hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物を利用した石油の増回収に関する共同研究

本研究の成果の概要は以下のとおりである。1.日本国内各地の石油精製工場,油田周辺,および中国吉林省油田の油層内,油田周辺から微生物を採取し,ガス生産能力,界面活性剤生産能力あるいは石油分解能力等の優れた細菌を多数分離した。3.これらの微生物の培養には4%モラセス(廃糖蜜)を含む合成油層水が最も効果的であった。微量のリン酸イオンを添加することによりさらに効果が増大した。4.実験室において,フラッディング実験(模擬油層に微生物と培地を入れ培養を行った後に油を回収する実験)を行い,最大16%の増油効果があることを確認した。5.炭素源としてn-パラフィンなどの炭化水素のみを基質として増殖する微生物も多数単離することができ,それらの基本的性質を検討した。6.吉林油田内の各油層の詳細な評価を行い,単一坑井試験及びフラッディング試験用のフィールドとして扶余油田の東部2区域を選定した。7.選定した試験フィールドにおいて,12♯号菌を用いて単一坑井試験を実施したところ,大幅な石油の増産効果が認められ,50%程度回収率が向上した。本研究の目的は,中国吉林省油田においてMEOR(微生物攻法)を適用しその効果を実証することである。本年度はフィールドでの実証試験の準備段階として,試験に使用する細菌の分離・選抜とその特性の評価,試験に最適なフィールドの選定,並びに栄養源や油層水等の組成の把握を行い,以下の成果を得た。1.日本国内各地の石油精製工場,油田周辺の土壌や中国吉林省油田の油層内,油田周辺の土壌から微生物を採取し,ガス生産能力,界面活性剤生産能力等の優れた細菌を分離した。2.分離株のうち,特にガス生産能力の高い菌株の同定を行ったところ,Enterobacter属やBacillus属に分類される細菌が多かった。4.これらの微生物を培養するための栄養源として有効なものの探索を行い,吉林省油田周辺で容易に入手できるモラセス(廃糖蜜)を見いだし,その詳細な成分分析を行った。5.微生物培養におけるモラセスの最適濃度の検討を行い,4%程度の添加量で最適な効果が得られることを明らかにした。6.油層水の化学分析を行うとともに,その成分と同じ組成の合成油層水を用いた微生物培養を行った結果,油層水中に含まれる成分で微生物培養に必要な微量元素はほぼ満たされるものの,微量のリン酸イオンを添加することによりさらに効果が増大した。7.実験室において,模擬油層に微生物と培地を入れ培養を行った後に油を回収する実験を行い,最大16%の増油効果があることを確認した。8.吉林油田内の各油層の詳細な評価を行い,単一坑井試験及びフラッディング試験用のフィールドとして扶余油田の東部2区域を選定した。1.日本国内各地の石油精製工場,油田周辺,および中国吉林省油田の油層内,油田周辺から微生物を採取し、ガス生産能力,界面活性剤生産能力あるいは石油分解能力等の優れた細菌を多数分離した。4.実験室において,フラッデイング実験(模擬油層に微生物と培地を入れ培養を行った後に油を回収する実験)を行い,最大16%の増油効果があることを確認した。5.炭素源としてn-パラフインなどの炭化水素のみを基質として増殖する微生物も多数単離することができ,それらの基本的性質を検討した。6.吉林油田内の各油層の詳細な評価を行い,単一坑井試験及びフラッディング試験用のフイールドとして扶余油田の東部2区域を選定した。7.選定した試験フイールドにおいて,12#号菌を用いて単一坑井試験を実施したところ,大幅な石油の増産効果が認められ,50%程度回収率が向上した。
江戸時代警察機構の末端組織に関する研究-仙台藩を中心として-

仙台藩警察機構の末端組織の特徴を江戸の町奉行所のそれと比較しつつ研究した結果、(1)江戸ではやくざ者でもある目明し(岡っ引)の使用が近世後期には禁止されたのに対し、仙台藩では城下の目明しが幕末まで一貫して公的に使用された。(2)江戸では町奉行所の管轄が江戸市中に限られたのに対し、仙台藩では、城下の警察業務を担当した小人目付、同心、及び目明しが、在方にも出張して警察業務を行った。(3)そのため、彼等の手先が在方にも存在し、とくに被差別民が重要な役割を果たした。おそよ以上の新知見を得られた。3ケ年計画で行われる本研究の初年度において実施した研究は、以下の通りである。1関係史料・文献の調査・収集(1)仙台藩警察機構関係の史料・文献を、主として東北大学附属図書館・東北大学文学研究科・宮城県図書館・東北歴史博物館等を利用して調査・収集した。(2)江戸幕府及び和歌山・鳥取等の諸藩警察機構関係の史料・文献を、主として国会図書館・矯正協会強制図書館を利用して調査・収集した。2収集史料の分析・検討(1)仙台藩警察機構の末端組織を追究するためには、それを城下と在方の分けて分析する必要があるが、仙台藩では、城下の警察を担当する小人目付・同心・目明しがいずれも在方にも出張して警察活動を行い、そのために彼等は在方にもその手先を有しており、その実態が判明した。(2)この在方の手先の存在をめぐり、同心等の在方での活動にその手先が必要とする町奉行と、その存在は農村に弊害をもたらすので禁止すべきとする郡奉行との間に確執があったが、被差別民を警吏に利用したことから、小人目付と町奉行との間にも確執があったことが判明した。(3)以上の点からすると、幕府の警察機構との比較をするためには、江戸の町奉行所のそれよりも、火附盗賊改及び関東取締出役のそれが重要であることが鮮明になった。3未刊史料の筆耕及び研究成果の授業での活用(1)主として仙台藩関係未刊史料の一部について筆耕を行い、活字化に向けての準備を行った。(2)研究成果の一部を、東北大学法学部の授業「日本法制史II」(テーマ:仙台藩刑事法概説)において活用した。3ヶ年計画で行われる本研究の第2年度において実施した研究は、以下の通りである。1関係史料・文献の調査・収集1)仙台藩警察機構関係の史料・文献を、昨年に引き続き、主として東北大学附属図書館・東北大学大学院文学研究科東北文化研究室・宮城県図書館等を利用して調査・収集した。(2)江戸幕府(江戸・上方)及び名古屋等の諸藩警察機構関係の史料・文献を、主として国会図書館・矯正協会矯正図書館等を利用して調査・収集した。2収集史料の分析・検討(1)昨年度は、仙台藩の小人目付・同心・目明しがそれぞれ有する手先を中心に分析を加えたが、本年度は、もう1つの末端組織である被差別民を対象として検討した。被差別民の存在状況は、地域によって差異があるが、仙台藩において警察に携わった被差別民は、「乞食小屋主」「穢多」「癩人小屋主」の3身分であることが確認できた。(2)このうち主たる警察力は「乞食小屋主」であり、彼等は目明しの支配を受けつつ、他領の「乞食小屋主」とも連携を有して広域的な活動を展開する性格をもっものであることが判明した。3)「穢多」は、その職業としては皮革製品の作成であるが、その一方で刑場での死刑執行を任されており、また処刑後に遺体を晒す際の番人なども勤める義務を有したことも明らかとなった。さらにあまり目立たないが、警察力としても利用されたことが史料より窺える4)「癩人小屋主」は死んだ牛馬の皮剥を職とするが、「乞食小屋主」とほとんど区別されずに警察活動の一翼を担っていたことが判明した。3未刊史料の筆耕昨年に引き続き、関係未刊史料の筆耕を行い、報告に向けその準備を進めた。3ヶ年計画で行われた本研究の最終年度において実施した研究は、以下の通りである。1関係史料・文献の補充調査(1)仙台藩警察機構に関する史料・文献を、主として東北大学付属図書館・宮城図書館及び仙台市博物館を利用して補充的に調査した。(2)江戸幕府及び諸藩の警察機構に関する史料・文献を、主として国会図書館を利用して補充的に調査した。2収集史料の分析(1)これまでに収集した史料等を総合的に分析し、仙台藩警察機構の末端組織の特質を、以下の通りまとめた。(1)幕府ではその使用が禁止されていた目明しが、仙台藩では公的に使用されており、警察業務の重要な一翼を担ったこと。

