hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セリアナノシートおよびセリア層状体の構築による超活性触媒の開発

本研究ではセリアナノシートの合成とその触媒応用を目指した研究である。まず、界面活性剤(ドデシル硫酸)を用いた水溶液プロセスによりセリアナノシートとドデシル硫酸からなるナノシート層状体の合成に初めて成功した。また、層状体をホルムアミド中で超音波処理することにより単層ナノシートへの剥離にも成功した。触媒機能については、ナノシート層状体では層間イオンの置換等を行ったが良好な触媒活性は得られなかった。一方で、セリアナノシート層状体は強い紫発光を示すことを発見し、ナノシートと層間有機分子との界面で界面機能性が発現することを明らかにした。平成24年度ではまずセリアナノシート層状体の剥離を行い単層ナノシート触媒の合成を試みた。剥離溶媒としてはホルムアミドが有用であることを明らかにした。ホルムアミドを用いた場合、層状体でのセリア層一層からなるナノシートが得られた。また、剥離プロセスにより、シート構造は面内でも破断がおき、数十ナノメートル程度の大きさのナノシートドッドも生成することがわかった。これはナノシート層が単結晶ではなく、ナノ結晶がランダムに結晶配向し二次元的につながることにより多結晶ナノシートを形成しているためであると考えられる。つまり、剥離と同時に結合の弱いナノ結晶粒界が破断するためナノサイズのシートが形成したと推測する。つぎに、新規セリアナノシート層状体を合成した。合成プロセスはセリウム塩とドデシル硫酸ナトリウムを混合するというシンプルなものであるが、これによりドデシル硫酸層の層間にセリウム層が存在する層状体を得ることができた。特筆すべきことに、この新規層状体は量子収率90%という非常に高い紫外発光を示した。また、有機溶媒に可溶であり、溶液を乾燥させるだけで元の層状体とどうようの構造を持った薄膜を形成することも可能であった。セリア層状体の触媒特性を測定したところ、ナノ結晶と同程度の触媒活性を示すことが明らかとなった。一方、層状体として触媒機能を発現させるためには、熱的安定性、触媒活性層の導入が必用であるという知見も得られた。本研究は界面活性剤の2次元自己組織化を利用し、無機結晶を二次元的に成長させることで、高活性セリアナノシート触媒を創製することを目的とした。我々はドデシル硫酸ナトリウムと硝酸セリウムを混合し、さらにアルカリ性溶液と反応させることで厚さ1-2nm程度のセリア層とドデシル硫酸層からならる新規セリアナノシート層状体の合成に成功した。この層状体をホルムアミド中で超音波処理することによりセリアナノシートへの剥離にも成功した。ただし、合成されたセリアナノシートは単結晶ではなく、1-3nm程度の粒径を有したナノ結晶がランダムな結晶方位で二次元的に吸着している。したがって剥離プロセス中に、シート構造が壊れ、多くのナノ粒子も生成した。触媒活性については、200oC以下ではCO酸化反応は確認できなかった。それ以上の温度では有機分子の分解によるCO2が多く検出された。触媒活性を向上させるためには、単結晶ナノシートを合成することと、表面・層間有機分子を除去するか、もしくはインターカレーション反応により、機能性の界面を構築する必要がある。上記のように、セリアナノシート層状体を触媒として応用するためには課題が残っているが、一方で我々はこの新規層状体が強発光特性を示すことを明らかにした。これは層状体界面ではCe3+とドデシル硫酸のスルホン基が結合し、二次元発光層を構築するためであること考えらる。この仮説を証明するために、Ce3+とドデシル硫酸からなる層状体を合成したところ、量子収率が約90%の紫外発光を確認した。また、セリアナノシート層状体の発光ピークに対して、約50nmのブルーシフトが観察されたことから、ナノシート構造に由来した結晶場が発光過程に大きく寄与していることも明らかとなった。平成23年度の研究実績は以下の通りである。1.酸化セリウム層状体の合成と構造評価界面活性剤(ドデシル硫酸ナノトリウム)を用いた水溶液プロセスにより、セリアナノシート層状体の合成に成功した。得られた層状体について、透過型電子顕微鏡を用いてその構造を詳細に評価した結果、ナノシート層はホタル石型CeO2構造を有しており、またその厚さは1.5nm程度であることが確認された。この厚さはホタル石型の単位格子およそ3層分である。、我々が合成の目的としている格子一層厚みのナノシートよりは厚いが、この程度の薄さを有する酸化セリウムナノシートの合成は報告されていない。また、セリアナノシートは単結晶ではなくナノサイズのグレインを有する多結晶体であることも明らかにした。これは反応中間物である水酸化セリウムの分解により酸化物が生成したことを意味している。

2.酸化セリウム層状体の発光スペクトルの解析上記の酸化セリウム層状体の発光特性の解析を行ったところ、層状体は非常に強い紫外発光を示すことを明らかにした。発光スペクトル解析から、Ce3+の5dー4f遷移により発光が得られていることが明らかになった。通常、酸化セリウムは欠陥由来の微弱な発光しか示さないため、層状構造自体が発光に大きく寄与していると考えられた。それを実証するために、XPS、FTーIR等によりナノシート・界面活性剤界面の電子状態・結合状態を評価したところ、界面には高濃度でCe3+が存在しており、それらは界面活性剤のスルホン基と共有結合していることを明らかにした。したがってナノシート界面はナノシート内部や、バルク体の表面と全く異なった状態であり、界面に位置するCe3+は消光の原因となる欠陥やOH基と相互作用しないため、発光過程を活性化したと結論づけた。本研究はセリアナノシートを用いた超活性触媒の創製を目的にしている。その中でセリアナノシート層状体の合成と触媒活性の制御という2つが主な課題であった。24年度は、ホスト層の触媒活性を制御するため、“ホスト層への異種金属イオンの置換ドーピング"行った。さらにセリアシングルナノシートとドデシル硫酸またはドデシルリン酸からなる層状セリア触媒を合成し、触媒活性および触媒耐久性についての評価を行った。生成物については、組成分析、結晶構造解析、電子状態解析、CO酸化により系統的な評価を行った。また、ESD法で用いるDS (C12H25SO4-)と同様に硫酸を官状能基を持ちアルキル鎖長の異なるヘキシル硫酸(C6H13SO4-)オクチル硫酸(C8H17SO4-)デシル硫酸(C10H21SO4-)等を用いた。続いてオレイン(C18H33O2-)、ステアリン酸(C18H35O2-)等のカルボン酸官能基をもつ有機アニオンからなる層状体を合成した。これらについて触媒活性、および触媒耐久性を評価した。したがって、おおむね順調に進展していると判断した。本研究はセリアシングルナノシートの合成、キャラクタリゼーション、触媒評価、及びハイブリッド型セリア層状体の合成、キャラクタリゼーション、触媒評価を目的としている。この目的を達成するために平成23年度の研究計画では(1)セリアシングルナノシートの剥離、形状・構造解析(2)セリアシングルナノシートの電子状態、欠陥構造解析・触媒特性評価・生成メカニズムの解明を実施することした。平成23年度は研究実績にも示したように上記の計画どおりに研究を遂行している。ナノシート層状体の合成プロセスを確立し、種々層間有機物を含んだセリアナノシート層状体を合成した。触媒機能としては、熱的不安定が問題となり、ナノシート自体の触媒特性は発現できていないのが現状である。そこでナノシートの高結晶化と有機層の最適化がさらに求められる。一方、我々はセリアナノシート層状体が蛍光体として優れた特性を有することを明らかにした。このことはナノシート界面がバルク体は全く違った機能性を発現できる2次元ナノスペースとして活用できることを示している。今後は界面電子状態の理論的考察を行いナノシート自体の触媒活性の知見をえること及び、発光メカニズムの解明と特性制御をおこなう。
大腸癌の腫瘍局在に着目した腸内細菌叢の網羅的解析

