hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アスコルビン酸トランスポーター蛋白:その分子的実体の同定、および、血管内皮細胞内へのアスコルビン酸の輸送メカニズム

タンパクは活性を保持したまま界面活性剤CHAPSにより最も効率よく可溶化された。腎粗膜可溶化タンパク質の結合活性は、タンパク濃度、100μMまでのAsc投与濃度に依存して増加した。この結合は、非ラベルAscとその光学異性体であるiso-Ascで阻害されたが、酸化型のDehAscでは阻害されなかった。また、ナトリウムイオンはこの結合には影響を与えなかった。この腎粗膜可溶化タンパク質をゲル濾過クロマトグラフィーで分離した結果、分子量約300000と約8000の溶出位置に2つの高いAsc結合活性のピークが認められた。今回得られた結果は、膜由来のAsc結合成分がAsc-Trであることを示唆する.ビタミンC(アスコルビン酸:Asc)を細胞内へ輸送するAsc特異的輸送担体(Ascトランスポーター:Asc-Tr)の存在が示唆されているが、その分子的実体、生化学的性質は全く明らかにされていない.そこで本研究では、ヒト単一染色体導入細胞を用い、Ascの取り込み量を比較しAsc-Tr遺伝子の存在している染色体を特定して遺伝子の同定を行うべく企図した.微小核融合法でヒト単一染色体(122番、x染色体)を導入したマウス線維肉腫A9細胞への放射能標識[^<14>C]Ascの取り込み量を比較した結果、未導入細胞と比較しそれぞれ約1.62.0倍にまで増加した特定染色体導入細胞を見出だしたが、このAsc取込み増加分はグルコース(Glc)の同時添加では増減なく、非標識Ascの同時添加で解消されたことから、Glc-Trを介したものではないことが示唆された.さらにAsc-Tr特異的阻害剤であるPalytoxin同時添加によってAsc取り込みがほぼ完全に抑制された.さらに、Ascの取り込み量が増加する誘発剤を検索したところ、Dibutyryl cAHPで約2.3倍と最も取り込み量が増加していた.さらに、染色体導入細胞にDibutyryl cAHPで処理した際、取り込み量が約4.5倍にまで増加した.続いて染色体導入細胞、未導入細胞、および、これらのDibutyryl cAHP処理細胞からmRNA抽出しDifferential Display法で検討したところ、Asc取込み量に相関して増減した特異的バンドが検出された.この塩基配列の解析と同時に、cDNAの導入によってAsc-Tr活性が発現するかを調べている.一方、ウシ大動脈由来の血管内皮細胞(BAE-2)およびラット腎臓から粗膜画分を抽出して得られた膜タンパク質と[^<14>C]Ascとの結合をドットプロッターを用いた方法でTr活性を測定して、腎粗膜可溶化タンパク質をゲル〓過クロマトグラフィーで分離した結果、分子量約300kDaと約8kDaの溶出位置に2つの高いAsc結合活性のピークが認められ、この精製も継続中である.
力学系の位相的・計算的方法の発展

位相的・計算的方法(全構造計算)は,力学系の数学的解析の問題点を克服するために考案した独自のアプローチであり、その理論をまとめ、例として2次元の離散力学系へ適用した.この方法を用い、典型的な大域的な分岐であるboundarycrisisをこの方法を実現するソフトcmgraphで扱い理論的な成果をまとめた。遺伝子発現をモデルとする各変数は抑制・活性を表すだけの区分アフィンで与えられる単純な系であるswitching networkに対してデータベースの構築と理論を展開した。また、時系列データや乱流データの画像データの時系列から全構造計算を行い、そこから得られるMorse分解について考察した。これまで行って来た力学系の位相的・計算的方法で用いた手法をデータ解析に適用した.ここで取り上げたのは,circadian rhythmやホヤの胚形成のモデルとして,いくつかの遺伝子間の相互作用を常備分方程式で表現したregulatorynetworkであり,その漸近的な振る舞いは,最大の不変集合であるglobal attractor上の挙動を調べれば良いことになる.determining node(DN)とは,すべての変数(node)のうち,DNをみれば,全体の漸近挙動が分かるnodeのことであり,B.Fiedler, Mochizuki, Korosawaらは,ネットワーク構造を固定したとき,任意の常備分方程式に対してDNとなるのは,fiedback vertex set(FVS)と呼ばれるものと同じになることを示した.FVSはグラフの構造のみから決定され,例えば,circadian rythmのモデルの場合は元々21変数が7変数まで減らせることになる.実際の遺伝子発現のモデルとしては,ネットワーク構造は実験で調べられるが,常備分方程式系(力学系)を式としては与えるのは,困難である.実験データ(各変数の値)のみ与えれたときに,B.Fiedler, Mochizuki, Korosawaらの結果と同様の定理が得られるかどうかについて研究し.いくつかの結果とともに,mamalian circadian rhythmのモデルに対して,数値シミュレーションを行った.前年度から使用しているcmgraphを一部変更したコードで,実験を行い,式が既知として得られた(AUTO等により)不変集合と一致する結果を得ている.これらを3つの国内・国外の研究会で発表した.論文は現在執筆中である.本研究の目的は申請書にあるように大きく分けて次の3項目である.(1)位相的・計算的方法によって得られる情報から,どのように元の力学系のダイナミクスや分岐を理解するかについての理論的基礎の構築,(2)位相的・計算的方法によって得られたMorse成分の内部構造を解析できるようにこの方法を発展させること,(3)更に,位相的・計算的方法で扱える力学系の範囲を拡大すること;このうち,(1)については,大域的な分岐構造として重要なものとして,バウンダリー・クライシス,インテリア・クライシスが,位相的・計算的方法の計算をするソフトcmgraphでどのように扱われるか,また,それに関する理論的な成果として不変集合間のイプシロン擬軌道の存在という形で定式化した(論文[1]),この他に,局所的分岐として重要であるサドル・ノード分岐に関して理論的な結果を得ている(論文[2]).また,パラメータ空間をある点の周りに1周するときに,cmgraphの出力としては分岐が起こってないが,不変集合間の入れ替わりが起こる現象(「モノドロミー」と名付けた)について,その具体例の構成と1周するループの中に分岐集合が存在することをcovering homotopy propertyを用い示し研究集会で発表した.(2)については,海外の共同研究者であるPilarczyk氏の結合振動子系の計算があるもののあまり進展していない.(3)は,理化学研究所の望月敦氏,ベルリン自由大学のB. Fiedler氏の協力を得て,遺伝子発現に関する方程式系のデータから不変集合をcmgraphで見つける試みを始めている.これは,時系列データからだけでは見つめるのが困難な不安定な不変集合を捉え,系の相空間の全構造を捉えることができると期待する.本年度は,研究課題である力学系の大域構造を位相的に捉える方法の一つの発展として以下のような研究を行った。3.気象データ,乱流データのパーシステント・ホモロジーによる解析についていくつかの予備計算をした.(稲津、河原,M, cramarと共同研究)次の3項目に対して研究を行った.3.乱流データのパーシステンス・ホモロジーによる解析(河原源太,M, Kramar,M.Gameorと共同研究)乱流のデータの時間発展を位相的方法であるパーシステント・ホモロジーを用い解析する計画は進行中である。速度場のパーシステンス・ホモロジーとそのディスタンス・マトリックスの計算結果を得た。

