hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属間共同効果を基盤とした触媒反応の創製

一連のヘテロ二核アルキル(またはヒドリド、アリル、カルベン)白金及びパラジウム錯体を合成した。パラジウム(0)錯体を触媒とするアルケン挿入に不活性なヒドリド錯体へのオレフィン類のMarkovnikov型挿入反応を見出し、この反応は用いる三級ホスフィン配位子の立体因子に大きく依存した。アリル白金-コバルト二核錯体では、分子内での(E)選択的な動的挙動および(E)優先的還元的脱離が進行した。この特異な化学反応性は(E)体の生成物の熱力学安定性に依存した。複数の金属を含む触媒系が多くの有用な工業的分子変換反応や精密有機合成に用いられている。これらの反応は、遷移金属間に働く共同効果を基盤としていると考えられるが、その発現理由はほとんど分かっていない。本研究では、不均一系触媒の固体触媒で知られている遷移金属間共同効果と均一系触媒や有機金属錯体で得られる分子レベルでの知識を融合し、新しいヘテロ多核有機遷移金属錯体を合成し、分子変換に関連した重要な素反応を明らかにするとともに、これらを基盤とした新しい分子変換反応を構築することが目的である。本研究では、種々の遷移金属間結合を持つ有機ヘテロ二核錯体を合成し、その安定性や反応性を系統的に明らかにすることにより、金属間共同効果の本質を明らかにするとともに、これらの新しい概念を基盤とした新規触媒系の構築を行う。(1)パラジウム-コバルト二核錯体によるアジリジン誘導体と一酸化炭素の共重合反応パラジウム-コバルト二核錯体L_2RPd-Co(CO)_4を触媒として、炭素上および窒素上に置換基を有するアジリジン誘導体と一酸化炭素の共重合反応を行った。また、パラジウム上の配位子(L_2,R)の本反応における活性や選択性に与える影響を検討した。また、パラジウム-コバルト二核錯体L_2RPd-Co(CO)_4とアジリジン類の当量反応を行うことにより、本共重合反応の知見を得た。その結果、本触媒反応は、L_2RPd-Co(CO)_4とアジリジン類との反応によるパラジウム-コバルト結合のイオン的な切断によるイオン性錯体[PdR(NHCH_2CH_2-κ-N)L_2]^+[Co(CO)_4]^-の生成を経て、進行していることが示唆された。(2)η^1,η^2-アリル基を含む有機白金-パラジウムおよびコバルトヘテロ二核錯体の合成と反応dppeを配位子とする0価の白金錯体とアリルパラジウム錯体やコバルト錯体との反応により、対応するアリル錯体を得た。これらの錯体の分子構造を、単結晶X線構造解析により明らかにした。その結果、この錯体(dppe)(η^1,η^2-RCH=CHCH_2)Pt-M'L_n(M'L_n=PdCp,Co(CO)_4)ではアリル基が白金にη^1、パラジウムにη^2結合することにより、金属結合間にη^1,η^2架橋配位した二核錯体であることを見出した。白金(0)錯体pt(η^2-CH_2=CHPh)(dppe)(1)とシンナミルマンガン錯体Mn(η^3-C_3H_4Ph)(CO)_4(2)との反応を約-40°C、トルエン中で行い、シンナミル白金-マンガン二核錯体(dppe)(μ-η^1 : η^2-PhCH=CHCH_2)Pt-Mn(CO)_4(3)を合成し、各種NMR、IR、単結晶X線構造解析等により同定した。また、温度可変^1H及び^<31>P{^1H}NMRでは動的挙動が観測され、これは白金上での還元的脱離により生じたシンナミルマンガン種が白金に配位したまま回転しているためと推定した。錯体3はC_6D_6中常温でゆっくりと分解し、錯体2を与えた(45%/13h)。また、同条件下で錯体3にアクリロニトリルを加えると、瞬時に還元的脱離が進行し、Pt(η^2-CH_2=CHCN)(dppe)(4)と錯体2が生成した。また、スチレンを添加した場合には、対応するμ-η^1 : η^2-シンナミル白金-コバルト錯体では還元的脱離が全く進行しなかったのに対して、錯体3では、Pt(η^2-CH_2=CHPh)(dppe)(5)と錯体2が生成した。また、この反応が平衡反応であることも明らかとなった。ターミナル型のカルベン配位子をもつ白金上に有する新規なヘテロ

二核錯体(Ph_3P)Cl(Me_2NHC)Pt-M'L'_n(M'L'_n=Co(CO)_4, Mn(CO)_5, MoCp(CO)_3, FeCp(CO)_2)及び(L)Cl{(PhCH_2)YC}Pt-M'L'_n(M'L'_n=Co(CO)_4,L=PMe_2Ph:Y=OEt, OMe,O^iPr, NPh_2; M'L'_n=Co(CO)_4, L=PPh_3: Y=OEt; M'L'_n=Mn(CO)_5, L=PMe_2Ph: Y=OEt)を、対応する白金単核錯体とアート型錯体とのメタセシス反応により合成した。これらの錯体は、再結晶などにより生成し、NMR,IR,元素分析などにより同定した。またX線構造解析によりその分子構造を明らかにした。また、(L)Cl{(PhCH_2)YC}Pt-M'L'_nは、アミンとの反応より、対応する架橋型アルケニル錯体L(CO)(μ-Ph HC=YC)Pt-M'L'_<n-1>が生成した。モリブデン錯体においては、モリブデンアニオンが塩基として機能し、直接架橋アルケニル型錯体を直接与えた。この錯体は、立体障害のためE体が主であった。対応する単核錯体はZ体が安定であり、アルケニル基のCHアゴスチック相互作用が擬された。これらの結果は、DFT計算によっても指示された。ターミナル型のカルベン配位子をもつ白金上に有するヘテロ二核錯体は、アジリジンやチエタンと反応し配位錯体を生成した。これらの白金-コバルト錯体は一酸化炭素とアジリジンの共重合触媒になることが分かった。また、チエタンのカルボニル化によるチオラクトン生成の触媒になることが分かった。これらの触媒活性は対応するアルキル錯体よりも低かった。
ランゲルハンス細胞の遊走因子の解析

