hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腹部大動脈瘤への心臓リハビリテーションの安全性の確立と保護的作用について

まず腹部大動脈瘤への心臓リハビリテーションの安全性を確認するために、大規模後ろ向き検討を行った。結果、安全かつ、有益であった。その際の報告は、AHA学会新聞とJ Am Heart Assoc. 2018 Feb 27;7(5).に掲載された。また前向き検討では、42名の大動脈瘤患者が参加し、運動療法によって腹部大動脈瘤が縮小する例も見られた。また特殊採血、TGFβ1.IL6の測定では、TGFβ1では瘤の拡大傾向に有意差が見られなかったが、IL6では運動療法群で低い傾向であり瘤拡大と弱い正相関関係にあった。前向き検討に関しても今後、論文化を行う予定である。今後、2016年4月より研究開始し、予定通りに進めることができると予想される。今後は、登録開始後半年の一般検査、血管外科医師によるエコーでの瘤径測定、一般採血、TGFβ1、IL-6、テストステロン、エストラジオールなどの特殊採血を行う予定である。テストステロン、エストラジオールなどの採血は性ホルモンによるAAAへの影響を判定もしくは考慮するために追加の方針としている。心臓リハビリテーション出産に伴う研究期間延長(産休育休期間:平成27年11月2日より平成28年2月29日)の申請を行ったため。当該助成金が生じた状況については、東大病院倫理委員会の承認に1年を必要としたため、研究開始が遅く、研究対象者の参加が想定よりも遅れたためである。遅れは今年度で取り戻すことが可能と想定している。研究を1年延期して、研究参加患者の登録と心臓リハビリテーションの実施を行う。翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画について:29年度はfollow upの採血40名分をすべて行う予定であり、患者さんの血漿から特殊項目を測定するための検体検査費用として使用する。また得られた結果を統計学的にまとめるために参考資料が必要であること、まとめた研究をAHAなどの学会発表し、論文のために英文校閲、論文掲載料などの費用が必要である。
高原子価マンガンオキソ錯体の精密反応制御

酸化反応は、物質生産や汚染物質の分解除去など、社会の幅広い分野で活用されている。酸化反応では、物質の分子構造のある特定部位のみ反応させることが多くの場合要求されるが、酸化反応の選択性を厳密に制御することは必ずしも容易ではない。本研究では、酸化反応を促進するために用いられる触媒分子そのものに注目して、触媒分子上で生じる電子の出し入れを詳しく調べた。その結果、通常電子のやりとりに関与しているとされてきた遷移金属イオンに加えて、これまで電子のやりとりには関わらないとされてきた有機分子上でも電子のやりとりが比較的容易に生じることが明らかになった。高活性な酸化活性種を合成することを目的に、サレンマンガン(III)錯体を予め1電子酸化して、得られたサレンマンガン(IV)錯体とヨードシルアレーン酸化剤との反応を行った。生成した化学種を吸収スペクトル、NMR、電子スピン共鳴を用いて検討したところ、出発原料のサレンマンガン(IV)錯体とは大きく異なる特徴を示した。エレクトロスプレーイオン化質量分析を用いて分析すると、この化学種はサレンマンガン錯体1分子に2つのヨードシルアレーンが結合した付加錯体であることが判明した。ヨードシルメシチレン付加錯体については、結晶構造解析にも成功した。結晶構造から、マンガン(IV)イオンに結合していた塩素イオンが、ヨードシルメシチレンと反応することでヨウ素原子と結合していることが明らかになった。ヨードシルアレーン付加錯体は、スルフィドやオレフィンに対して酸化活性を示すことがわかった。オレフィンの酸化反応では、キラルなサレン配位子に起因するエナンチオ選択性が観測された。エナンチオ選択性は、ヨードシルアレーンのアレーン部位のかさ高さに依存する。このことからヨードシルアレーン付加錯体そのものが酸化活性種として基質と直接的に反応していることが示唆された。一方、錯体の電子状態と触媒活性との相関を検討するために、サレンマンガン(III)錯体とサレン鉄(III)錯体の分光学的性質を詳しく調べた。吸収スペクトル、電子スピン共鳴、磁化率測定により、これらの錯体がそれぞれS=2及びS=5/2の電子状態をとることが判明した。選択的に重水素を導入した錯体を用いて2H NMRスペクトルの比較を行ったところ、わずか1電子の違いが非常に大きなスペクトル的相違を引き起こしていることが明らかになった。平成24年度において、サレンマンガン(IV)錯体とヨードシルメシチレン酸化剤からヨードシルメシチレン付加錯体が生成して、酸化活性種として機能することを報告した。平成25年度は、この化学種の構造ー反応性相関を明らかにするために、メシチレン部位を立体的あるいは電子的性質の異なる他のアレーンに置換した付加錯体を合成した。さらに付加錯体のカウンターアニオンも変化させて、反応活性及び反応選択性に与える影響を精査した。その結果、アレーン部位とカウンターアニオンの性質によって、反応活性や反応選択性が大きな影響を受けることが明らかになった。一方、サレンマンガン(III)錯体をアルカリ水溶液で処理すると、速やかに2量化反応が進行して、ジオキソ架橋2核マンガン(IV)錯体が生成することを見いだした。結晶構造解析によると、2つのサレン錯体がM-helicalに重なった特徴的な構造をとる。1H NMRと重水素ラベルしたサンプルの2H NMRを測定したところ、この2量化反応では逆のP-helicalな異性体は全く生成せずに、M-helicalな異性体が選択的に生成したことがわかった。サリシリデン環の置換基を変化させて2量化反応を実施した結果、サリシリデン環の3位置換基の立体障害が、2量化の選択性発現に極めて重要であることを明らかにした。大変興味深いことに、この2量化の過程で、空気酸化によりマンガン3価中心がマンガン4価へと1電子酸化される。その結果生成するジオキソ架橋2核マンガン4価錯体は、出発のマンガン3価錯体から2電子酸化された状態にあって、これ自身が酸化活性を持つことが期待される。そこでオレフィン、スルフィド、ホスフィンとの反応を検討したが、全く酸化活性は認められなかった。平成23年度の研究目的は、サレンマンガン錯体からマンガン(IV)オキソーフェノキシラジカル錯体を合成するルートを確立することである。過去の関連する研究から、目的錯体が等電子構造であるマンガン(V)ーオキソ錯体と類似した分光的性質を示し、合成できたかどうかの判断が困難であると予想された。そこで目的錯体の部分構造であるマンガン(III)ーフェノキシラジカル錯体について詳細な物性研究を実施した。その結果、このラジカル錯体は一方のフェノレート環にラジカルが局在化したクラスII型の混合原子価錯体であり、フェノレートからフェノキシラジカルへの電子移動に伴う吸収が近赤外領域に観測されることがわかった。

