hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高感度多項目イムノクロマト法の開発と新型インフルエンザ迅速簡易診断への応用

本研究では、次世代の汎用的診断技術として、「蛋白バイオマーカーの同時項目分析技術」および「迅速簡易測定技術」を用いて、特に新型インフルエンザを対象とし、簡易型超高感度で型別診断可能なイムノクロマト法の開発を行った。研究期間内に企業との共同研究、共同開発にて以下の項目を達成した。(1)鳥インフルエンザ特異的な単クローン抗体、ウサギポリクローナル抗体をそれぞれ数種類得ることができた。(2)同時多項目分析技術の応用にて蛍光色素増強法「ImpacTag法」を開発(特許申請)し、この技術の応用にて、従来の100倍の高感度化を達成した。(3)参加企業4社により、蛍光検出のための測定機器の開発が開始され、基本仕様が決定。H23年秋までにはA型、B型、H5型の3種類同時測定用のイムノクロマトおよびその測定機器のプロトタイプ完成予定で現在開発を進めている。(4)MUSTagアッセイにおける超高感度試薬の開発:本研究にて、磁気ビーズ系を用いたアッセイ系の検定を行い、従来より約10倍の高感度化が成功した。また、血清サンプルなどでの擬陽性が効果的に防ぐことが出来ることが判明した。これにより、3Plex以上の正確なアッセイが行うことが可能となった。ただ、測定時間に関しては短縮できず、更なる改良が必要である。(5)MUSTagイムノクロマトの研究開発:イムノクロマト様のメンブレン上の展開によるサンドイッチアッセイとし、さらにそのまま同じメンブレン上でオリゴの等温増幅を行い、光学的に検出可能となった。蛍光標識したMUSTagオリゴ抗体を用いて、蛍光イムノクロマト法に応用し、高感度化を検討した結果、メンブレンによるバックグラウンドがかなり高く、更なる改良が必要であることが判明した。【目的】高齢化社会を迎えた現在、医療費の削減や患者のQOL向上実現のために、疾患を早期に診断し、的確な薬効予測に基づく投薬で早期に完治する予防的治療「Theranostics(Therapeutics+Diagnostics)」の確立が重要である。各種疾患の的確な診断法開発のためには、次世代の汎用的診断技術として「蛋白バイオマーカーの同時多項目分析技術」および「迅速簡易測定技術」の臨床診断への応用が急がれている。そこで本研究は、当研究所が独自に開発した超高感度同時多項目測定法(MUSTag法:特許第4111984号、各国移行中)を基盤技術とした新しい診断デバイス作製を目指す。本技術の応用として、現在緊急性を有している新型インフルエンザ対策を最優先させる。飛行機内、空港、感染現場、家庭、開業医、保健所など、大型機器が使用できない場合には、簡便で高感度な診断法が求められている。そのため、次世代のイムノクロマトとして、簡易型超高感度で型別診断可能なイムノクロマト法をMUSTag技術で開発するとともに、ハンディータイプの測定機器も同時に開発する。【研究成果】本研究にて下記の成果を得た。1各種インフルエンザ抗体の作製を行い、H1、H5型に関する各種のmonoclonal及びpolyclonal抗体を得た。2測定機器のポータブル化・多項目同時検出系の構築・迅速検出(20分以内)を目指し、イムノクロマト法の高感度化を行った結果、蛍光法、発光法にて、1,000倍以上の感度向上に成功した。現在、蛍光法の実用化を目指し、企業との共同研究をスタートさせた。3上記の蛍光イムノクロマト法の測定器機として、10-30万円程度の安価な測定器機の開発を始め、H22年6月頃にはプロトタイプの完成を見込んでいる。これらの組み合わせによる、従来法より1,000倍高感度なイムノクロマト法によるインフルエンザ診断法の確立と薬事申請による診断薬としての実用化を今後目指す予定である。蛍光標識したMUSTag

オリゴ抗体を用いて、蛍光イムノクロマト法に応用し、高感度化を検討した結果、メンブレンによるバックグラウンドがかなり高く、更なる改良が必要であることが判明した。
ボノプラザンはNrf2パスウェイを利用した小腸潰瘍治療薬になるか?

本研究では、ボノプラザンのNrf2誘導能について用量および持続時間について遺伝子及びタンパク質レベルで解析を行い、局所的に誘導される分子メカニズムも明らかにする。更にインドメタシンによる小腸潰瘍モデルでボノプラザンが小腸粘膜をNrf2の誘導を介して保護できるか検討を行い、ボノプラザンが小腸潰瘍の治療薬の可能性があるか検討を行う。
近現代哲学における表象とエクリチュール

本研究は、近現代哲学における表象とエクリチュールについて西洋近代の基盤を明らかにし、さらに日本近代の諸問題とのつながり、そして東洋(オリエント)へと視座をひろげた。概略は次のようにまとめられる。1デカルト哲学を出発点として魂と情念、その機械論との接合を明確にし、そのうえで、西洋近代の表象と主体の問題の根幹に踏み込んだ。また、現代哲学へのつながり(今回はメルロ=ポセティとラカン)も明きらかにし、そこにおけるデカルトとライプニッツの対比も行った。2表象の諸問題を、魂、精神、実体を軸にして、デカルト、スピノザ、ライプニッツ、マルブランシュなど17世紀ヨーロッパ哲学相互のつながりと差異を明らかにした。実体・魂・精神はさらに、宗教と関わり(特にライプニッツとスピノザの関連において)、そこから反宗教地下文書が扱われた。3西洋近代の基礎となるこうした諸点を踏まえて、日本の近代、つまり明治以降の糖神、主体、表象の問題が、エクリチュールとの関連で具体的にとらえる.主体・精神の問題を基礎とし、漢字や仮名のエクリチュールと主体についての関連が明らかにされた.そこから、主体・精神・エクリチュールと病について、考察がなされ、問題の根源は西洋近代の始まりにもつながることが示唆された。4視点をひろげてこの主題群が、日本、東洋(オリエント)、デカルトのCogitoにまで問題の連関をもつことを示すとともに、主体・経験・そして文明へと問題の源を探っていった。和辻・西田の提起した点を基礎にして、デリダ、フーコー、デカルトについて論及し、そして東洋(オリエント)への視座を求めた。今年度は、近現代哲学と表象、エクリチュール、想像力、情念について、基本的な文献・資料を整えつつ、主として3つの方向から研究を進めた。第1は、近代西洋とくに17世紀を中心として、表象、主体、イメージ、エクリチュールなどの問題をデカルト、ライプニッツの哲学を出発点として、これら具体的諸問題と哲学の関連を示す作業を始めた。第2は、これに対応するかたちで、日本の近代におけるエクリチュールと主体の問題の検討を始めた。第3に、やや限定的に、デカルト『情念論』と精神、情念、表象、機械論のテーマで研究を行った。このうち第3のものは、成果の1部を論文にまとめることができ、次ページの雑誌論文リストに記した.第1と第2のテーマも進行中で、西洋17世紀と日本近代をつなぐ主題として、主体、表象、メランコリー等の具体的糸口が明らかになりつつあるので、次年度には、いくつかの論文として、具体的な成果をまとめあげる段階に入れると思う。エクリチュール、表象のテーマで共同研究をつづけている、パリ第7大学エクリチュール研究センター所長アンヌ=マリー・クリスタン教授とは、同教授の2003年11月の来日(東京大学C.O.E.による)の折、研究セミナーに参加し意見・情報の交換を行い、さらに個別的に、研究経過の話合いなどを行った。2003年12月には、研究課題のうちの最終テーマの一環となる、西洋近現代哲学と非西欧文明との差異に関連して、チュニジア国カルタゴ11月7日大学との共同研究のため、チュニジアを訪れ、打ち合わせや調査を行った。なお2月7日から3月末の間は、フランスを訪れ、上記クリスタン教授、およびパリ第1大学オリヴイエ・ブロック教授との共同研究を続行し、あわせて、国立図書館やソルボンヌ図書館での資料収集を行う.これにより、最初に示した3つのテーマについて、論文の仕上げへ向かう。本年度は、近現代哲学における表象とエクリチュールについて特に以下の諸点からアプローチし、視覚、主体の問題に取り組んでいった。さらにその出発点となる17世紀哲学について形而上学の基点と特徴を明らかにした。以下、研究とその実績の概要を記す。

