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高分子イオン密生ソフト界面のナノ構造と機能の相関

イオン性両親媒性ジブロックコポリマー水面単分子膜中の高分子電解質ブラシのナノ構造とその転移について系統的調査を行った.ブラシ密度や塩濃度に応答して,ブラシが伸張/収縮する様子とその条件が明らかとなった.また,両イオン性高分子ブラシは,アニオン性やカチオン性のブラシとは全く異なる構造転移を示すことを見いだすと共に,音頭に応答して,可逆的に伸張/収縮するブラシ系の構築に成功した.本研究では,両親媒性高分子が自己組織化により形成する界面高分子ブラシの構造・特性と分子特性の相関を明らかとすると共に,界面系であるが故に発現する性質・機能・応答,密生系であるがゆえに発現する諸現象を,定量的に明らかとする.特に,本申請者が世界に先駆け発見した絨毯層/ブラシ層の構造転移に着目し,それらを応用・発展させて新たなソフトインターフェースを構築し,機能材料へと応用する試みに対して,その基盤となるナノ構造および特性に関する定量的データ・指針を,分子レベルおよび界面組織体レベルで,集積・提供することを目的とする.領域内他班にて推進されるソフトインターフェース研究に対して,本班は,基礎的物理化学の見地から高分子界面密生相特にイオン性高分子ブラシに対する構造,特性に関する情報を提供することにより,本研究全体の飛躍的進展が期待される.イオン鎖と疎水鎖からなる両親媒性ジブロックコポリマーをリビングラジカル重合法を駆使して,その鎖長,鎖長比を制御して合成し,その水面単分子膜中に形成される高分子電解質ブラシのナノ構造を表面圧-面積曲線(π-A等温線)とX線反射率(XR)測定により解明するとともに,ブラシ密度や塩濃度の変化に伴う,ナノ構造の転移現象を追跡し,高分子電解質ブラシの形成機構を解明し,その普遍性と特異性を明らかとする.イオン性両親媒性ジブロックコポリマー水面単分子膜中の高分子電解質ブラシのナノ構造とその転移について系統的調査を行った.ブラシ密度や塩濃度に応答して,ブラシが伸張/収縮する様子とその条件が明らかとなった.また,両イオン性高分子ブラシは,アニオン性やカチオン性のブラシとは全く異なる構造転移を示すことを見いだすと共に,音頭に応答して,可逆的に伸張/収縮するブラシ系の構築に成功した.カチオン性高分子ブラシのナノ構造とその転移について詳細な調査を行った.用いたポリマーは,ポリイソレンと四級化ポリビニルピリジンのジブロックコポリマーで,リビングアニオン重合により合成した.種々の鎖長,鎖長比のポリマーを合成したが,疎水差の重合度約100,親水鎖の重合度約50のものが安定な水面単分子膜を形成することが分かり,主としてこの系について系統的なπ-A測定およびX線反射率(XR)測定を行った. π-A曲線はなめらかに上昇し,均一な単分子膜形成が確認された.また,塩の添加により,低面積側へシフトしたことから,カチオン性ブラシ鎖間の静電斥力が寄与していることを確認した. XR曲線には,明瞭なKiessigフリンジが観察され,平滑かつ均一な単分子膜が形成されていることが分かった.膜を圧縮して表面圧を上げながら,すなわちブラシ密度を増加させながらXR測定を行ったところ,低表面圧条件では,親水鎖は絨毯層のみを形成し,高表面圧では,絨毯層の下に,ブラシ層が形成されることが分かった.すなわち,構造転移を起こす臨界ブラシ密度がこの系に関しても確認された.したがって,絨毯層の形成と絨毯層のみ/絨毯層+ブラシ層の構造転移は,アニオン,カチオンを問わず,イオン性高分子ブラシに対して普遍的なものであることが明らかとなった.また添加塩として, NaClを添加すると,表面圧は減少し,ブラシ鎖の収縮が観察された.すなわち,一定塩濃度まで構造が変化しない,臨界塩濃度はこの系に関しては観察されなかった.これは,ピリジン環の四級化度が56%程度と低いことに起因していると考えられる.臨界ブラシ密度が, 0.4程度と,ポリスチレンスルホン酸の0.1程度より大きく,ポリアクリル酸の値に近いことからも,支持される.今後は,四級化度のより高い高分子を合成し,より詳細な検討を行う予定である.本年度は,高分子電解質ブラシ内の水の構造に着目して研究を行った.これまでの研究にて,高分子電解質,特に強イオン性ブラシ層の内部は,イオン鎖が極めて高密度にて密生しており,イオン濃度が2M以上という極めて特殊な状況であることが分かっている.その結果として,ブラシ層内のイオン鎖の対イオン凝縮度は90%以上に及ぶことが,臨界塩濃度の評価より明らかとなっている.このような特殊な状況においては,水の構造も極めて特異的,すなわち高い構造性を有していることが予想される.

そこで,従来より用いてきたポリ水素化イソプレンとポリスチレンスルホン酸(PSS)のジブロックコポリマーを用いて,水面PSSブラシ構造に及ぼす添加塩イオン種の効果をX線反射率測定にて詳細に検討した.従来のNaClに加え,今回,LiClおよびKClについて検討した.いずれの場合にも,ブラシが収縮し始める「臨界塩濃度」の存在が確認されたが,その絶対値は,カチオン種により異なっていた.0.1MのLiClの添加で,PSSブラシは完全に絨毯層のみの構造へ転移しており,Liイオンに対する臨界塩濃度は0.1M以下であることがわかった.NaCl対してもほぼ同様の傾向が見られたが,ブラシの収縮度は若干,LiClにくらべ低い傾向が見られた.一方,KClを添加塩として用いた場合は,0.2Mの添加でブラシの収縮がみられたものの,その収縮度は半分程度であり十分にブラシ層が残っていた.これにより,PSSブラシに対する臨界塩濃度は,Li+<Na+<K+の順であることか判明した.これはタンパク質の塩析能に対するホフマイスター順列と同じ傾向である.この順列は,各イオンの水の構造性を促進する/破壊する強さの傾向と言われる.今回の結果も,ブラシ層内の高い構造性の水に,構造形成イオンであるLi+は入りやすいが,破壊イオンであるK+は入りにくい,と説明できる.カチオン性高分子ブラシのX線反射率によるナノ構造とその転移に関する解析を精力的に行った.新たに導入したRAFT重合法により,四級化アンモニウムカチオンを有するQBmとn-ブチルアクリレートのジブロックコポリマーを合成し,水面上に単分子膜を形成させ,その中のカチオン性ブラシの構造解析を行った.まず,表面圧-面積曲線(π-A等温線)の測定を行ったところ,意外にも,大面積領域から,表面圧πの上昇が見られ,その後,かなり広範囲にわたるプラトー領域を経て,第2の上昇が見られた.第2の上昇領域は,以前検討を行ったアニオン性ブラシとほぼ等しく,ブラシ形成によるものと考えられた.新たに発見された第1の領域は,均一に単分子膜を形成する前に,島状のドメイン構造を取るためと考えられ,ブリュースター角顕微鏡(BAM)による観察を行ったところ,数10ミクロン程度のドメインが観察された.後述のベタインポリマーでも同じ疎水鎖では同様の傾向が観察され,n-ブチルアクリレートを疎水鎖とした場合の特性と考えられる.メチル基の一つ多い,n-ブチルメタクリレートでは,そのような傾向は見られておらず,このドメイン形成機構の検討を今後進める必要がある.カチオン性ブラシのナノ構造に対する添加塩の効果をXRにより検討した.アニオン性ブラシ同様,臨界塩濃度の存在が確認されたが,その濃度は0.02M程度と,アニオン性の場合より一桁低い値となった.我々の従来の解釈によると,これは98%という非常に高い対イオン固定が起きていることを意味する.四級化アンモニウムカチオンの特性である可能性があり,今後の課題である.ベタインを親水鎖としたポリマーを用いて,ベタインブラシの検討を行った.アニオンとカチオンを分子内に併せ持つ両性イオンであるベタインは,予想通り,その構造が添加塩に対し非常に鈍感であり安定であることが確認された.カルボキシベタインを親水鎖とする両親媒性ジブロックコポリマーをRAFT重合により合成し,それらが水面で形成する単分子膜中のカルボキシベタインブラシのナノ構造とその転移を,表面圧-面積曲線(π-A曲線),およびX線反射率(XR)測定により検討した.ブラシが生え始めるブラシ密度(臨界ブラシ密度)は,0.1本/m2程度と,他のイオン性ブラシに比し,小さな値となった.これはカルボキシベタインが両イオン性であり,電荷の効果を打ち消し合い,中性鎖に近い挙動,すなわち立体反発によりブラシが形成することを示しているものと考えられる.また,NaClなどの塩を添加すると,ブラシが伸張する現象が観察された,他のアニオン性およびカチオン性ブラシでは,塩添加によりクーロン反発が遮蔽されるため,ブラシは収縮していたのと,全く逆の傾向である.
同一の不斉源から両方の鏡像体を高選択的に得る不斉触媒反応系の構築

