hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Toll情報伝達経路を標的とした新規のマダニ防圧法開発

マダニの吸血および病原体感染防御において重要な役割を担うと考えられるToll情報伝達経路を構成するToll様関連因子(TLR)とTRAF関連因子(TRAFD1)の同定・特性について解明した。TRAFD1遺伝子をノックダウンすると、成ダニの吸血および産卵数に影響はないが、マダニの自然免疫関連分子であるディフェンシン様分子の発現が抑制された。一方、TLRはマダニによって媒介するバベシア原虫の増殖を抑制する機構に関与することが分かった。以上の結果より、TLRとTRAFD1はマダニの自然免疫系を制御する重要な分子である可能性が考えられた。TNF Receptor Associated Factor (TRAF)はTNF receptorに属するアダプター分子であり、哺乳類では免疫反応や細胞増殖などの制御に関与する。一方、マダニは病原体を媒介する能力を持ち、人や動物に甚大な被害を与えているが、未だに有効で安全な防御法が確立されていない。今回、フタトゲチマダニ(Haemaphysalis longicornis: Hl)の吸血及び病原体感染防御において重要な役割を担うと考えられるHlTRAFの同定を行い、その特性を解明した。発育期別のマダニ及び各吸血日数別の雌成ダニ個体とその臓器のRNAと蛋白質を抽出し、HlTRAF遺伝子とHlTRAF蛋白質の発現動態を調べた。その結果、HlTRAFの発現は吸血に伴って増大するが、飽血後数週間で著しく減少することが分かった。特に、吸血後の唾液腺ではHlTRAFの発現が顕著であった。すなわち、HlTRAFを含むシグナル経路は吸血によって活性化されるが、その活性は飽血後数週間で失われる可能性があると考えられた。また、間接蛍光抗体法によりHlTRAFはマダニの唾液腺、中腸、卵巣の細胞膜付近に局在していることが分かった。さらに、HlTRAFをノックダウンすると、成ダニの吸血及び産卵数に影響は出なかったが、マダニの自然免疫関連分子であるディフェンシン様分子の発現が抑制された。これらのことより、HlTRAFはマダニの吸血や産卵には影響しないが、マダニの自然免疫系を制御する重要な分子である可能性が考えられた。[全体構想]全世界の人獣に甚大な被害を与えているのにもかかわらず、未だ有効で安全な防御・治療法が確立されていないフタトゲチマダニの新規防圧法の開発を最終目標としている。[研究目的]マダニの吸血および病原体感染防御において重要な役割を担うと考えられるToll情報伝達経路を構成するToll様受容体(TLR)とTRAF関連因子(TRAFD1)の同定・特性についてRNA干渉法を用いて解明する。また、これらの組換え体や二本鎖RNAと遺伝子キャリアー複合体を作製する。すなわち、これらの組換え体に対する抗体や複合体を経口接種したマダニ体内においてTLRやTRAFD1の遺伝子・タンパク質発現阻害を誘起し、マダニの吸血・産卵の阻害効果や病原体に対する抵抗性を減弱させることが本研究の主要目的である。[今まで得られた研究成果]発育期別のマダニおよび各吸血日数別の雌成ダニ個体とその臓器のRNAとタンパク質を抽出し、TRAFD1遺伝子とTRAFD1タンパク質の発現動態を調べた。その結果、TRAFD1の発現は吸血に伴って増大するが、飽血後数週間で著しく減少することが分かった。すなわち、TRAFD1を含むシグナル経路は吸血によって活性化されるが、その活性は飽血後数週間で失われる可能性が考えられた。また、間接蛍光抗体法によりTRAFD1はマダニの唾液腺、中腸、卵巣の細胞膜付近に局在していることが分かった。さらに、TRAFD1遺伝子をノックダウンすると、成ダニの吸血および産卵数に影響はないが、マダニの自然免疫関連分子であるディフェンシン様分子の発現が抑制された。以上の結果より、TRAFD1はマダニの吸血や産卵には影響しないが、マダニの自然免疫系を制御する重要な分子である可能性が考えられた。[成果と意義]これらの研究成果より、TRAFD1を標的とした特異性と有効性に優れたマダニ防圧法のワクチンや遺伝子治療技術の開発の可能性を世界に先駆けて示すことが出来る。[全体構想]全世界の人獣に甚大な被害を与えているのにもかかわらず、未だ有効で安全な防御・治療法が確立されていないフタトゲチマダニの新規防圧法を最終目標とする。我々はマダニの吸血および病原体感染防御において重要な役割を担うと考えられるToll情報伝達経路を構成するToll様受容体(TLR)とTRAF関連因子(TRAFD1)を阻害標的するRNA干渉法とワクチンを開発し、マダニ防圧に活用することを本研究の最終目標とした。[今まで得られた成果]そこで、マダニの吸血および病原体感染防御において重要な役割を担うと考えられるToll情報伝達経路を構成するToll様関連因子(TLR)とTRAF関連因子(TRAFD1)の同定・特性についてRNA干渉法を用いて解明した。発育期別のマダニおよび各吸血日数別の成ダニ個体とその臓器のTLRとTRAFD1遺伝子並びにタンパク質の発現動態を調べたところ、TLRとTRAFD1の発現は吸血に伴って増大するが、飽血後数週間で著しく減少することが分かった。また、間接蛍光抗体法によりTLRとTRAFD1はマダニの唾液腺、中腸、卵巣の細胞膜付近に局在していることが分かった。さらに、TRAFD

