hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超臨界有機修飾した異種ナノ粒子の交互積層構造形成とナノドメイン構造協奏機能発現

2種以上のナノ材料を規則的に配列させることで、物理的・化学的特性の向上や新機能の発現、協奏効果による活性向上効果などが期待される。本年度の研究では、共有結合を用いた2種のナノ粒子の構造形成手法を提案した。まずEDS解析により、単純に2種のナノ粒子を混合したサンプル(静電的相互作用を介した配列)と比較し、共有結合処理(より強固な結合を形成させつつ配列)を施したサンプルでは、ナノレベルでもCeO2粒子とAu粒子が良好に混合している様子が確認された。さらにこのサンプルをメタン改質反応を進行させる酸素キャリアとして利用し、その反応特性の評価を行ったところ、化学結合形成を介した配列処理を施したAu-CeO2構造体では酸化反応がより進行し、さらにH2がH2Oに酸化されるという結果を得た。この結果は、Au粒子とCeO2粒子の混合によりCeO2格子酸素の放出量が増加し、また酸化活性が増大したことを示している。粒子が反応ガスに、より接触する3次元構造形成が得られたことで、CeO2の酸素吸蔵能が十分発現するとともに、Auを介した酸化反応が進むことで、CeO2の格子酸素の移行、反応速度が向上したものと考えている。以上より、修飾鎖同士の共有結合形成を介した配列操作により、金属-金属酸化物ナノ粒子構造体の作製に成功した。Au-CeO2の3次元複合構造体の形成により、メタン改質反応試験において、反応ガスとの接触(物理的構造)が得られるとともにAu-CeO2間の酸素移動が促進され、それにより酸素吸放出量も増大する、協奏効果の発現が明らかとなった。異なる有機分子で修飾した異種ナノ粒子を、同一溶媒中に分散させた分散液を準備し、その両分散液を混合接触させることで、官能基の結合等による複合体沈殿生成を行った。本年度はモデル系としてCeO2ナノ粒子とAuナノ粒子を用いた。3,4-dihydroxybenzoic acid (DHBA)修飾CeO2 (粒径7.5 nm)、N,N,N-trimethyl(11-mercaptoundecyl)ammonium chloride(TMA)修飾Au(粒径3.5 nmまたは5.3 nm)ナノ粒子を用い、修飾分子の静電的相互作用によるAuナノ粒子とCeO2ナノ粒子の規則的複合体形成を試みた。複合体のSEM観察結果から、表面が滑らかで構造体が形成されているように見える部分と不規則に凝集した部分が存在している様子が見て取れた。さらにEDSにより、両部分の組成を解析したところ、表面が滑らかな部位においてはCe/Au比がおおよそ6±1程度となったのに対し、不規則な凝集部分では、元素比のばらつきが大きかった。作製された構造体をABx(A=Au,B=CeO2とする)の組成を持つ結晶であると仮定すると,AB1.89の組成を持つことが示唆され、Auナノ粒子-CeO2ナノ粒子系において、修飾鎖の静電的相互作用を利用した規則構造形成の可能性が示された。本研究の要所であり、且つ挑戦性の高い、修飾鎖の静電的相互作用を利用した規則構造形成手法の確立に、当初計画以上の時間を要したことから、本年度に計画していた放射光を利用した解析や計算科学の連動にまで研究を進展させることが出来なかった。このことから、当初計画よりも遅れていると判断される。今後の展開として、得られた異種ナノ粒子複合構造体の放射光散乱情報を得る。計算科学(分子動力学+ DEM)で予測される構造に摂動を加え散乱情報を予測し、放射光実測値と比較する。この手法により、放射光散乱情報から構造情報の抽出を行う。

放射光と計算科学の連動の結果から得られた構造情報( 3次元配置)から、Persistent Homologyにより、離散的な階層化構造の中に潜む、構造の特徴量を数学的に抽出する。また、自己組織化高分子やラテックスナノ粒子などソフトテンプレートによる複合構造化も検討する。構造体の応用を志向し、3次元グラニュラ一系磁性材料(巨大磁気抵抗)、強電子相関材料、新機能構造化触媒だけでなく、メタマテリアル系材料合成にも挑戦する。物性については、磁化特性をSQUID、触媒活性についてはosc (酸素吸蔵能)およびその速度論を評価する。メタマテリアル系については、広い周波数領域での磁場・誘電場(光学)損失評価を行い、構造と物性との関係を議論する。最後に、プロセス一構造の相関、構造一物性の相関を考察し、無秩序秩序構造を有する複合ナノ粒子材料の評価・機能制御法について体系化する。本年度は、本研究の要所であり、且つ挑戦性の高い、修飾鎖の静電的相互作用を利用した規則構造形成手法の確立に、当初計画以上の時間を要したため、本年度に計画していた放射光を利用した解析や計算科学の連動を次年度研究内容に移行した。この計画変更に伴い、研究経費の次年度使用が生じた。次年度においては、人員を増強し、解析を効率的に行うと共に、応用展開についても検討していく予定である。
手術支援ロボットを用いた大血管自動吻合システムの基礎的研究

【方法】ブタ大動脈にて基礎的研究を行う.自動縫合器の選択により2群に分けた.A群:実験(1):全身麻酔下,ブタ(体重約100kg程度各群n=6)を開胸し,ヘパリン投与下に大動脈弓部にSurgASSIST system^<TM>を用い人工血管を端々吻合した.次いで自己心拍下に薬剤負荷による耐圧試験を行った.実験(2):実験(1)と同様に,下行大動脈に人工血管を端々吻合し,慢性モデルを作製した(各群n=6).慢性モデルにおいては定期的に薬剤負荷による耐圧試験を行った.【結果及び考察】1)吻合は全例で成功した.両群共に吻合による明らかな動脈損傷や動脈解離は認めなかった.2)A群の慢性モデルでは肉眼的および組織学的にも解離や仮性動脈瘤などは認めなかった.【方法】ブタ(体重100kg程度)の下行大動脈新鮮標本に径22mmのDacron人工血管を端々吻合した.吻合法は吻合システムの選択により以下の2群にわけた.各群n=5とした.【結果及び考察】評価方法として1)加圧バックを使用した吻合部耐圧試験を行った.媒体はアルブミン製剤を用いた.また2)大動脈に切開を加え吻合面を肉眼的・組織学的に観察し,動脈損傷・解離等の有無を検討した.1)吻合は全例で成功した.吻合部の最大耐圧はA群で397.5±29.7mmHg,B群で414.6±32.1mmHgであった.B群で耐圧能が高い傾向を認めたものの,有意差は認めなかった.2)両群共に吻合による明らかな動脈損傷や動脈解離は認めなかった.以上よりSurgASSIST system単独でも十分な耐圧能が得られたが,da Vinci^<TM> Surgical Systemによる追加縫合により,動脈の損傷を伴わずにより確実な(安全な)吻合が得られる可能性が示唆された.現在は遠隔期(慢性モデル)検討を予定している.【方法】ブタ大動脈にて基礎的研究を行う.自動縫合器の選択により2群に分けた.A群:実験(1):全身麻酔下,ブタ(体重約100kg程度各群n=6)を開胸し,ヘパリン投与下に大動脈弓部にSurgASSIST system^<TM>を用い人工血管を端々吻合した.次いで自己心拍下に薬剤負荷による耐圧試験を行った.実験(2):実験(1)と同様に,下行大動脈に人工血管を端々吻合し,慢性モデルを作製した(各群n=6).慢性モデルにおいては定期的に薬剤負荷による耐圧試験を行った.【結果及び考察】1)吻合は全例で成功した.両群共に吻合による明らかな動脈損傷や動脈解離は認めなかった.2)A群の慢性モデルでは肉眼的および組織学的にも解離や仮性動脈瘤などは認めなかった.
DNAマイクロアレイを用いた胃癌リンパ節転移能の術前遺伝子診断

