hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハシブトガラスの網膜視色素と油球の光吸収と視物質の特性に関する研究

ハシブトガラスの網膜視細胞の油球とその中のカロチノイドの種類について調べた。油球は赤、青、緑、オレンジ、透明の5種類確認できた。分布密度についてみると、91,202個の油球が1mm^2にみられた。油球の33%はオレンジカラーのタイプであった。それらは、網膜中心部において多くみられた。また、レッドのタイプも多くみられた。一方、グリーンタイプは、網膜周辺に多くみられた。これらの油球の色彩を形成するメカニズムを知るために、新鮮な網膜をホモジナイズして生化学的にカロチノイドの分析を行った。カロチノイドのタイプは高速液体クロマトグラフィーで解析した。その結果、astaxanthin、galloxanthin、luteinの三種を確認できた。これらのカロチノイドが、油球に存在するには単独では、存在しないと考えられ、その複合体が、実際の油球の色を形成しているものと示唆された。ただ、赤の油球、黄の油球のカロチノイドをそれぞれに解析はできなかった。一方、一連の研究としてダチョウの網膜についても調べた。網膜を伸展し、ニッスル染色を施したのち、網膜の神経節細胞の分布について調べた。その結果、ダチョウの神経節細胞は網膜全体としての平均は、652/mm^2であるのにたいして網膜中心部で7,525/mm^2であった。また、神経節細胞が網膜の背-腹でみれば中央で水平に密度が高いことがわかったが、カラスのそれらよりは密度は低いことがわかった。角膜の超微細構造に関する研究:鳥類の角膜は哺乳類に比ベケラノサイトが少なく、その分有においても哺乳類は角膜の浅層から深層まで分布していたが鳥類は浅層に分布が偏在する傾向がみられた。また膠原繊維が哺乳より細く、そのそれらの走行も規則性が高いことが分かった。さらに、各繊維が格子状に編まれているような特徴がみられた。このような構造が哺乳類と鳥類の光透過の違いを構築する物理的側面であると考えられた。網膜の免疫組織化学および光透過に研究:ハシブトガラスの網膜における免疫組織化学の結果、視物質はニワトリオプシンブルー、オプシンレッド、ロドプシンの存在が明らかとなった。また、紫外線暴露実験の結果、網膜でそれに反応する細胞をc-fosタンパク同定する免疫染色法により明らかとなった。このことにより、ハシブトガラスの色覚に関するタンパクの2種は存在すること、また紫外線領域の波長を感受する機構の存在が示唆された。さらに、角膜における各種光波長の透過率をみると、哺乳類のそれは400nm以下の短波長になると一気に透過率が下がるのにたいし、鳥類の角膜は380nm付近で大きく変化し、少なくとも360nm付近までの光を透過することが分かった。視覚器の生化学的研究:二次元電気泳動の結果、ハシブトガラスとニワトリの角膜の主要なスポットは低分子域に集中して現れていたのに対し、ウサギのそれは高分子域にのみ現れた。それら主要なスポットのうち、TOF-MSにより、α-enolaseとapolipoprotein A-Iが同定された。α-enolaseは45kDa付近に3種の動物の角膜に共通して存在し、apolipoprotein A-Iは26kDa付近に鳥類にのみ存在した。
PCSK9の形態が家族性高コレステロール血症や肥満・糖尿病に及ぼす影響の解明

家族性高コレステロール血症(FH)において、PCSK9 V4I変異は単独ではFHの病態を呈さないが、LDL受容体(LDLR)変異と重なることにより、LDLR変異単独に比し、LDL-コレステロール(LDL-C)値の上昇ならびに冠動脈疾患の頻度の上昇が認められた。ヒト肝細胞を用いて、PCSK9 V4Iの機能解析を実施したところ、野生型と比較してLDLの取り込みやLDLRの発現量に差は認められなかったが、ある条件では、LDLの取り込みが有意に低下した。高コレステロール血症においては、切断型PCSK9の割合とAPOB濃度が負に相関していた。本研究では、PCSK9の形態が家族性高コレステロール血症(FH)やメタボリックシンドロームのような病態に及ぼす影響について明らかにすることを目的とする。本年度は、1スタチンのPCSK9の形態への影響の検討、2FH患者におけるPCSK9遺伝子変異の検索、3PCSK9変異体のin vitro機能解析を行った。1当センターを受診した高コレステロール血症患者10名に対し、アトルバスタチン5 mgの服用前と服用3ヶ月後の2回の採血で得られた血清からELISAにより「成熟型」及び「切断型」PCSK9を測定した。血清LDL-コレステロール値は、投与後に約40%低下したが(p<0.0001)、「成熟型」及び「切断型」PCSK9量は、投与前後で差は認められなかった。2当センターを受診したFHへテロ接合体に対し、LDLR及びPCSK9に対する遺伝子解析を実施している。PCSK9変異については、E32K、V4I等が検出された。PCSK9 V4IとLDLR変異の組み合わせでは、LDLR変異単独に比較してLDL-C値の上昇及びFHの冠動脈疾患の発症頻度の有意な増加が認められ、この成果について論文発表を行った(Ohta, N, Hori M et al. J Clin Lipidol. in press)。3PCSK9 V4I、E32KはFHの原因となると考えられるが、その機能については明らかになっていない。これらの変異体の機能解析を行うために、各変異を有するFLAGタグ付きプラスミドを作製し、HepG2細胞に導入した。その結果、E32K及びV4Iの発現・分泌量はWTと同程度であった。本年度にLdlr-/-hPCSK9+/+マウスを用いて、PCSK9の形態がFHやメタボリックシンドロームの病態に及ぼす影響について検討する予定であった。しかしながら、Ldlr-/-hPCSK9+/+マウスを作成するにあたって、hPCSK9+/+マウスの繁殖がうまくいかず、一度胚保存した。現在は、海外のラボからのマウスの譲渡についても検討している。このため、本年度は、平成28年度に予定していたPCSK9変異体(E32K、V4I)のin vitro機能解析を先に行った。最終年度は、1FH患者における「成熟型」「切断型」PCSK9の測定結果と血中におけるPCSK9結合タンパク質の検索、2FH患者におけるPCSK9遺伝子変異の検索、3PCSK9変異体のin vitro機能解析を行った。1当センターを受診したFH患者174名の血清を用いて、ELISAにより「成熟型」及び「切断型」PCSK9を測定した。それぞれの平均値は、「成熟型」300±138 mg/mL、「切断型」70±76 mg/mLであり、PCSK9全体に対する切断型PCSK9の割合は、平均で20%であった。血中のPCSK9結合タンパク質として、HDLに着目し、一部のFH患者血清を用いて、ApoA-Iの共免疫沈降を行ったが、PCSK9との結合は認められなかった。ApoEやアルブミンの共免疫沈降も試みたが、免疫沈降がうまくいかず、HDLとPCSK9の結合については結論を出すことができなかった。2PCSK9については、本年度は新たに3つのバリアントを検出し、病態との関連について現在調べている。3PCSK9変異については、PCSK9 E32K、V4IプラスミドをHepG2に過剰発現させると、一定条件では、WTプラスミドに比較して、LDLの取り込みが有意に低下することが明らかになった。本研究期間で、FHへテロ接合体において、PCSK9 V4IとLDLR変異の組み合わせでは、LDLR変異単独に比較してLDL-コレステロール値の上昇及びFHの冠動脈疾患の発症頻度の有意な増加が認められることを明らかにした(Ohta, N, Hori M et al. J Clin Lipidol. 2016; 10: 547-555.)。今後は、PCSK9変異のFHの病態への影響について、LDLの代謝だけではなく、VLDLの代謝、糖尿病等の他の生活習慣病との関連も含め、検討していく予定である。

