hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子励起された酸化物等の固体表面を用いた常温常圧触媒反応の研究

電場を生かした低温での反応について精力的に検討を行い、放電と触媒の複合化が常温での反応性を制御しうること、電場と触媒の複合化が低温での選択的な反応を促進し活性化エネルギーを大幅に下げうることなどを見いだした。とりわけ、金属を担持した酸化物触媒を電極間に設置し、弱い電場を印加することで、150程度の非常に低い温度でメタンの水蒸気改質が十分に進行しうることを見いだした。常温・低温かつ常圧で作動する触媒の新たなる体系を作り、その学理の探求、及びこれらを用いた新規反応プロセスの開発といった新たなる領域を開拓することが目的である。これまでの研究で、プラズマ場中での触媒とのシナジーについて、低温化、高活性化を可能にするなど、いくつかの新しい知見を得ることが出来た。また、一方で電場中で触媒が励起され反応するという全く新しい反応概念を提案することが出来た。これは、電場中での触媒作用を開拓する新しい試みである。現在これらをベースに、電場中での触媒がどのような学理によってその機能を発現しうるかについて、さらなる詳細な研究を行っている。これによって、低温廃熱を巧く利用しながら高機能・高活性な触媒を実現することが出来れば、社会に与える影響も大きい。非平衡放電による酸化物固体表面及び担持金属触媒の活性化と反応温度の低温化を目的とし研究を行った。放電により励起された酸化物表面を用いた酸化反応を行ったところ、表面近傍の酸素及び格子酸素との反応によるCH4の酸化が進行した。さらにこの知見を利用し放電によって励起された酸化物表面を用いた水蒸気改質反応を行ったところ、酸化物の酸素放出量が少なく、転化率や選択率に対して影響が小さいということがわかった。そこで、放電と触媒を併用したプロセスにより生成物選択性及び転化率が向上するというと考え、触媒と放電を併用したエタノール分解を行った。現在エタノールを用いた反応には、水蒸気改質や脱水素なども考えられるが、自動車エンジンへの適応においては低温化が要求されるため、分解反応に着目した。その結果、低エネルギーの放電と触媒を併用することにより423K523Kでは選択率が変化し、523K623Kでは選択率のみならず転化率も向上したため、放電と触媒のシナジー効果を確認することができた。これは触媒充填位置の検討や発光スペクトルの解析から、放電によって発生したラジカル連鎖反応への触媒の寄与によるものだと考えられる。電場を発生させることにより行う誘電励起触媒反応においては、423Kという低温から転化率の向上がみられ、H2、CO、CH4以外の生成物は3%程度しか発生せず、印加電圧が小さいという特徴がみられた。選択率を触媒反応と比較した結果、電場により発生した熱により触媒が励起されているのではないと考えられた。いずれの反応においても、低エネルギー且つ高効率な反応であり、非常に有用なプロセスを提案することができた。非平衡プラズマは分子の運動を制限したままで、分子の励起や分解を行わせることが出来るため、プラズマ併用触媒反応によって、より低い反応温度の実現や、転化率の向上など、既存のプロセスを上回る反応が期待される。非平衡プラスマを用いた場合は、ガス温度は低く保たれたままであるため、従来高温で機能を発現した触媒が、プラズマ中の低温の気相で触媒能を発現できるか検討した。触媒が無い場合、非平衡プラズマを用いたメタンの脱水素カップリングは、高エネルギーを有する電子とメタンとの衝突で、C及びCHラジカルまで脱水素が進み、アセチレンが主たる生成物となった。反応系内でプラズマにより高濃度に存在するこれらのラジカルが重合することで、アセチレンが95%近い選択率で生成した。一方で、この反応系内に部分水素化触媒を設置し、常温常圧下でメタンの脱水素カップリングを行うと、生成したアセチレンと水素がプラズマ場中の触媒によって同時に部分水素化され、エチレンが選択的に生成されることがわかった。この場合のエチレンのワンパスでの収率は47%と高く、これまでの触媒を用いた酸化カップリングや、プラズマ系の数多くの報告において超えられない壁であった30%を遙かに上回ることができた。このように、プラズマによる活性化を併用することで、常温でも触媒の機能を発現させうることがわかった。プラズマ併用触媒反応のメリットとしては、比較的低消費エネルギーで反応が進行し、かつ気相温度が上昇しないことから、顕熱ロスが少なく、プロセスの簡略化が見込める。現行の触媒反応は、反応温度が高く熱ロス、廃熱が問題になる。このような問題の解決策として、従来の触媒反応を静電場印加反応場中で行う反応を検討した。静電場印加により触媒や原料分子を活性化させ熱のみでの触媒反応では不可能だった低温域での反応を期待した。エタノールの水蒸気改質反応では、静電場印加により、いずれの触媒においても転化率が大幅に上昇した。上昇幅はPd、Rh、Ptの順で大きく、静電場印加によって150K以上低温化した。

また、生成物選択性よりエタノールの水蒸気改質反応は、脱水素反応によりアセトアルデヒドが生成し、次に分解および水蒸気改質されてCO、CH4、H2が生成した。その後、COの水性ガスシフト反応により、CO2およびH2が生成した。以上のような反応経路は担持金属によって多少の差異は見られたものの、いずれの触媒においても静電場の印加によって水素生成量の増加する方向に変化し、総括での水蒸気改質反応が促進された。またエタノール分解反応においても静電場印加によって、転化率は上昇した。しかし、その上昇幅はエタノール水蒸気改質反応よりも小さかったことから、反応系における水の存在が静電場効果を高めた可能性が示唆された。水性ガスシフト反応においても静電場印加により、転化率は大幅に上昇した。生成物はCO2とH2がほぼ1:1で生成した。メタンの水蒸気改質反応は温域では熱力学的に進行しないのだが、静電場を印加することによって転化率はRh / CeO2において最大30%程度まで上昇した。生成物はCO、CO2およびH2であった。静電場の印加によって、行ったモデル反応全てにおいて転化率が上昇した。このことから従来の触媒反応では不可能な低温域での反応が可能となった。また、静電場印加によって反応経路に変化が生じる可能性が示唆された。廃熱を回収しながら低温で作動する触媒の新たなる体系を作り、その学理の探求、及びこれらを用いた新規反応プロセスの開発といった新たなる領域を開拓するために研究を進め、平成21年度は電場中での触媒作用がどのような学理によってその機能を発現しうるかについて、さらなる詳細な研究を行った。触媒の担体として、セリアやチタン酸ストロンチウムなどの電場によって活性化を受けやすい酸化物固体表面を用い、酸化物表面に活性金属種である白金やパラジウム、ロジウム、ニッケルなどを担持し、これらを粉体に成型し、反応器に充填した。反応器内部に数百V、3mAの静電場を印加しメタンなどの原料ガスを供給し出口ガス組成をガスクロマトグラフによって測定した。また、反応後の触媒を水素気流中で熱重量分析を行うことで、格子酸素の反応への寄与を検討した。その結果、反応前よりも反応後の触媒の方が格子酸素が消費されており、その序列は、fresh>10min>20min≒30minとなった。このことから、触媒担体であるCeO2の表面格子酸素が反応中に使われ、電場によって表面の酸素種が低温で脱離しやすい状態に変化し、反応時間により放出する格子酸素の量が増えていることがわかった。また電場がない場合すぐに活性を失うことから、CH4またはCOが格子酸素によって酸化され、それによって生じた格子欠陥vがH2Oの還元により復元されるサイクルで反応が進行しており、電場の印加により供給された電子が、格子酸素の補充を促進していると考えられる。投入電力に対する生成物の熱量の割合は146.7%となり、さらに反応における低位発熱量基準でのエネルギー効率も66.7%と非常に高い値となった。これらより、電場を印加した系における低温での触媒反応の学理があきらかになるとともに、電場触媒反応は非常に効率の良い有効なプロセスであることが示された。
5配位窒素化合物の単離及び機能性カチオンの構築へ向けた新規アンモニウム塩の合成

