hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗癌剤とキメラ抗体との複合体による大腸癌手術後の肝転移再発防止の研究

本研究の目的は、新しく開発された副作用の少ないキメラ抗体と抗癌剤ネオカルチノスタチンとの複合体を合成し、これを用いて大腸癌手術後に残存している微小転移巣を治療することで、肝転移再発を防止することである。はじめに、臨床第1相試験の後に採取された患者血清の免疫学的解析が進められた。そして、キメラ抗体との複合体では、ヒト抗マウス抗体の産生がマウス抗体の複合体を投与した場に比較して強く抑制されていることを明らかにした。この抑制は長期にわたって検討しても持続し、キメラ複合体のほうがより安全なことが示された。ただし、この際に検出されるヒト抗マウス抗体は、抗体のうち特に抗原性の強いFc部分に対するものではなく、マウスの構造が温存されている可変領域に対するものであった。すなわち、抗イディオタイプ抗体が産生されたものと考えられた。これが、抗体の癌細胞への結合にどのような影響を与えるのか、投与された複合体の血中動態をどのように変化させるのか、今後さらに検討する必要がある。本研究で用いられてた抗体A7の認識抗原は細胞膜上に存在し、分子量約4万5千の糖蛋白質であることはわかっているものの、分子としての同定が未だ行われていない。この標的分子の解析が開始されたが、具体的な成果は出なかった。なお、臨床研究は新しいGCPが示されたので、これに学内の審査制度が対応してから認可されることになった。以上のように本研究の目的とするところを100%達成することはできなかったが、この新しい治療法の完成に向けて、確実な進展が得られたと考えている。1.キメラ抗体の作製と精製(大辻):抗大腸癌モノクローナル抗体A7を産生するマウスハイブリドーマより,kappa鎖のVL領域とヒトkappa鎖のCL領域を結合し,このcDNAとgamma 1鎖のVH領域とCH1領域を結合したFd鎖をコードするcDNAをプラスミドとして酵母AH22株に転位した。その結果効率よくキメラ抗体を得ることに成功した。2.キメラ抗体とネオカルチノスタチンとの複合体の作製(北村):キメラ抗体とネオカルチノスタチンを架橋剤SPDPを用いて結合した。その結果,抗腫瘍活性と抗体活性のいずれも保持された複合体を得ることができた。3.臨床応用(山口):本複合体の臨床第1相試験の解析から,本剤の安全性とその毒性が検討された。その結果,本剤は一部で可逆性の肝障害が認められた以外,約4万単位まで安全に使用可能であることが明らかになった。臨床第1相試験の後に採取された患者血清の免疫学的解析が進められた。そして、キメラ抗体との複合体では、ヒト抗マウス抗体の産生がマウス抗体の複合体を投与した場に比較して強く抑制されていることが明らかになった。すなわち、抗インディオタイプ抗体が産生されたものと考えられた。本研究で用いられている抗体A7の認識抗原は細胞膜上に存在し,分子量約4万5千の糖蛋白質であることはわかっているものの、分子としての同定が未だ行われていない。この標的分子の解析が開始されたが、具体的な成果は本年度は出なかった。

また、キメラ抗体とネオカルチノスタチンとの複合体の合成は今年度も続けられ、抗体活性と抗癌活性の確認された複合体が約30万単位が保存されている。なお、臨床研究は本年度に新しいGCPが示されたので、これに学内の審査制度が対応してから認可されることになった。本研究の目的は、新しく開発された副作用の少ないキメラ抗体と抗癌剤ネオカルチノスタチンとの複合体を合成し、これを用いて大腸癌手術後に残存している微小転移巣を治療することで、肝転移再発を防止することである。はじめに、臨床第1相試験の後に採取された患者血清の免疫学的解析が進められた。そして、キメラ抗体との複合体では、ヒト抗マウス抗体の産生がマウス抗体の複合体を投与した場に比較して強く抑制されていることを明らかにした。この抑制は長期にわたって検討しても持続し、キメラ複合体のほうがより安全なことが示された。ただし、この際に検出されるヒト抗マウス抗体は、抗体のうち特に抗原性の強いFc部分に対するものではなく、マウスの構造が温存されている可変領域に対するものであった。すなわち、抗イディオタイプ抗体が産生されたものと考えられた。これが、抗体の癌細胞への結合にどのような影響を与えるのか、投与された複合体の血中動態をどのように変化させるのか、今後さらに検討する必要がある。本研究で用いられてた抗体A7の認識抗原は細胞膜上に存在し、分子量約4万5千の糖蛋白質であることはわかっているものの、分子としての同定が未だ行われていない。この標的分子の解析が開始されたが、具体的な成果は出なかった。なお、臨床研究は新しいGCPが示されたので、これに学内の審査制度が対応してから認可されることになった。以上のように本研究の目的とするところを100%達成することはできなかったが、この新しい治療法の完成に向けて、確実な進展が得られたと考えている。
歴史的煉瓦造建造物の補修技術に関する実験的研究