腸内細菌叢は大腸癌や炎症性腸疾患、糖尿病など多数の疾患との関連が報告されている。本研究は、大腸腺腫や大腸癌症例における切除標本から腫瘍周囲や、経肛門的な直腸の糞便など様々な部位での腸内細菌を検討する。これらの腸内細菌を16SrRNAシーケンスとショットガンメタゲノミクスシーケンスで解析し、大腸内での腸内細菌叢の偏在とともに大腸癌の腫瘍学的悪性度との関連を明らかにする。また、発癌に寄与しうる腫瘍周囲の腸内細菌叢についても検討する。その結果を踏まえて炎症を介した細菌による発癌、癌の進展メカニズムを解析する。最終的に特定の腸内細菌をターゲットとした大腸癌の新たな診断、治療に繋がる可能性がある。
ヒト線維芽細胞とコラーゲンから成る培養皮膚の開発と新しい治療法の確立

アテロコラーゲンのスポンジ状シートにヒト線維芽細胞を組み込んだ同種培養真皮代替物(CDS)を開発し動物実験において創傷治癒促進効果を確認した。さらに、熱傷、褥瘡、慢性皮膚潰瘍など50症例を対象にCDSを適用して臨床評価を行なった。CDSの作製に使用する線維芽細胞は、ウイルス感染陰性の患者から手術時に余情となった皮膚細片を承諾書と一緒に入手し、この皮膚細片からコラゲナーゼ処理により線維芽細胞を採取し継代培養して液体窒素中で凍結保存しておく。皮膚入手時点から4ヵ月以上経過した後、再度、皮膚提供者のウイルス感染の検査を行なう。これは、皮膚入手時点でウイルス感染潜伏期間でないことを確認するためである。2度目の検査でウイルス感染陰性であることを確認した後、冷凍保存しておいた線維芽細胞を解凍して継代培養する。このようにして得られた線維芽細胞をアテロコラーゲンより作製したスポンジ状マトリックスに1×10^5cells/cm^2の密度で播種して12週間培養してCDSを作製した。CDSを臨床応用する際には、有効性と危険性を患者に十分説明して本人より承諾を得た(北里大学病院倫理委員会基準による)。基本手技として壊死組織切除後、Hanks液でリンスしたCDSを適用し、その上に被覆材や軟膏ガ-ゼを適用して圧迫包帯をした。創面の状態に応じて繰り返しCDSを適用し被覆保護した。熱傷(深達性II度熱傷、III度熱傷)は15例中9例が極めて有用、5例が有用、採皮創は8例中5例が極めて有用、3例が有用、褥瘡(II度III度)は5例中2例が極めて有用、3例が有用、皮膚潰瘍は11例中3例が極めて有用、6例が有用、皮膚欠損創は9例中7例が極めて有用、2例が有用であった。刺青切除創は2例とも患者が自宅療養を希望し感染を惹起したため有用ではない結果となった。有用ではない症例は全体で5例であった。
フィリピンの地震関連地形の包括的把握と地震発生予測精度向上に関する研究

地震多発国の一つであるフィリピンを対象に,IfSAR(干渉合成開口レーダー)により得られた5mグリッドの数値標高モデル(DEM)をもとに,解像度の高いアナグリフ画像を作成し,これを判読して活断層,海成段丘などの過去の大地震に関連する地形の分布を解明した。これによって,現存する分布図よりはるかに高い信頼性と精度を持つ詳細な位置・形状を備えた断層図と海成段丘分布図を完成させた.また,活断層の長さ・分岐形状・断層変位地形の明確さ,および旧汀線高度分布にもとづいて,大地震の発生ポテンシャルが相対的に高い地域と考えられる地域を認定し,地震ハザードマップの作成に資する基礎的資料を提供することができた.地震多発国の一つであるフィリピンを対象に,将来発生する地震の発生場所・規模の予測精度の向上を目的として、IfSAR(干渉合成開口レーダー)より新たに得られた5m間隔の数値標高モデル(DEM: Digital Elevation Model)をもとに立体視可能な地形画像を作成し,これを高精度で判読することによって,活断層,海成段丘,地すべり地形などの包括的な変動地形学図を作成した。初年度の研究成果は、下記の通りである。1)PHIVOLCSの研究協力者との実施計画の検討・調整を行うためにPHIVOLCS(フィリピン火山地震研究所)に赴き,フィリピン全土のアナグリフ画像とオルソ画像を作成した。2)ミンダナオ島およびビサヤス地方などのフィリピン南部地域(約15万平方km)の画像立体視判読により活断層を認定し、詳細な活断層分布図を作成した。3)フィリピンの研究協力者を日本(京都大学)に招聘し、活断層分布図判読結果のクロスチェックを行った。これを通して地形判読技術の移転を図った。4)DEM画像立体視判読による海成段丘および大規模地すべりを認定し、これらの予察分布図を作成した。ミンダナオ島では,北西ー南東北北西ー南南東走向の左横ずれ断層,南北走向を持つ逆断層,東西走向の正断層,北東ー南西走向の右横ずれ断層が発達することが確認された。島の中部から西部にかけて広がる火山地域には明瞭な正断層が密集して発達し,沖積面を変位させる断層もあり,累積的断層運動が確認される。西部のザンボアンガ半島には,半島の方向と調和的な走向を持つ右横ずれ断層が集中的に確認できる。このような状況から,ミンダナオ島は東西性の圧縮場のもとで,広い範囲にわたって活断層変位が原因となる大地震が繰り返し発生してきたことが明らかになった。また、ビサヤス地域においても、フィリピン断層が通過するレイテ島をはじめとする島々で、数多くの活断層を新たに認定した。DEMの収集、アナグリフ画像の作成が順調にすすみ、PHIVOLCSとの緊密な連携が保たれているため。平成28年度に実施したルソン島及びミンドロ島などのフィリピン北部における調査・研究によって,これまでとは比較にならない精度で活断層およびその他の変動地形の詳細な位置・形状を明らかにした.本研究では,申請者が研究に最も適したアナグリフ画像などを詳細DEMから自ら作成し,これをもとにPHIVOLCS(フィリピン火山地震研究所)の研究者とともに独自に地形判読を行い,以下の成果を得た.1)ルソン島及びミンドロ島などを含むフィリピン北部地域の立体視判読による活断層の認定と分布図の作成:北部地域の約15万平方kmについて判読を行う.研究分担者の堤を加え,クロスチック作業を行い,断層線の位置・形状を明らかにした.これまでのフィリピン南部での成果を含め,フィリピン全土の活断層図の暫定版を作成した.2)画像立体視判読による海成段丘及び地すべり地形の認定と分布図の作成:海岸段丘および大規模地すべりの判読作業については,ルソン島北西部およびボホール島南部海岸とその周辺部で予察的な判読を行い,分布図を試作した.3)現地における判読結果の検証:平成27・28年度に実施した南部地域の判読結果を検証するために,ボホール島南部において短期間の現地調査を実施した.その際,2013年ボホール地震の地震断層のピット調査と地震隆起した離水サンゴ礁の計測と小型UAVを用いた低空空撮画像の解析を行い,地殻変動の特徴を検討した.研究分担者及び研究協力者との連携が密であり,着実に地震関連地形のマッピング及びその解析が進んでいる.本研究では,詳細DEMから自作したアナグリフ画像の判読をもとに,PHIVOLCS(フィリピン火山地震研究所)の研究者とともに高い精度と信頼度を持つ活断層と海成段丘の分布図を作成した.本年度は,研究代表者および研究分担者の地震関連地形判読結果とPHIVOLCSの研究者の判読結果について,最終的なクロスチェック作業を行った.活断層の長さ・分岐形状・断層変位地形の明確さなどにもとづいて活断層の一括活動範囲を推定し,そこから発生する地震規模を推定した.また,海岸段丘のマッピングと表式地域であるボホール島南部においてフィールド調査を行い,最終間氷期に形成されたMIS5e段丘を認定し,これを基準にして段丘の広域的対比を行った.さらに,旧汀線高度の地域的な変化から海岸部の長期にわたる隆起・沈降傾向を把握するとともに,その原因となった海底活断層から発生する地震について検討した.これらの地震関連地形の情報をもとに大地震発生ポテンシャルの検討を行い,フィリピン群島でM7クラス以上の地震の発生ポテンシャルが相対的に高い地域として次の8つの地域を認定し,それぞれの特徴について検討を行った.

