hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域イノベーションシステムにおける公設試験研究機関から中小企業への技術移転の評価

本研究では地域イノベーションシステムに関するパネルデータを構築し、公設試験研究機関が地域イノベーションシステムにおいて果たす役割に関して以下の分析を行った。パネル推計から、公設試験研究機関の技術移転活動が一年のラグを持って企業のイノベーションに影響を与えるのに対して、大学研究が企業のイノベーションに影響を与えるのには五年のラグを要することが明らかとなった。また、推計結果は、公設試験研究機関は地域内産学連携には寄与しない一方、大学のリエゾンオフィスは地域内産学連携を促進していることを示している。日本において地域イノベーションシステムの分析を行う際に、大学と同様に注目しなければならない知識源泉は公設試験研究機関(以下、公設試)である。公設試は地方自治体によって運営され、地域の中小企業に対する技術支援、独自の研究、中小企業間の技術連携支援という三つの役割を担っている。その歴史は19世紀後半にまで遡り、カバーする技術領域は農林水産業、製造業、保健衛生、環境、土木建築、デザイン、伝統工芸など多岐にわたる。各地方自治体には最低でも一つの製造業系公設試が設置されている。公設試はその歴史、施設の数、カバーする技術分野の多様性、立地範囲の面から見て、世界に類を見ない充実した地域イノベーション政策である。従って、公設試の活動を定量的に評価することは効率的な地域イノベーション政策を設計する上でも重要である。公設試はその設立目的からして、ローカライズされたスピルオーバー(地域中小企業への技術知識の移転)を目的としている。公設試から地域中小企業へのスピルオーバーの径路は技術相談、新技術研修、試験分析、共同研究、受託研究、ライセンス、論文、学会報告など多岐にわたる。本研究はこうした技術移転活動に関する包括的なマイクロデータを利用し、製造業系公設試の技術移転に関する定量的分析を行う。現時点での進捗状況と今後の方針については次項以降を、当該年度のより詳細な研究実績リストについては申請者ホームページ(http://sites.google.com/site/nfukugawa/)を参照されたい。本研究では大学や公設試験研究機関、企業の各種データに基づく地域イノベーションパネルを構築し、公設試験研究機関が地域イノベーションシステムにおいて果たす役割について次の観点から分析を行った。第一に、技術指導、技術相談、新技術研修、試験分析、共同研究、受託研究、ライセンス等を通じて地域企業の技術力を直接的に改善する効果。パネル推計から、公設試験研究機関の技術移転活動は地域企業のイノベーションに正の効果を持つことが分かった。被説明変数と説明変数との間に一年のラグと五年のラグを導入したパネル推定結果を比較すると、大学の研究成果が地域企業のイノベーションに正の影響を与えるのに五年のラグを要するのに対して、公設試験研究機関の技術指導、技術相談がイノベーションに正の効果を及ぼすのには一年のラグを伴うことが示された。この結果は、企業が科学的知見から産業上の有用性を見いだし、技術開発を行うのに時間がかかる一方、技術指導のような製造現場における具体的な問題解決を目的とする技術移転については、その効果が比較的短期に発揮されることを示唆している。第二に、地域企業と大学との連携を促進し、それにより間接的に地域のイノベーションを促進する効果。パネルデータの分析を通じて、公設試験研究機関は共同研究を通じた地域内産学連携の活性化には寄与していないことが明らかとなった。これに対して国立大学に設置されているリエゾンオフィス、地域共同研究センターは地域内産学連携を促進している。この結果は、地域内スピルオーバーの源泉、もしくは触媒として機能するinnovation intermediaryを政策的に設置、運営する際には、各機関の特性に応じた分業関係が重要であることを示唆している。日本において地域イノベーションシステムの分析を行う際に大学と同様に注目しなければならない知識源泉は、公設試験研究機関(以下、公設試)である。その歴史は19世紀後半にまで遡り、カバーする技術領域は、農林水産業、製造業、保健衛生、環境科学、土木建築、デザイン、伝統工芸など多岐にわたる。各地方自治体には最低1箇所の製造業系公設試が設置されている。公設試から地域中小企業へのスピルオーバーの径路は技術相談、新技術研修、試験分析、共同研究、特許ライセンス、論文など多岐にわたる。本研究は、公設試の技術移転について包括的なデータセットを用いて、定量的なアプローチから分析する初めての試みである。従って、公設試の技術移転効果を定量的に評価することは、より効率的な地域イノベーション政策を設計する上でも重要である。

現時点での進捗状況と今後の方針については次項以降を、当該年度のより詳細な研究実績リストについては申請者ホームページ(http://sites.google.com/site/nfukugawa/)を参照されたい。主に地方自治体によって運営されている公設試験研究機関(以下、公設試)はその歴史、機関の数、カバーする技術分野の多様性、立地範囲の面から見て、世界に類を見ない充実した地域イノベーション政策である。公設試は独自の研究や技術指導を通じて地域企業のイノベーションを直接的に支援するとともに、様々なスキームを通じて地域企業を知識連携に組み込み、間接的にイノベーションを支援するという役割を担っている。公設試の技術移転活動を定量的に評価することが、より効率的な地域イノベーション政策を設計する上で重要であるという認識は、関係者の間で広く共有されている。しかし、この分野での実証研究の蓄積は十分とは言えず、エビデンスに基づいた制度設計を妨げている。こうした先行研究の状況を踏まえ、本研究では企業、国立大学、公設試の研究開発、技術移転に関するパネルデータを構築し、公設試が地域イノベーションシステムにおいて果たす二つの役割、すなわちイノベーションの源泉と触媒、を定量的に検証した。パネル推計から以下の点が明らかとなった。第一に、公設試の技術移転活動が一年のラグを持って企業のイノベーションに影響を与えるのに対して、大学研究が企業のイノベーションに影響を与えるには五年のラグを要する。この結果は企業が科学的知見から産業上の有用性を見いだし、技術開発を行うのに時間がかかる一方、技術指導のような製造現場における具体的な問題解決を目的とする技術移転の効果は、比較的短期間に発揮されることを示唆している。第二に、公設試は地域内産学連携の促進には寄与しない一方、国立大学のリエゾンオフィスは地域内産学連携を促進している。この結果は地域イノベーションシステムにおけるイノベーションの触媒となる機関を政策的に展開する場合、各機関の特性に応じた分業関係を考慮すべきであることを示唆している。応用経済学当該年度では産総研編「公設試験研究機関現況」(以下「現況」)データによる公設試パネルデータの構築を行った。この段階での経費は、紙媒体データの購入または複写、CD-ROMデータの購入、質問紙調査、データの入力、瑕疵チェック、加工、編集のために支出された。主な費目は旅費(聞き取り調査等)、設備備品費(CD-ROMデータベース等)、その他(複写費等)である。これまでの研究から地域イノベーションシステムの全体像として、異なるタイプのintermediaries(大学、公設試験研究機関、リエゾンオフィス)がスピルオーバーの源泉、触媒として異なる役割を果たしており、これらが異なるスピルオーバーの経路(共同研究や技術指導)を通じて、異なるスピルオーバーの受益者(大企業と中小企業)と異なる時間的・地理的関係で結びついていることが明らかとなった。当該年度では、産総研編「公設試験研究機関現況」(以下「現況」)データによる公設試パネルデータの構築に着手した。
Big angiotensin-25の生体内での役割と診断薬としての可能性

