hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アメリカにおける労使関係システムの「生成」と「交代」に関する実証的研究

9月6-7日に実施した(於:名城大学)研究合宿では、参加者の担当する個別企業についての研究報告と共に、研究成果報告書の概要について議論した(ただし、この合宿については費用の捻出が困難であったため、日本経営学会開催時期に行い、収支決算報告書には表れていない)。これを受けて12月19-21日に実施した(於:関西大学高岳館)研究合宿においては、研究分担者ほぼ全員が参加し、報告を行った。そしてまた、その報告内容を2004年3月末までにペーパー化し、研究代表者に送付することが確認された。以上の研究合宿等を通じて、1920年代からWelfare Capitalismを標榜してきた大企業が、ニューディール期に展開されたローズベルト政府の労働政策の影響下で、どのようにして飛躍的に発展する労働組合運動に対処してきたのかという問題について、個別企業レベルではかなり明らかにすることができた。すなわち、いわゆるニューディール型労使関係の生成過程を、個別企業における労務政策と労使関係の展開というミクロレベルの分析から明らかにする作業については、大きな成果があった。
nm23-H1による低分子量G蛋白質の制御を介した、腫瘍の浸潤、転移への作用機序

Tiam1発現腫瘍細胞の浸潤、転移に対してnm23-H1の発現が実際にどの程度影響するかを検索する目的で、外来性にTiam1を導入したマウスリンパ腫細胞(BW5147)を用いた。同細胞にさらにmm23H1をTet-ONシステムで導入し、テトラサイクリン添加によりnm23H1が安定過剰発現する株(nm23 Tet-ON細胞)を作製した。これまでの結果から予想されたように、nm23 Tet-ON細胞ではnm23-H1を過剰発現させることにより、Tiam1によるRac1の活性化が阻害され、同細胞の細胞膜における葉状突起の形成の低下も観察された。また、Boyden chamberを用いた実験では、nm23-H1の過剰発現はnm23 Tet-ON細胞の細胞移動を阻害した。これらの変化はTiam1との結合能を欠如したnm23H1変異体ではみとめられなかった。さらにマウス個体レベルでnm23-H1の発現がmm23 Tet-ON細胞の浸潤能を左右するかの検討を試みたが、mm23-H1の発現制御が期待レベルに誘導されていなかったため、有意な変化が見られなかった。またこれらの実験と並行して、Ephチロシンキナーゼ型受容体とそのリガンドephrinが、Tiam1の活性化を誘導する上流因子として作用することを見い出した。EphA2およびephrin-B1は、Tiam1と複合体を形成する結果Rac1の活性化を誘導し、神経細胞や神経芽細胞腫においては神経突起の伸長が促進された。このEph,/ephrinによるTiam1/Rac1の活性化は、上皮細胞においては細胞膜突起の形成促進や細胞移動の亢進を誘導するため、特にEph/ephrinを発現している癌細胞でnm23H-1を発現誘導することは、これらの癌細胞の浸潤の阻止に有効であることが考慮された。Nm23-H1は齧歯類のメラノーマにおいて腫瘍転移抑制遺伝子として単離されたが、その機序や転移との相関は必ずしも明らかではない。これまでに、nm23-H1はRac1のヌクレオチド交換因子であるTiam1と細胞質内で複合体を形成することを見いだし、nm23-H1の過剰発現により、Tiam1によるRac1の活性化が阻害されることを確かめた。これらの結果をもとに、マウス個体を用いた実験でTiam1発現腫瘍細胞の浸潤、転移に対してnm23-H1の発現が実際にどの程度影響するかを検索するための準備をおこなった。Tiam1の発現により浸潤能が促進すると報告されているマウスリンパ腫細胞(BW5147)に外来性にTiam1を導入することで、親株と比較し細胞移動能が昂進し、単層中皮細胞層への浸潤能が促進された細胞株を作成した。さらに同細胞および親株にnm23H1をさらにTet-Offシステムで導入し、テトラサイクリン除去下において安定過剰発現する株を作成した。また、nm23H1におけるTiam1との結合部位はnm23H1のキナーゼ領域ではないため、Tiam1との結合能を欠如し、NDPキナーゼ活性は阻害されない変異体を作成し、同変異体のTet-Off腫瘍細胞も作成中である。今後ひきつづいて、これらの腫瘍細胞を用いて単層中皮細胞層への浸潤能アッセイを行うと共に、コントロールのテトラサイクリン投与マウス、および非投与マウスに接種し血行性転移を比較検索する。

Tiam1発現腫瘍細胞の浸潤、転移に対してnm23-H1の発現が実際にどの程度影響するかを検索する目的で、外来性にTiam1を導入したマウスリンパ腫細胞(BW5147)を用いた。同細胞にさらにnm23H1をTet-ONシステムで導入し、テトラサイクリン添加下によりnm23H1が安定過剰発現する株(nm23 Tet-ON細胞)を作製した。これまでの結果から予想されたように、nm23 Tet-ON細胞ではnm23-H1を過剰発現させることにより、Tiam1によるRac1の活性化が阻害され、同細胞の細胞膜における葉状突起の形成の低下も観察された。また、Boyden chamberを用いた実験では、nm23-H1の過剰発現はnm23 Tet-ON細胞の細胞移動を阻害した。さらにマウス個体レベルでnm23-H1の発現がnm23 Tet-ON細胞の浸潤能を左右するかの検討を試みたが、現時点ではテトラサイクリンの投与の有無によりnm23-H1の発現制御が期待レベルに誘導されておらず、実験条件を検討している。またこれらの実験と並行して、Ephチロシンキナーゼ型受容体とそのリガンドephrinが、Tiam1の活性化を誘導する上流因子として作用することを見い出した。EphA2およびephrin-B1は、Tiam1と複合体を形成する結果Rac1の活性化を誘導し、神経細胞や神経芽細胞腫においては神経突起の伸長が促進された。このEph,/ephrinによるTiam1/Rac1の活性化は、上皮細胞においては細胞膜突起の形成促進や細胞移動の亢進を誘導するため、特にEph/ephrinを発現している癌細胞でnm23H-1を発現誘導することは、これらの癌細胞の浸潤の阻止に有効であることが考慮された。
蛍光ナノプローブを用いた微量サンプルの超精密粘度計測技術の開発

