hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸内環境簡易評価システムの確立および走行運動が大腸環境へ与える影響の解明

平成30年度は、可能な限り迅速に「腸内細菌叢簡易評価法」を「腸内環境簡易評価法」にまで発展させ、1運動が腸内環境へ及ぼす影響、ならびに2運動による大腸癌リスク減少効果への腸内環境の関与解明を目指す予定、であったが、今年度から所属機関が変わり、研究計画を立案した当初の予想より研究エフォートが低下したことにより、主に動物実験に関わる研究遂行に遅れが生じた。一方でT-RFLP実施後の取得データの解析手法について見直し、検討を行った。前年度は、「ユークリッド距離」と「ウォード法」の組み合わせによる「階層クラスター分類」を使用することとしたが、全てのデータセットでかつあらゆる場面で使用できるかどうか、前提条件の吟味・検定の必要性を感じた。つまり、本解析法の適用条件に関して精査する必要がある。また、クラスター分類が菌分類のどれほどの深度を反映しているかを確認する必要がある。具体的には同一サンプルに対して次世代シーケンサーによるデータ解析を行い、本研究での手法での解析結果と一致するかどうかの照合が必要である。また、今後はクラスター分類を統計的に評価できる解析法への改良、例えばノンパラメトリック分散分析の導入を検討し、より明確にグループ内、グループ間の類似度を比較する手法への発展を目指す。胆汁酸、有機酸、短鎖脂肪酸の測定に関して、次年度は引き続き所属施設の備品を調査し、最適な測定機器を選定したうえで迅速に分析法確立を目指す。また、上記物質類に限定せず腸内環境を反映する代謝物の探索も引き続き行い、効率的な腸内環境評価法への改良も併せて進めていく。平成30年度の進捗状況は、「(4)遅れている」と考えられる。当初の予定とは異なり、所属機関変更に伴った研究エフォートの低下により、計画より研究遂行が遅れる結果となった。そのため、研究期間を延長することとした。次年度はまず、研究環境の改善を図り計画に近いエフォートを確保できるよう努める必要がある。動物実験に関わる研究遂行が遅れた一方で解析手法の見直し、および新たな検討課題の発見が得られたため、最終的な研究全体の完成度が高まることが期待できる。平成30年度は、当初計画していた内容の観点からは研究遂行が遅れたが、解析手法の見直しという点では多くの時間を充てることができた。そのため、最終的には評価法の完成度がより一層高まることが期待できる。研究環境の改善を図り、前年度に挙げた制限酵素の複数使用による菌叢情報の詳細化や、複数蛍光プライマー使用による多検体同時分析などを実用化することができれば、さらなる分析精度および分析効率の向上が見込めるため、評価法の改善を目指したい。またその後の流れとして、1解析手法の確立、2化学物質と菌叢の情報を内包した腸内環境の評価法への発展、3生体サンプルへの適用、を経て、当初の研究計画の遂行を目指す。平成28年度は、研究計画に挙げた「1単一試料からの高分離抽出法の確立、2T-RFLPによる腸内細菌叢簡易評価法の確立、3胆汁酸、短鎖脂肪酸、有機酸の高感度分析法の確立」に携わった。1に関し、予備検討ですでに可能であったラットの一塊の糞からの極性物質画分、非極性物質画分および糞層への分離が、より試料重量の低いマウスの糞においても可能であることが確認された。この時に使用する抽出溶媒は酢酸エチルと水、クロロホルムと水の組み合わせで高効率な分離が可能となることが明らかとなり特許の出願を行った(特願2017-011365)。2に関し、マウスの糞から抽出した全DNAの中から16S rDNAの特定領域(8F-1492R)に対するPCR増幅を行い、T-RFLPによる分析後、統計解析フリーソフトの「R」を使用したデータ解析を行う、といった腸内細菌叢簡易評価の一連の流れを確立することが出来た。当初より、あくまで菌の同定が目的ではなく、菌の存在量を加味した多様性を動物個体ごとに比較することが目的であり、菌叢の類似性から動物個体をグループ分けすることが可能となった。3に関し、検討の結果、当初想定したMRMモードによる胆汁酸検出が本研究で使用した質量分析計の特性から困難であることが明らかとなり、イオンモビリティを利用した検出に変更した。短鎖脂肪酸、有機酸は一部MRMモードによる検出が可能となったが、現時点ではその感度およびLCでの分離が十分でなく、さらなる検討が必要である。平成28年度の進捗状況は、「(2)おおむね順調に進展している。」と考えられる。研究計画の1および2に関し、まだ改善の余地はあるものの当初の予定を達成できた点、3に関し、当初の予想・予定通りの結果ではなかったものの代替案の検討を既に進めている点、が判断の根拠である。1二層の溶液層に分離することを目的とした、水と混和しない非極性画分用溶媒の選定では酢酸エチル、クロロホルムをはじめとした合計12種の有機溶媒を検討した。当初はクロロホルムのみを想定していたが、より回収効率の良い溶媒を選択決定した。さらに、分離した糞層からのキットによるDNA抽出効率を比較したところ、酢酸エチルの場合の方がより高純度で抽出できることが明らかとなった。2T-RFLPにおいて最終的に使用する機器であるジェネティックアナライザー(DNAシーケンサー)から得られるデータは各断片塩基長における検出強度である。この検出強度はあらゆる微生物由来の着目塩基長の総和であるため、検出塩基長の検出強度パターンを比較することで菌叢全体を比較することになると考えた。

