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ソフト溶液プロセス法によるひげ結晶の作製

ひげ結晶はCVD(化学蒸着法)などの気相成長法により作製されるものが、この方法の欠点は高価な原料ガスと高熱を必要とするにもかかわらず、多くは未反応ガスとして排出され、一部は大気中に放出される。それに対して"ソフト溶液プロセス法"とは熱や圧力のような大エネルギーを使わず、溶液中で化学反応という低エネルギーでものを作る方法の総称である。従って廃液として回収できるため、大気汚染もなく再利用可能であり、エネルギー的にみても環境に優しいプロセスである。本研究では、ソフト溶液プロセス法の一種である、電析(めっき)法によりひげ結晶を作製することを目的とした。ただし、危険な砒素のようなものは使わない。1,無数のZn合金ひげ結晶(長さ100μm、太さ数μm、無転位)を5分程で作製できた。ひげ結晶の表面がZnO膜で覆われている限り、ひげ結晶は伸び続けるが、この膜がなくなると、成長は停止し、表面は凹凸してくる。2,硫酸浴に硝酸を少し添加すると、その量に比例してひげ結晶は細くなり、ひげの数は増え場所による数の不均一性はなくなる。ひげ結晶を覆う膜はZnOからZn_4SO_4(OH)_6とZn_4SO_4(OH)_6・4H_2Oになり、水和膜の存在がひげ結晶の成長に寄与している。3,N_2ガスをバブリングしたアンモニア水に試料を浸すと、基板のCuが溶け、デンドライトとしてZn-Ni合金ひげ結晶り先端や基板表面上に析出した。これをうまく利用すれば、Zn合金に比べ工業的により重要であるCuのひげ結晶が作成可能となる。
有機廃棄物から石油代替燃料への新規微生物変換技術

現在の産業技術体系は化石燃料である石油に基づいて構築されている。石油の主成分である炭化水素を生物的に生産することができれば、現行の産業技術体系をそのまま利用して、化石燃料から生物資源に原料を変更することができ、スムーズに体系の変換が可能である。我々はこれまでの研究で、デンプンや有機酸を炭化水素に変換することができるバクテリアを独自に見出した。そこで本研究では、このバクテリアを同定し、生産される炭化水素の組成を決定した。さらに、本バクテリアを利用して、有機廃棄物から石油代替燃料としての炭化水素を生産する新たな微生物変換技術を開発するための基礎的検討を行った。具体的には、以下の知見を得た。1.バクテリアの同定従来の培養条件によるバクテリア同定方法に加えて、16S-rRNAによる方法を用いて同定を行った結果、本バクテリアがVibrio furnissiiであることが明らかとなった。2.炭化水素組成の決定本バクテリアが生産する炭化水素についてその組成を調べた結果、軽油に相当する炭化水素を含むことが明らかとなり、石油代替燃料として利用可能であることがわかった。・種々の基質の炭化水素への変換様々な炭素源(糖、脂質、有機酸、アルコール)を基質として炭化水素生産量を調べたところ、基質の種類により炭化水素組成が変化することがわかった。・有機廃棄物からの炭化水素生産我が国で多く排出される有機廃棄物の一つである廃糖蜜を基質として用い、炭化水素を効率よく生産するための培養条件を明らかにした。さらに、本バクテリアを利用して、有機性廃棄物から石油代替燃料としての炭化水素を生産する新たな微生物変換技術を開発するための基礎的検討を行った。・バクテリアの同定従来の培養条件によるバクテリア同定方法に加えて、16S-rRNAによる方法を用いて同定を行った結果、本バクテリアがViburio furnissiiであることが明らかとなった。・本バクテリアが生産する炭化水素組成の決定本バクテリアが生産する炭化水素についてその組成を調べた結果、軽油に相当する炭化水素を含むことが明らかとなり、石油代替燃料として利用可能であることがわかった。・炭化水素生産に影響を与える因子の探索と至適培養条件の検討増殖および炭化水素生産に影響を与える環境因子として、温度、pHなどの物理的条件、炭素源、窒素源、リン源、塩濃度などの培地成分の影響について調べた。さらに、炭化水素を効率よく生産するための至適培養条件の検討を行った。・種々の基質の炭化水素への変換

平成13年度に同定を行った炭化水素を生産するバクテリアVibrio furnissiiを用い、様々な炭素源(糖、脂質、有機酸、アルコール)を基質として炭化水素生産量を調べ、基質の種類による炭化水素組成の変化の検討を行った。・有機廃棄物からの炭化水素生産我が国で多く排出される有機廃棄物の一つである廃糖蜜を基質として用い、炭化水素を効率よく生産するための培養条件を明らかにし、炭化水素組成の分析を行った。
強磁性体からSiへのスピン注入とスピン蓄積効果に関する研究

