hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
魚貝類アレルゲンのエピトープ解析およびその応用に関する研究

パルブアルブミン(魚類の主要アレルゲン)のIgEエピトープ(IgE抗体と結合する部位でアレルギーの発症に関わる)を解析し、魚類アレルギーの免疫治療に有望な改変パルブアルブミンを作製した。トロポミオシン(甲殻類・軟体動物の主要アレルゲン)のIgEエピトープを明らかにし、さらにIgEエピトープを認識するモノクローナル抗体の確立に成功した。また、甲殻類アレルゲンとしてsarcoplasmic calcium-binding proteinを、軟体動物アレルゲンとしてパラミオシンを、それぞれ新たに同定した。1.魚類アレルゲン(パルブアルブミンおよびコラーゲン)の一次構造情報は十分ではないので、ウナギなど数種魚類のパルブアルブミンおよびマサバのコラーゲンα1鎖またはα3鎖(どちらかは不明)の全一次構造をcDNAクローニング法により解明した。2.7魚類パルブアルブミンのIgE反応性はいずれもCa^<2+>除去により著しく低下することを確認し、コイおよびマサバのパルブアルブミンでのこれまでの結果も含めて、魚類パルブアルブミンでは高次構造エピトープが重要であると判断した。3.ブラックタイガーおよびスルメイカの主要アレルゲンであるトロポミオシンについて全長を網羅する合成ペプチドを用いてIgEエピトープを比較検討し、C末端領域に共通のエピトープが存在することを認めた。本成果により、両トロポミオシンの交差性を分子レベルで明らかにできたと考える。4.ブラックタイガーに20kDaの、クロアワビに100kDaの新規アレルゲンを検出し、精製標品の部分アミノ酸配列から20kDaアレルゲンはカルシウム結合性筋形質タンパク質(sarcoplasmic calcium-binding protein)、100kDaアレルゲンはパラミオシンであることを明らかにした。今後の甲殻類アレルギーあるいは貝類アレルギー研究においては、トロポミオシンの他にこれら新規アレルゲンも考慮する必要がある。5.魚類パルブアルブミンに対するモノクローナル抗体を近赤外蛍光プローブで標識し、近赤外蛍光ウェスタンブロット法を確立した。これによって通常の化学発光法と同程度の感度が得られ、ダイナミックレンジは10倍程度を確保することができた。1.前年度に新規アレルゲンとして同定したブラックタイガーのカルシウム結合性筋形質タンパク質(sarcoplasmic calcium-binding protein)、クロアワビのパラミオシンの全一次構造をcDNAクローニング法により解明した。2.マサバパルブアルブミンの一次構造IgEエピトープを含む領域(21-40残基)について1残基ずつAla置換したペプチドを合成し、IgE反応性の評価によりIgEとの結合に重要なアミノ酸残基を特定した。3.マサバパルブアルブミンをモデルとしてsite-directed mutation法により各種改変パルブアルブミンを大腸菌で発現し、そのIgE反応性を調べた。今後の検討がさらに必要であるが、2箇所の高次構造IgEエピトープ領域が推定された。4.マサバパルブアルブミンで免疫した3系統のマウスについて血中IgEの上昇を測定し、アレルギーモデルマウスとしてBALB/cが最適であると判断した。次いで、BALB/cマウスをマサバパルブアルブミンで免疫する前にマサバパルブアルブミンの変異体(D51/90A)を投与するとIgE産生が顕著に抑制されることを明らかにし、D51/90Aは減感作療法における安全な抗原として有望であることを示唆した。5.軟体動物アレルゲントロポミオシンの2種のIgEエピトープペプチド(KLH標識)に対するマウスモノクローナル抗体を作製し、性状を解析した。2種のうち1つのIgEエピトープペプチド-KLH複合体には腹腔内投与によるマウス出血性致死活性が確認された。1.前年度に引き続き、マサバパルブアルブミンについてsite-directed mutation法により各種改変体を大腸菌で発現し、そのIgE反応性から2箇所の高次構造IgEエピトープ領域を推定した。2.2種甲殻類(クルマエビおよびズワイガニ)のカルシウム結合性筋形質タンパク質(sarcoplasmic calcium-binding protein、SCP)をコードするcDNAをクローニングし、塩基配列解析により全アミノ酸配列(両者とも192残基)を決定した。クルマエビのSCPは、同じクルマエビ科のブラックタイガーSCPと96.3%という高い配列相同性を示し、その他の甲殻類SCPとの相同性は80-90%であった。ズワイガニSCPも、その他の甲殻類SCPとの配列相同性は80-90%であった。3.ブラックタイガーSCPからCa^<2+>を除去すると、患者によってはIgE反応性が著しく低下し、SCPのIgEエピトープとしては一次構造だけでなく立体構造も重要であることが判明した。4.クロアワビの新規アレルゲンとして同定したパラミオシンを大腸菌で発現し、組換え体のIgE反応性は天然品と同等であることを明らかにした。

5.無脊椎動物トロポミオシンのIgEエピトープ解析結果から設計したペプチド配列EKYKSISDELDQTFAELとKSISDELDQTFAELに対して得られたモノクローナル抗体は、硬骨魚類トロポミオシンも認識した。そこで、新たな配列SISDELDQTFAELを設計して抗体を作製したところ、無脊椎動物トロポミオシンのみと反応するモノクローナル抗体産生クローンが得られた。
特異的タンパク質分解を利用した幹細胞の効率的分化誘導プラットフォームの確立

幹細胞を用いた再生医療技術の臨床応用が推進される中、依然として高効率で精度の高い分化誘導法の確立が求められている。本研究では、幹細胞の高効率な分化誘導法確立のための新たなプラットフォームの構築を目的とし、これまでに確立されてきた細胞分化誘導系にユビキチン化酵素の基質特異性を制御するリガンド化合物の利用を組み合わせ、ユビキチン-プロテアソーム系によるネオ基質の特異的タンパク質分解を薬理作用として想定した細胞分化の新たな表現型スクリーニングを確立することを目指して検討を進めてきた。特に本研究では、タンパク質分解のメディエーターとしてユビキチン化酵素CRBNに着目し、表現型スクリーニングの条件検討を行うため、CRBNのリガンド化合物として報告されているサリドマイドなどのIMiDsを含むグルタルイミド基を有するリガンド候補化合物を選定した。まず、骨芽細胞分化をモデルとし、ヒト骨髄由来間葉系幹細胞であるUE7T-13細胞を用いて選定した化合物の細胞毒性を評価し、適正な化合物濃度の範囲を設定した。その後、それらの化合物がUE7T-13細胞の骨芽細胞分化に与える影響をアルカリフォスファターゼ染色により評価した。各化合物の処理により分化誘導状態の様々なバリエーションが確認でき、表現型スクリーニングの適正な条件を設定することができたと考えられる。また、表現型スクリーニングに先立ち、骨芽細胞分化の制御に関与するネオ基質を同定するためのタグ化CRBN安定発現細胞を樹立することができた。選定した化合物を用いて表現型スクリーニングのパイロット実験が終了した。さらに、ネオ基質の同定とその機能解析に必要な細胞株の樹立まで概ね順調に準備を進めることができた。化合物の数を拡大して表現型スクリーニングを実施することにより細胞分化の制御を可能とする候補化合物を確保する。特に本研究においては、骨芽細胞分化を促進するより有望な化合物を選抜するが、顕著な効果が得られない場合は、他の分化誘導系も含め検討する。選抜された化合物に関しては、化合物依存的にCRBNに捕捉される標的タンパク質を質量分析により同定し、ユビキチン-プロテアソーム分解系のネオ基質であるか分子細胞生物学的解析により検証する。同定されたネオ基質に関して細胞分化における機能解析を進め、化合物による細胞分化制御の機構について明らかにする。初年度は試験的スクリーニングに使用する化合物を選定することで物品費を抑えた。次年度は使用化合物の拡大を予定しており、差額分を物品費及び同定基質の機能解析費に当てることを計画している。
骨吸収抑制薬関連顎骨壊死における術中感染骨検知液の新規開発

