hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新インドール合成法を利用する天然物のキラル合成

我々は既に2-位、または3-位置換ピロールを出発原料とし、ベンゼン部ポリアルキル置換インドール類の一般合成法を確立した。本研究ではこの新方法と光学活性な原料化合物とを組み合わせ、生理活性インドール系天然有機化合物の光学選択的合成に関し次の如き成果を得た。1。Clavicipitic AcidI及びIIのキラル合成ーLーアスパラギン酸より光学活性ピロ-ル誘導体1を得,これにmethyl methylsulfinylmethyl sulfideのアニオンを作用させた後,メタノ-ル中硫酸処理してインド-ル閉環させ2を合成した。これへSnCl_4存在下2ーmethyー2ーpropenyltrimethylsilaneを作用せしめ3へと導いたが,現在3よりclavicipitic acids(4)への変換を検討中である。2。Herbindole類の合成ーシクロペンタン誘導体5とホルミルピロ-ル体6を縮合後3工程を経て7とし,この二重結合をケトン基へ変換後,酸処理に付してインド-ル誘導体8を合成した。8の側鎮SO_2Ph基はグラミン様の活性を示し,メタノ-ル中Mgにて還元すればを9a与え,Me_3Al処理後同様還元すれば9bを生成した。また8をEtAlCl_2存在下allyltrimethylsilanceと反応せしめた後,二重結合の転移を行ない,脱保護して9cを合成した。9aーcはdidemethylherbindoles A,B,Cに相当する。3。Pendolmycinの合成ーDーセリンより導いた10へLーバリン由来の側鎮を結合後ジメチルアリル基を導入,脱OAc基,脱水した上Lawesson試薬でチオアミド化して11を合成した。11のインド-ル閉環を種々の条件下検討の結果,οーMeOOCPhCH_2Br処理による方法を見いだし12へと閉環した。これより9員環ラクタム形成を行ないpendolmycin(13)のenantioselectiveな合成を完成した。4。4ーAlkoxyinodole類の新合成法ー4ー(1ーArylsulfonylー3ーpyrrolyl)ー4ーoxobutanal及びそのジメチルアセタ-ル体を,酸触媒による脱水条件下アルコ-ル類と加熱すると,インド-ル閉環して4ーalkoxyindole類を形成することを見いだした。この反応を利用して薬理活性の本体であるキラルな(S)ーpindololの効率良い合成法を開拓した。2。Mitomycin類縁体のキラル合成-Aziridinomitoseneの同族体8をキラル合成するため、今年度は予備実験として、2-lithio-1-(phenylsulfonyl)indoleへセリン由来のアルデヒド体を縮合し9とした。側鎖の一級アルコールをインドール窒素へ閉環後、二級水酸基を利用してアチリジン環を構築し10をキラル合成した。3。Hapalindole類のキラル合成ー(一)-カルボン(11)よりシリルエノール体12を合成し、これにルイス酸触媒下13を縮合、さらにルイス酸処理して4環性母核を形成せしめ、既にラセミ体合成にて報告済みの手法を用いhapalindoleO(14)をキラル合成した。1。抗腫瘍性DuocarmycinSAのキラル合成-ピロール誘導体1ヘジヒドロピリジンの一重項酸素付加体2を反応させ、ベンジル化後Heck反応に付し3とした。alpha-セレノケトンを経由、芳香化後4の(R)-(-)-マンデル酸エステルを分離してラセミ分割を行い、4の両対像体を得た。これらを光延条件にてシクロプロパノジエノン構造へ誘導後、窒素保護基を除去、インドール体と結合して目的の5及びent-5の合成に成功した。5はマイトマイシンCに比し約1000倍の殺細胞作用を示す抗生物質である。Mitomycin類縁体のキラル合成-ピロールより数行程で得られる6をインドール閉環後、L-セリン由来のアルデヒドを反応して7(R=CH_2Ph)とした。保護基を除去、側鎖の一級アルコールをインドール窒素へ閉環後、インドール3位へC-one unitを導入して8を合成した。一方二級水酸基を利用してアチリジン環を構築し9を合成した。8,9は抗腫瘍物質FR900482関連のMitomycin類縁体である。三環性Hapalindoleの合成研究-(-)-カルボンより10を合成、これにStilleの条件下ピロール体を縮合し11とした後インドール閉環せしめ12をキラル合成した。これより三環性Hapalindoleの合成を検討中である。
行政紛争の調停的解決の研究

ドイツ及びイギリスにおいて、行政紛争をADR又はMediationによって解決する方法が検討されている。ドイツでは、裁判外の調停・Mediationと裁判内の調停・Mediationが行われ、各州でそれぞれ試みが見られる。そして、裁判外の手続では、行政手続法の公法契約が問題となり、また、不服申立手続についてMediationを導入する試みなどが見られる。裁判内の手続では、裁判官の質問解明義務が問題となる。イギリスにおいては、行政紛争をADR又はMediationによって解決することが認められているがしかし、低調である。ただし、公法事件におけるADR、Mediationの検討は進められている。平成19年度においては、根森健は、ドイツ憲法学の領域におけるMediationの研究に関する書籍や雑誌論文を収集し、そして、裁判権の概念、裁判権の行使、人権保障や法律による行政の原理という視点などから、行政訴訟における調停的解決やMediationの学問的位置づけや許容性などを検討した。そして、三谷忠之は、ドイツ民事訴訟学の領域におけるMediationの研究に関する書籍や雑誌論文を収集し、さらに、ドイツ民事訴訟法学におけるMediationの類型や特徴、さらに、調停の類型や特徴など、とくにどういう分野で使われているのかを検討し、それと行政訴訟におけるMediationの関係などを検討した。小林博志は、ドイツ行政法学におけるMediationの研究に関する書籍や雑誌論文を収集し、そして、各州におけるMediationの発展状況、とくに、各州における行政裁判官の教育や裁判所での行政紛争解決におけるMediationに対する取り組み状況などを検討し、それを踏まえて、行政訴訟とMediationとの関係、とくに行政紛争に対する二つの解決方法についての裁判官などの取組み状況、それに対する理論的な諸問題などを分析検討した。3人は、お互いの研究成果を踏まえながら、それぞれの成果をより学際的に発展しつつある。平成20年度においては、根森健は、日本、ドイツ及びイギリスの憲法学における調停に関する文献を収集し、それらの国の調停に関する研究の比較検討を進める一方、調停とドイツ憲法学における裁判権の保障・国民の裁判を受ける権利の二つとの関係に絞って検討を行った。三谷忠之は、日本、ドイツ及びイギリスの民事訴訟法学におけるMediationに関する文献を収集し、それらの国のMediationに関する研究の比較検討を進める一方、ドイツ民事訴訟法学におけるMediationの許容性に関する学説の中でJudith Volkmannの学説を検討した。そして、小林博志は、日本、ドイツ及びイギリスの行政法学におけるMediationに関する文献を収集し、これらの国のMeiationに関する研究の比較検討を進める一方、ドイツ行政法学におけるMediationについて経済法領域におけるMediationの運用とその問題、そして、フライブルクとベルリンにおける行政訴訟におけるMediationの運用の実態とその問題点を検討した。そして、根森健、三谷忠之及び小林博志は、お互いの研究成果を交換し、それぞれの研究を深め学際的な研究に発展させつつある。そして、早く研究成果を纏めた三谷忠之が「Judith Volkmann, Mediation im Zivilprozessについて」を白山法学に発表した。根森健と小林博志は、平成21年度に研究成果を公表する予定である。また、三谷忠之も、平成21年度に継続して研究成果を発表する予定である。
細胞周期のON-OFFコントロールが可能な活性プレニル化合物含有リポソームの研究