まず西洋近代の表象について、遠近法を軸に、視覚にともなう主体の設定を示した。次いで、20世紀におけるそうした主体と視覚の問題点を、ラカンとメルロ=ポンテイの業績を参照しつつ明らかにした。さらにそれらの問題点をデカルト、ライプニッツに遡って見直した。(論文「遠近法、視覚、主体」に結実)他方、日本における表象とエクリチュールのはらむ問題を明らかにすべく、主体、精神、エクリチュールについて、日本の近代化との関係でみていった。とくにそこでの病的形態に注目しつつ日本におけるその特徴を明らかにした。(論文「主体・精神・エクリチュールとその病-日本思想への一視点」に結実した)こうした具体的論究とともに、西洋近代における問題の根底を見るために、17世紀合理主義哲学の大きな特徴を、形而上学と論理、精神(魂)、自然学との関連で、明らかにした。デカルト、ライプニッツ、マルブランシュの哲学を綿密にテクストを検討して、この問題を具体的に明らかにした。(図書「真理の探求-17世紀合理主義の射程」に所収の論文「真理・魂[精神]・自然-17世紀合理主義の一断面」がその成果である)。また、こうした17世紀の根底におけるエクリチュールの位置を、記号という観点から、数学との関連で考察した。(論文「普遍的知への夢」がその成果である)なお3月には、フランスのアンドレ・シャステル研究センターにおいて研究を行い、本年に取り組んだ視覚表象と主体の問題を、20世紀の哲学・芸術との関連で具体的に深めていく。本年度は次の3つの方向から研究を進めた。(1)ライプニッツとスピノザの哲学をバロック、実体、魂、個の観点から具体的に、この2つの哲学の特徴を比較検討し、相互関係(影響、批判、拒否)を明らかにした。実体とモナドの関連、モナドと一元論、など類似と対比が明らかになった(スピノザの『エチカ』とライプニッツ『弁神論』やその書簡その他を照らし合わせることによって)。さらに、ライプニッツのスピノザ批判の中心となっていく神、魂の問題は17-18世紀の反宗教地下文書にもつながる。そこでのスピノザ受容は曲解あるいは単純化されたものとなっている。具体例として17世紀末の医師ゴーチエ『生と死の同等性』、18世紀前半の『3人の詐欺師論』をとりあげた。(2)近現代哲学における情念について、その表象とエクリチュールを明らかにするため、その基点となるデカルト『情念論』の詳細な分析を行い、テクストの注解をつづけた。スピノザやライプニッツの情念論、さらに代哲学の情念の問題ともつなげていく予定である。(3)日本哲学について、明治以降の西洋哲学導入にともなう諸問題と、西洋と対比しての日本思想の特徴について、研究をすすめた。特に、個や主体、精神などの問題で明らかになることがらを中心にまとめていった。さらに西田幾多郎の哲学においてこうした諸点がどのように現れているかを検討した。また、空間や文明の視点にふれ、和辻哲郎の業績などをもとにして、西洋、イスラムとの対比や比較の問題への取り組みを始めた。本年度は最終年度にあたり、全体の発展とまとめに多くの作業を費やした。まず主軸である西洋近代については、デカルト、ライプニッツとその周辺の諸問題の研究を続行した。ライプニッツについて成果の1部を発表した(『ライプニッツを学ぶ』世界思想社)。
循環器疾患に対する運動療法と循環器薬の併用効果に関する検討

1.運動とβ遮断薬(β)の血圧・自律神経機能に対する併用効果を高血圧自然発症ラット(SHR)を用い検討した。高血圧の進展は拘束下の測定では、安静群に比べ運動群、β投与群で有意に抑制され、併用群では運動群、β投与群に比べ更に有意に抑制された。一方、非拘束下測定した血圧・心拍数・自律神経の交感神経成分は運動群、β投与群で有意に低かったが併用群で更なる低下は認められなかった。以上の結果より、運動とβの併用効果は安静時には明らかでないが拘束下のようなストレス下で明らかになる可能性が示された。2.運動とアンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬の高血圧・大動脈壁弾性に対する併用効果をSHRを用い検討した。7週齢のSHRは既に高血圧を呈しており以降安静群では高血圧は更に進展したがACE阻害薬投与群で有意にその進展が抑制された。15週齢時、おのおの運動を負荷した群としない群について血圧・動脈硬化指数を比較すると有意な差は認めなかった。以上より、アンジオテンシン系がSHRの高血圧進展・大動脈壁弾性低下に関与していることが示されたが、ある程度高血圧が進展した後では血圧ならびに大動脈壁弾性に対しACE阻害薬と運動の併用効果は得られ難いことが示唆された。3.運動の女性ホルモン消退に伴う圧受容体反射機能の変化に対する効果を検討した。8週齢雌ラットに対し卵巣摘除(OVX)もしくは偽手術(Sham)を行い、それぞれ安静群と運動群にわけ20週齢時圧受容体反射機能(BRS)を測定した。OVXのBRSはShamに比べ有意に低かった。運動はOVX, Shamいずれに対しても安静時の心拍数を同じように低下させたが、低下するOVXラットのBRSには影響を与えなかった。以上より、閉経後BRS低下を防ぎかつ自律神経機能を副交感神経優位にするためには運動療法単独でなくホルモン補充療法との併用が有用であることが示唆された。運動と降圧薬との間に降圧効果・自律神経機能等に対する効果について併用効果があるのか、またそれらは降圧薬の種類によって異なるのかを高血圧自然発症ラット(SHR)を用い検討した。また性差にも注目し女性ホルモンとの関係についても研究を始めた。1運動とβ遮断薬の併用効果を5週齢のSHRを安静群、運動群、β遮断薬投与群、併用群に分け検討した。高血圧の進展は拘束下tail-cuff法を用いた血圧測定では、安静群に比べ運動群、β遮断薬投与群で有意に抑制され、併用群では運動群、β遮断薬投与群に比べ更に有意に抑制された。一方、17週齢時予めカテーテルを留置したラットに対し非拘束下・安静時に血圧測定ならびに自律神経機能を測定した時の血圧・心拍数は運動群、β遮断薬投与群で有意に低かったが併用群で更なる低下は認められなかった。自律神経機能は運動群、β遮断薬投与群で交感神経成分の減弱ならびに副交感神経成分の亢進を認めたが両者併用群では更なる変化を認めなかった。以上の結果より、運動とβ遮断薬の併用効果は安静時にははっきりしないが拘束下のようなストレス下で明らかになる可能性が示された。2運動とアンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬の高血圧に対する併用効果を7週齢のSHRを安静群、運動群、ACE阻害薬投与群、併用群に分け検討した。

