hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胃粘膜上皮のプロテアーゼ活性化受容体発現と機能に対するピロリ菌感染の影響について

同意書を得られた胃癌患者10名より提供された胃粘膜組織の正常部位および癌部位についてヘリコバクター・ピロリ(H. pylori)のマーカーであるウレアーゼAおよびウレアーゼBのタンパクレベルと、proteinase-activated receptor-1 (PAR1)およびPAR2のタンパクおよびmRNA発現レベルの相関について検討したところ、癌部位においてPAR1タンパク発現量とウレアーゼAおよびBの間に正の相関が見られた。一方、PAR2の発現レベルとウレアーゼタンパクレベルの間には相関は認められなかった。これらの結果は、胃粘膜において癌の発生あるいは進行にH. pylori感染とPAR1発現が大きく関与している可能性を示唆している。今後はさらに例数を増やし、癌の悪性度や転移性などにより分類したデータ解析を行う。細胞を用いた実験では、H. pylori抽出液中にPAR活性化プロテアーゼが含まれているかを検討するため、PAR1あるいはPAR2を内因性に高発現している上皮細胞を用いてその反応を観察した。その結果、PAR2高発現細胞株であるA549細胞およびHCT-15細胞において、PAR2刺激と同程度のPGE_2およびIL-8の産生亢進が認められた。しかし、A549細胞で見られたPGE_2産生亢進は、H. pylori抽出液を煮沸処理しても減少しなかったことから、プロテアーゼおよびPARの関与はないことが示唆された。一方、HCT-15細胞におけるIL-8産生亢進はH. pylori抽出液の煮沸処理により有意に抑制されたことから酵素活性の関与が示唆され、PARを介した反応が一部関与している可能性が示唆された。今後は、プロテアーゼの関与を検討するためプロテアーゼ阻害薬のメシル酸ナファモスタットの影響を観察し、さらにsiRNAによるPAR発現のノックダウンの効果についても検討を加える予定である。平成20年度の報告書に記載したとおり、胃癌患者の胃組織のうち癌部位においてウレアーゼを指標としたヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)感染レベルとproteinase-activated receptor-1(PAR1)の発現レベルの間に正の相関が見られたことから、平成21年度は各種ヒト胃癌由来細胞(AGS、KATO-III、MKN-45)およびラット正常胃粘膜上皮細胞RGM1を用いてH.pylori抽出液刺激によるPAR発現レベル変化について検討した。しかし、これまでのところ明らかな発現量の変化は捉えられておらず、現在、H.pylori抽出液に加え、H.pylori生菌との共培養の影響について検討を続けている。また、平成20年度に引き続き、H.pylori抽出液中にPAR活性化プロテアーゼが含まれる可能性の検討も行った。その結果、PAR1高発現のRGM1細胞およびPAR2高発現のA549細胞では、H.pylori抽出液刺激でPAR活性化を介した反応が認められず、H.pylori抽出液にはPAR1、PAR2活性化プロテアーゼは含まれてないことが示唆された。しかし、PAR2とPAR4を発現しているHCT-15細胞では、H.pylori抽出液刺激により一部プロテアーゼ依存性の反応が認められたため、PAR4について検討する目的でPAR1とPAR4を発現しているラット血小板を用いたところ、多血小板血漿はH.pylori抽出液刺激により凝集反応を示したが、この反応は洗浄血小板では消失したことから、H.pylori抽出液にはPAR4活性化を誘起するプロテアーゼも含まれないことが示唆された。平成22年度は、主に生菌H.pyloriと胃癌由来細胞株との共培養を行い、宿主細胞側のPARの受容体や活性化プロテアーゼ発現およびPAR刺激による反応性の変化について検討を行う予定である。平成21年度に引き続き、数種のヒト胃癌由来細胞(AGS、KATO-III、MKN-45)を用いて生菌ヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)で刺激したときのproteinase-activated receptor-1(PAR1)およびPAR2の発現量を検討したが、いずれの細胞においてもこれら受容体の発現量に変化は見られなかった。そこで、細菌に対して高い反応性を示すマクロファージ系の細胞THP-1を用いて、THP-1細胞とH.pyloriおよび胃粘膜上皮細胞間の相互作用について検討した。マクロファージに分化させたTHP-1細胞を生菌H.pyloriで刺激すると炎症性サイトカインのインターロイキン-6(IL-6)およびIL-8のmRNAレベル増加が見られた。そこで、この培養刺激条件においてこれら炎症性サイトカインを含む種々の伝達物質が含まれていると考えられる培養上清でAGS細胞を刺激し、PAR1およびPAR2の発現量変化を検討したが、この刺激によってもこれら受容体の発現量は変化しなかった。IL-6はその受容体刺激によりJAK2を介したSTAT3リン酸化を起こすことが知られているため、AGS細胞をH.pylori刺激THP-1細胞の培養上清で刺激してSTAT3リン酸化をウエスタンブロット法により検討したが、この培養上清刺激による明らかなリン酸化増加は認められなかった。以上の結果より、胃粘膜上皮細胞のPAR1およびPAR2発現量は、生菌H.pylori刺激、あるいはH.pylori刺激マクロファージ細胞からの放出物質刺激では変化しないことが示され、胃におけるH.pylori感染による炎症反応に、PAR1あるいはPAR2の発現量増加や活性化は関与しないことが示唆された。
レーザー発光パターン制御によるゴーストイメージング

