hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
配列ナノ空間物質の結晶構造

放射光X線回折実験はSPring-8において、粉末測定はBLO2B2、単結晶測定はBLO2B1の各々のビームラインで行った。今年度は、昨年度実現したベンチャー企業/東北大学との共同研究により金属内包C60の内包証明に続けて、更に結晶の対称性が高く応用的な観点からも価値が高いと期待される新しい組成比の塩について測定を行なった。温度依存性の測定から,内包していないC60と同様の回転が凍結する相転移現象を見出した.電場応答など外場に対して内包されたLiイオンがどのように振る舞うかなどについて,電場を印加しながらX線回折を行うことができる装置を組み立て,予備的な実験を行った.一方、粉末回折測定では領域内との共同研究により、クラスレート化合物におけるラットリングと熱電特性の関係を系統的に調べた。この系のゲスト原子の運動は,ケージ骨格にも影響を及ぼしていることが分かり、電気伝導性と熱伝導特性は切り離して考えるのではなく相補に協力し合う形での物性発現が明らかとなった。この結果は,共同研究を行っている広島大学のグループのラマン散乱実験の結果とよく一致していることがわかった.すなわち,内包しているゲスト原子のラットリング運動が,ケージ中心に位置するのか,中心位置からずれたところで運動するのかは,熱伝導度と直接関係するのではなく,このゲスト原子の運動に対して骨格のケージに特定のモードが誘起されることで,熱伝導が変化することが明らかとなり,今後の物質探索に方向性を与えた.特定領域で創製される配列ナノ空間を有する新物質を対象に、最新の放射光X線散乱実験技術を駆使してその精密構造を決定し、構造的観点から新物質相の電子状態と量子物性の発現機構を明らかにすることを目的として、精密測定を目指した電子密度解析を行ってきた。今年度は、昨年度実現したベンチャー企業/東北大学との共同研究により金属内包C60の内包証明に続けて、更に結晶の対称性が高く応用的な観点からも価値が高いと期待される新しい組成比の塩について解析を行い論文及びプレスリリースを行った。この論文は注目論文として取り上げられ、金属内包フラーレンの興味深い特性について内外の注目を集めていることが明らかとなった。一方、粉末回折測定では領域内との共同研究により、クラスレート化合物におけるラットリングと熱電特性の関係を系統的に調べた。この結果、ゲスト原子の運動はケージ骨格にも影響を及ぼしていることが分かり、電気伝導性と熱伝導特性は切り離して考えるのではなく相補に協力し合う形での物性発現が明らかとなった。更に、異形クラスレートBa8Ga16Sn30は、type-Iとtype-VIIIが焼成環境と温度によって相転移を示すことを明らかにした。この結果より、十分な実用領域のZT1.4を持つtype-Iクラスレートの合成に関する重要な知見を得ることができた。また、我々の放射光実験と大阪大学極限量子科学研究センターの電子スピン共鳴の実験を含めて、国内外の多くの共同研究として量子液体状態の研究を行った。通常乱れに弱いと考えられている量子スピン液体状態が電子軌道・スピンの協力現象によって高い温度から安定化されて、極低温まで量子液体状態を維持していることが明らかとなった。
住民ボランティア組織を主体としたまちづくりに関する研究

本研究は、典型的な中山間地域である鳥取県智頭町をフィールドとし、同町で展開されている住民ボランティア組織を主体としたまちづくりの事例に着目する。智頭町では、ボランティア組織と行政がイコール・パートナーシップの関係を構築し、ボランティアが政策の立案から実行過程にまで参加するという新しい方式が定着しつつある。本研究では、1住民ボランティアがボトムアップで組織化されていった経緯や活動を促進・阻害した要因、2行政に与えたインパクト、2一般住民の地区への愛着、定住意識、生活不安の解消に与えた影響を明らかにする。これらを総合的に考察することを通して、新しいボランティア・モデルとその可能性を提言する。
利き手交換における手と口の協調について

右利きの健康成人5名にスプーン食べを施行させ計測を行った.計測条件は被験食品(ヨーグルト)を肘90度屈曲位および左右手指伸展位の中指先端(以下中位とする)線上の体幹正面に置き,マーカーを上下口唇,眉間,頸切痕,左右肩峰,左右上腕骨外側上顆,左右尺側遠位端,器の計11点に貼付した.左右尺側遠位端と器の2点間距離が最も短い時点をすくい時,上下口唇の2点間距離が最も短い時点を捕食時とし,すくい時から捕食時までの(1)肘の運動軌跡長および変位量(2)運動軌跡の描画について利き手側の解析を行ったところ以下結果を得た.1.運動軌跡長:近位においてのみ有意な差を認め,近位左側よりも近位右側において大きな値を示した.2.X軸(左右方向):被験食品の設定位置が左右方向に異なる場合のみ有意な差を認めた.遠位および中位で,右側と左側の間に有意差を認め,右側は+方向,左側は-方向への変位を示した.3.Y軸(前後方向):いずれの位置においても+方向への変位を認め,それぞれの被験食品の設定位置間に有意な差を認めなかった.4.Z軸(上下方向):いずれの被験食品の設定位置においても,+方向に変位を示した.被験食品の設定位置が左右方向に異なる場合,近位左側よりも近位右側は有意に大きな値を示し,前後方向に異なる場合,遠位右側よりも近位右側において有意に大きな値を示した.以上のことから,体幹および利き手側に最も近い被験食品の位置で,上肢の動作範囲は大きくなり,自食指導の初期においては困難であると考えられる.現在,非利き手側の動作解析および被験者の増加を行っている.1.校正45点のコントロールポイントを4台のカメラで撮影し,校正係数の算出を行った.その結果,標準残差X軸0.457,Y軸0.352,Z軸0.820,3軸1.002を校正係数とし設定を行った.2.予備実験3名の被験者に「右手でスプーンを三指持ちにて被験食品をすくって捕食する」および「左手でスプーンを三指持ちにて被験食品をすくって捕食する」動作をそれぞれ30回行わせ,その様子をデジタルビデオカメラにて撮影し,動作観察を行った.それぞれの被験者が30回の動作を遂行するために要した時間は90秒以内であった.また,左手で動作を行う際,3名は(1)頭部を被験食品に近づけ捕食する(2)上肢で被験食品を口唇まで運び捕食する(3)頭部と上肢を近づけ捕食する様子が観察された.つまり,手と口の協調がなされていない状態では,頭部,体幹,上肢の動きによって代償を行っており,利き手交換を行った際,自食機能の発達過程と類似した過程によって機能の獲得がなされることが予想された.以上のことより,測定時間は90秒とし,解析項目に頭部および体幹の運動軌跡長を追加し,検討を行うこととした.3.本実験右利きの健康成人5名にスプーン食べを30回施行させ計測を行った.計測条件は被験食品(ボーロ)を肘90度屈曲位および左右手指伸展位の中指先端(以下中位とする)線上の体幹正面に置き,マーカーを上下口唇,眉間,頸切痕,左右肩峰,左右上腕骨外側上顆,左右尺側遠位端,器の計11点に貼付した.左右尺側遠位端と器の2点間距離が最も短い時点をすくい時,上下口唇の2点間距離が最も短い時点を捕食時とし,すくい時から捕食時までの(1)肘の運動軌跡長および変位量,(2)頭部および体幹の運動軌跡長,(3)運動軌跡の描画について現在解析中である.右利きの健康成人5名にスプーン食べを施行させ計測を行った.計測条件は被験食品(ヨーグルト)を肘90度屈曲位および左右手指伸展位の中指先端(以下中位とする)線上の体幹正面に置き,マーカーを上下口唇,眉間,頸切痕,左右肩峰,左右上腕骨外側上顆,左右尺側遠位端,器の計11点に貼付した.左右尺側遠位端と器の2点間距離が最も短い時点をすくい時,上下口唇の2点間距離が最も短い時点を捕食時とし,すくい時から捕食時までの(1)肘の運動軌跡長および変位量(2)運動軌跡の描画について利き手側の解析を行ったところ以下結果を得た.1.運動軌跡長:近位においてのみ有意な差を認め,近位左側よりも近位右側において大きな値を示した.2.X軸(左右方向):被験食品の設定位置が左右方向に異なる場合のみ有意な差を認めた.遠位および中位で,右側と左側の間に有意差を認め,右側は+方向,左側は-方向への変位を示した.3.Y軸(前後方向):いずれの位置においても+方向への変位を認め,それぞれの被験食品の設定位置間に有意な差を認めなかった.4.Z軸(上下方向):いずれの被験食品の設定位置においても,+方向に変位を示した.

