hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複素環を多数含有するチオストレプトン系大環状ペプチド抗生物質の合成研究

近年、ピリジン環を中心にして、ポリオキサゾールやチアゾールデヒドロアミノ酸が結合した大環状ペプチドであるチオストレプトン系抗生物質(1)が多数単離、構造決定され、強い抗菌活性などの生理活性を示すことから非常に興味がもたれている。われわれはこの1の構造および活性に興味をもち全合成を行うこととした。すでに、われわれは1の構成成分であるオキサゾールおよびチアゾール-デヒドロアミノ酸を当研究室で確立されたα、β-不飽和-α-アミノ酸無水物法(△NCA法)を利用して合成に成功している。今回、この方法を用いることにより、1のミクロコッシンP_1、ノシヘプチド、A10255G,J、シクロチアゾマイシン、およびベルニナマイシンAの環内主要部分骨格を合成した。さらに、ノシヘプチド中に含まれる異常アミノ酸の合成およびチアゾール-デヒドロペプチドとのフラグメント縮合にも成功した。また、環外構成成分であるオリゴデヒドロアラニンの合成についてもセリンの段階的伸長、ついで塩基によるβ-脱離によってはじめて成功した。さらに、環外と環内とを結合させている2,3,6-三置換ピリジン骨格の合成についても検討を行った。このピリジン骨格誘導体については合成例が報告されているが高価な試薬を用いることや手法に問題点があることから全合成には不向きであると考え、われわれは大量合成が可能な方法として、出発原料として3-シアノ-6-ジメトキシ-2-ピリドンを得、多工程を経て大量合成が可能な三置換ピリジン骨格誘導体の合成に成功した。今後は、この三置換ピリジン骨格誘導体と先に合成した環内および環外部分骨格との縮合、さらに環化反応を行い、全合成を達成する予定である。合成の標的化合物である数種類のチオストレプトン系抗生物質ペプチドの1つのシクロチアゾマイシンの重要部分骨格、2個のチアゾールおよびチアゾリン環が連続して結合した特長的な部分の合成に成功した。これらペプチドを構成している要素として、α-デヒドロアミノ酸、チアゾールアミノ酸、チアゾールデヒドロアミノ酸とそのペプチド、オキサゾールアミノ酸、オキサゾールデヒドロアミノ酸とそのペプチドなどがあるが、これらはすべてわれわれが開発した方法によって合成できることを示した。これで大部分の主要構造の合成が終っている。さらに、同系統のペプチド抗生物質であるA10255GとJの共通主要骨格やベルニナマイシンAの大部分のフラグメント部分の合成にも成功している。また、いずれの天然物にも存在し環外に特徴的に結合しているポリデヒドロアラニン(ジ、トリ、およびテトラ)部分およびそのアミド部分も合成することができた。今後はそれぞれのフラグメントの縮合を行い、最終的に環化して全合成を行う積りである。近年、ピリジン環を中心にして、オキサゾールやチアゾール-カルボン酸が結合した大環状ペプチドであるチオストレプトン系抗生物質(1)が多数単離構造決定され、グラム陽性菌に対して強い抗菌活性を示すことから非常に興味がもたれている。われわれは1の構造および生理活性に興味をもち全合成を行うこととした。すでに、われわれは1の構成成分であるオキサゾールおよびチアゾール-デヒドロアミノ酸を、当研究室で確立されたα、β-不飽和-α-アミノ酸無水物法(△NCA法)を利用して合成し、さらに、この方法を用いることにより、同種の抗生物質ミクロコッシンP_1、ノシヘプチド、A10255G,J、およびベニヒナマイシンAの環主要部分骨格を合成した。さらに、環外構成成分であるオリゴデヒドロアラニンの合成についても成功していることから、今回は、環外と環内とを結合させている2,3,6-三置換ピシジン骨格の合成について検討を行った。

