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量子化学論的平衡物性推算に基づく超臨界溶体急速膨張法での薬物の粒子設計技術の開発

本研究は,実験的アプローチと理論的アプローチを組み合わせることで二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張(RESS)法による薬物ナノ粒子の創製技術を確立することが目的である.超臨界二酸化炭素に対する溶解度の計算の発展のために空孔理論に基づく状態方程式を用いた新たなモデル(混合固相モデル)の開発をおこなった.本モデルは,固相を二酸化炭素と薬物の混合物と仮定する新たなモデルであり,薬物の純溶質と仮定する従来のモデルとの推算精度に対する影響を検討した.23種の薬物に対して状態方程式を用いて溶解度の推算をおこなった.C,H,O原子で構成されている薬物の溶解度推算結果は,純固相モデルを用いた場合よりも混合固相モデルを用いた場合の方がわずかに実験値との偏差が小さかった.また,それ以外の原子を含む薬物の溶解度推算結果は混合固相モデルを用いた場合,純固相モデルよりも精度が向上した.混合固相モデルでは,二酸化炭素の固相に対する溶解度を算出可能であり,さらに,圧力や薬物種の影響も知ることができる.このことから,混合固相モデルは,高圧二酸化炭素下での固体溶質の融点降下現象のメカニズム解明に役立つことが期待される.本モデルが構築されたことで,実験データが存在しない物質や条件の溶解度が算出できる.実験的に明らかにした過飽和度と平均粒径の関係性と構築した溶解度推算モデルを用いてRESS法により創製されるtheophylline粒子の平均粒径の予測をおこなった.さらに,ノズル出口以降の流体解析をおこない,得られた二酸化炭素の温度分布と過飽和度と平均粒径の関係性を用いて粒径分布の予測をおこなった.本研究の成果は,RESS法により粒子創製をおこなう際に得られる粒子の平均粒径および粒径分布を把握することに有効である.また,所望の粒径,粒径分布を有する薬物微粒子の創製をおこなう際の装置,条件設定に有効である.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,実験的アプローチと理論的アプローチを組み合わせることで二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張(RESS)法による薬物ナノ粒子の創製技術を確立することを目的とするものである.RESS法による医薬品有機ナノ粒子創製の汎用性を高めるためにモデル物質としてイブプロフェン,テオフィリン及びカフェインのナノ粒子創製をおこなった.その際,粒子創製に及ぼす種々の操作パラメータ(溶解温度・圧力,ノズル温度)の影響を検討した.その結果,得られる粒子の特性(粒径,形態)は溶体生成部と粒子生成部間の二酸化炭素に対する薬物の溶解度差(過飽和度)により制御できるということがわかった.つまり,RESS法による医薬品のナノ粒子創製技術の開発や汎用性の強化には,超臨界二酸化炭素に対する薬物の溶解度に関する知見が必要不可欠である.超臨界二酸化炭素に対する溶解度が低い物質にも適用可能なファイバー型紫外可視分光法により超臨界二酸化炭素に対する有機物の溶解度測定をおこない本手法の適用性を検討した.その結果可視光領域に吸収を有する有機物には適用困難であり,紫外光領域に吸収を有する有機物には適用可能であることがわかった.空孔理論に基づく状態方程式へ量子計算から得られる分子情報を組み合わせ,溶解度データによるフィッティングを必要としない推算モデルを構築した.さらに,本推算モデルにより超臨界二酸化炭素に対するナフタレン,フェナントレン及びアスピリンの溶解度推算を行い適用性の検討をおこなった.その結果,本推算モデルは超臨界二酸化炭素に対する薬物の溶解度推算に適用可能であることが示唆された.本研究は,実験的アプローチと理論的アプローチを組み合わせることで二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張(RESS)法による薬物ナノ粒子の創製技術を確立することを目的とするものである.実験的アプローチとして, RESS法を用いてテオフィリンおよびカフェインのナノ粒子創製をおこなったその際,ノズルの温度を変化させることでカフェインの高温安定形(多形)を創製可能であることを明らかにした。つまり,本法において操作条件を適切に設定すれば多形を選択的に生成できる可能性が示唆された.理論的アプローチとして,空孔理論に量子計算から得られる分子情報を組み合わせた新たな溶解度相関式を構築し,その適応性の検討として18種の医薬品の超臨界二酸化炭素に対する溶解度を相関した.さらにこの相関式をもとに推算式を構築し,溶解度推算をおこない実験値との比較を行った結果,対象としたデータの65%を実験値と同じオーダー内で推算できた.また, 15MPa以上の高圧条件およびC, H, Oのみで構成されている分子に関して高精度の推算が行えた.この結果から,実験値を用いたパラメータフィッティングや臨界定数を用いずに超臨界二酸化炭素に対する薬物の溶解度推算が可能であるモデルの構築に成功したといえる.粒子設計技術の開発を目的として,量子計算から得られる情報を用いて超臨界二酸化端に対する薬物の溶解度推算をおこない,その推算結果を用いて算出した過飽和度からRESS法により生成される薬物粒子の粒径予測をおこなった.TheophyllineとBenzoic acidの粒径を予測し,実験値と比較した結果Theophyllineは誤差100nm, Benzoic acidは誤差20nmで粒径を予測できた.

これは, Theophyllineに比べてBenzoic acidの方が高精度に溶解度を推算できたため粒径予測も高精度におこなえたと考える.以上の結果から,量子計算から得られる情報を用いて薬物の超臨界二酸化炭素に対する溶解度を推算し,さらにRESS法により生成され粒径の予測まで可能なモデルの基礎を構築できたと考える.本研究は,実験的アプローチと理論的アプローチを組み合わせることで二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張(RESS)法による薬物ナノ粒子の創製技術を確立することが目的である.超臨界二酸化炭素に対する溶解度の計算の発展のために空孔理論に基づく状態方程式を用いた新たなモデル(混合固相モデル)の開発をおこなった.本モデルは,固相を二酸化炭素と薬物の混合物と仮定する新たなモデルであり,薬物の純溶質と仮定する従来のモデルとの推算精度に対する影響を検討した.23種の薬物に対して状態方程式を用いて溶解度の推算をおこなった.C,H,O原子で構成されている薬物の溶解度推算結果は,純固相モデルを用いた場合よりも混合固相モデルを用いた場合の方がわずかに実験値との偏差が小さかった.また,それ以外の原子を含む薬物の溶解度推算結果は混合固相モデルを用いた場合,純固相モデルよりも精度が向上した.混合固相モデルでは,二酸化炭素の固相に対する溶解度を算出可能であり,さらに,圧力や薬物種の影響も知ることができる.このことから,混合固相モデルは,高圧二酸化炭素下での固体溶質の融点降下現象のメカニズム解明に役立つことが期待される.本モデルが構築されたことで,実験データが存在しない物質や条件の溶解度が算出できる.実験的に明らかにした過飽和度と平均粒径の関係性と構築した溶解度推算モデルを用いてRESS法により創製されるtheophylline粒子の平均粒径の予測をおこなった.さらに,ノズル出口以降の流体解析をおこない,得られた二酸化炭素の温度分布と過飽和度と平均粒径の関係性を用いて粒径分布の予測をおこなった.本研究の成果は,RESS法により粒子創製をおこなう際に得られる粒子の平均粒径および粒径分布を把握することに有効である.また,所望の粒径,粒径分布を有する薬物微粒子の創製をおこなう際の装置,条件設定に有効である.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。RESS法によるナノ粒子創製技術の汎用性を強化するために三種の薬物を用いて粒子創製をおこないその特性に与える種々の操作因子の影響を検討した.超臨界二酸化炭素に対する薬物の溶解度推算に適用可能である新たな理論モデルの基礎を構築した。前年度に構築した基礎式を用いて,溶解度の相関をおこないその結果薬物の溶解度相関に適用可能であることを明らかにした.さらに,相関式を基に推算式を構築し量子計算から得られる情報を用いて溶解度推算が可能であるモデルを構築した.予定していた三相平衡の推算までおこなえていないのでおおむね順調であると判断した.新たな溶解度推算モデルを構築したが,検討物質が少ない.そのため,今後は汎用性の強化を目的として本モデルの改良を検討し,多数の薬物に対して適用可能となるモデルに拡張する必要がある.RESS法において重要な平衡物性である気液固三相平衡の推算が可能である理論モデルの構築を検討する.汎用物理シミュレーションソフト(COMSOL)を用いて,回収部における流速・温度分布解析をおこなう.流速分布から(i)結晶表面への分子拡散の影響,温度分布から(ii)表面集積, (iii)結晶化潜熱の影響を検討し,結晶成長過程における律速段階を検証する.
動脈グラフト攣縮予防のための血管拡張薬溶出ナノファイバーの開発

