hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チロシンキナーゼ型受容体の超高精度蛍光イメージングによる肝細胞がん組織診断法開発

本研究では蛍光ナノ粒子を用いてソラフェニブ標的蛋白質群の発現レベルを高精度かつ定量的に診断する方法の開発を目的とした。ポリエチレングリコール(PEG)修飾を施した蛍光ナノ粒子をリンカーを介してソラフェニブと結合させた。赤外線分光法により両者の結合性を検討したところ、想定した構造でソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子が合成されていることが確認できた。細胞培養増殖活性阻害実験で、ソラフェニブに蛍光ナノ粒子を結合してもその細胞増殖阻害能が損なわれておらず、リンカー結合によるVEGFRへの結合力の低下がないことが示された。パラフィン包埋した細胞においての評価は撮影条件設定が困難であり今後の検討課題である。本研究では蛍光ナノ粒子を用いた独自の免疫組織化学法を肝細胞がんの病理組織診断に応用し、ソラフェニブ標的蛋白質群の発現レベルを高精度かつ定量的に診断し、肝細胞がんの臨床データと比較することで、予後やソラフェニブ奏効性を高確度で診断する方法の開発を目的としている。これまで、血清バイオマーカーとして、血中c-kit濃度や血中HGF (hepatocyto growth factor)濃度とソラフェニブ奏功性との相関性を示唆する報告(Clinical Cancer Research, Vol. 18, 2012)があるが、有意差は認められていない。肝細胞がんにおけるFGF (fibroblast growth factor) 3/4 (染色体11q13)の遺伝子増幅とソラフェニブ奏功性との相関を示唆する報告(HEPATOLOGY, Vol. 57, 2013)もあるが、染色体11q13の遺伝子増幅の頻度は肝細胞がんの約2%に過ぎない。また、ソラフェニブの標的分子は多岐に渡るため(Cancer Research, Vol. 64, 2004)、その全てを測定し効果予測をすることは非実用的である。そこで我々は、ソラフェニブに蛍光ナノ粒子を結合させ、肝細胞がんに対する反応性を高精度で定量的に測定することを研究の第一段階と位置づけ、現在はソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子の作製を行っている。蛍光ナノ粒子に対しポリエチレングリコール(PEG)修飾を施し、沈降評価によりPEG化されていることを確認した。さらに、リンカーを結合したソラフェニブとPEG化した蛍光ナノ粒子の結合を赤外分光法により確認する段階に至っている。現段階ではソラフェニブの実質的な効果予測を判定するための試薬作製が順調に進んでいる。26年度は、蛍光ナノ粒子の結合によるソラフェニブの細胞増殖阻害活性に対する影響を、培養細胞を用いて評価する予定である。また、ホルマリン固定・パラフィン包埋されたブロック検体などの臨床検体を使用して、効果予測判定が可能であるかを検討予定である。先行研究において、血中c-kit濃度や血中hepatocyto growthfactor (HGF)濃度とソラフェニブ奏功性との相関性を示唆する報告(Clinical Cancer Research, Vol. 18, 2012)があるが、有意差は認められていない。また、肝細胞がんにおけるFGF3/4(染色体11q13)の遺伝子増幅とソラフェニブ奏功性との相関を示唆する報告(HEPATOLOGY, Vol. 57, 2013)もあるが、染色体11q13の遺伝子増幅の頻度は肝細胞がんの約2%に過ぎない。ソラフェニブの標的分子は多岐に渡るため(Cancer Research, Vol. 64, 2004)、標的分子1つ1つの発現量や活性を測定し標的分子群全体の効果予測をすることはこれまで困難であった。ソラフェニブ標的分子群全体の発現量を評価するには、ソラフェニブ結合プローブを使ったアプローチが有効であると考え、25年度から26年度にかけて、ソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子の開発を試みた。このナノ粒子プローブの結合活性を評価するために、「ソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子」と「ソラフェニブ」の間で、培養細胞増殖阻害活性の比較検討を行っている。また、担がんマウスの腫瘍を用いて凍結標本やホルマリン固定・パラフィン包埋標本を作製し、ソラフェニブ結合ナノ粒子の結合能を評価している。以上の検討の結果を見据えながら、27年度は、ホルマリン固定・パラフィン包埋された臨床検体を使用して、ソラフェニブの効果予測判定が可能であるかを検討予定である。本研究では蛍光ナノ粒子を用いて、肝細胞がんのソラフェニブ標的蛋白質群の発現レベルを高精度かつ定量的に診断し、予後や奏効性を高確度で診断する方法の開発を目的としている。ソラフェニブ活性を保持するソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子の作製を試み、ポリエチレングリコール(PEG)修飾を施した蛍光ナノ粒子をリンカーを介してソラフェニブと結合させることに成功した。その後以下の実験を行った。1)ソラフェニブとリンカー結合ソラフェニブをVEGFRを発現する培養細胞(MS1-VEGF)と保温し、増殖阻害活性を調べる。2)VEGFRを発現したホルマリン固定細胞で、ソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子の染色状態を確認。3)マウスに移植して作製した腫瘍から未固定凍結標本、固定標本を作製して、ソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子で染色。結果;

1)MS1-VEGF細胞とVEGFR非発現のMS1細胞(コントロール)のいずれの細胞においても、ソラフェニブ単剤に比較して、リンカー結合したソラフェニブの細胞活性阻害能が若干低下していたが、両者に大きな差異は認められなかった。ソラフェニブ濃度がある一定値より低くなると十分な細胞活性阻害は得られなかった。2)次にMS1とMS1-VEGF細胞にリンカー結合ソラフェニブを添加し、プローブによる細胞への結合状態の評価を行う撮影条件を検討している。3)マウスにMS1やMS1-VEFG細胞を移植し、増殖した腫瘍を凍結保存した。2)の条件設定後に評価を行う方針である。ソラフェニブの実質的な効果予測を判定するための試薬を作成した後に施行した細胞培養増殖活性阻害実験では、蛍光ナノ粒子を結合しても細胞増殖阻害能が大きく損なわれていないことが示された。次にホルマリン固定パラフィン包埋した細胞においても、ソラフェニブ結合能の評価が可能であるかを検討していたが、実験条件の設定に苦労し現在検討中である。本研究では蛍光ナノ粒子を用いてソラフェニブ標的蛋白質群の発現レベルを高精度かつ定量的に診断する方法の開発を目的とした。ポリエチレングリコール(PEG)修飾を施した蛍光ナノ粒子をリンカーを介してソラフェニブと結合させた。赤外線分光法により両者の結合性を検討したところ、想定した構造でソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子が合成されていることが確認できた。細胞培養増殖活性阻害実験で、ソラフェニブに蛍光ナノ粒子を結合してもその細胞増殖阻害能が損なわれておらず、リンカー結合によるVEGFRへの結合力の低下がないことが示された。パラフィン包埋した細胞においての評価は撮影条件設定が困難であり今後の検討課題である。ソラフェニブ標的タンパク質の発現レベルを評価するための試薬が完成し、培養細胞を用いた増殖阻害活性について検討中である。肝臓外科ソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子を用いた免疫染色で病理検体のパラフィン切片を評価した時の効果予測判定の可能性についての検討。ソラフェニブ標的タンパク質の発現レベルを評価するための試薬作製が順調に進んでいる。本年度は培養細胞を使用した実験が主体であり、備品の購入費用が当初の予定より抑えられたため。蛍光ナノ粒子の結合がソラフェニブの標的因子特異性に与える影響の評価。ソラフェニブ結合蛍光ナノ粒子を用いた免疫染色で病理検体のパラフィン切片を評価した時の効果予測判定の可能性についての検討。研究備品購入、学会発表の経費などに使用予定である。当初予定した高額な試薬等を使用せずに実験が進行できたため。今年度は研究成果発表などの旅費に使用する予定である。
太陽電池の効率向上のための新しい双方向波長変換材料の開発