ヒト肝細胞を用いて、PCSK9 V4Iの機能解析を実施したところ、野生型と比較してLDLの取り込みやLDLRの発現量に差は認められなかったが、ある条件では、LDLの取り込みが有意に低下した。高コレステロール血症においては、切断型PCSK9の割合とAPOB濃度が負に相関していた。PCSK9 V4I及びE32Kの機能の解明、ヒトサンプルを用いたFHにおけるPCSK9の形態が病態に与える影響の検討を行う。Ldlr-/-hPCSK9+/+マウスが作製できたら、高脂肪食負荷時の組織及び血清中のPCSK9の形態について検討する。Ldlr-/-hPCSK9+/+マウスの作製がうまくいかない場合は、計画を変更し、PCSK9の形態を制御する因子の網羅的探索を行う予定である。分子生物学Ldlr-/-hPCSK9+/+マウスを用いた実験を次年度に持ち越したため、持ち越し金が発生した。また、新たな実験項目として、PCSK9の形態を制御する因子の網羅的探索を行う可能性があるため、出来る限り節約して実験を行い、次年度へ持ち越した。Ldlr-/-hPCSK9+/+マウスを用いた実験もしくはPCSK9の形態を制御する因子の網羅的探索に使用する。
プロテアソーム活性低下に起因する自己炎症病態の解明

中條ー西村症候群は、本邦にしか報告のない原因不明の遺伝性炎症性疾患である。我々はプロテアソームサブユニットの特異的変異とその活性低下を見いだした。本症候群は世界で初めてのヒトにおけるプロテアソーム機能不全症である。本研究課題では、プロテアソーム活性低下に起因する炎症関連分子増加機構分析を行った。慢性炎症の持続に重要と思われる候補分子を得た。研究発表と世界的データベースを用いた自己炎症症候群の存在を広く情報発信した。初めての機能不全症から解明される新規自己炎症病態を理解することは、他の炎症性疾患の病態理解を深め、炎症制御戦略の新展開に繋がると期待された。網羅的細胞内シグナル伝達物質の転写量比較健常細胞を複数の異なる濃度のプロテアソーム阻害剤(MG-132, Lactacystin, Epoxomicin, MG-115, MG-262)存在下に培養を行った。各薬剤の異なる濃度でプロテアソーム活性を測定し、培養可能な細胞死を起こさない薬剤濃度を得た。中條ー西村症候群患者由来細胞と健常細胞を10%子牛血清存在下で培養し、血清刺激を起点として培養液交換後の時間経過で遺伝子転写産物試料を採取した。遺伝子転写産物はSYBRGreenを利用した定量的リアルタイムPCRで行い、複数の内性対照遺伝子転写産物から算出されるBestKeeper指数で補正を行い解析した。82種類の網羅的遺伝子点車両の比較を行い、19種類の遺伝子転写産物の有意な増加と2種類の遺伝子転写産物の有意な低下が認められた。プロテアソームの活性低下が様々な影響を与えていることが示唆された。新規自己炎症病態の展開的検索既にその特異的かつ著明な濃度上昇を来すIP-10に加えて52種類のシグナル伝達物質に関連するサイトカイン・ケモカインの血清中濃度測定を行う。マルチサスペンジョンアレイを用いた血清中タンパク質測定系の基礎検討行った。血清中の測定対象物質は定量可能な測定範囲内にあり、測定方法は次期段階の目的を達成することが可能であることを確認した。この段階を通じて、プロテアソーム活性低下に起因する自己炎症病態が他の炎症性疾患に存在する可能性を検証する。近年我々はプロテアソームサブユニットの疾患特異的変異とその活性低下を見いだした。プロテアソーム活性低下に起因する炎症関連分子増加機構を分析し、他の炎症性疾患病態への関与を検証する。初めての機能不全症から解明される新規自己炎症病態を理解することは、他の炎症性疾患の病態理解を深めるとともに、新しい治療表的分子の同定と病勢判定検査の開発に貢献できる。本研究は炎症制御戦略の新展開に繋がると期待される。培養細胞をプロテアソーム阻害剤(MG-132, Lactacystin, Epoxomicin, MG-115, MG-262)存在下に培養を行い、培養可能な細胞死を起こさない薬剤濃度を得た。血清刺激を起点として培養液交換後の時間経過で遺伝子転写産物資料を採取した。遺伝子転写産物は定量的リアルタイムPCRで行い、内性対照遺伝子転写産物から算出される指数で補正した。対象遺伝子は対象遺伝子(リン酸化部位), CREB (Ser133), Erk/MAPK 1/2 (Thr185/Tyr187), IκBα(Ser32), JNK/SAPK1 (Thr183/Tyr185), p38/SAPK2A/B (Thr180/Tyr182), p70 S6 Kinase (Thr412), STAT3 (Ser727), STAT5A/B (Tyr694/699)などである。IP-10に加えて研究初期段階で得た蛋白質血清中濃度測定を行った。対象は病態の異なる炎症性疾患群と連結不能な環境で検討を行った。本研究課題では、プロテアソーム活性低下に起因する炎症関連分子増加機構分析を通じて他の炎症性疾患病態への関与を検証することを最終目的に検討を行った。本年度は研究課題計画の「新規自己炎症病態の展開的検索」を通じて、プロテアソーム活性低下に起因する自己炎症病態が広く存在する可能性を検証した。長崎大学関連の大規模前向きコホート研究との連結を測り、横断的検討と縦断的解析に耐えうる長期観察開始時点での研究同意と生体試料の取得と観察項目情報の取得を行った。3515名(男性1253名、女性2262名)の過不足なく説明された研究への協力を長崎大学大学院医歯薬学研究科研究倫理審査委員会の承認を経た書面にて確認した。遺伝子検索生体試料と同時に取得された血清と血漿とはそれぞれ適正に保存された。既にその特異的かつ著明な濃度上昇を来すIP-10に加えて関連するサイトカイン・ケモカインの血清中濃度測定を152名に関して行った。本研究課題の測定対象は血清資料を連結不能な環境で検討を行った。対象群で観察されたIP-10血清中濃度に代表されるごとくに分布はばらつきが高く、最小302.6 pg/ml、最大10972.2 pg/ml第1四分位点は1328.0 pg/ml、第三四分位点は2752.5 pg/mlであった。新規自己炎症疾患の症例の存在が考えられた。

