hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光アナログ-ディジタル変換におけるソリトン現象を用いた量子化に関する研究

アナログ-ディジタル(A/D)変換における標本化および量子化の操作を光領域で行なう方法として、ファイバの非線形光学効果を用いる方法についての原理確認実験を行なった。本年度は、ファイバ中の四光波混合(FWM)による標本化操作とソリトン現象を用いた量子化操作の連続実験(実験I)を行なうとともに、周波数の異なるパルスとの衝突によって、高次ソリトンを複数個のソリトンに分裂させる実験(実験II)を行なった。まず、実験Iでは、中心波長1556.5nm,パルス幅6ps,繰り返し周波数25MHzの光パルス列と中心波長1561nmの連続光を全長261mの分散シフトファイバ(DSF)に入射させ、発生したFWM光を帯域幅1nmの光フィルタによって切り出し、さらに全長1036mの非零分散シフトファイバ(NZ-DSF)に入射させた。連続光のDSFへの平均人射電力を変化させ、ファイバ出射端で自己相関波形を観測した。ソリトン次数(含まれるソリトンの数)に特徴的な自己相関波形が観測されたことから、標本化されたパルスの振幅に応じた個数のソリトンが発生していることを確認した。次に、実験IIでは、パルス幅2.7ps,中心波長1554nmの2次ソリトンと、パルス幅2.6ps,中心波長1550nmの基本ソリトンを、全長10049mのNZ-DSF入射端で衝突させ、出射端でその自己相関波形を観測した。3つのピークを持つ自己相関波形が観測されたことから、2次ソリトンが18ps離れた2つのソリトンに分裂したことを確認した。この操作によって、高次ソリトンに含まれるソリトンの個数を数えることができる。以上、2つの実験結果から、連続的に変化するアナログ信号の振幅を離散的なソリトンの個数に変換することによる光領域での量子化操作は原理的に可能であることを示した。アナログ-ディジタル(A-D)変換における標本化および量子化の操作を光領域で行う方法として、ファイバ中の非線形光学現象を用いる方法を提案し、本年度は特に、零分散ファイバ中の四光波混合(FWM)を利用した標本化および異常分散ファイバ中での高次ソリトン発生を利用した量子化の原理確認実験を行なった。まず、標本化および量子化の原理について説明する。一定周期の光パルス列(角周波数ω_1)およびアナログ信号で強度変調された光信号(ω_2)、一定振幅の連続光(ω_3)を零分散ファイバに入射させると、FWMにより2ω_1-ω_2に振幅がアナログ信号に比例し、一定周期で標本化された光パルス列および2ω_1-ω_3に一定周期で標本化された振幅一定の光パルス列が同期した状態で発生する。これらの周波数成分のみを光フィルタで切り出し、光増幅器を通した後に異常分散ファイバに入射させると、振幅がアナログ信号に比例して標本化された光パルスは、それぞれの振幅に応じた高次ソリトンとなり、周波数の異なるパルスとの衝突によって引き起こされる相互位相変調によって、アナログ信号の振幅に応じた個数のソリトンに分裂する。よって、連続値であるアナログ信号の振幅が離散値であるパルスの個数に変換され、パルス数変調による量子化が原理的に可能である。次に、光標本化の原理確認実験の概要について説明する。繰り返し周波数25.6MHzの光パルス列(波長λ_1=1539nm)およぴ周波数200kHzの正弦波で強度変調された光アナログ信号(λ_2=1544nm)を零分散波長1539nm,全長231mの分散シフトファイバに入射させて、波長1534nmに発生したFWM光を帯域幅1nm光フィルタによって切り出し、オシロスコープで時間波形を観測した。標本化されたパルス列の包絡線は入力アナログ信号とよく一致しており、ファイバ中のFWMによる光標本化が可能であることを確認した。さらに、高次ソリトン観測のための実験の概要について説明する。ファイバレーザから出射される波長1550nm,パルス幅1.6psの光パルス列を帯域幅0.5nmの光フィルタに通すことによりパルス幅を6psに広げ、これを標本化によって得られた光パルスとみなす。このパルスのピーク電力を光増幅器と光減衰器の組合せで調整した後、波長1550nmにおける分散値5.63ps/nm/km,全長308-1549mの非零分散シフトファイバに入射させ、ファイバ出射端におけるパルスの自己相関波形を観測した。その結果、1次5次ソリトンの発生を確認した。今後、高次ソリトンを分裂させる実験および標本化および量子化の統合実験を行なう予定である。まず、実験Iでは、中心波長1556.5nm,パルス幅6ps,繰り返し周波数25MHzの光パルス列と中心波長1561nmの連続光を全長261mの分散シフト

ファイバ(DSF)に入射させ、発生したFWM光を帯域幅1nmの光フィルタによって切り出し、さらに全長1036mの非零分散シフトファイバ(NZ-DSF)に入射させた。連続光のDSFへの平均人射電力を変化させ、ファイバ出射端で自己相関波形を観測した。ソリトン次数(含まれるソリトンの数)に特徴的な自己相関波形が観測されたことから、標本化されたパルスの振幅に応じた個数のソリトンが発生していることを確認した。次に、実験IIでは、パルス幅2.7ps,中心波長1554nmの2次ソリトンと、パルス幅2.6ps,中心波長1550nmの基本ソリトンを、全長10049mのNZ-DSF入射端で衝突させ、出射端でその自己相関波形を観測した。3つのピークを持つ自己相関波形が観測されたことから、2次ソリトンが18ps離れた2つのソリトンに分裂したことを確認した。この操作によって、高次ソリトンに含まれるソリトンの個数を数えることができる。以上、2つの実験結果から、連続的に変化するアナログ信号の振幅を離散的なソリトンの個数に変換することによる光領域での量子化操作は原理的に可能であることを示した。
クロストリジウム・ディフィシル感染症の新しい対策 -定着因子ワクチンの開発-