材料による光の波長変換には、短波長光を長波長光に変換するダウンシフトや、長波長光を短波長光に変換するアップコンバージョンなどがある。本研究では、この両者の変換を単一材料内で起こす新しい双方向波長変換材料を開発し、太陽電池への応用を目指している。2年目となる平成30年度は、初年度に引き続き、種々の多元系酸化物を母体として様々な組み合わせの希土類イオンを添加した試料をアルカリ土類金属元素の塩化物溶融塩中で合成し、得られた試料の結晶学的及び光学的性質を評価・解析することで、以下の研究成果を得た。ダウンシフト特性を有する母体である多元系酸化物YBaZn3AlO7に対し、アップコンバージョン特性を付与するために特定の希土類イオンを添加すると、母体のダウンシフト特性が極端に悪化してしまうことを明らかにした。その一方で、この特性悪化が起こらない添加元素の組み合わせと比率を明らかにし、同組成の試料において、特定波長の赤外光と紫外光の照射時に双方向波長変換が生じることを示した。また、この特性評価を通して、双方向波長変換材料に求められる母体の性質とそこに添加するイオンの比率等、今後の新材料設計を行う上で重要となる指針を得た。以上の研究成果については、学術論文1編、学会発表1件として公表した。また、遷移金属元素を主成分として含む酸化物蛍光体のダウンシフト特性に対し、母体発光型と発光中心添加型の両者において、アルカリ元素の添加がその蛍光特性の改善に有効であることを見出し、その成果を学会発表1件として公表した。さらに、上述の合成手法と同様の液相中合成である水熱合成を利用して、種々のリン酸塩化合物の低温合成に成功した。この成果を利用すれば、新たな蛍光体の母体として利用できる一連の化合物の合成が可能になると考える。「研究実績の概要」で述べたとおり、これまでに目的としている単一材料による双方向波長変換の発現に成功しており、一部の多元系酸化物(YBaZn3AlO7)を母体とした系においては、その最適組成を決定している。また、その粉末を分散させたコンポジット膜を作製し、実際に双方向波長変換が発現することを応用物理学会にて発表した。また、太陽電池に応用する際には、波長変換材料の温度上昇に伴う特性の悪化(温度消光)が懸念されるが、この問題に対処するために、熱的性質の異なる母体(Gd2SrAl2O7とGdCaAlO4)にイオン添加した試料を合成し、その温度消光特性の違いが結晶中の酸素原子の振動モードの違いによって説明可能であることを示した。なお、これらの化合物の合成においては、通常の固相反応法と比べて500°C程度低い温度での単相試料の合成に成功しており、本手法が実際に化合物を合成する際に必要とされる熱エネルギーを大幅に削減できる手法であることを明らかにした。さらに、チタン、モリブデン、タングステンを主成分として含む遷移金属酸化物において、電気化学的手法によるアルカリ元素の添加が、その蛍光特性を改善するために有効であることを明らかにした。また、数種のリン酸塩化合物など、新たな蛍光母体としての利用が期待できる化合物の液相中合成の手法を確立し、ビスマス添加によって青色発光する希土類元素を全く使用しない蛍光体の合成にも成功している。以上の研究成果については、この2年間に学術論文2編、学会発表7件として公表している。これらの研究成果は、当初予定していた平成30年度までの研究計画の内容とほぼ一致しており、「おおむね順調に進展している」と判断した。これまでに得られた研究成果を基にして、種々の多元系酸化物を母体とした材料の合成と特性評価・解析によって、引き続き太陽電池の発電効率向上のために利用可能となる新しい波長変換材料の開発を目指す。その上で、開発した材料を分散させたコンポジット膜を作製し、その特性評価を通してデバイスへの応用を検討する。試料の合成は、これまでに確立したアルカリ土類金属元素の塩化物溶融塩を用いたフラックス法と、新たなリン酸塩化合物の合成に成功している水熱合成法によって行い、これらの粉末を分散させたコンポジット膜はスピンコータにより作製する。得られた試料の結晶学的性質は、粉末X線回折で得られるデータを用いて解析し、光学的性質は分光器等により評価・解析する。材料設計においては、各材料系でのエネルギー伝達機構を考慮して、単一材料による双方向波長変換特性の評価結果を基に、より優れた特性を有する新材料の開発を目指す。なお、母体に添加する付活剤としては、希土類イオンの他に遷移金属元素を用いることによって各波長域における光吸収特性の向上を促し、波長変換特性の改善を試みる。また、一部のリン酸塩化合物においては、ビスマス添加による色純度の高い青色発光に成功した研究成果を基に、希土類添加を伴わない新しい波長変換材料の開発を目指す。以上のことから得られた研究成果については、引き続き各種学術雑誌、学会等において公表する。また、平成31年度は最終年度となるため、研究を総括して取りまとめる。本研究では、太陽電池の発電効率を向上させるために利用可能な新しい波長変換材料の開発を行っている。初年度は、多元系酸化物YBaZn3AlO7、Gd2SrAl2O7、GdCaAlO4などを母体とし、様々な組合せの希土類イオンを付活剤として添加した試料の合成を試みるとともに、得られた試料の特性の評価・解析を行った。