1遺伝子をノックダウンすると、成ダニの吸血および産卵数に影響はないが、マダニの自然免疫関連分子であるディフェンシン様分子の発現が抑制された。一方、TLRはマダニによって媒介するバベシア原虫の増殖を抑制する機構に関与することが分かった。以上の結果より、TLRとTRAFD1はマダニの吸血や産卵には影響しないが、マダニの自然免疫系を制御する重要な分子である可能性が考えられた。最終段階で予想しない結果になったが、それまでは当初の計画通りの研究成果が得られたため。[全体構想]全世界の人獣に甚大な被害を与えているのにもかかわらず、未だ有効で安全な防御・治療法が確立されていないフタトゲチマダニの新規防圧法を最終目標とする。我々はマダニの吸血および病原体感染防御において重要な役割を担うと考えられるToll情報伝達経路を構成するToll様受容体(TLR)とTRAF関連因子(TRAFD1)を阻害標的するRNA干渉法とワクチンを開発し、マダニ防圧に活用することを本研究の最終目標とした。[今まで得られた成果]そこで、マダニの吸血および病原体感染防御において重要な役割を担うと考えられるToll情報伝達経路を構成するToll様関連因子(TLR)とTRAF関連因子(TRAFD1)の同定・特性についてRNA干渉法を用いて解明した。発育期別のマダニおよび各吸血日数別の成ダニ個体とその臓器のTLRとTRAFD1遺伝子並びにタンパク質の発現動態を調べたところ、TLRとTRAFD1の発現は吸血に伴って増大するが、飽血後数週間で著しく減少することが分かった。また、間接蛍光抗体法によりTLRとTRAFD1はマダニの唾液腺、中腸、卵巣の細胞膜付近に局在していることが分かった。さらに、TRAFD1遺伝子をノックダウンすると、成ダニの吸血および産卵数に影響はないが、マダニの自然免疫関連分子であるディフェンシン様分子の発現が抑制された。マダニの吸血および病原体感染防御において重要な役割を担うと考えられるToll情報伝達経路を構成するToll様関連因子(TLR)とTRAF関連因子(TRAFD1)の同定・特性について解明した。TRAFD1遺伝子をノックダウンすると、成ダニの吸血および産卵数に影響はないが、マダニの自然免疫関連分子であるディフェンシン様分子の発現が抑制された。以上の結果より、TLRとTRAFD1はマダニの自然免疫系を制御する重要な分子である可能性が考えられた。Toll情報伝達経路の下流を制御することが予想されるTRAF関連分子(TRAFD1)の同定・特性について解析したところ、この分子がグラム陰性菌に対する感染防御能に重要な役割を果たしていることが分かった。平成27年10月、dsRNA遺伝子キャリアーを用いたフェリチンのRNA干渉法試験の結果、当初の予想に反し、マダニの遺伝子制御が認められなかったため、フェリチンのdsRNA遺伝子キャリアーの作製に問題があるという考察に至った。
DLC/SRIQ複合表面改質による精密歯車の疲労寿命改善

歯車にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)/SRIQ(超急速加熱処理超急速高周波焼入れ)を施し、疲労信頼性を飛躍的に改善させることを目的とした。すなわち、熱処理により強靱化させた表面に優れた摩擦摩耗特性を持つDLC薄膜をコーティングさせて、安心・安全なオイルレス歯車を創製し、環境に優しい「テーラーメイド」表面改質法を構築した。平成20年度では、平滑試験片レベルの研究成果をモデル歯車へ展開するために、まず歯車に発生が予想される疲労損傷をマイクロX線応力計測も含めてミクロスコピックな機構解析を詳細に行う。得られた知見に基づいて、DLC薄膜とSRIQ圧縮残留応力の相乗効果が(1)歯車の歯元を想定した切欠試験片を用いて疲労強度に及ぼす影響、さらに(2)歯車の歯面を想定したローラピッチ試験片を用いてフレッチング疲労信頼性に及ぼす影響について明らかにした。すなわち、(1)歯車の歯元を想定した応力集中係数2.3の切欠試験片を用いて歯車歯元の疲労強度に及ぼすDLC薄膜と圧縮残留応力の影響をミクロ疲労損傷の機構解析に基づいて検討した。すなわち、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてミクロフラクトグラフィによって切欠底に発生する疲労き裂を機構解析した。併せて、マイクロX線応力測定装置によって疲労損傷過程の各段階での残留応力の変化過程を追跡した。(2)歯車の歯面を想定したローラピッチ試験片を用いて、表面に発生したピッチングのミクロな機構解析に基づいて、フレッチング疲労寿命に及ぼすDLC薄膜の影響を検討した。(3)その結果、複合化の効果・劣化、特に「圧縮残留応力が解放されない最適なDLC処理条件」を解明し、モデル歯車に「耐疲労性と摺動特性の最適化」を発現するDLC/SRIQ複合表面改質法を設計した。DLC(ダイヤモンドライクカーボン)/SRIQ(超急速加熱処理)複合表面改質半実体ローラーピッチング試験片の結果とFEM解析に基づくシミュレーションによって、歯車のトライボー機能性と疲労寿命信頼性をDLC/SRIQ複合表面改質処理によって改善し得ることを明らかにした。その結果の一部を国際会議にて発表し世界的に一定の評価を得て、実際的な応用に期待がもたれている。加えて、表面技術協会の論文集に投稿中である。以上の知見に基づいて、DLC被膜の被膜設計とSRIQの熱処理条件を最適に複合させて、実働歯車にDLC/SRIQ複合表面改質処理を施すことが、実用的に有効な方法であると理解された。そこで、現在実際の稼動条件下でこの歯車に対して疲労寿命試験を継続中であるが、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いたミクロな破壊解析の結果により、DLC/SRIQ複合表面改質によってスポーリングやピッチングのミクロき裂発生源の生成が抑制されることが明らかになった。さらに、実働機械への展開のために、定量的な寿命データにおける本処理の妥当性について分析を進める。さらに機能性を含めた効果を検討するためにウォームギアについても本処理の実施を計画している。すなわち、(1)これまでの平歯車に対しては、歯車の疲労設計に係わる設計応力下での寿命信頼性を評価する。さらに(2)新たにウォームギアに対しては、潤滑被膜であるDLC被膜の低摩擦化の効果を活かして、歯車の伝達効率の改善を定量的に評価する。DLC(ダイヤモンドライクカーボン)/SRIQ(超急速加熱処理超急速高周波焼入れ)複合表面改質半実体ローラーピッチング試験の結果とFEM解析に基づくシミュレーションによって、歯車のトライボロジー特性と疲労信頼性を、DLC/SRIQ複合表面改質処理によって改善し得ることを明らかにした。(1)歯車にSRIQ処理のみ、SRIQ処理/DLC複合表面処理を施し、ローラーピッチング試験を行った。結果、SRIQ処理/DLC複合表面処理の歯車は転動疲労寿命が全荷重領域において7倍以上と大幅に向上した。(2)試験後の破面観察の結果、SRIQ歯車、SRIQ/DLC歯車ともにピッチングを起点とした表面疲労起点型折損を示していた。SRIQ歯車は損傷の起点となったピッチングの他にも多くのマイクロピッチングが発見されたが、SRIQ/DLC歯車はマイクロピッチングの数は少なく、ミクロき裂発生源の生成が抑制されることが明らかになった。(3)SRIQ/DLC歯車の転動疲労寿命が向上した要因は、DLC被膜の耐摩耗特性によりピッチングの発生が抑制させ、フレッチング摩耗が低減され、更に低摩擦特性により材料表面にかかるせん断応力が低減されることで、表面き裂の発生と進展が遅延されたためであると考えられる。(4)FEM解析を用い(3)の考察を検証した。SRIQ/DLC歯車のDLC被膜の低摩擦特性から、表面に生じる摩擦力が低減したことで、材料に負荷されるせん断応力も減少する結果が得られた。この研究から、優れた疲労強度を有するSRIQ処理と優れた摩擦摩耗特性を有するDLC被膜を複合表面改質処理することにより、小型歯車などの動力伝達部品の高性能化に成功し、実稼動環境化における複合表面改質の転動疲労特性を明らかにすることができた。
感性データを用いた確率システムモデリングに関する研究