Bang-25の測定系を確立し、尿中のBang-25を測定した。ヒト尿中Bang-25は、糸球体濾過量と負の相関が見られたが、尿タンパクとは相関しなかった。さらに糖尿病患者についても尿中Bang-25が高い事が分かった。つまり、尿中Bang-25は腎障害の程度を反映しているおり、また糖尿病と関連していると考えられた。さらにAogenの14番目の糖鎖の解析を行った結果、Aogenの糖鎖のうちの1つはBang-25と同じ事から、糖鎖の違いによってAogenからBang-25もしくはAng Iなど生成されるアンジオテンシン関連ペプチドの種類が変化する可能性が示唆された。Big angiotensin-25(略称、Bang-25)はヒト尿中に存在する最も主要なアンジオテンシン関連ペプチドとして、ごく最近研究代表者らにより発見された糖鎖が付加した特徴的な構造をした新規ペプチドである。本ペプチドはキマーゼにより速やかにアンジオテンシII(Ang II)に変換されるが、レニンに対しては抵抗性がある。また、Bang-25は心筋、腎臓糸球体のポドサイトや副腎髄質をはじめ、ヒト生体内に幅広く分布している。そこで本研究では、1Bang-25の生体内での役割や生合成機構を明らかにすることで新たな循環調節機構の存在を明らかにする。2Bang-25の定量法を確立し、循環器疾患患者の血中や尿中Bang-25を検討することを目的として行った。Bang-25の定量法としてパーキンエルマー社のAmplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay(Alpha)LISA法を確立した。その際にAng IIのN末端に特異的な抗体をビオチン化し、Bang-25のC末端に特異的な抗体をAlpla LISAアクセプタビーズに結合させる方法を利用した。またこの測定系を用いてヒトの尿・血液・組織中のBang-25濃度を測定した結果、尿中のBang-25が血中よりも数十倍多い事が明らかとなった。さらに腎臓疾患患者を含むヒト尿中のBang-25を測定した結果、糸球体濾過量(eGFR)と負の相関が見られたが、尿タンパクとは相関していなかった。つまり、尿中Bang-25は腎疾患における腎障害の程度を反映していると考えられた。Bang-25の生体内での役割や生合成機構を明らかにするため、パーキンエルマー社のAmplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay(Alpha)LISA法を利用してBang-25の定量法を確立した。この測定系を用いてヒトの尿・血液・組織中のBang-25濃度を測定した結果、尿中のBang-25が血中よりも数十倍多い事が明らかとなった。また、腎臓疾患患者を含むヒト尿中のBang-25を測定した結果、糸球体濾過量(eGFR)と負の相関が見られたが、尿タンパクとは相関していなかった。一方、本法は尿のSEPPAKによる脱塩が必要なため、多くのサンプルを測定することができない。そのため、新たな簡便な測定系を確立するため、合成Bang-25を抗原とした抗体を作成した。Bang-25の定量法についてAlpha LISA法を確立し、尿サンプルの前処理後に測定した。腎疾患ばかりでなく循環器疾患に関しても新たな知見がでつつある。これまでの研究成果により、Bang-25の定量に関しては、腎障害におけるバイオマーカーになりうる可能性が示唆された。現在も本法で各種疾患の測定を継続しているが、本法は尿のSEPPAKによる脱塩が必要なため、多くのサンプルを測定することができない。そのため、新たな簡便な測定系を確立するため、合成Bang-25を抗原とした抗体を作成できた。本抗体はBang-25の糖鎖を含む全体を認識しており、今後の研究推進の有力なツールとなる。以上より本研究はおおむね順調に進展しているといえる。Big angiotensin-25 (Bang-25)はヒト尿中に存在する最も主要なアンジオテンシン関連ペプチドとして、ごく最近研究代表者らにより発見された糖鎖が付加した特徴的な構造をした新規ペプチドである。

そこで本研究では、1Bang-25の生体内での役割や生合成機構を明らかにすることで新たな循環調節機構の存在を明らかにする。更にBang-25の定量法を確立し、循環器疾患患者の血中や尿中Bang-25を検討することを目的として行った。Bang-25の生体内での役割や生合成機構を明らかにするため、パーキンエルマー社のAmplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay(Alpha)LISA法を利用してBang-25の定量法を確立した。この測定系を用いてヒトの尿・血液・組織中のBang-25濃度を測定した結果、尿中のBang-25が血中よりも数十倍多い事が明らかとなった。また、腎臓疾患患者を含むヒト尿中のBang-25を測定した結果、糸球体濾過量(eGFR)と負の相関が見られたが、尿タンパクとは相関していなかった。つまり、尿中Bang-25は腎疾患における腎障害の程度を反映していると考えられた。一方、本法は尿のSEPPAKによる脱塩が必要なため、多くのサンプルを測定することができない。そのため、新たな簡便な測定系を確立するため、合成Bang-25を抗原とした抗体を作成した。今後はこの抗体を利用してRIA系もしくはAlphaLISA法を確立したい。Bang-25の定量法についてAlpha LISA法を確立し、尿サンプルの前処理後に測定した。腎疾患ばかりでなく循環器疾患、消化器疾患、その他に関しても新たな知見がでつつある。これまでの研究成果により、Bang-25の定量に関しては、腎障害におけるバイオマーカーになりうる可能性が示唆された。また、高血圧患者に関して、宮崎県内の開業医・病院勤務医の協力を得て、1000検体近くの尿サンプルを入手しBang-25の定量を行った。今後、これらの患者の経過を観察していくことで尿中Bang-25濃度と腎予後についての検討を行いたい。現在も本法で各種疾患の測定を継続しているが、本法は尿のSEPPAKによる脱塩が必要なため、多くのサンプルを測定することができない。そのため、新たな簡便な測定系を確立するため、合成Bang-25を抗原とした抗体を作成できた。本抗体はBang-25の糖鎖を含む全体を認識しており、今後の研究推進の有力なツールとなる。Bang-25の薬理作用を見る検討では、ラットを用いた急性投与研究を行ったが、顕著な作用は認められなかった。ラットにはBang-25に相当するものはないと考えられるので種による差があるのかも知れない。今後は充分量のBang-25を合成できたので慢性投与研究やマウスやヒト型キマーゼを有すると言われているハムスターを用いて研究を進めたい。以上より本研究はおおむね順調に進展しているといえる。Big angiotensin-25 (Bang-25)はヒト尿中に存在する最も主要なアンジオテンシン関連ペプチドとして、ごく最近研究代表者らにより発見された糖鎖が付加した特徴的な構造をした新規ペプチドである。本ペプチドはキマーゼにより速やかにアンジオテンシII(Ang II)に変換されるが、レニンに対しては抵抗性がある。また、Bang-25は心筋、腎臓糸球体のポドサイトや副腎髄質をはじめ、ヒト生体内に幅広く分布している。
口腔ケアが咬合力の改善および口腔内細菌叢におよぼす影響

