hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫の変態期にホルモンによって誘導される転写因子の制御ネットワークの解析

脱皮ホルモンのパルスで誘導されるFTZ-F1の時期特異的発現を規定するシス-エレメントを解析するため、転写開始点付近を含む4.2kbのゲノムDNA断片をレポーター遺伝子に結合させた融合遺伝子を作成し、P因子を介した遺伝子導入法でハエ導入した。前蛹期におけるレポーター遺伝子産物を組織化学的に解析したところ、得られた3系統すべてにおいて、成虫原基、気管、表皮などで、内在性のFTZ-F1の発現している時期に特異的に発現がみられ、少なくともこれらの組織での発現のためのシス-エレメントが、4.2kb以内に存在すると考えられた。ショウジョウバエのEDG84A遺伝子は、FTZ-F1が発現する時期に特異的に発現し、しかも転写開始点付近にFTZ-F1結合部位を有する。そこで、熱ショックプロモーターにFTZ-F1のcDNAを結合した融合遺伝子を有するハエを作成し、内在性のFTZ-F1が発現していない時期に熱ショックを与えてFTZ-F1を発現させ、EDG84AmRNAが誘導されるか調べた。その結果、時期に制限があるが誘導されることが明かとなり、EDG84A遺伝子は、FTZ-F1の標的遺伝子であること、さらにFTZ-F1以外の因子によって発現が抑制されると推定された。Hela抽出液In vitro転写系を用いてFTZ-F1(BmFTZ-F1)がfushi tarazu(ftz)遺伝子の転写にポジティブに働く機構を解析する程度で、18kdと22kdの因子がメディエーターの活性を有することを明らかにし、それぞれMBF1とMBF2と名付けた。BmFTZ-F1、MBF1、MBF2、hTBPの4者間の相互作用を調べたところ、BmFTZ-F1は、MBF1とMBF2の両者を介してhTBPと結合することが明らかになった。この結果は、In vitro転写系で、BmFTZ-F1によるftz遺伝子の転写活性化にはMBF1とMBF2の因子の両方が必要であるという以前の結果と一致し、BmFTZ-F1による転写活性化にはMBF1とMBF2を介したBmFTZ-F1とTBPの相互作用が必要であることが示唆された。
包絡分析法における非芯的効率性指標とその応用に関する研究

当該期間に完了した5つの論文の概要を記す。先ず、最初の論文ではDEAによる規模の収穫性が、非芯的なweight restrictionを付加することによって変化することを示し、それを判定するための新しい方法を開発した。このことにより、規模の収穫性がより現実的な枠組みの下で判定できるようになった。次に2番目の論文ではDEAにおける非効率的なDMUを効率的フロンティアに射影する方法について論じた。グローバリゼーションの下で、効率性を一様に論じることには地域的はハンディキャップを考慮した場合無理があることは多くの研究者によって指摘されていることである。この論文では、先ず、グローバルに非効率性を測定した後で、ローカルなフロンティアに割り戻すという新しい方法を提案した。3番目の論文では、著者が開発したSBMに基づくSuper-efficiencyの計測方法を示し、従来用いられている方法と比較して、提案した方法の優位性を理論と実証の両面から立証した。この論文は今回の研究の主要な成果の一つである。4番目の論文では、首都機能移転の候補地選定にAHPとDEAを適用したケーススタディである。ここでも単純なDEAだけでは候補地の優劣の判定が困難であるので非芯的なweight restrictionを採用している。又、各候補地の優れた点と劣った点をDEAにより評価し、その両面から総合評価するための新しい方法を提案した。このプロジェクトは国土庁(現国土交通省)が主体となって推進しているが、候補地評価の方法論を中心にまとめたものである。5番目の論文では、NTTの電話料金自由化のための上限価格を決める方法について論じた。NTTのコスト非効率性をDEAによって計測し、非効率を除去することによって、料金をどの程度まで下げることができるかを算定した。その際、NTT自身の経営改善案をDEAによって評価し、上限価格算定のための参考にした。このプロジェクトは郵政省電気通信局において行われたが、DEAによる非効率計測に主眼を置いて作成した論文である。包絡分析法(Data Envelopment Analysis)における新しい効率性指標として、非芯的なSBM(slack-based measure of efficiency)モデルを提案した。この指標は次のような特徴を持つ。1.測定単位の変換に対して不変である。2.入出力のスラックの大きさに関して単調減少である。3.従来提案されてきた芯的効率値(CCR,BCC等)を超えることはない。スラックがあれば、その相対的な大きさに応じて小さくなる。包絡分析法(DEA)における非芯的効率性指標を用いてsuper-efficiencyを計測する方法を開発した。通常のDEAでは効率値が1と判定されたものが最良のものと判定されるが、この方法によれば、1以上の値も許容されることになり、その大きさによってsuper-efficiencyの度合いを評価することができる。従来用いられてきたAndersen and Petersen法との違いや優位点についても論じた。次に、DEAを画一的に用いることの弊害について考察し、それぞれのDMUの置かれている環境状況を考して、効率値を測るべきであるという見地からadjusted projection法を提案した。画一的なグローバリゼーションへの一つの対処法を示したものである。この方法は非芯的な領域限定法とも併用することができる。DEAを現実の問題解決に適用した例として次の2つの事例を行った。一つは、首都機能移転計画の候補地の評価である。10の候補地を総合的に評価するために、AHPとDEAを併用したが、特に、DEAの領域限定法を用いて、各地の優位と劣位を計測し、最終的な候補地選定に至った。

次に、NTTの電話料金自由化のため上限価格を決める方法を開発した。NTTのコスト非効率をDEAのコストモデルを用いて計測し、非効率を除去することによる料金低減額を具体的に提案した。いずれも広義の非芯的効率性指標の適用例である。
トランスポゾン能を持つヒト反復配列遺伝子の解析法の開発と臨床癌組織における検討

(1)大型ゲルを用いた2次元電気泳動Southern blot法によるLINE1遺伝子の解析大型ゲル(40×50cm)とin situ digestion法を用いた2次元電気泳動法を利用して、高分解能Southern blot法を確立した。本法を用いて健常人3名のDNAを解析すると、各々から約900個のLINE1遺伝子を含むスポットが単離された。その分布は3サンプルともほぼ同じであったが、それぞれを詳細に比較すると、1215個のスポットに変異が認められた。以上から、ヒト高度反復配列遺伝子の分布に個人差があり、本法によりその個人差の検出が可能と考えられた。(2)胃癌におけるMicrosatellite instabilityの検討上記の2次元電気泳動Southern blot法を用いて臨床癌組織の反復配列遺伝子異常の解析を試みたが、腫瘍組織由来の多量(10mug以上)のゲノムDNAを描出できる症例が無かった。そこで、反復配列遺伝子異常の一つであるMicrosatellite遺伝子の異常(Microsatellite instability)に着目し、癌組織由来の小量のDNAをPCR法で増幅して胃癌臨床例を対象に解析を行った。その結果、胃癌症例の約15%の症例にMicrosatellite instabilityが検出され、胃癌の発生や進展には、従来から指摘されているような癌遺伝子異常や癌抑制遺伝子異常と同様に、反復配列遺伝子異常(Microsatellite instability)が重要な役割を果たしていることが示唆された。
アルツハイマー病の免疫機序の解析と新しい治療法の開発

