hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
寄生性高等植物における寄生の分子メカニズム解明

ハマウツボ科根寄生植物であるストライガやオロバンキは主要な穀物や野菜に寄生し、アフリカ地域を中心に甚大な農業被害をもたらしている。しかし、植物寄生のメカニズムはまだほとんど解明されておらず、その根本的な防除法は確立していない。本研究では、遺伝学的アプローチを用いて寄生植物の寄生の分子メカニズムの解明を試みた。ハマウツボ科条件的寄生植物コシオガマを用いて規制成立に異常を生じる変異体を単離し、その機能解析を行った。また、コシオガマのゲノムを解読し、変異体の原因遺伝子を特定する方法を開発した。本研究は、遺伝学的アプローチを用いて寄生植物の寄生の分子メカニズムの包括的理解を目指す。特に、ハマウツボ科条件的寄生植物コシオガマの変異体を用いた寄生成立に必要な遺伝子の機能解析と原因遺伝子同定を目的とする。植物寄生の分子機構を解明することは、植物間相互作用の新たな機構を明らかにするだけでなく、将来的には新しい病害寄生雑草の防除法の開発につながると考えている。EMS処理をしたコシオガマ約2000のM1ライン種子を、吸器誘導物質であるDMBQを含む培地上に播種し、スクリーニングをおこなった。変異体候補M2植物体は、土に移植することにより次世代種子を得て、2次スクリーニングに供した。2次スクリーニングでは、DMBQ培地における表現型を確認するとともに、リゾトロン法を用いて宿主に感染させ、寄生形質に異常が見られる変異体を単離した。吸器毛の形成と吸器の形状に異常が見られる変異体が単離できたので、さらに、これらの変異体の表現型の詳細解析をおこなった。1.マーカー遺伝子を用いた変異体の表現型解析得られた変異体について、マーカー遺伝子を用いて表現型を解析した。寄生時に発現する遺伝子の、変異体での発現パターンを調べた。また、表現型に応じて、寄生マーカー遺伝子や細胞分裂、導管形成、植物ホルモン応答マーカーなどのプロモーター::GFPコンストラクト作成し、形質転換することにより、変異体内でのマーカー遺伝子の挙動を追った。2.コシオガマ遺伝地図作成と原因遺伝子同定法の確立変異体単離の野生株として用いた生態型Okayama(岡山大学、榎本先生より寄贈)と比較的早咲きでOkayamaとのSNPsが確認されているKyushu(九州大学、矢原先生より寄贈)ラインをかけ合わせ、F2世代を用いてマーカー解析をした。表現型が最も明確に確認できる変異体を用いて、原因遺伝子の同定をおこなった。得られた変異体を野生型親株にかけ合わせ、表現型のあるF2世代植物DNAのプールをシーケンスするMutMap法(Abe et al. 2012, Nature Biotech. 30, 174-178)を用いて、シーケンスをおこなった。本研究では、条件的寄生植物コシオガマを用いて、遺伝学的解析の系を立ち上げ、寄生ができないまたは異常が起こる変異体の解析とその遺伝子単離から、寄生に必須な遺伝子を単離することを目指している。今年度は、幾つかの変異体のシーケンスを終え、F2バルクからシーケンスを行い野生型ゲノムと比較することで原因変異の同定を行った。吸器毛の形成異常変異体については、原因変異の同定と相補試験を終え、この系で変異体の原因遺伝子特定が可能であることを示した。また、吸器毛の形成が根毛の形成プログラムによって制御されていること、吸器毛は寄生植物の宿主への付着に重要であることを示し、その成果を論文として発表した(Cui et al. 2016)。さらに加えて、吸器形成の形態異常変異体2ラインと、吸器欠損変異体体1ラインについて、F2バルクからゲノムDNAを単離し、シーケンスを行った。得られたシーケンスを野生型ゲノムを比較することにより、変異原因遺伝子の候補を得た。これら候補遺伝子については、相補試験をおこない、変異原因遺伝子であることを検証する予定である。また、新たにEMS処理をしたコシオガマ種子を吸器誘導物質DMBQを含む培地上に播種し、吸器形成異常変異体をスクリーニングした。その結果、新たに3ラインの吸器欠損変異体を得ることができた。これらのラインについて、トランスクリプトーム解析とゲノム解析を進めている。寄生植物コシオガマの変異体から原因遺伝子を単離する系をすでに確立でき、変異体の解析からさらに新しい知見を得ることができた。そのため、当初の予定以上に進展していると考えている。

EMS処理をしたコシオガマ約2000のM1ライン種子を、吸器誘導物質であるDMBQを含む培地上に播種し、スクリーニングをおこなった。変異体候補M2植物体は、土に移植することにより次世代種子を得て、2次スクリーニングをおこなった。2次スクリーニングでは、DMBQ培地における表現型を確認するとともに、リゾトロン法を用いて宿主に感染させ、寄生形質に異常が見られる変異体を単離した。さらに、これらの変異体の表現型の詳細解析をおこなった。表現型が最も明確に確認できる変異体を用いて、原因遺伝子の同定をおこなった。得られた変異体を野生型親株にかけ合わせ、表現型のあるF2世代植物DNAのプールをシーケンスするMutMap法を用いることで、変異原因遺伝子を同定した。変異体同定を成功させるために、レファレンスゲノムの整備と最適なF2個体の数やカバレージなどを検討した。変異体の単離及び解析をおこない、ゲノムリシーケンシングによって遺伝子の同定をおこなった。表現系に曖昧さの残る変異体については、遺伝子同定には至らず、後代での解析が必要であった。産休による研究中断があったため、次年度までの研究期間延長を申請した。ハマウツボ科根寄生植物であるストライガやオロバンキは主要な穀物や野菜に寄生し、アフリカ地域を中心に甚大な農業被害をもたらしている。しかし、植物寄生のメカニズムはまだほとんど解明されておらず、その根本的な防除法は確立していない。本研究では、遺伝学的アプローチを用いて寄生植物の寄生の分子メカニズムの包括的理解を目指した。まず、EMS処理をしたコシオガマ変異種子ラインを吸器誘導物質を含む培地上に播種し、寄生が出来ない変異体・寄生形質に変異が生じた変異体のスクリーニングをおこなった。これまでに、吸器毛が欠損した変異体、吸器の形状異常変異体、吸器欠損変異体を複数単離している。得られた変異体を様々な吸器誘導物質で処理し、また様々な宿主植物に感染させることで詳細な表現型解析を行い、吸器形成に関わる遺伝子の機能を推定した。さらに、野生型に戻し交配して得られたF2世代を次世代シーケンサーを用いて再シーケンスすることにより、原因遺伝子の同定を行った。遺伝子多型をフィルタリング方法を工夫することで、変異体の原因となる遺伝子多型を数個の候補遺伝子に落とすことができた。得られた候補遺伝子を毛状根形質転換法を用いて変異体に遺伝子導入することにより、変異体の表現型の回復が認められたため、変異体の原因遺伝子の同定に成功した。複数の変異体のゲノムの再シーケンシングを行い、植物寄生に関わる新たな遺伝子を同定することに成功した。本研究では、遺伝学的アプローチを用いて寄生植物の寄生の分子メカニズムの解明を試みた。ハマウツボ科条件的寄生植物コシオガマを用いて規制成立に異常を生じる変異体を単離し、その機能解析を行った。また、コシオガマのゲノムを解読し、変異体の原因遺伝子を特定する方法を開発した。変異体のスクリーニングを終了し、その表現型解析を進めている。
銀行による株式保有の決定要因および企業パフォーマンスへの影響に関する実証分析

