hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロバブルジェネレータカテーテルを用いた高密度炭酸ガスマイクロバブル血管造影

血管内で生理食塩水と炭酸ガスをミキシングしマイクロバブルを大量に発生させたマイクロバブル化炭酸ガス造影を考案した。大量のマイクロバブルを血管内で発生させると血管のエックス線透過性が亢進し陰性造影剤となりうる。また血管内のマイクロバブルの挙動は生理食塩水と血液に依存するため気液二相流が生じにくい。この研究の目的はマイクロバブル化炭酸ガスがエックス線診断用造影剤として血管を描出することの証明である。【具体的内容】本研究者らがこれまでに行ってきた本研究にかかわるデータを解析し、通常炭酸ガス造影における臨床的有用性についてのデータを論文で公開した。さらにエジェクタータイプのジェネレータにて生理食塩水と炭酸ガスを混合する炭酸ガスマイクロバブルジェネレータカテーテルを用いた予備実験のデータを解析した。エジェクタータイプのカテーテルではコントラストが低く流量の調整がきわめて難しい。本研究期間でこれを解決するため微小多孔膜を連結したジェネレータカテーテルを新たに製作した。生理食塩水中に浮遊させた炭酸ガスをこの膜へ急速に連続して衝突させ炭酸ガスマイクロバブルを発生させるものである。シャフトは同軸のデュアルルーメンのチューブとし本研究での課題の一つであるカテーテルタイプのデバイスへの改良を一部達成した。本研究期間ではin vitro実験のみ行った。このカテーテルを用いて生理食塩水と炭酸ガスを注入し炭酸ガスマイクロバブルを発生させた。孔径が30μmのものと50μmの2種類の膜を用いてテストした。孔径が小さければまた連結数が多ければバブル径は小さくなりバブルの物理化学特性は安定するが、注入抵抗が高くなり炭酸ガスの膜への衝突速度が低下する。そして衝突速度が遅くなると気液二相流のため大きなバブルが発生するという問題が残された。【意義】膜を用いたジェネレータカテーテルは流量の調節をシリンジタイプのインジェクターで調整できる。本カテーテルは極細径に製作可能であるため現在臨床で使用されているカテーテルサイズにできる。したがって選択的血管造影が可能となる。【重要性】経動脈的に炭酸ガスマイクロバブルを注入できるため標的となる領域のみにマイクロバブルを大量発生させることが可能となる。血管造影だけでなく収束超音波との組み合わせ、遺伝子の細胞内導入への応用にも期待できる。【具体的内容】22年度に制作した微小多孔膜を連結したジェネレータカテーテルのシャフト部分を改良し、シングルルーメンで炭酸ガスと生理食塩水を効率的に注入できるようにした。これにより、臨床機のインジェクターを使用してカテーテル先端でマイクロバブルを発主することに成功した。ファントム実験でマイクロバブルの発生を確認し、生理食塩水とマイクロバブルの注入条件を検討した。いずれの多孔膜でもマイクロバブルの生成は可能であった。また、豚を用いた動物実験では、これまで生理食塩水と炭酸ガスのミキシングで生成していたマイクロバブルに加え、採取した自家血と炭酸ガスのミキシングによるマイクロバブルの生成を行い,血管内に投与した。この方法を用いて炭酸ガスマイクロバブルを造影剤として使用した時の臓器への影響について検索した。予測通りマイクロバブルによる臓嬰窯栓効果が生じた。腎動脈の炭酸ガスマイクロバブル造影を塞栓効果が生じるまで行い、時間とともに塞栓が解除される過程を経時的に追いかけて撮影した。屠殺後の腎の虚血状態を検証した。臓器の虚血は認められたが、軽度のものであり.注入量によりコントロール可能である。【意義】膜を用いたジェネレータカテーテルは細径に製作可能であるため現在臨床で使胴されているカテーテルサイズにできる。炭酸ガスマイクロバブルによる虚血効果は低く造影剤として使用できる一方、コントロール可能な塞栓、あるいは不完全な塞栓による可逆的な虚血状態も作り出せる。【重要性】経動脈的に炭酸ガスマイクロバプルを注入できるため標的となる領域のみにマイクロバブ片を大量発生させることが可能となる。脈管造影だけでなく、化学塞栓術、収束超音波との組み合わせ、遺伝子の細胞内導入への応用にも期待できる。本研究の目的はマイクロバブルジェネレータをカテーテル先端に装着した炭酸ガスマイクロバブルジェネレータカテーテルを使用し血管内で炭酸ガスのマイクロバブルを高密度に発生させることである。3頭の豚の頸部、胸骨正中切開を行い、20Frシースイントロデューサーが右腕頭動脈から挿入された。20Frシースイントロデューサーからマイクロバブルジェネレーターカテーテルを挿入し、腹部大動脈から外腸骨動脈の正面像、側面像の血管造影が3頭の豚に施行された。3名の放射線科医によっては3頭の豚で行ったマイクロバブル化炭酸ガス造影、通常炭酸ガス造影、ヨード造影のいずれの動脈もすべて描出ありと判定した。マイクロバブル化

炭酸ガス造影におけるコントラストの評価はヨード造影、通常炭酸ガス造影のいずれと比較しても有意に低かった(p<0.05)。マイクロバブル化炭酸ガス造影における境界の明瞭さの評価はヨード造影、通常炭酸ガス造影のいずれと比較しても有意に低かった(p<0.05)。すべての血管におけるマイクロバブル化炭酸ガス造影のデジタル値はバックグラウンドより高かった。マイクロバブル化炭酸ガス造影の血管とバックグラウンドのデジタル値の差は、ヨード造影、通常炭酸ガス造影のいずれと比較しても有意に小さかった(p<0.05)。マイクロバブル化炭酸ガス投与中の豚の血圧、脈拍に異常な変動は認められなかった。本研究の結果ではマイクロバブル化炭酸ガス造影は腹部大動脈、外腸骨動脈を描出した。したがってマイクロバブル化炭酸ガスは低コスト、無害のエックス線診断用造影剤となり得るところに意義がある。生体内に大量にマイクロバブルを発生させることができた技術の重要性は、エックス線造影剤としての利用にとどまらず、マイクロバブルのキャビテーションを利用することで、細胞、遺伝子レベルで高エネルギーの物理作用を発生させる可能性を有するところにある。交付申請書に記載した研究の目的は、ジェネレータを血管内に留置できる炭酸ガスマイクロバブルジェネレータカテーテルを使用する、生理食塩水の注入量を各血管の血流に応じた必要最小限にする、炭酸ガス注入圧でバブル径を制御しボイド率を高めるとした。今年度の研究で多孔膜を用いた実験では、シングルルーメン、インジェクター使用の条件で高密度炭酸ガスの生成条件を明らかにできた。したがって研究の目的をおおむね達成している。また加えて動物実験でも炭酸ガスマイクロバブル血管撮影に成功し、有害事象や生理的反応の変化をとらえた。この部分は計画以上の成果を得たといえる。総合的に「おおむね順調に進展している」と判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の推進方策:炭酸ガスマイクロバブルの血管造影効果、塞栓効果、圧潰時のエネルギー放出を臨床で利用できるよう研究を進める。本研究で血管内に大量の炭酸ガスマイクロバブルを注入することが可能となり、上記の塞栓材、圧潰時のエネルギー利用の研究も進むものと考えている。これらの研究を遂行する上での問題点は、炭酸ガスと液体をミキシングする部分を安価なデバイスにしなければならないこと、デバイスを細径化すること、注入速度の精密なコントロールができることである。この対応策は、企業と連携してデバイスを制作することである。
Ｘ線ＣＴ画像における骨転移自動検出ソフトウェアの開発