漢方薬十全大補湯は骨髄由来マクロファージ/ミクログリアを活性化し、老人斑除去効果を示すことを明らかにした。新規に樹立したモノクローナル抗体3.4A10はAβ42の立体構造を認識し、老人斑の除去効果、Aβオリゴマーの除去効果、学習機能改善効果を示し、脳出血の有意な増強は示さなかった。本抗体は病気を修飾する治療抗体になり得ると期待される。アルツハイマー病の中核的病態と考えられる老人斑は、βアミロイドの沈着により形成される。老人斑にはミクログリアが集積し、βアミロイドに対する原始免疫反応の結果、組織障害が生じると考えられている(悪い免疫反応)。一方、凝集AβによるB細胞免疫応答は、オプソニン効果を有する抗体がβアミロイドに結合し、Fc受容体を介してミクログリアに取り込まれるので、免疫療法(ワクチン療法)の可能性が開かれてきた(良い免疫反応)。アルツハイマー病ではβアミロイドに対する抗体反応が低く抑えられているか、あるいはミクログリアの貪食機能がおさえられている為に、良い免疫反応が十分起こらない結果、病気を発症すると考えられる。老人斑の周辺をとりまくアストロサイトは、ミクログリアの貪食能を抑える因子を出しているとの考えもある。本研究は、良い免疫反応を促進するメカニズムと物質を解明し、ワクチン療法に代わる安全で新しい治療法を開発することを目的とする。方法としては、ミクログリアがβアミロイドを貪食するときにオプソニン効果を発揮する小分子物質又は人工オプソニンを作製し、新規治療法の開発を目指す。また、アストロサイト由来貪食抑制因子を明らかにし、それを解除する方法を探索し、治療法開発を目指す。さらに、ワクチン接種により、有効な抗体とされたTAPIR抗体のエピトープを明らかにする為に、ファージ抗体ライブラリーをスクリーニングし、有効抗体を見出す。本年度の成果として、ファージ抗体ライブラリーのスクリーニングにより4つの陽性クローンを得たので、ヒト型抗体を作製中である。また、ミクログリアによるAβの取り込みはAβ抗体で促進され、アストロサイト由来因子で抑制されることを明らかにした。さらに、人工オプソニンとの開発ではAβ結合部位とFcを結合したcDNAをヒト骨髄腫細胞に導入し、培養上清を回収し、Aβとの結合をビアコアで確認することができた。アルツハイマー病のワクチン療法が注目されている。合成ペプチドとアジュバントよりなる筋註するタイプのワクチンAN-1792は副作用としての髄膜脳炎が起こった為、その治験は中止された。我々はウイルスベクターを用いて安全と思われる経口、経鼻ワクチンを開発した。しかし、さらに安全でかつ有効な免疫療法を模索する必要がある。そこで、我々は次の3つのアプローチを行った。1.内在性Aβ結合蛋白に抗体のFc部分を結合させた遺伝子を構築し、人工オプソニンを作製した。しかし残念ながら作られた蛋白質が不溶性であり、その効果をin vitro, in vivoで確かめられなかった。2.受動免疫による免疫療法を開発する為にマウスを凝集Aβ1-42で免疫し、所属リンパ節細胞からB細胞を分離し形質細胞腫と融合した。この融合細胞をスクリーニングし、96個の中から6個の陽性クローンを得た。そのうちの1個がIgG2bであり、他はIgMであった。このIgG2b抗体は老人斑の周辺に主に結合した。現在、更にその特性を検討中である。この抗体のヒト型化を行ったが、まだ良い抗体が得られていない。3.老人斑除去に関わる貪食細胞は中枢のミクログリアではなく、骨髄由来のマクロファージがミクログリアの形態をとったものであるとのSimardら(2006)の報告を受け、末梢のマクロファージを活性化することが知られている十全大補湯の作用を調べた。12カ月齢のtg2576マウスに十全大補湯を投与したマウスでは中枢神経系にCD11b陽性ミクログリアの著明な増殖とAβ貪食像が見られ、老人斑アミロイドの有意な減少が観察された。また、脳のギ酸画分中Aβも50%の減少が見られた。以上より、漢方薬十全大補湯はアルツハイマー病の免疫療法の補助剤になり得ると考えられる。背景:我々はウイルスベクターを用いたアルツハイマー・ワクチンを開発し,非臨床試験を行っている。しかし,高齢者では抗体がよく上がらない人もいると想定され,受動免疫法も必要ではないかと考えられる。欧米で実施されたAN-1792ワクチンの治験ではtissue amyloid plaque immuno-reactive(TAPIR)抗体の上昇と臨床的有用性の相関が示された。そこで,TAPIR様モノクローナル抗体を作製し,治療に応用することを目的に本研究を行った。方法:凝集Abeta42を抗原としてマウスを免疫し,脾細胞とのハイブリドーマをスクリーニングした。得られた抗体をウエスタンブロット,ビアコア,免疫染色その他でその特性をしらべた。

