hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖鎖を表面に配する生分解性微粒子の標的指向性薬物担体としての応用

さらに、内在化を高めるためには、微粒子表面と多数のレセプターが相互作用することが必要であることが示唆された。近年、薬物の放出速度制御および局所投与して目的として、薬物を含有させた生分解性高分子ナノ(マイクロ)スフィアの利用が注目されている。生分解性高分子ナノスフィアは、肝臓や膵臓の網内系(RES)などに非特異的に取り込まれやすい欠点があり、これらの非特異的な相互作用を抑制することが必要である。網内系細胞とナノスフィアとの相互作用は、ナノスフィアの粒径に加えてその表面の物理化学的性状に大きく依存する。したがって、抗体や糖鎖のような特異性リガンドの導入、また非特異的相互作用を抑制のために、表面性状を任意に制御する方法が必要となる。しかし、一般に生分解性ナノスフィアはその特性上、分解性が高く、その表面を化学的に修飾することは困難である。さらに、調製したナノスフィア表面を、適当な両親媒性物質でコーティグ処理する手法もあるが、分散性を劣化させナノスフィアの凝集を誘起しやすくする。そこで、親水性リカンドを有する両親媒性高分子を乳化剤として用いるのと同時に、調製後もナノスフィア表面に安定に吸着する吸着物質として用い、ナノスフィアを調製する調製法に着想し、我々は、糖鎖を高密度に表面に有するナノスフィアの新規調製法を確立することに成功した。ナノスフィアは、細胞認識リガンドである糖鎖(β・ガラクトース)を有する両親媒性高分子ポリビニルベンジルラクトノアミド(PVLA)を用い、液中乾燥法により調製した。レクチンによるナノスフィアの凝集挙動及びナノスフィア中に存在するPVLAの定量の実験により、ナノスフィアを洗浄あるいは凍結乾燥後もPVLAが表面に安定に吸着残留し、ナノスフィアが高密度の糖鎖で覆われていることが明らかになった。また、in vitroでの肝細胞によるナノスフィアの取り込みの実験から、ナノスフィア表面の糖鎖が細胞特異的リガンドとして機能していることが明らかになった。
水力発電等再生可能エネルギーの内部収益率に関する研究

インドネシアに建設されたコトパンジャンダムの住民移転のために費やされた最終的費用を推定し、これが財務的内部収益率(FIRR)に及ぼす影響を評価した。移転に要した費用総額は1兆4千億ルピアと推定され、ダム建設総費用である4兆2千億ルピアのおよそ4分の1に相当していた。移転総費用に占める補償金は約47パーセントであり、それ以外は住居や公共施設、農用地の整備に投資されていた。国際協力銀行が行った事後評価ではFIRRは5.41%と算出されているが、今回の移転に係る総経費が10年間にわたって支出されたと仮定しても、FIRRの減少率は1パーセント以内に収まることが明らかになった。円借款を供与されて10か国に建設された20か所の石炭火力発電所の発電効率を、対象国における火力発電所の平均発電効率と比較し、発電コストと二酸化炭素削減効果を算出した。円借款による低金利融資と高効率石炭火力発電設備の導入が要因となって、投資コストや燃料費が節約され、発電単価は全体として発電単価はベースラインよりも約40%引き下げられたことを示した。さらに、高効率発電の結果、2010年の二酸化炭素発生量をベースラインと比較すると合計して547万トン削減されたと算出された。この削減効果を円借款の総費用に占める寄与率で按分すると、円借款による削減効果は343万トンと算出された。これは、同年の日本の総発生量の0.3%、火力発電所からの発生量の0.8%に相当する。上記と同様にして、円借款によって10か国で建設された23か所の水力、地熱、風力発電所の円借款による二酸化炭素削減効果を算出した。まず、BaUのベースラインからこれら発電所を建設したことによって削減された二酸化炭素を算出し、円借款の供与金額と建設総コストの比を乗じることによって、円借款による二酸化炭素削減分を割り出した。次に日本の公共事業と円借款の金利差をこの削減効果に対する日本の貢献分として、これで二酸化炭素削減量を除することで、円借款による二酸化炭素の限界削減費用を算出した。2010年にはこれらの発電所では総計566万トンの二酸化炭素排出が削減され、限界削減費用は5.09から13.64ドルと算出された。インドネシア、コタパンジャンダムの建設による住民移転に係る正味のコストの見積もりを行っている。同ダムは1992年から建設が着手され、1997年に運用が開始された。日本政府は300億2,500万円の円借款を供与している。建設に伴い、リアウ州8カ村、西スマトラ州2カ村、4,886世帯が移転した。住民移転は1990年代に行われたが、移転先の農園や水道などが約束通り整備されなかったため、移転当初、村民は生活再建に著しい支障をきたした。しかし、その後、ダム事業者と地方政府が追加的に整備を行い、一部の村では養殖業振興のために魚の加工場を無償で建設するなどの支援が行われている。その結果、住民の生活は著しく完全され、リアウ州コトメスジ村では魚の養殖と燻製の製造販売で実績を上げ、スマトラ島で最も裕福な村になった。現在、養殖と燻製販売に係る雇用人数は村の18%、収入は37%を占めている。一方、西スマトラ州タンジュンバリック村は追加整備の進捗が遅れて、2010年の調査時点では移転に不満を訴える住民が多数を占めていたが、現在はその不満は解消しつつある。このような移転住民の生活再建支援に要した費用も、ダム建設費用やIRR計算に含めるべきであるので、金額を調査しようとしたが、現地調査の結果、同ダム事業の予算書は適正に保管されていないことが明らかになった。そのため、現在、現地で聞き取り調査などを行い情報の収集につとめているところである。トルコ、アタチュルクダムでは、原則、金銭補償であったが、一部住民には移転先の土地と住居が有償で提供されている。その事業費の見積もりを行う予定であったが、現地の治安状況悪化のため、現地調査は中止せざるをえなくなった。また、過去に円借款で実施した高効率石炭火力発電と水力などの再生エネルギー発電のIRR計算を昨年度試みたが、一部、計算に誤りがあったため再計算を行っているところである。トルコ、アタチュルクダムにおける住民移転の評価を行おうとしたが、治安状況悪化のため、現地調査を見合わせざるを得なかった。インドネシア、コタパンジャンダムのこれまでの住民移転費用を既存の政府予算関係書から見積もろうとしたが、現地ではそのような情報は政権が変わるたびに破棄されているということで、現地で関係者等に対するヒアリングを行うことで事業費を推計することとした。トルコ南東アナトリア計画によって建設されたアタチュルクダムによって移転を余儀なくされた住民の生活再建状況については、現地の治安情勢悪化から追加調査はできなかったが、過去に行った調査データを分析した。ダム近傍のアディアマン地区と水没地から900キロ西に離れた地中海に面するヤリキョイ村に移転した住民に対するアンケート調査結果を比較分析した。前者は移転に伴い所得を減少させたが、後者は増加させた。また、後者の増加額は移転前の所得が大きいほど大きくなったことが明らかになった。その結果、後者の満足度が前者と比較すると有意に高いことが明らかになった。

