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アミジニウム―カルボキシレート塩橋を利用した動的トポロジカルシステムの構築と応用

申請者は以前の研究で、アミジニワム-カルボキシレート塩橋形成を新たな相互作用のモチーフとして利用し、それを足場に用いた相補的二重らせん構造を有する一方向にねじれたマクロサイクルの設計・合成とその構造制御について報告している。具体的には、アミジンとカルボン酸を1ユニットずつ含み、リンカーとしてオルト位、メタ位、パラ位でフェニル基が接続された構造を導入した異なる角度を有する3種類の[1+1]マクロサイクルを合成した。また、これらのマクロサイクルが塩橋を介して、一方向にねじれたらせん構造を形成することを明らかとし、ねじれの解消と組み直しの制御にも成功している。そこで申請者は、上述と異なる物性を示す二重らせん構造を有するマクロサイクルとして、アキラルなカルボン酸もしくはキラルなアミジン残基を2ユニット有するマクロサイクルを、テンプレートにジアミジンもしくはジカルボン酸を用いることにより、ほぼ定量的に合成することに成功した。アキラルなカルボン酸マクロサイクルにキラルなアミンを添加したところ、キラルアミンの絶対配置を反映した誘起円二色性(ICD)スペクトルが観測された。さらに、キラルアミンとアキラルアミンを共存させた溶液中でも、比較的大きなCDが誘起されたことより、不斉増幅を伴って一方向のねじれが誘起されることが明らかとなった。また、キラルなアミジン残基を有するマクロサイクルは酒石酸誘導体のキラリティーを識別し、そのCDスペクトルやLHNMRを測定することにより、酒石酸誘導体の鏡像体過剰率(ee)を求めることが可能であった。さらに、ラセミの酒石酸誘導体を過剰量加えた際には、マクロサイクルはL体と選択的に錯体を形成し、酒石酸誘導体のエナンチオ選択的な抽出にも成功した。(抄録なし)多重らせんやインターロック分子のような複雑な化合物は、合成例自体が極めて少なく、世界的に未開拓の研究分野であると言える。特に、カテナンやロタキサン等のインターロック分子に関しては、新たなインターロック化合物を設計・合成するための構造モチーフは限られたものしかないのが現状である。そこで本研究では、新たなモチーフとしてアミジンとカルボン酸の塩橋形成を利用した相補的二重らせん構造を足場として、一方向にねじれたマクロサイクルの設計・合成とその構造制御に関する研究を行った。まず、キラルなアミジンおよびアキラルなカルボン酸を1ユニットずつ含むマクロサイクルの合成を以下に示す手順で行なった。m-ターフェニル骨格を有し、且つ分子内で環化反応が起こらないように設計した両末端に二重結合を有する光学活性なアミジン誘導体とアキラルなカルボン酸誘導体を合成し、これらを混合することで塩橋を形成させ、閉環メタセシス反応を行った。さらにこの合成法を指針とし、リンカーとしてオルソ位、メタ位、パラ位でフェニル基が接続された、構造内の角度が異なる3種類の[1+1]マクロサイクルの合成にも成功した。メタ位、パラ位を有するマクロサイクルはほぼ定量的に得られたが、オルソ位のマクロサイクルは7割程度の収率であった。さらに、閉環メタセシス反応により生成されたオレフィンの立体選択性は、オルソ位のマクロサイクルではトランス構造が約70%の割合で生成していることからも、反応場の立体的な要因が大きいと予想される。また、クロロホルム中でマクロサイクルのCDおよび吸収スペクトルの測定を行ったところ、主鎖の吸収領域に大きな誘起CDが観測された。すなわち、二重の水素結合である塩橋を介して、マクロサイクルが一方向にねじれた構造を取ることが明らかとなった。さらに、DMSO溶液中でCD測定を行ったところ、オルソ位のマクロサイクルのみCD強度が3割減少したことから、オルソ位のマクロサイクルは他の2つより、らせんの安定性が低いことが明らかとなった。また酸、塩基およびZn^<2+>と[2.2.1]クリプタンドを用いることで、マクロサイクルのねじれの解消と組み直しの制御にも成功した。多重らせんやインターロック分子のような複雑な化合物は、合成例自体が極めて少なく、世界的に未開拓の研究分野であると言える。そこで本研究では、アミジンとカルボン酸の塩橋形成を新たなモチーフとして利用し、それを足場に用いた相補的二重らせん構造を有する一方向にねじれたマクロサイクルの設計・合成とその構造制御に関する研究を行った。既報に従い、リンカーとしてオルト位、メタ位、パラ位でフェニル基が接続されたユニットを導入することで、角度が異なる3種類の[+1]マクロサイクルを合成した。すなわち、塩橋を介して、マクロサイクルが一方向にねじれたらせん構造を取ることが明らかとなった。さらに、DMSO溶液中でCD測定を行ったところ、オルト位のマクロサイクルのみCD強度が3割減少したことから、オルト位のマクロサイクルは他の2つより、らせんの安定性が低いことが明らかとなった。また酸、塩基およびZn^<2+>と[2.2.1]クリプタンドを用いることで、マクロサイクルのねじれの解消と組み直しの制御にも成功し、これらの成果を学術論文として発表した。次に、カルボキシル基を分子内に2つ有するアキラルなマクロサイクルを設計し、アミジン残基を2つ有するテンプレートを用いることで定量合成に成功した。

