hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RSウイルス感染初期での肺炎形成のメカニズム解析～感染防御素材の探索を目指して～

今年度は、前回の科研費研究(基盤C, No. 23590161, H2628)で見出した抗ウイルス活性誘導物質としての不活化肺炎球菌自体の解析と2年目の計画である肺炎形成に関与する細胞種もしくは因子の探索に取り組んだ。また、今までの研究成果の国際誌での論文化への準備も始めた。前年度からの取り組みである抗原性や薬剤耐性情報が異なる5種類の肺炎球菌株を不活化し、BALB/c♀マウス(6週齢)に麻酔下で、RSウイルスの経鼻感染1, 3および5日前に経鼻投与した。感染1日後に取得した肺胞洗浄液(BALF)中のTNF-αレベルの抑制活性はすべての菌株で見出された。そのため、今後の研究は今まで通り、標準株を用いて推進することにした。なお、菌株ごとの応答性の相違を現在、培養マクロファージ細胞で検討する準備をしている。不活化肺炎球菌の投与で誘導される抗RSウイルス活性について、単なる免疫原性の高い“異物"による非特異的な作用である可能性も否定できず、かつ論文作成の一環としても必要と判断してBALF中のタイプIインターフェロンレベルを調べた。感染1日後のBALF中のインターフェロンαおよびβはともに不活化肺炎球菌投与でむしろ抑制されており、抗ウイルス作用は特異的な免疫応答への関与によるものであることが再確認された。細胞性免疫応答への不活化肺炎球菌の関与をより明確にするため、肺への浸出細胞を病理組織学的に検討した。不活化肺炎球菌投与時には、肺組織中のリンパ球の比率が低下し肺胞マクロファージの比率が高まっていた。そこで、マクロファージのアポトーシスを抑制する作用や抗ウイルス活性を担うNK細胞の活性化が報告されているRANTESの感染初期でのレベルを調べた。その結果、不活化肺炎球菌投与で上昇していることが判明した。現在、追実験による検証を始めている。今年度は、酸化チタンナノマテリアルとの比較検討試験が実施できなかったことによる。研究計画では、今年度後半では標的細胞あるいは因子を指標として、RS肺炎増悪因子である酸化チタンナノマテリアルと同時比較検討する予定であった。そして感染初期からのRANTESの関与など、評価指標の候補を見出すなどの前進はあった。しかし、前年度の複数の肺炎球菌サンプルを利用した試験の遅れを反映したため、今年度後半に実施予定の上記試験の遅れにつながってしまった。最終年度は標的細胞あるいは因子産生細胞のメカニズムを解析し不活化肺炎球菌が感染防御素材として応用可能か判断する必要がある。そのため、培養細胞での応答試験を中心に実施することにしている。そこで、年度前半には遅れている酸化チタンナノマテリアルとの同時比較試験と標的候補因子(例えばRANTESやTNF-α)の阻害抗体投与試験などを実施して標的細胞や因子を決定する。年度後半は、培養マクロファージ細胞などを利用したin vitro試験で肺炎形成抑制メカニズムを検証する。そして並行して得られた知見の論文化の作業を引き続き実施する予定である。本研究は、前回の科研費研究(基盤C, No. 23590161, H2628)で得た知見が基になっているので、引き続きデータの精査や評価系のブラッシュアップを行いながら計画された研究に取り組んだ。BALB/c♀マウス(6週齢)に麻酔下で、RSウイルスを経鼻感染する1, 3および5日前に不活化肺炎球菌標準株を経鼻投与した。感染1日後に取得した肺胞洗浄液(BALF)中のTNF-αレベルは不活化肺炎球菌の投与により強く抑制され、その際に幼若化したような浸出細胞が塗抹標本の観察から得られた。そこで、これらの生細胞にPIを取り込ませ、FACS解析により核酸合成の亢進を確認した。また、不活化肺炎球菌自体を超音波で破砕した後、RSウイルス感染初期への作用を検討した。その結果、超音波破砕サンプルではBALF中のTNF-α抑制活性が顕著に低下し、不活化肺炎球菌の作用には菌体の構造保持が重要であることが明らかとなった。不活化肺炎球菌の生物学的な作用に関して、これまで肺炎球菌を不活化する際に用いた中性ホルマリンのキャリオーバーが影響した可能性が否定できなかった。そこで、ホルマリン測定用のシッフ試薬を用いて、RSウイルス実験に用いた不活化肺炎球菌サンプルのチェックを行った。これにより、ホルマリンの混入を否定することができ、今後の肺炎球菌の不活化処理を今まで通りの調製法で行うこととした。より活性の高い肺炎球菌サンプルを得る目的で、抗原性や薬剤耐性情報が異なる4種類の肺炎球菌株をATCCより購入した(ATCC 6303, 6314, 10813 and 700670)。それぞれ5%羊血液寒天培地で培養し、上述のように処置して肺炎球菌サンプルとした。現在、感染実験への利用を開始している。複数の不活化肺炎球菌サンプルの調製が遅れたためである。平成29年度は研究期間の前半は評価系の検証を行い、後半に複数の肺炎球菌サンプルを取得してRSウイルス感染実験を実施することにしていた。評価系の検証においては、不活化方法に問題がないことが再確認できた。また菌体の構造を保持することが、RSウイルス感染による初期炎症抑制に重要であることを見出した。

一方で、本研究では当初、慈恵医大・中央検査部にて分離した肺炎球菌の臨床分離株を使用することにしていたが、それぞれの肺炎球菌の抗原性情報や遺伝子解析データの取得時期がまちまちで、それらの情報の信頼性などに不安が生じた。そこで、米国細胞バンク(ATCC)より新たに4種類の肺炎球菌株を購入することにした。そのため、肺炎球菌の入手、培養および不活化調製に時間を要した。なお、平成29年度末時点で必要な不活化肺炎球菌サンプルの調製を終了した。今年度は、前回の科研費研究(基盤C, No. 23590161, H2628)で見出した抗ウイルス活性誘導物質としての不活化肺炎球菌自体の解析と2年目の計画である肺炎形成に関与する細胞種もしくは因子の探索に取り組んだ。また、今までの研究成果の国際誌での論文化への準備も始めた。前年度からの取り組みである抗原性や薬剤耐性情報が異なる5種類の肺炎球菌株を不活化し、BALB/c♀マウス(6週齢)に麻酔下で、RSウイルスの経鼻感染1, 3および5日前に経鼻投与した。感染1日後に取得した肺胞洗浄液(BALF)中のTNF-αレベルの抑制活性はすべての菌株で見出された。そのため、今後の研究は今まで通り、標準株を用いて推進することにした。なお、菌株ごとの応答性の相違を現在、培養マクロファージ細胞で検討する準備をしている。不活化肺炎球菌の投与で誘導される抗RSウイルス活性について、単なる免疫原性の高い“異物"による非特異的な作用である可能性も否定できず、かつ論文作成の一環としても必要と判断してBALF中のタイプIインターフェロンレベルを調べた。感染1日後のBALF中のインターフェロンαおよびβはともに不活化肺炎球菌投与でむしろ抑制されており、抗ウイルス作用は特異的な免疫応答への関与によるものであることが再確認された。細胞性免疫応答への不活化肺炎球菌の関与をより明確にするため、肺への浸出細胞を病理組織学的に検討した。不活化肺炎球菌投与時には、肺組織中のリンパ球の比率が低下し肺胞マクロファージの比率が高まっていた。そこで、マクロファージのアポトーシスを抑制する作用や抗ウイルス活性を担うNK細胞の活性化が報告されているRANTESの感染初期でのレベルを調べた。その結果、不活化肺炎球菌投与で上昇していることが判明した。現在、追実験による検証を始めている。今年度は、酸化チタンナノマテリアルとの比較検討試験が実施できなかったことによる。研究計画では、今年度後半では標的細胞あるいは因子を指標として、RS肺炎増悪因子である酸化チタンナノマテリアルと同時比較検討する予定であった。そして感染初期からのRANTESの関与など、評価指標の候補を見出すなどの前進はあった。しかし、前年度の複数の肺炎球菌サンプルを利用した試験の遅れを反映したため、今年度後半に実施予定の上記試験の遅れにつながってしまった。30年度前半は、5種類の不活化肺炎球菌サンプルを用いて、RSウイルス感染初期(感染1日後)でのBALF中のTNF-α産生抑制活性の最も強い株を選抜する。そして選抜された不活化肺炎球菌サンプルを利用して、感染ピーク時(感染5日後)でのRSウイルス肺炎形成に対する効果について、CCL5など肺炎マーカーの変動と肺の病理組織学的な手法で検証を行う。30年度後半は、RSウイルス感染初期の炎症性サイトカインの抑制が逆に肺炎増悪化に繋がる酸化チタンを対照物質に用いて、感染初期のサイトカイン・ケモカインの変動についてタンパクアレイで比較解析を実施する。
肺炎球菌と好中球の相互作用の解明

