hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
束縛された場における高分子鎖の並進拡散挙動

高分子固体表面におけるセグメントスケールの分子運動性に関しては系統的に検討されているが、分子鎖スケールでの運動性に関しては全く検討されていない。本研究では、高分子薄膜および高分子表面における分子鎖の並進拡散係数を評価することを目的とする。拡散係数を評価する装置としてFluorescence Recovery after Photobleaching (FRAP)装置を作製した。ここでFRAPとは、高強度のレーザー光を用いて試料の一部をフォトブリーチ(退色化)し、フォトブリーチした領域と領域外の蛍光強度差の時問変化を検出することで、拡散係数を導出する方法である。試料として6-(N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino)hexanoic acid(NBD)を用いて蛍光ラベルした単分散ポリスチレン(PS、Mn=53.4k、Mw/Mn=1.03)[PS-NBD]を用いた。スピンコーティング法により調製した試料を用いることで薄膜における分子鎖の拡散挙動を評価した。またLangumuir-Blodgett法を用いてPS-NBD単分子粒子膜をPS薄膜上に積層することにより表面層のみを蛍光ラベルした試料を調製した。表面層のみを蛍光ラベルすることで高分子固体表面における分子鎖の拡散挙動を評価することができる。作製したFRAPには三つの光路が存在し、一つ目はフォトブリーチを行うために用いるbleaching lineである。またフォトプリーチした領域と領域外の蛍光強度を別々に測定するために二つのreading lineを作製した。FRAP装置を用いて37wt%THF溶液中におけるPS-NBDの拡散挙動を評価した。ブリーチ時間は3.0sで行った。蛍光強度プロファイルから求められる拡散係数はD=0.24±0.04mm2/sであった。この値は同濃度であるPS(Mw=46k)/THF溶液の拡散係数、D、の文献値1.4mm2/sとよく対応していた。現在は、FRAPを用いて高分子薄膜および表面における拡散挙動について詳細な検討を行っている。高分子固体表面の分子運動特性は内部と比較して異なっている。これまで、高分子表面におけるセグメントスケールの分子運動性に関しては系統的に検討されているが、分子鎖スケールでの熱運動性に関しては全く検討されていない。本研究では、高分子溶液や単分子膜中のブローブ分子の拡散係数を評価する装置として確立された光漂白蛍光回復測定装置{FRAP)を作製し、高分子膜表面に応用することを目的とする。光源にArレーザー(I=488nm)、蛍光強度の検出には光電子増倍管を用いた。FRAPでは、顕微鏡の試斜台に設置した試料を、(1)高強度のレーザー光を用いてフォトブリーチし、(2)ブリーチした領域内外の分子鎖の並進拡散により蛍光強度が回復する過程を検出する。ブリーチングとリーディングの光路はビームスブリッタで分割し、光路の切り替えはシャツターでおこなった。リーディングビームは、リーディング中にフォトブリーチが起きないような微弱な光を用いた。試料として、nitrobenzofurazan(NBD)(最大励起波長,lmax=467nm)で蛍光ラベルした単分散ポリスチレン(PS)(数平均分子量、53k)のTHF溶液を用いた。試料の溶液濃度は0.048wt%、温度は291Kとした。PS-NBD溶液では蛍光強度が時間とともに増加したことから、高分子鎖が拡散したことが明らかである。また、時間0における蛍光強度をF(0)、十分時間が経過し、蛍光強度が一定となったときの値をF(∞)とすると、{F(∞)-F(t)}/{F(∞)-F(0)}=0.5を満たす時間が緩和時間tである。このときの拡散係数Dは、tを用いて、D=0.224・r2・t-1で表される。本実験では、スポット半径r=700mmであり、またtは1400sであったことから、D=78mm2/sと評価できる。この値は、強制レイリー散乱法に基づき評価された分子量46kの0.048wt%PS/THF溶液のD、75±14mm2/s(文献値)と良く一致しており、作製したFRAPを用いて高分子鎖の並進拡散係数の評価が可能であることを示している.今後は、表面層の分子鎖のみを蛍光ラベルした固体試料を用いてFRAP測定をおこない、高分子固体膜表面における分子鎖の絡み合い等について検討する。

またLangumuir-Blodgett法を用いてPS-NBD単分子粒子膜をPS薄膜上に積層することにより表面層のみを蛍光ラベルした試料を調製した。表面層のみを蛍光ラベルすることで高分子固体表面における分子鎖の拡散挙動を評価することができる。作製したFRAPには三つの光路が存在し、一つ目はフォトブリーチを行うために用いるbleaching lineである。またフォトプリーチした領域と領域外の蛍光強度を別々に測定するために二つのreading lineを作製した。FRAP装置を用いて37wt%THF溶液中におけるPS-NBDの拡散挙動を評価した。ブリーチ時間は3.0sで行った。蛍光強度プロファイルから求められる拡散係数はD=0.24±0.04mm2/sであった。この値は同濃度であるPS(Mw=46k)/THF溶液の拡散係数、D、の文献値1.4mm2/sとよく対応していた。現在は、FRAPを用いて高分子薄膜および表面における拡散挙動について詳細な検討を行っている。
ウラン・トリウムを内包したアクチノイド金属フラーレンの電子状態に関する研究

