hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱ショック転写因子シグマ32を分解するプロテアーゼの研究

FtsHプロテアーゼによるσ32のin vitro分解系を用いて以下の点を明らかにした。(1)σ32の分解反応系においてシャペロン蛋白DnaK、DnaJ、GrpEが果たす役割を解析し、これらのシャペロンを加えてもσ32の分解促進は起らず、むしろDnaK、DnaJの添加によって分解は有意に阻害された。それにGrpEを追加するとその阻害効果は消失した。(2)RNAポリメラーゼを分解系に添加するとσ32の分解は強く阻害され、これにシャペロンを加えても阻害効果は変化しなかった。(3)基質特異性を調べるため、σ70やσ38を基質として反応を行ったが、これらのσ因子はFtsHプロテアーゼの基質にはならなかった。(4)In vivoの結果より、σ32の安定性に関与することが示されているC領域を欠失した変異σ32の分解をin vitroの系で調べたところ、予想に反してかなり効率よく分解された。(1)、(2)の結果よりσ32分解反応におけるシャペロンの働きはDnaK-DnaJのσ32への結合により、σ32がRNAポリメラーゼに再結合(して安定化)するのを防ぎ、それにGrpEが作用してシャペロンから遊離したσ32をFtsHプロテアーゼが分解するというモデルが考えられる。もちろん、in vitroの系にはまだ重要な因子が不足しているという可能性や条件設定がシャペロンの働きを調べるのに適していないという可能性も残され、今後の課題としたい。(3)、(4)の結果からは、FtsHプロテアーゼによる基質認識はσ32特異的であるが、σ32のC領域以外が重要であることを示唆するものである。C領域はシャペロンの結合に重要であることを示唆するin vivoのデータがある。これらの問題も今後の課題として残った。In vitroの系をさらに発展させ、in vivoの結果を検証する事が益々重要である。
相変態研究のための可視分光・透過電子顕微鏡複合法の開発

【可視分光・TEM複合法による自然超格子GainPにおける電子線照射誘起の不規則化の研究】我々は透過型電子顕微鏡内でその場可視分光測定できる測定装置の開発を行い、それをCuPt型規則構造を持つGaInPの電子線照射に伴う不規則化の研究に適用した。電子線照射に伴う可視発光スペクトルを開発した装置を用いて測定した。この試料は規則化の度合い(規則度Sで定義)に応じてバンドギャップが変化するが、それがピークエネルギーの移動として観測される。ピークエネルギーより見積もった規則度のSの電子線照射による変化から、150keV以上のエネルギーの電子線照射で不規則化が生じることが判明した。本装置を用いると非常に微細な電子構造の変化が定量的に捉えられる。これは可視分光法の持つ非常に高いエネルギー分解能によるところである。不規則化過程は透過電子回析法でも観測されたが、原子構造の変化がわずかであり定量的解析は困難であった。特に本装置を用いて電子線照射に伴う発光強度の減少を見いだしたが、この減少はマクロな原子構造の不規則化だけでは理解できない。すなわち発光強度は照射量に逆比例して減少し、強度減少は130keV以上のエネルギーの電子線の照射で観測される。その減少率は点欠陥の導入効率に比例し、照射電子のエネルギーと関係する。これらの実験結果と理論的結果を詳細に解析した結果、照射で導入されたIII属(GaおよびIn原子)格子位置のフレンケル欠陥の関与した欠陥準位が発光効率に影響するとして理解された。現状では点欠陥反応と不規則化機構の対応はまだ理解されていないが、不規則化過程内でのミクロな点欠陥の反応とマクロな構造の変化を同時に捉えられる点でこの手法は非常に有益と考えられている。
樹状細胞ワクチンによる真菌関連喘息の治療戦略

Aspergillusfumigatus感染は、先行する好酸球主体のアレルギー性気道炎症に好中球性炎症と粘液産生亢進を付加することにより増悪させる。ステロイドは好酸球性炎症には有効であるが好中球性炎症や粘液産生亢進には無力である。樹状細胞の中でも形質細胞様樹状細胞は免疫調整性サイトカインであるIL10の産生を介してアレルギー性気道炎症を抑制し、現在のステロイド中心の治療では効果が不十分である真菌関連喘息の新たな治療戦略となる可能性を有している。真菌をアレルゲンとして発症、増悪する真菌関連喘息を、抗真菌薬を使って治療するのではなく、樹状細胞を用いて、真菌に対する免疫反応を修飾することで、アレルギー反応を抑制することを目的として実験を行った。48週齢の雌性BALB/cマウスの骨髄細胞を、GM-CSFの存在下に培養し、骨髄系樹状細胞を作製した。骨髄系樹状細胞に真菌関連喘息に関連の深い環境中の病原真菌であるAspergillusfumigatusを感染させた場合、どのようなphenotypeの変化が生じるかを、樹状細胞からの免疫調整性サイトカイン産生をELISA法で、樹状細胞上のpathogen recognition receptorsの発現変化をFACSにより測定することで検討した。予めダニ(dermatophagoides farinae)アレルゲンで感作した樹状細胞からは、IL12、IL10、IL23といったサイトカインが産生され、生菌感染によりダニアレルゲン感作によるIL12産生は抑制され、IL10とIL23の産生は増加した。さらに、ダニアレルゲンにより樹状細胞上のTLR2、TLR4、Dectin1発現が亢進し、生菌感染によりダニアレルゲン感作によるTLR2とDectin1の発現は亢進したが、TLR4の発現に変化は認められなかった。以上の変化は、熱処理したAspergillus fumigatusの死菌では認められなかって。同時に、Aspergillus fumigatus感作喘息マウスの脾臓から、免疫磁気ビーズ法により形質細胞様樹状細胞を分離し、in vitroでAspergillus fumigatus感染を行った場合に産生されるサイトカインと表面マーカーの変動を測定中である。次年度以降は、真菌感染樹状細胞を真菌感作マウスの気道へ移入し、先行して存在するアレルギー性気道炎症とTh2優位の免疫反応がどのように修飾されるかを検討する予定である。本年度はダニアレルゲンを用いず、真菌アレルゲンおよび真菌感染のみで成立するマウス真菌関連喘息の作成とダニアレルゲン感作喘息モデルマウスの肺組織からの真菌の除去機構を明らかにする実験を行った。Aspergillus fumigatusからタンパクを分離生成し、水酸化アルミニウムと結合させた後、48週齢の雌性BALB/cマウスの腹腔内へ注射し、その2週間後にAspergillus fumigatus生菌を3日間経鼻感染させ、最終感染翌日に肺組織を評価したところ、好酸球浸潤と杯細胞過形成を伴うアレルギー性気道炎症の発症が確認された。ダニアレルゲン感作モデルと比較すると、好中球浸潤を伴うこと、杯細胞の過形成が強く、粘液分泌がより亢進していることが特徴であり、真菌関連喘息の臨床像をよく反映したモデルであると考えられた。さらに、ダニアレルゲン感作マウスにAspergillus fumigatus感染を行ったところ、コントロールマウスに比較して、肺組織からのAspergillus fumigatus除去が低下しており、気道のサイトカイン解析の結果からダニアレルゲン感作マウスではIL17の産生が亢進していたことより、真菌関連喘息の難治化病態にIL17が関与することが示唆された。次年度以降は、真菌感染樹状細胞を確立した真菌感作マウスの気道へ移入し、先行して存在するアレルギー性気道炎症とTh2優位の免疫反応がどのように修飾されるかをIL17を軸に検討する予定である。まず、昨年度作成した、ダニアレルゲンを用いず、真菌アレルゲンおよび真菌感染のみで成立するマウス真菌関連喘息の解析を行った。

