hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸癌肝転移を促進する骨髄間葉系幹細胞を標的とする治療

骨髄間葉系幹細胞(MSC)は、癌組織に動員され癌細胞と相互作用を通じて癌の進展・転移に関与すると考えられ、がん研究の焦点の一つとなっている。報告者らは、MSCが癌細胞が産生分泌するサイトカインHMGB1により腫瘍内に誘導され、腫瘍内では腫瘍が分泌するTGFβを多量に含んだECMであるバイグリカンとHMGB1により幹細胞が維持されることを明らかにした。このような状態は大腸癌では粘液腫状間質として病理組織学的に認識され、糖尿病合併大腸癌肝転移症例に多く認められる。HMGB1の吸着・中和によるMSC動員阻害は腫瘍増大・転移を抑制し、MSC標的化の有効性が示唆された。リノール酸(LA)やエライジン酸(EA)などの生理活性を有する脂肪酸が、大腸癌の転移を促進することをすでに報告して来たが、今年度はこれらの脂肪酸と腫瘍内の幹細胞への影響をマウス皮下腫瘍モデルを用いて検討した。CT26マウス大腸癌細胞を同系のBALB/c雄性マウス皮下に接種し、その後週1回1mg/マウスのLA、EAまたは溶媒の50%エタノールを胃内投与し4週後に屠殺し腫瘍を検討した。体重や主腫瘍径は群間に有意差はなかったが、総腫瘍重量およびリンパ節転移はEA群、LA群、対照群の順に多かった。nucleostemin (NS)陽性CT26細胞はEA群・LA群ともに対照群を上回ったが、CD133陽性CT26細胞はLAで最も多かった。NS、CD133陽性間質細胞は、LA群、EA群、対照群の順に多く見られた。LA群・EA群では、CD31陽性新生血管は有意に増加しており、CD3陽性T細胞は減少していた。また、1回の経口投与でEAでは幹細胞のマーカーである血中nucleostemin mRNAレベルが上昇していた。このように、間欠的に摂取される脂肪酸が腫瘍内の間葉系幹細胞に影響を与えることが示唆された。(1)前年度の研究により経口的に摂取したエライジン酸などの脂肪酸が腫瘍内への骨髄間葉系幹細胞(MSC)の動員を増加し腫瘍増大を促進することが明らかになった。そこで、摂食制限による脂肪酸摂取抑制がMSC動員にどのような影響をもたらすかを検討した。1週に1日絶食を行う観血的カロリー制限(ICR)を行うと、ICR解除時の過食に伴って腫瘍内のMSCが増加し、さらに、癌幹細胞(CSC)も増加した。このようなICRサイクルを長期間継続して施行すると腫瘍内のMSCおよびCSCともに徐々に増加し、転移能も促進された。一方、同等のカロリー制限を連日施行する(CCR)と、MSC・CSCともに当初のレベルを保ち増加は認められなかった。(2)CT26培養細胞をIC50濃度の5FU処理する際にMSCを共培養すると5FUの増殖抑制効果が35%抑制されたが、MSCの代わりに3T3線維芽細胞を共培養すると抑制率は4%であった。さらに、マウス皮下にCT26腫瘍を形成しHMGB1中和抗体を5FUと同時処理すると、腫瘍内MSCは26%に減少しており、5FUによる腫瘍増殖抑制は45%抑制された。(3)(2)と同様の系においてHMGB1中和抗体の代わりにTGFβ中和抗体を腫瘍内投与するとMSCは16%に減少しておりMSCラベル陽性の周皮細胞・筋線維芽細胞が認められており、TGFβ除去によりMSCの分化が促進されたと考えられた。このとき、CSCは非処理群より減少したが血管数は増大した。これらの結果から、MSCの腫瘍内動員を抑制することによりCSCの誘導抑制をもたらし抗腫瘍効果が促進されると考えられた。1癌細胞が分泌する因子の中で骨髄間葉系幹細胞に作用するものを検討するため、CT26マウス皮下腫瘍系において間葉系細胞の移行の高度であったリノール酸処理と無処理で発現の変化をDNAアレイにて検討したところ、TGFα、HMGB1、TGFβなどが抽出された。その中でHMGB1は骨髄間葉系幹細胞の増殖、細胞運動の促進をもたらし、HMGB1ゲルをマウス皮下に移植すると骨髄間葉系幹細胞の浸潤が有意に増加した。さらに、骨髄細胞をGPF陽性マウス細胞に転換したマウスを用いでCT26皮下腫瘍を形成すると骨髄間葉系幹細胞の浸潤見られるが、HMGB1抗体投与により有意にその数は減少した。これらのことから、骨髄間葉系幹細胞の浸潤の腫瘍内誘導に腫瘍が産生するHMGB1が重要な働きをしていると考えられた。腫瘍内で骨髄間葉系幹細胞が幹細胞の状態を維持する条件としてTGFβbに注目した。

間質内骨髄間葉系幹細胞数が豊富である粘液腫瘍間質を示す大腸癌と通常の間質を形成する大腸癌で間質内のTGFβ3型受容体であるビグリカンの発現を検討すると、粘液腫状間質で有意に発現が高く、また、発現が高い部位に一致して骨髄間葉系幹細胞が多く認められた。予定された研究計画を達成するとともに、脂肪酸など新たな腫瘍内間葉系幹細胞影響因子の知見が得られている。HMGB1による骨髄間葉系幹細胞の誘導、および、癌間質内へのbigycanによるTGFβの貯留によるstemnessの維持というメカニズムが存在する可能生が明らかになった。今後より詳細な検証が必要であるが、重要な進展と考えられる。骨髄系間葉系幹細胞の癌細胞への影響、骨髄系間葉系幹細胞への癌細胞の影響についても、現在、アレイ解析をもとに興味ある遺伝子を絞り込んでおり、今後の検討により有用な知見が得られると期待される。腫瘍内間葉系幹細胞に影響を与える因子として脂肪酸の可能性が認められた。新たな間葉系幹細胞影響因子を見出したことは、腫瘍における間葉系幹細胞の性質の検討の手段として利用可能であり、また、これを標的とする治療のツールとしても有用と考えられた。これまでに明らかになった腫瘍内間葉系幹細胞影響因子である、HMGB1、TGFb、リノール酸、エライジン酸を標的として用いて、間葉系幹細胞を抑制し、このときの腫瘍への影響を検討する。HMGB1とTGFβを介した骨髄系間葉系幹細胞の性質の変化の検討、骨髄系間葉系幹細胞の癌細胞への影響、骨髄間葉系幹細胞への癌細胞の影響の3点を中心に検討を行う。また、当初の研究計画にはないが、biglycan/TGFβ系の転移関与が強いことが明らかになった粘液腫状間質を有する大腸癌症例はさらに糖尿病との関連が強く、この関連の背景にあるメカニズムについても検討を行う予定である。RAGEノックアウトマウスの骨髄間葉系幹細胞を用いた検討、TGFβまたはHMGB1ノックダウン細胞株による腫瘍内骨髄間葉系幹細胞の変化などの遺伝子改変実験、長鎖脂肪酸受容体ノックダウン・ウイルスおよび、糖尿病モデル動物を用いた実験に主に研究費を使用する計画である。RAGEノックアウトマウスの骨髄間葉系幹細胞を用いた検討、TGFβまたはHMGB1ノックダウン細胞株による腫瘍内骨髄間葉系幹細胞の変化などの遺伝子改変実験、および、糖尿病モデル動物を用いた実験に主に研究費を使用する計画である。
フェムト秒レーザー分光による遷移金属酸化物絶縁体の素励起間相互作用の研究

