hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
創薬研究を例とした先端的学際的な計算機実習講義と教材の開発

この研究の目的は、現在Academiaに開放されている化合物データベースや計算関連ツールを用いて、理学系大学院レベルの計算創薬入門実習(Structure-Based Drug Design(SBDD)に関する内容)のための教材と計算機環境を構築することにある。目的のSBDD実習は企業内の研究者教育にも使われうる水準を目指しており、このための必要最小限の教材資源を作成することを目標とした。今年度は、Web上で公開されている化合物データベースやソフトウェアから実習に使用するツールを決定し、医薬品研究開発の中核に位置する「薬分子と受容体との結合解析(Docking Study)」および「計算機を用いた仮想的なスクリーニング(Virtual Screening)」に関する講義録および教材(計算機実習の手順および演習問題)を作成・整理した。これらの教材を前年度整備した計算機環境と併用して、広島大・東海大の両方で集中講義レベル(4日間)の講義実習を実施した。この実習は、(1)タンパク質の構造の観察、(2)タンパク質の構造の構築、(3)リガンド分子の構造の構築、(4)ドッキングシミュレーション、(5)タンパク質-リガンド複合体の量子化学計算による相互作用解析、という流れで行った。実習には大学院生の他に教官等の参加もあり、結果としては教官が関心を持つような内容にまで仕上げることができた。今回の実習のように、フリーウェアやフリーの化合物データベースを用いることで、多人数向けに基礎的な計算創薬実習を構築・実施することも可能である。このことから、現在では製薬企業においてのみ可能な「計算機を用いた理論創薬研究」を広く大学にも開放することができるものと期待される。計算創薬は、計算化学の応用課題として化学系研究者の間でも関心が高いテーマである。しかし、実用性の高い計算関連ツールや創薬の基礎となる化合物データベースなどは高価であるため、大学などでの実践は困難であった。現在では、Academiaに開放されている化合物データベースも少なくなく、また計算関連ツールも公開が進み、利用しやすくなってきている。我々の目的は、このような資源を活用しつつ、大学院レベルの計算創薬入門(Structure-Based Drug Design(SBDD)に関する内容)のための教材と環境を構築することにある。この実習では、医薬品研究開発の中核に位置する「薬分子と受容体との結合解析」および「計算機を用いた仮想的なスクリーニング」に関して、例題に基づいて学習できるような計算機実習を中心に行うことを想定している。実習は、(1)タンパク質の構造の観察、(2)タンパク質の構造の構築、(3)リガンド分子の構造の構築、(4)ドッキングシミュレーション、(5)タンパク質-リガンド複合体の量子化学計算による相互作用解析、という流れで行うこととした。今年度は、Web上で公開されている化合物データベースやソフトウェアから実習に使用するツールを選択し、上記(1)(5)の内容に関する講義録の雛形を作成した。ここで選択したソフトウェアの多くは、(大学において)個入でも準備可能なものとした。また、実習のための計算機環境を整えた。総合的な実習を行う前に、まずはこれらの環境を用いて、広島大で学部生向けに講義録の一部の内容(上記(1))について実習を行った。来年度は、東海大においても講義録の一部の内容について学部生向け実習を行い、必要な箇所は講義録の見直しを行う。その後、広島大・東海大の両方で講義録全体の内容についての大学院生向け計算創薬実習(集中講義レベル)を実施する。
病態と食品機能に関する研究

老化に及ぼす栄養の影響をin vitro及び老化モデルマウスで検討した。まず試験管内老化細胞では脂質過酸化が亢進しており、抗酸化剤はこれを軽減した。また細胞内の酸化反応を抑制するアスコルビン酸の新しい代謝産物の生物活性を調べた。また老化モデルマウスでは食事制限により免疫機能の維持、リポ蛋白異化抑制などにより老化が防止されることを明らかにした。次に循環器疾患と栄養の関係については、まず脳卒中モデル動物において活性線維がマトリウムを吸着して卒中を防止しうること、パルミトオレイン酸も血管壁代謝に影響して卒中の発症に好影響をもたらすことを認めた。またエイコサペンタエン酸(EPA)は血栓症を減少させるとされているが、EPAの脳卒中ラットに対する効果は食事中の蛋白の種類によって異ることを明らかにした。また血栓症を防止する食物中の成分について検討を加え、レチノールがプラスミノゲンアクチベータ産生を促進し、この作用に蛋白のリン酸化が関与していることを認めた。次に糖尿病と食事の関係については、少量のストレプトゾトシンによるインスリン非依存性糖尿病の発症が高蛋白食で改善されること、ポリデキストロースも血糖値、血清脂質を改善することを明らかにした。また糖尿病の合併症の発症に神経内のポリオール代謝の活性亢進とミオイノシトールの減少が関与しており、アルドーズ還元酵素阻害剤が改善することを認めた。また脂質代謝の面ではリポ蛋白の異化にタウリンとコレステロールが影響することを示唆する結果を得た。また摂食習慣や食物中蛋白質が副賢皮質ホルモンの動態に及ぼす影響の機構について研究し、室傍核のカテコラミンが重要な役割を演じていることを示す成績を得た。更に卵アレルギーにIgE,IgG抗体の役割と栄養の影響を検討した。アレルギーにIgE、IgG1抗体が関与すること、栄養はIgE抗体価に影響しないことを認めた。
溶銑-ソーダ灰間の反応の速度論的研究

ソーダ灰による溶銑の予備脱りん法では副反応としてのソーダ灰と溶鉄中の炭素との反応が避けられず、多量のガス発生を伴う。本研究では、反応時のメタルおよびガスを適当時間毎に採取し、メタルについてはP,Cを、ガスについてはCO,【CO_2】成分を分析することで、脱りん反応におよぼす共存の炭素やSi【O_2】添加の影響を調べ以下の結果を得た。1)Fe-Cとソーダ灰との反応では【Na_2】【CO_3】は部分的にNa(g)まで還元され、発生するガスはCOのみであった。2)Pが共存する場合、初期の12分間では脱りん反応が優先的に進行し、溶鉄中のP濃度が0.05%以下に低下した後、脱炭反応が急速に進行し、実験後期には復りんがみられた。3)【Na_2】【CO_3】量を5から9gに増すと脱りん量が増大するが、さらに15gに増大させても、脱炭量が増すだけで脱りん反応はほとんど影響されなかった。発生ガスは46%の【CO_2】と約50%のCOから成り、これらの値から推定される酸素分圧は【10^(-11)】atmで、溶鉄中の炭素との平衡値より高かった。4)Si【O_2】を添加した場合、【Na_2】【CO_3】の添加量が同じでも、Si【O_2】を含まない場合に比べ脱りん、脱炭量がかなり低下した。発生ガスは46%CO、約50%【CO_2】とSi【O_2】を含まない場合と逆の傾向を示した。これはフラックス内部で【Na_2】【CO_3】とSi【O_2】との反応が起こり、生成した【CO_2】はP,Cの酸化に利用されずに排ガスとして炉外にでていくためと考えられる。5)上記の結果より、酸性酸化物を含む系では排ガスの【CO_2】/CO比よりフラックス-メタル界面の酸素分圧を推定することは問題があると考えられた。
二成分系ガスハイドレートのケージ占有性とゲスト－ホスト間相互作用

