hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝癌細胞特異的薬物搬送とClass選択的HDAC阻害薬による新規肝癌治療開発

各種ヒト肝癌細胞株(HUH-7, JHH-7, JHH-5, HepG2, HuH-1, Li-7, JHH-4, JHH-6, SK-Hep-1)におけるAFP産生をELISAおよびwestern blotにより確認した。HuH-7, JHH-7, Hep-G2, JHH-6, SK-HEP-1においてAFPの高発現が認められた。フコース結合リポソームは現在既報に基づき作製中である。抗癌薬(Adriamycin, CDDP, 5-FU)を0-1000 &#181;Mの濃度で内包し作製する。ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC) class IIa選択的阻害薬の抗腫瘍効果はHuh-7においてWST-1 assayにより解析したが、他の肝癌細胞株における効果はまだ行えておらず、これらの結果をあわせて次年度に抗癌薬内包フコース結合リポゾームとHDAC class IIa選択的阻害薬の併用効果を解析する細胞株を選定する。抗癌薬(Adriamycin, CDDP, 5-FU)を0-1000 &#181;Mの濃度で内包し作製を依頼しているが、完成が遅れている。研究の進行がやや遅延しており、それに伴い物品の購入も遅れているため。次年度には必要物品(試薬、細胞株、細胞培養用器具、薬品等)に使用を予定している。
両親媒性高分子による親水性および疎水性相互作用の定量的評価

ケイ素、あるいはフッ素を有する新規な両親媒性高分子について、親水性および疎水性相互作用などポリマーの分子会合に影響を与える諸因子を詳細に調査した。ポリシラシクロブタン(SB)を疎水性の主鎖、ポリオキシエチレンを親水性の側鎖とする櫛形ポリマーは、水およびメタノール溶液中で会合せず、単分子状態で溶解していることがX線および中性子小角散乱により確認された。一方、SBを疎水鎖、ポリヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)を親水鎖とする1:1ブロックポリマーやポリスチレンを疎水鎖、ポリヒドロキシメチルシラシクロブタンを親水鎖とする1:1ブロックポリマーは、メタノール等の高極性溶媒中では、疎水鎖をコア、親水鎖をシェルとしたミセルを形成するのに対して、トルエン等の非極性溶媒中では、親水鎖をコア、疎水鎖をシェルとした逆ミセルを形成することがX線小角散乱により示された。また、SBとHEMAの1:1ブロックコポリマーが水表面で均質で安定な単分子膜を形成することを表面圧測定とX線反射率測定により明らかにした。さらに、側鎖にフッ素を有するブロックコポリマーが水中で形成するミセルは、フッ素を含む疎水性色素を選択的に取り込むことを見出した。本研究により、両親媒性高分子の溶液中あるいは気・水界面での会合挙動が、ポリマーの化学構造や疎水:親水鎖長比、および溶媒の極性に強く依存することが解明された。これらの知見は、疎水性相互作用の定量化にとって極めて有力な情報である。また、本研究で示されたフッ素化ミセルの性質は、従来の親水性、疎水性だけでは説明できないことから、「フッ素親和性」という新たな概念を提案するに至った。本研究においては、厳密に分子設計し精密合成を行った一分子内に親水性と疎水性の部位を併せ持つ両親媒性高分子を対象として、その溶液中および表面・界面における親水性基と疎水性基の静的あるいは動的挙動を種々の測定手法によって追跡し、これらの測定結果を系統的に整理・解析すると同時に、計算機シュミレーションによる理論的考察の結果とも比較することにより、両親媒性高分子における親水性および疎水性相互作用の影響を与える諸因子の寄与を分離して定量的に評価することを目的とした。本年度は、試料として用いる両親媒性ブロックポリマーの精密合成として、構造が明確に制御された両親媒性ブロックポリマーをリビング重合法を用いて合成した。とくに、疎水性鎖の置換基には、従来の炭化水素系だけではなくケイ素あるいはフッ素を含むポリマーの合成も試み、合成した両親媒性ブロックポリマーの分子量および分子量分布、親水性鎖と疎水性鎖の長さおよび組成比を種々の分析手段により測定した。合成した両親媒性ブロックポリマーが、水溶液中で形成するミセルあるいは有機溶媒中で形成する逆ミセルの特性を評価するために、温度、濃度、溶液組成など種々の条件を変化させて、静的・動的光散乱測定および小角・超小角X線散乱測定を行った。さらに、部分重水素化した試料を用いて中性子小角散乱測定を行い、両親媒性ブロックポリマーの親水性鎖あるいは疎水性鎖部分の大きさや形状を分離して評価した。また、これらのポリマーの界面における分子鎖形態を観測するために、最近設置された高性能水平型X線反射率測定装置を用いて水面上に展開させた両親媒性ブロックポリマーのX線反射率測定を行い、分子鎖形態の表面圧依存性に関する精密解析を行った。疎水鎖に硅素、およびフッ素を有する新規両親媒性高分子を合成し、その界面活性、見せる形成挙動を、疎水:親水鎖長比、溶媒の誘電率等の関数として詳細に調査した。

シラブタンを疎水鎖とし、ヒドロキシメチルメタクリレート(HEMA)を側鎖に有する親水鎖からなるジブロックコポリマーは、メタノール中でミセルを形成したが、これにトルエンを混合していくと、ミセルが小さくなり、ユニマーを経て逆ミセルに転移することがX線小角散乱により明瞭に観察された。この溶媒混合比依存性は、疎水性相互作用の定量化の有力な情報である。また、オクダデシル基を疎水鎖とするポリマーの形成するミセルは、温度に依存して、球状-円盤状にその形態を転移させることが判明した。転移温度はオクタデシル基の融点に対応しており、側鎖のパッキングがミセル構造に与える影響を如実に物語っている。さらに、側鎖にフッ素を有するジブロックコポリマーが水中で形成するミセルは、フッ素を含む疎水性色素を選択的にミセル内部に取り込み、その取込み量はポリマー中のフッ素が多いほど、多くなることが明かとなった。このような選択性を応用することにより、高分子ミセルを利用した選択的界面反応場の構築が可能と考えられる。ケイ素、あるいはフッ素を有する新規な両親媒性高分子について、親水性および疎水性相互作用などポリマーの分子会合に影響を与える諸因子を詳細に調査した。ポリシラシクロブタン(SB)を疎水性の主鎖、ポリオキシエチレンを親水性の側鎖とする櫛形ポリマーは、水およびメタノール溶液中で会合せず、単分子状態で溶解していることがX線および中性子小角散乱により確認された。一方、SBを疎水鎖、ポリヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)を親水鎖とする1:1ブロックポリマーやポリスチレンを疎水鎖、ポリヒドロキシメチルシラシクロブタンを親水鎖とする1:1ブロックポリマーは、メタノール等の高極性溶媒中では、疎水鎖をコア、親水鎖をシェルとしたミセルを形成するのに対して、トルエン等の非極性溶媒中では、親水鎖をコア、疎水鎖をシェルとした逆ミセルを形成することがX線小角散乱により示された。また、SBとHEMAの1:1ブロックコポリマーが水表面で均質で安定な単分子膜を形成することを表面圧測定とX線反射率測定により明らかにした。さらに、側鎖にフッ素を有するブロックコポリマーが水中で形成するミセルは、フッ素を含む疎水性色素を選択的に取り込むことを見出した。本研究により、両親媒性高分子の溶液中あるいは気・水界面での会合挙動が、ポリマーの化学構造や疎水:親水鎖長非、および溶媒の極性に強く依存することが解明された。これらの知見は、疎水性相互作用の定量化にとって極めて有力な情報である。また、本研究で示されたフッ素化ミセルの性質は、従来の親水性、疎水性だけでは説明できないことから、「フッ素親和性」という新たな概念を提案するに至った。
血管柄付き神経移植による視機能の回復