本研究は、3d遷移金属酸化物を対象にして、フェムト秒パルス光のフォトド-ピングによる電子状態の変化および光励起状態の緩和ダイナミクスを調べ、緩和に関与するフォノン、マグノンとの相互作用の大きさ、強磁性-常磁性相転移に伴った緩和ダイナミクスの変化を明らかにすることを目的として行われた。1)CuO_2面の光励起に伴った電子状態の緩和ダイナミクスに関する研究:化学的ド-ピングを行っていないYBaCuO、NdCuO薄膜の場合、レーザー光による電荷移動励起の結果生じる光吸収スペクトルの変化は、光によるキャリアのド-ピングとして解釈できることが分かった。さらに、この変化は約1ps以内に完了する非常に速いことが実験的に初めて明らかになり、このような速い緩和は電子格子相互作用ばかりではなくマグノンとの強い相互作用によることが分かった。これは、電荷と磁気的素励起との相互作用が重要となる系に特有の緩和過程であることを明らかにすることが出来た。2)3d遷移金属酸化物薄膜の作製:レーザーアブレーション法を用いて遷移金属酸化物の薄膜を作製したところ、その配向特性は基板温度に強く依存するが、それぞれの物質に対して最適な基板温度の条件を見つけるならば、ほぼすべてのペロブスカイト型3d遷移金属酸化物の薄膜を作製できることが分かった。3)磁気転移と光スペクトル、緩和ダイナミクスの相関:R_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3(R=La、Nd、Sm)の薄膜の吸収スペクトルの測定とフォトド-ピング効果の研究を行った。その結果、egバンド間の光学遷移のスペクトル強度は磁化の大きさに二乗に依存して変化することがわかった。常磁性-強磁性転移に伴って吸収スペクトルが変することを利用して、フェムト秒バルスで誘起する磁気転移とそのダイナミクスを調べたところ、バルス光励起によって強磁性相中に常磁性相のドメインが約200psの時間で生成され、およそ100nsの時間でそのドメインが消滅して強磁性相に回復することが初めて明らかになった。この研究から、電荷・スピン・軌道と複合系のスピンダイナミクス、磁気転移ダイナミクスを解明する道が拓かれた。〈3d遷移金属酸化物薄膜の作製と光学スペクトルの測定〉La_<2-x>Sr_xNiO_4、Nd_2NiO_4、PrBa_2Cu_3O_<7-δ>の薄膜を作製し、その構造をX線回折などによって評価した。まず、上記の物質の焼結体を作製し、それをターゲットとして用いるレーザーアブレーションによって成膜を行った。La_<2-x>Sr_xNiO_4とPrBa_2Cu_3O_<7-δ>では、基板温度を制御することによってc軸配向膜を作製することがでいた。しかし、Nd_2NiO_4では、配向性が基板表面の粗さに敏感であること原子間力顕微鏡観察から分かった。これらの酸化物試料の光学スペクトルを遠赤外光領域から紫外光領域まで測定して、化学ド-ピングによる金属-絶縁体転移と光学スペクトルとの関係を調べた。La_<2-x>

Sr_xNiO_4では、酸素量を変えることによって電荷移動ギャップに関係した吸収帯が減少し、ギャップ内状態に起因する新しい吸収帯が現れることが分かった。さらに、Srのドープ量を変えるとキャリヤがドープされ、ギャップ内状態に関係した吸収帯が現れた。このようなギャップ内状態は、銅酸化物におけるMid-IR吸収帯に相当すると思われる。一方、PrBa_2Cu_3O_<7-δ>の酸素量を変えた場合、CuO鎖内の遷移による吸収帯と電荷移動吸収帯は減少し、ギャップ内吸収が増加することが分かった。以上の結果から、フォトド-ピングによるギャップ内状態の変化を、フェムト秒パルス光を用いて調べることが可能になった。〈CuO面の電荷移動励起状態の緩和ダイナミクス〉化学的ド-ピングを行っていないYBaCuO、NdCuO薄膜を、700900nmのポンプ光で励起して、電荷移動励起子を生成し、電荷移動吸収帯の過渡吸収スペクトルの測定を行うために、0.51.3eVの赤外光領域におけるプローブ光検出装置を整備した。フォトド-ピングによるDrude型吸収の立上りとMidIRを測定する準備ができたので、次年度以降実験を行う予定である。昨年度までの研究によりレーザーアブレーション法を用いることによって、ほぼすべてのペロブスカイト型3d遷移金属酸化物の薄膜を作製できることが分かったので、ニッケル酸化物およびマンガン酸化物の薄膜を作製した。銅酸化物に見られたフォトド-ピング効果との比較を行うために、La_<2-x>SrNiO_3を対象にしてポンプ・プローブ分光の測定を行ったところ、この系ではフォトド-ピング効果は現れなかった。これは、光励起された正孔は、元素置換でドープされた正孔とは異なるバンドに創られることを意味している。二重交換相互作用によって常磁性-強磁性転移を起こし、輸送現象や磁性がon-site交換相互作用で支配されていることが知られている、R_<1-x>Sr_xMnO_3薄膜を作製し、その光スペクトルとフォトド-ピング効果の研究を行った。その結果、e_gバンド間の光学遷移のスペクトル強度は磁化の大きさに二乗に依存して変化することがわかった。常磁性-強磁性転移に伴って吸収スペクトルが変化することを利用して、フェムト秒パルスで誘起する磁気転移とそのダイナミクスを調べた。その結果、パルス光励起によって強磁性相中に常磁性相のドメインが約200psの時間で生成され、およそ100nsの時間でそのドメインが消滅して強磁性相に回復することが初めて明らかになった。この研究から、電荷・スピン・軌道の複合系のスピンダイナミクス、磁気転移ダイナミクスを解明する道が拓かれた。
急性大動脈解離例のintimal tearに関する病理学的研究

