hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵星細胞におけるオートファジー誘導を標的とした新規創薬スクリーニング

膵臓癌間質に存在する線維芽細胞である膵星細胞の活性化にオートファジーが関与していると推測される。本研究では、化合物ライブラリーからのスクリーニングにより新規オートファジー抑制剤となる創薬シーズを検索し、検索された化合物の膵癌や膵星細胞に対する生物学的動態の評価を行い、最終的に新規薬剤を開発することを目的としており、現在PSC抑制作用をもたらすと考えられる化合物を複数同定している。本研究では、膵星細胞の活性化とオートファジーとの関連を追究するとともに、化合物ライブラリーからのスクリーニングにより新規オートファジー抑制剤となる創薬シーズを検索し、検索された化合物の膵癌や膵星細胞に対する生物学的動態の評価を行い、最終的に新規薬剤を開発することを目的とする。本年度は膵星細胞の活性化とオートファジーとの関連の検討を行った。膵癌切除症例における免疫組織学的検討では、膵星細胞のオートファジーは腫瘍径、組織グレード、リンパ節転移、脈管浸潤、癌進行度さらには全生存期間の短縮と関連しており、オートファゴソームのマーカーで膵星細胞に発現するLC3の発現は予後不良と関連していた。ヒト膵癌由来膵星細胞ではヒト慢性膵炎由来膵星細胞と比較し、オートファジーの亢進が見られた。また、オートファジー阻害剤であるクロロキン投与により、膵星細胞内の脂肪滴含有が増加し膵星細胞の活性化が抑制されるとともに細胞外基質やIL6の分泌が抑制され、増殖・浸潤能の低下も見られた。マウスXenograftモデルにおいても膵星細胞のオートファジー抑制によって、腫瘍径及び肝転移・腹膜播種数の低下がみられた。これらの研究成果は膵星細胞の活性化とオートファジーとの関連を強く示唆するものであり、膵星細胞における新規オートファジー抑制剤の開発が期待される結果であった。これまでの研究では、膵星細胞の活性化とオートファジーとの関連を検討した。ヒト膵癌由来膵星細胞ではオートファジーが亢進しており、膵星細胞におけるオートファジーと全生存期間の短縮との関連を明らかにした。また、マウスXenograftモデルにおいて、オートファジー阻害剤であるクロロキン投与によって膵星細胞の活性化の抑制とともに膵腫瘍径及び肝転移・腹膜播種数の低下がみられ、オートファジー抑制剤による新規膵癌治療薬の可能性を示した。化合物ライブラリーを利用したオートファジーを抑制する化合物の検索は現在九州大学創薬スクリーニングセンターとの共同研究を進行中でおおむね順調に進展している。膵臓癌間質に存在する線維芽細胞である膵星細胞の活性化にオートファジーが関与していることを報告した。本研究では、膵星細胞の活性化とオートファジーとの関連をさらに追究するとともに、星細胞の抑制に着目した独自のスクリーニング系を用いた化合物ライブラリーからのスクリーニングにより新規オートファジー抑制剤となる創薬シーズを検索し、検索された化合物の膵癌や膵星細胞に対する生物学的動態の評価を行い、最終的に膵癌を含めた新規抗がん剤を開発することを目的とする。本年度は実際にオートファジー抑制薬の探索を行った。東京大学創薬オープンイノベーションセンターが保有する化合物ライブラリーを利用し、膵星細胞抑制剤の探索を行ったところ、既承認薬の網羅的探索で膵星細胞を休眠状態に誘導する可能性のある化合物(シード化合物)を152種類同定した。この中で脂肪滴の発現強度の最も高い複数の化合物に対して、再評価を行った。その結果候補とされるシード化合物が星細胞の活性化を抑制することを同定した。さらに、スクリーニング時(10μM)よりも低濃度(100nM)でも星細胞の活性化が抑制され、さらにLC3-II発現が抑制されることを確認した。また、化合物投与後の星細胞の増殖能の評価を行い、濃度依存性に膵星細胞の増殖が阻害されることを確認した。さらにマウスXenograftモデルにおいても膵星細胞のオートファジー抑制によって、腫瘍径及び肝転移・腹膜播種数の低下がみられた。引き続き化合物ライブラリーを利用したオートファジーを抑制する化合物の検索を行い、新規膵癌治療薬の開発を進める。医歯薬学研究計画は順調に進展しており資金を有効に使用できたため。オートファジーを抑制する化合物の検索のための抗体、検出キット類、人件費等
核-細胞質間輸送関連因子の減少がおよぼす精神・神経疾患機構の解明と治療法の開発

ヒトは年を重ねるにつれて、記憶力・集中力が低下していく。しかし、老化による記憶障害の仕組みは、ほとんど分かっていない。本研究では、精神・神経疾患の候補因子と報告されている核-細胞質間輸送因子に着目した。その結果、importin α1 (KPNA1)遺伝子欠損マウスは、ストレス負荷によって行動異常を呈するストレス脆弱性を有することが分かった。さらに、importin αが新たな生体機能因子の輸送に関与していることが明らかになった。そのため、様々な要因で引き起こされる精神・神経疾患のメカニズムと治療法開発のためには、ヒト疾患によく対応したモデル動物が求められている。核-細胞質間輸送は、記憶・学習・情動などの高次情報に関わるシグナル因子を核内へと速やかに伝えるという重要な働きをしている。平成26年度は、精神・神経疾患の候補因子となっている核輸送因子importin α遺伝子欠損マウスを用いた行動解析を行っており、引き続き解析を進めていく。さらに、importin αに結合する因子について、質量分析を用いた網羅的解析を行っている。質量分析により得られたデータの中には数多くの転写関連因子を同定している。その中のいくつかの因子について遺伝子をクローニングし、様々な欠失変異体を作製し、培養細胞に遺伝子導入することで核内輸送シグナルとして働き得る領域の同定をすることができた。さらに、GST pull-down assayおよびin vitrotransportassayを行い、importin αと結合し能動的に核へと運ばれていること結果が得られている。今後は、質量分析を用いてimportin αに結合する因子の同定・解析を進めていき、importin α遺伝子欠損マウスの行動解析で見出した異常をシグナル経路と関連する候補因子を選出していく。平成27年度は、精神・神経疾患の候補因子となっている核輸送因子importin α遺伝子欠損マウスを用いた行動解析を行い、解析データをまとめにはいっている。また、importin αに結合する因子について、質量分析を用いた網羅的解析を行った。質量分析により得られたデータを基にいくつかの因子について遺伝子をクローニングし、様々な欠失変異体を作製し、培養細胞に遺伝子導入することで核内輸送シグナルとして働き得る領域の同定をすることができた。さらに、GST pull-down assayおよびin vitro transportassayなど様々な解析を行い、いくつかについて学術論文に投稿することが出来た。平成27年度は、importin α遺伝子欠損マウスを用いての行動解析を行い、運動、認知、社会性などの高次脳機能におけるimportin αの役割の解析を行っており、当初の計画通りに進んでいる。また、importin α遺伝子欠損マウスで異常を示すシグナル経路と関連する因子の同定するため、importin αと結合する因子の質量分析法による網羅的同定・解析も進めている。その中で、同定した因子の中で、転写調節因子であるTripartite motif-containing 28 (TRIM28)がimportin αにより輸送されていること、さらにTRIM28のimportin αとの結合領域が、核内のヘテロクロマチン形成に重要な役割を果たすHeterochromatin protein 1β(HP1β)とTRIM28との結合領域と重なっており、TRIM28-importin α複合体がHP1βにより解離してことを発見した。このことは、importin αが核内輸送としてだけでなく、核内でHP1の多いクロマチン領域に効率よく引き渡す働きをしている可能性を指摘した(Biochem Biophys Res Commun. 2015)。さらに、近年発見された卵子及び初期胚時期のみに発現が確認されているimportin α8が、他のimportin αと同様に核内へ輸送する活性を持つだけでなく、輸送基質特異性を持っていることも発見した(Biochim Biophys Acta. 2015)。興味深いことに、同定した因子の中には、核内輸送される基質だけでなく、核内で輸送基質をimportin α輸送複合体から取り外す因子retinoblastoma binding protein 4 (RBBP4)を見出し、さらに細胞老化とともにその因子が減少することがimportin αによる核内輸送能の低下へと至るという、新しい細胞老化メカニズムの一端を解明した(J Biol Chem. 2015)。精神・神経疾患の候補因子と報告されているいくつかの核-細胞質間輸送因子に着目し、遺伝子欠損マウスを作製した。そして、作製したマウスについて、病理学的解析や様々な行動解析などを行った。精神・神経疾患患者の臨床データや既存のモデルマウスの解析データを基に、新規モデルマウスとなるのかを検討した。

