hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝癌の遺伝子治療におけるインターロイキン12の有用性

FDAのDr.Eda T Bloomとの共同研究として、IL-12の肝癌治療における有用性を検討した。IL-12のin vivoにおける効果判定のモデルとして、ヒト原発性肝癌を想定して、thioacetamideの投与によりラット肝硬変を作成し、肝臓被膜下にsyngeneichapatoma細胞AH66Fを移植した。同時にIL-12あるいは生食を腹腔に投与すると生食投与群では7周間後の腫瘍重量は2.2gであったが、IL-12投与群では0.7gであった。またIL-12は肝障害を誘発する危険性があるため、IL-12の投与量を減量するべく、IL-12とIL-2、あるいはIL-12とIL-18の協調作用を検討した。正常ヒト正常人末梢血よりNK細胞を分離し、IL-12とIL-18によるNK細胞の活性化を検討したところ、少量のIL-12の存在下でIL-18は相乗的に細胞障害活性と増殖活性を増強した。また、IL-12やIL-2などの抗腫瘍性サイトカインが効果的に働く細胞内環境を検討したところ、細胞内グルタチオン濃度が一定量以上存在する事が重要であることが判明した。すなわち、thioacetamideで作成した実験的肝硬変や、肝癌を合併したヒト硬肝変では、肝内リンパ球の抗腫瘍活性は極端に低下していたが、グルタチオンの前駆物質であるN-acetylcysteine(NAC)を添加することでvitroでのサイトカインによる抗腫瘍効果が正常域まで回復した。更に、上記のthioacetamideで作成した実験的肝硬変への移植腫瘍はIL-12とともにNACを腹腔内投与する事で、腫瘍重量は0.3gと正常肝に移植したレベルに抑制可能であった。一方、米国Genetics Institute社よりIL-12遺伝子(p40,p35)の供与を受け、p40,p35をpCAG GSにsubcloningし、pCAG p40及びpCAG p35の作製を計画した。さらにこれらをinpofectAMINE Plusを用いてヒト肝癌cell lineであるHep3Bにtransfectし、p40及びp35の発現をWestern blotingとELISAを用いてなお検討を加えた。予備実験としてX-gal遺伝子をpCAG GSにsubcloningし、尾静脈投与(2.5X10^9pfu)することにより約80%以上の肝細胞に遺伝子導入が可能であったが、細胞特異性を認めなかった。経門脈的投与では、同様の遺伝子導入効率を認めたが、門脈周囲に好中球浸潤を認めた。HVJ-liposome法の被膜下投与により約30%の肝細胞に遺伝子導入が可能となり、経門脈投与では、約10%の肝細胞がX-gal staining陽性となった。また、HVJ-cationic liposome法では、その陽電荷により細胞特異的な遺伝子導入が可能となり、非実質細胞に対するtar getingが可能となった。現在までにWestern blotingとELISAを用いてIL-12の発現は確認できていないが、これまでに得られた結果から、IL-18やNACを併用することにより、HVJ-liposome法などでの経門脈的投与でもIL-12の充分な効果が得られるものと考えた。

予備実験としてX-gal遺伝子をpCAG GSにsubcloningし、尾静脈投与(2.5X10^9pfu)することにより約80%以上の肝細胞に遺伝子導入が可能であったが、細胞特異性を認めなかった。経門脈的投与では、同様の遺伝子導入効率を認めたが、門脈周囲に好中球浸潤を認めた。HVJ-liposome法の被膜下投与により約30%の肝細胞に遺伝子導入が可能となり、経門脈投与では、約10%の肝細胞がX-gal staining陽性となった。また、HVJ-cationic liposome法では、その陽電荷により細胞特異的な遺伝子導入が可能となり、非実質細胞に対するtar getingが可能となった。現在までにWestern blotingとELISAを用いてIL-12の発現は確認できていないが、これまでに得られた結果から、IL-18やNACを併用することにより、HVJ-liposome法などでの経門脈的投与でもIL-12の充分な効果が得られるものと考えた。FDAのエダT.ブルーム博士の協力のもと米国Genetics Institute社よりIL-12 cDNA断片(p40,P35)の供与を受け、発現ベクターpCAGGSに挿入し、pCAGp40及びpCAGp35の作製を計画した。これらをlipofection法を用いてヒト肝癌細胞株Hep3Bにtransfectし、蛋白発現をWestern blotingとELISAを用いて現在検討中である。予備実験としてβ-galactosidase遺伝子を挿入したアデノウイルスベクターを尾静脈投与(2.5x10^9pfu)することにより80%以上の肝細胞に導入が可能であったが、細胞特異性を認めなかった。HVJ-liposome法により作成したベクターは、肝実質内投与では30%、経門脈投与では10%の肝細胞に遺伝子導入が可能であった。また、HVJ-cationicliposome法では、その陽電荷により特異的に非実質細胞に対する導入が可能となった。一方、IL-12の効果判定のモデルとして、ヒト原発性肝癌を想定して、ラット肝硬変を作成し、肝臓被膜下に同系肝癌細胞AH66Fを移植した。IL-12を腹腔に投与すると対照群では7週間後の腫瘍重量は2.2gであったが、IL-12投与群では0.7gであった。しかしIL-12は肝障害を誘発する危険性があるため、IL-12の投与量を減量するべく、IL-12とIL-2の協調作用を検討した所、生体肝移植ドナー移植片より採取した肝類洞内リンパ球はIL-2の存在下で少量のIL-12で細胞障害活性の増強が可能であった。このことからIL-12遺伝子の導入効率は高くなくても、複数回投与可能なHVJ-1iposome法が使用可能であることが示唆された。また、IL-18の併用は今後の検討課題とした。
洪水に適応した都市空間構造のあり方とその効果の検討