そのため、1塩基ごとに300塩基までの検出強度をWard法によりクラスター分類することで動物個体をグループ分けすることが可能となった。3胆汁酸に関しては、MRMモードによる各胆汁酸の区別検出を試みたが、特に同一分子量の胆汁酸に関し、感度良く区別する質量分析計(MS)のチューニング条件決定に至らなかった。しかし上記のようにイオンモビリティで検出比較をしたところ、完全ではないが同一分子量胆汁酸を区別することが出来た。短鎖脂肪酸、有機酸はLCを通さない場合にはMSで検出できるものの、LCを介すると検出感度が極端に下がった。現時点では使用カラムの検討が必要であると考えている。平成29年度は、研究計画に挙げた1「腸内細菌叢簡易評価法確立の継続」を行い、その完成を目指すとともに、実践として2「動物実験への適用」を目指した。前年度の継続検討として、3胆汁酸、短鎖脂肪酸、有機酸の高感度分析法の確立を目指した。1に関し、前年度の時点でマウスの腸内細菌叢をクラスター分類すること自体は達成したが、他手法との比較および実使用のための設定調整に関しては不十分な点があった。具体的には、T-RFLP実施後の取得データにおける断片DNAの上限塩基長の設定基準や、クラスター分類で使用する解析法および結合法の選択に関する点である。検討の結果、実験条件ごとに最長断片DNAが異なることが予想されるためDNA断片長の設定はその都度行うこととし、分類法の内訳として最終的には「ユークリッド距離」と「ウォード法」の組み合わせによる「階層クラスター分類」を使用することとした。2に関し、予備検討としての「強制走行運動が腸内細菌叢に与える影響」を実施する際に1を適用した。検討の結果、個体間の腸内細菌叢分類ではテスト飼育開始後3日で運動群の個体同士の菌叢が類似し、その後非運動群の菌叢に近づいた。同一個体の経時的変化を追跡したところ、菌叢変化の変化幅が飼育開始後1日後に最も大きくなる個体が多く見受けられた。上記2種の解析は、DNAシーケンサーによる測定結果を得てから速やかに実行することが可能となった。3に関し、胆汁酸はイオンモビリティによる測定可能性があるものの、短鎖脂肪酸と有機酸は現在使用しているLC-MS(UPLC/Synapt G2)では測定が困難であり、GC-MSなどの機器に変更する必要があると判断した。平成29年度の進捗状況は、「(2)おおむね順調に進展している。」と考えられる。研究計画の1「腸内細菌叢簡易評価法確立の継続」および2「動物実験への適用」を達成できた点が判断の根拠である。しかし、1に関してはさらなる改良をすることで、解析の幅が広がり(多角的解析の提案)かつ解析精度も向上すると予想しているため、さらに改善を施す予定である。また2に関しても今後安定した解析法適用を可能とするためには、例数として十分でないため、さらなる予備検討を重ねる必要がある。3に関しては、所属機関内の最適な機器を慎重に選定する必要がある。1に関しては、前年度の時点でウォード法を使用することとしていたが、群平均法などの他手法との比較検討を行っていなかった。ウォード法は分類感度が優れている一方で計算量が多いため、通常使用のPCで計算可能か確かめた。結果、1検体当たり1000
変体漢文を中心とする日本語文体史の研究

変体漢文と、平安時代の二大文体である和文体と漢文訓読体との関係について先行研究よりも論考を進めるために、接尾辞「ラ(等)」に着目し、第112回訓点語学会研究発表会において発表した。この語の(1)平安和文(2)院政鎌倉期の和漢混淆文(3)平安時代の変体漢文での用法を調査し、(2)におけるラの振舞は(3)の状況を承けたものであると指摘した。且つ、上記発表を論文化した(「訓点語と訓点資料」136)。また昨年度に口頭発表した内容を論文化し投稿した(「国語語彙史の研究」35)。これは田中が提唱する「文体間共通語」について2012年度からの研究成果を総括し変体漢文に全体的に見られる性格を確認した上で、資料間での性格的相違についても指摘したものである。一方個別的研究として「尾張国解文」についての研究発表を第113回訓点語学会研究発表会にて行った。尾張国解文は10世紀後半の国司の苛政を示すものとして有名であり、その発給年は永延2年(988)とされているが、複数の言語的観点から本資料が11・12世紀的要素を含んでいることを指摘し、現存の尾張国解文の成立はその頃まで下る可能性があることを主張した。また「変体漢文」という術語の創唱とされる橋本進吉の論文を改めて取り上げ、彼がいかなる意図でこの語を用いたかを考察し、橋本は「漢文」の語を中国語文の意味ではなく日本語表記法の一として用いていることを指摘した(「日本語学論集」12)。この他、日本語文体史研究の一側面として、山田孝雄の未刊行原稿の一つである『日本文体の変遷』の活字化・研究作業を開始した(藤本灯・北﨑勇帆との協同研究)。山田は国語国文学を中心に非常に幅広い業績で知られるが、例外的に文体史研究についてはまとまった成果が知られていなかった。本書の全文翻刻に解説を付したものが新村出記念財団刊行助成事業の助成を得て2016年度に刊行予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
植物メリステムにおける細胞周期調節機構

細胞周期の調節機構を通して植物メリステムの形成、維持および植物形態形成の制御機構を理解するために、シロイヌナズナの細胞周期制御に係わる蛋白質リン酸化酵素遺伝子CDC2aおよび細胞形態形成に関与するホメオドメイン蛋白質遺伝子ATHB-10/GL2の発現および機能に関する解析を行った。CDC2aプロモーターのcis因子の解析を行うために、S1マッピング法およびプライマーエクステンション法を用いて転写開始点を決定した。その結果、染色体DNA上の翻訳開始点上流680bpの位置から転写が始まることが判った。次に翻訳開始上流の種々の領域を取り出し、それらにGUSコード領域をつないだレポーター遺伝子を作成し、形質転換シロイヌナズナにおいてそれら領域のプロモーター活性を調べた。その結果、翻訳開始点上流1.3Kbpおよび2.0Kbpを含む断片を用いた場合、根端分裂組織、茎頂分裂組織、展開中の葉など細胞分裂が盛んに行われている組織の他、形成途中のトライコームにおいてもプロモーター活性が見い出された。それに対して転写開始点上流0.6Kbpおよびl.3Kbpの断片では、形成途中のトライコームおよび展開中の葉のリムにおいてのみプロモーター活性が見られた。このことは、CDC2aが細胞分裂を伴わないトライコームの形成過程においても発現していること、分裂細胞における発現には転写開始点下流非翻訳領域が必要であること、転写開始点上流域にはトライコームの形成時に働くcis因子が存在することを示している。35Sプロモーターの下流にATHB-10/GL2のコード領域をつないだ遺伝子を作製し、形質転換シロイヌナズナに導入したが、トライコームを含む表層細胞の形態に変化は観察されなかった。一方、35Sプロモーターの下流にATHB-10/GL2をanti-sense方向につないだ遺伝子を導入した形質転換シロイヌナズナの一部のラインではgl2突然変異と同様の形態変化が見られた。
c-Metプロトオンコジーンファミリーのリガンドの解明と機能解析

c-Metプロトオンコジーン産物はチロシンキナーゼ型レセプターをコードしており、肝細胞増殖因子(HGF)のレセプターである。トリ赤芽球症ウイルスのもつオンコジーンv-seaの細胞性ホモログc-Seaはc-Metと相同性が高く、c-Metレセプターファミリーの一員であると考えられる。私たちはHGFに類似した新たな細胞増殖因子を見い出すことを目的として、c-Sea全域のcDNAクローニングを行い、レセプターの細胞外ドメインとリガンドの高い親和性を利用して、c-Seaのリガンドの精製、クローニングを試みた。また、c-SeaのcDNAクローニングの過程で見い出した新規なチロシンキナーゼ型レセプターであるSkyと新規な細胞内セリン/スレオニンキナーゼであるLIMKの機能についても解析を行った。Skyについてはリガンドの同定を行った。1)トリ肺cDNAライブラリーよりトリc-SeaのcDNA全コーディング領域をクローニングした。c-Seaのリガンドについてはいまだ不明である。2)ヒトc-SeaのcDNAをスクリーニングする過程で2種の新規なプロテインキナーゼSkyとLIMK1のcDNAをクローニングした。さらに、LIMK1と相同性の高いLIMK2,精巣に高発現するTESK1の2種の新規なプロテインキナーゼのcDNAをクローニングした。3)SkyのリガンドがGas6(growth arrest-specific gene 6遺伝子産物)であることを明らかにした。4)LIMK1は主に細胞質に局在するセリン/スレオニンキナーゼであることを明らかにした。LIMK1に結合するチロシンリン酸化蛋白質pp140の存在を明らかにした。
アルフレッド・スティーグリッツの写真観の展開とアメリカンアヴァンギャルドの形成