この研究成果から、近赤外領域に観測される特徴的な吸収を手がかりにすることで、確実にフェノキシラジカル錯体を同定することが可能になった。この研究成果はすでに学会発表を行うとともに、米国化学会誌に論文を投稿し、受理された。ラジカル錯体の研究と並行して、マンガン(IV)ーオキソ錯体の合成に取り組んだ。当初計画した3つのルートで検討を行ったが非常に困難であることが判明したので、合成計画を変更することにした。新しい計画では、オキソ架橋(酸素原子で架橋された)マンガン(IV)2核錯体を合成して、これを出発錯体に用いて目的のマンガン(IV)オキソーフェノキシラジカル錯体を合成しようとするものである。オキソ架橋マンガン(IV)2核錯体は加水分解でマンガン(IV)ーオキソ錯体に誘導することが可能であると考えられる。また2つの金属イオンに配位結合した架橋オキソ自体も反応性を示すことが期待される。合成ルートの探索を行ったところ、市販されている原料から1ステップでオキソ架橋マンガン(IV)2核錯体に至る簡便な方法を見いだすことに成功し、結晶構造解析を含む様々な物性測定で得られた錯体を完全に同定することができた。平成24年度において、サレンマンガン(III)錯体をアルカリ水溶液で処理すると、速やかに2量化反応が進行して、ジオキソ架橋2核マンガン(IV)錯体が生成することを見いだした。平成25年度は、この酸化反応の反応機構について詳しく検討した。酸素同位体を用いた実験を行ったところ、ジオキソ架橋として、酸素分子だけでなく、アルカリ水溶液の水酸化物イオンに由来する酸素原子が導入されていることがわかった。さらに犠牲還元剤としてベンジルアルコールを添加すると、アルカリ水溶液からの酸素原子導入が完全に抑制されることが判明した。以上のことから、水酸化物イオンが電子源として働いて、酸素分子を活性化していることが明らかになった。さらに反応系中に異なる酸化電位を持つベンゾキノン類を添加したところ、酸化電位の高いクロラニルをわずか1等量添加することによって、ジオキソ架橋2核マンガン(IV)錯体の生成が完全に抑制されることがわかった。また脱気条件で本反応を行うと、マンガン(III)錯体がマンガン(II)錯体に1電子還元されることもわかった。以上の結果から、マンガン(III)錯体と水酸化物イオンとの反応で強力な還元力を持つ反応活性種が生成していることが示唆された。以上の結果は、酸素分子の活性化により高原子価金属オキソ錯体を生成するルートを確立する上で非常に重要な結果であると考えている。現在、論文投稿の準備を進めている。錯体化学実際に酸素原子移動活性を示す化学種を単離、構造決定することによって、活性発現に寄与する分子論的要因を詳しく検討することが可能になった。その結果、従来予想されてきたメカニズムとは異なり、マンガンに配位したヨードシルアレーンのヨウ素原子が、基質であるオレフィンとの反応で重要な役割を果たしていることが示唆された。本研究の主な目的は、マンガン中心から生成する酸化活性種の反応性を精密に制御することであるが、本年度の研究成果はこの目的の達成に向けた最初の大きな一歩になると考えている。
NBT還元能試験による麻酔・手術患者の感染防禦能の変化に関する研究

108例の手術患者に、Nitroblue Tetrazolium(NBT)還元能試験を用い、手術前後で多核白血球貪食殺菌能の変化を検討し、健康成人(N=8)から得た結果を正常値として比較検討し以下の結果を得た。1).健康成人の多核白血球内貪食殺菌率はE(-)においてG9.1±9.9%、E(+)において93.5±4.1%であった。2).17才83才までの無作為に選んだ108例の手術患者で術前後共に健康成人の平均値の2×S.D.を超えてE(-)、E(+)共に低下していた症例が32症例みられた。3).2)の32症例につき背景因子、特に術前よりの合併因子について検討した。最も多くみられたのは悪性腫瘍(+)で17例(58%)であり、次いで貧血合併、糖尿病合併、低蛋白血症合併、ステロイドホルモン長期投与、腎不全合併、肝硬変合併、免疫抑制剤使用、肥満合併、高令者(70才以上)の順であったが、108例全体にみられた背景因子総数の中で低下症例の占める割合をみると低蛋白血症合併、肝硬変合併、腎不全合併例は各々100%であり、糖尿病合併、ステロイドホルモン及び免疫抑制剤投与、肥満合併、貧血合併と続き悪性腫瘍合併は33%であった。これらの易感染性を示す背景因子の中で麻酔・手術管理と密接な関係にある1)低蛋白血症合併、2)肝硬変合併手術患者、3)糖尿病合併患者、4)高令手術患者及び対照群として合併疾患非保有患者(N=15)において術前後で多核白血球内貪食殺菌率を比較したところ、1)4)の各群において5)の群でみられた手術侵襲後の多核白血球貪食殺菌能の活性化反応はみられず、貪食殺菌率も有意に低下していた。2)108例の1783才までの無作為に選んだ全身麻酔により手術を受けた症例において全身麻酔導入前及び手術終了後NBT還元反応により好中球貪殺菌率を測定し手術侵襲及び全身麻酔の影響を検討した。麻酔法別にみるとNLA24例,NLA+硬麻38例,NLA変法+硬麻12例,GOF11例,GOSero.8例,GOF+硬麻5例,GOEn+硬麻4例,GOEn及びNLA変法各々3例で、いづれの群間にも、術前後で統計的に有意は変化はみられなかった。又手術部位でも統計的に有意な変化はみられなかった。3)これら108例の症例中、1)の健康成人の平均値の2×S.D.を越えてE(-)E(+)ともに低下していた32例につき、麻酔法と手術部位を除く他の背景因子、特に術前よりの合併因子につき検討した。最も多くみられたのは悪性腫瘍(+)で17例(53%)であり、次いで貧血(+)、糖尿病合併,低蛋白血症合併,ステロイドホルモン長期投与,腎不全,肝硬変合併,免疫抑制剤使用,肥満合併,高令者の順であった。しかし108例全体にみられた各背景因子総数の中での低下症例の占める割合いをみると低蛋白血症合併,腎不全合併,肝硬変合併例は各々100%であり、糖尿病合併,ステロイドホルモン及び免疫抑抑剤長期投与,肥満合併,貧血合併とつづき悪性腫瘍合併は33%であった。以上易感染性を示す背景因子の検索結果をもとに各背景因子を保有する手術患者の術後経過を検討することを昭和62年度の研究計画とする。

