hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アジアンダストの大気中二次生成有機有害化学物質への触媒作用に関する研究

本研究は発がん性/変異原性を有する多環芳香族炭化水素(PAH)が大気中における変質にアジアンダストの触媒作用を明らかにすることを目的としている。今年は昨年度に続き,中国のタクラマカン砂漠,トングリ砂漠,ホルチン砂地及び黄土高原の4地点で採集したバックグラウンド黄砂を用いてPAHの曝露実験を行い,さらに,異なる場所で採集したバックグラウンド黄砂の構成成分を誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を用いて分析した。計15種の元素を分析した。スカンジウム(いずれも未検出)を除いて比較した結果,バックグラウンド黄砂の採取場所によって構成成分が異なることはわかった。また,構成成分とPAHの吸着容量とを比較したところ,特に有意な相関関係が得られなかった。よって,黄砂へのPAHの吸着は,黄砂の物性,すなわち粒径分布及び比表面積だけに依存することを明らかにした。しかし,異なる黄砂上に二次的に生成するPAHの酸化体の種類及び反応速度について,構成成分との関連は本研究で行っていなかった。今後の展開として,それらを明らかにしたい次第である。医歯薬学計画通りの曝露実験を終え,未知反応生成物質の同定と毒性評価についても順調に進んでいる。本研究で同定されたナフタレンの酸化誘導体がいずれも変異原性か生殖毒性を有するものであったが,曝露実験で生成された未知物質については,同定並びに毒性評価まで至っていなかった。しかし,すべての計画地点でバックグラウンド黄砂が採集でき,同時に評価できたことは,次年度以後の研究を円滑に進展するための基礎となるため,おおむね順調に進展していると自己評価した。曝露生成未知物質の単離同定と毒性評価を行う予定である。(1)恒温恒湿条件における曝露生成未知物質の単離,同定と毒性評価を行う(2)異なるPAHでの繰り返し試験を行う(3)標準大気粉塵及びディーゼル排ガス粉塵を用いて比較実験を行うことにより黄砂への曝露反応の特異性を求める(4)異なる地点で採集された黄砂の構成成分を分析し,標準物質と比較実験することにより触媒作用の本体を明らかにする当初予定した曝露チャンバーのメンテナンス費用は予想より少なかった。また,反応及び反応生成物の同定に使用した標準試薬は,一部既存のものを使用したためであった。未知生成物質を同定するための濃縮・分取関連カラムとその他の消耗品に充てると計画している。曝露チャンバーの温湿度制御システムのメンテナンスが遅れたため,本年度の研究費に未使用額が生じたが,次年度にそれを交換して,本年度に行う予定であった研究計画と合わせて実施する。
反応拡散系のパターンダイナミクスに対する非一様性・非局所性との関係

生物の発生や活動の中に現れる様々なパターンの形成に対して,空間非一様性や非局所性とパターンとの関係を調べる.これにより,現れるパターンがどのように定まるかを明らかにする.系が環境に依存する場合や系の中に大域的な影響が含まれている場合には,系の中に関数として非一様性や非局所性として表されることが期待される.したがって,本研究を通して系が持つ解構造,特に空間非一様性や非局所性とパターンの選択の原理との関係を明らかにすることを目標とする.生物の発生や活動の中に現れる様々なパターンの形成に対して,空間非一様性や非局所性とパターンとの関係を調べる.これにより,現れるパターンがどのように定まるかを明らかにする.系が環境に依存する場合や系の中に大域的な影響が含まれている場合には,系の中に関数として非一様性や非局所性として表されることが期待される.したがって,本研究を通して系が持つ解構造,特に空間非一様性や非局所性とパターンの選択の原理との関係を明らかにすることを目標とする.
高圧下における一次元白金錯体の構造異常

白金-ベンゾキノンジオキシマート錯体〔Pt(bqd)_2〕大気圧下で10^3Ω・cmを持つ半導体であるが、高圧下で金属化する。さらに加圧すると抵抗極小が現れ再び半導体となる。このような絶縁体-金属-絶縁体転移の機構を明らかにするため高圧下におけるPt(bqd)_2のX線回折を研究した。Pt(bqd)^2には白金が含まれるもののC,N,Oといった軽元素がほとんどのため、X線の回折強度が弱く通常の線源を用いて高圧下のX線回折の実験を行うのは大変難しい。それ故軌道放射光とダイヤモンドアンビル型高圧発生装量とイメージングプレートを組み合わせて研究を行った。大気圧下では低角度側に200と110の2つの強い回折線が見出される。3.8GPa(1GPa=1万気圧)まで加圧すると200と110ラインのまわりに2本の新しい回折線が観測された。さらに加圧すると回折線の強度を変化させて3本の線になる。この状態で減圧すると回折線はもとの状態に戻る。Pt(bqd)_2では抵抗極小が現れる圧力よりも約2GPa高いところで構造異常が見出された。Pt(bqd)_2には白金が含まれるもののC,N,Oといった軽元素がほとんどのため、X線の回折強度が弱く通常の線源を用いて高圧下のX線回折の実験を行うのは大変難しい。それ故軌道放射光とダイヤモンドアンビル型高圧発生装置とイメージングプレートを組み合わせて研究を行った。
次世代CMB実験の為の広帯域・極低温回転半波長板の開発

