hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
燃焼炎による人工股関節骨頭へのナノ結晶ダイヤモンド皮膜合成と耐摩耗性評価

ここで,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜の摩耗を調査し,ダイヤモンド皮膜の耐摩耗性を観察した.その後,現在まで使用してきたCo-Cr合金と同じ構成成分の合金を用い実際の形状の人工股関節骨頭を製作し,現在まで得られたナノ結晶ダイヤモンド皮膜の最適な合成条件により合成を行った.しかし,骨頭が今までの試料より大きくなることで十分な冷却効果が得られず,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜合成が難しくなり,そのためダイヤモンド皮膜合成までは至らなかった.よって,さらなる冷却効率の向上をはかりダイヤモンド皮膜合成を行う必要があることがわかった.本研究では,燃焼炎により界面はく離を抑制しながらナノ結晶ダイヤモンド皮膜を人工関節用Co-Cr合金基板上ならび人工股関節骨頭に合成することを目的に実験を行った.また,得られた合成皮膜の接合強度を検討し,耐摩耗性の観察を行った.その結果,人工関節用Co-Cr合金基板上へ燃焼炎によってナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成が可能となった.また,合成皮膜の引っかき試験により接合強度を定量的に求めることができた.また,耐摩耗性の調査することができた.さらに,合成条件を変化させることにより合成されたナノ結晶ダイヤモンド皮膜の形態が変化することを確認し,ダイヤモンド皮膜のはく離に影響を与えることを確認した.本年度は,燃焼炎法によりCo-Cr合金上により確実にナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を可能にするため,さらなる冷却装置等の改良を行った.さらに,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を合成するための燃料ガスとして高純度アセチレンと酸素を用い,その混合ガスに窒素を添加しCo-Cr合金上に合成を行った.ここで,ダイヤモンドを合成する前にCo-Cr合金基板の前処理として基板表面のスクラッチング処理を行い,基板の表面粗さを変化させた.また,Coを除去するために酸溶液による前処理を行い,ここで用いる酸溶液の種類ならびに処理時間も変化させ処理を行った.また,ダイヤモンド合成の成長核としてダイヤモンド種付けの前処理を行い,この際に用いるダイヤモンド粒子の大きさを変化させ処理を行った.さらに,ダイヤモンド結晶の成長速度をコントロールできる燃焼炎の白心から基板表面までの距離を変化させ合成を行った.ここで,合成された皮膜を走査型電子顕微鏡,X線回折装置によりその結晶形状や成分等の特性を評価した.その結果,燃焼炎法によりCo-Cr基板上にナノ結晶ダイヤモンド皮膜を合成できることを確認できた.このことにより,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜が合成可能な条件の最適値を求めることができた.また,引っかき試験装置を用いてナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したCo-Cr合金の引っかき試験を行い,はく離が生じる限界荷重を測定し,得られた限界荷重と引っかき痕からせん断応力を求め,ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したCo-Cr合金の接合強度を定量的に求めようとした.しかし,合成されたナノ結晶ダイヤモンド皮膜の接合強度が低いためはく離が発生しやすく,限界荷重を得ることができなかった.したがって,接合強度が高くなる合成条件の検討を行った.機械材料工学
非平衡関係式を用いた非断熱量子アニーリング

最適化問題を量子系の基底状態探索として解くアルゴリズムである量子アニーリングに、非断熱過程を応用する理論的研究を行った。1次元横磁場イジング模型に対して、非断熱量子アニーリングに必要な測定回数・計算時間をFermion分解とLandau-Zener公式の手法を組み合わせることで解析的に求めることに成功した。本年度の研究計画はすべて達成できたと言える。研究の結果として、1次元横磁場イジング模型の非断熱量子アニーリングに必要な時間は系の大きさ(自由度)の2乗に比例することが分かり、断熱環境を用意したときと定性的に同様なタイムスケールで成功することが分かった。断熱環境に限定せずにアニーリングを行えることは、実際の実験環境やシミュレーションにとって大きな利点となる。一方で、解析結果の信頼性を客観的に高めるために、数値計算による検証も行った。アニーリング時間や系の大きさを様々な値に変えながら、それぞれの場合についてシュレディンガー方程式を直接解くことで評価した。その結果、解析結果の「非断熱量子アニーリングに必要な時間は系の大きさ(自由度)の2乗に比例する」という結論を、完全に支持する結果となった。これまで断熱環境に限定されていた量子アニーリングを非断熱過程へと拡張し、非断熱量子アニーリングの舵切りとなる研究である。加えて、解析的な結果を具体的な関数形で得たことにより、今後解析的に非可解な(現実の問題でよく用いられる)模型の数値計算の足がかりともなる研究である。成果報告として、2012年9月にはオーストリアでの国際会議QISM2012で発表を行った。現在、そこでの議論を含めた結果を加えた論文をまとめて、査読つきの論文誌へ投稿中である。Preprintがhttp://arxiv.org/abs/1303.6045で閲読可能である。
罪悪感の文学--マーク・トウェイン小説作品の自伝的基盤を探る