Aspergillus fumigatusからタンパクを分離生成し、水酸化アルミニウムと結合させた後、48週齢の雌性BALB/cマウスの腹腔内へ注射し、その2週間後にAspergillus fumigatus生菌を3日間経鼻感染させ、最終感染翌日に肺組織を評価したところ、好酸球浸潤と杯細胞過形成を伴うアレルギー性気道炎症の発症が確認された。ダニアレルゲン感作モデルと比較すると、好中球浸潤を伴うこと、杯細胞の過形成が強く、粘液分泌がより亢進しでいることが特徴であり、真菌関連喘息の臨床像をよく反映したモデルであると考えられた。この真菌関連喘息モデルに移入する樹状細胞ワクチンとして、二種類の樹状細胞をin vitroで作成した。一つは、マウス骨髄細胞にGM-CSFを加えて作成する骨髄系樹状細胞(myeloid dendritic cell : mDC)であり、もう一つはマウス脾臓から免疫磁気学的に分離した形質細胞用樹状細胞(plasmacytoid DC : pDC)である。mDCとpDCをAspergillus fumigatus生菌と死菌で刺激したところ、サイトカイン産生能はpDCが高く、特にIL10やIL12の産生能が亢進していた。このことは、我々の当初の予測通り、pDCがアレルギー性気道炎症を抑制できる細胞ワクチンとして機能し得ることを期待させる結果である。真菌をアレルゲンとして発症、増悪する真菌関連喘息を、抗真菌薬を使って治療するのではなく、樹状細胞を用いて、真菌に対する免疫反応を修飾することで、アレルギー反応を抑制することを目的として実験を行った。一つは、マウス骨髄細胞にGM-CSFを加えて作成する骨髄系樹状細胞(myeloid dendritic cell: mDC)であり、もう一つはマウス脾臓から免疫磁気学的に分離した形質細胞用樹状細胞(plasmacytoid DC: pDC )である。Aspergillusfumigatusによる真菌感作真菌感染モデルに対して、ナイーブマウスの脾臓から分離したpDCをAspergillusfumigatus感染前に経鼻的に移入したところ、軽度ではあるが気道炎症の減少がみられ、主体は好中球浸潤の減少であった。好酸球や杯細胞過形成に対する効果は軽度であった。真菌の感作、感染のみで成立するマウスモデルが確立でき、細胞ワクチン候補である、pDCの機能解析もほぼ終了していることより、ほぼ当初の計画通りに進行できていると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、真菌関連喘息モデルマウスにpDCをワクチンとして投与し、アレルギー性気道炎症がどのように良く際されてゆくか解析を行う予定である。
量子化学高精度理論に関する大規模並列計算アルゴリズム開発

京コンピュータを始めとするスーパーコンピュータでナノサイズ分子の電子状態とエネルギーを高精度で求める大規模並列量子化学計算アルゴリズムの開発と実装を行い、炭素材料の相互作用計算などを行った。ノード間、ノード内それぞれでの計算負荷と中間データの均等な分散、ノード間通信におけるデータ量削減、行列演算BLASライブラリを用いた効率的な演算により、20000ノード以上の計算でも非常に高い実行性能と並列性能を示した。分子の電子状態やエネルギーを求める量子化学計算方法の中で、炭素材料、生体分子などで重要になる非共有結合相互作用、いわゆる弱い相互作用を取り扱える2次の摂動(MP2)法及び非常に精度の高い露わに相関したMP2(MP2-F12)法のMPI/OpenMPハイブリッド並列エネルギー計算アルゴリズムを開発し、実装した。多次元配列の並びと保存方法、多重ループ構造を工夫し、さらに従来、原子軌道2電子クーロン反発積分と分子軌道係数から求めていた分子軌道2電子積分を、求積法によりグリッド点の分子軌道値と1電子積分から計算することで、計算負荷と中間データの各ノードへの均等な分散、BLASライブラリを用いた効率的な演算、利用ノード数に関わらずほぼ一定の全通信量を実現している。ノード内では、コア間でデータを共有しメモリを有効活用するとともに、多重ループの最外ループを各スレッドに動的に分散させることでOpenMPオーバーヘッドの削減と均等な負荷分散を図った。MP2法については、京コンピュータ24576ノード(196608CPUコア)で、(C150H30)2の計算が16.6分で終了し、実行性能28%、並列化効率80%を達成した。ほぼ基底関数極限でのC60二量体のMP2-F12エネルギー計算を京コンピュータで行い、最適な二量体の距離とその相互作用エネルギーを求めることができ、ナノサイズ分子の超高精度計算が容易に行えるようになったことを示した。分子の電子状態を取り扱う量子化学計算は、触媒反応解析、材料設計、創薬などに幅広く用いられている。より大きな分子をより速く、より精密に計算することが求められており、計算量、データ量は今後ますます増加すると予測される。そこで、炭素シート間やベンゼン環-水素間などの弱い相互作用を取り扱える高精度計算の中で最も計算コストが少ない2次の摂動(MP2)法について、大規模並列計算アルゴリズムの開発と実装を行い、SGI Altix ICE 8400EXスーパーコンピュータ(8CPUコア/ノード)8192CPUコアを使った計算を行った。従来、原子軌道2電子クーロン反発積分と分子軌道係数から求めていた分子軌道2電子積分を、数値求積法を用いてグリッド点の分子軌道値と1電子積分から計算することでノード間の計算負荷分散、データ分散をシンプルにした。分子軌道値及び1電子積分計算ではグリッド点を、分子軌道2電子積分計算では分子軌道をノード間で分散させることで、同じ計算を複数のノードで重複して行うことなく、また全体の通信量は使用ノード数によらずほぼ一定となった。ノード間をMPI、ノード内をOpenMPで並列化することで、より均等な負荷分散とメモリの有効利用も行った。炭化水素のテトラセン(C16H12)、コロネン(C24H12)分子の8192CPUコアでの並列加速率はそれぞれ5900倍、6266倍となった。さらに、中間データ量が合計2TBとなるフラーレン(C60)分子の計算は各ノードのメモリにデータを分散保存させることで可能になり、8192CPUコアを使い約5時間で終了した。非常に並列化効率が良く、大きな分子にも適用できる並列計算アルゴリズムであることを実証した。当初計画していた2次の摂動法のMPI/OpenMPハイブリッド並列アルゴリズムの開発と実装、実証計算を行うことができた。スーパーコンピュータ256CPUコアから8192CPUコアまでの計算の結果、非常に並列化効率が良く、さらに各ノードのメモリにデータ分散をさせることで大きな分子にも適用できるアルゴリズムであることを実証した。2次の摂動(MP2)法よりも精度が高い、露わに相関したMP2(MP2-F12)法のMPI/OpenMPハイブリッド並列アルゴリズムを開発、実装し、スーパーコンピュータを使って実証する。MP2法と同様に数値求積法を用いて各ノードへの計算負荷分散及びデータ分散を行うが、MP2法に比べて多くの項があり、通信回数、通信量の増加が問題になると考えられる。そこで、データをできるだけまとめて送受信するなどの工夫を行い、大規模並列計算でも高い並列化効率を維持できるようにする。高精度並列計算で重要になる通信の最適なアルゴリズムの開発及び実装を行うため、京コンピュータと同等レベルのCPUを搭載し、さらに通信バンド幅が大きく通信遅延の短いInfinibandで接続されたワークステーション2台を購入する。
悪性グリオーマにおける複数の増殖因子に対する中和抗体を用いたカクテル療法の研究