その結果、importin α1 (KPNA1)遺伝子欠損マウスは、ストレス負荷によって行動異常を呈するストレス脆弱性を有することが分かった。本マウスは、統合失調症、学習障害、認知症、うつ病、薬物依存症などの精神疾患に対して、遺伝因子と環境因子を考慮した新しい動物モデルとして有用であると考え、特許出願を行った(特願2017-026027)。さらに、importin α遺伝子欠損マウスで異常を示すシグナル経路と関連する因子の同定するため、importin αと結合する因子の質量分析法による網羅的同定・解析も進めた。平成28年度は、質量分析により得られたデータの中でもペントースリン酸経路で働く代謝酵素の1つであるトランスアルドラーゼ(TALDO1)に着目した。そしてTALDO1が、細胞内では異なる翻訳開始点を持つ2種類のTALDO1が存在し、その違いであるN末端の10アミノ酸残基が核局在に必須であること、さらにはTALDO1の細胞内の局在が、他の代謝経路に大きく影響を及ぼすことを明らかにした(Moriyama T, et al. Sci Rep. 2016)。ヒトは年を重ねるにつれて、記憶力・集中力が低下していく。しかし、老化による記憶障害の仕組みは、ほとんど分かっていない。本研究では、精神・神経疾患の候補因子と報告されている核-細胞質間輸送因子に着目した。さらに、importin αが新たな生体機能因子の輸送に関与していることが明らかになった。平成28年度は、本研究の最終年度であることから平成26年度と平成27年度のこれまでの解析結果を基にして、生化学的・分子生物学的解析を行い、脳内でどのようなシグナル経路が亢進・抑制されているかなどのデータをまとめて報告する。また、質量分析を用いたimportin αに結合する因子についてさらに解析を進めていく。分子生物学、細胞生物学、神経科学平成27年度は、平成26年度の解析結果を基にして、その詳細なメカニズムを調べるため、生化学的・分子生物学的解析を行い、脳内でどのようなシグナル経路が亢進・抑制されているかの解析を進めていく。また、importin αに結合する因子について、質量分析を用いた解析を進めていき、importin α遺伝子欠損マウスの行動解析で見出した異常をシグナル経路と関連する候補因子を選出していく。当初通り研究は進んでいるが、論文の校正及び投稿費に間に合わなかったため論文の校正及び投稿費として次年度使用する
小径管内移動作業マイクロロボットの研究

我々の住む社会において原子力発電や石油化学プラントなどの存在がますます大きくなってきているが,それらの社会的需要に応えるために安全性を高く保たなければならず,そのパイプラインの検査修理は致命的な事故を未然に防ぐために必要不可欠な手段である.しかしこれらの検査修理作業は,人間が行うにはあまりにも危険な環境内におかれていることが多い.また,より身近なところでは,街路,ビルディング,あるいは個人の家庭内にガス管や上下水道などが大きいものから小さいものまで縦横に張り巡らされている.これらは,我々の住む社会を人間に例えれば血管に相当してライフラインと呼ばれ,その点検保守作業は,社会生活を維持させてゆく上で必要不可欠である.このようなニーズに応えるために円管内を移動する移動ロボットの研究開発が数多く行われ,また実用化されてきているが,大径管に対するものがほとんどで,人間に毛細血管に相当する直径20mmあるいはそれ以下の小径管内を移動しながら作業できるロボットはいまだ見当たらない.そこで本研究では,直径20mm程度の小径管内を移動しながら作業でき,また直管だけでなく曲管内も自由に移動できるように,比較的高速で移動できかつ大きな牽引力の得られる「ねじの原理」を応用したマイクロロボットについて実験および理論の面から詳しく検討を進めた.その結果次のような成果を得ることができた.1)円板本体と車輪6個からなる駆動ユニットとそれらを異形断面コイルスプリングで接続する構造とするこにより,管内径25mm,曲率半径200mmまでの曲管を移動できるマイクロロボットを実現できた.2)上記マイクロロボットは,最大牽引力12N,最大移動速度500mm/sを発揮でき,強力で高速な移動作業ロボといえる.3)CCDカラーカメラを搭載した走行実験により,十分な感度で管内の検査が可能であることが実証できた.我々の住む社会において原子力発電や石油化学プラントなどの存在がますます大きくなってきているが,それらの社会的需要に応えるために安全性を高く保たなければならず,そのパイプラインの検査修理は致命的な事故を未然に防ぐために必要不可欠な手段である.しかしこれらの検査修理作業は,人間が行うにはあまりにも危険な環境内におかれていることが多い.また,より身近なところでは,街路,ビルディング,あるいは個人の家庭内にガス管や上下水道などが大きいものから小さいものまで縦横に張り巡らされている.これらは,我々の住む社会を人間に例えれば血管に相当してライフラインと呼ばれ,その点検保守作業は,社会生活を維持させてゆく上で必要不可欠である.このようなニーズに応えるために円管内を移動する移動ロボットの研究開発が数多く行われ,また実用化されてきているが,大径管に対するものがほとんどで,人間に毛細血管に相当する直径20mmあるいはそれ以下の小径管内を移動しながら作業できるロボットはいまだ見当たらない.そこで本研究では,直径20mm程度の小径管内を移動しながら作業でき,また直管だけでなく曲管内も自由に移動できるように,比較的高速で移動できかつ大きな牽引力の得られる「ねじの原理」を応用したマイクロロボットについて実験および理論の面から詳しく検討を進めた.その結果次のような成果を得ることができた.1)円板本体と車輪6個からなる駆動ユニットとそれらを異形断面コイルスプリングで接続する構造とするこにより,管内径25mm,曲率半径200mmまでの曲管を移動できるマイクロロボットを実現できた.2)上記マイクロロボットは,最大牽引力12N,最大移動速度500mm/sを発揮でき,強力で高速な移動作業ロボといえる.3)CCDカラーカメラを搭載した走行実験により,十分な感度で管内の検査が可能であることが実証できた.
胃がん化学療法において体表面積が大きい患者に対しての有効性の検討