平成29年5月に出版した単著『多文化アメリカの萌芽ー1920世紀転換期文学における人種・性・階級』(彩流社)に対して、日本アメリカ文学会第3回学会賞が与えられた(平成30年10月)。12章に分かれたこの研究書のなかで、とりわけマーク・トウェインを扱った最終章「アメリカの始まりに目を凝らして」は本研究課題と関連するが、学会誌『アメリカ文学研究』第55号(平成31年3月発行)の折島正司氏による書評において多くの紙数を費やして紹介されるなど、とりわけて高い評価が与えられている。平成30年度は、『英文学研究』『英文学研究支部統合号』に寄稿した計2本の学術書書評を執筆する作業に加え、勤務校の耐震改修工事に伴うオフィスの移転作業を円滑に執行するための責務を担うなど、膨大な時間を要する校務が期せずして重なり、残念ながら論文に関しても研究発表に関しても、思うような成果を上げることができなかった。しかしながら『〈連載版〉マーク・トウェイン自伝』の訳出作業は非常に順調に進み、平成30年の9月に最初の訳稿が完成し、その後の点検を経た第2稿、そして索引項目が平成31年の4月に完成したので、予定通りに最終年度で出版できる見通しがつけられた。また、平成30年度はトウェイン初期の小説作品の分析作業も順調に進め、令和元年9月に登壇するフォークナー協会シンポジウムで報告する原稿の8割程度を完成することができた。先にも述べたように、トウェインが最晩年に雑誌『ノース・アメリカン・レヴュー』に発表した連載版『自伝』の翻訳作業は、非常に順調に進展している。平成30年の9月に最初の訳稿が完成し、その後すぐ文章を再点検する作業を始め、訳文を複数の既訳と突き合わせるなどの作業を経て、訳文を確定させた第2稿を平成31年の4月に完成させた。併せて索引項目や、各章に添える目次も作成した。自伝の翻訳のために必要な原稿は、巻末に付ける解説文を残すのみとなったので、予定通りに最終年度で出版できる見通しをつけることができたと言える。それが平成30年度における最も大きな進展であった。その一方で、複数の学会誌の書評執筆を引き受けたことに加え、予期しない膨大な校務を抱えてしまったことが原因で、当初計画していた研究成果の発表を行なうことが平成30年度にはできなかった。ただし、そのようななかでも作品自体の分析作業自体は着々と進め、トウェインが旅行記作家から小説家へと踏み出した1870年代に書かれた一連の作品群に、関心の焦点が定まりつつある。特に、チャールズ・ダッドリー・ウォーナーと共作した最初の長編小説『金ぴか時代』(1873年)は、トウェインの家族をめぐる伝記的事実を基盤にして書かれた部分が多いのに拘わらず、共作であるという理由でこれまで等閑視されてきた。平成30年度はこの作品について念入りに再読・分析する作業を行ない、その重要性を明らかにすることができた。したがって、少なくとも『金ぴか時代』を中心とした論考に関しては、最終年度において口頭発表および活字での発表を確実に行なう準備が整ったと言える。今年度の9月に日本ウィリアム・フォークナー協会のシンポジウム「ミシシッピ川とアメリカ文学」に講師として登壇することが既に決まっており、その準備を進めている。最初の長編小説『金ぴか時代』(合作、1873年)をその後に書かれた『トム・ソーヤーの冒険』『ミシシッピ川の生活』『自伝』などの作品群と絡めながら論じる論考をそのシンポジウムで報告できるよう取り組むのが、直近の課題である。この論考については口頭発表だけではなく、できる限り今年度のうちに活字化し、査読付きの学術誌に発表できるよう全力を挙げる。また、この『金ぴか時代』を主軸とする研究の延長線上で、直後に書かれた小説作品『トム・ソーヤーの冒険』に関する論考も完成させるように努める。今年度12月に日本英文学会関西支部大会で慫慂研究発表を行なうので、そこを発表の場として現在検討中である。ただし自伝研究という方向性を今後も発展させていく意味でも、12月の学会発表では、トウェイン以外のアメリカ作家(19世紀ないしは20世紀)の書いた自伝的な作品を素材として取り上げ論じる可能性もなお残している。連載版『自伝』の翻訳作業は既に大半が終了しているが、本年度の夏には解説文を完成させ、秋以降に出版社と交渉しながら編集作業に入り、年度末での出版へと進めていく予定である。研究の初年度においては、以前にマーク・トウェインの長編小説『それはどっちだったか』を翻訳刊行した際(2015年)に付した長い解説の続編にあたる論考「改訂される事実とフィクションーマーク・トウェインの未発表小説『それはとっちだったか』の来歴を探る」を完成した。本論考は査読を経て、『言語文化研究』第43号(2017年3月)に掲載された。この論考では、フィクション作品『それはどっちだったか』と、同時期に書かれた『自伝』の記述とを突き合わせ、この破天荒な小説がかなりの程度に作者トウェインをめぐる伝記的事実を踏まえている、自伝的作品であることを明らかにした。

本論考では更に、『自伝』におけるサム・クレメンズの過剰な罪悪感の記述を手掛かりにして、やはり過剰な罪悪感に苛まれる人物を主人公に据えた『それはどっちだったか』の原型作品の系譜を辿ることも試み、その出発点が1876年に出版された『トム・ソーヤーの冒険』にあることを論証した。以上の業績と並行して行なってきた複数の作業も挙げておきたい。この年度では、上にも触れたトウェインの代表作『トム・ソーヤーの冒険』を本格的に再検討する作業を開始し、ノートン・クリティカル・エディション所収の論文・資料の読解を皮切りに、主要論考を読破する作業を行なっている。同時に、完全版トウェイン『自伝』全3巻のなかでも、『それはどっちだったか』への唯一の言及が行なわれる第2巻を重点的に読む作業を行なっている。それに加えて、『ノース・アメリカン・レヴュー』に1906年より連載された抜粋版『自伝』の訳出を夏季休業中より開始し、現在のところ、予定通りに最初の三分の一(ペンギン版で数えると100頁程度)を超えたところまで進んだ。当初の計画通り、長編小説『それはどっちだったか』と『自伝』との密接な関わりを明らかにする論考を、査読付きの学術誌に発表することができた。そこに、次に主たる分析の素材にすることを計画している『トム・ソーヤーの冒険』の分析も部分的に盛り込めたので、次の年度に『トム・ソーヤー』単独の作品論を書くための準備はかなり整ったと言える。完全版『自伝』全3巻の読解作業は思っている以上に時間がかかり、現在は第2巻の途中まで来ている。次年度は最終の第3巻にたどり着きたいと考えている。その代り、抜粋版『自伝』の訳出作業はスムーズに進み、当初予定していた三分の一の分量をかなり超えたところで年度末となった。以上のように、互いに関連する複数の作業を同時進行させて研究を進めているが、総じて今年度は、大幅な遅れや計画変更のない進捗であったと判断している。平成29年5月に初めての研究書の単著『多文化アメリカの萌芽ー1920世紀転換期文学における人種・性・階級』(彩流社)を出版することができた。この研究書は10年前以上前から構想され、少しずつ執筆されたものであり、またテーマ自体は本課題からは外れている。しかしトウェインを扱った最終章「アメリカの始まりに目を凝らして」の執筆にあたっては、平成28年度の成果である学術論文「改訂される事実とフィクション」を踏まえ、更に『トム・ソーヤーの冒険』での登場人物インジャン・ジョーの役割や彼のセリフがもつ意味をめぐる新しい解釈を加えて、論の完成度を高めることができた。したがってこの著作の最終章に関しては、本研究課題の成果の一部と見なすことができる(本研究書の「あとがき」にその旨を付記)。研究発表に関しては、10月に日本アメリカ文学会関西支部におけるシンポジウム「アメリカ文学の新学期ー21世紀アメリカ小説教授法」に講師として登壇し、『ハックルベリー・フィンの冒険』や『アーサー王宮廷のコネティカット・ヤンキー』などのトウェイン作品を、現代の若手作家の小説と並べて論じた。脱南部化した南部人としてのトウェインの経歴をめぐる考察を含み、その点で本研究課題との連続性を持つ発表となった。また、連載版『自伝』の訳出作業は順調に進み、作品全体の8割程度の訳稿が完成している。平成29年度は、代表作『ハックルベリー・フィン』を関連論文・文献と共に読み直し、分析する作業にかなりの時間をかけ、平成30年度以降の成果をつくる準備を行なったことも付記しておく。先にも述べたように、昨年度の成果である研究論文を踏まえて、トウェイン晩年の未発表作『それはどっちだったか』「インディアンタウン」の二作を扱った研究書の最終章を完成させることができた。
肝硬変患者の門脈圧亢進症に対する薬物療法

