hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
建設廃棄物同伴汚染物質の分離・除去の高度化

建設混合廃棄物破砕選別残さ(以下残さという)と建設廃木材を対象として、有害金属等の化学成分を制御する視点で選別方法の検討を行った。その結果、残さについては、鉛直流の風力選別と振動ふるいを併用することにより品質向上が図れること、有害金属含有建設廃木材は木材表面の色彩情報により分類することが可能であることが判明した。これらの技術を実際の廃棄物試料に適用したところ、残さ中の有機物(熱しゃく減量値)の9%19%、建設廃木材の有害金属の76 %(鉛)92%(ヒ素)を選別できることが明らかとなった。平成18年度は、建設廃棄物中間処理物(選別品)の採取、分析を行い、採取した選別品を用いて風力選別を併用した篩い分けの選別モデル実験を実施した。1建設混合廃棄物の破砕選別を行っている埼玉県内の施設7社について施設の調査を行い、うち2施設について現地調査を行った。混合廃棄物の破砕・選別工程から排出される選別品及び残渣の種類はほぼ共通しており、選別方法も類似していた。詳細な操作条件は企業の経験的ノウハウであり、情報は得られなかった。2破砕選別工程から排出された試料27種の分析を行ったところ、いずれの試料も主成分はAl, Si, Fe, Ca, Sと有機物(熱しゃく減量分)であり、有害金属等としては、全ての試料からPb, Zn, Cr, Cu, Niが検出された。また、有機物指標として熱しゃく減量、C, Nを分析したところ、熱しゃく減量は安定型埋立処分の基準値である5%を全ての試料が超過していた。また、建設混合廃棄物には多量の硫黄分が含まれ、埋立処分等の際に硫化水素ガス発生の原因となる可能性が高いことが判明した。これらの結果から、選別対象として重要な成分は、有機物、S, Pb, Zn, Cr, Cu, Niであると考えられた。3実施設において多用されている選別方法である風力選別と鯖い分けを組合せたモデル実験装置を用いて、11試料について汚染物質の分離実験を行った。実験で得た試料の分析結果から、風速が最も選別効果に影響を与えること、選別前の粒径分布、水分含量が大きく影響することが明らかとなった。水分含量が10%未満の試料では、風速1m/S未満から有機物の選別効果が一定となり、水分含量が同程度の場合は湿度が高い程風速の影響が大きくなる傾向がみられた。金属成分等については、Pb, Znがダストに移行しやすく選別効果が認められたが、S, Cr, Cu, Niについては選別効果が低く、一部の試料では選別効果が認められなかった。平成19年度は、湿式処理による汚染物質の除去効果の検討、水平流による風力選別実験を行い、昨年度の実験結果と併せて、建設混合廃棄物破砕選別残渣(残渣)の汚染物質除去手法を確立した。1.湿式処理の検討循環水噴霧による洗浄を振動ふるい上で行った。7種類の残渣について、重量体積比で20倍の水を用いて洗浄したところ、洗浄液のEC値は開始直後に急激に上昇し、67回循環した後(約10分後)は一定値を示した。洗浄後、ふるい上に残留した残渣の有機物等含有量は著しく減少した。水に溶解した有機汚濁成分や金属類は少量であり、付着していた微細粒子を洗い落とした泥状物の寄与が大きいことが判明した。2.水平流による風力選別処理実験の実施水平流の風力選別を行える小型実験装置を構築し、7種類の残渣について選別処理実験を行った。鉛直流の風力選別に比べて、選別に要する時間が短く連続処理が容易であるが、選別効果は試料の組成に強く依存し、効率良く有機物等を選別できた試料と、逆に選別効率の悪い試料に二分された。投入品質が変動する場合には、高効率な選別は技術的に難しいと考えられ、有機物含量の高い残渣の粗選別に有効と考えられた。3.汚染物質の選別効果の評価及び選別機構の解明と最適処理条件の決定残渣から風力選別により選別されるのは、軽量のプラスチック等と微細粒子であり、湿式処理によって取り除かれるのは、水溶性成分と微細粒子である。微細粒子は有機成分、有害金属等の濃度が高いため、取り除くことにより残渣の品質向上が図れることが明らかとなった。また、風力選別の高効率化のため、通風による水分含量削減について検討を行ったところ、分粒操作を併用することにより、微細粒子を選択的に乾燥できる可能性が示唆され、微細粒子の乾燥には1分間程度の通風で有効であった。このことから、乾燥、分粒、微細粒子除去を同時にできる鉛直流の風力選別併用ふるい分けが最も有効である。

平成20年度は、建設廃木材を対象に再生材料としての安全性向上のための選別技術に関する研究として、分光測色計を用いた有害金属含有廃木材の選別手法の開発を行った。建設廃木材破砕施設から採取した廃木材試料を用いて、JIS標準色票による目視判定と分光測色計による測定を行った。その結果を比較したところ、L^*a^*b^*表色系ではa^*が2.520、b^*が040の範囲るJIS標準色票による判定では未処理木材と判定していた。選別した廃木材中の有害金属を分析したところ、CCA処理木材等の防腐処理木材は選別できていたが、塗装廃木材については、塗料の色合いによって選別精度が異なった。次に、実際の建設廃木材破砕施設において色票による目視判定を行ったサンプルを持ち帰り、分光測色計による判定実験を行った。分光測色計の操作は簡便で測定時間は約2秒であった。合計161サンプルの測定結果から、L^*a^*b^*表色系による測定でa^*,b^*が指標となることを確認した。また、各波長の反射率を比較することにより、有害金属含有廃木材をより正確に判定できた。JIS標準色票を用いた外観の目視検査による判定と分光測色計を用いた場合の判定はほぼ一致した。目視判定する場合には、屋外では光の当たり方により色が異なって見える問題があった。逆に微妙な光沢の違い等により目視で判定できたベージュ色や薄茶色の塗装木材の判定が測色計では困難であった。目視と測色計の併用により確実な判定ができると考えられる。建設廃木材では有害金属は特定の表面処理廃木材に高濃度で含まれることが確認されたため、これらを判定することによりほぼ完全に有害金属を取り除くことが可能である。平成21年度に学会研究発表会で成果発表を行い、論文投稿予定である。
変位雑音相殺干渉計技術の展開による超標準量子限界干渉計の実現