胃癌は本邦において死亡数が第2位と重要な位置を占める癌の一つである。本邦の胃癌治療におけるガイドラインでは一次治療としてテガフール・ギメラシル・オテラシル配合剤(以下、S-1とする)+シスプラチン併用療法(以下、SP療法とする)が推奨されている。しかし、この臨床試験では1.5m2以上の体表面積(以下、BSA)患者においてS-1の投与量が一律120mg/dayとなっており、増量の目安と考えられる1.75m2以上のBSAにおいても増量がなされていないのが現状である。そのため、BSAが大きい患者ではS-1の血中濃度の低下から治療効果が減弱し無増悪生存期間(以下、PFSとする)や全生存期間(以下、OSとする)に影響を与えることが示唆されるが、これまでにこのような報告はない。そのため、今回我々は当院で切除不能進行再発胃癌に対してSP療法を受けた患者を対象とし、BSAがSP療法のPFSとOSに与える影響について検討を行った。検定方法は生存分析にはカプランマイアー法を、2群間の比較にはt検定とx2乗検定を用い、P<0.05を有意差有りとした。結果は対象患者数としてBSA≧1.75m2群は18名、BSA<1.75m2群は135名であった。患者背景ではBSA≧1.75m2群において有意に男性が多く、年齢は若かった。臨床検査値ではリンパ球数とヘモグロビン値が高値であり、クレアチニンクリアランスは良好であった。その他の検査値については有意差を認めなかった。BSA≧1.75m2群とBSA<1.75m2群におけるSP療法のPFSの中央値は4.5ヶ月と6.5ヶ月(P=0.74)、OSは15.7ヶ月と14.7ヶ月(P=0.59)と両群間に有意差を認めなかった。今回の結果から、BSAの違いがSP療法のPFS、OSに与える影響は小さいことが示唆された。しかし、PFSの中央値はBSA≧1.75m2群で約2ヶ月短いという結果が得られており、年齢や検査値などのバイアスを考慮した上でより多い症例数を用いて解析を行えば、有意な違いが見いだされる可能性がある。一方、OSに関しては二次治療以降の影響もあるため、有意な違いは生じないものと考えられた。
インターネット上で漢字を利用するための漢字管理機構の制定

漢字に関するあらゆる情報及び漢字を用いて表現される研究情報、とりわけ東アジア研究情報を大学間で、共有するための機構に関する企画調査を研究の対象とする。この機構を漢字管理機構と呼びインターネットによる研究プラザ(広場のような巨大な作業空間)上で、内外の研究者がいつでもどこからでも情報資源を共同構築し、共用利用できる国際的な機構をめざしている。本研究では、この漢字管理機構を、国内では文部省学術情報センター、国際的にはPNC(太平洋近隣協会)等と協同して設立する方策を検討した。京都大学人文科学研究所とカリフォルニア大学バークレイ校、台湾中央研究院、ソウル大学等とのT3ケーブルコネクションの可能性を3度にわたる国際研究集会の開催等を通じて検討した。それは、インターネットとくにWWWの利用が日常化するに伴って、日々に生産される研究・教育情報の流通・分配・交換をリアルタイムで行なえる場が必要になってきているからである。ところが、東アジア研究では、インターネットとくにWWWで使用する漢字に種々の困難があった。その困難を京都大学人文科学研究所より公開している電子漢字(ekanji)が、かなりの程度解消する可能性をもっていると国際的に認知されたので、漢字管理機構の制定を具体的な日程に上せて企画立案することができるようになった。以下に、国際研究集会のうち、1998年11月13日京都大学人文科学研究所開催分の簡報を記す。(1)カリフォルニア大学バークレイ校ルイス・ランカスター報告、「PNCの歴史と将来の目標」。(2)中央研究院謝清俊報告、「人文・自然科学における研究資料の広範なデジタル化に関する新しいプロジェクト」。(3)中華仏学院クリスチャン・ウィッテアン報告、「電子仏典の開発」。(4)ソウル大学宋基中報告、「韓国のデジタル化プロジェクト」。(5)ハウエイ・ラン報告、「カリフォルニア地区のディジタル化構想」。
STMルミネッセンス法による半導体微細構造の可視発光

本研究の目的:半導体微細構造のサイズとそこからの可視ルミネッセンス・スペクトルの相関を計測し、その解析から半導体微細構造の発光機構を明らかにすることであった。微細表面構造を有する半導体試料としてポーラスシリコンとゲルマニウム微粒子を計画した。発光計測は光子エネルギー1.5eVから2.7eVの範囲について行った。研究結果:強いフォトルミネッセンスが観測される条件で作製されたポーラスシリコンでは表面抵抗が非常に高くなる。このため、このような試料ではトンネル電流が流ず、STMで表面構造を観察することができなかった。かなりの研究時間をかけて種々の作製条件を試み、安定したSTM表面像が得られ、しかもフォトルミネッセンスが観測されるポーラスシリコンを得ることに成功した。このような試料について、STMで表面構造を計測後、STMルミネッセンス実験を行った。ルミネッセンス自体は非常に弱く、発光スペクトル計測のためには長い露光時間が必要であった。そのため、個々の表面構造からの発光を観測するには至らなかったが、平均的に小さなサイズの表面微細構造集合をもつポーラス表面からのSTMルミネッセンスは、より大きなサイズのポーラス表面からのそれに比較して、短波長側での発光がより強くなることが分かった。これはSTMルミネッセンスが量子閉じこめにより発生していることを強く示唆する。ゲルマニウム微粒子からの発光は超高真空対応の蒸着源を試作・組立を行った。本年度は専らポーラスシリコンを試料とした実験を行ったので、ゲルマニウム微粒子の実験は遅れているが、実験装置は完成しているので順次研究を行ってゆく。
ヒトGliomaにおけるp53タンパク機能の段階的変異と生物学的悪性化に関する研究