さらに,その抗体をAPP tg mouse(tg2576)の腹腔内に繰り返し投与し,老人斑除去効果を調べた。結果:クローン3.4A10は凝集Abeta42をよく認識し,凝集Abeta40の認識は弱く,Abeta monomerや変性および非変性APPは認識しなかった。抗原エピトープはAbetaのN末に存在し,免疫組織染色で老人斑の周辺のアミロイドをよく認識し,芯の部分は認識しない傾向がみられた。以上より本抗体はTAPIR様抗体であると結論付けた。3.4A10をtg2576マウスに繰り返し投与すると老人斑,脳のAbeta42が有意に減少し,oligomer(12mer)も減少した。抗体は老人斑アミロイドに結合しており,そのような老人斑ではミクログリアが有意に多数集積していた。また,脳の微小出血の有意な増加は見られなかった。(特許出願)結論:本抗体はアルツハイマー病の治療抗体として理想に近いと考えられる。今後,ヒト型化して治療に応用するつもりである。背景:我々はウイルスベクターを用いたアルツハイマー・ワクチンを開発し、動物でその有効性・安全性を示した。その作用機序として骨髄由来ミクログリアの脳への移行促進と活性化によるアミロイドの貪食除去が考えられている。末梢免疫賦活作用のある漢方薬・十全大補湯をアルツハイマー病のモデルマウスに投与したところ、著明な老人斑の除去効果、形成抑制効果を認めた。そこでそのメカニズム解明を行った。方法:ミクログリアを培養し十全大補湯で刺激後増殖反応、凝集Abeta42の食食能を調べた。また、活性化表面抗原をflow cytometryで調べた。次にマウスに十全大補湯を経口投与し、骨髄由来マクロファージ系の細胞について、凝集Abeta42の貪食能を調べた。さらにB6を遺伝的背景とするGFPトランスジェニックマウス由来骨髄細胞を致死的X線照射したB6マウスに移植した後、脳内に凝集Abeta42を注入し、脳に浸潤するGFP陽性のミクログリア/マクロファージについて十全大補湯投与マウスと対照マウスを比較した。結果:十全大補湯はin vitroでミクログリアを活性化し、増殖を促進した。また、十全大補湯を添加するとミクログリアのAbeta42貧食能が亢進した。また、活性化マーカーであるCD-11bがLPSと同等に表出された。十全大補湯を経口投与したマウスの骨髄由来マクロファージのAbeta42貧食能は亢進が見られた。十全大補湯を投与した骨髄移植キメラマウスではGFP陽性細胞の脳内浸潤が対照より多く見られた。しかし、Abeta42注射部位のみでなく、反対側の生理食塩水注入部位でも多数観察された。結論:十全大補湯はin vitro, in vivoでミクログリア、骨髄由来ミクログリア1マクロファージの活性化を誘導し、アミロイド貪食を亢進させる。アルツハイマー病(AD)のワクチン療法の可能性が示され、合成Aβ1-42とアジュバントQS21からなる筋注ワクチン(AN-1792)の治験が欧米で行われた。この治験においてtissue amyloid plaque immunoreactive antibody(TAPIR抗体)が上昇した患者では、ワクチン接種後の進行が緩徐になることが示された。
HDSによる高精度パイプ状機能性部品製造法の開発

最近電子機器、精密機械機器類では高性能化と共に小型軽量化、薄型化、低価格化への要求が強くなってきており、部品についても高い精度と品質、かつ低い生産コストが求められている。本研究は、HDS(Hollow Disk Stamping)による高精度のパイプ状機能性部品の製造法の開発を目指している。HDS法は、従来の加工法では困難だった薄肉、高精度の短パイプを低コストで製作することができる。しかし、HDS法による加工では、許容される加工条件(プロセスウィンド)が狭いことが難点といえる。本研究では、計測用金型を製作、ポンチ変位に対する荷重変化、形状変化、歪分布の変化を計測、加工過程の解析を行った。また、有限要素法による加工過程の数値シミュレーションを試みた。HDS法による加工では、ブランクがポンチによってダイに押し込まれ、パイプ状に変形する。パイプ状に変形する過程で、伸び側と縮み側の厚さの変化や境界に現れる中立面の存在といったHDS法の特徴的な現象が再現できた。さらに、プロセスウィンドの境界を決定する因子の解明をするために、ブランクの形状に関し、実験およびシミュレーションを行った。HDS加工法の特徴として、ブランク形状を決める因子の内、外径と内径の差は、ほぼ仕上がりパイプ高さとなるので、仕上がりパイプ径に対するブランクの内径および外径すなわちブランク上の中立面が存在する位置が最も重要な要因であり、伸びフランジ側の変形能よりも伸びフランジ部における変形抵抗、縮みフランジにおける変形抵抗およびポンチとワーク、ダイとワークの間の摩擦力のバランスによる支配が大きいことが明かとなった。最近電子機器、精密機構器類では高性能化とともに小型軽量化、薄型化、低価格化への要求が強くなっており、部品についても高い精度と品質、かつ低い生産コストが求められている。本研究は、HDS法(Hollow Disk Stamping)による高精度のパイプ状機能性部品の製造法の開発を目指している。HDS法は、従来の加工法では困難だった薄肉、高精度の短パイプを低コストで制作する事ができる。本年度は、計測用金型を制作、ポンチ変位に対する荷重変化、形状変化、ひずみ分布の変化を計測、加工過程の解析を行なった。この過程で、円周方向に伸びる部分では肉厚が減少し、縮む部分では肉厚が増す。この肉厚の変化が許容公差を越える場合にはしごき加工を施して修正する必要が生じる。従って、しごき加工を伴わないもの、しごき加工を加える金型の2種類に関し解析を行なった。実際の加工過程とシミュレーションとの完全な対応関係は、まだ得られてはいないが、パイプ状に変形をする過程で、伸び側と縮み側の厚さの変化や、境界に現れる中立面の存在といってHDS法の特徴的な現象が再現出来た。また、しごき加工を含む場合は、円周方向の縮む部分で増加した肉厚が、ダイの肩の部分でしごきを受け修正されていることが確認された。加工過程の変形解析と有限要素法による解析から、加工パラメータに関しHDS法の確立へ有用な知見が得られた。昨年度は、計測用金型を製作、ポンチ変位に対する荷重変化、形状変化、歪分布の変化を計測、加工過程の解析を行った。

また、有限要素法による加工過程の数値シミュレーションを試みた。HDS法による加工では、ブランクがポンチによってダイに押し込まれ、パイプ状に変形する。パイプ状に変形する過程で、伸び側と縮み側の厚さの変化や境界に現れる中立面の存在といったHDS法の特徴的な現象が再現できた。今年度は、プロセスウィンドの境界を決定する因子の解明をするために、ブランクの形状に関し、実験およびシミュレーションを行った。HDS加工法の特徴として、ブランク形状を決める因子の内、外径と内径の差は、ほぼ仕上がりパイプ高さとなるので、仕上がりパイプ径に対するブランクの内径および外径すなわちブランク上の中立面が存在する位置が最も重要な要因であり、伸びフランジ側の変形能よりも伸びフランジ部における変形抵抗、縮みフランジにおける変形抵抗およびポンチとワーク、ダイとワークの間の摩擦力のバランスによる支配が大きいことが明かとなった。
セラミックス系中間層微粒子の易動性がもたらす水素高透過性パラジウム膜の耐久性向上