61年度の研究にて判明した手術患者の好中球貪食殺菌能低下の背景因子の内で,周術期管理において最も重要な1.低蛋白血症合併患者(N=6), 2.肝硬変合併患者(N=4), 3.糖尿病合併患者(N=10), 4.高令(70才以上)患者(N=19)に関し,手術前後でNitor blue tetrazolium還元反応を用いて,プール人血清のみで刺激をしたもの(E(-))と,これにエンドトキシン50μgを加えて刺激をしたもの(E(+))と2通りの好中球貪食殺菌能検査を行った.これらの合併症を有さない成人手術患者(N=15)について同様の検査を行った.〔結果〕正常群の貪食殺菌率は術前E(-)で57.9±9.9%, E(+)で90.7±5.7%,術後E(-)は66.9±8.5%, E(+)で90.3±4.1%でありE(-)において術前より有意に上昇していた(P<0.05).低蛋白血症群では術前E(-)が33.2±12.0%, E(+)で73.5±15.8%,術後E(-)は36.3±11.2%, E(+)で74.9±8.8%,術後E(-)は43.8±12.3%, E(+)で71.3±11.9%であった.肝硬変群では術前E(-)は34.7±6.2%, E(+)で63.3±8.3%,術後E(-)は33.3±9.3%, E(+)で63.0±5.8%であった. 70才以上の高令者においては,術前術前E(-)は46.8±15.5%, E(+)で80.5±12.6%,術後E(-)は50.9±9.8%, E(+)で81.3±11.8%であった.以上前述の4背景因子を保有する手術患者は,これらを保有しない成人患者に比し,術前後においてE(-), E(+)ともに好中球貪食殺菌能は低値を示した.又手術侵襲という外的侵襲に対する好中球貪食殺菌能の活性化が成人群では術後にみられたが,本年度において検討した4背景因子を保有する手術患者群においては,いづれの群においても有意な活性化はみられておらず,これらの結果より4背景因子保有手術患者は感染防禦反応閾値の上昇した状態,つまり易感染状態にあるとの考察を行った.61年度、62年度において手術患者の多核白血球の貧食殺菌能をNitroblve Tetrazoliom環える応を用いて手術前後で検査した結果、1)肝硬変合併患者、2)糖尿病合併患者、3)腎不全合併患者、4)ステロイドホルモン、免疫抑制剤、制癌剤、抗精神薬の長期連用患者、5)低栄養状態(低蛋白血症)合併、6)高令手術患者、7)内分泌疾患(Cushing病等)合併患者、8)高度肥満患者、9)悪性腫瘍合併患者等において多核白血球貧食殺菌機能が低下していることが判明した。2.これらの患者は、手術侵襲という外的ストレスが加わった際に生体の警告反応としてみられる多核白血球貧食殺菌能の亢進反応がみられず、多核白血球の外的刺激に対する反応閾値が上昇しており、いわゆる易感染性宿主(Compromised Host)となっていることが推定された。本年度実績として、これらの結果と考案を学会発表及び誌上発表すると同時に、多核白血球貧食殺菌能の低下及び外的刺激に対する反応閾値上昇が実際の術後感染発症とどの様に結びついているかについて、高令手術患者において検討した。70才以上の高令手術患者を良性疾患3例、悪性疾患16例に分け術後の感染に起因すると思われる症状や兆候6項目((1)術後3日以上の発熱、(2)術後1週間以上の発熱、(3)白血球数が術後3日以内10000/cm^3以上、(4)白血球数が術前値にもどるのに1週間以上必要、(5)術後1カ月以内に感染(腹膜炎、肺炎、創感染等)をおこしたもの、(6)術後2カ月以上の死亡)に別けて検討を行い、成人群とそれぞれ比較検討した。その結果、多核白血球貧食殺菌能の低下している高令者群、中でも悪性疾患群で圧倒的に上記感染症を呈した症例が多くみられ、多核白血球貧食殺菌能の低下と術後感染症発生率とは有意な相関がみられ、本研究で用いたNitroblve Tetrazoliom(NBT)還元反応試験が有用な検査であると考察した。
紛争解決の機構と問題点とに関する日仏比較研究(「第2回日仏法学共同研究」)

1.本研究は、フランスの研究者と、各々の国の紛争処理制度を紹介しあうことによって、紛争解決の法的制度とそれを支えるメンタリティについて、比較研究を行うものであった。文部省科学研究費の援助を受けた国内の研究を、昭和63年10月、フランス側の研究者を招いての共同研究集会において、フランス側の研究と比較し、討議することによって、それはかなりの程度達成しえた。その具体的成果は、現在も行われている総括研究会において、徐々にまとめられつつあるが、現在までの知見を述べると次のとおりである。2.(1)私法部門においては、日本において調停が普及しえたのは、やはり日本人のメンタリティに起因するところが大きいことが確認できた。法理論的には、対審構造のとられ方に関して彼我で差異があり、それが日本において、調停委員が対立当事者に別個に面接する、という方法を編み出しているようである。(2)労働法部門においてもこのことは形を変えて現れる。すなわち、裁判所以外に公正な第三者が存在し、その前で、労働者および使用者代表が、個々独自の利害ばかりでなく、公益を意識して論争解決に向けて努力する、ということは、まさにメンタリティの問題につながるのである。(3)憲法・行政法部門においては、裁判官のあり方が問題である。裁判官が政策問題に関与する度合、抑制的であるべきか否かは、「裁判を拒否しえない」という原則や、違憲立法審査権に関する大陸型とアメリカ型の違いにもからんで、複雑な様相を見せている。私法部門(民商法・労働法)は、調停が日本における紛争解決制度のうちで、どのような地位を占めているかを明らかにすることを目的として研究を行った。まず、対象を絞る必要が痛感され、調停のうちでも、離根,サラ金,消費者取引,借家,交通事故,および、労働事件に関するそれに研究を絞ることにした。まず、公表されている様々な資料の整理・分析から始めたが、微妙な点・メンタルな点については不明なことが多いため、実際に調停にあたっている実務家を招き、あるいは、訪問し、意見を聴取した。これにより、調停の実際の手続、当事者が調停を多用しようとするメンタリティ、その実際の解決結果等、今まで明らかにされていなかった多くの知見を得ることができた。今後は、この成果を仏文・和文の報告書にまとめるとともに、フランス側の報告書と対照し、わが国の紛争解決の特色を明らかにしていきたいと思っている。公法部門(憲法・行政法)は、憲法・行政訴訟における政策決定問題を扱った。まず、深瀬・兼子を中心にしつつも、共同研究者以外の広い範囲の公法学者から意見を聴取することから始めた。ここにおいて、とくにフランスと比較してのわが国の特色を明らかにするためには、上記訴訟が多大な影響を受けているところのアメリカ法に遡ることの重要性が明らかになった。そこで、アメリカ人学者の援助を得て、アメリカ法との比較をすることにより、フランス側への有効な情報伝達の準備を進めている。今後は、報告書の準備とともに、フランス側の報告書と対照し、わが国における政策決定問題の特色を明らかにしていこうと思っている。3年計画で行われている本研究は,研究題目のとおり,紛争解決の機構と問題点とを日本とフランスについて比較検討するものであり,具体的には,第1に,民商法・労働法・憲法・行政法の各分野につき,日本側とフランス側が各々自国についての報告書を作成し,それを交換する.第2に,フランス側から送られてきた報告書を検討し,それへのコメントを作成する,第3に,フランス側の研究者を日本に招き,討議を行う,第4に,その成果をまとめ出版する,というプロセスをとる.現有は,第1の段階がほぼ終了している.この段階の研究は,わが国の法をフランス人に伝えることを目的とするため,新しい知見はたしかにそれほど多くない.しかし,民事法・労働法に関する紛争解決手段である調停は,これまでその実態があまり明らかにされてこなかったのに,本研究では多数の調停委員へのインタヴュー等によって,かなり明らかにすることができた.