Rapidthermal annealingによるシリサイド化の方法で強磁性Fe_<1-x>Si_xのSOI基板上への作製と、これを電界効果型トランジスタ(Metal-oxlde-semiconductor field effect transistor:MOSFET)のソースとドレインに用いたスピンMOSFETの試作をおこなってきた。今年度は、Siチャネルとのショットキー障壁エンジニアリング、特にシリサイイド時にAsやSbといったドーパント原子のチャネル界面への偏析による障壁高さ変調を新たに試みた。MOSFETのソースドレイン領域にイオン打ち込みによりAs、Sbを導入し、1)活性化アニールを行ってからシリサイド化を行う方法、2)活性化を行わないでシリサイド化を行う方法、の2つを試みた。結果としてSbの場合はいずれの方法についても障壁高さエンジニアが困難であった。Asの場合には2)の方法により障壁高さが低くなることを確認したが、高電流駆動能力と高スピン注入の両条件を満たす作製条件を見出せていない。一方、P(リン)ドーピングをあらかじめソースドレイン領域におこなった後にシリサイド化をおこない、Fe_<1-x>Si_xソースドレインをもつマルチターミナルスピンデバイスの作製を試みた。Si中でのスピン状態を電気的に検出するために微細な構造が必要であることから、EBリソグラフィーの方法をもちいる必要があった。このプロセスの最適化をはかり、ショットキー障壁高さが高電流駆動能力と高スピン注入の両条件を満たすデバイスの作製に成功し、Si中でのスピン状態の電気的検出を試みつつある。近年、半導体スピンエレクトロニクスと呼ばれる従来の半導体エレクトロニクスにおいて無視されてきたキャリアスピンを積極的に利用した新しいエレクトロニクス体系の研究が活発化してきている。特に、スピン電界効果型トランジスタ(スピンMOSFET)はスピン偏極電流による機能(スピン依存伝達特性)のみならず、高い電流駆動能力や低消費電力などといった本来の集積能動デバイスとしての機能を併せ持つため、半導体スピンエレクトロニクスにおいて重要なスピンデバイスとなり得る。スピンMOSFETは従来のMOS構造を基本構造に持つが、そのソース、ドレインは強磁性体によって構成される。このデバイスのスピン依存伝達特性を最大限に発現させこれを利用するためには、強磁性ソースからシリコンチャネルへの高効率のスピン注入とSi中でのスピンの振る舞いに関する知見が必要がある。この高効率のスピン注入達成のためには、Siとのショットキー障壁の低い強磁性材料が必要である。これまで、強磁性材料として強磁性金属Fel.xSi.、MnAsのシリコン基板上への作製と、結晶、磁性、電気的特性の評価をおこなってきた。電気特性は主にトランジスタ特性で評価した。結果として、Fe_<1-x>Si_xは組成x=0.25のときにDO3型のFe3Siとなることがわかった。しかしながらトランジスタ特性からショットキー障壁が非常に高いことがわかった。このショットキー障壁は組成xに大きく依存することがわかり、現在、低障壁高さを実現するための最適化をおこなっている。MnAsはMBEでの結晶成長中に、AsのSi基板への数nmのドーピングが自動的に起こり、Si伝導帯に対して0.16eVという低い障壁高さを持つことがわかった。また、トランジスタ作製後に数100度でアニールをおこなうことにより、トランジスタ特性が劇的に改善された。これはSi基板中のAs活性化率が上昇したためと考えられる。Rapid thermal annealingによるシリサイド化の方法で強磁性Fe_<1-x>Si_xのSOI基板上への作製と、これを電界効果型トランジスタ(Metal-oxlde-semiconductor field effect transistor:MOSFET)のソースとドレインに用いたスピンMOSFETの試作をおこなってきた。
人工超格子多層膜による磁性トポロジカル状態の制御とフェルミオロジー

近年、薄膜表面における空間対称性の破れに伴うディラックコーンと呼ばれる特殊な電子状態により出現する「量子異常ホール効果」がエネルギー損失を伴わない電力輸送を実現する可能性が報告された。EuO/SmO人工超格子多層膜において、薄磁性薄膜よりも高い温度で量子ホール効果が発現することが理論的に予言されたものの、EuOやSmOは熱力学的に不安定な物質であるために通常の結晶合成法では作製が困難であることが知られている。そこで、本研究では、様々な成膜条件下において、Sm酸化物薄膜を成長させ、結晶構造および電子状態を詳細に評価することにより、熱力学に不安定なSmO薄膜が得られことを示した。本研究では、「人工超格子多層膜による磁性トポロジカル状態の実現とその制御」について、EuO / SmO人工超格子多層膜の作製とその場3次元角度光電子分光(in-situ 3D-ARPES)観察によるフェルミオロジーを組み合わせた研究によって新しい展開を切り開く。特に強磁性転移温度前後におけるフェルミ面のトポロジーやバンド構造の変化をin-situ 3D-ARPESによって直接観測することにより、世界初の磁性トポロジカル状態の直接観測を行い実験的な証拠を得る。更に薄膜の次元性や基底状態の調整により磁性トポロジカル状態を自在に制御し、新たな機能性の創生を目指す。平成27年度は、SmO薄膜の作製条件の探索のため、様々な薄膜作製条件下でエピタキシャル薄膜の作製を試みた。様々な酸素分圧下で製膜したSmO薄膜の可視紫外分光高度計による透過スペクトル測定により、酸素分圧が1.0 x 10-6 Paよりも十分に小さい試料では、Smは金属として存在するため、透過率はほぼ0 %であった。酸素分圧の増大に伴い、透過スペクトルが徐々に低波長側にシフトしており、バンドギャップの増大が示唆される。酸素分圧が増加するにつれ、バンドギャップは大きくなりSm2O3のバルク値である4.33 eVに近づく傾向を示した。XRD回折測定において、酸素分圧量の増加に伴い格子定数が増大していくことと併せて考察することにより、酸素分圧の増加に伴い酸素欠陥が減少し、結果としてバンドギャップの増大につながったと考えられる。以上の結果、酸素分圧のコントロールによりバンドギャップサイズのコントロールが可能なことを見出した。本来なら昨年度までにSmOエピタキシャル薄膜の作製条件の探索を行う予定であったが、現時点ではまだ実現していない。そこで、電子状態計算による成膜条件の探索を合わせて行うことにより、より効率的な作製条件の探索を試みる。これからの超省エネルギー社会を実現するためには、エネルギー損失が無い電力の輸送方式の開発及びデバイスの省エネ化が必要不可欠であり、「超電導」や「量子異常ホール効果」を利用した技術開発が近年、急速に進んでいる。量子ホール効果とは、1980年代に発見された原理で、特殊な半導体を非常に強い磁場中に置いた際に、エネルギー損失無く電流が流れるという現象である。しかし、その実現には10テスラ以上の高磁場とヘリウム温度程度の極低温が必要であり、デバイスへの適応は困難であった。近年、SmO / EuO人工超格子多層膜において3次元的な磁性トポロジカル状態が実現する可能性がバンド計算によって示され、異常量子ホール効果が発現する可能性があることが提言された。しかしながら、Sm酸化物は通常、[Sm3+]2[O2-]3の化学状態が[Sm2+][O2-]の化学状態よりも熱力学的に安定のため、SmOの作製は不可能であると考えられており、世界中のどの研究者もこの物質の合成には成功していないのが現状である。これまでに類似物質EuO薄膜において1原子層レベルでコントロールしたエピタキシャル成膜技術の確立、強磁性機能の発現メカニズムを明らかにするための電子状態の解明に関する研究を行い、その経験・知識を活かしすことにより、SmO単結晶薄膜の成膜条件の探索を行った。その結果、特定の基板における格子応力を利用するとともに、成膜温度、酸素分圧を精密に調整した結果、X線回折およびレーザーラマン分光測定により、SmO (111)エピタキシャル薄膜の成膜が示唆される実験結果を得ることに成功した。昨年度は様々な酸素分圧における試料作製条件の探索を行ったが、今後、成膜温度の更なる調整および基板の最適化により、より結晶構造、電子構造をコントロールする方法を探索していく予定である。SmO薄膜が作成できた際には直ちに光電子分光測定を行うことにより、トポロジカル電子状態の観測を試み、世界初の磁性トポロジカル状態の制御を試みる。物性物理
コンディショナルノックアウトマウスを用いた骨リモデリング制御機構の解析

