hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ソフト溶液プロセスによるセラミックス膜の直接パターニング法の開発

従来行われていた液相からのセラミックスパターニングでは、粒子あるいは前駆体を基板上に所定のパターンに並べた後に焼成して熱分解、あるいは焼き付けを行っていた。これに対して本研究では溶液中に基材を入れ、その界面を局部励起することにより結晶性のセラミックスの合成と固定化を同時に(in-situまたはon-siteで)起こさせることが特色である。この方法の開発は本研究が初めて実現したもので、現在発表中であるが世界中から注目されている。特にこの方法は省エネルギー、省資源さらに省廃棄物、省排熱の低環境負荷プロセスであり、将来の材料プロセスとして極めて有望と考えられている。研究の初期目標に対して以下の結果が得られた。1.レーザー光を用いた溶液中でのパターニングレーザー照射製膜装置の改良によりレーザー光を全面スキャンすることが可能となり、チタン酸バリウムおよびチタン酸ストロンチウム膜の直接作製に成功した。それぞれの膜をX線回折法で評価したところ、比較的結晶性のよい薄膜であることがわかった。2.インクジェットプリンティングによる直接パターニング市販のインクジェットプリンタを改造し、目的の反応溶液を対象基板上に制御して吹き付け半導体であるCdSおよびPbSのパターンを紙の上に後処理なしで直接作製できた。これは加熱処理を必要としない本方法に依るところが大きい。パターンはラマン分光法などにより定性分析を行った。2.局所電析によるカーボン直接パターニングエタノール中に電極を設置し、電極簡易直流高電圧または高周波電力を印加することにより、電極上にダイヤモンドライクカーボン、溶液中に分散したカーボンナノカプセルが生成した。これらはラマン散乱分光分析により確認された。これに対して本研究では溶液中に基材を入れ、その界面を局部励起することにより結晶性のセラミックスの合成と固定化を同時に(in-situまたはon-situで)起こさせることが特色である。この方法の開発は本研究が初めて実現したもので、現在発表中であるが、世界中から注目されている。特にこの方法は省エネルギー、省資源さらに省廃棄物、省排熱の底環境負荷プロセスであり、将来の材料プロセスとして極めて有望と考えられている。本研究で成功した例を以下に示す。a)界面電気化学法によるLiCoO_2膜の直接パターニング: Li溶液とCo溶液を多孔性の膜を界し、そこに通電励起して反応させることはよりLiCoO_2膜をつける。120°Cで紙上に作製が可能となった。b)インクジェット反応法によるCdS, PbSなどの直接パターニング:二つの溶液を多孔性の紙や布上で反応させて合成と同時にパターニングを行うことにより、高温焼成を全く必要としないセラミックスのパターニング法を達成した。c)レーザー励起パターニングによるBaTiO_3, SrTiO_3,あるいはTiO_2パターンの直接作製: Ba溶液中におけるTi基板の局部励起によるBaTiO_3の直接パターン化に成功した。

1.レーザー光を用いた溶液中でのパターニングレーザー照射製膜装置の改良によりレーザー光を全面スキャンすることが可能となり、チタン酸バリウムおよびチタン酸ストロンチウム膜の直接作製に成功した。それぞれの膜をX線回折法で評価したところ、比較的結晶性のよい薄膜であることがわかった。2.インクジェットプリンティングによる直接パターニング市販のインクジェットプリンタを改造し、目的の反応溶液を対象基板上に制御して吹き付け半導体であるCdSおよびPbSのパターンを紙の上に後処理なしで直接作製できた。これは加熱処理を必要としない本方法に依るところが大きい。パターンはラマン分光法などにより定性分析を行った。2.局所電析によるカーボン直接パターニングエタノール中に電極を設置し、電極簡易直流高電圧または高周波電力を印加することにより、電極上にダイヤモンドライクカーボン、溶液中に分散したカーボンナノカプセルが生成した。これらはラマン散乱分光分析により確認された。
高出力マイクロ波誘導プラズマ発光分光分析に関する研究