また,フランス側にわかりやすく伝えるための枠組みを考えることにより,従来とは違った視点からの検討ができたと思っている.憲法・行政法分野では,これまで正面から研究の対象とされることの少なかった「政策志向訴訟」を取り扱った.憲法訴訟・行政訴訟のわが国の法についての母法であるアメリカ法との比較等を通じて,その特徴をかなり明らかにしえた.今後は,フランス側報告書の到着をまって,フランスとの比較研究を進めていきたい.なお,後掲の小山昇教授の三論文は,日本の制度をフランス側にわかりやすく伝え,また,フランスとの比較検討の際の基礎を固めるため,同国の調停概念について研究したものである.1.今年度は、共同研究の最終年度であり、総決算たる「第2回日仏法学共同研究集会」が開催された年である。2.まず、年度前半においては、日本側報告書の作成、および、フランス側報告書に対する対照報告の準備が行われ、10月の上記共同研究集会においてフランス側の研究者との討議がなされた。そこで得られた知見の整理を目的とする総括会は、現在各部門ごとに進行中であるが、さしあたって次のように整理しておく。(1)私法部門では、日本の調停について、法律に即しながら制度枠組をまとめるとともに、調停制度の実際の利用のされ方、それを支える日本人のメンタリティについて検討した。このことをフランス側に紹介したことは、それだけでも意義深い。次に、フランス側との比較では、「裁判は公開の法廷で相対してなされる」という原則の理解について違いを認めえた。これも日本法を支える日本人のメンタリティに関わる問題であって、フランスにおける日本法理解の全般にも資することになろう。(2)労働法部門では、豊富な統計、実務上の経験を生かしながら、労働調停の実態に迫ることができた。フランス側との比較においては、彼我の労働構造の違いにもつながりうる問題であることを確認しえた。(3)憲法・行政法部門においては、政策決定に関連してくる訴訟に対する態度の、日仏の違いをみた。この問題は、違憲立法審査権についての大陸型とアメリカ型との違いにもつながる問題であることが確認できた。
海洋環境中での高分子完全有機リサイクルを実現する時限生分解性高分子の開発

本課題では,生分解性高分子の実用性を高めるため,海洋環境において分解開始時期および分解速度が完全に制御された「時限生分解性高分子,TBP」創出を目指す。本研究課題では「潜在的生分解性高分子,PBP」を基盤材料として,分解開始時期制御トリガーシステムを利用し、材料の分解開始時期制御の実現を目指す。
皮膜強度の世界基準評価法を目指したマイクロスラリーエロージョン法の確立と装置開発

硬質薄膜の表面強度特性を超加速試験にて皮膜,基材と界面に分離して評価できるマイクロスラリージェット(粒子径1μm程度のセラミックス粒子を含む水噴流)による薄膜評価法(MSE法)の確立を目指して,装置開発と試験評価法の両面から研究した。その結果, MSE評価法は膜質だけでなく膜と基材との界面での性質を高感度・高信頼性で評価できること,また従来の国際的に知名度が高い薄膜評価法に対しても優位性を持つことが明らかになった。皮膜、基材と界面を明確に分離して硬質皮膜特性を超加速試験にて評価できるマイクロスラリージェット(微小粒子を含む水噴流)皮膜評価法(MSE法)の確立を目指して、その装置と最適試験条件マップを構築するための実験研究を行い、以下の成果を得た。1.今年度購入した三次元表面形状測定装置を用いて、摩耗面のナノスケールの表面形状を短時間に高精度で計測する手法を研究し、概ね実行可能となった。2.MSE試験において、標準評価単位として国際的に用いられている投射固体粒子量あたりの摩耗速度で評価できようにするために、以前の研究で試作したポット式MSE試験装置を改良して、その機能と性能を検証し、ほぼ目標の性能をクリアーできた。3.ポット式MSE試験装置をベースにさらに効率的に評価試験ができる新規なMSE試験装置を設計した。4.PVD-TiN+TiCNとCVD-TiC+TNの各二層膜のMSE試験を行い、摩耗進行過程および摩耗速度をSFM・AFM観察、X線回折、グロー放電発光分光分析、ナノインデンテーションによる表面計測・解析結果と比較した。その結果、摩耗進行曲線は皮膜のモルフォロジーと良い対応を示し、摩耗速度は皮膜の表面強度と相関があることがわかった。このことより、MSE評価法が単層膜と同様に多層膜に対しても皮膜や界面の微妙な性質の違いを識別できることが確認された。5.現在注目度の高いDLc膜についてMsE試験を行い、TiNやTicNなどと同様に皮膜と基材および中間層を明瞭に分離して,その摩耗速度を評価できることを見出した。以上の結果から、MSE試験による硬質皮膜の評価法はスクリーニング試験法として非常に有用であることを確認し、最適に評価するための試験条件の選択の指針を集積した。また、さらなる発展のための試験装置を設計できた。皮膜、基材と界面を明確に分離して硬質皮膜特性を超加速試験にて評価できるマイクロスラリージェット(微小粒子を含む水噴流)皮膜評価法(MSE法)の確立を目指して実験研究を行い、以下の成果を得た。1.ポット式MSE試験装置を用いて、国際標準の評価単位として用いられている投射固体粒子量あたりの摩耗速度を求めるための要因について実験して考察した。その結果、TiN皮膜の摩耗速度は5.6×10^<-5>mm^3/gとなり、ASTM standard G76-02のガスジェットによるエロージョン試験結果の約1/100であることがわかった。このことは、従来法に比べて約100倍の感度で硬質皮膜の表面強度を評価できることを示している。2.MSE試験法のメカニズムを確認するため、MSE装置のノズルから投射される微小固体粒子(アルミナ、ガラスビーズ)を含む水流を高速度ビデオカメラにより観察し、粒子の噴出速度は100m/s以上であること、また粒子は試験面にノズル形状と同じ形状の面積内にほぼ均一に衝突していることがわかった。3.現在注目度の高いDLC膜についてMSE試験を行い、成膜条件によるDLC膜の表面強度の違いを、その摩耗速度から評価できることがわかった。4.原子間力顕微鏡(AFM)を用いた時系列観察手法を研究し、DLC膜のMSE試験に適用して、DLC膜のMSE法による摩耗メカニズムは微小くぼみの形成とその周囲部の脱落によることを明らかにした。5.ポット式MSE試験装置をべースに、さらに効率的に試験ができる新規なダブルポット式MSE試験装置を設計・製作し、評価装置としての機能を有することを確認した。以上の結果から、MSE試験による硬質皮膜の評価法はスクリーニング試験法として非常に有用であることを確認した。皮膜、基材と界面を明確に分離して硬質皮膜特性を超加速試験にて評価できるマイクロスラリージェット(微小粒子を含む水噴流)評価法(MSE法)の確立を目指した実験研究を行い、以下の成果を得た。1.バイアス電圧を変化させて成膜したダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜についてMSE試験を行い、MSE試験はDLC膜と中間層および基材を明確に区分して摩耗率を評価できることがわかった。バイアス電圧を印加しないDLC膜の摩耗率は非常に大きいが、-50Vの印加で急減する。-100V、-150Vと高くなると摩耗率は徐々に減少する。本研究で-100Vや-150Vで成膜したDLC膜の耐摩耗性はTiNに比べ1オーダー以上高いことがわかった。