本研究では、実際に日本の明治・大正時代に建設された煉瓦造建築物に使用されている煉瓦単体および組積体の圧縮挙動に関する実験を行い、当時の材料に関する力学的性質の解明を行った。特に中国地方・九州地方・東海地方などに実際に存在する、またはかつて存在していた煉瓦造建築物に使用されている煉瓦を採取し、圧縮挙動を調べた結果、製造された年代および成形方法と圧縮挙動との間に相関関係が見られることが明らかになった。また煉瓦単体のみならず目地モルタルにも着目し、歴史的な煉瓦造建築物によく採用されていた石灰セメントモルタルによって作成した試験体の、経年的な圧縮性状の変化を解明することを試みた。経年変化を短時間で観察するために5ヶ月間の促進炭酸化を行い、1ヶ月毎の圧縮試験を行った。合わせて同様の目地モルタルで作製した煉瓦組積体についても促進炭酸化を行った。その結果、4週水中養生直後の圧縮強度(初期強度とする)と比較し1ヶ月炭酸化した試験体は約4倍の強度を示し、2ヶ月・3ヶ月・4ヶ月・5ヶ月炭酸化後の強度の向上は微々たるものであることが明らかになった。このような目地モルタルの圧縮強度の向上は煉瓦組積体にも影響を与えていることが推察され、実際に煉瓦組積体についても1ヶ月炭酸化促進後の圧縮強度は初期強度と比較して15倍程度となり、その後の強度の向上はあまり見られなかった。以上のことから実際の煉瓦造建築物で考えた場合目地モルタル性の圧縮強度は施工直後から数年間でやや向上し、その後は殆ど変化しないということが推察される。しかしこの数年間の間にどのような性状の変化が起こって強度が向上しているかについてはさらに詳細に解明する必要があると考えられる。文化財煉瓦建築物の基本的な補修方法を検討するため以下の調査および実験を実施した。1.オリジナルの煉瓦および組積体の力学的性質および吸水率に関する調査補修対象となる歴史的な煉瓦造建築物の現地調査の上、周辺から採取することのできる煉瓦単体および組積体を選定し、圧縮試験を行なった。試験体は採取したサンプルから底辺×高さの比が1:2となるようにダイヤモンドカッターで切断したものにひずみゲージ、変位計を取り付け、一軸ひずみおよび二軸ひずみを測定した。その結果、一軸ひずみが5000μを超えるほどの大きな粘り強さを持ち、優れたエネルギー吸収能力を持つことが明らかになった。煉瓦単体においては吸水試験を実施し、煉瓦の種類(製造年代,成形方法)などによってその吸水率は大きく異なることが確認された。以上の試験を現在市販されている煉瓦においても実施したところ、水量比や焼成温度によって、圧縮挙動、吸水率は大きく異なり、中には明治期の歴史的な煉瓦よりも品質として劣るものもあるということが確認された。つまり、補修方法を検討するためのシミュレーション用の試験体は現代製造の煉瓦によって十分再現できるものと考えられる。2.補修対象煉瓦造建築物における躯体の現状調査煉瓦造建築物において躯体にどの程度の損傷が生じ、さらに内・外装材の種類を詳細に調査し、シミュレーション用の試験体の作成における情報の収集を行った。躯体においては、目地部のひび割れおよび空洞化が主な欠陥として上げられ、さらに調査時点で既に施工されて十数年経過した注入補修材料および塗布材料の劣化も確認された。内装は主に漆喰塗り、外装は主に石灰セメントモルタル塗り仕上げであり、それぞれの塗り仕上げの下塗り・中塗り・上塗りの調合の決定が必要である。3.シミュレーション試験体の仮作成以上の煉瓦の吸水率や圧縮強度をもとに目地の調合をセメント:石灰:砂の比が1:3:12とし、シミュレーション試験体を作成した。試験体の種類は、注入補修材料の検討に使用する目地部に空洞を設けた試験体、内装材・外装材の含浸補強および注入接着を想定した試験体、目地部表面に塗布されている現状の補修材料、および新たな補修材料を施した、煉瓦躯体の透水性能を評価する試験体の3種類である。今年度はこれらの試験体において各補修材料の予備的な検討を行うことができた。

以上のことから実際の煉瓦造建築物で考えた場合目地モルタル性の圧縮強度は施工直後から数年間でやや向上し、その後は殆ど変化しないということが推察される。しかしこの数年間の間にどのような性状の変化が起こって強度が向上しているかについてはさらに詳細に解明する必要があると考えられる。
衛星データによる東アジアにおける人為起源エアロゾルの動態解析

1.POLDER画像データに観測角条件を考慮した3つの異なる手法(単バンド反射率・偏光度手法,2バンド反射率手法及び2バンド偏光度手法)を適用しエアロゾルの複素屈折率の実部Nr,光学的厚さτ_<500>及びオングストローム指数αの同時推定する新しい手法を開発した。2.同期観測した検証データなどを用いて解析した結果,POLDERの反射率と偏光度の情報を同時に使用する単バンド反射率・偏光度手法(RP-Metbod)が最も良いエアロゾルの光学的パラメータの推定結果を与える知見を得た。3.単バンドの反射率・偏光度手法を用いて,日本海及び太平洋西域の海洋上空におけるエアロゾルの複素屈折率の実部,光学的厚さ及びオングストローム指数のパラメータ推定を行い分布図を作成した。特に、エアロゾルの複素屈折率の実部の推定分布図の提示は本研究が最初である。4.1997年4月1日-31日の毎日のインド洋から酉太平洋にかけてのPOLDERパスデーダの解析を実施し、インド及びアジア全域の4月における週間平均、月間平均のエアロゾル分布の動態を明らかにした。4月の日本付近には中国大陸から飛来する人為起源のエアロゾルの光学特性を示す屈折率1.4-1.5、粒径の小さいα=1.0-1.5の分布が顕著であった。同様の光学特性を持つエアロゾル分布は香港付近、インド西海岸域にも見られた。本研究の成果は以下の様にまとめることができる。(1)POLDER画像データに複数の観測角条件を考慮した3つの異なる手法(単バンド反射率・偏光度手法,2バンド反射率手法及び2バンド偏光度手法)を適用しエアロゾルの複素屈折率の実部Nr,光学的厚さτ_<500>及びオングストローム指数αの同時推定を実施した。(2)同期観測した検証データなどを用いて解析した結果,反射率と偏光度の情報を同時に使用する単バンド反射率・偏光度手法(RP-Method)が最も良いエアロゾルの光学的パラメータの推定結果を与えることを示すことに成功した。また,単バンド反射率・偏光度手法では670nmバンドを用いて推定した方が865nmバンドを用いるものよりも良い推定結果を与えることが分かった。(3)670nmバンドの反射率・偏光度手法を用いて,日本海及び太平洋西域の海洋上空におけるエアロゾルの複素屈折率の実部,光学的厚さ及びオングストローム指数のパラメータ推定を行い分布図を作成した。(4)今後、複素屈折率の虚部を持つ吸収性エアロゾルを含めた光学パラメータの推定手法について研究する必要があると考えている。これにより、人為起源エアロゾルの衛星データからの抽出研究を進展させる計画である。(1)POLDER画像データに観測角条件を考慮した3手法(単バンド反射率・偏光度手法,2バンド反射率手法及び2バンド偏光度手法)を適用しエアロゾルの複素屈折率の実部Nr,光学的厚さτ_<500>及びオングストローム指数αの同時推定する手法を開発した。(3)単バンドの反射率・偏光度手法を用いて,日本海及び太平洋西域の海洋上空におけるエアロゾルの複素屈折率の実部,光学的厚さ及びオングストローム指数のパラメータ推定を行い分布図を作成した。(4)1997年4月1日-31日の毎日のインド洋から西太平洋にかけてのPOLDERパスデータの解析を実施し、インド及びアジア全域の4月における週間平均、月間平均のエアロゾル分布の動態を明らかにした。4月の日本付近には中国大陸から飛来する人為起源のエアロゾルの光学特性を示す屈折率Nr=1.4-1.5、粒径の小さいα=1.0-1.5の分布が顕著であった。
中枢神経系におけるジャンクトフィリンの生理機能

