hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロバブル照射を用いた表面のテキスチャリングと改質による低摩擦摺動面の創製

機械の摺動面では、表面に各種のテキスチャー(周期的な溝やディンプル等)を施すことによってフリクション低減が期待される。そこで、表面にキャビテーションによるバブルを照射しディンプルを付与する手法と類似の原理による表面創成法を試行し、それらの摩擦低減効果について実験研究した。1.マイクロバブルの発生装置による表面創成本研究で設計製作した水共振システム(WRS)による超音波発生装置を用いてマイクロバブルを鏡面仕上げした純アルミニウムと純銅に照射した。表面をカラー3Dレーザ顕微鏡と原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した結果、微小なくぼみをランダムに発生させることができ、それらは従来の磁歪振動子によるキャビテーションで発生するくぼみに比べて深さが直径に比べて浅いことがわかった。2.表面の摺動試験マイクロバブル照射面の摩擦特性を調べるための摺動試験法について検討した。その結果に基づき、リング・オン・プレート式の摩擦試験機を用いて、上記で創成した表面を無添加の基油中ですべり摩擦させ、なじみ過程に注目して摩擦係数の変化を測定した。その結果、摩擦係数の変化はマイクロバブルによるディンプルを付与していない表面のそれと比較して顕著な違いはみられなかった。3.類似手法による表面創成とその摩擦特性マイクロバブル照射と類似の原理による表面創成法として、固体粒子の投射により表面形状を付与するウエットブラスト法がある。そこで、ウエットブラスト法により種々の表面粗さを形成させると、なじみ過程において摩擦係数は初期表面粗さRaの減少に伴って低下する傾向がみられ、平坦化後にディンプル状に残ったくぼみ部分が油だまりの役割によるものと考えられる。以上の研究結果を総合して、マイクロバブルによる摩擦摩耗特性の改善の着想は妥当であるが、今後最適なディンプルの形状と付与個数等の表面創成を制御することが最大の課題であることがわかった。現在用いられている機械加工、ブラストピーニングなどと比べて優位な手法として、表面にキャビテーションによるバブルを照射し加工する方法の可能性を検証するため、以下の萌芽的研究を実施した。(1)マイクロバブルの発生装置の設計・製作水共振システム(WRS)による超音波発生装置を設計・製作した。装置は、超音波の強度を制御するFM(周波数変動)発振モードを装備した超音波発振器、試料ステージの昇降装置を有する実験水槽から構成されている。共振周波数は38kHz±0.53.5kHzである。水槽内には、振動板から放射される入射波と液面からの反射波とが重なり強め合う場所(定在波)ができる。定在波(圧力の山の部分)の位置とキャビテーションの発生の様子を、アルミ箔の損傷を用いた観察、バブルの目視観察等から調べ、マイクロバブル発生の最適位置の選定を試行した。(2)マイクロバブル照射面の表面形状測定鏡面研磨した純銅を試料ステージに固定し、上記で得られた水中の最適位置に設置して表面にマイクロバブルを照射した。表面を、主としてカラー3Dレーザー顕微鏡を用いて観察した。1回の衝撃圧力の作用によって微小なくぼみの形成が観察された。その直径と深さ及びそれらの比(アスペクト比)は従来の磁歪振動装置によるそれらとは異なることを見出した。このような観察・測定から、WSR超音波発生装置による衝撃圧力は、表面に壊食を発生させる磁歪振動法に比べて弱いことがわかった。以上の結果から、本研究の目的の実現にとって、試作したWRS超音波発生装置は有用であるとの結論を得た。1.マイクロバブルの発生装置の性能向上昨年度設計製作した水共振システム(WRS)による超音波発生装置によるキャビテーション・マイクロバブルの発生の性能を、装置構造の理論的解析とアルミ箔の損傷を用いた観察、バブルの目視観察等から調べ、マイクロバブル発生の効率向上を目指した。その結果、軟質材にピットを発生させる程度のバブル発生・崩壊は生じるが、一般的に用いられている磁歪振動法で発生するそれらに比べると発生頻度・大きさ共に小さいことがわかった。一方、磁歪振動法では崩壊による衝撃圧が大きくて硬質皮膜でも短時間で破壊したことから、本研究目的に対する両マイクロバブル発生装置の長所・短所が明らかになった。2.マイクロバブル照射面の表面形状測定鏡面研磨した純アルミニウムと純銅にマイクロバブルを照射した。表面を、カラー3Dレーザ顕微鏡と原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した。微小なくぼみの直径と深さ及びそれらの比(アスペクト比)は従来の磁歪振動法によるそれらとは異なり、直径に比べて深さが浅いことがわかった。3.摺動試験マイクロバブル照射面の摺動試験を実施するための予備試験を行い、その問題点と解析法について検討した。種々の表面テキスチャ(3次元表面粗さ)を付与した鋼試験片について一方向摺動試験を潤滑油中で行い、形状の影響を解析するための手法を調べ、得られた手法をイクロバブル照射面の影響を解析に適用できるとの結論を得た。

1.マイクロバブルの発生装置による表面創成本研究で設計製作した水共振システム(WRS)による超音波発生装置を用いてマイクロバブルを鏡面仕上げした純アルミニウムと純銅に照射した。表面をカラー3Dレーザ顕微鏡と原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した結果、微小なくぼみをランダムに発生させることができ、それらは従来の磁歪振動子によるキャビテーションで発生するくぼみに比べて深さが直径に比べて浅いことがわかった。2.表面の摺動試験マイクロバブル照射面の摩擦特性を調べるための摺動試験法について検討した。その結果に基づき、リング・オン・プレート式の摩擦試験機を用いて、上記で創成した表面を無添加の基油中ですべり摩擦させ、なじみ過程に注目して摩擦係数の変化を測定した。その結果、摩擦係数の変化はマイクロバブルによるディンプルを付与していない表面のそれと比較して顕著な違いはみられなかった。3.類似手法による表面創成とその摩擦特性マイクロバブル照射と類似の原理による表面創成法として、固体粒子の投射により表面形状を付与するウエットブラスト法がある。そこで、ウエットブラスト法により種々の表面粗さを形成させると、なじみ過程において摩擦係数は初期表面粗さRaの減少に伴って低下する傾向がみられ、平坦化後にディンプル状に残ったくぼみ部分が油だまりの役割によるものと考えられる。以上の研究結果を総合して、マイクロバブルによる摩擦摩耗特性の改善の着想は妥当であるが、今後最適なディンプルの形状と付与個数等の表面創成を制御することが最大の課題であることがわかった。
化膿連鎖球菌感染における皮膚・表皮細胞レセプターの解析

