hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォトクロミック反応を活用した平版印刷法の開発と有機エレクトロニクスへの展開

近年、有機材料を種々の電子デバイスに活用し、有機エレクトロルミネッセンス、有機薄膜太陽電池や有機薄膜トランジスタ(TFT)等の開発研究が行われている。これらの有機電子デバイスの特徴は、既存の無機材料ベースのデバイスよりも軽く柔軟性があり、しかも蒸着等の真空プロセスに替わって印刷技術を用いて作成でき、低コストで低環境負荷であると期待されることである。このようなデバイスの実現には、新材料の開発に加え、適した印刷プロセスの開発が求められている。そこで本研究では、上記課題を解決するため、フォトクロミック反応を活用した新しい印刷方法を構築することを目的とし、そのための基盤的研究を実施した。近年、有機材料を種々の電子デバイスに活用する開発研究が行われている。現状では、既存の印刷技術の延長線上の技術が多く提案されているが、これらは必ずしも最適な方法とは言えない。そこで本研究課題では、有機電子デバイスを印刷プロセスによって簡便に作製するために、フォトクロミック反応を活用した新しい印刷方法を開発する。そのための基盤技術として、光応答性のインク材料および光応答性の平版を開発し、それらの光応答特性について検討する。上記課題を解決するため、本年度は、研究代表者らが新たに発見した、アゾベンゼン誘導体における光融解現象を活用した、インク材料の開発と物性制御について研究を行った。合成化学的手法を用いた新規材料の探索と、光DSC、偏光顕微鏡観察、X線構造解析を用いて検討した。その結果、分子設計の基盤的な指針を得たことに加え、光融解現象の物理化学的な理解を深め、応用に資する材料開発へと前進することができた。また、パターン作成法に関する基盤的な検討を加え、材料物性に適したプロセス開発を行った。次年度は、材料及びプロセスに関する上記知見を活用し、発展させることにより、印刷デバイスの作成に資するプロセス開発を計画している。従来の印刷用の版は、一度作製したパターンの変更が原理的に不可能であるが、再利用可能な印刷版やインクの開発は、省資源・省エネルギーを目指す観点からも、オンデマンドの少量多品種生産および低環境負荷な工業プロセスとして産業界にも貢献できる。そこで本研究では、光刺激によってパターニングが可能な、繰り返し使用可能な平版を用いた印刷方法を開発するために、二つの研究アプローチで検討を行った。一つ目として、申請者らが新たに発見した、光による結晶→液体相転移現象を起こす化合物を「光応答性インク」として活用し、これを印刷プロセスに用いる。さらに光応答性インクに半導体特性を付与させるため、電子活性を有する光応答性インクの開発検討を行った。二つ目として、固体表面を光応答性分子で修飾することにより、光によって表面自由エネルギーが変化する平版の開発を目指し、そのための基盤的研究を行った。上記課題を解決するため、本年度は、研究代表者らが新たに発見した、アゾベンゼン誘導体における光融解現象について基盤的な知見を深め、分子構造と光相転移特性との関連を明らかにすることを目的として研究を行った。大環状アゾベンゼンの光融解現象については、光DSC、偏光顕微鏡観察、単結晶X線構造解析およびXRDを用いて検討した。

その結果、光融解現象における物理化学的な挙動が明らかになった。さらに、大環状アゾベンゼンは、合成収率が低く、産業応用的に低コスト化が困難であることが課題であるため、本化合物の大量合成法の検討を行い、合成収率の改善を行った。一方で、光融解現象を起こす化合物のバリエーションを増やし、より単純な化学構造を持ち、低コストかつ大量生産可能な化合物の設計、合成、および評価を行った。その結果、分子設計の重要な指針を得ることができ、その検証を現在行っている。次年度は、化合物に関する上記着想を活用し、実際に平版印刷法に適した化合物の開発と、パターンの作製を計画している。申請書中「課題1」に関しては、化合物に関する物理化学的な知見および新規化合物の開発の部分で当初の計画以上の飛躍的な進展があり、プロセス材料として有望な結果を得ている。一方で「課題2」に関しては、実験遂行上の課題があり、計画通りの結果は得られていない。以上を総合的に判断して、おおむね順調であると判断する。申請書中「課題1」に関しては、化合物に関する物理化学的な知見および新規化合物の開発の部分で当初の計画以上の飛躍的な進展があり、一方で「課題2」に関しては、実験がやや遅れている。これまでに設計した化合物を活用し、実際に平版印刷法に適した化合物の開発と、プロセス開発を行う。加えて、研究課題遂行中に見出した新しい知見を活用して研究を発展させ、有機デバイスの作製を計画している。これまでに設計した化合物を活用し、実際に平版印刷法に適した化合物の開発と、印刷パターンの作製を計画している。試薬・実験器具および研究補助への謝金に使用予定である。印刷プロセス評価に関して、実験に遅れが出たため、次年度使用額が発生した。翌年度以降は、印刷技術開発に関して積極的に行い、関連部分への研究費の使用を計画している。
消散型非線形双曲型方程式の解の漸近挙動

消散項をもつ波動方程式について、大域解の存在と漸近挙動について考察した。(1)昨年度、周波数に依存する消散項(structural damping)と、超臨界べきと予想される次数の非線形項をもつ消散型半線形波動方程式を重みをもつLaurenz空間で考察し、2次元以上の任意の空間次元で、小さい初期値に対する大域解の一意存在を示し、小さい初期値が重み付き可積分関数であるときには解の漸近形が対応する放物型方程式の基本解となることを示したが、十分条件をさらに精査し、論文として纏めた。Nonlinear Differential Equations and Applicationsに掲載予定である。次に、べきの臨界性について考察し、超臨界性が非線形項が時空で可積分である大域解の必要条件となることは示せた。解が放物型方程式基本解に漸近することを示した上記の結果において解は時空空間で可積分であるが、可積分性の仮定は強いと思われるので、必要性については来年度も引き続き研究する。(2)主部および消散項が時間に依存する線形波動方程式の拡散現象について考察した。最近、単調増大関数または単調減少かつ可積分関数である時間依存の主部と時間依存の消散項を持つ波動方程式について、解が時間減衰するための消散項の十分条件がReissig等により示されている。多項式の負べきで上下から挟める場合について、主部に対する上記の条件を課すことなく拡散現象が起こるための消散項に対する十分条件を得た。さらに一般的な関数にするため、引き続き来年度に研究する。周波数に依存する消散項をもつ半線形波動方程式の大域解存在のためのべきの臨界性を示そうとしたが、周波数に依存しない消散項をもつ半線形波動方程式や周波数に依存する放物型方程式の大域解の非存在を示す際に用いられる解の正値性を示すことがこの場合は難しいことが分かり、新たな方法を構築する必要がある。周波数に依存する消散項をもつ半線形波動方程式、係数が時間変数に依存する消散型波動方程式についての解析を継続する。研究集会に出席し、最新の関連研究結果についての情報収集を行い、参加者との意見交換等を通じて、本研究に役立てる予定である。周波数に依存する消散項(structural damping)と、超臨界べき次数の非線形項をもつ消散型半線形波動方程式の大域解の一意存在と漸近形について考察した。より正確には、双曲型方程式となる、消散項が周波数の1未満の正べきに比例する場合を考察した。上記の方程式に対する小さい初期値に対する大域解の一意存在について、先行研究では,消散項が依存する周波数のべき乗の次数が小さくなるに伴い、空間次元の上からの制限が強くなった。一方、周波数に依存しない弱い消散項をもつ消散型波動方程式に対しては、任意の空間次元において重み付きSobole空間に属する小さい初期値に対する臨界べきをもつ消散型波動方程式の大域解の一意存在が知られている。しかし、本研究で考察している消散項が周波数の分数べきに比例する場合には、低周波における線形方程式の基本解が周波数が原点の近くで特異性を持つことが、重み付きSobolev空間で考察するときに困難さを生じさせる。本研究では、重みをもつLaurenz空間で考察し、先行研究とは異なる方法で低周波を評価することにより、2次元以上の任意の空間次元で、上記の消散型半線形波動方程式の小さい初期値に対する大域解の一意存在を示した。次に、小さい初期値が重み付き可積分関数であるときに解の漸近形について考察した。上記の消散型波動方程式については、線形方程式の場合は漸近形が知られていたが、半線形方程式では知られていなかった。本研究では、初期値が重み付きL1関数となる小さい初期値である時に、上記で示した大域解の漸近形が対応する放物型方程式の基本解の定数倍で与えられることを示した。

