hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
拡散型移動過程の一般化速度特性曲線の同定とその応用

乾燥特性曲線(乾燥速度曲線)は,材料種類のみならず境界,初期条件等の操作条件によっても大きく異なるため,異なった操作条件での乾燥速度曲線の推定は不可能であった.しかし乾燥速度曲線は,材料特性および操作条件のすべての変数が反映した結果であり,従って1本の速度曲線を得れば他のいかなる操作条件における速度曲線も原理的には推定の可能性が存在する.このことは吸着など他の分野における拡散型非定常移動過程でも同様である.そこで,本研究では等温乾燥,吸・脱着操作において操作条件をパラメータとして含んだ材料に固有の特性曲線(一般化特性曲線)を利用した速度曲線推定法の開発をめざした研究を行った.等温乾燥,吸・脱着操作などの各操作における拡散型非定常移動過程は(1)境界面と材料面が一致しておりかつバルクのポテンシャル値が一定の場合(2)境界面と材料面が一致しておりかつバルクのポテンシャル値が変化する場合(3)境界面が材料内部を移動しかつバルクのポテンシャル値が一定の場合(4)境界面が材料内部を移動しかつバルクのポテンシャル値が変化する場合の4種類に分類される.ここで,それぞれの場合に対しての支配方程式を一般化支配方程式と呼ぶことにする.そこで,まず等温乾燥,吸・脱着操作における非定常移動過程の基礎方程式の一般化支配方程式への分類を行い,材料形状が平板と球の場合に対する一般化支配方程式からの一般化特性曲線の導出を行った.得られた一般化支配方程式について,数値計算により解を求めた.さらに,得られた結果の妥当性を実験的に検証するため液相回分吸・脱着実験を行った.その結果,計算による推算が妥当であることがわかった.乾燥特性曲線(乾燥速度曲線)は,材料種類のみならず境界,初期条件等の操作条件によっても大きく異なるため,異なった操作条件での乾燥速度曲線の推定は不可能であった.しかし乾燥速度曲線は,材料特性および操作条件のすべての変数が反映した結果であり,従って1本の速度曲線を得れば他のいかなる操作条件における速度曲線も原理的には推定の可能性が存在する.このことは吸着など他の分野における拡散型非定常移動過程でも同様である.そこで,本研究では等温乾燥,吸・脱着操作において操作条件をパラメータとして含んだ材料に固有の特性曲線(一般化特性曲線)を利用した速度曲線推定法の開発をめざした研究を行った.等温乾燥,吸・脱着操作などの各操作における拡散型非定常移動過程は(1)境界面と材料面が一致しておりかつバルクのポテンシャル値が一定の場合(2)境界面と材料面が一致しておりかつバルクのポテンシャル値が変化する場合(3)境界面が材料内部を移動しかつバルクのポテンシャル値が一定の場合(4)境界面が材料内部を移動しかつバルクのポテンシャル値が変化する場合の4種類に分類される.ここで,それぞれの場合に対しての支配方程式を一般化支配方程式と呼ぶことにする.そこで,まず等温乾燥,吸・脱着操作における非定常移動過程の基礎方程式の一般化支配方程式への分類を行い,材料形状が平板と球の場合に対する一般化支配方程式からの一般化特性曲線の導出を行った.得られた一般化支配方程式について,数値計算により解を求めた.さらに,得られた結果の妥当性を実験的に検証するため液相回分吸・脱着実験を行った.その結果,計算による推算が妥当であることがわかった.
実空間と仮想空間をシームレスにつなぐＡＲ学習支援システムの開発

本研究の目的は,リアルとバーチャルの世界を接続するAR学習支援システムを開発することであった,システムには,次に示すいくつかの機能を実装した.まず,学生は,実際のモデルを操作することによって仮想オブジェクトを制御することができる.また,太陽,地球,月,スペースシャトルなどのモデル上に視点を移動することが可能である.本システムの有用性を検証するため,大学生を対象に協調学習支援の可能性を検討した.また,中学生を対象に実践授業を行い,理解度テストに対するシステムの有用性を検証した.本研究課題では,実空間と仮想空間をシームレスにつなぐAR学習支援システムの開発を目的とした.これまでにHMDを用いて教科書を閲覧するとコンピュータグラフィックスの地球と月が自転するモデルを重畳提示するシステムを開発した.また,このコンテンツをタブレット端末に実装し,大学生を対象に評価実験を行った.さらに,具体的な模型と連動して動くタンジブル学習支援システムを開発した.本研究課題では,タンジブル学習支援システムに,AR技術を用いて仮想シェードを重ね合わせることが可能な,AR学習支援システム(ARタンジブル学習支援システムと呼ぶ)を開発した.このシステムでは,これまでの仮想空間と模型との連動に加え,ARの技術を用いていることから,自身がみている視点とモニタに投影されている模型上の仮想の視点との関わりを認識しやすくなっている.学習者は,自身の視点を身体的移動によって変更することができる.また,CGを重ね合わせて理解を促進できることが期待できる.加えて,本挑戦的萌芽研究では,OpenNIを用いてシステムを拡張することを目指した.しかし,このプロトタイプ開発については継続することとなった.そこで,ここまでの研究成果を基に,中学生を対象としてARタンジブル学習支援システムの有用性を検討した.広島県内の公立中学校の生徒(3クラス)を対象として,空間的思考力に関する調査を実施した.そしてARタンジブル学習支援システムの有用性を示した.これらの成果は,日本教育工学会において公表した.今後の課題は,タンジブル教材を用いた空間認識力の育成を,理科だけではなく,数学,技術科,情報科などの領域に拡大し,領域横断的な能力育成のカリキュラムとして検討することである.本研究の目的は,リアルとバーチャルの世界を接続するAR学習支援システムを開発することであった,システムには,次に示すいくつかの機能を実装した.まず,学生は,実際のモデルを操作することによって仮想オブジェクトを制御することができる.また,太陽,地球,月,スペースシャトルなどのモデル上に視点を移動することが可能である.本システムの有用性を検証するため,大学生を対象に協調学習支援の可能性を検討した.また,中学生を対象に実践授業を行い,理解度テストに対するシステムの有用性を検証した.本研究の目的は,(1)実空間と仮想空間をシームレスにつなぐAR学習支援システムの開発,(2)実践的活用による有用性の検討,の2点であった.平成24年度は,(1)実空間と仮想空間をシームレスにつなぐAR学習支援システムの開発を推進することとなっていた.現在,プロトタイプは完成しており,HMDを用いて,教科書を閲覧した際に,コンピュータグラフィックスの地球と月が自転するモデルを重畳提示することが可能になった.また,このコンテンツをタブレット端末に実装し,大学生を対象に評価実験を行った.これらの成果は日本教育工学会論文誌に掲載された.本研究では,このプロトタイプを拡張し,AR学習支援システムを構築していく予定であった.しかし,いくつかの問題で開発が停滞した.まず,HMD(Head Mount Display)である.HMDとしては,光学シースルー型HMD (VUZIX社製STAR1200)を購入する予定となっていた.ところが,平成24年度中に市販された光学シースルー型HMDの解像度が十分ではなく,プロトタイプとして開発した際に使用していたビデオシースルー型との相違があまり見られなかった.一方で,Google Glassなどの新しい技術が発表され,平成25年度中に製品が発売されることとなっている.そこで,HMDの性能を含めて再検討をすることとなった.次に,NUI(Natural User Interface)の実装についてである.ゼスチャセンサーとして,ハードウェアにマイクロソフト社のキネクトを用い,ソフトウェアにOpen NIを用いてシステム開発を行っている.しかし,先のプロトタイプに実装することができず,システムとして統合することができない状況にある.早急に開発を進めたい.(1)ハードウェアの性能市販レベルの装置の性能については,事前に確認をしていた.しかし,実際に紙ベースのスペックと実物のスペックには乖離があった.(2)開発技術的な問題に直面しており,解決が難しい可能性が高い.しかし,挑戦的な課題であるため,今回のトラブルは予想の範囲内である.(1)ハードウェアの性能まずは,目的を達成することが重要である.今年度の動向をみて,システムスペックとしては,ある程度の譲歩をする必要があると考えている.(2)開発専門的知識を有したエンジニアの支援を要請する.昨年度,購入しなかった物品(HMD)を購入する.また,計画通り,成果の公表を行う.
複合型糖鎖をもつ糖タンパク質の人工精密化学合成を用いる糖鎖機能解明の系統的研究

