hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キラー・コンフォメーションを標的とするプリオン感染イメージング薬剤の開発

致死性の神経変性疾患であるプリオン病の発症過程では、生体内に存在する正常型プリオンタンパク(Native conformer)が構造変換して凝集し、アミロイド構造を有する感染性タンパク質凝集体「プリオン」(Killer conformer)を形成する。このKiller conformerへの構造変換過程の詳細はいまだ明らかではないが、生体内のKiller Conformationの画像化は、プリオン病発症の早期診断につながることが期待できる。酵母由来のSup35は、自身のミスフォールディングを伝播し、自己凝集してアミロイドを形成するため、プリオン様タンパク質と呼ばれる。Sup35のプリオン形成ドメインから抽出されたペプチド断片GNNQQNYは、Sup35凝集体の中核であるアミロイド(Cross-β)構造を形成する。本研究では、プリオンタンパクのKiller conformationの伝播に関する知見を得るため、GNNQQNYの自己凝集挙動およびそのアミロイド構造の伝播について検討した結果、GNNQQNY分子は衝突頻度に依存して凝集しアミロイドを形成し、形成された凝集体のアミロイド構造は、自己だけではなく、条件次第では異種のタンパクへも伝播され得ることが明らかとなった。(2)プリオン結合性を示す化合物の設計と合成近年、マラリア治療薬であるキナクリン(QA)がin vitroにおいてPrP^<Sc>の蓄積を抑制することが報告され、プリオン病の治療を目的とした臨床研究に使用されてきた。QAの作用機序は明らかにされていないが、QAがPrP^<Sc>と何らかの相互作用をしている可能性があり、アミロイドイメージングプローブの候補化合物となることも十分に考えられた。そこで本研究では、^<125>I標識QA及びアクリジン(AC)誘導体を合成しアミロイドイメージングプローブとしての評価を行った結果、^<125>I標識AC誘導体はAβイメージングプローブとしての基本的性能を有することが示され、さらなる基礎的検討を行うことでPrP^<Sc>イメージングプローブとしても応用できる可能性が示された。クロイツフェルトヤコブ病(CJD)は、現在のところ有効な臨床治療手段がない致死性の疾患である。CJDに代表されるプリオン病の生前早期診断法の開拓は、ハイリスク者や発症初期の患者の安心と安全を確保し、さらに治療薬開発段階での効果判定に資する上からも重要なことである。これまで我々は、BSE由来のプリオン感染モデルマウスを作成し、その脳切片を利用して、化学物質のプリオン凝集体への結合性について検討した。しかし、得られる結果が視覚的で結合性に関する定量的情報が得られないことなどから、プリオンイメージング薬剤の開発は、インビトロ評価系の確立なしには達成できないという結論に達した。そこで本研究においては、酵母由来のプリオン様タンパク質Sup35において形成されるCross-β-構造、すなわちKiller Conformationの中核構造となるペプチドフラグメント(^7Gly-Asn-Asn-Gln-Gln-Asn-Tyr^<13>)に着目した。まず、^7Gly-Asn-Asn-Gln-Gln-Asn-Tyr^<13>フラグメントが37°C、pH7.4のリン酸緩衝液中で、βシート構造を持つ安定な凝集体を形成することを確認したが、凝集体の形成速度はロット間で異なり、形成された凝集体の粒子径に差が見られた。次に、ペプチド凝集体にチオフラビンT(ThT)を加えたところ、ThTの濃度が高くなるにしたがい凝集体へのThT結合量は増加した。また、ThTがアミロイドに結合した際に発する特有の波長域の蛍光強度の増大が認められた。これらのことから、溶液中にはβシート構造(アミロイド)を形成したペプチド凝集体とThTの結合体が存在していると考えられた。今後、均質なペプチド凝集体を出来るだけ短時間で得るための実験条件等について様々な検討を行う必要がある。Sup35は,その異常形コンフォメーションを正常形へ伝播して自己凝集し,アミロイドを形成する酵母由来のプリオン様タンパク質である。X線結晶構造解析法により,Sup35のアミノ末端のペプチド断片(^7Gly-Asn-Asn-Gln-Gln-Asn-Tyr^<13>)は,アミロイドの中核であるCross-β構造を形成することが明らかにされている。本研究では,プリオンタンパク質のアミロイド形成に関する知見を得ることを目的として,溶液中におけるこのペプチド断片の自己凝集挙動を調べた。ペプチド断片を0.01Mリン酸緩衝液(pH7.4)に溶解し,種々の条件で攪拌しながら,波長400nmにおける濁度及び波長180400nmにおける円偏光二色性(CD)スペクトルを経時的に測定した。また,得られた凝集体にチオフラビンT(ThT)を加え,励起波長450nmにおける蛍光スペクトルを測定した。ペプチド溶液の濁度は経時的に増大し,CDスペクトルの波長225nm付近の吸収帯の出現及びThTの蛍光強度の増大が観察された。これらの結果から,β構造を有するペプチド凝集体(アミロイド)の形成が支持された。しかしながら,濁度やCDスペクトルの経時変化の様子は,ペプチド溶液の攪拌条件によって異なった。ペプチド溶液を攪拌子で激しく攪拌すると,わずか数時間で濁度およびCDスペクトルに変化が現れ,約24時間後には針状凝集体の形成が光学顕微鏡下で確認された。

一方,ペプチド溶液を穏やかに攪拌すると,濁度やCDスペクトル変化の出現は遅延した。また,ペプチド溶液濃度の違いもペプチドの凝集挙動を変化させた。したがって,Sup35のアミロイド形成ペプチド断片の自己凝集は,ペプチド分子の衝突頻度に依存していると考えられた。これらの基礎情報は、キラー・コンフォメーションを標的とするプリオン感染イメージング薬剤の開発行う上で有用である。致死性の神経変性疾患であるプリオン病の発症過程では、生体内に存在する正常型プリオンタンパク(Native conformer)が構造変換して凝集し、アミロイド構造を有する感染性タンパク質凝集体「プリオン」(Killer conformer)を形成する。このKiller conformerへの構造変換過程の詳細はいまだ明らかではないが、生体内のKiller Conformationの画像化は、プリオン病発症の早期診断につながることが期待できる。酵母由来のSup35は、自身のミスフォールディングを伝播し、自己凝集してアミロイドを形成するため、プリオン様タンパク質と呼ばれる。Sup35のプリオン形成ドメインから抽出されたペプチド断片GNNQQNYは、Sup35凝集体の中核であるアミロイド(Cross-β)構造を形成する。本研究では、プリオンタンパクのKiller conformationの伝播に関する知見を得るため、GNNQQNYの自己凝集挙動およびそのアミロイド構造の伝播について検討した結果、GNNQQNY分子は衝突頻度に依存して凝集しアミロイドを形成し、形成された凝集体のアミロイド構造は、自己だけではなく、条件次第では異種のタンパクへも伝播され得ることが明らかとなった。(2)プリオン結合性を示す化合物の設計と合成近年、マラリア治療薬であるキナクリン(QA)がin vitroにおいてPrP^<Sc>の蓄積を抑制することが報告され、プリオン病の治療を目的とした臨床研究に使用されてきた。QAの作用機序は明らかにされていないが、QAがPrP^<Sc>と何らかの相互作用をしている可能性があり、アミロイドイメージングプローブの候補化合物となることも十分に考えられた。そこで本研究では、^<125>I標識QA及びアクリジン(AC)誘導体を合成しアミロイドイメージングプローブとしての評価を行った結果、^<125>I標識AC誘導体はAβイメージングプローブとしての基本的性能を有することが示され、さらなる基礎的検討を行うことでPrP^<Sc>イメージングプローブとしても応用できる可能性が示された。
外界センサレス接線力推定に基づく通勤電車用次世代高粘着制御の開発