われわれが開発したL-セリンから合成した不斉配位子は,互いにエナンチオマーの関係にあるわけではなく,異なる化合物であるが,確実に逆のエナンチオ面を選択している。この方法論を一般的にいうならば,この同一の不斉源(今回の場合L-セリン)かち擬エナンチオマー(pseudo-enantiomer)の関係にある触媒,配位子を設計することによって,不斉触媒反応において生成物の両鏡像体を高光学純度で合成することになる。BINOLやBINAPのように配位子をラセミ体で合成し,それを光学分割する触媒ももちろん今後とも新たに優れたものが開発されるであろう。同時に、糖やアミノ酸など天然由来の光学活性化合物を原料として新しい不斉配位子を設計、合成する研究もますます盛んに行われることは疑いのないことである。その際,生成物の両鏡像体を得る手法として、触媒の配位子の設計の際,高い不斉認識能をもつ配位子を合成すると同時に,同じく高い不斉認識能をもつ擬エナンチオマー(pseudo-enantiomer)の関係にある触媒,配位子を設計・合成することは方法論としても理論的であり、概念的にも新しい指針になると考えている。光学活性化合物の重要性は医農薬などの生命科学分野のみならず、物質科学分野でも大きな注目を集めている。われわれの提唱・実証した擬エナンチオマー(pseudo-enantiomer)の関係にある触媒,配位子を設計の手法が今後さらに一般性の高いものになれば,不斉合成の分野に新しい手法を提供することになる。鏡像体間で生理活性が異なる場合が多いことはよく知られている。一方の光学異性体が望ましい生理活性を示すのに対し、もう一方が活性を示さない場合もあれば、望ましい鏡像体の生理活性を阻害したり、好ましくない生理活性を示す場合もある。医薬品あるいは中間体合成を指向する不斉触媒反応では、両方の鏡像体を高い光学純度でつくりわけることが必要である。両方の鏡像体を得ることはR体の触媒を使うかS体の触媒を使うか選択することでつくりわけができる。不斉反応に用いられる触媒の多くは、天然のアミノ酸由来、あるいは天然の光学活性カルボン酸や糖質由来のもので、天然型からつくられたものは問題ないが、非天然型から誘導する場合、非常に高価になったり、合成困難になったりする。それに対して、今回われわれが合成した二つの配位子は天然のアミノ酸であるL-セリン由来の不斉触媒で両方の鏡像体のつくりわけが可能である。具体的にはわれわれが合成したオキサゾリンを含む新規な光学活性シッフ塩基配位子-チタン化合物はジケテンのアルデヒドへのエナンチオ選択的付加反応において両鏡像体をいずれも90%eeを超える収率で5-ヒドロキシ-3-ケトエステルを与えた。ここで用いた配位子は天然のアミノ酸であるL-セリン由来の一つの不斉源から、同時に得られる二種類の不斉配位子はエナンチオマーの関係にはないが、いずれも高い不斉収率でそれぞれの逆の鏡像体を与える。今後、本触媒の一般性が実証されれば、これまで一方のみの活性しか調べられなかった光学活性体の両鏡像体の生理活性を調べることが可能となる。本研究課題は、「不斉触媒合成研究」の一環である。これまでは、同一の不斉源から誘導した不斉配位子を用いれば生成物の絶対配置はR体かS体の一方であるのが普通常識であった。今回、私どもは、L-セリンから誘導される二種類の不斉配位子が,アルデヒドとジケテンの反応で光学活性5-ヒドロキシー3-ケトエステルのそれぞれの鏡像体を高選択的に与えることを見いだした。具体的には,アミノ酸由来のアミノアルコールおよびそれをサリチルアルデヒド誘導体と縮合させたシッフ塩基を合成する際、アミノアルコール部分をオキサゾリン型にしたところ同じキラリティをもつL-セリンから二種類の配位子が得られた。

