hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造変化する二重ラセン分子の開発と運動機能性物質への応用

本研究は,ランダムコイル-二重ラセン構造変化という分子レベルの挙動を利用して順次階層を上げることで運動機能性物質を構築することを目的としている.本年度は,分子レベルの現象をマクロな運動に結び付けるために,ヘテロ二重ラセン分子による集合体形成を調べた.エチニルヘリセンオリゴマー四量体/五量体を用い,直鎖状デシルオキシカルボニル側鎖と分岐状4-メチル-2-(2-メチルプロピル)-1-ペンチルオキシカルボニル側鎖を有するオリゴマーを用いた三種の組み合わせを用いて繊維・ゲル形成を比較した.三種の組み合わせはいずれもトルエン中で繊維状集合体を形成してゲル化し,ゲル化濃度などの性質は側鎖構造によって調節可能であった.ジエチルエーテル中では,三種の組み合わせはいずれもシクルを形成し,側鎖構造の組み合わせによって大きさを調節することが可能であった.透過電子顕微鏡(TEM)によって求めたベシクル膜厚は約2nmであり,これはMacroModel 8.6を用いて計算化学的に求めたヘテロ二重ラセンの高さ1.9nmとよく一致した.また,ゲルおよびベシクルはヘテロ二重ラセン形成時と類似のCDおよびUV-Visスペクトルを与えた.これらの結果から,ヘテロ二重ラセンが側面方向に会合して単分子膜を形成し,湾曲することで繊維状およびベシクル状集合体を形成すると結論した.これは,ヘテロ二重ラセン複合体の分子構造によって引き起こされる新たな種類の集合体形成である.また,二重ラセン分子の自発的な集合によって規則的な組織を形成し得るので,運動機能性物質構築のために有効な結果である.さらに,エチニルヘリセンオリゴマー四量体ふたつを16炭素リンカーで連結した環状オリゴマーを,鎖状五量体と混合すると,モル比1:2で会合して分子間ヘテロ二重ラセンを形成し,ネマチックおよびコレステリック液晶を形成することを見出した.この結果により,筋肉のような異方性ある運動機能性物質を構築できる可能性を示した.光学活性エチニルヘリセンとメタフェニレンを連結したオリゴマーについて,パーフルオロオクチル側鎖とデシルオキシカルボニル側鎖を交互に有する(P)-体オリゴマーの4量体から10量体を順次合成した.この8量体とデシルオキシカルボニル側鎖のみを有する(M)-体オリゴマー8量体とのヘテロ二重ラセン形成をCDスペクトルによって調べた.パーフルオロオクチル側鎖を有するオリゴマーを用いた場合に比べて,二重ラセン-ランダムコイル間の構造変化の可逆性と溶解度が改善された.また,鎖長の組み合わせによって会合の強度を制御できることがわかった.側鎖の配列を変えた6量体を合成したところ,可逆性がさらに改善され,加熱によって完全なランダムコイル構造に解離させることが可能になった.本研究は二重ラセン分子の構造変化に基づいた運動機能性物質の開発であり,分子レベルでの可逆性の改善は重要な成果である.運動機能性物質の単位構造として,デシルオキシカルボニル側鎖を交互に有する6量体ふたつをヘキサデカメチレンリンカーで連結した環状オリゴマーを合成した.この環状オリゴマーが分子内ホモ二重ラセンを形成することを,CDスペクトルと蒸気圧オスモメトリー法を用いて明らかにした.また,上記1.の知見をもとに交互の側鎖を有する鎖状オリゴマーとのヘテロ二重ラセン形成を調べたところ,分子間会合よりも分子内会合が優先的に起こるという一般的な傾向に反して分子間ヘテロ二重ラセンを形成することが分かった.分子間会合は高次構造を形成する有効な手法であり,環状オリゴマーを多数会合させて運動機能性物質の構築に利用できる可能性を見出した.本研究は,二重ラセン分子が組織的に秩序ある運動を行うシステムを構築して階層的に物質を徐々に大きくすることで,ナノメートル単位の分子の挙動を目に見える異方的な運動に変換することを目的としている,この基盤として,異なる二本鎖,すなわち(M)-体と(P)-体のエチニルヘリセンオリゴマーが選択的に会合することに着目し,研究を進めてきた.これまでに報告した(M)/(P)複合体は,複合体間の相互作用によって高次会合を形成するため溶解度が低く,会合次数が確認できなかった.そこで立体的障害により高次会合を抑制するため嵩高いアルキル基を側鎖に有するオリゴマーを合成した.条件を検討した結果,沈殿などが生じていない均一な(M)体と(P)体の混合溶液が得られ,蒸気圧オスモメトリー法による分子量測定が可能になった.会合体の分子量は,二本鎖が1:1で会合したヘテロダイマーの分子量と良い一致を示した.また,この溶液は強い円二色性を示した.これらの結果より,(M)/(P)複合体が不規則な多分子会合体でなくヘテロ二重ラセンであると結論付けた.本研究の基盤となる分子レベルの会合を明確にしたことは重要な成果である.また,この嵩高い側鎖を有する(M)-体と(P)-体オリゴマーのジエチルエーテル溶液を混合し,雲母基板上での表面構造を原子間力顕微鏡で観察したところ,ドーナツ状の凹凸が多数観察された.ベシクル,すなわち内部に空洞を有する球体が形成されていると考えられる.また,この会合形成が側鎖や鎖長の組み合わせおよび濃度に依存することがわかった.水素結合部位を持たない低分子化合物から形成されるベシクルの例として希少な例である.

この会合がヘテロ二重ラセンを経て形成されるならば,ナノメートル単位の二分子会合をマイクロメートル単位の規則的な会合体に階層を上げる足掛かりとなるため,本研究の目的のためにも重要な結果である.本研究は,ランダムコイル-二重ラセン構造変化という分子レベルの挙動を利用して順次階層を上げることで運動機能性物質を構築することを目的としている.本年度は,分子レベルの現象をマクロな運動に結び付けるために,ヘテロ二重ラセン分子による集合体形成を調べた.エチニルヘリセンオリゴマー四量体/五量体を用い,直鎖状デシルオキシカルボニル側鎖と分岐状4-メチル-2-(2-メチルプロピル)-1-ペンチルオキシカルボニル側鎖を有するオリゴマーを用いた三種の組み合わせを用いて繊維・ゲル形成を比較した.三種の組み合わせはいずれもトルエン中で繊維状集合体を形成してゲル化し,ゲル化濃度などの性質は側鎖構造によって調節可能であった.ジエチルエーテル中では,三種の組み合わせはいずれもシクルを形成し,側鎖構造の組み合わせによって大きさを調節することが可能であった.透過電子顕微鏡(TEM)によって求めたベシクル膜厚は約2nmであり,これはMacroModel 8.6を用いて計算化学的に求めたヘテロ二重ラセンの高さ1.9nmとよく一致した.また,ゲルおよびベシクルはヘテロ二重ラセン形成時と類似のCDおよびUV-Visスペクトルを与えた.これらの結果から,ヘテロ二重ラセンが側面方向に会合して単分子膜を形成し,湾曲することで繊維状およびベシクル状集合体を形成すると結論した.これは,ヘテロ二重ラセン複合体の分子構造によって引き起こされる新たな種類の集合体形成である.また,二重ラセン分子の自発的な集合によって規則的な組織を形成し得るので,運動機能性物質構築のために有効な結果である.さらに,エチニルヘリセンオリゴマー四量体ふたつを16炭素リンカーで連結した環状オリゴマーを,鎖状五量体と混合すると,モル比1:2で会合して分子間ヘテロ二重ラセンを形成し,ネマチックおよびコレステリック液晶を形成することを見出した.この結果により,筋肉のような異方性ある運動機能性物質を構築できる可能性を示した.
認識主体別監査品質モデルの提示と分析