さらに、このマクロサイクルでは、非極性溶媒中で様々のキラルなアミンを添加し、カルボン酸と相互作用させることにより、アミンのキラリティーがマクロサイクルに伝達し、一方向巻きに片寄ったらせん構造が誘起されたことをCDスペクトルより確かめた。申請者は以前の研究で、アミジニワム-カルボキシレート塩橋形成を新たな相互作用のモチーフとして利用し、それを足場に用いた相補的二重らせん構造を有する一方向にねじれたマクロサイクルの設計・合成とその構造制御について報告している。具体的には、アミジンとカルボン酸を1ユニットずつ含み、リンカーとしてオルト位、メタ位、パラ位でフェニル基が接続された構造を導入した異なる角度を有する3種類の[1+1]マクロサイクルを合成した。また、これらのマクロサイクルが塩橋を介して、一方向にねじれたらせん構造を形成することを明らかとし、ねじれの解消と組み直しの制御にも成功している。そこで申請者は、上述と異なる物性を示す二重らせん構造を有するマクロサイクルとして、アキラルなカルボン酸もしくはキラルなアミジン残基を2ユニット有するマクロサイクルを、テンプレートにジアミジンもしくはジカルボン酸を用いることにより、ほぼ定量的に合成することに成功した。アキラルなカルボン酸マクロサイクルにキラルなアミンを添加したところ、キラルアミンの絶対配置を反映した誘起円二色性(ICD)スペクトルが観測された。さらに、キラルアミンとアキラルアミンを共存させた溶液中でも、比較的大きなCDが誘起されたことより、不斉増幅を伴って一方向のねじれが誘起されることが明らかとなった。また、キラルなアミジン残基を有するマクロサイクルは酒石酸誘導体のキラリティーを識別し、そのCDスペクトルやLHNMRを測定することにより、酒石酸誘導体の鏡像体過剰率(ee)を求めることが可能であった。さらに、ラセミの酒石酸誘導体を過剰量加えた際には、マクロサイクルはL体と選択的に錯体を形成し、酒石酸誘導体のエナンチオ選択的な抽出にも成功した。既に、構造内の角度が異なる3種類のらせん構造を有する[1+1]マクロサイクルの合成にも成功し、各々の性質の比較も行えているため。角度が異なる3種類のらせん構造を有する[1+1]マクロサイクルの合成およびその構造制御に成功し、学術論文として発表した。さらに、アキラルなカルボキシル残基を2つ有するマクロサイクルの定量的な合成にも成功し、非極性溶媒中で様々のキラルなアミンを添加することで、アミンのキラリティーがマクロサイクルに伝達し、一方向巻きに片寄ったらせん構造の誘起にも成功している。現在までに得られた設計・合成の指針を生かし、これらのポリマー化への応用および、より複雑な構造を有するインターロック分子の合成を試みる。現在までに得られた設計・合成の指針を生かし、キラルなアミジンを二分子有するマクロサイクルの定量的な合成を試み、さらにはキラル識別剤としての機能を検討する。また、これらのポリマー化への応用および、より複雑な構造を有するインターロック分子の合成を試みる。(抄録なし)
細胞成長測定システムを用いた糸状菌に対する抗真菌感受性試験法の検討

BioCell Tracer systemを用いて深在性の糸状菌感染症原因菌として重要なAspergillus fumigatusの単一菌糸の成長速度および形態変化を指標として抗真菌剤の試験法を検討した.抗真菌剤はamphotericin B (AMPH),flucytosine (5-FC),micronazole (MCZ)及びfluconazole (FLCZ)を使用し,これら抗真菌剤の単剤または2剤併用下での効果の変化を確認しながらA.fumigatusの菌糸に対する効果的な抗真菌剤療法の情報を得た.培養セルは(35x10mm)シャーレ底面を,滅菌poly-L-lysineでコーテイングして用いた.患者分離株のA.fumigatusをpotato dextrose agar slantで30°C,72時間培養後,分生子を集め洗浄したものを接種菌とした.培養セル中心部に分生子10^3個接種し,基質に接着した分生子をsynthetic amino acid medium,fungal (SAAMF)培地で覆い30°Cで24時間静置培養,基質に接着している菌糸の成長速度を測定し,成長速度がゼロ付近まで降下した場合を効果有りと判定した.測定時には培養セル内のSAAMF培地を取り除き,第一の薬剤が含まれているSAAMF培地と置換し,所定時間培養後に、さらに第一と第二の薬剤が含まれるSAAMF培地と再置換し観察を続けた.その結果,AMPH (2μg/ml)と5-FC (250μg/ml)は単剤の作用では効果が認められなかったが,同一濃度の2剤を併用した場合は菌糸の成長速度の阻止及び形態変化を認めた.この薬剤の組み合わせではまず5-FCを作用させ,後にAMPHを作用させた方が良好な効果を示した.次に,AMPHとMCZの併用は拮抗作用の報告が多いが,我々の実験系では併用効果を認めた.また,MCZとFLCZの併用はCandida albicansでは効果的との報告であるが,我々の得た結果では明らかではなかった.故に,本法は糸状菌の感受性試験法として有意義であることが示唆された.BioCell Tracersystemを用いて深在性の糸状菌感染症原因菌として重要なAspergillus fumigatusの単一菌糸の成長速度および形態変化を指標として抗真菌剤の試験法を検討した.抗真菌剤はamphotericin B (AMPH),flucytosine (5-FC),micronazole (MCZ)及びfluconazole (FLCZ)を使用し,これら抗真菌剤の単剤または2剤併用下での効果の変化を確認しながらA.fumigatusの菌糸に対する効果的な抗真菌剤療法の情報を得た.培養セルは(35x10mm)シャーレ底面を,滅菌poly-L-lysineでコーテイングして用いた.患者分離株のA.fumigatusをpotato dextrose agar slantで30°C,72時間培養後,分生子を集め洗浄したものを接種菌とした.培養セル中心部に分生子10^3個接種し,基質に接着した分生子をsynthetic amino acid medium,fungal (SAAMF)培地で覆い30°Cで24時間静置培養,基質に接着している菌糸の成長速度を測定し,成長速度がゼロ付近まで降下した場合を効果有りと判定した.測定時には培養セル内のSAAMF培地を取り除き,第一の薬剤が含まれているSAAMF培地と置換し,所定時間培養後に、さらに第一と第二の薬剤が含まれるSAAMF培地と再置換し観察を続けた.その結果,AMPH (2μg/ml)と5-FC (250μg/ml)は単剤の作用では効果が認められなかったが,同一濃度の2剤を併用した場合は菌糸の成長速度の阻止及び形態変化を認めた.この薬剤の組み合わせではまず5-FCを作用させ,後にAMPHを作用させた方が良好な効果を示した.次に,AMPHとMCZの併用は拮抗作用の報告が多いが,我々の実験系では併用効果を認めた.また,MCZとFLCZの併用はCandida albicansでは効果的との報告であるが,我々の得た結果では明らかではなかった.故に,本法は糸状菌の感受性試験法として有意義であることが示唆された.細胞成長自動測定システム(BioCell-Tracer装置)は単一菌糸の先端を追跡し、その成長速度を測定可能にした装置である。同装置を用いAspergillus fumigatus(A.fumigatsu)単一菌糸の成長速度を測定しmiconazole(MCZ)の薬剤効果を検討した。その結果、薬剤濃度0.8(1/4 MIC)から6.25μg/ml(2 MIC)では約1時間で菌糸成長抑制を認めた。また、12.5(4 MIC)から100μg/mlでは20分以内に各々成長抑制を認めた。更に、菌糸先端の形態変化でも各薬剤濃度で異なり、0.8-1.6μg/mlでは徐々に成長を中止して菌糸先端は棍棒状になり、3.2-25μg/mlでは先端で異常な短分岐が観察された。