単一画素を用いる光計測と信号処理により測定対象を画像化するゴーストイメージングについて計測時間を劇的に高速化する方法を提案し、その有用性を検証している。この方法では光源に広帯域で変調することが可能な面発光レーザーアレイを光源に用いる。レーザーアレイの発光位置を変更する事で、ランダムな散乱照射光分布を高速に更新することが可能である。提案手法を検証するためのシミュレータを作成した。シミュレータによる解析から、提案手法が従来手法と同程度の画質を有するイメージングを提供できることを示せている。また、原理検証を行う実験系を作成し、良好な結果を提示している。2012年度に作成した予備実験系とシミュレータを用いて,実験系を設計を行うための詳細な検証を行った.実験系において,得られる画像に測定対象に対する依存性が高く,安定したイメージングが行えないことが判明した。この原因を調べるために,シミュレータを用いて下記の事を調べ,評価している。対象物体を2値情報から多値情報に拡張し,画像再構成を試みている。まず,透過率が異なる同一の形状を有する物体を測定対象とし,イメージング結果の特性を考察している。画像再構成の結果から,強度透過率が01まで,8段階(刻み幅0.125)の強度透過率を識別することが可能であることを確認できた。この結果は提案するレーザーアレイを用いる計算機ゴーストイメージングが多値のイメージングに適用できる可能性があることを示唆している。次に,複雑な透過率分布対象物体を有する物体を測定対象とするイメージングの特性を検証している。検証の結果,認識するために十分な画質が得られないことがわかった.以上の要因を調べるために様々な特性を調べている.そのなかで,測定対象を照射する散乱光分布に偏りがあり,そのランダム性が不十分であることがわかった。照射光分布のランダム性を向上させるために,光学散乱素子として機能する液晶型空間光変調素子を複数用いる手法を検討している。検討のうちで,4個の変調器を用いる手法により,照射分布のランダム性が向上し,複雑な形状を有する測定対象のイメージングに有効であることを示せている.しかしながら,多数の変調器を用いることは,ハードウェアに高度な位置合わせが要求される等の問題がある.2014年度に予定しているシステム試作において,システム構成を再度検討することから着手する。様々な散乱光分布照射と点検出を行う光計測と信号処理により測定対象の構造を画像化するゴーストイメージングにおいて、計測系を高速化させるための方式を提案し、その有効性を実証することを目的とする。提案する方式では、散乱媒体を照射する光源をレーザーアレイとし、レーザーアレイの発光位置を制御することで、照射分布の切換えを行うことを特徴とする。レーザーアレイの発光制御は従来手法の空間光変調域のパターン更新と比較し、劇的に高速化が期待されるものである。平成24年度において、レーザーアレイの発光制御に生成される散乱照射パターンを用いたイメージングが可能であることを数値シミュレーションにより示した。ここでは、固定のランダム位相分布に対して、2次元アレイとして配置されるレーザーを順に発光させ、それぞれ特有の散乱分布が得られることを確認するとともに、従来手法と同等の信号処理により得られる画像を評価することで得られた成果である。また、結果の画質とシステム構成の関係について解析した。解析の結果、可干渉なレーザーとランダム位相分布により生成される粒状の散乱分布の粒径が得られる画像の画質に影響することを示した。この結果から、レーザーアレイと変調器間の距離の設定が重要であることを明らかにしている。提案方式の原理を検証するための実験系を作製している。この系では、レーザーアレイの代わりに単一のレーザーを機械ステージで走査している。実験の結果、レーザーの発光位置制御によるゴーストイメージングの結果を提示することに成功している。高速計測に適するゴーストイメージングの実験検証に取り組んだ。実験検証の結果、測定対象において,特定の空間周波数成分の再現性が比較的よいことが判明している。特定の周波数成分は、理論的に得られる照射光の平均スペックル径に相当することが判明している。このことから、スペックル粒径の分散がゴーストイメージングに必要である知見を得ている。構築した実験系において、スペックル粒径の分散が十分でないことを、画像解析により特定している。照射光分布の分散性を向上させるため、光暗号化法で利用される2重ランダム位相変調に着目した。この方法では、位相変調素子を2個用意することで、光の散乱をより複雑化するものである。シミュレーション検証の結果、分散性が劇的に向上することを確認している。さらに、二重ランダム位相変調により照射散乱光分布のランダム性も向上する。以上より、この方法が再構成画像の再現性に良い影響を与えることを解析的に確認している。面発光レーザーアレイ試作に関しては、1x12個並べられた素子のベアチップをパッケージ処理している。パッケージした素子の動作を確認している。一方、上記における現状の実験系の問題点

解決に当初の予想以上の時間を要し、試作したアレイデバイスを組み込んだ実験において、所望の結果を得られていない。本研究課題を通して、単一の受光素子を用いたイメージング法の有用性および可能性を幅広く検証することができている。この方法をもとに、分光イメージング、偏光イメージングに展開できることが海外の研究者との議論で明らかになっており、そのなかで、高速計測を念頭においた本研究課題は、予想以上の好評を得ている。2014年62015年1月、提案課題と関連する研究において、Visiting Professorとして、スペインのUniversity of Jaume Iに滞在した。その間、研究発表はなかったものの,多数の研究者と有益な議論を行った情報光学対象物体を複雑(多値情報のイメージング)にする際に,予想以上の問題が発生した。その理由の解明と改善策に時間を充当せざるおえなかった。平成24年度の研究実施計画は概ね達成できたと考えている。第一に実験的な検証が実現できたことが挙げられる。提案する方式では、レーザーの発光位置の切換えにより,固定のランダム位相分布から、独立した照射分布が得られることが重要である。今年度に示した実験結果により,それぞれの照射分布の独立性が実証された。実験結果と構築しているシミュレータにより得られる画像の整合性がよいことが実験によりわかった。このことは、スカラー回折に基づくシミュレータを用いた評価が本研究の推進に有用であることを示している。システムの構成と得られる画像の関係を評価することができた。提案方式では,レーザーアレイと散乱媒体間の距離の設定が重要であることが明らかになった。このことは,可干渉な光源による散乱の理論と一致する。以上の関係から再構成画像の画質とシステムの設計に関する指針を提示することができ、またその指針を理論的に裏付ける成果も得ている。提案するシステムの試作と検証に注力する。第一に着手予定のシステム構成については,対象物体を照射するためのランダム分布生成法について実用的な実装方法を考案する。また,検証については再構成画像の解像度と信号対雑音比を評価する。平成25年度は、面発光レーザーアレイを実験系に導入することと、実験システムを計算機ゴーストイメージングの形式に変更することが主な課題となる。面発光レーザーアレイの導入では、1000素子以上で構成されるアレイデバイスが必要である。平成24年度に検討した結果、各発光素子を1素子単位で駆動制御でき、かつ充分な素子数を有するものは入手できなかった。そこで、12個の発光素子が集積されているアレイ製品を100個購入している。今年度は、これらの素子を駆動するための駆動回路と制御系の試作を行う。最終的に汎用電子計算機より発光点を制御できるものを試作する予定である。
生物の挙動に学ぶ新規単電子情報処理システムの開拓