宇宙初期の急激な加速膨張を予言するインフレーション仮説は、宇宙開闢後10**-38秒、またエネルギースケールで10**16GeVという極限の物理現象にもかかわらず、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の偏光観測により実験的な検証が可能である。現在、B-modeと呼ばれるこの偏光シグナルの発見に向け世界的に熾烈な競争がある。日本では将来衛星計画LiteBIRD、またチリの地上望遠鏡POLARBEARの計画が進められている。本研究提案では、CMB偏光観測において検出器の1/fノイズや系統誤差の要求を劇的に軽減する偏光変調器の開発を行う。本研究の計画は以下の通りである。(1)インフレーション信号強度から観測機器の統計及び系統誤差までの応答関数を導出するため、シミュレーションパイプラインを構築する。(2)変調をかける光学素子はミリ波の広い観測帯域にて高い透過率及び変調効率が求められる。サファイアを用いて広帯域半波長板を実機サイズにて開発する。この半波長板は液体ヘリウム温度下で連続回転する必要があり、高温超伝導体を用いた浮上式磁気軸受を採用する。回転機構に半波長板を搭載した実証器にて低温下での偏光特性、熱的成立性を実験にて検証し、実現性評価を行う。(1)については、2018年12月までに系統誤差を推定し、宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所においてLiteBIRDチームが進めている、pre-phase A2(概念検討におけるミッション定義段階)における概念検討報告書として纏めた(内部文書なので公表できず。)(2)については、大型の高温超伝導体を用いた浮上式磁気軸受と回転機構を製作し5Kにおいて発熱を測定し、シミュレーション等を行い解析した。本研究の技術的チャレンジ及び解決すべき問題は、以下の通りである。(1) CMB観測帯域(50GHz350GHz)で高変調効率を実現する多層波長板を用いた広帯域半波長板の製作及び評価、(2)半波長板を10K以下に保ちつつ実現する連続回転機構(駆動系、軸受)の開発、(3)半波長板の放射率を低減する広帯域反射防止膜の開発、(4)上記を統合した変調器の性能評価(光学、熱、回転特性)と校正方法の確立。(1)については望遠鏡の構成の変化による、観測帯域の変更もあり、シミュレーションを行って最適化し、学会で発表した。また実際にサファイアを9層重ね合わせた広帯域の半波長板を製作し、透過率や変調効率の測定を行い発表した。(2)に関しては、多摩川精機株式会社に駆動機構を、信越化学工業株式会社に軸受を製作してもらい、カブリ数物連携宇宙研究機構にある大型クライオスタット内で低温試験環境を作り回転の安定性、発熱等の測定を行った。これらに関しては国際学会等で発表した。(3)に関しては本機構の所有するナノ秒レーザーを用いてサンプルを製作し、透過率を測定した。また東京大学理学系研究科の五神湯本研と共同研究を行い、フェムト秒レーザーを使用してサンプルを製作し、透過率を測定した。またシミュレーションを行い、片面のサンプルの測定結果がシミュレーションとよく一致することを示し、その結果を用いて、両面広帯域反射防止膜(構造)を製作した場合の透過率を推定した。これらの結果は学会等で発表した。(4)に関して、本研究外の課題も含む課題の解決に時間がかかり、総合的な性能評価には至っていない。例えば、低周波用望遠鏡の光学系が最終的に決まっていない為、望遠鏡の視野が決定されておらず、物理光学によるシミュレーションが終わっておらず、半波長板の直径が決まっていなかった。繰り越した研究費を使って、もう一台実機サイズの試作機を作成し、熱、光学、回転特性を含む総合試験を行う予定である。反射防止膜加工については、現在複数のレーザーを用いてレーザー加工のパラメータ(出力、周波数、加工パターン等)を調整し、加工速度の向上を実施中だが、出来る限り早い時期に実機サイズのサファイアに対する加工を行う。偏光変調効率については、現在系統誤差の抑制および軽量化を目指した設計の最適化をシミュレーションにて実施し、5層の解を導出し、現在成立性を検討している。出来る限り早い時期に実機サイズのサファイアを入手して5層半波長板の特性が測定出来る様にする。極低温連続回転機構については、現在サマリウムコバルト磁石とヨークを使ったリング型磁気回路の製造を進めており、2018年3月に納品された(信越化学)。この新しい磁石を用いた液体窒素温度環境での動作試験を行っている。この測定結果と、シミュレーションの結果を合わせて、回転子の永久磁石の磁場の一様性に対する要求を決定し、再度リング型磁気回路を製造し、総合試験に臨む。

サファイアを用いて広帯域半波長板を実機サイズにて開発する。この半波長板は液体ヘリウム温度下で連続回転する必要があり、高温超伝導体を用いた浮上式磁気軸受を採用する。回転機構に半波長板を搭載した実証器にて低温下での偏光特性、熱的成立性を実験にて検証し、実現性評価を行う。(1)については、2018年12月までに系統誤差を推定し、宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所においてLiteBIRDチームが進めている、pre-phase A2(概念検討におけるミッション定義段階)における概念検討報告書として纏めた(内部文書なので公表できず。)(2)については、大型の高温超伝導体を用いた浮上式磁気軸受と回転機構を製作し5Kにおいて発熱を測定し、シミュレーション等を行い解析した。本研究の技術的チャレンジ及び解決すべき問題は、以下の通りである。(1) CMB観測帯域(50GHz350GHz)で高変調効率を実現する多層波長板を用いた広帯域半波長板の製作及び評価、(2)半波長板を10K以下に保ちつつ実現する連続回転機構(駆動系、軸受)の開発、(3)半波長板の放射率を低減する広帯域反射防止膜の開発、(4)上記を統合した変調器の性能評価(光学、熱、回転特性)と校正方法の確立。(1)については望遠鏡の構成の変化による、観測帯域の変更もあり、シミュレーションを行って最適化し、学会で発表した。また実際にサファイアを9層重ね合わせた広帯域の半波長板を製作し、透過率や変調効率の測定を行い発表した。(2)に関しては、多摩川精機株式会社に駆動機構を、信越化学工業株式会社に軸受を製作してもらい、カブリ数物連携宇宙研究機構にある大型クライオスタット内で低温試験環境を作り回転の安定性、発熱等の測定を行った。これらに関しては国際学会等で発表した。(3)に関しては本機構の所有するナノ秒レーザーを用いてサンプルを製作し、透過率を測定した。また東京大学理学系研究科の五神湯本研と共同研究を行い、フェムト秒レーザーを使用してサンプルを製作し、透過率を測定した。またシミュレーションを行い、片面のサンプルの測定結果がシミュレーションとよく一致することを示し、その結果を用いて、両面広帯域反射防止膜(構造)を製作した場合の透過率を推定した。これらの結果は学会等で発表した。(4)に関して、本研究外の課題も含む課題の解決に時間がかかり、総合的な性能評価には至っていない。例えば、低周波用望遠鏡の光学系が最終的に決まっていない為、望遠鏡の視野が決定されておらず、物理光学によるシミュレーションが終わっておらず、半波長板の直径が決まっていなかった。繰り越した研究費を使って、もう一台実機サイズの試作機を作成し、熱、光学、回転特性を含む総合試験を行う予定である。反射防止膜加工については、現在複数のレーザーを用いてレーザー加工のパラメータ(出力、周波数、加工パターン等)を調整し、加工速度の向上を実施中だが、出来る限り早い時期に実機サイズのサファイアに対する加工を行う。
生鮮食品としてのマガキの鮮度判定基準に関する生理学