ヤリキョイ村への移転民は、当初、周辺地域の住民と異なる言語(クルド語)を話すため第一世代は孤立した生活を送っていたが、第二世代以降は言語の問題もなくなり、近傍都市に就職できるようになった。また、政府が建設した移転住宅を移転民はローンで購入したが、ハイパーインフレーションにもかかわらず、政府が価格を据え置いたため、住民は結果的に極めて安価に購入ができたという幸運も満足度に大きく寄与した。インドネシア、コタパンジャンダムの建設によって13カ村が移転し、そのうちの12カ村に居住する移転住民310世帯を対象として、移転補償額等の聞き取り調査を行った。合わせて移転前の不動産及び移転補償対象の動産の評価額を推定した。その上で移転補償に係る総費用の見積もりを行い、約1,400億ルピア(約14億円)と推定した。これはダム建設総費用の33%に相当する。インドネシア、コタパンジャンダムの移転村に至る道路が土砂崩れによって長期間通行不能になったため、平成27年度に予定していた現地調査の実施が大幅に遅れ、完了したのは平成28年11月になった。このため、調査結果の解析と論文執筆が遅れている。インドネシア、コトパンジャンダムの建設によって移転を余儀なくされた住民に向けた対策費用とそれが財務的内部収益率(FIRR)に及ぼす影響を調査した。土地以外の財産をデシル分析した結果、移転世帯の保有する財産は平均して、1億2700万ルピアと推定された。また、現地調査によって知りえた補償金額のデシル分布による推定値は1,340万ルピアと推定された。上記の情報やその他の調査によって収集された、ダムの総移転費用の推定結果は次の通りである。まず、総額は1兆4千億ルピアと推定され、ダム建設に係る総費用4兆2千億ルピアのおよそ4分の1を占めていることが明らかになった。続いて、移転総費用に占める補償金は約47%であり、それ以外は住居や公共施設、農用地の整備に投資されていた。これらの補償部分の実施が遅延したことが、移転住民の不満を招いたのである。国際協力銀行(JBIC)が実施した同ダムプロジェクトの第三者事後評価では、FIRRは5.14%と算出されていた。しかし、本計算には2004年以降の移転対策費用は含まれていない。そして、本研究で推定された費用がどの時期にどのように配分されたかも明らかではない。そのため、毎年100億ルピア程度の支出が単年度に実施されたと仮定した場合のFIRRの感度分析を行った。その結果、毎年100億ルピア程度の追加的支出が行われたとしてもFIRRの減少は1%以内に収まることが明らかになった。すなわち、住民移転対策費用はダムプロジェクト全体のFIRRにはごく軽微な低下しかもたらさない。そもそも多くのダムプロジェクトはFIRRが10%以下であり、公的な支出が不可欠である。従って、資金提供機関はFIRRの軽微な低下を問題視することなく、十分な移転補償を当初計画どおりに実施すべきであることが、本研究から示唆された。インドネシアに建設されたコトパンジャンダムの住民移転のために費やされた最終的費用を推定し、これが財務的内部収益率(FIRR)に及ぼす影響を評価した。移転に要した費用総額は1兆4千億ルピアと推定され、ダム建設総費用である4兆2千億ルピアのおよそ4分の1に相当していた。移転総費用に占める補償金は約47パーセントであり、それ以外は住居や公共施設、農用地の整備に投資されていた。
非天然金属クラスターをコアに有するタンパク質の創製と水中における触媒機能探索

本研究では、システイン含有タンパク質を用いることで、金属クラスター構造が強固に保持され、水溶液中で反応性をもつ生体金属触媒の構築をめざしている。当該年度においては、高い還元能を有する生体金属触媒の開発をめざし、水素活性化タンパク質である[FeFe]-ヒドロゲナーゼの活性中心と類似した硫黄架橋鉄カルボニルクラスターをもつタンパク質触媒の開発をおこなった。具体的には、電子伝達タンパク質であるシトクロムcが有する二つのシステイン残基を金属錯体の導入部位として、鉄カルボニルクラスター含有タンパク質を構築し、触媒的な光化学的水素発生反応の反応性について調べた。その結果、この人工還元酵素が、光増感剤共存下、常温常圧水中の温和な条件下において、高い水素発生能を有することが分かった(pH4.2,2時間でTON=ca.80)。さらに、シトクロムcが有する二つのシステイン残基に隣接するヒスチジン残基を新たな金属錯体の導入部位として着目し、触媒活性部位および光増感部位を有する人工還元酵素の構築をめざした。具体的には、シトクロムc_<556>のアミノ酸配列の一部を基盤としたペプチド鎖に鉄カルボニルクラスターおよび(2,2'-ビピリジン)(2,2' : 6',2"-ターピリジン)ルテニウム錯体を導入した人工還元酵素を構築し、触媒的な光化学水素発生反応の反応性について調べた。その結果、常温常圧水中の温和な条件下において、触媒的な水素発生反応を示した(pH8.5,2時間でTON=ca.9)。当該年度においては、鉄硫黄クラスター構造を基盤とした生体金属触媒を用いた小分子基質の還元反応を集中的に実施した。まず、金属結合タンパク質で知られるメタロチオネインを用いて4つの鉄イオンを結合した生体金属触媒を構築し、反応性を調べた。その結果、窒素-窒素二重結合をもつアゾベンゼン基質であるメチルレッドの還元反応が、常温常圧水中の穏和な条件下において進行し、対応するアニリン誘導体が生成することが分かった。また、触媒能の向上を目的として、タンパク質変異体の合成による基質結合部位の導入(システイン残基をグリシン残基に置換)を行ったが、金属クラスターの安定性が低下し、期待された反応性の向上には至らなかった。続いて、より高い還元能をもつ生体金属触媒の構築を目的として、水素活性化タンパク質である[FeFe]-ヒドロゲナーゼの活性中心と同様の硫黄架橋鉄カルボニルクラスターをもつタンパク質触媒の開発に着手した。具体的には、電子伝達タンパク質で知られるシトクロムcが有する二つのシステイン残基を配位点として、鉄カルボニルクラスター含有タンパク質を構築し、触媒的な光化学的水素発生反応を検討した。その結果、この新規生体触媒が、常温常圧水中の穏和な条件下において、高い水素発生能(pH4.7,2時間の条件においてTON=ca.80)を有することを見出した。
韓国における外国人労働者受入れが非正規雇用労働者に与える影響分析

