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構造設計に基づく新構造型の酸化物イオン伝導体開発

本研究課題では,結晶構造という情報を活かし,新しい構造型の酸化物イオン伝導体を開発することを目的としている.本年度は,新物質の純酸化物イオン伝導体SrYbInO4の発見,新構造ファミリーの酸化物イオン伝導体BaR2ZnO5 (R = Sm, Gd, Dy, Ho, and Er)およびCa0.8Y2.4Sn0.8O6の発見などに成功した.SrYbInO4は2014年に我々が発見した新構造型の酸化物イオン伝導体BaNdInO4から派生した組成の新物質として見出した.電気化学測定から,純酸化物イオン伝導体であることがわかった.また,構造解析からCaFe2O4型構造に属す物質であることがわかった.高温で測定した中性子回折データを解析して得られた結晶構造解析に基づき,イオン伝導経路についても考察した.BaR2ZnO5については,酸化物イオン伝導体の報告が少ないZn(亜鉛)含有化合物に注目して見出した.Rの元素が異なる複数の材料を合成し,最も電気伝導度の高かったR=Hoについて詳細な電気化学測定と中性子および放射光を利用した結晶構造解析を実施した.Ca0.8Y2.4Sn0.8O6は,Snを含む物質群のなかから計算を使ってイオン伝導性を見出した.合成,電気伝導度の評価(イオン伝導の評価),放射光X線回折を用いた構造解析により研究を行った.本研究課題の戦略で,新しい酸化物イオン伝導体を複数発見できたことは,そのアプローチが有効であることを示している."結晶構造"に基づき,これまでにないイオン伝導体を開発できることを明確に示せたと言える.29年度が最終年度であるため、記入しない。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,酸化物イオン伝導に適した結晶構造の設計により,新構造型の酸化物イオン伝導体を開発することを目的としている.また,既存の新構造に属する酸化物イオン伝導体について,材料の改変を行うことで酸化物イオン伝導度の向上を目指し,さらにイオン伝導のメカニズムを結晶構造解析法に基づき解明することで,より戦略的な酸化物イオン伝導体の開発を進める.本年度は,2014年に発見したこれまでに報告のない構造に属する酸化物イオン伝導性材料NdBaInO4について,Nd/Ba比を変化させ,イオン伝導度を向上させることに成功した.NdBaInO4は一般組成ABCO4(ここでA,B,Cは異なるサイズ・元素の陽イオン)で記述される材料で,新しい構造型・新しい物質であることから,元素置換等による材料の改変によりイオン伝導度がどのように変化するのかなど明らかになっていないことが多い.そこで,NdBaInO4の元素置換を行い,酸化物イオン伝導度の変化・構造の変化を調べることで,この構造型への理解と,次の構造設計への戦略をたてるための知見を得ることを目指した.Nd/Ba比を変化させたところ,酸化物イオン伝導度が大幅に向上したため,単結晶X線回折法および粉末中性子回折法の相補利用により,過剰なBaが実際にNdの位置に占有していることを実証し,酸化物イオン伝導度が向上した構造的要因を明らかにすることができた.他にも,一般組成ABCO4をもつ新物質・新構造の酸化物イオン伝導体を探索・合成し,いくつか新しいものを発見することにも成功している.本年度は,過去に発見した新酸化物イオン伝導体について,材料改変によるイオン伝導度の向上に成功し,その構造的要因を明らかにした.さらに,いくつか酸化物イオン伝導体の新しい構造型を発見することにも成功しているため,研究はおおむね計画どおり進んでいる.本研究課題では,結晶構造という情報を活かし,新しい構造型の酸化物イオン伝導体を開発することを目的としている.本年度は,新物質の純酸化物イオン伝導体SrYbInO4の発見,新構造ファミリーの酸化物イオン伝導体BaR2ZnO5 (R = Sm, Gd, Dy, Ho, and Er)およびCa0.8Y2.4Sn0.8O6の発見などに成功した.SrYbInO4は2014年に我々が発見した新構造型の酸化物イオン伝導体BaNdInO4から派生した組成の新物質として見出した.電気化学測定から,純酸化物イオン伝導体であることがわかった.また,構造解析からCaFe2O4型構造に属す物質であることがわかった.高温で測定した中性子回折データを解析して得られた結晶構造解析に基づき,イオン伝導経路についても考察した.BaR2ZnO5については,酸化物イオン伝導体の報告が少ないZn(亜鉛)含有化合物に注目して見出した.Rの元素が異なる複数の材料を合成し,最も電気伝導度の高かったR=Hoについて詳細な電気化学測定と中性子および放射光を利用した結晶構造解析を実施した.Ca0.8Y2.4Sn0.8O6は,Snを含む物質群のなかから計算を使ってイオン伝導性を見出した.合成,電気伝導度の評価(イオン伝導の評価),放射光X線回折を用いた構造解析により研究を行った.本研究課題の戦略で,新しい酸化物イオン伝導体を複数発見できたことは,そのアプローチが有効であることを示している."結晶構造"に基づき,これまでにないイオン伝導体を開発できることを明確に示せたと言える.現在,一般組成式ABCO4をもつ材料の新構造・新物質材料の探索,およびイオン伝導度の評価と構造解析を進めており,引き続き同じ指針で研究を進める.また,これまでに得たABCO4型材料の構造とイオン伝導度に関する知見から,これまでに発見したABCO4型酸化物イオン伝導体のさらなるイオン伝導度向上を目指した研究を進める予定である.
侵害刺激受容体ＴＲＰＡ１チャネル活性化から予測するアジュバント化学物質の研究