本研究の目的は、冠動脈バイパス術後時として致命的となる合併症である「動脈グラフト動脈攣縮」を防ぎ、グラフト開存率を向上させ、患者の予後を改善するための、血管拡張剤を徐放化した生体吸収性ナノファイバーを用いた担体を開発作製し、その効果を検討することである。本年度研究成果を、以下の3要項に関して報告する。(1)薬剤溶出生体吸収性ファイバーの作製:ポリグリコール酸(PGA)とポリ乳酸(PLA)の共重合ポリマー(生体吸収性ポリマー)に、ミルリノンを混和し、Electrospinning法でナノファイバー化し、ミルリノン徐放性の担体を作製した。以後の検討はこのミルリノン担体を用いて行った。(2)徐放性試験:マウス背部皮下にミルリノン担体を埋入し、経時的に取り出し、ミルリノン濃度をHPLC法で計測した。この担体はミルリノンを2日間でほぼ90%溶出する、薬剤溶出特性を持っていた。(3)in vivo血管収縮抑制効果判定:ラット大腿動脈にノルアドレナリンを投与する動脈攣縮モデルを用い、担体を埋入した群、しなかった群、ポリマーのみを埋入した群の3群を比較した。ミルリノン担体を用いた群は、有意に血流の低下を抑制し、攣縮を予防していることが示唆された。(4)副作用試験:ミルリノン担体をラット背部皮下に埋入し、経時的に採血をこない、ミルリノン血中濃度、骨髄機能、肝機能、腎機能、膵機能をモニターしたが、血中濃度は上昇せず、副作用は認めなかった。本研究の目的は、冠動脈バイパス術で使用する動脈グラフトの合併症である動脈攣縮を防ぎ、グラフト開存率を向上させ、さらには患者の予後を改善するために、血管拡張剤を徐放化した生体吸収性ナノファイバーを作成し、その効果を検討する。(1)薬剤溶出生体吸収性ファイバーの作成:ポリグリコール酸(PGA)とボリ乳酸(PLA)の共重合ポリマーに、血管拡張薬(ジルチアゼム、ミルリノン、フアスジル)を混和し、Electrospinning法でナノファイバー化し、生体吸収性血管拡張薬(ジルチアゼムとミルリノン)徐放性の担体を作製した。フアスジルは溶媒への溶解が困難であったため作製できなかった。現在、溶媒を変更してファイバー化が可能か検討中である。(2)in vitro血管収縮抑制効果判定:イヌあるいはブタより採取した血管で、ミルリノン含有ファイバーを用い、プレリミナリーな血管収縮抑制試験を行った。オーガンバスの容量が大きく、収縮抑制効果を得るために、大量の担体を要するため実験を中止した。(3)in vivo血管収縮抑制効果判定:ラット大腿動脈を用いた動脈攣縮モデルをした。血流の計測実験系を確立した。プレリミナリーなノルエピネフリンを用いた血管収縮実験において、血管拡張薬(ミルリノン)含有ファイバーによる、血管収制効果を確認した。これによって本担体の可能性か強く示唆されたので、詳細な実験を進める予定にしている。
ヘリコバクターピロリ感染時の胃粘膜萎縮におけるアポトーシスの関与