次にMCZを7.6μg/ml含む患者血清(液体クロマトグラフで全MCZ量を測定、しかしMCZは血清タンパク質と約95%が結合するため、薬剤効果を示しうるMCZは0.38μg/mlとなる)で効果検討をした結果、菌糸は約90分後に成長抑制を示し、その後同血清を取り除き菌糸を薬剤無添加培地で洗浄し、新しい薬剤無添加培地で約1時間培養を行ったがこの間での菌糸成長の回復は認めなかった。この結果は合成培地での0.4μg/mlの結果と類似していた。しかし、MCZを1.1μg/ml含む患者血清(薬剤効果を示すMCZ濃度は0.055μg/ml)で効果検討をしたが菌糸の成長抑制は認められなかった。即ち、本試験法は菌糸に対するMCZの直接的な薬剤併用効果を経時的および形態学的に検討することが可能であることを示唆すると共に、MCZの投与を受けている患者血清もまたA.fumigatusの菌糸の成長を十分抑制することが認められた。今後、各種抗真菌剤の組合せを考慮し、有効性を検討することによりA.fumigatusに対する薬剤感受性試験法を確立し、効果的な薬剤の組合せによる併用療法についても方向性を示すことが出来る。さらに、本法は薬剤投与されている患者血清中に存在する薬剤効果の検討も可能と思われた。その結果,AMPHとMCZの併用した時はantagonisticであるとの報告が多いが,今回行った我々の試験系では弱いながら併用効果を認めた.また,MCZとFLCZの併用はCandida albicansでは効果的との報告であるが,我々の得た結果は弱い効果であった.更に,MCZと他剤との併用した試験系ではMCZと5-FCの組み合わせが他剤との組み合わせと比較して効果的で有ることが観察された.これらの事より,本試験法は糸状菌に対する抗真菌感受性試験法とし有用であることが示唆された.
新規エノン型プロスタグランジン分子プローブの創製と活用

交差共役ジエノン構造を持つプロスタグランジン(PG)類縁体NEPPは酸化ストレスによる神経細胞死を抑制する。この活性について、種々の構造修飾体を合成して構造活性相関研究を行うことにより、高活性で毒性の低い化合物NEPP11を創製することに成功した。NEPP11の示す神経保護活性は、in vivoマウス脳虚血モデルに対しても投与濃度依存的に有効であった。また、細胞内発現タンパク質、メッセンジャーRNAの解析を行うことにより、NEPPの作用がストレスタンパク質の一種であるヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)の誘導と深く相関していることを明らかにした。さらに、HO-1誘導に関わるNEPPの細胞内標的分子(受容体)を捕獲・同定するため、ビオチン基を導入した分子プローブを設計・合成した。これを活用した親和性標識実験によっていくつかの特異的結合タンパク質を検出することに成功した。また、J型のPG類縁体を合成し、これらがNEPPよりやや弱いものの神経細胞死に対して抑制作用を示すことを見いだした。一方、in vivo脳機能研究に向けて、陽電子放射断層画像撮影法(PET)によるNEPP類の動態解析を行うため、PETトレーサー化を検討した。トレーサーにはポジトロン放射核として寿命の長い76Brを導入することとし、側鎖にブロモフェニル基を有する誘導体の設計・合成を行った。J型PGについても同様に側鎖にブロモフェニル基を組み込んだ分子を合成した。合成したトレーサー候補化合物はいずれも神経細胞死抑制活性を示した。また、ポジトロン核導入の前駆体となるスズ化合物の合成とコールド条件でのブロモ基の導入反応を確立した。一方、転写因子NF-κBの制御キナーゼIKKβに対するNEPPの阻害作用について、種々の誘導体による構造活性相関研究を行い、より高活性な化合物を創製することができた。本研究者らは、交差共役ジエノン構造を持つプロスタグランジン(PG)類が神経成長因子により誘導される神経突起伸展作用を顕著に増強すること、また、酸化ストレスによる神経細胞死を阻害することを発見した。さらに、本作用における構造活性相関研究から、高活性で毒性の低い化合物NEPP11を創製することにも成功した。NEPP11の示す神経保護作用は、マウス脳虚血モデルに対しても投与濃度依存的に有効であることがわかった。そこでin vivo脳機能研究に向けて、陽電子放射断層画像撮影法(PET)によるNEPP11の動態解析を行うため、PETトレーサー化を検討した。PGの神経保護作用は膜受容体を介するものでなく、細胞内への移行と標的タンパク質との結合を介する遺伝子群の転写、タンパク質発現という一連のプロセスを経るものと考えられる。従って、活性発現時のPGの動態を解析するにはある程度の時間がかかるものと予想し、PGに組み込むポジトロン放射核として寿命の長い^<76>Brを選択した。構造活性相関研究から、ω側鎖への疎水性基の導入は活性を低下させないことがわかっており、また、NEPP11はω側鎖にスズとの交換反応でブロモ基が導入可能なベンゼン環を持つことから、ブロモ基をベンゼン環に組み込んだ誘導体を設計した。まず、設計した化合物がNEPP11と同等の活性を示すか確認するため、放射核非標識体の合成を行った。三成分連結PG合成法によるω側鎖アルコール体の合成と、酸化-Wittig反応の組み合わせで目的の化合物を合成することに成功した。また、ポジトロン核導入の前駆体となるスズ化合物の合成とコールド条件でのブロモ基の導入反応も確立した。合成した化合物はNEPP11と同様、強い神経保護作用を示したことから、今後^<76>Brを用いたPETトレーサー合成を行う予定である。

シクロペンテノン構造を有するA型プロスタグランジン(PG)の人工類縁体NEPPは、マウス海馬由来のHT22細胞などの神経細胞において、グルタメート処理により誘発される細胞死を容量依存的に抑制する。細胞内発現タンパク質、メッセンジャーRNAの解析を行うことにより、NEPPの作用がストレスタンパク質の一種であるヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)の誘導と深く相関していることを見いだした。HO-1はヘムを代謝して一酸化炭素とbiliverdinという物質に変換する酵素であるが、生成するbiliverdinは細胞内で還元されBilirubinとなって活性酸素の除去に働くことが明らかにされている。次に、HO-1誘導に関わるNEPPの細胞内標的分子(受容体)を捕獲・同定するための分子プローブの設計・合成を行った。NEPPは標的分子とエノン部で共有結合を形成すると考えられるため、その性質を利用し、検出用のビオチンを導入した分子を合成し、親和性標識法によるタンパク質の探索実験を行った。その結果、いくつかの特異的結合タンパク質を検出することに成功した。また、J型のPG類縁体を合成し、これらがNEPPよりやや弱いものの神経細胞死に対して抑制作用を示すことを見いだした。さらに、創製した新規アナログを基に、in vivo脳機能研究に向けて陽電子放射断層画像撮影法(PET)による動態解析を行うため、PETトレーサー候補化合物の設計と合成について検討した。PGの側鎖にポジトロン核種導入の可能なベンゼン環を有する化合物について、ブロモ体へのパラジウム触媒によるトリブチルスズ基の導入と、ポジトロン核76Brへの変換法を確立した。一方、転写因子NF-κBの制御キナーゼIKKβに対するNEPPの阻害作用について、合成した種々の修飾体による構造活性相関研究を行い、より高活性な化合物を創製することができた。
量子ドットの位置・形状制御による高機能エレクトロニクス・フォトニクス素子の開拓

