hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁場応答性ナノ粒子の開発と「磁気温熱療法と薬剤治療の一体化」による治療効果増強

本研究は、交流磁場に応答して発熱し、同時に薬剤を放出するスマートナノ粒子を合成し、磁気温熱療法の不完全な部分を薬剤治療で補完した新規ガン治療法の開発を目指す。これまでに申請者は、磁気温熱治療だけでは完全にはがんを治すことができないことを明らかにしている。磁気温熱療法を化学療法と併用することで、磁気温熱療法の不完全な部分を補うことができる可能性があるが、このためには、磁気温熱療法と化学療法を共に達成するような材料の開発が必要である。そこで本研究は、交流磁場印加による発熱をトリガーとして抗がん剤を放出するようなスマートナノ粒子を合成し、磁気温熱療法と化学療法を併用することで、治療効果の増強を達成することを目的としている。平成28年度は、平成26年度および平成27年度までに得られた知見を基盤として、担がんマウスを用いた動物実験により、開発したスマートナノ粒子を用いたMRIによる腫瘍検出、および、磁気温熱療法と化学療法の併用による治療効果の評価に取り組んだ。開発したスマートナノ粒子は腹腔内の卵巣がんに選択的に集積し、MRIで腫瘍を造影することができることを明らかにした。さらに、スマートナノ粒子が卵巣がん腫瘍に集積した後、マウスの腹部に交流磁場を印加すると、腫瘍が加熱され、同時に、スマートナノ粒子から抗がん剤が放出された。一方、比較としてマグネタイトナノ粒子を投与し、交流磁場を印加したところ、マグネタイトナノ粒子は発熱能が小さく、腫瘍集積量が少ないため、腫瘍を加熱することはできなかった。また、スマートナノ粒子を用いた磁気温熱療法と化学療法の併用療法は、磁気温熱療法のみ、もしくは、化学療法のみの場合と比べて、腫瘍細胞の増殖を著しく抑制できることが明らかになった。また、化学療法では深刻な副作用がみられたが、スマートナノ粒子を用いた治療では副作用がみられなかった。マグネタイトナノ粒子クラスターがコア、抗がん剤を含有したポリマーがシェルのコアーシェルナノ粒子を作製した。マグネタイトナノ粒子を粒子間に隙間がないほど密にクラスター化することで、生体親和性を維持したまま、緩和能および発熱能を高めることができることを明らかにした。このコアーシェルナノ粒子はマウスの腹腔内腫瘍をターゲティングし、MRIで可視化した。さらに、このマウスの腹部に交流磁場を印加すると、腫瘍を加熱するとともに、腫瘍内で抗がん剤を放出した。この結果、磁気温熱療法と化学療法を同時に達成することができ、それぞれ単独で行うときよりも高い治療効果が得られた。当初予定した抗がん剤とは異なる抗がん剤にはなったが、目的とする磁気ハイパーサーミアと化学療法を同時に達成する併用療法に資するナノ粒子の合成には成功し、平成26年度に行うことを計画していた実験計画を全て達成することができたため。平成27年度までは計画通り研究を遂行することができており、一部予測を上回る良好な結果が得られている。このため、平成28年度は当初の計画に基づき、担がんマウスを用いてコアーシェルナノ粒子のMRI造影剤、磁気ハイパーサーミア用発熱体、交流磁場応答性ドラッグデリバリー用担体としての応用可能性を評価する。担がんマウスは葉酸レセプターが過剰発現したがん細胞を移植したマウスを用いる。
培養系による中枢神経細胞の傷害機序とその制御に関する研究

興奮性アミノ酸による神経細胞障害は、虚血性脳障害、頭部外傷などの中枢性疾患に深く関与しているが、そのメカニズムはいまだ仮説の域を出ない。我々は独自の神経細胞培養系を用いて新しい神経細胞死判定系を開発すると共に、薬剤による神経細胞死の予防に関する検討を試みた。神経細胞の培養には胎児脳からのPrinsary cultureを使用せざるを得ないが、常にin vivoとの対比が問題となる。興奮性アミノ酸の影響を検討する際にはその受容体の発現が重要であるため、可及的長期の培養が必要である。このためにはグリア細胞との共存が必要である。我々はグリア細胞の上にカバ-グラスを置きその上に胎児脳細胞を蒔くことにより、2週間前後に渡る神経細胞優位の培養を可能とした。この培養系を用いて興奮性アミノ酸による神経細胞障害を調べる目的で,画像解析装置付き蛍光顕微鏡ACASー507による新しい神経細胞死判定系の開発を試みた。既に神経細胞死は色素排除法や培養液中の酵素測定などによって判定されているが、迅速性、正確性などいくつかの問題点が指摘されている。我々は蛍光発色に生細胞内エステラ-ゼを必要とする蛍光色素FDA、及び細胞膜障害に伴って細胞内に入り蛍光を獲得するPIを用いて上述の問題点を解決した。これにより、数分以内での正確な神経細胞死の判定が可能となった。上述の判定系を用いて新しく合成された薬剤の効果判定を行ったところ、興奮性アミノ酸投与後における処理開始にも有効性が認められた。Fura-2を用いた細胞内カルシウム測定によって細胞内カルシウム流入の阻害がその作用機序であろうと推測された。以上の様に本assay系は神経細胞死判定のみならず、治療薬の開発、神経細胞死に至るメカニズムの解明に大きな役割を果たすことが期待される。
動物体結合組織におけるタンパク質の架橋形成に関する研究

動物体結合組織タンパク質は細胞間マトリックスを形成しているが血管、肺、腎臓などの臓器の構築にも関わっている。結合組織タンパク質の架橋は代謝回転の遅い含N複素環式アミノ酸の生体内メイラ-ド反応によって生成されることが明らかにされつつある。反応の初期にはアルド-ル架橋であるα,βー不飽和アルデヒドが生成されると考えられており。本研究ではアルド-ル架橋のモデルとして2ーメチルー2ーペンテナ-ルを用い、リジンおよびアルギニンとの縮合反応を行い、生成したピリジニウム環化合物の分離と同定を行った。その結果、1,2,3,5ーおよび1,3,4,5ー位に分岐したデスモシンおよびイソデスモシンと同一骨格を有するピリジニウムと共にアルド-ル2分子と一級アミンの縮合した2種の新しい型のピリジニウムの生成することを見出し、結合組織タンパク質の架橋構造に同様な骨格を持つ架橋アミノ酸の存在することの予想を立てることが出来た。一方、それぞれ牛項靱帯、大動脈および肺から結合タンパク質であるエラスチンを高速遠心機を多用して分離し、その加水分解物から架橋アミノ酸の分離を行った。液体クロマトグラフィ-液送ポンプを用いた分取用順相および逆相カラムを選択し、至適条件を設定し、架橋アミノ酸の分取および精製を行った。個々の新規なアミノ酸はその構造を機器分析によって明かにした。その結果、分子量655の既知のアミノ酸の中では最も分子量の大きい新規なアミノ酸を分離同定し、アロデスモシンと名称付けた。同アミノ酸は1,3,4,5一位に分岐したデスモシンタイプの架橋アミノ酸であり、アルド-ル架橋が還元され、ついでデスモシンと同様な反応機構によって合成されると推定された。また、同時に分子量411の1,3,5-位に分岐した新規な架橋アミノ酸と考えられる成分と共に、6種におよぶ構造未知の架橋アミノ酸を分離することが出来た。
プラズマクリーニング技術の新規開発による著しい接着力の向上