少し遅れている理由は,コンピュータの購入が遅れたことと,パーシステント・ホモロジーの計算法に熟知しているM.Kramarの日本滞在中にいくつかの予備計算は行えたが,更に進めるために何人かの研究者が同時に時間をとることが必要となるが,そのチャンスがなかなか取れないこと等がある.その他については,もう少し早く進むことを期待していたが,ほぼ順調に進行している.力学系理論1.switching network,2.time seriesのMorse分解については,いくつかの結果(口頭発表したもの)がまとめられると期待出来る.これらの研究から,さらに発展したテーマに関しては,次年度でさらにクリアにし,今後の研究に繋げたい.3.乱流データのパーシステント・ホモロジーによる解析については,共同研究者との何回かの議論で,パーシステント・ホモロジーの新たな計算法が必要であることがわかったので,これについて開発し何らかの結果を出したいと思う.気象データについては,予備計算を行ったが,いくつかのミスが見つかり,これを修正することを試みる.コンピュータの購入について遅れている.3月に納品可能かどうか分からなかったため,次年度に繰り越したが,3月4月,申請者は忙しく発注が遅れている.しかし,この期間に国内外の研究者との議論が進み,これからの方針や関連の研究については進展をみた.研究目的の(1)については,順調であるが,(2)については,海外の共同研究者であるPilarzyk氏の結合振動子系の計算が得られているもののあまり進展していない.(3)については年度の後半から計算を始め現在進展中である.(2)があまり進展していない理由としては,P. Pilarzcyk氏,M. Gameiro氏との連絡があまり取れなかったことが大きな理由であると思われる.また,(3)の計算は申請者が実行しているが,まとまった時間がなかなか取れないので,進展がとても順調という訳ではない.次年度使用額は3%であるが,これは,1月の出張が所用で全日程で参加出来なかったことと,3月外国出張旅費が予定額より低かったためというのが主な理由である.次年度に既にいくつかの海外で催される国際会議に出席が確定しているため,次年度持ち越しの方が効果的であると判断した。・switching networkについて:regulatory networkであるが,各常備分方程式が,それぞれ,区分線形で,ある値を閾値として,定数のみが変化するようなnetworkを考え,その不変集合を決めるアルゴリズムとそれを連続な系に摂動しても,存続する一般論について,構想がまとまりつつある.・上記のcircadian rhythmについてのいくつかのシミュレーションの追加.これは,ノードをFVSとは限定せずに選んだ場合との比較に必要となる.(1)については,クライシスのより一般的な場合について論文をまとめる.モノドロミーについては,位相的・計算的方法に親和的な分岐理論の新しい捉え方を含んでいると考える.そのために,今回得られた例より一般的な(余次元の低い)具体例を探し,一方で理論的アプローチを考える.(2)については,海外の共同研究者と連絡を密に取る.また,問題を絞り込み,申請者自ら計算を行う.(3)については,続行中である.
局所環のスペクトラムでの交点理論の研究

体上のsmoothな代数多様体のアフィン・コーンの原点での局所環AのスペクトラムSpecA上で、特異スキーム上でのリーマン・ロッホの定理で出てくるリーマン・ロッホ写像τSpecAでのサイクル[A]の像(SpecAのChow群の元)を具体的に記述する方法を見つけた。一般のネーター局所環B上で、Bが完全交差であれば、サイクル[B]のリーマン・ロッホ写像τSpecBによる像は、SpecBのChow群の中のサイクル[SpecB]に一致することが知られているが、BがCohen-Macaulay環であるときは、必ずしもそれは成立しない。とすると、BがGorenstein環であるときに、それは成立するかが、一つの疑問として出てくる。しかし、私の結果より、AがGorenstein環であるが、τSpecA([A])が[SpecA]と一致しない例を構成することができる。特異スキーム上のリーマン・ロッホ写像の計算は大変むずかしいのであるが、この結果により、計算可能な例がいくつも見つかるのである。今年、目標としていたDutta multiplicityの正値性は証明できていないが、上の結果は、リーマン・ロッホ写像を解析する上で重要なものであるといえる。
高周波変調光による近赤外分光法に関する基礎研究と酸素代謝計測への応用

