hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本列島地質構造史の集編成およびその東アジアにおける対比

1先カンブリア紀三畳紀の諸現象については, IGCP224計画として, 62年8月ソウルで国際集会を開いて,日本・韓国・中国・タイ・ヴェトナム・ソ連・フランスの研究者が東アジアについて討論し,韓国で現地討論会をもった.日本国内では,すこし時代を広げて,ジュラ紀まで含め,初生造構時期を(1)石炭紀前半以前, (2)石炭紀後半ペルム紀, (3)三畳紀白亜紀初頭まで,の3期に分けて,先白亜紀地質構造発達史をまとめあげた.これは, 63年度に別途予算で出版される.2白亜紀古第三紀の火成作用と鉱床形成は,ソソスフィアー探査計画,特定研究(地球内部の物質移動)と関連しながら研究が進んだ.IGCP220計画は, 62年10月中国桂林で国際集会が開かれ,東南アジア全域のSnW花崗岩について討論された.この計画は63年度には日本(松江)で最終国際会議が開催され,大阪松江,韓国プサンソウルの現地討論会がもたれることになっている.3新第三紀の地質学的イベントの研究は, 62年7月カリフォルニア大学で「太平洋地域新第三紀のイベント層序及び古海洋」の国際会議が開かれ, 8月にはソウルでIGCP246の国際会議が開かれた.そして,日本のグループが中心になって進めている日本海の誕生と拡大に関する討議が行われた.浮遊性微化石年代尺度だけでなく,古地磁気,同位体,堆積輪廻などいろいろな手法を組み合せて,イベント層序を組みたてている.63年10月には,王子国際セミナーとして静岡で集会を予定している.4第四紀の研究は, 62年7月カナダで開かれたIGCP200計画の最終集会とINQUA会議に間に合わせて「日本の完新世海水準変化」の研究を総括し, 200万分の1地図とアトラスが印刷され,展示・配布された.1先カンブリア紀三畳紀の諸現象については, IGCP224計画として, 62年8月ソウルで国際集会を開いて,日本・韓国・中国・タイ・ヴェトナム・ソ連・フランスの研究者が東アジアについて討論し,韓国で現地討論会をもった.日本国内では,すこし時代を広げて,ジュラ紀まで含め,初生造構時期を(1)石炭紀前半以前, (2)石炭紀後半ペルム紀, (3)三畳紀白亜紀初頭まで,の3期に分けて,先白亜紀地質構造発達史をまとめあげた.これは, 63年度に別途予算で出版される.2白亜紀古第三紀の火成作用と鉱床形成は,ソソスフィアー探査計画,特定研究(地球内部の物質移動)と関連しながら研究が進んだ.IGCP220計画は, 62年10月中国桂林で国際集会が開かれ,東南アジア全域のSnW花崗岩について討論された.この計画は63年度には日本(松江)で最終国際会議が開催され,大阪松江,韓国プサンソウルの現地討論会がもたれることになっている.3新第三紀の地質学的イベントの研究は, 62年7月カリフォルニア大学で「太平洋地域新第三紀のイベント層序及び古海洋」の国際会議が開かれ, 8月にはソウルでIGCP246の国際会議が開かれた.そして,日本のグループが中心になって進めている日本海の誕生と拡大に関する討議が行われた.浮遊性微化石年代尺度だけでなく,古地磁気,同位体,堆積輪廻などいろいろな手法を組み合せて,イベント層序を組みたてている.63年10月には,王子国際セミナーとして静岡で集会を予定している.4第四紀の研究は, 62年7月カナダで開かれたIGCP200計画の最終集会とINQUA会議に間に合わせて「日本の完新世海水準変化」の研究を総括し, 200万分の1地図とアトラスが印刷され,展示・配布された.1.ジュラ紀以前の諸現象に関しては、今年度は昭和61年10月12日-17日に大阪及び山口県において討論を行った。山口県では実際に野外の地質現象を見学しながら議論をした。これらはその時かんたんな報告集にまとめられたが、それを昭和62年4月にさらに詳細にして刊行することになっている。その討論の際は主として西南日本の現象を中心に議論したが、刊行するものには東北日本の現象も含めることになる。また、中国,韓国,タイ,ヴェトナム,ソ連,フランスの学者で、東アジアの先ジュラ紀の地質構造を研究している人々もIGCPの援助をうけてこの討議に参加した。それぞれの地域の研究成果もこの報告集にもられている。2.ジュラ紀の現象については、昭和60年度日本で行われたIGCP171計画の会議をうけて、昭和62年度に出版の予定で印刷中である。3.中生代花崗岩については、リソスフィア計画、特定研究(地球内部の物質移動)との関連でも研究がすすんだが、他にはIGCP220計画の東南アジアのSn-W鉱化作用と花崗岩の問題と関連して島根大学を中心に研究が進行している。昭和61年はオーストラリアで会議があり、昭昭和63年には日本で国際的な会議が開かれる予定である。4.新第三紀の研究に関しては、静岡大学を中心に新第三紀の生物群の変遷ということで、太平洋周辺諸国との共同研究がすすんでいる。昭和61年9月にはIGCP246の会議が開かれ、昭和62年1月には静岡で中国の学者の參加も得て研究集会が開かれた。

5.第四紀の研究に関しては、日本の後氷期、氷期、最終氷期の1/100万の地図と文献集が編集を終り、現在印刷中である。また、IGCP200,206の計画と関連した会議が昭和61年、中国,日本で開催された。
腎癌の特異的腫瘍マーカーの開発およびその遺伝子治療の基礎的研究

近年、我国においても腎癌の発生率は増加の-途にあり、その発生機序の解明、検査診断法および治療法の開発は重要かつ緊急な社会的要請課題である。腎癌の発生機序については未だ不明な点が多く、腎癌の腫瘍マーカーさらにはその治療法に関しても未だ確立されていない。我々は、最近、腎癌患者の摘出癌部では非癌部に比較してプロテインCインヒビター(PCI)の発現が著しく低下していることを見い出した。PCIは、肝臓や腎臓で産生される血漿セリンプロテアーゼインヒビター(セルピン)の一つで、癌の浸潤・転移に密接に関与するウロキナーゼ型プラスミノゲンアクチベーター(uPA)を阻害することが知られている。このような背景の基、本年度は、腎癌におけるPCI発現低下機序の解明のために、腎近位尿細管上皮細胞におけるPCIの転写調節領域に関して検討を行うと共に、癌の浸潤におけるPCIの役割に関しても検討を行った。まずはじめに、腎臓における主要な産生細胞である腎近位尿細管上皮細胞におけるPCIの転写調節領域をルシフェラーゼをレポーター遺伝子として解析した結果、そのプロモーター領域としてはSp1結合部位が、エンハンサー領域としてはAP2結合部位が重要であることが明らかになった。次に、腎臓癌細胞の浸潤・転移におけるPCIの影響について、マトリゲルを用いたin vitro癌細胞浸潤モデルを用いて検討を行った。その結果、PCIは株化腎癌細胞であるCaki-1細胞のマトリゲルへの浸潤能を低下させることが明らかになった。次に、PCIを強制発現させたCaki-1細胞を作製し、その浸潤能の変化を同様に検討したところ、PCIcDNAを含まない発現ベクターを挿入して作製したPCI非発現Caki-1細胞(Caki-Mock細胞)に比較してPCIcDNAを含む発現ベクターを挿入して作製したPCI強制発現Caki-1細胞(Caki-PCI細胞)の浸潤能は著しく低下することが明らかになった。また、Caki-PCI細胞の培養上清中のuPA-PCI複合体は、Caki-Mock細胞のそれに比較して著しく増加していることが明らかになった。
BNCTにおける血中ホウ素同位体比測定法の確立と生体内におけるホウ素の動態解明