周波数に依存する消散項をもつ半線形波動方程式の大域解存在のためのべきの臨界性を示そうとしたが、周波数に依存しない消散項をもつ半線形波動方程式や周波数に依存する放物型方程式の大域解の非存在を示す際に用いられる解の正値性を示すことがこの場合は難しいことが分かり、新たな方法を構築する必要がある。消散項が周波数および時間変数に依存する半線形消散型波動方程式について、大域解の一意存在性と拡散現象について考察し、周波数への依存度と時間変数関数の減衰度に応じた解の漸近挙動の変化を解析する。国内外の研究集会に出席し、最新の関連研究結果についての情報収集を行い、参加者との意見交換等を通じて、本研究に役立てる予定である。周波数に依存する消散項をもつ半線形波動方程式、係数が時間変数に依存する消散型波動方程式についての解析を継続する。研究集会に出席し、最新の関連研究結果についての情報収集を行い、参加者との意見交換等を通じて、本研究に役立てる予定である。諸事情により、当初計画通りに、研究出張を行えなかったため。次年度の旅費に加える予定である。大体が前年度持ち越しの研究費であるが、諸事情により研究出張を増やせなかったため。
糖尿病状態におけるVLDL受容体とDyslipidemiaの成因の解明

【目的・方法】メタボリックシンドロームにおけるレムナント蓄積機序の解明のターゲット組織は筋肉・脂肪組織である。末梢リポ蛋白代謝経路の解明のため、1型糖尿病モデルラットとKOマウスにおけるリポ蛋白代謝を比較検討した。【結果】(糖尿病モデルラット)絶食5時間後のTC・TG値はSTZ投与後21日目より高脂血症を示し、28日目において3.7倍・8倍の増加とレムナント粒子蓄積が認められた。心臓・筋肉におけるVLDL受容体蛋白発現は50%と10%以下に低下したが、mRNAの低下はなかった。脂肪組織は長期の糖尿病の影響にて消失した。肝臓でのLDL受容体・LRP-1発現とVLDL産生の差はなかった。ヘパリン投与後のLPL活性はSTZ投与後7日目の高脂血症を示さない時期にすでに低下し同レベルを推移した。(KOマウスモデル)VLDL受容体欠損は、絶食後18時間以降にのみTG増加を示した。LDL受容体欠損状態下でのVLDL受容体欠損は、食後のTC・TG・FFA増加と絶食後24時間においてのみのTG増加を示した。HPLC解析では、食後・絶食に関わらずLDL受容体欠損状態下においてのみレムナント粒子の増加が認められた。【結語】VLDL受容体KOマウスもLPL活性低下を合併しているが脂質代謝の異常の確認は困難であった。糖尿病ラットモデルにおいてLPL活性低下のみでは高脂血症を示さず、筋肉・脂肪組織でのVLDL受容体発現低下との協奏状態下にてレムナント粒子蓄積が認められた。マウスモデルを使用した末梢リポ蛋白代謝経路の研究はその表現型が見逃されている可能性があり、絶食時間の差やHPLCによる解析が必要である。【目的】糖尿病状態におけるVLDL受容体生理機能をを検討した。【方法】Streptozotocin(STZ)誘発1型糖尿病モデル動物におけるVLDL受容体発現と血中TC、TG濃度との関連を研究した。1型糖尿病モデル動物はSDラット(8週齢)に60mg/kgのSTZを投与し、作成した。コントロールは同量の生理食塩水を投与したSDラットとした。【結論】1型糖尿病におけるレムナント蓄積は、インスリン欠乏による筋肉組織VLDL受容体蛋白発現の低下とLPL活性低下に起因することが推定された。【結語】

VLDL受容体KOマウスもLPL活性低下を合併しているが脂質代謝の異常の確認は困難であった。糖尿病ラットモデルにおいてLPL活性低下のみでは高脂血症を示さず、筋肉・脂肪組織でのVLDL受容体発現低下との協奏状態下にてレムナント粒子蓄積が認められた。マウスモデルを使用した末梢リポ蛋白代謝経路の研究はその表現型が見逃されている可能性があり、絶食時間の差やHPLCによる解析が必要である。
Oncomir miR-21による癌幹細胞の制御機構の解明

申請者らは、microRNA-21 (miR-21)が乳癌細胞株の癌幹細胞様SP (Side Population)細胞で過剰発現しており、SP細胞の抗癌剤耐性に関わっていることを明らかにしている。本研究ではRNA-seqやChip-seqの次世代シーケンサーを活用し、各種癌細胞や関連する癌幹細胞においてmiR-21と関連しうるmiRNAの発現と機能解析を行うことを目的とした。平成23年度ではアンドロゲン受容体(AR)陽性の前立腺癌細胞株LNCaP、及び抗アンドロゲン薬Bicalutamide耐性の細胞株二種類を用いてRNA-seq解析を行い、アンドロゲンで発現が誘導されるmiRNAの解析を行った。既報のmiR-21以外にアンドロゲンによって強く誘導されるmiRNAを三種類同定した。定量的RT-PCR法によりこれらのmiRNAはLNCaPと比較して耐性株でよりアンドロゲン応答性が高かったことを見出した。miRNAの一次及び二次前駆体(pri, pre miRNA)のアンドロゲン応答性を検証し、ChIP-Seq解析・ChIPアッセイによりこれらのmiRNAのゲノム近傍にAR結合領域を同定・検証し、miRNAの上流制御因子としてARが機能していることを見出した。配列情報からmiRNAの候補標的遺伝子を検索した。miRNAオリゴを用いた過剰発現系においては標的遺伝子のmRNA及びタンパクの減少が認められ、標的遺伝子の3'UTR miRNA認識配列を含むベクターを用いたレポーターアッセイによって標的遺伝子がこれらのmiRNAの下流制御因子であることを検証した。前立腺癌においてはホルモン応答におけるmiRNAの役割について不明な点が多く残されているが、本研究により治療抵抗性を獲得した前立腺癌細胞や癌幹細胞におけるmiRNAの関与について明らかになることが期待される。
炭素鎖共役型三置換アルケンの新規立体制御法の開発と生理活性ポリエンの合成研究