(1)感作リンパ節由来のLC遊走因子の検出リンパ節細胞が産生するランゲルハンス細胞遊走因子の産生機構を解析するためボイデンチェンバ変法・を用いてマウスLCの感作リンパ節細胞培養上清中の遊走因子を解析してきた。その結果、TNCBでマウス経皮感作24時間後のリンパ節上清中にその因子が最も多く含まれていること、HPLCによる解析で上清中のLCの遊走因子は分子量が45-68Kdであり抗TNF-α抗体、抗GM-CSF抗体でそのLCの遊走活性を阻止できないことが判った。以上のことよりリンパ節細胞由来の分子量が45-68KdのTNF-αや、GM-CFS以外のサイトカインが表皮からリンパ節に誘導する可能性が示唆された。(2)マウスLC遊走能を経時的に位相差顕微鏡にて検討さらに、このLCの遊走因子を解析するためより簡便な遊走能を測定する方法を得るため、ボイデンチェンバーを通過した細胞を位相差顕微鏡で観察したところ形態学的に樹状な細胞の93%以上がla陽性のLCであることが証明された。ボイデンチェンバーを通過するLCを光学顕微鏡で観察する簡便な方法で現在リンパ節細胞培養上清中のマウスLC遊走因子を解析した。その結果、TNF-α,RANTES,MCP-1がLCに対して強い遊走活性があることが明らかにされた。つまり、感作リンパ節由来のLCの遊走活性のある蛋白がコレラのサイトカインのどれかである可能性が示唆された。(3)ヒトLCの遊走抑制因子の検討ヒトランゲルハンス細胞の遊走能をTh1,Th2タイプのサイトカインとともに培養して、ボイデンチェンバー変法でLCの遊走能の調節機構を解析した。GM-CSF,TNF-αは明らかにLCの遊走誘導因子として作用することが判った。一方、IL-4は明らかにLCの結う雄能を抑制することが認められた。この抑制はIL-4に対するモノク-ロナル抗体で抑制されIL-4が10・100ng/mlの濃度で最も強く作用したまた、IL-4はLCのランダムミグレーションのみならずGM-CSF,TNF-αへの遊走も抑制した。さらにこのIL-4によるLCの遊走能抑制のメカニズムを解析中するためにLC上の各種の接着分子、TNF-αreceptorの発現レベルをFACSで解析した。その結果、IL-4は、LC上のICAM-1,LFA-3の発現レベルを抑制しTNF-αreceptor-IIの発現も抑制することが判った。

本年度はランゲルハンス細胞遊走因子の解析を行なうため、大量のサンプルを得る目的にてケラチノサイト、3T3線維芽細胞などの皮膚由来細胞、T細胞、B細胞マクロファージのそれぞれの細胞株を用いて無刺激、およびハプテン添加によるランゲルハンス細胞遊走因子の産生の有無につき検討したが、有意の産生所見は得られなかった。現在ハプテン塗布マウスリンパ節より得た細胞により解析を行なっているが、来年度はさらに血管内皮細胞などの細胞株を用いて同様の実験を行なうXとともに、サイクロフォスファミド処置などの操作を加えることにより大量かつ高力価の因子を用いて分子量、アミノ酸配列を決定する予定である。ランゲルハンス細胞の遊走能を解析する目的でボイデンチェンバー法を用いてX検討を行なってきたが、さらに操作を簡便にする目的で位相差顕微鏡を用いて遊走細胞を行なった。この方法ではランゲルハンス細胞は表面にViliを持つDendriticな細胞として観察され、ボイデンチェンバー法とほぼ同様の成績を得たXことより今後は本法を用いてもスクリーニングを行なう予定である。なお、問題となるThy.1陽性細胞や陽性細胞は遊走細胞に占める割合は非常に少なく、無視出来るものと考えられた。リンパ節細胞が産生するランゲルハンス細胞遊走因子の産生機構を解析するためボイデンチェンバ法-を用いてマウスLCの感作リンパ節細胞培養上清中の遊走因子を解析してきた。その結果、TNCBでマウス経皮感作後24時間目のリンパ節上清中に最も多く含まれていること、HPLCによる解析で上清中のLCのケモアトラクタントは分子量が45-68Kdであり抗TNF-α抗体、抗GM-CSF抗体で活性を阻止できないことが判った。また、ICAM-1,LFA-1にたいするモノクローナル抗体で一部の活性が抑制された。さらに、このLC遊走因子を解析するためより簡便な遊走能を測定する方法を得るため、ボイデンチェンバーを通過した細胞を位相差顕微鏡で観察したところ形態学的に樹状な細胞の93%以上がIa陽性のLCであることが証明された。ボイデンチェンバーを通過するLCを光学顕微鏡で観察する簡便な方法で現在リンパ節細胞培養上清中のマウスLC遊走因子を解析中である。、LCは表皮由来のGM-CSF,TNF-αなどのサイトカインにより遊走が誘導されるだけでなくTh1,Th2などの浸潤Tリンパ球由来のサイトカインの調節設ける可能性がある。そこでヒトランゲルハンス細胞の遊走能をTh1,Th2タイプのサイトカインを用いてボイデンチェンバー法で解析した。GM-CSF,TNF-αは明らかにLCのケモアトラクタントとして作用することが判った。IFN-γ,IL-2,IL-10はLCの遊走能に関しては何ら影響を与えなかった。しかし,IL-4は明らかにLCの遊走能を抑制することが認められた。この抑制はIL-4に対するモノクローナル抗体で抑制されIL-4が10-100ng/mlの濃度で最も強く作用した。また、IL-4はLCのランダムミグレーションのみならずGM-CSF,TNF-αへの遊走も抑制した。最近、IL-4はIL-10とともに接触アレルギーを抑制することが知られているがそのメカニズムの一つがLCのリンパ節への遊走を抑制するためである可能性が示唆された。現在このIL-4によるLCの遊走能抑制のメカニズムを解析中である。(1)感作リンパ節田米のLC遊走因子の検出リンパ節細胞が産生するランゲルハンス細胞遊走因子の産生機構を解析するためボイデンチェンバ変法-を用いてマウスLCの感作リンパ節細胞培養上清中の遊走因子を解析してきた。その結果、TNCBでマウス経皮
木造住宅の床衝撃音改良に関する研究

木造住宅の質の向上という社会の要請を踏まえて、在来工法における床衝撃音を改良するため、床や天井の構成と材料、遮音板の設置など、床-天井系の防音システムに関し実験的に検討した。音源として、タッピングマシン(軽量床衝撃音源)、タイヤ落下(重量床衝撃音源)、素足歩行音源およびハイヒール履き歩行音源の4種類であるが、タッピングマシンおよびタイヤ落下はJISに従った。木造床組は根太床およびストレスト・スキン・パネル床の2種類とし、床仕上げ材料には合板、パーティクルボード等の木質材料、たたみ、ニードルパンチカーペット、塩化ビニルシートを用いた。浮床緩衝材料にはゴム、グラスウール、ロックウール、T級インショレーションボードなどであり、遮音層には硬質木片セメント板を主として用いた。天井材料には合板、木粉+塩化ビニルの整形板、石こうボード、石こうボード+ロックウール板の2重貼りであり、床-天井系の材料と工法を組合せて約330条件について、防音床工法の最適条件を追究した。その結果、1)床衝撃音レベルのオーバーオール値のLA(A特性)とLc(C特性)の関係はタッピングマシンおよび素足歩行音源については正の1次の回帰式が成立する。2)床衝撃音レベルの改善量は床下の面密度に比例する。3)タッピングマシンの場合、天井取付けで周波数によって525dBも床衝撃音を低減させ、浮床または遮音層の取付けで1035dBを、さらに浮床+遮音層+防音天井にすることによって床衝撃音レベルを1240dBも低減させることが出来た。4)タイヤおよび素足歩行の音源については床衝撃音レベルが216dB(タイヤ),525dB(素足歩行)となり、床衝撃音の改善が出来た。5)音と振動の関係から音の放射係数を決定した。大約ベラネックの式に従い、床衝撃音レベルの予測手法について検討した。
円偏光した軌道放射X線による強磁性金属の磁気コンプトンプロファイルの研究

