hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腫瘍拒絶抗原遺伝子を用いた癌特異的免疫療法に関する基礎的研究

1新しいMAGE抗原ペプチドの同定日本人に多い(61%)とされるHLA-A24拘束性のMAGEペプチドの同定を試みた。まずMAGE-3ペプチドについて結合モチーフより選択したペプチドについて、HLA-A24分子との結合能を検討して5個のペプチドを選択した。これらのペプチドを用いてHLA-A24健常人のPBMCから、特異的CTLの誘導を行ないその免疫原性を比較し最も高い免疫原性を示すペプチドを同定した。同様にHLA-A24拘束性のMAGE-1ペプチドおよびMAGE-2ペプチドを同定した。2胃癌原発巣、リンパ節転移巣におけるMAGE-3の発現リンパ節転移陽性の進行胃癌症例38例のparaffin包埋切片に対し、MAGE-3モノクローナル抗体(57B)を用いて免疫組織染色を施行した。MAGE-3の発現症例は原発巣17例(45%)、リンパ節転移巣12例(32%)に認められ、原発巣で陽性でも転移巣で陰性の症例が5例に認められた。次に胃癌組織におけるMAGE-3抗原発現の腫瘍組織内での発現程度について、腫瘍細胞における抗原陽性細胞の比率を検討したところ、MAGE-3の発現は腫瘍組織内での発現程度に差が認められ、リンパ節転移巣において、より発現率が減少する傾向が認められた。これらの結果から、MAGE抗原ペプチドを用いた癌特異的免疫療法を施行する際に、単一のペプチドを用いた治療を行うより、複数の発現している抗原ペプチドを混合して、用いる事が、高い抗腫瘍効果が期待できると考えられた。1)MAGE-3cDNAの作製:ベルギーのルドウィヒ癌研究所のブーン博士より供与された、MAGE-3陽性のメラノーマ培養株化細胞(MZ2-MEL-3.0)より抽出した全RNAからRT-PCR法によりcDNAを作製した。このcDNAよりMAGE-3全cDNA(coding region)を含む領域をPCRを用いて増幅した。TAクローニング法によってpcDNA3.1ベクターでクローニングし、シークエンスを行いMAGE-3全CDNAに一致するクローンを選択した。2)ベクターへの組換え:MAGE-3cDNAをpcDNA3.1ベクターヘの組換えを行った。3)ヒト細胞への導入:pcDNA3.1/MAGE-3とpcDNA3.1をリポフェクタミンを用いて、MAGE-3の発現が認められない胃癌培養株化細胞AZ-521(HLA-A2)に導入した。これをG418存在下で培養し、クローニングを行った。6個のクローンを得たが、これら細胞についてMAGE-3モノクローナル抗体を用いてImmunoblotting法によりMAGE-3蛋白の存在が確認された。4)特異的CTLによる傷害性:MAGE-3.A2ペプチドを用いて、HLA-A2健常人のPBMCから誘導された特異的CTLによる傷害性を検討した。MAGE-3遺伝子を導入したAZ-521細胞はこのCTLによって傷害されたが、ベクターのみを導入したAZ-521細胞は傷害されなかった。5)樹状細胞(DC)への導入:pcDNA3.1ベクターへ組み換えられたMAGE-3cDNAを、ヒト末梢血核球より誘導したDCへの導入を試みた。しかし、その導入は不成功であった。現在、他の細胞株あるいはEVB細胞への導入を検討中である。6)他のベクターへに組み換え:MAGE-3cDNAのアデノウイルスベクターヘの組み換えをも検討中である。

これらのペプチドを用いてHLA-A24健常人のPBMCから、特異的CTLの誘導を行ないその免疫原性を比較し最も高い免疫原性を示すペプチドを同定した。同様にHLA-A24拘束性のMAGE-1ペプチドおよびMAGE-2ペプチドを同定した。2胃癌原発巣、リンパ節転移巣におけるMAGE-3の発現リンパ節転移陽性の進行胃癌症例38例のparaffin包埋切片に対し、MAGE-3モノクローナル抗体(57B)を用いて免疫組織染色を施行した。MAGE-3の発現症例は原発巣17例(45%)、リンパ節転移巣12例(32%)に認められ、原発巣で陽性でも転移巣で陰性の症例が5例に認められた。次に胃癌組織におけるMAGE-3抗原発現の腫瘍組織内での発現程度について、腫瘍細胞における抗原陽性細胞の比率を検討したところ、MAGE-3の発現は腫瘍組織内での発現程度に差が認められ、リンパ節転移巣において、より発現率が減少する傾向が認められた。これらの結果から、MAGE抗原ペプチドを用いた癌特異的免疫療法を施行する際に、単一のペプチドを用いた治療を行うより、複数の発現している抗原ペプチドを混合して、用いる事が、高い抗腫瘍効果が期待できると考えられた。
超伝導電子ビットの研究

この研究では、如何に超伝導量子ビット(コヒーレント制御可能な2準位の量子システム)を多数集積し、それらを自由に結合させ、コヒーレンスを保ちながら、量子状態の操作を行うことができるか、ということを研究することがその主題である。このような研究は、将来の量子コンピュータの実現を視野に入れて行っている。2009年度では、二つの量子ビットと結合させる幾つかの方法を研究した。まず二つの量子ビットを、第三の量子ビットを介して結合させる方式を考慮した。この方法はすでに本研究グループで以前より研究されていたものを改良・発展したものである。この新結合方式は、この量子系の時間発展を解析的に研究したことにより得られたものである。現在この最新の結果を論文にまとめている最中である。またこの結合方式の回路を実現するため、新たな多層超伝導配線を備えた微小アルミトンネル接合回路の作製法を開発した。このような多層配線構造は、量子ビット数のスケールアップには欠かせないものであると考えている。すでにこの新結合式を取り込んだ資料の作成を終え、現在その評価をする準備を行っている。二番目の結合方式の研究のアプローチは、既にイェール大学で研究が進んでいる超伝導マイクロ波共振器を介した量子ビットの結合方法である。我々のグループでも超伝導共振器関連の研究を過去数年間行ってきた。我々はこの共振器を介し、遠方にある量子ビット同士を結合させることを考えた。このような結合方式の資料を作成し、現在その特性評価を行っている。上記二つの結合方式の違いは、量子ビット型結合器を使うものが隣接するする量子ビットを結合させる機能を持つが、共振器型の結合器は遠方の量子ビットを結合できる特徴を備えている。二つの方式は量子誤り訂正などの重要なアルゴリズムを実行するにあたり、異なった特性を示すので、実際に実験的に確かめる必要がある。ビランジュオン氏は超伝導磁束量子ビットの研究にかかわるいくつかの実験を行ってきた。このような量子ビットを用いて、量子アルゴリズムを実行することが大きな目標である。そのために、量子ビットのデコヒーレンス時間が十分長くすることが必要となり、その研究を続けてきた。またこのような実験には、複数の量子ビット間の結合のオンオフを制御する必要がある。これまでに、このような可変な結合は、結合用量子ビットを仲介にしたパラメトリックな制御により実現していた。しかしこの方法は不完全な点が多く、ビランジュオン氏は、この不完全性を取り除き、2量子ビット系の制御精度の向上を目的とした研究を行ってきた。量子アルゴリズムを実行するためには、外部より量子ビット系に複雑なマイクロ波のパルスを照射す必要がある。正確な1ビットと2ビットの量子状態制御には、正確なマイクロ波パルス列を使用する必要とする。ビランジュオン氏はこのような複雑な信号を正確に作り出す、最新型のマイクロ波パルス列発生器の立ち上げを行った。この仕事は、カルフォルニア大学サンタバーバラ校の、マルチネス教授のグループとの共同研究で行われてきた。現在この信号発生器はほぼ完成しつつあり、来年度からはこの装置を使った1量子ビットでの量子トモグラフィ実験を始める予定である。また高度な信号の時間制御が可能になるので、その特徴を生かしたデコヒーレンスの実験を計画している。当然2量子ビットを使った量子アルゴリズムの実験も行う予定である。彼はMITリンカーン研究所のオリバー教授とも、ニオブ系量子回路に関しての共同研究を行ってきた。
大麻(アサ)の医薬化合物高生産を目的とした分子育種