IAASBによる監査品質フレームワークの規定内容を検討した。その結果、監査品質にとって中核となる要素は、監査人の経営者に対する批判的態度であると考えられた。そこで、経営者に対する監査人の批判的態度のより十分な発揮を通じて監査品質の向上に貢献しうる方策について検討した。その結果、監査の品質を高めるためには、i)公益への貢献を制約する文書に監査人が署名することにより監査人自身の誠実な業務遂行に対するコミットメントを強化すること、ii)経営者に対する異議申し立てと重要な是正内容を監査報告書において公表すること、iii)監査人の選任を監査役等に行わせること等の方策が有用であると考えられた。IAASBによる監査品質のフレームワークの検討が行われており、その内容を確認した。経営者に対する批判的態度が監査の品質の中核となるとの認識にもとづいて日本会計研究学会において学会発表を行った。監査品質を何らかの指標によりとらえようとする研究は、インプット、プロセス、結果(財務報告の品質や監査報告書)、および背景要因に関する指標によって監査品質をとらえようとしてきている。このような視点から監査人の機会的行動の抑制は困難であると思われる。監査人が提供する監査業務を信用財とみなすことにより、情報利用者側から見た監査品質の特性をとらえることが可能になることが分かった。そのため、これに関連する先行研究のレビューを行い、引き続き信用財の提供に関するゲーム理論を利用したモデルとその分析に関する先行研究の調査を進めている。得られた知見の一部は、「信用財としての監査の品質と監査人の戦略的行動」(『甲南経営研究第54巻第3・4号』(2014年3月)81-105頁。)において公表している。IAASBが公表している監査品質に係るフレームワークの内容を検討した。その結果、監査品質のとらえ方がステークホルダーごとに異なっていることが明らかになった。すなわち、IAASBの調査結果から、(1)経営者は1業務効率性、2業務担当チームのコミュニケーションの品質・適時性・有用性、3業務担当チームの能力と継続性を重視し、(2)統治責任者は、1監査の頑健性、2コミュニケーションの品質・適時性・有用性、3経営者からの独立性を重視し、(3)機関投資家等のステークホルダーは、1監査事務所の評判と専門的知識、2独立性の知覚、3監査を取り巻く規制枠組みの強さを重視する、ということが明らかになっている。このようにステークホルダーごとに重視する監査品質の属性は相違している。それぞれのステークホルダーが自己利益の最大化を目的として行動する場合に、実質的に監査に責任を持つ監査人の行動が監査品質に最も大きな影響を与えると考えられるが、監査人が達成すべき品質の内容は要素に分割して詳述されているものの、監査に監査人自身が要求する品質の内容についてはIAASBの報告書では調査されていない。監査人の動機が品質に大きく影響するとすれば、監査人自身の動機についても考慮する必要があると考えられる。すなわち、監査品質を考えるに当たり、監査人、統治責任者、経営者、投資者の4者の自己利益が最大化される条件を求めることが必要なのではないかと考えられた。この知見を次年度以降の研究においてさらに進展させ、当初の研究目的である監査品質の改善に資するモデルの提示を行いたいと考えている。前年度において監査品質に関するゲーム理論を用いた先行研究をレビューした結果、監査を信用財としてとらえる場合に監査人の戦略的行動(過少監査、過多監査、過剰請求)の可能性があり、それは被監査会社が監査に関して直接的に知識を得ること、監査人の戦略的行動の摘発可能性を高めること、監査人同士の競争によって監査人の戦略的行動のインセンティブを低下させることにより抑制する必要があるとの知見が得られていた。しかし、いずれも監査人の戦略的行動を十分に抑制しうると期待することができない旨が指摘されていた。このような結果は、監査品質は監査人自身の職業的専門家としての意識を高め、職業専門家としての意識に基づいて自発的に戦略的行動を放棄するよう誘導する必要があることを示唆していると考えられた。そのため、今年度は上記の結果を受けて、IAASBによる監査品質フレームワークの規定内容から、監査品質にとって中核となる要素は何であるかを検討した。その結果、監査人の経営者に対する批判的態度を監査品質の中核を形成する要素であると措定し、これに係る同フレームワークの規定内容を抽出し、経営者に対する異議申し立てに象徴される監査人の批判的態度のより十分な発揮を通じて監査品質の向上に貢献しうる方策について検討した。その結果、公益への貢献を制約する文書に監査人が署名することにより監査人自身の誠実な業務遂行に対するコミットメントを強化すること、経営者に対する異議申し立てと重要な是正内容を監査報告書において公表すること、監査人の選任を監査役等に行わせること等の方策が考えられた。

監査論当初計画では、ステークホルダーごとの監査品質の認識指標を先行研究レビューにより明らかにし、これに基づいてステークホルダー間の利害対立部分を明確化し、全体最適を目的とする場合に望ましい相互関係の在り方を考察する予定であったが、監査品質の認識指標については先行研究レビューにより明らかになったものの、全体最適を達成するために望ましい相互関係の在り方の考察までには至らなかった。IAASBによる調査結果においては、ステークホルダーごとに監査品質のとらえ方が異なること、および、監査人自身にとっての監査の好ましい性質が考慮されていないことが明らかになった。これによって、次年度以降、ステークホルダーごとに相違する監査品質のとらえ方を制度的にどのように統合して全体最適を達成することが可能であるのかについて検討するための基礎が得られたと考えている。したがって、おおむね順調に進展していると評価した。全体最適を達成するための相互関係の在り方を分析するためには、まず、全体最適と部分最適の関係の分析を行う必要がある。そのため、ゲーム理論の分野において明らかになっているこれに関する知見を明らかにする必要がある。今年度の規制当局が監査に対する規制を行う際に考慮すべき事項の検討は、この分析を含めて行う計画である。平成24年度に明らかになったステークホルダーごとの監査品質のとらえ方に関する知見に基づいて、今後は、監査に係るステークホルダー全体にとって最も好ましい状態が、各ステークホルダーごとの重視する品質の最大化によって達成可能であるかどうか、達成可能でないとすれば、どのような制度的擬制によってそれが可能になるかについて検討する。この検討を通じて、実質的に監査の品質に責任を持つ監査人の不正を見逃そうとする行動と、不正を企図する経営者の動機をどのような監査制度によって抑制し、経営者および監査人の倫理的態度を擬制することが可能であるかについて明らかにしたい。また、そもそも制度によって、自己利益最大化を目指して不正を企図する経営者の行動を規制することが可能であるのかどうかについても、より広い観点から検討してみたい。次年度使用額55,507円が生じた理由は、発注のタイミングの都合によって、入荷が次年度にずれこんだためである。すでに発注の物は入荷と検収が終わり、現時点で手元に来ている。今年度は計画通り執行予定である。次年度は、平成24年度に執行を予定していたが、製品のバージョン更新のタイミングの都合により、やむを得ず執行を平成25年度に繰り越したノートパソコンの購入、および、電子辞書の購入を計画している。また、行動ゲーム理論、行動経済学、制度論等に関する知見を得るために、これらに関連する書籍を購入する。さらに、研究内容について指導助言を得るために、東京への出張等を含めた研究会への参加を予定している。
クーロン3体系の量子カオスと化学結合の本質の解明