本研究では、ハンドリングで優位な多孔質ステンレススチール支持体上に、高選択性、高透過性、高耐久性のPd膜を成膜することをめざす。具体的には、金属拡散を阻止するバリア層としてセラミックス系微粒子(市販のチタニアもしくはゼオライト系微粒子)を採用する。これらサブミクロンオーダーの微粒子により支持体のもつマイクロ孔を覆うことで、1支持体表面の平滑化、2水素の高速拡散、3Pd膜の耐久性向上が可能となる。特に、微粒子層の易動性が、水素透過や温度サイクルによって起こるPd膜の劣化を抑え、膜の長期安定性を実現する。
東京下町地域における不健康の集積メカニズム

戦後の復興期、その工業化、高度経済成長期にあって、下町の健康水準の相対的低さは種々文献によって広く知られているところである。しかしながら現在の下町は、豊かさを示す様々な社会経済指標からもわかるように、当時とは様相が一変している。そこで、本研究は、現在も下町地域は健康水準が低いのか、また山の手・武蔵野地域との健康格差は縮小しつつあるのかあるいは拡大しつつあるのか、またもし、現在も下町地域が不健康であるのなら、そこにはどのような特徴があるのか。またその不健康集積のメカニズムは昔ながらのメカニズムなのか、新たなものなのか、といった問題を明らかにすることを目的とした。(1)全国786区市における111の健康関連指標、230の社会経済諸指標の分析から、下町地域に特徴的な不健康の集積を明らかにした。(2)地理情報システムのマッピングにより、下町地域ならびに山の手・武蔵野地域を含む諸地域の健康水準のビジュアル化手法を開発し、地域の健康、居住環境条件、労働環境条件、保健医療福祉サービスに関する地域の特徴を明らかにした。(3)下町地域を流れる代表的な河川(上水用取水の対象河川)に注目し、河川地域の人口、都市基盤整備、土地利用、開発状況、緑地利用に関する諸指標を収集し、環境微生物の調査を行い水環境の評価を試みた。下町地域における河川の水質環境が、流域の都市化の諸相の影響を受けていることを明らかにした。(4)下町地域における居住環境の特徴と生活指標の特徴から、東京の下町地域での不健康の集積のメカニズムを検討した。また、下町における不安定居住と不健康の集積の関係について検討を加えた。なぜ、東京下町地域に不健康な状態が集積するのか、そのメカニズムを明らかにするために、以下の解析を行った。(1)全国787市における111の健康関連指標、230の社会経済諸指標の分析を行い、下町地域に特徴的な諸条件を明らかにした。(2)地域の健康、居住環境条件、労働環境条件、保健医療福祉サービスに関する既存の調査結果を収集し、下町住民の健康と、環境諸条件の特徴を明らかにした。(3)地理情報システムのマッピングにより、下町地域ならびに山の手・武蔵野地域を含む諸地域の健康水準のビジュアル化を行った。(4)下町地域を流れる一級河川に注目し、水質の測定を行った。河川流域の人口、都市基盤整備、土地利用、開発状況、緑地利用に関する諸指標を収集し、また現状についての聞き取り調査を行い分析を行った。(5)下町を含む都市域における居住環境水準、居住条件、住宅条件について、面接聞き取り調査を行った。下町における不安定居住と不健康の集積の関係について分析を行った。(6)以上を総合して、東京の下町地域での不健康の集積のメカニズムを検討した。その結果、ひとびとの生活様式の変化と、下町とその周辺地域の急速な都市化に伴う環境条件の変化が、下町地域の不健康の集積の要因のひとつであることが示唆された。「生活水準が低ければ健康水準が低くても仕方がない」といった従来までの消極的な考え方を否定し、同様の経済水準にあっても、それを克服する地域レベルの手法を提起できることが示唆された。

またその不健康集積のメカニズムは昔ながらのメカニズムなのか、新たなものなのか、といった問題を明らかにすることを目的とした。(1)全国786区市における111の健康関連指標、230の社会経済諸指標の分析から、下町地域に特徴的な不健康の集積を明らかにした。(2)地理情報システムのマッピングにより、下町地域ならびに山の手・武蔵野地域を含む諸地域の健康水準ビジュアル化手法を開発し、地域の健康、居住環境条件、労働環境条件、保険医療福祉サービスに関する地域の特徴を明らかにした。(3)下町地域を流れる代表的な河川(上水用取水の対象河川)に注目し、河川流域の人口、都市基盤整備、土地利用、開発状況、緑地利用に関する諸指標を収集し、環境微生物の調査を行い水環境の評価を試みた。下町地域における河川の水質環境が、流域の都市化の諸相の影響を受けていることを明らかにした。(4)下町地域における居住環境の特徴と生活指標の特徴から、東京の下町地域での不健康の集積のメカニズムを検討した。また、下町における不安定居住と不健康の集積の関係について検討を加えた。
デアザフラビン融合ステロイド誘導体の合成と生理・薬理活性分子設計

本研究は,現存する2つの異なる生理活性もしくは薬理活性化合物を構造的に同時に内蔵した融合化合物の合成である。医薬品の活性分子設計の新しい試みとして、ここに得られる新物質に薬理的な混成活性増強作用や新規な生理もしくは薬理活性が生まれるのではないかと期待し,多様性生理作用が期待できるデアザフラビン類とステロイドホルモン類とのハイブリッド化合物の合成を試みた。さらに、それらの新規ハイブリッド化合物の生物活性検索も行った。当該研究期間内に得た上記の研究成果について述べる。デアザフラビンとステロイド骨格を構造的に同時に内蔵するハイブリッド化合物の合成に成功した。これらの合成に於いて,2種類の簡便な合成法を確立した。即ち、第1法は、p-トルエンスルホン酸の存在下6-アミノ-5-ホルミルピリミジン類と3-モルホリノアンドロステンのエナミンとの縮合で、第2法は、6-アミノピリミジン類と2-ヒドロキシメチレンアンドロスタノロンとの縮合反応である。この合成法よりピリミジン誘導体とandrostanoloneとの縮合の他にtestosteroneやcholesterol誘導体との縮合反応も試み、目的とするデアザフラビン-アンドロスタン及びデアザフラビン-コレステンのハイブリッド化合物類を合成出来た。デアザフラビン融合ステロイド誘導体の生物活性検索として、抗コクシジウム活性試験を行った。その結果、in vitro試験に於いて、合成したハイブリッド化合物の多くの誘導体に、コントロールとして用いた抗コクシジウム活性既知のrobenidineより強い抗コクシジウム活性が見出された。今後、これらのハイブリッド化合物の更なる生物・薬理活性試験結果に興味が持たれる。薬物の分子設計における新しいアプローチとして、2つの異なる生理・薬理活性化合物を構造的に同時に内蔵する新しい化合物の創製を目的として、抗腫瘍作用や抗原虫作用などを有する5-デアザフラビンと種々の薬理作用を持つステロイド類との構造上のハイブリッド化合物の新合成が本研究の主たる目的である。今年度の研究計画は、5-デアザフラビン類とステロイド類とのハイブリッド化合物の合成法を開発し、随時これらの生理・薬理活性検索を行う予定であった。今年度に得られた研究成果の概略を以下に記述する。1)ハイブリッド化合物のデアザフラビン骨格構成部分となる6-アミノ-5-ホルミルウラシル類は,6-アミノウラシル類をオルトギ酸エステルと反応させて合成出来た。一方,アンドロスタノロンやテストステロンは,それぞれ3位のモルホリノエナミン誘導体へと導いた。この6-アミノ-5-ホルミルウラシル類とステロイド類のモルホリノ誘導体とをジフェニルエーテル中で加熱してデアザフラビンーステロイドハイブリッド化合物を種々合成した。2)上記の合成の改良法として,ステロイドの2-オキソ誘導体に水素化ナトリウムの存在下ギ酸エチルを反応させて2-ヒドロキシメチレン-3-オキソステロイド誘導体を合成し,これに6-アミノウラシル類をジフェニルエーテル中パラトルエンスルホン酸存在下加熱反応させると,上記の合成法より高収率でハイブリット化合物を得ることが出来た。3)今年度は,合成した新規デアザフラビンーステロイドハイブリッド化合物の抗コクシジウム活性試験を行ったところ,これらの誘導体の中にin vitro試験に於いて既存の抗コクシジウム薬であるロベニジンより数倍から数十倍強い活性化合物を見出すことが出来た。来年度は,各種ピリミジン類とステロイド類とのハイブリッド化合物を合成し,これらの各種薬理活性化合物の検索を行う予定である。本研究は,現存する2つの異なる生理活性もしくは薬理活性化合物を構造的に同時に内蔵した融合化合物を合成し,ここに得られる新物質に薬理的な混成活性増強作用や新規な生理もしくは薬理活性が生まれるのではないかと期待し,多様性生理作用が期待できるデアザフラビン類とステロイドホルモン類とのハイブリッド化合物の合成を試み,それらの生理・薬理活性を検討することが目的である。