大麻(アサ、Cannabis sativa L.)に特異的に含まれるカンナビノイド化合物は、重篤な痛みをともなう疾病に対する鎮痛薬として効果的であることが近年立証されつつある。カンナビノイド化合物中で最も作用の強い物質はtetrahydrocannabinol(THC、植物体内ではTHCA)である。本研究ではアサ植物内におけるTHCAの生合成をつかさどる酵素の遺伝子であるTHCA生合成酵素遺伝子に注目した。THCA生合成酵素遺伝子はゲノム上にイントロンを介在しないエキソンのみで構成されており、1638bpのフラグメントであった。この遺伝子はDNA配列のわずかな違いから、「I型」と「II型」に大別された。「I型」遺伝子はTHCA生合成酵素としての機能を有しており、「II型」遺伝子はTHCAを生合成しないと考えられた。複数のアサ系統のTHCA含有量とDNA解析を行った結果、「THCAを高含量で含むアサ系統」のDNAには「I型」遺伝子が検出された。しかしながら、「THCAを含まない系統」においては「I型」遺伝子が検出されなかった。さらに「THCA高含量系統」と「THCAを含まない系統」の雑種(F1世代)のDNAには「I型」遺伝子が検出された。1.アサ植物体を無菌状態で育てようとする場合,種子を殺菌処理して培地上で発芽させ植物体とする一般的な手法を用いていた.しかしながらこの手法では植物体の成長が不良であり健全な無菌植物体を得ることが困難であった.そこでモデル植物であるシロイヌナズナでの事例を参考に二層培地法を検討した.その結果,培地として0.8% agar培地の上部に1.5% agar培地を重層することで無菌植物体育成に良好な結果を得た.2.アサ毛状根におけるレポーター遺伝子の導入を試みた.レポーター遺伝子としてgreen fluorescent protein(GFP, S65T)を用いた.同遺伝子を発現するように設計したベクターを土壌細菌Agrobacterium rhizogenesに導入した.同細菌を直径0.41mmの感染針を用いて無菌植物体の茎部位に感染させたところ毛状根組織の誘導が多数確認された.この組織に490nmの励起光照射を行うと緑色のGFP蛍光を示したことから,アサ毛状根組織においてもGFP遺伝子が良好に発現することが確認された.3.アサ特異的化合部カンナビノイドの一つであるTHCAの生合成酵素遺伝子を高発現するベクターを構築するにあたり複数のアサ系統からTHCA生合成酵素遺伝子のクローニングを行った.その結果同遺伝子は一分子種のみで構成されているのではないことが明らかとなった.そこで13のアサ系統について同遺伝子のクローニングを行った.その結果,THCA含有量が高い「ドラッグタイプ」に分類される系統に由来する分子種と,THCA含有量の低い「ファイバータイプ」の系統に由来する分子種に二分された.つまりTHCA生合成酵素遺伝子には二つの分子種が存在することが明らかとなった.大麻(アサ,Cannabis sativa L.,アサ科)には花や葉に麻酔性幻覚物質(tetrahydrocannabinolic acid, THCA)が含まれるドラッグタイプと,THCAを含有しない(又はごくわずか含有)繊維や油生産に利用されるファイバータイプに大二分される.このTHCA含有に関する違いに関する作用機序を解明するため,THCA生産に寄与するTHCA生合成酵素遺伝子に注目した.同一環境で育てた13系統のアサの葉中のTHCA含有量は高含量6系統(1.19-7.51%dw)と低含量7系統(0-0.12%)の2群に分かれた.次に各系統のTHCA生合成酵素遺伝子の解析を行った.THCA生合成酵素遺伝子はCBDA生合成酵素遺伝子と配列相同性が非常に高い(87.9%).そこでCBDA生合成酵素遺伝子の混在を排除するプライマーを設計し,13系統全てに1.6kbの1個のフラグメントが得られた.これらは全て1638bpで,イントロンは存在せずエクソンのみで構成されていた.これら13の配列はTHCA分析と同様にドラッグタイプ6系統とファイバータイプ7系統の2群に分けられた.この2群間には62の塩基置換が認められた.2群のDNA配列には塩基置換が多く認められたがどちらも545残基のアミノ酸をコードしていた.ドラッグタイプ系統とファイバータイプ系統間には37部位にアミノ酸置換が認められた.すなわちTHCA生合成酵素遺伝子にはドラッグタイプとファイバータイプで2つのタイプが存在することが示唆された,主要な塩基置換に加えてドラッグタイプ#001系統の4箇所で他のドラッグタイプ系統とは異なる塩基置換が認められた.3箇所での塩基置換は同義的置換であり,アミノ酸配列には影響を及ぼさないと考えられた.他1部位は非同義的置換であったがコードするアミノ酸の化学的特徴は類似していた.#013系統では3個体についてゲノム配列決定を行ったが塩基置換は認められず全て同配列であった.ファイバータイプ群においても9つのマイナーな塩基置換が認められた.大麻(アサ、Cannabis sativa L.)に特異的に含まれるカンナビノイド化合物は、重篤な痛みをともなう疾病に対する鎮痛薬として効果的であることが近年立証されつつある。THCA