まず、韓国で受け入れられている外国人労働者の待遇および家族への送金の状況を、在留資格が非専門就業(E-9)である者に絞り、「2017年移民者在留実態および雇用調査」のマイクロデータで調査した。その結果、外国人労働者の待遇のひとつである所得は、外国人労働者の特性により違いは出るものの、時給が最低賃金を割り込むといった劣悪な待遇を受けているものはおらず、半数以上は最低賃金よりある程度高い時給で働いていることがわかった。つまり韓国で働く外国人労働者の賃金に関する待遇は良いことを明らかにした。また住居に関する待遇も大半の外国人労働者は家賃がかからない環境にあり、この待遇も良いことを明らかにした。さらに、大半の外国人労働者は所得の半分以上を家族に送金しており、外国で就業することの目的を達成していることを明らかにした。次に、造船業で働く外国人労働者に焦点を当て、業況の悪化により韓国人の労働者の雇用に影響を与えているか否か、造船業が主要産業である慶尚南道巨済市などで実態調査を行うことなどで分析した。具体的には、三星重工業、雇用労働部統営事務所など実態調査を行ったとともに、労働研究院、産業研究院などの研究者より包括的な見解を聴取した。その結果、造船不況により造船業における雇用は減少しているが、外国人労働者が他の産業に移った結果、外国人労働者が韓国人労働者。特に非正規雇用労働者の雇用を奪うといった問題は生じていないことを明らかにした。本研究は、韓国を事例として、自国の労働者と競合することを避ける仕組みを備えた制度の下で外国人を受け入れた場合、自国の非正規雇用労働者の雇用量および賃金に与える影響をどの程度小さくできるのかについて、マイクロデータを利用した定量分析、実態調査などで明らかにすることを目的としている。2018年度においては、第一に、韓国が外国人労働者を受け入れたとしても待遇が悪ければ、実際には外国人労働者を受け入れることができないといった問題意識の下、外国人労働者の待遇について調査を行うこととした。そしてマイクロデータによる定量分析の結果、韓国における外国人労働者の待遇は良く、送り出し国から十分な数の外国人労働者を受け入れることができる状態であることを明らかにでき、この調査は十分な成果をもって終了できた。第二に、実態調査については造船業について行うことができ、韓国造船業でビッグ3と呼ばれる企業の造船所を訪問し、造船所で人事を担当する者より外国人労働者の雇用状況について聞き取り調査ができたとともに、造船業が主要産業である地域の雇用労働部の出先機関において、外国人労働者を直接担当する者より造船業で働く外国人労働者の実態についても聞き取り調査を行うことができた。よって現在のところ、研究はおおむね順調に進展していると判断できる。今後は、2019年度においては、農業部門における実態調査を行うとともに、造船業において実態調査を行い結論付けたことが正しいか否か、マイクロデータを使用した定量的な分析により裏付ける作業を行っていく。また2020年度においては、農業において実態調査を行い結論付けたことが正しいか否か、マイクロデータを使用した定量的な分析により裏付ける作業を行うとともに、造船業以外の製造業や建設業で働く外国人労働者が、韓国人労働者、特に非正規雇用労働者と競合関係になっていないか分析する。そして最後に、自国の労働者と競合することを避ける仕組みを備えた制度の下で外国人を受け入れた場合、自国の非正規雇用労働者の雇用量および賃金に与える影響をどの程度小さくできるのかについて、その方策を示すことを予定している。

そしてマイクロデータによる定量分析の結果、韓国における外国人労働者の待遇は良く、送り出し国から十分な数の外国人労働者を受け入れることができる状態であることを明らかにでき、この調査は十分な成果をもって終了できた。第二に、実態調査については造船業について行うことができ、韓国造船業でビッグ3と呼ばれる企業の造船所を訪問し、造船所で人事を担当する者より外国人労働者の雇用状況について聞き取り調査ができたとともに、造船業が主要産業である地域の雇用労働部の出先機関において、外国人労働者を直接担当する者より造船業で働く外国人労働者の実態についても聞き取り調査を行うことができた。よって現在のところ、研究はおおむね順調に進展していると判断できる。今後は、2019年度においては、農業部門における実態調査を行うとともに、造船業において実態調査を行い結論付けたことが正しいか否か、マイクロデータを使用した定量的な分析により裏付ける作業を行っていく。また2020年度においては、農業において実態調査を行い結論付けたことが正しいか否か、マイクロデータを使用した定量的な分析により裏付ける作業を行うとともに、造船業以外の製造業や建設業で働く外国人労働者が、韓国人労働者、特に非正規雇用労働者と競合関係になっていないか分析する。そして最後に、自国の労働者と競合することを避ける仕組みを備えた制度の下で外国人を受け入れた場合、自国の非正規雇用労働者の雇用量および賃金に与える影響をどの程度小さくできるのかについて、その方策を示すことを予定している。
脂肪細胞の酸化・還元調節の破綻とインスリン抵抗性惹起の分子機構

生体エネルギーの産生に必要不可欠な酸化反応には必ず活性酸素が生じ、その蓄積の結果として種々の病態が惹起される。肥満状態からインスリン抵抗性・糖尿病への移行過程にも活性酸素を介した酸化ストレスが関与していると考えられている。NADPHオキシダーゼ阻害剤等の抗酸化物質がインスリン抵抗性・糖尿病に対して予防効果を示す可能性がある事実もこの仮説を後押ししている。酸化ストレスでインスリン抵抗性が惹起される分子機構としては、ストレス応答キナーゼであるJNKを介したインスリレセプターやIRS-1のセリンのリン酸化による、シグナル伝達能の低下等が提案されている。本研究では、肥満による酸化ストレス誘導の前段階の解明を目指し、酸化還元応答機構のSIK-FOXO1の制御を詳細に解明した。具体的には、SIKのグルタチオンの応答する配列を決定したところ、アクチベーションループと呼ばれる領域の活性化に必要な2つのリン酸化部位の中間に位置するCysであった。このCysをSerへ変換すると、SIK2の活性はいかなる状態でも一定を保つ反面、Alaへの置換は活性が消失した。SIK2-KOマウスの解析から、Mn-SODが高発現していることが示唆された。この経路はFOXOファミリーで誘導されていた。SIK2阻害剤を作製し培養細胞で検討した結果、やはりSIK2阻害状態でMn-SODで誘導された。さらに、SIK2を阻害すると虚血性疾患(特に脳梗塞)に有用であることが示唆された。一方、SIK2-KOマウスは僅かな肥満を示した。酸化ストレスの軽減された状態で、摂食抑制ホルモンのレプチンの発現低下が起こることが原因であった。しかし、SIK2-KOマウスではインスリン感受性は変化していないことから、SIK2による酸化還元ストレスの調節は軽度なストレスの範囲内であろうと予想される。SIK2のグルタチオン依存的活性調節領域を同定これまでに、SIK1とSIK2の相同性や多様性を指標にシグナル伝達に重要な修飾部位の同定を行って来た。グルタチオンによる活性化もSIK1とSIK2で同様に観察される現象である。すなわち、グルタチオンに影響されるアミノ酸残基も両者で保存されているものと予想される。また、その残基はCysと予想される。そこで、以下の方法でグルタチオン応答性Cys残基を決定した。A,SIK1とSIK2のキナーゼドメインに保存されているCysをSIK2に着目し、AlaとSerへ置換した。その結果、共通するCsyは酵素活性に必要であることが示唆された。B,変異体を発現精製し、グルタチオン、アセチルシステイン、DTT、アスコルビン酸への応答性を検討し、グルタチオン特異的な応答アミノ酸を同定した。結果、当該Cysがグルタチオン依存的な酵素活性亢進に関与していることが示唆された。C,同定された変異体をアデノウイルスベクターを介して脂肪細胞へ導入し、グルタチオン制御不全SIK2によるFOXO1の発現への影響を検討した。結果、変異体そのものはFOXO1の発現には関与しないものの、SIK2はFOXO1の発現を誘導した。現在、脂肪細胞の分化への影響や、レプチンシグナルとの接点を検討している。また、派生効果としてSIK2-KOマウスの摂食行動異常が検出できた。これもレプチンシグナルに関係するものと考えられる。レプチンシグナル異常は過食を引き起こすが、過食による肥満は活性酸素を増加させる。酸化ストレスによるSIK2シグナル(活性)減少はFOXO1を誘導し、そのFOXO1誘導が酸化ストレス耐性を獲得する過程である可能性が示唆された。
敗血症に関連する尿濃縮の破綻機序解明とナトリウムを主体とした体液量維持療法の検討