昨年度は,各種6-アミノ-5-ホルミルウラシル類と3-モルホリノアンドロステンとの縮合により種々のデアザフラビン融合ステロイド誘導体の合成を行った。本年度は昨年同様の誘導体として,アンドロスタノロン以外にテストステロンを用いるハイブリッド化合物の合成を試た。1.6-(モノアルキルアミノ)-又は6-(モノアリールアミノ)-2-フェニルピリミジン-4(1H)-オン類(1)にオルトギ酸エステルを反応させて(1)の5-ホルミル誘導体(2)を種々合成した。次に、モルホリンとアンドロスタノロンとから得たエナミン化合物の3-モルホリノアンドロステン(3)に各種(2)を加熱反応させ,目的とするハイブリッド化合物のピリドピリミジン-アンドロステン類(4)合成した。2.テストステロンに水素化ナトリウムの存在下、ギ酸エチルを反応させて2-ヒドロキシメチレンテストステロン(5)を得た。これに6-(モノアルキルアミノ)-又は6-(モノアリールアミノ)-ウラシル類(6)を加熱反応させて、目的とするハイブリッド化合物のデアザプテリジン-アンドロストジエン類(7)を合成した。3.種々のハイブリッド化合物(4)と(7)の各種スペクトルを測定し、構造解析を行った。4.ハイブリッド化合物類(4)と(7)の抗コクシジウム活性試験を行い,既存の抗コクシジウム薬であるロベニジンより数倍から数十倍強い活性化合物を見出すことが出来た。本研究は,現存する2つの異なる生理活性もしくは薬理活性化合物を構造的に同時に内蔵した融合化合物を合成し,ここに得られる新物質に薬理的な混成活性増強作用や新規な生理もしくは薬理活性が生まれるのではないかと期待し,多様性生理作用が期待できるデアザフラビン類とステロイドホルモン類とのハイブリッド化合物の合成を試み,それらの生理・薬理活性を検討することが目的である。本年度は,研究課題であるハイブリッド化合物合成の改良法として,アンドロスタノロンおよびテストステロンの2-ヒドロキシメチレン誘導体と各種6-アミノウラシルとの縮合反応で目的のデアザフラビン融合ステロイド誘導体(ハイブリッド化合物)の合成に成功した。下記に詳細について述べる。1.アンドロスタノロン(1)及びテストステロン(2)に水素化ナトリウムの存在下、ギ酸エチルを反応させて2-ヒドロキシメチレンアンドロスタノロン(3)及び2-ヒドロキシメチレンテストステロン(4)を得た。これに6-(モノアルキルアミノ)-(5)又は6-(モノアリールアミノ)-ウラシル類(6)を加熱反応後、カラムクロマトグラフィーにより単離精製して目的とするデアザフラビン-アンドロスタノロンハイブリッド化合物(7)及びデアザフラビン-テストステロンハイブリッド化合物(8)を得た。2.種々のハイブリッド化合物(7)と(8)の各種スペクトルを測定し、構造解析を行った。3.ハイブリッド化合物類(7)と(8)の抗コクシジウム活性試験を行った。
タイプIII分泌機構を介したイネ-白葉枯病菌間の分子応答機構に関する研究