研究目的:肝硬変患者にとって食道静脈瘤破裂および胃腸管出血は,予防を左右する大きな因子である。従来,食道離断術,脾摘,硬化療法などの外科的治療が主流で,薬物による内科的予防処置はあまり顧みられなかった。最近になり,β遮断剤,アンギオテンシン変換酵素阻害剤(CEI)などによる門脈圧の低下,そしてこれによる出血への予防が多く研究・報告され,内科的薬物療法を再認識する必要性があるとの声が高まっている。この意味で,門脈血管という特殊性を種々の受容体レベルから再認識する必要があり,また,プロスタグランディン(特にTXA_2とPGI_2のバランス),レニン,アンギオテンシン,アデノシン,カテコ-ルアミン系などの内因性調節物質の調節不全の検討が必要となってきている。レニン・アンギオテンシン(RA)系におけるレニン分泌や交感神経未端のノルアドレナリン(NA)放出などにプロスタグランディン(PGs)が深く関わっていることは衆知であるが,このPGs系,とくにprostacyclineは,最近肝再生や門脈圧亢進時に上昇することが報告されている。こうした背景は肝硬変症の門脈圧亢進症において,RA系の賦活亢進肝門脈交感神経から放出されるNAの増加と決して相反する事実ではない。prostacycline産生の増加がもたらす幣害(間接的だが)は,門脈圧亢進のみならず食道静脈瘤の破裂,上部消化管出血,肝外シャントの増加に及ぶとも言える。この意味で,肝障害のどのstageで,あるいは門脈圧亢進のどの時期でprostacycline,angiotensin II,NAが増加するかを確かめることは,治療上大きな意味をもつと考えられる。我々の動物実験では,肝硬変(LC)rat(CCl_46週間),門脈圧亢進症(PH)rat(ligated for 2W)をSham手術ratと比較すると,LC ratでprostacycline安定代謝産物6ketoPGF_<1α>は動脈血で2007.5±525.8,門脈血4801.7±40.7pg/mlで,Sham ratの141.7±21.0と比べると約2倍,5倍となっており,門脈血管平滑筋内の6kPGF_<1α>はLC ratで254.7±34.0,PH ratで418.8±40.7pg/mg WWとなり,Sham ratの141.7±21.0と比較すると約2倍,3倍と増加が認められた。この結果からみても,初期のstageと肝外シャントなどが完成するlate stageではprostacyclineの増加が大きく変動していることがうかがわれる。一方我々は,臨床研究として肝疾患患者のRA系を抑制阻害する方法として,CEIであるEnalaprilを肝硬変患者に10mg/日8日間使用した。その結果,有意なNa利尿効果(1015%の増加)と腎機能の改善814.3%のCrCLの改善増加)を観察し,同時にその機序として尿中PGs(PGE_2,Thromboxane(TX)B_2,lldehydroTXB_2,6kPGF_<1α>)の増加を認めた。こうした一連の結果をHepatologyに,またTXA_2阻害剤のカテコ-ルアミンに及ぼす効果をClin.Pharmacol.Ther.に我々は最近報告した。肝硬変患者にとって食道静脈癌破裂および胃腸管出血では、予後を左右する大きな因子である。従来食道離断術、脾摘、硬化療法などの外科的治療が主流で、薬物による内科的予防処置はあまり顧みられなかった。最近になり、β遮断剤、アンギオテンシン変換酵素阻害剤(CEI)などによる門脈内圧の低下、そしてこれによる出血への予防が多く研究・報告され、内科的薬物療法を再認識する必要性があるとの声が高まっている。この意味で、門脈血管という特殊性を、種々の受容体レベルから再認識する必要があり、また、プロダスグランディン(特にTXA_2とPGI_2のバランス)、レニン、アンギオテイシン、アデノシン、カテコ-ルアミン系などの内因性調節物質の調節不全の検討が必要となってきている。今回我々は、まず手始めに、CEIである。Enalaprilを肝硬変患者に10mg/日8日間使用し、有意なNa利尿効果(1015%の増加)と腎機能の改善(14.3%のCrClの改善増加)を観察し、同時にその機序として尿中プロスタノイド(PGE_2,TXB_2,lldehydroTXB_2,6KetoPGF_<1α>)の増加を認め、一連の結果をHepatologyに報告しつつある。また動物実験として、肝硬変(LC)ラット、門脈圧亢進症(PH)ラットを作成した。LCラットはオリ-ブ油混入の四塩化炭素0.8mg/kgを週23回3ヶ月間、フェノバルビタ-ル処理PHラットは開腹して門脈に20G針、3-0絹糸で狭窄し、開腹後2週間後のラットを使用し、それらラットと対照ラットの門脈、末梢肝組織内のプロスタノイド値PG(6KetoPGF_<1α>,TXB_2を測定し比較検討したところ、LCラットでは高いPGが肝組織内で得られ、LC,PHラットともに対照ラットに比較して門脈・肝組織内のPGが有意に高値を示した。この結果は、PGがLC,PHの過程に大きく関わっていることを示唆するものであった。

研究目的:肝硬変患者にとって食道静脈瘤破裂および胃腸管出血は,予防を左右する大きな因子である。従来,食道離断術,脾摘,硬化療法などの外科的治療が主流で,薬物による内科的予防処置はあまり顧みられなかった。最近になり,β遮断剤,アンギオテンシン変換酵素阻害剤(CEI)などによる門脈圧の低下,そしてこれによる出血への予防が多く研究・報告され,内科的薬物療法を再認識する必要性があるとの声が高まっている。この意味で,門脈血管という特殊性を種々の受容体レベルから再認識する必要があり,また,プロスタグランディン(特にTXA_2とPGI_2のバランス),レニン,アンギオテンシン,アデノシン,カテコ-ルアミン系などの内因性調節物質の調節不全の検討が必要となってきている。レニン・アンギオテンシン(RA)系におけるレニン分泌や交感神経未端のノルアドレナリン(NA)放出などにプロスタグランディン(PGs)が深く関わっていることは衆知であるが,このPGs系,とくにprostacyclineは,最近肝再生や門脈圧亢進時に上昇することが報告されている。こうした背景は肝硬変症の門脈圧亢進症において,RA系の賦活亢進肝門脈交感神経から放出されるNAの増加と決して相反する事実ではない。prostacycline産生の増加がもたらす幣害(間接的だが)は,門脈圧亢進のみならず食道静脈瘤の破裂,上部消化管出血,肝外シャントの増加に及ぶとも言える。この意味で,肝障害のどのstageで,あるいは門脈圧亢進のどの時期でprostacycline,angiotensin II,NAが増加するかを確かめることは,治療上大きな意味をもつと考えられる。我々の動物実験では,肝硬変(LC)rat(CCl_46週間),門脈圧亢進症(PH)rat(ligated for 2W)をSham手術ratと比較すると,LC ratでprostacycline安定代謝産物6ketoPGF_<1α>は動脈血で2007.5±525.8,門脈血4801.7±40.7pg/mlで,Sham ratの141.7±21.0と比べると約2倍,5倍となっており,門脈血管平滑筋内の6kPGF_<1α>はLC ratで254.7±34.0,PH ratで418.8±40.7pg/mg WWとなり,Sham ratの141.7±21.0と比較すると約2倍,3倍と増加が認められた。この結果からみても,初期のstageと肝外シャントなどが完成するlate stageではprostacyclineの増加が大きく変動していることがうかがわれる。一方我々は,臨床研究として肝疾患患者のRA系を抑制阻害する方法として,CEIであるEnalaprilを肝硬変患者に10mg/日8日間使用した。その結果,有意なNa利尿効果(1015%の増加)と腎機能の改善814.3%のCrCLの改善増加)を観察し,同時にその機序として尿中PGs(PGE_2,Thromboxane(TX)B_2,lldehydroTXB_2,6kPGF_<1α>)の増加を認めた。こうした一連の結果をHepatologyに,またTXA_2阻害剤のカテコ-ルアミンに及ぼす効果をClin.Pharmacol.Ther.に我々は最近報告した。レニン・アンギオテンシン(RA)系におけるレニン分泌や交感神経未端のノリアドレナリン(NA)放出などにプロスタグランディン(PGs)が深く関わっていることは衆知であるが,このPGs系,とくにprostacyclineは,最近肝再生や門脈圧亢進時に上昇することが報告されている。こうした背景は肝硬変症の門脈圧亢進症において,PA系の賦活亢進,肝門脈交感神経から放出されるNAの増加と決して相反する事実ではない。
同種移植及び異種移植における遺伝子制御の研究