ヘリコバクターピロリ菌(Helicobacter pylori:以下H.p.と省略)はヒト胃粘膜に感染するグラム陰性螺旋状桿菌であり、消化性潰瘍、慢性活動性胃炎への密接な関与が報告されている.本邦におけるH.p.に関する研究開始は比較的遅かったものの、最近になりH.p.genomeの全解析がなされ多くの研究成果が得られている.しかし、慢性萎縮性胃炎とH.p.感染との関連についての研究は比較的少なく、疫学的に、その両者の因果関係が推定されているにすぎない.本研究では、H.p.感染の病態において好中球活性化を介したフリーラジカル反応が関与していることを報告してきた従来の研究を発展させ、フリーラジカルによる胃粘膜培養細胞障害の機構について以下の点を明らかにした.まず、ラット正常胃粘膜上皮細胞を培養し、種々の活性酸素種、活性窒素種を培養液中に添加し細胞増殖能について検討した.各濃度について検討を行ったが、極めて低濃度でも細胞増殖亢進作用は認められず、濃度依存性に増殖は抑制された.高濃度では、細胞死の形態はネクローシスとして認められ、低濃度ではアポトーシスの形態で観察された.活性種の比較では、活性酸素種ではモノクロラミン、過酸化水素に障害性が比較的強く、活性窒素種では一酸化窒素により障害が惹起された.次亜塩素酸とH.p.の産生するNH_3により生成されるモノクロラミンがH.p.感染時の胃粘膜に対する強力なOxidantとして注目されているが、モノクロラミンによる増殖抑制についてはその詳細の解析を行い、増殖抑制は細胞回転におけるG2/M停止とアポトーシスによることが明らかになったが、両者の関連については明らかでなかった.一酸化窒素による胃粘膜培養細胞障害についても、その障害機構について詳細な検討を行い、細胞内グルタチオンの重要な役割、機能性食品としてのカキ肉エキス剤が細胞内グルタチオンを増加させ、活性酸素や一酸化窒素による細胞障害を軽減することを明らかとした.3年間という研究期間の大部分は、アポトーシスやネクローシスの評価法の確立を含めたin vitroにおける活性酸素動態の検出法の確立に終始し、研究の内容を若干縮小せざるを得なかった。ヘリコバクター感染病態を炎症面から評価し、その細胞死と胃粘膜萎縮の関連に迫りたいという新しい研究分野に、文部省から科学技術研究費補助金の交付を受けたことをここに記して、謝意を表する次第である.ヘリコバクターピロリ菌(Helicobacter pylori:以下H.p.と省略)はヒト胃粘膜に感染するグラム陰性螺旋状桿菌であり、消化性潰瘍、慢性活動性胃炎への密接な関与が報告されている.本邦におけるH.p.に関する研究開始は比較的遅かったものの、最近になりH.p.genomeの全解析がなされ多くの研究成果が得られている.しかし、慢性萎縮性胃炎とH.p.感染との関連についての研究は比較的少なく、疫学的に、その両者の因果関係が推定されているにすぎない.本研究では、H.p.感染の病態において好中球活性化を介したフリーラジカル反応が関与していることを報告してきた従来の研究を発展させ、フリーラジカルによる胃粘膜培養細胞障害の機構について以下の点を明らかにした.まず、ラット正常胃粘膜上皮細胞を培養し、種々の活性酸素種、活性窒素種を培養液中に添加し細胞増殖能について検討した.各濃度について検討を行ったが、極めて低濃度でも細胞増殖亢進作用は認められず、濃度依存性に増殖は抑制された.高濃度では、細胞死の形態はネクローシスとして認められ、低濃度ではアポトーシスの形態で観察された.活性種の比較では、活性酸素種ではモノクロラミン、過酸化水素に障害性が比較的強く、活性窒素種では一酸化窒素により障害が惹起された.次亜塩素酸とH.p.の産生するNH_3により生成されるモノクロラミンがH.p.感染時の胃粘膜に対する強力なOxidantとして注目されているが、モノクロラミンによる増殖抑制についてはその詳細の解析を行い、増殖抑制は細胞回転におけるG2/M停止とアポトーシスによることが明らかになったが、両者の関連については明らかでなかった.一酸化窒素による胃粘膜培養細胞障害についても、その障害機構について詳細な検討を行い、細胞内グルタチオンの重要な役割、機能性食品としてのカキ肉エキス剤が細胞内グルタチオンを増加させ、活性酸素や一酸化窒素による細胞障害を軽減することを明らかとした.3年間という研究期間の大部分は、アポトーシスやネクローシスの評価法の確立を含めたin vitroにおける活性酸素動態の検出法の確立に終始し、研究の内容を若干縮小せざるを得なかった。ヘリコバクター感染病態を炎症面から評価し、その細胞死と胃粘膜萎縮の関連に迫りたいという新しい研究分野に、文部省から科学技術研究費補助金の交付を受けたことをここに記して、謝意を表する次第である.1)各種活性酸素による胃粘膜培養細胞の増殖に対する影響ラット胃粘膜培養細胞RGM-1、ヒト胃癌細胞株MKN-45、MKN28を用いて、各種活性酸素の細胞増殖に及ぼす影響を検討した。各種活性酸素(過酸化水素、次亜鉛素酸)、一酸化窒素、塩化アンモニア、モノクロラミンの増殖抑制作用を、細胞壊死非惹起低濃度で検討したが、塩化アンモニアには抑制作用はなく、抑制作用は過酸化水素>モノクロラミン>次亜塩素酸>一酸化窒素の順に強かった。FACSによる細胞周期の検討では、細胞周期はS期後期からG2/M期で停止していた。

モノクロラミンは活性酸素(次亜塩素酸)とHelicobacter pyloriの産生するアンモニアとの作用により産生されることが知られており、今回の結果はH. pyloriの胃粘膜障害性に新たな知見を与えるものと考えられた。2)モノクロラミンによる胃粘膜細胞アポトーシス誘導作用モノクロラミンによるアポトーシス誘導について検討したが、濃度依存性にRGM-1細胞の細胞核断片化、核凝集、FACS解析によるsub-G1ピークの増加、TUNEL陽性細胞の出現を認めた。H. pylori感染に胃粘膜萎縮、胃発癌が生じる可能性が高いことが知られているが、本機序を与えるうえでモノクロラミンによるアポトーシス誘導は極めて興味深い知見と考えられる。以上の結果は、1996年アメリカ消化器病学会、日本消化器病学会、日本炎症学会で発表した。胃粘膜に棲息するグラム陰性桿菌ヘリコバクター・ピロリ感染と胃粘膜細胞増殖との関与を検討するために、そのメディエーターとして炎症細胞よりされる活性酸素に注目した。各種活性酸素やその代謝産物の胃粘膜培養細胞(ラット正常胃粘膜培養細胞RGM-1)増殖に及ぼす影響を検討し、その中から活性酸素である次亜鉛素酸とピロリ菌の生成するアンモニアとにより生じるモノクロラミンに強い細胞増殖抑制作用ならびにアポトーシス誘導作用があることを見いだした。モノクロラミンは濃度依存性にRGM-1細胞の増殖を抑制し、その増殖抑制はモノクロラミン消去剤であるメチオニンにより解除された。増殖抑制の機序の解明のために、細胞周期ならびにヘキスト33342とプロピジウムイオダイドによる細胞形態観察を行い、モノクロラミン濃度依存性に細胞周期でのG2/M停止ならびにアポトーシスが誘導されることを明らかにした。以上の結果は、ヘリコバクター・ピロリ感染により引き起こされる胃粘膜炎症に伴う胃粘膜萎縮に、モノクロラミンによる細胞レベルでの増殖抑制、アポトーシス誘導が関与する可能性があり、今後さらなる検討が必要であると考える。平成10年度の研究では主に一酸化窒素による胃粘膜培養細胞障害についての詳細についての検討をおこなった.一酸化窒素を胃粘膜培養細胞液中に添加すると、細胞増殖は濃度依存性に抑制され、低濃度の一酸化窒素ではアポトーシスが、比較的高濃度ではネクローシスが誘導された.低濃度の一酸化窒素による細胞増殖抑制には細胞周期でのG2/M停止が観察されたが、細胞周期とアポトーシスとの関連は観察されなかった.一酸化窒素により細胞内グルタチオンは急激に減少し、その後に細胞内活性酸素産生量が増加し、細胞障害機構に酸化的ストレスの関与を明らかとした.実際に、酸化的DNA損傷の指標である8-OHdGは増加しており、Helicobacter pylori感染時のヒト胃粘膜で上昇している8-OHdGの生成機構に一酸化窒素の関与を示唆するものであった.このような一酸化窒素により生じる胃粘膜細胞のアポトーシスは、酸化的DNA損傷から生体を守る生体防御反応の一つである可能性もあり、その胃粘膜幹細胞レベルでのアポトーシスが胃粘膜萎縮につながるものではないかと考えられる.このような一酸化窒素によるDNA障害、胃粘膜障害に対して抗酸化剤がその障害を抑制できるのではないかと考え、いくつかの候補について検討を行った.
エストニア・アニメーションにおけるシュルレアリスム受容の調査研究

