hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生検サンプルを必要としない血液を用いたミトコンドリア異常症の統合的検査法開発

複製中間体の詳細な解析から、そのうちの一つの複製機構においてミトコンドリア転写因子であるTFB2とミトコンドリア転写酵素であるミトコンドリアRNAポリメラーゼがミトコンドリアDNA複製に必須であることを示した(J Biochem, 2016)。また転写されたmRNAのプロセッシングと安定性にミトコンドリア内プロテアーゼClpXPが重要な役割を果たしていることを証明した(投稿中)。(2)ミトコンドリア検査診断システム:ミトコンドリアはエネルギー代謝の中心であることから、血中の代謝産物を網羅的に解析するメタボローム解析システムを実用化し、実地解析に利用している(Diabetologia, 2015)。20人のミトコンドリア病患者の血漿解析から診断に有用な新規な代謝産物を同定した(論文作成中)。また組織特異的ミトコンドリア機能障害マウスの解析から、ミトコンドリア障害組織に特徴的な代謝産物を同定している(投稿中、一部未発表)。(3)体細胞ミトコンドリアDNA解析:リー脳症の新規原因遺伝子としてECHS1の変異を同定した(Hum Mut, 2015)(1)ミトコンドリアの基礎的機能解析:ミトコンドリアDNAの複製における7SDNAの役割、ミトコンリア内プロテアーゼClPXPによるmRNAの制御機構、マイトファジーの新規制御機構等を明らかにした。ミトコンドリア内翻訳因子p32の臓器特異的ノックアウトマウスを作製し、その病態を解析した。(2)ミトコンドリア病の診断システム:質量分析によるメタボローム、プロテオーム解析系を立ち上げた。ミトコンドリア病患者血漿のメタボローム解析を行い新規のバイオマーカー候補を見出し、ミトコンドリア病モデルマウスでも確認した。マイトファジー制御経路と新規のミトコンドリア病の原因遺伝子を同定した。計画では、(1)モデル動物の解析、(2)ミトコンドリア機能維持機構の基礎的解析、(3)ミトコンドリア機能異常患者の解析を3つの柱にしている。その全て項目について解析に着手し、所期の結果を得ている。実績の概要に記載の通り、いくつかではすでに論文にまとめるレベルに達している。最終年ではさらに解析を発展させて、論文としてまとめる段階に達すると見込まれているものが複数ある(実績の概要参照)。27年度が最終年度であるため、記入しない。臨床検査医学(1)モデルマウスの解析においては、臓器特異的TFAM発現マウス作製用のマウスのラインができたので、今後臓器特異的なTFAMによるミトコンドリ保護効果の解析を進める。また、p32の特異的ノックアウトによる臓器特異的なミトコンドリア機能低下マウスに関しては、神経と心臓ではほぼ解析が終了したので、現在解析中のマクロファージと樹状細胞特異的ノックアウトマウスの解析をさらに進めるとともに、新たに作製した肝臓、血管内皮細胞特異的ノックアウトマウスについても解析を開始する。(2)ミトコンドリア機能維持機構の基礎解析では、ミトコンドリアDNAの複製後塩基修飾とミトコンドリアRNAの転写後の成熟過程と分解過程の分子機構に重点を置いて解析する。
膵発癌における転写因子EVI1の分子ネットワークの解明

膵がんは予後不良な疾患で、発がん初期機構は未解明な部分が多い。KRAS遺伝子変異は膵発がんの重要分子だが、それ単独では発がんの全てを説明し得ない。申請者は発がん初期の胃上皮形質獲得に注目し、膵前がん病変及び膵がんで転写因子EVI1が過剰発現し、EVI1がKRAS抑制分子miR-96の発現抑制を介してKRAS発現を上昇させ腫瘍促進的に働くことを明らかにした。これは、膵発がん初期にEVI1過剰発現とKRAS遺伝子変異が協調的にKRAS経路活性化に働くこと、EVI1やmiR-96が有用なマーカーかつ治療対象となり得ることを示唆しており、現在の膵がん治療の限界に新しい方向性を提唱する重要な成果である。EVI1-KRASネットワークの解明およびEVI1の新規下流経路の同定膵前癌病変早期に発現する腫瘍促進的分子として申請者が同定した転写因子EVI1が、膵発癌において重要とされるKRAS経路に対して何らかのinteractionを示すという作業仮説を解明する目的として、EVI1に対するsiRNAを用いたノックダウン実験などにより膵管上皮細胞と膵癌細胞におけるEVI1の発現抑制がKRASのmRNAおよびタンパクの発現量を低下させることを示し、さらにKRAS経路の中では特にERK経路を抑制することでcyclin-dependent kinase inhibitor p27Kip1の発現を上昇させ、細胞増殖をコントロールしていることを明らかにした。EVI1発現機構の同定:EVI1が膵発癌早期から発現することに着目し、その発現を制御する上位因子として、NFκB等の炎症関連分子、あるいはメチル化、アセチル化、microRNA等のエピゲノムの修飾などについて細胞株実験にて検討を行っている。EVI1発現と臨床病理学的検討:申請者は224例の膵腫瘍に対してEVI1の免疫組織学的検討を行ったが、さらにサンプル数を増やしており、膵癌前癌病変のIPMN・MCN・PanINおよび浸潤性膵管癌のtissue microarrayを作成し、EVI1発現の検討を行っている。また、比較的稀な膵腫瘍としてserous cystic neoplasm, acinarcell carcinoma, pseudopapillary neoplasmに対して、さらに、膵腫瘍との類似性、近似性が指摘されている胆道系腫瘍においてもEVI1発現検討を行っている。現時点では、EVI1は膵管上皮由来と考えられているIPMN・MCN・PanINおよび浸潤性膵管癌、胆管上皮由来の腫瘍では高発現する一方で、由来の同定できていないその他の膵腫瘍においては発現が殆ど見られないことが分かった。今後、臨床データと照らし合わせてさらに臨床病理学的意義を追及していく。申請者は膵発癌のごく早期にみられる分化異常に注目し膵発癌過程早期の腫瘍促進的分子として転写因子EVI1を同定した。本研究はEVI1に注目して、膵発癌過程に重要なネットワークの解明を行い、結果、膵発癌過程に必須とされるKRAS経路とEVI1とのinteractoinを見出した。具体的には膵癌細胞および膵管上皮細胞を用いたin vitro実験からEVI1がKRAS-ERK経路を正に制御し膵発癌を促進すること、その際にmicroRNA-96の介在を伴うことを明らかにした。さらにヒト臨床検体224例の膵腫瘍に対して免疫組織学的検討を加え、膵癌前癌病変PanIN, IPMN, MCNでのEVI1高発現を見出した。本研究の結果は膵発癌促進サイクルの描出に重要であり、KRAS変異のみならずKRAS/KRAS下流経路の活性化レベルの維持が膵癌発癌・進展に必須であるという報告を支持し、low-grade PanINでのKRAS変異率が30%程度と低率であるにも関わらずPanINという形態変化が生ずる機序を理解する一助となった。病理学1)EVI1-KRASネットワークの解明およびEVI1の新規下流経路の同定EVI1が膵発癌に重要なKRAS経路に作用し、発癌促進に寄与していることを示すことができた。また、EVI1の直接的なターゲットとなる下流分子がEVI1とKRASとの間をつなぐことも同定しつつあり、EVI1-KRASネットワークの解明および膵発癌において意味のあるEVI1の下流分子の解明の上で重要な結果である。2)EVI1発現機構の同定:EVI1発現機構として上流分子に注目しているが、上記1)で同定した下流分子がEVI1発現にフィードバックをかけている可能性を同定しつつあり、EVI1発現機構の解明の一つの手掛かりと考えている。3)EVI1発現と臨床病理学的検討:膵腫瘍のサンプル数を増やし、また希少膵腫瘍症例も検討に加えることで、EVI1が膵管上皮の癌化に重要であることがわかりつつある。

