hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規腎疾患マーカーとしての血中・尿中アンジオポエチン様蛋白4の解析と治療薬の探索

1)健常者における血中・尿中Angptl4の基準範囲設定と臨床規定因子の解析:福井大学医学部職員健診時の採血検体85例でAngptl4と一般生化学項目を測定した。臨床データとAngptl4との相関検討では、Angptl4は年齢と中性脂肪とは負相関し、アルブミン、直接ビリルビンとは正相関を示した。既報ではAngptl4は中性脂肪とは正相関することが示されており、追加の解析が必要と考えられた。2)腎疾患における血中・尿中Angptl4測定の臨床的意義の解析:蛋白尿(1g/日以上)を呈する腎疾患患者を腎生検で診断した。平成28-30年度にかけて陰性バリア障害の微小変化型ネフローゼ症候群17例、血管壁障害が存在する増殖性腎炎18例、膜性腎症13例、巣状糸球体硬化症5例を診断し、治療前の血清、尿を保存した。腎疾患の血液、尿のAngptl4は近々に測定の予定である。3)各種培養細胞におけるAngptl4発現動態の解析と発現制御薬の検討:ヒトとマウス近位尿細管上皮細ではPPAR-δ阻害薬あるいは発現抑制で、PPAR-δ活性化によるAngptl4発現の誘導が抑制された。ヒト近位尿細管上皮細胞ではTNF-αでもAngptl4発現は抑制された。HMG-CoA阻害薬はヒト近位尿細管上皮細のAngptl4発現を抑制する一方で、マウス近位尿細管上皮細ではその発現を増強した。これまでの培養細胞の実験からは、Angptl4発現はPPAR-δ依存性が強く、また飢餓でも発現が誘導される可能性があった。逆にPPAR-αでは発現抑制作用が推察された。1)健常者における血中・尿中Angptl4の基準範囲設定と臨床規定因子の解析:福井大学医学部職員健診時の採血検体100例でAngptl4を測定した。同検体の一般生化学項目の測定後に、臨床因子との相関を分析する。平成28年度は陰性バリア障害の微小変化型ネフローゼ症候群10例、血管壁障害が存在する増殖性腎炎10例、膜性腎症5例、巣状糸球体硬化症3例を診断し、治療前後の血清、尿を保存した。Angptl4の測定は平成29年度にまとめて実施する。3)各種培養細胞におけるAngptl4発現動態の解析と発現制御薬の検討:マウス糸球体上皮細胞の培養細胞では、PPAR-dの活性化薬と飢餓状態でAngptl4発現が増強し、ドキソルビシン刺激ではその発現が有意に低下した。マウス近位尿細管上皮細(mProx)では、PPAR-d活性化でAngptl4発現増加を認め、PPAR-a活性化では増加は認めなかった。また、ヒト肝型脂肪酸結合蛋白発現のmProxでは対照のmProxに比して、PPAR-d活性化でのAngptl4発現増加がより高度であった。さらに、ヒト近位尿細管上皮細ではPPAR-dとPPAR-gの活性化と低酸素でAngptl4発現が増加した。4)マウス組織でのAngptl4発現動態の解析:24時間飢餓状態では、S129マウスの肝・腎組織でのAngptl4発現は著しく増加した。また、PPAR-a欠損マウスではS129マウスに比して食事摂取下では肝・腎組織のAngptl4発現が有意に低下していたが、飢餓状態では、両群マウスともに有意に同程度に増加した。以上の基礎実験結果より、腎細胞では、PPAR活性化、飢餓状態でAngptl4発現が増強することが判明した。健常人と腎疾患患者の検体でのAngptl4測定と解析が遅れている。健常人では、生化学一般項目の測定が事情で遅れている。また、腎疾患の検体は約100検体が収集できた後に測定する予定としている。1)健常者における血中・尿中Angptl4の基準範囲設定と臨床規定因子の解析:福井大学医学部職員健診時の採血検体を100例追加してAngptl4を測定した。同検体の一般生化学項目は、現在測定中である。2)腎疾患における血中・尿中Angptl4測定の臨床的意義の解析:本年度は陰性バリア障害の微小変化型ネフローゼ症候群7例、血管壁障害が存在する増殖性腎炎8例、膜性腎症8例、巣状糸球体硬化症2例を診断した。3)各種培養細胞におけるAngptl4発現動態の解析と発現制御薬の検討:マウス糸球体上皮細胞の培養細胞では、PPAR-δの活性化薬(GW516)と飢餓状態でAngptl4発現が増強し、PPAR-α活性化薬(FF)では、その発現は6時間で軽度増加し、24時間では低下した。飢餓とFFの併用ではその発現は6時間で有意に低下した。ドキソルビシン(Dox)刺激では、その発現が有意に低下し、FFの併用でさらに低下した。マウス近位尿細管細胞では、PPAR-δの活性化薬(GW0742)はAngptl4発現を著明に増強(PPAR-δ依存性)し、FFは抑制した。

シスプラチン刺激では、その発現が中等度増強し、FFの併用ではその発現は変化なく、GW0742の併用ではAngptl4発現がさらに増強した。4)マウス組織でのAngptl4発現動態の解析: PPAR-α欠損マウスでは対照に比して食事摂取下では肝・腎組織のAngptl4発現が有意に低下し、飢餓状態では、両群ともに有意に同程度に増加した。Dox腎障害ではAngptl4発現が増強するが、その程度は欠損マウスで有意に低下していた。培養腎細胞では、Angptl4発現はPPAR-αで抑制的であったが、マウスでは増強的と推測された。また、腎細胞ではPPAR-αとδで異なるAngptl4発現作用を呈した。腎疾患の検体の収集が予定より遅れたことにより、一括測定を予定していたため腎疾患患者での血中・尿中のAngptl4の測定ができていない。1)健常者における血中・尿中Angptl4の基準範囲設定と臨床規定因子の解析:福井大学医学部職員健診時の採血検体85例でAngptl4と一般生化学項目を測定した。臨床データとAngptl4との相関検討では、Angptl4は年齢と中性脂肪とは負相関し、アルブミン、直接ビリルビンとは正相関を示した。既報ではAngptl4は中性脂肪とは正相関することが示されており、追加の解析が必要と考えられた。2)腎疾患における血中・尿中Angptl4測定の臨床的意義の解析:蛋白尿(1g/日以上)を呈する腎疾患患者を腎生検で診断した。平成28-30年度にかけて陰性バリア障害の微小変化型ネフローゼ症候群17例、血管壁障害が存在する増殖性腎炎18例、膜性腎症13例、巣状糸球体硬化症5例を診断し、治療前の血清、尿を保存した。腎疾患の血液、尿のAngptl4は近々に測定の予定である。3)各種培養細胞におけるAngptl4発現動態の解析と発現制御薬の検討:ヒトとマウス近位尿細管上皮細ではPPAR-δ阻害薬あるいは発現抑制で、PPAR-δ活性化によるAngptl4発現の誘導が抑制された。ヒト近位尿細管上皮細胞ではTNF-αでもAngptl4発現は抑制された。HMG-CoA阻害薬はヒト近位尿細管上皮細のAngptl4発現を抑制する一方で、マウス近位尿細管上皮細ではその発現を増強した。これまでの培養細胞の実験からは、Angptl4発現はPPAR-δ依存性が強く、また飢餓でも発現が誘導される可能性があった。逆にPPAR-αでは発現抑制作用が推察された。Angptl4測定済みの健常者検体については、一般生化学項目の測定を急ぐ。また、腎臓内科スタッフと連携して、腎疾患患者の検体の収集を積極的に行う。透析患者の検体は、食事の情報を積極的に収集した後、Angptl4測定を行う予定とする。次年度は、これまで収集した腎疾患の尿・血清検体でangptl4を中心に迅速に測定し、他の臨床検査項目の経過との相関性を解析し臨床的意義を検討していきたい。また、2年間で収集した腎組織については、Angptl4に関して免疫染色を実施し、この点からも意義を検討していく。約600検体でAngptl4測定をする予定で、ELISAキットの予算を90万としていましたが、100検体のみの測定で費用が著しく減額となりました。また、健常者の一般生化学検査が未実施でこの支出がなかったため、上記の次年度使用額が生じました。腎疾患の症例数が少なく、収集した尿と血清の検体数が予定よりも少なかったため、一期的にELISAで測定することができず、測定キットを購入する必要がなかった。
言説を動かす情動とファシズムの変貌：テキストマイニングによる独伊仏日の資料分析