細胞周期回転における細胞内情報伝達系たんばく質プレニル化の意義とそのメカニズムを明らかにすることをこの研究は目標にしている。コレステロール合成経路のどの中間代謝産物であるイソプレノイド化合物の役割を解析するために、コレステロール合成の律速酵素であるHMG-CoA還元酵素を阻害し細胞増殖を停止させ、タンパク質プレニル化の候補となる中間代謝産物をリポソームに含有させ、細胞内へ送り込む方法を開発した。この手法によりイソプレノイド化合物のなかでゲラニルゲレニルピロリン酸が増殖因子、ホルモン依存性の甲状腺細胞の細胞増殖のDNA合成に主要な役割を演じ、細胞周期の回転を調節していることが明らかになった。リンパ球の幼若化、腎臓におけるメサンジュウム細胞の増殖もまたゲラニルゲレニルピロリン酸によるsmall G proteinのRhoが修飾されることが重要であり、代表的なプレニル化される増殖反応に必須と考えられているsmall G protein Rasのファルネシル化は関係のないことが判明した。さらにこのシステムは培養神経細胞の生存維持に必須の機構であることが新たに判明した。これらをふまえてゲラニルゲレニルピロリン酸の合成調節の重要性があきらかとなったのでこの合成酵素であるゲラニルゲレニルピロリン酸合成酵素の遺伝子クローニングを試みた。クローニングの手法として無細胞系でなく、大腸菌を用いる脂質代謝酵素遺伝子の機能アッセイ法および発現クローニング法を工夫し遺伝子を同定した。植物の色素であるカロテノイド類がプレニル化合物から合成されることに注目した。ゲラニルゲレニルピロリン酸合成酵素のみを欠く色素合成遺伝子群を持つ大腸菌に候補遺伝子をクローニングすることで着色した大腸菌コロニーを分離できる系を構築した。この新しい系を用いてヒト肝癌細胞からゲラニルゲレニルピロリン酸合成酵素の遺伝子をクローニングできた。植物の遺伝子群システムで動物細胞の遺伝子が分離・同定できることを示した。クローニングされた遺伝子は300アミノ酸であり、また肺と睾丸で強く発現していた。ヒト以外の動物の遺伝子とはほとんどNorthernブロットでハイブリダイズしなかったので種間の相同性は低いと考えられる。新たに工夫した機能アッセイを用いるクローニング方法の有用性を示す結果となった。この研究の目的は細胞周期回転における細胞内情報伝達系たんぱく質プレニル化の意義とそのメカニズムを明らかにすることである。コレステロール合成経路のどの中間代謝産物であるイソプレノイド化合物の役割を解析するために、HMG-CoA還元酵素阻害剤で増殖を停止させ、候補となる中間代謝産物をリポソームに含有させ、細胞内へ送り込む方法を開発した。またゲラニルゲレニルピロリン酸によるsmall G proteinのRhoが修飾されることが重要であり、代表的なプレニル化される増殖反応に必須と考えられているsmall G protein Rasのファルネシル化は関係のないことが判明した。今年度の研究成果としてはラット培養神経細胞がコレステロール合成阻害剤(HMG-CoA還元酵素阻害剤)の作用で細胞死を起こす実験系を用いて、アポトーシス信号における細胞内情報伝達系たんぱく質プレニル化の意義を検討した。その結果として、1)この神経細胞死にはアポとシースに関連したBax、p53遺伝子の活性化に続くタンパク質のイソプレニル化

代謝経路の阻害によること、2)HMG-CoA還元酵素の作用は低分子量GTP結合タンパク質Rhoの細胞内での再分布を阻害すること、3)活性イソプレニル化合物として働くのはゲラニルゲレニルピロリン酸であり、ファルネシルピロリン酸は関与しないことが明らかになった。細胞周期回転における細胞内情報伝達系たんばく質プレニル化の意義とそのメカニズムを明らかにすることをこの研究はは目標にしている。コレステロール合成経路のどの中間代謝産物であるイソプレノイド化合物の役割を解析するために、コレステロール合成の律速酵素であるHMG-CoA還元酵素を阻害し細胞増殖を停止させ、タンパク質プレニル化の候補となる中間代謝産物をリポソームに含有させ、細胞内へ送り込む方法を開発した。この手法によりイソプレノイド化合物のなかでゲラニルゲレニルピロリン酸が増殖因子、ホルモン依存性の甲状腺細胞の細胞増殖のDNA合成に主要な役割を演じ、細胞周期の回転を調節していることが明らかになった。リンパ球の幼若化、腎臓におけるメサンジュウム細胞の増殖もまたゲラニルゲレニルピロリン酸によるsmall G proteinのRhoが修飾されることが重要であり、代表的なプレニル化される増殖反応に必須と考えられているsmall G protein Rasのファルネシル化は関係のないことが判明した。これらをふまえてゲラニルゲレニルピロリン酸の合成調節の重要性があきらかとなったのでこの合成酵素であるゲラニルゲレニルピロリン酸合成酵素の遺伝子クローニングを試みた。クローニングの手法として無細胞系でなく、大腸菌を用いる脂質代謝酵素遺伝子の機能アッセイ法および発現クローニング法を工夫し遺伝子を同定した。植物の色素であるカロテノイド類がプレニル化合物から合成されることに注目した。ゲラニルゲレニルピロリン酸合成酵素のみを欠く色素合成遺伝子群を持つ大腸菌に候補遺伝子をクローニングすることで着色した大腸菌コロニーを分離できる系を構築した。この新しい系を用いてヒト肝癌細胞からゲラニルゲレニルピロリン酸合成酵素の遺伝子をクローニングできた。植物の遺伝子群システムで動物細胞の遺伝子が分離・同定できることを示した。クローニングされた遺伝子は300アミノ酸であり、また肺と睾丸で強く発現していた。ヒト以外の動物の遺伝子とはほとんどNorthernブロットでハイブリダイズしなかったので種間の相同性は低いと考えられる。新たに工夫した機能アッセイを用いるクローニング方法の有用性を示す結果となった。
下部食道括約部の神経-筋刺激伝達機構におけるXIX型コラーゲンの機能の研究