生合成酵素遺伝子はゲノム上にイントロンを介在しないエキソンのみで構成されており、1638bpのフラグメントであった。この遺伝子はDNA配列のわずかな違いから、「I型」と「II型」に大別された。「I型」遺伝子はTHCA生合成酵素としての機能を有しており、「II型」遺伝子はTHCAを生合成しないと考えられた。複数のアサ系統のTHCA含有量とDNA解析を行った結果、「THCAを高含量で含むアサ系統」のDNAには「I型」遺伝子が検出された。しかしながら、「THCAを含まない系統」においては「I型」遺伝子が検出されなかった。さらに「THCA高含量系統」と「THCAを含まない系統」の雑種(F1世代)のDNAには「I型」遺伝子が検出された。
アルミニウムストレス下で分泌されるアルミニウムキレート物質の解析

本研究は植物のアルミニウム抵抗性機構のうち,排除機構の解明を目的とし,特にアルミニウムストレス下で根から分泌されるアルミニウムキレート物質に着目して,これらの物質の単離,同定及び分泌特性の解析を行った.主な研究成果は以下の通りである.1.アルミニウムキレート物質のスクリーニングを行った結果,アルミニウム耐性の強いソバ,エビスグサ,緑肥ダイコン,ナタネの根の分泌液から,アルミニウムキレート活性が検出された.2.これらの物質を各種クロマトグラフを用いて精製,同定した結果,ソバの根からシュウ酸,エビスグサの根からクエン酸,緑肥ダイコンとナタネの根からクエン酸とリンゴ酸が分泌されていることが明らかとなった.3.エビスグサにおいてアルミニウムによるクエン酸の分泌特性を解析した結果,クエン酸の分泌はAl処理(50μM Al)後最初の6時間まではほとんどなく,その後急激に増加した.クエン酸の分泌量はAl処理濃度が高くなるにつれ、増加した.またクエン酸の分泌はリン酸欠乏(10日間)によって誘導されず、ランタン(La^<3+>)、イッテルビウム(Yb^<3+>)によっても誘導されなかった.さらに,クエン酸の分泌はアルミニウム処理を解除した一日後,認められなくなった.これらの結果はクエン酸の分泌はAlによって特異的に誘導されることを示している.アルミニウムイオンがクエン酸と錯体を作ることによって毒性がなくなる.従って、エビスグサにおいて、クエン酸の特異的分泌はAl排除機構の一つと考えられる.本研究は植物のアルミニウム抵抗性機構のうち,排除機構の解明を目的とし,特にアルミニウムストレス下で根から分泌されるアルミニウムキレート物質に着目して,これらの物質の単離,同定及び分泌特性の解析を行った.主な研究成果は以下の通りである.1.アルミニウムキレート物質のスクリーニングを行った結果,アルミニウム耐性の強いソバ,エビスグサ,緑肥ダイコン,ナタネの根の分泌液から,アルミニウムキレート活性が検出された.2.これらの物質を各種クロマトグラフを用いて精製,同定した結果,ソバの根からシュウ酸,エビスグサの根からクエン酸,緑肥ダイコンとナタネの根からクエン酸とリンゴ酸が分泌されていることが明らかとなった.3.エビスグサにおいてアルミニウムによるクエン酸の分泌特性を解析した結果,クエン酸の分泌はAl処理(50μM Al)後最初の6時間まではほとんどなく,その後急激に増加した.クエン酸の分泌量はAl処理濃度が高くなるにつれ、増加した.またクエン酸の分泌はリン酸欠乏(10日間)によって誘導されず、ランタン(La^<3+>)、イッテルビウム(Yb^<3+>)によっても誘導されなかった.さらに,クエン酸の分泌はアルミニウム処理を解除した一日後,認められなくなった.これらの結果はクエン酸の分泌はAlによって特異的に誘導されることを示している.アルミニウムイオンがクエン酸と錯体を作ることによって毒性がなくなる.従って、エビスグサにおいて、クエン酸の特異的分泌はAl排除機構の一つと考えられる.
乳房外パジェット病の包括的ゲノム解析

乳房外パジェット病という稀な皮膚がんの病態を明らかにし、治療ターゲットを見つけるのを目標とする研究です。乳房外パジェット病の手術検体からDNAを抽出し、塩基配列を解析します。乳房外パジェット病に特有の遺伝子変異を見つけ、病態にどのように関与しているのかを研究します。
Helicobacter pyloriの発癌遺伝子および細胞毒素遺伝子の解明

Helicobacter pyloriは、胃炎、胃潰瘍さらに胃癌との関連が指摘されている。この菌の持つ病原因子を特定することが本研究の最終的な目的である。この目的のため、平成7年度の科学研究費により、臨床分離株76株のH.pyloriについて疾患と遺伝子型の関係を調査した。その結果、十二指腸潰瘍、胃癌および胃潰瘍の各疾患それぞれに対し、統計的に有意な関連性を示す遺伝子型が存在することを見出した。このことは、H.pyloriのすべてがこれらの疾患に関与するのではなく、特定の菌株が、何らかの特別な病原因子を保有することを示唆するものである。本年度は、この実験結果を基に、病原因子、特に癌化に関係した病原因子を保有すると思われる菌株に対象を絞り、遺伝子ライブラリーを作製して、H.pyloriの病原因子を明らかにするための実験の行った。まず、癌化因子を保有していると考えられる2株のH.pyloriのDNAを抽出・精製し、制限酵素あるいはDNaseによる完全・不完全分解を行い、真核生物用発現ベクターpCD2Yにクローニングしてプラスミドライブラリーを構築した。引き続き、ライブラリーからプラスミドを抽出・精製した。こうして得られたプラスミドを、癌化因子の検査に多用されるNIH3T3細胞およびBRK(bady rat kidney)細胞にトランスフェクトし、トランスフォーム活性とイモータライゼーション活性の有無を観察した。一連の実験により、今回使用した発現ベクターpCD2Yは、強力な遺伝子発現効率を持っているものの、DNA断片のクローニング効率が低いことが判明した。このため、作製したライブラリーが癌化因子をスクリーニングするには十分でなく、癌化因子を特定することが出来なかった。このため、次年度では、数種類のベクターでライブラリーを再構築する予定である。
一様等方空間における非線形クライン・ゴルドン方程式の初期値問題の研究