研究発表と世界的データベースを用いた自己炎症症候群の存在を広く情報発信した。初めての機能不全症から解明される新規自己炎症病態を理解することは、他の炎症性疾患の病態理解を深めるとともに、新しい治療表的分子の同定と病勢判定検査の開発に貢献し、炎症制御戦略の新展開に繋がると期待された。中條ー西村症候群は、本邦にしか報告のない原因不明の遺伝性炎症性疾患である。我々はプロテアソームサブユニットの特異的変異とその活性低下を見いだした。本症候群は世界で初めてのヒトにおけるプロテアソーム機能不全症である。本研究課題では、プロテアソーム活性低下に起因する炎症関連分子増加機構分析を行った。慢性炎症の持続に重要と思われる候補分子を得た。初めての機能不全症から解明される新規自己炎症病態を理解することは、他の炎症性疾患の病態理解を深め、炎症制御戦略の新展開に繋がると期待された。計画通りに進行している。炎症学計画の通りに進行する。段階四の新規自己炎症病態の展開的検索の準備段階もあり、進行が遅れている。複数回の繰り返し確認がおおむね順調に進行したため。今後の研究の推進は予定通りに行う。段階2.細胞内シグナル伝達物質の質的検討段階3.細胞内シグナル伝達物質群の時間経過的検討段階4.新規自己炎症病態の展開的検索計画通りに進行する。計画はやや遅れているが、次段階の基礎検討を含め進行している。おおむね計画は遂行されている。次年度の基礎検討は終了しており、速やかな計画遂行が期待される。
子どもが主体的に学び、科学を好きになるための教育システムの開発」に関する実証的な研究

子どもが主体的に学び、科学を好きになる教育実践プログラムを多数開発した。そして、その教育システムを開発するために、指導者である教の資質・能力を育成する生涯学習プログラムのモデルを開発した。本年度は、アースシステム教育に改善し、地域の人材・施設を利用して、子どもが生き生きと主体的に学び科学を好きになるような教育システムを構築するための基礎的実践研究として、全国規模で教師教育プログラムを展開した。詳細を以下に説明する。1.日本の教育に役立つアースシステム教育の英文テキストを翻訳した。アースシステム教育用の教材教具の作成を行った。2.三浦市教育研究所、藤沢市教育文化センター、埼玉県総合教育センターにおいて体系的な現職教師教育プログラムを開発・実践し、参加者が理科好きを育てるカリキュラムを開発し実践した。3.上越教育大学、学習院女子大学、静岡大学、東京理科大学で現職教師教育プログラムを実施し、その成果としてカリキュラム開発と教材教具の開発を行った。4.岡山理科大学と東京理科大学では、集中講義用教員養成プログラムを開発・実践し、そのプログラムの評価を行った。特に、東京理科大学ではアースシステム教育の指導者育成用大学院プログラムを実践した。5.諫早少年自然の家で短期集中アウトリーチ型の教師教育プログラムを実践し、その評価を行った。参加者はその研修の成果を総合的な学習の時間でカリキュラムを開発し実践を行った。6.アースシステム教育協力校(静岡、神奈川、東京、千葉)で理科好きな生徒を育成する教育プログラムを展開し、そのプログラムの発表会を行った。7.麻布大学と地域の連携による野外学習を中心とした環境教育プログラムを実施し、参加者が理科好きを育成するアースシステム教育に関するカリキュラム開発・実践を行った。8.博物館におけるアースシステム教育の教材・教具の開発を行った。岐阜県博物館と神奈川県立生命の星地球博物館では博物館の資料の利用と野外学習に関する現職教師教育プログラムを開発・実践を行い、多様なカリキュラムが開発できた。「科学好きな子どもを伸ばす」ために、学校と博物館(国レベル、県レベル、市レベル)の連携のあり方について議論を深めた。9.ユネスコのカリキュラム開発プロジェクトに参加し、自然災害教育に関する教材を開発した。諸外国のアースシステム教育の資料を収集した。2.三浦市教育研究所、藤沢市教育文化センター、岩手県総合教育センターにおいて体系的な現職教師教育プログラムを開発・実践し、参加者が理科好きを育てるカリキュラムを開発し実践した。5.高知県教育センター、和歌山県教育センター学びの丘の教師教育プログラムを実践し、その評価を行った。「科学好きな子どもを伸ばす」ために、学校と博物館(国レベル、県レベル、市レベル)の連携のおり方について議論を深めた。9.日本地学教育学会や国際地学教育学会で研究成果を発表した。本年度は、アースシステム教育を改善し、地域の人材・施設を利用して、子どもが生き生きと主体的に学び科学を好きになるような教育システムを構築するための基礎的実践研究として、全国規模で教師教育プログラムを展開した。1.日本の教育に役立つアースシステム教育の英文テキストと環境教育指導資料(国立教育政策研究所2007)を翻訳した。2.三浦市教育研究所、藤沢市教育文化センター、岩手県総合教育センター、神奈川県総合教育センターと和歌山県教育センター学びの丘などにおいて体系的な現職教師教育プログラムを開発・実践し、カリキュラムを開発し実践した。3.上越教育大学、静岡大学、東京理科大学で現職教師教育プログラムを実施し、その成果としてカリキュラム開発と教材の開発を行った。5.麻布大学と博物館や地域の連携による野外学習を中心とした環境教育プログラムを実施し、参加者が理科好きを育成するアースシステム教育に関するカリキュラム開発・実践を行った。6.博物館におけるアースシステム教育の教材・教具の開発を行った。