(2)警察業務の中心たる小人目付・町同心・目明しのいずれもが、城下のみならず在方の警察活動た従事しており、江戸の町奉行所の与力・同心の活動がご府内に限られたことと大きな相違を示すこと。(3)この小人目付等の在方での活動を支えたのは、在方における彼らの手先であり、その性格は多くの場合侠客的存在であったこと。(4)従って、ことれら手先の使用をめぐり、在方風俗の悪化を懸念する郡奉行と、在方での円滑な警察活動を希望する町奉行・小人目付の間で、深刻な対立が存在したこと。(4)城下・在方双方における警察活動の重要な部分を担ったのは、「乞食小屋主」「癩人小屋主」等の被差別民であり、彼らの活動実態を警察機構に正確に位置づけることが重要であること。(2)以上のような仙台藩警察機構の末端組織の特質を解明したうえで、それを江戸幕府の警察機構と比較した場合、これまでは主として江戸の町奉行所との比較がなされてきたが、むしろ在方でも活動した火付盗賊改や関東取締出役との比較検討が重要であることが判明した。3研究成果の授業での利用以上の研究成果を、平成21年度後期に開講した「日本法制史II」(2単位、テーマ:仙台藩刑事法概説)において利用し、聴講学生に講義した。
危険ウィルス検知用超小型光導波路を使用した高速フォトニックセンサネットワーク構築

ゾルゲルシリカで作製した光導波路内部に緑色蛍光タンパク質等の生体を配置し、外部からの有機リン化合物等の危険物質に対して蛍光パワーが1分以内に半分に減少することが可能であることを示した。抗体抗原反応をゾルゲルシリカ内部で観測し、これらの成果により生体をゾルゲルシリカ光導波路に用いてバイオセンサ作製を可能とした。本デバイス実験の前に、分担者により抗体をドープしたゾルゲルシリカ薄膜(膜厚3-4ミクロン)内部における抗体抗原反応の予備実験を行いゾルゲル内部における最適反応条件を見出した。分担者は実証済の緑色蛍光タンパク質(GFP)ドープ光導波路による数分以内での有機リン化合物検出結果を利用し、本研究においてはさらなる検出時間短縮実証のための最適化を行った。ゾルゲルシリカ薄膜内部に配置したGFPと加水分解酵素は有機リン加水分解酵素に対し反応し緑色蛍光が変化する。これを利用してゾルゲルシリカコア内部にGFPと加水分解酵素を配置した酵母生体を混入し、さらにゾルゲルシリカコアを多孔性にして光導波路を作成した。その光導波路に波長488nmレーザ光を入射し、緑色蛍光(中心波長550nm)を測定した。20mM濃度の有機リン加水分解酵素をこの光導波路コアに滴下し、蛍光強度が1分後に半分の値まで変化することを実証した。本研究成果により生体を光導波路に直接混入し、バイオセンサとして機能させることができることを示せた。したがって、抗体を光導波路にドープして抗原を検知するセンサとして同様に機能させることが可能であることを示した。緑色蛍光タンパク質(GFP)と有機リン加水分解酵素(OPH)を酵母上に付着させた生体をドープしたゾルゲルシリカ光導波路を作製し、有機リン化合物の検出実験を行った。導波路のゾルゲルコアとクラッドをエッチング除去し、その部分にこの生体と多孔径調整用グリセロールをドープしたGFPドープ型ゾルゲルコア溶液をスピンコートした。その後UV照射(i線9mW/cm2)し、GFPをドープした状態でシリカネットワークを形成した。ゾルゲルコア内部に有機リン化合物が進入する程度の多孔状態となるようUV照射量を調整してシリカコアを作製した。更にグリセロール量を最適化しゾルゲルシリカコア内部の多孔径制御と再現性向上を行い、有機リン化合物や危険ウィルス等がコア内部への浸透速度向上を行い危険物質の高速検知を可能とした。波長488nmのレーザ光により作製したGFPドープゾルゲルシリカ光導波路を励起し、光導波路からの出射蛍光パワー(中心波長509nm)を縁視野で測定した。蛍光パワーをモニターするとともにメタノールにより希釈した20mMの有機リン化合物(パラキソン)をゾルゲルシリカ導波路上に滴下した。その結果1分間で蛍光パワーは1/2へと減衰し、その後5分以内に蛍光パワーが1/5の値へ減衰した。これにより蛍光パワー変化から定量的かつ高い再現性で有機リン化合物の超高速検出に成功した。分担者は、GFPとOPHを酵母に付着させる実験及びゾルゲルシリカ薄膜を用い有機リン化合物に対する基礎的特性を観測した。更に今後行う抗体をドープしたゾルゲルシリカ薄膜(膜厚3-4ミクロン)内部における抗体抗原反応の予備実験を行いゾルゲル内部における最適反応条件を見出した。緑色蛍光タンパク質をドープしたゾルゲルシリカ光導波路を作製し、1分以内で有機リン化合物に対する蛍光変化を測定した。ドープする生体を緑色蛍光タンパク質から抗体に変えることにより抗原に対する反応を検出することができる。さらに多孔性を保つためグリセロール添加し、多孔質の再現性に成功した。これにより、外部からの抗原等もゾルゲルシリカに侵入することを可能とした。マッハツィエンダ(MZ)型光導波路を作製し、MZアームの片方の導波路のゾルゲルコアとクラッドをエッチング除去し、その部分に抗インフルエンザ抗体と多孔径調整用グリセロールをドープした抗体ドープゾルゲルコア溶液をスピンコートした後UV照射(i線9mW/cm2)する。ゾルゲルコア内部に抗原が進入する程度の多孔状態となるようUV照射量を調整してシリカコアを作製する。更にグリセロール量調整によりゾルゲルシリカコア内部の多孔径を制御し、抗原のコア内部への浸透速度を増加し高速検知可能とする。抗体抗反応最適化、光挿入損失低減及び光導波路デバイス構造最適化を行い、ウィルス反応に対する出力光変化を測定する。抗体抗原反応実験のための生体購入、センサーネットワーク構築のための光学部品や消耗品購入
極性を有するマクロファージ投与による重症虚血肢の血流改善効果の検討