人の感性に基づく感性データは、感性特有の曖昧性を有しているが、同じ現象を表現しても、個人毎の揺れを生じる。この揺れを確率現象とみなせば、感性に基づいて表現される現象自体が不規則現象である場合は、得られた感性データは、感性の揺れによる不規則性と、観測対象自体のそれの二重の不規則性を有する「曖昧不規則データ」となる。本研究では、この様な「曖昧不規則データ」を継続的に研究している。平成30年度は昨年度に引き続き、上述のような「曖昧不規則データ」のうち、2次元データの取り扱い手法について考察を深耕し、その期待値の具体的な推定法と漸近的性質を数値的に検討した。その成果のうち、レベル集合が昨年度考察した円盤形の場合よりも一般的な凸多角形で与えられる場合については、英文論文として纏め、下記の国内で開催された国際会議において発表した。「曖昧不規則データ」は、社会科学分野には多くあるが、十分に活用されている、あるいは理論的根拠が明確な形で処理されているとは思えない。従って、それら「曖昧不規則データ」を活用する理論的根拠を確立できれば、極めて有用である。平成28年度は、気まぐれに揺れる人の感性を通して得られる曖昧不規則データのうち2次元データの具体的な取り扱い手法について考察を行った。特に、揺れと曖昧性を伴って識別されるその対象現象自体は確定的である場合の数学的モデルを2次元の場合に限定して、その具体的な推定法と漸近的性質を数値的に検討した。その成果のうち、レベル集合を円盤形に限定した場合についての結果を、英文論文として纏め、追手門経営論集に論文として投稿した。また、より一般的に、レベル集合を凸多角形とした場合の結果を、以下の国内で開催された国際会議において発表した。上述のような「曖昧不規則データ」は、社会科学分野には多くあるが、十分に活用されている、あるいは理論的根拠が明確な形で処理されているとは思えないことが多い。従って、それら「曖昧不規則データ」を活用する理論的根拠を確立できれば、極めて有用であると思われる。曖昧不規則データを、ファジィ集合を通常の集合の集まりによって表現する集合表現を用いたある種の初等的なファジィランダム集合によって定義した。また準備研究で得られていた理論研究結果に基づいて、具体的な数値実験を中心に研究を行った。特に、確定現象の人による気まぐれな曖昧識別のモデルとしてのファジィランダム集合のうち、2次元のファジィランダム集合、及びその期待値についての大数の法則のシミュレーション実験をおこなった。また、これまでの結果を英文論文として纏め、追手門経営論集へ投稿、及び国内で開催された国際学会で発表している。平成29年度は昨年度に引き続き、気まぐれに揺れる人の感性を通して得られる曖昧不規則データのうち2次元データの具体的な取り扱い手法について考察を行った。特に、揺れと曖昧性を伴って識別されるその対象現象自体も不規則である場合の数学的モデルを2次元の場合に限定して、その具体的な推定法と漸近的性質を数値的に検討した。その成果のうち、レベル集合を円盤形に限定した場合についての結果を、英文論文として纏め、国内で開催された国際会議において発表した。感性の揺れに着目した曖昧識別としての数学モデルであるファジィランダム集合について、数値的側面から研究を深めることができた。その結果、理論的研究のみでは発見することができなかった数値計算上の問題点が明らかになり、その解決のためにはさらなる知見が必要であることが確認できた。また、これまでの結果を英文論文として纏め、国内で開催された国際学会で発表している。

その成果のうち、レベル集合が昨年度考察した円盤形の場合よりも一般的な凸多角形で与えられる場合については、英文論文として纏め、下記の国内で開催された国際会議において発表した。「曖昧不規則データ」は、社会科学分野には多くあるが、十分に活用されている、あるいは理論的根拠が明確な形で処理されているとは思えない。従って、それら「曖昧不規則データ」を活用する理論的根拠を確立できれば、極めて有用である。平成29年度以降は、感性の「揺れ」を確率的変動としてとらえて定義したファジィランダム集合を、感性により「曖昧識別」される現象自体が不規則に変動する場合に拡張する。すなわち、人が、「揺れる」曖昧性を伴いながら観測する現象自体が不規則に変動する場合の「曖昧不規則データ」の数学モデルとしてのファジィランダム集合、その統計学手モーメントの定義法・推定法、及びにその統計学的性質を検討する。特に、推定法の漸近的性質について理論的・数値的に検討する。次年度以降も多値論理とファジィ集合の集合表現を基本としながら、気まぐれな感性の「揺れ」を確率的変動としてとらえてファジィランダム集合を、また、ファジィ集合の拡張原理を援用しながら、その期待値や分散などの統計学的モーメントについて、さらに精緻に検討したい。特に、揺れのある感性により「曖昧識別」される現象自体が不規則に変動する場合について、ランダム集合に関する理論を応用した統計学的モーメントの理論結果を確認するために、2次元のファジィランダム集合に対する大数の法則や中心極限定理等の、統計量の推定値に対する漸近的性質について、さらに数値的に検討したい。当初計画では、現有コンピュータを用いて、「曖昧不規則データ」の統計学的性質に関する理論・数値的研究を推進する予定であった。しかしながら、平成28年度の研究成果を元に検討すると、詳しく数値実験を行うためには、より高性能なコンピュータを導入する必要があることが分かった。そこで、28年度の直接経費の一部を繰り越し、平成29年及び30年度の直接経費の一部をも使用して、高性能コンピュータを導入したい。詳しく数値実験を行うためにより高性能なコンピュータを導入したが、購入したコンピュータの販売価格が値下げされたため、その差額部分の一部が未使用額として残った。未使用額は、元々平成30年度の直接経費を繰り上げたものであり、当初計画した研究経費として使用する予定である。Apple社製コンピュータ「MAcPro 2.7GHz 12 core(64GBメモリー)」を導入する予定である。
Nd-Fe-B系コンポジット結晶のインコメンシュレイト性の研究