化膿連鎖球菌(A群連鎖球菌、Streptococcus pyogenes)は菌体表層に発現するM蛋白により皮膚・表皮細胞上のmembrane cofactor protein (MCPあるいはCD46)に特異的に結合する。本研究では、M蛋白とMCPの相互作用に必要な最小領域を同定すること、さらにMCPを発現するトランスジェニックマウスを作製し、化膿連鎖球菌による個体レベルでの実験感染モデルを確立することを目的とした。MCPは、N末端側にshort consensus repeat(SCR)と呼ばれる約60アミノ酸からなる4つのくり返し配列をもつ膜蛋白で、MCPの生理学的活性部位はこの4つのSCR上にあることがわかっている。M蛋白との結合部位もこれまでの知見からSCR上に存在すると考えられている。今回、クローン化されたMCPcDNA(クローンK5-23)から異なるSCR数を含む8つの部分断片を大腸菌内で発現させ、これを精製した。一方、化膿連鎖球菌は表皮細胞由来の培養細胞(HaCat細胞)に対してM蛋白とMCPの相互作用により結合することがわかっている。この培養細胞を用いて、MCP精製部分蛋白による菌の細胞への結合阻害をELISA法により調べた結果、すくなくとも細胞表面に露出するMCP分子のSCR2からSCR4までの領域が菌との結合に必要であることが明らかになった。さらに、クローン化されたMCPcDNAを用いて、MCP発現トランスジェニックマウスの作製を試みた。近交系マウスC3H/HeNを親株とするMCP発現トランスジェニックマウス10匹を得、このMCP発現トランスジェニックマウスを用いて化膿連鎖球菌の感染の有無および感染経路のちがいによる病態の変化などを個体レベルで検討することが可能となった。
対人関係における面子の役割についての文化心理学研究

本研究の最後の目的は、面子が人々にもたらす心理的・対人的影響を調べ、日本文化における面子の重要性を実証することである。まず面子の心理的影響を調べるために、10週間にわたって日記調査を行った結果、(1)個人自身の面子に関わる経験は不快感をもたらす、(2)人々の日々の精神的well-being(気分および自尊心状態)は人々の面子出来事の結果に左右されている、(3)周囲の他者の面子結果も人々の気分に影響を与える、の三点が明らかになった。また、本研究は面子の対人的影響を検証するために、他者の面子のために行われる利他的面子行動を取り上げ、その概観を把握するための質的調査、および、実在の二者関係を対象にしたスノーボール調査を行った。その結果、(1)人々は日常生活において、他者の面子のための配慮や対人行動を頻繁に行っている(例えば、他者の面子を潰さないようにあるいは立てるように気遣ったり行動を起こしたりする)、(2)これらの利他的面子行動には、他者との関係性を促進するような潤滑効果がある、の二点が明らかになった。以上の心理的・対人的影響に基づくと、日本文化において、「面子」というものが重要である'理由'が示唆される。つまり、面子の維持によって、気分が快く自尊心状態が高揚し、一方面子の喪失によって、気分が不快で自尊心状態が低下するために、人々が日々努力して、自らの期待されるような役割を果そうとしていると考えられる。また、他者の面子を配慮したり行動したりすることにはその他者との関係性を良くするような実質的な対人効果があるために、人々が日頃の対人関係においても意識的・無意識的に周りの人の面子を大事に扱っているのであると考えられる。従って、本研究は日本文化における「面子」の意義を実証的データに基づき提示することができたと考えられる。面子は対人関係に深く関わっているにもかかわらず、先行研究の欠如により、日本文化の「面子」概念の定義や面子が日本人の心理・社会的行動に及ぼす影響などに関してはいまだに明らかにされていない。そこで、本研究は文化心理学的なアプローチに基づき、日本人の面子概念及びその心理的・社会的応用を明らかにしようとしている。本研究はまず、「面子」が一般的にどのように認知されているかを調べた上、日本文化における「面子」の概念化を試みた。その結果、日本人にとって面子とは「個人の社会的役割に関わっている公的自己イメージ」のことであると定義することができた。そして、公の場において個人の社会的役割の達成の成否が面子維持・喪失を規定することも明らかになった。さらに個人の面子に対する認知に影響を与える要因を調べるために、本研究は3つの質問紙実験を行った結果、状況要因として、「場面の公式性(formality)」、対人要因として、「相手との関わりの程度」及び「相対的上下・地位関係」が面子喪失の認知に影響を及ぼすことがわかった。つまり、公式な場面において、個人が自分の社会的役割に関わる活動に失敗したら面子がつぶれると見なされるのに対して、個人的な場面においては上述の傾向が見られなかった。また、関わりのある人間(例えば友人・知人)や自分よりも目下の人間の前で、社会的役割に関する活動に失敗した場合のほうがより面子がつぶれると見なされることも分かった。最後に、日常生活における面子経験が個人の精神に及ぼす影響を検証するために、質問紙実験を行った。被験者に今まで一番印象に残る面子の出来事の詳細および当時の心境などを尋ねた結果、面子経験が一般的にネガティブな気分をもたらすことがわかった。つまり、面子というのは、保たれている状態が普通な状態であるため、面子に関る出来事の発生自体が面子への脅威となり不快感を与えるのではないかと考えられる。

また、他者の面子を配慮したり行動したりすることにはその他者との関係性を良くするような実質的な対人効果があるために、人々が日頃の対人関係においても意識的・無意識的に周りの人の面子を大事に扱っているのであると考えられる。従って、本研究は日本文化における「面子」の意義を実証的データに基づき提示することができたと考えられる。
生活習慣の改善が動脈伸展性を増大させる機序の解明 : 血管炎症マーカーPTX3の検討