胃癌の治療方針は画像診断により壁深達度,リンパ節転移の有無,遠隔転移の有無を診断し進行度を予想して決定しているが,その正診率は低く限界がある.このため確実にリンパ節転移の有無を診断する指標の必要性が高まりつつある.リンパ節転移が確立するには癌遺伝子のほかに様様な分子が関与しており,それらの多くの分子変化を遺伝子レベルで調べることは術前リンパ節転移診断に有用であり,その発生機序を解明する上で重要である.本研究の目的は胃癌症例の手術摘出標本の癌部およぴ非癌部の粘膜より抽出したmRNAよりcDNAを合成し約25000種の遺伝子についてプロファイルを作成し,リンパ節転移診断の有無や肉眼型との関連を明らかにすることにより,術前の内視鏡下の生検組織の遺伝子発現よりリンパ節転移を予測することであった.胃癌症例の手術摘出標本は摘出したが遺伝子のプロファイルを作成の作製が予定通り進まず,胃癌症例のリンパ節転移や壁深達度,さらに再発様式などに悪性度の評価は可能であった.したがってこれらの臨床データーより胃癌の食道浸潤傾向やリンパ節転移度と郭清効果などの発表を行った.今後,さらに遺伝子のプロファイルを行い,最終目的である,リンパ節転移と遺伝子のと関係を明らかにして術前診断に応用していきたい.胃癌の治療方針は画像診断により壁深達度,リンパ節転移の有無,遠隔転移の有無を診断し進行度を予想して決定しているが,その正診率は低く限界がある.このため確実にリンパ節転移の有無を診断する指標の必要性が高まりつつある.リンパ節転移が確立するには癌遺伝子のほかに様様な分子が関与しており,それらの多くの分子変化を遺伝子レベルで調べることは術前リンパ節転移診断に有用であり,その発生機序を解明する上で重要である.本研究の目的は胃癌症例の手術摘出標本の癌部およぴ非癌部の粘膜より抽出したmRNAよりcDNAを合成し約25000種の遺伝子についてプロファイルを作成し,リンパ節転移診断の有無や肉眼型との関連を明らかにすることにより,術前の内視鏡下の生検組織の遺伝子発現よりリンパ節転移を予測することであった.胃癌症例の手術摘出標本は摘出したが遺伝子のプロファイルを作成の作製が予定通り進まず,胃癌症例のリンパ節転移や壁深達度,さらに再発様式などに悪性度の評価は可能であった.したがってこれらの臨床データーより胃癌の食道浸潤傾向やリンパ節転移度と郭清効果などの発表を行った.今後,さらに遺伝子のプロファイルを行い,最終目的である,リンパ節転移と遺伝子のと関係を明らかにして術前診断に応用していきたい.胃癌の治療方針は画像検査により壁深達度,リンパ節転移の有無,遠隔転移を診断しているが、その感度・特異度は低く限界があり、確実にリンパ節転移の有無を診断する指標の必要性が高まりつつある.リンパ節転移が確立するには癌遺伝子の他に様々な分子が関与しており,それら多くの分子変化を遺伝子レベルで調べることは術前リンパ節診断に有用であり,その発生機序を解明するうえで重要である.本研究では深達度sm及び、mpの胃癌症例の手術摘出標本の癌部及び正常粘膜よりmRNAを抽出し、各mRNAを鋳型にして蛍光色素であるCy3、Cy5でラベリングしたcDNAを合成し、Riken human 25K arrayにハイブリダイズし、二蛍光標識法により、約25000種の遺伝子について発現プロファイルを作製する.続いてリンパ節転移の有無,深達度,腫瘍径,肉眼型,脈管侵襲などの表現型による遺伝子発現の変化を解析し,有意に発現の変化する主要な遺伝子については、Northern blottingにより定量的に発現を調べる.同定された遺伝子及び,EGFR,p53,cyclin D,Cadherin等の既知の悪性度に関与する遺伝子について術前生検標本を用いた遺伝子解析をRT-PCR法で行い,タンパク発現を免疫染色で検出し手術摘出標本のリンパ節転移陽性群,陰性群に分け比較し,各遺伝子の術前リンパ節転移診断能を解析する.更に胃癌高転移細胞株を用いてヌードマウスに移植し,各遺伝子のアンチセンスによる転移抑制能を調べ遺伝子治療に臨床応用可能な新しい遺伝子を検索する.胃癌における遺伝子発現プロファイルを作製することによりmalignant potentialに関連する遺伝子を同定することは術前診断に有用なばかりではなく臨床応用可能な遺伝子治療のターゲットとなりうる可能性もる.胃癌の治療方針は画像診断により壁深達度,リンパ節転移の有無,遠隔転移の有無を診断し進行度を予想して決定しているが,その正診率は低く限界がある.このため確実にリンパ節転移の有無を診断する指標の必要性が高まりつつある.リンパ節転移が確立するには癌遺伝子のほかに様様な分子が関与しており,それらの多くの分子変化を遺伝子レベルで調べることは術前リンパ節転移診断に有用であり,その発生機序を解明する上で重要である.本研究の目的は胃癌症例の手術摘出標本の癌部および非癌部の粘膜より抽出したmRNAよりcDNAを合成し約25000種の遺伝子についてプロファイルを作成し,リンパ節転移診断の有無や肉眼型との関連を明らかにすることにより,術前の内視鏡下の生検組織の遺伝子発現よりリンパ節転移を予測することであった.胃癌症例の手術摘出標本は摘出したが遺伝子のプロファイルを作成の作製が予定通り進まず,胃癌症例のリンパ節転移や壁深達度,さらに再発様式などに悪性度の評価は可能であった.したがってこれらの臨床データーより胃癌の食道浸潤傾向やリンパ節転移度と郭清効果などの発表を行った.
M２マクロファージの２型糖尿病発症における役割