銀行が保有していた顧客企業株式の売却が、当該企業向け貸出、企業パフォーマンスに及ぼす影響について、上場企業のミクロデータを用いた実証分析を行い、ワーキングペーパーとして成果をまとめた。分析の結果、2001年に実施された銀行株式保有制限規制により顧客企業株式の売却を余儀なくされた銀行は当該企業向け貸出シェアを低下させたこと、銀行が株式を売却した企業のリスクが増大したことが分かった。これらの結果は、銀行による株式保有には、銀行の貸出競争力を高め、企業の利益相反を防ぐ役割があったことを示唆している。また、非上場企業の株主属性、企業属性、企業財務が把握できるミクロレベルのデータベースを構築した。本研究の目的は、銀行による顧客企業の株式保有が融資の効率性や企業パフォーマンスに及ぼす影響について、実証的に検証することである。平成27年度については、第1に、分析に用いるデータベースの整備に注力した。民間信用調査会社「東京商工リサーチ(TSR)」のデータベース、日本経済新聞社デジタルメディア局「Nikkei NEEDs-FinancialQUEST」を用いて、非上場企業約23万社・上場企業約3500社について、それぞれ株主属性、企業属性、企業財務が把握できるパネル・データベース(20032013年)を構築した。とくに非上場企業の株主属性に関しては、TSRデータベース所収の文字情報を丁寧にデータクリーニングし、さらに銀行財務情報とマッチングできるよう金融機関コードとの紐付けを行った。管見の限りでは、銀行に着目して非上場企業の株主属性を明らかにしたデータベースは存在せず、新規性が高いものと思われる。第2に、銀行株主をもつ企業の特性を把握するとともに、設定した分析仮説の妥当性を検証するため、一橋大学商学研究科での研究セミナーにて中間的な研究報告を行い、データベース、分析仮説の更なる改善に資するコメントを多数もらった。また、研究成果の一部をベースに、商業誌『月間金融ジャーナル』への寄稿を行った。第3に、従来から取り組んできた他の研究論文2本の作成・投稿作業を行った。これらはともに企業・銀行間の融資関係に関する実証研究であり、本研究のテーマと直接関係するものではないが、本研究を遂行するうえで有益な知見が得られたと考えている。平成27年度は、(1)企業・株主関係のマッチデータの構築、(2)データの基礎的な整理、(3)銀行、銀行系VC、非銀行系VCを株主とする企業の比較を通じた理論仮説の妥当性についての第一次な検証、(4)セミナー・研究会等における発表を通じた分析の方向性についての検証、を行うことを計画していた。「9.研究実績の概要」に記したとおり、(1)(4)は、いずれも順調に進展している。本研究の目的は、銀行による顧客企業株式の保有が融資の効率性や企業パフォーマンスに及ぼす影響について、実証的に検証することである。平成28年度については、平成27年度に整備した非上場企業約23万社・上場企業約3500社のパネル・データベースのうち上場企業に関するデータを用いて、共同研究者である植杉威一郎氏(一橋大学)、鈴木健嗣氏(一橋大学)とともに論文を執筆した。上場企業データのみを用いた理由は、平成27年度に行った一橋大学商学研究科主催の研究セミナーでの報告に対するコメントを踏まえて、銀行の株式保有の対象が主に上場企業であること、分析対象期間の20032013年には制度変更などを背景に銀行による上場企業株式の売却が多かったことから、分析の焦点を制度変更による上場企業株式の売却に絞った方がよいと考えたためである。制度変更による銀行の外生的な上場企業株式の売却が、当該企業・銀行間の融資関係や企業パフォーマンスに及ぼす影響について分析した論文を執筆し、地域金融コンファレンス、経済産業研究所研究会で報告した。報告に対するコメントを踏まえて論文を改訂し、ワーキングペーパーとして公表した(近刊)。この他、銀行による既往債務の軽減が企業パフォーマンスに及ぼす影響に関するワーキングペーパー(近刊)、少子高齢化が家計の金融資産選択に及ぼす影響に関するワーキングペーパーを執筆した。また、平成27年度に執筆した金融政策と銀行貸出に関するワーキングペーパーを国内・国外の著名な学会に投稿し、ABFER 4th Annual Conference(シンガポール)、5th MoFiR Workshop on Banking(シカゴ)、第18回マクロコンファレンス(大阪)等で報告した。これらの研究は、本研究のテーマと直接関係するものではないが、本研究を遂行するうえでも有益な知見が得られた。(1)前年度に構築した上場企業・非上場企業の個票パネルデータに、株式を保有している銀行、融資関係を有する銀行の財務データや取引関係に関するデータ(融資シェア等)を接合し、企業・銀行マッチデータを構築する。そのうえで、(2)銀行株主有無ダミーを被説明変数、企業の基本的な属性、メインバンクの基本的な属性を説明変数とする回帰分析を改めて行う。

さらに、追加的な分析として、(3)銀行による企業株式の取得・売却が融資関係の維持確率に及ぼす影響についての回帰分析、(4)銀行による企業株式の取得・売却が企業の資金調達コスト、資金アベイラビリティに及ぼす影響についての回帰分析、をそれぞれ行う。(2)(4)の分析を通じて、銀行による企業の株式保有について、銀行・企業双方の動機が明らかになると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。金融・ファイナンス28年度が最終年度であるため、記入しない。
放射光と超短パルスレーザーを駆使したグラフェン関連物質の電子状態解明