骨の恒常性は「骨リモデリング」と呼ばれる骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収のバランスにより維持されているが、この骨吸収と骨形成の制御機構については不明な点が多い。TAK1はMAPKKKの一つであり、炎症誘導と細胞生存シグナル伝達経路の主要因子であるが、TAK1ノックアウトマウスは胎生致死となるため、骨組織でのTAK1の役割は不明な点が多い。そのため、組織の各細胞特異的なTAK1の骨リモデリングへの役割を解明することは生命科学を理解する上でも重要である。これまでに、破骨細胞特異的にTAK1を欠損させたコンディショナルノックアウトマウスは骨量が増加することを見出した。TAK1はTAB1/TAB2と複合体を形成して機能することが知られているので、TAB2の破骨細胞特異的コンデショナルノックアウトを作成し、解析した。その結果、このマウスの骨組織や破骨細胞形成に異常は見られず、TAK1がキナーゼ複合体の責任分子であることを明らかにした。また、破骨細胞分化過程において、TAK1は従来考えられていたNF-κBを制御するのではなく、破骨細胞分化マスター因子であるNFATc1転写活性を促進することも明らかにした。NFATc1転写活性には細胞内カルシウムシグナルが必須であり、破骨細胞分化においてはカルシウムオシレーションと呼ばれる特徴的な細胞内カルシウム濃度変化が観察される。そこでTAK1の破骨細胞内カルシウムシグナルに対する制御メカニズムを解析した結果、TAK1はカルシニューリンもしくはNFATc1を直接的に制御する可能性が示唆された。以上のことから、TAK1がカルシウム-NFATc1シグナルを制御するという骨リモデリングにおける新たな制御機構が明らかとなった。骨の恒常性は、骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収のバランスにより維持されている。この再構築は「骨リモデリング」と呼ばれ、骨の維持のみならず、生命活動に必須なカルシウムの貯蔵庫である骨を巧妙に制御している。しかし、いつ、どのように骨を破骨細胞が認識し骨吸収が開始され、骨芽細胞が骨形成を完了するかは未だ不明である。TAK1はTLRやIL-1、TNFによる炎症誘導と細胞生存シグナル伝達経路の主要因子であるが、骨組織でのTAK1の役割は未だに不明な点が多い。そこで、骨リモデリングにおけるTAK1の生体レベルでの意義について解析を行っている。また、破骨細胞分化過程の初期または後期にTAK1阻害剤を処理すると、分化は著明に阻害されるが、TAK1下流に位置するNF-κBの阻害剤では、破骨細胞の初期分化を阻害するが、後期分化に影響を与えないという結果が得られた。そこで、TAK1は従来考えられていたNF-κBを制御するのではなく、破骨細胞分化マスター因子であるNFATc1を制御すると考え、検討した結果、TAK1がNFATc1の転写活性を促進することを明らかにした。次に、転写因子CBPがNFATの転写活性を制御するという報告があることから、CBPに着目し、検討した結果、TAK1存在下でCBPがリン酸化されることや新規のリン酸化部位を同定した。さらに、TAK1とNFATc1の共発現系にさらにCBPを強制発現させたところ、NFAT転写活性はCBP依存性に上昇することを見出した。これらのことから、破骨細胞分化においてTAK1の下流でCBPがリン酸化され、FATc1の転写活性を指制御する新たな作用機序が明らかとなった.骨の恒常性は「骨リモデリング」と呼ばれる骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収のバランスにより維持されていが、どのように骨吸収が始まり、骨形成が完了するかは未だ不明な点が多い。この制御機構を解明する糸口として、骨細胞が注目されている。骨細胞は他の骨組織と接触し、細胞間ネットワークを形成しているため、骨リモデリングを制御している可能性が示唆されているが、その詳細は不明である。また、破骨細胞分化過程において、TAK1は従来考えられていたNF-κBを制御するのではなく、CBPのリン酸化を介して破骨細胞分化マスター因子であるNFATc1転写活性を促進することを明らかにした。そこで、TAK1によるCBPのリン酸化はどの部位を介して行われているかを検討した結果、新規のリン酸化部位が同定された。さらにそれらリン酸化部位のdominant negativeを作製し検討した結果、CBPリン酸化部位のdominant negativeによりNFAT転写活性およびCBPとの結合が抑制された。これらのことから、TAK1下流でCBPが新規リン酸化部位を介してリン酸化され、NFATc1の転写活性を制御する骨リモデリングの新たな作用機序が明らかとなった。

TAK1はMAPKKKの一つであり、炎症誘導と細胞生存シグナル伝達経路の主要因子であるが、TAK1ノックアウトマウスは胎生致死となるため、骨組織でのTAK1の役割は不明な点が多い。そのため、組織の各細胞特異的なTAK1の骨リモデリングへの役割を解明することは生命科学を理解する上でも重要である。これまでに、破骨細胞特異的にTAK1を欠損させたコンディショナルノックアウトマウスは骨量が増加することを見出した。TAK1はTAB1/TAB2と複合体を形成して機能することが知られているので、TAB2の破骨細胞特異的コンデショナルノックアウトを作成し、解析した。その結果、このマウスの骨組織や破骨細胞形成に異常は見られず、TAK1がキナーゼ複合体の責任分子であることを明らかにした。また、破骨細胞分化過程において、TAK1は従来考えられていたNF-κBを制御するのではなく、破骨細胞分化マスター因子であるNFATc1転写活性を促進することも明らかにした。NFATc1転写活性には細胞内カルシウムシグナルが必須であり、破骨細胞分化においてはカルシウムオシレーションと呼ばれる特徴的な細胞内カルシウム濃度変化が観察される。そこでTAK1の破骨細胞内カルシウムシグナルに対する制御メカニズムを解析した結果、TAK1はカルシニューリンもしくはNFATc1を直接的に制御する可能性が示唆された。以上のことから、TAK1がカルシウム-NFATc1シグナルを制御するという骨リモデリングにおける新たな制御機構が明らかとなった。
難治性中耳炎に対する細胞シート治療の普及に向けた新規作製法の確立