本研究は,100500MHzの高周波で強度変調した近赤外光を散乱物質に照射し,検出光の振幅と位相を測定するシステムを構築して,これを生体組織の酸素代謝計測へ応用することを目的としている.検出光の振幅は,酸素代謝による組織の吸収変化に応じて変化し,その感度は対象となる組織を伝播する光の部分実効光路長に依存する.実際の酸素代謝計測では,対象となる筋肉や脳組織の外側に脂肪層や頭蓋骨などが存在する.このような表層組織の厚さが異なることで対象組織の部分実効光路長が変わるため,測定感度が表層組織の厚さに依存するという問題が生じる.そこで,検出光の位相を利用して表層組織の厚さを推定し,対象組織の部分実効光路長を求めることで,感度補正をおこなう方法について検討をおこなった.実験では,筋肉の酸素代謝計測を想定して,脂肪層と筋肉層の2層構造を模擬した生体モデルを作製した.モデルの表層の厚さは210mmとし,入射ファイバと検出ファイバの間隔を10mm25mmに変化させたときの位相を,構築したシステムで測定した.この測定結果を,モンテカルロ法によって求めたファイバ間隔と位相の関係にフィッティングすることで表層の厚さを推定したところ,実際の表層の厚さとよく一致した結果が得られた.ヒト上腕部を対象に同様の実験をおこない,表層(皮膚,脂肪)の厚さを推定したところ,超音波断層診断装置で測定した体表から筋肉層までの厚さとよく一致していた.さらに,モンテカルロ法によって表層の厚さと筋肉内の部分実効光路長の関係を求め,酸素代謝による筋肉内の吸収変化に対する検出光の振幅変化の感度補正をおこなった.モデル実験によって感度補正の妥当性について検証したところ,補正をおこなうことで表層の厚さに関係なく筋肉層の吸収変化を正しく求めることができ,検出光の振幅と位相を利用した酸素代謝計測システムの有効性が示された.本研究では,100MHz1GHzの高周波で変調した近赤外光を散乱物質に照射し,検出された光の振幅と位相から対象の光学物質性値を測定するシステムを構築する。さらに,これを生体組織の酸素代謝計測に応用することを目的としている。試作した測定システムの光源は波長780nmの半導体レーザで,高速,高感度アバランシェフォトダイオードを検出器とした。光源と検出器にはネットワークアナライザが接続されており,光源の変調周波数を制御するとともに,検出光の振幅と位相を測定した。ネットワークアナライザで検出される位相は光ファイバおよび信号処理回路による位相遅れを含むため,入射光ファイバに隣接してファイバを配置することで,物質表面からの反射光を参照光として捉え,参照光と検出光の位相差から散乱物質内のみにおける光の位相変化を捉える光学系を構築した。試作したシステムを評価するため、散乱粒子と色素を混入した液体に光を照射し,検出光の振幅および位相が液体の散乱,吸収係数によってどのように変化するかを測定した。散乱係数を大きくすると,検出光の振幅はわずかに減少し,位相は増大した。また,吸収係数を大きくすると,振幅,位相とも減少した。これらの傾向は,従来までおこなってきた散乱物質内における光伝播のシミュレーションによって得られた結果と一致しており,試作したシステムの妥当性が検証できた。今後,実測した振幅と位相から散乱物質の光学物性値を求めるアルゴリズムを開発するとともに,生体組織の一部分で酸素代謝変化が生じたことを想定した非均質モデルを用いて,試作したシステムの生体酸素代謝計測への応用を検討していく。本研究は,100500MHzの高周波で強度変調した近赤外光を散乱物質に照射し,検出光の振幅と位相を測定するシステムを構築して,これを生体組織の酸素代謝計測へ応用することを目的としている.検出光の振幅は,酸素代謝による組織の吸収変化に応じて変化し,その感度は対象となる組織を伝播する光の部分実効光路長に依存する.実際の酸素代謝計測では,対象となる筋肉や脳組織の外側に脂肪層や頭蓋骨などが存在する.このような表層組織の厚さが異なることで対象組織の部分実効光路長が変わるため,測定感度が表層組織の厚さに依存するという問題が生じる.そこで,検出光の位相を利用して表層組織の厚さを推定し,対象組織の部分実効光路長を求めることで,感度補正をおこなう方法について検討をおこなった.実験では,筋肉の酸素代謝計測を想定して,脂肪層と筋肉層の2層構造を模擬した生体モデルを作製した.モデルの表層の厚さは210mmとし,入射ファイバと検出ファイバの間隔を10mm25mmに変化させたときの位相を,構築したシステムで測定した.この測定結果を,モンテカルロ法によって求めたファイバ間隔と位相の関係にフィッティングすることで表層の厚さを推定したところ,実際の表層の厚さとよく一致した結果が得られた.ヒト上腕部を対象に同様の実験をおこない,表層(皮膚,脂肪)の厚さを推定したところ,超音波断層診断装置で測定した体表から筋肉層までの厚さとよく一致していた.さらに,モンテカルロ法によって表層の厚さと筋肉内の部分実効光路長の関係を求め,酸素代謝による筋肉内の吸収変化に対する検出光の振幅変化の感度補正をおこなった.モデル実験によって感度補正の妥当性について検証したところ,補正をおこなうことで表層の厚さに関係なく筋肉層の吸収変化を正しく求めることができ,検出光の振幅と位相を利用した酸素代謝計測システムの有効性が示された.
骨粗鬆症と人工関節周囲感染治療に対応した生体活性骨セメントの開発

人工関節の弛みの原因となっている、骨と直接結合できないというPMMA骨セメントの欠点を克服するため、我々は世界で初めて、骨と直接結合する酸化チタン微粒子をPMMAに混ぜた生体活性骨セメント(オセジョイン)を開発し、その骨伝道能を調べ、従来のPMMA骨セメントに比べて有意に生体活性能に優れていることを明らかにしてきた(Goto: Biomaterials 2005, JMater Sci Mater Med 2008, Fukuda and Goto: J Biomed Mater Res B 2010, Acta Biomater 2011)。ビーグル犬の股関節にこのセメントを用いて人工股関節を固定した場合の荷重環境下においても、優れた骨ーセメント界面の固着性が得られることを証明した(Imamura and Goto: J Biomed Mater Res B 2018)。また、膝関節内荷重環境下におけるオセジョインと骨との固着性についても、市販のPMMA骨セメントと比較して、有意に高いことを証明した(論文作成中)。一方、骨粗鬆症患者における人工関節置換術は、インプラントの周囲骨折や弛みのリスクが大きくなるが、生体活性骨セメントが、骨粗鬆症環境下でインプラントの安定性の向上に寄与できるかどうかはこれまで証明されていない。また、インプラント周囲感染は人工関節置換術における重大な合併症の一つであり、抗菌薬含有セメントスペーサーを用いた治療が行われているが、オセジョインが抗菌薬を徐放させる担体として市販のPMMA骨セメントより有用なのかは不明である。まず、オセジョインを骨粗鬆症患者に用いた場合にインプラントの安定性をより向上させてくれるのかを検証する為、日本白色家兎で骨粗鬆症モデルを作成の確立とそのモデルにおける骨結合能の確認を目指して実験を行ってきた。12匹の日本白色家兎を卵巣摘出群(OVX群)、卵巣摘出後にメチルプレドニゾロンを8週間1mg/kg/dayの量を筋肉注射した群(OVX+MP群)、施術を加えなかった群(Sham群)に分け、それぞれの群に全身麻酔の下で硬化させた骨セメントの円柱体を市販のPMMA骨セメントとオセジョインをそれぞれ片側の大腿骨外側にドリリングして作成した4カ所の穴に埋植する実験を行った。それぞれ6週と12週で屠殺し、μCTを用いて大腿骨遠位の骨密度の評価を進めている。さらに、骨セメントと骨との接着強度をpush-out testを用いて評価を進めている。取り出した標本に軸方向にInstron-type testing machineで圧をかけ、破断強度をインプラントと骨との接触面積で除してinterfacial shear strenghを算出した。骨密度については、6週でOVX群が498.3 ±17.7 mg/cm3、OVX+MP群が458.3 ±6.76 mg/cm3、sham群が510.8 ±11.5 mg/cm3と、OVX+MP群で有意な骨密度の低下を認めた。現在12週の群でのBMDの解析を進めている。Push-outtestの結果については、全てのデータが揃ってはいないが、6週、12週の全てのグループにおいて、オセジョインが市販骨セメントと比較して高い接着強度を示しており、6週に比較して、12週で高い接着強度を示していた。引き続き、骨粗鬆症モデルでの標本作成と解析を進め、骨密度の低下していることが確認できた標本におけるpush-outtestの結果を収集し、骨粗鬆症モデルにおけるオセジョインの有用性の評価を行っていく予定である。組織学的評価を行うだけの標本数が得られていないが、これ以上の骨粗鬆症モデルの日本白色家兎の作成は、資金的にも無理がある為、骨粗鬆症モデルの実験結果に関して、膝関節内荷重環境下での骨伝導能の評価とあわせて論文を作成することを現在検討している。オセジョインを抗菌薬徐放セメントスペーサーとして用いた場合の有用性を評価する実験に関しては、熱耐性のあるアミノグリコシド系抗菌薬であるゲンタマイシンを0,1,2,4%含有させて骨セメントを作成して、強度測定を行う予定である。さらに、生理食塩水中にそれぞれ含侵させて、抗菌薬の徐放性をfluorescence polarization immunoassayを用いて確認する。さらに、10週齢の雄のSDラットの脛骨に径1mmのK-wireを用いて膝近傍からリーミングを行い、径1mm×2cmのセメント硬化体を髄腔内に埋入後、大腿骨遠位関節面に容量を調節した黄色ブドウ球菌を滴下して閉創する。7, 14日後に屠殺してインプラント抽出液、脛骨抽出液を作成し、Agarプレート上で37°Cで12時間incubateしてコロニー形成を確認する。現在予備実験を行っているが、培養実験の結果にばらつきが多く、定量的な評価を行うための、実験モデルの改変に取り組む予定である。人工関節の弛みの原因となっている、骨と直接結合できないというPMMA骨セメントの欠点を克服するため、我々は世界で初めて、骨と直接結合する酸化チタン微粒子をPMMAに混ぜた生体活性骨セメント(オセジョイン)を開発し、その骨伝道能を調べ、従来のPMMA骨セメントに比べて有意に生体活性能に優れていることを明らかにしてきた(Goto: Biomaterials 2005, J