本研究は,高出力マイクロ波誘導プラズマ(以下「MIP」と略記)を励起光源として用いる発光分光分析システムの構築とその応用を目指したもので,3年間で得られた研究の成果は下記の通りである.1.高出力マイクロ波誘導プラズマ:高出力MIPを組み込んだMIP発光分光分析装置は市販されていないので,最初に共鳴キャビティーを入手し,さらにコンピューター制御された分光測光部を購入して多元素分析も可能な高出力窒素MIP発光分光分析システムを設計,試作した.2.高出力窒素MIP発光分光分析システム:本研究で得られた高出力窒素MIP中には資料溶液を噴霧し,連続的に直接導入できることを確認した.また,水素化物生成法を併用できるように装置の改良を行った.3.溶液噴霧法を用いる高出力窒素MIP発光分光分析による各元素の分析特性:通常の溶液噴霧法を用いて,まず,このプラズマのバックグラウンド発光スペクトルを調べた結果,OH,NH,N_2^+及びNOの分子発光スペクトルが観測された.さらに,個々の元素(33元素84本の発光スペクトル線)について分析特性を検討した.4.水素化物生成-高出力窒素MIP発光分光分析:プラズマ中に,水素化物生成反応によって発生した各元素の水素化物を連続的に導入するヒ素,アンチモンおよびセレンの高感度定量法の確立を行った.また,本法を海藻(国立環境研究所共同分析),銅地金,鉄鋼分析等に応用し,十分に満足すべき結果を得ることができた.5.将来への展望:本研究で開発した高出力MIP発光分光分析システムは,今後,実用面での検討がさらに必要であり,他の分析法との組み合わせによって,化学種分析などへの応用なども展開されるであろう.さらに,超音波噴霧法,電気加熱気化法,スラリー導入法,レーザーアプレーション法,スパーク法,アーク法,グロー放電法等々の各種の試料導入法を適用し,研究を幅広く展開することによって新しい分野が開拓されるものと確信する.本研究は,高出力マイクロ波誘導プラズマ(以下「MIP」と略記)を励起光源として用いる発光分光分析システムの構築とその応用を目指したもので,3年間で得られた研究の成果は下記の通りである.1.高出力マイクロ波誘導プラズマ:高出力MIPを組み込んだMIP発光分光分析装置は市販されていないので,最初に共鳴キャビティーを入手し,さらにコンピューター制御された分光測光部を購入して多元素分析も可能な高出力窒素MIP発光分光分析システムを設計,試作した.2.高出力窒素MIP発光分光分析システム:本研究で得られた高出力窒素MIP中には資料溶液を噴霧し,連続的に直接導入できることを確認した.また,水素化物生成法を併用できるように装置の改良を行った.3.溶液噴霧法を用いる高出力窒素MIP発光分光分析による各元素の分析特性:通常の溶液噴霧法を用いて,まず,このプラズマのバックグラウンド発光スペクトルを調べた結果,OH,NH,N_2^+及びNOの分子発光スペクトルが観測された.さらに,個々の元素(33元素84本の発光スペクトル線)について分析特性を検討した.4.水素化物生成-高出力窒素MIP発光分光分析:プラズマ中に,水素化物生成反応によって発生した各元素の水素化物を連続的に導入するヒ素,アンチモンおよびセレンの高感度定量法の確立を行った.また,本法を海藻(国立環境研究所共同分析),銅地金,鉄鋼分析等に応用し,十分に満足すべき結果を得ることができた.5.将来への展望:本研究で開発した高出力MIP発光分光分析システムは,今後,実用面での検討がさらに必要であり,他の分析法との組み合わせによって,化学種分析などへの応用なども展開されるであろう.さらに,超音波噴霧法,電気加熱気化法,スラリー導入法,レーザーアプレーション法,スパーク法,アーク法,グロー放電法等々の各種の試料導入法を適用し,研究を幅広く展開することによって新しい分野が開拓されるものと確信する.従来の200W以下の低出力のマイクロ波誘導プラズマ(以下「MIP」と略記)発光分光分析では、プラズマへの分析試料の導入の点で試料エアロゾルの連続的・定常的な送入が全く不可能である。そこで、200W以上で、試料エアロゾルを連続的に導入することのできる新しいタイプの高出力MIPを開発し、多元素逐次方式の高感度発光分光分析システムを構築することを目的とする。当該年度は初年度であるので、おもにインスツルメンテーション(装置化)に全力を投入し、、以下に示すようないくつかの成果を挙げることができた。1)本研究の最大の目標であり、主要な部分を占める、表面波を利用した全く新しいキャビティーを設計・試作して最大1.0kWの高出力MIPを開発した。その際、マイクロ波の電送には導波管を用い、現有する1.0kWのマイクロ波発振装置を利用した。2)開発した高出力MIPのプラズマ特性を調べるために、焦点距離75cmを有するツェルニ・ターナー型モノクロメーター(CPU制御)を組み込んだ新しい多元素逐次方式の高感度分光分析システムを構築した。3)最大1.0kWの高出力MIPは、ICPと同様にド-ナツ構造を有するプラズマであり、ヘリウム、アルゴン、窒素、酸素さらには空気までもプラズマガスとして用いることができるので、各種プラズマによるプラズマ特性を比較・検討した。4)上記の研究の結果、新しい高出力MIP発光分光分析システムをほぼ完成し、種々調整した後、その新しい分析装置として作動することを確認し、諸特性の一部を検討した。

従来の200W以下の低出力のマイクロ波誘導プラズマ(以下「MIP」と略記)発光分光分析では,プラズマへの分析試料の導入の点で試料エアロゾルの連続的・定常的な送入が全く不可能である.そこで,200W以上で,試料エアロゾルを連続的に導入することのできる新しいタイプの高出力MIPを開発し,多元素遂次方式の高感度発光分光分析システムを構築することを目的とする.前年度の初年度(平成7年度)において,おもなインスツルメンテーション(装置化)を終えたが,更に発展的に装置全体の完成度を高め,応用的なシステムの完成に全力を投入し,以下に示すようないくつかの成果をあげることができた.1)最大1.5kWの高出力MIPは,ICPと同様にド-ナツ構造を有するプラズマで,ヘリウム,アルゴン,窒素,酸素さらには空気までもプラズマガスとして用いることができことを確認し,各種プラズマによるプラズマ特性を比較・検討すした.2)高出力のMIPプラズマであるために,通常の石英製キャピラリート-チのほかに,三重管または二重管構造を有するプラズマト-チを種々試作し,比較・検討した.3)試料導入法として,超音波ネブライザーやガラスフリットネブライザー,さらにグラファイト炉や金属フィラメントなどを用いる超高感度分析を達成した.4)水素化物発生法などの気体状態での試料導入方法を検討し,より高感度化を目指した.その結果を,セレンの高感度分析法を確立し,高純度銅中の微量セレンの定量に応用した.5)本分析システムを用いて,あらゆる元素の感度(検出限界)を調べ,各種の実際試料の分析に適用を試みた.この検討項目は終了しなかったので,次年度への継続とすることにした.従来の200W以下の低出力のマイクロ波誘導プラズマ(以下「MIP」と略記)発光分光分析では,プラズマへの分析試料の導入の点で試料エアロゾルの連続的・定常的な送入が全く不可能である.そこで,200W以上で,試料エアロゾルを連続的に導入することのできる新しいタイプの高出力MIPを開発し,多元素逐次方式の高感度発光分光分析システムを構築することを目的とする.平成9年度は本研究の最終年度であるので,本研究を完了すべく研究代表者と研究分担者が一致団結して研究を進めた.以下に示すようないくつかの成果を挙げることができた.1)最大1.5kWの高出力MIPは,ICP(誘導結合高周波プラズマ)と同様にド-ナツ構造を有するプラズマで,ヘリウム,アルゴン,窒素,酸素さらには空気までもプラズマガスとして用いることができるので,各種プラズマによるプラズマ特性を比較・検討することができた.2)高出力のMIPプラズマであるために,通常の石英製キャピラリート-チのほかに,三重管または二重管構造を有するプラズマト-チを種々試作し,比較・検討した.3)試料導入法として,超音波ネブライザーやガラスフリットネブライザー,さらにグラファイト炉や金属フィラメントなどを用いる超高感度分析の実現した.4)水素化物発生法などの気体状態での試料導入方法を検討し,より高感度化を目指し,その目的を達成するとともに,本法を幾つかの実験試料(鉄鋼,銅地金,ヒジキなど)への適用に成功した.
ヒト肝組織/細胞のC型肝炎ウイルス感染感受性に関する組織病理学的検索