当該年度は、本研究課題による渡航に向けた準備として、基課題研究に関する次の研究を行った。一様等方計量が表す膨張・収縮する空間において、非線形のクライン・ゴルドン方程式、非線形波動方程式と非線形分散型方程式の導出について考察した。導出した方程式のエネルギー評価と初期値問題の適切性理論の構築を通して、空間の膨張と収縮の特徴について考察し、その効果の定式化に取り組んだ。エネルギー評価においては消散項に着目し、空間膨張が消散効果をどのように引き起こすかの解明に取り組んだ。また、分散型方程式については、時間変数の適当な変換により、変数係数の方程式を定数係数の方程式に変換する方法を示した。初期値問題においては、方程式の解の存在における非線形指数と計量の関係を明らかにした。また、方程式の解の漸近挙動が空間変動により、どのような影響を受けるかを考察した。方程式の導出において、ラグランジュ形式と非相対論的極限に基づいた系統的な手法を用いることで、上記の非線形偏微分方程式の統一的な導出方法の構成に取り組んだ。線形評価において、空間の膨張が消散効果を生み出すことを定式化して明らかにした一方で、非線形評価に関して、エネルギー評価に基づく実解析的評価を構成し、線形評価と非線形評価を組み合わせることで初期値問題の適切性理論の構築に取り組んだ。また、ド・ジッター空間における半線形拡散方程式の漸近挙動について解析した。本研究の成果を論文として投稿し、研究経過を国際研究集会と国内研究集会において発表した。また、相対論に係る数学的研究を行っている海外研究者と国内研究者を招聘して研究集会を開催し、関連研究を調査すると共に、研究討論によって本研究課題の進展を図った。特に、本研究課題による滞在先である共同研究者を招聘し、研究討論を行った。当初計画に沿って進展している。今後も計画に沿って研究を進める。内定年度:2017当該年度は、本研究課題による渡航に向けた準備として、基課題研究に関する次の研究を行った。
ソーレ効果を用いたガス分離デバイスの微細連続構造による高性能化

この研究は温度勾配の印加に伴い物質拡散を生じるソーレ効果を利用し、化学的処理を用いずに混合ガスの成分分離を行う高性能なガス分離デバイスの実現を目指す研究である。実験では水素50%・二酸化炭素50%のガス分離を実施した。初期に試作したネットワーク構造のデバイスでは水素の分離濃度は理論予測値の約1/15の値(+0.7%増)にとどまったため、単ユニットのみの基礎実験や流路厚みを400μmまで大きくする等の改善の結果、理論予測値の1/7まで分離効果が向上した。しかし実用化に向けては未だ分離効果は小さく、今後はネットワーク内のユニット数の大幅な増加や断熱構造のさらなる改善が必要であることが分かった。以上この研究は温度勾配の印加により物質拡散を生じるソーレ効果を利用し、化学的処理を用いずに混合ガスの成分分離を行う高性能なガス分離デバイスの実現を目指す研究である。平成24年26年度(萌芽研究)での研究の知見をもとに、平成27年度からは大規模な微細連続構造をもつ新デバイスの試作と数値流体シミュレーションによる解析に取り組んでいる。平成27年度は、まずこの大規模な流体ネットワーク構造の簡略化モデルを解析したところ、可解で理論的に興味深いモデルであると分かり、日本物理学会の英文誌速報や国際応用数理会議等に発表した。一方、第1次実証デバイスとして、厚み約40μm、幅約100μm、長さ約200μmの六角形の細胞状ガス分離ユニットを幅方向に36列、流れ方向に360段連結したデバイスの試作を、産業技術総合研究所にて実施した。さらにこの実証デバイスを用いて、水素50%と二酸化炭素50%の混合ガスの分離実験を実施した。混合ガスの流量は、1527ml/minであった。高温面80°C、低温面0°Cと、温度差として80°Cまでの印加を実施したところ、ガス分離効果が確認できる結果を得た。ただし、水素の分離(濃縮)濃度は、入口濃度から0.7%と、理論予測値の1/10以下の値にとどまった。この原因として、数値流体シミュレーションから、1)実際にガスに加わる温度差が80°Cから28°C51°Cへ低下した点、2)デバイスの構造や精度の不完全性によるガス流れの変化、等が示唆された。しかし今回の実験から、ソーレ効果によるガス分離と濃縮効果は生じていることが確認できたので、大規模ネットワーク構造のアイディアの方向性は妥当であると確信できた。今後は、微細な単ユニット内での流れや濃度分離の確認や分離向上のための改良や、印加温度差を大幅に大きくするデバイス構造や使用材料の検討を実験と数値シミュレーションの双方から推進していく。本研究は、ソーレ効果ガス分離素子の大規模ネットワーク構造による高性能化の理論構築と実験的検証を目的としている。理論に関しては、多数の分離素子を接続した大規模流体ネットワーク構造の簡略化モデルの構築を完了し、数学的な解析を実施した。これにより、提案する分離デバイスにおける基本的な濃度分布形成メカニズムが明らかとなり、所定の性能を得るために必要なネットワーク規模などの基本仕様決定の指針を得た。実験的検証では、上記提案構造を有する第1次実証デバイスの試作と、実験による性能評価、およびそれらを支援する数値シミュレーションを実施した。第1次実証デバイスは、理論で予想される濃度分布の発達過程の確認を目的に、分離素子を幅方向に36列・流れ方向に360段連結した構造をMEMS加工技術によって作成する。シリコン基板およびガラス基板にそれぞれ微細溝を加工し、それらを位置合わせ・接合することで3次元構造の流路を形成するプロセスにより、デバイスの試作を完了した。実験では、試験ガスとして、水素50%と二酸化炭素50%の混合ガスを用い、混合ガスの流量1527ml/minの範囲で性能評価を行った。また並行して、単一分離素子の分離効果およびデバイス全体の温度分布形成に関する数値シミュレーションを実施した。現在までに実験では、水素の分離(濃縮)効果は0.7%と予測値より小さい値であるが、この大規模ネットワークデバイスにおいても、ソーレ効果の発生と濃縮プロセスの基本的な確認には成功しており、初年度としてはおおむね予定通りの進捗と言えるであろう。また第1次実証デバイスとして、厚み約40μm、幅約100μm、長さ約200μmの六角形の細胞状ガス分離ユニットを幅方向に36列、流れ方向に360段連結したデバイスを試作した。このデバイスを用いて、水素50%と二酸化炭素50%の混合ガスの分離実験を実施したが、ガス分離効果は確認できる結果を得たものの、水素の分離(濃縮)濃度は、入口濃度から0.7%と、理論予測値の1/10以下の値にとどまった。平成28年度は、分離濃度が理論予測値から大きく下回る原因を探索するために全ステンレス製の微細な単ユニットでの基礎デバイスを数種類作成し、分離濃度を測定した(低温面0°Cとし、高温面温度は80°Cまでの印加)。