Mater Sci Mater Med 2008, Fukuda and Goto: J Biomed Mater Res B 2010, Acta Biomater 2011)。ビーグル犬の股関節にこのセメントを用いて人工股関節を固定した場合の荷重環境下においても、優れた骨ーセメント界面の固着性が得られることを証明した(Imamura and Goto: J Biomed Mater Res B 2018)。また、膝関節内荷重環境下におけるオセジョインと骨との固着性についても、市販のPMMA骨セメントと比較して、有意に高いことを証明した(論文作成中)。一方、骨粗鬆症患者における人工関節置換術は、インプラントの周囲骨折や弛みのリスクが大きくなるが、生体活性骨セメントが、骨粗鬆症環境下でインプラントの安定性の向上に寄与できるかどうかはこれまで証明されていない。また、インプラント周囲感染は人工関節置換術における重大な合併症の一つであり、抗菌薬含有セメントスペーサーを用いた治療が行われているが、オセジョインが抗菌薬を徐放させる担体として市販のPMMA骨セメントより有用なのかは不明である。まず、オセジョインを骨粗鬆症患者に用いた場合にインプラントの安定性をより向上させてくれるのかを検証する為、日本白色家兎で骨粗鬆症モデルを作成の確立とそのモデルにおける骨結合能の確認を目指して実験を行ってきた。12匹の日本白色家兎を卵巣摘出群(OVX群)、卵巣摘出後にメチルプレドニゾロンを8週間1mg/kg/dayの量を筋肉注射した群(OVX+MP群)、施術を加えなかった群(Sham群)に分け、それぞれの群に全身麻酔の下で硬化させた骨セメントの円柱体を市販のPMMA骨セメントとオセジョインをそれぞれ片側の大腿骨外側にドリリングして作成した4カ所の穴に埋植する実験を行った。それぞれ6週と12週で屠殺し、μCTを用いて大腿骨遠位の骨密度の評価を進めている。さらに、骨セメントと骨との接着強度をpush-out testを用いて評価を進めている。取り出した標本に軸方向にInstron-type testing machineで圧をかけ、破断強度をインプラントと骨との接触面積で除してinterfacial shear strenghを算出した。骨密度については、6週でOVX群が498.3 ±17.7 mg/cm3、OVX+MP群が458.3 ±6.76 mg/cm3、sham群が510.8 ±11.5 mg/cm3と、OVX+MP群で有意な骨密度の低下を認めた。現在12週の群でのBMDの解析を進めている。Push-outtestの結果については、全てのデータが揃ってはいないが、6週、12週の全てのグループにおいて、オセジョインが市販骨セメントと比較して高い接着強度を示しており、6週に比較して、12週で高い接着強度を示していた。引き続き、骨粗鬆症モデルでの標本作成と解析を進め、骨密度の低下していることが確認できた標本におけるpush-outtestの結果を収集し、骨粗鬆症モデルにおけるオセジョインの有用性の評価を行っていく予定である。組織学的評価を行うだけの標本数が得られていないが、これ以上の骨粗鬆症モデルの日本白色家兎の作成は、資金的にも無理がある為、骨粗鬆症モデルの実験結果に関して、膝関節内荷重環境下での骨伝導能の評価とあわせて論文を作成することを現在検討している。オセジョインを抗菌薬徐放セメントスペーサーとして用いた場合の有用性を評価する実験に関しては、熱耐性のあるアミノグリコシド系抗菌薬であるゲンタマイシンを
拡張カルマンフィルタによる微粉体プロセスのオンライン状態推定