M2マクロファージの脂肪組織での役割を明らかにすることを目的としてM2マクロファージを一過性に除去するマウスの作製を試みた。CD206がM2マクロファージに特異度の高いことを利用して、脂肪組織CD206遺伝子プロモーターの下流にジフテリアトキシン(DT)受容体を発現する遺伝子改変マウス(CD206DTRマウス)を作製した。実際、本マウスにDTを投与によりM2マクロファージを除去するとインスリン感受性が亢進し耐糖能が改善をしていた。肥満状態でも同様の結果であり、脂肪組織の炎症はむしろ抑制された。M2マクロファージが抗炎症作用以外の作用でインスリン感受性の維持に関与していることが示唆された。マクロファージは組織の局所環境に応じて多彩な形態や機能を示す。脂肪組織マクロファージは炎症を促進するM1マクロファージ(classically activated macrophages)と炎症を抑制するM2マクロファージ(alternatively activated macrophage)に大別される。非肥満マウスでは白色脂肪組織のマクロファージはM2マクロファージが大半であり、肥満に伴ってM1マクロファージが増加する。我々はCD206遺伝子のプロモーター下流にジフテリア毒素受容体(DTR)を発現するトランスジェニックマウスを作製し、ジフテリア毒素の投与によりCD206陽性細胞を除去することが可能なマウスを作製した。CD206は脂肪組織M2マクロファージの表面マーカーであり、このマウスは通常食飼育の条件ではDTの投与により白色脂肪組織に存在する殆どのマクロファージを除去することができた。これまで、白色脂肪組織のM2マクロファージは抗炎症効果により耐糖能維持にはたらくと考えられていた。しかし我々の研究でM2マクロファージの減少によりインスリン感受性が上昇することが明らかとなった。M2マクロファージを減少させたマウスは野生型マウスと比較し脂肪組織のPPARγ、PCG1αなどの遺伝子発現が上昇し、小型の脂肪細胞が増加していた。本研究の結果から、非肥満時の白色脂肪組織においてM2マクロファージは脂肪細胞の分化を抑制することで恒常性維持を担うことが示唆された。脂肪組織におけるM2マクロファージの役割を明らかにするため、M2マクロファージを時期特異的に除去できるマウスを作製した。M2マクロファージのマーカーであるCD206遺伝子を含むBACにおいて、CD206のプロモーター領域の下流にヒトジフテリア毒素の受容体(DTR)cDNAをつなげたコンストラクトを作製し、トランスジェニックマウスを2ライン作成した。両ラインともジフテリア毒素(DT)を投与すると脂肪組織(精巣)上体脂肪組織(eWAT)、鼠経部脂肪組織(ingWAT)において、M2マクロファージのマーカーであるCD206の発現は著明に減少した。また、フローサイトメトリーでも脂肪組織のマクロファージの消失が確認された。したがって、脂肪組織のマクロファージは、通常食下では殆どがCD206陽性のマクロファージであることが判明した。次に、DT投与後にマウス耐糖能を調べると、ブドウ糖負荷試験での耐糖能野生型は改善していた。一方、インスリン負荷試験では、インスリン感受性が亢進していた。このメカニズムを検討するため、脂肪組織の組織所見を調べると、間質の細胞の数が増加するとともに小型脂肪細胞が多数集積していた。また、Glut4, adiponectin, PGC-1α, CPT1bなどの代謝的に良好な脂肪細胞であることを示す遺伝子群の発現が上昇していた。同時にC/EBPβやC/EBPαの発現が増加し、脂肪細胞の分化が亢進していることも示唆された。CD206陽性マクロファージの除去により、小型脂肪細胞が増加しインスリン感受性が改善するメカニズムについて、そのメカニズムを検討している。現在、M2マクロファージの除去がどのようにインスリン感受性亢進に関与するかについて検討したい。1.CD206DTRマウスにおいて、M2マクロファージの除去により耐糖能が改善し、その原因がインスリン感受性の改善であることが確認されており順調である。2.申請書に述べたように、高脂肪食の状態でもインスリン感受性の改善により耐糖能の改善がみられた。そのメカニズムを解析する過程で、本来、抗炎症作用を有するM2マクロファージを除去すると炎症細胞が増加すると予想されたが、実際には王冠様構造(Crown-like structures)の数の減少、M1マクロファージマーカーや炎症性サイトカインの発現の低下がみられるという結果になった。現在、さらにメカニズムを解析中である。私どもは、肥満に伴い脂肪組織マクロファージ(Mφ)が、抗炎症性のM2Mφから炎症性のM1Mφに変化し慢性炎症を惹起しインスリン抵抗性の増悪に関与していることを明らかにしてきた。本研究では、M2マクロファージの脂肪組織での役割を明らかにすることを目的としてM2マクロファージを一過性に除去するマウスの作製を試みた。まず、M2マクロファージの特異的なマーカーを捜したところ、CD206が最も特異性の高いマーカーである事が判明した。次に、脂肪組織CD206遺伝子プロモーターの下流にジフテリアトキシン(DT)受容体を発現する遺伝子改変マウス(CD206DTRマウス)を作製した。実際、本マウスにDTを投与すると体重と摂餌量に影響を与えずに脂肪組織M2マクロファージが除去された。

当初、M2マクロファージは抗炎症性サイトカインIL-10を発現しており、M2マクロファージの除去は、耐糖能を悪化させるのではないかと予想されたが、驚いたことに、通常食下非肥満の状態ではM2Mφの除去が糖負荷試験とインスリン負荷試験の結果によりインスリン感受性をもたらすという知見を得た。脂肪組織の組織学的な解析では小型脂肪細胞が増加し、遺伝子発現解析ではPGC-1αやGlut4などの代謝状態が良好であることを示す遺伝子群の発現が増加していた。また精巣上体脂肪組織1g当たりの間質血管細胞数が増加していた。特に、前駆脂肪細胞が増加をしているとともに、細胞増殖がおこっていた。前駆脂肪細胞では、下流にある細胞周期阻害因子であるp21、p27、p57などが低下しており、M2 Mφ由来のTgfβのシグナルが遮断されたことにより、増殖が開始したものを推定された。現在、M2マクロファージ特異的なTgfβ1欠損マウスを作成したところ前駆脂肪細胞の増殖と小型の脂肪細胞が増加することを見出しており、上記の仮説に合致する実験結果を得ている。M2マクロファージの脂肪組織での役割を明らかにすることを目的としてM2マクロファージを一過性に除去するマウスの作製を試みた。CD206がM2マクロファージに特異度の高いことを利用して、脂肪組織CD206遺伝子プロモーターの下流にジフテリアトキシン(DT)受容体を発現する遺伝子改変マウス(CD206DTRマウス)を作製した。実際、本マウスにDTを投与によりM2マクロファージを除去するとインスリン感受性が亢進し耐糖能が改善をしていた。肥満状態でも同様の結果であり、脂肪組織の炎症はむしろ抑制された。M2マクロファージが抗炎症作用以外の作用でインスリン感受性の維持に関与していることが示唆された。白色脂肪組織を中心に解析を進めた。通常食下でのCD206DTR-Tgマウスでは、M2マクロファージの減少により脂肪細胞の分化が促進し、これによりインスリン感受性が亢進する機序を発見した。[2]肥満におけるCD206陽性細胞の耐糖能調節の役割db/db-WTマウス、db/db CD206-DTRマウスを用いて(1)肥満初期、(2)インスリン抵抗性の増悪期、(3)リモデリング期の3期におけるCD206陽性細胞の機能を比較する。現在db/dbマウスを用いて、(1)(3)期でのM1、M2マクロファージの数・比率および性質の変化を解析中である。db/dbマウスの解析結果を基に、H27年度の研究計画にあるdb/db CD206-DTRマウスの解析を行なう。1.M2マクロファージは、抗炎症作用により脂肪組織の炎症を抑え、インスリン感受性を改善すると報告されてきた。本マウスの解析では、M2マクロファージの除去によりインスリン抵抗性が改善するという予想とは逆の結果であった。また、高脂肪食下でのM2マクロファージの役割を検討したが、炎症性のM1マクロファージは増えるどころか減少するという意外な結果を得た。このことは、M2マクロファージには抗炎症作用以外の作用があることを示唆する。
ミニブタ脳死ドナー/臓器への一酸化炭素投与の移植臓器生着延長効果と臓器間の相違