臓器移植は、免疫抑制療法の進歩及び臓器保存法の発展により現在では確立された治療手段となっている。しかし、最近1)ドナー不足2)免疫抑制剤の継続的な服用3)臓器保存時間の限界4)移植後原疾患の再発などの問題がクローズアップされてきている。従来の免疫抑制療法、従来の臓器保存法の限界をブレークスルーする手法として、我々は、分子生物学的手法特に近年欧米および日本で臨床応用されつつある遺伝子治療の技術に注目して以下に項目につき、研究成果を得た。1)アデノウイルスベクターによるCTLA4Ig遺伝子導入により、遺伝子発現期間が延長可能であり、ベクター再投与が可能であること。同種移植モデルでは、免疫抑制剤を用いずに拒絶反応抑制可能であること、また異種移植モデルで、免疫抑制剤であるFK506との併用により著明な相乗効果が認められること、2)アデノウイルスベクターによるα(1,2)fucosyltransferase(FT)遺伝子導入により、異種抗原GalαGalの発現抑制が誘導され、超急性拒絶反応が抑制されること、また異種抗原GalαGalのmimic peptide(Gal-Ig)のアデノウイルスベクターによる遺伝子導入により超急性拒絶反応抑制可能であること、3)アデノウイルスベクターによる肝臓へのinterleukin 10(IL10)遺伝子導入により、肝虚血再環流傷害、腹膜炎ショック、及び多発性肝転移モデルで治療効果を認めること、4)多発性肝臓癌モデルにおいて、アデノウイルスベクターを用いたinterleukin12(IL12)遺伝子治療が有効であり、抗癌剤との併用で相乗効果が認められることを証明し、臓器移植における遺伝子治療技術の応用は、免疫抑制・免疫寛容、異種移植、臓器保存・虚血再環流傷害、移植原疾患の治療に今後有効であると推察された。さらに臨床応用可能なベクターとして、臓器特異的、細胞特異的な選択的遺伝子導入アデノウイルスベクターとして、ファイバーノブ先端にリジン20残基を組み込んだ新しいアデノウイルスベクターを作成し、導入効率を検討した所、従来のベクターより、20から50倍の導入効率を示すことが証明された。以上より、同種移植及び異種移植における遺伝子制御、特に遺伝子治療技術は、臨床応用可能であること、臓器特異的、細胞特異的な選択的遺伝子導入法の開発により、さらに有効な治療手段になりうることが証明された。最近臓器提供者(ドナー)不足という問題がクローズアップされてきており、欧米では深刻な社会的問題となりつつある。このドナー不足を解決する手段として、動物の臓器を用いるいわゆる異種移植の必要性が近年世界中で提唱されるようになってきている。しかし、異種移植では同種移植に比較してはるかに免疫学的障害が大きく、従来の免疫抑制療法では臨床応用は不可能と考えられている。また、同種移植は、すでに一般的な治療手段として確立されているが、臓器保存時間の限界、免疫抑制剤の服用など移植患者のquality of lifeとも関係する多くの問題を有している。1)CTLA

4Ig遺伝子導入により、ラット同種心臓移植モデルでは、免疫抑制剤を用いずに拒絶反応抑制可能であること、また、免疫抑制剤であるFK506との併用により相乗効果が認められること、2)Ikβ遺伝子導入により虚血再環流障害が抑制されること、3)interleukin 10(IL10)遺伝子導入により、腹膜炎ショックモデルで治療効果を認めること、4)tissue plsminogen activator(tPA)遺伝子及びIL10遺伝子により、delayed graft rejectionが治療可能であること、の研究成果を得た。アデノウイルスベクターにおけるノブ改変ベクターとして、ファイバーノブ先端にリジン20残基を組み込んだ新しいアデノウイルスベクターを作成したが、高力価を得ることができなかった。今後の検討課題である。臓器移植は、免疫抑制療法の進歩及び臓器保存法の発展により現在では確立された治療手段となっている。最近臓器提供者(ドナー)不足という問題がクローズアップされてきており、欧米では深刻な社会的問題となりつつある。このドナー不足を解決する手段として、動物の臓器を用いるいわゆる異種移植の必要性が近年世界中で提唱されるようになってきている。しかし、異種移植では同種移植に比較してはるかに免疫学的障害が大きく、従来の免疫抑制療法では臨床応用は不可能と考えられている。また、同種移植は、すでに一般的な治療手段として確立されているが、臓器保存時間の限界、免疫抑制剤の服用など移植患者のquality of lifeとも関係する多くの問題を有している。従来の免疫抑制療法、従来の臓器保存法の限界をブレークスルーする手法として、我々は、分子生物学的手法特に近年欧米および日本で臨床応用されつつある遺伝子治療の技術に注目して以下に項目につき、研究成果を得た。1)アデノウイルスベクターによるCTLA4Ig遺伝子導入により、遺伝子発現期間が延長可能であり、ベクター再投与が可能であること。同種移植モデルでは、免疫抑制剤を用いずに拒絶反応抑制可能であること、また異種移植モデルで、免疫抑制剤であるFK506との併用により著明な相乗効果が認められること、2)アデノウィルスベクターによるα(1,2)fucosylItransferase(FT)遺伝子導入により、異種移植における超急性拒絶反応が抑制可能であること、3)アデノウイルスベクターによるinterleukin10(IL10)遺伝子導入により、肝虚血再環流傷害及び腹膜炎ショックモデルで治療効果を認めること、4)多発性肝臓癌モデルにおいて、アデノウイルスベクターを用いたinterlcukin12(IL12)遺伝子治療が有効であることを証明し、臓器移植における遺伝子治療技術の応用は、免疫抑制・免疫寛容、異種移植、臓器保存・虚血再環流傷害、移植原疾患の治療に今後有効であると推察された。さらに臨床応用可能なベクターとして、臓器特異的、細胞特異的な選択的遺伝子導入
フラッシュメモリの検査