Nd-Fe-BのB-rich相はNdとFeのサブシステムが相互に入り込んでできているコンポジット結晶であり、さらにそれぞれのサブシステムが変調を起こしていると考えられる。Nd-Fe-Bの微結晶を取り出し4軸回折計により、c軸に沿った測定を行った。また、構造の周期が熱処理条件によりどの様に依存しているかを調べ、熱処理条件と構造の周期との明白な相関はないことがわかった。さらにNdとFeのサブシステムの周期を調べたところ、Feのサブシステムの周期は試料によらず、ほぼ一定なのに対し、Ndの周期は試料により異なり、構造の周期はNdとFeのサブシステムの差によって生じており、二つのサブシステムが相関をもって変調を起こしていることが明かとなった。変調構造についての構造因子について、ベッセル関数を用いた取扱を行い、二つのサブシステムからの干渉項について考察した。この結果、二つのサブシステムが互いに独立に変調を起こしている場合には干渉項は値を持たず、互いに相関をもって変調を起こしている場合には干渉項が値を持つ事がわかった。結晶構造については、これまでの報告では例えばNdのサブシステムを10倍し、Feを9倍してひとつの単位胞をつくるといった、いわゆるコメンシュレイトな構造を仮定して構造解析が行われている。ベッセル関数を用いた取扱により計算した構造因子と測定した値を比較し、インコメンシュレイトな構造も含めNd-Fe-Bコンポジット結晶の基本的な構造の理解は成された。さらにまた、2つのサブシステムの入り込み方について高エネルギー物理学研究所の放射光施設において平行性のよいX線を用い、異常分散を利用し、c軸に沿ったより詳しい測定を行い、NdとFeのサブシステムの寄与をそれぞれ分離することを試みた。その結果、Ndのサブシステムの変調の周期とFeの変調の周期は正確に一致するのではなく、ごくわずかにずれていることが明らかになった。NdーFeーBのBーrich相はNdのサブシステムとFeのサブシステムが相互に入り込んで出来ているコンポジット結晶であり、さらにそれぞれのサブシステムが変調を起こしていると考えられる。NdーFeーBの微結晶をとり出し、X線4軸回折計により、C軸に沿った測定をしインコメンシュレイトな結晶であることを確認した。種々な熱処理条件によって得られた試料について、構造の周期が熱処理条件によりどの様に依存しているのかを電子回折により調べた。この結果熱処理条件と構造の周期との相関はないことがわかった。さらに、この実験によりNdとFeのそれぞれのサブシステムの周期を調べたところ、Feのサブシステムの周期は試料によらず、ほぼ一定なのに対し、Ndのサブシステムの周期は試料により異なっていることがわかった。さらに詳細に検討したところ、これは構造の周期がNdとFeのサブシステムの差によって生じていることを示しており、多数のサテライトピ-クが出現していることからも、二つのサブシステムが変調を起こしていることが明かとなった。変調構造に対するベッセル関数を用いた取扱いを行い、二つのサブシステムからの干渉次について考察した。この結果二つのサブシステムが互いに独立に変調を起こしている場合には干渉次を持たず、サテライトピ-クが出現しないが、互いに相関を持って変調を起こしている場合には干渉次が値を持ち、多数のサテライトピ-クが出現することがわかった。高エネルギ-物理学研究所放射光実験施設での異常分散を利用した実験による実験的にNdとFeのサブシステムからの寄与を分離することにも一部着手している。Nd-Fe-B,B-rich相はNdとFeの二つの異なったサブシステムが互いに入り込んでできているコンポジット結晶である。

この様に異なったサブシステムがどの様に入り込んでひとつの結晶を形成しているかという点についてNd-Fe-B結晶ではNdのサブシステムを10倍し、Feのサブシステムを9倍してひとつの単位胞をつくる、あるいはNdの9倍とFeの8倍で単位胞をつくるといったいわゆるコメンシュレイトな構造を仮定して構造解析が行われている。しかし、格子定数でさえ色々な報告のあるこの結晶については、本質的にインコメンシュレイトな構造をしていると考えられる。しかし、結晶構造がインコメンシュレイト、コメンシュレイトにかかわらず、もっと統一的な見方、考え方ができると思われる。そこで、2つのサブシステムの入り込み方について高エネルギー物理学研究所の放射光施設において異常分散を利用しNdのサブシステムの寄与、Feのサブシステムの寄与をそれぞれ分離することを試みた。その結果、Ndのサブシステムの基本周期の変調の周期とFeの基本構造の変調の周期は正確に一致するのではなく、ごくわずかにずれていることが明らかになった。これは前年度に予想した結果をわずかに修正する必要があるが、2つのサブシステムが互いに相関を持ってコンポジット結晶の構造の周期を決めているという点では問題ない。この様にNdのサブシステムとFeのサブシステムの寄与を分離して調べたのは初めての事であり、コンポジット結晶の理解に役立つ。
セルロースナノファイバー製造技術の総合的評価

本研究は、各種セルロースナノファイバー製造技術について長所、短所を明らかにし、用途に応じた製造技術を明らかにすることを目的に行った。リファイナーによる予備解繊を行ったネバードライの針葉樹漂白クラフトパルプを原料とし、高圧ホモジナイザー、グラインダー、ビーズミル、二軸混練機により製造したナノファイバーについてTEM/SEM画像、結晶性、熱分解挙動、沈降性、水分散液粘度、繊維複合透明樹脂材料の直線透過率や強度特性などを明らかにした。また、解繊が困難な乾燥コットンについてグラインダー処理と高圧ホモジナイザー処理の組み合わせにより、均一なナノファイバーを得ることに成功した。本研究は、高圧ホモジナイザー、グラインダー、ビーズミル、二軸混練機といった様々なセルロースナノファイバー製造技術について製造したナノファイバーのTEM/SEM画像、結晶性、熱分解挙動、沈降性、水分散液粘度、繊維複合透明樹脂材料の直線透過率や強度特性などか各製造技術の長所、短所を明らかにし、用途別にコスト/パフォーマンスに優れたナノファイバー製造技術を明らかにするものである。本年度は超高圧ホモジナイザー法およびグラインダー法にポイントを絞り、サンプル調整法、評価条件について検討した。試料にはリファイナー処理した漂白針葉樹クラフトパルプを用いた。パルプ分散水溶液の処理濃度については、安定してナノ解繊できる濃度として1wt%が適当であることが明らかになった。X線解析による結晶性評価、熱重量分析による熱分解挙動のためのサンプル調整法については、送風乾燥法、凍結乾燥法、スプレードライ法でナノファイバーを乾燥し、結晶性、熱分解挙動を評価したところ、熱分解挙動は試料乾燥法によって異なることが明らかになり、TGA評価にはセルロースナノファイバーの凝集が少ない凍結乾燥法や低濃度でのスプレードライ法が有効であるといえた。また、超高圧ホモジナイザー処理およびグラインダー処理ナノ解繊の程度を評価する手法としての沈降性、水分散液の粘度および樹脂複合体の直線透過率の妥当性について検討し、それぞれの関係から、次年度以降の評価条件を決めた。本研究は、各種セルロースナノファイバー製造技術について長所、短所を明らかにし、用途を考慮したコスト/パフォーマンスに優れたナノファイバー製造技術を明らかにするものである。これまで代表的なセルロースナノファイバー製造技術(高圧ホモジナイザー、グラインダー、ビーズミル、二軸混練機)により製造したナノファイバーのTEM/SEM画像、結晶性、熱分解挙動、沈降性、水分散液粘度、繊維複合透明樹脂材料の直線透過率や強度特性などを明らかにしてきた。本年度は引き続きリファイナーで予備解繊したネバードライのNBKPを原料とし、高圧ホモジナイザー、グラインダー、ビーズミル、二軸混練機を用いて解繊を行った試料について、特に処理によるセルロースナノファイバーの損傷評価に注力し、TGAによる熱分解挙動解析、粘度法による平均分子量評価およびX線解析によるシート材料の結晶性評価を行った。その結果、高圧ホモジナイザー法が同じ解繊程度で比較した場合、比較的損傷が少ないことが明らかとなった。ビーズミルについても粉砕されたビーズのコンタミネーションが起こったが、損傷は少ないことが見出された。以上の結果をもとに解繊が困難な乾燥コットンのナノファイバー化を試み、グラインダー処理と高圧ホモジナイザー処理の組み合わせにより、均一なナノファイバーを得ることに成功した。本年度はリファイナーで予備解繊したネバードライのNUKPを原料とし、高圧ホモジナイザー、グラインダー、ビーズミル、二軸混練機を用いて解繊を行った。処理回数とナノ解繊の度合い(SEM画像、沈降性、透明樹脂複合セルロースナノファイバーシートの直線透過率)、セルロースナノファイバーの平均分子、ナノファイバーシートのX線回折による結晶化度、TGA、力学特性(引張試験)の関係について評価した。二軸混練機による解繊でも処理回数を増やすことで透明な繊維強化樹脂シートが得られる程度までナノ化を進めることが出来た。また、二軸混練機による解繊は、高濃度で大量のパルプを処理できることから、解繊効率に優れているといえた。しかし、結晶性、熱分解温度およびシート強度の低下が他の処理に比べ大きく、セルロースナノファイバーが混練解繊時にダメージを受けていることが明らかになった。また、セルロースナノファイバーも褶曲やねじれたものが多く見られた。一方、高圧ホモジナイザー法では、セルロースナノファイバーは曲がりが少なく、処理回数が増えても熱分解温度の低下や結晶性の低下は低く、同程度の解繊度合であっても解繊手法によってセルロースナノファイバーが受ける損傷には違いがあるといえた。