試料の合成は、アルカリ土類金属元素の塩化物溶融塩を用いたフラックス法により行い、それぞれの系において、良質な単相試料の合成が可能になる合成条件の最適化を行った。得られた試料の結晶構造は、組成分析の結果を基に、粉末X線回折のデータを利用したRietveld法によるシミュレーション解析によって決定した。また、様々な励起光照射時の光学的性質を分光器によって評価することにより、以下の成果を得た。YBaZn3AlO7にエルビウムとイッテイルビウムを共添加した結晶においては、紫外光(波長365 nm)と赤外光(波長980 nm)を同時照射した際、母体によるダウンシフト発光と付活剤によるアップコンバージョン発光を観測し、単一材料による双方向波長変換の発現に成功するとともに、物質内部におけるエネルギー伝達過程を明らかにした。また、Gd2SrAl2O7とGdCaAlO4においては、溶融塩を利用した液相中合成によって、通常の固相反応法に比べて400°C程度低い温度での単相試料の合成が可能となる手法を確立した。さらに、両母体に付活剤を添加した試料においてアップコンバージョンの発現に成功し、熱伝導率が大きく異なる2つの系において発光強度の温度依存性の評価・解析を行った。波長変換材料を太陽電池に応用する際には、材料の温度上昇に伴う特性の悪化(温度消光)が問題となるため、今後の材料設計を行う上で重要な指針が得られたと考える。以上の研究成果について、学術論文1編、学会発表4件として公表した。本研究では、太陽電池の発電効率を向上させるために利用可能な新しい波長変換材料の開発を目指しており、初年度は、既存物質を母体とした付活剤共添加型試料の合成と基本特性の評価・解析を行うとともに、他の母体用物質の探索的合成と合成条件の最適化を行うことを予定して研究を推進した。結果として、既に良質な結晶合成手法を確立していたYBaZn3AlO7に付活剤を共添加した結晶において、2波長同時照射による双方向波長変換の発現に成功し、物質内部におけるエネルギー伝達過程をモデル化した。さらに、Gd2SrAl2O7とGdCaAlO4について、溶融塩を利用した液相中合成によって、合成温度の大幅な低温化を伴う、良質な単相試料の合成手法の確立に成功するとともに、付活剤の添加によるアップコンバージョンの発現とその温度消光特性の評価・解析を行った。これらの研究成果について、学術論文1編、学会発表4件として公表した。以上のことから、当初予定していた研究計画に対し、「おおむね順調に進展している」と判断した。材料による光の波長変換には、短波長光を長波長光に変換するダウンシフトや、長波長光を短波長光に変換するアップコンバージョンなどがある。本研究では、この両者の変換を単一材料内で起こす新しい双方向波長変換材料を開発し、太陽電池への応用を目指している。2年目となる平成30年度は、初年度に引き続き、種々の多元系酸化物を母体として様々な組み合わせの希土類イオンを添加した試料をアルカリ土類金属元素の塩化物溶融塩中で合成し、得られた試料の結晶学的及び光学的性質を評価・解析することで、以下の研究成果を得た。ダウンシフト特性を有する母体である多元系酸化物YBaZn3AlO7に対し、アップコンバージョン特性を付与するために特定の希土類イオンを添加すると、母体のダウンシフト特性が極端に悪化してしまうことを明らかにした。
いじめやネット上の諸問題に対処する多様な実践の総合的比較評価手法の開発

平成30年度は、「いじめ免疫プログラム」および「スマホサミット」の学校や学級での個性的な実践について実践支援を行うなかで、評価のあり方を根本的に検討した。1.「いじめ免疫プログラム」については、世田谷区教育委員会との協働で、試行実践を3つの小学校で行い、特に、低学年での実践に関しては新たな評価方法を模索した。その際、実践評価のための「いじめ免疫尺度」に関しては、世田谷区の夏季研修の機会に項目の検討を行い、さらに共同研究者との検討を経て原案を作成した。本尺度を用いての調査実施に関して、大阪教育大学の研究倫理審査委員会において承認された。平成30年度の試行実践と実践評価に関しては、2019年9月に日本大学文理学部(世田谷区)で行われる日本教育心理学会の自主シンポジウムでの発表を申請した。残った課題としては、「いじめ免疫プログラム」の3つのセッション(「見つける」「止める」「フォローする」)のうち、フォローすることで仕返しを予防するためのセッションに関しては、検討を重ねたものの、試行実践につなげることができなかった。2.「スマホサミット」に関しては、「OKAYAMAスマートフォンサミット2018」にて、小中高校生自身がスマホにどう関わるか議論し、対策するのを大学生が補助した。終了後の波及効果(grassroots activity)について、参加各校における拡がりを期待した。共同研究者2名が岡山スマホサミットを支援し、3名の研究者が中学校3校で参加生徒の学びに関して教員からの聴き取り調査を行った。その結果を、今後の調査に反映させる。以上のように、世田谷区や岡山県での実践展開に貢献したという点で十分な意義はあったが、実践の完成、その評価手法や項目の確立には至っておらず、引き続き、改善が求められる。論文等の執筆に関しては、予定通りに進めることができた。実践の展開に関しては順調に進展した。いじめ免疫プログラムについては、世田谷区での試行実践もでき、実践を紹介するためのリーフレットもほぼ完成した。世田谷区での実践は、TBSテレビの取材を受け放映予定である。加えて、足立区での実践の導入に関しても、依頼を受けて検討を行った。十分な拡がりが見られる。スマホサミットに関しても、順調な実践展開ができた。実践の評価に関しては、データの蓄積を開始する予定であったが、小学校低学年での評価手法の開発の試行錯誤のため、蓄積の開始が遅れている。しかし、従前通りの手法ではなく、新たな手法の可能性を見出すことができたのは、大きな収穫であった。特に、世田谷区の実践者とともに、教育心理学会の自主シンポの企画ができたことは、予想をこえた進捗であった。スマホサミットに関しては、3校で聴き取り調査を行った。ネット利用に関するルールを生徒会等で策定していることを好意的に捉える場合が増えている。子どもたち自身も「自分でもやりすぎている」と述懐することが多く、「仲間と協力してでも時間を減らすべきだ」と考えている場合が多い。上記の実践に関連する論文や分担章の執筆に関しては、すでに執筆してあった関連論文が刊行されただけではなく、国際的な著作の分担章や、『児童心理学の進歩』への執筆などに加え、いじめ防止対策推進法に関連する原稿など、いくつもの単著原稿の執筆ができ、十分な進捗が見られた。「いじめ免疫プログラム」の実践の展開に関しては、世田谷区内の全小学校に実践の紹介を行い(公開授業)、先駆的な実践を支援しつつ記述する。実践評価に関しては、世田谷区内の小学校で継続的な調査を行うため、予備調査と本調査を行う予定である。同じく、「スマホサミット」の草の根実践に関しても、先駆的な実践を支援しつつ記述する。実践評価に関しては、すでにある尺度に加えて、新たな観点での項目群を準備する。いじめの実態調査などのデータの蓄積とモニタリングを開始し、可視化の方策を検討する。引き続き、学会での発表を行うとともに、2019年6月にダブリンで行われるWABF(国際いじめ対策フォーラム)に出席し、各国の実践者や研究者と意見交換を行う。2020年にプラハで行われる国際心理学会においても発表を検討している。論文等の執筆に関しては、国際的な共編著の執筆や分担執筆をはじめ、国内でも編著の発刊に向けて検討を開始した。