我々のグループにより分子同定されたJPは、これまでの筋細胞における研究成果から結合膜構造の形成に寄与することが明らかにされている。哺乳動物では4種のJPサブタイプ遺伝子が同定され、中枢ではJP-3とJP-4の共発現が明らかにされた以前作製したJP-3欠損マウスにおいて特に重篤な表現形が確認できなかったことは、JP-4による機能的補完作用を考慮する必要があると考えられた。平成16年度には、JP-4欠損マウスを作製し、掛け合わせによるJP-3とJP-4の同時欠損マウスの作製も併せて遂行した。JP-4欠損マウスには特に重篤な異常は現在のところ認められていない。JP-3とJP-4同時欠損マウスにおいては、離乳時期の致死性、下肢反射の異常、海馬神経細胞における結合膜構造の減少などが予備的観察から明らかになっている。この変異マウスの解析から、中枢におけるJPの機能実体に迫れるものと期待される。また、サルカルメニン(SAR)は骨格筋と心筋細胞に特異的に発現し、小胞体内に分布しCa2+結合タンパク質として機能するものと考えられている。SAR欠損マウスを解析し、その生理機能を明らかにする試みも行った。SAR欠損骨格筋において、弛緩時間の延長、小胞体のCa2+取り込み活性の低下、Ca2+ポンプ量の低下が観察された。SAR欠損心筋においては、収縮と弛緩時間の延長、Ca2+トランジェントの低下が観察された。また、心電図、心エコー、心カテーテルによる実験において、SAR欠損マウスの心機能の低下が示された。これらは、SARが筋細胞の小胞体Ca2+貯蔵量を規定する因子であり、Ca2+ポンプの安定性にも寄与しており、個体レベルにおいては特に心臓機能の向上に寄与していることを示している。
性転換させたウズラに精子をつくらせる試み

発生初期の雌ウズラにアロマターゼインヒビター(AI)を投与しエストロジェン産生を抑制し、予定卵巣を精巣へと分化させ雌ウズラの雄性化を起こしW精子の形成について検討した。羽装の伴性遺伝により遺伝的性を識別した。AI投与により、雌では本来退化してしまう右生殖腺が発達する雄性化傾向を示したが、左側生殖腺の断面はコントロール精巣が円形であるのに対して、楕円形であり、内部のPGCsの並びは、コントロール精巣に比べ、不規則であった。また、孵卵96時間までにはアロマターゼの発現がみられず、性腺における性分化は起こっていないと考えられる。AI投与群の左側生殖腺の内部形態は、雌コントロール生殖腺と比べ皮質層の退化がみられた。PGCsの大部分は皮質層、もしくは皮質層と髄質層の境界部にみられ、雄コントロール生殖腺のように随質層に多くのPGCsを持つ個体は得られなかった。またPGCs数は、雄コントロール生殖腺のものと比べると減少する傾向を示した。全ての投与群でミューラー管及びウオルフ管が観察された。これは、遺伝的雌では、アンチミューレリアンホルモンを発現する遺伝子を持たないため、ミューラー管の退化がみられなかったためであると考えられる。性成熟まで育成した個体は、雄に特異的な羽相を持ち、クロアカ腺が発達した個体が得られた。これらの個体をアルビノ雌と後代検定したが、交尾行動はみられたにもかかわらず、得られた卵は全て未受精で後代は得られなかった。また、この個体を屠殺し、生殖腺を観察したが、内部構造は精細管構造を持ち、精管中に精子が形成されている個体も得られたが、この精子には鞭毛がなく楕円形の細胞であった。また、性成熟に至った個体のすべてにおいて卵管が確認された。
ラット生体内における微量元素動態の非侵襲的定量法の開発と応用

生きたラットの体内における微量元素の動態をin vivoマルチトレーサー法により外から非侵襲的に評価する方法を確立した。腹部においては、V, Mn, Co, Zn, Se, Rb, Yが多く検出された。これはおもに重金属の蓄積する肝臓における分布に由来している。Be, Zr, Y、Ruは腹部では相対的に低い分布を示した.とくにSeの分布は正常群と酸化的ストレスモデルとして用いたSe-欠乏群ではトレーサー投与60分間では後者の方が大きくなることが示された.非侵襲測定はトレーサーの投与後、数10分内における元素動態の情報を得るのに適している。ラットは週齢や本研究で用いた酸化ストレスモデルでは、体重や臓器の大きさが異なる。また、ラットの外側からγ線を測定して、ある測定部位での元素分布を評価するには内部標準の必要が認められた。^<74>Asはおもに赤血球に分布することから、血液中におけるほかの元素に対する内部標準となり得る。^<83>RbはKと同じアルカリ金属で体内では細胞質にあり、各種臓器にほぼ等しく分布するので組織内での他の元素の標準となり得る。^<74>As/^<83>Rb比は血液/組織比の指標となり、この比の減少は、虚血の指標となる。^<74>Aと^<83>Rbは長時間に渡り、濃度が一定あるため、測定部位における他の元素の組織あるいは血液中の標準となり得ることを示した。^<103>Ruは血漿と細胞間隙に存在し、細胞内には入らないので、^<103>Ru/^<83>Rbも血液/組織比の指標となる。さらにこれらの核種の放射能に対して他の核種の放射能強度比として評価することにより、新しい微量元素動態の指標となることを提案した。生きたラットを用いて生体内の微量元素の動態をin vivoマルチトレーサー法により非侵襲的に測定すること方法を確立した。in vivoマルチトレーサー法を実現するため半導体検出器の検出効率を計算機によるシミュレーションと実際の測定法の最適化を検討し、ラット頭部と腹部上部における微量元素の動態をガンマ線スペクトル測定から解析する方法を提案することができた。マルチトレーサー溶液は生きた正常およびSe-欠乏ウィスターラット(雄性、8週齢)に尾静脈注射した。スリットを設定したγ線検出器を用いて、生きたラットの頭部および腹部上部より放出されるγ線を測定し、微量元素(Be, Sc, V, Mn, Fe, Co, Zn, As, Se, Rb, Sr, Y, Ru)の分布の時間経過を評価した。各元素の動態は内部標準として^<74>Asの分布を用いた。砒素は血液に集中してそのほかの分布は少なく、かつ血液中の濃度は本研究で目標としている投与後、比較的短い時間では変化量が少ないので^<74>Asの時間経過に対して他の放射性同位体の濃度変化を比較することにより相対的な濃度変化として求めた。経時変化からSe欠乏ラットへの^<56>Coの取込みと排泄は正常ラットに比べて減少していた。また、Se-欠乏ラット体内の^<75>Se,^<54>Mn経時変化は正常ラットよりも有意に減少した。Se-欠乏ラットは酸化ストレスのモデルとして微量元素の動態が調べられてきているが、本研究で提案した分析法により、トレーサーをラットに投与後、10分から60分の短い時間帯について13種類の元素動態を非侵襲的にしかも全く同一条件で調べることを可能にすることができた。