非線形なシステムまたはプロセスの動的特性の取扱いは、微粉体工学のみならず工学の種々の分野で遭遇する困難な問題の一つである。この課題に対する拡張カルマンフィルタの有効性は従来より認められているところであるが、強い非線形性あるいは外乱の存在下では正確な状態推定結果をもたらすことがしばしば困難となる。本研究では、このような拡張カルマンフィルタの問題点を克服できる状態推定アルゴリズムを確立するとともに、カルマンフィルタに基づくLQG制御の適用の限界についても検討を行った。非線形システムの状態ならびにパラメタ推定を正確かつ速やかに行うためには、推定誤差共分散行列の収束速度を最大にすることが不可欠である。この収束速度は、システムパラメタおよび観測パラメタの関数として、Riccati型行列微分方程式により決定される。そこで、観測パラメタを収束速度が最大になるようにスイッチングするアルゴリズムをカルマンフィルタに導入すれば、上記問題点を克服できると思われる。このアルゴリズムの理論的正当性と数値実験による確認を2自由度系について行った後、修正アルゴリズムであるSEEK filterを多自由度系に適用できるようにするため、最適サンプリングアルゴリズムを組み込んだadvanced SEEK filterを開発した。多自由度系に対するadvanced SEEKalgorithmでは、状態推定誤差の収束速度を最大にする観測マトリクスを、Powell-Fletcherの共役勾配法を評価関数にてきようすることによりけっていする。Advanced SEEKalgorithmの効力を調べるため、パラメタが周期的にswithingするLorenzsystemに適用して状態推定を正確に行うことができた。さらに、Advanced SEEK algorithmはdiscrete vortex simulationに対しても適用された。最後に、カルマンフィルタと密接に関連するLQG制御の限界をH∞制御の可能性との関連においても論じた。非線形なシステムまたはプロセスの動的特性の取扱いは、(微)粉体工学のみならず工学の種々の分野で遭遇する困難な問題の一つである。この課題に対する拡張カルマンフィルタの有効性は従来より認められているところであるが、強い非線形性あるいは外乱の存在下では、その有効性が損なわれることも知られている。本年度はこのカルマンフィルタそのものの特性改善ならびにカルマンフィルタに基づくLQG制御の適用の限界について、以下のように2,3の知見を得た。カルマンフィルタの安定性については、推定誤差共分散行列の収束性に注目した研究が行われており、平方根分解その他のアルゴリズムが開発されている。しかしLQG制御におけるように、システム同定や状態推定に基づいた制御を速やかに達成するためには、推定誤差共分散行列の収束速度が最大になるように観測行列を決定することが望ましい。そこで、スイッチングモ-ドの観測行列を設定し、状態方程式の状態推移行列を対角化した形に変形すると、観測行列は推移行列の固有ベクトル行列を用いて変形できる。同様にシステムに制御入力がある場合の入力行列やシステムノイズがある場合の駆動行列も固有ベクトル行列により変形できる。このような変形化システムに対してRiccati型誤差共分散行列微分方程式を導くと、システムの固有値と推移行列の一部の要素のみの形となり、システムのパラメ-タに対応して収束速度が最大になる様に観測行列をスイッチするアルゴリズムを得ることが出来る。この様なアルゴリズムを有するカルマンフィルタを2,3の非線形システム、たとえば正規性白色雑音が付加されたロレンツ方程式で記述されるシステムに適用することができた。また、LQG制御の限界をH∞制御の可能性との関連において論じた。前年度開発した、拡張カルマンフィルタの修正アルゴリズムであるSEEK filterを多自由度系、すなわち多数の状態推定変数をもつ非線形系に適用できるようにするため、多自由度系に対する最適サンプリングアルゴリズムを組み込んだadvanced SEEK filterを開発した。この最適サンプリングアルゴリズムは、状態推定誤差の共分散マトリクスを決定するためのRiccati型マトリクス微分方程式のJacobianに、共分散推定値を代入して得られる推定誤差収束速度マトリクスのトレースを評価関数として定義するものである。

多自由度系に対する観測マトリクスを(自由度-1)の選択パラメタをもつ対角マトリクスで与えると、評価関数を選択パラメタの2次結合の和の形として解析的に導くことができる。多自由度系に対するadvanced SEEKalgorithmでは、状態推定誤差の収束速度を最大にする観測マトリクスを、Powell-Fletcherの共役勾配法を評価関数に適用することにより決定する。Advanced SEEKalgorithmの効力を調べるため、パラメタが周期的にswitchingするLorenzsystemに適用して状態推定を行った。Lorenz parameterが、strange attractorの間をswitchingする周期が短いときには、最適サンプリングモードの切り替えを頻繁に行うことにより、advanced SEEK filterは正確な状態推定値をリターンする。一方、parameter switchingの周期が長くなるにつれて、最適サンプリングモードの切り替えは緩やかになってゆく。Advanced SEEKalgorithmは、discrete vortex simulationに対しても適用された。vortex strengthにより複雑な挙動をする渦運動を、最適サンプリングを繰り返しながら正確に推定することができることが確認された。これらは、従来の拡張カルマンフィルタではほとんど推定不可能であった非線形システムであり、本研究において開発できた状態推定アルゴリズムの有用性を十分に確認できた。最後に、カルマンフィルタと密接に関連するLQG制御の限界をH∞制御の可能性との関連において論じた。
水素結合による光反応性制御と新規光反応系への展開

本研究では、二重結合の光異性化と競争する分子内プロトン移動のダイナミクス、特に、過渡的に生じた互変異性体の励起状態(ピコ秒のオーダーの寿命)とその基底状態(ナノ秒のオーダーの寿命)の挙動を解明し、新規ホトクロミズム系の創製へと展開を図った。ピロール環とキノキザリン環を置換したオレフィンは分子内水素結合を形成し、ベンゼン中でトランス→シス光片道異性化を起したが、異性体比は溶媒の著しい効果を受けた。また、シス体は光誘起水素原子移動を起し互変異性体を生成し、その蛍光が極めて長波長部に観測された。2=-ヒドロキシカルコンは、三重項状態で断熱的な水素原子移動を起し、また、この効果により二重結合部位の断熱的なシス-トランス異性化を起すことを明かにした。また、水素結合型フェナントロリン誘導体は、トランス→シス光片道異性化を起し、さらにそのシス体は水素原子移動を起し、蛍光が極めて長波長部に観測された。この系に金属イオンを添加すると金属イオンの配位によりシス体からトランス体への光異性化を効率よく進行し、水素結合と金属イオンの配位の組み合わせで光反応性を制御できることを明らかにした。さらに、上記の水素結合系は互変異性体の蛍光の量子収量が10^<-3>のオーダーで小さく、この蛍光効率を増加させるため、ピロール環にホルミル基やシアノ基を有する化合物を合成したところ、蛍光の効率が無置換に比べて2桁から3桁も増加し、置換基の効率が著しいことも発見した。以上の様に、二重結合と水素結合部位の2つの反応部位を有する一連の化合物を合成し、新規の断熱的な光反応系を構築し、また、反応のポテンシャル曲面を実験的に決定し、二重結合の異性化を起すか、分子内プロトン移動を起こすかを分子の構造因子と関連させて明らかにした。本研究では、N-H..N、O-H..O分子内水素結合系を合成し、二重結合の光異性化と競争する分子内プロトン移動のダイナミクス、特に、過渡的に生じた互変異性体の励起状態(ピコ秒のオーダーの寿命)とその基底状態(ナノ秒のオーダーの寿命)の挙動に注目し、これらの挙動と分子の構造因子に起因する水素結合場との相関を解明することを目的とした。さらに、分子内と分子間相互作用がカップルした新たな反応系を構築し、それらを相補的に組み合わせた分子認識能を有するホトクロミズム系の創製へと展開を図った。(1)レーザーホトリシスにより2'-ヒドロキシカルコンはO-H..O分子内水素結合を通した分子内水素原子移動を励起三重項状態で起し互変異性体の三重項を生成することを明かにした。さらに、増感反応や消光反応によりこの三重項状態における水素移動のポテンシャル曲面を決定した。(2)キノキサリン環とピロール環を二重結合に導入したオレフィンはシス体で分子内水素結合を形成するためベンゼン中では光照射によりほぼシス体のみを与えるが、メタノール中では主にトランス体を与えた。この様に、分子内水素結合系では水素結合と溶媒の共同効果により反応の効率と選択性を制御できることを明かにした。(3)ピリジン環とホルミルピロールを二重結合に導入したオレフィンはシス体でN-H..N分子内水素結合を形成し、光照射により水素原子移動を起し互変異性体を与えた。互変異性体は長波長部に蛍光を与え、その量子収量はN-H..N分子内水素結合系としては最高の値であり、互変異性体の蛍光の量子収率を向上させる分子設計に成功した。