視神経は網膜神経節細胞(RGC)の軸索であり、中枢神経の一種である。視神経が障害を受けると、RGCの99%以上が細胞死に陥り、視機能は再生しない。一方、視神経傷害部に末梢神経片を吻合移植するとRGCの一部は軸索を再生することが知られている。しかしその再生数は少ない。代表者が開発した視神経切断端への血管柄付き末梢神経移植術は、髄鞘の再形成と神経軸索の再伸長が促進され、長い軸索の再生が可能である。この手法の有用性を明らかにするため研究を行ってきた。これまでの研究で、視神経傷害後の早期から網膜の脂質構成に変化が起こっていることが分かってきた。近年、視神経傷害後のRGCの軸索再生への脂質の関与が示唆されてきていることから、網膜における脂質構成の変化が細胞死・再生に関与していると考えられる。そこで、視神経傷害後早期における網膜の脂質の変化を明らかにすることがRGCの細胞死抑制さらには軸索再生へとつながると考え、質量顕微鏡を用いて視神経傷害前後での網膜内の脂質分布の変化を調べた。神経細胞体に豊富に含まれるホスファチジルイノシトールは、正常網膜では神経節細胞層・内顆粒層・外顆粒層に発現がみられた。一方、視神経損傷網膜3日目には、外顆粒層での発現が著明に低下した。これに対し、フォスファチジルセリン群は、その種類により正常網膜での発現に差があり、視神経傷害前後で発現変化も異なった。さらに、ドコサヘキサエン酸を構成脂質成分とするホスファチジルエタノールアミンは、視神経傷害によって網膜全層にわたって発現が上昇した。以上より、視神経の傷害は軸索を投射しているRGCだけでなく、網膜全層にわたって分子レベルでの変化をもたらすことで、RGCの細胞死や軸索再生に影響を及ぼしていることが示唆された。しかし、視神経傷害部に末梢神経片を吻合移植すると、RGCの一部は軸索を再生することが知られている。しかし、その再生数は少なく、また、視覚機能再建に十分な長さの軸索を再生することは困難である。代表者が開発した視神経切断端への血管柄付き末梢神経移植術は、神経軸索の再伸長を促進し、視覚中枢にまで到達する長さの軸索再生が可能である。また、髄鞘の再形成が促進されるため、高度な機能回復が期待できるものの、軸索再生を阻む移植部の瘢痕形成など、手法に改善の余地がある。そこで、今年度では、手術方法の改善を図るため、視神経切断がRGCの生存に与える影響と移植方法の再検討ならびに、移植部位の組織学的な検討を行うことを目指した。視神経が傷害されると、RGCが細胞死に陥るが、細胞死に至る過程で、非特異的に標識されるRGCが認められた。このため、蛍光免疫組織化学において、疑陽性と判断されることになってしまう。灌流固定に用いる固定液の影響も考えられたため、ラットの灌流固定法を再検討すると共に、免疫組織化学に用いる2次抗体の選択など、これを克服するべく研究を進めている。一方、移植吻合部の組織学的検討に用いるのに適当と思われる抗体をいくつか選定し、条件検討を進めている。術式についても、研究分担者との討論し、さらなる検討を加えつつある。視神経傷害後急性期のRGC同定について、新たに検討課題が生じたことで、進行に遅れが見られている。また、手術法の改良についても、やや進行に遅れがみられる。視神経ー末梢神経吻合部の組織学的検討は、瘢痕形成や組織修復についての適切な指標となる抗体の選定とその条件設定を行っているが、様々な角度から最良と思われる解析方法を確立することを目指している。血管柄付き末梢神経移植法については、ラットを用いているが、個体の大きさがフェレットなどと違い小さいため、移植される眼球視神経側の侵襲が大きいばかりでなく、移植片を単離する側の上肢、または下肢の侵襲も大きくなる状況がある。次年度も重点的に検討を進めていく。そこで、今年度では、視神経切断がRGCの生存に与える影響と移植方法の再検討ならびに、視神経傷害による組織学的な変化を明らかにすることを目指した。