副腎不全ラットに対し、食塩水飲水(ナトリウム負荷)、アルドステロン補充のモデル群を作製した。また、各群に敗血症を誘発したモデル群も作製した。各群の循環血液量、尿量と尿浸透圧を検討した。また、腎の各層における組織ナトリウム濃度、浸透圧の細胞内伝達系蛋白であるTonEBP発現量を免疫組織化学にて検討した。副腎不全では組織ナトリウム濃度(浸透圧)の低下が著しいために尿濃縮力が低下しており、ナトリウム負荷では組織ナトリウム濃度の上昇は小さく、アルドステロン補充でのみ上昇していた。ナトリウム・アルドステロンと循環血液量との関連を明らかにするため、副腎不全ラット(ADX)、副腎不全生理食塩水飲水ラット(ADX-NS)、副腎不全アルドステロン補充ラット(ADX-Ald)、偽手術ラット(Sham)を作成し、これらモデルの循環血液量の検討を行った。また、各モデルに腹膜炎による敗血症を誘発し、敗血症誘発前後の循環血液量の変化も検討した。循環血液量の測定はエバンスブルー色素を利用した色素希釈法を用いた。敗血症誘発前の単位体重あたりの循環血液量はADX 61.7ml/kg、ADX-NS 63.1ml/kg、ADX-Ald 74.1ml/kg、Sham 65.8ml/kgであった。副腎不全では循環血液量が減少し、生理食塩水の飲水により若干の循環血液量増加効果を認めた。アルドステロンの生理的用量補充により循環血液量は過剰となり、グルココルチコイドによるミネラルコルチコイド作用の抑制が無い状態ではアルドステロンの作用が過剰に出現してしまう事が示された。敗血症誘発後はADX 57.0ml/kg、ADX-NS 56.4ml/kg、ADX-Ald 65.2ml/kg、Sham 62.9ml/kgであった。敗血症による血管外への血漿の漏出による循環血液量減少は、ADX 4.7ml/kg、ADX-NS 6.7ml/kg、ADX-Ald 8.9ml/kg、Sham 2.9ml/kgであった。ナトリウムによる循環血液量増加作用は敗血症状態では有効ではなく、アルドステロン補充は血漿漏出を抑制できないものの、循環血液量自体は正常に維持していた。年度直前にあった大震災の影響が甚大であったため、本年度は実験計画通りに研究が進まなかった。年度前半は実験設備の復旧に終始して終わってしまった。年度後半9月より、昨年行ったナトリウム・アルドステロンと循環血液量との関連を検討する実験に対する追加実験を行った。副腎不全ラット(ADX)、副腎不全生理食塩水飲水ラット(ADX-NS)、副腎不全アルドステロン補充ラット(ADX-Ald)、偽手術ラット(Sham)に加え、新たに偽手術塩水飲水ラット(NS)を作成し、このモデルの循環血液量の検討を行った。また、モデルに腹膜炎による敗血症を誘発し、敗血症誘発前後の循環血液量の変化も検討した。偽手術塩水飲水ラット(NS)では、敗血症誘発前後とも循環血液量の増加を認めた。その後、組織ナトリウム濃度の測定系を確立できたので、前述の各病態モデルラットを犠牲死させ採取した腎臓の全層・皮質・髄質外層・内層の検体について、各層のナトリウム濃度の測定を開始した。現在データを集めている所である。加えて、各腎臓の分画の抽出液を用いて、TonEBPのmRNAの発現量をリアルタイムPCR法にて解析し始めた。リアルタイムPCR法での検討は、検体のmRNAにコンタミネーションが多いためか、検体のTonEBPのmRNAの発現量が少ないためか、もしくはプライマー不良のためか上手く進んでいない。現在原因を検討中である。このためTonEBPのmRNAの発現量に関するデータの収集ははかどっていない。副腎不全ラット(ADX)、副腎不全生理食塩水飲水ラット(ADX-NS:ナトリウム負荷)、副腎不全アルドステロン補充ラット(ADX-Ald:アルドステロン補充)、偽手術ラット(Sham)を作成し、循環血液量の検討を行った。また敗血症を誘発し、敗血症発症後の循環血液量の変化も検討した。敗血症誘発前の体重あたりの循環血液量はADX<ADX-NS<Sham <ADX-Aldであった。副腎不全では循環血液量が減少し、ナトリウム負荷により若干の循環血液量増加効果を認めた。アルドステロンの補充により循環血液量は過剰となり、グルココルチコイドによるミネラルコルチコイド作用の抑制が無い状態ではアルドステロンの作用が過剰に発現する事が示された。敗血症誘発後はADX-NS<ADX<Sham<ADX-Aldであった。

敗血症による血管外への血漿の漏出による循環血液量減少は、Sham<ADX<ADX-NS<ADX-Aldであった。ナトリウムによる循環血液量増加作用は敗血症状態では有効ではなかった。アルドステロン補充は血漿漏出を抑制できないものの、循環血液量自体は正常に維持された。次に副腎不全時の尿濃縮能力の維持に関して、各群の尿量と尿浸透圧を検討した。アルドステロンを補充したもののみ尿濃縮能力を維持しており、敗血症を誘発しても維持していた。腎組織の組織ナトリウム濃度を腎の各層で検討した結果では、副腎不全では組織ナトリウム濃度の低下が著しく尿濃縮力低下を裏付けていた。ナトリウム負荷では組織濃度の上昇は小さく、アルドステロン補充でのみ組織ナトリウム濃度が上昇していた。アルドステロン投与とナトリウム投与でTonEBPの細胞質内での発現の増加と細胞核内発現を認めた。続いて、浸透圧の細胞内伝達系蛋白であるTonEBP発現量を腎組織において免疫組織学にて検討した。アルドステロン投与では特に強く発現していた。本年度は年度直前にあった大震災の影響により、動物実験施設が損傷し、実験動物の入手が困難となってしまい動物の搬入が6月以降まで困難な状況となってしまった。また、生化学分析施設の破損や停電による試薬類の失活も有り、研究を完全に再開して軌道に乗り始めたのは9月以降となった。現在挽回にいそしんでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は本年度に開始した実験を継続して行い、AVPの測定、TonEBPの免疫染色の為の抗体作製等を行う予定である。
赤外線を利用したインクジェットプリンタ紙送り歯車痕跡の検出システムの開発