医療関連感染の一つであるClostridium difficile感染症(CDI)の新たな予防法として、定着因子ワクチンを考え、毒素非産生性C. difficile膜画分(ntCDMF)を調製し、CDIワクチン候補とした。まず、培養細胞を用いたin vitro実験系において、ntCDMFの有用性が示された。次に、マウス及びハムスターを用いたin vivo実験系での効果を調べたところ、in vitro同様in vivoにおいてもntCDMFの効果が認められた。これらの結果から、ntCDMFがCDIワクチンとして有用であることが示された。欧米では1980年代から医療関連感染の原因菌としてClostridium difficileに注目しているが、我が国においては、C. difficile感染症(CDI)の認知度は低く、多くの医療施設でCDI対策が行われていない。しかし、重症例では腸切除を行わなければならないことや死亡例の報告も稀ではないため、本菌の対策は急務であると考えられる。通常、CDI重症例ではバンコマイシンによる治療を行うが、治療後の再燃・再発が多いため、他の治療・予防法が必要とされている。本研究では予防法として、定着因子ワクチンを考えた。C. difficileは、抗菌薬等で腸内細菌叢が乱れたときに、菌が腸管に定着し、毒素を産生することで消化管症状を引き起こすため、腸管への定着を防ぐことはCDIを予防する効果的な方法であると考えられる。Clostridium difficileは医療関連感染の原因菌であり、その症状は下痢から腸閉塞や消化管穿孔まで幅広く、死亡例の報告も稀ではない。通常、Clostridium difficile感染症(CDI)重症例ではメトロニダゾールやバンコマイシンによる治療を行うが、治療後の再燃・再発が多いため、他の治療・予防法が必要とされている。本研究では新たな予防法として、定着因子ワクチンを考えた。本年度は、CDI定着因子ワクチンとして、nontoxigenic C. difficile膜画分(ntCDMF)を候補とし、研究を進めた。C. difficileは、toxigenicとnontoxigenicが存在するが、消化管症状を引き起こすのはtoxigenic C. difficileのみである。膜画分の調製にtoxigenic C. difficileを用いた場合、膜画分に毒素が混入する可能性があるため、より安全性を高めるため、nontoxigenic C. difficileの膜画分を用いた。ntCDMFでマウスを免疫し、血清と腸液を回収した。そして、血清と腸液のntCDMFに対する抗体価を測定した。その結果、血清中の抗ntCDMF IgGと腸液中の抗ntCDMF IgAの顕著な上昇が確認された。そこで、得られた血清および腸液をC. difficileと混合し、一定時間保温した後、昨年度開発したin vitro assay系を用いて、血清および腸液がC. difficileの腸管細胞への付着を阻害するか否か調べた。その結果、血清および腸液には、C. difficileの腸管細胞への付着を阻害する効果があることが認められた。Clostridium difficile感染症(CDI)は、医療関連感染の一つであり、その症状は下痢から腸閉塞や消化管穿孔まで幅広く、重症例では腸切除を行わなければならないことや死亡例の報告も稀ではないため、本菌への対策を疎かにすることはできない。現在のところ、CDI重症例ではバンコマイシンによる治療が行なわれているが、再燃・再発が多いため、他の治療・予防法が求められている。本研究では新たな予防法として、定着因子ワクチンを考えている。昨年度、nontoxigenic C. difficile膜画分(ntCDMF)がCDI定着因子ワクチンとして有用であることがin vitro実験系において示された。そこで、本年度はin vivo実験系においても同様の結果が得られるかを調べた。まず、腸管への付着数を調べるため、ntCDMFで免疫したマウスとコントロールマウスにC. difficileを経口投与し、経時的に便中のC. difficile菌数を計数したところ、免疫マウスの腸管付着数はコントロールマウスの付着数に比べ、有意に減少していた。次にハムスターを用いて、免疫群とコントロール群におけるC. difficileの致死活性を比較したところ、死亡数に差が認められた。

本年度は研究計画通りに進んだため、その進捗状況は極めて順調であるといえる。昨年度は研究方針を変える必要があったため、達成度は低くなってしまったが、本年度の進捗を考えると昨年度の遅れを取り戻すことができたと考えている。細菌学本年度の研究結果からntCDMFがCDI感染症の定着因子ワクチンとして有用であることが示された。しかし、これはin vitro assay系での結果であり、in vivo assay系でも同様の結果が得られなければ、真に有用ということはできない。そこで、来年度は、マウスを用いたin vivo assay系を構築し、ntCDMFの有用性を明らかにする。ntCDMFでマウスを免疫した後、抗菌薬を数日間連続で投与し、腸内細菌叢を撹乱した状態にする。そこにC. difficileを投与し、一定期間、糞便中に排泄されるC. difficileの菌数を計数する。本年度の研究計画では、1新規定着因子の探索、2定着因子の付着に関与するアミノ酸領域の決定、を行う予定であった。しかし、遺伝子欠損株が作成出来なかったため、Bacillus megateriumタンパク質発現システムを用いて、定着因子タンパク質の発現を試みたが、目的タンパク質を産生する株は得られなかった。次に、cold shock発現ベクターと大腸菌を用いたが、この方法でも目的タンパク質の発現を確認することはできなかった。最終的に、in vitroタンパク質合成系を用いて、目的タンパク質を合成したが、合成量がごく僅かであり、その後の実験に使用するには多大な予算が必要と考えられたため、研究方針を変えることを余儀なくされた。定着因子ワクチンの開発するためには、まず、ワクチンの効果を調べるためのassay系が必要であると考えられる。マウス等の実験動物を用いたin vivo assay系で評価することは3Rの理念から最小限にするべきであることから、C. difficileのヒト腸管上皮細胞への付着を評価することができるin vitro assay系を開発した。さらに、本研究で開発したin vitro assay系を用いて、C. difficileの流行型株と非流行型株の付着性の違いについて調べた。本年度は研究方針を変える必要があったため、本来の研究計画の達成度は低いが、新しい研究計画においては、極めて順調であると考えている。今後は新しい研究計画に従い、C. difficile定着因子ワクチンの開発を行う。実験動物を購入するため。(次年度予定している動物実験はassay系の構築から行わなければならないため、数多くの実験動物が必要と考えられる。)来年度は、nontoxigenic C. difficile膜画分をマウスに2週間ごとに計3回投与し、最後の投与から2週間後に血清と腸液を回収する。抗体価測定のためのELISAを構築し、抗体価を測定する。その後、付着のin vitro assay系による血清および腸液の効果を調べる。in vivo assay系の構築のため、助成金の大半は実験動物購入に使用する。
固体表面上のナノメートルスケール磁性金属分子複合スピン系の作製と磁性