さらに、このオレフィンは励起一重項では異性化を起さず、励起三重項においてシス体とトランス体の間で相互に異性化し、しかもシス体からトランス体への異性化が連鎖過程として進行することを明かにした。本研究では、二重結合の光異性化と競争する分子内プロトン移動のダイナミクス、特に、過渡的に生じた互変異性体の励起状態(ピコ秒のオーダーの寿命)とその基底状態(ナノ秒のオーダーの寿命)の挙動を解明し、新規ホトクロミズム系の創製へと展開を図った。ピロール環とキノキザリン環を置換したオレフィンは分子内水素結合を形成し、ベンゼン中でトランス→シス光片道異性化を起したが、異性体比は溶媒の著しい効果を受けた。また、シス体は光誘起水素原子移動を起し互変異性体を生成し、その蛍光が極めて長波長部に観側された。2'-ヒドロキシカルコンは、三重項状態で断熱的な水素原子移動を起し、また、この効果により二重結合部位の断熱的なシス-トランス異性化を起すことを明らかにした。また、水素結合型フェナントロリン誘導体は、トランス→シス光片道異性化を起し、さらにそのシス体は水素原子移動を起し、蛍光が極めて長波長部に観側された。この系に金属イオンを添加すると金属イオンの配位によりシス体からトランス体への光異性化が効率よく進行し、水素結合と金属イオンの配位の組み合わせで光反応性を制御できることを明らかにした。さらに、上記の水素結合系は互変異性体の蛍光の量子収量が10^<-3>のオーダーで小さく、この蛍光効率を増加させるため、ピロール環にホルミル基やシアノ基を有する化合物を合成したところ、蛍光の効率が無置換に比べて2桁から3桁も増加し、置換基の効果が著しいことも発見した。以上の様に、二重結合と水素結合部位の2つの反応部位を有する一連の化合物を合成し、新規の断熱的な光反応系を構築し、また、反応のポテンシャル曲面を実験的に決定し、二重結合の異性化を起すか、分子内プロトン移動を起こすかを分子の構造因子と関連させて明らかにした。
階層型生産計画システムの設計に関する研究

生産計画における意思決定は、計画の目的によって、計画対象の範囲や決定に内容も異なる。この計画時点では十分な情報を持ち合わせていないまま意思決定しなければならない。他方、下位レベルでは、このような不十分な情報でなされた意思決定を制約として計画されることになる。本年度の研究実績は次の通り。(1)意思決定メカニズムを明らかにするため、部品加工と製品組立の2段階製造工程において月間計画と週間計画の2段階層生産計画モデルを構築して、需要情報の精度、計画サイクル、フィードバックの方法によって製造のパフォーマンスがどのような影響を受けるかを明らかにした。その結果をもとに、生産計画の意思決定支援システムのプロトタイプを提案できた。(2)製造システムに柔軟性を与えるために、部品に共通性がある場合、工程に共通性がある場合に、(1)で与えた意思決定条件のもとで製造パフォーマンスがどれだけ改善できるかを明らかにした。すなわち、製造パフォーマンスを評価する尺度として、段取替比率と複数工程間の負荷アンバランスを取り上げ、部品と工程の共通性の相関関係を明らかにした。
近世社会における武士の行列に関する基礎的研究