BNCTにおいて、安全かつ効果的な治療を行うには、正確な血液中ホウ素濃度計測による適切な照射条件の管理が必要となる。本研究では、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を用いて、血中B-10濃度の正確かつ迅速な測定手法を確立したのち、BPA及びBSHの単独又は併用投与後、経時的に採取されたラット血液中のB-10濃度計測を行うことで、B-10の挙動傾向把握に資する基礎データの取得を行った。BPAとBSHで異なる血漿・血球間分布を示す傾向にあることが示唆された。今後は、投与条件及び分離条件を変えた検証を行うことで、薬剤が血中分布へ与える影響を明確化する予定である。難治性がんに対して有効な治療手段として期待されているホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)において、安全かつ効果的な治療を行うには、患者に付与する照射線量および照射時間を決定する必要があり、そのためには血液中B-10濃度の迅速かつ精確な測定が不可欠となる。治療に用いられるB-10濃縮薬剤には僅かながらB-11が含まれることから、精確な定量を行うためには、B-10とB-11を識別することが望ましい。本研究では、1血液から腫瘍細胞へと移行する際の血中B-10/B-11同位体比の変化の把握2血漿⇔血球におけるB-10及びB-11の分布の把握を主目的とし、同位体比の情報が得られる高分解能誘導結合プラズマ質量分析装置(HR-ICP-MS)の使用を基本とした血液中の高精度ホウ素同位体比測定法の確立を目指している。平成26年度は、血中B-10濃度を迅速かつ精確に定量するための血液試料前処理方法として、開放系及び密閉系による湿式分解法を比較・検討した。両手法の(1)迅速性及び(2)精確さの評価のためにホウ素添加回収試験を実施した結果、下記の通り、密閉系処理が優れていることが確認された。(1)供試量が少量であれば、分析に要する総時間は両者ともに1時間弱と大きな相違はなかったが、開放系の場合は、供試量の増加とともに分解に要する時間も増大していく傾向にあった。(2)開放系の場合は得られたホウ素回収率は5070%と著しく低かった一方で、密閉系においてはおおよそ98%以上と良好な結果が得られた。以上の結果より、迅速かつ精確なB-10濃度計測が求められる本研究においては、血液試料の前処理方法として、ホウ素の損失及び外部からの混入の可能性が極めて低く、かつ効率良く確実に血液試料を分解することのできる密閉系処理が適していると考えられた。ホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)において、安全かつ効果的な治療を行う為には、患者に付与する照射線量及び照射時間を決定する必要があり、そのためには血液中B-10濃度の迅速かつ正確な測定が不可欠となる。治療に寄与するのはB-10のみであることから、正確な定量を行うためには、B-10とB-11を識別することが望ましい。本研究は、ホウ素濃度及び同位体比の高精度・高感度測定が可能な二重収束型高分解能ICP-MS(HR-ICP-MS)を用いて、i)BNCTの線量評価において重要な因子となる血中B-10濃度を迅速かつ精確に測定できる手法を確立すること、ii)生体内におけるB-10の動態解明に資する基礎データの取得を行うことを目的としている。血中ホウ素濃度及び同位体比の測定法の確立のための第一段階として、分析中のホウ素の損失及び加熱、分解及び冷却に要する時間等の観点からマイクロ波分解装置を用いた血液前処理法の最適化を図った。検討の結果、迅速かつ精確なB-10濃度計測が要求される本研究には、血液試料の前処理方法として、目的のB-10の損失及び混入の可能性が極めて低く、加えて効率良く確実に血液試料を分解することのできる密封系処理が最適であると考えられた。実際の治療では、薬剤投与から照射迄に数十分1時間間隔での検体処理が要求されるため、臨床現場での実用化に対応できるよう、更なる迅速化を図った。血液試料の分解に特化した容器を用いることで、迅速かつ効率的な分解反応が実現され、分析に要する総時間を10分15分以内に短縮することが出来た。当該手法の妥当性評価のために高分解能ICP-MSを用いて血液試料のホウ素添加回収試験を行った結果、100±4%と良好な結果が得られ、B-10を逸失させることなく確実に分解、溶液化できることが確認された。平成27年度は、血液前処理の迅速化及び簡便化に向け、自動前処理装置及び小型チタン分解容器による検証試験を実施した。試料量、添加酸試薬、加熱時間、冷却時間等の最適化を図った結果、血液検体の分取、分解、溶液化から希釈操作迄の全工程が10分15分以内で完了することが確認された。加えて、本装置は、血液試料と酸試薬をセットすれば自動的に分解が完了する仕様となっているため、人為的誤差も発生しにくい。当該手法を用いてホウ素添加回収試験を実施した結果、B-10を逸失させることなく確実に回収できることが実証されたため、分析手法の妥当性及び信頼性を確保しつつ、分析に要する総時間を大幅に短縮することができたといえる。

