hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鉄内包カーボンナノチューブの集合体形成によるフレキシブル永久磁石の創製

当該年度は,Fe@CNTの集合体形成法の確立を目標として,(1)Fe@CNT磁気特性向上条件の検討,(2) Fe@CNTシートの大面積・高配向化と磁気特性評価,(3) Fe@CNT撚糸の作製,の研究を実施した。(1)Fe@CNT磁気特性向上条件の検討については,前年度に実施していたものであるが,引き続き継続する必要があると判断し,当該年度も実施した。触媒薄膜として用いるNi薄膜の膜厚と酸化条件が,この上に成長するFe@CNTの磁気特性に及ぼす影響を詳細に検討したところ,成長するFe@CNTの保磁力が2.0 kOe以上に到達することを確認した。(2) Fe@CNTシートの大面積・高配向化と磁気特性評価については前年度に実施したFe@CNTシート作製実験の成果をベースに,磁化方向が制御されたFe@CNTシート作製方法の確立を目指した。当該年度はスプレー堆積に用いるFe@CNTの長さが,外部磁場印加による配向性に及ぼす影響を調べたところ,長さが概ね2 μmの短尺なFe@CNTを用い,これを外部磁場でスプレー堆積させることで,Fe@CNTの磁場印加方向への配向性が向上することを確認した。(3) Fe@CNT撚糸の作製については, Fe@CNTシートを気体放電に曝露させることでCNT分散を行い,これを電界印加により引き出して自己整合的にCNT繊維を形成させる方法を利用したFe@CNT繊維形成実験をを行った。その結果,気体放電時の電極間隔を適切に制御することにより,Fe@CNT繊維形成が高密度でうことができる条件が明らかになった。これらの結果から,Fe@CNTを集積させ,バルク化するための方法の確立に目処をつけることができた。Fe@CNTの成長のための触媒であるNi薄膜を酸化させることで,この上に成長するFe@CNTの磁気特性が大幅に向上することは前年度に確認しているが,当該年度はこのNi触媒薄膜の調製条件がFe@CNTの磁気特性に与える影響をさらに詳細に調査した。その結果,磁気特性を向上させるのに最適な触媒調製条件を見出すことに成功した。また,Fe@CNTシートの作製に関しては,Fe@CNTの長さが,その磁場中での配向特性に大きな影響を与えることを見出し,方向が制御されたFe@CNTシートの作製に最適な条件を明らかになった。これにより,前年度に得られた結果と併せて,Fe@CNTシート作製方法の確立に目処をつけることができた。さらに,気体放電によりFe@CNTを分散させ,これを電界中で繊維にするという,筆者が世界で初めて見出したユニークな方法(気体放電誘起ドライスピニング法)によりFe@CNT繊維作製が行えることが確認できた。当該方法は,Fe@CNTに限らず,様々なCNTやナノワイヤ状物質を繊維化する方法として利用できることが期待され,極めて有用な方法であると考えている。一方,Fe@CNTの大面積形成を行うための条件検討も予定していたが,諸般の事情により当該年度には実施しなかった。これについては,現時点では小面積シートを並べることにより当初の予定通りの研究を行える見込みであるため,現時点では全体の研究計画へ及ぼす影響は無い。平成30年度は,これまでの成果を活用したFe@CNTバルク磁石の試作とその磁気特性評価を目指す。(1)スプレー法により作製した配向Fe@CNTシートを積層化したバルク磁石を試作し,その磁気特性を確認する。大きさ10 mm各以上で,保磁力が2.0 kOe以上の板状Fe@CNT磁石を試作する。(2)気体放電誘起ドライスピニング法により,Fe@CNT撚糸を作製し,これを束ねることでFe@CNTケーブルの試作を行う。直径0.5 mm程度で,保磁力2.0 kOe以上の実現を目指す。(3)Fe@CNTの高保磁力化のための研究も引き続き継続する。シートおよび撚糸レベルで保磁力3.0 kOe以上の実現を目指し,もし可能であればこれによるバルク磁石の作製も試みる。これらのうち,(2)の研究項目については,当初の予想よりも進展が期待されるため,これら3項目の中でも特に重点的に研究を進める予定である。当該年度は,(1)高効率Fe@CNT合成装置の製作,(2)Fe@CNT磁気特性向上条件の検討,(3)配向性が制御されたFe@CNTシート作製,の3項目について研究を実施した(1)高効率Fe@CNT合成装置の製作については,従来装置の問題点を抽出し,これらを改善した新規装置作製を行った。具体的には,原料となるフェロセン導入系の加熱機構を強化し,従来よりもフェロセン導入効率を向上させ,また安定に導入を行えるようにした。これにより,従来装置よりも高効率かつ安定なFe@CNT合成が可能となった。一方で,合成されるFe@CNTの磁気特性が従来装置によるものと比較して若干低下することが確認された。(2)Fe@CNT磁気特性向上条件の検討については,触媒薄膜の大気中酸化処理および膜厚制御により,Fe@CNTの磁気特性が大きく変化することを確認した。このとき触媒種としてはNiが適していることが解り,FeとNiが合金化することで磁気特性が向上することを示唆する結果を得た。