ピリジン骨格誘導体については合成例が報告されているが高価な試薬および製造中止となった試薬を用いていることから大量合成については問題点がある。われわれは大量合成が可能な方法で、まずはじめに、2位、3位、6位にそれぞれ水酸基、シアノ基、ジメチルアセタール基が置換された出発原料となる2-ピリドンを得た。この3位をチアゾールに変換後、6位をカルボン酸へと導き、さらに、2位についてはチアゾールやオキサゾールの4位を結合させることにより大量合成が可能な三置換ピリジン誘導体の合成に成功した。今後は、この誘導体の合成収率の向上を行うとともに、先に合成した環内部分骨格および環外構成成分であるオリゴデヒドロアラニンとのフラグメント縮合を行うことで全合成が可能であると思われる。
光学活性β-ヘテロ-α-アミノ酸類の触媒的不斉合成法の開発

β位にヘテロ官能基を持つ光学活性α-アミノ酸は数多くの生理活性ペプチド類の構成要素としてのみならず、有用化合物の合成におけるキラルビルディングブロックとしても重要であり、その効率の良い合成法の開発が望まれている。本研究では、原理的に微量の光学活性源から無限大量の光学活性化合物が供給可能な触媒的不斉合成法による光学活性β-ヘテロ-α-アミノ酸の合成を検討した。その主な成果は以下に示すとおりである。1. β-ヘテロ-α-アセトアミドアクリル酸エステルの立体選択的合成β位に種々のへテロ官能基を持つα-アセトアミドアクリル酸エステルを対応するα-アセトアミド-β-ケトエステルから合成した。また、これらの2つの幾何異性体をそれぞれ完璧な立体選択性で作り分けることに成功した。2. β-へテロ-α-アセトアミドアクリル酸エステルの触媒的不斉水素化申請者等の開発した遷移金属に対しトランスでキレート配位するユニークな不斉2座ジホスフィン配位子TRAPのロジウム錯体を触媒として、上記で合成したβ-ヘテロ-α-アセトアミドアクリル酸エステルや水素化反応を試みたところ、最高97%eeの鏡像異性体過剰率で保護光学活性保護β-ヘテロ-α-アミノ酸が得られた。E体の基質からはトレオ体の、Z体の基質からはエリトロ体の保護β-へテロ-α-アミノ酸が立体特異的かつ高エナンチオ選択的に得られた。3.環状β-ヘテロ-α-アミノ酸の触媒的不斉合成先に述べたTRAP-ロジウム錯体触媒をテトラヒドロピラジン-2-カルボン酸アミドの触媒的不斉水素化反応に応用したところ、最高97%eeで(S)-ピペラジン-2-カルボン酸第三ブチルアミドが得られた。本化合物はHIVプロテアーゼ阻害剤Crixivanの合成中間体として重要である。また、同じ立体化学の不斉触媒から両エナンチオマーの作りわけに成功した。光学活性β-ヒドロキシ-α-アミノ酸類はセリン、トレオニンといった必須アミノ酸としてのみならず、パーキンソン氏病の特効薬であるL-DOPS等の医薬品としても非常に価値の高い化合物群である。そこで、本研究では光学活性β-ヒドロキシ-α-アミノ酸のより効率の高い供給法の開発を目指して、β位が酸素官能基で置換されたα-アセトアミドアクリル酸エステルの高立体選択的な合成法の開発と、その光学活性ロジウム触媒による触媒的不斉水素化反応を試みた。既知化合物である、β-ケト-α-アセトアミドカルボン酸エステルを水酸化ホウ素ナトリウムと反応させ,一旦β-ヒドロキシ-α-アミノ酸誘導体とし、ピバル酸塩化物でピバル酸エステルを合成した。さらに、次亜塩素酸第三ブチルで処理した後、脱ハロゲン化水素反応を行うことにより、(E)体のβ-オキシ-α-アセトアミドアクリル酸エステルを99/1以上の立体選択性で得た。また、β-ケト-α-アセトアミドカルボン酸エステルを水素化ナトリウムで処理し、対応するナトリウムエノラートを発生させた後、トリアルキルケイ素塩化物と反応させることにより、(Z)体のβ-オキシ-α-アセトアミドアクリル酸エステルを99/1以上の立体選択性で合成することに成功した。ここで得られたβ-オキシ-α-アセトアミドアクリル酸エステルは、いずれも申請者等が開発したトランスキレート型不斉配位子TRAPのカチオン性ロジウム錯体を触媒とすることにより、非常に高いエナンチオ選択性(最高97%ee)で水素化された。また、(E)体の気質からはトレオ体の、(Z)体の気質からはエリトロ体の光学活性β-ヒドロキシ-α-アミノ酸誘導体が立体特異的に得られてきた。

