hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反射色の自在制御が可能な電場応答性ソフトマテリアルの開発

液晶ディスプレイはバックライトを必要とすることから消費電力が高いことで知られている。一方環境光を反射することで発色する反射型ディスプレイはバックライトを必要としないことからディスプレイデバイスの省電力化に貢献すると考えられている。そのようなディスプレイデバイスに用いる材料としてコレステリック液晶が知られている。本研究では、コレステリック液晶が示す反射色を電気的に変化させることができる新しい添加剤(ドーパント)を開発した。本ドーパントを用いる事で変化した色をメモリー出来るデバイスや、低電圧かつ高速に色変化を実現できるデバイスの開発に成功した。電子ペーパーとは、紙と同様の表示機能、即ち環境光からの選択的反射による発色、入力信号なしでの表示の持続、を電子的に実現することを目的とした新しいディスプレイである。液晶ディスプレイと比較してバックライトが不要な点や、書き換え時にしか電力を消費しないという点から、低電力駆動が可能であるため、次世代のディスプレイとして電子書籍や電子看板などへの広い普及が期待されている。しかしながら、市場に出回っている電子ペーパーは全て白黒表示であり、情報量の圧倒的な少なさは否めない。本研究では、コレステリック液晶が持つ「選択反射」を電場によって自在に制御することで、フルカラー電子ペーパーの新しい動作原理を開発することが目的である。開発した材料を用いて実際のデバイスまで展開していく予定である。初年度である平成28年度は,これまでに我々が開発していたイオン性キラルドーパントの電気泳動析出に基づくコレステリック液晶の選択反射の変調および記憶という新しいシステムが抱える問題点(反射色の変化幅、応答速度)に関して、ドーパントのらせん誘起力を向上させるという方法を検討した。種々のドーパント構造を検討したところ、ホスト液晶と同じ分子モチーフをドーパントに導入した場合に高い螺旋誘起力を達成出来る事が明らかとなった。また、上記問題点を解決する方法として、酸化還元反応を利用した電解析出に基づく新しい原理による反射色変調デバイスの開発を目指して、酸化還元応答性をもつドーパントの合成にも取り組んだ。過去の報告から、ドーパントのらせん誘起力を高める方法としてホスト液晶分子と類似の構造を分子に導入することが知られている。これまで開発してきたビナフチル骨格をもつドーパントに対してホスト液晶である5OCBと類似の骨格を導入したところ、らせん誘起力が向上した新規なキラルドーパントを合成することに成功した。また、この研究の過程において、ビナフチル骨格の上下のナフタレンを結ぶリンカーによってもらせん誘起力が大きく変化することが明らかとなった。酸化還元能を有するドーパントに関しても合成を検討したところ、フェロセンを骨格にもつ新規ドーパントを合成することに成功した。平成29年度は酸化還元応答性キラルドーパントを合成し、酸化還元反応を用いた低電圧駆動型の新しいコレステリック液晶デバイスの作製に取り組んだ。酸化還元応答性キラルドーパントのデザインとしては、らせん誘起力が強い事で知られるビナフチル骨格と安定な酸化還元特性を有することで知られるフェロセンの組み合わせを採用した。このような新規キラルドーパントをネマチック液晶に混合すると可視領域に選択反射を示すコレステリック液晶を発現した。このドーパントは酸化前後でらせん誘起力が大きく変化することが明らかとなった。さらに、ITO電極ではさんで電気化学的な酸化・還元を行う事で反射色を繰り返し変調できることが明らかとなった。この変化速度はわずか0.4秒とこれまで知られているどのような刺激応答性コレステリック液晶よりも早い応答性を示した。さらに、駆動電圧もわずか1.5 Vとこれまで知られているあらゆる電場応答性コレステリック液晶と比べて最も低い電圧で駆動できる事も明らかとなった。今後は新たに合成できたイオン性キラルドーパントを用いたデバイスの作製と電圧印加による反射色の変化について検討を行う予定である。また、フェロセンを導入した酸化還元応答性キラルドーパントを合成し、酸化還元反応を用いた低電圧駆動型の新しいコレステリック液晶デバイスの作製に取り組む予定である。材料化学強いらせん誘起力をもつ新たなドーパントを合成している最中、合成したドーパントのホスト液晶に対する溶解度が低いことが明らかとなった。これは、ナフタレン骨格のコンホメーション自由度に由来することが考えられる。

そこで分子デザインをやり直し新たに合成する必要が生じた。次年度に繰り越した額は新たにデザインしたドーパントの合成にかかる試薬・溶媒・測定機器およびらせん誘起力の評価のためのガラスセルの購入・測定機器に利用する計画である。
わが国刑事裁判への参加制度導入をめぐる比較政治学的研究