薬剤関連性顎骨壊死(MRONJ)は,骨粗鬆症患者・骨転移を有する癌患者等において使用されるビスフォスフォネート製剤(以下BP製剤),デノスマブ製剤,血管新生抑制作用を持つ抗がん剤に関連して起こる口腔領域の疾患である.全ての薬剤の顎骨壊死は「感染」が引き金となっており,感染層の除去は非常に重要である.本研究の目的はMRONJに対して歯科臨床に用いられている染色液を応用し,感染骨の可視化を可能とし,正確な術中切除範囲を決定させ,低リスク・低コストかつ世界中の医療施設においてMRONJ患者に適応可能な新規感染骨染色液の開発をすることである.薬剤関連性顎骨壊死(MRONJ)は,骨粗鬆症患者・骨転移を有する癌患者等において使用されるビスフォスフォネート製剤(以下BP製剤),デノスマブ製剤,血管新生抑制作用を持つ抗がん剤に関連して起こる口腔領域の疾患である.全ての薬剤の顎骨壊死は「感染」が引き金となっており,感染層の除去は非常に重要である.本研究の目的はMRONJに対して歯科臨床に用いられている染色液を応用し,感染骨の可視化を可能とし,正確な術中切除範囲を決定させ,低リスク・低コストかつ世界中の医療施設においてMRONJ患者に適応可能な新規感染骨染色液の開発をすることである.
マイクロ構造制御された多孔質オプティカル水素センサの創製

水素は次世代のクリーンなエネルギー源として期待されている。一方、水素は爆発性を有する危険なガスであるため、安全・安心な水素エネルギー社会を構築するためには、高性能な水素ガスセンサを開発することが重要である。本研究では、水素によって薄膜材料の光学特性が変化することを利用したオプティカル水素センサの高性能化に関する研究を遂行した。センサ材料には、室温において水素の吸着・解離作用を有するパラジウム(Pd)を選択した。多孔化技術を用いてサブミクロンスケールの構造が高度に制御された多孔質Pdセンサ素子を作製することに成功した。得られた素子は、室温において高い感度と優れた応答・回復特性ならびに耐久性を示すことを明らかにした。本研究は安全・安心なクリーン水素エネルギー社会を構築するために高性能な室温作動型オプティカル水素センサを開発するものである。具体的には、ナノからマイクロスケールの微細構造が高度に制御された新規なセンサ材料を創製し、さらなるセンサ性能(感度、応答速度、回復速度、耐久性)の向上を図ることを目的としている。今年度は、当該研究課題の初年度にあたり以下の2点について主に検討を行った。(1)ナノ構造制御型センサ材料の創製室温作動型の水素センサを作製するため、材料として室温で水素の触媒作用を有するパラジウム(Pd)を選択した。Pdの微細構造を高度に制御するため、コロイド結晶テンプレート法を用いて多孔質試料を作製した。コロイドには粒子サイズがそろったポリメチルメタクリレート(PMMA,粒径:800mm)球状粒子を用いた。電気泳動法または引き上げ法によりガラス基板上にPMMAコロイド結晶膜を作製し、電気めっきまたは無電解めっきによりコロイド結晶の隙間にPdを析出させ、熱処理により多孔質膜を作製した。電気めっきはスタンダードボルタンメトリーツール(今年度購入備品)を使用した。熱処理が空気中であったため、Pdが酸化され多孔質なPdO膜が形成された。多孔質PdO膜は室温で水素に晒すことによりPdに還元され光学特性変化を示すことから室温作動型オプティカル水素センサとして機能することを見いだした。(2)水素センサ測定系の構築本センサは水素雰囲気下における試料の光学特性(光透過率または光反射率)の変化を捕らえることを原理としている。測定系を新規に構築するにあたり測定波長は可視光領域の波長(400nm800nm)とした。試料を配置するための気密セルは自作し、ガス系と光学系は今年度の予算にて購入させていただいた。本測定系の最大の特徴は、可視光の全波長領域おける光強度スペクトルとしての経時変化を測定できる点にある。これにより、センサ材料の微細構造に起因した光学特性(構造色)の変化も検出することができる。安全・安心な水素エネルギー社会の実現に向けて、構造が高度に制御された新規な水素センサを開発することを目的とした。水素センサとしては、パラジウム(Pd)の光学特性の変化を光信号として捕らえるオプティカル式を採用した。実用化されている電気式センサに比べ、室温作動が可能で水素に対する高選択性をもつなどの特徴がある。その一方で、繰り返し検知特性の改善や水素検出時の感度、応答性、回復性の向上も切望されている。そこで、本研究ではサブマイクロメートルスケールの微細構造が高度に制御されたPd多孔質膜を作製し、その水素検知特性の評価を通じて高性能な新規水素センサを提案することを目的とした。多孔質膜の作製には高分子ビーズテンプレート法を採用した。高分子ビーズには粒子サイズの揃ったポリメチルメタクリレート(PMMA)球状粒子を用いた。PMMA粒子のサイズは150, 400, 800nmの3種類を用いた。まず、電気泳動法により透明電極付きガラス基板上にPMMA粒子堆積層を形成した。次に、電気めっき法によりPMMA粒子膜の隙間にPdを析出させた。熱処理によりPMMAを熱分解除去し、多孔質膜を得た。多孔質膜中の孔はPMMA粒子のサイズと形状を強く反映していることがわかった。孔の配列の規則性は、粒子サイズによって大きく影響されることがわかった。室温における水素検知特性は、従来の無孔のセンサ試料と同等あるいはそれ以上であることが確認された。とくに、回復特性に関しては、無孔の試料に比べ性能が向上することが確認された。多孔質膜の孔の規則配列化および三次元規則配列孔を有する試料の作製までには至らなかったが、新規な多孔質オプティカル水素センサを作製することに成功した。
銀ナノ粒子プラズモン誘起光化学反応の機構解明と人工光合成反応効率化への応用