変位雑音フリー干渉計(DFI)技術を用いて,標準量子限界(SQL)を越えるための超高感度変位計の開発を行った.SQLにアクセスするためには低周波領域で高い変位感度を要求するため,低周波で卓越する擾乱源を抑圧することが本質的に重要である.そこで干渉計部の光学素子を固着したモノリシック干渉計にファイバー光学系で光源を供給するリジッド光学系を採用し,数Hz以上の周波数帯域で光の散射雑音に制限される干渉計感度を実現した.さらに擾乱源である地面振動そのものを抑圧する方法として能動防振系を採用した.周波数帯域によって2-3桁程度の防振を実現し,地球上最も静かな環境以上の静寂な環境を実現した.従来と全く異なるアプローチである変位雑音相殺技術をさらに展開することによって,レーザー干渉計による位置測定の量子力学的限界である標準量子限界を越える方法を提案し,実験によって超標準量子限界となるレーザー干渉計を実現することを目的とする.早晩レーザー干渉を用いた重力波アンテナはこの標準量子限界で制限される感度に迫ると予想されることから,この量子雑音限界を破ることは干渉計の低周波での感度限界を取り除くことでもある.その結果,標準量子限界という感度の壁を実験を以って破ることはきわめて重要である.本研究では,雑音のキャンセルという独創的な手法を用いることによってコンパクトな超高感度「位相」センサーとなる干渉計を構築する.フルスペックの干渉計設備を用いることなく,テーブルトップサイズの小型干渉計でありながら世界有数の位相感度を目指す.変位雑音相殺干渉計を用いたこれまでの研究によると,標準量子限界を超える感度レベルに到達するためには,「ハイパワーのレーザーを用いる(実施済)」こと,「徹底された防振系を用いる」こと,および「軽量の鏡(試験質量)を用いる」ことの3つの技術要素を高いレベルで実現することがポイントである.本研究では後者2点について整備を行うことによって外部擾乱を抑え,SQLの感度領域にアクセスする.これをふまえ,今年度は高感度地震計(センサ)と受動防振装置(支持機構)を組み合わせた能動防振系の開発に着手した.ヘキサポッド等の固定支持機構を用いる場合に比較して防振効果も得られることがポイントである.併せて軽量鏡を実装するための捻れ振り子の開発を進めた.構造による非対称性を小さく抑えることで並進と回転の結合を極小化することが重要である.本研究は従来と全く異なるアプローチである変位雑音相殺技術をさらに展開することによって、レーザー干渉計による位置測定の量子力学的限界である標準量子限界を超える方法を提案し、実験によって超標準量子限界となるレーザー干渉計を実現することを目的としている。雑音のキャンセルという独創的な手法を用いることによってコンパクトな超高感度「位相」センサーとなる干渉計を構築し、フルスペックの干渉計設備を用いることなく、テーブルトップサイズの小型干渉計でありながら世界有数の位相感度を目指す。変位雑音相殺干渉計を用いたこれまでの研究によると、標準量子限界を超える感度レベルに到達するには、ハイパワーのレーザー、徹底した防振系、及び軽量の鏡(試験マス)の3つの技術要素を高いレベルで実現することがポイントである。本研究では後者2点について整備を行うことによって外部擾乱を抑え、SQLの感度領域にアクセスする。これを踏まえ、今年度は高感度地震計(センサ)と受動防振装置(支持機構)を組み合わせた能動防振系の開発を行った。受動防振装置はヘキサポッドなどの固定支持機構を用いる場合に比較して防振効果も得られることがポイントである。光学定盤に載せる測定光学系については地面振動の影響を抑えるためにモノリシックデザインの光学系を採用する。その際、入射光学系に関する振動が導入する雑音を回避するため、ファイバー入射光学系としたモノリシック光学系を製作し、その性能を評価した。また鏡のアライメントに不感となる光学系を設計し、プロトタイプ光学系を製作した。本年度は標準量子限界を超える感度レベルに到達するために挙げた3つのポイントのうち、「徹底した防振系」について高感度地震計(センサ)と受動防振装置(支持機構)を組み合わせた能動防振系の開発を行った。高感度地震計としてはnanometrics社製品を選定し性能評価を行った。またファイバー結合としたモノリシック光学系は双方向のマッツェンダー干渉計構成とし、ファイバー結合をする前後の変位感度測定によってその安定度を評価した。主に10Hz程度以下で散射雑音レベルからエクセスしていた雑音レベルが、ファイバー結合に変更することによって改善し散射雑音レベル付近まで低減することができた。また鏡のアライメント不感となる光学系は、微小鏡や浮上鏡など、アライメントの制御が容易でない場合に、アライメントを取らなくても可干渉性を担保するように光軸を受動制御する機構である。この機構の発明によって本実験を含む微小鏡を用いた光実験に大きく可能性を開いたと言える。これらの観点から、本研究は概ね順調に進展していると評価される。本研究は従来と全く異なるアプローチである変位雑音相殺技術をさらに展開することによって、レーザー干渉計による位置測定の量子力学的限界である標準量子限界を超える方法を提案し、実験によって超標準量子限界となるレーザー干渉計を実現することを目的としている。

変位雑音相殺干渉計を用いたこれまでの研究によると、標準量子限界を超える感度レベルに到達するには、ハイパワーのレーザー、徹底された防振系、及び軽量の鏡(試験マス)の3つの技術要素を高いレベルで実現することがポイントである。本研究では後者2点について整備を行うことによって外部擾乱を抑え、SQLの感度領域にアクセスする。これを踏まえ、今年度は高感度地震計(センサ)と受動防振装置(支持機構)を組み合わせた能動防振系の開発を行った。受動防振装置はヘキサポッドなどの固定支持機構を用いる場合に比較して防振効果も得られることがポイントである。真空槽そのものを防振したのち、真空槽の内部でさらに光学定盤を能動防振するといった2段構成の防振系とし、1Hzでの防振比を稼ぐ構成とした。真空槽内で閉じた系の能動防振系とするために真空槽に収納できる形態での制御系の設計を行った。併せて軽量鏡を実装するための捻れ振り子の開発を進めた。構造による非対称性を小さく抑えることで併進と回転の結合を極小化することが重要である。本年度は標準量子限界を超える感度レベルに到達するために挙げた3つのポイントのうち、「徹底した防振系」については高感度地震計(センサ)と受動防振装置(支持機構)に真空槽を組み合わせた能動防振系の開発を行った。受動防振装置としてはMinus-K社製品を選定し性能評価を行った。真空槽をMinus-Kで支え、さらに真空槽内にMinus-Kを設置して光学定盤を支えるという二重の構造としており、これらの調整を進めた。また制御系を含む能動防振系は真空槽内に格納されるため、電気回路、計算機などをコンパクトに設計し真空槽内格納型の制御機構として設計製作を進めた。また前年度経費で製作を行った鏡のアライメント不感となる光学系について性能評価を行った。複雑な光学系であるため、「光学素子」としての透過率は現在80%程度であるが、本来の目的であるアライメント不感特性についてはほぼ設計通りの性能であることが確認された。マイケルソン干渉計であればビームのダイバージェンスアングル程度のミスアライメントで完全に干渉を失うが、この光学系を用いることにより、光学系の大きさにともなう物理的制限の範囲内においてはミスアライメントの効果は認められないことが確認された。これらの観点から、本研究は概ね順調に進展していると評価される。本研究は従来と全く異なるアプローチである変位雑音相殺技術をさらに展開することによって、レーザー干渉計による位置測定の量子力学的限界である標準量子限界を超える方法を提案し、実験によって超標準量子限界となるレーザー干渉計を実現することを目的としている。雑音のキャンセルという独創的な手法を用いることによってコンパクトな超高感度「位相」センサーとなる干渉計を構築し、フルスペックの干渉計設備を用いることなく、テーブルトップサイズの小型干渉計でありながら世界有数の位相感度を目指す。
立体規則的リビングラジカル重合反応の開発