この二つの化合物はエナンチオマーではないが,幸運なことにいずれも,高い不斉収率で逆の絶対配置をもつ生成物が得られることがわかった。要するに単一の不斉源(L-セリン)から誘導した触媒を用いることで,同程度に高い不斉収率で両鏡像体を得ることに成功した。私たちの見い出した方法は単一のキラリティをもつL-セリンから生成物の両鏡像体ほぼ同程度の高い不斉収率で与える触媒(配位子)を合成するという従来に例を見ない新しい手法である。また、現在、両鏡像体の作り分けにはいたっていないが、サリチルケトンとアミノアルコールとを縮合して得られたシッフ塩基が、アルデヒドの不斉アルキル化反応の有効な触媒となることも新たに見いだした。これまで、ジアルキル亜鉛による不斉アルキル化反応では、もっぱら二座配位子のβ-アミノアルコールが用いられてきたが、シッフ塩基型三座配位子で初めて96%eeという高い不斉収率を達成した。この、不斉アルキル化反応についても、両鏡像体の作り分けの検討を行っている。われわれが開発したL-セリンから合成した不斉配位子は,互いにエナンチオマーの関係にあるわけではなく,異なる化合物であるが,確実に逆のエナンチオ面を選択している。この方法論を一般的にいうならば,この同一の不斉源(今回の場合L-セリン)から擬エナンチオマー(pseudo-enantiomer)の関係にある触媒,配位子を設計することによって,不斉触媒反応において生成物の両鏡像体を高光学純度で合成することになる。BINOLやBINAPのように配位子をラセミ体で合成し,それを光学分割する触媒ももちろん今後とも新たに優れたものが開発されるであろう。同時に、糖やアミノ酸など天然由来の光学活性化合物を原料として新しい不斉配位子を設計、合成する研究もますます盛んに行われることは疑いのないことである。その際,生成物の両鏡像体を得る手法として、触媒の配位子の設計の際,高い不斉認識能をもつ配位子を合成すると同時に,同じく高い不斉認識能をもつ擬エナンチオマー(pseudo-enantiomer)の関係にある触媒,配位子を設計・合成することは方法論としても理論的であり、概念的にも新しい指針になると考えている。光学活性化合物の重要性は医農薬などの生命科学分野のみならず、物質科学分野でも大きな注目を集めている。われわれの提唱・実証した擬エナンチオマー(pseudo-enantiomer)の関係にある触媒,配位子を設計の手法が今後さらに一般性の高いものになれば,不斉合成の分野に新しい手法を提供することになる。
肝内胆管癌におけるCDH3の発現とRho familyとの関連

今回、肝内胆管癌と膵癌におけるP-cadherinの発現は、腫瘍の浸潤・遊走に関与し、予後の指標となることが分かった。また、P-cadherinの発現はそのプロモーター領域の脱メチル化に制御されていることが示唆された。肝内胆管癌・膵癌を中心として癌の進展と関わる因子を考察したが、EMT関連因子や幹細胞マーカーに関しては関連の可能性が低いことが分かった。Rho familyに関しては結果がでなかったが、癌の進展と関連する既知の報告もありAkt/Ark signalやSmadと共に検討を続けていく予定である。肝内胆管癌においてCDH3の発現が予後との関連を認めており、浸潤能(invasion assay)や遊走能(migration assay)との関連があることは示していた。膵癌においても免疫染色からの結果にてCDH3の発現が予後不良因子として認め、肝内胆管癌と同様に浸潤・遊走能など癌の進展に関与している事が明らかになった。これらは、si-CDH3を用いた抑制系と、強制発現させた細胞株を用いた実験によって認めており、整合性があると考えられる。しかし、これらの現象の関連因子と考えらていたE-cadherin・N-cadherin・vimentinなどのEMT関連因子に関しては、P-cadherinの発現との関連は立証できなかった。具体的にはP-cadherinとE-cadherin・vimentinの発現はこれらの癌種において逆相関する傾向を認めており、P-cadherinの発現と悪性度の進展の要因としては可能性が低いと考えられた。また癌幹細胞マーカーであるCD44についてもwestern blot法やReal-time-PCR法を用いて検証したが、variantも含めてP-cadherinの発現と明らかな関連を認めなかった。前年度までに、肝内胆管癌・膵癌においてP-cadherin (CDH3)の発現が予後との関連があり、浸潤能や遊走能との関連があることを示した。本年度は肝内胆管癌・膵癌におけるP-cadherinの発現とプロモーター領域のメチル化との関連について、メチル化特異的PCRを用いて検討した。癌細胞株では、P-cadherin高発現株ではそのプロモーター領域は脱メチル化されているのに対し、低発現株ではメチル化されていた。P-cadherin低発現株において、脱メチル化剤である5-Azaを添加したところ、プロモーター領域の脱メチル化に伴ってP-cadherinの発現増加を認めた。さらに切除症例の新鮮凍結標本の癌部からDNAを抽出し、P-cadherinの発現とプロモーター領域のメチル化との関連を検討した。肝内胆管癌20症例(P-cadherin高発現・低発現症例ともに10症例ずつ)において、高発現群では10症例中4症例のみにメチル化を認めたのに対し、低発現群では10症例全てにメチル化を認めた。膵癌においては、27症例(P-cadherin高発現13症例、低発現14症例)を用い、高発現群13症例中4症例のみにメチル化を認めたのに対し、低発現群では14症例中12症例にメチル化を認めた。Rac1・Cdc42などRho familyの活性化における指標として、Western blot法による確認を試みたが、これらの活性型低分子量G蛋白を検出するには特殊(高価)なキットを要し、思うような結果が得られず、こちらの面では滞っている。今年度は癌の進展と関わる因子を考察していく。前年度、供述したようにEMT関連因子や幹細胞マーカーに関しては関連の可能性が低いことが分かった。Rho familyに関しても再検討項目の一つではあるが、癌の進展と関連があるAkt/Ark signalやSmadに関しても検討していきたい。CpG islandのプロモーター領域におけるDNAのメチル化は、癌遺伝子の発現制御機能として知られている。P-cadherinの発現においても、乳癌や大腸癌、胃癌において、その発現がDNAのメチル化異常と関与していることが報告されている。特に大腸癌においては、正常組織ではプロモーター領域のメチル化によりP-cadherinの発現が抑制されているのに対し、癌部に近接した正常粘膜では所々で脱メチル化を認めるようになり、癌進展の過程においてDNAのメチル化が関与していることが示唆され、肝内胆管癌と膵癌の細胞株において、P-cadherinの発現はDNAのプロモーター領域の脱メチル化と関連しており、また5-Aza処理により脱メチル化を惹起すると、P-cadherinの発現が誘導された。さらに、実際の切除標本での検討でも、P-cadherinの発現と、プロモーター領域の脱メチル化は有意に相関していた。以上より、プロモーター領域におけるDNAのメチル化が、P-cadherinの発現を制御されている機序の1つであることが示された。メチル化異常を含むエピジェネティックな変化は可逆的な反応であり、難治癌の治療のターゲットとして非常に有用であると思われる。