先年度の成果を踏まえ、トリウム(Th)を内包した金属フラーレン、Th@C_<84>の^<13>C-NMRスペクトルについてフラーレンケージ構造の再度検討をおこなった。また、ウラン(U)、Thと同じアクチノイド元素の一つであるカリフォルニウム(Cf)について金属フラーレンの合成を試みた。1)Th@C_<84>のフラーレンケージ構造の再度検討Th@C_<84>の^<13>C-NMRスペクトルでは16本の明確な^<13>Cシグナルが観測されており、プロトンデカップリングをおこなったスペクトルのシグナル強度の変化から、Th@C_<84>におけるC_<84>ケージはD_<2d>対称をもつと考えていた。しかしながら先年度に得られた知見を元に再解析を行ったところ、Th@C_<84>を構成する炭素ケージはD_<2d>対称を持ったC_<84>ではなく、C_<3v>対称を持ったC_<82>ケージであり.内包原子(団)はトリウムカーバイド(ThC_2)の形をとっている可能性が高いことが分かった。現在得られている^<13>C-NMRスペクトルは内包カーバイドのシグナルを得るにはバックグラウンドノイズが大きく、Thフラーレンが(ThC_2)@C_<82>であるという確証はまだ得られていない。この確証を得るため、現在Thフラーレンの大量精製を試みている。2)Cf金属フラーレンの合成これまでの研究結果から、フラーレン中の内包原子の酸化数はイオン化エネルギーの大きさによりほぼ決定することが分かっている。原子番号98番のCf以降では、イオン化エネルギーから見積もられる酸化数が2価となる。これを実験的に確かめるため、加速器において合成したCfを用いて金属フラーレンの合成、HPLCクロマトグラムから内包原子の酸化状態決定を試みた。しかしながらCfフラーレンの生成量が非常に低いため酸化数決定には至らず、国内のアクチノイド元素が合成可能な加速器では酸化状態決定に必要なCf量が確保できないことが判明した。本年度はトリウムフラーレンの比較対象物質となると考えられる擬似同族元素ハフニウム(Hf)を内包した金属フラーレンの合成・分析を中心に行った。本研究の研究対象の一つであるトリウムは6d軌道と5f軌道のエネルギー準位が非常に近く、化学的性質は同族元素である希土類元素よりはむしろ隣接する周期表第4族元素に非常に類似している。ハフニウムを内包した金属フラーレンの電子状態に関する知見はトリウムの電子状態を議論する上で非常に重要であると考えられる。ハフニウムを内包した金属フラーレンについてはすでに名古屋大学がHf_2C_2@C_<78>の単離、構造同定に成功しているが、我々は新規のハフニウムフラーレン化学種であるHf_3C_<82>、Hf_2C<82>をHPLC分析、質量スペクトル測定から発見し、電子状態に関する知見を得ることが出来た。π-π相互作用を主な分離機構としているフラーレン分取用HPLC固定相5PBBカラムを用いたラジオクロマトグラム分析の結果、Hf_3C_<82>の電子状態は(Hf_3)^<8+>C_<82>^<8->またはHf_2C_2@C_<78>と同様カーバイドを内包したものを想定して(Hf_3C_2)^<10+>C_<80>^<10->であることが分かった。また同様のラジオクロマトグラム分析の結果Hf_2C_<82>は(Hf_2)^<8+>C_<82>^<8->の電子状態をもつことが分かった。現在のところThフラーレンについては複数個金属原子を内包した金属フラーレンの観測は出来ていない。しかしながら、今後の分析の結果複数個金属原子を内包した金属フラーレン化学種が発見された場合、電子状態を議論する上でハフニウムと同様にカーバイドを内包した化学種を想定した議論を展開する必要があるであろう。

この確証を得るため、現在Thフラーレンの大量精製を試みている。2)Cf金属フラーレンの合成これまでの研究結果から、フラーレン中の内包原子の酸化数はイオン化エネルギーの大きさによりほぼ決定することが分かっている。原子番号98番のCf以降では、イオン化エネルギーから見積もられる酸化数が2価となる。これを実験的に確かめるため、加速器において合成したCfを用いて金属フラーレンの合成、HPLCクロマトグラムから内包原子の酸化状態決定を試みた。しかしながらCfフラーレンの生成量が非常に低いため酸化数決定には至らず、国内のアクチノイド元素が合成可能な加速器では酸化状態決定に必要なCf量が確保できないことが判明した。
再燃前立腺癌におけるエストロゲン受容体を介したシグナル伝達機構の包括的解明

再燃前立腺癌におけるエストロゲン療法の意義を再考すると共に,2種のエストロゲン受容体(ERαとERβ)を介したシグナル伝達機構について分子生物学的手法を用いて包括的に解析した.その結果,前立腺癌の増殖・進展においては,ERαが促進的にERβが抑制的に働く可能性が明らかになったと共に,ERβを標的とした分子標的治療の可能性とERβ発現ベクターとそのリガンドEstradiolを用いた遺伝子治療の可能性が示唆された。アンドロゲン非依存性前立腺癌に対する新たな治療法を開発していく上で,再燃メカニズムの解明は必須である.現在まで,アンドロゲン依存性からアンドロゲン非依存性へのシフトには,アンドロゲン受容体(AR)の構造異常(増幅,変異など)をはじめとして,癌遺伝子・癌抑制遺伝子の異常,増殖因子の変化,接着因子の変化やアポトーシス関連の異常等の関与が報告されてきた.しかしながら,エストロゲン受容体(ER)を介したシグナル伝達に着目し,再燃メカニズムの解明を試みた検討は皆無に等しい.前立腺癌におけるエストロゲンとERの役割は,多くの争論,異論で混沌としており,未だにその詳細は不明のままである.そこで,再燃前立腺癌におけるエストロゲン療法の意義を再考すると共に,ERを介したシグナル伝達機構につき分子生物学的手法を用いて包括的に解明することを目的に本研究を開始した.まず,アンドロゲン依存性前立腺癌株LNCaP,アンドロゲン非依存性前立腺癌株PC-3,DU145,正常前立腺上皮細胞PrEC,正常前立腺間質細胞PrSC,乳癌細胞株(コントロール)を用いて,ERの発現プロファイルを検討した.ERの発現が認められた細胞については,リガンドの有無によるERの細胞内局在を免疫染色にて評価した.また,前立腺癌細胞株におけるリガンド投与後の細胞増殖も解析した.次に,プロモーター領域にエストロゲン応答配列(ERE)を人工的に挿入したルシフェラーゼ発現ベクター(pERE-tk-LucあるいはpGL3-ERE4-Luc)を各細胞株にトランスフェクション後,リガンド依存性ER転写活性を評価した.さらに,前立腺癌細胞株におけるER転写活性とMAPKおよびPI3K/Aktシグナル伝達系とのクロストークを検討するため,ヒトリン酸化MAPキナーゼ抗体アレイを用いて網羅的な解析をすすめた.アンドロゲン非依存性前立腺癌に対する新たな治療法を開発していく上で,再燃メカニズムの解明は必須である.しかしながら,エストロゲン受容体(ER)を介したシグナル伝達に着目し,再燃メカニズムの解明を試みた検討は皆無に等しい.前立腺癌におけるエストロゲンとERの役割は,多くの争論,異論で混沌としており,未だにその詳細は不明のままである.そこで,再燃前立腺癌におけるERを介したシグナル伝達機構に対する分子生物学的手法による包括的解明を目的に本研究を始動した.平成21年度は,前立腺癌におけるERを介したシグナル伝達機構の包括的解明として,20年度から引き続いて主としてin vitroでの実験を計画し,ERαとERβの機能解析とNF-κBと競合を中心に検討した.その結果,エストロゲンによって誘導されるER転写活性によってNF-κB転写活性が一部抑制されており,逆にNF-κB転写活性を誘導することによってER転写活性が抑制された.よってERとNF-κBの転写活性間に何らかのクロストークが存在することが示唆された.さらに,新たに構築したERβ発現ベクターをFuGENE6にてLNCaP,PC-3,DU145細胞に導入し,ERβの発現をmRNAおよび蛋白レベルで確認した.PC-3細胞に対してERβを過剰発現させた場合,ERαの発現が逆に抑制された.これは,ERαは前立腺癌の進展に促進的と仮定すると,ERβを強制発現させること自体が治療ストラテジーの1つとなりうる可能性が示唆された.以上の結果を踏まえて,来年度はERβをターゲットにした遺伝子治療の可能性に取り掛かる予定である.本年度は,前立腺癌におけるERを介したシグナル伝達機構の包括的解明として,20年度からの最後の1年として,以前からのin vitro実験に加えて,1)ERβの強制発現とE2投与による遺伝子治療の可能性,2)SCIDマウスを用いた担癌モデルの作成,3)E2,DES,SERMs投与によるin vivo抗腫瘍効果の実験を計画してERβをターゲットにした遺伝子治療の検討に取り組んだ。その結果,ERを標的とした遺伝子治療実験については,SCIDマウスを用いた前立腺癌モデル,ERβ発現プラスミドを作製し,ERβ過剰発現させた系とE2投与の有用性が明らかにした。これは,再燃前立腺癌におけるERの役割並びに臨床的意義について,ERを介したシグナル伝達機構を解明し,エストロゲンによる前立腺癌治療の可能性を再考すると共に,ERを標的としたSERMsあるいは抗エストロゲン剤を用いた分子標的治療あるいは遺伝子治療の可能性が示唆された。また,"前立腺癌においては,ERαが増殖にERβが抑制に関与する"という我々の仮説に基づいて,エストロゲンの前立腺癌に対する(直接的あるいは間接的)