高齢者人口の増加に伴い、さまざまな疾患を有するいわゆる有病高齢者も増加している。中でも脳血管障害などの中途障害のため,何らかの介護を必要とする要介護者は増加する一方である。脳血管障害後遺症のため、咀嚼・嚥下に問題を生じ、きざみ食やペースト状の食事を摂取している高齢者も多く、あるいは経口からの栄養摂取が不可能な場合も見受けられる。食事を取ることには栄養、嗜好、生体調節機能の三つの機能があり、このうち嗜好は食品が経口摂取されなければ評価できない。口腔清掃の徹底により、口腔細菌叢、唾液分泌能,唾液緩衝能、咬合圧にいかなる変化を及ぼすかを調査・検討した。また、唾液の分泌については食事形態や服用薬剤が影響するとの報告も見られることから、これらを加味した調査・検討を行った。被験者の多くは口腔ケア・歯科治療の実施により肉眼的には口腔内環境は改善されていたが、口腔細菌の検出、唾液緩衝能、唾液分泌量および咀嚼力の変化に有意な差は、認められなかった。また、食事形態との関連については、通常の食事形態の被験者のほうが、きざみ・ペースト食・経管栄養の被験者に比べ、唾液分泌量、咬合圧については上昇し、口腔細菌数は減少傾向が認められたが、有意差は認められなかった。また、服用薬剤については、種類・形状が多岐にわたっているため、咬合関係については、調査期間中に歯科治療による咬合関係の変化が見られたため、一定の傾向を把握することはできなかった。被験者の日常生活自立度や口腔清掃に対する関心の程度により、調査結果に差が生じた可能性が考えられるが、口腔環境を改善するためには、被験者および介護者に対する口腔衛生指導を十分に行う必要がある。また、口腔ケアの指標としては、咬合圧だけではなく、咀嚼面からの検討が必要と思われた。口腔清掃の十分に行われている施設、行われていない施設の比較を予定していたが、新設の介護老人保健施設において、入所直後と口腔ケア実施後で咬合圧、口腔細菌叢の変化を測定し評価することとした。入所直後の口腔内環境はこれまでの生活習慣や環境によりさまざまであり、視診において要治療歯、欠損部の放置も多くみられ、また欠損補綴が行われていても不適切である場合が多かった。口腔清掃については自宅介護あるいは以前入所していた施設での介護状況が不明であったが、入所時に十分に清掃が行われている場合は少なく、多くは清掃不十分であった。本人の日常生活自立度や介護者の口腔清掃に対しての関心の程度により差が生じていると思われた。咬合圧測定については、ジーシー社製咬合力測定システムを使用しているが、脳血管障害後後遺症のため測定は十分に行えなかった。咬合圧の測定にはフィルムを使用するが、不随意運動やコミュニケーション障害のため十分な咬合が得られない場合も多く、またばらつきが多かった。測定当日のコンディションにも左右されている。数回のタッピングさせる方法や、フィルムを繰り返し咬ませる方法による比較も行っているが、安定した結果が得られず結果として対象者の咬合圧を測定評価することは現在の時点でできていない。口腔内細菌叢については刺激時唾液を使用し簡易培養による測定を予定していたが、咬合圧測定と同日に唾液採取を行うため、安定した咬合圧測定が可能と思われた時点で開始する予定である。本年度は十分な調査結果が得られず、一定条件下での咬合圧測定および口腔内細菌叢調査を行う方法の検討を行うにとどまった。介護老人保健施設において脳血管障害患者の口腔ケア実施前後の口腔内環境調査を行った。口腔内環境は、口腔細菌叢(Strptococcus, Candida, Lactobatillus)の検出、唾液緩衝能、唾液分泌量および咀嚼力にて評価する。ロ腔内細菌叢については刺激時唾液を使用し簡易培養による測定を予定していたが、口腔ケア前後で細菌数の増加、減少、変化なしの結果が得られた。退所や入院などの理由から、十分な唾液の採取が可能な被験者が少なかったため、有意な差は認められなかった。同様に、咬合圧も口腔ケア前後で上昇、下降、変化なしという結果が得られ、有意な差は認められなかった。被験者の入所直後の口腔内環境はさまざまであり、視診において要治療歯、欠損部の放置も多くみられた。また、口腔清掃については自宅介護あるいは以前入所していた施設での介護状況が不明であったが、入所時に十分に清掃が行われている場合は少なく、ほとんどが清掃不十分であった。被験者の多くは口腔ケア・歯科治療の実施により肉眼的には口腔内環境は改善されているが、今回の調査結果には反映していない。本人の日常生活自立度や口腔清掃に対する関心の程度により差が生じた可能性もあり、被験者および介護者に対する口腔衛生指導を十分に行う必要を感じた。また、唾液の分泌については食事形態や服用薬剤が影響するとの報告も見られることから、これらを加味した調査・検討を行う必要があり、さらに残存歯や咬合関係まで含めて調査方法を再度検討する必要がある。

食事を取ることには栄養、嗜好、生体調節機能の三つの機能があり、このうち嗜好は食品が経口摂取されなければ評価できない。口腔清掃の徹底により、口腔細菌叢、唾液分泌能,唾液緩衝能、咬合圧にいかなる変化を及ぼすかを調査・検討した。また、唾液の分泌については食事形態や服用薬剤が影響するとの報告も見られることから、これらを加味した調査・検討を行った。被験者の多くは口腔ケア・歯科治療の実施により肉眼的には口腔内環境は改善されていたが、口腔細菌の検出、唾液緩衝能、唾液分泌量および咀嚼力の変化に有意な差は、認められなかった。また、食事形態との関連については、通常の食事形態の被験者のほうが、きざみ・ペースト食・経管栄養の被験者に比べ、唾液分泌量、咬合圧については上昇し、口腔細菌数は減少傾向が認められたが、有意差は認められなかった。また、服用薬剤については、種類・形状が多岐にわたっているため、咬合関係については、調査期間中に歯科治療による咬合関係の変化が見られたため、一定の傾向を把握することはできなかった。被験者の日常生活自立度や口腔清掃に対する関心の程度により、調査結果に差が生じた可能性が考えられるが、口腔環境を改善するためには、被験者および介護者に対する口腔衛生指導を十分に行う必要がある。また、口腔ケアの指標としては、咬合圧だけではなく、咀嚼面からの検討が必要と思われた。
不活性ガスを充填したゴム風船によるプール火災の消火法の研究