A. Intimal tearの部位,形態と解離の進展・左冠動脈解離合併との関連StanfordA型急性大動脈解離による突然死剖検例(DeBakey I型52例/II型63例)について病理学的に検討した.その結果,II型ではITがI型に比較して近位側に存在する傾向を示した.また,I型ではITが右前壁に認められる例が多いのに対して,II型では左後壁にも少なからずITが存在していた.突然死例では,一般には稀とされるII型解離が多いことが特徴であり,今回の結果はIT自体の部位や形態によってII型になりやすい要因が存在することを示唆していると思われた.また,左冠動脈解離を伴う13例のITについて,冠動脈解離を伴わない131例との比較検討を行った.その結果,冠動脈非解離例ではITが上行大動脈の右前壁上半に認められることが多いのに対して,左冠動脈解離例では左後壁の弁輪直上部にITが認められることが圧倒的に多いことが示され,左冠動脈解離の合併はITの存在部位の特異性に起因する疑いが強い.Stanford A/B型例の大多数において,IT近傍では所謂cystic medionecrosisの像が観察され,3例には多核巨細胞を伴う著明な肉芽腫性動脈炎がみられた.これらのことから,大動脈解離の発生には弾性線維の脱落を伴う中膜病変による壁の脆弱性が基礎病変として重要であると考えられる.IT近傍の大動脈組織像をデジタル化し,各事例のIT近傍における病変部と非病変部の面積をCADソフトによって算出した.また,大動脈の組織所見の経時変化を医療過誤被疑事件に応用し,受診時期と発症時期の前後関係を病理学的に特定した.A. Intimal tearの部位,形態と解離の進展・左冠動脈解離合併との関連StanfordA型急性大動脈解離による突然死剖検例(DeBakey I型52例/II型63例)について病理学的に検討した.その結果,II型ではITがI型に比較して近位側に存在する傾向を示した.また,I型ではITが右前壁に認められる例が多いのに対して,II型では左後壁にも少なからずITが存在していた.突然死例では,一般には稀とされるII型解離が多いことが特徴であり,今回の結果はIT自体の部位や形態によってII型になりやすい要因が存在することを示唆していると思われた.また,左冠動脈解離を伴う13例のITについて,冠動脈解離を伴わない131例との比較検討を行った.その結果,冠動脈非解離例ではITが上行大動脈の右前壁上半に認められることが多いのに対して,左冠動脈解離例では左後壁の弁輪直上部にITが認められることが圧倒的に多いことが示され,左冠動脈解離の合併はITの存在部位の特異性に起因する疑いが強い.Stanford A/B型例の大多数において,IT近傍では所謂cystic medionecrosisの像が観察され,3例には多核巨細胞を伴う著明な肉芽腫性動脈炎がみられた.これらのことから,大動脈解離の発生には弾性線維の脱落を伴う中膜病変による壁の脆弱性が基礎病変として重要であると考えられる.IT近傍の大動脈組織像をデジタル化し,各事例のIT近傍における病変部と非病変部の面積をCADソフトによって算出した.また,大動脈の組織所見の経時変化を医療過誤被疑事件に応用し,受診時期と発症時期の前後関係を病理学的に特定した.平成12年度は,StanfordA型急性大動脈解離による突然死剖検例のうち,intimal tear(IT)が上行大動脈に存在する115例(DeBakey I型52例/II型63例)について病理学的に検討した.ITの存在部位および形態(長さ)を検索し,ITの部位に関してはtear全体,およびtearの最近位部についてI型とII型との差異を比較した.その結果,II型例ではITがI型例に比較して近位側に存在している例が多い傾向を示した.また,I型ではITが右前壁に認められる例が多いのに対して,II型では左後壁にも少なからずITが存在していた.ITの長さについては,I型(3.6±2.2cm),II型(3.3±1.6cm)間に有意差は認められなかったが,II型ではITの長さが1.0-5.0cmの間に比較的均等に分布しているのに対し,I型では2.0cm前後および6.0前後に2つのピークが認められた.大動脈解離による突然死では,A型解離例が大部分を占めており,特にその中でも一般には稀とされるII型解離が多いことが特徴である.村井(1988)は本症による突然死例の検討から,II型ではI型よりも短時間で死亡している例が多いことを見出し,発症から死亡までの時間が短かったことの結果として解離範囲が限局した可能性を指摘した.しかしながら,今回の結果はIT自体の部位や形態によってI型あるいはII型になりやすい要因が存在することを示唆しているとも思われた.すなわちITが心臓に近い部位に存在し,しかもある一定の長さを有している場合には,解離の長軸方向への進展よりも大動脈近位部における破裂に至ってしまう傾向が強いのではないかと考えられた.また,ITが左後壁に存在する例においても解離の進展が生じにくく,結果として破裂に至りやすくなるのではないかと推測された.

なお,IT近傍の大動脈の組織学的所見については,現在検討中である.前年度に引き続きStanford A型急性大動脈解離による突然死剖検例のintimal tear(IT)につき病理学的検討を行った.前年度はDeBakeyI型とII型におけるITの部位や形態の差異を検討したが,今年度は冠動脈の解離合併例におけるITの病理学的特徴につき検討した.我々はすでに急性大動脈解離による突然死の直接死因として解離腔破裂による出血,特に心嚢内出血が重要であることを指摘したが,解離腔破裂を欠く突然死例では冠動脈解離,特に左冠動脈解離による急性心筋虚血が重要であることも報告した.そこで今回はStanford A型解離例のうち,左冠動脈解離を伴う13例のITについて,冠動脈解離を伴わない131例との比較検討を行った.その結果,冠動脈非解離例ではITが上行大動脈の右前壁上半に認められることが多いのに対して,左冠動脈解離例では左後壁(一部右側壁)の弁輪直上部にITが認められることが圧倒的に多いことが示され,左冠動脈解離の合併はこのようなITの存在部位の特異性に起因している疑いか強いことがわかった.さらに今年度は,ITの近傍における大動脈壁の基礎病変について組織学的に検討した.StanfordA/B型計170例を検索したところ,大多数においてIT近傍では所謂cystic medionecrosis(中膜弾性線維の巣状の脱落と酸性ムコ多糖の沈着)の像が観察された.また,3例には多核巨細胞を伴う著明な肉芽腫性動脈炎がみられ,中膜の弾性線維が著明に破壊されていた.なお,中膜平滑筋の層状壊死は,慢性解離合併部を除き認められず,解離に伴う二次的な虚血性病変と考えた.これらのことから,大動脈解離の発生には弾性線維の脱落を伴う中膜病変による壁の脆弱性が基礎病変として重要であると考えられ,次年度において定量的評価をすべく準備中である.前年度に引き続き急性大動脈解離による突然死剖検例のintimal tearを病理学的に検討した.前年度までに,解離を生じるにはcystic medio-mecrosisの存在が重要であることが示されたため,cystic medionecrosisの定量的評価を試みるとともに,医療過誤被疑事例等におけるtearの組織像の意義について検討した.1.Intimal tera近傍の中膜におけるcystic medionecrosisの定量的評価の試みCystic medionecrosisは大動脈中膜における弾性線維の消失と同部への酸性ムコ多糖類の沈着を特徴とする局所的病変であり,組織標本上で病変部の範囲特定が可能であるので,中膜の特定範囲における本病変の占める割合を面積比として表現することができる.今回はtear近傍の大動脈組織標本をデジタル画像として取り込み,各事例のtear近傍約0.4cmの範囲における病変部の占める割合を市販CADソフト(DraftingCAD)によって算出した.2.医療過誤被疑事件におけるintimal tear部の組織像の意義大動脈解離は法医学領域では医療過誤被疑事件として取り扱われることが少なくない.このような事例では,(1)受診時にすでに本症が発症していたか,(2)本症が発症していた場合には診断が可能であったか,(3)適切な治療により救命しえたか,などの点が問題となる.(1)については今までの組織学的検討によって,tear近傍が最も長い時間経過を有していることが判明しており,tearを含む組織標本を作製することで発病時期を病理形態的にある程度推定することができる.実際に本年度に経験された医療過誤被疑事件2例について検討したところ,いずれも受診時にすでに大動脈解離が発症していたことが推定され,誤診であることが裏付けられた.
看護業務量推定のための方法論の構築