本研究は、高圧ホモジナイザー、グラインダー、ビーズミル、二軸混練機といった様々なセルロースナノファイバー製造技術について用途別にコスト/パフォーマンスに優れたナノファイバー製造技術を検討するものである。本年度は、熱分解温度や結晶性などを正確に評価するために、サンプル調整法や評価手法の検討を行い、次年度からの本格的評価に向けた準備を行うことができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、予定していた4種の解繊手法について、処理回数と解繊度合、結晶性や耐熱性の変化を明らかにし、解繊手法によってセルロースナノファイバーの解繊度合とパフォーマンスの関係が異なることを見出すなど、研究は概ね順調に進んでいる。本年度の成果に基づき、次年度は、4種の解繊手法について、処理回数と解繊度合の関係、処理回数とセルロースナノファイバーの結晶性、平均分子量、強度、耐熱性の関係を明らかにする。本年度の成果に基づき、次年度は、4種の解繊手法について、処理回数と解繊度合の関係、処理回数とセルロースナノファイバーの結晶性、平均分子量、強度、耐熱性の関係をさらに詳細に検討し、圧力差に基づく解繊(高圧ホモジナイザー法)、低濃度でのせん断・衝突力による解繊(グラインダー法)、高せん断力下での低濃度解繊(ビーズミル法)、高濃度でのせん断力による解繊(二軸混練法)、それぞれの特徴を明らかにする。続いて、透明補強用途、樹脂補強用途(構造用途)、食品増粘用途等、異なる用途、目的について、コスト/パフォーマンスの観点からナノ解繊手法の長所、短所を議論し、今後のナノセルロース製造技術の基礎的データとする。
レスキュー活動支援のための移動体遠隔監視無線システムの開発