また膵と発生的に近似した胆管上皮系腫瘍においてもEVI1発現が見られることを同定しつつあり、胆膵腫瘍の解明に重要と考えられる。1)EVI1-KRASネットワークの解明およびEVI1の新規下流経路の同定膵腫瘍においてはEVI1-KRAS-p27経路を制御することが分かったが、EVI1ノックダウン膵癌細胞株および膵管上皮細胞株から得たマイクロアレイデータをもとに、EVI1下流のその他の重要な経路を探る。2)EVI1発現機構の同定:細胞株を用い、サイトカイン依存性にEVI1発現が変動するか、あるいはEVI1発現と時期を同じくして過剰発現を示すような膵発癌早期に重要な分子を膵管女卑細胞株や膵癌細胞株で過剰発現させることでEVI1発現が変わりうるかを検討し、膵発癌早期にEVI1発現が上昇する機序を探る。3)EVI1発現と臨床病理学的検討:増やしたサンプル数を基に臨床病理学的データと照会し、EVI1発現の意義を追及していく。また胆道系腫瘍においては膵腫瘍との類似性と相違点に注目してEVI1発現の検討を行っていく。当該年度に投稿した論文oncogeneの出版に要する経費が次年度請求となったため、次年度に繰り越しが必要となった。oncogeneの出版費用に充当する。
フォーム型Web情報サービス享受のためのマルチモーダル対話インタフェースの研究

一般に,ウェブブラウザを操作する場合,マウスなどによって操作可能なGraphical User Interface(GUI)が用いられる.しかし近年,携帯端末やPDA(携帯情報端末機器)など,マウスなどが不向きな環境からをアクセス可能となっている.ここでは,従来から検討されている音声操作インタフェースに加え,任意文字列の入力を可能にした音声入力インタフェースが有用になる.そこで,情報検索におけるWWWブラウザのフォーム入力に対し任意文字列の入力を行うための音声インタフェースについて検討した.自由な音節系列を認識するために,One-pass Viterbi法により連続音節認識を行う.日本語の文字列を入力対象とする場合,何の制約もなく自由に音節の接続を許す必要はなく,例えばHTMLを詳細に解析し,認識対象が絞り込める場合(例えば氏名入力であることがわかる場合),その情報を言語モデルとして用いることも考えられる.これを仮定して,まず氏名の情報をbigram言語モデルとして導入した.その結果,用いない場合の75.1%から78.3%に音節認識率が向上した.しかし,音節系列すべてが正しく認識できる率は認識結果の上位5位までをみても34.8%と不十分な結果であった.そこで,系列の認識結果の上位N位から,音節ごとに5-bestりストを作成してユーザに提示し,ユーザに,ペンタッチなどによって選択させる,音節選択インタフェースを構築した。これは,あるフォームの入力の際に別のウィンドウが開き,ユーザに音声入力をさせ,その認識結果から作成した音節毎の5-bestリストを表示してユーザに選択させるものである.これにより,音声入力と簡単なペンによる選択によって、入力可能となる率は71.2%となった.一般に,ウェブブラウザを操作する場合,マウスなどによって操作可能なGraphical User Interface(GUI)が用いられる.しかし近年,携帯端末やPDA(携帯情報端末機器)など,マウスなどが不向きな環境からをアクセス可能となっている.ここでは,従来から検討されている音声操作インタフェースに加え,任意文字列の入力を可能にした音声入力インタフェースが有用になる.そこで,情報検索におけるWWWブラウザのフォーム入力に対し任意文字列の入力を行うための音声インタフェースについて検討した.自由な音節系列を認識するために,One-pass Viterbi法により連続音節認識を行う.日本語の文字列を入力対象とする場合,何の制約もなく自由に音節の接続を許す必要はなく,例えばHTMLを詳細に解析し,認識対象が絞り込める場合(例えば氏名入力であることがわかる場合),その情報を言語モデルとして用いることも考えられる.これを仮定して,まず氏名の情報をbigram言語モデルとして導入した.その結果,用いない場合の75.1%から78.3%に音節認識率が向上した.しかし,音節系列すべてが正しく認識できる率は認識結果の上位5位までをみても34.8%と不十分な結果であった.そこで,系列の認識結果の上位N位から,音節ごとに5-bestりストを作成してユーザに提示し,ユーザに,ペンタッチなどによって選択させる,音節選択インタフェースを構築した。これは,あるフォームの入力の際に別のウィンドウが開き,ユーザに音声入力をさせ,その認識結果から作成した音節毎の5-bestリストを表示してユーザに選択させるものである.これにより,音声入力と簡単なペンによる選択によって、入力可能となる率は71.2%となった.
ＩｇＧ４関連疾患におけるＩｇＧの病原性と標的抗原の解明