アレルゲンの抗原感作を促進する作用(アジュバント作用)を持つ化学物質の検索のため、知覚神経刺激との関連性に着目して研究を実施した。知覚神経の侵害刺激受容体の一つTRPA1の作動活性、蛍光物質FITCを感作ハプテンとしたマウス接触性皮膚炎におけるアジュバント作用を調べた。フタル酸エステル類とならんで、代替可塑剤のアジピン酸ジイソプロピル、防腐剤のブチルパラベン、マレイン酸ジブチル、トリグリセリドの一種であるトリブチリンに両活性を見出した。別のTRP受容体TRPV1の作動活性があるピペリンにアジュバント作用を見出した。TRP受容体刺激とアジュバント作用の関連性をさらに追究することができた。化学物質によるTRPA1作動活性と、フルオレッセインイソチオシアネート(FITC)をハプテンとしたマウス接触性皮膚炎における接触感作促進作用(アジュバント作用)を並行して測定し、TRPA1作動活性からアジュバント作用の予測が可能かどうかを調べた。検索する化学物質は、フタル酸エステル類との化学構造の類似性や相違、用途の共通性に基づいて選んだ。TRPA1作動活性の測定法としては、TRPA1を強制発現させたCHO細胞に細胞内カルシウムイオン濃度に依存して蛍光を発する蛍光プローブFluo-4を導入した。多検体蛍光検出装置を用い、検体を加えた後の細胞内Ca2+濃度の時間変化を自動測定した。代替可塑剤の一つであるアジピン酸ジイソプロピル(DIA)は、TRPA1作動活性を示し(EC50 = 37μM)で、TRPA1選択的アンタゴニストのHC-030031で阻害された。DIAは、FITC誘導マウス接触性皮膚炎モデルでアジュバント作用を示し、さらにFITCを抗原提示した樹状細胞の移動促進作用を示した。アジュバント作用は、HC-030031の腹腔内投与で低下した。フタル酸ジブチル(DBP)の構造の一部を共有するマレイン酸ジブチル(DBM)も、FITC誘導マウス接触性皮膚炎モデルでアジュバント作用を示し、さらにFITCを抗原提示した樹状細胞の移動促進作用を示した。TRPA1作動活性については精査中である。腸内細菌の産物から作られうる短鎖脂肪酸を含む脂質として、人工脂質のトリブチリンがあげられる。DBPとの類似性からするとジグリセリドが望ましい。しかしジグリセリドは不斉炭素を含むため、天然型の(S)ジブチリンおよび非天然型の(R)ジブチリンを化学合成した。防腐剤のパラベン(芳香族モノカルボン酸エステル)については、TRPA1作動活性およびアジュバント作用について、再現性の確認をすすめている。ところでフタル酸エステルやアジピン酸エステルは、ジカルボン酸のアルコールエステルである。エステルの向きが逆のジグリセリドについて検討をすすめる準備として、ジブチリンの光学異性体をそれぞれ合成した点は、当初の計画を上回った進展であった。環境中の化学物質で、他のアレルゲンの感作を促進する作用(アジュバント作用)を持つ物質の検索のため、知覚神経刺激との関連に着目した研究を実施した。知覚神経に発現する侵害刺激受容体の一つであるTRPA1作動活性と、フルオレッセインイソチオシアネート(FITC)をハプテンとしたマウス接触性皮膚炎における感作促進作用(アジュバント作用)を並行して調べた。化粧品に汎用される防腐剤パラベンのうち、ブチルパラベンには、TRPA1刺激作用とアジュバント作用の両方を認めたが、エチルパラベンはTRPA1活性化に高濃度を必要とし、アジュバント作用も認めなかった。アジュバント物質として検討を進めてきたフタル酸エステル類、代替可塑剤のアジピン酸エステルには、ジカルボン酸のアルコールエステルとして共通点がある。逆に多価アルコールの脂肪酸ジエステルの作用を調べるため、ジアシルグリセロールの一種であるジブチリンについて検討した。ジアシルグリセロールは、生理活性のある物質として良く知られている。天然型のS-ジブチリン(1,2-ジブチル-sn-グリセロール)、非天然型のR-ジブチリンを光学活性体として合成した。比較にトリアシルグリセロールのトリブチリンを用いた。予想外に、トリブチリンに最も強いTRPA1活性化作用およびアジュバント作用を認めた。一方、天然型、非天然型ジブチリンとも、TRPA1活性化には高濃度を必要とし、アジュバント作用も認められなかった。知覚神経には、TRPA1以外の侵害刺激受容体としてTRPV1の発現が知られている。コショウ科植物のアルカロイドであるピペリンのTRPV1アゴニスト活性を確認し、アジュバント作用を見出した。さらに、タイ国の伝承処方に含まれるコショウ科植物のPiper Chaba Hunt.の種子抽出物に、TRPV1活性化作用およびアジュバント作用を発見した。

別のTRP受容体TRPV1の作動活性があるピペリンにアジュバント作用を見出した。TRP受容体刺激とアジュバント作用の関連性をさらに追究することができた。防腐剤として使われている芳香族カルボン酸モノエステルのパラベンについて、TRPA1作動活性とアジュバント作用を並行して調べる。化粧品に汎用されるブチルパラベンおよびエチルパラベンを具体的な対象とする。DIA以外の代替可塑剤として、セバシン酸ジイソプロピル(DIS)の作用を検討する。トリブチリンおよび天然型のS-ジブチリンおよび非天然型のR-ジブチリンを比較検討する。TRPA1以外の侵害刺激受容体(例えばTRPV1)を介した知覚神経刺激がアジュバント作用を媒介する可能性を調べる。コショウ由来のアルカロイドであるPiperineやコショウ科コショウ属(Piper)の植物由来の抽出物を用いる。一方で、これらのTRPV1作動物質がFITCをハプテンとした接触感作において、アジュバント作用および樹状細胞の移動促進作用を示すかどうかを調べる。DBPのアジュバント作用の機構の一つとして、ヘルパーT細胞をIL-4産生型のTh2に分極化させることが提唱されている。他の被検化学物質も同様の作用機構に基づくかどうかを調べるため、FITCとともに被検化学物質を皮膚に塗布したのち、所属リンパ節からのIL-4とIFN-γ産生を比較検討してヘルパーT細胞分極化への影響を調べる。免疫学、微生物学
虚血・再潅流に伴う心筋傷害の防護法の開発-代謝改善による機能回復の促進(METABOLIC INTERVENTION)の可能性-

1.^<123>I-BMIPP心筋摂取率の検討Ishii-Maclntyre法により、^<123>I-BMIPPの心筋摂取率を算出した。^<123>I-BMIPP心筋摂取率は、血中のコレステロール、中性脂肪、血糖、インスリンの値にかかわらず2%前後でほぼ一定であった。冠動脈疾患に合併することが多い高脂血症、糖尿病症例においても、虚血による代謝異常を検出できることを示した(Nucl Med Comm 17:675-680,1996)。2.^<123>I-BMIPP集積低下の臨床的意義狭心症例において、心筋血流(^<99m>Tc-sestamibi)は正常であるが、^<123>I-BMIPPの集積低下を高頻度に認め、心筋虚血の検出率は^<123>I-BMIPPが高かった。^<123>I-BMIPPの集積低下を認める症例は、高度冠動脈狭窄、側副血行、壁運動異常を伴い、PTCAを必要とした。したがって、^<123>I-BMIPPの集積低下は重症な心筋虚血の存在を意味し、インターベンションの指標となることを示した(J Nucl Med 1997,inpress)。急性心筋梗塞症例では、心筋血流/代謝(sestamibi/BMIPP)ミスマッチから、慢性期の壁運動回復を予測できることが明らかになった。3.グルコース負荷時の心筋代謝の検討グルコース負荷により、^<123>I-BMIPPの心筋摂取率は低下し、心筋からのwashoutが亢進した。虚血性心疾患患者において、Washoutの亢進は、虚血領域で正常領域よりも顕著であり、グルコース負荷により、心筋の脂肪酸代謝異常が顕在化した(J Nucl Med 37:175-180,1997)。急性心筋梗塞症例において、グルコース負荷の壁運動回復に対する影響を、現在検討中である。
分子ロボティクスによる糖尿病モデルマウス血糖値制御法の研究