窒素吸着銅(001)面上に形成される規則ナノパターンを利用した、ナノ磁性物質の形成過程と強磁性の研究を継続した。前年度はこの表面の酸素吸着を調べたので、さらにコバルトを蒸着しコバルトドットの形成過程について走査トンネル顕微鏡を用いて調べた。その結果、酸素吸着銅(001)表面での詳細な超薄膜形成過程を明らかにし、その磁性を調べた。酸素吸着表面に飛来したコバルトは、最初に表面の銅原子と置換し、代わりに表面に押し出された銅原子が銅表面に長方形の島を形成する。さらにコバルトを蒸着するとコバルトは埋め込まれることなく常に表面第一層に浮き上がり、最終的に表面は酸素吸着コバルト表面となる。この長方形の島形成は、コバルト膜厚三原子層まで確認した。そこで、共同研究者と共に磁気カー効果測定を行った。このようにして作成したコバルト薄膜は、清浄銅表面と同じように強磁性転移するが、保持力が膜厚と共に上昇する。これは、長方形の島形成が原因であると考えられる。格子パターン窒素吸着面上の場合には、銅島成長が生じるために強磁性ナノドット配列はできない。次に、規則ナノパターン上に他の3d遷移金属を蒸着し、新たなナノパターンの形成とナノ磁性化合物の探索を行った。その結果、ある3d遷移金属において新たな二次元周期ナノパターンの形成が観測された。共同研究者と共に、この化合物が強磁性であるかどうか磁気カー効果と磁気円二色性測定を用いて、また、その電子状態については光電子分光を用いて調べている。科学研究費補助金は今年度で終了するが、Liu氏の帰国までさらに低温での測定など研究を続ける予定である。これまで代表者の研究室では、窒素吸着銅(001)面上に形成される正方格子規則ナノパターンを利用して、コバルトや鉄の微粒子2次元規則配列を作製し、その形成過程や強磁性を調べてきた。本研究では、このナノパターンを用いて作製したナノ構造磁性体の磁性の分子吸着を用いた制御と磁性体を内包した分子の規則配列の形成を目標に、この表面における分子吸着観察から研究を開始した。この系では、窒素が吸着した一辺5nm四方のナノパッチ表面が銅清浄表面を間に挟んで正方配列している。この正方格子状の銅清浄表面には結晶格子ひずみがあるために、表面電子状態が不均一である。これにより、格子ナノパターンの交差点では表面反応性が高くなり、吸着が進行しやすいことが予想されてきた。本研究は、劉博士が着任した6月末から、既設超高真空走査トンネル顕微鏡(STM)の改良を開始し、各種分子を超高真空中に導入するための配管とバルブを取り付けた。改良された装置を用いて、これまでに磁性薄膜の成長制御や磁性制御に用いられてきた酸素分子の解離吸着について、定量的な研究を行った。窒素吸着格子ナノパターン表面において、詳細な観察の結果、分子の解離が銅格子交差点の中心付近で優先的に生じていることや、解離した酸素原子の位置および運動が表面結晶格子歪みに依存していることを明らかにした。また、室温付近の温度依存性を測定することにより、原子の拡散障壁のエネルギーを求めた。酸素が吸着した銅(001)表面にコバルトを蒸着すると、銅原子の混入が少ないコバルト膜が成長すると考えられている。そこで、現在、酸素吸着面でのコバルト成長についてSTMを用いて観察している。
フッ化物を含む溶融酸化物の構造解析

フッ化物を含む溶融酸化物の構造解析を行なうには、珪酸塩、アルミン酸塩の構造に関する詳細な情報が必要である。そこで本研究では初めに、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物を含む単純な2元系珪酸塩、CaO-Su【O_2】2元系に【Al_2】【O_3】あるいはTi【O_2】を含む3元系珪酸塩の急冷ガラス化試料について、アルゴンイオンレーザーを励起光とするラマン分光測定を行った。得られたスペクトルをガウス曲線を用い波形分離することにより、珪酸塩中に存在する特に非架橋酸素の数に注目した各種珪酸陰イオンの割合を定量的に求め、陽イオンの影響を検討した。更に【Al^(3+)】【Ti^(4+)】イオンの珪酸陰イオンに及ぼす影響および試料中の【Al^(3+)】【Ti^(4+)】の存在状態についても検討した。以上の結果を基に、密閉容器で溶融、急冷した、Ca【F_2】を含むCaO-Si【O_2】,CaO-【Al_2】【O_3】系試料のラマン分光測定、スペクトルの波形分離を行い、次の結果を得た。(1)CaO-Si【O_2】2元系スラグにCa【F_2】を添加すると、塩基度(NCaO/NSi【O_2】)>1の塩基性領域では単なる希釈剤として挙動し、珪酸塩構造に影響を及ぼさないが、塩基度<1の酸性領域では一部のCa【F_2】がmodifierとして挙動する。(2)酸性領域でmodifierとして挙動するCa【F_2】の比率は塩基度の低下に伴い増加する。modifierとして働くCa【F_2】は3次元網目構造を切断し、鎖状珪酸陰イオンを生成する。(3)密閉容器で溶融し、急冷した酸性領域のCaO-Si【O_2】-Ca【F_2】系試料においてSi-F結合の存在を確認し、Si-F結合に起因するラマンバンドの帰属を行った。(4)CaO-【Al_2】【O_3】2元系スラグにCa【F_2】を添加すると、Ca【F_2】は単なる希釈剤として挙動し、アルミン酸塩構造に影響を及ぼさない。
分子シンクロナイゼーション現象を利用した指向性有機電界発光素子に関する研究

本研究の目的は、分子シンクロ現象を利用した、新規バイオデバイス、電子デバイス、光学デバイス、メカニカルデバイスの創製と動作原理の解明である。特にドミノ効果、カスケード効果、引き込み効果、共鳴効果を利用して、ミクロな刺激を方向性のあるマクロな応答として取り出すことにより、物質輸送、情報変換、運動に関して特異な機能を有するユニークなデバイスを創製できた。本研究で得られた主な研究成果は以下のとおりである。1.糖尿病を想定するような、グルコース濃度変化に対応し、インスリンを自動放出する体内埋め込み型のインスリンリザーバーを開発した。2.電界印加あるいは光照射により屈曲し、ソフトアクチュエーターとして機能する、導電性高分子やアゾベンゼン含有高分子ゲルを開発した。特に光応答型アクチュエーターは電気的な配線が不要で遠隔操作ができるのみならず、レーザー光照射により、任意の部分を折り曲げることができる。3.光照射により発現するシンクロ的移動分子移動現象を利用して回折効率が100%に近いグレーティングを作成できた。4.光照射により、発現する分子シンクロ的光異性化現象を単一分子レベル蛍光スイッチング素子や光スイッチング型有機電界発光素子を開発した。外部光照射により、発光波長が変化したり、オン-オフスイッチングができる有機電界発光素子が作成できた。5.光照射によって生じる超高速複素屈折率変化を利用した、超高速記録デバイスを作成した。その書き込みおよび読みこみ時間は約20psであった。本研究では、分子シンクロナイゼーション現象を利用して、有機電界発光(EL)素子や電気化学発光(ECL)素子の偏光特性、指向性を制御し、面発光レーザーを創製するための基礎的な知見を得ることを研究目的とする。シリンドリカルプリズム上にスバッタ装置を用いてITO膜を形成しその上にEL素子を作製した。マトリックスにはポリビニルカルバゾール、あるいは電荷輸送能の大きなディスコティック液晶を使用し、双極子モーメントを有する分子および電子輸送剤をドープして、スピンコート法により、電界発光素子を作製した。シリンドリカルプリズムは、従来、平面基板では全反射が生じるために取り出すことができなかった発光を取り出し、その指向性を解析するために用いた。発光強度分布はEL素子を回転させながら、ロックインアンプと光電子増培官により測定した。プリズムの45°方向から、放射されたEL光の偏光異方性の印加電圧依存性を測定したところ、EL光の偏光異方性(膜厚方向に偏光しているEL光/膜面内方向に偏光しているEL光)は印加電圧が16V付近より急激に増加した。この蛍光異方性の上昇は主に、ゲスト分子によるガラス転移温度の低下と双極子モーメントが大きな蛍光色素の配向によるものである。双極子モーメントが最も大きなDCM1が一番大きな偏光異方性を示した。一方、双極子モーメントを待たない、TPBからの蛍光異方性は観察されなかった。EL光の偏光異方性は、引加電圧が小さい場合はランベルトの法則とよく一致しているが、引加電圧が高くなるにつれ、分子シンクロ現象により指向性が発現することが判明した。平面フラットディスプレーの開発を目指して、有機Electroluminescent(EL)素子に関する研究が活発にされている。素子駆動中の結晶化を防ぐために、主に非晶性の低分子色素や高分子がEL材料として用いられている。しかし、EL素子中の電荷輸送能を考慮すると、非晶性よりも結晶性や液晶性の材料の方が有利である。液晶を用いた有機EL素子に関する研究は殆どない。そこで、本研究では電荷輸送能が高いオキサジアゾール環を有する新規液晶分子を設計すると共に、そのキャラクタリゼーションを行った。また、それらの材料を高分子中にドープしてEL素子を作製した。新規に合成した(E)-1,3-bis[5-(3,4,5-triptyloxyphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2yl]