本研究では、glioma細胞におけるp53遺伝子変異の変化の生物学的悪性度に与える影響を検討するため、細胞の増殖能や遺伝子解析を行い、glioblastomaに対する放射線化学療法の治療効果の改善を目的としている。平成12年度はp53の状態により、抗がん剤や放射線に対する感受性の違いが確認され報告した(Tsuchiya et al.Hokkaido J Med Sci.2000,Ikeda et al.Hokkaido J Med Sci 2000)。平成13年度は、さらにp53遺伝子の状態と血管新生因子の発現との関連を見た。2.この結果とnude mouseにおけるtumorigenisityの関連を検討すると、血管新生因子とtumorigenisityには強い相関がみられた。3.一方、血管新生因子の発現とp53,p16,p14/ARF,PTENといった癌抑制遺伝子の状態との関連は見られなかった。以上から、p53遺伝子異常は細胞の増殖能、化学療法、放射線療法の感受性に影響を与えるのみならず、血管新生因子の発現にも影響を与え、これにより、腫瘍の悪性度、治療効果を規定する因子であると考えられた。平成13年度は以下のような成果が得られた。2.放射線照射により、本細胞株は増殖能の低下をみたが、MTp53ではその感受性が低く、照射後再増殖が観察された。次年度は、これらの現象がp53以外の遺伝子異常によるものか、細胞周期による感受性の差違かを検討する予定である。
周産期医療ケアシステム・看護の質改善を推進するための研究

全国のMFICUの看護管理者に対し、MFICU管理上の困難点や工夫などに関して質問紙による実態調査を行った。MFICUの看護職のストレスや、MFICUの看護管理上の困難点や課題、MFICU看護職に求められる能力とその育成のための研修会の実施状況などの概要が明らかとなった。研究の第2段階として、施設の特徴や背景をふまえた困難さ、MFICUであることの困難さや必要とされる能力を明らかにするため、施設見学を含めた面接調査を6施設に行った。施設の特徴などの背景により、管理上の困難は異なっていることが示唆された。並行して、米国でのハイリスク妊娠の管理の実際の視察や、文献による海外のハイリスク妊娠看護のシステムや教育について分析を行った結果、ハイリスク妊娠の看護とローリスク妊娠看護の管理システムを分ける必要性やより専門的な教育の必要性が示唆された。本研究プロジェクトは、周産期医療ケアシステムが効率的かつ有効に機能するよう、その一翼を担う母体・胎児集中治療室(maternal-fetal intensive care unit : MFICU)の運営に焦点を当てたものである。本研究の目的は、MFICU看護の問題点と課題を明らかにし、ケアの特殊性、専門性を明確にすることとする。平成21年度は、2008年5月時点で総合周産期母子医療センターに認定されている75施設のMFICUの看護管理者を対象とし、MFICUの看護管理上の課題や困難点、MFICUケアに必要とされるスタッフの能力や研修実施状況などについての質問紙調査を行った。現在、30施設から回答があり、分析中である。また、諸外国との比較のため、周産期医療システムについては、アメリカ、イギリス、オーストラリア、韓国を対象国とし、医中誌web等を用い検索された13文献より情報収集した。調査項目は、(1)保険医療制度、(2)ローリスク妊娠の管理機関と医療提供者、(3)ハイリスク妊娠の管理機関と医療提供者、(4)周産期医療における医師の教育・研修システム、(5)周産期医療における看護師・助産師の教育・研修システムとした。ハイリスク妊娠をケアするスペシャリストの役割、高度化するために必要なカリキュラムについて、MEDLINE、CINAHLを用いて検索された19942005年の7文献から情報収集した。今回対象となった4力国では、ローリスク妊娠とハイリスク妊娠の管理システムを分けていた。また、一部の国では、ハイリスク妊娠のケアに、高度なアセスメント能力、コンサルテーション能力と実践能力を持つ助産師とは異なる専門職があたっていた。さらに、ハイリスク妊娠の管理についての実際的な情報を得るために、米国カリフォルニア大学ロサンゼルス校メディカルセンターと、同サンフランシスコ校メディカルセンターに見学に行った。本研究プロジェクトの目的は、まず、MFICU看護の問題点と課題を明らかにし、ケアの特殊性、専門性を明確にする。さらに、MFICUのケアに必要な専門的能力を明らかにし、母体・胎児集中ケア認定看護師養成プログラムの基礎となりうる研修プログラムを開発することにある。その中で、本研究の目的は、国内各地のMFICUの看護管理者に対して現状における課題と、MFICUスタッフに必要とされる臨床的能力とその研修内容について明らかにすることである。平成21年度は、看護職の視点で、現在MFICUが抱える課題を明らかにするため、全国のMFICUの看護管理者に対し、MFICU管理上の困難点や工夫などに関して質問紙による実態調査を行った。31施設(41%)の看護管理者から回答があり、MFICUの看護スタッフのストレスや、MFICUの看護管理上の困難点や課題、MFICUスタッフに求められる能力とその育成のための研修会の実態などの概要が明らかとなった。今年度は、調査結果を詳細に分析し、第12回日本母性看護学会学術集会および第51回日本母性衛生学会学術集会で発表した。さらに、ホームページも開設し、広く公表した。しかし、各MFICUにおける困難さの相違の要因や、MFICU看護管理の困難さや必要とされる能力に関連して、通常の産科病棟でのハイリスク妊婦看護とMFICU看護の相違についてはなお調査が必要である。研究の第2段階として、施設の特徴や背景をふまえた困難さ、MFICUであることの困難さや必要とされる能力を明らかにするため、施設見学を含めた面接調査を現在までに5施設に行った。

本研究プロジェクトは、周産期医療ケアシステムが効率的かつ有効に機能するよう、その一翼を担う母体・胎児集中治療室(maternal-fetal intensive care unit : MFICU)の運営に焦点を当てたものである。本研究プロジェクトの目的は、まず、MFICU看護の問題点と課題を明らかにし、ケアの特殊性、専門性を明確にする。さらに、MFICUのケアに必要な専門的能力を明らかにし、母体・胎児集中ケア認定看護師養成プログラムの基礎となりうる研修プログラムを開発することにある。その中で、本研究の目的は、国内各地のMFICUの看護管理者に対して現状における課題と、MFICUスタッフに必要とされる臨床的能力とその研修内容について明らかにすることである。平成22年度は、研究の第2段階として、施設の特徴や背景をふまえた困難さ、MFICUであることの困難さや必要とされる能力を明らかにするため、施設見学を含めた面接調査を現在までに5施設に行った。平成23年度は、平成22年度に引き続き施設見学を含めた面接調査を行うよう施設に依頼を重ね、承諾が得られた1施設の調査を行った。平成22年度の結果とあわせて結果を分析している。また、6月の日本母性看護学会で交流集会を開催し、平成22年度に5施設に対し行った施設見学を含めた面接調査の結果の一部を発表し、実際にMFICUで勤務されている方々との交流を深めた。さらに、これらの結果をふまえ、平成24年度以降に研修会を開催するための研究計画立案について協議した。
グレリンを介した胃内一酸化窒素(NO)の生理作用の検討