肺炎球菌は,肺炎や中耳炎,敗血症を引き起こす臨床上重要な細菌であると考えられている.肺炎球菌による肺炎では,肺胞に好中球が顕著に浸潤するにも関わらず,肺炎球菌の周囲組織への移行が認められる.本研究では,肺炎球菌が自然免疫に及ぼす影響を解明するため,好中球と親和性の高い肺炎球菌由来の分子を検索し,機能解析を行った.その結果,肺炎球菌の菌体表層タンパクEnolaseが同定された.さらに,肺炎球菌のEnolaseが新規のNeutrophil Extracellular Traps誘導分子であることが示された.肺炎球菌は,肺炎や中耳炎,敗血症を引き起こす臨床上重要な細菌であると考えられている.肺炎球菌による肺炎では,肺胞に好中球が顕著に浸潤するにも関わらず,肺炎球菌の周囲組織への移行が認められる.本研究では,肺炎球菌が自然免疫に及ぼす影響を解明するため,好中球と親和性の高い肺炎球菌由来の分子を検索し,機能解析を行った.その結果,肺炎球菌の菌体表層タンパクEnolaseが同定された.さらに,肺炎球菌のEnolaseが新規のNeutrophil Extracellular Traps誘導分子であることが示された.肺炎球菌は小児および高齢者の感染症の起炎菌として重要な細菌であると考えられている.肺炎球菌を起因菌とする肺炎では,肺胞に好中球が顕著に浸潤するにも関わらず,肺炎球菌の周囲組織への移行が認められる.そこで,本研究では,肺炎球菌が自然免疫を回避する分子機構を有すると仮説を立てた,そして,肺炎球菌が好中球に及ぼす影響を解明するため,好中球と親和性の高い肺炎球菌由来の分了を検索し,当該分子の機能解析を行った.まずはじめに,好中球様に分化させたTHP-1細胞の表層タンパクをビオチン標識した,続いて,肺炎球菌R6株の菌体表層タンパクをNative-PAGEにて展開し,ビオチン標識した好中球様THP-1細胞表層タンパクと反応させ,リガンドブロット法を用いて好中球の表層タンパクと結合する分子を検索した.結合を示すバンドを切り出して質量解析を行った結果,好中球様THP-1細胞は,肺炎球菌の菌体表層タンパクであるEnolaseと結合することが示された.次に,Enolaseの組換えタンパクを作製し,さらにウサギ抗血清を調製した.抗Enolase抗血清を用いたウェスタンプロット解析ならびに共焦点蛍光レーザー顕微鏡による観察から,Enolaseは肺炎球菌の菌体表層および培養上清中に局在することが示された.さらに,Enolaseが好中球におよぼす影響を調べるため,ヒト好中球に組換えEnolaseを添加し,走化性チャンバーを用いて遊走活性を測定した.その結果,Enolaseの添加量に依存して好中球の遊走活性が上昇した.また,Enolase添加時の好中球の細胞形態の変化を走査型電子顕微鏡ならびに共熊点蛍光レーザー顕微鏡にて観察した結果,NETs(neutrophil extraeellular traps)産生を伴う細胞構造の破壊が認められた.以上の結果から,肺炎球菌のEnolaseは菌体表層および培養上清中に局在し,好中球の遊走活性の上昇ならびにNETs産生を誘導することが示唆された.肺炎球菌は小児の口腔からしばしば分離されるグラム陽性の双球菌である.肺炎球菌は,肺炎や中耳炎,敗血症を引き起こす臨床上重要な細菌であると考えられている.肺炎球菌による肺炎では,肺胞に好中球が顕著に浸潤するにも関わらず,肺炎球菌の周囲組織への移行が認められる.本研究では,肺炎球菌が自然免疫に及ぼす影響を解明するため,好中球と親和性の高い肺炎球菌由来の分子を検索し,当該分子の機能解析を行ったこれまでに,好中球表層に結合する肺炎球菌の菌体表層分子として,Enolaseを同定した.Enolaseが好中球におよぼす影響を調べるため,好中球の培養上清に組換えEnolaseを添加し顕微鏡観察したところ,線維状の構造物の放出を伴う好中球細胞の破壊が認められた.DAPI染色と蛍光顕微鏡を用いた解析により,放出された線維状の構造物はNeutrophil extracellular traps (NETs)であることが確認された.さらに,Enolaseにより刺激された好中球は,遊走活性の上昇を示すことが明らかになった.次に,Enolaseが結合する好中球の表層分子を検索した結果,プルダウンアッセイと質量分析から機能未知のタンパクであるMyoblast antigen 24.1D5が同定された.フローサイトメトリーによる解析の結果,Myoblast antigen 24.1D5は供試した種々のヒト細胞には発現せず,好中球表層に特異的に発現じている可能性が示唆された以上の結果から,肺炎球菌のEnolaseが新規のNETs誘導分子であると示された
圧子力学に基づく知能獲得型触覚センサに関する研究