抗腫瘍効果を検討し,分子生物学的手法によってそのメカニズムを明らかにする過程で,"エストロゲン療法を再考する"ことは,"故きを温ねて新しきを知る"という視点からも大いに意義深いと考えられる。今後の課題として,ERβ発現アデノウイルスベクター作製し,そのベクターとE2投与を投与することによる遺伝子治療実験が不可欠であるため,さらに実験を継続する予定である。
光変調素子CuCl単結晶の育成と欠陥導入機構に関する研究

市販のCuCl粉末を、再結晶法と真空蒸留法により純化した。これを初材料として、CuCl単結晶のの育成を行った。CuCl(mp=422°C)は407°Cでウルツ鉱型からせん亜鉛鉱型へと相変態する。変態点を通過するとき結晶中に発生する歪みによって単結晶を得ることが困難となる。これをさけるために、KClをフラックスとして融点を変態点以下に下げて結晶育成を行った。この研究の特徴は、TSSG(Top Seeded Solution Growth)法を、CuClの育成にはじめて用いた点である。すなわち、るつぼの底にnutrient(CuCl多結晶体)を静置し、結晶化した分だけnutriontから補いながら引き上げるという方法である。この方法だと溶液の濃度も温度も一定のまま長時間の育成が可能である。育成条件は、(i)種結晶の方位:[100]、[111]、[110]、(ii)フラックス濃度:3.0-24.9mol.%KCl、(iii)成長速度:0.25ー5.22mm/h、であった。得られた結果は次のようである。(1)種結晶の方位はすなおに継承されず全体がいくつかの単結晶で構成された。(2)フラックス濃度が低いほど、大きな単結晶が得られ透明度も高かった。(3)フラックス濃度が低い場合(3.0mol.%KCl)でも成長速度が大きくなると(5.22mm/h)、結晶は白濁した。しかし成長速度が小さすぎると(R=0.25mm/h)かえってグレインサイズが小さくなった。結局、R0.6mm/h、フラックス濃度3.0mol.%KClのときが最適条件であった。(4)暗視野法により取りこまれたフラックス(KCl)の分布を調べた。フラックス濃度や成長速度の増大にともないランダム分布からセル状分布さらにはデンドライト成長にともなう白濁状分布へと変化した。(5)偏光顕微鏡観察により、内部歪みについての知見が得られた。350°C、24hのアニールで、歪みはかなり除去できることがわかった。1.初材料の純化:市販の特級CuCl中には,CuClが酸化分解して生じたCuCl_2およびCuなどが混入している.これを再結晶法(塩酸による溶解析出)と,真空蒸留法により精製した.精製前の試料を溶解・凝固したものは暗褐色であったが,精製後では無色透明となった.不純物といて除去がむつかしいのは,Cu^<++>である.これがこの精製法でどの程度除去できたかをヨードメトリー法で分析した.その結果,精製前では,0.45ut.%入っていたのが,後では0.18wt.%まで減少していた.その他Feは0.001ut%であったのが0.0003ut%まで除去できていた.精製効果を定量的に調べたのは,これが初めてである.