一酸化炭素COの細胞保護効果が知られるなか、有毒ガスCOの臨床応用には大動物による検討が必須であると考え、CO吸入による肺IRI抑制効果や、移植肺生着延長効果を大動物で初めて報告した。今回、臨床移植医療での応用性が高い手法を開発する前臨床大動物実験として、1)脳死ドナーに対するCO投与効果、2)ドナー灌流保存中のCO投与効果を検討した。実験の結果、脳死ドナー投与のみで肺移植モデルでは有意な生着延長効果が得られ、またドナー灌流保存時のCO投与によるIRI抑制効果を示した。一方、腎臓では肺と同様の効果は得られず、臓器間での有効なCO投与法や量が異なる可能性など、今後の検討課題が明確となった。深刻なドナー不足に対するドナー適応拡大の際は、虚血再灌流障害IRIによる急性臓器不全や急性・慢性拒絶の発生増加が懸念される。種々の細胞保護効果を有する一酸化炭素COに着目し、炎症前駆物質の活性化が組織傷害を惹起する脳死ドナー個体や臓器へのCO投与による臓器保護効果に基づいた、ドナー拡大および移植成績の向上を目指す前臨床研究を立案した。脳死ミニブタへのCO投与によるIRI抑制・移植臓器生着延長効果の多臓器移植での評価を目的とした実験として、7頭のクラウンミニブタに対し、12日間持続タクロリムス投与下にMHC完全不適合肺移植を行った。硬膜外バルーン拡張による脳死誘導3時間後からドナーに対し250ppmのCO吸入を3時間行ったBD+CO群(n=4)と、CO吸入を行わない脳死誘導6時間後のドナー肺を用いたBD群(n=3)に分類し、移植肺生着および術後早期の機能を評価した*。まずBD群では、これまでの自験例である非脳死ドナーからの肺移植に比べ、有意に拒絶反応が促進することを確認した。一方、BD+CO群では生着期間はBD群に対し有意に延長した。更に、脳死3時間までに上昇を始めたグラフト内炎症性サイトカイン発現はCO投与により著明に抑制されること、BD+CO群では移植肺静脈PO2はBD群より有意に良好であること、組織学的にも再灌流2時間および2日目の肺生検で、IRIの抑制を認めた。このように、脳死ドナーに対するCO吸入がもたらす臓器保護作用が早期移植肺機能改善のみならず長期生着延長に寄与することが大動物モデルで明らかとなった。*当初は脳死18時間後から6時間のCO投与を行う予定であったが、準備実験で、脳死3時間後には肺内での炎症性サイトカイン上昇を認めること、これまでの実験で3時間のドナーへのCO吸入で効果が得られたことから計画を変更した。種々の細胞保護効果を有する一酸化炭素COに着目し、炎症前駆物質の活性化が組織傷害を惹起する脳死ドナー個体や臓器へのCO投与による臓器保護効果に基づいた、ドナー拡大および移植成績の向上を目指す前臨床研究を、詳細な免疫反応評価が可能な組織適合性抗原MHC確立ミニブタを用いて、平成26年度も継続して実施した。平成25年度に得られた、「脳死ドナー(脳死時間6時間)からの肺移植時に、脳死ドナーに対して3時間のCO投与を行うだけで治療効果が得られた」という結果が、腎移植時にも同様であるかについて検討を開始した。脳死後3時間を経たドナーに対し、CO吸入(吸入濃度200-250ppm;血中COHb濃度≦15%)3時間を行った後に腎臓を摘出しMHC不適合間レシピエントに対し移植を行ったところ、術後の血清Cre値(mg/dl)は1.46(POD1)、2.12 (POD2)であり、非脳死ドナー腎移植の平均Cre値2.8(POD1)、2.4(POD2)に対し、抑制効果を認めた。組織学的にも再灌流1時間後、POD2の腎生検で、IRIの指標である尿細管障害が顕著な抑制を呈した。更に、脳死ドナー臓器の体外灌流保存中のCO投与による治療効果の検討(計画書目的2)に着手した。脳死後3時間を経た動物から臓器を摘出し、3時間体外灌流保存を行い、その間に3時間のCO吸入(上記と同様の設定)を行った後に肺移植を行ったところ、術後IRIの軽減効果が得られた。深刻なドナー不足に対するドナー適応の際には、虚血再灌流障害IRIによる急性臓器不全や急性・慢性拒絶の発生増加が懸念される。種々の細胞保護効果を有する一酸化炭素COに着目し、炎症前駆物質の活性化が組織障害を惹起する脳死ドナー個体や臓器へのCO投与による臓器保護効果に基づいた、ドナー拡大および移植成績の向上を目指す前臨床研究を、詳細な免疫反応評価が可能な組織適合性抗原MHC確立ミニブタを用いて、引き続き実施した。平成27年度は、1)脳死ドナーに対するCO効果の評価(腎移植モデル)、2)腎臓体外灌流保存法の確立と脳死ドナー臓器へのCO投与効果に焦点をあてた研究を行った。6時間の脳死ドナーを用いてMHC完全不適合間腎移植を行うモデルを用いて評価を行ったところ、脳死後3時間を経たドナーへの3時間CO吸入(血中COHb濃度は15-20%に維持)を行った症例と、非CO吸入症例との術後早期のクレアチニン値の比較において、両者に明らかな差を認めなかった。