従って、本研究の第一の目的である、血中B-10濃度を迅速かつ精確に測定できる手法(「マイクロ波試料分解法」及び「自動前処理法」)が確立されたため、臨床現場での実用化に一歩前進できたといえる。前述した2つの手法については、目的や用途に応じて使い分けすることが出来れば良いと考える。また、供試量等分析条件の異なる複数の手法を提案することで、分析精度の担保にも貢献できることが期待される。ホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)において、安全かつ効果的な治療を行う為には、ホウ素薬剤を投与した患者の血中B-10濃度の正確かつ迅速な計測が要求される。本研究では、B-10濃度の高精度・高確度測定が可能な二重収束型高分解能ICP-MS(HR-ICP-MS)を用いて、i)線量評価を行う上で重要な因子となる血中B-10濃度を正確かつ迅速に測定できる手法を確立したのち、ii)生体内におけるB-10の挙動把握に資する基礎データの取得を行った。i)目的や用途に応じて使い分けることが可能な2つの手法:1マイクロ波試料分解法、2自動前処理法を構築した。ホウ素添加回収試験を行ったところ、両手法ともに目的のB-10を逸失させることなく、加えて確実に分解、溶液化できることが確認された。1法は、分析供試量及び試料形態の適用範囲が大きく柔軟性、汎用性に富む一方、2法は、血液試料の分解に特化した容器を使用する為、迅速性、効率性に優れる、といった特徴を持つ。複数の手法を提案することで、分析精度の担保にも貢献することが期待される。ii)最終年度においては、体内におけるB-10の挙動把握の為、薬剤投与試験を実施した。B-10濃縮薬剤(BPA、BSH)を10週齢のJcl:Wister系雄ラットに単独又は併用投与し、継時的に採取された血液の分析を行うことで、血中B-10濃度、血液/血漿中B-10濃度比(Rb)の経時変化を観察した。血中濃度については、両薬剤ともに投与後30分以内で最高濃度に達し、その後経時的に減少していくことが確認された。一方、Rb値の比較データからは、BPAはBSHに比べ血球への移行性が高い傾向にあることが示唆された。取得された基礎データは、両薬剤の血液中における挙動を把握する上で大変意義が大きいものと考えられる。BNCTにおいて、安全かつ効果的な治療を行うには、正確な血液中ホウ素濃度計測による適切な照射条件の管理が必要となる。本研究では、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を用いて、血中B-10濃度の正確かつ迅速な測定手法を確立したのち、BPA及びBSHの単独又は併用投与後、経時的に採取されたラット血液中のB-10濃度計測を行うことで、B-10の挙動傾向把握に資する基礎データの取得を行った。BPAとBSHで異なる血漿・血球間分布を示す傾向にあることが示唆された。今後は、投与条件及び分離条件を変えた検証を行うことで、薬剤が血中分布へ与える影響を明確化する予定である。平成26年度は当初の計画通り、既に確立済みであるHR-ICP-MSによるホウ素定量法の血液試料への適用性を調べるために、前処理方法の検討試験を行った。さらに、ホットプレート酸分解法による開放系処理とマイクロ波試料分解法による密閉系処理の比較検討試験を行った。検討の結果、酸分解処理を施した血液試料であればHR-ICP-MS装置に導入可能であること、加えて血液中に含まれるマトリックス元素(Na・K・Ca・Mg・Cl・P等)はホウ素定量上影響を及ぼさないことが確認された。
HMGB-1制御による小腸虚血再灌流障害の抑制法の開発と小腸移植への応用

BoxAタンパクがHMGB1と競合的に受容体に結合するためHMGB1の拮抗剤として機能すると考えられている。そこでAdex-BoxAを肝細胞に導入し、BoxAタンパクの産生を確認した。次に、ラット小腸虚血再灌流障害に対するHMGB-1 BoxA遺伝子導入治療効果の検討を行うべく、ラット小腸虚血再灌流障害モデルを作成した。実際にラット小腸虚血再灌流障害モデルにAdex-BoxAを投与し、今後門脈に投与する予定である。また、当教室ではラット急性肝不全モデルでHMGB-1吸着カラムを用いた体外循環治療効果の検討を行っており、同手法でラット小腸虚血再灌流障害に行う予定である。本研究では、国内で2010年より急速に増加している脳死ドナーからの臓器活用拡大を目指し、効果的な小腸虚血再灌流障害の治療法を開発するべく、各種炎症性疾患で治療標的として注目されている核内タンパクHigh mobility group box-1 (以下HMGB-1)に着目し、遺伝子治療、細胞移植、体外循環治療などの特殊技術に絡め、研究・開発を目的とした。Adex-BoxAの導入、タンパク発現等機能確認するためにAdex-BoxAから産生されたBoxAタンパクをラット(Wistar系雄性)門脈内に投与し、肝臓への導入を行い、BoxAタンパクの産生を確認した。次にHMGB-1 BoxA産生肝細胞を体外循環型バイオリアクターへの埋め込みを行うべく、HMGB-1 BoxA産生肝細胞を作成した。現時点では体外循環型バイオリアクターへの埋め込みは完遂できていないが、今後も実験を継続する予定である。また、ラット小腸虚血再灌流障害に対するHMGB-1 BoxA遺伝子導入治療効果の検討を行うべく、ラット小腸虚血再灌流障害モデルを作成した。実際にラット小腸虚血再灌流障害モデルにAdex-BoxAを投与していないが、Adex-BoxAはすでに生成しているため、門脈に投与するのみとなっている。さらに、ラット小腸虚血再灌流傷害モデルにおけるHMGB-1 BoxA産生細胞移植の効果の検討、ラット小腸虚血再灌流障害モデルにおけるHMGB-1 BoxA産生リアクター治療効果の検討、ラット小腸虚血再灌流障害に対するHMGB-1吸着カラムを用いた体外循環治療効果の検討を今後の課題として実験を継続する。本研究では、国内で2010年より急速に増加している脳死ドナーからの臓器活用拡大を目指し、効果的な小腸虚血再灌流障害の治療法を開発する。また、全世界で1700例、国内では10余例実施されている小腸移植であるが、肝・腎移植に比べ臨床的課題は多い。さらなる成績向上のためにも、小腸虚血再灌流障害を効果的に抑制し、良好なグラフトを得ることは重要課題である。本研究では、各種炎症性疾患で治療標的として注目されている核内タンパクHigh mobility group box-1 (以下HMGB-1)に着目し、遺伝子治療、細胞移植、体外循環治療などの特殊技術に絡め、研究・開発を進める。平成23年度の実施計画につき評価する。I. Adex-BoxAの導入、タンパク発現等機能確認についてはすでに結果をだした。II. HMGB-1 BoxA産生肝細胞の作製と体外循環型バイオリアクターへの埋め込みについては、準備段階である。III.ラット小腸虚血再灌流障害に対するHMGB-1 BoxA遺伝子導入治療効果の検討、ラット小腸虚血再灌流傷害モデルにおけるHMGB-1 BoxA産生細胞移植の効果の検討、ラット小腸虚血再灌流障害モデルにおけるHMGB-1 BoxA産生リアクター治療効果の検討、ラット小腸虚血再灌流障害に対するHMGB-1吸着カラムを用いた体外循環治療効果の検討については、当グループではラット急性肝不全モデルで結果をだしており、そのプロトコールに沿って研究中である。当グループでは急性肝不全モデルでHMGB-1 BoxA遺伝子導入治療効果につき並行して研究しており、結果をだしている。そのため、小腸虚血再灌流傷害モデルについてはほぼ準備ができているといえる。平成24年度は、(A).ブタ小腸移植モデルに対するAdex-BoxA遺伝子導入の効果の検討、(B).ブタ小腸移植モデルに対するHMGB-1吸着カラムを用いた体外循環治療効果の検討を行う。具体的には、ドナーブタをKCl静注にて心停止させ,40分間温阻血した後、小腸を約50cm摘出,4時間冷保存しレシピエントに移植する。レシピエントは移植24時間前に門脈内にAdex-BoxA、コントロールウイルスを投与しておく。レシピエントの各種パラメータを比較検討する。また、同様に小腸移植し再灌流直後に体外循環システムを装着、10時間の体外循環治療を施行し、各種パラメータを比較検討する。