単一の自己組織化量子ドットを用いた単一電子トランジスタ、単一光子発生器などの量子情報処理デバイスは、1つの電子や光子に情報機能を持たせるため、超低消費電力エレクトロニクスの有望な技術と言われている。本研究では、(1)10 nm級InAs(インジウム砒素)量子ドットの位置・形状制御を実現することによって、単一量子ドット機能デバイス作製の歩留まりの飛躍的な改善を達成した。更に、(2)精密に制御された自己組織化InAs量子ドット構造の単一電子・スピン状態の解明を行った上で、(3)それらの物性を応用した超伝導トランジスタや、単一スピン操作素子、THz光エレクトロニクス素子などの例証実験を行った。本年度は、「位置・形状制御InAs量子ドット(QD)の形成技術の高度化」を中心に研究を推進した。同時に、「形成したQDの電気的・光学的特性の評価」も並行しておこない、その結果をQDの形成へとフィードバックすることで、QDの形成手法の最適化を行った。以下に、各項目についての成果を記述する。[位置・形状を制御したInAsQDの形成技術の高度化]まず初めに、基板加工に用いる原子間力顕微鏡(AFM)にClosed loop制御機構を導入し、QDの形成位置の不確定さを、これまでの50nmから20nm以下に抑えた。その上で、様々なサイズの位置制御InAs QDを再現性良く形成し、単一QDレベルでの電気伝導特性、光学特性を評価することに成功した。これと並行して、電子線(EB)リソグラフィーを用いた位置・形状制御QDの作製手法の開拓も推進した。これまでは、EBレジストの完全な除去が困難であり、残留レジストの存在が、その後のQDの結晶成長の大きな障害になっていた。本研究でGaAs基板上のナノサイズのパターンに影響を与えずに、EBレジストを完全に除去する手法を開発した結果、より簡便かつ迅速、大面積に位置・形状制御QDを形成することが可能となった。[位置・形状制御したQDの電気伝導・光学特性の評価]位置・形状制御された単一のQDの特性評価を、電気的・光学的双方の観点から行った。電気伝導評価では、InAs QD素子が明瞭な殻構造を示す単一電子トランジスタとして動作することを明らかにした。更に、QDのサイズや形状の精密な制御によって、伝導特性の制御が可能であることを明らかにした。また、光学特性に関しては、マイクロフォトルミネッセンス法による評価をおこなった。その結果、発光特性がQDの成長温度に強く依存し、QDを高温成長することによって、良い発光特性が得られることが分かった。本年度は、「電界効果による量子ドットサイズの大幅な変調と機能性の発現」と「単一量子ドット高機能電子デバイス・フォトニクスデバイスの実現」に取り組むと同時に、研究の取りまとめを行った。[電界効果による量子ドットサイズの大幅な変調と機能性の発現]位置と形状制御された量子ドットを用いて高機能素子を実現するには、電界効果によってドット中の電子の閉じ込めサイズを自在に変化させることが必須である。しかし、これまでは、量子ドットのサイズが小さすぎることが原因で、その電子状態を電界変調することは非常に難しい状況だった。本年度の研究で、イオン液体をゲート絶縁膜とする新しいゲート電圧の印加手法を世界に先駆けて量子ドット構造に適用することで、量子ドットトランジスタの電子状態を従来の100倍の効率で電界制御することに成功した(K. Shibata et al., NatureCommunications, vol. 4, pp. 2664 (2013))。本研究により、10nm級の自己組織化量子ドット構造の電子状態の制御性が飛躍的に向上し、その次世代素子応用に新たな展開を開くものである。本研究成果は、プレスリリースされ、日本経済新聞や日刊工業新聞、化学工業日報などで報道された。[単一量子ドット高機能電子デバイス・フォトニクスデバイスの実現]位置と形状が制御された2重結合量子ドットを用いた超伝導クーパー対の分離実験や、テラヘルツ帯の単一スピンポンピング素子、量子ビットに向けた素子の試作を行うと同時に実証実験を推進した。まだ克服すべき課題は多いが、自己形成量子ドットの位置・形状制御技術に基礎を置いた新機能デバイスの開発と、単一の光子やスピン、クーパー対に情報機能を持たせた情報素子の実現に新しい可能性を示すことができたと考えている。本年度は、「位置・形状制御した量子ドット(QD)構造の電気伝導・光学特性の評価と素子応用の探索」を中心に研究を推進した。この結果をQDの形成へとフィードバックすることで、「量子ドット構造の形成技術の更なる高度化」も併せておこなった。更に、作製した量子ドット構造を用いて、テラヘルツ帯の電磁波照射によるキャリアダイナミクスの制御をおこなうことに成功した。