共同研究者2名が岡山スマホサミットを支援し、3名の研究者が中学校3校で参加生徒の学びに関して教員からの聴き取り調査を行った。その結果を、今後の調査に反映させる。以上のように、世田谷区や岡山県での実践展開に貢献したという点で十分な意義はあったが、実践の完成、その評価手法や項目の確立には至っておらず、引き続き、改善が求められる。論文等の執筆に関しては、予定通りに進めることができた。実践の展開に関しては順調に進展した。いじめ免疫プログラムについては、世田谷区での試行実践もでき、実践を紹介するためのリーフレットもほぼ完成した。世田谷区での実践は、TBSテレビの取材を受け放映予定である。加えて、足立区での実践の導入に関しても、依頼を受けて検討を行った。十分な拡がりが見られる。スマホサミットに関しても、順調な実践展開ができた。実践の評価に関しては、データの蓄積を開始する予定であったが、小学校低学年での評価手法の開発の試行錯誤のため、蓄積の開始が遅れている。しかし、従前通りの手法ではなく、新たな手法の可能性を見出すことができたのは、大きな収穫であった。特に、世田谷区の実践者とともに、教育心理学会の自主シンポの企画ができたことは、予想をこえた進捗であった。スマホサミットに関しては、3校で聴き取り調査を行った。ネット利用に関するルールを生徒会等で策定していることを好意的に捉える場合が増えている。子どもたち自身も「自分でもやりすぎている」と述懐することが多く、「仲間と協力してでも時間を減らすべきだ」と考えている場合が多い。上記の実践に関連する論文や分担章の執筆に関しては、すでに執筆してあった関連論文が刊行されただけではなく、国際的な著作の分担章や、『児童心理学の進歩』への執筆などに加え、いじめ防止対策推進法に関連する原稿など、いくつもの単著原稿の執筆ができ、十分な進捗が見られた。「いじめ免疫プログラム」の実践の展開に関しては、世田谷区内の全小学校に実践の紹介を行い(公開授業)、先駆的な実践を支援しつつ記述する。実践評価に関しては、世田谷区内の小学校で継続的な調査を行うため、予備調査と本調査を行う予定である。同じく、「スマホサミット」の草の根実践に関しても、先駆的な実践を支援しつつ記述する。実践評価に関しては、すでにある尺度に加えて、新たな観点での項目群を準備する。いじめの実態調査などのデータの蓄積とモニタリングを開始し、可視化の方策を検討する。引き続き、学会での発表を行うとともに、2019年6月にダブリンで行われるWABF(国際いじめ対策フォーラム)に出席し、各国の実践者や研究者と意見交換を行う。2020年にプラハで行われる国際心理学会においても発表を検討している。論文等の執筆に関しては、国際的な共編著の執筆や分担執筆をはじめ、国内でも編著の発刊に向けて検討を開始した。
レアメタル溶融塩電解への新しい試み-水素ガス電極酸化反応の利用-

陽極反応としてH_2ガス電極酸化反応を利用し,溶融フッ化物中でのレアメタルの電解採取法について研究を行った.対象とするレアメタルとしてはTiを選んだ.さらに,塩化物-フッ化物混合溶融塩中での電解,およびTiインゴットの直接電解製造についても検討した.研究結果は,以下の通りである.1)K_2TiF_6を含むLiF-NaF-KF中で,Tiイオンの部分還元を行うことなくTi金属が電析可能であることが明らかになった.この浴中で,多孔質炭素製ガス電極を用いることにより,H_2ガス電極酸化反応が安定して進行することがわかった.これらの結果から,溶融フッ化物中でのTi電解採取が可能で,必要とする電解エネルギーも小さいことが確かめられた.電析物性状の制御と付着塩除去,また,H_2ガス電極の効率化が今後課題である.2)K_2TiF_6を含むNaCl-KCl-NaF-KF中で,安定したTi電解採取が可能であることが明らかになった.この方法は,H_2ガス電極酸化反応を利用した方法より電解エネルギーは多く必要となるものの,Tiイオンの部分還元が不要で,ガス電極も不要であり,プロセスは大幅に簡素化しうる.電析物性状の制御はやはり今後の課題であるが,付着塩の除去はフッ化物のみの場合より容易であった.3)TiO_2を含むCaF_2-CaOに,大きな直流電流を流すことにより,高温の電解浴が形成され,Ti金属が得られることが明らかになった.この方法では,電極間距離の維持と十分な発熱量が必要不可欠であることがわかった.現有の装置では,Tiインゴットを直接作成するには至らなかったが,原理的には可能と考えられ,非常に有望な方法であることがわかった.陽極反応としてH_2ガス電極酸化反応を利用し,溶融フッ化物中でのレアメタルの電解採取法について研究を行った.対象とするレアメタルとしてはTiを選んだ.さらに,塩化物-フッ化物混合溶融塩中での電解,およびTiインゴットの直接電解製造についても検討した.研究結果は,以下の通りである.1)K_2TiF_6を含むLiF-NaF-KF中で,Tiイオンの部分還元を行うことなくTi金属が電析可能であることが明らかになった.この浴中で,多孔質炭素製ガス電極を用いることにより,H_2ガス電極酸化反応が安定して進行することがわかった.これらの結果から,溶融フッ化物中でのTi電解採取が可能で,必要とする電解エネルギーも小さいことが確かめられた.電析物性状の制御と付着塩除去,また,H_2ガス電極の効率化が今後課題である.2)K_2TiF_6を含むNaCl-KCl-NaF-KF中で,安定したTi電解採取が可能であることが明らかになった.この方法は,H_2ガス電極酸化反応を利用した方法より電解エネルギーは多く必要となるものの,Tiイオンの部分還元が不要で,ガス電極も不要であり,プロセスは大幅に簡素化しうる.電析物性状の制御はやはり今後の課題であるが,付着塩の除去はフッ化物のみの場合より容易であった.3)TiO_2を含むCaF_2-CaOに,大きな直流電流を流すことにより,高温の電解浴が形成され,Ti金属が得られることが明らかになった.この方法では,電極間距離の維持と十分な発熱量が必要不可欠であることがわかった.現有の装置では,Tiインゴットを直接作成するには至らなかったが,原理的には可能と考えられ,非常に有望な方法であることがわかった.本年度は,溶融フッ化物中でのH_2ガス電解酸化反応について詳しく検討した。まず,H_2ガスの電解酸化反応に伴う電解電流の解析を行い,反応生成物の同定を試みた。但し,反応生成物の同定は溶融フッ化物中では困難なため,溶融塩化物を模擬的に用い,電解電気量に見合ったHClが生成することを確認した。この結果と溶融フッ化物中での電解挙動より,溶融フッ化物中でも長時間にわたって安定したH_2ガス電解酸化反応を行うことが可能であり,生成物はHFガスであることを明らかにし,H_2ガス電解酸化反応を金属の溶融塩電解採取法の対極反応として利用可能であることを確認した。但し,生成するHFは一時的に溶融塩中に残留し,金属析出と競合する反応を起こす可能性があることが判ったため,その除去方法についても検討した溶融フッ化物中でのTiの電極反応についても検討した。溶融フッ化物中にTiフッ化物を添加して電気化学的測定を行ったところ,金属の電析に特有な現象が観測された。このことから,純フッ化物溶融塩中でもTi金属が可能であるものと考えられるが,本年度の研究では良好なTi電析物は得られなかった。このような現象は塩化物溶融塩中でのTi電解精製においても観測されており,電解浴の脱水精製を行うことにより解決されることが判っている。本年度の研究において,H_2ガス電解酸化反応は,困難とされる溶融フッ化物の脱水精製に容易に適用でき,優れた脱水精製効果を持つことが確認された。今後H_2ガス電解酸化反応を積極的に利用し,十分に脱水精製した溶融フッ化物浴中でTiの電解採取を試みる予定である。