1)フィリピン断層沿いの地域,2)ルソン島北部コルディレーラ山地とその北に位置する島々を含む地域,3)ルソン島中部からミンドロ島を含む地域,4)ルソン島中部のボリナオ半島の周辺やルバング島北部やミンドロ島南部,パナイ島南東部地域,5)シブヤン海諸島地域,6)ビサヤス諸島西部,7)ミンダナオ島中部,8)ミンダナオ島西部.本研究を通してフィリピン人研究者の地震関連地形の判読技術の向上に努め,発展途上国における地震防災の基礎資料整備のモデルとすることができた.今後,この成果をPHIVOLCSのWeb siteで公開する予定であり,地震災害の軽減に貢献できると考えている.地震多発国の一つであるフィリピンを対象に,IfSAR(干渉合成開口レーダー)により得られた5mグリッドの数値標高モデル(DEM)をもとに,解像度の高いアナグリフ画像を作成し,これを判読して活断層,海成段丘などの過去の大地震に関連する地形の分布を解明した。これによって,現存する分布図よりはるかに高い信頼性と精度を持つ詳細な位置・形状を備えた断層図と海成段丘分布図を完成させた.また,活断層の長さ・分岐形状・断層変位地形の明確さ,および旧汀線高度分布にもとづいて,大地震の発生ポテンシャルが相対的に高い地域と考えられる地域を認定し,地震ハザードマップの作成に資する基礎的資料を提供することができた.地震関連地形の判読を継続し、詳細な活断層分布図などを着実に作成する。また、PHIVOLCSの連携研究者との意見交換を密にして、情報の活用を図る。研究分担者および研究協力者との連携をさらに密に行うとともに,PHIVOLCSでの判読結果のクロスチェックを着実に行い,予定通り期限内に研究目的を達成する.29年度が最終年度であるため、記入しない。地形学29年度が最終年度であるため、記入しない。
口腔偏平上皮がんの放射線感受性に関与する遺伝子の同定

口腔がん症例の放射線治療では、腫瘍組織のほか周囲正常細胞にも照射は行われ、正常組織にも照射による遺伝子発現の変化が生じているはずである。正常組織より放出されるタンパク質が腫瘍細胞に大きな影響を与えているのは予想に難くなく、この腫瘍一間葉間の相互作用が腫瘍細胞の放射線感受性に影響を及ぼすと考えられる。また腫瘍細胞自身の遺伝子発現、特に細胞死抑制的に働く遺伝子の発現は治療効果を左右する大きな因子である。申請者は平成10年度の研究により、10Gyの照射を行ったヒト正常線維芽細胞において、HGF,ファイブロネクチンの発現が、照射24時間後より上昇することを確認した。HGFは多様な生物活性を持つタンパク質であり、肝細胞の再生、その他肺、腎細胞の再生に関与しこれら臓器の創傷治癒に正の働きがあることが示されている。これらのことから、ある放射条件においては、正常結合組織に照射線照射により腫瘍細胞を生存の方向に導く可能性のあるタンパク質の発現亢進が起こってる可能性が示唆された。平成11年度は、腫瘍細胞に種々のアポトーシス抑制遺伝子を導入し、これらが放射線により引き起こされる細胞死を克服できるか否かを検討した。Bcl-xl,アデノウイルスE1B19K,Bag-l,サイトメガロウイルスUL37を導入したH1299細胞に照射を行いそのプレート効率の比較を行ったところ、Bcl-xl,アデノウイルスE1B19K、サイトメガロウイルスUL37は対照細胞に比較して、明らかな細胞死抑制能を持つことが示されたが、Bag-1はわずかな抑制を示すのみであった。この結果は、通常行われている放射線照射により起こる腫瘍治療効果の大きな部分が、近年注目を集めているミトコンドリア関連タンパク質により制御されている可能性をしめすものである。腫瘍細胞の放射線感受性を検討する上で、これまで多くの研究が行われてきているが、主として腫瘍細胞に対する照射および、腫瘍細胞における遺伝子発現が検討されてきた。しかしながら、一般臨床においては、腫瘍組織のほか周囲正常細胞にも照射は行われ、正常組織にも照射による遺伝子発現の変化が生じているはずである。第一段階として、ヒト正常線維芽細胞を用いて検討した。MRC5(ヒト正常線維芽細胞)にコバルト照射装置にて10Gyの照射を行い、Northern blottingにて数種の遺伝子についてメッセージレベルの発現を、HGF,ファイブロネクチンについて検討した。照射24時間後には両遺伝子の明らかな発現の上昇が認められた。イムノアッセイによりタンパク質レベルでの発現上昇も同時に確認された。また、ファイブロネクチンは細胞接着において大きな役割を担っており、上皮細胞の遊走促進を行っていると思われる。これらのことがら、ある照射条件においては、正常結合組織に放射線照射により腫瘍細胞を生存の方向に導く可能性のあるタンパク質の発現亢進が起こってる可能性が示唆された。次年度は、腫瘍細胞自体の照射による遺伝子発現変化を中心に検討を進める予定である。
エンドセリン受容体のシグナル伝達複合体の構造解析