大気中で加熱するというシンプルなプロセスで強制酸化させたNi薄膜を触媒薄膜として用いることで,Fe@CNTの保磁力が大幅に向上することが確認された(3)配向性が制御されたFe@CNTシートの作製については,Fe@CNTを超音波分散によりエタノール中に分散させ,これを外部磁場を印加しながらSi基板上にスプレー堆積させることでシートを形成した。このFe@CNTシートについて磁気特性の評価を行ったところ,外部磁場の強さが増加するにつれて,Fe@CNTが外部磁場方向に配向することが確認された。さらに,スプレー堆積時の基板温度を制御することで,CNTの配向性に大きな差が出ることを見出した。Fe@CNTの磁気特性向上においては,Ni触媒が適していること,またこれを大気中で加熱酸化処理する,あるいは膜厚制御を精密に行うことで,Fe@CNTの保磁力が大幅に向上することが確認された。このようなシンプルなプロセスで磁気特性の向上が可能であることは,今後Fe@CNTの磁気特性向上を行う上で極めて重要な知見である。一方,Fe@CNTシート作製においては,外部磁場印加しながらスプレー堆積法を組み合わせる方法がFe@CNTの配向性を向上させるために有効であること,スプレー堆積させるための基板温度が配向性制御に大きな影響を与えることが確認された。さらにこのシートを基板から剥離させ,自立した配向Fe@CNTシートの作製にも成功している。これらは,研究開始1年目に想定していた以上の成果と言える。今後解決すべき問題が多数残っている段階ではあるが,今後の研究指針は明確になっており,次年度以降の大きな進展を期待している。当該年度は,Fe@CNTの集合体形成法の確立を目標として,(1)Fe@CNT磁気特性向上条件の検討,(2) Fe@CNTシートの大面積・高配向化と磁気特性評価,(3) Fe@CNT撚糸の作製,の研究を実施した。(1)Fe@CNT磁気特性向上条件の検討については,前年度に実施していたものであるが,引き続き継続する必要があると判断し,当該年度も実施した。触媒薄膜として用いるNi薄膜の膜厚と酸化条件が,この上に成長するFe@CNTの磁気特性に及ぼす影響を詳細に検討したところ,成長するFe@CNTの保磁力が2.0 kOe以上に到達することを確認した。(2) Fe@CNTシートの大面積・高配向化と磁気特性評価については前年度に実施したFe@CNTシート作製実験の成果をベースに,磁化方向が制御されたFe@CNTシート作製方法の確立を目指した。当該年度はスプレー堆積に用いるFe@CNTの長さが,外部磁場印加による配向性に及ぼす影響を調べたところ,長さが概ね2 μmの短尺なFe@CNTを用い,これを外部磁場でスプレー堆積させることで,Fe@CNTの磁場印加方向への配向性が向上することを確認した。(3) Fe@CNT撚糸の作製については, Fe@CNTシートを気体放電に曝露させることでCNT分散を行い,これを電界印加により引き出して自己整合的にCNT繊維を形成させる方法を利用したFe@CNT繊維形成実験をを行った。その結果,気体放電時の電極間隔を適切に制御することにより,Fe@CNT繊維形成が高密度でうことができる条件が明らかになった。これらの結果から,Fe@CNTを集積させ,バルク化するための方法の確立に目処をつけることができた。Fe@CNTの成長のための触媒であるNi薄膜を酸化させることで,この上に成長するFe@CNTの磁気特性が大幅に向上することは前年度に確認しているが,当該年度はこのNi触媒薄膜の調製条件がFe@CNTの磁気特性に与える影響をさらに詳細に調査した。その結果,磁気特性を向上させるのに最適な触媒調製条件を見出すことに成功した。
イオン照射誘起発光を利用したセラミックスの照射損傷の研究

本研究は、セラミックスやガラスに高エネルギー粒子を照射し、この時放出される光のその場分光および寿命測定によりセラミックスの照射損傷の動的過程を解明するだけでなく、今まで照射損傷に使われたこなかった各種の新しい分光法を応用して欠陥の化学状態を解明する事を目的とした。得られた成果をまとめると以下の通りである。(1)水素あるいはヘリウムイオン照射下で、サファイア(Al_2O_3)およびシリカガラス(SiO_2)あるいはシリコンおよび黒鉛にイオンを照射しその揚発光分光を行った。その結果サファイアやシリカでは、照射により形成された酸素欠陥に捕獲された電子が、イオン照射による電子励起効果により励起された後、緩和される過程で発光が起こること、そしてその発光の強度は、イオン照射による欠陥生成により変化することを見いだした。また水素イオン注入が、場合によっては、ヘリウムイオン注入により大きな照射効果をもたらすことがあることが見いだされた。これは水素の持つ化学活性のため、照射によってもたらされた欠陥(ダングリングボンド)と水素とが結合し、欠陥の回復を押さえるためである。(2)東京大学の研究用原子炉弥生を用いて、原子炉心におかれたセラミックス試料からのその場発光および光透過測定に世界で初めて成功した。測定の結果発光は主としてγ線による電子励起効果によっており、イオン照射の時と同様、原子炉内では中性子の照射による欠陥生成が発光強度を変化させることを見いだした。(3)照射後試料については電子顕微鏡によりその微少組織観察を行うとともに、X線吸収分光や電子エネルギー損失分光など、従来欠陥の研究には使われてこなかった新しい各種分光法により試料内に生成された欠陥の同定を行い、黒鉛の損傷過程および生成される欠陥構造に対して新たなモデルを提案する事ができた。またシリコンでは、電子励起による欠陥生成の可能性があることもわかった。本研究は、セラミックスやガラスに高エネルギー粒子を照射し、この時放出される光のその場分光および寿命測定によって、セラッミクスの照射損傷の動的過程を解明するだけでなく、今まで照射損傷の研究には使われてこなかった各種の新しい分光法を欠陥の化学状態を解明するために応用するものであり、今年度得られた成果は以下の通り(1) 30keVイオン注入装置を用いてサファイア(Al_2O_3)およびシリカガラス(SiO_2)にイオンを照射しその場発光分光を行った。この際注入イオン種を変えることにより、イオン種の効果もしらべた。その結果発光は酸素欠陥に捕獲された電子が、イオン照射による電子励起効果により励起された後、緩和さえる過程で起こること、光の強度は、イオン照射による欠陥生成により変化することを見いだした。(2)東京大学の研究用原子炉弥生におかれたセラミックス試料からの発光測定に成功した。この場合の発光はγ線による電子励起効果によっており、イオン照射の時と同様、原子炉内では中性子の照射による欠陥生成が発光強度を変化させることを見いだした。(3)照射後試料については電子顕微鏡によりその微少組織観察を行うとともに、X線吸収分光や電子エネルギー損失分光など、従来欠陥の研究には使われてこなかった新しい各種分光法により試料内に生成された欠陥の同定を行った。(4)イオン注入装置をマイクロ秒程度のパルス幅を保ったイオンパルスを発生できるように改良した。これにより欠陥の詳細な構造とその生成過程の機構を調べることが出来るようになった。
PI(4)P依存的な小胞体-細胞膜接触部位による細胞運動制御機構の解明

本研究は、イノシトールリン脂質phosphatidylinositol 4-phosphate(PI4P)に依存した小胞体ー細胞膜接触部位の形成による細胞運動制御機構の解明を目的としている。方向性を持って運動している細胞の細胞膜イノシトールリン脂質分布をあらためて詳細に調べるために、抗体染色法による検出を試みた。抗体染色法によるイノシトールリン脂質の検出は、他の研究者により論文報告されているものの、条件設定が極めて困難であった。そこで、種々の培養条件、固定化条件などを検討し、野生型細胞で最終的に精度良くイノシトールリン脂質の検出が可能な条件を見いだした。これをもとに、運動性の高い細胞をイノシトールリン脂質種に対する抗体で染色したところ、特にPI4Pの分布の偏りを検出した。細胞膜におけるPI4Pは、typeIII phosphatidylinositol 4-kinaseにより合成されることが知られているため、特異的阻害剤を用いてその効果を検証したところ、特異的阻害剤の処理によって細胞膜の膜ラッフリングの消失および細胞運動の顕著な低下が観察された。これを今後さらに直接的に解析するために、ラパマイシンを用いたヘテロ2量体化法による急性的イノシトールリン脂質操作法を作成し、任意の場所において急性的にイノシトールリン脂質をリン酸化・脱リン酸化することで、運動している細胞のイノシトールリン脂質の分布の変化、および細胞運動の変化を詳細に解析する。ほぼ計画通りに進行しているため。ラパマイシンを用いたヘテロ2量体化法などのケミカルバイオロジー手法や、光遺伝学的手法等により、細胞膜イノシトールリン脂質を急性的に合成・分解するツールの作成を行う。同時に、siRNAを用いたノックダウンやCIRSPR/Cas9によるノックアウト細胞を作成し、小胞体ー細胞膜接触部位の形成をコントロールして細胞運動機能への影響を調べる。また、新たに同定した小胞体ー細胞膜接触部位形成分子については、その局在の詳細な解析を染色法、ライブイメージング法により行う。
観光・移住・メディアがもたらす地域イメージと文化変容に関する社会学的研究