クラスレートハイドレートのケージ内でのガス分子の分布状態、およびガスの包接量を決定するため、位相コントラストX線イメージング測定と粉末X線構造解析とによる解析方法の最適化した。本研究では、メタン等のガス分子が他の分子と混合した2種類以上の分子を包接したクラスレートハイドレートを主な研究対象とし、これら計測手法を用い、二酸化炭素ハイドレートの非破壊解析やブタン+メタン混合ガスハイドレートの結晶構造解析や結晶の密度を解析、評価した。今年度は、-180°Cの低温粉末X線回折測定により、平成23年度のCH4とアルコールの系に引き続き、昨年度のアルコール分子と同程度サイズの炭化水素分子をゲスト分子として包接するハイドレート試料の粉末X線回折による精密構造解析を実施した。直接空間法で導出された初期データに基づき、ハイドレート中の炭化水素分子のケージ占有率の算出、および、温度変化に伴うゲスト分子のケージ内での分布の変化を明らかにした。その結果、炭化水素分子がゲストとして包接される場合、ゲスト分子の形状の違いは、ホストである水分子で構成されるケージサイズにほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなった。この結果については、併せて実施した分子動力学計算の結果とも一致するものであり、論文投稿の準備を進めている。また、低温型位相コントラストX線CT測定に関しては、平成23年度に低温(ー80°C)で温度変動±1Kでの制御が可能となっているため、数mmg/cm3での密度差の議論が可能となった。平成24年度は、位相コントラストX線CT撮影における測定条件の最適化を行った。クラスレートハイドレートと氷とが複雑に混在するような試料でも内部構造撮影が可能な条件が明らかとなった。この最適条件に従った測定を行うことにより、従来の同一試料内のみでの密度比較ではなく、異なる試料の内部構造の非破壊測定の結果に基づく密度測定、比較、評価が可能になる。今年度は、ブタンのみをゲスト分子として包接するハイドレート試料の粉末X線回折による精密構造解析を実施した。イソブタンの場合は、単体でもガスハイドレートを形成することが知られているが、ノルマルブタンの場合は、メタン等の小さな分子をヘルプガスとして含まないと、ガスハイドレートを形成しないといわれている。このことから、これら一連の径の構造を詳細に比較検討することにより、メタンのような小さな分子の構造安定性に及ぼす影響の理解に有効と考えられる。得られた初期データに基づき、ハイドレート中の炭化水素分子のケージ占有率の算出、および、温度変化に伴うゲスト分子のケージ内での分布と、メタンもゲストとして含む場合の二成分系の場合のケージ構造の変化を明らかにした。その結果、メタンがヘルプガスとして包接される場合、ホストである水分子で構成されるケージサイズにほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなった。また、低温型位相コントラストX線CT測定に関しては、昨年度までに±1Kでの温度制御が可能にしており、この温度制御機能を活用した測定を実施した。従来のガスハイドレートの非破壊イメージング方法として、MRI(核磁気共鳴画像法)が活用されてきたが、この方法では、ガスハイドレートと水との識別は行えたが、ガスハイドレートと氷との識別はできなかった。そこで、低温型位相コントラストX線CT測定で、常圧下においても+4°Cまで安定に存在可能なテトラハイドロフラン(THF)ハイドレートを用い、同一の試料の温度変化過程のイメージング実験を実施した。具体的には、ー20°C(氷と共存状態)と+3°C(水と共存状態)でのその場観察を行い、造影剤なしでのガスハイドレートと氷および水との共存状態での可視化を実現した。この研究成果に関しては、平成26年7月開催のガスハイドレート国際会議で発表予定である。CO2やCH4等が他の分子と混合した2種類以上の分子を包接したクラスレートハイドレートを研究対象とし、ケージ内でのガス分子の分布状態を決定するとともに、水分子で囲まれたナノスペースでのガス分子と水分子との相互作用を検討し、ガスの貯蔵メカニズムを明らかにすることを研究の目的としている。今年度、-80°Cの温度条件下で低温型位相コントラストX線CT測定により、エア(N2+O2)ハイドレート、CO2ハイドレート結晶試料の非破壊内部観察を行った。ハイドレート部分、未反応で残された水が凍結して氷になった部分、未反応のCO2が固化したドライアイスが共存する条件下で、これらを識別し、得られた画像の位相情報から、試料内部の密度解析を実施するとともに、密度分解能の評価を行った。位相コントラストX線CTによる密度誤差の大きな要因は、その測定中に生じる温度変動、勾配に起因する部分が大きい。一方、本手法で用いている光学系は、装置設置室内の温度変化や、機械的振動に非常に敏感に影響を受けてしまうため、独自に開発したクライオセルにより、低温で温度変動±1Kで制御し、位相コントラストX線CT法を可能にした。これにより、X線干渉法を用いた高密度分解能測定では、密度誤差5mg/cm3での測定が可能になった。

また、-180°Cの低温粉末X線回折測定により、CH4とアルコールをゲスト分子として包接するハイドレート試料の粉末X線回折による精密構造解析を実施した。直接空間法で導出された初期データに基づき、ハイドレート中のアルコールのケージ占有率の算出、および、温度変化に伴うゲスト分子のケージ内での分布の変化を明らかにした。低温型位相コントラストX線CT測定の結果は、今後、各種ガスハイドレートの精密な密度解析を実施するうえで重要な指針となる。また、低温粉末X線回折測定による研究成果は、国際誌に論文投稿準備中である。低温型位相コントラストX線CT測定および粉末X線構造解析手法を用いた研究に関し、共に、当初の予定通りに順調に進んでいる。低温型位相コントラストX線CT測定および粉末X線構造解析手法を用いた研究に関しては、当初の予定通りに順調に進んでいる。X線回折手法と併用した熱分析技術の開発に関し、若干の遅れはあるが、実験準備は完了しており、平成24年度に実験に着手する予定である。平成24年度までに検証した測定手法をもとに、各種のハイドレート試料の測定を実施する。また、精密構造解析と低温型位相コントラストX線CT測定の両者の測定・解析により得られるハイドレートの密度を比較することにより、求められたハイドレートの結晶構造およびケージ占有率を評価する。さらに、X線回折手法を用いた研究の結果、液体窒素温度(77K)以下の温度で、ホスト-ゲスト相互作用の変化に伴う結晶構造相転移が生じる系の存在が予想される結果が得られた。そこで、平成25年度には、既設の20-30Kまでの冷却が可能な単結晶構造解析用の冷却装置に関し、当該研究で使用している粉末X線回折装置への取り付けが可能かについての検討も行う。平成23年度に検証した測定手法をもとに、各種のハイドレート試料の測定を実施する。さらに、ケージ内でのゲスト分子の分布状態と結晶構造の安定性やケージ占有率との関係について、考察する。X線回折手法と併用した熱分析技術の開発に関し、実際に測定を開始する際に既設装置との取り合わせをより良くするための改良を実施する。また、平成24年度に得られた研究成果に関し、学会参加、論文投稿により公表する。また、低温型位相コントラストX線CT測定に関しては、これまでに得られた測定の最適条件に従っての非破壊測定を実施することにより、様々な試料における密度評価の有効性の検証実感を実施する。また、23年度に得られた研究成果に関し、学会参加、論文投稿により公表する。
ツバメコノシロ科魚類の分類学的再検討および生態学的研究