IgG4関連疾患では、その病態形成の原因となる真の自己抗原が不明である。これまでの解析から、1)抗原ラミニン511をマウスに免疫することにより自己免疫膵炎の病理診断基準を満たす膵病変が誘導されたこと、2)自己免疫膵炎患者血清(10例)の半数において抗原ラミニン511に対する自己抗体が検出されたことより、申請者はラミニン511が自己免疫膵炎真の自己抗原である可能性が高いと考えている。自己抗原が同定できれば、同疾患の病態解明に寄与するのみならず、その抗体の測定法の開発は、本疾患の診断・病型分類・治療方針の決定・治療効果判定、新たな治療方法の開発などに大きく貢献するものと期待される。昨年度は、自己免疫膵炎患者における抗自己抗体の症例数を増やした検証を行い約70例の自己免疫性膵炎患者血清と約100例のコントロール血清で比較し、感度50%、特異度98%と十分で臨床応用可能な結果であった。今年度は、臨床応用を目的として、市販可能な汎用性のある自己抗体測定法を企業と共同で開発を行った。市販可能な汎用性のある自己抗体測定法には、これまで実験室レベルで使用していた、ELISAのblank well(コントロールwell)を用いない方法で行うことが、実際の検査室では好まれる。しかし、IgG4関連疾患の患者は血清中のIgGが、他の患者さん、健常人と比較し、多いため、blank wellなしの状態では、感度・特異度が下がることが分かった。これらの問題点を解決すべく、ラミニン511のエピトープを絞り、より精度の高い測定法の改良を行っている。また、ラミニン511自己抗体陽性の患者血液から、モノクローナル抗体を作成し、阻害効果として、自己抗体を検出できないか、試みている。また、あたらたなIgG4関連疾患の診療体系の構築を目指し、自己免疫性膵炎以外の自己抗原の同定を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本年度は、1自己免疫膵炎患者における抗自己抗体の症例数を増やした検証を行い約70例の自己免疫性膵炎患者血清と約100例(健常人50例、膵癌患者20例、膠原病患者20例、血清IgG4高値の膵癌患者・原発性硬化性胆管炎患者各5例)のコントロール血清で比較し、感度50%、特異度98%と十分で臨床応用可能な結果であった。また抗体陽性者と陰性者で臨床像(膵臓の罹患部位、悪性腫瘍合併の有無、アレルギーの有無)が異なることがわかり、診断や実臨床に有用な情報が得られることが分かった。更に、治療例では抗体価が減少し、バイオマーカーとしても使用できることが示唆された。2また、自己免疫膵炎患者組織においても、患者IgGはラミニン511とmergeすることから、患者IgGが組織でもラミニン511をターゲットとしていることが示唆された。自己免疫性膵炎の抗原についての実験は順調に進んでいるが、自己免疫膵炎以外のIgG4関連疾患、例えばIgG4関連涙腺唾液腺炎やIgG4関連腎疾患患者の抗原の同定がまだできていない。候補となる抗原は出てきているがvalidationできていない。

これらの問題点を解決すべく、ラミニン511のエピトープを絞り、より精度の高い測定法の改良を行っている。また、ラミニン511自己抗体陽性の患者血液から、モノクローナル抗体を作成し、阻害効果として、自己抗体を検出できないか、試みている。また、あたらたなIgG4関連疾患の診療体系の構築を目指し、自己免疫性膵炎以外の自己抗原の同定を行った。まずは、自己免疫性膵炎における自己抗体の測定を、臨床応用するため汎用性のある自己抗体測定法を開発する。現在、企業と共同で開発中であり、でき次第、臨床試験を開始する。また、自己免疫性膵炎以外のIgG4関連疾患の抗原を検索、検証していく。これにより、IgG4関連疾患の診断・病型分類・治療効果判定における有用性を検討することにより新たな診療体系を目指す。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
脂質分子の自己組織化におよぼす静水圧力の効果

脂質分子の自己組織化におよぼす圧力効果を理解する目的で,種々のリン脂質二分子膜相挙動を加圧下で観測した。結果は以下のように要約される。1.飽和アシル鎖(炭素数1218)をもつジアシルホスファチジルコリン二分子膜の主転移温度は加圧により直線的に上昇した。dT/dPの値は0.20-0.23KMPa^<-1>の範囲で鎖長依存性を示した。2.ラメラゲル相からリップルゲル相への前転移温度も加圧により上昇した。その傾き(dT/dP)は小さく,0.12-0.14KMPa^<-1>となり鎖長依存性を示さなかった。3.圧力誘起指組みゲル相が観測された。アシル鎖炭素数が増すと指組みゲル相の出現する限界圧力は低下した。限界圧力は14:0-PCでは300MPa,16:0-PCでは100MPa,18:0-PCでは70MPaであった。炭素数13以下では圧力誘起指組みゲル相は出現しなかった。4.エーテル結合型リン脂質の二分子膜相挙動を観測し,エステル結合型リン脂質との差異を検討した。主転移に対しては両者で差異は認められなかったが,前転移は著しく異なっていた。エーテル結合型リン脂質では前転移は指組みゲル相からリップルゲル相への転移であり,dT/dPの値が大きいため,加圧によりリップルゲル相は消滅した。5.不飽和アシル鎖を有するリン脂質二分子膜の主転移温度はいずれも加圧により直線的に上昇したが,dT/dPの値は飽和リン脂質に比べて小さい値を示した。ジステアロイルホスファチジルコリンのアシル鎖にシス二重結合を導入すると,1本のアシル鎖につき約48°Cだけ主転移温度を降下させる効果が認められた。6.親水基の効果について検討した。ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DPPE)の親水基をNメチル化したリン脂質では,置換したメチル基の数が増すと主転移温度は降下した。相転移の熱力学量(エンタルピーおよび体積)にはNメチル化効果はほとんど認められなかった。種々のアシル鎖を持つホスファチジルコリン(PC)の二分子膜を調製し,相挙動におよぼす圧力効果を調べた。1.飽和アシル鎖を持つPC二分子膜:アシル鎖の炭素数が1318のPC二分子膜では,基本的にラメラゲル相からリップルゲル相への前転移とリップルゲル相から液晶相への主転移が観測され,いずれの相転移温度も加圧により直線的に上昇した。主転移温度の圧力依存性dT/dPはアシル鎖長と共にわずかに増大したが,前転移に対するdT/dPの値はアシル鎖長依存性を示さなかった。相転移に伴うエンタルピー,エントロピー,体積変化を評価した。これらの熱力学量の鎖長依存性について考察を加えた。炭素数14以上の飽和アシル鎖を持つPC二分子膜では圧力によって誘起された指組み相(向き合う二分子膜のアシル鎖が互いに貫入した二分子膜相)が観測された。