インターフェロンを基軸として開発が進められたC型肝炎に対する抗ウイルス療法は、治療法としてすでに確立された感があり、その点ではC型肝炎は完全治癒を強く期待し得る疾患へと変容しつつある。しかしながら同時に残された課題も明確になってきた。他の感染症と同様、endemicのコントロールは、感染患者を一人でも多く感染状態から離脱させ、治癒に導くことである。感染ウイルス側のfactorのみを考慮して開発・確立された治療法には限界があり、治療抵抗性の発生を完全に回避することは出来ない。またウイルスの陰性化を得たにもかかわらず、病理組織学的には炎症および線維化が遷延し、さらに肝細胞癌の発生をみることもある。これらの事実は、ウイルス因子に偏重していたこれまでとは治療方針および研究の視点を変え、宿主因子側から検討する必要性があることを意味している。C型肝炎ウイルスが発見された比較的早期から、病理学的手法により、患者側の因子の検討が重要であることを継続的に示してきた。インターフェロン療法に影響をおよぼしうる組織学的因子として肝細胞の脂肪化は広く知られるところであり、ウイルス感染の成立そのものにも、肝細胞脂肪化が関連していることが示されてきている。平成19年度の本研究においては、肝細胞脂肪化メカニズムそのものを、さらに掘下げて検索することとした。結果として、肝細胞の脂肪化にはペリリピン、アディポフィリンなどの、PATファミリー蛋白として分類される脂肪滴随伴蛋白が関与することを明らかとなった。さらに脂肪化による肝傷害を特徴付ける肝細胞の風船様変性においては、アディポフィリン発現と過酸化脂質の局在が同時に観察され、脂肪蓄積に関連して生じる酸化ストレスが肝臓の臓器傷害プロセスに重要な役割を果たしている可能性が示唆された。近年の、C型肝炎に対する抗ウイルス療法の治療成績向上には、目をみはるものがあり、その点ではC型肝炎はすでに、治療により完全治癒を強く期待し得る疾患へと変容しつつある。しかしながら同時に、残された課題も明確になってきた。感染ウイルス側のfactorのみ考慮のうえ、確立された現在のインターフェロンを基軸とした治療法には限界があり、治療抵抗性の発生を完全に回避することは出来ない。これらの事実は、ウイルス因子に偏重していたこれまでとは治療方針および研究の視点を変え、宿主因子側から検討する必要性があることを示唆している。インターフェロン療法に影響をおよぼしうる組織学的因子として、肝細胞の脂肪化は広く知られるところとなっている。これまでに、治療成果に加えてウイルス感染の成立そのものに、肝細胞脂肪化が深く関連している可能性を示してきた。平成18年度の本研究においては、脂肪化の側面からC型肝炎感染へのvulnerabilityを究明することを試みた。肝臓の生検あるいは剖検組織片をもちいた免疫組織学的研究により、肝細胞の脂肪化はウイルス感染に先行し、これに関連して引き起こされる酸化傷害の様々な変化、すなわち細胞膜リン脂質の酸化変性や脂肪滴形成に必須の蛋白であるアディポフィリンの発現を伴った肝細胞の風船様変性などが観察され、肝臓の脆弱性を高め、ひいては易感染性をもたらしている可能性が考えられた。

他の感染症と同様、endemicのコントロールは、感染患者を一人でも多く感染状態から離脱させ、治癒に導くことである。感染ウイルス側のfactorのみを考慮して開発・確立された治療法には限界があり、治療抵抗性の発生を完全に回避することは出来ない。またウイルスの陰性化を得たにもかかわらず、病理組織学的には炎症および線維化が遷延し、さらに肝細胞癌の発生をみることもある。これらの事実は、ウイルス因子に偏重していたこれまでとは治療方針および研究の視点を変え、宿主因子側から検討する必要性があることを意味している。C型肝炎ウイルスが発見された比較的早期から、病理学的手法により、患者側の因子の検討が重要であることを継続的に示してきた。インターフェロン療法に影響をおよぼしうる組織学的因子として肝細胞の脂肪化は広く知られるところであり、ウイルス感染の成立そのものにも、肝細胞脂肪化が関連していることが示されてきている。平成19年度の本研究においては、肝細胞脂肪化メカニズムそのものを、さらに掘下げて検索することとした。結果として、肝細胞の脂肪化にはペリリピン、アディポフィリンなどの、PATファミリー蛋白として分類される脂肪滴随伴蛋白が関与することを明らかとなった。さらに脂肪化による肝傷害を特徴付ける肝細胞の風船様変性においては、アディポフィリン発現と過酸化脂質の局在が同時に観察され、脂肪蓄積に関連して生じる酸化ストレスが肝臓の臓器傷害プロセスに重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
可溶性タンパク質によるシナプス小胞開口放出の制御