本研究では,液中に分散するナノ粒子の回転拡散係数から微量サンプルの粘性を評価する方法として,新たに蛍光偏光法を利用した計測法を提案する.蛍光寿命が10ns以下の蛍光分子をプローブとして用いる場合,粘度計測のための蛍光偏光度解析の速度100MHz程度まで高速化することが可能となる.直径1nmの粒子では,慣性力の影響が極小化されることから,ブラウン運動の拡散モデルを用いた粘性の測定精度の向上が見込まれる.本研究を遂行した結果,粘性計測のための回転拡散係数評価装置の構築が完了し,また同装置を用いた基礎実験の結果,微量サンプルの回転拡散係数測定から粘性の評価を行う手法の有効性が実験的に示された.本研究では,微量サンプルの粘性を高速かつ高精度に計測する技術を新たに提案している.提案する技術では,蛍光分子(直径1nm)を粘性計測のプローブとし,蛍光分子の回転ブラウン運動による分子拡散時間が粘性によって変化することを利用して,液体の粘性を計測する.粘性計測は,信号が励起されてから10ns以内の時間で減衰する蛍光信号の,偏光解消を解析することによって行われ,微量蛍光プローブからの微弱な信号を増幅して計測する技術が確立すれば,マイクロリットル単位の微量サンプルに対する粘性計測が可能となる.また,微量サンプルの測定では,粘性の測定時に計測の不確かさの原因となるサンプルの温度の制御が高速かつ高精度に行える利点があり,粘性の測定精度の向上が見込まれる.本研究の遂行によって,粘性計測に用いる蛍光プローブの回転拡散係数を高精度に計測する装置の開発を行い,様々な粘性のサンプルについて,回転拡散係数の計測特性を評価している.本研究の遂行によって得られた成果として,粘性計測を行うプローブの構造を調整することにより,水のような低粘性のサンプルから,高粘性の溶媒にいたるまで,様々な測定レンジにおいて,回転拡散係数の高精度計測が可能であることが確認された.本研究で得られた知見に基づき,粘性計測の基礎データを取得すれば,開発した装置によって,微量サンプルの高精度粘性計測が可能となることが,実験的に示されており,提案手法の有効性が検証された.本研究では,液中に分散するナノ粒子の回転拡散係数から微量サンプルの粘性を評価する方法として,新たに蛍光偏光法を利用した計測法を提案する.蛍光寿命が10ns以下の蛍光分子をプローブとして用いる場合,粘度計測のための蛍光偏光度解析の速度100MHz程度まで高速化することが可能となる.直径1nmの粒子では,慣性力の影響が極小化されることから,ブラウン運動の拡散モデルを用いた粘性の測定精度の向上が見込まれる.本研究を遂行した結果,粘性計測のための回転拡散係数評価装置の構築が完了し,また同装置を用いた基礎実験の結果,微量サンプルの回転拡散係数測定から粘性の評価を行う手法の有効性が実験的に示された.本研究では,微量サンプルの粘性を高速かつ高精度に計測する技術を新たに提案している.提案する技術では,蛍光分子(直径1nm)を粘性計測のプローブとし,蛍光分子の回転ブラウン運動による分子拡散時間が粘性によって変化することを利用して,液体の粘性を計測する.粘性計測は,10ns以内で減衰する蛍光信号を偏光成分解析することによって行われることから,100MHzの帯域での繰り返し計測が可能となり,粘度の測定精度および測定速度が向上すると考えられる.また,蛍光信号は,マイクロリットル単位の微量サンプルからも取得が可能であり,粘性計測結果に影響を与えるサンプルの温度制御が容易に高速かつ安定して行える利点もある.本手法では,デバイ・ストークス・アインシュタインの式によって粘度を定義し,その値を精密計測する技術を確立することを目標とする.超精密粘度計測用ナノプローブの開発では,粘度計測のプローブとして蛍光分子を用い,そのブラウン運動による拡散状態の変化から粘度を測定するための基本技術を開発する.測定対象となる溶液中の蛍光分子のブラウン運動による拡散現象は,蛍光分子の特性(サイズ,形状,表面特性)と測定する液体の性質(極性溶液,非極性,pHなど)によって変化すると考えられるので,水系のサンプルに対する粘度計測特性を検証するため,極性溶媒用粘度計測プローブとして利用予定の蛍光分子:フルオレセイン(粒径1.1nm)を水に分散し,温度を変化させ,粘度に対する蛍光分子の回転拡散係数の変化を調べる.超精密粘度計測用ナノプローブの開発では,粘度計測のプローブとして蛍光分子を用い,そのブラウン運動による拡散状態の変化から粘度を測定するための基本技術を開発する.測定対象となる溶液中の蛍光分子のブラウン運動による拡散現象は,蛍光分子の特性(サイズ,形状,表面特性)と測定する液体の性質(極性溶液,非極性,pHなど)によって変化すると考えられるので,水系のサンプルに対する粘度計測特性を検証するため,極性溶媒用粘度計測プローブとして利用予定の蛍光分子:フルオレセイン(粒径1.1nm)を水に分散し,温度を変化させ,粘度に対する蛍光分子の回転拡散係数の変化を調べる.蛍光分子の回転拡散係数の測定は,開発済みの蛍光異方性計測システム(現有)を使用して行う.現有する蛍光異方性計測システムは,サンプルの温度制御(±0.1°C)を行いながら,蛍光異方性の変化を計測できるシステムであり,蛍光寿命が既知パラメータである場合に,測定するプローブ(蛍光分子)のブラウン運動における回転拡散係数を評価することができる.これらの実験のデータから,わずかな粘性変化(温度変化等による)に伴って,蛍光プローブから計測できる蛍光偏光度の計測が可能であることを実験的に検証し,提案手法の妥当性についての検証を行った.

蛍光分子の蛍光寿命が未知,あるいは,蛍光プローブの蛍光寿命が液体の種類によって変化する場合,ブラウン粒子として駆動される蛍光ナノプローブの回転拡散係数を計測するためには,蛍光異方性の計測時にプローブの蛍光寿命を併せて計測する必要がある.本計画では,蛍光寿命の計測技術を確立するため,音響光変調素子(AOM)(パナソニックエレクトロニックデバイス,EFLM200AL2G,波長440-550nm),信号プロセッサ(パナソニックエレクトロニックデバイス,EFLC200P25W,200 MHz ±0.25MHz),ファンクションジェネレータ(菊水電子工業,FGA5050GC, 50MHz)を用いて,照明光の光強度を変調する強度変調を行い,受光器としてフォトダイオード(浜松ホトニクス, S3399),フォトセンサアンプ(浜松ホトニクス,C8366),オシロスコープ(レクロイ,WaveRunner104Xi-A, 1GHz,現有)を用いて,信号強度の変調と蛍光信号の時間分解計測を行う技術を確立する.蛍光寿命は,正弦波形で振幅変調された照明光(周波数)で蛍光色素を照明するとき,蛍光信号応答と照明光の振幅の時間波形の間に生じる位相差と蛍光寿命の関係から計測できる.該当なし
cDNAアレイ法を用いた急性腎不全における腎機能回復の可能性の予測