これまでに、加速力行時において、低分解能な電鉄用の速度センサによる制約を回避する速度センサレスベクトル制御と、外乱オブザーバを用いた接線力推定に基づく高性能粘着制御が行えること、本提案方式が回生制動時の滑走再粘着制御にも応用可能なことを、模擬試験装置による実験検証により確認してきた。これらの結果を踏まえて、平成15年度までに得られた成果を東日本旅客鉄道が所有する実際の鉄道車両205系5000番代電車に適用し、その有効性の確認と再粘着制御性能の評価を行った。その結果、低分解能な電気鉄道用の速度センサによる制約を回避する速度センサレスベクトル制御と、外乱オブザーバを用いた接線力推定に基づく高性能粘着制御が行えることを示した。そして、本研究成果は、電気学会論文誌D平成16年9月号「速度センサレスベクトル制御・外乱オブザーバによる空転再粘着制御の実車両への適用-205系5000番代電車における実例-」として発表した。これは、世界で初めて外乱オブザーバを実際に鉄道の分野に適用した先進的な研究成果である。さらに、購入した計算機とシミュレーションソフトウェアを用いて、昨年度に引き続いてブレーキ動作時の電気と空気ブレーキとの協調制御時の解析と提案する方法の有効性の確認を行った。ここでは、シミュレーション対象を1台車モデルから2台車1車両モデルへと拡張し、より再現性を高めた。そして、本研究成果は平成16年(2004年)9月に開催された平成16年電気学会産業応用部門大会、平成17年(2005年)3月に開催された平成17年電気学会全国大会をはじめ、台湾台北市で開催されたIEEEの国際会議2004 International Conference on Control Applications (CCA2004)のINVEITE SESSSIONで発表した。以上より、本科学研究費の研究は、所期の目的を達成し、良い研究成果を上げることができた。1年目(平成14年度)は、電車の車両の台車と連結部分の振動系を含む詳細な通勤電車モデルを用いた計算機シミュレーションによって、1インバータ・2誘導機の電車駆動システムに対して、外界センサレス接線力推定器を導入し、瞬時に最適な出力トルクを実現する制御方法を確立した。台車振動と空気ブレーキ力を考慮した空転再粘着制御系(高粘着制御系)を構成した。さらに、電車駆動を模擬する誘導機2台と空気ブレーキを模擬するブレーキ用モータ2台を用いて、通勤電車模擬実験装置を設計・製作を行った。電車の詳細なモデルを高速大容量のパーソナルコンピュータによる計算機シミュレーションによって、研究課題の「外界センサレス接線力推定に基づく高粘着制御系」を開発した。通勤電車模擬実験装置の製作のために、現有施設の誘導機2台とサーボモータ2台を使用した。誘導機とサーボモータは電車と線路を模擬するために高性能なインバータを制作した。インバータは,IGBTモジュール、電解コンデンサ、電流センサ、ラック等の電子回路部品によって構成した。インバータとサーボモータの電圧と電流の波形を観測するために、ディジタルストレージオシロスコープを用いた。外界センサレス接線力推定に基づく高粘着制御系は、インバータ駆動専用DSPボード(ディジタル信号処理ボード)で実装した。上記の計算機シミュレーション結果は,電気学会産業応用部門大会と電気学会東京支部新潟支所研究発表会において,それぞれ発表した。また,2003年9月にフランスのツールーズで開催されるヨーロッパパワーエレクトロニクス会議(EPE2003)においても発表する予定である。今後も,学会に参加して最新の学界情報の調査と研究議論を行うことで,本研究をより発展させていく計画である。

これまでに、加速力行時において、低分解能な電鉄用の速度セシサによる制約を回避する速度センサレスベクトル制御と、外乱オブザーバを用いた接線力推定に基づく高性能粘着制御が行えることを示してきた。今回、本提案方式が回生制動時の滑走再粘着制御にも応用可能なことを通勤電車の車輪とレールの模擬試験装置による実験検証により確認した。そして、本研究成果を平成15年(2003年)9月にFrance Toulouseにおいて開催された国際会議10th European Conference on Power Electronicsand Applicationsで発表した。電車が制動を行う際、高速度域では空制(空気ブレーキ)で補足することが多い。そのため、このような車両において、滑走再粘着制御における電空協調制御のシミュレーションを行った。検討の結果、レール面の状態を示す粘着係数が非常に低い状態で常用最大ブレーキを作用させた場合、滑走再粘着制御を繰り返しながら徐々に電制力が小さくなり、最終的に電制失効してしまう可能性があることが確認された。そこで、こうした事象の発生を回避する方策について新たに提案し、計算機シミュレーションによってその有効性を確認した。台車振動系をシミュレーションモデルに含み、かつ1インバータ複数台電動機駆動方式での電空協調制御シミュレーションは、これまでにその前例を見ない先進的な研究成果と言える。そして、本研究成果は平成16年(2004年)3月に開催された国際会議8th IEEE International Workshop on Advanced Motion Controlで発表した。現在、提案してきた再粘着制御系において、空気ブレーキが補足された場合のロバスト性の検討を行っている。さらに、現有設備の誘導機を用い1台のインバータで複数誘導機を高精度制御する検討も行っており、次年度の課題である。これまでに、加速力行時において、低分解能な電鉄用の速度センサによる制約を回避する速度センサレスベクトル制御と、外乱オブザーバを用いた接線力推定に基づく高性能粘着制御が行えること、本提案方式が回生制動時の滑走再粘着制御にも応用可能なことを、模擬試験装置による実験検証により確認してきた。これらの結果を踏まえて、平成15年度までに得られた成果を東日本旅客鉄道が所有する実際の鉄道車両205系5000番代電車に適用し、その有効性の確認と再粘着制御性能の評価を行った。その結果、低分解能な電気鉄道用の速度センサによる制約を回避する速度センサレスベクトル制御と、外乱オブザーバを用いた接線力推定に基づく高性能粘着制御が行えることを示した。そして、本研究成果は、電気学会論文誌D平成16年9月号「速度センサレスベクトル制御・外乱オブザーバによる空転再粘着制御の実車両への適用-205系5000番代電車における実例-」として発表した。これは、世界で初めて外乱オブザーバを実際に鉄道の分野に適用した先進的な研究成果である。
抗ErbB-2抗体によるアポトーシス誘導におけるシグナル伝達機構の解析と治療応用