本研究では、立体規則性の制御が難しいことが知られているラジカル重合において、新しい方法の開発について検討した。すなわち、従来法が成長末端の前末端基を用いた立体制御に基づいているのに対し、本研究では成長末端置換基のみによる立体化学制御法の開発を行った。その結果、アクリルイミドモノマーとルイス酸としてMgBr2を組み合わせることで、四連子のメソ選択性(mmm)として99%以上の高い立体規則性が発現することを見出した。触媒量のルイス酸でも高い立体規則性が発現した。さらに、重合で得られたポリアクリルイミドを立体規則性をほぼ損なうことなく、対応するイソタクチックポリアクリレートへと変換できた。光学活性オキサゾリジノン置換基を持つアクリルイミドをモノマーとして用い、種々条件を検討することで極めて高い立体選択性で重合が進行することを明らかにした。すなわち、当該モノマーをCH2Cl2/THFの混合溶媒中に溶解し、モノマーに対して当量のMgBr2共存下でAIBNを用いてラジカル重合を行ったところ、四連子の選択性(mmm)で99%以上の高い選択性で、対応するポリマーが得られることがわかった。ルイス酸の選択が重要であり、ルイス酸が無い場合は二連子のメゾ選択性(m)は23%であった。また、種々ルイス酸を検討したが、MgBr2が最も良い結果を与えた。さらに、本立体規則重合系は比較的高温でも高い立体規則性を示し、-50 oCから室温において、いずれも二連子m選択性で99%以上であった。さらに、用いるルイス酸をモノマーに対して30%程度に減らしても、高い立体規則性を保ったままであった。この結果は、触媒的にルイス酸が働いていることを示しており、触媒による立体規則性重合の可能性を開く重要な結果である。さらに、オキサゾリジノンの不斉炭素に置換した基が立体規則性に及ぼす効果についても明らかにした。立体規則性がポリマーの物性に及ぼす影響について明らかにすることと、本重合体を汎用モノマーから得られるポリマーへと変換できることを明らかにするため、オキサゾリジノンの加溶媒分解について検討した。その結果、ルイス酸共存下において高圧下で加メタノール分解を行うことで、ほぼ定量的にポリアクリル酸メチルが得られることを明らかにした。昨年度明らかにした、光学活性オキサゾリジノン置換基を持つアクリルイミドをモノマーとして用いた立体規則性重合の汎用性の拡大と、機構の解明について検討を行った。汎用性の拡大については、オキサゾリジノンの置換基を変えてその効果について検討した。従来用いていたベンジル置換体に対して、tーブチル置換体を用いたところ、同様にMgBr2共存下で99%以上の高いメゾ体(m)二連子選択性が発現した一方、フェニル置換体ではm選択性が84%まで低下した。さらに、置換基のないオキサゾリジノンではm選択性は60%であり、置換基の選択が重要であることを明らかにした。さらに、これまでは(S)体のオキサゾリジノンを持つアクリルイミド用いていたが、(R)体のアクリルイミド(置換基はベンジル)を用いたところ、m選択性が99%以上の対掌体のポリマーが得られた。さらに、重合では溶媒の組成が重要であり、塩化メチレンとTHFの混合比が1/33/1の割合で用いることで、再現性良く高い立体特異性が発現することを明らかにした。さらに、ルイス酸とモノマーとの相互作用を明らかにするために1H NMRを用いた滴定実験を行った。CD2Cl2/THF-D8(1/1)の条件において、ジョブプロットよりルイス酸とモノマーとが1/1で錯形成を行うことと、さらにその錯形成の結合定数Kaが0.4 L mol-1であることがわかった。結合定数が極めて低かったが、これはルイス酸が触媒量で高い立体規則性が発現できる結果と良い一致をしている。一方、ルイス酸がモノマーに配位することでモノマーの反応性が大きく向上することから、反応系はダイナミックな平衡が存在するが、ルイス酸と配位して活性化したモノマーだけが、選択的に重合に関与していることが示唆された。さらに、ルイス酸に配位することで、モノマーおよび生成する重合末端ラジカルの配座が固定されるため、これにより立体規則性が発現していることが示唆された。極めて高い立体規則性が発現する重合系を発見したことは大変大きな成果であり、十分に研究課題を達成できているものと考えている。高分子合成本年度に明らかにした重合系をリビング系に適応することによる立体規則性と分子量制御の二元同時制御について検討を行う。当初の研究計画に示した通り、有機テルル化合物を用いるリビングラジカル重合を本年度開発した重合系で行うことで二元同時制御の達成を図る。

有機テルル化合物はルイス塩基点を持つことから、テルル化合物とルイス酸との錯形成により副反応が進行する可能性があるが、テルル上への電子求引性置換基の導入などの対策を図ることで、その問題の解決を図る。さらに、有機テルル系の重合がブロック共重合体合成に優れた性質を持つことを利用し、汎用モノマーとのブロック共重合体や、ルイス酸の有無の条件下での重合によるステレオブロック共重合体、さらに、絶対配置の異なるオキサゾリジノン置換基を持つモノマーを用いたステレオブロック共重合体などの合成を検討し、これまでにない新しい高分子群の創製を目指す。同時に、光学的な物性も含めた諸物性について、立体規則性が及ぼす効果について精査する。高い立体規則性がポリマーの物性にどのような影響を及ぼすのかを明らかにするために、オキサゾリジノン置換基の返還により、ポリアクリル酸エステルの合成を検討した。ある程度は予想していたのであるが、オキサゾリジノンの反応性が低いため、完全に置換する条件を探すのに時間を費やしたため、オキサゾリジノンの置換基効果で計画通りに終了できなかった実験が残った。これを遂行するために経費が必要である。消耗品費と成果発表に利用する予定であり、27年度の9月末を予定に使用を終了する予定である。
心理データにおける評定基準の個人間差異と個人内変動を記述する統計モデルの開発