1オーストラリアにおけるツバメコノシロ科Polydactylus属魚類の分類学的再検討を行い、5種を有効種として認めた。研究成果は出版された。2インド・太平洋域におけるツバメコノシロ科Polydactylus属魚類の分類学的再検討を行い、有効種14種を記載し、出版された。3東太平洋域におけるツバメコノシロ科Polydactylus属魚類の分類学的再検討を行い、有効種2種を記載し、出版された。4東南アジアの淡水域に生息するPolynemus属魚類の分類学的再検討を行った。1)5)は出版済み。1)カンボジアのトンレサップ湖から得られた標本に基づき、1新亜種Polynemus melanochir dulcisを記載した。2)メコン河水系およびカリマンタンに生息するPolynemus melanochir melanochirを亜種として再記載し、ネオタイプを指定した。3)インドからタイにかけて生息するPolynemus属のタイプ種P. paradiseusを再記載し、ネオタイプを指定した。4)マレーシアのサラワク州西部の河川のみに生息する稀種P. hornadayiを再記載し、成長に伴う形態の変化も考察した。5)従来Polynemus dubiusと同定されていたタイ、カンボジア、ベトナムに生息する種を1新種Polynemus aquilonarisとして記載した。6)Polynemus属魚類は7種が有効種であることを明らかにした。5ツバメコノシロ科魚類全8属39種の分類・生態をまとめ、1冊の本にした(印刷中)。1)5)は出版済み。
心理学とは何か？－心理学者の語りの分析－

本研究では,多領域の心理学者への面接を行い,彼らの語りをもとに,心理学,心の特徴について検討した。対象者への質問は,「心とは何か」「心理学とは何か」「心理学に関心をもつきっかけ」「心理学者としてのあなたに影響を与えた人物,出来事など」「子どもの頃,心について関心をもったと思える最初のエピソード」「心理学の今後の方向性」などを基本とした。面接は,専門を異にする複数の面接者により行われた。録音データについては,そのすべてを書き起こして検討を加えた。全体として,心理学者たちの多様な考え方,背景に触れることができ,心理学,心に関する多くの貴重な語りを収録することができたと思われる。本研究では,多領域の心理学者への面接を行い「心理学とは何か」「心とは何か」といった質問に対する心理学者の語りをもとに,心理学・心の特徴について検討している。面接は,複数の面接者により行われ,一対象者あたり1時間半2時間で行われた。対象者への質問は「心とは何か」「心理学とは何か」「心理学に関心をもつきっかけ」「心理学者としての影響を与えた人物,出来事など」「子どもの頃,心について関心をもったと思える最初のエピソード」「心理学の今後の方向性」などを基本とし,適宜質問を補った。面接途中,心のイメージに関して,クーピーペンシルを用いての描画を求めた。録音データについては,そのすべてを書き起こした上で,テキストマイニングによる検討,質的検討などを行っている。描画データについては,現時点では,語りの解釈に際しての補助的位置づけとなっている。現在も面接を継続中であるが,当該年度においては,まず初年度に面接を実施した2名の対象者の面接データについて,質的検討を試みた。テキストマイニングの結果とあわせ検討することで,各対象者の特徴を検討した。それはとりもなおさず,心理学・心の特徴の描出の試みとなっている。平成23年度においては上記2名を含む5名の心理学者に対して,平成24年度においても5名の心理学者に対して面接を実施した。面接データの書き起こし作業と並行し,テキストマイニング関連の分析手法についても,情報収集を行っている。質的分析,量的分析両面において最適な分析を模索しつつ,語りの分析をしていくことになる。以上のプロセスを通して,心理学・心の重要な一端に触れることができると考えている。本研究では,多領域の心理学者への面接を行い,「心理学とは何か」「心とは何か」といった質問に対する心理学者の語りをもとに,心理学・心の特徴について検討した。面接は,専門を異にする複数の面接者により行われ,一対象者あたり1時間半2時間で行われた。録音データについては,そのすべてを書き起こした上で,質的検討,テキストマイニングによる検討,などを行っている。描画データについては,語りの解釈に際しての補助的位置づけとなっている。平成23年度においては,まず研究グループ内部において,試験的に面接を相互に実施することを通して,面接実施上の問題点などを検討した。その後,5名の心理学者に対して面接を実施した。さらに,平成24年度には5名,平成25年度には4名の心理学者に対して面接を実施した。全体として,今を生きる心理学者たちの多様な考え方,背景に触れることのできた面接であり,心理学・心に関する多くの貴重な語りを収録することができた。録音データの書き起こし作業と並行し,テキストマイニング関連の分析手法についても情報収集を行い,質的分析,量的分析両面において最適な分析を模索しつつ,語りの分析を行った。以上のプロセスを通して,心理学・心の本質の一端に触れることができたと考えている。本研究では,多領域の心理学者への面接を行い「心理学とは何か」「心とは何か」といった質問に対する心理学者の語りをもとに,心理学・心の本質の一端について探索した。面接は,一対象者あたり1時間半2時間で行われた。質問は「心とは何か」「心理学とは何か」「心理学に関心をもつきっかけ」「心理学者としての影響を与えた人物,出来事など」「子どもの頃,心について関心をもったと思える最初のエピソード」