またMSE試験は,超微小硬さ試験では十分表せないDLC膜の膜質の違いを評価していることが示唆された。2.原子間力顕微鏡(AFM)を用いた試料の取外しを伴う時系列観察の手法を確立した。この手法をDLC膜のMSE試験に適用した結果、バイアス電圧を印加しないで成膜した軟らかいDLC膜は、成膜過程で形成される粒子形状の境界部に投射粒子の衝突によるき裂が発生し境界に沿って進展することで摩耗粉が発生・脱落する。これに対して、バイアス電圧-150Vで成膜した硬いDLC膜は、摩耗粉の発生・脱落によるくぼみ形状が膜のち密さによって変化しないことが示唆された.3. CVD法で成膜された二層のTiC/TiN膜と単層のTiC膜のMSE試験を行い、TiCとTiNの各膜の摩耗強度を明確に区別して評価できるだけでなく、各膜や基材との界面での性質の違いをみいだせた。これらの結果は、GDOES分析による界面での元素の移動に複雑な化合物の形成による硬さと脆化と良い相関がみられた。以上の結果から、MSEを用いた高感度な評価法は膜質だけでなく各膜や基材との界面での性質の評価に有用であること、また従来の国際的に使用頻度が高い薄膜評価法に対する優位性を持つことが明らかになった。
低エネルギー重陽子照射によるバブル核融合の成否に関する研究

液体リチウムに60keVの重陽子を照射し、キャビテーション内部の温度、密度の測定を試みた。実験を行うに当たり、液体金属の表面に形成される汚染膜は実験的な困難さを高める要因であったが、アルゴンガスを流し込みアウトガスの発生を抑制することによって改善を図り、1×10-2 Pa程度で実験を行うことにより測定可能時間が10時間以上に飛躍的に改善された。長時間の測定が可能となり、ビーム強度、超音波振幅、液体リチウム温度などを変化させ様々な条件で測定を行った。その結果、予期していたビーム照射時の放出陽子のエネルギースペクトル、収量に超音波照射on/offで変化は見られなかったが、ビームカレントの測定時に超音波照射on時に1.8-2.8MeVの領域で225±93(2.4σ)の収量増加が見られた。カレント測定時に観測されるエネルギースペクトルは主にファラデーカップで発生するD(d,n)3He反応による2.4MeV中性子を起源としており、主要なイベントは6Li(n,t)4He反応である。超音波照射のon/off以外には測定条件の違いはなく、上記の反応には超音波照射で増加する要因はないため、増幅は液体リチウム中のキャビテーションで生じたDD反応によるものであることが示唆される。そうであるならば、キャビテーションはリチウム表面から深さ40-200μmで発生していることになる。60keV重陽子のリチウム中での飛程は1.5μmであるため、キャビテーションの発生領域まで届いていない。その為、ビーム照射時のスペクトルに超音波照射on/offで変化が見られなかったと考えられる。スペクトル、収量の変化からキャビテーションの温度、密度を測定するためには振動系を再検討し、キャビテーションの発生領域をより表面に近づける必要がある。しかし、この増幅がDD反応であるならば、バブル核融合の直接的な観測となるため、現在はDD反応起源であることを確かめ、より増幅量を増やすことを目標として研究を続けている。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では重陽子を照射している液体金属に超音波を作用させ重陽子プラズマを作成し、その重陽子プラズマと入射重陽子間での核反応を観測することによって、重陽子プラズマの温度、密度の測定を行う。本研究ではまずは液体金属にリチウムを用いる。そのためにグローブボックス及び真空チェンバーの整備を行い、清浄な液体リチウム標的の作成に成功した。作成した液体リチウム中に重陽子を照射し、d+d反応及びLi+d反応の観測を行ったがスペクトルや収量に超音波on/offで有意な差は見られなかった。このことから振動系の調査を行うとBLTが劣化している上にホーンの形状に問題があり、超音波振幅が非常に小さくなっていたことが分かった。そのため、振動系の再設計を行い、現在はターゲットホルダーの形状を最終調整中である。振動系の問題が見つかった後はその再設計と並行して光電子増倍管を使用したソノルミネッセンス観測の準備や、分子ビーム固有のバックグラウンドの研究を行った。本実験では標的重陽子に数百eVの熱運動が予想されるが、それに対して数数10keVの重陽子ビームを照射し、d(d,p)t反応によって生じた陽子のエネルギー分布からターゲット重陽子の温度を推定する。よって、同一の統計量であれば入射重陽子のエネルギーが低いほうが温度の精度が高くなる。現在のビーム照射装置では低いエネルギーでの測定(E≦10keV)にはD2+、D3+などの分子ビームを用いる必要があるが、これらの分子ビームを用いると同一分子内の重陽子同士でd(d,p)t反応が生じ、本研究でのバックグラウンドとなる。また、この反応は液体金属中での遮蔽効果の測定に適した反応でもあったため、このバックグラウンドに対する系統的な研究を行い、得られた知見についてHAWAII2014及びJPS2015で報告を行った。

その為、ビーム照射時のスペクトルに超音波照射on/offで変化が見られなかったと考えられる。スペクトル、収量の変化からキャビテーションの温度、密度を測定するためには振動系を再検討し、キャビテーションの発生領域をより表面に近づける必要がある。しかし、この増幅がDD反応であるならば、バブル核融合の直接的な観測となるため、現在はDD反応起源であることを確かめ、より増幅量を増やすことを目標として研究を続けている。本年度は超音波振動系の設計と作成に時間がかかり、液体リチウムでの本格的な実験を行うことができなかった。しかし、振動系の作成はほぼ完了しており、平成27年度5月には本実験が開始できる予定である。当初の予定よりも多少遅れているためにこの評価とした。27年度が最終年度であるため、記入しない。まずは液体リチウムを溶媒としたキャビテーション内部の重陽子温度及び密度の測定を行う。その後、金属をガリウムに変更し同様の実験を行う。それらに並行して数μ秒以内にビームを遮断するビームディフレクターを作成し、バブル核融合を起こす可能性があると判断できた金属があれば、バブル核融合によるd+d反応が生じるかを観察する。これらを来年度の前半に行い、後半は実験から得られた知見を論文にまとめる。
超分子ヘムタンパク質モデルによる二原子分子の捕捉とその医薬品化学への応用