Rho familyに関しては結果がでなかったが、癌の進展と関連する既知の報告もありAkt/Ark signalやSmadと共に検討を続けていく予定である。EMT関連因子については、胆管癌・膵癌ともに明らかな関連は認めなかった。また、CD44の癌幹細胞マーカーについてもvariantも含めて明らかな関連を認めなかった。Rac1などのRho familyとの関連においてはまだ検討中の段階が現状である。今回、肝内胆管癌と膵癌において同様の現象を認める傾向にあった。今後は、癌の進展と関わる因子を考察していく予定である。前回、供述したようにEMT関連因子や幹細胞マーカーに関しては関連の可能性が低いことが分かった。Rho familyに関しても再検討項目の一つではあるが、癌の進展と関連があるAkt/Ark signalやSmadに関しても検討していきたい。CpG islandのプロモーター領域におけるDNAのメチル化は、癌遺伝子の発現制御機能として知られている。P-cadherinの発現においても、乳癌や大腸癌、胃癌において、その発現がDNAのメチル化異常と関与していることが報告されている。特に大腸癌においては、正常組織ではプロモーター領域のメチル化によりP-cadherinの発現が抑制されているのに対し、癌部に近接した正常粘膜では所々で脱メチル化を認めるようになり、癌進展の過程においてDNAのメチル化が関与していることが示唆される。今回、肝内胆管癌と膵癌の細胞株において、P-cadherinの発現はDNAのプロモーター領域の脱メチル化と関連しており、また5-Aza処理により脱メチル化を惹起すると、P-cadherinの発現が誘導された。さらに、実際の切除標本での検討でも、P-cadherinの発現と、プロモーター領域の脱メチル化は有意に相関していた。以上より、プロモーター領域におけるDNAのメチル化が、P-cadherinの発現を制御されている機序の1つであることが示された。メチル化異常を含むエピジェネティックな変化は可逆的な反応であり、難治癌の治療のターゲットとして非常に有用であると思われる。さらには、胃癌や乳癌などでいわれているプロモーター領域のメチル化とCDH3の発現が、これらの癌種においても関連があるかを検討していく予定である。消化器外科(肝胆膵外科)今回、膵癌においても肝内胆管癌と同様の現象を認める傾向にあった。今後は、肝内胆管癌・膵癌を中心として癌の進展と関わる因子を考察していく予定である。上記に供述したようにEMT関連因子や幹細胞マーカーに関しては関連の可能性が低いことが今回新たに分かった。Rho familyに関しても検討項目の一つではあるが、癌の進展と関連があるAkt/Ark signalやSmadに関しても検討していきたい。胃癌や乳癌などでいわれているプロモーター領域のメチル化とCDH3の発現が、これらの癌種においても関連があるかを検討していく予定である。具体的には、micro disection法もしくは新鮮凍結臨床検体からDNA抽出を行い、methylation specific PCR、もしくはpyro sequenceを用いた解析を行う予定である。医局内保管の消耗品を使用できたため。また、Western blot法による確認が思うように進まず、当初計画していた実験が出来なかったため。
九州とその周辺における島の芸能の研究:開放性・自律性・境界性の中の民俗文化の諸相

九州周辺には各地に島嶼が存在する。それらの島嶼は古来、国内外を巡る航路以上に位置し、また、歴史的に中国・朝鮮半島・沖縄(琉球)といった「異国」と接する境界領域に位置したことから、各島嶼の民俗芸能は国内外から政治的・文化的等、様々なかたちで多大なる影響を蒙ってきた。こうしたことは、これらの島嶼の多種多様な民俗芸能の理解にあたっては、それらを、文化的・歴史的・地域的に形作られてきた多様性に富む存在として、それぞれの島嶼の文脈において精確に見ていくことが必要となることを示している。九州とその周辺に存在する奄美群島・薩南諸島・五島列島・壱岐・対馬等の多くの島嶼は、古来、国内外を巡る船の航路上に位置し、人や物や情報の頻繁な往来を通じて島外との密接な交流・交渉が見られたが、反面、外部との隔絶が生じ易い地形的制約から、一定の自律性が醸成されていった。この地域の島嶼では、それぞれの地域毎に特徴的な民俗芸能が分布しているが、それらは、島外と共通しつつも、島毎に細かな差異も認められ、こうした共通性と独自性が複雑に入り組んだ民俗芸能のあり方は、開放性と自律性と地域性が交錯しつつ展開してきた、これらの当初の歴史的環境との関わりにおいて形成されたことを窺わせる。本研究ではこうした問題意識に基づき、九州とその周辺地域における島嶼に伝わる民俗芸能について調査を行い、その実態を明らかにすると同時に、それぞれの島嶼の歴史的・文化的位相や地域のコミュニティの今日的変容との関連等の異同にも配慮しつつ多角的に検討を行い、島外と交渉・交流してきた開放性・島故の自律性・「異国」に接する境界性の交錯の中で、歴史的に形成され、伝承されてきた、それぞれの島の民俗文化としての、この地域の民俗芸能の様相を解明する。(1)文献調査・情報収集奄美諸島・薩南諸島・甑島列島・長島・天草諸島・五島列島・平戸諸島・壱岐・対馬・筑前諸島など、九州とその周辺地域における島々に伝わる民俗芸能や祭りや年中行事に関して、福岡県立図書館・長崎県立図書館・熊本県立図書館・鹿児島県立図書館・佐世保市立図書館・天草市立図書館・長崎文化博物館・天草市立本渡歴史民俗資料館・天草市立倉岳歴史民俗資料館・牛深海彩館・苓北町郷土資料館・苓北町富岡ビジターセンター・キリシタン資料館天草ロザリオ館・天草コレジョ館・熊本近代文学館・長島町立歴史民俗資料館・出水市歴史民俗資料館などにおいて、論文・調査報告書・地方出版の書籍を初め、各種関連文献や映像記録その他の資料を調査・収集したほか、各地の民俗芸能の種類・分布・調査実施時の問題などについて情報収集を行った。(2)現地調査長島・甑島列島・天草諸島・壱岐の各地について、予備的な現地調査を実施し、それらの地域の民俗芸能や祭りに関する関連資料や情報を収集した。甑島列島の仮面行事「トシドン」、天草諸島の祭りの神幸行列や太鼓踊りなどの風流踊りや獅子舞や虫送り行事や長崎くんち系芸能、五島列島の神楽や獅子舞やジャンガラ念仏などの風流踊り、壱岐の神楽や舟競などの祭礼行事、筑前諸島の志賀海神社神事芸能などの各地の民俗芸能については、予備的な調査を実施し、関連資料や情報を収集した。(3)研究計画の検討上記の調査によって収集したデータに基づき、次年度以降の現地調査を中心とした調査研究計画を策定した。(1)現地調査天草諸島各地の祭の御神幸行列・獅子舞・太鼓踊や笠踊等の風流踊、壱岐の神楽・船競争・正月行事、対馬各地の盆踊・御神幸行列等に関して現地調査を実施し、上演の次第・芸態・現代的変容・伝承地の歴史的沿革等に関する関連資料や情報を収集した。平戸諸島・筑前諸島各地に関しては予備的な現地調査を実施し、それらの地域の民俗芸能に関する関連資料や情報を収集した。(2)文献調査・情報収集奄美諸島・薩南諸島・甑島列島・長島・天草諸島・五島列島・平戸諸島・壱岐・対馬・筑前諸島など、九州とその周辺地域における島々に伝わる民俗芸能や祭りや年中行事に関して、鹿児島県立図書館・出水市立図書館・阿久根市立図書館・薩摩川内市立図書館・熊本県立図書館・長崎県立図書館・長崎市立図書館・西海市立図書館・壱岐市立石田図書館・対馬市立つしま図書館・福岡県立図書館・福岡市総合図書館等の各地図書館、薩摩川内市川内歴史資料館・出水市歴史民俗資料館・長崎歴史文化博物館・長崎市立外海歴史民俗資料館・西海市立大瀬戸歴史民俗資料館・西海市西海歴史民俗資料館・西海市崎戸歴史民俗資料館・平戸市里田原歴史民俗資料館・平戸市生月町博物館・上五島町鯨賓館ミュージアム等の各地博物館・歴史民俗資料館において、論文・調査報告書を初め、文献や映像記録その他の資料を調査・収集したほか、各地の民俗芸能の種類・分布・調査実施時の問題などについて情報収集を行った。(3)研究計画の検討上記の調査によって収集したデータに基づき、次年度以降の調査研究計画を策定した。(1)現地調査