まず、位置・形状制御された単一のQDの特性評価を、電気的・光学的双方の観点から行った。単一の位置・形状制御されたInAs QDを活性層とするトランジスタ素子を作製し、その伝導特性を評価した。QDのサイズを変化させることで、少数電子領域から多数電子領域までの広い電子数領域での伝導特性を制御性良く観測することに成功した。一方で、光学特性に関しては、成長温度を変化させながらフォトルミネッセンス特性の評価をおこなった結果、成長温度によって形成されるQDのサイズが大きく変化することを発見すると同時に、発光特性がQDの成長温度に強く依存し、QDを高温成長することによって、良い発光特性が得られることが分かった。更に、未開拓の電磁波と呼ばれるテラヘルツ電磁波を用いた、電子・スピン状態の制御技術の開拓をおこなった。実験系の最適化をおこなった結果、世界で初めてテラヘルツ波と量子ドット中の電子との相互作用を非常に大きくすることに成功した。テラヘルツ電磁波照射下において、量子ドット中の電子によるテラヘルツ光子の吸収による明瞭な電流ピークが新たに観測され、テラヘルツ帯での光支援トンネル伝導が起きていることがわかった。この結果は、テラヘルツ電磁波による単一電子・スピン状態の制御に道を拓くものである。本年度の研究目標は、「位置・形状を制御したInAs量子ドット構造の形成技術の高度化と、その電気伝導・光学特性の評価、および、結晶成長へのフィードバック」であった。量子ドットの形成手法に関しては、AFMを用いた手法の高度化と並行して、EBリソグラフィーのみで位置制御をおこなう手法の開拓にも成功し、より簡易な大量、大面積生産を可能とした。また、電気的評価では、位置制御ドットを用いたトランジスタが単一電子トランジスタとして動作し、その特性が量子ドットのサイズで制御できることを確認した。更に、位置制御ドットからの発光特性が、成長温度と共に大きく変化する様子も観測された。これらの結果を結晶成長へとフィードバックし、結晶成長の最適化に成功した。以上の結果から、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究目標は、「位置・形状制御した量子ドット構造の電気伝導・光学特性の評価と高機能電子デバイス・フォトニクスデバイスの実現」であった。研究実績の概要の項目に記した通り、量子ドットの電気的・光学的な特性評価を行い、結晶成長に反映させることで素子特性の向上につなげることができた。また、テラヘルツ電磁波を用いた伝導制御にも成功し、テラヘルツ帯のオプトエレクトロニクス素子への応用に道筋をつけた。本年度で、良好な光学特性や伝導特性を示すサイズ・位置・形状が精密に制御されたInAs量子ナノ構造を作製するための手法が明らかになった。この技術は、単一光子と単一電子スピンの間の量子メディア変換や、量子計算、量子通信などの要素技術全ての基盤となり得る技術であり、その応用範囲は非常に広い。今後、この技術を用いて高機能電子・光デバイスを、高い歩留まりで実現する研究を遂行する。
てんかん児の親の病気観・健康観と児への生活調整に関する研究

てんかんは、発作以外にしばしば知的障害を併発している。そのため本研究の課題を「てんかん」という診断名によって限定して検討するのではなく、疾患と障害をもつ子どもに外延することが適当と判断された。そして、疾患や障害のある学齢期の子どもの学校生活の状況、受け入れる側の学校の体制と親との関係、ならびに介助者である親自身の生活の実状を把握することを目的として、(1)一般の小中学校の養護教諭(244名)を対象に子どもの受け入れ体制に関する質問紙調査と、(2)一般の小中学校に通っている疾患や障害のある子どもの保護者(23名)ならびに(3)養護学校の小中学部に通う子どもの保護者(126名)を対象とした質問紙調査の3つの調査を実施した。その結果、学校の受け入れ体制としては、保護者に主治医と相談してもらってそれに従うという方法がとられている場合がほとんどで、養護教諭や学級担任が主治医や校医に相談することは稀少だった。一方で保護者との関係についてはプライバシーの問題から、子どもの病気や障害については十分な情報提供をしない(時に意図的に)保護者との関わりに戸惑っていた。これに対し保護者(普通校)は、子どもの疾患・障害や配慮すべきことは直接説明する相手としてはほとんどが担任を挙げ、子どもが学校行事へ条件付きで参加する場合や毎日の通学には親が付き添っている場合が多かった。つまり子どもの学校生活のあり様は親の意向と親の介助に左右されることが明らかになった。また放課後や長期休暇中の子どもの生活は、「ひとりで」や「親と」のように社会性が乏しく、かつ親の負担になっていることが明らかになった。介助者の社会参加については、就労している親は4割で、就労先を決めた理由としては「やりがい」よりも、「時間の融通性」や「子どもの体調不良による突然の欠勤や早退ができること」が挙げられ、介助との折り合いをつけることが重視されていた。本研究の課題は、てんかん患児の病気観・健康観の形成やQOLに対して大きい影響をもたらすと考えられる親の生活調整行為に着眼し、病児に対する親の生活調整行為の特徴とそれに関連する要因を分析しようとするものである。平成11年度は、主にてんかん児やてんかん児の親を対象として、それぞれの生活の実情やそれに対する思いについての把握を中心に行った。てんかん児に対しては、東京都内で小中学生の児童・生徒(5名)と合宿して聞き取りを実施し、友達がいないこと、いじめにあっていること、学業に遅れがあることなどが主要な心配事であることが分かった。特に友人との関係においてストレスをもっていた。家に帰っても友達とうまく遊べず、家にいることが伺えた。そのためてんかん児にとっては親や兄弟といった家族が重要な理解者、支持者であることが明らかになった。一方、親については都内のセルフヘルプグループに参加している人(15名)を中心に養護学校でも聞き取りを実施し、学校生活に対する不満は発作のありなしにかかわらず、理解のある教官に出会えるかどうかによることによって左右されることが明らかになった。また発作の抑制状態が悪い児の場合には学校からの呼び出しが頻回にあるため、親自身もそれを見越した生活を設計していることが伺えた。病児に対する親の生活調整行為を明らかにするためには、親は全体として子どもを中心とした生活設計をしており、またそのことが社会的にも期待されているということを重視することが必要であると考えられた。次年度はこれらを踏まえて、児と親との直接の関係だけではなく、親自身の生活設計にも視野を広げた調査枠組みによる質問紙調査を実施する予定である。
計算機支援による不完全データの分析手法の研究