今年度行った作業は大きく2つである。第一に、本研究プロジェクトは前年度までに、我が国における裁判員制度導入過程を、韓国・台湾・スペインとの比較において検討したが、平成30年度には、この比較をさらに拡大し、イギリスやアメリカ、フランスやドイツなど、陪審・参審制の先進国といわれる国々において歴史的に刑事裁判の参加制度が導入された過程との比較を行った。この作業は主として文献研究が中心となったが、一部アメリカにおいて現地調査も行った。第二に、裁判員制度が導入後に及ぼしたインパクトについても、前年度に引き続き分析を行った。裁判員制度の導入によって、判決や刑事手続きにはどのような影響が出ているのか、出ていないのか。裁判員を務めた市民の意識にはどのような影響があったのか、なかったのか。裁判員制度が実際に影響を及ぼしている点、いない点は、当初の制度設計者の意図とどの程度符合するものなのか。この作業においては、最高裁判所の公表している統計資料の分析を中心に行った。この分析は、前年度までに公表した成果においても一部分析を行っていたが、その後公表されたデータを追加することで、より長期にわたるスパンの分析が可能となった。分析の結果、裁判員裁判の導入後、性犯罪など一部の例外を除き、厳罰化の傾向はみられず、むしろ死刑判決・無期判決の比率は顕著に低下していることが分かった。これらの成果は平成30年6月にトロントで開催されたLaw and Society Associationの年次総会や、31年2月に東京大学社会科学研究所において開催された研究会等で発表し、フィードバックを得ることができた。いずれの機会においても、貴重なコメントを頂き、研究の改善に役立てることができたのみならず、研究者だけでなく実務家とのネットワークを広げることができた。いずれも近いうちの公刊に向けて現在準備中である。本研究の目的は、わが国における刑事裁判における国民参加制度(「裁判員制度」)の特徴を国際比較の観点から位置づけた上で、その導入理由を分析することである。本研究は、日本の事例を、やはり近年刑事裁判において参加制度を導入した韓国・台湾をはじめ、他の国々との比較において分析することを通して、日本における裁判員制度導入過程の特徴を浮き彫りにしようとするものである。平成27年度は、主として二つの作業を予定した。まず、申請者はすでに裁判員制度導入の政治過程について、事例研究を行っているが、この事例を、量的分析を用いて再分析した。具体的には、国会の法務委員会における各党議員の発言や、法務省の『犯罪白書』などの内容分析を行い、自民党や法務省、最高裁の裁判員制度に対する立場、より広くは世論に対する立場とその推移を浮き彫りにした。量的分析を加えることで、既に行った事例研究から得られた仮説の妥当性をより精密に検証することが可能になった。第二に、裁判員制度導入の事例の特色を浮き彫りにするため、法曹一元制度導入の失敗をめぐる政治過程との比較事例分析を行った。法曹一元制度は、裁判員制度と同様、有罪・無罪の判断や、量刑をめぐる判断を行う主体を、職業裁判官以外に拡大する制度である。また裁判員制度と同様、日弁連が熱心に提唱してきた制度でもある。にもかかわらず、一連の司法制度改革では、法曹一元制度の導入は実質的に頓挫した。裁判員制度導入過程との共通点・相違点はどのような部分にあり、その共通点・相違点はどのような要因によって説明されるか。上記第一の作業と同様、この作業においても社会的アプローチ・行政的アプローチ・政治的アプローチの三つのアプローチを念頭に置きつつ、必要に応じて、その他のアプローチも柔軟に取り入れつつ、分析を行った。昨年度予定した作業は順調に進展した。6月・7月に台湾を訪問し、司法関係者とインタビュー調査・資料調査の機会を得るなど、平成28年度に予定していた作業を一部前倒しして進めることができた。8月初旬にに東京大学で進行中のプロジェクトについて国内外の研究者を招いた国際ワークショップを行い、今後のプロジェクトの進め方について、突っ込んだ助言を得ることができた。また8月に法社会学分野の学会(East Asian Law and Society Conference)で報告を行い、9月にアメリカ・イェール大学、2月に神戸大学にて政治学者を中心にしたオーディエンスを対象に進展中の研究の報告を行い、多くのフィードバックを得る機会を得た。また適宜、刑事法分野の専門家の助言も得ている。研究の早い段階でフィードバックを得ることで、研究の軌道修正を行い、精緻化を図ることができている。本研究の目的は、わが国刑事裁判における国民参加制度(「裁判員制度」)の特徴を国際比較の観点から位置づけた上で、その導入理由を分析することである。本研究はとりわけ、日本の事例を、やはり近年刑事裁判において参加制度の導入を検討した韓国と台湾をはじめ、他の国々後の比較において分析することを通して、日本における裁判員制度導入過程の特徴を浮き彫りにしようとするものである。平成28年度は大きく三つの作業を予定した。第一に、前年度に引き続き、裁判員制度の量的研究と、裁判員制度・法曹一元制度の事例の比較研究について、国内外の研究会や学会などで報告を行い、フィードバックを得て、修正を続け、研究のさらなる精緻化を進めることである。第二に、第一の作業と並行して、国際比較研究に着手する第一段階として、わが国における裁判員制度の特徴を、国際比較の観点から浮き彫りにすることである。わが国の裁判員制度は、他の先進諸国の刑事裁判参加制度とどのような点で似ており、どのような点で異なるのか。

また歴史的にみれば、どのような時期にどのような参加制度が導入される傾向があり、その中でわが国の裁判員制度はどのように特徴づけられるのか。第三に、次年度には、わが国を含めた先進諸国における刑事裁判参加制度の導入と、その設計の説明要因を絞り込む作業を始めるので、その下準備として、先行研究の読み込みを始めることである。平成28年度に予定した三つの作業はほぼ順調に進めることができた。進行中の研究の成果は二度の国際学会において報告を行い、フィードバックを得て、修正へと繋げることができた。平成29年度は28年度までに行った作業をベースに、わが国を含めた先進各国の刑事裁判に対する国民参加制度の規定要因を絞り込む作業を開始する予定である。引き続き、こまめに学会や研究会などにおいて成果の報告を行い、研究の一層の精緻化を進める予定である。これまでに予定していた作業は概ね予定通り進展している。平成28年度に予定した作業は3つである。第一に、前年度に引き続き、裁判員制度の量的研究と、裁判員制度・法曹一元制度の事例の比較研究について、国内外の研究会や学会などで報告を行い、フィードバックを得て、修正を続け、研究のさらなる精緻化を進めることである。この点については、平成28年7月にInternational Political Science Association(IPSA、ポーランド・ポズナン)、9月にはAmerican Political Science Association(APSA、アメリカ・フィラデルフィア)にて進行中の研究の報告を行い、多くの貴重なフィードバックを得ることができた。IPSAでは、活況を呈するアメリカ司法政治の専門家に、APSAでは法学者の討論者からコメントを得ることができ、政治学・法学両分野の研究者からフィードバックを得て、更なる研究の精緻化を進めることができた。第二に、国際比較研究に着手する第一段階として、わが国における裁判員制度の特徴を、国際比較の観点から浮き彫りにする作業を行うことである。わが国の裁判員制度は、他の先進諸国の刑事裁判参加制度とどのような点で似ており、どのような点で異なるのか。これまでの文献調査を通して、わが国の裁判員制度は、大陸法型の参審制度と多くの親和性をもつものの、裁判員が任期制ではないこと、また裁判員が市民の中からランダムに選ばれる点などについては陪審制的な特徴もみられるものと位置づけられる。平成28年度には、国内外において必要な文献を入手し、読み込みを始めることができた。本年度は、前年度までに行った作業をベースに、わが国を含めた先進各国の刑事裁判に対する国民参加制度の規定要因を絞り込む作業を行った。わが国と他の先進諸国における参加制度は、どのような要因によって形成されており、どこまでが共通の要因に、またどこまでが固有の条件によって左右されてきたのか。
アジア南部山岳地帯における在来馬の遺伝的多様性に関する調査研究