はじめに本研究では、客観的な評価基準としてアレイ法を導入し、遺伝子発現のパターンにより急性腎不全が可逆的か不可逆的かをin vitro・in vivoにおいて検討した。本年度の成果虚血再灌流障害は、近位尿細管細胞障害が病態の首座であることより、ヒト近位尿細管細胞HKC-8を用いた。HKC-8の機能的解析及び低酸素ストレスの最適条件は昨年度決定した。37°Cにて嫌気バックを用いて可逆的障害モデルは低酸素化時間時間、再酸素化時間が、非可逆的障害モデルでは低酸素化時間時間、再酸素化時間が最適である結果を用いた。昨年度HKC8にて確立した低サイクルPCR法を組合せたnon-RIターゲット増幅法によりClonTech社製nylon membrane cDNAアレイを行った。HKC-8について検討した遺伝子総数は3528、低酸素ストレスに対して可逆的な実験方法(低酸素時間+再酸素時間)では対照群に対してセリン・プロテアーゼ、Raf反応性蛋白の遺伝子群が発現増強を認めた。一方、非可逆的な実験群(低酸素15時間+再酸素時間)は対照群に対してG1/S cyclin、IL-1受容体の遺伝子群が発現増強を認めた。ここで発現の増減は1.8倍以上の差を有するもののみに絞り、23回の実験で再現性のある結果を採用した。次にin vivoの実験としてマウスの虚血再灌流モデルでの実験を行った。マウスは遺伝子操作動物が多く有用性が高いと考えられた。しかし、マウスではまず虚血再灌流モデル自体が十分確立しておらず、再現性のあるデータを得るための実験手技の調整に時間要した。特に温度管理は重要であった。マウスでは可逆性のモデルとして15分間の虚血時間と24時間の再灌流時間、非可逆性モデルとして虚血時間45分間、再灌流時間24時間をとった。当初C57/BL、BDF1などの系統で行ったが、再現性がやや悪く近交系ICRを用いて良好な再現性を得ることができた。虚血再灌流腎障害の首座である腎皮髄境界部組織により遺伝子総数2370をClonTech社製nylon membrane cDNAアレイで解析した。可逆群でFK506結合蛋白の遺伝子群が発現増強を認め、また非可逆群ではMEKや5'nuclease、IL-18の遺伝子群が発現増強を認めた。発現低下を生じた遺伝子群としては、ラミニン、CSF及びその受容体が認められたが、これらは可逆性・非可逆性の両群において認められた。現在ラットにおける検討を開始しており、年度内に終了の見込みである。
蛍光性有機ナノ結晶によるバイオイメージングの高度化

蛍光顕微鏡観察は細胞や組織の状態を知りうる有益な手段であるため現在多目的に使用される。近年、医者・患者の医療・科学技術に対するニーズは高まりを見せ、あわせて新しい蛍光顕微鏡観察法の開発が強く求められている。本研究では蛍光性有機ナノ結晶の蛍光顕微鏡観察への使用という新しいコンセプトを取り入れた有益で将来技術につながる研究開発に取り組み、その結果、効果的な蛍光顕微鏡観察法への新たな道筋をつけることに成功した。研究の目的蛍光顕微鏡観察は生物医学研究において最も汎用なイメージング手法であり、生きた細胞や組織の低侵襲的なイメージングを可能とする。そのため蛍光顕微鏡観察において、高い量子収率や幅広い波長領域をカバーできる蛍光プローブのニーズが高まっている。本研究では、可視から近赤外域の蛍光波長領域をカバーする蛍光性有機ナノ結晶を用いた蛍光プローブの新規作製法の探索および共焦点レーザー顕微鏡を用いたバイオイメージングへのアプリケーション評価を行う。特に従来の蛍光色素プローブの問題とされている光退色性を克服した、量子ドット並みの光退色耐性を有する有機ナノ結晶蛍光プローブの研究開発を行う。本年度(平成22年3月31日)の研究実施内容高量子収率を有するペリレン色素や細胞膜特異染色性のカルボシアニン誘導体色素を対象に、結晶サイズ・構造が制御されたナノ結晶の作製および光学特性の評価を行った。つづいて培養細胞系の共焦点レーザー顕微鏡を用いたリアルタイムイメージングにおける有機ナノ結晶蛍光プローブの結晶サイズ・構造特性、特異染色性の効果について評価を行った。有機ナノ結晶の作製には再沈法を使用した。溶液の濃度、水温、溶媒の種類、攪拌速度などの調整により結晶サイズおよび構造制御に成功した。結晶サイズ・構造は走査型電子顕微鏡、動的光散乱法および粉末X線回折により評価した。ナノ結晶の光学特性は紫外可視近赤外吸収スペクトル測定および分光蛍光測定により評価した。有機ナノ結晶水分散液から透析を用いて作製に使用した有機溶媒を除去し、有機溶媒フリーで水分散安定性に優れた蛍光性ナノ結晶水分散液の作製に成功した。培養細胞糸における共焦点レーザー顕微鏡観察から、蛍光性ナノ結晶は従来的なマイクロサイズ結晶や有機溶媒を使用する染色法と比較して、優れた蛍光染色効果を挙げることを明らかにした。新しい細胞イメージング法の開発に成功したととは分子生物学・ナノ医療分野たどにおいて大変意義深い。可視から近赤外の波長領域をカバーする蛍光色素の中から対象化合物を選択し、結晶サイズ・構造が制御されたナノ結晶の作製および光学特性の評価を行い、培養細胞実験系で共焦点レーザー顕微鏡を用いた有機ナノ結晶蛍光プローブによる結晶サイズ・構造依存性、および特異染色性および光退色耐性の有効性を評価した。具体的には有機ナノ結晶の作製に申請者らの研究グループが開発した再沈法を用いた。再沈法とは、再沈澱効果を利用して.有機ナノ結晶を水中に析出・安定分散させ、同時に結晶サイズ・構造を制御する手法である。再沈法によるナノ結晶化の手順として、第一にレーザー色素や有機EL素子用色素など高量子効率および高光退色耐性を有する蛍光色素を選定した。特にペリレン色素、カルボシアニン誘導体色素、キナクリドン色素、フルオレセイン誘導体色素を選択した。第二に実験条件を最適化し結晶サイズおよび構造制御を行い結晶サイズが20-200 nm近傍のナノ結晶の作製に成功した。結晶サイズ・構造は主に電子顕微鏡、動的光散乱法および粉末X線回折により評価した。ナノ結晶の光学特性は紫外可視吸収スペクトル測定および分光蛍光測定により評価した。上記有機ナノ結晶蛍光プローブを培養細胞系に使用し共焦点蛍光レーザー顕微鏡で観察した結果、それぞれのナノ結晶に特徴がみられたが、ナノ結晶は細胞内に良く取り込まれ、また特異染色性があり、特に顔料系ナノ結晶は光退色性に優れていることが明らかとなった。加水分解型のフルオレセイン誘導体は低毒性であることから本研究の発展として動物実験への蛍光イメージングが期待でき、また研究過程で、温度応答性蛍光ナノ結晶を発見し、温度依存的な細胞の蛍光イメージングが将来技術として期待できる。本研究成果およびその発展性は学術的・社会的に意義が高くまた重要であり、本研究課題の遂行において当初の計画・目標は十分に達成できたといえる。
正中神経SEP短潜時成分の起源の解明;junctional potential理論の応用