養殖のマガキは、生産者から消費者までの流通段階における鮮度維持が特に問題となる食品である。そのために種々の検討がなされているが、カキ等いわゆる『生きている』状態の食品には鮮度恒数というものが適用できないことから別の視点から鮮度を判定する基準を設ける必要がある。マガキは幼生から岩等に付着しそのまま一生を過ごすため、マガキは殻内環境の浄化・成育に、多量の海水の流入・流出を行って絶えず酸素や養分を殻内に送り込むシステムを必要としている。それらはすべて鰓や外套膜に密集している繊毛の活発な運動に依存していることがマガキの生理学的研究により判明した。それゆえ繊毛運動の活動度を測定することは、マガキの鮮度つまり『生きている』状態を数値化するのに最適であることに着目した。この繊毛運動に必須のATPはミトコンドリアから生成のため酸素消費量は増すことになり、その酸素消費量の測定により繊毛運動能すなわち細胞の活性度を推し量ることが可能であると考えられる。メチレンブルーという色素は酸素供給があると青色を呈し、還元されてロイコメチレンブルーという無色になることを利用して酸素遮断下に鰓切片を入れ分光光度計で還元による退色反応を測定し繊毛運動の活動度を視覚的にかつ定量化しようという試みを行った。ビデオ顕微鏡を導入して繊毛運動の画像解析による裏付けの結果、測定可能な範囲内においてムチ打ち回数の減少と保存日数,メチレンブルーの退色還元反応の3項目において極めて高い相関が得られた。以上のことにより、非常に簡便で汎用性の高いマガキ鰓の繊毛運動活動度を指標とする分光学的鮮度測定法を開発することができた。この方法を実用化させるために、市場に流通している剥き身カキで鮮度評価・検討を行った。あわせて鰓切片の切除部位,大きさ,マガキ固体の大きさの差異などによる影響についても検討を行った。その結果市場はもとより幅広く活用でき得ることが判明した。本研究は養殖マガキの鮮度判定基準を確立し応用・実用化していくことを目的とする,マガキの鮮度の保持にはその代謝機能を維持し内部・外部環境の浄化(自浄作用)をすみやかに行うことが必須である.それらは繊毛運動の活動度に起因していることから,平成3年度は繊毛運動に着目し,その生理的特性を明らかにするとともに,その定量化に取り組み以下の成果を挙げることができたので報告する.マガキ繊毛運動の生理学的特性について検討した結果,マガキ繊毛の分布は消化器系内部,鰓表面,外套膜に多数観察され,各々の繊毛の機能は主として,食物の移送(消化器系,鰓)。ガス交換(鰓),海水・食物などの外部環境物質の出入(外套膜)であった.また外套膜の繊毛の方向性の違いが入水部,出水部の機能を果しており外套膜の繊毛運動の活動度測定には,乳滴の移動速度の測定が有効であ].また鰓繊毛運動能は,繊毛が一定方向に並んでいる特性を生かしてその切片を作成し、ガラス細管内の切片の移動速度を測定した.これらの速度は鮮度と正の相関関係が得られ現在その統計解析を試みている.この鰓切片繊毛運動能は1.7ー4.4%が至適塩分濃度で50%海水中(1.7%塩分濃度)以上での保存が最適である.

また繊毛運動能の温度により影響は上昇に伴い増加するが,生存能(活動維持能)は指数関数的減少がみられた.つぎにミクロな視点による繊毛運動の解析を試みた.電子顕微鏡による形態の観察(9+2構造),電気泳動による解析(ダイニン腕はAα,Aβの双頭構造)によりダイニンーチュ-ブリンの相互作用の結果繊毛運動が引き起こされる(ダイニンATPaseがチュ-ブリンにより170ー140%活性化)ことを明らにした.またダイニンATPaseは塩分濃度,温度変化により活性化され,上記の生理学的特性の裏付けがなされた,以上計画通り基礎的研究を完了した.本研究は養殖マガキの鮮度判定基準を確立し応用・実用化していくことを目的とする。マガキの鮮度の保持にはその代謝機能を維持し内部・外部環境の浄化(自浄作用)をすみやかに行うことが必須である。それらは繊毛運動の活動度に起因していることから、平成3年度は繊毛運動に着目し、その生理的特性を明かにしてきた。平成4年度は各流通段階で利用可能な簡便で汎用性の高いマガキの鮮度判定法を開発することができたので報告する。最終的に確立した鮮度判定法は、マガキの鰓繊毛の運動能を分光学的に計測することからマガキの鮮度を定量化もしくは視覚化しようとするものである。まず、剥身にしたマガキの鰓から正確に5mm辺の小片を切り出し、これに0.00035%のメチレンブルー・人工海水(3ml)を含む分光光度計用のセル底部に入れ、直ちに流動パラフィンを重層し空気と遮断した後、鰓繊毛運動によるメチレンブルーの還元退色反応を観測した。このメカニズムは繊毛運動の活動度が高ければ高いほどATPの消費が大きく鰓組織片のミトコンドリアにおけるATP合成も高まってくる。その結果酸素消費量が増し、その酸素減少量が酸化型メチレンブルー(青色)から還元型ロイコメチレンブルー(無色)の変化量として分光学的に計測されるということである。本法がマガキの鮮度を鋭敏に反応するかどうかを検討するために、鰓繊毛運動能を直接的にビデオ顕微鏡による画像解析したところ、メチレンブルーの還元退色反応との間にきわめて相関の高い結果を得た。さらに、流通段階・保存状態での鮮度を測定するために、簡易定量法も併せて検討している。我が国で多食されている養殖のマガキは、生のままで食卓に供せられることが多い。そのため生産者から消費者までの流通段階における鮮度維持が特に問題となる食品である。養殖マガキのように『生きている』状態の食品の鮮度の判定は、従来の方法とは異なる生理学的特性に基づいた方法を確立する必要がある。本研究では幅広く応用・実用化し得る養殖マガキの鮮度判定方法を開発していくことを目的としている。平成3・4年度の研究においては、繊毛運動能は外部環境に鋭敏に反応することを生理学的,生化学的基礎研究で明かにし、繊毛運動能が鮮度判定基準の指標として最適であることを実証した。マガキの鰓繊毛の運動能を分光学的に計測することからマガキの鮮度を定量化もしくは視覚化する方法を最終的に確立した。本法がマガキの鮮度を鋭敏に反応するかどうかの検討を行うために、鰓繊毛運動能を直接的にビデオ顕微鏡による画像解析を用いて検討したところ、分光学的測定法(メチレンブルーの還元退色反応による)との間にきわめて相関の高い結果を得た。この方法は非常に簡便で比色するだけで容易に鮮度を判定でき市場での利用が期待されるため、平成5年度は実用化にむけて〓き身マガキの鮮度評価・検討を行った。その結果、〓き身カキの冷蔵保存5日目で約1/2,7日目では約1/4,10日目では約1/20にメチレンブルーの還元退色能が低下した。鰓切片の切除部位による差異は中央部が両端部の口腔および肛門部に比べ高い還元退色を示した。
言語認識の形成に及ぼす言語環境の影響と問題点に関する研究