私は自身の沖縄研究を、よりグローバルな文脈に位置づける必要性を自覚し、環境・資源・格差・金融・軍事・メディア等の問題群が複雑にからみあうグローバル化を、よりトータルに理解する視座を形成した。それを基礎に、沖縄をハワイ・グアム・宮崎などの他地域と比較し、影響関係を把握した。軍事化された場所が観光地化されもした点で、ハワイ・グアムと沖縄の類似性や相関関係の実態が、歴史的に明らかになった。そして沖縄の楽園イメージの形成には、ハワイにおける移住と観光、メディアが連動しあって影響を与えてきたことがわかった。2009年6月に韓国で沖縄映画のシンポジウム報告があり、準備を行った。約70本の映画から「6類型プラス2」の沖縄イメージを抽出し、特徴や変遷を記述した。観光・移住のテーマ・目線も含まれ、重要な示唆が得られた。シンポでも韓国の研究者と意見交換を行えた。また、平成20年度まで学生と行った沖縄・八重山諸島での観光・移住調査の報告をまとめた。4月の暫定版報告書をもとに、7月に国際シンポジウムでセッション「観光と環境、文化と自然の社会学」を行った。8月には自分の調査報告「八重山の観光と環境・文化・景観」を執筆して8月版報告書に所収、ウェブで公開、関係者に報告した。観光と移住、地元民と移住者、観光と環境、文化と自然など、概念上は区別される諸要素が、実際には多様に結びつく実態を見出せた。9月には石垣島・西表島・竹富島で追加調査を行い、現地の観光従事者に島の現状・歴史を直接確認できた。910月、量的データをもとに論文「ショッピングモール・沖縄イメージと生活感覚」を書き、郊外化と観光の観点から地域イメージの形成を、数量的に検証・考察できた。10月から、私は自身の沖縄・観光研究を、グローバルな文脈に位置づける必要を自覚し、グローバル化の研究基盤を形成し始めた。環境・資源・南北格差・金融・戦争・メディア等の問題群が複雑にからみあうグローバル化を、よりトータルに把握する視座を形成できた。世界・アメリカとの関係に沖縄を位置づけ、12月に論文「沖縄と平和-軍事大国アメリカとどう向き合うか」を書けたのは大きい。普天間基地移設報道と映画論の知見は、一般誌のテーマ連載「メディアと沖縄イメージ」に書く機会を得て、広く世に問えた。2010年3月にはイギリスへ出張し、ロンドンと湖水地方で、観光・風景等の資料収集を行い、比較の視点が得られた。ロンドン大学で研究成果報告を行い、意見・情報交換を行えた。私は21年度から継続して、自身の沖縄・観光・イメージ等の研究をグローバルな文脈に位置づける必要から、グローバル化の研究基盤の形成に取り組んだ。環境・資源・南北格差・軍事等が複雑にからみあうグローバル化を、よりトータルに把握できた。7月には国際シンポジウムで成果報告を行い、他の報告者のイラン・フィリピンなどと沖縄・日本を比較検討し、議論を深められた。8月上旬には瀬戸内国際シンポジウムに出席し、犬島での分科会「里海から多島海へ」で、沖縄・瀬戸内・フィリピン・太平洋をつなぐ横断的な議論を通して、島と海の視点から世界をとらえ返す知見が得られた。芸術祭の一環たるシンポ全体からも、アートと観光による島おこしの知見を得た。8月下旬には中国・上海へ行き、万博・観光・都市の発展状況を視察、話を聞いた。続いてフィリピンへ行き、マニラとダバオで貧困や対日関係の歴史・現状を見学し、話を聞いた。これらローカルな場所でのフィールドワークも、グローバル化の研究視点を豊かにした。また89月には沖縄・観光に関する複数の原稿を執筆し、今年度の知見を含めて研究成果をまとめられた。11月には台湾映画、および東アジアのエスニック観光という2つのシンポで研究報告を行った。10月に台湾へ行き、メディアと観光の結びつき、植民地時代とノスタルジア、多文化・多言語状況などの重要な見聞を得た。エスニック観光のシンポでは、見せる側のアイデンティティと結びつく事例を多く得た。12月にはマーシャル諸島研究のグレッグ・ドボルザーク氏の公開セミナーを開き、太平洋と日本・沖縄をつなぐ協同作業の射程が開けた。以後も院生数人を含め、パシフィック・スタディーズの研究会を行っている。1月にはアメリカで沖縄の研究報告を行い、貴重な意見交換ができた。この交流をもとに、3月には再びアメリカへの研修出張の機会を得て、グローバル化の研究基盤の形成を実地で行えた。研究代表者は平成22年度から継続して、沖縄・観光・イメージ等の研究をグローバルな文脈に位置づける基礎研究に取り組んだ。平成23年4月には、UCサンタバーバラでこの分野の研究者と情報交換し、文献収集も行えた。帰国後、5月には台湾と沖縄の映画・イメージの比較分析を行い、研究成果を論文にまとめた。