Gタンパク質共役受容体(GPCR)は7回膜貫通型の受容体であり,アゴニストの受容に伴い複数のGタンパク質やアレスチンを活性化することによって複雑な細胞応答を引き起こす。GPCRの種類によって活性化するGタンパク質やアレスチンの程度の差は大きく異なるが,そのシグナル選択性の分子メカニズムは明らかになっていない。本研究では, GPCRの一種であるヒト由来エンドセリン受容体B型と, GiやGq,そしてアレスチンとの複合体構造をクライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析によって決定すること目的としている。本年度は、複合体の各成分の試料調整系を確立した。まずG蛋白質との複合体調整に必要なエンドセリン受容体B型の全長の発現・精製系を確立した。受容体全長のN末端にFlagタグを挿入し、エンドセリン-1存在下でFlag-M1ゲルを用いたaffinity精製により精製した。次に、Gi蛋白質の調整系を確立した。さらに、GiおよびおよびGbeta Ggammaを昆虫細胞に共発現させて、His tagを用いたaffinityクロマトグラフィー、それに続く陰イオン交換クロマトグラフィーによってGiGbetaGgamma3量体を高純度で精製することに成功した。さらに、GiのN末端を認識し複合体を安定化させる、ScFVの昆虫細胞での分泌発現に成功した。培養上清から、His tagを用いたaffinity精製を行い、ScFVを高純度で精製することに成功した。こうした受容体、G蛋白質、ScFVを混ぜ合わせてゲルろ過クロマトグラフィーにより複合体画分の調整を行った。受容体の一部は複合体を形成していたものの、G蛋白質と結合していない受容体画分が多く、現時点ではクライオ電顕観察にまでは至っていない。本年度は、複合体形成に必要な各コンポーネントの精製に成功したため、おおむね順調に進展していると判断する。特に、GiGbetaGgamma三量体については最初は夾雑が多いなどの問題でうまく行ってなかったが、his tagでのaffinity精製の工夫や陰イオン交換クロマトグラフィーなどの検討によって、先行研究通りに精製を再現することに成功した。ScFVも同様に成功した。さらに、受容体と混合することによって、一部は複合体を形成できることを確認した。現時点は、G蛋白質と複合体を形成している受容体画分が多く、クライオ電子顕微鏡による解析には適していない。そこで、1G蛋白質の改変2受容体の改変の二つの解決策を試す。G蛋白質の改変については、Giと同じファミリーに属するGoを改変し安定化させたminiGoが存在しており、miniGoGbetaGgammaと受容体の複合体形成能を評価する。受容体に関しては、L3.43Qという変異がエンドセリン受容体B型の恒常活性を上げることが分かっており、L3.43Qの変異体の精製試料を用意し、G蛋白質との複合体形成能を評価する。安定なエンドセリン受容体-G蛋白質複合体が形成できた場合、低温電子顕微鏡を用いた単粒子解析を行う。具体的には、複合体溶液を約1 mg/mlになるまで濃縮してグリッド上に添加し、複合体溶液を加えてろ紙で吸って凍らせる。このグリッドを東京大学のTitan Kriosによって観察し、粒子の画像を得て統合することで原子分解能の構造解析を狙う。約5000枚の画像を撮影し、約100万粒子のデータをとることを目標とし、そのデータをMotionCor2やRelionを用いて処理する。

ScFVも同様に成功した。さらに、受容体と混合することによって、一部は複合体を形成できることを確認した。現時点は、G蛋白質と複合体を形成している受容体画分が多く、クライオ電子顕微鏡による解析には適していない。そこで、1G蛋白質の改変2受容体の改変の二つの解決策を試す。G蛋白質の改変については、Giと同じファミリーに属するGoを改変し安定化させたminiGoが存在しており、miniGoGbetaGgammaと受容体の複合体形成能を評価する。受容体に関しては、L3.43Qという変異がエンドセリン受容体B型の恒常活性を上げることが分かっており、L3.43Qの変異体の精製試料を用意し、G蛋白質との複合体形成能を評価する。安定なエンドセリン受容体-G蛋白質複合体が形成できた場合、低温電子顕微鏡を用いた単粒子解析を行う。具体的には、複合体溶液を約1 mg/mlになるまで濃縮してグリッド上に添加し、複合体溶液を加えてろ紙で吸って凍らせる。このグリッドを東京大学のTitan Kriosによって観察し、粒子の画像を得て統合することで原子分解能の構造解析を狙う。約5000枚の画像を撮影し、約100万粒子のデータをとることを目標とし、そのデータをMotionCor2やRelionを用いて処理する。
乾式部材を用いた一戸建住宅の外壁工事における発生残材の軽減手法に関する研究

今年度は、前年度の成果ー一戸建て住宅の乾式外壁構法において発生する残材量の実態及び発生要因の把握ーを基に、残材軽減手法の構築を行うとともにそれらのフィージビリティについて検討した。まず、外壁材の部材寸法,外壁面の割付設計方法,施工方法の3つの観点から残材軽減手法を作成し、モデル住宅において発生残材量のシミュレーションを行った。その結果、各手法においていかなる対策を講じても減少できない残材,手法の適用により減少の可能性がある残材,必ず減少できる残材が明確にできた。さらに、各手法の組み合わせや重み付けを変化させ統合した軽減手法を構築し、同様のシミュレーションを行った結果、残材軽減手法は外壁面の割付設計方法に包含させることが有効であることを示し、その際のインプット条件として部材寸法を用い、施工面での部材転用度をパラメータとした発生残材量推定式を導き出した。次に、構築した残材軽減手法を実際の施工現場に適用させるための、コンピュータを用いた割付設計システムを作成し、机上におけるその有効性を明らかにした。作成したシステムでは割付設計者を運用者として想定しているため、施工者への情報伝達を如何に行うかなど施工現場での適用に際して解決すべき問題が残されていることを示した。平成9年度は、一戸建住宅の乾式外壁構法において発生する残材量の実態及び発生要因を詳細に把握するすることによって、残材を軽減するための具体的な手法を構築する際の基礎となる資料を得た。まず、乾式外壁部材を用いた一戸建住宅9棟の施工現場に赴き、発生残材量を施工ミスによる残材、部材と壁面との寸法調整による残材とに区別して計測し、発生残材の大きさ及び量は壁面の割付方法によって大きく異なることを明らかにした。また、同一現場内における各残材の転用状況を詳細に調査した結果、転用頻度の高い物件ほど残材発生率が小さいことが明らかとなった。さらに、施工者に対するヒヤリング及びアンケート調査から、残材発生の原因や残材を減少させる具体的な対応策などを明らかにした。次に、施工ミスによる発生残材の分析から、ミスが生じやすい部材形状を特定し、それらを減少させるための施工方法や割付設計方法の要点を抽出した。また、部材寸法と壁面寸法との調整による発生残材の分析から、生じやすい箇所を導き出し、それらを減少させるための部材寸法及び割付設計方法の要点を導き出した。さらに、発生残材の転用状況の分析から、残材を有効に転用するための施工方法や部材寸法の条件を抽出し、残材発生量を軽減するための具体的な方法論のアウトラインを作成した。
メルロ=ポンティにおける知覚概念の再考