「心理学の今後の方向性」などを基本とし,適宜質問を補った。途中,心のイメージについて,クーピーペンシルを用いての描画を求めた。現在も面接を継続中であるが,ここでは2名の対象者A,Bに共通する特徴について述べる。なお,録音データについては,そのすべてを書き起こし,テキストマイニングを行った。A,Bともに,専門としての心理学の選択が,心理学を目指して自律的に進んできたというよりは,多分に他律的であった。他律的とは言え,その前提には,それまでの人生を通して醸成された,広い意味での心への興味・関心という潜在的エネルギーがあり,外的要因に導かれ心理学にたどり着く,という構図が見て取れた。動物への言及も共通していた。描画では,人型の外側に絵を描く,つまり心を人の内に閉じ込めない点も共通した。この点は,上述の他律性,動物への深い思考,に関連するだろう。テキストマイニングの結果,Aは「自分」への言及が最頻値であるのに対し,Bは「自分」への言及は頻度14にとどまり,一方で「心」への言及が群を抜いていた点が異なる。逐語録上では,「自分」を中心に据えたAの語り,「心」を中心に据えたBの語り,という対照は見えつつも,実際の語りを聴いた印象では,そこまで顕著な差異は感じられなかった。以上,2名の心理学者の語りを通して,心理学,心の重要な一端に触れることができたと考える。平成23年度,平成24年度ともに,5名の心理学者に対して面接を実施することができた。分析の方は現在進行中である。研究初年度より,データ収集を始め,解析も順次進めている。・さらなる面接の遂行。可能な範囲で多く面接を実施していく。・これまでに収集した面接データの分析。あわせて分析手法の検討。・関連する諸研究の検討。・初年度に収集した面接データの検討。・さらなる面接の遂行,及び面接データの検討。・さらなる面接の遂行に伴う謝金(面接協力など),物品費(テープ起こしなど)。・研究遂行に必要な知見収集・研究発表のための学会出張に伴う旅費。・面接遂行・打ち合わせなどのための研究出張に伴う旅費。・機器,ソフトウェア,書籍などの物品費。・打ち合わせなどのための研究出張に伴う旅費。
光捕集型デンドリマーを用いたレーザー発振素子の開発

光増感型デンドリマーの高効率の発光中心励起及び濃度消光の抑制といった特徴に着目し、分子構造がもたらす増幅自然放出光などの発光特性について検討を行った。デンドリマーを分散したポリスチレン薄膜に、ナノ秒Nd:YAGレーザーの第三高調波(355nm)で励起し、基板端面からの励起光強度依存性などを検討した結果、内殻にアントラセンを有しないものでは、しきい値が0.06mJ程度に対して、アントラセンを内殻に有するものは、0.02mJ程度までに閾値が小さくなり、さらに発光強度の増加の割合も高くなった。現在、ポリマーファイバー及び高分子導波路による光通信,光配線の普及のために、相性のよい有機固体レーザー素子が望まれている。本研究は、「光捕集型デンドリマー」の光機能材料への応用を目標とし、新規デンドリマーを合成し、その光捕集機能を分光学的な特性から評価を行い、さらに光励起による有機固体レーザー素子への展開を目指すものである。本年度は、これまでにこれまでの研究で得られているデンドリマーの合成法を展開していき、新規な「光捕集型デンドリマー」の合成を行い、その分子内エネルギー移動について詳細に検討を行った。アントラセンを基本骨格とする新規な光捕集クロモフォア(ドナー)ユニットとエネルギーアクセプターユニットであるペリレンを、予め数種類合成を行い、様々な組み合わせにより分岐構造が異なった「光捕集型デンドリマー」の合成を行った。これら合成したデンドリマーのアントラセンクロモフォアを選択的に励起したところ、アントラセンの蛍光はほとんど消光され、エネルギーアクセプターであるペリレンに由来する蛍光のみが観測された。また、励起スペクトルの測定を行ったところ、すべてのデンドリマー分子においてアントラセンの吸収に相当したスペクトルが観測された。これらの結果は、光捕集型デンドリマー分子内において、デンドロン部からコア部への効率のよいエネルギー移動が生じていることが示された。本年度は、昨年度合成を行った新規デンドリマーのエネルギー移動効率が、デンドリマー骨格に依存する結果を踏まえて、励起強度に対する発光強度の依存性の検討を行った。アントラセン、ペリレンのモノマー混合系やデンドリマーの内殻にアントラセンを有しないものでは、励起光強度に対して発光強度がほぼ比例的に増加した。それに対して、アントラセンを内殻に有するデンドリマーにおいては、0.02mJ程度において明確なしきい値が観測された。これは、これまでに報告している発光スペクトルの半値幅の先鋭化によく対応しており、デンドリマー分子構造が増幅自然放出光に大きな影響を及ぼしていることが明らかとなった。光捕集化合物は、人工光合成モデルに留まるものだけでなく、新規な光機能材料にも期待することができる。前年度までに、我々はペリレンとアントラセンから構成される「光増感型デンドリマー」を合成し、そのエネルギー移動効率などの結果を得ている。本年度では、この「光増感型デンドリマー」の高効率の発光中心励起及び濃度消光の抑制といった特徴に着目し、分子構造がもたらす増幅自然放出光(ASE : Amplified Spontaneous Emission)などの発光特性について検討を行った。デンドリマーを分散したポリスチレン薄膜に、ナノ秒Nd:YAGレーザーの第三高調波(355nm)で励起し、基板端面からの励起光強度依存性などを検討した結果、モノマー混交系においては、発光強度は励起光に対して、ほぼ比例的に増加するのに対し、内殻にアントラセンを有しないものでは、0.06mJにおいて閾値が観測された。また、アントラセンを内殻に有するものは、0.02mJ程度までに閾値が小さくなり、さらに発光強度の増加の割合も高くなった。これらの結果は、これまでに報告しているエネルギー移動とスペクトルの先鋭化に対応しており、デンドリマー分子構造がASEに大きく影響を及ぼしていることが明らかとなった。
フラクタル的手法に基づくTSPの解法とシステム設計