地球温暖化に伴い熱帯低気圧の発生や集中豪雨の頻度や強度が増している。日本でも同様の現象が顕著になっており、洪水リスクの増加が懸念されている。一方、従来の治水対策はダムや堤防等のインフラ整備が中心であり、これ以外の新たな対策はさほど検討されてこなかった。本研究では、将来の都市空間構造のあり方を考える上で、洪水リスクを軽減する居住選択や商業用務の建物配置等を行う新たな適応策を検討した。そして、この適応策による効果を把握するため、神奈川県を対象に、直接的な被害の軽減を経年的に把握した。また、ここで得られた被害を応用一般均衡モデルに組み込み、産業部門別の間接的被害額の算出を試みた。27年度は、まず、国内の洪水対策に関する政策や検討段階にある事例、そして既存研究等の動向をレビューした。さらに、海外におけるハード面・ソフト面の洪水対策にも焦点を当ててレビューした。これらのレビューから、国内外の洪水対策を把握し、それぞれの国で行われている洪水対策をまとめた。次に、神奈川県及び三重県における社会状況を把握した。ここで対象とする社会状況は、それぞれの県内の人口や建築物に関する情報(建て方(戸建て住宅、集合住宅)、構造(木造、非木造)、延床面積、住宅の築年数等)、インフラ等である。これらの情報を各県の統計資料をもとに収集し、収集したデータは地理情報システム(GIS:Geographic Information system)を用いてデータ整備を行った。一方、洪水対策や政策等のレビューの他に、洪水被害または洪水対策の経済的評価した研究事例もレビューした。また、神奈川県及び三重県が公表している産業連関表のうち、一番新しい2005年の産業連関表の統合小分類を用いて、経済評価モデルのインプットデータとして必要となる社会会計表を作成した。神奈川県及び三重県における社会状況の整備は予定通り進んでいる。一方、インプットデータとなる社会会計表の作成は統合小分類では出来ているが、神奈川県及び三重県における社会状況のデータと整合を考慮すると、この分類よりも細かい基本分類にある産業部門を用いるか、用いる場合の抽出方法を検討中である。平成28年度は、平成27年度に情報収集した内容及び整備したデータをもとに、将来想定される人口減少や少子高齢化等の社会状況を描写した。このモデルにより、人の年齢を動的に扱い、各年齢層における死亡率を考慮しているため、将来の各時点における総人口や労働人口は基準年とは異なっている。そして、その社会状況における構造別(木造、非木造)の建築物の耐用年数を考慮した建替えや解体等のライフサイクルのモデルを構築した。ここで、建築物が耐用年数に達した場合の建替えについては、同一場所に再度建てる場合(「BAUシナリオ」)と非浸水域に移転する場合(「浸水域撤退シナリオ」)の2パターンを考えた。これにより、各時点における県内の建築物の需要量、世帯数や建物種類の構成、そして、必要となる住宅供給量が把握することが出来、各時点で住宅の需給バランスを調整することが可能となった。上記の推計結果を用いて、2010年から2050年までの各時点の労働人口の変化分を経済評価モデルに反映させた。これにより、各時点の経済規模が変化し、それに伴い、財・サービスの中間投入や家計や政府の消費、企業や政府の投資等が経済状況に合わせて変化させた。なお、上記のモデルとは、基準年が異なっていたため、経済評価モデルに組み込む際には基準年が異なっていても、社会状況の変化率は一定であるという仮定の下、労働人口の変化率を用いることとした。これにより、各時点の経済規模を擬似的に推計することを試みた。これを「人口の自然減少シナリオ」とした。概ね計画通りに進んでいる。平成28年度までに、将来に想定される人口減少や少子高齢化等の社会状況を描写したモデルを構築した。平成29年度には、前年度までの成果をふまえて、そのモデルと建築物の建て替えに合わせた2つのパターンをもとに、洪水被害の低減効果について検討した。2つのパターンとは、同一場所に再度建て替える場合(「BAUシナリオ」)と非浸水域に移転し建て替える場合(「浸水域撤退シナリオ」)を想定したものである。また、洪水が発生した場合に、大量の水害廃棄物が発生し、その処理が必要となる可能性がある。そこで、洪水時に発生する水害廃棄物の処理費用を把握するために、まずその廃棄物の発生量を推計した。次に、前述したものと同様の構造を持つモデルを他地域に関しても適用し、被害額の推計とその低減効果について把握することを試みた。さらに、洪水による被害状況を詳細に把握するために、高分解能衛星画像を用いて、都市内に点在する樹木や草地、また建築物の表面材質等といった詳細な土地被覆情報について出来る限り精度高く抽出した。そして、ここで得られた情報と数値標高モデル・数値表層モデルのデータを加味することで、高さを考慮した3次元の詳細な空間情報を構築する方法を検討した。この分析によって、洪水が発生した際に、どの場所がどの程度の浸水被害に曝されるのかがより詳細に把握可能となった。最終的に、将来における洪水被害の軽減を考慮した都市のあり方について検討した。

本研究では、将来の都市空間構造のあり方を考える上で、洪水リスクを軽減する居住選択や商業用務の建物配置等を行う新たな適応策を検討した。そして、この適応策による効果を把握するため、神奈川県を対象に、直接的な被害の軽減を経年的に把握した。また、ここで得られた被害を応用一般均衡モデルに組み込み、産業部門別の間接的被害額の算出を試みた。今後は研究分担者である大西は、将来想定される人口減少や少子高齢化等の社会状況を描写する。そして、その社会状況における構造別(木造、非木造)の建築物の耐用年数を考慮した建替えや解体等のライフサイクルのモデルを構築し、建築物の建替え場所が異なる2つのシナリオ(「BAUシナリオ」、「浸水域撤退シナリオ」)を考える。また、この2つのシナリオでの洪水被害額(直接被害額)を把握する。一方、研究代表者である佐尾は研究分担者である大西が行う将来における労働人口の変化を経済評価モデルに反映させる。さらに、大西が算出したシナリオ別の洪水被害額(直接被害額)をもとに、間接的な被害と適応策を検討した場合の効果を推計する。今後は、研究分担者である大西は、各シナリオにおける洪水被害額(直接被害額)を把握する。また、洪水リスクを軽減する居住選択や商業用務の建物配置等の対策を行った際、この新たな適応策による被害額の逓減効果を評価する。一方、研究代表者である佐尾は、平成28年度に構築した経済評価モデルと本年度の大西が分析した洪水被害を組み込むことで、洪水氾濫による“間接的な被害"及び“適応策実施による効果"を推計する。環境システム工学本年度、購入予定であった地理情報関連のソフトウェアを来年度への購入に繰り越した。地図データについては、代替となるものを入手・整備できたため、これらを用いることとした。ただし、この使用の変更による研究進捗への影響はない。他方、来年度以降の研究で必要となる洪水による生活環境質への影響等の住民意識の調査を前倒しで行った。本年度は、研究進捗を進めるために研究発表に関する旅費を次年度に繰り越した。本年度において、確実な研究成果をあげた。来年度は、更なる分析で必要となる地理情報関連のソフトウェアを購入する予定である。また、学会発表のための旅費や参加費、また論文等の執筆・投稿に関する費用として使用したいと考えている。来年度は、学会発表のための旅費や参加費、また論文などの執筆・投稿に関する費用として使用したいと考えている。環境科学会2015年会にて、ポスドクおよび博士課程学生の部において「最優秀発表賞(富士電機賞)」を受賞した。賞罰1)2016年12月第13回環境情報科学ポスターセッション,一般の部,理事長賞を受賞2)2016年12月エコデザイン・プロダクツ&サービスシンポジウム2016優秀賞を受賞
γδT細胞の生体内生理的機構の解明