バッテリー駆動の携帯用電子機器の普及により,記憶素子としてフラッシュメモリが多用されている.しかし,そのテスト方法はいまだに確立されていない.従来のフラッシュメモリのテストでは,妨害故障(disturbance faults)と呼ばれる故障だけを対象にテストパターンの提案がなされていた.本研究では,NORタイプのフラッシュメモリのセル内にブリッジ故障と呼ばれる物理的欠陥を挿入し,その故障によって引起される故障動作をシミュレーション上で確認し,故障検出のパターン生成のアルゴリズムを提案した.以下にその概要を述べる.1.対象とする故障は,メモリセルを構成するトランジスタの端子間のブリッジ故障(セル内ブリッジ故障),及びセル内の信号線間のブリッジ故障(セル間ブリッジ故障)である.2.これらの故障をSpice上の回路で構成し,シミュレーションベースで故障動作を観測した.3.この観測結果から,ブリッジ故障は,縮退故障,論理故障,妨害故障を引起すことを確認した.これらは通常のメモリと同様の故障動作であることが判明した.4.以上の故障を検出するためのテストパターン生成アルゴリズムを提案した.提案したテストパターン生成アルゴリズムは,メモリセル数(ビット数)に線形に比例したテストパターン長であり,また他の従来のテストパターンより短いテスト長で,かつ同様かそれ以上の故障検出能力があることが判明した.本年度は,以上のように,物理故障(ブリッジ故障)を挿入したフラッシュメモリの故障動作を回路シミュレーションベースで調べ,これらの結果から抽象的な故障モデル(機能故障)を構築した.またこれらの故障を検出するテストパターンを提案した.バッテリー駆動の携帯用電子機器の普及により,記憶素子としてフラッシュメモリが多用されている.しかし,そのテスト方法はいまだに確立されていない.従来のフラッシュメモリのテストでは,妨害故障(disturbance faults)と呼ばれる故障だけを対象にテストパターンの提案がなされていた.本研究では,NORタイプのフラッシュメモリのセル内にブリッジ故障と呼ばれる物理的欠陥を挿入し,その故障によって引起される故障動作をシミュレーション上で確認し,故障検出のパターン生成のアルゴリズムを提案した.以下にその概要を述べる.1.対象とする故障は,メモリセルを構成するトランジスタの端子間のブリッジ故障(セル内ブリッジ故障),及びセル内の信号線間のブリッジ故障(セル間ブリッジ故障)である.2.これらの故障をSpice上の回路で構成し,シミュレーションベースで故障動作を観測した.3.この観測結果から,ブリッジ故障は,縮退故障,論理故障,妨害故障を引起すことを確認した.これらは通常のメモリと同様の故障動作であることが判明した.4.以上の故障を検出するためのテストパターン生成アルゴリズムを提案した.提案したテストパターン生成アルゴリズムは,メモリセル数(ビット数)に線形に比例したテストパターン長であり,また他の従来のテストパターンより短いテスト長で,かつ同様かそれ以上の故障検出能力があることが判明した.本年度は,以上のように,物理故障(ブリッジ故障)を挿入したフラッシュメモリの故障動作を回路シミュレーションベースで調べ,これらの結果から抽象的な故障モデル(機能故障)を構築した.またこれらの故障を検出するテストパターンを提案した.
『新潮』編集に関する楢崎勤宛書簡の調査研究

本研究計画は、昭和戦前期の雑誌『新潮』の編集に従事した作家・編集者の楢崎勤に宛てられた諸家の書簡についての調査研究を主眼とするものである。調査対象となる楢崎勤宛諸家書簡は、山口県立大学が所蔵する49通の書簡を調査対象とする。初年度である2018年度は、本研究計画が調査対象としている、楢崎勤宛諸作家書簡について、1書簡、封筒等の採寸、2消印等の郵便物情報の採取、3書簡本文、封筒の表書き・裏書きの翻刻、4書簡が言及する作家・作品・出版物・『新潮』等の当該号の調査・研究、5書簡資料が示唆している出来事や証言等についての、確認のための文献資料調査、6当該書簡資料の価値付けといった作業を行っていくために、600dpiフルカラーのJPEGデータの作成を終了させた。こうした、デジタル処理を行うことで、判読しにくい消印のデータ等についても、画像のコントラスト調整により濃淡を操作し、判読ができるようになった。また書簡本文の翻刻データ作成など123の作業については、順調に進行させることができ、研究計画段階で未翻刻であった書簡のテキストデータ化もおおむね終了させた。そして、4と5の作業を推進するために、雑誌『新潮』の閲覧を通じた文献資料調査も順調に行うことができている。併せて、2018年度は、昭和初年代の楢崎勤と雑誌『新潮』が深く関わった、新興芸術派の文学活動についての基礎的な文献資料調査を行い、新潮社が刊行していた新興芸術派叢書の閲読も同時に進めた。近代以降の私信を資料として研究するこの研究計画は、私信の公開に際して、直面する問題がある。手紙の送信者について没後50年が経過していない場合は、書簡もまた著作物であるという見地から、著作権法の保護を受ける。また書簡資料は著作物であると同時に、雑誌掲載等の公開・公表を前提として書かれた創作の原稿とは異なり、私信である。現在、日本著作権協議会刊行の『著作権台帳』は、個人情報保護の見地から、2001年第26版をもって刊行を停止している。こうした個人情報保護の時代において、楢崎勤ご遺族の連絡先については確認できているが、書簡の発信者のなかに、著作権継承者や私信の公開の是非を判断できるご遺族にコンタクトできないと事態が起こっている。しかしながら、粘り強く関係者や遺族の探索を続け、本研究計画を遂行して行こうと考えている。研究計画書を作成していた時点で、予測されていたことではあったが、近代文学における書簡資料についての調査・研究については、研究成果の公表にあたって、書簡を執筆した著者の著作権継承者・遺族を探し出すことが、最終的な困難となる。2019年度は、この書簡を執筆した著者の著作権継承者・遺族の探索に力点を置いて、研究を進めていきたいと考えている。幸いなことに2019年度に入ってから、楢崎勤宛佐多稲子書簡に関連して、佐多稲子の現在の著作権継承者とコンタクトをとり、面会する機会を得た。そして、佐多稲子資料の公開についてのご理解と同意を頂くことができたため、2019年度のうちに、楢崎勤宛佐多稲子書簡の公表を行う目途が立っている。2019年度は、2018年度に行った、書簡資料の翻刻および解題作成の成果を、公開に結びつけられるよう研究活動を推進して行きたいと考えている。