Munc18-1、トモシン1、シナフィン/コンブレキシン等の可溶性タンパク質による神経伝達物質放出制御機構を解明するため、Munc18-1、トモシン1の海馬CA3特異的ノックアウト(KO)マウスを作製した。Munc18-1 KOでは神経細胞変性が生後1週で起きており、神経伝達物質放出解析は困難であった。トモシン1KOでは放出が増大していた。シナフィンC末領域/シナプトタグシン1結合がPC12細胞からの小胞開口放出に関与することが示唆された。(1)Munc18-1タンパク質はシナプスにおける伝達物質放出に必須である。そのnullノックアウト・マウスは生後すぐに死亡するため、成熟マウスにおける機能は必ずしも明確ではない。本研究では海馬CA3特異的にMunc18-1遺伝しを欠損したマウスを得るため、Munc18-1のfloxedマウスをグルタミン酸受容体GluRγ1遺伝子にCreをノックインしたマウスと交配して、ヘテロ型(γ1Cre/+,Munc18-1^<flox/+>)を作製した。このヘテロ型マウスをfloxedマウスと交配して、目的のホモ型マウス(γ1Cre/+,Munc18-1^<flox/flox>)が得られた。このマウスでは生後1週以降はほぼCA3錐体細胞に限局してMunc18-1遺伝子が欠損する。光学顕微鏡による観察から、生後2週ではすでにCA3錐体細胞の大部分が脱落しており、生後1週間でも、CA3の錐体細胞の一部には変性が見られる。これは以前の報告にあるようにMunc18-1の欠損により、急速にアポトーシスが誘導されたためと思われる。(2)トモシン1のnullノックアウト・マウスは胎生致死であった。これはおそらく発生・分化にこおけるトモシンの重要な役割を示唆する。(3)Munc18-1の場合と同様な交配により海馬CA3特異的にトモシン1遺伝子を欠損したマウスを作製した。このマウスは外見上、身体的、行動的異常は観察されない。現在、このマウスを形態学的、電気生理学的に解析している。1.Munc18-1のnullノックアウト・マウスは生後すぐに死亡するため、そのin vivo機能の追究は難しい。Munc18-1のfloxedマウスをグルタミン酸受容体GluRγ1遺伝子にCreをノックインしたマウスと交配して、海馬CA3特異的にMunc18-1遺伝子欠損マウス(γ1Cre/+,Munc18-1^<flox/flox)を得た。生後2週ではすでにCA3錐体細胞の大部分が脱落しており、生後1週間でも、CA3の錐体細胞の一部に変性が見られる。ホモ型マウスは20週前後から正常な姿勢を保てなくなり、調べた全個体が19-26週で死亡した。これはおそらく成長に伴い、CreがCA3以外の部分でも発現したことによると思われる。2.上記と同様に海馬CA3特異的にトモシン1遺伝子を欠損したマウスを作製した。また、発達に伴う体重増加、寿命でもfloxedマウスと比較して有意差はない。Shaffer側枝-CA1錐体細胞間でのシナプス伝達は増大する傾向が見られた。3.サイトゾルタンパク質シナフィン(別名コンプレキシン)は、神経伝達物質放出のCaセンフサーであるシナプトタグミン1(Syt1)とCaイオン非存在下でも直接結合する。SNARE複合体が共存すると、この結合は顕著に増加する。しかし個々のSNAREタンパク質が共存しても変化はない。これらの結果から、シナフィンはCaチャネルを通したCaイオン流入の前にSyt1をSNARE複合体に動員する役割を持つと推測される。1.平成22年度までの研究によって、海馬CA3特異的Munc18-1遺伝子欠損するマウス(γICre/+,Munc18-1^<flox/flox>)では生後1週以降はほぼCA3の錐体細胞に限局してMunc18-1遺伝子を欠損するが、生後2週ではすでにCA3錐体細胞の大部分が脱落しており、生後1週間でも、CA3の錐体細胞の一部に変性が見られることが明らかになった。これはMunc18-1タンパク質の欠損に起因するアポトーシス誘導作用が生後すみやかに起こることを示している。残念ながら脳部位特異的欠損マウスにおいても、この作用を回避できず、神経伝達物質放出を調べることが困難であった。2.上記と同様に海馬CA3特異的にトモシン1遺伝子を欠損するマウスを作製して、シナプス伝達を解析した。

Shaffer側枝-CA1錐体細胞間での興奮性シナプス電位は増大の傾向が見られたがpaired pulse facilitation、連続神経刺激に対するシナプス電位の時間経過等において有意差はなかった。また、海馬歯状回苔状繊維-CA3錐体細胞間のシナプス伝達においても刺激時間の増加に伴う興奮性シナプス電位は欠損マウスにおいて増大していたが、paired pulse facilitationでは大きな変化は見られなかった。3.私たちはすでにサイトゾルタンパク質シナフィン(別名コンプレキシン)がシナプス小胞開口放出のCaセンサーシナプトタグミン(Syt1)と直接結合することを証明し、シナフィンがSyt1をSNARE複合体に動員することを示唆している。今回、この二つにタンパク質間の結合が、シナフィンのC末端部分を介しており、この結合がPC12細胞での有芯小胞開口放出に重要であることを示唆する結果を得た。
オピオイドκ受容体サブタイプと受容体ダイマーの関連の解明

我々が構築したκ作動薬の3Dファーマコフォーモデルに基づき、結合様式1, 3,および4に属する化合物を合成し、オピオイド受容体に対する結合親和性および作動活性を検討した。その結果、結合能および活性の強さには差は認められたが、いずれの化合物もκ受容体選択的な結合性およびκ作動活性を示した。化合物の結合様式が作動活性評価に用いたCellKeySystemTMの検出波形に影響するかを検討したが、影響は認められなかった。平成23年度に合成したシクロヘキセン誘導体(結合様式3)の評価結果より、フェノール環はκ受容体への結合には必須ではなく、κ受容体への結合に有利な立体配座をとりやすくすると同時に、結合親和性を強くする働きがあると考えられた。本誘導体をさらに発展させ、酸素官能基を有するシクロヘキセン誘導体を合成したところ、受容体結合能はさらに向上し、かつ水素結合供与性の相互作用を介して受容体と結合していることを実験的に示唆する初めての知見が得られた。また、結合様式4に属する化合物として、17位窒素にフルオロアルキル基を導入したTRK-820誘導体を設計・合成したところ、導入したフッ素原子の数に従いκ受容体に対する親和性はある程度低下したものの、μおよびδ受容体に対する親和性は大きく低下し、結果としてκ受容体選択性の向上が観察された。本誘導体は、様式4でκ受容体に結合していると考えられる。これで、4つの結合様式全てのタイプの化合物(結合様式1はTRK-820や既報告化合物であるKNT-63など、結合様式2は市販のU-50,488Hなどを利用)が入手できたことになる。非標識化合物による活性評価システム(CellKeyTM System)を用いた化合物の活性評価については、μ、δ、κいずれの受容体に対しても活性評価が可能であることを確認した。また、δ受容体に対してではあるが、CellKeyTM Systemを用いての評価結果と、既存の評価方法(GTPγS結合実験およびcAMP評価系)による結果を比較したところ、GTPγS結合実験による結果とよい一致が認められた。cAMP評価系による結果との比較においては、活性(potency)の絶対値に差異は認められたが、傾向は一致した。この結果は、論文発表準備中である。結合様式2については市販化合物であるU-50,488Hを用いることになるが、結合様式1,3,4に属する化合物はTRK-820誘導体として合成した(結合様式1:TRK-820、結合様式3:TRK-820からフェノール環を除去した化合物、ベンゼン環をシクロヘキセン環に変換した化合物、およびそれに酸素官能基を導入した化合物、結合様式4:TRK-820の17位置換基をフルオロアルキル基に変換した化合物)。これら化合物のオピオイド受容体結合実験の結果より、1)フェノール環を除去すると結合親和性は大きく低下するが、κ受容体親和性および選択性を示すこと、2)シクロヘキセン環はベンゼン環の代替と成り得ること、3)水酸基の導入により結合親和性は向上し、水素結合供与性基として働いていること、4)17位窒素の塩基性を低下させると結合親和性は低下するが、κ受容体親和性および選択性を示すことが明らかとなった。これら化合物のκ作動活性を非標識化合物による活性評価システム(CellKey System)を用いて評価したところ、結合親和性とほぼ同じ傾向を示し、上記の知見はκ作動活性にも適用できることが明らかとなった。μ、δ受容体に対する作動活性は現在評価中であり、今後、作動活性における選択性についても明らかになると考えられる。作動活性はヒトκ受容体発現細胞を用いて評価しているが、化合物によるCellKey Systemの波形(インピーダンス変化)の違いは観察されていない。当初の計画では、2種のオピオイド受容体を共発現した細胞を用いて受容体ダイマーとの関係も検討していく予定であったが、共発現細胞の構築が難航し、現時点では評価するに至っていない。しかし、化合物については既に合成済みであり、共発現細胞が構築できれば直ちに評価に取りかかる事ができ、結合様式と受容体ダイマーの関係が解明できると期待している。平成23年度は、結合様式13に属する化合物の設計・合成を行う計画となっている。このうち、結合様式1の化合物(TRK-820, TAN-821, NS-22, KNT-63)については、文献記載の方法により合成済みである。結合様式3の化合物は、オピオイド受容体との結合に必須と考えられてきたフェノール部分が無いという特徴を有する。そこでTRK-820のフェノール環を除去した化合物を設計し、合成を達成した。その化合物の受容体結合実験を実施したところ、TRK-820自身と比較すると親和性はかなり低下するものの、κ受容体に対する親和性および選択性を示した。この化合物は、結合様式3でκ受容体と結合していると推察される。