平成7年度の研究計画にもとづいて,γδT細胞欠損ミュータント(δ-1-)マウスや特定のγδ-TCRトランスジェニック(γδ・Tg)マウスの無菌化を達成し,腸管粘膜を免疫組織化学的手法で追求するべく遂行したが,無菌マウス作製の遅れのため結果が得られていない.しかしながら以下の実績を得ることが出来た.前年度からの研究続行によってαδ-IELがIECのホメオスターシスを正の方向に統御することを初めて明らかにすることが出来た.この新知見はγδT細胞の生体内生理的機能解明に向けて極めて重要と考えられ,これらを最終的にまとめて発表した(Proc.Natl.Sci.USA 92:6147-6151,1995).2)マウスγδ-IELの大多数はCD8αα^+であり,αβ-IELも大多数がCD8αβ^+かCD8αα^+である.胸腺由来CD8^+T細胞の発達文化にはMHCクラスI抗原が必須であることが分かっているので,IELの発達分化をMHCクラスI抗原発現阻止マウスで追求した.β_2M遺伝子,TAP-1遺伝子及びβ_2MとTAP-1(β_2TA)両遺伝子を欠損するミュータントマウス(KOマウス)では,MHCクラスI分子の発現が阻止される.これらのKOマウスではCD8αβ^+及びCD8αα^+αβ-IELが著しく減少するのに反し,CD8αα^+γδ-IELは増加することを確認した.αβ-IEL中のCD4^+8^+及びCD4^+サブセットは粘膜固有層中のLPLである可能性が提示されていたが,TAP-1・KOマウスで著明(56倍)に増加しており,これらのサブセットはLPLではなくIELであることが強く示唆された.β_2TA・KOマウスのIELはβ_2M・KOマウスと同じphenotypeを示した.これらのMHCクラスI発現阻止マウスにおけるCD8αβ^+αβ-IELの消失をβ_2M×δダブルKOマウスで追求した結果γδ-IEL不存在下ではαβ-IELの総数が増加し,CD8αα^+αβ-IELサブセットも増大することが分かった.しかしながらCD8αβ^+αβ-IELサブセットは検出限界以下であった.これらの結果より,CD8αα^+IELサブセットはαβ-IEL及びγδ-IELとともにMHCクラスI分子依存性に発達分化することが明らかにされた.この新知見はIELの大多数を占めるCD8αα^+サブセットの発達分化機構,レパートリー選択,生体内リガンド解明に向けて重要であり,発表することになった(J.Immunol.印刷中,1996).3)マウス表皮内T細胞はDETCと呼ばれる均一なγδT細胞で構成されている.平成7年度は表皮親和性を示す自己反応性T細胞クローンを投与することで表皮内GvHRを引起こすことが可能であるとともにGvHRが自然治癒した後は,新たなGvHR誘導に対して抵抗性となる事実に着目し,この抵抗性獲得にDETC(γδT細胞)が関与するか否かを,γδT細胞欠損ミュータントマウスを用いて追求した.この結果GvHRに対する抵抗性獲得にはDETC(γδT細胞)が必須であることを確認した.すなわちDETCの生体内機能が表皮GvHRに対する抵抗性獲得に関与するという事象で検出された新知見は,γδ-IELが腸管上皮細胞のホメオスターシスを統御する事実とともにγδT細胞の生理的機能解明に向けて極めて重要と考えられる.以下をまとめて発表することになった(J.Exp.Med.印刷中,1996)平成7年度の研究計画にもとづいて,γδT細胞欠損ミュータント(δ-1-)マウスや特定のγδ-TCRトランスジェニック(γδ・Tg)マウスの無菌化を達成し,腸管粘膜を免疫組織化学的手法で追求するべく遂行したが,無菌マウス作製の遅れのため結果が得られていない.しかしながら以下の実績を得ることが出来た.前年度からの研究続行によってαδ-IELがIECのホメオスターシスを正の方向に統御することを初めて明らかにすることが出来た.この新知見はγδT細胞の生体内生理的機能解明に向けて極めて重要と考えられ,これらを最終的にまとめて発表した(Proc.Natl.Sci.USA 92:6147-6151,1995).2)マウスγδ-IELの大多数はCD8αα^+であり,αβ-IELも大多数がCD8αβ^+かCD8αα^+である.胸腺由来CD8^+T細胞の発達文化にはMHCクラスI抗原が必須であることが分かっているので,IELの発達分化をMHCクラスI抗原発現阻止マウスで追求した.β_2M遺伝子,TAP-1遺伝子及びβ_2MとTAP-1(β_2TA)両遺伝子を欠損するミュータントマウス(KOマウス)では,MHCクラスI分子の発現が阻止される.これらのKOマウスではCD8αβ^+及びCD8αα^+αβ-IELが著しく減少するのに反し,CD8αα^+γδ-

IELは増加することを確認した.αβ-IEL中のCD4^+8^+及びCD4^+サブセットは粘膜固有層中のLPLである可能性が提示されていたが,TAP-1・KOマウスで著明(56倍)に増加しており,これらのサブセットはLPLではなくIELであることが強く示唆された.β_2TA・KOマウスのIELはβ_2M・KOマウスと同じphenotypeを示した.これらのMHCクラスI発現阻止マウスにおけるCD8αβ^+αβ-IELの消失をβ_2M×δダブルKOマウスで追求した結果γδ-IEL不存在下ではαβ-IELの総数が増加し,CD8αα^+αβ-IELサブセットも増大することが分かった.しかしながらCD8αβ^+αβ-IELサブセットは検出限界以下であった.これらの結果より,CD8αα^+IELサブセットはαβ-IEL及びγδ-IELとともにMHCクラスI分子依存性に発達分化することが明らかにされた.この新知見はIELの大多数を占めるCD8αα^+サブセットの発達分化機構,レパートリー選択,生体内リガンド解明に向けて重要であり,発表することになった(J.Immunol.印刷中,1996).3)マウス表皮内T細胞はDETCと呼ばれる均一なγδT細胞で構成されている.平成7年度は表皮親和性を示す自己反応性T細胞クローンを投与することで表皮内GvHRを引起こすことが可能であるとともにGvHRが自然治癒した後は,新たなGvHR誘導に対して抵抗性となる事実に着目し,この抵抗性獲得にDETC(γδT細胞)が関与するか否かを,γδT細胞欠損ミュータントマウスを用いて追求した.この結果GvHRに対する抵抗性獲得にはDETC(γδT細胞)が必須であることを確認した.すなわちDETCの生体内機能が表皮GvHRに対する抵抗性獲得に関与するという事象で検出された新知見は,γδ-IELが腸管上皮細胞のホメオスターシスを統御する事実とともにγδT細胞の生理的機能解明に向けて極めて重要と考えられる.以下をまとめて発表することになった(J.Exp.Med.印刷中,1996)
グラフェン内テラヘルツプラズモンの理論解析とそのテラヘルツ波素子への応用