平成15年度の本研究では、ジブロモアルケンからPdを用いるクロスカップリング反応を駆使して、ブロモエンイン化合物を経る置換ヨードジエン合成における立体制御を試み、これを用いてこれまで十分な合成法が無かったレチノイドの13位置換各誘導体の立体特異的合成を試みた。そして、以下の結果を得ることが出来た。(i)三置換E-及びZ-エンイン誘導体の立体化学を制御した合成を達成し、これを立体選択的に変換して4種類すべてのE,E-、E,Z-、Z,E-及びZ,Z-ヨードジエンを選択的に作りわける方法を確立した。(ii)その過程で、ブロモエンインのクロスカップリングにおいて、立体反転が起きる異常反応を見出すことが出来た。(iii)レチノイドに共通するC1-10位までの炭素鎖ユニットとしてトリエニルホウ酸を合成し、これと上記ヨードジエンを鈴木カップリングさせることで、レチノールの11位および13位における4種の立体異性体すべてを、立体化学を制御して作りだすことが出来た。(iv)13位にフェニル基を有する11Z-レチナールを初めて合成することが出来た。これらはオプシンのリガンドとしての親和性の低いことが判明し、オプシンに取込まれた11Z-レチナールの13位周辺は堅い構造を保っていると想像された。本研究の目的は、1,1-ジブロモ-1-アルケンに対しゼロ価Pdを用いる立体選択的なクロスカップリング反応により一旦トランス側に選択的に置換基を導入し、その後段階的に二つ目のクロスカップリングを行い、三置換アルケンの立体化学を合成的に制御することが目的である。平成14年度の本研究において以下のような新しい成果を得ることが出来た。(1)1,1-ジブロモ-1-アルケンを出発原料に園頭反応によりアルキニル基を、鈴木反応によりアルケニルおよびアリール基を、熊田・玉尾・Corriu反応によりトリメチルシリルメチル基を選択的に導入することが出来た。これによって三置換E-ブロモアルケン誘導体の立体制御を達成することが出来た。(2)二度目のカップリング反応において、アルケニルホウ酸やアリールホウ酸を用いる鈴木反応では立体化学が保持された三置換アルケンを導くことができたが、アルキンを用いる園頭反応では溶媒により立体保持および反転で進行することが明らかになった。そしてこの立体反転の反応がクムレニル中問体を経由しているであろう事を証明した。(2)異なったアルキニル基が二つ置換したアルケンにおいて幾何異性体の立体化学は、nOeによる位置の決定が不可能なため困難であった。トリメチルシリルアルキニル基がジイミドにより選択的にアルカンまで還元されることを見出し、この種のエンジインの構造決定に新しい手段を開発することが出来た。この手法はnOeによる位置決定が出来なかったアルキンの置換体の構造決定にも今後利用可能である。

これらはオプシンのリガンドとしての親和性の低いことが判明し、オプシンに取込まれた11Z-レチナールの13位周辺は堅い構造を保っていると想像された。
末梢血由来細胞を用いた靭帯・半月板の再生に関する基礎研究

膝半月板損傷・靭帯損傷によって衝撃吸収機能を失い不安定となった膝関節は変性し、非可逆的な関節症変化をきたす。これら半月板・靭帯の再生が可能となれば、その意義は大きい。近年の研究により末梢血からも幹細胞や増殖因子を多く含む多血小板血漿の単離が可能となり臨床での応用が期待される。1.多血小板血漿:多血小板血漿(PRP)は、自己末梢血から採取でき、豊富な増殖因子を有する。本研究では兎血液由来のPRPを作成し、ゼラチンを併用して半月修復の効果を検討した。in vtro:日本白色家兎膝から採取した半月板細胞を使用し、PRP添加培地を作成し、1%FBS培地をControlとして細胞増殖能、glycosaminoglycan産生、proteoglycansのmRNA産生をを比較検討した。次に兎の内側半月板無血管野に直径1.5mm欠損を作成し、1.PRP+ゼラチン、2.ゼラチンのみの2群に分け治癒過程を組織学的に検討した。PRP添加半月板細胞群ではcontrol群に比べ有意に細胞増殖を認め,より多くのglycosaminoglycan産生を認めた。またより多くのproteoglycansのmRNA産生が確認された。In vivoでは術後12週で、PRP+ゼラチン群においてControl群に比較して豊富な細胞外基質を持つ繊維性軟骨による修復が確認された。PRP内に含まれる細胞増殖因子が半月板細胞の増殖、細胞外基質の生成を促進していることが示された。2.末梢血幹細胞:血管新生は靱帯損傷の治癒過程において重要な役割を担う。本研究では、末梢血幹細胞であるCD34陽性細胞を用いラットの膝関節内側側副靱帯(MCL)損傷への局所移植を行い、その有用性を検討した。免疫不全ラットを用い、MCL損傷を作成した。片側にヒト末梢血CD34陽性細胞を局所移植し(治療群)、反対側をコントロール群として比較した。術後1,2,4週で肉眼的、分子生物学的、組織学的に評価した。肉眼的および組織学的に治療群では術後4週までに100%に良好な治癒を認めたが、コントロール群では33%であった。ヒト特異的プライマー、抗体を用いたRT-PCR、免疫染色にて、CD34陽性細胞が血管の再構築に貢献していることが確認された。微小血管密度の定量評価においても治療群で損傷部における血管新生が有意に亢進していることを確認した。ヒト末梢血幹細胞を靱帯損傷部に局所移植することによって、血管新生を通じて靱帯治癒に対して適正な環境を誘導し、靱帯治癒に貢献していた。【目的】多血小板血漿Platelet