水溶性鉄ポルフィリン(FeTPPS)とパーメチル化β-シクロデキストリン二量体(Py3CD)からなる超分子(hemoCD)をポリアクリル酸や金ナノ粒子へ修飾することにより、糸球体ろ過されないヘモグロビン(Hb)あるいはミオグロビン(Mb)モデルの創製を行った。これらのサイズを大きくしたhemoCDは糸球体ろ過されにくいことを見出し、体内に長く留まるHb/Mbモデルとなることを明らかにした。さらに超分子系の医薬品化学への応用として、hemoCDの高い一酸化炭素捕捉能が、ラット血液中の内因性一酸化炭素除去剤として機能することを見出した。一方、火災時にCO中毒と同時に問題となる青酸の除去にはhemoCDは不向きであったため、新たな青酸イオン除去剤としてIm3CD/Fe(III) TPPS超分子系を開発した。この超分子は血液中の血清タンパク質との相互作用が弱いため、ヒドロキソコバラミンよりも優れた青酸イオン除去能力を示した。我々はこれまでに鉄(II)ポルフィリン(Fe(II)TPPS)をシクロデキストリンダイマーで包接したhemoCDが水中においても安定な酸素付加体を形成し、ヘモグロビン代替物質として使えるということを主張してきた。しかし、ラットの静脈に注入されたhemoCDは比較的速やかに尿中に排泄されてしまう。そこで2009年度はhemoCDを高分子化することを試みた。まずポリアクリル酸にアミド結合でhemoCDを化学結合させその酸素錯体につき検討した。hemoCDと同様に高分子化hemoCDも酸素および一酸化炭素を結合する。しかし、酸素錯体の安定性はかなり低下することが分かった。おしらく、高分子化することにより、hemoCD周りの水の構造が変化したためと思われる。次に、金ナノ粒子にhemoCDを化学結合させる試みを実施した。チオール基を側鎖に持つhemoCDを合成し、それを金ナノ粒子に化学結合させた。同時に生体適合性を向上させるためにPEGも結合させた。hemoCD金ナノ粒子も酸素および一酸化炭素を捕捉するが、酸素付加体の安定性は著しく低下した。その理由は分からない。この金ナノ粒子をラットに静注すると、hemoCDは全く尿中には排泄されなくなった。今後は金ナノ粒子の粒径と血液からのもれについてさらに詳細な研究が必要と思われる。さらに、PEG化したhemoCDについても検討した。PEG化hemoCDはhemoCD単独とほぼ同じ挙動をしめし、酸素親和性は逆にhemoCDよりも高くなった。我々が開発したhemoCDは水溶性鉄(II)ポルフィリン(Fe(II)TPPS)とPy3CDと略しているシクロテキストリン二量体との1:1包接錯体である。hemoCDは水中で酸素や一酸化炭素を捕捉するという著しい特徴を有しているため、人工血液としての応用が期待される。同時に一酸化炭素中毒解毒剤としての利用も極めて有望な応用法である。しかし、hemoCDは分子サイズが小さいために腎臓の糸球体でろ過されてしまうという性質がある。この性質はCO解毒剤としては優れた特長となるが、人工血液としての利用からすると大きな欠点となる。そこで、今年度はhemoCDをポリアクリル酸(PAA)に縮合させて、糸球体ろ過されにくい機能性高分子の合成とその機能評価を行った。その結果、PAAに結合させたhemoCDは糸球体ろ過されにくいことが明らかになったが、同時に、高分子鎖にhemoCDが濃縮されるために、hemoCD酸素付加体の自己触媒的自動酸化が進行し、hemoCDをmet体へと不活性化することも分かった。この自動酸化はカタラーゼで抑制できることも明らかにした。一方、hemoCDを金ナノ粒子化する研究も実施した。チオール化された、ポリエチレングリコール(PEG)および鉄ポルフィリンを合成し、これらを金ナノ粒子に結合させたのちに酸素付加体を生成させた。期待通りに金ナノ粒子は酸素を捕捉し、糸球体ろ過は完全に阻止されたが、この金ナノ粒子は血中に留まるよりも、肝臓や脾臓等の臓器に蓄積されることが明らかになった。これまでに、アニオン性鉄ポルフィリン(FeTPPS)とパーメチル化β-シクロデキストリン二量体(hemoCD)との包接錯体が、酸素、一酸化炭素あるいはまた一酸化窒素を可逆的に捕捉し、これまでにないヘモグロビン(Hb)あるいはミオグロビン(Mb)モデルとして機能することを明らかにしてきた。

hemoCDは基本的にHbやMbと同じ機能を発揮するため、人工の酸素運搬体や一酸化炭素除去剤としての作用があることが分かっている。2011年度は新たに、青酸中毒解毒作用のある超分子の開発を試みた。青酸アニオン(CN^-)は鉄(III)ポルフィリンに結合する性質がある。そのため我が国では、青酸中毒解毒は、Hbを亜硝酸アミルで一部酸化してFe(III)のmet-Hbとし、この酸化型Hbへの青酸アニオンの配位を利用して行っている。しかしこの方法は大きな危険性を含んでおり望ましい方法とは言えない。一方、ヒドロキソコバラミン(ビタミンB_<12>)を用いる方法も開発されている。我々は、まずmet-hemoCDと青酸アニオンとの結合について詳細に検討した。フラスコ内ではmet-hemoCDはCN^-と強く結合するが、ラットの血液中ではmet-hemoCDは生体内にある還元剤によりhemoCDとなりCN^-結合能が消失し、代わって内因性一酸化炭素を捕捉して尿中に排出されることが明らかとなった。そこで、新たなCN^-捕捉超分子として、イミダゾールをリンカー中央部に有し、2つのシクロデキストリン単位がアミド結合で結ばれたシクロデキストリン二量体(1m3CD)のFe(III)TPPS錯体を用いた。この超分子は血液中でも還元されず、かつCN^-結合能はmet-hemoCDよりも優れていた。ビタミンB_<12>は解毒剤として血中に投与されると血清タンパク質に取り込まれCN^-結合能が著しく減少するが、Fe(III)TPPS/Im3CDの血清タンパク質との結合は非常に弱く、血液中でもCN^-捕捉能の著しい低下は認められなかった。さらに、CN^-を捕捉したFe(III)TPPS/Im3CDは速やかに尿中へ排出されるため、血清タンパク質と結合することにより長時間体内に留まるビタミンB_<12>よりも、解毒剤としての優れた性能を保有していることが分かった。
モノクローナル抗体による頭頚部癌患者のリンパ系細胞亜群解析