本年度は,前年度の研究成果をふまえ,フッ化物のみからなる溶融塩中でH_2ガス電解酸化反応を利用したTiの電解採取法を試みた.研究の結果,部分還元などの処理を行わなくても陰極への金属Tiの電析が可能なこと,陽極においていわゆる陽極効果を起こすことなく安定した電解が継続的に行えることが明らかとなった.電解槽電圧もかなり低く抑えることが可能であり,陰極電流効率も良好であった.ただし,電析した金属Tiは細かい粉状であり,現在までのところ良好な状態の電析物を得ることはできなかった.また,フッ化リチウムを多く含む電解浴を用いた場合には,電析物表面に付着・固化した塩の除去が困難であったが,電解浴中のフッ化リチウム割合を下げることによりかなり改善できた.このような結果から,溶融フッ化物を用いたTiの電解採取法が原理的に可能であることが確かめられ,今後,最適な電解浴組成の探索と,電析物性状の制御に関する一層の検討が必要であることがわかった.CaF_2を主体とし,TiO_2を含む混合塩に,比較的高い電圧で高電解電流を流すことにより,直接液体状態の金属Tiを得る方法についても検討した.研究の結果,この方法においても金属Tiが得られることが確かめられた.ただし,装置電源容量の関係から,完全に液体状態の金属Tiは得られず,陰極電流効率は20%程度と低かった.電解電圧,電解電流,電極間距離の影響が大きく,今後これら因子の詳しい検討が必要であることがわかった.フッ化物のみからなる溶融塩中でH_2ガス電解酸化反応を利用したTiの電解採取法についてさらに検討した.前年度までに,この方法により金属Tiの電析なこと,低い電解槽電圧で安定した電解が行えることを明らかにした.しかし,電析した金属Tiは細かい粉状であり,フッ化リチウムを多く含む電解浴を用いた場合には,電析物表面に付着・固化した塩の除去が困難であった.本年度は主に洗浄性の向上を目指した研究を行い,電解浴組成を調整することによりかなり改善が見られることを明らかにした.本研究室での過去の研究成果から,溶融塩化物中にフッ化物を一定量以上添加すると,Tiの電極反応は溶融フッ化物中と同様になることがわかっている.そこで,上記の研究を更に改善する方法として,フッ化物と塩化物の混合溶融塩を用いたTiの電解採取に着目して研究を行った.研究の結果,この電解浴中において単純な方法でTiの電解採取が可能であり,H_2ガス電解酸化反応を利用した場合よりも電解槽電圧は大きくなるものの,安定した電解が行えた.この方法は,H_2ガス電解酸化反応を利用した場合に必要なガス電極が不要な上,電析物の洗浄も比較的容易であり,有望な方法であることがわかった.CaF_2を主体とし,TiO_2を含む混合塩に,比較的高い電圧で高電解電流を流すことにより,直接液体状態の金属Tiを得る方法についても引き続き検討した.研究の結果,電解浴底の陰極(電析物)と陽極(炭素棒)を十分にはなすこと,陰極上に十分な大きさのメタルプールを形成することが必要不可欠であることが明らかになった.しかし,本研究室で保有する装置ではこれら条件を完全には満たすことができず,良好な電解は行えなかった.
ミトコンドリアゲノム解析によるダニ類の系統と進化の解明

動物ミトコンドリアゲノムは37の遺伝子とひとつの制御領域から成っているものが多い。またこれらの遺伝子構成は比較的保存されていて大きな変化はない。しかしAcariformesに属するダニ類では遺伝子構成が再編されていることが我々の検索から明らかになったのでこの上目に属するダニ類を網羅的に検索、系統的関係を調べた。その結果この上目に分類されるダニ類においてミトコンドリアゲノムは独自の進化を遂げたことが推察された。Walchia hayashiiならびにAscoschengastia sp.ミトコンドリアゲノムの完全長配列を解明した。またツツガムシ全9種についてnad1からnad4遺伝子までの塩基配列を決定して遺伝子組み換えの有無を明らかにした。完全長ゲノムの推定される遺伝子の構成比較では、それぞれの属間での遺伝子再編が大幅に起こっていて、prostriateやmetastriateなどのダニ(hard tick)やヒメダニ(soft tick)におけるような小規模な組み換えとは根本的に異なる構成であることが解った。しかしながらツツガムシ近縁種のダニに於いてこのような大幅なミトコンドリア遺伝子の再編がなぜ認められるかについては現在のところ不明である。一方、ツツガムシ類ミトコンドリアゲノムにおいて、アカムシタイプではnad1-Y-Q-rrL-rrS-LNR-S1-P-nad4の順序であるのに対してフトゲツツガムシではQの移動とLNRの重複が起こりL.imphalumはその中間的な位置関係を示した。これはアカムシタイプを祖先型とし、2回の重複複製と遺伝子脱落の結果(tandem duplication and deletion)この遺伝子移動が起こったことが推察出来た。ツツガムシは春一夏に主として吸血するグループと、秋一冬に活発になるものというように種によって生態に違いがあることは知られていたが、遺伝子構成比較によって両者を明確に区別できた。これらのツツガムシの分布地域は両タイプが重なる地域もあるが、互いに交雑することなく独自に進化しながら生息域を拡大してきたものと考えられる。ミトコンドリア遺伝子は核のそれに比較して変異速度が速く置換率によって近縁生物の区別に利用される。このミトコンドリア変異率が核のそれとパラレルであるのかどうか検討した。核遺伝子として18Sリボソーム遺伝子配列、ミトコンドリア遺伝子としてCOI遺伝子を選択、比較したところ核の変異が増幅してミトコンドリア変異に反映していることが明らかになった。本年の研究課題としてタイ、マレーシア、鹿児島県中ノ島採集のLeptotrombidium deliense CO1配列ならびに推定されるアミノ酸を比較130bp塩基置換がみられそのほとんどは同義置換で、アミノ酸置換は26であった。このことは同種のダニが地理的隔離によりミトコンドリア変異が進んでいることが確認された。一方タイ採集およびマレーシア採集L.delienseミトコンドリア遺伝子構成(CO1遺伝子Cytb遺伝子7142bp)比較では変化は見られなかった。また16SrRNA遺伝子塩基配列、ND1遺伝子配列ならびにすいてアミノ酸配列よるLeptotrombidium属9種比較で、タイ産はマレーシア産に比べてL.deliennseよりもL.chiangraienseに近縁であることが示された。鹿児島県中ノ島採集L.delienseについては上記領域について解析中であり、結果は得られていない。節足動物に媒介される感染症病原体は細菌、ウイルス、原虫など多くの種類がある。そしてその病原体については詳しく研究が行われているのに対し、媒介動物についてはマラリアなどを除いては少数である。本研究では国内で近年増加傾向にあるツツガムシ病に着目しその媒介ダニと近縁生物の系統解析を行い本感染症流行の理解ならびに予防に資することを目的とした。ツツガムシ媒介種であるLeptotrombidium属12種のほかAscoshoengastia, Eutrombocula, Gahrliepia, Neotrombicula, Walchia, yellow chigger, red chiggerのミトコンドリアゲノム解析を行い遺伝子構成を比較、またはcox1遺伝子配列などにより系統樹を作成した。その結果、ツツガムシ病媒介種にはふたつの系統があることが明らかになり、それぞれツツガムシ病流行期、春-夏と秋-冬に一致した。従ってそれぞれの流行期に感染症を媒介するダニは系統が異なること、さらに採取ダニの分布域からこれらの系統のツツガムシは異なったルートから適応放散してきたことが裏付けられた。またミトコンドリアゲノムの遺伝子構成比較からLeptotrombidium属内部においてすら頻繁な遺伝子再編成が起こっていること、さらに別属ダニの構成はほぼ全ての遺伝子の位置関係が変化していて遺伝子の転移、反転、組み換えが盛んであることは解った。このユニークなミトコンドリア遺伝子構成は我々の他のダニ類の研究結果あるいは過去の文献から得られるもに比較してもきわめて変化の激しいものであった。しかしこの理由については現時点では不明である。
哺乳類ホメオティック遺伝子のマウス受精卵への導入