この結果より、フェノール環部分はκ受容体に対しては必須ファーマコフォーではないと考えられ、今までの常識を覆す結果であった(Chem. Pharm. Bull. in press)。さらに、フェノール環をシクロヘキセン環に変換した化合物も設計・合成し評価したところ、TRK-820に匹敵するκ受容体親和性を示し、κ受容体選択性も向上した。κ受容体に対する親和性の向上は、シクロヘキセン環により、TRK-820の活性型立体配座と同様の立体配座を取りやすくなったためと考えている(論文投稿中)。非標識化合物による活性評価システム(CellKey SystemTM)を用いた検討も開始した。オピオイド以外のG-タンパク共役型受容体への適用に関する報告例はあるが、オピオイドに関しては前例がなかった。そこで標準薬を用いての検討を開始し、作動活性の応答を感知できることを確認した。今後、既存の方法(GTPγS結合試験、cAMP評価系など)との相関を確認する必要がある。平成23年度に合成したTRK-820のフェノール環を除去した化合物はκ受容体に対する結合親和性を示したものの、TRK-820自身と比較すると親和性は非常に弱いものであった。しかし、同じく平成23年度に合成したTRK-820のフェノール環をシクロヘキセン環に変換した化合物のκ受容体に対する結合親和性は大きく向上し、これら化合物は結合様式3をとっていると考えられる。シクロヘキセン誘導体をさらに発展させ水酸基基を導入したところ、結合親和性はさらに向上した。一方、ケトンの導入は結合親和性にほとんど影響せず、酸素官能基は水素結合供与体として受容体と相互作用していると考えられる実験的知見が得られた。また、結合様式4に属する17位置換基としてペルフルオロアルキル基を導入したTRK-820誘導体を合成したところ、κ受容体に対する結合親和性は低下するものの、μおよびδ受容体に対する結合親和性はさらに大きく低下し、結果としてκ受容体選択性が向上した。本化合物は、結合様式4をとっていると推察される。活性評価系については、CellKeyTM Systemを用い(ヒト受容体発現細胞を使用)、μ、δ、およびκ受容体に対する作動活性を評価できることを確認した。また、GTPγS結合評価系(ヒト受容体発現細胞を使用)も立ち上げた。さらに、δ受容体に対してではあるが、両評価系による結果がよい一致を示すことが明らかとなった。当初より結合様式2の化合物は市販品(U-50,488HやU-69,593)を用いる計画であったため、予定通り、結合様式13の化合物をそろえることができた。結合様式3の化合物としてはブレマゾシンなどのベンゾモルファン類もある。これら化合物については未合成ではあるが、「9.研究実績の概要」に記載したように、TRK-820から設計した結合様式3の化合物は合成済みである。また、シクロヘキセン誘導体(フェノール環に相当する嵩高さはあるが、フェノール環に由来するπーπ相互作用およびフェノール性水酸基との水素結合は期待できない)がTRK-820に匹敵するκ受容体親和性を示し、κ受容体選択性も向上したという結果は、結合様式3の存在を支持していると考えられる。なお、今後ベンゾモルファン類が必要となった場合には、文献記載の方法による合成または市販化合物を購入することにより対応可能である。結合様式13の化合物はそろえることができたが、作動薬か拮抗薬かの評価が遅れ気味である。
核膜タンパク質Lem2・Lnp1による核膜構造制御機構の解析

核膜タンパク質はクロマチン機能を高度に制御することで、細胞活動に伴うダイナミックな遺伝子発現変動を可能としている。しかし、核膜タンパク質は機能重複が多く解析が困難なことから、制御機構の全容は未だ明らかになっていない。本研究課題では核膜タンパク質Lem2とLnp1がクロマチンだけでなく核膜構造にも影響することに着目し、Lem2・Lnp1が核膜構造を制御する分子メカニズムを遺伝学・細胞生物学・生化学的手法を用いて解析することで、核膜タンパク質による核膜構造を介したクロマチン制御機構を明らかにする。
piRNA末端形成における2つのヌクレアーゼの使い分けの解析