被験食品の設定位置が左右方向に異なる場合,近位左側よりも近位右側は有意に大きな値を示し,前後方向に異なる場合,遠位右側よりも近位右側において有意に大きな値を示した.以上のことから,体幹および利き手側に最も近い被験食品の位置で,上肢の動作範囲は大きくなり,自食指導の初期においては困難であると考えられる.現在,非利き手側の動作解析および被験者の増加を行っている.
マルチモダリティによる薬剤関連顎骨壊死の画像解析と予後の予測因子の新たな探索

薬剤関連顎骨壊死(MRONJ)は、通常の骨髄炎と比較して治療に難渋する症例もあり、臨床的ならびに学術的に特に注目されている。通常、MRONJ症例に対して術前術後に口内法、パノラマエックス線検査、CT、MRI、核医学検査など、画像検査が行われているが、これらの画像検査は治療および術後評価のためであり、MRONJの予後予測のための画像評価の検討はなされていない。申請者は、マルチモダリティによる口腔顎顔面疾患の画像所見について検討し、以下のような研究結果を得た。1歯科用コーンビームCTにて下顎骨皮質骨の加齢変化を明らかにした(Int J Diagn Imaging 2018)。2Shear wave elastographyにて口腔顎顔面疾患を比較した結果、Shear wave elastographyが鑑別診断に有用であることを明らかにした(Imaging Sci Dent 2018)。3ガリウムシンチグラフィ・マルチスライスCT・MRIにて口腔顎顔面領域の扁平上皮癌と炎症性疾患を比較した結果、ガリウムシンチグラフィが炎症性疾患の評価に有用であることを明らかにした(Pol J Radiol 2018)。4骨シンチグラフィ・マルチスライスCT・MRIにて放射線性顎骨壊死とMRONJを比較した結果、CTが鑑別診断に有用であることを明らかにした(Imaging Sci Dent 2019)。5MRIのアーチファクトを検討するためのファントムを作成し、アーチファクトの大きさを明らかにした(Oral Sci Int 2019)。この1年間でマルチスライスCT、歯科用コーンビームCT、MRI、超音波検査、核医学検査等のマルチモダリティイメージングにてMRONJおよび他の口腔顎顔面疾患の特徴的画像所見を検討し、5編の論文を発表できたため。今後は、これまでの研究成果をもとに、薬剤関連顎骨壊死の未だに解明されていないマルチモダリティによる画像解析研究を一歩一歩進めて完成に導き、予後の新たな予測因子を検討し、BP製剤や骨吸収阻害薬使用患者の薬剤関連顎骨壊死を予防するための基盤となる研究を行いたい。物品費が予定より少なかったため、1359円の次年度使用が生じました。次年度使用額の使用計画は来年度物品費に使用します。
結核肉芽腫の多様性、不均一性を組織透明化技術で明らかにする

組織透明化技術によって結核菌感染の場である肉芽腫の3D構造を明らかにする。結核菌感染によって乾酪壊死を伴う肉芽腫を形成するC3HeB/FeJマウスに結核菌を感染させて、感染肺の組織透明化を行う。細胞情報、組織情報、乾酪壊死構造などの肉芽腫構造情報の可視化によって、肉芽腫の3D構造を構築する。肉芽腫内の結核菌数と肉芽腫構造情報との間で単変量・多変量解析を行い、結核菌数を肉芽腫構造情報から予測するモデルを構築する。本研究の成果は、肉芽腫に生存する結核菌を短期間に死滅させることができるワクチンや抗結核薬の開発基盤になり、結核および多剤耐性結核の治療期間短縮に向けた新しい治療方法開発の礎となる。
動物の因果推論における時間情報の役割