肺移植ではこのCO投与方法で効果が見られたことと相反する結果であり、肺移植に比べ腎移植では脳死後6時間での臓器内炎症性サイトカイン発現が低値であり、COによる抗炎症効果が働かなかった可能性を含め、臓器間でのCO投与効果に差があることを示唆する結果であった。さらにPCPS装置を用い、至適灌流液、血液含有量、流量を中心にした腎臓体外灌流手技の確立を平成27年度に行い、引き続きこの灌流装置中にCOを付加することによって、脳死ドナー腎移植モデルでのCO投与効果を明らかにする研究を継続している。一酸化炭素COの細胞保護効果が知られるなか、有毒ガスCOの臨床応用には大動物による検討が必須であると考え、CO吸入による肺IRI抑制効果や、移植肺生着延長効果を大動物で初めて報告した。今回、臨床移植医療での応用性が高い手法を開発する前臨床大動物実験として、1)脳死ドナーに対するCO投与効果、2)ドナー灌流保存中のCO投与効果を検討した。実験の結果、脳死ドナー投与のみで肺移植モデルでは有意な生着延長効果が得られ、またドナー灌流保存時のCO投与によるIRI抑制効果を示した。一方、腎臓では肺と同様の効果は得られず、臓器間での有効なCO投与法や量が異なる可能性など、今後の検討課題が明確となった。平成26年度は、1脳死ドナーに対するCO投与が、術後の移植腎機能障害を抑制する可能性を示しえたこと、2さらに、体外灌流保存中にドナー臓器にCOを投与することによって、術後虚血再灌流障害を制御できる可能性を明らかにしたこと(肺移植モデル)から、今後、上記12については症例を重ねること、さらに2の体外灌流保存中のCO投与に関する移植実験を進め、腎移植モデルに対しても肺移植実験の手法を応用しうるという観点から、円滑な課題の推進が可能である。したがってこれらの課題については、最終年度までに研究課題の達成をはかることが十分可能であり、極めて順調に進展しているものと判断する。一方、ガスとしてのCO投与の代替的投与法であるCO放出物質CO-releasing molecule(CORM)の効果を検討という点ではやや遅れを生じていることから、平成27年度の重点課題とする必要があるものの、以上の点をふまえて、研究課題全体としてはおおむね順調に進展していると判断している。外科学一般平成26年度に結果がえられた、1脳死ドナーに対するCO投与が、術後の移植腎機能障害を抑制する可能性を示しえたこと、2体外灌流保存中にドナー臓器にCOを投与することにより、術後虚血再灌流障害を制御できる可能性を明らかにしたことの2点ついては症例を重ね、課題に対する結論を得る。さらに、体外灌流保存中のCO投与に関する実験については、肺移植実験の方法に準じて腎移植実験も並行して行うことによって、研究課題の達成をはかる方針である(これらの実験はいずれも、平成25年度、26年度と同様に脳死ドナーからのMHC完全不適合間ミニブタ移植モデルをたんきかん免疫抑制剤使用下に行う)。さらに、ガス吸入は、臓器間で効果に相違が生ずる可能性があること、またより簡便な方法による臨床応用性を考慮すると、CO吸入はより安全性に配慮した方が好ましいという観点から、代替的投与法のとして、CO放出物質CO-releasing molecule(CORM)を脳死ドナーへ投与し、効果を検討する。CORMは投与後体内でCOを産生するため投与に伴う安全性は高く、これまでの実験報告からCO吸入と同様の効果が得られることが期待されるものの、CO吸入とCORM投与の有効性を直接的に比較した検討はない。そこで平成25年度、26年度に行った実験モデル(脳死6時間後のドナー臓器を用いたMHC完全不適合間ミニブタ移植実験)を用いて、有効性の解明をはかる。
日間変動に着目した睡眠時ブラキシズム発症とセロトニン神経活動

睡眠時ブラキシズム(SB)の発現メカニズムは十分解明されておらず,その解明ならびに治療法の確立が急務といえる。微小覚醒との関連が報告されているSBと全身運動との間にも関連が認められる可能性が高い。そこで,睡眠時の全身の生理的運動について睡眠時の覚醒反応,SB発症との関連を含めた詳細な検討を行った。その結果,SBの発現メカニズムには,睡眠時の覚醒反応に加え,下肢の動きや嚥下の発症も何らかの関連性を有している可能性が示唆された。我々はこれまでに,睡眠時ブラキシズム(SB)の発症頻度とセロトニントランスポーター(SERT)によるセロトニン(5-HT)動態調節機能との関連を明らかにするため研究を行ってきた。重度SB被験者13名ならびに軽度SB被験者7名において,総SERTならびに各SERTの5-HT取り込み量を測定した結果,重度SB被験者に比べ軽度SB被験者のほうが有意に高い結果となった。この結果から,SB頻度と関連するのは,SERTの5-HT取り込み量である可能性が示唆された。しかし,日間変動を呈することが明らかなSB頻度に対して,5-HT神経系の神経終末の動態調節機能にも短期での機能変化が生じるのかについてはこれまで検討されていない。そこで本研究では,日間変動を有するSB頻度と5-HT機能の変動との関連を解明することを目的とした。申請書にはSB測定方法として, SB研究のゴールデンスタンダードとなっているポリソムノグラフィー(PSG)を用いる計画であったが,その測定操作や評価が煩雑であり複数夜の測定に手間と期間を要することが想定された。そのため,まず先行研究で使用した簡易貼付型SB測定装置(BiteStrip)の測定精度を検討した。健常者17名を対象に,動画撮影を含むPSGによる咬筋筋活動(EMG)検査とBiteStripによるSB測定を終夜同時に行った。PSG検査結果をもとにLavigneらの評価基準を黄金率として, BiteStripの各カットオフレベルでの感度・特異度を算出した。睡眠効率が80%以下であった3名を除外した14名を解析対象者とした。PSG検査の診断基準からSB低頻度群6名,無SB群8名であった。低頻度群以上を陽性とした場合の感度・特異度・陽性的中率・陰性的中率・正診率はBiteStripスコア1,スコア2間をカットオフとした場合が最も高く,それぞれ1.00,0.88,0.86,1.00,0.93であった。以上の結果よりBiteStripはSB評価ツールとして有用である可能性が示唆された。睡眠時ブラキシズム(SB)の随伴症状の部位特異性ならびに発現頻度について検討した。本研究に同意が得られた個性正常咬合を有する健常者17名を被験者とし,一終夜ポリソムノグラフ検査(Neurofax EEG-9200,日本光電)を行った。脳波,眼電図,心電図,筋電図(頤筋,両側咬筋,両側前脛骨筋),呼吸,体位,血中酸素飽和度の計測,音声動画撮影を行った。これらは十分に訓練された1名が全例実施した。睡眠判定は,睡眠段階判定国際基準(Rechishaffen & Kales),睡眠時覚醒(SA)はAmerican Sleep Disorders Associationの基準に基づいて算出した。SB評価は,Lavigneらの判定方法を参考に両側咬筋の筋活動量を最大噛みしめに対する比率に変換し,その10%を閾値とした。また,音声動画記録と前脛骨筋筋電図および体位センサーから下肢体動,嚥下,上肢体動,掻痒,体動,その他に分類した。以上より全SAを,SB発症を伴うSA(SAwSB)と,SB発症を伴わないSA(SAw/oSB)に分け,随伴症状の比較を行った(t-test)。本研究は本学疫学研究倫理委員会の承認後に施行した(第602号)。睡眠効率が80%以下であった被検者3名を除外し,解析対象者を14名とした。平均SA回数は102.5±37.2であり,SAwSB,SAw/oSBはそれぞれ10.6±7.63, 91.9±36.2(回/夜)だった。随伴運動は,SAw/oSBに比べSAwSBに有意に多く発生し(69.2±19.5,95.1±6.6 (%), p<0.01, t-test),下肢体動,嚥下,上肢体動,掻痒の順に多く認められた。特に下肢体動は,SAwSBに有意に多く認められた(p<0.01, t-test)。以上よりSBの発症には,覚醒反応に加え下肢体動や嚥下も何らかの関連を有している可能性が示唆された。今年度は被験者