岐阜県博物館と神奈川県立生命の星地球博物館では博物館の資料の利用と野外学習に関する現職教師教育プログラムを開発・実践を行い、多様なカリキュラムが開発できた。7.日本地学教育学会や国際会議で研究成果を発表した。本年度(平成21年3月31日)の研究実施計画1.代表者1名、分担者6名、連携研究者12名、研究協力者(小中高等学校の教師(20名)、教育センターの指導主事(5名)、博物館学芸員(3名))などで、本年度の研究について討議・確認する。各プロジェクトの担当分担者、担当協力者を決めた。2.日本の文脈により適した小学校用アースシステム教育用教材の開発のための研究協力者会議を2回開催した。中学校用アースシステム教育用教材の開発のための研究協力者会議を2回開催し、教材を作成した。3.日本の教育に役立つアースシステム教育の英文テキストや環境教育指導資料を翻訳した。4.静岡大学、上越教育大学、東京理科大学、岡山理科大学で現職教師教育プログラムや教員養成プログラムの成果をまとめた。5.上越教育大学、学習院女子大学、静岡大学、東京理科大学での教員養成プログラムを開発・実践し、そのプログラムの評価・まとめを行った。6.アースシステム教育用の教材の作成を行った。7.岐阜と神奈川で博物館を利用した教師教育プログラムをまとめた。8.アースシステム教育協力校(神奈川、東京、宮城)で理科好きな生徒を育成する教育を実践した。9.麻布大学と地域・博物館の連携による環境教育やESDの研修プログラムをまとめた。10.博物館におけるアースシステム教育の教師教育プログラムのまとめを行った。11.他機関と連携し教師教育について研究を行った。また、研究のまとめについて外国人協力者からレビューを受ける。外国のアースシステム教育の資料を収集した。12. 2007年度と今年度の研究成果を日本科学教育学会、北米環境教育学会などで発表した。13.教員研修のあり方について、4年間の研修のまとめを行った。14.これまでの研究をまとめた最終報告書を作成した。
頭頚部癌患者の放射線治療よる嚥下と筋力の悪化をリハビリ介入で予防できるか

対象:化学放射線療法(CRT)を施行した頭頸部癌患者22名(男性19名、女性3名)。うち12名はCRT単独(CRT単独群)、10名は術後CRT(術後CRT群)。平均年齢60.7±9.5歳。原疾患は口腔癌6名、上咽頭癌5名、中咽頭癌5名、原発不明頸部転移癌1名。病期はII期2名、III-IV期20名。CRTは総線量60-70Gy、CDDP80mg/m2×2-3コース。対象者は全員治療を完遂した。治療前からリハビリテーション科Dr、STが介入し、嚥下評価(VF含む)及び訓練を行った。経過中の経口摂取の割合、摂食状況のレベル、代替栄養の割合、体重減少率等を評価した。結果:術後CRT群の4/10名は術後嚥下機能が低下しておりCRT前から経管栄養を行っていた。CRT後経口摂取が継続できなくなり新たに代替栄養を要したのは8/18名(CRT単独群7/12名+術後CRT群1/6名)で、経口摂取を継続できない要因は嚥下機能低下、粘膜炎による疼痛、嘔気嘔吐によるものが多かった。退院時には7/12名が代替栄養を離脱し、計17/22名が経口摂取で退院した。体重減少率は平均5.1%。代替栄養を離脱できなかった5名(CRT単独群1名+術後CRT群4名)は退院後も嚥下訓練を継続し最終的に2/5名が経口摂取可能となった(計19/22名)。嚥下障害が遷延した3/5名(口腔癌術後CRT、中咽頭癌術後CRT、下咽頭癌CRT単独)は切除範囲の影響、皮弁の萎縮、放射線治療の晩期障害の影響などが考えられた。CRT単独群と術後CRT群で比較すると、CRT単独群はCRT後に摂食レベルが有意に低下したが、最終的にはほぼ全例嚥下機能が改善。術後CRT群はCRT単独群と比べ、入院時及び退院時の摂食レベルが有意に低かった。考察:体重減量率は平均5.1%と低くリハビリ介入により適切な栄養管理が行われたと考えられた。また術後CRTを行う患者は、CRT前より摂食レベルが低くCRT後にさらに悪化する傾向が見られる為、早期からのリハビリ介入がより重要であると考えられた。放射線治療もしくは化学放射線療法を行う頭頸部癌患者は、栄養障害を伴い活動レベルも低下し、筋力や体力も低下する。栄養サポートや運動療法を行うことによって、栄養状態、嚥下機能、筋力およびQOLが改善するかを評価する。平成27年度は「栄養サポートチームによる栄養介入」、平成28年度は「栄養サポートチームによる栄養介入+運動療法」を行い、放射線治療前、治療中、治療後に上記評価項目を調査する予定であった。平成27年12月末に当院倫理委員会に承認されたこと、それ以降の当院での適切な対象患者の選定に手間取り、患者登録は平成28年度にずれ込んだ。倫理委員会の承認を得るのに予定より時間を要した。さらに、承認以降の当院での適切な患者の選定に時間を要した。頭頚部癌患者に放射線治療をすることにより、粘膜炎、唾液分泌障害、味覚障害、嚥下障害などの合併症が高率に出現し、患者の3050%に高度な体重減少(10%以上)が出現する。しかし、日本では放射線治療中の頭頚部癌患者に明確な栄養サポートや嚥下障害に対する十分な対策がなされていない。また、化学放射線療法は、約1ヶ月半から2ヶ月の期間施行され、活動レベルも低下し、筋力や体力も低下するが、運動面への対策も不十分である。頭頚部癌患者の放射線治療前・治療中・治療後に、栄養評価・嚥下評価・筋力評価・生活の質の評価等を行い、調査する。具体的な評価項目は、1.身長、体重、BMI、血圧、心拍数、2.上下肢筋力(肩・股・膝関節)、握力3.食事状況(食事形態、食事量)、4.栄養評価(体重、TP、Alb)、体組成評価、5.嚥下造影、嚥下内視鏡、6.自覚症状(痛み、違和感、味覚変化):VASで評価。7.倦怠感:BFIで評価。8.包括的健康関連QOL(SF-36)、疾患特異的QOL(EORTC QLQ H&N35)、うつ尺度(SDS(Self-Rating Depression Scale)とする。平成28年度は「栄養サポートチームによる栄養介入」を実施し、平成29年度は「栄養サポートチームによる栄養介入」の継続と、「栄養サポートチームによる栄養介入+運動療法」を行い、放射線治療前、治療中、治療後の上記評価項目を調査する。「栄養サポートチームによる栄養介入」の登録数が目標に達していないため。

