hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複素領域における離散的函数方程式について

得られた結果としては、主に次の内容である:複素力学系と関わりのある非線形微分方程式に対するMalmquist-Yosida型の評価。極を無限個有する有理型関数を係数とする線形2階方程式の解の存在と周期解の構成。Ramisの問題に関係して、q-差分方程式の有理型解の存在と増大度。線形多項式係数差分方程式の解の存在とNewton-Polygonの関係。Schr"oderの函数方程式の解の値分布的性質と定義有理関数の複素力学系的性質とを関連づけ。以下に分担者ごとの研究実績を報告する。有理形関数の一意性定理について研究した。これまで一意性集合の研究はあるが、一意性領域の研究はあまり無いように思われる。複素領域に非有界集合や可算無限個の領域を与え、そこでの条件から一意性定理を導くことについて研究を継続している。(森)Painlev'e方程式(I)を特別な場合として含む高階Painlev'e方程式の有理型関数解について、その位数の下からの評価を与えた。さらに(II),(IV)の超越関数解については漸近性を用いた別の方法により、位数の下からの評価を求めた。(下村)複素誤差関数の力学系について、そのパラメータ空間を研究した。また、実係数を持つある双曲型複素誤差関数のジュリア集合について、双曲型有理関数では起こりえない位相的性質を見いだした。(諸澤)射影空間へ線型非退化な正則曲線に関するCartanの第二主要定理において極値的な例を構成し、あるFermat型の函数方程式に対する有理型函数解の存在との関連について調べた。また、平面上で定義される有理型函数のある一意性定理を、値の共有条件を角領域に制限して対応する主張を得た。(藤解)Picard(等角不変量)が面上の解析函数の値分布の考察に重要であることが知られているものの、一般に与えられたRiemann面に対してそのPicard定数を決定することは困難である。しかしながら、考察するRiemann面が複素平面の限界のない有限な被覆面として特徴づけられる代数型面の場合には,selberg-Nevanlinnaによる代数型函数の理論を適用することができる今年度は、ある種の3葉代数型面上の解析函数の除外値の個数が、その面の定義方程式の判別式の零点分布から受ける影響を調査し、いくつかの定量的な結果を得た。(澤田)平成16年度に引き続き,離散的函数方程式,特に多項式係数線形差分方程式とSchroeder方程式を研究対象にしました.前者については,古典的なWiman-Valiron理論を差分方程式に応用できる形に再構築しました.後者については,Schroeder函数の値分布論的性質の中のJuliaおよびBorelの方向と定義有理函数のJulia集合との間に密接な関わりがあることの証明をあたえました.また,Schroeder函数を一般化した場合にも,Borel方向についての性質を保存する条件を見いだしました.以下に分担者ごとの研究実績を報告いたします.
ダイナミックな細胞内外輸送現象の1細胞定量解析法

本研究では、ソフト界面を介する細胞内外輸送現象を1細胞レベルで定量的に解析する手法を開発し、それらを組合せ、遺伝子導入やドラッグデリバリーのメカニズム解明と効高率化に貢献することを目標とする。本年度は、上皮成長因子受容体(EGFR)-EGF結合を介するエンドサイトーシス過程を追跡する。(1)電気化学イメージングによるエンドサイトーシスのリアルタイムモニタリング:昨年度に引き続き、生細胞の膜表面に存在する上皮成長因子受容体(EGFR)の電気化学イメージングを検討した。生細胞電気化学イメージングから、メナジオンや酸素の細胞内反応・細胞膜透過現象を評価した。金ナノ粒子をプローブとしてEGFRを免疫標識し、光散乱に基づき細胞の内外を識別可能かどうか基礎的検討を実施した。我々が独自に開発した電気化学多点計測デバイスのスループットを大輻に改善・改良できた。(2)パッチクランプ法:イオン電流をプローブ-サンプル間距離制御に用いるSICM(scanning ion-conductance microscopy)により、単一細胞の形状-電気化学同時イメージングに成功した。電気化学イメージングを可能とする複数タイプのナノプローブを試作し、白金電極に加えて炭素電極タイププロープの開発に成功した。マクロファージに着目し、マクロファージ活性化因子の添加に伴う、形態変化,膜容量変化・活性酸素産生能の同時評価を実施した。(3)PCRに基づく核酸分析法(1cell RT-PCR):ブローブを改良し1細胞ごとのmRNA回収定量を実施した。アルカリホスファターゼをモデルタンパク質として、回収したタンパク質の酵素活性を電気化学的に評価する流体デバイスの開発を実施した。これまでの研究により、上皮成長因子受容体EGFRまたはそのリガンドEGFをアルカリホスファターゼ(ALP)で標識し、単一細胞および細胞パターン(300細胞)表面のEGFR活性を電気化学的に定量することが可能になった。次に、EGFR発現が認められるA431細胞に対し、EGF添加後のEGFR活性の減少(ダウンレギュレーション)を電気化学的に定量した。さらに、電気化学リアルタイムモニタリングを検討した。A431細胞にALP標識EGFを添加し、低温に保つことにより、EGFがEGFRに結合するがシグナル伝達は行われない状態にした。温度を37°Cまで上昇するとシグナル伝達とダウンレギュレーションが開始される。しかしながら電気化学測定に関しては、ALP標識を行わない場合においても、電流応答変化が観測された。これはヒートショックあるいは内在性ホスファターゼ活性の変化を反映している可能性がある。酵素以外の標識として金ナノ粒子を使用してタンパク質のラベリングを検討した。マクロファージの活性化過程をホールセル・レコーディング法により評価した。サイトカイン等活性化条件の違いにより電位依存性K^+チャンネルの発現量や膜容量に変化が認められた。パッチクランプ法と同等のガラスキャピラリーを探針として走査型イオンコンダクタンス顕微鏡(SICM)により生細胞形状の取得に成功した。我々の開発した電気化学多点計測デバイスにより、細胞から分泌されるアルカリホズファターゼ、細胞接着、化学発光イメージング、イムノアッセイ、DNAハイブリダイゼーションアッセイなど幅広く応用展開を推進することに成功した。
紫黒米の調理過程で生成するアントシアニンの熱分解物の生体内抗酸化作用に関する研究