歯科治療後のトラブルに修復物前装部の破損がある。この対策の1つとして、修復物の母材料と前装材料間の接着力を上げる方法が考えられる。そこで、高い表面清掃効果を有するプラズマクリーニング処理に着目した。母材料に対して本処理を行うことで、より多くの接着阻害因子を除去することが可能となり、前装材料との接着力を向上するため、トラブルの発生率が減少し、医療費削減と国民の健康増進に寄与すると考える。
イモリ網膜色素上皮細胞の網膜分化再生過程における神経細胞接着因子の役割

アカハライモリを麻酔した後、角膜輪部にて強膜を穿孔し、眼内を生理食塩水で灌流して水晶体・硝子体・神経網膜を除去した。術後経時的に眼球を摘出して網膜の再生状態を検討する網膜再生モデルを作成した。光学的顕微鏡所見では、術後20日で色素上皮細胞の脱分化による細胞増殖が確認され、25日では増殖した細胞が極性を示すようになっていた。35日では秩序だった層構造を成し、45日でほぼ正常眼と同様の構造が確認された。神経細胞接着分子(neural cell adhesion molecule ; NCAM)のは発現は免疫染色法にて検討した。正常眼のおいてははぼ全層に発現を呈していた。再正眼においてもいずれの時期においてもほぼ全層に発現を認めた。特に強かったのが内境界膜・神経線維層付近と視細胞層である。同様に再生眼でのNCAM発現を免疫電顕法にて検討した。網膜再内層の発現は術後50日で最も強く、正常眼よりも強い発現を示した。視細胞層には人眼にはない油滴と考えられる構造があり、同部位で強い発現を示した。正常眼にも存在するNCAMはその再生においては全過程において網膜全層での強い発現が確認され、中でも神経線維層(特に再内層)と視細胞層内の油滴での発現が強いことが判明した。日本産両生網有尾目のアカハライモリを麻酔後、強膜穿孔し神経網膜と色素上皮細胞層間に生理食塩水を注入することで網膜剥離を起こし神経網膜を除去する。硝子体、並びに水晶体も外科的に摘出しHoltfrater液を眼球中に満たして切開創を閉鎖すると神経網膜が約45日間で再生した。神経細胞接着分子(N-CAM)抗体による免疫組織染色では、手術後約15日の網膜が56層形成された頃に、内網状層から神経線維層に陽性所見がえられた。N-CAMが網膜再生においてどのような役割を担うのか、経時的に検討する予定であったが、本再生モデルでは、網膜剥離の際に網膜色素上皮層に機械的な障害を与えることも多く、色素上皮細胞が脱分化せずに増殖し再生が起こらない個体も少なくなかった。そのため、強膜切開で外科的に網膜を除去する方法から、眼球運動のための筋肉、視神経、動静脈を切断して眼球を一旦摘出し、再び眼窩内に戻して経過観察を行った。眼球摘出後の網膜再生モデルでは、手術後約12日間で神経網膜は変性し消失した。その後数日間は明らかな変化は見られなかったが、手術後約20日で当初の方法同様に網膜色素上皮細胞が脱分化、増殖し、手術後約60日で網膜が再生した。この方法では、網膜色素上皮細胞に乱れが生じないために均一な環境での再生の観察が可能となり、個体差も最小限に止めることができた。これらの基礎実験の末、従来の網膜摘出後0日を本法の手術後15日と設定し、これらの方法により採取された再生段階のアカハライモリの神経網膜組織を回収中である。平成9年度にはこれらの免疫組織学的検討、神経細胞接着分子、神経細胞増殖因子などの蛋白質定量を行う予定である。日本産両生網有尾目のアカハライモリを麻酔後、角膜輪部付近にて強膜を穿孔し、生理食塩水を灌流しつつ硝子体および水晶体を除去した。同時に神経網膜と色素上皮細胞層との間に生理食塩水を注入し、人工的に網膜剥離を作成し神経網膜を除去した。昨年は、外眼筋・視神経・動静脈を切断し、一旦摘出した眼球を再度眼窩内へ戻しその後の神経網膜の変性消失と再生を検討した。この全眼球摘出術では、網膜色素上皮への侵襲も少なく、個体差の少ない網膜再生過程を捉えることができるが、本年は水晶体の再生についての検討もすべく上記の手術方法を選択した。術後経時的に眼球を摘出し、光学・電子顕微鏡にて再生網膜の構築について検討した。手術後約15日で網膜は46層に再生が確認され、また虹彩色素上皮からの水晶体の再生が同時期に確認された。

神経細胞接着分子(Neural cell adhesion molecule;N-CAM)を用いた免疫組織染色では、外網状層および内網状層に陽性所見が得られたが、再生した神経突起の視神経への走行性の制御については明確な所見を得られれなかった。本術式では再生過程の個体差が大きいため、より多数例での検討が必要と思われた。平成10年度は、再生神経突起の視神経への走行性制御を確認すべく、蛍光抗体法を含めてN-CAMを用いた免疫組織学的検討を再施行する。また水晶体の再生過程におけるTGF-β(Transforming growth factor β)などの細胞増殖因子の発現を検討する予定である。アカハライモリを経皮的に麻酔後、角膜輪部付近で強膜を穿孔し経強膜的に水晶体、硝子体、網膜を摘出する網膜再生モデルを採用し、網膜の再生過程を光学顕微鏡および電子顕微鏡的に形態観察した。手術後10日頃では色素顆粒を含む細胞と貧食能を有する大小不揃いの細胞が、層構造を形成せずに存在した。手術後約15日で網膜は5から6層の層構造を構築した。約25日にはほぼ再生が完成した網膜が電子顕微鏡的にも観察された。視神経乳頭にも正常網膜と同様な形態で連続していた。網膜再生過程における神経細胞接着因子(Neural cell adhesion molecule;N-CAM)の免疫染色性は手術後約15日ごろに外網状層および内網状層と考えられる部位で発現が観察され、その染色性は再生過程が終了するまで維持された。しかし、視神経乳頭へつながる標本を経時的に作成することができず、N-CAM陽性と思われる神経線維の視神経への連続部位におけるN-CAMの発現および局在について観察することが困難で、N-CAMの視神経線維の走行性制御について明確な所見が得られなかった。また、N-CAMの免疫染色性が特に再生網膜の初期過程で不安定であり、個体によってはさらに初期から網膜全層にわたって陽性とも判定され、この再現性の判定が現状では困難であり、数種類の抗体を試用して検討している段階である。
DNA修復酵素を用いた突然変異特異的クローニング法の確立