本研究では、ヒト以外の動物において外部の出来事の間の時間関係が、それらの間にある因果関係の推論にどのような影響を与えるのかを検討した。原因は必ず結果に先行するため、二つの出来事の間に時間的な前後関係がある場合には因果関係の存在を推論し、二つの出来事が同時に生起するときにはそうした推論は行われないことが予想される。実験の結果、ラットにおいても出来事の間の時間関係に応じて推論を行うことが示された。また、その際に「自分の行動が結果を引き起こした」という自己主体感をラットも経験していることが示唆された。本年度は、昨年度に用いていた因果推論事態において、テスト時のレバー押し反応とそれに続く結果事象との時間関係を操作し、ラットやデグーのような小型げっ歯類においても、自らのレバー押し反応と結果事象との間に時間的なギャップがある場合には「これは自分の反応によるものではない」といった"sense of agency"のようなものが観察できるかを検討した。訓練手続きに関しては平成24年度の研究と同様であるが、テスト時にはレバー押しに随伴する刺激(Event 2)の提示タイミングを系統的に操作した。具体的には、レバー押し反応と結果事象提示の間に500ms、1000msの遅延時間を挿入し、因果推論の成績を検討した。これまでの研究から、レバー押し反応と結果事象の間に遅延がない場合には、因果構造に対して自らの反応が介入したことによって因果関係の知覚が減弱し、エサに対する予期的反応が減弱する。その結果、レバー押し反応と結果事象の間に遅延時間がない場合に比べて、因果関係の知覚が弱くなることを示す結果、すなわち介入による因果推論の効果が減弱し、エサに対する予期的反応が高く維持された。あわせて、昨年度に問題となった刺激モダリティの影響に関する追加検討を行い、訓練時に用いる試行における刺激間の時間関係について、安定的な結果を得るパラメータの検討を行い、パラメータの特定を行った。動物、とくに小型げっ歯類におけるagency研究は決して進んでいるとは言えず、今回の研究成果は極めて貴重なものと考えられる。本年度は,Blaisdell et al. (2006)において用いられた因果推論課題において,訓練フェーズにおける刺激間の時間関係を操作することが因果推論の成績に与える影響について検討した。当初の研究実施計画どおりに,Event 1とEvent 2,およびEvent 1とEvent 3が継時提示される群と,同時提示される群の2群構成で実験を行った。原因と結果が存在するという因果関係の成立のためには,事象間には時間的な前後関係が存在している必要があり,継時提示群においては因果関係に基づいた推論が,同時提示群においては因果関係ではなく単なる共変関係に基づいた推論が行われると予測された。実験の結果,Event 1およびEvent 2に用いられる刺激の種類によって傾向に違いが確認された。この点についてはさらなる検討が必要であると思われるが,先行研究と同一の刺激の組み合わせを用いた個体の結果においては,当初の予測を支持する傾向が確認された。この結果は,ラットが事象間の時間関係を符号化しつつ,事象間に因果関係が存在するかどうかの推論に時間情報を利用している可能性を示唆する。連合学習理論において,事象間に形成される連合が時間情報を含んでいる可能性についてはこれまでにも多くの知見が得られているが,ラットが因果推論を行う上でこうした時間情報を用いていることを示したのは今回の結果が初めてである。また,訓練フェーズにおいて獲得された時間情報に基づいた時間地図を,因果推論のテスト試行において柔軟に利用していることを示したことも今回の結果の重要な点であると言える。因果関係の理解に必要な要素の一つとして、事象間の時間関係が挙げられる。すなわち、原因事象は結果事象よりも時間的に先行して生起しなければならない。本研究では、こうした「事象間の時間関係が、動物の因果推論に与える影響」を検討することを目的として実験を行った。研究の土台としては、Blaisdell,et al. (2006)で用いられたラットの因果推論事態を用いた。この手続きを要約すると、ラットはまず、刺激Aと刺激Bの継時対提示、および刺激Aとエサの継時対提示を経験する。続いて、ラットは2群に分けられ、一方の群ではレバー押しに随伴して刺激Bが、もう一方の群ではレバー押しとは無関係に刺激Bが提示される。後者の群では、「刺激Bが提示されたということは刺激Aがあったはずだ、だとすればエサがあるはず」と推論したかのようにエサ皿への接近反応が確認されるが、前者の群では、「刺激Bが提示されたのは刺激Aのせいではなく自分がレバーを押したからだ」と推論したかのように、エサ皿への接近が減弱した。この手続きを応用し、前年度には訓練時の刺激提示タイミングの操作が因果推論に影響することを明らかにした。これを受け,今年度はテスト時のレバー押しと刺激Bの提示の間に遅延を挿入する実験を行った。

ヒトを対象とした自己主体感(sense of agency)の研究では,自らの行動とその結果の間に時間的遅延が挿入されることで自己主体感が損なわれることが報告されているが,動物においてはこうした研究は極めて少ない。本実験の結果、500msの遅延時間によって因果推論様の行動が見られなくなることが示された。この結果は,遅延時間のオーダーは異なるものの、ヒトの"sense of agency"研究と類似した傾向が得られ、主観的意味合いの強いagency研究がラットにおいても可能であることを示唆するものである。学習心理学前年度に問題となった刺激モダリティによる結果のばらつきに対応するパラメータの特定を行ったうえで、当初計画通りにテスト試行における事象間の時間関係の操作を行う研究を遂行することができた。結果の蓄積に関しては当初計画通りに進んでいるものの、学会発表や論文執筆については十分な成果をあげたとは言えない部分があり、こうした評価とした。本年度の研究においては,当初の計画に記載した平成24年度に実施予定の実験を実施することができた。この点において,本研究は順調に進展していると考えられる。その一方で,研究実績の概要でも述べたとおり,用いる刺激の種類が結果に対して予想外の影響を与えていることが明らかになった。この点においては,次年度以降検討する必要がある。当初の研究計画に基づいて平成25年度の研究を実施する一方で,新たに検討しなければならない問題が明らかになったことは,科学の営みとして当然のことではあるものの,当初計画の進捗に影響する可能性があることから,上記のような評価とした。当初計画にあげた研究についてはおおむね遂行できており、今後はこれまでの成果を学会において発表するとともに、査読付き論文として公刊することを目指す。あわせて、これまでの研究で得られた知見を、臨床応用などの事態に適用するためにエサを用いた研究のみでなく、嫌悪刺激を用いた事態で検討することや、異なる因果モデルを用いた検討を行うことで、研究の発展を目指す。当初の計画どおり,今後は因果推論課題におけるテスト試行において,ラットのレバー押しに随伴する刺激の呈示タイミングを操作する実験に着手する。合わせて,現在明らかになっている刺激モダリティによる推論成績への影響について,これまでに得た実験データのより詳細な分析と,用いる刺激を追加するなどの実験を行うことで検討を進めていく。昨年度の結果を踏まえ、今年度では刺激モダリティに関する検討を加えるためにスピーカ等の購入を予定していたが、既存の設備を用いた検討で十分な成果を得たために、これらの物品購入を見送った。また、国際学会等での発表を予定していたが、本務校での業務日程との調整が困難な部分があり、旅費の支出が行えなかったことが原因である。既存の実験設備を用いて研究の遂行は可能であると考えられるため、実験設備への支出を行う予定は現時点ではないが、データの分析や論文の執筆、学会やセミナーでの研究成果公表に関連した支出を行う予定である。上記の研究を進めていくため,実験に利用する動物の購入や維持のための飼料等の購入を予定している。
皮膚筋炎合併間質性肺炎の病態形成機序の解明と疾患制御に向けたバイオマーカーの探索