平成6年度は、平成5年度に十分施行できなかったbiodistributionの実験をまず行った。すなわち、培養ヒト悪性グリオーマ細胞U-87MGの1。5x10^7個をヌードマウスの皮下に移植し、ある程度の大きさになる12日目に^<131>I,^<125>I,^<111>InをそれぞれラベルしたEGF-R,FGF,PDGFに対する中和モノクローナル抗体を同時に腹腔内投与し、それから2日後にマウスを屠殺して各臓器を摘出し、現有の液体シンチレーションカウンターにて各アイソトープの量を検出し、biodistributionを求めた。その結果、それぞれの増殖因子あるいは増殖因子受容体に対する中和抗体は皮下移植脳腫瘍に選択的に集積したが、特にそれぞれの抗体を単独投写した時に比べて有意に腫瘍への集積が増加したとは判定できなかった。次に、上記と同様の動物モデルにて3種類の中和抗体を同時に頻回投与し、腫瘍増殖抑制効果についてこのカクテル療法群と各中和抗体単独投与群、無治療群と対比検討したが、結果は、腫瘍移植早期にこれら複数の中和抗体を投与する場合には単回投与でも十分効果をあげることが可能だが、ある程度腫瘍が増殖してから投与する場合には、有意な増殖抑制効果を得るにはやはり頻回の投与が必要であることが判明した。RIをラベルした中和抗体の作用に関してはまだ実験が終了していない。平成4年度は、各種グリオーマ培養細胞あるいは新鮮グリオーマ組織における各増殖因子の存在および分布をnorthern blottingあるいはin situ hybridizationにて確認した後に、各種増殖因子に対する中和モノクロナール抗体をカクテルして用いたin vitroの腫瘍増殖抑制効果の実験を施行した。すなわち、我々の持つ十種類の悪性グリオーマ培養細胞の中からEGF-R,FGF,PDGFの3種類の増殖因子を同時に発現している細胞をenzymeimmunoassay法で選択し、その細胞に対する増殖抑制効果を複数の増殖因子の中和モノクローナル抗体と単独の中和モノクローナル抗体で比較検討した。増殖抑制効果をみる指標としては、2種類の方法を用いた。それは、MTT assayと^3 H thymidine incorporation assayである。このin vitroの実験で、現在のところU-87MGとU-373MGの二つの培養細胞がよく反応することが最近判明した。そこで、現在はこの二つの細胞の増殖抑制を行う至適抗体量の検索を行っているところである。さらに、これらの細胞を用いたin vivoの実験もさらに進行中であり、一部はすでに開始した。すなわち、U-87MGあるいはU-373MGの細胞の5X10^5個をヌードマウスの皮下に移植して、これら複数の増殖因子中和モノクローナル抗体を腹腔内投与して腫瘍増殖抑制曲線を作成してその効果を確認すると共に、RIをラベルした中和モノクローナル抗体を用いてbiodistributionを検討することにより腫瘍への選択的集積性の相違を検討中である。平成5年度は、各種増殖因子を発現している培養細胞を用いて各種増殖因子に対する中和モノクロナール抗体をカクテルして用いた場合のin vitroの腫瘍増殖抑制効果の再現性を確認すると共に、in vivoでも腫瘍増殖抑制効果が得られることを確認する実験を施行した。すなわち、十種類の悪性グリオーマ培養細胞の中からcnzymeimmunoassay法で選択されたEGF-R,FGF,PDGFの3種類の増殖因子を同時に発現しているD-251MG細胞を用いて、その細胞に対する増殖抑制効果を3種類それぞれの増殖因子に対するモノクローナル抗体を同時に作用させたカクテル投与の場合と、同様のモノクローナル抗体を個々に作用させた場合とを比較検討した。その結果、MTT assayでは3種類の抗増殖因子抗体を個々に用いた場合の最大増殖抑制効果が70%であったのに対して、3種類のカクテル療法の場合は86%まで抑制された。^〓Hthymidincincorporation assayでは、同様に3種類の抗増殖因子抗体個々の作用では最大増殖抑制効果が60%であったのが、カクテル療法では90%にまで達した。また、その最大増殖抑制効果を得る至適抗体量も16.7mug/ml程度であることがほぼ判明した。さらに、このU-251MG細胞を用いたin vivoの実験もすでに進行中であり、増殖抑制効果が得られることはほぼ判明したが、RIをラベルした中和モノクローナル抗体を用いてbiodistributionを検討することにより腫瘍への選択的集積性の相違を明らかにする実験は現在まだ検索中である。

次に、上記と同様の動物モデルにて3種類の中和抗体を同時に頻回投与し、腫瘍増殖抑制効果についてこのカクテル療法群と各中和抗体単独投与群、無治療群と対比検討したが、結果は、腫瘍移植早期にこれら複数の中和抗体を投与する場合には単回投与でも十分効果をあげることが可能だが、ある程度腫瘍が増殖してから投与する場合には、有意な増殖抑制効果を得るにはやはり頻回の投与が必要であることが判明した。RIをラベルした中和抗体の作用に関してはまだ実験が終了していない。
KLHL2/3の生体内での機能解析による血圧制御機構の新規解明