消火剤の火源への輸送方法を工夫することで消火剤の消火効果の増大と消火活動による二次的な被害の抑制を目指すExtinguishing Agent Deliveryというコンセプトに基づく新しい消火法として,ゴム風船を用いた不活性ガス消火法について実験的に検討した.その結果,その消火特性は,完全消火が達成できる不活性ガスの最小体積つまり消火限界Vexの値によって決まる熱容量ρCpVexで,液体燃料の単位質量あたりの発熱量Qを除したQ/ρCpVexの値が,火炎規模が決まると1つの値を示すことがわかった.これはゴム風船消火での消火成功が,不活性ガスの熱的効果によって達成されていることを示している.消火ガスとしてヘリウムを用いてゴム風船消火実験を行った.消火対象にはn-ヘプタンを用いた.従来,不活性ガスの消火効果はCup-burner法によって決定される.その場合,不活性ガスの消火効果の大きさはモル比熱の大きさに依存する.ただし,ヘリウムに関しては熱伝導率が大きく,その効果も加わりモル比熱の値が小さいにもかかわらず窒素と同等の消火効果を示す.他方,ゴム風船消火では窒素,アルゴン,二酸化炭素を用いて実験した結果,その消火効果が各ガスの熱容量の大きさに依存することを明らかにした.この結果は,Cup-bu-ner法で得られる不活性ガスの消火特性と同様である.しかし,熱伝導率の大きさが消火効果の大きさを決めるヘリウムをゴム風船消火で用いた場合,他の不活性ガスに比較してどの程度の消火効果を示すかは不明であった.実験の結果として,火炎の大きさつまり燃料容器径の大きさによって,ヘリウムは他の不活性ガスとの相対的な消火効果の大きさが変化することがわかった.つまり燃料容器径に依存して,ヘリウムが窒素よりも低い消火効果を示す場合,窒素と同等の消火効果を示す場合,そして,窒素よりも大きく二酸化炭素と同等の消火効果を示す場合が存在することがわかった.このことは,ヘリウムの熱伝導率を密度と比熱の積で除した熱拡散係数の値が他の不活性ガスに比して大きく消火効果に影響していると考えられる.つまり,破裂したゴム風船から消火ガスが火炎へ供給されるゴム風船消火では,不活性ガスの流れの速度と乱れが大きく,このような流れの非定常性がCup-burner法に比べて強い.そのため,ヘリウムのように熱拡散係数の大きな不活性ガスでは,消火対象の大きさによってゴム風船の膨らみ具合や破裂過程が変化し,それに依存して変わる流れの状況によって消火効果の大きさが消火対象の大きさによって異なったと考えられる.ゴム風船を用いると,液体燃料によって形成されたプール火炎を消火するのに必要な不活性ガスの熱容量が,火炎規模が定まると不活性ガス種によらず一定値になる.ただし,ヘリウムをゴム風船消火に用いた場合,窒素,二酸化炭素,アルゴンの熱容量よりも低い値を示すことを明らかにした.この理由を,破裂したゴム風船から放出される充填ガスの流れをシリコンオイルミストとメタルはライドランプによって可視化し,これを高速度カメラで記録・解析することで明らかにした.まず,ガス種によらず破裂するゴム風船から放出される流れには次のような特徴があった.ゴム風船が火炎と接触することにより一点から破裂すると,ゴム膜の張力によって周囲大気よりも高い圧力を有する充填ガスが火炎方向へ放出された(第1の流れ).他方,ゴム膜の表面には亀裂がゴム風船を固定している端に進展すると当時に,ゴムの張力によってゴム膜も風船の固定端へ収縮すた.このゴム膜の収縮が固定端に達すると,そのゴム膜挙動によって充填ガスが固定端から火炎方向へ駆動され,再度流れが生じた(第2の流れ).二酸化炭素,窒素,アルゴンでは,第1の流れ,第2の流れの速度の大きさは,ガスの充填体積が同様の場合ほぼ同じ値を示した.このように二酸化炭素,窒素そしてアルゴンでは流れに大きな差が無く,それらの消火効果の大きさが不活性ガスの物性に大きく依存したものと考えられる.他方,ヘリウムの第1および第2の流れの速度は,他のガスと同一体積を充填捨ても,常に流速が大きいことが明らかとなった.特に,第2の流れに関しては常に他のガスと比較すると2倍以上の大きな値を示した.この結果から,ゴム風船消火におけるヘリウムの消火効果は,他のガスが熱容量のような物性値で決定されたのとは異なり,流れの速度が大きく影響していることが明らかとなった.消火剤の火源への輸送方法を工夫することで消火剤の消火効果の増大と消火活動による二次的な被害の抑制を目指すExtinguishing Agent Deliveryというコンセプトに基づく新しい消火法として,ゴム風船を用いた不活性ガス消火法について実験的に検討した.その結果,その消火特性は,完全消火が達成できる不活性ガスの最小体積つまり消火限界Vexの値によって決まる熱容量ρCpVexで,液体燃料の単位質量あたりの発熱量Qを除したQ/ρCpVexの値が,火炎規模が決まると1つの値を示すことがわかった.これはゴム風船消火での消火成功が,不活性ガスの熱的効果によって達成されていることを示している.不活性ガス消火法の利用範囲の拡大を目ざして,カプセル消火法を考案した.そのカプセル消火法の効果について実験室規模のプール火災を対象として基礎的な検討を行っている.カプセル消火法では,不活性ガスをカプセル膜で包むことによって空気との混合を防ぎ,そして,その膜を火炎との接触で破膜させることにより,高濃度の消火ガスを一気にそして大量に火炎へ放出し消火を達成する.本研究はカプセルにゴム風船を用いる.