本研究は、カイコpiRNAの末端形成において、2つのヌクレアーゼTrimmerおよびNibbler (Nbr)の使い分けを明らかにすることを目的としていた。しかし予想に反し、Nbrノックアウト細胞においてpiRNAの長さに対する影響が認められなかった。このため当初の計画を変更し、並行して作製したTrimmerノックアウト(Tri-KO)細胞を用いて、Trimmerの基質となるpiRNA前駆体(pre-piRNA)の性質とその生成機序を解析することにした。先行研究からpre-piRNAの3'末端は、エンドヌクレアーゼZucchini/MitoPLDによる切断、または下流のPIWIタンパク質による切断のいずれかにより形成されることが報告されており、その依存度はPIWIタンパク質の種類や種間で異なることが知られていた。Tri-KO細胞のpiRNAシーケンス解析から、カイコの場合、PIWIタンパク質の種類に依らず、両方の経路がpre-piRNAの3'末端形成に機能していることが明らかとなった。一方で、BmZuc切断に伴うphased piRNAの産生は、Siwiのpre-piRNA生成と相関しており、phased piRNAも主としてSiwiに取り込まれることが明らかとなった。また、ランダムライブラリを用いたスクリーニング解析から、BmZucにより切断されやすいpre-piRNAには特定の配列モチーフが存在することを見出した。さらにTri-KO細胞の抽出液を用いて、in vitroにおいてBmZuc切断によるpre-piRNA産生を再現できる実験系を構築し、BmZucが35 nt程度のpre-piRNAをRNAヘリカーゼBmArmi依存的に生成することを実証した。2つのヌクレアーゼTrimmer、Nbrの基質となるpiRNA前駆体の違いを明らかにするため、本年度は、まずTrimmerおよびNbrのノックダウン細胞からsmall RNAライブラリを作製し、両者の相違を解析した。既に報告しているように、TrimmerノックダウンではpiRNA全体のわずかな伸長がみられたが、Nbrノックダウンでは、全piRNAを対象とした場合、piRNAの伸長は極めてわずかにしか認められなかった。一方、一部のpiRNAにおいて、NbrノックダウンでpiRNA前駆体と思われる長いpiRNAの蓄積が認められた。しかし、前駆体の蓄積と相関した成熟型piRNAの減少は認められず、長いpiRNAの蓄積が、Nbrによるトリミングが阻害されたことに起因するのか疑問が生じた。上記結果を確認するため、さらにTrimmerおよびNbrノックアウト細胞の樹立し、これらを用いて同様なsmall RNAライブラリを作製し、piRNAの性状を解析した。Trimmerノックアウト細胞では、Trimmerノックダウンと同様な表現型がみられたが、Nbrノックアウト細胞では、ノックダウンでみられた全piRNAのごくわずかな伸長は検出できなかった。さらに、トリミング活性を評価するin vitro実験においても、Nbrノックアウト細胞のライセートは野生型細胞のライセートと同等のトリミング活性を示したことから、カイコにおいては、NbrはpiRNA末端形成に寄与していないと判断した。一方で、一部のpiRNAにおける前駆体様の長いpiRNAの蓄積は、Nbrノックアウト細胞において観察された。これらのことから、一部のpiRNAにおいて、NbrはpiRNA前駆体の末端トリミングとは異なる過程に関与しており、その阻害は前駆体様の長いpiRNAの蓄積を引き起こすと考えられた。研究計画自体は予定どおりに進行したが、当初の予想とは異なる結果が得られ、研究計画の見直す必要が生じたため。Nbrノックアウト細胞を用いた解析から、カイコNbrはpiRNA末端トリミングに寄与しないことが示唆されたため、当初の計画を変更し、今後は本年度の解析で樹立したTrimmerノックアウト細胞を用いた解析を行う。Trimmerノックアウト細胞では、トリミング前のpiRNA前駆体が蓄積することが予想される。piRNA前駆体は、エンドヌクレアーゼZucchiniにより産生されると考えられているが、Zucchiniの作用機序については不明な点が多い。Trimmerノックアウト

細胞は、piRNA前駆体の性状やZucchiniの作用機序を解析する上で有用なツールになる可能性が高いことから、今後は、Trimmerノックアウト細胞を用いたpiRNA前駆体の形成機構について解析を行う。当初の研究計画での予想と異なる結果が得られ、本来進めるべき実験の見直しを行ったため、次年度使用額が生じた。これらは、次年度新たに進める実験計画、Trimmerノックアウト細胞を用いたpiRNA前駆体の形成機構の解析に用いる。具体的には、(1) Trimmerノックアウト細胞を用いたin vitroアッセイに必要な実験試薬および核酸合成費(2)抗体作製費(3)次世代シーケンサーを用いたZucchiniノックダウンによるpiRNAへの影響の解析に関わる費用に充てる予定である。
イオンビームとレーザービームプロセスによる光機能性シリコンナノ結晶の形成

シリコンは電子デバイスとしては広く利用されており、極めて有用な材料であるが、発光デバイスとしては殆ど利用されていない。本研究はこの様なシリコンをナノ結晶化することで、モノリシック化された機能性デバイスとして応用することを、イオン・レーザービーム融合したプロセスにより達成しようとするものである。具体的には、イオン注入により過飽和固溶体を形成し、急速加熱、エキシマUV・レーザー光照射などを組み合わせた手法で、プロセスの低温化と発光強度増強の可能性を探ることを主な目的としている。二酸化シリコンにシリコンをイオン注入し、高温熱処理することで、シリコンナノ結晶が形成され、それとともに可視発光(おもに赤色)が観測される。発光効率(強度)の向上、発光波長の可変性、プロセスの低温化は実用的なデバイスを開発する上で重要な問題となる。私たちの提案している発光モデルでは、発光波長、強度はシリコン結晶のサイズそのものだけに依存しているわけではなく、その局所構造、並びにナノ結晶間の距離(相互作用)などが影響を及ぼしていると考えている。すなわち、発光強度はナノシリコン結晶の数に比例し、その数密度の変化に伴い発光波長も増強できることが期待される。前年度の研究では、アブレーションの諸条件(ガス圧、レーザー強度、基板温度等)の発光への影響を詳細に調べた。今年度の研究では、短波長のエキシマ光の照射や急速加熱の発光に及ぼす影響を調べた。さらに、国際会議での招待講演を2件依頼され、本研究の成果を中心として、講演を行った。しかしながら、勤務先大学で副学長の職にあり、大学院改革のための書類作成とそのための学内対応等に追われ多忙であったため、当初設定した、エフォートを今年度は確保することができなかった。そのため、1年間の期間延長申請を行った。イオン注入のみではなく、酸素雰囲気中でレーザーアブレーション(PLD)法により作製された試料からも類似の発光が確認できることが明らかになった。また、発光強度に及ぼす諸条件を変化させ、発光強度を最適化するための条件をほぼ特定することができた。これらをもとに、イオン注入の条件の詳細を決定のための基礎データも得ることもできた。さらに、作製後の試料に紫外エキシマ光を照射し、急速加熱することで発光強度が増強できることも確認できた。今年度のこれらの研究で、発光強度、発光波長等を決定するためのキーファクターが決定されつつあり、次年度以降実施する予定の研究のための準備が整った。研究遅延の理由が解消したため、最終年度は研究時間を確保することができる見込みである。今年度までに得られた研究結果を総合的に整理し、ナノシリコン結晶の実用的なデバイスを開発する上で重要な課題となる発光効率(強度)向上の方法、プロセスの低温化、発光波長の可変性などを詳細に検討する。特に、シリコン注入と光プロセスを組み合わせ、欠陥制御、析出、拡散、核生成・成長、結晶化プロセスを自在に制御することを次年度以降で試みる。また、今年度は研究成果を報告することはできなかったが、次年度は、成果を学術論文のみならず、国際会議の場でも発表する予定である。今年度の研究では、これまでイオン注入により作製していた試料をレーザーアブレーション(PLD)法により作製し、その類似性、ならびに相違点を調査した。特に、アブレーションの諸条件(ガス圧、レーザー強度、基板温度等)の発光への影響を詳細に調べた。この手法はイオン注入法に比べ、簡便に条件を制御することができることから、イオン注入の条件決定のために極めて有効である。研究実績の概要欄に記載した通り、イオン注入のみではなく、酸素雰囲気中でレーザーアブレーション(PLD)法により作製された試料からも類似の発光が確認できることが明らかになった。さらに、作製後の試料にエキシマ光等を試験的に照射し、発光強度を増強できることも確認できた。