真珠腫性中耳炎や癒着性中耳炎などの中耳手術において、病的粘膜を除去した後の骨面に自己の鼻粘膜上皮細胞シートを移植して中耳粘膜を再生させることで、これまで限界とされてきた手術成績の向上が期待できるようになってきた。現在多施設共同研究を実施し、細胞加工製品である鼻粘膜上皮細胞シートを安全かつ品質を落とさずに輸送する技術を確立してきた。今後本研究の普及を見据え、毎回患者より組織採取すること無く、必要時に、より短期間で鼻粘膜上皮細胞シートを供給できる細胞培養プロトコールの開発が必要である。本研究では、凍結細胞を用いることで鼻粘膜上皮細胞シートを作製する細胞培養技術を確立し、輸送前後の鼻粘膜上皮細胞シートの品質基準試験を用いることで、移植に供する細胞シートを作製することが可能であるか検証する。我々が現在行っている鼻粘膜上皮細胞シートの製造方法は、初代培養としてエクスプラント培養法を用いて、先に初代培養で細胞数を増加させた後に、温度応答性培養皿に播種して、細胞シートを作製することで、低侵襲に、安定して移植に供する細胞シート数を確保し、かつ治療効果が得られる上皮細胞シートを作製できる。本研究では本培養技術を生かして、初代培養後に回収した細胞の一部を凍結保存することで、毎回患者の組織を採取すること無く、必要時に細胞シートを作製することができるプロトコールの確立を目指す。さらに、実際の製造を見据え、採取した組織ならびに作製した細胞シートを輸送容器に入れ運搬しても、問題なくシートとしての品質基準を保つことができるか検討する。凍結細胞を用いた細胞培養技術を確立することで、細胞治療による再生医療の臨床応用の普及につながる可能性がある。現在様々な細胞加工製品が開発され注目されており、我々も自己の体細胞を利用した鼻粘膜上皮細胞シートの移植治療を開発した。自家移植では免疫拒絶はなく、自己細胞の長期培養で腫瘍化したとされる報告もまれであることから、細胞治療としての安全性は高い。現在ヒト臨床研究で確立した輸送技術と品質基準試験を利用することで、本研究技術で作製した鼻粘膜上皮細胞シートが輸送前後においても移植に供する品質を維持できるか検証を行った。まず採取したヒト鼻腔粘膜組織と全血を5時間輸送した。鼻腔粘膜は培養液に入れ4°Cで輸送し、全血は24°Cで輸送し、遠心分離し血清のみ抽出した。作製したヒト自己血清を用いて、初代培養として約2週間エクスプラント培養を行い、温度変化のみで細胞をシート状に回収することが可能な温度応答性培養皿に細胞を播種した。継代培養を約10日間行い、自己鼻腔粘膜上皮細胞シートを作製し、作製した細胞シートの品質検査として、性状確認、剥離試験、総細胞数、細胞生存率、上皮細胞含有率を評価した。輸送した組織から作製した鼻腔粘膜上皮細胞シートは細胞数、細胞生存率、上皮細胞純度等に影響なく移植基準を満たしていた。作製した細胞シートを5時間以上輸送しても剥脱はなく、通常どおりに回収可能であった。次に凍結鼻粘膜細胞を用いて鼻粘膜上皮細胞シートの作成を行った。通常細胞と同様の手順で自己鼻腔粘膜上皮細胞シートを作製し、作製した細胞シートの品質検査として、性状確認、剥離試験、総細胞数、細胞生存率、上皮細胞含有率を評価した。総細胞数、細胞生存率では通常細胞からの細胞シートに比較してやや劣るものの、性状確認、剥離試験では問題なく移植基準を満たす結果となった。今後はさらに研究を進め凍結細胞を用いて作製した細胞シートを輸送した後も品質を維持できるか検証する。細胞シートは移植日に合わせて必要に応じて実施できるよう、再手術が必要となる時期を想定し、2週間後、1ヶ月後、1年後と設定した。本研究成果をPMDAとのレギュラトリーサイエンス(RS)戦略相談を経て治験にいかす目的に、できる限り異種の生物由来材料を取り除くよう努力する。これらの最適な条件を決定するために、細胞シートの目視所見、物理的強度、生細胞数・細胞生存率の確認、操作性、ならびにトランスクリプトーム解析や免疫染色による詳細な解析によって評価する。作製した細胞シートは品質基準試験として、細胞の外観、物理強度の確認、生細胞数・細胞生存率の確認、上皮系細胞マーカーであるパンサイトケラチンの陽性率、感染症の否定、エンドトキシン試験を行う。さらに品質基準を満たした細胞シートに関して、輸送容器を利用した細胞シートの搬送を行う。輸送時間は輸送から移植までの現実的な期間として3日以内と設定し、24時間、48時間、72時間で検討を行う。細胞シートの輸送時における接着状態、輸送液、温度、時間などの条件を最適化する。さらに輸送後、再度細胞シートの品質基準試験を行い、移植に供する細胞シートを維持できるか検証する。