これまでの研究から,窒素,二酸化炭素そしてアルゴン80 %+窒素20 %の混合気を消火ガスとして用い,n-ヘプタン・プール火災を消火対象に,そして燃料容器直径をパラメータとして変化させてゴム風船消火の実験を行った.その結果,完全消火を達成するのに必要となる不活性ガスの最小体積量(消火可能限界値)に,その不活性ガスの密度と定圧比熱をかけて求まる熱容量の値が,ガス種によらず燃料容器直径が決まると1つの値となることを明らかにした.ゴム風船消火の消火可能限界値は不活性ガスの熱物性で整理できることから,その値は不活性ガスの希釈効果に比べて熱的な消火効果に依存していると考えられる.そこで本年度は,単位質量当たりの発熱量が異なる3種類の液体燃料(n-ヘプタン,エタノールと1-ブタノール)を用いて4種類の不活性ガス(窒素,アルゴン,アルゴン+窒素,二酸化炭素)による消火実験を行い,その発熱量の違いがゴム風船消火の特性に与える影響について検討した.その結果,ゴム風船消火の消火可能限界から決まる不活性ガスの熱容量の値で,各燃料種の単位質量あたりの発熱量を除した値の大きさが,火源の容器径が決まると,つまり火炎規模が決定されると,燃料種そして不活性ガス種に依存せず一つの値を示すことがわかった.更に,その(燃料の発熱量)/(消火可能限界での不活性ガスの熱容量)の値は,容器径が増加すると減少することもわかった.ゴム風船消火では,不活性ガスに窒素,二酸化炭素,アルゴンを用いると,それらの消火効果の大きさが各ガスの熱容量の大きさによって決定されることがわかっている.他方,ヘリウムを用いた場合,熱容量だけでは結果が整理できず,ゴム風船から放出される流れの状況が熱拡散係数の値が大きいヘリウムのゴム風船消火特性に影響していると考えられる.このように不活性ガスの熱物性や輸送係数の影響と伴に,ゴム風船から放出される流れの状態によっても消火効果が変化することを明らかにしてきている.そこで,ゴム風船から放出される不活性ガスの流れの可視化に現在取り組んでいる.そのゴム風船の破裂過程と充填された不活性ガスの放出過程を調べるためには,幾つかの技術的な工夫が必要である.まず一つは,ゴム風船の破膜過程は数ミリ秒で完了するため,高い能力の高速度カメラが必要となる.この高速度カメラについては,すでに使用の目処がついており,高速で生じるゴム膜上の亀裂の進展,ゴム膜の収縮,そして充填ガスの放出という一つ一つの物理過程を詳細に観察することが可能である.また光源についても,それらの高速現象を可視化するのに十分な半導体レーザーの使用にも目処が立っており,流れの可視化についても問題は無い.更に,流れの粒子画像を取得した後の画像解析用のPIVソフトの使用についても目処がついている.現在,それらの機器とソフトウエァを組み合わせて,ゴム風船から火炎へのガス供給過程の撮影および解析を行っている.これらのことは,当初計画していた通りの研究進展状況であり,おおむね研究は順調に進展していると言える.本研究はゴム風船をカプセルとして利用した新しい不活性ガス消火法の確立を目指している.不活性ガスは水や粉末消火剤で生じる水損・汚損そしてハロン消火剤のような環境負荷を生じない.しかし,消火ガスは周囲気体と混合し容易に消火能力が低下する.
Liquid Biopsy臨床応用に向けた循環腫瘍細胞と循環腫瘍DNAの統合解析

本研究ではシスプラチン抵抗性に関与する分子TIE-1について、エクソソームを介して薬剤耐性に関与するかを検討した。TIE-1強制発現細胞株を樹立し、この細胞から採取したエクソソームを卵巣癌細胞株に添加してシスプラチン感受性の変化を測定した結果、TIE-1発現エクソソームでは用量依存的なシスプラチン感受性低下を認めた。さらに当院倫理委員会の承認(2017-1-659)を得たうえで文書にて同意を得た5名に対して腹水の採取を行い、エクソソームの分離及びTIE-1の測定を行う予定である。患者は再発卵巣癌に対して通常の抗癌剤治療を受けており、現在はその臨床経過を追跡中である。がん治療に分子標的治療薬が導入されるに従い、臨床現場では患者および腫瘍細胞の個性に着目した個別化医療の必要性が増している。適切な個別化医療を行うためにはバイオマーカーとして組織検査が必要になる事が多いが、現在の腫瘍組織生検には侵襲性などの問題点があり、それらの問題を解決するLiquid Biopsyという概念が注目されている。本研究では婦人科がん進行症例を対象としてLiquid Biopsyの臨床的有用性を検討する。具体的な手段としては1末梢血から循環腫瘍細胞を検出し遺伝子変異の有無を調べる、2循環腫瘍細胞と原発腫瘍で見られた変異遺伝子を検出するプライマーでPCRを行い、患者血液中の腫瘍由来DNAの絶対量を測定し治療効果のモニタリングを行う予定である。現時点では患者血液からの循環腫瘍細胞を効率的に採取するプロトコールが技術的に定まっていない。しかしながら最近Liquid Biopsyの標的として注目を集める「エクソソーム」に関しては、卵巣癌細胞株を用いた予備検討で効率的に採取が可能となった。そこでH28年度は卵巣癌を対象として「エクソソーム」を標的としたLiquid Biopsyの可能性を探る方針とした。我々は卵巣癌細胞株から採取したエクソソームの卵巣癌細胞に対する機能に関しても、in vitroで興味深い知見を得られている。そこで再発卵巣癌患者の腹水および血液からエクソソームを採取して、抗がん剤耐性の有無を早期に検出する研究も上記1・2に加えて予定している。Liquid Biopsyを通じて、婦人科がん患者に侵襲の少ない検査で適切な個別治療を提供する事が本研究の意義だと考えている。当初は患者末梢血をサンプルとして循環腫瘍細胞を検出し遺伝子変異の有無を調べる予定であったが、技術的な問題により昨年度より卵巣癌患者腹水中の「エクソソーム」をLiquid Biopsyの標的として研究を進めている。まず卵巣癌細胞株を用いた検討で、シスプラチン抵抗性に関与する分子として我々が大規模スクリーニングで同定した分子TIE-1について、エクソソームを介して薬剤耐性に関与するかを検討した。卵巣癌細胞株にTIE-1発現ベクターを組み込み、TIE-1強制発現細胞株を樹立した。その細胞株から採取したエクソソームではTIE-1発現量が増加していることをmRNAおよびタンパク質レベルで確認した。この細胞から採取したエクソソームと通常の卵巣癌細胞株から採取したエクソソームを、それぞれ卵巣癌細胞株に添加してシスプラチン感受性の変化を測定した結果、TIE-1発現エクソソームでは用量依存的なシスプラチン感受性低下を認めた。上記の結果より、TIE-1発現増加によりシスプラチン抵抗性となった卵巣癌細胞株がエクソソームを介して周囲の細胞にシスプラチン抵抗性を伝搬している可能性があると考えている。さらに本研究に関して当院倫理委員会の承認(2017-1-659)を得たうえで、対象患者のリクルートを行った。文書にて同意を得た5名に対して腹水の採取を行い、腹水を分注して-80°Cフリーザーで冷凍保存してある。再発卵巣癌患者の血液および腹水よりエクソソームを抽出して、抗癌剤抵抗性の早期予測を目的とした検討を行う。産婦人科学
骨芽細胞におけるクロマチン性差