【研究目的】本研究は偽造犯罪の防止のために,インクジェット方式のプリンタの新しい機種識別システムの開発を目的とした.同方式のプリンタは低価格かつ高画質の画像を印刷できるため,偽造に頻繁に使用されている.機種識別の指標は,紙送りのための歯車の痕跡(拍車痕)を用いる.紙搬送のための歯車は山と山の間隔が1mm前後と微少であり,また,拍車痕自体の大きさは数十ミクロン単位を成す.従来法では測定顕微鏡により拍車痕を検出し,その間隔を測定した.しかし,従来法の短所は,検査者の熟練した技量によるところの寄与が大きく,検査時間がかかる点であった.【研究方法】提案手法は微細な凹凸である拍車痕を,陰影として検出しようと試みる方法である。しかし,これまでの実験により通常の白色光を用いた照明では,紙に印刷した画像を形成する色材のドットと拍車痕の識別が困難であった.そこで,インクジェットプリンタに使用するインクは染料系が多いことを利用して近赤外線LEDを光源として使用し,インクを透過することにより色材の影響を排除した.【研究成果】本手法は拍車痕の状態により,二つの段階から構成される.一つ目は拍車痕が鮮明な場合,近赤外線を光源として使用できるマルチバンドスキャナにより撮影する段階である.スキャナを利用した場合,近赤外線は白色光よりも波長が長いため,レンズを透る際に白色光との屈折率の差により焦点ずれが生じ,陰影画像が不鮮明となる.よって,ぼけを生じさせた点像分布関数を対数振幅スペクトルのケプストラムのピーク位置から推定し,ぼけを補正した.二つ目は,拍車痕が不鮮明な場合,スキャナの光学系では分解能が不足し拍車痕の検出ができない場合がある.その際は白色光を光源として測定顕微鏡により検出してきた.しかし,スキャナでの検出と同様に色材のドットと拍車痕の陰影の識別が困難であった.よって,近赤外線LEDによる照明により拍車痕による陰影のみを可視化し検出を容易にした。得られた結果は国内外の学会に発表し論文とした.【研究目的】本研究は偽造犯罪の防止のために,インクジェット方式のプリンタの新しい機種識別システムの開発を目的とした.同方式のプリンタは低価格かつ高画質の画像を印刷できるため,偽造に頻繁に使用されている.機種識別の指標は,紙送りのための歯車の痕跡(拍車痕)を用いる.紙搬送のための歯車は山と山の間隔が1mm前後と微少であり,また,拍車痕自体の大きさは数十ミクロン単位を成す.従来法では測定顕微鏡により拍車痕を検出し,その間隔を測定した.しかし,従来法の短所は,検査者の熟練した技量によるところの寄与が大きく,検査時間がかかる点であった.【研究方法】提案手法は微細な凹凸である拍車痕を,陰影として検出しようと試みる方法である。得られた結果は国内外の学会に発表し論文とした.
加齢黄斑変性症責任遺伝子の探求:動物モデルにおける網膜光傷害重篤度の系統差の利用

2年目の目的は、モリス水迷路による光照射後のラットにおける視機能測定法の確立、網膜光障害に関連する遺伝子、染色体領域を探索、関連領域を狭めることであり、最終的に網膜光傷害感受性/耐性遺伝子を追究していくことであった。まず、LEW系ラットとWKY系ラットでの異系統間における交配を行い(6ペア)、69匹のF1ラットを得た。その内の26匹は、光照射ラットにおけるモリス水迷路による視機能測定の方法確立の段階にあたり、データとしては適性を欠いたものであると判断したが、その後の方法・実験計画の確立に役立った。残りの43匹のデータから、23%が強度に視機能が障害されていた一方、28%が正常範囲を示していた。この傾向は、WKY系ラットと類似しており、WKY系が持つ綱膜光傷害感受性遺伝子が優性であることを示していた。そのため、この遺伝子座を絞り込むために、網膜光傷害-感受性を示したF1ラットとLEW系による戻し交配を行い、58匹のBC1ラットを作成した。58匹中2匹のみが光照射により重度の視機能障害を引き起こしたが、ほとんどが非照射と同様の正常な視機能を保持していたことがわかった。マイクロサテライト解析については、現在進行中である。上記したように、目的としたBC1ラットの数が58匹中2匹と少なかった。このため、現在、BC2ラットの作成と平行して、新たにBC1ラットを作成することで、マイクロサテライト解析に用いる光障害感受性BC1ラットの数を増やし、網膜光傷害感受性遺伝子を含む染色体部位をより確実に絞り込もうとしている。ラットに対して光照射することにより光惹起性の網膜変性が起こる(網膜光傷害)。この網膜変性は、視細胞および網膜色素上皮細胞のアポトーシスにより、視機能に重篤な影響を与えるが、この変性の程度は系統により著明な違いが認められる。本研究では、これらの系統間のゲノム差に着目し、網膜光傷害に関連する遺伝子・染色体領域を探索・関連領域を狭めることで、網膜光傷害感受性/耐性遺伝子を追究していくことである。そこで、まず、LEW系とWKY系ラットを識別できるSimple Sequence Length Polymorphism(SSLP)マーカーの選定を、Webデータベースhttp://rgd.mcw.edu/GENOMESCANNER/)などのデータを参考にして行った。平均184cR(約14cMに相当)おきにゲノムの組み換え状況が判断できるSSLPマーカーを識別し、且つ、SSLPマーカー長における系統間の差が8bp以上になるPCRプライマーという条件をもとに、現段階において242種類(121組)のPCRプライマーを選定した。現在、LEW系およびWKY系ラットの尾から抽出したゲノムDNAを用いて、これらのプライマーの最適なPCR条件や電気泳動条件について検討している。この研究を円滑に進めるために、本学動物実験施設内に飼育室を1室用意し、そこでラットを繁殖、飼育することにした。また、その部屋に、モリス水迷路用の実験設備と光照射台を設置し、その部屋一室で全ての実験を行える研究体制を整えた。これにより、ラットの細菌感染対策が強化された。ラットの繁殖状況は、WKY/Izm系とLEW/SsN slc系の雄雌ラット各1匹ずつによる交配を6組について行ったところ、現在、約50匹のF1ラットを出産するに至っており、さらにF1ラットの作成を行っている。これらのF1ラットからスクリーニングにより光感受性/耐性を判断し、その後、ゲノム解析を行いつつ、戻し交配へ繋げる予定である。
抗EGFR抗体(C225)の抗腫瘍効果と血管新生への影響についての研究