研究期間中に,計画通り細胞性粘菌/蟻/軍隊ガニといった生物の挙動を模倣した各単電子回路の実現可能性を回路設計及び動作シミュレーションを通して見出したほか,ミツバチの挙動についても単電子回路化が可能であることを見出した。さらに、生体に学び雑音・揺らぎを利用するというものについては例えばニューラルネットワーク模倣回路に雑音利用能力を付与することで信頼度・パフォーマンスが高くなるものがあることを見出した。それぞれの研究に関して研究期間全体を通して英語論文誌に採択および国際会議・国内学会発表を実施することができた。本研究の目的は「生物の挙動に学ぶ新規単電子情報処理システムを開拓すること」である。単電子デバイスは次世代情報処理デバイス・Beyond CMOSデバイスの一つであり,電子を1個単位で扱うナノデバイスとして注目されている。近年,単電子デバイスの持つユニークな現象を利用した「単電子デバイスだからこその情報処理システム」が注目されつつある。本研究では,単電子デバイス向けの新規情報処理手法として,生物の挙動に学ぶ情報処理システムの適用を提案する。さらには,提案のシステムを実行可能な単電子回路を設計し,コンピュータシミュレーションによりその動作の確認を行う。最終的には,単電子デバイス向け新規アーキテクチャを確立する。平成27年度において,情報処理の手本とする生物の挙動を元に(1)細胞性粘菌様単電子情報処理回路の設計,(2)ミツバチの集団採蜜行動様単電子情報処理回路の設計および(3)軍隊ガニ挙動様単電子情報処理回路の設計を同時並行で進め,それぞれの基礎を築くことをめざした。いずれの回路もフルアナログの単電子回路をめざし,単位素子を二次元状にした構造を基盤としている。それぞれの計画について当初の予定通り,回路設計およびシミュレーションによる動作確認を進めることができた。(2)の計画は多少計画が滞ることもあったが,段階を踏んで一つずつ課題を解決することでほぼ予定通りに計画を進められている。どの内容についてもそれぞれ国際会議・国内学会等への研究発表を行い,評価を得ている。本研究課題で掲げる「生体様情報処理システム」理論の確立に向け着実に進んでいると考える。本研究の目的である「生物の挙動に学ぶ新規単電子情報処理システムを開拓」を実現するために,3種類の生物の挙動に着目し,その単電子回路化を進めている。これについて,上述の研究実績の概要に示す通り,本年度はほぼ当初計画の通りに研究を遂行し,得られた成果や関連研究についてはそれぞれ,国際会議発表や国内学会発表,論文投稿(現在査読中)を実施することができた。また,これらの成果は平成28年度以降の研究の十分な足掛かりとなり得るため,概ね順調に進展していると評価できる。単電子デバイスは次世代情報処理デバイス・Beyond CMOSデバイスの一つであり、電子を1個単位で扱うナノデバイスとして注目されている。近年、単電子デバイスの持つユニークな現象を積極的に利用する「単電子デバイスだからこその情報処理システム」の研究が活発になりつつある。本研究では、単電子デバイス向けの新規情報処理手法として、生物の挙動に学ぶ情報処理システムの適用を提案する。さらには、提案のシステムを実行可能な単電子回路を設計し、コンピュータシミュレーションによりその動作の確認を行う。最終的には、単電子デバイス向け新規アーキテクチャを確立する。平成28年度において、平成27年度の研究で得られた知見に加えて(知見を活用しつつ)、新たに(1)ミツバチの集団採蜜行動様単電子情報処理回路の設計・改良、(2)コウモリのエコーロケーション行動様単電子情報処理回路の設計、(3)心筋細胞の挙動様単電子信号同期回路の設計、(4)細胞性粘菌様単電子情報処理回路の設計・改良、(5)ニューラルネットワーク様単電子情報処理回路の設計・改良を同時並行で進め、平成27年度に一部確立した基礎をさらに固めることを目指した。それぞれの計画について概ね当初の予定通り進めることができた(一部は、当初計画になかった内容も追加的に実施ができた)。どの内容においてもそれぞれ、論文・国際会議・国内学会等への研究発表を行い、評価を得た。本研究の目的である「生物の挙動に学ぶ新規単電子情報処理システムを開拓」を実現するために、各種生物の挙動に着目し、その単電子回路化を進めている。これについて、上述の研究実績の概要に示す通り、本年度も昨年度に引き続きほぼ当初計画の通りに研究を遂行できたのに加えて、得られた成果や関連研究についてはそれぞれ、論文発表、国際会議・国内学会発表を実施することができた。また、これらの成果は、次年度の足掛かりに十分なり得るため、順調に進展していると評価する。単電子デバイスは次世代情報処理デバイス・Beyond CMOSデバイスの一つに挙げられ、電子を1個単位で扱うことが可能なナノデバイスとして注目されている。近年、単電子デバイスが持つユニークな現象を積極的に利用する「単電子デバイス“だからこそ"の情報処理システム」の研究が活発になってきている。本研究では、単電子デバイス向けの新規情報処理手法として、生物の挙動に学ぶ情報処理システムの適用を提案している。さらには、提案のシステムを実行可能な単電子回路を設計し、コンピュータシミュレーションによりその動作実証を進める。平成29年度において、平成27,28年度の研究で得られた知見を踏まえ、(1)ミツバチの集団採蜜行動様単電子情報処理回路のアーキテクチャ確立、(2)リザーバ

コンピューティング(ニューラルネットワークの一種)の単電子回路への実装検討等を同時進行で研究を進め一定の成果を得てそれぞれ、査読付き英語論文誌への投稿・採択,国際会議や国内学会発表をするに至った。どの内容においてもそれぞれ評価を得ることができ、世界的に本研究課題の有益性をアピールすることができた。それぞれの計画において、概ね当初の予定通り進めることができた。一部においては、当初計画より進んだ内容や、当初計画になかったが追加実施を行い成果を得た内容もあった。研究期間中に,計画通り細胞性粘菌/蟻/軍隊ガニといった生物の挙動を模倣した各単電子回路の実現可能性を回路設計及び動作シミュレーションを通して見出したほか,ミツバチの挙動についても単電子回路化が可能であることを見出した。さらに、生体に学び雑音・揺らぎを利用するというものについては例えばニューラルネットワーク模倣回路に雑音利用能力を付与することで信頼度・パフォーマンスが高くなるものがあることを見出した。それぞれの研究に関して研究期間全体を通して英語論文誌に採択および国際会議・国内学会発表を実施することができた。上述の通り,平成27年度において3種類の生物の挙動をヒントに新しい単電子情報処理システムの設計・シミュレーションによる動作実証を進めることができた。今後は,これを足掛かりに比較的大規模なシステムをプロトタイプとして設計し,シミュレーションにより検証する。プロトタイプシステムの動作実証のために,実際の応用を想定してすでにモデルとして示されているような情報処理をこの提案システムに実行させる。最終的には、これらのシミュレーション・デモンストレーションを通して重要要素を抽出し,システムの構築理論の一般化を進め,汎用のアーキテクチャとして完成させる。上述の通り、昨年度に引き続き各種生物の挙動をヒントに新しい単電子情報処理システムの設計・シミュレーションによる動作を進めることができた。最終年度においては、外部研究協力者の協力も得ながら提案回路の具現化を意識した最終回路の設計・動作実証、これまでの研究で蓄えた知見をベースに複数の生物挙動様情報処理を組み合わせた新しい(汎用的)情報処理アーキテクチャの完成を目指す。単電子デバイス
白血病の遺伝子診断と白血病治療の個別化