benzene(BTHP-OXD-B),5-(3,4,5-triptyloxyphenyl)-2,2-(1,3,4-bioxadiazol)は60°Cおよび66°Cに液晶転移が、また79°Cと83°Cに等方相への転移が観察された。これの試料をコロナポーリングし、X線回折測定を行ったところ、BTHP-OXD-Bではスプリットした反射がみられ、ティルトしたカラムナー相を形成していることを見いだした。次に、これらの液晶分子の電子輸送性能を評価するため、高分子単層膜からなる有機電界発光素子を作製した。ホスト高分子にはポリビニルカルバゾール、発光色素にはクマリンを用い、新規液晶材料を電子輸送性材料としてドープし、発光特性を評価した。参照物質として同じく液晶分子である8-PNP-O12と比較した。電子注入電極にアルミを用いた場合、オキシジアゾール基を含む新規ファスミド液晶が8-PNP-O12の6倍以上の輝度を示し、オキサジアゾール環の導入効果が確認できた。また高分子中にドーブした液晶分子を液晶転移温度以上に昇温し、降温後EL素子の特性を評価したところ、発光輝度が数百倍に向上することを見いだした。EL素子中でスピノーダル的な相分離構造が形成されたために、電荷輸送能が向上したと考えている。平面フラットディスプレーの開発を目指して、有機Electroluminescent(EL)素子に関する研究が活発にされている。素子駆動中の結晶化を防ぐために、主に非晶性の低分子色素や高分子がEL材料として用いられている。EL素子中の電荷輸送能を考慮すると、非晶性よりも結晶性や液晶性の材料の方が有利であるが、液晶を用いた有機EL素子に関する研究は殆どない。そこで、本研究では電荷輸送能が高いオキサジアゾール環を有する新規液晶分子を設計すると共に、そのキャラクタリゼーションを行った。新規に合成した(E)-1,3-bis[5-(3,4,5-triptyloxyphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2yl]benzene(BTHP-OXD-B),5-(3,4,5-triptyloxyphenyl)-2,2-(1,3,4-bioxadiazol)は60°Cおよび66°Cに液晶転移が、また79°Cと83°Cに等方相への転移が観察された。次に、これらの液晶分子の電子輸送性能を評価するため、光電子分光装置によりイオン化ポテンシャルを測定した。これらの液晶分子のイオン化ポテンシャルは6eV程度であり、電子注入層として適していることが判明した。有機電界発光素子としての特性を評価するために、これらの材料を注入した液晶セルを作製した。パターン化したITO基板上にホール輸送層であるPEDOTをスピンコートし、ラビング処理した後、厚さ1ミクロンのスペーサーを蒸着により作製した。上部電極にはMgAgを蒸着したガラス板を用い、ITO基板と張り合わせてセルを作製した。電子輸送性の液晶材料を毛細管現象を利用してセル中に導入した。偏光顕微鏡による観察により、セル中の液晶はほぼ、モノドメインに近い、モルフォロジーを示した。
脊髄損傷修復反応における神経栄養因子の役割

脊髄損傷に対する新しい治療薬としての神経栄養因子、特に脳由来神経栄養因子(BDNF)の効果を検討する目的で、ラット脊髄圧迫損傷モデルを用いた実験的研究を行った。脊髄損傷モデルの作製には、雄性Wistarラットを用い、第8胸椎椎弓切除後、硬膜管背側より直径3.2mmの圧迫子を介して3050g、5分間の圧迫を加え胸髄不全損傷とした。1.損傷時における内因性BDNFの発現に関し定量的PCR法にて検討し、さらにIn situ hybridization(ISH)法を用いたBDNFmRNAおよびBDNFのreceptorであるTrkBmRNAの発現を検討した。その結果、BDNFは損傷後6時問以内に増加し始め、3日以降には低下していた。これに対して、TrkBはligandと異なり損傷直後には低下傾向を示していたが、1週以降に増加していた。2損傷後のBDNFクモ膜下腔持続投与によるSuperoxide dismutase(SOD)mRNAおよびMyelin basic protein (MBP)mRNAの変化をNorthern blot analysis、ISH法にて検討し、併せて損傷動物の行動学的評価も行った。その結果、損傷後にBDNFの2週間持続投与を行うと、SODは一時的な増加が認められ、MBPは投与終了後にも持続的に増加していた。またSODは神経細胞のほかoligodendrocyteでも発現を認めた。さらに行動学的にも、BDNF投与群においては明らかに機能回復が促進されていた。以上の実験結果より、BDNFは損傷脊髄に対し急性期には保護的に作用し、その後は修復に作用すると考えられた。したがって、BDNFは脊髄損傷の新しい治療薬としての大いに期待できると思われる。今後はBDNFの至適投与方法を検討するとともに、同じ神経栄養因子ファミリーの一つであるNeurotrophin-3(NT3)についても同様の手法で検討する予定である。我々は脊髄損傷に対する治療薬としての神経栄養因子の効果を検討することを目的に、ラット脊髄圧迫損傷モデルを用いて、まず損傷時に発現される内因性神経栄養因子の役割・作用を解明すべく研究を行っている。現在までの研究の成果としては、Brain derivedneurotrophic factor(BDNF)が損傷後6時間以内に増加し始め3日以降は低下してしまうことよりこれまで注目されてきた軸索再生などの修復作用よりも急性期の神経組織保護が主な作用であり、さらにこれは神経細胞のみでなくグリアにも強い発現が認められることよりこれらの細胞間に相互作用があり、これまで注目されていなかったグリアも組織保護に関与していると推測された。(以上、現在投稿中)これに対しBDNFのreceptorであるTrkBはligandと異なり損傷直後は低下傾向を示し1週以降に増加していた。これはligandの低下に反応して増加したと解釈でき、TrkBを介する反応は1週以降の修復期に盛んに行われている可能性が示唆された。TrkBはBDNFと同様に神経細胞とグリアで発現されていたが2週以降では空洞をとりまくグリア性瘢部に多数の陽性細胞が認められ、これらの反応は一方では修復反応の一つである軸索再生に疎外的に働いている可能性も危惧され解釈が難しい。またBDNFと同じNGFファミリーの一つであるNT3についても同じ手法で調べているが興味深いことにこれはBDNFと異なり損傷後1週で増加しその後、数週間にわたり高値が維持されていた。発現細胞の局在はBDNFとほぼ同じだがこの時間的変化より組織修復反応に関与しているものと推測される。現在NT3receptorであるTrkCについて実験を進めている。