また5月からは東日本大震災と原発事故をうけて、核の軍事利用と平和利用の二重性について文献調査を行い、太平洋のマーシャル諸島や米本土のネバダ州、日本国内の原発導入、沖縄の核密約などの問題を関係づけて考察し、7月に学会シンポジウムで報告し、議論を深められた。6月中旬には中国・上海でグローバル・コンソーシアムに出席し、貴重な情報交換と研究者交流ができた。89月には社会学理論やグローバル化の基礎となる知見をまとめ、11月に単著『社会学理論のエッセンス』を出版し、広く伝える機会を得た。101月には新著『ショック・ドクトリン』の講読と並行して、ネオリベラリズム・TPP・911テロ・災害バブル・イラク戦争・金融恐慌・沖縄核密約などの多様なトピックを掘り下げる中で、グローバル化の複雑な諸問題をよりトータルに把握する作業が行えた。-12月末からは、沖縄との比較対象としてハワイに注目し始めた。12月末3月上旬に基礎文献・先行研究の収集・整理・読解を行い、3月に2週間現地へ行き、資料収集とフィールドワークを行った。軍事化された島が、観光地にもなってきた。沖縄をハワイやグアムとの対比や連続性でとらえる射程を得たことで、地理的・歴史的な広がりと深みを確保できたのは大きな収穫であり、これまでのグローバル化の基礎研究に具体的な内実も与えられた。3月末には沖縄の復帰40年国際シンポジウムで、基地問題のセッションで司会とコメンテーターを務め、上記の一連の知見を提示して議論を深め、貴重なフィードバックが得られた。私は平成23年度から継続して、自身の沖縄・観光・イメージ等の研究をグローバルな文脈に位置づけてきた。特に平成24年度は、沖縄をハワイ・グアム・サイパン・宮崎などとの類似性・連続性においてとらえた。比較や影響関係の視座から、複数の地域を関連づけた点は意義深い。7月まで、ハワイ関連資料の読解・整理を進め、講義で知見を提示した。これをもとに7月末8月にはハワイへ、9月上旬にはグアム・サイパンへ行き、資料収集とフィールドワークを行った。沖縄を考える際にも、国内に限定せず、地理的・歴史的な広がりと深みを確保できた。軍事化された場所が、観光地化されもする。現地調査では、その考察の具体的な素材が豊富に得られた。しかし、復帰後の沖縄の楽園イメージと観光立県には、海外だけでなく国内の他地域からの流れもあり、特に「南国」宮崎の新婚旅行ブームの南下は、沖縄観光を慰霊参拝から楽園観光に転換させた点で決定的であった。私は910月、11月のウィーンでの国際シンポジウムの報告準備を進め、この宮崎観光の影響を組み込んで報告した。国内と海外、両方の流れや関係性のなかで、沖縄の変容をとらえ返すことができた。12月には市民講座の場を活用し、ハワイと沖縄を観光だけでなく、戦争・軍事の面からの考察で、より厚みをもたせられた。一方、同月の衆議院の解散総選挙の際、沖縄の地元テレビの選挙報道について原稿依頼を受け、地元メディアが基地問題や経済振興などの政策と世論の関係をどう報道したか、実証的に細かく検証できた。3月上旬には、宮崎で資料収集と聞きとりを行い、11月に始めた宮崎研究に、より具体的な中身を与えられた。
潜水性海鳥類をプラットフォームとした海洋環境動態観測網の構築

海洋の捕食者は、餌の分布や海洋物理環境の変動に対応して行動していることが予測されるが、個体レベルでの行動測定は難しい。そこで本研究では、海洋高次捕食者の採食行動を記録し、海洋環境との対応関係を調べるために、岩手県三貫島のオオミズナギドリにGPSデータロガーの装着を行った。育雛期である9月に、オオミズナギドリ6羽にデータロガー(テクノスマート社製)を装着した。データロガーを装着されたオオミズナギドリは、海洋へ数日の採餌トリップに出た。採餌トリップ後に再び捕獲、データロガーを回収した。ロガーに記録された位置データを解析することによって、オオミズナギドリの採食域を明らかにした。また、毎秒2回の高速サンプリングを行うことによって、オオミズナギドリの対地速度の実測、および、ダイナミックソアリング飛翔、水上浮遊行動の記録に成功した。衛星リモートセンシングデータを利用した解析の結果、水上で休息するオオミズナギドリは海流によって流されており、海鳥の位置情報から海流の動態をモニタリングできることが示された。同時に、ダイナミックソアリング飛翔を解析することによって、従来の手法では不可能な時間・空間スケールでの海上風力計測が可能になることが示唆された。
慢性閉塞性肺疾患の血液脳関門病態-吸入抗コリン薬の中枢性副作用対策の構築-

慢性閉塞性肺疾患(COPD)病態下における血液脳関門(BBB)機能の変化と抗コリン薬の中枢移行性について検討した。その結果、COPDモデルマウスにおいてBBBのタイトジャンクション機能が低下すること、それにより抗コリン薬が脳内へ移行する可能性が示された。このことからCOPD病態下では、BBB機能低下により薬物の脳内移行が促進し、認知機能障害などの中枢性副作用が発現し易くなる可能性が示された。慢性閉塞性肺疾患(Chronic Obstructive Pulmonary Disease: COPD)は有毒粒子・ガス(タバコ、大気汚染など)の吸入によって生じた肺の炎症反応に基づく進行性の疾患である。吸入抗コリン薬はCOPDの第一選択薬として繁用されているが、薬剤性認知機能障害を惹き起こす原因薬剤であり、特にBBBの透過性が亢進する高齢者が継続使用すれば認知機能の低下がさらに増悪するとの報告がある(BMJ.2006)。しかし、吸入抗コリン薬服用COPD患者の認知機能障害が発現・進展する過程においてBBB脆弱化や抗コリン薬の脳移行性変化がどのように関与するかについては不明である。本研究は認知機能障害発現・進展の予防、予測・回避策の基盤となる情報を提示しようとするものである。本年度は「COPDの循環血中の炎症性刺激因子が脳ペリサイト病変化を誘発し、BBB機能を脆弱化するか」について検討を行った。LPSを気管内投与しで肺炎症モデルを作成し、Sodium fluorescein(NaF)を頸静脈より投与した後、PBS(-)を潅流・脱血して全脳を採取した。全脳をホモジナイズして上清中のNaF量を測定した。また、肺胞洗浄液を採取し、洗浄液中の細胞数、好中球およびリンパ球数を測定した。その結果、NaF量、細胞数、好中球はLPSの濃度依存的に増加し、肺炎症性疾患によりBBB機能が傷害されることが確認された。また、ラット初代培養ペリサイトを用いて脳ペリサイト産生IL-6およびMMP-9について検討を行った。その結果、TNF-a刺激によってIL-6およびMMP-9は時間および濃度依存的に増加した。さらにその放出機構としてJAK-STAT3経路を解することが示唆された。来年度は炎症性因子の変動、抗コリン薬によるBBB機能の変化について検討する。慢性閉塞性肺疾患(Chronic Obstructive Pulmonary Disease:COPD)は有毒粒子・ガス(タバコ、大気汚染など)の吸入によって生じた肺の炎症反応に基づく進行性の疾患である。本年度は「COPD病態下ではBBB機能が脆弱化し、抗コリン薬が脳内へ移行するか」について検討を行った。elastaseを気管内投与しで肺炎症モデルを作成し、Sodium fluorescein(NaF)を頸静脈より投与した後、PBS(-)を潅流・脱血して全脳を採取した。その結果、NaF量、細胞数、好中球はelastase投与後に時間依存的に増加し、肺炎症性疾患によりBBB機能が傷害されることが確認された。また、elastase投与3週間後に[3H]-methyl scopolamineを用いて脳内への抗コリン薬の移行を検討したところ、elastase投与マウスにおいてmethyl scopolamineの蓄積が認められた。このことから、COPD病態下ではBBB機能が脆弱化し、抗コリン薬の脳移行性が亢進する事で中枢性副作用が発現する可能性が示唆された。
プロテオミクスによる抗内皮細胞抗体の機能解析を中心とした難治性血管炎の病因解明