1脊柱の各椎骨について、その骨領域を医用CT画像から自動抽出するアルゴリズムを作成した。特に、1椎骨あたり5つの解剖学的ランドマーク点を自動検出し、これらを初期化に用いたマルチアトラス法により椎骨領域をそれぞれ同時に抽出する手法を開発した。2同一患者の前回のCT画像および今回のCT画像について、差分を取ることにより、骨転移領域を粗抽出、強調表示するアルゴリズムを作成した。3計35例の多発骨転移症例について、骨転移領域を3次元的に用手的に入力した画像データベースを作成した。24年度における研究の成果は以下のとおり。・東大病院にて骨転移症例のX線CT画像の収集を行い、30例ほどの症例を収集した。他病院(筑波大附属病院)との共同研究を開始中であり、さらに多量の骨転移のX線CT画像を入手できる見込みが立った。さらに、同院のCT画像を利用して時間差分によるコンピュータ支援画像診断システムを開発することについても共同研究を計画している。・骨転移の画像処理に必須である骨領域の抽出(セグメンテーション)プログラムの作成、性能向上を行った。特に前回検査画像との比較に供するため、解剖学的ランドマーク検出システムおよび微分同相(diffeomorphic)Demon's algorithmによる骨領域の経時的位置合わせプログラムを計画、一部作成した。・上記のプログラムで使用するため、解剖学的ランドマーク検出システムの性能向上を行った。具体的には、撮像範囲の異なる入力画像への対応や、画像上でランドマークを検出する際の関心領域(ROI)の形状最適化を行った。・上述のプログラムは、今回購入したGPGPU上に実装することにより、実用可能な時間内での処理を可能とした。1脊柱の抽出アルゴリズムの確立:脊柱の各椎骨について、その骨領域を医用CT画像から自動抽出するアルゴリズムを作成した。2脊柱骨転移の時間差分表示アルゴリズムの作成:同一患者の前回のCT画像および今回のCT画像について、差分をとることにより、骨転移領域を強調表示するアルゴリズムを作成した。3がん骨転移症例の医用画像の収集とがん骨転移画像の教師画像データベースの構築:計35例の多発骨転移症例について、骨転移領域を3次元的に用手的に入力した画像データベースを作成した。以上のように、悪性腫瘍(がん)患者のX線CT画像から骨転移病変のコンピュータ自動検出ソフトウェアを確立するための手法の開発、データベースの作成を計画通りに行った。本研究の目的である骨転移症例のCTデータベースの構築については、現在症例収集が進んでいる。それら症例データへの正解領域の入力は現在準備中であり、この点は計画より遅れている。一方、他病院との共同研究により多数の症例の収集の目途がついた点は大きな進展である。本研究の最大の困難は骨転移症例の薄スライスのCT画像の収集にあること、症例データへの正解領域の入力は短い期間で集中して行えることを勘案すると、本研究はおおむね順調に進展しているものと思われる。25年度が最終年度であるため、記入しない。・さらに骨転移症例の症例データ収集を進め、目標数を達成する。・計画の通り、診療放射線技師の支援を得て、症例データへの正解領域の入力を行う。・さらに、時系列データにおける時間差分を基礎とした骨転移のコンピュータ支援診断システムの開発を可能な限り遂行する。
NPO,政府,企業間の戦略的パートナーシップ

本研究は,過去15年間に世界各国で急速に展開し始めたNPO,政府,企業間の戦略的意図に基づくパートナーシップ(以下「戦略的パートナーシップ」,「戦略的協働」もしくは「協働」と略記)の解明を目的としている。この21世紀の社会にとって極めて重要な「戦略的パートナーシップ」を,マネジメント研究を軸とした視点から理論的・実証的に解明した。具体的には,第1論文で,戦略的パートナーシップを分析するための理論的枠組である「協働の窓モデル」を提示した。この協働の窓モデルに則して,第2論文でPMF,第3論文で霧多布湿原トラストと北海道グリンファンド,第4論文でJHADSとジャパン・プラットフォームの事例研究を試みた。事例研究の結果,次の8つの命題を含む全部で20の命題が析出された。命題(1)協働には,セクターを異にする複数の中核的参加者が継続的に参加している。命題(2)やる気が最も高い中核的参加者は,時間の経過とともに交替する。命題(3)協働が実現されるのに必要な時間は,中核的参加者によって当初に利用可能な資金の量に規定される。命題(4)協働アクティビストが,複数の重層的に連結された場を設定し活用する場合,協働が促進される。命題(5)(1)技術的実行可能性が高く,(2)コストが許容範囲内に収まり,(3)一般市民の黙認が得られる解決策が生成・特定化される場合,協働が促進される。命題(6)アジェンダの進化によって,協働が促進される。命題(7)参加者によって能動的に開かれる「組織のやる気の窓」と「解決策の窓」が,偶然によって開かれる「問題の窓」と同期化される場合,協働が促進される。命題(8)協働アクティビストが,(1)協働を意図した活動だけでなく,(2)協働を必ずしも意図しない,偶然生じたこれまでの活動をうまく活用する場合,塀働が促進される。本研究は3ヶ年計画で実施される.第1年度にあたる平成17年度は以下の通り,おおむね当初の研究計画に沿って研究が実施された.以下,簡単に説明する.第1に,「NPO,政府,企業間の戦略的パートナーシップ」に関連する文献ならびに各種資料を渉猟し,これまでの研究を各自の専門領域の立場から多面的にサーヴェイしつつ,試論的分析枠組を演繹的に導出した。第2に,参与観察を行う戦略的パートナーシップの選定も並行して進めた。第3に,「NPO,政府,企業間の戦略的パートナーシップ」の実践ならびに研究現状を把握すると同時に,資料収集と意見交換を行うため,神奈川大学,関西大学,県立広島大学との交流を行った。第4に,研究代表者と研究分担者は,各自1ないし2事例を分担して予備調査を行い,上記の枠組を確認するとともに,一層の洗練化を図った。第5に,予備調査を通して,インタビュー項目(半構造化インタビューの質問項目)を特定した。特定した参与観察のフィールドへ実際に出向き,今後のリサーチを行うための基盤づくりを行った。第6に,効果的に展開されている「NPO,政府,企業間の戦略的パートナーシップ」を8つ選択し,各パートナーシップにおける,(1)参加組織の特定化と場の設定,(2)問題の認識・定義,(3)複数の解決策の生成・特定化,(4)解決策の決定・正当化,