1)XIX型コラーゲンのドミナントネガティブタイプの遺伝子改変マウスの作成。前年度より、単離していたES細胞のクローンから、キメラマウスの作成を行い、1系統のXIX型コラーゲンC末側の三重らせん構造の一部を欠くドミナントネガティブ遺伝子改変マウスを樹立できた。完全欠失型の変異では、食道-胃間の蠕動運動の不全から起こる摂食障害による生育障害と生存率の低下が見られるのに対し、本例ではホモ、ヘテロ接合体ともに、見かけ上の表現型は正常であった。しかしながら電気生理学的解析では完全欠失型と同様の括約筋の弛緩不全がホモ接合体にみられた。引き続いて括約筋の弛緩不全と、表現型の強弱、XIX型コラーゲンとの機能との関連について、更なる解析を行っている。2)activin/inhivinとfollistatinのin-situハイブリダイゼーションactivin/inhivin、及びfollistatinのcDNAをクローニングし、in-situハイブリダイゼーションを行っているが、現在満足なデーターが得られる段階に至っておらず、引き続き実験を継続しているところである。3)器官培養法による食道の横紋筋分化再現実験生後6日目のマウス食道-胃を摘出し、更に6日間ガーゼを敷いた培養皿上で器官培養を行い、食道に特異的なTransdifferentiationが神経刺激なしに再現できるか調べた。生後6日目において既に、食道上部の平滑筋は横隔膜直上まで横紋筋化しているが、更に6日間の培養で横隔膜下方に横紋筋化が伸長していた。しかしながら、横紋筋分化の伸長が起こっているのは摘出時の6日目の段階で既にmyogeninの発現が見られている範囲で止まっており、平滑筋が横紋筋化する新たなTransdifferentiationが起こっているのではないと考えられた。XIX型コラーゲン欠失をはじめ、様々な原犬により下部食道括約部の機能が障害されたマウスにおいて横隔膜以下の食道横紋筋分化の不全が報告されており、下部食道横紋筋の分化と成熟には正常な蠕動運動による刺激が必要であることを示唆するものと考えている。マウスの食道内に挿入し、内圧を測定できる装置によって実際のin-vivoにおけるLes圧を測定したところ健常マウスにおける正常LES圧が2030mmHgなのに対して、XIX型コラーゲンノックアウトマウス60150mmHgと著しいLes圧亢進がみられ、また嚥下刺激によるLes圧の降下も不十分か全く見られなかった。この臨床所見はすでにアカラシアモデルマウスとして報告されているNOS-KOマウスと同じものであり、NOシグナルトランスミッション細胞を欠くICC欠損マウス(W/Wv)とは異なっていた。このLes圧亢進はアカラシアの治療にも使用されているisoprppenenololによって降下させることができた。このことにより、このノックアウトマウスでは発生起序は異なるものの、最終的にヒトアカラシアときわめて似た臨床所見を示すことが分かった。2)電子顕微鏡による形態観察と免疫電顕透過型電子顕微鏡による観察により、XIX型コラーゲンノックアウトマウスのLESの平滑筋細胞の細胞間隙の拡大が生後、既にみられること、それが加齢につれて拡がっていき、細胞間隙の基底膜層に乱れた線維性コラーゲンが蓄積し、Fibrosisを呈していくことが示された。電子密度による基底膜の構造的な差異は認められなかった。また免疫電顕によってXIX型コラーゲンの染色を試み、幾つかのシグナルを検出できたが、バックグラウンドも高く、まだ検討を要する。3)XIX型コラーゲンドミナントネガティブタイプの遺伝子改変マウスの作成本実験は米国の共同実験者と2年にまたがって行なう予定であり、既にXIX型コラーゲンのC末よりの三重らせん構造を一部欠くN末の球状ドメインを欠くデザインのターゲットコンストラクトを作成し、ES細胞に導入した後、いくつかのポジティブクローンを単離している。来年度の実験においてマイクロインジェクションと遺伝子改変マウスの作成を行なう。

生後6日目において既に、食道上部の平滑筋は横隔膜直上まで横紋筋化しているが、更に6日間の培養で横隔膜下方に横紋筋化が伸長していた。しかしながら、横紋筋分化の伸長が起こっているのは摘出時の6日目の段階で既にmyogeninの発現が見られている範囲で止まっており、平滑筋が横紋筋化する新たなTransdifferentiationが起こっているのではないと考えられた。XIX型コラーゲン欠失をはじめ、様々な原犬により下部食道括約部の機能が障害されたマウスにおいて横隔膜以下の食道横紋筋分化の不全が報告されており、下部食道横紋筋の分化と成熟には正常な蠕動運動による刺激が必要であることを示唆するものと考えている。
高度機能集積形マザーマシンシステムＡＩＭＳの実現とそれによる工作機械工学の体系化