前年度のこの問題は、灌流液に加えたピクリン酸が影響した可能性が示唆され、これを除去することで、非特異的反応は軽減された。ついで、anti-chondroitin sulfate, Anti-Myelin basic protein(MBP)などが移植吻合部の組織学的検討に有用なことを明らかにした。損傷部位では脱髄にともないMBPの発現が低下する一方で、網膜の神経節細胞層におけるMBPの発現が上昇していた。ミエリン鞘に局在するMBPは、本来網膜内には局在していないにもかかわらず、損傷後に発現上昇したことから、どの細胞に発現したのか検討中である。また、RGC細胞膜に何らかの変化が起こる可能性が示唆されることから、質量顕微鏡を用いて網膜内の脂質分布を確認した。その結果、損傷前後で網膜内の脂質に違いがみられることが明らかになった。視神経傷害後急性期のRGC同定について、新たに検討課題が生じたことで、前年度に進行に遅れが生じた影響で、今年度も遅れが認められた。ただし、評価方法には、ある程度進展が認められた。また、視神経損傷によって、RGCの細胞膜構成成分が変わってくる可能性が示唆された。このことは、損傷部位の瘢痕形成およびそれによるRGCの軸索再生を検討するうえで、細胞膜の変化についても、あらかじめ検討する必要があることを示唆する。全体としての進行は遅くなるものの、新しい研究領域へと発展する可能性もあり、視神経損傷後の視神経・網膜の細胞膜レベルでの変化について、さらに詳細な検討が必要と考えた。このため、研究の進捗状況に影響が出た。視神経は網膜神経節細胞(RGC)の軸索であり、中枢神経の一種である。視神経が障害を受けると、RGCの99%以上が細胞死に陥り、視機能は再生しない。視神経傷害部に末梢神経片を吻合移植すると、RGCの一部は軸索を再生することが知られているが、その再生数は少なく、視覚機能再建に十分な長さの軸索を再生することは困難である。代表者が開発した視神経切断端への血管柄付き末梢神経移植術は、神経軸索の再伸長を促進し、視覚中枢にまで到達する長さの軸索再生が可能である。また、髄鞘の再形成が促進されるため、高度な機能回復が期待できるものの、軸索再生を阻む移植部の瘢痕形成など、手法に改善の余地がある。そこで、手術方法の改善を図るため、視神経切断が生存しているRGCに与える組織学的な変化を明らかにすることを目指した。視神経傷害後RGCが細胞死に陥るが、細胞死に至る過程で、非特異的に標識されるRGCが認められるという問題が生じたが、その原因を解明し、克服できている。前年度までの研究で、視神経傷害後早期に、RGC細胞膜に何らかの変化が起こる可能性が示唆された。本年度は、視神経傷害後早期での網膜神経細胞の細胞膜の変化を分子レベルで明らかにすることで、RGCの細胞死抑制さらには軸索再生へ向けた情報を得ることをめざし、質量顕微鏡を用いて網膜内の脂質分布を確認した。神経細胞体に豊富に含まれるホスファチジルイノシトールは、正常網膜では神経節細胞層・内顆粒層・外顆粒層に発現がみられた。これに対し、視神経損傷網膜3日目には、神経節細胞層への蓄積がみられた。さらに、ホスファチジルエタノールアミン群、ホスファチジルセリン群も網膜に層状構造を成して分布するが、それらの発現が減少していることも明らかとなった。視神経損傷後の早期から網膜神経細胞の膜構造が変化することが示唆された。前年度までの進行に遅れが生じたことが影響している。また共同利用施設にてデータ取得を行ってきたが、機器の故障などもあり、進展が遅れている。
IHRPの発現機構と生理作用

実験モデルとしてマウスを用いるために、マウスのIHRPcDNAをクローニングし塩基配列を解析し、ヒトのIHRPcDNAと比較検討しその相同性を確認した。また、マウス血清からマウスIHRPを部分的に精製し、N末端アミノ酸配列を調べヒトIHRPと一致すること、並びにマウスIHRP cDNAを翻訳したアミノ酸配列にも一致することを確認した。本タンパク質が急性期タンパク質であることから、テレピン油並びにリポポリサッカライド(LPS)を用い、実験的にマウスに炎症を起こさせ、IHRPの発現の変化を調べた。両誘導物質を用いた場合に、無処置ではほとんど検出出来ないIHRPが有意に増加することをノーザンブロット解析ならびにウエスタンブロット解析により認めた。この実験系においてデキサメタゾンの効果を調べたところ、テレピン油によるIHRPの誘導は効果的に抑制されたが、LPSによるIHRP誘導はデキサメタゾンでは抑制されなかった。本タンパク質の生理機能解析のためにノックアウトマウスを作成することを目的にマウスIHRP遺伝子のプロモーター領域を分離し解析したところ、ヒトIHRP遺伝子プロモーター領域に存在するSTAT3サイトが同じような位置に保存されていた。プロモーター領域をプローブとしてテレピン油処置マウス肝核抽出液を用いたゲルシフトアッセイで明確なバンドシフトが確認され、炎症におけるIHRP発現にはSTAT3が関与していることが示唆された。平成9年度研究実績報告マウスに種々の処理を行い実験的炎症を起こさせ、IHRPの誘導を調べた。テレピン油あるいはLPS処理後24時間でそれぞれ血中IHRP量は正常の5倍以上に増加した。塩化水銀処理による腎炎でも血中IHRP量は5倍程度増加した。一方、四塩化炭素による肝炎では48時間後に血中IHRP量は完全に消失したが、96時間後に正常にまで回復した。四塩化炭素によるこの変化は、IHRPの唯一の合成部位である肝臓が障害を受け、合成、分泌が低下したものと思われる。炎症時におけるIHRPの体内分布を組織染色により調べた。薬物処理による炎症部位への沈着などは観察されなかったが、正常腎において近位尿細管細胞細胞質が抗IHRP抗体で染色され、腎臓におけるIHRP結合蛋白質の存在が示唆された。IHRP結合セファロースを用い、腎臓よりIHRP結合蛋白質を部分精製しアミノ酸配列を調べた。IHRP結合蛋白質は分子量30kDaで、得られた部分アミノ酸配列はアネキシンに高い相同性を示した。IHRPの発現機構をマウスIHRP遺伝子のプロモーター領域のDNA断片を用いゲルシフトアッセイで調べた。未処理マウスの肝核抽出液ではシフトは認められなかったが、テレピン油処理後3、6時間後のマウス肝核抽出液でシフトが認められた。同じDNA断片を用いDNA結合蛋白質をアフィニティー精製したところ、正常肝核抽出液には存在しない、120、90、65kDaの3種の蛋白質が確認された。また、同じ核抽出液を抗STAT3抗体でしらべたところ、STAT3が顕著に増加していることが確認された。以上のことからIHRPは急性期蛋白質であり、その発現にはSTAT3が関与していることが判明した。実験モデルとしてマウスを用いるために、マウスのIHRP cDNAをクローニングし塩基配列を解析し、ヒトのIHRP cDNAと比較検討しその相同性を確認した。

本タンパク質の生理機能解析のためにノックアウトマウスを作成することを目的にマウスIHRP遺伝子のプロモーター領域を分離し解析したところ、ヒトIHRP遺伝子プロモーター領域に存在するSTAT3サイトが同じような位置に保存されていた。プロモーター領域をプローブとしてテレピン油処置マウス肝核抽出液を用いたゲルシフトアッセイで明確なバンドシフトが確認され、炎症におけるIHRP発現にはSTAT3が関与していることが示唆された。
生体分子配列系における量子化連鎖反応の生物化学的研究