本年度は、これまでに同定していた白葉枯病菌のタイプIII分泌エフェクターの発現分泌制御について解析を行うとともに、個々のエフェクターの宿主内における機能解明を目指し、それぞれのエフェクターを発現する形質転換イネの作出を試みた。1.同定したエフェクター遺伝子の発現解析により、それらの全てがタイプIII分泌装置の構築に関わる他のhrp遺伝子群の制御因子として知られるHrpXの発現制御下にあることを明らかにした。また、hrpクラスター上のhpaBおよびhpaPは、X000148を除く全てのエフェクターの分泌に必須ではないものの、その効率的な分泌には必要であることを明らかにした。2.昨年度はエフェクターを恒常的に高発現する形質転換イネの作出を試みたが、植物体が再生しないという問題が生じていた。そこで、5つのエフェクターについてDEX誘導性プロモーターの制御下で発現する形質転換イネの作出を行った。1つのエフェクターを除き、生育は良くなかったが、F1種子を得ることができた。3.同定したエフェクターの多くが白葉枯病菌と同様にXanthomonas属に属する他の植物病原細菌でも広く保存されることを確認した。そして、モデル実験植物であるシロイヌナズナに感染するアブラナ科植物黒腐病菌(X.campestris pv.campestris)においてにおいて保存される10個のエフェクターホモローグのうち少なくとも8個が実際にタイプIII分泌装置を介して植物細胞内に分泌されることを明らかにした。当初の計画通り、本年度は白葉枯病菌のゲノム情報を利用して集中的にタイプIII分泌機構(TTSS)に依存して分泌されるタンパク質の同定にあたった。1.これまでに同定している白葉枯病菌HrpXoレギュロン(Furutani et al. FEMS Microbiol.Lett. 2006.259:133-141./Accepted 27 March 2006.)の産物(計11ヶ)がTTSSにより分泌されるエフェクターをコードしているかについてカルモジュリン依存アデニール酸シクラーゼレポーターシステムを利用することにより検討した。その結果、そのうちの5つが新奇エフェクターをコードしていることが明らかとなった(投稿予定)。2.植物病原細菌の既知エフェクタータンパク質のいくつかにおいては、特徴的な配列をもつことが報告されている。そこで、本配列をもちエフェクターをコードすることが予想される候補遺伝子、あるいは既知エフェクターのホモローグをコードする遺伝子を白葉枯病菌のゲノム配列情報より探索した。その結果、200を超える遺伝子が見出された。これらエフェクター候補遺伝子産物について1.と同様の手法でTTSSに依存して植物細胞内に分泌されるかを検討しているところであり、これまでに1.で同定されたものを含めて少なくとも17の遺伝子産物が宿主イネ葉および非宿主であるトマト葉の細胞内にTTSSに依存して分泌されることを確認している。昨年度までに白葉枯病菌において17個の新規タイプIIIエフェクターを同定していた。本年度は主として、これらのエフェクターに加え、新たに同定されたものの宿主への病原性への関与について検討を行った。1.これまでに同定したタイプIIIエフェクターの全てについて、その変異株をマーカーエクスチェンジ法により作出した。得られた変異株の親和性イネ品種における病原性検定を行った結果、少なくとも8つのエフェクター変異株において野生株と比較して病原性に低下がみられることが確認された。このことから、これらのエフェクターは宿主への感染に必須ではないものの、その病原性に関与することが示唆された。一方、抵抗性(非親和性)イネ品種への接種試験を行ったところ、宿主の抵抗性を打破するものはなく、これらのエフェクターの非病原力因子としての機能はみられなかった。2.エフェクターの植物細胞内における詳細な機能を解明することを目的として、モデル実験植物であるタバコを用いてエフェクターの一過的発現実験を行い、エフェクターの発現による植物への影響を検討している。そのうちの1つについては植物の抵抗性発現誘導への関与が示唆されるとの予備的知見を得ている。現在、本エフェクターの一過的発現による植物の既知防御応答関連遺伝子の発現パターンへの影響について調べている。また、併行してエフェクター遺伝子がゲノム中に組み込まれた安定形質転換イネの作出も試みている。

3.同定したエフェクターの多くが白葉枯病菌と同様にXanthomonas属に属する他の植物病原細菌でも広く保存されることを確認した。そして、モデル実験植物であるシロイヌナズナに感染するアブラナ科植物黒腐病菌(X.campestris pv.campestris)においてにおいて保存される10個のエフェクターホモローグのうち少なくとも8個が実際にタイプIII分泌装置を介して植物細胞内に分泌されることを明らかにした。
創薬を志向した新規機能性薬物の設計と合成

生体関連機能物質及び関連するリード化合物に焦点を当て、分子設計と合成及び生物活性評価を通して構造活性相関を明らかにし、創薬の種を発見することにある。平成9-11年度で得られた研究成果を以下に要約する。1)新規グリコシル化反応開発の一環として、糖-糖間オルトエステルの効果的合成とその構造解析、及びそれらの選択的還元的開裂による高選択的グリコシル化反応を見出した。各種糖-糖間への拡大や抗糖尿病薬開発に向けての研究の初期段階が達成された。2)触媒的Ferrier(II)反応の開発で汎用性の高い合成中間体である多置換シクロヘキサン環の実用的合成法が確立された。この変換を利用して、サイクロフェリトールに代表されるグルコシダーゼ阻害薬等の合成研究、9種の立体配置の確立したイノシトール合成やそれらのリン酸エステル類の研究が達成された。その他、本反応を応用した各種生物活性薬物の開発に向けて検討を加えている。3)循環器疾患治療薬の開発に対しては血液凝固の後期段階である腺溶系阻止因子としてトロンボモジュリンの生産増加を促す薬物の創製を目的として9-シスを環で固定したレチノイン酸類緑体を数種合成し、固定環が5員環の高活性新物質を発見した。この知見を基にピロリジン等の複素環を含む類緑体や側鎖の修飾による各種類緑合成と生物活性評価を明らかにした。4)グリコシル化の新しい方法論を確立するための試みとして、ドナーとアクセプターをカルボナートとして連結するための合成法がほぼ確立できた。次は各種プロモーターを用いて脱炭酸によるグリコシル化反応について選択性を含めて検討し興味ある知見を得た。5)将来の化学合成法を予測して反応容器を使用しないで行うフロー型反応の基盤を築くため、その基礎となる触媒素子の検討に着手した。生体関連機能物質及び関連するリ-ド化合物に焦点を当て、分子設計と合成及び生物活性評価を通して構造活性相関を明らかにし、創薬の種を発見することにある。平成9年度で得られた研究成果を以下の要約する。1)有機鉛試薬を利用して確立したα-アルキニルケトンの汎用的合成法を、基礎研究として制癌活性を示すエン-ジイン系薬物合成に生かすべく縮環側の環の大きさを変えた化合物の合成に応用した。環の歪みと安定性に関して分子力場計算と実測値の関係を追及した。2)循環器疾患治療薬の開発に対しては血液凝固の後期段階である腺溶系阻止因子としてトロンボモジュリンの生産増加を促す薬物の創製を目的として9-シスを環で固定したレチノイン酸類縁体を数種合成し、固定環が5員環の高活性新物質を発見した。この知見を基に各種の5員環化合物の合成を試みている。3)グリコシル化の新しい方法論を確立するための試みとして、ドナーとアクセプターをカルボナ-トとして連結するための合成法がほぼ確立できた。次は各種プロモタ-を用いて脱炭酸によるグリコシル化反応を選択性を含めて検討し、興味ある知見を得た。4)新規グリコシル化反応開発の一環として、1-デヒドロ糖と他の糖の間で形成されるオルトエステルの合成と還元剤による選択的還元的開裂によるグリコシル結合の形成を検討し、特徴的グリコシル化反応を見出した。現在、各種糖間への拡大を検討している。5)汎用性の高い合成中間体である多置換シクロヘキサン環の構築を、触媒的Ferrier反応を通して実用的合成法として確立した。