我々はM-CSF存在下で培養したF4/80陽性細胞(M-マクロファージ)移植による虚血肢の血流改善効果を見出しIL-10の重要性を報告した。現在、続けてIL-10ノックアウトマウスを用いた細胞移植治療の作用機序の解析を進めている。投与細胞側のIL-10の検討では、野生型マウスの虚血肢にIL-10ノックアウトマウス由来のM-マクロファージを投与した場合、血流改善効果および、血管新生・リンパ管新生効果はコントロールと同程度であった。下肢組織中におけるIL-6タンパクの発現が有意に減少していたことから、投与細胞のIL-10が下肢組織中のIL-6の発現・機能を調節している可能性がある。また、in vitroにおける血管・リンパ管内皮細胞の管腔形成の評価において、血管内皮細胞のみに比べて野生型M-マクロファージと共培養した場合には、血管内皮細胞の管腔形成が増加した。野生型由来M-マクロファージに比べてIL-10ノックアウトマウス由来M-マクロファージとの共培養ではリンパ管内皮細胞の管腔形成が有意に低下した。管腔形成能力にIL-10が関与していることが分かった。さらに、虚血肢の下肢組織中においてHIF-1aの発現・蓄積についても検討中である。これまで、虚血の条件で発現が上昇するとされているHIF-1aへの影響は全く調べていなかった。移植細胞がないコントロールでは、HIF-1aの発現が一過性に上昇する。しかし、野生型M-マクロファージ投与群では遷延化してHIF-1aの発現が長く続く傾向が認められた。一方、IL-10ノックアウトマウス由来のM-マクロファージを移植した場合にはコントロールと同じ結果であった。移植した細胞に発現するIL-10は下肢組織中のHIF-1aの発現も調節している可能性が示唆される。計画に沿った疾患モデルを用いた検討をスタートできなかったため。虚血肢のマウスの実験結果よりIL-10の機能がわかりつつある。将来的に、病態に合わせたマクロファージの移植治療が可能であるか否か、判断するためにも疾患モデルマウスでの検討を進めたいと考えている。細胞移植による血管再生治療は重症下肢虚血における重要な治療戦略であるが、投与細胞群による虚血肢の細胞が受ける影響及び血管・リンパ管新生に対する作用機序は不明な点が多い。これまでに我々はM-CSF存在下で培養したF4/80陽性細胞(M-マクロファージ)投与による虚血肢血流改善効果を見出し、細胞治療におけるIL-10の重要性を明らかにしてきた。本研究ではM-マクロファージ投与による虚血肢マウス血流改善効果の作用機序をIL-10 KO M-マクロファージを用いることにより明らかにする。投与細胞なし群、WTマウスM-マクロファージ投与群、IL-10 KOM-マクロファージ投与群を準備する。まず、患側の炎症性サイトカイン、血管・リンパ管新生因子のmRNA、タンパクの発現を経時的に比較した。その結果、特にIL-6タンパクが、WT M-マクロファージ投与の患側において、投与細胞なし及びIL-10 KO M-マクロファージ投与群に比べて有意に高い値を示した。以上より、血流改善の過程で投与細胞が産生するIL-10によりIL-6タンパクの発現調節が行なわれる可能性がある。次にin vitroで血管・リンパ管新生と形成の評価を共培養の系で行った。その結果、WT M-マクロファージとの共培養に比べてIL-10 KOM-マクロファージとの共培養ではリンパ管内皮細胞の管腔新生・形成に低下が認められたことから、投与細胞に発現するIL-10の関与が示唆された。in vivoの虚血肢血流改善効果のデータは全て得られた。あとはin vitroの実験を追加して作用機序の解析を行う予定である。

しかし、野生型M-マクロファージ投与群では遷延化してHIF-1aの発現が長く続く傾向が認められた。一方、IL-10ノックアウトマウス由来のM-マクロファージを移植した場合にはコントロールと同じ結果であった。移植した細胞に発現するIL-10は下肢組織中のHIF-1aの発現も調節している可能性が示唆される。計画に沿った疾患モデルを用いた検討をスタートできなかったため。in vitroにおいて投与細胞であるM-マクロファージと血管内皮細胞、またはリンパ管内皮細胞の共培養の実験結果よりさらに詳細なメカニズムについて検討を進める。論文の準備も同時に進める。虚血肢のマウスの実験結果よりIL-10の機能がわかりつつある。将来的に、病態に合わせたマクロファージの移植治療が可能であるか否か、判断するためにも疾患モデルマウスでの検討を進めたいと考えている。
血清型特異糖ペプチド脂質抗原に制御されるMAC菌の宿主内増殖機構