プロトカテキュ酸(PCA)は、紫黒米の主要色素であるシアニジン-3-グルコシド(C3G)の熱分解物である。PCAの抗酸化作用をモデル動物を用いてC3Gと比較した。さらに紫黒米摂取が脂質代謝に及ぼす影響を加熱・非加熱の差異に焦点を当てて検討した。PCA投与は鉄誘導性酸化マウスの血漿過酸化脂質の生成を抑制し、PCAの抗酸化作用はC3Gよりも高いことが示された。調理済み食餌性紫黒米は、高コレステロール高脂肪食飼育マウスの血漿HDL-コレステロール濃度の低下を有意に抑制した。以上より、調理済み紫黒米の摂取は脂質代謝異常を改善し、その効果にはPCAの抗酸化性の優位性が関与することが推察された。C3Gおよびその熱分解産物であるPCAの生体抗酸化性を検討する目的で、鉄キレート剤投与による酸化モデル動物の作製方法を確立後、酸化誘導前に当該成分を経口投与した際の生体酸化に及ぼす影響を検討し、以下の結果を得た。1.酸化モデルマウスの作製鉄の投与により腎臓を中心とした急性的な酸化を誘導する疾病モデル動物として、鉄ニトリロ三酢酸投与による酸化ストレスモデル動物の作製条件を検討した。すなわち、ICRマウス、雄性、6週令に鉄ニトリロ三酢酸を体重1kgあたり鉄10mgとなるように腹腔内投与した。1時間後に解剖してヘパリン存在下で全血を回収し、遠心により得られた血漿を酸化の指標として血中過酸化脂質量(TBARS)を定量するとともに、抗酸化性の指標として活性酸素消去能(ORAC)を測定した。その結果、鉄未投与群と比較して、上記の濃度の鉄投与によって、酸化が誘導されていることを確認した。C3GおよびPCAを各々ICRマウス、オス、6週令に、2種類の濃度でゾンデにて胃内に投与し、30分後に1の方法に従い酸化誘導し、さらに1時間後に解剖して血漿を得た。得られた血漿のTBARS値を測定し、C3GおよびPCAの抗酸化作用の程度とその効果を発揮する濃度を明らかにした。PCAは、対照として用いた既知の抗酸化物質であるカテキンと同濃度でTBARS値の上昇を抑制したが、C3Gではその効果は認められなかった。以上の結果から、鉄誘導酸化モデル動物において、C3Gは、本実験で投与した濃度では抗酸化作用を示さないが、その熱分解産物であるPCAは、カテキンと同濃度で抗酸化作用を示すことが明らかになった。このようにPCAがC3Gよりも優位な生体抗酸化作用を示したことは、先行研究の結果を合わせて考えると、in vivoにおける活性酸素消去能の効力と血中への移行濃度の違いによるものと考えられた。本研究は、C3Gの熱分解産物であるPCAの抗酸化作用を中心とした生活習慣病の発症・進展抑制効果を明らかにすることを目的としている。平成26年度は、高コレステロール血症モデル動物における紫黒米の血漿脂質レベルに及ぼす影響を検討する手段として、高コレステロール血症モデル動物の作成方法の確立を試みるとともに、本試験でC3GおよびPCAの給源として用いる米由来の試料を調製した。C57BL/6Jマウス、雄性、4週齢を1週間普通食にて予備飼育後、高コレステロール食として2%コレステロールならびに40%脂肪食を自由摂取させ、対照として、普通食群を設定した。飼育期間中、摂餌量および体重を測定した。さらに、一定期間ごとに尾静脈より採血し、それら血漿中の中性脂肪、総コレステロール、HDL-コレステロール濃度を測定し、脂質異常症の発症を確認した。その結果、コレステロール濃度に関しては、普通食群と比較して、高コレステロール群において、HDL-コレステロール濃度の低下、総コレステロールならびにLDL-コレステロール(算出値)濃度の上昇が認められ、コレステロール濃度の異常を認めた。しかし、参考文献に基づき2週間の飼育による発症を予定していたが、約3か月の飼育期間を要した。さらに、対照の普通食群に対して、高コレステロール食では摂餌量の低下により体重ならびに血中の中性脂肪濃度の増加が認められなかった。以上の結果より、高コレステロール血症のモデル動物は作成できたものの、予想に反して、摂餌量の低下による体重増加や中性脂肪の濃度上昇が認められず、食餌組成の変更の必要性が検討課題として残った。現在、再検討中であり、最終的には高コレステロール添加のみでの検討も視野に入れている。一方、摂食実験に用いる添加米試料の調製を行い、未処理の紫黒米と炊飯後の飯、さらに玄米および精白米由来の試料を調製した。高コレステロール血症モデル動物における紫黒米の調理前後の脂質代謝異常改善効果を比較することを目的とした。特に、紫黒米の主要アントシアニン色素であるシアニジン3-グルコシド(C3G)と、その熱分解物であるプロトカテキュ酸(PCA)の影響を比較するために、下記の実験を実施した。C57BL/6Jマウス、雄性、4週齢を1週間普通食にて予備飼育後、基準となる2%コレステロール-40%脂肪食からなるコレステロール添加高脂肪食に、加熱・非加熱の紫黒米および玄米粉砕試料を20%配合した食餌を3月間自由摂取させた(各種米配合群)。対照として、コレステロール添加高脂肪食に加えて普通食群を設定した。一晩絶食後に解剖し、血漿中の総コレステロール、HDL-コレステロール、LDL-コレステロール(算出値)、中性脂肪を定量した。さらに、抗酸化性の検討を目的に、親水性活性酸素消去能(H-ORAC)、チオバルビツール酸反応物質(TBARS)を測定した。