Exchangeーcorrelationポテンシャルを一体の有効ポテンシャルで置き換えるバンド理論は、どこまで正しく電子構造の情報を与えてくれるか、また、さまざまな手法がバンド構造の計算で駆使されているが、その計算精度はどれほどであろうか。そうしたバンド構造の計算の近似の良否に評価を与えるひとつの実験が、当研究対象の磁気コンプトンプロファイル法である。この実験の特色は、X線のコンプトン散乱微分断面積が、X線が円偏光している際には、電子スピンの向きに依存することを利用して、強磁性体中の磁性電子のみの運動量分布が測定されるところにある。円偏光X線光源として、KEKーARリングのNE1ビ-ムラインに設置されたEliptical Multipole Wigglerを利用し、60keV,円偏光度0.7,試料上光子数約10^<11>photons/secのX線を得た。Fe+3%Si単結晶の<100>,<110>,<111>方位、Ni単結晶の<100>,<110>,<111>方位の磁気コンプトンプロファイルを、極めて高い統計精度で測定することに成功した。実験と平行として、Fullーpotential limearlized AugumentedーPlaneーWave(FLAPW)法によるバンド構造の数値計算を東大大型計算機センタ-を利用して行い、従来のバンド計算では説明しえなかった磁気コンプトンプロファイル(Fe,Ni)の詳細を見事に再現した。一致の得られた理由は従来のバンド構造の計算での運動量表示の波動関数を、より大きな運動量成分まで取り入れて展開したことによることが明らかとなった。このことから、従来懸念されていたことに反し、Fe,Niの磁性電子の運動量分布(コンプトンプロファイル)に対して、一電子近似に基づくバンド理論は有効であることが実証された。なお当研究成果の一部は1989年8月に米国のゴルドン会議(Xーray Physics)において招待講演した。
自己潤滑生をもつWC-Co超硬合金の放電焼結

WC-Co系超硬合金の製造手法として、16231723K程度の高温中に6ks間ていど圧粉体を保持する真空焼結法が用いられている。しかし、固体潤滑剤であるMoS_2を真空中で加熱するとMo_2S_3等の低級硫化物を生成するため、従来の焼結法によって自己潤滑性を有するMoS_2含有のWC-Co合金を作製することは極めて困難である。そこで、放電焼結法をMoS_2添加(020vol.%)のWC-22mol%Co合金の製造に適応し、その時のプロセス因子を制御することにより焼結体の組織をも制御しつつ、得られた焼結体の機械的特性を調べることを目的とした。放電焼結法では、連続通電における初期の焼結速度がホットプレス法などに比べて非常に速く、MoS_2の熱分解が開始する温度において既に高密度の焼結体が得られているため、MoS_2が気相反応に関与せず焼結体中に残留した。なお、連続通電中のプロセス因子の制御によりMoS_2の添加量、粒径、分布状況の異なった真密度に近い焼結体を得ることができた。得られた焼結体を用いて、硬度測定、シャルピー衝撃試験およびリング(相手材)-オン-ディスク(試料)形式による摩耗試験を行なった。ここで、摩耗試験における相手材はWC-22Co焼結材およびSUS304溶製材であり、試料は020vol.%のMoS_2を添加した超硬合金の放電焼結材である。焼結体の硬度とシャルピー衝撃値はMoS_2量と共に減少した。なお,その減少率は05vol.%MoS_2の領域で最も顕著であった。また、摩耗特性は試料の硬度、潤滑性(特にMoS_2の存在)さらに焼結状態に依存して変化した。相手材によらず動摩擦係数はMoS_2量の増加と共に減少し、特に、その低下率は初期摩耗時において顕著であった。試料の継手減量はMoS_2量の増加と共に増加し、相手材の摩耗減量はMoS_2量の増加と共に減少の傾向を示した。
扁桃胚中心の細胞動態-特にApoptosisについて

平成7年度の科学研究費補助金の援助で扁桃に関する研究をおこなったので以下報告する。研究目的:近年、生体の細胞は自分を殺す自殺機構、即ちアポトーシスと云う現象の存在が明らかになった。この現象は生体にとって不用となった細胞を除去し、生体の維持を保持するばかりでなく、個体発生、免疫機能や発癌などに関与すると考えられている。従来より扁桃の胚中心は細胞の産生と共にその死滅する部位と云われている。胚中心にみられる可染小体(Flemming)は細胞死滅に関与すると考えられていた。今回の研究の目的は(1)扁桃胚中心の可染小体とアポートシスの関係を知ること。(2)アポトーシスによって死滅する胚中心の細胞の種類を知ること。さらに(3)胚中心の生後発達のどの段階でアポトーシスが出現するかを知ることの3つである。研究材料と研究方法:研究材料は手術で得られた摘出ヒト口蓋扁桃と生後発育段階にある家兎の扁桃を用いた。アポトーシスは免疫染色で観察した。研究結果:胚中心の可染小体はアポトーシスの概念で提唱されたアポトーシス小体と同一であり、この出現にはマクロフェージが関与している。(2)胚中心で死滅し、アポトーシス小体を生じる細胞はBリンパ球である。今迄の私共の研究ではBリンパ球は胚中心で発生し、成熟型に分化する所見をえているので、今後は成熟のどの段階のBリンパ球がアポトーシスにおちいるかを検討したい。(3)家兎扁桃の生後発育段階の観察では生直後の扁桃にはアポトーシスがなく、胚中心が完成するにしたがってアポトーシスが出現する。以上の研究結果より胚中心機能とアポトーシス機構との関係について考察をおこなって、発表した。また現在おこなっている研究成果は第97回耳鼻総会(5月)、第9回日本口腔咽頭学会(9月)で報告する予定である。
一細胞解析法を応用した小児腫瘍のCancer fluid biopsyの確立