リポソームそのものに感覚,知能,運動の機能を付加した分子ロボットを構築するために、リボソーム凝集体の作成、小動物における/in vivo/蛍光イメージ、リポソーム凝集体の評価、グルコース応答性有機分子の合成、膜透過性調整法の確立、DNAハトメ構造の創成、リポソームシミュレーションおよび可視化シミュレーションを行った。リポソーム凝集体の作成に関しては、蛍光性量子ドットを内包したリポソーム凝集体を用いて,正常マウスにおけるin vivo滞留試験を行った(豊田)。小動物における/in vivo/蛍光イメージに関しては、リポソーム凝集体を用いた正常マウスin vivo試験において、蛍光性量子ドットによる高解像度3D共焦点顕微鏡画像データ取得を行った(湯川)。リポソーム凝集体の評価に関しては、蛍光性量子ドットを内包したリポソーム凝集体を正常マウスに投与し、in vivoでのリポソーム凝集体の動向を観察した(野口)。グルコース応答性有機分子の合成に関しては、グルコースに応答して親水ー疎水バランスが変化する新規のボロン酸誘導体の開発を行った(池田)。膜透過通過法の確立に関しては、DNAを用いた細胞骨格を持つリポソームについて、その力学特性とDNA配列との相関関係を調べた(柳澤)。DNAハトメの創成に関しては、リポソームに10nmスケールの穴をあけるDNAオリガミ構造体を複数種類設計した(川又)。リポソームシミュレーションに関しては、リポソーム凝集体数理モデルを作成し、実験条件と凝集体の形状および膜張力との関係について理論的に解析した(梅田)。可視化シミュレーションに関しては、リポソーム全原子モデルを作成し、分子動力学シミュレーションによる動作確認を行った(小長谷)平成30年度は翌年に予定されている血糖値制御型分子ロボットのin vivo実験のための予備検証ならびにin vivo評価に用いられる要素技術の開発に注力した。リポソーム凝集体の作成に関しては、in vivo実験を想定した滞留性の試験において、長時間分子ロボットが生体内組織に滞留可能であることを確認した(豊田)。小動物における/in vivo/蛍光イメージに関しては、量子ドットにより蛍光標識されたリポソーム凝集体が狙い通りの場所に集積していることを確認した(湯川)。リポソーム凝集体の評価に関しては、蛍光物質を内包したリポソーム凝集体を正常マウスの門脈・静脈・皮下へ移植し、in vivoでの動態の観察に成功した(野口)。グルコース応答性有機分子の合成に関しては、炭化水素鎖ライブラリーから適切な化合物を選択し、新たなボロン酸誘導体の合成を達成した(池田)。膜透過通過法の確立に関しては、DNAのエンタルピーと力学的特性の相関を確認し、医薬用リポソームとして活用可能な耐久性を備える道筋ができつつあることを確認した(柳澤)。DNAハトメの創成に関しては、薬剤放出を制御する目的で穴の開いたDNAオリガミを設計し、幾何学的な構造形成を確認した(川又)。リポソームシミュレーションに関しては、コンパートメント数が少ないものについて、リポソーム凝集体モデルが作成時の実験条件と一致することを確認した(梅田)。可視化シミュレーションに関しては、全原子リポソーム分子動力学によるリポソーム破裂の可視化を確認した(小長谷)令和元年度は、前年度に行ったin vivo評価用要素技術の開発ならびにin vivoでの予備検証を踏まえて血糖値制御型分子ロボットのin vivo実験に注力する。リポソーム凝集体の作成に関しては、構築した分子ロボットにインスリンを内包し,in vitroでの放出試験およびマウスによるin vivo血糖値制御試験を行い,本研究課題の原理検証を行う(豊田)。小動物における/in vivo/蛍光イメージに関しては、ヌードマウス等を用いて、リポソーム凝集体の更に詳細なin vivo蛍光イメージングに取り組むとともに、N数を増やすことでその再現性を確認する(湯川)。リポソーム凝集体の評価に関しては、リポソーム内にインスリンを入れ、糖尿病モデルマウスへの移植を行い、糖負荷による血糖値の変動を観察する(野口)。グルコース応答性有機分子の合成に関しては、リポソーム凝集体のグルコース応答性の評価結果や安定性評価結果を多面的に検討し、グルコース濃度に対する応答能を調整するための分子設計を進める(池田)。膜透過通過法の確立に関しては、DNA配列とリポソームの力学特性の相関関係をもとに、配列を変化させながら定量的制御を目指す(柳澤)。DNAハトメの創成に関しては、薬剤モデルである蛍光分子を高効率で放出できるようにDNAオリガミへの疎水分子の修飾方法を改良し、その機能を評価する(川又)。リポソームシミュレーションに関しては、実験結果の画像解析を進め、理論結果と形状の比較を行うことでモデルの検証につなげる(梅田)。可視化シミュレーションに関しては、リポソーム凝集体の全原子リポソーム分子動力学による動作解析と可視化を行う(小長谷)リポソームそのものに感覚,知能,運動の機能を付加するために、リボソーム凝集体の作成、小動物における/in vivo/蛍光イメージ、リポソーム凝集体の評価、グルコース応答性有機分子の合成、膜透過性調整法の確立、DNAハトメ構造の設計、リポソームシミュレーション、可視化シミュレーションを行った。リポソーム凝集体の作成に関しては、インスリンを内包し、血清共存下での膜破裂、血管網を模した/in vitro/評価において血流速度でのマイクロ流体デバイス内部での滞留を確認した(豊田)。