扁平上皮癌培養細胞株として、A431 (epidermoid carcinoma由来)、KB(口腔底癌由来)、およびYCU-T891(舌癌由来)の3種類の細胞株を使用した。以前のin vitroの検討において、3種類全ての細胞株においてEGFRの発現を認めている。EGFの産生を認めたものはA431のみであった。また、KBとYCU-T891においてVEGFの高い産生を認めている。今回、In vivoにおいて、A431、KB、およびYCU-T891細胞をヌードマウスに移植し、抗EGFR抗体(C225)をi.p.投与、cisplatinおよびpaclitaxelをi.p.投与、5-fluorouracilを経口投与し、その腫瘍増殖抑制効果と各種抗癌剤との併用による抗腫瘍性の相乗効果について検討した。結果として、A431とYCU-T891細胞では抗EGFR抗体(C225)単剤で抗腫瘍効果を認めた。KB細胞では、抗EGFR抗体(C225)単剤での効果は少なかったがcisplatin,5-fluorouracilを併用することにより抗腫瘍効果の増強を認めた。A431細胞にはpaclitaxelを併用し、paclitaxel単独投与と比較して抗EGFR抗体(C225)とpaclitaxelの併用による相乗効果を認めた。結論として、EGFRの特異的抗体であるC225は扁平上皮癌の増殖抑制を示し、C225単独投与では効果が少ない場合でも抗癌剤との併用により十分な効果をもたらす可能性があると考えられた。ただし、血管新生因子(VEGF)の産生とC225の抗腫瘍効果との関係、あるいは抗癌剤との併用による抗腫瘍効果の増強への影響に関しては、明らかな関連性を見出すまでには至っておらず、今後の更なる検討を要すると考えられた。扁平上皮癌培養細胞株としては、A431(epidermoid carcinoma由来)、KB(口腔底癌由来)、YCU-T891(舌癌由来)およびKCC-L871(喉頭癌由来)の4種類の細胞株を使用した。in vitroにおいて、抗EGFR抗体(C225)による腫瘍増殖抑制効果については[^3H]TdR-uptake法を用いて測定した。EGF蛋白産生の有無に関してはRIA法により確認した。EGFRの蛋白発現に関してはWestern-blotting法を用いて、またmRNA発現についてはreal-time PCR法を用いて定量を行った。血管新生因子のうちVEGFの抗EGFR抗体(C225)処理による変化についてはELISA法により測定した。in vivoにおいて、A431、KBおよびYCU-T891細胞をヌードマウスに移植し、抗EGFR抗体(C225)をi.p.投与し、その増殖抑制効果を測定した。以上の検討より、in vitroでは、腫瘍増殖抑制効果については、A431、YCU-T891およびKCC-L871において濃度依存性の腫瘍増殖抑制効果を認めた。扁平上皮癌培養細胞株においてEGFの産生が認められたものはA431のみであった。EGFRの発現は4種類すべての扁平上皮癌培養細胞株において認められた。VEGFの産生に関しては、KBとYCU-T891において高い産生を認めた。また、これらのVEGFを高産生していた扁平上皮癌培養細胞株においては、抗EGFR抗体(C225)処理後のVEGFの産生抑制効果が強くみられた。in vivoでは、A431とYCU-T891細胞では抗EGFR抗体(C225)単剤で抗腫瘍効果が認められた。
糖鎖を有する蛍光性シクロデキストリンを用いる分子認識

シクロデキストリン(CD)は環状オリゴ糖であり水溶液中でさまざまな分子を包接することができる。本研究では、蛍光性単位(ダンシル)とタンパク質結合性単位(ビオチン)を有する修飾CDを合成し、タンパク質アビジンが結合すると修飾CDの分子認識センサーとしての能力がいかに変化するか検討した。これまでのダンシル修飾CDでは、タンシル単位がCD空孔内に自己包接され強い蛍光を発するが、ゲスト包接に伴いダンシル単位は空孔外の水環境に追い出され蛍光強度が減少する。この減少がゲストの検出に利用されてきた。本研究では、CDとしてはグルコース単位を7個有するβ-CD、ダンシルを含む単位としてはダンシルそのもの及びダンシルグリシン残基を用いた(各修飾CDを1、2とする)。ダンシル単位は1よりも2の方が、グリシン部分を介するだけ自由に動きやすくなっている。両者とも励起波長360nmで測定すると550nmに蛍光のピーク示した。そして、ゲストである1-アダマンタノール添加による最大の蛍光強度減少は1ではアビジン不在下で19.2%,アミジン存在下では10.9%であった。他方、2では、それぞれ39.2%,4.2%であった。このように両センサー系とも、タンパク質の存在によってゲスト添加による蛍光強度の減少の程度が抑制された。この事実は、タンパク質が結合することによってダンシル単位がCD空孔外に出ることが制限せれていることを示唆している。なお、結合定数は2-1-アダマンタノールの系でアビジン存在、不在下で9730M^<-1>、63700M^<-1>となり、アビジンの存在によって著しく増大した。タンパク質がCD空孔近傍の疎水的環境を増大てさせいるのもと推測される。
代数曲線の数論的基本群と逆ガロア問題

研究目的「正標数の体の上の代数曲線の幾何的基本群の構造」に関して、以前に、標数2の有限体の代数閉包の上の任意の非特異アフィン代数曲線が共通の(pro-etale)普遍被覆を持つことを証明していたが、今年度は、これを任意の標数の場合に拡張することに成功した。これは、標数0における望月の定理と好対照をなし興味深い。また、この共通の普遍被覆は、複素解析幾何における上半平面の正標数類似と考えることができるが、実際にさまざまな興味深い類似現象が成立することも証明できた(以上論文準備中)。現時点ではこの類似は形式的なものにとどまっているが、より内在的な類似の追求という興味深い問題を提示している。なお、上記の結果の証明の鍵として、Skolemの問題に関するRumelyとMoret-Baillyの定理の正標数不分岐版の証明に成功した。この結果は、上記の問題以外にも、「large」な体の新しい構成、(非アーベル的な)主イデアル定理とその一般化、などさまざまな応用を持つ(以上論文投稿中)。研究目的「局所体の上の代数曲線の数論的基本群の構造」に関連して、当該科学研究費交付金により、局所体上のアーベル多様体・志村多様体の専門家であるB.Moonen氏(オランダ)を招待し、彼によるSerre-Tate理論の一般化を学ぶとともに、彼との議論の中で、研究目的「正標数の体の上の代数曲線の幾何的基本群の構造」に関連するRaynaudのテータ因子の絶対豊富性の証明に向けてのヒントを得ることができた。研究目的「大域体の上の代数曲線の数論的基本群の構造」に関しては、新しい進展は見られなかったが、構想中の有理連結多様体の理論の応用に関していくつか最近の理論を学び、方向性を得ることができた。研究目的「正標数の体の上の代数曲線の幾何的基本群の構造、特に、正標数代数閉体上の代数曲線に関するGrothendieck予想」に関して、Pop-Saidi及びRaynaudにより、有限体の代数閉包の上の双曲的代数曲線に関する弱いGrothendieck型予想(同型な基本群を持つ曲線の同型類の有限性)の成立が、いくつかの比較的強い条件の下で証明されていたが、昨年度末にそれらの条件を外すことに成功し、一般的な定理を得た。今年度は、この結果を論文に執筆しほぼ完成に至ったが、その途中で種種の関連する結果が得られた。特に、研究目的「局所体の上の代数曲線の数論的基本群の構造、特に、基本群とその商における惰性群の作用の様子」に関して、正標数局所体の上の代数曲線の(tame)基本群のspecialization mapの非同型性や、外monodromy表現の非自明性が得られたのは興味深い。また、証明の道具として開発した、一般化されたPrym多様体に対する局所Torelli問題や曲線の被覆のgonalityの(下からの)評価などは、基本群の研究だけでなく、純に曲線の代数幾何に関する結果としても有用であると期待している。強いGrothendieck型予想については、種数0の場合には以前に既に示すことができていたが、一般の場合には、全く手付かずである。今回の弱いGrothendieck型予想の完全解決を足掛かりにして、来年度以降は、強い予想の証明に取り組みたい。また、研究目的「大域体の上の代数曲線の数論的基本群の構造、特に、無限次代数体上の代数曲線に関するGrothendieck予想」については、フランス、韓国、日本での研究発表の機会に、現時点で得られている結果を整理することができた。上記の弱い予想に関して同様な結果が得られるかは来年度以降の課題である。最後に、研究目的「大域体の上の代数曲線の数論的基本群の構造、特に、1、2の研究を基にした逆Galois問題へのアプローチ」については、(今年度も散発的に考えてはいたが)来年度以降本格的に取り組みたい。