広島大学に保存された小児腫瘍の初代培養細胞、凍結検体および血漿と、磁気ビーズの細胞濃縮装置にて採取した循環腫瘍細胞を対象にCell free biopsyを行った。一細胞解析でのマス質量分析であるセロミクスではがん幹細胞は嫌気性解糖系が亢進し、ゲノミクスでは遺伝子変異は検出しえた。培養上清、血漿中のマーカー検索として、エクソームから予後関連microRNAを選別した。さらに、遊離DNAを用いた次世代シークエンサーやデジタルPCRで検索では、MYC遺伝子増幅、βカテニン変異などの遺伝子変異の検出も可能であった。低侵襲で、診断、薬剤反応性や再発探索に有用なツールと考えられた。広島大学に保存し、既に病理分類と予後調査が完了した神経芽腫、肝芽腫、腎芽腫のうち、治療前の初代培養にて腫瘍細胞が選別され、凍結病理検体および血漿が同時に保存されている164検体、樹立株24株、腹水・胸水69検体、治療前と経過中の血漿検体約964検体を対象とした。1.腫瘍特異的選別マーカーの検出:質量顕微鏡を用いて、腫瘍の蒸着固定組織を作製し細胞表面の特異的な局在蛋白等同定を試みたが、ほとんどが脂質を含む細胞壁成分であった。2.一細胞解析(セロミクス解析)と一細胞ゲノム解析(ゲノミクス解析):細胞株24株のがん幹細胞分画を用いて細胞1個のレベルでの網羅的蛋白発現を試みたが、ピークが50-60と少なく、再度条件検討を行った。これらに用いた細胞から、一細胞ごとの特徴的な遺伝子変化、遺伝子発現を現有する次世代シークエンサー(NGS)による解析を行い、一細胞内のゲノムの増幅、遺伝子発現レベルの検討が可能となった。3.細胞株上清、血漿中のマーカー検索:細胞の培養上清から、蛋白、遊離DNA,エクソームを採取し、microRNAを中心に検討し、その発現レベルから予後関連microRNAを数個選別した。さらに、血漿中Cell Free DNA(cfDNA)を抽出し、NGSにて変異検出を行なった。βカテニン遺伝子(CTNNB1遺伝子)等の変異は検出できたが、欠失に関しては感度が低く、再度プローブ等を検討をしている。4.Cancerfluid biopsyとして、担癌患者の全血からCD45などの表面マーカーCD45にて造血系細胞を除去し、サイトケラチンを含めたがん幹細胞マーカーを用いてCTC(循環腫瘍細胞)を導入した細胞濃縮装置(IsoFluxxシステム)にて濃縮分離採取して解析した。上記の結果から、Cancer fluid biopsyの有効性を示し、臨床への応用法を検討している。広島大学に保存し、既に病理分類と予後調査が完了した神経芽腫、肝芽腫、腎芽腫を含む約1000例のうち、治療前の初代培養にて腫瘍細胞が選別され、凍結病理検体および血漿が同時に保存されている200検体、樹立株23株を対象にする。また、腹水・胸水80検体、治療前と経過中に採取した血漿検体約2000検体を検討することとして研究を行なっており、一時NGSの機器故障などで研究が少し滞ったが、現在は血漿では1000検体を超える検討ができており、概ね順調に進んできると考えている。広島大学に保存された神経芽腫、肝芽腫、腎芽腫のうち、治療前の初代培養にて腫瘍細胞が選別され、凍結病理検体および血漿が同時に保存されている164検体、樹立株24株、腹水・胸水69検体、治療前と経過中の血漿検体1000検体を対象として検討を行った。1.腫瘍特異的選別マーカーの検出:蒸着固定方法を変更して質量顕微鏡にて細胞表面の特異的な局在蛋白分布検索を施行したが、平成28年度と同様に脂質が主体であった。2.一細胞解析(セロミクス解析)と一細胞ゲノム解析(ゲノミクス解析):細胞1個のレベルでのセロミクスでは分離解析条件を変更したところ、ピークが200以上得られる条件が得られ、細胞株24株に加えて小児がん患者から得ていた初代培養細胞と期間中の循環腫瘍細胞(CTC)の検討を開始した。一細胞ごとの特徴的な遺伝子変化、遺伝子発現を次世代シークエンサー(NGS)によるゲノミクス解析とセロミクスの比較検討が可能となった。3.細胞株上清、血漿中のマーカー検索:細胞の培養上清および血漿から、Cell Free DNA(cfDNA)を抽出し、NGSにて変異検出を行なった。βカテニン(CTNNB1)遺伝子)等の欠失に関しては領域特異的プローブを設計して検討した。さらに、血漿(血清)中のエクソソームを抽出してmicroRNAを採取し、NGSで検索し、その発現レベルの検索を継続した。4. Cancerfluid biopsyとして、12名の担癌患者の全血からCD45などの表面マーカーCD45にて造血系細胞を除去し、GD2やCD44, CD90などがん細胞マーカーを用いてCTC(循環腫瘍細胞)を導入した細胞濃縮装置(IsoFluxxシステム)にて分離採取して、上記の2で解析した。上記の結果から、Cancer fluid biopsyの有効性を示し、臨床への応用法を引き続き検討している。

さらに、平成28年度は、初代培養細胞や循環腫瘍細胞(CTC)の解析を開始し、さらに、腹水・胸水80検体の検討や、治療前と経過中に採取した血漿検体の検討を順次追加して約2000検体の検討を行うことを最終目標として研究を行なっている。平成28年度も、一時、次世代シークエンサー(NGS)の機器不良や質量分析器の分解能低下の問題で進捗が少し滞ったが、現在は血漿では1000検体を超える検討ができており、概ね順調に進んでいると考えている広島大学に保存された神経芽腫、肝芽腫、腎芽腫のうち、治療前の初代培養にて腫瘍細胞、凍結病理検体および治療前と治療中の血漿が保存されている164例、樹立株24株と期間中に血中循環腫瘍細胞(CTC)が得られた23例を対象とした。1.腫瘍表面マーカー検出:質量顕微鏡と走査型電顕の検討では、腫瘍細胞に特徴的な異形成を認めた。2.一細胞解析(セロミクス)と一細胞ゲノム解析(ゲノミクス):細胞株24株のがん幹細胞分画の一細胞解析である程度の分解能のあるピークを得る条件が確定した。この条件で、神経芽腫、腎芽腫、肝芽腫に特徴的な物質を抽出しがん幹細胞は嫌気性解糖系が亢進していた。ゲノミクスでは、一細胞ごとの遺伝子変異については検出可能であり、CTCの識別に有用な測定系が確立された。遺伝子発現は、アライメントは低いが特徴的な発現パターンを見出せた。3.細胞株上清、血漿中のマーカー検索:培養上清と血漿中エクソームから予後関連microRNAを数個選別した。さらに、血漿中Cell Free DNA(cfDNA)を抽出し、次世代シークエンサーにて変異検出を行なった。βカテニン遺伝子等の変異は検出可能で、欠失に関してもロングPCRを用いた測定系でほぼ検出可能となった。4.Cancerfluid biopsyとして、担癌患者24例の全血から表面マーカーCD45にて造血系細胞を除去し、CTCを導入した細胞濃縮装置(IsoFluxxシステム)にて濃縮分離採取した。セロミクスでは神経芽腫、腎芽腫、リンパ腫はPCA解析で分別可能で、ゲノミクスとともに侵襲の少ない診断ツールであり、薬剤反応性や再発探索にも有用なツールとなることが示唆された。がん幹細胞と関連した解糖系酵素のビークをCTCにて検討した結果、再発例や難治例でピークが検出され、これらは悪性度や治療抵抗性の指標となることが示された。広島大学に保存された小児腫瘍の初代培養細胞、凍結検体および血漿と、磁気ビーズの細胞濃縮装置にて採取した循環腫瘍細胞を対象にCell free biopsyを行った。一細胞解析でのマス質量分析であるセロミクスではがん幹細胞は嫌気性解糖系が亢進し、ゲノミクスでは遺伝子変異は検出しえた。培養上清、血漿中のマーカー検索として、エクソームから予後関連microRNAを選別した。さらに、遊離DNAを用いた次世代シークエンサーやデジタルPCRで検索では、MYC遺伝子増幅、βカテニン変異などの遺伝子変異の検出も可能であった。低侵襲で、診断、薬剤反応性や再発探索に有用なツールと考えられた。平成28年度以降は、広島大学に現有検体を中心に検索し、前臨床試験段階の検討を行なう。また、必要に応じてバイオバンクなどの腫瘍バンクからの供給を依頼する。1.一細胞解析(セロミクス・ゲノミクス解析):によるバイオマーカーの確定:質量顕微鏡を用いた検索を計測し、さらに初代分離細胞の質量分析解析およぶNGS解析から、腫瘍別の診断マーカーあるいは個体別の経過観察のマーカーを確定する。
ガンに伴う悪液質に対する低強度・高強度運動の萎縮予防効果の検証