我々が作成したモノクローナル抗体CH401のアポトーシス誘導におけるシグナル伝達機構を明らかにしようとした。すなわち、アポトーシスへのシグナル伝達機構において、caspaseは中心的な制御因子として位置づけられている。さらに、caspaseの経路に関しても種々のdeath domainを介する経路、ミトコンドリアから放出されるcytochrome cを介する経路が知られている。本研究では、このcaspaseを介する経路が関与しているのかどうか、また、その場合どのcaspaseを介するのかについて検討した。その結果、caspase 8とcaspase 3が関与していることを明らかにした。さらに、最近アポトーシスに関与するストレス応答MAPkinase経路(JNK/p38)の存在が注目を集め、われわれも研究を進めているが、このErbB-2を介したアポトーシスにおいて、JNKおよびp38の活性化が関与していることも明らかにできた。すなわち、本モノクローナル抗体は、AktおよびERKを抑制すると同時に、JNK, p38を活性化することにより、caspase 8,3を介してアポトーシスを誘導していた。さらに、この現象はSCIDマウスを用いたin vivoの系でも認められ、組織検索においても、アポトーシス像が確認された。さらに、MEK1/2の阻害剤を本抗体CH401と併用したところ、強力な抗腫瘍効果が得られた。機序解析により本抗体は、ハーセプチンと呼ばれる抗体とは作用機序が異なっており、アポトーシスを誘導する抗体として今後の臨床応用に期待がもたれた。その結果、caspase8とcaspase3が関与していることを明らかにした。すなわち、本モノクローナル抗体は、AktおよびERKを抑制すると同時に、JNK, p38を活性化することにより、caspase8,3を介してアポトーシスを誘導していた。
間伐はスギ・ヒノキ林の地上部・地下部への炭素配分に影響を及ぼすのか?

森林における炭素配分、つまり「光合成により獲得した炭素をどの様に利用するか」という情報は、森林の炭素収支を理解する上で必要である。施肥や灌概が炭素配分に与える影響に関する研究は数多くある一方、間伐に関する炭素配分の研究は皆無である。間伐は炭素収支に影響を与えることが報告されているため、森林施業を考慮した将来予測などのモデル構築の際、炭素配分の情報が必要不可欠であると考えられる。したがって、本研究の目的は、スギ・ヒノキ人工林において、間伐が炭素配分に与える影響を評価することである。日本の森林は山岳地域が多く、本試験地の人工林も、植栽されている場所によって傾斜が異なり、斜面上部では成長が悪く、斜面下部では成長が良いといった、空間変動が大きな場所である。したがって、日本において森林全体を評価するには、地形の影響を評価することが、必要不可欠であると考えられる。本研究ではまず、地形が炭素配分に与える影響を明らかにすることを目的とした。本試験地の樹液流速度、土壌呼吸速度、リターフォール量などのデータを斜面上部と下部で比較することにより、斜面上部では光合成により獲得できる炭素が少なく、また、地下部に炭素をより多く配分しているため、地上部に配分する炭素が少なくなり、成長が遅くなっていることが示唆された。両プロットにおける生葉とリターフォール中のリン濃度を調べたところ、両方とも尾根部の方がリン濃度が低かった。したがって、斜面上部ではリン制限状態が大きく、それが地下部の競争を激化させて炭素配分の違いを生じさせた原因であることが明らかとなった。2012年1-3月にかけて、本試験地において本数あたり50%の間伐が実施された。間伐実施が予定よりも1年遅くなったために、本研究では間伐前と同じようなデータを取得することが出来なかった。しかしながら、樹液流速度のデータは、期間限定的に取得することができたので、間伐前後において蒸散量がどの様に変化するかを本研究では明らかにした。間伐前後で、単木の樹液流速度を比較したところ、日射と樹液流速度の関係に有意な差は見られなかった。蒸散量は、単木蒸散量と辺材面積の積で推定される。辺材面積は、間伐前後でLPでは35%、UPでは33%の減少率であったことより、蒸散量は辺材面積減少分(33-35%)しか減少していないと考えられた。つまり、間伐前後における蒸散量およびGPPの変化は、辺材面積の減少率が重要であることが示唆された。森林における炭素配分、つまり、光合成により獲得した炭素をどの様に利用するか、という情報は、森林の炭素収支を理解するうえで必要である。施肥や灌漑が炭素配分に与える影響に関する研究は数多くある一方、間伐に関する炭素配分の研究は皆無である。したがって本研究の目的は、スギ・ヒノキ人工林において、間伐が炭素配分に与える影響を評価することである。本年度の目的は、間伐前の炭素配分のデータを取得することである。そのために、(1)微気象観測、(2)樹液流速度の観測、月ごとの(3)リターフォール量(LF)および(4)土壌呼吸速度(SR)の計測、(5)毎木調査を行った。毎木調査により、本試験地内では斜面上部と下部でヒノキの胸高直径に大きな差があったため、斜面位置の違いが炭素配分に与える影響を把握する必要が生じた。そこで、斜面上部と下部でプロットを設置し(それぞれUP、LP)、両プロットで上記(2)-(5)の計測を行い炭素配分の比較を行った。蒸散量は樹液流速度と辺材面積から、年間SR量は地温によりモデル化して両プロットの年間量を推定した。LFは、1年間を積算し、0.5を乗じて炭素量に換算した。その結果、LPに比較してUPでは、蒸散量とLFは小さく、SRは両プロットで違いはなかった。量的バランス(TBCF=SR-LF)を用いて地下部への炭素配分量(TBCF)を推定したところ、UPの方が大きいことが分かった。両プロットの生葉のリン含有量を調べたところ、UPの方が有意に小さいことが分かった。したがって、UPではリン制限状態が大きく、それが地下部の競争を激化させて炭素配分の違いを生じさせた原因であると考えられる。また、蒸散量が小さいことより、総生産量も小さいことが示唆された。これらがUPで成長が遅くなっているメカニズムであると考えられた。