本研究の最終年度は、これまで調査して得た資料を基に、エストニア・アニメーションにおけるシュルレアリスム受容に関して考察した。その過程で新たに出現した資料の不足箇所や問いを解決するために、二度エストニアを訪れ調査を行なった。これらの調査は、独立以前に開催された風刺画展やエストニア芸術協会の活動とアニメーション作家との関係性をも踏まえている。そして、研究の中心となっているアニメーション作家プリート・パルンの作品『ホテルE』と風刺雑誌『Pikker』とエストニアにおけるシュルレアリスム・グループに関する史実について詳細な資料を得るためのものであった。研究方法は、公文書館、美術館、図書館、芸術大学、古書店等での文献調査と資料収集、及びアニメーション作家4人へのインタビューである。これらの調査の成果として、例えば、パルンがどういう理由で「シュルレアリスム」という言葉を使用したのか、ソビエト社会と関連付けながら明らかにすることができた。また資料として、シュルレアリスム・グループで制作されたオブジェ作品、アニメーションの絵コンテや原画を撮影し記録した。こうした想定していた成果のほかに、異なる前衛芸術グループに属する作家たちが会合したシュルレアリスム関連イベントの記録写真を入手することもできた。これまで研究成果は学会発表のみであったので、今後は文章化し、より広く成果を残していく活動を行いたいと考える。その一つとして、『ホテルE』を分析した研究成果を現在の所属機関である近畿大学の紀要に春に投稿する。エストニア・アニメーションのシュルレアリスム受容を調査する本研究において、初年度となる平成28年度は、タリン市を中心として文献調査及び作家や学芸員への聞き取り調査を行い、研究資料の収集に務めた。まずオーラル・ヒストリーとして、プリート・パルンを含む3名のアニメーション関係者にパルンの創作活動に関してインタビューを行った。しかし、予定していたその他のインタビューイ2名の諸事情により調査が実現できない事態も生じた。文献調査として、エストニアのアニメーション作家たちが1960年代後半から90年代前半まで様々な印刷媒体に風刺画を描いていた史実に基づき、『Sirp ja Vasar』、『Pikker』、『Noorus』、『Taheke』等を調査した。また、エストニアで行われたAnimated DreamsとPriit Parna Animafilmifestivalという2つのアニメーション映画祭では、アニメーション関係者以外にも観客や映画祭スタッフといった幅広い層に対して、シュルレアリスムの影響に関する認識を調査することができた。これらの結果、これまで不明瞭だったエストニアにおけるアニメーションと風刺画とシュルレアリスムの緊密な関係について、初年度としては十分な確証が得られた。エストニア・アニメーションに関する研究のうち「風刺画」については、「プリート・パルンの風刺画から読み解く〈不条理〉」(第19回日本アニメーション学会大会、2017年6月)として研究を発表する予定である。研究の初動として重要であった基礎調査を行うことが出来たため。聞き取り調査では2名に対し実現できなかったが、文献調査において想定していた以上の資料を得ることが出来た。これらは次年度の研究に向けて躍進的なものとなった。エストニア・アニメーションのシュルレアリスム受容を調査する本研究において、二年目となる本年度は、まず、学会にて「プリート・パルンの風刺画から読み解く〈不条理〉」(第19回日本アニメーション学会大会、6月)を発表し昨年度の成果を提示することから始めた。その後、夏に行なった実地調査は、昨年度に行なった文献調査及び聞き取り調査を補い、そして発展させるように実行した。ポーランドとチェコでは、エストニアのアニメーション作家や風刺画家たちが影響された1960年代の資料を一部入手することができた。フランスでは、シュルレアリスムに精通している哲学者からブルトンのテクストについて専門的知識を得ることができた。エストニアでは、国立公文書館、国立美術館、国立図書館、アニメーションスタジオを軸に、古書店や現地研究補助員の協力も得て、文芸新聞『Sirp ja Vasar』の三年分(1984年から86年)を入手するなど、一次資料となる貴重な新聞や雑誌を収集することができた。さらにアニメーション作家、風刺画家、学芸員、美術雑誌編集長など合計7人に聞き取り調査を行なった。年度後半は、実地調査の資料を基に風刺画家と前衛芸術グループとアニメーション・スタジオの相互関係について検証した。これらの調査結果の一部を、日本アニメーション学会研究集会(11月)で「《タリンフィルム》シュルレアリスト・グループの活動」という題目で発表した。この発表では、グループの活動記録写真を基に、なぜアニメーション作家たちはシュルレアリスム・グループを結成したのか、その「シュルレアリスム」とはどこから影響されたものなのか明らかにし、エストニア・アニメーション作家の側面を提示した。初年度にできなかった調査を概ね補うことができた。文献調査では、目標としていた全ての資料を得ることはできなかったが、聞き取り調査によって文献には無い、より具体的な史実を得ることができた。例えば、シュルレアリスム・グループの前衛的な芸術作品とアニメーションの直接的な関係について明らかにできたことは、本研究にとって大きな成果であった。

研究方法は、公文書館、美術館、図書館、芸術大学、古書店等での文献調査と資料収集、及びアニメーション作家4人へのインタビューである。これらの調査の成果として、例えば、パルンがどういう理由で「シュルレアリスム」という言葉を使用したのか、ソビエト社会と関連付けながら明らかにすることができた。また資料として、シュルレアリスム・グループで制作されたオブジェ作品、アニメーションの絵コンテや原画を撮影し記録した。こうした想定していた成果のほかに、異なる前衛芸術グループに属する作家たちが会合したシュルレアリスム関連イベントの記録写真を入手することもできた。これまで研究成果は学会発表のみであったので、今後は文章化し、より広く成果を残していく活動を行いたいと考える。その一つとして、『ホテルE』を分析した研究成果を現在の所属機関である近畿大学の紀要に春に投稿する。次年度となる平成29年度は、主にパルンの周辺作家を調査対象とする。まず、初年度の調査結果を踏まえ、聞き取り調査を行う対象者リストを一部見直す。その後、文献調査とともに引き続き実地調査を行い各資料を収集し、年度後半から資料を基に検証できる状態にする。特にエストニア・アニメーションにとって重要である三点、(1)風刺画家、(2)前衛芸術グループ、(3)シュルレアリスト・グループ、これらに焦点を絞り調査を行う。例えば『Sirp ja Vasar』に掲載された風刺画に関して言えば、すでに1971年から1983年のものは収集できているので、今後は1984年から1990年頃までのものを収集していきたい。また、実地調査にパリ、クラクフ、プラハを加える。パリは、当初の予定通りシュルレアリスムとアニメーションに関する調査である。クラクフとプラハは、初年度の調査時にパルンが言及した資料を直接収集しに行く必要性が生じたためである。最終年度となる平成30年度は、早々の5月にエストニアにて実地調査を行ない、昨年度の研究と合わせて、第20回日本アニメーション学会大会(6月)にて発表する予定である。学会発表を経て、これまでの各セクションでまとめていたものを繋いでいく作業を行なう。実地調査では、独立以前に開催された風刺画展や、エストニア芸術の礎を築いた芸術協会の100年間の活動、タルトゥ美術館でのシュルレアリスム・グループに関するアーカイブ資料を調査する。さらに、アニメーション作家4名に対して聞き取り調査を行なう。例えば、プリート・パルンには『ホテルE』のナラティブに関することや絵本とアニメーションに関係について具体的に聞いていく。
球状マイクロソーラーセルによる医療用陽子線の線量測定に関する基礎的研究