(5)正当化された解決策の実行,(6)パートナーシップ・アクティビストの行動を調査・分析した。事例は,霧多布湿原トラスト,ツール・ド・北海道、パシフィック・ミュージック・フェスティバル,グリーンフリーズ・キャンペー,ジャパーンプラットフォーム,北海道グリーンファンド,北海道NPOバンク,北海道黒松内町の地域振興の8つである。なお,本年度の研究成果の一部は,次頁に示す研究論文および著書として発表されている.本年度は,3年計画の第2年目にあたり,概ね研究計画に基づき,研究を行った。4月から9月にかけて,(1)理論的枠組を完成させた.(2)研究代表者と研究分担者は,各自1ないし2事例を選定し,詳細な事例研究を開始した。(3)参与観察を本格的に開始した。研究成果の一部を,非営利法人研究学会・第10回全国大会において報告した。10月から12月にかけて,(1)事例研究を継続した。(2)次年度に行う質問票調査のための予備調査を開始するとともに,質問票の具体的なストラクチャーの検討を行った.(3)国内の事例研究を一層精緻化するために,全国のNPO活動支援を行っている日本NPOセンターとの交流した.1月から3月にかけて,(1)事例研究の完成を目指した.(2)質問票調査のための予備調査を完了し,質問票のストラクチャーを確定した.質問票配布先の戦略的パートナーシップを展開している組織を選定し,そのリストを作成した.本プロジェクトの研究成果は,平成18年度発表分に限定しても,図書4編(うち3編は近刊),論文2編が執筆されている。この他に,次の全部で8つの戦略的パートナーシップに関する事例の詳細な分析結果を既に執筆し,近々,公表を予定している。8つの事例は,(1)ツール・ド・北海道,(2)ジャパン・プラットホーム,(3)人道目的の地雷除去支援の会,(4)霧多布湿原トラスト,(5)パシフィック・ミュージック・フェスティバル,(6)黒松内ぶなの森自然学校,(7)北海道グリンーファンド,(8)北海道NPOバンクである。分析の過程で,これら8つの戦略的パートナーシップに共通する極めて興味深い特徴が析出されている。本年度も過年度と同様,概ね研究計画に基づき,研究をおこなった.具体的には,過去2年度における各種調査結果を統合して戦略的パートナーシップに関する理論的枠組の提示を試みるとともに,有効なパートナーシップのあり方に関する理論構築が試みられた.研究成果の統合の過程では,研究メンバー参加によるインテンシブな研究ワークショップを開催し,研究成果の共有およびコラボレーションによる理論的・実践的含意の提供を目指した.なお,これら研究成果を要約した最終的な報告書は,現在,鋭意作成中であり,近日中には完成する予定である.なお,平成19年度においても,研究成果の一部は,たとえば,非営利法人研究学会・第11回全国大会において報告されている(担当:小島・平本).次頁の「研究発表」に示すとおり,本プロジェクトの研究成果は,平成19年度発表分に限定しても,図書2編,論文8編に及んでいる.たとえば,岩田(2007)においては,グローバルな文脈で研究開発や製品開発活動を行う際に有効となるパートナーシップのあり方が探求されている.また,小島・平本他(2008)においては,戦略的パートナーシップの先駆的な成功事例を2つ取り上げ,詳細な分析を試みることで,戦略的パートナーシップを成功裏に実現するための条件を20の仮説的命題として提示することに成功している.
導電性と空隙を独立して制御可能な燃料電池電極の作製と電極内部の物質輸送特性の解析

本研究は,直接メタノール型燃料電池(DMFC)の発電電力密度を従来比120%に向上する,という研究目的のもと,触媒担持体や撥水層材料を新規カーボンナノ材料に置き換えることに取り組んだ。4種類のカーボンナノ材料の触媒担持体としての特性を評価し、カーボンナノコイル(CNC)が最も優れた担持体であることを明らかにした。次いで、CNC担持Pt-Ru触媒を使用してDMFCの心臓部である膜ー電極接合体(MEA)を作製した。MEA内部の撥水層の材料としては市販のカーボンナノ材料であるVulcanが優れた特性を示した。こうして得られた知見により、本研究目的を達成することができた。本研究は,直接メタノール型燃料電池(DMFC)の発電電力密度を従来比120%に向上する,という研究目的のもと,これまで触媒担持材料として使用されてきたカーボンナノ材料をカーボンナノバルーン(CNB)やカーボンナノコイル(CNC)といった新奇カーボンナノ材料に置き換えることに取り組む.本年度は,新奇カーボンナノ材料の合成ならびに本材料への触媒担持条件を決定する,という研究実施計画において下記の研究成果を得た。これらの成果は本材料をDMFCへ応用する上で不可欠なものであり,さらにCNCが最も高い触媒活性を示したという成果は既存の材料をCNCに置き換えられる可能性を示した重要な成果である。(1)研究室内で合成したアモルファス炭素微粒子を共同研究先の企業にて熱処理し,CNBを合成した。また,研究室内でCNCを合成した。CNBおよびCNCは走査型電子顕微鏡(以下,SEM)で観察し,ラマン分光ならびに導電率を評価した。CNBはグラファイト結晶度が高いことがわかった。(2)触媒金属塩を水素化ホウ素ナトリウムで還元することによってCNCおよびCNB上にPtRu触媒を担持した。PtRu触媒は透過型電子顕微鏡(TEM),x線光電子分光装置(xPs),x線回折装置(XRD)にて分析した。比較対象として,繊維状物質:カーボンナノチューブ(CNT),薄片状物質:酸化グラフェン(GO),粒子状物質:Vulcan,にもそれぞれPtRu触媒を担持した。すべての炭素ナノ材料に粒径約2nmのPtRu微粒子が担持でき,PtとRuのモル比は1:1であった。(3)メタノール/硫酸水溶液中にて上記触媒の活性を評価した。CNCに担持したPtRu触媒が全触媒の中で最高の特性(260m/cm^2・mg-Pt)を示した。本研究は,直接メタノール型燃料電池(DMFC)の発電電力密度を従来比120%に向上する,という研究目的のもと,これまで触媒担持材料として使用されてきたカーボンナノ材料をカーボンナノバルーン(CNB)やカーボンナノコイル(CNC)といった新奇カーボンナノ材料に置き換えることに取り組む。本年度は,カーボンナノ材料として粒子状のアークブラック,バルカンと繊維状のCNC,カーボンナノチューブ(CNT)の計4種類を触媒担持体として使用し,担持したPt(Ru)触媒の活性を評価した。結果として,CNCやCNTといった繊維状のカーボンナノ材料が優れた触媒担持体であることが示された。これは,新奇カーボンナノ材料を用いた膜ー電極接合体を開発するという次年度以降の研究実施計画につながる重要な成果である。(1)還元法を用いて,いずれの炭素ナノ材料にも仕込み量に対して±4%以内の重量の触媒を担持できた。X線回折の測定結果から,CNCやCNT上に担持されたPt-Ruは良く合金化され,CNT上のPt中に47%,CNC上のPt中に32%のRuがそれぞれ存在することが確認できた。透過型電子顕微鏡(TEM)観察により,いずれの担持体においても触媒微粒子の粒径は1-12 nmの範囲内にあった。AcB,バルカンに担持された触媒ナノ微粒子については,二次粒子によるものと考えられる粒径20nm以上の微粒子も観察された。(2)硫酸水溶液中で上記触媒の電気化学活性表面積(ECSA)を評価したところ,CNCやCNT上に担持した触媒のECSAの値が大きくなった。また,30 wt.%の担持量のときECSAは最大となった。さらに,メタノールを混合した硫酸水溶液中でメタノール酸化反応(MOR)を測定したところ,ECSAの結果と同様に30 wt.%のとき触媒活性が最も高くなることが分かった。Pt触媒ではCNTに担持したもの、Pt-Ru触媒ではCNCに担持したもののMOR電流値がそれぞれ最も大きくなった。本研究では、直接メタノール型燃料電池(DMFC)の発電電力密度を従来比の120%に向上するという研究目的のもと、これまで触媒担持材料として使用されてきたカーボンナノ材料をカーボンナノバルーン(CNB)やカーボンナノコイル(CNC)といった新奇カーボンナノ材料に置き換えることに取り組む。前年度までの研究でCNCに担持したPt-Ru触媒が最も高い活性を示したため、第3年度である平成26年度はこのCNC担持Pt-Ru触媒を使用してDMFCの心臓部である膜ー電極接合体(MEA)を作製した。本MEA内部には別に撥水層を設け、撥水層の材料としてCNBもしくは市販のカーボンナノ材料であるVulcanを用いて、結果を比較した。これらの検討結果は、最終年度までに発電電力密度を120%に向上するという本研究目的の達成に繋がる重要な成果である。