rich plasma(PRP)は、自己末梢血から採取でき免疫反応がなく、また豊富な増殖因子を有し、組織の修復・再生の効果が報告されている。今回、我々は兎血液由来のPRPを作成し、兎由来半月板細胞に対する効果をin vitroで、徐放キャリアとして開発されたゼラチンハイドロゲルとPRPの併用による半月修復の効果をin vivoで検討したので報告する。【方法】1.日本白色家兎の心臓血よりPRPを作成、また同時に作製したPlatelet poorplasma(PPP)を比較対象として、細胞増殖因子を定量した。2.半月板細胞に対する生体外でのPRPの効果を調査した。A.細胞増殖能B.glycosaminoglycan産生、C.proteoglycansのmRNA産生を比較検討した。次に日本白色家兎の内側半月板無血管野に直径1.5mm欠損を作成し、Group 1.PRP+ゼラチン、Group2.PPP+ゼラチン、Group3.ゼラチンのみの3群に分け欠損部に充填し、治癒過程を術後4,8,12週で組織学的に検討した。【結果】in vitro : PRP添加半月板細胞群ではcontrol、PPP群に比べ有意に細胞増殖を認め、より多くのglycosaminoglycan産生を認めた。またより多くのproteoglycansのmRNA産生が確認された。In vivo:術後12週では他の2群に比較して豊富な軟骨基質を持つ繊維性軟骨による修復が確認され、PRPの半月修復への有用性が明らかとなった。【考察および結論】PRP内に含まれる細胞増殖因子が半月板細胞の増殖、細胞外基質の生成を促進していることが示された。またPRP内細胞増殖因子の効果的な徐放が、自己修復能の乏しい無血管野の半月修復に有効であることが示唆された。膝半月板損傷・靭帯損傷によって衝撃吸収機能を失い不安定となった膝関節は変性し、非可逆的な関節症変化をきたす。これら半月板・靭帯の再生が可能となれば、その意義は大きい。近年の研究により末梢血からも幹細胞や増殖因子を多く含む多血小板血漿の単離が可能となり臨床での応用が期待される。1.多血小板血漿:多血小板血漿(PRP)は、自己末梢血から採取でき、豊富な増殖因子を有する。本研究では兎血液由来のPRPを作成し、ゼラチンを併用して半月修復の効果を検討した。in vtro:日本白色家兎膝から採取した半月板細胞を使用し、PRP添加培地を作成し、1%FBS培地をControlとして細胞増殖能、glycosaminoglycan産生、proteoglycansのmRNA産生をを比較検討した。次に兎の内側半月板無血管野に直径1.5mm欠損を作成し、1.PRP+ゼラチン、2.ゼラチンのみの2群に分け治癒過程を組織学的に検討した。PRP添加半月板細胞群ではcontrol群に比べ有意に細胞増殖を認め,より多くのglycosaminoglycan産生を認めた。In vivoでは術後12週で、PRP+ゼラチン群においてControl群に比較して豊冨な細胞外基質を持つ繊維性軟骨による修復が確認された。PRP内に含まれる細胞増殖因子が半月板細胞の増殖、細胞外基質の生成を促進していることが示された。2.末梢血幹細胞:血管新生は靱帯損傷の治癒過程において重要な役割を担う。
床ずれに影響する衣料素材等の要因に関する基礎的研究

褥瘡(床ずれ)に影響する衣料素材の要因に関しては,皮膚と衣料素材間の摩擦・すべりが主要因と推察される。本研究では,疑似皮膚と布素材(綿・絹・毛織物,タオル布)間の圧迫・すべり摩擦特性を試作圧迫・摩擦シミュレーター装置により考察した。1.疑似皮膚材の試作;高齢者の皮膚面の型取り肌模型をもとに,疑似皮膚材(ビューラック社製バイオスキン)上して軟・普通・硬の3種類を試作したが,それらの圧縮率は,軟12.3%,普通9.7%,硬6.2%である。2.疑似皮膚材および衣料素材の表面特性;疑似皮膚材は軟,普通,硬になるにしたがって平均摩擦係数(MIU)と表面粗さの平均変動(SMD)は大きくなる。衣料素材では,タオル布はパイル組織に影響され,摩擦する方向によりMIUは大きく異なり,SMDは他の布試料に比較して大きい。摩擦曲線と粗さ曲線は,MP100WS(バイオパック社製)を介してフーリエ変換した。両曲線ともに低周波数域にピーク値(dB/V)が現れ,その値はSMDにより異なる傾向がみられる。3.圧迫・摩擦シミュレーター装置による疑似皮膚材と衣料素材の圧迫・すべり摩擦特性;模擬皮膚材(厚さ0.4cm)を摩擦板に,布素材を試料台に取り付け,試料台を左右に水平移動させ摩擦力を測定した。摩擦板への負荷重100g1500gの範囲で変化させた。疑似皮膚と布間の摩擦係数は,負荷重の増加につれて小さくなる傾向がある。この傾向はタオル布の場合に顕著であり,羽二重やデシンの場合には少ない。全体を通して,織物よりもタオル布のほうが,疑似皮膚材の圧迫・すべり摩擦特性に影響するといえる。褥瘡(床ずれ)に影響する衣料素材の要因に関して,床ずれに関する研究・調査情報を収集し検討した結果,皮膚と衣料素材の摩擦・ずれが主要因であり,この要因に体圧による負加重の影響,皮膚・衣服素材の湿潤の影響が関係していることが推察された。この考察をもとに,「衣料素材の皮虜面に対するすべり・摩擦特性の検討」に取りかかった。この場合に,すべり・摩擦特性の解析をどのような測定値によりとらえるかについて検討した。摩擦曲線から平均摩擦係数(MIU),摩擦係数の平均偏差(MMD),粗さ曲線から表面粗さの平均変動(SMD)を計測するKES法があるが,この方法の他に,摩擦曲線および粗さ血線のランダム波形をフーリエ変換により波形解析する方法について検討した。具体的には,ソフトな手触り感から通常の手触り感まで,素材,手触り感の異なる多種類のハンドタオルについて,KES法の他に,摩擦曲線,粗さ曲線の波形を,MP100WS(バイオパック社製)を介してコンピュータに取り込み,フーリエ変換により波形解析を行い,成分量と周波数の関係により検討した。その結果,摩擦曲線と粗さ山線のランダム波形では,異なる周波数成分のパターンを有し,すべり・摩擦特性の情報となり得ることを明らかにした。また,高齢者用の疑似皮膚材については,高齢者の皮膚面の型取り肌模型をもとに,柔らかい・普通・硬いの3種類の疑似皮膚材を試作した。これらの疑似皮膚材について,圧縮特性,摩擦特性,粗さ特性を計測し,人問の皮膚のこれらの特性との開係について考繁した。次に,疑似皮膚材と衣料素材とのすべり・摩擦特性について,すべり速度,負加重の彫響について基礎的検討を加え,次年度への研究の指針を明らかにした。褥瘡(床ずれ)に影響する衣料素材の要因に関して,疑似皮膚と衣料素材(綿ブロード,絹羽二重,絹デシン,毛紡毛布,ハンドタオル布)間の圧迫・すべり摩擦特性を試作圧迫・摩擦シミュレーター装置により検討した。1.疑似皮膚材