本研究は,「心理データにおける評定基準の個人間差異と個人内変動を記述する統計モデルの開発」と題して,人間の心理・行動を測定したデータに対する分析モデルの開発を目的とした研究である.本研究は,平成19年度平成21年度までの3年間で計画された研究である.初年度にあたる平成19年度の研究の目的は,「評定基準における個人内変動を記述する統計モデルの開発」であった.研究の計画としては,「どのような判断基準からどのような判断基準に評定者内で評定基準が変動したか」という点を明らかにできるような統計モデルを,ベクトルモデルを潜在クラスモデルによって拡張することによって理論拡張をおこなう計画であった.それに対する研究成果は,理論を提案した上で,評定基準が変化するような対比較データを実験によって再現し,その評定データを提案したモデルによって分析をおこなった.さらに,情報量規準という観点からモデルの妥当性を実証した.また,個人内変動を記述するモデルの拡張をおこない,より柔軟なモデル表現を可能にした.これにより,経済学の分野で言われる「推移律を満たさないデータ」も分析可能になった.さらに,多枝多答式項目(複数の項目から複数の選択肢を選択させるような項目)において,その選択のパタンから選択特性を適切に評価する方法について研究成果を上げた.これにより,多枝多答式項目における評価をより適切におこなえるようになった.しかし,本研究で成し遂げていない点は,評定基準が個人内で変動するということを対比較データ以外では明らかにしていない点である.この点に関しては,今後の研究で明らかにする予定である.本研究は,「心理データにおける評定基準の個人間差異と個人内変動を記述する統計モデルの開発」と題して,人間の心理・行動を測定したデータに対する分析モデルの開発を目的とした研究である.本研究は,平成19年度平成21年度までの3年間で計画された研究である.初年度にあたる平成19年度の研究の目的は,「評定基準における個人内変動を記述する統計モデルの開発」であった.研究の計画としては,「どのような判断基準からどのような判断基準に評定者内で評定基準が変動したか」という点を明らかにできるような統計モデルを,ベクトルモデルを潜在クラスモデルによって拡張することによって理論拡張をおこなう計画であった.それに対する研究成果は,理論を提案した上で,評定基準が変化するような対比較データを実験によって再現し,その評定データを提案したモデルによって分析をおこなった.さらに,情報量規準という観点からモデルの妥当性を実証した.また,個人内変動を記述するモデルの拡張をおこない,より柔軟なモデル表現を可能にした.これにより,経済学の分野で言われる「推移律を満たさないデータ」も分析可能になった.さらに,多枝多答式項目(複数の項目から複数の選択肢を選択させるような項目)において,その選択のパタンから選択特性を適切に評価する方法について研究成果を上げた.これにより,多枝多答式項目における評価をより適切におこなえるようになった.しかし,本研究で成し遂げていない点は,評定基準が個人内で変動するということを対比較データ以外では明らかにしていない点である.この点に関しては,今後の研究で明らかにする予定である.
近畿地方における江戸問屋商人文書の整理保存と情報化

江戸問屋文書の所在については豪商の場合にはすでに知られているが、問屋名鑑と明治期の商工人名録を用いて、問屋文書を所蔵していると思われる人を調べ、聞き取りを行った。その結果、江戸問屋文書の所在の有無がいくつか判明した。この3年間には新しく判明した文書と既知の文書の調査と、整理作業、目録の作成、それにマイクロフイルムによる撮影収集を行った。江戸問屋文書の所在状況を冊子型の報告書に収めた。下り酒問屋山田家、木綿問屋西村家、下り酒問屋八尾家、江戸問屋ではないが、佐原と佐倉に販売のための店をもつ呉服問屋の杉本家、および油問屋の殿村家の文書目録を収めた。ただし山田家、杉本家は途中の報告となる。この期間にフイルムで収集したのは山田家、杉本家、八尾家、西村家、伊藤家、西川家、小西家などである。この報告書ではそれらの文書の中から、江戸店の店則類や奉公人に関する史料を選んで紹介した。当初の研究計画にしたがい、今年度に配分を受けた科学研究費を用いて行った、近畿地方における江戸問屋商人文書の整理保存のための作業、ならびにマイクロフィルムによる撮影のための作業、さらに新たに江戸問屋文書の所在確認のための作業を列挙すると以下の通りである。1、京都市中京区の山田家において江戸下り酒問屋山田家文書の整理と目録作成、および撮影を行なった。2、京都市東山区洛東遺芳館において江戸呉服問屋柏原家文書の撮影を行なった。3、津市常盤山文庫において江戸木綿問屋長井家文書の調査と撮影の準備作業を行なった。4、京都市下京区の杉本家において関東呉服問屋奈良屋文書の整理と撮影を行った。5、京都市左京区平山氏宅において江戸下り酒問屋八尾家文書の撮影を行った。その他に江戸木綿問屋長谷川家文書、江戸畳表問屋西川家文書、江戸下り酒問屋小西家文書の撮影を行った。また江戸下り酒問屋伊坂屋、江戸塗物問屋木村屋、江戸呉服問屋近江屋については現当主と連絡をとることができ、調査の糸口をつかむことができた。今年度に配分を受けた科学研究費を用いて行った研究活動の実績は以下の通りである。1、昨年度に引き続いて、京都市東山区の浴東遺芳館において、江戸呉服木綿問屋の柏原家文書の調査とマイクロフィルムによる撮影を行った。2、京都市中京区の山田家において江戸下り酒問屋山田家の文書の整理とマイクロフィルムによる撮影を行った。3、津市の常盤山文庫において江戸木綿問屋長井家の文書の整理とマイクロフィルムによる撮影を行った。それと同時に江戸木綿問屋川喜田家文書の収集も行った。その他に名古屋市の伊藤家において江戸呉服問屋松坂屋利兵衛家文書を、三重県多気町西村家において、江戸紙茶問屋大和屋の文書を、近江八幡市の西川史料庫において江戸畳表問屋の西川甚五郎家文書を、伊丹市立博物館において江戸下り酒問屋の小西家の文書を、京都市下京区杉本家において、奈良屋の文書を、いずれもマイクロフィルムにて撮影した。今年度に配分を受けた科学研究費を用いて行った研究活動の実績は以下のとおりである。1.昨年度に引き続いて、伊丹市立博物館において江戸下り酒問屋小西家文書の調査とマイクロフィルムによる撮影を行った。2.近江八幡市の西川史料庫において江戸畳表問屋の西川甚五郎家文書のマイクロフィルムによる撮影を行った。3.京都市下京区の杉本家において、関東呉服問屋奈良屋文書の整理と撮影を行った。4.津市の常磐山文庫において川喜田家文書のマイクロフィルムの複製による収集と、江戸木綿問屋長井家文書の調査を行った。5.江戸紙問屋松坂屋の関連文書のマイクロフィルムによる撮影を行った。6.江戸呉服問屋杉浦家文書の撮影を行った。今年度は研究計画の3年目であるため、調査、撮影した文書の目録を作成し、マイクロフィルムより文書を筆写し、報告書「近畿地方における江戸問屋商人文書の研究」を作成するための活動を行った。
オリゴＤＮＡカプセルをアジュバントとする乳酸菌経口ワクチンの創製