広域三次元加工空間におけるナノメートルスケールの形状創成機能およびオンマシン複合計測機能を備えた革新的な高度機能集積形マザーマシンシステム(Advanced Integrated Mother Machine System, AIMS)のプロトタイプを実現する.更に,AIMSおよびその構成要素の概念設計から製造,調整,性能評価に至る一連の研究開発プロセスや技術的知識の定式化,体系化を行うことにより,新たな学術領域である「工作機械工学」を確立する.1.研究目的本研究は,最大300mm(X)×300mm(Y)×300mm(Z)の3次元空間において難加工材料の多軸同時制御による複合加工と3次元複合計測をナノメートルスケールで行える製造産業への貢献が期待される革新的な高度機能集積形マザーマシンシステム(Advanced Integrated Mother Machine System, AIMS)を研究グループが保有する技術を適用して独自開発することを第1の目的としている.さらに,AIMSの研究開発・製造過程を研究対象として,これまで熟練やノウハウばかりが注目され,学としてのアプローチが希薄であった工作機械の構造設計・製造工程を工学的アプローチにより定式化および体系化を行い,新たな学問分野として工作機械工学を確立することを第2の目的とする.2.研究実績研究対象とするAIMSは,5年間の研究期間の前期に主軸系,テーブル系,軸受,本体構造などの構成要素の基礎研究と試作を遂行,中期にそれら主要構成要素を段階的に完成,最終年度にそれら完成した構成要素を組合せることにより構築することを計画している.第1年度である平成24年度は,まずAIMSの骨格といえる熱的・力学的安定化構造および中核加工・計測機能であるナノ加工・ナノ計測の実現に関わる要素研究を遂行した.具体的には,回転主軸駆動用超精密トロイダル形モータ,熱変形抑制構造エアータービン駆動高速スピンドル,低融点合金を用いた高速回転主軸用オートバランサ機能,エバネッセント光を用いた工具・工作物の接触検知機能,ナノメートルスケールの超精密形状計測,高剛性油静圧軸受の開発などの研究を鋭意推進し,AIMSの実現に必要な数多くの研究成果を得た.[意義・重要性]本研究では,広域3次元ナノ形状創成機能とオンマシン複合計測機能を具備した高度機能集積マザーマシンシステム(Advanced Integrated Mother Machine System, AIMS)を実現すると共に,新たな学術領域「工作機械工学」を確立することを目的とする.研究開発の過程では,当初の研究計画で策定した研究の目的および到達目標に基づいてAIMSの実現に必要な要素研究,工作機械工学の体系化に関わる研究に取り組んだ.従来,この種の研究は熟練やノウハウばかりが注目されてきたが,新たな観点から工学的なアプローチを試み,新たな学術領域を構築することを目的としている.[具体的内容]平成25年度に実施した具体的な研究の内容とそれらの成果を以下に集約する.AIMSの骨格ともいえる熱的・力学的安定化構造,中核加工・計測機能であるナノ加工およびナノ計測の基礎研究の成果は,概ね得られているため,特に「オンマシン複合計測機能」に組込み可能なエバネッセント光を用いた工具ー工作物間の距離の直接測定方法を新たに提示した.また,ナノメートルオーダの超精密3次元形状創成と形状測定に必要不可欠な「ハイブリッド駆動機構」について検討を行い,高性能ハイブリッド駆動テーブルシステムを開発した.また,引き続き高剛性油静圧軸受の開発などの要素研究にも取り組み,それらの成果は国際会議で発表した.一方,「工作機械工学の体系化」について関連する研究課題を抽出すると共に,物理的な因果関係について詳細な検討を行い,それらの分析結果に基づき学の体系化に取り組んだ.それらの研究成果はいずれも国内,海外に向けて発信している.本年度もAIMSの構築に必要な研究成果を得ることができた.本研究では,広域3次元ナノ形状創成機能とオンマシン複合計測機能を具備した高度機能集積マザーマシンシステムAIMSを実現すると共に,一連の研究開発プロセスを定式化し,新たな学術領域「工作機械工学」を確立することを目的とする.実際の研究では,当初の研究計画で設定した研究目的および到達目標に基づいてAIMSの実現に必要な要素研究,工作機械工学の体系化に関わる研究に取り組んだ.代表的な研究成果を以下に集約する.第1に,「ナノ平面運動制御テーブルシステム(要素研究P1)」では,ハイブリッド駆動による0.3ナノメートルの位置決め分解能を有する位置決めテーブルシステムを開発した.第2に,「ナノ鉛直運動制御機能(要素研究P2)」では,磁性流体シールを用いた重力補償機能を組み込んだ1nmの位置決め分解能を具備する鉛直方向運動制御機構を実現した.第3に,「ハイブリッド駆動機構(要素研究P3)」では,電磁・空気圧アクチュエータによる旋回運動テーブルシステムを開発した.第4に,「インテリジェントスピンドルシステム(要素研究P4)」では,回転中の工具先端を超磁歪素子アクチュエータにより,微小駆動可能な高速回転主軸を実現した.第5に,「熱的・力学的安定化構造(要素研究P5)」では,空気静圧軸受支持,エアータービン駆動による熱変形抑制高速回転主軸を実現した.第6に,「オンマシン複合計測機能(要素研究P6)」では,工具刃先近傍のエバネッセント場を利用した10nm分解能の接触検知を実現した.第7に,「ハイブリッド加工機能(要素研究P7)」では,高密度エネルギービームと機械加工のハイブリッド加工について検討を行った結果,ファイバーレーザの組込みを計画した.最後に,「工作機械工学の体系化」では,AIMSとその構成要素の研究開発プロセスを分析,定式化し,所期の目的のひとつである工作機械工学の体系化を進めた.

本研究課題では,広域三次元ナノ形状創成機能とオンマシン複合計測機能を具備した高度機能集積マザーマシンシステムAIMSを実現すると共に,一連の研究開発プロセスを定式化し,新たな学術領域「工作機械工学」を確立することを最終目標としている.そのため,当初研究計画で策定した研究目的とその到達目標に沿って,AIMSの全体構造およびその構造構成要素の実現に関わる様々な研究課題,ならびに工作機械工学の体系化に取り組んだ.その結果,得られた本年度の研究成果を以下に集約する.まず,「ナノ平面運動制御テーブルシステム(要素研究P1)」および「ハイブリッド駆動機構(要素研究P3)」に関して,難加工材料の加工要求にも対応可能な新たな高剛性軸受を開発した.さらに広域運動範囲において低重心駆動が可能なテーブル構造としてスチールベルト駆動による平面運動テーブルシステムを実現し,その性能評価を行った.次いで,「インテリジェントスピンドルシステム(要素研究P4)」に関して,工作物表面に広範囲の微小パターンを創成可能とする「超磁歪素子の自己検知機能を利用した微小位置決め機構」を提案すると共に,それを主軸系に巧みに組み込むことにより,状態認識機能を具備したインテリジェント・スピンドルシステムを実現した.さらに,「オンマシン複合計測機能(要素研究P6)」に関して,形状創成された表面テクスチャをレーザスペックルパターンを用いて評価可能な構造表面のオンマシン測定システムを開発した.一方,「工作機械工学の体系化」に関して,引き続き本年度に遂行したAIMSおよびその構成要素,特に重要な構成要素であるナノ平面運動制御テーブルシステムおよびインテリジェントスピンドルシステムの研究開発プロセスを対象に,それらの詳細な分析と定式化を進めた.研究計画の段階で最終到達目標として設定した(1)広域ナノ形状創成機能およびオンマシン複合計測機能を具備したマザーマシンシステムを実現すること,(2)本研究における一連の研究開発プロセスを分析・定式化し,それらに基づいて新たな学術体系である工作機械工学を確立すること,をそれぞれ念頭に置いて具体的な要素研究の研究開発を遂行した結果,当初設定した要素研究P1P6,ならびに「工作機械工学の体系化」のいずれについても,「研究発表(平成27年度の研究成果」欄に明記するような特筆すべき研究成果が得られた.すなわち,研究代表者および研究グループが理想とする革新的なマザーマシンの全体像を提示できる段階に至ったと考えられる.なお,主要な研究開発対象のひとつである「ナノ平面運動制御テーブルシステム(要素研究P1)」を開発する過程で,運動テーブルと周辺ユニット間に運動の干渉が生じることが想定された.そのため,テーブルの位置測定系と運動制御系を構成する一部の周辺機器について設計変更や再配置等を含めた再検討を行った.しかし,それらの作業によって研究計画全体が停滞するような事態は生じていないと判断される.さらに,個々の要素研究および研究全体の進捗状況を勘案した結果,現時点において研究の進捗が危ぶまれる事態には至っていないことから,当初の研究目的に対する研究の達成度について,区分に示すように「おおむね順調に進展している」旨,自己判断している.
小胞型アスコルビン酸輸送システムの同定とその機能