2.結晶育成:Top seeding法によるCuCl単結晶の育成はこの研究がはじめてであり,我々は育成炉の試作からスタートした.炉に関して特に注意したことは,(1)CuClがきわめて酸化し易い物質であるため,機密性のよい外熱型の炉とし,不活性ガス中で育成できるようにしたこと,(2)容器内や溶液中の温度測定が可能なように,特別に設計したフランジを作製したことである.また引上駆動機構についていえば,一般に溶液成長では結晶の成長速度が遅いため,引上速度を0.1mm/hまで遅くできるようにした.はじめに,フラックスを用いないで結晶を引上げたところ,この結晶は407°C(m.p.=422°C)に変態点があるため,変態時の歪を解消するために双晶が発生して結晶はミリオーダーの結晶粒からなる多結晶体となってしまった.しかしKClをフラックスとするTop seeding法で変態点以下での結晶育成(KCl;3モル%,成長速度R=0.6mm/h)を行ったところ10×20×5mm^3程度の単結化を得ることができた.来年度は,熱分析,エッチング,偏光,暗視野などの各手法を用いて,本年度作製した単結晶の本格的なキャラクタリゼーションを行い,Top Seeding法における欠陥導入機構を明らかにしたい.CuCl(m.p.=422°C)は407°Cでウルツ鉱型からせん亜鉛鉱型へと相変態するため、われわれはKClをフラックスとしてこの変態点以下で結晶育成(トップシーディング法)を行った。そこで問題となるのはフラックス濃度と育成結晶の品質との関係である。状態図の検討によりKClは3mol%以上加える必要があることがわかった。そこで、3.0から24.9molまでKCl濃度をかえて結晶育成を行ったところ、241mol%の時には、結晶は液と切れ易く引上げることができなかった。8.9mol%では結晶引上げは可能となったが、この濃度では結晶はフラックスをたくさんとり込み白濁状態であった。6.0mol%では少し透明になってくるが、それでもグレインサイズは小さかった。結局3.0mol%の時(この濃度での融点は変態点407°Cにきわめて近い)が最も透明度の高い、しかもグレインサイズの大きな結晶が得られた。以上のべた結果は成長速度を0.5mm/hとした場合のものである。いくらKlC濃度を低くしても(3.0mol%まで)、成長速度を約10倍、すなわち5.22mm/hにした場合には、結晶は著しく白濁してしまうことがわかった。また暗視野観察により、とり込まれたフラックス分布が、KCl濃度の増大にともないランダム分布がらセル状分布へと変化することもわかった。こうした現象は、固液界面近傍の溶質分布がフラックス濃度や成長速度にどのように影響されるかを倫理的に考察した結果、組成的過冷却現象を適用することによりうまく説明できることがわかった。偏光観察により、内部歪は、350°C、24hのアニールで除去できることがわかった。またconc,HClエッチングにより{111}は、極性により、白いピットと黒いピットにわかれることがわかった。種結晶{〔111〕、〔100〕と〔110〕}用いた育成を試みたが、種の方位をうまく継承させることはできなかった。今後の課題である。
マラリア原虫スポロゾイトの蚊唾液腺侵入を担う分子群の解析

本研究は、これまで研究が進められて来なかったマラリア原虫スポロゾイトのロプトリータンパク質に着目し、蚊の唾液腺侵入における機能を解析することを目的とした。RT-PCR法と免疫電子顕微鏡法によりスポロゾイトのロプトリーに局在する8分子を同定することができた。これらの分子がスポロゾイト時期特異的に発現抑制される遺伝子改変原虫を作出し、その表現型の変化を観察することによってスポロゾイトにおける機能解析を行ったところ、この内の5分子が媒介蚊の唾液腺侵入において重要な役割を果たすことが明らかになった。本研究は、これまで全く研究が進んで来なかった、マラリア原虫スポロゾイトのロプトリーに局在する分子に着目し、蚊の唾液腺侵入における当該分子の機能を解明することを目的として実施するものである。本年度は、12の候補分子について発現解析を行った。RON (rhoptry neck protein)3,4,5,6およびRALP1,RAP1,RhopH1,RhopHIA,RhopH2,RhopH3については、それぞれのタンパク質のC末端側にc-mycタグを融合させた組換えタンパク質発現原虫を作出した。RAMA,RON1については特異抗体を作成した。それぞれの組換え原虫を蚊に感染させた後、15,24日後に中腸と唾液腺を回収し、スポロゾイトにおけるタンパク質の局在を坑c-myc抗体あるいは特異抗体を用いた免疫電顕法により解析した。その結果、RON3,4,5,RALP1,RAP1,RAMAがスポロゾイトのロプトリーに局在することが明らかになった。次に、スポロゾイトにおけるRON4の役割を明らかにするために、スポロゾイト時期特異的発現抑制原虫の作出を行った。具体的には、ron4のプロモーター領域をメロゾイト特異的発現をする遺伝子のプロモーターに相同組換えにより置換する。発現抑制の確認の為に、RON4の組換えタンパク質を合成し、特異抗体を作成した。坑RON4抗体を用いて、スポロゾイトを鋳型にwestern blottingを行ったところ、スポロゾイトにおけるRON4の発現が極めて抑制されていることがわかった。そこで、遺伝子改変原虫を感染させた蚊の中腸、唾液腺より回収できるスポロゾイトの数を計測したところ、RON4発現抑制原虫では、唾液腺から回収されるスポロゾイトの数が顕著に減少していることがわかった。すなわち、RON4がスポロゾイトの唾液腺侵入に重要な役割を果たすことを始めて明らかにできた。本研究は、これまで全く研究が進んで来なかった、マラリア原虫スポロゾイトのロプトリーに局在する分子に着目し、蚊の唾液腺侵入における当該分子の機能を解明することを目的として実施している。昨年度にスポロゾイトのロプトリーに局在することを確認したRON3、RON5、RAMAについて、それぞれのタンパク質の機能解析を行う為に、各分子についてメロゾイトでは発現するがスポロゾイトでは欠損するという遺伝子改変原虫の作製を試みた。そのため、標的分子のプロモーター領域をスポロゾイト期に発現しない他のマラリア原虫遺伝子のプロモーター領域と置換する方法を用いて、スポロゾイト期特異的発現抑制原虫を作製した。各タンパク質に対する特異抗体を用いたウエスタンブロッティング法および間接蛍光抗体法により、遺伝子改変原虫において標的分子がスポロゾイト特異的に発現抑制されていることの確認をおこなった。その結果、スポロゾイトにおけるRON3, RON5およびRAMAの発現が極めて抑制されていることが確認された。そこで、これらの遺伝子改変原虫を媒介蚊に感染させ、蚊体内で原虫を発育させた後に、中腸、胸腹部体腔液、唾液腺より回収したスポロゾイトの数を計測し、遺伝子改変原虫と野生型原虫のそれとを比較したところ、RON3発現抑制原虫は野生型と同程度に唾液腺への侵入を示したのに対し、RON5、RAMAの発現抑制原虫において、唾液腺から回収されるスポロゾイトの数が顕著に減少していることが明らかとなった。すなわち、RON2、RON4に加えてRON5、RAMAがスポロゾイトの唾液腺侵入に重要な役割を果たすことを初めて明らかにすることができた。本研究では、これまで全く研究がなされていなかったマラリア原虫スポロゾイトのロプトリーに局在する分子を標的として、マラリア原虫の蚊唾液腺侵入におけるロプトリー分子の機能を明らかにすることを目的に実施した。我々がこれまでにスポロゾイトを材料として網羅的探索により選択したロプトリー局在候補分子について、ネズミマラリア原虫(Plasmodium berghei)を用いて、スポロゾイトによる蚊の唾液腺侵入の分子機構の解明を試みた。昨年までに実施したRON2、RON3、RON4、RON5、RAMAに加えて、本年度はロプトリーに局在する別の2分子について解析を行った。