1)米国側Margolisらは、慢性骨髄白血病(CML,bcr/ablキメラ遺伝子をもち、これが白血病マーカーとなる)患者で、WT1 assayとbcr/ablキメラ遺伝子の発現量の定量(bcr/abl assay)を同時に行い、両assayの白血病細胞の定量性を比較した。CMLの骨髄移植後の微小残存白血病細胞(MRD)を両assayで、モニターしたところ、両assayの結果は一致した。再発例では、bcr/ablキメラ遺伝子の発現が再検出され、同時に、WT1遺伝子の発現も再検出された。長期寛解維特例では、ともに検出されなかった。これらのことから、WT1 assayは白血病細胞のモニタリングに有用であることが米国においても確証された。2)独国側のベルリン自由大学のE.Thiel,HD.Menssenらとの共同研究については、互いのWT1 assayの方法を統一し、同じ方法でWT1レベルを測定し、そのデータに基づいてWT1 assayを評価、発展させる必要があるとの認識のもとで、進めている。まず、RNAの抽出方法、cDNAの合成方法を統一し、この統一した方法で作製した白血病患者検体cDNAを50人分、独国側に送り、MenssenらがPCR法でWT1レベルを定量したところ、我々の所で出したWT1値と、彼らの所で出したWT1値の間に、強い相関が見られ、WT1 assayの標準化の第一歩が完成した。今後は、両者ともにreal time PCR法に統一し、同一プライマーを用いて、全く同じ方法でWT1 assayを行うべく、準備を進めている。WT1値を表わす単位も、Osaka International Standard Unit(OISU)に統一する予定である。3)日本側の我々は、厚生省白血病化学療法班(大野班)及び厚生省骨髄移植班(小寺班)で、化学療法中や、骨髄移植後の多数の患者について、WT1 assayを行っており、WT1 assayが白血病の微小残存病変(Minimal Residual Disease:MRD)の検出に非常に有用であることがconfirmされてきた。現在、WT1データと、臨床経過とのつき合わせを行い、データの解析中である。(1)米国側のMargo1isらは、慢性骨髄白血病(CML,bcr/ablキメラ遺伝子をもち、これが白血病マーカーとなる)患者で、WTlassayとbcr/ablキメラ遺伝子の発現量の定量(bcr/ablassay)を同時に行い、両assayの白血病細胞の定量性を比較した。再発例では、bcr/ablキメラ遺伝子の発現が再検出され、同時に、WTl遺伝子の発現も再検出された。長期寛解維持例では、ともに検出されなかった。これらのことから、WTlassayは白血病細胞のモニタリングに有用であることが米国においても確証された。(2)独国側のベルリン自由大学のE.ThielとのWTlassayに関する共同研究については、ドイツ側の、WTl遺伝子の発現量を測定する系は半定量であったため(我々の系は定量系)我々のデータと、比較することに多少の困難があったが、共同研究の結果、日独とも全く同じ測定系を用いて、WTlassayをすることができるようになってきた。今後は、GermanResearch Foundationの協力も得て共同研究をすすめ、日本とヨーロッパで、統一されたWTlassayを確立し、日本と、ヨーロッパでの白血病の治療成績の向上を目指したい。(3)日本側の我々は、厚生省白血病化学療法班(大野班)と厚生省骨髄移植班(小寺班)及び、WTl研究会で、多施設で多数例の白血病患者でWTlassayを行ったところ、ほとんどすべての白血病で、WTl値は、治療前は異常高値であり、治療が有効な場合、正常値にまで低下した。これらの結果から、治療中の白血病の微小残存細胞の検出には、WTlassayが有用であることが確証された。

3)日本側の我々は、厚生省白血病化学療法班(大野班)及び厚生省骨髄移植班(小寺班)で、化学療法中や、骨髄移植後の多数の患者について、WT1 assayを行っており、WT1 assayが白血病の微小残存病変(Minimal Residual Disease:MRD)の検出に非常に有用であることがconfirmされてきた。現在、WT1データと、臨床経過とのつき合わせを行い、データの解析中である。
ヒト肝臓癌からの癌幹細胞の分離と特性解析

近年、乳癌組織中のESA+CD44+CD24-/low細胞や脳腫瘍培養細胞におけるSP(Side population)細胞が、腫瘍形成能(自己複製能)及び腫瘍不均一性の再構築能(多分化能)を併せ持つことが明らかにされている。本研究では、肝癌細胞中にごく少数存在することが想定される癌幹細胞の分離・同定、さらにはその細胞生物学的特性の解明を目的とした。4種類の肝癌培養細胞HepG2,Huh6,Huh7,PLC/PRF/5をHoechst33342にて染色し、FACS(Fluorescence activated cell sorter^<○R>にて解析したところ、HepG2,Huh6ではSP細胞画分は検出されなかったが、Huh7,PLC/PRF/5ではSP細胞画分は、それぞれ全細胞中の0.25%、0.9%において検出された。細胞純化を行わないHuh7,PLC/PRF/5の腫瘍形成に必要な細胞数は、いずれも1x10^6個であったが、分離されたSP細胞の皮下移植ではそれぞれ5x10^2個、1x10^3個にて腫瘍形成が確認された。Non-SP細胞では、1x10^6個の細胞移植によっても腫瘍は形成されなかった。また、SP細胞から形成された腫瘍のFACSによる再解析では、SP細胞とNon-SP細胞双方の細胞画分が存在することが検出された。Huh7,PLC/PRF/5においては、腫瘍形成能を有する癌幹細胞が極めて少数のSP細胞画分に限定的に存在し、また、このSP細胞からはSP細胞とNon-SP細胞が共に分化することが示唆された。株化のプロセスを経た培養肝癌細胞においでも、癌幹細胞を頂点とした細胞社会の階層構造が維持されている可能性が示唆された。自己複製能及び多分化能を併せ持った極めて少数の幹細胞の存在が、固形腫瘍においても報告され、「癌幹細胞システム」という概念が注目されている。そこで、幹細胞純化法の一つであるSP(Side population)細胞分離を肝癌細胞に応用し、癌幹細胞の分離と特性解析を試みた。4種類の肝癌培養細胞HepG2,Huh6,Huh7,PLC/PRF/5をHoechst33342にて染色し、UVレーザーを装備したFACS(Fluorescence activated cell sorter^<【○!R】>)にて解析したところ、HepG2,Huh6ではSP細胞画分は検出されなかったのに対し、Huh7,PLC/PRF/5ではそれぞれ全細胞中の0.2%、0.9%においてみとめられた。MTS assay, TUNEL assayの結果では、両細胞株において、SP細胞はNon-SP細胞に比して高い増殖活性とアポトーシス抵抗性を示した。また、AFP/CK19の二重免疫染色の結果、SP細胞ではNon-SP細胞に比してAFP/CK19共陽性の細胞の含有率が高く、より未分化な細胞集団である可能性が考えられた。分離されたSP細胞の皮下移植では1x10^3個にて腫瘍形成が確認されたのに対して、Non-SP細胞では1x10^6個の細胞移植によっても腫瘍は形成されなかった。また、SP細胞から形成された腫瘍の再解析では、SP細胞とNon-SP細胞双方の細胞画分が存在し、SP細胞の二次移植によって再び腫瘍が形成された。Huh7,PLC/PRF/5において、腫瘍形成能を有する極少数の細胞がSP細胞画分に限定的に存在していた。また、このSP細胞からはSP細胞とNon-SP細胞が共に分化し、連続移植においてもSP細胞の腫瘍形成能が維持されたことから、SP細胞が癌幹細胞として機能し、ヘテロな細胞集団が形成されることが推測された。
3種類の幹細胞を用いた象牙質・歯髄複合体再生治療法の開発