本年度の研究目標は、1フェムト秒過渡SERS分光測定を用いたホットエレクトロン誘起光化学反応の検証、2人工光合成等の既存光触媒反応の再現実験、の2つであったが、前年度の目標1単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・表面増強ラマン散乱(SERS)分光分析、にて期待以上の進展が得られつつあることから、本年度は前年度の目標1単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・SERS分光分析に注力する形で以下の2つの研究を実施した。a.金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応をSERS分光分析する上で必須な、SERSの発生メカニズムの考察およびプラズモニック光化学反応のモニタリングを行う上でのSERS適用方向性を示すための総説執筆b.単一銀ナノ粒子上で引き起こされる4-アミノベンゼンチオール(4-ABT)分子の光化学反応のSERS分光分析および4-ABT単分子のSERS測定a.金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応はプラズモニック化学とも呼ばれ、この1-2年で急速に国内外で注目を集め始めている。本光化学反応をモニターするにはSERSが非常に有用だが、一方でSERSの発生メカニズムについて未だ理解が広がっておらずSERSスペクトルの解釈を難しくしている問題がある。そこで山本は、この二つの問題を解決するために総説を執筆(国際誌1報、和文1報)した。b. 4-ABT分子は、金属ナノ粒子上で可視レーザーを照射するとすみやかに化学反応を起こして二量体化することが既に明らかとなっている。一方、分子が一つしかない場合どのような挙動を示すかは明らかでなかった。そこで山本は、銀ナノ粒子凝集体を用いて4-ABT分子の単分子SERS測定を行い、4-ABT単分子のSERSスペクトルを世界で初めてとらえた。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究目標は、1単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・SERS分光分析、2フェムト秒過渡SERS分光システムの構築、の2つである。まず1の実施状況について述べる。まず、産総研四国センター(前所属)現有の単一分子分光用光学顕微鏡装置を用いて、単一銀ナノ粒子2量体間隙における光化学反応をプラズモン・SERS分光法にて分析する一連の実験環境を設定した。次に銀ナノ粒子をクエン酸還元法により生成し、4-ニトロベンゼンチオール(4-NBT)を添加・吸着させ、SERS活性を持つ粒子のみ選択的にプラズモン共鳴スペクトルおよびSERSスペクトルを測定する手法を確立した。さらには、受入機関の香川大学にて、産総研現有の同システムを参考にしながら単一分子分光用光学顕微鏡装置一式を新たに組み上げた。同装置には新たに購入した分光装置を備えつけ、産総研のシステムよりも高分解能かつ高輝度なラマンシグナル検出を可能とした。産総研の顕微鏡装置および香川大学の同装置を併用し、単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・SERS分光分析を開始し、得られた一連のSERSスペクトルについて現在解析を行っている。続いて2の実施状況について述べる。目標に沿い、フェムト秒過渡SERS分光システムの構築を行った。具体的には受入機関の香川大学現有のフェムト秒CARS分光システムに倒立型光学顕微鏡を導入し、単一銀ナノ粒子凝集体上での光化学反応について時系列での検証を可能とした。本装置は、中西研究室既存の設備(フェムト秒再生増幅システム、光学顕微鏡、分光器等)、および新規導入した分光器、CCD検出器を組み合わせて新たに構築したもので、本年度で稼働準備が整った。これまでに予備実験として、中西研究室ですでに実証のあるポリビニルアルコールポリマーについて検討を開始した。本年度の研究目標は、1フェムト秒過渡SERS分光測定を用いたホットエレクトロン誘起光化学反応の検証、2人工光合成等の既存光触媒反応の再現実験、の2つであったが、前年度の目標1単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・表面増強ラマン散乱(SERS)分光分析、にて期待以上の進展が得られつつあること、また国際的に見ても同研究に関連するテーマが重要視され始めてきつつあり国内外の多数の研究グループが同研究に携わり競争が激しくなってきていることから、本年度は前年度の目標1単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・SERS分光分析に注力する形で以下の2つの研究を実施した。a.金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応をSERS分光分析する上で必須な、SERSの発生メカニズムの考察およびプラズモニック光化学反応のモニタリングを行う上でのSERS適用方向性を示すための総説執筆。国際誌にて1報、和文で1報の計2報の総説を出版した。b.単一銀ナノ粒子上で引き起こされる4-アミノベンゼンチオール(4-ABT)分子の光化学反応のSERS分光分析および4-ABT単分子のSERS測定。銀ナノ粒子凝集体を用いて4-ABT分子の単分子SERS測定を行い、4-ABT単分子のSERSスペクトルを世界で初めてとらえた。

本成果はSERSの発生メカニズムの1つであり発見から20年以上経っている化学増強効果について、改めてその原理を正しく解釈する上で極めて重要であり、現在早急な論文化を進めている。また、多数のSERSホットスポットをわずか3分で生成できる新奇ガルバニ反応を用いた銀ナノ粒子作製手法について、その粒子の組成と生成メカニズムをXPS分光法を用いて明らかとし、筆頭著者で論文を1報出版した。本成果は多数のSERSホットスポットで引き起こされるプラズモニック光化学反応の同時測定に応用できる可能性がある。本年度は1フェムト秒過渡SERS分光測定を用いたホットエレクトロン誘起光化学反応の検証、2人工光合成等の既存光触媒反応の再現実験、の2つが目標であったが、前年度の目標1単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・表面増強ラマン散乱(SERS)分光分析、にて期待以上の進展が得られつつあることから、本年度は当初の目標を変更し、こちらに注力した。上記のとおり、単一銀ナノ粒子上で引き起こされる4-ABT分子の光化学反応のSERS分光分析および4-ABT単分子のSERS測定を行い、4-ABT単分子のSERSスペクトルを世界で初めて捉えたため早急な論文執筆を行っている他、SERS分光分析にかかる総説を筆頭著者で2報、原著論文を筆頭著者で1報出版しており、本研究はおおむね順調に進展している。本年度の研究目標は、1フェムト秒過渡SERS分光測定を用いたホットエレクトロン誘起光化学反応の検証、2人工光合成等の既存光触媒反応の再現実験、の2つであったが、前年度の目標1単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・表面増強ラマン散乱(SERS)分光分析、にて期待以上の進展が得られつつあることから、本年度は前年度の目標1単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・SERS分光分析に注力する形で以下の2つの研究を実施した。a.金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応をSERS分光分析する上で必須な、SERSの発生メカニズムの考察およびプラズモニック光化学反応のモニタリングを行う上でのSERS適用方向性を示すための総説執筆b.単一銀ナノ粒子上で引き起こされる4-アミノベンゼンチオール(4-ABT)分子の光化学反応のSERS分光分析および4-ABT単分子のSERS測定a.金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応はプラズモニック化学とも呼ばれ、この1-2年で急速に国内外で注目を集め始めている。本光化学反応をモニターするにはSERSが非常に有用だが、一方でSERSの発生メカニズムについて未だ理解が広がっておらずSERSスペクトルの解釈を難しくしている問題がある。そこで山本は、この二つの問題を解決するために総説を執筆(国際誌1報、和文1報)した。b. 4-ABT分子は、金属ナノ粒子上で可視レーザーを照射するとすみやかに化学反応を起こして二量体化することが既に明らかとなっている。一方、分子が一つしかない場合どのような挙動を示すかは明らかでなかった。そこで山本は、銀ナノ粒子凝集体を用いて4-ABT分子の単分子SERS測定を行い、4-ABT単分子のSERSスペクトルを世界で初めてとらえた。銀ナノ粒子プラズモン誘起光化学反応の機構解明に必須な単一分子分光用光学顕微鏡装置一式を新たに組み上げ、単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・SERS分光分析に成功した。
セルロースによるソフトフォトニック材料の創製とデバイス応用