今年度は、とくに非侵襲マルチトレーサーの定量的な評価を検討した。腹部においては、V,Mn,Co,Zn,Se,Rb,Yは金属元素をおもに蓄積し、無毒化する肝臓に多く分布している。Co,V,Yは腹部では相対的に低い分布を示し、80分間の測定時間中に減少をしているので、排泄が速いことを明らかにした。非侵襲測定は生きたラットの肝臓部における微量元素の投与後、数10分における元素動態の情報を得るのに適している。しかし、加速器により調整されるマルチトレーサーはわずかな照射条件の違いにより、実験ごとに核種の相対的な生成量が異なる.また、ラットは週齢や本研究で用いた酸化ストレスモデルなどでは、体重や臓器の大きさが異なる。さらに、ラットの外側からγ線を測定して、ある測定部位での元素分布を評価するには内部標準の必要が認められた。^<74>Asはおもに赤血球に分布することから、血液中におけるほかの元素に対する内部標準となり得る。^<83>RbはKと同じアルカリ金属で体内では細胞質にあり、核種の臓器にほぼ等しく分布するので組織内での他の元素の標準となり得る。^<74>As/^<83>Rb比は血液/組織比の指標となり、この比の減少は、虚血の指標となる。^<74>Asと^<83>Rbは核種の中で長時間に渡り、濃度が一定あるため、測定部位におけるほかの元素の組織あるいは血液中の標準として扱い得ることを示した。また、^<103>Ruは血漿と細胞間隙に存在し、細胞の中には入らないので、^<103>Ru/^<83>Rbも血液/組織比の指標となる。さらにこれらの核種の放射能に対して他の核種の放射能強度比として評価することにより、新しい微量元素の動態の指標となることを示すことができた。
ミリ秒～ミクロン秒領域でのソフト界面吸着膜の緩和過程の研究

表面準弾性光散乱(SQELS)法を採用し、polyethylenglycol monoalkyl ether (CiEj)系列の表面吸着膜を実験対象とした。今回のCiEj系列の場合には、親水基頭部の長さと大きさ、また親水基頭部の排除体積相互作用と疎水基間ファンデアワールス相互作用のバランスが緩和を左右する重要な要素であるとの考えに立って、疎水基鎖長iを8および10に固定して、親水基鎖長jを16に変化させることにした。特に低い吸着量領域でのSQELS法から求めた動的弾性率と表面張力測定から求めた静的弾性率(いわゆるGibbs弾性)の大小関係から、緩和特性を明らかにすることを目的とした。拡張粘弾性の非イオン界面活性剤の吸着量依存性に関しては、二つの特徴的な挙動が観測された。298.15Kで測定された拡張粘弾性vs吸着量の曲線では、全てのCiEjに対して拡張弾性は吸着量の増加とともに急激に増加するが、低吸着量領域においては、ギブス弾性よりも小さいという共通点が見られた。C8E5, C10E5, C12E5系では、測定エラーを考慮しても、これらの実験値はLucassen-van den Tempelモデルでは説明できないことが明らかになった。これは動的運動すなわち表面張力波による摂動によって、局部的な表面張力の変化がおきており、それが平衡表面張力値からのずれを引き起こしていることを表していると考えられる。一方吸着量の高い領域では、拡張弾性がギブズ弾性よりも小さいことが明らかになった。一般に親水基周囲の水和構造のひずみの速度は、エチレンオキシド基への水和やあるいはそこからの脱水和は水分子の拡散を伴うが、その際の水分子の拡散の速度よりも速いと思われる。したがって、低い吸着量では水和構造のひずみが緩和を支配し、一方で高い吸着量領域では水の拡散が緩和を支配していると考えられる。非イオン性界面活性剤の拡張弾性測定から、研究実績の概要に述べたように、水和圏構造ひずみや水和・脱水和の水の拡散速度が、緩和過程を支配する主要因であると考えた。これらの結果は、Lucassen-van den Tempelモデルでは説明できないので、吸着膜とその直下のサブ吸着領域の交換と吸着・脱着のエネルギー障壁を取り入れた新しい理論モデルを考察して提唱する。当初は、イオン性界面活性剤の拡張粘弾性、非イオン界面活性剤の拡張粘弾性の測定・解析・考察の後に、Raversa, F, 2005らによって示唆されている「吸着の拡散律速理論を用いたモデル計算によれば、表面緩和過程に特徴的な周波数で動的表面弾性は変曲点を、同時に動的表面粘性は極大を持つこと」を検証予定であった。しかしながら、イオン性および非イオン性界面活性剤のいずれにおいても、Lucassen-van den Tempelモデルが成立しないことが明らかになったので、この理由を明らかにすることをまず進める。特に、非イオン性では親水基周囲の水和圏のひずみや水和・脱水和が緩和過程の主要因であると考えられるので、polyethylenglycol monoalkyl ether (CiEj)系列以外の非イオン性界面活性剤の拡張粘弾性を測定・解析し、Lucassen-van den Tempelモデルが成立しない理由を明らかにする。対イオンの電気二重層内での分布に関するミクロン秒領域での緩和過程を、臭化アルキルトリメチルアンモニウム水溶液表面吸着膜を対象として、我々が独自に組み立てた準弾性表面光散乱(SQELS)法を用いて研究した。SQELS法では表面張力波の横波を検出するが、横波と縦波がカップリングしている状況を記述する分散方程式を利用して、横波の情報から縦波の情報を抽出する手法を用いた。縦波は表面の拡張粘弾性を復元力としているので、散乱スペクトルの吸着膜の膜密度依存性を測定し、その解析により、拡張弾性と拡張粘性を求めた。拡張弾性は膜密度の上昇に伴って20mN/m程度まで急激に上昇するが、その後極大を経て、緩やかに15mN/m程度まで低下する。これは、界面活性剤陽イオン(アルキルトリメチルアンモニウムカチオン)や、対イオンである臭化物イオンに、バルクと吸着膜との間の拡散や吸着膜内での拡散、分子の配向変化など何らかの緩和過程が存在することを示している。そこで、Lucassen-van den Templeモデルおよびその改善モデルによって解析した結果、次の結論を得た。活性剤イオンの拡散緩和では実験結果を説明できないし、吸着障壁を導入しても説明できない。改善モデルで実効拡散係数を算出すると10E-8m2/sのオーダーであり、これは活性剤イオンの10E-10よりも2桁も大きいが、対イオンの拡散係数の10倍程度、水の拡散係数と同程度であることから、SQELSでは水和した対イオンのスターン層と拡散二重層の間の拡散緩和を捉えていると考えた。いくつかの異なる対イオンを対象として実験でも、このことが支持される結果を得た。臭化アルキルトリメチルアンモニウム水溶液表面吸着膜を対象とした実験・解析・考察を平成29年度に目指した。この予定はほぼ終了し、異なる対イオンをもつ界面界面活性剤の吸着膜にも拡張できた。この点では当初予定を上回っているが、界面の状態方程式との関連など、一部未検討の部分もあるので、おおむね順調に進展していると自己評価した。