電子的に非対称な摂動を与えたDPPF誘導体を2座のホスフィン配位子として有する不安定なパラジウムアリールアミド錯体を合成し、低温NMRによる還元的脱離反応速度の解析を通じて、還元的脱離反応に対する配位子の電子的摂動に対するトランス影響を明らかにすることができた。4配位パラジウムアリールアミド錯体において、配位子が電子不足な場合は反応が加速されるという事実は過去の事例と傾向が一致したが、アミド配位子のトランス位に電子求引性基が存在するとき反応は加速され、その程度はアリール配位子のトランス位にある電子求引基に比べて大幅に大きいものとなることを明らかとした。また、3配位パラジウムアリールハライド錯体を原料として用い、C-N結合生成反応における次段階の中間体に相当する3配位パラジウムアリールアミド錯体を合成、構造決定した。これらの錯体においてはホスフィン配位子がアミド配位子のトランス位に位置しており、トランス影響を反映した構造となっていた。また、いくつかの錯体はこれまで3配位パラジウム錯体において観測されていた分子内C-H agostic相互作用を有しておらず、純粋な3配位錯体として考えることができる。これらの錯体は加熱することにより還元的脱離反応を起こして対応するアリールアミンを与え、その収率は非常に高かった。速度測定の結果により還元的脱離反応が3配位錯体から直接進行すること、かさ高いホスフィン配位子が反応を加速すること、同じアリール基とアミド基をもつ対応する4配位錯体に比べて非常に早く反応が進行することを明らかとした。m-テルフェニル骨格を窒素上に有する新規なbowl型カルベン配位子を合成した。合成した配位子をPd[P(o-tol)_3]_2との配位子交換によりPd上に導入することで、直線2配位型Pd(0)錯体を得た。この錯体は室温、固体状態で空気中の酸素および二酸化炭素と連続的に反応し、これらの気体分子を1分子ずつ取り込むことでPd(II)-peroxocarbonate錯体へと変化した。電子的に非対称な摂動を与えたDPPF誘導体を2座のボスフィン配位子として有する不安定なパラジウムアリールアミド錯体を合成し、低温NMRによる還元的脱離反応速度の解析を通じて、還元的脱離反応に対する配位子の電子的摂動に対するトランス影響を明らかにすることができた。

この錯体は室温、固体状態で空気中の酸素および二酸化炭素と連続的に反応し、これらの気体分子を1分子ずつ取り込むことでPd(II)-peroxocarbonate錯体へと変化した。
赤道ULFならびにエレクトロジェットの研究

本研究は2年で目的を達成する計画であるが、その目的は、主として赤道地域に高感度フラックスゲ-ト磁力計ならびに高時刻精度デ-タ記録装置を設置し、赤道ULF(磁気圏電磁流体波動)と赤道エレクトロジェットを観測研究するであった。内容は観測点の設営と科学的研究に分けられる。【観測点設営状況】設置された地磁気観測点の数は、初年度5点(ブラジル3、ペル-1,カメル-ン1)第2年度16点(ブラジル6、ペル-1,カメル-ン2,パラオ1(*),ヤップ1(*),グァム1(*),オ-ストラリア1,英国1,カナダ1)これらの地点における観測機器の設営は、赤道地域の高温、高湿度(ブラジル、パラオ)、または乾燥、多畑塵(カメル-ン、ペル-;砂漠による)、更に不安定商用電源など、悪自然環境、悪社会環境の中でおこなわれたにも拘らず、九大技術陣の高度技術によって周到に準備された計測機器と、各国の共同研究者の援助により初期の目的をすべて達成することが出来た。なお、*印は、本研究を遂行するにあたり、予算の不足分を民間企業の奨学金により補ったが、その奨学金による部分である。【科上研究成果】成果は次の3つに分類される。1.赤道ULFの観測的研究本共同研究は、すでに5年前にスタ-トした課題名『赤道ULFの研究』のいわば第2次計画に相当している。第1次の研究により、ULF(pi2)の東西方向の波数をmとすると、高緯度のULF(pi2)は東西伝播に際し『m〉1』であるのに対し、赤道地域のそれは『m<1』の東西伝播態をしめすことが実証されていた。今回は、その『m<1』を詳細に調べた結果、赤道地域のpi2は、地上で見る限り、地方時の1920時方向から赤道に沿って夜側と昼側に伝播するように見えることが判明した。これは、赤道pi2の物理構造を決定する上で大変重要な事実である。2.赤道エレクトロジェット赤道エレクトロジェットについて、本研究で解決すべき問題点とするのは、a.エレクトロジェットの起電源と朝または夕方のリタ-ンカレントの道筋b.カウンタ-エレクトロジェットの起電源とリタ-ンカレントの道筋などである。これらの問題を解決するために、特にリタ-ンカレントの道筋を決定するために、磁気赤道を横切ってブラジルに6点、カメル-ンに2点の観測点網を設けた。見込みでは、これだけでの観測点数ではなお不十分であるが、現状ではこれが全力をあげた結果である。理想にもう1歩近付いた観測網を設置することは第3次計画で予定されている。現在、いまだデ-タを入手していないが、今回の結果から、次回にどのような観測網を設置すればこの問題が解決されるかの手がかりが得られるものと期待される。なお、b.のカウンタ-エレクトロジェットの起電源については、少なくともカウンタ-エレクトロジェットの中には、磁気圏電場によるものが存在するという新しい事実が本研究によってわかってきている。

これらの問題を解決するために、特にリタ-ンカレントの道筋を決定するために、磁気赤道を横切ってブラジルに6点、カメル-ンに2点の観測点網を設けた。見込みでは、これだけでの観測点数ではなお不十分であるが、現状ではこれが全力をあげた結果である。理想にもう1歩近付いた観測網を設置することは第3次計画で予定されている。現在、いまだデ-タを入手していないが、今回の結果から、次回にどのような観測網を設置すればこの問題が解決されるかの手がかりが得られるものと期待される。なお、b.のカウンタ-エレクトロジェットの起電源については、少なくともカウンタ-エレクトロジェットの中には、磁気圏電場によるものが存在するという新しい事実が本研究によってわかってきている。
高温超電導線材を用いた集合導体型パワーケーブルにおける交流損失低減法の開発