本申請者はこれまでに「セルロース誘導体によるコレステリック液晶の発現」に関する研究を取り組んでおり、本年度は、400 nm800 nmの全可視波長領域でブラッグ反射を示す架橋性セルロース誘導体の合成を目的とした。ここでは、セルロースをプロピレンオキシドによってエーテル化したヒロドキシプロピルセルロース(HPC)を出発原料として用いた。HPCの1H-NMRスペクトルを測定すると、モノマーユニットにおけるヒドロキシプロピル基の平均数(MS: Molar Substitution)を算出することができ、約4.0の値を示した。同時に、モノマーユニットにおける置換されたヒドロキシ基の平均数(DS: Degree of Substitution)は、イソシアン酸トリクロロアセチルで滴定したところ、2.3であることがわかった。これらMS値とDS値は今後、HPCの側鎖に導入するアクリロイル基などの官能基の導入量を算出する際、必要不可欠な情報である。ついで、HPCとアクリロイルクロライドなどを反応させて、側鎖に重合性のアクリロイル基を有する架橋性セルロース誘導体を合成した。繰り返し再沈殿で精製した架橋性セルロース誘導体について、FT-IRスペクトル測定でセルロースのヒドロキシ基の伸縮振動由来の吸収帯に着目し、エステル化反応の進行度合いを確認した。1H-NMRスペクトル測定から、5.86.6 ppm付近に現れるアクリロイル基由来の積分値とHPC由来の積分値からアクリロイル基の導入を算出し、種々の架橋性セルロース誘導体を合成した。予備実験では、紫外線照射によってある種の架橋性セルロース誘導体の膜を作製すると、可視波長領域の反射色だけでなく、ゴム弾性を示すセルロース・コレステリック液晶エラストマー膜になることを発見した。本年度の研究計画を遂行することができ、2件の特許を出願することができた。複数の民間企業との秘密保持契約を締結し、今後、実用化研究も実施する予定である。本研究費を利用して、来年度には引張・圧縮試験機を設置し、種々のセルロース・コレステリック液晶エラストマー膜のゴム弾性を測定し、架橋性セルロース誘導体の化学構造とゴム弾性の相関性を見出す。
非上場企業のM&Aと生産性

構築した非上場企業を含むパネルデータベースを用いて、M&A、特に企業合併がその後の企業パフォーマンスにどのような影響を与えるのかについて分析を進めた。合併前後の企業パフォーマンスを比較したところ、TFPレベル、ROA、キャッシュフロー比率といった指標が製造業では落ち込む一方、非製造業では改善がみられることがわかった。また、合併直後からのパフォーマンスの変化をみると、製造業についても関係会社間、異業種間合併において改善がみられることがわかった。A.データベースの作成企業活動基本調査(経済産業省)の個票データと、マールM&Aデータベース(レコフ社)とのマッチングを行うことにより、非上場企業を含むM&Aに関するパネルデータベースを作成した。データベースの対象は、製造業と非製造業に属する企業の1994年度から2002年度までであり、1590社の合併が抽出された。変数としては、企業の基本情報(産業、総資産、企業年齢)、財務情報(営業利益率(対総資産比率、以下同様)、キャッシュフロー比率、経費比率、負債比率)を整備することに加え、生産性関連指標(産業内の相対的TFP水準、TFP上昇率、研究開発費比率)データも作成した。これらの変数について、合併・買収企業(acquirer)、被合併・買収企業(target)、および比較対象企業(peer)のそれぞれにつき、合併前年および合併後3年間にわたるデータを整備した。比較対象企業の選定にあたっては、サンプルセレクション・バイアスを除去するため、企業活動基本調査の個票データを母集団とするPropensity Score Matchingを利用した。B.M&Aと研究開発・生産性に関する理論分析M&Aが市場価値に及ぼす影響について、理論的には、市場支配力の強化、シナジー効果、経営者への規律付け効果などが指摘されているが、これらと並んで潜在的に重要な影響として、研究開発や生産性、競争力への影響が挙げられる。特に研究開発については、同一産業内での重複投資を避けて効率的に研究開発を行うことがM&Aを行う動機の一つとなりうる。こうした動機について、理論・実証分析に関するサーベイをもとに、理論分析を行った。A.理論仮説の提示昨年度行ったサーベイに基づき、さらに理論分析を進め、企業合併が研究開発、TFP、収益率などの企業パフォーマンスに及ぼす影響に関する仮説として、コスト節約効果、シナジー効果、所得移転効果、経営改善効果などを提示するとともに、合併にかかわる企業の差異が経営のコントロール権を通じて企業パフォーマンスにどのような影響を与えるかを考察した。B.実証分析理論仮説を検証するため、昨年度構築したデータ・ベースを用い、まず、「どのような企業が合併を行うのか」に関し、ロジット・モデルに基づいて、合併企業になる企業はどのような特徴を持っているか分析を行った。次に、「合併により企業のパフォーマンスは改善されたか」に関しては、まず、比較対象として合併企業が合併を行わなかったが合併企業とよく似た特徴を持つ企業(コントロール・グループ)を先に推計したロジット・モデルの推計結果を利用したPropensity Score Matchingの手法を使って選び出した。そうした企業群との比較によってパフォーマンス変化をみるdifference-in-differences(DD)の手法を用いて、合併前と合併後のパフォーマンスの変化を製造業、非製造業に分けて計測した。また、合併・統合プロセスに光を当てるため、合併直後からのパフォーマンス変化についても計測を行った。さらに、企業合併の多様性を考慮するため、同一産業内か異なる産業間か、同一企業グループ内合併かそれ以外の合併か、などの観点からも分析を行った。平成22年度も引き続き、M&A、特に企業合併がその後の企業パフォーマンスにどのような影響を与えるのかについて分析を進めた。構築した非上場企業データを含むデータベースを利用し、PS(Propensity Score)マッチングの手法で、合併前後の企業パフォーマンスを比較したところ、TFPレベル、ROA、キャッシュフロー比率といった指標が製造業では落ち込む一方、非製造業では改善がみられることがわかった。また、合併相手のパフォーマンスや合併作業の影響を除いて考えるため、合併直後からその後におけるパフォーマンスの変化をみると、製造業についてもTFP、キャッシュフロー比率、ROAにおいて改善がみられ、さらに合併直後からのパフォーマンス変化を合併の形態に分けて分析すると、製造業の場合、関係会社間でTFP、キャッシュフロー比率、異業種間の合併ではROAの改善が有意であることがわかった。以上の分析結果を、法政大学や横浜国立大学の研究会で報告した。そして、雑誌『経済研究』に採択され、近日公刊予定である。M&Aに関連する研究では、敵対的買収防衛策を導入する企業の特性に関する分析も行った。そこでは、経営保身や外部株主との利害対立が買収防衛策導入に影響を与えているとの実証分析の結果示された。以上の分析は、金融経済研究に掲載された。また、以上の敵対的買収防衛策に関する分析を発展させた論文はRIETI Discussion Paperとして公表後、Seoul Journal of Economicsに投稿し、採択が決定した。
減災科学の新展開を目指した革新的斜面崩壊予測システムの開発と実証