MAC症の起因菌であるMAC菌は糖ペプチド脂質抗原GPLにより28種類の血清型が規定されている。臨床分離株Ku11株由来新規GPLの糖鎖構造、生合成遺伝子を解析した。GPLの宿主認識は、糖鎖のアセチル基修飾が重要で修飾位置によりTLR 2を介した宿主認識機構から回避されることを明らかにした。また、M. smegmatis J15cs株はGPL生合成遺伝子mps1の変異によりGPLが欠失し、細胞形態がrough型に変化し、宿主内で長期に生存することを証明した。以上の結果から、MAC菌は血清型特異GPLにより感染性・病原性が制御されていることが示唆された。本研究では、MAC菌が感染宿主内で特異糖ペプチド脂質抗原であるglycopeptidolipide (GPL)のアセチル基修飾の変化により、宿主免疫応答から逃避して長期生存を可能にすることを分子機序から実証したい。本研究の初年度においては、非結核性抗酸菌症の臨床分離株Ku11株の細菌学的性状から菌種を同定すること、産生するGPLを高純度に精製し、化学構造を決定することを中心に実施した。DDHマイコバクテリア極東(極東製薬株式会社、茨城)及びAmplicor Mycobacterium PCR(ロシュダイアグノスティックス株式会社、東京)により菌種を同定した。また、分類学的に16S rRNA, rpoB, hsp65の相同性試験から系統樹を作成してMycobacterium intracellulareであることを確認した。7H11寒天培地で培養した菌体を集菌し、Forch法に準じて総脂質画分を抽出した。弱アルカリ加水分解を施してアルカリ安定脂質を回収し、アセトン沈澱法、カラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィーによりKu11株特異GPLを精製純化した。MALDI-TOF/MS(分子量決定)、MALDI-TOF/MS-MS(糖配列決定)、GC/MS(糖のアルジトールアセテート誘導体から糖の分子種・結合位置決定)、NMR(アノマー体決定)等の各種分析からKu11株特異GPLの糖鎖構造をα-Rha-(1→3)-2-O-Me-α-Rha-(1→3)-α-Rha-(1→3)-α-Rha-(1→3)-α-Rha-(1→2)-6-d-α-Talと決定した。本研究では、MAC菌が感染宿主内で特異糖ペプチド脂質抗原であるglycopeptidolipide (GPL)のアセチル基修飾の変化により、宿主免疫応答から逃避して長期生存を可能にすることを分子機序から実証する試みである。当初は臨床分離株Ku11を用いて宿主応答の検討を行う予定で計画し、昨年度はKu11株に存在する新規GPLの糖鎖構造を明らかにした。今年度はこの新規GPLを用いて宿主応答を検討する予定であった。一方、M. smegmatis J15cs株の脂質生化学的特徴を検討していたところ、M. smegmatis mc2 155株に比べ宿主細胞内で長期に生存することが明らかになった。J15cs株がmc2 155と相違する点はGPLが欠損していることであったため、宿主細胞内でのJ15cs株の長期生存はGPLに起因すると仮定した。そこで、当初計画のKu11株を用いた検討を一時的に中断して、先行で本年度はJ15cs株を用いた検討を実施した。GPL生合成遺伝子を比較したところJ15cs株のmps1遺伝子がmc2 155に比較して18 bp欠損しており、J15cs株にmc2 155株のmps1遺伝子を入れ戻した変異株はGPL産生を回復した。この変異株の特徴を精査したところ、細胞形態がJ15cs株本来のrough型からmc2 155株のsmooth型に変化し、宿主細胞内での生存期間においてもmc2 155株と同様の挙動を示し、J15cs株本来の長期生存が認められなかった。以上の結果から、J15cs株は細胞表層に存在する特徴的なGPL分子を欠損することにより形態がsmooth型からrough型に変化をもたらし、宿主認識に支障を来したこと、また、GPL欠損により直接的なTLR2レセプターによる認識機構からエスケープしたことにより宿主細胞内で長期生存することが示唆された。本研究で臨床分離Ku11株のGPL糖鎖構造がα-Rha-(1→3)-2-O-Me-α-Rha-(1→3)-α-Rha-(1→3)-α-Rha-(1→3)-α-Rha-(1→2)-6-d-α-Talと決定した。この構造は6個の糖からなる新規GPLであることが明らかになった。また、M. smegmatis J15cs株はGPLを欠損した株であり、コロニー形態がmc2 155株のsmooth型からrough型に変化していた。GPLの生合成遺伝子の解析を行い、J15cs株のGPL欠損がmps1遺伝子の部分欠損によることを突き止めた。相補株としてJ15cs株のGPL産生株が作製でき、形態がmc2 155株のsmooth型に変換されたことを確認した。

GPLを欠損したJ15cs株が宿主応答から回避され細胞内で長期に生存できることから宿主応答の回避にGPLの存否が関与していることが示唆された。今年度はこれらの知見を基に、Ku11株の天然におけるGPL構造としてアセチル化修飾がどの部位で起こっているかをMALDI-TOF/MS/MSを用いて解析した。血清型の構造決定には、通常弱アルカリ加水分解したGPLを用いるが、加水分解前の天然型GPLをTLC分析すると多数のスポットが現れ、これらのスポットをMALDI-TOF/MS/MS解析して詳細に構造を確認した結果、Ku11株の天然型GPLは、6-deoxy Talおよび2-O-methyl Rhaに1から3個のアセチル基が結合し、その結合位置と結合数の違いにより6種類の天然型GPLが存在することが明らかになった。初年度に構造を解析したKu11株GPLについてアセチル基付加の位置決定は、MALDI-TOF MS装置の修理や感度不足の影響もあり、詳細な構造解析が遅れた。また、本研究課題と関連したM. smegmatis J15cs株のGPL欠損による宿主応答機序の解析を優先したため、全体の進捗が少し遅れた。また、研究代表者が今年度学科長を拝命し、業務多忙のため、計画の一部が遅延している。連携研究者が異動のため約3ヶ月間の時間的ロスが生じた。Ku11株のintactGPLは、MALDI-TOF MSによって構造解析を行った。宿主応答の評価は、ヒトToll-like receptor (TLR) 2およびTLR4遺伝子を導入したHEK293細胞およびマウスマクロファージ系細胞株RAW264.7細胞を用いて実施した。MALDI-TOF MS解析の結果、Ku11株のintactGPLは、6-deoxy Talおよび2-O-methyl Rhaに1から3個のアセチル基が結合し、その結合位置と結合数の違いにより6種存在した。2-O-methyl Rhaにアセチル基修飾がないintact GPLは、TLR2を介して宿主認識されたが、アセチル化2-O-methyl Rhaを持つintact GPLは、TLR2によって宿主認識されなかった。このことから、TLR2による認識を回避するために、Ku11株はGPL糖鎖の2-O-methyl Rhaをアセチル基で修飾している可能性が示唆された。MAC症の起因菌であるMAC菌は糖ペプチド脂質抗原GPLにより28種類の血清型が規定されている。臨床分離株Ku11株由来新規GPLの糖鎖構造、生合成遺伝子を解析した。GPLの宿主認識は、糖鎖のアセチル基修飾が重要で修飾位置によりTLR 2を介した宿主認識機構から回避されることを明らかにした。また、M. smegmatis J15cs株はGPL生合成遺伝子mps1の変異によりGPLが欠失し、細胞形態がrough型に変化し、宿主内で長期に生存することを証明した。以上の結果から、MAC菌は血清型特異GPLにより感染性・病原性が制御されていることが示唆された。前年度に構造を解析したKu11株GPLについてアセチル基付加の位置決定については、MALDI-TOF MS装置の修理や感度不足の影響もあり、未だ完了していない。また、本研究課題と関連したM. smegmatis Ku11株のGPL欠損による宿主応答機序の解析を優先したため、本来申請時に提案した計画は少し遅れ気味である。
卵巣癌の個別化治療を目指した免疫プロファイルに基づく包括的バイオマーカーの開発