本研究では、軽負担の業務量データ計測・蓄積手法の確立、それらを用いた適正な看護職人員配置を試算する方法論を構築する事を目的としている。平成30年度の研究進行概要は以下の通りである。本年度は軽負担で、いつ、誰が、どこで、誰のために、何をしたのか、対象者の状態、等の「看護業務量」について、看護行為の意図ならびに業務の流れを失わず、情報を自動で獲得する方法を検討する事が当初予定となっていた。「看護業務量」の構成情報となる項目群は、“看護者の会話相手・会話内容[看護業務の内容]"、“施設内でどう動いたか[行動動線]"、“振る舞いをした時間[看護行為実施終了時刻]"、“対象者の状態[電子カルテ上の患者状態情報]"の情報であり、まず、[行動動線]を正確に検知するためのデバイス調整を行った。使用デバイスの情報管理システムを構築し、病院類似施設での稼働実験を実施した。これにより、構築したシステムの調査における活用可能性を見込む事ができた。次に、[業務の内容]の掌握について、各種録音機器に関する収録性能を検証中である。これら、情報取得システムの整備に並行し、令和2年度(平成32年度)実施予定である、看護業務量推定のための分析方法・数理モデルの検討を一部開始している。大量に蓄積される情報は既存の計算ソフト等で取り扱うことができないため独自のデータ加工が必要であり、そのプログラミング環境を整えると共に、大量情報から各情報間の関連性を洗い出す数学的方法論を検討している。業務量調査データは未だ未収集であるため、ナースコールログデータを業務量データに見立てて解析し、成果を上げている。研究予定を先取りしている部分も有るが、当初予定であった、軽負担の業務量データ計測・蓄積手法の確立のための[看護行為実施終了時刻]データの取得、[電子カルテ上の患者状態情報]の取得と全データの時間を軸にした同期等、全体のシステム構築が未達成となっている。令和元年度(平成31年度)は、病院施設での調査予定であったが、システム構築時期によっては、調査が遅れる可能性がある。速やかに、軽負担の業務量データ計測・蓄積手法の確立のための[看護行為実施終了時刻]データの取得、[電子カルテ上の患者状態情報]の取得と全データの時間を軸にした同期等、全体のシステム構築を達成し、病院施設での調査準備にかかる。また、研究予定において先取りしている、看護業務量推定のための分析方法・数理モデルの検討については引き続き解析を進め、業務量調査データ入手後すぐに、内容分析に取り組めるよう備える。H30年度配分額では研究費用の不足により、計画を進めることが難しくなったため、H31年度配分額より前倒しで予算請求を行った。この時点から更に研究計画の変更があり、最終的に残額が出た。これについては、次年度、研究計画の進展に伴い、順次執行予定である。
磁場誘起超伝導を示す2次元有機導体の多周波ESR分光による超伝導ギャップの観測

磁場誘起超伝導体λ-(BETS)_2FeCl_4の磁気光学測定を,1.4Kにおいて,米国フロリダの強磁場研究所の33T水冷磁石を用いておこなった。光源としては後進後波管(BWO)を,検出器としてはlnSbホットエレクトロン検出器を用い,試料回転が可能な透過型試料ホルダーを作成して測定をおこなった。針状の試料1本で測定をこころみたが,マスクがなかったこともあり信号を検出することができなかった。そこで,マスクをつけ数本の針状試料を平行に並べ,試料間を光が透過するよう配置した。試料回転機構を用いてできるだけ磁場がc軸に平行となるよう試みたが,ESR信号が完全に消失するような配置は実現できなかったので,一部の試料は磁場が完全にc軸と平行にはなっていなかった可能性が考えられる。その結果,高周波数領域において8T付近の透過度が増大するような非常に特異な周波数依存性が観測された。さらに,8T以上の磁場で透過度が大きく減少し,S/Nの範囲内で,磁場誘起超伝導状態と予想される20T以上で有意な変化は観測されなかった。しかし,このような有機導体の超伝導がクリーンリミット(超伝導のコヒーレンス長:ξ<平均自由行程1)にある場合,Drude反射のすそが超伝導ギャップよりエネルギーが小さいため,透過強度の超伝導状態と金属状態の差が小さく,周波数依存性から超伝導ギャップの大きさを明らかにすることが困難である可能性が検討の結果明らかとなってきた。一方,高周波数領域において観測された8T付近の透過度が増大するような非常に特異な周波数依存性は,非常に興味深いがその原因が未解明であるため,2008年夏にタリンで開催される強磁場の国際シンポで発表し,議論することでさらに検討をすすめることを計画している。(1)東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センターと共同でベクターネットワークアナライザーと超伝導磁石を使った磁気光学測定装置用の回転式キャビティーを開発し,磁気光学測定の角度依存性を低温で高い精度で観測することが可能となった。これにより低次元有機導体のフェルミ面や超伝導ギャップの異方性を詳細に研究することが可能となった。この装置をもちいて低次元有機導体(DMET)_2I_3とβ"-(BEDT-TTF)(TCNQ)の詳細な測定をおこない,それぞれ擬一次元フェルミ面のワープ状態と非常に異方的な擬二次元フェルミ面の存在を明らかにすることに成功した。今後,フロリダ,タラハシーの強磁場施設における定常磁場測定の予備実験装置としての役割が期待される。(2)本研究のねらいは物材機構の宇治らによって発見された二次元有機導体λ-(BETS)_2FeCl_4における磁場誘起超伝導の発現機構のてがかりをえるため超伝導ギャップを強磁場中で多周波ESR分光を用いて観測することにある。まず予備実験として神戸大学の光源とパルス磁場をもちいて二次元有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)_2Cu(SCN)_4の多周波ESR分光をおこなった。より安定した結果がえられるよう装置に改良をくわえている。さらにオーストラリアで開催されたICSMに出席して,フロリダ,タラハシーの強磁場施設の共同研究者と情報交換をおこなうとともに,8月にタラハシーの強磁場施設を訪問し,定常磁場測定の現状を把握した。さらにフロリダ,タラハシーの強磁場施設の共同研究者が神戸大学を訪問し,測定の研究打ち合わせをおこなった。