コレステロール添加高脂肪食群において普通食群に対してHDL-コレステロール濃度が低値を示し、コレステロール添加高脂肪食による脂質異常を認めた。一方、紫黒米配合群では高値を示し、HDL-コレステロール濃度の低下が改善された。さらに、未加熱群よりも加熱群で高い効果を示した。一方、他の生化学マーカー、H-ORAC値ならびTBARS値の群間の違いは認められなかった。以上の結果から、紫黒米はコレステロール添加高脂肪食飼育マウスにおける血漿脂質異常をHDL-コレステロール濃度の低下抑制により改善することが明らかになった。さらに、これまで得られている情報と合わせて考えると、C3Gよりもその熱分解物であるPCAが高い効果を有することが示唆された。本研究では、白飯の一部を紫黒米に代替して継続摂取することで、血漿脂質異常の発症が抑制できる可能性を示すことができた。プロトカテキュ酸(PCA)は、紫黒米の主要色素であるシアニジン-3-グルコシド(C3G)の熱分解物である。PCAの抗酸化作用をモデル動物を用いてC3Gと比較した。さらに紫黒米摂取が脂質代謝に及ぼす影響を加熱・非加熱の差異に焦点を当てて検討した。PCA投与は鉄誘導性酸化マウスの血漿過酸化脂質の生成を抑制し、PCAの抗酸化作用はC3Gよりも高いことが示された。調理済み食餌性紫黒米は、高コレステロール高脂肪食飼育マウスの血漿HDL-コレステロール濃度の低下を有意に抑制した。以上より、調理済み紫黒米の摂取は脂質代謝異常を改善し、その効果にはPCAの抗酸化性の優位性が関与することが推察された。研究実績の概要に記したように、高コレステロール血症モデル動物の作成に時間を要したこと、さらに、食餌量の低下により、普通食群と比較して体重増加や中性脂肪濃度の上昇などが認められず、モデル動物への各種米試料を添加した摂食実験は予備実験に留まった。一方で、次年度に予定してる各種酵素活性の測定方法の確立については、モデル動物の作成により得られた生体試料を用いて既に検討済みであり、上記の遅れをカバーすることはできている。食生活高コレステロール血症モデル動物における紫黒米の加熱調理の有無による差異が血漿脂質レベルに及ぼす影響を比較検討することを目的として、下記の実験を実施する。1.各種米試料の高コレルテロール血症の発症に及ぼす影響の比較検討(1)高コレステロール食に、未処理の紫黒米と調理した飯を混合した食餌により、3か月間飼育する。並行して、玄米、精白米、さらにPCAの効果を明確にする目的で標準品のPCA添加食群を設定する。(2)解剖により得られた血漿を用いて、総コレステロール値、HDL-コレステロール値、LDL-コレステロール値(算出値)、中性脂肪、遊離脂肪酸量、およびTBARS値を測定する。(3)解剖により得た肝臓を用いて、各種の抗酸化酸化酵素の活性を測定する。2.研究の総括;3年間の実験結果から、各種疾病モデル動物におけるC3Gの熱分解物であるPCAの生体抗酸化作用を明らかにする。当初の計画に従い、酸化モデル動物の作成条件を確立し、C3GおよびPCAの酸化に対する影響を明らかにすることができた。実験は予定通りの進行状況であり、さらに結果についても、血漿TBARS値から予想通りの効果が得られた。
不斉シグマトロピー転位に基づく不斉分子変換法の開発とその応用

本研究は、不斉シグマトロピー転位を基盤にして効率的な不斉分子変換法を開発しようとするものである。本年度の成果は以下の通りである。1.新型不斉[2,3]Wittig転位による三連続不斉中心の立体制御二重結合末端にキラル置換基を有する二種類のアリルプロパギル系の不斉[2,3]wittig転位を初めて検討し、この新型不斉[2,3]転位における立体選択性を調査した。その結果、乳酸およびグリアセルアルデヒド由来の転位系いずれにおいても、高いジアステレオ面選択性とともに高いジアステレオ選択性を示すことを見出し、この新型不斉[2,3]転位が優れた「3連続不斉中心の立体制御」法となることを明らかにした。2.シロキシ-[2,3]Wittig転位による1,2-ジオール系の立体制御1,2-ジオール系を与えるγ-(シロキシ)アリルエーテル系の[2,3]-Wttig転位"シロキシ[2,3]Wittig転位"と呼称-におけるジアステレオ選択性を種々検討し、このシロキシ[2,3]転位では、転位基質の幾何配置に無関係に、極めて高いantiジアステレオ選択性を示すという興味ある結果を見出し、このシロキシ[2,3]転位手法が1,2-ジオール系の優れたジアステレオ選択性合成法となることを明らかにした。3.シリルトリフラートを用いる新しいClaisen転位法の開発IreLand-Claisen転位は優れた立体選択的炭素-炭素結合生成法として広く用いられているが、今回、Ireland法に代わるより簡便なClaisen転位法の開発に成功した。この新転位法は、種々のアリルエステルに第三アミン存在下、室温でシリルトリフラートを作用させるだけという極めて簡便なもので、この新転位法では、用いるシリルトリフラートとアミンの組み合わせを選択することによって、Ireland法に比肩する程の高いジアステレオ選択性や1,4-不斉移転率を示すことを明らかにした。
表面電子状態に着目した電極材料開発：キャパシタの高容量化に向けた新規アプローチ

昨年合成した分子内包カーボンナノチューブを電極とした電気二重層キャパシタ(EDLC)を構築し、電気化学特性の評価を行った。分子を内包していない単層カーボンナノチューブ電極では、カーボンナノチューブのバンドギャップより内側の電位領域(禁制帯)でキャパシタ容量が小さくなることが問題であったが、本研究で作製した「7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン(TCNQ)」を内包した単層カーボンナノチューブは、この禁制帯領域でもキャパシタ容量の低下が起こらなくなることが明らかとなった。TCNQの内包によって、カーボンナノチューブの禁制帯内部に新たなエネルギー準位が構築されたことが原因だと考えられる。中空のカーボンナノチューブの場合、電気二重層形成が起こる場として「カーボンナノチューブの内側」と「カーボンナノチューブの外側」の2カ所がある。TCNQなどの分子を内包したカーボンナノチューブでは、「カーボンナノチューブの内側」が使用できなくなるため、直感的にはEDLC電極としては不利である(重量当たりの静電容量が減少する)と思われる。しかしながら上記のTCNQ内包カーボンナノチューブの静電容量(重量あたり)は、中空のカーボンナノチューブとほぼ同程度の値を示した。キャパシタ電極の静電容量は、電極の表面積に単純に比例するだけでないことを示す興味深いデータである。また、ヨウ素を内包した単層カーボンナノチューブのキャパシタ特性についての評価も行った。ヨウ素内包カーボンナノチューブでは、充放電時にカーボンナノチューブに内包されたヨウ素のレドックス反応が起こり、疑似キャパシタとして機能することを明らかにした。本研究の目的は、電気二重層キャパシタにおける電極の表面電子状態とキャパシタ容量の関係を明らかにすることである。本年度は、表面電子状態を制御した電極試料として分子内包カーボンナノチューブの作製と基礎的なキャラクタリゼーションを実施した。本実験系では、カーボンナノチューブと内包分子の間に電荷移動が発生する。内包分子の種類を変化させることで、カーボンナノチューブ表面の電子状態のコントロールを実現する。本手法では、電気二重層形成(電解質イオンの吸着)の場となるナノチューブ外表面の構造・組成は一切変化しないので、電子状態の効果だけを純粋に抽出して議論することが可能となる。本年度は平均直径の異なる2種類の単層カーボンナノチューブ(直径1.5nmと2.5nm)に対して、真空昇華法によるフラーレン(C60)、フッ化フラーレン(C60Fx)、7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、9,10-アントラキノン(AQ)、フェロセン(FeCp2)分子の内包を実施した。得られた試料について、電子顕微鏡による直接観察、粉末X線回折、蛍光X線分析、X線光電子分光分析、熱重量分析を実施し、ねらい通り内包されていることを確認した。さらに単層カーボンナノチューブ-内包分子間の電荷移動の方向・程度を評価するため、ラマン分光測定とゼーベック係数測定を実施した。C60Fxを内包した単層カーボンナノチューブで、特に顕著な電荷移動反応が起こっていることが明らかとなった。申請書に記載した初年度の実施内容は分子内包カーボンナノチューブの合成である。実施計画・方法欄には、具体的な研究項目として次の4つの実験を行うと記載した。(1)内包分子(ゲスト)の選定、(2)カーボンナノチューブ(ホスト)の作製、(3)カーボンナノチューブ内への分子導入、分子内包カーボンナノチューブの構造評価初年度は、いずれの項目についても遅延なく実施することができた。このため、おおむね順調に進展していると判断した。初年度の研究で得られた内包カーボンナノチューブに対して、サイクリックボルタモグラム(CV)測定、定電流充放電測定、交流インピーダンス測定などの電気化学的な分析を実施し、電気二重層キャパシタとしての電極特性を明らかにする。