単一構造のヒト型糖鎖をもつ糖タンパク質合成を目的とし、3本のシアリル糖鎖を天然型の位置にもつエリスロポエチンの全長構築に成功した。シアル酸結合レクチンシグレック7の化学合成に成功しその基質特異性を調べた。大腸菌で、標的糖タンパク質のペプチドセグメント2つを融合タンパク質として発現し、化学的修飾を施したあと、化学合成した糖鎖ペプチドチオエステルと連結することでインターロイキン13の合成に成功した。鶏卵から単離した2分枝ヒト型糖鎖を化学的に修飾し糖鎖を付加させることで天然型の3分枝型糖鎖の半化学合成に成功した。ヒトIgG1のFcモノマーの全長の合成を検討し成功しFc体の全合成に見通しをつけた。エリスロポエチン(EPO)は糖タンパク質であり、その糖鎖末端のシアル酸がEPOの活性に深く関与しているが、分子レベルでの機能解明には至っていない。現在、世界中でEPOの化学合成が検討されているが、シアリル糖ペプチドチオエステルの効率的な合成法がないため、全長糖鎖化ポリペプチド鎖の合成は成されていなかった。これはシアル酸残基の結合が酸に不安定であるため、酸処理を伴うペプチド固相合成法を利用し辛いことが原因であった。本研究ではシアル酸のカルボキシル基による分子内酸触媒反応が、シアリル結合の酸加水分解を起こすのではないかと考え、カルボキシル基を強酸に耐性を示す保護基でマスクすることで酸に対する安定性が向上するのではないかと考えた。そこで、シアル酸のカルボン酸に、酸で容易に脱保護されないフェナシル基を導入した。得られた糖鎖はBocペプチド固相合成法に用いるTfOHなどの強酸性条件で処理しても加水分解を受けなかった。このことから、分子内触媒反応がシアル酸の不安定性を決める要因と推定し、このフェナシル・シアリル糖鎖を用いることで、Bocペプチド固相合成法によるシアリル糖ペプチドチオエステルの合成を検討し、HFなどを使用しない容易な方法を確立した。そしてこの方法を利用して、83位に二分岐シアリル糖鎖を有するEPOの化学合成を行った。全長ポリペプチド鎖は6つのセグメントに分け、ペプチドセグメントと上記手法で得たシアリル糖ペプチドセグメントを、Native Chemical Ligation (NCL)法により順次連結し全長を得、続くフォールディング操作により、シアリル糖鎖をもつEPOの化学合成を達成した。糖タンパク質を化学合成するために必要な糖ペプチドチオエステルの簡便な合成を検討し、適応困難と思われていた強酸を用いるBoc法によりシアリル糖ペプチドチオエステルを合成することに成功した。この方法が成功したことで83位にシアリル糖鎖をもつエリスロポエチンの全合成に成功した(Angew Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3567)。25年度は、この手法をもちいて、3本のヒト型シアリル糖鎖を天然型の位置3カ所にもつエリスロポエチンの全長構築を検討した。その結果少量ではあるがその合成に成功し、現在そのフォールディングを検討している。アミノ酸120残基からなるシアル酸結合レクチンシグレック7の化学合成に成功した(投稿準備中)。このシグレックはELISAをつかって基質特異性を調べた結果、本来の基質であるジシアロ糖鎖には結合するがモノシアロ糖鎖には結合しないことが確認できた。大腸菌で、標的糖タンパク質のセグメントが2つ連結した融合タンパク質を発現させ、それを化学的に切断、活性化させることで標的糖タンパク質のN末端のペプチドチオエステルと、C末端側のペプチドを調製することに成功した。そして化学的に調製した糖鎖ペプチドチオエステルと連結することでインターロイキン13の合成に成功した(投稿準備中)。鶏卵から単離した2分枝ヒト型糖鎖を化学的に修飾することで24個の水酸基のうち特異的な位置の水酸基を遊離としそこに糖鎖を付加させることで天然型の3分枝型糖鎖の半化学合成に世界ではじめて成功した(投稿準備中)。また、この糖鎖に酵素を用いて、シアル酸を2種類の結合様式で連結させることに成功した。ヒトIgG1のFcモノマーの全長の合成を検討し成功した。得られた糖ペプチド全長は、プロテインジスルフィドイソメラーゼを共存させたフォールディング実験で目的とする2本ジスルフィド結合を形成したFcモノマーを得ることがでた。23年度では、改良tert-Boc法を見出したが、改良の余地があった。24年度では用いる保護基などを検討し、糖鎖が存在していても問題なく利用できかつ危険なフッ化水素を用いない安全な改良Boc法を確立した。大腸菌で発現したペプチドのC末端を化学的にチオエステル化する反応を検討した。