種々のグラフェン関連試料において、放射光とフェムト秒レーザーという2種の先端的光源が持つ優れた特性を駆使した光電子分光実験を行った。SiC上グラフェンでは、特有の偶奇2種の対称性を持つ鏡像準位の分散を明らかにするとともに、時間分解測定からその寿命を明らかにした。酸素をインターカレートしたp型エピタキシャルグラフェンでは、バッファ層がある系に比べて強く束縛された鏡像準位が存在することと、1層のp型グラフェンの場合にはπ*状態の電子寿命が増大していることを見出した。グラフェン上のBi(110)超薄膜は6つの面内ドメインを形成して成長することを見出し、高対称線上のバンド分散を決定した。本研究では、SiC上のエピタキシャルグラフェンを出発物質として、ドープ制御した準自立グラフェンや、アルカリ金属類とのグラフェン層間化合物、重元素吸着系などのグラフェン関連物質を作製し、シンクロトロン放射光とフェムト秒レーザーという2種の先端的光源が持つ優れた特性を駆使した光電子分光実験を行なう。初年度においては、まず、既設の光電子分析システムに、広取り込み角度型の電子レンズ装置を整備した。参照用試料を用意し±15°から±3.5°の範囲で取り込みモードを切り替えながら測定できることと、金フェルミ端の測定から充分なエネルギー分解能を達成できていること、およびSiC上グラフェンのDirac点付近のバンド構造がより高い波数分解能で測定できることを確認した。併せて、レーザー光による2光子光電子スペクトルの時間分解測定、角度分解測定、励起波長依存性測定を高効率で行えるようにソフトウェアを改良した。また、SiC上に作製した1, 2, 3及び9層のグラフェンの角度分解2光子光電子分光実験から、グラフェンに特有の偶奇2種の対称性を持つ鏡像準位のバンド分散を明らかにするとともに、時間分解2光子光電子分光からその寿命を実験的に明らかにした。さらに、酸素原子をインターカレートすることにより作製したp型エピタキシャルグラフェンの時間分解・角度分解2光子光電子分光により、バッファ層がある系に比べて大きな結合エネルギーを持つ鏡像準位が存在することと、1層のp型グラフェンの場合にはp*状態の電子寿命が増大していることからDirac点におけるバンドギャップ形成が示唆されることを実験的に明らかにした。本研究では、SiC上のエピタキシャルグラフェンを出発物質として、ドープ制御した準自立グラフェンや、超伝導発現が期待されるアルカリ金属類とのグラフェン層間化合物、スピン分裂電子状態が期待される重元素吸着系などのグラフェン関連物質を作製し、シンクロトロン放射光とフェムト秒レーザーという2種の先端的光源が持つ優れた特性である、光子エネルギー選択性、偏光制御性、パルス性を駆使した光電子分光実験を行なう。今年度は、酸素原子をインターカレートすることにより作製したp型エピタキシャルグラフェンの時間分解・角度分解2光子光電子分光により、バッファ層がある系に比べて大きな結合エネルギーを持つ鏡像準位が存在することと、1層のp型グラフェンの場合にはp*状態の電子寿命が増大していることからDirac点におけるバンドギャップ形成が示唆されることを、ディラック点がフェルミ準位付近に位置する水素原子をインターカレートした準自立グラフェンでの結果と比較しながら明らかにした。これらについて成果発表を行った(2015CC3DMR(Busan, June 2015, invited), USD9 (Moriyama, May 2015), ICFSI-15, Hiroshima, Nov. 2015))。また、前年度までに整備を進めてきた光電子分析システムでの2次元ARPESマッピングおよびレーザー光による2光子光電子スペクトルの時間分解測定、角度分解測定、励起波長依存性測定、偏光依存性測定による手法について発表した。(日本物理学会2015年秋季大会,吹田市, 2015年9月,シンポジウム講演)さらに、特有のスピン構造が期待される試料として、グラフェンを基板としてBi(110)の超薄膜を作製することを開始し、成長時の基板温度、成長後のアニール条件の最適化により、2,4,6原子層の超薄膜を作製することに成功した。ARPESマッピング, LEED測定および理論計算との比較から、Bi(110)超薄膜は6つの面内ドメインを形成していることを明らかにした。初年度からの成果である光電子分析装置の高性能化についてのシンポジウム講演、ドープ制御と電子ダイナミクスの関連についての国際会議招待講演などの成果を公開した。特有のスピン構造が期待される試料として、半金属ビスマスの超薄膜を作製することを開始し、成長条件の確立と占有電子状態の解明を完了し、次年度の電子ダイナミクス研究の準備を整えることができた。以上のことから、本課題は現在までに概ね順調に進展している。本研究では、SiC上のエピタキシャルグラフェンを出発物質として、ドープ制御した準自立グラフェンや、種々の原子をインターカレートした系、平坦性と化学的安定性が高いグラフェンを基板としたヘテロ接合系を作製し、シンクロトロン放射光とフェムト秒レーザーという2種の先端的光源が持つ優れた特性である、光子エネルギー選択性、偏光制御性、パルス性を駆使した光電子分光実験を行なう。今年度は、特有のスピン構造が期待される試料として、グラフェンを基板としたBi(110)の超薄膜に着目し、成長時の基板温度、成長後のアニール条件の最適化により、2,4,6原子層の超薄膜を作製した。