一酸化窒素(NO)は生体内でメディエーターとして様々な作用を持つことが知られており,NO供与体であるsodium nitroprusideの投与で,摂食量が増加する報告や,NO合成酵素(NOS)の阻害薬(L-NAM)の投与により,摂食量,体重が減少する報告から,NOは摂食調節に関与していると考えられるが,その機序の詳細は明らかではない。我々はFunctional dyspepsia(FD)の患者で血漿グレリンが高値であることを報告しているが(Aliment. Pham. Ther.24:104,2006)、神経型NO合成酵素(nNOS)ノックアウトマウスでは著明な胃拡張と胃排出能の低下を呈する(Gastroenterology119:766,2000)ことや、FD患者へのNOドナー投与は胃運動低下を改善させる(Gastroenterology 118:714,2000)ことから、NOがFDの病態形成へ関与している可能性が示唆されている。本研究ではnNOSノックアウトマウス(nNOS<^-/->)を用いて、nNOS由来のNOによるグレリン分泌調節機構について検討した。nNOSノックアウトマウスの解析12週齢のnNOSノックアウトマウス(nNOS<^-/->:n=10)と野生型マウス(WT:n=10)を18時間の禁食後,解剖に供した。血漿中及び胃粘膜中のグレリン量はRadioimmunoassay、胃粘膜中プレプログレリンmRNA発現量は定量的RT-PCR、胃粘膜中グレリン陽性細胞数は免疫組織化学、血漿アディポネクチン、血清インスリン及びレプチンはELISA法で検討した。nNOS<^-/->では、WTと比べて摂食量、血漿中の活性型グレリン及び総グレリン、胃粘膜中の活性型グレリン及び総グレリン、胃粘膜中プレプログレリンmRNA発現量、胃粘膜中グレリン陽性細胞数は有意に増加した。血漿アディポネクチンはWTマウスと比べて有意に減少したが、血清インスリン及びレプチンは有意な変化を認めなかった。以上より、nNOS由来のNOが胃粘膜からのグレリンの産生及び分泌を抑制し、摂食調節に寄与する可能性が示唆された。一酸化窒素(NO)は生体内でメディエーターとして様々な作用を持っことが知られており,NO供与体であるsodium nitroprusideの投与で,摂食量が増加する報告や,NO合成酵素(NOS)の阻害薬(L-NAME)の投与により,摂食量,体重が減少する報告から,NOは摂食調節に関与していると考えられるが,その機序の詳細は明らかではない。一方,グレリンは,ヒトとラットの胃から発見され,その生理作用としてGHの分泌促進、摂食刺激、胃酸分泌,胃運動の亢進が知られている。グレリンの生理的分泌刺激は空腹や体重減少であり,空腹時に上昇し,食事により低下するという日内変動があるがそのシグナルのメディエーターについては不明な点が多い。本研究では、食事もしくは唾液中に含まれるNO_2^-が胃酸により還元され、胃腔内でNOが大量に発生することに着目し、ラットにNaNO_2を経胃管投与し、胃腔内にNOが大量に発生した状態でのグレリン動態について検討した。亜硝酸水投与ラットの解析7週齢の雄性Wistarラットを用い、NaNO_2(0.1mmmol/kg)を経胃管投与した。血漿および胃内のグレリン濃度はRIAで定量した。抗グレリン抗体を用いた免疫組織化学を行い、胃粘膜内グレリン陽性細胞数を検討した。血漿及び胃粘膜中のNO_X濃度はGriess法により測定した。血漿及び胃粘膜中のNO_X濃度、血漿中グレリン濃度は有意に増加した。また、血漿中グレリン濃度と血漿中のNO_X濃度、胃粘膜中のNO_X濃度は有意な相関を示した。胃粘膜中のグレリン濃度、グレリン陽性細胞数はNaNO_2の投与で有意な変化を認めなかった。プロトンポンプ阻害薬であるランソプラゾール(30mg/kg)をNaNO_2の投与16時間前に投与したところ、血漿中グレリン濃度の上昇が抑制された。24時間禁食の後に7週齢のWistar系雄性ラットを屠殺し、胃粘膜を取り出し、胃体部を横断的に3mm四方の切片を作製し、培養液中で2時間incubationした後、NOドナーであるsodium nitroprusside (SNP)1μMを投与し、30分後に培養上清を採取し、培養上清中のグレリン濃度を測定したところ、培養上清中のグレリン濃度は有意に増加した。以上より、胃腔内に一酸化窒素が大量に発生した状態ではグレリンを産生するA-like細胞からのグレリン分泌が刺激されると考えられた。

我々はFunctional dyspepsia(FD)の患者で血漿グレリンが高値であることを報告しているが(Aliment. Pham. Ther.24:104,2006)、神経型NO合成酵素(nNOS)ノックアウトマウスでは著明な胃拡張と胃排出能の低下を呈する(Gastroenterology119:766,2000)ことや、FD患者へのNOドナー投与は胃運動低下を改善させる(Gastroenterology 118:714,2000)ことから、NOがFDの病態形成へ関与している可能性が示唆されている。本研究ではnNOSノックアウトマウス(nNOS<^-/->)を用いて、nNOS由来のNOによるグレリン分泌調節機構について検討した。nNOSノックアウトマウスの解析12週齢のnNOSノックアウトマウス(nNOS<^-/->:n=10)と野生型マウス(WT:n=10)を18時間の禁食後,解剖に供した。血漿中及び胃粘膜中のグレリン量はRadioimmunoassay、胃粘膜中プレプログレリンmRNA発現量は定量的RT-PCR、胃粘膜中グレリン陽性細胞数は免疫組織化学、血漿アディポネクチン、血清インスリン及びレプチンはELISA法で検討した。nNOS<^-/->では、WTと比べて摂食量、血漿中の活性型グレリン及び総グレリン、胃粘膜中の活性型グレリン及び総グレリン、胃粘膜中プレプログレリンmRNA発現量、胃粘膜中グレリン陽性細胞数は有意に増加した。血漿アディポネクチンはWTマウスと比べて有意に減少したが、血清インスリン及びレプチンは有意な変化を認めなかった。以上より、nNOS由来のNOが胃粘膜からのグレリンの産生及び分泌を抑制し、摂食調節に寄与する可能性が示唆された。
DNAポリメラーゼ研究におけるゲノム科学的，分子科学的アプローチの融合