本研究ではまず、地形が炭素配分に与える影響を明らかにすることを目的とした。本試験地の樹液流速度、土壌呼吸速度、リターフォール量などのデータを斜面上部と下部で比較することにより、斜面上部では光合成により獲得できる炭素が少なく、また、地下部に炭素をより多く配分しているため、地上部に配分する炭素が少なくなり、成長が遅くなっていることが示唆された。両プロットにおける生葉とリターフォール中のリン濃度を調べたところ、両方とも尾根部の方がリン濃度が低かった。したがって、斜面上部ではリン制限状態が大きく、それが地下部の競争を激化させて炭素配分の違いを生じさせた原因であることが明らかとなった。2012年1-3月にかけて、本試験地において本数あたり50%の間伐が実施された。間伐実施が予定よりも1年遅くなったために、本研究では間伐前と同じようなデータを取得することが出来なかった。しかしながら、樹液流速度のデータは、期間限定的に取得することができたので、間伐前後において蒸散量がどの様に変化するかを本研究では明らかにした。間伐前後で、単木の樹液流速度を比較したところ、日射と樹液流速度の関係に有意な差は見られなかった。蒸散量は、単木蒸散量と辺材面積の積で推定される。辺材面積は、間伐前後でLPでは35%、UPでは33%の減少率であったことより、蒸散量は辺材面積減少分(33-35%)しか減少していないと考えられた。つまり、間伐前後における蒸散量およびGPPの変化は、辺材面積の減少率が重要であることが示唆された。スギ林での調査もする予定であったが、間伐が予定よりも早く実施されたため、間伐前のデータを取ることが出来なかった。一方、ヒノキ林においては、2012年1-3月に間伐が行われたので、来年度1年間で間伐後のデータを取る予定であり、予定通りに研究は進展している。ヒノキ林において、間伐前1年間のデータは、おおむね予定通り取れたものの、個葉の光合成特性に関するデータは、技術上の問題より、データを取ることができなかった。この不足データに関しては、個葉の化学分析等のデータを代替とする予定である。また、想定外であるが、斜面位置による炭素配分の違いが明らかとなった。今後、調査を継続することにより、異なる斜面位置において、間伐が炭素配分に与える影響を評価することが可能になる。間伐が、斜面位置により異なる影響を及ぼすことも考えられ、当初の計画以上の成果を上げることが可能となるかもしれない。さらに、これまでの調査により、本試験地ではリンが制限になっていることが示唆されているので、今後はリンの循環についての調査も行う予定である。
バターミルクに含まれる新しい糖含有リン脂質の構造と生理活性

本研究は、当研究室で発見したバターミルク中の未知の糖含有リン脂質について、(1)その化学構造の解明、(2)このような糖含有リン脂質が一般の市販ミルク製品にどの程度存在するか免疫染色法での定量分析、また本物質の起源の追求、(3)培養細胞を用いて本リン脂質の生理活性の解明、以上の3点を目的とした。これまでの成果として、(1)バターミルクから分離したこの糖含有リン脂質は、主として赤外吸収、FAB-MSイオン解析、分子量、および酸加水分解による生成物のGC-MS分析の結果から、リン脂質の一種であるフォスファチジルエタノールアミン(PE)とラクトースが脱水縮合した形の化学構造を有することが判明し、一種のアミノカルボニル反応による生成物であると考えられた。(2)この物質が一般の市販乳製品にどの程度含まれるかを検討するため、予め本物質に対する抗体を作成し、これを用いて粉ミルク3種、練乳2種、牛乳6種、加工牛乳3種の脂質画分について、薄層クロマトグラフ-免疫染色法により分離定量を行った。その結果、粉末状のミルクや練乳では糖含有リン脂質が総リン脂質量の46%と比較的高い値を占めたが、一般の牛乳では0.5%と低い含量であることが判った。また加工乳は約13%含み、雪印アカデイ牛乳が飲用牛乳の中で最も高い値を示した。以上の様に粉ミルクや加工乳に多く存在する事実から、この糖含有リン脂質はミルクの加熱・濃縮処理で起こる生成物であると考えられた。本研究では実際に種々の濃度の牛乳を120°Cで加熱することを試み、時間とともに本物質が生成増加すること、また同時にリン脂質組成が変わり特にPE量が低下することを明らかにした。(3)最後に、培養細胞を用いての生理活性の検討に当たり、本リン脂質が不足となり再調製する必要が生じた。今回は大量のスキムミルクからの分離精製を試み、現在、十分量の試料が準備できた段階である。今後これを培養細胞に種々の条件で投与し細胞増殖率・細胞変化を観察する予定である。平成4年度の研究実施計画に従い、1)バターミルク粉より新糖含有リン脂質の単離調製、2)化学構造追求、3)新リン脂質に対する抗体作成、次いで4)各種乳製品における本物質の分布検討、の4項目を精力的に遂行し、一部を完了したが、項目2)と4)は現在、進行中である。すなわち、アイルランド産のバターミルク粉から未知リン脂質の単離を行い、化学構造を検討した結果、現在のところ、脂肪酸としてオレイン酸を含むフォスファチジン酸に、変形したN-アセチルラクトサミンが結合(おそらく脱水縮合)した構造が推定され、分子量は1067であった。一般の複合脂質の構造からは予測出来なかった化学構造が推定され、とくに糖鎖部分で証明に難航している。今後は、酵素水解法による中間産物で確証が得られるか検討する。また、本物質でウサギを感作し、容易にこの物質に対する抗体が作成し得た。本抗体を用いて、薄層クロマト上での免疫染色法により、市販の乳幼児用粉ミルクはじめ各種の牛乳などについて、バターミルクのこの様なリン脂質が存在するかどうかを調べたところ、粉ミルクに多く含まれ、牛乳に微量ながら分布することが判明した。これまでの結果から、本物質はバターミルク粉の調製過程でミルクに含まれるリン脂質成分と糖成分との分解縮合に由来するのではないかと考えているが、今後搾りたての原乳についても検討の予定である。
微小サイズ有機半導体ナノ結晶の作製法確立とその薄膜化による有機薄膜太陽電池の創成