血管炎症を主体とする疾患群である血管炎症候群では血管内皮細胞に対する自己抗体<抗内皮細胞抗体>が出現し、血管内皮細胞に障害を与え血管炎を誘起あるいは助長する機序が考えられている。抗内皮細胞抗体の対応抗原とそれによる内皮細胞障害の機序を解明すれば、血管炎の初期においてその進行を防げると考えられる。本研究では、プロテオミクスを用いてこの抗内皮細胞抗体の対応抗原の同定とその役割を検討することを目的とした。方法として、ヒト臍帯静脈由来内皮細胞(HUVEC)と比較のためHela細胞から蛋白を抽出し、等電点および分子量による2次元電気泳動法で分離展開した。その後、各種血管炎患者血清を用いてdifferential western blottingを行った。その結果、約50個のHUVECに特異性の高い自己抗原を検出した。mass-fingerprinting法にて同定した候補蛋白の中にperoxiredoxin2があり、組換え蛋白を作成し、ELISE法にて、血管炎を含む多数膠原病血清を検索した結果、本自己抗体は血管炎患者の60%以上で検出されるが、血管炎を有しない場合は10%程度であることが判明し、血管炎の存在に特異性の高いことが判明した。特に、この抗peroxiredoxin2自己抗体は大中型血管炎でも高頻度に出現することがわかり、現在血管炎マーカーとして利用されている抗好中球細胞質抗体とは独立した血管炎マーカーになることが期待された。さらにフィブリンの形成と融解機序に関与すること、疾患の活動性と相関することなども判明した。このperoxiredoxin2は抗酸化作用をもつ酵素で、細胞表面にも検出されることから、これに対する自己抗体が血管炎において、血管内皮細胞に直接結合するか、あるいは血管内皮細胞が酸化に対する抵抗性が現弱し傷害が進むことで、血管炎の増悪因子になりうる可能性が示された。手法の面からは、プロテオミクスの利用が細胞腫あるいは組織特異的に発現する自己抗原を検出するために極めて有効であることが証明された。今後、抗peroxiredoxin2自己抗体の血管内皮細胞に対する作用を検討する予定である。本研究は難治性血管炎で出現する抗内皮細胞抗体の対応抗原の同定と解析を目的とした。抗内皮細胞抗体は血管内皮細胞に直接結合による障害を通して血管炎を発症する機序が考えられており、抗内皮細胞抗体対応抗原の種類とそれによる内皮細胞障害の機序を解明すれば、血管炎の初期においてその進行を防ぐことができると考えられる。しかしながら、これまで対応抗原が詳しく特定されてないために、これらの機序が分子レベルで解明できない状況であった。方法として、ヒト臍帯静脈由来内皮細胞(HUVEC)と比較用細胞としてHela細胞とから蛋白を抽出し、等電点および分子量による2次元電気泳動法で分離展開した。その後、ニトロセルロース膜に転写し、血管炎患者血清を用いてウエスタンブロットを行った。このdifferential western blotting法で、血管内皮細胞に特異的な自己抗原を網羅的に検出した。

mass-fingerprinting法にて同定した候補蛋白の中にperoxiredoxin2があり、これについて組換え蛋白を作成し、ELISA法にて、血管炎を含む多数膠原病血清を検索した結果、本自己抗体は血管炎患者の60%以上で検出されるが、血管炎を有しない場合は10%程度であることが判明し、血管炎の存在に特異性の高いことが判明した。以上、(1)細胞腫あるいは組織特異的に発現する自己抗原を同定するために、本研究で用いた2次元電気泳動後とDifferential Western Blotting法の組み合わせは極めて有効であること、(2)同定された自己抗原peroxiredoxin2は抗酸化作用をもつ酵素で、細胞表面にも検出されることから、これに対する自己抗体が血管炎において、血管内皮細胞が酸化に対する抵抗性が現弱し、傷害が進む因子になりうる可能性が示された。本研究は難治性血管炎で出現する抗内皮細胞抗体の対応抗原の同定と解析を目的とした。抗内皮細胞抗体は血管内皮細胞に直接結合による障害を通して血管炎を発症する機序が考えられており、抗内皮細胞抗体対応抗原の種類とそれによる内皮細胞障害の機序を解明すれば、血管炎の初期においてその進行を防ぐことができると考えられる。しかしながら、これまで対応抗原が詳しく特定されてないために、これらの機序が分子レベルで解明できない状況であった。方法として、ヒト臍帯静脈由来内皮細胞(HUVEC)と比較用細胞としてHela細胞から蛋白を抽出し、等電点および分子量による2次元電気泳動法で分離展開した。その後、ニトロセルロース膜に転写し、血管炎患者血清を用いてウエスタンブロットを行った。このdifferential western blotting法で、血管内皮細胞に特異的な自己抗原を網羅的に検出した。その結果、約50個のHUVECに特異性の高い自己抗原を検出した。さらにフィブリン形成と融解機序に関与すること、疾患の活動性と相関することなどが判明した。このperoxiredoxin2は抗酸化作用をもつ酵素で、細胞表面にも検出されることから、これに対する自己抗体が血管炎において、血管内皮細胞に直接結合するか、あるいは血管内皮細胞が酸化に対する抵抗性が現弱し傷害が進むことで、血管炎の増悪因子になりうる可能性が示された。
平面インパルス制御を用いた設備投資問題への確率的アプローチ