本研究では、グラフェン内プラズモンのTHz波発振・検出素子応用に向けた基礎理論の確立を目的とした。THz波とグラフェン内プラズモンの結合原理および直流電流注入によるプラズモン不安定性原理の解明を目指し、グラフェン固有の非線形キャリア輸送を取り入れたボルツマン方程式に基づくシミュレータを開発した。また、電子散乱、コンタクト、高ドープ基板がグラフェン内プラズモンに及ぼす影響を明らかにした。本年度は、初年度に構築した理論解析環境を用いてグラフェン内プラズモンの物性を明らかにするとともに、理論解析環境をさらに発展させた。具体的には、以下の研究を実施した。1.ゲート電極をグラフェンチャネルの直上に周期的に配した、一重格子ゲート構造における周波数のゲート電圧による変調性の解析を行なった。この構造においては、ゲート領域プラズモン・非ゲート領域プラズモンの結合の強弱によってプラズモン周波数およびゲート電圧変調性が決定されることを明らかにした。2.短距離点欠陥散乱および長距離不均一性散乱によるプラズモン減衰の解析を行なった。点欠陥密度が10の12乗/cm2程度、不均一性の相関長が100nm以上である高品質なグラフェンであれば、減衰レートが10の11乗/sオーダーに抑えられることを明らかにした。3.ソース・ドレインコンタクトを有するトランジスタ構造において、プラズモンのエネルギーがコンタクトへリークするためにプラズモン減衰が起こることを明らかにした。この機構による減衰レートはグラフェンにおけるキャリアの速度vFをチャネル長で割ったものに比例することを明らかにした。4.電子・ホール摩擦によるプラズモン減衰を考慮するため、新たにホール伝導および電子・ホール摩擦の散乱積分の近似的評価式をシミュレータに組み込んだ。この機構による減衰は音響フォノン散乱等による減衰よりもはるかに大きいため、一重格子ゲート構造でゲート領域は電子のみが存在するようにゲート電圧をかけ、非ゲート領域では電子・ホールが同数程度存在する状況にすることで、ゲート領域のみにプラズモンが励起されることが期待できる。この現象は不安定性の発現に利用できる可能性がある。5.化合物半導体の非対称二重格子ゲート構造二次元電子ガスにおいて、電流注入によるプラズモン不安定性を示唆する結果を得た。本年度は、前年度に構築した理論解析環境を用いてグラフェン中プラズモンの物性を明らかにするとともに、理論解析環境をさらに発展させた。1.格子ゲート構造におけるプラズモン不安定性の解明に向け、シミュレータを拡張させた。現在、結果の解析を進めている。2.実際のグラフェンデバイス作製に広く用いられているシリコン高濃度ドープ基板上で、グラフェン中プラズモンの周波数分散および減衰レートの基板中表面プラズモンとの結合による影響を解析した。基板中表面プラズモンの共鳴周波数とグラフェン中プラズモンの周波数が近いとき、減衰レートが共鳴的に増大するものの、10の20乗平方cm程度と十分高く、かつ基板ーグラフェン間、ゲートーグラフェン間の絶縁材料の誘電率および膜厚を適切に選定することにより、減衰レートの増大を著しく抑制できることを見い出した。3.キャリア間散乱の数値モデルを構築し、キャリア間散乱積分評価コードの妥当性テスト・高速化を行なうとともに、前年度に構築したボルツマンシミュレータへの組み込みを行なった。これにより、プラズモンを用いたTHz波デバイスにおけるキャリア非平衡分布やキャリア間散乱による非線形性の影響を解析することが可能になる。4.グラフェン中プラズモンの光子誘導放出を介した巨大増幅実現を目的とし、(1)グラフェンp-i-n構造における両側電流注入による定常的反転分布形成、(2)p-n周期構造におけるドリフト拡散による過渡的反転分布形成、(3)GaAs基板を光吸収層としグラフェンへ光生成キャリア拡散注入する構造における反転分布形成の時間応答、の解析を行なった。これにより、グラフェン中プラズモンを反転分布形成によって増幅し、THz波発振デバイスに応用するための知見を得た。研究初年度にあたる本年度は、理論解析環境の構築を目指し、以下の研究を実施した。1.Weighted Essentially Non-Ocillatory(WENO)スキームでグラフェン内電子輸送を定式化し、セルフコンシステント・ポアッソンソルバと組み合わせたグラフェントランジスタ内プラズモンのシミュレータを開発した。また、音響フォノン散乱によるプラズモン減衰を取り入れた。このシミュレータ開発によってTHz波・プラズモン結合およびプラズマ不安定性の解析が可能になった。また、シミュレータを使った解析により、グラフェン内プラズモンの波長が1マイクロメートル程度で数THzの周波数を持つことを示した。また、音響フォノン散乱によるプラズモン減衰が電子密度に依存することを明らかにした。2.グラフェン内電子間散乱、光学フォノン散乱を定式化し、非平衡状態から擬平衡状態に移る過程を数値的に解析した。これにより、電子間散乱による電子の擬平衡化が10-100fsオーダーで起きることを示した。また、グラフェンを囲む基板・絶縁層に高誘電率材料を用いることで擬平衡化の速度を遅めることができることを示した。電子間散乱をシミュレータに組み込むことにより、プラズモンの流体非線形性・不安定性を考慮することが可能になる。

3.二重格子ゲート構造に周期境界条件を課した場合の、マクスウェル方程式と二次元電子ガスの輸送方程式をセルフコンシステントに解く半解析手法を構築した。これにより、二重格子ゲート構造におけるTHz波照射時のTHz波・プラズモン結合を半解析的に行うことが期待される。ソース・ドレインコンタクトを有する単ゲートトランジスタ構造においてプラズモンの減衰が存在することが明らかになったため、計画にあった同構造でプラズモン不安定性を発現させることが困難となった。そのため、格子ゲート構造における不安定性を解析するモデルを新しくシミュレータに取り入れる必要性が生じ、プラズモン不安定性の解析にはまだ至っていない。また、電子・ホール摩擦を活用した格子ゲート構造におけるプラズモンのゲート領域への閉じ込めを解析するため、当初計画になかったホール伝導をシミュレータに取り入れる必要が生じた。このため、本来の計画に遅延が生じた。東日本大震災の影響で、研究開始が2カ月程度遅延した。次年度は格子ゲート構造におけるプラズモン不安定性の解析モデルを取り入れたシミュレータを完成させ、巨大プラズモン不安定性の解明に焦点を当てて研究を遂行する。当初計画にあるグラフェン内電子輸送の数値解析シミュレータの開発を完了させ、THz波照射時のTHz波・プラズモン結合および電流注入に起因する巨大プラズモン不安定性の解明に着手する。次年度予算は主に学会での研究成果発表、学術論文誌への投稿に使用する。次年度使用額は、当初計画していた研究成果発表を次年度に延期することによって生じたものであり、延期した研究成果発表に必要な経費として平成24年度請求額と合わせて使用する予定である。
精緻な構造制御による超軽量高導電ＣＮＴケーブルの創成