こうした個人情報保護の時代において、楢崎勤ご遺族の連絡先については確認できているが、書簡の発信者のなかに、著作権継承者や私信の公開の是非を判断できるご遺族にコンタクトできないと事態が起こっている。しかしながら、粘り強く関係者や遺族の探索を続け、本研究計画を遂行して行こうと考えている。研究計画書を作成していた時点で、予測されていたことではあったが、近代文学における書簡資料についての調査・研究については、研究成果の公表にあたって、書簡を執筆した著者の著作権継承者・遺族を探し出すことが、最終的な困難となる。2019年度は、この書簡を執筆した著者の著作権継承者・遺族の探索に力点を置いて、研究を進めていきたいと考えている。幸いなことに2019年度に入ってから、楢崎勤宛佐多稲子書簡に関連して、佐多稲子の現在の著作権継承者とコンタクトをとり、面会する機会を得た。そして、佐多稲子資料の公開についてのご理解と同意を頂くことができたため、2019年度のうちに、楢崎勤宛佐多稲子書簡の公表を行う目途が立っている。2019年度は、2018年度に行った、書簡資料の翻刻および解題作成の成果を、公開に結びつけられるよう研究活動を推進して行きたいと考えている。2018年度の研究においては、本務校が所蔵する書簡資料のデジタルデータ化および翻刻作成に多くのエフォートを割いたため、新規の物品購入費や旅費等を執行して、発展的な研究をすすめるというよりは、基礎データの充実に力点が置き、当初予定していた発展的な調査を次年度に繰り延べたため。
酸素化アミロイドのクリアランス機構の解明

アルツハイマー病(AD)の特徴的な病理学的所見は、それぞれAβとタウから構成されるアミロイド蓄積である。これらのアミロイドの形成と蓄積がAD発症の原因であると考えられていることから、Aβおよびタウの凝集抑制あるいはクリアランス促進がADの根本的治療に繋がることが示唆される。そこでAD治療を目指し、アミロイドに対して光酸素化触媒と光刺激による人工的な酸素原子付加を検討したところ、酸素化AβはAβ凝集阻害能をもち、脳内においてはクリアランスされやすい可能性を見出した。本研究ではその可能性の検証と分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。酸素化Aβアミロイドの性状解析として、生化学的な解析を行った。酸素化Aβをウェスタンブロッティングによって解析したところ、酸素化反応特異的に10 kDa付近に抗Aβ抗体に陽性なバンド(以下、10 kDa Aβ)が検出された。このバンドは合成Aβペプチドを用いたin vitroの検討においても観察されたことから、10 kDa AβはAβが2つ結合したダイマーのようなものと考えられた。しかし一方で、チロシンダイマーに対する特異抗体には反応しなかったことから、一般的な酸化によって形成されるチロシンダイマーとは異なることが示された。また、ADモデルマウス脳内に蓄積したAβアミロイドに対して光酸素化反応を行った場合も同様に10 kDa Aβが観察された。以上の結果は、酸素化Aβは構造あるいは生化学的な性質において、変化が生じていることを示唆している。具体的にどのような変化が生じているか、またその意義については、今後検討していきたい。酸素化Aβの性状解析を進められており、新たな知見も得られていることから、おおむね順調に進んでいると考えている。酸素化Aβの性状解析としては、構造解析が可能かどうかを模索する。一方で酸素化Aβのクリアランスに関しては、まず酸素化Aβを脳内にインジェクションしてその代謝速度を非酸素化体と比較検討する。またクリアランス分子機構としては、マイクログリアによる貪食亢進の可能性についてまずは検討する。分子機構解明においてはin vitro実験系が有用と考えられるため、実験系の構築も目指す。
ダイヤモンド半導体への高効率スピン注入と低損失スピン輸送

本年度はダイヤモンド半導体へのスピン注入の更なる高効率化に向けて、1高効率スピン注入の為のダイヤモンド/グラフェン接合の高品質化、2新規高効率スピン注入源としてのLaBiトポロジカル伝導材料の作製、3強磁性トンネル接合によるダイヤモンドへの高効率スピン注入、を行い以下の成果を得た。1に関して、化学気相成長(CVD)法によりダイヤモンド上に高品質垂直配向グラフェン(カーボンナノウォール:CNW)を作製する事に成功した。またダイヤモンド/CNW接合が光検出機能と不揮発記憶機能を併せ持つ新規光デバイスになる事を初めて見出し、その発現機構について検討した。また、ダイヤモンド上への高品質グラフェン(通常配向)作製技術として、酸化グラフェン水溶液をスピンコート後、CVD装置中でメタンを導入しながらアニールする新技術を開発した。これらの結果について、国内外学会で招待講演2件、論文1件(J. Mater. Res.)、国内学会で2件の発表を行ったが、1件の発表が学生賞を受賞した(応用物理学会支部学術講演会発表奨励賞)。2に関して、高効率スピン注入源として我々はトポロジカル伝導体であるLaBiに着目しているが、スピンデバイス化に必須となるLaBiの薄膜化(c軸配向薄膜作製)に初めて成功しトポロジカル伝導性に由来すると思われる弱反局在効果を初めて確認した。得られた結果に関して2件の国内学会発表を行った。3に関して、トンネルバリア(MgO)の品質向上及びダイヤモンド表面終端(水素終端)の更なる最適化を行った所、現在までには不可であった、非局所四端子測定による磁気抵抗効果(4%@4K)の観測に初めて成功した。スピン注入効率が、CoFe磁性電極/MgO/ダイヤモンド界面の品質改善により格段に向上した為だと思われる(論文投稿等準備中)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はダイヤモンドへの高効率スピン注入技術の探索と共に、低損失スピン輸送のキー技術となる高品質ダイヤモンド半導体作製用CVD装置の立ち上げを行った。装置導入後、新CVD装置でのダイヤモンドの成長条件を検討した所、不純物量の少ない高品質ダイヤモンド薄膜が、900°C、メタン0.1%+水素(50Torr)の条件下で得られる事が分かった。次に、高効率スピン注入について1磁性半導体、2グラフェン層、3ハーフメタルトンネル接合をスピン注入源に用い、注入効率を向上させる事を検討しているが、1に関してイオンビームスパッタ法を用いたホイスラー磁性半導体(スピンギャップレス半導体)Mn2CoAl(MCA)の高品質薄膜の作製に成功すると共に、MCAを用いたFET構造でゲートバイアスの印加によりキャリア極性等の制御が可能である事を見出した(論文投稿中)。これはMCAのスピン注入源としての可能性を拡げる結果である。また、2に関して高品質グラフェン層をダイヤモンド上に作製する技術を開発し、両者の界面で特異な光伝導特性が出現する事を初めて見出した(Appl. Phys. Lett.にて論文発表済)。今後、グラフェンを介したダイヤモンドへの高効率スピン注入へ繋げていく。3と関連してCo2MnSi(CMS)ハーフメタルを用いたダイヤモンドへのスピン注入に関し、CMSの成長条件の更なる最適化によるスピン注入効率の改善を試みたが、3端子ハンル測定から得られたスピン注入信号は以前より微増したのみで大きな改善は見られなかった。スピン注入効率が改善しない原因として、CMS/ダイヤモンド界面で、両者の大きなミスマッチに由来する界面欠陥の残存が考えられる。今後、両者にマッチングする絶縁層を導入し、界面整合性の向上を図っていく。ダイヤモンド半導体へのスピン注入効率改善の為のキー技術として計画立案の際に予定していたホイスラー磁性半導体、グラフェン/ダイヤモンド接合及び、高品質ダイヤモンドの作製技術は本年度の研究で立ち上がっている。ハーフメタルトンネル接合を用いたスピン注入効率に関して改善の余地はあるが、おおむね順調に計画が進んでいると思われる。本年度はダイヤモンド半導体へのスピン注入の更なる高効率化に向けて、1スピンギャップレス半導体(SGS)MnCo2Al(MCA)薄膜の作製とスピン注入源への適用、2高効率スピン注入の為のダイヤモンド/垂直グラフェン接合の作製、3強磁性トンネル接合によるダイヤモンドへのスピン注入を行った。1に関して、イオンビームアシストスパッタ法を用いて高品質MCA薄膜を作製する事に成功すると共に、MCA電気二重層トランジスタによりMCAでSGSに特有の両極性伝導が現れる事を初めて確認した。結果を国内外学会で発表(4件)すると共に論文化した(Appl. Phys. Lett.)。2に関して、垂直配向グラフェン(カーボンナノウォール: CNW)をダイヤモンド半導体上にin-situ成長する事に成功すると共に、CNW/ダイヤモンド接合が特異な光伝導度変調(光メモリスタ的挙動)を示す事を初めて見出した。これらの結果は国内外学会で発表した(招待講演1件を含む4件の発表)。これらグラフェン(CNW)/ダイヤモンド接合は光検出+記憶機能を併せ持つ為、CNW/ダイヤ接合による新規光デバイスの実現が期待できる。3に関して、トンネルバリアの高品質化と表面終端(水素終端)条件の最適化によりスピン注入効率が以前より1桁程度増加した。しかし未だに注入効率は1%強程度と小さいので、強磁性電極(スピン注入源)ー半導体界面の更なる高品質化や強磁性電極をスピン偏極度の高いSGSへ切り換える、強磁性体ー半導体界面へのグラフェン層の導入等により更なるスピン注入効率向上を図っていきたい。