本年度においては約20名の正常被検者について種々のモンタージュにおける多チャンネルSEP記録を行い、正中神経刺激SEPの体表分布を検討した。その結果、各成分の起源について以下の結論を得た。(3)N10-P11成分は、従来神経根または後索起源と考えられて来たが、junctional potentialとして一元的に説明することは困難であり、また個人間の変異も強くその起源について再考を要する。(4)N12成分は安定した成分であり大後頭孔近辺でのjunctional potentialとして説明可能である。これらの主たる研究成果については、雑誌Electroencephalography and clinical Neurophysiologyに投稿する一論文として、発表準備中である(11.研究発表の項には含まれない)。また、頚椎症、脊髄空洞症などの頚髄疾患の患者についてもSEP検査を施行し、1cN13成分は頚髄後角由来と考えられ頚髄灰白質障害の指標として有用であること、ucN13成分にはspinomedullary tractの感覚二次ニューロンからの入力が貢献している可能性が示唆されること、N10成分の起源は神経根とは限定できないことなどの知見を得た。これらの研究成果の一部は11.研究発表の項の一論文として既に発表し、また雑誌Electroencephalography and clinical Neurophysiologyに投稿する一論文として研究成果の全容を発表準備中である。
求電子試薬としての多価カチオンの一般性

フリーデルクラフト反応における求電子活性種はアシルカチオンではなく、プロトン化アシルカチオンである。この結果は反応生成物速度および酸度効果から得られた。一方、HouBEN-HOESH反応はニトリルへのジプロトン化体が求電子活性種である。この結果はフエニルプチロニトリルの環化反応の速度論から確実に証明された。GATTERMAN反応も同様にN,N-ジプロトン化体が求電子活性種である。N,N-ジヒドロキシイミニウムジカチオン,アリールオキソニウムジカチオン,アリールイミニウムジカチオンの関与を明らかにした。強酸トリフルオルメタンスルホン酸とトリフルオル酢酸との混合物は,任意の酸度の溶液を与える。これをもって,反応速度に対する酸度の効果を知ることができる。この方法をもってキノリンN-オキシドのニトロ化反応を解析した。4-ニトロ体はフリーのキノリンNオキシドが反応基質となり,5-および8-ニトロ化は0-プロトン化体が基質である。以上の結果は,従前の研究成果とあわせて,芳香族求電子置換反応におけるジカチオン性求電子活性種の関与の一般性を示したものである。1.ベンゼンとケトンのフリーデルクラフト反応の分子内反応にあたるフェニルプロパノン類の酸触媒による環化反応の速度論研究をおこない,ケトン酸素原子へのジプロトン化が反応中間体であることを証明した2.ベンゼンと青酸の反応において青酸へのジプロトン化体が反応中間体であることを示した3.ベンゼンと酸クロリドとのフリーデルクラフト反応に対応する反応をベンゼン中アセチルキサフルオルアンチモン(カチオン塩)によって行ない.酸度と生成量の関係を調査した.その結果,アセチルカチオン自体は非常に弱い求電子試薬で,それにプロトン化したジカチオンこそが中間体であることを示した。フリーデル.クラフト反応における求電子性試薬の構造はアシルカチオンではなく、プロトン化アシルカチオン(ジカチオン)である。Houben-Hoesh反応の中間体はプロトン化アルキルニトリルではなく、N,N-ジプロトン化ニトリル(ジカチオン)である.同様に、Gatterman反応の中間体もジカチオンである.最も強力な証明はフェニルブチロニトリルの環化反応の速度測定により明らかとなった.計算化学によりニトロニウムイオンのプロトン化構造を最適化した.
マラリアワクチンのパルス放出を目的としたポリデプシペプチド微粒子の合成的研究

マラリアは熱帯・亜熱帯地域を中心に年間3億人の感染者と200万人以上の死亡者を出している世界最大の原虫感染症である。しかし流行地住民はマラリアに感染しても回復しやすい。これは流行地では年間平均6回感染する(パルス状に免疫される)ためにマラリアへの免疫を獲得、維持していることが原因と考えられている。これを材料化学的に実現するための様々な薬物徐放性微粒子の研究開発を行った。共同研究者である群馬大学医学部の鈴木と狩野は流行地の疫学調査から、病態の快復期に関わる原虫由来の抗原蛋白を発見した。本研究代表者らはこの成果を予防ワクチンに利用すべく化学的な観点から研究を行ってきた。今回の研究計画においては(a)ペプチド抗原等を内包した微粒子状にした材料の合成開発を中心に、(b)生体内での分解過程、(c)抗原等の内包過程の観察、(d)抗原等放出の制御、について高分子合成化学と材料化学の手法を用いて検討することを目的としている。平成19年度は(1)人工抗原を含んだ生分解性微粒子の作成(2)微粒子に用いるポリデプシペプチド基材の作成(3)温度応答性デプシペプチドによるモデル薬物のパルス状放出を行った。(1)ワクチン用微粒子の作成ポリデプシペプチドまたはポリ乳酸-グリコール酸共重合体を基材として用い、w/oエマルジョン法により、マラリア原虫の人工抗原を含有するワクチン用微粒子を作成した。微粒子の問題点である、投与初期の急激な薬物放出(初期バースト)は抗原と基材の相互作用により抑制することができた。その結果、in vitroやin vivo条件での微粒子の崩壊と人工抗原の放出を確認することができた。(2)ボリデプシペプチドの合成通常、吸収速度の速い基材としてグリコール酸が多く利用されるが、溶解度の低下や急速な分解による炎症が問題である。本研究では、新しい非可逆的な温度応答性を有するナノ微粒子を形成するポリデプシペプチドの化学合成と学会発表を行った。(3)温度応答性デプシペプチドによるパルス状薬物放出上記(2)に記載したポリデプシペプチドを用いて、モデル薬物によるナノ微粒子からのパルス状薬物放出を試みた。その結果、温度をトリガーとしてモデル薬物をパルス状に放出することが可能となった。将来のワクチン抗原のパルス状放出への応用が期待される。本研究は合成化学を中心とした基礎研究であり,マラリア患者を直接研究対象とすることはなく,倫理面での問題点は生じない。共同研究者による動物や患者血清を用いた実験ではそれぞれの研究機関の「動物実験委員会」や「倫理委員会」等の承認事項やガイドラインを遵守してこれを実施している。平成20年度は下記め2点について研究を行った。(1)新しいポリデプシペプチドの合成今年度はデプシペプチドフラグメントをポリエチレングリコール末端に有するジブロック共重合体の合成を行った。デプシペプチドフラグメントには(1a)体温応答型(1b)ヘリックス構造型(1c)ランダム構造型(1d)βシートーランダム構造型の4種類を用いた。(1a)体温応答型配列では、ポリエチレングリコール末端へのフラグメント縮合反応縮合時の等量数と反応終了時間を精査した。これは自己集合型のナノ微粒子を安定に形成する指標となる臨界ミセル濃度(cmc300μg/mL)が比較的大きいことがわかった。次に臨界ミセル濃度(cmc<100μg/mL)の小さい(1b-d)3種類の配列について合成を行つた。これらは薬剤や人工抗原などの目的物を内部に取り込んだ自己集合型のナノ微粒子を水系溶媒中で形成した。(2)モデル薬物を含有したナノ微粒子の作成と評価モデル薬物としてdexamethazone-palmitateを用いて放出挙動を検討した。モデル薬物を1mg/mLで含有すう調製した自己集合型のナノ微粒子溶液を5mL透析膜にいれ、PBS60mLに対して透析を行い、一定時間ごとにサンプリングを行った。放出された薬物は有機溶媒に置換してUV/visにより定量を行った。その結果、020時間ではやや早く(0→60-70%)2050-80時間は緩やかに(60-70→100%)モデル薬物が放出された。(1b)は(1c),(1d)と比較してモデル薬物の封入量が高くかつゆるやかな徐放挙動を示す基材であることを明らかにした。21年度は主に(1)蛍光性の新しいポリデプシペプチド基材の合成と(2)モデル薬剤を含有させたポリデプシペプチド微粒子の作成と評価を行った。(1)ポリデプシペプチドの合成本研究では、蛍光色素としてダンシル基をを重合時の開始末端に導入することで、蛍光性の新しいデプシペプチドの作成を行った。