アルフレッド・スティーグリッツの写真観の展開とアメリカンアヴァンギャルドの形成へのその関わり方を解明することが、本研究の課題である。彼の写真観は、ドイツ留学期以来、<LIFE>をいわば真実在とするロマン主義的な芸術観と自然主義的リアリズムの間を揺れ動きつつ、最終的に<LIFE>を写真映像に実現するロマン主義的な写真観に帰着した。この間、彼は写真を絵画コードに準拠して追求した。即ち、『カメラ・ノーツ』期までは、リアリズム的な写真映像を追求しつつも、絵画コードに規定されたピクトリアリズムを推進し、絵画が抽象へと展開すると、この動向を察知していた彼のサークルの批評家・写真家に刺激されっつ、これに応じた抽象的形態に力点をおいた写真映像へと進む。しかし、スティーグリッツは、新たなサークルのメンバーを介して絵画の側が抽象の徹底化と再現を放棄する方向へ進むことを知って、写真映像が再現性のために絵画の展開に直接的に相関することの困難性を自覚せざるをえなくなる。ところが、「芸術」観そのものが根本的な変動を遂げていることを、デュシャンとの親交を介してすら十分に自覚していなかった彼は、再現性と抽象性を共在させるために、カメラを有機化されたメディアとして<LIFE>の表現可能性を担保し、Equivalentsに認められるように、絵画コードの抽象への展開も保存して、とりあえず写真映像の芸術への回収行為を完了させた。写真の芸術への回収行為が、ヨーロッパにおける絵画動向と不可分のものであったことが、アーモリーショウに至る初期のアメリカにおけるアヴァンギャルドを推進し、また291の閉鎖後展開されたアメリカ的な、表現主義的且つロマン主義的な抽象性の推進は、それと通底あるいは対峙するものを結果的に賦活したのであり、抽象表現主義への道を開いたとも言えるのである。今年度は、スティーグリッツのドイツ留学時代における写真観の展開について、先行研究の精査とイエール大学のスティーグリッツのアーカイヴに所蔵されている未刊行の資料の調査によって、ドイツ留学時代から「カメラ・ノーツ」編集に至るまでの彼の写真観の展開を立体的に研究した。(1)ベルリン時代の写真観の形成の解明にあたって、スティーグリッツの読書ノートを精査した。すでに、キーファーが言及しているノートであるが、その全体像がはっきりしなかったために今回の調査でその全体像が明確になった。(2)(1)に言及した読書抜書き帳は、スティーグリッツの関心の所在と基本的な思想的構えについてはその概要を理解する貴重な資料であるが、写真についての彼の考えの展開を理解するにはキーファーによるマッハ、ヘルムホルツ等に関わる科学思想史的な視覚からの研究にくわえて、当時のドイツ写真界の状況の精査ならびにそれとの関わりでドイツの芸術界の状況の研究が不可欠であることが一層明確になった。(3)今年度については、(2)で言及した事実認識に基づいてドイツの芸術状況と特に写真の状況について、スティーグリッツのドイツ滞在期から19世紀末までの展開を主にドイツ写真史関連の文献によって研究した。この過程で19世紀末のスティーグリッツの写真観展開に当代の科学思想に加えてユーゲントシュティルが大きく関わってきていることが明らかになった。さらに、アメリカへ帰国後の活動拠点となったニューヨークのアートシーンが極めて重要な意味を持っていることも別途イエールでの調査で明らかになった。(4)(3)を踏まえ、20世紀冒頭でのスティーグリッツの写真観の形成を広いパースペクティヴの下で浮び上がらせるために、次年度はイエール大学のアーカイブに所蔵されている雑誌寄稿文や手紙等の調査を継続し、併せて当時の米国の芸術状況をヨーロッパを視野に入れつつ精査する。

今年度は、スティーグリッツのドイツ留学期における写真観の展開を継続して考察するとともに、その背景となる19世紀の視覚論の検討を並行しておこなった。さらに、『カメラ・ノーツ』編集以降、『カメラ・ワーク』の廃刊とデュシャン等との交友に至る20年代までの期間についてスティーグリッツ自身の写真観の展開とニューヨークにおけるアヴァンガルドの様々な潮流とスティーグリッツの関わりを研究した。(1)19世紀の視覚論については、ヘルムホルツに集約される生理学的視覚論の内実について、クレーリー等の議論を再考した。18世紀末の視覚論の状況とその19世紀への展開とその結実を考察した。(2)20世紀におけるスティーグリッツ写真行為の根底に、エリーティズムがあるとする見方が通例である。しかし、彼は世紀初頭のアメリカにけるアナーキズム系芸術集団と関係があり、従来の見方について再検討を要することが判明した。(3)バイネッケ稀覯本図書館での書簡調査によって、キューンなどとの30年代及ぶ交流の事実に加えて、写真家以外の画家などとの相当濃密なやりとりの内容が明らかになった。(4)スティーグリッツサークルの実像が、この40年ほどの間に提出されたアメリカの大学のスティーグリッツ関連の博士論文20編によってより具体的に判明した。(5)スティーグリッツにとって、「写真は芸術である」という命題は常に不確定なものであった。その原因は、「芸術」概念が根底的変貌を遂げる時期に彼が写真の本質を追究したからである。したがって、この「芸術」概念をスティーグリッツが結局どのように捉えきったのかが問題であり、それを解明する上で、『カメラ・ワーク』の精査が不可欠であるが、同時に、『291』の編集に携わったピカビア等の「芸術」思考との葛藤がスティーグリッツをどこへ連れ出したかの見極めがきわめて重要である。本年度は、この方面に関わる文献の調査も相当進展した。今年度は、絵画のモダニズム的改新が、スティーグリッツサークルを介して、スティーグリッツの写真活動にどのように反映したか、それとともにスティーグリッツの写真観にどのような変化が生じたのかを検討した。一方、スティーグリッツならびに、スティーグリッツのサークルが、アーモリーショー前後に、アメリカのアヴァンギャルド形成にどのような役割を果たしていたのかを検討した。(1)ドイツ滞在期に関わる研究がさらに進展しつつあるので、この方面の文献を追加的に検討した。特に、音楽に対するスティーグリッツの関わりを視野に入れておく必要が明確になった。(2)スティーグリッツは、当初加担したこのピクトリアリズムと徐々に断絶していく。このプロセスは、絵画であれば、抽象への展開と読み取る事ができるが、写真の場合は参照項としての「外部」から離脱する事ができない。ここに発生する葛藤とスティーグリッツがどのように格闘したかをまず、『カメラ・ノーツ』期から、『カメラ・ワーク』にいたる時期について検討した。単純なピクトリアリズム肯定から、モダニズム絵画の動向を咀嚼しつつおこなわれた、第2次ピクトリアリズム(=フォーマリズムへの傾斜)の段階で、「反=写真的なもの」を写真とどのように共存させるかが大きな課題として浮上してきた事が明らかとなった。
出芽酵母前胞子膜伸長の分子機構解明－タンパク質脱リン酸化とリン脂質代謝制御－