個体全域に広がる性差の構築メカニズムに関する研究は、性ホルモンとその受容体による転写制御の分子メカニズムの研究を除いては大きな進展は見られない。CBX2/M33などのクロマチン因子が、遺伝的制御と内分泌制御の相互作用の場をクロマチン上に提供していると推測できる。本課題では、性差を示す疾患である骨粗鬆症に関わる骨芽細胞などの間葉系細胞の次世代シークエンサーを用いたゲノムワイドなクロマチン構造・発現を統合した解析をめざす。骨髄間葉系細胞を含む長管骨髄腔内total RNAを用いたRNA-seq解析(領域内共同研究)をおこなった。出生後3週の正常マウス雌雄2匹ずつの遺伝子発現量のクラスター解析およびヒートマップ解析により、発現量に個体差のあるRNAが明らかになった。また、常染色体上にコードされるいくつかのnon coding RNAの量に性差があることが示唆された。一方、出生後3週のCbx2/M33ノックアウトマウス長管骨髄腔内では、骨芽細胞分化特異的に発現するAlpl, Col1a1, Bglap (Ostecalcin)の発現量が著しく低下しており、逆に脂肪細胞分化制御遺伝子PPARgならびに脂肪細胞分化遺伝子Fabp4の発現量亢進を認めた。以上の結果より、骨芽細胞および脂肪細胞分化制御にCbx2/M33が不可欠であることが明らかになった。以上の結果は、クロマチン構成因子Cbx2/M33が骨髄間葉系細胞の分化維持機構に重要な役割を果たしていることを示す。より詳細なデータ解析をおこない、Cbx2/M33欠損によるRNA量変化の雌雄差を検討している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本課題では、性差を示す疾患である骨粗鬆症に関わる骨芽細胞を研究対象として、次世代シークエンサーを用いた骨芽細胞系列細胞のゲノムワイドなクロマチン構造・発現を総合的に解析する。骨粗鬆症表現型を示す自然老化マウス、ならびに早期老化症様表現型を示す複数のクロマチン因子ノックアウトマウスに共通する表現型として、骨髄分化誘導培養における分化コロニー数の低下(CFU-AP)が認められる。この結果は、これらクロマチン因子が骨髄間葉系前駆細胞の分化維持機構に重要な役割を果たしていることを示唆している。詳細な検討ため、骨髄間葉系前駆細胞と、更に分化の進んだ前骨芽細胞、骨芽細胞、骨細胞との分離方法を検討した。いくつかの文献で示されている細胞接着を利用した分離法では、脂肪細胞への分化能が低く、骨髄間葉系前駆細胞の存在比率が上がらない、あるいは、むしろ低下することが判明した。また、接着性の骨髄細胞中では、骨髄間葉系前駆細胞とは異なる大型の細胞もNestin陽性であり、Nestinは単一の分離マーカーとしては適さないと判明した。そのため複数の細胞表面マーカーを組み合わせた骨髄間葉系前駆細胞分離法を試みた。一方、前骨芽細胞、骨芽細胞特異的にGFPを発現するマウスを導入した。骨髄間葉系前駆細胞の細胞分離方法は困難ではあるが重要なステップであり、その検討は本課題目的達成には不可避で重要な部分である。骨髄間葉系前駆細胞の細胞分離を実行し、次世代シークエンサー解析を行う。並行して前骨芽細胞等の分化細胞を用いた実験を行う。
Metamorph robot for deep study in social human robot interaction

ロボットの受容は、人間-ロボット相互作用(HRI)において極めて重要である。受け入れのない相互作用は不可能であり、ロボットは役に立たない。ロボットの設計と能力は受け入れにおいて重要な役割を果たすことが知られている。HRI研究に使用されるフレームワークを提案する。小さな人型ロボットを構築して、見た目や能力を簡単に変えることができ、ロボットは、超音波モーターによって駆動されるスケルトンと、3Dプリントされた変更可能なスキンまたはシェルで構成されている。システムの単純な組み立てと高い運動能力は、HRI研究には十分適しており、広く受け入れられているソーシャルロボットの開発に貢献している。
放射光施設におけるタンパク質結晶自動交換システムの高度化

放射光施設において、タンパク質結晶構造解析の高効率化のために開発したタンパク質結晶自動交換システムの高度化・安定化に関する研究を行った。タンパク質結晶はカセットに納められ液体窒素中で保存されている。極低温であるためカセットの位置は液体窒素があるときとないときで変化するため、昨年度、ロボットの手先に6軸力センサを取り付け、液体窒素中のカセット等に触れたときの座標からカセット等の位置・方向の検出を行った。その結果を用いて校正した場合、ユーザー実験における失敗率は、5.7%から0.49%に低減した。本年度は、まずカセット等の接触検出方法の検討を行った。ロボットハンド先端でカセット等に触れた瞬間ではなく、触れた後離れる瞬間を検出する方が検出位置のばらつきが少ないことが分かったので、校正ソフトウェアを修正した。2007年度4-6月期の失敗率は前年度と同じく0.49%であったが、修正後の10-12月期は0.27%に低下した。さらにデュワーを交換することなく液体窒素デュワーの乾燥を行えるようにしたことで、デュワー内のカセット台の安定性が増し、次の1-3月期には0.11%を実現することができた。現在、結晶の全自動連続測定システムの開発を行っており、本システムはその中核をなすものである。液体窒素内には285個の結晶がセットできるため、0.11%の失敗率であれば実用に耐えうる。一方、米国の多くの研究所で用いられているALSカセットに対応したユニパックにも対応するために、カセット台の改造を行った。合わせて、校正ソフトウェア、ユーザー実験用ソフトウェアの修正も行った。本システムは高エネルギー加速器研究機構の放射光施設内のビームラインに組み込まれており、実際に構造解析の第一線で稼働している。本研究により失敗率を低減することができ、貴重なタンパク質結晶の安定な交換作業が実現できている。放射光施設において、タンパク質の結晶構造解析の高効率化のために開発したタンパク質結晶自動交換システムの高度化・安定化に関する研究を行った。タンパク質結晶は液体窒素中で保存されているため、本研究で使用しているロボットは、液体窒素中のタンパク質結晶が納められているカセットにアクセスする必要があるが、液体窒素中では低温のため、特に金属製の部材が収縮しカセットの位置を把握することが困難になる。そこで、まずロボットの手先に6軸力センサを取り付け、開発中のソフトウェアで随時手先にかかる力を検出できるようにした。カセット等の液体窒素デュワー内のコンポーネントに触れた時の力およびトルクを検出し、その時の座標から、カセットの位置の検出を行った。この位置データを元に、液体窒素中でタンパク質結晶の出し入れを行ったところ成功率は92.6%であった。次に液体窒素デュワー内のコンポーネント(特にカセット)について詳細に調べたところ、傾いていることが分かった。そこで位置だけではなく傾きも考慮して、校正を行うための方法について検討し、同様の動作を行ったところ、成功率を97.3%に上げることに成功した。さらに、タンパク質結晶の出し入れに必要な磁石ダンベルの液体窒素中での高さ補正等、力トルクセンサを用いなければできない校正を行うことで、成功率を99.97%にあげることができた。本システムは実際に高エネ機構の放射光施設にあるX線回折実験装置に組み込まれており、実際に構造解析の第一線で稼働中である。成功率を99.97%にまで高めることで、貴重なタンパク質結晶を壊すことなく、安定して交換する作業が実現できている。
正常聴覚に不可欠な蝸牛ナトリウム輸送機構の解明