近年卵巣癌に対する免疫療法の研究が活発に行われてきている。しかし、進行および再発卵巣癌に対する免疫チェックポイント阻害薬の臨床試験では未だ十分な成果が得られていない。これは、卵巣癌が多彩な組織型を持つだけでなく、多彩な免疫学的背景を持つことがその一因であると考えられる。本研究では、卵巣癌における個別化がん免疫療法の確立を目指すために、次世代シーケンサーを利用した免疫ゲノム解析によって得られる免疫プロファイル、ネオアンチゲン、抗原提示機能などの多面的な免疫学的指標を包括的かつ視覚化できるようなバイオマーカーであるイムノグラムの開発を目指す。
高齢者の口腔保健行動変容の促進に関する研究

地域在住高齢者における口腔保健行動における自己効力感に影響を与える因子を検討し、その一つとして挙げられた主観的口腔健康感を簡便に評価できる尺度の開発および信頼性・妥当性の評価を行った。その結果、それぞれの質問項目の負荷量は、「人との会話」(0.735)、「気分の安寧」(0.733)、「外出頻度」(0.683)、「食事の楽しみ」(0.746)であり、累積寄与率は72.4%であった。外的基準妥当性を評価するために用いた口腔関連QOL尺度と有意な相関(r=0.706)を認めた。また、Cronbachのα係数は0.866で高値を示し、再テスト法でも有意な相関(r=0.628)を認めた。平成27年度については、高齢者の口腔機能や口腔保健行動の特性を考慮し作成した自己効力感尺度の信頼性と妥当性を検証することを目的として、地域在住高齢者を対象として調査を実施した。老年症候群の早期発見・早期対処を目的とした来場型包括的健康調査事業を受診し、研究への参加同意の得られた65歳以上の東京都某区地域在住高齢者639名(男性265名、女性374名、平均年齢74.9±5.6(標準偏差)歳)を対象とした。調査項目は、上記20の質問項目からなる高齢者の口腔保健に関わる自己効力感尺度(Geriatric Self-efficacy of Oral Health)のほか、主観的口腔健康観、基本チェックリスト、老研式活動能力指標、うつ尺度(Zung Self-rated Depression Scale)、認知機能評価(Mini Mental Statement Examination)のほか、口腔内状態として現在歯数、機能歯数、オーラルディアドコキネシス、嚥下機能(Repetitive Saliva Swallowing Test)などからなる。現在、記述統計等データの基礎解析を行っている。特に自己効力感は行動変容に関わる重要な因子の一つであると考えられていることから、得られたデータの詳細な分析を行い、自己効力感に影響を与える生活機能および口腔機能等の背景因子を抽出する。今後、関連学会への発表及び論文投稿に向けて準備を進める予定である。調査の実施時期が平成27年10月であったことから、データの入力ならびにクリーニングに時間を要し、現在は基礎的な分析を行い、データの性質について精査を行い、分析の方向性を検討している。地域在住高齢者における歯科保健指導の有無に関連する要因の探索を行った。平成27年10月に東京都I区で実施した来場型健診受診者である65歳以上の地域在住高齢者631名(男性260名、女性371名、平均年齢74.9±5.6歳)分のデータを分析対象とした。過去の歯科保健指導経験の有無を従属変数、現在歯数、機能歯数、安静時唾液分泌量、オーラルディアドコキネシス、反復唾液嚥下テスト、老研式活動能力指標、うつ尺度、認知機能、口腔保健に関する自己効力感尺度(以下、GSEOH)、主観的口腔健康観を独立変数、年齢、性別を調整変数として、ロジスティック回帰分析を行った。なお、本研究は東京都健康長寿医療センター研究部門倫理審査委員会の承認を得て実施した。過去に歯科保健指導を受けた経験のある者は、446名(70.7%)であり、経験がない者と比較して、有意に女性の割合が高く、年齢が低い傾向を示していた(p<0.05)。ロジスティック回帰分析の結果、GSEOH点数(OR=1.05, 95%信頼区間1.02-1.07)、老研式活動能力指標の点数(OR=1.23, 95%信頼区間1.06-1.43)が、歯科保健指導経験の有無に関する有意な関連因子として抽出された(p<0.05)。生活機能や自己効力感の低下がみられる高齢者に対する口腔保健に関わる知識および技術を獲得する機会が重要であると考えられた。地域在住高齢者における過去の歯科保健指導経験の有無は、自らの口腔保健行動に関する自己効力感や高次生活機能に関連することが示唆された。大規模調査によって得られたデータの分析が完了し、現在成果報告の段階であるため。平成27年度に実施した地域在住高齢者における健康調査事業で得られたデータをもとに、口腔保健行動における自己効力感に影響を与える因子の検討を行った。その結果、自己効力感に関連する因子の一つとして、主観的口腔健康感が挙げられた。しかしながら、これまでの先行研究で用いられている口腔健康感に関する評価尺度は、4件法による単一の質問項目によるものであり、口腔の健康を多面的にとらえることは困難であった。そこで、平成29年度は、主観的口腔健康感を簡便に評価できる尺度の開発および信頼性・妥当性の評価を行った。来場型健診を受診した65歳以上の地域在住高齢者761名を対象とした。独自に作成した5件法からなる主観的口腔健康評価尺度(Subjective oral-health Scale:以下、SOHS)、外的基準妥当性を評価するため口腔関連QOL尺度(GOHAI)について自記式にて回答を求めた。また、再テスト法により信頼性を検討する目的で、健診終了後1か月後に、受診者よりランダム抽出した369名に郵送でSOHS質問票を郵送し、342名より回答を得た(回収率92.7%)。