小動物における/in vivo/蛍光イメージに関しては、/in vitro/のジャイアントベシクル凝集体に蛍光標識用量子ドットを導入し、量子ドット由来の鮮明な蛍光を確認した(湯川)。リポソーム凝集体の評価に関しては、/in vitro/評価に用いる糖尿病モデルマウスを作成し、膵島移植により血糖を改善できることを確認した(野口)。グルコース応答性有機分子合成に関しては、グルコースに応答して親水ー疎水バランスが変化する新規のボロン酸誘導体を設計した(池田)。膜透過性調整法の確立に関しては、タンパク質ゲルを内包したリポソームの形成法およびリポソーム内に封入したペプチドホルモンの膜透過性調整技術について検討した(柳澤)。DNAハトメの創成に関しては、DNAハトメ前駆体のコレステロールによる脂質膜上への固定法ならびに平面脂質膜上におけるDNAハトメ前駆体の拡散・反応による凝集の観察実験を行った(川又)。リポソームシミュレーションに関しては、コンパートメントが2つの場合について数値シミュレーションを行い,実験を再現するための形状と膜面に働く張力との関係について調べた(梅田)。可視化シミュレーションに関しては、超分子設計支援環境を整備しDNAオリガミ構造体ならびにリポソームの原子モデルを作成した(小長谷)。平成29年度は翌年以降に予定されている血糖値制御型分子ロボットのin vivo評価に必要な要素技術開発ならびにin vitroでの検証に注力した。リポソーム凝集体の作製に関しては、生体内血管網を模倣したマイクロ流体デバイスにおいてリポソーム凝集体の膜破裂の観察を完了した(豊田)。小動物におけるin vivo蛍光イメージに関しては、in vivo蛍光イメージングに必要な蛍光強度を有することをジャイアントベシクル凝集体の蛍光標識において確認した(湯川)。リポソーム凝集体の評価に関しては、in vivoでの血糖値制御型分子ロボットの実験に必要な糖尿病マウスの作成ならびにコントロールデータとなる膵島移植に成功した(野口)。グルコース応答性有機分子の合成に関しては、リポソーム膜への親和性が高く、グルコースとの結合力が強い新規のボロン酸誘導体を設計し、純度の高い化合物を得るための合成法を確立した(池田)。膜透過性調整法の確立に関しては、半径が約50 um以下であれば細胞と同等の弾性を付与できるゼラチンを内包した細胞モデルを作成し、内部に閉じ込めた低分子が外部へ放出可能であることを確認した(柳澤)。DNAハトメの創成に関しては、DNAオリガミ構造体による実装およびDNAハトメの前駆体となるDNAーコレステロール複合体の脂質膜上での凝集を確認した(川又)。リポソームシミュレーションに関しては、膜面に働く張力をパラメーターとする数理モデルを作成し,凝集体の形状と膜張力の関係について数値シミュレーションを行なった(梅田)。可視化シミュレーションに関しては、リポソームの原子モデルシミュレーションに向けた超分子設計環境ならびに分子動力学シミュレーション環境を整備した(小長谷)。
中国広西の鍾乳洞内に現存する古代墨書跡の資料化とその総合的研究

中国広西の桂林は山水の地としてつとに有名であり、古代石刻の存在は広く知られているが、鍾乳洞内に古代人が筆墨を用いて岩壁に書き記した墨書跡"壁書"があることを知るものは少なく、したがって研究も乏しい。このような壁書は、中国国内は固より、世界的に見ても極めて稀である。本研究は現地調査と解読等を経て次のような知見を得た。1.壁書は主に芦笛岩と大岩に存在する。芦笛岩は1960年代より観光開発され、工事等による破壊の他に、黴・苔等が発生して大半が消滅しているのに対して大岩のそれは60年代の発見当初の状態に近いが、今人の落書きが夥しい。2.60年代の調査報告によれば大岩壁書の現存総数は93点、後の研究によれば95点とされているが、本研究では140余点を古代墨書跡として鑑定した。その内、明代98点、清代16点、民国期2点、無考30点。従来の説では北宋・元豊七年(1084)の壁書が洞内最古とされているが、その説は極めて疑わしい。年代が明確なもので最古のものは明代初期の永楽八年(1410)である。3.壁書の作者は、芦笛岩では唐宋の官人・僧侶が多いが、大岩では明清の一般庶民、多くが山下にある于家村の村民である。4.書記内容は、芦笛岩壁書には遊洞や探険の署名・年月を記す簡単な書式が多く、記念性が高いが、大岩壁書は長文のものが多くて記事性に富み、生活を反映している。これは作者が村民であり、大岩が避難の場所として使用されたことと関係する。5.壁書は作者が直接書きつけたものであって石刻よりも信頼性の高い一次資料であり、大岩のそれは史学、文学、言語学、経済史、民俗学、書法、地理学、気候学等、広範囲の分野に貴重な史料を提供する。とりわけ広西・貴州における少数民族蜂起、明清王朝交替史、靖江王府史については『実録』等史書や方志を補正するものがあり、また文字学、方言学においても従来の研究の缺を埋める所がある。1、文献研究。(1)中国江西の鍾乳洞内に現存する墨書跡は主に桂林に集中しているため、現地桂林に赴いて鍾乳洞内の墨書跡に関する、当地の研究者による研究文献等の資料を収集し、今日までの研究状態と問題点を掌握した。(2)調査・研究対象である鍾乳洞に関する古今の方志を含む歴史地理書等を収集し、洞・山および周辺の地理とその変遷についての知見を得た。古代墨書跡の存在する鍾乳洞は桂林に芦笛岩・大岩等複数あるが、今年度は大岩(巖)に重点を置いて調和・研究を行った。2、現地調査。

(1)現地に赴いて洞内に入って調査を行い、洞内約1kmまでに現存する墨書跡の画像約800枚を撮り、基本資料を作成した。(2)大岩の洞内およびその周辺を方位・距離等を測量し、地図作製のための基本資料を得た。3、墨書跡の解読。今回の調査で得た墨書跡の画像を処理し、解読を開始した。その中には少数民族の反乱・王朝の交代に関する歴史上および俗字・異体字等文字学上、貴重な資料を提供するものがあることが既にわかった。4、地図の作製。大岩の洞内外およびその周辺の地図を測量資料によって作成した。今年度の調査と現時点での解読・考証研究によれば、大岩内に現存する墨書跡は少なくとも約130点はあると推測される。現地における先行の調査・研究で発見・確認されているものは僅か93点に過ぎない。また、今回の現地調査の過程で、従来調査されている洞の他に、洞内で分岐している別の一洞を発見した。その内にも墨書跡が存在している可能性が極めて高い。来年度はこの洞内に入って調査を行う予定である。その新たな調査とすべての解読結果を待たねば精確な数量は示せないが、従来知られている数量を相当(5割以上)上回る墨書跡の新発見が期待される。本年度は先の研究実施計画に基づいて以下の過程によって行なった。1、文献研究:墨書跡の現存する芦笛岩・大岩に関する、『桂林市志』・『桂林旅瀞資源』等90年代刊行の公的文献および70年代の調査による『芦笛岩大岩壁書』の記載の整理と比較検討を行い、とりわけ大岩の地図において相当の相違が見られること、また90年代の地図では同山に芦笛岩・大岩以外にも鍾乳洞が存在することを知り、新たに現地調査を行なう必要が生じた。2、現地調査:主に大岩において70年代と90年代の地図に基づいて行い、その結果、90年代のものが基本的に正確であること、ただし若干の修正が必要であること、また不明な箇所があるという知見を得た。同時に、今回の現地調査で先行の調査・研究で確認されておらず、また昨年度の調査でも発見するに至らなかった墨書跡三点を発見した。3、地図の作成:衛星写真によって芦笛岩・大岩の位置およびその周辺を示す地図を作成した。洞内については更なる調査とそれによる90年代資料との比較と修正が必要である。4、墨書跡の解読:墨書跡の画像約1000枚のデジタル化・画像処理とそれによる解読の作業を継続した。また、今回新たに発見した墨書跡についても同様の作業に着手し、いずれも明代の作であることが判明した。以上の調査研究により、芦笛岩に現存するものは大半が浸食・風化されてすでに正確な判読は困難な状態にあるが、官吏・僧侶の作が多いのに対して、大岩に関してはその大半が判読可能であり、多くが山下にある村の住民の手による明・清のものであるという仮説を提示することができる。また、時間的な変化・特徴を考察すべく、年表の作成に着手する一方、桂林の岩洞開発史の基本史料である萢成大『桂海虞衡志』の研究も開始した。なお、本研究に関連する成果の一部は中国四国中国学会で発表し、広西師範大学文学院で講演した。1、現地調査による新発見:中国広西壮族自治区桂林の鍾乳洞、通称"大岩"を中心にして洞内の調査を行い、『芦笛岩大岩壁書』(1974年)・「桂林芦笛岩・大岩壁書考釋」(1986年)等、先行の調査・研究では全く知られていなかった古代墨書跡を更に5点発見した。うち3点は弘治三年(1490)、崇禎一四年(1641)、嘉慶四年(1799)の書、他の2点は字径1m以上ある大書であり、1点は「忍」一字楷書、1点は「虎」の異体字「乕」一字草書であり、ともに明代あるいは清初の書と推定する。このような巨大一字墨書は、芦笛岩にも見られない、極めて珍しい形式であり、大岩壁書の特徴の一つであるといえる2、墨書跡の判読と解読:すでに収集している墨書跡のデジタル画像によって判読を進め、文字資料140余点を厳選した。先行の調査・研究で知られているものは93点であり、その半数に近い約50点の新資料を得たことになる。剥落、浸食が進み、あるいは今人の落書き等によって消滅している部分もあり、全容の解明は固より不可能であるが、その約80%近くを解読すると同時に先行研究の誤りを多く訂正することができた。
神経軸索伸展阻害分子を標的としたワクチンによる中枢神経再生の試み