前年度までの研究で報告者は、Born-Oppenheimer近似が従来考えられていたよりも広範囲で成り立つことを、水素分子イオンH_2+類似のクーロン3体系に対する半古典全粒子エネルギー量子化と、Born-Oppenheimer理論の摂動論的解析から明らかにした。その成果を受け今年度は、この近似が破綻する領域を適切に記述する動力学理論の構築に取り組んだ。また、カオス系の半古典量子化の機構を検証した。これらの研究は、プロトン移動や電子移動などの化学反応がカップルすることで誘起される長距離相互作用を詳細に解析し、分子の決定論的な非断熱ダイナミクスの理論を確立するための土台となる。報告者は、量子化学計算(ab initio分子軌道計算)を取り込んだ、原子核の運動と強く相互作用して運動する電子の動力学理論の開拓に取り組んだ。今後の研究では、核と強くカップルした電子波束の動力学理論を確立することにより、確率論的ダイナミクスとは対照を成す、電子状態の変化に仲介される核のダイナミクスのような、決定論的な非断熱分子ダイナミクスを記述する理論の確立を目指す。さらに報告者は、カオス系の半古典量子化の機構を詳細に調べ、数値計算で発散する因子を除いた近似的半古典相関関数が、カオス領域において正確にエネルギー固有値を与えることを、数値的に明らかにした(研究発表欄参照)。この研究によって、分子の高励起状態のような、量子力学の直接適用が困難である多自由度カオス状態のエネルギースペクトル計算が可能になり、分子振動や構造転移ダイナミクスに関する深い知見が得られることが期待される。本研究で報告者は、現代分子科学の基礎であるボルン-オッペンハイマー近似を、分子を構成する粒子の質量比の変化という観点から捉えなおし、その適用限界が従来考えられているよりも広範囲にわたるという事実を理論的に明らかにした。本研究は、水素分子イオンH_2^+類似のクーロン3体系に対する半古典全粒子エネルギー量子化と、ボルン-オッペンハイマーの理論の摂動論的解析から構築される。研究の前半部分では、水素分子イオンH_2^+と、その電子をミューオン、反陽子、そしていくつかの仮想粒子で置換した分子の制限された運動を考え、EBK量子化ならびに、報告者によって以前提案された半古典量子化の手法であるrenormalizedAFCを適用した。2つの半古典手法から計算された結果を比較することによって、BO近似における誤差が(負電荷質量)/(陽子質量)の1.5乗に比例することを数値的に発見した。後半部分では、上で述べた数値的発見を受け、ボルンとオッペンハイマーが展開した摂動理論において、5次のエネルギー項がゼロであることを証明した。彼らの仕事では、質量比の1/4乗を摂動パラメータとする摂動展開において、エネルギーの0次項が電子エネルギーに対応し、2次項、4次項がそれぞれ核の振動および回転のエネルギーに対応することが示されていた。つまり本研究で証明された事実を換言すると、BO近似に対する最低次オーダーの補正がゼロということである。それ故非ゼロの補正は質量比6/4乗に比例する6次の項から始まることを意味する。これは上で得られた数値的観察と一致する。その結果、従来多くの文献において、質量比が小さい場合に適切であると理解されていたボルン-オッペンハイマー近似が、実際にはその適用範囲がより広範囲であることが示された。
精密編年確立を主眼とした三角縁神獣鏡研究

三角縁神獣鏡の精密編年を確立し、その前提作業となる三角縁神獣鏡製作技術を鋳造実験も交えて解明する。我々の共同研究で、従来の編年より細かく三角縁神獣鏡の製作順序を決定できることがわかった。この成果を基に下記の諸問題を追求する。1近年の前期古墳編年研究では、三角縁神獣鏡の編年が重要な決定要素であり、完成した精密編年を基に前期古墳編年の再検討と再構築をおこなう。2三角縁神獣鏡のライフサイクル「製作ー保管ー分配ー受領ー副葬」の諸形態を検討するために、三角縁神獣鏡各個体の製作順序を明確にすることが、推論の精度を高める効果がある。3三角縁神獣鏡製作技術の鋳鏡史上での位置づけを確定する。
価値観に根ざした環境配慮行動促進策の提案：東洋・西洋社会における横断・縦断研究