発現したペプチドにpeptide-XーGly-Cys(Xは任意のアミノ酸)という配列を入れておけば、酸性条件下、アルキルチオール存在下でCysの切断が起こりpeptide-XーGly-thioesterとなることが報告されていた。しかし、この方法ではグリシンのみしかチオエステル化することができなかった。そこで、このGlyを選択的に脱離させながらpeptide-Xーthioesterとする反応を見出した。現在、アミノ酸が100残基を越えるペプチドを対象にこのチオエステル化を検討している。鶏卵から単離した2分枝複合型糖鎖を選択的に部分保護をおこない、天然型の3分枝、4分枝複合型糖鎖を化学的に合成する方法を検討した。その結果、2分枝複合型糖鎖に4カ所ベンジリデン基を導入後、残りの全ての水酸基をアセチル化し、そして選択的酸加水分解により、3分枝、4分枝を合成するのに都合のよい位置の水酸基のみ遊離にできることが判明した。そしてそこにラクトサミン誘導体をグルコシル化したところ天然の3分枝複合型糖鎖を得ることに成功した。全ての合成中間体、ならびに最終生成物はNMRを用いて全ての1H, 13Cならびに結合様式をHMBCにより完全解析し、目的物が確かに得られたことを確認した。オルガネラに導入する蛍光標識糖タンパク質ケモカイン(アミノ酸が70残基程度)の合成やシアル酸結合タンパク、シグレック7、抗体のFc部位のモノマーに相当する糖ペプチドの合成に成功した。糖タンパク質を簡便に化学合成するために必要な糖ペプチドチオエステルの合成法の確立が主の目標であったが、それを達成するとともにアミノ酸166個からなるエリスロポエチンの全化学合成に成功した。本来このテーマは2年目のものであった。この合成に平行して他の糖タンパク質の化学合成も順調であることから予想以上の成果を得る事ができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。糖タンパク質合成に必要な素反応であるBoc法をもちいたペプチドチオエステルの合成が完了した。そしてこれを用いることで、Fmoc法よりも容易にタンパク質、糖タンパク質合成に必要なチオエステルが大量に合成できるようになった。そしてこの手法により、これまでにアミノ酸166個からなら天然型の糖鎖化エリスロポエチン2種類、シアル酸結合タンパク質シグレック7、抗体のFc部位セグメント、オルガネラに導入する蛍光標識糖タンパク質、そして、3分枝天然型糖鎖の合成に成功した。これらのことから研究は予定どおり予定通りに進んでいるといえる。研究方法は予定した以上に順調であることから、時間的に実施が困難と思われるテーマも平行して遂行できる目処がたったので、大腸菌発現法を組み合わせるなど更に簡便な糖タンパク質合成法の開発を目指す。これまで、確立した方法を利用して合成した糖タンパク質の構造解析、分枝数が3つ、ならびに4つの天然型糖鎖の調製とそれらをもつ糖タンパク質の合成研究をおこなう。また、成熟型ではない糖鎖をもつ蛍光糖タンパク質を合成し、細胞内から単離したゴルジ装置に導入し、糖タンパク質生合成経路でどのように糖鎖が改変されていくか追跡することで糖鎖の機能、役割を理解することを試みる。
がん患者における薬物代謝酵素の活性マーカーを用いたオピオイドの体内動態予測の評価

臨床試験については、オキシコドン及びトラマドールを服用するがん患者を中心に患者登録を行った。その結果、オキシコドンでは31名、トラマドールでは30名の患者を登録した。それらのがん患者について、CYP3A4/5の活性マーカーである血漿中4β水酸化コレステロール(4β-OHC)濃度は健常成人と変わらないことが示された(中間解析)。さらにオキシコドン及びトラマドールを服用するがん患者の血漿中4β-OHC濃度は、悪液質の進行度スコアと関連しなかった。血漿中4β-OHC濃度とオキシコドンの血漿中濃度との相関性は認められなかったが、オキシコドンのCYP3A4を介する代謝経路の代謝比とは正の相関関係が認められた。一方、トラマドールの血漿中濃度とCYP3A4を介する代謝経路の代謝比については、血漿中4β-OHC濃度との相関性は認められなかった。また、エピジェネティック因子であるマイクロRNA(miRNA)の血清中濃度の定量について、リアルタイム定量PCR法を用いた評価法の確立を試みた。対象とする血清miRNAとして、CYP3A4の活性及びがん悪液質との関連性が報告されているmiRNA-27b、miRNA-130b、miRNA-142及び内部標準としてU6 RNAを評価した。予備検討によって、内部標準のU6 RNAががんの病態の影響を受けることが明らかになったため、U6 RNAは内部標準として適さないことを確認した。現在、血清にcel-miRNA-39を添加することで、がん患者で評価を行うことができるmiRNAの定量性を検討している。同時に対象とするmiRNAを増やすために、マイクロアレイ法を用いて血清中miRNAの網羅的解析を検討している。臨床試験において、予定していた患者登録数に到達し、薬物動態解析、血漿中代謝マーカーの定量、血清中マイクロRNAの定量を開始できたことから、おおむね順調に研究が進展した。臨床試験の患者登録とともに、薬物動態解析、25水酸化ビタミンDや4β水酸化コレステロールなどのCYP3Aの内因性代謝マーカーや炎症性サイトカインの測定を継続する。さらにエピジェネティック因子の評価については、既にリアルタイム定量PCR法を用いた評価法の確立に目途が立っている。そのため、解析対象とする候補マイクロRNAについて、マイクロアレイ法を用いて、10種類程度の絞り込みを行う。その後にリアルタイム定量PCR法を用いて、候補マイクロRNAの血清中濃度の定量を行う。さらにこれまでの研究活動で既に確立されている薬物代謝酵素、薬物輸送担体およびオピオイド受容体の遺伝子型の評価を実施する。以上の評価項目について、統合的に解析を行い、悪液質の病期ごとの各要因に基づくオピオイドの血中濃度の予測モデルの作成を行う。臨床試験については、当施設の臨床研究倫理審査およびヒトゲノム・遺伝子解析研究倫理審査の承認を受けた。対象とする鎮痛薬は、これまでの研究成果により、がんの炎症によるCYP3A代謝の低下を確認しているオピオイドμ1受容体刺激作用を有するオキシコドン、フェンタニルおよびトラマドールとした。それら薬物のCYP3A代謝に関わるN-脱アルキル化経路の活性について、代謝比を用いる評価系を確立した。また、CYP3Aの活性低下に関係するがん悪液質の進行度の評価については、がんの臨床症状に基づく指標(Fearon K, et al. Lancet Oncol 2011;12:489-495)および炎症反応に基づく指標であるGlasgow prognostic scoreを用いることとした。今後、CYP3Aの内因性代謝マーカー(血清4β水酸化コレステロール、血清25水酸化ビタミンD)の評価、血清中炎症性サイトカイン、薬物代謝酵素(CYP3A5、CYP2D6)、薬物輸送担体(ABCB1)およびオピオイド受容体(OPRM1)の遺伝子型、CYP3A活性に関係するエピジェネティック因子の評価を行い、薬物動態との関係解析とともに副次評価項目である鎮痛効果および有害作用との関係を評価する予定である。上記の解析を行うために、現在、患者登録、薬物動態および血清インターロイキン6の評価および患者情報の収集を実施している。患者情報の収集については、診療録や疼痛管理記録から情報を抽出し、患者ごとの疼痛管理状況と副作用発現状況の評価表を作成している。予定されていた臨床試験の倫理審査申請を行い、患者登録、薬物動態解析、炎症性サイトカインの評価および患者情報の収集を開始したことから、おおむね順調に研究が進展した。対象とする血清