本研究では、凍結細胞を用いることで鼻粘膜上皮細胞シートを作製する細胞培養技術を確立し、輸送前後の鼻粘膜上皮細胞シートの品質基準試験を用いることで、移植に供する細胞シートを作製することが可能であるか検証する。我々が現在行っている鼻粘膜上皮細胞シートの製造方法は、初代培養としてエクスプラント培養法を用いて、先に初代培養で細胞数を増加させた後に、温度応答性培養皿に播種して、細胞シートを作製することで、低侵襲に、安定して移植に供する細胞シート数を確保し、かつ治療効果が得られる上皮細胞シートを作製できる。本研究では本培養技術を生かして、初代培養後に回収した細胞の一部を凍結保存することで、毎回患者の組織を採取すること無く、必要時に細胞シートを作製することができるプロトコールの確立を目指す。さらに、実際の製造を見据え、採取した組織ならびに作製した細胞シートを輸送容器に入れ運搬しても、問題なくシートとしての品質基準を保つことができるか検討する。凍結細胞を用いた細胞培養技術を確立することで、細胞治療による再生医療の臨床応用の普及につながる可能性がある。現在様々な細胞加工製品が開発され注目されており、我々も自己の体細胞を利用した鼻粘膜上皮細胞シートの移植治療を開発した。自家移植では免疫拒絶はなく、自己細胞の長期培養で腫瘍化したとされる報告もまれであることから、細胞治療としての安全性は高い。現在ヒト臨床研究で確立した輸送技術と品質基準試験を利用することで、本研究技術で作製した鼻粘膜上皮細胞シートが輸送前後においても移植に供する品質を維持できるか検証を行った。まず採取したヒト鼻腔粘膜組織と全血を5時間輸送した。鼻腔粘膜は培養液に入れ4°Cで輸送し、全血は24°Cで輸送し、遠心分離し血清のみ抽出した。作製したヒト自己血清を用いて、初代培養として約2週間エクスプラント培養を行い、温度変化のみで細胞をシート状に回収することが可能な温度応答性培養皿に細胞を播種した。継代培養を約10日間行い、自己鼻腔粘膜上皮細胞シートを作製し、作製した細胞シートの品質検査として、性状確認、剥離試験、総細胞数、細胞生存率、上皮細胞含有率を評価した。輸送した組織から作製した鼻腔粘膜上皮細胞シートは細胞数、細胞生存率、上皮細胞純度等に影響なく移植基準を満たしていた。作製した細胞シートを5時間以上輸送しても剥脱はなく、通常どおりに回収可能であった。次に凍結鼻粘膜細胞を用いて鼻粘膜上皮細胞シートの作成を行った。通常細胞と同様の手順で自己鼻腔粘膜上皮細胞シートを作製し、作製した細胞シートの品質検査として、性状確認、剥離試験、総細胞数、細胞生存率、上皮細胞含有率を評価した。総細胞数、細胞生存率では通常細胞からの細胞シートに比較してやや劣るものの、性状確認、剥離試験では問題なく移植基準を満たす結果となった。今後はさらに研究を進め凍結細胞を用いて作製した細胞シートを輸送した後も品質を維持できるか検証する。細胞シートは移植日に合わせて必要に応じて実施できるよう、再手術が必要となる時期を想定し、2週間後、1ヶ月後、1年後と設定した。本研究成果をPMDAとのレギュラトリーサイエンス(RS)戦略相談を経て治験にいかす目的に、できる限り異種の生物由来材料を取り除くよう努力する。
人材開発プログラムにおける経営者倫理育成の役割-日本企業の創業事例をもとに

本研究では、技術者が経営者としての能力形成をしていった過程を企業の発展とともに事例検討し、「経営者人材育成(Management Development;経営者としての能力開発)」の本質はなにか、を分析することにあった。大野耐一、本田宗一郎、井深大、松下幸之助事例研究から得られた結論は、技術者が企業経営にいたる要件は、「ethic(職業や職種に固有の行動規範や訓戒のようなもの)」の形成、いわゆる経営者としての「倫理」観の形成にあることだ。なお「ethic」とは、経営者のあるべき道徳や道義的責任を問うといった情緒的なものではない。顧客の「必要」を起点に、製造原価の戦略的管理を通じて、技術的「知見」を活かす能力の形成である。今回の4氏事例に共有されていた「規範」としての「ethic」は、顧客の「必要」とする製品機能ならびに価格を先ず出発点とする姿勢、およびに製造原価への厳しい姿勢である。すなわち、顧客の意を体した「目利き」として、新商品開発のご意見番となっていた。また、利益の源泉を、製造過程ならびに部材調達における原価軽減に置いていた。こうした能力形成の過程を誘導する「規範(=ethic)」は、現場での経営活動にそくして形成される。「規範」形成過程はMDカリキュラムの有用な教材になると考えられる。技術者系出身経営者4氏事例において、生産活動は技術・材料の原価を管理し得て初めて、利益を確保できる企業経営に転ずることができる。「技術経営(Management of Technology)」とは詰まるところ、製造原価管理である。自然界・人間界の「理法=エンジン」を操作可能な形に解明し用途を充足すべく制御することにある。今後は、日本ならびに欧州の技術集積地における「技術のマネジメント(MOT)」過程ならびに世代間継承の過程を事例研究し、MDカリキュラム研究のさらなる発展を構想したい。加えて製造業産地の国際的連携(ネットワーク)を構想し、人類の財産たる技術の発展に資することにしたい。経営者開発(MD=management Development)における企業家精神の育成カリキュラムについて、日本における創業者ならびに中興者人材の事例検討を通じて研究を進めてきた。すなわち、伊庭貞剛、松下幸之助、大野耐一、本田宗一郎、ならびに滋賀県出身の創業者を検討材料として、その故地や資料館を訪ね検討した。さらに、6回の研究会を通じて、企業家精神、社会的責任の認識、指導者としての権限・機能などについて議論を重ねてきた。日本には、「買い手よし売り手てよし世間よし」に象徴されるような、独自の「消費者利益、従業員・株主利益、環境調和」の経営思想が近代以前から存在していた。また、こうした事例では、利益追求は経営の目的ではなかった。利益は、前述の経営理念を他人に依存することなく自立して実現するために必要な手段に過ぎない。さらに、事業の展開が、従業員の自己実現を図るということに配慮するため、独自の人材管理・育成の方式(年季奉公、見習、人材の信頼性の評価)、例えば「小僧の神様」風の人情の機微が経営発展の契機となるなど、を内在していることが明らかになった。日本のMDは、科学が強調されがちな欧米流の経営育成論とは異なる。次年度の研究発展の方向は次のとおりである。まず、事例検討から日本に固有な人材管理・育成の方式を抽出する。次いで、欧米におけるMDに関わる各種概念(MD、企業家精神、コーポレート・ガバナンス、リーダーシップ)について、レビュー論文を作成する。

最後に、先にまとめたの日本固有の人材管理・育成の方式が、欧米産のMDに関わる各種概念をどのように発展させるものなのか、研究の成果として試論を提起したい。本共同研究プロジェクトは、その過程で「日本企業の創業事例における技術者倫理の企業家精神への発展とその継承」にテーマを発展させた。本研究の目的は、人材開発政策ならびに戦略についての前回共同研究の成果を発展させて、「日本人企業家の足跡を検討しながら、その日本固有の企業家倫理の本質を検討し、経営者人材育成カリキュラム(MD=Management Development)における企業家倫理育成プログラムの充実、発展を図ることであった。米英におけるMDカリキュラムにおいて、企業家精神の育成がどのように図られているのか検討するとともに、日本の主要な技術者出身の経営者が技術を事業化していった事例から技術者の中に企業家精神がどのようにして形成されていったのか検討し、企業家精神育成の要点を見出すことを目標とした。しかしながら、米英におけるMDカリキュラムは、MBAカリキュラムの延長上というよりも、MBAがクライアント企業と共同で「企業内大学(院)」として試行実践の段階にあり、かつ企業個別先行事例の内部における経験を「ワークショップ(GEではワークアウト)」によって伝える活動が中心である。カリキュラムそのものの内容を検討する意義は現段階では薄かった。したがって、事例研究に重点をおいて検討した。研究プロジェクトにおける発見のひとつは、「日本固有の企業家倫理」観が、製品メカニズム、製造現場の管理活動、ならびに時勢や相場の変動を見た経験、など極めて製造や販売に密着した行動規範から生じていたことである。特に「技術者」系「経営者」は、自身の経験的な技術や工学的な発見を、「商品」のメカニズム・仕様や商品製造管理という事業に結び付けていくプロセスにおいて、その「倫理」を具現化する。学術的な価値以上に製品として実用化すること、およびそれを「商品」として採算のとれるものとして製造する技量の確保を自己の「ethic(気概・心意気)」としていた。産業創出の活路は、ベンチャー企業家・起業家の育成支援、「学」の技術の民間移転による事業化に求められている。今日の経済政策上、事業化プロセス事例検討は一定の意義があった。
ペクチンオリゴ糖連続生産のための回転環状反応クロマト装置の開発