有機薄膜太陽電池の短所として光電変換効率の低さが挙げられ、この改善手法の1つとして薄膜内部における構造制御がある。一般的な構造制御手法として、熱による相分離を利用したバルクヘテロ接合があるが、完全に内部構造を制御する事は困難である。そこで本申請研究では、ナノサイズに制御したフラーレンナノ結晶をナノドメインとして捉え、集積・薄膜化による薄膜内部の構造制御を試みた。具体的には、再沈法により作製したフラーレンナノ結晶をナノドメインと見なし、自己組織化手法の一つである液-液界面集積法による集積・薄膜化に重点を置いた素子作製を試みた。作製した太陽電池は、逆型構造で約3%の変換効率を示した。我々のグループでは、再沈法をベースとした有機半導体ナノ結晶の作製を実施してきた。再沈法では、これまで経験則のみで作製条件を決め、ナノ結晶を作製してきたため、未だサイズ等への影響因子やナノ結晶形成過程が完全に解明できていない。そこで、今後より迅速な再沈条件の確立を行う上で必須となる影響因子・ナノ結晶形成過程の解明を目指した。本年度は、ナノ結晶化対象化合物として有機薄膜太陽電池で多用され、移動度・変換効率等の基礎知見も多いフラーレン(C60: n型有機半導体)を用い、まずは攪拌速度、次に濃度・溶解度・粘度に着目し、微小サイズナノ結晶(サイズ; 20 nm以下)の作製条件確立を行った。攪拌速度では、再沈法における貧溶媒の詳細な攪拌速度制御を従来のスターラーチップによる攪拌から、ラモンドスターラー及び超音波振動装置を用いた系全体の均一・一定攪拌に努め、詳細なナノ結晶作製条件を検討した。ラモンドスターラーを導入した場合、攪拌速度増大に伴い作製できるナノ結晶サイズも増大し、超音波攪拌を導入した場合、照射エネルギーの増大に伴いナノ結晶サイズは減少したが、サイズの単分散性(均一性)は失われた。これら結果は、液滴サイズがナノ結晶サイズ制御に大きく影響することを意味する。そこで、良溶媒を1,2,4-trichlorobenzene, o-dichlorobenzene等の8種類、貧溶媒に作製後のナノ結晶分散安定性を考慮し、acetonitrileを選択してナノ結晶作製を実施し、溶媒の粘度が増大するとナノ結晶サイズが微小化するといった関係を明らかにした。これにより、再沈法において良溶媒の粘度が一つのサイズ制御因子になりうることを新たに明らかにした。これまで再沈法では、これまで経験則のみで作製条件を決め、ナノ結晶を作製してきたため、未だサイズ等への影響因子やナノ結晶形成過程が完全に解明できていない。そこで、今後より定量的で迅速な再沈条件の確立を行う上で必須となる影響因子・ナノ結晶形成過程の解明を目指した。本年度は、ナノ結晶化対象化合物として、フラーレンC60を用い、1.良・貧溶媒同士の相溶性の検討、2.昨年度行った良溶媒の粘度が結晶サイズに及ぼす影響に関して、溶媒種を増やし再検討を行った。これに加え、3.貧溶媒粘度がナノ結晶サイズに及ぼす影響、4.貧溶媒種が結晶系に及ぼす影響に関しての検討も行った。良・貧溶媒の相溶性に関して、良溶媒にtrans-decahydronaphthalene、貧溶媒にacetonitrileを用いて検討を行った。この検討により、良・貧溶媒同士の相溶性が悪い場合には結晶同士の融着が顕著に確認できた。さらに良溶媒粘度の影響を検討した結果、0 5 mPa・sの低粘度領域に関して、結晶サイズに大きな影響を与えないことを確認した。今回選択した溶媒種の組み合わせでは、全て良溶媒を含まないfcc構造を有する球状の結晶が得られており、比較可能な系であることから、C60ナノ結晶はfcc構造を有する場合において、良溶媒粘度と結晶サイズに明確な相関はないことを明らかにした。また、貧溶媒の粘度は良溶媒の粘度に比べ結晶サイズに影響を及ぼしやすいことが確認できた。上記結果より、C60は用いる溶媒種の組み合わせによって結晶系を制御できる可能性が見出されたため、貧溶媒種が結晶系に及ぼす影響に関しても検討を行った。この検討により、貧溶媒の比誘電率が約21以下の場合にhexagonal構造を有し、21以上の場合においてfcc構造をとる傾向が確認できた。以上より、溶媒種がナノ結晶に及ぼす影響を新たに明らかにした。無機太陽電池と比較し、有機薄膜太陽電池における一番の短所として光電変換効率の低さが挙げられる。これら変換効率向上の手段として、光電変換層の薄膜内部における構造制御がある。そこで本申請研究では、サイズが既知である有機半導体ナノ結晶をナノドメインとして捉え、集積・薄膜化による薄膜内部の構造制御を試みた。具体的には有機半導体ナノ結晶としてフラーレンC60ナノ結晶を再沈法により作製し、サイズ約40 nmのナノ結晶を得た。次にこれらナノ結晶を自己組織化手法の一つである液-液界面集積法による集積・薄膜化にて素子作製を試みた。液-液界面集積法では、液-液界面にて先ずナノ結晶を集積させ、これをITO基板上へ転写させる。この転写プロセスに於いて、浸漬回数の増加に伴う単粒子薄膜の高密度化に成功し、表面のラフネス値を大幅に改善させる事に成功した。また、浸漬間にベーク処理を導入した場合、単粒子薄膜の膜密度とラフネス値が更に改善する効果を見出した。

このことから、ITO基板上でのフラーレンナノ結晶単粒子薄膜の成膜法確立に成功した。続いて電子抽出層として、ゾル-ゲル法によりアナターゼ型TiOX薄膜を成膜し、作製したC60単粒子薄膜をn層、Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)をp層として用い、正孔抽出層・金属電極としてMoO3とAuを蒸着させる事でp/n構造を持つ逆型有機薄膜太陽電池を作製した。得られた太陽電池のPCEは約3%であり、ナノ結晶がナノ構造制御に有効であることを見出した。有機薄膜太陽電池の短所として光電変換効率の低さが挙げられ、この改善手法の1つとして薄膜内部における構造制御がある。一般的な構造制御手法として、熱による相分離を利用したバルクヘテロ接合があるが、完全に内部構造を制御する事は困難である。そこで本申請研究では、ナノサイズに制御したフラーレンナノ結晶をナノドメインとして捉え、集積・薄膜化による薄膜内部の構造制御を試みた。具体的には、再沈法により作製したフラーレンナノ結晶をナノドメインと見なし、自己組織化手法の一つである液-液界面集積法による集積・薄膜化に重点を置いた素子作製を試みた。作製した太陽電池は、逆型構造で約3%の変換効率を示した。再沈法におけるナノ結晶サイズ制御因子として、良・貧溶媒粘度、溶媒同士の相溶性の二項目、結晶系制御因子として、貧溶媒の比誘電率に関してそれぞれ検討を行った。これら因子に対し、特にサイズに影響を及ぼす因子は貧溶媒粘度と溶媒同士の相溶性であった。さらに良溶媒粘度に関して、前年度の結果と異なり、溶媒種を増やしての検討より低粘度領域では結晶サイズに大きな影響は与えないことが分かってきた。また、貧溶媒の粘度の影響を検討している中で、結晶系と溶媒特性に相関がみられたため、詳細な検討を行ったところ比誘電率が結晶系に大きく影響していることが確認できた。以上の結果より、ナノ結晶化対象化合物としてC60を用いた場合には、大きく分けてfcc構造とhexagonal構造のいずれかの構造が形成され、fcc構造の場合には50 100 nm程度のサイズ単分散な球状の微小結晶が形成され、hexagonal構造の場合には100 nmを超えるサイズで多様な形状を有する結晶が作製できることが明らかとなった。また、fcc構造を有する結晶は分散安定性に優れ、結晶成長の速度も遅いが、hexagonal構造を有する結晶では結晶成長速度が速く時間経過によって形状が変化しやすい傾向がみられた。以上がこれまで解明した内容である。ナノ材料工学今後は、結晶系の検討において良溶媒にm-xyleneを用いていたものをo-、p-xyleneでも同様に検討し、分子構造の僅かな差が結晶系に与える影響を検討する。また、上記した結晶系の制御に関して活性化エネルギーの図を作成し、fcc構造とhexagonal構造でどちらがエネルギー的に安定であるかを検討し、なぜ、hexagonal構造では良溶媒を取り込んで結晶を形成するのかについても解明を進めていく。これらの検討を進めることで、結晶サイズ、形状等に影響している因子を分子の構造や物性等のより細かい観点からも解明を進めることができる。
アンケート調査における自由回答文の自動集計と選択肢の自動生成について