Microsatellite instability陽性大腸癌のうち、40%以上のmicrosatelliteでinstabilityのある病変(MSI-H)よりstrand-switch法を用いてcDNA libraryを作成し,隣接する正常組織より同様にcDNA libraryを作成した.これらをハイブリダイズさせ、大腸菌MutS組換えタンパク質とこれに対する抗体を用いてpull downした.Pull downしたDNAをvectorにligationし、Tumor/NormalとコントロールとしてNormal/Normalのプローブを作成し、differential hybridizationによりスクリーニングを行い、陽性クローンを解析した.これは,RNA editingによる塩基置換によるものと推定され,現在もとのサンプルからのgenomic DNAとcDNAの両方の解析をすすめている.Microsatellite instability陽性大腸癌のうち、40%以上のmicrosatelliteでinstabilityのある病変(MSI-H)よりstrand-switch法を用いてcDNA libraryを作成し,隣接する正常組織より同様にcDNA libraryを作成した.これらをハイブリダイズさせ、大腸菌MutS組換えタンパク質とこれに対する抗体を用いてpull downした.Pull downしたDNAをvectorにligationし、Tumor/NormalとコントロールとしてNormal/Normalのプローブを作成し、differential hybridizationによりスクリーニングを行い、陽性クローンを解析した.これは,RNA editingによる塩基置換によるものと推定され,現在もとのサンプルからのgenomic DNAとcDNAの両方の解析をすすめている.
DNA修復能力と毛細血管拡張性運動失調症(AT)形質発現の解析

高発癌性遺伝病の毛細血管拡張性運動失調症の患者由来の細胞に微小核融合法を用いて正常ヒト染色体を移入した結果、11番染色体がすべてのAーTハイブリッドクロ-ンの放射線致死高感受性を正常に回復させた。AーT細胞は他にもいくつかの特有の形質がみられ、そのなかの特定の形質発現がAーT細胞の癌化に関連すると思われる。しかしながら、これらのAーT形質問相互の因果関係は明らかではない。今回11番染色体移入クロ-ンを用いて、AーT形質である放射線抵抗性DNA合成、DNA損傷からの修復能力の低下,高頻度染色体異常について検討した。放射線照射後の3HーTdR取り込みによるDNA合成速度を測定した結果、現在までに調べたクロ-ンについて,正常細胞と同様の放射線照射後のDNA合成速度の低下が認められた。このことは、AーT形質の1つである放射線抵抗性DNA合成も細胞致死における放射線高感受性も同一遺伝子の欠陥に原因することを示唆する。一方、DNA修復能力は放射線照後に0.5MNacl高張処理20分間によって発現するfastPLD回復を測定した。その結果、11番染色体移入クロ-ンの修復能力はAーT細胞より大きく、正常ヒト線維芽細胞と同程度のレベルにまで回復した。ただし、11番染色体移入クロ-ンのPLD回復を阻害した時の生存率曲線は既にAーT生存率曲線より高値であるために、fastPLD回復ではAーT放射線致死高感受性を説明できない。今後は他のタイプのDNA修復について検討する必要がある。AーT細胞の染色体異常は自然発生および放射線誘発頻度ともに高いことが知られている。11番染色体移入クロ-ンでは両染色体異常頻度ともに正常細胞のレベルにまで低下した。このことはAーTの放射線致死感受性と染色体異常の誘発が密接に関連していることを示している。
石油精製及び石油化学プラント用火災防止装置の実用化に関する研究

セラミック製アレスターの消炎性能とアレスター取り付け位置の設計指針について実験的立場から考察した。セラミック製アレスターについては、その消炎性能が火炎が通過することのできる最低の火炎速度によって評価できることを示した。この消炎臨界速度によって、一般的に高い消炎性能があるといわれるステンレス鋼製のクリンプリボン型フレームアレスターに比べてもさらによい消炎性能が得られることを示した。セラミック製アレスターの消炎性能はその細孔の担当直径とアレスターの厚さにより決まり、なかでも相当直径が2mm以下で厚さが長くするにつれて大きな消炎性能の増加が認められた。アレスターの性能は、材料による本質的な差は少なく、その表面粗さが決めていることを見いだした。一方、設置位置の消炎性能に及ぼす影響の検討についても、実機の形状を考慮して以下のような設計指針を得た。配管の曲がり部では流れが乱され、火炎速度が加速するので、こういった曲がり部あるいはその直後を避けて設置することが望ましい。火炎が伝播するにつれて火炎温度は一定値に向かって徐々に増加していくため、アレスターの設置位置としては助走距離が小さいところに設置すべきである。火炎が下方に伝播する場合には、アレスター手前で停滞する現象が認められ、ときには停滞した後に火炎が通過することがある。こうのような場合には、消炎臨界速度によってアレスターの消炎性能を評価できない。したがって、アレスターを下方伝播する位置に設置すべきではない。本研究は、石油精製及び石油化学プラントにおいて、装置本体への火災伝播による爆発事故を防ぐための安全装置(フレームアレスター)について、耐熱性・耐火性の高いセラミック製のフレームアレスターを取りあげて、設置方法の検討を含めてその実用性を検討・確認することを目的とする。本年度は、寸法の異なるセラミック製アレスターについて消炎実験を行い、その消炎性能を評価した。この消炎実験に際して、既存の消炎実験装置を圧力などの測定ができるように改良を行った。その結果、まず、セラミック製のアレスターに対しても金属製のアレスターとほぼ同様の消炎挙動が得られ、さらに、今まで金属製アレスターについて行ったアレスターへの突入火災速度を用いた評価方法によってその性能を評価することができることを明らかにした。目の大きさが異なるセラミックアレスターを用いた実験から、相当直径が小さくなるほど消炎性能が向上し、相当直径2mmから急激に向上すること、厚さを変えた実験から、厚いほど消炎性能が向上するが、この場合にも相当直径が2mm以下のときに顕著であることが明らかとなった。セラミックアレスターをステンレス製のクリンプリボン型アレスターとその性能を同じ相当直径にて比較すると、セラミックの方がかなり高い消炎性能を示す。この理由については目下検討中であるが、消炎機構については金属製とほぼ同じ伝熱モデルによって説明されると考えられる。さらに、セラミックアレスターの信頼性を検討するために、その強度及び耐熱衝撃性を評価するための実験方法、評価方法についても検討した。可燃性ガスや可燃性液体を輸送する配管、貯蔵タンク等においては、火災の伝播による爆発や爆ごうを生じる恐れがあり、この危険性を防ぐ1手段として、伝播する火災を途中で消炎させるフレームアレスターが使用される。このアレスターの消炎性能については、いくつかの報告があるが、実際の装置に適用する場合、設置位置、設置部の構造について検討しておかなければならない。そこで、垂直J-ベンドを有する燃焼管を用い、アレスター設置位置やベンドの曲率半径を変化させて消炎実験を行った。燃焼ガスとしては石油精製及び石油化学プラントを考慮しプロパンガスを用い、アレスターとしては、現在実際にこれらプラントで慣用されている金網型アレスターを用いた。さらに、消炎性能を定量的に表すため火炎速度に注目することとし、フォトトランジスタを用いた火炎速度測定器を新たに開発し、アレスター直前の速度を変化させながら消炎実験を行った。その結果、まずアレスター突入時の火炎速度により消炎性能が定量的に扱えることを明らかにした。次いで、アレスターの設置位置、構造を変えて実験を行ったところ、アレスターが点火源に近い所に設置されているほど、またベンドの曲率が小さいほど消炎性能が高い傾向が認められた。