本研究は、独伊仏日の四カ国語圏にまたがって愛国的文化運動や、公共芸術や文化遺産保護運動、文芸誌とその検閲などを対象とし、ファシズム期のスイス、イタリア、日本、フランスにおける集合的記憶の構成過程を辿ろうとする領域横断型の学際プロジェクトである。四つの言語圏における文化運動のオラリティ資料を介して、人間の社会に情動が広範なムーヴメントを創り出すメカニズムを考察しようとするものであり、伝統的な人文学が培ってきた文献研究のスキルとテキストマイニング手法が共同することにより上記の目的を達成することが可能になると期待できる。
いじめ傍観児の認知的不協和と援助行動(ピア・サポート)に関する研究

本研究は、新・認知的不協和理論(Aronson,1999)の枠組みから産出した社会心理的技術を、学校のいじめ場面における傍観児の援助行動の促進に適用した、世界に例のないユニークな研究である。第1に、「いじめ傍観児の認知的不協和と援助行動の関連について」の実験を行った。いじめ傍観児とは、学校のいじめ場面において被害児を援助すべきであると思いながらも何らの援助をしないで傍観していることを言う。そのような児童は、葛藤(認知的不協和)を抱き、その不快な気分から葛藤を解決するよう動機づけられ、被害児を援助するよう動機づけられ、被害児を援助することで不快感を解消すると想定する。特に、公的な表明(他者を援助することは大事だと表明)をさせ、それに対する矛盾行動を顕在化させ(実際にはいじめ場面で援助していない自分の過去行動を自覚させる)、自己矛盾を認識させる偽善パラダイム(Aronson,1999)テクニックを用いた。小学生115名を対象にした実験において、偽善条件群は他の3条件群に比べ、有意に援助行動傾向(いじめ支援の仲間づくりの集団活動に積極的に参加したい)が高く、仮定を検証した。本結果は、いじめへのピアサポートプログラム開発に偽善パラダイムを用いることの有効性を示した。第2に、この偽善パラダイムを用いた、いじめ介入プログラム作成の可能性について検討した。第3に、援助行動や向社会的行動を促進する不協和研究の枠組みを適用した応用研究のレビューを行い、Aronson(1999)の提唱する認知的不協和の操作技術(偽善パラダイム)の特徴について、今後の応用研究の可能性について論じた。「いじめ傍観児の認知的不協和と援助行動の関連について」の実験を平成13年度に実施した.目的:いじめを傍観している児童に,Festinger(1957)の認知的不協和理論の枠組みを適用し,援助行動を促進することができるか否かを検討することを目的とした.つまり,被害者に(援助すべきであると思いながらも)何らの援助をしないで傍観している児童は,葛藤(認知的不協和))を抱くはずである.傍観児は不快な気分からその葛藤を解決するよう動機づけられ,被害者を援助することで不快感を解消する.特に公的表明をさせ,それに対する過去の矛盾行動を顕在化(不協和を起こす)させ,自己矛盾をを認識させる偽善パラダイム(Aronson,1999)アプローチを用いる.方法:O国立大学附属小学校6年生男女115名(男60,女55)を対象とした.個人別に意見表明を求め,表明状況をビデオカメラで収録した,実験条件は,向杜会的態度の公的表明の有無(有:人は助け合うべきですか,無:一番好きな科目は何ですか)条件,過去の矛盾の顕在化の有無(有:いじめ遭遇時に助けたか,無:どこの見学に興味を持ちましたか)条件の2×2の被験者間要因計画である.

助け合いの公的表明・いじめで助けなかったは偽善条件,助け合い表明無し・いじめで助けなかったは顕在化条件,助け合いの公的表明・いじめ顕在化無しは主唱条件,助け合い表明無し・いじめ顕在化無しは統制群.結果:偽善条件群は他の条件群に比べ,有意に援助行動傾向(いじめ支援の仲間づくりの集団活動に積極的に参加したい)が高かった.本結果は,今後のいじめへのピアサポートプログラム開発に偽善パラダイムを用いる有効性を示唆した.なお,児童へのビデオ撮影については,対象児童および保護者,及び教諭の同意を得て実施した.また本研究目的以外には用いない.「いじめ傍観児の認知的不協和と援助行動の関連について」の実験を平成13年度に実施した.被害者に(援助すべきであると思いながらも)何らの援助をしないで傍観している児童は,葛藤(認知的不協和))を抱き、不快な気分からその葛藤を解決するよう動機づけられ,被害者を援助することで不快感を解消することが明らかになった。特に公的表明をさせ,それに対する過去の矛盾行動を顕在化(不協和を起こす)させ,自己矛盾を認識させる偽善パラダイム(Aronson,1999)アプローチが有効であった。つまり、いじめへのピアサポートプログラム開発に偽善パラダイムを用いる有効性を示唆した.平成14年度はこの偽善パラダイムを用いた、介入プログラム作成の可能性について検討した。効率よく偽善パラダイムの技術を適用する例として次のようなプログラム案を検討した。第1ステップとして、子どもの中で人気のある無作為の(いじめ被害者への援助をしない)傍観児を識別するためにParticipant Roleのスケール、またはソシオメトリーを利用する。第2ステップとして、識別された傍観児たちに偽善パラダイム操作を施す。予想される結果は、人気ある子ども(ピア)は仲間の間では非常に有力なモデルであるので、その子どもが向社会的な行動例を示すことは、恐らくグループの暗黙のルールに大きな影響を与え、向社会的なクラス風土を形成させることに寄与するであろう。このように偽善パラダイム技術の利用は、クラスの社会的雰囲気を改善させる上で役立つと思われる。この目的のためには、全手続きを簡便に適用できる適切な道具を開発する必要がある。本研究は世界に例のない、新・認知的不協和理論を学校のいじめ場面における援助行動へ適用した研究である。本年度は研究計画の最終年度に当たり、以下に述べるように、平成13年度・14年度の実験的研究を総括し、その発展的可能性と問題点等をレビューすることを主とした。これまで、平成13年度に、「いじめ傍観児の認知的不協和と援助行動の関連」について実験的研究を行い、従来の研究結果から予想されるように、認知的不協和は援助行動によって、解消傾向を持つことが明らかになった。平成14年度には、追加資料を得、不協和理論の新しいパラダイムつまり偽善パラダイム(Aronson,1999)を用い、いじめ傍観児の問題に応用する実験的研究を行った。これはいじめという現実世界の問題解決に、不協和理論及び不協和技術が適用できる可能性を検討したものである。その結果、援助行動は認知的不協和の心的葛藤を解消する方策として役割を果たすことが明確に実証された。つまり、援助行動をすることによって、認知的不協和は減少し、他の(態度変容のような)不協和の解決方法は不要になることを示した。また認知的不協和の大きさは不協和と援助の関連性を媒介しているという新しい知見を得ている。つまり、援助行動の生起率は不協和の程度が高い被験者より不協和が中程度の被験者の方が高いことを明らかにしている。さらに、いじめへのピアサポートプログラム開発に偽善パラダイムを用いる有効性を示唆した。平成15年度は、向杜会的行動を促進する不協和研究の枠組みを適用した応用研究のレビューを行い、Aronson(1999)の提唱する新しい不協和の操作的技術(偽善パラダイム)の特徴について、今後の応用研究の可能性について論じた(岡山大学研究集録,第122号,195-200)。
無機／有機ハイブリッドネットワークを有するイオン液体含有高強度ゲルに関する研究