この変換を利用して9種の立体配置の確立したイノシトールやグルコシダーゼ阻害薬開発に向けて検討を加えている。生体関連機能物質及び関連するリード化合物に焦点を当て、分子設計と合成及び生物活性評価を通して構造活性相関を明らかにし、創薬の種を発見することにある。平成10年度で得られた研究成果を以下に要約する。1)有機鉛試薬を利用して確立したα-アルキニルケトンの汎用的合成法を、基礎研究として制癌活性を示すエン-ジイン系薬物合成に生かすべく縮環側の環の大きさを変えた化合物の合成に応用した。環の歪みと安定性に関して分子力場計算と実測値の関係を追及した。2)循環器疾患治療薬の開発に対しては血液凝固の後期段階である腺溶系阻止因子としてトロンボモジュリンの生産増加を促す薬物の創製を目的として9-シスを環構造で固定したレチノイン酸類縁体を数種合成し、固定環が5員環の高活性新物質を発見した。この知見を基にインデン環や含窒素5員環化合物を組み込んだ類縁体を合成し生物活性評価を行っている。3)グリコシル化の新しい方法論を確立するための試みとして、ドナーとアクセプターをカルボナートとして連結するための合成法がほぼ確立できた。ピバロイル保護糖についてカルボナートのβ-選択的合成と各種プロモターを用いての脱炭酸グリコシル化反応の高選択性を確認した。4)新規グリコシル化反応開発の一環として、1-デヒドロ糖と他の糖の間で形成されるオルトエステルの合成とその選択的還元的開裂によるグリコシル結合の形成を検討した。β-マンノシドの選択的合成が可能など特徴的グリコシル化反応を見出した。現在、各種糖間への拡大を検討している。5)汎用性の高い合成中間体である多置換シクロヘキサン環の構築を、触媒的Ferrier-II反応を通して実用的合成法として確立した。この変換を利用して9種の立体配置の明白なイノシトール全異性体の合成法を確立した。また、グルコシダーゼ阻害薬開発に向けて新たな検討を加えている。平成11年度で得られた研究成果を以下に要約する。1)新規グリコシル化反応開発の一環として、1-デヒドロ糖と他の糖の間で形成されるオルトエステルの合成その構造解析、及びそれらの選択的還元的開裂によるグリコシル結合の形成を検討し、特徴的な高選択的グリコシル化反応を見出した。現在、各種糖間への拡大や抗糖尿病薬開発に向けての研究の初期段階が達成された。2)汎用性の高い合成中間体である多置換シクロヘキサン環の構築を、触媒的Ferrier反応を通して実用的合成法として確立した。この変換を利用して9種の立体配置の確立したイノシトールやそれらのリン酸エステル類、及びサイクロフェリトールに代表されるグルコシダーゼ阻害薬等の合成研究が達成された。その他、各種生物活性薬物の開発に向けて検討を加えている。3)循環器疾患治療薬の開発に対しては血液凝固の後期段階である腺溶系阻止因子としてトロンボモジュリンの生産増加を促す薬物の創製を目的として9-シスを環で固定したレチノイン酸類縁体を数種合成し、固定環が5員環の高活性新物質を発見した。この知見を基にピロリジン複素環を含む5員環類縁体の合成を達成した。4)グリコシル化の新しい方法論を確立するための試みとして、ドナーとアクセプターをカルボナートとして連結するための合成法がほぼ確立できた。
放射線災害のトリアージのためのバーチャルリアリティ教材の開発

本研究では、急性放射線症候群やパニックなどのアセスメントを含む放射線災害のトリアージのためのバーチャルリアリティトレーニング教材(以下VR教材)を開発することを目的としているが、今年度は急性放射線症候群に関するVR教材作成が予算内に可能であるか、展示会や学会等での情報収集に加え、作成業者と協議を行った。研究費の範囲内では作成できる事例が限られているため、VR教材にもなるWeb教材を作成する方向で研究を進めることとなった。多くの学習者が同時にアクセスできることも重要であるため、Web教材作成に焦点を絞った。また、CGでの作成は費用的に不可能であるため、映像での作成となり、専門家の意見を聴取しながら、事例の詳細なデータやプログラムの構成、画面の構成などを構築できるように進めていく予定である。すでに40事例作成してはいるが、映像化した際にわかりやすい事例を選択する必要がある。パニックの事例、熱中症の事例、骨折の事例、外傷の事例、感染症の事例などとの組み合わせも検討する。4月以降、具体的な撮影に向けて準備を進めていく予定である。VR教材の作成が可能であるか情報収集に時間がかかったこと、具体的な教材のイメージを構築するために様々なアプリケーションを検索し、また研究者自身での作成が可能か機材や映像を用いて試みていたため、予想以上に時間がかかった。VRおよびWeb教材の作成業者と直接交渉に入っているため、具体的なスケジュールが決まれば進むと考えられる。実際に急性放射線症候群の事例を観察した専門家もほとんどいないため、データベースへのアクセスや研究者に確認を早急にとっていく予定である。研究遂行が当初の計画よりも大幅に遅れたため、執行できなかった。2019年度前半にWeb教材作成のための撮影、コンテンツ作成を行い、後半でその教育効果について検証を行い、学会発表を検討している。
新規スピントルクを利用した磁壁移動型メモリーの研究