KLHL3ノックアウトマウスの作成と解析。KLHL3 KOマウスを作成し、KLHL3は腎臓以外にも脳など複数の臓器に発現していることを示した。また、KLHL3 KOマウスの腎臓ではWNK1とWNK4の上昇を認め、高血圧など偽性低アルドステロン症2型(PHA2)の表現系を示した。腎臓以外では表現型は認めなかった。また、変異KLHL3に起因するPHA2は変異KLHL3のドミナントネガティブ効果であることを解明した(Mol Cell Biol 2017)。KLHL2ノックアウトマウスの作成と解析。CRISPR/Cas9システムを用いてKLHL2ノックアウトマウスを作成した。KLHL2はKLHL3と高い相同性を持つにもかかわらず、KLHL2 KOマウスは、PHA2の表現系を示さなかった。KLHL2の発現部位が腎髄質優位であり、NCCが局在する遠位尿細管での発現が少ないためと考えられた(Biochem Biophys Res Commun. 2017)。慢性腎臓病の治療薬に関する研究も行った。プロテアソーム阻害剤で血液疾患の治療薬であるボルテゾミブがアリストロキア酸(AA)による薬剤性腎障害マウスモデルにおいて腎保護作用があることを示した(Sci Rep. 2017)。AA腎障害マウスモデルではWNK1が増加しており、CKDにおける塩分感受性高血圧にWNKが関与している可能性も示した(米国腎臓学会にて学会発表, 2018)。また、低カリウム血症によって生じるNCC活性化や高血圧におけるCLC-Kやbarttinの役割を解明した(Biosci Rep. 2018)。以上の一連の研究により、KLHL3及びKLHL2の生体・特に腎臓における機能を解明し、塩分感受性高血圧を制御するWNK-OSR1/SPAK-NCCカスケードの上位調節機構について、より詳細に明らかにした。KLHL3の遺伝子改変を行ったES細胞を用いて、KLHL3プロモーター下にβ-galactosidaseを発現するKLHL3 KOマウスを作成した。このマウスを用いてKLHL3は腎臓以外にも脳など複数の臓器に発現していることを明らかとした。KLHL3 KOマウスの腎臓ではWNK1とWNK4の上昇を認め、高血圧など偽性低アルドステロン症2型(PHA2)の表現系を示した。しかしながら、腎臓以外の臓器ではWNKキナーゼの上昇は認められず、腎臓以外の表現系も認められなかった。また、変異KLHL3によって起こるPHA2は変異KLHL3のドミナントネガティブ効果であることを明らかとした(Mol Cell Biol 2017)。KLHL2の発現部位が腎髄質優位であり、NCCの発現部位である遠位尿細管での発現が少ないためであると考えられた(Biochem Biophys Res Commun. 2017)。また、慢性腎臓病の治療薬に関する研究も行った。血液疾患の治療で使用されるプロテアソーム阻害剤であるボルテゾミブをアリストロキア酸による薬剤性腎障害マウスモデルに投与したところ、腎臓における線維化、炎症、アポートシスに関わるマーカーの改善及び、血清クレアチニンや腎組織所見の増悪の抑制が認められ、新たな腎障害治療薬となる可能性を示した(Sci Rep. 2017)。KLHL2 KOマウス及びKLHL3ノックアウトマウスについてはすでに作成ずみで、腎臓における機能解析を行い、論文発表を行った。KLHL2及びKLHL3のノックアウトマウスにおける腎臓以外の臓器では、比較的発現量の多い脳においてもWNKキナーゼの発現量に変化が認められず、明らかな表現系も認められなかった。KLHL3蛋白のWNK以外の基質の解析については、KLHL3ノックアウトマウスを持ちいて、質量分析を行った。この結果から得られた候補タンパクについて今後解析を行っていく。

プロテアソーム阻害剤で血液疾患の治療薬であるボルテゾミブがアリストロキア酸(AA)による薬剤性腎障害マウスモデルにおいて腎保護作用があることを示した(Sci Rep. 2017)。AA腎障害マウスモデルではWNK1が増加しており、CKDにおける塩分感受性高血圧にWNKが関与している可能性も示した(米国腎臓学会にて学会発表, 2018)。また、低カリウム血症によって生じるNCC活性化や高血圧におけるCLC-Kやbarttinの役割を解明した(Biosci Rep. 2018)。以上の一連の研究により、KLHL3及びKLHL2の生体・特に腎臓における機能を解明し、塩分感受性高血圧を制御するWNK-OSR1/SPAK-NCCカスケードの上位調節機構について、より詳細に明らかにした。KLHL2及びKLHL3それぞれ単独のノックアウトマウスについてはほぼ解析を終えたので、今後はKLHL2/KLHL3のダブルノックアウトマウスの作成及び機能解析を行う。KLHL2とKLHL3は高い相同性を有している、その高い相同性のため互いに機能を代償していること予想される。KLHL2及びKLHL3のそれぞれ単独のノックアウトマウスでは腎臓以外の表現系に乏しい結果であったが、ダブルノックアウトマウスの、機能解析を行うことで腎臓以外の臓器・組織でのKLHL2とKLHL3の働きを明らかとする。KLHL3ノックアウトマウスを利用した質量分析結果について解析を行う。
スクリーニング用質問紙を用いた発達障害児への食支援方法の確立