miRNAとして、CYP3A4の活性及びがん悪液質との関連性が報告されているmiRNA-27b、miRNA-130b、miRNA-142及び内部標準としてU6 RNAを評価した。予備検討によって、内部標準のU6 RNAががんの病態の影響を受けることが明らかになったため、U6 RNAは内部標準として適さないことを確認した。現在、血清にcel-miRNA-39を添加することで、がん患者で評価を行うことができるmiRNAの定量性を検討している。同時に対象とするmiRNAを増やすために、マイクロアレイ法を用いて血清中miRNAの網羅的解析を検討している。臨床試験において、予定していた患者登録数に到達し、薬物動態解析、血漿中代謝マーカーの定量、血清中マイクロRNAの定量を開始できたことから、おおむね順調に研究が進展した。平成29年度に開始した臨床試験の患者登録とともに、薬物動態解析、炎症性サイトカインの評価及び患者情報の集積を継続する。さらに、既に評価系が確立されているCYP3Aの内因性代謝マーカーの評価とともに、薬物代謝酵素、薬物輸送担体およびオピオイド受容体の遺伝子型、CYP3A活性に関係するエピジェネティック因子の評価を開始する。エピジェネティック因子については、薬物動態関連因子として評価を行うマイクロRNAを文献情報に基づき決定し、定量系を確立する。臨床試験の患者登録とともに、薬物動態解析、25水酸化ビタミンDや4β水酸化コレステロールなどのCYP3Aの内因性代謝マーカーや炎症性サイトカインの測定を継続する。さらにエピジェネティック因子の評価については、既にリアルタイム定量PCR法を用いた評価法の確立に目途が立っている。そのため、解析対象とする候補マイクロRNAについて、マイクロアレイ法を用いて、10種類程度の絞り込みを行う。その後にリアルタイム定量PCR法を用いて、候補マイクロRNAの血清中濃度の定量を行う。さらにこれまでの研究活動で既に確立されている薬物代謝酵素、薬物輸送担体およびオピオイド受容体の遺伝子型の評価を実施する。以上の評価項目について、統合的に解析を行い、悪液質の病期ごとの各要因に基づくオピオイドの血中濃度の予測モデルの作成を行う。オピオイドμ1受容体刺激作用薬とその代謝物の標準試薬に関しては、他財源より購入したため、研究継続のための消耗品の購入費用が予想していたよりも安価であった。さらに講座内に設置した機器を使用したことにより、臨床検査項目の外部検査機関への委託費用が不要になったことが挙げられる。平成30年度の研究費については、前年度から開始した薬物動態評価および炎症性サイトカインの評価に必要な消耗品にかかる費用とともに、バイオマーカーの評価、遺伝子解析及びCYP3A活性に関係するエピジェネティック因子の評価に関連した消耗品、情報収集のための学会参加、学内共同機器の使用料に研究費を使用する。他財源より、リアルタイム定量PCR法を行うための機器を購入したため、学内での共同機器の使用料が不要となった。研究継続のための消耗品の購入費用が他の研究課題と重複しており、予想していたよりも購入費用が抑えられた。
紛争解決・予防と市民社会形成の過程に関する理論的考察:アジア諸国の事例

本研究の目的は、アジアという地域において欧米の社会的・歴史的文脈で形成された「市民社会」の概念が有用なのか、またアジアにおける紛争後の政治発展を分析する際に「市民社会」が普遍性を持って受け入れられるのかを検討し、「市民社会」論の普遍化の可能性の検討、紛争解決プロセスにおける「市民社会」概念の、構造変革要因として、ならびに政策概念としての役割を検討することであった。本研究では、会合やメール等による概念整理のための意見交換を行いつつ、各研究分担者の選択した事例(東ティモール、カンボジア、スリランカ、アフガニスタン、中央アジア、韓国)研究のためのフィールド・リサーチを実施した。また、「市民社会」概念の発生の欧州における文脈から必然的に、また比較材料の提供という観点から、フィンランドのタンペレ平和研究所のプロジェクトチームを招聘し、広島において紛争の解決と予防における市民社会の役割について、欧州の事例とアジアの事例を比較するためのワークショップを開催し、その参加者(報告者)などからの協力を得て報告書を作成した。報告書は、市民社会論の展開をアジアの文脈と安全保障の文脈から理論的に概観した後、紛争後の平和構築における市民社会、紛争の発生防止における市民社会、そして、ドナーサイドの市民社会の役割について論じている。本研究により明らかになったことは、「市民社会」というきわめて「西欧的」な概念であるが、アジア諸国においても平和構築の場面でドナー側、地域社会側の両者が非常に強く意識している概念であるということがまず挙げられる。また、地域社会の文化に根ざした社会規範との整合性という問題から派生するドナー側と地域社会側との摩擦や、ドナーへの依存度の高まりへの懸念は当然発生するが、その一方脆弱な行政に代わる社会サービスの提供、コミュニティー間の自発的メディエーションのチャネルとしてのNGOグループの役割など、今後市民社会の紛争解決・予防における役割は今後一層高まっていくことが確認された。本年度は、フィールドにおける調査ならびに紛争と市民社会のかかわりをどのように解釈すべきか、という分析のための概念構築を中心に研究活動を実施した。フィールドにおける調査の実績は以下のとおりである。まずシェラーは、スリランカならびに東ティモールにおいて紛争後の民族和解の問題に焦点を当てて現地調査を実施した。水本は、カンボジアにおいて国際社会介入後10年たった、被介入社会がどのように市民社会(政治空間)を形成してきたのか、あるいは未成熟な部分があるとしたらその部分についてはなぜ未成熟なのかという課題を持って現地調査を実施した。東郷は韓国ソウルにおいて韓国の非政府組織が北朝鮮に対してどのような人道支援を行っているのか、またそうした人道支援が人間の安全保障という観点からどのように説明できるのかについての調査を実施した。秋山と星野は東ティモールにおいて調査を実施し、国連をはじめとする国際機関やNGOが東テイモールにおいていかに市民社会の育成という観点から支援を実施しているのかという点、ならびに現地の社会政治構造と新たに設立されつつある政治制度のギャップなどが治安制度改革などでどのように現れているかを調査した。また、2月にはフィンランドのタンペレ平和研究所の研究員を招聘し、紛争後の平和構築の場面においてどのように市民社会アクターが活動し、また市民社会という概念が支援策の政策概念として使用されているかが欧州とアジアでどのように異なるのかを検証する会議を開催した。

本研究では、会合やメール等による概念整理のための意見交換を行いつつ、各研究分担者の選択した事例(東ティモール、カンボジア、スリランカ、アフガニスタン、中央アジアなど)研究のためのフィールド・リサーチを実施した。また、「市民社会」概念の発生の欧州における文脈から必然的に、また比較材料の提供という観点から、フィンランドのタンペレ平和研究所のプロジェクトチームを招聘し、広島において紛争の解決と予防における市民社会の役割について、欧州の事例とアジアの事例を比較するためのワークショップを開催し、その参加者(報告者)などからの協力を得て報告書を作成した。本研究により明らかになったことは、「市民社会」というきわめて「西欧的」な概念であるが、アジア諸国においても平和構築の場面でドナー側、地域社会側の両者が非常に強く意識している概念であるということがまず挙げられる。また、地域社会の文化に根ざした社会規範との整合性という問題から派生するドナー側と地域社会側との摩擦や、ドナーへの依存度の高まりへの懸念は当然発生するが、その一方脆弱な行政に代わる社会サービスの提供、コミュニティー間の自発的メディエーションのチャネルとしてのNGOグループの役割など、今後市民社会の紛争解決・予防における役割は今後一層高まっていくことが確認された。
HB-EGF-HSPG-ErbB4シグナル系の導入によるがん細胞増殖抑制法の検討