前胞子膜の伸長に必須なPP1複合体及びSSV複合体について、その役割を調べるため、前年度から引き続き、以下の研究を行った。1 PP1複合体(Gip1-Glc7)のターゲットを明らかにするため、まず、前胞子膜形成時にリン酸化されているタンパク質を解析する系を立ち上げた。胞子形成時のタンパク質を抽出し、プロテアーゼ処理、リン酸化ペプチドのカラム精製、MS解析により、リン酸化されるタンパク質とリン酸化部位を同定した。これにより、胞子形成に関係する多くのタンパク質のリン酸化部位を同定することに成功した。中でも、Gip1自体、Gip1結合タンパク質であるYsw1のリン酸化部位も明らかにすることができ、その意義について解析中である。またそれ以外にも、前胞子膜の先端に局在化するLeading Edge Complexのコンポーネントのリン酸化を示すことができ、PP1複合体との関係が期待された。2 SSV複合体については、通常の蛍光顕微鏡を用いた解析に加えて超解像顕微鏡を用いた解析も行い、小胞体ー細胞膜コンタクトサイトを形成するタンパク質が胞子形成時にいて前胞子膜に局在することを確認するとともに、SSV複合体の欠損によりその局在に影響があることを明らかにすることができた。この結果は、SSV複合体が他のコンタクトサイトタンパク質と協調的にはたらいていることを示唆している。現在、リン脂質関連のデータと合わせて論文を作成中である。おおむね研究は順調に進んでいる。PP1複合体のについては、リン酸化部位を同定する系が確立できたので、それを用いてターゲットを明らかにする段階にきており、結果が期待される。SSV複合体に関しては、現在までの結果を論文にまとめるとともに、さらなる解析を続けている。本年度得られた結果をもとに、研究を進める。PP1複合体のターゲットについては、リン酸化部位を同定する系が確立できたので、野生株とgip1破壊株のそれぞれ前胞子膜形成時の細胞抽出液より、リン酸化ペプチドを精製して、その違いをMS解析により調べることが可能になった。この実験により、ターゲット候補を見つけ出し、リン酸化部位への変異の導入により、その重要性を明らかにする。また、相互作用タンパク質でありYsw1との関係にも一層迫りたい。SSV複合体については、論文をまとめるとともに、小胞体ー細胞膜コンタクトサイトを形成するタンパク質の多重欠損株の作製により、その胞子形成における役割を明らかにすることを目指す。前胞子膜の伸長に必須なPP1複合体及びSSV複合体について、その役割を調べるため以下の研究を行った。1 PP1複合体のカタリティックサブユニットであるGlc7を前胞子膜に局在化させるだけではターゲティングサブユニットであるGip1の欠損を補えないこと、局在化シグナルを持たないGip1のC末端断片の共発現により、胞子形成が回復することを明らかにした。このデータを加えて、論文にまとめた。2 PP1複合体のターゲットを明らかにするため、各種候補についてGip1の欠損により、リン酸化状態に変化があるかを調べた。いくつかについては微妙に変化しているように見えたので、現在確認を行っている。また、同時にMS解析によりリン酸化状態の変化を知るための条件検討を始めている。3既存のPI4Pマーカーを基に新規マーカーを作製して前胞子膜上のPI4Pの量の解析を進めた結果、SPO73遺伝子の破壊を回復できるSac1-Pキメラタンパク質による前胞子膜上のPI4P量の減少を確認することに成功した。さらに、Spo73欠損株では野生株と比較して前胞子膜上のPI4P量が増加している可能性も示された。4小胞体ー細胞膜コンタクトサイトを形成するタンパク質のいくつかについて胞子形成時における細胞内局在の解析を行い、前胞子膜上に局在化することを明らかにし、小胞体ー前胞子膜コンタクトサイトの存在の可能性を示した。また、その局在がSSV複合体に依存することを示し、SSV複合体の役割の一端を明らかにした。PP1複合体の論文をまとめる実験を優先したため、MS解析には到達しなかったが、その分、成果をあげることができた。SSV複合体については、コンタクトサイトとの関係の解析を大きく進めることができており、今後の展開が期待される。

現在、リン脂質関連のデータと合わせて論文を作成中である。おおむね研究は順調に進んでいる。PP1複合体のについては、リン酸化部位を同定する系が確立できたので、それを用いてターゲットを明らかにする段階にきており、結果が期待される。SSV複合体に関しては、現在までの結果を論文にまとめるとともに、さらなる解析を続けている。本年度得られた結果をもとに、研究を進める。PP1複合体のターゲットについては、リン酸化の可能性が考えられたタンパク質について解析することにより、ターゲットであるか否かを明らかにする。また、野生株とgip1;株のそれぞれ前胞子膜形成時の細胞抽出液より、リン酸化ペプチドを精製して、その違いをMS解析により調べる実験を引き続き行って、ターゲット候補を見出し、解析する。また、BioIDやAPEXなどの新しい手法を導入した解析も必要に応じて行うことを検討している。SSV複合体については、本年度示された小胞体ー前胞子膜コンタクトサイトの存在をSplit-GFPなどを用いて証明するとともに、関与する因子の破壊と胞子形成の関係から、前胞子膜形成におけるコンタクトサイトの役割に迫る。PI4P制御を介して前胞子膜伸長を制御する可能性についても検討する。PP1複合体のターゲットについては、リン酸化部位を同定する系が確立できたので、野生株とgip1破壊株のそれぞれ前胞子膜形成時の細胞抽出液より、リン酸化ペプチドを精製して、その違いをMS解析により調べることが可能になった。この実験により、ターゲット候補を見つけ出し、リン酸化部位への変異の導入により、その重要性を明らかにする。また、相互作用タンパク質でありYsw1との関係にも一層迫りたい。SSV複合体については、論文をまとめるとともに、小胞体ー細胞膜コンタクトサイトを形成するタンパク質の多重欠損株の作製により、その胞子形成における役割を明らかにすることを目指す。本年度は、まずPP1に関する論文をまとめることを優先したため、MS解析等を、次年度にまわすこととした。そのため、次年度使用額が生じた。リン酸化ペプチドの解析の系を立ち上げるのに多少時間がかかり、まだ現在解析が進行中である。そのための予算を次年度にする予定である。
菌体外ＤＮＡ・蛋白複合体を標的とした口腔バイオフィルム感染症の予防と治療法の開発