平成10年度では、主に触媒的不斉水素化反応によるβ位に窒素官能基を持つα-アミノ酸の触媒的不斉合成法の開発を試みた。その成果は、以下の2項目に大別される。1.光学活性α,β-ジアミノ酸の触媒的不斉合成E体のα,β-ビス(アセタミド)アクリル酸エステルの触媒的不斉水素化反応を検討したところ、申請者等の開発した遷移金属に対しトランスでキレート配位する不斉配位子PrTRAPのロジウム錯体触媒が最も高い触媒活性及びエナンチオ選択性を示し、最高81%eeの光学活性α,β-ジアミノ酸誘導体をほぼ定量的に得た。本反応はsyn特異的に進行し、トレオ体のα,β-ジアミノ酸誘導体のみが得られてきた。また、本反応の原料となるE体のα,β-ビス(アセタミド)アクリル酸エステルの立体選択的な合成法も開発した。2.光学活性ピペラジン-2-カルボン酸類の触媒的不斉合成4位に窒素原子を持つ環状のテトラヒドロピラジン-2-カルボキシアミドの触媒的不斉水素化反応を検討したところ、遷移金属に対しトランスでキレート配位する不斉配位子i-BuTRAPのロジウム錯体触媒が最も高い立体選択性を示し、最高97%eeの光学活性ピベラジン-2-カルボン酸誘導体を得た。本化合物はMerck社により開発されたHIVプロテアーゼ阻害剤Crixivanの合成中間体として非常に有用な化合物である。また興味深いことに、本反応ではi-BuTRAPと同じ立体配置を持つMeTRAPを不斉配位子として用いた場合、最高85%eeでi-BuTRAPを用いた場合とは逆の鏡像異性体が得られてきた。また本研究においては、上記2例以外にα位に四級不斉炭素中心を持つ光学活性β-ケト-α-アルキル-α-アミノ酸の触媒的不斉合成法の開発にも成功している。
卵細胞を産生する雄マウスの解析から明らかになる新たな生殖生物学

MRLマウス精巣精細管内には卵細胞が存在する。解析の結果、精巣内卵細胞は卵巣内卵細胞と類似した発生動態、形態ならびに機能を有していた。すなわち、1)減数分裂が雄胎子で既に開始すること、2)出現要因が雄性決定因子Sryの変異と関連すること、及び3)精子受容能力を持つことが示唆された。これらは、マウス精巣において生殖細胞が潜在的に卵細胞となる能力を有することを証明するもので、新たな生殖生物学を拓く重要な知見を提供する。精子は雄のみが、そして卵は雌のみが作り、それらの受精によって個体が作られることは常識である。個体の性は、常にX染色体を持つ卵と、YあるいはX染色体を持つ精子の種類によって受精時に決まる。一方の性を決定づけられた個体が生後に性転換することは、魚類以下の下等脊椎動物を除いてあり得ない。MRLマウスの精巣は、1)減数分裂中期特異的アポトーシスの出現、2)熱ショック耐性精母細胞の存在という表現型を持つ。遺伝学的解析から、これらはDNA修復に関与するエクソヌクレアーゼ1(Exol)の変異と強く連鎖することが見いだされてきた。上述のMRLマウス精巣に見られる特異な表現型は、Exol変異による精祖細胞の異常な分裂・分化に起因すると考えられた。発想を転換すれば、MRLマウスの精祖細胞は広域的組織幹細胞と言える。我々は、MRLマウスのさらなる表現型を解析する過程で精巣に卵細胞を発見し、その解析から哺乳類での全く新しい生殖生物学を展開したい。生後0-50日のMRLマウス精巣のホールマウント標本を作製し、卵細胞数を計測した。その結果、精巣内に出現する卵細胞数は生後14日目に最大約1.2個/精巣であった。卵細胞は直径約50μmで明瞭な透明帯に囲まれていた。その周囲には1層からなる卵胞上皮細胞が存在した。電顕的に卵細胞は多数の微絨毛を持ち透明帯に刺入し、細胞膜直下には多精子受精抑制に働くとされる皮質顆粒が出現していた。MRLマウス新生子精巣ではZP-1などの卵細胞特異的遺伝子の発現が確認された。これらの所見は、MRLマウス精巣で明らかに卵細胞が産生される事実を示す。