当該研究費としては、本研究を行うにあたって実験補助員が必要であり、その謝金を要した。物品費に関しては当研究室所有の物品を使用したため、当該年度の使用額はなく、また、旅費に関しても、当該研究費から使用しなかったため、繰越額が生じた。本年度引き続き研究を行うにあたって、本研究に必要な物品費、国内外の学会発表のための旅費、実験補助員の謝金、共同研究者との通信費などが必要であると考えられる。
観光立国日本のためのネットワーク型サインデザインシステムの構築

本研究の目的である歩行者用ネットワーク型サインシステム構築には,地区や街路の特性に適応できる秩序化の方法の組み合わせが有効である。そこで,秩序化の具体的な方法として提案した公的サイン類分布グラフは,街路パターン別に設定された集約や付帯の種類別分布量の変動予測値を割り出し視覚化する方法である。公的サイン類分布グラフは,計画すべき対象の種類と変動予測値の整合性の調整を行い,集約や付帯する対象の実施の可能性を検討し,隣接する街路パターンとの変動予測値のばらつきを整えられるなど,新設の歩行者用サイン計画だけでなく,不足や偏った分布などのサイン類の再計画においても活用できる方法となる。本研究は、わが国に高質な観光価値を有した地域(エリア)を相互に連携させ、観光関連産業の拡大と、それに伴う地域活性化に効果をもたらす一助として、これまで駅や公共施設、道路など運営管理上個別に計画整備されてきたサインデザインシステムを、国内外観光者・生活者・行政・観光業者などの視点を横断的に取り入れ、交通や観光、商業・公共施設から街区、地区、エリアにネットワークする、観光立国・日本のための、わかりやすく安心・安全で魅力的なおもてなしのためのネットワーク型サインデザインシステムの構築を行うことを目的とする。平成26年度は、各地域で個別に計画整備されているサインシステムのネットワーク化の可能性を探るために、国内外の観光者、生活者、行政など認識のズレを可視化するクオリティカルテを用いたサインデザインシステム評価手法を確立させ、ネットワーク型サインデザインシステムの構築のための問題点と解決すべき課題を抽出した。平成26年度の研究プロセスは、現在整備されている代表的なサインデザインシステムの実態調査(第1段階)を行い、サインデザインに関する各種資料から評価項目を抽出し、サインデザインシステム評価カルテの作成を行った。また、各種資料により国内外観光客が多い観光地の調査等などからエリア別対象地をピックアップし、評価実験対象地の選定資料を作成した。特に、研究者らが所属する九州大学が位置する福岡市は、北部九州エリアの中核都市であることから都市サインシステム並びに最近整備された「サザエさん通りサインシステム」との関連性などを詳細に調査分析した。「サザエさん通りサインシステム」に関しては、平成27年度春季に開催予定の国内外の学会において報告する予定である。平成27年度は、平成26年度に抽出したネットワーク型サインデザインシステムの構築のための問題点と解決すべき課題を検証するために、更に事例調査を重ね、モデルエリア選定資料の作成並びにネットワーク型サインデザインシステム提案のための要件の整理を行った。特に、ネットワーク型サインデザインシステム構築のためには、交通拠点における公共交通機関同士のサインシステム連携に関する調査を行う必要があるため、福岡市のJR博多駅及びわが国を代表する京都市のJR京都駅における鉄道利用とバス利用の相互関連性に関する詳細調査を行った。この調査報告は、学会等の論文等で発表を行った。また、昨年度研究者らが計画及び実施に関与した、福岡市の新たな地域活性化のためのサインシステム「サザエさん通りサインシステム」に関しては、学会での発表ならびに芸術工学研究の論文として掲載された。交付申請書の「研究の目的」に応じた「研究計画」における平成27年度計画の各項目に則して調査等が実施できた。特に、今年度は、ネットワーク型サインデザインシステム構築のための人々の行動結節点として重要な拠点である鉄道駅、わが国の中核都市の福岡市と京都市のターミナル駅における鉄道とバス利用の相互利用の際のサインシステムの役割と課題を比較調査し課題を抽出したことは、当初計画での予定を越えた成果が得られており、「おおむね順調に進展している」と判断した。平成28年度は、福岡市サインシステムと最近整備された同市早良区の「サザエさん通りサインシステム」との関連性について平成26から27年度に調査分析した結果を踏まえ、サインシステムが観光資源を相互に連携させ地域活性化に効果をもたらしているかどうかに関して「サザエさん通り」の関係者(西新商店街、自治協議会、当該地区関連企業、福岡市早良区役所等)にヒヤリングを行った。その結果、サザエさん通りのサインシステムの整備によってまちづくりイベント等のソフト事業も拡大充実していることが確認できた。この成果については、平成28年8月31日9月2日イギリスのリーズ大学で開催された国際会議KEER2016(6th International Kansei Engineering & Emotion Research Conference)で発表を行った。また、同国際会議では、本研究でのサインシステム調査についての発表も行った。

交付申請書の「研究の目的」のための「研究計画」におけるネットワーク型サインデザインシステムの構築のための問題点と解決すべき課題を抽出すること、そのモデルエリアの一つとしての福岡市「サザエさん通りサインシステム」等を国際会議で発表することができた。しかし、研究代表者が平成27年10月より本務の九州大学大学院芸術工学研究院・副研究院長に任命され管理業務が増えたことで研究推進がやや滞り、サインデザインシステム提案と評価実験による検証による実用的なネットワーク型サインデザインシステム構築は達成できなかったため、科研費の基金の1年間繰越申請を行い、平成29年度に最終成果を提出することとしたため、現在までの達成度は、区分(3)やや遅れている、と判断した。本研究は、これまで道路など運営管理上個別に計画整備されてきたサインデザインシステムを、わかりやすく安心・安全で魅力的なネットワーク型サインデザインシステムの構築が目的である。平成29年度は、モデルエリア(福岡市)におけるネットワーク型サインデザインシステムを構築し提案する。モデルエリアの詳細調査から、歩行移動に重要な役割を担う案内サイン類の不足や設置場所等の情報提供の偏りがある。しかし,地区名や通り名の記名サイン類の分布は多く,その大半が街灯などへの付帯情報であり,専用のサイン類での不足を,情報以外の都市装置との付帯によって補うことが有効な方法である。歩行者の円滑な都市内移動のための公的サインには,現状の街路や地区別の分布の偏りを軽減し連携した情報を提供するためのシステム化が必要であり,歩行者用ネットワーク型サインシステム構築には,都市装置デザインにおける秩序化の方法が適用できることを提示した。歩行者用ネットワーク型サインシステムの構築には,公的サイン類をはじめ多数の都市装置が集中する地区においては集約する秩序化の方法が,また情報提供が不足している地区では車用の標識類に歩行者用サインを付帯する秩序化の方法など,地区や街路の特性に適応できるいくつかの方法の組み合わせとなる。そこで,サイン類の整理統合による秩序化の具体的な方法として公的サイン類分布グラフを提案した。公的サイン類分布グラフは,街路パターン別に設定された集約や付帯の種類別分布量の変動予測値を割り出し視覚化する方法である。公的サイン類分布グラフは,計画すべき対象の種類と変動予測値の整合性の調整を行い,集約や付帯する対象の実施の可能性を検討し,隣接する街路パターンとの変動予測値のばらつきを整えられるなど,新設の歩行者用サイン計画だけでなく,不足や偏った分布などのサイン類の再計画においても有効な方法となる。本研究の目的である歩行者用ネットワーク型サインシステム構築には,地区や街路の特性に適応できる秩序化の方法の組み合わせが有効である。そこで,秩序化の具体的な方法として提案した公的サイン類分布グラフは,街路パターン別に設定された集約や付帯の種類別分布量の変動予測値を割り出し視覚化する方法である。
巨大ひずみ導入のダイナミクスと組織形成