3つのグループに分かれて研究を遂行した:第1グループ:山口、渡辺:EMアルゴリズム、多重代入法、傾向スコアの利用についての研究第2グループ:黒田、中川:欠測がランダムでない場合を含むベイズモデルによる分析の研究第3グループ:竹内、酒折:プログラム開発とシミュレーションによる数値評価第1グループは、山口、渡辺で、EMアルゴリズムや多重代入法を中心とした手法において、"欠測がランダム"であることの前提の重要性のチェックと、その前提の現実データでの評価方法の検討を行った。具体的には、"欠測がランダム"であることからの現実データのずれを測るための指標の検討と、そのずれが及ぼす推定等への結果の影響を調べた。また、社会調査事例における実際の欠測値の発生状況について再調査などを含めた吟味を行い、欠測値処理の前提条件の妥当性についての検討も行った。この成果を第2グループで進められる欠測メカニズムに関するモデル化や"ランダムな欠測"の状況からの乖離に関する指標の開発に活用した。第2グループは、黒田と中川で、"欠測がランダム"ではないと完全にいいきれる場合において、欠測メカニズムの探索やモデル化に関する研究を行った。とくに、事前情報の有効活用として、ベイズ的手法の検討を行った。また、計算機に基づく手法を確立するために、情報科学分野での活用が多いデータマイニング手法による観測情報から欠測情報の補填についても検討した。第3のグループの竹内、酒折は、提唱手法に関する数値評価を担当した。ここでの数値評価の結果を第1および第2グループにフィードバックし、更なる検討の資料とした。12月には、全体として国内外の研究者を集め、研究グループの報告会を開催し、研究成果の最終まとめを作成した。データ分析において、欠測値などを含む不完全データの分析に関する問題は、欠かすことのできない重要な課題である。本研究では、不完全データの処理に関して、計算機を積極的に活用して、次のような2つのアプローチを試みた。1つは、尤度に基づく推定問題を考える際に仮定される"欠測がランダム"であるという前提の評価を行う手法の研究である。ここでは、この前提が成立しているかどうかを直接チェックするのではなく、実際のデータがその前提とどの程度の乖離の可能性があり、その乖離が推定結果にどのような影響を与えるのかを知るための手法開発を行っている。2つめは、事前知識を利用して欠測メカニズムの候補モデルを考え、そのモデルの妥当性や結果に対する影響度を知るためのツールの開発研究である。データによっては、大幅に"欠測がランダム"であるという前提から乖離しているものもあると思われ、その際にはこのようなモデル化が不可欠である。不完全データの処理問題は、分野を問わず、分析を行う際には必ずといっていいほど生じる重要な課題である。このような不完全データの処理について有効な方法が提示されれば、様々な分野におけるデータ分析おいて、これまで捨てられていたような不完全な情報の有効活用ができるようになる。現在のところ、"欠測がランダム"ではないと完全にいいきれる場合において、欠測メカニズムの探索やモデル化に関する研究を行った。とくに、事前情報の有効活用として、ベイズ的手法の検討を行っている。また数値評価のためのプログラムを作成した。これは、来年度以降に開発を予定しているソフトウェアでも有効活用できるものである。

ここでは、この前提が成立しているかどうかを直接チェックするのではなく、実際のデータがその前提とどの程度の乖離の可能性があり、その乖離が推定結果にどのような影響を与えるのかを知るための手法開発を行っている。2つめは、事前知識を利用して欠測メカニズムの候補モデルを考え、そのモデルの妥当性や結果に対する影響度を知るためのツールの開発研究である。データによっては、大幅に"欠測がランダム"であるという前提から乖離しているものもあると思われ、その際にはこのようなモデル化が不可欠である。不完全データの処理問題は、分野を問わず、分析を行う際には必ずといっていいほど生じる重要な課題である。このような不完全データの処理について有効な方法が提示されれば、様々な分野におけるデータ分析おいて、これまで捨てられていたような不完全な情報の有効活用ができるようになる。現在のところ、"欠測がランダム"ではないと完全にいいきれる場合において、欠測メカニズムの探索やモデル化に関する研究を行った。とくに、事前情報の有効活用として、ベイズ的手法の検討を行っている。また、計算機に基づく手法を確立するために、情報科学分野での活用が多いデータマイニング手法による観測情報から欠測情報の補填についても検討した。また、潜在クラスモデルを拡張し、傾向スコアによる調整の代替法として有効であることを示した。さらに数値評価のためのプログラムを作成した。これは、来年度以降に開発を予定しているソフトウェアでも有効活用できるものである。3つのグループに分かれて研究を遂行した:第1グループ:山口、渡辺:EMアルゴリズム、多重代入法、傾向スコアの利用についての研究ランダムでない欠測に関するモデル化の検討第2グループ:黒田、中川:欠測がランダムでない場合を含むベイズモデルによる分析の研究観測情報からの欠測情報補填手法についての検討第3グループ:竹内、酒折:プログラム開発とシミュレーションによる数値評価第1グループは、山口、渡辺で、EMアルゴリズムや多重代入法を中心とした手法において、"欠測がランダム"であることの前提の重要性のチェックと、その前提の現実データでの評価方法の検討を行った。具体的には、"欠測がランダム"であることからの現実データのずれを測るための指標の検討と、そのずれが及ぼす推定等への結果の影響を調べた。また、社会調査事例における実際の欠測値の発生状況について再調査などを含めた吟味を行い、欠測値処理の前提条件の妥当性についての検討も行った。この成果を第2グループで進められる欠測メカニズムに関するモデル化や"ランダムな欠測"の状況からの乖離に関する指標の開発に活用した。第2グループは、黒田と中川で、"欠測がランダム"ではないと完全にいいきれる場合において、欠測メカニズムの探索やモデル化に関する研究を行った。とくに、事前情報の有効活用として、ベイズ的手法の検討を行った。
現代モンゴルにおける人と宗教の移動に伴う新たな共同体形成に関する宗教社会学的研究