集積とPSG検査の実施予定であったが,研究を進めるにあたりSB評価の簡便化ならびにその妥当性を検証する必要があった。そのため先行研究にてBiteStripの測定精度を検討した。その結果,SB評価ツールとして有用であることが確認できた。現在は被験者の集積を行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学集積した被験者にBiteStripを用いてSB頻度を1か月毎に合計3夜測定する。末梢血血小板上のSERTの機能評価には放射性同位元素を用いた機能評価が必要であり,その測定には時間的制約が非常に多く,頻繁な実験の遂行は困難である。その解決策として,簡易型SB測定装置であるBiteStripを用いることにより,複数名の被験者のSB評価を同時に施行することが可能となり,その結果その後に予定している[3H+]RI assayでのSERTの5-HT取り込み能の測定やELISA assayによる機能評価を効率よく実施することが可能となることにより研究遂行の実行可能性も高まったと言える。
16－18世紀インドにおける存在一性論の継承についての実証的研究

本研究の目的は、16ー18世紀インドにおける存在一性論の継承を実証的に明らかにすることにある。存在一性論は、イスラーム圏において広く受け入れられてきた思想であるが、インドにおいてアフマド・スィルヒンディー(1624年没)が、存在一性論は不完全であると批判する目撃一性論を唱えると、論争が引き起こされた。その後、スィルヒンディーと同郷のシャー・ワリーウッラー・ディフラウィー(1762年没)は、存在一性論と目撃一性論を調和したとされている。存在一性論を唱えたイブン・アラビー(1240年没)の著作がどのようにインドへ伝わり、スィルヒンディーの目撃一性論と、ディフラウィーの調和に至ったかを詳らかにする必要がある。ディフラウィーの自伝によれば、彼が十代で学んだ書物にイブン・アラビー本人の著作はない。しかし、イブン・アラビーがその主著Fusus al-Hikamを、自身の手によって要約したNaqshal-Fususに対する、アブドゥッラフマーン・ジャーミー(1492年没)の注釈書Naqd al-Nususは学んでいたことが分かっている。本年度は、ディフラウィーの伝記の記述を手がかりに、Naqsh al-FususとNaqd al-Nususの分析を試みた。具体的には、KH Coderを用いたテキストマイニングを行ない、Naqsh al-FususとNaqd al-Nususで使用される語彙の違いを比較した。これにより、イブン・アラビー本人の思想と、注釈者ジャーミーによって解釈されたイブン・アラビーの思想の特徴的語彙を計量的に示すことができた。しかし、KH Coderで分析可能な言語の制約により、アラビア語原典ではなく、英語訳を用いなければならない。アラビア語原典そのものをテキストマイニングするために、Stanford Parserを用いた分析方法を習得した。文献資料から裏づけられる師弟関係の系譜を確定するため、原典読解に加えてテキストマイニングを行なうことが本研究の研究手法である。アラビア語のテキストマイニングを試みるにあたり、当初さまざまな技術的制約に基づく問題点があった。第一に、アラビア語をデジタル化する必要がある。アラビア語原典をデジタル化するOCR(光学式文字読取装置)ソフトで、本研究に耐えうる精度のものがないことから、基本的にはアラビア語原典を手作業でパソコンに打ち込むことになる。しかし、書籍のデジタル化の進展につれて、著名な書物であればデジタル化資料の入手が容易となってきた。また、研究予算に余裕があれば、OCRソフトを購入し、不正確な読み取り箇所だけ手作業で修正すれば時間短縮につながる。現段階においては、既にデジタル化された文献に対象を絞って分析することで、第一の問題が顕在化していない。第二は、アラビア語のテキストマイニングをいかに可能とするかという問題であった。アラビア語を英訳したものを対象にテキストマイニングを行うなどの代替手段をとっていたが、アラビア語の自然言語処理が可能なStanford Parserによって、原典テキストをデジタル化すれば、各種解析を行なえるようになった。Stanford Parserを新たに導入するにあたって、言語学などの新しい専門分野や分析手法を習得する必要があったため、今年度は研究成果を出すには至らなかった。しかし、アラビア語のままテキストマイニングが可能になったということは、今後の研究を推進する手段を得たということである。以上から、研究成果の発表という点では予定よりも遅れがあるが、その遅れを補う研究手法の習得に本年度は取り組むことができたと考える。次年度は、今年度の研究成果を2本の研究ノートにまとめることを予定している。1本目は、Stanford Parserによるアラビア語分析を行うための日本語マニュアルである。アラビア語のテキストマイニングは、思想や文学の研究にとどまらず、政治学や社会学にも広く応用可能な技術である。本国のアラブ研究者が、情報学を専門とせずとも容易に試行できるよう、平易で簡潔なマニュアルの作成を目指す。これにより、アラビア語によるテキストマイニング研究の発展への一助としたい。2本目は、KH Coderを用いたイブン・アラビーのNaqsh al-FususとジャーミーのNaqd al-Nususの英訳の分析結果をまとめたものである。存在一性論は、イブン・アラビー本人の著作よりも注釈書を通じて広がった。そのため、存在一性論に特有とされる言葉の幾つかは、イブン・アラビー本人が用いなかった言葉とされている。アラビア語原典を用いたテキストマイニング分析ではないが、イブン・アラビー本人と注釈者のテキストを比較することにより、先行研究を計量的にも裏付けることができる。英訳の分析により大きな研究成果が見込めるようであれば、アラビア語原典による分析も行うこととする。また、ペルシア詩研究においては、存在一性論の思想が取り入れられたことを示す特徴的な言葉の存在が指摘されている。16ー18世紀インドを研究対象とする当初の研究計画から外れるが、存在一性論の継承について計量的に裏付けていくという点では、目的を同じくする。研究手法の有効性や問題点を明確にするためにも、存在一性論がペルシア詩に取り入れられた前後の時代の英訳のある代表的なペルシア詩を対象とし、存在一性論的語彙の計量的分析を試みたい。あわせて、ペルシア語のテキストマイニングが可能なソフトについての調査も継続して行う。