ECAPなどの巨大ひずみ加工プロセスで材料中に生ずる塑性ひずみテンソルの空間分布を定量的に精度良く求め,実験的に得られた微視組織と比較することにより、巨大ひずみ導入と微細組織形成の関係を明らかにすると同時に、微視組織の熱的安定性を検討した。組織微細化によって材料の巨視的力学特性が大きく変化する現象については、転位と結晶粒界との相互作用に起因する様々な効果を取り入れた「ひずみ勾配結晶塑性理論」を構築し、微細化による降伏応力とひずみ硬化率が増大する機構を明らかにした。巨大ひずみの導入によって形成された材料は通常の多結晶材料に比べて結晶粒径が圧倒的に小さく,このことが材料の力学挙動にさまざまな特異現象をもたらしていると想像される.しかし粒径微細化によって生ずる力学的な効果を理論的または数値的に予測することは難しかった.メゾレベル変形解析では,材料の力学特性の結晶粒径依存性の発現メカニズムについて3つの面から詳細に検討を行った.第一は結晶粒内に形成される大きな塑性ひずみ勾配とそれに伴って蓄積する高密度転位の効果に関するものであり,これについては研究代表者の提案するモデルによる予測結果と,既往の実験結果との比較を通してその現象予測性を確認した.第二と第三は結晶粒界と転位との相互作用に関するものであり,この相互作用の効果を組み込んだ新しい結晶塑性解析のモデルを構築し,これを用いることにより多結晶材料の降伏強度が結晶粒径に依存して大きく異なる現象が再現された.また転位運動の障壁としての粒界の影響についてはまだ議論の余地があるが,どのような形であってもこれを自在に取り込むことが可能な高次結晶塑性論の定式化について基礎的検討を行ない,力学理論としての枠組みの構築をほぼ完了した.マクロレベル変形解析では,巨大ひずみ加工プロセス(主としてARB法)によって素材中に0から5.9までの広範囲な相当ひずみが導入される過程を,マクロ有限要素解析により算出し,その結果を実験結果と比較することにより,ひずみ量と微細粒組織形成との関係,とくに,粒界の大角化,粒径変化,結晶方位変化につい定量的検討を行った.組織形性シミュレーションでは,巨大ひずみ下で生成されるナノ特異組織の形成機構解明を目的とした研究を行った.本年度は、結晶粒径のbimodal分布形成メカニズムに重点をおき、分布形成の主たる原因が粒界の移動度の異方性にあることをphase fieldシミュレーションにより明らかにした.巨大ひずみ加工プロセスに関するマクロレベル有限要素解析を行い,最大相当ひずみ値が6までの結果を得た.この結果と巨大ひずみ加工実験で得られた微細粒組織との定量的関係を構築し,実材料の組織形成を数値解析によって予測する手法へ展開した.一方組織形成に関する微視レベルでの検討では,転位集団を起点として再結晶核が形成される数理モデルを作成し,再結晶粒が成長する過程のモンテカルロシミュレーションについて検討した.微細粒材料の機械的特性の予測に関して2つの検討を行った.第一の検討は転位による内部応力場の形成に関するものである.幾何学的必要(GN)転位密度に空間勾配があると,長範囲効果を持つ内部応力場が生じることが知られている.粒界を転位が貫通しない条件を与えて内部応力場の評価を行った.しかし結晶粒微細化に伴う初期降伏応力の寸法依存性は現れず,ひずみ硬化係数のみが上昇することがわかった.第二の検討は,結晶粒界によって転位の運動が阻止されることによる転位放出抵抗の上昇の効果および,転位の平均運動距離が短くなることの効果に関するもので,前者の効果により初期降伏応力の寸法依存性が現れ(H18年度成果),後者の効果によりひずみ硬化率が粒径の微細化とともに大きくなること(本年度成果)がわかった.これらの効果を導入して計算した応カ-ひずみ曲線を実験結果と比較したところ,微細粒材料の塑性変形の初期段階(ひずみ数%以下)でのきわめて大きな加工硬化挙動を再現することが観察された.巨大ひずみ加工によって創製した超微細粒材料の加工硬化特性および,わずかな塑性変形の後に急激に塑性不安定状態に移行する現象について,転位モデルを基礎とした結晶塑性解析を用いて検討した.その結果,微細粒内で転位の消滅が頻繁に生ずるだけでは,観察されるような現象は生じないこと,変形中に何らかの原因によって転位の消滅頻度が急増すると,見かけ上加工軟化の現象が再現されることなどを明らかにした.また,高次勾配結晶塑性理論を用いて,転位の堆積に起因する内部応力による寸法効果と反転負荷時に発生するバウシンガー効果を予測した.実験によりバウシンガー効果の大きさを測定することにより,間接的に内部応力の発生度合を推定することが可能であることを示唆した.超微細粒材料の組織形成に関しでは,純アルミニウム(99.99%Al)の巨大ひずみ加工による硬度変化と微細化挙動に対する初期組織の影響を,材料に加える相当塑性ひずみε_<eq>を04の広範囲にわたって変化させながら検討を行った.

その結果, ε_<eq>に対する硬さ変化は初期結晶粒径d_0に強く依存し,これはd_0によって微細組織の形成過程が異なることが原因であることを明らかにした.超微細粒材料の組織安定性については,モンテカルロ法及びフェーズ・フィールド法を用いて粒界移動度と集合組織の影響を中心に調べた.その結果,微細粒材料では時間経過とともに移動度の低い粒界面が支配的な残存構造となり,その粒界面の初期分率が小さいほど粒径分布にbimodal分布が出現しやすいことを示した.転位密度の時間発展は,オンサーガーの線形熱力学に基づく式により記述した.
逆拡散手法を用いたコンクリート中の塩化物イオン除去に関する研究