主成分分析の結果、それぞれの質問項目の負荷量は、「人との会話」(0.735)、「気分の安寧」(0.733)、「外出頻度」(0.683)、「食事の楽しみ」(0.746)であり、累積寄与率は72.4%であった。GOHAI得点と有意な相関(r=0.706)を認めた。また、Cronbachのα係数は0.866で高値を示し、再テスト法でも有意な相関(r=0.628)を認めた。すべての質問について8割以上が、質問は答えやすいと回答したことから、SOHSは、高い信頼性と妥当性を有し、その有用性が示唆された。地域在住高齢者における口腔保健行動における自己効力感に影響を与える因子を検討し、その一つとして挙げられた主観的口腔健康感を簡便に評価できる尺度の開発および信頼性・妥当性の評価を行った。その結果、それぞれの質問項目の負荷量は、「人との会話」(0.735)、「気分の安寧」(0.733)、「外出頻度」(0.683)、「食事の楽しみ」(0.746)であり、累積寄与率は72.4%であった。外的基準妥当性を評価するために用いた口腔関連QOL尺度と有意な相関(r=0.706)を認めた。データの分析を詳細に行い、口腔保健行動に強く影響するといわれる自己効力感に影響を与える要因の抽出を行う。具体的には、年齢や性別等の相互に影響を与える交絡因子を調整した多変量解析を行う予定である。得られた分析結果に基づき、高齢期における口腔保健行動促進因子について検討を行い、関連学会への発表・論文投稿によりその成果を広く社会に発信する予定である。さらに分析対象者を増やし、精度の高い分析を行うとともに、これまで得られた分析結果を学会発表、論文公表するための準備を進める。また、経年変化を分析するため、10月に同一集団で調査を行い、2年間の縦断データを収集する。老年歯科平成27年度は、調査フィールドの新規開拓が不要であったことから、人件費・謝金の計上が、当初の予定を下回った。また、国内学会への参加については、宿泊を必要とする場所での学会開催が少なかったため、情報収集等にかかる費用が、当初の予定より下回ったことが理由として挙げられる。大規模調査に際して生じる人件費として計上していた予算があったが、当該年度は、調査実施主体である研究協力機関の事情により研究規模が縮小されたため、本助成金より供出する必要性が生じなかったため。次年度については、さらなる追加の調査を行うため、調査員の配置のために人件費・謝金の計上が当初の予定を上回る可能性がある。また、情報収集を目的として、国内外の学会への参加を予定している。次年度は、地域在住高齢者を対象に聴き取り調査を実施するため、面接調査員の配置等に生じる人件費を本助成金より拠出する。また、これまでに得られた研究成果の発表のための学会発表、論文公表のために必要な経費として使用する予定である。
MRインターベンション用コイル内蔵生検針・カテーテル超高速追尾システムの開発

追尾用デバイスの開発:継続前年度に開発したデバイスの追尾の確実性の向上と、臨床応用のためのデバイスのバリエーション、滅菌法、安全性の確認を行った。追尾システムの検討:継続臨床応用を前提とした実験により、システムの安定性、操作性の向上と、オペレーターのトレーニングを行った。追尾用コイル内蔵カテーテルの臨床応用腹部血管造影と検査中のCT撮影を必要とする肝癌患者2名に、インフームドコンセントの上、一部手技をMRガイド下で行った。実際には、腹腔動脈、上腸間膜動脈へカテーテルを導入し、造影剤動注中のMRIを撮像した。通常2本のカテーテルを用いてCTで行う検査が、1本で行うことが出来、患者に利益があった。2名とも腹腔動脈から上腸間膜動脈へのカテーテルの掛け替えが可能であった。動注とMRIとの組み合わせで詳細な肝臓の血行動態も観察可能となった。術者にもX線被曝がなく、断層像が容易に得られるMRガイドの血管造影手技は将来有望と考えられた。追尾用マイクロコイル内蔵生検針の開発ポリプロピレン性の外径(直径)1.6-2mmの内筒と外筒を備えた穿刺針を開発し、ファントム(ゼリー)内で毎秒10回以上の位置更新が可能であることを確認した。追尾用マイクロコイル内蔵カテーテルの開発ポリウレタンおよびナイロンのチューブを用い、先端に銅線のコイル(20-40巻き)を内蔵した5-7Fのカテーテルを製作し、MR trackingの動作を確認した。追尾システムハードウエア・ソフトウエアの検討上記のマイクロコイル内蔵生検針、カテーテルを用いてファントムで追尾システムの実際の能力を検討した。ファントム内のターゲットや血管を模した分枝にactive MR trackingガイドで導入することができた。コイル内に100倍希釈程度のGd-キレート剤を入れておくとマイクロコイルからの信号が増加し、安定したtrackingが得られた。ファントム実験による追尾システムの精度実際のコイルの位置と、画面上に表示される位置との整合性を検討した。コイルが非常に長い場合、コイル内にMR信号を出すものが少ない場合にはtrackingが安定しないが、通常の条件では安定したtrackingが得られた。動物実験による追尾システムの検討全麻下イヌ肝内での穿刺針、血管内でのカテーテルの追尾が可能であった。目的の部位への導入も可能であった。しかし、穿刺針・カテーテルの硬度、生体でのtrackingの安定性はさらに検討を要すると思われた。
多重鎖形成可能な人工核酸の開発