本研究では、ミャンマー、ラオス、ベトナムの山岳地帯におい小型在来馬の調査とDNAサンプルの収集を行い、アジア在来馬集団の遺伝的多様性と集団間の類縁関係を明らかとすることを試みた。ミャンマーにて184個体、ラオスにて71個体、ベトナムにて167個体のDNAサンプルを収集し、それらのDNAを用いて、ミトコンドリアDNAおよびY染色体マーカーのハプロタイプ、およびマイクロサテライトマーカーといくつかの機能的遺伝子の遺伝子型を調べた。その結果、いずれの集団も母系の遺伝的多様性は高く独自の遺伝的構成を持つこと、父系では一部に西洋系品種の遺伝的影響を受けていることが明らかとなった。アジアの在来馬は、近年のアジア諸国の経済的発展に伴いその飼育頭数が急激に減少し、遺伝的多様性が失われることが危惧されているが、その保全には十分に取り組まれていない。したがって、アジア在来馬の動物遺伝子資源としての保全のために、その遺伝学的特性を明らかとすることは緊急の課題である。そこで本研究は、アジア在来馬の特徴を強く残していることが期待されるインドシナ半島北部山岳地域を対象として、在来馬の調査、DNAサンプルの収集を行い、その遺伝的特性、多様性、類縁関係を明らかとすることを目的として行われた。平成25年度はミャンマー国立獣医科学大学をカウンターパートとして実験室等の施設の提供を受け、採取した血液からのDNAの抽出とPCR-RFLP等の初歩的な遺伝子の解析を行える実験室を立ち上げた。次に、ここを拠点として、日本側の研究代表者、連携研究者等の計6名とともに、ミャンマー獣医科学大学の教員等からなる調査チームを編成し、3回にわたってミャンマーの東部山岳地域のシャン州およびカチン州において在来馬の血液のサンプリングを実施し、体高測定、毛色等の外貌の観察、記録を行った。また、在来馬の利用実態、飼育形態等についての現地での聞き取り調査を実施した。次に、これらのDNAを用いて毛色に関わることが知られているTYRP1、ASIP、MC1R、KIT、STX17遺伝子などについてPCR-RFLPを用いて、その遺伝子型を調べた。その結果、ミャンマー在来馬にも海外の品種と同様の毛色に関する遺伝子の変異が存在することが明らかとなった。さらに、精製されたDNAサンプルを、国立獣医科学大学の同意の下で日本に持ち帰り、ミトコンドリアDNAのD-loop領域の塩基配列の解析を現在実施中である。平成26年度はラオス国立農林研究所をカウンターパートとして実験室等の施設の提供を受け、採取した血液からのDNAの抽出を行える実験室を立ち上げた。次に、ここを拠点として、日本側の研究代表者、連携研究者等の計4名とともに、ラオス国立の農林研究所の研究員等からなる調査チームを編成し、ラオスの北部山岳地域のルアンパバーン県、ウドムサイ県および東部のベトナム国境にあるシエンクアーン県において在来馬の血液のサンプリングを実施し、体高測定、毛色等の外貌の観察、記録を行った。次に、前年度の海外調査によって得られているミャンマー在来馬のDNAを用いてミトコンドリアDNAのD-loop領域の塩基配列の解析、Y染色体のハプロタイプの解析を行った結果、ミャンマー在来馬野遺伝的多様性は高いこと、都市部を中心に西欧系品種の影響を受けている可能性があるが、山間部の馬はその影響を受けておらず、アジア在来の小型馬としての特徴を強く残している可能性が示唆された。平成27年度はベトナムのフエ農林大学をカウンターパートとして、7月と121月の2回に分けて予備調査を行った。予備調査では、フエ農林大学の実験室等の施設において、いくつかの実験器具を持ち込めば、採取した血液からのDNAの抽出を行える実験室を立ち上げることが可能であることが確認された。次に、ここを拠点として、日本側の研究代表者とフエ農林大学教員よりなる調査チームにより、一回目の予備調査ではベトナムの北部山岳地域のラオカイ省、ハジャン省において、2回目の予備調査では、東北部のロンサン省、バカン省および北西部のディエンビエン省において、在来馬の体高測定、毛色等の外貌の観察、記録を行った。

以上の2回にわたる予備調査により、本調査においてはこれらの地域で在来馬の血液のサンプリングを行い、フエ農林大学においてこれらの血液サンプルからDNAを抽出することが可能であることが確認された。さらに、2回目の予備調査ではベトナム政府天然資源環境省の担当官と面談し、名古屋議定書に基づく生物資源の国外持ち出しの手続きについての打ち合わせを行った。当初の研究計画では、27年度中にベトナムの本調査を行い、血液サンプルを採取し、DNA抽出を行い、日本に持ち帰る予定であったが、ベトナム政府は2015年に生物遺伝資源の保護のための国際的な協定であるいわゆる名古屋議定書を批准したため、DNA等の生物資源の国外持ち出しに厳しい制限をかける様になったため、管轄官庁である天然資源環境省からの在来馬DNAサンプルの日本への持ち出しの許可を得るの時間を要している。アジアの在来馬は、近年のアジア諸国の経済的発展に伴いその飼育頭数が急激に減少し、遺伝的多様性が失われることが危惧されているが、その保全には十分に取り組まれていない。したがって、アジア在来馬の動物遺伝子資源としての保全のために、その遺伝学的特性を明らかとすることは緊急の課題である。そこで本研究は、アジア在来馬の特徴を強く残していることが期待されるインドシナ半島北部山岳地域を対象として、在来馬の調査、DNAサンプルの収集を行い、その遺伝的特性、多様性、類縁関係を明らかとすることを目的として行われた。平成28年度はベトナムのフエ農林大学をカウンターパートとして実験室等の施設の提供を受け、採取した血液からのDNAの抽出を行える実験室を立ち上げた。次に、ここを拠点として、日本側の研究代表者等ら3名とフエ農林大学から2名よりなる調査チームを編成し、ベトナムの北部山岳地域のカオバン県、ハジャヤン県、ラオカイ県およびディエンビエン県において在来馬の血液のサンプリングを実施し、体高測定、毛色等の外貌の観察、記録を行った。また、在来馬の利用実態、飼育形態等についての現地での聞き取り調査を実施した。次に、前年度までの海外調査によって得られているミャンマー、ラオスの在来馬のDNAを用いてミトコンドリアDNAのD-loop領域の塩基配列の解析、Y染色体のハプロタイプの解析、及び毛色、体型などに関わる遺伝子の解析を行った。その結果、これらの在来馬の母系の遺伝的多様性は高いが、父系の遺伝的多様性は低いこと、ラオス北部山岳地帯の少数民族の飼育する馬は外来品種の影響を受けておらず、アジア在来の小型馬としての特徴を強く残している可能性が示唆された。本研究では、ミャンマー、ラオス、ベトナムの山岳地帯におい小型在来馬の調査とDNAサンプルの収集を行い、アジア在来馬集団の遺伝的多様性と集団間の類縁関係を明らかとすることを試みた。ミャンマーにて184個体、ラオスにて71個体、ベトナムにて167個体のDNAサンプルを収集し、それらのDNAを用いて、ミトコンドリアDNAおよびY染色体マーカーのハプロタイプ、およびマイクロサテライトマーカーといくつかの機能的遺伝子の遺伝子型を調べた。その結果、いずれの集団も母系の遺伝的多様性は高く独自の遺伝的構成を持つこと、父系では一部に西洋系品種の遺伝的影響を受けていることが明らかとなった。
超小型渦巻式血液ポンプを含む心臓補助循環システムの開発とその応用研究