光合成初期過程として特に重要な光エネルギーの捕獲過程における連鎖反応系を解析した。モデル系を用いず生体試料を対象として行い、応用も視野に入れた。最近発見された新規色素を持つ光合成生物について、その性質を調べた。クロロフィルdを持つAcaryochloris marinaではそのアンテナのエネルギー準位が反応中心よりも低いにも拘わらず、エネルギー勾配に逆らった移動が起こることを明らかにし、新しい反応系であることを示した。またクロロフィルdを持つ新規の原核藻類を発見し、60年間の論争を決着させた。現在、この色素の存在意義を解析中である。中心金属に亜鉛を含む新規のバクテリオクロロフィル(Zn-BChla)を持つ光合成細菌Acidiphilium rubrumの反応中心スペシャルペアーの空間配置が紅色細菌のそれとは異なることを磁気円偏光二色性の測定から明らかにした。分子間相互作用が小さいために、反応速度論にも違いが生じていることが示唆された。シアノバクテリアの主要なアンテナ色素タンパク質であるフィコビリンタンパク質について基準振動解析を行うことでタンパク質構造が連鎖反応系の素子に与える影響を調べた。その結果、タンパク質が素子の電子状態の安定化に寄与していることが実証された。カロテノイドのアンテナ機能を発現させる機構をフェムト秒蛍光アップコンバージョン法で解析し、S2状態での速い振動緩和過程がアンテナ機能の発現に大きな寄与をしていることを明らかにした。現存の光合成生物で唯一、中心金属として亜鉛(Zn)を持つバクテリオクロロフィルを反応に使う好酸性光合成細菌Achidiphilium rubrumの光化学反応中心(Reaction Center,RC)の電子供与体の分光学的な性質、特に磁気円偏光二色性(Magnetic Circular Dichroism,MCD)を測定することにより、その電子状態、さらには構造に関して以下の結果を得た。既に我々は、MCD強度を吸収強度で割った値(B/D,BはMCD強度、Dは双極子モーメントの強度)が色素の会合状態と深く関連し、2量体のそれは単量体のそれの1/2の値を示すことを他の紅色光合成細菌のRCで実証してきた。今回、この指標を使ってA.rubrumの電子供与体の会合状態を調べた結果、他の光合成細菌と同じく2量体構造を取ることを明らかにした。MCD強度のQx帯の酸化還元反応量とQy帯のそれとの比較から、カチオンは2量体に均等に分布するのではなく、一方の色素に局在化することが示唆された。吸収スペクトルから求めたExciton splittingの大きさは他の光合成細菌と比較すると小さく、2分子の間の相互作用が小さいことが明らかとなった。これらを総合的に考えると、A.rubrumの電子供与体がFace-to-faceの2量体構造ではなく、少し傾いた構造を取ることが示唆された。光合成色素カロテノイドの励起緩和過程の解析をフェムト秒蛍光Up-conversion法によって解析を行った。第2励起1重項状態の高い振動準位に励起した後の緩和では、分子内振動エネルギーの再配置が起こった後に内部転換が始まること、内部転換は基本的にはエネルギー差則で記述できることを明らかにした。また、励起緩和過程は共役2重結合の長さに依存するが単調な変化をするのではなく、特異点を持つような変化を示し、多くのパラメータで解析をすることの重要性を示した。生体分子配列系の典型例である緑色光合成細菌のアンテナ系、クロロゾームにおける色素の自己会合体形成過程と色素分子間相互作用、エネルギー移動速度論との対応を考察した。Bacteriochlorophyll c(BChlc)を主要な色素として持つChloroflexus aurantiacusのクロロゾームについて,分子構造モデルも幾つか提出されているが、未だに明解では無い。そこで,解析を行って以下のような結果を得た。(1)自己会合体には本来歪みが掛かっていると考えられた。少量の1-hexanol添加によって構造体を一部解離条件に置いたときにCD強度がpsi-typeに変化することが観測されることから証明された。会合体に歪みを与える要因,会合体の歪みの受け方については明解ではない。

(2)ニコチンでβカロテンの合成を阻害をすると会合体の歪みの受け方が弱く、かつ吸収極大は僅かながら短波長側へ移行した。これはホモログの組成変化以上に匹敵するする大きな変化であった。βカロテンとBChl c会合体はvan der Waals contactしており、カロテノイドとの相互作用が歪みの原因と考えられた。(3)会合体は吸収特性として均一ではなく、長波長側にシンクとなることができるフォームが752nmに観測されたが、この成分からの蛍光は観測されず,他のフォームとの間の平衡が成立していることが示唆された。これは、励起子の低エネルギー側のバンドと対応する可能性もあり、今後の検討課題となった。生体分子配列系でのエネルギー移動過程を、海産緑藻ミルでのカロテノイド-クロロフィル系について解析した。ケトカルボニル基を持ち、エネルギー移動効率の高い特異なカロテノイド、シフォナキサンチン、の溶液系での物性を精査し対照とした。また、カロテノイドの物性評価のために、βカロテン、ケトカルボニル基を含むモデル化合物として、βアポカロテナールについて、その励起緩和過程をフェムト秒時間分解蛍光アップコンバージョン法によって調べた。S_2状態の過剰な振動エネルギーを持つ振動状態に励起されたβカロテンでは、約60フェムト秒の分子内振動エネルギーの再配置(IVR)過程が明瞭に観察され、その後に振動緩和(VR)が起こった。一方、βアポカロテナールについてはVRのみが観測され、IVR過程は観測されなかったので、後者は時間分解能(30フェムト秒)以下の速い緩和であることが判明した(J.Phys.Chem.,印刷中)。シフォナキサンチンでは、βアポカロテナールと同じ緩和過程が観測された。ケトカルボニル基が存在するために、電子状態として(n,π)遷移を考慮し、そのエネルギー準位を調べることが重要であるので現在解析を進めている。一方、色素-タンパク質複合体中でのエネルギー移動を蛍光の偏光解消法によって調べてみると、励起直後0.4であった偏光度が1ピコ秒後には0.2付近まで低下していることが判明した。この値は色素-タンパク質中では複数存在するカロテノイド分子の間でエネルギー移動が起こることを示唆するもので、従来はまったく考えられることのなかった過程であり、今後の解析が重要な意味を持つことを示している。
糖尿病による性機能障害の発症機構の解明