本研究では、高温超電導線材およびそれらを用いた集合導体型パワーケーブルの交流通電による損失に対し、通電電流が超電導線材の臨界電流以下の領域での、超電導線材内部の電流分布と、交流電流によって発生する交流損失の値を正確に計算する数値計算法を開発し、この計算を銀シース多芯テープ線材および、銀シーステープ線材を用いた集合導体型パワーケーブルに適用することによって、それらの交流損失の超電導体形状に依存する性質を明らかにした。また、計算結果を実験によって確認し、今後の低損失導体の開発に対する指針を得た。今回開発された計算法では、単芯テープ線材、多芯テープ線材、およびこれらの集合導体における、超電導体内部の電流分布を、超電導体の臨界電流以下の領域において正確に計算し、得られた電流分布を基にNorrisの理論により交流損失を求める。銀シース多芯テープ線材に対する計算結果から、7芯テープ線材の交流通電損失は、線材内部の超電導フィラメントの配置により、通電電流依存性が異なるという結果が得られた。また、この結果は、フィラメントの配置を変えて作製した7芯テープ線材での実験により、確認された。さらに、数値計算および実験から、多芯テープにおける芯数が多くなると、フィラメント配置の影響は小さくなり、線材の交流損失はNorrisの楕円テープまたはthin stripの理論値に近い値となることが確かめられた。また、7芯テープ線材で見られるフィラメント配置の損失に対する影響は、この7芯テープ線材を用いて集合導体を作製した場合には、小さくなることを数値計算によって明らかにした。本研究では、高温超電導線材およびそれらを用いた集合導体型パワーケーブルの交流通電による損失を正確に評価する数値計算法を開発し、線材と集合導体の損失特性について、下記に示すいくつかの知見を得た。また、計算結果の確認のため銀シーステープ線材の作製を行った。今回開発された計算法では、超電導体内部の電流分布を正確に計算し、得られた電流分布を基にNorrisの理論により交流損失を求める。長方形断面の超電導テープに対する計算結果から、長方形テープの損失は、線材の臨界電流付近ではNorrisのthin stripの理論式に一致して、通電電流の減少と共に電流の4乗以上の傾きで減少するが、電流が小さい領域ではthin stripの式からずれ、通電電流の3乗に比例することが明らかになった。また、このずれの大きさはテープのアスペクト比が小さいほど大きくなることが明らかとなった。この結果は、これまでに報告されている超電導テープ線材の損失特性をよく説明している。さらに、集合導体に対する計算結果から、集合導体内部で発生する交流損失は、その大部分が導体を構成するテープ線材のテープエッヂ付近から発生していることを明らかにした。また、円筒型集合導体では、隣り合う超電導テープ間の隙間を小さくすることで、エッヂ付近の磁界がテープ面と平行になり、エッヂ付近の損失発生を小さく抑え、集合導体の損失を低減できる可能性を示した。今後の研究においては、まず、テープ線材における交流損失特性の全容を明らかにすると共に、実験によってそれらを確認する。その後、集合導体における損失の低減法を具体的に検討する。
B型肝炎ウイルスの自然免疫回避メカニズムの解明と創薬応用

B型肝炎ウイルス(HBV)は感染後、宿主の自然免疫応答を誘導することなく増殖できると考えられてきたが、我々のin vitro HBV感染培養系を用いた検討からHBV感染は肝細胞のインターフェロンλ(IFN-λ)産生を誘導することが明らかとなった。一方IFN-λのHBVに対する抗ウイルス効果は弱く、より強力な作用を持つIFN-α/βはHBV感染により誘導されなかった。本研究はHBV感染がIFN-λのみを選択的に誘導する機構を明らかにすることを目標としている。平成27年度は宿主細胞のIFN-α/β産生をHBVが抑制している可能性を検討するため、HBV感染および非感染初代ヒト肝細胞を用いてIFN-λおよびIFN-α/β産生能を比較した。HBV非感染肝細胞にウイルス核酸類似体である2本鎖RNA(polyIC)をトランスフェクションすると、細胞内の核酸センサー分子の活性化を介してIFN-λ産生が強く誘導されたが、IFN-α/β産生能は比較的弱かった。一方同様にHBV感染肝細胞にpolyICをトランスフェクションした結果、予想に反してIFN-α/β産生は非感染細胞に比べてより強く長時間誘導され、IFN-λ産生も増強された。以上の結果から、HBVは単独で肝細胞のIFN-α/β産生を誘導しないが抑制もしないことが明らかとなった。さらに、polyICなどのウイルス核酸類似体による人為的な核酸センサー分子の活性化により、HBV感染肝細胞に対してより強い抗ウイルス応答を誘導できる可能性が示唆された。HBV感染に伴う宿主肝細胞のIFN-λおよびIFN-α/β産生能をHBVジェノタイプごとに比較したが、有意な差は認められなかった。また、IFN産生を誘導する核酸センサー分子群についてsiRNAを用いて検索したところ、ウイルスのRNA分子を認識するMDA5遺伝子の関与が示唆された。HBV感染に伴って肝細胞において誘導されるIFN-λ産生などの抗ウイルス応答についてHBVジェノタイプごとの差異を検討するとともに、宿主核酸センサーの関与について、試験的ながら新しい知見を得ることができた。また、polyICで細胞内核酸センサー分子を人為的に刺激することにより、HBV感染肝細胞に対して選択的に強い抗ウイルス応答を誘導できる可能性が示唆されたことから、慢性B型肝炎の治療を改善するヒントを得ることができた。従来B型肝炎ウイルス(HBV)の感染時にはそのゲノムが細胞内の病原体核酸センサーを活性化しないため自然免疫応答を誘導しないと考えられてきたが、昨年までに我々はin vitroHBV感染系を用いた検討からHBV感染初期の肝細胞において、Type Iインターフェロン(IFN)であるIFN-α/βは誘導されないもののType III IFNであるIFN-λ1/λ2/λ3を誘導することを見出した。したがって核酸センサーの活性化を含む何らかの自然免疫応答が誘導されていることが示唆された。平成28年度はType III IFNの誘導メカニズムをさらに詳細に検討した。その結果、昨年の試験的検討結果とは異なる結果が再現的に得られた。HBV感染感受性細胞株Hep G2-NTCPをHBVに暴露すると感染が成立し、感染細胞は効率的にHBVを産生する。このHBV感染細胞における核酸センサーの活性化の程度を調べるため、人為的にウイルス核酸類似体である2本鎖RNA(polyIC)をトランスフェクション法により導入したところ昨年と同様にType I IFNは弱く、Type III IFNは強く誘導された。しかしこのType III IFNの誘導能は非感染細胞に比べて有意に減弱していた。したがって、ウイルス側の因子がType I IFN誘導阻害のみならず核酸センサーの活性化によるType III IFNの誘導を阻害している可能性が考えられた。Type IおよびType III IFNをHBV感染細胞に加えると、ウイルス複製が顕著に抑制されるが、ウイルス由来mRNAの転写抑制やウイルス由来タンパクであるHBs抗原産生の抑制は軽微である。しかし興味深いことに、感染細胞にpolyICを導入するとHBV複製のみならず、ウイルスmRNA量やHBs抗原産生量が顕著に低下していることを見出した。したがって、polyIC導入によって感染細胞内で誘導される自然免疫応答のうち、Type I/Type III IFNを介しない抗ウイルス応答の存在が示唆された。平成28年度に行った検討の結果、polyIC導入によるType III IFN産生誘導はHBV感染細胞において減弱していることがわかった。また、HBVゲノムが染色体に組み込まれた形質転換細胞株であるHep G2.2.15で同様の検討を行ったところ、polyIC導入によってType I、Type III IFNのどちらも誘導されないが、RNA干渉法によりHBV由来の全てのmRNAを減少させるとpolyIC導入によるType III IFNが観察された。以上の2つの実験結果から、HBV由来因子がType III IFN誘導を阻害していることが示唆された。一方、これらの解析の結果、polyICによる核酸センサーの刺激によってHBV複製が抑制されるのみならずHBV mRNAおよびHBs抗原産生が顕著に減少することが明らかとなった。HBV感染細胞にType IまたはType III IFNを直接添加した場合の抗ウイルス作用はHBV複製抑制にとどまることから、IFNを介しない抗ウイルスメカニズムがpolyIC導入により誘導されうることが示唆された。この結果は想定していたものではないが、新しい細胞内抗ウイルスメカニズムを同定することにより、それがIFNに代わる新規抗ウイルス薬の標的となりうることが期待される。