選定した2つの候補タンパク質の機能解析を行う為に、各分子の遺伝子プロモーター領域をメロゾイトでは発現するがスポロゾイトでは欠損するMSPx遺伝子のプロモーター領域と置換した遺伝子改変原虫を作製した。遺伝子改変原虫のプロモーター領域にc-mycエピトープを融合させ、標的分子がスポロゾイト特異的に発現抑制されていることをウエスタンブロッティング法により確認した。作製した遺伝子発現抑制原虫と野生型の表現型とを比較し、標的タンパク質がスポロゾイトの蚊唾液腺への侵入にどの程度に関与するかについての評価を行った。遺伝子改変原虫またはコントロール原虫をマウスに接種した後に、媒介蚊(A. stephensi)に吸血させ、20°Cで24日間飼育した後に、中腸、体液、唾液腺を採取し、それぞれの部位のスポロゾイト数を算定し、スポロゾイト期特異的発現抑制原虫とコントロール原虫におけるスポロゾイトの分布の差異を検討した。その結果、遺伝子発現抑制原虫では唾液腺への侵入が著しく抑制されることが示され、解析を行った2つのロプトリータンパク質がスポロゾイトの蚊唾液腺侵入に重要な役割を果たすことが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。寄生虫学26年度が最終年度であるため、記入しない。挙げていた全ての候補分子についての、スポロゾイトでの発現と局在の解析を終了することができた。その結果、6つの分子が新たにスポロゾイトロプトリーに局在することが明らかとなった。さらに、RON4については、スポロゾイト時期特異的発現抑制原虫の作出に成功し、表現型を解析した結果、唾液腺侵入に大きな役割を担っていることを新たに見いだすことができた。昨年度に蚊の唾液腺に侵入するスポロゾイトのロプトリーに局在することが確認された分子を対象として、これらの分子を時期特異的に欠損する発現抑制原虫の作製を試みた結果、RON3、RON5、RAMAの発現抑制原虫の作製に成功した。さらに、これらの原虫の表現型を解析した結果、RON5とRAMAが唾液腺侵入に重要な役割を担うことを新たに見いだすことができた。順当に計画が進行しているので、予定通り、他のスポロゾイトロプトリー分子についてもスポロゾイト時期特異的遺伝子発現抑制原虫を順次作成し、その表現型の解析を行う。それぞれの特異抗体も作成する。計画以上に順調に進行しているので、予定通り、他のスポロゾイトロプトリー分子についてもスポロゾイト時期特異的遺伝子発現抑制原虫を順次作成し、その表現型の解析を引き続いて推進する。本年度の未使用額1,353,230円は、既に講座で保有していた試薬等を本研究課題のために使用した結果、物品費が減額できたこと、および予定していた老朽化した機器の修理費用が本年度分で使用する必要がなかったために生じた。これらの金額を会わせた翌年度の研究費5,853,230円は物品費に2,753,230円、旅費800,000円、人件費1,500,000円、その他800,000円として使用する。本年度の未使用額642,151円は、前年度未使用額1,353,230を本年度の予算に組み入れ、物品費として使用することをを計画したが、予定していた国際会議への参加を取りやめたこと、および物品費の使用が予定よりもやや少なかったことによって生じた。翌年度の研究費5,142,151
他動運動時における大脳皮質興奮性変動の解明－MEGとTMSを用いた研究－

本研究は,他動運動時における大脳皮質興奮性変化の神経基盤を明らかにすることを目的とした研究であり,他動運動による大脳皮質活動の経時的変化を捉えることと,他動運動が一次運動野の興奮性に与える影響を解明する.他動運動はリハビリテーション分野において多く用いられる治療のひとつである.これまでの先行研究では他動運動時の大脳皮質の活動領域を計測したのみであり,他動運動時における大脳皮質活動の経時的変化と他動運動後に観察される波形成分の詳細についてはいまだ明らかとなっていない.そこで,平成26年度の我々の実験では,脳活動部位を推定するだけでなく,他動運動時の大脳皮質活動の経時的変化を詳細にとらえることを目的に,脳磁界計測装置(Magnetoencephalography; MEG)を用いて,他動運動速度および運動範囲に変化を加えることで,他動運動後に観察される体性感覚誘発磁界の各波形成分の特徴を明らかにすることとした.本研究の結果から,他動運動直後に観察される波形(PM1)は一次運動野に活動が認められ,運動速度に依存して振幅値が変動することも明らかとなった.他動運動後約80msに観察されたPM 2は運動範囲および運動速度の変化による影響は受けず,対側頭頂連合野に活動部位が推定された.他動運動後約160msに観察されたPM 3は運動持続時間によって影響を受け,PM 3の活動部位は対側一次体性感覚野に推定された.平成26年度の実験結果より,他動運動によって大脳皮質のさまざまな領域が経時的に活動すること,また各被験者によって活動のタイミングが異なることが明らかとなった.平成27年度では,平成26年度で対象とした被験者と同一被験者を対象とし,他動運動後の各波形成分のピーク潜時で経頭蓋磁気刺激を行うことによって,他動運動と一次運動野の関連性を明らかにする予定であった.本研究は,他動運動時における大脳皮質興奮性変化の神経基盤を明らかにすることを目的とした研究であり,他動運動による大脳皮質活動の経時的変化を捉えることと,他動運動が一次運動野の興奮性に与える影響を解明する.平成26年度では脳磁界計測装置を用い,他動運動の運動範囲や運動速度を複数種類設定し,他動運動時の大脳皮質活動の経時的変化を捉えること,そして次年度では他動運動時における各被験者の脳活動潜時を考慮し,他動運動と経頭蓋磁気刺激法を併用して,他動運動が一次運動野の興奮性に及ぼす影響を解明することとした.本研究は,他動運動時における大脳皮質興奮性変化の神経基盤を明らかにすることを目的とした研究であり,他動運動による大脳皮質活動の経時的変化を捉えることと,他動運動が一次運動野の興奮性に与える影響を解明する.他動運動はリハビリテーション分野において多く用いられる治療のひとつである.これまでの先行研究では他動運動時の大脳皮質の活動領域を計測したのみであり,他動運動時における大脳皮質活動の経時的変化と他動運動後に観察される波形成分の詳細についてはいまだ明らかとなっていない.そこで,平成26年度の我々の実験では,脳活動部位を推定するだけでなく,他動運動時の大脳皮質活動の経時的変化を詳細にとらえることを目的に,脳磁界計測装置(Magnetoencephalography; MEG)を用いて,他動運動速度および運動範囲に変化を加えることで,他動運動後に観察される体性感覚誘発磁界の各波形成分の特徴を明らかにすることとした.本研究の結果から,他動運動直後に観察される波形(PM1)は一次運動野に活動が認められ,運動速度に依存して振幅値が変動することも明らかとなった.他動運動後約80msに観察されたPM 2は運動範囲および運動速度の変化による影響は受けず,対側頭頂連合野に活動部位が推定された.他動運動後約160msに観察されたPM 3は運動持続時間によって影響を受け,PM 3の活動部位は対側一次体性感覚野に推定された.平成26年度の実験結果より,他動運動によって大脳皮質のさまざまな領域が経時的に活動すること,また各被験者によって活動のタイミングが異なることが明らかとなった.平成27年度では,平成26年度で対象とした被験者と同一被験者を対象とし,他動運動後の各波形成分のピーク潜時で経頭蓋磁気刺激を行うことによって,他動運動と一次運動野の関連性を明らかにする予定であった.リハビリテーションにおいて,疾病発症後に身体機能を改善させ,日常生活動作を再獲得することは非常に重要である.しかし,リハビリテーションの主な治療法である運動療法については,科学的根拠が未だ不十分であるのが現状である.その運動療法の一つである「他動運動」は,運動療法の中でも特に多く用いられ,これまで多くの研究が行われてきた.そこで,本研究では他動運動時の大脳皮質活動の経時的変化を明らかにする目的で,平成26年度は306ch MEG