無機/有機ダブルネットワーク(DN)イオンゲルは、室温溶融塩であるイオン液体を大量に含みながらも優れた機械的強度を有するゲルであり、CO2分離膜や二次電池の電解質への応用が期待される材料である。これらの応用においては、イオン液体含有量が高いほど優れた性能発現が見込まれるものの、高イオン液体含有量で十分な機械的強度を担保するためには更なる高強度化が必要である。そこで本研究では、無機/有機DNイオンゲルの強靭性発現機構の解明とゲルの構成成分が機械的強度に及ぼす影響について検討し、高強度化へと繋げる。
コイル・ストレッチ転移臨界歪速度近傍での高分子鎖の直視観測

【緒言】溶液中の屈曲性高分子鎖は伸長流動場では、コイル・ストレッチ転移(CST)を起こすことが知られている。従来、CSTは伸長流動場下にある溶液の流動複屈折をモニターすることによって観測されてきた。特に、CSTの臨界歪速度ε^^・_cは、流動複屈折の歪速度依存曲線から決定されている。CST自体は個々のポリマーの伸長によるものであるが、流動複屈折は、多くのポリマーの伸長の平均を観測している。実験的に決定されたCSTの臨界歪速度ε^^・_cと、個々のポリマーの伸長がどのように対応するかは必ずしも明らかではない。臨界歪速度ε^^・_c付近で、個々のポリマーに何が起きているかを調べるために、本研究では、従来の巨視的観測(伸長流動複屈折)と個々の分子の伸長挙動の比較を試みた。【実験】個々の分子の伸長挙動を観測するために、ポリマーとしてDNA分子を用い、蛍光染色して蛍光顕微鏡観察を行った。DNA分子はサケ白子由来のものである。顕微鏡下での伸長流動発生装置として、シリコン・ウエファーをフォト・エッチングしたマイクロ・クロススロット(MCS)を用いた。シリンジ・ポンプで試料溶液を吸引することでMCS中央部に伸長流動場を発生させた。また、伸長流動複屈折観測のために流動発生装置として、four-roller millを用いた。【結果と考察】MCS中において、歪速度ε^^・【similar or equal】1.5[sec^<-1>]付近で多くのDNA分子がランダムコイル状態からストレッチ状態へと伸長が起こることが観測できた。一方、four-roller millによる複屈折応答を測定した結果、歪速度ε^^・【similar or equal】5[sec^<-1>]近傍で分子伸長が起こっていると考えられる。この巨視的な測定と微視的な測定における臨界歪速度ε^^・_cの違いは、微視的測定では直接流動による分子変形を観測しているのに対し、巨視的測定では、それに伴う試料溶液の屈折率異方性を観測していることによると考えられる。(1)屈曲性高分子のコイル・ストレッチ転移の観測:屈曲性高分子ポリスチレン(PS)の良溶媒、θ溶媒溶液の、伸長流動複屈折測定を行いコイル・ストレッチ転移(CST)を観測し、同時に固有粘度を測定した。単分散PSで分子量80万600万の6種類を用いた。CSTの臨界歪速度ε^^._cから、Zimmモデルに従って分子最長緩和時間τを求め分子量指数を決定した。θ溶媒についてはZimmモデルから予想される値が得られたが、良溶媒では理論値よりも小さな値になった。固有粘度の分子量指数値は良溶媒、θ溶媒系とも理論値どおりであることから、ε^^._cとτの関係の可否が問われた。(2)DNAおよびDNA誘導体のコイル・ストレッチ転移の観測:近年、高純度のDNA分子が工業的規模で調整できるようになり、DNA分子が安価で入手可能となった。本研究では、DNA分子を用いてPSで行ったのと同様の実験を行うため、大量のDNA分子が必要となる。