アノード触媒層の外側に設けられたガス拡散層からDMFCの燃料であるメタノールが注入されるが、撥水層をガス拡散層とアノード触媒層との間に設けることで燃料の輸送が改善する。CNBはグラファイト殻からなる風船状のカーボンナノ材料であり、電気伝導性の高さが特長である。撥水層のCNB重量を1 cm2あたり1.0から2.0 mgまで変化させてMEAを作製した。いずれのMEAも撥水層なしのMEAよりも高い発電性能を示し、1.5 mgのCNB撥水層によるMEAは15.3 mW cm-2の発電電力密度を示した。だが、同じ重量のVulcanを撥水層としたMEAの発電電力密度は22.8 mW cm-2となり、CNBよりも高い性能を示した。電気化学インピーダンス分光にてMEAのインピーダンスを測定したところ、Vulcan撥水層のMEAは最も低い値を示した。本研究では、直接メタノール型燃料電池(DMFC)の発電電力密度を従来比の120%に向上するという研究目的のもと、これまで触媒担持材料として使用されてきた市販のカーボンナノ材料をカーボンナノバルーン(CNB)やカーボンナノコイル(CNC)といった新奇カーボンナノ材料に置き換えることに取り組む。最終年度では、CNCが担持体の他に電子伝導体としての機能を有していることに注目した。複数のカーボンナノ材料の電気特性を調べて、MEAの発電性能と比較を行った。その結果、CNCは比較した材料の中で最も導電性が低いものの、発電電力では最も高い値を示す材料であることが明らかとなった。各炭素ナノ材料(CNB、CNC、Vulcan、昭和電工製VGCF-H)の粉体圧縮電気抵抗を測定し、電気特性を評価した。アクリル製パイプ内に300 mgの測定用試料を収め、その上下に電極を設置した。1.0 MPaまでの圧力を試料に印加し、電気伝導率を測定した。いずれの試料も印加圧力にほぼ比例して電気伝導率が増加した。1.0 MPaにおいて、VGCF-Hの導電率が最も高く(10 Scm-1)、CNCが最も低い(0.7 Scm-1)結果となった。これらの材料から既報の手法でMEAを作製して発電電力を評価したところ、CNCが最も高く、VGCF-Hは第3位であった。この結果から、本研究の実験条件では炭素ナノ材料の電気伝導率がDMFCの性能にあまり関係していないことが明らかとなった。別の観点から見ると、CNCの電気伝導性を向上させることでさらにDMFCの性能を向上できる可能性が示唆された。これらの研究成果を雑誌論文として報告する予定である。本研究は,直接メタノール型燃料電池(DMFC)の発電電力密度を従来比120%に向上する,という研究目的のもと,触媒担持体や撥水層材料を新規カーボンナノ材料に置き換えることに取り組んだ。4種類のカーボンナノ材料の触媒担持体としての特性を評価し、カーボンナノコイル(CNC)が最も優れた担持体であることを明らかにした。次いで、CNC担持Pt-Ru触媒を使用してDMFCの心臓部である膜ー電極接合体(MEA)を作製した。MEA内部の撥水層の材料としては市販のカーボンナノ材料であるVulcanが優れた特性を示した。こうして得られた知見により、本研究目的を達成することができた。最も触媒活性の高くなるカーボンナノ材料担持体を見出した上で、MEAの構造に関する検討で一定の結果を出すことができたため、最終年度内に研究目的を達成することが期待できるため。
文房四宝を中心とする中国・文人遺品の資料収集とその研究

昭和60・61年の2年間において調査した個所は黒川古文化研究所をはじめ、大阪市立美術館・長崎市立美術館、そして京都・長崎・東京在住のコレクターなどであるが、とくに黒川古文化研究所と大阪市立美術館の二ケ所は本研究にあって、その中核となる重要な調査対象であった。黒川古文化研究所は、筆・墨・硯・紙のいわゆる文房四宝だけでなく、文房具に関連する、ありとあらゆる作品を、ほぼ完全に具備している世界でもめずらしいところであり、その数も、じつに450件におよんでいる。中国の文房具類を、これほど数多く収蔵しているところは、少くとも日本においては、おそらく、ここ以外外にはないのではないかと思うが、この研究所が、これからのこうした分野における中心的な存在になることは間違いないところであり、ここでひとつの基礎づくりをしたことは、われわれの今後の研究に大きな意味をもつことになるのではないかと思う。大阪市立美術館は、日本でも、きわめて稀な犀角杯を数多くもっているところとしてよく知られているところである。ここに収蔵される54点の犀角杯は、いずれも清時代のものであるが、作風にヴァライエティがみられ、清時代の犀角杯を研究する上には、なかなか重視されるものである。そもそも、本研究の目的は、文房四宝を中心とした文房諸器具を広く調査し、それらの資料収集をおこない、これら文房具類と中国・文人たちの芸術活動とのかかわりを、何らかの形で捉えてみたいというものである。この2年間では、美術館や収集家での調査と写真撮影をおこない、モノクロ写真2200枚、カラースライド2200枚という尨大な写真資料を収集した。このほか文献資料の収集も併行しておこなっており、着実にその基礎固めが進んでおり、今後の研究に明るい希望を抱かせる状況にあるといってよい。
プラズマ後進波発振器における相対論的電子ビーム分布関数の研究