従来B型肝炎ウイルスは、そのゲノムが宿主感染細胞の核酸センサーを活性化しないため、自然免疫応答が誘導されず感染が遷延すると考えられてきた。平成28年度までに、我々はin vitro HBV感染系を用いた検討から、HBV感染細胞ではHBV由来の何らかの因子により核酸センサーシグナルが阻害されていることを確認した。HBV感染感受性Hep G2-NTCP細胞株にHBVを感染させると効率的にHBV複製が進行する。感染細胞における核酸センサーの活性化の程度を調べるため、人工ウイルス核酸類似体polyICをトランスフェクション法により導入したところ、非感染細胞では自然免疫応答が誘導され、インターフェロン(IFN)αおよびλが産生されたが、HBV感染細胞ではインターフェロン産生が減弱していた。この阻害作用はHBV由来転写産物をRNA干渉により分解するsiRNA(small interfering RNA)のトランスフェクションにより回復することから、HBVが核酸センサーシグナルを阻害することを見出した。また、polyICによる核酸センサー活性化はHBV表面抗原産生を強く抑制することを我々は見出した。一方核酸センサーシグナルにより産生されるIFNはHBV表面抗原産生に影響しないことから、IFNを介さない抗ウイルス作用の存在が示唆された。平成29年度はこれらの結果をもとに、siRNAとpolyICの抗ウイルス作用の評価を行なった。HBV感染細胞にHBV特異的siRNAを導入すると全てのういるすmRNAおよび抗原産生が低下する。さらにpolyICを導入するとIFN産生が誘導されるとともにHBV表面抗原産生がさらに抑制された。したがって、HBV特異的siRNAとpolyICその他ウイルス核酸類似体の併用により強力にウイルス複製を阻害可能であることが示唆された。平成28年度は、IFN-αとIFN-λのHBVに対する抗ウイルス作用の違いを明らかにするためにNK細胞など免疫細胞の細胞傷害性誘導能、HBV mRNAの転写阻害、感染肝細胞の核に存在するHBVゲノム(cccDNA)のヒストン修飾の制御を比較する予定であり、すでに試験的な結果を得ている。HBV感染肝細胞でより強いIFN産生が認められたことについては、HBVのどの分子が関与しているか、また、IFN遺伝子の発現を誘導する核酸センサーやその下流のシグナル伝達系の関与は不明であり、様々な手法を用いて解明する予定である。polyIC導入によるIFN誘導がHBV由来因子によって減弱していることと、polyICによって誘導されるIFNを介さない抗ウイルスメカニズムについて、次のように研究を進める予定である。細胞内の様々な核酸センサーのうちpolyICはウイルス由来1本鎖/2本鎖RNAを認識するRIG-IおよびMDA5を活性化する。
μオピオイドの脊髄鎮痛と耐性における受容体細胞内動態の役割を明らかにする

オキシコドンは、これまでに報告されている選択的μ受容体作動薬であるオピオイドペプチド(DAMGO)やモルヒネとは異なった受容体細胞内動態を示しており、受容体細胞内陥入の役割を明らかにする一助になると考えられた。脊髄におけるオピオイド鎮痛とμオピオイド耐性形成の機序について、その経時的変化をμオピオイド受容体の細胞内動態から解明するために、今年度はオピオイド受容体作動薬としてモルヒネとオキシコドンを用いて、薬剤投与後3時間までの急性期の検討を行った。投与経路はくも膜下腔に留置したカテーテルを用いた。鎮痛効果検討するための行動学的検討として、tail flick(体性侵害刺激)試験、colorectaldistension(内臓侵害刺激)試験を行った。モルヒネ、オキシコドンとも体性痛、内臓痛に対し濃度依存性の鎮痛効果を認めた。これまでにモルヒネは体性痛、内臓痛ともに鎮痛効果を有することが明らかとなっているが、今回の研究からオキシコドンもモルヒネと同様に体性痛ばかりでなく、内臓痛に対しても効果があることが示された。また、鎮痛効果とオピオイド受容体細胞内動態の関係を解明するために、鎮痛効果が発現しているタイムポイントにおいて脊髄切片を作成し、抗μオピオイド受容体抗体を用いて免疫染色を行った。これまでに、モルヒネは鎮痛効果を発現していてもμオピオイド受容体の細胞内陥入を生じないことが示されている。オキシコドンによるμオピオイド受容体細胞内動態については、本研究でこれまでに検討した結果、選択的μ受容体作動薬であるDAMGOのようには細胞内陥入を生じていないものの、モルヒネとは異なった細胞内動態を示された。今後更に詳細な検討を要する。脊髄におけるオピオイド鎮痛とμオピオイド耐性形成の機序について、その経時的変化をμオピオイド受容体の細胞内動態から解明するために、今年度はオピオイド受容体作動薬としてモルヒネ、オキシコドン、フェンタニルを用いて、薬剤投与後3時間までの急性期の検討を行った。投与経路は皮下投与および髄腔内投与とした。抗侵害受容効果検討するための行動学的検討として、tail flick(体性侵害刺激)試験、colorectaldistension(内臓侵害刺激)試験を行った。モルヒネ、オキシコドン、フェンタニルは、皮下投与、髄腔内投与のいずれにおいても体性痛、内臓痛に対し濃度依存性の鎮痛効果を認めた。現在各薬剤のED50の相違を検討中である。オキシコドンによるμオピオイド受容体細胞内動態については、本研究でこれまでに検討した結果、選択的μ受容体作動薬であるDAMGOのようには細胞内陥入を生じていないものの、モルヒネとは異なった細胞内動態を示しているようであり、更に詳細な検討を要する。今後は各オピオイド作動薬の慢性投与後における耐性形成の程度と、その際のμオピオイド受容体細胞内動態についての検討を行う予定である。本研究の目的は、脊髄レベルでのオピオイド鎮痛と耐性形成におけるμオピオイド受容体細胞内動態の役割を明らかにすることにある。雄性ラットを使用し、薬剤の投与経路は皮下投与および髄腔内投与とした。オピオイド受容体作動薬としてモルヒネ、オキシコドン、フェンタニルを用いた。行動学的検討として、tail flick(体性侵害刺激)試験、colorectaldistension(内臓侵害刺激)試験を行った。また、受容体細胞内動態の検討に関しては、今回オキシコドンの髄腔内投与10分後について評価した。抗μオピオイド受容体抗体を用いて免疫組織化学染色を行い、受容体細胞内陥入を起こしている脊髄後角ニューロンの割合を検討した。皮下投与した場合の体性痛に対するモルヒネ、オキシコドン、フェンタニルの各々のED50は3.1、0.2、0.02(mg/kg)であった。また、内臓痛に対するそれは各々、3.2、0.6、0.02(mg/kg)であった。一方、髄腔内投与した場合の体性痛に対するED50は各々、0.9、1.9、0.1(μg)であり、内臓痛に対しては各々、0.8、9.6、0.2(μg)であった。μオピオイド受容体が細胞内陥入を起こしている割合は、オキシコドン200μg投与10分後で67.5%、2μg投与10分後では8.8%であった。なお、生理食塩水投与10分後では8.0%であった。今回明らかになった点として、オキシコドンは投与経路により抗侵害受容効果が異なることが挙げられる。また、オキシコドンがin vivoにおいてμオピオイド受容体の細胞内陥入を引き起こすことも初めて明らかとなった。