巡回セールスマン問題(TSP)は、その工学的応用面からも高速かつ精度の高い近似解法が求められている。様々な近似解法の中で、空間充填曲線法は精度が悪いものの、非常に高速であることが知られている。しかしこの手法は空間充填曲線をどのように選ぶか、またその曲線自体の数学的表現も煩雑であるため、実用面において問題が多いものであった。そこで申請者は、その高速性を維持しつつ、煩雑性のない方法で新たな空間充填曲線の作成し、空間充填曲線法の改良を行った。従来の空間充填曲線は、厳密な数学的繰り返しによるフラクタル曲線であったが、必要な曲線としては空間を充填する性質さえ有すればよく、予め全ての格子点に都市を配置した問題を高速近似解法の1つであるNearest-Neighbor算法により解き、その近似解を新たな空間充填曲線と考えることにより、解法の複雑性を大幅に軽減することに成功した。また、この手法の有効性を確かめるために、札幌の市街地の経路問題に適用し、障害物がある場合にも適用可能であるという大きな成果を得た。なおこの結果は、電子情報通信学会非線形問題研究会において発表を行った。また、実用上問題とされるTSPは非常に都市数の多い大規模なものが多くなると考えられることから、繰り込み群の考え方の取り入れ、都市の新たな表現法を提案した。それにより、解法の高速性は維持されつつも、使用メモリの軽減により、その応用上の発展性が示唆された。なおこの結果は、2001International Symposium on Nonlinear Theory and its Applicationsにおいて発表を行った。TSPの高速な近似解法の一つである空間充填曲線法は、空間を充填する曲線として、シェルピンスキー曲線等のフラクタル曲線を用いている。この方法は非常に高速であることが知られているが、そのフラクタル曲線の扱いが非常に煩雑であり実用的ではなかった。そこで申請者は、この近似解法の高速性を維持しつつ、その曲線の扱い方を容易にする方法により空間充填曲線法の改良を行った。その具体的な方法は以下の通りである。まず空間上の全格子点に都市を配置する。次にこの都市問題に対して、Nearest-Neighbor法を用いて近似解を求める。この近似曲線を空間充填曲線として空間充填曲線法と同様にして近似解を求める。Nearest-Neighbor法は一般的に広く用いられている手法であると同時に、非常に高速でその近似解は厳密解の経路を多く含むことが知られているので、これを空間充填曲線とすることにより、近似解の精度の向上と高速性が期待される。実際実験結果から、高速性は大幅に向上し、精度も都市数増えるにしたがい改善された。さらに小規模TSPにおけるNearest-Neighbor法による近似解を自己相似的に組み合わせて大きな空間充填曲線を作成することにより、大規模なTSPへの拡張性も示した。以上の結果は、この手法が大規模なTSPの高速な解法への応用として非常に有効であるとことを示している。なおこの研究結果は、情報処理学会東北支部2000年度第4回研究会において発表を行った。
戦後台湾における文化政策の研究(1945〜2000)

1.目的戦後台湾において展開された国民党政府よる文化政策と上からの「国民化」の変遷及び「脱日本化」・「中国化」・「本土化」(台湾化)の変容を時系列的に跡付けることによって、東アジアの一地域における国民統合と文化政策の役割と意義について明らかにすること。2.方法研究方法としては新たな文献史料と事実の発掘を中心とした。今年度、台湾へは二回渡航し、主に中国国民党文化伝播委員会党史館、国家図書館、中央図書館台湾分館、中央研究院の各図書館、その他大学図書館等において文献収集活動を実施した。なお、アメリカにも二回渡航し、スタンフォード大学フーバー研究所にて国民党の内部資料を、ハーバード大学燕京図書館にてその他関連史料の収集活動を行った。3.成果台湾の文化政策において、「脱日本化」をめぐる上からの高圧的な文化政策の実施が統治側と被統治側の隔絶を生む要因の一つとなったこと、一元的な「中国化」の進展に際しては伝統主義と反共主義が中心とされ、あくまで「反共中国人」の育成が主眼とされたこと、そして、「本土化」の展開には台湾籍人材の徴用に代表されるような国民党文化政策そのものの変容が知見可能であったこと、といった国民党の文化政策と「国民化」の特徴並びにその変容過程が明らかとなった。主な研究成果は博士論文『台湾における文化政策と国民統合(19451987)-「脱日本化」・「中国化」・「本土化」をめぐる史的考察-』として結実させたが、そのなかから新たに大幅な加筆修正を加えた内容を学術雑誌に発表した。なお、本来の研究計画には含まれていなかったものの調査中に新たに発見した史実についても学術雑誌に投稿できたことは大きな収穫であった。今後は1990年代の部分について考察をまとめ、順次発表していく予定である。2006年度の研究計画を遂行するうえで中心となった活動は海外文献調査であり、台湾への調査活動3回とアメリカへの調査活動2回を実施した。台湾では主にアーカイブ史料を国史館、国史館台湾文献館などで、その他を国家図書館、中央図書館台湾分館、中央研究院の各図書館、台湾大学図書館、政治大学図書館などで収集し、アメリカでは主にスタンフォード大学フーバー研究所・東アジア図書館で国民党関係史料を収集した。研究活動の結果、2006年度において挙げることのできた研究実績は、学会誌(『日本台湾学会報』第8号)掲載論文1本並びに博士論文(「台湾における文化政策と国民統合(19451987)-「脱日本化」・「中国化」・「本土化」をめぐる史的考察」早稲田大学大学院アジア太平洋研究科博士論文、2007年1月)である。博士論文では、本研究課題が対象とする時期(19452000年)のうち、約4分の3を占める19451987年の時期(中華民国への「光復」から戒厳令解除まで)の検討を行った。申請時当初の本研究の研究計画としては、2年間で19452000年の時期を検証し、当該時期を対象とした博士論文を完成させる予定であったが、台湾は戒厳令が解除される1987年以前に比べ、その後の民主化以降の時期では「本土化」(台湾化)の急激な進展からあらゆる方面で多様な変化が生じており、別個の課題として検証する必要性があると強く認識するに至ったため、それらを博士論文完成後の課題として分けることとした。上記以外の研究成果としては、学会誌へ投稿中の論文も1本あるが、現在レフェリー審査の結果を待っているところである。以上、初年度の研究計画については、博士論文の完成をみたことで順調に遂行できたといえる。なお、続く2007年度においては、19872000年までの時期を対象に研究を進める予定である。
日本における教員のメンタルヘルスの維持・改善に寄与する研修プログラムの開発

本研究は,日本における教員のメンタルヘルスの維持・改善に寄与する研修プログラムを開発・検証することを目的とする。その切り口として,教員の「レジリエンス」を向上させる「ホールシステムアプローチ」を取り入れたプログラムを考案し,その効果について検証することを目的としている。今年度については、教員の「レジリエンス」を高める研修プログラムとして「ホールシステムアプローチ」を基にした3つの手法(「ワールドカフェ」,「チームビルディング活動」,「自然体験活動」)から考案・実施し,参加者の変容を申請者が作成した「教員レジリエンス尺度」を用いて検証することとした。成果としては、まず「ワールドカフェ」を試験的に実施し、「教員レジリエンス尺度」の変容を検証する予備調査を実施した。また、同尺度の信頼性の充実を図るため、小学校教員を対象に「レジリエンス」の比較検討を行うこととし、その検証を続けているところである。現時点の考察として、中等教育段階における教員の「レジリエンス」は、小学校教員におけるそれと比較して、いわゆる「同僚性」に関する「レジリエンス」の係数が低い可能性が示唆された。引き続き詳細な検証は必要であるが、これは教科担当制による違いが起因しているのではないかと考えられる。今後の課題として、「教員レジリエンス尺度」と関連する心理的概念の測定尺度を用いて、その相関の分析から教員の「レジリエンス」のより詳細な検証が必要であると考えられる。また、「チームビルディング活動」および「自然体験活動」のプログラムについても考案し、その予備調査が必要であると考えられる。プログラムの考案については、予備調査を実施しながら慎重に実施する必要があるためその時間を要するが、本研究は概ね順調に進んでいると考えられる。また、得られた研究成果を論文としてまとめ、関連の学術誌に投稿する予定である。
細胞とのデジタルな相互作用を実現する新奇ナノ粒子の創製方法