後進波発振器におけるマイクロ波と電子ビームの相互作用を調べるため、電子ビームの空間的形状やエネルギー分布関数を実験的に評価する。X線計測により電子ビーム分布関数を調べるため、その対象はプラズマ後進波発振器であるが、ビームの発生と伝搬、後進波発振器の動作原理を明らかにする必要があった。以下に、究成果の概要をまとめる。まず、プラズマ後進波発振器に用いる冷陰極と陽極による電子ビームの発生と伝搬の特徴を、ビーム電流、カソード印加電圧および電子ビーム焼き付けパターンなどから実験的に調べた。これにより、発振実験に近い条件でのX線計測を可能にした。次に、マイクロ波発生実験により電子ビームパラメータと後進波発振器原理との関係を明らかにした。チェレンコフ発振領域と本研究で見いだした新しい原理の遅波サイクロトロンメ-ザ動作領域の存在が示された。プラズマが存在すると発振効率が数倍から10倍程度上昇し、どちらの動作に対してもこのプラズマ効果が確認された。X線計測のために、シリコン表面障壁型検出器を用いたX線測定系および制動X線の角度依存性と検出器のX線感度を取り入れた解析コードを準備した。プラズマ後進波発振器のX線計測により、電流には寄与しないが数keVのプラズマ電子の生成が確認された。また、電子ビームの分布関数は、δ関数やマックスウェル分布関数では近似できず、かなり広がったプラトー分布に近いと推定された。今後、X線計測のさらなる精度向上を計ると同時に電子ビーム分布関数の実験的評価データを蓄積し、その上で、電子ビーム分布関数とチェレンコフ発振や遅波・速波サイクロトロン共鳴相互作用との関係を実験的に解明していく予定である。大強度相対論的電子ビームを用いた後進波発振器の安定化発振と発振周波数領域を実験的に調べるため入射電子ビームの形状や分布関数を測定する。当該年度の研究成果を以下に箇条書にまとめる。1.制御抵抗,波形調整コイルおよびメカニカルスイッチ等で高電圧パルスを制御し,ギャップスイッチを通して電子ビームダイオードに印加することで,立ち上がり時間数10ナノ秒,持続時間数100ナノ秒のパルス電圧が得られ,発振時の電子ビームエネルギー分布関数を安定化できた。2.電子ビーム分布関数の評価に必要な,電子ビームダイオード部での電圧測定のため静電容量性プローブを製作した。電圧波形,電流波形の解析により,ビームエネルギーの最大値が評価可能となった。3.環状電子ビームの入射実験では,電流と環状形状の伝パン方向分布を測定した。真空とヘリュウム気体中で測定し環状プラズマ生成を確認した。磁場と垂直方向のビームエネルギーを環状電子ビームの広がりから求めた。4.X線測定ポート,X線検出器とアンプ系の応答特性を含めたX線解析プログラムは,現在,設計と準備を進めている。これを用いたビームの伝パン特性と分布関数の評価は,平成7年度に行う。5.本研究では,出力マイクロ波は100ナノ秒程度であるが,マイクロ波測定系の減衰,後進波発振器の出力窓と受診システムとの結合度の精密較正実験を行い,後進波発振器出力電力の絶対値の評価が可能となった。6.遅波後進波発振器実験において,チェレンコフ発振領域と遅波サイクロトロンメ-ザ動作領域を明らかにした。後者では,従来の後進波発振器やジャイロトロンおよび自由電子レーザとは機構が異なる新しいタイプのマイクロ波源やミリ波源として非常に有望であることが示された。プラズマ後進波発振器におけるマイクロ波と電子ビームの相互作用を定量的に解析するために,電子ビームの形状やエネルギー分布関数を実験的に評価する。当該年度の成果を以下にまとめる。

1 X線計測では,プラズマ後進波発振器の軸方向と斜め方向の2方向で,X線測定可能な計測系を制作した。ビーム電流値10A1kA程度での測定が可能であった。2 2方向のX線強度比から,使用したX線検出器の感度特性を考慮し,電子の垂直方向と水平方向のエネルギー比を評価する解析プログラムを完成した。2方向の測定であるため,電子ビームの全エネルギーを別の方法で測定する必要がある。3 X線計測とは独立に,ダイオード印加電圧に対する電子ビーム全エネルギーの測定を磁場を用いた電子ビームエネルギーアナライザーで行うが,そのための取り付け用真空ポートを制作し,信号処理系を準備した。4電子ビームエネルギーを変化させ,後進波発振器の発振動作を調べた。通常の後進波発振器動作には,約50keV以上のビームエネルギーが必要であり,チェレンコフ発振に対するスタートエネルギーを実験的に確認した。約35keV程度の低いエネルギー領域では遅波サイクロトロンメ-ザ動作であることが示された。以上は当該年度で計画していたもので,予定通りに進行した。しかし,高電圧電源,パルス成形線路および磁場コイル系の不調やマシンタイム調整の都合で,ビーム発生実験が予定の通りに実施できなかったため,電子ビーム伝播とエネルギー分布測定が未完成である。パルス成形線路を含めた高電圧回路の調整と準備の後,平成8年10月頃までに測定を完了し,研究成果の取りまとめは同年12月頃の見込みである。
試薬開発に力点おいたフルオロメチル化法の開拓