脊髄損傷モデルの作製には、雄性Wistarラットを用い、第8胸椎椎弓切除後、硬膜管背側より直径3.2mmの圧迫子を介して3050g、5分間の圧迫を加え胸髄不全損傷とした。1.損傷時における内因性BDNFの発現に関し定量的PCR法にて検討し、さらにIn situ hybridization(ISH)法を用いたBDNFmRNAおよびBDNFのreceptorであるTrkBmRNAの発現を検討した。その結果、BDNFは損傷後6時間以内に増加し始め、3日以降には低下していた。これに対して、TrkBはligandと異なり損傷直後には低下傾向を示していたが、1週以降に増加していた。2損傷後の.BDNFクモ膜下腔持続投与によるSuperoxide dismutase(SOD)mRNAおよびMyelin basic protein(MBP)mRNAの変化をNothem blot analysis、ISH法にて検討し、併せて損傷動物の行動学的評価も行った。その結果、損傷後にBDNFの2週間持続投与を行うと、SODは一時的な増加が認められ、MBPは投与終了後にも持続的に増加していた。またSODは神経細胞のほかoligodendrocyteでも発現を認めた。さらに行動学的にも、BDNF投与群においては明らかに機能回復が促進されていた。以上の実験結果より、BDNFは損傷脊髄に対し急性期には保護的に作用し、その後は修復に作用すると考えられた。したがって、BDNFは脊髄損傷の新しい治療薬として、大いに期待できると思われる。今後はBDNFの至適投与方法を検討するとともに、同じ神経栄養因子ファミリーの一つであるNeurotrophin-3(NT3)についても同様の手法で検討する予定である。
結合部の微小接触現象を考慮した非線形接触熱抵抗の評価法

本年度は,結合部の伝熱機構と微小接触状態を同時に測定し,より正確に接触熱抵抗を評価できるシステムを試作し,それを用いて結合部の熱特性を評価した.接触熱抵抗を求めるためには,結合面での温度および熱流束を知らねばならないが,これらを実際に測定することはできない.そこで,結合面近傍の温度測定値から結合面での温度および熱流束を推定する方法を検討した.熱源が物体内に存在し,表面から熱が流出するときの物体内の温度勾配を指数関数で近似することにより,これらを推定することができる.その推定式の妥当性を確かめるために,有限要素法を用いた数値解析結果を用いて比較を行った結果,上流および下流からの推定熱流束が一致し,推定温度も解析値と一致することが確認できた.局所的な接触率は,超音波が接触している部分では透過し非接触部では反射する性質を利用して測定することができる.反射波高値に基づいて局所的な接触状態がわかるので,結合面を分割しセンサを走査させることにより,接触率および接触圧力の分布を測定することができる.実際の結合面においては,接触率は場所によって05%程度のばらつきがあり,一様でないことが確認できた.一方,本システムでは,結合部に介在する空気の伝熱的影響を抑制するため,結合部近傍の真空度を制御できるようにした.真空引きを行った場合(4Pa)に比べ,常圧(105Pa)では上流側と下流側での推定熱流束の差が大きかった.これは結合部に介在する空気による熱損失の影響と考えられる.この結果より,測定においては雰囲気気体の影響を考慮する必要があると言える.本システムを用いて真実接触面積と接触熱抵抗の関係を求めた.研削仕上げした面粕さRa0.2の結合部においては,真実接触面積の増加にともない接触熱抵抗が反比例して低下することが確認された.これは,理論解析の結果と定性的に一致している.本研究では,結合部における微小接触現象と結合部を介しての熱の流れを同時に測定することにより,結合部における熱特性を明らかにすることを目指している.第1年目の本年は,結合部を介しての熱の流れを推定するための方法を具体化し,それに基づいて「結合部熱特性評価システム」の構築を行った.結合部における熱特性を明らかにするためには,結合部における試料温度と熱流束を知る必要がある.そこで,これらの熱特性値を結合面近傍の温度分布から推定して求める方法を検討した.その結果,物体表面から熱が流入した場合に物体内部の温度分布が指数関数に近似できることに基づいて逆問題を解き,結合面における温度および熱流束を求める近似式を導出することができた.この熱特性値推定法について,温度の実測値と推定値を比較することにより推定精度を評価した結果,測定条件を適切に設定することにより推定誤差を1%以下に低減できることを確認できた.そこで,超音波を用いた結合部における微小接触現象の測定と結合部の熱特性値の測定を同時に行うことのできる「結合部熱特性評価システム」の構築を行った.この際,試料近傍の雰囲気の熱的影響が結合部の熱特性に大きな影響を与えることを考慮し,結合面付近の真空度を制御する雰囲気制御機構を組込んだ.これまでに,各測定を行うためのセンサ類を装置本体に装着し,変換器から信号処理用計算機までの計算機器をシステムに組込んだ.また,超音波による微小接触状態の測定と結合面近傍の温度分布測定が互いに干渉し合わないで測定できるための条件を明らかにでき,結合部の接触熱特性を計測するための基本的な準備が整った.本年度は,結合部の伝熱機構と微小接触状態を同時に測定し,より正確に接触熱抵抗を評価できるシステムを試作し,それを用いて結合部の熱特性を評価した.接触熱抵抗を求めるためには,結合面での温度および熱流束を知らねばならないが,これらを実際に測定することはできない.そこで,結合面近傍の温度測定値から結合面での温度および熱流束を推定する方法を検討した.熱源が物体内に存在し,表面から熱が流出するときの物体内の温度勾配を指数関数で近似することにより,これらを推定することができる.その推定式の妥当性を確かめるために,有限要素法を用いた数値解析結果を用いて比較を行った結果,上流および下流からの推定熱流束が一致し,推定温度も解析値と一致することが確認できた.局所的な接触率は,超音波が接触している部分では透過し非接触部では反射する性質を利用して測定することができる.反射波高値に基づいて局所的な接触状態がわかるので,結合面を分割しセンサを走査させることにより,接触率および接触圧力の分布を測定することができる.実際の結合面においては,接触率は場所によって05%程度のばらつきがあり,一様でないことが確認できた.一方,本システムでは,結合部に介在する空気の伝熱的影響を抑制するため,結合部近傍の真空度を制御できるようにした.真空引きを行った場合(4Pa)に比べ,常圧(105Pa)では上流側と下流側での推定熱流束の差が大きかった.これは結合部に介在する空気による熱損失の影響と考えられる.この結果より,測定においては雰囲気気体の影響を考慮する必要があると言える.本システムを用いて真実接触面積と接触熱抵抗の関係を求めた.研削仕上げした面粕さRa0.2の結合部においては,真実接触面積の増加にともない接触熱抵抗が反比例して低下することが確認された.これは,理論解析の結果と定性的に一致している.
喫煙による好酸球性肺炎発症の多施設調査