ARPESマッピング, LEED測定および理論計算との比較から、Bi(110)超薄膜は6つの面内ドメインを形成していることを明らかにした。ARPES測定からは、1BLおよび2BLでは、それぞれΓK1線上にホールポケットが、3BLではΓK1線上の電子ポケットとΓ点周りのホールポケットが形成されていることわかった。AR2PPE測定からは、励起エネルギーに依存して強度分布が変化する構造がフェルミレベルの上3.04.3eVに観測され、終状態エネルギーがほぼ一致する放射光8.75eVによるARPESとの比較から価電子バンドと鏡像準位間の共鳴的な2光子励起に起因すると結論した。真空準位に対する鏡像準位の結合エネルギーは、1BLから3BLの膜厚において変化はなかった。これらの成果は、日本物理学会、放射光科学合同シンポジウム、VUVX2016国際会議にて発表するとともに、論文発表準備中である。種々のグラフェン関連試料において、放射光とフェムト秒レーザーという2種の先端的光源が持つ優れた特性を駆使した光電子分光実験を行った。SiC上グラフェンでは、特有の偶奇2種の対称性を持つ鏡像準位の分散を明らかにするとともに、時間分解測定からその寿命を明らかにした。酸素をインターカレートしたp型エピタキシャルグラフェンでは、バッファ層がある系に比べて強く束縛された鏡像準位が存在することと、1層のp型グラフェンの場合にはπ*状態の電子寿命が増大していることを見出した。グラフェン上のBi(110)超薄膜は6つの面内ドメインを形成して成長することを見出し、高対称線上のバンド分散を決定した。光電子分析装置の高性能化について、広取り込み角度型の電子レンズ装置の整備と性能評価、放射光とレーザーの組み合わせ実験システムの調整、広帯域2光子光電子分光システムの整備を予定したスケジュールで完了できた。本課題の出発物質となるSiC上に作製したnドープグラフェンにおける鏡像準位のバンド分散と電子緩和に関して論文発表や招待講演を行うとともに、酸素原子をインターカレートすることにより作製したp型エピタキシャルグラフェンの時間分解・角度分解2光子光電子分光の結果から、その鏡像準位のバンド分散やp*状態の寿命について国際会議にて発表を行った。以上のことから、本課題は現在までに概ね順調に進展している。特有のスピン構造が期待され試料作製条件が確立できたグラフェン上の半金属ビスマスの超薄膜について、非占有電子状態の解明と電子ダイナミクス研究を進める。これらビスマス超薄膜の構造ならびに電子状態は、基板との電子の授受供与に依存して変化するという理論的予測があることから、n型ドープされたグラフェン基板に加えて、酸素原子や水素原子のインターカレーションによりp型ドープに制御したグラフェン基板に作製したビスマス超薄膜についても実験を進める。これまでの期間において蓄積された結果から、種々のグラフェン関連物質の電子状態研究の成果を総括する。28年度が最終年度であるため、記入しない。総合理工まず、アルカリ金属との層間化合物における新奇な2次元バンド分散の直接決定を行う。特に、低温下にてk//=0近傍の非占有領域に発現する非占有バンドに着目し、励起エネルギー可変の角度分解2光子光電子分光、および時間分解
液状化に伴う流動が杭基礎に及ぼす影響の微視力学的検討

液状化に伴う流動は、液状化してせん断抵抗力を失った地盤が、数mにも達する大きな変位を生じる現象であり、その流動圧によって橋梁や建物の基礎杭が被害を受ける。我が国では海岸線沿いに多くの大都市が立地しており、このような液状化・流動化危険地域において適切に杭の設計を行うための設計体系の立案が急務とされている。もともと固体的であった飽和地盤が強震動により液状化すると、その後はあたかも流体のように振る舞うが、ある大きさ以上のせん断歪みに到達すると急激にせん断剛性が回復して、その後は再び固体のように振る舞う。本研究では、このような複雑な材料特性のモデル化を粒状体の微視力学を用いて検討し、流動地盤と杭の大変形相互作用を解析するための解析手法を構築した。主な研究成果を以下に示す。(1)液状化し流動する地盤の可視化実験手法の構築とPIV解析結果の考察高速度カメラとPIV解析を組み合わせて、液状化地盤の流動特性を定量評価できるシステムを開発した。通常の砂を用いてアクリル土槽側面や地表面を可視化する方法に加え、LAT(Laser援用Tomography)を用いて、ガラス粒状体の内部を可視化する方法も提案し、流動地盤中の杭周りの挙動を検討した。流動地盤の大変形解析が可能なSPH法を用いて、液状化した地盤の変形解析を行い、既往の振動台実験結果との比較を行った。ここでは、液状化地盤をビンガム流体、またはNewton流体+弾性固体として解析し、液状化地盤のせん断剛性回復挙動等の実験結果を再現できることを確認した。(3)個別要素法による液状化地盤の微視的流動特性の検討間隙流体を考慮しない定体積繰り返しせん断試験解析より、液状化と流動を妥当に表現できること、液状化後の粒状体の構造を評価できる新たなテンソルの提案等を行った。(4)粒状体の微視力学に立脚した構成則の提案粒状体の微視的挙動に立脚した構成モデルの提案を行った。液状化に伴う流動は、液状化しせん断抵抗力を失った地盤が、数mにも達する大きな変位を生じる現象である。兵庫県南部地震においては、海岸線付近の広い領域で液状化とそれに伴う流動が観測され、それによって橋梁や建物の基礎杭の被害が数多く報告された。我が国では海岸線沿いに多くの大都市が立地しており、このような液状化・流動化危険地域において適切に杭の設計を行うための設計体系の整備が急務である。初年度である本年度は、液状化地盤の複雑な微視的流動挙動を観測するための実験手法の開発、およびそれを再現する微視約数値解析手法の開発を目指して、以下の検討を行った。(1)固液混相系の3次元可視化実験手法の開発固体粒子に粉砕ガラス粒子を用い、液体にはガラス粒子と同じ屈折率の液体にトレーサーを混入させ、シート状にしたレーザーを透過させて任意断面の固体と液体の運動を可視化し計測する手法を開発した。特に液体の運動を精度良く取り込むことを意図して、蛍光トレサーを用い、3CCDのカラー高速度カメラ、またはモノクロ高速度カメラに固体粒子からの散乱光をカットするフィルターを用いることで、固体粒子運動と液体運動を分離して解析する手法の有効性を実証した。更に、透水およびボイリング現象を対象として、計測情報の精度を詳細に検討した。(2)イメージベース個別要素法の精度検証

砂粒子のイメージベースモデリング手法により作成した不規則形状粒子を用いて、単純せん断試験の個別要素法解析を行い、非排水条件下の液状化現象を定量的に再現できることを検証した。(3)個別要素法とSPHを組み合わせた固液混相解析手法の開発過剰間隙水圧の消散とそれに伴う剛性回復挙動を再現することを意図して、間隙流体をSPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)法を用いてモデル化し、透水やボイリング現象の解析を通してその精度を検証した。この他、次年度に向けて、振動台による液状化地盤模型の流動に関する基礎検討も行った。液状化に伴う流動は、液状化してせん断抵抗力を失った地盤が、数mにも達する大きな変位を生じる現象であり、その流動圧によって橋梁や建物の基礎杭が被害を受ける。我が国では海岸線沿いに多くの大都市が立地しており、このような液状化・流動化危険地域において適切に杭の設計を行うための設計体系の立案が急務とされている。もともと固体的であった飽和地盤が強震動により液状化すると、その後はあたかも流体のように振る舞うが、ある大きさ以上のせん断歪みに到達すると急激にせん断剛性が回復して、その後は再び固体のように振る舞う。本研究では、このような複雑な材料特性のモデル化を粒状体の微視力学を用いて検討する。そして、得られた材料特性を用いて流動地盤と杭の相互作用を解析するために、有限変形問題特有の数値解析上の問題、歪みの局所化の問題、現象の3次元性などを考慮した新しい解析過程の構築を行う。本年度は、以下の3項目を並行して実施した。(1)液状化およびそれに伴う側方流動のLAT可視化実験と杭に作用する流体力の計測前年度の簡易振動台実験の結果を踏まえ、本年は透水試験装置を改良した疑似液状化地盤内の杭の横引き実験の可視化を行った。動水勾配を変化させることによって、異なる粒子濃度の擬似液状化地盤を作りだし、その内部を杭モデルが移動するときの抵抗力を計測したところ、液状化率が20%程度までは抵抗力は大きく、また杭の移動速度依存性も見られないのに対し、30%を過ぎると、抵抗力が急激に低下し、同時に速度依存性が現れた。これは、材料が固体から液体へと相変化したことによると考えられ、実験手法の有効性が確認された。また、移動する杭周りの粒子運動の可視化にも成功した。流動地盤の大変形解析が可能なSPH法を用いて、液状化した地盤の変形解析を行い、既往の振動台実験結果との比較を行った。ここでは、液状化地盤をビンガム流体として解析し、実験結果をある程度再現できることを確認した。次年度は、せん断剛性回復などを表現できる構成則を導入した解析等を行い、実構造物への適用が可能な解析手法の確立を目指す。(3)粒状体の微視力学に立脚した構成則の基本形の誘導流動化地盤の剛性回復メカニズムや杭周りのサイズ効果等を考慮できる、微視力学構成則の基礎研究を行った。
急冷凝固およびMGによるMg_2Ni系合金の均質化とプロチウム吸蔵特性