本研究では、災害発生時においてレスキュー活動に従事する隊員の作業効率・安全性および要救助者の生存率を向上させるため、現場に設置された基地局で各隊員の位置情報や行動情報をモニタリングできるシステムの開発を行った。無線システムの構築には省電力で通信エリアを拡大可能なZigBee機器を利用し、災害時に使用が困難となる公衆回線を使わずにPAN(パーソナルエリアネットワーク)を構築することで、地下やトンネルなどでも広範囲に渡って通信を行うことが可能となった。本研究では、レスキュー隊員の安全確保と活動効率の向上を目指して、ワイヤレスネットワークを利用したリモート監視システムを基本としたレスキュー活動支援システムの開発を行った。無線システムとして2.4GHz帯ZigBeeを採用し、移動体の位置・高度・運動状態、および隊員の心拍数をモニタリングできるシステムを構築した。その実証実験において、外周総延長距離約1.4kmの広範囲において4台のルータを設置し、5人の移動体のモニタリングを行った。移動体が持つポータブルデバイスにはGPS、気圧計、慣性センサを装着し、毎秒データを建物内の基地局にPAN経由で送信した。その結果、ほぼ安定(最大パケットロス10%以下)してリアルタイムの位置情報のモニタリングが可能であった。さらにポータブルデバイスと各種センサ間をBLEで接続しZigBeeに変換して送信するHybrid無線システムを採用し、市販のセンサタグなどセンサ選択の自由度を高めた。隊員の行動推定方法として、慣性センサを用いて絶対座標系での単一の行動をパターンフレーム化し、進行方向X軸および鉛直方向Z軸の合成ベクトルに対してパターンマッチングを使用する方法を検討した。その結果、約80%の精度で歩行速度変化パターン(歩き、小走り、走り、疾走)および階段の昇降(低速上り、低速降り、高速上り、低速下り)を推定できた。生体情報に関しては、体の様々な位置で脈波を検出し心拍数が取得しやすい耳朶装着型心拍計測装置を作成し、離散ウェーブレットによる特徴抽出を行うことで、高運動状態での心拍数推定が高精度の胸部装着型と同程度の精度(誤差10%程度)で行うことができた。また、低運動状態において心拍変動の傾きから緊張状態の検出を行えることを示した。これらを組み合わせることにより、高運動状態において加速度を利用し運動・緊張の心拍数上昇を判別できることを示した。モニタリングシステムの使用周波数に関しては、当初サブギガ帯のZigBeeの使用を検討したが、現時点で入手性が良くないこと、必要なアンテナサイズが15cm以上と大きくなること、さらにサブギガ帯の使用に関する制限(帯域の占有を防止するため、単位時間内での送信データ数が制限されている)が本研究における用途にそぐわないことから、今回は使用を断念し従来の2.4GHz帯を使用した。本研究では、レスキュー隊員の安全確保と救助活動の効率化を目指して、ワイヤレスネットワークを利用したリモート監視システムを基幹としたレスキュー活動支援システムの開発を行った。ワイヤレスネットワークシステムとして2.4GHz帯ZigBeeを採用し、隊員の現在位置・高度・運動状態および心拍数のモニタリングが可能であるシステムを構築した。システムの検証実験として、本年度は130m四方の範囲内でGPSを搭載した10台の移動体モバイルデバイス(ZigBeeエンドデバイス)からリアルタイムにPAN経由で位置情報を取得した。その結果、ほぼ安定した状態(最大パケットロス6%)で建物内の基地局(ZigBeeコーディネータ)のPC画面マップ上に10台の移動体の位置を表示する事が可能であった。さらに、突発的に通信が途絶えてしまう移動体を検出可能とするために、残りの移動体のデバイスモードをルータモードに切り替える方法を考案した。このモード変更を行うことにより、通信距離が100m以上の場合や建物の陰になり通信不能となったデバイスの検出が可能となった。活動中の隊員の行動推定法として、歩行速度変化パターン(歩き、小走り、走り、疾走)および階段の昇降(遅上り、遅下り、早上り、早下り)の計8種類の行動に対して、本年度は、IMUセンサから得られた加速度とジャイロの各行動データをニューラルネットワークに学習させ行動推定精度を検証した。学習データとして25名の被験者のデータを使用し、学習に使用した被験者と使用していない被験者の8行動の平均推定精度はそれぞれ92%と89%となった。これは、昨年度のパターンフレームを使用した推定法の精度80%から大きく向上している。無線ネットワークの構築に関しては、今年度デバイスモジュールを新たにXBee S2BからXBee S2Cに変更した。これにより、プログラムの変更が必要となったが、同時接続端末数が約2倍に増えたため設置するルータ数を減らす事が可能となた。また、ハードウェアの変更と高速化により、モード変更による通信エリア拡張機能を用いてロストとした端末の検出が可能となった。心拍数の検出に関しては、Apple Watch 2をはじめとするさまざまな機能を持つ活動量計が発売されたため、研究に使用する機種の選定から見直すこととした。本研究では、レスキュー隊員の安全確保と救助活動の効率化を目指して、ZigBeeワイヤレスネットワークを利用したリモート監視システムの開発を行い、隊員の現在位置・高度や運動状態のモニタリングをリアルタイムに可能であるシステムを構築した。屋外におけるシステムの検証実験として、180m四方の範囲内でGPSを搭載した25台の移動体モバイルデバイスからリアルタイムにPAN経由で位置情報を取得した。その結果、ほぼ安定した状態(最大パケットロス8%)で移動体の位置を把握する事が可能であった。また、屋内における位置推定には電波強度(RSSI)を利用する方法を検証し、利用可能な10点以上のアクスポイントのデータ分布から推定する方法を検討した。

通常の3点測位と比較し、本手法では25%程度の精度向上が見られた。さらに、突発的に通信が途絶えてしまう移動体を検出可能とするために、残りの移動体のデバイスモードをルータモードに切り替える方法を考案した。このモード変更を行うことにより、通信距離が100m以上の場合や建物の陰になり通信不能となったデバイスの検出が可能となった。これはシステムを運用しながらネットワーク構成を動的に変更する他に類を見ない非常にユニークな機能であり、今度さらなる応用が見込める。活動中の隊員の行動推定法として、歩行速度変化パターン(歩き、小走り、走り、疾走)および階段の昇降(遅上り、遅下り、早上り、早下り)の計8種類の行動に対して、加速度とジャイロの各行動データをニューラルネットワークに学習させ行動推定精度を検証した。IoT端末での実装を考慮し、計算が容易な統計値(平均、分散など)のみを特徴量として用いた。学習データとして25名の被験者のデータを使用し、平均推定精度はそれぞれ90%程度となった。これは、従来のパターンフレームを使用した推定法の精度80%から大きく向上している。本研究では、災害発生時においてレスキュー活動に従事する隊員の作業効率・安全性および要救助者の生存率を向上させるため、現場に設置された基地局で各隊員の位置情報や行動情報をモニタリングできるシステムの開発を行った。無線システムの構築には省電力で通信エリアを拡大可能なZigBee機器を利用し、災害時に使用が困難となる公衆回線を使わずにPAN(パーソナルエリアネットワーク)を構築することで、地下やトンネルなどでも広範囲に渡って通信を行うことが可能となった。モニタリングシステム上の位置推定の方法として、GPSや加速度データからの推定以外にも、各ポータブルデバイスの電波受信強度を利用する方法を検討する。現状のパターン認識による行動推定は、異なる推定対象者に関して推定精度が著しく低下する。そこで、数名の対象者のデータをニューラルネットワークで学習し、多くの対象者に提要可能な汎用性の高い推定方法を検討する。心拍数計測に関しては、現状の耳朶設置以外で同程度の推定精度を保てる設置箇所の選定を続ける。緊張状態の判定方法に関しては、離散ウェーブレットによる特徴抽出以外の方法も検討し推定精度を高める。電波強度を用いた位置推定に関しては、電波強度の測定値のばらつきが一番の問題となっている。今後は、GPSデータと組み合わせて使用し、位置推定の計算の補間に利用することを検討する。ポータブルデバイスのモード変更による通信エリア拡張機能に関しては、どの端末に対して指示を出すべきかを判断するのが困難である。ロスとした端末を効率的に探索するために、モード変更すべき端末を効果的に順番に切り替えていくアルゴリズムを開発していく予定である。
超微量物質と微小領域のキャクラタリゼ-ションへのX線の応用