しかし実験の結果、水素の分離(濃縮)濃度は、入口濃度から最大0.13%と、理論予測値の1/7程度であった。但し、この基礎実験から流路高さの大きい流路が比較的良い分離濃度を示した結果などから、現有の加熱冷却方法の不整合性や、デバイスの構造や材質に関して重要な知見を得ることができた。最終年度の平成29年度では、簡易な第2次実証デバイスによる予察実験で改善効果を確認したのち、分離効果の大きな装置を目的に、最終実証デバイスを設計・製作し、その性能を検証する予定である。以上本研究はソーレ効果ガス分離素子の大規模ネットワーク構造による高性能化の理論構築と実験的検証を目的としている。平成27年度には、理論に関しては多数の分離素子を接続した大規模流体ネットワーク構造の簡略化モデルの構築を完了し、数学的な解析を実施した。これにより提案する分離デバイスにおける基本的な濃度分布形成メカニズムが明らかとなり、所定の性能を得るために必要なネットワーク規模などの基本仕様決定の指針を得た。実験的検証では、上記提案構造を有する第1次実証デバイスの試作と、実験による性能評価、およびそれらを支援する数値シミュレーションを実施した。第1次実証デバイスは、理論で予想される濃度分布の発達過程の確認を目的に、分離素子を幅方向に36列・流れ方向に360段連結した構造をMEMS加工技術によって作成した。材料としてはシリコン基板およびガラス基板にそれぞれ微細溝を加工して使用した。実験では水素50%と二酸化炭素50%の混合ガスを用い、混合ガスの流量1527ml/minの範囲で性能評価を行ったが、水素の分離(濃縮)効果は0.7%と予測値より小さい値であった。平成28年度にはこの原因を探るために、全ステンレス製の装置にて単ユニットのデバイスを作成し、基礎的な実験を実施した。しかし実験の結果、水素の分離(濃縮)濃度は、入口濃度から最大0.13%と、予測値の1/7程度であった。考えられる原因としては、1)デバイス全体の厚みが900μmに対して流路の厚みが100μmと小さく、デバイスの表裏で印加した温度差が流路部分では小さくなる問題、2)材質が金属であるためにガス流路左右の脇の金属部分からの熱の回り込みによって温度差がつきにくくなる問題、3)現有の加熱冷却装置の不整合(加熱冷却のバランス等)、が考えられた。これらの点を考慮して、平成29年度の改良と最終デバイスの製作を進める予定である。以上この研究は温度勾配の印加に伴い物質拡散を生じるソーレ効果を利用し、化学的処理を用いずに混合ガスの成分分離を行う高性能なガス分離デバイスの実現を目指す研究である。初年度の平成27年度から連続的なネットワーク構造を持つ新デバイスの試作と解析に取り組んだ。平成27年度には、まずこの大規模な流体ネットワーク構造の簡略化モデルを解析したところ、可解で理論的に興味深いモデルであることが分かりその知見を学会誌等で公表した。また第1次実証デバイスとして厚み約40μm、幅約100μm、長さ約200μmの六角形の細胞状ガス分離ユニットを幅方向に36列、流れ方向に360段連結したデバイスを試作した。このデバイスを用いて水素50%と二酸化炭素50%の混合ガスの分離実験を実施したが、ガス分離効果としては水素の分離(濃縮)濃度は入口濃度から0.7%と、理論予測値の約1/15の値にとどまった。
シリコンネットワーク固体の開発と物性

シリコンネットワーク固体および関連するネットワーク系の研究を行ない、以下の成果を得た。1.シリコン包摂化合物超伝導体Ba8Si46の超伝導状態のNMRを行い、超伝導転移によるナイトシフトと横緩和時間T2の異常を発見した。2.シリコン包摂化合物超伝導体では、シリコンとバリウムの混成からくる電子状態密度のシャープなピークにフェルミレベルがかかっていることが重要であることを示した。3.格子定数の大きい(NH3)A3C60および格子定数の小さいA3C60(AはLi,Naなどを含むアルカリ金属)の電子状態を系統的に調べ、金属状態の安定化にp的t1u分子軌道の縮重が重要であること、およびその分裂と軌道秩序化による反強磁性状態の出現を議論した。4.転移温度26Kの層状超伝導体HfNClの磁化測定とNMR測定を行ない、フェルミ面における電子状態密度が異常に小さい2次元超伝導体であることを示した。5.水素ガス中ガス放電法により作成された多層カーボンナノチューブのX線回折実験を行ない、層間の熱膨張率を調べ、Russian dollタイプの閉じた多層チューブが多数存在することを始めて明らかにした。6.単層チューブバンドルの熱膨張率をX線回折実験により測定した。チューブ直径の熱膨張率はグラファイトの面内の熱膨張率程度に小さいこと、チューブ間ギャップの熱膨張率はグラファイトの層間熱膨張率より大きいことがわかった。7.LiおよびNaを含むC60ポリマー相のNMR実験を行ない、sp3的炭素原子の存在を観測し、提案されているポリマー構造を確認した。また、アルカリ金属が結晶内で動き回っていることを見出した。8.Si46超伝導体と類似のネットワーク骨格を有するゼオライトLTAはアルカリ金属を吸蔵して強磁性的性質を示す。その磁性発現機構を調べる目的でNMR実験を行い、磁気モーメントの分布についての情報を得た。シリコンクラスレート化合物のNMR実験を行った。特に、8Kの超伝導体であるBa_8Si_<46>と、その一部のシリコンを銀に置換したBa_8Ag_XSi_<40>(x=1,2,3,6)の電子状態を詳細に調べ、以下のことが明らかになった。(1)非等価な3つのシリコンサイトが見つかった。その強度比は構造解析の結果によっては説明できず、Si_<20>ケージ内のバリウムイオンが中心から変移している可能性が議論された。(2)超伝導を示すクラスレートは、大きなナイトシフト、したがって大きな局所的電子状態密度を有するシリコンサイトが存在することが確認された。(3)バリウムサイトの局所的電子状態密度を超伝導に転移温度に正の相関があることが分かった。(4)これらのことから、バリウムとシリコン間の混成軌道が超伝導に重要でることが強く示唆された。(5)超伝導状態を調べ、T_2およびナイトシフトの異常を見出した。現在、その原因を探る実験を継続中である。また、比較および物性探索として他のネットワーク系(アルカリーC_<60>化合物、アルカリーゼオライト系、炭素ナノチューブ)の研究を行った。炭素ナノチューブでは、X線回折実験から大量のガス吸着の可能性を、また、ガス吸着による電気抵抗の顕著な変化を見出した。カリウムを吸蔵したゼオライト系では、超格子構造を発見し、さらに、その低温磁性との相関を明らかにした。アルカリーC_<60>