本研究で90症例を検討できた。急性好酸球性肺炎(AEP)が34症例、急性好酸球性肺炎疑い(AEP疑い)が30症例、喫煙による急性好酸球性肺炎(喫煙によるAEP)が26症例であった。経過から考えて、AEPとされた中にも喫煙によるAEPが含まれていたが、今回の検討では主治医の判断に沿い検討した。入院時の症状について以下のような頻度となった。呼吸困難は喫煙によるAEP症例で、H-JIV度以上が34%を占め、高度の呼吸困難を呈していた。胸痛は51%に、Crackleは57%に認められた。血液検査では白血球数が14,695/μ1、好酸球は411.3/μ1、3.48%と増加を認めなかった。単球、好塩基球の増加はなかったが、好中球が82.1%と増加を示した。動脈血ガス分析では63.7mmHgと低下を示した。血清1gEは1248IU/Lと増加していた。気管支肺胞洗浄液の分析では喫煙による急性好酸球性肺炎の26症例中23症例で行われていた。経気管支肺生検は14症例で行われていた。肺胞洗浄液中の好酸球は45%と著明な増加を示し、好酸球の肺浸潤を反映していた。胸部X線所見ではび漫性の陰影を示し、外側優位の陰影は15%に認められた。カーリー線は34%に認められた。胸部CTではほとんどの症例でび漫性の陰影を認め、胸水34%、外側優位の陰影は34%、カーリー線は11%に認められた。肺機能検査では拡散能の低下を認めた。治療は主にステロイドにより行われ、短期間で軽快していた。末梢血好酸球数の経過における調査では病変の活動期に増加して、経過期に上昇し、ピークは10日前後であった。今回の検討では急性好酸球性肺炎に喫煙が関係しており、喫煙による急性好酸球性肺炎と診断された症例が多くの施設で認められていた。症状では発熱、呼吸困難、胸痛を示し、画像検査ではび漫性陰影で、胸水を呈していることが多く、ステロイドの治療で軽快していた。肺内の好酸球を反映して、気管支肺胞洗浄液中には好酸球の増加を認めたが、これに反して、末梢血の好酸球数は低下し、軽快期に増加することがわかった。現在までの喫煙による急性好酸球性肺炎における検査結果を示します。また、発症頻度調査としてのアンケート調査結果の一部を示します。多施設調査については進行中でありますので、正確なデータがなく、今回は呈示しませんでした。喫煙による急性好酸球性肺炎の病態に関与するcytokineの調査を行った。これらの症例は喫煙開始で急性の呼吸不全を発症し、再度の喫煙の吸入により低酸素血症、または急性好酸球増多を示した、喫煙による急性好酸球性肺炎確実例である。症例数は6症例で、男性5例、女性1例、平均年齢19歳であった。喫煙量は10本/日20本/日で、喫煙開始から3日14日と短期間に発症していた。4例で経気管支肺生検が行われ、急性好酸球性肺炎に一致する組織像で、気管支肺胞洗浄液中の好酸球は25%38.21%と高値を示した。これらの症例でInterleukin-2(IL-2)、IL-4、IL-5、IL-13、INFγSoluble IL-2 receptorを血清、気管支肺胞洗浄液中で測定を行っている。これらのcytokineの中でIL-5、IL-13が特に高値を示していた。血清の値はIL-5が平均1716.7pg/ml、IL-13が平均81pg/mlであった。これらの結果よりTリンパ球のTH2が発症に特に関与していると考えられた。発症頻度を調べる目的で健常者の喫煙開始後、もしくは喫煙の増量後、肺炎発症の頻度をアンケートにより検討した。現在までにアンケート調査で検討した167人中2人で喫煙後咳、また呼吸困難が発症していた。この2名で、発症後に胸部X線写真撮影が行われており、陰影は急性好酸球性肺炎に一致する末梢に優位な陰影を示していた。今後の多施設調査を含め、さらなる調査が必要と考えられる。

気管支肺胞洗浄液の分析では喫煙による急性好酸球性肺炎の26症例中23症例で行われていた。経気管支肺生検は14症例で行われていた。肺胞洗浄液中の好酸球は45%と著明な増加を示し、好酸球の肺浸潤を反映していた。胸部X線所見ではび漫性の陰影を示し、外側優位の陰影は15%に認められた。カーリー線は34%に認められた。胸部CTではほとんどの症例でび漫性の陰影を認め、胸水34%、外側優位の陰影は34%、カーリー線は11%に認められた。肺機能検査では拡散能の低下を認めた。治療は主にステロイドにより行われ、短期間で軽快していた。末梢血好酸球数の経過における調査では病変の活動期に増加して、経過期に上昇し、ピークは10日前後であった。今回の検討では急性好酸球性肺炎に喫煙が関係しており、喫煙による急性好酸球性肺炎と診断された症例が多くの施設で認められていた。症状では発熱、呼吸困難、胸痛を示し、画像検査ではび漫性陰影で、胸水を呈していることが多く、ステロイドの治療で軽快していた。肺内の好酸球を反映して、気管支肺胞洗浄液中には好酸球の増加を認めたが、これに反して、末梢血の好酸球数は低下し、軽快期に増加することがわかった。
高齢者に対する咀嚼機能の改善に関する研究