今年度は、(1)肥満女性における12週間の生活習慣改善が血中PTX3濃度に与える影響、(2)閉経後中高齢女性における8週間の有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響、(3)自然発症肥満糖尿病マウスにおける血中PTX3濃度と臓器PTX3タンパク質発現について検討した。(1)肥満女性における12週間の生活習慣改善が血中PTX3濃度に与える影響肥満者における減量が血中PTX3濃度に与える影響を明らかにするため、肥満女性における12週間の生活習慣の改善(食習慣の改善や習慣的な運動)が血中PTX3濃度に与える影響を検討した。生活習慣の改善により、血中PTX3濃度は有意に増加し、動脈伸展性も有意に増大した。(Miyaki etal.Artery Res in press)(2)閉経後中高齢女性における8週間の有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響習慣的な有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響を検討するため、閉経後中高齢女性における8週間の有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響を検討した。習慣的な有酸素性運動により、血中PTX3濃度は有意に増加し、動脈伸展性も有意に増大した。(第66回日本体力医学会)(3)自然発症肥満糖尿病マウスにおける血中PTX3濃度と臓器PTX3タンパク発現18週齢の自然発症肥満糖尿病(TSOD)マウスと非肥満健常(TSNO)マウスにおける血中PTX3濃度と各臓器のPTX3タンパク質レベルを比較した。TSNOマウスに比べてTSODマウスの血中PTX3濃度は有意に低値であった。PTX3タンパク質の発現レベルは、精巣、脾臓、心臓、大動脈、精巣上体脂肪、腎周囲脂肪、骨格筋において認められたが、TSODマウスにおける各臓器のPTX3タンパク質レベルは、TSNOマウスよりも有意に低値であった。今年度は、ヒトにおける生活習慣の改善が血中PTX3濃度に与える影響を縦断的に明らかにするとともに、各臓器におけるPTX3発現特性についても明らかにした。今年度は、(1)肥満がPTX3濃度に及ぼす影響と、(2)運動がPTX3濃度に及ぼす影響について横断的に検討を行った。さらに、それぞれの検討において血中PTX3濃度(ELISA法)と中心動脈伸展性(超音波法)の関連についても検討を行った。(1)肥満者と非肥満者における血中PTX3濃度の比較肥満者と非肥満者において中心動脈伸展性と血中PTX3濃度の比較検討をした。その結果、血中PTX3濃度は肥満者の方が有意に高値であった。また、肥満者の中心動脈伸展性は有意に低下していた。(J Atheroscler Thromb.2010. Miyaki et al.)(2)持久性鍛練者、筋力鍛練者、非鍛練者における血中PTX3濃度の比較これまでに運動がPTX3に及ぼす影響についての報告はなされておらず、全く不明である。本研究では、若年男性において、運動が血中PTX3濃度に及ぼす影響を横断的に検討した。中長距離競技を行っている持久性鍛練者、投擲競技を行っている筋力鍛練者、運動習慣の無い非鍛練者の血中PTX3濃度と中心動脈伸展性を比較検討した。血中PTX3濃度は非鍛練者および筋力鍛練者に比べて持久性鍛練者で有意に高値であった。中心動脈伸展性は非鍛練者に比べて持久性鍛練者で有意に増大し、筋力鍛練者では有意に低下していた。(第64回日本体力医学大会)研究(1)は、肥満と血中PTX3濃度の関連性、研究(2)は運動と血中PTX3濃度の関連性について、初めて明らかにした研究である。本研究の主な目的は、生活習慣の改善による中心動脈伸展性増大のメカニズムに新しい炎症性タンパクであるPTX3が関与するか否かを解明することである。この目的を達成するために、今年度はヒトを対象として運動が血中PTX3濃度に与える影響について2つの検討を行った。1つ目は、若年男性において習慣的な有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響を昨年度に引き続き横断的に検討した。検討の結果、習慣的に有酸素性運動を実践する若年男性の血中PTX3濃度は運動習慣の無い若年男性よりも有意に高値であった。また、同時に評価した動脈伸展性(超音波法にて測定)は運動習慣のある者で有意に高い値を示した。近年、PTX3の機能の1つに心保護作用がある可能性が示唆されている。すなわち、本検討は、習慣的な有酸素性運動により動脈伸展性が増大するメカニズムにPTX3の増大が関与している可能性を示唆した。この結果はアメリカスポーツ医学会の機関誌であるMedicine and Science,Sports and Exerciseに受理され、2011年に公表された。2つ目は、中年肥満男性における習慣的な有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響を縦断的に検討した。12週間の有酸素性運動の実践により、中年肥満男性の血中PTX3濃度は有意に増大し、動脈伸展性(超音波法により測定)も有意に増大した。この結果は若年男性における横断的検討を支持する結果であり、肥満者においても習慣的な有酸素性運動により血中PTX3濃度や中心動脈伸展性は増大することを縦断的な検討により示した。

この結果は第65回日本体力医学大会にて発表した。今年度の検討結果は、習慣的な有酸素性運動により血中PTX3濃度は増大することを示した。これらの結果は、本研究の目的である『生活習慣の改善により中心動脈伸展性が増大するメカニズムの解明』において、運動が血中PTX3に与える影響を明らかにした点で重要な結果であると考えられる。今年度は、(1)肥満女性における12週間の生活習慣改善が血中PTX3濃度に与える影響、(2)閉経後中高齢女性における8週間の有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響、(3)自然発症肥満糖尿病マウスにおける血中PTX3濃度と臓器PTX3タンパク質発現について検討した。(1)肥満女性における12週間の生活習慣改善が血中PTX3濃度に与える影響肥満者における減量が血中PTX3濃度に与える影響を明らかにするため、肥満女性における12週間の生活習慣の改善(食習慣の改善や習慣的な運動)が血中PTX3濃度に与える影響を検討した。生活習慣の改善により、血中PTX3濃度は有意に増加し、動脈伸展性も有意に増大した。(Miyaki etal.Artery Res in press)(2)閉経後中高齢女性における8週間の有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響習慣的な有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響を検討するため、閉経後中高齢女性における8週間の有酸素性運動が血中PTX3濃度に与える影響を検討した。習慣的な有酸素性運動により、血中PTX3濃度は有意に増加し、動脈伸展性も有意に増大した。(第66回日本体力医学会)(3)自然発症肥満糖尿病マウスにおける血中PTX3濃度と臓器PTX3タンパク発現18週齢の自然発症肥満糖尿病(TSOD)マウスと非肥満健常(TSNO)マウスにおける血中PTX3濃度と各臓器のPTX3タンパク質レベルを比較した。TSNOマウスに比べてTSODマウスの血中PTX3濃度は有意に低値であった。PTX3タンパク質の発現レベルは、精巣、脾臓、心臓、大動脈、精巣上体脂肪、腎周囲脂肪、骨格筋において認められたが、TSODマウスにおける各臓器のPTX3タンパク質レベルは、TSNOマウスよりも有意に低値であった。今年度は、ヒトにおける生活習慣の改善が血中PTX3濃度に与える影響を縦断的に明らかにするとともに、各臓器におけるPTX3発現特性についても明らかにした。
ＤＮＡを鋳型とした一次元アセン集積体の構築と光・電子機能の解明