保育園を利用している乳幼児(07歳)を対象に、保護者に食事や口腔機能に関する質問票を配布し後日回収した。摂食機能に関しては給食場面を観察評価した。質問票の回答から、「丸飲み、詰め込む」などの項目は年齢があがるにつれ減少したが、「食事に時間がかかる、食事量が少ない」などは年齢に関係なく一定数みられた。給食場面評価から摂食機能の問題は3歳以降はみられなくなったが、「処理時の開口」は5歳以降も20%認められた。摂食嚥下機能と相関のみられた質問項目は「詰め込み、こぼす、普段口があいている、ブクブクうがいができない」であり、質問票が食事に関する問題のスクリーニングとして使用できる可能性が示唆された。保育園児の結果を踏まえ、地域療育センター通園施設を利用している発達障害児(3歳6歳)を対象に同様の調査を行った。質問票は保護者と担当職員に配布し、回答を比較した。その結果、「よだれ、普段口が開いている、ぶくぶくうがいができない」など口腔に関する項目で保護者と職員で差がみられ、家庭では口腔機能に関する観察が不十分である可能性が示唆された。給食場面評価では、捕食機能の未獲得が約30%みられた。発達障害の特徴として感覚偏倚があげられ、上唇の感覚過敏が関係して捕食ができない可能性が考えられた。食具はほとんどがスプーン、フォークを用いていたが、こぼす、詰め込む、食べるときに前傾するなど食具操作の未熟さが認められた。保育園児では口唇圧と舌圧測定を行ったが、発達障害児の場合、口腔内に測定器具を入れることは困難なである。握力と舌圧との間に相関があるという研究報告があるため、発達障害児の握力測定を行った。その結果、押しつぶしがうまくできない小児の握力が弱い結果となった。この他、発達障害児の摂食嚥下機能に関する症例報告、定型発達している乳幼児の摂食機能の発達についても調査した。平成29年度に作成した質問票、摂食嚥下機能評価用紙を用いた調査を行った。平成30年度には、平成29年度にできなかった保育園児の分析を行うことができた。また、発達障害児の調査も順調にすすみ、質問票の回収、給食場面評価、握力測定を終了した。発達障害児のデータの解析を行う。質問票、摂食嚥下機能評価それぞれの分析は終了しているが、両者の関連性を精査し、質問票が発達障害児の食事の問題のスクリーニングとして適当かどうかの検討を行う。保育園児と発達障害児の結果を比較し、発達障害児の特徴を明らかにし、支援方法の検討を行う。スクリーニング用質問紙を用いた発達障害児への食支援方法の確立するにあたり、平成29年度は、摂食嚥下に関する質問票、摂食嚥下機能評価用紙の作成を行った。質問表の内容は、飲み込みに関する項目(ゲップが多い、食事中水分をよく飲む、など)、取り込みに関する項目(かじり取りが出来ない、詰め込むなど)、処理に関する項目(あまり噛まない、口に食べ物が残るなど)、口唇閉鎖に関する項目(よだれが気になる、普段口が開いている、など)、意欲に関する項目(時間がかかる、ムラがある、など)17項目を選択した。摂食嚥下機能評価用紙は、対象が保育園児と発達障害を有する小児であり、自分で食べている小児が多いと考えられることから、手づかみ食べや食具操作の評価項目を取り入れたものを作成した。平成29年度は、保育園児70名を対象に、保護者による質問票の記入、給食での摂食嚥下機能評価を行った。また、3歳児以上の保育園児を対象に、口腔機能の評価として口唇圧、舌圧の測定も行った。摂食嚥下機能評価においては、食具操作の未熟さが摂食機能に関係する様子が伺われた。質問票は年齢があがると改善する項目(あまり噛まない、詰め込む、など)と年齢に関係なく一定数あてはまる項目(時間がかかる、水分をよく飲む、など)があり、質問項目として妥当であったと考えられた。口腔機能の評価として行った口唇圧、舌圧は年齢との相関がみられ、また、口唇圧の低い小児は舌圧も低い傾向が認められた。また、こども医療センター摂食外来を受診している小児を対象に摂食嚥下機能に影響を与える要因について分析した結果、低出生体重の影響が強いことが明らかになった。低出生体重児には発達障害の割合が高いことが報告されており、発達障害に対する食支援が重要であることが確認できた。本研究の目的は発達障害児への食支援方法を検討し確立することである。質問票、摂食嚥下機能評価用紙の作成を行い、保育園児を対象に調査を行った。質問票、評価用紙を実際に使用し、内容に大きな問題がないと思われたが、質問票と摂食嚥下機能の関連、質問票と口腔機能評価結果(口唇圧、舌圧)との関連、摂食嚥下機能評価結果と口腔機能評価結果との関連についての検討を行うところまでは出来なかった。やや遅れた理由として、質問票と摂食嚥下機能評価用紙の作成に時間がかかったこと、倫理委員会の承認を得るのが遅く、保育園児を対象と調査の開始が平成30年になってからであったことなどがあげられる。

質問票の回答から、「丸飲み、詰め込む」などの項目は年齢があがるにつれ減少したが、「食事に時間がかかる、食事量が少ない」などは年齢に関係なく一定数みられた。給食場面評価から摂食機能の問題は3歳以降はみられなくなったが、「処理時の開口」は5歳以降も20%認められた。摂食嚥下機能と相関のみられた質問項目は「詰め込み、こぼす、普段口があいている、ブクブクうがいができない」であり、質問票が食事に関する問題のスクリーニングとして使用できる可能性が示唆された。保育園児の結果を踏まえ、地域療育センター通園施設を利用している発達障害児(3歳6歳)を対象に同様の調査を行った。質問票は保護者と担当職員に配布し、回答を比較した。その結果、「よだれ、普段口が開いている、ぶくぶくうがいができない」など口腔に関する項目で保護者と職員で差がみられ、家庭では口腔機能に関する観察が不十分である可能性が示唆された。給食場面評価では、捕食機能の未獲得が約30%みられた。発達障害の特徴として感覚偏倚があげられ、上唇の感覚過敏が関係して捕食ができない可能性が考えられた。食具はほとんどがスプーン、フォークを用いていたが、こぼす、詰め込む、食べるときに前傾するなど食具操作の未熟さが認められた。保育園児では口唇圧と舌圧測定を行ったが、発達障害児の場合、口腔内に測定器具を入れることは困難なである。握力と舌圧との間に相関があるという研究報告があるため、発達障害児の握力測定を行った。その結果、押しつぶしがうまくできない小児の握力が弱い結果となった。この他、発達障害児の摂食嚥下機能に関する症例報告、定型発達している乳幼児の摂食機能の発達についても調査した。平成29年度に作成した質問票、摂食嚥下機能評価用紙を用いた調査を行った。平成30年度には、平成29年度にできなかった保育園児の分析を行うことができた。また、発達障害児の調査も順調にすすみ、質問票の回収、給食場面評価、握力測定を終了した。保育園児のデータを解析する。発達障害児を対象に、保育園児と同様の調査を行う。質問票の記入について、保育園児では保護者を対象としたが、発達障害児では、保護者と通園施設のスタッフ両者に記載してもらい、保護者から見た様子と療育スタッフから見た様子に乖離がないかどうか、摂食嚥下機能との関連性の検討を行う予定である。発達障害児のデータの解析を行う。質問票、摂食嚥下機能評価それぞれの分析は終了しているが、両者の関連性を精査し、質問票が発達障害児の食事の問題のスクリーニングとして適当かどうかの検討を行う。保育園児と発達障害児の結果を比較し、発達障害児の特徴を明らかにし、支援方法の検討を行う。(理由)平成29年度は質問票、摂食嚥下機能評価用紙の作成、保育園児を対象とした調査が主となり、結果の分析はまだ行われていない。そのため、分析に必要な機器やソフトの購入を行わなかった為、物品費が少ない結果となった。また、調査は主に研究代表者が行ったため、謝金等が発生しなかった。(使用計画)分析用の機器及びソフトの購入し分析を行い、結果を学会発表する。発達障害児の調査を行うに当たっての大勢を整えるため、学会での情報収集を行う。(理由)解析を行うために、昨年度購入しなかった解析用コンピューター、統計ソフト等の購入を行なったため、本年度予算より大幅に物品費は多くなった。謝金はクオカード、図書カードを用いたため、物品費となり謝金は0円となった。本年度予算は使い切ったが、昨年度の繰越残高が多かったため、今年度も繰越金が生じた。(使用計画)
超高圧下における数奇新物性の探索