および衣料素材の圧縮特性,摩擦特性,粗さ特性KES法の摩擦曲線から平均摩擦係数(MIU),摩擦係数の平均偏差(MMD),粗さ曲線から表面粗さの平均変動(SMD)を測定し,また圧縮弾性測定機により圧縮率を測定した。疑似皮膚材(ビューラック社製バイオスキン)は軟・普通・硬の3種類を試作したが,圧縮率は軟12.3%,普通9.7%,硬6.2%であり,MIUとSMDは軟,普通,硬になるにしたがって大きくなる。衣料素材については,タオル布の場合にはパイル組織に影響され,摩擦する方向によりMIUは大きく異なり,またSMDは他の布試料に比較して大きい。摩擦曲線と粗さ曲線については,MP100WS(バイオパック社製)を介してフーリエ変換した。両曲線ともに低周波数域にピーク値(dB/V)が現れ,その値は表面粗さ(SMD)により異なる傾向がみられる。2.圧迫・摩擦シミュレーター装置による疑似皮膚材と衣料素材の圧迫・すべり摩擦特性模擬皮膚材(厚さ0.4cm)を摩擦板(5.5cmx5.5cm)に,布素材を試料台に取り付け,試料台を左右に水平移動させ摩擦力を測定した。なお,摩擦板への負荷重は100g1500gの範囲で変化させた。疑似皮膚と布間の圧迫・すべり摩擦特性については,負荷重の増加につれて摩擦係数は小さくなる傾向がある。この傾向はタオル布の場合に顕著であり,羽二重やデシンの場合には小さいといえる。
宗教的逸脱の諸概念にみる一七世紀イングランドの文化変容

宗教的逸脱をめぐる言説が1640年代の政治的変動と連動する様を、議会、ロンドン市、ウェストミンスタ神学者会議史料や、神学書・パンフレット類の調査によって解明した平成17年度の研究に続いて、本年度は主に以下の二つのテーマに重点を置いて調査を進めた。一つ目は、1650年代すなわち共和制成立以後における宗教的逸脱の諸概念の変化である。とくに、新政権下で反逆罪により処刑された長老派ピューリタン牧師クリストファー・ラヴに関連した文書史料の調査を行った。1640年代の「反異端」論争へのラヴの関与が明らかになったため、ラヴ自身と、ラヴ裁判の原因となった1649-51年の王党派陰謀事件をめぐる1650年代の言説の調査は、17世紀の宗教的逸脱の概念における連続性と変化を示す重要なケースとなった。この問題は、彼の残した膨大な量の説教テクストや、1650年代長老派ピューリタン運動の分析と合わせて、今後より厳密に研究する必要がある。二つ目は、宗教における音楽の使用の是非をめぐる17世紀の諸論争の網羅的調査である。これは、とくに宗教的「熱狂」をめぐる革命期の論争と深く関わりがあり、従来の芸術史の視点では捉えることのできない、宗教的・政治的問題として捉え直すことができた。この成果については国内の複数の研究会や講演会において報告を行い、同分野の研究者との意見交換を行った。本年度は、関連図書や刊行史料集の収集や情報整理を精力的に行った。またEarly English Books OnlineおよびEnglish Short Title Catalogue等のデータベースを用いて収集した史料や文献情報をデジタル形式で保存し、効率的な検索システムを構築する作業を続けた。これらのデータの分析を通して、宗教的逸脱をめぐる言説が1640年代の政治的変動と連動する様を具体的に解明することができた。議会、ロンドン市当局やウェストミンスタ神学者会議の史料、当時の神学書や政治パンフレットなどの調査結果もふまえ、研究成果を論文「反寛容の構築」で発表した(12月)。またこの論文では、17世紀イギリス思想史上の成果とされる宗教的「寛容」の批判的な再考も行った。調査を通して、1650年代における宗教的・政治的言説の多様性が明らかになってきたので、平成18年度は、思想史・芸術史等との関わりも視野に入れながらさらに幅広い史料調査を継続していきたい。
認知症高齢者と介護ロボットとの相互交流を促進する看護技術の構造化

本研究全体の目的は、認知機能低下と知覚機能低下を併せ持つことの多い認知症高齢者と介護ロボットとの相互交流を促進する看護技術の構造を明らかにすることである。まず、現状における介護ロボットを介在したケアの実態を把握するため、計画しているデータ収集方法で小集団の認知症高齢者と介護ロボットの相互交流に用いられる看護技術や判断の抽出可能か、観察調査のプレテストを実施した。コミュニケーションロボットを導入している1介護保険施設において、活用場面をビデオ撮影により観察した。記録された場面から、支援者と高齢者の言動を書き起こしてデータとした。記録した場面には、5名の高齢者と4名の支援者が参加した。支援者は看護師、介護職員、リハビリ職員であった。結果、支援者の行動として抽出されたのは、「ロボットの自然な登場の演出」「興味の確認」「相手にとってのロボットのとらえ方の確認」「会話がはずむ話題やキーワードの探索」「聴力低下を補う言葉がけ」「回想のきっかけづくり」「引き上げるタイミングの見極め」等であった。以上の結果として挙げられた項目は、一般的に認知症高齢者とのコミュニケーションにおいて活用されるスキルと合致する内容が多かった。その上で、コミュニケーションロボットが存在する場が認知症高齢者からみて、どのような場面であるのか推測しながら、その場にふさわしい応答をすることをしており、相手の世界観に近づくために思考していた。当初計画では、コミュニケーションロボットを日常ケアの中で活用している介護保険施設において、観察調査を実施する予定であった。しかし、コミュニケーションロボットを導入している施設が想定以上に少なく、現実的なサンプリング方法の検討に時間を要している。コミュニケーションロボットを使用している介護保険施設における観察調査を実施する。また、インタビュー調査により、エキスパート看護師及び介護職員が高齢者の他者交流を促進するためにしている判断と行動の内容、さらにロボット活用への応用するための判断と行動を明らかにする。ただし、実際にコミュニケーションロボットを活用した経験のあるエキスパートが少ないことが推測されるため、経験のない対象者へのインタビューにおいては実際の活用場面の動画を視聴してもらい、活用可能性を考えてもらう工夫をする。まず最初に、介護ロボット導入の実態調査のため、特別養護老人ホーム、介護老人保健施設、グループホーム、介護療養型医療施設の合計3200施設を対象に、郵送留め置き調査を実施した。359名(回収率11.2%)からデータが回収された。この内、特別養護老人ホームが26.2%、介護老人保健施設が20.6%、グループホームが36.2%、介護療養型医療施設が15.0%であった。対象者の内108名の施設(30.1%)で何らかの介護ロボットが導入されていた。導入されている介護ロボットは見守りセンターが多く、次いで移乗介助機器が多かった。コミュニケーション支援機器や介護業務支援機器はまだ導入実績が少なかった。介護ロボットを導入していない理由として、経済的負担が大きいことが群を抜いて多かった。それ以外に、介護ロボット試行時の使い勝手の悪さあるいはメリットを感じられない体験、施設のスペースとのギャップといった課題も指摘された。また、介護ロボットの種類、機能、導入効果等情報が不足してること、介護ロボットの必要性を感じていないこと、介護にロボットを用いることが施設あるいは個人の介護理念と合致しないことも導入していない理由として挙げられた。コミュニケーションロボットの課題としては、利用者が飽きて関心が薄れること、利用者によっては介護ロボットがうるさく感じられ安楽が保てない状況もあることが示唆された。以上の調査より、介護ロボットを有効に活用するためには、実装データを蓄積し導入成果を広く明らかにすることや対象者特性に応じた介護ロボットを用いたケアモデルを発信していくことが課題であると考える。H29に計画していた調査の一つはH30年に先送りになったが、おおむね計画どおりに進行している。