研究目的「大域体の上の代数曲線の数論的基本群の構造」に関しては、新しい進展は見られなかったが、構想中の有理連結多様体の理論の応用に関していくつか最近の理論を学び、方向性を得ることができた。
緑内障視神経症の病態を断ち切る画期的な手術手技の確立

緑内障では、網膜神経節細胞の軸索である視神経の軸索流が途絶したあとで網膜神経節細胞の細胞死が起きることを研究代表者はin vivo imagingで明らかにした。本研究の目的は、緑内障視神経症の病態を断ち切ることによって、眼圧を下降させる新しい濾過手術手技を確立することで、篩状板変形の抑制→軸索流の回復→網膜神経節細胞保護という神経保護治療を手術で達成することである。5匹のカニクイザルを用いて、片眼に緑内障手術をおこない、手術後1年が経過した。サルは全身状態は良好であり、生存している。髄液の色調、タンパク濃度、比重、細胞数、pH、細菌培養、脳脊髄圧に関して、手術をおこなっていない同年齢のカニクイザルと比較しても、差はみとめられなかった。TonoVetを用いた眼圧測定では、緑内障手術をおこなった眼と対側眼との比較において、手術眼に有意な眼圧下降が維持されていた。光干渉断層撮影(OCT)にて、視神経乳頭の断層撮影をおこなったところ、手術をおこなったサル眼においては、視神経乳頭陥凹の拡大はみとめられず、篩状板の変形もみとめられなかった。摘出したサル眼の視神経乳頭の組織切片を作成し、HE染色で観察したところ、長期的にも手術による眼圧下降効果は機能していると考えられた。また、長期経過において、眼内の有害事象として、硝子体出血が出現した個体があったが自然軽快した。網膜剥離や術後感染、白内障の進行をみとめた個体はなく、術式の安全性は高いと考えられた。長期的な経過観察でも、眼圧下降が維持されていることが確認できた。一方で、硝子体出血をきたす個体が生じたが、一過性の有害事象であり、軽微なものと考えられる。また、軸索流との関連を検討する研究の進捗が遅れているが、手術手技は安定してきており、おおむね順調に進展していると判断した。手術で得られた眼圧下降が軸索輸送に与える効果を検証する実験を推進していく必要がある。緑内障では、軸索流が途絶したあとで網膜神経節細胞の細胞死が起きることを研究代表者はin vivo imagingで明らかにした。神経線維層走行に沿った視神経障害が緑内障の特徴であることや、眼圧と脳脊髄圧との圧較差が正常眼圧緑内障では大きいことから、篩状板での圧較差を中和し軸索障害に介入することが病態に基づいた治療の本質であると着目した。本研究の目的は、眼圧を下降させる新しい濾過手術手技を確立し、緑内障視神経症の病態を断ち切る神経保護治療を手術で達成することである。まず、日本ウサギを10匹用いて、ケタラールとセラクタールでの全身麻酔を施行した後に、カニクイザルでおこなう緑内障手術手技の予備実験を繰り返し、手術機器の調整と手術器具の改良をおこなった。その後、成獣のカニクイザルに同様の麻酔処置をおこない、新しい緑内障手術の動物実験をおこなった。成獣のカニクイザルを合計10匹使用して、TonoVetを用いて術後の眼圧値を1ヶ月目まで測定した。術直後の眼圧は、術前にくらべて有意に眼圧が下降した(P<0.05;paired t-test)。術後2週間目までは、10 mm Hg未満に眼圧が推移することを確認した。しかし、1ヶ月目には、眼圧が回復する個体があり、組織切片を作成したところ、閉塞していることが確認された。閉塞した原因として、内径が小さすぎるという可能性とデバイスの材質の生体適合性に問題があり、異物反応が生じた可能性が考えられた。デバイスの材質および内径の最適化するために再度設計をおこなっている。カニクイザルの動物実験で、おおむね予想通りの実験結果が得られた。長期的な眼圧下降を維持する課題が残されていると考えられるため。成獣のカニクイザルを10匹用いて、全身麻酔下で、開発した新しい緑内障手術の動物実験をおこなった。大型動物で用いる眼圧計であるTonoVetを用いて術後の眼圧値を2ヶ月目まで測定した。デバイスの材質の生体適合性を変更し、さらにデバイスの内径と長さおよび形状の条件を複数設定して、デバイスの留置部位にも変更を加えて、合併症がなく、長期的に眼圧下降が維持できる条件決めの実験を繰り返した。最終的に、術後の眼圧は2ヶ月目まで術前の眼圧に比べて有意に下降していることを確認することができた。OCTを用いて、デバイスと眼球組織の断層撮影をおこない、チューブが術後2ヶ月目まで眼球組織に留置できていることを確認できた。細隙灯顕微鏡による検査をおこない、術後感染、角膜混濁、前房内炎症、水晶体混濁、網膜剥離、黄斑浮腫、乳頭浮腫、視神経萎縮などの眼合併症をいずれも認めないことを確認した。全身合併症を含めて有害事象のない状態で、術後眼の眼圧が長期的に下降維持できるのか経過観察をおこなっている。