カーボンナノチューブ(CNT)は、他に類を見ない極めて特異なナノ構造や物性を有しており、基礎科学と応用の両面から期待されている。しかしながら、CNTの撚り糸は得られているが、未だCNT本来の優れた物性を生かした銅レベルの導電性は得られていないのが現状である。そこで、本研究では理論的に高導電性が期待される二層CNTを用いて、1高結晶化(欠陥を出来る限り無くす)、2巨大バンドル化、3CNT単体の長尺化、4徹底した不純物除去(アモルファスカーボン、触媒など)をぞれぞれ達成することでCNT電線としての基礎技術を確立する。2年目の平成30年度は、昨年度の成果を踏まえて1触媒CVD法による精緻な構造制御(反応空間拡大)、2CNTの構造解析(SEM, Raman)および導電性評価を実施した。すなわち、CNTの長尺化や収量を目的に反応空間の拡大を行った(既存3ゾーン電気炉に新規に3ゾーン横型炉を追加導入して2台連結)。それによって、反応空間を1ゾーンから6ゾーンまで増やして同一条件で比較実験を行った。ゾーン数が増えるほどCNT収量が増え、6ゾーンでの生成でCNT収量が最大になることが分かった。また、現在解析中であるが、反応空間とCNTの長さも関係していると推測される。また、反応管サイズ(100mmΦ)を見直して小径反応管(25mmΦ)を用いることでCNT生成の精緻な構造制御が可能となり、再現性や安定性が向上した。新たな試みとして一般にキャリアガスは水素が不可欠だが、炭素源にアセトンを用いることで水素からアルゴンに替えてCNT生成を検討した。諸条件の調整によってCNTの生成し、得られたCNTの構造解析を進めている。今後はこれまでの結果も踏まえてさらなる触媒粒径の極小化や均一化、分解温度が異なる第一第二炭素源の探索と供給方法の検討などによって無欠陥で高純度なCNT生成を進める。触媒CVD法による反応空間拡大や小径反応管によって、再現性良く2層CNTが得られるようになった。さらに様々なパラメータの最適化を図りさらなる高導電化を図る。本研究の目標を達成すべく、今後以下の検討を効率的に引き続き進める。1長尺化のために反応空間拡大に伴う生成諸条件の検討、2炭素源探索(分解温度の異なる第1,第2炭素源)とその供給方法検討カーボンナノチューブ(CNT)は、他に類を見ない極めて特異なナノ構造や物性を有しており、基礎科学と応用の両面から期待されている。しかしながら、CNTの撚り線は得られているが、本来の優れた物性を生かした銅レベルの導電性は得られていないのが現状である。そこで、高導電性が期待される2層CNTを用いて、1欠陥を出来る限り無くし、2巨大バンドル化し、3単体の長尺化、4徹底した不純物除去(アモルファスカーボン、触媒他)を達成することでCNT電線の基礎を確立する。一年目の平成29年度は、初年度の基礎的な取り組みとして1触媒CVD法による構造制御、2CNTの構造解析(SEM, TEM, Raman, XRD)および撚り線における導電性評価を実施した。すなわち、生成パラメータ(原料の種類(炭素源、触媒、助触媒)・配合比率・送液量、キャリアーガス(水素、アルゴン)と流量、原料供給方法検討(スプレー噴霧ノズル条件、噴霧位置と触媒粒径との相関)、反応温度(3+αゾーン制御)、反応管サイズ(25mmΦ, 100mmΦ)を見直してCNTの構造制御を行い、原料供給条件を中心に触媒粒径の極小化および均一化と炭化水素(炭素源)のチューブ成長に最適な熱分解過程のタイミングを検討した。今後は初年度の結果も踏まえて反応炉内の成長領域を長くして第一、第二炭素源の探索と供給方法を検討し、分解温度の異なる炭素源を組合せて欠陥のない高純度CNTを調製することで目標達成を目指す。触媒CVD法による2層CNTの構造制御・解析によって生成条件でCNTの生成率、不純物、径が異なることが分かった。それによってバラツキはあるものの高導電性CNT撚り線が確認できた。さらに様々なパラメータの最適化を図り更なる高導電化を図る。

また、現在解析中であるが、反応空間とCNTの長さも関係していると推測される。また、反応管サイズ(100mmΦ)を見直して小径反応管(25mmΦ)を用いることでCNT生成の精緻な構造制御が可能となり、再現性や安定性が向上した。新たな試みとして一般にキャリアガスは水素が不可欠だが、炭素源にアセトンを用いることで水素からアルゴンに替えてCNT生成を検討した。諸条件の調整によってCNTの生成し、得られたCNTの構造解析を進めている。今後はこれまでの結果も踏まえてさらなる触媒粒径の極小化や均一化、分解温度が異なる第一第二炭素源の探索と供給方法の検討などによって無欠陥で高純度なCNT生成を進める。触媒CVD法による反応空間拡大や小径反応管によって、再現性良く2層CNTが得られるようになった。さらに様々なパラメータの最適化を図りさらなる高導電化を図る。本研究の目標を達成すべく、今後以下の検討を効率的にさらに進める。1長尺化のために反応エリアを拡大(改造)して諸条件の最適化、2高結晶化に適する原料種探索(分解温度の異なる第1,第2炭素源)とその供給方法検討本研究の目標を達成すべく、今後以下の検討を効率的に引き続き進める。1長尺化のために反応空間拡大に伴う生成諸条件の検討、2炭素源探索(分解温度の異なる第1,第2炭素源)とその供給方法検討初年度は基礎的検討を優先したため予定の備品が購入できなかった。そのため、次年度において当初請求額と合わせて備品費と消耗品費として使用する。当初計画していた消耗品費に余剰分が出たため、それを次年度(最終年度)において当初請求額と合わせて主にCNT生成実験に伴う消耗品費として使用する。
ガスハイドレートに対する放射線照射効果とその応用