皮膚筋炎(DM)は原因不明の自己免疫性炎症性筋疾患で、しばしば間質性肺炎(IP)を伴う。特に急性/亜急性進行型(A/SIP)は予後が悪く治療抵抗性であった。近年、ステロイドと免疫抑制剤による早期併用療法がDM-A/SIPに有用であることが示され、発症1年後の生存率が50-80%まで改善したが、十分であるとは言えない。これまでの研究は、予後不良であることから治療戦略や重症度評価・予後予測因子の解析が優先され、DM-IPの病因や病態形成の解明に繋がる知見は少ない。本研究では皮膚筋炎合併間質性肺炎(DM-IP)のステロイドおよび免疫抑制剤による早期併用療法においてリンパ球サブセット、血中サイトカインなどの血中バイオマーカーの変動を解析し、DM-IPの病因、病態形成の機序を解明する。DM-IP患者のなかで抗ARS抗体陽性症例は治療反応性が良いものの再発例が多いことが知られているが、再発のリスク因子については十分な知見はないため検討した。その結果、間質性肺炎のマーカーであるKL-6が治療後も高値である症例で再発することが明らかにした。DM-A/SIPにおいてサイトカイン・ケモカインが予後予測のバイオマーカーであることを示してきたが、さらにこれらをクラスター解析することでTh1およびマクロファージ・好中球の活性化が病態に関連していることを明らかにした。本年度は症例数が計画より集まらなかったため皮膚筋炎(DM)は原因不明の自己免疫性炎症性筋疾患で、しばしば間質性肺炎(IP)を伴う。さらにDM-IP患者のなかで抗ARS抗体陽性症例は治療反応性が良いものの再発例が多いことが知られているが、再発のリスク因子については十分な知見はないため検討した。DM-IPにおけるリンパ球サブセット解析と治療による変化を解析中である。また、コンピュータ画像解析ソフトによる胸部CT画像のIP評価が可能かどうかを検討している。前年度に引き続き、症例数を増やし検討する。血中バイオマーカーの一つであるリンパ球サブセットについても解析を進めるとともに、DM-IPの臨床病型、疾患特異的自己抗体、DM-IPの胸部CT画像所見との関連性についても検討する。(理由)旅費等の予算を計上していたが使用しなかったため(使用計画)論文作成時の謝金として使用する
非アルコール性脂肪肝炎における肝再生機能不全の解明と統合的治療法の開発

本研究では、NASH肝切除後・マージナル部分肝移植後再生機能不全のメカニズムの解明とともに、統合的治療戦略を確立するものである。1)NASHマウスモデルにおける検討:TSODマウス(2型DMモデルで6ヶ月にNASH発症、12ヶ月以降に100%肝腫瘍発生)に生後7wからTU100(MFD・TU100; 2.7%混餌)投与したところ、個体差はあるが6ヶ月後NASH発症を抑制し(肝内脂肪変性・炎症・ballooning)した。また肝内炎症性サイトカイン(IL-6・IL-1β)も有意に抑制した。さらにTU100投与により腸内細菌叢における短鎖脂肪酸産生職制菌genus Blautia増加(遺伝子Methylationとも相関)・(steatosis改善)で増加するgenus Dorea減少(炎症性腸疾患でも増加)が確認され、NASH制御への可能性が示唆された。2)肥満手術の効果:肥満・糖尿病ラットにDuodeno-jejunal bypass導入することにより、腸内細菌叢変化とともに、インスリン抵抗性改善・NASH改善を認めるとともに腸管バリア機能(claudin-1)が維持された。ヒトsleeve胃切除(肥満手術・手術時NASH)でも術後AST/ ALT、FIB4index、肝/脾比は改善された。3) 3D培養による分離肝細胞保護、ADSCから肝細胞・胆管細胞分化:ADSCから肝細胞・胆管細胞分化研究を継続中で、肝細胞に関しては分化プロトコール20日目にアルブミン産生細胞にまで分化させることができた。自己細胞治療の応用へ向けて研究継続中である。NASH/NAFLDにおける肝steatosis・線維化制御・炎症性サイトカインの制御に関する新たな知見を得た。障害肝の病態に関して、肝内だけでなく肝外臓器環境の制御が有用である可能性を示すとともに、ひいてはそれらが全身状態の改善にも寄与することが示唆されている。さらに、細胞治療の可能性についてもADSCからの肝細胞分化に成功しており、今後、胆管細胞分化にも着手し、自己細胞治療の応用へ向けて検討する予定である。NASH/NAFLD制御に関する検討を肝内・肝外の病態ともに着目して、各種薬剤・LED照射について進めるとともに、肝切除モデルを用いた実験にも移行する予定である。またADSCからの肝構成細胞分化研究も進め、3D培養によるオルガネラ作成・自己移植治療も展開し、統合的治療戦略の確立を目指す予定である。
iPSを介さない直接誘導による心臓ペースメーカー細胞の作成および生体内直接転化

本研究より、繊維芽細胞から直接誘導新規心細胞を得ることができた。Z因子を加えることで、拍動を有するペースメーカー細胞を多く得ることができた。その上流を特定するために、Pathway解析を行った。その結果、主に2つのPathwayが認めていることが分かった。現在、2つのPathway解析で、詳細にシグナル解析を行っている。さらに、細胞内の研究の中で培養条件を調整することで、さらに効率的に拍動を有する心筋直接誘導を得ることができた。その中で、数個のシグナルが混在していることが考えられた。ある特定のシグナルが強く関係していることを検討している。そのシグナルが特定できると、薬剤で強力にその拍動効率をえる直接誘導心筋細胞を得ることができる。さらに、細胞内のリプログラミングを詳細に検討をおこなうことで、細胞内での線維芽細胞から心筋へ変化の過程を知ることが可能となる。また、共同研究で、抗炎症により心筋リプログラミングにより心筋誘導を改善することを見出した。更に、その中で、特定のシグナルを特定することができた。加齢老化とともに増強される炎症及び線維化が心筋誘導を阻害していること、さらに非ステロイド性抗炎症薬ジクロフェナクにより本経路を抑制することで心筋誘導が改善することをがわかった。この研究成果により、ある物質が安全・安価・効率的な心筋誘導法が確立した。小児や成人の心疾患に対する再生医療実現に将来に貢献することが期待できる。本研究の目的は、線維芽細胞から、直接誘導による心臓ペースメーカー(iCPM:induced cardiac pacemaker cells)細胞を作製し、さらに生体に移植すること目指すことであった。本年度は、主に試験管内で誘導したiCPM細胞の検討を行った。大きく分けて2種類の実験を推敲した。(1) 3種の候補心臓ペースメーカー誘導転写因子(Z因子)+GMTによる、iCPM細胞の検討(2)同定した新規心臓ペースメーカー誘導転写因子+GMTに加え誘導した、iCPM細胞の機能評価および分子生物学的制御機構の解明Z因子として、ある転写因子を特定することが出来た。さらに、Z因子が及ぼす分子生物学的機能を解析をした。本年度に予定していたものが、特に問題はなく順調であると考える。具体的には、Z因子を特定することが可能となることが出来た。さらに、Z因子が詳細に検討をすることが可能となる。引き続き、心筋へのリプログラミング過程での、分子生物学的な機構を探っていくこととなっているからである。研究から、繊維芽細胞から直接誘導新規心細胞を得ることができた。Z因子を加えることで、拍動を有するペースメーカー細胞を多く得ることができることが考えられる。このことは、ペースメーカー細胞を有する心筋細胞をが多量に得ることができたと考えられる。そのため、さらに詳細に検討をする。本年度に予定していた実験が問題なく進んでいる。特に、Z因子を詳細に検討をすることが可能となった。さらに、分子生物活的な機能を得ること、網羅的検査することができた。本年度に予定していた実験がやや遅れている。しかし、分子生物活的な機能が難しく解析に難航している。今後は、Z因子における心筋細胞でのリプログラミングの機構を、Seq-RNAなどで細胞内での分子生物学的機構をを検討をする。今後は、房室ブロックをマウスに作成し、生体内のリプログラミングを行うことを考える。