7週齢のSHRは収縮期血圧170mmHg程度の高血圧を呈し、以降安静群では高血圧は更に進展したがACE阻害薬投与群で有意にその進展が抑制された。しがし運動群では安静群と比べ差を認めなかった。併用群でもACE阻害薬投与群に比べ更なる降圧効果を認めなかった。以上の結果より、少なくともある程度高血圧が進展した状態では血圧に対しACE阻害薬投与と運動の併用効果は得られ難いことが示唆された。運動とアンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬の高血圧・大動脈壁弾性に対する併用効果を検討した。7週齢の高血圧自然発症ラット(SHR)を安静群、運動群、ACE阻害薬投与群、両者併用群に分けた。運動はトレッドミルを用い20m/分、60分/日、週5日、8週間行った。ACE阻害薬投与群にはペリンドプリルを1mg/kg/日飲水に混ぜ投与した。7週齢時Tail-cuff法で測定した収縮期血圧は170mmHgとすでに高血圧を発症していた。15週齢時、麻酔下で胸部大動脈に動脈カテーテルを留置し2日間の回復期間の後、無麻酔・無拘束下で安静時の血圧ならびに脈波を測定した。安静時の血圧には安静群と運動群で差を認めなかった。ACE阻害薬投与群の血圧は安静群に比べ有意に低下していたが併用群の血圧と有意な差はなかった。動脈圧波形から大動脈壁弾性の低下を示す指数であるaugmentation index(AI)を求め比較検討した。安静群と運動群でAIに有意な差は認めなかった。ACE阻害薬投与群のAIは安静群に比べ有意に低かったが、併用群のAIとの間に有意な差を認めなかった。以上の結果より、レニン・アンジオテンシン系がSHRの高血圧進展・大動脈壁弾性の低下に関与していることが示された一方、少なくともある程度高血圧が進展した状態では高血圧ならび大動脈壁弾性に対しACE阻害薬投与と運動の併用効果は得られ難いことが示唆された。
結髪再現による化政期の髪型に関する研究

本年度は、結髪師の南登美子氏とともに、大阪歴史博物館所蔵『御ぐしあげ』のうちの7種、つまり「水からやっこ」「まるわ」「三徳わげ」「たてひょうご」「ばひわげ」「よこひょうご」「やよい」の再現を実施、この再現で平成16年度からの再現数が22種となった。結髪再現に臨んでは、それぞれの髪型の特徴および結髪手順や技術的側面等に関する充分な協議を行い、途中、手直しの必要な箇所等についても随時確認・修正を行いつつ制作をすすめた。それらの再現過程はできる限り、デジタルビデオおよび写真による撮影をおこない、今後予定している風俗史研究の検証資料として蓄積した。また平成17年度までの再現作業によって確認できた技術的事項の整理と再検討はじめるとともに、ポーラ文化研究所所蔵「容顔美艶考」等の調査を行ない、結髪と連関性の高い「化粧」の問題について考察を深めた。3月には、結髪再現の検証と基礎研究の成果報告を兼ねて「日本髪の源流を探る-江戸時代の大坂の結髪再現-」を開催し、自髪を使用した場合の結髪の手順等を確認するとともに、江戸時代の大坂の結髪文化の豊かさを広く知ってもらう機会とし、70人を超える観覧者の参加を得るとともに、自髪の結髪工程を確認しながらの撮影を行うことができた。なお、本研究の遂行過程において調査・検討を加えた大坂関連の錦絵から得た新知見を論文としてまとめ発表した(「錦絵に描かれたアットゥシ-大坂へもたらされたアイヌ風俗-」(『大阪歴史博物館研究紀要』第5号、2006年)。今後は、本研究で再現された結髪雛形および結髪工程の記録を博物館において積極的に公開することを予定している(平成19年秋頃)。また、蓄積された調査結果をもとに、江戸時代後期の大坂風俗に関して再検討を加え、成果を論文として報告していく。東京国立博物館所蔵「女風俗髪結雛形」「眉作結髪記」「風俗記」、ポーラ文化研究所所蔵「当世髪結雛形」、福岡市博物館所蔵「結髪図巻、大阪府立中之島図書館所蔵「大阪名所絵巻物」ほかの熟覧、調査を実施した。このうち「結髪図巻」(福岡市博蔵)は京都画壇の祗園井特に近い京都円山派の画家の手になる作品で、結髪再現の基本資料とする『御ぐしあげ』の内容と合致する点が多く見られることから、本研究の推進上最も重要な資料と認められるもので、資料を実見し再現の参考とすることができた点は最大の収穫であった。資料調査と並行して調査結果の検討、ならびに結髪再現に着手。結髪師の南登美子氏とともに、大阪歴史博物館所蔵『御ぐしあげ』のうち、「をとこわげ」「めがねわげ」「いたこわげ」「てまりわげ」「っりふねわげ」「まさおかわげ」「りょうわ」の計7種について結髪雛形を制作を開始した。それらの再現過程はできる限り写真とビデオによって撮影・記録し、今後予定している風俗史研究の検証資料として蓄積した。従前の研究成果に本年度の調査成果等を加味し、「宮本君山筆『御ぐしあげ』の検討から(二)-近世大坂風俗再考のために-」(『大阪歴史博物館研究紀要』第3号、2004年)、および「松川半山筆肉筆風俗画にみる幕末・維新期大坂の風俗動向」(『文化史学の挑戦』、2005年)を発表し、その成果の一部を報告した。ポーラ文化研究所所蔵「化粧眉作口伝」、東京国立博物館所蔵「女中髪結様之書」「女中躾方仮粧之次第」「眉書」「美賀の月眉つくり」の調査を行った。これら江戸時代中期以降の結髪および化粧関連資料は、結髪と不可分の関係にあるため、再現による結髪技法の検証と並行して調査・検討を行うことで、「眉化粧」に重点をおいた化粧法は、結髪の多様化とともに発展してきたものであること、また、髪型と化粧と衣服をバランス良く身につけることが「よそおい」の原点であると同時に最終目的ともなっていたことが、文献面からも明らかになりつつあると考えている。資料調査と並行して平成18年度分の結髪再現に着手。結髪師の南登美子氏とともに、大阪歴史博物館所蔵『御ぐしあげ』のうち「さきこうがい」「京いち両輪」「さかまき」「かしく」「かうがひもたせ」「やしきがた」「ざんぎりがみ」「はりもどき」の8種について結髪雛形を制作を実施した。結髪再現に臨んでは、昨年度同様、それぞれの髪型の特徴および結髪手順や技術的側面等に関する充分な協議を行い、途中、手直しの必要な箇所等についても随時確認・修正を行いつつ制作をすすめた。それらの再現過程はできる限り写真とビデオによって撮影・記録し、今後の風俗史研究の検証資料として蓄積している。平成17年度に再現した結髪雛形について「宮本君山筆『御ぐしあげ』に基づいて再現した化政期大坂の髪型」(『大阪歴史博物館研究紀要』第4号、2005年)として報告した。