当該年度は、異なる文化的背景を持つ社会における環境態度・環境配慮行動の関係性分析および行動促進方策の効果検証を行った。日本・中国において省エネルギー行動に関する質問紙調査を実施し、比較分析を行った。生物主義的態度が環境意識を高め、意図・行動につながる基本的構造は、両国において共通することがみとめられた。一方で、行動に対する心理的障壁要因において、日本では「古くさい考え」等が、中国では「他者との比較」等が強く認識されていることが明らかとなった。また、行動に対する心理的障壁自体は日本においてより強く認識されているものの、行動意図への抑制関係は中国においてより強いことがみとめられた。さらに、中国大連市在住世帯を対象に、省エネ効果情報提供による環境意識・電力消費量変化検証実験を行った。個別世帯の電力消費量に関する履歴情報を与えた条件(個別フィードバック)と個別世帯履歴情報および他世帯との比較情報(比較フィードバック)を与えた条件では、実験介入前半において電力消費量の減少傾向がみられた。また、比較フィードバック条件では、省エネ行動および生物主義的態度の向上、および他者との比較に関する心理的障壁の緩和がみとめられた。日本・マレーシアにおいて食品廃棄に関する質問紙調査を実施し、比較分析を行った。食品廃棄に関する問題意識は両国共通して高いことが明らかとなった。食品廃棄回避行動については、日本において、食べ切り・使い切り、残り物活用、食品保存、の項目において取り組みが高い傾向がみとめられた。また、茨城県住民を対象に、食品廃棄抑制促進のための情報提供介入実験を行った。一般情報提供条件・節約情報提供条件が介入前半に食品廃棄量抑制傾向をもたらした後に介入前水準に増加した一方で、環境影響情報提供条件は緩やかながら一定して減少傾向であった。本研究対象文化圏のうち、一部地域についての実験調査実施が完了しなかった。早期に文化交差型の実験調査を対象国において実施し、環境配慮行動促進方策の設計と効果検証を推進する。2016年度は、潜在的・顕在的な環境態度・環境配慮行動をそれぞれ計測する手法の設計と妥当性検証および態度・行動変容促進方策の予備検討を行った。具体的には、これら4項目間の関係性を明らかにするとともに、映像視聴による変容方策の効果検証を行った。まず、文献調査および研究協力者との議論にもとづいて、計測に使用する実験プログラムと質問紙調査の設計を検討した。これらの予備検討を経て、環境態度と環境配慮行動意図を計測するための潜在連合テスト(IAT)および質問紙を作成した。質問紙では、環境態度・行動意図を尋ねる質問項目のほか、価値観や気分などを計測する項目を設けた。また、変容方策の検証のために、公園や緑道などの自然環境、ビルや道路などの人工環境、両者が混在した環境(混合環境)をそれぞれイメージさせる3つの映像資料を作成した。予備実験(n = 106)による実験・質問紙回答データを用いた相関分析の結果、潜在的環境態度と顕在的環境態度、潜在的環境態度と潜在的環境配慮行動意図の間にはそれぞれ正の有意傾向が認められた。顕在的環境配慮行動を目的変数とする重回帰分析では、顕在的環境態度は正に有意な関係にあることが認められた一方で、潜在的環境態度・行動は有意な結果は得られなかった。映像視聴による変容効果(被験者間比較)は、自然環境映像視聴条件では、顕在的環境態度および顕在的環境配慮行動意図(節電、交通)が有意に向上した。一方で、人工環境映像視聴条件では、顕在的環境配慮行動意図(ごみ分別)が有意に低下した。潜在的態度・行動は、いずれの条件でも有意な変化は認められなかった。これらの予備実験結果について、研究協力者と討議し、実験設計の改良と本実験計画を検討した。実験・質問紙調査設計において、おおむね順調に進行している。異なる文化圏における固有の価値観の分析方法検討については、より詳細な検討を必要とする。当該年度は、文化的背景を考慮した価値観の抽出と環境配慮行動の関係性分析を行った。日本と中国の一般消費者を対象に、環境観(New Ecological Paradigm Scale)、文化・規範、環境配慮行動の実践・意図、行動に対する心理的障壁に関するデータを質問紙調査により収集した。その結果、日本は中国と比較して、省エネルギー行動に対する心理的障壁意識が強く、また、行動程度と負の相関がみとめられた(認識不足、無知、不確実性、行動制御認知、楽観バイアス、不平等認知、価値観の競合、否定、リスク認知等)。中国は、心理的障壁が比較的弱く、行動との相関はほとんどみられなかった。環境観は両国に共通して省エネルギー行動との高い相関がみとめられた。また、中国における潜在的・顕在的環境態度および環境配慮行動の変容要因の検証のため、ソーシャルメディアを用いたごみ減量促進方策の可能性を対象に、南京大学において予備実験を行った。ソーシャルメディア条件・統制条件の2条件被験者間比較分析において、ソーシャルメディア条件における明示的なごみ減量効果はみとめられなかったが、ソーシャルメディア上における自発的反応(コメント投稿等)とごみ排出量の間に負の相関(減量効果)がみとめられた。その他、マレーシアにおける実験調査実施に向けて、当該社会の文化・価値観、環境行動実態について、関連省庁、大学および研究所(マレーシア工科大学、マレーシアイスラム理解研究所等)において専門家との討議を行った。対象文化圏における固有の環境事情・態度と対象文化圏に共通の要因との検討進捗に遅れが生じたため、文化交差型の実験調査の実施まで完了しなかった。

当該年度は、異なる文化的背景を持つ社会における環境態度・環境配慮行動の関係性分析および行動促進方策の効果検証を行った。日本・中国において省エネルギー行動に関する質問紙調査を実施し、比較分析を行った。生物主義的態度が環境意識を高め、意図・行動につながる基本的構造は、両国において共通することがみとめられた。一方で、行動に対する心理的障壁要因において、日本では「古くさい考え」等が、中国では「他者との比較」等が強く認識されていることが明らかとなった。また、行動に対する心理的障壁自体は日本においてより強く認識されているものの、行動意図への抑制関係は中国においてより強いことがみとめられた。さらに、中国大連市在住世帯を対象に、省エネ効果情報提供による環境意識・電力消費量変化検証実験を行った。個別世帯の電力消費量に関する履歴情報を与えた条件(個別フィードバック)と個別世帯履歴情報および他世帯との比較情報(比較フィードバック)を与えた条件では、実験介入前半において電力消費量の減少傾向がみられた。また、比較フィードバック条件では、省エネ行動および生物主義的態度の向上、および他者との比較に関する心理的障壁の緩和がみとめられた。日本・マレーシアにおいて食品廃棄に関する質問紙調査を実施し、比較分析を行った。食品廃棄に関する問題意識は両国共通して高いことが明らかとなった。食品廃棄回避行動については、日本において、食べ切り・使い切り、残り物活用、食品保存、の項目において取り組みが高い傾向がみとめられた。また、茨城県住民を対象に、食品廃棄抑制促進のための情報提供介入実験を行った。一般情報提供条件・節約情報提供条件が介入前半に食品廃棄量抑制傾向をもたらした後に介入前水準に増加した一方で、環境影響情報提供条件は緩やかながら一定して減少傾向であった。本研究対象文化圏のうち、一部地域についての実験調査実施が完了しなかった。2016年度に行った予備実験結果をふまえて、実験・調査方法を改良する。また、研究対象国文化圏における固有の価値観および効果的な行動変容方策について、各国研究協力者との検討を推進する。今後は、早期に文化交差型の実験調査を対象国において実施し、環境配慮行動促進方策の設計と効果検証を推進する。早期に文化交差型の実験調査を対象国において実施し、環境配慮行動促進方策の設計と効果検証を推進する。
高温超伝導磁気遮蔽体を用いた磁気測定装置によるコアの方位測定装置の試作