ガスハイドレートは内部に大量のガスを内包する結晶で、その構造は水分子がガスを包接することで構成される。とりわけメタンを内包するメタンハイドレートは世界各地で発見が報告されており、日本近海にも存在することが知られている。また、その埋蔵量が膨大なことから将来のエネルギー源として期待されている。メタンハイドレートには自己保存性と呼ばれる現象があり、これは安定領域から遠くはなれた条件にあるガスハイドレートの分解が極端に抑制される現象である。しかし自己保存性については、それを支配する正体ならびに機構がほとんど解明されていないのが現状である。本課題では、以上の観点から人工的に合成されたメタンハイドレートに対してガンマ線照射を行うことにより、内部に観測可能な欠陥を作り、その欠陥周辺の結晶構造および構造崩壊のメカニズムを電子スピン共鳴(ESR)によって研究することを目的としている。本年度は、メタンハイドレート内に誘起されたメチルラジカルについてさらに詳細な研究を行った結果、不安定領域における結晶の挙動についてさらなる知見が得られた。ハイドレート内のメチルラジカルは不安定鎖域において一旦減衰するものの、再びガンマ線照射を行うことにより同濃度のラジカルを誘起できた。これは減衰反応とガスの解放が独立して進行していることを示しており、不安定領域においてメタンハイドレートは包接されているガス分子の拡散を伴わずにラジカル同士が相互作用できる状態にあることが示された。また比較のために、メタンハイドレートと同じ構造I型を持つエタンハイドレートに対してもガンマ線照射を行い誘起されるラジカル種の熱安定性を測定した結果、メタンハイドレート同様にラジカルと結晶の安定性の間に相関性が見られた。このことからガスハイドレートの物性研究手段として放射線照射、ESR法による観測が可能であることが示唆され、またハイドレート分解時に過冷却水が関与することが示された。メタンハイドレートは内部に大量のメタンガスを内包する結晶で、その構造は水分子とガスから構成される。この物質は世界各地で発見が報告されており、日本近海にも存在することが知られている。本年度は、メタンハイドレート内に誘起されたメチルラジカルの熱安定性を大気圧下におけるハイドレートの分解温度領域において観測した。誘起されたラジカルは210-270Kの範囲において減衰が観測され、温度の上昇に伴い減衰反応速度係数の増加が見られた。各温度において算出された速度係数から減衰反応の際における活性化エネルギーを求めたところ、減衰反応と結晶の分解には相関がみられ、235K以下の領域では結晶はガスと氷に分解するのに対して、それ以上の温度では結晶はガスと水(過冷却水)に分解することが示唆された。水の存在が示唆される温度領域は自己保存効果が発現する温度領域であり、自己保存と過冷却水の間には関係が存在すると考えられることから、今回の発見によって自己保存効果に対する解明が可能であると期待できる。
不斉酸化によるキラルなスルホキシド類の合成

光学活性スルホキシドは、不斉合成反応において最も活用範用の広い基質のひとつであるが、従来は光学分割法によってのみ入手可能であり、より一般的な合成法の開発が強く望まれていた。本研究では、不斉金属触媒を用いるスルフィドの酸化反応の開発を目的に、不斉触媒の探索およびそれを用いる酸化反応を行なった。基質としては特に金属への配位が期待できるカルボニル基を有するβーケトスルフィドを選んだ。まず最初に、Sharpless試薬として知られる(+)-酒石酸ジエチルーテトライソプロポキシチタニウム系を不斉源とし、酸化剤としてtーブチルヒドロペルオキシドを用いβーケトスルフィド類の不斉酸化を行なったところ、70%ee程度の良い光学純度の(R)ーβーケトスルホキシドを得ることができた。スルフィドの置換基としては特にpートリル基が良い結果を与えることがわかった。この反応においては不斉源である(+)-酒石酸ジエチルは化学量論量以上必要であった。そこで触媒量のみで光学活性βーケトスルホキシドを合成するべく検討した結果、従来不斉還元反応に利用されていた(R,R)-2,3ー0ーイソプロピリデンー1,4ービス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DIOP)および2,2ービス(ジフェニルホスフィノ)ー1,1ービナフチル(BINAP)、さらにこの両者のリン原子をより酸化を受けにくいヒ素原子に置換して新たに合成した光学活性ビスアルシン化合物DIOASおよびBINASとルテニウムとの錯体を2%モル触媒として用い、酸化剤としてクメンヒドロペルオキシドを用いβーケトスルフィドの酸化を行なったところ、10%ee前後の不斉収率ではあったが光学活性βーケトスルホキシドを合成することができた。この反応では明きらかに不斉増殖が行なわれており、触媒量の不斉源を用いる酸化反応としては注目に値する。以上のように本研究においては、合成中間体として重要な光学活性βーケトスルホキシドを不斉酸化反応によって合成することができ、また不斉増殖的酸化反応の可能性を示唆することができた。
家族や地域を巻き込んだ糖尿病予防プログラムの開発と効果検証