頭頚部癌患者の放射線治療前・治療中・治療後に、栄養評価・嚥下評価・筋力評価・生活の質の評価等を行い、調査する。具体的な評価項目は、1.身長、体重、BMI、血圧、心拍数、2.上下肢筋力(肩・股・膝関節)、握力3.食事状況(食事形態、食事量)、4.栄養評価(体重、TP、Alb)、体組成評価、5.嚥下造影、嚥下内視鏡、6.自覚症状(痛み、違和感、味覚変化):VASで評価。7.倦怠感:BFIで評価。8.包括的健康関連QOL(SF-36)、疾患特異的QOL(EORTC QLQ H&N35)、うつ尺度(SDS(Self-Rating Depression Scale)とする。平成28、29年度は「栄養サポートチームによる栄養介入」を実施し、平成30年度は「栄養サポートチームによる栄養介入」の継続と、「栄養サポートチームによる栄養介入+運動療法」を行い、放射線治療前、治療中、治療後の上記評価項目を調査する。栄養サポートチームによる栄養介入の登録数が目標に達していないため。対象:化学放射線療法(CRT)を施行した頭頸部癌患者22名(男性19名、女性3名)。うち12名はCRT単独(CRT単独群)、10名は術後CRT(術後CRT群)。平均年齢60.7±9.5歳。原疾患は口腔癌6名、上咽頭癌5名、中咽頭癌5名、原発不明頸部転移癌1名。病期はII期2名、III-IV期20名。CRTは総線量60-70Gy、CDDP80mg/m2×2-3コース。対象者は全員治療を完遂した。治療前からリハビリテーション科Dr、STが介入し、嚥下評価(VF含む)及び訓練を行った。経過中の経口摂取の割合、摂食状況のレベル、代替栄養の割合、体重減少率等を評価した。結果:術後CRT群の4/10名は術後嚥下機能が低下しておりCRT前から経管栄養を行っていた。CRT後経口摂取が継続できなくなり新たに代替栄養を要したのは8/18名(CRT単独群7/12名+術後CRT群1/6名)で、経口摂取を継続できない要因は嚥下機能低下、粘膜炎による疼痛、嘔気嘔吐によるものが多かった。退院時には7/12名が代替栄養を離脱し、計17/22名が経口摂取で退院した。体重減少率は平均5.1%。代替栄養を離脱できなかった5名(CRT単独群1名+術後CRT群4名)は退院後も嚥下訓練を継続し最終的に2/5名が経口摂取可能となった(計19/22名)。嚥下障害が遷延した3/5名(口腔癌術後CRT、中咽頭癌術後CRT、下咽頭癌CRT単独)は切除範囲の影響、皮弁の萎縮、放射線治療の晩期障害の影響などが考えられた。CRT単独群と術後CRT群で比較すると、CRT単独群はCRT後に摂食レベルが有意に低下したが、最終的にはほぼ全例嚥下機能が改善。術後CRT群はCRT単独群と比べ、入院時及び退院時の摂食レベルが有意に低かった。考察:体重減量率は平均5.1%と低くリハビリ介入により適切な栄養管理が行われたと考えられた。また術後CRTを行う患者は、CRT前より摂食レベルが低くCRT後にさらに悪化する傾向が見られる為、早期からのリハビリ介入がより重要であると考えられた。平成27年度行う予定であった「栄養サポートチームによる栄養介入のみ」による評価を平成28年度に行い、平成29年度に「栄養サポートチームによる栄養介入+運動療法」による評価を行うこととする。「栄養サポートチームによる栄養介入」を実施し、平成29年度は「栄養サポートチームによる栄養介入」の継続と、「栄養サポートチームによる栄養介入+運動療法」を行う。「栄養サポートチームによる栄養介入」を実施し、平成30年度は「栄養サポートチームによる栄養介入」の継続と、「栄養サポートチームによる栄養介入+運動療法」を行う。
発癌過程ならびに癌細胞形質の発現におけるプロテインホスファターゼの意義

菊地は,肝/肝癌系でPP1,PP2A,PP2Cの癌性異変を系統的に解析し,また正常肝細胞での動態を検討した。腹水肝癌細胞では,検索した十数種の細胞株全てにおいて,例外なくPP1特にその1イソホームPP1αの特異的なmRNAおよび酵素蛋白の増量を認めた。PP2Aは大方不変,PP2Cは逆に減少していた。これに対し,肝細胞では,EGF刺激により,G1/S期に核内PP1活性が約2.5倍に特異的に上昇し,この上昇は,増殖を抑制するTGFβの存在下で完全に抑えられた。このPP1活性の上昇は,酵素蛋白の上昇を伴わず,翻訳後の修飾あるいは調節サブユニットの影響が考えられる。武田は,PP2Aの72-74kDa調節サブユニットの組織分布を調べた(未発表)。田村は,マウスのPP2CαcDNA,およびマウスのPP2Cβの5種類のイソホーム(PP2Cβ-1,-2,-3,-4,-5)をコードするcDNAを単離し,それらの解析を行った。伊藤は,新しいホロエンザイムPP1-Mを精製し,cDNAクローニングによるアミノ酸一次構造を決定した。菅沼は,海綿(Agelas axifera)の抽出物がPP2Aのアッセイ系で約3倍に脱リン酸化を亢進することを認め,これをagelasine-Bと同定した。島は,ラット脳から新しいプロテインホスファターゼPPHのcDNAと考えられるクローン(2.1kb)を単離した。久野は,選択的スプライシングにより生じるカルシニューリン(PP2B)制御サブユニットのcDNAクローニングを行った。日野田は,新しいPTP,LC-PTPをクローニングした。矢倉は,Bリンパ球のシグナル伝達におけるチロシンホスファターゼの役割を解析した。野口は,新種のPTPase,RKPTPの全翻訳領域を含むcDNAを解析した。武内は,新規のBand4.1型チロシンホスファターゼを3分子同定することに成功した。揚河は,肺癌患者におけるサイトカインネットワークの解析を行った。
白金ナノコロイドの歯質接着への応用平成25年6月3日現在