<Polζゲノム科学的解析に必要な分裂酵母株の作成>リボヌクレオチドを高頻度の取り込むPolζをコードする変異遺伝子の作成に着手した.第一に,Polε,PolδとPolζのカタリティックドメインのアライメントを作成し,Polζの変異されるべきアミノ酸を特定した.その後,Polζをコードする遺伝子(rev3)をプラスミドにクローニング後,当該アミノ酸が変異した遺伝子を作成した.その遺伝子をcre-loxシステムを用いて,分裂酵母の内在のrev3遺伝子と置換した.この酵母を使用して,細胞内での変異Polζの機能を解析した結果,多少の機能低下は観察されるものの,PolζのDNA合成能は失われていないことが判明した.現在,変異PolζのDNA合成によるリボヌクレオチドの取り込み定量を行っている.今後は,この株を利用して,ゲノムワイドにPolζ合成領域の特定(Pu-seq)を行う.変異Polζ遺伝子をコードする酵母株の作成と並行して,PolζによるDNA合成が必要となる細胞株の樹立もおこなった.Polζ欠損株とPolεの機能が低減した株をかけ合せて結果,PolεとPolζの二重変異株において顕著な増殖阻害が観察された.これは,Polε変異体でゲノム中のPolζの合成領域が拡大していることを示している.よって,Polε変異体において,Polζを対象としたPu-seq実験を行い,Polζがリーディング鎖合成を担うPolεを補助する仕組みを今後検証する.<細胞内でのPolζの1分子レベルでの観察に必要な酵母株の作成>PALM法を用いて,Polζの細胞内1分子観察を行うため,Polζのカタリティック因子のN末端にmEos蛍光体が結合した遺伝子の作成に着手した.現在までに,Polζ遺伝子とmEos遺伝子が結合した配列のプラスミド上へのクローニングが完了し,現在,酵母株への導入を行っている.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。
チタニアカラムを用いたハイスループットホスホプロテオーム解析法の開発

1.チタニアカラムに結合する非リン酸化ペプチドの除去法の検討の継続。アフリカツメガエル卵抽出液のタンパク質混合物のトリプシン分解物をチタニアカラムに添加した後種々の洗浄法、洗浄溶媒その他を適用し次のような結果を得た:1)イソプロパノールによる洗浄が有効である、2)3-サイクル洗浄法が有効である、3)高感度の質量分析計(MS)の使用が有効である。そこでこれらの方法を組み合わせて洗浄/分析条件を最適化し、これまでフリカツメガエル卵抽出液タンパク質のトリプシン分解物から288本のリン酸化ペプチドしか検出できなかったものを、1382本のリン酸化ペプチドを検出できるまでに精製度の上昇と大幅な高感度化に成功した。2.精製リン酸化ペプチドの内部アミノ酸配列同定法の検討。これまでは得られたリン酸化ペプチドのアミノ酸配列は調べていなかったが、精製リン酸化ペプチドをLC-MS/MS法で内部アミノ酸配列を解析して、アフリカツメガエル卵抽出液タンパク質のトリプシン分解物から、338本のリン酸化ペプチドのアミノ酸配列を同定できるようになった。3.全自動装置の構築これまでの結果は新たに構築した全自動リン酸化ペプチド精製装置を用いた結果であることから、この装置を用いることにより全自動でリン酸化ペプチドの精製ができることが示された。4.学会発表で研究結果を公表するとともに、精製法と精製装置について特許出願した。チタニアカラムを用いてリン酸化ペプチドを網羅的に精製し質量分析装置で分析するホスホプロテオーム解析法を確立し、これを実際にカエル卵のホスホプロテオーム解析に適用してその有用性を実証する目的で実験を行い、今年度は次のような結果を得た。1.リン酸化ペプチドのチタニアカラムへの結合と解離の両方の速度が予想よりはるかに小さいことから、最適流速を再検討し、吸着時は0.1ml/min以下、溶離時は0.2ml/min以下が最適であることを明らかにした。2.チタニアカラムから溶離したリン酸化ペプチドが濃い塩基性のリン酸緩衝液に溶けているため逆相HPLCカラムに吸着しないペプチドがあったが、このペプチドを溶離して逆相カラムに結合させた直後にギ酸水溶液を流して直ちに酸性にすることによって改善された。3.微量のリン酸化ペプチドの非特異的吸着による消失を抑制するため、質量分析装置(MALDI-TOF MS)のサンプルプレートに少量のリン酸、ピロリン酸またはセリンを添加したところ、いずれも回収率の改善が見られた。そのため、腐食性のないセリンを添加することにした。4.生体試料のトリプシン分解物に大量に含まれる非リン酸化ペプチドの一部がチタニアカラムに非特異的に吸着して混入してくるため、リン酸化ペプチドのイオン化が抑制されていた。そこで、チタニアカラムの非特異的な吸着を抑えるため、ポリスチレン系樹脂を用いた試料のプレクリーニングを行った。この処理により、非リン酸化ペプチドの混入は大幅に減少した。5.これらの改良を加えた方法をカエル卵抽出液のトリプシン分解物からのリン酸化ペプチドの精製に適用した。その結果、288種類のリン酸化ペプチドを検出することができるようになり、精製度と検出できるリン酸化ペプチドの数が格段に改善された。
大都市圏における公立総合大学の存在意義に関する公共政策的研究

研究目的我が国の都市部には、国立大学と公立大学、2つのパブリックセクターによる総合大学が併存している。なぜ大都市に複数の公的機関の総合大学が必要なのだろうか。そもそも我が国において都市と大学はどのような関係性を有しているのだろうか。本研究では、公共政策的な視点からこれらの問題を明らかにするものである。研究の手法まず、我が国における都市と大学の関係性を明らかにするべく、我が国初の近代的高等教育機関である東京大学の立地場所確定に関する諸文献の分析を行い、両者の関係性を公共政策で用いる「外部性」の概念と都市峰済学のモデルを用いて明らかにした。そのうえで、各公立大学発行の大学案内を参考に、公立大学の沿革およびアドミッションポリシーを分析し、都市に公立総合大学が多く立地されるようになった背景、都市における公立大学の意義を考察した。研究成果東京大学の立地場所をめぐっては、当初、都市と郊外、双方の設置論が存在したが、最終的には都市部に立地された。都市にとっては、大学の正の外部性によって都市成長・拡大が期待できる一方、大学にとっては都市の外部性が負の要因として教育活動の低下に働くことがわかった。この概念にアロンゾ都市モデルの概念を用いて、都市における大学の最適な立地場所を明らかにできることを示唆することになった。また、公立総合大学の設立経緯を見ると、当初はその都市に求められた学問分野の専門学校、単科大学、女子大学などは、国立大学との棲み分けを可能にしていたが、その後、統合を繰り返し現在の総合大学へと成長した変遷がうかがえる。これは、地方自治体を取り巻く財政的課題によるところも大きいことが分かった。しかしこれらの公立総合大学はその地域にとって本来必要であった教育資源に源流を持つ。それを再確認することで今後の新たな存在意義を見出す可能性を有している。
思春期のインスリン抵抗性の発現に及ぼす性発達及び脂肪細胞由来サイトカインの影響