天然核酸はプリン塩基の両面で水素結合することにより、三重鎖や四重鎖構造を形成することが知られている。本研究では、この天然塩基を模倣し両面で水素結合可能な人工塩基を導入した人工核酸を合成した。その結果、この人工核酸が六重鎖構造を形成することを明らかにした。この六重鎖構造は、二価陽イオン存在下や低pHで安定化することが分かった。これらのことは六重鎖構造がpHセンサーや金属イオンセンサーとして機能することを示唆している。また、分子モデリング計算を行ったところ六重鎖構造は内部に空孔をもったユニークな構造をしていることが示唆された。そのため、新たな超分子モチーフやイオンチャネルとしての応用が期待できる。本研究では人工核酸aTNA骨格に複数の水素結合部位を有する人工塩基を導入することで多重鎖形成可能な新規人工核酸の創製を目指している。本年度は主として1)2ーアミノピリミジンオリゴマーの合成・機能評価、及び2)シアヌル酸オリゴマーの合成・機能評価について検討した。1)2ーアミノピリミジン(P)はアデニン同様の水素結合部位を両面に有するため、チミンオリゴマーの複合体形成が期待できる。そこで、蛍光色素と消光色素でラベル化したこれらのオリゴマー(P10およびT10)を合成し、蛍光スペクトル測定によって複合体形成を評価した。その結果、P10とT10は1:2の量比で三重鎖を形成することが明らかとなった。また、その際一本鎖から一段階で三重鎖を形成することを明らかにした。アデニン・チミンなどの天然塩基による三重鎖形成においては二重鎖を経由した後に三重鎖を形成することが知られている。従って、本研究で合成した人工塩基は天然とは異なる経路で三重鎖を形成するという興味深い性質を明らかにすることが出来た。2)シアヌル酸はチミン同様の水素結合部位を両面にもつため、アデニンや2ーアミノピリミジンとの複合体形成が期待できる。本年度、シアヌル酸オリゴマーの合成経路を種々検討し、これを高収率で合成する手法を開発した。また、シアヌル酸オリゴマーの多重鎖形成能についても評価を進めており、シアヌル酸とアデニンオリゴマーが二重鎖を形成することを明らかにした。本研究では2か年の研究期間において1)両面性水素結合型人工塩基オリゴマーの合成スキームの確立、2)人工塩基導入オリゴマーによる多重鎖形成能の評価、3)合成した人工核酸多重鎖の材料としての応用について課題を検討することを目標にしている。このうち1)については初年度において2ーアミノピリミジン及びシアヌル酸オリゴマーの合成スキームを確立することが出来た。また、その結果として15量体程度のオリゴマーを高収率で合成することに成功した。また、2)については2ーアミノピリミジンとチミンとの複合体形成について重点的に検討を進め、これらによるオリゴマーが三重鎖を形成することを明らかにすることが出来た。更にその際、天然核酸とは異なるメカニズムで三重鎖を形成するという興味深い性質を明らかにすることが出来た。これらの成果から本研究はおおむね順調に進展していると判断する。本研究では人工核酸aTNA骨格に水素結合部位を有する人工塩基を導入することで多重鎖形成可能な新規人工核酸の創製を目指した。本年度は前年度合成法を確立したアミノピリミジンオリゴマー及びシアヌル酸オリゴマーを用いた人工六重鎖形成について重点的に検討を行った。アミノピリミジン、シアヌル酸はそれぞれアデニン、チミン様の水素結合部位を両面に持つため、これらのオリゴマーを混合すれば六重鎖形成が期待できる。実際、末端を蛍光色素もしくは消光色素でラベル化したオリゴマーを混合し、蛍光の温度変化を観察したところ大きなヒステリシスが観察されたことから、これらが大きな複合体を形成していることが明らかとなった。また、複合体の当量比を検討したところ1:1の複合体を形成していることが分かった。更に、複合体の質量を測定したところこれらが3:3の六重鎖を形成した際の分子量が観察された。このように、両面に水素結合部位をもつaTNAオリゴマーを用いることによって、六重鎖構造を調製することに初めて成功した。六重鎖構造の円二色性スペクトルを測定したところらせん構造を形成していることが示唆された。この六重鎖の機能評価を行うため、金属イオン応答性とpH応答性について検討を行った。その結果、この六重鎖は二価イオン選択的に形成されることが分かった。また、pH 6では六重鎖が安定化される一方、pH 8以上では形成できないことも明らかとなった。このように開発した六重鎖が非常にユニークな機能を持つことが分かった。これらの結果は開発した六重鎖がpHセンサーや金属イオンセンサー、分子スイッチとして機能することを示唆している。これらの成果を元に現在論文投稿中である。

そのため、新たな超分子モチーフやイオンチャネルとしての応用が期待できる。研究初年度において、本研究の基盤となる人工核酸の合成手法の開発、及び多重鎖形成能評価系の確立を実現することが出来た。そこで、平成29年度は前年度の結果を元に以下の点について検討を進める。1.前年度において2ーアミノピリミジン・チミン間、及びシアヌル酸・アデニン間の複合体形成について検討した。そこで、2ーアミノピリミジン・シアヌル酸間の複合体形成について重点的に検討を進める。これらは相補的な水素結合部位を両面にもつため、二重鎖、三重鎖更に大きな複合体を形成することが期待できる。この複合体形成について蛍光分光測定を中心に、質量測定、ゲル電気泳動などを利用しつつ検討する。2.開発した人工核酸をセンサーとして応用することを検討する。具体的には、小分子検出及び金属イオンセンサーとしての展開を図る。これまでに天然核酸を利用した材料について数多くの例が報告されているが、本研究で開発した人工核酸は天然とは異なる多重鎖形成が期待できるため、天然では実現しえない材料としての応用が期待できる。生体関連化学当初の計画では人工塩基モノマー合成に必要な試薬やオリゴマー合成時に必要となる蛍光色素モノマーなどに多くの予算を割り当てていた。しかしながら、人工塩基合成モノマーの簡便な合成方法を開発することによって予想以上に高収率にオリゴマーが得られたことから想定よりも使用額を低く抑えることが出来た。確立した手法を元に様々な配列をもつオリゴマーを合成し、その機能評価を進める。そのため、前年度以上に有機合成試薬や核酸合成試薬を使用する予定である。また、積極的に研究成果を学会・論文発表することで社会に発信する予定であり、そのための予算を計上してある。
線維芽細胞由来の肥満細胞増殖因子に関する研究