具体的には、(1)徐脈性不整脈マウスに、同定した新規心臓ペースメーカー誘導転写因子+GMTを心筋内に注入することにより、心電図正常化の検討(2)生体内での直接誘導されたiPCM心臓線維芽細胞から誘導された心筋細胞の病理学的および細胞組織学的評価を予定している。上記により、Z因子を導入することで、生体と、培養皿でのリプログラミングでも、勇往であることを証明する予定である。今後は、Z因子および、培養条件でのリプログラミング機能を詳細に検討をする必要がある。今後、生体内でのリプログラミングも検討する必要がある。今後は、培養条件でのリプログラミング機能を詳細に検討をする必要がある。また、生体内でのリプログラミングを検討しているが、生体での実験条件に時間がかかっている。予定以上に、物品費が軽減されていた。原因は、今までの研究室の備品で当研究に活用できることが出来たから。予定以上に、物品が軽減されていた。原因は、今までの研究室に存在している備品で当研究室に活用できることができたから。生体内リプログラミングの実験の確立が遅れてしまい、来年度に助成金を繰り越す必要があった。また、前年度は、生体内リプログラミングの条件検討が必要となった。次年度使用額(2,313,070円)だが、主に動物が主な研究費として必要となる。また、細胞解析が必要であり、それが次年度使用解析額として補填が必要となる。次年度は、予定以上に研究が付け加わる予定であり、備品費が増加することが予想される。そのため、次年度使用額へ追加することが可能である。次年度は、予定以上に研究が追加されることが予定されている。そのため、備品費が増加することが予想される。よって、次年度使用額へ追加する予定である。
高密度周波数多重光ネットワークにおける周波数同期の確立に関する研究

本研究では、波長可変レーザ、周波数変換デバイス、FDM信号伝送技術などのFDM光ネットワークを支える基本デバイス・システム技術に関して検討を行った。以下に成果の概要を述べる。(1)波長可変レーザ連続波長可変な外部リング共振器型半導体レーザを設計・試作し、特性を評価した。また、エルビウム添加ファイバレーザの単一モード・偏波を安定化した。(2)FDM伝送技術長距離・高密度FDM伝送への応用を目的として、分散マネージメント法の研究を行った。チャンネル間の相互位相変調によるクロストークと自己位相変調による単一チャンネルの波形歪みを同時に抑圧するための分散配置を設計し、長距離FDM伝送の限界を明示した。次に、伝送路の中点で位相共役を行うことにより、単一チャンネルの伝送波形歪みとチャンネル間クロストークを一挙に消去する新方式を提案し、設計理論を確立した。(3)非線形光処理技術半導体光増幅器における四光波混合を用いた新構造の光スイッチを設計・試作した。5nmの波長変換時の変換効率は約-20dBであった。また、パルス幅10psの光パルス列を歪みなく波長変換することができた。次に、半導体レーザ、高次ソリトン圧縮回路、波形整形回路の組み合わせで、サブピコ秒のFLパルスを発生するシステムを設計・試作した。複数の搬送波光周波数を用いる光通信技術を、光FDM(Frequency Division Multiplexing)と呼ぶが、この技術を用いた光通信システムの研究が、最近のデバイス技術の進歩により、現在ようやく活発化しつつある。しかし半導体レーザの発振周波数は、温度や駆動電流により大きく変化する。FDM光ネットワークでは光周波数のやり取りを行うので、ネットワークにおける周波数同期を確立することが重要な問題となる。このためには何らかの手段を用いて、半導体レーザの周波数を絶対安定化する必要がある。本年度は、連続波長可変光源に関して研究を行い、2種類のレーザのプロトタイプを試作した。第一に、モードホップのない連続波長可変性が実現できる新しい構造のリング共振器型半導体レーザを提案し、その試作を行った。狭い波長範囲ではあるが、連続波長可変性が実現された。また、最小のスペクトル線幅は35kHzで、周波数安定度は1GHz/Hourという高性能が達成された。現在このレーザをアセチレンの吸収線に絶対周波数安定化することを試みている。第二に、ファラデー反射器を用いた新しい単一縦モード光ファイバレーザを提案し、その試作を行った。まだモードホップを完全に抑圧するには至っていないが、スペクトル線幅2.5kHz以下の単一モード発振が達成された。次に、半導体光増幅器の四光波混合を利用して、周波数間隔のそろった周波数規準を作り、これに波長可変レーザの周波数をロックするシステムについて検討を開始した。本年度はまず、半導体光増幅器の四光波混合効率の改善に取り組み、周波数間隔200GHz、入射パワー-10dBmで四光波混合効率100%が達成された。複数の搬送波光周波数を用いる光通信技術を、光FDM(Frequency Divsion Multiplexing)と呼ぶが、この技術を用いた光通信システムの研究が、最近のデバイス技術の進歩により、現在ようやく活発化しつつある。このようなFDM光ネットワークでは光周波数のやり取りを行うので、レーザ光の周波数の絶対安定化、ネットワーク間での周波数の同期、周波数変換など周波数を制御する技術が重要になる。今年度は、周波数変換デバイス、FDM信号電送技術などのFDM光ネットワークを支える基本デバイス・システム技術に関して検討を行った.まず、半導体光増幅器における波長変換デバイスについて検討した。四光波混合を用いた波長変換器を試作しその評価を行ったところ、100Gbit/s以上の伝送速度に対応することができるが、変換効率が-20dB程度にとどまることが明らかになった。これに対して相互利得変調を用いた場合には、変換効率は高いものの応答速度がキャリア寿命時間で制限される。しかしデバイス長を長くすると、信号光波形の歪みがキャリアの引き抜きと注入を加速し、50Gbit/s程度の応答が可能であるという新しい知見がえられた。両者のより詳細な比較検討が今後必要である。次に、長距離・高密度FDM伝送を実現するために、分散マネージメント法の研究を行った。