上五島のめ-ざいてん・みんかけ等の正月行事、下五島の神楽・チャンココ踊・獅子舞等の民俗芸能や祭の御神幸行列、天草諸島各地の祭の御神幸行列・獅子舞・風流踊、平戸島の神楽・ジャンガラ踊・須古踊等の民俗芸能、鹿児島県長島の太鼓踊・笠踊等の民俗芸能、福岡市志賀島の御神幸祭と龍の舞・巫女舞などの芸能に関して現地調査を実施し、上演の次第・芸態・現代的変容・伝承地の歴史的沿革等に関する関連資料や情報を収集した。平戸諸島の的山大島や筑前諸島各地に関しては予備的な現地調査を実施し、それらの地域の民俗芸能に関する関連資料や情報を収集した。(2)文献調査・情報収集奄美諸島・薩南諸島・甑島列島・長島・天草諸島・五島・平戸諸島・壱岐・対馬・筑前諸島など、九州とその周辺地域における島々に伝わる民俗芸能や祭りや年中行事に関して、鹿児島県立図書館・薩摩川内市立図書館・熊本県立図書館・天草市立図書館・長崎県立図書館・平戸市図書館・五島市立図書館・新上五島町立図書館等の各地図書館、的山大島ふるさと資料館・松浦市立福島歴史民俗資料館・松浦市立鷹島歴史民俗資料館・長崎歴史文化博物館・五島観光資料館・平戸市生月町博物館・上五島町鯨賓館ミュージアム等の各地博物館・歴史民俗資料館において、論文・調査報告書を初め、文献や映像記録その他の資料を調査・収集したほか、各地の民俗芸能の種類・分布・調査実施時の問題などについて情報収集を行った。(3)研究計画の検討上記の調査によって収集したデータに基づき、次年度の調査研究計画を策定した。(1)現地調査上五島の青方念仏踊などの民俗芸能、下五島の大宝の砂打ち・椛島の船曳祭などの祭や玉之浦神楽・獅子舞などの芸能、天草諸島各地の虫送り祭・祇園社祭礼などの祭や獅子舞などの芸能、平戸島のジャンガラ踊などの芸能、的山大島の須古踊・流儀・ジャンガラなどの芸能、壱岐の祇園山笠・御神幸行列などの祭や壱岐神楽・祭り囃子などの芸能、対馬の盆踊・地搗き歌などの芸能、九州本土の曳山祭・正月儀礼・浮流など、周辺の島々と関係の深い祭や年中行事や芸能に関して現地調査を実施し、上演の次第・芸態・現代的変容・伝承地の歴史的沿革などに関する関連資料や情報を収集した。(2)文献調査・情報収集奄美諸島・薩南諸島・甑島列島・長島・天草諸島・五島・平戸諸島・壱岐・対馬・筑前諸島など、九州とその周辺地域における島々に伝わる民俗芸能や祭や年中行事に関して、熊本県立図書館・熊本市立中央図書館・天草市立中央図書館・長崎県立図書館・平戸市図書館・五島市立図書館・新上五島町立図書館等の各地図書館、的山大島ふるさと資料館・松浦市立福島歴史民俗資料館・松浦市立鷹島歴史民俗資料館・長崎歴史文化博物館・五島観光資料館・玉名市立歴史博物館・熊本市塚原歴史民俗資料館・熊本県文化財企画課松橋収蔵庫・八代市立博物館等の各地博物館・歴史民俗資料館において、論文・調査報告書を初め、文献や映像記録その他の資料を調査・収集したほか、各地の民俗芸能の種類・分布・調査実施時の問題などについて情報収集を行った。(3)研究成果の整理・検討・取りまとめ上記の調査によって収集した各種資料やデータを整理・検討し、前年度までの成果と合わせて、それらに基づき、本研究の報告書を作成した。
夜勤ストレスの自然免疫能への影響

本研究では夜勤ストレスの自然免疫能に及ぼす影響を明らかにするために、公立精神科病院の看護士105(男28人、女77人、内3交代勤務者85人、日勤者16人)を対象に横断的調査を行った。3交代勤務を行っている看護婦と常日勤の看護婦を対象に、日勤日と深夜勤務日の2回採血し、血球成分検査、免疫検査としてNK細胞活性、リンパ球サブセット(Tcell、Bcell、CD3、CD4、CD8、CD56、CD16)を測定した。また、自己記入式問診票により睡眠などの生活習慣調査と勤務の前後の自覚的疲労調査、仕事ストレス調査も行った。また、深夜入りの前24時間を休日とした場合と通常のシフト編成にした場合とで、リンパ球分画や疲労度を比較した。1.日勤日の朝の免疫能は常日勤者と3交代勤務者で有意差がなかった。従って、夜勤・交代勤務の免疫能への慢性影響は明らかではなかった。ただし該当職場では常日勤者と3交代勤務者では対象人数、年齢、職務内容が異なることから、結果の解釈には注意を有すると考えられた。2.交代勤務者では夜勤明けの朝と日勤日朝、血球成分、ヘモグロビン、リンパ球分画、NK細胞活性に差が認められた。日勤者で観察された日内変動量に比べて、交代勤務者ではCD3の増加量と、CD16+56+細胞率は減少量が有意に大きかった。夜勤による睡眠剥奪によって日内変動が修飾されたものと考えられた。3.深夜入りの前24時間を休日とした場合と通常のシフト編成にした場合とで、リンパ球分画や疲労度に有意差はみられなかった。4.免疫能の夜勤前後の変動は女性が男性よりも大きく、喫煙者は非喫煙者より大きく、疲労度の影響も受けることが示唆された。以上、交代勤務の自然免疫能に対する慢性的な影響は十分明かにならなかったが、夜勤後にNK細胞活性やCD16+56+細胞率が変化するなどの急性効果が認められた。このような変化の繰り返しによる長期的な健康影響について今後さらに検討を要すると考えられた。深夜労働は生体の日内リズムに反し、睡眠障害や睡眠不足を生じやすいことから、労働者にとって大きなストレッサーの一つである。そこで、本研究では夜勤ストレスの自然免疫能に及ばす影響を明らかにするために、公立精神科病院の看護士105(男28人、女77人、内3交代勤務者85人、日勤者16人)を対象に横断的調査を行った。また、日勤日と深夜勤務日の免疫検査結果を行った。また、自己記入式問診票により睡眠などの生活習慣調査と勤務の前後の自覚的疲労調査を調査した。さらに、燃えつきや仕事ストレス調査も行った。Paired Ttestにより深夜勤務後の朝は日勤日の朝よりも有意に減少していたのは、赤血球数、ヘモグロビン、血小板数、NK細胞活性、CD16+56+、CD16+56-、CD16-56+、CD8などであった。