今回のCiEj系列の場合には、親水基頭部の長さと大きさ、また親水基頭部の排除体積相互作用と疎水基間ファンデアワールス相互作用のバランスが緩和を左右する重要な要素であるとの考えに立って、疎水基鎖長iを8および10に固定して、親水基鎖長jを16に変化させることにした。特に低い吸着量領域でのSQELS法から求めた動的弾性率と表面張力測定から求めた静的弾性率(いわゆるGibbs弾性)の大小関係から、緩和特性を明らかにすることを目的とした。拡張粘弾性の非イオン界面活性剤の吸着量依存性に関しては、二つの特徴的な挙動が観測された。298.15Kで測定された拡張粘弾性vs吸着量の曲線では、全てのCiEjに対して拡張弾性は吸着量の増加とともに急激に増加するが、低吸着量領域においては、ギブス弾性よりも小さいという共通点が見られた。C8E5, C10E5, C12E5系では、測定エラーを考慮しても、これらの実験値はLucassen-van den Tempelモデルでは説明できないことが明らかになった。これは動的運動すなわち表面張力波による摂動によって、局部的な表面張力の変化がおきており、それが平衡表面張力値からのずれを引き起こしていることを表していると考えられる。一方吸着量の高い領域では、拡張弾性がギブズ弾性よりも小さいことが明らかになった。一般に親水基周囲の水和構造のひずみの速度は、エチレンオキシド基への水和やあるいはそこからの脱水和は水分子の拡散を伴うが、その際の水分子の拡散の速度よりも速いと思われる。したがって、低い吸着量では水和構造のひずみが緩和を支配し、一方で高い吸着量領域では水の拡散が緩和を支配していると考えられる。非イオン性界面活性剤の拡張弾性測定から、研究実績の概要に述べたように、水和圏構造ひずみや水和・脱水和の水の拡散速度が、緩和過程を支配する主要因であると考えた。これらの結果は、Lucassen-van den Tempelモデルでは説明できないので、吸着膜とその直下のサブ吸着領域の交換と吸着・脱着のエネルギー障壁を取り入れた新しい理論モデルを考察して提唱する。研究実績の概要に書いたように、何らかの形で水分子の緩和が拡張弾性の緩和に関係していることが予想される。非イオン活性剤を用いて、水に注目した研究が必要となる。この方針で研究を継続する。当初は、イオン性界面活性剤の拡張粘弾性、非イオン界面活性剤の拡張粘弾性の測定・解析・考察の後に、Raversa, F, 2005らによって示唆されている「吸着の拡散律速理論を用いたモデル計算によれば、表面緩和過程に特徴的な周波数で動的表面弾性は変曲点を、同時に動的表面粘性は極大を持つこと」を検証予定であった。しかしながら、イオン性および非イオン性界面活性剤のいずれにおいても、Lucassen-van den Tempelモデルが成立しないことが明らかになったので、この理由を明らかにすることをまず進める。特に、非イオン性では親水基周囲の水和圏のひずみや水和・脱水和が緩和過程の主要因であると考えられるので、polyethylenglycol monoalkyl ether (CiEj)系列以外の非イオン性界面活性剤の拡張粘弾性を測定・解析し、Lucassen-van den Tempelモデルが成立しない理由を明らかにする。
細胞の不死化に関与するテロメア結合タンパク質TRF1の機能の解析

本年度は、染色体DNAが安定化する機構をテロメア(染色体末端)に焦点をあてて解析した。我々のこれまでの研究で、外部から導入したテロメア配列が新たな染色体末端として認識されるためにはテロメア結合タンパク質TRF1が必須であることがわかっている。この現象は、TRF1の量とテロメア配列の長さの2つの因子に相関があるが、テロメラーゼ活性とは関係がない。またTRF1の量は、有限寿命の細胞に比べて不死化細胞で優位に高い。一方、初代培養線維芽細胞では、分裂に伴いテロメアが短くなると染色体が不安定になって細胞死が誘導されることが知られているがその分子機構は知られていない。我々は、細胞内のTRF1の量が染色体の安定性と細胞寿命を決定しているのではないかという仮説を立て、初代培養ヒト線維芽細胞でTRF1を高発現させて、細胞の分裂寿命を約20回延ばすことに成功した。この実験結果は、テロメア配列(TTAGGG)とTRF1の相互作用で核内DNAの安定性が決定されていることを示している。テロメアはループ状の構造(t-loop)を取っていることが知られており、TRF1は環状DNAに組み込まれたテロメア配列にも結合することから、核内の環状DNAも同様にテロメア配列特異的に安定化できることが期待できるので、現在、その可能性を検討している。今後は、TRF1が果たしている真の機能について、染色体の安定化という観点から解析を進める予定である。
うつ・不安に対するインターネット心理援助プログラムの開発と効果検討

うつや不安に苦しむ多くの人がエビデンスのある専門的心理援助にアクセスできていない状況を鑑み,アクセシビリティの改善を目指しインターネット上で認知行動療法に基づく援助プログラムを開発し妥当性と有効性を検討することを目的として研究を行った。計画初年度である平成26年度にはインターネット心理援助プログラムのコンテンツ開発を目指し,コンピュータ上・インターネット上で提供される心理援助の展望研究(梅垣,2014)を発表したほか,行動活性化療法や認知行動療法,森田療法に関する文献調査,国内外で活躍する各療法の専門家との意見交換,各療法を用いた事例研究,およびインターネット上での適切な効果測定尺度の検討を進めた。特に,2015年2月にはブリティッシュ・コロンビア大学(カナダ)に渡航し,各療法の専門家との意見交換を行ったほか,心理援助の専門家を主な対象とした公開セミナーを行った(Umegaki, 2015)。また,各療法を用いた事例研究,およびインターネット上での適切な効果測定尺度の研究については,複数本の学術論文を投稿中・投稿準備中である。インターネット心理援助のためのコンテンツは現在開発中であり,今後インターネット上へのアップロードを目指す。実現すれば,カウンセリングルームや相談機関に直接来談しなくても,インターネット環境があれば援助資源にアクセスできる環境づくりができ,うつや不安に苦しむ人にとって援助を求める選択肢の幅が広がると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。
γ-ポリグルタミン酸の凝集特性および微生物凝集剤としての利用に関する研究

γ-ポリグルタミン酸(γ-PGA)を生分解性で安全な新規の凝集剤として適用することを目的として、γ-PGA生産菌であるBacillus subtilisを用いてγ-PGAを調製し、その凝集特性,凝集機構および各種懸濁液での凝集反応適用性等について基礎的検討を行うと共に、微生物凝集剤としての評価検討を行った。その結果、本菌株の培養液自体に凝集能力が有り、その培養液の上澄から得られるγ-PGAには高い凝集活性がみられた。カオリン懸濁液でのγ-PGAの凝集活性は、懸濁液中にCa^<2+>,Mg^<2+>またはFe^<2+>等の金属イオンを添加すると促進され、その活性にはγ-PGA濃度と金属イオン濃度での最適な組み合わせが存在した。また、Fe^<3+>またはAl^<3+>を含有するカオリン懸濁液のpHを中性域に調整するとγ-PGAの高い凝集活性が得られた。γ-PGAは、カオリン以外に活性炭,酸性白土,土壌,カルシウム化合物およびマグネシウム化合物のような各種無機懸濁液に対して凝集作用を示した。さらに、セルロースや酵母等の有機懸濁液においても、Fe^<2+>,Fe^<3+>またはAl^<3+>を添加して懸濁液のpHを中性域に調製すると、γ-PGAは優れた凝集作用を示した。γ-PGAの凝集作用にはポリマー中のカルボキシル基が重要な働きをもち、懸濁粒子とγ-PGAが懸濁液中の金属イオンやその水酸化物等とのイオン結合や橋架け作用で結合してフロックを形成し凝集が促進するものと推定された。γ-PGAは種々の懸濁物質に対して優れた凝集作用を示すことから、生分解性で人体に対して安全な新しい凝集性バイオポリマーとして、廃水処理分野以外に発酵工業のダウンストリームや食品工業および上水道プロセス等への利用が可能であり、今後、実廃水や各種分離工程での応用化研究が期待される。
水チャネルアクアポリン2の細胞内輸送調節〜比較生物学からのアプローチ〜