計画の初年度は,回答文を構成する形態素に着目した文章分類を行うシステムを試作した。このシステムは,アンケートによって得られた自由回答文を形態素解析し、形態素の品詞によって重み付けをして、文章分類のために文章間の類似度を基にクラスタリングを行うものである。また基礎データの収集を目的とした自由回答形式のアンケート調査を実施した。収集した基礎データを用いて,データ収集登録用ソフトウェアとして,音声認識,手書き認識,手入力の各方式の入力効率と,入力エラーの評価を行った。その結果,音声認識によるデータ登録が最もバランスが良いことが分かった。次年度では,自由回答形式のアンケートを実施し,試作したシステムを用いて,自動集計した結果に基づいて選択肢を作成し再びアンケートを行った。2回のアンケート結果を比較することで,自動集計の結果が妥当であるかどうかの検証を行った。得られた回答を比較した結果,8つの質問のうち,選択肢式のアンケートで,自由回答形式のアンケートとほぼ同じ回答を得られるものがあった。「その他」の項目に記入された件数も,わずかであり,自由回答文の内容を上手く選択肢へと反映できていることが確認できた。最終年度では,試作したシステムに対する性能評価を中心課題として研究に取り組んだ。研究では市販されているテキストマイニングシステムについて調査し,そのうちの1つを購入し,開発したシステムと解析結果を比較することにより,性能や特性を相対的に評価する作業を行った。本システムは市販のテキストマイニングツールと同等以上の機能を有することが確認できたが,同時に市販のツールには及ばない点も数多く見つけることができた。これらの点は今後の課題として改善に取り組んで行きたいと考えている。平成14年度に行った研究の概要基礎データの収集を目的とした自由回答形式のアンケート調査を実施した。調査対象は,小中学生とその父母を対象とした公開講座の参加者である。調査内容は,普段の遊びや各種メディアとの接触実態に関するものである。件数は22と少なかったものの,自由回答を10問用意したので,本研究で開発する予定の「基礎データ収集登録用ソフトウェア」のテストデータとして有効利用できると考えている。また授業中に実施したアンケートについても基礎データとして利用できるよう入力,加工を行った。収集できたデータの内容は,実習の授業で製作した学生作品の相互評価のコメントである。調査対象は約100名(うち有効回答数80名),調査項目は最大で13である。こちらのデータについては,統計処理を行っても回答傾向が分析可能な規模であると考えている。基礎データ収集登録用ソフトウェアの開発としては,音声認識エンジンを活用した音声による回答内容登録システムを考えていたが,回答内容をその都度読み上げる方式では,修正を含めたデータ入力の効率があまり良くないことがわかった。基本的に調査票に書かれたままの文字を生データとして登録することを想定すると,誤字や脱字に対応するためには,回答文入力後に相当数の手直しが必要となる。そこで現在は手書き文字認識を利用した方法を考えている。幸い手書き文字認識に対応したソフトウェアが安価で入手可能であることが分かり,このソフトウェアを購入し,基礎データ収集登録用ソフトウェアのエンジンとして利用可能であるかどうかの検証を行っている。平成15年度に行った研究の概要自由回答形式のアンケートを、文章間の類似度に基づくクラスタリングにより自動集計し、次に自動計された結果から選択肢を作成し再びアンケートを行った。2つのアンケート結果を比較することで、自動集計の結果が妥当であるかどうかの検証を行った。自動集計には、昨年度開発を行った回答文を構成する形態素に着目した文章分類を行うシステムを用いた。

検証実験について学生を対象に第1群(32名)、第2群(75名)に対しそれぞれ質問内容の違う自由回答式アンケートA、Bを実施し、アンケート結果から選択肢式アンケートA'、B'を作成した。次に作成された質問内容の異なる選択肢式アンケートA'、B'を自由回答の時とは別の対象群に対して実施した。2つのアンケートで得られた回答を比較した結果、8つの質問のうち、選択肢式のアンケートで、自由回答形式のアンケートとほぼ同じ回答を得られるものがあった。「その他」の項目に記入された件数も、わずかでありと、自由回答文の内容を上手く選択肢へと反映できていることが確認できた。しかし、自由回答文の内容が選択肢に反映されなかった質問項目もあり、検討すべき点も多く発見された。たとえば、名詞・動詞以外の品詞は文章分類に与える影響が希薄だと考えたため、形容詞や形容動詞には形態素の重み付けを行わなかった。しかし本年度の研究により、回答文の述語として形容詞が使われることもあり、重み付けをする形態素の検討に改善の余地があることが分かった。計画の最終年度である平成16年度は,アンケート調査における自由回答文集計のプロトタイプシステムに対する性能評価を中心課題として研究に取り組んだ。研究では新入生のほぼ全数に対して行ったアンケート調査の結果を用いて開発中のシステムを用いた解析を行った。また市販されているテキストマイニングシステムについて調査し,そのうちの1つを購入し,開発したシステムと解析結果を比較することにより,性能や特性を相対的に評価する作業を行った。解析に用いたデータは、2004年度新入生を対象とした、「新入生アンケート調査」である。質問数は選択方式11問、自由回答方式5問の計16問。サンプルの総数は2187件であった。このデータの自由回答文を対象にクラスタ分析を行い,構成する単語の並びだけでなく,回答内容が類似した回答文のクラスタが生成されることを確認した。テキストマイニングツールを開発している主な企業としては,富士通(株),日立製作所,日本アイ・ビー・エム,日本電子計算などがあった。本研究では,文部科学省統計数理研究所の大隅昇教授と日本電子計算(株)が産学協同開発した「Word Miner」を入手し,解析結果の比較実験を行った。その結果全般的には同じようなクラスタが生成されたが,本システムの利点として,構成する単語の並びだけでなく,回答内容が類似した回答文を含むクラスタが生成できることを確認した。しかし本システムを実際のデータを解析するツールとして考えたとき,扱えるデータ数が少なく,使い勝手も良くないなど市販のツールには及ばない点も数多く見つけることができた。これらの点は今後の課題として改善に取り組んで行きたいと考えている。
モーメント写像、重複度公式、およびその無限次元多様体への拡張の試み