我が国では,降雨と連動した斜面崩壊が多発している。土壌雨量指数(SWI)に基づく現行の土砂災害警戒情報には不確実な要素が含まれ,警報・避難勧告の発令基準の安全率を大きく設定せざるを得ないことが,避難対象地域の広域化,避難の長期化,的中精度の低さ等による住民の負担増に繋がっている。本研究では,宇宙線土壌水分観測システム(COSMOS)を核とした斜面崩壊予測システムの構築を目的として,1同システムの技術的課題の解決,2熊本地震(平成28年4月)で崩壊した火山灰土急斜面への適用,3気象観測データと連動した効果的なシステム運用法等を段階的に検討し,以下の知見を得た。(1)斜面とそこから約2 km離れた気象庁の雨量計設置地点との間に,降水量の差異が認められた。特に,1時間降水量の差異が10 mm/h以上となる回数が計18回(全データの3.7 %)となった。降水量の差異はSWI値の差異につながるため,斜面において降水量を測定することが土砂災害警報の精度向上に直結することが判明した。(2)斜面のSWI値と3深度×5地点に設けた土壌水分センサ網による土壌水分量は,降雨に対して概ね類似した変動特性を示した。ただし,降水量が最大となった際に土壌水分量は最大値を示したのに対して,SWIのピークはその4日後となったことから,実際の土壌の状態を監視することで現行の警報を補間する役割が期待できると考えられた。(3)観測期間を通して,COSMOSによる宇宙線中性子数と土壌水分量との間に一定の負の相関性が認められた。COSMOS観測領域内の地形は凹凸に富むうえ,被覆植生の分布の不均一性や時間変化が認められる。精度よく斜面全体の土壌水分の変化を捉えるためには,土壌水分センサ網を増設したうえで,地形・植生の空間特性を考慮した校正を行う必要があると判明した。我が国では,豪雨と連動した斜面崩壊が多発し,土壌雨量指数に基づく現行の土砂災害警戒情報を補間し得る新たな斜面崩壊予測技術を開発するとともに,レジリエント(被害を最小限に留め,災害から早く立ち直る強靭さ)な地域減災システムを構築することが望まれている。本研究では,国内外で脚光を浴びる宇宙線土壌水分観測システム(COSMOS)を核とした革新的な斜面崩壊予測システムの開発と実用化を目指して,1同システムの実用化の障害になる技術的課題の解決,2熊本地震(平成28年4月)で崩壊した火山灰土斜面への適用,3気象観測データと連動した効果的なシステム運用法の順に,2ケ年計画で段階的に研究を推進する。平成29年度は,上述の1および2に着手し,後述する成果を得た。第1に,熊本地震による土砂災害現場(熊本県南阿蘇村)の火山灰土急斜面に設置済みのCOSMOSに,webカメラを搭載したフィールドルーターを併設し,COSMOSによる従来の高速中性子データに加え,画像データに基づく地上植物体内の水分量の変動量を約半年間分取得した。平成30年度に稼働予定の土壌水分センサネットワークの観測データを待って,被覆植生を考慮した斜面土壌水分評価モデルを構築することが今後の課題である。第2に,代表者の研究グループは,大気環境,土壌環境,地下水環境,揺れ・位置変動等の観測技術を統合した新たなIoTシステムを構築した。2018年2月より,同システムを佐賀大学農学部圃場において試験的に運用し,システムの安定性および電力供給能力の検証や,ファームウェアの不具合の修正等に取り組んでいる最中である。地元自治体からの設置許可を得た後,平成30年5月に急斜面に設置予定である。COSMOSによる斜面観測は,予定どおりに進行している。一方,IoTシステムの開発については,本種目の採択結果が7月に通知された後に着手したため,4月着手を想定した当初の予定より,3ヵ月ほど遅延しているものの,システム一式の最終テストの段階にあり,平成30年5月には現場に設置できる見通しであるため,概ね順調に進展していると考える。