装置と他動運動コントロール装置(特別注文にて作成済み)を用い,申請者らが行った先行研究をさらに発展させ,他動運動の運動範囲と運動速度を複数種類設定し,他動運動による筋の伸張や短縮,皮膚の変形などの求心性入力に変化を生じさせた際の大脳皮質活動の経時的変化を明らかにすることとした.MEGを用いた今回の研究により,他動運動時に観察される短潜時成分であるPM 1は筋紡錘からの求心性反応であるため,他動運動速度により変化すること,また長潜時成分であるPM 3は他動運動時間によって影響を受け,振幅値および電流強度が変化することが明らかになった.そして,PM 3の電流発生源は一次体性感覚野に位置し皮膚感覚入力を反映している可能性が示唆された.平成27年度の研究計画は,他動運動時の脳磁界計測を行い,被験者毎のピーク潜時を明確にした後,各被験者のピーク潜時を考慮して,他動運動に引き続いてTMSを行い,他動運動が一次運動野興奮性に与える影響を明らかにすることである.平成26年度のMEGを用いた研究において,他動運動後に観察される脳磁界反応を明らかにすることができた.したがって,平成27年度は他動運動による一次運動野興奮性の変化を詳細に計測・解析するために,MEG計測を行った被験者毎に脳磁界波形のピーク潜時を算出し.TMSを施行するタイミングを決定する.TMSの刺激時には,被験者の示指先端に3軸加速度センサーを設置し,関節運動開始を感知する.関節運動開始のトリガーはTMSパルスコントローラーに入力し,関節運動開始からTMSまでの刺激間隔を決定する.TMSの刺激部位は一次運動野手指領域とし,他動運動施行側の示指伸筋より運動誘発電位を記録し,解析する.末梢神経の電気刺激後35 msと100 msから200 msの間にTMSを行うと運動誘発電位が低下し(Sailer A et al, 2003),一方で末梢神経の電気刺激後60 msにTMSを行うと運動誘発電位は増加することが報告されている(Davanne H et al, 2009).これらの研究報告を考慮しながら他動運動時に得られた運動誘発電位を記録,解析を行うことで,他動運動における求心性入力が一次運動野の興奮性にどういった影響をもたらすかが明らかになり,他動運動による一次運動野興奮性変化の詳細がさらに明確になると考えられる.脳磁図の実験では非磁性体の機器を使用しなければならないため,特注で実験備品を作成する必要がある.今年度の実験では非磁性体の備品作成のために次年度使用額が生じたと考えられる.次年度の実験では,本学に設置してある経頭蓋磁気刺激装置を用いて計測を行う.また,次年度購入予定の刺激設定装置は予算内に収まる予定である.
明清時代江南農村の社会と信仰

地方志・文集・公牘類から、江南デルタ郷村の土俗信仰に関する記事を博捜し、カード化し、分類して行く作業を、ほゞ予定の如く進めることができた。"総管信仰"とも称すべき土俗信仰が、村々の農民の共同の信仰として存在していること、その渕源は元末に求められること、その説話(御利益)の内容から推してこの信仰は元明期に南方税糧の北方への漕運(海運)を担当した江南富人層に社会基盤を有することなど、既に推定しつゝあった論説を、この作業によって大きく充実・補足することができた。さらに本年のこの研究で獲得された知見のうち、特筆大書すべきは、明末清初の経済・社会的変動(商業化,マーケットタウンの蔟生,不在城居地主の優勢、手工業で貨幣を入手し食米は購入する小農民の出現等々)に直接に照応する、説話内容の変質を発見したことである。既に明清交代期における信仰の社会組織の変遷、つまり小農民の構成する共同体的結合である「村」「村社」とマーケットタウン(鎮)との間に上下の統属関係が行政とは全く無関係に成立したのに対応して、村の「社神」が特定の鎮の廟に香・銭を上納する慣習が形成され、県衙への税粮上納に比定する"解銭粮"と呼ばれていることは、ある程度明らかにし、本年の研究でもこれを補足した。しかし神々の説話の変化の有無は今まで皆目確認されなかったのに対し、本年の研究の中で、かつては漕運(及びそれに伴う交易)の保護神たりし「総管」などの神々が、飢饉に際して運送中の官米軍粮を放出し自らは毒を負うて自殺する漕運の小吏に変化したことが確認されたのである。まさしく、外地(湖広・江西など)より移入される米の購入に依る小農民の神に代っている。明末清初の社会経済構造の変動にクリアに照応する神々・信仰の変質を本年の研究で解明できたのである。
糖尿病と一過性脳虚血併発における脳梗塞悪化に対する機能性食品の改善効果