さらにオキシコドンは、これまでに我々が報告している選択的μ受容体作動薬であるDAMGOやモルヒネとは異なった受容体細胞内動態を示しており、受容体細胞内陥入の役割を明らかにする一助になると考えられた。
耐風的に安定なダム施工時における防雨用吊膜屋根の開発

両岸に張り渡した2本のケーブルによって防雨用の膜を支持し,ダムの防雨施工を可能とする吊形式膜屋根は,施工位置に応じて膜の高さや位置を容易に変化させることができ,また,施工の邪魔にならない,という特徴をもつ.しかし非常に軽量で柔軟な構造であるために,20m/s程度の風速において,膜全体としての回転変形が大きくなり膜が吹き飛ばされてしまう,ダイバージェンスという現象の発現が問題となる.特に,ダム施工現場において経験される吹き上げてくる風に対しては,さらに低い風速においてダイバージェンスが発現する傾向があるため,こうした吹き上げの風に対しても十分安定な,防雨用吊形式膜屋根の開発を目的として研究を行った.耐風的に安定な吊膜屋根の開発には,まずその対風挙動のメカニズムを明らかにすることが必要と考えられるが,風洞実験によって吊膜に作用する空気力を測定することは困難なので,吊膜屋根に対する2次元数値流体解析手法の開発を試みた.風の作用により吊膜形状が変化し,それに伴って作用する空気力が変化するため,流体と構造の複雑な連成解析を行う必要がある.吊膜に作用する空気力と吊膜の動的挙動を連成させた場合には,大変形挙動を安定に解析することには未だ成功していない.一方吊膜屋根の耐風安定性を支配するダイバージェンスに関わる静的対風挙動に対しては,膜面の変形とそれにともなって変化する空気力の連成のさせかたを工夫して解析することにより,空気力とつり合った吊膜形状を求めることのできる手法を開発できた.解析により得られる形状および空気力は,既往の実験結果と定性的な傾向は一致した.研究成果については土木学会論文集に投稿すべく,現在準備中である.両岸に張り渡した2本のケーブルによって防雨用の膜を支持し,ダムの防雨施工を可能とする吊形式膜屋根は,施工位置に応じて膜の高さや位置を容易に変化させることができ,また,施工の邪魔にならない,という特徴をもつ.しかし非常に軽量で柔軟な構造であるために,20m/s程度の風速において,膜全体としての回転変形が大きくなり膜が吹き飛ばされてしまう,ダイバージェンスという現象の発現が問題となる.特に,ダム施工現場において経験される吹き上げてくる風に対しては,さらに低い風速においてダイバージェンスが発現する傾向があるため,こうした吹き上げの風に対しても十分安定な,防雨用吊形式膜屋根の開発を目的として研究を行った.耐風的に安定な吊膜屋根の開発には,まずその対風挙動のメカニズムを明らかにすることが必要と考えられるが,風洞実験によって吊膜に作用する空気力を測定することは困難なので,吊膜屋根に対する2次元数値流体解析手法の開発を試みた.風の作用により吊膜形状が変化し,それに伴って作用する空気力が変化するため,流体と構造の複雑な連成解析を行う必要がある.吊膜に作用する空気力と吊膜の動的挙動を連成させた場合には,大変形挙動を安定に解析することには未だ成功していない.一方吊膜屋根の耐風安定性を支配するダイバージェンスに関わる静的対風挙動に対しては,膜面の変形とそれにともなって変化する空気力の連成のさせかたを工夫して解析することにより,空気力とつり合った吊膜形状を求めることのできる手法を開発できた.解析により得られる形状および空気力は,既往の実験結果と定性的な傾向は一致した.研究成果については土木学会論文集に投稿すべく,現在準備中である.本研究では、両岸に張り渡した2本のケーブルによって防雨用の膜を支持し、ダムの防雨施工を可能とする吊形式膜屋根を対象とする。その村風挙動を解明し、吹き上げの風に村しても十分安定な、ダム施工時の防雨用吊形式膜屋根を開発することが目的である。本年度は、吊膜屋根に対する有限要素法を用いた数値流体解析手法の開発を行なった。吊膜屋根スパン直角方向に作用する風を対象とし、主流方向面内の2次元解析を行なうものとする。吊膜は非常にフレキシブルであり、風荷重に村して大きく変形するので、その大変形挙動を正確に解析できることが重要となる。数値流体解析の流体要素との適合性を考慮して、2次元膜要素としてはトラス要素を用いることとし、軸直角および軸方向変位増分の2次の非線形項まで含んだひずみの定式化を行なうことにより、静的および動的な膜の大変形挙動を安定に求めることができた。次に、2次元膜に作用する空気力を数値流体解析により求め、それが作用した場合の2次元膜の変形を求め、さらに変形後の形状に作用する空気力を数値流体解析で求める、という繰り返しにより、吊膜の静的対風挙動の解析を行なった。その結果、予備的な実験においてダイバージェンス発現直前に観測された、風上側の膜が上方に凸に変形する形状が解析においても求められた。しかし実験においてダイバージェンスが発現した風速においては、解析ではダイバージェンスが発現しなかった。これは、解析においては2次元膜の風上および風下端を固定としているため、実験におけるような、ケーブルで支持された膜全体が回転するような動きを再現できなかったためと考えられる。来年度は、端部を弾性支持したケースや、動的挙動に対する数値流体解析手法を開発し、実験結果の再現を試みる。また解析結果をもとに耐風性に優れた吊膜屋根構造を提案し、それを3次元模型実験によって検証する。