また有意に増加していたのはBcell、CD3、CD4、CD4/CD8比であった。こうした傾向は男女ともみられた。女について年齢階級別にみると、若年層で変化が大きい傾向がみられた。日勤者でも日を替えて2回測定したが、免疫検査の有意な変化はみられなかった。免疫機能と自覚症調べ(疲労度調査)の得点との相関をみたが、日勤日においても深夜勤務日においても有意な相関は認められなかった。燃えつきや仕事ストレス尺度、また睡眠などの生活習慣との関連については今後解析する予定である。夜勤交代勤務者では、睡眠障害、消化器系疾患、循環器系疾患などのリスクが高まることが報告されている。そのメカニズムの一つとして生体リズムと睡眠・覚醒リズムおよび活動・安静リズムとの不調和があげられている。本研究では生体リズムの中でも免疫機能と交代勤務の関連を検討した。事前にインフォームドコンセントをとり同意を得た、3交代勤務者87名と常日勤者18名、併せて105名から協力を得た。3交代勤務者は日勤日の朝と夜勤明けの朝の2回、常日勤者は2日間の日勤日の朝に採血し、NK細胞活性と、リンパ球表面抗原(CD3,CD4,CD8,CD16+56+)を測定した。また、産業衛生学会疲労研究会の自覚症しらべを用いて勤務の前後、各自4回疲労度と、採血前12時間の睡眠取得状況についても睡眠日誌を用いて調査した。その結果、以下のような結果を得た。(1)日勤日の朝の免疫能は常日勤者と3交代勤務者で有意差はなかった。ただし該当職場では常日勤者と3交代勤務者では対象人数、年齢、職務内容が異なることから、結果の解釈には注意を有すると考えられる。(2)交代勤務以外の要因で検査値に関連する要因について検討したところ、CD16+56+は喫煙者で低かった。(3)交代勤務者は夜勤明けにCD3細胞率が増加した。またCD16+56+細胞率は減少した。夜勤による睡眠剥奪によって日内変動が修飾されたものと考えられた。(4)また免疫能の夜勤前後の変動は女性が男性よりも大きく、喫煙者は非喫煙者より大きく、疲労度の影響も受けることが示唆された。以上、交代勤務の自然免疫能に対する慢性的な影響は十分明かにならなかったが、夜勤後にNK細胞活性やCD16+56+細胞率が変化するなどの急性効果が認められた。このような変化の繰り返しによる長期的な健康影響について今後さらに検討を要すると考えられる。
超音波検査法における分解能の向上に関する研究

平成元年度から2年度にかけて超音波検査法の分解能の向上を目的として研究を実施してきた。その結果、以下のことが明らかになった。1.媒質の吸収特性が小さくて無視できる場合にはウェ-ブレット処理およびCDP重合により分解能が向上する。2.CDP重合法でデ-タを取得することにより、媒質中の超音波伝播速度がわかる。3.媒質の吸収特性が大きい場合には、その吸収特性を推定し任意の深度における基本波形を合成し、それを新たな基本波形としてウェ-ブレット処理を行うことにより分解能が向上する。4.人体の擬似生体モデルからのデ-タにCDP重合、ウェ-ブレット処理、マイグレ-ションおよび合成音響インピ-ダンスログなどの処理を行うことにより、従来の超音波検査法に比べて顕著な分解能の向上と物性解釈が可能となる。5.三次元デ-タ取得・処理を行うことにより、任意の方向の垂直断面、スライス断面と垂直断面とを組合せた表示が可能になり解釈が容易になる。今後はデ-タ取得の効率化のための多チャンネルの測定装置と三次元のぼう大なデ-タボリュ-ムを会話形式で処理・解釈するためのシステムの開発が必要である。超音波検査法においてその分解能の向上は重要である。ここでは、反射法地震探査で用いられるデ-タ取得、処理技術を超音波デ-タに適用した。1.媒質の吸収特性が小さくて無視できる場合には、ウェ-ブレット処理およびCDP重合により分解能が向上する。3.媒質の吸収特性が大きい場合には、スペクトル比法によりその吸収特性を推定し、任意の深度における基本波形を合成し、それを用いてウェ-ブレット処理を行うことにより分解能が向上する。4.人体の擬似生体モデルを対象として得られたデ-タに対しウェ-ブレット処理、CDP重合、マイグレ-ション、合成音響インピ-ダンスログなどのデ-タ処理を施すことにより、以下の事が明らかになった。(1)直径1cmの大きさの血管あるいはのう胞は十分分解可能である。(2)マイグレ-ション処理により、反射係数に対応した反射波の極性が得られる。今後の展望としては、1.擬似生体モデルにより分解能の限界を調べる。2.三次元デ-タ取得および処理技術を適用する。ことが考えれらる。平成2年度においては超音波検査法の分解能の向上とデ-タの評価のための各種図面の作成を目的として、三次元的にデ-タを取得し、三次元処理を実施した。1.三次元マイグレ-ションにより、従来の二次元マイグレ-ションに比べてより正確に媒体内の構造や異常を把握することが可能になる。2.媒体内の垂直方向の断面に加えて、ある時間において水平方向にスライスした断面を作成し垂直断面とスライス断面とを併せて表示することにより反射ホライゾンの追跡が容易に行いうる。3.三次元調査では反射点が面的に分布することから、任意の方向の測線を設けてその垂直断面を作成することが可能になることから、解釈作業が容易になる。4.三次元デ-タボリュ-ムがぼう大になるため、効率よくデ-タ取得、処理および解釈を行うには多チャンネルのデジタル探査装置と会話形式による処理、解釈システムが必要となる。
日本語史における漢文訓読語の位置-和漢混淆の観点から-

古典日本語の文体として,和漢混淆文と呼ばれるものがあることは広く知られているが,それが具体的にどのようなものであるかについては,和文調と漢文訓読調と当時の俗語を交えたものであるという他には曖昧な点が多く残っているのが実情である。そこで本研究課題においては,その概念の明確化と,和漢混淆文の実態の分析に関する方法論を確立し,それに従って具体的な作品を分析しようとするものである。昨年度は和漢混淆文の概念を検討し,それを従来しばしば考えられていたような和の要素と漢の要素のみの混淆したものとは考えず,和(和文語),漢(漢文訓読語),変体漢文(和化漢文)の混淆したものととらえ,これら3要素の配合によって成立したものと考え,そして,さらにそれを表記,語彙,統語法(文法)の3側面に分かち,それぞれがどの程度の強さを持っているかを計り,それを総合してある文章の文体がどのようなものであるかを把握するというモデルを構築した。本年度はこのモデルを使い,特に表記の側面に重点を置いて,具体的な作品として「興福寺本日本霊異記」を取り上げてその表記の様相を分析した。また,諸文体に取り入れられた漢文訓読語の実態を知るために,広く古訓点資料を調査し,特にその語彙や統語法に重点を置いて検討を加えた。さらにこれらの成果を欧米の研究者に広く発信するために,英語とイタリア語の論文にまとめて公表した。古典日本語の文体として,和漢混淆文と呼はれるものがあることは広く知られているが,それが具体的にどのようなものであるかについては,和文調と漢文訓読調と当時の俗語を交えたものであるという他には曖昧な点が多く残っているのが実情である。そこで,本研究課題においては,その概念の明確化と,和漢混淆文の実態の分析に関する方法論を確立し,それに従って具体的な作品を分析しようとするものである。本年度はまず,和漢混淆文の概念を検討し,それを従来しばしば考えられていたような和の要素と漢の要素のみの混淆したものとは考えず,和(和文語),漢(漢文訓読語),変体漢文(和化漢文)の混淆したものととらえ,これら3要素の配合によって成立したものと考えた。そして,さらにそれを表記,語彙,統語法(文法)の3側面に分ち,それぞれがどの程度の強さを持っているかを計り,それを総合してある文章の文体が和文調,漢文訓読調,変体漢文をどのように混合したものであるかを知るというモデルを構築した。このようにして,複雑な様相を呈する和漢混淆文の実態を従来に比してより的確に分析できるようになったと考える。次年度はその分析をいくつかの作品について実践する予定であるが,本年度はその基礎を構築したことになる。さらに,これに関連し,英語等の外国語で和漢混淆文の研究成果を公表する際に問題となる術語の訳語(これは従来,研究者によって余りにもまちまちで統一性が見られなかった),特に漢文訓読語関係の専門用語について他の外国人研究者とも意見を交換し,一応の成案を得て公表した。
口腔粘膜疾患に関する免疫学的研究-特に前癌病変と口腔扁平苔癬について