研究計画に示した各項目に関して,以下の研究成果が得られた.1初年度では,高制御性・超小型渦巻式血液ポンプを含む新しい補助循環システムを開発した.(1)ポンプヘッドの血液充填量は市販遠心式血液ポンプの1/51/10に低減され,乳幼児への適用が可能となった.(2)羽根車駆動方式をモータ直動型とすることにより流量応答性の向上及び簡易構造化が実現された.(3)in vitroの総合的性能試験により本血液ポンプの最適羽根形状(セミオープン型,羽根入口・出口角度:20°,50°)が決定され,さらにケーシング形状と最適使用流量域との関係が明らかとなった.(4)心拍同期及び非同期の拍動流駆動が可能な駆動制御装置を開発し,毎分200回程度までの拍動流が発生可能であることを確認した.(5)動物実験の結果,本システムにより心仕事量を有意に長期間安定して低減可能で,拍動流ポンプシステムとしても充分適用可能であることが実証された.2次年度では,前年度で開発した補助循環システムを1024時間のイヌ左心バイパス実験に適用し,補助循環による血行力学的負荷軽減に対する心臓適応反応を,減負荷急性期における核酸代謝の面から検討した.その結果, (1)補助率(左心室内圧ピーク値の減少率)を50%以上とした場合, 10時間程度のバイパスにより左室心筋細胞核RNAポリメラーゼ活性が低下すること,(2)補助率が2050%の場合は活性低下が軽微であることなどが明らかとなった.従って,心臓補助循環の施行に際し,圧負荷を有意に低減した場合(即ち高補助率とした場合)比較的短時間でRNAポリメラーゼ活性が減少し,心室壁厚減少の方向に反応が進行することが示唆された.以上,本研究は61, 62年度の2ケ年にわたる研究実施計画に対して十分満足すべき研究成果を得たと同時に,本研究を通して新たな重要な研究課題も提起され,今後さらに研究を発展させる見通しも得られたといえる.研究計画に示した各項目に関して,以下の研究成果が得られた.1初年度では,高制御性・超小型渦巻式血液ポンプを含む新しい補助循環システムを開発した.(1)ポンプヘッドの血液充填量は市販遠心式血液ポンプの1/51/10に低減され,乳幼児への適用が可能となった.(2)羽根車駆動方式をモータ直動型とすることにより流量応答性の向上及び簡易構造化が実現された.(3)in vitroの総合的性能試験により本血液ポンプの最適羽根形状(セミオープン型,羽根入口・出口角度:20°,50°)が決定され,さらにケーシング形状と最適使用流量域との関係が明らかとなった.(4)心拍同期及び非同期の拍動流駆動が可能な駆動制御装置を開発し,毎分200回程度までの拍動流が発生可能であることを確認した.(5)動物実験の結果,本システムにより心仕事量を有意に長期間安定して低減可能で,拍動流ポンプシステムとしても充分適用可能であることが実証された.2次年度では,前年度で開発した補助循環システムを1024時間のイヌ左心バイパス実験に適用し,補助循環による血行力学的負荷軽減に対する心臓適応反応を,減負荷急性期における核酸代謝の面から検討した.その結果, (1)補助率(左心室内圧ピーク値の減少率)を50%以上とした場合, 10時間程度のバイパスにより左室心筋細胞核RNAポリメラーゼ活性が低下すること,(2)補助率が2050%の場合は活性低下が軽微であることなどが明らかとなった.従って,心臓補助循環の施行に際し,圧負荷を有意に低減した場合(即ち高補助率とした場合)比較的短時間でRNAポリメラーゼ活性が減少し,心室壁厚減少の方向に反応が進行することが示唆された.以上,本研究は61, 62年度の2ケ年にわたる研究実施計画に対して十分満足すべき研究成果を得たと同時に,本研究を通して新たな重要な研究課題も提起され,今後さらに研究を発展させる見通しも得られたといえる.近年、長期の心臓補助循環の必要性は高まる傾向にあり、これに判っていわゆる「補助循環依存症の発症機序解明が重要な課題となっている。本研究では、心臓に対する負荷軽減に伴う心臓適応反応を、主として心ポンプ機能変化と心筋生化学的変化との関係から前記機序を解明することを目標としている。初年度では、まずその研究用機器として高制御性、超小型渦巻式血液ポンプを含む新しい補助循環システムを開発した。以下に初年度研究計画で示した各項目に関する研究成果をまとめて示す。1.駆動モータに小型・高出力の直流サーボモータを用いた超小型渦巻式血液ポンプを開発した。(1)ポンプヘッドの血液充填量は市販遠心式血液ポンプに比べ1/10以下に低減され、乳幼児への適用が可能となった。(2)羽根車駆動方式をモータ直動型とすることにより流量応答性の向上及び簡易構造化が実現された。(3)初年度購入備品の遠心器を用いた溶血試験により、本血液ポンプの最適羽根形状(セミオープン型、羽根入口・出口角度:20゚,50゚)が決定された。2.心拍同期及び非同期の拍動流駆動が可能な駆動制御装置を開発した。同備品の小型レコーダを用いた基礎実験の結果、毎分200回程度までの拍動流が発生可能であることが確認された。3.1,2の成果を統合し、新しい補助循環システムを開発した。

同備品の直流アンプを用いた動物実験の結果、(1)本システムにより心仕事量を有意に長期間安定して低減可能であること、(2)圧負荷低減には左室一大動脈バイパスが適していること、(3)2重管構造の心室内挿入管を用いることにより家兎程度の中動物のバイパスが可能であることなどが実証された。また、バイパス後比較的短時間で心筋核酸代謝及びRNAポリメラーゼ活性が変化する可能性を示唆する結果を得た。以上の様に、本研究では当初計画した通り満足すべき成果が得られ、次年度への研究推行に速やかに移行できる見通しを得た。
細胞を組み込んだコラーゲン線維膜による歯周組織の再生

本研究の目的は細胞を組み込んだコラーゲン繊維膜を創製し,これを患部へ移植することで歯槽骨の形成を促し歯周組織を再生しようとするものである.この研究で重要なのが骨形成能を有するコラーゲン繊維膜を創製することであり,まずコラーゲン繊維膜に組み込む細胞について検討した.骨髄から採取した細胞をそのまま組み込んだ場合はコラーゲン繊維膜に骨形成能は認められなかった.一方骨髄細胞から付着性の細胞を分離しコラーゲン繊維膜に組み込んだ場合は骨形成能が認められた.次に細胞を組み込んだコラーゲン繊維膜の骨形成能を強化するために成長因子を複合させることとし,成長因子としてBMP(骨形成タンパク質)やbFGF(塩基性繊維芽細胞成長因子)に着目した.まずBMPを複合させたコラ-ゲン繊維膜の骨形成能を調べたところ,無添加群に比べ骨形成能を発現する時期が早まっていた.しかし骨形成能は対象にくらべ有意な差はみられなかった.これはBMPによりコラーゲン繊維膜に組み込まれた骨髄細胞の骨芽細胞への分化が促進されたためと考えられる。一方bFGFをコラーゲン繊維膜に複合した場合は細胞増殖が促進され,コラーゲン繊維膜全体の骨形成能は無添加群に比べ有意に増加していた.しかし骨芽細胞の活性をみてみると対象群と比較して低下していた.以上の結果は高濃度のbFGFを複合した場合に認められ,bFGFは細胞増殖を促進するものの,個々の細胞が有する骨形成能は抑制されることを示している.次に低濃度のbFGFをコラーゲン繊維膜に複合し骨形成能を調べた.この場合は骨形成能の促進がみられたが単にbFGFをコラーゲン繊維膜に複合しただけではコラーゲン繊維膜からbFGFが急速に失われていくので,来年度以降は低濃度のbFGFを長期間保持できるようなコラーゲン繊維膜を創製してゆく予定である。本年度は歯周組織再生のためのコラーゲン線維膜が備えるべき条件を検討した.歯周組織再生には骨芽細胞が十分その機能を発揮できる条件を患部に付与することが必要である.申請者は骨芽細胞としてラット骨髄から採取した骨髄幹細胞を用いた.骨髄幹細胞はコラーゲンマトリックスとともに培養すると骨芽細胞へ分化することが報告されているので,まず骨髄幹細胞を中性化コラーゲン溶液と混和した後,コラーゲン線維膜に薄く塗布し,CO2インキュベーター中で約2時間放置しゲル化させた.この操作により細胞はコラーゲン線維膜に固定されることになる.このような細胞を固定したコラーゲン線維膜を培養し骨芽細胞の形質発現がどのように変化するかを調べた.培養を開始して約3週間後には高いアルカリフォスファターゼ活性が認められた.アルカリフォスファターゼは骨芽細胞で高い活性を示すことから,コラーゲン線維膜上で骨髄幹細胞は骨芽細胞へ分化していることは明らかである.次にコラーゲン線維膜にbFGFを添加して骨芽細胞の数,アルカリフォスファターゼ活性がどのような変化を示すかを調べたところ,細胞数は増加したもののアルカリフォスファターゼ活性は低下していた.このことはbFGFは増殖を促進して分化を抑制していることを示している.次に骨芽細胞分化を促進する作用があるBMPをbFGFとともにコラーゲン線維膜に添加したところ,細胞数,アルカリフォスファターゼ活性は対照との間に差は見られなかった.