本研究の成果としては、(1)武士の行列に関する新たな史料を発掘し整理することができたこと、(2)さまざまな藩の様子を明らかにすることにより仙台藩に見られたような武士の行列をめぐる問題が単なる個別藩レベルに止まらないものであることを確認できたこと、(3)仙台藩の家臣団に関する通説的な理解に修正を施すことができたこと、(4)武士身分そのものについて新たな分析視角を提示できたこと、(5)本研究を通して新しい研究テーマが見つかったことの5点が挙げられる。筆者は、これまで仙台藩伊達家を対象に、藩の供連規定をめぐる問題、行列と儀礼をめぐる問題、身分規制の緩和・弛緩をめぐる問題の3つの観点から近世武士の行列に関する研究を進めてきた。本研究では、新たな観点からの研究も視野に入れつつ(課題3)、まず、仙台藩に見られるような武士の行列をめぐる諸法令の存在を全国規模で確認し、その概要把握を行うとともに(課題1)、できるだけ多くの藩について個別具体的な検討を行い、仙台藩と相互に比較研究することを最終的な課題(課題2)としている。1年目にあたる平成25年度については、専ら課題1に関する作業を行った。その結果、以下のような成果を得ることができた。まず、供連規定をめぐる問題については、上田藩、岡山藩、鹿児島藩、久留米藩、挙母藩、龍野藩、徳島藩、鳥取藩、盛岡藩でも藩の供連規定を確認でき、その概要を押さえることができた。次に、行列と儀礼をめぐる問題については、岡山藩、鹿児島藩、熊本藩、久留米藩、挙母藩、高崎藩、徳島藩、鳥取藩、盛岡藩でも行き逢いの作法に関する規定が設けられており、藩によっては仙台藩より詳細な規定が見られることがわかった。最後に、身分規制の緩和・弛緩をめぐる問題については、岡山藩、鹿児島藩、金沢藩、熊本藩、久留米藩、挙母藩、龍野藩、徳島藩、鳥取藩、盛岡藩において出された倹約令の中に、仙台藩同様の供連規定の緩和策を見ることができた。また、課題3に関する成果として、仙台藩主家の記録や藩士家の記録から人生儀礼と行列に関する史料を入手することができた。行列の問題を近世武士たちの一生と関わらせながら検討していくための貴重な史料を集めることができたと考えている。まず、筆者は仙台藩を対象にした研究で、同藩では江戸時代を通じて幾度も民衆による士への無礼を禁止ずる触が出されるものの一向に解決できず、その裏には17世紀段階までに形成された名前・格好・供連・居住場所などに関する身分規制がもはや機能不全に陥り、「士凡混雑」状況が進行したことによって「士之威も薄ク」なっている社会的な状況が存在していたことを明らかにしているが、平成26年度に実施した本研究を通じて、こうした身分秩序の崩壊について他藩でも確認することができた。武士への慮外・無礼を禁ずる法令は、岡山藩・鹿児島藩・金沢藩・亀山藩・郡上藩・熊本藩・久留米藩・龍野藩・挙母藩・高崎藩・徳島藩・鳥取藩・盛岡藩でも出されていることが確認でき、金沢藩・久留米藩・龍野藩・徳島藩では、仙台藩同様に、藩士たちの無僕が無礼を誘発しかねないとの認識も確認することができた。また、こうした身分秩序の紊乱をもたらす一要因として仙台藩でも問題となっていた武士たちの居住場所について、岡山藩・熊本藩・久留米藩・鳥取藩・盛岡藩でも問題化していたことが判明し、仙台藩との比較検討が可能となったことも成果の一つである。本研究では、新たな観点からの研究も視野に入れつつ(課題3)、仙台藩に見られるような武士の行列をめぐる諸法令の存在を全国規模で確認し概要把握を行うとともに(課題1)、できるだけ多くの藩について個別具体的な検討を行い仙台藩と比較研究することを最終的な課題(課題2)としている。3年目にあたる平成27年度は、2年目までに得られた研究成果(課題1・2に関する成果)を盛り込んだ図書の執筆に取り組んだ。その過程で仙台藩の史料について再調査を実施したところ、次のよう成果(主に課題3に関する成果)を得ることができた。まず、従来の研究では等閑に付されてきた家臣団構造の細部について明らかにすることができた。これは、本研究が対象としている武士たちの人数を確定し、藩が出した供連規定の適用を受ける範囲を割り出しその影響を考察する上では欠かせない作業である。この成果によって規定自体の意味を問い直す素材を得ることができた。さらには、同藩における武士とは具体的に誰を指すのか、他藩と比較してどのように違うのかについても考察を深めることできた。また、筆者は、仙台藩を対象にした研究で、17世紀までに形成された名前・格好・供連・居住場所などに関する身分規制が、18世紀以降、機能不全に陥る様子をすでに明らかにしているが、平成27年度の再調査によって家臣たちの居住場所の歴史的変化とそれを規制する藩の動きについて詳細に突き止めることができた。その内容を平成26年度までの調査で得られた岡山藩・熊本藩・久留米藩・鳥取藩・盛岡藩といった全国諸藩の事例と比較することにより、仙台藩だけに止まらない議論を展開していくことができるのではないかと期待している。

本研究3年目にあたる平成27年度については、2年目までの成果を盛り込んだ図書を発表する予定であったが、諸般の事情により執筆が滞ってしまい、完成させることができなかった。また、執筆準備のため従来からの研究対象であった仙台藩について改めて調査を実施したところ、新たな観点からの研究成果を得ることはできたが(課題3に関する成果)、それも論文化するまでには至らず、中途半端な状態のままになってしまった。さらには、仙台藩と他藩の比較研究(課題2)を行うため各地の図書館等へ実際に足を運ぶ予定であったものの、日程調整が上手くいかず、現地調査せずに終わってしまった。以上のような理由から「遅れている」と評価した。筆者は、これまで仙台藩伊達家を対象に、藩の供連規定をめぐる問題、行列と儀礼をめぐる問題、身分規制の緩和・弛緩をめぐる問題の3つの観点から近世武士の行列に関する研究を進めてきた。本研究では、新たな観点からの研究も視野に入れつつ(課題3)、仙台藩に見られるような武士の行列をめぐる諸法令の存在を全国規模で確認し概要把握を行うとともに(課題1)、できるだけ多くの藩について個別具体的な検討を行い仙台藩と比較研究することを最終的な課題(課題2)としている。4年目にあたる平成28年度は、仙台藩の史料について再調査を実施し、課題3に関する成果を得ることができた。まず、本研究が対象としている武士身分に関して、仙台藩には藩が認める武士身分だけではなく藩士が認める「武士身分」も存在しており、藩士個々人が認めた「武士身分」は地域は限定されていても、その地域においては歴とした武士として扱われていたことがわかった。民衆たちは藩士行列に行き逢った際と同じように彼ら地元の「武士」たちに対しても蹲いの作法を守らねばならず、藩が認めた武士であろうが、藩士が認めた武士であろうが、彼らは等しく武士意識を持っていたであろうことも突き止めることができた。こうした意識の問題にまで考察を深められたことは貴重な成果である。また、同藩には藩から士分扱いされている浪人や献金によって武士身分を獲得した金上侍も併存しており、仙台藩における武士身分の重層的なあり方についてもまとめることができた。筆者はすでに名前・格好・供連・居住場所などに関する藩の身分規制の詳細を掴んでおり、これに武士身分の重層的なあり方を併せて見ていくことによって、仙台藩の兵農分離の姿をより実態に即した形で示すことができると思われ、新しい研究テーマに繋がる視点も獲得できたと考えている。なお、本研究の成果を盛り込んだ書籍を出版する計画があり、現在執筆中である。本研究の成果としては、(1)武士の行列に関する新たな史料を発掘し整理することができたこと、(2)さまざまな藩の様子を明らかにすることにより仙台藩に見られたような武士の行列をめぐる問題が単なる個別藩レベルに止まらないものであることを確認できたこと、(3)仙台藩の家臣団に関する通説的な理解に修正を施すことができたこと、(4)武士身分そのものについて新たな分析視角を提示できたこと、(5)本研究を通して新しい研究テーマが見つかったことの5点が挙げられる。本研究の3つの課題すべてをクリアするには多くの時間を要すと思われ、2年目にあたる平成26年度については、諸藩における行列関係史料の収集およびその概要把握(課題1)と仙台藩および他藩を事例にした新たな研究(課題3)を引き続き行い、かつ、課題1の成果を踏まえて仙台藩と他藩との比較研究(課題2)を開始する予定であった。
がん患者の家族サポート満足度尺度の開発と評価