本研究では,先ずイオン交換樹脂を混入したモルタル供試体を用いた塩水浸漬試験により,供試体内部の塩化物量の測定を行った。その結果,イオン交換樹脂の混入量が増加するに伴い,塩化物量も増加することが明らかとなった。次に,予め塩分を混入したモルタルにイオン交換樹脂を混入したモルタルを打ち継ぎした供試体を作製し,塩化物量の測定を行った。その結果,イオン交換樹脂側に移動する現象を明らかにした。以上より,イオン交換樹脂をモルタルに混入し,塩害を受けたコンクリート構造物表面に補修材として用いることにより,除塩が期待できるできることが明らかとなった。近年コンクリート構造物の劣化による原因の一つとして,塩害があげられる。本研究ではイオン交換樹脂を用いて,逆拡散現象によって,コンクリート構造物の塩害を抑制する手法を明らかにすることである。先ず,イオン交換樹脂の混入量の変化による塩化物イオンの移動効果について検討するために,イオン交換樹脂を混入したモルタル供試体を用いた塩水浸漬試験により,供試体内部の塩化物量の測定を行った。これは,イオン交換樹脂が塩化物イオンを吸着することで,一時的に自由塩化物濃度が減少し,表面付近の自由塩化物濃度と内部の濃度に濃度勾配が発生し,塩化物イオンの拡散を促進するからである。すなわち,イオン交換樹脂を混入すればするほどより多くの塩化物イオンを外部から取り込むことが明らかとなった。この理由などについても拡散方程式により明らかにした。しかし,これだけでは実際のコンクリート構造物への適用は出来ないが,逆転の発想で,イオン交換樹脂を混入したモルタルを塩害を受けた鉄筋コンクリート構造物の表面に,補修材として打ち継いだ場合,内部の塩化物イオンを表面に移動できるのではないかという発想にたどりついた。そこで,これを明らかにするために,予め塩分を混入したモルタルにイオン交換樹脂を混入したモルタルを打ち継した供試体を作製し,塩化物量の測定を行った。その結果,想定通り塩化物イオンはイオン交換樹脂側に移動するという画期的な現象を明らかにした。この現象はEPMA(電子線マイクロアナライザ)画像によっても明らかにされた。これらは当初の目的・計画以上の成果である。近年コンクリート構造物の劣化による原因の一つとして、塩害があげられる。塩化物イオンがコンクリート構造物内部の鋼材に到達し、鋼材を腐食させることによってコンクリートにひび割れや剥離が生じ耐久性や安全性を著しく低下させる。本研究ではイオン交換樹脂を用いて、コンクリート構造物の塩害を抑制する手法を明らかにすることである。先ず、イオン交換樹脂の混入量の変化による塩化物イオンの移動効果について検討するために、イオン交換樹脂を混入したモルタル供試体を用いた塩水浸漬試験により供試体内部の塩化物量の測定を行った。その結果、イオン交換樹脂の混入量が増加するに伴い、塩化物量も増加することが明らかとなった。これは、イオン交換樹脂が塩化物イオンを吸着することで、一時的に自由塩化物濃度が減少し、表面付近の自由塩化物濃度と内部の濃度に濃度勾配が発生し、塩化物イオンの拡散を促進するらである。次に、予め塩分を混入したモルタルにイオン交換樹脂を混入したモルタルを打ち継した供試体を作製し、塩化物量の測定、EPMA(電子線マイクロアナライザ)画像による塩化物イオンの移動量を計測した。その結果、塩化物量による測定とEPMA画像においてともに塩化物イオンが、イオン交換樹脂モルタル側へ移動することが明らかとなった。以上より、イオン交換樹脂をモルタルに混入し、塩害を受けたコンクリート構造物表面に補修材として用いることにより、ある程度の除塩ができることが明らかとなった。イオン交換樹脂を用いたモルタル中の塩化物イオンの吸着量および移動量を世界で初めて定性的・定量的に明らかにした。すなわち、イオン交換樹脂を混入すればするほどより多くの塩化物イオンを外部から取り込むことが明らかとなった。また、その理由などについても拡散方程式によりある程度明らかにした。しかし、これだけでは実際のコンクリート構造物への適用は出来ないが、逆転の発想で、イオン交換樹脂を混入したモルタルを塩害を受けた鉄筋コンクリート構造物の表面に、補修材として打ち継いだ場合、内部の塩化物イオンを表面に移動できるのではないかという発想にたどりついた。そこで、これを明らかにするために、予め塩分を混入したモルタルにイオン交換樹脂を混入したモルタルを打ち継ぎした供試体を作製し、塩化物量の測定を行った。その結果、想定通り塩化物イオンはイオン交換樹脂側に移動するという画期的な現象を明らかにした。

以上より、イオン交換樹脂をモルタルに混入し、塩害を受けたコンクリート構造物表面に補修材として用いることにより、除塩が期待できるできることが明らかとなった。これらは当初の目的・計画以上の成果である。今後の研究は以下を計画している。1)今年度は昨年度からの継続実験で、時間の経過に伴う塩化物イオンの移動を定量的に明らかにするとともに、Fickの拡散方程式に基づいて、解析的にもこの現象を明らかにする。2)昨年度の研究では、イオン交換樹脂の混入量は5%が最大で、これより多い場合は、強度の低減、ひび割れの発生、練混ぜの困難さが明らかにされている。今年度は、混和剤メーカーの協力を得て、より多くのイオン交換樹脂が混入でき、近い将来は製品化を目指した開発を行う。3)研究分担者(真田)はNEXCO中日本の既設コンクリート構造物の維持・管理を担当している。海岸近傍のコンクリート構造物には塩害で損傷しているものが多々有り、早急に補修する必要がある。ここでは、陰イオン交換樹脂混入モルタルに脱塩を兼ねた補修モルタルとして適用することを検討し、試験施工を行う。すなわち、塩害による鉄筋腐食のため、コンクリートかぶり部分を除去し、そこに陰イオン交換樹脂混入モルタルを打設して表面被覆し、補修と脱塩効果を期待するものである。脱塩効果は、1、2、3、6ヶ月、1年経過後、ボーリングによりモルタルおよび既設コンクリートを採取し、塩化物濃度を測定することによってその効果を明らかにする。該当なし
単一スパイン内のオルガネラダイナミクス解析に基づく神経変性疾患の発症要因の解明

ミトコンドリアを初めとするオルガネラの機能異常はアルツハイマー病などの神経変性疾患の発症・進行と密接に関係する可能性が示唆されてきたが、それら疾患の発症において単一のスパインレベルでオルガネラにどのような変化が起きているかはよく分かっていない。そこで本研究では、3次元電子顕微鏡観察法と光学顕微鏡観察法を組み合わせたミクロな解析手法に基づきこれまでとは異なる切り口で特定の神経細胞における単一のスパイン解析を行い、ミトコンドリアなどのオルガネラ機能異常がいかに神経変性疾患発症に寄与するかを検討する。
超原子価ヨウ素を活用する新規分子内挿入反応並びに転位反応の開発研究