チャンネル間の相互位相変調によるクロストークと自己位相変調による単一チャンネルの波形歪みを同時に抑圧するための分散配置を設計し、長距離FDM伝送の限界を明示した。5Gbit/sのチャンネルを20多重した場合、チャンネル間隔を0.7nm以上とすれば10,000kmの伝送が可能となることが示された。
酵母シトクロムC_1のアセンブリーの分子機構

酵母シトクロムc_1が、ミトコンドリアの膜間部にどのような分子機構で仕分けられるのかを明らかにするための第一歩として、ミトコンドリア内で外膜と膜間部の間、膜間部とマトリクスの間でのタンパク質の仕分けに関与するタンパク質の遺伝子を、酵母を用いた分子遺伝学的手法で検索した。シトクロムc_1の膜間部への仕分けシグナルを外膜行きのシグナルに置き換えた融合タンパク質が、シトクロムc_1欠損株において膜間部に誤って仕分けられ、呼吸能を回復するような突然変異株を単離した。変異株について遺伝学的解析を行い、最終的に二つの異なる遺伝子の変異に由来する変異株を得、現在変異遺伝子をクローニング中である。マトリクスに仕分けられるべきCOXIVタンパク質のマ村リクス行きのシグナルを膜間部行きのシグナルに置き換えた融合タンパク質が、COXIV欠損株において誤ってマトリクスに仕分けられ、呼吸能を回復するような、マルチコピーサプレッサー遺伝子を検索し、遺伝子を単離、塩基配列を決定した。また、エピトープ・タギング法により、このタンパク質がミトコンドリア内膜に在って、膜間部側に露出していることを明らかにした。次にこの遺伝子を破壊した二倍体株を作製し、テトラッド解析を行ったところ、遺伝子破壊株はグルコース培地でもグリセロール培地でも、常温でも高温でも増殖能を示し、この遺伝子が単一で酵母の増殖、ミトコンドリア機能に必須の働きはしていないことが分かった。
ダウン症候群の発症予防に向けたリスクファクターの網羅的解明

ダウン症候群は、精神遅滞の原因としてもっとも頻度の高いもので5,000人に1人程度の頻度で見られ、母子保健における大きな問題のひとつである。近年、ダウン症候群の子供を生んだ母親では、葉酸の代謝に関与している酵素の一つであるMTHFR遺伝子における677番目の塩基がCからTに多型性を示す頻度が増加しており、これによる血中ホモシステインの上昇が染色体の不安定性を惹起することが示唆されている。本申請では、ダウン症候群発症関連領域の網羅的な解析を行い、同時に栄養学的、臨床的な評価を行うことで包括的なダウン症候群発症リスクの同定を行うことを目的としている。本年度は、昨年度からサンプリングを行ってきた葉酸欠乏地域である中央アジアのカザフスタン共和国において、正常群、ダウン症母親群のサンプルを用いての解析を行った。その結果、正常群においてホモシステインの関連因子を検索したところ、年齢で調整すると葉酸との関連はみられなかった。その一方で、MTHFR遺伝子のC677T遺伝子多型との相関を検索したところT/T群においてはC/C群及びC/T群に比べてホモシステインの有意な上昇を示した。興味深いことに、年齢をマッチングさせた日本人正常人群においては、MTHFR遺伝子多型とホモシステイン濃度との関連は見られなかった。すでに我々は、昨年度の調査で血清葉酸レベルがカザフ人において日本人に比較して著明に低いことを示したが、今回の結果は葉酸の摂取状況のMTHFR遺伝子多型/ホモシステインへの影響を示唆するものである。さらに我々はカザフ人におけるDown症候群出産群と正常群における葉酸、ホモシステイン、ならびにMTHFR/C677T遺伝子多型頻度の比較を行ったが、いずれにおいても両群で差はなかった。これはDown症候群出産群のサンプル数の不十分さに起因する可能性が高く、引き続きサンプリングを行っていく。近年、ダウン症候群の子供を生んだ母親では、葉酸の代謝に関与している酵素の一つであるmethylenetetrahydrofolate reductase(MTHFR)遺伝子における677番目の塩基がCからTに多型性を示す頻度が増加しており、これによる血中ホモシステインの上昇が染色体の不安定性を惹起することが示唆されている。本申請では、CGH(Comparative Genomic Hybridization)法を用いて染色体上におけるダウン症候群発症関連領域の網羅的な解析を行い、同時に栄養学的、臨床的な評価を行うことで包括的なダウン症候群発症リスクの同定を行うことを目的としている。本年度はまず、日本におけるダウン症候群出産経験群と、正常出産経験群におけるMTHFR遺伝子多型の頻度を調査し、また症例ごとのホモシステイン、葉酸値とMTHFR遺伝子多型の相関についてデータ解析を行った。同時に、中央アジアのカザフスタン共和国におけるライフスタイルから葉酸摂取の不足が予想される点に着目し、同共和国セミパラチンスクのセミパラチンスク医科大学と共同で本地域における葉酸レベル、ホモシステインレベルの調査を行った。その結果巨赤芽球性貧血患者の75%に葉酸欠乏が見られるのみならず一般住民レベルにおいても血清葉酸レベルが日本人対照群に比して有意に低下していることが示された。さらに血漿ホモシステインレベルは日本人対照群に比して上昇しており、本地域における葉酸摂取不足とそれに伴うホモシステインの上昇が示唆された。現在、本地域におけるDown症候群についての症例-対象研究を、日本と同様のデザインで進めるため、サンプリングを開始しており、次年度に解析を行う予定である。