EGFファミリーの増殖因子HB-EGFは、EGFR(ErbB1)またはErbB4に結合しシグナルを伝達する。HB-EGFは種々の癌において増殖促進因子として機能するが、一方でマウス心臓弁形成過程で弁間質細胞に対して、逆に増殖抑制因子として機能し、この抑制シグナル伝達には、弁間質内の細胞外マトリックスにおいてHB-EGFとヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)との相互作用が必須であること、この時受容体としてErbB4が機能していることが、申請者らによるこれまでの研究から明らかとなった。そこで本研究ではこれらの知見を基に、HB-EGFが発現し増殖促進因子として機能しているがん細胞に対し、HSPG及びErbB4を導入することで、細胞を増殖させているHB-EGFそのものを増殖抑制因子に転換し増殖を阻止する事を目的とし、従来の分子標的治療とは全く異なる新規な戦略に基づくがん治療法の開発をめざす。本年度は、HSPG導入によるHB-EGFのErbB4受容体結合選択性転換とその分子機構の解析を目的として、野生型あるいはHSPG欠失CHO(677)細胞へのErbB4の4種類の各サブタイプ(JM-a/CYT-1, JM-a/CYT-2, JM-b/CYT-1, JM-b/CYT-2)あるいはEGFRの導入発現細胞株を樹立した。今後はこれら樹立細胞株を用いて、HB-EGF結合性比較実験により、HB-EGFのEGFRあるいはErbB4の対する結合選択性におけるHSPGの貢献度を検討する予定である。当初計画では、種々の癌細胞へのErbB受容体導入発現細胞も樹立し、増殖性試験まで行う予定であったが、技術的な問題から導入効率が悪く、この問題解決に時間を要したため。今後は、計画している細胞株の樹立、これらを用いたHB-EGF有無での増殖性試験、及び各々のケースでの細胞内シグナル解析を行う。(理由)当初計画していたHSPG依存性HB-EGF-ErbB4/EGFR結合性・増殖性解析の遅延によって、予定していたいくつかの実験が次年度繰越となり、それに伴って執行予算に繰越が生じることとなった。(使用計画)当初予定通り、次年度繰越のHSPG依存性HB-EGF-ErbB4/EGFR結合性・増殖性解析と共に、細胞内ErbB4下流シグナル解析も行う為の予算として使用する計画である。
高齢者転倒抑制のための足底触覚感度強化と足底皮膚変形計測による転倒歩行モデリング

足底触覚感度強化のための振動刺激装置を開発した.被験者実験の結果,適切な部位に適切な刺激を与えれば開発した振動装置で高齢者の立位バランスの向上,凹凸不整地で歩幅を増加させることを確認し,転倒抑制への応用の可能性を示唆した.さらに,足底接触面皮膚変形手法を開発し,被験者実験の結果より,高齢者と若齢者では,歩行時の接触面積変化,足底皮膚移動傾向が有意に異なることを発見した.外部からは容易に判断できない歩行の微細な変化が計測できることを実証し,足底の皮膚計測から将来,転倒リスクの高い歩行をスクリーニングすることが可能であることを示唆した.足底触覚感度強化のための振動刺激装置を開発した.被験者実験の結果,適切な部位に適切な刺激を与えれば開発した振動装置で高齢者の立位バランスの向上,凹凸不整地で歩幅を増加させることを確認し,転倒抑制への応用の可能性を示唆した.さらに,足底接触面皮膚変形手法を開発し,被験者実験の結果より,高齢者と若齢者では,歩行時の接触面積変化,足底皮膚移動傾向が有意に異なることを発見した.外部からは容易に判断できない歩行の微細な変化が計測できることを実証し,足底の皮膚計測から将来,転倒リスクの高い歩行をスクリーニングすることが可能であることを示唆した.本研究では,高齢者転倒抑制のために足底触覚情報処理と歩行動作との関係に着目し,足底触覚刺激の積極的利用により転倒抑制の可能性の検討と歩行時足底皮膚変形計測による不安定歩行の革新的スクリーニング手法の開発を目指している.研究実施初年度の主な目的は,(1)立共鳴を利用したノイズ発生装置により足底触覚感度強化に対する基本的な考え方を検証するとともに,(2)次年度以降の振動刺激装置内蔵シューズの開発に利用する基礎データの蓄積と,これまでの問題点を解消する(3)マーカーレス足底皮膚変形計測手法の開発である.具体的には以下のように実施した.(1)足底触覚感度強化のための確立共鳴を利用したノイズ発生装置試作:2種類のピエゾアクチュエータによるノイズ発生装置を試作し,確立共鳴理論を利用した足底触角感度強化実験を実施した.健常若年者10人による被験者実験の結果,開発した装置での足底触角感度が向上するという知見を得え,基本的な考え方を実証した.(2)刺激部位・周波数・量に伴う触覚感度変化の基礎データ収集:刺激を与える部位,周波数,ノイズ強度を変化し,基礎データの収集を行った.試作したノイズ発生装置により直接足底部に刺激を与えるのではなく,離れた部位にノイズを与えた場合にでも足底触角感度が向上されるという新たな知見を得た.これにより,直接足底にノイズを与える必要が無くなり,今後開発予定の振動刺激装置内蔵シューズの設計方針への影響が期待できる.(3)マーカーレス足底皮膚変形計測手法の開発:Harrisコーナー検出手法とKTL追跡手法を組み合わせた特徴点検出・追跡手法を応用して,足底接触面皮膚変形手法を開発した.これにより,これまで計測の準備や片付けに時間がかかり被験者を集めずらい上に計測精度がマーカーに依存するという欠点が解消され,素足のままの状態で被験者の歩行中の足底接触面皮膚変形の計測が可能となった.本研究では,既往研究成果を踏まえて高齢者転倒抑制のために足底触覚情報処理と歩行動作との関係に着目し,以下の二点を主な目的とし,研究を実施した.(I).足底触覚刺激の積極的利用により転倒抑制の可能性の検討振動刺激により静止立位バランス能力が向上するという前年度の研究成果を基に,健常高齢者13名(平均年齢72.0)での歩行計測実験を実施し,刺激強度が歩行に及ぼす影響を調査した.触覚閾値の0.9倍以下の刺激では,歩行への影響がほぼなく,1.01.2倍程度の振動刺激では,歩幅,歩調が有意に増加し,1.5倍以上の刺激では歩調が有意に減少し,左右移動軌跡長が有意に大きくなった.この結果から,適切な刺激を与えれば開発したウエアラブル振動装置で高齢者の歩行をコントロールすることができるという知見を得た.さらに,無意識のうちに歩幅がより大きい,歩調をより速い歩行に変化させることができることを実証し,転倒抑制の可能性を示唆した.(II).歩行時足底皮膚変形計測による不安定歩行の革新的スクリーニング手法の検討前年度に開発した透明トレッドミルに複数のカメラを設置し,連続的に歩行時の足底画像を計測できる装置を世界で初めて開発した.さらに,画像処理技術を応用することにより,連続足底画像から,歩幅の計測を実現した.