雄であるのに卵細胞を産生する経路について2つが考えられる。すなわち、始原生殖細胞の異常あるいは生殖巣の異常である。今後はその解析に集中する。哺乳類の生殖細胞の性分化は胎子期に雌性生殖細胞が減数分裂に移行し、雄性生殖細胞が有糸分裂のG0/G1期に停止することによって起こり、その結果、雌では卵のみが、雄では精子のみが産生される。キメラ動物や遺伝的障害に起因する卵精巣や半陰陽を除き、哺乳類の雄が卵細胞を産生するという事実は報告がない。しかし、MRL/MpJマウスの精子形成過程を詳細に観察すると、生後問もない個体の精巣精細管内において卵細胞が存在する。本研究の目的は、精巣内卵細胞の出現要因を解明し、卵細胞としての性質及び機能を検証することである。今年度は、MRL/MpJ胎子精巣における減数分裂の開始、及び卵細胞特異的遺伝子の発現を調べた。精巣内卵細胞の有無をC57BL/6、BALB/c、C3H/He、DBA/2、A/J、AKR/Nの近交系マウス及びMRL/MpJとC57BL/6間のF1を用いて検証した。MRL/MpJマウスの胎子精巣では本来抑制されているはずの減数分裂の開始及び進行が認められ、卵細胞の分化に重要な転写因子であるFiglaの発現が検出された。精巣内卵細胞はMRL/MpJ、AKR/N、B6MRLF1で検出され、AKR/NとB6MRLF1における出現頻度はMRL/MpJに比べて低かった。このことは、精巣内卵細胞出現の責任遺伝子の1つはY染色体上にあるが、常染色体上にも存在する可能性を示す。MRL/MpJとAKR/NのSeyでは性決定に重要とされるCAGリピート領域の一部に短縮が認められた。このことと、MRL/MpJの構成ゲノムの約13%がAKR/Nに由来することから、精巣内卵細胞出現の表現型はAKR/N由来のSryと強い関連性を有することが示唆された。次年度は、引き続き、卵細胞としての機能の検証、及び卵細胞出現の他責任遺伝子の同定を行っていく予定である。今年度は、昨年度に続きMRL精巣内卵細胞の卵細胞としての性質及び機能について検証した。哺乳類の生殖細胞性分化は胎子期に雌性生殖細胞が減数分裂に移行することから始まる(マウス:胎齢13.5日目)。

また、胎子期から出生直後の卵巣では、原始卵胞の形成が起こる。胎子精巣において減数分裂前期の特異的マーカーであるSYCP3を検出した結果、MRLマウス精巣では胎齢13.5日から連続して陽性細胞が観察され、これらの細胞は中腎との結合部に近い精巣辺縁に多く認められた。一方、B6マウスでは胎齢14.5日から15.5日に、わずかな陽性細胞が一過性に認められたのみであった。次に胎齢18.5日の精巣で、SYCP3で減数分裂を、NOBOXで卵細胞形成を検出した。その結果、SYCP3とNOBOXの陽性細胞はMRLマウスでのみ検出され、これらの細胞の存在領域が一致していた。さらに、減数分裂マーカーであるDMC1を用いてNOBOXとの二重染色を行った結果、胎齢18.5の生殖腺において、DMC1とNOBOXの陽性細胞は同一であることが分かった。出生後の精巣内卵細胞における卵細胞特異的タンパク質であるZP3とNOBOXを検出した結果、卵巣内卵細胞と同様にZP3は透明帯に、NOBOXは核にそれぞれ局在した。精巣内卵細胞の精子受容能力を検討した。核を特異的に染色するHoechstを導入した卵細胞に、媒精した精子を加えた結果、卵細胞へ侵入しHoechstで染色された精子の核が観察された。このことから、精巣内卵細胞は精子受容能力を有することが確認された。MRLマウス胎子精巣では本来阻害されるはずの減数分裂が開始、進行することがわかった。また、精巣内卵細胞は、始原生殖細胞から派生し、精子受容能力を有するなど、卵巣内卵細胞と同様の性質を有することが明らかになった。
がん抑制遺伝子の発現クローニングと機能解析