1.観測変数と制御変数からなる平面上のインパルス制御問題において、利益関数に対する制約条件について調べた。下側制御のスムースペースティング条件を適切に変形することで、利益関数が逓増型でなければならないことが分かった。これは一般的な経済学の理論とは異なるため、さらなる調査が必要である。特異制御問題に対するスイッチング分解の先行研究であるGuo and Tomecek (2008)においては、逓増型でも逓減型でも解が得られていることから、インパルス制御問題と特異制御問題の違いに由来していると考えられる。2.絶対的リスク回避度一定型利益関数下での数値計算では、ある市場価値でスイッチングが起きたとき、それが上側スイッチングか下側スイッチングかを問わず、ある1つのキャパシティレベルになるという結果が得られた。これは、ある1つの総生産の規模(1人当たり生産量)に対して、ある一定の総資本ストックの規模(1人当たり資本ストック)に収束するとされるソロー成長モデルと整合的である。この成果は、平成30年度数理解析研究所共同研究(公開型)他で発表した。3.今年度より、本研究課題を基課題とした国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)課題「平面インパルス制御を用いた環境投資問題への確率的アプローチ((国際共同研究強化)」によって、カリフォルニア大学サンタクルーズ校での在外研究期間となり、Yihsu Chen准教授との共同研究を開始した。理論的整合性だけでなく、実務的な応用に関する知見が複数得られた。1.観測変数と制御変数からなる平面上のインパルス制御問題の解法について、最適解の十分性について検討した。2.コーポレートファイナンスへの応用問題として、担保価値を確率過程とした2変数の構造モデルを構築し、負債再交渉下での最適なデフォルトと清算の戦略を分析した。2変数モデルによって、戦略的デフォルトと流動性デフォルトを区別できるようになり、さらに負債再交渉のクレジットスプレッドへの貢献を既存モデルよりも低く抑えることに成功した。この成果は、Review of Financial Economicsに掲載された。3.環境投資への応用問題として、非対称なクールノー競争における排出量規制下での参入退出戦略を分析した。費用の非対称性によって、企業の参入退出パターンが複数存在することを示した。さらに、排出量の動学分析によって、環境規制は排出量と排出期間の両方を減少させることが分かった。4.確率論的厳密性の維持のため、カリフォルニア大学バークレー校にてXin Guo教授と意見交換し、研究交流を継続した。「研究実績の概要」にあるように、当初予定していた研究テーマ(平面インパルス制御問題における最適解の保証)で進捗が得られた。さらに、2つの応用問題(コーポレートファイナンス・環境投資)で結果が得られた。また、カリフォルニア大学バークレー校のXin Guo教授との研究交流を継続することもできた。よって、研究は予定通り順調に進行していると結論づけた。1.観測変数と制御変数からなる平面上のインパルス制御問題の解法について、最適解の十分性について再検討した。2.競争投資の応用問題として、レジームスイッチ下の投資競争問題を初めて分析した。レジームスイッチの導入によって、収益性の劣る企業が先行する可能性があることを示した。また、リスクプレミアムについても分析し、競争下かつレジームスイッチ下のリスクプレミアムのダイナミクスを初めて明らかにした。さらに、リスクプレミアムに関する実証研究の結果を他の理論研究よりも正確な方法で裏付けることができた。この成果は、Journal of Banking and Fincanceに採択された。3.環境投資への応用問題として、再生可能エネルギー利用割合基準(RPS)の政策問題を分析した。非再生エネルギー事業者が存在する市場への再生エネルギー事業者の参入問題として定式化し、最適な投資タイミングとRPS割合を求めた。RPSを最適化しない場合は、RPS割合が増加すると投資機会が増加することを示した。さらに、RPSを最適化しない場合は不確実性が投資機会を減少させるが、RPSを最適化する場合は不確実性が投資機会を増加させることを示した。この成果は、INFORMS AnnualMeeting 2016にて発表した。さらに、2つの応用問題(競争投資・環境投資)で結果が得られた。1.観測変数と制御変数からなる平面上のインパルス制御問題の解法について、より効率的な計算方法を考案した。平面上を制御変数の断面でカットし、その断面上のスイッチング問題に変換することで閉じた方程式系になり、数値計算を簡便にすることに成功した。ただし、解法が変更されたため、最適解の保証について考え直す必要が生じた。2.環境投資への応用問題として、昨年度に引き続き、再生可能エネルギー利用割合基準(RPS)の政策問題を分析した。非再生エネルギー事業者と再生エネルギー事業者が両方とも存在する市場において、再生エネルギー事業者の投資問題として定式化し直し、最適な投資タイミングとRPS割合を求めた。RPSを最適化しない場合は、初期RPS割合が高いほど投資を促進し、温室効果ガスを削減することを示した。

さらに、RPSを最適化する場合は、初期RPS割合が高いほど最適化後のRPSが適正水準に下げられるため、逆に投資を抑制し温室効果ガスを増加させることを示した。この成果は、21st Conference of the International Federation of Operational Research Societies他にて発表した。3.確率論的厳密性の維持のため、カリフォルニア大学バークレー校にてXin Guo教授と意見交換し、研究交流を継続した。「研究実績の概要」にあるように、当初予定していた研究テーマ(数値計算アルゴリズムの構築・実証分析)で進捗が得られた。さらに、1つの応用問題(環境投資)で新たな結果が得られた。また、カリフォルニア大学バークレー校のXin Guo教授との研究交流を継続することもできた。よって、研究は予定通り順調に進行していると結論づけた。1.観測変数と制御変数からなる平面上のインパルス制御問題において、利益関数に対する制約条件について調べた。下側制御のスムースペースティング条件を適切に変形することで、利益関数が逓増型でなければならないことが分かった。これは一般的な経済学の理論とは異なるため、さらなる調査が必要である。特異制御問題に対するスイッチング分解の先行研究であるGuo and Tomecek (2008)においては、逓増型でも逓減型でも解が得られていることから、インパルス制御問題と特異制御問題の違いに由来していると考えられる。2.絶対的リスク回避度一定型利益関数下での数値計算では、ある市場価値でスイッチングが起きたとき、それが上側スイッチングか下側スイッチングかを問わず、ある1つのキャパシティレベルになるという結果が得られた。これは、ある1つの総生産の規模(1人当たり生産量)に対して、ある一定の総資本ストックの規模(1人当たり資本ストック)に収束するとされるソロー成長モデルと整合的である。この成果は、平成30年度数理解析研究所共同研究(公開型)他で発表した。3.今年度より、本研究課題を基課題とした国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)課題「平面インパルス制御を用いた環境投資問題への確率的アプローチ((国際共同研究強化)」によって、カリフォルニア大学サンタクルーズ校での在外研究期間となり、Yihsu Chen准教授との共同研究を開始した。理論的整合性だけでなく、実務的な応用に関する知見が複数得られた。平成27年度と同様に、平面インパルス制御問題における最適解の保証を進めるとともに、平面インパルス制御による設備投資問題の定式化に着手する。さらに、環境投資への応用問題で得られた分析結果の拡張を試みる。また、カリフォルニア大学バークレー校のXin Guo教授との意見交換によって、確率論的厳密性について示唆を得る。平成28年度と同様に、平面インパルス制御問題における最適解の保証を進めるとともに、平面インパルス制御による設備投資問題の定式化に着手する。
多色多形半導体ナノ結晶を用いた多階層イメージング画像の共通空間座標決定に向けて