また,健常成人男性10名(平均22.8歳),健常高齢者20名(平均73.2歳)を対象として行った歩行時足底皮膚変形計測実験を実施した.高齢者と若齢者では,歩行時の接触面積変化,足底皮膚移動傾向が有意に異なることを発見した.提案した足底の画像からの特徴点の追跡法や面積変化測定法により歩行の特徴計測が計測できることを実証し,足底の皮膚から歩行の安定性を評価することの可能を示唆した.本研究では,高齢者転倒抑制のために足底触覚情報処理と歩行動作との関係に着目し,足底触覚刺激の積極的利用により転倒抑制の可能性の検討と歩行時足底皮膚変形計測による不安定歩行の革新的スクリーニング手法の開発を目指している.研究二年目の主な目的は,研究初年度で振動刺激により足底触角感度が向上するという知見を基に,(1)静止立位バランス制御実験で足底触角感度向上によるバランス制御への影響を調査するとともに,(2)ノイズ発生装置の小型軽量化である.また,研究初年度で開発した(3)マーカーレス足底皮膚変形計測手法の精度向上と(4)被験者実験により不安定歩行と足底接触面皮膚変形の関係性を探ることである.具体的には以下のように実施した.(1)静止立位バランス制御実験で足底触角感度向上によるバランス制御への影響:クッションで不安定立位面を模擬し,足底触角が優位に影響する状況を再現し,健常若齢者11名と健常高齢者21名により被験者実験を実施し,触角感度向上の静止立位バランスへの影響を計測した.実験結果より,開発した振動装置により若齢者,高齢者ともに静止立位バランスが向上することを実証した.(2)振動装置の小型軽量化:ピエゾブザーを利用した小型ノイズ発生装置の試作した.歩行動作での実験に利用するためにノイズ発生装置のウエアラブル化も既に実現し,今後歩行動作計測実験に利用する.(3)マーカーレス足底皮膚変形計測手法の精度向上:足裏の鮮明な画像な撮影を可能とするために,照明条件を再検討し,既存の装置より遥かに高精度で歩行時に足底皮膚変形を計測可能となった.(4)被験者実験により不安定歩行と足底接触面皮膚変形の関係性:健常若年者,健常高齢者の歩行時の足底接触面皮膚変形を計測し,データの蓄積を行った.計測結果から,健常若齢者と健康高齢者の足底接触面皮膚変形には特徴的な違いがあることを発見した.研究初年度に計画した主な目的は3つあり,下記のとおりほぼ達成できたため.(1)刺激により足底触角感度が強化されるという基本的な考え方を実証した.(2)足底を直接刺激せずとも,別の部位への刺激により足底触角感度が向上するという新たな知見を得ることができ,研究計画以上に進展した.(3)特徴点抽出・追跡手法に関しては,多少制度に難があるが,おおむね手法の開発を終わり,今後精度向上を目指す.25年度が最終年度であるため、記入しない。研究二年目に計画した主な目的は4つあり,下記のとおりほぼ達成できたため.(1)健常若齢者,健常高齢者での静止立位バランス制御実験を実施し,振動刺激により静止立位バランス能力が向上することを実証した.(2)ノイズ発生装置の小型軽量化を実施し,ウエアラブル化に成功したため,次年度に歩行バランスし制御実験が実現可能である.(3)光学的条件を再検討することにより,マーカーレス足底皮膚変形計測手法の精度向上を実現し,健常若齢者と健常高齢者の歩行時の足底皮膚変形を計測し,データを蓄積した.さらに,連続して足底皮膚変形が計測可能な透明トレッドミルの開発を実施した.(4)計測した健常若齢者と健康高齢者の足底接触面皮膚変形には特徴的な違いがあることを発見した.研究初年度の研究で振動刺激により足底触角感度が向上するという知見が得られた.今後は,まず静止立位バランス制御実験で足底触角感度向上によるバランス制御への影響を調査する.クッションなどで不安定立位面を再現し,足底触角が優位に影響する状況を作り被験者実験により触角感度向上の静止立位バランスへの影響を明らかにする.また,同時に試作したノイズ発生装置の小型軽量化を進める.足底皮膚変形計測のための特徴点抽出・追跡手法に関しては,まず,より鮮明な画像な撮影を可能とするために,照明条件を再検討する.
ゲノム改変技術を基盤とする骨粗鬆症の病態解明と再生医療

骨粗鬆症には多因子遺伝性の素因が知られている。骨密度と骨粗鬆症の発症に相関した多くのSNPsが見出されているが、どのような分子メカニズムを介して骨密度と骨粗鬆症の発症頻度の違いに結びつくのかはほとんど明らかにされていない。我々は線維芽細胞を骨芽細胞に直接コンヴァートする技術を用いて、上記のSNPsのいくつかについて、骨芽細胞の分化能とシグナル伝達に与える効果を検証した。本研究は、骨芽細胞分化におけるSNPsとフェノタイプ相違の相関とそのメカニズムの理解を加えるのみならず、遺伝的素因と病態発現機構の解明、個別化医療等につながる可能性が期待できる。骨粗鬆症は多因子遺伝病であり、骨粗鬆症に関連した多くのSNPsが見出されている。骨密度と高い相関を示すSNPsについて、どのような分子メカニズムでフェノタイプの違いに結びつくのかは、遺伝的素因と病態発現機構、個別化医療の観点から極めて重要であるが、これまでのところ全く分かっていない。そこで本研究では、ゲノム改変技術と体細胞リプログラミング技術を用いて、これらのSNPのみが異なるヒト細胞のペアを作って分化能とシグナル伝達等を比較し、上記のメカニズムの解明につなげる。すでに種々の細胞株と正常細胞についてゲノタイプを決定し、またCRSPR Cas9システムで上記のSNPを改変するためのベクターを構築し、ゲノム改変を行っている。本研究の成果は、SNPsとフェノタイプの関連に新しい理解を加えるのみならず、テーラーメイド遺伝子矯正再生医療につながるものと考えられる。そこで本研究では、ゲノム改変技術と体細胞リプログラミング技術を用いて、代表的なSNPsが骨芽細胞の分化能とシグナル伝達に与える効果を比較し、上記のメカニズムの解明につなげることを目的とする。低骨密度と相関するSNPsが異なる線維芽細胞について骨芽細胞へのダイレクトプログラミングを行い、genotype、ダイレクトリプログラミングの効率と、得られた骨芽細胞のフェノタイプと機能を解析した結果、いくつかの新しい知見を得た。さらなる解析を積み重ねることで、SNPsとフェノタイプ相違の相関とそのメカニズムの解明につながるものと考えられる。おおむね計画通りに進行しているため。骨粗鬆症に多因子遺伝性の素因があることは広く知られている。骨密度と骨粗鬆症の発症に相関した多くの一塩基多型(SNPs)が見出されているが、これらのSNPsのうち、とくに高い相関を示すものについて、どのような分子メカニズムを介して骨密度と骨粗鬆症の発症頻度の違いに結びつくのかはこれまでのところほとんど明らかにされてこなかった。我々は線維芽細胞を骨芽細胞に直接コンヴァートする技術(ダイレクトプログラミング)を開発した。すなわち、ヒト正常線維芽細胞にRunx2、Osterix、Oct3/4、L-Mycの4因子の遺伝子を導入して培養すると、その80%以上が、ALP陽性で高い骨基質形成能を有し、正常骨芽細胞に類似したゲノムワイドな遺伝子発現パターンを呈する骨芽細胞に運命転換する。免疫不全マウスの大腿骨に骨欠損をつくり、ここにこの骨芽細胞を異種移植すると、体内でヒト骨基質を産生し骨再生を促進する。そこでこの体細胞リプログラミング技術を用いて、上記のSNPsが骨芽細胞の分化能とシグナル伝達に与える効果を検証した。本年度は昨年度に引き続き、低骨密度と相関するSNPsが異なるヒト細胞についてgenotypeとダイレクトリプログラミングの効率を検証するとともに、得られた骨芽細胞のフェノタイプと機能をさらに詳細に解析した。本研究の成果は、骨芽細胞分化におけるSNPsとフェノタイプ相違の相関とそのメカニズムの理解を加えるのみならず、遺伝的素因と病態発現機構の解明、個別化医療等につながる可能性が考えられる。当初の研究計画では、TALENを用いたゲノム改変を予定していた。しかしより新しいゲノム改変技術であるCRISPR-Cas9技術が確立し、TALENよりも効率が高く簡便迅速な手段として取って代わるに至った。そこで本研究でも、TALENに換えてCRISPR-Cas9を用いることこととした。効率高くゲノム改変が可能となったので、ゲノム改変されていない細胞クローンを多数解析しなければならないという必要性が減ったため、当初の計画と同等あるいはそれ以上に、研究が進展している。