フルオロメチル基の特異的性質が医薬品の薬理効果発現や増強など好ましい結果をもたらすという事実からフルオロメチル基、特にトリフルオロメチル基含有化合物の合成研究に注目が集まっている。その主流となる方法は、今から四半世紀前に開発された求核的トリフルオロメチル化剤(Me3SiCF3、Rupert試薬)あるいは求電子的トリフルオロメチル化剤(梅本試薬)を用い、触媒存在下でトリフルオロメチルを導入する二つのタイプに大別することが出来る。今年になっても新しい触媒を用いたトリフルオロメチル化法が続々と発表されているが、実用的トリフルオロメチル化法にはほど遠い。特にトリフルオロメチルカチオン(^+CF_3)等価体を用いる求電子的トリフルオロメチル化反応は、求核的な方法に比べ、検討された形跡は格段に少ない。その原因は、トリフルオロメチルアニオンの場合以上に、利用可能な試薬に制限があることである。これまで報告されている求電子的トリフルオロメチル化試薬として、S-(トリフルオロメチル)ジベンゾチオフェニウム塩、ペルフルオロアルキル化剤としてRf-I(C_6H_5)OSO_2CF_3(FITS反応剤)が挙げられる。近年では、Togniらによって超原子価ヨウ素を用いた求電子的試薬や梅本らによるオキソニウム塩も報告されている。しかしながら、これら試薬のうち、一部は市販もされてはいるものの、求核種に対する反応性は乏しい。そこで我々はスルホキシイミン型新試薬を開発した。この試薬は、取り扱い容易で安定な結晶であるにも関わらず、特に炭素求核種に対して高い反応性を示す良好な試薬である。硫黄及び窒素を最高原子価状態にすることで安定性を付与し、求核剤存在下では低原子価に戻る性質を反応起爆要因とした。研究計画に則し,反応性に富んだ求電子的トリフルオロメチル化試薬として,構造的に新規なスルフィルイミン型試薬N,N-ジメチルアミノ-S-フェニル-S-トリフルオロメチルオキソスルホニウム・テトラフルオロホウ酸塩を設計し,合成することとした。設計のポイントは,強力な脱離基であるスルフィンアミド部位を持つことと硫黄原子周りのフェニル基やアミノ基上に種々の置換基を導入することで,試薬の活性化や安定化が行えると考えた点にある。合成は次のように行った。まず,ベンゼンとトリフルオロ無水スルフィン酸からフリーデル・クラフツ反応を利用し合成したトリフルオロメチルスルホキシドを発煙硫酸中ナトリウムアジトによってトリフルオロメチルスルホキシイミンとし,次に炭酸カリウム存在下,ヨウ化メチルによりトリフルオロメチルスルホキシイミンのモノメチル体を得た。さらにメチルトリフラートを用いて2段階目のメチル化を行うことによって目的の構造を持つN,N-ジメチルアミノ-S-フェニル-S-トリフルオロメチルオキソスルホニウムのトリフラート塩を得た。トリフラート塩は室温下油状であったので,テトラフルオロホウ酸塩にすることにより結晶性の化合物N,N-ジメチルアミノ-S-フェニル-S-トリフルオロメチルオキソスルホニウム・テトラフルオロホウ酸塩を得た。これは熱的に安定で取り扱い易い固体であることが判明,その構造はX線結晶構造解析により確認することが出来た。続いて,本誌薬を用いてチオール類のトリフルオロメチル化を検討した。その結果,DMF溶媒中,KOH存在下にて首尾良く,チオールのトリフルオロメチル化体が得られることが判明した。さらに炭素鎖へのトリフルオロメチル化反応では,DBU存在下,塩化メチレン中で,高収率で目的のトリフルオロメチル化体が得られた。
乳牛群における潜在性２型ケトーシスの発生実態とリスク要因の解明

乳牛において、分娩後の泌乳初期に低エネルギー状態となり生産性の低下を引き起こすことが知られている潜在性ケトーシス(SCK)の発生実態を2012年4月から2015年3月にかけて、北海道内で飼養されている2,593頭で調査した。泌乳初期のSCKの発生割合は17.4%であり、地域差が見られた。SCKの半分が重篤な経過をとる2型であった(その他は1型)。また、SCK 2型牛は、分娩約23週間前に既に低エネルギーになっており、インスリン抵抗性が示唆された。分娩約1ヵ月前の適切な飼養管理が本疾病予防にとって不可欠であると考えられた。初年度の平成24年度は、乳牛群における2型SCKの発生実態を掴むため、現場で大規模な血液サンプリングを計画していたが、予定していたフィールドの研究協力者の転勤や組織改編のために計画どおりに進まず、年度途中で協力体制の再構築を行った。それを受けて平成25年度は年度末までに北海道の11地区において、総計80戸を越える農場から約1,900検体の血液サンプル、検査データを得ることができた。前年度の採材と合わせて約2,500検体となり、数的には当初の計画を達成した。目下、年度を挟んで各地域からの調査データを集約中である。なお、分析可能であった道東地域のデータでは(537検体)、分娩初期牛のSCKの有病率は11.6%、乾乳牛では1.3%であった。なお、分娩初期のSCK警戒牛群の割合は61.9%と高かった。また、乾乳牛の低エネルギー有病率(NEFA濃度の異常割合)は11.6%と高かった。本年度から実施予定の2型SCKの発生におけるリスク要因と病態評価については、当初数農場の対象を設ける予定であった。しかし、研究協力者から治療対象牛ではない臨床的に健康な牛に対して経時的な調査やサンプリングを継続することが日常の診療体制ではかなり難しいとの見解を受け、環境リスク要因に関しては、研究代表者が大学近郊の中核規模農場(経産牛約200頭)に定期的に訪問してデータを得た。その結果、分娩前に初産牛が経産牛と一緒の環境で飼養された場合、血中コルチゾール値が継続的に高値となり、ストレスを受けていることが示され、分娩後のSCK発生に関係することが推察された。一方、研究協力者には、SCKがその発生に関係する疾病(第四胃変位牛)に対して経時的な血液サンプルと病態調査を依頼しており、現在分析中である。さらに、副次的な結果として、第四胃変位発生には前病態として第四胃の萎縮性胃炎が関与している可能性が示された。本年度は試験の初年度として、乳牛群における2型SCKの発生実態を掴むとともにリスク要因の調査を行うことを目的とした。試験立案当初は血液サンプルの採材にフィールドの産業動物獣医師に研究協力依頼をしていたが、2012年4月以降、転勤や組織改変のために協力者の構成および対象農家を再度調整しなければならなくなった。調査地域に何度か足を運び事前準備の立て直しを11月までかけて行った。当初対象調査の農場は100戸であったが、今年度末までに約20戸を確定し、血液サンプリングが実施され、血液検査およびデータのまとめは現在進行中である。農場レベルでのSCK発生の評価をする場合、農場から相当数のサンプル採取が必要になるので、頭数が多くない農場では、採材者は数度訪問しなければならないという現実的に難しい問題が生じた。そこで、2型SCK発生状況をまずは地域レベルで評価するというように視点を広げた。すなわち、当初道東地区でのみ実施する予定であったが、北海道の数カ所の地域(道北、道央、道南)を対象として、その発生実態を地域レベルで比較する予定である。このため新たに研究協力者を5名程依頼することにした。これまでの調整により、本年度の遅れた部分はH25年度に実施する計画である。また、上記の遅れをカバーするためにH25年度実施予定であった調査の一部を実施した。すなわち、大学近隣で牛群の健康管理を実施している農場において、2型SCKとの関係が問題視されている分娩前(乾乳期)のエネルギーの低下状態(NEB)と飼養環境との関連性について疫学的に分析した。調査期間は2008から2011年であり、計212頭を追跡調査した。その結果、乾乳期の飼養スペースが牛1頭あたり9.2m2以下になった場合にNEBの発生が明らかに高まることが示された。