アスコルビン酸は分泌小胞内に蓄積し、ノルアドレナリンやコラーゲンの合成に利用される。しかし、このアスコルビン酸がどのようにして小胞内に取り込まれるかは不明である。申請者は酸化型のデヒドロアスコルビン酸が小胞内に輸送され、小胞内で還元される事でアスコルビン酸になるものと考えた。既に小胞型デヒドロアスコルビン酸トランスポーター候補を単離しており、このトランスポーターがシトクロームb561とともに働きアスコルビン酸トランスポーターとして働いている事を解析する。マウスおよびヒトのデヒドロアスコルビン酸トランスポーターをバクテリアで大量発現する系を作製し、これを用いて目的タンパク質を精製した。デヒドロアスコルビン酸トランスポーターの輸送活性を測定するために、リポソーム再構成系を構築しグルコースを基質とした輸送活性の測定系を構築した。このトランスポーターのグルコース輸送の基質特異性などを解析した。その結果、このトランスポーターがデヒドロアスコルビン酸を認識することを明らかにした。また、マウスおよびラットの副腎からクロマフィン顆粒を単離し、このトランスポーターの局在をウエスタンブロットで確認した。免疫組織化学的な解析も行い、副腎クロマフィン細胞の分泌顆粒にこのトランスポーターが存在する結果を得た。また、シトクロームb561タンパク質を同様にバクテリアで大量発現し精製した。精製条件を検討した結果、ヘムを添加することで、活性がある形でシトクロムb561を精製することに成功した。マウスおよびヒトのデヒドロアスコルビン酸トランスポーターをバクテリアで大量発現する系を作製し、Ni-NTAカラムクロマトグラフィーで精製した。また、シトクロームb561タンパク質を同様にバクテリアで大量発現し、精製した。精製したb561はヘム含有量が少なく、アスコルビン酸の酸化活性は低かったが、精製時にヘムを添加する事で高い活性のあるものを得る事ができた。デヒドロアスコルビン酸トランスポーターの輸送活性を測定するために、リポソーム再構成系を構築し、反応時間、リピド量、再構成条件、反応条件等を検討した。その結果、グルコースを基質とした輸送活性の測定系の構築に成功した。また、ラットおよびマウスからクロマフィン顆粒を単離し、デヒドロアスコルビン酸トランスポーターが存在することをウエスタンブロットで確認した。さらに、免疫組織科学的な解析からもクロマフィン細胞の顆粒にこのトランスポーターが存在していることを確認した。現在、培養細胞を用いた実験を進めている。リポソームを用いてデヒドロアスコルビン酸の輸送活性を測定する。また、膜小胞を用いて、輸送活性を測定すると同時に阻害剤感受性やキネティクスが精製タンパク質のものと同一か検討する。培養細胞を用いてRNAi実験を行う。マウスおよびヒトのデヒドロアスコルビン酸トランスポーターをバクテリアで大量発現する系を作製し、精製した。デヒドロアスコルビン酸トランスポーターの輸送活性を測定するために、リポソーム再構成系を構築し、グルコースを基質とした輸送活性の測定系の構築に成功した。現在、このトランスポーターの輸送機能の生化学的解析を行っている。

また、マウスおよびラットの副腎からクロマフィン顆粒を単離し、このトランスポーターの局在をウエスタンブロットで確認した。免疫組織化学的な解析も行い、副腎クロマフィン細胞の分泌顆粒にこのトランスポーターが存在する結果を得た。また、シトクロームb561タンパク質を同様にバクテリアで大量発現し精製した。精製条件を検討した結果、ヘムを添加することで、活性がある形でシトクロムb561を精製することに成功した。マウスおよびヒトのデヒドロアスコルビン酸トランスポーターをバクテリアで大量発現する系を作製し、Ni-NTAカラムクロマトグラフィーで精製した。また、シトクロームb561タンパク質を同様にバクテリアで大量発現し、精製した。精製したb561はヘム含有量が少なく、アスコルビン酸の酸化活性は低かったが、精製時にヘムを添加する事で高い活性のあるものを得る事ができた。デヒドロアスコルビン酸トランスポーターの輸送活性を測定するために、リポソーム再構成系を構築し、反応時間、リピド量、再構成条件、反応条件等を検討した。その結果、グルコースを基質とした輸送活性の測定系の構築に成功した。また、ラットおよびマウスからクロマフィン顆粒を単離し、デヒドロアスコルビン酸トランスポーターが存在することをウエスタンブロットで確認した。さらに、免疫組織科学的な解析からもクロマフィン細胞の顆粒にこのトランスポーターが存在していることを確認した。現在、培養細胞を用いた実験を進めている。リポソームを用いてデヒドロアスコルビン酸の輸送活性を測定する。また、膜小胞を用いて、輸送活性を測定すると同時に阻害剤感受性やキネティクスが精製タンパク質のものと同一か検討する。培養細胞を用いてRNAi実験を行う。本年度は順調に研究が進展したが、デヒドロアスコルビン酸を用いた活性測定はしていないため一部余剰が生じた。この測定は次年度行う予定である。次年度以降は引き続き生化学解析を行うが、抗体購入、アスコルビン酸のアイソトープ、細胞培養費用、トランスポーターおよびb561精製のための界面活性剤の購入に経費を充当する。輸送活性の測定が進み、本年度使用額が予定より少なかったため。
べき乗則に従うトポロジーを有する情報ネットワークのための新しい制御方式の確立