骨格筋幹細胞,ES細胞とiPS細胞を用いた象牙芽細胞分化誘導メカニズムについて基礎的検討を行った.レチノイン酸とBMP-4の添加による象牙芽細胞分化誘導により,長楕円型への明瞭な形態学的変化と象牙質分化マーカーが観察された.さらに,細胞表層タンパクintegrinα2β1とαVβ3の発現が観察され,ラミニン-1とコラーゲンタイプIといった細胞外マトリックスに対して強い接着能と運動能を有する象牙芽細胞様細胞に分化することが明らかとなった.骨格筋幹細胞,ES細胞とiPS細胞を用いた象牙芽細胞分化誘導メカニズムについて基礎的検討を行った.レチノイン酸とBMP-4の添加による象牙芽細胞分化誘導により,長楕円型への明瞭な形態学的変化と象牙質分化マーカーが観察された.さらに,細胞表層タンパクintegrinα2β1とαVβ3の発現が観察され,ラミニン-1とコラーゲンタイプIといった細胞外マトリックスに対して強い接着能と運動能を有する象牙芽細胞様細胞に分化することが明らかとなった.平成22年度は以下の結果を得た.1.ヒト骨格筋幹細胞,マウスES細胞とips細胞の象牙芽細胞への分化誘導の解析:Hanging drop法を施した後,レチノイン酸存在下で3日間浮遊培養させ,コラーゲン上に細胞を播種し,BMP-2,-4,-6存在下で7日間培養をおこなった.2.象牙芽細胞への分化の評価:(1)BMP-2,-4,-6添加後,形態学的変化を観察した結果,BMP-4添加群において長楕円型の明瞭な形態学的変化が観察された.(2)BMP-2,-4,-6添加7日後のFoxD3,Sox10,DSPP, Enamelysinの遺伝子発現を観察した結果,BMP-4添加群においてDSPPとEnamelysinの遺伝子発現が観察された.(3)DSPの発現を免疫染色法を用いて観察した結果,BMP-4添加群においてDSPタンパクの発現が観察された。(4)象牙芽細胞分化誘導後の石灰化能をALP染色とアリザリンレッド染色により観察した結果,BMP-4添加群においてALPとアリザリンレッド陽性細胞が観察された.3.象牙芽細胞分化誘導前後のintegrinの発現変化の観察:Integrin(α1,2,5,6,7,V)の発現変化を観察した結果,BMP-4添加群においてintegrin α2,α6,αVの発現が観察された,4.上記3.におけるintegrinの発現変化が遺伝子レベルで制御されているものであるか,プロモーターassayにより観察した結果,BMP-4添加群におけるintegrinの発現が遺伝子転写レベルで制御されていることが明らかとなった.5.3種の幹細胞の象牙芽細胞分化誘導における,Enamelysinの遺伝子発現と発現経路を観察した結果,マウスES細胞において,BMP-4添加群にEnamelysinの遺伝子発現が観察され,p38MAPKシグナルを介した制御機構の関与が示唆された.本研究では,強い再生能力を有するヒト骨格筋組織から確立した骨格筋幹細胞,さらに外胚葉・内胚葉・中胚葉,そして第4の胚葉と言われている神経堤細胞への分化機構の解析に有用なES細胞,そして,成熟した細胞を初期胚の状態にリセットしたips細胞を用いて,象牙質・歯髄複合体の再生メカニズムを解析し,従来のう蝕治療法や覆髄法に代わる新規な幹細胞を用いた細胞導入象牙質・歯髄複合体再生治療法のモデルを確立することを目的とする.平成23年度の具体的到達目標は,各幹細胞の象牙芽細胞分化誘導における細胞外マトリックスに対する細胞接着能と運動能の解析を行うことであり,以下の結果を得た.細胞外マトリックス(ラミニン-1,-2,フィブロネクチン,コラーゲンタイプI)に対する細胞接着能と運動能の解析:ヒト骨格筋幹細胞,マウスES細胞とiPS細胞にHanging drop法を施した後,レチノイン酸(RA)存在下で3日間浮遊培養させ,コラーゲン上に細胞を播種し,BMP-4存在下で7日間培養をおこなった.ヒト骨格筋幹細胞,マウスES細胞とiPS細胞のRAとBMP-4添加群における、象牙芽細胞分化誘導前後の細胞外マトリックス(ラミニン-1,-2,フィブロネクチン,コラーゲンタイプI)に対する細胞接着能と運動能の解析を行った結果,象牙芽細胞への分化誘導によりラミニン-1,フィブロネクチンとコラーゲンタイプIに対して強い接着能と運動能を有することが明らかとなった.本研究は,ヒト骨格筋幹細胞,マウスES細胞とiPS細胞を用いて,象牙芽細胞へ分化誘導メカニズムを生化学的手法(RT-PCR,蛍光免疫染色, ALP染色,アリザリンレッド染色,ウエスタンブロット法,プロモーターassay, FACSによる細胞表面抗原解析, Adhesion assay, Motility assay)を用いて解析し,誘導法を確立する.さらに,誘導された象牙芽細胞の細胞外マトリックスに対する運動能や接着能を解析し,ラットを用いたin vivoにおいて,抜歯した臼歯部と切歯生活歯髄切断面に,歯と象牙質の再生を観察することである.

平成24年度の具体的到達目標は,分化誘導した象牙質・歯髄複合体をI型コラーゲンの人工細胞外マトリックス(ECM)と一体化させ, 8週齢の雄性Wister系ラットの抜歯した切歯生活歯髄切断面に移植して, HE染色による形態学的観察と未脱灰凍結標本のアリザリンレッド染色により石灰化能を検討する.さらに,象牙質に特異的なマーカーであるDSPの発現を免疫染色法を用いて観察することであり,以下の結果を得た.分化誘導した象牙質・歯髄複合体のin vivoでの石灰化能を検討した結果,ラット切歯生活歯髄切断面にアリザリンレッド染色陽性細胞が観察され,さらに,象牙質分化マーカーであるDSP陽性細胞が観察された.平成23年度は,ほぼ当初の計画どおり研究が遂行している.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は各幹細胞から分化誘導した象牙芽細胞を,間葉系幹細胞(理化学研究所より入手予定)と共存培養し,歯胚での上皮-間葉相互作用を誘導する因子(activin,EGF,FGF-2,IGF-1,TGF-β)を作用させ象牙質・歯髄複合体の再生を検討する.さらに,分化誘導した象牙質・歯髄複合体を1型コラーゲンの人工細胞外マトリックス(ECM)と一体化させ,8週齢の雄性Wister系ラットを用いたin vivoでの形態学的観察を行う.24年度が最終年度であるため、記入しない。
低環境負荷性層状化合物の層空間を活用するフッ素系汚染物質の無害化