私達は糖尿病ラットの陰茎では、インスリン様増殖因子結合蛋白-3(IGFBP-3)の発現増大により、IGF-Iの増殖因子としての作用が抑制される可能性を報告してきた。「平成13年度-平成14年度科学研究費補助金:基盤研究C(課題番号:13671665)糖尿病による性機能障害へのIGFBP3の関与の解明」その後の研究として、糖尿病発症からのIGFBP-3の発現量および陰茎海綿体内平滑筋量の経時的変化と勃起障害発症の関係を検討した。糖尿病発症より2週後からIGFBP-3の発現は糖尿病群で有意に増加を認め、4、8、12週後の群においてもIGFBP-3の発現量はコントロール群と比較して5倍以上の差を認めた。一方、陰茎海綿体内平滑筋量は、糖尿病発症後8週までは両群間に有意な差は認めなかったが、勃起時の海綿体内圧に差が生じ始める12週後には約2倍の差を認めた。今回の結果から糖尿病ラット陰茎では、陰茎海綿体平滑筋の減少およびそれに伴う勃起障害の発症時期に比較して、早期からIGFBP-3の発現量の増加を認め、IGFBP-3の発現量の増加は勃起障害の結果ではなく原因のひとつであることが示唆された。次に、糖尿病性勃起障害に対するIGF-Iの陰茎海綿体平滑筋の増殖効果に関する検討では、陰茎海綿体内平滑筋量は、コントロールとコントロール+IGF-I投与群では両群間に有意な差は認めなかったが、糖尿病群と糖尿+IGF-I投与群では、IGF-I投与群の方が平滑筋の減少量が少なかった。今回の結果から糖尿病ラット陰茎では、IGFBP-3の発現量の増大がIGF-Iの増殖因子としての生理活性を減少させ、平滑筋の減少を引き起こしていると予想できた。またIGF-I投与による平滑筋の増殖効果を用いた勃起障害の治療応用の可能性も示唆された。私達は糖尿病ラットの陰茎では、インスリン様増殖因子結合蛋白-3(IGFBP-3)の発現増大により、IGF-1の増殖因子としての作用が抑制される可能性を報告してきた。(平成13年度-平成14年度科学研究費補助金:基盤研究C(課題番号:13671665)糖尿病による性機能障害へのIGFBP3の関与の解明)。その後の研究として、糖尿病ラット陰茎にIGF-Iを投与しその効果について検討した。使用ラットは、10週齢のWister系雄ラットにストレプトゾトシン(STZ)をcitrate bufferにて溶解し、60mg/kgの用量にてラット腹腔内へ投与し、コントロールではcitrate bufferのみ投与した。投与2日後に糖尿病群とコントロール群のそれぞれ半数の陰茎内にIGF-1を注射し、IGF-1投与群とした。STZ投与12週後に陰茎脚を摘出し、HE染色とアザン染色を用いてそれぞれの陰茎海綿体内平滑筋と結合組織の変化を観察した。陰茎海綿体内平滑筋量は、コントロールとコントロール+IGF-I投与群では両群間に有意な差は認めなかったが、糖尿病群と糖尿+IGF-I投与群では、IGF-I投与群の方が平滑筋の減少量が少なかった。またIGF-

1投与による平滑筋の増殖効果を用いた勃起障害の治療応用の可能性も示唆された。[背景と目的]私達は糖尿病ラットの陰茎では、インスリン様増殖因子結合蛋白-3(IGFBP-3)の発現増大により、IGF-Iの増殖因子としての作用が抑制される可能性を報告してきた。「平成13年度-平成14年度科学研究費補助金:基盤研究C(課題番号:13671665)糖尿病による性機能障害へのIGFBP3の関与の解明」。その後の研究として、糖尿病発症からのIGFBP-3の発現量と陰茎海綿体内平滑筋量の経時的変化と勃起障害発症の関係を検討した。[対象および方法]使用ラットは、10週齢のSD系雄ラットにストレプトゾトシン(STZ)をcitrate bufferにて溶解し、60mg/kgの用量にてラット腹腔内へ投与し、コントロールではcitrate bufferのみ投与した。STZ投与2、4、8、12週後の糖尿病群とコントロール群のIGFBP-3の発現量をノザンブロット法により、また陰茎海綿体内平滑筋の変化をアザン染色を用いて観察した。[結果]糖尿病発症より2週後からIGFBP-3の発現は糖尿病群で有意に増加を認め、4、8、12週後の群においてもIGFBP-3の発現量はコントロール群と比較して5倍以上の差を認めた。一方、陰茎海綿体内平滑筋量は、糖尿病発症後8週までは両群間に有意な差は認めなかったが、勃起時の海綿体内圧に差が生じ始める12週後には約2倍の差を認めた。[考察および結論]今回の結果から糖尿病ラット陰茎では、陰茎海綿体平滑筋の減少およびそれに伴う勃起障害の発症時期に比較して、早期からIGFBP-3の発現量の増加を認め、IGFBP-3の発現量の増加は勃起障害の結果ではなく原因のひとつであることが示唆された。
薬理学的脳機能画像法と経頭蓋直流電気刺激法による痛みの共感に関する神経基盤の解明

共感は、他者の情動を理解する重要な社会的認知機能の1つである。近年、痛みの共感の障害が様々な疾患で現れることが報告されているが、痛みの共感の神経基盤について不明である。本研究では、痛みの共感が特定の神経伝達物質によって制御されている仮説の下で、薬理学的手法と機能的機能画像法を組み合わせ、痛みの共感に関わる脳内ネットワークおよびそのネットワークを修飾する神経伝達物質を特定する。さらに経頭蓋直流電気刺激法を用いて、特定した脳活動と痛みの共感の関連を検証する。本研究を通して、慢性疼痛や共感の障害を伴う疾患の病態解明や治療法の開発に貢献する。
アフリカにおける伝統王国の社会変化の比較研究-特に国民社会形式とのかかわり-