存在一性論は、イスラーム圏において広く受け入れられてきた思想であるが、インドにおいてアフマド・スィルヒンディー(1624年没)が、存在一性論は不完全であると批判する目撃一性論を唱えると、論争が引き起こされた。その後、スィルヒンディーと同郷のシャー・ワリーウッラー・ディフラウィー(1762年没)は、存在一性論と目撃一性論を調和したとされている。存在一性論を唱えたイブン・アラビー(1240年没)の著作がどのようにインドへ伝わり、スィルヒンディーの目撃一性論と、ディフラウィーの調和に至ったかを詳らかにする必要がある。ディフラウィーの自伝によれば、彼が十代で学んだ書物にイブン・アラビー本人の著作はない。しかし、イブン・アラビーがその主著Fusus al-Hikamを、自身の手によって要約したNaqshal-Fususに対する、アブドゥッラフマーン・ジャーミー(1492年没)の注釈書Naqd al-Nususは学んでいたことが分かっている。本年度は、ディフラウィーの伝記の記述を手がかりに、Naqsh al-FususとNaqd al-Nususの分析を試みた。具体的には、KH Coderを用いたテキストマイニングを行ない、Naqsh al-FususとNaqd al-Nususで使用される語彙の違いを比較した。これにより、イブン・アラビー本人の思想と、注釈者ジャーミーによって解釈されたイブン・アラビーの思想の特徴的語彙を計量的に示すことができた。しかし、KH Coderで分析可能な言語の制約により、アラビア語原典ではなく、英語訳を用いなければならない。アラビア語原典そのものをテキストマイニングするために、Stanford Parserを用いた分析方法を習得した。文献資料から裏づけられる師弟関係の系譜を確定するため、原典読解に加えてテキストマイニングを行なうことが本研究の研究手法である。アラビア語のテキストマイニングを試みるにあたり、当初さまざまな技術的制約に基づく問題点があった。第一に、アラビア語をデジタル化する必要がある。アラビア語原典をデジタル化するOCR(光学式文字読取装置)ソフトで、本研究に耐えうる精度のものがないことから、基本的にはアラビア語原典を手作業でパソコンに打ち込むことになる。しかし、書籍のデジタル化の進展につれて、著名な書物であればデジタル化資料の入手が容易となってきた。また、研究予算に余裕があれば、OCRソフトを購入し、不正確な読み取り箇所だけ手作業で修正すれば時間短縮につながる。現段階においては、既にデジタル化された文献に対象を絞って分析することで、第一の問題が顕在化していない。第二は、アラビア語のテキストマイニングをいかに可能とするかという問題であった。アラビア語を英訳したものを対象にテキストマイニングを行うなどの代替手段をとっていたが、アラビア語の自然言語処理が可能なStanford Parserによって、原典テキストをデジタル化すれば、各種解析を行なえるようになった。Stanford Parserを新たに導入するにあたって、言語学などの新しい専門分野や分析手法を習得する必要があったため、今年度は研究成果を出すには至らなかった。
簡便、低侵襲に心不全重症度を可視化・定量可能な動物モデルの開発

ナトリウム利尿ペプチド(ANPおよびBNP)は、心不全時に心臓より分泌されるペプチド性生理活性物質である。その利尿作用等は心不全の改善に働くとされており、その製剤は心不全治療薬としてすでに臨床で頻繁に使用されている。本研究では長年謎であった心不全におけるナトリウム利尿ペプチドの発現を調整する仕組みを明らかにした。同時にこの現象を利用して心不全の重症度を無侵襲で定量化する技術を開発した。今後この活性化メカニズムの検討により新たな心不全の病態解明および治療法の確立が期待される。またその血中濃度は心不全の重症度を測る重要な指標ともなっているところが、ナトリウム利尿ペプチドが如何なるメカニズムで心臓において発現誘導されるかについては、ほとんど不明であった。本研究はその発現誘導メカニズムを明らかにし、さらにはその発現メカニズムを応用した心不全の重症度を低侵襲でモニターできる動物モデルの作成を目的とした挑戦的研究である。成果として、ナトリウム利尿ペプチドの発現誘導を行う領域を当該遺伝子からかなりはなれた部位にエンハンサーとして同定した。さらに、その領域を120bpまで狭小化し、生体内での役割を解明した。すなわち心不全の重症度によってこのエンハンサー活性が高い相関をもって上昇することを明らかにした。さらにこのエンハンサーにルシフェラーゼを付け遺伝子導入したマウスを作製し、心不全重症度を簡便、低侵襲に経時観察可能なマウスアッセイ系を確立した。本マウスに関する特許は大阪大学が承継して出願し、複数の製薬企業から心臓毒性のモニターマウスとして使用の打診を受けている。さらに、このエンハンサーの結合タンパク質のスクリーニングの開始とともにエンハンサー作動性化合物のスクリーニングも開始された。以上より挑戦的研究段階は終了し、27年度引き続き基盤研究として本研究内容は継続されることとなった。循環器内科
真球ナノ粒子の形状変換法の確立と2次元相互作用を活用した医用展開

