともに、紫外線照射でGFPを検出することにより、基本的な試験法を確立した。今後、この試験方法を用いて、ウイルスRNA変異物質のスクリーニングを開始する予定である。そこで、本研究ではエマージング感染症に対する環境汚染物質による影響を宿主側からではなく、ウイルス側から検討した。まずその第一段階として、ウイルスRNAに強い変異原性を持つ環境汚染物質をスクリーニングするために、リバース・ジェネッテクス(遺伝子再構築)法によりgreen fluor escent protein(GEP)遺伝子を挿入したリコンビナントSendai virus(Sev/GFP)がサルモネラに代わるウイルスによる変異原性試験に応用出来るか否かを調べた。GFP遺伝子の発現は、産生される緑色の蛋白質を紫外線照射することにより容易に確認出来る。1年目では、SeV/GFPの発現GFPによる感染価が通常のウイルスプラックで測定価と同じであることを確認した。本年度は、環境汚染物質であるベンツピレン、4NQQ P.P'-DDEおよびβ-HCHを用いて、SeV/GFP遺伝子に変異が起こるか否かをGFP発現抑制ウイルスプラックの検出により調べた。しかし、GFP発現抑制ウイルスプラック数は対照との間で差が無く、変異を確認することが出来なかった。そこで、GFP発現抑制ウイルスのGFP遺伝子を調べた結果、1アミノ酸変異によりGFP発現が抑制されていることが確認された。現在、このGFP発現抑制ウイルスを用いて、上記とは逆にGFP発現復帰をマーカーにして環境汚染物質のRNA変異の検出を試みている。

各化学物質をウイルスと直接感作させたが変異は認められなかった。4.化学物質存在下で培養された細胞にGFP発現抑制ウイルスを感染させ、増殖したウイルスの変異を確認中である。5.化学物質で直接感作されたクローン化遺伝子とレポーター遺伝子挿入ミニゲノムの系を用いて、レポーター蛋白質の発現量から遺伝子の変異を直接検討中である。これまでのところ、まだGFP/SeVの変異原性試験への応用は出来ていない。しかし、分子レベルの実験を継続する事により、応用可能になると考えている。
レジン構成成分の細胞毒性と薬物代謝酵素発現との相関に関する研究

歯科用レジン構成成分には薬物代謝酵素により代謝活性化若しくは解毒化されるので、マウス歯髄細胞で薬物代謝酵素を発現するような薬物投与後の歯髄での薬物代謝酵素を発現する遺伝子の存在並びに歯科用モノマーによりマクロファージ様細胞のRaw 264.7で発現された薬物代謝酵素種の同定とその発現様式に加えて、細胞毒性との相関性について解明することを目的とする。雄性マウス歯髄から分離培養した細胞では薬物代謝酵素を誘導する細胞数が少なかったため、薬物代謝酵素を発現する遺伝子の同定は困難であった。しかし、ヒト肺臓がん由来のHepG2細胞のRNAレベルのPCR法からHepG2にBis-GMA処理により濃度依存的に薬物代謝酵素であるCYP1A1が誘導された。また、Bis-GMAの加水分解体は弱いながらCYP1A1を誘導したが、ビスフェノールAジグリシジールエーテルにはその誘導能は認められなかった。一方、130μM Bis-GMA処理したRaw 264.7では抗CYP1A1抗体と抗CYP2A1抗体、抗CYP2B1抗体を用いたウエスタンブロッティングで陽性は認められなかったので、Bis-GMAを添加した血清のみと培養細胞の上清中のBis-GMAをHPLCで測定したところBis.GMAの半減期は数時間以内であり、細胞の存在に拘わらず処理後48時間でもBis-GMAの加水分解体とメタクリル酸のみが検出された。このことから血清存在下のこれらの細胞ではBis-GMAは血清中のエステラーゼなどの加水分解酵素により速やかに分解され、in vitro系ではBis-GMAの代謝は主に加水分解が主流であることが明らかになった。マウスに薬物代謝酵素を発現するような薬物投与後の歯髄でどの様な種類の薬物代謝酵素を発現する遺伝子が存在しているかを明らかにすることに加えて歯科用レジン構成成分には薬物代謝酵素により代謝活性化若しくは解毒化されるので、歯髄細胞やマクロファージで発現された薬物代謝酵素の種類の同定とその発現様式に加えて、細胞毒性との相関性について解明することを目的とする。マウスに薬物代謝酵素を発現するような薬物投与後の歯髄でどの様な薬物代謝酵素が発現する遺伝子が存在しているかを明らかにすることに加えて、歯科用レジン構成成分には薬物代謝酵素により代謝活性化若しくは解毒化されるので、歯髄細胞やマクロファージで発現された薬物代謝酵素の種類の同定とその発現様式に加えて、細胞毒性との相関性について解明することを目的とする。マクロファージ様細胞としてマウス由来の樹立細胞株であるRaw264.7を用いてBis-GMAとTEGDMAの細胞毒性試験を実施し、細胞に発現した薬物代謝酵素を数種の薬物代謝酵素抗体を用いてウエスタン解析を実施し、培地中のBis-GMAをHPLCで定量したところ、Bis-GMAとTEGDMAは速やかに代謝されていたことがHPLCで確認できた。また、薬物代謝酵素抗体を用いたウエスタン解析から交叉反応は確認できなかったが、それは用いた抗体のためか若しくは発現されている薬物代謝酵素が少ないためかの確認を現存実施中である。一方、雄性マウス歯髄から無菌的に細胞を分離培養するのに時間がかかり、また困難であった。しかし、現在歯髄細胞の分離培養中で細胞は増殖している。さらに薬物代謝酵素の誘導についても現在、実施途中である。一方、RNAレベルのPCR法によるとヒト肝臓がん細胞のHepG2にBis-GMAを投与によって薬物代謝酵素が誘導された。Bis-GMA以外についても実施中である。
獲得免疫系起源の研究