1.グラム陽性菌、陰性菌、真菌や宿主細胞から精製したDNAを添加してPseudomonas aeruginosa (Pa)を培養すると、Pyocyanin産生量はDNA濃度依存的に有意に増加したが、Colony形成数に変化は認めなかった。2.精製各種DNAを添加してPaを培養すると、0.001 mg/mlのDNA濃度でBiofilm形成量は増加したが、0.01 mg/mlでは減少した。また真菌であるCandidaのBiofilm形成に対するeDNAの同様な影響とDNA長による影響が無い事を確認した。さらにeDNAは、Candidaをより病原性が強いと考えられている菌糸型への形態変化を誘導した。1. DNase Iを添加してStreptococcus intermedius (Si)を培養すると、Biofilm形成が有意に抑制され、また形成されたSi BiofilmをDNase Iで処理すると、Biofilm量は有意に減少した。さらにDDAOで染色されたSi Biofilm内のextracellular DNA (eDNA)は、DNase I処理により顕著に減少した。2. Si BiofilmをDDAOと抗Histone-like DNA binding protein (HLP)抗体で染色した結果、eDNAとextracellular HLP (eHLP)は豊富に存在し、HLPは菌体内外でDNAと共局在、すなわち複合体を形成している事が示された。さらにHLPをDownregulateさせたSiでは、顕著にBiofilm形成量が抑制された。3. Siから精製したDNAを添加してSiを培養すると、0.001 mg/mlまではDNA濃度依存的にBiofilm形成量は増加したが、0.01あるいは0.1 mg/mlでは減少した。高濃度のDNAを添加して形成したBiofilmは、剥がれやすく、Biofilmの構造に影響を及ぼす事が示された。他のグラム陽性菌や陰性菌、さらには宿主細胞から精製した異種DNAの添加でも同様の結果を認めた事から、この現象はDNAの由来に依存しない事も示された。0.01 mg/mlのDNA存在下では、Siの増殖は軽度に抑制されたが、0.001 mg/mlのDNAは影響を与えなかった。以上より、eDNAやHLPはBiofilm形成を増強し、その安定性・硬直性に重要である事が示された。4. HLPで単球系細胞を刺激してMicroarray解析を行った結果、cytokineやchemokine等の炎症性メディエーターの遺伝子発現が有意に増強していた。2. Si-HLPの糖鎖結合能を糖鎖固定化アレイを用いて解析を行ったところ、Si-HLPのレセプターは、ヘパリンやヘパラン硫酸等であり、特にeSi-HLPとヘパリンとの結合には、GlcNH2の2位アミノ基の硫酸化が必須である事が示唆された。さらに、Siは、1.0 mg/ml以上のヘパラン硫酸に顕著に結合し、抗Si-HLP抗体で前処理すると、Si菌体は、1.0 mg/ml以上のヘパラン硫酸にも結合しなかった事から、Si菌体のヘパラン硫酸への特異的な結合には、Si-HLPが関与し、特にheparin-binding consensus sequenceであるArmregionが重要である事が示唆された。以上の結果から、HLPの細菌内や菌体外での発現局在には、菌種により差があり、eV等を利用した菌体外への分泌機構も影響を与えている可能性が示唆された。また、誤嚥性肺炎患者の咽頭細菌叢中にも多くのeVが観察される事等から、口腔Biofilm由来HLPのVesicleを介した分泌機構とその結合特異性が、誤嚥性肺炎等の病原性に関与している可能性も示唆された。医歯薬学1.脳梗塞と嚥下障害を有する患者の口腔咽頭に形成されたBiofilmから高頻度で検出され、かつ細菌性肺炎の主要な原因菌であるPseudomonas aeruginosaに対して、菌体外DNAがBiofilm形成への影響のみならず外毒素であるPyocyanin産生に影響を及ぼすことが示され、口腔Biofilmによる口腔細菌感染症と細菌性肺炎の関連性の解明に向けた当初の計画が実施され良好な結果を得た。2.口腔感染症は、細菌のみでなくCandida等の真菌も主要な病原菌である。CandidaのBiofilm形成に対するeDNAの影響とDNA長による影響が無い事も確認した。4.菌体外DNAは、S. mutans BiofilmにおいてHistone-like DNA binding protein (HLP)の菌体外への発現を誘導し、より強固かつ多量の菌体外DNA・蛋白質複合体を形成させる事や宿主細胞・組織への炎症を惹起・増強する可能性が示唆された。当初研究実施計画と以上の結果を考慮すると、順調に研究は進展していると評価される。2.既にStreptococcusのhlpantisense遺伝子を導入したdown-regulate strainを用いて、Biofilm形成量を定量解析する事やこのdown-regulate strainにDNA、を添加してBiofilm形成量を定量解析し、HLPとeDNAのBiofilm形成に及ぼす影響に関する良好な結果を得た。

3.これまでに精製したStreptococcus組換えHLP蛋白質(rHLP)を用いて、宿主生体細胞に対する病原性について、ヒト単球を刺激し、遺伝子発現レベルではMicroarrayにて、また蛋白レベルではMulti-plex測定法やELISAにて、HLPの病原性についての分子・細胞生物学的手法による網羅的解析サイトカイン等の産生量を網羅的に解析した結果、炎症性反応に関与するメディエーターの発現・産生増強が示される等の結果が得られた。当初研究実施計画と以上の結果を考慮すると、順調に研究は進展していると評価される。1.近年、口腔細菌感染症と様々な全身疾患(心臓血管疾患・細菌性肺炎・糖尿病・低体重児早産)との関連性が明らかにされ、我々は、これまでに心臓血管疾患に着目し、歯周病原性細菌がアテローム病巣形成を促進し、大動脈に局所的な自然免疫応答を特異的に活性化する事やアテローム病巣形成にTLR2が関与する事を報告した。さらに、脳梗塞と嚥下障害を有する患者の口腔咽頭に形成されたBiofilmから緑膿菌が高頻度に検出される事を報告した(Chest 2010)。そこで本研究課題では、さらに口腔Biofilmによる口腔細菌感染症と細菌性肺炎の関連性の解明を目的とした研究へも推進させたい。rHLPの細菌性肺炎に対する病原性に関して、口腔上皮細胞のみならず咽頭・気道・肺胞上皮細胞に対する影響(特に炎症性サイトカインや細胞接着分子等)を解析し、そのメカニズムも解明する。2.新たに口腔細菌感染症と様々な全身疾患との関連性について、糖尿病や肥満に着目し、HLPの膵臓ベータ細胞に対する影響(特にインスリン産生)やミトコンドリア活性に対する影響についても解析を行う。遺伝子発現レベルではMicroarrayにて解析を行う。3.これまでにMPC-polymer処理のBiofilm形成抑制効果やカテキンによる歯髄細胞への炎症反応抑制効果を明らかにしてきた。そこで本研究課題では、さらにMPC-polymerとカテキン処理を組み合わせて抗炎症やBiofilm形成抑制の相乗的な効果について解析を行う。上記項目1で行うrHLPの病原性に対する抑制効果についても解析する。そこで今後、口腔Biofilmによる口腔細菌感染症と細菌性肺炎の関連性の解明を目的とした研究へも推進させたい。eDNAのbiofilm形成への影響のみならず、細菌性肺炎の主要な原因菌である緑膿菌やその他の細菌の病原因子の発現・産生にeDNAが及ぼす影響を解析する。2.現在、医療現場で問題となっている薬剤耐性菌の問題に関して、HLPやeDNAの薬剤抵抗性への影響の解析を解析する。方法として、eDNAやrHLPを細菌培養系に添加し、薬剤抵抗性に関して、各種抗生剤のMIC(最小発育阻止濃度)及びMBC(最小殺菌濃度)とそれらの比率を調べる。薬剤抵抗性に関しても、抗生剤の種類(作用機序等)による影響についても検討する。
ネットワーク統計学の開拓と災害・防災ネットワーク分析への展開