1)昨年,東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センターと共同で開発したベクターネットワークアナライザーと超伝導磁石を使った磁気光学測定装置用の回転式キャビティーを使用して,β"-(BEDT-TTF)_2CsCd(SCN)_4の基底状態におけるフェルミ面を調べる目的で磁気光学測定を行った、1.5Kにおいて,6T以上の磁場領域では擬一次元,擬二次元フェルミ面の両方が存在し,6T以下では擬二次元フェルミ面のみの存在を示唆する結果を得た。このことは,この系の基底状態が擬一次元フェルミ面のネスティングによる密度波状態であり,6T以上の磁場によって密度波が破壊され金属状態が復活する事を示唆していると考えられる。2)本研究のねらいは物材機構の宇治らによって発見された二次元有機導体λ-(BETS)_2FeCl_4における磁場誘起超伝導の発現機構のてがかりをえるため超伝導ギャップを強磁場中で多周波ESR分光を用いて観測することにある。そこで,2005年7月に湘南で開催されたISMC2005と9月にフロリダで開催されたISCOM2005において海外協力研究者のBrooks教授を含めた共同研究者間で会合をおこない試料の提供を受けるとともにフロリダでのマシンタイムなど打ち合わせをおこなった。そして,東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センターの18T超伝導磁石とベクターネットワークアナライザーおよび回転式キャビティーを使用して予備実験を開始して実験条件をつめる作業を続けている。今のところ,2006年春にフロリダの25T定常磁石を使ったマシンタイムを予定している。1)1.6Kにおいて,15Tまたは18T超伝導磁石,ベクターネットワークアナライザーおよび独自に開発した回転型共振器を用いて,東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センターで有機導体β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)_<1-x>(F1-TCNQ)_x(x=0,0.05)の磁気光学測定を行った。いずれの系についてもPORが観測され,非常に詳細な角度依存性測定をおこなうとともに,その解析をおこなった。その結果,x=0塩については非常に異方的だが擬二次元的なαとβ軌道からなるフェルミ面を持つことが明らかとなった。この結果,これまで擬一次元的なフェルミ面の存在を指摘していたADMRO測定結果については,非常に異方的な擬二次元フェルミ面からくるYamaji振動として解釈できるという結論に達した。また,x=0.05塩に関しては,測定結果から擬一次元フェルミ面を持つことがはじめて明らかとなった。これは,ドーピングによるdisorderが一次元系に特有なフェルミ面のネスティングによる転移を抑制していることを示していると考えられる。2)磁場誘起超伝導体λ-(BETS)_2FeCl_4の磁気光学測定を,1.4Kにおいて,米国フロリダの強磁場研究所の33T水冷磁石を用いておこなった。光源としては後進後波管(BWO)を,検出器としてはInSbホットエレクトロン検出器を用い,試料回転が可能な透過型試料ホルダーを作成して測定をおこなった。針状の試料1本で測定をこころみたが,マスクがなかったこともあり信号を検出することができなかった。そこで,マスクをつけ教本の針状試料を平行に並べ,試料間を光が透過するよう配置した。試料回転機構を用いてできるだけ磁場がc軸に平行となるよう試みたが,ESR信号が完全に消失するような配置は実現できなかったので,一部の試料は磁場が完全にc軸と平行にはなっていなかった可能性が考えられる。その結果,高周波数領域において8T付近の透過度が増大するような非常に特異な周波数依存性が観測された。この特異な振舞の起源は,まだ明らかになっていない。
霊長類脊髄損傷に対するHGFの有効性および治療法の確立

コモンマーモセット頸髄損傷モデルに対しヒト組み換え肝細胞増殖因子蛋白(recombinant humanhepatocyte growthfactor ; rhHGF)をくも膜下腔持続投与することにより著明な運動機能回復促進効果が得られることを明らかとした.組織学的にも有意な損傷範囲縮小効果を確認することが出来た.またアロディニアや腫瘍形成を認めず安全性についても確認できたことから,本研究結果はrhHGFを用いた脊髄損傷治療が臨床応用へ結びつく可能性を示すものと考えている.コモンマーモセット頸髄損傷モデルに対しヒト組み換え肝細胞増殖因子蛋白(recombinant humanhepatocyte growthfactor ; rhHGF)をくも膜下腔持続投与することにより著明な運動機能回復促進効果が得られることを明らかとした.組織学的にも有意な損傷範囲縮小効果を確認することが出来た.またアロディニアや腫瘍形成を認めず安全性についても確認できたことから,本研究結果はrhHGFを用いた脊髄損傷治療が臨床応用へ結びつく可能性を示すものと考えている.【目的】我々はラット胸髄圧挫損傷モデルに対してウィルスベクターを用いてHepatocyte growthfactor(HGF)を髄内に供給することにより,神経保護・血管新生・軸索伸長作用を介して有意な運動機能回復が得られることを報告した.そこで本研究の目的は,前臨床試験として霊長類コモンマーモセット頸髄損傷モデルに対するヒト組み換えHGF蛋白(rhHGF)の有効性と安全性を検討することである.【方法】1)成体コモンマーモセットの第5頚椎高位に圧挫損傷を作製し,直後よりくも膜下腔にカテーテルを挿入し, rhHGFを4週間持続投与した(n=6).対照群にはPBSを投与した(n=5).2)術後12週までBargriptestにて上肢筋力を,独自に開発したscoringにて上肢の神経学的機能を評価した.3)損傷後1・3・12週に頚髄MRIを撮像し,損傷範囲を同一個体で経時的に評価した. 4)損傷後12週目に脊髄の組織学的検討を行った.【結果】1)rhHGF群で対照群に比べ有意に良好な運動機能回復が認められた.異常行轍は認めなかった.2)損傷後12週自のMRI像では異常信号領域がrhHGF群で著明に縮小していた.3)rhHGF投与群で髄鞘化面積が有意に保たれており,皮質脊髄路を示すCaMK2-α陽性線維が損傷尾側においても有意に保たれていた.また,脊髄後角におけるCGRP陽性C線維分布に両群問で有意な差を認めなかった.腫瘍形成は1例も認めなかった.【考察・結論】霊長類で特に発達した上肢の機能に注目することで, rhHGFのくも膜下腔持続投与により霊長類脊髄損傷に対して著明な治療効果が得られることを明らかとした.またアロディニアや腫瘍形成を認めず安全性についても確認できたことから,本研究結果はrhHGFを用いた脊髄損傷治療が臨床応用へ結びつく可能性を示すものと考えている.【目的】本研究の目的は,前臨床試験として霊長類コモンマーモセット頸髄損傷モデルに対するヒト組み換えHGF蛋白(rhHGF)の有効性と安全性を検討することである.【方法】1)成体コモンマーモセットの第5頚椎高位に圧挫損傷を作製し,直後よりくも膜下腔にカテーテルを挿入し,rhHGFを4週間持続投与した(n=6).対照群にはPBSを投与した(n=5).2)術後12週まで独自に開発したscoringにて上肢の神経学的機能を評価した.3)損傷後1・3・12週に頚髄MRIを撮像し,損傷範囲を同一個体で経時的に評価した.4)損傷後12週目に脊髄の組識学的検討を行った.【結果】1)rhHGF群で対照群に比べ有意に良好な運動機能回復が認められた.異常行動は認めなかった.2)損傷後12週目のMRI像では異常信号領域がrhHGF群で著明に縮小していた.3)rhHGF投与群で髄鞘化面積が有意に保たれており,皮質脊髄路を示すCaMK2-α陽性線維が損傷尾側においても有意に保たれていた.さらには損傷周囲におけるCaMK2-α陽性のinterneuronの分布がrhHGF投与群で多い傾向にあり、interneuronを介した新たなneural circuit構築に寄与した可能性が示唆された。また,脊髄後角におけるCGRP陽性C線維分布に両群間で有意な差を認めなかった.腫瘍形成は1例も認めなかった.【考察・結論】rhHGFのくも膜下腔持続投与により霊長類脊髄損傷に対して著明な治療効果が得られることを明らかとした.またアロディニアや腫瘍形成を認めず安全性についても確認できたことから,本研究結果はrhHGFを用いた脊髄損傷治療が臨床応用へ結びつく可能性を示すものと考えている.rhHGFくも膜下腔持続投与の毒性試験、脳脊髄液中の薬物動態試験をすでに開始している。
水産食品中の興奮性アミノ酸、特にドウモイ酸、カイニン酸の検索