指組み相はラメラゲル相とリップルゲル相の間に出現するが,加圧と共にリップルゲル相は消滅し、指組み相が安定化する。指組み相が出現する温度と圧力の範囲はアシル鎖長の影響を大きく受けることが判明した。2.不飽和アシル鎖を持つPC二分子膜:二本のアシル鎖がオレイン酸から成るジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)の二分子膜では,主転移温度が低く,これまで正確な測定が行われていなかった。200MPa以上の高圧力下で観測することによって0°C以上での測定が可能となった。常圧への外挿から主転移温度は-40.3°Cとなった。DOPCのsn-1位を飽和のステアリン酸で置換したSOPC,並びにsn-1,sn-2共にステアリン酸で置換したDSPC二分子膜の常圧下における主転移温度はそれぞれ6.7°C,55.6°Cであることから,リン脂質の飽和アシル鎖(ステアリン酸)をシス二重結合を持つオレイン酸で置換すると1本につき48(±1)°Cだけ相転移温度を下げる効果が認められた。DOPC二分子膜では,ラメラゲル相よりサブゲル相が安定であることが判明した。生体膜中に最も分布の多いリン脂質はジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)であるが,親水基が異なり次に存在比率が高いのはジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DPPE)である。リン脂質二分子膜の相挙動におよぼす親水基の効果について検討し,以下のような結果を得た。1.DPPE二分子膜を十分に冷却し,DSC測定するとラメラ結晶相(Lc)から液晶相(Lα)への相転移が観測され,さらに冷却・昇温を繰り返すとLc/Lα転移温度より低温でラメラゲル相(Lβ)からLα相への主転移が観測された。主転移は再現性良く観測できるが,Lc/Lα転移は試料を十分に冷却放置することが必要で,言い換えると,Lc相への移行速度は極めて遅い。また,Lβ相は準安定相として存在する。2.高圧力下(22MPa以上)では,主転移温度より低温側でLc/Lβ相転移が観測され,Lβ相が安定相として出現した。このことは相図においてLβ/Lα転移のdT/dPがLc/Lα転移のそれより大きいため2本のT-P相境界線が22MPaで交わることによる。Lβ/LαおよびLc/Lα転移の体積変化はそれぞれ27.1および51.4cm^3/molとなることから,DPPEの部分モル体積はLc相<Lβ相<Lα相の順に増大する。3.DPPE二分子膜の主転移温度はDPPC二分子膜のそれより21°C高い。親水基の相挙動におよぼす効果を明らかにするため,DPPEのエタノールアミン基の水素原子を逐次メチル基置換したリン脂質について,その二分子膜の相転移を観測した。1個のメチル基置換が進むと,主転移温度は78°Cずつ低下した。しかしながら,相転移のエンタルピーおよび体積変化には顕著な差異は見られなかった。親水基頭部間の水素結合が原因と考えられる。種々のリン脂質二分子膜の高圧力下における相挙動を解析し、二分子膜相転移におけるアシル鎖長,親水基の構造および溶媒効果の役割を明らかにした。1.炭素数12,14,16,18の飽和アシル鎖をもつホスファチジルエタノールアミン(PE)二分子膜のゲル相から液晶相への主転移に対する圧力効果を調べた。主転移温度はアシル鎖が長くなると上昇した。主転移温度の圧力依存性(dT/dP)は鎖長の順に0.2300.275KMPa^<-1>の範囲で増大した。相転移体積はアシル鎖長に対して直線的に増大した。これらの結果をホスファチジルコリン(PC)のものと比較すると,同一鎖長ではほぼ同じ熱力学量を示したが,転移温度はPE系ではるかに高い結果となった。
チタニア微結晶を包接したフッ素化脂質修飾層間化合物の合成とその光無害化特性

水相に微量に溶け込んだ疎水性有害有機化合物を選択的に吸着・除去する能力を有することが知られている親油性粘土鉱物の層間疎水場中に、取り込んだ有害有機化合物の光分解能を付与するため、親油性粘土鉱物層間へのチタニア微結晶の導入を試みた。このような系を実現するためには、層間疎水場形成物質である両親媒性分子を層間に存在させなければならない。そこで、高温での焼成を行わずチタニア結晶の析出を可能とする水熱合成法を利用し、親油性粘土鉱物層間にチタニアナノ結晶の析出させることに成功した。比較として両親媒性分子により層間を修飾していない粘土鉱物層間へのチタニアナノ結晶の析出も行い、これにも成功した。これら二種類の複合材料による水相からの有害有機物質の吸着・除去及び光分解に関する検討を行うために、有害有機物質として環境ホルモンとしての疑いをもたれているビスフェノールAを用い、実験を行った。その結果、チタニア/親油性粘土複合体は、チタニア/粘土複合体よりも高い吸着・除去能を有するだけではなく、層間疎水場に効率よくビスフェノールAを吸着・濃縮できるため、チタニアナノ結晶により効率よくビスフェノールAを分解・無害化する能力を有していることを明らかにした。これらの結果は、これまで汚染水の無害化に用いられていた各種吸着材料が潜在的に有していた使用済み吸着材料の処理問題を考慮する必要の無い、「光分解能を有する疎水性吸着材料」という新しいタイプの水質浄化材料を本研究により作製することに成功したことを示している。
インターネットで保険薬局から副作用情報を収集するネットワークの構築に関する研究

我々は、保険薬局から副作用情報を収集するために、(1)薬剤師のモティベーションを向上させる方法、(2)患者の副作用症状を聞き取る方法、(3)薬剤師から情報を収集する通信手段、(4)収集した情報を整理し解析する方法などを明らかにし、薬科大学と保険薬局のネットワークを構築することを目的として本研究に着手した。平成9年度には主として(1)と(2)について検討し、アンケート調査などによる薬剤師の意識調査を実施した上で、薬剤師による患者システムレビュー方式を採用することに決定し、それを具体化するための副作用チェックシートを試作した。平成10年度においては、まず(3)をインターネット回線で実行するために、副作用チェックシートの内容を含めて、重大副作用の初期症状と各医薬品が有する重大副作用をデータベース化し、患者の副作用チェックシートにマークされた内容と処方せんに記載された医薬品名の双方から、起こり得る重大副作用を予測するためのソフトウエアを作成した。データベースとソフトウエアはCD-ROM化されているので、全国の薬剤師が自分の薬局で使用することができ、また、患者データをインターネット回線で収集することが可能になった。(4)に関しては、収集した患者情報を整理し解析するソフトウエアを作成したので、将来的には医薬品の副作用に関する実態を調査するため、10店舗程度のモデル薬局を指定して試運転を開始するまでに到達した。今後、本格的なネットワーク構築に向けて準備はほぼ整ったといえる。我々の研究目的は、保険薬局から副作用情報を収集するために、(1)薬剤師のモティベーションを向上させる方法、(2)患者の副作用症状を聞き取る方法、(3)薬剤師から情報を収集する通信手段、(4)収集した情報を整理し解析する方法などを明らかにし、薬科大学と保険薬局のネットワークを構築することである。本年度は(1)と(2)について一応の結論を得た。薬剤師は調剤した薬剤とともに、その薬剤を患者が正しく服用するための情報を提供しなければならない。そのため薬剤師は添付文書に記載されているごく一般的な情報の他に、個々の患者の病態に適合するような高度な情報をあらゆる情報源から収集しようとしている。このとき最も重要なことは、薬剤情報を提供するとともに、薬剤を服用する個々の患者について副作用の発現を監視することである。我々は、添付文書に記載されている副作用750項目から、患者の自覚症状に相当する450項目を抽出し、異語同種の項目を再構成して207項目の質問文章に整理し、「副作用システムレビュー・チェックシート」を作成した。添付文書から再構成したチェックシートは、患者にも薬剤師にも分かりやすいものであり、研究目的に記した(1)と(2)をほぼ満足する内容となっている。次年度に向けて現在我々は、上記のチェックシートを約150の保険薬局に配布し、職能の中で実際に使用することによって、薬剤師と患者の立場での内容評価を実施中である。
ヒト胃癌における癌抑制遺伝子p53の発現に関する研究