今年度はDC2の二年目である(平成21年3月の満期退学に伴いPDに資格変更)。研究課題は「メルロ=ポンティに語ける知覚概念の再考」であった。メルロ=ポンティの哲学において、「知覚」という概念は最も重要な概念の一つである。今年度は、メルロ=ポンティが提示する知覚概念の病理的な側面を研究した。本業績報告書作成者は研究業績として、以下三点の論文を執筆した。最初に、メルロ=ポンティが『知覚の現象学』で分析した健忘失語症の症例に関して論文(「メルロ=ポンティとゴルトシュタイン」)を執筆した。ドイツの脳医学者であるクルト・ゴルトシュタインが分析した高次脳機能障害における失語の症状は今日の哲学および医学分野においてもしばしば議論が行われている。ゴルトシュタインが失語症患者の位置づけられた世界を分析するのに対して、メルロ=ポンティはこの癌状の分析から人間に備わる知覚機能の本来的な特徴を提示しようとする。ここから結論として、メルロ=ポンティの現象学における失語症分析の重要性を指摘した。メルロ=ポンティの失語症分析を個別に扱った研究は本論文が初めてである。次に、メルロ=ポンティの政治論に関する論文を執筆した。政治と病理は一見すると隔たったテーマである。しかしメルロ=ポンティは政治的な事象を病理的な側面から論じているのも事実である。実際に、『ヒューマニズムとテロル』(1947年)、「マキアヴェッリ覚え書」(1949年)、『弁証法の冒険』(1955年)において、メルロ=ポンティは、どのような条件で為政者および政治的共同体は堕落するのかを仔細に分析している。彼によると、政治的な共同体において高次の階級に属する人間(君主、党指導者)が下部の階級に位置する人間(人民、プロレタリア)の「反響」を意識することをやめる場合に、その共同体は瓦解する。メルロ=ポンティの政治論に関しては、これまでマルクス主義的な観点からの研究が大半を占めていた。これに対して、本研究はメルロ=ポンティの政治論を病理的な視点から考察した。これは研究史において初めての試みである。最後に、フッサールの空想論に関する論文(「時間意識における空想の役割」)を執筆した。知覚活動の最も大きな特徴は時間的な枠組みである。これに対して、空想は時間的な枠組みを逸脱した行為である。ところがフッサールは『ベルナウ時間草稿』において、空想と時間の関係を提示している。空想はどの点において、時間と関連するのかをテーマとして立て、結論では空想は形式面では時間に関係するが、行為の内容面では時間と関連しないことを提示した。知覚の病理的な側面という今年度の研究テーマの一環として、空想という知覚を逸脱した行為を分析した点が、本論文の意義である。またフッサールの時間論と空想論の関係に関する研究は先行研究に乏しく、本研究はこのテーマをほぼ初めて扱った。知覚の病理的な側面が、今年度の研究テーマであった。このテーマを知覚の病理的現象、政治、空想という多様な視点から分析したことが今年度の重要な成果である。今年度の研究課題は、「メルロ=ポンティにおける知覚概念の再考」であった。この課題に取り組むうえで、本業績報告書作成者は、人間の健常な行動における知覚だけではなく、非定型と呼ばれる行動(疾病、児童)における知覚構造を検討した。なぜなら、前者に関する研究は修士論文以来の蓄積および内外の膨大な先行研究が存在する反面、後者は、メルロ=ポンティが重要視しているにも関わらず、依然として十分な研究がなされていないからである。メルロ=ポンティは、主著である『知覚の現象学』で二つの症例を分析している。一つ目は、ゴルトシュタインが観察したシュナイダーの症例であり、今日では高次脳機能障害と呼ばれる。『文化と哲学』に発表された拙論で論者が注目したのは、シュナイダー症の患者は対象を知覚する際に、対象の意味を把捉していない事実である。ゆえに、健常者なら自然に達成できる行動も患者は複雑なプロセスを用いて解き明かそうとする。シュナイダーの症例に特化した研究は、メルロ=ポンティ研究においては初めての試みである。二つ目は、「幻影肢」と呼ばれる現象であり、この現象において、患者は四肢の切断後、不在の四肢を再帰的に感覚する。『年報地域文化研究』に発表した拙論で、論者はこの現象をメルロ=ポンティに先立つシャルコ、レルミットの研究を踏まえ検討した。歴史的な視点に立った研究は、メルロ=ポンティ研究において初めての試みであり、これにより、メルロ=ポンティによる幻影肢現象の分析の特殊性が明らかとなった。プラハで開催された国際学会における発表で、本研究業績報告書作成者はメルロ=ポンティがソルボンヌ大学で行った児童の行動分析を論じた。ここから、出された結論は、児童の行動の不安定性とその哲学的な意味における本来性である。外見的には未熟に見える児童の行動は、人間の行動が共通のものと想定している地盤を垣間見させるというのが、メルロ=ポンティのソルボンヌ講義から導出された結論である。このテーマも、先行文献に乏しく、本格的な研究は本研究の試みが初めてである。

研究課題は「メルロ=ポンティに語ける知覚概念の再考」であった。メルロ=ポンティの哲学において、「知覚」という概念は最も重要な概念の一つである。今年度は、メルロ=ポンティが提示する知覚概念の病理的な側面を研究した。本業績報告書作成者は研究業績として、以下三点の論文を執筆した。最初に、メルロ=ポンティが『知覚の現象学』で分析した健忘失語症の症例に関して論文(「メルロ=ポンティとゴルトシュタイン」)を執筆した。ドイツの脳医学者であるクルト・ゴルトシュタインが分析した高次脳機能障害における失語の症状は今日の哲学および医学分野においてもしばしば議論が行われている。ゴルトシュタインが失語症患者の位置づけられた世界を分析するのに対して、メルロ=ポンティはこの癌状の分析から人間に備わる知覚機能の本来的な特徴を提示しようとする。ここから結論として、メルロ=ポンティの現象学における失語症分析の重要性を指摘した。メルロ=ポンティの失語症分析を個別に扱った研究は本論文が初めてである。次に、メルロ=ポンティの政治論に関する論文を執筆した。政治と病理は一見すると隔たったテーマである。しかしメルロ=ポンティは政治的な事象を病理的な側面から論じているのも事実である。実際に、『ヒューマニズムとテロル』(1947年)、「マキアヴェッリ覚え書」(1949年)、『弁証法の冒険』(1955年)において、メルロ=ポンティは、どのような条件で為政者および政治的共同体は堕落するのかを仔細に分析している。彼によると、政治的な共同体において高次の階級に属する人間(君主、党指導者)が下部の階級に位置する人間(人民、プロレタリア)の「反響」を意識することをやめる場合に、その共同体は瓦解する。メルロ=ポンティの政治論に関しては、これまでマルクス主義的な観点からの研究が大半を占めていた。これに対して、本研究はメルロ=ポンティの政治論を病理的な視点から考察した。これは研究史において初めての試みである。最後に、フッサールの空想論に関する論文(「時間意識における空想の役割」)を執筆した。知覚活動の最も大きな特徴は時間的な枠組みである。これに対して、空想は時間的な枠組みを逸脱した行為である。ところがフッサールは『ベルナウ時間草稿』において、空想と時間の関係を提示している。空想はどの点において、時間と関連するのかをテーマとして立て、結論では空想は形式面では時間に関係するが、行為の内容面では時間と関連しないことを提示した。知覚の病理的な側面という今年度の研究テーマの一環として、空想という知覚を逸脱した行為を分析した点が、本論文の意義である。またフッサールの時間論と空想論の関係に関する研究は先行研究に乏しく、本研究はこのテーマをほぼ初めて扱った。知覚の病理的な側面が、今年度の研究テーマであった。このテーマを知覚の病理的現象、政治、空想という多様な視点から分析したことが今年度の重要な成果である。
産学連携推進のための市場評価導入による研究評価システムの開発