新しくデザインさたλファージ型発現ベクターを用いてヒト線維芽細胞(MRC-5)cDNAライブラリーを作成し、これをv-Ki-rasでトランスフォームしたNIH3T3細胞株′′DT′′にトランスフェクト後、培養シャーレへの接着性が増した11クローンの変異細胞(フラット・リバータント)を単離した。それらの細胞より回収された5種のcDNAの内、CT192と名付けられたcDNAにリバータント誘導活性が認められ、その構造解析を進めた結果、新規の蛋白質をコードしている事が分かり、これをRECKと名付けた、RECK蛋白質は596アミノ酸残基からなり、その中央部に、一部のセリン・プロテアーゼ・インヒビターに共通に見られる「Kazalの配列」と呼ばれる構造を持つ。RECK遺伝子はヒトの種々の臓器で発現されているが、多くのヒト腫瘍由来細胞株において著しい発現低下が観察された。また興味深いことに、種々のがん遺伝子を導入したNIH3T3細胞においても、一様にRECK遺伝子の著しい発現低下が観察された。RECKcDNAを種々の腫瘍細胞株に導入した強制発現させると、寒天培地中での増殖抑制、形質の扁平化、浸潤能の抑制などが観察された。また、RECK遺伝子はヒト染色体9p12-13上に位置することが示され、現在その造異常とヒト疾患との関連性についても検討を加えつつある。なお今年度は、マウス中枢神経系の発生に伴って発現してくるNedd遺伝子群の生物活性の検討も行い、ヒトでは第12染色体長腕に存在するNedd1遺伝子に神経芽腫に対する増殖抑制活性が、またNedd2遺伝子にはアポトーシス誘導活性が有ることをつきとめた。さらに、neo及びヘルペスウイルスTK遺伝子を持ったレトロウイルス・ベクターを作成し、動物細胞における変異及び染色体不安定化の検出系として有用であることを示した。
半導体中の磁性不純物の価数制御による強磁性ナノクラスターの自己形成

強磁性半導体(Zn, Cr)Teにおいて、ドナー性不純物であるヨウ素をドープした結晶におけるCr組成分布と磁化特性との相関を調べた。ヨウ素のドーピングにより、結晶中でCrが高濃度に凝集した領域が形成され、それに伴い強磁性転移温度が上昇することが明らかになった。Crの平均組成、ヨウ素濃度、および成長温度などの結晶成長条件をさまざまに変化させ成長した(Zn, Cr)Te薄膜結晶でのCr組成分布を調べた結果、Cr凝集領域の形成はとりわけ成長温度により大きく変化し、成長温度の上昇によりその形状がクラスターから1次元の柱状領域に変化することが示された。本研究課題は、磁性半導体において磁性元素が凝集した強磁性クラスターの自己形成を研究対象とし、クラスター形成のメカニズム解明しその物性をさまざまな側面から調べることにより、強磁性クラスター形成の制御という新しいナノ構造成長手法を確立することを目的としている。具体的にはII-VI族磁性半導体(Zn,Cr)Teを主たる対象として、そのクラスターの形成メカニズムの解明とその制御によるスピントロニクスへの応用を目指している。今年度は分子線エピタキシー(MBE)法を用いた成長において、種々の成長条件を系統的に変化させて結晶成長を行い、得られた試料の磁化特性および結晶中のCr組成分布を調べ、MBE成長条件がクラスター形成の有無、のサイズ、密度、形状および磁化特性にどのような影響を与えるかを明らかにした。これまでの研究ではCr組成が比較的低い(5%)場合にはドナー性不純物であるヨウ素のドーピングにより高Cr組成のクラスター形成が促進され、その結果強磁性転移温度が上昇することが見出されていたが、今回Cr組成が高い(20%)場合においても同じくヨウ素ドーピングによりクラスター形成は促進されるが、強磁性転移温度はあまり変化せずに超常磁性的振舞いが顕著になることがわかった。またクラスター形成の様子はドーピングのみならず、MBE成長時の基板温度によっても変化することがわかった。これは成長表面における原子のマイグレーションの影響であると考えられる。本研究課題は、半導体中で磁性元素が凝集するメカニズム解明し、凝集領域の形成を人為的に制御する手法を確立し、さらに凝集領域を有する半導体結晶の物性の解明によりデバイス応用の可能性を探索することを目的としている。