白金ナノコロイドのもつ抗酸化効果が漂白後の歯質の接着性の改善に寄与しないかと考え、漂白直後のエナメル質表面に白金ナノコロイドなどを塗布し、低下したレジンの接着性が回復するのかを検討した。その結果、接着処理前に白金ナノコロイド原液で還元処理を行うと、漂白されたエナメル質へのレジンの接着性を回復させることが判明した。平成23年度は過酸化物により漂白されたエナメル質に対するレジンの接着性は低下し、それは過酸化物の濃度に依存すること、また漂白後ただちに10%アスコルビン酸またはスルフィン酸ナトリウムで還元処理を行なうとレジンの接着性は回復することを確認した。平成24年度は漂白されたエナメル質へのレジン接着が、白金ナノコロイド(nano-Pt)処理により回復するという仮説を検討した。アクリルレジンにて包埋されたヒト抜去中切歯の歯冠部にエナメル質平坦面(#800)を調製し、これらを22.5%または35%過酸化水素を含有する漂白材で各々3回漂白した。これらの試料にnano-Pt原液(アプト)または10%に希釈したnano-Pt溶液で1分間還元処理を行った後、プライミング・ボンディングシステムで接着処理を施し、コンポジットレジンを填塞した。37°C生理食塩水中に24時間保管後、クロスヘッドスピード1.0mm/minにて圧縮剪断試験を行い、接着強さの測定、および破壊形態の実体顕微鏡観察を行った。その結果、22.5%過酸化水素を含有する漂白材では、nano-Pt原液で還元処理を行うと接着強さが有意に回復したが、35%過酸化水素を含有する漂白材では接着強さの回復は認めなかった。破壊形態は還元処理を行わなかった試料は界面破壊を多く認めたのに対し、還元処理を行った試料は混合破壊を多く認めた。このことは,nano-Pt原液による還元処理が残留フリーラジカルを除去したためと考えられる。以上のことから、漂白後ただちにnano-Pt原液で還元処理を行なうとエナメル質に対するレジンの接着性が回復することが確認された。平成23年度は、活性酸素消去能をもつ白金ナノコロイドを歯質に塗布したときのレジンの接着性に与える影響を検討するための前実験として歯の漂白に用いた過酸化物由来の活性酸素が、レジンのエナメル質に対する接着性を低下させるなら、1)この現象は過酸化物の濃度に依存するのか、2)漂白後、時間が経過すると接着性は回復するのか、3)漂白直後の歯面に何らかの還元処理を行なうと、低下した接着性が回復するのか、以上の仮説のもと研究を遂行した。実験1では、アクリルレジンにて包埋されたヒト抜去中切歯の歯冠部にエナメル質平坦面(#800)を調製し、22.5%または35%過酸化水素を含有する漂白材でエナメル質試料面を漂白した。その後プライミング・ボンディングシステムで接着処理を施し、コンポジットレジンを填塞した。実験2では、実験1と同様な方法で作製した試料を1、3日間37°C生理食塩水中に保管後に接着処理を行なった。また、3)では実験1と同様の方法で作製した試料に、漂白後直ちに10%アスコルビン酸水溶液、またはスルフィン酸ナトリウム水溶液を含有する市販の還元剤を1分間塗布した。これらの結果、過酸化物により漂白されたエナメル質に対するレジンの接着性は低下し、それは過酸化物の濃度に依存することが明らかとなった。これらへの対応策として、漂白後1日間以上経過すると過酸化物の濃度にかかわらず漂白された歯面へのレジンの接着性が回復するので、接着処理・レジン修復は、漂白1日以降に行なうことが勧められる。また低濃度の過酸化物では漂白後ただちに還元処理を行なうとレジンの接着性が回復することも確認された。平成23年度は、漂白材由来の残留フリーラジカルによりエナメル質に対するレジンの接着性は低下し、それは漂白材の過酸化物の濃度に依存することが明らかにできた。また、漂白後1日間以上経過すると過酸化物の濃度にかかわらず漂白された歯面へのレジンの接着性が回復し、低濃度の過酸化物では漂白後ただちに還元処理を行なうとレジンの接着性が回復することも確認できた。これらは、おおむね交付申請書の研究計画に記載した仮説のもとで行えていることから、おおむね順調に進展していると考えている。平成24年度は、前年度の実験と同様の方法で作製した漂白試料に、漂白後直ちに白金ナノコロイド溶液で還元処理をした後に、接着強さの測定、および破壊形態の観察を行うことにより白金ナノコロイド溶液の至適濃度および塗布時間を検索する予定である。また、走査電子顕微鏡(SEM)による微細構造の観察、顕微フーリエ変換分光分析装置(FT-IR)、微小部X線回折装置(XRD)などで微細構造分析を行うことにより、白金ナノコロイドなどの還元材が歯質に与える影響も検討する予定である。

さらに、これまでの成果を1つの論文にまとめ、投稿する予定である。設備備品費としては実験データの分析、研究発表を行うためのコンピュータの購入を予定している。消耗品としては平成23年度に設備備品費で購入した自動精密切断機の替え刃、試薬などの購入を予定している。また、学会出張旅費、研究成果の投稿料、印刷費も予定している。
創傷治癒におけるマトリックス・メタロプロテアーゼの発現と機能解析

人工肛門における縫合糸は粘膜で自然脱落することから、皮膚よりも消化管にはマトリックス・メタロプロテアーゼ(MMP)が多く存在する。今回、MMP阻害剤(BE16627B)ならびに免疫抑制剤(FK506)を用いて消化管吻合部におけるMMP活性と治癒過程を検討した。雄性SDラット(270-290gBW)76匹を用いた。下行結腸を切離、1層内翻結節縫合を行った。BE16627B(万有製薬奥山より供与)は2.4mg/rat/dayを、FK506(藤沢薬品より供与)は0.01,0.1,1.0mg/kg/dayを浸透圧ポンプ(model 1003,Alza)にて背部皮下より投与した。対照群は溶媒のみ投与した。第4日目に吻合部破裂圧(mmHg)、コラーゲン(μg/mg wet tissue)を測定した。MMP阻害剤では吻合部破裂圧(160±12vs125士7,Pく0.05)および可溶性コラーゲン(0.27±.01vs0.21±.01,p<0.01)はBE16627B群で高値であった.免疫抑制剤では血中FK506濃度(0.1,1.0mg群)は1.4,3.4ng/mlであった。FK506群で体重増加が抑制され、負の窒素バランスを示した。濃度依存性にMMP活性が抑制されたが、対照でも1.0mg群と同様に抑制された。吻合部破裂圧は対照(119±7)に比べ、FK群(0.01,0.1,1.0mg)で増加した(146±9,158±10,151±6,P<0.01).MMP活性の阻害により大腸吻合初期の破裂圧および可溶性コラーゲンは増加した。免疫抑制剤により体重増加や窒素バランスは抑制されたが、MMP活性も抑制され、吻合部治癒が促進された。今後、コラーゲン新生とMMP活性の両面から創傷治癒過程について検討していく必要がある。創部治癒の強度は分解されるため減少する既存のコラーゲンの量と新生コラーゲンの量のバランス(総和)によって規定される。この総和がコラーゲン分解と新生の交点で最も減少することは、臨床上術後5-7日目に縫合不全が発生することと一致する。これまで治癒過程におけるコラーゲンの新生を促進する増殖因子や成長ホルモンの投与実験が行われてきた。そこで、皮膚創傷治癒におけるメタロプロテアーゼ阻害剤(SI-20)の創傷治癒促進効果を検討した。ラット皮膚モデルを用いて、MMP阻害剤であるSI-20の投与実験を行った。ラット背部の皮膚切開をし、皮下に生食に浸したスポンジを挿入した。また、皮下に浸透圧ポンプを留置、1週間SI-20を投与した。7日目に犠死させた。スポンジ肉芽腫のMMP、TIMPの発現をウェスタンブロットで検討した。また、免疫組織学的検討を行った。さらに、皮膚瘢痕を6mm幅の短冊状にした後、抗張力を計測した。コラーゲン産生の指標としてスポンジ肉芽腫のハイドロキシ・プローリンを測定した。スポンジ肉芽腫から得られた創部浸出液の内因性コラゲナーゼ阻害活性を測定した(Moses MA,1996)。また、MMPは潜在型として分泌されることからザイモグラムを用いてMMP活性の影響を検討した。MMP活性の阻害により皮膚縫合部の抗張力および可溶性コラーゲンは増加した。SI-20により再上皮化の促進、炎症反応・肉芽組織の抑制、総蛋白量が減少した。コラーゲン分解の減少、またはコラーゲン新生の増加により、メタロプロテアーゼ阻害剤は皮膚縫合部治癒を促進することが示唆された。