超原子価ヨウ素置換基の示す高い還元的脱離能を活用することにより、超原子価アルケニルヨウ素(III)化合物及びアルキニルヨウ素(III)化合物から、βースルホニルアルキリデンカルベンを発生させることに初めて成功した。アルキリデンカルベンがβ位にフェニルスルフェニル基やフェニルスルフィニル基を有する場合には、目的の分子内1,5ーCーH挿入反応よりもβ位硫黄置換基の1,2ー転位が一方的に優先してアルキニルスルフィドやアルキニルスルホキシドが生成する。ところが、βースルホニルアルキリデンカルベンの場合には、予測のとうり、その分子内CーH挿入による環化反応が1,2ー転位よりも優先し、5員環不飽和スルホン類の効率良い合成法となることを見出した。これは、スルフェニル基やスルフィニル基とは異なり、スルホニル基が硫黄原子上に孤立電子対を持たないために電子不足なカルベン中心を攻撃してイリド型中間体を形成することが不可能なためであると考えられる。本法を用いると、2ーsulfoleneや1,5ーOーH挿入反応によるジヒドロフラン類の合成も可能となる。BF_3により活性化させた超原子価ヨウ素(III)化合物にプロパルギルトリメチルシランを作用させることにより、S_E2'反応により現在のところ全く未知の超原子価アレニルヨウ素(III)化合物を発生させることに成功すると共に、その[3,3]ーシグマトロピ-転位を経てオルト位選択的プロパルギル化が進行することを見出した。これはヨウ素が介在する初めてのクライゼン転位反応例である。
強磁場中プラズマ噴流の励起温度分布測定の高精度化

プラズマ励起温度分布測定の高精度化について検討し、点光源を模擬したLED(発光ダイオード)を用いた測定から、光学測定端子の受光部の光ファイバーにより空間分解能はかなり改善出来ることを明らかにした。また、放射分光法による温度算定の検討から、強磁場下で収縮し、急激に放射強度が低下するプラズマ噴流外縁部の温度算定では、用いるスペクトルの組合せを温度範囲により変える必要があることを示した。本年度は、放射測定における空間分解能の改善について検討するために、集光用測定端子に集光スポットの小さなファイバー径0.3mmの単芯ファイバーを用い、プラズマ噴流に同一仕様の1対の超伝導コイルからなる超伝導磁石を用いて強磁場を印加し、プラズマからの放射を測定した。集光用測定端子の焦点位置は噴流中心の上下20mmの範囲を1mm間隔で移動させた。この測定結果とファイバー径0.2mm、芯線数15本のバンドルファイバー(バンドルファイバー径1mm)を用いた場合の結果を比較検討した。作動気体にはアルゴンを用い、磁場の強さは両超伝導コイル間中心の磁束密度を0.5、1.0および1.5Tに設定した。単芯ファイバーを用いることにより、測定される放射強度は低下するが、空間分解能は改善される傾向を示した。また、既存の光学測定端子では強度が強すぎて温度算定ができなかった波長領域についても一部測定が可能となった。単芯ファイバーによる異なる波長域での測定から得られた放射データに線スペクトルの相対強度法を適用して求めた励起温度分布は、定性的によく一致し、定量的にもほぼ同程度の値を示した。さらに、放射の測定と同時に撮影した画像を画像処理用ソフトにより解析し、磁場によるプラズマ噴流の高さ方向光強度分布を求め、代表的な線スペクトルの放射強度分布と比較した。撮影画像から求めた光強度分布の磁場印加による変化の様相は、放射強度分布と良く一致した。この他、従来とは異なる感度較正用の光源を用いた検討も行ったが、光学計測システムの波長に対する感度特性については同様であり、これまで用いてきた感度校正の信頼性の高さを裏付ける結果が得られた。平成19年度も前年度に引き、続き強磁場下でのプラズマ噴流の温度分布をより精度良く求めるのに重要なプラズマからの光学的放射を精度良く求めるための検討を行った。すなわち、プラズマ噴流からの光学的放射の受光と解析システムへの放射の伝送の役割を果す光学測定端子の光ファイバーの空間分解能に及ぼす影響について実験的に検討した。本年度はファイバー径0.3mmの単芯ファイバーを用いた前年度の検討結果に基づき、測定される放射強度不足の改善をはかるために、0.2mm径の芯線4本のバンドルファイバーを用い、前年度と同様に強磁場を印加してプラズマ噴流からの放射測定を行った。集光用測定端子の移動範囲は前年度より広げ、その焦点位置を噴流中心の上部25mmから下部25mmまで1mm間隔で移動させた。これまでと同様に作動気体にはアルゴンを用い、磁場の強さについても、昨年度は両超伝導コイル間中心の磁束密度を1.5Tまで0.5T間隔で変化させたのに対し、今年度は間隔を0.25Tで変化させた。また、異なる方法により光学測定端子の空間分解能を評価するために、点光源を模擬した発光ダイオード装置を製作し、光ファイバーの受光部の仕様が空間分解能に及ぼす影響について検討を行った。この発光ダイオード装置を用いて得られた測定結果からは、本年度に主として検討を行った芯線数4本のバンドルファイバーでは、単芯ファイバーに近い空間分解能が得られた。また、プラズマ噴流の発生状態がほぼ同様な場合についての比較を行うためには,さらに多くの実験データを取得することが必要ではあるが、強磁場下でのプラズマ噴流の放射測定の結果からも、光学測定端子の受光部のファイバー仕様により空間分解能が改善される傾向が見られた。プラズマ放射を測定する光学測定端子の受光部光ファイバーに単芯ファイバーや芯線数4本のバンドルファイバーを用いて行った空間分解能についての過年度の結果を参考にし、本年度もプラズマ噴流に強磁場を印加し、これらの光ファイバーを用いた放射強度の測定結果から温度分布をより精度良く求めるための検討を行った。プラズマ噴流に強磁場を印加した過年度の実験では必ずしも同様なプラズマ噴流の状態が得られなかったことから、測定時の真空室背圧ができるだけ近い条件でプラズマ噴流が発生するように、本年度は磁場変化の手順、ウォーミングアップ時間や測定時間間隔を変えて測定を行った。これらの検討から、本実験における温度範囲においても、より確度の高い温度分布を得るためには、温度算定に用いる線スペクトルを変える必要があることが明らかになった。放射計測と同時に行った噴流の撮影画像のRAWデータから求めた光強度の高さ方向分布は、代表的な線スペクトルの放射強度分布と良く一致した。なお、本年度は放電領域に流入する作動気体に旋回成分を加えて噴流の安定を試みたが、その効果は得られなかった。

加えて、前年度に引き続き光学測定端子の空間分解能を評価するために、点光源を模擬したLED(発光ダイオード)装置を用いて、受光部光ファイバーの仕様が空間分解能に及ぼす影響について、光学測定端子の移動幅を細かくしてさらに詳細な検討を行った。この測定結果からは、近似曲線を用いることなく測定結果だけで位置による滑らかな変化が得られた。さらに、放射測定用ボアの壁面に近いLEDを発光させた場合の測定結果には、壁面からの反射の影響が見られた。温度算定にあたってはこの反射の影響を考慮する必要があるが、本研究で妥当な温度が得られた中心部の領域にまではこの反射の影響は及んでいないと考えられる。
細胞内蛋白質の活動の可視化を目指した蛍光性バイオセンサー構築