地熱資源開発や深部地下空間の利用には地殻内のき裂分布や地殻応力に関するデータの取得・解析が重要となる。ボーリングはこれらの解析には重要であり、定方位コアの採取が必要とされるが、従来の方法では掘削工程の中断や多額の費用を要する等の障害があり、とくに近年開発が進められている深部ボーリングにおいてはその採取成功率が極めて低いために充分なコアの方位の把握が出来ず、地殻応力解析に大きな障害を残している。そこで、一般の実験室あるいはボーリング現場で即時にコアの方位を決定出来る、磁気測定の-熱消磁一体型の残留磁気装置を開発した。平成6年度は主に装置の設計製作と性能評価を行い、平成7年度は6年度に明かとなった装置の問題点の改良と実際の岩石の残留磁気を測定し、方位測定装置としての有効性を検討した。この装置の特徴は本来岩石に残されている残留磁気を熱消磁法によって一次磁化と二次磁化に分離測定し、その部分残留磁化のベクトルの方向からコアの方位を決定しようとするものである。そのためには、試料まわりで0.1nTの磁界測定精度と10nTに達すると言われる自然磁界の変を遮蔽する必要がある。このために酸化物高温超伝導厚膜を内蔵したクライオスタットを設計製作し、マイスナー効果で外部磁場による騒乱を排除した。さらに冷却時にパ-マロイで装置を覆うことにより冷却時の外部地場の取り込みを軽減し、磁界変動を千分の一以下にすることが出来た。加熱には赤外線イメージ炉から石英ロッドで導入した赤外線を用い、急速加熱を可能にし、銅製セルと保温剤を組み合わせた試料部の開発により試料内の温度均一性を保つことに成功した。試料の回転には超音波モーターを使用し、装置内の磁界の発生を防いだ。この装置により栗駒山安山岩の残留磁気を熱消磁した結果、部分残留磁化は現在と同方向で逆向きの逆帯磁の結果が得られ、装置の有効性が確認出来た。本年度の実績は装置の設計および試作および改良が主なるものである。1.(磁気シールド体の設計および製作)外部変動磁場の遮蔽を目的として高温超伝導体を用いたクライオスタットの設計と製作を行った。特に冷却時に生ずる外部磁場の閉じこめ効果に関しては,従来のクライオスタットの外側に,パ-マロイの円筒をかぶせることにより,その効果を低減させた。超伝導磁気シールド体を組み込んだクライオスタットとパ-マロイの組み合わせにより、クライオスタット内部の最低部分(岩石残留磁気の測定部分)の磁場変動は,外部磁場変動の1/10000以下に納まることが明かになり,初期の目的を満足する無磁界遮蔽装置が製作出来た。2.(無磁界加熱装置の設計および製作)試料の残留磁気の安定性を検討するためには熱磁気消磁が不可欠であるが,コイルによる加熱では,これによる磁場の変動が無視出来ない。このため,磁界を発生いない赤外線加熱炉を改良し,磁性鉱物のキューリ-温度まで加熱出来る装置を試作した。赤外線炉は急速昇温が可能であるが,大きい試料では試料内の温度の不均一性が問題となる。これには,試料質に銅板(3mm厚)とガラスウ-ルを被覆し用いることにより,20分で600°Cの平衡に達し,その時の試料内の最高と最低の温度差は18°C以内に収めることが可能になった。

以上2つの装置の開発により,熱消磁と磁気測定が単一の無磁場クライオスタットの中で可能になり,無磁場内の熱消磁と,従来問題となっていた試料交換に伴うセット位置のずれによる誤差や外部磁場による影響が排除出来る装置が試作出来た。1.平成6年度で試作した装置では液体窒素によりクライオスタットを冷却し、超伝導状態によるマイスナー効果で外部磁場の騒乱を排除したが、超伝導状態になるときの地球磁場による磁化を装置内に閉じこめる結果により、2個のフラックスゲート磁力計を用い、1軸のみの回転で残留磁化の方位を簡単に決定することには困難であった。この改良に、液体窒素冷却時に装置全体をパ-マロイによって覆うことにより閉じこめる地球磁場の影響をかなり軽減する事が可能になり、実際の測定では装置の方向をわずかに調整することにより測定には支障がないレベルまで改善することが出来た。2.本装置は熱消磁と残留磁化の測定を一体化しているのが特徴であるが、このために熱源として装置内に磁場を発生しない赤外線イメージ炉から発生する赤外線を用いている。しかし、試料は不均一に加熱され、赤外線の照射部とその反対側では数百度の温度差が生じた。これを改善するため、試料を厚さ2mmの銅製のセルとグラスウ-ルで覆ったことにより400°Cでは20分で5°C以内、600°Cの場合でも加熱開始から2025分後には最大20°C以内の温度均一性を得ることが出来、熱消磁を理想的に行うことが出来るようになった。また,銅セルによる残留磁化測定への影響(強度の減少)はわずかであった。3.本装置を用い岩手県栗駒山火山の安山岩試料について、残留磁化の測定と熱消磁をおこなった結果、本試料では磁化の大部分が火山岩冷却時に獲得された熱残留磁化によるものであり、各温度での部分残留磁化の傾向を明らかにすることが出来た。また、非常に微弱ではあるが、二次残留磁化の存在と方向も明らかに出来た。以上の改良により当初目的とした、コアの方位を決定するための残留磁気測定装置はほぼ今年度で完成出来た。
植物ビリンに依存した葉緑体の細胞内位置決定機構

葉緑体は光合成を営むオルガネラであり、環境の変化に応じて細胞内での分布パターンを変えることにより、常に最適の光合成速度を保つ。葉緑体の分布パターンの変化は、脱アンカー、移動、再アンカーを経て実現する。環境変化に対する初期応答である葉緑体の脱アンカーが、カルシウム-カルモデュリン制御を受けるアクチン細胞骨格の再編制によってひき起こされることを明らかにし、その仕組みにアクチン結合蛋白質ビリンが関与する可能性を示した。葉緑体は光合成を担うオルガネラであり、異なる環境条件下で細胞内の異なる場所に定位することを通して、植物体全体での光合成の最適化に寄与する。その際、葉緑体は表層細胞質において積極的にアンカーされると考えられる。その仕組みについて解析するため、ホウレンソウ葉肉細胞から細胞膜の細胞質側を露出させた細胞膜ゴーストを調製し、葉緑体アンカーがアクチン細胞骨格に依存すること、1μM以上のCa^<2+>処理により、アクチン繊維の切断もしくは脱重合および葉緑体の脱離が誘導されること、Ca^<2+>処理の効果はカルモデュリン拮抗剤により打ち消されることなどを明らかにした。これらの仕組みに関与する因子としてCa^<2+>感受性アクチン結合蛋白質であるビリンに注目し、テッポウユリで同定された植物ビリンP-115-ABPおよびP-135-ABPに対する抗体が、ホウレンソウ緑葉において、それぞれ120kDa、135kDaのポリペプチドを認識すること、これらのポリペプチドはCa^<2+>感受性のG-アクチン結合能を持つこと、120-kDaポリペプチドは葉緑体のごく近傍にドット状に局在し、135-kDaポリペプチドは葉緑体周辺のアクチン繊維と共局在していることを示した。細胞膜ゴーストをP-115-ABPおよびP-135-ABPに対する抗体で処理すると、アクチンの構築が乱れ、葉緑体の脱離が誘導された。P-115-ABPの場合、葉緑体近傍のアクチン繊維が消失し、P-135-ABPの場合、表層細胞質のアクチン繊維が消失する傾向があった。以上より、局在の異なるビリン様蛋白質が、それぞれ独立の仕組みで葉緑体アンカーに関与する可能性が示唆された。また、ホウレンソウ緑葉からRNAを調製し、他の生物で同定されたビリン遺伝子と相同なDNA部分配列を同定した。葉緑体は光合成を担うオルガネラであり、異なる環境条件下で細胞内の異なる場所に分布することにより、個葉および植物体全体における光合成の最適化に寄与する。その仕組みについて解析するため、シロイヌナズナ葉肉細胞から細胞膜の細胞質側を露出させた細胞膜ゴーストを調製し、実験系を構築した。細胞膜ゴーストをアクチン脱重合剤もしくは1μMCa^<2+>で処理すると葉緑体の脱離が誘導されたが、細胞膜ゴーストをアクチン繊維安定化剤で前処理しておくと、これらの処理による葉緑体の脱離は阻害された。本研究のもうひとつの植物材料であるホウレンソウの場合と同じく、葉緑体アンカーがアクチン細胞骨格に依存し、Ca^<2+>の制御を受けることが強く示唆された。一方、ホウレンソウ葉肉細胞に凍結置換法を適用し、間接蛍光抗体法によってアクチン細胞骨格を可視化した。弱光下に置いた細胞では、静止した各葉緑体を取り囲むような網目状のアクチン繊維の構築が観察されたが、青色強光照射もしくは高濃度Ca^<2+>と二価カチオノフォアによる処理により、網目状のアクチン繊維構築は消失し、直線状に走るアクチン繊維束が顕著となった。Ca^<2+>処理の効果は二価カチオノフォア非存在下では検出されなかった。また、青色強光照射およびCa^<2+>処理の効果は、カルモデュリン拮抗剤によって大きく抑制された。カルモデュリン拮抗剤は、青色強光によって誘導される葉緑体の細胞内分布変化を抑制した。昨年度の細胞膜ゴーストを用いた解析結果と合わせ、青色強光照射によって細胞質Ca^<2+>膿度が上昇し、カルモデュリンを介して網目状のアクチン繊維構築が消失し、葉緑体の脱アンカーがひき起こされることが強く示唆された。特徴的な分布パターンをとる際、葉緑体は表層細胞質において積極的にアンカーされていると考えられる。この仕組みについて解析するため、ホウレンソウ葉肉細胞から細胞膜の細胞質側を露出させた細胞膜ゴーストを調製し、アッセイ系を構築した。アクチン脱重合剤もしくは1μM以上のCa^<2+>