ペクチンオリゴ糖連続生産のための回転環状反応クロマト装置の開発には、クロマト装置の分離特性に関する研究と共に、使用する固定化酵素の反応速度論に関する研究が必要となる。本研究では、糖の酵素加水分解プロセスの速度論の解明ならびに連続加水分解プロセスの構築を目的として、基質に逐次加水分解が起こる最も小さな糖である重合度6のオリゴ糖(イソマルトヘキサオース)を、酵素にこの基質を加水分解するエンドデキストラナーゼを取り上げ、まず回分反応器を用いて均相酵素加水分解実験を行った。そして、基質のα-1,6グリコシド結合の切断に関する酵素の選択性の概念を新たに導入した速度論モデルを構築し、種々の条件下での実験結果とのフィッティングによりモデル定数を推算した。これより、エンドデキストラナーゼは基質分子のより内側に存在するグリコシド結合に配位しやすいという可能性が示唆された。次に、この酵素を多孔性メタクリル酸共重合体ビーズであるAffi-Prep10(バイオラット社製)に固定化することにより固定化酵素加水分解実験を行うと共に、担体内の物質移動抵抗を考慮した速度論モデルを構築した。そして、種々の条件下での実験結果とのフィッティングにより担体内の有効拡散係数などのモデル定数を推算した。得られた有効拡散係数の推算値は水溶液中での文献値よりも数オーダー小さなものであった。さらに、この固定化酵素を充填したカラム型リアクターを設計・製作して連続加水分解実験を行うと共に、本連続反応プロセスに関する数学モデルを構築した。そして、前述した回分固定化系でのフィッティングにより推算したモデル定数を用いて本数学モデルによるシミュレーションを行ったところ、種々の条件下での連続加水分解実験結果と良好に一致した。糸状菌由来のエンドポリガラクツロナーゼ酵素をバイオラット社のアフィゲル10に固定化した固定化酵素充填バイオリアクターを用いて市販ポリガラクツロン酸の酵素分解反応実験を行った。そして反応速度に対する反応温度及びpHの影響を調べた。分解によって得られる重合度13のオリゴ糖濃度はイオン交換カラムを用いた液体クロマトグラフィーで測定し、反応の至適温度が40°C、至適pHが4.3であることを明らかにした。イオン交換クロマトグラフィーは重合度4以上のオリゴ糖の定量分析の信頼性が乏しいため、上述の反応実験データを直接用いて固定化酵素分解反応速度論モデルを構築することは不可能であることが分かった。そこで別に市販のエンドデキストラナーゼ酵素をアフィゲルに固定して、重合度6のイソマルトヘキサオース基質の酵素分解実験を行った。濃度分析用の液体クロマトカラムはイオン交換カラム以外にゲルろ過カラムも用いた。酵素がエンド型であるため、分解生成物は重合性2、3、4のオリゴ糖となるが、各糖の生成量の経時変化を実測することができた。実験データは均相反応のミカエリス・メンテン型の逐次反応モデルでシミュレートできたことから、本ゲル樹脂には物質移動抵抗が実質的に無視できることがわかった。現在は充填層型バイオリアクターを用いて反応を行うとともに、反応器の数学モデル構築を行っている。また、別にオリゴ糖のクロマト分離についても市販の樹脂の性能評価を行っている。ペクチンオリゴ糖連続生産のための回転環状反応クロマト装置の開発には、クロマト装置の分離特性に関する研究と共に、反応クロマトに充填する固定化酵素反応に関する知見が必要となる。本研究では、多糖の酵素加水分解反応速度論を明らかにするために、α-1, 6グリコシド結合を加水分解するエンド型酵素デキストラナーゼを取り上げ、イソマルトヘキサオース(6糖)の加水分解反応実験を行った。このエンド型酵素は、6糖を3糖、あるいは4糖と2糖に分解し、4糖をさらに2糖に分解する。

まず、遊離酵素を用いた均相酵素反応を種々の条件下で行い、多糖の加水分解位置の確率を考慮した速度論モデルを構築し、均相反応に関する速度パラメータを推算した。次に、アガロースビーズN-サクシルイミド誘導体であるAffi-Prep10を担体とした固定化酵素反応を種々の条件下で行った。そして、担体内の各糖の拡散がFickの第一法則に従うと仮定することにより、液相および担体相に関する物質収支式を導出し、固定化酵素反応に関する速度論モデルを構築した。このモデルにより、加水分解速度に及ぼす基質の初期濃度、固定化担体量の影響を良好に表現することができ、固定化反応に関する速度パラメータ、ならびに担体内の有効拡散係数を推算することができた。このモデルは、6糖以上の重合度の糖に関しても適用可能であると考えられる。現在、この固定化酵素を反応クロマト装置に用いるための準備段階として、カラム型バイオリアクターに充填し連続的な酵素加水分解反応の検討を試みている。以上の研究結果については現在学会発表の準備中である。
海綿由来アデニンジテルペン系抗腫瘍代謝産物アスマリンAの合成研究