本研究では、結合分布がべき乗則に従う情報ネットワークに適したネットワーク制御方式を考案し、有効性を示した。特に、ネットワークの形状に関係する構造的特徴のうち、どのような特性がシステムの頑強性を生み出すのかについて研究を進め、トラヒック制御として特に経路制御への適用手法について成果を挙げた。更にオーバーレイネットワークにおけるキャッシング制御方式についてファイル可用性が向上することを明らかにした。本年度は、国内のISPトポロジを対象としたインターネットトポロジの観測、および、観測したインターネットトポロジーにおける回線容量分布を計測した。計測したトポロジーを出線数分布、平均ホップ数、クラスタ係数、平均ノードペア数の指標から評価した結果、国内ISPトポロジーもべき則(べき乗則)に従うことが明らかとなった。また、国内ISPトポロジーでは、出線数が大きいノードは東京に集中しており、海外のISPトポロジーとは異なりBAモデルで生成したトポロジーに近い構造特性を示すことを明らかにした。回線容量分布を計測した結果、国内ISPトポロジーの回線容量分布はべき則に従うことを明らかにした。さらに、ISPレベルのトポロジーに着目したトポロジモデル化手法の確立に取り組んだ。まず既存のモデル化手法で生成されるトポロジーとISPのトポロジーの構造上の違いを明らかにしている。その結果に基づいて物理的距離およびクラスタ係数に着目したトポロジー生成手法を提案し、その生成トポロジーは経路制御手法の評価に適用可能であることを示した。また、本年度は、TCPの輻輳制御を考慮した大規模ネットワークの解析手法を提案した。本解析では、エンドホストで動作するTCPおよびネットワークリンクを、それぞれ独立のシステムとしてモデル化し、これらを相互接続することで、大規模ネットワークをモデル化している。各リンクにおけるリンク利用率およびパケット棄却率、そしてTCPコネクションのスループットを導出し、ネットワークの輻輳個所およびその輻輳の度合を求める。解析結果をシミュレーション結果と比較することにより、解析の妥当性を示した。また、我々の解析手法が、べき則の性質が現れる大規模ネットワークにおけるTCPコネクションの振舞いを適切に捉えていることを明らかにした。本年度は、ISPにおけるネットワーク設計に着目した新たなインターネットトポロジー生成モデルを提案し、有効性を示した。提案モデルでは、物理距離およびトラヒック収容に必要な回線容量を考慮した回線コストを導入し、回線コストを最小化することによってトポロジーを生成する。提案モデルにより生成されるトポロジーをISPネットワークのトポロジーおよび従来の生成モデルと比較評価した結果、提案モデルによるトポロジーは、従来のトポロジー生成モデルによるトポロジーに比べ、クラスタ係数、平均パス長、リンク負荷に関して、現実のISPネットワークのトポロジーに近い特性を示すことを明らかにした。さらに、トポロジがべき乗則に従う大規模TCP/IPネットワークにおけるTCPの性能解析手法を確立した。解析手法はnsなどのソフトウェアシミュレータでは対応できないような大規模ネットワークにおいても適用可能である。性能評価の結果、近年検討されている、ルータバッファの極小化は、リンク利用率を維持することはできるが、特に次数の高いような繁忙ルータを通過するTCPコネクションの性能を様々な面で劣化させることが明らかとなった。また、トポロジーがべき乗則に従うP2Pファイル共有システムにおいて、ノードの自律的、利己的な振る舞いによってシステム全体で適切なキャッシングが行われる機構の実現を目指し、進化ゲーム理論にもとづくキャッシングについて検討を行なった。シミュレーションにより、キャッシングに対するコストと需要のモデルによっては、ノードが利己的に振る舞ったとしてもファイルがシステムから消失することのない、ファイル共有が実現可能であることを示した。次数分布がべき乗則となるトポロジを対象とし、様々な対地間フロー量を適用することでトポロジのノードおよびリンクを経由するフロー量の評価を行った結果、ISPレベルのトポロジでは、リンクを経由するフロー量の分布にべき乗則が出現することが明らかとなった。また、対地間トラヒック需要の分布が対数正規分布に従い、かつ、その分散が大きい場合に、ISPレベルのトポロジおよびモデル化手法により生成されたトポロジにおいて、リンクを経由するフロー量分布がべき乗則に従うことも明らかとなった。次に、ISPトポロジを対象として、様々な物理回線容量の分布を生成し、各リンクに回線容量を割り当てて収容可能なフロー量を評価した。その結果、物理回線容量分布がべき乗則とすることで、全回線容量が等しい場合と比較し、10倍以上のフロー量が収容可能であることがわかった。また、指数分布に基づいて回線容量を割り当てた場合と比較しても2倍以上のフロー量を収容可能であることが明らかとなった。さらに,オーバーレイネットワークにおけるキャッシング機構について、べき乗則に従う静的なトポロジではフルメッシュのトポロジに比べてファイル可用性が向上すること、及び同じくべき乗則に従う成長型のトポロジでは静的なトポロジの場合と非常に近い特性が見られることを明らかにした.

高速広帯域ネットワークにおける輻輳制御方式に関する研究として帯域やラウンドトリップ時間のインライン計測に基づくTCP輻輳制御方式が、計測誤差や環境変化の影響を大きく受けるという問題を指摘し、それを解決するために、計測誤差に応じたパラメータを設定する手法、および意図的にノイズを加えることによって環境変動の影響を吸収する手法を確立した。
歯根膜組織の老化機構に関する研究

本年度は,ヒト培養歯根膜細胞のテロメア長分析を行った.その結果,1)1回の分裂で切れるテロメア長は150bpで,50-100bp/回という従来の報告とほぼ一致した.2)平均的テロメア長は表皮線維芽細胞の平均的テロメア長である16kbpより短かった.3)ドナー年齢に相関したテロメア短小化は観察されなかった.4)同一のドナー由来の歯根膜組織から,平均3kbpの短いテロメア長を有する株と,平均13kbpの長いテロメア長を有する株が,またその両者をカバーする範囲のテロメア長を示す株が確立された.本結果から,歯根膜線維芽細胞は年齢に相関せず一般的に短いテロメアを有することが示唆され,表皮など他の一般的結合組織繊維芽細胞よりも細胞寿命の短い可能性が考えちれた.一方,歯根膜細胞株のあるものは長いテロメアを示したことから,歯根膜におけるテロメラーゼ活性発現型歯根膜幹細胞の存在を考えた.テロメア長を検索した細胞株について,そのテロメラーゼ活性をTRAPアッセイによって測定し,また免疫染色によってテロメラーゼ蛋白発現を検索した.その結果,1)TRPPアッセイでは,典型的なテロメラーゼ活性を示す結果は得られなかったが,細胞株のテロメア長とは関係なく,弱いテロメラーゼ活性の存在を示唆する増幅されたTRAP産物が観察された.2)抗テロメラーゼ抗体陽性の細胞が観察された.以上について,申請者は現在投稿準備中であり,今後,歯根膜幹細胞の探究と分離を試み,培養歯根膜作製への応用を目標とする基盤研究を申請する.申請者は平成12年度において,ヒト歯根膜由来培養線維芽細胞に関して以下のことを明らかにした.1.初代培養細胞が含む老化細胞の全細胞数に対する割合(1)歯肉および肺の線維芽細胞,ならびに骨芽細胞と比較して有意に多い.(2)老化細胞数はドナー年齢と相関しない.(3)免疫染色で検出可能なレベルのp53蓄積細胞が観察される.(1)培養細胞株の細胞分裂限界回数は,歯肉および肺の線維芽細胞,ならびに骨芽細胞と比較して有意に少ない.3.細胞分裂限界に達した老化歯根膜細胞のマトリックス関連蛋白産生能(1)オステオカルシン産生量は,初代培養細胞と比較して有意に小さい.(2)オステオカルシン産生量はドナー年齢と相関しない.以上の研究成果は,ヒト歯根膜組織がドナー年齢に相関しない老化組織で有る可能性を示唆するものである.本年度は,ヒト培養歯根膜細胞のテロメア長分析を行った.その結果,1)1回の分裂で切れるテロメア長は150bpで,50-100bp/回という従来の報告とほぼ一致した.2)平均的テロメア長は表皮線維芽細胞の平均的テロメア長である16kbpより短かった.3)ドナー年齢に相関したテロメア短小化は観察されなかった.4)同一のドナー由来の歯根膜組織から,平均3kbpの短いテロメア長を有する株と,平均13kbpの長いテロメア長を有する株が,またその両者をカバーする範囲のテロメア長を示す株が確立された.本結果から,歯根膜線維芽細胞は年齢に相関せず一般的に短いテロメアを有することが示唆され,表皮など他の一般的結合組織繊維芽細胞よりも細胞寿命の短い可能性が考えちれた.一方,歯根膜細胞株のあるものは長いテロメアを示したことから,歯根膜におけるテロメラーゼ活性発現型歯根膜幹細胞の存在を考えた.テロメア長を検索した細胞株について,そのテロメラーゼ活性をTRAPアッセイによって測定し,また免疫染色によってテロメラーゼ蛋白発現を検索した.その結果,1)TRPPアッセイでは,典型的なテロメラーゼ活性を示す結果は得られなかったが,細胞株のテロメア長とは関係なく,弱いテロメラーゼ活性の存在を示唆する増幅されたTRAP産物が観察された.2)抗テロメラーゼ抗体陽性の細胞が観察された.以上について,申請者は現在投稿準備中であり,今後,歯根膜幹細胞の探究と分離を試み,培養歯根膜作製への応用を目標とする基盤研究を申請する.
ヒト造血系細胞へのウイルスベクターによる遺伝子導入法の開発-造血現象のin vitro再構築の検討-