本研究では、まず共沈法によりMg-Al系層状複水酸化物(LDH)を生成させながら、その層間に陰イオンパーフルオロ界面活性剤(PFS)を取り込ませて除去し、次いで層間のPFSを熱分解することによる無害化方法について定量的な検討を行った。その結果、共沈過程では、PFSはゲスト陰イオンとして取り込まれて高い除去率が得られ、LDH沈殿の熱分解過程では、ホスト層の金属イオンによる触媒作用によって、PFSはより低い温度で熱分解することがわかった。本研究では、有害性が危惧されているフッ素系陰イオン界面活性剤のパーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)とパーフルオロオクタン酸(PFOA)を水溶液中で層状複水酸化物(LDH)の層間に取り込むことにより捕集し、次いで得られたLDH複合体の加熱処理によりLDH層間でPFOSとPFOAを接触的熱分解(無害化)することを目的としている。平成21年度はおもにPFOSを取り上げ、共沈法によるLDH層間への取り込みについて定量的な検討を行った。すなわち、Mg-Al系の硝酸塩水溶液を準備し、これをPFOS水溶液(120mM)にかき混ぜながらゆっくり滴下した。この間、pHを調整し、金属イオンの加水分解反応を行ったところ、一段の操作で容易にPFOSが生成LDHの層間に取り込まれることがわかった。PFOSの除去率は、今回購入した全有機体炭素計を用いて測定した。この際、XRDより、底面面間隔d_<003>の異なった二種類のLDH複合体(d_<003>=2.83nmおよび1.41nm)と少量のPFOS-Na塩の生成が確認された。各種因子を変えて共沈実験を行った結果、PFOS除去の最適条件は、pH810、温度2540°C、Mg/Alモル比2であり、97%以上の除去率が得られた。また、無機共存イオンとしてCl^-とSO_4^<2->を取り上げ、同様の実験を行った結果、PFOS除去への影響はほとんどないことが明らかとなった。さらに、LDHは陰イオン性粘土ともいわれ、通常の陽イオン性粘土に比べるときわめて容易に合成できることから、Mn-Al系およびZn-Al系のLDHによるPFOS除去実験を行い、同様に良好な除去率が得られることがわかった。平成22年度はPFOAの除去実験を行うと共に、生成PFOSおよびPFOA/LDH複合体の加熱実験を行い、LDH層間におけるフッ素系陰イオン界面活性剤の熱分解挙動を調べたい。平成21年度はPFOS、平成22年度はPFOAをそれぞれ取り上げ、共沈法によるLDH層間への取り込みについて定量的な検討を行った。すなわち、Mg-Al系の硝酸塩水溶液を調製し、これを上記界面活性剤水溶液(120mM)にかき混ぜながらゆっくり滴下した。この間、pHを調整し、金属イオンの加水分解反応を行ったところ、一段の操作で界面活性剤が生成LDHの層間に取り込まれることがわかった。これらの除去率は、平成21年度に購入した全有機体炭素計を用いて測定した。この際、XRDより、底面面間隔d_<003>の異なった二種類のLDH複合体(d_<003>=2.52.8nmおよび1.01.1nm)と少量の界面活性剤-Na塩の生成が確認された。各種因子を変えて共沈実験を行った結果、最適除去条件は、pH810、温度2540°C、Mg/Alモル比2であり、97%以上の除去率が得られた。また、無機共存イオンとしてCl^-とSO_4^<2->を取り上げ、同様の実験を行った結果、界面活性除去への影響はほとんどないことが明らかとなった。さらに、Mn-Al系およびZn-Al系のLDHによる除去実験も行い、同様に良好な除去率が得られることがわかった。平成23年度は生成PFOSおよびPFOA/LDH複合体の加熱実験を行い、LDH層間における上記界面活性剤の熱分解挙動を調べるとともに、最適熱分解条件を把握し、LDHの層空間を活用するフッ素系汚染物質の無害化技術の基礎を確立したい。本研究では、有害性が危惧されているフッ素系陰イオン界面活性剤のパーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)とパーフルオロオクタン酸(PFOA)を水溶液中で生成する層状複水酸化物(LDH)の層間に取り込むことにより捕集し、次いで得られたLDH複合体の加熱処理によりLDH層間でPFOSとPFOAを接触的熱分解(無害化)することを目的としている。

平成21年度はMg-Al系でPFOSを、平成22年度は同じ系でPFOAを、そして平成23年度はMn-Al系とZn-Al系でPFOSとPFOAをそれぞれ取り上げ、共沈法によるLDH層間への取り込みについて定量的な検討を行った。すなわち、各二元系金属硝酸塩水溶液を調製し、これを上記界面活性剤水溶液(120mM)にかき混ぜながらゆっくり滴下した。この間、pHを調整し、金属イオンの加水分解反応を行ったところ、いずれの系においても、一段の操作で界面活性剤が生成LDHの層間に取り込まれることがわかった。これらの分析には、平成21年度に購入した全有機体炭素計を用いた。この際、XRDより底面面間隔d_<003>の異なった二種類のLDH複合体(d_<003>=2.52.8nmおよび1.01.1nm)と少量の界面活性剤-Na塩の生成が確認された。各種因子を変えて共沈実験を行った結果、最適除去条件は、pH810、温度2540°C、Mg/Alモル比2であり、97%以上の除去率が得られた。最後に、生成したLDH複合体の加熱実験を行ったところ、LDH層間ではPFOSとPFOAが金属イオンの触媒作用により単独塩より40°Cほど低い温度で分解すること、C-F結合が比較的切れやすいことがわかり、熱分析により各系での熱分解の活性化エネルギーを得ることができた。以上のように、3年間の研究によりLDHの層空間を活用するフッ素系汚染物質の無害化技術の基礎を確立することができた。
アンジオテンシンIV受容体の新規高感度測定系による分子遺伝学的ならびに臨床的評価