末端基定量法により分子量はいずれも約1万程度になることがわかった。(2)生分解性微粒子の作成蛍光性の薪しいデプシペプチドを基材として用い、w/o/wエマルジョン法またはo/wエマルジョン法によりミクロスフェア微粒子を作成した。人工抗原のモデル物質として4残基ペプチドとLys残基の2種類を含有させた。それぞれのモデル物質にはC末へ1-aminopyreneを修飾して定量などに用いた。(b)微粒子中へのモデル物質の取り込みと相互作用→w/o/wエマルジョン法により作成されたミクロスフェア微粒子について、pyrene誘導体の蛍光寿命を測定した。o/wエマルジョン法の微粒子では封入率が低いために測定できなかった。w/o/wエマルジョン法の微粒子では未封入の4残基ペプチドpyrene誘導体3.9nsに比較してマイクロスフィア中のpyrene誘導体2.7nsという結果が得られた。同様にしてLys残基pyrene誘導体7.7nsに比較してマイクロスフィア中のpyrene誘導体3.6nsであった。よって内包されたpyrene誘導体の蛍光寿命の減少から、マイクロスフィア内ではpyrene誘導体からDNS基にFRETに相当するエネルギー移動が起きたためである。即ちpyrene誘導体とDNS基は分子レベルで隣接して存在しており、モデル薬物はマイクロスフィア内に封入されていることが蛍光寿命測定より明らかとなった。平成22年度は、(A)蛍光性ポリデプシペプチド基材とモデル薬剤を含有させた微粒子からの薬物放出と(B)近赤外蛍光団を結合させたポリ乳酸基材の作成と生体内吸収の評価を行った。(A)生分解性微粒子の作成本研究では、蛍光性の新しいデプシペプチドを基材として用い、(1)o/wエマルジョン法または、(2)w/o/wエマルジョン法によりマイクロスフィアを作成した。人工抗原のモデル物質として(a)アミノ酸誘導体、2HCl.H-Lys-aminopyreneと(b)4残基ペプチド、2HCl.H-Ala-Leu-Lys-Lac-aminopyreneの2種類を含有させた。PBS溶液中で微粒子の崩壊とモデル物質の放出を追跡した。モデル物質はC末の1-aminopyreneの蛍光測定(342nm)により放出量を定量した。いずれのマイクロスフィアにおいても初期放出の後に徐放が始まった。77日後のモデル物質放出量はそれぞれ(1-a)88%、(1-b)100%、(2-a)3%、(2-b)57%となった。w/o/wエマルジョン法はo/wエマルジョン法のマイクロスフィアに比べて放出が緩やかなことがわかる。水相に添加したゼラチンの効果と考えられる。(B)近赤外蛍光団修飾ポリ乳酸の合成本研究では、蛍光色素としてICG-sulpho-OSuの合成法の改良を行った。次に得られた蛍光色素をポリ乳酸の-OH末端にエステル結合により導入することで、新しい蛍光性ポリ乳酸の作成を行った。得られたポリ乳酸基材は薬物との微粒子製剤とした後に、ラット硬膜外へ留置して吸収の様子をin vivo imagerで14日間観察を行った。
フィリピンにおける包括的小児疾患管理の肺炎診断・治療基準改定に対する費用効果分析