種々様々な材質からなる物体に取り囲まれ活動する生活支援型ロボットが、接触の瞬間に物体の材質を認識し物質を特定する分析機能を持てば把持動作の効率が向上すると同時に知能を獲得することに繋がると考えられる。前年までに、指先用センサを球殼構造体として構成し、接触物体の感覚検知が球殼内面の2点の歪み計測によってできること、さらにその改良として、分析用2点の他に調芯用の歪みゲージを加えた3点歪み計測システムでは接触中心位置の探索機能により接触センサの精度が向上することを明らかにした。今年度は開発センサの適応可能な対象物の拡大を図る目的で、粘弾性的感覚(べとべと感)に焦点を当てた。接触試験は、典型的な粘弾性挙動を示すポリ乳酸と、身近な粘弾性体である食用キャラメルを試料とし、温度制御により弾性から粘弾性まで連続的に変化させて行った。接触センサを駆動させる機構は、直列配置させた電動ステージとピエゾアクチュエーターを併用した。人が感触を得るために指先で行う物体を揉むという繰り返し負荷動作を模倣し、まず電動ステージで1Nの予負荷を与え、その後、ピエゾアクチュエーターに正弦波の制御電圧を印加した時間-歪み線図による解析では、試験温度が低温の場合は時間依存は見られず弾性的応答であるが、高温域では歪みレベルと振幅が徐々に減少する時間依存型変形の応力緩和が捉えられることを確認した。さらに、新たな粘弾性パラメータとして接触中心位置の歪みe1に対する横位置の歪みe2の比e2/e1を提案した。このパラメータは、弾性的応答を示す低温度域では一定値であるが、応力緩和を示す温度域では温度上昇、すなわち、粘弾性挙動が著しくなるにつれて駆動波形と同期した形のピーク挙動が顕著になった。接触の繰り返し負荷動作を触覚センサでセンシングすることにより、粘弾性的感覚が粘弾性パラメータとして定量化できると結論付けられた。開発中の触覚センサは、接触の際にセンサ自身に発生する歪み分布が対象物の力学物性に依存すること、さらにその歪み分布を2点の歪みで近似することを原理とするため、歪み計測点のどちらか一方を接触中心に一致させることが重要となる。今年度は、分析用歪みゲージと共役な位置関係に別の調芯用歪みゲージを付加した調芯機能付き触覚センサを検討した。試作した触覚センサは、球殻構造を持ち、その球殻の外面が物体と接触した際にその内面に取り付けた3枚の歪みゲージによって異なる3ヶ所の変形を計測するものとした。歪みゲージの取り付け位置は、球殻の投影面上の中心(el)に1点、そして残りの2点(e2、e3)はelを原点とする直交2軸上で等距離(1.0mm)の位置とし、X軸とY軸回りの回転を手動ゴニオステージで調整した。触覚センサは電動ステージ(Z軸)を用い試料表面に接触させた際の歪み信号をA/D変換ボードを介してPCに記録した。まず、センサと試料表面との接触角を調節し接触中心を探索する調芯操作のアルゴリズムを検討した。未調整状態での荷重-歪み線図は、等価位置にあるe2とe3のシグナル強度が大きくずれており、接触中心がel直下に無いことを示した。X軸とY軸回りの回転を交互逐次調整した結果、荷重-歪み線図のe2とe3は同一強度を示し、調芯条件(e2=e3、e2/elが極小値)を満たす角度に容易に到達できた。次に、調芯後の触覚センサの定性分析機能を評価した。接触の対象物は定性的に硬いものから柔らかいものの順にセラミックス(SiC)、金属(Al)、木質材料(竹材)、高分子材料であり、それぞれの曲線はこの順に並んだ。力学特性パラメータとしての硬さ指標HQ(=(el-e2)/el)は原点における接線の傾きから求められ、本触覚センサによる定性評価が有効であることが確認された。

このパラメータは、弾性的応答を示す低温度域では一定値であるが、応力緩和を示す温度域では温度上昇、すなわち、粘弾性挙動が著しくなるにつれて駆動波形と同期した形のピーク挙動が顕著になった。接触の繰り返し負荷動作を触覚センサでセンシングすることにより、粘弾性的感覚が粘弾性パラメータとして定量化できると結論付けられた。
中国二大淡水湖における生活・生業転換の同質性と異質性:1949-2010

本研究では、中国の二大淡水湖である江西省〓陽湖と湖南省洞庭湖を対象に、(1)まず村落の変容や生活様式の変化に関わる地域間比較を可能にする都市化指標を開発したうえで、(2)急激な経済発展と生活様式の変容に直面する〓陽湖と洞庭湖の湖岸の漁村を取りあげ、新たに作成した都市化指標を活用しながら村落の変容に関わる調査を実施した。(3)また、各漁村における漁業活動の歴史的な変化を記述分析し、漁師たちの生計維持のメカニズムを考察した。本研究の目的は、中国二大淡水湖である江西省?陽湖と湖南省洞庭湖の湖岸を対象に、(1)生活や生業の変化を明らかにし、(2)地域間比較の視点から個々の事例の同質性と異質性を導き出すものであった。平成23年度は、まず江西省?陽湖の漁村を対象にし、新中国成立前から集団化の時代、改革開放、そして現在に至る生業活動の歴史的変遷を現地調査によって明らかにした。特に調査では、改革開放から現在に至るまでの漁業組織の変化に注目した。その結果、'調査対象の漁村では、1990年代において漁業大隊と地方政府が中心となって漁村の漁業発展に積極的に寄与したことが分かった。しかしその後、2000年代以降になると、道路交通網等の拡充などにより外部の企業が河川や内湖の請負経営権を購入するケースが多くなった。その結果、長年続けられてきた鵜飼い漁や刺し網漁などの漁場が大きく減少していることも分かった。また、?陽湖の南部を撮影した衛星画像を解析し、最近10年間の?陽湖周辺の土地利用の変化、および4月-9月の豊水期と11月-3月の渇水期における?陽湖の湖水面積の違いを明らかにした。これまで、中国の内陸部とくに淡水湖とそこを生業の舞台とする漁師たちの生業の変化に関わる研究はほとんど行なわれてこなかった。平成23年度の調査により、まずは?陽湖における生業活動の時代的な変化が明らかになった。平成23年度の研究成果は、中国二大淡水湖のひとつである湖南省洞庭湖との事例比較や、ひいてはアジアの淡水湖との比較研究の基礎となるものである。本研究の目的は江西省ポーヤン湖と湖南省洞庭湖という中国の二大淡水湖における漁村社会の変容を調査し、変容のプロセスの地域的な共通性と相違性を導きだすことである。村落の変容を理解することは変容のどの段階でどのような環境問題が発生するのかを検討する際の判断材料にもなり重要である。本研究では村落の変化を客観的に捉えるために10の分野からなる都市化指標を開発し、それを用いて漁村社会の生活・生業様式の変化を捉えた。村落の変化を具体的にみてみると淡水湖周辺の漁村のなかには都市化指標の指数が急激に上昇するところがあった。これは、国家や地方政府主導による新農村建設や観光開発が影響していた。また、近年、「生活」関連の指数が上昇している村落が多い。これは、中央政府主導で農村のトイレを衛生上安全なもの(無公害衛生厠所と呼ばれる)に造りかえる改厠政策や、農民・漁民が家電を購入する際に価格の一定割合を国家が補助する家電下郷政策が実施されていることを関係していた。平成23年度は江西省ポーヤン湖の漁村を対象にインテンシブな調査を実施した。平成24年度は湖南省洞庭湖の漁村を対象に現地調査を実施した。調査対象の洞庭湖のQ村は人民政府主導による「漁民上岸定住解困プロジェクト(漁民を陸上に定住させ、生活困窮を解決する)」が実施されている。地方政府は新農村建設の一環としてまず上・下水道を整備し、村内外を結ぶ道路をコンクリート化した。その後、室内トイレや浴槽、水道、電気などを完備した平屋の住宅を建設した。この結果、調査村ではまず「衛生」分野の指数が上昇した。その後、漁民たちが家電下郷政策を利用して各種家電を購入したことで「住宅」分野の指数も上昇した。こうした定住政策により調査村は短期間で指数が倍以上になった。政府主導の定住政策とそれに伴う指数の上昇は湖南省洞庭湖周辺のほかの村落でも確認できた。カウンターパートの中央民族大学の教員および学生との交渉がうまくゆき現地調査が実施できたこと、また衛星画像解析の専門家から技術的な指導を受けて湖周辺の衛星画像の分析が順調に進んだことが理由に挙げられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度は江西省?陽湖のみの研究に終わった。平成24年度は湖南省洞庭湖で調査ができるよう、北京の中央民族大学や湖南省湖南師範大学等に働きかけを行なう予定である。
人工神経架橋開発に関する実験的研究