特別養護老人ホーム入所中の65歳以上の者102名を調査対象とし、有床義歯使用状況とそれに関連する因子について調査した。102名のうち、有床義歯を使用している者が37名、有床義歯が必要であるにもかかわらず使用していない者が54名いた。この両群を分析対象とし、有床義歯の使用・非使用に関与する本人の能力及び口腔状態について検索した。その結果、以下のことが明らかとなった。1.調査項目のうち、着衣・排泄・食事・口腔清掃・移動・手の機能のADLに関連する項目と、痴呆の程度の7項目については、有床義歯使用・非使用との間に関連性(p<0.01)が認められた。2.視力・聴力・欠損歯数・歯冠数・DMFT・欠損歯の分布状態及び年齢の7項目については、関連性は認められなかった。3.関連性の認められた項目を説明変数とし、有床義歯の使用・非使用を外的基準として数量科II類による分析を行った結果、相関比は0.372で判別的中率は76.9%であった。有床義歯の使用・非使用に最も強く影響するもには、着衣であった。次いで痴呆の程度、口腔清掃の自立度となった。要介護高齢者に対して、有床義歯による補綴を行う際には、ADLの評価と、痴呆の程度の把握によって、有床義歯使用の可能性をある程度判断できることが明らかとなった。
枯草菌細胞抽出液中のメタボローム分析

本研究はメタボロームの網羅的分析のために,ミクロ液体クロマトグラフィー(μ-LC)とマルチキャピラリー電気泳動(MCE)とを組み合わせた二次元分析法の開発を目的としている。MCE装置の使用条件に制限が多いので、本年度は2段目のキャピラリー電気泳動(CE)には通常のCE装置を用いて実験を行った。試料に代謝中間体と考えられる化合物の標準試料54種の混合物を用いて条件検討を行った。1次元目のμ-LCには内径200μm,長さ25cmのオクタデシルシリル修飾(ODS)シリカモノリスカラムを用いた。溶出にはメタノール-水のグラジエント溶離を行い、溶出液2μlずつ(1分毎)分取し、溶出液を蒸発乾固し、残渣をCE分離に適した溶媒に再溶解した。分取した各成分を2次元目のCEによりそれぞれオンライン試料濃縮後分離した。μ-LCからの速い溶出成分は極性化合物なので、スタッキング法と組み合わせたキャピラリーゾーン電気泳動により、溶出の遅い成分は疎水性の強い成分なので、スウィーピングと組み合わせたミセル動電クロマトグラフィーにより分離した。μ-LCのみで全成分を分離するのは無理であるが、2次元分離法により54種の標準化合物全部が分離できた。この方法を枯草菌細胞抽出液の分離にも適用し多くの成分を分離できたが、まだ検出感度、分離能とも不十分な結果であり、さらに性能向上が必要である。一方、μ-LCにおける濃度感度向上の目的で、オンライン試料濃縮法の検討も行った。一つはグラジエント溶離法による濃縮であり、もう一つはODSシリカモノリスカラムをミクロ固相抽出に利用する方法である。試料としてフラビン補酵素であるリボフラビン、フラビンモノヌクレオチド、フラビンアデニンジヌクレオチドを用い、どちらの方法でも100倍程度の濃縮が可能であった。本研究はメタボロームの網羅的分析のために,ミクロ液体クロマトグラフィー(μ-LC)とマルチキャピラリー電気泳動(MCE)とを組み合わせた二次元分析法の開発を目的として,そのための基礎研究から取りかかっている。平成14年12月から研究を始めたばかりなので,μ-LC装置を組み立てその特性を調べている段階である。μ-LC装置は,ミクロ送液ポンプ及びミクロインジェクターを購入し,現有のキャピラリー電気泳動用紫外吸光検出器を用いて組み立てた。カラムには内径200μm,長さ25cmのオクタデシルシリル修飾(ODS)シリカモノリスカラムを用いた。標準試料としてアルキルベンゼン類を用いて,試料注入量100nL,移動相流量2μL/minで理論段数12,000程度が得られた。この条件でグラジェント溶離も可能である。今回組み立てたμ-LC装置の性能を評価するために,代謝物の代表としてステロイド9種混合物及び葉酸代謝物3種の分離を検討した。ステロイドとしてはエストロン,エストラジオール,エストリオール,テストステロン,アンドロステンジオン,プロゲステロン,ヒドロキシプロゲステロン,コルチゾン,ヒドロコルチゾンを用いた。メタノール-水混合溶媒を移動相として2μL/minの流速で,グラジエント溶離によりこれらステロイドの分離ができた。葉酸,テトラヒドロ葉酸,5-メチルテトラヒドロ葉酸3種混合物の分離はメタノール-30mMリン酸塩緩衝液(pH3.0)混合溶媒を移動相に用い,グラジエント溶離を行うことにより分離できた。これらの性能評価から,本μ-LC装置は,通常の高速液体クロマトグラフィーと同等以上の性能を持つことが示されたので,枯草菌細胞抽出液の分離条件を検討する。次にカラムからの溶出液を分取し,その分画をさらにキャピラリー電気泳動により分離する条件の検討へと研究を進める予定である。

試料としてフラビン補酵素であるリボフラビン、フラビンモノヌクレオチド、フラビンアデニンジヌクレオチドを用い、どちらの方法でも100倍程度の濃縮が可能であった。
循環血細胞培養糸を用いた免疫複合体除去機序の検討

免疫複合体(以下ICと略す)は抗原・抗体から形成されたものである。こういったICが生体内で上手く処理されない場合は血液循環に関与する臓器に沈着し、特に腎臓に破綻を与え、危篤な腎炎を起こす。本研究はin vitroでの免疫複合体除去能の確立と除去機序の解明を目的とする。特徴は生体の機能を持つ網内細胞そのものを免疫複合体の除去に用いることである。網内系細胞の表面にはFc、C3bレセプターが存在するため、免疫複合体を認識し、運搬及び貧食により処理される。我々はHL-60,U937,K562などの血球前駆細胞及び腎糸球体上皮細胞SGE1にC3bレセプターをコードするヒトcDNAを導入して、レセプターの大量発現をを確認した。また腎臓に沈着しやすいDNA・抗DNA抗体のIC作製して、腎糸球体細胞に発現したレセプターのICへの除去機序及び除去能を確認した。平成7年度は血球前駆細胞の分化誘導及び抗DNA抗体の作製の実験を行ったが、分化誘導された細胞は誘導剤の毒性により、レセプターの長期発現が不可能であることが分かり、遺伝子操作の方法を切り換えた。また赤血球前駆細胞の他、腎糸球体が入手したため、研究目的に近い実験材料を切り換えた。一方、抗DNA抗体を生産するハイブリドーマの作製について、安定なクロンを得られたが、実験材料とする抗体と抗原のIC特性を確認するため、抗体の大量生産、分離、及び抗原の精製をさらに行う必要である。従って、平成7年度の実績は血球細胞の分化誘導、C3bレセプターをコードする遺伝子のクローニング及びレセプターの発現を、それぞれ日本化学工学会(札幌)及び日本生物工学会(九州)にて口頭発表を行った。平成8年度は実験材料の樹立及び実験方法の確立が進んでいるため、遺伝子導入により細胞のレセプター発現、免疫複合体の作製及び機能化細胞の免疫複合体への結合機序についてを、それぞれ日本化学工学会(京都)、日本生物工学会(名古屋)、アジアバイオエンジニアリング学会、アメリカ細胞生物学会にて口頭発表をした。研究論文の掲載は次頁に示す。うち全論文2報、学会proceedings2報は掲載され、また2報は印刷中である。a.分化誘導因子TPAとDMSOを比較すた結果、TPAは各細胞に約30%の分化能を与えたが、毒性が高いため、5日目に過ぎると、死細胞数が増えてきた。一方、DMSOの分化能が20%前後に見られ、生細胞数が維持できるため、長期使用する場合はTPAより適当と考えられる。b.ロゼット法により細胞表面のレセプターの検出が、細胞の凝集が起こるのため、補体感作赤血球との結合が観察し難くなった。一方、抗体蛍光法とwestern-blotting法はC3bレセプター(略称CR1)を検出できた、さらにFlow Cytometry法を用い、上述の両方法のレセプター検出の一致性を確認した。各細胞の分化誘導結果は、HL-60細胞は他の細胞より、0.8-1%DMSOに対しレセプターの発現量が高いことが認められた。なお、誘導された循環血液細胞を長期培養するとC3bレセプターの保持が不安定であることが観察された。