(3)観測期間を通して,COSMOSによる宇宙線中性子数と土壌水分量との間に一定の負の相関性が認められた。COSMOS観測領域内の地形は凹凸に富むうえ,被覆植生の分布の不均一性や時間変化が認められる。精度よく斜面全体の土壌水分の変化を捉えるためには,土壌水分センサ網を増設したうえで,地形・植生の空間特性を考慮した校正を行う必要があると判明した。平成30年5月に,前年度に開発したIoTシステムを急斜面に併設し,COSMOSおよび土壌水分センサネットワークを活用して,梅雨・台風・短期集中豪雨などの気象イベントを含む1年間の点および面の土壌水分量を観測し,気象庁データに基づく土壌雨量指数との差異を比較検討することにより,土壌雨量指数を活用することの是非や本法の技術的優位性を明らかにする。また,COSMOSの実測値に基づく斜面危険度のリアルタイム予測技術を構築し,その仕組みをクラウドに組み込むことにより,従来の土砂災害警戒情報を補い得る地域減災システムとしての利用法を検討するとともに,自治体および地域住民にその情報を提供することを目指す。以下の2つの理由により,平成29年度に実施予定だったIoTシステムの構築に要する物品費および設置にかかる旅費を,平成30年度に繰り越して当初予定分と合算して執行する必要が生じた。(1)観測現場は,複数の地権者から構成される牧野組合の管理下にあり,毎年2月に開催される会合において審議される野焼きのスケジュールに合わせて,観測機器の設置・撤去等を行う必要がある。熊本地震発生以後,観測現場は地割れが拡大する危険な状態にあるため,平成29年度の野焼きは中止されていたが,平成30年度に実施されるか否かについては2月まで未定だった。よって,中止が確定した2月以降に,改めて自治体と設置計画を審議して設置許可を得た後,設置計画に基づくIoTシステムの構築作業を行なわざるを得なかったため,一部の物品の調達を平成30年度に行う必要が生じた。(2)本課題が採択された7月以降にIoTシステム開発に着手したため,4月に着手するとした当初の計画に比べ,全体的な開発スケジュールが約3ヵ月程度遅延したため,観測機器の設置作業を平成30年度に行なわざるを得なくなり,その旅費を繰り越す必要が生じた。
家畜のストレス発現を調節する脳内メカニズムの解明及びその人為的制御法の探索

飼育管理上の様々なストレスは、繁殖機能や免疫機能の低下、異常行動を誘起し、家畜生産に大きな影響を与えている。本研究は、ストレスに対するブタ脳(視床下部)-下垂体-性腺軸による対処(制御)機構を明らかにすることにより、新たなストレス軽減法や効率的な家畜生産法確立のための基礎的知見を提供することを目的とした。本年度は、これまでに得られた知見を元にして、感染ストレスを想定した種々のサイトカインによる性腺(卵巣-黄体)機能調節メカニズムの解明を試み、以下の知見を得た。発情周期の各期にあるブタから黄体(排卵後の卵胞で形成され、妊娠の成立と維持に必須な一過性の内分泌器官)を採取し、種々のサイトカインとそれらの受容体発現を検討した。その結果、脳組織中にも発現の見られた腫瘍壊死因子(TNF)やインターフェロンガンマ(IFN)だけでなく、インターロイキン(IL)-4、IL-6ならびにそれぞれの特異的な受容体の存在が初めて明らかとなった。また、培養細胞を用いてIL-4とIL-6が黄体機能におよぼす影響を調べたところ、IL-4とIL-6が培養黄体細胞のプロジェステロンおよびエストラジオール分泌を抑制することが明らかとなった。これらの知見は、IL-4とIL-6がステロイドホルモンの分泌を抑制することによって、黄体の退行開始機構に関与することを示すものであり、ストレス等がその一因となる早期黄体退行による発情周期の異常や受胎率の低下に、TNFやIFNとともに、IL-4とIL-6が関与している可能性を示すものである。本研究は、動物の脳におけるストレス認識制御機構を明らかにし、ストレス起因性の繁殖機能障害といった種々の問題に対する改善策を提供することを目的としている。本年度は、in vivo無麻酔下でブタの脳へアプローチすることを目的として、ブタ第三脳室への長期カテーテル留置法の確立を試みた。種々の実験器具や手術法を検討した結果、以下のように新たな手法を確立することができた。すなわち、本研究室で開発したブタ用脳定位固定装置を用いて、梅山豚(5-6ヶ月齢雌;50-55kg)の頭部を固定した。脳室内へ造影剤を投与することによる脳室造影法により第三脳室を可視化した。特注製のガイドカニューレ(外径1.3mm、内径0.9mm、長さ10cm)を第三脳室へ留置し、脳室液の逆流を確認した後、マイクロカテーテルを挿入した。ガイドカニューレを除去した後、マイクロカテーテルだけをデンタルセメントを用いて金属製プロテクターとともに固定した。脳室内への物質投与や血液の採取を容易にするために、マイクロカテーテルの手元部は頭頂部皮下を通して後背部より露出させ、同時に頚静脈に留置したカテーテルの手元部も後背部より露出させた。一週間の術後回復期間の後、脳室内マイクロカテーテルを介して副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン(CRH)を投与し、血中コルチゾール濃度の変化を調べた。その結果、血中コルチゾール濃度がCRHにより有意に増加することが明らかとなり、本実験で留置されたマイクロカテーテルが第三脳室に留置されていることが確認され、さらにブタが生理的に正常な生体反応を示すことが明らかとなった。また、カテーテル留置手術を受けたブタは一ヶ月以上維持することが可能であったことから、本年度実施した一連の研究により、in vivo無麻酔下でブタの脳へアプローチすることが可能となった。本研究は、ストレスのブタ脳による認識制御機構ならびに免疫・繁殖機能への作用機構を解明することにより、新たなストレス軽減法や効率的な家畜生産法確立のための基礎的知見を提供することを目的とする。本年度は、1)脳へのアプローチ手法として前年度に開発した、in vivo無麻酔下での第三脳室カテーテル留置技術の改良、2)生体内で多様な生理作用を持ち、免疫反応に関与することの知られる腫瘍壊死因子がブタの脳機能調節に関与する可能性について検討し、以下の知見を得た。(1)ブタ第三脳室に長期間カテーテルを留置する手法を改良・確立し、自由行動下のブタを用いて、第三脳室への生理活性物質投与試験が可能となった。(2)ストレス反応に重要な役割を果たす副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモンの第三脳室への投与により、血中コルチゾール濃度の増大することが示された。(3)腫瘍壊死因子が大脳辺縁系(扁桃体、海馬)、視床下部ならびに下垂体に存在することを遺伝子レベルならびにタンパクレベルで明らかにし、腫瘍壊死因子が脳の機能調節に関与することを示唆した。これらの知見を元に次年度以降、ブタの中枢(大脳辺縁系・視床下部)ならびに末梢(卵巣・黄体)の機能調節におけるサイトカインとコルチゾールの役割を明らかにし、ストレス反応と繁殖機能、免疫機能との相互作用機構を解明するための研究を継続する。

本年度は、これまでに得られた知見を元にして、感染ストレスを想定した種々のサイトカインによる性腺(卵巣-黄体)機能調節メカニズムの解明を試み、以下の知見を得た。発情周期の各期にあるブタから黄体(排卵後の卵胞で形成され、妊娠の成立と維持に必須な一過性の内分泌器官)を採取し、種々のサイトカインとそれらの受容体発現を検討した。その結果、脳組織中にも発現の見られた腫瘍壊死因子(TNF)やインターフェロンガンマ(IFN)だけでなく、インターロイキン(IL)-4、IL-6ならびにそれぞれの特異的な受容体の存在が初めて明らかとなった。また、培養細胞を用いてIL-4とIL-6が黄体機能におよぼす影響を調べたところ、IL-4とIL-6が培養黄体細胞のプロジェステロンおよびエストラジオール分泌を抑制することが明らかとなった。これらの知見は、IL-4とIL-6がステロイドホルモンの分泌を抑制することによって、黄体の退行開始機構に関与することを示すものであり、ストレス等がその一因となる早期黄体退行による発情周期の異常や受胎率の低下に、TNFやIFNとともに、IL-4とIL-6が関与している可能性を示すものである。
19世紀カナダにおける「国民」統合と英米の影響