固体圧力を用いた、熱電能測定を、YbPd_2Si_2,Fe_3O_4and Fe_2Pの室温について行った。YdPd_2Si_2は、常圧では、磁気秩序を示さない金属であるが、この物質に圧力を加えると、磁気秩序化を示唆する電気抵抗の異常力≦極低温で現れる。この異常の有無についての知見を得るため高圧下熱電能測定を行った。その結果、電気抵抗に異常が現れる圧力付近で熱伝導にも異常が観測されたことから、圧力下でフェルミ面に変化が現れることが確認できた。Fe-3O_4は古くから知られる磁性半導体である。キュービックアンビル圧力発生装置を用いた高圧化電気抵抗測定により、高圧下で金属になることが確認され手いるが、対向アンビル型であるダイヤモンドアンビル圧力装置(DAC)を用いた圧力下電気抵抗測定の研究に於いては、金属化の報告はなされていない。このような、圧力装置の違いによる物性の違いを明らかにするため、ダイヤモンドを用いたトロイダル型対向アンビルを用いて、室温における高圧下熱電能測定を行った。その結果、金属下が起こると同程度の高圧下において熱電能の圧力依存性が変化する現象を確認した。この結果は、この圧力付近で、フェルミ面の状態が変化し、金属下が起こっている可能性を示唆している。Fe_2Pは常圧下では、強磁性体であるが高圧下で反強磁性体になることが報告されている。上述の試料と同様に、室温における熱電能の圧力依存性を測定した。その結果、熱伝導の異常が測定され、この物質についても、高圧下で状態の変化が現れる事が明らかとなった。現在、高圧下熱電測定を低温で測定するべく研究を進めている最中である。また、これらの結果を学術誌に投稿中あるいは投稿準備中である。本研究は、重い電子系、強相関物質、酸化物、有機物質等の物質を対象に高圧力を研究中心として多重極限環境(高圧・低温・高磁場)下の物性研究において、圧力誘起超伝導をはじめとする数奇現象の起源とその機構解明を目的とする。本年度9月に来日後、Ovsyannikov氏は、精力的に氏の持参した圧力発生装置の組み立ておよび試運転を開始した。その際発生した、問題点、例えば:低温測定のための冷凍機との取り付け方法、圧力決定法、精密な熱電能および電気抵抗測定のための種々装置の整備および測定方法等の改善に積極的に取り組み現在測定できる段階にある。最初のテストも兼ねた測定試料としては、古くから研究されているマグネタイト(F_3O_4)および鉄(Fe)を取り上げ、測定用試料加工を行っている。マグネタイトは、8GPa以上で金属絶縁体転移を起こすことが知られているが、圧力の質によりその物性が大きく異なることが明らかになっている。この試料を測定することにより、Ovsyannikov氏の所有する装置の圧力の質を知ることが可能となり、装置の能力を知る良い指針を与えると期待される。また、Feは13GPa程度の圧力で超伝導を示す。本装置を用いた熱電能および電気抵抗測定により、超伝導発生起源に近づけるものと期待される。まず装置テストを行い、室温において、加圧テストを行った結果、期待通り加圧できることを確認した。本研究は、重い電子系、強相関物質、酸化物、有機物質等の物質を対象に高圧力を研究中心として多重極限環境(高圧・低温・高磁場)下の物性研究において、圧力誘起超伝導をはじめとする数奇現象の起源とその機構解明を目的とし、トロイダル方式のダイヤモンドアンビル圧力発生装置を用いた、電気抵抗および熱電能の測定を行う。装置を、市販の^3He冷凍機(Heliox)に取り付け温度依存性の測定テストを行った。まず、Pbを用いて、電気抵抗および熱電能の同時測定を行い、低温での圧力較正およびその温度依存性の研究を行った。まだ完全ではないが、少し改良することにより従来の装置で高圧下の物性測定を測定することが可能となる。平行して、測定試料として、常圧で磁気秩序を示さないYbPd_2Si_2を取り上げ室温における熱電能測定を行った、その結果数GPa程度の圧力で異常を示すことを明らかにした。この圧力は、電気抵抗の温度依存性から明らかになった、この物質が持つ量子臨界圧力とほぼ同じであり、室温においてすでにYbの価数転移が起こっていることを示唆している。より高圧力を加えた電気抵抗の温度依存性の測定を行うことにより、Ybが高圧下でモーメントを持ち磁気秩序を形成することが期待される。また、測定装置としてはほぼ完成したので、残りの期間でより詳細な研究結果が得られる見込みである。

キュービックアンビル圧力発生装置を用いた高圧化電気抵抗測定により、高圧下で金属になることが確認され手いるが、対向アンビル型であるダイヤモンドアンビル圧力装置(DAC)を用いた圧力下電気抵抗測定の研究に於いては、金属化の報告はなされていない。このような、圧力装置の違いによる物性の違いを明らかにするため、ダイヤモンドを用いたトロイダル型対向アンビルを用いて、室温における高圧下熱電能測定を行った。その結果、金属下が起こると同程度の高圧下において熱電能の圧力依存性が変化する現象を確認した。この結果は、この圧力付近で、フェルミ面の状態が変化し、金属下が起こっている可能性を示唆している。Fe_2Pは常圧下では、強磁性体であるが高圧下で反強磁性体になることが報告されている。上述の試料と同様に、室温における熱電能の圧力依存性を測定した。その結果、熱伝導の異常が測定され、この物質についても、高圧下で状態の変化が現れる事が明らかとなった。現在、高圧下熱電測定を低温で測定するべく研究を進めている最中である。また、これらの結果を学術誌に投稿中あるいは投稿準備中である。
電気化学発光を利用した高感度免疫センサーの開発