概要:2014年に世界保健機関によって改定された包括的小児疾患管理(Integrated Management of Childhood Illness: IMCI)の陥没呼吸を示す肺炎治療ガイドラインの費用効果分析を実施した。フィリピンの東北大学感染症研究拠点の先行研究基盤を利用して効率的に研究を実施し、UHCに資するデータをフィリピン保健省熱帯医学研究所に提出した。方法・結果:同地域で実施している肺炎コホート研究から正確な肺炎発生率など、費用効果分析の基礎となるデータを収集し、時系列事象(患者の症状・受療行動・訪問医療施設・改定IMCI適用有無)にしたがって、各シナリオとその転帰およびその確率・コストを算出した。改定IMCI(家庭治療)となった症例の治療失敗率は3.2%で、改定前IMCI(入院加療)での治療群の2.9%と統計的有意差を認めなかった。また、死亡例は観察されなかった。これらの結果、改定IMCIの治療効果が、改定前IMCIと同等であることが示唆された。また、改定IMCI治療の介入が実施された地域では、病院ではなく一次医療施設での治療が約10%増加し、改定IMCI導入以前の陥没呼吸肺炎治療1例あたり2,135ペソ(約5000円)であった医療費が改定IMCI導入後では1,008ペソ(約2500円)に削減された。波及効果:これらの結果は、資源が限られている低・中所得国で疾病負荷の高い肺炎に対して、費用対効果の高い保健政策につながる。成果は、国際・国内学会で発表され、また同地域で得られたデータから肺炎関連論文が15報発表された。社会実装の観点から、フィリピン保健省熱帯医学研究所と対象地域の拡大を検討している。研究終了後、研究代表者はJICA専門家(感染症)としてケニアに赴任しており、これらの成果は、アジアの低・中所得国のみならず、アフリカへの波及効果まで期待される。2015年初頭に世界保健機関(World Health Organization: WHO)によって改定された包括的小児疾患管理(Integrated Management of Childhood Illness: IMCI)の肺炎治療ガイドラインの費用効果分析を実施している。初年度はプロトコルの作成及び同地域で実施しているコホート研究から基礎となるデータ収集を実施し、得られたデータから決断樹解析ソフト(TreeAgePro2017)を用いて、時系列事象(患者の症状・受療行動・訪問医療施設・診断・新ガイド適用有無)にしたがって各シナリオとその転帰(生存・死亡)およびその確率・コストを算出した。プレリミナリーデータからは、IMCIの改訂前後で治療効果の同等性が示され、また病院ではなくヘルスセンターレベルでの治療が約10%増加し、そこからのコスト低減が示された。これらの成果は次年度以降に取得される詳細なコストのデータとあわせて、WHOの肺炎対策ガイドラインの改訂前後での詳細な評価が可能となり、開発途上国における費用対効果の高い小児肺炎政策提言につながる。また、Health Technology Assessment International学会(http://www.htai.org/)に参加し、改定版IMCI用デバイスにかかる費用の情報を収集した。申請書のタイムライン通りにおおむね進行している。社会実装の観点から、発表されたプレリミナリーなデータはフィリピン国保健省と共有され、カウンターパートである保健省・熱帯医学研究所(Research Institute of Tropical Medicine)と協議を進め、本研究を「パイロット」と位置づけ、今後対象地域を拡大していくプランを検討している。研究サイトで継続中のコホート研究とも連携しており、研究基盤ネットワークが確立しているため、追加データの取得が容易であった。サイトは途上国の遠隔地であるが出張もエフォートを考慮しつつ複数のタスクも同じ研究サイトで活動できたため、リソース(ヒト・モノ・情報・移動)の効率的な活用が可能であった。そのため、時間的に活動の前倒しが可能となり、平成30年度に行う予定であった費用効果分析の追加的調査にかかる経費を一部利用した。次年度使用額が減額となるが、研究活動内容に沿って予算執行を予定している。

成果は、国際・国内学会で発表され、また同地域で得られたデータから肺炎関連論文が15報発表された。社会実装の観点から、フィリピン保健省熱帯医学研究所と対象地域の拡大を検討している。研究終了後、研究代表者はJICA専門家(感染症)としてケニアに赴任しており、これらの成果は、アジアの低・中所得国のみならず、アフリカへの波及効果まで期待される。今後も申請書のタイムライン通りに進めていく予定である。今年度は、病院レベルおよび世帯レベルにおける詳細なコストに関するデータを収集し、新ガイドライン導入による費用効果分析からの国レベルの医療費削減インパクト評価に加えて、世帯レベルのコスト(医療費・間接的費用)評価から、Catastrophic Expenditure(世帯が生活困難となる医療支出)の新ガイドラインによるインパクト評価を行う。これまで得られたデータを基に解析を進め、論文化につなげる。特に費用効果分析に特化したソフトであるTreeAgeHealthcare Proの利用者とのネットワークを利用して、複雑な解析手法を組み入れたデータ解析を進める。また、追加的に必要なデータは現在も継続しているコホート研究のデータも活用しながら、Limitationの少ない結果を導く。データ取得に関して遠隔的に可能な部分があり、現地出張回数が抑えられた。また、初年度は別プロジェクトからのデータ参照部分が主となったため、現地での人件費・謝金が抑えられた。平成29年度に平成30年度に行う予定であった費用効果分析の追加的調査にかかる経費を一部利用した。平成30年度は、残りの助成金を主にデータ解析、成果発表に係る経費として使用する。2017年度においては、現地でのデータ取得において、いくつかの関係機関が絡んでくるため予定より多くの出張が想定され、また、円安およびフィリピンの物価インフレから来年度の人件費試算は当初の予定の25%前後追加が見込まれ、それら追加的予算に次年度使用額を充当する。
ベンジル系の求核置換反応の研究

置換ベンジル置換ベンゼンスルホナ-トと種々の置換ジメチルアニリンとのアセトニトル溶媒中でのMenschutkin反応について速度論的解析を行った。p-MeO-m-Cl体より電子供与活性基質のベンジルトシラートとジメチルアニリンの反応では、アミン濃度に対して2次と0次の2つの反応経路の存在が観測された。求核試材の強さを広範囲に変化させた系の検討からもS_N2経路に独立なS_N1経路の存在が確実となった。また、^<13>C-^<18>0二重ラベルベンジルトシラートを合成し、^<13>C-NMRを用いて原系トシラートにおける^<18>Oスクランブリングをアセトニトリル中で観測した。スクランブリングの速度はS_N1経路よりかなり大きく、S_N1経路はソルボリシスと同様に2種のイオン対が介在する逐次多階段イオン機構であることが明らかになった。S_N1経路の置換基効果は、ソルボリシスのS_N1機構と同程度の負に大きいρ値(-6)と大きな共鳴要求度r=1.3で特徴づけられた。S_N2経路の置換基効果はルーズからタイトへの遷移状態の連続的変動に対応してσ^+(r=1.00)に対してカーブ相関を与え、S_N1、S_N2両反応機構の遷移状態構造の違いと独立性が明確になった。同様の解析を置換ベンジルブロミドについても行った。ベンジル基質の置換基効果は、σ^+の二次式で表されるカーブ相関を与え、機構変動が観測された。その接線から得られたρ_z値はp-MeOからm-NO_2へ変えると-1.56から-0.26まで変化し、遷移状態における反応中心炭素上の正電荷の減少がみられた。ρ_z値の変動はベンジルトシラート(p-MeS体:-2.08,m-NO_2体:-0.68)の場合より小さく、求核剤と脱離基の距離が短い、つまりよりタイトな遷移状態構造でS_N2機構変動が起こっていることが明らかになった。一方、求核剤の置換基効果はZが電子求引性置換基になると負に大きくなり、遷移状態におけるC-N結合形成の度合いが大きくなることを示した。従って、Zが電子求引基になるにつれて律速遷移状態で求核剤とベンジル炭素の結合形成の進行が反応中心炭素上の正電荷の減少をもたらすと考えるとベンジル系の求核置換反応の機構変動を合理的に解釈できる。S_N1ソルボリシスの中間体カチオンの本質的特性とソルボリシス遷移状態構造との関連性を解明する目的で、気相におけるα,α-ジアルキルベンジルカチオンの共鳴要求度を決定した。α,α-ジアルキルベンジルカチオンの熱力学的安定性はフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴法を使用して対応するオレフィンの気相塩基性度の測定に基づいて求めた。α,α-置換基をMe,Me、Me,Et、Et,Et基へと変化させてもその安定性には大きい変化はなく、共鳴要求度もα-クミルカチオンの1.0に等しいことが明らかになった。一方α-置換基がt-Bu,Meの系では母体カチオンの安定性の低下とともに、共鳴要求度減少が観測された。この結果は、ベンジルカチオンが平面構造を保つ限り、α,α-ジアルキルベンジルカチオンの共鳴要求度は1.00近似でき、共鳴要求度がベンジル位炭素とベンゼン間の共鳴相互作用の度合いを表す真のパラメータであることを支持する決定的な証拠となった。さらに、一連のベンジルカチオンの最安定構造をab initioMO計算から求めた。得られた構造のベンジル位sp^2炭素平面とベンセセン環平面の2面角は共鳴要求度からの計算値(r/r_o=cos^2θ)に完全に一致した。ソルボリシス条件下でレーザーフラッシュフォトリシス法を用いて炭素陽イオンと求核剤(溶媒)との反応反応速度を測定した。求核剤としてエタノールを含むアセトニトリル中において種々のa-P-メトキシフェニルビニルブロミドにレーザー光を照射したところ、対応するビニルカチオンが生成し、現有の装置で追跡できるだけの寿命があることが明らかになった。そこで、β位にMe_2;Et_2:Me,Et;Me,Ph;Ph_2;C_3H_6;C_4H_8;C_5H_<10>置換基を有するα-p-メトキシフェニルビニルブロミドが生成するビニルカチオンへのエタノールの求核反応速度を測定した。それぞれのビニルカチオンに対して8.35,1.63,5.14,1.38,5.08,96.1,21.8,7.64x10^6s^<-1>M^<-1>の求核反応速度定数が得られた。β位置換基による求核反応速度の変動にはビニルカチオンの安定性とともに求核剤の攻撃の際の立体障害が重要であると考えられる。事実、ビニルカチオンの安定性に差異がないβ-アルキル置換基の効果はTaftのEsパラメータで相関されるが、C_3H_6およびC_4H_8置換体の速度増大はEs相関に一致しない。これは環のひずみの効果が重要であることを示唆しているものと思われ、今後の検討が必要である。置換ベンジル置換ベンゼンスルホナ-トと種々の置換