BMPは分化を促進するが細胞増殖を抑制することから,お互いの効果を打ち消した可能性が高い.今後はまずbFGFが働き,ついでBMPが機能を発揮できるような条件を検討する予定である.本年度は昨年度に引き続き歯周組織再生のためにコラーゲン繊維膜が備えるべき条件を検討した.コラーゲン繊維膜に各種成長因子を混合することは骨芽細胞が機能を発揮する上で効果的であり,特にbFGFは細胞増殖をBMPは分化を促進することが明らかとなった.しかし両者を同時に混合するとお互いの効果をうち消し合うため骨誘導の促進はみられなかった.そこで本年度はbFGFのみで骨誘導を促進できる条件を検討した.コラーゲン繊維膜が有する骨誘導能は骨芽細胞で特異的に発現している遺伝子の定量を行なうことで評価した.高濃度のbFGF(20ng/ml以上)をコラーゲン繊維膜に混合し培養すると,細胞増殖が顕著に認められたが骨芽細胞のマーカー遺伝子であるOsteocalcin(OCN)遺伝子,Bone sialoprotein(BSP)遺伝子発現が抑制された.一方低濃度のbFGF(2ng/ml以下)ではOCN,BSP遺伝子の発現促進が認められた.以上の結果はbFGFが高濃度では細胞増殖のみが著明に起こり,骨髄幹細胞が骨芽細胞に分化することで発揮される骨誘導促進効果は抑制されることを示している.そしてこの事実はコラーゲン繊維膜に混合するbFGFはある濃度以下でなければ骨誘導の促進がみられないことを意味している.来年度以降はbFGFが有する骨誘導促進効果の至適濃度を明らかにし,さらにその濃度を維持できるようなコラーゲン繊維膜の開発を行う
２次元ポリマーの精密合成法の開発

本研究では1次元高分子を適切に折りたたむことで、サイズの制御された2次元高分子に変換することを目標としています。そのため、(1)2次元構造に適切に折りたたまれる1次元高分子の設計・合成、ならびに(2)その1次元高分子の精密合成が必要となります。Ji氏はまず本研究目的に適した1次元高分子の設計を行い、最終的には合成の容易さも考慮し、2種類の主鎖構造が異なる高分子をターゲットとして選定しました。約一ヶ月の期間を要し、2つのうち一方の高分子のモノマーの合成を完了し、その重合条件を検討した結果、重合度50&#8211;100前後のポリマーの合成に成功しました。しかしながら、用いた重合方法は逐次重合機構に基づく重合であり、得られたポリマーの多分散度は非常に大きく、長さはバラバラです。そこで、サイズ排除クロマトグラフィー法による分取精製を試みました。クロロホルムを展開溶媒とし流速、ならびに用いるカラムを検討することで、最終的にポリスチレンをスタンダードに多分散度が1.5前後に抑えたポリマー溶液の調整に成功しました。次のステップとして現在は、この高分子が溶液中、2次元構造に折りたたまれるかを、溶媒・温度・ならびに添加物による効果を検討している段階です。具体的には、得られたポリマー溶液を動的光散乱法(DLS)で、排除体積が小さくなる条件の探索をしています。また、もう一つ重溶媒利用できる溶媒組成であれば、DOSY NMRによる拡散係数の変化を、ポリマーの折りたたみ(折りたたまれるほど拡散係数が大きくなる)を追跡するのに用いるべく、条件検討を開始し始めました。27年度が最終年度であるため、記入しない。
カニクイザルにみられる遺伝性および加齢性黄斑変性の病態機序の解明