ダイヤモンド半導体への高効率スピン注入の為の重要技術として計画していたグラフェン(又はカーボンナノウォール)/ダイヤモンド接合及びスピンギャップレス半導体の作製は本年度の研究で行える様になった。ダイヤモンドへのスピン注入効率に関してまだまだ改善の余地が残されているが、概ね順調に計画が進んでいると思われる。本年度はダイヤモンド半導体へのスピン注入の更なる高効率化に向けて、1高効率スピン注入の為のダイヤモンド/グラフェン接合の高品質化、2新規高効率スピン注入源としてのLaBiトポロジカル伝導材料の作製、3強磁性トンネル接合によるダイヤモンドへの高効率スピン注入、を行い以下の成果を得た。1に関して、化学気相成長(CVD)法によりダイヤモンド上に高品質垂直配向グラフェン(カーボンナノウォール:CNW)を作製する事に成功した。またダイヤモンド/CNW接合が光検出機能と不揮発記憶機能を併せ持つ新規光デバイスになる事を初めて見出し、その発現機構について検討した。また、ダイヤモンド上への高品質グラフェン(通常配向)作製技術として、酸化グラフェン水溶液をスピンコート後、CVD装置中でメタンを導入しながらアニールする新技術を開発した。これらの結果について、国内外学会で招待講演2件、論文1件(J. Mater. Res.)、国内学会で2件の発表を行ったが、1件の発表が学生賞を受賞した(応用物理学会支部学術講演会発表奨励賞)。2に関して、高効率スピン注入源として我々はトポロジカル伝導体であるLaBiに着目しているが、スピンデバイス化に必須となるLaBiの薄膜化(c軸配向薄膜作製)に初めて成功しトポロジカル伝導性に由来すると思われる弱反局在効果を初めて確認した。得られた結果に関して2件の国内学会発表を行った。3に関して、トンネルバリア(MgO)の品質向上及びダイヤモンド表面終端(水素終端)の更なる最適化を行った所、現在までには不可であった、非局所四端子測定による磁気抵抗効果(4%@4K)の観測に初めて成功した。スピン注入効率が、CoFe磁性電極/MgO/ダイヤモンド界面の品質改善により格段に向上した為だと思われる(論文投稿等準備中)。前年度の結果を踏まえ、更にスピン注入の高効率化を図ると共に、最も有望な手法を用いてスピン注入を行い、ダイヤモンドのスピン輸送特性について調査する。δドープ層(極薄の高濃度ドープ層)を磁性電極と低濃度ドープダイヤモンド層の界面に挿入する事で、スピントランジスタで大きなスピン注入信号を得る鍵となる高スピン注入効率と低損失スピン輸送の両立を図る。以前よりもダイヤモンド半導体へのスピン注入効率は上昇したが改善の余地が多々残されているので、今年度も引き続きスピン注入の高効率化を図る。また、関連技術としてスピン注入時に併用すると有望と思われる、グラフェンやカーボンナノウォール層、スピンギャップレス半導体をルーチン的に作製できる様になってきたので、これらを用いたダイヤモンドへの高効率スピン注入を試み、高スピン注入効率と低損失スピン輸送の両立を図りたい。
多様な文化的背景を有する中高年者の生活習慣病の重症化に関連する要因

2019年度は、多様な文化的背景を有する中高年者の健康に関わる生活習慣の実態を明らかにすることを目的に、国内外の先行研究を分析するとともに、エスノグラフィの手法を用いたフィールドワークを実施する。また2020年以降は、多様な文化的背景を有する中高年者の生活習慣病の重症化に関わる要因を明らかにすることを目的に、2019年度に実施した調査にて得られた結果をふまえて質問紙調査を実施する。
低分子量GTPase活性光制御法による前立腺癌浸潤転移機構ライブイメージング解析