1.人工材料による下歯槽神経欠損部架橋に関する実験的研究ウサギの下歯槽神経欠損部(10mm)にポリエーテルアルコールチューブを移植した.対照にはシリコーンチューブを用いた.移植手術後、動物を12,24,40週後に屠殺し、光学顕微鏡を中心に神経再生状態の形態学的変化を観察した.その結果、両群共に良好な神経組織の再生が認められ、啓示的に有髄神経線雑数の増加が認められた.ポリエーテルアルコールチューブ移植群においては、シリコーンチューブ移植群に比べ神経周膜様構造の形成が多量に認められた.これはチューブ内外の体液交換が可能なポリエーテルアルコールチューブの特徴的所見と考えられた.以上の研究結果については、第51回日本口腔外科学会総会、第42回日本口腔外科学会総会において発表した.現在、人工材料への神経栄養因子の付加、及び神経修復後の三叉神経核の変化についての研究を行っている。2.神経移植後の口腔知覚機能の回復について現在口腔外科領域では、下顎骨切除手術に伴う神経損傷に対して、神経縫合や神経移植などの神経修復手術が行われている.このうち神経移植手術症例の知覚回復過程をSW知覚テスターを用いて観察を行ったところ、術後約6ヶ月で機能的に良好な知覚閾値にまで回復するのが確認された.また、下歯槽神経引き抜き裁縫合法に対しても同様の観察を行ったところ、神経移植症例に対して早期の知覚回復が得られることが確認された.今後はこれらの結果をもとに、人工神経の臨床応用への可能性について基礎と臨床の両面より解明していく予定である.1.人工材料による下歯槽神経欠損部架橋に関する実験的研究日本白色家兎の下歯槽神経欠損部(10mm)にポリエーテルアルコールチューブを移植した。対照にはシリコーンチューブを用いた。移植手術後、動物を12,24,40週後に屠殺し、光学顕微鏡所見を中心に、神経再生状態の形態学的変化を観察した。その結果、両群共に良好な神経組織の再生が認められ、経時的に有髄神経線維数の増加が認められた。ポリエーテルアルコールチューブ移植群においては、シリコーンチューブ移植群に比べ、神経周膜様構造物の形成量が多く認められた。これは、チューブ内外の体液交換が可能なポリエーテルアルコールの特徴的所見と考えられたが、組織親和性の問題も考えられた為、に追加実験を検討中である。(以上の研究結果については、第51回日本口腔科学会総会、第42回日本口腔外科学会総会において発表した)今後は、人工材料への神経栄養因子の付加による軸索再生促進について、in vivoによる研究を行う予定である。2.神経移植後の口腔知覚機能の回復について現在口腔外科領域では、下顎骨切除手術に伴う神経損傷に対して、神経縫合や神経移植などの神経修復手術が行われている。この手術内容に対して臨床統計的検索を行ったところ、神経移植手術は58.5%を占めていることが明らかになった。また、これらの症例の知覚回復過程をSemmes-Weinstein Monofilamentsを用いて観察を行ったところ、術後約6ヶ月で機能的に良好な知覚閾値にまで回復するのが確認された。今後はこれらの結果を元に、人工神経の臨床応用への可能性について基礎と臨床の両面より解明していく予定である。2.神経移植後の口腔知覚機能の回復について現在口腔外科領域では、下顎骨切除手術に伴う神経損傷に対して、神経縫合や神経移植などの神経修復手術が行われている.このうち神経移植手術症例の知覚回復過程をSW知覚テスターを用いて観察を行ったところ、術後約6ヶ月で機能的に良好な知覚閾値にまで回復するのが確認された.また、下歯槽神経引き抜き裁縫合法に対しても同様の観察を行ったところ、神経移植症例に対して早期の知覚回復が得られることが確認された.今後はこれらの結果をもとに、人工神経の臨床応用への可能性について基礎と臨床の両面より解明していく予定である.
機能中の蛋白質の動的立体構造解析:新たな電子線3次元画像処理法および標識法の応用