化合物では、(NH_3)K_3C_<60>の電子状態が、全温度領域で局在スピン系として記述し得ること、低温状態が反強磁性であることを示した。シリコンネットワーク固体および関連するネットワークシステム系の研究を行ない、以下の成果を得た1.希釈冷凍機の導入が遅れ、極低温(150mK以下)のNMR実験では、まだ成果が出ていない。電気抵抗の自動測定システムはほぼ完成した。後1ケ月程度以内で希釈冷凍機による電気抵抗の測定が、続いてNMR実験が可能になる予定である。2.シリコン包摂化合物超伝導体Ba8Si46の超伝導状態のNMR測定を丁寧に行ない、ナイトシフトと横緩和時間の異常を確認した。また、超伝導転移による比熱の飛びを観測した。3.シリコン包摂化合物超伝導体では、フェルミレベルがシャープな電子状態密度のピークの位置にかかっていることを、シリコンのナイトシフトにより示した。。4.転移温度26Kの層状超伝導体HfNClの磁化測定とNMR測定を行ない、フェルミ面における電子状態密度が異常に小さいエキゾチックな2次元的超伝導体であることを示した。窒素の同位体効果の測定も行った。5.多層および単層カーボンナノチューブのX線回折実験を行ない、単層チューブの直径および多層チューブの層間の熱膨張率を調べた。水素ガス中ガス放電法により作成されたチューブでは、Russiandollタイプの多層チューブが多数存在することを、X線回折実験により始めて明らかにした。また、単層チューブの熱膨張率がグラファイトの面内の熱膨張率程度に小さいことを示した。6.LiおよびNaを層間に含んだC60ポリマー相のNMR実験を行ない、sp3的炭素原子の存在を明らかにした。この結果は提案されているポリマー構造を支持する。また、アルカリ金属が結晶内で動き回っていることを見出した。7.シリコン包摂化合物超伝導体と似たネットワーク骨格を有するゼオライトにアルカリ金属を導入した系の磁性発現機構を調べた。NMR実験により磁気モーメントの分布についての情報を得た。
高濃度二酸化炭素環境下における冷温帯樹木のメタン放出量評価と放出機構に関する研究

平成21年度の研究成果より、モデル植物のアカシアとユーカリにおいて葉のLMA (Leaf mass per area,比葉重)とメタン放出速度との間に負の相関が認められたことを受け、平成22年度は、野外環境でCO_2付加を行うことができるFACE (Free Air CO_2 Enrichment)において、これまで育成した冷温帯落葉樹14種について、高CO_2による葉のLMAの変化を解析した。その結果、ハルニレにおいて高CO_2による有意なLMAの低下が認められた。一方で人工気象室を用いて、貧栄養環境で育成したグイマツ雑種F1(グイマツとニホンカラマツの優良交雑種)では、高CO_2環境において顕著なLMAの増加が認められた。以上の結果より、将来予想される高CO_2に伴うLMAの変化を通して、将来環境における葉からの好気的メタンの放出量が変化するが、それには樹種間差異がある可能性が示唆される。一方で、本研究では森林生態系におけるメタン収支の総合的な評価を最終的な目標としている。そこで、土壌におけるメタン吸収に対する高CO_2付加の影響もFACEにおいて評価した。その結果、高CO_2環境では土壌のメタン吸収量が低下し、状況によっては放出に転じることも明らかになった。したがって、将来の高CO_2環境における冷温帯林におけるメタン収支を評価する際、LMAの変化に見られる樹木葉からのメタン放出量の変化と同時に、土壌におけるメタン吸収量の変化も考慮する必要がある事が明らかになった。これまでに行った樹木葉および土壌におけるメタン収支に関して、国際シンポジウムでの招待講演を行い、その内容は図書として出版予定である。本研究は2006年にイギリスの科学雑誌Natureに掲載されたKepplerらの論文「好気的条件下における陸上植物からのメタン放出」(Nature 439)を受けて、日本の冷温帯林からの強力な温室効果ガスであるメタンの放出が、将来予想されている高CO_2環境において、どう変化するかについての知見を得ることを第一の目的としている。研究を始めるにあたって、植物のメタン放出に関する文献調査を行い、Kepplerらの発見以降における、研究動向を把握した。その後、将来予想されている高CO_2環境におけるメタン放出の変化に関する評価を行うために、高CO_2環境で育成したカラマツ、ウダイカンバおよびミズナラの葉におけるメタン放出を調査した。その結果、これら3樹種の葉からのメタン放出を確認し、特にカラマツのメタン放出量が他の2樹種より大きいことが明らかになった。また、ミズナラでは高CO_2処理によってメタン放出量が低下することも明らかになった。さらに,植物葉において最も重要な生理活性の1つである光合成活性とメタン放出の関係を調査するために、人工気象室による厳密な制御の元で、オノエヤナギに対するCO_2付加と土壌への窒素付加実験を行った。その結果、葉のメタン放出量はCO_2付加によって増加した。その原因として、高CO_2による、葉温増加と葉内の活性酸素の増加が考察された。上記の2実験から、将来の高CO_2環境で樹木からのメタン放出量は変化するが、その変化には樹種間差異があることが明らかになった。植物のメタン放出の評価と平行して、将来環境における森林のメタン収支を明らかにするために、森林土壌におけるメタン吸収能力の変化を調査した。その結果、高CO_2環境では土壌におけるメタン吸収能力が低下することが示唆された。これは将来環境において森林のメタンの吸収源としての役割が損なわれる可能性があることを示す結果である。平成21年度はモデル樹木として,世界各地の熱帯および温帯において広く植林が行われているアカシア2種とユーカリ5種を対象として,メタン放出速度を決定する生物学的要因の検討を行った。その結果,対象とした7樹種のメタン放出速度は葉の含水率と正の相関,LMA(Leaf mass per area,比葉重)と負の相関を示した。なお,これら2つのパラメータのうち,LMAとメタン放出速度の関係の方がより高い相関を示した。一般にLMAが大きい葉は,厚く,細胞が密に配置される傾向にあるため,葉内のガス拡散抵抗が大きくなる。したがって,本研究のアカシア・ユーカリにおいても,LMAの大きい葉では,葉内のメタン発生部位から大気へのメタン拡散抵抗が大きいために,メタン放出速度が低下した可能性がある。なお,葉の窒素濃度とメタン放出速度の間には明確な関係は認められなかった。これは「好気的メタン放出は酵素反応によるものではない」という,これまでの指摘を指示するものであった。これらの成果は投稿論文としてまとめ,国際学術誌に投稿中である。また,アカシア・ユーカリで得られた結果を踏まえ,昨年度行った人工気象室で育成したオノエヤナギのメタン放出に対するCO_2付加と土壌への窒素付加の実験結果について同様の解析を行った。その結果,アカシア・ユーカリと同様に,含水率とメタン放出速度の関係には正の相関が認められたが,LMAとの間には明確な負の相関は認められなかった。このような違いが生じた原因の1つとして,メタン放出速度の評価方法の違い(アカシア・ユーカリは暗条件,オノエヤナギは明条件)が挙げられる。いずれにしても,平成21年度の研究では,葉からの好気的メタン放出速度を決定する生物学的要因として,含水率およびLMAは重要な役割を果たしているという事を,世界で初めて発見した。この発見は,本課題の最終目的である,好気的メタン放出の広域的なリスクの評価において重要な指標になると考える。