本研究では、分子生物的手法により悪液質に伴う骨格筋の筋萎縮を捉え、TNF-α等のレギュレータとなる主要因子であるサイトカインや筋特異的なプロテアソーム系の発現について検証した。また、運動による悪液質に伴う筋萎縮の予防についても検証を行い、悪液質に対する運動を提案することを目的としている。悪液質の骨格筋では、TNF-αの増加が観察され、Atrogin-1の発現も増加した。一方、運動はTNF-αを抑制し、Atrogin-1の発現も低下させた。また、筋線維代謝も低下したが、運動により代謝の低下を予防できた。一方、運動によるIL-6の発現は観察されなかった。本研究で使用した中等度の運動は、IL-6等のマイオカインの発現は観察されなかったが、悪液質による炎症性サイトカインの増加に伴う筋萎縮を予防することができた。これらの結果からガンに伴う悪液質は、進行性の異化亢進にともなう全身性機能低下であり、運動は全身調整や全身性機能低下を予防するために推奨できるツールと考えられる。ガン等による悪液質は、細胞レベルにおける代謝異常を生じ、骨格筋では収縮タンパク質を減少させるため、筋断面積が縮小し、筋力や筋持久力の低下を引き起こし、廃用症候群をきたしやすい。この機序にはTNF-α等のサイトカインが関与しているが、異化反応、特にユビキチンプロテアソームの活動を惹起するリガンドとして作用する。そこで、本研究では、分子生物的手法により悪液質に伴う骨格筋の筋萎縮を捉え、TNF-α等のレギュレータとなる主要因子であるサイトカインや筋特異的なプロテアソーム系の発現について検証した。悪液質では、TNF-αの増加が観察され、Atrogin-1の発現も増加した。また、筋線維代謝は悪液質により低下をするが、運動により代謝の低下を予防できた。悪液質に対して高強度の運動は適していないと報告されているが、本研究で使用した中等度の運動は、IL-6等のマイオカインの発現は観察されなかったが、悪液質による炎症性サイトカインの増加に伴う筋萎縮を予防することができた。本研究では、ガンによる悪液質を予防するための至適運動の開発、その運動効果と作用機序を解明することが目的である。特に運動による炎症性サイトカイン(腫瘍壊死因子(TNF-α)、IL-6)の変化に焦点をあて、ガンで誘導される因子、骨格筋萎縮の調節因子(筋特異的ユビキチンプロテアソーム系)、その他、レギュレータとなる主要因子を分子生物学的に解析し、ガンの悪液質に対する運動療法の効果を検証する。本年度は、筋萎縮に対する運動の効果検証する実験を行い、TNF-αやIL-6の変化について検証を行った。同時に悪液質のモデルとして、リポ多糖(LPS)を用いたモデルで運動の効果の検証や、Colon-26Adenocarcinoma細胞移植のための細胞培養を行った。特に筋萎縮に対する運動がTNF-αの減少を誘導し、プロテアソームのレギュレータとなる骨格筋特異的リガーゼAtrogin-1の低下も観察された。この研究の成果については、国際英文紙に投稿を行った。筋萎縮における炎症性サイトカインのTNF-αが、筋萎縮のリガンドとなり、筋特異的リガーゼのAtrogin-1活性を上昇させることを検証し、運動がTNF-αを低下させ、Atrogin-1活性を抑制した結果を得た。この結果から、運動がTNF-αを抑制することが検証できたため、リポ多糖(LPS)で悪液質を誘導して、運動がTNF-αを抑制することが可能かを検証した。また、Colon-26Adenocarcinoma細胞の移植によるガンモデルを作成する準備を行った。全体的に計画より少し遅れているが、確実に成果が出ていると考えられる。

運動による効果が検証できているため、特にLPSによる悪液質誘導モデルやColon-26Adenocarcinoma細胞の移植によるガンモデルによる実験を中心に行っていく。また、共同研究者及び大学院生の連携体制も整っているために、共同研究者及び大学院生の協同により研究を推進していく。LPSによる悪液質誘導モデルやColon-26Adenocarcinoma細胞の移植によるガンモデルの作成、バイオマーカーとして、TNF-α、Atrogin-1等の因子の分析を中心に研究費を使用する。また、得られた結果を公表するための発表費として使用する。
高大接続を促す文理融合型カリキュラムの開発と評価に関する日韓共同研究

本研究は、韓国の研究者ならびに韓国の高校と共同で授業開発を行い、日韓両国、さらにはアジア地域内に通用する高大接続カリキュラムを作り上げることにより、その結果新しい文理融合型モデルとして各学校にフィードバックすることを目指す。つまり、日本側からみても国内にとどまらず外国(韓国)での実践を通して改善された個々の授業案の蓄積により、日本における新しい人材育成推進に貢献することが期待される。
スピン正20面体結晶の構造と磁性に関する研究