水チャネルアクアポリン2(aquaporin-2;AQP2)は腎臓集合管の水再吸収を担う重要なタンパク質であり、バソプレシンにより細胞内の貯蔵小胞と細胞膜間で輸送が調節される。AQP2の細胞内輸送機構を解明するために、AQP2のC末端領域に結合するタンパク質をGST融合AQP2によるプルダウンアッセイで探索した。AQP2は約40kDおよび約70kDのタンパク質と結合すること、さらに約40kDのタンパク質の結合はAQP2のリン酸化に依存していることが明らかとなった。水チャネルアクアポリン2(aquaporin-2; AQP2)は、バソプレシンシグナルにより細胞内の貯蔵小胞から細胞膜へ輸送されることで、腎臓尿細管からの水の再吸収を促進する。本研究ではAQP2の細胞内小胞輸送を担うAQP2結合タンパク質の同定を主目的とし、小胞輸送機構の一端を解明する。AQP2のC末端領域はプロテインキナーゼAのリン酸化部位を含み、細胞内輸送に重要である。そこで、ラットAQP2C末端領域のGST融合タンパク質を複数種用いて、ラット腎臓髄質部あるいはイヌ腎由来MDCK細胞のホモジェネートからプルダウンアッセイ後、ゲル電気泳動により結合タンパク質を分離、比較解析した。AQP2のC末端長鎖(45アミノ酸)および短鎖(22アミノ酸)のGST融合タンパク質を用いると、ラット腎およびMDCK細胞において約70kDと約40kDのバンドが確認された。また、MDCK細胞においてセリン擬似リン酸化AQP2C末端(GST-CS256E)およびセリン非リン酸化AQP2C末端(GST-CS256A)のGST融合タンパク質を用いると、約40kDのバンドはGST-CS256EよりGST-CS256Aで強く検出された。さらにフォルスコリン処理でcAMPシグナルを誘導したMDCK細胞ではこの約40kDのバンドの染色性は減弱した。これらのことから、約40 kDのタンパク質は非リン酸化AQP2への結合とcAMPシグナル依存的なAQP2からの解離によって、AQP2の細胞膜への輸送を調節していると推察された。今後、LC-MS/MS解析により約70kDおよび約40kDのタンパク質の同定を行ない、細胞培養系およびin vivoラット腎における同タンパク質の性質を解析し、AQP2の細胞内小胞輸送における役割を探る。水チャネルアクアポリン2(aquaporin-2 ; AQP2)は、腎臓集合管の水再吸収を担う重要なタンパク質であり、バソプレシンシグナルにより細胞内の貯蔵小胞と細胞膜間で輸送が調節される。AQP2のC末端領域はプロテインキナーゼAのリン酸化部位を含み、細胞内輸送に重要であることから、この領域に結合するタンパク質の同定が細胞内小胞輸送調節機構の解明に必須であると考えられた。ラットAQP2C末端領域のGST融合タンパク質を複数種(リン酸化変異体を含む)作製して、ラット腎臓髄質部あるいはイヌ腎由来MDCK細胞内での結合タンパク質をプルダウンアッセイ後、SDS-PAGE分離および銀染色により比較解析した。ラット腎およびMDCK細胞の両サンプルにおいて約70kDと約40kDのバンドが顕著に検出された。また、MDCK細胞において約40kDのバンドは非リン酸化AQP2C末端に強く検出されることから、非リン酸化AQP2への結合が、アピカル膜への小胞輸送を抑制的に制御していることが推察された。これらのバンドは近年同定されたアクチン(Noda et al., BBRC 322, 2004 ; J Cell Biol. 182, 2008)およびHSP70(Lu et al., J Biol Chem 282, 2007)と一致した。そのため今後は、これら両タンパク質のMDCK細胞などのin vitroモデル系のみならずin vivo系における動態、特にAQP2リン酸化と結合タンパク質による小胞輸送制御との関わりに着目して、時間・空間的に明らかにしていく必要がある。
鉱質土壌湿原の成立条件と生物群集の解明