平成5年度、6年度と日本国内で生産される重要貝類ホタテガイ、アサリ、ムラサキイガイなどにつき、ほぼ毎月ドウモイ酸のモニタリングを行った。一方、日本各地のドウモイ酸産生プランクトンと疑われている珪藻Nitzschia pungensについては、瀬戸内海で平成5、6年の2年間各週にわたってサンプリングして、調査した。他方、鹿児島県徳之島、屋久島及び花瀬崎(薩摩半島)において紅藻類中のドウモイ酸含量を調査した。また食用海藻を入手して、同様にドウモイ酸量を調べた。また一方、アラスカから輸入された食用ダンジネスクラブについても、同様に内蔵及び筋肉についても調査した。ドウモイ酸を高濃度に含むハナヤナギ海藻を接種していると考えられるオウギガニ科スベスベマンジュウガニについても同様にその内蔵を調査した。この結果、重要貝類、食用の褐藻類、珪藻類にはほとんどドウモイ酸は検出されなかった。しかし、鹿児島県で取れる紅藻類ハナヤナギ、ケヒメモサズキJaniacapillacea、ニセイバラノリCoelothrix irregularis中には高濃度のドウモイ酸が含まれていた。そのうちハナヤナギについては地域や季節に無関係に、極めて高い濃度のドウモイ酸が認められた。他方、ドウモイ酸産生プランクトンと考えられる珪藻、N.pungensは。瀬戸内海の内海湾産には、ドウモイ酸を検出できなかったが、平成6年8月に広島湾で赤潮を形成したものには、僅少の0.01pg/cellのドウモイ酸が検出された。ダンジネスクラブやスベスベマンジュウガニからも特に内蔵に、僅かながらドウモイ酸が検出された。以上、日本におけるドウモイ酸の水産物への汚染は、紅藻類以外は殆ど問題がなく、またそのルートは、珪藻N.pungens由来以外と考えられた。日本国内で生産される重要貝類ホタテガイ(北海道、青森)、アサリ(静岡、愛知、福岡)、コタマガイ(宮城)などにおけるドウモイ酸の分布調査を平成5年度に4月から翌年2月まで毎月行った。また、日本各地でその貝類が食べるプランクトン特に、珪藻についても同様に調査した。ドウモイ酸を産生するとされる珪藻Nitzchia pungensについて、瀬戸内海で同様各月採取して調査した。その結果、貝類やNitzchiaなどの珪藻中からドウモイ酸を検出できなかった。他方、鹿児島県徳之島(6月採取)、屋久島(6月-翌1月まで採取)および薩摩半島産(8月採取)の紅藻類特にハナヤナギ中には極めて高い濃度のドウモイ酸がほぼ周年含まれていた(徳之島;乾燥重量当り、4,370ppm,その他;湿重量当り、60-994ppm)。また、屋久島では、このハナヤナギを摂取した二人が中毒して死亡していることも分かった。また前記地域にハナヤナギと同じ生息地では紅藻類Jania sp.ニセイバラノリについてもハナヤナギに匹敵する約40-800ppmの高い濃度のドウモイ酸を有していた。これら紅藻類を食しているとされるオウギガニ科のカニにわずかながらドウモイ酸が検出された。他方、輸入された大型のダンジネスクラブ中に、主として、内臓に20ppmを超えるドウモイ酸が含まれていた。これらの結果は、日本における水産生物のドウモイ酸の毒化が、アメリカ、カナダとは異なる機構であることが示唆された。カイニン酸については沖縄産の海人草に1.94mg/gの高い濃度含まれることが分かった。