スピン正20面体は、その特徴的な幾何学的性質に由来するフラストレート系として、巨大磁気熱量効果を始め特異な物性の発現が期待されている。本申請者らはスピン正20面体からなる結晶において初めて強磁性(傾角強磁性)を発見している。そのような背景のもと、本研究では、世界に先駆けて、1結晶中の強磁性スピン正20面体の属性を解明すること、及び、2その制御法を確立することを目的として研究を行った。具体的な研究内容としては、1.スピン正20面体結晶の構造決定、2、スピン正20面体のスピン配列の決定、3.スピン正20面体の磁性制御法の確立、を行うこととした。1に関しては、Au-Al-(Gd,Tb)系スピン正20面体結晶の単結晶構造解析を行い、構造決定に成功した。その結果、磁性原子は単位胞の原点と体心位置にある正20面体の頂点に存在すること、及び、それ以外の位置には存在していないことが判明した。2に関しては、東北大学の佐藤卓教授との共同研究として、オーストラリアのANSTOにおいてAu-Al-Tb系スピン正20面体結晶の粉末中性子回折実験を行い、磁気ブラッグ回折の取得に成功した。1で得られた結晶構造を初期構造モデルとして磁気構造解析を行い、磁気構造の決定に成功した。3に関しては、数多くの合金系でスピン正20面体結晶を作製し、その基底磁気状態が平均価電子数のみで良く整理されることを見い出し、また、スピングラス、強磁性、反強磁性相の存在域を解明するとともに、磁性制御法を確立した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。スピン正20面体はその特徴的な幾何学的性質に由来するフラストレート系として巨大磁気熱量効果をはじめ特異な物性の発現が期待されている。本研究は世界に先駆けて1結晶中の強磁性スピン正20面体の属性を解明すること、及び2その制御法を確立することを目的とし“クラスター磁性の"概念の創成を目指す研究である。昨年度における研究はスピン正20面体多結晶の作製と単結晶構造解析による構造決定を目的とした。合金系としてAu-(Al,Ga,In,Si,Ge,Sn)-R(希土類)を選択し、以下の手順で試料作製を試みた。まず、所定の仕込み組成で高純度原料を秤量した後、アルゴン雰囲気下でアーク溶解を行った。その後各試料について構造均質化のための熱処理を施し単相化を図った。作製した試料について粉末X線解析測定及びSEM-EDS分析による評価を行ったところAu-(Al,Ga)-(La,Ce,Nd,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)の合金においてスピン正20面体単相が得られることが明らかとなった。これらの試料は広い単相領域を有し、格子定数の変化が見られることから、価電子濃度とスピン間距離を連続的に変化させた試料の作製に成功したといえる。また、Au-Al-Gd多結晶試料については液体窒素中で粉砕を行うことで大きさ0.1mm程度の単結晶粒を取り出すことに成功し、単結晶構造解析を行った。4軸X線回折計とCCDカメラを用いて回折像を修得し、構造解析を行った結果、原子座標、占有率、原子変異パラメータを高精度で決定することに成功した。今後、作製した試料について磁化測定・比熱測定を行い、発現する磁性を明らかとすることで、巨視的磁性とクラスターの微視的構造の関係を解明する計画である。昨年度の目標はスピン正20面体多結晶の作製と単結晶構造解析による構造決定であったが、これまでにAu-(Al,Ga)-(La,Ce,Nd,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)という多種に渡るスピン正20面体多結晶試料の作製に成功し、うちAu-Al-Gd多結晶については構造決定にも成功している。作製した試料は幅広い組成域を持ち、磁性を変えうるパラメータである価電子濃度とスピン間距離を連続的に変化させることができることから、スピン正20面体の属性解明及び磁性の制御法の確立という研究目的の実現に十分に足る試料であるといえる。これらの進捗状況から研究は順調に進行していると考えている。本研究は、近年、結晶中で見出されたスピン正20面体の様々な磁気秩序に関して、その制御法、その磁気構造を明らかにし、スピン正20面体の磁性について学理を創出することが目的である。具体的な研究内容は、スピン正20面体結晶の合成およびその磁性評価、結晶構造解析、中性子回折実験および磁気構造決定である。H29年度は、H28年度に発見された反強磁性スピン正20面体結晶の構造解析と中性子回折実験に注力した。構造解析は、GdおよびTbを含む反強磁性スピン正20面体結晶について行い、粉末から単結晶粒をピックアップし、単結晶X線回折測定を通じて構造精密化を行い、構造決定した。これにより、磁気構造決定のための構造モデルが得られた。構造解析の結果、いずれの希土類元素も正20面体の頂点を占有率100%で占有していること、またその他のサイトは非磁性元素で占められていることが判明した。中性子回折実験は、オーストラリアのANSTO中性子施設で実施した。

磁気転移点以下でBCCの対称性を破る位置に磁気ブラッグ反射が発達していく様子が明瞭に観察され、反強磁性秩序を有していることが実証された。また、単位胞の頂点と体心位置にあるスピン20面体が非等価となることで、磁気ブラッグ反射が生じていることが判明した。現在、単結晶構造解析により得られた構造モデルをもとに磁気構造を行っているところであり、大体の構造は解けている状況にある。反強磁性秩序は単純なNeel相でなく、カイラリティーの異なる2種類のスピン20面体が存在する様子が明らかになりつつある。本研究は、固体中のスピン正20面体の磁気秩序を明らかにすること、および、その制御法を確立することを目的としているが、磁気秩序に関してはほぼ解明されつつある。スピン正20面体は、その特徴的な幾何学的性質に由来するフラストレート系として、巨大磁気熱量効果を始め特異な物性の発現が期待されている。本申請者らはスピン正20面体からなる結晶において初めて強磁性(傾角強磁性)を発見している。そのような背景のもと、本研究では、世界に先駆けて、1結晶中の強磁性スピン正20面体の属性を解明すること、及び、2その制御法を確立することを目的として研究を行った。具体的な研究内容としては、1.スピン正20面体結晶の構造決定、2、スピン正20面体のスピン配列の決定、3.スピン正20面体の磁性制御法の確立、を行うこととした。1に関しては、Au-Al-(Gd,Tb)系スピン正20面体結晶の単結晶構造解析を行い、構造決定に成功した。その結果、磁性原子は単位胞の原点と体心位置にある正20面体の頂点に存在すること、及び、それ以外の位置には存在していないことが判明した。2に関しては、東北大学の佐藤卓教授との共同研究として、オーストラリアのANSTOにおいてAu-Al-Tb系スピン正20面体結晶の粉末中性子回折実験を行い、磁気ブラッグ回折の取得に成功した。1で得られた結晶構造を初期構造モデルとして磁気構造解析を行い、磁気構造の決定に成功した。3に関しては、数多くの合金系でスピン正20面体結晶を作製し、その基底磁気状態が平均価電子数のみで良く整理されることを見い出し、また、スピングラス、強磁性、反強磁性相の存在域を解明するとともに、磁性制御法を確立した。昨年度、多種にわたるスピン正20面体多結晶の作製に成功したため、今後はこれらの試料について発現する磁性を明らかとし、磁気構造の解明を行うことで、構造と巨視的磁性の関係を明らかとしていく。発現する磁性については直流・交流磁化測定、比熱測定、電気抵抗測定を行い多角的な情報を得ることで評価を行い、磁気構造については中性子回折実験を行うことで解明を目指す。中性子実験には単結晶試料を用い、ORNL・HFIRに設置された中性子4軸回折計で行う予定である。なお、Au-Al-Gd以外の試料についての単結晶構造解析については今後も継続を計画している。H30年度は、中性子回折データをもとに、スピン正20面体上の反強磁性秩序を解明すること、また、理論家と共同して、反強磁性磁気秩序を再現し得るスピン模型を探索し、スピン間の相互作用の仔細をはじめ、その磁性の起源に迫る予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
微小空間培養システムで長期記憶メカニズムに迫る