具体的にはII-VI族磁性半導体(Zn,Cr)Teを対象として、ZnTe中でのCrの凝集領域の形成と磁化特性との関連を研究した。分子線エピタキシー(MBE)法を用いた成長において、種々の成長条件を系統的に変化させて結晶中のCr凝集領域の形成の様子がどのように変化するかを調べた。特に成長条件の中でMBE成長中の基板温度に着目し、基板温度によって結晶性およびCf分布がどのように変化するかを調べた。これまでの研究では、Crの平均組成が5%程度と小さい場合は、基板温度Ts=300°Cの標準的な条件では、大きさ3050nm程度のクラスター状のCr凝集領域が形成されることが見出されている。Tsが上昇すると積層欠陥の密度が減少し結晶性に大幅な改善が見られる一方で、Cr分布の偏りにはそれほど大きな変化は見られず、強磁性転移温度はrsの上昇によりゆるやかに減少した。一方、Crの平均組成が20%の場合には、Tsの上昇によりCr凝集領域の形状が0次元のクラスター状から1次元の柱状に変化した。このCr凝集柱状領域は成長面方位が(001)面のときは成長面に対して斜め方向に形成され、Cr原子が結晶の{111}面に沿って凝集する傾向があることを示している。Cr凝集領域の形状が基板温度により変化する原因としては、基板温度が高い場合には成長表面の原子のマイグレーションが促進された結果、成長各層のCr凝集領域が連続的につながることで柱状領域が形成されたとものと考えられる。磁化測定においては、Cr凝集領域が柱状に形成された結晶では磁場の印加方向による磁化の異方性が観測された
尿を材料とした風疹ウイルス抗体測定法の確立とその疫学的有用性

風疹ウイルス感染症の疫学調査は、血清を材料にして行われているが、採血は傷みや不快感を伴うために、一般健常集団の調査、特に小児や老人を対象とした調査では困難なことが多い。尿は、採取が容易で、採取料も多いことから、疫学調査において多くの情報が得られる可能性がある。本研究では、1)尿を材料とした風疹抗体測定法を確立し、風疹予防接種後及び初感染例の尿中抗体を測定し、疫学的有用性を検討する。2)3歳6ヶ月健診児の尿を材料とした風疹抗体保有状況、児の予防接種歴と風疹罹患歴等との関連を分析し疫学調査への応用を検討することを目的とした。1)については、昨年度実績報告書において、尿中風疹IgG特異抗体測定の感度、特異度は、98.9%、95.8%、初感染例において、尿中でのIgG特異抗体が回復期に上昇することを示した。2)については、(1)1999年度調査(1999年10月12月の3ヶ月間)、(2)2000年度調査(2001年1月-3月の3ヶ月間)を、神奈川県小田原保健センターの協力の下に実施した。調査は、3歳6ヶ月健診児の尿(残尿)、保護者による児の予防接種歴と風疹罹患歴等のアンケート調査で、保護者の同意を得たものについて分析を行った。1999年度調査では3歳6ヶ月健診児(411名)のうち、保護者の同意を得た幼児は376名(実施率91.5%)であった。この内、尿中風疹抗体保有率は78.7%、母子健康手帳で確認した児(355名)の風疹予防接種率は79.7%であった。風疹予防接種を受けていない70名のうち、風疹抗体が陽性であったものは7名で、推定自然感染率は10%であった。また、保育園等に通園している児の抗体保有率(32名、15.6%)は通園していない児(38名、5.3%)に比して高く自然感染が多かった。(まとめ)尿を材料とすることで、採血に伴う不利益がなく、幼児を対象とした風疹抗体保有調査が可能と思われ、地域における風疹の罹患、予防接種、流行動向等に関する疫学調査に有用であると考える。2000年度調査は、保健センターの都合により1999年度調査と同時期の実施ができず、現在分析中である。目的:ウイルス感染症の疫学調査は,血清を材料にして行われているが,採血は痛みや不快感を伴うために,一般健常集団の調査、とくに、小児や老人を対象とした調査では困難である。