本研究は、2種の機能性経口素材(乳酸菌組換え体とオリゴDNAカプセル)を用い、炎症性腸疾患に対する新たな予防・軽減戦略を開発することを目的とする。これまで、炎症抑制作用が期待される哺乳類由来タンパク質(ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)もしくはインターロイキン-6特異的抗体(IL6scFv))を産生・分泌する乳酸菌組換え体の構築に成功した。また、HO-1産生乳酸菌(NZ-HO)の経口投与は、IBDモデルマウスにおける急性大腸炎症状を軽減することを明らかにした。本年度は、1NZ-HOの投与量の検討、2オリゴDNAカプセルの経口投与試験、3IL6scFvの免疫活性試験を実施し、以下の成果を得た。1IBDモデルマウスを用いてNZ-HOの投与量を検討し、急性大腸炎症状の軽減に有効な最適投与量を決定した。本成果は、NZ-HOをIBD軽減素材として開発する上で重要な基礎知見になることが考えられる。2IBDモデルマウスを用いて、抗炎症効果が期待されるオリゴDNA(iSG3)を包摂したオリゴDNAカプセルの単独もしくはNZ-HOとの併用投与試験を実施した。予想に反して、同カプセルの経口投与による急性大腸炎症状の軽減効果は認められなかった。オリゴDNAはその配列に依存して異なる免疫機能性を発揮することから、今後は、包摂するオリゴDNAの種類の検討が望まれる。3乳酸菌組換え体が産生するIL6scFvは抗体としての免疫活性を有することを明らかにした。本成果は、抗サイトカイン抗体断片を産生する乳酸菌組換え体の構築に成功した世界初の成果となった。28年度が最終年度であるため、記入しない。「炎症性腸疾患(IBD)」は、腸やその他消化器官における原因不明の慢性炎症疾患である。近年、先進諸国を中心にIBD患者数が爆発的に増加しているが決定的な治療法は確立していない。そこで本研究は、治療物質の経口的な腸管運搬システムとして「乳酸菌組換え体」と「オリゴDNAカプセル」に着目し、これら二つの素材を融合した新しいIBD予防・軽減戦略の開発を目的とした。26年度は、抗炎症タンパク質の運搬媒体として「ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)」および「インターロイキン-6特異的抗体(IL-6 Ab)」を産生する乳酸菌組換え体の構築に取り組み、以下の成果を得た。1.乳酸菌組換え体の作出:マウス(m)HO-1およびmIL-6 Abの抗原結合領域(scFv)をコードする遺伝子を乳酸菌用細胞内発現型もしくは細胞外分泌型プラスミドにそれぞれ導入することに成功した。加えて、緑色蛍光タンパク質とmHO-1の融合タンパク質発現ベクターも得た。作出した遺伝子発現ベクターはそれぞれ乳酸菌(Lactococcus lactis)に遺伝子導入した。得られたL. lactis組換え体における組換え(r)タンパク質の産生はウエスタンブロット法にて解析した。作出したすべてのL. lactis組換え体はデザインしたrタンパク質を目的の局在に産生することを明らかにした。2. rタンパク質の活性試験:HO-1はヘムの分解を触媒する酵素であることから、酵素活性を指標にrmHO-1の生理活性を検証した。分光学的手法において、rmHO-1はヘムの分解活性を有していることを明らかにした。rmIL-6 Ab scFvの生理活性はIL-6との結合能を指標にELISA法を用いて検証した。rmIL-6 Ab scFvは市販のIL-6 Abと競合的にIL-6に結合することが示唆された。以上の研究成果は、2件の学会発表にて報告した。本研究は、「乳酸菌組換え体(gmLAB)」と「オリゴDNAカプセル」という二種の経口素材を用い、原因不明の難病として知られる炎症性腸疾患(IBD)の新しい予防・軽減戦略を開発することを目的としている。平成26年度は、優れた抗炎症作用が期待される「ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)」もしくは「インターロイキン-6特異的抗体(IL6scFv)」を分泌する乳酸菌(Lactococcus lactis)組換え体の構築に成功し、産生タンパク質の生理活性を明らかにした。平成27年度は、HO-1を分泌するL. lactis組換え体(NZ-HO)の抗炎症効果を、デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)に誘導される急性大腸炎のモデルマウスを用いた経口投与試験にて検討し、以下の成果を得た。1.経口投与したNZ-HOは、生きて大腸に到達し、大腸粘膜において組換えHO-1を分泌する:健常マウスもしくは3%DSSを含む飲料水を摂取させ急性大腸炎を誘導したマウスに、NZ-HOを経口投与した。同マウスの大腸より、NZ-HOの生菌を回収することに成功した。また、大腸粘膜における免疫組織化学解析から、組換えタンパク質特異的抗体(抗His-tag抗体)の陽性反応を得た。2. NZ-HOの経口投与は、急性大腸炎を軽減する:マウスに3%DSSを含む飲料水を5日間自由摂取させ急性大腸炎を誘導した。DSSの投与2日前から投与最終日まで、生理食塩水(PBS)、ベクターコントロール株(NZ-VC)もしくはNZ-HOを1日1回経口投与した。NZ-HO投与群は、PBSおよびNZ-VC投与群と比較して、大腸炎症状(体重減少・下痢・血便の肉眼症状、組織損傷に伴う大腸の短縮および病理組織学的所見)が有意に改善した。