この原因は、火炎温度が助走距離(点火源からアレスターまでの距離)とともに上昇し、ある距離以上で一定となるためであり、したがって、消炎性能は、設置位置、曲率半径にかかわらず助走距離で整理できることを明らかにした。以上より、アレスターは火炎温度が低い位置、すなわちできるだけ点火源に近い所に置くべきであることを明らかにした。また、ベンド形状は消炎性能そのものには影響を及ぼさないことも示した。
Rasタンパク質とそれに相互作用する機能タンパク質の結合様式の解析

Rasは細胞の増殖や分化、癌化において重要な役割を果たしている低分子量GTP結合タンパク質である。我々は数年前にRasがセリン・スレオニンキナーゼであるRafと結合することを見い出したが、Rafを活性化するにはRasの結合だけでは不充分であることから、RasによるRafの活性化において必要な第3の分子の同定を試みている。そのために、平成8年度はRaf活性化の無細胞系を確立した。活性変異型Rasを含む粗膜画分とRafを含む細胞質画分を各々調製した後、試験管内で混合して反応させるとRas依存的なRafの活性化が観察された。この活性化は種々の界面活性剤で阻害されることから、Rafの活性化には膜構造が必要であると思われた。現在、この無細胞系で用いている粗膜画分や細胞質画分を出発材料として、Rasと共同してRafを活性化する因子の精製を行っている。またこれと並行してR-Rasの研究を本年度より開始した。R-RasはRasと高い相同性を有している低分子量GTP結合タンパク質で、Rafと結合することも報告されている。そこでまずRafの下流に位置するMAPKの活性に対するR-Rasの効果についての検討を行った。その結果、R-RasもMAPKを活性化したが、その活性化はRasに比べて非常に弱いものであった。また、興味深いことにR-RasによるMAPKの活性化はIGF-I刺激によって協同的に促進された。R-RasによるMAPKの活性化もRafを介して行われていると思われるため、Rafの活性化についても同様なことが観察されると考えられる。今後はR-Rasの高次構造解析を行い、Rasと比較することによって、Rafの活性化におけるRasとR-Rasの差異を高次構造の見地から検討していく予定である。
歯周病がメタボリックシンドロームに及ぼす直接作用の解析

歯周病がメタボリックシンドロームに及ぼす直接作用を証明する目的で,ラットに実験的歯周病を誘導した.正常ラットおよび歯周病誘導ラットの体重,血糖,血清コレステロール値は違いを認めなかったが,実験的歯周病惹起4週間後のトリグリセリド値が,歯周炎誘導群において有意に高かった.歯周炎の存在は,動脈におけるTNF-αの遺伝子発現を増強し,動脈内膜の血管内皮細胞表面への単球接着を有意に増加させた.歯周病がメタボリックシンドロームに及ぼす直接作用を証明する目的で,ラットに実験的歯周病を誘導した.正常ラットおよび歯周病誘導ラットの体重,血糖,血清コレステロール値は違いを認めなかったが,実験的歯周病惹起4週間後のトリグリセリド値が,歯周炎誘導群において有意に高かった.歯周炎の存在は,動脈におけるTNF-αの遺伝子発現を増強し,動脈内膜の血管内皮細胞表面への単球接着を有意に増加させた.歯周病と全身疾患の関連について以前より指摘されているが,未だ詳細は不明である.さらに近年,歯周病の存在とメタボリックシンドロームの関連を臨床的に指摘する報告が多く出されている.そこで我々は,歯周病とメタボリックシンドロームの関連について実験的に直接証明する目的で,ラットに実験的歯周病を誘導し,全身状態に対する影響を検討した.5週齢の雄性Sprague-Dawleyラットをコントロールラットと歯周病誘導ラットの2群に分け,歯周病誘導ラットに対し両側上顎第2臼歯に絹糸を巻きつつけ,プラークの停滞しやすい環境を人工的に作ることにより,歯周病を誘導した.歯周病の状態については,病理組織real time PCR法による遺伝子発現,マイクロCT撮影による歯槽骨吸収測定により評価した.実験的歯周病惹起2週間後の評価では,(1)HE染色により歯周病側の歯肉における炎症性細胞浸潤が著明に増加していること,(2)歯肉における遺伝子発現の検討により,歯周病側において炎症性サイトカインであるTNF-α, iNOSの遺伝子発現が有意に増加していること,(3)マイクロCT撮影により歯周病側の歯槽骨が吸収されていることを確認した.全身状態を確認する目的で,コントロールラットおよび歯周病誘導ラットの体重,血糖について検討したところ,実験的歯周病惹起2週間後の体重および血糖はともに有意差を認めなかった.現在,血清学的検討,新たな遺伝子発現について,検討を進めている.メタボリックシンドロームは,内臓脂肪蓄積に加え,高血圧,糖尿病(耐糖能異常),脂質代謝異常などの複数の危険因子が重積した状態であり,脳梗塞,冠動脈疾患などの動脈硬化性疾患の発症リスクが高まった病態である.一方で,歯周病の存在とメタボリックシンドロームが関連することが,臨床的に報告されている.本研究では,歯周病とメタボリックシンドロームの関連について実験的に直接証明する目的で,実験的歯周炎を惹起し,メタボリックシンドローム構成因子に対する影響を検討した.5週齢の雄性Sprague-Dawleyラットをコントロールラットと歯周病誘導ラットの2群に分け,歯周病誘導ラットに対し両側上顎第2臼歯に絹糸を巻きつつけ,プラークの停滞しやすい環境を人工的に作ることにより,歯周病を誘導した.実験的歯周病惹起2週間後の評価では,(1)HE染色により歯周病側の歯肉における炎症性細胞浸潤が著明に増加していること,(2)歯肉における遺伝子発現の検討により,歯周病側において炎症性サイトカインであるTNF-α,iNosの遺伝子発現が有意に増加していること,(3)マイクロCT撮影により歯周病側の歯槽骨が吸収されていることを確認した.全身状態を確認する目的で,コントロールラットおよび歯周病誘導ラットの体重,血糖血清脂質について歯周炎惹起1,2,4週間後に検討したところ,体重については有意差を認めなかったが,実験的歯周病惹起4週間後の血糖は,歯周炎誘導群において有意に高かった.血清脂質については,総コレステロール値については,有意差を認めなかったが,トリグリセリド値については歯周炎誘導群において有意に高かった.以上の結果は,実験的歯周炎惹起が直接的に耐糖能異常,血清脂質異常を誘導したことを示しており,歯周炎がメタボリックシンドロームに対し直接的に影響することを示唆している.腹腔内脂肪蓄積をはじめとするメタボリックシンドロームを解消することは,動脈硬化性疾患の発症・進展予防に重要である.歯周病は,メタボリックシンドロームと関連することが,疫学研究を中心に報告されており,歯周病の存在がメタボリックシンドロームを誘導する可能性が示唆されている.本研究では,歯周病とメタボリックシンドロームの関連について実験的に証明する目的で,Sprague-Dawleyラットの両側上顎第2臼歯に絹糸を巻きつけ,プラークの停滞しやすい環境を人工的に作ることにより実験的歯周炎を惹起し,一定期間後にメタボリックシンドローム構成因子に対する影響を検討した.歯周炎の有無が体重および血清コレステロール値には影響を及ぼさなかったが,実験的歯周病惹起4週間後の血糖,トリグリセリド値が,歯周炎群において有意に高いことを確認した.