マウスケラチノサイト細胞株KCMH-1の培養上清中には、線維芽細胞との共生培養系で肥満細胞を増殖させる因子が存在することが知られていた。その活性を中和するウサギ抗体を用いてKCMH-1のcDNAライブラリーからスクリーニングを行い、Leukemia inhibitory factor(LIF)がクローニングされた。中和実験などにより培養上清中の活性のほとんどはLIFであることが判明した。これまでの培養上清での活性の検討により、LIFによる肥満細胞増殖促進活性は線維芽細胞を活性化することによって引き起こされることが考えられる。そこで今回は、LIF刺激により生じる線維芽細胞の活性化について分子レベルで検討することとした。無刺激あるいは種々の時間LIF刺激した線維芽細胞のmRNAからcDNAを合成し、蛍光色素で標識後、約9千種の遺伝子断片を固着させたDNAチップにハイブリダイズさせ、それぞれの遺伝子の発現量を検出した。その結果いくつかの遺伝子がLIF刺激した線維芽細胞で発現上昇していることが判明した。それらの内、IL-4受容体遺伝子、ホルモン受容体遺伝子などの受容体遺伝子、Rasファミリーの一員であるRAB1遺伝子、さらに種々の転写因子、その他メタロチオネイン1などの遺伝子で特に強い発現増強が認められた。IL-4受容体遺伝子、RAB1遺伝子、メタロチオネイン1遺伝子では、ノーザンブロット法を用いた検討でも、LIF刺激によりmRNAの発現が増強しているのが確認された。肥満細胞と線維芽細胞との共生培養系において、IL-4を添加することにより肥満細胞の増殖を誘導することがこれまでにわかっている。また、同様の培養系に亜鉛を添加しても肥満細胞増殖が生じる事が判明した。これらのことより、共生培養系におけるLIF刺激による肥満細胞増殖には、それらの分子の発現増強を介する機序が介在している可能性が示唆された。今後更にこれらを詳細に検討する予定である。マウスケラチノサイト細胞株KCMH-1のcDNAクローニングにより、Leukemia inhibitory factor(LIF),diazepam bindinginhibitor(DBI),tenascin(TNS),D-dopachrome tautomerase(DCT)および未知のcDNA(KCM17)がクロニングされた。これらの市販のリコンビナント蛋白を作成または購入し、あるいは精製標品を入手し、肥満細胞と繊維芽細胞の共生培養系に添加したところ、DBI,TNS,DCT,KCM17にはいずれも肥満細胞増殖活性は認められなかった。市販のリコンビナイトLIFを同様の共生培養系に添加したところ、容量依存性に肥満細胞増殖活性が認められた。また、得られたLIFのcDNAを動物細胞発現用ベクターに組み換え、COS細胞に導入したところ、その培養上精中に同様の共生培養系での肥満細胞増殖活性が認められた。また、市販の抗LIF抗体により、KCMH-1培養上精中の肥満細胞増殖活性は完全に抑制され、またさらに、KCMH-1培養上精中の肥満細胞増殖活性に対する抗体により、リコンビナイトLIFの活性は抑制された。これらより、KCMH-1培養上精中の肥満細胞増殖活性は、その大部分がLIFによるものであることが考えられた。今回の研究により、表皮ケラチノサイトが産生するLIFが真皮内に存在する肥満細胞の増殖を、繊維芽細胞を介して誘導することが考えられた。種々の炎症性皮膚疾患で肥満細胞の増殖が見られる病変部に於いてはLIFがどの程度関与しているか、また、どのような病態においてケラチノサイトからどの程度LIFが産生されているのかが今後の研究課題と思われる。
生体用デジタルEPR分光器の開発

生体用電子スピン共鳴(EPR)分光器の高感度化、低コスト化を目指し、デジタルEPR分光器の開発を実施した。L-band帯の高周波信号を周波数変換すること無く受信できるFPGA受信ボードを製作し、連続波EPR法による磁気共鳴信号の取得に成功した。また、反射波のデジタル自動抑制制御法を新たに提案し、その動作をFPGA上に実装した信号処理アルゴリズムを用いて検証した。その結果、生きた動物において安定に動作可能なデジタルEPR分光器の開発に成功した。生体用電子スピン共鳴(EPR)分光器の高感度化、低コスト化を目指したデジタルEPR分光器を開発することを目的として、平成28年度は、RF信号を周波数変換することなくデジタル化できる受信基板と、検出したRF信号からEPR信号と共振器の整合を自動調整する制御信号を生成する信号処理基板の開発を行った。受信基板は、500MSPS&12bitsの性能を持つ高速ADCと、Altera社製FPGA ICであるCyclone Vからなり、FPGA上に構築したデジタルダウンコンバータを用いて、RF信号から位相と強度の情報を持つIQベースバンド信号の生成を可能とした。その際、ADC用のクロック信号は、励起用のRF信号と伴に、電圧制御発振器を分周器を用いて分周することにより生成され、その周波数は、励起用RF周波数の4/奇数倍としている。信号処理基板は、2MSPS&16bitsの性能を持つ低速DAC IC (8個)と、FPGA IC、USB IO用ICから主に構成した。受信基板で生成したIQベースバンド信号を信号処理基板に転送し、磁場変調により変調されているIQベースバンド信号に信号処理を加えることで、EPR信号を取り出すことに成功した。また、従来は共振器の自動同調・整合制御に変調法を用いていたが、本研究により、共振器からの反射波を直接用いることにより、無変調で制御する方法を新たに開発した。その結果、マウス頭部に分布させたフリーラジカルによる電子スピン共鳴信号の取得に成功した。当初予定通りに、受信基板や、信号処理・制御信号生成基板の製作とその評価が終わっているため。生体用電子スピン共鳴(EPR)分光器の高感度化、低コスト化を目指したデジタルEPR分光器を開発する目的として、平成29年度は、デジタルEPR分光器の低ノイズ化に関する以下の2つの研究を主に行った。1超低位相ノイズ高周波生成回路の開発:低位相ノイズ電圧制御オシレータ(VCO, 3GHz)と2個の低付加位相ノイズ分周器から高周波生成回路を製作した。この高周波生成回路は、送信波とADC用のクロック信号を生成することができ、送信波とADCにおける標本化を同期させることにより、EPR信号に含まれる送信波に由来する位相ノイズを低減することに成功した。また、VCOの制御は、周波数カウンタをFPGA上に実装し、目的の周波数との差を積算し帰還することにより行った。2反射波低減のための同調・整合回路の最適化:同調・整合回路に入力する制御信号に低域通過フィルタを挿入し、電源に由来するノイズの影響を抑えた。同調用に用いているRF可変容量コンデンサと固定コンデンサの比を最適化し、共振周波数の変動域を共振周波数(750MHz)に対して数MHz程度に抑えることにより、RF可変容量コンデンサの損失に起因するQ値の低下と、制御信号の揺らぎに起因する反射波を低減することができた。期間全体では、従来の生体用アナログEPR分光器を主に構成する高周波位相検波回路、磁場変調復調回路、共振器自動同調・整合制御回路を全てデジタル信号処理で置き換えることに成功した。また、開発したデジタルEPR分光器とイメージング用磁気回路を組み合わせることにより、マウス頭部に分布させたフリーラジカルの3次元画像の取得に成功した。受信システムの低ノイズ化のため、RF信号をデジタル化している受信基板を構成する電子部品を再検討し、付加位相ノイズが少なくなる工夫を検討する。センシング工学