1.微小領域のキャラクタリゼ-ションの方法を確立するため、異方性の大きい低膨張結晶を析出させた耐熱食器皿やガラスセラミックス板を用い、湾曲形位置敏感比例計数管と試料3軸揺動機構を備えたX線マイクロディフラクトメ-タ-により、含有結晶の配向や分布を研究した。その結果、耐熱食器皿の表面から200μm以上の内部ではどこでも、主成分のインド石と小量成分のエンスタタイトによる同様の回析図形が得られて均質であったが、表面付近の回析図形は場所により、また試料を回転するか静止させるかにより大きく変化した。表面に近いほどβ-石英固溶体のかなり粗い結晶が多く分布していることがわかり、これから耐熱衝撃性改善の指針が得られた。一方、ガラスセラミックスの微小部回析図形は試料回転の有無によらず、内部と表面でもほぼ同じで、微細な結晶が均一に分布しており、その優れた耐熱衝撃性が説明された。2.超微量の微粒子試料のX線回析分析法を検討するため、まずそれに適した試料ホルダ-を自作した。これを用いて大気中粒子状物質の個々の微粒子を顕微鏡下で選んで取り付け、X線マイクロディフラクトメ-タ-により回析図形を測定した。その結果、同じ物質でもしばしば複数の存在状態があることが分かるとともに、従来できなかった0.03μg程度の超微量微粒子の同定も可能になり、大気中粒子状物質の発生源の解明などに極めて有用であることが分かった。中国渡口市の降下ばいじんでは、マブネタイトは黒色粒状及び破片状粒子として存在する外、赤黒色塊状粒子中に小量成分としてヘマタイトに伴って含まれたり、フライアッシュと思われる黒色球状粒子中にも含まれた。微量含まれた無色又は淡黄色半透明球状粒子はムライトを含むものと含まないガラス質のみのものがあった。ムライトは外に白色塊状のものが微量あり、方解石も2種あった。さらに超微量の金雲母も検出できた。1.微少領域のキャラクタリゼーションの方法を確立するため、まず低膨張性結晶を析出させた耐熱磁器や結晶化ガラスを用いて研究した。低膨張性結晶の異方性が大きいので、それらの分布や配向を制御することは特に重要である。インド石を主成分とする耐熱食器(皿)、β-ユークリプタイト固溶体を主成分とする透明結晶化ガラス板、β-スポジューメン固個溶体を主成分とする白色結晶化ガラス板を5mm角に切断して断面を研磨し、X線マイクロディフラクトメーターに取付け、30μmに絞ったX線ビームの照射位置を順次移動させてX線回折図形を測定した。2.その結果、耐熱食器の表面から200μm以上深い内部ではどこでも、主成分のインド石と少量成分のエンスタタイトによる同様の回折図形が得られ、粉末ともほぼ同じであった。すなわち、これらの比較的微細な結晶がどこでも同じ配向状態で分布していた。これに対し、表面付近の回折図形は場所により大きく変化し、その主成分はβ-石英型固溶体で、かなり粗い結晶が表面に近くなるほど多く分布していた。一方、結晶化ガラスでは、透明板・白色板ともその回折図形は内部と表面とで変化はなく、微細な結晶が均一に分布していることが確認された。この研究成果は日本分析化学会第37年会において発表し、現在投稿準備中である。3.さらにどの程度微量の試料でX線マイクロディフラクトメーターによる同定や定量が可能について、石英微粒子を用いて研究した。

既製の試料ホルダーでは試料の保持に不都合であったので、新たに超微量試料用ホルダーを自作した。これに微量の粘着性ゴムを用いることにより試料微粒子をうまく保持でき、この方法により数μgの試料でもその同定が簡便に行なえることが分かった。しかし、定量分析についてはなお検討を要することが分かった。今後この方法を大気粉じん微粒子、金属中の介在物その他種々の超微量物質の分析へ応用したい。1.大気粉じん粒子のキャラクタリゼ-ションのため、まず化学的状態を変えずに分離するとともに同定などに有用な情報も得るため、重液分離や磁気分離を行なった後、分離した微粒子を自作の微粒子測定用試料ホルダ-に取付け、X線マイクロディフラクトメ-タ-により回析図形を測定した。その結果、通常のX線回析分析から同定された物質の存在状態が明確にでき、同じ物質でも複数の存在状態があることが明らかになるとともに、従来できなかった超微量粒子の同定も可能になり、大気粉じんの発生源の解明などに極めて有用であることが分かった。中国渡口市の降下ばいじんの例では、強磁性の黒色粒子はマグネタイトの外、しばしばヘマタイトも含み、赤黒色塊状粒子はヘマタイトの外、しばしばマグネタイトも含むこと、主にガラス質でフライアッシュと考えられる球状粒子のうち黒色粒子はマグネタイトを含み、茶黒色粒子はヘマタイトを含むことが分かった。また、微量含まれた無色又は淡黄色半透明球状粒子はムライトを含むものと含まないガラス質のみのものがあった。ムライトは外に白色塊状のものが微量あり、方解石も白色半透明粒子と無色半透明粒子があり、さらに微量の金雲母(金色板状)も検出できた。2.炭化ケイ素は研削材・耐火物・発熱体などに用いられてきた外、近年高温用構造材料や半導体材料としても注目されているが、ポリタイプがあり、熱的・光学的・機械的性質や禁止帯などがポリタイプ相に依存するといわれている。そこで、100μm程度の炭化ケイ素粒子についてX線マイクロディフラクトメ-タ-により調べた結果、同一量子内でも複数のポリタイプ相が存在することが分かり、その相分布図を作成できた。3.IC回路の半田バンプ(約100μm)の特性の違いが何によるかを明らかにするため、X線マイクロディフラクトメ-カ-により、その組成と構造の違いを明らかにした。
多種抗膜タンパク質抗体の高効率な一括取得法とその分子標的治療薬評価法の一体的開発