シナプス構造長期維持機構の数理モデルを作成しシグナル伝達因子の新規合成を介したネットワーク遷移が長期記憶成立に重要という結果を得た。これにより経験則として知られていた繰り返し刺激による記憶長期化のメカニズムを推定できた。モデルの結果検証の為マイクロコンタクトプリンティング法によるin vivo環境を模した培養.刺激用デバイス、適切な刺激分配の為の電磁バルブ制御用電圧変換.信号分配用制御ボード、各種プログラムを開発し実験系制御に成功した。1.成果:平成22年度は1)長期記憶メカニズムの数理モデル構築,2)長期細胞培養用デバイスの設計の2点を行った.数理モデルは繰り返し刺激によるシナプス構造の長期維持機構について,転写・翻訳を介したシグナル伝達因子の新規合成を介してネットワーク遷移が起きているためであるという説を裏付ける結果を得た.現在論文執筆中である.デバイス開発では,流れのある環境での細胞パターンの維持を目的としたマイクロコンタクトプリンティング法と,プリントしたガラスを底面に培養チャンバーを吸着する技術について条件検討を行った.現在論文執筆中である.2.意義:数理モデルにより,これまで経験則として知られていた繰り返し刺激による記憶長期化のメカニズムを構成する要素をネットワークモジュール単位で推定することができた.モデルによって予言されたメカニズムは,記憶長期化における新しいメカニズムの発見を意味すると同時に,長期記憶のための刺激間隔(324時間)に近いタイムラグを介して発現する生理現象の背景に,同様のメカニズムが存在しうることを示唆している.また,流体中でパターンを維持しながら長期培養を行うデバイスの開発は,本研究計画における数理モデルによって得られた仮説の検証に欠かせないのみならず,今後他の同条件が必要な実験系への応用が可能である.3.重要性:新規長期記憶メカニズム仮説の数理モデルによる裏付けは,重要な生命現象のメカニズム解明における一歩となる.開発したデバイスの応用範囲は,培養細胞から単細胞微生物まで培養可能な生物試料に対し広く応用でき新しい実験を可能にするものである.4.計画:開発したデバイス技術を用い,数理モデルによって予言されているメカニズムの検証を行う。この際,微小空間内での流体の性質を活かすことで,生体内の環境を模した条件での検証実験が可能であると考えている.研究計画項目3)に該当する内容として、USBコネクタからプログラムに書かれている制御シグナルを受け取り、電磁バルブを制御するのに必要となる、電圧変換および信号分配用の制御ボードを作製した。この制御ボードと、下記のプログラムを使用することで、電磁バルブの制御をプログラム通りに行えることを確認した。次に、研究計画項目4)に該当する内容として、このボードを制御するプログラムを作成するためのライブラリ開発を行った。この際、直接バルブの開閉に関わる制御用関数を整備すると同時に、バルブの機能(通電時解放または通電時閉口)に合わせてユーザが設定を選ぶことで、バルブ開閉の制御を間違いなく行えるようにした。この単純なバルブの開閉は、最高で10^<-6>秒単位で制御を実現できることを確認した。同時に、制御したい項目に合わせ、直接刺激時間、刺激回数、刺激間隔として、命令を渡せるようにするための制御用プログラムも開発した。この時、将来的に複数の実験を並列化して行えるようにするための準備として、バルブ解放時間算出プログラムを作製した。これにより、あるバルブの解放時間が別のバルブの解放時間と重ならないように解放時間を自動でずらすことが可能となっている。他、前年度までにデバイスの設計(研究計画項目1))および設計したデバイス内でのPC-12細胞の培養確認を行った(研究計画項目2))が、PC-12細胞の培養状態が不安定であったため、研究対象とする細胞株に新たにレチノイン酸で分化誘導可能なヒト神経芽細胞腫の細胞株、SK-N-SHを加え、またデバイス構造の改良を行った。具体的には、マイクロコンタクトプリンティングによる細胞接着因子のガラス底面への結合に、プラズマ照射処理を利用することで、有機化合物処理(OTS-APTS処理)を用いる場合に比べ生産効率を上げ、テスト回数を増やせるようにし、同時に薬物の洗浄不足などによる細胞毒性が出る可能性を減らすことに注力した。この改良を行う上で、ガラス基板に接着因子を結合した後にPDMS製の培養槽を貼付ける手段として、層内を陰圧にし、簡便に装脱着出来るようにした。
地域産品のブランド構築に関する研究-福島県産日本酒のケース-

今年度実施した第1の研究は、日本酒の海外進出に関するものである。"Japanese Food Trade News"の推計によると、2003年の清酒のアメリカへの輸出量は、5年前と比較すると、数量ベースで43.5%、金額ベースで83.5%の伸びであった。一方で、アメリカにおいて現地生産される日本酒の数量も、2000年の6,900キロリッターから、2004年の9,540キロリッターへと増加している。このような拡大の背景には、日本酒市場全体の拡大と、高級日本酒の市場が拡大していることがある。量的拡大については、現地生産の日本酒が貢献している。月桂冠、大関といったメーカーが、最も価格が安い市場帯で、現地生産の純米酒を投入し、市場開拓に力を入れている。今回の調査では、質的拡大についても確認できたが、個別ブランドが浸透するまでには至っていないことが示された。第2の研究では、多数の小規模の醸造所によるボルドーワインの国際的知名度を高めるために、地域としてどのような取り組みがなされているかを探るために、フランス共和国・ボルドー市周辺地域におけるワイン産業に従事する実務家を中心にヒアリング調査を実施した。その結果、(1)フランス国内においてワインの消費量が継続的に減少傾向にある、(2)消費者がもつフランスワインについての知識が浅薄になりつつある、(3)国際的市場をみると、アメリカ・カリフォルニアやオーストラリアのワイン販売企業がもつ現代的なマーケティングと取引パワーによって押されていること、が示された。これに対して、ボルドーワイン委員会(CIVB)は、地域の醸造所と取引業者の代表から構成され、生産管理や販売促進に関する調査、助言をしている。以上のような取り組みは、たとえば福島やその一地域の日本酒の商品価値の向上のためのありうべき施策としても注目されるものである。
歩くナノ○○計の創成