加齢黄斑変性(Age-related Macular Degeneration ; AMD)は糖尿病網膜症、緑内障と並ぶ失明原因となっているが、その発症メカニズムはよく分かっておらず、治療法もいまだ確立されていない。これは黄斑そのものが霊長類と一部の鳥類にしかないため適切なモデル動物が存在しないことが一因となっている。そこで、本研究はカニクイザルにみられる遺伝型と加齢型の2種の黄斑変性をAMDモデルとして確立し、その病態機序を解明することを目的とした。本年は加齢型モデルを用いて、ドルーゼンの形成メカニズムについて検討を行った。ドルーゼンの組成についての免疫組織化学的解析により、ドルーゼン内で補体系の活性化を伴う慢性的な炎症が起こっていることを明らかにした。また、疾患眼からドルーゼンを分離し、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS/MS)による網羅的組成解析を行い、Immunoglobulin gamma chain, Annexin, Crystallinなど60のタンパクを同定し、その半数がAMDドルーゼンと共通であることを示した。疾患個体血清中に存在する網膜抗原に対する自己抗体をウェスタンブロット法によりスクリーニングした。結果、半数の個体が分子量38,40,50,60KDaのいずれかの網膜抗原を認識する自己抗体を1種以上持っていることが明らかとなった。これらの抗原をLC-MS/MS解析し、Annexin II(38kDa),μ-Crystallin(40kDa)を同定した。さらにリコンビナントプロテインを作製し、ELISA法により自己抗体価の測定を行い、疾患群において抗Annexin II抗体価の有意な上昇を確認した。以上の結果より、ドルーゼンが網膜抗原に対する自己抗体の出現を端緒とした慢性炎症を基盤として形成されている可能性が示された。加齢黄斑変性(AMD)は欧米において成人失明原因の1位となっており、我国でも急激に増加している。しかしながらその発生機序についてはほとんど明らかにされていない。その一因として、黄斑そのものが霊長類と一部の鳥類にしか存在しないため適切なモデル動物が得られていないということがあげられる。そこで本研究はAMDモデル動物を確立することを第一の目的とし、カニクイザルにみられる加齢性黄斑変性と遺伝性黄斑変性について解析を進めている。加齢性黄斑変性は老齢個体で散見され、AMDの最大の特徴であるドルーゼン(網膜色素上皮下への多形性物質の沈着)を呈するためAMDと類似の病態をとると考えられる。遺伝性黄斑変性は常染色体優性遺伝により若年性に発症しAMDと一部共通した所見を呈する。本年度は加齢性黄斑変性モデルについては、依然不明であるドルーゼンの形成機序を明らかにするため、免疫組織化学的手法によりドルーゼンの組成について検討を行った。その結果、網膜色素上皮細胞によって産生されるbeta Amyloidが補体の活性化を引き起こし、それによる慢性的な炎症刺激がAmyloid P ComponentやApolipoprotein Eなどの炎症性タンパク、さらにVitronectin、Clusterin、MCPといった抗補体因子の集積を惹起している可能性が示唆され、ドルーゼンの形成に免疫異常が関与していることが明らかとなった。また遺伝性黄斑変性モデルについては原因遺伝子の同定のため連鎖解析を進める一方、ヒト遺伝性黄斑変性の原因遺伝子であるELOVL4とTIMP3を候補遺伝子としてSSCP (Single Strand Conformation Pormorphism)法と直接シークエンスにより疾患個体における変異解析を行った。その結果、疾患個体での有意な多型は認められず原因遺伝子として除外できた。目的:加齢黄斑変性(Age-related Macular Degeneration ; AMD)は糖尿病網膜症、緑内障とならぶ成人失明原因となっているが、その発症メカニズムはよく分かっておらず、決定的な治療法もいまだ確立されていない。そこで、本研究はカニクイザルにみられる遺伝性の黄斑変性と加齢性の黄斑変性の2つのモデルをAMDモデル動物として確立し、その病態機序を解明することを目的としている。これまでに両モデルがヒトAMDと類似の臨床所見ならび病理組織所見を呈することが明らかとなっている。本年は遺伝性黄斑変性モデルについて原因遺伝子を明らかにするため疾患家系を用いた連鎖解析を行った。結果:カニクイザル遺伝性黄斑変性と類似の表現型を示すヒト遺伝性黄斑変性の原因遺伝子座11について疾患家系における有意なLODスコアは得られなかった。このことから、本疾患は未知の遺伝子変異に起因すると考えられた。考察:AMDと類似の所見を呈する遺伝性黄斑変性モデルの原因遺伝子が既知遺伝子ではないことが明らかとなり、その同定により現在世界中で探索されているAMDのリスク遺伝子を明らかにできる可能性が示唆された。

ドルーゼンの組成についての免疫組織化学的解析により、ドルーゼン内で補体系の活性化を伴う慢性的な炎症が起こっていることを明らかにした。また、疾患眼からドルーゼンを分離し、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS/MS)による網羅的組成解析を行い、Immunoglobulin gamma chain, Annexin, Crystallinなど60のタンパクを同定し、その半数がAMDドルーゼンと共通であることを示した。疾患個体血清中に存在する網膜抗原に対する自己抗体をウェスタンブロット法によりスクリーニングした。結果、半数の個体が分子量38,40,50,60KDaのいずれかの網膜抗原を認識する自己抗体を1種以上持っていることが明らかとなった。これらの抗原をLC-MS/MS解析し、Annexin II(38kDa),μ-Crystallin(40kDa)を同定した。さらにリコンビナントプロテインを作製し、ELISA法により自己抗体価の測定を行い、疾患群において抗Annexin II抗体価の有意な上昇を確認した。以上の結果より、ドルーゼンが網膜抗原に対する自己抗体の出現を端緒とした慢性炎症を基盤として形成されている可能性が示された。
層状窒化物超伝導体の開発と応用

当研究者らは先に、層状窒化ハロゲン化物β-MNX(M=Zr, Hf ; X=Cl, Br, I)の層間にアルカリ金属をインターカレーションし、電子をドープすることにより、超伝導体が得られることを報告した.特に、β-HfNClの層間にLiとTHF(テトラヒドロフラン)がコインターカレーションしたLi_<0.48>(THF)_yHfNClはTc=25.5Kの高い臨界温度を示した.本研究では、物性物理研究者と共同して、超伝導機構を究明すると共に、新規層状窒化物の開発を行った.主な研究成果は次の通りである.1.塩化アンモニウム等のハロゲン化アンモニウムをフラックスに用いるβ-MNX単結晶の高圧合成に成功し、精密X線構造解析を行った.2.塩素脱離による新しい電子ドープ法の開発;塩素欠損β-ZrNCl<1-x>およびβ-HfNCl_<1-x>厩は大気中でも安定であり、アルカリ金属のインターカレーションにより電子ドープした超伝導体とほぼ同様な臨界温度を示すことを明らかにした.3.同位体置換β-Hf^<15>NClを合成し、電子ドープにより超伝導体を誘導した.4.共同研究者の藤らは、NMR測定により^<15>Nの同位体効果を解析した.キャリヤー密度の低い、二次元超伝導体に特徴があり、フォノン励起が弱く、従来のBCS理論では理解できない超伝導体であることを明らかにした。5.共同研究者の浴野らは、ブレークジャンクション法により、電子ドープb-HfNCl超伝導体のギャップの測定に成功し、電子-フォノン相互作用に基づくBCS理論では説明できない大きいギャップを有することを示した.6.超高真空薄膜作製装置を用いて、MBE法により、層状窒化物Sr_2Nの一軸配向膜の合成に成功し、高い金属伝導度を示すことを明らかにした.当研究者らは先に、層状窒化ハロゲン化物β-MNX(M=Zr, Hf ; X=Cl, Br, I)の層間にアルカリ金属をインターカレーションし、電子をドープすることにより、超伝導体が得られることを報告した.特に、β-HfNClの層間にLiとTHF(テトラヒドロフラン)がコインターカレーションしたLi_<0.48>(THF)_yHfNClはTc=25.5Kの高い臨界温度を示した.本研究では、物性物理研究者と共同して、超伝導機構を究明すると共に、新規層状窒化物の開発を行った.主な研究成果は次の通りである.1.塩化アンモニウム等のハロゲン化アンモニウムをフラックスに用いるβ-MNX単結晶の高圧合成に成功し、精密X線構造解析を行った.2.塩素脱離による新しい電子ドープ法の開発;塩素欠損β-ZrNCl<1-x>およびβ-HfNCl_<1-x>厩は大気中でも安定であり、アルカリ金属のインターカレーションにより電子ドープした超伝導体とほぼ同様な臨界温度を示すことを明らかにした.3.同位体置換β-Hf^<15>NClを合成し、電子ドープにより超伝導体を誘導した.4.共同研究者の藤らは、NMR測定により^<15>Nの同位体効果を解析した.キャリヤー密度の低い、二次元超伝導体に特徴があり、フォノン励起が弱く、従来のBCS理論では理解できない超伝導体であることを明らかにした。5.共同研究者の浴野らは、ブレークジャンクション法により、電子ドープb-HfNCl超伝導体のギャップの測定に成功し、電子-フォノン相互作用に基づくBCS理論では説明できない大きいギャップを有することを示した.6.超高真空薄膜作製装置を用いて、MBE法により、層状窒化物Sr_2Nの一軸配向膜の合成に成功し、高い金属伝導度を示すことを明らかにした.当研究者らは、先に、ZrNおよびHfNの層状ハニカム層を含む窒化物β-MNX(M=Zr, Hf ; X=Cl, Br, I)の層間にアルカリ金属をインターカレーションし、MN層に電子をドープすることにより、高い臨界温度(Tc)を有する超伝導体が得られることを見出している。本研究では、引き続き、新規層状窒化物超伝導体の開発、超伝導機構の解明、薄膜化を目的として、研究を推進する。平成14年度の主な研究成果の概要は次の通りである。1.^<15>Nで同位体置換したβ-HfNClを合成し、リチウムをインターカレーションして、超伝導体を作成した。NMRおよび磁気特性の同位体効果を測定し、超伝導機構の特異性を議論した。2.β-MNCl(M=Zr, Hf)からの塩素の完全デインターカレーションおよび部分デインターカレーションによる層状超伝導体の合成:アルカリ金属アジ化物を用いて、層間塩素のデインターカレーションを行い、アルカリ金属のインターカレーションと同様に、窒化物層に電子をドープすることが可能であり、安定な超伝導体が得られることを明にした。この試料を用いて、物性研究者との共同研究により、超伝導機構の解明に重要な超伝導ギャップの測定に成功した。3.β-MNX(M=Zr, Hf ; X=Cl, Br, I)全ての単結晶の高圧合成に成功し、構造解析を行った。