1)新しいマウスホメオティック遺伝子(g-13)を中心に,いくつかのホメオティック遺伝子について遺伝子同志や,遺伝子とCDNAクローンとの比較などによって遺伝子構造を明らかにした.2)導入した遺伝子の発現をマウス本来の遺伝子からの発現と区別するため,またヒト疾患モデル動物としてヒト遺伝子発現の解析をするため,マウス遺伝子をプローブとしてヒト遺伝子をクローンした.マウス遺伝子(g-13)をプローブとしてヒト遺伝子ライブラリーをスクリーニングし, 6つのヒトホメオティック遺伝子を得た.そのうちの1つはその塩基配列の類似性から,プローブてしたマウス遺伝子(g-13)に対応するヒト遺伝子と考えられるが,この遺伝子の他にホメオボックス領域以外にも類似性の高い領域を含むホメオティック遺伝子があり,哺乳類ホメオティック遺伝子にはホメオボックス以外にも共通の構造を持ったグループが存在することが明らかになった.3)ホメオティック遺伝子の導入によるマウス発生過程への影響の大きさは現在全く予想できず影響が強ければ致死になるし弱ければ遺伝子が発現しても表現型としては正常と同じになると考えられる.そこで遺伝子の発現の特異性や発現量を大きく変化させるリコンビナントからほとんど変化させないリコンビナントまでいくつかのリコンビナントの作製を試みている.まず第一に発現量を大きく変化させるリコンビナントとしてホメオティック遺伝子にβアクチンやメタロチオネインなど強力なプロモーターを結合したリコンビナントを作製した.このリコンビナントについては動物細胞中での転写レベルの発現を観察している.次に発現の特異性や産物の機能を少し変化させるリコンビナントとして2種類のホメオティック遺伝子の間でのキメラ遺伝子の作製を現在行っている.4)上記リコンビナントを導入したトランスジュニックマウスの作製を準備している.1)新しいマウスホメオティック遺伝子(g-13)を中心に,いくつかのホメオティック遺伝子について遺伝子同志や,遺伝子とCDNAクローンとの比較などによって遺伝子構造を明らかにした.2)導入した遺伝子の発現をマウス本来の遺伝子からの発現と区別するため,またヒト疾患モデル動物としてヒト遺伝子発現の解析をするため,マウス遺伝子をプローブとしてヒト遺伝子をクローンした.マウス遺伝子(g-13)をプローブとしてヒト遺伝子ライブラリーをスクリーニングし, 6つのヒトホメオティック遺伝子を得た.そのうちの1つはその塩基配列の類似性から,プローブてしたマウス遺伝子(g-13)に対応するヒト遺伝子と考えられるが,この遺伝子の他にホメオボックス領域以外にも類似性の高い領域を含むホメオティック遺伝子があり,哺乳類ホメオティック遺伝子にはホメオボックス以外にも共通の構造を持ったグループが存在することが明らかになった.3)ホメオティック遺伝子の導入によるマウス発生過程への影響の大きさは現在全く予想できず影響が強ければ致死になるし弱ければ遺伝子が発現しても表現型としては正常と同じになると考えられる.そこで遺伝子の発現の特異性や発現量を大きく変化させるリコンビナントからほとんど変化させないリコンビナントまでいくつかのリコンビナントの作製を試みている.まず第一に発現量を大きく変化させるリコンビナントとしてホメオティック遺伝子にβアクチンやメタロチオネインなど強力なプロモーターを結合したリコンビナントを作製した.このリコンビナントについては動物細胞中での転写レベルの発現を観察している.次に発現の特異性や産物の機能を少し変化させるリコンビナントとして2種類のホメオティック遺伝子の間でのキメラ遺伝子の作製を現在行っている.4)上記リコンビナントを導入したトランスジュニックマウスの作製を準備している.
カプサイシンジェルとサーキュレーターを用いた睡眠導入効果に関する実験検証

この研究では、カプサイシン成分とサーキュレーターを用いて、より簡便に睡眠導入効果が得られる方法を実験的に検証する。血管を広げる作用があると考えられるカプサイシン成分を足の裏に塗り、末梢の血管を広げる。その後、直線的に風を送ることができるサーキュレーターを用いて末梢の皮膚からの熱放散をしやすくすることで、すみやかに体の中の温度(深部温)を低下させ、睡眠状態に入りやすくできる方法について検討する。
規則化構造酸化物内での金属イオンの配列制御に基づく協奏触媒機能