吻合部破裂圧は対照(119±7)に比べ、FK群(0.01,0.1,1.0mg)で増加した(146±9,158±10,151±6,P<0.01).MMP活性の阻害により大腸吻合初期の破裂圧および可溶性コラーゲンは増加した。免疫抑制剤により体重増加や窒素バランスは抑制されたが、MMP活性も抑制され、吻合部治癒が促進された。今後、コラーゲン新生とMMP活性の両面から創傷治癒過程について検討していく必要がある。消化管は最大の免疫担当臓器であり、リンパ組織に覆われている。人工肛門における縫合糸は粘膜で自然脱落することから、皮膚よりもマトリックス・メタロプロテアーゼが多く存在する。Tリンパ球は免疫反応ばかりでなく、創傷治癒でも重要である。IL-2により皮膚線維芽細胞の増殖やコラーゲン新生が促進される。今回、IL-2活性およびTリンパ球機能を抑制するタクロリムス(FK506)を用いて消化管吻合部におけるマトリックス・メタロプロテアーゼ活性と治癒過程を検討した。雄性SDラット(270-290g BW)55匹を用いた。下行結腸を切離、1層内翻結節縫合を行った。FK506(藤沢薬品より供与)は0.01, 0.1, 1.0mg/kg/dayを浸透圧ポンプ(model 1003, Alza)にて背部皮下より投与した。対照群は溶媒のみ投与した。第4日目に吻合部破裂圧(mm Hg)、コラーゲン(μg/mg wet tissue)を測定した。また、吻合部の肉眼的組織学的検討を行った。血中FK506濃度(0.1, 1.0mg群)は1.4, 3.4ng/mlであった。FK506群では体重増加が抑制され、負の窒素バランスを示した。濃度依存性にマトリックス・メタロプロテアーゼ活性が抑制されたが、対照でも1.0mg群と同様に抑制された。組織所見ではFK506群では多層構造が保持され、粘膜下層が肥厚・癒合していた。対照では粘膜下層に相当する厚い肉芽組織により断端は癒合していた。創傷治癒初期におけるIL-2の抑制により体重増加や窒素バランスは抑制されたが、吻合部マトリックス・メタロプロテアーゼ活性も抑制され、吻合部治癒が促進された。今後、コラーゲン新生とマトリックス・メタロプロテアーゼ活性の両面から創傷治癒過程について検討していく必要がある。
爆発衝撃固化と燃焼合成による炭化チタン/アルミナ高強度・導電性セラミックスの作製

1.目的TiO_2+Al+グラファイト(G)[A方式:TiC-1040mol%Al_2O_3]またはTi+(G)+Al_2O_3[B方式:TiC-1015mol%Al_2O_3]混合粉末を用いて高熱を伴う自己伝播高温合成(SHS)を行い、多孔質TiC/Al_2O_3複合体を得る。この反応直後の高温と爆薬の爆発に伴う超高圧を利用して熱間固化し、高密度・電導性TiC/Al_2O_3セラミックス複合材を作製し、その性質を評価することを目的とする。2.燃焼合成の速度両方式ともAl_2O_3量の増大に伴い燃焼波の速度は低下した(例えばA方式において、10%で約14.5mm/s、40%で約3.0mm/s)。これは前者ではAl溶融時の吸熱反応、また、後者ではAl_2O_3によるTi+(G)の反応の抑制によるものと思われる。3.最適衝撃圧縮条件直系51mm、高さ25mmのSEP爆薬を用いSHS反応開始から2080秒後に衝撃圧縮を行ったところ、60秒で最高の密度値を示す試料を得た。これより、最適条件を反応開始から60秒後とした。4.複合材の性質得られた複合材のX線回折を行った結果、TiCとAl_2O_3の両相以外は検出されなかった。複合材の密度及び硬度値はAl_2O_3量の増大と共に低下した。これはAl_2O_3生成量の増大に伴って反応熱が低下して衝撃圧縮時の塑性変形が困難となり、結合力が低下したことに起因すると思われる。この傾向はB方式でも同様であった。破面のSEM観察の結果、約1μmの結晶粒径を持つ両相間が衝撃波の超高圧力により強固に結合していることが確認された。さらに、電気抵抗(比抵抗)はAl_2O_3量が増えると上昇するものの、Al_2O_3を最も含有したTiC-40mol%Al_2O_3において2.5x10^<-6>Ωcmの低い値を示したことから、本系材料は放電加工が容易に行い得るセラミック材料であることが期待される。
可逆多電子酸化還元機能をもつ遷移金属クラスター錯体の構築

当重点領域研究の一つのポイントとして,金属錯体を電子プールとして捉え,その多様な電子移動過程を解析して,有機系の電子移動反応に結び付けることが挙げられている.そこで本研究では一つの錯体ユニット内に複数個の金属イオンを持つ遷移金属クラスター錯体に注目し,可逆性に優れた多電子移動能を持ち得る新しい錯体を合成し,その多様な酸化還元機能を明かにすることをねらいとした.対象とした錯体は,オキソ-アセタト架橋のRu複核および三核錯体である[Ru_3(μ_3-O)(μ-CH_3COO)_6(L)_3]^+型の三核錯体は,Ru_3の酸化状態が(II,II,III)から(III,IV,IV)までを可逆的に取る.このユニットのLの部位に酸化還元活性配位子,N-methyl-4,4'-bipyridinium ion(mbpy),を導入することにより可逆10電子移動系を実現することが出来た.我々はさらに,Ru_2M型(M=Cr^<III>,Zn^<II>,Mg^<II>など)の混合金属三核錯体の合成にも成功した.Mの種類により,酸化還元電位や基質との反応性を制御することが可能となる.Ru複核錯体の場合には,関与する電子数が少なくなるが,やはり類似の酸化還元還元挙動がみられた.複核錯体の場合には,一等量の酸の存在下で,還元側の電位が著しく正にシフトすることが観測された.この現象は,還元が進むほどオキソ架橋へのプロトン付加が起こり易くなるため,酸存在下では還元型の(II,III)および(II,II)がヒドロキソ架橋錯体となることを反映している.さらに,二等量の酸の添加により(II,III)/(II,II)の酸化還元電位がわずかにではあるが,一段と正にシフトした.このことは,(II,II)の状態がアクア架橋となる可能性を示唆している.イミダゾールなどプロトンを持つ配位子が配位した複核錯体では還元にともなう分子内プロトン移動が観測された.我々はまた,Ru三核錯体のアセトニトリル溶液中でのパルスラジオリシスを行い酸化還元反応性に関する基礎的な知見を得た.当重点領域研究の一つのポイントとして,金属錯体を電子プールとして捉え,その多様な電子移動過程を解析して,有機系の電子移動反応に結び付けることが挙げられている.そこで本研究では一つの錯体ユニット内に複数個の金属イオンを持つ遷移金属クラスター錯体に注目し,可逆性に優れた多電子移動能を持ち得る新しい錯体を合成し,その多様な酸化還元機能を明かにすることをねらいとした.対象とした錯体は,オキソ-アセタト架橋のRu複核および三核錯体である[Ru_3(μ_3-O)(μ-CH_3COO)_6(L)_3]^+型の三核錯体は,Ru_3の酸化状態が(II,II,III)から(III,IV,IV)までを可逆的に取る.このユニットのLの部位に酸化還元活性配位子,N-methyl-4,4'-bipyridinium ion(mbpy),を導入することにより可逆10電子移動系を実現することが出来た.我々はさらに,Ru_2M型(M=Cr^<III>,Zn^<II>,Mg^<II>など)の混合金属三核錯体の合成にも成功した.Mの種類により,酸化還元電位や基質との反応性を制御することが可能となる.Ru複核錯体の場合には,関与する電子数が少なくなるが,やはり類似の酸化還元還元挙動がみられた.複核錯体の場合には,一等量の酸の存在下で,還元側の電位が著しく正にシフトすることが観測された.この現象は,還元が進むほどオキソ架橋へのプロトン付加が起こり易くなるため,酸存在下では還元型の(II,III)および(II,II)がヒドロキソ架橋錯体となることを反映している.さらに,二等量の酸の添加により(II,III)/(II,II)の酸化還元電位がわずかにではあるが,一段と正にシフトした.このことは,(II,II)の状態がアクア架橋となる可能性を示唆している.イミダゾールなどプロトンを持つ配位子が配位した複核錯体では還元にともなう分子内プロトン移動が観測された.我々はまた,Ru三核錯体のアセトニトリル溶液中でのパルスラジオリシスを行い酸化還元反応性に関する基礎的な知見を得た.
トリフェニルアミンの反転制御に基づく新しい強誘電性材料の開発