リチウムをインターカレーションしたLi_<0.1>ZrNClについても、単結晶X線構造解析を行い、インターカレーションによって、結晶層の積み重なりの様式が変化することを明らかにした。4.新規物性が期待できる層状窒化物として、Sr_2N薄膜をMgO基板上に配向膜として作成することに成功した。電気伝導度測定により、10^5Scm^<-1>の金属伝導体であることを明らかにした。(Cr, Ti)N薄膜についても、研究を進めている。当研究者らは、先に、ZrNおよびHfNの層状ハニカム層を含む窒化物β-MNX(M=Zr,Hf;X=Cl,Br,I)の層間にアルカリ金属をインターカレーションし、MN層に電子をドープすることにより、高い臨界温度(Tc)を有する超伝導体が得られることを見出している。本研究では、引き続き、新規層状窒化物超伝導体の開発、超伝導機構の解明、薄膜化を目的として、研究を推進する。平成15年度の主な研究成果の概要は次の通りである。1.フッ化窒化物の新しい合成法を開発した。ガラス管を用いるこれまでの反応では、酸素が混入したM(N,O,F)_x(M=Zr,Hf)しか合成できなかったが、ステンレスチューブに封入する方法を開発し、MN_<1-x>F_<1+3x>の合成に成功した。電子ドープによる物性変化について、研究を継続している。2.ZrN_<1-x>F_<1+3x>の単結晶の合成と構造解析。フッ化アンモニウムを用いるフラックス法により、単結晶を合成し、X線構造解析に成功した。電子線回折測定で示唆された長周期構造は、ZrNの二次元正方格子とフッ素の二次元六方格子が交互に積み重なった特徴ある変調構造に起因することを明らかにした。3.α型層状結晶HfNBrにもアルカリ金属と溶媒分子がコインターカレーションするが、電子は局在し、超伝導体にはならないことを明らかにした。4.α-HfNBrの層間の臭素原子を硫黄原子で置換したHf_2N_2Sの合成に成功し、構造を明らかにすると共に、アルカリ金属のインターカレーションが可能であることを示した。5.ブレークジャンクション法による超伝導ギャップの測定や超伝導磁気特性など、物性研究を共同で推進した。6.Sr_2N薄膜をMg0基板上に配向膜として作成し、層間に窒素がインターカレーションすることを見出した。MnN-TiN固溶体のエピ薄膜の合成にもレーザーMBE法により初めて成功した。
ウェルナ-症候群の分子病態

遺伝的早期老化症候群(早老症)の代表的疾患であるウェルナ-症候群(WS)は、日本人に頻度が高く、種々の老化関連症状を若年期より発現する常染色体劣性遺伝病である。平均寿命は50歳前後であり、死因は併発する悪性腫瘍と動脈硬化性疾患である。多くの臨床的、細胞生物学的研究にもかかわらずWSの本態は捕らえきれなかったが、私たちのグループが1996年にWSの原因遺伝子(WRN)単離同定した。WRN蛋白はヘリケース蛋白の一つと考えられ、DNAの複製、組み換え、修復、転写、染色体の分離などに関与している可能性が示唆された。WRN単離後、WS患者におけるWRNの遺伝子変異、15種類を同定した。その解析からは、15種類すべての変異間においてWSの症状・徴候には相違がなく、C末に存在するWRNの核移行シグナルの欠落に由来する機能喪失に起因すると巻えられた。また、50-60%の患者が共通のハプロタイプを共用することにより、創始者効果を認めた。WRN産物のコドン1367番目のArg-Cysのアミノ酸多型を用いたケースコントロールスタディを、インスリン非依存性糖尿病、晩期発症型アルツハイマー病、後縦靱帯骨化症、90歳以上の長寿老人などで行った。結果は、WRNの多型は一般の心筋梗塞との関連を示し、WSの病態解明がヒトの自然老化や各種生活習慣病の発症機構解明や予防、治療にまでつながる可能性を示唆した。さらに、WRN産物と相互作用をする蛋白質などを探索するため、two-hybridsystemをはじめとする各種技術はすでに確立させ、抗体などの必要資材も一部入手して研究を開始した。実際にWRN-Hと相互作用する可能性のある蛋白候補をすでに5種類検出し、さらにその蛋白を同定する作業に入った。
p型二酸化チタンを用いた色素増感型太陽電池の開発

環境負荷や変換効率の観点からTiO_2薄膜を用いた色素増感太陽電池(DSSCs)が注目されている。現在のDSSCsはその寿命が内部電解液や封止の劣化に左右され十分でない。本研究では「透明電極・光感受部・正孔伝導部をTiO_2で一元化した全固体DSSCs構造を作成する」ことで電解液を不要とすることを目指した。具体的には(1)TiO_2べースの透明導電体に関する研究と(2)p型TiO_2の開発およびp-nホモ接合の作成を試みた。本年度は、(2)についてアナターゼ型TiO_2にNをドープしてバンド構造を制御することでp型伝導の実現を試みた。これまで、TiN薄膜のアニールや溶液反応によるNドープTiO_2薄膜の作製が多数報告されているが、得られる薄膜はルチル型とアナターゼ型の混相であり、ドープ量も低濃度であった。そこで、高濃度のNドープに有効な手法と期待される単結晶基板上へのパルスレーザー堆積法(PLD法)に注目した。PLD法を用いたNドープTiO_2の成長では、窒素の供給源としてN_2やNOなどの気体が用いられてきた。本研究では、酸素雰囲気化でTiNターゲットをレーザーアブレーションし、固体からNを供給することを着想した。X線回折と反射高速電子線回折により、TiNターゲットのアブレーション前にTiO_2ターゲットを用いて酸化物基板上に1ユニットセルのシード層をあらかじめ成長することで、アナターゼ型NドープTiO_2がlayer-by-layerでエピタキシャル成長することを明らかにした。さらに、X線光電子分光により、本手法によって15atom%という非常に高濃度のNがドープ可能であることを見出した。作製した薄膜は予想に反してn型半導体であったが、バンド構造変化に伴う可視光吸収の増大が見られた。ここから、本手法により作製したNドープTiO_2薄膜は可視光応答型の光触媒として有望であると期待される。
疼痛ペプチド・ノシセプチンの高活性アゴニスト及びアンタゴニストの合成と受容体応答