グルタルアルデヒドを用いてルミノールを分子量と荷電の異なる抗原(ヒト血清アルブミン(HSA)、免疫グロブリンG(IgG)、リゾチーム(Kys))に標識した。それぞれ対応する抗体と反応させたのち、過酸化水素(H_2O_2)を添加し、電気化学発光フローセル内のインジウム・スズ酸化物(ITO)を蒸着したガラス電極上で陰電位を印加することによって反応させた。その結果、生じた電気化学発光強度は、ルミノール標識抗原の種類とは無関係に、抗体の量によって増大することを確認した。この現象を利用することによって、抗原に対する抗体の定量が可能になる。ウシ血漿中におけるヒト抗体の定量では、水溶液系での発光強度と比較して、全体的に発光強度の減少が確認された。これは、血漿中の鉄イオンとルミノールの発光に必要なH_2O_2が反応し、H_2O_2濃度が減少したためと考えられる。しかし、抗体量増加に伴い電気化学発光強度の増大が確認され、適切な補正やH_2O_2のキレート剤の添加により、血漿中における均一系免疫定量が可能である。また、マレイミド標識法により抗原にルミノールを標識した。マレイミド法を用いてルミノールを標識したHSAやIgGでも、グルタルアルデヒド法と同様に、抗体濃度の増加に伴い発光強度が増大し、定量の可能性が示唆された。さらに、グルタルアルデヒド法においては確認されなかった抗原抗体全体反応の結合選択性が確認された。また、ウシ血漿中における抗体定量では、発光強度はHSA、IgGともに水溶液系に比較して低い値を示した。しかし、抗体濃度増加に伴う発光強度の増大が確認された。したがって、発光反応阻害物の抑制など適切な補正を行うことにより、血漿系での抗体定量が可能である。従来の免疫測定法に不可欠な洗浄操作を必要としない、新しい抗体定量法が確立された。またフローセルを用いて連続的な抗体定量も過去に開発された例がなく、独創的なものである。電気化学発光による抗原定量の可能性が確認された。グルタルアルデヒドを用いてルミノールを分子量、荷電の抗原(アルブミン、イムノグロブリン、リゾチーム)に標識し、それぞれ対応する抗体と反応させた後、過酸化水素を添加し、電気化学発光フローセル内のITO陰極上で反応させた。その結果、生じた電気化学発光強度は、ルミノール標識抗原の種類とは無関係に、抗体の存在によって増大することが確認された。また発光強度増加量は抗体濃度に依存することが判明した。したがってこの現象を利用することによって幅広い抗原に対応する抗体の定量が可能になる事が判明した。また、抗原に標識されたルミノールはITO表面で陰極反応を起こさないことがサイクリックボルタメトリーで確認された。このことから本実験系での電気化学発光反応は、過酸化水素の陰極反応で生じた水酸化物ラジカルがルミノールを酸化することにより惹起されることが判明した。この研究によって、電気化学発光を利用することにより、分子量、荷電に関係なく多種の抗原に対する抗体の定量が可能であることが確認された。この研究によって、従来の免疫定量法に不可欠な洗浄操作を必要としない新しい抗体の免疫定量法が確立されたことなる。またフローセルを用いた連続的な抗体定量も過去に開発された例がなく、独創的なものである。しかし抗体の結合によって抗原上のルミノールの電気化学発光強度が増大する原因については現段階では不明である。

発光強度の増大がルミノールの発光速度の増大に起因するのか、量子収率の増大に起因するのかを今後の課題とする。また電気化学発光を利用した抗原定量法の実現性についても確認されていない。そこで、今後は抗原の定量法を開発し、電気化学発光による免疫定量法の完成を目指す。電気化学発光による抗体定量では、抗原抗体の分子量や荷電には関係なく、抗原上に標識されたルミノールの電気化学発光強度が増大することを水溶液系において確認した。また、その発光増強の変化は抗体濃度に依存した。当該年度は、陰電位印加時の発光量子収率および発光反応次数に着目し、その発光強度増大のメカニズムを解析した。また、実際にウシ血漿中におけるヒト抗体の定量を行い、他のタンパク質の影響を確認するとともに実用性の評価をした。陰電位を連続印加することによって反応部内の検体を完全に反応させ、抗体濃度による発光量子数の変化を比較した結果、抗体濃度増加に伴い、検出される発光量子数が増加した。これは、標識されていた発光物質ルミノールの周辺が抗原抗体結合により疎水的環境になり、水分子による励起ルミノールのエネルギー損失が減少したためと考えられた。そのため、発光量子数の増加は抗原抗体結合に依存することが示唆された。また、検出される発光波形の経時変化から見かけの発光反応次数について算出した結果、抗体量が増加するにしたがって陰電位印加直後の発光波形の減少速度が増加し、発光反応次数(反応効率)の増加が示唆された。そして一定時間を経過した時点の発光反応次数は、一定値を示すことが判明した。この結果、電位印加瞬間時の発光波形を測定することによって、抗原抗体反応による発光強度の変化を感度よく測定できることが判明した。ウシ血漿中におけるヒト抗体の定量では、水溶液系での発光強度と比較して全体的に発光強度の減少が確認された。これは、血漿中のFeイオンとルミノールの発光に必要なH_2O_2が反応を起こし、H_2O_2濃度が減少するためと考えられた。しかし、抗体量増加に伴い電気化学発光強度の増大が確認され、今後、適切な補正やH_2O_2のキレート剤の添加により血漿中における均一系免疫定量も可能であることが示唆された。電気化学発光による抗体定量では、グルタルアルデヒド標識法によりルミノールを抗原に標識し、この標識抗原を用いて抗体を定量した。抗原の分子量や荷電に関係なく、抗原上に標識されたルミノールの電気化学発光強度が増大することを水溶液において確認した。しかし、グルタルアルデヒド標識法では、抗原抗体反応の特異性が確認されなかった。そこで、当該年度は、グルタルアルデヒド法により生じた問題点を解決するため、マレイミド標識法により抗原にルミノールを標識した。抗原として、ヒト血清アルブミン(HSA)、免疫グロブリンG(IgG)を用いた。このルミノール標識抗原を用いて、水溶液系で抗体を定量した。さらに、実用性の評価として、ウシ血漿系における抗体定量も試み、共存物質の影響を検討した。試験水溶液をフローセルに送液し、インジウム・スズ酸化物(ITO)を蒸着させたガラス電極上で、電位を印加した。このとき電位は-0.70Vvs.Ag/AgClで、10秒間のパルスステップとして印加した。電位印加で得られた光子数の積算値を発光強度とし、これを測定した。
集積型金属錯体の固体物性