また、NZ-HOは、大腸におけるサイトカイン(免疫調節分子)ネットワークを有益に調節することを明らかにした。平成27年度は、NZ-HOの大腸炎軽減効果を、マウスを用いたin vivo試験にて実証し、同gmLABを腸炎の新規予防/治療ツールとして開発することに成功した。また、2件の学会発表および1報の原著論文にて研究成果を公表するに至り、内1件の学会発表において発表賞(日本畜産学会第120回大会優秀発表賞)を受賞することができた。以上より、当初の研究計画を達成したことに加え、研究成果を発表し、高い評価を得たことから、「当初の計画以上に進展している」と評価する。本研究は、2種の機能性経口素材(乳酸菌組換え体とオリゴDNAカプセル)を用い、炎症性腸疾患に対する新たな予防・軽減戦略を開発することを目的とする。これまで、炎症抑制作用が期待される哺乳類由来タンパク質(ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)もしくはインターロイキン-6特異的抗体(IL6scFv))を産生・分泌する乳酸菌組換え体の構築に成功した。また、HO-1産生乳酸菌(NZ-HO)の経口投与は、IBDモデルマウスにおける急性大腸炎症状を軽減することを明らかにした。本年度は、1NZ-HOの投与量の検討、2オリゴDNAカプセルの経口投与試験、3IL6scFvの免疫活性試験を実施し、以下の成果を得た。1IBDモデルマウスを用いてNZ-HOの投与量を検討し、急性大腸炎症状の軽減に有効な最適投与量を決定した。本成果は、NZ-HOをIBD軽減素材として開発する上で重要な基礎知見になることが考えられる。2IBDモデルマウスを用いて、抗炎症効果が期待されるオリゴDNA(iSG3)を包摂したオリゴDNAカプセルの単独もしくはNZ-HOとの併用投与試験を実施した。予想に反して、同カプセルの経口投与による急性大腸炎症状の軽減効果は認められなかった。オリゴDNAはその配列に依存して異なる免疫機能性を発揮することから、今後は、包摂するオリゴDNAの種類の検討が望まれる。3乳酸菌組換え体が産生するIL6scFvは抗体としての免疫活性を有することを明らかにした。本成果は、抗サイトカイン抗体断片を産生する乳酸菌組換え体の構築に成功した世界初の成果となった。26年度は、生理活性を有するrmHO-1およびrmIL-6 Ab scFvを産生するL.lactis組換え体の構築に成功し、本年度最大の目的であった「抗炎症タンパク質を産生する乳酸菌組換え体の取得」を達成した。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると評価する。平成28年度は、急性大腸炎モデルマウスにおいてNZ-HOの投与量を比較検討し、大腸炎軽減における最適投与量を決定する。また、IL6scFvを分泌するL. lactis組換え体の抗炎症効果を、同様の大腸炎モデルマウスを用いた経口投与試験において検討する。最後に、本研究で作出したL. lactis組換え体とオリゴDNAカプセルとの併用経口投与試験を行い、オリゴDNAカプセルの抗炎症アジュバントとしての利用価値を検証するとともに、「乳酸菌組換え体」+「オリゴDNAカプセル」のIBD予防/治療戦略としての有用性を考察する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
新しいフィブリン溶解機序に関する研究

白血球中に存在するエラスタ-ゼの凝固線容系に及ぼす影響について、エラスタ-ゼが増加する病態である白血病を中心に検討を行った。その研究成果の概要は以下のごとくである。尚、白血球エラスタ-ゼの動態は血獎中エラスタ-ゼ・α_1プロテア-ゼインヒビタ-複合体(Eーα_1PI)を指標として解析した。1.急性前骨髄性白血病は血獎中Eーα_1PIが著増する疾患であるが、同疾患においてエラスタ-ゼがフィブリノゲンやフィブリンの分解に関与していることを明らかにした。2.フィブリノゲン、フィブリンの白血球エラスタ-ゼによる分解産物は、従来からのFDP測定法に用いられているポリクロ-ナル抗体と反応するため、この測定法ではプラスミンによる分解産物とは区別できないことが明らかとなった。モノクロ-ナル抗体を用いたDダイマ-測定法では、エラスタ-ゼ分解産物に対する反応性は使用する抗体の性質の差によって異なった。3.慢性骨髄性白血病(CML)もEーα_1PIが著増する疾患であるが、慢性期にはDICの合併やプラスミンの関与が少ない。CML慢性期に、一部の凝固因子・凝固阻止因子活性の低下を認めることがあり、抗腫瘍剤で白血球数が低下しEーα_1PI値が低下すると、その異常が改善する。このことは、白血球エラスタ-ゼが一部の凝固線溶系因子の分解に関与している可能性を示している。4.血管内皮上の膜蛋白であるトロンボモジュリン(TM)は、in vitroではエラスタ-ゼなどの種々のプロテア-ゼにより分解されるが、血中に遊離したTM分解産物は血管内皆障害の指標と考えられている。Eーα_1PIが増加するCML慢性期症例では血中TM濃度の増加を認め、抗腫瘍剤の使用により白血球数とEーα_1PI値が低下すると、血中TM値も低下した。また血中TM値とEーα_1PI値とは正相関を示した。これらの所見は、血白球エラスタ-ゼが血管内皮上のTMを切除している可能性を示唆している。線溶系は主としてプラスミノゲンとこれを活性化するt-PA、その阻止物質、プラスミノゲンが活性化されて生じたプラスミンに対する阻害物質であるα_2プラスミン・インヒビタ-より成り立っている、しかし、最近、白血球中において蛋白分解作用を有する酵素であるエラスタ-ゼが形成され、これが流血中に放出されることが明らかとなった。もし、エラスタ-ゼが、フィブリンまたはフィブリノゲンをはじめとする凝固因子を分解するとすれば、それは古典的な線溶系とも言うべきプラスミン系に対する新しい線溶系と言うことができると思われる。急性前骨髄球性白血病例ならびに白血球の著しく増加した慢性骨髄性白血病例においてエラスタ-ゼとその阻止物質であるa_1proteinaseinhibitor(α_1PI)の複合体の血中濃度が著しく増加し、血中の白血球1個あたりでは急性前骨髄球性白血病の例での増加が群を抜き、前骨髄球、顆粒球中にエラスタ-ゼが存在し、これが血漿中に放出されると考えられた。また、多量のプラスミンを生じていないのにFDPの増加している例では、エラスタ-ゼ・α、PI複合体の増加が見られ、エラスタ-ゼによるフィブリンまたはフィブリノゲンの分解によりFDPを生じている可能性が示された。試験管内でフィブリンまたはフィブリノゲンにエラスタ-ゼを加えてこれを分解させると、従来の測定方によりFDPと判定される分解産物を生じた。また、フィブリノゲンのエラスタ-ゼにより分解産物を、安定化フィブリンのプラスミンによる分解産物(XDP)に特異的とされるモノクロ-ナル抗体を用いて免疫学的に測定すると、用いるモノクロ-ナル抗体の種類によってはこれに反映し、フィブリノゲンが分解しているのに、フィブリンが分解していると誤られるような結果が得られているのに、フィブリンが分解していると誤られるような結果が得られている。このことは、従来の方法による。FDP、またはXDPの測定の解釈に問題のあることを示す成績である。