痛み増強の神経ペプチドとして発見されたノシセプチン(FGGFTGARKSARKLANQ)は、ORL1受容体を介して記憶・学習といった脳機能にも抑制的に働くため、そのアンタゴニスト、あるいは高活性なアゴニスト、いわゆるスーパーアゴニストは「痛みの遮断薬」や「抗痴呆薬」として作用することが期待されている。本研究では、アナログ合成および変異受容体作製を通して、ノシセプチンのアゴニストおよびアンタゴニストの合成と受容体起動における受容体側の構造要因の解明を目的とした。まず、昨年度報告したようにスーパーアゴニスト[Arg-Lys^<14-15>]ノシセプチンの受容体活性化における構造要因としてORL1受容体の第2細胞外ループ(EL2:QVEDEEIECLVEIPTPQDYW)上の酸性アミノ酸206位Aspおよび芳香族アミノ酸207位Tyrを同定した。一方、EL2上の208位Trp(W)のAla変異体と第5膜貫通ヘリックス(TM5:GPVFAICIFLFSFIIPVLIISVCYS)上の212位Phe(F)のAla変異体を作製したところ、驚くべきことに、これらの変異体は野生型と同程度のリガンド結合特性を保持しながらも、生物活性を全く示さいことが判明した。本年度は、この不活性化ついて詳細に調べるため、TM5上の他の芳香族アミノ酸Phe(F)をAlaに置換した変異受容体を作製した。その結果、膜貫通ヘリックス内部に存在する217位Pheや219位PheをAlaに置換した場合では、野生型と同傾向のリガンド結合特性と生物活性を示した。以上の結果から、ORL1受容体のEL2C端側からTM5細胞外側にかけて存在する芳香族アミノ酸重層構造において、208位Trpおよびそれに近接する212位Phe残基が瞬調して受容体起動に直接特異的に関与することが明らかとなった。このような基の発見はこれまで例がない。また、既知アンタゴニスト・Ac-RYYRIK-NH_2のN端Ac基をAda、(アダマンチル)基に置き換えたアナログが、高結合性でありながら高濃度でも受容体活性化を全く引き起こさなくなることを見出した。以上のように、本研究では、変異受容体作製によりリガンド結合部位の同定や受容体活性化に関わる残基の同定に成功し、また、ノシセプチンのスーパーアゴニストおよびアンタゴニストの合成に成就した。
小児、保護者、歯科医師の診療時ストレス反応の解明と新しいストレス対処法の開発

小児歯科診療時の小児患者・保護者・歯科医師のストレス反応を同時に評価し、心理特性との関係を相互に検討することとした。非浸襲的な歯科治療において小児自身の歯科恐怖度、治療時間、来院回数は小児のストレスに影響を与えなかったが、特性不安が高い小児ほどストレスを感じていることが示唆された。また母親の歯科恐怖度、不安や歯科医師の不安は小児のストレスに影響しないことが示唆された。ストレス関連物質である唾液内のα-アミラーゼ(sAMY)の個人内の一日の変動や個人間の比較を調査したデータは数少なく、研究実施にあたり唾液採取時間の決定や被験者の男女差による違いなどに不確実性を残すため、本年度は基礎的データの収集を行った。sAMYの計測には唾液アミラーゼモニター(ニプロ,大阪)を用いた。1.sAMYの日内変動健康成人6名(男性2名、女性4名平均年齢37.5歳)を対象とし、1016時の1時間毎にsAMYを計測した。10時の計測値を基準とし、各時刻の変化率を算出しANOVAにて統計分析を行った。10時の計測値に対して、いずれの時刻でも有意差は認められなかった。(P=0.311)2.sAMYの日間変動健康成人11名(男性5名、女性6名平均年齢33.9歳)を対象とし、同一週内の月、水、金曜日の10時にsAMYを計測した。月曜の計測値を基準とし、各曜日の変化率を算出しANOVAにて統計分析を行った。月曜の計測値に対していずれの曜日でも有意差は認められなかった。(P=0.291)3.sAMYの男女差健康成人32名(男性16名、女性16名平均年齢31.8±5.9歳)を対象とし、時間や曜日を特定せずにsAMYを計測した。sAMYは49.1±26.4kIU/ml(男性46.8±19.2、女性51.4±32.6)であり、性差は認められなかった。(P=0.466)現在は大学病院小児歯科に来院した小児患者、保護者ならびに担当歯科医師を対象に、唾液中ストレス関連物質の定量や心理テストを行い、データ採取中である。目的:小児歯科に来院した小児患者、保護者ならびに担当歯科医師を対象に、唾液中ストレス関連物質である唾液α-アミラーゼ(sAA)の定量を行い、歯科恐怖度や不安検査との関連、三者間の相互関係を検討する。方法:非浸襲的な歯科治療を受けた小児24人(男児12人,女児12人,平均年齢9歳)とその母親、担当歯科医師を対象とした。治療前に小児、母親に対し歯科恐怖調査(小児:CFSS-DS,母親:DFS)を実施し、治療前後には三者に状態・特性不安検査(小児:STAI-CS,-CT、母親・歯科医師:STAI-S,T)、sAA測定を行い、治療時間、来院回数を記録した。治療前後の小児sAA増減(±10%以上)によって小児を増加群(11人)と減少群(13人)に群分けし、統計学的検定にはt検定を実施した。結果:小児の年齢、性別において両群に差は認められなかった。STAI-CTにおいて増加群は減少群に比較し明らかに高い値を示したが(P=0.019)、治療前・後STAI-CS、CFSS-DS、治療時間、来院回数において有意差は認められなかった。(P=0.985,0.483,0.699,0.608,0.307)また母親のDFS,STAI-T、治療前・後STAI-CSにおいて両群間で有意差は認められなかった。(P=0.095,0.251,0.526,0.092)同様に歯科医師のSTAI-T、治療前・後STAI-CSにおいて両群間で有意差は認められなかった。(P=0.427,0.469,0.632)考察:非浸襲的な歯科治療において小児自身の歯科恐怖度、治療時間、来院回数は小児のストレスに影響を与えなかったが、特性不安が高い小児ほどストレスを感じていることが分かった。