本研究はこの様なシリコンをナノ結晶化することで、モノリシック化された機能性デバイスとして応用することを、イオン・レーザービーム融合したプロセスにより達成しようとするものである。具体的には、イオン注入により過飽和固溶体を形成し、急速加熱、エキシマUV・レーザー光照射などを組み合わせた手法で、プロセスの低温化と発光強度増強の可能性を探ることを主な目的としている。二酸化シリコンにシリコンをイオン注入し、高温熱処理することで、シリコンナノ結晶が形成され、それとともに可視発光(おもに赤色)が観測される。発光効率(強度)の向上、発光波長の可変性、プロセスの低温化は実用的なデバイスを開発する上で重要な問題となる。私たちの提案している発光モデルでは、発光波長、強度はシリコン結晶のサイズそのものだけに依存しているわけではなく、その局所構造、並びにナノ結晶間の距離(相互作用)などが影響を及ぼしていると考えている。すなわち、発光強度はナノシリコン結晶の数に比例し、その数密度の変化に伴い発光波長も増強できることが期待される。前年度の研究では、これまでイオン注入により作製していた試料をレーザーアブレーション(PLD)法により作製し、その類似性、ならびに相違点を調査した。特に、アブレーションの諸条件(ガス圧、レーザー強度、基板温度等)の発光への影響を詳細に調べた。今年度の研究では、短波長のエキシマ光(172nm)の照射や急速加熱の発光に及ぼす影響を詳細に調べた。その結果、イオン注入試料で観測された効果と同様に、発光強度の増強を確認することができた。研究実績の概要欄に記載の通り、イオン注入のみではなく、酸素雰囲気中でレーザーアブレーション(PLD)法により作製された試料からも類似の発光が確認できることが明らかになった。また、発光強度に及ぼす諸条件を変化させ、発光強度を最適化するための条件をほぼ特定することができた。これらをもとに、イオン注入の条件の詳細を決定のための基礎データも得ることもできた。さらに、作製後の試料に紫外エキシマ光を照射し、急速加熱することで発光強度が増強できることも確認できた。今年度のこれらの研究で、発光強度、発光波長等を決定するためのキーファクターが決定されつつあり、次年度以降実施する予定の研究のための準備が整った。シリコンは電子デバイスとしては広く利用されており、極めて有用な材料であるが、発光デバイスとしては殆ど利用されていない。
アルキル化剤によるがん原性DNA変異の生起とその抑制機構

アルキル化剤でDNAを処理すると少くとも12種の異なったアルキル化塩基が生じることが知られているが、そのうち細胞の癌化に最も関係するのは【O^6】-メチルグアニンと考えられている。そこでこの異常塩基を修復する酵素(【O^6】-メチルグアニンDNAメチルトランスフェラーゼ)を中心に研究した。この酵素の遺伝子adaは前年度までの研究で大腸菌K-12株からクローニングし、その塩基配列も決定することができた。本年度の研究ではこの遺伝子のメチル受容部位と考えられるシステイン残基をアラニンで置き換えた変異型蛋白を作製した。そのためにクローニングした遺伝子の所定の部分を合成オリゴヌクレオチドを用いて改変し、変異型の蛋白質を大腸菌でつくらせた。その結果N末端近くに位置するシステイン残基(Cys69)がメチルホスホトリエステルからメチル基をうけとり、またC末端近くに位置するシステイン残基(Cys321)が【O^6】-メチルグロアニンからメチル基をうけとることが明らかになった。次にクローン化したada遺伝子をこの酵素を欠くヒト培養細胞へ移入し、その効果をみた。適当な発現ベクターにつないで宿主染色体に組み込み、メチルトランスフェラーゼを大量につくらせるとニトロソグアニジンの致死効果に対して著しく抵抗性を獲得することがわかった。このことは【O^6】-メチルグアニンがヒトの細胞における主要な致死損傷であることを強く示唆する。この他にメチル化塩基をDNAから除去する2種のグリュシラーゼの遺伝子alkAとtagもクローニングし、その産物の同定と性格づけを行った。また紫外線などによるDNA損傷を修復する酵素の遺伝子についての研究も行い、Mtcrococcus lutensから修復エンドヌクレアーゼの遺伝子をクローニングするとともにT4ファージの修復エンドヌクレアーゼの遺伝子を化学合成し、大腸菌で発現させることに成功した。
住居管理関連職能の実態と専門化に関する研究