そうした大量調整DNA試料の可能性を調べるため、サケ白子から抽出した分子量(6x10^6Da)のDNAと、そのDNA分子の周りにセチルトリメチルアンモニウムを会合させたDNA-CTAの伸長流動複屈折測定を行った。phage DNA分子(分子量>10^7Da)は屈曲性パラメータf(=分子鎖長/持続長)が、分子量約10^6DaのPSと同程度で、CSTが観測されている。今回、DNA分子ではCSTの兆候が観測できず剛体棒状としての挙動をみせた。これはfが10^4Da以下のPS程度に減少したためと考えられた。DNA-CTAではDNA分子の周りに脂質の鞘があり、DNAよりも硬いと予測されたが、CSTによると思われる流動複屈折が観測された。この結果はDNA-CTAの方がDNAよりもfが大きいことを意味する。(3)蛍光偏光顕微鏡の製作と調整:流動複屈折発生中の分子の形態を直接観察するための装置として蛍光偏光顕微鏡を設計し製作した。現在調整中である。蛍光偏光顕微鏡の調整1.流動複屈折DNA-Naは可塑性に乏しく紡糸や成型が困難とされるが、セチルトリメチルアンモニウム(CTA)クロリドのようなカチオン性脂質を添加すると紡糸特性が改善されることが知られている。DNA-NaとDNA-CTAなど脂質複合体の紡糸特性の違いは、これらの分子の伸長流動特性の差に起因するものと思われる。蛍光偏光顕微鏡の調整のために、DNAおよびDNA脂質複合体の伸長流動複屈折特性を調べた。伸長流動場によって高分子が伸ばされ並んだり、流動域で分子が配向すると,流動複屈折が観測される.溶液中の高分子が屈曲性分子である場合,ある歪速度(臨界歪速度、<ε_c>^^^・)で急激に分子伸長(コイル・ストレッチ転移、CST)が起こり複屈折強度Δnが急増する。DNA-NaとDNA-CTAの両系でも流動複屈折がこれらの条件を満たしたことからCSTが起こっていると考えられた。<ε_c>^^^・の値の比較から、DNA-CTAでは回転半径がDNAの約半分程度であることが明らかになった。CST以後のΔn値は、最大歪速度付近でΔn_<DNA-CTA>/Δn_<DNA>1/10であった。CST以後のΔnのプラトー値Δn_pは分子分極率の異方性をα、密度をρ、オーダーパラメータをSとするとΔn_pαρ^<1/2>Sで表せる。DNA-CTA繊維の分子間隔情報から、観測されたΔnの差はρやSでは説明できない。DNA-CTA繊維ではDNA2重ラセンの周りをCTA鎖がシースのように取り囲んでいるモデルが提案されており、CTAとDNAの空間配置が提案されているモデルのようなでものであれば、観測されたΔn_pの比が説明できる。即ち、溶液中でもモデルのような構造が保たれていると考えられる。蛍光偏光顕微鏡の調整2.蛍光顕微鏡観測DAPIによる標識DNA分子の画像は、かろうじて観測できたが、流動中の像を観測するまでには至ってい。より強い蛍光発光をする色素を選ぶ必要がある。【緒言】溶液中の屈曲性高分子鎖は伸長流動場では、コイル・ストレッチ転移(CST)を起こすことが知られている。従来、CSTは伸長流動場下にある溶液の流動複屈折をモニターすることによって観測されてきた。
羊膜を用いた腸管粘膜を持ち栄養吸収を行う全周性腸管の再生：イヌを用いた研究

従来、全周性腸管の再生が不可能であった理由は、体組織の再生修復(=創傷治癒)が炎症反応→瘢痕(線維化)を残し治癒するのと同様、再生腸管の壁も徐々に線維化・瘢痕化すること、腸管再生の足場に播種した上皮細胞は数週で萎縮・消失し長期的な再生・定着をしない、にあった。本研究では、再生足場の内腔側の腸粘膜メッシュのかわりに同じ上皮系である肝細胞を用いて足場に播種し線維芽細胞と腹腔内共培養し、羊膜の代わりにP(LA/CL)コポリマーと大網のロール状の重層腸管壁チューブの作成に成功した。その結果、上皮系内層を持ちかつ瘢痕が無く、その結果、栄養吸収機能の可能性を持つ全周性チューブ(腸管壁)の再生を行った。2013年度の研究では、再生腸管の組織構造の支持と再生の足場の開発に、以下の様な優れた研究成果をあげることが出来た。腸管を再生させる場合、腸管のみならずそれを栄養する血管系も併せて一体として再生させる必要がある。これらを再生する過程で、組織の構造を支持しそれに沿って腸管や血管系を再生させる足場は、非常に重要である。従来から臨床的にも用いられていたポリグリコール酸(PGA)の不織布は、繊維の集中するバンドル部(繊維間距離が10μ以下)とバンドル間の空隙(繊維間距離約800μ)に分かれ、そのためか再生組織に不織布の部位により差が存在するという欠点があった。これに対して我々は、繊維間距離がある値を中心として分布し、かつ不織布のどの部位でもその繊維間距離が変わらない不織布を開発し、更に素材をPGAから他の生体内吸収性素材に変更して、同様の不織布を作成することにも成功した。また羊膜と同様の機能を、ゼラチンを用いて作成することに成功した。これらを用いて、ラットにおける皮下組織再生の過程を、各タイプのマクロファージの浸潤増殖、線維芽細胞の筋繊維芽細胞への分化と浸潤増殖、各タイプのコラーゲンの再生沈着、周囲組織との癒着形成、などに関して病理組織学的に経時的に検討した結果、新規開発された不織布とゼラチン膜では、再生した組織が密でかつ均一であること、また組織再生に有害な炎症反応を軽度に抑え、かつ早期に組織修復が出来ること、などという長所を持つことが判った。またビーグル犬を用いて、各種の臓器・組織に関して、その再生を検討した結果、消化管や血管系のある種の組織の再生にも、従来のものより優れる事が明らかとなった。(国際特許の申請を準備中のため、詳細はここには記載しない。)従来、全周性腸管の再生が不可能であった理由は、体組織の再生修復(=創傷治癒)が炎症反応→瘢痕(線維化)を残し治癒するのと同様、再生腸管の壁も徐々に線維化・瘢痕化すること、腸管再生の足場に播種した上皮細胞は数週で萎縮・消失し長期的な再生・定着をしない、にあった。本研究の目的は、腸管粘膜を持ち栄養吸収を行う事が可能な、つまり腸の吸収粘膜を持ち瘢痕や線維化が無く、かつ蠕動運動をする事が出来る全周性腸管を、イヌを用いて再生することである。腸管からの栄養吸収のためには、栄養を吸収する粘膜と共に栄養を運搬する蠕動運動が必要である。しかしこの様な機能を持つ全周性の腸管の再生は、従来不可能であった。その理由は、(1)線維化(瘢痕化)を予防できなかったことと、(2)腸粘膜層の再生が困難であったこと、に要約されはる。これまでに応募者らは、上記(1)の課題を解決し、全周性食道の再生を行ってきた。次の研究で(2)の一部を解決する血流豊富な腸管壁を持つ全周性消化管を再生した。しかしこの血流豊富な消化管の再生は、非常に短い消化管に限られていいた。今年度の研究では、この研究を更に発展させ、長い全周性消化の再生をイヌで行ことを最終的な目的として、羊膜の代わりを務める再生の足場の作成を行った。酸性ゼラチンと酵素処理ゼラチンを様々な割合で混合し、再生の足場としての性能を、細胞増殖性で評価した。その結果、両者を半々程度の割合で混合すると、細胞増殖性が低下するが、1対9、あるいは9対1のような割合で混合すると、足場としての細胞増殖性が増すことが明らかになった。次に、熱あるいは紫外線による架橋が、細胞増殖性に与える影響について検討した。その結果、架橋度を増すと、細胞増殖性が向上することが判った。次に犬の腸管に腹膜から筋層に及ぶ組織欠損・損傷部位を作成し、その部位に上記のゼラチンの再生足場を貼付し、組織再生と瘢痕形成や線維化の軽減・予防効果を検討した。