近年、ダウン症候群の子供を生んだ母親では、葉酸の代謝に関与している酵素の一つであるMTHFR遺伝子における677番目の塩基がCからTに多型性を示す頻度が増加しており、これによる血中ホモシステインの上昇が染色体の不安定性を惹起することが示唆されている。本申請では、ダウン症候群発症関連領域の網羅的な解析を行い、同時に栄養学的、臨床的な評価を行うことで包括的なダウン症候群発症リスクの同定を行うことを目的としている。本年度は、昨年度からサンプリングを行ってきた葉酸欠乏地域である中央アジアのカザフスタン共和国において、正常群、ダウン症母親群のサンプルを用いての解析を行った。その結果、正常群においてホモシステインの関連因子を検索したところ、年齢で調整すると葉酸との関連はみられなかった。その一方で、MTHFR遺伝子のC677T遺伝子多型との相関を検索したところT/T群においてはC/C群及びC/T群に比べてホモシステインの有意な上昇を示した。興味深いことに、年齢をマッチングさせた日本人正常人群においては、MTHFR遺伝子多型とホモシステイン濃度との関連は見られなかった。すでに我々は、昨年度の調査で血清葉酸レベルがカザフ人において日本人に比較して著明に低いことを示したが、今回の結果は葉酸の摂取状況のMTHFR遺伝子多型/ホモシステインへの影響を示唆するものである。さらに我々はカザフ人におけるDown症候群出産群と正常群における葉酸、ホモシステイン、ならびにMTHFR/C677T遺伝子多型頻度の比較を行ったが、いずれにおいても両群で差はなかった。これはDown症候群出産群のサンプル数の不十分さに起因する可能性が高く、引き続きサンプリングを行っていく。
低温加工雰囲気におけるダイヤモンド切削・研削加工に関する研究

本年度が最終年度であることを考慮し,所期の目的である「低温加工雰囲気中における超精密加工を実現するための最適な加工システムの構成を提示すると共に、それによる難削材の超精密加工を行い,その妥当性及び有効性を確認すること」を達成するために,要素研究の総合評価を行い,提案した方法とシステム構成の有効性を確認した.具体的な研究成果は以下の項目に集約できる.(1)既に過去数年間をかけて開発を進めてきたダイヤモンド工具による超精密切削加工を対象とした超精密加工機のプロトタイプについて,新たな観点から,その再設計と構造変更を行い,低温加工雰囲気中における超精密加工が可能な加工環境制御超精密加工システムを構築した.更に,その性能評価を行った結果,所期の目的を達成可能な構造構成であることを確認できた.(2)次世代生産環境において加工ニーズが拡大している最も重要な難削材のひとつであるチタン合金を対象に,常温及び低温のケロシン,エタノール,乾式の各種加工雰囲気中における超精密加工を行い,それらの切削現象の違い,切り屑生成過程の差異を実験的に明らかにした.その結果,チタン合金の超精密加工を実現する場合に,低温加工雰囲気,特に低温に温度制御されたエタノールを加工点近傍に供給した場合,その冷却効果が高品位加工を実現する際の重要な因子になることを明らかにした.(3)チタン合金の微小切削領域における特徴的な切削過程,工具及び加工表面の特性,工具材種と加工材料の間の相互作用について微分干渉顕微鏡及び非接触3次元微細形状測定装置等に用いて評価した.その結果,チタン合金の微小切削機構を解明するためのモデルを提示すると共に,在来加工ではせん断形切り屑が生成されるのに対し,微小切削領域においては,流れ形切り屑が生成されることなど,超精密加工領域における特徴的な切削現象を明らかにした.本年度が最終年度であることを考慮し,所期の目的である「低温加工雰囲気中における超精密加工を実現するための最適な加工システムの構成を提示すると共に、それによる難削材の超精密加工を行い,その妥当性及び有効性を確認すること」を達成するために,要素研究の総合評価を行い,提案した方法とシステム構成の有効性を確認した.具体的な研究成果は以下の項目に集約できる.(1)既に過去数年間をかけて開発を進めてきたダイヤモンド工具による超精密切削加工を対象とした超精密加工機のプロトタイプについて,新たな観点から,その再設計と構造変更を行い,低温加工雰囲気中における超精密加工が可能な加工環境制御超精密加工システムを構築した.更に,その性能評価を行った結果,所期の目的を達成可能な構造構成であることを確認できた.(2)次世代生産環境において加工ニーズが拡大している最も重要な難削材のひとつであるチタン合金を対象に,常温及び低温のケロシン,エタノール,乾式の各種加工雰囲気中における超精密加工を行い,それらの切削現象の違い,切り屑生成過程の差異を実験的に明らかにした.その結果,チタン合金の超精密加工を実現する場合に,低温加工雰囲気,特に低温に温度制御されたエタノールを加工点近傍に供給した場合,その冷却効果が高品位加工を実現する際の重要な因子になることを明らかにした.(3)チタン合金の微小切削領域における特徴的な切削過程,工具及び加工表面の特性,工具材種と加工材料の間の相互作用について微分干渉顕微鏡及び非接触3次元微細形状測定装置等に用いて評価した.その結果,チタン合金の微小切削機構を解明するためのモデルを提示すると共に,在来加工ではせん断形切り屑が生成されるのに対し,微小切削領域においては,流れ形切り屑が生成されることなど,超精密加工領域における特徴的な切削現象を明らかにした.本研究はダイヤモンド工具を用いた低温超精密加工を合理的に実現することを目的としている.初年度の平成6年度においては以下の要素研究を実施することにより,次に示すような工学上或いは工業上有用な研究成果を得ることができた.(1)難削材料加工に関する学術文献,材料メーカ等からの材料特性データ,並びに工場現場における加工データを収集し,それらを最適加工方法の観点から整理,分類し,体系化することができた.(2)既に開発した加工環境制御超精密加工機CAPSULEを改造し,閉鎖加工空間内の加工点近傍に冷却された液体を供給する機能を組込むことにより,低温加工雰囲気を合理的に実現することができた.(3)チタン合金を対象に上記加工機を用いてその低温超精密ダイヤモンド加工を行うことにより,ダイヤモンド工具の微細形状の摩耗進行状態や加工面の微細形状の履歴を非接触微細形状測定システムを用いて常温加工時と相互比較を行うことにより,低温加工雰囲気における超精密加工の有用性を定性的,かつ定量的に明らかにした.(4)次年度に購入予定の超高速研削主軸システムの具体的仕様を策定すると共に,シ-リング方法,冷却方法,熱変形抑制方法等を考慮した主軸構造の概念設計を行った.なお,本研究の成果の一部は第72期日本機械学会全国大会(1995年,九州)にて発表予定である.本年度が最終年度であることから,所期の研究目的を達成するために研究代表者及び分担者の綿密な情報交換と共同作業の下で,平成6年度に引続いて次のような要素研究を遂行し,総合評価を行い,提案する低温雰囲気中における難削材料のダイヤモンド切削・研削の有効性を確認した.(1)すでに開発済みの加工環境制御超精密加工機を,低温加工雰囲気中における超精密加工が可能となるように構造変更した.