今年の目標は、1)。Duistermaat-Heckmanの重複度公式を実モーメント写像へ拡張することを試みる。更にアファインリー環の作用についてのモーメント写像、重複度公式も考えること、および2).、一般に無限次元表現のテンソル積の既約分解が有限重複度ではないことに対応して、青本-Gelfandの超幾何型函数が重複度の空間の「フーリエ展開」の底としてあらわれる。この間の事情を具体例について計算して明らかにすること。の2点であった。それぞれについて今年の成果を述べる。1)。Duistermaat-Heckmanの重複度公式の実モーメント写像への拡張は、実簡約群のクラス1表現について考察した。クラス1表現については弱い形の重複度公式が成立することが分かった。弱い形とは、モーメント写像の像に入っていれば漸近的な意味で、対応するクラス1表現が座標環に入ることが分かった。また簡約群が輪体群であるときには重複度公式の類似が成立することが分かった。これらの考察の結果、実モーメント写像は簡約群の極大コンパクト部分群に対するヘッケ環の作用を媒介にして定義することが可能であることが確からしいので、その考察を現在進めているところである。これはまたp-進リー群の「モーメント写像」を考えるうえで大事であると思われる。2).この問題については、テンソル積の既約分解が有限重複度となる例であるが、一番簡単な例としてSL_2の既約ユニタリ表現のテンソル積を石橋氏(修士の学生)が考察し、事情が単純ではないことを知った。今少し具体例を増やすことが必要であると思われる。今年の目標は、1)。の2点であった。1)。
志賀毒素に対するB鎖標的型組換えトキソイドワクチンの分子構築

本研究課題では、AB5型毒素の一つである志賀毒素(Stx)に対するヒト用トキソイドワクチンを構築する。Stxの1型(Stx1)および2型(Stx2)のB鎖(Stx1BおよびStx2B)を連結させることにより、一つのタンパク質性抗原でStx1およびStx2両方の毒素に対応できるトキソイドワクチンを開発する。連結型ワクチン抗原(Stx1B-Stx2BおよびStx2B-Stx1B)において、連結する順番が異なるだけでStx1およびStx2毒素に対するワクチン機能に差があることが分かっている。そこで、この原因を検証するため、Stx1BおよびStx2B自体の5量体安定性について解析することにした。グルタルアルデヒドによる架橋効率や動的光散乱法(DLS)、示差走査熱量測定法(DSC)を用いて解析した結果、Stx2B5量体分子はStx1B5量体分子より分子的揺らぎが大きいことが示唆された。また、コイルドコイルタンパク質COMPを結束分子としてそれぞれのB鎖のC末端(StxB-COMP)またはN末端(COMP-StxB)に融合させた結果、B鎖のどの末端側にCOMPを融合させるかにより、B鎖5量体の安定性に大きな影響を与えることが分かった。次に、AB5型毒素のB鎖多重連結型トキソイドワクチン開発を目指し、コレラ毒素(CT)のB鎖(CTB)とStxBを連結させたコンストラクト構築した(StxB-CTBおよびCTB-StxB)。これらコンストラクトをこれまでと同様に大腸菌で発現させ、その生化学的解析をした結果、StxB-StxB連結型と同じく、StxBおよびCTBの連結する順番が異なるだけで、それぞれの受容体であるGb3およびGM1に対する結合能が異なることが分かった。以上のことから、B鎖(多重)連結型ワクチン開発において、B鎖を連結させる順番が重要なファクターであることが示唆された。本研究課題ではAB5型毒素の一つである志賀毒素(Shiga toxin, Stx)に対するヒト用トキソイドワクチンを構築する。連結型ワクチン抗原(Stx1B-Stx2BおよびStx2B-Stx1B)をGb3-ELISAでその性状(生化学的)解析を実施した。まず、1ウェルあたりの添加タンパク質を統一してアプライし、連結部分に挿入してあるHis-tagを用いて検出したところ、Stx1B-Stx2Bの方がより高い吸光度を示し、Stx2B-Stx1Bと比較してGb3に対してより親和性が高いことが示された。次に、この結果を基にGb3に結合するタンパク質量を統一し、抗Stx1または抗Stx2マウス抗血清で検出したところ、両マウス抗血清に対してStx2B-Stx1Bの方がより高い吸光度を示し、その2種のB鎖構造はより天然型のB鎖に近い分子構造を取っていることが示唆された。また、平成30年度に計画していた「3.StxB鎖連結型トキソイドワクチンの連結順番によるワクチン機能解析」を今年度前倒しで実施した。StxBのN末端側にコイルドコイルタンパク質COMPを融合させたコンストラクト(COMP-Stx1BおよびCOMP-Stx2B)を作製し、これまでと同様に大腸菌で発現させた。これらCOMP融合タンパク質でマウスを免疫後、志賀毒素(Stx1およびStx2)でそれぞれ腹腔内攻撃したところ、COMP-Stx2BではCOMPをC末端に融合させたStx2B-COMPより生存率が低下した。このことから、Stx2Bにタンパク質を融合させる場合、C末端側に融合させる方が安定であることが示された。これまでにStx1B-Stx2BおよびStx2B-Stx1Bでマウスを免疫し、その後、志賀毒素(Stx1およびStx2)で腹腔内攻撃すると、両連結型ワクチン抗原ともワクチン機能が確認されたが、Stx1B-Stx2Bと比較して、Stx2B-Stx1Bの生存率はより高い値を示し、ワクチン機能に差があることが分かっている。そこで平成29年度はStx1B-Stx2BおよびStx2B-Stx1Bの詳細な性状解析(Gb3-ELISA)を実施し、Stx2B-Stx1Bの方が両方のB鎖構造がより天然型のB鎖に近い立体構造を取っていること示した。また、平成30年度に計画していた「3.StxB鎖連結型トキソイドワクチンの連結順番によるワクチン機能解析」を前倒しで実施し、Stx2Bにタンパク質を融合させる際には、N末端側ではなく、C末端側に融合させる方がより安定であることを示した。以上の結果から、Stx2B-Stx1Bの方がStx1B-Stx2Bよりワクチン機能が優れている主な要因が分かった。