本研究では、球状マイクロソーラーセルによる、医療用陽子線線量の「その場」測定の可能性について検討を行った。昨年度は、試作した球状マイクロソーラーセルの陽子線入射に対する応答特性を様々な観点から調べて、その有用性について日本原子力学会に於いて発表した。マイクロソーラーセル信号の線量に対する線形性は充分であり、球体であるために感度の入射方向依存性は、ほとんど見られなかった。今年度は、信号読み出し技術の開発に関する検討を行った。信号の取り出しについては、有線式、無線式の可能性があるが、まず、基礎的な実験として、無線にて読み出し前置増幅器に電力を送信し、検出器側のアンテナにて受信して回路を動作させる電力を供給する方式の試作器を製作した。マイクロソーラーセルの出力信号は、やはり無線にて外部のアンテナで受信した。前置増幅器には、IC化された漏れ電流の少ないオペアンプを使用した。アンテナの大きさや幾何学的条件を変えて最適な組み合わせを探索した。その結果、電力受信用のアンテナの大きさは、2cm×2cmの大きさが必要であり、送信機と受信機の間隔は最長でも10cmであることが分かった。生体等価物質であるMixDPファントム(厚さ10cm)通して、陽子線入射による信号の読み出しが可能であることを確認した。今後、マイクロソーラーセルに付随する前置増幅器及び電源回路類の小型化が必要である。その為には、最近、進歩が著しいナノテクノロジーを用いることが、有効であると考えられる。放射線治療において、患部に投与される放射線の実際の線量(分布)を測定する技術の実用化は長年の夢であるが、未だに達成されていない。特に放射線の中で、陽子線・炭素線等の粒子線は、従来の光子線に比べて線量の空間的集中性に優れているので、実際の線量集中度を直接的に確認する手段が切望されている。治療部位の線量測定を実現するには、センサーを患部に埋め込むことが最も直接的で確実な方法であろうと考えられるが、その様なことができるセンサーは(特に深部臓器に適用可能なものは)これまで世の中に存在していなかった。一方、京都セミコンダクター社が開発を開始している「球状マイクロソーラーセル」は、超小型の太陽電池であるが一種のホトダイオードであり、陽子線がそのpn接合部を通過することにより信号を発生すると期待される。本研究で用いるマイクロソーラーセルは、直径が1mm以下であり、原理的には更に小型化が可能である。その為、患部に直接挿入できる可能性がある。本年度の開発課題は,陽子線用のマイクロソーラーセルの試作とその特性評価であった。しかし、センサー用に特化したマイクロソーラーセルの試作に時間がかかり予定した実験ができなかった。そこで、現存する素子の陽子線に対する応答特性を調べた。指頭型電離箱との比較実験の結果、マイクロソーラーセルの出力電荷および起電力は、陽子線の水吸収線量と比例関係にあることが確認できた。更に、素子の出力は陽子線ビームの方向にほとんど依存しないことが分かった。以上の結果は、日本原子力学会の口演会で発表を行った。また、これと並行して、来年度の開発課題である、信号読み出し手法に関する検討を行い、プロトタイプの設計・試作を行った。
ポスト小胞体品質管理における細胞内レクチンの分子認識と超分子形成の構造基盤の解明

細胞内における糖タンパク質の品質管理は、ポリペプチド鎖上に提示されている糖鎖とそれらを認識する多様なレクチンとの相互作用を通じて実現されている。本研究は、小胞体-ゴルジ体間を移行するレクチンおよびその超分子複合体による糖タンパク質の品質管理のメカニズム解明を目的として、積荷糖タンパク質の輸送を行うレクチンの複合体形成の様式と分子認識の構造基盤を、X線結晶構造解析をはじめとする構造生物学的アプローチにより明らかにした。さらに、こうした糖鎖の立体構造とそのダイナミクスについて精密解析を行うためのNMR手法を確立した。(1)高マンノース型糖鎖の超高磁場NMR解析常磁性タグを利用したNMR解析を通じてN型糖鎖の精密構造解析を行うための方法を開発した。N型糖鎖のコア構造に相当するキトビオースをモデル系として選定し、その非還元末端にランタニドタグを導入することにより、擬コンタクトシフトなどを利用したコンフォメーション解析が可能となった。一方、N型糖鎖の生合成にかかわる遺伝子を欠失した酵母の変異体を、特定の部位の炭素を^<13>Cでエンリッチしたグルコースを含む最少培地中で培養することにより、部位選択的に^<13>C標識を施した高マンノース型糖鎖M8Bを大量に調製することに成功した。一連の標識体を利用した超高磁場計測によって本糖鎖のNMRシグナルの帰属を確定するとともに、緩和解析を通じて本糖鎖のダイナミクスを評価した。(2)L型レクチンCRDの結晶構造解析およびNMR解析構造生物学研究を通じて、血液凝固第5第8因子欠乏症の原因遺伝子産物であるERGIC-53とMCFD2の協働的相互作用の構造基盤を明らかにした。ERGIC-53は糖鎖認識ドメイン(CRD)を有するI型膜タンパク質であり、MCFD2はEFハンド構造を有するCa^<2+>結合型タンパク質である。X線結晶構造解析、超遠心解析、NMR解析を駆使してERGIC-53-CRDとMCFD2の複合体の3次元構造を決定することに成功した。MCFD2上のERGIC-53-CRDとの相互作用部位はEFハンド構造を有するタンパク質に共通するリガンド結合部位とは異なっていた。さらに、ERGIC-53-CRDが結合することによってMCFD2に、特にそのEFハンドタンパク質に共通するリガンド結合部位において立体構造変化が誘起されることも明らかとなった。(1)高マンノース型糖鎖の超高磁場NMR解析昨年度までにキトビオースを対象として確立した糖鎖還元末端の常磁性タグによる化学修飾法を、高マンノース型糖鎖に応用するために、マルトペンタオースなどのオリゴ糖鎖をモデル糖鎖として反応条件(特に溶媒条件)の検討を行った。その結果、より親水性の高い糖鎖に関しても常磁性タグを導入することが可能となった。一方、酵母変異体を用いた高マンノース型糖鎖の安定同位体標識体の大量発現手法の応用範囲をM8B以外の糖鎖の生産にまで拡張することできた。これにより、^<13>C標識を施した高マンノース型糖鎖M9の大量調製とNMR計測に成功した。(2)レクチンによる糖タンパク質の細胞内輸送の構造基盤の解明細胞内レクチンERGIC-53とカルシウム結合タンパク質MCFD2の複合体に関して新たな結晶型でのX線構造を決定することに成功した。さらに本複合体が血液凝固因子を積荷として輸送するメカニズムを明らかにするために、第VIII因子に由来するペプチドとの相互作用の検討を行い、MCFD2との相互作用にかかわる部位を同定することができた。(3)カーゴレセプターの超分子形成メカニズムの解明酵母のERGIC-53ホモログにあたるEmp46pとEmp47pを対象にして、その超分子形成機構の解析を行った。特に、これらの膜タンパク質のレクチン様ドメインと膜貫通領域の間に位置するコィルドコイル領域に着目し、溶液pHに依存した分子集合の様式を明らかにし、さらにそれを規定するアミノ酸残基を同定することができた。(1)NMRを利用した糖鎖認識の精密解析タンパク質の品質管理に関わる高マンノース型糖鎖を対象に、その立体構造情報の収集を行った。平成22年度までに確立した手法により安定同位体標識を施した高マンノース型糖鎖M8Bを用いて超高磁場NMR計測を行い、原子間距離などの立体構造情報を取得することに成功した。一方、常磁性タグを導入した高マンノース型糖鎖M9を用いて、緩和時間解析による動的コンフォメーションの評価を行った。また、常磁性タグを付加したジアセチルキトビオースと細胞質レクチンFbs1とのNMR相互作用解析を実施した。さらに、常磁性効果を利用したNMR解析法と分子動力学計算を組み合わせた糖鎖の動的立体構造研究手法を確立した。(2)カーゴレセプターの作動メカニズムの解明