さらに,歯周炎惹起4週間後に胸部大動脈を摘出し,動脈への影響を観察したところ,歯周炎の存在が,動脈における炎症性サイトカインの発現を増強し,動脈内膜の血管内皮細胞表面への単球接着を有意に増加させることが明らかとなった.以上の結果は,実験的歯周炎惹起が直接的に耐糖能異常,血清脂質異常と関連すること,またそれに付随して動脈硬化初期病変が誘導されることを示しており,歯周炎がメタボリックシンドロームに対し直接的に影響することが明らかとなった.すなわち、メタボリックシンドロームおよび動脈硬化性疾患患者における歯周病治療の重要性を示唆するものであると考えられた.実験は予定通り進んでおり,今後は各臓器の変化について,より詳細に検討する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。実験的歯周炎惹起により,血液学的検査よりメタボリックシンドロームが誘導されることを確認した.今後は,動脈硬化,高血圧等,動脈系の病理組織学的検査,生理機能検査を中心に行っていく予定である.病理組織学的検査については,歯周組織において詳細に検討済みであり,技術的問題はない.血圧測定器については,購入し測定する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
コンプレキシンによるSNARE複合体会合体化とその意義

運動や記憶等の脳の働きは、多くの神経細胞間の情報伝達により成立している。その神経細胞間のつなぎ目をシナプスと呼び、神経情報伝達は、アセチルコリン等の神経伝達物質により行われる。神経伝達物質の放出は、神経伝達物質が蓄えられているシナプス小胞の膜とシナプス前膜が融合することにより数ミリ秒以内で完結する迅速な反応である。この仕組みには、膜を融合させるSNARE複合体が必須である。さらに、神経の興奮により細胞外から流入するCa^<2+>を感知するシナプトタグミンが必要であるとされる。両者が強く結合することにより、神経の興奮に続いて起こるCa^<2+>依存性の神経伝達物質の放出が起こると考えられる。しかし、両者の結合親和性は低いため、この結合を仲介する分子が必要である。そこで申請者は、シナフィンに着目し、研究を行ったところシナフィンの中央部分にSNARE複合体と、C末端部分にシナプトタグミンを結合することを見いだした。この結果から、SNARE複合体とシナプトタグミンの結合をシナフィンが仲介することにより、Ca^<2+>依存的な神経伝達物質の放出が行われている可能性を示唆した。神経終末からの神経伝達物質の放出は、細胞外からのCaイオンの流入によるシナプス小胞とシナプス前膜との融合によって、仲介される。シナプス小胞とシナプス前膜との膜融合装置は、SNARE複合体であると考えられている。しかし、SNARE複合体だけでは、1ミリ秒以内で完結するシナプス伝達の速さを説明することができない。本研究では、SNARE複合体の機能を修飾する因子として、コンプレキシンに着目した。コンプレキシンは、SNARE複合体の会合化を促進することが報告されているが、その詳細な機能は明らかとなっていない。コンプレキシンの105-134に含まれる電荷をもつアミノ酸が、SNARE複合体の会合体化に関与する可能性があり、電荷を持たないアラニンに変異させたコンプレキシンを作製した。このアラニンに変異させたコンプレキシン蛋白質と野生型のコンプレキシンを用いて、脳膜分画よりpull downアッセイを行った。その結果、野生型のコンプレキシンにシナプス小胞に存在し、Ca結合蛋白質であるシナプトタグミンが結合することがわかった。また、変異蛋白質には、シナプトタグミンができないことも明らかとなった。SNARE複合体がコンプレキシンの中央部分と結合することが報告されていることから、SNARE複合体とは異なる部位でシナプトタグミンはコンプレキシンと結合することがわかった。シナプトタグミンがコンプレキシンを介して、SNARE複合体の機能を修飾している可能性を示唆した。申請者らは、近年、コンプレキシンにシナプス小胞に存在し、Ca結合蛋白質であるシナプトタグミンが結合し、SNARE複合体へとシナプトタグミンを動員することを明らかとした。さらに、コンプレキシンのC末端がSNARE複合体と協力し、シナプトタグミンとコンプレキシンの結合を強化していることを見いだした。その原因として、コンプレキシンのC末端が、SNARE複合体の構造を変化させ、即ちSNARE複合体の会合化に影響を与え、シナプトタグミンとの親和性を高めている可能性を示唆した。これらのことから、コンプレキシンがその中央部分でSNARE複合体に結合するばかりでなく、その構造を変化させ、高親和性のシナプトタグミン受容体を形成し、神経伝達物質の放出に寄与していると考えられた。

しかし、SNARE複合体にはCaイオン感受性がなく、Caイオン結合蛋白質であるシナプトタグミンと結合することが必要である。しかし、両者の結合親和性は低い。申請者らは、コンプレキシンがその中央部分で、SNARE複合体コンプレキシンとまたC末端部分でとシナプトタグミンと結合することを発見した。この結果からコンプレキシンがSNARE複合体とシナプトタグミンをつなぐ橋渡しをしている可能性を示唆した。コンプレキシンのC末端はSNARE複合体の会合化に影響していることを我々はこれまでに見いだしている。そこで、本年度はコンプレキシンのC末端の機能について着目し、リコンビナントタンパク質を用いて、シナプトタグミン、SNARE複合体、コンプレキシンの相互作用について検討した。シナプトタグミンとコンプレキシンはSNARE複合体非存在下でも直接結合することを見だした。また、シナプトタグミンとSNARE複合体の結合親和性は非常に低く、コンプレキシン依存的に両者の結合は増加した。さらに、シナプトタグミンとSNARE複合体の結合親和性の増加にはコンプレキシンのC末端が重要な役割を担っていることを発見した(Shimizu-Okabe, et al.第88回生理学会)。これらのことから、コンプレキシンはそのC末端を介して、SNARE複合体の構造を変化させる機能を有するだけでなく、シナプトタグミとSNARE複合体の結合を強めていることが示唆された。
ユビキタス時代の情報法における基底的価値とエンフォースメントに関する比較制度研究