処理によって、細胞膜ゴーストからの葉緑体の脱離およびアクチンシグナルの減少が誘導されること、Ca^<2+>の効果がカルモデュリン拮抗剤もしくはカルモデュリン抗体前処理によって抑制されることを示した。カルモデュリンは細胞膜ゴーストの葉緑体上に分布し、これを抗体によって除去することによってもCa^<2+>の効果は抑制された。以上より、Ca^<2+>-カルモデュリン制御の下にアクチン細胞骨格の再構築を経て葉緑体の脱アンカーが起こることが強く支持された。Ca^<2+>-カルモデュリン感受性アクチン結合蛋白質であるビリンが葉緑体アンカーに関与する可能性を示す結果を得ていたが、テッポウユリビリン抗体によって認識されるポリペプチドをDNase Iアフィニティクロマトグラフィによって部分精製した後、質量分析し、120kDaおよび135kDaのポリペプチドが、各々シロイヌナズナの異なるグループのビリンと高いスコアを示すことを明らかにした。また、シロイヌナズナ葉肉細胞から調製した細胞膜ゴーストにおいても、葉緑体アンカーがアクチン細胞骨格に依存し、Ca^<2+>の制御を受ける可能性を示していた。質量分析により、シロイヌナズナ葉にビリンAtVLN1、2、3が発現していることを確認し、各々の遺伝子破壊株を入手して細胞膜ゴーストアッセイを行ない、特異的な過程が異常になっていることを示唆する結果を得た。
分布急尖性を考慮した量子モンテカルロ法による原子局所力計算の改善に関する研究

物質科学を対象とした量子モンテカルロ法電子状態計算においては、素朴な中心極限定理が成立しない事が明らかとなっている。この事が波動関数の変分最適化や局所力算定における数値的不安定性の原因となる。サンプリングに人為的な重みを導入した拡張アンサンブル法により高次モーメント積分の発散を抑え、エッジワース展開可能な中心極限定理に復元出来る。このような改良化サンプリング法を実装し、変分最適化計算の数値的安定性や収束速度の向上を実証した。物質科学を対象とした量子モンテカルロ法においては、サンプリングの対象空間に量子力学的反対称性に起因する発散異常節面が多数存在する事により、素朴な中心極限定理が成立しない事が明らかとなってきた。サンプリング値の分布関数は急尖性を持ち正規分布に基づく素朴な誤差解析は正当化されない。サンプリングに人為的な重みを導入した「変数変換」を施す事で、問題の根源である高次モーメント積分の発散を抑え「強い形での中心極限定理(エッジワース展開可の極限分布)」に復元する方策が可能である。このような改良化サンプリング法を第一原理電子状態計算コードに実装し研究を進めている。初年度は、対象を水素分子や一酸化炭素などの小規模分子系に限定してコード実装を進めた。全電子計算について改良化サンプリング法を適用し、同等の最適化計算が著しく高速化される事を検証した。この検証過程において、推定量生成に関わるサンプリング・ステップ数と最適化計算に関わるステップ数との違いを明確化し、これらを区分するコード実装を行った。従前の方法では、前者と後者のステップ数は同数にとるのが慣用であったが、後者のステップ数は大幅に減じても最適化計算の質には影響を与えない事を検証した。これにより、最適化計算は更に高速化される。これらの知見を成果としてまとめ、原著論文として査読付欧文誌に出版した。当該年度は、前年度に完遂されたガウシアン基底系による改良サンプリング実装を適用して、一軸性分子、具体的には窒素分子や一酸化炭素分子に関する計算を取り扱った。基底エネルギーに関する変分最適化計算につき、改良サンプリングを適用した場合に、最適化計算の数値的安定性や収束速度の向上が見られる様子を実証しつつある。本研究では、評価対象である統計推定量算定のための蓄積ステップ数、及び、変分パラメタ更新を決定するための統計蓄積ステップ数が独立である点に着目した理論に基づいている。当該年度は、この二つのステップ数の比が、対象系毎にどのように振る舞うかについて詳細に調査し興味深い知見を得た。最適化の速度向上には、この比の同定が重要な役割を持つことを明らかにし、現在、同定された比に固定し、順調に最適化計算が進行しつつある。
神経障害性疼痛における神経細胞‐アストロサイト間の双方向シグナルの解明