カーゴレセプターERGIC-53がMCFD2と協同して積み荷タンパク質の細胞内輸送を司る仕組みの理解を目的として構造生物学研究を遂行した。NMR解析の結果、ERGIC-53と複合体を形成したMCFD2がEFハンドタンパク質に典型的な様式で血液凝固第VIII因子のペプチドセグメントと相互作用することを見出した。またERGIC-53/MCFD2複合体について新たに3つの結晶系におけるX線結晶構造解析を実施し、積み荷タンパク質との結合に関与することが予想されるMCFD2の立体構造の変動を捉えることに成功した。小胞体関連分解に関与する脱糖鎖反応酵素PNGaseのPUBドメインの機能解明を目指し、プロテアソーム基質運搬因子HR23のユビキチン様ドメイン(UBL)との相互作用について、フロンタルアフィニティークロマトグラフィーおよびNMR法を用いて解析を行った。その結果、PNGaseのPUBドメインが、ユビキチンおよびHR23のUBLと静電相互作用により結合することが明らかとなり、HR23の活性化因子として機能していることが示唆された。
市販の茶・野菜ジュース類のBBNラット膀胱癌発生に対する影響

1)7週齢のWistar系雄ラットに0.05%BBN水溶液を5週間与えた。6週目以後は、I群はコントロール群として水道水を、II群は煎茶を、III群は抹茶を、IV群はほうじ茶を、V群はウ-ロン茶を、VI群は紅茶を自由摂取させた。第40週で全ラットを屠殺し、膀胱発癌の状態を検討した。膀胱腫瘍の発生率はI群95%,II群80%,III群94%,IV群89%,V群89%,VI群95%であり、ラット当りの腫瘍発生数はI群4.9±2.9,II群1.7±1.5,III群4.7±3.2,IV群2.6±1.6,V群3.3±2.2,VI群3.7±4.6であり、I群とII群およびIV群間に有意差を認めた。(P<0.01,P<0.05)。ラット当りの平均腫瘍体積はI群13.0±14.0,II群2.3±1.5,III群10.9±9.0,IV群6.5±7.2,V群16.8±17.3,VI群10.9±18.8であり、I群とII群間に有意差(P<0.05)を認めた。またII群とIV群およびV群間に有意差(P<0.05)を認めた。以上の結果から緑茶とほうじ茶のBBN誘発ラット膀胱発癌の抗腫瘍効果を認めた。しかし半発酵茶であるウ-ロン茶、発酵茶である紅茶には抗腫瘍効果は認められなかった。このことは緑茶に多く含有するところのカテキン類が発酵が進むにつれ減少するためと思われる。2)7週齢の雄性Wistarラットを用い、0.05%水溶液を5週間与えた。6週目以後は1群は水道水、2群は紅茶、3群はオレンジジュース、4群はにんじんジュース、5群は野菜ジュースを自由摂取させた。40週目に全ラットを屠殺し、膀胱発癌の状態を検討した。膀胱腫瘍が認められたラットは1群20/20(100%)、2群20/20(100%)、3群18/19(95%)、4群19/20(95%)、5群18/20(90%)。ラット1個体当たりの膀胱腫瘍発生数は1群5.0±2.8、2群3.7±4.6、3群3.8±4.6、4群4.5±2.2、5群2.3±2.3であり、1群と5群間に有意差(P<0.01)を認めた。ラット1個体当たりの平均腫瘍体積は1群13.4±15.8、2群10.9±18.8、3群7.3±9.4、4群9.0±12.6、5群4.9±5.5であり、1群と5群間に有意差(P<0.05)を認めた。以上の結果から野菜ジュースによるラット膀胱発癌の抑制効果が示された。

ラット1個体当たりの膀胱腫瘍発生数は1群5.0±2.8、2群3.7±4.6、3群3.8±4.6、4群4.5±2.2、5群2.3±2.3であり、1群と5群間に有意差(P<0.01)を認めた。ラット1個体当たりの平均腫瘍体積は1群13.4±15.8、2群10.9±18.8、3群7.3±9.4、4群9.0±12.6、5群4.9±5.5であり、1群と5群間に有意差(P<0.05)を認めた。以上の結果から野菜ジュースによるラット膀胱発癌の抑制効果が示された。7週齢のWistar系雄ラット120匹に0.05%BBN水溶液を5週間与えた、6週目にラットを20匹ずつ6群に分けた。I群はコントロール群として水道水を、II群は煎茶を、III群は抹茶を、IV群はほうじ茶を、V群はウ-ロン茶を、VI群は紅茶を40週まで自由摂取させた。第40週で全ラットを屠殺し、膀胱発癌の状態を検討した。膀胱腫瘍の発生率はI群95%、II群80%、III群94%、IV群89%、V群89%,VI群95%であり、ラット当りの腫瘍発生数はI群4.9±2.9,II群1.7±1.5,III群4.7±3.2,IV群2.6±1.6,V群3,3±2.2,VI群3.7±4.6であり、I群とII群およびIV群間に有意差を認めた(P<0.01,P<0.05)、ラット当りの総腫瘍体積はI群13.0±14.0,II群2.3±1.5,III群10.9±9.0,IV群6.5±7.2,V群16.8±17.3,VI群10.9±18.8であり、I群とII群間に有意差〔P<0.05)を認めた。またII群とIV群およびV群間に有意差(P<0.05)を認めた。〓以上の実験から結果を得た。緑茶(煎茶)によるBBN誘発ラット膀胱発癌の抗腫瘍効果が認められた。緑茶(煎茶)以外ではほうじ茶にも抗腫瘍効果を認めたが、半発酵茶であるウ-ロン茶、発酵茶である紅茶には抗腫瘍効果は認められなかった。このことは緑茶に多く含有するところのカテキン類が発酵が進むにつれ減少するためと思われる。抹茶で抗腫瘍効果が認められなかったのは実験操作のミスが起因していると思われた。すなわち通常のラット吸水ビンの中で抹茶は時間と共にその成分が沈澱して、水溶液と固型沈殿に分離してしまうために、充分な抹茶成分の濃度がラットに与えられなかったものと思われた。〈方法〉7週齢の雄性Wistarラットを用い、0.05%N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)-nitro-samin(BBN)水溶液を5週間与えた。実験開始後6週目にラットを5群に分けた。1群は水道水、2群は紅茶、3群はオレンジジュース、4群はにんじんジュース、5群は野菜ジュースを40週まで自由摂取させた。ジュース類は市販の100%ジュースを5倍に希釈し使用した。40週目に全ラットを屠殺し、膀胱発癌の状態を検討した。〈結果〉膀胱腫瘍が認められたラットは1群20/20(100%)、2群20/20(100%)、3群18/19(95%)、4群19/20(95%)、5群18/20(90%)。〈結語〉野菜ジュースによるラット膀胱発癌の抑制効果が示された。
高周波バイアススパッタリング法による強誘電体薄膜の低温成長