本年度は、ネットワーク統計解析の基本的なツールとなる方向統計学におけるノンパラメトリック統計理論の構築でいくつかの成果を挙げることができた。具体的には方向統計学におけるカーネル確率密度の推定におけるバンド幅推定法の提案とその理論特性を明らかにした。また、方向統計学におけるノンパラメトリック回帰では代表的なフォン・ミーゼス分布と巻込みコーシー分布をカーネル関数として利用した時の理論特性の違いを明らかにした。上記の2編は英文学会誌に掲載された。また、方向データの度数データに基づいた推定問題で用いるローズダイアグラムの理論的な特性と最適な角度幅推定法を提案し、その漸近的な性質を導いた。応用面では、共同研究者の藤生慎氏が精力的に大規模災害時の救援者の分析で国民健康保険DBを利用し、従来の災害時のハザードマップと避難所への到達圏解析に脆弱救援者の推定、避難行動要支援者の分析等を新たに加えた分析を行った。具体的な事例として、石川県羽咋市、埼玉県鳩山町のケースで詳細な分析を行った。具体的には、大規模地震災害時における地域の共助ポテンシャルの基礎的分析を石川県羽咋市のKDBデータを活用して行った。また、大規模地震を想定した重大な疾患を持つ避難行動要支援者の利用可能な避難施設を検討する手法の考察については、鳩山町の国民健康保険データベースを活用して分析を行った。また、大規模地震災害時における地域の共助ポテンシャルの基礎的分析では、石川県羽咋市のKDBデータを活用している。上記のような研究成果を国際会議で2編、論文誌5編にまとめている。ネットワーク統計分析法は、方向統計学のノンパラメトリックモデルを基礎として構築を行う。そのための方向統計におけるノンパラメトリックモデルとして、これまでにカーネル密度推定の理論とカーネル回帰推定の理論と方向データのヒストグラム(ローズダイアグラム)推定の理論を構築した。この中で上記の3つの研究に共通する未解決の問題であるバンド幅推定法、その漸近的な性質を導いた。以上のことから、最終年度はネットワーク統計分析の方法論を構築するための基礎的ツール群は整備されたものと考えている。加えて、災害時の避難所への到達圏解析、災害時の避難行動要支援者の推定を国保DBを用いることで実現できた。最終年度は、ネットワーク統計解析法を用いることで到達圏解析の精度を高めること、災害の脆弱性を要介護DB,後期高齢者DB、国保DBを用いることで災害弱者の詳細な分析にネットワーク統計分析法を組合せた新しい解析ができる環境が整った。以上の点から、本年度の進捗状況はおおむね順調であると判断した。ネットワーク統計理論は、避難経路の到達時間の推定、避難候補者の健康、病気、要支援度を用いて、到達困難者の推定、避難所再配置の検討、避難時の支援体制、救援・避難支援の優先順位を推定する問題へと現実の問題を解くために重点的に研究を行っていく。そのための具体的なツールとして、ネットワーク統計解析のツールを地図情報の表示システムに組み込むこと、到達圏解析の統計モデリング、国保DB、介護保険DB、後期高齢者DBのビッグデータの分析をへの高度な利用を検討する予定である。現在、上記の公的健康医療のデータベースに加え、協力を得ている自治体から行政情報、住民情報を厳重なセキュリティのもとで提供してもらうことになり、更なる住民の災害時の分析(独居高齢者、免許返納者、空き家情報、通勤・通学での昼夜間の動態等のデータ群を用いた分析まで進める計画である。ネットワーク統計学の基礎となる方向統計学におけるノンパラメトリック統計モデルの開発を行っている。分布系を仮定しないデータに柔軟に適合する統計モデルの開発と理論的な性質を検討し、その成果は次のとおりである。1巻込みコーシーカーネル型、フォンミーゼスカーネル型の密度推定法の漸近的性質、21のフォンミーゼス型カーネルに基づいたバンド幅の推定法、3高次の精度を確保するためのカーネルの改良法を提案した。これらの結果は、1編は採択済み、1編は条件付き採択でrevise中、他に2編を投稿準備中である。災害・防災ネットワーク分析では、共同研究者サイドで下記の研究成果を挙げている。1国民健康保険データベースを用いた災害時要援護者の避難シミュレーション分析日本地震工学会2016.9.26、2国民健康保険データベースを用いた医療難民の分布推定および実態把握, (公社)土木学会(土木計画学研究委員会)会期:2016/11/4(金)から11/6(日)、3大規模地震に備えた災害時要援護者の医療支援に関する一考察国民健康保険データベースを用いて、第35回日本自然災害学会2016.9.20の研究成果を報告している。方向統計学におけるノンパラメトリック統計モデルの開発と災害や防災ネットワークにおける実際の分析では国民健康保険データベースを用いた分析成果が複数、学術雑誌へ投稿、採択、及び、学会等の発表会で複数回の成果報告を行ってきたので、予定通りの成果を挙げている。ネットワークデータのノンパラメトリックな統計理論の開拓では、今年度、グラフ理論における閉路と開路に対応できる密度関数として、方向統計学におけるノンパラメトリック密度推定量の理論の構築を目指してきた。成果としては、方向統計学におけるカーネル密度関数としてHall型の密度関数を提案し、その漸近的な性質(MISE収束レート)を明らかにした。実用上の問題となるカーネル密度関数の推定のためのバンド幅推定法について、2種類の主要な推定法があるが、理論的な性質が明らかになっていなかった。そこでこの2種類のバンド幅推定法(CV法とプラグイン法)の推定効率を明らかにした。