本年度は、結髪師の南登美子氏とともに、大阪歴史博物館所蔵『御ぐしあげ』のうちの7種、つまり「水からやっこ」「まるわ」「三徳わげ」「たてひょうご」「ばひわげ」「よこひょうご」「やよい」の再現を実施、この再現で平成16年度からの再現数が22種となった。結髪再現に臨んでは、それぞれの髪型の特徴および結髪手順や技術的側面等に関する充分な協議を行い、途中、手直しの必要な箇所等についても随時確認・修正を行いつつ制作をすすめた。それらの再現過程はできる限り、デジタルビデオおよび写真による撮影をおこない、今後予定している風俗史研究の検証資料として蓄積した。また平成17年度までの再現作業によって確認できた技術的事項の整理と再検討はじめるとともに、ポーラ文化研究所所蔵「容顔美艶考」等の調査を行ない、結髪と連関性の高い「化粧」の問題について考察を深めた。3月には、結髪再現の検証と基礎研究の成果報告を兼ねて「日本髪の源流を探る-江戸時代の大坂の結髪再現-」を開催し、自髪を使用した場合の結髪の手順等を確認するとともに、江戸時代の大坂の結髪文化の豊かさを広く知ってもらう機会とし、70人を超える観覧者の参加を得るとともに、自髪の結髪工程を確認しながらの撮影を行うことができた。なお、本研究の遂行過程において調査・検討を加えた大坂関連の錦絵から得た新知見を論文としてまとめ発表した(「錦絵に描かれたアットゥシ-大坂へもたらされたアイヌ風俗-」(『大阪歴史博物館研究紀要』第5号、2006年)。今後は、本研究で再現された結髪雛形および結髪工程の記録を博物館において積極的に公開することを予定している(平成19年秋頃)。また、蓄積された調査結果をもとに、江戸時代後期の大坂風俗に関して再検討を加え、成果を論文として報告していく。
永久凍土地帯の水循環特性と洪水予測

アラスカ永久凍土地帯における融雪水、及び融氷水、降雨等の河川への流出特性を明らかにし、非凍土地帯の北海道のそれと対比して、両地帯の洪水発生機構の差異を明確にするためにこの研究を行った。永久凍土地帯では、非凍土地帯で主成分を占める地中流出が極度に小さいため、融雪、融水、降雨による河川への流出が急激かつ大量のピ-ク流出をもたらすという事が予想され、又、非凍土地帯では地中浸透のために不明瞭である積雪中の水の浸透機構が、凍土地帯では比較的容易に究明できると思われた。これらの予想を実際に観測し検証して、両地帯の流出機構を比較、解明しようと試みた。1987年度には、研究打ち合せと夏期の永久凍土地帯の熱収支、流出機構の観測のために日本側より4名がアラスカに赴いた。フェアバンクス市郊外のグレンクリークに微気象観測装置、水位計、水温計等を設置し、約1カ月間、熱収支、融氷量、流出量、水温及び水質の変動が調査された。流出水の化学成分分析はアラスカ大学の協力を得た。熱収支観測から以下の事が解った:1)放射収支量のほぼ1/2が蒸発潜熱である,2)顕熱伝達量は極めて小さく重要でない,3)地中伝導熱は下層に凍結層が存在しているので、下向きでほぼ一定である,4)草地や溜り水面からの蒸発損失が大きく、河川水面では凝結が生じている。流出量と水質分析から以下の事が解った:1)流出量が増すと川水温が下がる,2)流出量が増すと川水の電気伝導度が増加する。2)の結果は北海道の融雪期の結果と逆になっており、凍土中の融氷が河川水量の増加に寄与している事が考えられる。1988年度の融雪期には、アラスカ大学の実験流域であるイムナビエトクリークで融雪出水観測が行なわれた。5月に日本側より3名が赴き、微気象観測、積雪調査、河川の水質水量調査を行った。以下の知見が得られた。1)年度によって、融雪時期が大きく変化する。2)融雪期は短く、約1週間の晴天で流域の大部分の雪が消えた。北海道では融雪期が23週間続く。1),2)の原因としては、融雪初期の積雪水量が約10cmと小さい事、晴天日射量が大きくて、数日の晴天で融雪熱量が供給できる事、晴天日は南風の時が多く、ブルックス山脈を越えて吹くフェーンによって気温が高くなる等が考えられた。3)融雪流出の水収支において蒸発量の割合が大きい。蒸発は積雪表面から主に起こるのではなく、消雪後、流出しないで土壌に残された融雪水からの蒸発が大きいと考えられた。4)融雪水の河川への応答は速く、約5時間でピーク流量に達した。又、流量が増加すると電気伝導度は小さくなり、水質の変化も、北海道の融雪流出の時と同じ傾向にあった。1989年2月には、アラスカ大学のKane教授を招へいし、アラスカの永久凍土地帯における水循環について講演・討論の機会を持った。地球大気温暖化に伴う永久凍土のモデル実験が示され、所員からの反響が大きかった。1989年4月末から6月初旬にかけて、日本側から2名が再びイムナビエトクリークに赴き、融雪熱収支の観測を行った。その結果以下のことが解った。1)融雪期において、融雪熱量の約70%は放射収支量によってまかなわれていた。2)融雪熱量のうち、30%は顕熱伝達により、5%は雪中熱伝達量であった。3)蒸発潜熱は融雪に対して負の働きを持ち、約5%であり、融雪に寄与していない。4)消雪後、アルベードの減少により放射収支量が急激に増加し、そのうちの半分は蒸発潜熱に、残りの半分は地中伝達熱として費やされた。5)以上の事から、流域の水収支の中で、蒸発量が3040%と大きいのは、雪面からの蒸発ではなく、消雪後の地表面からの蒸発がほとんどである事が解った。1989年11月には、アラスカ大学よりベンソン教授を招へいし、北極アラスカの積雪機構や氷河の水収支について構演会を持った。活火山上の氷河の消衰や氷河にせきとめられた池の突発流出による洪水などの説明もあり、所員の興味を誘い活発な議論が行なわれた。