本研究では、DNAを鋳型としたチミジル酸-アントラセン誘導体TACTの自己集合により、一次元集積したアントラセン部位を構築し、このアントラセンの光・電子機能を明らかにした。時間分解蛍光スペクトルの結果から、TACTの自己集合体中のアントラセンは動きやすい環境にあるのに対し、TACT/dA20中のアントラセンはDNA鋳型により集合体中央でフェルスター機構によるエネルギー移動が可能な距離に精密に配置され、さらに水分子から十分遮断された環境にある一次元集積体となっているため、効率の良いエネルギー移動のパスとして働くことがわかった。(1) DNAを鋳型とした二成分系ヌクレオチドーアセン分子集積体の調製と構造制御合成した種々のヌクレオチドーアセン複合体と鋳型DNAの二成分系自己集合により、アセン一次元集積体群を創成した。まず、NMR、IR、MSなどを用いて集積体中の相補的核酸塩基対形成を確認した結果、今回用いたアデニンーチミン間の相補的核酸塩基対が形成されていることがわかった。また、原子間力顕微鏡による一次元集積体の構造観察を行った結果、一次元集積体の直径は5ー6 nm程度、長さは数μm程度であることが明らかとなった。また、CDスペクトル測定により、一次元集積体はらせん構造をもつことが示唆された。(2)鋳型DNAによる多成分系ヌクレオチドーアセン分子集積体の調製鋳型DNAの核酸塩基配列を利用して、アセン分子の一次元ヘテロ集積体の形成を試みた。多成分集積では、集積体を作る手法をさらに精密に制御した。すなわち、鋳型DNAと二種類の双頭型アセン分子の3成分を含む水溶液を加熱し、十分に溶解させた後、90°Cで一晩放置した。この後、約10°C/hrのゆっくりとした速度で室温付近まで溶液を冷却した。ゲル電気泳動により、本手法で作成した多成分系自己集合体は、用いた鋳型DNAや双頭型アセン分子よりも非常に分子量が大きい集合体が形成されたと考えられる結果を得た。前年度までに、双頭型のアントラセン-チミジル酸誘導体(T-AC-T)を合成し、その自己集合体およびオリゴアデニル酸を鋳型とした二成分系自己集合体の構造について明らかにした。25年度は、これらの集合体中のアントラセンについて、その光学特性を調べた。TACT自己集合体の蛍光寿命測定を行ったところ、450 nm付近にダイナミックストークスシフト(DSS)が観察され、この波長成分の蛍光寿命は0.35 nsと求められた。このことは、自己集合体中のTACTが比較的動きやすい、フレキシブルな状態であることを示している。さらに、アントラセンのエキシマーと類似の構造が生成したことを示す蛍光成分が530 nm付近に観察され、その蛍光寿命は3.5 nsであった。一方、鋳型オリゴDNAとの二成分系自己集合体T-AC-T/dA20では、534 nmに蛍光寿命0.4 nsの蛍光成分が観察できた。このように、自己集合体と二成分系自己集合体中のアントラセンの蛍光寿命が3.5 nsから0.4 nsに大きく変化していることは、二成分系自己集合体中で励起されたアントラセンからエネルギー移動が起こっていることを示唆した。そこで、鋳型オリゴDNAの末端にHEX色素を修飾してT-AC-Tと二成分系自己集合させたT-AC-T/5'-HEX dA20をアントラセンを励起する波長で蛍光スペクトルを測定すると、アントラセン由来の蛍光波長成分が消失し、HEX色素の蛍光のみが観察された。このことは、集合体中でアントラセンからのエネルギー移動が起こっていること支持する結果である。すなわたし、T-AC-T/dA20の二成分系自己集合体中で励起されたアントラセンは、鋳型DNAにより失活しにくく、かつ一次元集積することにより、エネルギー移動のいわば通路になっているものと考えられた。(1)一次元集積体の基礎的光・電子特性の解明まず、基礎的な光学特性を明らかにするため、アセン一次元集積体を含むバルクのサンプルについて、UV-Visおよび蛍光スペクトルを測定した。比較として、鋳型DNAを含まないヌクレオチドーアセン複合体のホモ集積体についても同様に測定した。ホモ集合体および二成分系集合体のいずれも、時間経過とともに蛍光強度の低下が見られたことから、これらの集合体は時間とともに集積化がすすみ、集積体中で濃度消光が起こっているものと考えられた。また、二成分系集積体の蛍光スペクトルでは、時間が経つと極大波長が約70 nmも長波長側に観察された。また、UV-Visスペクトルでは、ホモ集積体は溶媒中に分散したアントラセンと類似のスペクトルを示すのに対し、二成分系集積体中のアントラセンはアントラセン特有の微細構造を示さないスペクトルを示した。

この結果は、二成分系集合体中のアントラセンがホモ集合体中のアントラセンと異なる基底状態を持つことを示唆する。(2)一次元アセン集積体の時間分解蛍光分光アセン分子の多くが蛍光発光を示すことが知られているが、蛍光特性を示す分子の蛍光寿命(励起状態にある平均時間)を調べることは、アセン分子の励起状態や、アセン分子の周りの環境を知るのに非常に有用である。そこで、調製したアセン一次元集積体の時間分解蛍光分光を行った。その結果、ホモ集積体および二成分系自己集積体中のアントラセンはいずれも、エキシマーを形成していることが示唆された。アントラセンのエキシマーは通常低温条件で形成するが、集積体を形成することでエキシマーが生成しやすい環境になっているものと考察した。また興味深いことに、ホモ集積体と二成分系集積体中で生成するアントラセンエキシマーの蛍光寿命が大きく異なることを見いだした。この理由について現在研究・解析をすすめているところである。23年度は実験補助員の雇用が予定より大幅に遅れたこと、および協力研究機関の節電影響により計画通りに実験が進まなかったが、これらの問題が解決し効率よく実験が進んだため、ほぼ当初の計画に追いつき、順調に進展した。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初24年度中に終了予定の光学特性の測定まで実験をすすめることができたため、順調に進展しているものと判断した。今後は、アセン一次元集積体の光特性を検討するため、蛍光スペクトル測定および時間分解蛍光スペクトル測定を行う予定である。特に、鋳型DNAがある場合と無い場合で光学特性にどのような違いがあるかを詳細に調べる。アントラセン誘導体のホモ集積および二成分系集積対中のアントラセンエキシマーの光学特性測定、解析を行う。またアセン系化合物のヘテロ集合体を鋳型DNAによって構造制御し、その光学特性を解明する。以上の研究結果を取りまとめ、論文として公表する。
ザリガニに学ぶアクティブ嗅覚センシング：種内の個体差と甲殻類生物の多様性