〈対象〉扁平苔癬:男6例女3例計9例白板症、上皮内癌:男3例女3例計9例上記確定診断診断の得られた15例について採血検査を施工した。また、健常人(男40歳以上、女35歳以上)をコントロールとして男4名女4名、合計8名についても同様の採血を行った。〈検査項目〉1)抗核抗体(扁平苔癬、コントロールのみ)(全例)〈結果〉1)扁平苔癬症例9例中、抗核抗体陽性症例は、認められなかった。2)扁平苔癬ではIgA上昇症例3例、IgM上昇症例2例で内1例はIgM,IgAともに上昇していた。3)T検定を施工した結果CD4:扁平苔癬は白板症より有意に高値CD8:扁平苔癬はコントロールより有意に低値CD4/CD8:扁平苔癬は白板症、コントロールより有意に高値CD16:扁平苔癬はコントロールより有意に低値CD20:扁平苔癬はコントロールより有意に高値CD56:扁平苔癬はコントロールより有意に低値であった。〈考察〉今回の研究では、白板症、上皮内癌とコントロールの有意差はほとんど認められなかったが、扁平苔癬はCD4、CD4/CD8、CD20がコントロールまたは白板症などより高値を示し、CD8、CD16、CD56が低値を示していた。これは、扁平苔癬患者の生体内において、ペルパー/インデューサーT細胞の増加、B細胞の増加、サプレッサー/サイトトキシックT細胞の減少、NK細胞の減少という免疫変動が起こっていると考えられ、従来の局所免疫能の制御だけでは治療は不十分であり、全身免疫能の異常を考慮した治療方法を充分に活用する必要があると思われる。また、扁平苔癬が遅延型アレルギーの1つである可能性も否定できず、今後研究すべき問題であると思われる。
薬剤坦持ナノシートとMPCのナノ表面処理を応用した新規骨折治療法に関する基礎研究

本研究の目的は、独自技術である「薬剤坦持ナノシート」と「生体親和性ポリマーによるナノ表面処理」とを応用し、骨折に対する革新的な治療法を創出するための基礎検討を完成させることである。骨癒合の促進に加え、癒合不全(遷延治癒・偽関節)・感染という合併症を阻止することで、日常生活動作(ADL)・生活の質(QOL)の改善および健康寿命の延伸を目指す。今年度は、以下の検討を行った。1.ナノシートの創出と物性の評価:ナノシートの重層化など、ナノシートの構造について検討する。薄膜機械強度測定(弾性率・伸び率を測定)、並びに接着強度試験(スクラッチ試験)を実施して物性表をまとめ、この表を基に適切な接着力を有するナノシートの膜厚を決定し、病変部の形態変化を想定した伸縮に耐え得るナノシートの組成(伸び率100%以上)に絞り込んだ。また、MPC処理ナノシートについて、平成28-29年度のin vitro/ vivoの評価結果をフィードバックし、効果を発揮するためのMPC層の最適化を行った。さらに、in vitro感染モデルにMPC処理ナノシートを用い、予め形成させたバイオフィルムに対して流動環境下で抗菌薬を作用させ、付着・浮遊生菌数測定、蛍光顕微鏡観察、走査型電子顕微鏡観察などにより、バイオフィルム形成抑制効果とこれに伴う抗生剤の抗菌作用を評価した。2.in vivo動物モデルを用いた治療効果の評価:平成29年度の、マウス大腿骨難治性骨折モデルに骨形成性薬剤担持ナノシートを用い、画像評価、組織学的評価などにより、骨形成能の評価を行った。また、1.で創出した重層化ナノシートの効果についても検討した。この結果、ナノシートにおいて、骨形成が協力に誘導されることを確認できた。以上の結果は、革新的な治療法を創出するための基礎検討を推進するための確信を得るに十分な結果であった。骨癒合の促進に加え、癒合不全(遷延治癒・偽関節)・感染という合併症を阻止することで、日常生活動作(activities of daily living:ADL)・生活の質(quality of life:QOL)の改善および健康寿命の延伸を目指す。1.ナノシートの創出と物性の評価:助成期間後の実用化を速やかに行うため、既に医療材料として使用実績があり、安全性が確認されている高分子を候補材料としてナノシートを作製した。そして、1)適切な接着力を有するナノシートの膜厚を決定し、2)骨癒合部の形態変化を想定した伸縮に耐え得るナノシートの組成(伸び率100%以上)に絞り込みを行った。また、in vitro感染症モデルに上記のナノシート表面をMPC処理したもの用い、ナノシート表面の細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果を検討した。2.in vivo動物モデルを用いた治療効果の評価:申請者らが開発したマウス頭頂骨臨界骨欠損モデルを用い、ナノシートの骨再生誘導を検討した。この結果、ナノシートにおいて、骨形成が誘導されることを確認できた。以上の結果は、「薬剤坦持ナノシート」と「生体親和性ポリマーによるナノ表面処理」の基盤技術を融合させた革新的な治療法を創出するための基礎検討を推進するための確信を得るに十分な結果であった。1.ナノシートの創出と物性の評価(28年度の達成度100%):シリコン基板上にポリビニルアルコール(PVA)を塗布し犠牲膜とし、この上に医療材料に汎用されている各種高分子をスピンコートした。そして、純水中でPVA層を溶解させ、ナノシートを基板から剥離した。各組成に対して膜厚(100 nm以下)の異なる一連のナノシートを調製し、薄膜機械強度測定(弾性率・伸び率を測定)、並びに接着強度試験(スクラッチ試験)を実施して物性表をまとめ、この表を基に適切な接着力を有するナノシートの膜厚を決定し、骨癒合部の形態変化を想定した伸縮に耐え得るナノシートの組成(伸び率100%以上)に絞り込んだ。また、これらのシート表面をMPC処理し、in vitro感染症モデル(静置環境下)に用いて、MPC処理ナノシート表面では細菌付着・バイオフィルム形成が抑制されることを明らかにした。2. in vivo動物モデルを用いた治療効果の評価(28年度の達成度100%):今年度は、マウス頭頂骨臨界骨欠損モデルにナノシートを用い、骨再生誘導を検討した。マイクロCTによる骨再生の三次元画像評価、各種骨基質タンパク質に対する免疫染色などにより、ナノシートの群で骨再生が誘導されることが確認できた。当初の予定通り、29年度には骨形成因子を担持させたナノシートをもちいて検討を続ける予定である。また、次年度以降の検討に備え、マウス大腿骨難治性骨折モデルを確立した。1.ナノシートの創出と物性の評価:平成28年度に創出したナノシートに骨形成性の薬剤を担持させ、その徐放特性を評価した。