デバイスの改良と留置部位の条件決めに研究時間を要したが、合併症を伴わずに眼圧を長期的に下降させるデバイスの完成と条件決めをおこなうことができた。したがって、おおむね順調に進展していると判断した。緑内障では、網膜神経節細胞の軸索である視神経の軸索流が途絶したあとで網膜神経節細胞の細胞死が起きることを研究代表者はin vivo imagingで明らかにした。本研究の目的は、緑内障視神経症の病態を断ち切ることによって、眼圧を下降させる新しい濾過手術手技を確立することで、篩状板変形の抑制→軸索流の回復→網膜神経節細胞保護という神経保護治療を手術で達成することである。5匹のカニクイザルを用いて、片眼に緑内障手術をおこない、手術後1年が経過した。サルは全身状態は良好であり、生存している。髄液の色調、タンパク濃度、比重、細胞数、pH、細菌培養、脳脊髄圧に関して、手術をおこなっていない同年齢のカニクイザルと比較しても、差はみとめられなかった。TonoVetを用いた眼圧測定では、緑内障手術をおこなった眼と対側眼との比較において、手術眼に有意な眼圧下降が維持されていた。光干渉断層撮影(OCT)にて、視神経乳頭の断層撮影をおこなったところ、手術をおこなったサル眼においては、視神経乳頭陥凹の拡大はみとめられず、篩状板の変形もみとめられなかった。摘出したサル眼の視神経乳頭の組織切片を作成し、HE染色で観察したところ、長期的にも手術による眼圧下降効果は機能していると考えられた。また、長期経過において、眼内の有害事象として、硝子体出血が出現した個体があったが自然軽快した。網膜剥離や術後感染、白内障の進行をみとめた個体はなく、術式の安全性は高いと考えられた。長期的な経過観察でも、眼圧下降が維持されていることが確認できた。一方で、硝子体出血をきたす個体が生じたが、一過性の有害事象であり、軽微なものと考えられる。また、軸索流との関連を検討する研究の進捗が遅れているが、手術手技は安定してきており、おおむね順調に進展していると判断した。手術で用いるデバイスの材質及びサイズを再設計する必要がある。さらに長期的な経過観察による有害事象の発現状況と眼圧下降維持効果について評価する必要がある。手術で得られた眼圧下降が軸索輸送に与える効果を検証する実験を推進していく必要がある。
未来志向型材料としての機能性高分子ゲルを応用した水質変換システム

環境からくる光・電気・磁気・熱・化学的刺激等に応答して相転移し、体積変化する機能性ゲルを用いて、新たな水質変換システムを構築することを目標にした。本研究では、pH刺激・電気刺激・温度刺激・光刺激応答性ゲルを用いて実験を行い、以下のような結果を得た。(1)メカノケミカルピストンの水質変換システムへの応用:下水処理水のpHが環境基準値を下回らないようにすることを目標に、pH刺激に応じて膨潤・収縮するゲルを合成し、処理水のpHに応じて曝気量を調整できるようなケミカルバルブ機構を構築した。ゲルを細粒化し、ピストンに充填することにより、応答速度・応答量が飛躍的に向上することが明らかとなった。(2)電気刺激応答性ゲルによる脱窒効率の促進:電気刺激応答性ゲルは極めて鋭敏に電圧の印可に応答することから、この種のゲル(PVA-PAA)を脱窒菌の包括固定材料として利用した。低印可電圧では、基質透過性の向上のみならず、微生物活性に対する電気刺激による物理的な作用が期待できる。一方、高印可電圧では、微生物活性に負の影響を及ぼす結果となった。(3)温度刺激応答性ゲルによる硝化効率の改善:温度刺激応答性ゲル(NiPAAm)に硝化菌を包括固定し、小型処理装置内で硝化実験を行った。機能性ゲルの体積相転移による"ポンプ効果"が硝化活性を向上させることを確認した。DAPI染色やFISH法から、従来の包括固定化法に比べ、担体深部にまで微生物が存在していることも明らかとなった。(4)光刺激応答性ゲルの環境工学分野への利用:紫外光に反応し、可視光透過率を変化させるSNOs分子を含むフォトクロミックフイルムを合成し、植物性プランクトンの過剰増殖の抑制を試みた。また、クロロフィリンを導入したNiPAAmを光刺激応答性ゲルとして検討した。光刺激に応じたクロロフィリンによる局所熱生成により、NiPAAmの膨潤・収縮現象が確認された。環境からくる光・電気・磁気・熱・化学的刺激等に応答して相転移し、体積変化する機能性ゲルを用いて、新たな水質変換システムを構築することを目標にしている。本研究では温度刺激・電気刺激・pH刺激・光刺激応答性ゲルを用いて実験を行い、以下のような結果を得た。(1)温度刺激応答性ゲルを素材とした包括固定化担体を用いた硝化効率の改善:温度刺激応答性ゲル(NiPAAm)に硝化菌を包括固定し、小型処理装置内で硝化実験を行った。機能性ゲルの体積相転移による“ポンプ効果"が硝化活性を向上させることを確認した。(2)電気刺激応答性ゲルによる脱窒効率の促進:電気刺激応答性ゲルは極めて鋭敏に電圧の印可に応答する。本研究では、この種のゲル(PVA-PAA)を脱窒菌の包括固定材料として利用した。

(3)メカノケミカルピストンの水質変換システムヘの応用:下水処理水のpHが環境基準値を下回らないようにすることを目標に、処理水のpHに応じて膨潤・収縮するゲルを合成し、pHに応じて曝気量を調整できるようなケミカルバルブ機構を構築した。ゲルを細粒化し、ピストンに充填することにより、応答速度・応答量が飛躍的に向上することが明らかとなった。(4)光刺激応答性ゲルの環境工学分野への利用:紫外光に反応し、可視光透過率を変化させるSNOs分子を含むフォトクロミックフイルムを合成し、植物性プランクトンの過剰増殖の抑制を試みた。また、クロロフィリンを導入したNiPAAmを光刺激応答性ゲルとして検討した。光刺激に応じたクロロフィリンによる局所熱生成により、NiPAAmの膨潤・収縮現象が確認された。環境からくる光・電気・磁気・熱・化学的刺激等に応答して相転移し、体積変化する機能性ゲルを用いて、新たな水質変換システムを構築することを目標にした。本研究では、pH刺激・電気刺激・温度刺激・光刺激応答性ゲルを用いて実験を行い、以下のような結果を得た。(1)メカノケミカルピストンの水質変換システムへの応用:下水処理水のpHが環境基準値を下回らないようにすることを目標に、pH刺激に応じて膨潤・収縮するゲルを合成し、処理水のpHに応じて曝気量を調整できるようなケミカルバルブ機構を構築した。(2)電気刺激応答性ゲルによる脱窒効率の促進:電気刺激応答性ゲルは極めて鋭敏に電圧の印可に応答することから、この種のゲル(PVA-PAA)を脱窒菌の包括固定材料として利用した。低印可電圧では、基質透過性の向上のみならず、微生物活性に対する電気刺激による物理的な作用が期待できる。一方、高印可電圧では、微生物活性に負の影響を及ぼす結果となった。(3)温度刺激応答性ゲルによる硝化効率の改善:温度刺激応答性ゲル(NiPAAm)に硝化菌を包括固定し、小型処理装置内で硝化実験を行った。機能性ゲルの体積相転移による“ポンプ効果"が硝化活性を向上させることを確認した。DAPI染色やFISH法から、従来の包括固定化法に比べ、担体深部にまで微生物が存在していることも明らかとなった。(4)光刺激応答性ゲルの環境工学分野への利用:紫外光に反応し、可視光透過率を変化させるSNOs分子を含むフォトクロミックフィルムを合成し、植物性プランクトンの過剰増殖の抑制を試みた。光刺激に応じたクロロフイリンによる局所熱生成により、NiPAAmの膨潤・収縮現象が確認された。