平成26年度は最終年度であり、補足の調査と採材を行い、データの総合的評価を以下のとおり実施した。1.潜在性ケトーシス(SCK)の有病率および特徴と乾乳期における低エネルギー状態(NEB)の評価:前年度までの537検体に加えて、最終的に115戸あまりの農場から総計2,593検体が分析された。泌乳初期のSCKの有病率は全体で17.4%(道東13.3%、道北22.5%、道央20.8%)であり地域差が見られた。一方、乾乳期では1.7%(1.32.5%)と低かった。また、泌乳初期のSCKは、夏期で20.7%、冬期で13.5%であり、季節差が見られたが、乾乳期ではそのような差はなかった。乾乳期に非エステル型脂肪酸(NEFA)濃度を測定してNEBを評価した結果、その割合は全体で10.8%(道東10.0%、道北17.5%、道央8.8%)であり地域差が見られたが、季節差はなかった(夏期10.6%、冬期11.2%)。以上より、泌乳初期に約20%がSCKと診断されたことから対策の必要性が示唆された。また、乾乳期のNEBと分娩後のSCKの関連性が考えられた。なお、地域差は飼養管理の違いを反映していると推察された。2.SCKの発生前の病態評価とリスク要因の検討:中規模酪農場(経産牛約200頭)における過去5年間の経時的なデータを分析した。分娩後2週間以内のSCK検査において、健康牛(対照群、n=80 )、2型SCK牛(SCK群、n= 50)、検査前に疾病に罹患していた牛(疾病群、n=46 )に分類し、乾乳期に遡って差異を比較した。乾乳期のNEFA濃度は疾病群、SCK群、対照群の順で高い傾向があり、インスリン抵抗性も同様の結果であった。また、身体的所見には明らかな差はなかった。以上から、泌乳初期にSCKとなる牛は、乾乳期に既にNEBとなりインスリン抵抗性を呈している可能性が示唆された。応用獣医学協力体制を再度構築し、初年度の調査、サンプリングの遅れを取り戻したので、概ね順調に経過していると考えている。また、本年度から実施の課題(2型SCKの発生におけるリスク要因と病態評価)についても、『研究実績の概要』に記したとおり、現場の状況を判断しつつ、研究目的に沿った現実的に実施可能なフィールドスタディを計画、推進中である。試験立案当初は研究協力者としてフィールドの産業動物獣医師を血液のサンプリングに依頼していたが、2012年4月以降、転勤や組織改変のために協力者をはじめ対象農家を再度調整しなければならなくなったために、試験の遅れを生じた。事前準備の立て直しを行い、年度内にある程度試験を進めることができた。また、農場レベルでの比較試験ではサンプリング回数が多くなり現実的でないことも想定されたので、まずは地域レベルでの比較として試験展開をするように視点広くした。そのために協力者を再度依頼し、計画を再構築してきているので、H25年度には遅れを取り戻す予定である。なお、このような状況に鑑み、H25年度に実施予定であった調査の一部をH24年度に前倒しで実施して、一定の成果を得ている。最終年度の平成26年度は、本試験の最終年度であるので、補足の調査と採材および分析を行い、データの総合評価を行う計画である。1.SCKの有病率およびリスク調査:目下、データを集約中であり、今後データの精査、分析を行う計画である。その際に追加のサンプル採取や検査が必要になると考えられる。2.SCK発生におけるリスク要因分析と病態評価:現在の調査を継続するともに、フィールドスタディとして現実的に調査可能な設定に多少アレンジを加える計画である。特に、病態把握では、より詳細な内容とするためにリポ蛋白質レベルで分析を検討予定である。H24年度分の遅れをH25年度に取り戻す予定である。
大腸菌の機能未知遺伝子郡の実験的手法による網羅的な機能解析

大腸菌におけるゲノムプロジェクトから新しく予測された機能未知の遺伝子群の実験による機能解析の方法論の確立およびそれを用いた解析を目的として、本研究は進められた。1)大腸菌全遺伝子(ORF)の破壊株の作製と変異株のライブラリーの構築(三木)大腸菌遺伝子の網羅的破壊を行うに際し、トランスポゾンを用いた戦略を考察し、そのシステムを開発した。2)必須未知遺伝子の検索方法の開発(山本)大腸菌染色体4.65Mbの上の生存に必須の未知遺伝子を系統的に検索するため、100kbまでの長さの欠失を順次行っていくLCD法を開発した。酵母において開発され、適用されている「Genetic Footprinting」による遺伝子機能の解明法を、大腸菌においても適用できる系の開発を行い、Footprintパターンの元になるバンドパターンを得ることに成功した。今後、適当な選択圧をかけたとき、このパターンの変化を見ることができるように、条件を検討していく必要がある。4)ORF破壊と発現調査ベクターの開発と改良(北川、森、山本)プロモータ活性測定及び極性効果相殺を目的としたプラスミドの開発を行った。このプラスミドベクターを用いて、ターゲットを絞ったORF破壊と発現パターン解析を進める予定である。5)タンパク質相互作用地図作製のためのTwo-hybridシステムの改良(北川、森)大腸菌の全タンパク質の相互作用の解析をすすめるために、酵母のTwo-Hybrid Systemを利用する系の改良を行った。以上のように、大腸菌におけるゲノム機能解析は、システマティックな破壊株作成を目的とした系の開発に、ほぼ目処が付いたと言える。今後、全ORFのクローニングも視野に入れて、上記のようなアプローチを進めていく予定である。
水和イオン液体を用いたタンパク質凝集体の再生

目的タンパク質を得る方法として汎用される大腸菌を宿主としたタンパク質発現において、高い割合で生じるタンパク質凝集体をターゲットとし、水和イオン液体を用いた再生の検討を行った。特性の異なる水和イオン液体を用いて凝集体の溶解性について検討を行った結果、コリニウムカチオンとリン酸二水素アニオンからなるイオンの組み合わせの水和イオン液体がタンパク質凝集体を溶解することが示された。また、1イオンペアに対して、4分子程度の水が存在するよう水和イオン液体を調整した場合に、溶解したタンパク質凝集体は天然状態と同様のフォールディング状態を形成していることが示された。In vitroな環境において、安定性の問題により凝集化してしまったタンパク質の再生を目指し、今年度は熱変性により凝集化したタンパク質の溶解について検討を行った。Buffer中で加熱を行うことで変性し、白色沈殿として得られた凝集体をサンプルとして用い、水和イオン液体と混合した。異なる種類のイオン液体を用いて、混合時間や、混合中の温度条件などを変えながら溶解に及ぼす影響の検討を行った。その結果、ほとんどのイオン液体中では凝集体の溶解は確認できなかったが、コリニウムカチオンとリン酸二水素アニオンからなる水和イオン液体中で温度をかけながら混合した場合、凝集体の溶解を示唆する透明な状況となった。また、大腸菌内で異種発現させ、封入体として得られたタンパク質が上記と同じイオン液体中に溶解し、水溶液中と類似のフォールディング状態を形成していることが蛍光スペクトルより確認された。本研究は、タンパク質の高次構造を保持したまま溶解可能な水和イオン液体を用いて、タンパク質凝集体のリフォールディングの検討を行った。大腸菌を宿主として異種発現した際に形成したセルラーゼ封入体を用いて検討を行った。破砕した大腸菌から得られた封入体をコリニウムカチオン([ch])とリン酸二水素アニオン([dhp])からなり、1イオンペアに対して4分子程度の水が存在するよう調整を行った水和[ch][dhp]中で撹拌を行った。撹拌後の上清について各種分光測定を行った結果、可溶体と類似した二次構造を有し、フォールディング状体を形成していることが明らかとなった。さらに、水和[ch][dhp]の水和状体が及ぼす封入体の溶解性への影響、溶解後のフォールディング状体への影響について検討を行った結果、水和数が1イオンペアに対して4分子程度が、溶解後のフォールディング状体が可溶体に類似した状体での溶解性が高く、水和数が上昇するに従い溶解性は下がり、また溶解後のフォールディング状体も可溶体とは異なることが示唆された。また、糖鎖認識タンパク質であるコンカナバリンA(ConA)をターゲットとして、水和[ch][dhp]に溶解したところ、高温下でアンフォールディング後に温度を戻すことでのリフォールディング挙動が観測された。水溶液系ではこのようなリフォールディング挙動は観測されなかった。水和[ch][dhp]リフォールディング後の糖鎖認識能について解析を行った結果、アンフォールディング前と同等の糖鎖認識能を保持していることを明らかとした。糖鎖認識タンパク質(レクチン)の一種であるコンカナバリンAを用い、bufferに溶解中に熱変性により形成した凝集体の水和イオン液体中への溶解を試みた。イオン液体の種類を変えたり、水和イオン液体中に混合後、熱処理を行ったりすることで、条件を変化させ溶解状態への影響について検討を行った。その結果、これまでにタンパク質の高次構造を保持したまま溶解が観測されているコリニウムカチオン([ch])とリン酸二水素アニオン([dhp])の組み合わせに水をわずかに添加して作成した水和[ch][dhp]中で撹拌しながら、加熱を行った凝集体が透明に溶解することを見いだした。生物電気化学、生体高分子、イオン液体今後は、前年度に溶解が確認された水和イオン液体を中心に用いて、凝集体の溶解に適した条件の探索を行う。加熱条件(温度、時間)や、冷却過程(速度、回数等)などによる溶解性への影響を明らかにする。また、水和イオン液体二相系を構築し、イオン液体に溶解したタンパク質を水相へ移動させるような系の構築を試みる。イオン液体/水の二相系でのタンパク質の直接移動が理想的であるが、困難な場合にはイオン液体から水相への移動の前により親水性のイオン液体相への相移動をもう一段階加えることで効率的な移動の実現を目指す。今年度は、熱処理により形成した凝集体の溶解の可能性が観測された限られた種類の水和イオン液体について、溶解条件を変えることによる影響の探索を中心に行った。そのため、購入を予定していた試薬類の購入が少なくなり、次年度使用額が生じた。次年度は、異なるイオン液体を用いた溶解性の向上を計画している。そのため、新規試薬類の購入とこれらを用いて新規イオン液体を合成する。
動脈硬化病変の進展における老化制御遺伝子(BuBR1)の関与と新しい制御法の開発