前年度に引き続き、日本国内で生産される重要貝類ホタテガイ(北海道、青森)、アサリ(静岡、愛知)、ムラサキイガイ(茨城)ならびに輸入されたダンジネスクラブなどにおけるドウモイ酸の分布調査をおこなった。他方、瀬戸内海で発生したドウモイ酸産生プランクトンNitzschia pungensを平成6年4月-8月までほぼ一週間毎に採取し、そのドウモイ酸量をみた。また、平成6年8月には、鹿児島県花瀬崎にて紅藻ハナヤナギを採取してドウモイ酸量を調べた。その他、日本各地から、食用海藻アラメ、コンブ、ヒジキ、ワカメを採取して、同様にドウモイ酸量を調べた。その結果、国内産重要貝類ホタテガイ(北海道、青森)、アサリ(静岡、愛知)、ムラサキイガイ(茨城)については、平成6年4月以降平成7年1月までまったくドウモイ酸が検出されなかった。しかし、アラスカ産ダンジネスクラブでは、内臓に25-50ppm,筋肉に0-13ppmのドウモイ酸が検出された。他方、瀬戸内海で採取したN.pungensにはドウモイ酸は検出されなかったが、平成6年8月末に広島湾で赤潮を形成したN.pungensには、0.01pg/cellの僅かながらドウモイ酸が検出された。この数値は、カナダで問題となったこの種の含量の1/10以下であった。鹿児島県花瀬崎で平成6年8月に採取したハナヤナギのドウモイ酸含量は201ppmと、平成5年の同時期に比して低かったが、同様3桁であった。これに付着している生物に23ppmのドウモイ酸が含まれていた。他の食用海藻からはドウモイ酸は検出できなかった。日本におけるドウモイ酸汚染に毒産成能が認められたN.pungensは多少関係すると思われるが、紅藻類に付着する生物が毒化機構に深く関与することが示唆された。
演劇研究資料としての上方役者絵の研究

本年度は、1.従来調査撮影した役者絵の整理・考証及びカ-ド作製、2.早稲田大学演劇博物館所蔵分の写真による整理・考証及びカ-ド作製、3.阪急学園池田文庫所蔵分の撮影と整理・考証及びカ-ド作製、4.絵本番付(絵づくし)の表紙絵の調査、に大別できる。1.3.に関しては、アルバイトの協力に助けられた。4.は国会図書調査が中心となった。申請時予定していた海外コレクションからの写真取りよせは、予算の関係で今回見送った。未発見のコレクションの発掘は、成果らしい成果はなかった。以上の実績は、基礎デ-タ-の集成と言っていいだろうが、従来と異なる点は、黒白写真によっていたのを、今年度撮影分から、カラ-にした事である。これにより資料的意義は大いに高まったと思う。カラ-焼付は白黒より安価という現状を利用した面もある。なお資料はスライドが紙焼きかも種々の利点欠点はあるが、紙焼きとした。役者絵のほとんどは、上演年月・劇場・外題など考証できるが、考証困難なもの二百枚程が今手もとにある。これはほとんどが大芝居のものでなく、マイナ-な芝居である中ウ芝居の役者を画いたものである。中ウ芝居は、歌舞伎研究の第一資料である役者評判記が扱わないので、番付と役者絵が大切な資料になる。番付研究(絵尽しを含めて)は進んでいるので、役者絵が資料として使用可能になるにつれ、大阪の中ウ芝居の実体が次第に明らかになってきた。特に人気の反映とも言うべき役者絵のことゆえ、実際に大阪の庶民に受好されていた役者の動向は今年度特に新しく発見した点である。
内胚葉・内胚葉性器官形成に異常を示すゼブラフィッシュ変異体の原因遺伝子の解析

本研究では、内胚葉性器官、特に消化器官形成の異常が顕著な新規変異体morendo(mor)とlegato(leg)変異体の解析を中心に研究を進め、mor変異体の原因遺伝子の同定に成功した。現在Morタンパク質の機能に関して研究を進めている段階である。また、leg変異体に関しては、原因遺伝子が含まれるゲノム領域の絞り込みに成功した。今後の解析により、原因遺伝子を同定することが出来ると考えている。更に私は、内胚葉細胞が特異的に蛍光を発するトランスジェニックゼブラフィッシュTg(sox17 : EGFP)を用いることにより、原腸陥入期における内胚葉細胞の運動がケモカインシグナル(SDF1/Cxcr4シグナル)により制御されていることを明らかにし、論文発表(Mizoguchi et.al., 2008)を行った。<内胚葉性器官形成に異常を示す変異体の原因遺伝子のクローニング>本年度は、内胚葉性器官形成が異常になる変異体(morendo (mor), legato (leg), decrescendo (dec))に関して、原因遺伝子のクローニングを中心に行った。mor変異体は、スクリーニングにより得られた新規な変異体で、leg変異体と同様に内胚葉性器官形成の異常を示す。3種変異体の原因遺伝子を同定するため、変異体(AB系統)を別系統の野生魚(India系統)と掛け合わせ、3世代からなるファミリーを作製した。掛け合わせの際の遺伝的組み換えにより、AB, India系統間で多型を示すマイクロサテライトマーカーを用いて原因遺伝子のマッピングを行った。その結果、mor変異体では原因遺伝子の候補が得られため、現在変異部位を同定するため、野生胚と変異胚の間で遺伝子配列の比較を行っている段階である。また、leg, dec変異体では、詳細なマッピングの結果、原因遺伝子から1cM以内に近づくことに成功した。mor, leg変異体を、内胚葉性器官が特異的にGFP蛍光を発するトランスジェニックライン(gutGFP)と掛け合わせ、mor, leg変異胚の内胚葉性器官で蛍光蛋白質であるGFPを発現させることを行っている。現在、それぞれの変異体の同定を行い、変異胚を共焦点レーザー顕微鏡により経時的な観察を行っている段階である。<内胚葉性器官形成に異常を示す変異体の原因遺伝子のクローニング>本年度は、内胚葉性器官形成が異常になる変異体(morendo(mor), legato(leg), decrescendo (dec))に関して、原因遺伝子のクローニング及び原因遺伝子の機能解析を中心に行った。3種変異体の原因遺伝子を同定するため、変異体(AB系統)を別系統の野生魚(lndia系統)と掛け合わせ、3世代からなるファミリーを作製した。その結果、mor変異体では原因遺伝子を同定することに成功した。mor遺伝子はRNA形成に関与していることが予想されたため、現在mor遺伝子の機能を明らかにするため、様々な生化学的実験を行っている段階である。更にleg, dec変異体では、詳細なマッピングの結果、原因遺伝子が存在するゲノムの範囲を絞り込むことに成功したため、予想される原因遺伝子候補に変異があるかを確認している段階である。<mor変異体表現型の詳細な観察>mor変異体を、内胚葉性器官が特異的にGFP蛍光を発するトランスジェニックライン(gutGFP)と掛け合わせ、mor変異胚の内胚葉性器官で蛍光蛋白質であるGFPを発現させることを試みた。変異胚を共焦点レーザー顕微鏡により経時的な観察を行い、内胚葉性器官形成に異常が起こり始める発生段階を明らかにすることを試みている段階である。
ラジオ波照射による薬剤放出可能な磁性粒子集合化カプセルの創製