また、分子内包によるカーボンナノチューブの電子状態を、X線光電子分光(XPS)、ラマン分光などの実験的な手法を用いて評価する。これらの実験を通して電極の電子構造と電気二重層容量の関係を整理し、本研究のテーマである「電極の電子状態が電気二重層形成に与える影響・程度」を議論する。
質量分析計を用いたHLA-DNAタイピングの自動化機械の開発

分子量の試料サンプルの測定に関する検討では、核HLA対立遺伝子の塩基数が同一の場合は判別が困難なことが予想されたため、制限酵素で切断を行ったが、高速液体クロマトグラフィー分析の際には、精製後に残存するわずかな夾雑物の混入をも測定するために、実測値にばらつきが生じ、高精度な再現性が得られなかった。そこでさらに高精度な精製を試みたが、精製に要する時間が大幅に増加した。測定の前段階で時間を浪費する精製は、本法の自動化にとっては致命的であると考え、制限酵素処置の方法に代わって、PCR-SSP法を採用することを試みた。PCR反応後のサンプルを、制限酵素を用いた場合よりも簡易に精製後、順に測定を行い判定したが良好な結果を得たことから、PCR-SSP法を用いてMS法の自動化を行うこととし、自動化にむけての行程を検討した。PCR-SSP法のプライマーセットの増加により、遺伝子型判定のためのコンピューターソフトのプログラミングについて、再構築を行うこととなった。しかしながら現在の精製度では、増幅領域の長さから分子量が120,000を越えるため、PCR増幅産物の長さを100bpにとどめ、可能な限り分子量を小さくすることが必要となった。そこで新たに90bpのPCR産物を作製したところ、簡易精製で均一な測定値を得ることに成功した。また、プライマーセットの増加に対応するため、測定機器についてもスライドチップによる測定時間の短縮化を検討し、終了させた。我々の予備的な研究では、PCRプライマーをさらに狭い領域に設定し、PCR産物の分子量を5万以下に設定すれば、磁場収束型のESイオン化法により一塩基の違いのHLA型も識別しうることが判明しているので、技術的には明るい展望が開けたと考える。1)現在使用しているHLA-DRB1遺伝子増幅用のプライマーの中でも、比較的遺伝子型と分子量が検討容易であるDR4グループを用いて、PCR反応後の検体を質量分析計にて測定を行った。最初に、各対立遺伝子ごとに、塩基配列の違いより予想される分子量の算定を行ったところ、予想される分子量は171,667172,987と推定されたが、塩基配列の異なる対立遺伝子間でも、各塩基数が同一の場合は同一の分子量を示し、判別が困難なことが予想された。そこで一部の対立遺伝子については、塩基配列の違いを認識する制限酵素で切断してから用いるという方法を考案した。2) 1)で予想された分子量をもとに、既知HLA-DR4対立遺伝子のホモ接合体B細胞株30種についてPCRでの増幅を行い、増幅産物のうち、一部については制限酵素Msp Iにて切断した後、脱塩カラムにて脱塩、精製後、滅菌水に溶解して質量分析器に注入し、分子量の測定を行った。結果、対立遺伝子の分子量そのものの測定は可能であった。しかしながら高速液体クロマトグラフィー分析の際には、精製後に残存するわずかな夾雑物の混入をも測定するために、コンピューターでの判定がやや困難な状況にあることから、増幅産物の精製法については、今後さらに高度な精製法を検討する必要があると考えられた。3)遺伝子型判定のためのコンピューターソフトのプログラミングについては、すべてのDRBl遺伝子について解析が可能なように、分子量の予測を行ったが、2)で得られた状況をもとにして、夾雑物の混入をも考慮して判定が可能な様に改良を行う予定である。1).HLA-DRB1遺伝子のDR4グループを用いて、PCR反応後の検体を塩基配列の違いを認識する制限酵素で切断してから質量分析計にて測定を行ったところ、実測値にばらつきが生じ、高精度な再現性が得られなかった。

このばらつきの原因は、制限酵素処理を行った産物では、反応用バッファーの微量な混入が測定結果の精度に大きく影響していることが考えられたため、試料サンプルの精製法について検討した。すなわち、さらに高精度なカラムとエタノール沈澱での精製を組み合わせた精製法を用いて測定を行った結果、測定値のばらつきはかなり改善が見られたが、精製に要する時間が大幅に増加した。そこで、制限酵素処理の方法に代わって、塩基配列に特異的なプライマーを多数用いて、PCRでの増幅が行われるか否かのみにて判定を行う、PCR-SSP法を本法に採用し、増幅産物の測定を行うこととした。結果、精製度は制限酵素を用いた場合よりも簡易に行ったが、測定には影響を与えなかった。2).すでに自動化のめどが立っている、DNA抽出、PCR増幅と高速液体クロマトグラフィーによる逆相カラムの各行程との間に、脱塩カラムによる精製の行程を加えての自動化が可能となるように、機器の改良を行った。制限酵素処理の行程が削除されたため、各行程の組合せについては改良が進んだが、プライマーセットの増加により遺伝子型判定のためのコンピューターソフトのプログラミングについて、再構築を行った。その結果、現在の製精度では、ヘテロ接合体での判定が困難な組合せが存在することが明かになった。この問題を解決するには、PCR増幅産物の長さを100bpにとどめ、可能な限り分子量を小さくすることで測定可能と考えられた。
ケラチノサイトの転写解析に基づく犬アトピー性皮膚炎に対するテーラーメイド治療