アラスカ永久凍土地帯の融雪水(積雪より),融氷水(氷河),雨等の流出機構の特性を非凍土地帯の北海道のそれと対比し,両地帯の洪水発生機構の差異を明らかにし,その予測を行なう.1987の7月下旬から8月上旬にかけて,アラスカ州凍土地帯のGlenn Creek流域(1.8Km^2)において,降雨の流出応答並びに,ツンドラ帯の熱収支・蒸発量の観測を行った.流域の6割はBlack Spruceの永久凍土地帯, 3割はBirchとWhite Spruceの季節凍土地帯である.活動層の厚さは, 7月下旬において20cmから60cmで,林床は1020cm厚のMOSSで被われている.観測結果の概略は次のようであった.流出の応答は,非凍土地帯の北海道に比して,非常に遅く,ピーク流出は,降雨のピーク時より約20時間(北海道では16時間)もの遅れを示した.流出水の水質の変動の応答は,流量のそれより上流で, 12時間,下流では, 24時間の遅れを示した.川の水温は,降雨による増水時には,上流で3.6°Cまで下った.これ等のデータにより,凍土地帯の森林における流出特性は,次のように推察される.林床のMOSSの保水性が高いために,流出応答が極度に遅い.降雨流出生起時にはMOSSを通しての表層流出が約半分を占め,残りは,浅い地中流出となる.地中流出が, MOSS流にやや先行する.観測期間中,気温(1.5m)は3.227,8°C,植生地表面温度は-0.432.0°C,水深の浅いたまり水の温度は9.122.5°Cと大きく変化し,一方流水(川)の温度は3.610.0°Cであった.蒸発量はたまり水面では直接測定から,その他の面では熱収支法によって算出したが,植生面やたまり水からは蒸発が,流水面では凝結と全く異なる現象が生じていた.たまり水面の日平均蒸発量は0.81.2mm(全期間13mm)であり植生面からはさらに大きな値を得た.期間中の総雨量は25mmであったが,その約50%は蒸発したことになるが,永久凍土地帯の流域水収支を考える上で蒸発による水損失の重要性が指摘される.63年度において,融雪流出期の流出応答,熱収支・水収支等の研究を行う予定である.アラスカ永久凍土地帯における融雪水、及び融氷水、降雨等の河川への流出特性を明らかにし、非凍土地帯の北海道のそれと対比して、両地帯の洪水発生機構の差異を明確にするためにこの研究を行った。永久凍土地帯では、非凍土地帯で主成分を占める地中流出が極度に小さいため、融雪、融水、降雨による河川への流出が急激かつ大量のピ-ク流出をもたらすという事が予想され、又、非凍土地帯では地中浸透のために不明瞭である積雪中の水の浸透機構が、凍土地帯では比較的容易に究明できると思われた。これらの予想を実際に観測し検証して、両地帯の流出機構を比較、解明しようと試みた。1987年度には、研究打ち合せと夏期の永久凍土地帯の熱収支、流出機構の観測のために日本側より4名がアラスカに赴いた。フェアバンクス市郊外のグレンクリークに微気象観測装置、水位計、水温計等を設置し、約1カ月間、熱収支、融氷量、流出量、水温及び水質の変動が調査された。流出水の化学成分分析はアラスカ大学の協力を得た。熱収支観測から以下の事が解った:1)放射収支量のほぼ1/2が蒸発潜熱である,2)顕熱伝達量は極めて小さく重要でない,3)地中伝導熱は下層に凍結層が存在しているので、下向きでほぼ一定である,4)草地や溜り水面からの蒸発損失が大きく、河川水面では凝結が生じている。流出量と水質分析から以下の事が解った:1)流出量が増すと川水温が下がる,2)流出量が増すと川水の電気伝導度が増加する。2)の結果は北海道の融雪期の結果と逆になっており、凍土中の融氷が河川水量の増加に寄与している事が考えられる。1988年度の融雪期には、アラスカ大学の実験流域であるイムナビエトクリークで融雪出水観測が行なわれた。5月に日本側より3名が赴き、微気象観測、積雪調査、河川の水質水量調査を行った。以下の知見が得られた。1)年度によって、融雪時期が大きく変化する。2)融雪期は短く、約1週間の晴天で流域の大部分の雪が消えた。北海道では融雪期が23週間続く。1),2)の原因としては、融雪初期の積雪水量が約10cmと小さい事、晴天日射量が大きくて、数日の晴天で融雪熱量が供給できる事、晴天日は南風の時が多く、ブルックス山脈を越えて吹くフェーンによって気温が高くなる等が考えられた。3)融雪流出の水収支において蒸発量の割合が大きい。蒸発は積雪表面から主に起こるのではなく、消雪後、流出しないで土壌に残された融雪水からの蒸発が大きいと考えられた。4)融雪水の河川への応答は速く、約5時間でピーク流量に達した。又、流量が増加すると電気伝導度は小さくなり、水質の変化も、北海道の融雪流出の時と同じ傾向にあった。
筋エネルギー代謝をターゲットとした大豆イソフラボンの肥満制御メカニズムの検討

これまで大豆イソフラボンは脂肪酸代謝の亢進を促し、体脂肪を低下させる作用が報告されており、代謝疾患に対する予防や治療法に有効な食品であると期待されている。さらに、骨格筋における脂肪の酸化や燃焼にはPPARδやERRαなどの転写因子は重要な役割を果たしており、培養細胞において、大豆イソフラボンのダイゼインはERRαを活性化することが報告されている。これらを踏まえて、本研究では、脂質代謝に重要な役割を果たす臓器の一つである骨格筋をターゲットに、大豆イソフラボンが生体内の脂質代謝にもたらす作用について転写因子に着目して解析し、その生物学的メカニズムを解明することを目的とした。その結果、ERRαを共発現させたC2C12にダイゼインを添加したところ、ERRα下流の脂質酸化関連遺伝子であるCPT1β、MCAD、PDK4の発現量が濃度依存的に有意に増加した。中でも、ダイゼインによる遺伝子発現量が顕著に増加したPDK4に着目し、ERRαを介したダイゼインの制御メカニズムをルシフェラーゼアッセイにより検討した。その結果、ERRαを強発現させることでPDK4の転写活性の増加が認められ、ダイゼインによって転写活性が有意に増強した。さらに、PDK4の上流にあるERRαの反応領域を欠失させたPDK4プロモーター変異体を作成し、メカニズム検討を行った。その結果、ERRαの反応領域を欠失させることで、ダイゼインのPDK4プロモーター活性増強効果は軽減した。よって、ダイゼインはERRαを介して脂質代謝関連遺伝子であるPDK4の発現を制御していることが示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
糖尿病の根治を目指した免疫制御治療の新戦略