細胞周期関連遺伝子BubR1(Budding uninhibited by benimidazole)の発現を低下させたマウスでは、早期に平滑筋細胞の減少や活性酸素の産生増加といった老化関連の血管異常を認めているが、本研究において、我々はヒト血管平滑筋細胞において老化と酸化ストレスがBubR1発現に及ぼす影響を検証した。ヒト大動脈平滑筋細胞(hAoSMC)を用い、細胞増殖能及び、Angiotensin II(AngII)やH2O2で刺激した際のBubR1発現を検討した。hAoSMCにおいて、細胞増殖能は若年群と比較し老年群で有意に低く、AngIIやH2O2刺激はBubR1発現を増加させ、BubR1発現の増加はp38 MAPK阻害剤やNADH/NADPHオキシダーゼ阻害剤により相殺された。またsiRNAを用いてBubR1発現を抑制することによって、細胞増殖能は低下し、ROS産生は増加した。以上より、老化に関連したBubR1遺伝子発現の低下により活性酸素に対する反応障害を認め、ヒト大動脈平滑筋細胞の増殖能の低下が起こりうることが示唆された。老化に影響を与える遺伝子群の同定・解析・治療への応用を目的に、我々グループは、平成16年度萌芽研究によって細胞周期遺伝子BubR1の低下は、老化現象を起こし血管系においても老化の原因になることを解明してきた。BubR1遺伝子が動脈効果病変にどのような影響を与えるかを検討し、その結果を踏まえた老化制御に対する治療法の開発を目指した。また病理解剖標本より提供された、動脈硬化血管および正常大動脈血管を用いて、動脈硬化に伴う細胞周期遺伝子BubR1発現の減少を確認し、学会報告した。6th Annual Academic Surical congress (Guntani, et al平成23年2月、アメリカ)(2)臨床検体での上記遺伝子分子機構の解明を目的とし、手術時採取した大動脈標本及び剖検時の大動脈標本を用い、ヒトにおいても分子生物学的システムが働いているか解析する。(616字)老化に影響を与える遺伝子群の同定・解析・治療への応用を目的に、我々グループは、平成16年度萌芽研究によって細胞周期遺伝子BubR1の低下は、老化現象を起こし血管系においても老化の原因になることを解明してきた。1.初年度においては、若年ドナーと老年ドナーからのヒト大動脈平滑筋細胞を用いて、老化に伴う細胞周期遺伝子BubR1発現の減少とNitric oxide synthase activityの低下を検討した。さらに若年マウスと老年マウスを用いた実験でも老化に伴う細胞周期遺伝子BubR1発現の減少を確認した。6th Annual Academic Surgical congress (Guntani, et al平成23年2月、アメリカ)また研究目的に記載した(1)ノックアウトマウス(BubR1 hypomorphic muse)の作製に成功し、分子機構の解明及び動脈硬化病変に対する影響の解析を行っている。ヒト大動脈平滑筋細胞のみならず内皮細胞の増殖、内膜肥厚と細胞周期遺伝子BubR1発現の関連を検討した。(2)臨床検体での上記遺伝子分子機構の解明を目的とし、手術時採取した大動脈標本及び剖検時の大動脈標本を用い、ヒトにおいても分子生物学的システムが働いているか解析する。(688字)老化に関連したBubR1遺伝子発現の低下により活性酸素に対する反応障害を認め、ヒト大動脈平滑筋細胞の増殖能の低下が起こりうることが示唆された。(1)若年と老年ドナーからのヒト大動脈平滑筋細胞を用いて、老化に伴う細胞周期遺伝子BubR1発現の減少とNitric oxide synthase activityの低下を確認した。(2)若年と老年マウスを用いて老化に伴う細胞周期遺伝子BubR1発現の減少を確認した。(3)病理解剖標本より提供された、動脈硬化血管および正常大動脈血管を用いて、動脈硬化に伴う細胞周期遺伝子BubR1発現の減少を確認した。(4)ノックアウトマウス(BubR1 hypomorphic mouse, BubR1-ApoE double knockout mouse)の作製及び分子機構の解明及び動脈硬化病変に対する影響の解析を行っている。以上の結果をまとめ、論文発表、学会報告した。

ヒト大動脈平滑筋細胞を用いて、老化に伴う細胞周期遺伝子BubR1発現の減少とNitric oxide synthase activityの低下を検討した。さらに若年マウスと老年マウスを用いた実験でも老化に伴う細胞周期遺伝子BubR1発現の減少を確認し、研究成果を論文発表した。24年度が最終年度であるため、記入しない。ノックアウトマウス(BubR1 hypomorphic mouse)の作製に成功し、分子機構の解明及び動脈硬化病変に対する影響の解析を行っており、ヒト大動脈平滑筋細胞のみならず内皮細胞の増殖、内膜肥厚の制御に関する成果が期待できる。