本研究は、モンゴル国における人の移動にともなうグローバルな宗教活動とそれによって結ばれる新たな共同体の機構と特質を、モンゴル国・韓国・英国・米国における参与観察調査を中心とした調査資料の分析を通して明らかにしようとした。その結果、国外において活性化した人々の民族意識が、しばしばキリスト教や仏教と結びついて独特の連帯意識として醸成され、それが儀礼や礼拝、宣教活動などを通じて、具現化されていることが分かった。また、そのようにして形成された宗教的共同体は、宗教活動以外の日常生活においても、相互扶助や慈善活動を通して重要な役割を果たしていることが明らかとなった。本年度は、モンゴル国および韓国における現地調査を実施し、モンゴル国の都市部および草原部と国外(韓国)において、キリスト教によって取り結ばれる共同体の実態と特徴について明らかにした。2014年8月19日から9月5日にかけてモンゴル国で行った調査では、ウランバートル市内の福音派教会と福音派系NPOで参与観察調査を実施し、福音派による援助活動が「救い」の感覚をともなって孤立した人々を結びつける重要な契機となっていることを明らかにした。また、トゥヴ県の草原部では、遊牧民の福音派教徒に対する調査を実施し、都会から遠く離れた場所にありながら、信仰にもとづく共同性が彼らをグローバルなネットワークに結びつけていることを明らかにした。2015年2月11日から13日にかけてモンゴル国で行った調査では、ウランバートル市において在韓経験のある福音派教会牧師に対する聞き取り調査を行い、韓国のモンゴル人教会の実態や母国と韓国の福音派ネットワークに関する情報を収集した。また、同市の聖典聖書協会における聞き取り調査によって、聖書翻訳事業を通じたモンゴルの教会と韓国人宣教師の影響・協働関係について明らかにした。2月14日から16日にかけて韓国で行った調査では、ソウル市の韓国中央教会中谷洞のモンゴル人集会において参与観察調査を行い、韓国におけるモンゴル人福音派教徒の宗教活動と生活の実態に関する調査を行った。以上の調査で得られた資料の分析によって、在韓モンゴル人教会の活動実態と、キリスト教会が在韓モンゴル人を引きつける諸要因、モンゴルの教会と在韓モンゴル人集会との影響関係などが明らかになった。これらの成果を2つの学会および2つの研究会において発表、また2冊の著書において公開した。本年度は、モンゴル国および韓国における現地調査を実施し、人の移動と宗教によって取り結ばれる新たな共同体の実態と特徴について明らかにした。8月22日25日に実施した韓国における現地調査では、モンゴル人教会の活動に関する参与観察調査を行い、彼らの宗教生活の実態を明らかにした。また、8月27日9月3日に実施したモンゴル国における現地調査では、ウランバートルのキリスト教会において教会活動の参与観察調査を行い、キリスト教の国際的なネットワークとそれにもとづく活動が、本国における宗教活動と意識に及ぼしている影響について明らかにした。さらに、2月7日9日に実施した韓国における現地調査では、在韓モンゴル人教会によって開催された正月を祝う特別礼拝に参与観察調査し、異邦で行われる伝統的行事において彼らの宗教意識と民族意識がどのような関係にあるかを分析した。これらの現地調査および関連資料の分析を通して、異邦における宗教生活が新たな民族意識にもとづく連帯感を醸成し、モンゴル国のモンゴル人のみならず、ブリヤートや内モンゴルを含めた広い意味での「モンゴル民族」のネットワークを形成しつつあることが明らかになった。以上の研究成果を学会および研究会において報告した。予定していた在米モンゴル人の宗教生活に関する現地調査を、調査者および被調査者のあいだの日程調整ができなかったため実施できなかった。その代わりに、韓国在住モンゴル人の宗教生活に関する現地調査を行った。本年度は、韓国、英国、日本における現地調査を実施し、人の移動と宗教によって取り結ばれる新たな共同体の実態と特徴について明らかにした。4月16日18日、5月21日23日、8月20日24日に実施した韓国における現地調査では、2カ所のモンゴル人教会において参与観察を行い、彼らの宗教生活および宣教活動の実態を明らかにした。また、8月26日28日に実施した英国における現地調査では、在英モンゴル人キリスト教徒に聞き取りを行い、キリスト教徒の国際的なネットワークと英国における活動の実態について調査した。これらの現地調査および関連資料の分析を通して、国境を越えた宗教的ネットワークが広がっており、特に異国にくらすモンゴル人にとって、宗教的な連帯が日常生活に関わる情報交換や相互扶助などの宗教生活以外の文脈においても重要な役割を果たしていることが明らかになった。また、キリスト教に関しては、民族意識が異国におけるモンゴル人およびモンゴル系諸民族へ向けた宣教活動にとって重要な動機となっており、在韓のモンゴル人教会がそのような民族意識を醸成し、宣教活動を活性化させる一つの在外拠点となっていることも明らかとなっている。一方で、仏教についても、活仏などのグローバルな活動が日本や米国にくらすモンゴル系諸民族同士を結びつける機会を提供すると同時に、異国における「モンゴル人(あるいはモンゴル系民族)」としての民族意識の活性化に寄与している実態が明らかとなった。以上の成果を学会・研究会における発表および論文のかたちで公開した。

また、そのようにして形成された宗教的共同体は、宗教活動以外の日常生活においても、相互扶助や慈善活動を通して重要な役割を果たしていることが明らかとなった。調査対象および地域の順序が多少前後したものの、3ヶ年の計画全体に対しては調査すべき項目を調べられており、研究目的の達成度は「おおむね順調」であると言える。次年度は、今年度実施できなかった米国での調査を改めて実施する。また、モンゴル国および韓国における現地調査を今年度に引き続き行う。米国および韓国では、現地に在住するモンゴル人の宗教生活と、それに基づき形成されるコミュニティの様態を明らかにすると同時に、外国での宗教生活が彼らの民族的アイデンティティに及ぼしている影響を分析する。モンゴル国では、国際的な宗教的ネットワークが国内の組織に及ぼしている多層的な影響や、民族的アイデンティティとの関連について調査する。以上の研究成果を、学会及び学術雑誌において発表すると同時に、モンゴル国の研究者を含めたワークショップを実施する。宗教社会学次年度は、引き続きモンゴル国と韓国における調査を行い、新たに米国へのモンゴル人移住者に対する調査を実施する予定。特に米国におけるモンゴル人共同体の形成に対してキリスト教や仏教が果たしている役割について調べる。ただし、調査時期や順序については、調査対象者や地域の状況に合わせて臨機応変に対応する。また、以上の研究成果については、複数の学会および著書において発表する予定である。予定していた在米モンゴル人の宗教生活に関する現地調査を、調査者および被調査者のあいだの日程調整ができなかったため実施できなかった。その代わりに、韓国在住モンゴル人の宗教生活に関する現地調査を行ったが、その差額分が次年度使用額となった。次年度使用額を、当初本年度に予定していた米国における現地調査を今年度実施する際の調査費に充てる。
モンゴル高山域に生息する大型草食動物の遺伝的多様性評価と保全単位の提言

モンゴルの西部から南部にかけて広がる山岳地帯には、高山環境に適応した希少な大型草食動物が生息している。しかし生息地へのアクセスの難しさから学術研究は進んでいない。生息地では、鉱山開発やそれに伴う道路建設、密猟、家畜頭数の増加による植生の劣化が起きており、草食動物の生息環境は急速に悪化している。生息環境の悪化が希少動物に不可逆的なダメージを与える前に、効果的な保全対策へとつながる研究が求められている。本研究ではモンゴルのアルタイ山脈全域を対象とし、高山性草食動物の遺伝的多様性の評価及び保全単位の提言を目指す。
エリスロポエチン受容体アゴニストによるマクロファージ泡沫化抑制の分子機構