海綿より単離されたアデニンジテルペン系アルカロイドasmarine A-Fの合成とそれらの構造および絶対配置を決定することを目的として研究を開始し,以下の成果を得た.今後,対応するシスデカリン体の合成と側鎖の変換により2種のジテルペン部分を構築し,さらに複素環部分の導入を経て,本研究の目的を達成する計画である.海綿より単離されたアデニンジテルペン系アルカロイドasmarine A-Fの合成とそれらの構造および絶対配置を決定することを目的として研究を開始し,以下の成果を得た.今後,対応するシスデカリン体の合成と側鎖の変換により2種のジテルペン部分を構築し,さらに複素環部分の導入を経て,本研究の目的を達成する計画である.海綿より単離されたアデニンジテルペン系代謝産物アスマリンAの合成と構造決定のため,本年度はその予備実験としてアザシクロへプタン環とプリン環が縮合した新規三環性アミン体1およびそのヒドロキシルアミン体2の合成経路を確立することを目的とし,以下の研究成果を得た.1.6-Chloropurine(3)と3-aminopropanolの反応は収率88%で6-(3-hydroxypropylamino)purineを与えたが,このもののOH基をクロル化後塩基で処理すると閉環は1位で進行(収率89%)し,7位閉環体は全く生成しなかったことから,1および2の合成には7位から6位へ閉環する方法が適当である.2.N-BOC-3-Bromopropylamineで3をアルキル化すると7位アルキル体4(収率16%)と9位アルキル体(収率69%)が得られた.つづいて4のBOC基を除去後Et_3Nで処理すると6位で閉環が進行し,目的とする三環性アミン体1を収率63%で得ることに成功した.今後,7位アルキル体6の選択的合成法の開発を目指し,(1)プリン環7位でのアルキル化を優先させるため位置制御子(3位へ導入)を活用する,(2)ピリミジン誘導体へ側鎖導入後イミダゾール環を構築する,等を検討する予定である.海綿より単離されたアデニン-ジテルペン系アルカロイドasmarine A-Fの合成と構造決定のための基礎研究として、昨年度に引き続きそれらの三環性複素環部分に担当する[1,4]diazepino[1,2,3-gh]purine骨格の合成法を確立することを目的とし、以下の研究成果を得た。1.コバルト錯体共存下、6-chloropurineをΝ-(3-bromopropyl)-Ν-(methoxymethoxy)carbamic acid allyl ester (1)で直接アルキル化すると収率43%で7位アルキル体2を優先して与えた。一方、ピリミジン体を1でアルキル化後,閉環する方法では通算収率64%で2を与えた。2.7位アルキル体2のAlloc基を除去後、6位での分子内アミノ化反応(収率75%)および脱MOM化(88%)を経て、asmarine A, Bの複素環部分に相当するヒドロキシルアミン体3を合成した。今回合成した3種の三環性複素環化合物3-5のスペクトルデータはasmarine A-Fに対して提出されている構造のうち複素環部分の構造がいずれも妥当しないことを支持している。今後,ジテルペン部分を有するアミン体を合成し、それに本年度確立した複素環部分の合成経路を適用し、asmarine A-Fを合成する計画である。海綿より単離されたアデニン-ジテルペン系アルカロイドasmarine A-F合成の基礎研究として,昨年度までに三環性複素環部分に相当する[1,4]diazepino[1,2,3-gh]purine骨格の合成法を確立している.今年度はasmarine類のジテルペン部分の構築を検討し,以下の研究成果を得た.1.Asmarine A, D, Eのジテルペン部を構成するトランスデカリン部分の合成のため,2-methyl-1,3-cyclohexanedioneとethyl vinyl ketoneの不斉Robinson環化により(4aR)-(-)-1,4a-dimethyl-4,4a,7,8-tetra-hydronaphthalene-2,5(3H,6H)-dione[(4aR)-1]を得た.この非共役ケトン部をアセタール化後,Li/NH_3で還元し,TMSC1でトラップし好収率でトランスデカリン骨格を有するシリルエノールエーテル体へと導いた.このものの1位への立体選択的1炭素増炭反応および2位ケトン部へのWittig反応後,イリジウム触媒を利用するhydroxy-directed reductionによりトランスデカリン環上の全ての立体化学が天然品のそれらと一致する化合物を得た.今後,側鎖の変換を経て複素環部分を導入する計画である.2.Asmarine B, C, Fのジテルペン部を構成するシスデカリン部分の合成のため,上記1と同様の反応で(4aS)-1を合成した.つづいてこれをピペリジン中接触還元しシスデカリン体を得た.

このものの1位でのシリルエノールエーテルの形成を種々条件下検討した結果,DMF中,N-methyl-N-trimethyl-silylacetamideを利用することにより収率93%,選択性95%で目的とする化合物を得ることができた.しかし,このものの1位での増炭反応は期待する立体化学を有するものが得られず,主生成物の2位でのWittig反応,還元を経て生成した化合物のシスデカリン上の立体化学は天然品のそれと1,2位で異なるものであった.以上の知見は今後,1位の置換基の導入法を逆にすれば目的の立体化学を有するシスデカリン体が得られることを示唆している.
ガラス表面に吸着したアルカリ原子の光誘起脱離現象の解明とその応用

本年度は,昨年度までに組み上がった実験装置に改良を施した後、光誘起原子脱離のデータを取得し解析を行った。これらの実験の過程で,ガラス基板がアルカリ金属の蒸着により改質することも明らかになった。【光誘起脱離量と吸着量の関係】昨年度までにガラス基板にルビジウム原子を吸着させ、その吸着量を昇温脱離法で調べ、そこに紫外光を照射し脱離を起こしてそれを検出することが一通りできるようになった。今年度前半に、これらの実験過程の一つ一つの制御性や再現性を高める改良をまず行った。その改良に基づき実験を行い,アルカリ原子の石英基板への吸着量と光誘起脱離量との関係を定性的に調べることができた。用いた光の波長は365nmの紫外光の一種類であったが,ある吸着量の付近で脱離量が最も多くなるような振る舞いが観測された。定量的な理解にはさらにデータの取得が必要である。【ガラス基板の改質】アルカリ金属を石英基板に蒸着して実験を繰り返しているうちに,当初とは異なる結果が得られるようになってきた。このため,アルカリ金属による石英の改質を疑い,学内外の分析装置(X線光電子分光装置:XPS)を用いて表面の解析を行った。その結果,アルカリ原子が石英ガラスの内部まで浸透していることが分かった。これはこの研究が想定しているアルカリ蒸気セル内部でも起こっていることが推測され,そこでの光誘起脱離現象を解明する上で見過ごしてはならない極めて重要な事項であると考えている。このアルカリ原子のガラス内部への拡散が光脱離に及ぼす影響についての理解は今後の課題である。本年度はまず,アルカリ原子のガラス基板からの光誘起原子脱離実験を行うための超高真空チェンバーを作成し,それを用いて光脱離原子を観測するテスト実験を行った。【作成した真空チェンバーの仕様】真空チェンバーの真空度は,残留ガスの表面への堆積を抑えるため10^<-8> Pa台の前半をめざしたが, 1x10^<-7> Paにとどまっているので今後の改良が必要である。この真空チェンバーにガラス基板試料を導入してさらに温度制御するために,液体窒素温度から1000 K程度まで温度を変えることができる試料ホルダーを作成した。そこに取り付けられたガラス基板に,通電加熱してアルカリを真空中に放出するアルカリディスペンサーを用いてアルカリ原子を吸着させることができる。試料ホルダーは,位置が変えられるように回転ステージやXYZステージに装着されている。吸着させる際にはガラス基板をディスペンサーに近づけ,脱離を観測する際には向きを変えて光の入射窓と質量分析器方面に向けた上で脱離を観測できる。基板以外からの脱離原子をなるべく観測しないように,原子を捕集する領域を制限するための筒を質量分析器の入射口に取り付けた。当初計画していた試料交換室は,検討の結果設けないことにした。【観測】石英ガラスを基板としてまず使用した。そこにアルカリ原子のルビジウムを吸着させ,紫色LED (波長365nm)の光を照射した。その時脱離が実際に起こり,それが質量分析器で観測されることが確認できた。
細胞機能解析バイオデバイスとしての生体親和型ポリマーナノ粒子の創製