がん細胞は葉状突起と呼ばれる突起構造を形成して間葉性運動を行うが、低分子量G蛋白質であるRac1は細胞骨格の構築を制御することにより葉状突起の形成に関与している。Klaus Hahnらは、生きた細胞に青色レーザー光を特定の領域に、任意のタイミングで照射することによりGTP結合タンパク質の活性スイッチを自由にOn、OffできるPhoto-activatable Rac1(PA-Rac1)を開発した。我々はこの低分子量GTPase活性光制御ライブイメージング法を用いて、Rac1活性を光制御により時間空間的にコントロールし、前立腺がん細胞骨格の変化の解析を行った。PA-Rac1のcDNAを前立腺がん細胞株(PC-3)にリポフェクション法で遺伝子導入を行った。12-24時間後に共焦点レーザー顕微鏡観察下に、PA-Rac1発現前立腺がん細胞の任意の領域内だけを青色レーザーでパルス照射してRac1を局所で活性化し、動画観察解析を行った。青色レーザー光照射によりPC-3細胞の任意の部位に可逆的に葉状突起を発生させることが出来た。葉状突起は薄い膜状のシート構造として伸展し、続いてrufflingと呼ばれる波打ち運動が起こることを見出した。PI(3,4,5)P3の可視化プローブであるYFP-Akt PHdomainやWAVE2を共発現させて、動画観察解析、蛍光強度定量解析をおこなった。AKT-PHは葉状突起内に存在し、WAVE-2は伸展する葉状突起の辺縁に点状に存在していた。さらにPI3キナーゼの阻害剤の存在下では、葉状突起の伸展は抑制されてAKT-PH、WAVE-2も見られなくなったが、rufflingは維持されていた。このことからRac1活性化により生じる葉状突起の伸展はPI3Kに依存するが、辺縁のrufflingはPI3K非依存性と考察された。
癌特異的な代謝活性の発見と制御に向けたｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｂｉｏｌｏｇｙの新手法

前年度までに、細胞外代謝物を検出するための新規蛍光プローブを4種開発した。本年度はこれら新規プローブを用いて、新たな代謝活性について生細胞系で評価することで、Pathway-Oriented Screeningの拡張を行った。具体的にはがん関連代謝経路の1つであるMethylglyoxal(MG)代謝系と前年度までに正常細胞(NHBE)よりも肺がん細胞(A549)で亢進していると自身で突き止めたアミノ酸代謝である(Gln→Ser、Gln→Asn)。まずMG代謝系であるが、解糖系中間代謝物から生じるMGは細胞毒性があり、多くのがんでMGをD-lactateへ代謝する活性が高く創薬標的の1つと考えられている。そこでinputとしてMGを生細胞に加え、outputとして細胞外に放出されたD-lactateを蛍光検出することでMG代謝系の活性評価を行うこととした。実際に複数種のがん細胞、正常細胞をもちいて細胞外D-lactateを検出し、MG代謝系の活性評価に成功した。さらに現在東京大学創薬機構との共同研究により阻害剤探索を行っている。次にアミノ酸代謝であるが、本年度は複数種のがん細胞について、上記の代謝系が亢進している結果をLC-MSベースで得ている。さらに新規蛍光プローブを用いて細胞外SerおよびAsnの検出に成功し、これらアミノ酸代謝活性についても蛍光プローブで評価することができることが示唆された。また、細胞膜タンパクとミトコンドリアタンパクをCIDシステムで二量体化させると一部のミトコンドリアで二量体化することを発見しており、本年度はこれについて検討したところ、ミトコンドリアが細胞膜上に移動して二量体化していることが分かり、これはミトコンドリアの局在を変化させるツールになると考えられる。現在ミトコンドリア局在変化と細胞機能への影響について検討している。前年度までに開発した新規蛍光プローブを用いて実際に生細胞存在下で細胞外代謝物を検出し、解糖系以外の標的代謝活性(MG代謝系、アミノ酸代謝2種、計3種)を評価することができた。これは自身の構築するPathway-Oriented Screeningが解糖系に留まらず、様々な代謝系を評価可能な新規cell-based assayであることを示唆する重要な結果である。さらに複数の細胞種において評価可能であり、汎用性のある系へと構築することを達成した。MG代謝系については阻害剤スクリーニングも実施しており想定以上の進展と言える。また、ミトコンドリアが細胞膜上に移動して二量体化しているという現象の発見であるが、ミトコンドリア局在は低酸素応答や細胞移動など細胞機能において重要であり、今回ミトコンドリア局在を任意のタイミングで細胞膜へ動かすことのできるツールの開発は十分評価に値すると言える。今後はMG代謝系阻害剤スクリーニングを進め、新規阻害剤の取得を目指す。また、ミトコンドリア局在を変化させた場合にどのような細胞機能への変化が現れるかを検討する。本年度は、癌特異的な代謝活性の発見と制御に向けて以下の研究を行った。1細胞外代謝物を高感度に検出する新規蛍光プローブの開発、2解糖系以外の代謝活性を評価する評価系構築の検討、3局時局在トラップ法の確立に向けた検討、の3つについて主に取り組んだ。多様なinput分子を用いた摂動系の開発に向け阻害剤をinputとして用いて代謝活性という点から抗がん剤耐性メカニズムの解明を目指していたが、現れた代謝変化の評価およびその活性を制御する化合物の所得を考えた場合、まずこれまでに構築したアッセイ系の拡張と改善が必要と考え、細胞外に放出される様々な代謝物を高感度に検出する新規蛍光プローブの開発を行った。代謝物を各種酸化還元酵素によってNADHやH2O2に変換し、これを検出することを考え、ジアホラーゼ酵素を用いることでNADH存在下還元されるキノン構造を組み込んだ蛍光プローブおよびHRP酵素によってH2O2存在下酸化されるアミノフェニル構造を組み込んだ蛍光プローブを開発した。また細胞外で機能させるためスルホン酸を導入している。計4種の蛍光プローブを開発し、0.1 microMの微小量NADH、H2O2の検出に成功した。さらに多様なinput分子としてアミノ酸を用い、A549細胞とNHBE細胞にそれぞれ加え、細胞外に放出されるアミノ酸をLCMSで評価した。結果A549細胞ではGln→SerおよびGln→Asnの代謝経路の活性が高く、新たな阻害標的を見出した。3について、当初は小分子によって代謝酵素の多量体化を誘起し、代謝経路に摂動を与える系の確立を目指したが、酵素(タンパク)をオルガネラに局在させたときの代謝変化やオルガネラ間の局在バイアスを評価しこれらについて知見を得ることを考え、系の確立を行った。現在までに複数の解糖系酵素およびRasタンパクを局在させることに成功している。本年度は細胞外代謝物検出のために複数の新規蛍光プローブの開発に成功し、より高感度な代謝物検出が可能になると期待される。アッセイ系の検出過程の改善を行うことができたため、より汎用性のあるアッセイ系へと拡張することが可能と予想される。さらにinput分子としてアミノ酸を用いた検討では、がん細胞(A549)細胞において特に活性が亢進している代謝経路が分かり、新たな創薬標的となり得る代謝経路を発見することができた。これら代謝経路を阻害する化合物が得られればがんに選択的に効く薬剤の開発に貢献できると考えられる。