昨年度の研究成果から、犬アトピー性皮膚炎の病変部皮膚においてはケラチノサイト由来サイトカインであるInterleukin (IL)-33が高発現し、その発現は掻爬刺激と関連することが示唆された。また、IL-33はTh2細胞におけるサイトカイン(IL-5およびIL-13)の産生を誘導することが明らかになった。今年度は、IL-33に焦点を当てて、以下の研究成果を得た。イヌケラチノサイト細胞株(CPEK)の単層および三次元培養を用いて、IL-33の発現誘導因子を検討した。犬アトピー性皮膚炎の病変部における転写量が高かったサイトカイン(IFN-γ、TNF-α、IL-13あるいはIL-17A)のリコンビナントタンパク存在下でCPEKを培養後、IL-33の発現を定量PCRおよび免疫組織化学により評価した。その結果、イヌケラチノサイトにおけるIL-33の発現は、IFN-γにより誘導されることが明らかになった。さらに、三次元培養を用いた検討では、IFN-γにより誘導されたIL-33発現の局在パターンは、犬アトピー性皮膚炎の病変部皮膚の結果と類似していた。犬アトピー性皮膚炎において、掻破刺激は皮膚炎の増悪に関与することが知られているが、その炎症誘導メカニズムに関しては明らかにされていなかった。今回の研究成果から、IFN-γにより誘導されたケラチノサイト由来のIL-33は、Th2細胞を介して犬アトピー性皮膚炎の病変部における皮膚炎を増悪している可能性が高いと考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。犬アトピー性皮膚炎(CAD)は多様な臨床症状を示すことから、個々の患者の病態に合わせたテーラーメイド治療の確立が求められている。ケラチノサイト由来サイトカインは病態において中心的な役割を果たすことから、病変部皮膚の転写プロファイルが病態を反映する指標となるほか、治療標的分子とすることでテーラーメイド治療につながると考えた。まず、CADの病変部皮膚における各サイトカイン(24分子)の転写量をリアルタイムRT-PCRにより定量し、各分子の転写量と皮疹との関連を検討した。その結果、掻破痕を認めた病変部皮膚においては、Interleukin(IL)-33の転写量が高値を示すことが明らかになった。また、抗IL-33抗体を用いて免疫組織化学を実施したところ、CADの病変部皮膚におけるIL-33の主要産生細胞はケラチノサイトであることが証明された。一方、健常犬の正常皮膚においてはIL-33を発現するケラチノサイトは認められなかった。CADにおいて、掻破刺激は皮膚炎の増悪に関与することが知られているが、その炎症誘導メカニズムに関しては明らかにされていなかった。報告者の過去の研究成果から、IL-33はTh2細胞におけるサイトカイン(IL-5およびIL-13)の産生を誘導することが分かっている。したがって、本研究の成果から、ケラチノサイト由来のIL-33は、Th2細胞を介してCADの病変部皮膚における炎症を増悪している可能性が高いと考えられる。本年度は、十分な皮膚サンプル数が確保できなかったため、サイトカイン転写プロファイルと皮疹スコアとの関連を多変量解析により分析できていない。多変量解析による新たなCAD病型分類の確立に向けて、次年度も皮膚サンプル採取を継続して解析を行うとともに、より簡便で低侵襲な生検法を検討している。また、イヌケラチノサイト細胞株(CPEK)の三次元培養を用いて、IL-33の発現誘導因子を同定する予定である。
プレホスピタルでの心肺蘇生時における脳内酸素飽和度の推移に基づいた脳循環の解明

日本では年12万人以上の患者が突然の心停止を発症しているが、神経学的後遺症を残さずに回復できる症例は未だに稀である。我々は、近赤外光による無侵襲脳内酸素飽和度(以下rSO2)測定に注目し、2007年心肺蘇生時の測定に成功した。以後、米国心臓協会学術会議(AHA)で毎年研究成果を公表し続けている。さらに、蘇生後低酸素脳症患者の治療成績を改善するためには、病院搬送前からの治療開始が何よりも重要であると考え、プレホスピタルで使用できる携帯型の脳内rSO2モニターを開発した(特許取得2016年)。これら一連の研究成果を基に、『研究の目的』で記した3つの研究を行う。
mTOR経路を介する加齢制御に着目した高齢者くも膜下出血の新規治療法の開発

【意義】9週齢の野生型マウスを用い、mTOR阻害剤の早期脳損傷に対する脳保護効果を明らかにするための基礎的データの収集を行う事ができつつある。今後、実施予定の老齢マウスでの検証に役立つ知見が得られたと考えられる。本年度の研究では、初年度の研究成果に基づき、mTOR阻害剤の早期脳損傷に対するPostconditioning効果について検証を行っている。前年度の研究成果と同様にその有効性を確認できる結果が得られているが前年度に比して研究の進捗がやや遅れており、学術誌への論文投稿には至っていない。現在実施しているmTOR阻害剤の早期脳損傷に対するPostconditioning効果についてのデータをまとめ、学術誌への投稿を行う事を目標とする。また、老齢マウスを用いたmTOR阻害剤の有用性についての研究に着手する事を目標とする。【具体的内容】【意義】9週齢の野生型マウスを用い、mTOR阻害剤の効果を評価することで基礎的なデータの収集を行うことができつつある。本結果は、今後実施する予定である老齢マウスでの実験結果を解釈するに当たり、非常に重要な知見であると考えられる初年度の研究成果に100%の満足度は無いが、短期間ながらも実施した研究成果を学術ジャーナルを通して世に公表できたため次年度以降の研究の励みとなった。本年度は9週齢の野生型マウスを用い、mTOR阻害剤の脳保護効果(Postconditioning)について検証を行う予定である。現在の研究進度を保ち、前年度以上の研究成果を挙げられるようにフットワーク軽く情報収集を行いながら研究に従事する予定である。情報収集を目的とした出張に要する旅費が概算費用よりも低額であったため。
ワーカー産卵抑制とシグナルとしての体表炭化水素の進化

ワーカー産卵が頻繁に見られるフタモンアシナガバチを材料に、個体間のCHC変異を経時的に定量し、CHCのシグナルとしての役割を評価するのを第一の目的とする。第二の目的として、ホルモン処理によって卵巣発達の促進と抑制を行い、その場合に起きるCHCの変化、遺伝子発現、個体間の行動の変化とコロニー全体の行動の変化を調査して、CHCの変化と卵巣発育がコロニー全体に及ぼすコストを評価することを目的とする。
男性因子不妊にて生殖補助医療を受ける夫の治療への意思決定過程