高齢者とのコミュニケーションや高齢者間の交流を促進する看護行動、コミュニケーションロボットが介在する場合の交流支援の可能性について、エキスパート看護師に面接調査を実施する予定である。さらに、施設内でのコミュニケーションロボットを用いた場面の参加観察調査を実施する計画である。コミュニケーションロボットを使用している介護保険施設における観察調査を実施する。また、インタビュー調査により、エキスパート看護師及び介護職員が高齢者の他者交流を促進するためにしている判断と行動の内容、さらにロボット活用への応用するための判断と行動を明らかにする。ただし、実際にコミュニケーションロボットを活用した経験のあるエキスパートが少ないことが推測されるため、経験のない対象者へのインタビューにおいては実際の活用場面の動画を視聴してもらい、活用可能性を考えてもらう工夫をする。平成29年度に計画していた、面接・参加観察調査を平成30年度の実施に変更したために当該余剰金が発生した。平成30年度は本来予定していた調査と合わせて進行する計画であり、データ収集のための旅費・謝金および、コミュニケーションロボットの購入に支出する予定である。当初計画の進捗が遅れたため、次年度使用額に変更が生じた。当初2018年度に計画していて未完了のエキスパート看護師へのインタビュー調査を2019年度前半に実施し、そこで明らかとなった認知症高齢者のロボットや他者との交流を促進する看護技術を、2019年後半に実践場面で展開し評価していく計画である。
日本・韓国の政治体制と公共政策に関する体系的比較のための企画調査

共同研究は、今回が初めての本格的な日本政治学会と韓国の政治学会との共同研究である点を鑑み、もっともその必要が認識されている分野を検討する作業から始めた。公共政策の諸分野について、日本側と韓国側それぞれにおいて、共同研究のパイロット研究を行い、日本、韓国両国で1度づつ予備検討研究会を催し、多くの非メンバーからも意見を聴取した。具体的には日本政治学会の国際交流分科会(1998年10月)および国際学術研究による斉州島会議(同、8月)。ここで決定された政策分野に関して、両国から1名づつが担当して、実際の比較分析を実証的に行った。そこでの成果の一部は『レヴァイアサン』の特集や『選挙』などで発表された。今回の共同研究は、このメンバーが核になりつつ、それぞれが他の共同研究を巻き込みつつ、より大きな比較研究の渦を形成することも念頭に置いている。1)公共政策の諸分野について、日本側と韓国側それぞれにおいて、共同研究のパイロット研究を行った。1-1)日韓両国の資料収集調査1-2)日韓両国研究に関する諸外国の研究サーベイその分野としては、A外交政策、B防衛・危機管理政策、C社会福祉・労働政策、D中央・地方関係、地方自治体政策、E環境・地球環境政策、F科学技術政策、G援助・ODA政策。2)以上の結果をふまえ、日本、韓国両国で1度づつ以上拡大予備検討研究会を開催した。日本政治学会の国際交流分科会を利用した。3)予備的検討に関する綿密な作業会議を開催した(日韓1度づつ、それぞれ上記拡大会議に先立って開催)。4)アメリカ政治学会での日韓研究の現状について調査した。
素過程に与える環境効果と初期宇宙現象への応用

暗黒物質の有力な候補の一つとして、Neutralino LSPがある。このNeutralino暗黒物質を職説、間接的に捕らえようとする観測が現在行われており、また多くの将来観測も計画されている。これらの観測のうち、我々の銀河のハローにおけるNeutralinoの2光子へ対消滅からくるガンマ線の観測は、背景ガンマ線に対して特長的なシグナル(Line signal)を示し、またその観測から暗黒物質の性質も精度よく決まることから注目を集めている。この対消滅過程は輻射過程であり、1-loopの計算はすでに行われている。この計算により、NeutralinoがHiggsino-likeあるいはWino-likeで比較的重い質量であるとき(数百GeV以上)、断面積はWボソンの質量でのみ抑制され、Neutralinoの質量に依存しなくなることが明らかになった。これは、もしNeutralinoが重いとすると、この観測は他の観測に比べ非常に有効になる事を意味する。一方、この素過程は理論のユニタリティーにより上限がつく。実際この制限はNeutralinoの質量の2乗に反比例している。このため質量が充分大きくなると、どこかで1-loopの計算は破綻し高次の影響と取り入れる必要が出てる。今回、Neutralinoの質量から2光子への対消滅断面積に対する高次の影響について調べた。具体的には、非相対論的場の理論の手法を応用し、これら高次の影響を比較的簡単に計算する事の出来る有効ラグランジアンを構成した。またこのラグランジアンを用いて、NeutralinoがHiggsino-like及びwino-likeの時に、どのくらいの質量で1-loopの計算が使えなくなるかを定量的に評価した。結果、wino-likeの時には約10TeV以上、Higgsino-likeの時には約1TeV以上のときに、1-loopの計算が破綻することを明らかにした。
動脈硬化性疾患のリスク解析のための統計学的モデルの構築とリスク評価手法の確立