本研究における一連の成果に通底する知見として明らかになったのは、今日の社会において、コンピュータやネットワークがいつでもどこでも利用できるようになる「ユビキタス化」が進行する中で、表現の自由、プライバシー、知的財産権といったテーマが絡み合う情報法に関する諸問題を解決するためには、(1)法規制・自主規制・技術的コントロール・教育的措置等の複数の対応措置を柔軟かつ実効的に組み合せて講じていくアプローチが有効となるとともに、(2)そこでの対抗利益間の調整を図るにあたって基底的な価値原理の考察に立ち戻り、それをさらに深めていく必要があること、である。本研究期間の初年度となる本年度の業績として、現地調査等を行ったアメリカにおける関連領域の研究者達からも好評を得た、主に以下の二つの研究成果が挙げられる。第一に、情報の自由と規制との調整をめぐる具体的な個別課題に関する成果として、インターネットによって牽引されるメディアの多様化とグローバル化の進展に伴い日本において制度の大規模な見直しが検討されているメディア・情報通信法制に注目し、なかでも、規制緩和の是非が問われているマス・メディア集中排除原則ないし所有規制のあり方について、検討を加えた。そして、特にアメリカにおける関連の法令・判例・学説の分析と比較考察によって明らかとなったのは、集中排除原則が実現しようとする「多様性」とは何か、また、それを実現する手段としての具体的な政策を憲法で保障される表現の自由の下でいかに根拠付けるかを明確化するためには、一国毎のローカル・レベルにとどまらずグローバルなレベルにおいて、希求されるべき多様性の実現に向けた国家・市場・メディアの役割について、互いに対立する哲学をぶつかり合わせながら議論を深めていく作業が不可欠となることである(研究発表欄の「国際メディア事業の展開と基本的情報の提供」を参照)。第二に、本研究の全体的な枠組みに関する成果として、これまで書き溜めてきた情報法関係の論文を、情報の自由・規制・保護という三つのキーワードの下で体系化し構造化して、一つの著書にとりとめる作業を進めた。この作業を通じて、情報法の体系を支える基底的な価値としての情報の自由の規範的意義とその限界について、また、情報に関する法律が実際に運用され執行されるエンフォースメントにおける具体的な利益調整にあたって考慮されるべき原理や手法について、本研究の全体の骨組みとなる基本コンセプトをまとめた(『情報法の構造(仮題)』として東京大学出版会から近刊予定)。四年の研究期間の二年目である本年度の業績として、とりわけ、本研究内容の三つの軸(情報の自由の価値をめぐる原理論的考察、よりプラクティカルで個別具体的な調整課題の検討、体系化のための理論枠組みに関する研究)の全般にわたる、以下の二つの研究成果が挙げられる。第一に、研究発表欄に記載した単著書『情報法の構造-情報の自由・規制・保護』では、情報の自由・規制・保護のあり方が問われる基本的場面に着目し、そこでの課題の解決において考慮されるべき基底的な価値原理、そして、拮抗する諸価値間の微妙な調整を図るための概念と論理技術について、考察を加えた。その結論部分では、情報法のさらなる成熟に向けての示唆として、(1)社会において情報が自由に流れることの原理的な価値・意義の確認を、情報に関する法的諸課題に取り組む際の共通の出発点とすべきこと、(2)サイバー法概念に見られる価値や規制の再検証機能を、情報法の観念においても効果的に活用すべきこと、(3)既存の法領域を横断する形で対抗利益間の調整と均衡を図る方法について探る場合には、個別領域での解決のための思考枠組みや論法が一定の価値前提に拘束されている可能性にも留意すべきこと、を指摘した。この拙著の公刊を通じて、本研究のコンセプトと枠組みについて関連領域の研究者や実務者から高い評価を得ることができた。第二に、上記の拙著での考察の概要をまとめた英語論文を執筆して、国際憲法学会で四年ごとに開催される世界大会のワークショップに投稿し、英語で発表を行う機会を与えられた(研究発表欄を参照。なお、同論文は、同学会のウェブページ上で公開されている-http://www.juridicas.unam.mx/wccl/ponencias/3/66.pdf)。この機会を活用して、欧米のみならず、多くの国々や地域から集った研究者等に会い、効率的に調査・討議・レビューを実施した。四年の本研究期間のうち、前半の二年間に著書刊行や英語論文発表等の作業が当初計画よりも順調に進んだことから、三年目となる本年度は、交付申請書に記したとおり、当初計画の作業に加えてシンポジウム企画にも取り組んだ。すなわち、日米法学会第48回総会シンポジウム「ユビキタス時代の情報法における基底的価値とエンフォースメント」の企画・準備にかかわり、イェール大学ロー・スクールのジェド・ルーベンフェルド教授を基調講演者とし、また関連領域の研究者・実務者を日本側登壇者として、ネット上の匿名性をはじめとする日米英での諸課題に関する個別報告・全体討論を行った(後掲の研究発表欄の学会発表、及び、同シンポジウムの情報として、後掲の備考欄のwebページを参照)。

そこでの登壇者の一人として行った個別報告では、スマート・サーベイランス環境におけるプライバシーのあり方をめぐって、次の二点を明らかにした。第一は、先端的技術がもたらす今日的な問題状況を把握するには、従来のプライバシー・個人情報保護制度における基本的な前提や基底的な価値・原理を改めて問い直しながら、特定個人への権利侵害といういわば〈濃い〉負担に限らず、権利侵害性が微妙な一般社会の多数人に〈広く薄く〉かかる環境型の負担をも視野に取り込む必要があることである。第二は、その問題解決にあたっては、法規制・自主規制・技術的コントロール-教育的措置等の複数の対応手段を、柔軟かつ実効的に組み合せて講じていくアプローチが求められることである(同報告を含むシンポジウムの内容は、日米法学会誌「アメリカ法」に掲載予定)。なお、本研究成果である拙著『情報法の構造』に対して、昨年度に引き続いて本年度にも賞が授与された(2011年3月・第20回電気通信普及財団賞(テレコム社会科学賞)、同年6月・第3回内川芳美記念マス・コミュニケーション学会賞).本研究期間の最終年度である本年度は、交付申請書に記した実施計画に基づいて、これまでの研究の成果を総合的にとりまとめるとともに、そうした成果について国内外で情報発信をしていくことに、重点的に取り組んだ。具体的には、主に以下の二つの研究成果が挙げられる。第一に、昨年度に開催されたシンポジウム「ユビキタス時代の情報法における基底的価値とエンフォースメント」の内容が本年度に学会誌に掲載されたことに加えて、同シンポジウムの個別報告の中で指摘した、スマート・サーベイランス環境におけるプライバシーをめぐる問題状況の把握及びそこでの対抗利益間の調整に向けて必要となる視点とアプローチについて、アメリカでの講演の機会を得て英語で発表を行った(後掲の研究発表欄の「スマート・サーベイランス環境におけるプライヴァシー価値の正当化と組込み」等を参照)。第二に、近年の情報環境の発達の下で、いわゆる「事前抑制」の法理が、名誉毀損・プライバシー侵害の救済手段としての裁判所の事前差止めの合憲性に対して有する含意を、日英米の比較制度分析を通じて明らかにした。そこに見出せるのは、上記の第一の研究成果を含む本研究期間における一連の成果に通底する知見、すなわち、特にインターネットといった新たな情報通信技術がかかわる文脈における表現の自由やプライバシー等をめぐる問題解決には、法規制・自主規制・技術的コントロール・教育的措置等の複数の対応措置を柔軟かつ実効的に組み合せて講じていくアプローチが有効となるとともに、そこでの対抗利益間の調整を図るにあたって基底的な価値原理の考察を深めていく必要があること、である(後掲の研究発表欄の「ネット時代の名誉毀損・プライバシー侵害と『事前抑制』」等を参照)。前掲の研究実績の概要欄に記したように、研究計画調書に記した成果発表のための作業が当初の予定よりも順調に進み、関係学会での国際シンポジウムの企画・準備と報告等も行ったこと、また、著書・論文・シンポジウム等の一連の成果が高い評価を受けていること等から、本研究の目的の達成度は高いと言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。
奈良・平安初期漢文書簡に見る敦煌書儀・尺牘表現受容の史的展開