早期胃癌に対する内視鏡的治療や縮小手術の適応を考察する際に問題となるリンパ節転移を予測するため、新たな因子として胃粘膜下層浸潤癌(sm癌)の粘膜下層への浸潤の程度を細分類し検討した。すなわち粘膜下層の粘膜筋板下縁から固有筋層上縁までの距離を3等分して管腔側からそれぞれ浅層:sm1、中層:sm2、深層:sm3とし、さらにsm1については、粘膜筋板より固有筋層側へ300μmまでのごくわずかな範囲の粘膜下層にのみ浸潤を認めるものをsm1-α、それ以上のものをsm1-βとして2つに区分した。当教室で経験したsm癌切除症例235例を以上の細分類により検討すると、浸潤度sm1-αで腫瘍径30mm以下のもの、sm1-β、sm2の10mm以下のものおよび30mm以下のsm1-βで腫瘍先進部の組織型が高分化型ly(-)Ul(-)のものにリンパ節転移を認めず、この範囲のsm癌に対して根治的内視鏡的切除術の適応拡大の可能性が示唆された。一方、癌関連遺伝子の一つであるp53遺伝子の異常がp53蛋白の核内異常蓄積としてとらえられ、しかも癌の病期や進行度、予後と密接に相関していると注目されている。このような観点から表層拡大型胃癌と小型浸潤進行胃癌のp53蛋白の異常発現について検討を試みた。当教室で経験した表層拡大型胃癌(直径5cm以上、m癌)29例と小型浸潤進行胃癌(直径2cm未満、mp以上浸潤)12例を対象としp53蛋白の異常発現を検討した結果、表層拡大型胃癌と小型浸潤進行胃癌との間にはp53蛋白発現の有意差は見られなかった。またp53蛋白の発現とリンパ節転移との関係も認められなかった。現在は胃sm癌の細分類とp53蛋白の発現の関係について検討中である。
健康維持増進と知的生産活動向上に寄与する室内空気環境の解明

住空間における室内空気環境をコントロールし、化学物質濃度や臭気の低減がヒトの健康維持増進や知的生産活動の向上に寄与する閾値を解明する。TVOC配慮住宅と在来木造住宅の実験住宅2棟を活用し、240名を対象とした短期及び宿泊滞在型の介入試験を実施する。生体指標や心理指標、感性評価、パフォーマンス評価から、空気質の改善及び向上が日常生活の効率性に与える影響を定性・定量的に解明すると共に、その有意性を実証する。研究成果は「シックハウス症候群」予防及び根本的な解決に向けた医学的な知見を得ると共に、ヒトの健康維持増進と知的生産活動の向上に寄与する次世代型健康住宅の実現に貢献する。
平安時代より江戸時代にかけての平仮名字体の変遷についての研究

今年度は東京大学史料編纂所に所蔵される古文書影写本のうち、青方文書・阿蘇文書・市河文書・留守文書について調査した。また京都府立総合資料館には二度、のべ六日調査に赴き、東寺百合文書を中心に調査を行った。その他写真等の公刊されている文書についても若干の調査を行い、それにより平安時代から室町時代末期にかけての平仮名文書一二七通について釈文及び仮名字体表を作成し、またその一部を写真撮影することができた。それにより得られたデータを総合することで、平安時代から室町時代末にかけて、頻用の平仮名字体がどう変化してきたか、また平仮名体系の持つ字種のバリエーションの総体がどう変化してきたかについてアウトラインを明らかにするに至っている。今後、中世文書の更に広汎な調査(殊に東大寺文書、他地方の文書)と近世文書の調査を行い、また今回の研究で明らかになりつつある平仮名字体変遷史を書記史の原理という観点からどう位置づけるかの考察を加えることが課題である。また、今回の研究の過程で、前近代日本の文字教育に大きな役割を果たした平仮名書いろは歌に見える平仮名字体が中世平仮名文書の平仮名字体体系と密接な関係にあること、また平仮名書記について、平安時代と鎌倉時代の間には踊り字の用法を指標として大きな転換期があること、そしてその転換が異体がなの使い分けの発生の原因となった事が分かった。それぞれ今年度、論文として発表したものである。
がん遺伝子産物Rasの動的な構造特性を介した機能発現メカニズムの解明