半導体メモリーの高集積化に伴い、現在使用されている酸窒化膜にかわるキャパシタ材料の模索が行われている。代表的な次世代キャパシタ材料には、チタン酸バリウムを始めとする強誘電体薄膜がある。現在、実用化に向けた研究が精力的に行われているが、薄膜堆積後に500°C以上の高温でアニールして結晶化をする必要があり、さまざまな弊害が予測されている。そこで、本研究では、チタン酸バリウムを例に取り、基板へのイオン衝撃を利用した低温環境下での結晶化を試みた。外磁場型高周波スパッタリング装置を用いてアルゴン雰囲気(0.2Pa)中でシリコン基板上にチタン酸バリウム薄膜を堆積した。このとき、基板温度っを250°C以下に保ち、高周波負バイアス(平均電圧0300V)を印加した。結晶性の評価にはX線回折を、比誘電率の測定にはLCRメーターを用いた。基板温度250°Cターゲット入力2.1W/cm^2で堆積した場合、0200Vまでの基板負バイアスでは薄膜は非晶質であったが、200V以上の負バイアスで結晶化し負バイアスの増加に伴い結晶性も向上した。4.3W/cm^2で堆積すると、結晶化が開始する負バイアス値が下がり200Vから結晶化が始まった。これは、基板へのイオンフラックスが向上したことによるものと考えられる。200°Cの基板温度でも同様の傾向であったが結晶化にはやや高い負バイアスを必要とした。得られた薄膜の比誘電率を測定したところ、0Vで堆積した光晶質膜では約18程度、また-200Vで堆積した結晶膜では約300となった。この値は、600°Cアニール処理したものよりも優れた値である。以上より、基板負バイアスを印加することにより、チタン酸バリウム結晶膜を低基板温度で作製することに成功した。得られた比誘電率は1Mb級のdRAMに応用可能な値であり、次世代キャパシタ材料作製に関する本プロセスの有効性が実証できた。
エボラ出血熱に対する治療法の開発

エボラウイルスは、ヒトまたはサルに急性で致死率の高い感染症(エボラ出血熱)をひき起こす病原体である。現在のところ、ワクチンや治療薬は実用化されていないが、2014年の西アフリカでの大流行と欧州や米国を含めた他国への拡散によって、予防・治療法開発が急務となった。中和抗体による受動免疫および既存の化合物が緊急的に用いられたが、実用化には大きな課題が残されている。(1)これまでに作製された治療用抗体は全てZaireウイルス特異的であり他の種のエボラウイルスには効果が無い。(2)投与された化合物の有効性がサルモデルで確認されていない事に加え、それらは細胞内で作用するウイルスポリメラーゼ阻害薬であるため、大量投与に伴う副作用が大きい。そこで、本研究では全てのエボラウイルス種に有効な抗体療法開発に繋がるマウスモノクローナル抗体の作出を試みると共にエボラウイルスの細胞侵入を阻害する新規化合物を探索し、エボラ出血熱治療薬の実用化を目指す。交差反応性抗体とエボラウイルス表面糖蛋白質GPとの結合構造解析のため、本モノクローナル抗体のFab領域とGPの複合体の電子顕微鏡による観察と、それぞれのX線解析によって得られた構造を用いたドッキングシュミレーションを、研究協力者であるErica Saphire博士と共同で進めた。その結果、Fab-GPの結合構造の解析に成功し、予想通りこの抗体はGPのfusion loopを認識することが証明された。また、これまでに作出したマールブルグウイルスのGPに対するモノクローナル抗体の中には、ウイルス中和活性は持たないが、ウイルスの細胞外への出芽を効率的に抑えるものがあった。それらの抗体の受動免疫による治療効果を、ハムスターモデルを用いて検証した結果、非中和抗体であっても他の抗体と一緒に抗体カクテルとして用いることによって効果を示すことが判明した。エボラウイルスに対する交差反応性モノクローナル抗体に関して、詳細な構造解析によるエピトープの同定を完了した。マールブルグウイルスに対する抗体の治療効果をハムスターを用いた感染実験で確認できた。H30年度と同様の方法あるいは新規の免疫法を用いて交差反応性中和抗体の作出を継続するとともに、ウイルスの細胞侵入阻害効果を示す化合物の作用メカニズムの解析を進める。エボラウイルス(Zaire species)の表面糖蛋白質(GP)の遺伝子をゲノム内に組み込んだ増殖性の水疱性口炎ウイルスに感染させ回復したマウスに、エボラウイルス(Sudan species)のGPを持つウイルス様粒子を腹腔内投与してブーストした。そのマウスから脾臓を採取し、通常の方法でハイブリドーマの作出を試みた。その結果、Restonウイルスを除く全てのエボラウイルス種に交差中和活性を示すモノクローナルIgG抗体2クローンおよび既知の全てのフィロルイス種(Ebolavirus、MarburgvirusおよびLloviuvirus)に交差中和活性を示すモノクローナルIgM抗体1クローンの作出に成功した。新たな免疫法を採用することによって、複数のエボラウイルス種および既知の全てのフィロウイルス種に対する交差反応性中和モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマが数クローン得られた。エボラウイルス(Zaire species)の表面糖蛋白質(GP)の遺伝子をゲノム内に組み込んだ増殖性の水疱性口炎ウイルスに感染させ回復したマウスに、エボラウイルス(Sudan species)のGPを持つウイルス様粒子を腹腔内投与してブーストする方法によって、昨年度得られた交差中和活性を示すモノクローナルIgG抗体2クローンおよびIgM抗体1クローンのエピトープ解析を行った。