2013年度は、昨年度までに性能改善に成功していたナノ温度計(Oyama, et al., 2012)を用いて、細胞内の温度を測定するプローブを新規に開発した(Takei, et al., 2014)。温度感受性のある蛍光色素Eu-TTAと、温度応答しない蛍光色素Rhodamine 101の両者をポリマーナノ粒子へ封入したナノ粒子を作成した。2つの蛍光色素の強度比の温度応答性を予め校正しておくことで、強度比を計算すれば温度を求めることができる。さらに粒子が顕微鏡の焦点からずれても、焦点ズレによる蛍光強度の変化を、強度比の計算によりキャンセルして温度を求められる。ポリマーマトリクスにより、環境応答性のある蛍光色素が環境変化から隔離されるよう設計し、実際に、pH(4-10)、イオン強度(KCl 0-500 mM)、タンパク質濃度(BSA 0-45 wt%)、粘性(1-220 cP)といった広い範囲で影響を受けず、しかし温度だけに応答することを確認できた。これをヒト由来培養ガン細胞であるHeLa細胞へ導入したところ、酸性オルガネラであるエンドソームに局在していた。また温度をゆっくりと変化させた場合には、細胞が動いても細胞内の温度が計測できること、細胞内外の温度は計測精度の範囲内で等しいことが示された。次にカルシウムイオノフォアにより細胞内Ca2+濃度を急に上昇させると、温度分布が一つの細胞内で時間的および空間的に不均一となり、これは細胞全体の平均値を取ると、温度上昇と細胞内Ca2+上昇とには正の相関があった。このことから、本実験で計測された発熱の熱源は、Ca2+により活性化するものであることが強く示唆された。25年度が最終年度であるため、記入しない。今日の細胞生物学的に重要な問いに答えるためには、生きた細胞の中で生じるダイナミックな過渡応答を連続して計測することが求められる。そのために、標的タンパク質の位置情報に加え、局所的な環境情報を同時に得られるプローブを新規に開発し、また計測系を構築することを目的としている。2012年度はこのプローブを構成するモジュールうち、まず標的タンパク質を選択的にラベルする手法を開発した。ターゲット分子をヒスチジンタグ(His-tag)に選び、これとの親和性が高いリガンドをスクリーニングした。His-tagをターゲットにするリガンドのライブラリーは、反応性が高いクリックケミストリーによる手法を用いて合成した。複数のリガンドが含まれる溶液中に、標的のHis-tagを混合し、生じた複数の複合体それぞれについて気相系での安定性を算出した。結果として、非対称な構造を有するある一つのリガンドが、気相系でもっとも安定にHis-tagと結合している化合物として見出された。更に、気相での複合体が安定であればあるほど、溶液中での解離速度が低下する傾向のあることが分かった。最終的に、このスクリーニングで得られた最も解離速度の遅いリガンドを備えた蛍光プローブを作成し、アクチンフィラメント上を歩行運動するHis-tag付きのミオシンVの一分子観察が可能であることを示した。本研究成果について、国際化学系雑誌に発表した(Arai, et al., 2012)。さらに申請者らが新規に開発してきたナノ温度計(Oyama, et al., 2012)の性能を改善することに成功した。細胞内で高精度に温度変化を捉えるには、種々の外部環境に対して安定であることに加え、深さ方向のノイズをキャンセルするためのレシオ測定が必要とされる。そこで、温度応答しない蛍光色素を粒子に追加導入し、単一粒子によるレシオ測定を可能にした。

本研究で開発する新規プローブを構成するモジュールのうち、標的タンパク質を選択的に標識する部位が一つ完成し、論文発表を行った。さらに、細胞内環境を計測する部位については、ひとつが学会発表においてポスター賞を受賞し、さらにその改良版の開発に成功した。以上のことから、現在までの達成度を「(1)当初の計画以上に進展している」とした。現在までに、研究計画を大きく変更する方針はない。25年度が最終年度であるため、記入しない。
トランスオミクスが紐解くCOPDの新規バイオマーカーと病態解明

本研究では、当教室にて構築した疾患モデル動物と豊富な臨床検体を活用して、各種オミクス・データを取得するとともに、最新イメージング技術を用いるマルチモーダルな病態把握(フェノタイピング)に挑戦する。これらフェノタイピングデータと各種オミクスを統合解析し、複雑多様なCOPDの個別化医療を目指したBM開発だけでなく、病態解明や創薬開発に挑戦する。
日本中世における唯識思想の研究

日本における唯識思想は、論義によって練り上げられ、論義によって大成されたといっても決して過言ではない。日本の「論義」は各種の法会・講会に際して行われた教学実践のたまものであり、鎌倉初期には『成唯識論』をもとに実に千百有余の論題が成立するに至っている。かかる観点より、日本の唯識思想を解明するにあたっては論義研究が急務であるとの認識のもと、昭和60年頃より共同研究を開始した。その結果、処々に秘蔵されている論義抄(論義に関わる総合書)と短釈(一論義一論草)の蒐集ならびにその翻刻・研究をはじめた。そのような折、平成6年度より科研の助成をいただけることになり、また薬師寺より同寺所蔵の諸短釈の研究を正式に依頼されたこともあいまって、本研究は加速度的に進展することになる。かくして、平成6年度からは「薬師寺短釈」の調査研究を核にしながら、「一法中道」と「深密三時」という二つの論義についての研究を行うこととなり、ここにその成果を発表するに至った次第である。なお、両研究によって得られた成果は大きく、従来の定説を覆すにたるものであったと考えている。すなわち、薬師寺より見つかった多量の新資料をもとに行った「一法中道」の研究においては、中道説に五種類あったことや、良遍の『観心覚夢鈔』所収の「二重中道」が実は「一法中道」であったことなど、新たな発見や新見解があいついだ。また、今一つの「深密三時」についても、五種類の三時説や、それを誰が提唱したかなど、従来の見解を超える新たな発見があいついだ。何れも従来の定説を一変させる価値ある研究であったと考えている。まだ、興福寺や無為信寺には未蒐集の資料が膨大に存している。更なる研究の継続が望まれるところである。日本の唯識思想は,論議によって大成された。このため,その思想解明にあたっては論議研究が必須となる。しかしながら,現在,活字化されている論議書としては『成唯識論同学鈔』等が書がわずかにあるばかりで,全時代をとおしての思想展開を解明することは,現状では困難であった。ところが今回,奈良の薬師寺より大量の短釈(一論議一論草の論議書)が発見され,その調査・研究を正式に依頼されることとなった。当寺に所蔵されている短釈の内訳は,興基の書83点,好胤48点,弁長41点,営尊37点,縁憲28点,光胤24点,良英18点,顕範13点,憲弘10点,栄尊の書9点,良算9点,良遍8点,英弘7点などなど,総数400余りにのぼる(ただし,これは現在までの調査状況)。現在,これらの奥書や本文中に見られる引用典籍を調査中であるが,第一級の資料であることはまず間違いない。ほとんどが未知の資料であり,現存しないと思われていた学僧の短釈も多数ある。また,今まで無名であった学僧の資料も数多く含まれている。なかでも特筆すべきは,良算・良遍・英弘・顕範・縁憲・興基・光胤・好胤らの短釈である。これらの資料の発見によって,鎌倉時代から室町時代にかけての思想展開が,かなり明確にできるものと期待している。