本研究では、水中で環境汚染物質など化学物質の発生源を探索するロボットの実現を目指す。化学物質源を探索する最適戦略は、環境により異なる。そこで、様々な環境に生息する甲殻類生物が匂いを頼りに餌を探す行動に着目する。ザリガニは自ら生成した噴流を利用して周囲から匂いを引き寄せ、餌を探索すると言われている。小型インク放出装置を開発してザリガニの頭胸甲に取り付け、歩行中のザリガニが作る噴流を可視化し、複数の方向から観察して噴流の放出方向とタイミングを解析する。ザリガニが見せた行動を、ザリガニをモデル化した装置で模擬し、化学物質源を短時間で探索できる戦略を求める。同様の解析を他の甲殻類生物に対しても行い、様々な生息環境における探索戦略を調査する。今年度も、ザリガニが噴流を生成した際に周囲から流体が引き寄せられる様子をモデル化し、数値流体力学シミュレーションにより解析する研究を継続した。噴流の放出方向を変えると、引き寄せられてくる流体の方向だけでなく流速も変化する。メッシュの生成方法など計算条件を全体的に改良し、定性的な流れ場だけでなく、流速の値も実験と一致する計算結果が得られるようになった。また、自由に歩行するザリガニが作る噴流を可視化するために、ザリガニの背中に取り付けても歩行を妨げない大きさのインク放出装置を開発した。さらに、この装置に無線充電用コイルを搭載し、シリコーンゴムで覆って防水加工を施した後も繰り返し充電できるように改良した。この装置を実際にザリガニの頭胸甲に載せ、水槽を囲む5方向からビデオカメラで撮影し、行動観察実験を行った。可視化された噴流の方向を、目視によって大まかに分類して記録した結果、ザリガニが適応的に噴流の三次元的な方向を変えていることが示唆された。可視化された噴流を画像から抽出し、噴流の始点と終点を選択して、角度を算出する解析プログラムも開発した。本研究では、(1)噴流の周囲に形成される流れ場の数値流体力学シミュレーションと、(2)自由に歩いているザリガニの行動を制限せずに噴流を可視化する手法の開発に取り組み、ザリガニの嗅覚探索戦略の有用性を示す。どちらの課題においても今年度の目標を概ね達成した。昨年度までに、噴流を左右の真横や後方45度に放出した際に形成される流れ場を数値流体力学シミュレーションによって求め、匂いの引き寄せ効果を比較した。このシミュレーションでは、噴流によって引き寄せられてくる流体の方向が計算できていた。しかし、噴流の放出方向を変えると、引き寄せられてくる流体の方向だけでなく流速も変化する。今年度はメッシュの生成方法など計算条件を全体的に改良し、定性的な流れ場だけでなく、定量的な流速も再現できるシミュレーション条件を求めることができた。この結果、装置を実際にザリガニの頭胸甲に載せ、行動観察実験を行うことが可能になった。実験では、市販のザリガニの餌をすり潰し、水に溶かして濾過し、餌の匂いを付加した溶液を作製した。この匂い溶液を食紅で着色し、水槽の中央から放出して匂い源とした。ザリガニが噴流を放出しながら匂い源を探索する様子を、水槽を囲むように設置したビデオカメラで記録する。可視化された噴流の方向を、目視によって大まかに分類して記録した結果、ザリガニが適応的に噴流の三次元的な方向を変えている様子を初めて観察することができた。さらに、実験結果を分析するために可視化された噴流を画像から抽出する解析プログラムや、噴流の角度を算出するプログラムも開発した。令和元年度は、ザリガニをモデル化した噴流生成装置を製作し、探索戦略を再現することを目指す。まず、平成30年度に行った行動観察実験中に、ザリガニが特徴的な行動を示した時間帯を選択する。開発した解析プログラムを用いて噴流の放出方向を解析し、結果を統計的に評価する。そして、数値流体力学シミュレーションの結果と合わせて考察し、化学物質の引き寄せ効果を調査する。この結果を元に、噴流生成装置で放出する噴流の方向や移動速度などの設計指針を得る。ザリガニの形状を正確に再現した噴流生成装置を製作するため、ザリガニの抜け殻をスキャンして3Dプリンタで出力し、噴流生成機構を組み込んでロボットアームに取り付ける。噴流を生成して引き寄せた化学物質を電気化学センサで検出しながら移動し、化学物質の放出源を探索する。このようにして実験を行い、ザリガニの行動観察から得た指針が噴流生成装置設計に有効であることを示す。また、本研究は日本学術振興会若手研究者海外挑戦プログラムに採択された。噴流生成装置の開発と並行して、英国・ハル大学のThomas Breithaupt博士の下で行動観察実験を行う。ハル大学では、ロブスターなどザリガニ以外の甲殻類生物も飼育している。開発したインク放出装置を複数台製作して、実験動画解析システムと共にハル大学に持ち込む。そして、生息環境の異なる甲殻類生物の探索戦略を調査する。本研究によって得られる知見は、様々な環境に合わせて探索戦略を切り替えられる水中ロボットの開発に役立つと期待される。

本研究では、水中で環境汚染物質など化学物質の発生源を探索するロボットの実現を目指す。化学物質源を探索する最適戦略は、環境により異なる。そこで、様々な環境に生息する甲殻類生物が匂いを頼りに餌を探す行動に着目する。生物学の実験では通常、個体差は誤差とみなす。しかし本研究では敢えて個体差に着目し、探索能力が特に秀でた個体を抽出して最適探索戦略を見つけ出す。ザリガニは自ら生成した噴流を利用して周囲から匂いを引き寄せ、餌を探索すると言われている。小型インク放出装置を開発してザリガニの頭胸甲に取り付け、歩行中のザリガニが作る噴流を可視化し、これを全方位から観察して詳しく解析する。個々のザリガニが見せた行動を、ザリガニをモデル化した装置で模擬し、各環境における最適探索戦略を求める。同様の解析を他の甲殻類生物に対しても行い、様々な生息環境における最適探索戦略を見つけ出し、水中ロボット開発の設計指針を確立する。今年度は、ザリガニが噴流を生成した際に周囲から流体が引き寄せられる様子をモデル化し、数値流体力学シミュレーションにより解析した。また、自由に歩行するザリガニが作る噴流を可視化するために、ザリガニの背中に取り付けても歩行を妨げない大きさのインク放出装置を開発した。マイクロポンプの流量を制御する基板を33 mm ×35 mmの大きさで実現し、動作確認を行ったところ、噴流を可視化して実験を行うのに十分なインク放出流量と駆動時間を持つことが確認された。さらに、ザリガニが匂いを引き寄せる様子を全方位から解析するシステムを開発した。5台のカメラから得られた動画を同期して同時に再生するプログラムを作成した。実験開始時の照明点灯の瞬間を画面の明るさの変化から検出し、各動画をその時点から再生する。全てのカメラの動画を同時に再生しながら、その中の任意の動画の画面を選択して拡大表示できるようにした。初年度に計画していた研究内容を実施し、概ね計画通りの成果が得られた。ザリガニは、生成する噴流の方向を三次元的に変えることができると報告されており、自由に歩行して餌を探索している最中も、状況に応じて噴流の方向を三次元的に変えていると予想される。噴流が生成されると、噴流に対して軸対称に周囲の流体が引き寄せられる。噴流を放出する方向を変えると、軸の方向が変化し、異なる方向から流体が引き寄せられる。噴流の放出方向を様々に変え、どの方向からどの程度の速度で流体が引き寄せられるのかを数値流体力学シミュレーションにより調べており、代表的な放出方向に関する解析を終了した。また、ザリガニが作る噴流を可視化するための小型インク放出装置を開発した。3.6 Vのリチウムイオンコイン充電池を用い、DC/DCコンバータにより3.6 Vを5 Vへ昇圧させてマイクロポンプを駆動する。マイコンからポンプの制御信号線にPWM信号を入力し、ザリガニの噴流の可視化に適した流量にインク放出量を調節できるようにした。製作する装置は水中に沈めて用いるため、装置全体をシリコーンゴムで封止して防水を施した。装置にはワイヤレス充電ICと専用コイルを組み込み、封止した後にもリチウムイオン充電池を充電できるようにした。この構成で装置の回路設計を行い、33 mm ×35 mmの大きさでプリント基板を製作した。
農地の畦畔が持つ生物種の多様性維持機能の評価と適正な植生管理手法に関する研究