具体的には,難削材加工に対応するために新たに高剛性の超精密テーブルと高剛性超精密主軸を組込み,チタン合金の実加工と加工面評価により,それら構造の妥当性と有効性を確認した.(2)低温加工環境下におけるチタン合金等の難削材の超精密ダイヤモンド加工により,平滑面生成の際の加工機構,工具・工作物の相互作用を非接触光学式3次元微細形状測定機,走査形電子顕微鏡,並びにイオン顕微鏡を用いて解明した.(3)超高速・超精密加工を実現する主軸構造の開発に際して,主軸構造要素間の複雑な熱的・力学的な相互作用を考慮することが重要であることを,実際の主軸回転中の主軸受周辺構造体の状態認識の結果を基に明らかにした.本研究成果の一部は,日本機械学会論文集に公表した.
プロテオーム創薬に叶う機能性人工蛋白質の創製とそのDDSへの展開

疾患プロテオミクスの進展も相俟って、ポストゲノム研究によって同定された「疾患の治癒に関わる蛋白質」を画期的医薬品として適用した蛋白療法の確立が待望されている。これまでに私は、蛋白性医薬品による疾病治療の最適化を目指し、独自のファージ表面提示法を駆使することで、医薬価値に優れた様々な機能性人工蛋白質を創製してきた(BBA-Proteins and Proteomics,2007)。本年度は、これら本方法の更なるシステムアップを目的にペプチドライブラリへの展開を図り、細胞内へと侵入する機能を有する新規ペプチドの単離・同定に成功した(Pharmazie,2007)。一方で、昨年度から引き続き、抗腫瘍サイトカインとして見出された腫瘍壊死因子(TNF)の安全性・有効性の向上を目的に、2種類あるレセプター(TNFR1、TNFR2)のうちTNFR1選択的に結合するリジン欠損TNF変異体の作製を試みている。昨年度の研究より得られたTNFR1指向性変異体の候補蛋白質を作製し、各レセプターに対する結合力・生物活性を詳細に評価したところ、最もレセプター選択性に優れたTNFR1指向性アゴニストである4-1Bを見出した。なお、TNFR2を介した生物活性を評価するために、新たな評価系を作製することにも成功している(J Immunol Methods,in press)。続いて、4-1Bの生体内安定性を高める目的でN末端部位特異的バイオコンジュゲーションを試みた。修飾高分子として分子量5000のポリエチレングリコール(PEG)を選択し、種々バイオコンジュゲーション条件の最適化することで、野生型TNFと比較して活性低下を伴うことなくバイオコンジュゲート化可能であることが判明した。さらには、"ファージ表面提示法駆使した新規機能性蛋白質創製システム"を用いることで、TNFR1指向性アゴニストに限らず、TNFR1に選択的に結合するが、活性を示さないTNFR1指向性アンタゴニストの創製にも成功した(J Biol Chem,2008)。本システムで得られた機能性TNF変異体の構造-活性相関研究を通じてプロテオーム創薬のためのバイオインフォマティクス構築にも大きく貢献できるものと期待される。疾患プロテオミクスの進展も相俟って、ポストゲノム研究によって同定された「疾患の治癒に関わる蛋白質」を疾病治療に有効な医薬品として開発しようとするプロテオーム創薬が注目されている。これまで私は、蛋白性医薬品による疾病治療の最適化を目指し、独自に開発したファージ表面提示法を駆使することで、医薬価値に優れた様々な機能性人工蛋白質を創製してきた(Pharmazie 2006 Oct)。そこで本年度は、これらファージ表面提示法のさらなるシステムアップを目的に、抗体ライブラリ・ペプチドライブラリへの展開を図り、既存のライブラリよりも質の高い抗体ライブラリや(Biol Pharm Bull 2006 Jul)蛋白質断片化ペプチドライブラリ(Biochem Biophys Res Commun 2006 Jul)の作製法を確立した。さらに細胞内へと侵入する機能を有するペプチドProtein transduction domain(PTD)に着目し、各種ペプチドライブラリの中から新規PTDの単離・同定に成功した(Biol Pharm Bull 2006 Aug、Biol Pharm Bull 2007 Feb)。また、これまで我々が開発してきた機能性治療用サイトカインであるLys欠損TNF変異体;K0のさらなる有効性拡大を目的に、TNFR1選択性の付与を目指している。現状では、K0をテンプレートとしてレセプター結合領域のアミノ酸を網羅的に置換した構造変異TNF発現ライブラリを作製し、その中からTNFR1指向性(ターゲティング能を持った)Lys欠損TNF変異体の候補クローンをいくつか得ており、今後より詳細な機能評価を行う予定である。さらに、この機能性Lys欠損変異体に対して、部位特異的バイオコンジュゲーション(Anticancer Agents Med Chem 2006 May)を適用することで、TNFの医薬品としての有用性と安全性さらに付与できるものと期待している。

修飾高分子として分子量5000のポリエチレングリコール(PEG)を選択し、種々バイオコンジュゲーション条件の最適化することで、野生型TNFと比較して活性低下を伴うことなくバイオコンジュゲート化可能であることが判明した。さらには、"ファージ表面提示法駆使した新規機能性蛋白質創製システム"を用いることで、TNFR1指向性アゴニストに限らず、TNFR1に選択的に結合するが、活性を示さないTNFR1指向性アンタゴニストの創製にも成功した(J Biol Chem,2008)。本システムで得られた機能性TNF変異体の構造-活性相関研究を通じてプロテオーム創薬のためのバイオインフォマティクス構築にも大きく貢献できるものと期待される。
感情障害におけるビオプテリン補酵素に関連した臨床的、生物学的研究

感情障害とテトラヒドロビオプテリン(以下BH_4)との関連について以下の研究ををこなった。(1)うつ病患者での病相期と寛解期に於いて活性型であるBH_4と総ビオプテリン量をそれぞれ測定した。うつ病相のおいて総ビオプテリン量は対象群に比べ有為に上昇していたが、BH_4量は変化がなかった。この結果はBH_4が不安定で従来の方法では正確に測定できない為と考えられる。今後同時に各ビオプテリンを定量する必要がある。また正常者での運動によるBH_4の変化についても研究を行った。ここでは強度の運動を行った時のみ優位にBH_4、総ビオプテリン量ともに上昇した。また運動後2時間後には定常量に回復することも示された。(2)制癌剤投与に伴う抑うつ症状に着目しマウスを用いて四塩化白金投与に於けるBH_4の変化について検討した。抗癌剤投与における脳内の総ビオプテリン量、行動量、体重は優位に減少した。一方抗癌剤と同時にBH_4を投与した群では行動量、体重の改善がみられた。(3)強制遊泳によるうつ病モデルマウスを用いて抗うつ薬として開発されているモノアミンオキダーゼ阻害剤であるMoclobemideによる脳内モノアミン動態の影響について考察した。強制遊泳ストレスいよって脳内各部位でのモノアミン代謝はそれぞれ上昇したが特にセロトニン系で著しかった。Moclobemide投与により強制遊泳での行動量は優位に改善しセロトニン代謝も抑制された。