本研究の目的は家族や地域を巻き込んだ糖尿病予防プログラムが体重、糖尿病の有病率、医療費に与える効果を検証することにある。このキャンペーンのゴールは冬場の体重増加しやすい冬に、3kg減量する事である。この間、市にある47の店舗が様々な方法で協力した。9,996名の地域住民の中で429名(男性38.9%、平均年齢60±10歳、平均BMI25.9±2.3kg/m2)が研究に参加し体重の変化を報告した。介入1年後、体重と中性脂肪値は対照群に比べ、介入群で有意に低下した。介入後、糖尿病有病率は介入前に比べて徐々に低下した。1人当たりの医療費も周辺の市に比べ低くなった。本年度は世界と日本における糖尿病予防プログラムの文献検索とプログラムの開発を行った。米国で行われた糖尿病予防プログラム(DPP)とフィンランドで行われた糖尿病予防研究(DPS)では、肥満を伴う耐糖能異常者(IGT)に対し、低脂肪食と運動による減量指導を行い、糖尿病発症リスクを58%減できることを証明した。しかし、これらの介入は濃厚であり(16セッション)であり、インセンティブ(年に100ドル)や超低カロリー食を使用し、費用や手間のかかる介入であることがわかった。また、これらのプログラムを現実世界(リアルワールド)に展開した際には、参加率が低く、アドヒアランスが低下し、減量効果が弱いことがわかった。そのため、家族や地域を巻き込むためには、わかりやすいネーミングやキャッチフレーズが大切となる。そこで、減量目標は、肥満体重の5%では計算が煩雑であり、わかりにくいために、60kgの5%=3kg減とした。また、キャンペーンは期間を限定することで集中できる。3か月で3kgやせる、略して「サンサン」チャレンジとした。従来の地域における保健指導では、夏までに行わる健康診断の結果から対象者をピックアップし、保健指導が11-12月に終了することが多かった。そのため、一度、減量に成功しても年末年始でリバウンドする者が多かった。そこで、介入時期は年末年始をはさむプログラムとした(11月2月)。申し込み方法の工夫として、保健センターでの直接申し込みだけではなく、協賛店(スーパー、近隣の商店街、運動施設など)を募集し、インセンティブを個々に設定してもらう。インターネットからの申し込みも可能とした。既存の糖尿病予防研究レビューした結果、糖尿病予防の行動に結び付く糖尿病予防に関する知識と行動目標(減量、運動、野菜摂取、節酒)を選定した。介入は朝晩の体重測定の推進を中心に置いた。。既存の糖尿病予防研究をレビューが完了し、家族や地域を巻き込んだ糖尿病予防プログラムがほぼ完成したからである。本年度は、家族や地域を巻き込んだ糖尿病予防プログラム内容の検証とその効果を検証した。糖尿病予防に有効とされているのは減量と運動習慣の獲得に加え、野菜摂取と摂取である。そこで、地域住民が最も興味を持っているが、なかなか実行できていない「減量」に焦点を当てることとした。減量目標は、肥満体重の5%減では計算が煩雑であり、わかりにくいために、60kgの5%に相当する「3kg減」とした。地域住民にとって、「1,2kgの減量はできそうだが、すぐにリバウンドしてしまう。3kgの減量だと真剣に取り組まねばならない。」という心理が働くと考えられた。また、自治体の保健指導や健康教室は健診終了後の夏から秋に行われることが多いが、イベントが多い年末年始にリバウンドしてしまうことはよく経験する。そこで、年末年始をまたぐ11月にスタートし、2月に報告する3か月の期間に限定した。家族や地域を巻き込むためには、わかりやすいネーミングやキャッチフレーズが大切となる。キャッチフレーズは、3か月で3kgやせる、略して「サンサン」チャレンジとした。申し込み方法の工夫として、保健センターでの直接申し込みだけではなく、協賛店を募集し、インセンティブを個々に設定してもらった。さらに、インターネットからの申し込みも可能とした。痩せの者がさらに減量に取り組むことはフレイルの観点から勧められないため、参加基準はBMI23以上とした。介入方法はシンプルな朝と晩の体重測定の推進とした。314名の平均年齢は57.5歳、平均BMIは26.3で、男性の割合は39.5%で、普段は教室に来ないような男性や若年・中年者の割合が多かった。インターネットからの申し込み率は13.4%であった。減量結果の報告率は81.2%と実行可能性が高く、3kg以上の減量成功者の割合は38.8%と我々の従来のダイエット教室と遜色ない結果が得られた。家族や地域を巻き込んだ糖尿病予防プログラムが完成し、その実行可能性と有効性が高いことが証明されたため。糖尿病予防の鍵は肥満者や過体重者において減量と運動習慣を獲得することにある。本研究の目的は家族や地域を巻き込んだ糖尿病予防プログラムが体重の変化、糖尿病や糖尿病予備軍の有病率、医療費に与える効果を検証することにある。このプログラムは1日に2回、朝と晩に体重を測定するヘルスプロモーションである。選定基準は、年齢20-74歳とBMI23kg/m2以上である。このキャンペーンのゴールは、11月から2か月の冬場の体重増加しやすい時期に、体重測定、運動、野菜摂取、節酒を通じて3kg痩せることである。この間、市にある47の店舗が様々な方法でキャンペーンに協力した。

例えば、フィットネスジムは使用料を割引し、レストランは低カロリーなヘルシーメニューを提供、電気店は体重計をバーゲン料金で提供してくれた。市のホームページでは効果的な減量と体重記録を用いた安全な減量プログラムを提供した。ケーブルテレビでも、医師が糖尿病予防、管理栄養士が健康的な食事、運動トレーナーが身体活動の増加に関するプログラムを提供した。血糖とHbA1cに関する知識、体重測定の頻度、運動の時間と頻度、野菜の摂取、飲酒状況について調査した。毎年の健康診断と医療費のデータも収集した。9,996名の地域住民の中で、429名(男性38.9%、平均年齢60±10歳、平均BMI25.9±2.3kg/m2)が本研究に参加し、体重の変化を報告した。介入群とマッチさせた対照群429名と比較した。介入1年後、体重と中性脂肪値は対照群に比べ、介入群で有意に低下した。介入数年後には、糖尿病有病率は介入前に比べて、低下した。1人当たりの医療費も周辺の市に比べ、低くなった。この結果は、本プログラムが体重変化、血清脂質、糖尿病有病率、医療費によい影響を与えたことを示している。本研究の目的は家族や地域を巻き込んだ糖尿病予防プログラムが体重、糖尿病の有病率、医療費に与える効果を検証することにある。このキャンペーンのゴールは冬場の体重増加しやすい冬に、3kg減量する事である。この間、市にある47の店舗が様々な方法で協力した。9,996名の地域住民の中で429名(男性38.9%、平均年齢60±10歳、平均BMI25.9±2.3kg/m2)が研究に参加し体重の変化を報告した。介入後、糖尿病有病率は介入前に比べて徐々に低下した。1人当たりの医療費も周辺の市に比べ低くなった。平成28年度以降、本研究に協力してくれる自治体及び被験者に対し、「3か月で3kgやせる、サンサンチャレンジ」プログラムを提供する。安全に配慮するために、被験者の選定基準は年齢(20歳以上、75歳未満)、性別は問わず、体格指数(BMI)23以上とした(BMI23以上で介入効果が高いため、また、痩せているものを参加させないため)。前後の調査項目として、糖尿病に関する知識(血糖、HbA1cなど)、糖尿病予防に関連する生活習慣(体重測定、運動習慣、野菜摂取頻度、飲酒量と飲酒頻度)をとる。介入はシンプルな朝と晩の体重測定をするキャンペーンを展開する。歩数計の装着も推進する。介入期間は11月から2月の年末年始をまたぐ期間に実施し、開会式(講演、サンサンサポーターの紹介)、自宅での体重測定や歩数測定、メールマガジンの定期的な送信(はげまし)、ホームページ上に健康的に減量や糖尿病予防するコツをアップ、表彰式、などとする。オプションとして、食事や運動講座を開催する。協賛店を募集し、健康会員証を提示すると、個々にインセンティブ(特典)を受けられるようにする。本プログラムの短期的(3か月間)な有効性と実行可能性は証明されたが、長期的な有効性は明らかでない。さらに、体重は減っても、血糖や血清脂質に及ぼす影響は明らかでない。平成29年度は、本プログラムの長期的な有効性について、1年後の健康診断のデータを用いて解析する。
有機セレン化合物における特異な水素結合のキャラクタリゼーション