本研究の目的は研究成果を有効に社会に還元するシステムの一部を開発することにある。研究の企画の段階から産業界と情報交換をすることで、大学の研究成果が円滑に産業界に移転されることを期待した。1.研究企画提案集の作成工学研究科をモデルとした。教官から123件の応募があった。これらにはアイデアが盛り込まれているため一般公開、企業(3段階で公開、1-3次公開)向けに編集し、「研究企画集Vol.1(50件)、Vol.2(73件)」(一般公開、1次公開情報を掲載)とした。上場企業、九州地区に本社、支店等を有する企業を中心に約2,000社にVol.1をアンケートとともに配布した。2.企業の反応アンケートの回収は263件(13.5%)。Vol.2の配布を希望する企業は73.8%で、同様な情報の提供を求めている。更に詳細な開示(2次開示)を124社が要求し(1社あたり3件内に制限した)、延べ292件の2次開示を行った。これは公開した企画1件につき、平均6社が興味を示したことになる。この段階では教官名を開示していないので、すべての情報は、研究代表者の下に集約され、戦略的な情報の活用が可能である。また、提案に興味を示した企業名は企画提案教官に開示した。共同研究のための3次開示(教官名を含む開示)を請求した企業は2社であった。3.ヒアリング3次開示を求めた企業に対し、企画を提案した教官と3者で意見交換の場を設け、企業の課題、教官の研究シーズを突き合わせた。共同研究への展開を検討中である。今後は、Vol.2の配布と課題に興味を示した複数の企業に共通の課題を抽出し、課題解決のためのプロジェクトを再提案し、コンソーシアム形の研究開発を提案する。産学連携の非常に有効な手段となる可能性があると思われる。
ナノスケール蛍光粒子を用いた新規センチネルリンパ節生検法の開発

食道、胃、大腸においてQDをトレーサーとして、リアルタイムにセンチネルリンパ節に蛍光シグナルが移行することの確認、蛍光強度は溶液の濃度に比例し、60分以上の滞留時間があること、腸管、脂肪組織を透過して1cm深度でも検出可能なことを明らかにした。新規の有機系蛍光材料を開発し、トレーサーとして蛍光センチネルリンパ節検出に成功した。摘出リンパ節における蛍光特性を、蛍光顕微鏡で解析し、量子ドットとほぼ同じ特性を持つことを明らかにした。本研究の目的は、蛍光計測技術をセンチネルリンパ節生検に導入し、「真のセンチネルリンパ節を100%同定する高感度なリンパ節生検法の開発」と「センチネルリンパ節内の微小癌転移を見逃さない病理診断法の開発」を行うことである。本年度は以下のように研究を行い、成果を得た。1.量子ドットをトレーサーとしたSLN検出の詳細な解析ブタをモデルにい、食道、大腸で量子ドットを局注し、リアルタイムに1次リンパ節にトレーサーが移行することの確認と、少なくとも60分以上の滞留を確認した。脂肪組織を通しては励起光が到達できる条件なら1cm程度の深部でも検出が可能であった。蛍光強度は溶液の濃度に比例することも確認した。2.坦癌マウスリンパ節転移モデルにおけるSLNB蛍光法の評価使用したモデルはマウス耳介部に移植した悪性黒色腫の頚部リンパ節転移モデルであるが、安定したモデルを構築するのに条件設定を変えて試行している段階である。今後、このモデルに量子ドット、及び後述する有機系蛍光粒子を投与した場合の動向と摘出リンパ節の病理学的検討を行う。3.生体へ安全に投与可能な蛍光粒子の開発生体への応用を念頭に、安全な量子ドットの蛍光強度に匹敵する新規の有機系蛍光材料が望まれるがこれを開発した。評価項目として、蛍光強度・光安定性・蛍光耐久時間について従来の方法で、量子ドットと比較した。蛍光強度は量子ドットをしのぐものではなかったが、我々の目的とするセンチネルリンパ節検出には十分可能な強度であることが分かった。光安定性、退色時間も1時間以内での著しい低下はなく、この実験系に供することは可能である。また、ブタ胃モデルでの試みたが、量子ドットと同じ動向で検出可能なことを確認した。(1)量子ドットをトレーサーとしたSLN検出の詳細な解析ブタモデルにて、食道、大腸で量子ドットを局注し、センチネルリンパ節蛍光計測をリアルタイムに行い、少なくとも60分以上の滞留があったが、2次リンパ節への移行は確認できなかった。腸管、脂肪組織を通しては励起光が到達できる条件は1cm程度の深部で、それ以上は検出が不可能であった。(2)坦癌マウスリンパ節転移モデルにおけるSLNB蛍光法の評価使用したモデルはマウス耳介部に移植した悪性黒色腫の頚部リンパ節転移モデルであるが、安定したモデルを構築するのに条件設定を変えて試行している段階である。この部分は予定より進捗状況が思わしくないが、今後、このモデルに量子ドット、及び後述する有機系蛍光粒子を投与した場合の動向と摘出リンパ節の病理学的検討を行う。(3)生体へ安全に投与可能な蛍光粒子の開発生体への応用を念頭に、安全な量子ドットの蛍光強度に匹敵する新規の有機系蛍光材料を開発した。この粒子の特性の評価項目として、蛍光強度・光安定性・蛍光耐久時間について量子ドットと比較した。また、ブタ胃モデルで同様の実験を試みたが、量子ドットと同じ動向でセンチネルリンパ節を検出可能なことを確認した。昨年度に引き続き、本年度は以下のように研究を行い、成果を得た。1.QDをトレーサーとした検出SLNの蛍光特性の解析、定量化:ブタ胃、食道にQDを局注し、検出したセンチネルリンパ節を摘出、その蛍光シグナルを詳細に蛍光顕微鏡で解析した。その結果、蛍光シグナルの定量化が達成でき、将来的には、定量されたシグナル強度の比較により、SLN内の転移巣の割合等を推定できる可能性があることを明らかにした。また、時間経過によるシグナルの変化も定量化によって、詳細に評価できた。2.坦癌マウス