熱揺動下で確率的に働く蛋白質分子機械の作動原理を探るには機能中の1分子を瞬間的に固定して可視化処理を行い、一切の平均化なしにその挙動と物性を解析するのが理想である。本課題では、個々の分子のサブドメイン構造まで直接観察できる強力な電子顕微鏡法で機能遂行中の超分子複合体の一瞬の姿を捉え、その3次元構造解析のための新技術を駆使して機械の作動機序を原子モデルの動画として示す「1分子の構造生物学」の実現を目指した。筋収縮の分子機構として世界の大部分は、強く屈曲したATP結合型ミオシンのレバーアームがADP解離とともに伸展する際にアクチンの滑りが起きるという「レバーアーム首振り説」を信じる。われわれは高い分解能とコントラストで個々の蛋白質分子の実像を得られる急速凍結フリーズレプリカ法により運動中のアクトミオシンの姿を捉えた。試料表面の凹凸に依る陰影を分子の原子モデルに基づく多数の仮想画像と比較し、当該粒子のコンフォメーションと投影角を精密に識別できる構造差分解析法を擁して解析した結果、運動中の頭部は分子内SH基を化学架橋した分子種に酷似し、従来説のATP結合型とは逆に屈曲していることが判明した。そこでその粒子のレプリカ像を集めて組分け、平均化して立体構造を推定した。さらに、滑り運動中にはその構造が大部分を占め、同じ形状の頭部がアクチン表面を撫でる動きと、その後その構造を保ったまま大きく向きを変えて最終的に硬直複合体に至る伸展運動の2種の動きを行う可能性を示した。後者がADP/Pi放出を伴う張力発生過程で前者は低負荷の際にだけアクチンを変位させる未知の機序と仮定すれば、それらの割合を変えることで観察された全ての画像や従来の実験結果を説明できる。一方で、棒状構造を有する標識を対象蛋白質に付加する手法を開発した。目的の蛋白質への直接融合により対象の特定部位の局在や向きに関する情報が得られる。熱揺動下で確率的に働く蛋白質分子機械の作動原理を探るには機能中の1分子を直接可視化しその挙動と物性を平均化せず解析するのが理想である。本課題では、個々の分子内部を観察できる強力な電子顕微鏡法で機能遂行中の超分子複合体の一瞬の姿を捉え、その3次元構造を解析するための新技術を駆使して機械の作動機序を原子モデルの動画として示す1分子の構造生物学の実現を目指す。筋収縮の分子機構として世界の大部分はATP結合型と非結合型のミオシン結晶構造の違いを根拠にレバーアーム首振り説を強く信じる。パワーストロークの間アクチンヘのミオシン結合様式は変化せずATP結合により強く屈曲したレバーアームがADP解離とともに伸展する際にアクチンの滑りが起きるという概念であるが、大き<速<動く分子モーターの構造を十分な分解能で捉えるには平均化を旨とした従来法は適用できない。われわれは1分子の構造を高い分解能とコントラストで捉える急速凍結フリーズレプリカ法により運動中のアクトミオシンの姿を捉えた。試料表面の凹凸を分子の原子座標に基づく多数の仮想画像と比較し当該粒子のコンフォメーションと投影角を精密に識別できる構造差分解析法を擁して解析した結果、運動中の頭部はSH基を化学架橋した頭部に似た、従来説と逆屈曲の状態にあり同じ形状の頭部がアクチン表面を撫でる動きと、その後その構造を保ったまま大きく向きを変え最終的に硬直複合体に至る伸展運動の2種の動きを行う可能性を示した。後者がADP/Pi放出を伴う張力発生過程で前者は低負荷の際にだけアクチンを変位させる未知の機序と仮定すれば、それらの割合を変えることで全ての実験観察結果を説明できる。一方で特徴的構造を有する指標を対象蛋白質に付加する標識法を開発した。目的の蛋白質への直接融合や高親和性リガンドを標識先端に付けるなどにより対象の特定部位の局在や向きに関する情報が得られる。

後者がADP/Pi放出を伴う張力発生過程で前者は低負荷の際にだけアクチンを変位させる未知の機序と仮定すれば、それらの割合を変えることで観察された全ての画像や従来の実験結果を説明できる。一方で、棒状構造を有する標識を対象蛋白質に付加する手法を開発した。目的の蛋白質への直接融合により対象の特定部位の局在や向きに関する情報が得られる。
ナノＤＤＳを用いた制がんベクトル変換技術の開発

種々のサイトカインやsiRNAなどの生理活性物質を目的の部位、かつ必要な時間に、送達、発現、あるいは徐放させることのできるドラッグデリバリーシステム(DDS)を開発し、がん微小空間を制御する手法を開発することを目的とした。種々の多糖を基盤とする新規多糖ナノゲルキャリアを開発した。特にサイクロアミロース(CA)を基盤とする新規カチオン性CAナノゲルは、アジュバントとしてのCpG核酸やsiRNAのキャリアとして優れていることを見出し、これらナノゲルDDSを分子標的療法に用いることで腫瘍微小環境を改善できることを明らかにした。感染がんの発症メカニズムを理解しそれらを制御するには、その発がんスパイラル場(がん微小環境)を自在に操作する技術が必要である。そのためには、種々のサイトカインやsiRNA、miRNAなどの生理活性物質を、目的の部位、かつ必要な時間に、送達、発現、あるいは徐放させることのできるドラッグデリバリーシステム(DDS)の進展が望まれる。このDDS技術を利用することによって、宿主応答を「発がん促進」から「発がん阻止」に変換する制がんベクトル変換が可能となると思われる。本研究では、申請者が独自に展開しているナノゲル工学やシャペロン機能工学を駆使することにより種々のDDSを構築し、新規ワクチンの開発と核酸医薬やサイトカイン等の時間的、空間的徐放制御を行い、炎症などに引き起こされるがん微小環境の機能解明とそのがん微小環境を改変することによる発がんスパイラルの制御法を開発する。これまでに機能化サイクロアミロース(CA)誘導体が核酸(プラスミドDNAおよびsiRNA)の細胞内デリバリーキャリアとして有用であることを見出している。本年度は、エンドソーム脱出機能を有する新規多糖ナノゲルシステムを開発した。siRNA、miRNA、遺伝子プラスミド(pDNA)などの核酸医薬の機能を効果的に発現するためには、それらの薬剤を細胞質に運ぶ必要がある。しかし、通常、ナノキャリアを用いた系ではエンドサイトーシスの取り込み経路で細胞内に取り込まれ、その後の細胞質への脱出が重要な課題となっている。我々は、生体内に存在するリン脂質分解酵素(ホスホリパーゼ)の機能に着目し、酵素反応による脂質膜の破壊を利用したpDNAのエンドソーム脱出促進機能を有するナノゲルシステムを考案した。疎水化カチオン性CAからなるナノゲルは、ホスホリパーゼA2(PLA2)およびpDNAと複合体を形成し、細胞内に同時に輸送可能で、その遺伝子発現効率を顕著に高めることを明らかにした。また、高分枝多糖を用いたシャペロン機能を有する新規ナノゲルの開発も行った。ドラッグデリバリーシステム(DDS)技術を利用することによって、宿主応答を「発がん促進」から「発がん阻止」に変換する制がんベクトル変換が可能となると思われる。具体的には、申請者が独自に展開しているナノゲル工学やシャペロン機能工学を駆使することにより種々のDDSを構築し、新規ワクチンの開発とサイトカイン等の時間的、空間的徐放制御を行い、ピロリ菌感染、肝炎ウイルス感染あるいは炎症などに引き起こされるがん微小環境の機能解明とそのがん微小環境を改変することによる発がんスパイラルの制御法を開発する。1)細胞指向性新規ナノゲルの開発:癌細胞や炎症細胞等に特異的に相互作用しえるナノゲルとしてRGDペプチド導入多糖ナノゲルの合成を行い、その合成方法を確立した。このRGDペプチド導入多糖ナノゲルと細胞との相互作用を評価したところRGDペプチドを未導入のナノゲルと比べ細胞との相互作用が増強されることが明らかとなった。また、このナノゲルと蛍光標識タンパク質を複合化し細胞との相互作用を検討したところ、高効率に細胞へタンパク質を導入し得ることも明らかとなった。2)抗体結合新規ナノゲルの開発:まず、アミノ基置換ナノゲルと両末端スクシンイミドリンカーを反応させ、スクシンイミド基置換ナノゲルを合成した。次にそのナノゲルと抗体を反応させ、抗体修飾ナノゲルを得た。GPC測定より、ナノゲルへの抗体修飾を確認したところ一つのナノゲルに対して約1分子の抗体が修飾されていることが確認された。3)新規ナノゲルとタンパク質との相互作用解析および機能評価:サイトカインおよび生理活性タンパク質であるBMP、FGF、IL-12とナノゲルとの相互作用をELISA法を用いて検討し、複合化条件を確立した。また、これらのタンパク質を封入したナノゲルをマウス投与したところ、タンパク質のみを投与した条件に比べ、血中濃度の低下を抑制されていることが確認され、ナノゲルによるタンパク質徐放効果が明らかとなった。4)核酸デリバリー用ナノゲルの開発と機能評価:長鎖アルキルおよびカチオン性分子を導入したサイクロアミロースとリン脂質分解酵素を複合化させた核酸デリバリーシステムを構築し、その効果を検討した結果、酵素を複合化させない従来型キャリアと比べ、核酸導入効率および核酸の機能発現が効果的に向上した。