本研究は、糖尿病(DM)に一過性脳虚血を併発した際に生じる脳梗塞悪化のメカニズムを明らかにすると共に代替医療を目指す為に、機能性食品摂取による予防・治療への有用性を解明することを目的とした。DMラットに一過性脳虚血処置を行い、抗酸化食品である霊芝菌糸体培養培地抽出物(WER)の効果を検討した。その結果、DMラットの脳では酸化ストレスおよび炎症反応が平常時から惹起されており、虚血/再灌流時にはこの反応がさらに増強され、脳障害が悪化した。これに対して、WER(1 g/kg/day)を2週間経口投与した群では炎症性関連因子の発現を顕著に抑制することにより脳保護効果を示すことを明らかにした。本研究の目的は、糖尿病(DM)に一過性脳虚血を併発した時におこる脳梗塞悪化のメカニズムを明らかにするとともに代替医療を目指す為に、機能性食品摂取による予防・治療への有用性を解明することとした。そこで今年度は、DMラットにおける虚血性脳障害悪化の一因に核タンパク質であるhigh mobility group box-1(HMGB-1)の局在変化が関与しているか否かを検討した。その結果、DM群では、虚血早期に神経細胞の核内に存在するHMGB-1が細胞外に放出され、周辺細胞に対して炎症・細胞死を誘導することが想定された。一方、WERによる脳保護作用メカニズムは明らかではないため、PC12細胞に対して様々な刺激によるHMGB-1放出を検討した結果、擬似酸化ストレスである過酸化水素処理した細胞では、細胞内のROSが増大し、同時にHMGB-1の細胞質移行と細胞外放出が認められた。また、WERを前処理した細胞では、ROS産生が有意に低下し、HMGB-1の細胞質移行も低濃度から抑制された。以上より、WERは細胞外からの酸化ストレスに対して保護的に作用し、細胞内におけるROSの生成を抑制するとともにHMGB-1放出を低濃度から抑制することが明らかになった。また、TNF-αやrHMGB-1の処置により移行/放出されたHMGB-1をWER高濃度処置によって抑制することが明らかになった。本研究の目的は、糖尿病(DM)に一過性脳虚血を併発した際に生じる脳梗塞悪化のメカニズムを明らかにするとともに代替医療を目指す為に、機能性食品摂取による予防・治療への有用性を解明することとした。そこで最終年度では、HMGB-1の関与を詳細に検討するため、HMGB-1経路におけるシグナル分子の発現を非糖尿病態(non-DM)とDM群で比較した。その結果、遊離したHMGB1の受容体であるRAGEやTLRの発現が虚血/再灌流後のDMラットの脳皮質において増加し、その下流であるERK1/2とp38のリン酸化およびNF-κBの核内移行がnon-DM群に比べて、DM群で再灌流後の早期から認められ、HMGB1-受容体相互作用後の細胞内シグナル伝達機構が亢進していることが示唆された。以上より、DM群では、虚血性脳障害の早期に神経細胞からHMGB1が放出され、種々のサイトカインの誘導と相まって炎症反応を惹起して悪循環を引き起こしていることが示唆された。即ち、細胞外HMGB1の増加は、糖尿病態における虚血性脳障害の悪化要因となり、虚血中心部に加えてペナンブラにおいて重篤な炎症反応と細胞死を引き起こすものと結論した。糖尿病と脳虚血の両疾患において酸化ストレスの関与に注目し、医薬品の代替として疾病の予防を目的とした機能性食品をこれまでに探索してきた。30種類以上の天然物の中から霊芝菌糸体培養培地抽出物(Water-Soluble Extract from Culture Medium of Ganoderma lucidum Mycelia:WER)が有効であることを明らかにしてきた。また、両疾患併発における障害悪化のメカニズムの一つに核内タンパク質HMGB-1(high mobility group box-1)が関与していると想定し、HMGB-1活性化に作用するサイトカインなどの発現についてin vivoにおいて解析するとともにWERの脳保護効果を経時的に確認した。その結果、正常血糖(non-DM)と比較してDMでは、虚血処置3時間および24時間後の梗塞巣および神経症状が顕著に悪化した。さらに、免疫組織染色法の結果から、擬似手術群の糖尿病態の脳皮質ではnon-DMと比べてIL-1β、TNF-αの発現が有意に増大し、虚血処置3時間後ではさらに発現が増大した。同様にCOX-2、iNOS、ICAM-1の発現も経時的に増大した。

一方、DMおよびnon-DMのWER投与群では、梗塞巣の減少やアポトーシスの有意な抑制、さらには炎症性サイトカイン等の発現低下が認められた。以上のことからDMラットの脳では炎症反応が惹起されており、虚血再灌流時にはこの反応がさらに増強され、脳障害が悪化するものと考えられた。これに対して、WERは炎症性関連因子等の発現を抑制することにより脳保護効果を示すことが明らかになった。実施項目として以下の3項目を計画しており、1PC12細胞を用いた擬似虚血環境下における機能性食品(WER)の効果の評価、2糖尿病態ラットに一過性脳虚血を併発した時における脳障害悪化のメカニズム解析、3両疾患併発ラットの脳におけるHMGB-1の細胞局在性とWERによる効果の評価、について実施している。平成23年度では、当初1の項目を行う計画にあったが必要な物品および機器などの関係上、24年度以降に実施する項目として変更していた。そこで今年度は、計画通り1の項目について実施するとともに研究実績概要に示した結果を得ることができた。また、2では23年度までに検体の採取まで終了していたため、今年度ではその検体を用いて実験を行い、障害悪化のメカニズムとして想定しているHMGB-1の関与を検討した。その結果、正常と病態との間で虚血再灌流後においてHMGB-1の挙動に相違が認められたことから、次年度では、シグナル経路と活性化メカニズムについて詳細に明らかにする予定である。3では、WERによる脳保護のメカニズムを明らかにすることを目的にWER(1 g/kg/day、2週間、p.o.)投与群の作製を23年度において終了している。次年度にその検体を用いて、HMGB-1に対するWERの効果を詳細に検討する予定である。また、糖尿病および一過性脳虚血の併発における脳障害の増悪に対して、改善効果を持つWER中に含まれる活性物質の探索・同定についても実施しており、現在、抗酸化活性を指標として2つの単一成分の同定を行うことができた。以上のことから、おおむね順調に進行していると考えている。実施項目として以下の3項目を計画しており、(1)PC12細胞を用いた擬似虚血環境下における機能性食品(WER)の効果の評価、(2)糖尿病態ラットに一過性脳虚血を併発した時における脳障害悪化のメカニズム解析、(3)両疾患併発ラットの脳におけるHMGB-1の細胞局在性とWERによる効果の評価、について実施している。平成23年度では、当初(1)の項目を行う計画にあったが必要な物品および機器などの関係上、次年度以降に実施する項目とし、(2)と(3)の項目について実施した。(2)では、研究実績概要に示した結果を得ることができ、また今後使用する検体の採取まで終了した。今後は、障害悪化のメカニズムとして想定しているHMGB-1の関与を明らかにするとともに、正常と病態との間におけるシグナル経路と活性化メカニズムについて明らかにする予定である。(3)では、WERによる脳保護のメカニズムを明らかにすることを目的にWER(1 g/kg/day、2週間、p.o.)投与群を作製し、免疫染色、Western blotおよびRT-PCR用の検体採取まで終了した。次年度以降にその検体を用いて、HMGB-1に対するWERの効果を詳細に検討する予定である。
微小循環系における血流動態の解明:赤血球のレオロジー特性が果たす役割