C_-H...Se水素結合の特異性(構造上の特徴および化学的性質)を明らかにし,有機セレンの酸化還元特性におけるその役割について新しい知見を得ることを目的として,2種のモデル化合物を合成した。8員環状の新規化合物6H, 12H-ジベンゾ[b, f][1, 5]ジセレノシンにおいては既に,C_-H...Se水素結合が存在することを報告したが(J. Am. Chem. Soc. 116. 4463 (1994).),今年度はこの化合物の重水素置換体を合成し,同位体効果の側面からC_-H...Se水素結合の特異性を考察した。赤外スペクトルにおいてC-D伸縮振動の短波数シフトがC-H伸縮振動の短波数シフトよりも大きく減少したこと,セレンのNMRスペクトルにおいて正(高磁場側へ)の同位体シフトが観測されたことにより,セレンと水素の間に引力的な相互作用,すなわち水素結合が存在することがより明確となった(Bull. Chem. Soc. Jpn.投稿中)。分子軌道計算によると,C_-H...Se水素結合のエネルギーは約1kaclと小さく,普通の水素結合に比べ軌道相互作用の寄与が重要であることがわかった。この結果は,セレンと水素の間に約30Hzという大きなスピンカップリングが観測された実験事実と一致している。第2のモデル化合物としては,非環式の化合物における分子内および分子間C_-...Se水素結合について検討するために,2-セレノトルエン誘導体をいくつか合成した.これらの化合物について,Se-H間の二次元NMRの測定および動的NMR法による解析を行ったが,今のところC_-H...Se水素結合の存在を確認するに至っていない。今後は,もう少し分子内回転が束縛されたモデル系を検討する必要があることがわかった。
熱中性子補促療法のミクロ的深部吸収線量分布の解析

深部に浸潤するメラノーマの深部での熱中性線量を評価する目的で、胆癌ハムスターを用いたαトラック法、ファントム実験およびブタを用いた前臨床試験を施行した。深部への熱中性子線量を増やすための因子として以下の知見を得た。1照射野面積をできるだけ大きくする。2浅部のホウ素(^<10>B)濃度を低くする。3腫瘍し照射孔のマッチングをよくする。4コリメーターの改善により熱中性子の前方向成分を増やす。5熱外中性子成分を増やす。このうち、短期的に臨床応用可能なのは、1、2、3で、今後検討する予定である。以上は局面型メラノーマの深部浸潤を想定したものであるが、最近、結節型メラノーマに熱中性子補促療法を施行する機会を得たが皮下浸潤部での線量評価に苦労した。今後、多様な結節型メラノーマに対応した深部線量分布を推定できるようになり、そこのことで至適照射体系を選択できることが必要となる。そのために多様な、結節メラノーマを擬したファントム実験を施行する予定である。*1 1に関しては正常皮膚の障害を考慮しても正常皮膚ではホウ素濃度が低いことより腫瘍血縁より34cm広い照射野にすることは可能と考える。2に関しては、これまでの臨床データで腫瘍内ホウ素濃度が20μg/g前後であることより十分可能と考える。3は、これまでもしてきたことであるが、より以上の工夫が必要と思われる。4、5に関しては原子炉工学方面での研究改善が望まれる。
海洋軟体動物タツナミガイの生理活性オリゴペプチド類の構造と合成

貝殻を持たない貝の一種タツナミガイDolabella Auriculariaについて、腫瘍細胞に対する増殖阻害活性を指標にして成分検索を行い、活性を示す10種類以上の新規オリゴペプチド及び関連化合物をいづれも極微量成分として分離した。これらの化合物について有機化学的研究を行い、以下の成果を得た。1.ドラスタチンCおよびDの大量化学合成:中程度の活性を示すこれら鎖状及び環状デプシペプチドは、既にその合成経路を確立したので、動物実験により抗腫瘍活性を検定するため大量合成を行った。2.ドラスタチンE、ドリキュライド、ドラベリンの立体構造の解明と合成:めづらしいアミノ酸やヒドロキシ酸を含むこれら化合物の立体構造の解明は、合成的手段に頼らざるをえない。ドラスタチンEは立体化学の決定が極めて困難なチアゾリンアミノ酸を有するため、可能な立体異性体(8種)をすべて合成することによりその立体構造を明らかにした。強力な細胞毒性を示すドリキュライドの立体構造を、NMRの詳細な解析と誘導反応により解明した。また、ドラベリンの立体構造は、分解反応で得られる3個のユニット(2個のチアゾールカルボン酸と1個のβ-ヒドロキシ酸)の立体選択的合成により決定し、されに全合成により確認した。3.ドラスタチンFおよび類縁体の構造:中程度の細胞増殖阻害活性を示すこれらの一群の鎖状ヘキサデプシペプチドの立体構造を、スペクトルデータと加水分解を組み合わせて明らかにし、さらに全合成により確認した。4.タツナミガイの大量抽出:上記の化合物以外に得られた構造未決定のオリゴペプチド(6種)は、いづれも極微量成分であるため、三重県志摩半島にて大量(約300kg)のタツナミガイを採集し再度、抽出分離を行ったこの結果、超微量成分として二種の新規細胞毒性ペプチド、ドラスタンGおよびHの分離に成功した。
細胞膜流動性亢進によるエンドサイトーシスを介したウイルス感染促進メカニズムの解明

本研究の目的は、HIV-1侵入過程における、細胞膜流動性とエンドサイトーシスの関係に着目し、シグナル伝達メカニズムの解明と予防法の開発に供することである。宿主細胞とHIV-1の膜融合は、HIV-1侵入において最も重要な過程のひとつであるが、この過程を標的とした薬剤は未だ少なく、さらなるウイルス侵入阻害薬の開発が期待されている。ウイルス侵入過程を制御することができれば、その後のウイルス複製に至るまでのイベントを止めることが可能である。平成27年度は、以下研究を遂行した。1.ウイルスの宿主細胞への吸着が及ぼすシグナル伝達経路の解明及び脂質ラフト形成への影響の検討: HIV-1がPI3K/AKT経路を活性化することをWestern Blottingにて確認した。HIV-1感染はウイルスの濃度依存的、感染の時間依存的にリン酸化AKTを活性化させることが判明した。また、組み換えgp120 (HIV-1 envelope protein)を同細胞に処理し、リン酸化AKTの発現を確認したところ、生ウイルスを感染させた時と同様にリン酸化AKTが活性化されることが判明した。また、細胞膜流動性を亢進させることで脂質ラフトの凝集(クラスター形成)が確認され、PI3K/AKT経路阻害剤処理によりクラスター形成は抑制された。従ってHIV-1の細胞への吸着または侵入過程でPI3k/AKT経路が活性化していることが示唆された。2. HIV-1侵入過程におけるPI3K/AKTシグナルの重要性の検討: PI3K阻害剤によりシグナルを抑制することでHIV-1感染は有意に抑制された。また、HIV-1エンベロープタンパク(Env)依存性細胞融合もPI3K阻害剤を処理することで有意に抑制された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。