重症虚血肢の予後関連因子の評価に向けて、データベースの構築、管理を進めた。登録時の患者背景の調査や、下肢予後・生命予後の追跡に加え、糖脂質代謝関連因子などの臨床パラメータの経時的変化をひきつづき追跡している。これまでの成果として、既存のデータベースを用いた後ろ向きの解析により、重症虚血肢の発症が季節変動を認めることを見出し、これを英語論文に報告した。また、リスクモデルの構築に先立ち、既存の各種統計モデルの問題点、限界について探求すべく、一般集団を対象に、動脈硬化性疾患の危険因子として知られる各種臨床パラメータの臨床的意義について統計学的な再考を行なった。その過程で得られた成果として, 1、一般集団において食後条件下に健診を受けた場合でも血清中性脂肪値を用いることにより高中性脂肪血症をかなり正確に診断できること、2、食後条件下で健診を受けた一般集団において、一般検査項目に、アディポネクチン値を加えると、耐糖能障害の診断能が向上したが、これはむしろ腹部肥満のない例においてであったこと、3、一般的な健診項目だけでもインスリン抵抗性の存在をかなりの精度で予測できること、4、内臓脂肪蓄積と血中アディポネクチン値が代謝異常集積に深く関与することが統計学的に証明しえたこと、を新たに見出し、それぞれ英語論文に発表した。これに加え、リスクモデルの精度の統計学的な評価について、従来の評価手法の問題点を明らかにし、それを改良した評価手法を考案し、英文論文に発表した。さらに、糖尿病患者における合併症の評価方法に関する検討、DPP-4阻害薬を服用中の糖尿病患者におけるαグルコシダーゼ阻害薬追加の効果に関する検討、高血圧患者におけるアンギオテンシン受容体拮抗薬の降圧効果に関する検討もあわせて行い、動脈硬化のリスク因子の包括的管理に関連した、実臨床に直結する提案として英文論文に発表した。最終目標である、動脈硬化性疾患のリスクモデルの構築には至らなかったが、データベースの構築、管理も順調に進み、また、データベースを用いながらリスクモデルに関する統計学的な再考を進めていく過程で、各種リスクモデルの持つ問題点・限界がより一層明らかとなった。さらに、その過程で得られた知見自体が臨床的にも大変重要な報告として論文発表につながっており、今年度すでに9本の英語論文を発表している。(6本が印刷済み、3本が印刷中。いずれも査読あり。)最終目標である、動脈硬化性疾患のリスクモデルの構築に同けて、引き続き、テータベースの構築・管理、解析を進めていく。重症虚血肢の予後関連因子の検討にあたり、データベースの構築、管理に着手した。血行再建術施行時点の患者背景(糖脂質代謝関連因子などの臨床パラメータ、合併疾患、投薬内容等)の調査や、下肢予後・生命予後の追跡に加え、各種臨床パラメータの経時的変化をひきつづき追跡している。これまでの成果として、後ろ向きの解析により、ベースライン時におけるサルポグレラートの服用が下肢大切断回避生存と関連していたことを見出し、論文報告した。また、リスクモデルの構築に先立ち、既存の各種予測モデルの限界、問題点についても探求を進めた。動脈硬化性疾患の危険因子として知られる各種臨床パラメータの臨床的意義についての統計学的な再考を進める過程で、1、一般集団において代謝異常が集積していてもウエスト周囲長の増大を認めない者が多数存在すること、2、一般集団におけるインスリン抵抗性の代表値は肥満指数(BMI)やウエスト周囲長の代表値で十分予測しうること、3、耐糖能の低下と膵β細胞機能の低下との関連には肥満の有無は影響しないこと、4、インスリン感受性の指標であるMatsuda indexの日本人における基準値はおおよそ4未満と考えられること、5、健常な若年女性においても血中アディポネクチン濃度は腎機能とH肌コレステロール値と関連すること、を見出し、これを論文報告した。さらに、動脈硬化進展のリスク因子として近年注目されている、糖尿病患者における血糖変動にも着目し、あわせて検討を進めた。その結果、持効型インスリン使用中の2型糖尿病患者においてDPP-4阻害薬の導入が血糖変動幅の縮小と関連していることを見出した。リスクモデルの構築にさいしては同薬剤の服用状況も加味することの重要性を示唆しているものと考えられ、これを論文報告した。

これに加え、リスクモデルの精度の統計学的な評価について、従来の評価手法の問題点を明らかにし、それを改良した評価手法を考案し、英文論文に発表した。さらに、糖尿病患者における合併症の評価方法に関する検討、DPP-4阻害薬を服用中の糖尿病患者におけるαグルコシダーゼ阻害薬追加の効果に関する検討、高血圧患者におけるアンギオテンシン受容体拮抗薬の降圧効果に関する検討もあわせて行い、動脈硬化のリスク因子の包括的管理に関連した、実臨床に直結する提案として英文論文に発表した。最終目標である新たなリスクモデルの構築に向けて、リスク解析における統計学的再考を行う過程で、各種モデルの持つ問題点・限界がより一層明らかとなった。さらにその過程で得られた知見自体が臨床上重要な報告として論文発表につながっている。最終目標である、動脈硬化性疾患のリスクモデルの構築には至らなかったが、データベースの構築、管理も順調に進み、また、データベースを用いながらリスクモデルに関する統計学的な再考を進めていく過程で、各種リスクモデルの持つ問題点・限界がより一層明らかとなった。さらに、その過程で得られた知見自体が臨床的にも大変重要な報告として論文発表につながっており、今年度すでに9本の英語論文を発表している。(6本が印刷済み、3本が印刷中。いずれも査読あり。)各種統計学的モデルの持つ問題点、限界についてさらに検討を加え、リスクモデルの改良につなげていく。また構築しつつある重症虚血肢のデータベースを用いてリスク解析を行い、予後関連因子の同定を行う。最終目標である、動脈硬化性疾患のリスクモデルの構築に同けて、引き続き、テータベースの構築・管理、解析を進めていく。
表皮角化細胞における受容体〜G蛋白質〜adenylate cyclase系の研究

ブタ皮膚に対するstripping処理やphorbol esterであるPMA(TPA)の塗布は表皮の増殖亢進を引き起こし、尋常性乾癬表皮に類似した状態にすることができる。今回、ブタ皮膚にstripping処理またはstripping処理後にPMAを塗布し、経時的にアデニレートシクラーゼの反応性とG蛋白質の半定量的解析を行なった。1 Stripping処理、Strippint+PMA塗布ブタ表皮では、36、48時間後でコントロールに比べコレラ毒素によるGsのADP-リボシル化の増加を認めた。StrippingとStrippint+PMAとの比較では後者の方がGsのADP-リボシル化量は増加していたが、96時間後にはGsのADP-リボシル化量はコントロールと同等となった。2同様の処理36時間後において百日咳毒素によるGiのADP-リボシル化の増加を認めた。Stripping処理とStripping+PMA処理群との間にGiのADP-リボシル化量に差は認められなかった。3 Immunoblotによる検討では蛋白レベルでいずれの処理においても経時的にGs,Giともに変化は認めなかった。4 Stripping、Stripping+PMA処理後36、48時間の豚表皮では、エビネフリン刺激によってcAMPの有意な増加を認めた。96時間後ではコントロールと有意差は認められなかった。5同様の処理後、36時間の豚表皮ではコレラ毒素およびフォルスコリン刺激により、cAMPの有意な増加を認めまたが、Stripping、Stripping+PMA処理の間では有意差は認めなかった。以上の結果はStripping処理、Stripping+PMA塗布後3648時間後のブタ表皮は尋常性乾癬表皮におけるG蛋白質の半定量解析と同様の結果であったが、アデニレートシクラーゼの反応性については一致しない結果であった。
光受容蛋白質の機能多様性とそれを生み出す分子特性の分子生理学・生化学的解析