これまで申請者は腎組織の網羅的発現解析から、高血圧/糖尿病に特異的な遺伝子、アンジオテンシンIV受容体(AT4)を抽出しました。この分子は血圧調節系であるレニン-アンジオテンシン系の構成要素であると同時に、インスリン調節性アミノペプチダーゼ(IRAP)と同一分子であることが判明しており糖代謝にも関与します。即ち血圧異常と代謝障害による組織障害を繋ぐKey Moleculeである可能性が強く示唆されます。そこで可溶成分に対しポリクローナル抗体で感度1.0 μg/mlの測定系を確立し(科研費C、平成2224年)、測定成績から生活習慣病の有用なバイオマーカーとなることが強く期待され、モノクローナル抗体による改善を図り、感度0.2 ng/mlの高感度測定系を独自に開発しました(科研費C、平成2527年)。そこで今回、生活習慣病を中心に各種疾患での意義を明らかとし、さらに同遺伝子の遺伝子多型、組織発現量を解析し、バイオマーカーとしての意義と同時に遺伝子多型ー組織発現量ー血漿濃度ー病態の関係を分子遺伝学的ならびに臨床的に総合評価することを目的としています。一昨年度(初年度)における実績としては、AT4の組織発現量成績や濃度測定成績の評価・再評価等の進捗に加え、遺伝子多型(rs2303138)の解析・評価を実施し、AT4の遺伝的体質により病態に影響する可能性を示唆し、関連の国際学会等で発表ておりますが、昨年度(2年目)は、これらに加え、遺伝子多型(rs18059)の解析を進め、また当該研究に即した重要な知見が得られる可能性の見込まれる妊娠高血圧腎症(子癇前症)におけるAT4の評価につき、国際共同研究として約600例の症例における遺伝子型の解析と血漿濃度測定を進めています。研究計画の全体的な過程としては、申請時の計画に沿って、AT4に関連して遺伝子多型、組織発現量、血中濃度を解析・評価し、バイオマーカーとしての意義と同時に遺伝子多型ー組織発現量ー血漿濃度ー病態の関係を分子遺伝学的ならびに臨床的に総合評価する研究概要が、大きな障害・滞りなく進捗しており、この2年間で、国際共同研究として妊娠高血圧腎症(子癇前症)におけるAT4の評価により本研究に即した重要な知見が得られる可能性が広がり、一部の成績については学会発表に至っており、おおむね順調に進展していると自己評価いたします。当初の研究計画に沿って、引き続き、症例の収集・データベースの構築を拡張しつつ、AT4に関して遺伝子多型、組織濃度、血中濃度等の解析を、最終年度として進めてまいります。特に、遺伝子多型については初年度のrs2303138、昨年度(2年目)のrs18059に加え、必要により日本人におけるマイナーアレルの割合が一定量見込まれる多型を追加し、さらに国際共同研究として妊娠高血圧腎症(子癇前症)におけるAT4の評価を実施し、各種レニン-アンジオテンシン系濃度や疾患との関連につき解析を進めてまいります。これまで申請者は腎組織の網羅的発現解析から、高血圧/糖尿病に特異的な遺伝子、アンジオテンシンIV受容体/(AT4)を抽出しました。初年度における実績としては、AT4の組織発現量成績や濃度測定成績の評価・再評価等の進捗に加え、さらに遺伝子多型の解析・評価を実施しました。具体的には、AT4遺伝子多型と血漿アンジオテンシンII(Ang II)濃度についての解析を実施し、SNPであるC/T多型(rs2303138)により血漿Ang II対数変換値はCC 0.98±0.48、CT 0.834±0.43、TT 0.78±0.39(CC vs CT、p=0.0001、CC vs TT、p<0.0001)と有意差を認め、AT4の遺伝的体質により病態に影響する可能性が示唆されました。この成績は関連学会での発表に至っております。研究計画の全体的な過程としては、申請時の計画に沿って、AT4に関連して遺伝子多型、組織発現量、血中濃度を解析・評価し、バイオマーカーとしての意義と同時に遺伝子多型ー組織発現量ー血漿濃度ー病態の関係を分子遺伝学的ならびに臨床的に総合評価する研究概要が、大きな障害・滞りなく進捗しており、一部の成績については学会発表に至っており、おおむね順調に進展していると自己評価いたします。

この分子は血圧調節系であるレニン-アンジオテンシン系の構成要素であると同時に、インスリン調節性アミノペプチダーゼ(IRAP)と同一分子であることが判明しており糖代謝にも関与します。即ち血圧異常と代謝障害による組織障害を繋ぐKey Moleculeである可能性が強く示唆されます。そこで可溶成分に対しポリクローナル抗体で感度1.0 μg/mlの測定系を確立し(科研費C、平成2224年)、測定成績から生活習慣病の有用なバイオマーカーとなることが強く期待され、モノクローナル抗体による改善を図り、感度0.2 ng/mlの高感度測定系を独自に開発しました(科研費C、平成2527年)。そこで今回、生活習慣病を中心に各種疾患での意義を明らかとし、さらに同遺伝子の遺伝子多型、組織発現量を解析し、バイオマーカーとしての意義と同時に遺伝子多型ー組織発現量ー血漿濃度ー病態の関係を分子遺伝学的ならびに臨床的に総合評価することを目的としています。一昨年度(初年度)における実績としては、AT4の組織発現量成績や濃度測定成績の評価・再評価等の進捗に加え、遺伝子多型(rs2303138)の解析・評価を実施し、AT4の遺伝的体質により病態に影響する可能性を示唆し、関連の国際学会等で発表ておりますが、昨年度(2年目)は、これらに加え、遺伝子多型(rs18059)の解析を進め、また当該研究に即した重要な知見が得られる可能性の見込まれる妊娠高血圧腎症(子癇前症)におけるAT4の評価につき、国際共同研究として約600例の症例における遺伝子型の解析と血漿濃度測定を進めています。研究計画の全体的な過程としては、申請時の計画に沿って、AT4に関連して遺伝子多型、組織発現量、血中濃度を解析・評価し、バイオマーカーとしての意義と同時に遺伝子多型ー組織発現量ー血漿濃度ー病態の関係を分子遺伝学的ならびに臨床的に総合評価する研究概要が、大きな障害・滞りなく進捗しており、この2年間で、国際共同研究として妊娠高血圧腎症(子癇前症)におけるAT4の評価により本研究に即した重要な知見が得られる可能性が広がり、一部の成績については学会発表に至っており、おおむね順調に進展していると自己評価いたします。当初の研究計画に沿って、引き続き、症例の収集・データベースの構築を拡張しつつ、AT4に関して遺伝子多型、組織濃度、血中濃度等の解析を進めてまいります。特に、遺伝子多型についてはrs2303138の他、日本人におけるマイナーアレルの割合が一定量見込まれる多型を選択し、追加して各種レニン-アンジオテンシン系濃度や疾患との関連につき解析を進めてまいります。当初の研究計画に沿って、引き続き、症例の収集・データベースの構築を拡張しつつ、AT4に関して遺伝子多型、組織濃度、血中濃度等の解析を、最終年度として進めてまいります。特に、遺伝子多型については初年度のrs2303138、昨年度(2年目)のrs18059に加え、必要により日本人におけるマイナーアレルの割合が一定量見込まれる多型を追加し、さらに国際共同研究として妊娠高血圧腎症(子癇前症)におけるAT4の評価を実施し、各種レニン-アンジオテンシン系濃度や疾患との関連につき解析を進めてまいります。当該研究費で雇用しておりました技術補佐員の方が年度末近くに急遽退職し、年度内に補充人員の確保ができなかったため、101,095円の次年度使用額が発生いたしました。貴重な研究費であることを十分承知しておりますので、次年度の研究推進に有意義に充当してまいります。具体的には、新年度に入り、技術補佐員の補充とその経費については別に確保の目途となりましたので、比較的高価な遺伝子研究関連試薬の購入費に充当する予定です。
原形質流動の力発生に関与するミオシン分子の解析