その結果、ゼラチンの足場は、腸管組織の再生を促し、かつ瘢痕形成や線維化の軽減・予防効果を示す、優れた腸管再生の足場となることが判った。本研究では、栄養吸収を行う、つまり腸の吸収粘膜を持ち瘢痕(線維化)が無く蠕動運動する)全周性腸管の再生を目的とした。栄養吸収には、吸収粘膜と共に蠕動運動が必要で、この様な全周性腸管の再生は従来不可能であった。その理由は、線維(瘢痕)化に要約される。応募者らは、従来と今回の科学研究費助成研究で上記課題を部分的に解決し、次にこれまでの研究で血流豊富な腸管壁を持つ全周性消化管の再生のための工夫を行った。以上の様な研究背景を基に、本研究ではこの研究を更に発展させ、未だ成功報告のない腸粘膜層を持ち栄養吸収を行う全周性腸管の再生をイヌで行うことを目的とした。本研究の結果、(1)の「瘢痕化」の解決としては、我々が既に確立した方法の「羊膜を再生足場に用いれば、あたかも胎児の皮膚等の再生と同様に瘢痕形成の無い再生が起こるのではないか?」との着想から、羊膜シートを再生足場に用い、瘢痕を生じない消化管の再生・修復を行った。血管分布層から200-400μ以内の血流供給の豊富な部位では、足場に播種した細胞は増殖するが、血流が不足すると瘢痕化が起こる。それゆえ、上記研究が成功するには、再生足場への豊富な血流供給が重要である。そこで、大網と羊膜シートのロール状重ね巻きチューブによる再生足場への豊富な血流供給の工夫を行った。これは、平滑筋細胞や線維芽細胞の増殖の足場となるシートを大網で裏打し、これを最大四重のロール状に重ね巻きしたチューブとし、この重層する血管分布層(大網)から隣接するシート層へ血液供給する腸管再生チューブを作成する工夫である。本研究の期間内では、チューブの内腔側表面に肝臓などの上皮性細胞を播種し、これを腹腔内共培養する事で、瘢痕化しない腸管状チューブの再生維持が可能となった。消化器外科学腸管の再生には、腸管のみならずそれを栄養する血管系も併せて一体として再生することが重要である。この目的には、従来のポリグリコール酸(PGA)の不織布やコラーゲンなdのタンパク質の足場は、性能が十分ではなかった。たとえば不織布では線維間距離や線維径が不適切であった。従来の腸管再生が十分な成果を挙げれなかった原因の大きな原因の一つはここにある。この問題点に対して我々は、不織布の線維径、繊維間距離等の分布を工夫し、新規の不織布の作成に成功し、また特殊に工夫したゼラチン膜の作成に成功した。これらを用いて動物での実験を行い、新規開発された不織布では、再生した組織が密でかつ均一であること、また組織再生に有害な炎症反応を軽度に抑え、かつ早期に組織修復が出来ること、消化管や血管系のある種の組織の再生にも、従来のものより優れる事が明らかとなった。以上のように、従来の材料や方法では困難であった消化管の再生が、2013年度の成果(新規不織布やゼラチン膜の開発など)を応用することによりスムーズに再生できる可能性が示された。ゼラチンの再生足場について、In VITROで詳細な実験を行ったので、次の段階である犬の実験に取り掛かるのは予定より遅れた。しかし、犬の実験での腸管再生に、現在のゼラチンの再生足場が、腸管組織の再生を促し、かつ瘢痕形成や線維化の軽減・予防効果を示す、優れた腸管再生の足場となることが、癒着スコアや組織学的所見から明らかにすることができた。またイヌの消化管を用い、粘膜側を欠損させる実験モデルにより、PGAとフィブリン糊やPGAとゼラチンは、組織の再生の足場として働くことが示唆された。2014年度の実験予定としては、上記の新規に作成した不織布を用い、主としてヒトに近い大型実験動物(ビーグル犬やミニブタ)を用いて、次のように組織の再生を行う予定である。(1)腸間膜や腸間膜内を通り大動脈・大静脈から腸管壁までを繋ぎ腸管を栄養する血管系の再生。これには新規開発の不織布、新規開発のゼラチン膜や羊膜、大網系血管を組み合わせて、腹腔内で血管系を再生する。(2)消化
胞子形成時にシンタキシンの劇的な細胞内移動を引き起こさせる分子機構の解明

分裂酵母のシンタキシンPsy1は栄養増殖には細胞膜に局在するが、胞子形成時になると、将来胞子の細胞膜となる前胞子膜に劇的に局在変化する。本研究はこの局在変化の分子機構を明らかにすることを目的とする。Psy1の局在変化の分子メカニズムを調べることは単に1タンパク質の局在変化ではなく、シンタキシンはターゲット膜を規定するタンパク質なので、膜小胞輸送の方向を変化されるメカニズムとしてもとらえることができる。Psy1が細胞内に取り込まれるのはエンドサイトーシスの系による可能性が高いと考えられるので、エンドサイトーシス追跡蛍光試薬FM4-64とGFP-Psy1の動きをタイムラプス観察したところ、両者の局在は一致した。また、胞子形成欠損株の中でPsy1の局在変化がみられないものをスクリーニングしたところ、1型ミオシンMyo1の欠損株が、目的の形質を示すことがわかった。また、栄養増殖時に胞子形成特異的転写因子Mei4を強制発現させると、Psy1の局在変化は誘導できることが知られているが、Myo1とSec9(PSy1とともにt-SNARE複合体を構成)を同時に強制発現しても栄養増殖においてもPsy1の局在変化をおこすことができた。sec9^+の発現誘導は一部Mei4に依存しているので、Myo1とSec9がPsy1の局在変化を制御する重要な因子であることがわかった。また、Myo1欠損株ではエンドサイトーシスが欠損していた。以上のことから、Psy1はエンドサイトーシスの系を用いて細胞内に取り込まれ、その過程には1型ミオシンが非常に重要な働きをしていることが明らかになった。我々は昨年度分裂酵母の前胞子膜形成を生細胞でリアルタイムに観察する系を観察したが、本年度はさらにこの系を発展させ、2つのタンパク質を生細胞で同時に観察する系を導入した。具体的には前胞子膜はマーカータンパク質であるPsy1にGFPのバリアントであるYFPを融合させ、α-チューブリンタンパク質には同じくGFPのバリアントであるCFPを融合させた。これにより減数分裂の進行を詳細にモニターしながらシンタキシンタンパク質Psy1の動きを観察することが可能となった。経時的および統計的な観察の結果、第一減数分裂が終了し、間期に入ってから、Psy1が細胞膜から前胞子膜に移動することがわかった。Psy1の前胞子膜形成における役割を明らかするため、昨年度取得した胞子形成に欠損が見られるpsy1変異株の詳細な解析をおこなった。変異Psy1タンパク質とGFPを融合させ、細胞内局在を観察したところpsy1-sp2変異タンパク質は第二減数分裂が進行してもそのほとんどが細胞膜に残ったままであった。すなわち、この変異株ではPsy1が前胞子膜へと局在できないために胞子形成が欠損していると考えられる。出芽酵母および哺乳類細胞ではシンタキシンはSNAP-25およびシナプトブレビンと相互作用しているが、分裂酵母のオルソログであるsec9+およびsyb1+を高発現させたところ、sec9+を高発現させたときのみpsy1-sp2の胞子形成欠損は部分的に抑圧された。SNAP-25との相互作用に必要な部分に入っていることと合わせて考えると、psy1-sp2はSec9との相互作用に欠損があるため局在変化ができない可能性が考えられる。Psy1の局在変化は栄養細胞においても胞子形成特異的転写因子Mei4を高発現することにより起こすことができる。また、ノザン解析によりsec9+の発現は胞子形成時にMei4依存的に大幅に誘導された。しかしながら、Sec9を高発現してもPsy1の局在変化は起こせなかった。これらの結果からPsy1の局在変化にはSec9と複合体を作ること、この複合体を認識し、前胞子膜へと局在変化を起こす別のタンパク質Xが存在する可能性が示唆された。
ColXプロモーター解析を通した軟骨肥大分子の分子メカニズムに関する研究