このことは、白血球エラスタ-ゼが一部の凝固線溶系因子の分解に関与している可能性を示している。4.血管内皮上の膜蛋白であるトロンボモジュリン(TM)は、in vitroではエラスタ-ゼなどの種々のプロテア-ゼにより分解されるが、血中に遊離したTM分解産物は血管内皆障害の指標と考えられている。Eーα_1PIが増加するCML慢性期症例では血中TM濃度の増加を認め、抗腫瘍剤の使用により白血球数とEーα_1PI値が低下すると、血中TM値も低下した。また血中TM値とEーα_1PI値とは正相関を示した。これらの所見は、血白球エラスタ-ゼが血管内皮上のTMを切除している可能性を示唆している。顆粒球中のエラスタ-ゼは,試験管内でフィブリノゲン,フィブリンを分解し,顆粒球の著明に増加した慢性骨髄性白血病患者における,出血性素因の一因となる可能性がある.また,急性前骨髄球性白血病の白血病細胞中には極めて多量のエラスタ-ゼが含まれていて,それがフィブリンの溶解や凝固因子の分解を生じてそのほとんどの例に合併するDICの凝固異常や出血傾向を促進している可能性がある.今年度は,エラスタ-ゼと流血中のトロンボモジュリン(TM)との関連について検討した.対象は通常エラスタ-ゼが著しく増加し,しかもDICを生じない慢性骨髄性白血病患者である.患者血漿中のエラスタ-ゼの存在を反映するエラスタ-ゼとその阻止物質であるα_1プロテイネ-ス・インヒビタ-との複合体(Eーα_1PI)は著明に増加していた.血中のFDPは軽度に増加していたが,血小板数は正常であり,トロンビン・アンチトロンビンIII複合体,プラスミン・α_2プラスミンインヒビタ-複合体も増加しないので,DICは存在せず,FDPの増加はエラスタ-ゼによるフィブリノゲンの分解を反映している可能性が強いと思われた.なお,Eーα_1PIの血漿中濃度は,血漿中のTMの濃度と有意に正相関した(n=39,r=0.81,p<0.001).TMは血管内皮中に存在する重要な凝固阻止物質であるが,流血中のTMは血管内に顔を出している抗凝固活性を有する部分が血管内皮を貫通している部分から切断されたもので,機能を有しないと考えられる.エラスタ-ゼはおそらくこの切断に関与しているのであろうと思われる.この点,エラスタ-ゼは,従来の血栓阻止的に作用しているとの考え方とは逆に,血管障害性に働いている可能性も考えられる.われわれは糖尿病患者において,Eーα_1PIが増加している成績を得ているが,むしろエラスタ-ゼの増加が糖尿病の血管障害の進行を加速しているのかも知れない.血漿中の白血球エラスタ-ゼ濃度が著増する疾患の1つに、慢性骨髄性白血病(CML)がある。CML慢性期では、DIG状態とは考えにくい場合にも凝血学的異常所見を認めることがあり、エラスタ-ゼが関与している可能性が考えられる。そこで今年度は慢性期CML患者を対象として、白血球エラスタ-ゼと凝固線溶系因子との関連について検討した。CML診断時には、白血球エラスタ-ゼの血中への放出の指標と考えられているエラスタ-ゼ・α_1プロテア-ゼインヒビタ-複合体(Eーα_1PI)が著明に増加していた。凝血学的検査所見としては、健常者と比較するとAPTT延長、FDP上昇を認め、凝固因子活性は第II・V・IX・XII因子が低下傾向を示した。凝固阻止因子、線溶因子、線溶阻止因子についても検討したところ、プロテインC(PC)活性・抗原低下、遊離型プロテインS(PS)抗原低下、プラスミノゲン活性低下を認めた。DICの指標であるD・ダイマ-、トロンビン・アンチトロンビンIII複合体やプラスミン・α_2プラスミンインヒビタ-
不死化膵上皮細胞を用いた遺伝子再編成手法による膵癌発癌及び浸潤機構の解明

近年、膵管癌はRas, p16,p53及びDPC4などの遺伝子異常の蓄積により起こることが膵癌切除標本の検討により明らかにされてきたが、膵上皮細胞におけるこれらの分子のoverlapping actionを詳細に検討するためには正常膵上皮細胞の性格を有するin vitroモデルの確立が必要である。平成15年度においては、IMPAN cellsを用いてTGF-betaが膵上皮の悪性化に関与しているか否かを検討した。IMPANcellsを33°Cの培養条件下でTGF-beta処理すると、処理後約一週間目までは、細胞増殖の抑制が認められる。その後、このTGF-betaによる増殖抑制作用から回避する細胞が出現し、LT Agの発現を認めない39°Cの培養条件下でも恒常的に増殖する細胞を認めた(IMPE-Tr cells)。この細胞株においてはTGF-betaによる増殖抑制効果が現弱しており、その機序としてsmad2のリン酸化の抑制およびp21の発現現弱が関与していると考えられた。さらに、親株であるIMPE cellsをズードマウス皮下に移植しても腫瘍形成は認められなかったが、IMPE-Tr cellsを移植すると皮下腫瘍形成を認め、その腫瘍は未分化な細胞からなり浸潤傾向に富む組織像を呈していた。以上より、TGF-betaの長期的な膵上皮細胞への刺激は、悪性化の一因である可能性が示唆された。【目的】近年、膵管癌はRas, p16, p53及びDPC4などの遺伝子異常の蓄積により起こることが膵癌切除標本の検討により明らかにされてきたが、膵上皮細胞におけるこれらの分子のOverlapping actionを詳細に検討するためには正常膵上皮細胞の性格を有するIN VITROモデルが必要である。今回我々はSV40 large T antigen (LT Ag)がp53蛋白に結合しその機能を制御しうることに着目し、温度感受性LT Agを遺伝子導入したトランスジェニックマウスより正常不死化膵上皮細胞株を樹立し、Rasとp53分子がいかに正常膵上皮細胞の形質変化(造腫瘍性獲得)に関与しているかを検討した。【結果】(1)細胞増殖能:33°Cでは経時的に増殖し、39°Cでは増殖が停止した。(2)蛋白発現:LT Agが発現しているでは33°Cではp53,RB, p21の発現が著明に減弱、逆に39°CではLT Agが著明に減弱し、p53, RB, p21の発現が増強していた。(3)細胞周期:33°CではG2/M期に分布する細胞が約12%であったが、39°Cでは約40%と著明に増加しG2/Marrestを認めた。(4)造腫瘍性:33°C, 39°Cいずれにおいてもコロニー形成は認めなかったが、Ha-Ras導入及び33°C(p53不活化)の条件下でコロニー形成を認めた。【総括】不細胞は33°CではLTAgによってp53活性が阻害され不死化するが、39°CではLTAgが失活、p21の発現が誘導されG2/M arrestによって増殖が停止し、正常膵上皮細胞として用いることのできる有用な細胞である。また、正常膵上皮細胞はRasとp53不活化によりIn vitroにおいて造腫瘍性を獲得することが示唆された。近年、膵管癌はRas,p16,p53及びDPC4などの遺伝子異常の蓄積により起こることが膵癌切除標本の検討により明らかにされてきたが、膵上皮細胞におけるこれらの分子のoverlapping actionを詳細に検討するためには正常膵上皮細胞の性格を有するin vitroモデルの確立が必要である。