子どもの言語認識の形成にとって重要な言語環境について、児童・生徒を対象にした調査と、小・中学校の教師を対象とした調査を行い、その実態と問題点、今後の国語教育における課題を明確にした。小・中学生4351名から、「家族・教師・友だちに言われて嬉しかったことば・嫌だったことば」・「言語環境に対する要望」・「テレビや漫画などのことばの使用」・「自分の発話行為の問題」など10項目について、自由記述による回答を得た。その結果、家庭・学校・友だち・メディアなどの言語環境によって、嬉しいことばと嫌なことばの傾向が異なっていることや、発話行為をめぐる意識に男女の違いが大きいことなどが明らかになった。また、小・中学校教師242名から、「言語環境としての自己の発話行為について注意していること」・「教室の言語環境について心がけていること」・「児童・生徒の発話行為の問題点」など10項目について、回答を得た。その結果、小学校教師と中学校教師の意識の違いが明確になった。小学校の教師は児童理解を中心に児童との対話を心がけ、中学校の教師は教育内容が理解されることを第一に自己の発話を心がけていた。さらに、教師が指摘した小・中学生の発話行為の問題点は、母語を家庭方言の「室内語」として習得してきたための当然の結果であることが明らかにし、その問題点の解決が国語教育の内容であることを指摘した。また、座右の銘を持っている教師や子どもが少ないことから、これまでの国語教育が、内容伝達機能に重点をおき、個体形成機能や行動統御機能についての意識が弱かった問題を明らかにした。調査(1)子どもの言語認識の形成に言語環境がどのような影響を与えるかについて、小・中学生、約5,000人を対象に、学校・家庭・友人という三つの言語環境についてのアンケート調査を実施した。調査の項目は、「家の人に言われてうれしいと思ったことば・いやだと思ったことば」「先生に言われてうれしいと思ったことば・いやだと思ったことば」「友だちに言われてうれしいと思ったことば・いやだと思ったことば」「話し方についてまわりの人にお願いしたいこと」「テレビのことばについて」「自分の話し方で気を付けていること」「好きなことば」などで、自由記述の形式で調査した。調査(2)小学校及び中学校の教員、約300名に対して、学校の言語環境についてどのように配慮しているかについてのアンケート調査を行った。調査の項目は、「教室の言語習慣について」「子どもとの対話で気を付けていること」「子どもだちとのコミュニケーションで困っていること」「言語環境として意図的に指導していること」「言語環境としての提示物について」「教師の話し方について」「子どもの発話行為の問題」「気になる子どもの言語行動とそれが周囲の子どもたちに与える影響について」などで、自由記述の形式と、選択の形式を併用した。なお、回答者の教員からは、「今まで考えたことがなかった問題を示唆された」という意見が多く寄せられた。現在、調査(1)の結果を集計中であるが、教師の発話や友人同士の発話の影響力などについて具体的な傾向を捉えることができた。子どもの言語認識の形成に及ぼす言語環境について、児童・生徒を対象にした調査と、小・中学校の教師を対象とした調査を行い、その実態と問題点、今後の国語科教育における課題を明確にした。小・中学生4351名を対象に、「家族・教師・友だちに言われて嬉しかったことば・嫌だったことば」・「言語環境に対する要望」・「テレビや漫画などのことばの使用」・「自分の発話行為の問題」など10項目について、自由記述による調査を行った。その結果、言語環境によって嬉しいことばと嫌なことばの傾向が異なっていることや、発話行為をめぐる意識に男女の違いが大きいこと、言語の伝達機能に偏りすぎていて「個体形成機能」についての意識が弱い国語科教育の問題などが浮かび上がった。

また、小・中学校教師242名を対象に、「言語環境としての自己の発話行為について注意していること」・「教室の言語環境について心がけていること」・「児童・生徒の発話行為の問題点」など10項目について調査した。その結果、小学校教師と中学校教師の意識の違いが明確になった。小学校の教師は児童理解を中心に児童との対話を心がけ、中学校の教師は教育内容が理解されることを第一に自己の発話を心がけていた。また、教師が指摘した児童・生徒の発話行為の問題点は、ことばを家庭における「室内語」として習得してきたための当然の結果の問題であることを確認し、国語科教育の課題を明らかにした。
光熱変換現象と化学計測

光が熱に変わる現象(光熱変換現象)を利用した独自の原理に基づく熱レンズ顕微鏡を、光学配置の最適化や光を回折限界まで絞り込むことで、さらに高感度化な液相微小空間測定を可能にし、液中単一分子、単一微粒子のカウンティングを実現した。鉛ポルフィリンベンゼン溶液では検出領域3フェムトリットル中にポルフィリン分子が平均0.5個存在する条件で信号を検出できた。また、銀コロイド溶液では、ブラウン運動に伴って、単一銀超微粒子(粒径数ナノメートル)が検出領域を通過する様子をとらえることに成功した。この熱レンズ顕微鏡による高感度検出技術を、ガラス基板上に微細流路を加工した化学集積回路に適用した。その結果、微小空間では溶媒抽出が振とうしなくても効率よく進行することを見いだした。また、ガラスチップ上に培養した脳神経細胞から逆行性神経伝達物質が放出される様子をその場計測することにも成功した。この成果の波及効果として、小型化された分析チップの開発研究が進展しつつある。一方、数十フェムト秒数ピコ秒の時間分解能をもつ超高速時間分解光熱変換分光法を開発し、固体表面、固液界面、液相における光熱変換プロセスを高速時間分解計測する技術を確立した。白金/電解液界面において、励起パルス入射後の過渡的な反射率変化をモニターしたところ、塩化物イオン、過塩素酸イオンなど白金に強く吸着されるイオンを含む場合にのみ、20フェムト秒という極めて速い緩和成分が観測された。この速い成分は従来報告されている現象では説明できず、励起直後の非熱化電子(ボルツマン分布に従わない高エネルギー電子)が化学吸着種と相互作用することにより現れた成分であると考察した。この研究成果の波及効果として、固体表面の熱物性測定装置の実用化研究が進展している。分子は光を吸収すると高いエネルギーの状態に遷移する。その後、光か熱を放出して元の状態に戻る。測定は容易だが普遍的でない発光ではなく、発熱を観測して、液体中にある単一分子を検出できるだろうか。我々は、物質内での光から熱への変換現象(光熱変換現象)を探求し、新原理の超高感度分光分析法を実現したきた。本研究では、その極限「液中単一分子検出」に挑戦している。同時に、現象の本質は、分子が周囲分子へエネルギーを分かち熱として発現する過程だと考え、関連深い液相内化学反応素過程やナノ空間分子挙動の追跡など「極限化学計測への展開」を目指している。本年度は、実験環境・装置の設計・試作・評価・改良と平行し、本格的実験に入るべく予備実験を進めた。まず、本研究の実現に不可欠な実験環境を実現する精密環境制御装置を完成した。単分子検出には局所空間へのレーザー光投入が重要だが、鍵となる極限的な紫外光学顕微鏡の要素設計を終え試作している。また、極限化学計測のための光源となるレーザーシステムとして適切な装置を導入し、実験用光学系を組み上げつつある。予備実験で新たに得られた主要な知見は、(1)500分子の検出の実現。1μm径光ビームで100μm角流路内の分子につき成功した。この結果は、計画中の0.2μm径光ビームと1μm角流路が実現すれば単分子が検出できることを示す。(2)少数分子化学反応検出の実現。流路中での化学反応の検出に成功した。(3)溶液系の超高速無輻射緩和測定の実現。無蛍光性分子の緩和を測定する新手法を開発した。従来法と異なりより汎用的な手法である。(4)超高周波界面音波検出の実現と界面電位依存の観測。水中白金薄膜で0.3THz音波の検出と、電解質溶液中の白金電極で水素の酸化還元由来の信号観測に成功した。これらは、固液界面の分子レベルの構造や界面水素の反応をp・s時間分解できることを意味する。分子は光を吸収すると高いエネルギーの状態に遷移し、その後、光か熱を放出して元の状態に戻る。より普遍的な発熱過程を観測して、液体中にある単一分子を検出できるだろうか。物質内での光から熱への変換現象(光熱変換現象)を探求し、新原理の超高感度分光分析法を実現してきた我々は、本研究で、その極限「液中単一分子検出」に挑戦している。同時に、光熱変換現象の本質は、分子が周囲分子へエネルギーを分かち熱として発現する過程だと考え、関連深い液相内化学反応過程やナノ空間分子挙動の追跡など「極限化学計測への展開」を目指している。本年度は、昨年度に立上げた装置で本格的な実験に入った。昨年度完成した精密環境制御装置の内部に、単分子検出のための紫外光学顕微鏡システム、極限化学計測用のレーザーシステムを設置、実験用光学系を試作した。信号検出も実現し、装置性能の評価、データの解析を始めた。また、化学反応場として核をなすマイクロチップ(MC)の設計を、東京大学大学院産業機械工学専攻・畑村洋太郎教授の協力の下に進めた。本年度新たに得られた主要な知見は以下の通り。(1)液中超微粒子の計数。1μm径光ビームで100μm角流路内の超微粒子(直径80nm)の計数に成功した。(2)MC内生体反応の検出。神経伝達物質の検証実験を例に、微少空間内生体反応による超微量化学種放出反応の検出に成功した。(3)固液界面での超高速現象の吸着種依存性の発見。