1867年カナダ自治領の成立は、「独立国家」の誕生を画するものではなかった。当時のカナダにおいて、外交におけるフリーハンドをいかに獲得するかといった制度的な側面にとどまらず、意識の面でも「国民」統合の課題がいぜん残されたままであった。本研究では、英米の影響をつねに受けていた19世紀末のカナダが、「国民」としての統合をいかに図ろうとしたのかについて、社会史的考察を試みた。考察においてとくに着目したのが、「ロイヤリストの伝統」の主張である。これは、1870年代の萌芽的なカナダ・ナショナリズム運動である「カナダ第一運動」、1880年代のU・E・ロイヤリスト入植百年祭、1890年代末に始まる「帝国記念日」において盛んに喧伝された。この「ロイヤリストの伝統」は、アメリカ革命や1812年戦争におけるロイヤリストおよびその子孫の活躍によって親英・反米的なカナダの基礎が築かれたとするものであった。しかしながら、これには事実の歪曲、すなわちロイヤリストらの過大評価が行われていた。加えて、この伝統は、ロイヤリストの子孫とは関係を持たないその他のイギリス系カナダ人の他のエスニック・グループにも共有されることがもとめられていた。以上の考察から、「ロイヤリストの伝統」とは、親英・反米的なカナダの国家統合を図るために、カナダ国民全体が共有・継承すべき「創られた伝統」であったとする結論を得た。加えて、本研究において、20世紀中葉までの「帝国記念日」の推移を概観することもでき、これによって、「ロイヤリストの伝統」を切り口としてカナダの「国民」統合の在り方を長期的に考察することが可能との見通しを得た。今後は、英帝国の衰退とアメリカ合衆国の台頭、イギリス系カナダ人の相対的減少などの事情を踏まえながら、カナダの「国民」統合の特質をより精緻に分析したい。
大気・海洋のシアー中のモード波解析法に関する研究

昨年度のシアー中の中立波モード解析法の研究を受けて、本年度は主に中間規模東進波を対象とした非一様渦位シアー中の中立波の解析およびシアー不安定の中立波どうしの共鳴による理解に関する研究を行なった。具体的に得られた結果は以下のようにまとめられる。1)昨年度確立した非一様渦位シアー中の中立波モードを取り出す手法を、中間規模東進波に適用した。この波は基本場のシアーがその伝播メカニズムに本質的であるために、これまで基本場の渦位が区分的に一様な特殊な場合以外はモード解析が不可能であったが、この手法によって一般的な場合にも解析が可能となり、ベータ効果や圏界面の幅の有限性などの効果がこの波動の伝播性にどのような影響を与えるかを明らかにした。2)中間規模東進波を大気大循環モデルの中でシミュレートした。その性質が大気中に実際に観測されているものと非常によく対応していることを確かめるとともにその伝播特性を解析し、本研究で確立した理論解析の結果がこの性質をよく表していることを示した。3)シアー中の中立波を取り出す手法を、シアー不安定の中立波どうしによる共鳴の考え方に適用した。これまでシアー不安定の不安定モードにつながる中立波を見つけることができず、この考え方を直接適用することができなかったが、シアー不安定の場合にも、中立波の共鳴という物理的にとらえやすい考え方を用いることによって理解が可能であることを示した。本年度の研究では、現象としては存在しても数学的には存在できないことが知られている非一様渦位シアー流内の中立モード波を、実際に取り出す手法の確立を行なった。1)渦位が一様でないシアー流中であっても、次のような手法よってモード波を具体的に取り出すことが可能となった。まず、小さな一区間の渦位が一様になるような基本場を作って固有値問題を解く。この少し変形された問題を解くことにより、渦位を一様にした小さな区間においてはモード波の性質を調べることが可能になる。渦位を一様にする区間の位置をシアー流領域全体に走査し、その結果を総合することによって、モード波の性質の全体像が浮かんでくる。2)この解析法を適用する際には、次のことに注意しなければならないことが明らかになった。小さな一区間の渦位を一様に変形した基本場の固有値問題を解くと、様々な位相速度を持ったモードが得られるが、その中から、区間の中心での流速に一致する位相速度を持つようなモードを選択し、そのモード波の性質をしらべること。3)対応する連続モードの解析を行なうことによって、この解析法の意味を明確にした。すなわち、上記の手続きは、2ヶ所の特異点(渦位を一様にした区間の両端)における関数の傾きの飛びが互いに打ち消し合うようなモードを取り出したことに対応する。また、数学的には連続モードを構成する3つの基本解のうちの特異性の弱い2つ(正則な解と対数特異性のみを持つ解)から構成される連続モードを探すのに相当するということも明らかになった。
64Cu標識抗体PETイメージングにおける非特異的集積に関する研究