新しい細胞機能解析バイオデバイスとしてのポリマーナノ粒子を創製した。すなわち、ポリマーナノ粒子表面を細胞膜類似構造のリン脂質ポリマーで被覆し、さらに内部に分光学的方法で安定に識別できる量子ドットを導入した。この表面に特異的に生理活性バイオ分子を結合することで、その分子の細胞機能に与える効果のみ明確に測定・判別した。リン脂質ポリマーの効果で、細胞内に全く取り込まれないことを世界で初めて実証した。また、細胞内へのナノ粒子の取り込みには、表面に結合するポリペプチドの化学構造、組成、密度などが重要な役割を果すことを見いだした。新しい細胞機能解析バイオデバイスとしてのポリマーナノ粒子の創製を実現する。すなわち、ポリマーナノ粒子に細胞に全く認識されないリン脂質(MPC)ポリマー表面を作製し、さらに内部に簡便な分光学的方法で識別可能なプローブ(量子ドット)と回収を容易にする磁性粒子を導入する。この表面に特異的に生理活性バイオ分子を結合することで、その分子の細胞機能に与える効果のみ明確に測定・判別できるポリマーナノ粒子を創製する。これを細胞分析、分離、観察に応用することで細胞機能変化を指標として、バイオ分子の機能を解析することを目的としている。これによりマテリアルと細胞間で生じる重篤な炎症反応や生体組織の治癒過程について、バイオ分子の役割を明確にしながら解明することを目指す。生体親和型ポリマーナノ粒子の創製:48時間以上細胞系と接触した場合においても、細胞に取り込まれないナノ粒子の構造を規定し、さらにその粒径、表面電荷、表面の官能基密度などをパラメーターとした調製条件を確立した。特に粒径に関しては,10-250nmの範開を設定した。バイオアフィニティナノ粒子の創製:ナノ粒子表面に結合するバイオ分子(タンパク質)の種類を選定し、その固定化条件を決定した。その際に、バイオ分子と選択的に結合する標的分子との結合、解離常数の算出を行いパラメーターとした。その結果、表面に導入した活性エステル基は、タンパク質のアミノ基と生理条件において効率よく結合することを見いだした。また、固定化された抗体タンパク質の活性は生体中とほぼ同程度で、通常の基板に対して100倍であった。ナノ粒子の内部に蛍光標識する量子ドット、回収・分離を容易にする磁性粒子を導入する方法を検討した。これらの無機結晶は水媒体に対して分散性が悪いために、その表面が完全にポリマーマトリックス及びMPCポリマーで覆われる条件を規定するに至った。新しい細胞機能解析バイオテバイスとしてのポリマーナノ粒子の創製を実現する。本年度は、ナノ粒子を作成する両親媒性のリン脂質ポリマーの分子量を制御し、ナノ粒子の粒径に与える影響を明確にするとともに、表面に結合する細胞膜透過性ペプチドのシークエンスを考察した。その結果、アルギニン残基が8つ結合することが必要条件であることを見いだした。これは、これまで認められて来た事実とは異なり、細胞適合性に優れたナノ粒子であるからこそ見いだされた事実である。また、細胞適合性の評価として、粒子に起因する細胞のアポトーシスについても検討した。アポトーシスも、リン脂質ポリマーで表面を部分的に処理することでも、著しく改善されることを見いだした。細胞内におけるサイトカインの放出反応などについても基礎的な検討を行った。この結果は、次年度において詳細に検討する。新しい細胞機能解析バイオデバイスとしてのポリマーナノ粒子の創製を実現した。すなわち、ポリマーナノ粒子に細胞に全く認識されないリン脂質ポリマー表面を作製し、さらに内部に簡便な分光学的方法で識別可能なプローブ(量子ドット:QD)と回収を容易にする磁性粒子を導入した。この表面に特異的に生理活性バイオ分子を結合することで、その分子の細胞機能に与える効果のみ明確に測定・判別できるポリマーナノ粒子を創製できた。例えば、QDを内包したポリマーナノ粒子では、粒子の存在する位置を蛍光顕微鏡にて観察、特定できる。特に、蛍光の退色が見られないQDでは、連続的な観察が可能であるために、速度論の議論が可能である。表面をリン脂質ポリマーで覆う事により、ポリマーナノ粒子が細胞系に全く捕捉されないステルス性を発現することがわかった。さらにこの表面に細胞膜透過ペプチド(CPP)であるオクタアルギニン(R8)を結合する事で、細胞膜透過が発現する事を見いだした。

細胞と接触したポリマーナノ粒子は、30分間から1時間で細胞膜内に取り込まれる事がわかった。CPPの代わりに、他のアミノ酸8量体を結合して、アミノ酸構造の効果を見ると、カチオン性のオクタリシンの場合には、R8と同等の細胞内取り込みが認められるが、他のアミノ酸シークエンスでは、全く取り込まれない事が明らかとなった。この事は、細胞膜取り込みに表面に存在するバイオ分子の構造が重要である事を示唆している。一方、R8とオクタグリシンとの割合を制御して、表面に結合すると、R8が80mol%以上の場合に細胞取り込みが観察された。この事は、物質を細胞内に輸送するための条件として、カチオン性分子の凝集した構造が必要である事を示すものである。