本研究課題は、奈良・平安朝初期の漢文書簡を基礎資料として、中国文学からの表現受容の実態を明らかにしようとしたものである。以上のような課題意識から導かれた成果として、以下の4点が挙げられる。(1)空海の漢文書簡の特徴的な表現が同時代人と較べて豊かであること。(2)私家版として作成した語彙索引と本文の校訂をほぼ終えた。(3)従来見落とされてきた新たな書簡内容を明らかにできた。(4)表現受容の実態と空海独自の表現形成を奈良時代資料との関連から跡づけた。平成21年度における本研究課題の成果は以下の通りである。(1)本年度前半期で実施した「敦煌書儀本文の校訂作業」については「吉凶書儀」の主立った敦煌文書5件について終了することが出来た。これによって、那波氏の校訂本文との異同関係を明らかにする素地が整った。また『高野雑筆集』語彙集成の見直しについては巻上までの検討を終えることが出来た。(2)上記の成果を踏まえて「『高野雑筆集』語彙集成」の補訂作業については巻上について実施し、語彙集成の完成度をより確実なものとした。またあわせて一部注釈の作業を行うことが出来た。(3)本年度後半期に実施した敦煌書儀語彙集成に向けての語彙調査は、先行研究で掲出されている語彙のうち、呉麗娯氏と王啓濤氏に共通して見られる語彙の抽出を終えた。この作業を張氏の掲出語彙との比較対象作業は次年度に引き続き実施予定である。(4)あわせて奈良朝書簡語彙集成作業は、『萬葉集』内に見られる書簡語彙を中心に作業を行った。参照した『新日本古典文学大系』(岩波書店)『新編日本古典文学全集』(小学館)の脚注・頭注に指摘されている書簡表現の抽出と一覧作業を終えた。次年度は正倉院文書DB等を活用した調査と抽出を引き続き行う。以上の作業から得た知見については、「書儀・尺牘の受容-起筆・擱筆表現を中心に-」(萬葉集研究第30集、塙書房)、「大伴家持の詩的表現受容・素描-越中国守の作品から-」(長野県国語国文学会「研究紀要」第8号)の中で、その一部を公開した。平成22年度における本研究課題の成果は以下の通りである。(1)敦煌書儀語彙集成素案と校訂本文との照合年間を通しての作業である[語彙集成素案]と敦煌書儀の校訂本文との照合は、「吉凶書儀」を中心に実施した。その結果、「吉凶書儀」との照合をほぼ終えることができた。あわせてさらに留意すべき語彙を抽出することができた。(2)奈良朝書簡語彙集成の検討と素案統合作業本年度は正倉院文書を中心資料として作業をおこなった。活字資料と影印資料とを引き合わせながら本文の抽出作業を進めることができた。さらに作業を効率化するために、『正倉院文書訓読による古代言語生活の解明』(研究代表:桑原祐子)によって公表された注釈を活用した。(3)敦煌書儀の実見調査と最新研究成果の収集本研究課題において、敦煌書儀の実見は重要な作業である。当初計画では中国での調査を予定していたが、種々の事情により台湾での所蔵文書調査に変更して実施した。あわせ台湾大学で開催された研究集会に参加して成果の中間報告をおこなった。以上の作業・調査から得られた知見については、次のような形で公開した。[論文]大伴家持の詩文表現受容-歌と左注-(『2010和漢比較文学検討会論文集』PP.43-50)[口頭発表]大伴家持の詩文表現受容-歌と左注-(和漢比較文学会第3回特別研究発表会、台灣大学、9月3日)[口頭発表]万葉集の漢語表現-大伴家持の「挽歌一首」-(長野県国語国文学会秋季研究会、信州大学教育学部、11月27日)平成23年度における本研究課題の成果は以下の通りである。本年度は「奈良・平安初期の書簡表現の比較検討と史的展開の様相把握」を主たる目的として研究課題の解明をおこなった。(1)敦煌書儀の書簡表現と奈良・平安初期の書簡表現との比較検討これまでの基礎作業で進めてきた語彙集成と中国での書儀研究の情報や最新成果を踏まえて奈良・平安初期の書簡表現受容の様相把握を行う。敦煌書儀表現との類似のみならず相違にも着目する。表現受容には時間差が生じ、中国文献との間には数十年のズレが認められる。

これが史的展開にいかなる影響を与えているのかに焦点化して、奈良・平安初期の書簡表現の特質と史的展開の様相の一端を明らかにした。(2)書簡表現から見る「国風暗黒時代」の文学様相把握書簡表現受容の観点から奈良・平安初期に亘る「国風暗黒時代」の文学状況の一端を、空海書簡の表現を手がかりに方向性を明らかにした。以上の作業・調査から得られた知見は、以下のような形式で公開した。[口頭発表]書儀・尺牘表現の受容-平安初期漢文書簡の表現を中心に-(第30回和漢比較文学会大会、筑波大学、9月25日)[論文]『伊勢物語』教材研究-「初冠」試解-(「信州国語教育」82号、pp.100-103)[報告]いま求められる「漢字力」とは何かを問う(「月刊国語教育研究」475号、pp.48)。
内陸地震発生時における大規模なライフライン間の相互依存性に関する研究