本研究課題では、VLR遺伝子再編成がどの様に制御されているかについて調べるため、ヌタウナギのVLR遺伝子(VLR_A及びVLR_B)の再編成をsingle-cell PCRを用いて解析した。その結果、VLR遺伝子は、両方のalleleで再編成を起こすことが可能であること、また、遺伝子再編成によりdefectiveなVLR遺伝子が出来上がる場合があること、functionalな再編成が起こったときには更に再編成が起こらないようにするフィードバック制御が働いていることが示唆された。defectiveな遺伝子がたまたま作り上げられてしまったときには、もう一方のalleleでもう一度再編成を行っている可能性がある。また、ヌタウナギのゲノムの配列を明らかにするために、シークエンスキャプチャー法(Roche Diagnostics)を用いて、germline LRR遺伝子セグメント(VLR_A及びVLR_B合わせて推定約千種、aileleを区別すると2千種)の配列を濃縮し、それらの配列を明らかにすることを試みた。single-cell PCR解析で得られた、多数の再編成後のVLR遺伝子の配列を基に、キャプチャー用アレイを設計・作製し、これを用いてヌタウナギのgermline LRR遺伝子セグメントを濃縮した。用いたヌタウナギのゲノムDNAは上記のSingle-cell PCRで用いたものと同じ個体から抽出したものである。シークエンスキャプチャーによりgermline LRR遺伝子セグメントを約1000倍に濃縮した。キャプチャーされたDNAの配列を決定した。本研究課題では、VLR遺伝子再編成がどの様に制御されているのかについて調べるため、ヌタウナギのVLR遺伝子(VLR_A及びVLR_B)の再編成をsingle-cell PCRを用いて解析した。ヤツメウナギの遺伝子と同様、再編成前のヌタウナギのVLR遺伝子は5'及び3'定常領域とその間に存在する介在配列からなっており、リンパ球の分化の過程で、周辺に多数存在するgermline LRR遺伝子セグメントからいくつかのセグメントが選ばれて持ち寄られ、介在配列と置き換わることにより機能型遺伝子が創出される。再編成前の遺伝子と再編成後の遺伝子はPCRにより同時に増幅することができる。単離したリンパ細胞を用いてsingle-cell PCRを行った結果、1つのリンパ細胞はVLR_A、VLR_Bのどちらか一方の遺伝子しか再編成しておらず、これら2つの遺伝子の再編成は相互排他的に起こっていることが明らかとなった。また、遺伝子再編成においてalleleがどの様に使われているのかについて、定常領域遺伝子座に見られるsingle nucleotide polymorphisms(SNPs)を利用して調べたところ、ほとんどの場合でどちらか一方のalleleだけが完全に再編成し、機能型遺伝子になっていた。従って、VLR遺伝子系においても、Ig型の抗原受容体遺伝子と同様、allelic exclusionが基本的に成立していると考えられる。また、現在のところVLR_A遺伝子に関して、可変領域が同じ配列であるものが複数見つかっている。遺伝子再編成により偶然に同じ可変領域の配列が作り上げられる確率は極めて低いので、これら同じ可変領域の配列を持つ細胞は、VLR遺伝子を再編成した後、クローナルに増殖したものであると考えられる。これらの結果は、無顎類においてもリンパ球のclonal selection/expansionが重要な役割を果たしていることを示唆している。
ろ紙血を用いた新生児腎不全スクリーニング

新生児腎不全患者の早期発見は早期治療につながり、腎不全の進行を遅らせることができる可能性がある。腎機能の指標としてはクレアチニン(以下Cr)が広く知られている。私たちは既存の新生児タンデムマススクリーニング手法で、新たに濾紙血Cr測定を行うこととした。この測定値を用いて新生児濾紙血Cr値の基準値を作成する。実際に異常値の児が出た場合は追跡精査を行い、本手法の正確さを確認する。