1.ミオシン活性のカルシウムによる制御ユリ花粉管から170-kDa重鎖から成るミオシンを単離、精製して、その活性のカルシウムイオン感受性を解析した。その結果アクチンで活性化されるATPase活性、及び運動再構成法を用いて解析したミオシンによるアクチンの滑り活性がカルシウムイオンにより阻害された。阻害が起こるカルシウムイオン濃度は5uM程度であり、この値は車軸藻及びユリ花粉管内で起こっている原形質流動を阻害するカルシウムイオン濃度と一致している。従ってカルシウムイオンは、アクチン系にではなくミオシン系に作用することにより、原形質流動を制御していることが明らかになった。精製した植物ミオシンを用いてミオシン活性のカルシウムイオン感受性を解析したのは、本研究が初めてである。現在カルシウムイオンによるミオシン活性の制御機構を分子レベルで解析しているところである。2.ミオシンの植物細胞内における存在様式の解析このテーマに関しては、米国ジョージア大学B.A.Palevitz博士のグループと共同研究を行った。170-kDa重鎖からなるミオシンは、その抗体を用いたイムノブロット法により、ユリ花粉管だけではなく、他の多くの被子植物(タバコ、シロイロナズナ、ツユクサ、ニチニチソウ等)の細胞内に存在すること、また間接蛍光抗体法により、ミオシンは主に、アクチン繊維上に存在する様々な大きさの細胞小器官あるいは顆粒の表面に局在していることが明らかになった。これらの結果から、170-kDa重鎖から成るミオシンは広く高等植物の細胞内に存在し、原形質流動のモーターとして機能していることが示唆された。
二次元高分子組織体

表面ゾルゲル法の応用として酸化チタンゲルとポルフィリンテトラカルボン酸の積層を行った。さまざまな基板上への規則的な積層が可能であり、ITO電極上の膜について光電流を測定したところ、ポルフィリンの励起光が電荷分離と関連していることが明らかとなった。(国武)デンドリマーの一方の半球表面に糖ペプチド構造を、他方の半球表面にはヘキシル基を有する表面ブロック型両親媒性デンドリマーを合成し、集合体形成についての新しい知見を得た。また、糖質を表面に有するデンドリマーとアルキル基を表面に有するデンドリマーとをポリサルコシン鎖で連結した両親媒性ツインデンドリマーも合成した。(岡田)電子伝達蛋白質であるシトムロームb5の種々の部位に2-アンスリルアラニンを導入した。この変異蛋白質にヘミンを添加しアンスリル蛍光の消光を調べた結果、アンスリル基とヘムの距離にしたがって電子移動やエネルギー移動が起こっていることが確認された。一方、2-アンスラキノニルアラニンを導入した変異体ではZn-ボルフィリンからの電子移動が起こっていることが分かった。(宍戸)シクロデキストリンと高分子との包接錯体の末端をアントラセンで閉じ、さらに光照射する事により、ポリロタキサンのポリマーやカテナンを得ることが出来た。特にガンマ-シクロデキストリンの場合には環が大きいため、通常の置換基ではポリロタキサンが得られないが、アントラセンの光2量化により、はじめてポリロタキサンを得ることが出来た。(原田)末端にフェロセン及びアゾベンゼンを含むチオール化合物の単分子膜電極は、フェリシアンイオンの酸化還元に対して、光駆動型のオン-オフ電流応答を示すこのがわかった。これに対し、シクロデキストリンの存在下で作成した修飾電極は、光駆動型の二次元ロタキサンとしての特性をもつことが示唆された。一方、従来困難とされたフラーレン超薄膜の電子移動反応が二分子膜という環境ではスムーズに進行した。(中嶋)(1)交互吸着法による二次元高分子組織体作製の新しい展開としてポリイオンと無機イオン構造体を組み合わせた。また、吸着ポリマー層の化学修飾を利用して、二次元ネットワークなどの新しい組織体を作り出した。(国武)(2)新構造高分子として、ツインデンドリマ-型高分子の骨格である球状/線状ブロック型高分子および球状糖鎖高分子シュガ-ボールの合成を行い、これらが重水中でそれぞれ直径54nmおよび80nmの球状ナノ組織体を自発的に形成することを中性子小角散乱法で明らかにした。球状分子表面近傍ナノメートル領域で化学反応の高速化が起こるという新現象を見出した。(岡田)(3)側鎖にアンスラキノニル基やフェロセニル基をもつ光学活性非天然アミノ酸を合成し、これらのポリペプチドは電極からの電子をヘリックスに沿って伝達する電子伝達体として働くことを明らかにした。(宍戸)(4)シクロデキストリン(CD)から得られるポリロタキサン中の隣り合うCD同志を結合し、ポリマー鎖を取り除くことによってチューブ状のポリマーを得た。このポリマーの水酸基をアセチル化することにより、疎水性のチューブを得た。このチューブは種々の有機溶媒に可溶であり、種々のアルカリ金属塩など有機溶媒に溶けない金属塩を有機溶媒中に溶かし込むことことがわかった。(原田)(5)発色団を含むポリエチレングリコール(PEG)脂質を合成し、これから形成された二分子膜とα-CDとの包接錯体、並びに包接錯体をベースとしたポリロタキサンの合成に成功した。包接錯体が二分子膜特性を保持していること、またポリロタキサンが二分子膜構造を形成していることがわかった。また、フラーレン脂質を設計・合成し、これが二次元界面で単分子膜を形成することを見出した。(中嶋)(1)高分子の2次元組織化のための新しい手法として、重合吸着法を開発し、ポリピロールの均一薄膜を作成するとともに他のポリマーに対しても適用可能であることを示した。また、表面ゾル-ゲル法を利用して、酸化チタンとポリマーの交互積層化を実現した。(国武)(2)アルキル基を表面に有する疎水性デンドリマ-の頭部とポリサルコシン鎖の親水性尾部とからなるおたまじゃくし型のデンドリマ-を合成した。また、親水性の糖質が結合した半球と疎水性のアルキル基が結合した半球とからなる表面ブロックデンドリマ-も合成した。これらの両親媒性デンドリマ-の気液界面での集合体形成や低分子化合物のカプセル化についても検討した。(岡田)(3)ストレプトアビジンに光増感基としてのピレニル基と電子受容基としてのニトロフェニル基を部位特異的に導入し、その中での光誘起電子移動について検討した結果、蛋白質分子内で効率の良い電子移動を起こすには、結合に沿った電子移動が起こるように電子供与体と受容体を配置させるのが良いことが明かになった。(宍戸)(4)縮合系の高分子とシクロデキストリンとの相互作用について検討したところ、シクロデキストリンはポリエステルやポリアミドなど種々の高分子をその空洞内に取り込み、ポリロタキサン型の包接錯体を形成することが明らかになった。さらにこの錯体中ではポリマー鎖は容易に分解することがわかった。(原田)(5)α-シクロデキストリンを環状分子として用い、アゾベンゼン基とビオローゲン基をアルキル鎖で結合したロタキサン化合物を合成した。