若年者では、思春期の第2次性徴の発現に関わる内分泌環境の変化や、脂肪組織または除脂肪組織などの身体組成の変化がインスリン抵抗性に関与し、身長の最大発育年齢を迎えた年から1年後までの時期にインスリンが一過性に上昇する変化が見られることが明らかになった。また、このような思春期に特異的な生理的変動を考慮しても、肥満者では非肥満者に比べてインスリン抵抗性が亢進しており、各種の肥満判定指標のなかでも超音波法による腹膜前脂肪厚との関連がより強かったことから、肥満の状態、特に腹腔内臓脂肪の蓄積がインスリン抵抗性を強く修飾し、高インスリン血症を招くことが示された。さらに、肥満遺伝子より産生されるサイトカインであるレプチンが思春期の性発達や肥満によるインスリン抵抗性の元進に関与することが示唆された。インスリンが思春期の生理的変動の範囲を超えて高値を示す者では、血圧、中性脂肪、動脈硬化指数が高く、HDLコレステロールが低いことが示されるとともに、数年後の青年期にかけての血圧の上昇が大きいことが明らかにされ、思春期における肥満とそれに伴う高インスリン血症は、将来のMetSを構成する危険因子の発現や進展に寄与する可能性が示された。MetSにおける内臓肥満、血圧高値、高血糖、リポ蛋白異常の指標としてウエスト/身長比、平均血圧、TC/HDL比、HOMA指数を用い、そのうえで、性別、年齢別の75パーセンタイル値以上である場合をリスク有りとして個人内でのリスクの集積数と脈波伝播速度(baPWV)との関係をみると、リスクの集積数の増加に比例してbaPWVが高値を示すとともに、MetS群と非MetS群で比較するとその差がより顕著であった。さらに、数年間の観察期間中にMetSを新規に発症した者やMetSの状態が持続した者では、MetSが改善した者やMetSがなかった者に比べ、有意に高いbaPWVの上昇が認められたことから、若年者においてもMetSの病態が血管壁の性状の変化に影響を及ぼすことが示された。以上のことから、肥満に起因する健康障害を減少させることは勿論であるが、将来の高血圧、糖尿病、脂質代謝異常などの代謝性疾患の予防という視点からも早期からの肥満指導が重要であり、その指導において、耐糖能異常やインスリン抵抗性は最も留意すべき点であると考えられる。本年度は1017歳の健常小児を対象に調査を実施し、血中インスリン濃度(IRI)の加齢変化を明らかにするとともに、その変化と思春期発来に伴う内分泌環境や身体組成の変化および動脈硬化性疾患の危険因子との関連について横断的解析により検討した。IRIは男子では10歳から上昇して13歳で最高値に達し、その後は徐々に低下した。女子では11歳で急な上昇を示した後、13歳まで緩やかに低下し、それ以降では低下が大きくなった。身長の最大発育年齢を基準にみると、最大発育年齢を迎える前に比べ、迎えた年には急に高値となるが、その後は発育段階が進むにつれて徐々に低下した。

また、IRIは体脂肪率や血清レプチンと強い相関を示したことから、思春期の第2次性徴がインスリン抵抗性に影響を及ぼし、一過性にIRIの上昇をもたらすことが示唆された。一方、肥満者では非肥満者に比べ、思春期の加齢変化を考慮してもIRIの上昇が認められた。さらに、IRIが高値を示す者では、収縮期および拡張期血圧、総コレステロール、中性脂肪、動脈硬化指数が高かったが、共分散分析で体脂肪率を補正した場合も、拡張期血圧、中性脂肪、動脈硬化指数で有意な差が認められた。したがって、IRIが体脂肪率とは独立して、これらの指標に関連することが示唆された。その背景として、インスリン抵抗性が単に脂肪組織の多少に依存するだけでなく、内臓脂肪蓄積の有無にも強く影響されることが考えられるが、IRIは体脂肪率やBMIに比べてウエスト/身長比と最も強い相関を示した。以上、インスリン抵抗性は第2次性徴に伴う内分泌的変化や身体的な変化に影響を受けて変化することが示唆された。また、このような思春期の加齢変化を考慮しても、肥満者では非肥満者に比べてインスリン抵抗性が亢進しており、これらは動脈硬化性疾患の発症に寄与する血圧や脂質代謝などの指標にも関連することが明らかになった。本年度は、思春期の性発達段階によるインスリン濃度(IRI)やインスリン抵抗性の変化、それらとアディポサイトカインの変化との関連、動脈硬化性疾患の危険因子の発現に及ぼす影響について縦断的解析を行った。身長の最大発育年齢(MIA)を基準にIRI、HOMA指数の変化をみると、MIAを迎えた年には急に高値となるが、それ以降では発育段階が進むにつれて緩やかに低下し、MIAを迎える前の値に近づく変化がみられた。また、IRI、HOMA指数は血清レプチンが高くなるほど高値となり、その傾向は肥満者で顕著であった。さらに、血清レプチンが高いレベルを推移する者では、IRIやHOMA指数も高値を示す変化がみられた。次に、思春期のインスリン抵抗性やIRIの動態が青年期にかけての血圧の変化に及ぼす影響を検討した。男子については、IRIが標準的な変化の範囲を超えて上昇した群では、不変群や低下群に比べて収縮期血圧、拡張期血圧ともにその変化量が有意に大きかった。女子では、収縮期血圧は連続的な関係を示したものの、拡張期血圧では一定の傾向はみられなかった。また、血圧の変化量を目的変数に、BMI、IRI、血清レプチンの変化量、年齢、追跡年数を説明変数とした重回帰分析を行うと、男子では、収縮期血圧、拡張期血圧のいずれに対してもIRIは有意な説明変数であった。女子では、IRIは有意な説明変数とならず、血圧の推移に対して独立した関連を示さなかった。これらの縦断的解析から、思春期の第2次性徴がインスリン抵抗性の増大に関与し、MIAの時期に符号して一過性にIRIの上昇をもたらすことが示唆されるとともに、このような生理的変動の範囲を超えてIRIが上昇する者では、数年後に血圧が高値となることが示されたことから、小児においても肥満に伴うインスリン抵抗性が高インスリン血症を招き、これが血圧上昇に関与する可能性が考えられた。
シングルサイト光触媒を利用するナノサイズ合金の創製