集積型金属錯体における電気伝導性、磁性、光物性等が連動した新しい型の物性現象の発見を目指して実験を行い以下の成果を得た。(1)金属錯体系分子性導体Pd(dmit)_2塩において2つの新規超伝導体を発見し,加圧による電子状態の多様な変化(絶縁体,金属,超伝導体等)に対する対カチオンの効果を系統的に研究し,電子構造の次元性と電子相関効果との対応を得た。(2)遷移金属錯体を含む分子性導体θ-(DIETS)_2[Au(CN)_4]とβ'-Me_4As[Pd(dmit)_2]_2において,1軸性加圧によって誘起される超伝導を見出した。前者の転移温度8Kは,非対称型有機ドナーから構成される系としては,世界最高である。(3)中性単一分子で室温から極低温(0.6K)まで金属的な性質を示す分子性結晶Ni(tmdt)_2の合成および結晶構造解析に,世界で始めて成功した。(4)局在電子スピン間の強磁性的相互作用とπ電子系の金属的伝導が共存する最初の電荷移動錯体(EDO-TTFI_2)_2M(mnt)_2(M=Ni, Pt)を開発した。また,局在スピンを含む有機導体(DMET)_2FeBr_4の反強磁性相における磁気抵抗を測定し,磁化曲線との対応からπ-d相互作用の存在を直接的に証明した。(5)非対称配位子dto(=C_2O_2S_2)を架橋とする新規Fe混合原子価錯体[(n-Pr)_4N][Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3]がT_c=6Kの強磁性体であることを見出した。さらに,この強磁性発現には,低温でのスピン状態の変化を伴う電荷移動転移(Fe^<II>→Fe^<III>)が重要な役割を果たしていることを明らかにした。(6)トリアゾール架橋Fe(II)錯体,[Fe(trz)_3](R-SO_3)_2系の対アニオンとしてスルホ基を持つイオン交換膜を用いることにより,室温スピンクロスオーバー錯体膜の開発に,世界で初めて成功した。(7)スピンクロスオーバー錯体の光誘起相転移ダイナミクスにおよぼす外場の影響を検討した結果,磁場,幾何学的境界条件(物質の結晶サイズ)によって,最大1000%にも及ぶ,転移速度の変化を見つけることに成功した。この知見は非平衡相転移ダイナミクスという基礎的視点のみならず,光メモリーの磁場制御という応用的観点からも重要である。(8)1次元モット絶緑体であるハロゲン架橋Ni錯体において,電場変調分光法を用いて,この系が極めて大きな3次の非線形光学応答を示すことを明らかにした。

この知見は非平衡相転移ダイナミクスという基礎的視点のみならず,光メモリーの磁場制御という応用的観点からも重要である。(8)1次元モット絶緑体であるハロゲン架橋Ni錯体において,電場変調分光法を用いて,この系が極めて大きな3次の非線形光学応答を示すことを明らかにした。本研究の主たる目的は,有機物と無機物の「十字路」に位置する集積型金属錯体に特有の電子物性の探求を行うと共に,次世代の課題とされる光学特性・磁性・伝導性等の相乗効果による「複合物性・多重機能」の発現を目指す点にある。本年度は以下のような主たる結果を得た。[1]金属錯体系分子性導体Pd(dmit)_2塩において,加圧による電子状態の多様な変化(絶縁体,金属,超伝導体等)に対する対カチオンの効果を系統的に研究し,電子構造の次元性と電子相関効果との対応を得た。[2]中性分子としては異常に高い伝導度(室温で数Scm^<-1>)を示す拡張π電子共役系ジチオフルバレンジチオラト錯体Ni(ptdt)_2を得た。電子状態計算の結果,最低一重項状態より低エネルギー側に三重項状態が存在し,HOMO→LUMO電子配置が支配的であることがわかった。さらに,高圧伝導度測定(72kbarまで)によって「金属」相と思われる領域を確認した。[3]分子性反強磁性体(BMT-TTFI_2)FeBr_4の高いNeel温度が、短い分子間接触による化学的圧力効果によることを明らかにした。また,弱強磁性体(C_1TET-TTF)FeBr_4とそのSe置換体の磁性を四副格子モデルにより解析し、交換相互作用の原子置換効果と分子間接触距離変化との対応を得た。[4]鉄イオンがトリアゾールによって架橋された一次元鎖の構造を持つ錯体は、室温付近に大きなヒステリシス(双安定領域)を伴ったスピンクロスオーバー挙動を示す。この系において、スピン転移温度および双安定温度領域を制御することを目的として多種多様なスルホン酸イオンを対イオンとする[Fe(NH_2-trz)_3]錯体を合成し系統的にスピンクロスオーバー転移の挙動を調べた。特に対イオンがアルカンスルホン酸イオンの場合、対イオンの炭素数とスピン転移温度、双安定温度領域との間に密接な相関関係があることを見出した。[5]ピコリルアミン系Fe^<2+>錯休におけるスピンクロスオーバー転移に関して、光励起状態を経由した相転移現象の発生する過程で、域値的特性、ふ化時間、相分離の発生が見られることを明らかにした。この現象は、協同的項間交差という視点からも重要なものである。集積型金属錯体における伝導性、磁性、光物性等が連動した新しい型の物性現象の発見を目指して実験を行い以下の成果を得た。(1)多数の超伝導体を生み出している金属錯体Pd(dmit)_2の、トリアルキルスルホニウム塩およびそのセレノニウム,テルロニウム誘導体Me_xEt_<3-x>Z^+(Z=S,Se,Te ; x=1,2,3)を系統的に調べた。これらは,いずれも「強く2量化した」Pd(dmit)_2カラムに基づく結晶構造を持ち,カチオンによって単位格子内のカラムの数や配列が異なることによって,多様な電子構造を示すことを見出した。(2)金属錯体系高圧超伝導体(Me_2Et_2N)[Pd(dmit)_2]_2について、ダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧下結晶構造解析をIPX線装置により行い、圧力誘起構造相転移を見出した。ここで新たに生じる4倍周期ポテンシャルと高圧相における金属-絶縁体転移との関連を示唆する結果を得た。(3)(DMET)_2FeBr_4の反強磁性相における磁気抵抗を測定し、磁化曲線との対応からπ-d相互作用の存在を直接的に証明した。
細胞外マトリックスタンパク質の発現制御による大動脈弁石灰化抑制の実証と機構解明

(1)細胞外マトリックスタンパク質による弁石灰化調節とその分子機構解明大動脈弁間質細胞(HAVICs)石灰化に寄与する原因タンパク質を特定し、発現低下の分子機構解明やHAVICs石灰化に至る分子機構を解明する。(2)大動脈弁異所性石灰化を抑制する薬物開発の基礎的検討細胞レベルで原因タンパク質の発現低下を抑制する活性物質を探索により見出し、大動脈弁異所性石灰化を起こしているラットへ投与して臨床薬理学的スクリーニングを行う。これらにより、原因タンパク質低発現細胞の形質転換を介する薬物治療の開発につなげる。