複合金属酸化物中での金属イオンの規則配列に伴う新たな協奏的触媒機能の発現を目指し、ダブルペロブスカイト(AA'B^<2+>B'O_6;A,A'=Ba,Sr,Ca,La;B^<2+>=Co,Ni,Cu,Zn:B'=W,Ta,Nb,Ti)の合成、粉末X線回折、リートベルト解析による結晶構造解析、および光学的バンドギャップ(Eg)測定と光触媒活性について検討した。Bサイト金属イオンの価数差(Δ)が4価(B^<2+>-W^<6+>)、3価(B^<2+>-Ta^<5+>, Nb^<5+>)、2価(B^<2+>-Ti^<4+>)となるダブルペロブスカイトを設計し、固相反応法により合成した。X線回折パターンより、Δが4および3の化合物は完全な規則化構造をとり、立方晶(Ba_2B^<2+>WO_6、LaBaB^<2+>TaO_6、LaBaB^<2+>NbO_6)は超格子線の存在から、正方晶(Sr_2B^<2+>WO_6:B^<2+>=Co,Ni,Cu)は(l01)面などの回折線強度から規則化構造を判断できることがわかった。一方、斜方晶や単斜晶系の規則化構造の判定にはリートベルト解析が不可欠であること、Δが2の場合には規則化が不完全で、例えば単斜晶系のLa_2ZnTiO_6では90%の規則化率であることを明らかにした。合成した試料のEgは1.7-4.8eVで、B'イオンに強く依存することを見出した。紫外光を用いた水溶液系におけるメタノールの光還元によるH_2生成反応、Ag^+光還元反応を行ったところ、前者の反応には全ての触媒が不活性であった。一方、後者に対してはLa_2ZnTiO_6(Eg=3.91eV)のみが特異的に活性を示し、その表面積当りの比活性はTiO_2(Eg=3.2eV)の約3倍であり、La_2ZnTiO_6は光照射による電荷分離能を有し、励起電子の還元力はTiO_2より高いことがわかった。また、W系ダブルペロブスカイトは反応条件下で分解し、溶液中での光触媒としての利用は困難であることがわかった。
監獄のアーカイブ形成と歴史認識－近代のアジアにおける英領植民地と日本を事例として

近代のアジアにおけるイギリス領植民地と日本の監獄の歴史を事例とし、歴史的情報の集積としての「アーカイブ」がいかに形成され変化しネットワーク化されてきたのか、そしていかなる歴史の叙述が生産されてきたのかを分析する。両地域において、近代化の過程で監獄制度が形成された19世紀半ばからの1世紀間の変化を観察する。アーカイブを歴史研究の所与の前提としてとらえるのではなく、アーカイブ自体の変化と歴史叙述の相互作用を、社会・政治・技術的な文脈に置いて考察する。
形式的論理設計検証に関する研究

形式的論理設計検証に関して以下の研究成果を得た。1.拡張時空間様相論理:時空間様相論理で有限長ビットスライス回路を取り扱うために必要な拡張を行った。本拡張では、仮想的にビット位置カウンタを設置し、指定位置で出力を無効化する信号を生成する。この信号を用いて、指定位置以降の出力を無視することにより、有限長ビットスライス回路のモデル化を行った。2.並行プロセスの検証:多数の並行プロセスとしてシステム全体をモデル化した場合に適した検証アルゴリズムを考案した。本手法では、プロセス変数や値の変化しない状態変数を(逆)像計算に先立ちスムージングや代入操作を行っている。これにより、記号モデル検査を10倍以上高速化出来ることを示した。3.並列分散プロセス順序付けアルゴリズム: BDDの変数順序づけとして、プロセス単位でグループ化して順序づけを行う手法を提案した。順序づけには、評価値を分枝限定法により最適化する並列分散アルゴリズムを示した。実際に25台の計算機で実行した結果、スーパーリニア効果が得られることが判明した。4.タスク制御アーキテクチャの検証:多数の並行プロセスとしてモデル化できるシステムの例として、ロボット制御プログラムのタスク制御アーキテクチャのデッドロックフリー性の検証を行った。一般に並行プロセスのデッドロックフリー性の検証では公平性制約を課す必要があるが、公平性制約のもとでの検証は非常に時間がかかる。そこで、タスク制御アーキテクチャの構造に着目して公平性制約を用いずにデッドロックフリー性を検証する方法を示し、これにより100倍以上の高速化を達成できることが判明した。本年度は、主として拡張時空間様相論理の基礎的研究と、並列/分散検証アルゴリズムの基礎的研究を行った。1.拡張時空間様相論理:時空間様相論理の拡張として、有限長ビットスライス回路のモデル化と、双方向ビットスライス回路のモデル化を検討した。有限長ビットスライス回路を取り扱うために、無限長ビットスライス回路に対して仮想的にビット位置をカウントするカウンタを設置し、指定されたビット位置で出力を無効にする信号を生成するモデルを構築した。一方、双方向ビットスライス回路に対しては、信号線の方向応じて推論の空間的方向を変更する必要があることが判明した。したがって、空間軸に関しては、これまでのように正方向の空間様相演算子だけでなく、負方向の空間様相演算子をも導入する必要があり、今後このような双方向空間様相演算子の基本的性質について研究を進める必要があると思われる。2.並列/分散検証アルゴリズム:CPUの個数が220個程度の高性能ワークステーションに対する並列検証アルゴリズムとして、マルチスレッド方式にもとずく並列BDD処理アルゴリズム、並列記号モデル検査アルゴリズム、仕様の並列検証アルゴリズムなど種々のレベルにおける並列化を検討し、その諸性質を考察した。また、高速ネットワークに結合された数十台のワークステーションを用いる分散検証アルゴリズムに関しても、必要な共有データの分散キャッシュ法などについて検討を開始した。本年度は,主として多数の並行プロセスとしてモデル化できる論理システムの検証を対象にし,論理システムの抽象化や分散検証アルゴリズムの研究を行い次のような成果を得た.1.並行プロセスの検証:大規模論理システムでは比較的単純な動作を行うプロセスの並行動作としてシステム全体の動作を記述できる場合がある.このような論理システムの設計検証に適した検証アルゴリズムとして,検証のための像計算を行う前にプロセス変数をスムーズアウトする記号モデル検査法を提案し,従来の記号モデル検査法に対して10倍以上高速化できることを示した.2.タスク制御アーキテクチャの検証:多数の並行プロセスとしてモデル化できる論理システムの例として,ロボット制御プログラムのモデルであるタスク制御アーキテクチャのデッドロックフリー性の検証を行った.並行プロセスのデッドロックフリー性の検証では,通常公平性制約のもとで検証を行う必要があるため非常に検証時間がかかる.これに対して,タスク制御アーキテクチャの性質に着目することにより,公平性制約を用いずにデッドロックフリー性の検証を行う方法を提案し,実際にこの手法により100倍以上高速化できることを示した.また,検証時間に大きく影響するタスクの順序付けに対し,分散ヒューリスティックアルゴリズムを示し,25台の計算機で分散処理を行った結果スーパーリニア効果が得られる場合もあることが判明した.
ジーンターゲティング法により作製したヌクレオバインディン欠損マウスの解析