標的細胞で高発現する受容体に対するリガンドが斑に存在するパッチーナノ粒子を開発し,その表面状態(パッチー性,分子込み合い)に応じた細胞選択性の獲得を目指した。まず,表面に上皮成長因子(EGF)と光分解性基を介してPEGを固定した金ナノ粒子を開発した。その結果,光照射依存的に分子込み合いが変化し,受容体との相互作用が増大していく様子が観察された。この際の受容体の細胞膜内分布を調べたところ,通常のsoluble EGFの場合と異なり,EGF受容体がラフトから脱出できなくなることが分かった。以上より,パッチーナノ粒子と細胞との相互作用に関する重要な基礎データを取得することができた。生体組織の中からがん細胞を検出するように,複数種の細胞の中から特定細胞を"染め"分けることは診断・治療において重要である。本研究では,標的細胞の表層に高発現する受容体と相互作用するリガンドが斑に配列したパッチーな表面構造を有する新奇ナノ粒子を開発し,その表面状態(パッチー性,分子込み合い)を調節することで細胞種特異的なデジタル標識を実現することを目的としている。本年度は,パッチーナノ粒子の分子込み合いに応じて細胞との相互作用がどのように変化するか基礎検討を行った。まず,金ナノ粒子の表面に光解離性のポリエチレングリコール(PEG)と上皮成長因子(EGF)を順次修飾した。使用したPEGは分子量5000で,EGF分子よりも大きな水和半径を有しているため,この順序で表面修飾を施せばPEGの隙間にEGFが斑状(パッチー)に固定化されると予想される。さらにこの粒子表面設計では,光照射によってPEGを徐々に除去することで,ナノ粒子表面のEGFの分子込み合いを変化させることが可能であることがもう一つの特徴である。開発したナノ粒子をがん細胞であるHeLa細胞に作用させたところ,リン酸化酵素ERKが活性化されていることがELISA測定から分かった。一方で,あらかじめ光照射を行ってPEGを間引きしたナノ粒子を細胞に作用させた場合は,よりERKの活性が増大していた。以上から,パッチーナノ粒子表面の分子込み合いをコントロールすることでナノ粒子と細胞との相互作用が調節できることが明らかになった。本研究内容をまとめ論文に投稿した。今後,EGF受容体の発現量の異なる細胞間でどのような違いが生まれるか検討する予定である。昨年度の研究では,ポリエチレングリコール(PEG)の排除体積効果を利用して, PEGの隙間に上皮成長因子(EGF)が斑状に修飾されたパッチーな表面を持つ金ナノ粒子の合成に成功している。本年度はこのパッチーナノ粒子と細胞表層のEGF受容体の相互作用を詳細に解析した。まず,HeLa細胞膜上でのEGF受容体の分布を調べるために,非イオン性界面活性剤存在下でショ糖密度勾配遠心法により膜成分を分離したところ,EGF受容体の半分近くがラフトに存在することが分かった。ここに(通常の)soluble EGFを作用させると,多くのEGF受容体はラフトから脱出した。この結果はβシクロデキストリンで脂質マイクロドメインを破壊した場合と同様であった。これに対して,上記パッチーナノ粒子を作用させた場合では,EGF受容体がラフト内にとどまっていた。ラフト内ではEGF受容体が高密度に存在していることが予想されるため,ここで得られた結果は,EGF受容体と相互作用したパッチーナノ粒子はSoluble EGFとは異なる膜トラフィッキングを示し,しかもそれがEGF受容体の発現量や存在状態に依存することを示唆している。つまり,パッチーナノ粒子が,受容体発現量の異なる細胞をデジタルに"染め分け"できる可能性が示されたわけである。今後,実際にEGF受容体の発現量の異なる細胞を用いることで,本手法を実践のステージへと進めていく。当初はパッチーナノ粒子のパッチー性を調節する新規手法の開発から着手する予定であったが,パッチーナノ粒子が表面状態に応じて細胞との相互作用が変化することを確認することも本研究戦略の重要な必要条件と考え,予定を変更してそちらの研究からスタートした。それが奏功して,パッチーナノ粒子の分子込み合いを調節することで細胞との相互作用が変化することが確認でき,初年度を終了した時点で本戦略の前提条件の一つがクリアになった。また,細胞側の評価方法が確立できたことも重要なプログレスである。

以上を考えれば,プロジェクトの全容から考えれば概ね順調に進んでいると言える。生体分析化学パッチーナノ粒子のパッチー性を調節する新規手法に着手する。DNAの鎖交換反応とナノ粒子の自己組織化を原理に,ナノ粒子表面上に粒径の異なるナノ粒子の最密充填構造を形成し,そのことをフィールドフローフラクショネーション法や電顕を用いて確認する。そ後に初年度と同様にEGFをナノ粒子上に固定化して,パッチー性や細胞種による応答性の違いを調べていく。
英国１８‐１９世紀予約購読出版詩集と定期刊行物におけるその書評についての研究