エリスロポエチン(EPO)は造血作用の他に組織保護作用を有するが、催血栓性のため臨床使用は困難である。我々は前年度の研究で催血栓性のないEPO受容体アゴニスト(HBSP)がウサギの冠動脈病変を抑制することを明らかにしており、本研究ではpyroglutamate HBSP (ARA290)を用いてマクロファージの泡沫化に及ぼす影響を検討した。ARA290はコレステロール逆転送系に重要なABCA1の発現を増加させてマクロファージ泡沫化を抑制し、apoE欠損マウスの大動脈プラーク面積を減少させた。ARA290はHBSPをより安定化させたペプチドであり、新しい動脈硬化治療薬として期待される。我々は平成20-22年度の科学研究費補助金による研究でエリスロポエチン(EPO)受容体アゴニスト(HBSP)の抗動脈硬化作用について検討を行い、HBSPが家族性高コレステロール血症の動物モデルであるWHHLMIウサギを用いた実験において冠動脈の動脈硬化病変を有意に抑制することを明らかにした(Mol Med. 2013; in press)。本研究の目的はこの研究成果を発展させてHBSPと生物学的効果が同等でより安定したペプチドであるARA290のマクロファージ泡沫化に及ぼす影響とその細胞内シグナル伝達を検討することである。平成23年度の研究では、末梢血ヒト単球(PBMC)およびヒト単球由来のTHP-1をそれぞれM-CSFおよびPMAによりマクロファージへ分化誘導し、Western blot法を用いて細胞内シグナル伝達系を検討したところ、EPOおよびARA290はともにマクロファージへ分化したTHP-1においてERK1/2とAktを2相性にリン酸化することが判明した。これは血管内皮細胞でみられた1相性のリン酸化パターンとは明らかに異なっていた。さらに平成24年度の研究ではTHP-1由来のマクロファージ培養系に酸化LDLを加えて泡沫細胞へと誘導する実験系を確立した。この培養系で得られた細胞をOil Red Oで染色してデジタル顕微鏡システムを用いて定量評価したところ、ARA290は酸化LDLによるマクロファージの泡沫化を有意に抑制することが明らかになった。この結果はARA290による動脈硬化抑制のメカニズム解明において重要な意義を有しており、PBMCを用いた実験系においても検討中である。本年度の研究ではapoE欠損高脂血症モデルマウスを用いたin vivo実験も予定しており今後の研究の進展が待たれる。我々は平成20-22年度の科学研究費補助金による研究でエリスロポエチン(EPO)受容体アゴニスト(HBSP)の抗動脈硬化作用について検討を行い、HBSPが心筋梗塞を自然発症するWHHLMIウサギを用いた実験において冠動脈の動脈硬化病変を有意に抑制することを報告した。THP-1由来のマクロファージ培養系に酸化LDLを加えて泡沫細胞へと誘導し、oil red Oで染色して定量評価したところ、ARA290は酸化LDLによるマクロファージの泡沫化を73.5%抑制し、その効果はEPOと同等であった。泡沫化抑制の機序についてWestern blot法を用いて検討すると、ARA290はコレステロール引抜きに重要なABCA1の発現を増加させ、ERK1/2とAktを2相性にリン酸化することが判明した。このリン酸化パターンは末梢血ヒト単球(PBMC)由来のマクロファージにおいても観察された。次に初期動脈硬化病変の形成に及ぼすARA290の影響を検討するため、普通食を与えたapoE欠損マウス(n=12)に30μg/kgのARA290を3回/週、8週間皮下投与し、コントロール群(n=12)には同量のプラセボペプチドを投与した。安楽死後大動脈を摘出し、免疫組織化学法を用いてプラークの定量評価をおこなったところ、ARA290はABCA1発現細胞数を増加させ(コントロール群178 ±17 /mm2、ARA290群276 ±24 /mm2)、大動脈プラーク面積を有意に抑制(コントロール群6.9 ±1.0%、ARA290群1.8 ±0.3%)することが明らかになった。ARA290は将来の臨床応用に向けてHBSPをより安定化させたpyroglutamate HBSPであり、新しい動脈硬化治療薬として期待される。我々は平成20-22年度の科学研究費補助金(基盤研究(C))による研究でエリスロポエチン(EPO)受容体アゴニスト(HBSP)の抗動脈硬化作用について検討を行い、HBSPが家族性高コレステロール血症の動物モデルであり心筋梗塞を自然発症するWHHLMIウサギを用いた実験において冠動脈の動脈硬化病変を有意に抑制することを明らかにした。

本研究の目的はこの研究成果を発展させてHBSPと生物学的効果が同等でより安定したペプチドであるARA290のマクロファージ泡沫化に及ぼす影響とその細胞内シグナル伝達を検討することである。マクロファージの培養系に関しては末梢血ヒト単球(PBMC)およびヒト単球由来のTHP-1をそれぞれM-CSFおよびPMAを用いてマクロファージへ分化誘導しin vitro培養系を確立した。まず、EPOおよびARA290がマクロファージに対して直接作用することを確認するために既報(Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(32):14357-14362.)の実験系を用いてWestern blot法により細胞内シグナル伝達系を調べたところ、EPOおよびARA290はともにマクロファージへ分化したTHP-1においてERK1/2とAktを2相性にリン酸化(活性化)することが明らかとなった。この2相性のリン酸化パターンはEPOおよびARA290による刺激後5-15分と120-180分にピークを有しており、既報(Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(32):14357-14362.)の血管内皮細胞でみられた1相性のリン酸化パターンとは明らかに異なっていた。EPOおよびその誘導体のマクロファージに対する直接作用に関してはほとんど解明されておらず、本研究の今後の進展が待たれる。THP-1由来マクロファージを用いた研究に関してはほぼ予定通りに進行しているが、PBMC由来マクロファージを用いた研究には遅れが生じている。これはサプライヤーから供給されるPBMCの1バイアル当たりの細胞数が少なく、さらにM-CSFに対する反応もバイアル毎に異なっているためである。このため、THP-1由来マクロファージを用いた研究を先行させて実施し、要となる実験結果をPBMC由来マクロファージを用いて確認できるように実験系を工夫して進めている。ヒト単球由来のTHP-1に関してはPMA(100 nM, 24時間)を用いてマクロファージへ分化させる培養系を以前の研究で使用しており(J Am Coll Cardiol. 2002;39(5):256A.)、今回も比較的スムーズに培養系を確立できた。しかしながら、末梢血ヒト単球(PBMC)に関してはサプライヤーからの1バイアル当たりの細胞数が少なくM-CSFに対する反応もバイアル毎に差異があり、培養系の確立に時間を要した。このため、PBMC由来マクロファージの泡沫化実験に遅れが生じており、THP-1由来マクロファージを用いたEPOおよびARA290のシグナル伝達の実験を先行させて研究を進めている。平成25年度はapoE欠損高脂血症モデルマウスを用いてin vivoにおけるARA290の動脈硬化抑制効果を検討する。実験概要:apoE欠損高脂血症モデルマウスを2群(各群n=12)に分けてARA290またはControl peptideを8週間投与する。投与終了後に心臓から採血して血清を分離し凍結保存する。大動脈を取り出して腹側に沿って縦切開し弓部大動脈と胸部および腹部大動脈に3分割する。