頭頸部癌患者の免疫能判定の一環として、リンパ系細胞表面抗原に対するモノクローナル抗体(OKシリーズ、及びLeuシリーズモノクローナル抗体)を用いて口腔癌患者の末梢血及び癌組織内リンパ系細胞亜群の解析を行った。全身免疫能は末梢血リンパ球を調べた。84名の口腔癌患者中、経過良好群(経過良好1年以内,1-3年,3-5年,5年以上)ではOKT4(ヘルパー/インデューサーT細胞)が減少した。反対に、経過良好1年以内,3-5年,5年以上の各群においてOKT8(サプレッサー/サイトトキシックT細胞)は増加し、その比OKT4/OKT8は低下した。一方未治療群,再発群では、OKT4もOKT8も正常者群値の範囲内であった。このことは癌に対する集学的療法、特に放射線療法、化学療法がT細胞に影響を及ぼしたことを示唆していると思われる。OKT4/OKT8比は全身免疫能を反映しているものとしてしばしば用いられ、又予後良好例は正常免疫能を回復すると言われているが本結果はOKT4/OKT8比の臨床応用-全身免疫能の判定(指標)-に検索の余地を残した。一方局所免疫能は癌組織浸潤リンパ球を調べた。18例の口腔癌生検凍結標本中、15例はLeu-1(汎T細胞)がHLA-DR(B細胞)より多く存在した。この15症例中、Leu-2a(サプレッサー/サイトトキシックT細胞)がLeu3a+b(ペルパー/インデューサーT細胞)より多く存在したのは2例、Leu3a+bが多く存在したのは8例、他の5例はLeu2aとLeu3a+bがほぼ等しく存在していた。又、Leu3a+bが多い症例では、ステージ【III】,【IV】の進行癌が多く見られた。このことは、Leu2aは局所において、癌細胞殺細胞効果をもたらすという可能性を示唆している。
ＯＦＥＴの高移動度化を実現させる新技術「化学ドープ×立体的構造制御」とは？

交付申請書に記載した微細なグレーティングを形成する方法では、トランジスタの特性を大幅に改善することは難しいと前年度までに考えられた。従って、今年度は別のアプローチによりトランジスタの高機能化を検証した。具体的には、本研究ではsource-drain電極として酸化銀を用いたボトムコンタクト型OFETを作製した。更に作製した素子を用いて酸化処理時間と電気特性の関係を調べることでドレイン電流の増大,及び電極/有機層界面のコンタクト抵抗を低減できるか明らかにすることを目的とした。さらに当初の予定通り同一基板上にチャネル長の異なる素子を同時に成膜し、TLM法により素子のコンタク抵抗が銀電極の酸化によってどのように変化するか調べた。まず、異なる酸化処理時間に対するDPA-FETの伝達特性と、各酸化処理時間における最大出力電流と移動度の変化を調べた。結果より酸化処理前の素子はFET動作が確認されなかったが、酸化処理後の素子は良好なトランジスタ特性が確認された.また,酸化処理時間が600 sの時ー578 μAと最も高いdrain電流が得られ,酸化処理時間が長くなるにつれ次第に減少した.600 s以降でAg2Oに代わってAgOが形成されたためと考えられた.当初のグレーティングを用いたトランジスタの性能向上は上手くいかなかったが、電極表面の化学修飾により特性を大幅に改善できたことはよい成果と考えられる。また、本成果はプリンテッドエレクトロニクスの本命である銀ナノインク電極にも適用可能な要素技術のため、さらに応用範囲は広がると期待される。これまでに、蒸着法で形成した銀電極表面の化学修飾をメインに実験を行ってきた。次年度は、銀ナノインク電極においても同様な効果が得られるのかを検証する予定である。さらに、有機半導体層をウェットプロセスで形成した場合でも、化学修飾の効果が得られるかについても検証を行い、オールウェットプロセスによる高機能フレキシブルOFETを実現していく。OFETの電極/有機半導体層界面に金属酸化物薄膜を挿入することで,コンタクト抵抗を低減できることが報告されている。これは,仕事関数の大きな薄膜を挿入することでキャリア注入性が改善するためと考えられている。しかし,同一の注入層において仕事関数を変化させた際のドレイン電流の挙動は明らかになっていない。そこで,本研究では酸化処理時間により仕事関数を制御したAgOx薄膜をOFETに適用し,仕事関数とドレイン電流の相関について調べた。結果では,酸化処理前のAg電極素子では小さいドレイン電流が観測されたのに対し,酸化処理を行った素子では酸化時間の増加に伴ってドレイン電流が大きくなった。また,TLM法による解析より,酸化処理(60 sec)した素子は従来のAuまたはAu/MoOx素子よりも小さなコンタクト抵抗を持つと推定された。したがって,酸化処理により電極/有機半導体層界面のキャリア注入性が改善された結果,ドレイン電流が増大したと考えられた。銀電極にUV/O3処理時間により銀表面の仕事関数を制御でき,仕事関数の増加に伴ってドレイン電流が増加することを突き止めた。さらに、TLM法解析により酸化銀電極を用いることでコンタクト抵抗を低減できることを実証した。一方,本研究ではS-D電極間の有機活性層(pentacene)にラビング処理を行い,その上に酸化性無機材料(MoO3)層を形成したOFETの検証も行った。これまでに,上記素子においてCT錯体の形成量を減らさずにOFF電流を低減できることが確認され,電荷発生型OFETのON/OFF比を改善する新たな手法になると期待された。真空ポンプの故障等予期せぬ事態が起こったがほぼ期待通りの結果が得られており,おおむね順調に進展している。前年度の検証結果では,チャネルにストライプ状の酸化性無機材料を形成しても大幅なドレイン電流を得ることができなかった。したがって,今年度は良好な特性が得られた酸化銀電極を用いて,より高いイオン化ポテンシャルを持つ有機材料を活性層に使用したOFETを作製し,その特性を評価していく。また,銀ナノインク電極の表面修飾も行い,同様の効果が得られるか確認していく予定である。

これまでに、蒸着法で形成した銀電極表面の化学修飾をメインに実験を行ってきた。次年度は、銀ナノインク電極においても同様な効果が得られるのかを検証する予定である。さらに、有機半導体層をウェットプロセスで形成した場合でも、化学修飾の効果が得られるかについても検証を行い、オールウェットプロセスによる高機能フレキシブルOFETを実現していく。
プロドラッグの構造と相関した活性化酵素の探索と組織特異的発現の分子機構