本年度は、本研究プロジェクトの最終年度の2年目にあたる。本研究では、アフリカの植民地化以前に成立した伝統諸王国が、植民地列強によるアフリカの恣意的分割を基盤にしてできあがったアフリカ諸国家の国民社会形成の過程のなかで、どのように変化し、どのような変化をして行くのかを比較研究によって動態的に解明することを目的とした。1年目の調査研究の成果をふまえて、本年は特に(1)現地研究者との協力体制下における研究を推進すること、(2)こうした協力体制のもとに大学院レヴェルの若手研究者を研究協力者として投入研究者としての育成をはかることを目指した。研究内容としては特に、(3)現在では国民国家の象徴にもしばしば採用される伝統王国の王権のシンボルの組織的な調査をおこない、かなりの成果が得られた。また(4)アフリカで現在進行中の「民主化」にともない実施されるようになった各地方自治体レヴェルでの選挙に、伝統王権がどのように関与あるいは評価されてゆくかの調査を幅広くおこなうことができた。そのなかで特に興味深かったのは、すでに滅びた王国関係者が、こうした民主的選挙をつうじて復活してくる兆候もみられたことである。(5)全体として特に注目されたのは、伝統王権の政治レヴェルというよりも文化レヴェルでの復興である。王権にかかわりのある祭礼やそれにともなう伝統的衣服や美術工芸、伝統的家屋、舞踊、音楽などの復興である。なお本研究は目的として掲げた研究を成し遂げる以上に、さまざまなテーマを新たに発見し、またアフリカの現地研究者からはさまざまな関連する研究テーマの提案を受けた。現地研究者との協力体制下それを次のプロジェクトに生かすのが課題である。本研究の目的は、アフリカの植民地化以前に成立した伝統的諸王国が、国民社会形成の過程のなかで、どめように変化し、どのような変化してゆくかを比較研究によって動態的に解明することにあったが、ほぼ計画どうりの調査を実施することができた。現在アフリカは政治的に安定した地域でも民主化、構造調整などの激動期にあり、住民の国民国家や伝統王国に対する潜在的な評価が表面にあらわれやすい状況にあった。このことも、それぞれの調査研究を容易にした。特に、研究代表の嶋田は、ナイジェリアの政治的安定が明らかになったのを幸い、カメルーン、ナイジェリア、ニジェール、マリ4ケ国を訪問、13の伝統首長と会見することができた。また各国研究機関の研究者と接触、各国の研究事情を知るとともに、今後の研究協力の約束を得た。得られた新たな知見としては次の3点が重要である。(1)アフリカ諸国はどの国も複雑な地域事情を抱えているが、歴史の浅い国民国家体制は各々に応じたきめこまかな政策を実施できず、その統治体制は強圧的にならざるを得ない点があった。現地事情に通じた伝統国家はこの点を補完する役割を担ってきた。これを端的に示すのは、刑事事件は国民国家の法体制の下にあるが、慣習法がかかわる民事事件はほとんど伝統国家の司法にまかされているという事実である。(2)他方、伝統と近代化が二者択一的な問題ではなくなりつつあることもわかった。これは伝統王国側の傾向としても顕著で、近代教育や地域開発にたいする伝統王国の積極的な取り組みが目立った。また首長に選ばれる人物も、近代的知識を身につけた人物(銀行支店長や官僚経験者)のなかから選ばれる傾向がでてきた。(3)こうした伝統王国の役割に注目する現地研究者が数多く存在していることを知りえたのも新たな知見で、かれらのあいだには、伝統と近代を融合しつつ近代化をはたしたたとみられる日本の研究者との共同研究への期待がきわめて強かった。これにどのように応えてゆくかが今後の課題のひとつである。
マイクロアクチュエータ用高効率弾性表面波変換器の開発

本研究では、アクチュエータ応用に特化した高性能弾性表面波(SAW)変換器の実現を目指している。格段な高効率化が実現できれば、新しい原理に基づくSAWアクチュエータ等の応用が創出される可能性がある。ここでは、特に超高周波動作による電力密度上昇に基づく高効率化について着目する。本年度は、SAW変換器を帰還素子として自励発振器を構成することを検討した。これは、温度や負荷の変動に自動的に追従してマイクロアクチュエータに電力を供給することを目指している。これまで検討してきた一方向性変換器の構造では、インピーダンスの周波数特性が特異なため、自励発振器構成では最適な条件で駆動できないことが判った。そこで、双方向性変換器と反射器を組み合わせた構造を薪たに開発し、理論通りのほぼ無損失の素子を実現した。次にこの設計を湾曲した電極構造に適用し、円弧状の方向性変換子の実現した。最後に、円弧状電極の焦点位置に配置した導波路上に微小水滴を置くことにより、12dBm程度の入射電力で液体の搬送を観測した。また、SAW導波路周辺に、導水路と液溜を設け、SAWによって発生する液体流動による微小滴の形成を試みた。検討の結果、水溶性ホトレジストにより適切なパターンを形成でき、大きな液体流動を観測できたが、水の表面張力の影響が強く現われ、現段階では液滴としとて分離するまでには至っていない。今後、液溜構造の最適化を進め、微小液滴の実現を目指し、さらに液滴搬送に必要な電力のより一層の削減を目指す予定である。また、SAW変換器を帰還素子とする自励発振鋸の回路構成についても検討を進めたいと考えている。まず、マイクロアクチュエータ用動力源としてのSAW変換器の最適設計手法確立を目指した。通信機器応用のものと異なり、帯域外抑圧比や通過帯域幅は重要でないので、変換器の寸法と変換効率のみに着目して、素子構造を最適化した。そして、400MHz帯で大きな方向性を示す変換器を設計・試作し、理論通りのほぼ無損失の素子を実現した。また、そのSAW伝搬面上に微小水滴を置くことにより、18dBm程度の入射電力で液体の搬送を観測した。次にこの設計を湾曲した電極構造に直ちに適用し、円弧状の方向性変換子の実現を目指した。即ち、円弧の焦点位置にSAW導波路端を設置することにより、SAW導波路への高効率パワー注入を試みた。まず、異方性を考慮して円弧状の方向性変換子を設計・試作した。そして、現有の光プローブ装置によりSAWの伝搬の様子を観察し、SAWが集束して導波されてゆく様子が確認された。最後に、導波路上に微小水滴を置くことにより、12dBm程度の入射電力で液体の搬送を観測した。現段階では、駅滝の寸法が大きく、搬送に必要な電力がまだ大きい。今後、導波路とほぼ同一寸法の導水路を設けると共に、微小液滴を実現する構造を実現し、必要電力の一層の削減を目指す予定である。
ウナギにおけるナトリウム利尿ペプチドファミリーの生理作用