両岸に張り渡した2本のケーブルによって防雨用の膜を支持し,ダムの防雨施工を可能とする吊形式膜屋根は,施工位置に応じて膜の高さや位置を容易に変化させることができ,また,施工の邪魔にならない,という特長をもつ.しかし非常に軽量で柔軟な構造であるために,20m/s程度の風速において,膜全体として回転変形が大きくなり膜が吹き飛ばされてしまう,ダイバージェンスという現象の発現が問題となる.特に,ダム施工現場において経験される吹き上げてくる風に対しては,さらに低い風速においてダイバージェンスが発現する傾向があるため,こうした吹き上げの風に対しても十分安定な,防雨用吊形式膜屋根の開発を目的として研究を行った.耐風的に安定な吊膜屋根の開発には,まずその対風挙動のメカニズムを明らかにすることが必要と考えられるが,風洞実験によって吊膜に作用する空気力を測定することは困難なので,吊膜屋根に対する2次元数値体解析手法の開発を試みた.風の作用により吊膜形状が変化し,それに伴って作用する空気力が変化するため,流体と構造の複雑な連成解析を行う必要がある.吊膜に作用する空気力と吊膜の動的挙動を連成された場合には,大変形挙動を安定に解析することには未だ成功していない.一方吊膜屋根の耐風安定性を支配するダイバージェンスに関わる静的対風挙動に対しては,膜面の変形とそれにともなって変化する空気力の連成のさせかたを工夫して解析することにより,空気力とつり合った吊膜形状を求めることのできる手法を開発できた.解析により得られる形状および空気力は,既往の実験結果と定性的な傾向は一致した.研究成果については土木学会論文集に投稿すべく,現在準備中である.
磁性バイオナノビーズを用いた細胞マニピュレーション技術の開発と再生医療への応用

本年度は、末梢血中に希少な割合でしか含まれていない細胞を高効率に分離する為の磁性粒子及び磁気細胞分離システムの開発を推進した。磁性細菌がその体内で産生するナノサイズのフェリ磁性粒子である磁性バイオナノビーズ(Bacterial magnetic particles:BacMPs)を磁気標識用担体として応用した。遺伝子組換え技術を利用しBacMPs上に抗体結合性タンパク質であるprotein Gを発現させることで、BacMPs上への高密度な抗体の固定化を可能にした。そして、作製した抗体固定化protein G発現BacMPsを用いて、末梢血中に含まれる免疫細胞の磁気分離を検討した。末梢血に含まれる血球細胞の約97%は赤血球であり、細胞・再生医療等への応用のため分離が望まれる免疫細胞は血球細胞の0.1%に満たない割合でしか含まれていない。従って、末梢血からの直接的な免疫細胞の磁気分離には、高い磁気標識精度を有する磁性粒子と高効率な磁気分離システムが必要不可欠であり、既存のシステムでは非常に困難とされていた。末梢血に対し抗体固定化protein G発現BacMPsを直接的に反応させ標的細胞を磁気標識後、ガラス管と永久磁石を用いて磁気分離を行った結果、末梢血に希少な割合でしか含まれていなかった細胞(CD19^+,CD3^+)をいずれも95%を超える高純度で分離出来たことが確認された。末梢血から直接的に磁気細胞分離が可能なことで、迅速な細胞分離が行えると共に、簡便な工程となることで自動化システムとしても構築可能と考えられた。BacMPsを用いた本磁気細胞分離システムは、基礎研究から細胞・再生医療に渡る広い範囲で活用される基礎ツールとなることが期待され、その意義、重要性は高いと考えられた。
ヒトを対象とした基本味の官能評価に及ぼす化学的および物理的諸要因の影響とその解明

味の感じ方は、ハイドロコロイド、油脂、温度等の化学的・物理的因子によって大きく異なる。ハイドロコロイドとしてデンプンを選び、ゾルとゲルを同一条件に設定して、甘味・塩味強度を調べたところ、ゾルからゲルに移行するにともなって、呈味強度の低下が認められた。甘味強度と破断特性の間には負の相関が認められた。甘味・塩味試料および市販甘味飲料を用いて、温度による味の感じ方の相異を調べた結果、味の感じ方は、その種類や温度によって多様であり、一定の傾向は認められなかった。食品物性の違いによる味の感じ方に関するこれまでの研究(Moritaka and Shimada 2005等)では、味の強さを、ゲルのみあるいはゾルのみに限定して調べた報告が多い。本研究では、粘性をつける材料として、バレイショデンプを選び、デンプンを添加した甘味・塩味試料を、ゾルからゲルに変化させ、ゾルとゲルを同一条件で甘味ならびに塩味の感じ方について調べた。『デンプン添加の甘味・塩味試料』と『甘味・塩味溶液(基準液)』では、味強度がどのように異なるのか官能評価手法によって調べた。また、デンプン添加スクロースについては、破断特性を測定し、官能評価と破断応力の関係を明らかにした。結果は次のようであった。デンプンを添加した甘味・塩味試料が、ゾルからゲルに移行するにともなって、呈味強度の低下が認められた。ゾル試料とゾル試料、ゲル試料とゲル試料の間では、甘味・塩味強度の平均評点に、有意差のないグループ間がほとんどであった。しかしながら、ゾル試料とゲル試料の間では、有意差のあるグループ間が多かった。スクロースに添加したデンプンの濃度が上昇するとともに、官能評価法による平均評点は、その値が小さくなっていることがわかる。一方、デンプン濃度の上昇とともに、破断応力は上昇していることがわかる。試料の甘味強度と破断応力の間には、負の相関(Pearsonの相関係数r-=-0.598)-があることが認められた。スクロース試料の粘性が大きくなるとともに、つまり、破断応力が大きくなるとともに、甘味強度が低下していることが、機器と官能評価で確認された。試料の破断応力が著しく大きいデンプン濃度範囲で、甘さの感じ方が顕著に弱いことがわかった。本実験の温度25°Cでは、試料がゲルの場合には、ゾルに比べて、甘味強度は顕著に低下すると考えられた。代表的な甘味および塩味物質を試料として、添加するデンプン濃度を0.5620.0%へと変化させ、濃度が高くなるとともに味の感じ方がどのように変化するのか検討した。D-グルコース、D-フルクトース、スクロース、ラクトース、D-マルトース、ガラクトオリゴ糖、マルチトール、D-ソルビトール、キシリトール、塩化ナトリウム、塩化カリウム等を用いて、「デンプン添加の甘・塩味試料」と「甘・塩味溶液(基準液)」では、味強度がどのように異なるのか官能評価の手法によって調べた。ゾル試料とゲル試料では、味強度に有意差の認められたグループ間が多かった。スクロース試料については破断応力を測定しており、ゾルからゲルへ移るとき、顕著な破断応力の上昇が認められた。甘味・塩味料および市販甘味飲料を用いて、冷却した場合と温めた場合について、甘味・塩味の感じ方の相異を基準温度(20°C)の試料を対照として調べた。甘味・塩味試料に対する実験では、D-グルコース溶液等の8試料および塩化ナトリウム溶液等の4試料が用いられた。5°Cでは、基準液と比較して、甘味を弱く感じる試料が4種類(総計8種類)であった。45°Cでは、基準液と比べ、甘味を強く感じる試料が5種類(総計8種類)であった。5°Cでは、基準液と比べ、塩味を強く感じる試料が3種類(総計4種類)であり、45°Cでは、塩味を弱く感じる試料が4種類(総計4種類)であった。市販飲料の甘味強度を比較した結果では、5°Cでは、基準液と比べ、甘さを弱く感じる試料が9種類(総計14種類)あり、45°Cでは、基準液と比較し、甘味を強く感じる試料が11種類(総計14種類)であった。市販甘味飲料では、冷却するとヒトが感じる甘味強度が弱くなり、温めると甘味強度が強くなる飲料が多いことが示された。
低品位炭の改質と高濃度スラリー化技術の開発