20府県約140箇所の鉱質土壌湿原を踏査(一部、研究期間以前に実施したものを含む)するとともに文献調査を実施し、日本全国の分布の概略とその特徴を明らかにした。また、その集中地域である東海地方では、地域在住の研究協力者らと共同で悉皆に近い調査を実施し、約1,600箇所の分布と環境、また主要な生育植物種を明らかにした。さらに、愛知県内を中心とする個別の湿地に観測機器等を設置し、環境や生物相の成り立ちを明らかにした。研究分担者の月井雄二氏が2018年2月に亡くなられたので、氏が「原生生物情報サーバ」に整理していた鉱質土壌湿原の原生生物相を抽出して表に整理した。その種数は、属レベル以上で同定されたものだけで、21の湿原で500種以上にも及んだ。ただしここには、生試料からの同定が難しい珪藻は含まれていない。鉱質土壌湿原の珪藻植生調査を進めた。愛知県および滋賀県の、周囲にオオミズゴケが生育する鉱質土壌湿原の中でも、環境によって出現種が大きく異なり、その中には新種の可能性がある種が数種、含まれることが明らかになった。現在、数名の研究協力者と共に珪藻植生報告の準備を含めている。また、水質が低電解質の泥炭湿原と鉱質土壌湿原に共通な種であるCymbella spicula Hust.を走査電子顕微鏡による観察結果に基づいて分類学的組み換えを行い、Kurtkrammeria spicula (Hust.) Ohtsukaとした。鉱質土壌湿原の分布を予測するための、GISのプロトコルを作成した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。湿地的な立地条件を判定するもとになる水田、湿地、耕作地、耕作放棄地について、日本全国の地形データをGIS上で整備した。また、湿地の湧水浸出状況の簡易赤外線カメラを用いた測定方法を各地で検討した。東海地方の湧水湿地の分布調査を、在地研究者や自然愛好家、NPO関係者らとともに実施した。現地で湿地の位置・面積・主な生育種・水質等の情報を取得し、GIS上で整理するとともに、水質や立地環境について統計的な傾向を把握した。調査した湿地数はこれまでの累積で1,200か所以上(2015年度調査地点は88か所)におよんだ。また、西日本を中心とした湧水湿地の分布に関する資料を収集した。四国北部地方の湧水湿地の分布と環境の調査を、現地協力者を得て行った。西日本の鉱質土壌湿原で原生生物群集の調査を進めた。東日本の寒冷地に発達する泥炭地湿原と共通に見られる種が大多数であったが、一部に鉱質土壌湿原でしかみられない種もあることが明らかになりつつある。西日本の湧水湿地の珪藻試料を採集するとともに、水質分析を行って珪藻群集との対応を調べた。2015年度は、以前に調査を行った中池見湿地(福井県)と八幡湿原(広島県)の珪藻植生と水質を報告した。中池見湿地の珪藻群集は高電解質の水質を反映して、高層湿原より潟湖のそれに近かった。八幡湿原は低電解質、中性弱酸性の水質で、その止水部には高層湿原と共通の珪藻が多く出現したが、流水部の珪藻群集の種組成は高層湿原とは大きく異なっていた。有殻アメーバ類は微生物生態系の頂点に立つ捕食者である。また、珪酸あるいはキチンを主成分とした殻が湿原環境に蓄積されるため、現在及び過去の環境指標生物群として注目されている。これまでに、日本に生息する有殻アメーバ類のデータベース化をほぼ終了した。その情報をもとに、今後、鉱質土壌湿原に特有の有殻アメーバ群集についての考察を加える予定である。湿地の分布情報の収集は、東海地方において順調に進んでいる。その他の地方(近畿・中国・四国等)についても分布情報の収集を始めているが、さらなる情報の収集と現地調査が必要である。これまでに集めたデータをもとに、耕作放棄地と湿地性植物の出現パターンついて解析し、広域的な湿地出現パターンの抽出に取り組んでいる。また、小規模な湿地の出現パターンの立地解析についても行っている。ポテンシャルマップの基礎となる情報の収集も進んでいるが、モデル計算にまでは至っていない。原生生物調査のために、月井は2015年度に9カ所の鉱質土壌湿原を訪れた。海上の森では4回、竜巻池では3回、陶史の森と昭和の森では各々2回の調査を行ったので、調査回数はのべ16回になる。この結果、各湿原で観察できた原生生物は過去の記録と合わせて以下のようになった(括弧内は種数)。北条湿地(80)、根の上湖湿地(80)、陶史の森(193)、昭和の森(213)、海上の森(111)、八草駅周辺(27)、竜巻池(87)、葦毛湿原(97)。大塚と研究協力者たちは、愛知県・三重県・滋賀県などの湧水湿地(鉱質土壌湿原と泥炭地湿原の両方を含む)で過去に採集した珪藻試料の観察と報告を進めている。2015年度には中池見湿地(福井県)と八幡湿原(広島県)の珪藻植生を報告した。また、薄い泥炭層を擁する山室湿原(滋賀県)の珪藻植生をまとめ、論文(短報)として投稿した。

愛知県の東海丘陵湧水湿地群の珪藻植生を検討中である。さらに、未調査だった岡山県の藤ヶ鳴湿原(泥炭地湿原であることが判明)、久々井湿原、佐山湿原、および徳島県の黒沢湿原(泥炭地湿原)でも調査を行った。島野による日本に生息する有殻アメーバ類のデータベース化は、ほぼ完了した。また、古琵琶湖とされる信楽地域周辺のフィールドについて、有殻アメーバ類の群集調査を開始した。東海地方の湧水湿地分布調査を実施した。湿地の位置・面積・主な生育種・水質等の情報を取得・整理し、特徴を把握した。調査した湿地数は2015年度以前に実施したものを含めて約1450カ所に及んだ。近畿(滋賀・大阪・兵庫)、四国(愛媛・香川)、中国(山口・広島・岡山)でも湧水湿地の分布に関する資料収集と現地調査を実施した。20カ所以上の湿地で、位置・水質・主な生育種等の情報を得た。広域スケールにおける湿地的な立地条件を判定するため、関西圏を解析範囲として、昨年度に整備した地理情報システムのデータベースを活用して、GISデータをもとにして、地下水涵養能力に関する空間評価と現状の湿地的な立地特性との対応関係の解析、水文地形学のパラメーターであるTWI(Topographic Wetness Index)を改良した指標開発を行った。また、湿地的な立地を抽出するために、兵庫県内の植生データベースを構築して、該当する湿地性の群落抽出を行った。鉱質土壌湿原の珪藻群集の解析に用いる予定の「多変量ガウシアンロジット回帰」を、水田珪藻のデータセットに適用し、その効用を確かめるとともに、いくつかの問題点を確認した。大多数の原生生物は、泥炭湿原と鉱質土壌湿原に共通してみられるが、鉱質土壌湿原でしかみられない種がいくつか認められた。同様の傾向は別途研究を進めている珪藻についても認められた。また、段差のある岩石段丘(これは硬質土壌湿原の特殊例としてとらえることができる)にも多様な原生生物が生息していることが判明しつつある。一方、共生藻をもつラッパムシの一種Stentorpyriformisは高地の湿原にのみ生息し、極度の貧栄養状態(電気伝導度10μS/cm前後)で増殖することを発見した。鉱質土壌湿原から得られる有殻アメーバの群集を高層湿原のそれと比較して特徴を考察し、論文を執筆中である。全体としてはおおむね順調であるが、代表者および分担者の一部で、所属機関の研究以外の業務分担や学会用務が急増するなどしており、これが研究を滞らせる一因となっている。湿地の現地調査は、悉皆的調査を目指す東海地方ではかなり進んだ。概要を把握する他地域に関し、四国地方はほぼ調査を終え、近畿・中国地方においても調査が進みつつある。これらの地域ではポテンシャルマップに必要な基礎情報が得られる目途がついた。また、関西圏における地下水涵養能力と既存の湿地性植生との対応関係について集計し、TWI(Topographic Wetness Index)について、開空度と流域面積の重みを補正改良した指標を作成した。ただしその両者を統合したポテンシャルマップの作成には着手できていない。微生物相の研究については、「原生生物情報サーバ」へのデータ蓄積が確実に進んでいる。また、珪藻、有殻アメーバなどについて、本研究の予備研究段階で採集した試料に基づく報告を出版し、あるいは執筆中である。ただし本研究で得られた試料については多くが未だ分析中である。20府県約140箇所の鉱質土壌湿原を踏査(一部、研究期間以前に実施したものを含む)するとともに文献調査を実施し、日本全国の分布の概略とその特徴を明らかにした。
Membrenome創薬 ～膜の認識・融合・制御を達成するDDSの創成～