本研究は、畦畔草地が持っている景観構成や生物種の多様性維持機能に関して、畦畔草地の今日的役割を評価して、適正な管理手法を示すことを目的とした。1.畦畔草地の現状把握と広域的比較:各地の畦畔の植生調査を行い、植物種類組成を比較した。各地ともに様々な型の植生が存在したが、それらは地域固有ではなく、他の地域にも類似性の高い植生が見られることから、地域内における多様な農業の存在が、畦畔草地の多様化、ひいては生物群集の多様性を維持しているといえる。2.畦畔の環境測定として、温度、光量子の継続的測定を行った。優占種であるチガヤ、ススキ等の繁茂に従って、群落内の地上付近への光の到達量は、次第に少なくなるが、最大繁茂期の8月から10月においても相対照度20%程度であり、群落内への新規実生の侵入が光条件によって制限されるとは考えられない。3.畦畔草地の現存量の季節変化と、刈取り後の再成長量の測定:兵庫県今田町の山間部の伝統的な刈取り管理が行われている水田畦畔において、1m^2の調査枠を設定し、5月から12月まで現存量調査を行った。8月には生育期間中の最大現存量である200g・m^<-2>に達した。刈取り後の再成長速度は、6月、7月が比較的大きく20g・m^<-2>で以後次第に減少し、夏植物の生育期間の初期の段階での再生力が大きかった。4.草地の刈取り管理に関する現地試験:毎月1度刈取り区、隔月刈取り区、年1回刈取り区(4月から10月までの刈取り)、無刈取り区を設けて、群落高、各出現植物の生育高および被度を調査した。その結果、群落高を低く保つためには、少なくとも隔月に刈り取る必要がある。5.植生管理:畦畔の植生を在来野草で、造成するための方法や植生管理の指針について取りまとめた。本研究は、畦畔草地が持っている景観構成や生物種の多様性維持機能に関して、畦畔草地の今日的役割を評価して、適正な管理手法を示すことを目的とする。このために、平成6年度は、以下のような調査研究を行った。(1)我国の畦畔草地の現状把握と広域的比較熊本県下、広島県下、福井県下、千葉県下、愛知県下において農地畦畔の草地の植生調査を行い、植物種類組成と群落高等を調査した。各地ともに様々な型の植生が存在し、各地域における生物群集の多様性維持に貢献していることが明らかになった。また、同一地域内に種々の植生タイプが存在しているけれども、それらは地域固有のものではなく、他の地域にもそれぞれ類似性の高い植生が見られた。このことは、畦畔の植生がそれぞれ畦畔の歴史や現今の農業生産に伴う畦畔の維持管理の違いを反映しており、地域内における多様な農業展開の存在が、畦畔草地の多様化、ひいては生物群集の多様化をもたらす結果になっていることを示している。(2)愛知県足助町の山間部に位置する水田において、畦畔の環境測定として、温度、光量子の継続的測定を行った。測定期間がイネの収穫後にあたるために、裸地に近い状態にある水田部分に比べて、枯れ草や越年生草本植物が存在する畦畔は、温度の変動が相対的に小さかった。(3)各地の畦畔において常在的に出現したススキ、トダシバ、スズメノヤリ、ノチドメ、カゼクサ、アキノキリンソウ、ユウガギク等59種について種子を収集し、種子重量、サイズを測定した。22種類について種子の一部を温室内のポットに播種し、発芽経過を調査したところ、直ちに発芽したもの(12種)、徐々に発芽してきたもの(6種)、ほとんど発芽しなかったもの(4種)であった。

刈取り後の再成長速度は、6月、7月が比較的大きく20g・m^<-2>で以後次第に減少し、夏植物の生育期間の初期の段階での再生力が大きかった。4.草地の刈取り管理に関する現地試験:毎月1度刈取り区、隔月刈取り区、年1回刈取り区(4月から10月までの刈取り)、無刈取り区を設けて、群落高、各出現植物の生育高および被度を調査した。その結果、群落高を低く保つためには、少なくとも隔月に刈り取る必要がある。5.植生管理:畦畔の植生を在来野草で、造成するための方法や植生管理の指針について取りまとめた。本研究は、畦畔草地が持っている景観構成や生物種の多様性維持機能に関して、畦畔草地の今日的役割を評価して、適正な管理手法を示すことを目的とする。このために、平成7年度は、以下のような調査研究を行い、植生管理の手法について取りまとめた。1.畦畔草地の現存量の季節変化と、刈取り後の再成長量の測定。兵庫県多紀郡今田町の山間部に位置する伝統的な刈取り管理が行われている水田畦畔において、1m^2の調査枠を設定し、5月から12月まで現存量調査を行った。現存量は6月以後急激に増加し、8月には生育期間中の最大現存量である200g・m^<-2>に達し、10月以後、夏草の生育停止によって減少した。2.草地の刈取り管理に関する現地試験大阪府富田林市の石川河川敷きにおいて、草地の刈取り試験区を設定し、刈取り後の群落変化にを調査した。毎月1度刈り取り区、隔月刈取り区、年1回刈取り区(4月刈、5月、6月、7月、8月、9月、10月)、無刈取り区を設けて、群落高、植被率、各出現植物の生育高および被度を調査した。群落高を低く保つためには、少なくとも隔月に刈り取る必要があることがあることが分かった。3.植生管理畦畔の埴生を在来野草で、造成するための方法や植生管理の指針について取りまとめた。
現代マクロ経済モデルに対する比較動学分析