リンパ節転移モデルにおけるSLNB蛍光法の評価:ヌードマウス耳介部に悪性黒色腫細胞株を移植し、頚部リンパ節転移を作成するモデルの構築が困難を極めた。条件設定を変えて試行している段階である。このモデルに量子ドット、及び後述する有機系蛍光粒子を投与した場合の動向と摘出リンパ節の病理学的検討を行う予定であったが、検討できていない。癌転移モデルでの本実験系の検討は必須と考えており、継続課題となる。3.新たな有機蛍光粒子の開発:生体への応用を念頭に、安全かつ、QDの蛍光強度に匹敵する新規の有機系蛍光材料を開発した。この粒子の特性を、蛍光強度・光安定性・蛍光耐久時間について明らかにするとともに、量子ドットと比較した。蛍光センチネルリンパ節検出にも成功した。光安定性、退色時間も1時間以内での著しい低下はなく、QDで行った実験系に、この粒子を導入し、ブタ胃・食道・大腸モデルで検出に成功した。摘出リンパ節における蛍光特性を、蛍光顕微鏡で詳細に解析した。粒子の特性解析と、局注後のリンパ系の動向解析は順調に進み、当初の計画以上に進展した。また、生体に安全な有機系ナノ蛍光粒子の開発も順調に終了し、解析も予想通りに行うことができた。マウスリンパ節転移モデルでの条件設定が微妙で、不安定性があり、この部分の解析が待たれるが、モデルの不安定性が解決されれば研究目的を達成できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終年度にあたり、研究の総括を進めつつ、マウス転移モデルの経験豊富な分担研究者を追加し、この部分の実験と解析を強力に推し進める。
スギ花粉症に対する表皮免疫療法の開発についてーＴＳＬＰの機能解析を中心にー

スギ花粉症に対する新規の免疫療法として、経皮的に抗原を投与するパッチ免疫療法の開発を目的とした。その際の重要なサイトカインと考えられるTh2タイプのアレルギー性炎症を誘導するTSLPの機能解析を初期目標とした。手術検体として得られた慢性副鼻腔炎の鼻茸、または下鼻甲介粘膜を用いて鼻繊維芽細胞を培養し、種々の刺激に対するTSLPの発現を検討した。線維芽細胞から産生されるTSLPはTh2型炎症に重要な役割を持ち、ステロイド薬によるTSLP産生抑制がその抗炎症作用の一部である可能性が示唆された。Th2タイプのアレルギー性炎症を誘導するサイトカインであるTSLPの機能解析を行い、経皮的パッチ免疫療法が樹状細胞の分化成熟にどのような影響を及ぼし、アレルギー性炎症の制御が可能かどうかの解明を目標としている。本年度の主な研究実績慢性副鼻腔炎手術の際に得られた鼻茸より樹立した線維芽細胞を継代培養し、その繊維芽細胞より産生されるTSLPの測定とその産生に及ぼすステロイドの影響を中心に解析を進めている。TNF-αとIL-4の相互作用にて、鼻茸由来線維芽細胞からTSLPが産生されDexamethasoneはTNF-αとIL-4誘導性のTSLPを抑制することが分かった。また、IFN-γによりTNF-αとIL-4誘導性のTSLPは抑制された。以上のことよりTh2型アレルギー性炎症に関与する重要なサイトカインであるTSLPの産生ををDexamethasoneは抑制し、鼻噴霧用ステロイド薬の鼻茸に対する作用機序のひとつとしてTSLPの抑制が考られた。本研究はスギ花粉症に対する新規の免疫療法の開発を目的としており、スギ花粉症患者の下鼻甲介粘膜から樹立した線維芽細胞を用いての同様の実験を計画中である。また、スギ花粉症患者に対する皮下注射による減感作療法を施行する際の皮膚発赤長径と効果発現との関連例を検討しており、当該研究における経皮的抗原投与に対しても十分参考にしうるデータを得ている。以上の解析を終了後に臨床応用にむけての検討を始める予定で、経皮的免疫療法が副反応なく効果を示すことが可能かどうかを、客観的に判断できる花粉曝露室を用いてスギ花粉症ボランティアに対し施行していくことを計画中である。経皮的免疫療法が可能となれば在宅治療の可能性にもつながり、臨床的治療法の選択肢が広がることが期待できる。本研究はスギ花粉症に対する新規の免疫療法の開発を目的としている。現行の皮下注射による免疫療法の効果発現メカニズムの解明と並行して当該研究を開始している。Th2タイプのアレルギー性炎症を誘導するサイトカインであるTSLPの機能解析を行い、経皮的パッチ免疫療法が樹状細胞の分化成熟にどのような影響を及ぼし、アレルギー性炎症の制御が可能かどうかの解明、および経皮的免疫療法の臨床応用を目標としている。本年度の主な研究内容1)免疫療法施行中の患者に対し、効果判定を花粉症日記からの症状スコア、鼻粘膜誘発テスト、皮内テストを施行し、それらの所見とアレルギー性炎症の反映と考えられる遅発相の発赤長径との比較を介して免疫療法の効果発現メカニズムの解析をした。また、経皮的免疫療法を施行する場合の皮膚発赤反応との対比を行うための基礎データとして発赤長径を即時相、遅発相ともに経時的に計測を行った。2)慢性副鼻腔炎の手術時検体を用いて樹立した繊維芽細胞を継代培養し、その繊維芽細胞から産生されるTSLPとその産生に及ぼすステロイドの影響を検討した。TNF-αとIL-4の相互作用にて繊維芽細胞からTSLPが産生され、DexamethasoneはTNF-αとIL-4誘導性のTSLPを抑制することが分かった。以上の解析を終了後に臨床応用にむけての検討を始める予定であったが少々実施が遅れている。経皮的免疫療法が副反応なく効果を示すことが可能かどうかを、客観的に判断できる花粉曝露室を用いてスギ花粉症ボランティアに対し施行していく予定である。Th2タイプのアレルギー性炎症を誘導するサイトカインであるTSLPの機能解析を行い、経皮的パッチ免疫療法が樹状細胞の分化成熟にどのような影響を及ぼし、アレルギー性炎症の制御が可能かどうかの解明を初期目標としている。施行中の研究内容1)免疫療法施行中の患者に対し、効果判定を花粉症日記からの症状スコア、鼻粘膜誘発テスト、皮内テストを施行し、それらの所見とアレルギー性炎症の反映と考えられる遅発相の発赤長径との比較を介して臨床的に免疫療法の効果発現メカニズムの解析をしている。