その結果、IgG抗体2クローンは既存の交差反応性中和抗体とエピトープを競合した。IgM抗体クローンは、異なるエピトープを認識すると予想されたため、IgG化し、エボラウイルス感染ハムスターモデルで受動免疫による効果を調べたが、治療効果は認められなかった。他方、fusion loopを認識する交差反応性抗体とGPとの結合構造の解析に着手し、Fabの結晶解析を終了し、GP-抗体複合体の電子顕微鏡による観察に成功した。フィロウイルスに対する複数の交差反応性中和モノクローナル抗体に関して、他の中和抗体とのエピトープ競合を解析すると共に、抗体カクテルによるハムスターでの感染実験まで行った。また、抗体とエボラウイルス表面糖蛋白質の結合構造解析に着手した。エボラウイルスは、ヒトまたはサルに急性で致死率の高い感染症(エボラ出血熱)をひき起こす病原体である。現在のところ、ワクチンや治療薬は実用化されていないが、2014年の西アフリカでの大流行と欧州や米国を含めた他国への拡散によって、予防・治療法開発が急務となった。中和抗体による受動免疫および既存の化合物が緊急的に用いられたが、実用化には大きな課題が残されている。(1)これまでに作製された治療用抗体は全てZaireウイルス特異的であり他の種のエボラウイルスには効果が無い。(2)投与された化合物の有効性がサルモデルで確認されていない事に加え、それらは細胞内で作用するウイルスポリメラーゼ阻害薬であるため、大量投与に伴う副作用が大きい。そこで、本研究では全てのエボラウイルス種に有効な抗体療法開発に繋がるマウスモノクローナル抗体の作出を試みると共にエボラウイルスの細胞侵入を阻害する新規化合物を探索し、エボラ出血熱治療薬の実用化を目指す。交差反応性抗体とエボラウイルス表面糖蛋白質GPとの結合構造解析のため、本モノクローナル抗体のFab領域とGPの複合体の電子顕微鏡による観察と、それぞれのX線解析によって得られた構造を用いたドッキングシュミレーションを、研究協力者であるErica Saphire博士と共同で進めた。その結果、Fab-GPの結合構造の解析に成功し、予想通りこの抗体はGPのfusion loopを認識することが証明された。また、これまでに作出したマールブルグウイルスのGPに対するモノクローナル抗体の中には、ウイルス中和活性は持たないが、ウイルスの細胞外への出芽を効率的に抑えるものがあった。それらの抗体の受動免疫による治療効果を、ハムスターモデルを用いて検証した結果、非中和抗体であっても他の抗体と一緒に抗体カクテルとして用いることによって効果を示すことが判明した。エボラウイルスに対する交差反応性モノクローナル抗体に関して、詳細な構造解析によるエピトープの同定を完了した。マールブルグウイルスに対する抗体の治療効果をハムスターを用いた感染実験で確認できた。得られた抗体のエピトープを詳細に解析するとともに、H28年度と同様の方法あるいは新規の免疫法を用いて交差反応性中和抗体の作出を継続する。また、エボラウイルスとマールブルグウイルスに交差反応する抗体の作出も試みる。
車椅子上の高齢者動作改善支援のためのCG による生体情報の可視化

本研究は、車椅子使用者の安全な入浴動作習得を支援するために、車椅子使用者が、入浴動作の細かなメカニズムまでも容易に理解することができるような、視認性に配慮した映像情報を提示したものである。まず、異なるBathtub、Bath board、Transfer board入浴動作を取り入れ、上半身の身体関節動きの解析を行った。その結果から身体角度の差が表れた位相期において、三次元コンピュータグラフィックスによる三つの入浴動作の視覚化を行った。視覚化は被験者の平均値に基づき、骨格の動きの特徴を三次元アニメーション化した。さらに、身体重心や関節の動きを軌跡で表したり、筋肉の力変化を色相の変化と関連づけたりするといった表示方法を採用し、視認性の向上に努めた。また、理解しやすく親しみやすい映像にするために、浴室を写実的に表現するなどの工夫を行った。「車椅子上の高齢者動作改善支援のためのCGによる生体情報の可視化」の研究の初年度として、次のように行った。(1)本研究の目的のひとつとして、車椅子使用者が浴槽移乗動作において、どのような姿勢や身体動作が安全であるかを容易に理解できるような、視覚的に理解しやすい形での映像情報を提案する。そのために、実験の対象とする浴槽移乗動作として、下肢の運動機能が低下した高齢者が一般的に実施されている移乗動作のパターンを抽出した。(2)浴槽移乗動作のパターンにおいて、身体関節可動域や筋負担度を解析するための実験を通し、生体情報を取得した。実験中の事故および危険性を考慮して初年度においては若年者を被験者として実験を実施した。被験者は車椅子操作の経験がほとんどないと考えられるため、実験前には十分な練習をさせた。3次元スキャナシステムにより車椅子の寸法・車椅子上の身体寸法や姿勢を測定した。身体関節可動域は、身体関節部分の33箇所に反射マーカーを装着し、モーションキャプチャーシステムにより測定した。筋活動は、予備実験によって抽出した16箇所の筋電図を多チャンネルテレメーターシステムによって計測し、筋の負担度を分析した。(3)実験から得られた身体関節可動域や筋負担度の特徴を3次元仮想人体に適用した。そして、浴槽移乗動作のパターンによる運動の比較や問題点、改善方法に関する可視化の表現手法に関する研究を行った。20年度も、高齢者が車椅子上の動作に関する理解度を高めるための3次元CGによる高品位な生体情報の可視化手法に関する研究を行う。よって、実際の高齢者に映像情報を提示し、その有効性について検討する。本年度は、高齢者が入浴時に車椅子から浴槽へ乗り移る入浴動作のデジタルコンテンツの開発を目的とした。入浴動作のデジタルコンテンツ開発は、以下のように行った。(1)実験の対象となる入浴動作を3段階(Bathtub動作、Bath board動作、Transfer board動作)に分類し、つぎに、各動作の位相への分割と再構築による一連化を行った。(2)理学療法士の指導のもとに被験者よる入浴動作実験を実施した。(3)モーションキャプチャーによる身体関節め動作データ、3次元全身スキャナーによる形状データ、身体16箇所の表面筋電図データ、フォースプレートによるCOPデータ、ビデオカメラによる動画データを同期化させ、3次元人体動作データを構築した。(4)3次元人体動作データをもとに、とくに、入浴動作において特徴的な関節の動きや筋肉の運動をコンピュータグラフイックスにより可視化し、3次元人体動作データの精緻化を行った。(5)入浴動作の時間的推移に着眼し、入浴経過時間により影響を受ける身体関節可動範囲の測定や、筋電図・足圧にかかる負荷の比較検討を行った。(6)3次元人体動作データによるBathtub動作、Bath board動作、Transfer board動作の比較・検討を行い、その問題点や危険性および動作改善支援のための入浴動作情報を総括した。