1.ヌクレオバインディン(以下Nuc)遺伝子をジーンターゲティング法により欠損させたマウスは、見かけ上全く正常であった。そこで各種臓器の切片をとり、解剖学的な変化がないかどうかをしらべたが、やはり大きな変化を見つけだすことはできなかった。2.現在のNuc欠損マウスは、C57BL/6マウスと129マウスをバックグラウンドとしているため、他のマウスと掛け合わせることにより何らかの表現型の変化が起きることが考えられた。そこでまずNucの過剰発現が見られ、もともとNucの発見のもとになったMRL/lprマウスと掛け合わせることにした。すなわちNuc-/-,lpr/lprの遺伝子型をもつマウスを取得しようとした。手持ちのNuc欠損マウスとMRL/lprマウスとを掛け合わせそのF1同士の掛け合わせより得たF2の中からサザンハイブリダイゼーションによりNuc-/-,lpr/lprマウスを選択した。3.そのマウスを生後より観察したところ、MRL/lprマウスと比較してリンパ節の腫脹が時期的に早くから、しかも脹れ方が大きくなることがわかった。そこでそれらのマウスよりリンパ節を摘出し、T細胞のマーカーについて調べてみた。T4およびT8について見てみるとMRL/lprマウスに比較して、T4+,T8-の細胞比率が大きく高まっていることがわかった。この現象が掛け合わせによるバックグラウンドの違いによる可能性もあることから、現在それらをMRL/lprマウスと戻し交配し、それでもその現象が再現され、かつNuc-/-に基ずくものかを確かめようとしている。
糖尿病患者の血管新生緑内障における歯周病由来抗cardiolipin抗体の役割

A.actinomycetencomitansのleucotoxinCは、β2GPI上のTLRVYKペプチドと相同性が高いペプチド配列(SIRVYKペプチド)を有しており、私たちは、抗SIRVYK抗体がTLRVYKペプチドと交差反応を引き起こす可能性があることを報告した。また、東京医科歯科大学医学部附属病院に通院中の糖尿病患者において、血清中の抗TLRVYK抗体と抗SIRVYK抗体が有意な相関を示した。糖尿病患者における緑内障の発症に、歯周病由来の抗体が関与している可能性が示唆された。歯周病は様々な全身疾患のリスクファクターであり、なかでも糖尿病とは相互に影響することが明らかになってきている。糖尿病では、高血糖状態によって様々な合併症が引き起こされるが、なかでも、網膜症は3大合併症のひとつとしてとらえられている。緑内障は日本人の失明原因の第一位となっており、眼圧の上昇が高頻度で観察されるが、この原因としては未だ不明な点も多い。しかしながら、近年、緑内障の発症・進展を調査した大規模な前向き介入コホート研究では、抗cardiolopin抗体が緑内障の発症・進展のリスクファクターとなることが明らかになっている。これまでの研究で、歯周炎患者では健常者と比較してβ2GPI依存性抗cardiolipin抗体が上昇していること、またβ2GPI上のTLRVYKペプチドを認識するモノクローナル抗体をマウスに注射すると抗cardiolopin抗体と同様の働きを示すことが報告されている。A.actinomycetencomitansのleucotoxinCは、β2GPI上のTLRVYKペプチドと相同性が高いペプチド配列(SIRVYKペプチド)を有しており、私たちは、SIRVYKペプチド配列に対する抗体がTLRVYKペプチドと交差反応を引き起こす可能性があることを報告した(Arch Gynecol Obstet 2013)。また、東京医科歯科大学医学部附属病院に通院中の糖尿病患者において、血清中のTLRVYKペプチドとSIRVYKペプチドが有意な相関を示した。以上の結果より、糖尿病患者における緑内障の発症に、歯周病由来の抗体が関与している可能性が示唆された。歯周病は、様々な全身疾患のリスクファクターであり、なかでも糖尿病とは相互に影響することが明らかになっている。糖尿病網膜症による血管新生緑内障は、虹彩や偶角に血管新生が起きることにより、眼圧が上昇する疾患である。しかしながら、近年、緑内障の発症・進展を調査した大規模な前向き介入コホート研究では、抗cardiolopin抗体が緑内障の発症・進展のリスクファクターとなることが報告されている。これまでの研究で、歯周炎患者では健常者と比較してβ2GPI依存性抗cardiolipin抗体が上昇していること、またβ2GPI上のTLRVYKペプチドを認識するモノクローナル抗体をマウスに注射することにより血栓や早産が引き起こされることが報告されている。今回、私たちは、A. actinomycetencomitansのleucotoxin Cは、β2GPI上のTLRVYKペプチドと相同性が高いペプチド配列を有しており、A. actinomycetencomitansのleucotoxin C中の配列に対する抗体が、β2GPI上のTLRVYKペプチドと交差反応を引き起こす可能性があることを示した。A. actinomycetencomitansのleucotoxinC中の配列に対する抗体が、TLRVYKペプチドと交差反応を引き起こす可能性があることを示した。本結果は新しい知見であり、今後の臨床研究の発展へとつながるものである。被験者として、東京医科歯科大学医学部附属病院内分泌代謝内科を受診中の、糖尿病と診断された患者100名とする。実験群としては、血管新生緑内障と診断された糖尿病患者50名、コントロール群として糖尿病性網膜症に罹患していない糖尿病患者50名とする。選択基準は(1)重度な緑内障に影響しうる疾患を有さない。(2)少なくとも10歯以上の歯が残存している。(3)過去3ヶ月以内に全身的、局所的抗菌投与が行われていないこととする。歯周検査として、プロービングポケット深さ(PPD)、アタッチメントレベル(AL)、プロービング時の歯肉からの出血(BOP)、オーレリーのプラークコントロールレコード(O-PCR)、動揺度を測定する。被験者の最深のPPDを示す歯周ポケット4部位に対してペーパーポイント法により、細菌のサンプリングを行う。また、唾液も採取する。リアルタイムPCR法により、総菌数、各細菌数(P.gingivalis., T.denticola., A.actinomycetencomitans.)、対総菌比率を算出する。被験者より、末梢静脈血を採取し、血清分離後、血清中のβ2GPIに対する抗体価をELISA法にて測定する。

また、血清中のP. gingivalis., T. denticola., A. actinomycetencomitans.全菌体に対するIgGおよびIgGサブクラス血清抗体価と、TLRVYKと相同性をもつペプチドに対する血清抗体価をELISA法にて測定する。培養試薬、抗体作製、ELISA用試薬、PCR用試薬、分子生物学試薬、プラスチック消耗品を購入する。