1.DNA免疫法およびSST(立体構造特異的ターゲティング)法を用いて、標的タンパク質GPCR(Gタンパク質共役受容体)であるβ2AR、CRHR1に対する立体構造特異的モノクローナル抗体を作製することができた。抗CRHR1抗体については、Cell-ELISA法に加えて、免疫蛍光染色法およびウェスタンブロッティング法に基づきモノクローナル抗体の立体構造認識を明らかにすることができた。2.単一B細胞から、直接モノクローナル抗体を取得する新規な手法であるEcobody法を用いて、上皮成長因子受容体などの立体構造認識するウサギモノクローナル抗体候補の取得方法の効率化を目指し、プライマー配列の再検討を行い、遺伝子取得効率を向上させた。また3Dプリンターを用いたB細胞分取方法について検討した。3.マイクロバンド電極上にウェルアレイを作製し,各ウェルに選択的に細胞を捕捉することや選択的に放出することを可能とした.正の誘電泳動を用いて抗原を固定化したウェルに導入した抗体発現細胞に,負の誘電泳動を作用させると抗体発現細胞をウェル内に留め,未発現細胞をウェル外へと除去することができた.また,ポーラス膜を利用することにより,膜上の任意の位置に微粒子や細胞のパターン形成を可能にした.さらに,各孔内に単一細胞を導入することができた.4.人工脂質膜へ、GPCR(β2AR)を提示する組換えバキュロウイルスの出芽粒子を膜融合することでマイクロビーズ等に展開する方法の検討に進んだ。混和の膜融合条件により、再構成膜の性状に差異が認められため、提示された組換え膜受容体が再構成膜上により均質に分布するよう条件を改善した。さらに提示された受容体を抗原に抗体との反応を検討し、特異的認識が顕著となるブロッキング条件などを見出した。1.β2ARおよびCRHR1を含む複数のGPCRに対する立体構造特異的モノクローナル抗体の作製を示すことができた。この結果は、組換えプラスミドベクターを用いたDNA免疫法による目的のB細胞感作に起因する。さらに、標的タンパク質(β2ARまたはCRHR1)発現組換えミエローマ細胞を用いて、B細胞受容体を介した抗原抗体反応による目的の感作B細胞選択を可能とするSST法によって達成することができた。2.高次構造認識ウサギモノクローナル抗体取得技術向上のための、プライマー再設計や細胞チャンバーの設計・試作などの進捗がみられた。3.バンド電極上にマイクロウェルアレイを形成することにより,アレイ化した細胞の中から目的の細胞をウェル外へと排除して回収することができた.ウェル内に抗原を固定化することにより,目標通り有用な抗体を発現する細胞の濃縮が可能となった.デバイスの最適化を行い,高精度な細胞操作が可能となった.ポーラス膜を使用することにより,当初の予定以上の自由度で細胞パターンや細胞ペアを形成できた.4.多様な抗原特異性を持った抗体産生細胞群の中から、分子標的治療薬抗体の候補となるモノクローナル抗体を選別できる評価系を構築することをめざし、そのモデルとしてGPCR(β2AR他)等を抗原提示する実験方法を検討してきた。マイクロビーズ上に、組換えバキュロウイルス出芽粒子を用いて、抗原となる組換えタンパク質を均一に分布する条件を見出し、さらにその抗体検出の検討まで進展した。1.GPCRに対する立体構造特異的モノクローナル抗体作製を明らかにできたため、今後はGPCR以外の膜タンパク質(受容体)に対する本新規法の有用性を検証する。さらに、立体構造特異的モノクローナル抗体の一括作製を目ざしたダブルターゲティング法の開発、また、2分子会合体タンパク質を特異的に認識できる立体構造特異的モノクローナル抗体の作製へと進展させたいと考えている。2.効率化されたEcobody方法を用いて、多数のウサギモノクローナル抗体を取得し、その解析を進める。さらにDNA免疫法を組み合わせ、高次構造認識ウサギモノクローナル抗体取得を試みる。3.H30年度までに構築できた細胞の自由度の高い操作方法を利用し,迅速な細胞アレイおよび細胞ペアの形成,高効率細胞融合,抗原抗体反応を用いた有用な抗体を産生するハイブリドーマの識別,その細胞の回収を一連で行えるデバイスの開発を目指し,各項目の最適化を徹底的に行う.特に,細胞濃縮および回収技術の開発に取り組み,細胞母集団の中から有用な細胞を選別するとともに,回収して使用できるレベルにする.また,ポーラス膜を積極的に利用し,孔内での異種類細胞のペア形成と細胞融合に応用する.4.分子標的治療薬抗体の候補となるモノクローナル抗体を選別できる評価系の構築をさらに進める。今年度までの進展により、組換えGPCRを安定にマイクロビーズ上の膜に再構成できることが確かめられた。今後は、提示する膜受容体の種類を増やすとともに、抗受容体抗血清を含む抗体分子との結合評価をさらに進め、立体構造認識の評価に適用可能となるよう、本方法の信頼性を高めていく。1.標的タンパク質GPCR(Gタンパク質共役受容体)であるβ2ARとCRHR1のcDNAを組込んだ発現ベクターを構築した.これらは,DNA免疫に使用できる.また,GPCR (β2AR他)等を発現する組換えミエローマ細胞を作製するため,蛍光タンパク質遺伝子を融合した組換えプラスミドベクターを構築し,標的タンパク質の一過性および安定発現を蛍光タンパク質を指標として確認できた.2.単一B細胞から,直接モノクローナル抗体を取得する新規な手法であるEcobody法を用いて,上皮成長因子受容体などの立体構造認識するウサギモノクローナル抗体候補を複数取得した.

また同様な手法でヒトモノクローナル抗体も得ることができた.本研究結果により抗体創薬において非常に重要であると考えられる,ウサギとヒトモノクローナル抗体の構造認識抗体取得への技術的課題のひとつをクリアすることができた.3.マイクロウェルアレイ電極(25万ウェル)を用いた正の誘電泳動により,ウェル内にミエローマ細胞を誘導しミエローマ細胞アレイを作製した.電気パルスによるエレクトロポレーションによりウェル内の細胞にGFP発現用プラスミドを導入できた.さらに,ウェル内に正の誘電泳動を用いてB細胞を導入しミエローマ細胞ーB細胞ペアを形成することができた.また,負の誘電泳動を用いてウェル内に捕捉した細胞をウェル外に排除することができた.4.GPCR(β2AR他)等を新たに人工脂質膜上へ組換えバキュロウイルスの出芽粒子から展開する方法を検討した.吸着と融合の挙動が,塩濃度,混合するリポソーム脂質の組成に依存し,結果,得られる再構成膜の性状に差異が認められた.組換え受容体が不均一に分布する状態も認められるが,適切に条件を選ぶことによって,受容体が均質に分布した再構成膜が得られることが分かった.1.標的のGPCR (β2AR他)等の高次構造を認識するモノクローナル抗体作製のために,マウスのDNA免疫が必須である.この目的のための組換えプラスミドベクターを構築することができた.また,B細胞受容体(BCR)を介して感作B細胞を選択するために必要となる,GPCR (β2AR他)等発現組換えミエローマ細胞を蛍光タンパク質を指標として得ることが出た.2.当初予定していたEGF受容体に対するウサギモノクローナル抗体の候補を複数取得した.またヒトモノクローナル抗体においても同様な手法を開発した.3.初年度に,高効率な電気パルス細胞融合に必要な細胞操作の要素技術を獲得できた.微粒子や細胞の迅速,一括,高効率なウェル内に誘導し捕捉できた.さらには,ウェル選択的に細胞を誘導することを可能にした.目的とする1ウェルに細胞を導入することや,導入された細胞の中から目的とするウェルからのみ細胞を回収することが可能となった.当初予定していた自由度以上の細胞操作を達成できた.また,配列化細胞への電気パルス印加による遺伝子導入や細胞融合を行うことができた.4.多様な抗原特異性を持った抗体産生細胞群の中から,分子標的治療薬抗体の候補となるモノクローナル抗体を選別できる評価系を構築することをめざすための準備として,H29年度は,GPCR(β2AR他)等を新たに人工脂質膜上へバキュロウイルスから展開する方法を検討した.抗体分子との結合性の検査の課題が残ったが,組換え受容体の膜上での分散状態を,融合タンパク質タグからの蛍光輝度の分泌状況から判断し均一に分布する条件を見出している.1.DNA免疫法およびSST(立体構造特異的ターゲティング)法を用いて、標的タンパク質GPCR(Gタンパク質共役受容体)であるβ2AR、CRHR1に対する立体構造特異的モノクローナル抗体を作製することができた。抗CRHR