本研究の目的は,ヒト造血細胞およびその増殖,分化に深く関与する骨髄間質系細胞に細胞不死化遺伝子を導入することにより,造血現象を試験管内で再現し,その機序を解明することにある.この目的達成のための第一段階は造血細胞,間質細胞を標的細胞として有効な遺伝子導入法を開発すること,第二段階として不死化細胞を用いて造血現象を再現し,その機序を明かとすることであり,研究実施計画に基ずき下記の研究を実施した.1)ウイルスベクターの開発ヒト骨髄細胞に対して効果的な遺伝子導入を行うため,標的細胞との親和性,細胞に対する非障害性,実験室レベルにおける安全性等の観点より基礎実験を行い,アデノウイルスをベクターウイルスとして選択した.さらに細胞不死化遺伝子として今年度はSV40 T抗原を選択し,SV40-アデノウイルス組み換えウイルスを作製した.本ウイルスベクターを用いた導入実験より,従来の報告と比較して約5倍の導入効率,約100倍の細胞不死化効率と優れた結果が得られた.加えて胸腺上皮,肝細胞,角膜上皮細胞等に対しての遺伝子導入実験でも同様の高い有効性が認められ,本ウイルスベクターが今後遺伝子導入ベクターとして幅広く応用可能であることが確認された.2)不死化骨髄細胞株による試験管内造血現象再現の可能性の検討遺伝子導入により樹立された骨髄間質細胞株の2種類に8週を越えて長期に及ぶ造血現象の支持機能が認められた.またこの培養実験において造血細胞と間質細胞をミリポアフィルターで分離し細胞間接触を阻害したところ,間質細胞の造血支持機能の低下がみられたことよりなんらかの接着分子を介した細胞間相互作用の介在する機序の関与が推測され現在さらに検討中である.本研究の目的は,ヒト造血細胞およびその増殖,分化に深く関与する骨髄間質系細胞に細胞不死化遺伝子を導入することにより,造血現象を試験管内で再現し,その機序を解明することにある.この目的達成のための第一段階は造血細胞,間質細胞を標的細胞として有効な遺伝子導入法を開発すること,第二段階として不死化細胞を用いて造血現象を再現し,その機序を明かとすることであり,研究実施計画に基ずき下記の研究を実施した.1)ウイルスベクターの開発ヒト骨髄細胞に対して効果的な遺伝子導入を行うため,標的細胞との親和性,細胞に対する非障害性,実験室レベルにおける安全性等の観点より基礎実験を行い,アデノウイルスをベクターウイルスとして選択した.さらに細胞不死化遺伝子として今年度はSV40 T抗原を選択し,SV40-アデノウイルス組み換えウイルスを作製した.本ウイルスベクターを用いた導入実験より,従来の報告と比較して約5倍の導入効率,約100倍の細胞不死化効率と優れた結果が得られた.加えて胸腺上皮,肝細胞,角膜上皮細胞等に対しての遺伝子導入実験でも同様の高い有効性が認められ,本ウイルスベクターが今後遺伝子導入ベクターとして幅広く応用可能であることが確認された.2)不死化骨髄細胞株による試験管内造血現象再現の可能性の検討遺伝子導入により樹立された骨髄間質細胞株の2種類に8週を越えて長期に及ぶ造血現象の支持機能が認められた.またこの培養実験において造血細胞と間質細胞をミリポアフィルターで分離し細胞間接触を阻害したところ,間質細胞の造血支持機能の低下がみられたことよりなんらかの接着分子を介した細胞間相互作用の介在する機序の関与が推測され現在さらに検討中である.
表面修飾電極上における分子と表面プラズモンの相互作用の解明

本研究では自己組織化単分子膜の手法を用いて金電極表面にポルフィリン誘導体を修飾し、これを表面プラズモン励起して得られる蛍光および光電気化学特性から励起機構と効率を評価し、表面プラズモンの電場と分子の相互作用を定量的に解明することを目的として研究を展開した。その結果、光電気化学領域において期待される新技術である修飾金電極の表面プラズモン励起に関する基本的な技術を確立することができた。とくに、太陽電池などへの応用では励起エネルギーが低いためにこれまであまり省みられなかった近赤外領域において、表面プラズモン励起の最大の特長である電場増強効果により励起効率が著しく向上することを実証した。これは、孤立したポルフィリン分子が本来吸収を持たない近赤外領域において、単分子膜中の隣接分子間の電子的相互作用により形成される準位に基づく極めて微弱な吸収が表面プラズモンの増強電場を用いることにより効率よく励起されることによる。このような微弱な吸収の励起は従来行われていた表面の直接光励起では到底不可能であり、表面プラズモン励起で初めて可能になった最大の特長である。さらに、理論研究によりその可能性を示唆されていた金表面を微細加工することにより表面プラズモンの電場を集中局在化させる手法について、ラテックス粒子を用いるプロジェクション法により光波長サイズの孔を金表面に形成し、その底面を蛍光修飾した試料を用いて実際に表面プラズモン電場の局在化を実証し、免疫分析などへの応用の可能性を明らかにすることができた。以上のように、表面プラズモン励起の応用のための興味深い知見が多々得られた。本研究は自己組織化単分子膜の手法を用いて金電極表面にポルフィリン誘導体を修飾し、これを表面プラズモン励起して得られる蛍光および光電気化学特性から励起機構と効率を評価し、表面プラズモンの電場と分子の相互作用を定量的に解明することを目的として研究を展開した。1.近赤外領域における電場増強効果の検証表面プラズモンの電場は可視近赤外領域において入射光の電場が数十数百倍に増強されるため、表面修飾分子を高効率で励起することが可能である。これまでは可視領域における電場増強を研究してきたが、本研究ではより大きな増強効果が得られる近赤外領域を中心に扱い、ポルフィリン修飾金電極の表面プラズモン励起により発生する光電流のアクションスペクトルを精密測定した。その結果、ポルフィリンの最低励起順位である655nmのQx(00)バンドよりも長波長の670800nmにおいて構造をもつ吸収帯が確認された。この領域には通常の透過吸収分光で観測できるような吸収帯は存在しないが、表面における会合によってごく弱い吸収帯が現れる可能性がある。これらが数百倍に達する電場増強を受けて励起されたものと解釈された。2.金表面の微細加工による電場増強これまでの研究では平滑な金表面を用いて蛍光や光電流の増強効果を検証してきた。一方、金表面に凹凸を持たせるとプリズムを用いる全反射照明なしでも表面プラズモンを励起可能なことが知られている。そこで、金表面に二次元グレーティングやマイクロドットを形成したうえで表面にポルフィリンを修飾して蛍光特性を観測することにより、その効果を検証した。二次元グレーティングの場合にはプリズムなしで表面を直接光照射した場合にも長波長部で蛍光増強が観測された。マイクロドットの場合にはドットの周縁部分の蛍光強度が中心部より強く、エッジによる増強を観測することができた。1)電場増強効果の検証