今後、C3bレセプターをコードするcDNAを循環血液細胞に導入して、レセプターの発現安定性を高く維持できる網内細胞を作る予定である。c.ss(single strand)DNAとds(double strand)DNAを用い、正常動物を免疫した結果、ssDNAだけは免疫応答を起こした。得られた12個のハイブリドーマの産生抗体はssDNA,dsDNAともに免疫反応があることが見られた。また、抗体のisotypeを調べたところ、殆どがlgM subclassであることが分かった。これに対して、自己発症マウスから得た15個のハイブリドーマははlgG1,G2b,G3及びlgM四つのタイプの抗体を持ち、ssDNA,dsDNAとも反応した。今後は免疫沈着により発症の高いlgG1タイプの抗体を用い、DNAと反応して、免疫複合体を作成する予定である。免疫複合体(以下ICと略す)は抗原・抗体から形成されたものである。こういったICが生体内だ上手く処理されない場合は血液循環に関与する臓器に沈着し、特に腎臓に破綻を与え、危篤な腎炎を起こす。本研究はin vitroでの免疫複合体除去能の確立と除去機序の解明を目的とする。特徴は生体の機能を持つ網内細胞そのものを免疫複合体の除去に用いることである。網内系細胞の表面にはFc、C3bレセプターが存在するため、免疫複合体を認識し、運搬及び貧食により処理される。我々はHL-60,U937,K562などの血球前駆細胞及び腎糸球体上皮細胞SGE1にC3bレセプターをコードするヒトcDNAを導入して、レセプターの大量発現をを確認した。また腎臓に沈着しやすいDNA・抗DNA抗体のIC作製して、腎糸球体細胞に発現したレセプターのICへの除去機序及び除去能を確認した。平成7年度は血球前駆細胞の分化誘導及び抗DNA抗体の作製の実験を行ったが、分化誘導された細胞は誘導剤の毒性により、レセプターの長期発現が不可能であることが分かり、遺伝子操作の方法を切り換えた。また赤血球前駆細胞の他、腎糸球体が入手したため、研究目的に近い実験材料を切り換えた。一方、抗DNA抗体を生産するハイブリドーマの作製について、安定なクロンを得られたが、実験材料とする抗体と抗原のIC特性を確認するため、抗体の大量生産、分離、及び抗原の精製をさらに行う必要である。従って、平成7年度の実績は血球細胞の分化誘導、C3bレセプターをコードする遺伝子のクローニング及びレセプターの発現を、それぞれ日本化学工学会(札幌)及び日本生物工学会(九州)にて口頭発表を行った。平成8年度は実験材料の樹立及び実験方法の確立が進んでいるため、遺伝子導入により細胞のレセプター発現、免疫複合体の作製及び機能化細胞の免疫複合体への結合機序についてを、それぞれ日本化学工学会(京都)、日本生物工学会(名古屋)、アジアバイオエンジニアリング学会、アメリカ細胞生物学会にて口頭発表をした。研究論文の掲載は次項に示す。うち全論文2報、学会proceedings2報は掲載され、また2報は印刷中である。
生分解性リン脂質ポリマーの合成と機能評価

本研究では、生体に優しい生分解性リン脂質ポリマー(新規化合物)の合成法を確立し、化学的な構造・機能解析を行うと伴に医学、薬学への応用を検討することを目的としている。現在、バイオマテリアルの分野で最もポピュラーな生分解性ポリマーがポリ乳酸やポリグリコール酸などの脂肪族ポリエステルである。脂肪族ポリエステルは一見、生体に無害の様に思われるが、分解生成物の残存や分解速度、さらに生体適合性の点でその安全性が問われている。申請者らは生体膜類似構造に着目して分子設計したリン脂質ポリマーが優れた生体適合性を示すこと明らかにしてきた。そこで、リン脂質極性基を有する生分解性ポリマーを合成する考えに至った。平成11年度に引続き代表的なリン脂質極性基であるホスホリルコリン基を有する脂肪族ポリカーボネート(PPC)の合成の検討を行った。本研究で新規に合成した1、3-ジクロロイソプロピルホスホリルコリン(DCPC)と1,4-ジブロモブタンを所定濃度で混合し炭酸カリウムとクラウンエーテルを加えアセトニトリル中で重合しPPCを得た。PPCの構造はNMRおよびFT-IRで解析し、PPC中のリン脂質ユニット組成はリンの定量より求めた。PPCの分子量測定はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて行った。これらの結果より分子量約10000程度のPPCを合成できた。本研究で合成したPPCはいずれも水溶性でありDCPCユニットを30モル%有するPPCは水溶液中の濃度が5x10^<-3>を越えると会合することが明らかとなった。リン脂質極性基を有するポリカーボーネートに加え、脂肪族ポリエステルについても検討を行っている。平成11年度は代表的なリン脂質極性基であるホスホリルコリン基を有する脂肪族ポリカーボネート(PPC)の合成の検討を行った。PPCの基本ユニットとしてホスホリルコリン基を有する1、3-ジクロロイソプロピルホスホリルコリン(DCPC)を1、3-ジクロロイソプロパノールと環状リン酸クロイドを反応させ、トリメチルアミンで開環することにより合成した。DCPCと炭酸カリウムをアセトニトリル中で反応させPPCを得た。重合の際、種々のアルキルジハライドを用い、PPCの親疎水生を制御した。これらの結果より分子量2000程度のPPCを合成できたことを確認した。