肥大軟骨のマーカー遺伝子であるヒトColXプロモーターをクローニングし、その断片を組み込んだルシフェラーゼ・レポーターコンストラクトの作成を行い、このレポーター遺伝子を用いて基本転写活性の評価を行った。レポーターアッセイのホスト細胞はマウステラトカルシノーマ由来未分化間葉系細胞株ATDC5を用い、エフェクターは軟骨・骨芽分化のmaster regulatorである転写因子Runx2を利用した。その結果、Runx2はヒトColXプロモーターの転写活性を著しく増強することを確認した。さらに活性を維持するための最小単位までの絞り込みを行ったところ、転写開始点の-89bpから-60bpがRunx2のCore responsive elementであることを同定した。1)肥大分化を安定して再現するin vitroでの実験系の開発軟骨細胞肥大化のメカニズムを知るために、まず肥大分化を安定して再現するin vitro実験系の開発を行っている。一般に、肥大分化は三次元培養で促進されることが知られているため、軟骨系の細胞を平面培養及びアルジネートビーズ中で三次元培養することとした。用いた細胞としては、以下のとおりである。マウステラトカルシノーマ由来の未分化間葉系細胞株であるATDC5は、インスリン刺激に反応して軟骨様細胞へ分化しII型コラーゲンなど軟骨特異的遺伝子を発現することが知られている。その他に、ヒト軟骨肉腫由来軟骨細胞株であるOUMS-27、マウス胎児肋軟骨より採取した軟骨プライマリー細胞を用いた。肥大分化の評価方法としては、肥大軟骨のマーカー遺伝子であるCol Xをはじめ、肥大軟骨に発現することが報告されているMMP-13、VEGF、Runx2、BMP6、ALP、PTH/PTHrP receptor、Ihhなどの遺伝子のmRNAの誘導をreal time RT-PCRにより確認し、また、これらの細胞をosteogenic mediumで培養した際の基質石灰化能をvon Kossa染色や、Alizarin red染色により評価中である。2)ヒトColXプロモーターのクローニングと基本転写活性の評価このサブテーマでは肥大軟骨のマーカー遺伝子であるColXのプロモーター断片のクローニング及びその断片を組み込んだルシフェラーゼ・レポーターコンストラクトの作成を行い、このレポーター遺伝子を用いて基本転写活性の評価を行っている。なお、本研究で得られた結果は将来的に再生医療への応用を考えているため、プロモーターの配列は、基本的にヒトゲノムDNAをPCRで増幅するか、ヒトの塩基配列情報をもとに合成オリゴDNAを作成して再現する予定である。肥大分化の評価方法としては、肥大軟骨のマーカー遺伝子であるColXをはじめ、肥大軟骨に発現することが報告されているMMP-13、VEGF、Runx2、BMP6、ALP、PTH/PTHrP receptor、lhhなどの遺伝子のmRNAの誘導をreal time RT-PCRにより確認し、また、これらの細胞をosteogenic mediumで培養した際の基質石灰化能をvon Kossa染色や、Alizarin red染色により昨年度に引き続き評価中である。なお、本研究で得られた結果は将来的に再生医療への応用を考えているため、プロモーターの配列は、基本的にヒトゲノムDNAをPCRで増幅するか、ヒトの塩基配列情報をもとに合成オリゴDNAを作成して再現すう予定である。このプロモーターのdeletion constructを種間で保存された領域を考慮して数種類作成して、転写制御に関するresponse elementやsilence elementの同定を行った。その結果、Runx2はヒトColXプロモーターの転写活性を著しく増弾することを確認した。

さらに活性を維持するための最小単位までの絞り込みを行ったところ、転写開始点の-89bpから-60bpがRunx2のCore responsiveelement(TGAGGG)であることを同定した。Runx2のCore responsive elementへの変異体やその配列をタンデムにつないだconstructを作成し、高い転写活性を示すことを再確認した。さらにEMSA(Electrophoretic mobility shift assay)やChromatin immunoprocipitation(ChIP)アッセイではIn vivo & In vitroの両方で、Runx2のColXプロモーターへの特異的な結合を示すことができだ。さらに、同定したCore responsive elementを含む転写制御部位を4コピー直列につなげた合成プロモーターにブラストサイジン耐性遺伝子を組み合わせたプラスミドを作成し、ATDC5に導入して安定誘導発現細胞株を樹立した。この細胞株を用いてRunx2 Core responsiveelementを含む転写制御部位に結合する蛋白の同定・解析を行った。
分光学的手法を駆使したπ電子デバイスの動作状態の解明