SNPs、ダイレクトリプログラミングの効率、得られた骨芽細胞のフェノタイプと機能についてさらに詳細に解析し、SNPsとフェノタイプ相違の相関とそのメカニズムの解明につなげる。28年度が最終年度であるため、記入しない。再生医学ゲノム改変前後の細胞から骨芽細胞を誘導し、誘導能、Wntシグナル、骨基質形成能等のフェノタイプを比較する。エピゲノム解析とスプライシングバリアントの解析等を行って、SNPの違いによるフェノタイプ変化のメカニズムを解明する。得られた細胞を動物に移植して骨形成能を評価する。骨粗鬆症モデルに移植することにより、テーラーメイド・ゲノム改変遺伝子再生医療の可能性を探索する。
プロテアーゼ活性化受容体―細胞内シグナル伝達系を介した絨毛細胞障害修復機構の検討

脳性麻痺の原因の一つである胎児発育不全には過凝固ー高サイトカイン血症が病態の一部にある。この病態は妊娠初期の胎盤形成に重要な役割を演じていると考えられ、最終的に胎盤形成機能不全となる。ただ、過凝固ー高サイトカインー炎症系ネットワークがどのように初期絨毛細胞の胎盤形成に関与するのかはこれまで明確でなかった。本研究ではTNF-α、IL-1βといった炎症性サイトカインにより、HTR-8SV/neo(絨毛外絨毛細胞株)で生理的に発現しているPAR-2発現が抑制されたことより、胎盤初期絨毛の胎盤構築の抑制に炎症性サイトカインが直接関与していることを一部示し、胎盤形成機能不全の病態解明つながるものである。本研究では絨毛細胞膜表面に存在するPAR群ー細胞内シグナル伝達系を介し障害を受けた絨毛細胞自身が局所でどのような調節機序、過程を経て自己修復するのかについて検討することを目的としている。平成26年度はヒト絨毛細胞由来不死化細胞株(TCL-1)ならびに(HTR-8/SVneo)を用いて、炎症性サイトカイン(IL-beta, TNF-alpha)が炎症関連PAR-2(protease- activated receptors;PAR)のタンパク発現、mRNA発現をどのように調節するか検討した。興味深いことに、血管内皮細胞と異なり、ヒト絨毛細胞由来不死化細胞株ではwestern blotting, RT-PCR法による検討では24時間後有意に発現が低下することが観察された。PAR-2を介して、絨毛外絨毛細胞は浸潤が促進することが過去報告されているが、本検討ではIL-beta, TNF-alphaはその発現を抑制することが明らかとなった。着床直後、同環境における炎症性サイトカインの存在は浸潤の不良を惹起する可能性があり、流産、常位胎盤早期剥離、妊娠高血圧症候群発症病態に関連する可能性が推測された。今後の研究としては、1)炎症性サイトカインによるPAR-2発現低下を介した浸潤能の抑制、2)正常絨毛細胞においても同様な観察がなされるか探求する必要がある。1)については細胞骨格タンパク関連シグナリングの発現調節ならびに浸潤能アッセイにより評価する。胎児発育不全の主な原因として絨毛細胞障害がある。抗リン脂質抗体症候群(APS)合併妊娠では過凝固ー高サイトカインー炎症系ネットワークに直接曝され障害を受けていると考えられる。一方、絨毛間腔を形成する合胞体栄養細胞は血管内皮細胞と類似しプロテアーゼ活性化受容体(PAR)群を発現、細胞周囲微小環境に存在するセリンプロテアーゼにより惹起される細胞内情報伝達系が存在している。PAR群を介しStat、PI3K、PAK-1といった細胞内シグナル伝達系分子は炎症、増殖から細胞遊走過程に関与し創傷治癒過程に関与すると考えられるが、制御機構について知見が乏しい。そこで障害を受けた胎盤絨毛細胞の自律的修復の制御機構における炎症系ネットワークー受容体ー細胞内シグナル伝達系の異常に注目し、機構解明することを目的として研究を行ってきた。現在までにヒト不死化絨毛細胞株TCL-1細胞においてchymotrypsin様セリンプロテアーゼがPAR-2を介して妊娠高血圧症候群発症に関連するsFLT1産生を亢進することを示した。さらにTNFalphaがPAR-2発現を促進することを示したことにより、炎症系ネットワークーPAR受容体が細胞増殖因子受容体の調節抑制にかかわるsFLT1産生調節にも関与しうることを示した。従来明らかとなっていなかった炎症系ネットワークとPARを介した妊娠高血圧症候群発症の機序の一部を示した。絨毛外絨毛細胞(EVT)の浸潤不良による血管床リモデリング不良は胎児発育不全や妊娠高血圧症候群発症に関与している。一方、細胞周囲の各種プロテアーゼはPARsを介して多様な細胞内へのシグナル伝達を行い、一部は細胞遊走、浸潤にも関与。本年度では、従来報告が乏しい以下の2点を検討した。結論TNF-α、IL-1βにより、特にHでは、生理的に発現しているPAR-2発現が抑制されたことより、EVTの細胞遊走浸潤が抑制される可能性がある。上記実験系において炎症系ネットワークー受容体ー細胞内シグナル伝達系のうち、受容体ー細胞内シグナル伝達系における調節機構に研究を進める予定である。産科学1)炎症性サイトカインによるPAR-2発現低下を介した浸潤能の抑制、2)正常絨毛細胞においても同様な観察がなされるか探求する必要がある。