成熟中枢神経系において、自己複製能及び多分化能を有する神経幹細胞の存在が明らかにされたことから、内在性の神経幹細胞の分化誘導による中枢神経再生の可能性が示唆されている。そこで、本研究では、損傷後の中枢神経再生の困難な原因の一つが免疫系から隔絶された環境特異性にあるという仮説のもと、軸索阻害分子を標的としたワクチンを作製し、新しい免疫学的アプローチによる神経再生を試みた。まず、マウス脊髄損傷モデルを作製し、下肢の運動機能評価法を確立した。そこで、軸索伸展の阻害分子Nogo-A receptorに結合するNogo66エピトープ組換え蛋白と、Nogo-A抗体誘導可能な抗原ペプチドを用いたワクチンによるNogo-A特異的な免疫誘導の検討を行った。その結果、マウスモデルにおいて、Nogo-AワクチンによるNogo特異的な抗体は誘導されなかった。そこで、T細胞および抗体誘導において最も重要な抗原提示細胞である樹状細胞を中枢神経系の損傷部位へ移植する、新たな免疫治療アプローチによる神経再生の可能性を検討した。マウス脊髄損傷モデルを作製し、樹状細胞を損傷部位へ移植したところ、有意な運動機能の回復が観察された。そのメカニズムの一つとして、樹状細胞が軸索再生効果の高い神経栄養因子NT-3を分泌して、損傷神経軸索を再生することにより、運動機能が改善されることが示唆された。また、樹状細胞移植により、脊髄損傷部周囲では、内在性の神経幹細胞が増殖して、神経細胞の新生が観察された。以上、本研究では、免疫制御に重要な抗原提示細胞である樹状細胞を脊髄損傷部位に移植することにより、再生困難な中枢神経系においても、神経軸索の再生や新たな神経細胞の分化誘導が起きうることを明らかにした。成熟中枢神経系において、自己複製能及び多分化能を有する神経幹細胞の存在が明らかにされたことから、内在神経幹細胞の分化誘導による中枢神経再生の可能性が示唆されている。また近年、損傷された神経軸索の再生困難な原因の一つとして、ミエリン構成タンパク質であるMAGやNogoなどの分子が軸索伸展を阻害することが明らかにされた。本研究では、損傷後の中枢神経再生の困難な原因の一つが免疫系から隔絶された環境特異性にあるという仮説の下、損傷部位への軸索阻害分子を標的としたワクチンを作製し、特異抗体あるいは特異的T細胞を介して阻害分子を阻害する新しい免疫学的アプローチによる神経再生を試み、ミエリン関連分子ワクチンによる内在性神経幹細胞及び前駆細胞の解析を目的とする。(1)軸索伸展の阻害分子Nogoの発現ベクターの作製を行った。特にNogo receptorに結合するエピトープを発現するプラスミドを構築し、発現確認を行っている。(2)マウス神経損傷モデル(脳、脊髄外傷)を作製した。脊髄損傷は胸髄Th8レベルで脊髄を切断するモデルを作製し、自発運動をSCANET SYSTEM(3次元赤外線モニター)にてモニターすることによる下肢の運動機能評価法を確立した。脳損傷は運動野をCO2を用いたクライオプローブ(-80°C)にて破壊したモデルを作製し、ロタロッド法による運動機能評価法を確立した。今後は、ワクチン投与後の損傷軸索及び損傷局所における内因性神経幹細胞、前駆細胞の反応を解析する予定である。
がん細胞増殖に関わる機能性生体分子を標的とする制癌剤の創製