また、経皮的免疫療法を施行する場合の皮膚発赤反応との対比を行うための基礎データとして発赤長径を即時相、遅発相ともに経時的に計測を行っている。2)手術検体として得られた慢性副鼻腔炎の鼻茸、または下鼻甲介粘膜を用いて間葉系細胞である鼻繊維芽細胞を培養し、種々の刺激に対するTSLPの発現を検討している。外的環境因子としてのたばこエキスを加えることのTSLP産生に及ぼす影響も解析中である。以上の解析を終了後に臨床応用にむけての検討を始める予定である。経皮的免疫療法が副反応なく効果を示すことが可能かどうかを、客観的に判断できる花粉曝露室を用いてスギ花粉症ボランティアに対し施行していく予定である。経皮的免疫療法が可能となれば在宅治療の可能性にもつながり、臨床的治療法の選択肢が広がることが期待できる。スギ花粉症に対する経皮的減感作療法を企図した研究計画を遂行していく際の問題点の一つとして、抗原投与する皮膚または皮下組織の採取が現実問題として困難であることが挙げられる。したがって、慢性副鼻腔炎患者および花粉症患者に行う手術時の鼻茸および下鼻甲介粘膜から樹立された線維芽細胞を代用しTSLPの発現解析、機能解析をせざるを得なかった。また、当該研究の経皮的抗原投与を開始する前に、抗原の皮下注射による現行の減感作療法の際の皮膚反応を詳細に検討し臨床効果との関連性を検討する必要性があった。上記の理由により当該研究の臨床試験の開始がやや遅れている。臨床研究から得られた結果をもとに基礎的な解析を行うことを重要視している。臨床研究からデータを得るのには時間を要していることが研究の遅れにつながっている。これまでに施行したTSLPの機能解析や抗原の皮下投与における皮膚反応の解析に基づき、最終年度の研究として、抗原の経皮的投与による安全かつ簡易な免疫療法に関する臨床試験を予定している。経皮的抗原投与する際の至適投与量、必要投与量の決定のための効果判定と安全性の確認をまず行う必要がある。スギ花粉症ボランティアを対象に、プラセボ対象の二重盲検試験を花粉曝露室を用いて行う予定である。花粉曝露室を用いてスギ花粉症患者を対象とした経皮的免疫療法に関する臨床研究を開始する予定である。臨床研究と繊維芽細胞を用いた基礎的研究を並行して行っていく。上述の通り、研究の遅延に伴い未使用額が生じている。未使用分および次年度研究費は下記の費用に充てる予定でである。スギ花粉症ボランティアへの謝金。花粉曝露室の運用費。スギ花粉の購入費。血清学的検査費。主に上記に使用する予定である。研究の遅れのため、前年度の研究費を次年度に繰り越す。スギ花粉症ボランティア約20名を募るための費用スギ花粉エキス(Cry j1エキス)、皮膚パッチ作成費用スギ花粉購入代金血清中IgE抗体価の測定費用上記に対し使用する予定。
外骨格型マイクロロボットによる内視鏡的粘膜下層剥離術への挑戦

本研究では内視鏡による内視鏡的粘膜下層剥離術(endoscopic submucosal dis-section : ESD)を円滑,確実,安全に行うことを可能とする外骨格型マイクロロボットの基盤技術に関する研究を行い,以下の成果を得た.(1)外骨格型マイクロアームの改良,集積化を行った.生体構造に着目し,異なる剛性を有する材料を組み合わせたバイオニックジョイントについて提案し,その作製方法と基礎性能を評価した.比較的剛高い剛性を持つポリマー(SU-8)に微細パターンを施した後,低剛性のポリマー(PDMS)を転写することで,ハイブリッド構造を有するレイヤーを作製し,それを積層することで三次元構造を構築した.関節角度の調整はワイヤー駆動とし,ワイヤーの張力と関節角度の関係を評価した結果,線形性があることを確認した.(2)マイクログリッパの改良,集積化を行った.マイクログリッパをマイクロアームの先端に組み込んで集積化した.マイクログリッパ先端形状を改良し,組織を把持しやすい構造とし,開閉動作を確認した.また,1.3Nの把持力を確認した.(3)機構設計を改良することで,マイクロアームの駆動とグリッパの駆動の干渉を低減した.関節の可動範囲として±55°を達成し,グリッパ開閉時の関節角度変化が1°以下であることを確認した.また,マイクログリッパを有するマイクロアームを内視鏡先端に組み込み,動作することを確認した.(4)医学的知見に基づき,これまでのマイクロアームやマイクログリッパの基本設計の見直しを行った.この知見をもとにマイクロロボットを設計し,試作したものを評価した.近年,内視鏡的粘膜下層剥離術(endoscopic submucosal dis-section : ESD)という内視鏡を用いた方法を用いると20mmを超える大きな病巣にも適用でき,かつ完全切除が可能であり,癌の再発をおさえることができる.本研究では内視鏡による内視鏡的粘膜下層剥離術を円滑,確実,安全に行うことを可能とする外骨格型マイクロロボットのための基盤技術に関する研究を行い,以下の成果を得た.(1)外骨格型マイクロアームの構造設計,製作と制御を行った.厚膜フォトレジスト(SU-8)とめっきを利用して,柔軟関節と外骨格構造を有する腱駆動型のマイクロアームを製作し,関節角度を計測する歪センサを微細加工技術により集積化した.(2)高精度マイクログリッパの構造設計,製作と制御を行った.粘膜をしっかり保持することができるマイクログリッパを厚膜フォトレジスト(SU-8)とNiめっきを利用して製作した.グリッパの開閉機構はワイヤー駆動による弾性変形を利用する方式とし,有限要素法により構造解析を行った.弾性変形部分は,放電加工によって微細加工し,ヒンジ構造を作成した.本体は厚膜フォトレジスト(SU-8)とNiめっきを利用して作成し,組み立てた.(3)ESD支援用マイクロロボットの構造設計,製作と制御を行った.アーム部とグリッパ部をそれぞれワイヤー駆動した場合,各自由度が干渉しないよう,機構学と材料力学をベースとして解析を行った.試作したマイクロロボットを駆動して評価し,干渉が無視できることを確認した.本ロボットを内視鏡先端部に装着し,実装が可能であることを確認した.(4)医学的知見に基づき,これまでのマイクロアームやマイクログリッパの基本設計の見直しを行った.この知見をもとにマイクロロボットを設計し,試作したものを評価した.本研究では内視鏡による内視鏡的粘膜下層剥離術(endoscopic submucosal dis-section : ESD)を円滑,確実,安全に行うことを可能とする外骨格型マイクロロボットの基盤技術に関する研究を行い,以下の成果を得た.(1)外骨格型マイクロアームの改良,集積化を行った.生体構造に着目し,異なる剛性を有する材料を組み合わせたバイオニックジョイントについて提案し,その作製方法と基礎性能を評価した.比較的剛高い剛性を持つポリマー(SU-8)に微細パターンを施した後,低剛性のポリマー(PDMS)を転写することで,ハイブリッド構造を有するレイヤーを作製し,それを積層することで三次元構造を構築した.関節角度の調整はワイヤー駆動とし,ワイヤーの張力と関節角度の関係を評価した結果,線形性があることを確認した.(2)マイクログリッパの改良,集積化を行った.マイクログリッパをマイクロアームの先端に組み込んで集積化した.マイクログリッパ先端形状を改良し,組織を把持しやすい構造とし,開閉動作を確認した.また,1.3Nの把持力を確認した.(3)機構設計を改良することで,マイクロアームの駆動とグリッパの駆動の干渉を低減した.関節の可動範囲として±55°を達成し,グリッパ開閉時の関節角度変化が1°以下であることを確認した.また,マイクログリッパを有するマイクロアームを内視鏡先端に組み込み,動作することを確認した.(4)医学的知見に基づき,これまでのマイクロアームやマイクログリッパの基本設計の見直しを行った.この知見をもとにマイクロロボットを設計し,試作したものを評価した.