現在、PAK-1リン酸化についての検討を行っている。本年度の追加実験に使用する計画があるため。研究進捗状況により物品購入の時期の判断を遅くしたため新たに、RT-PCRにて解析するプローブの作成並びに試薬を購入する予定今後の実験結果により物品の購入を行う
メカニカルアロイング法による酸化物の室温還元

メカニカルアロイング法を用いて、常温・常圧下における金属酸化物の還元実験を行った。これは固体金属酸化物と固体還元剤をボールミルすることによって、非平衡熱力学的な反応を強制的に誘導するものである。実験では、(1)銀酸化物(Ag_2O,Ag_2O_2)、(2)銅酸化物(Cu_2O,CuO)、(3)亜鉛酸化物(ZnO)、(4)鉄酸化物(FeO,Fe_3O_4,Fe_2O_3)の4系について実施した。還元剤には炭素を用いた。(1)と(2)は成功であり、工業化も可能である。(3)と(4)では、試料の前処理が重要なことが指摘された。反応装置:SPEX振動ミルを使用した。反応器はジルコニアで試作した(内容積60cc)。メディアは、接触点効果を高めるため小径(5φ)のボールを使用した。実験(1)(Ag系):第1、第2銀酸化物ともに、約20分から30分という短時間で、かつ後期における瞬間的な反応が実現された。10ミクロンレベルの粒子が得られた。実験(2)(Cu系):銀酸化物に比較して、100時間から200時間という長時間が必要であった。反応の進行は、緩慢な連続反応であった。実験(3)(Zn系):原料ZnOは水を吸着し易いので、前処理が必要である。前処理後に、過剰の炭素源による反応によって、緩慢な反応が進行する。実験(4)(Fe系):ヘマタイト(Fe_2O_3)からマグネタイト(Fe_3O_4)までの反応は実現されたが、それ以降反応は事実上停止した。その原因は、粒子の固着によって投入エネルギーが緩和されたためと評価された。実験(3)と同様、試料の前処理が重要なことが指摘された。本年度は、鉄酸化物粉(ヘマタイト、Fe_2O_3)と炭素粉のメカニカルアロイング法による室温還元の可能性を調べた。本系は、還元過程が連続的な酸素欠損であれば、以下の様な反応式が想定される。相の同定は通常X線回折によって行われるが、Feが磁性元素であることから、磁気分析や^<57>Feメスバウアー分光などによる原子レベル評価が可能である。不活性ガス雰囲気におけるMAによって、Fe_2O_3→Fe_3O_4までの還元に成功した。またSEM観察から、粉体の形態はヘマタイト粒子が炭素粒子によって覆われており、数ミクロンのオーダーであることがわかった。X線回折の測定では、10時間の反応時間からマグネタイト相が確認され、100時間においてFe_3O_4の単相となった。しかし、Fe_3O_4相の段階で反応は停滞し、酸素の欠損化は進行しなかった。これは、Fe_3O_4粒子の凝着が激しく、MA法による活性化が充分に発揮されていないことによるものであり、次年度は、反応器の形状を変更して(球体)問題を解決する必要性がある。^<57>Feメスバウアー分光測定からは、X線回折による同定とは異なる結果が得られた。γ-ヘマタイトは室温でスピネル構造である。磁気的にはフエリ磁性であることから、6本に磁気分裂した共鳴吸収が観測される。

酸素原子の欠損化に伴って逆スピネルのマグネタイトに変化するが、本実験ではマグネタイト相の吸収スペクトル以外にも、連続的に内部磁場の減少する吸収スペクトルが観測された。平衡熱力学ではヘマタイトはマグネタイトへ不連続に起るが、この結果は酸素原子の連続的な欠損化の可能性を示唆するものであった。メカニカルアロイング法を用いて、常温・常圧下における金属酸化物の還元実験を行った。これは個体金属酸化物と個体還元剤をボールミルすることによって、非平衡熱力学的な反応を強制的に誘導するものである。実験では、(1)銀酸化物(Ag_2O,Ag_2O_2)、(2)銅酸化物(Cu_2O,CuO)、(3)亜鉛酸化物(ZnO)、(4)鉄酸化物(FeO,Fe_3O_4,Fe_2O_3)の4系について実施した。還元剤には炭素を用いた。(1)と(2)は成功であり、工業化も可能である。(3)と(4)では、試料の前処理が重要なことが指摘された。反応装置:SPEX振動ミルを使用した。反応器はジルコニアで試作した(内容積60cc)。メディアは、接触点効果を高めるため小径(5φ)のボールを使用した。実験(1)(Ag系):第1、第2銀酸化物ともに、約20分から30分という短時間で、かつ後期における瞬間的な反応が実現された。10ミクロンレベルの粒子が得られた。実験(2)(Cu系):銀酸化物に比較して、100時間から200時間という長時間が必要であった。反応の進行は、緩慢な連続反応であった。実験(3)(Zn系):原料ZnOは水を吸着し易いので、前処理が必要である。前処理後に、過剰の炭素源による反応によって、緩慢な反応が進行する。実験(4)(Fe系):ヘマタイト(Fe_2O_3)からマグネタイト(Fe_3O_4)までの反応は実現されたが、それ以降反応は事実上停止した。その原因は、粒子の固着によって投入エネルギーが緩和されたためと評価された。実験(3)と同様、試料の前処理が重要なことが指摘された。
ヘリコバクター・ピロリVacA毒素の空胞致死活性機序

VacA毒素は、標的細胞に空胞を形成させ、死に至らしめる毒素である。我々はVacAが膜電位低下などのミトコンドリア障害を引き起こすことを報告した(Microb.Pathog.(1999))が、引き続いてミトコンドリアからのチトクロームCの遊離(EMBO J(2000))、アポトーシス(Infect. Immun.(2001))が他のグループから報告されて少しずつVacAによる細胞死の機序が明らかにされている。本年度は、「VacA結合によって惹起される空胞形成及び細胞死にいたる細胞内シグナル伝達の流れを明らかにする」ことを目指し、MAPキナーゼの一つp38のリン酸化とチトクロームCの遊離、それに関わる機能蛋白の関与、およびミトコンドリア障害によってもたらされるATPレベルの低下の影響などを調べた。VacA毒素を作用させた細胞ではp38のリン酸化が亢進し、その程度は毒素の添加量に一致し、阻害剤SB203580の添加によって著明に抑制された。しかし、SB203580は空胞形成、ミトコンドリア膜電位低下およびチトクロームCの遊離に影響しなかった。一方、Bcl-2 famiyの一つであるBadとの関与を示す成績を得、その可能性を追求している。