その後、このTGF-betaによる増殖抑制作用から回避する細胞が出現し、LT Agの発現を認めない39°Cの培養条件下でも恒常的に増殖する細胞を認めた(IMPE-Tr cells)。この細胞株においてはTGF-betaによる増殖抑制効果が現弱しており、その機序としてsmad2のリン酸化の抑制およびp21の発現現弱が関与していると考えられた。さらに、親株であるIMPE cellsをズードマウス皮下に移植しても腫瘍形成は認められなかったが、IMPE-Tr cellsを移植すると皮下腫瘍形成を認め、その腫瘍は未分化な細胞からなり浸潤傾向に富む組織像を呈していた。以上より、TGF-betaの長期的な膵上皮細胞への刺激は、悪性化の一因である可能性が示唆された。
免疫吸着療法に代わる自己抗体選択的除去ナノ分子システムによる拡張型心筋症の治療

本研究の目的は、特定の血中免疫グロブリンG(IgG)を選択的に除去するナノ分子システムを創製し、拡張型心筋症の治療に応用することである。Eat-meシグナルの一種であるホスファチジルセリンをナノ分子の本体に導入し、IgGと親和性が高いプロテインGをナノ分子表面に修飾した。ナノ分子はマクロファージ細胞に対し高い認識能を示し、心筋炎マウスモデルに投与すると、心筋炎と拡張型心筋症の発症を著しく抑制した。拡張型心筋症の進行に関与する特定の血中免疫グロブリンG(IgG)の除去を目指した新規ナノ分子システムを開発した。ナノ分子システムの本体は、マクロファージに対して特異親和性を有するホスファチジルセリンとホスファチジルコリンとの混合によって作製した。また、IgG抗体との結合のために抗体と高い親和性を有するプロテインGをナノ分子表面に修飾した。ナノ分子の粒子径は350 nm以下であり、粒子のゼータ電位はー90mV程度であった。プロテインG修飾によるナノ分子のサイズとゼータ電位の変化は確認できなかった。ナノ分子システムの機能評価は細胞を用いて行った。FITC標識マウスIgGをナノ分子システム含有培地に添加すると、IgGはナノ分子システムと安定的に結合することを確認した。さらに、マクロファージRaw264.7細胞にIgGと結合したナノ分子を添加すると、Raw264.7細胞から強い緑色蛍光が観察された。一方、ヒト子宮頸がん由来のHeLa細胞、ヒト肝癌由来のHepG2細胞、およびマウスメラノーマB16細胞からは、全く緑色蛍光が観察されなかった。ナノ分子システムはマウス体内で非常に安定であり、血中投与後48時間経過しても血中に存在することが確認できた。これらの結果は、ナノ分子表面に修飾したプロテインGはIgGと安定的な結合が可能であり、IgGとの結合はマクロファージに対するナノ分子システムの選択的認識に影響を与えないことを示唆する。本年度に目標していた特定の血中IgGの除去に必要なナノ分子システムの創製に成功した。血中IgGの分解・除去の効率を上げるために、高い貪食と分解能を有するマクロファージを選択的に認識できるホスファチジルセリンをナノ分子本体に導入した。ナノ分子システムとIgG抗体との結合は、抗体と高い親和性を有するプロテインGをナノ分子表面に修飾することで実現し、実際に、ナノ分子システムにIgG抗体を添加すると、安定的に結合することを確認した。細胞導入実験により、ナノ分子システムはマクロファージを選択的に認識することも確認した。IgG結合能とマクロファージ認識能を有するナノ分子システムは、マクロファージを経由した血中IgGの分解・除去に応用可能であることを確認した。マウスを用いた実験で、ナノ分子システムの血中安定性も確認し、安定した拡張型心筋症動物モデルの作製にも成功した。ナノ分子システムは、生体内に存在するマクロファージ本来の高いIgG分解能力を利用するものである。マクロファージに対するナノ分子の選択性を高めるために、eat-meシグナルの一種であるホスファチジルセリンをナノ分子の本体に導入した。ホスファチジルセリン含有ナノ分子は、Raw264.7マクロファージ細胞に対し高い認識能を示したが、ヒト子宮頸がん由来のHeLa細胞、ヒト肝癌由来のHepG2細胞、およびマウスメラノーマB16細胞に対する認識能は低かった。また、マクロファージは免疫複合体を形成したIgGをFc受容体を介して効率よく取り込むが、IgGを分解から保護して血中にリサイクルする機能も有している。IgGを選択的に認識して取り込み、マクロファージの分解経路へ誘導するために、IgGと親和性が高いプロテインGをナノ分子表面に修飾した。プロテインG修飾ナノ分子はIgGと結合したが、結合したIgGはマクロファージに対するナノ分子の認識に影響を与えなかった。興味深いことに、IgGと結合したナノ分子がマクロファージによって貪食されるとマクロファージの炎症反応を抑え、炎症性サイトカイン(IL-1、IL-6、およびTNF-α)の産生を抑制した。血中投与の実験では、プロテインG修飾ナノ分子はプロテインG非修飾ナノ分子に比べ、高い血中安定性と抗炎症効果を示した。プロテインG修飾ナノ分子を心筋炎マウスモデルに投与すると、PBS投与群とプロテインG非修飾ナノ分子投与群に比べ、心筋炎と拡張型心筋症の発症を著しく抑制した。これらの結果から、プロテインG修飾ナノ分子は血中IgG除去に有効であり、拡張型心筋症を含め、炎症性自己免疫疾患の治療に応用可能であることを示唆する。ナノ分子システムの創製、細胞導入実験、および拡張型心筋症動物モデルの作製は継続して行いながら、ナノ分子ステムによる拡張型心筋症の治療に重点を置いて研究を推進する。

治療効果の検討のために、最初のブタ心筋ミオシンの投与から10と17日目に、ナノ分子システムの本体とナノ分子システムを尾静脈により投与し、14と21日目に拡張型心筋症の治療効果を評価する。治療効果の評価として、HE染色と血中IgG濃度の測定、心エコーを用いて行う。マウスは安楽死させ、心臓を摘出し、冷やしたPBSで洗う。心臓の重さを測ってから10%ホルマリン液で固定し、心臓をパラフィンで包埋した。ミクロトームで薄切した組織をガラスに固定し、HE染色を行う。組織切片の画像から心室の拡張率を算出する。血中IgG濃度の測定のために、心臓を摘出する前に後大静脈からマウス血液を採取し、シリカゲル含有の血清分離管に移す。その後、遠心分離して血清を得る。血中IgG濃度はELISA Kitを用いて測定する。心エコーでは、心四腔の拡張と収縮機能の低下に重点を置いて観察を行う。人間医工学