また、予測モデルの構築も必要なことから、豊国データに対応したノンパラメトリック回帰モデルの提案とその漸近的な性質も明らかにした。災害・防災ネットワーク分析への展開では、共同研究者の藤生慎氏を中心に、国民健康保険データを用いた地域の健康課題に対する処方箋の提案、大規模地震災害時における地域の共助ポテンシャルの基礎的分析、それを活用した大規模地震を想定した重大な疾患を持つ避難行動要支援者の利用可能な避難施設を検討する手法の考察、石川県の地域災害脆弱性評価を国民健康保険データを用いた評価手法の開発を行った。それらの結果は、学会発表、学術論文の形でまとめて、公表した。また、地域貢献の一環として、データの提供元である石川県羽咋市において、研究結果の報告会を行い、市長、市職員、市議会議員等の方々へ研究成果の地域への還元と情報提供、アドバイスを行ってきた。埼玉県鳩山町及び石川県羽咋市の国民健康保険データベースの利用が可能で、地域住民の属性(居住地域、性別、年齢、等)及びレセプト情報(通院時の複数の病名、通院記録、健診データ等)が把握できるため、大規模災害時の救助計画を地域内の緊急輸送該当者の把握、救急時の救援レベル、を正確に分析することで、救援活動の効率的で、迅速な計画が策定可能である。これらと地質学的なハザード情報などから地域的な脆弱性も把握でき、これらのデータのクロス利用によって、避難経路、救助計画などが先行して、分析可能となり、多くの研究成果があげられたと考えられる。本年度は、ネットワーク統計解析の基本的なツールとなる方向統計学におけるノンパラメトリック統計理論の構築でいくつかの成果を挙げることができた。具体的には方向統計学におけるカーネル確率密度の推定におけるバンド幅推定法の提案とその理論特性を明らかにした。また、方向統計学におけるノンパラメトリック回帰では代表的なフォン・ミーゼス分布と巻込みコーシー分布をカーネル関数として利用した時の理論特性の違いを明らかにした。上記の2編は英文学会誌に掲載された。また、方向データの度数データに基づいた推定問題で用いるローズダイアグラムの理論的な特性と最適な角度幅推定法を提案し、その漸近的な性質を導いた。応用面では、共同研究者の藤生慎氏が精力的に大規模災害時の救援者の分析で国民健康保険DBを利用し、従来の災害時のハザードマップと避難所への到達圏解析に脆弱救援者の推定、避難行動要支援者の分析等を新たに加えた分析を行った。具体的な事例として、石川県羽咋市、埼玉県鳩山町のケースで詳細な分析を行った。具体的には、大規模地震災害時における地域の共助ポテンシャルの基礎的分析を石川県羽咋市のKDBデータを活用して行った。また、大規模地震を想定した重大な疾患を持つ避難行動要支援者の利用可能な避難施設を検討する手法の考察については、鳩山町の国民健康保険データベースを活用して分析を行った。また、大規模地震災害時における地域の共助ポテンシャルの基礎的分析では、石川県羽咋市のKDBデータを活用している。上記のような研究成果を国際会議で2編、論文誌5編にまとめている。
分子小集団レベルにおける高密度光束と分子の相互作用

昨年度購入した線形リフレクトロン飛行時間質量分析計を用い, 205nmの短波長まで掃引可能な色素レーザーシステムを用い,主としてアンモニアクラスター及びベンゼンクラスターの2光子共鳴イオン化に伴う分子過程の研究を行なった.アンモニアの第1電子励起状態はリドベルグ状態であり,これは凝縮相では電子雲の広がりとまわりの分子との重なりによって青方移動した電子スペクトルを示す.今回208.6210.2nmに共鳴させて2量体から6量体までの励起スペクトルを始めて観測できたが,それらがほとんど似たスペクトルを示し,予想とは反対に,赤方移動を示した.これは,励起がアンモニアクラスターの外周部にかたよっており,しかも,外周の2量体ユニットによって電子状態の性格がおおまかに決ってしまう事を意味しており,クラスターサイズが大きくなっても,その電子状態の変化は小さいことがわかった.また,観測されたイオンはほとんどがプロトン付加体であり, 2光子イオン化により,プロトン移動解離反応が効率よく起ることが示された.一方,ベンゼンクラスター,第1電子励起状態での共鳴イオン化はクラスターの著るしい解離を生じるが,第2電子励起状態での共鳴励起を行うと,エキシマーを形成し,クラスター中の少なくとも2分子が強くひきあうことが明らかになった.このため,イオン化状態では2分子反応が優位になり,ベンゼンよりも大きなC_7H_7^+や他の様々なイオンに特有の大きな化合物を生じることがわかった.昨年の研究でベンゼンクラスターが水と大きな反応性を示すことが見い出されたが,このような励起状態での錯体形成が重要な働きをしていると結論される.更に高密度の励起を行うと,これまでの予想ではクラスターの解離が進行するのみと考えられていたが,励起がクラスター全体に及び,複数の分子間の反応が進行すると思われる.昨年度購入した線形リフレクトロン飛行時間質量分析計を用い, 205nmの短波長まで掃引可能な色素レーザーシステムを用い,主としてアンモニアクラスター及びベンゼンクラスターの2光子共鳴イオン化に伴う分子過程の研究を行なった.アンモニアの第1電子励起状態はリドベルグ状態であり,これは凝縮相では電子雲の広がりとまわりの分子との重なりによって青方移動した電子スペクトルを示す.今回208.6210.2nmに共鳴させて2量体から6量体までの励起スペクトルを始めて観測できたが,それらがほとんど似たスペクトルを示し,予想とは反対に,赤方移動を示した.これは,励起がアンモニアクラスターの外周部にかたよっており,しかも,外周の2量体ユニットによって電子状態の性格がおおまかに決ってしまう事を意味しており,クラスターサイズが大きくなっても,その電子状態の変化は小さいことがわかった.また,観測されたイオンはほとんどがプロトン付加体であり, 2光子イオン化により,プロトン移動解離反応が効率よく起ることが示された.一方,ベンゼンクラスター,第1電子励起状態での共鳴イオン化はクラスターの著るしい解離を生じるが,第2電子励起状態での共鳴励起を行うと,エキシマーを形成し,クラスター中の少なくとも2分子が強くひきあうことが明らかになった.このため,イオン化状態では2分子反応が優位になり,ベンゼンよりも大きなC_7H_7^+や他の様々なイオンに特有の大きな化合物を生じることがわかった.昨年の研究でベンゼンクラスターが水と大きな反応性を示すことが見い出されたが,このような励起状態での錯体形成が重要な働きをしていると結論される.更に高密度の励起を行うと,これまでの予想ではクラスターの解離が進行するのみと考えられていたが,励起がクラスター全体に及び,複数の分子間の反応が進行すると思われる.
γ-シクロデキストリンを用いた金属有機構造体の包接結晶化