現在、企業化が検討されている低品位炭の改質プロセスの代表的なものは米国、オーストラリア、日本(日本では日本COM(株)と日揮(株)が開発中)などで検討されている熱水処理技術である。このプロセスは改質効果は顕著であるものの、高温・高圧反応プロセスを含むために、改質コストが高いという欠点があった。そこで本研究では出来るだけ、低コストの低品位炭改質プロセスを開発することを目的として研究を開始した。本研究では、インドネシア産の低品位炭(バンジャリサリ炭)を改質し、実用可能な程度の高濃度石炭・水スラリーを調製する技術を開発した。改質プロセスとして種々の検討を行った結果、真空乾燥とタール蒸着を組み合わせたプロセスを提案するに至った。従来行われている高温・高圧の熱水処理プロセスと比較して、本研究で提案したプロセスは圧力が低いことが特徴で、操作条件を絞り込んだ結果、温度圧力は300°C、5気圧で十分な改質効果が得られることが明らかになった。この改質炭を用いてスラリー化を行った結果、せん断速度31[s^<-1>]での見かけ粘度が1Pa・S以下のスラリー濃度を60wt%まで上昇させることが出来た。(未改質炭のスラリー濃度は約40wt%であった。)本研究で開発した低品位炭の改質プロセスは、低圧操作が可能であるため、改質コストの大幅な低減が可能であると考えられる。今後、改質・スラリー化プロセスのフィージビリティスタディを進め、更に高濃度化が可能な添加剤の探索を続けていく予定である。褐炭・亜炭等の低品位炭は、れき青炭と比べて表面親水基が多く、一般に固有水分含有率が高いのが特徴である。従って水分の除去及び表面改質を行うことにより、れき青炭と同様の高濃度スラリーを調製する技術の確率が望まれている。水分除去は乾燥操作にならざるを得ないが、単に百数十度の乾燥を行うのではなく300400°C近辺での高温、高圧条件下での熱処理を行うことが考えられている。これにより、水分除去と表面改質、細孔分布の制御を行うことが可能であり、従来の研究では350°C近辺での熱水処理により褐炭・水スラリーの高濃度化が或る程度可能であるとの結果が得られている。しかしながら、熱水処理プロセスは高圧操作となる為、必ずしも容易に行える操作では無い。これらのことを考慮して、本研究ではこれまで、真空乾燥とタール分蒸着プロセスを組み合わせた改質プロセスを開発してきた。詳細なデータは平成8年秋の化学工学会秋季大会に発表する予定である。概略のプロセスは以下の通りである。[1]150200°Cで低品位炭を真空乾燥し、水分除去と多少の揮発分のタール化による細孔内タール閉塞を生じさせる。[2]外部からタール蒸気を注入し、300°Cでタールの細孔内拡散を行わせ、温度降下により細孔内表面及び低品位炭粒子表面へタールコーティングを行わせる。[3]上記の改質プロセスと、改質炭の最適粒度分布の調整、添加剤の最適化を組み合わせて、低コストの高濃度改質炭スラリーの製造を行う。平成7年度にバッチ式オートクレーブを用いて上記の改質スラリー化実験を行った結果、インドネシア産の亜炭(バンジャサリ炭)について石灰個体分62wt%、見かけ粘度0.5Pa・sのスラリーを調製することに成功している。現在のところ得られた改質炭の量が少ないため、最適粒度分布の調整は行っておらず、今後粒度分布の調整と添加剤の選択によりより高濃度のスラリーを調製可能であると考えている。また、上記の改質プロセスにおける温度圧力条件は、真空乾燥時は200°Cに設定し、タール蒸着時には温度;270°C,圧力20気圧に保持した。

なお、圧力についてはバッチ式オートクレーブのため、タール封入後の圧力調製が利かないので上記の圧力になったが、連続式で行う場合は圧力はもっと低く設定できると考えられる。なおタール蒸着量は個体石炭量の1.5wt%であった。上述の実験結果は本研究で提案している改質プロセスが、低コストの低品位炭改質スラリー化プロセスとして有効であることを示唆している。現在、企業化が検討されている低品位炭の改質プロセスの代表的なものは米国、ソーストラリア、日本(日本では日本COM(株)と日揮(株)が開発中)などで検討されている熱水処理技術である。このプロセスは改質効果は顕著であるものの、高温・高圧反応プロセスを含むために、改質コストが高いという欠点があった。そこで本研究では出来るだけ、低コストの低品位炭改質プロセスを開発することを目的として研究を開始した。本研究では、インドネシア産の低品位炭(バンジャリサリ炭)を改質し、実用可能な程度の高濃度石炭・水スラリーを調製する技術を開発した。改質プロセスとして種々の検討を行った結果、真空乾燥とタール蒸着を組み合わせたプロセスを提案するに至った。従来行われている高温・高圧の熱水処理プロセスと比較して、本研究で提案したプロセスは圧力が低いことが特徴で、操作条件を絞り込んだ結果、温度圧力は300°C、5気圧で十分な改質効果が得られることが明らかになった。この改質炭を用いてスラリー化を行った結果、せん断速度31[S^<-1>]での見かけ粘度が1Pa・S以下のスラリー濃度を60wt%まで上昇させることが出来た。(未改質炭のスラリー濃度は約40wt%であった。)本研究で開発した低品位炭の改質プロセスは、低圧操作が可能であるため、改質コストの大幅な低減が可能であると考えられる。今後、改質・スラリー化プロセスのフィージビリティスタディを進め、更に高濃度化が可能な添加剤の探索を続けていく予定である。
糖脂質抗原を用いた新たな老化予防ワクチンの開発