最適成長モデルの最適政策関数の微分可能性に関してこれまでに知られている結果は、モデルの効用関数に強い凹性(α凹性)を仮定するものであった。通常の設定の下では、この仮定は最適経路が有界な領域に留まるケースでのみ妥当する。一方で、マクロ経済の中心的な課題の一つは、歴史的に観察されている非有界な成長メカニズムの探求であり、理論と応用の間に大きなギャップがある。微分可能性が保証出来ない場合には、計算経済学の分野で知られている数値誤差評価を使うことができず、モデルに基づく数値予測の信頼性が大きく損なわれることになる。α凹性を弱めることができれば、既存研究の適用範囲の拡大につながり、応用上の意義が大きい。前年度から引き続き研究しているテーマについていくつかのセミナー報告、学会報告を行った。単調比較静学の理論に基づく政策関数の微分可能性について、1件の学内セミナー報告と1件の学会報告を行った。技術革新の応用マクロモデルに関して古川雄一教授(中京大学)との共同研究について、1件の学内セミナー報告を行った。また、非線形経済動学に関する論文が、矢野誠・古川雄一編著『市場の質と現代経済』勁草書房に掲載された。27年度が最終年度であるため、記入しない。経済学が扱うシステムは時間遷移を定める方程式が非線形最適化問題の解によって定まるという特徴がある。したがって、力学系の陽的な表現が見つからないケースも多い。モデルやモデルに基づく分析の頑健性を評価する上でパラメータに対する均衡動学の反応を定性的に評価できることは重要な性質であるが、特有の難しさもある。今年度は、最適成長モデルの最適政策関数の微分可能性に関する研究に着手した。微分可能性に関する研究は大きく分けて2つあり、1つは陰関数定理に基づくものであり、もう1つは動的計画法と凹性に基づくものである。後者の文献でこれまで知られている微分可能性に関する結果はモデルに強い凹性を仮定するものであり、近年のマクロ経済モデルが用いているモデルでは成り立たないケースも多い。これを緩和する条件について拡張するための研究を実施している。前年度より引き続いて研究中である多部門動学モデルの要素数に関する比較動学について、学内セミナーと学外ワークショップでの研究報告を行った。モデルのパラメータ変更によってシステムの挙動が大きく変化する可能性を示唆するものである。微分可能性と対をなす研究といえる。応用研究を平行して実施している。今年度、技術革新のマクロモデルに関する共同研究を開始し、現在までに一定の成果を得ることができた。成功した発明であっても、それが自動的に根付くわけではなく、純粋に確率的に思えるような理由で棄却されたり、導入に大きなコストがかかるために断念されたりといったことが歴史上数多く観察されてきた。社会の受容性が経済成長やイノベーションサイクルの重要な要因になっているというアイデアにもとづき、新しいマクロモデルを構築した。特許制度と受容性を表すパラメータの関係によって、成長経路にいくつかパターンが発生することを確認した。微分可能性に関する理論研究に関して文献調査を実施し、可能な研究の方向性と定式化を確認することができた。基礎理論として有力な手法を開発した研究者を共同研究者として協力を得る体制を整えた。27年度以降、協力して研究を進めていく。達成度を「当初の計画以上に進展している」とした理由は、イノベーションのマクロモデルに関する成果を得ることができたことが大きい。新しいマクロモデルとして重要であるだけでなく、比較動学分析モデルとして位置づけることもでき、今後の2年間の研究の足がかりとなることが期待できる。概ね研究計画に示した通りに進めていく。グラスゴー大学のVailakis教授と共同研究を得られたため,微分可能性に関する強い凹性に基づく手法を中心に発展させていく考えである。また,イノベーションのマクロモデルについての共同研究を平行して実施し、理論・応用の両面からの成果を目指す。
構造転移によって劇的に機能発現する刺激応答性ベシクル状ナノ組織体の創製

本研究では、刺激に応答した分子形状変化というミクロな変化によって、その集合体構造の転移というマクロな変化を誘起し、劇的な機能発現に導く高性能キャリアシステムを構築することを目的とする。すでにイソブチルアミド基を末端基とするデンドロン脂質が温度応答するナノベシクルを形成することを示している。本年度は、ナノベシクルの特性解析とその制御についてさらに研究を進めた。まず、ナノベシクルの温度応答性に及ぼすデンドロン脂質の末端アルキルアミド基の効果について調べた。ナノベシクルが応答する温度領域はアルキルアミド基の構造に依存し、直鎖状や分岐状に比べて環状のアルキルアミド基をもつデンドロン脂質のナノベシクルは顕著に低い温度領域で転移することがわかった。いずれのデンドロン脂質ナノベシクルについても転移温度はpHの低下とともに上昇する傾向を示した。極性基のプロトン化がその水和度を上昇させ、転移温度の上昇につながったものと考えられる。一方、アセトアミド基を有するデンドロン脂質は転移を示さなかったことから、アルキルアミド基の疎水性度もナノベシクルの温度応答性に影響することがわかった。また、イソブチルアミド基をもつデンドロン脂質とアセトアミド基を有するデンドロン脂質の混合脂質からなるナノベシクルを調製し、その温度応答性を調べた。その結果、ナノベシクル中のアセトアミド基型デンドロン脂質の含有率とともにその転移温度は上昇した。このことは、脂質組成を調節することによって、ナノベシクルの転移温度を自在に制御できることを示している。このように、本研究によって、温度応答性を自在に制御でき、しかも劇的に構造転移するナノベシクルの開発に成功した。本研究では、刺激に応答した分子形状変化というミクロな変化によって、その集合体構造の転移というマクロな変化を誘起し、劇的な機能発現に導くという、新しい発想に基づいて、生理活性分子を標的部位に送り届ける高性能キャリアシステムを構築することを目的とする。本年度は、(1)pHに依存して極性基の大きさを変化させるデンドロン脂質の合成とそのナノ組織体の構造に及ぼすpHの効果の検討、および(2)温度に応答して極性基の大きさを変化させるデンドロン脂質の合成とそのナノ組織体の構造に及ぼす温度の効果の検討、を行った。(1)については、第1世代のポリアミドアミンデンドロンを極性基とし、2本のオクタデシルを疎水基とするデンドロン脂質を合成し、その集合体形成に及ぼすpHおよび温度の効果について検討した。その結果、このデンドロン脂質は、pH6以下においては粒径が1020ナノメートルのミセル様集合体を形成したが、pH7.6-10においては粒径が200-400nm程度のべシクル様集合体を形成することが電子顕微鏡観察からわかった。また、ベシクル様集合体の安定性は温度に依存し、その膜が流動状態の場合は安定であるが、ゲル状態になると不安定化し、著しく凝集融合することがわかった。一方、(2)について、末端にイソブチルアミド基を結合した第2世代および第3世代のポリアミドアミンデンドロンを極性基とするデンドロン脂質を合成し、その会合体の形態を電子顕微鏡で観察した。その結果、これらのデンドロン脂質は、中性弱アルカリ性領域においてベシクル様集合体を形成することがわかった。また、これらの集合体は、特定の温度において凝集し、さらに大きなべシクルや繊維状集合体に転移することが明らかになった。
乳がん化学療法における標準制吐対策に対するオランザピン併用の有効性に関する検討