そこで、この原因を検証するため、Stx1BおよびStx2B自体の5量体安定性について解析することにした。グルタルアルデヒドによる架橋効率や動的光散乱法(DLS)、示差走査熱量測定法(DSC)を用いて解析した結果、Stx2B5量体分子はStx1B5量体分子より分子的揺らぎが大きいことが示唆された。また、コイルドコイルタンパク質COMPを結束分子としてそれぞれのB鎖のC末端(StxB-COMP)またはN末端(COMP-StxB)に融合させた結果、B鎖のどの末端側にCOMPを融合させるかにより、B鎖5量体の安定性に大きな影響を与えることが分かった。次に、AB5型毒素のB鎖多重連結型トキソイドワクチン開発を目指し、コレラ毒素(CT)のB鎖(CTB)とStxBを連結させたコンストラクト構築した(StxB-CTBおよびCTB-StxB)。これらコンストラクトをこれまでと同様に大腸菌で発現させ、その生化学的解析をした結果、StxB-StxB連結型と同じく、StxBおよびCTBの連結する順番が異なるだけで、それぞれの受容体であるGb3およびGM1に対する結合能が異なることが分かった。以上のことから、B鎖(多重)連結型ワクチン開発において、B鎖を連結させる順番が重要なファクターであることが示唆された。平成30年度はStx1B-Stx2BおよびStx2B-Stx1Bの連結順番によるワクチン機能に差があることを再度確かめ、StxB連結型トキソイドワクチン開発において、抗原産生技術が本質的に異なる可能性を確認する。また、Stx1およびStx2両毒素で同時に攻撃した場合の毒素中和能についても検討する。さらに、これらの連結型ワクチン抗原で誘導した抗血清を用いて、受動免疫方でも両毒素を耐過することが可能か検証し、Vero細胞を用いた中和試験でも抗血清の中和機能を検証する。それまでに得られた知見に基づき、同じAB5型毒素のコレラ毒素(CT)または易熱性毒素(LT)のB鎖(CTBまたはLTB)と連結し、多重化させたトキソイドワクチンの試作を試みる。その際にも連結する順番を重要な要因として検証する。
肺移植においてバシリキシマブ投与がタクロリムス血中濃度および腎機能に与える影響

【研究の目的】バシリキシマブは腎移植における急性拒絶反応の抑制に対し適応を持つ薬剤であり、免疫抑制剤であるカルシニューリンインヒビターを減量しながら急性拒絶反応の予防が可能であるといわれている。しかしながら、肺移植におけるバシリキシマブの使用はその症例が少ないことから有効性や有害事象に関する報告はほとんどない。カルシニューリニンヒビターの有害事象として腎機能障害が知られているが、バシリキシマブ投与によりカルシニューリンインヒビターの血中濃度を低く維持することができれば肺移植後の腎機能障害を軽減できる可能性がある。本研究では、バシリキシマブ投与により急性拒絶反応や感染症のリスクを上げることなくカルシニューリンインヒビターの血中濃度を低く保ち、さらに腎機能障害を軽減することができるか検討を行った。【研究方法】平成21年1月から平成27年12月に当院にて肺移植手術を受け、カルシニューリンインヒビターとしてタクロリムスを投与された患者を対象とした。対象をバシリキシマブ投与群と非投与群に分け、バシリキシマブ投与前後の腎機能、タクロリムスの血中濃度、急性拒絶反応の発症リスクおよび感染症のリスクについてレトロスペクティブに検討を行った。【研究結果】肺移植後8週までのタクロリムスの平均血中濃度はバシリキシマブ投与群で有意に低い結果となった。術後8週のクレアチニン値はバシリキシマブ非投与群において有意な上昇が認められた。急性拒絶反応、サイトメガロウイルス感染およびアスペルギルス感染は両群に有意差は認められなかった。これらの結果より、肺移植において、バシリキシマブ投与は感染症および急性拒絶反応のリスクを上げることなくタクロリムスの血中濃度を低く保つことができることが明らかとなった。そして、タクロリムスの血中濃度を低く維持できることが腎機能障害のリスク軽減につながると考えられた。
X線回折散乱実験と分子シミュレーションを用いた生体分子の動的構造の解析

本研究は、生体分子の機能とは、その構造が持つ柔らかさを応答関数とした外部刺激に対する応答と定義し、その作動原理を明らかにすることを目的としている。そのために、分子動力学(MD)シミュレーションと、溶液X線散乱(SAXS)や原子間力顕微鏡(AFM)といった実験を組み合わせることにより、定まった立体構造を持つ酵素のドメイン運動から、解けた構造で機能する天然変性蛋白質の機能的動きまで、様々な柔らかさの階層を持つ動的構造の可視化を行ってきた。1.グルタミン酸脱水素酵素(GDH)の動的構造の解析平成27年度においては、ドメイン運動を行う酵素の例としてGDHを対象として、MD及びAFMによりその作動原理を調べてきた。その結果、GDHは基質非結合状態において既に、基質を認識する動きであるドメイン間が閉じる運動を行っていることを明らかにした。また、MDトラジェクトリーの詳細な解析により、活性クレフトの奥にて起きる協同的な脱水和がドメイン運動を引き起こしていることを明らかにした。本年度は、シミュレーションから得られたドメイン運動のメカニズムを実験的に検証するために、活性クレフト奥の水和構造を変化させると予測されるアミノ酸残基変異を導入し、GDHの機能への影響を調べた。その結果、計算からの予測と一致した実験結果が得られた。これらの研究成果は、Scientific Reports誌に投稿し現在査読中である。さらにGDHの動的構造を、SAXSとMDシミュレーションを組み合わせた構造解析法(MD-SAXS法)によって解析し、実験SAXSデータをほぼ再現する結果が得られている。2.天然変性蛋白質の動的構造の解析昨年度は、MD-SAXS法を新しい構造サンプリング法であるマルチスケールMD法と組み合わせ発展させてきた。本年度は、新しく開発したMD-SAXS法を、天然変性蛋白質であるATP合成酵素F1-ATPaseのepsilon(TF1e)の機能的構造揺らぎの解析を行っている段階である。27年度が最終年度であるため、記入しない。そのために、分子動力学(MD)シミュレーションと、溶液X線散乱(SAXS)や原子間力顕微鏡(AFM)といった実験を組み合わせることにより、定まった立体構造を持つ酵素のドメイン運動から、解けた構造で機能する天然変性蛋白質の機能的動きまで、様々な柔らかさの階層を持つ動的構造の可視化を行っている。1.生体分子の機能的動きを制御する水和構造変化の解析本年度は、ドメイン運動を行う酵素の例としてグルタミン酸脱水素酵素(GDH)を対象として、その作動原理を調べてきた。GDHは、2つのドメインに挟まれた活性クレフトを有するサブユニットが6個会合した構造を持つ。MD及びにAFMを併用した手法により、GDHは基質非結合状態において既に、基質を認識する動きであるドメイン間が閉じる運動を行っていることを明らかにした。さらに、MDトラジェクトリーの詳細な解析により、活性クレフトの奥にて起きる協同的な脱水和がドメイン運動を引き起こしていることを明らかにした。研究代表者はこれまでの研究において、SAXSとMDシミュレーションを組み合わせた構造解析法(MD-SAXS法)を開発してきた。本年度は、MD-SAXS法を発展させ、天然変性蛋白質であるATP合成酵素F1-ATPaseのepsilonサブユニット(TF1e)の機能的構造揺らぎの解析を行ってきた。TF1eはATPが結合することによって天然変性領域の立体構造が形成される。定まった構造を持たないTF1eがATPを認識する機構をMD-SAXS法を用いて解析したところ、ATP非結合状態にてすでにATP結合サイトのみが緩く形成されていることが明らかになりつつある。