2.本研究で得られたH-RasQ61L、H-RasQ61HのState 2の結晶構造について野生型との立体構造比較を行った。両方の変異体において、Switch II領域(残基番号60ー75)の不安定化が観察された。またSwitch IIの隣に位置するα3ヘリックスがState 1様の立体構造を有することが明らかになった。3.本研究で得られたH-RasQ61L、H-RasQ61HのState 1の結晶構造について、野生型との立体構造比較を行った。Switch II(Q61L)は大きくSwitch I側に寄っており、Switch領域間で形成されるポケット構造の大きさが小さくなっていた。Switch II領域の主鎖構造はState 2(Q61L)とよく似ており、上述のα3ヘリックスにおける観察結果を踏まえると、State 2(Q61L)はState 1様の立体構造特性を有していると考えられる。一方、Switch II(Q61H)の電子密度はほとんど観察されず、ヒスチジンへの変異が顕著な立体構造の不安定化を引き起こしていると推察される。4.分子動力学計算を行うための情報収集並びに計算環境構築を行った。計算機としてHPC5000-XSLGPU41S(GeForce GTX 1080 Tiを装備)を整備し、分子動力学計算ソフトウェアGROMACS2016、GROMACS2018、Amber Tools18、GAMESSを用いた計算環境構築を行った。これらの計算環境を用いて、野生型State 1の結晶構造に基づいてGppNHpを取り扱うための力場構築を行った。また、本研究で得られた結晶構造を用いて計算に用いる初期構造モデルを準備した。平成30年度完了を目指していたH-RasQ61H変異体のState1の結晶構造を決定した。これにより当初の目的であった一連のQ61変異体の結晶構造が得られた。それらの原子モデルを既知の野生型と比較することで各変異によって引き起こされる立体構造変化を解析した。その結果、アミノ酸置換により特にSwitch II領域とα3ヘリックスにおいて、動的特性の変化が引き起こされていることが示唆された。平成29年度に実施したQ61変異体のNMR実験系では変異に伴う有意な運動性の変化を検出できなかったため、計画書に記載された通り、分子動力学計算を利用した動的情報の解析のための準備を進め、令和元年度に分子動力学計算を開始することのできる環境を整備した。また本研究で得られた結晶構造群に基づいて、計算に用いる初期構造と力場ファイルの準備を行った。以上のことから、本研究は一部研究方針の変更を加えながら当初の研究計画通りに進展していると判断される。1残基のアミノ酸置換によりなぜ劇的なSwitch II領域の立体構造変化が誘起されたかについて、静的な結晶構造情報から考察することは困難である。そこで令和元年度には、本研究で得られたH-Ras結晶構造群を初期構造にした分子動力学計算を実施・解析することで、立体構造変化メカニズムについての詳細な知見を得る。計算結果の解析には主にSwitch II領域並びにα3ヘリックスの局所立体構造の時間発展の様子に着目する。以上の研究を通じてがん変異体に特有の立体構造特性並びに遷移機構を明らかにし、国内外の学会並びに学術雑誌での公表を目指す。1.H-RasQ61L(1-166)のState 2の結晶化条件並びにHAG法を用いたState2結晶からState 1結晶への遷移条件の最適化を行った。得られた良質なState 1結晶を用いて取得した回折データに基づいて立体構造決定を行った結果、研究開始当初に電子密度が観察されなかった領域についてモデルを構築することができた。2.Rasに結合した加水分解抵抗性GTPアナログの31P NMR測定によりH-RasQ61LのState 1/State 2占有比率の測定を行った結果、State 1の結晶構造から予想された通り、Q61L変異により有意にState 1の存在比率が増加していることが明らかになった。3.溶液中で主にState 1状態で存在するH-RasQ61L/T35Sについて15N, 13C安定同位体標識体を調製し、NHシグナルの連鎖帰属を行うための一連の3次元NMRスペクトルを測定した。得られたスペクトルを解析した結果、プロリンを除く163残基全てについて帰属を行うことができた。さらに帰属結果に基づいて、L61周辺の運動性を1H-15N HSQCスペクトルを利用した緩和時間測定並びにヘテロNOE測定により解析した。得られた運動性パラメーターをH-RasT35Sと比較した結果、有意な運動性の違いを検出することができなかった。4.Q61Lと同様にがん変異体としてよく知られるQ61H変異体について、State 1の結晶構造解析を行うため、プライマーを設計しQuickChangeにより発現用ベクターを作成した。大腸菌発現系を利用して得られた高純度H-RasQ61Hサンプルを用いて結晶化を行い、HAG法を利用した回折実験を行うことで、State 1並びにState 2に対応する回折データを取得することができた。H-RasQ61L変異体のState1の結晶構造決定、並びにNMRによるH-RasQ61L/T35Sの溶液中での運動性の解析を完了した。

このことから、平成29年度から平成30年度にかけて実施予定であったH-RasQ61L変異体に関わる実験・解析のほとんどを平成29年度中に終了することができた。緩和時間測定並びにヘテロNOE測定実験からは当初想定していたQ61L変異によって引き起こされる運動性の変化を検出することはできなかったが、引き続き計算科学的アプローチによりがん変異がRasの分子内運動に与える影響の検出に取り組む。またH-RasQ61L変異体に関わる実験・解析が当初の想定以上の速度で完了したことから、平成30年度以降に実施する予定であったH-RasQ61H変異体に関わる実験に着手し、平成29年度中に立体構造決定に十分な分解能の回折データを既に取得している。以上のことから、本研究は当初の研究計画以上に進展していると判断される。2.本研究で得られたH-RasQ61L、H-RasQ61HのState 2の結晶構造について野生型との立体構造比較を行った。両方の変異体において、Switch II領域(残基番号60ー75)の不安定化が観察された。またSwitch IIの隣に位置するα3ヘリックスがState 1様の立体構造を有することが明らかになった。3.本研究で得られたH-RasQ61L、H-RasQ61HのState 1の結晶構造について、野生型との立体構造比較を行った。Switch II(Q61L)は大きくSwitch I側に寄っており、Switch領域間で形成されるポケット構造の大きさが小さくなっていた。Switch II領域の主鎖構造はState 2(Q61L)とよく似ており、上述のα3ヘリックスにおける観察結果を踏まえると、State 2(Q61L)はState 1様の立体構造特性を有していると考えられる。一方、Switch II(Q61H)の電子密度はほとんど観察されず、ヒスチジンへの変異が顕著な立体構造の不安定化を引き起こしていると推察される。4.分子動力学計算を行うための情報収集並びに計算環境構築を行った。計算機としてHPC5000-XSLGPU41S(GeForce GTX 1080 Tiを装備)を整備し、分子動力学計算ソフトウェアGROMACS2016、GROMACS2018、Amber Tools18、GAMESSを用いた計算環境構築を行った。これらの計算環境を用いて、野生型State 1の結晶構造に基づいてGppNHpを取り扱うための力場構築を行った。また、本研究で得られた結晶構造を用いて計算に用いる初期構造モデルを準備した。平成30年度完了を目指していたH-RasQ61H変異体のState1の結晶構造を決定した。これにより当初の目的であった一連のQ61変異体の結晶構造が得られた。それらの原子モデルを既知の野生型と比較することで各変異によって引き起こされる立体構造変化を解析した。その結果、アミノ酸置換により特にSwitch II領域とα3ヘリックスにおいて、動的特性の変化が引き起こされていることが示唆された。平成29年度に実施したQ61変異体のNMR実験系では変異に伴う有意な運動性の変化を検出できなかったため、計画書に記載された通り、分子動力学計算を利用した動的情報の解析のための準備を進め、令和元年度に分子動力学計算を開始することのできる環境を整備した。また本研究で得られた結晶構造群に基づいて、計算に用いる初期構造と力場ファイルの準備を行った。
アフィン量子群のレベル・ゼロ表現論の幾何学的・組合せ論的研究