感染がんの発症メカニズムを理解しそれらを制御するには、その発がんスパイラル場(がん微小環境)を自在に操作する技術が必要である。そのためには、種々のサイトカインsiRNA、miRNAなどの生理活性物質を、目的の部位、かつ必要な時間に、送達、発現、あるいは徐放させることのできるドラッグデリバリーシステム(DDS)の進展が望まれる。本研究では、申請者が独自に展開しているナノゲル工学やシャペロン機能工学を駆使することにより種々のDDSを構築し、領域内での有機的な連携により、新規ワクチンの開発とサイトカイン等の徐放制御を行い、がん微小環境の機能解明と発がんスパイラルの制御法を開発する。1)従来のサイクロクロアミロースを基盤としたカチオン性ナノゲルキャリア系の他に、あらたにクリック反応を利用したコレステロール置換プルランを基盤としてカチオン性ナノゲルがプラスミドやsiRNAのデリバリーに有効であることを明らかにした。このシステムの有用性を、核酸アジュバントのデリバリーと機能発現により検討する。2)昨年までにナノゲル/siVEGF(siRNA)複合体の腫瘍内投与が強力な腫瘍増殖抑制を誘導することを報告した。その腫瘍抑制作用機序を解析し、VEGFノックダウンによる腫瘍増殖抑制は、血管新生の抑制のみならず、骨髄由来免疫抑制細胞(myeloidーderived suppressor cells: MDSC)や制御性T細胞(Treg)の出現を抑制し、炎症性サイトカインであるIL-17Aの産生抑制を誘起していることが明らかになった。この詳細な機構を明らかにし、その有用性を実証する。3)感染がんに関するワクチン療法に関して、ピロリ菌タンパク質CagAのリコンビナントタンパク質とナノゲルの複合化の条件を確立した。また、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV-1)の抗原タンパク質を調製し、ナノゲルとの複合化条件も確立し、動物を用いたワクチン実験を開始し、その機能を検討する。申請者が独自に展開しているナノゲル工学やシャペロン機能工学を駆使することにより種々のDDSを構築し、新規ワクチンの開発とサイトカイン等の時間的、空間的徐放制御を行い、ピロリ菌感染、肝炎ウイルス感染あるいは炎症などに引き起こされるがん微小環境の機能解明とそのがん微小環境を改変することによる発がんスパイラルの制御法を開発する。1)多糖ナノゲルによる感染がんタンパク質免疫療法ヒトT細胞白血病ウイルス1型(HTLV-1)では、HBZ遺伝子が全てのATL症例で発現し、ATL細胞の増殖に関与している。HBZおよびTaxウイルスタンパク質を多糖ナノゲルに封入したナノゲルワクチンを調製し、マウス皮下投与による免疫誘導実験を行った。Taxタンパク質ナノゲル系で高いキラーT細胞の誘導が得られることが明らかになった。(京大松岡)。2)ピロリ菌病原因子
新しい軸不斉化合物の創製:不斉合成への展開

本研究では1,1′-binaphthylを基本骨格とする軸不斉化合物を用いる不斉合成法を検討した。特に不斉Wittig反応と不斉プロトン化について検討を行った。Wittig反応はsp^2炭素からsp^2炭素に変換する反応なので従来不斉合成にはあまり利用されてこなかったが、今回σ-対称メソ型ジケトンのenantiotopicなカルボニル基をWittig型反応により不斉識別し分子全体の非対称化を行った。不斉試薬としては1,1′-binaphthalene-2,2′-diol(2-BINOL)を不斉補助基としたキラルphosphonateを用いた。その結果rigidな構造を持つ種々の環状σ-ジケトンについては高度な不斉識別が見られた。また本反応を分子内Wittig型反応として応用し、多環性骨格を持つケトンを比較的高いエナンチオ選択性で得ることができた。不斉プロトン化は化学反応の中でも最も単純と言える中和反応であるが、それゆえ多岐にわたる光学活性カルボニル化合物の合成に幅広い応用が可能である。本研究では1,1′-binaphthalene-8,8′-diol(8-BINOL)を基本骨格とする不斉プロトン源を用いてエノレートの不斉プロトン化を行った。本不斉誘導は不斉プロトン源の構造にも大きく依存するが、エノレートのカウンターカチオンに大きな影響を受ける。例えばテトラロン誘導体のリチウムエノレートのプロトン化ではわずかに9%eeの生成物が得られたのに対し、対応するマグネシウムエノレートからは94%eeの生成物を得ることに成功した。新しい光学活性軸不斉化合物として8-BINOL(1)を対応するラセミ体の光学分割により得た。1及びそのカルバモイル体2を不斉プロトン源とし、2-アルキル-1-テトラロン類のエノレートの不斉プロトン化反応を行なった。不斉収率はエノレートのカウンターカチオンに大きく依存し、マグネシウムエノレートを用いたとき最高94%eeで目的物が得られた。以上のような高選択的不斉誘導は対応する2-BINOL誘導体を用いる比較実験では達成されず、8-BINOL骨格が不斉源として有用であることが示された。我々はメソ型のα-ジケトンを基質とする表題反応が高選択的(98%ee)に進行することを既に見い出している。今回2-BINOL誘導体3を用い、さらに種々のbicyclic〔2,2,1〕骨格を持つメソ-α-ジケトンについて検討したところ、本反応が一般性を以て高エナンチオ選択的に進行することがわかった。また今回新たに、プロキラルなアレンクロミウム錯体の非対称化による不斉誘導を3を用いて検討した。その結果、1,2-ジオキソベンゾシクロブタンを基質とした時、94%eeで目的とする表題反応が進行した。本研究では1,1′-binaphthy1を基本骨格とする軸不斉化合物を用いる不斉合成法を検討した。

不斉プロトン化は化学反応の中でも最も単純と言える中和反応であるが、それゆえ多岐にわたる光学活性カルボニル化合物の合成に幅広い応用が可能である。本研究では1,1′-binaphthalene-8,8′-diol(8-BINOL)を基本骨格とする不斉プロトン源を用いてエノレートの不斉プロトン化を行った。本不斉誘導は不斉プロトン源の構造にも大きく依存するが、エノレートのカウンターカチオンに大きな影響を受ける。例えばテトラロン誘導体のリチウムエノレートのプロトン化ではわずかに9%eeの生成物が得られたのに対し、対応するマアグネシウムエノレートからは94%eeの生成物を得ることに成功した。
荷電脂質膜における多価イオン間静電相互作用と相分離