Invariant natural killer T (iNKT)細胞は免疫制御を担当する自然免疫細胞である。我々はマウス骨髄移植実験モデルで、リポソーム化αガラクトシルセラミド(RGI-2001 )と抗CD40L抗体でiNKT細胞を刺激することで、低侵襲な前処置でもドナー骨髄細胞を生着させることに成功している。本研究では糖尿病マウスに対する膵島移植モデルに本治療法を応用した。本治療下に同一ドナーからの骨髄と膵島を移植したところ、免疫抑制剤を使わずに長期間血糖値を正常範囲に維持できた。この治療を臨床応用することで、糖尿病が根治可能となることが期待される。invariant natural killer T(iNKT)細胞は極めて特殊な自然免疫細胞で、獲得免疫の活性化と制御という相反する働きを同時に併せ持つ。我々はこのiNKT細胞の免疫制御能を特異的に活性化することのできる新規リガンドであるliposomal formuration of α-galactosylceramide(lipo-αGC)を開発している。さらに、このlipo-aGCに抗CD40L抗体を併用することで、低侵襲に骨髄キメラを誘導する新規骨髄移植法を編み出した。本研究では、事前に同一ドナーとの骨髄キメラを作成しておくことで、同種膵島移植片の長期生着を得ることができないかどうかを検証した。事前にstreptozosinで糖尿病化したマウスを、我々の低侵襲骨髄キメラ作成法により治療後、骨髄と同一のMHC抗原を有するドナーからの膵島を移植したところ、血糖値の速やかな改善が得られた。さらに、その後全く免疫抑制剤を併用していないにも関わらず血糖値が再上昇することはなく、移植膵島の完全生着が得られたものと考えられる。移植膵島生着における調節性T細胞の働きを調べるために、抗CD25抗体による調整性T細胞除去を行ったが血糖値が再上昇することはなかった。これらのことから、中枢性免疫寛容確立による安定したアロ膵島生着が得られたと考えている。本年度は膵島移植系を確立させ、骨髄キメラマウスへの移植実施を実現させた。その結果、理論通りの膵島生着が得られており、今後はその機序解明に向けた研究を行う。膵島移植は糖尿病を根治可能な数少ない手段の一つであり、その普及が期待されているものの、その治療成績は未だ芳しくない。本研究の目的は、invariant natural killer T(iNKT)細胞を活性化することで、膵島移植の治療成績を改善することができるかどうかを検討することである。iNKT細胞は免疫制御を担当する自然免疫細胞であり、その存在がアレルギー疾患や自己免疫性疾患の発病防止に寄与していることが報告されている。そこでiNKT細胞を活性化することで移植臓器生着を促進させようとする試みがなされてきたが、iNKT細胞の適切な活性化を得る方法は確立していない。我々は、iNKT細胞の強力なligandであるαガラクトシルセラミドを含有したリポソーム(lipo-αGC)を抗CD40L抗体と同時に投与することで、低侵襲な前処置でドナー骨髄細胞を安定して生着させることができるマウス骨髄移植モデルを確立している。本研究では、このモデルを用いて骨髄と同じドナーからの膵島移植を行うことで、膵島移植の生着率の改善、生着期間の延長が得られるかどうかを検証する。ストレプトゾシンを投与して作成した糖尿病マウスにiNKT細胞活性化療法を行い、ドナー骨髄細胞を生着させる。この糖尿病骨髄キメラマウスの腎臓被膜下に、同一ドナーの膵臓からコラゲナーゼ処理することで抽出した膵島組織を移植。移植後の血糖値の推移、インスリン分泌能、及びドナー抗原に対する免疫応答性を評価検討した。これまでの実験で、誘発糖尿病モデル、および膵島移植法の確立に成功、さらに骨髄キメラマウスでは免疫抑制療法を使用しなくても膵島移植後の血糖値が長期間に渡り正常化することが確認されている。移植片除去により糖尿病が再発することから、移植膵島に対する免疫寛容が糖尿病改善の機序であることが推定される。免疫寛容状態にあることを証明するために行ったリンパ球混合試験、血清中抗ドナー抗体測定試験では、ドナー特異的免疫寛容状態であることが証明された。本研究の目的は、invariant natural killer T(iNKT)細胞を活性化することで、膵島移植の治療成績を改善することができるか検討することである。iNKT細胞は免疫制御を担当する自然免疫細胞であり、アレルギー疾患や自己免疫性疾患の発病防止に寄与している。我々は、iNKT細胞の強力なligandであるαガラクトシルセラミドを含有したリポソーム(lipo-αGalCer )を抗CD40L抗体と同時に投与することでiNKT細胞の免疫制御能を高めると、低侵襲な前処置でもドナー骨髄細胞を安定して生着させることができるマウス骨髄移植モデルを確立している。本研究では、このモデルを用いて骨髄と同じドナーからの膵島移植を行うことで、膵島移植の生着率の改善、生着期間の延長が得られるかどうかを検証した。まずストレプトゾシンを投与して作成した糖尿病マウスにlipo-αGalCer併用骨髄移植を行ったところ、通常マウスと同様にドナー骨髄細胞を生着させることができた。

移植後の血糖値の推移、インスリン分泌能、及びドナー抗原に対する免疫応答性を評価検討した。無治療群では膵島移植後に一切の血糖値改善が認められなかったのに対し、lipo-αGalCer治療群では74%のマウスで血糖値が正常範囲内に改善し、100日以上これを維持可能であった。長期血糖改善マウスから採取したT細胞はドナー抗原に低反応を示していたことから、骨髄移植により獲得された免疫寛容が膵島グラフトの拒絶反応をも制御できていると考えられる。Invariant natural killer T (iNKT)細胞は免疫制御を担当する自然免疫細胞である。我々はマウス骨髄移植実験モデルで、リポソーム化αガラクトシルセラミド(RGI-2001 )と抗CD40L抗体でiNKT細胞を刺激することで、低侵襲な前処置でもドナー骨髄細胞を生着させることに成功している。本研究では糖尿病マウスに対する膵島移植モデルに本治療法を応用した。本治療下に同一ドナーからの骨髄と膵島を移植したところ、免疫抑制剤を使わずに長期間血糖値を正常範囲に維持できた。この治療を臨床応用することで、糖尿病が根治可能となることが期待される。長期血糖低下が得られたレシピエントの移植膵島機能を確認するため、これを摘出してその後の血糖値、インスリン値の推移を観察する。また、移植膵島組織片の病理標本作成、免疫染色を行い、拒絶反応がないこと、インスリン産生細胞が生存していることを確認する。実際の臨床試験を想定し、通常の免疫抑制療法を用いた膵島移植の成績と、免疫寛容による膵島移植の成績を比較する。さらに膵島細胞数をさらに減らしても血糖改善効果が得られるかどうか検証する。
フェムト秒レーザリソグラフィによる無機光学材料での立体構造形成とその素子応用