我々は従来の研究において、水素化物を不安定化させるためMg_2Niに第三元素を添加した。その結果、Mnを添加した合金では、低温におけるプロチウム吸蔵特性に改善が認められた。そこで、本研究では、Mg-Ni-Mn三元合金の更なる特性改善を図るため、Mn量を変化させた試料を溶製し、それらのプロチウム吸蔵・脱蔵特性を調べ、組織的観点からそれらの比較・検討を行った。また、水素化物のさらなる不安定化を目的として、四元合金を作製し、組織解析も行った。Mn添加量の増加に伴い多くの化合物が晶出するようになり、Mg_2Niが減少する。250°CにおけるPCT曲線は、Mn添加量の増加に伴い、最大水素吸蔵量が減少する傾向が認められるものの、プラトー圧には大きな変化は認められない。しかしながら、Mg_2Ni_<0.5>Mn_<0.5>合金MG材は、プラトー領域が3段階に分かれ、その吸蔵量は、二元合金とほぼ同程度である。活性化処理した試料を初期水素圧0.89-0.91MPaの条件にて、室温から300°Cまで昇温した場合、Mn添加により低温側におけるプロチウム吸蔵量が増える。活性化後、250°Cでプロチウムを最大まで吸蔵させた各合金をAr雰囲気,室温にて長時間放置することで、プロチウムの放出量は増え、放出開始温度が低温側に移行する。これは、室温においてMg_2NiH_4相が、高温相から低温相へ構造変態することに起因するものと考えられる。また、Mn添加量の多い合金に生成されたMgH_2相は、低温からプロチウムを放出するようになる。FeおよびMnを添加した四元合金の組織は、Mg固溶体,Fe-Ni-Mn化合物およびMg_2Ni相が観察される。急冷凝固することによって、Mg_2Ni以外の化合物量は大幅に減少し、Mg_2Ni相中へのMnおよびFeの固溶量は増加する。
癌細胞特異糖鎖抗原による慢性関節リウマチ患者に対する感作療法

近年、糖鎖構造をした細胞膜抗原が癌を初めとして種々の疾患の病態に大きな役割を果たしていることが次第に明らかになり注目を集めている。特に、最近その合成技術が進歩し臨床応用が可能になり、悪性疾患や慢性疾患への臨床応用の研究が急がれている。我々は重症慢性関節リウマチ(RA)患者の破壊関節部骨髄中に癌細胞特有とされる糖鎖抗原(difucosylated chain;di-Le^X)を保有する特異な骨髄球系カスケードが存在し強い組織破壊活性を持つことを見いだし、この特異な糖鎖抗原を用いてRA患者に感作療法を試み、特異かつ劇的な有効性を示し得ることが明らかになった。我々の1991年までの研究で、従来未検討であったRAに対する感作療法の有効性が示され注目を集めている。特に糖鎖抗原に関しては、合成di-Le^XおよビKATO-III由来の糖蛋白(TCA)は有効性を示すが、mono-Le^Xは無効であり構造の特異性が示された。従来の治療方法では難治のRAに対する治療方法として研究を進める事は急務である。本研究目的は、糖鎖構造の臨床応用の先駆としてRAに的を絞り、(1)各種糖鎖抗原構造の有効性の検討と、その組合せによる治療体系の確立を進めている。興和深いのは、fucose構造2個あれば有効なのに1個では無効であるなど構造特異性が見られることである。(2)糖鎖構造投与時の生体内での作用機序を明らかにして、治療適応を確立することである。In vitroになるがTCAが自己MLRを抑制して広範囲な免疫反応を抑える事が明らかになった。糖鎖構造が免疫反応の修飾に大きな働きを持ち、病態の正常化に強い働きを持つようである。(3)治療法としての大きな働きが期待されている。実際の症例でも著効例をしばしば見いだし可能なところから実用化へ進める事を検討中である。近年糖鎖構造が癌組織のみでなく、慢性関節リウマチ(RA)等の炎症性疾患の組織でも病態的に重要な意義がある事が明らかにされ、糖鎖構造物の生物学的活性が注目される様になった。我々は重症RA患者の罹患関節部骨髄中に癌特異抗原と考えられていた糖鎖構造(monoーおよびdiーfucosylated type 2 chain:monoーおよびdiーLe^x)を膜抗原として保有する骨髄球系細胞の存在を見いだしたのをきっかけに、この様な糖鎖構造を用いてのRA患者に対する感作療法を試みた。用いた抗原はKATOーIII由来の糖蛋白であるTCA(日本抗体研)、ワシントン大学箱守教授供給の糖脂質のmonoーおよびdiーLe^xである。投与は原則として2(ー3)週の初めの2日間続けて皮内注射した。皮内投与後早い症例では2日後に急激な臨床症状の改善と検査値の改善が見られる等の変化が見られた。投与前に罹患関節部骨髄中の単核細胞の8.32(SD:2.54)%が異常な骨髄球であったものが、投与後1ー4(平均2.5)カ月では2.04(SD:1.81)%と有意の減少を認めた。しかし、その後再び増加を示す例もあり後述のような有効率になっている。臨床症状および検査値での効果判定は3Mと6Mとに行った。改善例は2ngーTCA:3M;17%(2/12),6M;50%(4/8),50ngーTCA:3M;32%(12/38),6M;50%(15/30),500ng diーLe^x:3M;42%(18/43),6M;33%(7/21),500ng monoーLe^x:3M;0%(0/5),placebo:18%(3/17)で糖鎖抗原による感作療法はRA患者に対して有効な治療法になり得ると考えられた。作用機序は糖鎖化合物の生物学的活性という事になる。その一つとして糖鎖化合物による免疫反応の抑制がある。RA患者でAutologous Mixedlymphocyte Reaction(AMLR)が亢進している症例があるが、ここに糖鎖抗原を加えると、正常のレベルにまで正常化される。やや広い角度から検討するべきと考えている。