アフィン量子群(アフィンLie環)のレベル・ゼロ表現論における幾何学的佐武対応の類似を研究するための試みとして、アフィンBott-Samelson多様体に関する研究と半無限Young盤に関する研究とを行った。アフィンBott-Samelson多様体のコホモロジー群にアフィンLie環のレベル・ゼロ表現の構造を定めることが目標である。そのためには、アフィンGrassmann多様体における放物型縮射に対応する操作をアフィン建物(及びアフィンBott-Samelson多様体)において導入することが重要なステップとなる。この新たな操作に対する一つの定式化を与えることはできたが、それに対する性質の解明がまだ十分にできておらず、その応用には至っていない。半無限Young盤とは、A型アフィン量子群のレベル・ゼロ端ウェイト加群の結晶基底に対する半無限Lakshmibai-Seshadriパス模型に対応するYoung盤の類似物として、昨年度に導入した組合せ論的対象である。これは、A型アフィン量子群のレベル・ゼロ基本ウェイトを端ウェイトとする端ウェイト加群のテンソル積への端ウェイト加群の自然な埋め込みが誘導するq=0における射(を適切に変形したもの)の像として定義される。本年度は、半無限Young盤のなす柏原結晶における柏原作用素の具体的な記述を与えた。また、半無限Young盤に対する半無限Bruhat半順序を利用した特徴付けに関する部分的な結果を得た。アフィンBott-Samelson多様体のコホモロジー群へのアフィンLie環の作用(特に、0番目のChevalley生成元の作用)の記述や、半無限Young盤に対するRobinson-Schensted-Knuth対応の類似の定式化などの課題が未解決であるため。アフィン建物(及びアフィンBott-Samelson多様体)に対する放物型縮射の性質を調べ、その応用としてアフィンBott-Samelson多様体のコホモロジー群への0番目のChevalley生成元の作用の記述を与える。レベル・ゼロ基本ウェイトを端ウェイトとする端ウェイト加群のテンソル積への自然な埋め込みが誘導するq=0における射(の適切な変形)の、柏原結晶射としての性質を調べ、その応用として一般の半無限Young盤に対する特徴付けを与える。同様の課題を他の古典型アフィンLie環の設定にまで拡張して考察するとともに、より一般のテンソル積への埋め込みについて、その像の記述(特徴付け)を与える。本研究の一つの目的はアフィンLie環(に付随する量子群)のレベル0の表現の結晶基底を半無限旗多様体を用いて記述することであるが、特に本年度はより簡単な状況としてレベル0の基本表現たちのテンソル積の形をした有限次元既約表現の結晶基底とアフィンGrassmann多様体との関係について調査を行った。複素有限次元半単純Lie環(に付随する量子群)の有限次元既約表現の結晶基底に対する組合せ論的な実現を与えるGaussent-LittelmannのLakshmibai-Seshadri(LS)ギャラリー模型があるが、それをアフィンLie環上の柏原結晶となるように自然に拡張したものとして量子LSギャラリー模型を導入している。量子LSギャラリー模型はLenart等による量子LSパス模型と柏原結晶として同型であり、従ってアフィンLie環のレベル0の基本表現たちのテンソル積表現の結晶基底と柏原結晶として同型である。一方、幾何学的佐武対応による複素有限次元半単純Lie環の有限次元表現の幾何学的な実現があり、それからMirkovic-Vilonen(MV)輪体による結晶基底の実現が得られる。MV輪体はアフィンGrassmann多様体のSchubert部分多様体の中の代数的輪体であるが、これらはBott-Samelson特異点解消を経由してLSギャラリーと対応する。一方、LSギャラリーではない量子LSギャラリーはこの対応によって、Schubert部分多様体の特異点部分のより次元の低いSchubert部分多様体の中の輪体に対応することが分かる。この対応は単射ではなくなるが、対応の重複はBott-Samelson多様体上の定数層をSchubert部分多様体の交叉コホモロジー複体で分解した時の重複度と密接に関係する。今後の研究ではこれらの組合せ論的な性質を解明し、量子LSギャラリーの特徴付けを与えたい。本研究の最終的な目標は半無限LSパス模型を半無限旗多様体を用いて記述することであるが、より簡単な状況である(が本研究の目的を達成するための本質的な内容を含んでいる)量子LSギャラリー模型とアフィンGrassmann多様体との間の関係についても解決するべき問題点がまだいくつか残っているため。アフィン量子群(アフィンLie環)のレベル・ゼロ表現論の設定にまで幾何学的佐武対応を拡張する試みの一つとして、Bott-Samelson多様体に着目した研究とYoung盤の組合せ論に着目した研究とを行った。アフィンGrassmann多様体のSchubert部分多様体に付随するBott-Samelson多様体のトーラス作用に関する固定点集合にはアフィン量子群の結晶構造が定まる(ギャラリー模型)。また、幾何学的佐武対応と分解定理とを適用すると、Bott-Samelson多様体のコホモロジー群には有限次元半単純Lie環の作用が定まる。この作用が、結晶構造との整合性を保ったまま、アフィンLie環の作用にまで拡張されるかという問題について取り組んだ。本年度は一般的な結論には至らなかったが、アフィン建物の縮射とLefschetzの定理とを組合せることで、アフィンLie環の作用を構成することができるのではないかと考えている。また、アフィン量子群の端ウェイト加群の結晶基底に対する半無限Lakshmibai-Seshadriパス

模型による実現をもとに、A型アフィン量子群の端ウェイト加群の結晶基底を実現する半無限Young盤を導入した。そして、レベル・ゼロ基本ウェイトの非負整数倍(すなわち、長方形型のYoung図形に対応するレベル・ゼロ優整ウェイト)を端ウェイトとする場合に、半無限Young盤に対する特徴付けを与えた。この特徴付けにおいては、M. ShimozonoによるA型Kirillov-Reshetikhin結晶に対するYoung盤を用いた記述に現れるpromotionの操作が重要な役割を果たす。アフィンGrassmann多様体のSchubert部分多様体に付随するBott-Samelson多様体の性質について、十分な解明がなされていないため。また、一般の型の半無限Young盤に対する特徴付けには至っていないため。アフィン量子群(アフィンLie環)のレベル・ゼロ表現論における幾何学的佐武対応の類似を研究するための試みとして、アフィンBott-Samelson多様体に関する研究と半無限Young盤に関する研究とを行った。アフィンBott-Samelson多様体のコホモロジー群にアフィンLie環のレベル・ゼロ表現の構造を定めることが目標である。そのためには、アフィンGrassmann多様体における放物型縮射に対応する操作をアフィン建物(及びアフィンBott-Samelson多様体)において導入することが重要なステップとなる。この新たな操作に対する一つの定式化を与えることはできたが、それに対する性質の解明がまだ十分にできておらず、その応用には至っていない。半無限Young盤とは、A型アフィン量子群のレベル・ゼロ端ウェイト加群の結晶基底に対する半無限Lakshmibai-Seshadriパス模型に対応するYoung盤の類似物として、昨年度に導入した組合せ論的対象である。これは、A型アフィン量子群のレベル・ゼロ基本ウェイトを端ウェイトとする端ウェイト加群のテンソル積への端ウェイト加群の自然な埋め込みが誘導するq=0における射(を適切に変形したもの)の像として定義される。本年度は、半無限Young盤のなす柏原結晶における柏原作用素の具体的な記述を与えた。また、半無限Young盤に対する半無限Bruhat半順序を利用した特徴付けに関する部分的な結果を得た。アフィンBott-Samelson多様体のコホモロジー群へのアフィンLie環の作用(特に、0番目のChevalley生成元の作用)の記述や、半無限Young盤に対するRobinson-Schensted-Knuth対応の類似の定式化などの課題が未解決であるため。
有機超分子ナノ集積体の構築と新機能の創製