内耳・蝸牛側壁のラセン靱帯には細胞間ギャップ結合が発達している。その構成分子であるコネキシン26(GJB2)の変異は、遺伝性難聴の原因として最も頻度が高い。ラセン靱帯では、細胞間交通の重要性が広く認識される一方で、細胞そのものの役割には不明な点が多い。本研究課題では、ラセン靱帯の細胞成分である線維細胞の機能とその分子基盤を明らかにし、内耳性難聴の新しい病態理解を目指す。
最適移動投資:即時利益率の計算アルゴリズム

平成21年度は引き続きニワトリ雛(ヒヨコ)を対象として、実験心理学的に統制された行動実験を実施し、動物の移動投資量に及ぼす競争採餌の効果を検討した。更に、競争の社会的要因を分離する目的で、生物的運動(Biological motion, BM)の視覚弁別に関する行動実験を実施し、以下の一連の知見を得た。(1)ヒヨコは量に関するリスクを嫌い、遅延に関するリスクを選好した。よって、量と遅延は表象として独立しており、価値は一元化されていない。(2)競争採餌は遅延に基づく選択を亢進したが、競争による収益の棄損を経験する必要はなかった。同署で採餌する他者を視覚的に認めるだけで、衝動性の亢進が生じた。(3)競争採餌は更に索餌のための運動量(歩行速度)を上昇させることが分かった。競争的他者を視覚的に認めるだけで十分であり、やはり実際の収益の棄損を経験させる必要はない。(4)孵化直後の視覚的経験の全くないヒヨコはBMへの選好性を示さないが、刻印付けトレーニングを施したヒヨコは明確なBM選好性を示すようになった。トレーニングで提示する視覚刺激はBM性を備える必要はなく、ランダムに動く光点の集合でも同様の効果が見出された。生得的な鋳型が備わっていると結論できる。これらの結果から、ヒヨコには社会的文脈を取りこんで採餌決定を適応的に修飾する機構が生得的に組み込まれていると推定される。平成20年度は鶏雛(ヒヨコ)を対象として実験心理学的に統制された行動実験を実施し、動物の移動投資量の最適化アルゴリズムに関して、以下の3点の知見を得た。収益逓減:即時利益率が徐々に逓減する餌場を作り、離脱までの餌場利用時間を計測した。結果、利用時間は試行毎に大きく異なり、その分散値は平均の二乗にほぼ比例した。よって、離脱決定はポアソン過程によって近似できると推定された。さらにSSRI(セロトニン選択的再取り込み阻害剤)の投与が利用時間を有意に延長した。基底核におけるセロトニン放出量が離脱決定確率を支配していることが示唆された。インビボ・マイクロダイアリシス法によるセロトニン量の計測の結果、しかし、SSRIがセロトニンのみならずドーパミンの放出量も高めていることが判明した。競争採餌と衝動性:「小さくて近い餌」と「大きくて遠い餌」の二者択一における選択を、ヒヨコで計測した。3羽同時にトレーニングすることによって競争的状況に置かれた場合、その後に単独で選択させた結果は著しい衝動性の亢進をしめし、「小さくて近い餌」を選ぶ割合を高めた。さらに競争採餌条件で長期に飼育した結果、自己制御性の発達が抑制されることが判明した。
神経発生における細胞極性制御と中間径繊維骨格、非対称分裂の関連

本研究に関してはこれまでに1.中間径フィラメントタンパク質であるTransitinがNumbと同様に分裂期神経幹細胞の細胞表層の基底膜側に局在すること2.TransitinがNumbに直接結合すること、3.Transitinの機能がNumbの非対称な細胞内局在に必要であること、4.Transitinが細胞分裂の終わりに基底膜側から側方に細胞表層を移動して不等分配されること等を明らかにしてきた。今年度はまず、Transitin-EGFPを導入した脳組織を脳室側からタイムラプス観察して、脳全体を一つのフィールドとして考えた時にTransitinの側方移動が何らかの方向性を示すのか調べた。その結果、Transitinが不等分配される場合には法則性は認められなかったが、等分配される場合にはTransitinがmedial-caudal側に局在する傾向が認められ、ある種の平面内極性の存在が示唆された。また、Transitinの側方移動のメカニズムを探る目的で微小管骨格やアクチンフィラメントに注目して解析を行った。その結果、分裂中の神経上皮細胞をサイトカラシンDで処理した場合、分裂中の神経幹細胞の表層に分布するアクチン骨格が断片化し、その結果Transitinが細胞表層から外れてしまうことがわかった。すなわち、Transitin/Numb複合体はアクチン骨格を介して細胞膜に結合していると考えられた。また、非筋肉ミオシン阻害剤であるBlebbistatinで処理するとTransitinが側方に移動できなくなった。細胞表層にはMyosin2が多く分布しており、Transitin/Numb複合体はMyosin2によって表層アクチン上を運ばれていると考えられた。
多価カチオン導入ヘテロポリ酸による新規固体酸触媒の開発