本研究目的は、糖鎖構造の臨床応用の先駆としてRAに的を絞り、(1)各種糖鎖抗原構造の有効性の検討と、その組合せによる治療体系の確立を進めている。興和深いのは、fucose構造2個あれば有効なのに1個では無効であるなど構造特異性が見られることである。(2)糖鎖構造投与時の生体内での作用機序を明らかにして、治療適応を確立することである。In vitroになるがTCAが自己MLRを抑制して広範囲な免疫反応を抑える事が明らかになった。糖鎖構造が免疫反応の修飾に大きな働きを持ち、病態の正常化に強い働きを持つようである。(3)治療法としての大きな働きが期待されている。実際の症例でも著効例をしばしば見いだし可能なところから実用化へ進める事を検討中である。我々は重症な慢性関節リュ-マチ(RA)患者の罹患関節部および腸骨の骨髄中に悪性腫瘍特異抗原(di-LeXなど)を保有する異常な骨髄球と、その分化細胞と考えられる強い組織破壊活性を示す多形白血球(骨髄球系カスケ-ド)を見いだし、これを消退させ関節破壊を抑えることを目標に、RA患者に対する癌細胞特異の糖鎖抗原を用いての感作療法の開発を進めている。抗原としてKATO-III細胞由来の糖蛋白質であるTumor cell specific carbohydrate antigen(TCA)、ヒトの癌細胞の膜抗原で見いだされた悪性腫瘍細胞に特異と考えられている糖脂質であるdi-LeX(di-fucose構造)、mono-LeX(mono-fucose構造)を用いた。対象は大阪大学て治療中の活動性RA患者である。TCAは2ng又は50ng、di-LeXおよびmono-LeXは500ngを感作原とした。投与は原則として2(-3)週の初めの2日間続けて皮内注射をした。RAに対する金療法施行例では1年以上継続例を対象とし観察期間中は免疫修飾剤の使用の変更は行わなかった。関節炎の臨床症状およびRF,CRPなどの検査値での効果判定は術後3カ月(3M)と6Mに行った。臨床症状と検査値の総合評価においての改善例は2ng-TCA:3M:17%(2/12)、6M:50%(4/8),50ng-TCA:3M:32%(12/38),6M:50%(15/30),500ng-di-LeX:3M:42%(18/43),6M:33%(7/21).500ng-mono-LeX:3M:0%(0/5).negative control:18%(3/17)であった。有効例では疼痛の軽減、ESR、CRPの低下が見られた。即ち、TCAおよびdi-LeXは臨床的に有効で薬剤として開発の価値があるが、mono-LeXは無効で薬剤としての意味を持たないことが分かった。効果の発現はdi-LeXが3M以内に効果を示し6Mでやや低下するのと対照的に、TCAは3Mより6Mで安定した有効性を示した。罹患関節部および腸骨の骨髄中に異常な骨髄球を認めていた重症RA患者に於て投与後に明かな減少を認め、作用機序解明の手がかりを得た。我々は重症の慢性関節リウマチ(RA)患者の破壊の強い関節部の骨髄中に癌細胞特有とされる糖鎖抗原(difucosylated chain;diーLe^×)を保有する特異な骨髄球と、その分化細胞と思われる強い組織破壊活性を持った多形核白血球を同じ部位にを見いだし研究を進めてきた。このような糖鎖抗原をRA患者に皮内注射することにより感作療法を試み、この異常な細胞系を消失させる予備研究の結果を発展させて、RA患者に対する新しい感作療法の開発を進めているのが本研究である。抗原はKATOーIII
マクロファージ細胞死:サイトカイン・レドックス制御による血球貪食症候群の治療研究

血球貪食症候群は、ウイルスや細菌などの感染や悪性疾患・自己免疫疾患などがその原因となり、マクロファージがこれらの病態のもと異常活性化され貪食能が亢進した状態と考えられている。ウイルス感染に伴って本疾患が発現した場合、とくにvirus-associated hemophagocyticsyndrome : VAHSと呼ばれているが、このときNK細胞によるウイルス感染細胞の排除機構の障害・遷延化とともに、Th1優位となったリンパ球から産生されるインターフェロンγが過剰の状態となり、マクロファージが異常活性化され貪食能が亢進した状態が、本態と考えられている。我々は好中球において、キサンチン製剤による顆粒球の細胞死誘導と、それによる抗炎症効果。食細胞の寿命を延長し炎症の持続や重篤化をもたらすGM-CSFによる好中球の細胞死の抑制が、PI3-kinaseの活性化とAktのリン酸化によるカスパーゼ酵素の直接調節であることを示し、好中球のアポトーシスがH_2O_2産生とカスパーゼ3依存性の機構に関与し、SODの存在で増強するレドックス制御に関する検討を行ってきた。その結果、炎症担当細胞のアポトーシスを誘導することによる食細胞性炎症の沈静化が、重要な炎症治療の戦略となりうると考えた。マクロファージも活性酸素を産生し、条件によって微生物の殺菌に用いられる反面、自己のアポトーシスをもたらし、炎症を調節していると考えられる。現在のところVAHSに有効な治療薬(VP-16,vincristine)は単球由来の細胞(U937)のアポトーシスを惹起することが知られるものである。今回の研究期問内では充分なデータが集積できなかったが、マクロファージにおけるアポトーシスのレドックス制御に関する検討はきわめて臨床的な価値の高いものと考えられ、実施可能性、有用性の高いものと認識している。血球貪食症侯群は、ウイルスや細菌などの感染や悪性疾患・自己免疫疾患などがその原因となり、マクロファージがこれらの病態のもとでサイトカインによる異常刺激を受けた結果生じると考えられている。ウイルス感染に伴って本疾患が発現した場合、NK細胞によるウイルス感染細胞の排除機構の障害・遷延化とともにTh1優位となったリンパ球から産生されるインターフェロンγが過剰の状態となり、マクロファージが異常活性化され貪食能が亢進した状態が、本態と考えられている。症状は激烈であり、予後不良な症例も多い。治療としては基礎疾患に対する治療に加え、副腎皮質ステロイドや免疫グロブリンおよび血漿交換などが用いられているが、治療の作用機序として不明な点が多く、また有効性からも本態に基づいた治療の確立が望まれている。本研究の目的は、活性化されたマクロファージの細胞死を誘導することにより、組織障害、血小板減少をはじめとする血液凝固障害を安全に改善させることが可能か臨床応用を検討するものである。本年度の研究により食細胞の機能亢進が、病態に関わるものとしてあらたに喘息の急性悪化に関わる、感染症の関与、好中球の病態の関与が証明できたほか、こうした食細胞の細胞死誘導に活性酸素による自己誘導とSODの治療応用が示唆できた。また交感神経刺激薬の特性(完全・不完全作動薬)の違いにより、抗炎症作用として作用を持つことが明らかにされた。残念ながら本年度は動物実験施設の肝炎ウイルス感染事故により動物感染実験による血球貪食症候群モデルの作成や、治療研究には至らなかった。血球貧食症候群は、ウイルスや細菌などの感染や悪性疾患・自己免疫疾患などがその原因となり、マクロファージがこれらの病態のもと異常活性化され貧食能が亢進した状態と考えられている。