電解質水溶液中の白金薄膜系で、信号挙動と電解質との強依存関係を見いだし、吸着分子と金属とのpsの時間の反応に関わる新たな光熱変換現象として提案した。(4)表面プラズモンが関わった高速高熱変換時の異常現象の発見。ガラス基板上の金薄膜系において、素励起の一種であるプラズモンの光学的な励起に伴って、高速光熱変換信号の増幅とともに、その時間応答挙動に異常を示すことを発見し、機構を解明した。光が熱に変わる現象(光熱変換現象)を利用した独自の原理に基づく熱レンズ顕微鏡を、光学配置の最適化や光を回折限界まで絞り込むことで、さらに高感度化な液相微小空間測定を可能にし、液中単一分子、単一微粒子のカウンティングを実現した。鉛ポルフィリンベンゼン溶液では検出領域3フェムトリットル中にポルフィリン分子が平均0.5個存在する条件で信号を検出できた。また、銀コロイド溶液では、ブラウン運動に伴って、単一銀超微粒子(粒径数ナノメートル)が検出領域を通過する様子をとらえることに成功した。この熱レンズ顕微鏡による高感度検出技術を、ガラス基板上に微細流路を加工した化学集積回路に適用した。その結果、微小空間では溶媒抽出が振とうしなくても効率よく進行することを見いだした。また、ガラスチップ上に培養した脳神経細胞から逆行性神経伝達物質が放出される様子をその場計測することにも成功した。この成果の波及効果として、小型化された分析チップの開発研究が進展しつつある。一方、数十フェムト秒数ピコ秒の時間分解能をもつ超高速時間分解光熱変換分光法を開発し、固体表面、固液界面、液相における光熱変換プロセスを高速時間分解計測する技術を確立した。白金/電解液界面において、励起パルス入射後の過渡的な反射率変化をモニターしたところ、塩化物イオン、過塩素酸イオンなど白金に強く吸着されるイオンを含む場合にのみ、20フェムト秒という極めて速い緩和成分が観測された。この速い成分は従来報告されている現象では説明できず、励起直後の非熱化電子(ボルツマン分布に従わない高エネルギー電子)が化学吸着種と相互作用することにより現れた成分であると考察した。この研究成果の波及効果として、固体表面の熱物性測定装置の実用化研究が進展している。
木質軸組戸建住宅用制振壁の開発とその評価法・設計法の提案

木質軸組戸建住宅用制振壁の開発を行い,これを組み込んだ木質制振住宅を構成する要素(柱・横架材接合部,耐力要素,非構造部材)の強制変形実験と木質架構の振動台実験を行い,既存構法との比較を通してそれらの力学的挙動を把握した。実験に基づいて木質制振架構を解析用フレームモデルへと置換する手法を示し,そのフレームモデルを用いて制振壁による地震応答低減効果を示した。木質制振架構をモデル化した1質点系の地震最大応答評価法・制振設計法を提案し,その手法の妥当性を示した。以下の2点を行った。(1)木質住宅の力学的挙動の把握とその性能評価法に関する研究開発接合金物を用いた木質戸建軸組住宅の力学的挙動を把握し,その性能評価法を開発した。柱・横架材接合部実験を行った。接合部には全て短ほぞを用いた。引張実験,せん断実験,曲げ実験を行った。引張実験では,かすがい併用,ホールダウン金物併用,内使いL型金物併用,2枚ハンチ型金物併用,1枚ハンチ型金物併用の5種の試験体を用いた。せん断実験では,短ほぞのみ,かすがい併用,内使いL型金物併用,2枚ハンチ型金物併用,1枚ハンチ型金物併用の5種の試験体を用いた。曲げ試験では,短ほぞのみ,かすがい併用,ホールダウン金物併用,内使いL型金物併用,2枚ハンチ型金物併用,1枚ハンチ型金物併用の6種の試験体を用いた。これらに対して繰り返し載荷実験を行いその履歴特性を把握した。(2)木質住宅における制振システムの性能評価法と設計法に関する研究開発制振ダンパーを組み込んだ制振壁を作成し強制変位動的載荷実験を行って,その動的挙動を把握した。試験体は,3Pとし,高さは2730mmとした。制振ダンパーとしては,速度依存型ダンパーとして粘弾性体を用いたもの,変位依存型として摩擦ダンパーを用いたものを用意した。木質架構壁のシアリンク機構を利用して,架構内に取り付けだダンパーに変形を生じさせる機構となっている。シアリンクを成り立たせるために,K型ブレースを用いた。強制変位動的載荷は,制振架構を導入した木質住宅の履歴の骨格曲線を仮定し,そのモデルの等価周期から振動数を決定して行った。また本制振壁を組み込んで振動台実験を行うことにより、実験結果から本制振壁の有効性を示した。初年度は,まず,接合金物を用いた木質戸建軸組住宅の力学的挙動を把握し,その性能評価法を開発した。さらに,制振ダンパーを組み込んだ制振壁を作成し強制変位動的載荷実験を行って,その動的挙動を把握した。シアリンクを成立させるために,K型ブレースを用いた。強制変位動的載荷は,制振架構を導入した木質住宅履歴の骨格曲線を仮定し,そのモデルの等価周期から振動数を決定して行った。また振動台実験を行うことにより,実験結果から本制振壁の有効性を示した。これらの研究経過の中から,木質制振壁の力学的特性をさらに精度よく把握するために,3P試験体連梁効果の影響,内装材・外装材の影響を調べる必要性が生じた。今年度は、昨年度と同様な3P試験体に,内装材・外装材を付加して強制変位動的載荷実験を行った。実験結果を詳細に検討して,応答低減・損傷制御に優れた戸建制振住宅の開発に有益な成果が得られた。初年度は,接合金物を用いた木質戸建軸組住宅の力学的挙動を把握し,その性能評価法を開発した.