作品出版時の読者層に注目した若手研究(B)と基盤研究(C)を発展・継続したもので、今回は先行研究とは逆に出版後の書評に焦点をあてた。初年度は、特に労働者階級女性詩人Handsの研究を行い、その支援者たちの影が書評にも認められることを発表した。2年度目はCharlotte Smithの詩集への書評と支援者の関係を、主催したシンポジウム「拡大する読者と英米文学」で明らかにした。最終年度はAnne Grantの文学史上の意義を書評の分析を通して究明した。この研究でロマン派時代の詩人と予約購読者と定期刊行物の書評者の知られざる関係、ー文学的潜在能力を育むコミュニティーを明らかにできた。研究計画2年目にあたる本年は、引き続き文献研究を続行し、その成果の一部を学会の例会での筆者が企画したシンポジウムで披露した。まず文献研究のついては、初年度に入手したRomantic Women Writers Reviewed(Pickering, 2011)を利用した調査を続行した。前掲書には想定以上に多くの有益な資料が収録されており、当初計画において国外での収集を予定していた資料もそこに多く含まれていた。また2013年には遅延していた第2期分が刊行されるので、海外で収集することを計画していた資料が、そこにさらに収録されることになろう。文献調査に関しては、このような状況の変化があったため、より効率のよい資料収集を行なうべく、収集すべき資料と収集先の再検討が必要になり、渡航計画全体の見直しをせざるをえなくなった。そのため、海外渡航による資料収集は、次年度に行なうことにし、予定していたスコットランド系詩人についても、これと連動して次年度に行なうことにした。また同時代の文壇状況と読者の嗜好を研究するため、Samuel Rogers等に関する書を研究した。上記の再検討と並行して、本年度はCharlotte SmithとHelen MariaWilliamsの作品についての書評を抽出して分析した。その成果の一部は、筆者が立案し、司会・発題者となった欧米言語文化学会第126回例会でのミニ・シンポジウム「拡大する読者と英米文学」(於日本大学)で発表した。このミニ・シンポジウムは2年前の同学会年次大会でのシンポジウムの続編という位置づけである。そこでの筆者自身の口頭発表は、「C.スミス:支援者を通して拡大・増加する読者」であり、Smithが予約購読形式で出版した詩集に対する定期刊行物における書評の分析の結果を発表した。研究計画の最終年度にあたる本年は、前年度から本年度に移行した海外渡航による資料収集と文献研究、それと連動するスコットランド系詩人の研究を行い、その成果を学会で発表して研究計画を締めくくった。渡航に先立ち、Romantic Women Writers Reviewedの第2期刊行分が入手できたので、前年度からの懸案であったその精査を行ない、海外で閲覧・収集すべき文献を抽出した。次に、大英図書館とオックスフォード大学ボドリアン図書館で資料収集を行った。特に二人のスコットランド系詩人アン・グラントとアンドルー・スコットに関する資料で重要なものを収集することができ、前者については本年度の学会で利用することになった。帰国後は収集資料の整理と学会発表の準備を開始し、欧米言語文化学会第127回例会(於日本大学)において、「予約購読出版詩集と定期刊行物書評ーグラント夫人の場合」として、成果の発表を行った。研究発表は、同時代の予約購読形式出版詩集の特殊性とその詩集が定期刊行物書評として取り上げられる意義を提示したうえで、その事例研究としてのグラントの詩集の同時代における受容の実情を説くものであった。本発表の基盤は、平成22年度までの基盤研究(C)での女性詩人の予約購読形式出版に関する研究も活用したもので、その成果を土台にして、当該詩人の同時代受容と文学史上の意義を、その定期刊行物書評の分析を通して探るものであった。3年間の研究によって、予約購読出版形式詩集にとっての定期刊行物の書評の役割を具体的な事例から明らかにすることができた。即ち、中流階級支援者(予約購読者)によって文壇に登った社会的発言力が弱い無名詩人(女性や労働者階級等)が、定期刊行物書評を通して、予約購読という限定的にしか知られていなかったその存在を広く認知される文壇上のプロセスを具体化できたのであった。研究計画の初年度であったので、関連分野についての資料・情報の収集を中心に行なうと同時に、研究発表を行なった。具体的には下記のとおりである。(1)計画どおり、3年間の研究計画で研究対象としている詩人の書評を掲載している定期刊行物の所蔵図書館と、電子資料等で閲覧可能かを調査・確認した。特に注目すべきは、定期刊行物における女性詩人・作家作品批評を収集したRomantic Women Writers Reviewed(Pickering,2011)の刊行開始である。基礎的な情報の多くをここで得ることができ、今後2年程度を要する3期にわたる刊行であるため、本研究計画と時期的に重複することがわかった。

その第1期刊行分を本年度は購入して精査し、Helen Maria Williams、Charlotte Smith、そしてElizabeth Handsらイングランドの詩人の書評を分析した。(2)Elizabeth Handsは25年度に研究対象とする予定であったが、我が国ではほとんど先行研究がないこの詩人への定期刊行物書評と予約購読出版の間に興味深い点が多々あったため、本年に先行して研究を行なった。その研究成果は欧米言語研究会において「18世紀末英国の予約購読形式出版詩集とその書評ーエリザベス・ハンズの事例研究」(於日本大学)として口頭発表した。(3)Helen MariaWilliamsとCharlotte Smithについては、資料も豊富で先行研究も比較的多いため、その精査にはもっと時間を要するので、研究成果の発表は次年度にする。(4)昨年度に発表したジャネット・リトルについての研究発表を、査読付き研究論文「ジャネット・リトルの『詩集』の予約購読者の分析」『カレドニア39号』(日本カレドニア学会,2011)としてまとめた。計画立案当初には未知であった資料Romantic Women Writers Reviewed(2011)の登場と第2回刊行分の遅延により、海外での資料収集計画の変更や調査対象・訪問先の見直し等を余儀なくされたが、順序の変更で対応できたので、総合的に見れば遅延にあたらないと考える。定期刊行物書評と予約購読出版の関係を究明するのに、Elizabeth Handsの事例がたいへん重要な示唆を与えてくれることに気付き、その事例研究を前倒しして行ない、その成果を研究発表したため、当初予定していたWilliamsとSmithの研究とそれらの論文化がやや遅延することになった。しかし、Handsの研究はもともと最終年度に実施する予定のものであったので、総合的に見れば遅延にあたらないと考える。むしろそのほかの事例研究をする際の指針ができたと思われる。まず本年度に見送った海外での資料収集をできるだけ早期に行ない、文献調査の成果を研究発表に活用できるようにまとめる。そして資料収集の成果を基盤にして、未着手の予約購読出版を利用した詩人やスコットランド系詩人らに対する書評の研究発表等を行なう。研究途上のWilliamsとSmithについての研究を引き続き推進すると同時に、スコットランド系詩人Grantらへの書評研究を予定どおり実施する。いずれの場合においても、Hands研究での成果を援用して、関連付けて研究発表する計画である。またスコットランド詩人の場合は、Burns等著名な詩人の書評や地域性と政治性にも配慮した研究を行なう。2海外図書館等での資料収集のための渡航・滞在費用。3国内の研究会等での研究発表のための旅費。(1)定期刊行物における女性作家への書評を収集した文献Romantic Women Writers Reviewed(Pickering)の第2回刊行分を購入費。
遺伝子・薬剤キャリアとして機能する自己集合型プログラマブルナノスフィアの創製