男性不妊にてARTを受ける夫の治療への意思決定過程を明らかにすることを目的とした。研究協力が得られた30名に半構造化面接を行い質的帰納的に分析を行った。平均年齢は34.4歳で全員が有職者であった。【妻が先に検査に行っているし、何も考えず軽い気持ちで臨んだ】【まさか自分が原因だとは思いもしないし、あったとしても妻より軽い】と考えた精液検査だったが、【結果に愕然とし何も考えることが出来ず、そしてどん底へ堕ちていく感覚】【妻に申し訳ない】【妻の親に対する申し訳なさ】を抱き、それでも【妻や周りの支えによって、子どもを授かることが出来る可能性への期待】が明らかとなり、男性不妊ケアの重要性が示唆された。本研究では、男性因子不妊にて生殖補助医療を受ける夫の治療へ意思決定過程を明らかにし、その特徴と具体的支援を探究することを目的とした。科研の申請通り、研究予定期間は平成25年26年の2年間とし、1年目の計画は男性因子不妊と診断され、初めて生殖補助医療(Assisuted reproductive technology:ART)にトライアルする方に調査依頼をし、インタビューを行う計画のもと調査を行った。東北地方にある2か所のクリニックおよび甲信越地方のクリニック1か所、計3施設において施設長からの研究協力承諾を受理、また研究協力者として同じく3名の医師を東北大学大学院に登録を行い、研究開始を開始した。3施設すべてにおいて、看護責任者、事務職員等への研究説明を行い、患者選定の基準等の共通理解を図り、調査対象となりうる方への調査依頼方法について統一を行った。無精子症(非閉塞性無精子症・閉塞性無精子症)にて、局所麻酔や腰椎麻酔下に精巣上体から精子を回収する顕微鏡下精巣内精子採取術(microdisection- testicular sperm extraction;MD-TESE)や精巣内精子回収法TESE(testicular sperm extraction; TESE)を予定された男性因子不妊患者、および乏精子症の男性因子不妊患者で、両者とも後に顕微授精(Intracytoplasmic Sperm Injection; ICSI)を受けるための治療を開始している男性で、対象除外基準に触れない方30名に依頼を行い、合計13名の男性因子不妊患者からのインタビュー調査を完了した。本研究は質的研究であり、インタビューと分析を同時進行で行う研究スタイルであるため、生殖補助医療に関してのスペシャリストとともに随時分析会を行い、スーパーバイズを受けながら分析も同時進行で進めている。本研究では、男性因子不妊にてARTを受ける夫の治療への意思決定過程を明らかにし、その特徴と具体的支援を探究することを目的とし、男性因子不妊患者ケアの基盤的研究になることを想定した。研究実施計画に則り、研究期間は平成25年26年の2年間とし、男性因子不妊と診断されARTに臨む男性に調査依頼をし、インタビューを行う計画のもと調査を行った。東北地方にある2か所のクリニックおよび甲信越地方のクリニック1か所、計3施設において、無精子症(非閉塞性無精子症・閉塞性無精子症)若しくは重度の乏精子症にて、局所麻酔や腰椎麻酔下に精巣上体から精子を回収する顕微鏡下精巣内精子採取術(microdisection- testicular sperm extraction;MD-TESE)や精巣内精子回収法TESE(testicular sperm extraction; TESE)を予定し、精子採取後にARTを計画された男性因子不妊患者55名に依頼を行い、計30名の男性因子不妊患者からのインタビュー調査を完了した。また、インタビュー調査依頼と実施を継続しながら、質的研究であるためインタビューと分析を同時進行で実施した。その結果、男性因子不妊患者の治療への意思決定過程として、「診断告知時の衝撃の大きさ」がありながらも、「妻からの全面的な支援」を基に「やれることはすべてやりたい」という思いを抱きながら、「圧倒的な男性不妊治療に関する情報量の少なさ」を体験しつつもARTという高度な治療を選択してくという意思決定過程をたどることが明らかとなった。これまで明らかにならなかった男性不妊患者の思いや体験が具体的になったことで、診断告知時のあり方やその後の治療の情報提供や相談システム、支える妻への支援等を検討していく必要性が示唆された。医歯薬学研究協力予定施設からの研究協力体制が得られたことにより、臨床側のスタッフとの連携がとれ、予定症例数にほぼ到達していることが考えられる。研究協力施設は遠方にあり、本来の大学教員としての業務とのバランスが難しいところもあったが、協力施設のスタッフとの事前準備、当日の対象者者への対応等、、各施設毎に手順表を作成し、ほぼ問題なく遂行しており、初年度の目標であるデータ収集が順調に行われている。

また、データ収集を行っているのと同時に、データの分析も開始している。分析している中で見出された内容について、学会のシンポジストとして概要の公表も行っている。分析会への研究者の参加者も多く、スペシャリストよりスーパーバイズを受けながら、ほぼ順調に遂行していることから、おおむね順調に進展していると考える。現在、データ収集を行っているのと同時に、データの分析も開始している。スペシャリストよりスーパーバイズを受けながら分析を行っているが、予定通り分析を終了する予定である。利息分が付与されたものである。次年度使用予定の学会発表準備や投稿のための費用に使用する。
動的環境における大規模な多目的最適化問題を対象とした並列群知能法の高速化

本研究では、アントコロニー最適化法(ACO)で時間依存TSPを効率的に解く手法を開発した。この問題は旅行時間が変化するタイプのTSPであり、宅配便の配送経路探索問題に直接応用できる。渋滞が激しく変動する環境下で良い解を求めるためには、探索の高速化が必要となる。ACOのフェロモンの初期値の分布を探索における有効な知識(部分解)と見なし、これに偏りを与えることで、探索領域の削減を行った。また、予測交通量と再探索を組み合わせて性能向上を図った。TSPのベンチマーク問題、ならびに、現実の道路網と交通量データを用いた実験の結果、提案手法は解の精度を落とすことなく収束が早まっていることを確認した。1.実世界を想定した多目的最適化の検討:通常の多目的最適化では、正確なパレートフロントを求めることが目的である。これに対して、現実の問題ではパレートフロントの全域を求める必要はなく、複数の有益な妥協解を高速に求めることが重要である。今年度は、必要な妥協解の数に合わせて探索空間を分割する方法(CS-BAnt)、並びに、目的関数の加重和の比率を妥協解の数だけ変えて単目的ACOを適用する方法(CS-MMAS)を検討し、NSGA-II(GA)、BAnt(多目的ACO)と比較した。以下のことがわかった。(1)CS-BAntは計算速度が最も速いので、リアルタイム問題に向いている。(2)CS-MMASは得られる解の精度が最も高いが、計算時間がかかるので、必要な妥協解の数が少ない問題に対して、最適な方法である。2.ハイブリッド化および高速化の検討: ACOとDijkstra法をハイブリッド化する方法を開発し、動的環境問題に適用・評価した。本研究では、都市数×都市数×時間ステップ数の行列を用意しておき、都市間の経路を必要に応じて計算・保存すること、ならびに、都市間移動時に交通量は変動しないという仮定を設けることで、時間短縮を図った。さらに、初期解をNN法とGreedy法を組み合わせた方法により高速化を図った。また、実世界を想定した仮想地図による新たな評価方法を提案し、従来手法との比較実験を実施した。その結果、従来手法よりも約15%の高速化を達成した。3.粒子群最適化法(PSO)の検討:比較およびバックアップとしてPSOの検討も行った。PSOは、連続値問題向けに開発された手法なので、今年度は、これを組合せ最適化問題に適用する検討を実施した。その結果、スケジュール問題に対して、進化戦略(ES)と同等以上の性能が得られることがわかった。1.動的最適化の検討の拡張(今年度):平成23年度に検討した「予測値を利用した探索方式」を拡張し、予測と再探索を組み合わせた最適巡回路探索方式を検討した。本検討により、申請書に記載した「動的最適化の検討」は完了した。この方式を項目2に示すシミュレータに組み込み、実世界を対象とした評価を行った結果、平成23年度に検討した方法に比べて性能が10%向上することを確認した。2.実世界を対象としたシミュレータの開発(今年度):宅配便の最適配送路探索問題を対象として問題解決システムを開発した。市販されているカーナビ用のデジタル地図とVICS(双方向車両情報サービス)センターがカーナビ用に配信している交通量データを用いている。本システムは、地図・交通量データベース、交通量予測システム、最適経路探索システム、最適巡回路探索システムで構成される。3.実世界を対象とした総合評価実験(今年度):上記シミュレータを用いて、アントコロニー最適化法(ACO)の代表的な2つのモデル、ならびに従来研究の中で最も有効と考えられているモデルの計3つと本手法を比較した。顧客の数を50300人、車が配送を開始する時間を6時18時について実験を行った結果、全てのケースにおいて、本手法の性能が32%55%優れていることを確認した。4.研究期間全体を通じて実施した研究の成果:実世界の大規模かつ動的な問題に対してACOの有効性を示したことは、学術的な観点から重要である。ACOに問題領域の知識を取り入れる方法を提案したことは独創的である。開発したシステムを実世界に応用することにより、輸送エネルギーやCO2の削減を図ることができる。1.多目的最適化の検討多目的最適化問題をアントコロニー最適化法(ACO)で扱う場合、目的関数の数だけフェロモン行列を用意して、各フェロモン行列に対して目的関数が最適となる解を生成する蟻のみがフェロモンを更新する方法が多数提案されている。今年度は、多目的最適化問題のベンチマークとして広く用いられている2目的巡回セールスマン問題(bTSP)を対象として調査・検討した結果、BicriterionAnt(BANT)と呼ばれるACOが最も優れていることがわかった。