まず,柱・横架材接合部実験を行った.接合部には全て短ほぞを用いた.引張実験,せん断実験,曲げ実験を行い,繰り返し載荷実験を行いその履歴特性を把握した.さらに,制振ダンパーを組み込んだ制振壁を作成し強制変位動的載荷実験を行って,その動的挙動を把握した.試験体は,3Pとし,高さは2730mmとした.制振ダンパーとしては,速度依存型ダンパーとして粘弾性体を用いたもの,変位依存型として摩擦ダンパーを用いたものを用意した.木質架構壁のシアリンク機構を利用して,架構内に取り付けだダンパーに変形を生じさせる機構となっている.シアリンクを成り立たせるために,K型ブレースを用いた.強制変位動的載荷は,制振架構を導入した木質住宅の履歴の包絡曲線を仮定し,そのモデルの等価周期から振動数を決定して行った.また振動台実験を行うことにより,実験結果から本制振壁の有効性を示した.2年度は,木質制振壁の力学的特性をさらに精度よく把握するために,3P試験体連梁効果の影響,内装材・外装材の影響を調べる実験を行った.初年度と同様な3P試験体に,内装材・外装材を付加して強制変位動的載荷実験を行った.実験結果を詳細に検討して,応答低減・損傷制御に優れた戸建制振住宅の開発を行った.最終年度は,提案制振壁に用いる接合部の詳細な挙動を把握するために不足している実験を行い,これまでの実験を中心とした研究成果とあわせて制振住宅の挙動を予測する解析モデルを作成した.さらにこのモデルを用いた解析ならびに,これまでの研究成果を詳細に検討して,木質戸建軸組住宅に制振壁を組み込んだときの挙動の評価を行って,設計法の提案を行った.
血管平滑筋細胞形質変換と増殖の分子機構

本研究は、血管平滑筋細胞形質変換と増殖の分子機構を明らかにすることを目的としている。具体的に、血管平滑筋細胞の分子マーカーの遺伝子発現を制御する内的プログラムと外因性因子を明らかにすることにより、動脈硬化の分子機構と治療に新しいアプローチの開発を目的としている。次の3つの研究課題を設定した。1)平滑筋特異的転写調節機構と平滑筋が合成型へ形質変換する際の遺伝子転写機構の解明、2)血管平滑筋の形質変換を制御する増殖並びに増殖抑制因子の細胞内情報伝達系の解明、及び3)高効率の遺伝子導入法を用いて動脈硬化の成因解明と平滑筋遺伝子の血管系における機能解明。上記の課題に対して、次の成果をあげた。1)脱分化平滑筋で発現する転写因子の機能解析:平滑筋細胞の脱分化形質への変換の分子メーカーに位置づけられるミオシン重鎖SMemb遺伝子の転写制御に関わる転写因子BTEB2の機能解析を通して、BTEB2の転写誘導の機序解明ならびに活性化するシグナルの解明、さらにBTEB2のノックアウトマウスを作成し、これが重要な心血管リモデリング因子であることを解明した。またレチノイド受容体リガンドは、BTEB2の機能を抑制し、個体レベルでも血管障害を軽減することを示した。2)平滑筋分化における転写系の解明:クロマチン構造変換因子を中心に、平滑筋の転写調節に必要な転写制御ならびにマシーンの要素を解明し、さらにその機能的な制御を明らかにした。3)膜アンカー型増殖因子HB-EGFによる血管平滑筋細胞の増殖制御機構:HB-EGFのshedding酵素の候補であるADAMファミリーの遺伝子によるHB-EGFのsheddingへの機能的な制御の有無さらにその制御機構を解明した。4)老化抑制遺伝子klothoの分子機能と発現解析:Klotho遺伝子はカルシウムホメオスタシスの制御に重要であり、同遺伝子の欠損はカルパインの活性化を誘導することを明らかにした。5)カルポニンh1遺伝子欠失マウスの作製:分化型平滑筋細胞に選択的に発現するカルポニン遺伝子をノックアウトし、筋収縮機構に異常を来すことを解明した。6)遺伝子導入による平滑筋形質変換機構の解明:平滑筋細胞増殖に関わる転写因子E2FやNFKBに対するデコイを用いた血管拡張術後の再狭窄の抑制効果について検討した。その結果、ハイドロゲルカテーテルを用いた投与が有効であることを明らかにした。さらに、新しいレプリコンベクターの開発ならびに脂肪組織でのHVJリポソームの導入の最適化を行った。【目的】動脈硬化の発症には血管平滑筋細胞の増殖と形質変換が重要である。胎児型ミオシン重鎖(SMemb)遺伝子のプロモーターに結合する因子として同定したZnフィンガー型転写因子BTEB2の病態生理学的な意義を解析した。【方法】血管傷害時に発現が亢進する種々の遺伝子のプロモーターをルシフェラーゼ遺伝子に連結した。

BTEB2の発現ベクターとともに、ヒト腎上皮細胞(293細胞)あるいはウシ肺動脈内皮細胞(CPAE)に導入した。抗BTEB2抗体を作成し、ヒト冠動脈アテレクトミ-標本の免疫組織染色を行った。【結果】BTEB2は胎児期には大動脈に発現し、発生とともに減少した。BTEB2はSMemb,組織因子,誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS),Egr-1,TIMP、PAI-1プロモーターを著明に活性化した。BTEB2は、NFkBによるVCAM-1プロモーターの活性化を増強した。78例の狭心症患者の冠動脈狭窄部より得たアテレクトミ-標本では、50%の症例で冠動脈血行再建術を受けていなくても再狭窄病変に出現する星型細胞が認められた。星型細胞はBTEB2陽性であり、しかBTEB2陽性星型細胞をもつ症例はアテレクトミ-後に高率に再狭窄をきたすことが判明した。【結論】BTEB2は単にSMemb遺伝子の転写因子としてだけではなく、広く平滑筋の形質変換に関わる転写因子として機能すると考えられる。また、BTEB2の発現は血管病変の形成の指標として臨床的にも有用である。本研究は平滑筋の分化と形質変換の分子機構解明を研究課題としている。動脈硬化では平滑筋細胞は平滑筋特異的遺伝子発現を消失し、脱分化平滑筋が増殖するが、その機序の解明は動脈硬化の病態理解と対策の構築に必須である。そこで(1)平滑筋特異的転写調節機構と、平滑筋が合成型へ形質変換する際の遺伝子転写機構を明らかにする、(2)血管平滑筋の形質変換を制御する増殖ならびに増殖抑制因子の細胞内情報伝達系を明かにする、(3)高効率の遺伝子導入法を用いて、動脈硬化の成因解明と平滑筋遺伝子の血管系における機能を解明し、遺伝子治療の可能性を明らかにすることを目的とした。まず永井らは平滑筋の形質変換にZn finger型転写因子BTEB2とホメオ蛋白Hexが関与することが明らかとなった。BTEB2は胎児型平滑筋ミオシンSMembの-100bpのGCboxに結合し、SMembだけでなく、組織因子、iNOS、PAI-1、VEGF等の血管病変で発現する遺伝子を活性化した。BTEB2は増殖因子の遺伝子を活性化する転写因子Egr-1や脱分化平滑筋で活性化される組織因子遺伝子を活性化する。BTEB2遺伝子自体は転写因子Egr-1によって制御されることを示した。平滑筋特異的遺伝子発現に関しては平滑筋αアクチン遺伝子の第一イントロンに存在するCArGboxが重要であった。鍋島らは老化抑制遺伝子klothoは内皮細胞におけるNO産生を高め、平滑筋の形質変換を防止すると考えられた。森下、金田らはHVJリポゾーム法による血管壁への遺伝子導入の効率を高めることに成功した。動脈硬化病変では、平滑筋特異的な遺伝子の発現が抑制され、胎児期平滑筋で発現する遺伝子発現が亢進する。本計画の第一の目標として、平滑筋特異的転写調節機構と、平滑筋が合成型へ形質変換する際の遺伝子転写機構を明らかにする。
遠隔位不斉誘導を基軸とするキラルフラーレンの創製