微小循環系における血流において、赤血球運動と血漿流れを互いに独立な運動として近似することはできない。なぜなら、微小循環系の血管径は100μmから1μm程度に渡り、そのどのスケールにおいても、赤血球の大きさ(約10μm)を無視することができないからである。本研究では、1)赤血球の運動と血漿の流れを直接的に扱う新しい数値計算モデルの提案を行い、2)提案したモデルによる微小循環系における血流動態の解明を進めている。平成17年度は、細胞間の相互作用を分子論的に捉え、その結果の巨視的な現象を見るために以下のことを行った。I)細胞の基本的な構造である脂質2分子膜が球状に閉じたリポソームに注目した。II)脂質分子として、DPPCを扱い、その粗視化分子動力学モデルを構築した。III)統計物理学に基づき、等温環境の仮定のもと分子間相互作用を粗視化し、メゾスコピック手法の1つであるStochastic Rotation Dynamics法の枠組みで分子間相互作用をモデル化した。IV)溶媒をStochastic Rotation Dynamics法で扱い、脂質を粗視化分子動力学法で扱い、溶媒と脂質分子の相互作用をIII)のモデルでカップリングすることで、脂質分子のメゾスコピック手法を開発した。V)本メゾスコピックモデルにより、脂質2分子膜の平面形状から球状へと閉じるリポソームのシーリングプロセスを再現できることを確認した。VI)分子動力学法、および、散逸粒子動機理学法の結果とも定性的に良い一致を示すことを確認し、計算時間においても大幅な短縮を確認した。本研究の提案するモデルは、次の仮定に基づく:A)血流に及ぼす赤血球の効果として、"赤血球の存在"による排除体積効果を第1位とし、B)毛細血管内流動を詳細に扱わない限り、赤血球膜の力学的詳細を考慮しなくても良い。この仮定に基づき、赤血球を非混和液滴とした。これにより、血液は"多数の非混和液滴が血漿に分散した系"と捉えられる。この系のダイナミクスを調べるために井上の開発したメゾスケールの新しい数値流体手法である非混和実数型格子ガス法(IMRLG)による血液モデルを構築した。実数型格子ガス法は、あらゆる流体運動をメゾスケールの粒子運動から再現するモデルであり、ナビエ・ストークスレベルでの近似を必要としない。このことは、多数の赤血球間における流体相互作用を考慮するうえで重要である。平成15年度は、IMRLGによる血液モデルの開発と検証を行った。I)IMRLGによる液滴1個の分散系を考え、従来の研究結果と一致することを明らかにした。これを第17回数値流体力学シンポジウムで公表した。II)多数の赤血球が分散する系の微小血管分岐部における流れを調べた。この結果、赤血球の分岐部における分配に対し、赤血球間相互作用、赤血球と血管壁の相互作用、分岐部幾何形状が影響することを明らかにした。これを第14回バイオフロンティア講演会で公表した。III)ジュネーブ病院大学において開催されたステント治療シンポジウムにおいて、IMRLGによる血液モデルの講演(招待)を行った。平成16年度は、前半において、下記I)-III)を行い、分散体の分岐部における分配比の挙動を調べた。後半において下記IV)を行い、分子動力学法とMalevanets-Kapral法のカップリング手法を検討している。II)多数個の液滴の分散した系を考え、様々な分岐角度の分岐部における液滴の分配比を調べた。低Re数では、分配比は分岐角度によらず、流量比に比例することがわかった。これをICMF2004で発表した。III)多数個の液滴の分散した系を考え、分散体のT路分岐部における分配比をIMRLGによるシミュレーションと理論解析から調べた。分配比は上流部における液滴分布に依存することを明らかにした。これを、日本機械学会2004年度年次大会で発表した。また、シミュレーションのテクニカルな部分をまとめたものをICMMES2004で発表した。以上をまとめた研究をComput.Fluidsに投稿し、現在、審査中である。IV)液滴による考察から、微小血管分岐部では上流における赤血球の分布が下流の分配比に大きく影響を与えると予想される。

赤血球分布は、赤血球個々の運動以外にも、それらの膜間における相互作用、壁面との分子的相互作用に影響されると考えられる。そこで、マクロな赤血球膜モデルを構成する前に、まず、脂質2重膜からなるリポソームを対象にし、膜の分子的詳細を捉えながら巨視的流動を扱えるモデルの開発を行っている。本年度では、脂質2重膜からなるリポソームの自己会合シミュレーションに成功した。微小循環系における血流において、赤血球運動と血漿流れを互いに独立な運動として近似することはできない。なぜなら、微小循環系の血管径は100μmから1μm程度に渡り、そのどのスケールにおいても、赤血球の大きさ(約10μm)を無視することができないからである。本研究では、1)赤血球の運動と血漿の流れを直接的に扱う新しい数値計算モデルの提案を行い、2)提案したモデルによる微小循環系における血流動態の解明を進めている。平成17年度は、細胞間の相互作用を分子論的に捉え、その結果の巨視的な現象を見るために以下のことを行った。I)細胞の基本的な構造である脂質2分子膜が球状に閉じたリポソームに注目した。II)脂質分子として、DPPCを扱い、その粗視化分子動力学モデルを構築した。III)統計物理学に基づき、等温環境の仮定のもと分子間相互作用を粗視化し、メゾスコピック手法の1つであるStochastic Rotation Dynamics法の枠組みで分子間相互作用をモデル化した。IV)溶媒をStochastic Rotation Dynamics法で扱い、脂質を粗視化分子動力学法で扱い、溶媒と脂質分子の相互作用をIII)のモデルでカップリングすることで、脂質分子のメゾスコピック手法を開発した。V)本メゾスコピックモデルにより、脂質2分子膜の平面形状から球状へと閉じるリポソームのシーリングプロセスを再現できることを確認した。VI)分子動力学法、および、散逸粒子動機理学法の結果とも定性的に良い一致を示すことを確認し、計算時間においても大幅な短縮を確認した。