抗体医薬を用いたPETイメージング法実用化に向けて、ポジトロン放出金属核種64Cuを用いた抗体標識法の開発が進められている。非特異的集積を低減する標識法選択のため本研究ではDOTA-NHS-ester、SCN-Bn-NOTA、NODAGA-NHS-esterの三種の二官能性キレーターを用いて抗体とそのフラグメントを標識し、担がんモデルマウスのPETイメージングにより体内動態を比較した。結果、NOTA体が最も分解・代謝による64Cu解離が少なく、非特異的集積が低減できることが示された。更に標識の体内安定性、解離64Cu非特異的集積にはキレート構造だけでなくリンカー構造も重要となることが示された。抗体医薬を用いたがんPETイメージング法の開発において患者被ばくを低減し短時間で実施可能なCu-64標識抗体イメージング法の確立が期待される。本年度は体内動態を調節するための抗体分子のフラグメント化法に関する検討と、標識安定性向上のための種々のキレート分子を用いた標識前駆体の合成法に関する検討を行った。抗EGFR抗体Cetuximab、抗HER2抗体Trastuzumabを固定化パパインまたは固定化ペプシンを用いて消化し、Fab化、F(ab')2化を行った。後のイメージングのため、これらフラグメントをHPLCスペクトルとして99%以上の純度で精製する手法を確立した。作成したFab、F(ab')2フラグメントの抗原親和性は分子間相互作用解析装置によって測定し、元の抗体と比較してほぼ同程度の活性を確認した。標識前駆体化に関しては、各種キレーターとの結合とCu-64標識について検討を行い、DOTA、NOTA、NODA-GA、PCTAを用いたCu-64標識化に成功した。一方、Cu-64標識プローブの長期的な体内動態を正確に知るためにより長時間の追跡を可能にするZr-89標識抗体作成法の最適化が必要である。Deferoxamine-p-SCNを用いて反応モル比、温度、pH、バッファーの種類について複数の条件で検討を行い、MALDI-TOF-MS測定によるキレーター修飾数の測定の結果、活性を維持した効率的な修飾が可能となった。Zr-89の標識を行った所、修飾数が増加するに伴い、精製時のロスが顕著に増大した。また担癌マウスに投与しPETイメージングした所、キレーター修飾数0.5、1.4の抗体で4-9日後の標的がんへの高集積を確認した。修飾数の多いプローブでは肺内部に塞栓による高集積スポットを複数生じ、凝集性が高いと考えられる。結果として、いずれのプローブでも投与後1h以内に腎臓への高集積が見られ、また、Fabでは投与後1hから4hの間に心臓の集積がほぼ消失する挙動を示した。しかし一方でDOTA標識体ではFab, F(ab')2ともに投与後24hまで肝臓への集積増加が見られた。またNODAGA標識体ではF(ab')2では肝集積は投与後1-48hでほぼ変化しなかったが、Fab体では肝集積が増加した。それに対しNOTA標識体ではF(ab')2で肝集積は経時的に減少し、またFab体でも肝集積増加は全く見られなかった。血中(心臓中)放射能が減少した後の肝集積増加は投与プローブによるものではなく、解離Cu-64に依ると考えられる。DOTAより銅結合安定性の高いNOTA型のキレーターであってもリンカー構造の違いにより体内におけるCu-64標識安定性は大きく異なることが示された。HER2陽性がん集積/陰性がん集積比、HER2陽性がん集積/筋肉集積比を見るとF(ab')2ではNOTA標識体が最も高く、FabではDOTA標識体が最も高い結果となった。F(ab')2に比べ分子量の小さいFabは血中滞留時間がより短く、腎臓へ集積し代謝の影響を受け易いため、解離Cu-64集積の影響が大きくなったと考えられる。Cu-64-NOTA標識F(ab')2が最も高精度に抗原発現を検出可能であった。抗体医薬を用いたがんPETイメージング法の開発において患者被ばくを低減し短時間で撮像実施可能なCu-64標識抗体イメージング法の確立が期待される。従来、標識に用いるキレーターとしてDOTAがよく利用されてきたが、Cu-DOTA錯体は体内安定性が低く解離した放射能による非特異的集積が放射能分布から抗体分布を推定する上でノイズとなり得る。そこで標識安定型の抗体プローブを合成するため、SCN-Bn-NOTA、NODAGA-NHS-ester、対照としてDOTA-NHS-esterの三種の二官能性キレーターで抗HER2抗体医薬Trastuzumabを標識し、担がんモデルマウスを用いたPETイメージングを実施し、体内動態、非特異的集積、腫瘍集積性などを比較した。また更に、より明確にキレーター安定性を比較するため、全量抗体に比べ血中滞留性の低いFab、F(ab')2フラグメントを同様に標識し、その動態を比較した。これらの結果、NOTA体が最も分解・代謝によるCu-64解離が生じにくく、非特異的集積が低減できることが示された。本年度はこれらの結果についてより詳細に検討し、基本的に構造が似たNOTA体とNODAGA体の体内安定性の違いがリンカー構造によるものか、錯体安定性によるものか確認するため、SCN-Bn-NODAGAを用いてFabフラグメントの標識を行い、動態を検討した。

結果として、SCN-Bn-NODAGAではNODAGA-NHS-esterを使用した場合よりも非特異的集積が低減し、HER2陽性/陰性がん部位集積比もNOTA体に近い値を示した。しかしながら肝集積はNOTA体より高く、NOTAより解離し易い可能性が示された。標識の体内安定性、非特異的集積の低減にはキレーターの種類だけでなくリンカー構造も重要であることが明らかとなった。抗体医薬を用いたPETイメージング法実用化に向けて、ポジトロン放出金属核種64Cuを用いた抗体標識法の開発が進められている。非特異的集積を低減する標識法選択のため本研究ではDOTA-NHS-ester、SCN-Bn-NOTA、NODAGA-NHS-esterの三種の二官能性キレーターを用いて抗体とそのフラグメントを標識し、担がんモデルマウスのPETイメージングにより体内動態を比較した。結果、NOTA体が最も分解・代謝による64Cu解離が少なく、非特異的集積が低減できることが示された。更に標識の体内安定性、解離64Cu非特異的集積にはキレート構造だけでなくリンカー構造も重要となることが示された。本年度は特にフラグメント化抗体について中心的に検討を行うことで標識安定性が非特異的集積に与える影響に関する知見を得た。キレーターからのCu-64解離はプローブが細胞内に取り込まれ、分解等の代謝を受けた際に生じていると推測される。解離したCu-64は生体内の銅代謝と同様に血中アルブミン等に結合して再分布し、肝臓を中心とした生理的必要組織に取り込まれて行くことになる。実際にFabプローブ投与後42hでの血中サンプルのゲル電気泳動結果では、Fabより高い分子量70kDa程度の位置にバンドを確認している(ARGで検出)。フラグメント化による体内動態の変化、血中滞留性への知見も得られ、短時間でのがん描出におけるF(ab')2の有効性を示した。昨年度に比べ大きく進捗し、研究計画全体に対しおおむね順調に進んだと考えている。分子イメージング科学今後は今まで行ってきた全量抗体での検討結果と併せ、Zr-89標識抗体を用いた検討と比較しつつ、肝集積、腎集積の低減と、それによる血中分布、標的がん集積の増加を狙った検討を行う。肝貪食能に関して、マウスではヒト抗体に対しFc受容体活性がないため、影響を検討することができない。そこでヒト抗体への活性があるとされるラットを用いることで臨床試験での報告(Dijkers et al., Clin Pharmacol Ther. 2010;87:586-92)と同様に非標識体投与による肝集積の低減や炎症部位へのEPR効果等について検討が可能になると考えている。これらの検討を総合し、非特異的集積を低減したCu-64標識抗体および抗体フラグメントによるPETイメージング法を確立する。当初の計画ではCu-64標識プローブにおける血中滞留性、EPR効果の影響、標識安定性などに関する検討を中心に行う予定であったが、本年度はフラグメント化抗体の作製法、各種キレーターの修飾法、とくにZr-89標識抗体作成法の最適化を中心に進めた。このことは研究計画が遅れたのではなく、より効率的に進めるための方策と考えている。つまり、研究全体の進行と現在の抗体イメージングにおける主流と言えるZr-89抗体PETの重要性を考えた上で、Zr-89標識法の最適化と、Cu-64標識フラグメント化