フラーレンC76は歪みに由来するキラリティーを有する化合物で、キラルな巨大ホスト分子を用いるエナンチオ選択的包接によるラセミ体C76の光学分割が7% eeで達成され注目を集めた(T. Aida et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5928.)。フラーレン及びその誘導体の物性研究が展開されるにつれ、キラルフラーレンに関しても不斉合成が研究されてきたが、そのほとんどは骨格外に不斉因子を導入する手法である。一方我々は、『動的分子認識』という独自のアプローチによって、触媒的かつ効率的にフラーレン骨格特有のキラリティーの識別を目指す。
組織の内部統合機能と内部統合に向けた変革のための資源動員プロセスの研究

本研究の目的は、提携管理活動を分析することを通して、組織の内部統合活動を分析することである。日本の医薬品産業の発見事実から明らかになったことは次のことであり、これらは既存研究では明らかになっていなかった点である。(1)外部統合、(2)内部統合、(3)プロダクトあるいはプロジェクトマネジャーとラインマネジャーに対する意思決定に与える力、(4)標準化された経営実践と標準化されていない経営実践、である。提携管理活動は、機能的に分化した組織を統合し、外部の提携相手との統合も実現するものであり、提携管理者は組織内の統合機能として働いていると解釈できる。本研究の目的は、1分化が進んだ組織全体の統合担当機能と統合担当者の役割を明らかにすること、2統合担当機能を組織内で企画し、設置し、制度化する組織内のプロセスを明らかにすることである。この目的の下に、平成25年度においては、主として5つを進めることができた。一つ目は、日本企業の事業部制導入のプロセスとその後の組織構造の変化に関する既存研究の検討(とりわけ、組織構造研究に関する古典研究を収集して詳細に検討した)、二つ目は、フィールドとしての医薬品企業においての探索的な聞き取り調査による組織変革のための資源動員の説得とそのプロセスのとりまとめ、三つ目は、企業間の境界に位置する担当者(アライアンスマネジャー)の役割と企業間の役割分担と境界の決定に関する探索的調査、四つ目は、企業間の取引関係の決定要因(特に、弁護士や弁理士、アライアンスマネジャーといった専門職を組織がどのように選択していくのかというプロセス)に関する定量的調査、五つ目は、日本の医薬品企業の取引関係の構造の国際比較である。本研究では、近年では置き去りにされてしまった組織構造の設計問題を取り扱い、特に、提携を通じた外部資源の活用の必要性が増え統合担当機能の内部統合・外部統合という役割が増し、組織構造が大幅に変化しつつある医薬品企業からインプリケーションを得ることを最終目的にしている。すでに、平成25年度では、以下のように成果を報告している。『日本経営学会誌』(査読付き)、神戸大学経営研究所『ビジネスインサイト』、学位申請論文(京都大学)、アライアンスマネジメントに関する書籍の執筆分担、フランス・アルザスでの研究会ならびに米国のAcademy of Managementでの報告を含めた研究会などである。本年度は、前年度に行った事例研究を元に、統合活動と成果につながる変数を特定するための質的なインタビュー調査を実施した。それを元に、医薬品企業を対象にアンケート調査表を作成した。計画書で述べた通り、Lawrence and Lorsch(1967)がすでに巻末でまとめている調査票やClark and Fujimoto(1997)、沼上ほか(2007)を参考にしつつ統合活動の下位概念と質問文を作成し調査票として整理した。実務家の調査協力を元に、聞き取り調査を実施した後に、アライアンスマネジャーの行動とネットワーク、統合活動についての能力と組織構造の変遷について定性的データを集めたと同時に、経営史的な視点から、医薬品産業の事業組織と構造の変化について社史や業界専門雑誌等から時系列的に収集することを追加した。ハード面での組織構造を史的に保存されている資料から収集することによってより長期的な組織構造の変化と意図を明らかにすることができるようになった。聞き取り調査のみでは、直近の組織構造変化しか追跡できないという問題点があったが、経営史的な視点を導入することによって新たな知見を得られた。本年度では、これらのデータに基づいて実務家らとの打ち合わせを行った上で定量的な聞き取り調査の実施の計画を立てた。新年度の頭に速やかに実施する予定である。なお、本研究に関連する正統性や資源動員、社会ネットワークといった研究成果については、国内研究会や学会、ならびに海外学会ですでに報告済である。また、並行して投稿論文の準備を進めることができた。統合担当者とその機能について最初に事例研究を行った。公開データを元に同一産業内での組織間比較として簡単な集計と統計解析を実施した。結果から、探索的にではあるが、統合が最もうまくいっている企業と最もうまくいっていない企業を特定し、それらに対して分厚い事例研究を行い、新しい組織部門としての統合部門や担当者がどのように資源動員・獲得と正統化を行い制度化されているのかという論理を明らかにすることができた。ただし、国際的観点からすれば、欧米の医薬品企業は様々な組織構造や他の産業と医薬品産業で産業間での比較研究が必要である。これについては部分的に日本支社についてはそうした探索的な研究を実施した。近年では、製品開発のプロセスに絞っているが、桑嶋(2002)は、産業ごとに製品開発のベストプラクティスが異なることを指摘した。本研究では前年度までの研究は、国内・国際研究を含めて、医薬品産業内での比較研究にすぎなかったため、平成27年度は産業比較研究を行い、これにより、組織の分化とそれに対応する統合活動の在り方が、産業特殊性で説明できる部分と共通性のある部分を明らかにできると考えられる。特に、統合活動で先行してきた自動車産業やエレクトロニクス産業において、統合機能と統合者の組織内での正統化と資源動員プロセスについても比較研究を実施できた。(1)外部統合、(2)内部統合、(3)プロダクトあるいはプロジェクトマネジャーとラインマネジャーに対する意思決定に与える力、