・研究目的抗がん剤治療において悪心・嘔吐は、患者のQOLを損なう副作用の一つである。乳がんで用いられるアントラサイクリン系薬剤(ドキソルビシン+エピルビシン)とシクロフォスファミドの併用(AC/EC)療法は制吐コントロール不良である。これらのレジメンは高度催吐性リスクに分類され、NK_1受容体拮抗薬+5HT_3受容体拮抗薬+デキサメタゾンの3剤併用療法が推奨されている。しかしながら3剤併用の制吐対策を行った場合でも、悪心・嘔吐抑制率は50%程度である。抗精神病薬として使用されるオランザピンは悪心改善効果が高い薬剤として知られており、海外のガイドラインでは制吐対策薬剤として推奨されている。そこで、本研究では、悪心・嘔吐抑制率の悪いAC/EC療法が施行される患者を対象に、標準制吐対策である3剤併用療法を対象として、オランザピンを追加した場合の悪心および嘔吐に対する効果について評価・検証することを目的とする。・研究方法岐阜大学医学部附属病院にてAC/EC療法等が施行された乳がん患者とし、悪心および嘔吐の発現および重症度について電子カルテより後方視的に調査する。化学療法開始と同時に標準制吐対策である3剤併用療法に加えてオランザピンの投与を5日間行い、3剤併用療法を比較対照として、その有効性について評価する。悪心および嘔吐について有害事象共通用語規準version4.0, 2010年版(CTCAE日本語訳, JCOG/JSCO版)を用いて評価する。本研究は、岐阜大学医学系研究科倫理審査委員会の承認を得て実施する。・研究成果AC療法が初回に施行される乳がん患者の制吐対策として3剤併用標準制吐対策にオランザピンを追加すると、遅発期における悪心が顕著に改善した。
分裂期染色体の脱凝縮の制御機構

染色体凝縮、脱凝縮に関与するcdc2キナーゼの活性制御機構の中でwee1キナーゼに注目し、wee1キナーゼ活性制御因子を酵母two-hybrid法を用い、マウスwee1キナーゼと結合する蛋白質として単離することを試みた。その結果、ラット14-3-3ζとアミノ酸レベルで99.6%相同性をもつマウスcDNAが単離された。14-3-3はRaf-1やBcr-Ablなどのキナーゼに結合してその活性を制御しているとの報告がある。このマウス14-3-3ζをMBPやGSTの融合蛋白質として大腸菌で発現させ、バキュロウイルスで発現させたwee1との結合について調べたところ、非燐酸化型weelおよびcdc2キナーゼにより燐酸化されたweelのいずれにも結合することが明らかとなった。cdc2キナーゼにより燐酸化されたweelはcdc2/cyclinBと結合しているが、この複合体にも14-3-3ζは結合した。また、こり結合はキナーゼドメインを含むC末領域においてみられ、制御ドメインであるN末領域には結合しなかった。現在14-3-3ζのwee1キナーゼ活性に対する効果を検討中である。一方染色体脱凝縮の制御機構が温度感受性であると考えられるtsTM13細胞についてはヒトゲノムDNA、neo遺伝子の移人、Alu配列をプローブにして2次復帰株のゲノムDNAライブラリーからおよそ20KbのゲノミックDNAがこのtsTM13細胞を相補する遺伝子として単離した。それをプローブにもちいてマウスcDNAライブラリーからcDNAを単離した。その結果このcDNAは未だ報告されていない遺伝子であった。一部タリンと相同性が高いが、それがどのような意味を持っているのかは今後の課題である。
セマフォリンの免疫増強・血管新生阻害作用を利用した新規がん治療法の開発

セマフォリンファミリーは神経ガイダンス因子として同定されてきた分子群であるが、近年血管新生、器官形成、癌抑制及び免疫応答への関与などへの多彩な作用が報告されている。我々の研究グループではこれまで、セマフォリンの免疫増強作用を明らかにするとともに、セマフォリンの心臓・血管、神経発生への関与を明らかにしてきた。本研究計画では、これまでの本特定領域での研究で明らかとなったセマフォリンがその免疫増強活性とともに併せ持つ血管新生阻害作用に着目し、免疫増強による腫瘍拒絶と腫瘍血管形成阻害という両側面からのより効果的な癌治療法の確立を目指すとともに、セマフォリンの血管内皮細胞動態へのセマフォリンの作用についてもがんの転移制御という観点での検討を行う。平成21年度は、前年度に引き続き、セマフォリン刺激により免疫細胞で活性化されるシグナル伝達分子を免疫沈降法、Western blotting法、DNA chip法により検討し、セマフォリン受容体plexin分子群の下流のシグナル分子として知られるRhoシグナルによって、がん細胞移動時のアクトミオシン収縮機転が制御されていることを明らかにした。またがん細胞の血行性転移時のがん細胞と血管内皮細胞の相互作用を、細胞遊走能実験、増殖能実験、細胞接着能の解析により検討した結果、がん細胞の移動・動態に及ぼすセマフォリンシグナルの関与が明らかとなった。今後の細胞移動をターゲットとしてがん治療法の可能性を示した。申請者らはこれまで、セマフォリンの免疫増強作用を明らかにするとともに(Immunity13:621, 2000, Immunity13:633, 2000, Nature419, 629, 2002, Nat. Rev. Immunol.,3:159, 2003, Immunity22:305, 2005, Nat Cell Biol. 8:545, 2006, Nature446:680, 2007)、セマフォリンの心臓・血管、神経発生への関与を明らかにしてきた(Genes Dev. 18:435, 2004, Nat Cell Biol. 6:1204, 2004, Nat Neurosci. 8, 1712-1719, 2005, EMBO J. 26:1373, 2007)。本研究計画では、これまでの本特定領域での研究で明らかとなったセマフォリンがその免疫増強活性とともに併せ持つ血管新生阻害作用に着目し、免疫増強による腫瘍拒絶と腫瘍血管形成阻害という両側面からのより効果的な癌治療法の確立を目指す。またセマフォリンの血管内皮細胞動態へのセマフォリンの作用についてもがんの転移制御という観点での検討を併せて行うことを目的としている。今年度は主としてセマフォリンの血管内皮細胞に対する活性の検討を血管内皮細胞(HUVEC)を使用した細胞遊走能実験、増殖能実験、細胞接着能で検討し、セマフォリンの血管新生阻害活性を確認するとともに、VBGFにより誘導されることで知られるRho, Rac, PAK, Aktなどのシグナル伝達分子の活性化に対する影響も示した。