半導体ナノ結晶は、光学および電子顕微鏡で観察することが可能である。そこで本研究では、多型半導体ナノ結晶を用いて、互いに異なる画像間での共通座標を決定するために、以下の3つのステップで研究を進めた。1)第一ステップでは、3種の多型半導体ナノ結晶のサイズと形状をコントロールする条件を見出した。2)第2ステップでは、多型半導体ナノ結晶が細胞内に取り込まれる度合いを定量的に把握する方法を検討した。3)第3ステップでは、多数の多型半導体ナノ結晶のサイズと形状を自動解析する方法を確立した。本研究では様々な形状からなる数種の半導体ナノ結晶を用いて、例えば透過型電子顕微鏡や走査型レーザー顕微鏡で得た異なる空間スケールの画像データについて、共通空間座標を決定するための手法の確立を目指している。本年度は、特に以下の3点について検討し、今後へつながる進展があった。1.上記目標を達成するために、まずは異なる空間スケールの目印となるナノメーターサイズの物質が必要である。そこで第一の実行課題として、形状の異なる半導体ナノ結晶の合成法の確立を目指した。棒状の半導体ナノ結晶の長軸長を厳密にコントロールするために、温度と反応時間について検討し、長軸長を線形的にコントロールできる範囲を決定した。2.異なる空間スケールのいかなる画像データからも、上記で示した半導体ナノ結晶を抽出・解析しなければならない。それには、in vitroはもとより次年度は細胞株中などでもそれが実行可能となるようなソフトウエアが必要である。今期はソフトウェアを検討・選定し、適切なコード記述とクライテリア設定によって大量の半導体ナノ結晶の形状を自動的に統計解析できることを確認した。3.半導体ナノ結晶を生体中に適切に導入しそれを確認するためには、簡便かつ精度の高いアッセイ法が必要である。その1つとして、点計測あるいは2次元平面での相関解析法の基礎検討を行った。導入したシステムの感度と解析結果の妥当性を評価するために蛍光色素と半導体ナノ結晶を測定した結果、定性的には分子サイズ・濃度・輝度の相違を適切に判断できることを確認した。作製予定だった様々な形状の半導体ナノ結晶のうち、1部の半導体ナノ結晶の合成法は確立し、形状コントロールのパラメータを把握したが、一方で放射状の半導体ナノ結晶については、未だ確固とした合成法の確立には至っておらず検討段階にあるため。本研究では様々な形状からなる数種の半導体ナノ結晶を用いて、例えば透過型電子顕微鏡や走査型レーザー顕微鏡で得た異なる空間スケールの画像データについて、共通空間座標を決定するための手法の確立を目指した。本年度は特に以下の3点について検討し、本助成事業終了後も検討すべき課題が明らかになった。1.上記目標を達成するために、まずは異なる空間スケールの目印となるナノメーターサイズの物質が必要であった。昨年度の棒状半導体ナノ結晶の長軸長のコントロールに続き、今年度は放射状の半導体ナノ結晶の合成法を重点的に検討した。その結果、強い蛍光を発する半導体ナノ結晶が合成できることを確認した。さらに、シェル構造を合成する際の反応時間に対し、放射状枝部の長さをコントロール出来る事を示した。2.特に透過型電子顕微鏡画像データから、上記で示した半導体ナノ結晶を抽出し、形状を厳密に解析しなければならない。昨年度は棒状半導体ナノ結晶の短軸および長軸長を自動解析出来るようになったが、今年度はより形状が複雑な放射状半導体ナノ結晶において解析を試みた。3.半導体ナノ結晶を細胞中に適切に導入しそれを確認するためには、簡便かつ精度の高いアッセイ法が必要である。昨年度から引き続き、点計測あるいは2次元平面での相関解析法の基礎検討を行った。特に本年度は、適切な測定条件を把握すると同時に、それに基づいて蛍光体の濃度やサイズ等が精度良く解析できることを示した。まずは、放射状の半導体ナノ結晶の合成法を確立するとともに、形状コントロールのためのパラメータを抽出する。次に、同形状の半導体ナノ結晶からなる高輝度の集合体を形成するための手法を確立する。加えて、画像データから特定の形状あるいは蛍光色の信号を自動検出するためのコードを記述する。29年度が最終年度であるため、記入しない。ナノバイオサイエンス29年度が最終年度であるため、記入しない。
ソーシャル・ライセンスを軸とした海洋ごみ問題の解決に向けた地域政策課題の研究

本研究は海洋プラスチック汚染の解決に向けて、(1)内陸部からの発生抑制に向けた国内外の先進事例分析を進めるとともに、(2)最新のICT機器を活用した市民参加型の調査手法について国内外の事例研究と実証実験により検証するとともに、(3)ソーシャル・ライセンス(社会的営業免許)の観点から、政府による法規制だけに依存しない、多様なセクターの相互作用による課題解決のための課題を明らかにすることで、社会科学の観点から問題の解決に向けて貢献するものである。
信頼性の確立したGal完全ノックアウトブタを用いたブタ・サル間異種腎・膵島移植