(4)標準化された経営実践と標準化されていない経営実践、である。提携管理活動は、機能的に分化した組織を統合し、外部の提携相手との統合も実現するものであり、提携管理者は組織内の統合機能として働いていると解釈できる。実務家の協力も予定通り得られたため順調である。経営学、経営組織論今後は、平成27年度の計画通りに進行する予定である。計画通りに非常に順調に進んでいる。当初の予定では、平成25年度は、主に日本国内の調査を行うこととしていた。そこで、最初の研究目的は、統合担当者とその機能、その連携部門の機能について最初にパイロット調査として事例研究を行うことであった。すでに協力を得ている日本ファルマアライアンス研究会を通じて10社を調査対象と予定していたが、公式、非公式の聞き取り調査を含めてそれ以上のデータを集めることに成功している。加えて、公的なデータソースや利用可能な公開データを、調査を通じて次々と発見することができたため効率的な調査実施が可能になりそうである。上述のように、本研究ではすでに定量研究が可能な段階に入ることができており計画よりやや早く進んでいると評価できよう。アンケート調査配布にかかる費用を次年度へ持ち越したため。平成25年度に行った事例研究を元に、統合活動と成果につながる変数を特定する。それを元に、医薬品企業を対象にアンケート調査を行うのが、平成26年度の目的である。計画の通り、本研究の特色としては、社会ネットワーク分析を調査票に導入することである。これは、統合活動を客観的に他者との接触データとして補足するためである。日本国の経営学研究においては調査票で社会ネットワーク分析が活用される例はほとんどない。だが、統合担当者が日常的にどの職能部門とどれだけの幅を持ってコミュニケーションを取っているのかは統合活動の良しあしを決する重要な要件である。さらに、定性的、定量的国際比較研究を行うことも本研究の特色である。すでに研究協力を得ている外資系医薬品企業の日本法人を通じて海外本社法人の調査依頼を行う予定である。新年度の頭に速やかにアンケート調査を実施する。予定していた調査旅費を次年度に実施する予定に変更したため。平成26年度の計画を実施する際に旅費の一部として利用を予定している。
心筋細胞特異的心筋保護法に関する研究

心筋細胞に特異的に発現し、収縮に伴う機械的ストレスから細胞膜を保護する働きを有するDystrophinに着目し、虚血や再潅流に伴う心筋細胞死の特徴である収縮帯壊死の成因解明とその予防を目的として研究を行った。Dystrophinは虚血中に細胞膜から細胞骨格分画に移動し、さらに再潅流時には分解され消失した。この変化は同様な働きをする他の膜タンパクや細胞骨格タンパクにはみられず、Dystrophinに特徴的な生化学的変化と考えられた。次に、ischemic preconditioning(IPC)の心筋保護効果におけるDystrophinの役割について検討した。IPCは虚血中の膜Dystrophinの減少を抑制しなかったが、再潅流時にミトコンドリア膜電位の回復と心筋ATP含量の増加に伴って膜Dystrophinの回復を促進した。この効果はミトコンドリアの脱共役剤であるDinitrophenolおよびミトコンドリアF1F0-ATPase阻害剤であるOligomycinによって抑制された。単離ミトコンドリアを用いたin vitroの実験では、IPCを行なった虚血心筋由来ミトコンドリアは非可溶成分画から可溶成分画へのDystrophinの移行をDinitrophenolおよびOligomycic感受性に促進した。一方、再潅流時にEvans blue色素を用いて同定した細胞壊死は細胞膜Dystrophinが消失した心筋細胞において認められた。この心筋壊死は再潅流時に心筋収縮抑制剤2,3-butanedione monoxime(BDM)を用いることによって抑制されたが、BDM除去後収縮再開によって細胞膜Dystrophinが消失した心筋細胞においてEvans blueの取り込みがみられた。IPCは再潅流後膜Dystrophinを回復させるとともに心筋壊死を有意に抑制した。また、IPC施行心において再潅流時BDMを用いて一過性に収縮を抑制するとIPCの心筋保護効果はさらに増強された。以上の結果から、細胞膜Dystrophinの消失は再潅流障害の成因として重要であり、再潅流における細胞膜Dystrophinの回復はIPCによる心筋保護効果の最終標的であると考えられた。また、IPCのごとくミトコンドリアの機能温存をもたらす心筋保護的処置と再潅流時に一過性収縮抑制を併用することによって再潅流障害が著明に軽減されることが示唆された。細胞膜をdigitoninによって透過性にし、低濃度(2mM)のATPで心臓を潅流するとDystrophinは細胞膜から細胞骨格分画に移行したことからDystrophinの局在変化には細胞内ATPの減少が関与していると考えられた。この変化は同様な働きをする他の膜タンパクや細胞骨格

タンパクにはみられず、Dystrophinに特徴的な生化学的変化と考えられた。再潅流時にEvans blue色素を用いて同定した細胞壊死は細胞膜Dystrophinが消失した心筋細胞において認められた。一方心筋壊死は再潅流時に心筋収縮抑制剤2,3-butanedione monoxime (BDM)を用いることによって抑制されたが、BDM除去後収縮再開によって細胞膜Dystrophinが消失した心筋細胞においてEvans blueの取り込みがみられた。次に、再潅流障害を抑制することが知られているischemic preconditioning (IPC)を行うと再潅流時にミトコンドリアの機能温存と心筋ATPの増加に伴ってDystrophinの細胞膜への再分布が認められ、心筋壊死は有意に抑制された。また、IPC施行心において再潅流時BDMを用いて一過性に収縮を抑制するとIPCの心筋保護効果はさらに増強された。以上の結果から、細胞膜Dystrophinの消失は再潅流障害の成因として重要であり、ミトコンドリアの機能温存をもたらす心筋保護的処置と再潅流時に一過性収縮抑制を併用することによって再潅流障害が著明に軽減されることが示唆された。心筋細胞に特異的に発現し、収縮に伴う機械的ストレスから細胞膜を保護する働きを有するDystrophinに着目し、虚血や再潅流に伴う心筋細胞死の特徴である収縮帯壊死の成因解明とその予防を目的として研究を行った。Dystrophinは虚血中に細胞膜から細胞骨格分画に移動し、さらに再潅流時には分解され消失した。この変化は同様な働きをする他の膜タンパクや細胞骨格タンパクにはみられず、Dystrophinに特徴的な生化学的変化と考えられた。次に、ischemic preconditioning(IPC)の心筋保護効果におけるDystrophinの役割について検討した。IPCは虚血中の膜Dystrophinの減少を抑制しなかったが、再潅流時にミトコンドリア膜電位の回復と心筋ATP含量の増加に伴って膜Dystrophinの回復を促進した。この効果はミトコンドリアの脱共役剤であるDinitrophenolおよびミトコンドリアF1F0-ATPase阻害剤であるOligomycinによって抑制された。単離ミトコンドリアを用いたin vitroの実験では、IPCを行なった虚血心筋由来ミトコンドリアは非可溶成分画から可溶成分画へのDystrophinの移行をDinitrophenolおよびOligomycic感受性に促進した。一方、再潅流時にEvans blue色素を用いて同定した細胞壊死は細胞膜Dystrophinが消失した心筋細胞において認められた。この心筋壊死は再潅流時に心筋収縮抑制剤2,3-butanedione monoxime(BDM)を用いることによって抑制されたが、BDM除去後収縮再開によって細胞膜Dystrophinが消失した心筋細胞においてEvans blueの取り込みがみられた。IPCは再潅流後膜Dystrophinを回復させるとともに心筋壊死を有意に抑制した。