表面プラズモンの電場は入射光の電場よりも増強され、その効果は波長に依存する。金表面に形成したポルフィリン単分子膜の蛍光励起スペクトルを空気中で測定するとともに、光電流の作用スペクトルを酸素飽和0.1M硫酸ナトリウム水溶液中で測定した。蛍光励起スペクトルはポルフィリンの単分子膜の透過吸収スペクトルとは形状が大きく異なり、500nm以上の領域のQバンドが著しく増強されていた。その形状は表面プラズモンの電場増強効果を吸収スペクトルに乗じたものとほぼ対応したことから、長波長領域の増強は電場増強に起因することがわかった。一方、光電流の作用スペクトルでは蛍光励起スペクトルと同様の長波長領域の増強が観測されたが、最低励起状態であるQx00バンドよりもさらに長波長領域にもいくつかの離散的な弱いバンドが観測された。これらのバンドは単分子膜中においてポルフィリンがスタツキングすることで生成したJ会合体類似の構造に由来するものと考えられる。2)表面ナノ構造による表面プラズモン電場の局在化金表面に直径500nm3μmの孔をプロジェクション法により形成し、その中および周辺の金表面上に蛍光性分子を修飾して近接場顕微鏡および蛍光顕微鏡で観測した。直径500nmの孔をもつ金表面を蛍光修飾した場合、孔の周縁部のみが強い蛍光を示した。一方、底面のガラス表面を蛍光修飾した場合にも孔の周縁部分が強い蛍光を示した。これらの結果から、表面プラズモンの電場は孔の周縁部に集中し、孔を蛍光免疫分析や遺伝子分析の容器として応用可能なことが示唆された。
パーキンソン病モデルマウスへのマグネシウム-L-スレオネート投与の予防・治療効果

アルファシヌクレイン遺伝子組換えパーキンソンモデル(aSynTg)マウスにマグネシウム-L-スレオネート(Mg-L-Th:脳脊髄液中Mg濃度を1020%上昇せしめる。A社とB社から購入)を飲用投与し生後6ヶ月まで生存させ、行動解析と線条体ドパミン量をwild type(WT)と比較した。結果は、歩行時の前脚および後脚幅、前後脚差はMg-L-Th投与群で改善しなかった。aSynTgマウスがケージの壁にジャンプし続ける頻度は、Mg-L-Th投与群で減少しなかった。線条体ドパミン濃度は、WTよりaSynTgマウスで少なく、Mg-L-Th(A社)投与群ではaSynTgマウスで有意に増加した。アルファシヌクレイン遺伝子組換えパーキンソン病モデルマウス(aSynTgマウス)へのマグネシウム(Mg)-L-スレオネート投与の予防・治療効果を検証することを目的とする。25年度は、分担研究者藤田はaSynTgメスマウスを信大へ分与し、分担研究者鈴木はそれを繁殖させ、遺伝子検査を行って実験群を形成した。aSynTgマウス8匹、wild2匹にMg-L-スレオネートを飲用させ、aSynTg9匹、wild11匹には通常水を飲用させて、6ヶ月でサクリファイした。サクリファイに当たって、血清と脳脊髄液を採取し、Mg濃度を計測した。サクリファイス個体の多くはパラフォルムアルデヒドで還流固定し、パラフィン包埋して黒質のチロシン水酸化酵素陽性神経細胞(ドパミン神経細胞)の定量的検討にあて、一部は凍結して、線条体のドパミン定量にあてた。経過中、ほぼ1ヶ月おきに全匹のフットプリントを採取し、歩行の異常を比較検討した。25年度末の時点で、aSynTgマウスへのMg-L-スレオネート投与の有効性は明瞭には現れていない。1.目的と方法:本研究は、「根本的治療法が無いパーキンソン病の黒質ドパミン神経細胞死を防ぐ」ことを最終目標として、アルファシヌクレイン遺伝子組換えパーキンソン病モデル(aSynTg)マウスにマグネシウム(Mg)-L-スレオネート(脳および脳脊髄液中のMg濃度を1020%上昇せしめるという。今回はA社とB社から購入)を飲用投与し、行動解析と線条体ドパミン量を定量し、Mg-L-スレオネートがaSynTgマウスの線条体ドパミン濃度と行動の改善を起こすか、生後6ヶ月まで生存させ、wild type (WT)と比較しつつ定量的に分析した。2.結果:(1)フットプリント(歩行時の足の運び)の、前脚および後脚幅、前後脚差は、WTよりaSynTgマウスで広い傾向が見られた。Mg-L-スレオネート投与でaSynTgマウスで前脚および後脚幅、前後脚差の改善傾向は見られなかった。(2)aSynTgマウスはケージの壁に向かってジャンプし続ける習性を示す。この頻度は、Mg-L-スレオネート投与群で減少したものも見られたが、個体ごとのばらつきが大きく、非投与群との有意差は見られなかった。(3)線条体のドパミン濃度をELISA法により計測した結果では、ドパミン濃度は、WTよりaSynTgマウスで少なく、Mg-L-スレオネート(A社)投与群ではaSynTgマウスで有意に増加した。3.考察:aSynTgマウスへのMg-L-スレオネート投与では、歩行時の前脚および後脚幅、前後脚差の改善も、壁に向かってジャンプし続けるという行動にも改善は見られなかった。しかしMg-L-スレオネート(A社)投与aSynTgマウスで線条体ドパミン濃度が有意に上昇したことは、本研究の大きな成果と考えたい。Mg-L-スレオネートは、欧米などではサプリメントとしてヒトが摂食している物質であり、危険性は指摘されていない。パーキンソン病患者への投与を目指してその有効性をマウス等で更に検証していく必要がある。神経病理学aSynTgマウスの繁殖は順調で、Mg-L-スレオネートの国外からの入手も問題無く継続している。血清と脳脊髄液中のMg濃度の計測も、研究協力施設(長野県薬剤師会検査センター)の質量分析装置でコンスタントに検出している。パラフィン標本の作製と黒質のチロシン水酸化酵素免疫染色は順調である。