本研究では外部刺激に応答する薬剤輸送のキャリア作製を目指し、酸化鉄および金ナノ粒子の自己組織化を可能とする粒子表面の化学修飾剤を開発した。フッ素化したオリゴエチレングリコール(SFLと省略)で金属ナノ粒子修飾すると粒子が球状に集合した構造が得られることが分かった。さらにSFLの先端にグルコースを導入することで、粒径の異なる金ナノ粒子が自然に分離した階層構造を持つ集合体が得られた。また熱に応答して凝集・解離する金ナノ粒子の作製にも成功した。本研究は磁性粒子をフッ素化オリゴエチレングリコールでコーティングすることで数十ナノメートルの磁性粒子をカプセル状に自己集合させることである。まず、サイズ分布が狭いナノスケールの磁性粒子の合成に着手した。1つは酸化鉄の粒子で、もう1つは酸化鉄と金ナノ粒子の複合体(ハイブリッド粒子)である。どちらの粒子も既に報告されているが、それらの知見をベースに合成の最適化条件を探した。これらの多くの報告が有機溶媒中(特に高沸点溶媒)での合成であり、バイオ応用にはまず水への分散が不可欠である。そこで25年度は合成した磁性粒子への水分散性付与を中心に実験を進めた。磁性粒子の表面保護材として使われるカテコール分子に様々なオリゴエチレングリコール誘導体を連結し、磁性粒子を水に分散させるための条件をさぐり、オリゴエチレングリコール長が6以上であれば水への高い分散性が得られることが分かった。また金ナノ粒子を使って自己集合をより効率よく引き起こすための様々なフッ素化オリゴエチレングリコールの誘導体を合成し、それらの集合化状態を電子顕微鏡で観察した。これらの表面リガンド構造と粒子集合体の状態との相関から集合体メカニズムを推察した。この知見も磁性粒子の集合化にフィードバックしていく予定である。平成26年度は磁性粒子の集合体と、そのモデルとなる金ナノ粒子の集合体の研究を進めた。金ナノ粒子の集合体形成のために2つのアプローチで表面リガンド分子の設計を行った。ひとつはすでに見いだしているフッ素化オリゴエチレングリコールを改良をおこない、もうひとつは疎水性-親水性のヤヌス粒子を合成を進めた。フッ素化オリゴエチレングリコールの先端に糖鎖を固定化すると今までは不可能であった直径30nm以上の粒子であっても自己集合することがわかった。またサイズの異なる2種類の粒子を混合することでそれらが相分離しながら凝集することを見いだした。例えば大きなサイズの磁性粒子(酸化鉄)と小さなサイズのフッ素化した金ナノ粒子を混合するとひとつの集合体として得られることが分かった。すなわちフッ素化した金ナノ粒子が磁性粒子を取り込む形で集合体を形成できることを意味している。これは不用意な磁性粒子集合体同士の凝集・沈殿を防ぐのに有用であると考えられる。もう一つの集合体作製のアプローチである疎水性-親水性のヤヌス粒子では、まず金ナノ粒子をアルキル鎖の短いチオール分子(親水面を形成)で一旦被覆し、その次にアルキル鎖の長い、パッキングしやすい分子を添加することで親水的な粒子の一部に疎水的な島が形成されヤヌス様の粒子が合成できることを見いだした。水中において疎水部が自己集合の駆動力となり、親水部が溶媒に露出することで安定な集合体ができることを期待した。実際に親水と疎水性分子がランダムに提示されている粒子に比較して、ヤヌス状粒子の凝集体は水中で沈殿しにくい特性を有していることが分かった。これらの知見も粒子集合体を形成させるだけでなく、溶液中で安定な集合体形成を促進するために重要である。このヤヌス粒子の合成と自己集合に関する成果は2015年の学術論文として報告した。3年目は金ナノ粒子を使った階層的なカプセル状集合体形成を進めた。大小2つの粒径の金ナノ粒子をフッ素化オリゴエチレングリコール存在下で混合すると常にカプセルの表層が小さい粒子で覆われていることが分かった。直径5nmと30nmの金ナノ粒子を混合すると、内部に30nmの凝集体が入り、その表層を5nmの粒子が覆う卵黄/殻型の特殊なカプセル構造になっていることがわかった。電子顕微鏡による詳細な解析で、カプセル内部の30nmの粒子とそれを覆う5 nmの粒子はほぼ分離していることがわかった(東北大学との共同研究として行った)。大小のサイズ比が大きいほど相分離が進みやすい傾向にあることもわかった。このサイズ分離の駆動力は小さな粒子がカプセルを作る力と、カプセル形成時に大きな粒子を内部に排出する枯渇力であることが推察された。またこのカプセル形成は、乾燥プロセスによるものではなく溶液中ですでに相分離が起きていることが分かった。これらの研究は、溶液中での新しい粒子カプセルの形成方法として学術論文として発表するに至った。また今までグルコースを先端にもつフッ素化オリゴエチレングリコール分子(GFL)を使っていたが、先端にカルボン酸をもつフッ素化分子(CFL)で同様に集合化を調べたところGFLよりも安定にジオキサン/水混合溶液に分散することがわかった。CFLは磁性粒子などのカプセル形成剤として十分に期待できるため、今後の新しい展開につながる成果が得られた。

さらにSFLの先端にグルコースを導入することで、粒径の異なる金ナノ粒子が自然に分離した階層構造を持つ集合体が得られた。また熱に応答して凝集・解離する金ナノ粒子の作製にも成功した。磁性粒子の集合化はすでに確認できているため、おおむね順調と判断した。金属ナノ粒子の集合体で現在の課題は、その安定性とサイズ制御である。現在磁性粒子の集合化がフッ素化オリゴエチレングリコールで形成できることは確認できているが、その安定性が十分ではないため沈殿しやすいことが課題である。その解決と、電磁波による刺激応答が今後の進展に必要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。コロイド・界面化学・生体機能今後はより安定なナノ粒子集合体形成のために電荷を持たせたリガンド分子の設計を行う予定である。粒子表面の電荷反発とフッ素分子間の疎溶媒相互作用によって安定な粒子集合体が形成できると考えている。特に水中においての安定な集合体形成は現在の課題であり、溶液中での分散性をより高める設計を進めていく。・磁性粒子の合成法を確立した。・磁性粒子と結合する水溶性カテコール分子の合成と、それらの被覆による磁性粒子の水分散に成功した。・フッ素化オリゴエチレングリコールによる粒子の自己集合には水含量が大きく影響することを見いだした。当初の実験計画から大きな変更はなく進めていく。具体的には以下の計画を中心に進めていく。・カテコール部位を有するフッ素化オリゴエチレングリコールの誘導体の合成。・酸化鉄と金ナノ粒子の複合体(ハイブリッド粒子)を使った自己集合。・磁場あるいは光によるカプセルの崩壊を実証する。装置を自前で購入するのではなく、他の研究室や共用機器のものを利用することで当初の予定よりも設備費を大きく削減できた。試薬やガラス器具の購入に使う。当初予定していた磁性粒子だけでなく金-酸化鉄のハイブリッド粒子などの合成試薬の購入に充てる。さらに連携研究者が本申請内容に関連した内容を学会発表する際の旅費として使うことを計画している。