シクロデキストリン(CD)は、その内部の疎水性空間に有機化合物を包接することができる。γ-CDとKOHの水溶液にメタノールを蒸気拡散すると、多孔質結晶である金属有機構造体(CD-MOF)が形成される。また、CD-MOFは生体適合性材料なのでドラッグキャリアとしての応用が期待できる。本研究では、CD-MOFのドラッグキャリアへの応用を目的として、γ-CD内へフェルラ酸を包接すると同時に結晶化を行う方法を試みた。また、種々の芳香族カルボン酸についてはCD-MOFへの吸着挙動を明らかにした。疎水性と親水性ナノ孔を持つCD-MOFの中で、これらの化合物は疎水性ナノ孔に孤立していることがわかった。ガンマ-シクロデキストリン(ガンマ-CD)とアルカリ金属水酸化物で構成される金属有機構造体(CD-MOF)は、従来のMOFに比べて安全かつ低価格であり、生分解性を示す。また、ガンマ-CDの持つ包接作用を受け継ぐと共に、BET比表面積で900 m2/g以上を示す新規多孔性結晶体なので吸着作用が期待できる。また、CD-MOFは2種類の薬剤を同時に取り込むことができるので新規DDS材料として期待できる。平成27年度はアルカリ金属水酸化物としてKOHを用いてメタノールの蒸気拡散法によりCD-MOFの結晶化に成功した。また、CD-MOF結晶化に及ぼすpHの影響を明らかにしたところpH12.6以上の高塩基性条件でのみ結晶化が進行することを明らかにした。次にCD-MOFの原料溶液に抗腫瘍活性を持つフェルラ酸を加えて、同様の蒸気拡散法を用いることでフェルラ酸を包接しながら結晶化を行うことに成功した。CD-MOFを構成するガンマ-CD内へのフェルラ酸の包接については示差熱分析により確認した。フェルラ酸は蛍光性を示す物質であるために、フェルラ酸の包接濃度を変えたCD-MOFを合成し、その蛍光強度を測定した結果、濃度消光のために、フェルラ酸濃度が高くなるほど蛍光強度が減少することがわかった。また、CD-MOFのミクロ孔よりも大きな分子として、ローダミンBを用いた場合も同時包接結晶化が起こることを確認した。さらに平成28年度に実施予定であったKOH以外の錯形成結晶化について調査したところ、KClやHCOOKを用いた場合にCD-MOFを合成することに成功した。平成27年度に予定していたCD-MOFの結晶化およびフェルラ酸を用いた包接結晶化手法の確立について研究が終了し、KOH以外の錯形成剤としてKClやHCOOKが利用できることを明らかにした。また、フェルラ酸以外にローダミンB、フルオレセン、C60フラーレン、ポルフィリンなどの比較的大きな分子の包接結晶化も可能であることを明らかにした。多孔質結晶であるシクロデキストリン系金属有機構造体(CD-MOF)を有機吸着剤あるいはドラッグデリバリーのキャリアとして利用することを目的として、平成28年度はCD-MOFへの芳香族カルボン酸の吸着挙動について研究を進めた。CD-MOFは水溶性なので、本研究ではメタノール溶液中での吸着挙動を明らかにした。同時に研究を進め、CD-MOFにポリマーを架橋することで、水に不溶となることを確認した。CD-MOFへの吸着量は芳香族カルボン酸の解離定数に大きく影響するが、置換基の立体障害などの因子についても影響した。CD-MOFの吸着材としての性能を評価するために、代表的な吸着材である活性炭、活性白土、X型ゼオライトへのフェルラ酸の吸着挙動を比較したところ、CD-MOFは初期の吸着速度が遅いが、飽和に達するまでの時間が長く、飽和吸着量は他の吸着材の中で最大であった。次にCD-MOFへの安息香酸の飽和吸着量について検討したところ、CD-MOF内の6個のガンマシクロデキストリンで構成される基本ユニット当たり4.4個の安息香酸が存在することを明らかにした。また、CD-MOFは親水性ナノ孔と疎水正ナノ孔が交互に並んだ構造をとっているが、安息香酸の吸着等温線の結果から、単独の飽和挙動を示したことから、安息香酸は基本ユニットの中心に位置する親水性ナノ孔に存在すると推定される。これらの結果から、吸着法あるいは平成27年度に開発した同時包接結晶化法を用いることで、種々の薬剤をCD-MOFに取り込むことが可能となった。CD-MOFへ、フェルラ酸と同じ種々の芳香族カルボン酸の吸着特性について明らかにすることで、包接結晶化と吸着とを組み合わせた複合材料化の検討を行う。

計画外の成果として、CD-MOF内へのフルオレセンあるいはローダミンBの包接結晶化が可能であることを明らかにしたので、今後はフルオレセンとローダミンBを同時に含む原料溶液からの包接結晶化を行い、両色素分子を含むCD-MOFの蛍光特性を明らかにする。反応工学平成27年度に予定した実験を延期して、平成28年度に行うため、次年度に繰り越した平成28年度に実施する実験で使用する消耗物品の購入に充てる。
思春期特発性側弯症に対する低侵襲矯正固定術のための固定範囲決定手法

思春期特発性側弯症の矯正固定術は患者の肉体的、精神的負担は大きい。従って、出来るだけ短い固定で、かつ1回の手術で術後に側弯が増悪して再手術を要することが無い固定方法の範囲選択が重要である。そこで本研究では、日本人の特発性側弯症における独自の至適最小固定範囲決定法を提案する。具体的には、1)立位X線正面像の分析結果に基づき形態的に最適な矯正固定範囲を推定、2)術前の側屈位X線像から患者別のカーブの固さ分布を推定し、力学的に最適な矯正固定範囲を推定、3)これら二つの観点を総合し、最良の手術成績を得られる矯正固定範囲算出手法を開発する。
温熱と制がん剤の併用効果及びその臨床応用に関する基礎的研究

代表者及び分担者等は温熱と制がん剤の併用効果及びその臨床応用に関し、以下の通り基礎的に研究した。加納はCDDPとその誘導体について温熱併用の最も有効な組合せとCDDP等による温熱耐性出現阻止効果を培養株細胞を用いて研究した。鈴木は温熱薬剤併用効果を非侵しゅう的Pー31ーMRS法によりEnergy代謝の変化として測定した。小坂は加温による1°C程度の体温上昇時の血中ホルモン濃度変動を調べた。大西は細胞性粘菌を用い加温と制がん剤併用の効果を検討した。川崎は加温とADRの併用効果をマウスEhrlich復水がん細胞のADR耐性株を用いて検討した。上田は粘膜粘着制がん剤Hydroxy-propylcellose-ADRを開発治験した。田中はマウス腫瘍を用いBenz-aldehydeの温熱増感効果を検討した。前田は、5ーFUの腫瘍細胞内活性化不活制化及びDNA合成酵素活性とに及ぼす温熱の影響を検討した。大泉はマウス移植肺腫癌容積に及ぼす温熱と制がん剤併用効果を検討した。中津川はヒト肺がんをnude mouseに移植し温熱制がん剤併用効果を検討した。中島は動物の腫瘍、筋肉、皮膚及び人体皮膚の血流量を検討した。芥田はマウス皮下移植腫瘍に、Ptー195m標識白金RIで置換したCDDPを投与し、組織内CDDPの濃度推移に及ぼす温熱の影響を検討した。分担者は各々異なった方法で温熱と化学療法剤との併用による相互効果及びそれに関する課題に接近し代表者は自己の分担課題に接近する他、各分担者の研究を統括した。