1)ピストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤の開発P388白血病細胞担癌マウス試験で、T/C(%)185の延命効果を示す6-アミノ-2-ナフチル基型HDAC阻害剤K-32を見出した。本阻害剤は、p21/WAF1遺伝子プロモーター活性を上昇させることにより、p21/WAF1の発現を用量依存的に増加させ、また、細胞周期をG2-M期で停止させることにより、癌細胞の増殖を強く抑制することが分かった。一方、2-アミノアニリン基と3,4-ジフロオロベンジル基をもつK-198は、ヒト正常繊維芽細胞毒性試験で、現在臨床開発中のSAHAやMS-275より低い毒性を示した。1,3-ベンゾジオキソール基を有するK-197もSAHAと同等の毒性であった。両者は、ヒト血漿中安定性試験で、SAHAを上回る安定性を示し、MS-275と同等の安定性を示した。K-32、197、198は抗癌剤開発候補化合物に十分値すると考え、更に研究を推進していきたい。緑茶カテキン、(-)-epigallocatechin、(-)-epigallocatechin gallateに、比較的強いHer2/neu高発現型ヒト乳がん細胞株SK-BR-3の増殖抑制作用を認めた。両カテキンは、Her2とHer3のホモ、ヘテロ2量体化及びリン酸化を抑制することが分かった。一方、o-アミノチオフェノール誘導体K-154に、SKBR3株の増殖を強く抑制する効果があることを見出した。本化合物は、そのSH基とHer2タンパク質のシステイン基と-S-S-結合を形成して、p-Her2のレベルを低下させ、SKBR3細胞の増殖を抑制したのであろうと推察している。今後、Herceptinに代わる低分子型乳癌治療薬としての可能性を追求していきたい。1)ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤の開発超高熱菌由来のHDAC-like-proteinの三次構造をヒントにヒトHDAC阻害剤を分子デザインし、構造の末端部に2環性芳香族炭化水素基をもつユニークな構造のN-hydroxybenzamide誘導体K-24に強い癌細胞増殖抑制があるのを見出した。しかし本化合物は水溶性等物性に問題があったので、窒素原子を導入した3-キノリン型(K-120)、キナルジン酸基型(K-140)を合成した。これらがK-24と同レベルの癌細胞増殖抑制活性を保持したまま高い水溶性を示すことを認めた。両化合物と共に、一次Xenograft試験(HT-29ヒト結腸がん細胞)で評価基準をほぼ満たした6-アミノ-2-ナフチル型化合物(K-32)をP388担癌マウス実験に供し、K-120とK-32にそれぞれT/C(%)140,185の延命効果を認めた。本実験でK-32が高い延命効果を示すことを認めたが、第1級アミノ基をもつことから、その代謝安定性が懸念された。そこで、K-32と構造上ほぼ同じ位置に窒素をもつ6-キノリン型化合物(K-164)を合成し、そのHDAC阻害活性を測定したところ、高い阻害活性(IC_<50>14.3nM)を示したことから、今後の動物実験での効果が期待される。

Her2/neu結合型24残基ペプチドを断片化した少残基ペプチドを系統的に合成し、SK-BR-3ヒト乳がん細胞と、controlとして、Her2/neu非発現型SW620ヒト結腸がん細胞の増殖抑制活性を評価したが、有効なペプチドを見出すことができなかった。一方、(-)-epigallocatechin、(-)-epigallocatechin gallateに比較的強いSK-BR-3増殖抑制効果を認めたので、ピロガロール基をもつ3環性化合物を中心に分子デザインを行った。その結果、数化合物に弱いながら(IC_<50>数+μM)抑制効果を認めた。更に、ジスルフィド系統化合物に、エストロゲン非感受性乳がん細胞株であるHBC4に対する選択的阻害活性を認めた。今後、両系統化合物の構造をヒントに分子デザインを推し進めていきたい。1)ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤の開発6-アミノ-2-ナフチル型化合物K-32、並びに、その類縁体K-120をP388担癌マウス実験に供し、それぞれT/C(%)185、140の延命効果を認めた。そこで、p53欠損株型ヒト骨肉腫細胞MG63を用いて、これら化合物の抗腫瘍活性が、他のHDAC阻害剤と同様、CDK阻害タンパク質p21/WAF1によって誘起される細胞周期停止を含む機構で起こるかどうかについて検討した。これら化合物は、MG63細胞のp21/WAF1タンパク質の発現を用量依存的に増加させ、p21/WAF1遺伝子プロモーター活性を著しく上昇させた。また、MG63細胞の細胞周期をG2-M期で停止させることが分かった。化合物K-32、120は、水溶性、代謝安定性などになお問題を残していたので、これらのアミド基に代わりヒドロキシエチルアミノ基、ヒドロキサム酸基に代わり2-アミノアニリン基、を持つ化合物をデザインした。その結果、HCT116ヒト大腸がん細胞増殖抑制効果、HDAC阻害活性において、現在臨床試験中の経口性HDAC阻害剤MS-275に勝とも劣らないHDAC阻害剤K-183、196、197を創製することができた。現在、NCIで抗がん活性を評価中である。緑茶カテキン、(-)-epigallocatechin、(-)-epigallocatechin gallateに、比較的強いHer2/neu高発現型ヒト乳がん細胞株SK-BR-3の増殖抑制作用を認めた。そこで、両カテキンの、Her2とHer3のヘテロ2量体化、並びに、Her2蛋白リン酸化に対する影響を調べた。その結果、両カテキンとも、濃度依存的にヘテロ2量化およびHer2リン酸化を抑制することが分かった。一方、Her2タンパク質のC末端側に存在するシステインと-S-S-結合を形成して、SK-BR-3細胞の増殖を抑制する含硫化合物をデザインした。これらの化合物のうち、あるものはHer2/neu高発現型ヒト乳がん細胞株SK-BR-3の細胞増殖をIC_<50>数十μMで抑制したが、大腸がん細胞HCT116に対しても強い増殖抑制効果を示した。今後、この作用機構を明らかにしていきたい。1)ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤の開発2-アミノアニリン基をもつHDAC阻害剤を種々合成し、臨床試験中のMS-275と同等の癌細胞増殖抑制活性をもつ化合物を幾種か得た。そこで、ヒト正常繊維芽細胞(CCD-1059SK)毒性試験を実施した。特記すべきことに、K-183のフェニル部位にフッ素原子を導入した型の化合物K-198において、K-183並の高い癌細胞増殖抑制効果と毒性の著しい低減が観察された。この毒性はSAHAやMS-275より低いものであった。
癌の「分子標的予防法」の開発に関する基礎的研究

癌抑制遺伝子のp53-RB経路は極めて多くの癌において異常をきたしているが、この経路を標的とした「分子標的予防法」の研究は極めて少ない。p53-RB経路に関連した多岐にわたる遺伝子群のプロモーターを用いて、転写調節による化学予防法の可能性をさらに追求した。私達が見い出した、ビタミンD3によるSp1とNF-Yを介したp27プロモーター活性化機構においてさらなる解析をすすめた。NF-Yサブユニットの一つNF-YAには短型と長型の二種類のスプライシングバリアントがある。共発現実験によりNF-YAの短型の方がより強くp27プロモーターを活性化することを見い出した。NF-YA短型は長型のうちの2653番のアミノ酸が欠失したものである。そこで長型から種々の欠失変異体を作製しp27プロモーターの活性化能を検討した結果、この間のどの部分を欠失してもp27プロモーターを強力に活性化した。さらに、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDAC阻害剤)が、p53下流遺伝子の一つgadd45の発現をp53非依存的に活性化することを見い出した。この活性化機構を解析しプロモーター領域のOct-1結合配列を介していることを明らかにした。またHDAC阻害剤がp16ファミリーのp19遺伝子の発現を増加させることも見い出し、プロモーター上のsp1結合配列を介していることを明らかにした。またフラボノイドの1種であるケルセチンが、gadd45の発現を誘導することを見いだした。この誘導はプロモーター領域を介しておらず、またp53非依存的経路を介していることが示された。
光学不活性な分子を用いた新しい強誘電性液晶の開発