本申請研究では、有機π電子系を使って新しいナノ集積体を構築し、ナノサイズ効果および超分子配列を使って新しいナノ物性を発現させると共に、ナノ集積体をマテリアルサイエンスの鍵物質として利用する基礎を築いた。具体的には、大きな共役π電子系化合物を用いるソフト構造体の構築とそれらのハード材料への接合制御、おおび大環状オリゴチオフェンの有機溶媒蒸気に対するベイポクロミズムとアクチュエーターとして利用可能な形態変化現象を見出した。近年、ナノ集積体に関する研究が急速に発展している。このようなナノ集積体は、大きな比表面積を持ち、さらに微粒子とは異なりその分子配列が制御されているので、既存の有機材料には無い優れた特徴を持つ。申請者は、有機π電子系材料およびその有機金属化合物とのハイブリッド材料を用いて、新しい超分子機能材料の開発を研究してきた。また、申請者は、ナノサイズの非常に大きな分子を合成して、その単分子としての機能および超分子会合体のナノ特性を研究してきた。本研究ではこれらの研究をさらに進めて、有機π電子系を使って新しいナノ集積体を構築し、ナノサイズ効果および超分子配列を使って新しいナノ物性を発現させると共に、ナノ集積体をマテリアルサイエンスの鍵物質として利用する基礎を築くことを目指した。先ず、大きな共役π電子系化合物を用いる共役ナノドット、ナノファイバーなどのソフト構造体の構築とそれらのハード材料への接合の制御であるが、この研究は、現在、ナノファイバーを合成して、その物性を調べている。また、土星型環状オリゴチオフェン・C60錯体を用いる新規導電性ー光物性の発現と分子素子の構築については、各種土星型環状オリゴチオフェン・C60錯体を合成して、その光誘起電流の測定とスイッチ機能を調べた段階であるが、分子素子の構築に向けた基礎を完成させることができた。先ず、大きな共役π電子系化合物を用いる共役ナノドット、ナノファイバーなどのソフト構造体の構築とそれらのハード材料への接合の制御であるが、この研究は、現在、ナノファイバーを合成して、その物性を調べており、最近、大環状オリゴチオフェンが有機溶媒の蒸気によってベイポクロミズムを示すと同時に、形態変化を起こして動くという現象も見出した。また、土星型環状オリゴチオフェン・C60錯体を用いる新規導電性ー光物性の発現と分子素子の構築については、各種土星型環状オリゴチオフェン・C60錯体を合成して、その光誘起電流の測定とスイッチ機能を調べており、光照射下では暗所に比べて約40倍電気伝導度が高くなることが分かり、分子素子の構築に向けた基礎を完成させることができた。平成27年度に計画した土星型大環状オリゴチオフェン・C60錯体の合成はすでに完成し、その錯体の示す光誘起電流についても測定を完成させている。また、この錯体をグラファイト上に作って、STM測定と電気伝導度測定も行った。さらに、大環状オリゴチオフェンが有機分子の蒸気によってベイポクロミズムを示すと同時に形態変化を示すことも見出した。本申請ではこれらの研究をさらに進めて、有機π電子系を使って新しいナノ集積体を構築し、ナノサイズ効果および超分子配列を使って新しいナノ物性を発現させると共に、ナノ集積体をマテリアルサイエンスの鍵物質として利用する基礎を築くことを目指した。先ず、大きな共役π電子系化合物を用いる共役ナノドット、ナノファイバーなどのソフト構造体の構築とそれらのハード材料への接合の制御であるが、この研究に関しては、グラファイト表面に1,3,5-ベンゼントリカルボン酸の格子を作り、その上に土星型大環状オリゴチオフェン・C60錯体を配列させることによって整流作用をもつ二分子膜を作成して、その単分子機能を調べた。また、機能性ナノファイバーの構築に関しては、大環状オリゴチオフェンが有機溶媒の蒸気によってベイポクロミズムを示すと同時に、形態変化を起こして動くという現象も見出した。さらに、土星型環状オリゴチオフェン・C60錯体を用いる新規分子素子の構築については、各種土星型環状オリゴチオフェン・C60錯体を合成して、その光誘起電流の測定とスイッチ機能を調べ、光照射下では暗所に比べて約40倍電気伝導度が高くなることを見出し、分子素子の構築に向けた基礎を完成させることができた。

本申請研究では、有機π電子系を使って新しいナノ集積体を構築し、ナノサイズ効果および超分子配列を使って新しいナノ物性を発現させると共に、ナノ集積体をマテリアルサイエンスの鍵物質として利用する基礎を築いた。具体的には、大きな共役π電子系化合物を用いるソフト構造体の構築とそれらのハード材料への接合制御、おおび大環状オリゴチオフェンの有機溶媒蒸気に対するベイポクロミズムとアクチュエーターとして利用可能な形態変化現象を見出した。平成26年度に計画した土星型環状オリゴチオフェン・C60錯体の合成はすでに完成し、その錯体の示す光誘起電流についても測定を完成させている。また、この錯体をグラファイト上に作って、STM測定と電導度測定も行った。申請者らはこれまでに合成した申請者らのπドナー分子を用いてヘリカルテープ、ミクロリング、カチオンラジカル塩の破断により生成するダブルへリックスとトリプルへリックス、ナノファイバーへのC60のインターカレーション、および土星型大環状オリゴチオフェン・C60錯体のヘキサゴナルシート構造やラメラ配列を見出しているので、これらの知見を活かして多様な構造形成の原理を解明し、それに基づき光学活性ヘリカルテープ、ナノカプセル、電導体リングの構築を行なう。また、光伝導性を示すナノファイバーの研究を更に進め、光電変換効率の向上とスイッチ機能の確立を目指す予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。有機機能材料申請者らはこれまでに合成したπドナー分子を用いてヘリカルテープ、ミクロリング、カチオンラジカル塩の破断により生成するダブルへリックスとトリプルへリックス、およびラジカル塩の超分子リングの作成、およびナノファイバーへのC60のインターカレーションを見出しているので、これらの知見を活かして多様な構造形成の原理を解明し、それに基づき光学活性ヘリカルテープ、ナノカプセル、電導体リングの構築を行なう。