ウイルス感染に伴って本疾患が発現した場合、とくにvirus-associated hemophagocyticsyndrome : VAHSと呼ばれているが、このときNK細胞によるウイルス感染細胞の排除機構の障害・遷延化とともに、Th1優位となったリンパ球から産生されるインターフェロンγが過剰の状態となり、マクロファージが異常活性化され貧食能が亢進した状態が、本態と考えられている。我々は好中球において、キサンチン製剤による顆粒球の細胞死誘導と、それによる抗炎症効果。食細胞の寿命を延長し炎症の持続や重篤化をもたらすGM-CSFによる好中球の細胞死の抑制が、PI3-kinaseの活性化とAktのリン酸化によるカスパーゼ酵素の直接調節であるこを示し、好中球におけるアポトーシスのレドックス制御に関する検討を行ってきた。その結果、炎症担当細胞のアポトーシスを誘導することによる食細胞性炎症の沈静化が、重要な炎症治療の戦略となりうると考えた。マクロファージも活性酸素を産生し、条件によって微生物の殺菌に用いられる反面、自己のアポトーシスをもたらし、炎症を調節していると考えられる。現在のところVAHSに有効な治療薬(VP-16,vincristine)は単球由来の細胞(U937)のアポトーシスを惹起することが知られるものである。今回の研究期間内では充分なデータが集積できなかったが、マクロファージにおけるアポトーシスのレドックス制御に関する検討はきわめて臨床的な価値の高いものと考えられ、実施可能性、有用性の高いものと認識している。
単一光子の位置検出を実現する時間分割多重単一光子イメージング検出器の開発

時分割多重化を用いてシングルピクセルの超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(SSPD)で光子の位置検出や分光検出を実現する技術の開発を行った。光子の位置情報を検出時間情報に変換・多重化する光学系を開発し、それを用いて検出時間ヒストグラムから検出位置分布を再構築できることを実証した。また光子の波長情報を検出時間情報に変換・多重化する光学系を開発し、検出時間スペクトルから波長スペクトルを再構築できることを実証した。本研究では、単一ピクセルの単一光子検出器を用いて光子の位置検出を実現する時間分割多重単一光子イメージング技術の開発を目標としている。超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(SSPD)は高い検出効率に加えて、タイミングジッタが数十psと小さく、アフターパルスが無いという優れた時間応答特性を備えた単一光子検出器である。そのため、光子をその位置情報に応じて時間軸上に配列することができれば、SSPDでの光子検出時間から光子の位置情報の復元が可能となる。本年度は、SSPDを用いた時間軸上に配列した光子の識別検出の実証を目的に、AWG分光器と多チャンネルファイバ時間遅延装置を用いた波長-時間変換システムを開発し、時間軸上に分光配列された光子の識別検出に取り組んだ。まず任意可変スペクトルフィルタを用いてフェムト秒パルスレーザー光源からの光子のスペクトル形状を整形した後、単一光子レベルの強度に減衰し、これを波長-時間変換システムの入力光とした。波長-時間変換システム内で光子は波長毎に異なる時間遅延を与えられた後に一本の光ファイバから出力される。これにより光子の波長スペクトルが時間スペクトルに変換される。波長-時間変換システムからの出力光をSSPDを用いて検出し、時間相関信号計数器を用いてパルスレーザー出力から光子検出までの時間ヒストグラムを測定することで光子の時間スペクトルを得た。その結果、時間スペクトルは光子の波長スペクトルと一致する形状を有しており、時間軸上に配列された光子の識別検出が実証された。また本装置は単一ピクセルのSSPDを用いた単一光子の分光検出システムとして、量子光学などの分野で応用できるものと考えられる。本年度はまた位置-時間変換システムの開発に必要となるマイクロレンズアレイと光ファイバアレイを用いたマルチポジション光ファイバ結合モジュールの設計・制作を行い、これを完了した。本年度は、開発した波長-時間変換システムとSSPDを用いて、時間軸上に分光配列した光子の識別検出に取り組み、時間分割多重化によりSSPDでの検出時間から光子を識別可能なことを実証できた。また位置-時間変換システムの主要構成要素であるマルチポジション光ファイバ結合モジュールの設計・制作も完了した。これにより時間分割多重単一光子イメージングシステムの構成に必要な要素技術をそろえることができたことから、研究はおおむね順調に進展しているものと判断できる。本研究では、時分割多重化を用いて、シングルピクセルの超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(SSPD)を用いて単一光子の位置検出や分光検出を実現する技術の開発を目的としている。本年度は、昨年度に行った少チャンネル数での時分割多重化による単一光子分光検出の検証実験の結果をもとに、多チャンネル数での時分割多重化による単一光子の位置検出と分光検出を目指してシステムの開発を行った。まず64ch時分割多重化光ファイバモジュールの設計・製作を行った。そして昨年度に製作した48chマルチポジション光ファイバ結合モジュールや40chAWG分光器と組み合わせることで位置時分割多重化システム及び波長時分割多重化システムを開発した。実験では、パルスレーザー光源からの出力を位置時分割多重化システムまたは波長時分割多重化システムに通した後、SSPDを用いて検出した。そして時間相関信号計数器を用いて光子検出の時間ヒストグラムを測定した。その結果、位置時分割多重化システムを用いた場合、マルチポジション光ファイバ結合モジュールへの光照射状態の変化に応じた光子検出の時間ヒストグラムの変化を確認できた。また波長時分割多重化システムを用いた場合には、光子の波長スペクトルに対応した光子検出の時間スペクトルを得ることができた。一方で、時分割多重化光ファイバモジュールの内部で用いたファイバ光結合器の挿入損失が大きいために、システム全体を通した検出効率が大きく低下することが今後の開発課題として残った。今後はシステム全体としての検出効率の向上を検討するとともに、干渉測定やスペクトル測定などへの本システムの応用を検討していく予定である。今後は本年度開発したマルチポジション光ファイバ結合モジュールと多チャンネルファイバ時間遅延装置を用いて光子の位置-時間情報変換システムの開発を行い、SSPDと組み合わせることで時間分割多重単一光子イメージングシステムの構築に取り組む。また時間分割多重単一光子イメージングシステムの評価に用いる光学系の構築も進める。最終的には、これらを組み合させて時間分割多重化による単一ピクセルのSSPDを用いた光子の位置検出技術の実証を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。超伝導エレクトロニクス、量子光学29年度が最終年度であるため、記入しない。
リアルタイムヴァーチャル画像補助下気管支鏡検査における硬さセンサーの有効性の研究