リン脂質が水中で自発的に形成する脂質二重膜は細胞膜・生体膜のモデル系として用いられている。多成分リン脂質二重膜では低温において相分離が観察される。相分離は生体膜でのラフトとの関連から重要視されている。このような研究背景から、本研究課題では特に親水頭部に電荷を有した荷電脂質を含む脂質二重膜での相分離や変形に注目し研究を進めている。当該年度は1.多価カチオンが誘起する負電荷脂質膜での相分離、2.膜張力が誘起する二成分負電荷脂質膜での三相分離、3.多価アニオン性脂質を含む脂質膜での相分離ドメイン界面張力測定、4.粗視化シミュレーションによる電場下での荷電脂質膜の相分離と変形を行ってきた。1では昨年度に引き続き、様々な価数・構造を有した塩を加え荷電脂質膜における相分離を観察した。具体的には1価塩が3種類、2価塩が5種類、3価塩5価塩が1種類ずつの計11種類の塩を用いた。これより、価数が大きいほど、またカチオンサイズが小さいほど相分離が低塩濃度で起きることがわかった。2も昨年度に引き続き、荷電脂質と中性脂質から成る脂質膜に浸透圧により張力を印加することで、相分離が起きることを実験的に示した。脂質二成分系であるにもかかわらず三相分離が観察された。この三相分離は荷電脂質の電離状態が関与していることが明らかになった。また、粗視化分子動力学シミュレーションを併用することで、形成された三相の同定を行った。3では多価の負電荷を有したリン脂質を含む脂質膜での相分離ドメイン界面張力測定を行った。少量荷電脂質を含ませることで、界面張力が低下することを定量的に示した。4では、粗視化分子動力学シミュレーションを用いて、荷電脂質/中性脂質の二成分系に電場を印加し、相分離と膜変形を解析した。電場方向に荷電脂質が集積し、自発的に膜孔を形成する様子が見られた。昨年度計画した通り、1の多価カチオンの添加実験では塩の種類を大幅に増やすことができた。2でも複数の蛍光色素を用いて三相共存状態の出現をより強く証明した。さらにシミュレーションも行えた点は大きな進展であった。しかし、理論計算にまで手が回らなかった点は今後改善していきたい。3の多価負電荷脂質膜での実験と4の電場を考慮したシミュレーションはともに研究をスタートさせることができ、結果も得られており順調に進んできている。さらに、問題点やその解決策などもはっきりしている。今後の研究方針は以下の通りである。1.荷電脂質膜への多価カチオンの添加による相分離を引き続き行う。特に観察温度を変化させ、温度による影響を明らかにする。温度の上昇は膜の相分離を阻害するが、同時に溶液内のイオン分布にも大きな影響を与えると考えられる。それらの点を踏まえ実験を行っていく。2.膜張力が誘起する二成分負電荷脂質膜での三相分離では、三相の同定を実験からも行うことを目指す。荷電ナノ粒子や膜流動性によりスペクトルが変化する蛍光分子Laurdanなどを用いた実験を行う。また、理論計算にも取り組んでいこうと考えている。3.多価アニオン性脂質を含む脂質膜での相分離ドメイン界面張力測定も引き続き行っていく。複数の荷電脂質を用いることで界面張力低下の一般性を議論していく。4.粗視化シミュレーションによる電場下での荷電脂質膜の相分離と変形では相分離と変形の相関、結合について定量的な理解を目指していく。リン脂質から成る脂質二重膜は細胞膜・生体膜のモデル系として用いられている。多成分リン脂質二重膜は低温において非相溶となる相分離が観察される。これは生体膜でも形成されていると考えられているラフトドメインとの類似から研究が行われている。特に親水頭部に電荷を有した荷電脂質を含む脂質二重膜での相分離や変形に注目し研究を進めている。当該年度は1.多価カチオンが誘起する負電荷脂質膜での相分離、2.膜張力が誘起する二成分負電荷脂質膜での三相分離、3.粗視化シミュレーションによる荷電コロイド粒子と荷電脂質膜の相互作用を行ってきた。現在まで1価の塩が脂質の電荷を遮蔽するために用いられてきたが、1では特に2価塩に注目し研究を行った。2価塩としてCaCl2、MgCl2、プトレシン、ヘキサメチレンジアミンを用いた。その結果、同じ2価であってもサイズの大きなカチオンほど相分離が起きにくいことがわかった。これは膜面に吸着した際にサイズの小さいカチオンほど、カチオン間の立体反発が弱いことに起因すると考えた。また、ヘキサメチレンジアミンは大きい分子であるにも関わらず、相分離を引き起こしやすかった。これは水中でヘキサメチレンジアミンが多量体を作り、見かけ上の価数が上がっている可能性があると考えている。2では荷電脂質と中性脂質から成る脂質膜に浸透圧により張力を印加することで、相分離が起きることを実験的に示した。興味深いことに、二成分であるにもかかわらず三相に分離した。そこから、荷電脂質の電離状態に相分離が依存すると考え、溶液のpHを変化させ同様の実験を行うと、三相分離は溶液のpHに強く依存することがわかった。

3では粗視化シミュレーションにより荷電コロイドの膜面への吸着・取り込みと価数・サイズを変化させ系統的な解析を行い、現在論文としてまとめている。実験・シミュレーションともに順調に進んでいるように感じている。実験結果に対する理論計算が思うように進んでいないが、共同研究の上進めていくことを計画しており、また共同研究者との議論も進んでおり方針がある程度固まっている。リン脂質が水中で自発的に形成する脂質二重膜は細胞膜・生体膜のモデル系として用いられている。多成分リン脂質二重膜では低温において相分離が観察される。相分離は生体膜でのラフトとの関連から重要視されている。このような研究背景から、本研究課題では特に親水頭部に電荷を有した荷電脂質を含む脂質二重膜での相分離や変形に注目し研究を進めている。当該年度は1.多価カチオンが誘起する負電荷脂質膜での相分離、2.膜張力が誘起する二成分負電荷脂質膜での三相分離、3.多価アニオン性脂質を含む脂質膜での相分離ドメイン界面張力測定、4.粗視化シミュレーションによる電場下での荷電脂質膜の相分離と変形を行ってきた。1では昨年度に引き続き、様々な価数・構造を有した塩を加え荷電脂質膜における相分離を観察した。具体的には1価塩が3種類、2価塩が5種類、3価塩5価塩が1種類ずつの計11種類の塩を用いた。これより、価数が大きいほど、またカチオンサイズが小さいほど相分離が低塩濃度で起きることがわかった。2も昨年度に引き続き、荷電脂質と中性脂質から成る脂質膜に浸透圧により張力を印加することで、相分離が起きることを実験的に示した。脂質二成分系であるにもかかわらず三相分離が観察された。この三相分離は荷電脂質の電離状態が関与していることが明らかになった。また、粗視化分子動力学シミュレーションを併用することで、形成された三相の同定を行った。3では多価の負電荷を有したリン脂質を含む脂質膜での相分離ドメイン界面張力測定を行った。少量荷電脂質を含ませることで、界面張力が低下することを定量的に示した。4では、粗視化分子動力学シミュレーションを用いて、荷電脂質/中性脂質の二成分系に電場を印加し、相分離と膜変形を解析した。電場方向に荷電脂質が集積し、自発的に膜孔を形成する様子が見られた。昨年度計画した通り、1の多価カチオンの添加実験では塩の種類を大幅に増やすことができた。2でも複数の蛍光色素を用いて三相共存状態の出現をより強く証明した。さらにシミュレーションも行えた点は大きな進展であった。しかし、理論計算にまで手が回らなかった点は今後改善していきたい。3の多価負電荷脂質膜での実験と4の電場を考慮したシミュレーションはともに研究をスタートさせることができ、結果も得られており順調に進んできている。さらに、問題点やその解決策などもはっきりしている。今後の研究方針は以下の通りである。1.荷電脂質膜への多価カチオンの添加による相分離。特に、2価よりも価数の大きな3価、4価、5価の使用を計画している。また、1価、2価の塩も当初の予定よりも種類を増やそうと考えている。Poisson-Boltzmann理論に基づいて理論的な考察を加える。2.膜張力が誘起する二成分負電荷脂質膜での三相分離。各相の同定を何種類かの蛍光色素を用いて行っていく。また、Poisson-Boltzmann理論にcharge regulationを加えた理論により実験結果を説明することを目指す。
乳房再建を頭部MRIを用いた脳科学的アプローチで評価する臨床研究