一方、bTAPに対しては、遺伝的アルゴリズムの一種である、NSGA-IIが優れているといわれているので、この両者を比較検討した。その結果、以下のことがわかった。(1)広い領域に渡ってパレート最適解を求めるためには、NSGA-IIが適している。(2)狭い領域で妥協解を求めるためには、BAntが適している。(3)ACOでパレートフロントの両端を求めるときには、フェロモン行列の合成方法として、荷重積法、中心付近を求めるときには、荷重和法が優れている。2.動的最適化の検討ACOを動的最適化問題に適用する場合、ACOとDijkstra法をハイブリッドする方法、ならびに変動の予測値を探索に利用する方法の検討が必要である。今年度は、後者に着目した。また、次年度に実施する予定だったACOの高速化の検討も一部実施した。時間依存TSP(TDTSP)を対象に、予測交通量を考慮したACOを提案した。TDTSPは、都市間の旅行時間が時々刻々と変化するタイプのTSPである。MAX-MIN Ant System(MMAS)をベースとして、質の高い初期解を生成する方法と、フェロモン行列を改良する方法を提案した。都市数318までの問題を用いて実験を行った結果、MMASと比べて解の精度を落とすことなく探索速度を3倍向上することができることがわかった。本研究では、環境が激しく変動する中で大規模な多目的最適化問題のパレート最適解を高速に計算できるアルゴリズムを開発することを目的としている。全体の達成度は、約70%であり、概ね順調といえる。研究実施計画に記載した今年度の内容は、ほぼ終了した。実世界を対象としたシミュレータの開発に関しては、交通量の実測データ(VICSデータ)を利用する方法は開発したものの、シミュレータに組み込むまでには至らなかった。以上の実績について、国内の学会発表1件と国際会議での発表1件を予定通り達成した。研究計画調書に記載した「1.多目的最適化の検討」については、昨年度に終了した。「2.動的最適化の検討」については、変動の予測値を利用する方法は昨年度、Dijkstra法とのハイブリッド化は今年度に終了した。「3.ACOの高速化の検討」については、局所探索法で生成した近似解を利用する方法は、ほぼ終了した。また、探索過程で発見した近似解を利用する方法、ならびに事前に予測される部分解を利用する方法については、来年度に検討する。「4.並列化の検討」についても、来年度に実施する。「5.実世界を対象としたシミュレータの開発」については、70%完成した。なお、高速化の基本アルゴリズムに関しては、現在、原著論文として英文学術雑誌に投稿中である。全体の達成度は、約30%であり、概ね順調といえる。研究実施計画(平成23年度)に記載した内容は、ほぼ終了した。また、国内の学会発表1件と国際会議での発表1件を記載した通り達成した。動的環境と多目的最適化の両方を現実の大規模ネットワーク上で扱うことについては、動的環境の部分は40%達成した。
パターニング培養を用いた神経細胞群のてんかん性活動におけるゆらぎ解析と医療応用