本研究課題では、次世代不揮発磁気記録素子として新規スピントルクであるスピンホールトルクを用いた(A)省電力・(B)大容量な磁壁移動型メモリーの研究に取り組んでいる。(A)前年度より高周波電流による共鳴現象を利用した閾電流密度の低減に取組んでいる。前年度では磁壁の振動周波数が実験可能な周波数帯にあることをシミュレーションを用いて明らかにした。そこで、本年度では実際に磁壁を試料中に導入し、まず高周波電流による共鳴現象を利用した閾磁場の減少を検出することを試みた。ここで閾磁場とは磁壁が動くために最低限必要な外部磁場のことである。その結果、高周波電流によるジュール熱の影響が大きく、共鳴現象による閾磁場の減少を観測することに失敗した。加えて、ベクトルネットワークアナライザーを用いて磁壁の共鳴現象の検出を試みた。しかし、本実験においても有意な結果は得られなかった。(B)前年度では、大容量な磁壁メモリーに向けて、室温下で磁壁位置が熱によって揺らぐ大きさを調査し、最大磁壁密度の調査に必要な磁壁間隔距離の指標を得た。今年度では実験と考察を進め、更に、熱活性磁壁移動現象を説明する理論の重要な仮定である多様な長さの磁壁セグメントが確かに存在するということも明らかにした。熱活性磁壁移動現象は磁壁位置の熱安定性を評価する際の一般的な調査対象であるため、熱安定性の見積もりに用いられる理論は確固たるものである必要がある。今年度で得られた研究成果は理論を実験的に裏付ける成果であり、応用的にも学術的にも大変価値がある。本研究により、新規スピントルクを利用した磁壁移動型メモリーの研究として当初予定していた計画は遂行できなかったものの、磁壁移動型メモリーというより大きな枠組みにおける重要な知見が得られた。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、次世代不揮発磁気記録素子として新規スピントルクであるスピンホールトルクを用いた省電力・大容量な磁壁移動型メモリーの研究に取り組んでいる。具体的には(A)磁壁移動に最低限必要な電流密度(閾電流密度)の低減、および(B)安定して存在できる最大磁壁密度の調査を行う。各目的に対する研究実績は以下の通りである。(A)本研究課題の当初の計画は、多様な非磁性体を用いて多層膜を成膜し、それを利用して閾電流密度の低減を狙うものであった。新規スピントルクを用いて磁壁を駆動させるためには、ジャロシンスキー・守谷相互作用を内在した垂直磁化膜を成膜する必要がある。しかし同条件を有する多層膜の成膜が困難だと判断し、スピンホールトルクを用いつつ異なる手法で閾電流密度の低減を実現することにした。閾電流密度の低減には高周波電流による磁壁共鳴を利用する。磁壁が特定の周波数で振動していることは良く知られている。振動周波数と同一周波数のスピンホールトルクを与えると磁壁は共鳴して移動しやすくなり、閾電流密度を低減できることが期待される。本年度では高周波電流を利用した実験の前段階として、振動周波数が実験可能な周波数帯にあることをシミュレーションを用いて調査した。その結果、15 GHzで磁壁が振動していることが明らかになり、十分実験可能であることを確認できた。(B)最大磁壁密度の調査に向けて、室温下で磁壁位置の熱揺らぎを実時間観測し、磁壁が揺らぐ大きさを定量評価した。その結果、最大磁壁密度を調査する際には磁壁の熱揺らぎの大きさに対応する40 nm程度の磁壁間距離が必要なことがわかった。また、幅が100 nm以下の細線では、観測時間領域において磁壁位置の熱揺らぎが生じなかった。本結果は、特徴的な長さよりも小さな素子を作製することで磁壁メモリーの情報保持時間を飛躍的に上昇させられることを示唆する。本研究課題の目的は(A)磁壁移動に最低限必要な電流密度(閾電流密度)の低減、および(B)安定して存在できる最大磁壁密度の調査を行うことである。計画内容は当初とは異なるものの高周波電流を用いることでも閾電流密度の低減という目的の達成が大いに期待できることがシミュレーションによりわかった。また、最大磁壁密度の調査に向けて、室温下で磁壁位置が揺らぐ大きさを調査した。その結果、最大磁壁密度の調査に必要な磁壁間隔距離の指標を得ただけでなく、磁壁メモリーの情報保持時間の上昇に繋がる重要な知見も得られた。さらに、ナノメートルスケールの微小な磁壁熱揺らぎを実験的に観測した例は初めてであり、学術的にも大変に価値がある。以上の研究結果は、磁壁移動型メモリーの実現に向けた大きな進展である上に、基礎物理的にも意義深いものであることから、当初の計画以上に研究は進展していると評価する。

その結果、高周波電流によるジュール熱の影響が大きく、共鳴現象による閾磁場の減少を観測することに失敗した。加えて、ベクトルネットワークアナライザーを用いて磁壁の共鳴現象の検出を試みた。しかし、本実験においても有意な結果は得られなかった。(B)前年度では、大容量な磁壁メモリーに向けて、室温下で磁壁位置が熱によって揺らぐ大きさを調査し、最大磁壁密度の調査に必要な磁壁間隔距離の指標を得た。今年度では実験と考察を進め、更に、熱活性磁壁移動現象を説明する理論の重要な仮定である多様な長さの磁壁セグメントが確かに存在するということも明らかにした。熱活性磁壁移動現象は磁壁位置の熱安定性を評価する際の一般的な調査対象であるため、熱安定性の見積もりに用いられる理論は確固たるものである必要がある。今年度で得られた研究成果は理論を実験的に裏付ける成果であり、応用的にも学術的にも大変価値がある。本研究により、新規スピントルクを利用した磁壁移動型メモリーの研究として当初予定していた計画は遂行できなかったものの、磁壁移動型メモリーというより大きな枠組みにおける重要な知見が得られた。平成29年度では、シミュレーションにより得られた情報を用いて閾電流密度の低減を実現する。また、安定して存在できる最大磁壁密度を得るために実際に複数の磁壁を試料中に配置し、磁壁の安定性と磁壁間距離の関係を調査する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
内皮細胞由来の内弾性板形成促進因子の探索

内弾性板は動脈血管において、内皮細胞と平滑筋細胞層との間に位置し、血管弾力性を保つとともに種々の物質の拡散を防ぐバリアとして機能する。内弾性板の破綻は動脈瘤や動脈硬化の発症に深く関わり、動脈機能を維持する上で極めて重要な細胞外構造である。しかし、内弾性板が、内皮細胞と平滑筋細胞層との間に形成される原理は殆ど解明されていない。本研究では「動脈内皮細胞から誘導される因子が平滑筋細胞に作用して、内弾性板が形成される」という仮説をたて内弾性板形成に重要な因子を探索することを研究目的とした。そのために重層化した平滑筋層に内皮細胞を上乗せするモデルを作成し、弾性線維形成促進因子の探索を継続している。動脈平滑筋層内に存在する弾性線維に比して厚く、緻密な膜状構造を有する内弾性板が、内皮細胞と平滑筋細胞層との間に形成される原理は殆ど解明されていない。本研究では「動脈内皮細胞から誘導される因子が平滑筋細胞に作用して、内弾性板が形成される」という仮説をたて、動脈内皮細胞選択的分離方法や細胞積層化による三次元組織構築法などの新技術、内弾性板の過形成を来すモデル動物を利用して、内弾性板形成に重要な因子を探索することを研究目的とした。今年度の成果として細胞接着因子のナノコーティング薄膜による細胞積層化技術を用いることによって、ラット平滑筋細胞から大動脈を模倣した57層の血管組織片を作成し、その内部に形成される弾性線維を評価する実験系を確立した。これらの新技術を基盤として、平滑筋細胞層に内皮細胞を上乗せしたモデルを作成し、内皮細胞の存在が弾性線維形成を促進する可能性が示唆され、その分子機序の解明を進めている。動脈の構造と機能を保つ上で極めて重要な内弾性板の破綻は血管病や老化と密接に関係するため、内弾性板形成の分子機序解明を目指す本研究は、血管分化・組織形成に関する基礎生物学のみならず、医学的・社会的にも極めて意義深いと考えられた。循環生理学