移植医療が定着する欧米でも臓器不足は大きな問題であり、医用動物臓器をドナーに用いる異種移植は有力な解決策である。前臨床研究としてブタをドナーとしたサルへの異種移植を行い、(1)Galノックアウト(KO)MHC確立ミニブタ細胞核を用いた核移植による国内でのGalKOブタ作出、(2)国内作出GalKOブタ腎のサルへの国内初の移植で15日間拒絶が皆無、(3)当研究室確立の新規免疫抑制療法で、国内初となる異種間膵島移植での2カ月間正常血糖維持という成果を得た。更に、(4)RIを用いない移植後細胞性免疫反応評価法の確立、(5)ヒトCD47による、異種間マクロファージ貪食作用抑制とT細胞反応軽減、(6)Non-Gal抗原に対するAccommodation成立に対するCD59関与の示唆という結果を得た。本課題は、以下の3つの目的から成る。目的1)既に米国で確立され、信頼性のあるGal-KOブタ体細胞核(背景および目的の項参照)を用いた、日本国内におけるGal-KOブタの早期作製目的2)Gal-KO核を用いてより移植に適した独自のGal-KOトランスジェニック(Tg)ブタ(ヒトCD47/Gal-KO)の作製、およびGal+核へのヒトCD47を導入したブタの作製移植医療が定着する欧米でも臓器不足は大きな問題であり、医用動物臓器をドナーに用いる異種移植は有力な解決策である。本研究課題は、糖尿病、末期腎不全、更に糖尿病性賢不全に対しドナーの制限の無い移植医療の実現のため、研究代表者が米国においてブタ・ヒヒ間での世界最長の機能性異種移植腎生着成績を示した"信頼性の確立したホモGal抗原ノックアウト(GalKO)細胞核を用いた日本での完全Gal-KOブタ"の日本での作製(目的1)、特にT細胞免疫、マクロファージ活性を抑制する戦略の確立(目的2)、translational researchとして異種移植実験の実施(目的3)を目的とする。以下に初年(H19)度の実験結果及び経過を示す。目的1:MGH-GalKOブタの皮膚・肺・腎・肝臓からfibroblastを分離培養し、特に培養状態が優れている皮膚、肺由来fibroblastを凍結し、国内でのGalKOブタ作製のための核移植を開始した。目的2:(1)GalKOブタの内皮細胞を分離培養し、hCD47/hDAFコンストラクトを作製し遺伝子導入を行い、導入細胞のhCD47発現を確認した。(2)hCD47遺伝子導入ミニブタ内皮細胞をtargetとした検討により、ヒトマクロファージのMGHミニブタ細胞に対する貪食能軽減効果を認めたが、より効果的な抑制のためには更に効率的なhCD47遺伝子導入の必要性が示唆された。(3)抗ヒトCD84/CD80抗体、特にCD84抗体が、ブタ・ヒトT細胞のindirect pathwayによる免疫反応を効果的に抑制することを確認した。目的3:異種移植の成功には、GalKOによる異種移植直後のGal抗原に対する液性拒絶反応の排除、T細胞拒絶の軽減による細胞性拒絶抑制戦略のみならず、異種移植臓器・細胞の虚血再灌流障害、innate responseおよびnon-Gal抗体による内皮細胞障害からの防御が必要である。この観点から、ブタ臓器虚血モデルを用い、(1)内皮細胞障害によりIL-1β、IL-6等のサイトカインと共にHMGB1が上昇すること、(2)HMGB1中和抗体投与により内皮細胞及び臓器障害が軽減されることを確認し、本戦略の異種移植への応用が期待できる。臨床異種膵島移植をシミュレートし、鹿児島大学山田研究室でのブタ膵臓摘出、京都大学及び藤田保健衛星大学への空輸後の膵島分離、更に翌日空輸搬入した膵島を用いて代表者山田独自の戦略である膵島腎(IK:Islet-Kidney)を作製した。各ミニブタ膵臓(n=3)から200,000IE以上の膵島が得られ、異種移植の前段階としてその機能をブタ同種移植間で検討した。高血糖IDDMブタレシピエントに移植されたIKは移植直後から血糖を正常値に戻し、長期間(6ケ月以上)正常血糖を維持した。これらの成果をもとに、H20年度は、(1)GalKOブタの誕生、(2)CD47/hDAFの骨髄および膵島への遺伝子導入とTgブタの作製、そして(3)ブタ・サル間異種膵島を開始する。平成20年度は、GalKOクローンブタの作製継続(目的1)、異種間免疫反応におけるマクロファージ活性の抑制を目的としたブタ細胞へのヒトCD47遺伝導入(目的2)に加え、ブタT細胞免疫アッセイの確立および、臨床を模擬したブタ・サル問異種間膵島移植(目的3)を開始した。○目的1:MGH・GalKOブタ皮膚、肺由来Fibroblastを用いたミニブタクローン胚の作製・体外培養技術を確立した。

しかし、GalKOミニブタクローン胚をNIBS系ミニブタに移植したが、妊娠-分娩に至らなかった。その理由として、移植当たりの胚が少数であったこと、レシピエント個体とのシンクロナイゼーションの差異等が考えられた。平成21年度中にはこれら問題点を解決しGalKOクローンミニブタを作出する。○目的2:ブタ内皮細胞に導入したhCD47発現を確認し、ヒト細胞によるブタ細胞食食軽減効果を認めた。またブタT細胞免疫アッセイを確立し、更に異種抗原である糖鎖抗原に対するAccommodation成立にCD59が関与していることを確認した(国際移植学術誌に論文1編掲載済、1編Accept済)。○目的3:H19年度および本年度に得たヒトCD86抗体によるブタ・ヒトT細胞の免疫反応抑制、及びHGFの移植拒絶反応軽減効果の結果を踏まえ、これらを免疫抑制療法に組み入れたブタ・サル間異種膵島移植を開始した。臨床移植を模擬し、鹿児島大学で全身麻酔下ブタ膵臓全摘を行い(山田)、膵臓を定期航空便で京都大学に搬送し膵島分離を行い(興津)、翌日鹿児島大学で事前にSTZでIDDMを誘導したサルにブタ膵島を移植した(3症例)。50-60kgのミニブタから一膵臓当り平均48万IEQの純化(>97%)膵島を分離し、サル一頭当たり約10万IEQ/kgの移植が可能であった。術後2頭をday2、3頭目をday10で犠牲死させ、肝臓内移植ブタ膵島の組織学的検討を行った結果、インシュリン分泌異種ブタ膵島の生着を確認した。術後血糖は一頭を除きインスリン投与なしで制御された。本成果を踏まえ、H21年度は長期観察実験に移行する。本課題は、目的1)既に米国で確立され、信頼性のあるGal-KOブタ体細胞核(背景および目的の項参照)を用いた日本国内におけるGal-KOブタの早期作製;目的2)Gal-KO核を用いてより移植に適した独自のGal-KOトランスジェニック(Tg)ブタ(ヒトCD47/Gal-KO)の作製、およびGal+核へのヒトCD47を導入したブタの作製;目的3)Gal-KO,ヒトCD47/Gal-KO,ヒトCD47/Gal+ブタをドナーとしたブタ・サル異種腎・膵ラ氏島移植実験、から構成される。平成21年度は、サル・ブタ間異種移植実験において、特に国内初となる2つの成果が得られた。(1) Harvard大学TBRCから搬入したGalノックアウトブタ細胞核を用い、国内で核移植を行いGalKOブタの作出に成功し(論文作成中)、その誕生したGalKOブタをドナーとし、国内で初めてGalKOブタ腎のサルへの移植を行い、15日間全く拒絶のなく経過するに至った。(2)膵島移植において、成豚膵島Galの発現が乏しいことに着目し、GalKOではない鹿児島クラウンミニブタ膵島のサルへの移植を行い、HGFを中心とした当研究室で確立した新規免疫抑制療法を用いて、国内初となる大動物異種間膵島移植により2カ月間正常血糖が維持されることを確認した(論文作成中。南日本新聞、朝日新聞掲載)。更に、異種移植においてGal抗原とともにNonGal抗原への検討も重要であり、GalKOブタを用い、Accommodationの成立にCD59の関与が示唆される成果を得、国際移植学会学術誌に報告した(Transplantation 2009)。