乳房欠損状態から乳房再建で生じる患者主観的変化を,頭部MRI応用技術であるVoxel-based morphometryや,Diffusion tensor imaging ,安静時機能的MRI等の脳科学的アプローチおよびアンケートとの相関で明らかにする研究に対し,臨床倫理委員会へ申請を行っている.参照としてのアンケート手法(主観的指標)であるBREAST-Q(日本語版のアンケートを取得済である),自尊心スケールのRosenberg自尊感情尺度の症例数は蓄積しつつある.頭部MRI応用技術であるVoxel-based morphometryや,Diffusion tensor imagingにおいては安静時機能的MRI撮像条件の調整を行い,より有効なデータの取得を調整中である.脳科学分野において実績があり,先行研究においても協力関係にある荻野裕一(群馬大学病院麻酔科助教医学博士),川道拓東(首都大学東京客員研究員工学博士)の協力,助言を得つつ行っている.乳房再建で生じた主観的変化に影響を与える可能性があるデータ(年齢、乳房サイズ,子供の有無,病期分類,術後客観的形態評価等)は取得済である。研究対象者数が目的数には達していないため,今後引き続き対象症例数の確保に努める.また,過去に乳房再建を行い,現在外来経過観察中の患者に対しても,直接刺激を与えた状態(乳房再建前後の写真を直接見せた状態等)でのMRIを評価(functional MRI)し,症例数の増加を目指す.現時点の結果からは,患者の主観的評価(自尊心の回復や,それに伴う社会的活動力向上の有無等)がある程度確認されている.臨床倫理委員会へ申請を行い,実際にアンケート収集,MRI撮像条件の調整を行っている.研究対象者数が予定数に達していないため,今後引き続き対象症例数の確保に努める.研究対象者数がまだ目的数には達していないため,今後引き続き対象症例数の確保に努める.また,MRIの撮像条件を調整し,より有効なデータの獲得に努める.また,過去に行った乳房再建患者においても,研究対象者数が目的数には達していないため,今後引き続き対象症例数の確保に努める.また,過去に行った乳房再建患者においても,直接刺激を与えた状態(乳房再建前後の写真を直接見せた状態等)でMRIを評価(functional MRI)し,症例数の増加を目指す.乳房欠損状態から乳房再建で生じる患者主観的変化を,頭部MRI応用技術であるVoxel-based morphometryや,Diffusion tensor imaging ,安静時機能的MRI等の脳科学的アプローチおよびアンケートとの相関で明らかにする研究に対し,臨床倫理委員会へ申請を行っている.参照としてのアンケート手法(主観的指標)であるBREAST-Q(日本語版のアンケートを取得済である),自尊心スケールのRosenberg自尊感情尺度の症例数は蓄積しつつある.頭部MRI応用技術であるVoxel-based morphometryや,Diffusion tensor imagingにおいては安静時機能的MRI撮像条件の調整を行い,より有効なデータの取得を調整中である.脳科学分野において実績があり,先行研究においても協力関係にある荻野裕一(群馬大学病院麻酔科助教医学博士),川道拓東(首都大学東京客員研究員工学博士)の協力,助言を得つつ行っている.乳房再建で生じた主観的変化に影響を与える可能性があるデータ(年齢、乳房サイズ,子供の有無,病期分類,術後客観的形態評価等)は取得済である。研究対象者数が目的数には達していないため,今後引き続き対象症例数の確保に努める.また,過去に乳房再建を行い,現在外来経過観察中の患者に対しても,直接刺激を与えた状態(乳房再建前後の写真を直接見せた状態等)でのMRIを評価(functional MRI)し,症例数の増加を目指す.現時点の結果からは,患者の主観的評価(自尊心の回復や,それに伴う社会的活動力向上の有無等)がある程度確認されている.臨床倫理委員会へ申請を行い,実際にアンケート収集,MRI撮像条件の調整を行っている.研究対象者数が予定数に達していないため,今後引き続き対象症例数の確保に努める.研究対象者数がまだ目的数には達していないため,今後引き続き対象症例数の確保に努める.また,MRIの撮像条件を調整し,より有効なデータの獲得に努める.また,過去に行った乳房再建患者においても,研究対象者数が目的数には達していないため,今後引き続き対象症例数の確保に努める.また,過去に行った乳房再建患者においても,直接刺激を与えた状態(乳房再建前後の写真を直接見せた状態等)でMRIを評価(functional MRI)し,症例数の増加を目指す.主に物品の購入が遅れたことに起因する.本年度初期に購入予定となっている.
動的濡れを駆使した自発的『メニスカス・ポンプ』機構の解明と最適化

『動的な濡れ』力学を駆使し,系外からの新たなエネルギー注入を必要としない超高効率液滴搬送機構,すなわち本研究で提案する『メニスカス・ポンプ』機構の解明を目的とする.平滑基板上での液滴前縁部の濡れ拡がり速度が,基板上に静置した単一球状粒子との接触によって局所的に数約10倍へと爆発的に増加する現象を対象とし,研究代表者が主導する国際共同研究体制,(1)実験(日本),(2)理論(フランス),(3)数値解析(日本・フランス)により,多重スケールで展開する『動的な濡れ』力学に焦点を当て,基板上微小構造物との相互作用によって液滴前縁部が加速する機構の解明を目指す.『動的な濡れ』力学を駆使し,系外からの新たなエネルギー注入を必要としない超高効率液滴搬送機構,すなわち本研究で提案する『メニスカス・ポンプ』機構の解明を目的とする.平滑基板上での液滴前縁部の濡れ拡がり速度が,基板上に静置した単一球状粒子との接触によって局所的に数約10倍へと爆発的に増加する現象を対象とし,研究代表者が主導する国際共同研究体制,(1)実験(日本),(2)理論(フランス),(3)数値解析(日本・フランス)により,多重スケールで展開する『動的な濡れ』力学に焦点を当て,基板上微小構造物との相互作用によって液滴前縁部が加速する機構の解明を目指す.