様々なπ電子材料を用いた光・電子デバイスの検討が進んでいる。多くの場合、これらのデバイスは複数の物質からなる複合系であり、さらにキャリア注入、電場印加、光励起などによって動作する。このような系のデバイス動作時の電子状態はどのようになっており、どのように電子系が応答するのかを解明することを目的に研究を行っている。イオン液体を用いたドーピングによって電子状態を制御した単層グラフェンについて、ラマン散乱分光法を用いて詳細な研究を行った。前年度までに、イオン液体を用いたドーピングセルの作製や電子状態の制御を実施した。2018年度は、グラフェンのフォノンモードと電子状態の結合に着目し、ファノ効果を詳細に調べた。主にGモードについて、フォノンの振動数、スペクトル形状の非対称度合いなどを詳細に解析し、イオン液体によってドープした場合の電子状態の変化を明らかにした。他の手法によるドーピング状態との比較を行い、イオン液体によるドーピングの特徴について議論した。また、有機電界発光素子における電子状態の理解を目指し、素子作製及び電場印加状態における光学応答の測定を行った。電界発光素子においては、印加電場によるシュタルク効果およびキャリア注入による効果が予想される。これらの効果を明らかにするために、直流電圧および交流電圧を重畳させ試料に印加し実験を行った。変調分光法の手法を用いて印加電圧の効果を感度よく取り出し、スペクトル形状を精密に計測した。得られたスペクトルを解析することにより、電子状態に対する印加電圧の影響を明らかにした。今後は、より幅広い波長領域において測定を行い、電子状態の変化の包括的な理解を目指す。π電子デバイス動作時の光学応答を種々の方法を用いて実際に測定を行うことができた。特に単層グラフェンにおいては、ドーピングによる効果を詳細に明らかにすることができた。また、広範な物質に研究を展開できているため、順調に進展していると判断できる。これまでの方針に従い研究を進める。特にグラフェンを用いたデバイスに引き続き注力するが、種々のπ電子物質についても研究を実施する。これらの研究において、デバイス中の空間的な不均一性などデバイス動作において重要となる点についても注意深く研究を進める。π電子系物質を用いた種々の電子デバイスが注目を集めている。また、その電子デバイスにおける伝導機構の理解が重要となっている。さらに、デバイス動作状態に関して、ドーピングや電場印加が電子状態をどのように変化させるかについて正確に理解することが重要である。このような観点から、種々の分光法による研究を行った。電気伝導性共役系高分子として知られるPEDOT/PSSの伝導機構の理解を目的にイオン液体セルを用いた分光測定を行った。PEDOT/PSSはそれ自体でドーピングが施され電気伝導性を有するが、さらにイオン液体ドーピングによりドーピングレベルを変化させて、その光学応答を調べた。特に、ラマン散乱分光法を用いて測定を行った結果、ドーピングレベルに応じたスペクトル形状の変化が観測された。これは格子の状態の変化によるものだけではなく、電子状態の変化によるものである可能性がある。今後は、そのスペクトル形状の解析により電子状態の変化について詳細な情報を得る。同様の手法を用いてナノカーボン物質の電子状態の変化を調べた。薄膜状態のナノカーボン物質をイオン液体セルでドーピングし、ラマン散乱測定を行った結果、電子状態の変化に起因するスペクトル変化を見出した。このスペクトル変化は電気伝導状態の変化に対応していると考えられ、今後、電子状態と光学応答の変化の関係を明らかにする。イオン液体セルを用いると可逆的かつ広い面積にわたるドーピングが可能であり、様々な光学測定が可能になる。そこで、このイオン液体セルを用いて種々の分光法による測定を行い、当該物質のドーピング状態の導電性に関する理解を深める。イオン液体セルを用いた測定が順調に進んでおり、共役系高分子のみならずナノカーボン物質の測定も実施できたため。

π電子デバイス動作時の光学応答を種々の方法を用いて実際に測定を行うことができた。特に単層グラフェンにおいては、ドーピングによる効果を詳細に明らかにすることができた。また、広範な物質に研究を展開できているため、順調に進展していると判断できる。共役系高分子のドーピングレベルに応じたスペクトル形状について詳細なスペクトル解析を行い、電子状態の変化を明らかにする。ナノカーボン物質に関する内容については、当初の計画以上に順調に進展しており重要な結果が得られていることから、さらに注力し研究を進める。これまでの方針に従い研究を進める。特にグラフェンを用いたデバイスに引き続き注力するが、種々のπ電子物質についても研究を実施する。これらの研究において、デバイス中の空間的な不均一性などデバイス動作において重要となる点についても注意深く研究を進める。
イオン液体と高分子のハイブリッド化による新規機能材料の創製

プラスとマイナスのイオンのみからなるにも係わらず室温で液体状態のイオン液体が注目を集めている。本研究ではこのイオン液体と高分子を組み合わせることにより、熱や光、電場などの外部刺激に応答して形状や集合状態を可逆的に変化させる新規機能性材料の創製を意図した。結果として、温度や光のような複数の物理刺激に鋭敏に反応して膨潤収縮するゲル、同じく刺激に応じてイオン液体中で可逆的に自己集合状態を変化させるブロック共重合体、さらに電気的刺激に応じてイオン液体の濡れ性を可逆的に制御可能な疎水性高分子修飾電極を創出した。プラスとマイナスのイオンのみからなる塩であるにも係わらず室温で液体状態の「イオン液体」が注目を集めている。申請者はこれまで長きにわたりイオン液体と高分子を組み合わせることによる機能材料化に関する研究を精力的に行ってきた。その中でも本研究は特にイオン液体と高分子をハイブリッド化し、温度、光、電場などの外部刺激に応答して形状や集合状態を可逆的に変化させる新規機能性材料の創製を意図するものである。本年度は温度と光という多重な物理刺激に応じて体積を変化させる新規刺激応答性イオンゲルを実現した。不燃、不揮発性イオンゲルの可逆な体積相転移現象は幅広い温度領域、圧力条件で利用可能な新しい人工筋肉の素材としても有望である。一連の検討の中で本イオンゲルが熱力学的に準安定な特殊収縮状態(メタステーブル状態)に到達することを見出した。刺激の組み合わせによってイオンゲル内部にナノレベルのインターロック構造が形成され、速度論的にトラップされた状態に陥ることが原因であると推察された。興味深いことに特殊収縮状態にあるイオンゲルは光照射により容易に不安定相から解放され、熱力学的に最安定な平衡膨潤状態に到達することがわかった。これは光刺激によるインターロック構造の形成/解除スイッチングひいてはイオンゲルの膨潤収縮メモリ効果を利用した全く新しい機能性素子の実現を切り拓くものである。また、イオン液体を溶媒に用いた高分子溶液(ゲル)に関する従来の研究と今後の展望、未解決の問題等を“相溶系"“相分離系"という切り口で網羅した展望論文をまとめた。(Macromolecules, 2008,41, 3739)ここでは液体に内在する複数の方向性を持った相互作用が液体の秩序化を促す事例を挙げ、構造形成性液体(異常エントロピー液体)としての水とイオン液体の類似性を世界に先駆けて指摘した。イオン液体はイオンのみから形成されている塩であるにも関わらず、室温でも安定な液体として存在する。さらに、従来の有機溶媒や水とは異なり、不揮発性・難燃性・安定性・高導電性といった優れた特徴を有しているため、その基礎的な物性だけでなく、反応溶媒や電解質への応用など近年盛んに研究が進んでいる。申請者は、この特異な性質を有するイオン液体と高分子をハイブリッド化し、熱や光などの外部刺激に応答して形状や集合状態を可逆的に変化させる新規機能性材料の創成を行なった。これまでに、イオン液体中での高分子の多彩な溶解挙動、すなわち相溶、UCST相分離、LCST相分離を示す組み合わせを見出した。特に、LCST相分離は構造形成性溶媒和によることを、超高感度DSCを用いることによる熱力学パラメータの測定により明らかにした。UCS相分離、LCST相分離を示すセグメントからなるブロック共重合体を精密合成し、イオン液体中で温度変化に伴い自己集合体の構造変化が起こることを見出した。最も興味深い結果は、同一イオン液体中でのAB型ブロック共重合体のミセル⇔ユニマー⇔逆ミセル転移であり、同一溶媒中でのこのような観測例は稀で、イオン液体中では初めての例を報告した。また、ABA型ブロック共重合体の濃厚イオン液体溶液では、温度変化に伴い、ゾルゲル転移を観測することにも成功した。さらに、LCST相分離を示す高分子の化学構造と相転移温度の関係を広範に調べ、転移温度を幅広く制御可能であることを報告した。これらLCST相分離を示す高分子にアゾベンゼン基を導入した共重合体で、光照射に伴うアゾベンゼン基のシス⇔トランス変化に伴い、相転移温度が著しく変化し、双安定な温度域に固定して光照射をすると高分子の溶解⇔相分離を光制御できた。この現象をゲルに適用すると光アクチュエータとして作動することを見出した。本研究代表者はこれまでプラスとマイナスのイオンのみからなるにも係わらず、室温で液体状態のイオン液体、あるいはこれと高分子を組み合わせた機能性材料に関する研究を全方位的に展開してきた。本申請では特に温度・光・電場などの外部刺激に応答して形状や自己組織化状態を可逆的に変化させる新規イオン液体/高分子ハイブリッドの創製を意図してきた。本年度はイオン液体中で多重な外部刺激に誘起され、集合状態を変える数々のブロック共重合体を創製した。典型例として、二重の温度刺激に応答してイオン液体中で階層的に自己組織化する新規ABCトリブロック共重合体を得た。