本研究の目的は、光学活性でない液晶分子を設計・合成して、強誘電性の液晶相を作る方法を確立することにある。具体的には、2つの液晶発現部位(メソゲン)を共有結合により強制的にねじれの位置に配置し、立体配座的に光学活性な化合物を合成し、その液晶相を調査し、さらに構造の最適化を行い、強誘電性液晶相を実現することにある。具体的には、2つの液晶発現部位(メソゲン)を共有結合により強制的にねじれの位置に配置し、立体配座的に光学活性な化合物を合成し、この分子の液晶相の性質を調査し、さらに構造の最適化を行い、優れた強誘電性液晶相を実現することにある。本研究で設計した化合物は、(R^2O-C_6H_4-COO-C_6H_4-COO-C_6H_4-CO)_2NR^11、(R^2O-C_6H_4-COO-C_6H_4-CC-C_6H_4-CO)_2NR^12、及び、(R^2O-C_6H_4-COO-C_6H_4-CH_2CH_2-C_6H_4-CO)_2NR^13の3種類の化合物であり、その合成も完了した。偏光顕微鏡観察およびDSC測定をおこなったところ、化合物2はまったく液晶性を示さなかったが、化合物1と3のR^1=R^2=C_8H_<17>においては、安定な液晶相スメクティックAが観測された。さらに、粉末X線回折により、化合物1と3の液晶の集合状態を精査したところ、層の間隔が分子長よりもはるかに短いことが判明した。この液晶相構造は、上下の層で分子が互いに入り込み、高度な秩序を有する報告例のないスメクティックA相(当研究室で、スメクティックAp相と命名)であることがわかった。今後は、この相の詳細な構造解析および(反)強誘電性について調査を行う予定である。
ニューラルネットワークによる定位集光照射の治療計画支援システム

【はじめに】定位集光照射はX線を集中照射し周囲の組織の放射線障害を減少させる。定位集光照射はパラメータが多く3次元での空間線量分布を理解する必要がある。今回、我々はニューラルネットワークシステムを用いて最適なパラメータの決定を試みた。【材料と方法】パーソナルコンピュータ(COMPAQ prolinea 5100)上で3層のバックプロパゲーションアルゴリズムを用いて過去の定位集光照射症例に基づいた2つのニューラルネットワーク(NSCI,DCC)を設計した。入力層はNCSIは病巣の面積、体積、円周長、表面積の4要素、DCCは面積、体積、円周長、表面積、円形指標1(面積/円周長)、球形指標1(体積/表面積)、円形指標2(円形指標1の平方根)、球形指標2(球形指標1の平方根)から構成されている。これらの値は最大値により標準化された。CT画像をトレースしたトレーニングデータを10例とした。5例が1門(NCSI=1)、5例が2門以上(NCSI>1)であった。3例は円柱コリメータの直径が10mm(DCC=10mm)、3例が20mm(DCC=20mm)、残りが30mm(DCC=30mm)であった。このニューラルネットワークの最適な構造を探すために、隠れ層の要素数を1から10まで変化させた。NCSIのニューラルネットワークにおいて、出力層の要素数を1とし"NCSI=1"を0.99、"NCSI>1"を0.01を表すものとした。DCCのニューラルネットワークおいては、出力層の要素数を3とした。それぞれの要素数は10mm、20mm、30mmを表している。【結果】このニューラルネットワークを用いて15症例の実験を行った。NCSIのニューラルネットワークでは12例で正確であった。DCCでは、10例で正確であった。我々の実験の結果はニューラルネットワークが良い制度で定位集光照射を支援できることを示した。
温度感受性ヒトp53癌抑制遺伝子を用いた細胞増殖制御機構の解明

p53癌抑制遺伝子の変異は殆ど全てのヒト癌で最も高頻度にみられる。我々は野生型p53のもつ細胞増殖機能に解析するために、ヒトp53の138番目をアラニンからバリンに変えた温度感受性変異株(vall38)を作成し、ラット初代線維芽細胞(REF)、ヒト骨肉腫細胞(Saos-2)、ヒトT細胞白血病(Jurkat)、およびヒト赤白血病細胞(K562)に導入した。これらの細胞を低温シフトしたときの細胞増殖に対する影響を、生細胞数、DNA含量等を基に解析したところ、Jurkat細胞はアポトーシスを他の細胞はG1停止をおこしていた。なおSaos-2細胞ではG2/M停止を起こすものもかなりあった。p53によるG1停止に関してはp21cipl(waf1)の発現誘導、cdk/cyclinの阻害、Rbの脱リン酸化、E2Fとの結合を介するDNA合成開始の阻害が考えられている。G1停止をおこす細胞でp53の下流のシグナル伝達をしらべたところ、K562細胞では上記と一致する。REF細胞ではp21cip1(waf1)の発現誘導を介さない、Rbの発現のないSaos-2細胞ではRbの代わりにp130がG1停止の、シグナル伝達に係わっていることが判明した。そこでREF、Saos-2細胞でのG1停止に、またJurkat細胞でのアポトーシスに関与する遺伝子をクローシングするため、低温シフト前と後それぞれ6時間サイクロヘキシミド存在下で培養し、mRNAを精製後cDNAライブラリーを作成した。低温シフト後に野生型活性によって発現誘導されると思われる新たな遺伝子の検索をピオチン/ストレプトアビジンによるサブトラクション法を用いて試みたが得ることが出来なかった。
多様性に富むＨＩＶの弱点を突くＰＴＭを標的とする新しい抗ＨＩＶ戦略構築研究