本研究では,神経細胞回路網の活動ダイナミクスをゆらぎ解析を用いて明らかにし,てんかん治療に応用することが目的である.活動ダイナミクスにはネットワークの構造の違いが影響することが予想されるため,昨年は細胞パターニング技術を用いた活動計測手法の確立に取り組んだ.その結果,ゲル層の膜厚をパターニング可能な範囲で最少にすることにより,パターニングの有無によらず同程度の精度で信号計測が可能となった.これを受けて,本年度はパターニングを施さない培養神経回路及びパターニングを施した人工的な回路での神経活動を計測し,そのダイナミクスを神経雪崩(Neuronal Avalanche)を用いて解析した.神経雪崩とは50数100msの間継続して神経発火が回路網を順次伝わる現象のことを指し,これまでに成熟したラット脳のスライス培養系及び分散培養系において,雪崩の規模とその発生確率を両対数グラフにプロットするとべき乗則に従うことが報告されている.一方で,べき乗則に従う系は自然界に多く存在し,それらは特別にパラメータを調整することなくべき乗則すなわち臨界状態に自己組織化的に至っていることが指摘されている.特に,モデル研究から情報量が最大になることが示され,べき乗則は脳の情報伝達機能の成熟度を示す指標であると考えられている.先に挙げた先行研究の報告は,従って成熟した神経回路網であることを示していると考えられる.しかしながら,このべき乗則がいつどのように現れてくるかについては報告例がほとんどない.そこで,本研究では,培養神経ネットワークの電気活動を長期計測し神経雪崩の発生確率分布の経時変化を調べた。また、細胞パターニングによるシンプルなネットワークにおいても同様の解析を行った.その結果、(1)発達初期ではべき乗則に向かう過渡期が存在する,(2)結合状態を制御するとべき乗則に従わないことが分かった.てんかんの治療応用にはまだ至らないが,神経回路網の成熟度を示す神経雪崩(Neuronal Avalanche)を指標に経時変化及び構造によるその違いを明らかにできたことは,揺らぎの特徴抽出の方法について糸口を与えるものであり,大きな前進であると評価している.細胞間の結合とネットワーク構造を可視化する方法の1つとして、神経突起の成長方向制御が有効である。我々の研究グループでは、細胞培養、電気生理実験と整合性の良い簡易な手法としてマイクロピペット描画法の開発を行ってきた。この手法は培養基板の表面に細胞接着性の低いアガロースゲル層を形成し、その上にマイクロピペットに充填した細胞接着性溶液でパターンを描画するというものである。顕微鏡とマイクロマニピュレータが系の主な構成要素となる簡易な手法であることが特徴である。神経細胞の細胞外電位計測において、細胞と電極の間の界面状態が影響することは知られているが、本手法では細胞と電極との間にアガロースゲル層を必要とするため、計測には不利である。ゲルの存在と厚みが電気計測に及ぼす影響について、アガロースゲル層が低周波通過フィルタになっていることが示唆され、またゲル層の厚みはスピンコートで制御できることが明らかになった。そこで、ゲル層の厚みをスピンコートで制御し、細胞の電気信号取得及び解析に耐えるパターニング手法の改良を試みた。マイクロピペット描画法に伴うアガロースゲル層の計測への影響を低減するため、アガロースゲルの膜圧をスピンコートにより制御し効果を確かめた。その結果、計測される電気信号のS/N比は向上し、ゲル層のない通常培養と同程度の信号が得られることが分かった。今後は、本パターニング手法を用いた培養系から得られる電気信号を用いて細胞集団のダイナミクスを解析し、ゆらぎ解析へと発展させる。また、細胞パターニングによるシンプルなネットワークにおいても同様の解析を行った.その結果、(1)発達初期ではべき乗則に向かう過渡期が存在する,(2)結合状態を制御するとべき乗則に従わないことが分かった.

てんかんの治療応用にはまだ至らないが,神経回路網の成熟度を示す神経雪崩(Neuronal Avalanche)を指標に経時変化及び構造によるその違いを明らかにできたことは,揺らぎの特徴抽出の方法について糸口を与えるものであり,大きな前進であると評価している.
一酸化窒素付加型アルブミンを基盤とした次世代型ナノ抗癌剤の開発

本研究では、効率的な癌治療を達成するために、低分子抗癌剤(Paclitaxel(PTX))に、一酸化窒素(NO)の多面的な抗癌作用を組み合わせ、これらを腫瘍デリバリーに優れたヒト血清アルブミンモノマー(HSAm)に付加させた複合体[SNO-HSAm-PTX]、さらにアルブミンのサイズを調整し、薬物動態の向上を目指したアルブミン二量体(HSAd)、アルブミンナノ粒子(HSAnp)をキャリアとした[SNO-HSAd-PTX]、[SNO-HSAnp-PTX]を設計・作製し、次世代型ナノ抗癌剤としての可能性を評価することを目指している。平成29年度では、まず、キャリアとなるHSAsそれぞれの調製を行った。HSAmについては、日本血液製剤機構社のアルブミン(粒子径:6 nm)を採用した。HSAnpについては、脱溶媒和法により調整し、最終的なHSAnpの粒子径を30-150nmの範囲で制御することに成功した。HSAdについては、メタノール資化性Pichia酵母の培養系により遺伝子組み換え型HSAd(粒子径:12 nm)を生産して用いた。HSAsそれぞれのSUIT2ヒト膵臓癌細胞における取り込み性を評価したところ、取り込み性の高さは、HSAnp(粒子径:150 nm)>HSAnp(粒子径:60 nm)>HSAd>HSAmとなっており、粒子径依存的な取り込みの亢進が確認された。続いて、HSAsそれぞれへのNOの付加したSNO-HSAsを調製し、SUIT2細胞に添加したところ、先述の細胞取り込みの傾向を反映して、SNO-HSAnpでは高い細胞障害性を発揮した。また、既に臨床で用いられているアルブミン結合型PTX製剤(Abraxane)に直接NOを付加して調製したSNO-HSAm-PTXは高い細胞障害性を示し、SUIT2細胞を皮下移植した担がんマウスにおいても高い抗腫瘍効果を発揮した。研究進捗については、当初の計画を概ね遂行できており、順調に研究課題を進捗させていると思われる。まず、これまでに調製したSNO-HSAsへのPTXの付加を試み、SNO-HSAs-PTXsを作製し、その物理化学的性質(粒子径・ゼータ電位、形態、NO/PTXの荷重・放出効率、タンパク質二次構造等)の評価を試みる。続いて、in vitro評価として、SNO-HSAs-PTXsの癌細胞への細胞障害性及び、細胞内NO/PTX送達性、活性酸素種(ROS)の測定も行う。また、in vivo評価として、担癌モデルマウスを用いて、SNO-HSAs-PTXの抗腫瘍活性の評価を行う。また、SNO-HSAs-PTXの体内動態を確認すべく、キャリアであるHSAsの血中滞留性及び腫瘍移行性を評価する。また、SNO-HSAs-PTX投与時のNO/PTの体内分布も評価する。さらに、腫瘍デリバリーにおけるHSAのキャリアとしての優位性評価を確認するため、HSAと同等の分子量の近赤外蛍光化合物を用いて、担癌マウスにおける体内動態及び癌細胞における細胞取り込み性の比較評価を行う。この時に、gp60やSPARCといった腫瘍高発現アルブミン結合タンパクのデリバリーへの寄与性も評価する。

まず、これまでに調製したSNO-HSAsへのPTXの付加を試み、SNO-HSAs-PTXsを作製し、その物理化学的性質(粒子径・ゼータ電位、形態、NO/PTXの荷重・放出効率、タンパク質二次構造等)の評価を試みる。続いて、in vitro評価として、SNO-HSAs-PTXsの癌細胞への細胞障害性及び、細胞内NO/PTX送達性、活性酸素種(ROS)の測定も行う。また、in vivo評価として、担癌モデルマウスを用いて、SNO-HSAs-PTXの抗腫瘍活性の評価を行う。また、SNO-HSAs-PTXの体内動態を確認すべく、キャリアであるHSAsの血中滞留性及び腫瘍移行性を評価する。また、SNO-HSAs-PTX投与時のNO/PTの体内分布も評価する。さらに、腫瘍デリバリーにおけるHSAのキャリアとしての優位性評価を確認するため、HSAと同等の分子量の近赤外蛍光化合物を用いて、担癌マウスにおける体内動態及び癌細胞における細胞取り込み性の比較評価を行う。この時に、gp60やSPARCといった腫瘍高発現アルブミン結合タンパクのデリバリーへの寄与性も評価する。