I.ウナギANPのcDNAをクローン化した。cDNAから予測されるアミノ酸配列には、単離したペプチドの配列分析の際には読めなかったグリシン残基がC末端に存在した。HPLCを用いた詳細な分析の結果、グリシンは配列分析でC末端に存在したリジンのアミド化に用いられていることがわかった。ウナギANPとVNPのcDNAをプローブとして、ニジマス、ウシガエル、ウズラ、ラットでゲノムDNAのサザン分析を行ったところ、ウズラにはっきりとした対合反応が出た。従って、鳥類にもVNPが存在するであろう。鳥類では既にBNPが同定されているため、VNPはBNPと異なる新しいホルモンである可能性が高い。II.東京工業大学の広瀬茂久教授との共同研究で、ウナギのB型及びC型受容体をクローン化し、それらの構造を明らかにした。また、オートラジオグラフィーと結合分析により、鰓の上皮細胞と軟骨細胞に、多量のC型受容体が存在することを明らかにした。III.ウナギを淡水から海水に移したところ、すぐに血漿ANP濃度が上昇し、数時間持続した。しかし、海水に2週間適応させたウナギでは、淡水ウナギより血漿ANP濃度が有意に低下していた。また、鰓には大量のC型受容体があるため、鰓は血漿ANP濃度を調節するバッファーの役割をしている可能性が示唆された。IV.ANPはウナギの飲水を抑制し、腸からの水とナトリウムの吸収を抑制した。また、淡水ウナギの尿量を減少させ、海水ウナギのコルチゾル分泌を促進した。これらの作用のうち、飲水と腸からの吸収の抑制は淡水適応を促進するが、抗利尿やコルチゾル分泌の促進は海水適応に有利である。このように、ANPは海水適応、淡水適応の何れを促進するホルモンかについて、まだ明確な解答を得ていない。1.ウナギにおいて単離、同定した心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)、心室性ナトリウム利尿ペプチド(VNP)、C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)に特異的なラジオイムノアッセイを確立し、淡水ウナギと海水ウナギの血漿濃度を測定したところ、全てのホルモンが海水ウナギにおいて低下した。2.ウナギANPをウナギに注射したところ、淡水及び海水ウナギで飲水が抑制され、海水ウナギで腸からの水とナトリウムの吸収が抑制され、淡水ウナギで尿量が減少した。また海水ウナギで、重要な海水適応ホルモンであるコルチゾルの分泌が促進された。3.ウナギの腎、間腎(コルチゾル分泌器官)及び鰓に、ANPに特異的なリセプターが存在することを放射性リガンド結合実験により証明した。また、単離したウナギ鰓細胞にANPを投与したところ、セカンドメッセンジャーであるサイクリックGMPが上昇した。4.以上の結果より、ウナギにおいてANPが海水適応にともなう浸透圧調節に関与している可能性がきわめて高い。今後、ウナギの海水適応にともなうホルモンとリセプターの変動を並行して調ベる予定である。5.サメは血液中に尿素を貯え、血漿浸透圧を海水より少し高く保っている。したがって、その浸透圧調節は興味深いが、ドチザメの心臓にはANPやVNPが存在せず、脳ホルモンであるCNPが多量に存在した。また、血漿中にも多量のCNPが存在した。今後、サメの興味ある浸透圧調節機構にCNPがどのように関与しているかを調べる予定である。HPLCを用いた詳細な分析の結果、グリシンは配列分析でC末端に存在したリジンのアミド化に使われていることがわかった。

ウナギANPとVNPのcDNAをプローブとして、ニジマス、ウシガエル、ウズラ、ラットでゲノムDNAのサザン分析を行なったところ、ウズラにはっきりとした対合反応が出た。したがって、鳥類でもこれらのホルモンが存在する可能性が高い。II.東京工業大学の広瀬茂久教授と共同で、ウナギのB型及びC型リセプターをクローン化し、それらの構造を明らかにした。また、オートラジオグラフィーとバインディングアッセイにより、鰓の上皮細胞だけではなく鰓の軟骨細胞にも多量のANP-Cリセプターがあることを明らかにした。III.ウナギを淡水から海水に移したところ、すぐに血漿ANP濃度が上昇し数時間持続した。しかし、海水に2週間適応させたウナギでは、淡水ウナギよりも血漿ANP濃度が有意に低下していた。また、鰓には大量のC型リセプターがあるため、鰓は血漿ANPレベルを調節するバッファーの役割をしている可能性が示唆された。IV.哺乳類と同様に、ANPはウナギの飲水を抑制し、腸からの水とNaの吸収を抑制した。しかし、哺乳類とは逆に、淡水ウナギの尿量を減少させ、海水ウナギでコルチゾルの分泌を促進した。これらの作用のうち、飲水と腸からの吸収の抑制は淡水適応を促進するが、抗利尿やコルチゾル分泌の促進は海水適応に有利である。このように、ANPは海水適応、淡水適応のいずれを促進するホルモンかについて、まだ明確な解答を得ていない。
王朝交代期における漢鏡の製作とその系譜の研究

本研究では、前漢後期から後漢前期にかけて製作された漢鏡資料を収集し、その考古学的な分析を通じて、当該期の漢鏡の様相と製作系譜の検討をおこなうことを主たる目的としている。昨年度は、学術誌等に掲載された公開資料の多くを収集することができたが、本年度はその不足分の資料収集をおこないこれを補完した。資料の収集に際しては、本年度も中国において、墓葬出土資料の調査をおこなった。今回は、陜西省南部にて調査をおこない、これまでの論考において注目していた漢代に漢中と呼ばれた地域での検討を深めた。そして、これらの資料に基づいて型式学的な分析を進めた。方格規矩鏡などの分析においては、系譜の整理を進めるなかで、いくつかの新しい視点を見出すことができた。これらの成果は、新たな視点を整理しつつ、公表できるよう努めたい。集成資料の検討からは、製作系譜の整理とあわせて、「伝世鏡」「踏み返し鏡」などに対する、別の検討視点も得ることができたのではないかと考えている。また、地理情報システム(GIS)について、今回の分析には直接反映することは難しかったが、得られた成果の更なる検討及び他の漢鏡の整理において援用・導入することを想定して、その情報収集をおこなった。本研究は、物質文化資料の製作系譜とその流通に対する漢代における分析・検討であるが、本研究での成果が他の時代の中国考古学研究からはどのような相対評価ができるのか、また逆にそれらに対してどのような問いかけができるのか等々を、新石器時代から秦漢時代の社会システムを視野に入れた次なる課題に対する準備研究を開催して、検討をおこなった。今年度は基礎的資料の収集と整理を主な目的に研究を進めた。まず、研究の対象とした前漢中後期頃から後漢前中期頃までの時代における中国出土の鏡のデータを整理した。具体的には、(1)すでに刊行されている文献に発表されている資料の集成、(2)日本国内での該当資料所蔵機関での調査、(3)中国国内での該当資料所蔵機関での調査、という三つの方法で、データを収集・整理した。文献をもとにしたデータの収集は、大部分の鏡について整理を終えることができた。中国国内での調査では、整理の進みつつある文献からの収集データをもとに、各地で実物資料の調査を行った。今回の研究では、中国各地における出土資料の調査・検討を、研究を進める上での一つ大きな軸に据えたが、今年度は河南省と湖北省で調査をおこなった。これらのデータ収集・整理の進行にあわせて、型式学的な分析にも一部着手した。収集した資料のうち、特に方格規矩鏡に注目して、先行的に検討を加えた。しかし、現段階では予察の域を出ていない。来年度は、いまだ終了していないデータの整理を補完しつつ、本格的に方格規矩鏡などの鏡に対する検討に着手し、研究課題に対して新たな展開を打ち出せるよう、検討を深める予定である。
励起子生成効率200%を示す近赤外有機EL素子の創成