気管支鏡のワーキングチャンネル内を通過可能な、細径のカテーテル型触覚センサーを開発し、呼吸器疾患の診断に応用可能かを研究した。研究期間中に生体にも使用可能な、防水で滅菌可能なカテーテル型センサーの開発に成功し、実験動物(豚)での組織の硬さの計測に成功した。一方、硬さセンサーを誘導する手段として、リアルタイムヴァーチャル画像補助下に気管支鏡検査を行う手法についても検討し、この方法で診断率が向上することも証明した。1.研究の目的:本研究では,肺末梢の小病変に対して気管支鏡で正確に検体採取を可能にするために,"硬さセンサー"の導入が有用かを検討している.すなわち,気管支鏡を病変付近まで挿入後,鉗子やブラシをX線透視で病変に誘導する前の「位置決定」に硬さセンサーを用いることが有用であることを検証することが目的である.初年度では気管支鏡用の硬さセンサーの開発と人体応用の前段階でのテストおよび末梢病変への適応を行った.また平行して有用性を比較検討する予定である超音波プローブでの検査データを集積した.2.硬さセンサーの開発:気管支鏡チャンネルに挿入可能なプローブを開発した.プローブについてはすでに作られているものをプロトタイプとし,改良を加えて気管支鏡用に改良した,開発については日本大学工学部次世代工学技術研究センターと技術協力によって行った.プローブの径については気管支鏡の鉗子チャンネルを通過可能なサイズになっているものの,先端の強度についてはまだ十分に満足のいくものができていないため,引き続き改良中である.耐水性および機器全体の大きさ(ラップトップコンピュータと共に50cm四方の机に載せることが可能)については予想よりも良好に作成ができたため,消毒や可搬性に優れた臨床応用に適した機器になると考えている.3.対照となる超音波検査群のデータ収集:上記の検討と平行して超音波検査による症例の検討を行った.有効なデータは50症例を超えている.超音波ガイド下の検査の問題点として画像からのみでは良悪性の判定が難しい症例があることが判明した,またエコーは腫瘍内にプローブが挿入されないと十分に描出されないため,周辺の硬さの変化が検出できる硬さセンサー併用が有用と考えられた.症例は引き続き集積を行う.1.硬さセンサーの開発:今回の研究では気管支鏡に挿入可能な硬さセンサーを開発した。センサーは軟性鏡のチャンネルに挿入が可能な太さでかつ柔軟性をもったもので、防水加工され、消毒が可能ででなければならない。先端にセンサー素子を装着し、接触することで硬さを測定可能である。プロトタイプにおいてはほぼ必要な性能を備えたものを作成することに成功した。実際に実験動物に使用したところ、素子の先端の破損がおこりやすいことが判明し、改良に非常に時間を要した。しかし最終的には当初の予定の性能を有したセンサーを作成することができた。また作成ロットでのセンサーの性能にも差がなくなった。2.硬さの測定:in vitroの測定では、十分に安定した硬さの測定が可能となった。そこで実験動物にて測定を繰り返し行ったが、センサーの対象物への接触の方法により、測定結果が著しく異なることが判明した。接触の強さ、角度が内視鏡を通すことにより一定にはなかなかできなかった。またセンサーを対象物から離す際に大きなノイズが発生するため、測定する硬さの基準点がドリフトすることもあった。センサー先端への粘液の付着なども安定した測定の妨げになることが判明した。これらの問題点は順次解消しており、さらに今後人体へ応用予定である。現在は手術標本にて病変部や健常部での測定を行っている。当初の計画よりも進捗が遅れているが、人体に使用するとなると安定性は勿論、安全性が優先されるため、引き続き基礎的な検討を行ったのちに臨床応用することにしている。現在も研究を継続中である。
触媒的アミド結合形成反応の開発による生体内抗がんペプチド合成

これまでに報告者はドラッグデリバリーシステム担体である糖鎖アルブミンに担持された三価の金触媒、およびプロパルギルエステル基質をマウスに投与し、糖鎖アルブミンが標的とした組織のアミンに対して触媒的アミド結合形成反応を実施することに成功していた(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3579)。本研究課題は、この生体内での局所的な触媒的アミド結合形成反応を分子内反応に利用し、抗がん活性環状ペプチドをがん細胞近傍で合成することで、正常細胞への副作用を低減した新たながん治療戦略の提案を目的としている。2018年度報告者はプロパルギルエステルとアミンが同一分子内に共存している種々の直鎖ペプチド基質に対して、金触媒を作用させることで分子内環化反応が進行し、環状ペプチドが生成することを見出した。続いて、環化反応の進行に伴った毒性の発現について、がん細胞を用いて評価した。その結果、環状ペプチドの生成に伴って微弱ながん細胞への毒性の発現が認められた。この際興味深いことにがん細胞上に存在しているアミンに対して直鎖ペプチド基質が反応した場合、強い細胞毒性の発現が認められた。このようながん細胞にペプチドを結合させる方法は、新たながん治療戦略に展開できる可能性が毒性試験の結果から示唆されたため、さらなる検討を行った。すなわち、ペプチド基質と金触媒を、がん細胞を移植したマウスに投与し、がん細胞上のアミンに対して触媒的アミド結合形成反応を実施したところ、腫瘍の増大抑制効果が認められた。以上の結果から、触媒的アミド結合形成反応を、新しいがん治療戦略へと利用できる可能性を見出した。また、この反応は環化により強い毒性を発現できるペプチド基質を創出することで、局所的な環状ペプチドの合成によるがん治療戦略への展開も期待できる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。