本研究では,非線形光プロセスを用いることで,半導体プロセスの適用範囲を従来の平面から立体基板上へと拡張した.フェムト秒レーザパルスをフォトレジスト内部に集光することで形成した複雑かつ微細なパターンを反応性プラズマによって下地に転写し,無機光学材料の立体的表面構造を形成した.レジストの非線形光学特性評価を行うとともに,SiO_2屈折・回折複合マイクロレンズを試作し,設計通りの光学特性を得た.本研究では,非線形光プロセスを用いることで,半導体プロセスの適用範囲を従来の平面から立体基板上へと拡張した.フェムト秒レーザパルスをフォトレジスト内部に集光することで形成した複雑かつ微細なパターンを反応性プラズマによって下地に転写し,無機光学材料の立体的表面構造を形成した.レジストの非線形光学特性評価を行うとともに,SiO_2屈折・回折複合マイクロレンズを試作し,設計通りの光学特性を得た.フェムト秒レーザリソグラフィーを利用した無機材料の立体的表面加工プロセス(フェムト秒レーザリソグラフィー支援マイクロマシニング)の提案・開発を行うとともに,同プロセスをシリカガラス製の回折型微小光学素子形成へと展開した.回折光学素子形成で多用される半導体プロセスは,複雑な微細パターン形成に有用であるが,平面上にフラットトップパターンを形成する技術であり,斜面や曲面などの立体的表面や,立体基板上へのプロセス適用は困難であった.本研究では,フェムト秒レーザ誘起非線形光吸収を半導体プロセスへと導入することで,複雑な立体的表面構造の形成や,同プロセスの立体基板上への適用拡大を検討した.本提案プロセスを用いることで,滑らかな曲面・斜面構造を作製するとともに,大きな高低差を有する基板上に対しても均一な線幅のパターンが形成可能であることを実証した.また,パターニング条件やプラズマエッチング条件の最適化を行う中で,フェムト秒レーザ誘起フィラメント構造が形成されることを見出し,その特性評価を行った.これらの知見を用いて,立体的表面を有するマイクロフレネルレンズおよび凸レンズと回折レンズを組み合わせた複合マイクロレンズの作製を行った.前者については,設計値に近いレンズ特性が得られ,また,後者では,複合化による焦点距離の制御に成功した.これらの研究成果は,各種学術論文への投稿や,レーザ精密微細加工に関する国際会議,応用物理学会などで発表した.本年度は,前年度までに提案してきたフェムト秒レーザリソグラフィを利用した無機材料の立体的表面加工プロセスの高度化を行った.フェムト秒オーダの超短パルス光が誘起する非線形光吸収により,レジスト内部を直接に露光することが出来る.様々な微細構造形成で多用される半導体プロセスは,複雑な微細パターン形成に有用であるが,平面上にフラットトップパターンを形成する技術であり,斜面や曲面などの立体的表面や,立体基板上へのプロセス適用は困難であった.本研究では,フェムト秒レーザ誘起非線形光吸収を半導体プロセスへと導入することで,複雑な立体的表面構造の形成や,同プロセスの立体基板上への適用拡大を実現した.使用したレジスト材料に関して,オープンアパーチャーZスキャン法で非線形光学特性評価を行い, 17-23cm/TWもの高い2光子吸収係数が見積もられた.この大きな非線形性により,大きな高低差を有するマイクロ流路底部であっても,複雑な立体表面構造を有する回折型レンズを形成することが可能となった.流路内で流体を移動させることで,レンズの可変化を行い,設計値に近い光学特性を確認した.また,非線形吸収領域の先端部を利用することで,低開口数レンズによるレーザ集光であっても,高い露光分解能を得られることを理論的に示すとともに,従来法では作製が困難であったマイクロ流路底部に,プラズモン励起用のサブ波長金属周期構造を直接形成することに成功した.これらの研究成果は,各種学術論文への投稿や,光励起プロセスや機能材料,電磁波制御に関する国際会議,応用物理学会などで発表した.
脊髄損傷に対する神経・血管特異的マイクロRNAを用いた新たな治療アプローチの開発

脊髄損傷モデルに対するmicroRNA-210の投与は脊髄損傷後の新生血管、グリオーシスおよび軸索伸長を促進し、脊髄機能回復を促進した。miR210の投与によってPTP1B, P-Erk1/2, EFNA3の発現が抑制され、WNTシグナルが促進された。これらが血管新生を介した脊髄再生メカニズムが働いた可能性がある。【目的】マイクロRNAの投与による脊髄再生治療開発を目指して本研究を行った。【方法】マウスに胸髄損傷を作製した。まず予備実験として、損傷24時間後にmiR-124a、miR-126、miR-210をそれぞれ損傷部に注入し、経時的な運動機能評価を行い、miR-210の投与で運動機能が有意に改善することを確かめた。引き続いて、miR-210投与実験へと移行し、対照群には軟骨特異的なmiR-140や無機能siRNAを投与した。投与後に運動機能評価、電気生理学的評価、組織学的評価、遺伝子発現評価、タンパク発現評価を行った。【結果】miR-140や無機能siRNAを投与した群と比べて、miR-210投与群では有意に運動機能が改善し、電気生理学的評価でも同様の結果であった。miR-210投与群では脊髄損傷部におけるmiR-210の発現が対照群に比べて投与直後から6日後まで有意に増加しており、in situ hybridizationで、miR-210投与群の脊髄組織のみにmiR-210が損傷部とその周囲に高発現していた。組織学的評価で、miR-210群ではCD31陽性血管を多く認め、損傷3日目にNestin陽性細胞数が多く、7,14日目にGFAP陰性かつF4/80陽性の領域が小さかった。遺伝子発現評価では、miR-210投与群で脊髄損傷部におけるSFRP4やPTP1Bが有意に抑制されており、ウエスタンブロッティングによるタンパク発現評価では、SFRP4やPTP1Bに加えてEphrin A3の発現も抑制されており、Wntシグナルの下流因子であるβカテニンの発現が増加していた。【考察】miR210の投与は損傷脊髄における血管新生と脊髄の組織学的・機能的修復を促進し、その機序の一部としてWntシグナルの関与が示唆された。【目的】脊髄損傷に対する新たな治療アプローチとして,マイクロRNA-210 (miR-210)に着目し,脊髄損傷におけるmiR-210投与の血管新生および神経再生効果について明らかにすることを目的とした。【方法】マウス胸髄損傷モデルを作製し,損傷24時間後にmiR-210を脊髄損傷部へ注入した。またコントロールとして,無機能siRNAや軟骨特異的なmiR140を投与する群を作製した。1)脊髄損傷部でのmiR-140とmiR-210の発現をreal-time PCRで評価した。2)血管新生の評価として, CD31による免疫組織染色を行った。3)脊髄機能評価として,Basso Mouse Scale (BMS)による後肢運動機能スコア,経頭蓋電気刺激による後肢からの運動誘発電位を損傷142日目に評価した。4)miR-210のターゲット遺伝子の評価として,損傷脊髄のreal-time PCRを行い,特にターゲット遺伝子候補の発現評価を行った。【結果】1)マイクロRNA投与24時間後に,siRNA群に比べmiR-140の発現がmiR-140群で約60倍,miR-210の発現がmiR-210群で約400倍であり,著明な発現上昇を認めた。2)miR-210群では他の2群と比較してCD31陽性血管を多く認めた。3)miR-210群では,BMSは損傷5日目以降,運動誘発電位は7日目以降で他の2群より有意な改善を認めた。4)GPD1Lの発現が損傷3日目にmiR210群で有意に抑制されていた。【考察】投与したmiR210は脊髄組織に取り込まれ,新生血管と脊髄機能回復を促進した。発現抑制を認めたGPD1Lは,様々な血管新生促進因子の上流に存在するHypoxia-inducible factor 1 (HIF1)の発現抑制に関与しており,HIF1を介した血管新生機序が推測された。脊髄損傷モデルに投与を計画していたいくつかのマイクロRNAの投与実験を行い、miR-210が修復促進に効果があることを明らかにし、その血管再生効果についても明らかにすることができた。初年度に計画していた実験の中で、in situ hybridizationによる空間的発現評価がまだできていないが、その分次年度に計画していた機能評価についてはすでに終了しており、全体として研究は順調に進展していると考えられる。損傷脊髄の修復に効果的なマイクロRNAの選定と投与時の機能評価については初年度で達成できたため、今後はマイクロRNA投与時の脊髄修復メカニズムを明らかにする研究を行っていく予定である。マイクロRNA投与時の脊髄修復メカニズムの解明のために遺伝子発現の網羅的解析のためのマイクロアレイの費用やその後の遺伝子および蛋白レベルでの発現解析に必要な試薬などに研究費を使用する。
生理的条件で効率よく機能する化学発光型センサー分子の開発