本研究ではHIV複製に密接に関わることが知られているNMT1に着目し、NMT1と相互作用するタンパク質を探索した。その結果NMT1がhnRNPA2/B1とRNAを介さずに結合することを見いだした。興味深いことに、NMT1はHIV RNAの発現レベルの上昇に関与し、一方hnRNPA2/B1はHIV RNAの発現レベルの低下に関与していることが明らかになった。NMTはHIV由来タンパク質(Gagタンパク質とNef)のNミリストイル化触媒酵素として、HIV複製に必須の宿主性因子として機能しているだけでなく、HIV RNAの発現レベルの上昇にも関与していることが明らかになった。本研究の目的は薬剤耐性HIV出現を回避し既存の抗HIV薬と作用機序が異なる新しい抗HIV戦略を構築するため、以下に記述した点に力点を置いた基礎研究を行うことである。研究代表者はHIVの弱点と考えるHIV複製に必須で保存されたウイルスタンパク質の翻訳後修飾を阻害することを目指している。翻訳後修飾のひとつミリストイル化はそのタンパク質の機能発現に必須であるが、HIVにおいて構造タンパク質Gagやアクセサリータンパク質Nefがミリストイル化を受け、これらの翻訳後修飾を受けない変異体はウイルス複製能力が消失もしくは著しい低下を引き起こすことが明らかになっている。このミリストイル化を触媒する酵素は宿主性のNミリストイルトランスフェラーゼ(NMT)である。NMTにはNMT1とNMT2の2種のアイソフォームが存在するが、研究の柱の一つとして、新規HIV複製阻害法構築のためにHIV複製に密接に関わるNMT1に着目した。特にNMT1リボゾーム局在の特徴に注目し、その詳細を明らかにすることを中心に検討をすすめている。また、第二の研究の柱として、多クローンのNefにおけるリン酸化の多様性解析及びリン酸化部位の同定を試みている。NefはHIVの病原性因子であり、多様なタンパク質と相互作用し、CD4やMHCクラスIのダウンレギュレーションを誘導しウイルス複製を促進することが知られており、その欠損ウイルスは著しくウイルスの複製能力が低下することが知られている。Nefのリン酸化の程度がそのHIVの病原性にかかわる機能と密接に関連しているのではないかという仮説のもと、研究を遂行している。研究の柱の一つとして、新規HIV複製阻害法構築のためにHIV複製に密接に関わる翻訳後修飾酵素のひとつNMT1に着目した。NefはHIVの病原性因子である。Nefのリン酸化の程度がその機能と密接に関連しているのではないかという仮説のもと、研究を遂行している。本研究では、薬剤耐性HIV出現を回避し既存の抗HIV薬と作用機序が異なる新しい抗HIV戦略を構築するため、HIVの弱点と考えるHIV複製に必須で保存されたウイルスタンパク質の翻訳後修飾に着目した。HIVにおいて構造タンパク質Gagやアクセサリータンパク質Nefがミリストイル化を受け、これらの翻訳後修飾を受けない変異体はウイルス複製能力が消失もしくは著しい低下を引き起こすことが明らかになっている。NMTにはNMT1とNMT2の2種のアイソフォームが存在するが、本研究ではHIV複製に密接に関わることが知られているNMT1に着目した。NMT1と相互作用するタンパク質を探索した結果、NMT1がhnRNPA2/B1とRNAを介さずに結合することを見いだした。医歯薬学エイズの原因ウイルスであるhuman immunodeficiency virus (HIV)は、患者の体内で免疫攻撃や抗HIV薬の圧力に対し、多様性によって対抗する。HIVの多様性は、自身の逆転写酵素が校正機能を有さないことに加え、HIVの複製速度が著しく速いことが主な原因となり、HIVゲノムへの変異導入と蓄積が繰り返される結果である。薬剤耐性HIV出現を遅延・回避する新しい抗HIV戦略の構築は急務である。そのような背景のもと、本研究では「薬剤耐性HIV出現を回避する抗HIV戦略の構築」を究極の目的としている。

新規HIV複製阻害法構築のためのNMT1に着目した解析おいて、native PAGEによりNMT1が高分子量で検出され、単体ではなく複合体として存在していることが示された。相互作用分子の解析を行った結果、RNAの輸送やスプライシングに関与するタンパク質が相互作用していることが明らかになった。この相互作用がHIV複製にどのように関与しているのかという観点で現在解析を進めている。Nefにおけるリン酸化解析では、2次元電気泳動(2D-PAGE)により等電点約0.1のシフトと、アルカリフォスファターゼ(AP)処理による脱リン酸化体検出で行った。またあわせてPhos-Tagを含むSDS-PAGEを利用し、リン酸化数の特定を行っている。Nefのリン酸化には多様性が存在していることが示されており、この特徴について詳細を解析中である。また質量分析装置を利用し、リン酸化部位の同定も試みている。着実に進歩しており、今後の展開が期待される。エイズの原因ウイルスであるhuman immunodeficiency virus (HIV)は、患者の体内で免疫攻撃や抗HIV薬の圧力に対し、多様性によって対抗する。HIVの多様性は、自身の逆転写酵素が校正機能を有さないことに加え、HIVの複製速度が著しく速いことが主な原因となり、HIVゲノムへの変異導入と蓄積が繰り返される結果である。薬剤耐性HIV出現を遅延・回避する新しい抗HIV戦略の構築は急務である。そのような背景のもと、本研究では「薬剤耐性HIV出現を回避する抗HIV戦略の構築」を究極の目的としている。鋭意相互作用分子の解析を行っている。すでに2カ所のリン酸部位を特定しつつある。NMT1はNefと結合することが報告されている。本研究で見いだされているNMT1の複合体にNefがどのように関連してくるかという観点を加え、これまでの研究を継続していく。NMT1と複合体を形成する相手方の分子の1つを特定したが、その結合のHIV複製における意義を明らかにしていく。さらに、この複合体形成がNMT1のリボゾーム局在とどのように関わっているのか、HIVのgagタンパク質のミリストイル化にかかっているのか等の観点を含めて検討していく。
シアラグ法によるノッチ付繊維強化金属基複合材料の破断挙動についての研究

本研究では一方向性FRMを対象に、人工ノッチを入れ、スリット幅を考慮したシアラグ法による応力分布の新しい計算法を開発し、負荷応力が縦割に及ぼす影響を解明するとともに、縦割を伴って破壊する切欠き材の強さの定量的評価法の開発およびその理論的解析によって、FRM複合材料の変形・破壊挙動を検討した。また、モデル材料としてB/Al複合材料を想定しているため、シアラグ計算法の検証のため拡散接合法により、FRM試験片を作製し、引張試験を行い本計算法の有効性を検証した。得られた結果を以下に示す。(1)三次元のノッチ付FRMを二次元のものにモデル化して、シアラグ法を適用することによって、一方向性FRMの応力分布およびノッチ先端の縦割れを考慮したときの応力集中係数を計算することができた。(2)ノッチのある複合材料には、予想どおりにノッチのない試料には見られない縦割れがノッチ先端部に現われる破壊形態が観察された。この縦割れの長さはばらつきが大きいが、ノッチ深さが大きくなるにつれ短くなる傾向を示した。(3)ノッチ先端に位置するマトリックスの縦割の発生条件は以下のようになっている。ここに、τはせん断応力計算値、αはノッチのサイズと関係ある修正係数、τuはマトリックスのせん断強さである。(4)ノッチ付B/Al複合材料の強度計算値と相対ノッチ長さ2C/Wの関係は実験値のそれと比べると2C/Wが大きい程定量的に一致する傾向がみられた。これはノッチ深さが大きくなるにつれてノッチ先端部にかかる応力が大きくなるために、非累積破断が起こりやすくなって、シアラグ解析での破壊条件ともさらに一致したためと考えられる。
多機能型チトクロームP450酵素MycGの反応制御に向けた研究

チトクロームP450酵素(P450)による酸化反応は抗生物質の構造の多様性を引き出すとともに抗菌活性に大きな影響を与える。マクロライド抗生物質mycinamicinの生合成に関与するMycGは多様な酸化反応を複数回触媒する多機能型P450である。それぞれの酸化反応に関与するアミノ酸残基の同定などの結果から導き出された変異型MycG、P450の反応に必須である電子伝達タンパク質を更に融合した変異型MycGの有用性を検討することで、多機能型P450の産業応用へ繋げるための新たな知見を得る。