「研究の目的」本研究の目的は,抗がん剤を効率的にがん細胞へ輸送するシステムの確立である.これまで行われてきた方法として,カプセルを用いた方法が検討されてきた.カプセルにがん細胞と相互作用するタンパク質を修飾し,がん細胞選択的に抗がん剤を輸送する方法である.ほとんどの研究において,そのタンパク質とがん細胞の相互作用は広く議論しているが,カプセル自身の特徴に着目し,がん細胞とカプセルとの相互作用を議論した研究はほとんど行われていない.本研究は,カプセルの膜特性に着目し,カプセル自身が持つ,がん細胞との相互作用の強さを検討した.「研究成果」がん細胞に対し,異なる膜特性を有するカプセルを添加し,その取り込み量を評価した.その結果,柔軟な膜構造を有するカプセル(Span80ベシクル)を多く取り込むことが明らかとなった.一方で,固い膜構造を有するカプセル(リボソーム)はあまり細胞に取り込まれなかった.さらに,カプセルの取り込み経路について議論した.リボソームはエンドサイトーシスという細胞が物質を取り込むメカニズムにより取り込まれることが明らかとなった.エンドサイトーシスの場合,抗がん剤が細胞全体に行き渡りにくい.一方で,Span80ベシクルは膜融合により,がん細胞へと取り込まれている可能性が示唆された.膜融合の利点として,抗がん剤を直接、細胞質へ送達することが可能である.従って,抗がん剤を細胞全体へ拡散させることが可能である.実際に,リボソームとSpan80ベシクルの場合で,抗がん活性を評価したところ,Span80ベシクルの方が、より高い抗がん活性を示すことが明らかとなった.「意義・重要性」既存の研究では,カプセル自身の特性にはほとんど言及されていない.しかし,本研究では,カプセル自身の特性の重要性を示すとともに,どのような特性のカプセルが細胞との相互作用に有利であるか,という指針をしめすことが出来た.「研究の目的」本研究の目的は,抗がん剤を効率的にがん細胞へ輸送するシステムの確立である.これまで行われてきた方法として,カプセルを用いた方法が検討されてきた.カプセルにがん細胞と相互作用するタンパク質を修飾し,がん細胞選択的に抗がん剤を輸送する方法である.ほとんどの研究において,そのタンパク質とがん細胞の相互作用は広く議論しているが,カプセル自身の特徴に着目し,がん細胞とカプセルとの相互作用を議論した研究はほとんど行われていない.本研究は,カプセルの膜特性に着目し,カプセル自身が持つ,がん細胞との相互作用の強さを検討した.「研究成果」がん細胞に対し,異なる膜特性を有するカプセルを添加し,その取り込み量を評価した.その結果,柔軟な膜構造を有するカプセル(Span80ベシクル)を多く取り込むことが明らかとなった.一方で,固い膜構造を有するカプセル(リボソーム)はあまり細胞に取り込まれなかった.さらに,カプセルの取り込み経路について議論した.リボソームはエンドサイトーシスという細胞が物質を取り込むメカニズムにより取り込まれることが明らかとなった.エンドサイトーシスの場合,抗がん剤が細胞全体に行き渡りにくい.一方で,Span80ベシクルは膜融合により,がん細胞へと取り込まれている可能性が示唆された.膜融合の利点として,抗がん剤を直接、細胞質へ送達することが可能である.従って,抗がん剤を細胞全体へ拡散させることが可能である.実際に,リボソームとSpan80ベシクルの場合で,抗がん活性を評価したところ,Span80ベシクルの方が、より高い抗がん活性を示すことが明らかとなった.「意義・重要性」既存の研究では,カプセル自身の特性にはほとんど言及されていない.しかし,本研究では,カプセル自身の特性の重要性を示すとともに,どのような特性のカプセルが細胞との相互作用に有利であるか,という指針をしめすことが出来た.
多機能光干渉断層計による黄斑疾患の包括的３次元多角的画像解析技術の確立

本研究の主要課題のうち1)脈絡膜メラニン密度定量化、2)網膜色素上皮異常の3次元解析について大きな進展があった。偏光感受型光干渉断層計(OCT)を使えば、網脈絡膜内のメラニン3次元分布を解析できることは報告されてきた。しかしメラニンは網膜色素上皮細胞と脈絡膜メラノサイトの両方に分布しているため、網膜色素上皮細胞と脈絡膜メラノサイトの病態を個別に検討することは困難であった。そこで多機能OCTで得られる、他の情報(強度画像情報、血流情報)と偏光感受型OCTの情報を組み合わせることにより、脈絡膜メラニンと網膜色素上皮メラニンを自動判別することに成功した(Azuma (Miura): Biomed Opt Express 9, 2955,2018)。具体的には、血流信号の有無により、脈絡膜メラニンと網膜色素上皮メラニンを自動判別した。その結果、得られた網膜色素上皮細胞メラニン3次元分布は網膜近赤外自家蛍光画像に類似する事が確認された。これは臨床現場で広く用いられている網膜自家蛍光画像の、3次元解析に繋がる革新的技術である。さらにこの判別手法を用いて、加齢黄斑変性における網膜色素上皮障害を高感度に検出することに成功した(Miura:Sci Rep9,3278,2019)。具体的には網膜色素上皮剥離における局所網膜色素上皮障害をメラニン欠損の存在から検出した。その結果、強度OCT画像では確認困難な網膜色素上皮層の異常が、多機能OCTによって容易に検出できることが判った。多機能OCTによる解析結果はVokt-小柳-原田病に関しても得られた。本疾患では近赤外自家蛍光で過蛍光病巣が発生するが、この病巣が網膜色素上皮層におけるメラニン集積に由来することが確認された。この研究成果は英文誌(IOVS)に投稿査読中である。また多機能OCTの安定した臨床運用のために、システムを簡便化することにより、より臨床器機に近い装置の開発製造に成功した(Makita(Miura): Biomed Opt Express 9, 4372,2018)。本研究における重要課題である、脈絡膜メラニンと網膜色素上皮メラニンの自動判別に成功した。多機能OCTから得られた網膜色素上皮メラニン3次元分布が、近赤外自家蛍光画像から得られる網膜色素上皮メラニン2次元分布に類似している事も確認された。これにより、多機能OCTによる自家蛍光画像の3次元解析が可能となる。これは多機能OCTの臨床実用化に向けた大きな進展である。この技術を基にして、既に300眼以上の計測を実施し解析を進めている。この臨床応用の結果のうち、加齢黄斑変性については英文誌に掲載され(Miura:Sci Rep9,3278,2019)、Vokt-小柳-原田病については英文誌(IOVS)に投稿査読中である。多機能OCTによる疾患眼の計測を進め、計測データに関する詳細な解析を進める。これにより下記の課題について検討を進める。1、多機能OCTによる網膜色素上皮メラニン3次元分布と自家蛍光画像を比較する。もし分布が一致しない場合は、その病態を多角的画像解析による比較検討を実施する。これにより一致しない場合の病態について検討する。2、自家蛍光画像の3次元解析技術を用いて、既存の臨床論文を再検討する。これにより、従来の平面情報では得られなかった情報のを探索する。3、脈絡膜メラニン密度の3次元分布解析手法を確立させる。また強度画像の判別技術(segmentation)を組み入れることにより解析の自動化を達成させる。