高分子微粒子は高分子溶液を用いた乳化法やモノマーからの不均相重合法で調製される。得られる微粒子は、通常熱力学的に安定な真球形態のため、粒子同士あるいは界面とは点接触反応(1次元相互作用)となる。ディスク形態のように面をもつ構造体であれば、目的界面と面接触(2次元相互作用)できるため、反応性の向上等、特異な機能発現が期待できる。本研究では、既存の真球微粒子を熱プレスにて変形させディスクとする簡易調製法を確立し、2次元相互作用を活用したユニークな特性(界面接着性の向上、内包物の放出挙動の制御、凝集性の向上)を明らかにした。高分子微粒子は高分子溶液を用いた乳化法等で調製される。得られる微粒子は、通常熱力学的に安定な真球形態のため、粒子同士あるいは界面との反応は点接触反応(1次元相互作用)となる。面をもつディスク状構造体であれば、目的界面と面接触反応(2次元相互作用)できるため、反応性の向上等、特異な機能発現が期待できる。本研究では、既存の汎用性高分子であるポリスチレン微粒子を熱プレスにて変形させディスクとする簡易調製法を提案し、2次元相互作用によるユニークな特性(界面に対する接着性等)を明らかにする。アルギン酸ナトリウム水溶液にポリスチレン粒子を添加し均一に分散させた後、カルシウムイオン存在下にてゲル化させた。次に、得られたゲルを小型熱プレス機にて熱プレス(110oC, 10 MPa, 30 s)した後、EDTAにてゲルを溶解し、遠心分離精製した。分散体を走査電顕観察したところ、熱プレス前の真球状粒子(プレス前の粒径: 1.02μm)と比較して、粒径が増大したディスク状粒子が観察された(ディスク径: ca. 1.67μm)。断面観察もそれを支持した。このプレス温度は、仕込む粒子のガラス転移温度(Tg)に相当し、それ以下では変形しないことから、ディスク化の必要条件であることを実証した。さらに、ディスク径は、仕込む粒子の粒径で制御可能であることも確認した。ポリ-L-リジンを吸着させたカチオン表面にカルボキシル基導入真球粒子あるいはディスク状粒子を吸着させたところ、両吸着数は同程度であった。そこで、両基板に空気を流入させたところ、前者の大半は脱着したのに対し、後者は維持されていた。これは、ディスクと界面の2次元相互作用に伴い接着性が増大したためと考察できる。従って、粒子をディスクに変形するだけで発現するユニークな特性(接着性の向上)を明らかにした。今年度は、微粒子を熱プレスにて変形させディスクとする簡易調製法を確立し、2次元相互作用によるユニークな特性を明らかにした。したがって、本年度の研究目標は計画通りに達成され、順調に進展していると判断した。初年度は、微粒子を熱プレスにて変形させディスクとする簡易調製法を確立し、面接触による2次元相互作用によって界面への接着性が向上することを見出した。そこで最終年度では、各種高分子からなるディスクを調製し、内包したモデル薬剤の放出特性ならびに凝集反応を検証し、従来の真球微粒子と比較した。SPG膜乳化法により、生分解性ポリマー(PLGA)からなる真球微粒子を調製し、加熱プレス法を用いてディスクに変形させた。このとき、薬剤を想定した蛍光色素(DiOC2)の内包率は変形後も維持されていた(ディスク: ca. 0.20%,微粒子: ca. 0.23%)。そこで、生体表面を模倣したゲル表面にディスクならびに真球微粒子を吸着させ経時的にDiOC2の放出を測定したところ、前者の放出速度は後者と比較して顕著に加速した。これは、ゲル界面に対する接触面積が増大したためと考えられる。以上より、微粒子の形状によって内包物質放出挙動を制御できることを実証し、新しい薬物運搬用担体として応用できる可能性を見出した。また、モデル蛋白質を表面修飾したディスク、真球微粒子を調製した。蛋白質間を架橋する試薬を添加し凝集させたところ、前者は後者と比較して凝集速度が顕著に増大し、1分以内に目視可能な凝集塊となった。これは、ディスク間の面接触反応によって凝集が加速したものと考えられる。この知見は、新しい凝集比濁用担体として応用できる可能性を秘めており、現在、抗原抗体反応に置き換えて検証している。最終年度は、新しい薬物運搬体としてのディスク状粒子の創成を目指す計画にある。

薬剤内包の調製条件を決定し、薬剤放出挙動や目的患部への接着性等を定量的に評価する予定である。この時、既存の真球状粒子と比較しながら、ディスク状粒子に特有の現象を見出していく。生体材料学H27年度予算計画では、論文執筆にかかる英文校閲費(謝金)を計上していたが、投稿までに至らなかったため。H28年度は、H27年度に得られた研究成果として論文執筆中であり、差額を英文校閲費並びに投稿料に当てる計画である。
光触媒反応で生成する短寿命中間化学種のボルタンメトリー測定

活性酸素種の精確でより簡単な分別定量法は、生態関連科学や光触媒分野において待望されている。しかしながら過酸化水素以外の活性酸素種は中性水溶液中でさえ、寿命がきわめて短く、しかも活性種同士の反応や相互生成の問題もあり低濃度の分別定量は容易ではない。そのために新たな手法や原理に基づいた検出方法の確立が強く望まれている。ここでは、活性酸素種の中でも比較的寿命の長いスーパーオキシドイオンを過酸化水素および酸素存在下での水溶液中の電気化学分析法を開発し、酸化チタン光触媒の光励起初期反応過程で発生する微量の酢スーパーオキシドイオンの定量法へと応用した。グラシーカーボン電極を用い、設定電位0Vでスーパーオキシドイオンの電流応答の測定を行なったところ、得られた酸化電流は、他の活性種の妨害を受けずにスーパーオキシドイオンの濃度を決定するのに有効であることが確認できた。同様の方法で、酸化チタン懸濁溶液に光を照射したところ、酸化電流の増加が見られ、正孔捕獲剤である2-プロパノールを添加すると酸化電流がさらに増加した。この電気化学的手法が酸化チタン光触媒から生成した微量のスーパーオキシドイオンの定量に対し有効であることを見出した。また光照射を停止した後の酸化電流の減少曲線を解析することによって求めたスーパーオキシドイオンの不均化反応の二次反応速度定数を求めることができた。次に酸化チタン光触媒により発生する光照射時のスーパーオキシドイオンの定常濃度を求めた。市販の酸化チタンの種類により生成濃度は大きく依存する結果が得られた。2-プロパノールの添加によりすべてのTiO2種の中で、P25に2-プロノールを添加したときの02-の定常状態濃度が最も大きく、4.7μMの値が得られた。これは一般的に言われているP25の光触媒活性の高さと一致する傾向となった。酸素および過酸化水素存在下でのスーパオキシドイオンの電気分析一般に活性酸素種は,短寿命かつ反応性に富み,しかも低濃度の存在では,反応性をはじめとする化学的性質の解明は困難な状況であり,新たな手法や原理に基づいた検出法の確立が強く望まれている。本研究では,活性酸素種のなかでも比較的寿命が長い,O_2^<・->とH_2O_2との酸素存在下での水溶液中での電気化学的分別定量法を開発する。電気化学的手法とくにボルタンメトリーは,これらの活性種の酸化還元電位が異なるばかりでなく,用いる作用電極の種類により過電圧も大きく異なることが期待される。作用電極として微小の白金、金、グラシーカーボン(GCE)を用いて検討したところ、ボルタンメトリー測定の結果、GCE上でのH_2O_2の酸化および還元のどちらに対しても過電圧は大きく、一方O_2^<・->の酸化反応は容易に生じることを明らかにした。したがって、GCEを用いると酸素および過酸化水素が存在しても、測定電位を選択することによりO_2^<・->を定量可能なことを見出した。図2に酸素存在下、直径33μm GCE上0V vs AglAg^+での電流応答を示す。O_2^<・->ソースとしてKO_2を添加したとき(図2a)数十秒にわたって明瞭な酸化電流応答が見られ、O_2^<・->の不均化がこのpHでは遅いことが分かる。一方SOD存在下(図2b)では電流応答は見られず、aの酸化電流がO_2^<・->によることが確かめられた。また、この電位ではH_2O_2の電流応答はほとんど見られず(図2c)、H_2O_2が共存していても、O_2^<・->の定量が可能である。