化学発光プローブは、それ自身蛍光プローブより感度が格段に高く、また、励起光が必要のない点、簡便に計測可能な利点を有している。一方で、酵素活性や刺激に応答できるものでは、多くはフェノキシドの生成を引き金にするため、中性条件ではほとんど発光しないことや、水中では発光強度が極端に低下することが課題である。平成29年度には、ジオキセタン型フェノールであるAMPDとフェノール性水酸基のオルト位にアセタミド基を導入した1を合成し、pHプロファイルについて期待通りの結果を得ている。平成30年度は、実際のクロモフォアとなる3ーヒドロキシ安息香酸メチル(A)の4位に各種のアシルアミド基を導入した化合物を合成し、有機溶媒中及び中性から弱塩基性の各pHにおけるバッファーでのそれらの蛍光スペクトルを測定し、そのプロファイルを比較した。アセトニトリル中では、4位にアセタミド基を導入した化合物(B)が最も蛍光強度が大きかった。また、バッファー中では、蛍光のプロファイルが(A)よりも(B)の方が約pH1だけ、中性側に有利な結果となり、前年度行った化学発光分子の特性とよい相関を示した。また、平成30年度は、AMPDと1の化学発光におけるpHプロファイルをさらに詳細に実験的に解析した。特に、水溶液中で分子内のNH-O水素結合が予想通り起きているかどうかについては、Bの1H NMRでアセタミド基の隣のベンゼン環水素のシフトから、NH-O水素結合を形成する向きにアミド基が向いていることが示された。さらに、DFT計算による理論的な面でも分子内水素結合が確かに生じていることを支持する結果を得た。これらの結果を合わせて、研究結果をOrganic Lettersにて公表した。この過程で、化学発光分子1の単位時間当たりの発光量がAMPDより50倍大きく、一方熱安定性は3倍高いという興味深い結果を得た。フェノール性水酸基に対して分子内水素結合を形成するように設計した分子1のpHプロファイルが、そのような水素結合を形成しないAMPDと比較して約1酸性側にシフトすることを、実際のクロモフォアを合成してそれらの蛍光スペクトルの比較によっても同様の振る舞いが確認できた。1で分子内水素結合が実際に形成されているかどうかについても、NMR実験とDFT計算の両方がそのことを支持する結果が得られたことから、確認できた。平成30年度は、化学発光能について検討した結果、化合物1の方がAMPDに比較して半減期は60分の1と遙かに短く、それを反映して単位時間当たりの発光量は50倍大きかった。1のフェノール性水酸基のオルト位のアセタミド基は電子供与性ではあるが、供与性はさほど高くないため、上記のような2桁近い違いを供与性だけでは説明しにくい。また一方で、熱安定性の比較では、意外にもむしろ1の方が3倍安定であった。このような半減期・発光率の大きな相違、熱安定性の違いについてはこれまで報告がなく興味深い。半減期が短い方が、イメージングを行う場合に時間分解能が高くなるという利点があることも挙げられる。また、骨格を7ーヒドロキシクマリンとし、1,2ージオキセタン骨格を結合させた分子の合成にも成功した。pHプロファイルについて検討した結果、クマリン骨格とするだけで中性付近でかなり有利に発光するという結果も得た。平成30年度に明らかになった、トリガーとなるフェノール性水酸基に隣接したアセタミド基が、発光率を格段に高め、半減期を短くする効果、及び熱安定性を向上する効果は、その機構が未知のため興味深く、また、今後の化学発光プローブ開発の設計指針につながるため、機構解明を行うことをまず第1とする。そのため、アセタミド基を、水素結合を行わない他の官能基に変換したものや、電子供与性を低下させたアシルアミド基等を導入した類縁体を各種合成・機能解析することで機構を明らかにしていく。次に、得られた知見を基により優れた機能の分子を創製し、それを基礎としてフェノール性水酸基に糖やペプチドを結合させ、疾患に関連する酵素によるC-O結合切断を検討し、酵素活性を化学発光で評価することにより、応用を行っていく。7ーヒドロキシクマリン型化学発光分子についても、その化学発光特性の検討、及び類縁体合成を行い引き続き検討を加えていく。平成29年度においては、以下の2つの化学発光分子に関する研究を遂行した。(1)芳香環上のフェノール性水酸基に隣接する置換基として、これまで化学発光分子に考えてこられなかった分子内水素結合について、それを行うアシルアミド基を導入し、発光に至適pHをより酸性側に変化させる: 3位に1,2-ジオキセタン環を有するフェノールの6位にアセタミドを導入した分子を合成し、アセタミドを有さない分子との緩衝液中での化学発光特性を比較した。平成29年度に本科研費予算で購入した蛍光光度測定装置により高速スキャンが可能になった結果、これまで減衰により正確に測定できなかった蛍光スペクトルを正確に測定できた。スペクトルはアセタミド基導入により短波長シフトした。また、発光能のpH依存性については、アセタミド基を導入した分子の方が有さない分子に比較して、pH 2程度酸性側にシフトしており、予想通り、分子内水素結合が望ましい効果を示すことを明らかにした。アセタミド基を有するものの方が、発光の半減期が短いという特性も見出した。