本研究では、将来予想される内陸地震に対し都市機能の損失を最小限にするために、複数のライフライン網を対象として総合的な震害対策を確立し、震後における機能低下を防ぐための最適な補強対策を策定する方法論を開発した。このために、まず都市供給施設の耐震性に関する現状を調査し、電力・ガス管・情報通信網に対する震害資料を体系的に整理し、ライフラインの地震時被害に起因する都市機能の低下に関する資料を整理した。次に、ネットワ-クの構成要素に破壊確率を与える方法とは異なる新しいネットワ-クの信頼性解析法を提案し、大規模ライフラインの信頼性解析を可能とする凡用プログラムを開発した。また、開発したプログラムを利用し、東京都を対象として実際の情報通信網・電力・ガス供給ネットワ-クの地震時信頼性解析を行い、供給網の弱点が何処にあるかを明確にし、供給網の信頼度を向上するための構成要素の補強順序を合理的に決定するための指標を提案した。次に、複数のライフライン間の地震時における相互依存性の解析を行い、各システムの安全性のレベルを評価し、震後の都市機能の維持のために要求される安全性レベルを明確にした。さらに開発したプログラムにシステムダイナミックスを導入し、復旧戦略を策定するための解析手法を開発し、具体的な戦略を策定するための基礎的デ-タを作成し、結果として得られた、震災を受けたガス管網の普及のために必要な人員の配置計画、資材の備蓄・補給計画のためのデ-タを用いてこうした観点からの提言を行った。また、開発した各種のプログラムを結合し、一連のコンピュ-タパッケ-ジとし、全ての入出力を対話型にしてマイクロコンピュ-タ上で使用可能なようにプログラムの効率化を図った。
反応性を付与した生分解性高分子界面活性剤による超機能性ナノ粒子の創製

本研究では、ポリアスパラギン酸系の生分解性を有する反応性界面活性剤を創製し、そのコロイド特性を解明、高分子微粒子調製における表面制御技術を構築することを目的とした。平成14年度は、モノマーユニットに2重結合を有し主鎖がポリアスパラギン酸からなる新規なビニルマクロマー(VBA-PAsp)の合成に成功した。DL-アスパラギン酸の閉環重合から得られるポリコハク酸イミドにp-ビニルベンジルアミンを導入し、その後、残余イミド環を開環することによって合成した。合成したVBA-PAspを反応性分散剤とするスチレンの分散共重合を行い、高分子ナノ粒子の調製と試みた結果、直径200400nm程度の高分子ナノ粒子の調製に成功した。調製した高分子ナノ粒子のζ電位は、-40mVと大きく負の電荷を帯びていた。この結果は、粒子表面に存在するVBA-PAsp分子中のカルボキシル基の影響が顕著に表れたと推察される。平球15年度は、ナノ領域での粒径制御を目的に、VBA-PAspを用いたスチレン(St)との乳化共重合について検討した。高分子ナノ粒子の粒径に与えるVBA-PAsp濃度の影響を検討した結果、VBA-PAsp濃度の増加と共に粒径は減少した。また、側鎖導入率の影響は20%側鎖導入VBA-PAsp以上で顕著に現れ、側鎖導入率の増加に伴い粒径の減少が確認された。これは疎水性のグラフト側鎖の増加により分子内会合体の形成が促進されたためと考えられる。一方、VBA-PAsp主鎖長の粒径への影響を検討した結果、主鎖長が短くなるほど粒径は減少した,これはVBA-PAspの主鎖長が小さい程、重合場となる分子内会合体が小型化したためであると思われる。以上の結果から、VBA-PAspを乳化剤とする乳化共重合において35nm150nmの粒径制御が可能であることが分かった。また、分子内会合体を形成するVBA-PAspの単独重合法では、10nm30nmの高分子ナノ粒子の形成が示唆された。上記成果を纏めると、10nm400nmの粒径範囲で反応性乳化剤であるPolymeric surfmer(VBA-PAsp)を用いた超機能性高分子ナノ粒子の合成および粒径制御に成功した。本研究のストラテジーは、バルクと同じ特性を表面に賦与した高分子微粒子を調製するため、天然高分子であるポリアスパラギン酸系の生分解性を有する反応性界面活性剤を創製し、そのコロイド特性を解明、高分子微粒子調製における表面制御技術を構築することにある。今年度、主として、モノマーユニットに2重結合を有し主鎖がポリアスパラギン酸からなる新規なビニルマクロマーの合成を検討した。目的とするビニルマクロマーは、DL-アスパラギン酸の閉環重合から得られるポリコハク酸イミドにp-ビニルベンジルアミンを導入し、その後、残余イミド環を開環することによって合成した。なお、p-ビニルベンジルアミンは、p-クロロメチルスチレンを出発物質として2段階合成によって得た。

合成したビニルマクロマーを反応性分散剤とするスチレンの分散重合を行い、高分子未クロスフェアの調製を開始した。その結果、直径200400nm程度の高分子ミクロスフェアの調製に成功した。また、高分子ミクロスフェアが分散した溶液は長期間安定化していた。このため、得られた高分子ミクロスフェアのζ電位を測定したところ、-40mVと大きく負の電荷を帯びていた。この結果は、分散重合において開始剤として2,2-アゾビスイソブチロニトリルを用いているため開始剤残基の影響ではなく、高分子ミクロスフェア表面に今回合成したビニルマクロマーが単独あるいはスチレンとの共重合体として存在し、ビニルマクロマー分子中のカルボキシル基の影響が顕著に表れたものと考えられる。本研究のストラテジーは、ポリアスパラギン酸系の生分解性を有する反応性界面活性剤を創製し、そのコロイド特性を解明、高分子微粒子調製における表面制御技術を構築することにある。昨年度、目的とするビニルマクロマー(VBA-PAsp)の合成に成功し、合成したビニルマクロマーを反応性分散剤とするスチレン(St)の分散共重合を行い、直径200nm400nm程度の高分子ミクロスフェアの調製および機能性評価を実施した。今年度は、ナノ領域での粒径制御を目的に、VBA-PAspを用いたスチレン(St)との乳化共重合について検討した。実験に供したVBA-PAspの側鎖導入率は5,10,20%である。高分子微粒子の粒径に与えるVBA-PAsp濃度の影響を検討した結果、VBA-PAsp濃度の増加と共に粒径は減少した。また、側鎖導入率の影響は20%側鎖導入VBA-PAsp以上で顕著に現れ、側鎖導入率の増加に伴い粒径の減少が確認された。これは疎水性のグラフト側鎖の増加により分子内会合体の形成が促進されたためと推察される。一方、VBA-PAsp主鎖長の粒径への影響を検討した。その結果、主鎖長が短くなるほど粒径は減少した。これはVBA-PAspの主鎖長が小さい程、重合場となる分子内会合体が小型化したため、粒径が減少したものと思われる。以上の結果から、VBA-PAspを乳化剤とする乳化共重合において35nm150nmの粒径制御が可能であることが分かった。また、分子内会合体を形成するVBA-PAspの単独重合法では、10nm30nmの高分子微粒子の形成が示唆された。昨年度遂行した分散共重合の結果に、今年度実施した検討をあわせると、10nm400nmの粒径範囲で反応性乳化剤であるpolymeric surfmer(VBA-PAsp)を用いた超機能性高分子ナノ粒子の合成および粒径制御に成功した。