神経障害性疼痛は発症機序が非常に複雑で、その全容は未だに不明である。安全で治療効果の高い治療薬を開発する為には神経障害性疼痛を惹起する新たな分子メカニズムを明らかにし、創薬開発のターゲット分子を創出していく必要がある。研究代表者は痛覚情報の修飾を司る脊髄後角に着目し、後角の異常な神経興奮を引き起こす新しい分子メカニズム群の解明を目指している。これまでの研究結果から末梢神経損傷後に脊髄アストロサイトが発現する膜タンパク質Robo4が神経障害性疼痛症状の一つであるアロディニアを惹起する働きがあることを突き止めた。本年度はさらにRobo4の分子機能を明らかにする研究を行った。Robo4細胞外ドメインの精製タンパク質を脊髄髄空内に投与したところ、脊髄後角の神経興奮とアロディニアが引き起こされた。さらにこのアロディニアは脊髄ニューロンが発現するUnc5B受容体との結合によって起こることを突き止めた。次にアストロサイトにRobo4を強制発現させたところ、疼痛の原因となるサイトカイン群の遺伝子発現量が上昇した。またこの変化には細胞外ドメインは必要なくRobo4細胞内ドメインのみで引き起こされることがわかった。以上の結果から、神経障害性疼痛の病態形成に関与する脊髄アストロサイトの新しい分子メカニズムを明らかにした。同定された分子メカニズムにおいて、当初想定したニューロンからアストロサイトへ作用する分子シグナルは確認できなかった。その一方でRobo4細胞外ドメインによるアストロサイトからニューロンへと作用する疼痛惹起シグナル、そしてRobo4細胞内ドメインによるサイトカイン増加シグナルという二つの分子シグナルの存在を突き止めた。本研究によって同定された分子メカニズムを新規創薬ターゲットとした画期的疼痛治療薬の開発に繋がることが期待される。神経障害性疼痛はその激しい痛みからQOLを著しく低下させるが、いまだに有効な治療法が確立されていない。安全で治療効果の高い疼痛治療薬を開発する為には、神経障害性疼痛を惹起する新たな分子メカニズムを明らかにし、創薬開発のターゲット分子を創出していく必要がある。研究代表者は近年、痛覚情報の修飾を司る脊髄後角に着目し、後角の異常な神経興奮を引き起こす新しい分子メカニズムの解明を目指している。特に脊髄後角の神経細胞の一部に発現している分泌タンパク質Netrin-4に着目し、このタンパク質が脊髄後角の異常な神経興奮を引き起こすことで神経障害性疼痛を惹起させていることを明らかにした。この新しく同定した疼痛惹起シグナルに関連するような分子を探索する研究を進める中で、候補分子が末梢神経障害後に脊髄アストロサイトで発現して神経障害性疼痛に関与していることを示す幾つかの実験結果を得たので、その分子メカニズムの詳細な解析を行っている。本年は、神経障害後にアストロサイトで発現する候補分子の脊髄内動態の解析、そして分子機能の解明を目指した研究を行った。また候補分子の阻害が神経障害性疼痛における鎮痛効果をもたらすのかどうか、モデル動物を使った実験を行った。これまでの実験の結果から、候補分子は末梢神経損傷後の脊髄アストロサイトに特異的に発現していた。さらにこの候補分子の遺伝子発現をin vivoで阻害したところ、神経障害性疼痛モデルにおける機械性アロディニアを緩和することができた。逆にこの候補分子の精製タンパク質を脊髄髄空内に投与すると脊髄後角の異常な神経興奮を引き起こすことも分かった。以上の結果から候補分子がNetrin-4と同様に神経障害性疼痛における脊髄での神経感作に関与していることを突き止めた。ここまでの研究結果から、候補分子の神経障害性疼痛病態における脊髄での発現動態を初めて明らかにすることができた。さらに候補分子の脊髄内発現量の増加が脊髄の異常な神経興奮をもたらすこと、また候補分子の阻害によって疼痛モデルでの鎮痛効果が観察されることの二つを明らかにした。これらの実験結果から、候補分子の神経障害性疼痛への関与を世界に先駆けて証明し、画期的な疼痛治療薬の創薬開発に繋がる可能性を示すことが出来た。

本研究によって同定された分子メカニズムを新規創薬ターゲットとした画期的疼痛治療薬の開発に繋がることが期待される。今後は候補分子のノックアウトマウスの作製を進め、候補分子の神経障害性疼痛への関与についてin vivoで詳細な検証を行う。また疼痛病態下の脊髄後角における神経細胞-アストロサイト間相互作用に候補分子がどのような役割を担っているのか明らかにしていくことを目指す。さらに疼痛病態下のアストロサイトにおける候補分子の転写調節メカニズムを明らかにする為のin vitroの実験も同時並行して進める。これらの作業を行うことで、候補分子がどのように疼痛病態下の神経細胞ーアストロサイト間の相互作用、そして疼痛病態の形成と維持に関与しているのか明らかにすることが出来る。
細胞機能調整技術を活用した放射性核種封入リポソームによる固形癌内用療法の最適化

本研究では、腫瘍と正常組織におけるIn-111 ECやIn-111 DTPAを封入したリポソームの集積量を比較し、より腫瘍内集積を高める工夫を試みた。これらリポソームを複数のヒト腫瘍皮下移植マウスに投与し、体内動態を検討した。In-111 ECの網内系クリアランスには、網内系組織におけるリポソームの分解が極めて重要であった。また、In-111 EC DSPGリポソームを貪食させたRAW264細胞にトランスポーター阻害剤を添加し、どのトランスポーターがクリアランスに関与しているのかを検討した。さらに、エリブリンを前投与することにより、高分子であるリポソームの腫瘍内集積の増加が確認された。本研究目的は、細胞機能の調整を活用し、放射性核種(RI)封入リポソームによる固形癌の内用療法を最適化することである。内用療法の成功には、RIの低い正常組織内集積と高い腫瘍内集積が重要である。そこで、申請者らはリポソームに封入されたRI結合錯体の性質と各組織におけるリポソームの分解能に着目し、正常組織からはRIのクリアランスが促進される一方、腫瘍ではリポソームがマクロファージ(MF)に貪食された後でもRIが細胞内に蓄積するようなMFの細胞機能を調整する技術開発を進めている。まず、複数の腫瘍皮下移植マウスに、In-111標識されたDTPA、EC、並びに新規リガンドを封入したリポソームを投与し、体内動態を検討した。In-111 DTPAでは網内系組織(肝臓、脾臓)からの排出が見られなかったが、In-111 EC、In-111新規リガンドでは排出が確認された。また、リポソームの投与量を変えることにより、In-111 ECを封入しても網内系クリアランスが確認されず、リポソームの分解能の違いが認められた。さらに、肝臓内リポソームの状態をHPLCで解析し、intactのリポソームが確認されたため、網内系組織によるリポソームの処理能力の重要性が明らかになった。この結果をもとに、リポソームとMFの関連に着目し、まずリポソームとMFの局在を組織学的手法により解析した。さらに、In-111 DTPA、並びにIn-111 ECを封入したDSPGリポソームをMF様細胞株であるRAW264細胞に添加し、リポソームを貪食させた後、細胞内に残る放射活性を測定した。In-111 DTPAと比較した際、In-111 ECではIn-111集積の低下が確認されたため、細胞からのクリアランスに関与すると思われるトランスポーターの阻害剤を用いて、さらなる検討を進めている。本年度の研究計画通り、1)腫瘍内、及び肝臓内における放射性核種封入リポソームの分解能を評価し、2)担がんマウスを用いてリポソームとマクロファージ系細胞の局在を確認し、3)RAW264細胞を用いてIn-111 ECによるクリアランスの機序を解析している。本研究の目的は、細胞機能調整技術を活用し、放射性核種(RI)封入リポソームによる固形がんの内用療法を最適化することである。放射性感受性の低い固形がんに対し、内用療法を成功させるためには、1)腫瘍への高いRIの集積と2)正常組織への非特異的RI集積の低減が重要である。つまり、3)正常組織と比較し、RIの腫瘍内集積が高いほど内用療法の良い治療成績が期待できる。まず、複数の腫瘍皮下移植マウスに、Inー111標識されたDTPAやEC等を封入したリポソームを投与し、体内動態を検討した。In-111 DTPAでは網内系組織(肝臓、脾臓)からの排出が見られなかったが、In-111 ECでは排出が確認された。HPLC (gel permeation chromatography)を用いて、リポソーム(径100 nm)と低分子を分離することにより、腫瘍内及び肝臓内でのリポソームの分解能を評価した。網内系クリアランスが確認されている111In-ECの場合、肝臓内におけるリポソームの分解が111In-ECの網内系クリアランスに重要な要素であることが分かった。また、RAW264細胞にIn-111 EC DSPGリポソームを貪食させ、細胞内に残るIn-111 ECの放射活性を測定した。In-111 DTPA DSPGリポソームと比較して、In-111 EC DSPGリポソームを貪食したRAW264細胞では放射活性の集積の低下が確認されたことから、トランスポーター阻害剤を添加し、どのトランスポーターがIn-111 ECクリアランスに関与しているのかを検討した。さらに、これらの結果から、腫瘍内並びに肝臓内マクロファージ系細胞の分析やリポソームの腫瘍内集積を高める因子等の解析を進めている。また、In-111 EC DSPG