昨年度は、アフィニティーラベル化後修飾法を作用部位が不明確な薬の作用部位同定法として応用できることを報告した。今年度は、その手法の一般性を確認するために、我々が新たに同定した従来とは異なる作用を有する免疫抑制剤の作用部位同定にこの手法を応用した。まず、免疫抑制剤の作用部位をある程度推測するために、カルシウムイオンの流入阻害について検討した。カルシウムイメージングを利用した結果からこの薬が受容体刺激後のCa2+流入を阻害することを確認できた。流入経路はTRPCチャネルと呼ばれるチャネルであると考えられたので、各サブタイプに対する選択性についてHEK293細胞を用いた評価した。その結果、この薬はTRPC3のチャネル活性を選択的に抑制できることを見出せた。さらにホールセルモードのパッチクランプ法を用いることで、細胞外からこの薬はチャネル活性を阻害することも確認できた。TRPC3に直接この薬が作用していることを証明するために、本申請内容で提案したアフィニティーラベル化後修飾法を利用した。具体的には、この薬に対応するアフィニティーラベル化剤を有機合成し、TRPC3を過剰発現させたHEK293細胞に作用させた。光照射後に細胞膜画分を回収し、ラベル化後の選択的な修飾反応としてビオチン修飾を行った。反応進行をウェスタンブロッティングにて確認したところ、TRPC3に選択的に反応していることを確認でき、この免疫抑制剤がTRPC3に直接結合している証拠を得ることができた。以上の結果から、本手法の一般性を確認することができた。本年度は、光アフィニティーラベル化剤の合成を中心に行った。リガンド結合が細胞内に伝達されるアゴニスト型と、伝達されないアンタゴニスト型の光アフィニティーラベル化剤を合成した。アゴニスト型としては、アセチルコリン構造・光反応基・ケトン基を有するラベル化剤を有機合成した。その際に、光反応基は性質の異なる2種類の官能基(フェニルジアジリン、フェニルアジド)を用いた。また同様の方法論により、アンタゴニスト型のラベル化剤の合成も行った。モデル系となるムスカリン受容体(mAChR ml)の構築を行った。N末端にヒスチジンタグを有するmAChR mlを導入したプラスミドを構築した。そのプラスミドを動物細胞(CHO-K1,COS-7)に一過的に発現させて発現確認を行った。ゲル電気泳動、ウェスタンブロッティングの結果から、この人工mAChRmlが動物細胞で発現していることを確認できた。次にCHO-K1細胞を用いて、mAChR mlの安定発現系細胞を構築した。またその細胞を用いて、mAChR mlが過剰に含まれる細胞膜画分も調整した。次にトリチウム標識アンタゴニストを用いた結合実験を行った。その結果、上記の数種類のラベル化剤がミリモル濃度の親和性でムスカリン受容体に結合できることが判明した。その結果をふまえた上で、光アフィニティーラベル化の初期的な実験を行った。細胞膜画分を用いてラベル化を行った結果、数種類の蛋白質がラベル化されていることを確認することができた。今後はムスカリン受容体だけを選択的にラベル化できる条件を検討し、リガンド結合を蛍光の変化として読み出せるバイオセンサー構築へと発展させていく。昨年度に合成した数種類の光アフィニティーラベル化剤を用いて、今年度はムスカリン性アセチルコリン受容体への光アフィニティーラベル化後修飾法を行った。in vitroの実験としては、受容体を過剰発現させた細胞(CHO K-1,HEK293)から回収してきた細胞膜画分を用いた。その細胞膜画分に光アフィニティーラベル化剤を加えてUV光を照射することで光ラベル化を行った。続いてビオチン型修飾剤と反応させることで、受容体に選択的なビオチン修飾を施した。ウェスタンブロッティング法によって反応の確認を行い、ムスカリン受容体に光ラベル化及びビオチン化反応が進行していることを確認できた。この手法は今回の結果に限らず、あらゆるリガンド-受容体蛋白質の組み合わせに適用可能であるので、リガンド及び受容体の新しい同定法になりえると考えられた。そこで、新規の免疫抑制剤としてメクリーニングされた化合物の作用蛋白質を同定するためにこの手法を応用した。その際には、この免疫抑制剤の一部に光反応基及びビオチン修飾基を導入したラベル化剤を設計して有機合成した。作用部位の候補として考えられる蛋白質を過剰発現させた細胞にこのラベル化剤を加えて上記と同様にラベル化反応およびビオチン修飾を行った。ウェスタンブロッティングの結果から、この免疫抑制剤の作用蛋白質の同定に成功した。この結果から、薬物の作用部位を簡便に同定する新しい方法論としての有効性が確認できた。

さらにホールセルモードのパッチクランプ法を用いることで、細胞外からこの薬はチャネル活性を阻害することも確認できた。TRPC3に直接この薬が作用していることを証明するために、本申請内容で提案したアフィニティーラベル化後修飾法を利用した。具体的には、この薬に対応するアフィニティーラベル化剤を有機合成し、TRPC3を過剰発現させたHEK293細胞に作用させた。光照射後に細胞膜画分を回収し、ラベル化後の選択的な修飾反応としてビオチン修飾を行った。反応進行をウェスタンブロッティングにて確認したところ、TRPC3に選択的に反応していることを確認でき、この免疫抑制剤がTRPC3に直接結合している証拠を得ることができた。以上の結果から、本手法の一般性を確認することができた。
高分子配向超薄膜上に生長した高分子結晶の高分解能観察

高分子結晶をポリテトラフルオロエチレン(テフロン:PTEF)超薄膜上にエピタキシャル生長させ、分子鎖に垂直な方向から高分解能観察することにより、結晶表面付近での微細構造を解明することを試みた。まず、PTEFのロッドに荷重をかけながら、ほぼ一定の速度と圧力でスライドガラス上を掻引することの出来る、薄膜作成装置を作成した。この装置を用い、約500600kPa、0.5mm/秒、基板温度200300°Cの条件で、TEFの超薄膜を得ることが出来た。この超薄膜は厚さ数10nmであり、透過型電子顕微鏡(TEM)の試料支持膜として用いることが出来た。この超薄膜上に種々の結晶性高分子を溶液から結晶化させることを試みた。ポリエチレン(PE)はp-キシレンの0.01wt%溶液からエピタキシャル生長した。シンジオタクチックポリスチレン(s-PS)とポリエーテルエーテルケトンは、稀薄溶液からは膜状に結晶を生成しなかったが、溶液をPTFE超薄膜上へキャストすることによりエピタキシャル生長した。ナイロン66、ポリオキシメチレンはエピタキシャル生長しなかった。s-PSはPEと比較して、格子定数が大きくTEMによる高分解能観察が容易であるため、現在この試料について極低温高分解能TEMを用いた実験を行っている。キャストして作成した試料なので、異なった配向(分子鎖に平行に電子線が入射する)の結晶が混在するのだが、それらについては4.5Åの分解能を持つ像が得られた。この事から、エピタキシャル成長した結晶についても高分解能観察が十分に可能であると考えられる。