ジメチルアニリンとのアセトニトル溶媒中でのMenschutkin反応について速度論的解析を行った。p-MeO-m-Cl体より電子供与活性基質のベンジルトシラートとジメチルアニリンの反応では、アミン濃度に対して2次と0次の2つの反応経路の存在が観測された。求核試材の強さを広範囲に変化させた系の検討からもS_N2経路に独立なS_N1経路の存在が確実となった。また、^<13>C-^<18>0二重ラベルベンジルトシラートを合成し、^<13>C-NMRを用いて原系トシラートにおける^<18>Oスクランブリングをアセトニトリル中で観測した。スクランブリングの速度はS_N1経路よりかなり大きく、S_N1経路はソルボリシスと同様に2種のイオン対が介在する逐次多階段イオン機構であることが明らかになった。S_N1経路の置換基効果は、ソルボリシスのS_N1機構と同程度の負に大きいρ値(-6)と大きな共鳴要求度r=1.3で特徴づけられた。S_N2経路の置換基効果はルーズからタイトへの遷移状態の連続的変動に対応してσ^+(r=1.00)に対してカーブ相関を与え、S_N1、S_N2両反応機構の遷移状態構造の違いと独立性が明確になった。同様の解析を置換ベンジルブロミドについても行った。ベンジル基質の置換基効果は、σ^+の二次式で表されるカーブ相関を与え、機構変動が観測された。その接線から得られたρ_z値はp-MeOからm-NO_2へ変えると-1.56から-0.26まで変化し、遷移状態における反応中心炭素上の正電荷の減少がみられた。ρ_z値の変動はベンジルトシラート(p-MeS体:-2.08,m-NO_2体:-0.68)の場合より小さく、求核剤と脱離基の距離が短い、つまりよりタイトな遷移状態構造でS_N2機構変動が起こっていることが明らかになった。一方、求核剤の置換基効果はZが電子求引性置換基になると負に大きくなり、遷移状態におけるC-N結合形成の度合いが大きくなることを示した。従って、Zが電子求引基になるにつれて律速遷移状態で求核剤とベンジル炭素の結合形成の進行が反応中心炭素上の正電荷の減少をもたらすと考えるとベンジル系の求核置換反応の機構変動を合理的に解釈できる。S_N1ソルボリシスの中間体カチオンの本質的特性とソルボリシス遷移状態構造との関連性を解明する目的で、気相におけるα,α-ジアルキルベンジルカチオンの共鳴要求度を決定した。α,α-ジアルキルベンジルカチオンの熱力学的安定性はフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴法を使用して対応するオレフィンの気相塩基性度の測定に基づいて求めた。α,α-置換基をMe,Me、Me,Et、Et,Et基へと変化させてもその安定性には大きい変化はなく、共鳴要求度もα-クミルカチオンの1.0に等しいことが明らかになった。一方α-置換基がt-Bu,Meの系では母体カチオンの安定性の低下とともに、共鳴要求度減少が観測された。この結果は、ベンジルカチオンが平面構造を保つ限り、α,α-ジアルキルベンジルカチオンの共鳴要求度は1.00近似でき、共鳴要求度がベンジル位炭素とベンゼン間の共鳴相互作用の度合いを表す真のパラメータであることを支持する決定的な証拠となった。さらに、一連のベンジルカチオンの最安定構造をab initioMO計算から求めた。得られた構造のベンジル位sp^2炭素平面とベンセセン環平面の2面角は共鳴要求度からの計算値(r/r_o=cos^2θ)に完全に一致した。ソルボリシス条件下でレーザーフラッシュフォトリシス法を用いて炭素陽イオンと求核剤(溶媒)との反応反応速度を測定した。求核剤としてエタノールを含むアセトニトリル中において種々のa-P-メトキシフェニルビニルブロミドにレーザー光を照射したところ、対応するビニルカチオンが生成し、現有の装置で追跡できるだけの寿命があることが明らかになった。
固体王水を利用した革新的な白金族金属のリサイクルプロセスの構築

白金を含む白金族金属は、自動車用触媒など工業用途の消費が増加傾向にある一方、資源として極めて希少であり、近年は使用済み製品からのリサイクルが推進されている。現在は湿式法や乾式法が利用されているが、湿式法では強毒性の廃液発生が、乾式法ではエネルギー消費が問題とされている。本研究では、溶融塩による白金族金属の効率的な塩化・溶解と、固液分離を利用した白金族化合物の容易な析出・回収の組み合わせで、環境負荷の小さなリサイクル手法を確立する。さらに、マテリアルフロー分析により白金族金属のリサイクルポテンシャルを明らかにし、効率的なリサイクルプロセスの構築を行う。
波形インバージョンによるマントル最深部D"領域の構造推定