リポソームを貪食させたRAW264細胞にトランスポーター阻害剤を添加し、どのトランスポーターがクリアランスに関与しているのかを検討した。さらに、エリブリンを前投与することにより、高分子であるリポソームの腫瘍内集積の増加が確認された。平成29年度の研究計画は、放射性核種封入リポソームを用いた内用療法最適化を可能にする免疫系細胞(単球・マクロファージ)の作製と治療実験である。そのためにはIn-111 EC、又はIn-111新規リガンドによるクリアランスの機序の解明が重要である。トランスポーター阻害剤は複数のターゲットを阻害する可能性があり、目的の達成が難しい場合は、siRNAを用いて特異的にトランスポーターをノックダウンする。また、治療実験に向けて、複数のヒト腫瘍皮下移植モデルを検討し、放射性核種封入リポソームの体内動態をSPECT/CT装置を用いて解析する。核医学研究が順調に進展しているため、当初計画していた消耗品(放射性核種)、及び実験動物を最小限に抑えることができた結果、予算に未使用額が生じた。平成29年度の研究では、内用療法最適化が可能な新規免疫系細胞の開発とヌードマウスを用いた治療実験を目指す。
神経管近傍頭部神経堤細胞に着目した“歯を作る細胞”の探索

歯は上皮ー間葉相互作用によって形成される器官であり、その発生において神経堤由来間葉細胞が重要な役割を果たしていることが知られている。今回の研究で、歯原性間葉細胞に特異的に発現する2つの遺伝子を同定した。これらの遺伝子は歯の発生初期である胎生13日齢(E13)からE16に強く発現し、歯の発生が進むにつれて発現量が減弱することが判明した。さらに、これらの遺伝子を歯原性間葉細胞株に遺伝子導入しE14歯胚の上皮細胞と相互作用させたところ、上皮の間葉細胞への陥入が認められた。以上の結果から、これらの遺伝子は歯の形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。本研究は歯を作る神経堤由来間葉系幹細胞に着目し、歯の形成に重要な遺伝子をスクリーニングすることを目的として研究を開始した。初年度は、胎生8.5日齢マウス胚から将来下顎となる第一鰓弓を含む神経管の器官培養法を確立した。このシステムを用いて神経管近傍にある神経堤由来細胞にDiIを注入し、器官培養を行うと、細胞群が第一鰓弓へと遊走している様子が観察された。これら細胞の中に歯の形成に重要な細胞が含まれていることが予測される。さらに、歯の形成に重要な因子をスクリーニングするため、E11, E13, E14歯胚と同時期の胎仔全体のtotal RNAを抽出し、microarray法にて網羅的解析を行った。この解析により、23個の歯に特徴的な発現パターンを示す候補遺伝子のスクリーニングに成功した。本年度は、器官培養法を利用して神経管近傍細胞から第一鰓弓へと遊走する細胞群を取り出し、細胞培養系に移行させる技術を確立した。また、昨年度にスクリーニングした遺伝子群の中から歯原性上皮細胞に強く発現するPKP1に着目し、研究を行った。PKP1は新規Wntシグナル調節因子として働き、歯原性上皮細胞の増殖、分化を制御している可能性を発見した。歯原性間葉細胞に着目した遺伝子群の選定には遅れが認められるものの、歯原性上皮細胞において重要な因子を発見し、論文発表を行った。胎生8日齢(E8)マウス胚から将来下顎となる第一鰓弓を含む神経管の器官培養法を確立した。このシステムを用いて神経管近傍にある神経堤由来細胞のトレーシングを行うと、細胞群が第一鰓弓へと遊走している様子が観察された。これら細胞群の中に歯の形成に重要な細胞が含まれていることが考えられる。また、E14マウス臼歯歯胚の陥入上皮直下にある間葉細胞を取り除き、器官培養を行うと、歯胚形成が抑制されることを発見した。そこで、陥入上皮直下の間葉細胞とその周辺の間葉細胞とをマイクロアレイ法にて比較したところ、陥入上皮直下の間葉細胞で強く発現している遺伝子群を同定した。これら遺伝子群をさらなるスクリーニングを行うため、E11, E13およびE14歯胚と同時期の胎仔全体のtotal RNAを抽出し、マイクロアレイ法を行い、この結果に候補遺伝子を重ねることで、スクリーニングを行った。これらスクリーニングの結果、歯の発生初期に強く発現し、陥入上皮直下にある間葉細胞に特異的に発現するいくつかの候補遺伝子を同定した。これら遺伝子の歯原性間葉細胞における機能を解析するため、それぞれの発現ベクターを作製し、歯原性間葉細胞株に遺伝子導入し検討を行った。幾つかの遺伝子は象牙芽細胞分化マーカーであるDSPPを誘導することが可能であった。また、細胞凝集能の検討を行ったところ、歯原性上皮細胞と共培養することで細胞凝集を引き起こす幾つかの遺伝子を同定した。これら遺伝子は歯の発生初期の間葉細胞の凝集に重要である可能性が考えられ、歯の再生へ向けた、さらなる検討を行っている。初年度の研究により、歯の形態形成に関わると考えられる23個の因子の同定に成功した。これは初年度計画の最大のポイントであり、研究は概ね順調に進展していると考えられる。スクリーニングした因子の中から歯原性間葉細胞に特異的に発現する因子を選定し、それら因子が神経堤細胞遊走前から発現しているか確認する。それら遺伝子の歯の形成能の検討を行う。歯科矯正学スクリーニングされた標的遺伝子について、機能解析を行う。