この結果、少なくとも8週間にわたり、有効濃度の薬剤を徐放することが確認できた。また、生体内の環境を模した流動環境下のin vitro感染症モデルに用いて、ナノシート表面の細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果を、付着・浮遊生菌数測定、蛍光顕微鏡観察、走査型電子顕微鏡観察などにより検討した。2.in vivo動物モデルを用いた治療効果の評価:1.で創出した骨形成性薬剤担持ナノシートを、申請者らが開発したマウス頭頂骨臨界骨欠損モデル、マウス大腿骨難治性骨折モデルに用い。ナノシートの骨再生誘導を検討した。この結果、ナノシートにおいて、骨形成が誘導されることを確認できた。以上の結果は、独創的な基盤技術を応用し、革新的な治療法を創出するための基礎検討を推進するための確信を得るに十分な結果であった。1.ナノシートの創出と物性の評価(平成29年度の達成度100%):骨形成性の薬剤を担持させたナノシートを創出し、最適な徐放速度に制御できるナノシートの膜厚、組成を決定した。薬剤の徐放を計測し、少なくとも8週間にわたり、有効濃度の薬剤を徐放することを確認した。また、流動環境下のin vitro感染症モデルにナノシート用い、その表面では細菌付着・バイオフィルム形成が抑制されることを明らかにした。2. in vivo動物モデルを用いた治療効果の評価(平成29年度の達成度100%):平成28年度に行った薬剤非担持のナノシートの評価に継続し、1.で創出した骨形成性薬剤担持ナノシートをマウス頭頂骨臨界骨欠損モデルに用い、骨再生誘導を検討した。マイクロCTによる骨再生の三次元画像評価、各種骨基質タンパク質に対する免疫染色などにより、骨形成性薬剤担持ナノシートの群で旺盛な骨再生が誘導されることが確認できた。また、平成28年度に確立したマウス大腿骨難治性骨折モデルにも骨形成性薬剤担持ナノシートを用い、骨形成能の評価を開始し、同様に骨形成が亢進していることを確認できた。29年度にはさらに期間と個体数を増やして評価を継続する予定である。本研究の目的は、独自技術である「薬剤坦持ナノシート」と「生体親和性ポリマーによるナノ表面処理」とを応用し、骨折に対する革新的な治療法を創出するための基礎検討を完成させることである。骨癒合の促進に加え、癒合不全(遷延治癒・偽関節)・感染という合併症を阻止することで、日常生活動作(ADL)・生活の質(QOL)の改善および健康寿命の延伸を目指す。今年度は、以下の検討を行った。1.ナノシートの創出と物性の評価:ナノシートの重層化など、ナノシートの構造について検討する。薄膜機械強度測定(弾性率・伸び率を測定)、並びに接着強度試験(スクラッチ試験)を実施して物性表をまとめ、この表を基に適切な接着力を有するナノシートの膜厚を決定し、病変部の形態変化を想定した伸縮に耐え得るナノシートの組成(伸び率100%以上)に絞り込んだ。また、MPC処理ナノシートについて、平成28-29年度のin vitro/ vivoの評価結果をフィードバックし、効果を発揮するためのMPC層の最適化を行った。
ゴール指向的なオブジェクト操作の神経機構

ゴール指向的にスクリーン上のオブジェクトの位置を両手で操作する課題をサルに訓練して手前頭前野の細胞活動の解析した。すると、異なる種類のゴール関連細胞が見出された。すなわち最終ゴールと即時のゴールと、さらにそれらの組み合わせである。このゴール情報を調べると、時間的に最初は最終ゴールを表現しているが、後に即時ゴールを表現するものが増えてくる。また、同じ細胞がゴール表現を変換させる細胞も見出された。このゴール変換する時期に同期性を解析すると、一過性に増加する傾向が見出された。前頭前野は、情報を一次蓄える作業記憶に関わると同時に、その情報を変化させる過程にかかわり、しかもそのときに細胞間の活動相関が上昇して、回路の状態変化がその背景にあることが示唆された。前頭前野はゴール指向的な行動制御に関わると言われているが、目標達成のための行動企画のレベル、動作企画のレベルをきちんと分けて、しかもドール達成のために複数手順の企画実行に関して運動野との違いがどの点にあるかをきちんとして比較された研究は無い。前頭前野が、与えられたゴールを達成するために行う行動順序の企画にどのように関わるかを明らかにする目的で、我々は、サルが、ゴールに到達するのにマルチステップのカーソルの動きが必要になる課題で、前頭前野から細胞活動を記録した。試行は、動物が左右の手のマニピュランダムを中立位にすると開始する。すると前方のスクリーンの格子状の迷路の中央にカーソルが呈示される。その後、1秒後にゴールが呈示され,さらに一秒後に消される。さらに一秒たつと、障害物が中央周辺にランダムに呈示される。さらに1秒後に中央のカーソルの色が緑から黄色になり、これがゴー信号となって、サルはカーソルを左右のマニピュランダムを操作してステップごとにカーソルを移動させる。手の運動と、カーソルの移動方向を解離させる目的で、我々はサルを、三つの異なる手-カーソル対応関係で課題を行えるように訓練した。細胞活動は前頭前野の背外側部から記録した。まず、我々はゴー信号の前の遅延期間の細胞活動に着目して解析を行った。すると前頭前野の細胞は、この時期たしょうらい行おうとしている1手目のカーソルの移動方向に反映する細胞以外に、将来行う2手目、3手目のカーソル移動方向を反映する細胞が見出された。しかも、それらの先読みに関わる細胞はこほぼ同時期に活動を示した。これらの将来の手順を先読みする細胞の中には、実際にそのステップの動作を行うときに再度活動が認められる細胞も存在した。すなわち実行時期には、1手1手順序に活動を示した。細胞活動は将来のカーソル運動に関しては予測的な活動を示したが、手の運動の1手先2手先3手先をどうように解析したが、前頭前野に、手の運動の予測的な活動はほとんど見出されなかった。一方で一次運動野には、手の運動に関連する細胞が多数あり、1手1手その動作の実行時に活動した。前頭前野は、順序動作の各ステップの行動結果を予測して符号化しているが、運動自身に関しては先読みは認められず、運動はむしろ一次運動野ではっきりと表現されていた。