平成21年度の研究成果より、モデル植物のアカシアとユーカリにおいて葉のLMA (Leaf mass per area,比葉重)とメタン放出速度との間に負の相関が認められたことを受け、平成22年度は、野外環境でCO_2付加を行うことができるFACE (Free Air CO_2 Enrichment)において、これまで育成した冷温帯落葉樹14種について、高CO_2による葉のLMAの変化を解析した。その結果、ハルニレにおいて高CO_2による有意なLMAの低下が認められた。一方で人工気象室を用いて、貧栄養環境で育成したグイマツ雑種F1(グイマツとニホンカラマツの優良交雑種)では、高CO_2環境において顕著なLMAの増加が認められた。以上の結果より、将来予想される高CO_2に伴うLMAの変化を通して、将来環境における葉からの好気的メタンの放出量が変化するが、それには樹種間差異がある可能性が示唆される。一方で、本研究では森林生態系におけるメタン収支の総合的な評価を最終的な目標としている。そこで、土壌におけるメタン吸収に対する高CO_2付加の影響もFACEにおいて評価した。その結果、高CO_2環境では土壌のメタン吸収量が低下し、状況によっては放出に転じることも明らかになった。したがって、将来の高CO_2環境における冷温帯林におけるメタン収支を評価する際、LMAの変化に見られる樹木葉からのメタン放出量の変化と同時に、土壌におけるメタン吸収量の変化も考慮する必要がある事が明らかになった。これまでに行った樹木葉および土壌におけるメタン収支に関して、国際シンポジウムでの招待講演を行い、その内容は図書として出版予定である。
インフルエンザ菌の人気道上皮細胞におけるバイオフィルム産生に関する研究

近年人に中耳炎や下気道感染症を引き起こすNontypeable Haemophilusinfluenza (NTHi)がバイオフィルムを産生するという報告がなされるようになった。最近、本邦ではβ-lactamase-negative ampicillin (ABPC)-resistant(BLNAR)株の増加に伴い、特に小児の難治性中耳炎症例が増え、臨床上の問題となっている。今回我々はNTHiによるバイオフィルム産生に関して薬剤耐性株と感受性(BLNAS)株の間で比較検討し、抗生物質の同菌によるバイオフィルム抑制効果についても検討を行った。biofilm production assayおよび走査型電子顕微鏡を用いた検討ではBLNAR株,BLNAS株およβ-lactamase-positive ABPC-resistant (BLPAR)株間でバイオフィルム形成はほぼ同様であったが、b型H. influenza (Hib)では多くの株でバイオフィルム形成を認めず、形成がみられた株では莢膜の脱落が確認された。またバイオフィルム産生能をもつことが確認されたBLNAS株及びBLNAR株を96穴マイクロプレートに接種し、その後経時的に各種抗生物質(ABPC, cefaclor (CCL), erythromycin (EM), clarithromycin (CAM), levofloxacin (LVFX))を添加し、biofilm production assayを行うことにより各種抗生物質のバイオフィルムに対する効果について比較検討した。NTHiを2日間培養後にABPC, CCL, EM, LVFXを繰り返し加えた場合、ABPCやCCLでは薬剤の濃度を上げてもBLNAS, BLNARともにNTHiが産生するバイオフィルムの抑制効果はみられなかったが、EMやLVFXでは濃度依存性のバイオフィルムの抑制効果が認められた。以上の結果より多くのHibはNTHiに比べてバイオフィルム形成能は乏しいと考えられた。Hibにおいては莢膜の脱落がバイオフィルム形成能に肝要している可能性が高いものと考えられ、今後更なる検討が望ましい。ペニシリン剤やセフェム剤などにはNTHiが産生するバイオフィルムの抑制効果はみられず、マクロライド剤やキノロン剤には薬剤耐性、感受性に関係なくNTHiが産生するバイオフィルムの抑制効果があることが示唆された。今後、この抑制効果を生かした投与方法を検討することが重要と考えられる。近年人に中耳炎や下気道感染症を引き起こすNontypeable Haemophilusinfluenza(NTHi)バイオフィルムを産生するという報告がなされるようになった。最近、本邦ではβ-lactamase-negative ampicillin(ABPC)-resistaRt(BLNAR)株の増加に伴い、特に小児の難治性中耳炎症例が増え、臨床上の問題となっている。今回我々はNTHiによるバイオフィルムに対する抗生物質の抑制効果についてBLNAR株と感受性(BLNAS)株の間で比較検討した。バイオフィルム産生能をもつことが確認されたBLNAS株及びBLNAR株を96穴マイクロプレートに接種し、その後経時的に各種抗生物質(ABPC, cefaclor(CCL), erythromycin(EM), clarithromycin(CAM), levonoxacin(LVFX))を添加し、biofilm production assayを行うことにより各種抗生物質のバイオフィルムに対する効果について比較検討した。

マイクロプレートでNTHiを4時間培養後ABPc, CCL, CAMそれぞれ1時間加えた場合、BLNAS株ではいずれの薬剤でもコントロールに比較してバイオフィルム産生は低かったが、BLNAR株ではいずれの抗生物質存在下でもコントロールに比較してバイオフィルム産生は高く、かつ低濃度の抗生物質の存在下でバイフィルムの産生が高まる傾向がみられた。NTHiを2日間培養後にABPC, CCL, EM, LVFXを繰り返し加えた場合、ABPCやCCLでは薬剤の濃度を上げてもBLNAS, BLNARともにNTHiが産生するバイオフィルムの抑制効果はみられなかったが、EMやLVFXでは濃度依存性のバイオフィルムの抑制効果が認められた。ペニシリン剤やセフェム剤などにはNTHiが産生するバイオフィルムの抑制効果はみられず、マクロライド剤やキノロン剤には薬剤耐性、感受性に関係なくNTHiが産生するバイオフィルムの抑制効果があることが示唆された。今後、この抑制効果を生かした投与方法を検討することが重要と考えられる。
光により覚醒を制御する分子ツールの開発