本分子設計により極めて低濃度でイオン液体を温度可逆的にゲル化できる可能性を示した。一方、温度と光という異なる外部刺激に応じて自己組織化するブロック共重合体を世界に先駆けて実現した。さらに多重な物理刺激に応じて可逆的に膨潤収縮する新規刺激応答性イオンゲルに関する論文化を推進している。本イオンゲルにおいては温度刺激の印加によりイオンゲル内部にナノレベルのインターロック構造が形成され、速度論的にトラップされた状態に陥ることがわかった。しかし特殊収縮状態にあるイオンゲルは光照射により容易に不安定相から解放され、熱力学的に最安定な膨潤状態に到達する。これは光刺激によるインターロック構造の形成/解除スイッチングひいてはゲルの膨潤収縮メモリ効果を利用した新しい機能性ソフトマターの実現を切り拓くものである。なお本研究開始初年度に公表したイオン液体と高分子のハイブリッド化に関する総合論文(Macromolecules, 2008, 41, 3739.)は2011年4月現在、当該誌に掲載された報文の中で過去3年間、最も引用された論文に選出されている。本研究提案の重要性・先見性を裏付けると共に、大きな学術的波及効果を象徴する結果である。
少数性生物学ー個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求ー

【5年間の成果を総括した書籍「少数性生物学」の出版】領域研究にて得た研究成果をまとめた書籍「少数性生物学」(日本評論社、2017/3/25発行、永井健治/冨樫祐一編集)を出版した。書籍編集にあたっては、単に領域の顕著な成果を取りまとめた内容とするのではなく、「少数性生物学」という学問を俯瞰的にまとめたストーリー展開とするよう、計画班員を中心としたメンバーで、編集会議にて検討を重ね、18のテーマに絞込んだ内容とした。現在、日本国内にとどまらず、世界に向けて研究成果を発信すべく、英語版の書籍出版の編集作業を行っている。【研究成果発信】領域活動や研究成果をまとめた領域ニュースレター最終号を発行した。ニュースレターには、最終年度の研究成果報告、活動報告に加え、領域活動に係ったすべてのメンバーの領域へのことばを掲載し、総ページ数87ページにわたる、最終号にふさわしい内容となった。【企画研究会】領域運営期間中に領域活動として行っていた研究会の中で、特に発展性が高いと見込まれる研究会について、将来展望を探るための活動を行った。「少数性生物学デバイス研究会」を11月に開催し、今後も活動を継続することとなった。「少数性生物学データ検討会」、「産学アライアンス討論会」については、他の研究会と統合し、「先端的バイオ計測研究会」として継続することとなり、3月に研究会を開催した。【少数性生物学からの発展研究検討】本研究領域の研究対象が「観察・実験可能である」ことを示した成果を基盤として、今後も実験事実に基づいた「少数性生物学」の成果を世界に向けて発信し、分野の発展や定着に向けての努力の継続を行うため、計画班員を中心としたメンバーで複数回にわたって会議を開催した。その結果、少数の要素や小さな変化がいかにして大きな変化を生み出すかを探求する新たな新学術領域「シンギュラリティ生物学」を継続課題として申請することとなった。28年度が最終年度であるため、記入しない。
2次元磁性超格子のスピンダイナミクスと量子構造によるその変調

本研究の目的は、ミュオニウム(Mu)とスピン偏極電子流との相互作用を通じて、スピンに依存する電子波散乱のミクロな観測の可能性を探ることである。そのため、Si基板に歪んだGaAsの超薄膜層を成長させた積層膜(P-GaAs/GaAs_<0.83>P_<0.17>/n-Si)のGaAs表面に円偏光レーザーを照射することにより、伝導体にスピン偏極した電子を励起し、同時にSi基板側からミュオンを照射して、MuSR実験を行った。ミュオンスピンの時間発展は、強いレーザー波長依存性を示し、Si基板の直接照射効果による緩和と光励起電子との相互作用による緩和とは実験的に見分けられることがわかった。さらに、歪んだGaAs層の共鳴波長(40Kで815nm)で右偏光と左偏光のレーザー照射によるミュオンスピン偏極率を比較したところ、初期アシンメトリの統計誤差を越えた差異が観測された。この差異は、長波長側では(860nm)では観測されなていない。この偏光方向依存性は、3重項状態のMuと平行なスピンを持つ伝導電子はPauriの排他率によりMuに近付けないので、3重項から1重項状態への遷移確率は伝導電子のスピンに依存するという期待と合致する。この結果は同時に、GaAs層で伝導帯に励起された電子の偏極が、GaAsPバッファー層を介してSi基板内に注入されたことを強く示唆し、界面におけるスピン緩和と保存および、Si中のスピン保存の機構についての問題を提議するものである。
イソシアニドと不飽和炭化水素を組み合わせた新規重合系の開拓とその応用

イソシアニドは一酸化炭素と等電子構造を有する基質であるが,その反応性の高さから一酸化炭素のような異種モノマーとの共重合は困難であると考えられてきた.近年我々はイソシアニドと不飽和炭化水素の一種であるアレンを同一分子内に有する基質をモノマーとして用いることでそれらの交互の反応に基づく重合が進行することを見出した.本研究では,この全く新規な重合系の確立と得られるポリマーの機能化をおこなう.まずモノマー及び開始剤が重合挙動に与える影響を精査した後,得られるポリマーについて詳細な構造解析及び物性評価を行う.検討結果をモノマー設計へフィードバックすることで,新たな機能性高分子の創成を目指す.イソシアニドは一酸化炭素と等電子構造を有する基質であるが,その反応性の高さから一酸化炭素のような異種モノマーとの共重合は困難であると考えられてきた.近年我々はイソシアニドと不飽和炭化水素の一種であるアレンを同一分子内に有する基質をモノマーとして用いることでそれらの交互の反応に基づく重合が進行することを見出した.本研究では,この全く新規な重合系の確立と得られるポリマーの機能化をおこなう.まずモノマー及び開始剤が重合挙動に与える影響を精査した後,得られるポリマーについて詳細な構造解析及び物性評価を行う.検討結果をモノマー設計へフィードバックすることで,新たな機能性高分子の創成を目指す.