本研究では、1)熱活性化遅延蛍光過程の利用によるsinglet-tripletスピン変換、2)一重項励起子開裂(singlet fission)過程によるtriplet励起子生成の二つの異なるスピン変換機構を融合することにより、有機発光デバイスにおける励起子生成・利用効率の飛躍的な向上を研究の大目標をしている。本年度においては、ルブレン分子をsinglet fission材料、Er錯体を近赤外(NIR)発光材料とした発光性薄膜に注目し、singlet fission過程を経由して生成したルブレンのtripletエネルギーを、Er錯体からのNIR発光として利用可能であり、そのtriplet生成収率が100%を超えていることを、発光強度の磁場依存性、近赤外分光、過渡発光解析等の手法を用いて明らかにした。さらに、本研究で見出し発光性薄膜を発光層とする有機EL素子を試作した結果、Er錯体に由来するNIR-ELが得られること、さらに電流励起により生成される励起子の生成効率が100%を超えていることも見出し、世界初のsinglet fission型有機EL素子の開発に成功した(Adv. Mater., 30, 1801484 2018)。最終目標である励起子生成効率200%を示す有機EL素子を実現するためには、熱活性化遅延蛍光分子の開発も必要である。本年度においては、高速singlet-tripletスピン変換を実現するためのメカニズム解明と新規分子設計へのフィードバックに取り組み、従来重要であると信じられていたsinglet-triplet準位間のエネルギー差のみならず、高次triplet準位の制御も重要な因子であることを見出し、高効率EL発光と高耐久性を両立する有機EL素子の開発にも成功した(Science Advances, 4, eaao6910 2018)。H30年度研究計画では、singlet fission分子およびNIR発光色素を用いることで、励起子生成効率100%以上を示す有機EL素子の開発をマイルストーンとした。H30年度研究では、ルブレン分子をsinglet fission材料、Er錯体をNIR発光材料とする有機薄膜系に注力し研究を推進した。結果、上記マイルストーンを達成し、世界初のsinglet fission型有機EL素子の開発を実現することに成功した(Adv. Mater., 30, 1801484 (2018))。また本研究を通し、重原子効果がsinglet fission効率に与える影響や、ルブレン単結晶におけるsinglet fission過程の磁場異方性等、これまでに知られていなかった新たな現象も見出されており、本研究を推進することにより、さらなる基礎学理の深化が期待できる状況にある。また、TADF分子の高性能化および基礎学理の解明にも取り組み、スピン変換過程に及ぼす高次triplet励起状態の影響を解明し、高効率EL発光と高耐久性を両立するTADF有機EL素子の開発にも成功した(Science Advances, 4, eaao6910 (2018))。以上の研究進捗状況より、本年度までの研究進捗状況は順調に進展していると自己判断した。H30年度研究の実施を通し、重原子効果がsinglet fission効率に与える影響や、ルブレン単結晶におけるsinglet fission過程の磁場異方性等、新たな現象を観測している。これらの現象のメカニズム解明は、その基礎学理の確立および、本研究の大目標である「有機発光デバイスにおける励起子生成・利用効率の飛躍的な向上」のためにも必要不可欠である。そこで次年度以降は、従来の研究計画と合わせ、上記の現象にも注目し、そのメカニズム解明に取り組む計画である。また、TADF分子の開発においては、未だtriplet→singlet変換速度定数は10^-5 s^-1に留まっており、さらなる高速化が必要な状況である。そこで、次年度は今年度までに得られた知見を基盤として、新規分子設計に取り組む計画である。これらの研究を進め、本研究計画の最終的な数値目標の達成を目指す。

本年度においては、高速singlet-tripletスピン変換を実現するためのメカニズム解明と新規分子設計へのフィードバックに取り組み、従来重要であると信じられていたsinglet-triplet準位間のエネルギー差のみならず、高次triplet準位の制御も重要な因子であることを見出し、高効率EL発光と高耐久性を両立する有機EL素子の開発にも成功した(Science Advances, 4, eaao6910 2018)。H30年度研究計画では、singlet fission分子およびNIR発光色素を用いることで、励起子生成効率100%以上を示す有機EL素子の開発をマイルストーンとした。H30年度研究では、ルブレン分子をsinglet fission材料、Er錯体をNIR発光材料とする有機薄膜系に注力し研究を推進した。結果、上記マイルストーンを達成し、世界初のsinglet fission型有機EL素子の開発を実現することに成功した(Adv. Mater., 30, 1801484 (2018))。また本研究を通し、重原子効果がsinglet fission効率に与える影響や、ルブレン単結晶におけるsinglet fission過程の磁場異方性等、これまでに知られていなかった新たな現象も見出されており、本研究を推進することにより、さらなる基礎学理の深化が期待できる状況にある。また、TADF分子の高性能化および基礎学理の解明にも取り組み、スピン変換過程に及ぼす高次triplet励起状態の影響を解明し、高効率EL発光と高耐久性を両立するTADF有機EL素子の開発にも成功した(Science Advances, 4, eaao6910 (2018))。以上の研究進捗状況より、本年度までの研究進捗状況は順調に進展していると自己判断した。H30年度研究の実施を通し、重原子効果がsinglet fission効率に与える影響や、ルブレン単結晶におけるsinglet fission過程の磁場異方性等、新たな現象を観測している。これらの現象のメカニズム解明は、その基礎学理の確立および、本研究の大目標である「有機発光デバイスにおける励起子生成・利用効率の飛躍的な向上」のためにも必要不可欠である。そこで次年度以降は、従来の研究計画と合わせ、上記の現象にも注目し、そのメカニズム解明に取り組む計画である。また、TADF分子の開発においては、未だtriplet→singlet変換速度定数は10^-5 s^-1に留まっており、さらなる高速化が必要な状況である。そこで、次年度は今年度までに得られた知見を基盤として、新規分子設計に取り組む計画である。これらの研究を進め、本研究計画の最終的な数値目標の達成を目指す。
高水温耐性のあるサンゴ群体がどのように生まれるのか？

近年頻発している海水の異常高水温によるサンゴの白化の際に、同種内でも白化しない群体と白化して死滅する群体が同所的に観察されている。本研究の目的は、同種内・同所的に生息するサンゴ群体の生死を分けるのは具体的にどのような遺伝的違いによるものであるかを明らかにすることである。高水温条件に対して群体間にどのような応答の違いがあるのか、高水温耐性は親から子へ遺伝するのか、高水温耐性のある群体はどのような遺伝的特性を持っているかを明らかにしていく。