本研究は、神経ペプチド「オレキシン」の覚醒安定化機序の理解を目的とし、オレキシンの活性を任意の部位、タイミングで制御することができる分子ツールの開発を行うものである。本年度は、我々のグループでそれぞれ独自に開発したオレキシン受容体作動薬と光ケージング基AS400のハイブリッド分子の設計、合成を行った。オレキシン受容体作動薬は酸性プロトンを保護基で置換することで失活することが分かっており、本官能基にAS400基および比較対照としてニトロベラトリル(Nv)基をアルキル結合で連結した化合物をそれぞれ分子設計した。オレキシン受容体作動薬およびAS400化試薬は市販の出発原料から、それぞれ8段階、11段階で合成した。続いて、薬物とAS400の連結反応について検討した。AS400はクマリニルアルコール構造を有することから、まず光延反応による連結を試みたが、望む縮合体は得られなかった。そこで、AS400の水酸基をハロゲン基へと変換し、求核置換反応による連結を試みた。種々の塩基、溶媒を用いて検討を行ったが、室温ではいずれも反応が進行せず、加熱条件ではAS400の分解が進行していた。一方で、市販のニトロベラトリルクロリドを用いた薬物の置換反応は順調に進行し、Nv基の導入が可能であった。以上の結果から、AS400の導入においては活性化体の安定性および立体障害の影響で反応が進行しづらくなっているものと考えられる。Nv基を有する光ケージド薬物については合成が達成できたため、安定性および分光学特性について詳細に実験を行った。UV/Vis測定により吸収極大波長は348 nmに観測されたことから、続いて光照射下の薬物リリース能の検証を行った。光ケージド薬物の0.1 mMDMSO溶液に対し、365nmの光を30分照射したところ、HPLC収率56%で薬物が放出されることを明らかにした。Nv基をケージング基とする光ケージド薬物の創製に成功し、実証実験に成功したものの、我々が開発した光ケージング基であるAS400の導入においては望む連結反応が進行する条件を見出すにはいたらなかった。AS400は極めて迅速な脱ケージ能を有するため、クマリニウムカチオン中間体が生成しやすくなっており、そのためハロゲン化体の安定性が低下していると考えられる。また、Nv基と比較すると立体障害が大きく、置換反応が進行しづらくなっているものとも考えられる。そのため、活性種の反応性制御の検討や、分子設計を見直し、スペーサーを導入してプロドラック化した分子の合成に取り組んでいる。次年度は、AS400をケージング基とする光ケージド薬物の創製を最優先で検討する。ハロゲン化体などの活性化体の反応性制御については、ハロゲン化から置換反応までをフロー合成を活用して検討を行う予定である。また、AS400の分子の性質上どうしても現在の位置での連結が困難である場合も想定される。そのため分子設計を見直し、光反応後に切断可能なスペーサーを導入し、プロドラック化した分子を設計した。本分子の合成も並行して実施する。合成した薬物は、各種分光学実験および薬理実験に供することで機能を評価し、十分な機能を有すると判断できる場合には、細胞やマウスを用いた実験へと順次移行する予定である。

AS400は極めて迅速な脱ケージ能を有するため、クマリニウムカチオン中間体が生成しやすくなっており、そのためハロゲン化体の安定性が低下していると考えられる。また、Nv基と比較すると立体障害が大きく、置換反応が進行しづらくなっているものとも考えられる。そのため、活性種の反応性制御の検討や、分子設計を見直し、スペーサーを導入してプロドラック化した分子の合成に取り組んでいる。次年度は、AS400をケージング基とする光ケージド薬物の創製を最優先で検討する。ハロゲン化体などの活性化体の反応性制御については、ハロゲン化から置換反応までをフロー合成を活用して検討を行う予定である。また、AS400の分子の性質上どうしても現在の位置での連結が困難である場合も想定される。そのため分子設計を見直し、光反応後に切断可能なスペーサーを導入し、プロドラック化した分子を設計した。本分子の合成も並行して実施する。合成した薬物は、各種分光学実験および薬理実験に供することで機能を評価し、十分な機能を有すると判断できる場合には、細胞やマウスを用いた実験へと順次移行する予定である。本年度合成完了を予定していた化合物群のうち、AS400をケージング基とする薬物の連結反応が進行せず、本反応の最適化に多くの時間を割いていたため、細胞を用いた実験や分光機器を利用した測定が予定の半分以下となったために支出額が少なかった。次年度は残りの化合物の合成完了を行うために、フロー合成チップの購入に一部予算を使用し、早期の合成達成を目指す。また、合成完了後は予定している実験を行い、計画通りの予算執行と研究達成を目指す。
メタボロミクスとネットワーク生物学を用いた新規腎臓病関連遺伝子予測ＡＩの開発

腎臓病患者は我が国に約1300万人いると見積もられている。薬剤ターゲットを選定したり、個別化医療を推進するためには、疾患関連遺伝子を網羅的に抽出した上で、疾患の分子メカニズムの全容を解明することが喫緊の課題である。申請者は、糖尿病性腎症や急性腎障害の患者の血液や尿のメタボロームデータを細胞内分子ネットワークにマッピングし、これをAI(人工知能)等を用いて解析することにより、腎臓病に関わる新規遺伝子探索を高い精度で情報科学的に予測するシステムの開発を提案する。
抗癌剤脱毛関連遺伝子の同定と予防法の開発

抗癌剤脱毛は患者のQOLを著しく下げる副作用の一つであるが、未だメカニズムの全容は解明されていない。我々は新規抗酸化剤であるαリポ酸誘導体を用いた抗癌剤脱毛予防薬開発を行い、αリポ酸誘導体の塗布がAra-C抗癌剤脱毛モデルの脱毛を予防できることを発見した。抗癌剤脱毛のメカニズムを解明し、脱毛関連遺伝子・抗癌剤脱毛予防関連遺伝子の同定であり、最終的に新規抗癌剤脱毛治療法開発を行うことを目標とする。マウスにおける各抗癌剤の脱毛誘導能の検討、各抗癌剤に対するαリポ酸誘導体の脱毛予防効果の検討、脱毛予防効果を規定する因子の網羅的探索し、候補因子の検証を行い、さらなる抗癌剤脱毛予防薬開発へとつなげる。