本研究課題では、動物の視覚などを担う「普通」のロドプシンおよびその類似タンパク質(以下ロドプシン類と呼ぶ)とは正反対の全トランス型から11シス型への発色団レチナールの異性化反応を起こすロドプシン類であるペロプシンやレチノクロムが機能発現する際に必要な分子メカニズムが、「普通」のロドプシンとどのように異なるのか(似ているのか)を明らかにすることを目指して、研究を行っている。前年度までの研究から、通常のロドプシン類を調製する条件(界面活性剤で可溶化)では、ペロプシン・レチノクロムの性質が大きく変化してしまうことが明らかになっていた。また前年度までにグリセリンを添加することにより界面活性剤の影響を緩和できることもわかっていた。そこで今年度は、主にレチノクロムを用いて、グリセリンを添加した試料あるいは、脂質存在下で界面活性剤を除去し、脂質小胞(リポソーム)に再構成した試料を用いて、機能発現メカニズムを解析した。「普通」のロドプシン類を用いた実験では、6番目の膜貫通ヘリックスの特定の部位に蛍光プローブを導入し、その蛍光特性を光受容(レチナールの光異性化)前後で測定することにより、それらの機能発現メカニズムを解析することができる。そこで、レチノクロムについて6番目の膜貫通ヘリックスの同じ位置に蛍光プローブを導入したタンパク質を調製し、それらの蛍光特性をグリセリン添加条件、リポソーム再構成条件の2つの条件で測定した。その結果、レチノクロムでは「普通」のロドプシン類が光を受容する際に見られるような蛍光特性の変化が見られなかった。この結果は、少なくともレチノクロムが光を受容する際には、「普通」のロドプシン類とは異なるメカニズムで機能が発現することを示唆している。視覚など、動物における多くの光受容において、ロドプシンおよびその類似タンパク質(以後ロドプシン類と呼ぶ)が、光受容の「入口」を担っている。多くのロドプシン類は、発色団レチナールの11シス型から全トランス型に光異性化することに伴い、細胞内のGタンパク質を活性化することで、光シグナルを伝達する。ところが申請者は、ペロプシンというロドプシン類は、試験管内ではレチナールの全トランス型から11シス型への光異性化に伴いGタンパク質を活性化できることを見いだした。このことは、ペロプシンが、「普通の」ロドプシン類とは正反対の異性化反応によって、光シグナル伝達を担うことを示唆していた。今年度は、ペロプシンが光シグナル伝達を担うメカニズムを解明するために、光受容に伴いペロプシンに起こる構造変化を分光学的に解析することを試みた。まず、構造変化を解析するために充分なペロプシン試料を得るための、大量発現・精製系を確立した。その結果、ロドプシン類のなかで最も大量に試料調製できるウシロドプシンの半分程度の収量を得ることができた。また、ペロプシンにおける構造変化の比較対象となる、「普通の」ロドプシン類の構造変化を解析することにも成功した。具体的には、2種類の「普通の」ロドプシン類(ウシロドプシン、パラピノプシン)の特定のアミノ酸残基を蛍光標識し、その蛍光特性の解析から、両ロドプシン類において、5番目、6番目の膜貫通ヘリックスの相対的な配置が、光受容に伴い変化することを見出した。視覚など、動物における多くの光受容において。ロドプシンおよびその類似タンパク質(以後ロドプシン類と呼ぶ)が、光受容の「入口」を担っている。多くのロドプシン類は、発色団レチナールの11シス型から全トランス型への光異性化に伴ってGタンパク質を活性化するが、ペロプシンというロドプシン類は、レチナールの全トランス型から11シス型への光異性化に伴いGタンパク質を活性化する。本年度は、「普通の」ロドプシン類とは逆の異性化反応を伴って機能するペロプシンと、同じく逆向きの光異性化反応を起こすがGタンパク質を活性化しないレチノクロムについて、蛍光標識を導入し、光受容に伴う蛍光スペクトルの変化から構造変化を解析し、その結果を「普通の」ロドプシン類と比較することに取り組んだ。1.ペロプシン:蛍光標識を導入する部位にシステイン残基を導入し、また非特異的に蛍光標識される内在のシステイン残基を他の残基に置換して、ペロプシンを部位特異的に蛍光標識した。そして、「普通の」ロドプシン類が光受容する際に構造変化を起こす、6番目の膜貫通ヘリックスの部位を蛍光標識した。導入した蛍光標識由来の蛍光スペクトルを光受容前後で比較した結果、ペロプシンでは「普通の」ロドプシンとは異なり、光受容に伴う変化が見られなかった。2.レチノクロム:上述のペロプシンの解析と同様の解析をレチノクロムについて行った結果、レチノクロムにおいても、光受容に伴う蛍光スペクトルの変化が見られなかった。以上の結果は、ペロプシンやレチノクロムでは光受容に伴い、「普通の」ロドプシンとは異なる構造変化が起きることを示唆していた。

本研究課題では、動物の視覚などを担う「普通」のロドプシンおよびその類似タンパク質(以下ロドプシン類と呼ぶ)とは正反対の全トランス型から11シス型への発色団レチナールの異性化反応を起こすロドプシン類であるペロプシンやレチノクロムが機能発現する際に必要な分子メカニズムが、「普通」のロドプシンとどのように異なるのか(似ているのか)を明らかにすることを目指して、研究を行っている。前年度までの研究から、通常のロドプシン類を調製する条件(界面活性剤で可溶化)では、ペロプシン・レチノクロムの性質が大きく変化してしまうことが明らかになっていた。また前年度までにグリセリンを添加することにより界面活性剤の影響を緩和できることもわかっていた。そこで今年度は、主にレチノクロムを用いて、グリセリンを添加した試料あるいは、脂質存在下で界面活性剤を除去し、脂質小胞(リポソーム)に再構成した試料を用いて、機能発現メカニズムを解析した。「普通」のロドプシン類を用いた実験では、6番目の膜貫通ヘリックスの特定の部位に蛍光プローブを導入し、その蛍光特性を光受容(レチナールの光異性化)前後で測定することにより、それらの機能発現メカニズムを解析することができる。そこで、レチノクロムについて6番目の膜貫通ヘリックスの同じ位置に蛍光プローブを導入したタンパク質を調製し、それらの蛍光特性をグリセリン添加条件、リポソーム再構成条件の2つの条件で測定した。その結果、レチノクロムでは「普通」のロドプシン類が光を受容する際に見られるような蛍光特性の変化が見られなかった。この結果は、少なくともレチノクロムが光を受容する際には、「普通」のロドプシン類とは異なるメカニズムで機能が発現することを示唆している。
大規模ゲノムリソースを利用したドーパミン神経変性疾患の分子メカニズム解明

パーキンソン病(PD)は運動症状に加え認知症などの非運動症状もしばしば併発し、その1つとして色覚異常が指摘されている。網膜には5種類の神経細胞があり、その全てにドーパミンが作用する。近年、網膜における菲薄化やαシヌクレインの蓄積がPDの早期バイオマーカーとなる可能性が臨床的・病理学的観察から示されているが分子遺伝学的な報告は無い。本研究ではPDと網膜色素変性症(RP)を合併する濃厚な家系を6家系について原因遺伝子を同定すると共に、PDとRPの遺伝的相互作用、さらには分子病態機能を明らかにするためにiPS細胞を使い脳と網膜の特徴を有するドーパミン神経細胞分化法を開発する。