本研究は、がん患者の家族を支援するための尺度開発を目的とした。外来で化学療法を受ける患者は様々なストレスを抱えているが、それを支える家族も同様にストレスや苦悩を抱えている。まず、そのストレスや苦悩を軽減するための支援を検討するために、家族支援研究の動向を明らかにした。研究の対象は看護師が26.6%であり、家族を対象としている研究は25.0%であった。また、病期は終末期が55.2%占めていた。研究の内容は、【患者と家族の関係を通しての支援】、【家族の体験と医療者へのニーズ】、【看護師が提供している支援の明確化】【患者と家族を支援する医療者の課題】に分類できた。化学療法を受けているがん患者の家族が、不安を感じながら日常において療養生活を行っている患者に対して支援をすることに不安や苦痛を感じることがあるが、その思いを前向きに変化させ楽に支援できるように尺度を開発する目的で研究を進めている。今年度は、「がん患者の家族サポート尺度」の原案を作成する予定で研究を行った。まず、関連する日本における先行文献を検索し、読み進めている。19982008年までを医中誌Webにて、キーワード「がん患者」「家族」「看護」および「原著論文」で検索したところ対象となる文献が393文献あった。さらにキーワード「看護支援」で検索をかけたところ10文献になってしまったため、現在393の文献を収集しハンドサーチしている途中である。また、それと並行し、がん患者家族のサポート満足度を明らかにするために、半構成的面接をすすめている。現在、論文を読み進めているが、家族が患者に対する支援を前向きにとらえている文献にあたっていない。山崎の「死に至るまでの過程を生き抜く進行肺癌患者と家族の実態と看護支援に関する研究」では、患者は最後まで生き抜こうとするが、それを支える家族には苦悩が明らかになったことを示している。また、家族は、患者から癒しを求められ(赤石ら)、家族自身が混沌とした状態から抜け出せない状況でいる(森本ら)という家族支援に関し不安や苦痛を感じている文献が多い。また、がんの専門家のアドバイスによると、がん患者家族を対象とした介入研究は、海外でも10文献と少ない状況であるので、今後はレジリエンスに関する研究論文をリサーチしさらに海外文献にまで広げてがん患者の支援満足度尺度の概念構成の準備を進めていく予定である。インタビューにおいては、まだ逐語録を作成するまでに至っていないが、対象である患者が喜んでくれると前向きになれるようであり、検討しながら今後も続行してインタビューを続けていく予定である。
血液脳関門を壊さずに脳に抗体、酵素、神経栄養因子を運ぶ方法の開発

ミクログリアが血液脳関門を崩壊させること無く脳に浸潤できることを見いだし、この性質を模倣することができるペプチド分子を単離することに成功した。この分子と薬物、タンパク、遺伝子、人工担体などを結合して脳を標的化した薬物送達を目指した開発を行った。まず培養血液脳関門モデルを構築して対象とする化合物やタンパク質などが脳移行するかどうかをin vitroで判定することができるようになった。次にリコンビナントタンパクを脳移行型に改変するベクターを作成し、アザミグリーンを発現させて脳移行性が付与されたことを証明した。また、化学修飾により酵素や化学物質に標的化ペプチドを結合させ脳移行型に改変するシステムを検討し、高分子量の酵素(HEX)や抗体分子を血液脳関門透過型に改変することに成功した。さらに、この分子を特殊なナノ粒子と結合することによって神経細胞にだけ目的物を導入することも可能となった。脳移行性の個体レベルの評価としてペプチドのポジトロン標識体を合成しPETによる脳移行性を測定した結果、ペプチド単体でも水溶性のペプチドではこれまでに無い高率の移行を示すことができ、さらに脳移行性の無い化合物(NMDAアンタゴニスト)を結合することによって脳移行型に改変することができた。このときの脳移行性は1.34%であった。以上のように化合物やタンパク質、人工単体の脳移行型改変が可能となったので、今後実用化に向けた開発を行っていく。研究初年度である本年度は脳移行性のペプチドについて、その有効性を示す検証データを以下のような実験でえた。その結果を添付して前年度出願した特許を補正し、平成16年8月6日PCT出願した。1.脳移行性分子の評価系の確立MBEC4を用いて、BBBの透過性を判定できるシステムを構築し有効性を検討した・色素標識アルブミンの透過性に対するバリアーが形成されている・血液脳関門形成時に接合面に集積するZO-1,lamininなどの集積がある・ミクログリアに特異的な移行性が検証できた。共焦点顕微鏡でトランスマイグレーション像が確認できた。2.ペプチドコンジュゲートの脳移行活性・ペプチドコンジュゲートの脳移行活性がBBBモデル系で確認できた・ペプチドコンジュゲートの脳移行活性がマウス個体で確認できた・ペプチドコンジュゲートの脳移行活性の最適化条件を設定している・移行分子をビオチン化する簡易法について作出を行っている・EGFP発現ベクターに脳移行性配列を組み込んだベクターを作成し、リコンビナントタンパクのBBBモデル通過能を確認した。・EGFP配列の代わりに種々のタンパクcDNAを組み込むことでいろいろなタンパク因子を脳標的化型に作り替えることが可能となった。組み込む分子によって脳移行活性が変化することがわかり、分子構造に応じた脳標的化配列の選択が必要であることがわかった。研究2年目である本年度は脳標的化分子の安定化と結合物の作成方法について蛍光標識したビオチンをモデル薬剤として詳細に検討した。また脳標的化型に改変したリコンビナントアザミグリーンをマウスに投与して脳移行活性についてウエスタンブロットで検討した。・脳標的化分子を目的薬物と結合させることで、その機能に重要な立体構造が変化して脳への移行性が低下する場合がある。その問題を解決するために、脳標的化分子の立体構造の自由度を抑えるように分子両端にシステインを導入しそのS-S結合を架橋材ジブロモメタンにより固定して三次元構造の安定化を行ったところ、非常に反応効率が悪いことが判明した。・一方,脳移行性を持たせるためには特定の立体構造を構築する必要があることがわかった。そこで、S-S結合とLys-Lysを導入したアミド結合により高次構造を維持した分子を作成した。そこで脳移行性についてマウス生体に投与して検討したところ,前者は高い脳移行活性を示すものの酸化還元反応に敏感なため血中滞留性が悪く,後者は前者に比べ脳血中滞留性が25倍増大したものの移行活性が低下することがわかった。