酸触媒反応は化学工業に不可欠な反応であるが、逼常は再使用不可能な均一系触媒(AlCl_3,硫酸など)が用いられるため、廃棄物削減の観点から有効な固体酸触媒の開発が望まれている。これまで固体触媒による液相有機合成は、ゼオライト、メソポーラスシリカ、粘土等のシリケートによる検討が中心であり、新たな可能性が求められている。一昨年度、昨年度において多価カチオン交換ヘテロポリ酸触媒がFriedel-Craftsアシル化およびアルキル化に極めて高い活性を示すことを見いだした。本年度はこの触媒の(1)ビスフェノールAの合成、(2)フルクトース脱水反応への展開を試みた。ビスフェノールA合成には部分的なCsイオン交換と助触媒成分であるアミノチオールによる無機有機ハイブリッド修飾が有効であることを見いだした。これにはCsによる酸強度の調整とチオールによる基質の活性化促進が協奏して有効に作用していることを見いだした。最終的には94%と現在工業的に使用されるイオン交換樹脂系触媒に匹敵する無機固体酸触媒を設計することに成功した。またフルクトース脱水反応においてはFeイオン修飾したヘテロポリ酸触媒を用いた。この反応ではバイオマス由理原料から化成品原料となりうる5-ヒドロキシメチル-2-フルアルデヒド(HMF)が得られる。既報におけるHMFの最高収率は87%であるが、反応を排気条件下で行うことにより平行論的に有利な反応場となり97%の高収率が得られることを見いだした。エステル化、Friedel-Craftsアルキル化などはモノマー合成や医薬品やなど化学工業に不可欠な反応であるが、通常は再使用不可能な均一系触媒(AlCl_3,硫酸など)が用いられるため、廃棄物削減の観点から有効な固体酸触媒の開発が望まれている。イオン導入ヘテロポリ酸は表面積などの基礎物性が古くから研究されているが、有機合成反応への応用はプロトン型、Cs塩(奥原ら)、Al塩(K.Amaniら)など限定された系で検討されており、幅広く系統的な検討はほとんどない。本研究では様々なカチオンを導入したヘテロポリ酸をベースとした新規固体酸触媒の開発を目的とした。本年度は新規反応系としてFriedel-Craftsアシル化への多価カチオン交換ヘテロポリ酸の適用を試みた。種々の触媒を試したところ、トルエンとドデカン酸とのアシル化において高い活性を示すことを見いだした。還流条件で24時間反応させたところ、96%の収率が得られた。この活性は従来から知られる固体酸触媒(ヘテロポリ酸Cs塩、ゼオライト、粘土、イオン交換樹脂)や均一酸触媒であるSc(OTf)_3やパラトルエンスルホン酸よりも高活性であった。この触媒は濾過分離による再利用が可能であり、溶出成分ではなく固体触媒そのものが活性を発現していることも確かめられたことから、グリーン化学プロセスへの利用に有望な系であることが見いだされた。昨年度は多価カチオン交換ヘテロポリ酸触媒がFriedel-Craftsアシル化に極めて高い活性を示すことを見いだした。本年度はこの触媒をさらにアルキル化に適用した。シクロヘキサノールによるトルエンのアルキル化ではSn_<0.75>PW_<12>O_<40>が97%の収率(転化率100%,選択率97%)を示し、H-BEA(収率2%),イオン交換樹脂(収率0%)、Sc(OTf)_3(収率0%)を遙かにしのぐ触媒活性・選択性が得られた。また様々な基質にたいしても適用を検討しトルエン-ベンジルアルコール(収率99%),トルエン-シクロドデカノール(収率97%),メシチレン-ベンジルアルコール(収率97%)など広範な系において高い触媒性能を示すことを見いだした。

本年度はこの触媒の(1)ビスフェノールAの合成、(2)フルクトース脱水反応への展開を試みた。ビスフェノールA合成には部分的なCsイオン交換と助触媒成分であるアミノチオールによる無機有機ハイブリッド修飾が有効であることを見いだした。これにはCsによる酸強度の調整とチオールによる基質の活性化促進が協奏して有効に作用していることを見いだした。最終的には94%と現在工業的に使用されるイオン交換樹脂系触媒に匹敵する無機固体酸触媒を設計することに成功した。またフルクトース脱水反応においてはFeイオン修飾したヘテロポリ酸触媒を用いた。この反応ではバイオマス由理原料から化成品原料となりうる5-ヒドロキシメチル-2-フルアルデヒド(HMF)が得られる。既報におけるHMFの最高収率は87%であるが、反応を排気条件下で行うことにより平行論的に有利な反応場となり97%の高収率が得られることを見いだした。
細胞ストレスに伴うがん抑制タン白p53の核内集積機構の解明

熱ショック、浸透圧ショック等の細胞ストレスにより、p53蛋白の核内増加が起こる。p53蛋白のこのような核内増加はDNA障害等によっても起こることが既に報告されている。但し後者の場合にはp53増加後、サイクロヘキシミドを加えてもその後の量の減少がほとんど認められないことから、p53蛋白の分解系に抑制がかかるために起こる現象とされている。それに対し、細胞ストレス後のp53蛋白量は、サイクロヘキシミドを加えると速やかに減少することから、別のメカニズムによる可能性が考えられた。まず転写レベルでの調節かどうかを見るため、熱ショックや、浸透圧ショック後のp53mRNA量をRT-PCR法で定量的に調べたところ、p53mRNA量には変化がないことがわかった。次に合成後のp53蛋白の細胞内安定性を見るため、細胞を^<35>S-メチオニンで1時間ラベルし、熱ショックを加える群と加えない群にわけ、ラベルされたp53蛋白量の変化を免疫沈降法で調べた。熱ショックを加えない群ではラベルされたp53量が速やかに減少するのに対し、熱ショックを加えた群では少なくとも2時間後までは分解が抑制されていることがわかった。以上の結果は、熱ショックを加えることにより、極めて一過性にp53蛋白の分解抑制が起こるが、p53量が最大値になる時点ではこの抑制が解除されていることを示す。現在浸透圧ショックの場合にも同様な機構が働いているかどうかを検討している。一方、p53集積機構の引き金として、我々は転写阻害を考えているが、熱ショックや浸透圧ショックに伴い、p53の増加に先行して一過性にRNA合成が低下することを明らかにした。熱ショック,浸透圧ショック,アミノ酸類似物質等のいわゆる細胞ストレスにより癌抑制蛋白p53が核内に蓄積する。免疫染色により検出されるこの誘導現象が蛋白レベルでの増加であることをウェスタンブロット法で確認した。誘導されたp53蛋白は蛋白合成阻害剤シクロヘキシミドを加えると急速に減少することから,その半減期は短いことが示された。このことはこれまで報告されている紫外線やX線のような,DNA損傷を与える処置の際蓄積してくるp53蛋白が安定であることと際だった対比をなしており,細胞ストレスによるp53誘導とDNA損傷によるp53誘導が異なる仕組みで起きていることを示唆している。転写レベルでの調節かどうかを見るため,熱ショックをかける前後でのp53mRNA量をRT-PCR法で定量的に調べたところ,mRNA量には変化がないことがわかった。以上の結果は細胞ストレスに伴い増加するp53蛋白は翻訳レベルでの調節である可能性を強く示しており,p53誘導に複数のシグナル伝達系が存在する可能性が高くなった。一方p53蛋白の増加に伴い,細胞周期がG1/S期で一過性に停止する。このような停止は,p53蛋白の分解速度が異常に高くなっているため,熱ショック後でもp53の蓄積の見られないHeLa細胞や,p53ノックアウトマウス由来の細胞では見られないことから,p53依存性であることが明らかとなった。この細胞周期の停止している時期とほぼ一致してp21蛋白の誘導が観察されることから,熱ショック後の細胞周期の停止は,誘導されたp53蛋白によりp21が増加しCdk/サイクリン複合体の活性を抑制する経路を通して行われていると考えられる。