糖脂質を形成する糖鎖構造は抗原性をもつことを利用し、複合糖質を標的とする糖鎖医薬を合成して治療法の開発に応用することを考えた。免疫グロブリンIgGは重鎖および軽鎖からなる糖蛋白質であり、多様な糖鎖は重鎖の定常領域に存在している。IgGの定常領域のN結合型糖鎖構造を解析することで、テロメアよりも優れた老化マーカーになることが報告されている。これらの報告をもとに、IgGのFc-N結合型糖鎖はIgG-G2 (シアル酸付加)構造だと抗炎症反応を、またIgG-G0 (シアル酸欠失)構造だと炎症反応を亢進させることが推定される。慢性炎症に至る初期ステージや、低度の炎症疾患であるとされる老化への予防においても糖脂質抗原は良い標的となる。本研究では、自己免疫疾患患者の血清IgG上の糖鎖構造の変化はその病態に深く関与しているといわれているため、まずは老齢変異型とされる自然発症免疫疾患マウスモデルをターゲットとし、その特異的に応答する免疫システムの解明と、糖脂質ワクチンの開発を行うことを目的とした。初年度は、慢性炎症の糖鎖マーカーとされる、特異的な糖脂質抗原を設計しBalb/cマウスに免疫し観察をおこなったところ、免疫したマウスで高い抗体価を示した。また自己免疫疾患モデルマウスである2種類の系統、NZBWF1マウスおよびMRL/lprマウスに3回免疫し、抗体価はワクチン群にて2回目以降の投与から上昇を示したが、無投与群と比較して体重、死亡率に影響は見られなかった。すなわち、NZBWF1マウスおよびMRL/lprマウスにおける効果の差異を検討した。自己免疫疾患や老化において、病態特異的な糖鎖構造がいくつか明らかになっている、これらの原因抗原を除去するような糖脂質ワクチンを合成しマウスモデルでの薬効評価を行った。ただし、明らかな病態の改善や進行は見られていない。この結果は、糖鎖構造の僅かな変化が及ぼす病態への影響を考えたとき、観察期間が不十分な可能性がある。そこで、観察期間や投与量などの検討と、ワクチン投与前後のマウスの血清IgGの糖鎖構造を詳細に解析したいと考えている。免疫グロブリンIgGのN結合型糖鎖構造の変化だけではなく、老化や血液疾患に関与しているそのほかの糖鎖構造についても網羅的に探索する。次年度は初年度の結果に基づき、より詳細な解析とメカニズムを追及したい。
ベーチェット病、先天白内障ほか遺伝性眼疾患の原因遺伝子マッピング

1マイクロサテライトマーカーを用いた疾患遺伝子スクリーニング法の確立既に収集されていたゲノムワイドなMSマーカーについて、その有用性(ヘテロ頻度、アリル数)を検討するともに、さらに多くの多型性豊富なMSマーカーの収集に努めた。そして、ヒトゲノムに存在する110万個のMSから、Pooled DNA法によって日本人健常者集団における多型性の有無を検索し、31924個のMSマーカー設定を終了した。2患者および健常人サンプルの収集ベーチェット病患者356例、白内障患者242例、強度近視患者298例、高血圧患者508例、網膜格子状変性患者265例、原田病患者85例、サルコイドーシス患者76例を収集し、それらのDNAを抽出した。100例を越えた疾患に関しては、100例ごとに各DNA濃度が均一になるように調整・混合したpooled DNA(一次プールDNA)を作製した。3疾患遺伝子スクリーニング強度近視、高血圧患者において、全染色体(常染色体22本およびX染色体)の一次スクリーニングが終了した。2x2または2xmの統計学的有意差検定でP値が0.01以下になるマーカーを陽性とした。強度近視では陽性率8.4%であり、高血圧では陽性率9.6%であった。現在、一次スクリーニングのエラーを拾うとともに、陽性マーカー約2000個に関しては、二次スクリーニングを開始している。ベーチェット病では4本の染色体(第1,6,17,19番染色体)で一次スクリーニングが終了した。陽性率は9.0%であった。ゲノムワイドなマイクロサテライト(MS)マッピングはケースコントロールスタディであるため、統計学的有意差検定を行うには疾患群および対照群ともに500人前後必要である。このためベーチェット病友の会や複数の施設に呼びかけ、患者検体収集を続けている。現在までに244人のベーチェット病患者の血液検体すべてからDNAを抽出した。DNAを半永久的に保存するため、セルライン化(不死化)も行っている。その中から1次スクリーニング用に100サンプル無作為に抽出した。1次スクリーニング用100サンプルの内訳は、男性:56人、女性:44人、平均発症年齢:35.59歳、完全型:43人、不全型:57人であった。このサンプルを用いてpooled DNAを作成し、第17番染色および第19番染色体に設定したMSマーカーについて1次スクリーニングを終了した。統計学的に有意となったMSマーカーについては、2次スクリーニング用にリストアップした。電気泳動の波形パターンを解析し、PCR不良、泳動不良なデータに関しては、他の染色体のMSマーカーの電気泳動終了後にまとめて再泳動する。今後、全染色体をカバーするMSマーカーの1次スクリーニングおよびデータの統計学的解析を行うことにより、2次スクリーニングへ移行するマーカーを選出する。2次スクリーニングも同様に行い、3次スクリーニング、SNP解析へと進めていく予定である。老人性白内障、強度近視、網膜格子状変性など他の眼科疾患についても、複数の施設で検体収集を続けており、現在までに、老人性白内障92検体、強度近視266検体、網膜格子状変性80検体を収集し、DNAの抽出を終了している。今後ベーチェット病と同様にゲノムワイドなMSマッピングを進める予定である。2患者および健常人サンプルの収集

ベーチェット病患者356例、白内障患者242例、強度近視患者298例、高血圧患者508例、網膜格子状変性患者265例、原田病患者85例、サルコイドーシス患者76例を収集し、それらのDNAを抽出した。100例を越えた疾患に関しては、100例ごとに各DNA濃度が均一になるように調整・混合したpooled DNA(一次プールDNA)を作製した。3疾患遺伝子スクリーニング強度近視、高血圧患者において、全染色体(常染色体22本およびX染色体)の一次スクリーニングが終了した。2x2または2xmの統計学的有意差検定でP値が0.01以下になるマーカーを陽性とした。強度近視では陽性率8.4%であり、高血圧では陽性率9.6%であった。現在、一次スクリーニングのエラーを拾うとともに、陽性マーカー約2000個に関しては、二次スクリーニングを開始している。ベーチェット病では4本の染色体(第1,6,17,19番染色体)で一次スクリーニングが終了した。陽性率は9.0%であった。