今年度も引き続き、トリフェニルアミン(TPA)誘導体の自己組織化と機能発現に関して、分子デザインの観点から調べた。前年度までの研究で、TPA誘導体が電場応答性を有するカラムナー液晶相を発現すること、超分子不斉増幅において非常に大きな増幅率実現することを見出していた。今年度は論文にまとめるに当たり、より精細なメカニズムを明らかにするため、側鎖の分子デザインを変え、細かく調べていった。その結果、TPAの側鎖のメタ位に位置する側鎖が、不斉増幅に極めて重要な役割を果たしていることを明らかにした。興味深いことに、従来側鎖に不斉点を有する超分子ポリマーは、ポリマー形成を開始する温度が低くなる傾向があった。これは、不斉点の存在が側鎖同士のパッキングを阻害し、核形成が阻害されるからと理解されている。一方、TPAの系ではむしろメタ位に不斉点を導入するとポリマー形成の温度が上昇するという従来の逆の傾向が見出された。これは、プロペラ分子であるTPAのキラリティーがメタ位の不斉点の存在により偏りやすくなり、結果として核形成エネルギーを下げることにつながったと現在は解釈している。このように、小さい分子デザインの違いを比較することで、より詳細なメカニズムを明らかにすることに成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。私は現在トリフェニルアミン(TPA)誘導体の自己組織化と機能発現に関して、分子デザインの観点から調べている。これまでにTPAの側鎖にアミド基を介した没食子酸誘導体を導入することでヘキサゴナルカラムナー相を発現する液晶材料の開発に成功している。取り分け、没食子酸に付けたアルキル鎖の長さが8と12の時大きなドメインが観測される。興味深いことに、これらの液晶材料を2枚のITO電極に挟み電場を印加すると、カラムが垂直に配向することが観測され、現在有機半導体としての可能性を調べている。この固体状態での自己組織能と関連して、希薄溶液中でも1次元超分子ファイバーを形成することが観測できている。驚きだったのは、TPAからなる超分子ファイバーが不斉増幅において、これまで報告されてきた最大値の5倍以上優れた値を示したことだ。一般にアミド基からなる水素結合をドライビングフォースに形成される超分子ファイバーは捻れやすく、右巻き・左巻きのものが存在する。不斉源が全く存在しない場合、右巻き・左巻きのファイバーは等しい割合で存在する。ここに、側鎖に不斉点を有した分子を少しだけ入れることで右巻き・左巻きを偏らせることを不斉増幅と呼ぶが、系全体を偏らせるためには最低でも1%は必要であった。今回、私が開発したTPAの系ではたった0.2%で十分に計全体の不斉増幅が観測された。これはTPAの捩れたプロペラ様コンフォメーションが大きな役割を果たしていると思われる。現在すでに論文をまとめている。申請者は大変勤勉に研究に取り組み、すでに多くの研究成果を挙げている。現在の研究の方向性は当初の研究計画からずれているが、それはひとえに申請者が様々な実験を行った結果、予想外の事実・現象を次々に明らかにしていったためである。取り分け、たった0.2%のトリフェニルアミン誘導体で完全なるキラル増幅の実現はチャンピオンデータであり、超分子化学・材料科学の観点からも大変意義深い。1年目で合成したトリフェニルアミン(TPA)誘導体からなるカラムナー液晶の強誘電性を調ベル。電場印加によって観測されるSHGシグナルの緩和過程を調ベルことでTPAの反転速度を見積もることが出来る。TPAの反転が分子デザインの差によらず液晶相でも速い場合、上述の配位結合を利用した分子デザインに切に替える。もた強誘電性が確認された場合はスキャンニングプローブ顕微鏡(SPM)を用いた極性観察に挑む。SPMは表面観察であるため、カラムの配向を制御するのに電極で挟んで電場を印加する方法が取れるない。コルナポーリングのようの非接触な電場印加により配向させる方法を検討する。

また複数の分子デザインで強誘電性が観測された場合、カラムの直径が2つの強誘電性カラムにおいて等しくなるように測鎖の大きさを調整する。一般に異なる2つのカラムナー液晶を混ぜたら相分離するが、同一コアで測鎖の大きさが限りなく近ければ右の図のようにランダムにカラムが混さり合うことが期待される。2つの分子デザインの異なるカラムにおいて実現される強誘電性においては敷居電場(自発分極が反転する電場)が異なるはずである。2つの強誘電性カラムの混合からなる材料は2つの敷居電場を実現し、ひとつの材料において4つの安定した極性状態を実現できる可能性がある。もちろん、そのためにはカラムがそれぞれ独立して強誘電性を示さなければならないなど、克服しなければならない課題も多いが、このような系は無機物では実現できない有機物独自の系で、然るべき材料を開発できたら挑戦したい。27年度が最終年度であるため、記入しない。