本研究は二つが分かれる。(1)分的住宅の管理専門職能の実態と課題を明らかにする部分。(2)木造住宅の木部管理および住宅の耐用年数と管理について明らかにする部分である。(1)では,主として大阪府営住宅,東京都営住宅および奈良県営住宅を事例として取り上げ,管理専門職能の実態と課題について,当該部局への資料収集および聞き取り調査,現地への観察旅行をして居住者・自治会役員等への聞き取り調査を行った。併せて住居管理先進国であるイギリスの公営住宅管理に関する研究文献の一部翻訳を行い参考とした。これらの結果概要は,1)住居管理職能は必ずしも専門的に把えられておらず,その担い手の地位や社会的専門意識は必ずしも高くない,2)居住者の基礎的自治組織の自治会は,住居管理の面でも実質的役割を果さざるをえない,3)住居管理を組織的,専門的に進めることには,イギリスの経験も考慮し,「資格」を持った「居住地管理士」といった専門職能人を日本でも養成活用が望ましい。研究の(2)では二つの調査を行い分析している。住宅の木部保存法の今昔についての調査からは,べにがらを塗る方法は京都を中心に,漆を塗る方法は日本海側地方で行われていた等若干の地域性が明らかとなった。現在は,どの地域も化学薬品処理が主で,住宅内部の手入れでは昔は地域性なく米ぬか等で磨いていたことも判った。住宅の耐用年数と管理についての意識調査では,日常管理以外の「木部鉄部の塗装」,「排水管の清掃」については専門業者の手を必要とすることが判った。又,専門家による家屋の点検を18%の人が有料でも利用すると回答している。さらに,望ましい住宅の耐用年数を50年とする人が多い,という結果となった。本年度、主に次の三点の作業をし研究課題への基本的接近をはかった。(1)都市集合住宅地での住居管理関連職能の発生と展開、現状と問題点を聞き取り、資料収集調査により大枠を把握した。具体的には、わが国で最初の本格的ニュータウンである大阪府の千里ニュータウンにおいて、大阪府営、都市・住宅整備公団、大阪府住宅供給公社それぞれにおける住居管理関連職能を明らかにするため、現地で観察調査もしながら聞き取り資料収集を行った。この結果、大略良く似た賃貸住宅を管理しているにもかかわらず、そのやり方において共通性よりも独自性が際立っており、又、同じニュータウンに接して建っているにもかかわらず、管理部局同士の横のつながりが希薄なことも判明した。これらの理由、今後の課題を更につっこんで明らかにする要がある。これらの観察調査に当って住棟の状態を客観的に記録するため「マミヤM645スーパー」カメラを活用した。(2)伝統的木造住宅の管理に関して「木造住宅フォーラム」の会員100名(各県2、3名)に対し、住宅内外の木部保存について、各地方での伝統的方法、一般庶民の日常管理慣習等につきアンケート調査をした。その結果、外部については白蟻防止に事前に塩水に浸す、木材中の不純物除去のため流水に浸す、焼き板とする、紅がらを塗る、長期間乾燥させる等が、内部については柱などにウルシを塗る、囲炉裏の煙やヤニが防腐防虫に役立った等が、それぞれの地方的伝統としてあげられたが、単に材料に対する配慮だけでなく、通風を良くする等の構造的視点も重要なことが判明した。庶民の日常管理では、柱や床を磨くには、袋に入れたぬか、おから、ごま等が良しとされ、水拭きは木部を黒くするので汚れた場合や気の張らない場所でのみ行われた傾向にある。(3)イギリスの住居管理のテキスト

Housing Managementの一部翻訳をし、住居管理職能の日英比較のための基礎作業に着手した。本年度は、主に次の二つのことを行った。一つは、公的な住宅管理の一つの代表として大阪府府営住宅を取り上げて、その管理のシステム、実態、問題点を資料収集、聞き取り調査により明らかにしようとした。その際、大阪府本庁の住宅管理部門だけでなく、草の根の現地管理事務所へも出向いて最前線の担当者からも聞き取りを行った。また、大阪と同じく膨大な公営住宅をかかえる東京都の都営住宅の管理の仕方について比較検討する視点から二度程調査に出向き、ここでも都庁における資料収集、聞き取りにとどまらず、現場へも足を運んで、目と耳で確かめる作業を行った。さらに、その際、公営住宅の管理における先輩国とも言えるイギリスの公営住宅のやり方、特に最近の「マネ-ジメント・コ-ポラティヴ」(協同組合的管理のやり方)や「プライオリティ・エステ-ト・プロジェクトPEP」(優先団地集中管理法)などを事例的の取り上げて教訓を読みとろうとした。第二には、住宅の作り手と住まい手の管理上の問題は何であり、それらをどのように分担していったら良いかを明らかにするため、大阪府南部地域において戸建住宅の場合を主としてアンケ-ト調査を実施した。調査の具体的内容の主な点は、居住者が、住宅管理上で困難を感じている点、居住者が実際出来る住宅管理、業者に専門的に仕せてしまいたい住宅管理は何かの他に住宅の耐用年数についての期待や意識などについてである。これら二つの点についての調査を中間的にまとめつゝあるが、さらに詰めて、初年度の成果も合わせ最終年に、最終的まとめをする予定である。本年度は二つの調査を行った。一つは、奈良県営住宅の管理システムと管理職能を担う人達の位置づけについて、同時に住宅団地における自治会の住宅管理にかかわる役割についても行ったものである。その結果(1)奈良県は,県営住宅管理全般を奈良県住宅供給公社に委託している。(2)現地におもむく管理人として,団地の規模により専任管理人と巡回管理人にわかれる。(3)現地における管理人として,居住する県職員より「管理人」が選ばれている。(4)以上の,人的システムでは不十分なので,団地自治会が住宅管理にかかわらざるをえなくなっている。もう一つの調査は,住宅の耐用年数と管理に関するもので,東京50名,大阪50名,広島30名について意識調査を行った。住宅の耐用年数については,50年を希望する人が最も多く,ついで30年であった。50年以上の耐用年数を望む人は,「よい家を建て長くもたせない」,「一度は自分で建てない」などをあげ,20年30年を希望する人は,「ロ-ンが終るから」や「家族構成が変わると生活が変わる」ことをあげている。住宅の日常管理は,ほとんど「家庭でできる」としているが,「木部と鉄部の塗装」と「排水管の清掃」等は,専門業者の助けを必要としている。又,専門家による家屋の点検については,18%の人が有料でも利用すると答えた。特に一戸建では,「屋根」「外壁」「シロアリ」「木部の腐朽」「ガス配管」「排水管」などを,集合住宅では「給水管」「排水管」の点検を望んでいることが明らかとなった。