本研究では低ダメージの遺伝子導入および薬剤の標的選択的輸送に資する水溶性プログラマブルナノスフィアの構築とその機能評価を行った.以下に本年度に得られた結果を示す.(1)水溶性アミノフラーレンを用いた肺選択的siRNA輸送:アミノフラーレンTPFEから形成される自己集合型ナノ粒子を基盤とした生体内における階層的自己集合を利用し,肺選択的にsiRNAを輸送するシステムを構築することに成功した.静脈内に投与されたTPFE-siRNAは血清タンパクとの相互作用により粒子径がμmサイズまで速やかに増大し,他の臓器に比べ細い肺の毛細血管に選択的に蓄積したのち,TPFE-siRNA会合体へと再び解離し細胞内へと取りこまれる.このため,TPFEが時間経過とともに肺から除去されるため,ダメージの小さい効果的な肺選択的が達成される.低毒性の薬剤輸送システムへの応用が期待される.(2)フラーレン二重膜ベシクルの光応答性:水溶性五重付加型フラーレンから形成するフラーレン二重膜ベシクルへの光照射によりその性質を変化させることに成功した.フェニル五置換フラーレンからなるベシクルへの紫外光照射によりフラーレン部位同士が共有結合的にクロスリンクされ,二重膜に対する水透過性が減少することを見いだした.一方で,表面にヒドロキシクマリン部位を呈示したフラーレンベシクルは融合性を示すが,光照射による二量化反応を行う事で融合挙動が抑制された.(3)フラーレン二重膜ベシクルによる難溶性分子の可溶化:フラーレン二重膜ベシクルの膜内部への疎水性分子結合能を評価したところ,脂質二重膜に比べてより多くの疎水性分子を取り込めることが明らかとなった.また,フラーレン部位への可溶化については芳香族化合物に対して顕著な選択性を示した.これらの結果から,フラーレンベシクルが水に難溶性の薬剤に対する有用なキャリアであることが示された.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では低ダメージの遺伝子導入および薬剤の標的選択的輸送に資する水溶性プログラマブルナノスフィアの構築とその機能評価を行った.以下に本年度に得られた結果を示す.(1)水溶性アミノフラーレンを用いた肺選択的siRNA輸送:アミノフラーレンTPFEから形成される自己集合型ナノ粒子を基盤とした生体内における階層的自己集合を利用し,肺選択的にsiRNAを輸送するシステムを構築することに成功した.静脈内に投与されたTPFE-siRNAは血清タンパクとの相互作用により粒子径がμmサイズまで速やかに増大し,他の臓器に比べ細い肺の毛細血管に選択的に蓄積したのち,TPFE-siRNA会合体へと再び解離し細胞内へと取りこまれる.このため,TPFEが時間経過とともに肺から除去されるため,ダメージの小さい効果的な肺選択的が達成される.低毒性の薬剤輸送システムへの応用が期待される.(2)フラーレン二重膜ベシクルの光応答性:水溶性五重付加型フラーレンから形成するフラーレン二重膜ベシクルへの光照射によりその性質を変化させることに成功した.フェニル五置換フラーレンからなるベシクルへの紫外光照射によりフラーレン部位同士が共有結合的にクロスリンクされ,二重膜に対する水透過性が減少することを見いだした.一方で,表面にヒドロキシクマリン部位を呈示したフラーレンベシクルは融合性を示すが,光照射による二量化反応を行う事で融合挙動が抑制された.(3)フラーレン二重膜ベシクルによる難溶性分子の可溶化:フラーレン二重膜ベシクルの膜内部への疎水性分子結合能を評価したところ,脂質二重膜に比べてより多くの疎水性分子を取り込めることが明らかとなった.また,フラーレン部位への可溶化については芳香族化合物に対して顕著な選択性を示した.これらの結果から,フラーレンベシクルが水に難溶性の薬剤に対する有用なキャリアであることが示された.(1)多段階表面修飾によるタンパク質修飾ナノカプセルの構築と構造観察:10-100ナノメートルサイズの自己集合型カプセルは細胞への分子輸送に重要な担体である一方,共有結合もしくは非共有結合的な手法でカプセルに表面機能性を付与させること,およびその構造を同定することは一般的にカプセルの構造安定性の問題から容易ではない.我々は,直径約20 nmのフラーレン二重膜ベシクルの段階的な表面修飾によってタンパク質修飾ナノカプセルを得ることに成功した.特に,アビジン修飾ナノカプセルは導電性のインジウムスズ酸化物表面上において安定であり,高分解能走査型電子顕微鏡(SEM)によるベシクル表面の微細構造観察によりアビジン単分子に由来する表面構造を画像化することができた.抗がん剤を内包した状態で化学反応により表面修飾することも可能であり,培養細胞を用いた実験で細胞内に効率的に薬剤を導入できることも明らかにした.(2)水溶性アミノフラーレンを用いた肺選択的siRNAデリバリー:肺がんを含む重要な肺疾患は多数あり,体への負担が少ない有効な治療方法が望まれている中で,肺疾患部位特異的な薬剤・遺伝子導入試薬の開発が注目を集めている.

本研究では,カチオン性フラーレン誘導体TPFEを用いた「生体内における階層的分子集合」という新しい方法論を用いて,μmサイズの集合体形成を鍵とした低毒性の肺選択的siRNAデリバリーを実現した.すなわち,TPFE-siRNA会合体をマウスに静脈注射すると,TPFE-siRNAと血清タンパクとの弱い相互作用により粒子径がμmサイズまで増大し,他の臓器に比べ細い肺の毛細血管に選択的に蓄積したのち,TPFE-siRNA会合体へと再び解離し細胞内へと取りこまれることで,ダメージの小さい効果的な肺選択的輸送が達成されることを明らかにした.研究課題申請時の計画において,初年度は水溶性ナノスフィアのライブラリ構築とその構造同定を中心に遂行し,核酸との相互作用を試験管レベルで評価する事を目標と設定した.しかしながら,既存の材料を再評価する中で,カチオン性アミノフラーレンであるTPFEが核酸とのサブマイクロメートルサイズ粒子形成という我々の目的と合致した自己集合挙動を示すことが見いだされた.そのため,TPFEを用いたsiRNA輸送の検討に注力した結果,iv vitroでのsiRNA安定化とRNAi発現の確認を経て,マウスを用いたin vivoでの臓器選択的輸送を達成するに至った.in vivoの系での検討は全体計画にも入れておらず,我々の予想を越えた進展を見せた.加えて,モノアニオン型フラーレンを用いた二重膜ベシクルについても,階層的表面修飾法と走査電子顕微鏡を用いた構造観察という新境地を開拓することができた.化学修飾ナノカーボンの応用という展開では,カーボンナノホーン上に結合した置換基を種とした有機分子の核形成テンプレートとしての機能をあきらかにし,高分解能電子顕微鏡による観察で核前駆体の分子レベル構造解析にも成功し,全く予想外ながら有機科学的手法による核形成制御という新たな研究の芽が育ちつつある.その一方で,当初目的である新規両親媒性コニカルフラーレンの合成および構造評価も順調に進捗している.初年度検討における重要な知見は,比較的単純な分子設計をもつ水溶性フラーレンが極めて効率的な遺伝子キャリアとなる複合体形成挙動を見せたことである.両親媒性コニカルフラーレンのより合目的的なデザインにより,更に効率的,選択的な遺伝子・薬剤輸送能が可能と期待される.そのため,当初目的通りコニカルフラーレンのキャリアとしての機能評価を進めていく予定である.一方で,合成したコニカルフラーレンについて従来の界面活性剤の類とは大きく異なる特徴的な界面挙動が見いだされており,分散剤としての応用に新しい可能性を秘めている.ゆえに,生体応用という枠にとらわれず広く材料科学での新規マテリアルとしての展開を考慮しつつ研究を進める.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。