シングルサイト光触媒(孤立四配位チタンイオン種)の還元力を利用して、従来の製法では調製が困難である"ナノサイズ合金"を安価で簡易なプロセスで合成する手法を確立することを目指した。シリカ中に高分散に存在するシングルサイト光触媒を紫外光照射して光励起させ、その還元性を利用して二種の金属イオン源を還元固定化することで組成と構造とサイズの制御できたナノサイズ合金超微粒子の製造を試みた。水熱合成法、ゾルゲル法、イオン交換法、イオン注入法などの申請者がすでに応用可能である手法を利用して、ゼオライトやメソポーラスシリカなどのシリカマトリックス中に孤立状態で高分散担持された"シングルサイト光触媒"を調製した。シリカマトリックス中に孤立状態で高分散担持した"シングルサイト光触媒"を用い、金属イオンを含む水溶液中で"シングルサイト光触媒"に紫外光照射し光励起することで、光励起シングルサイト上で金属イオンを還元し固定化した。調製した金属微粒子のサイズと構造を放射光XAFSや高分解TEM観察などの分光手法で評価した。また、PdやPtをべースとしたPd-Au合金やPt-Fe合金の合成を試みた。調製したナノサイズPt-Fe合金微粒子を触媒として、水素中に微量に混在する一酸化炭素の選択酸化反応を、Pd-Au合金微粒子を触媒として、水素・酸素からの過酸化水素の合成反応を試み、合金の触媒特性の評価を行った。さらに、in-situでのFT-IR測定により吸着種や反応中間体の観測を行い、反応機構の検討を行った。"シングルサイト光触媒"(孤立四配位チタンイオン種)の還元力を利用して、従来の製法では調製が困難である"ナノサイズ合金"を安価で簡易なプロセスで合成する手法を確立することを目指した。また、PtやFeをベースとしたPt-Fe合金やFe-Pd合金の合成を試みた。調製したナノサイズPt-Fe合金微粒子を触媒として、水素中に微量に混在する一酸化炭素の選択酸化反応、ディーゼルエンジン排ガス中に含まれる窒素酸化物の選択還元反応を試み、合金の触媒特性の評価を行った。さらに、in-situでのFT-IR,測定により吸着種や反応中間体の観測を行い、反応機構の検討を行った。
高励起状態化学の分子素子や環境問題、ナノおよびバイオテクノロジーへの応用

高励起状態からのみ進行する化学反応を検討することで、高励起状態を介した分子素子の開発、環境問題への応用、ナノおよびバイオテクノロジー応用へと展開可能な知見を得ることを目的として研究を行った。本研究では超高速分光および放射線化学的手法を主たる測定手段として用い、機能分子励起状態における高速構造緩和過程の解明、ラジカルイオン励起状態過程の解明、DNA内電子移動過程の解明などが主たる成果として得られた。本研究ではレーザー光の多段階照射や短波長光照射、さらには多光子吸収により生じる高励起状態から進行する化学反応を検討することにより、分子素子の創製、環境汚染物資の分解、光線力学療法への展開を目的としており、研究初年度においては、超高速分光法を用いた高励起状態の直接観察の確立および分子素子への展開さらには光触媒メカニズムの解明を目指し、以下の研究を行った。(1)高励起三重項状態から進行する電子移動過程の解明。オリゴチオフェンにレーザー光を多段階照射することにより高励起三重項状態を生成した。溶媒中に電子アクセプターが存在する場合には電子移動が起こり、その速度はMarcus理論に従うことを明らかにした。さらにオリゴチオフェンとアクセプターを結合させたダイアッド分子にフェムト秒レーザーを二色二レーザー照射した場合には、高励起三重項状態を経た分子内電荷分離を示す寿命変化が起こることを確認した。(2)多孔性メタルオーガニックフレームワーク(MOF)による光触媒過程の解明。発光性のEu^<3+>と1,3,5-benzenetribenzoateリガンドを用いたMOFを作成し、Eu^<3+>発光強度および寿命を測定することで溶媒中の有機化合物の酸化過程を検討した。Eu^<3+>の消光は電子移動の自由エネルギー変化を反映することを明らかにした。さらに、共焦点顕微鏡による蛍光解析より、酸化活性のMOF位置依存性を明らかにすることで、MOF光触媒のサイズ選択的活性の可能性を示した。また、その他のMOFに蛍光プローブを挿入することによりMOF内における極性環境変化を明らかにすることで、MOFの光触媒としての有用性を検討した。本研究ではレーザー光の多段階照射や短波長光照射、さらには多光子吸収により生じる高励起状態から進行する化学反応を検討することにより、分子素子の創製、環境汚染物資の分解、光線力学療法への展開を目的としており、今年度は、高励起状態の光線力学療法への適用を指向したDNA内過剰電子移動の検討、および分子素子応用のためのラジカルアニオン励起状態からの電子移動過程の解明を行った。具体的内容は以下のとおりである。(1)DNA内の電荷移動は生科学での重要性ならびに分子素子応用の観点から注目されているが、その多くは正電荷であるホール移動に関するものであった。DNA損傷の修復過程には負電荷である過剰電子移動が寄与していることに着目し、われわれはDNA内の過剰電子移動速度の直接観測を行った。具体的にはオリゴチオフェンおよびジフェニルアセチレンをDNAに修飾し、オリゴチオフェンを励起することで過剰電子をDNA内に注入し、ホッピングの後に生じるジフェニルアセチレンのラジカルアニオンの生成速度を超高速分光で求めることで、核酸塩基間のホッピング速度を導出した。過剰電子移動速度はホール移動速度より高速であることを始めて明らかにした。(2)高励起状態から機能発現する分子素子の開発を目的として、すでにラジカルカチオンの励起状態からのホール移動を明らかにしているが、今年度はラジカルアニオンの励起状態からの電子移動過程について分子間および分子内過程の検討を行った。分子間の電子移動過程についてはパルスラジオリシスとパルスレーザーの複合照射によって検討を行い、ナフタルジイミドとピロメリットイミドの系において、高効率な電子移動を生じることを明らかにした。さらに、分子内電荷分離を検討するために両者の結合分子を合成し、過渡吸収測定によりラジカルアニオン励起状態からの電子移動を確認した。本研究は高励起状態から進行する化学反応を、分子素子、環境汚染物資の分解、光線力学療法へ展開することを目的としている。今年度は、昨年度に引き続き、光線力学療法を志向したDNA内過剰電子移動の検討、ダイマーラジカルカチオン励起状態の検討、および分子素子応用のためのポルフィリン異性体超分子内の電子移動過程の解明を行った。(1)DNA内の電荷移動は生科学での重要性ならびに分子素子応用の観点から注目されている。昨年度、われわれはDNA内の過剰電子移動をダンベル型DNAを用いて検討したが、今年度はヘアピン型DNAを用いて、過剰電子移動速度の導出を行った。具体的にはジメチルピレンをドナー、ジフェニルアセチレンをアクセプターとしたヘアピンDNAを合成し、ドナー励起により過渡吸収測定することで、過剰電子移動速度を導出した。その結果、連続チミン間の過剰電子移動は、グアニンおよびアデニン間のホール移動よりも高速であることを確認した。(2)ダイマーラジカルカチオンは近赤外領域に電荷共鳴に基づく吸収を示すことが知られている。