本研究においては、carboxylesterase (CES)、butyrylcholinesterase (BuChE), arylacetamido deacetylase (AADAC), cholesteroesterase(およびparaoxonase (PON)によるプロドラッグの代謝活性化の寄与を調べると共に臓器特異的発現機構について解明し、プロドラッグの代謝活性化モデル細胞を作成することを目的として研究を行った。この研究により、臓器を特定したプロドラッグの効率的な開発や臨床において安全性や有効性を踏まえたプロドラッグの適切な使用法を開発することが可能となった。本研究においては、カルボキシルエステラーゼ(CES)、ブチリルコリンエステラーゼ(BuChE),アリルアセトアミドデアセチラーゼ(AADAC)およびパラオクソナーゼ(PON)によるエステルまたはアミド結合を持つプロドラッグの代謝活性に対する寄与を調べると共に、これらの代謝活性化酵素の臓器特異的発現機構について解明し、プロドラッグの代謝活性化モデル細胞を作成することを目的に研究を行ってきた。その結果、本年度は昨年度作成したヒトCES1A1, CES1A2, CES2A1, CES3, AADACおよびPON1遺伝子をHEK293に導入した異種細胞発現系を用いてtemocapril, CPT-11 methylprednisolone 21-hemisuccinateを初めとした臨床上重要なプロドラッグについて代謝活性化能を酵素反応速度を中心に詳細に検討した。その結果、CES1A1のtemocaprilに対するKm値がCES2A1よりも低く、Vmax値が高いことが明らかとなった。また、PON1に関しては、phenylacetateの加水分解活性は示したが、活性が低いためキネティクス解析は出来なかった。また、AADACに関しても、使用したプロドラッグに対する代謝活性化能は示さなかったため、現在モデルプロドラッグの合成を行い、これらの酵素に特異的に加水分解される構造について調べている。ヒトの加水分解酵素の臓器特異的発現機構に関しては、CES1のmRNAの発現の低い小腸の発現調節機構を調べたがメチル化の影響は見られなかった。本研究においては、carboxylesterase (CES)、butyrylcholinesterase (BuChE), arylacetamido deacetylase (AADAC), cholesteroesterase(およびparaoxonase (PON)によるエステルまたはアミド結合を持つプロドラッグの代謝活性に対する寄与を調べると共に、これらの代謝活性化酵素の臓器特異的発現機構について解明し、最終的にはトランスポーターと共発現させたプロドラッグの代謝活性化モデル細胞を作成することを目的に研究を行った。その結果、本年度はヒトCES1A1, CES1A2, CES2A1, CES3, AADAC, BuChE, PON1,PON2およびPON3のmRNAの各臓器における発現量の測定と特性の比較の研究において、ヒトCES1A1,CES1A2,CES2A1,CES3,AADACおよびPON1について、それぞれのcDNAをヒト腎由来細胞であるHEK293に導入した異種細胞発現系を作成した。そして、temocapril, CPT-11 methylprednisolone21-hemisuccinateを初めとした臨床上重要なプロドラッグについて代謝活性化能を調べた結果、CES1A1およびCES1A2は、temocaprilに対する特異性が高く、CES2A1はmethylprednisolone 21-hemisuccinateに対する特異性が高いことが明らかとなった。PONに関しては、phenylacetateの加水分解活性は示したが、使用したプロドラッグに対する代謝活性化能は持っていなかった。AADACに関しても、使用したプロドラッグに対する代謝活性化能は示さなかったため、今後さらに他種類の基質薬物を用いた検討が必要であると考えられた。本研究においては、carboxylesterase (CES)、butyrylcholinesterase (BuChE), arylacetamido deacetylase (AADAC), cholesteroesterase(およびparaoxonase (PON)によるエステルまたはアミド結合を持つプロドラッグの代謝活性に対する寄与を調べると共に、これらの代謝活性化酵素の臓器特異的発現機構について解明し、最終的にはトランスポーターと共発現させたプロドラッグの代謝活性化モデル細胞を作成することを目的として研究を行った。この中で、申請者は、ヒトCES1A1,CES1A2,CES2A1, AADAC,PON1について、cDNAクローニングを行ない、それぞれのcDNAを昆虫細胞であるSf9またはヒト腎由来細胞であるHEK293に導入した異種細胞発現系を作成して、temocapril, CPT-11 methylprednisolone 21-hemisuccinateを初めとした臨床上重要なプロドラッグについて代謝活性化能について調べ、それぞれのプロドラッグで代謝活性化酵素が異なることを見いだした。さらに、これらの代謝活性化酵素の臓器特異的発現を調べた結果と併せて、この研究により、臓器を特定したプロドラッグの効率的な開発や臨床において安全性や有効性を踏まえたプロドラッグの適切な使用法を開発することが可能となった。

薬物代謝学本年度は昨年度作成したヒトCES1A1, CES1A2, CES2A1, CES3, AADACおよびPON1遺伝子をHEK293に導入した異種細胞発現系を用いて臨床上重要なプロドラッグについて代謝活性化能を酵素反応速度を中心に詳細に検討した。その結果、CES1A1のtemocaprilに対するKm値がCES2A1よりも低く、Vmax値が高いことが明らかとなった。また、PON1に関しては、phenylacetateの加水分解活性は示したが、活性が低いためキネティクス解析は出来なかった。また、AADACに関しても、使用したプロドラッグに対する代謝活性化能は示さなかったため、現在モデルプロドラッグの合成を行い、これらの酵素に特異的に加水分解される構造について調べているところである。ヒトの加水分解酵素の臓器特異的発現機構に関しては、CES1のmRNAの発現の低い小腸の発現調節機構を調べたがメチル化の影響は見られなかったので、今後別の点から発現調節機構について調べる予定である。本年度はヒトCES1A1, CES1A2, CES2A1, CES3, AADAC, BuChE, PON1,PON2およびPON3のmRNAの各臓器における発現量の測定と特性の比較の研究において、ヒトCES1A1,CES1A2,CES2A1,CES3,AADACおよびPON1について、それぞれのcDNAをヒト腎由来細胞であるHEK293に導入した異種細胞発現系を作成し、プロドラッグに対する代謝活性化能を調べることが出来た。ただ、ヒトCESの臓器特異的発現調節機構の解明に関しては、使用した小腸由来細胞に5-aza-dCを添加しても、mRNAの増加が見られなかったため、さらなる検討が必要である。現在得られているヒトCES1A1, CES1A2, CES2A1, CES3, AADACおよびPON1遺伝子をHEK293に導入した異種細胞発現系を用いて、より多くのプロドラッグについて代謝活性化に関する構造活性相関を調べると共に、構造活性相関に関しての研究が進めば実際にモデルプロドラッグを合成して、酵素毎の構造活性を明らかにする。この研究により、目的の酵素をターゲットにしたプロドラッグの設計が可能となる。さらに、臓器特異的発現に関してはCESに関してヒト小腸に特異的な発現調節機構の解明を試みる予定である。