本研究の目的は、広帯域地震波観測アレイネットワークの実体波波形をもちいて波形インバージョンによる深部構造推定である。波形インバージョンを行い詳細な1次元局所的地球深部構造推定として、複数の地域(西太平洋下、インド下、中米下)の局所的なマントル最下部を対象とした応用を行い、手法の開発を進めてきた。当該年度において、研究代表者は推定するパラメタを1次元から3次元に拡張した。これまでは、S波速度1次元構造についての推定を行なってきたが、Geller & Haraにより定式化されていた3次元構造推定のための波形インバージョン手法を実際に行うための計算ツールを開発して、大量データの扱いに対する効率化を行い、かつ計算を高速計算機に最適化することで実現した。初めての応用は、南アメリカにおける地震を、北アメリカで観測したものを用いて中央アメリカ下最下部マントル構造に対して行った。推定されたパラメタはSH波3次元速度パラメタである。本研究で開帳されてきた波形インバージョンは大量波形データを系統的に取り扱うことに長けており、北米や日本が有する観測網による稠密な波形データセットを用いることで、これまでにない高解像度での微細構造推定が可能となる。本研究において、SH波に対する速度構造を推定したが開発された手法はP波速度など他の弾性パラメタを3次元推定することにも応用できる。また、本研究で実現される解像度での深部構造推定には例がなく、地球内部におけるダイナミクスの理解に対して大きく貢献できると考える。もう少し早い段階での3次元拡張予定であったが、1次元に対するモデル推定手法に対してすすめるべきと判断された課題があったためとりかかりに遅れが出たものの、3次元インバージョンの実装自体は大きな乱れもなくスムーズに進んだ。本研究により拡張された手法を、P波パラメタ、異方性を含めた速度構造推定に対して応用する。液相に対する地震波形インバージョンの定式化、及びその実装を目指し、外核を含めた構造推定を目指している。最外核とマントル最下部構造の同時推定から、地震学的な構造推定によるお互いのトレードオフを見積ることができ、また得られた構造により、コアマントル境界領域におけるダイナミクスの描像を得ることを目的としている。3次元の地震波形インバージョン解析を目指し、必要な計算ソフトウェアの準備、波形の解析ツールのさらなる効率化を行った。大量な波形データを扱う際に、各種計算の最適化はたとえそれが一つ一つ細かなものであったとしても大きな効果になると考えられる。そして、局所的構造推定のために3次元波形インバージョンを解く際の初期モデルとしては、全地球平均的1次元構造ではなく局所的な構造を反映したものが求められる。ヨーロッパの広帯域地震計のデータを用い、これまで解析されていなかったインド下の1次元地震波速度構造を推定した。2009年まで、我々の研究グループは、20-200秒の周期を含むデータをもとに波形インバージョン解析を行い地球深部の内部構造を推定してきた。より詳細な構造を推定するための解像度が必要とされ、用いるデータ周期の拡張が望まれていた。短周期の解析を目指しこれまで開発されてきた手法があらゆるデータセットに対し適用可能なものになるよう拡張し、既存のデータ補正法の改善を行った。また、これまで地震の震源問題に対しての評価を詳しく行ってこなかったが、震源過程を用いている波形のセットで求め適用させることで得られる速度構造との関係を調べ、お互いに大きな栄光がないことを示した。また、これまで波形インバージョンを行った際の評価基準をAIC(赤池情報量規準)として、最適な地震波速度の解を決めてきた。基準に対するデータの独立性による寄与を考えると、時系列データを解析していることを踏まえると当研究に対する単純な適用が難しく、さらに、非線形の問題を線形近似と仮定して解いている本研究の性質上、単純にAICを導入することの困難さがあると考えられているが、理論的解像度テストを行い、データの独立性によるAICのふるまいの変化を視覚化し、評価を行った。

もう少し早い段階での3次元拡張予定であったが、1次元に対するモデル推定手法に対してすすめるべきと判断された課題があったためとりかかりに遅れが出たものの、3次元インバージョンの実装自体は大きな乱れもなくスムーズに進んだ。本研究により拡張された手法を、P波パラメタ、異方性を含めた速度構造推定に対して応用する。液相に対する地震波形インバージョンの定式化、及びその実装を目指し、外核を含めた構造推定を目指している。最外核とマントル最下部構造の同時推定から、地震学的な構造推定によるお互いのトレードオフを見積ることができ、また得られた構造により、コアマントル境界領域におけるダイナミクスの描像を得ることを目的としている。
siRNAによる心血管疾患・慢性炎症性疾患治療法開発

siRNA(Small interfering RNA)は塩基配列特異的に目的遺伝子の発現を抑制する短い二重鎖RNAである。siRNAは従来より用いられているアンチセンスオリゴDNAやリボザイムに比較して、その遺伝子発現抑制効果において明らかに優っている。RNAiは線虫での遺伝子ノックダウン法としては既に標準的な手法となっている。しかし、哺乳類細胞へのsiRNAの応用は2001年に初めての報告がなされたばかりであり、siRNAの動物へのin vivo応用はまだ端緒についたばかりである。特に臨床応用に関しては研究が始まったばかりであり、そのターゲットも主にウイルス疾患と悪性腫瘍に限られている。我々はこれまでに動脈硬化、冠動脈インターベンション後再狭窄、心肥大・線維化、血管新生に重要な転写因子KLF5を同定し、その機能をノックアウトマウスなどを用いて解析してきた。本研究計画ではKLF5に対するsiRNAを中心として、慢性炎症を基盤とした疾患に対するsiRNAの臨床応用法を開発する。まずKLF5発現を効果的に阻害できるsiRNAを同定した。このsiRNAによって平滑筋細胞の形質変換、線維芽細胞の活性化、内皮細胞の遊走が抑制できることを培養細胞で確認した。また、in vivo導入の最初の段階として、マトリゲルプラグアッセイによってこのsiRNAが内皮細胞浸潤と血管新生を抑制することを確認した。さらに、in vivoでの治療ターゲットを拡大するために、ナノ粒子を用いた投与法を検討し、全身投与で血管透過性亢進部位への集積を得ることができた。この手法を用いることによって、マウス皮下に植えた悪性腫瘍における血管新生を阻害し、腫瘍増殖を抑制できた。この方法は、今後のsiRNA臨床応用のための基盤技術として重要である。siRNA(small interfering RNA)は塩基配列特異的に目的遺伝子の発現を抑制する短い二重鎖RNAである。既にKLF5を高効率にノックダウンすることができるsiRNAを開発し特許申請している。本研究計画ではこのKLF5に対するsiRNAを中心として、慢性炎症を基盤とした疾患に対するsiRNAの臨床応用法を開発する。また、KLF5が喘息にも関連することから、in vivo投与対象としてマウス喘息モデルを検討した。さらに、in vivoでの治療ターゲットを拡大するために、ナノ粒子を用いた投与法を検討し、全身投与で効果が得られる可能性が示唆された。さらに検討を進めることによって、in vivoで作用するsiRNAの開発が期待される。