尿は、採取が容易で、採取量が多いことから、疫学調査において多くの情報が得られる可能性がある。本研究では、尿を材料とした風疹抗体測定法を確立し、風疹予防接種後及び初感染例の尿中抗体を測定し、その疫学的有用性を検討した。対象と方法:横浜市内の看護学校(2校)の協力で、19971998年に合計244名から、インフォームドコンセントを得て、採血・採尿を行った。風疹感染例は、7医療機関・小児科に依頼し、12例について保護者にインフォームド・コンセントを行い、感染急性期(2-5病日)と回復期(4-6週間後)に血液および尿を採取した。風疹ワクチン接種例は、風疹抗体陰性者11例(看護学生等)にインフォームド・コンセントを行い、ワクチン接種時、3週後、67週後に血液と尿を採取した。この内4例は、1年後も血液と尿を採取した。結果:1)尿中風疹抗体測定法の特異度は95.8%,感度は98.9%であった。2)風疹初感染例:回復期血清で風疹特異IgG抗体が有意に上昇した6例は、尿で同様の抗体上昇を確認した。急性期から血清に風疹IgG抗体を認めた症例(2例)では、尿で同様に抗体が認められた。ペア血清で風疹未感染であった4例は尿においても抗体陰性であった。3)風疹ワクチン接種例:接種した全例は、67週後の血清で風疹IgG抗体が上昇していた。この内10例は尿で同様に風疹特異IgG抗体の上昇が確認できた。また、1年後の4例でも全例に尿中で風疹1gG抗体を認めた。

2)については、(1)1999年度調査(1999年10月12月の3ヶ月間)、(2)2000年度調査(2001年1月-3月の3ヶ月間)を、神奈川県小田原保健センターの協力の下に実施した。調査は、3歳6ヶ月健診児の尿(残尿)、保護者による児の予防接種歴と風疹罹患歴等のアンケート調査で、保護者の同意を得たものについて分析を行った。1999年度調査では3歳6ヶ月健診児(411名)のうち、保護者の同意を得た幼児は376名(実施率91.5%)であった。この内、尿中風疹抗体保有率は78.7%、母子健康手帳で確認した児(355名)の風疹予防接種率は79.7%であった。風疹予防接種を受けていない70名のうち、風疹抗体が陽性であったものは7名で、推定自然感染率は10%であった。また、保育園等に通園している児の抗体保有率(32名、15.6%)は通園していない児(38名、5.3%)に比して高く自然感染が多かった。(まとめ)尿を材料とすることで、採血に伴う不利益がなく、幼児を対象とした風疹抗体保有調査が可能と思われ、地域における風疹の罹患、予防接種、流行動向等に関する疫学調査に有用であると考える。2000年度調査は、保健センターの都合により1999年度調査と同時期の実施ができず、現在分析中である。
宇宙太陽発電のための自己放熱性SiC系熱電変換木質材料の開発

本研究はパルス通電加熱法を用いて、加熱処理中に材料内へ強制的に電子を流し構造をナノレベルで制御することよって、木質炭素材料に熱的異方性を付与し放冷と発電を同時に可能とする高効率な熱電変換材料の開発を目的とする。今年度は、材料の熱的異方性を最大にする条件の検討と、熱電変換効率の最適化の実験を通じて熱電変換効率の更に向上させるために、炭素材料の傾斜性の最適化と熱電変換性能の最適化を行い両方の基礎研究から製造条件の最適化を図った。太陽光発電衛星システムにおける熱移動の管理に寄与する材料開発を行った。グラファイト層を表面に有する軽量で高熱伝導性の複合材料を作成し、プレス面平行方向と垂直方向の熱伝導率を測定し、ラマン分光装置と走査電子顕微鏡を用いて分析を行った。実験因子は木質炭素の粒度と木質炭素とグラファイトの重量比である。水平面と縦方向の熱伝導率比(KH/KV)は、木質炭素/グラファイト複合材料の方が天然グラファイトのみからなる材料よりも大きく、グラファイト層と木質炭素化層の重量比は10:90の時にKH/KVが最も大きく、最大値10.2を示した。木質炭素化物とSiO_2の混合物から,N_2ガス雰囲気において1600,1800°CでSiC/C複合体を焼結した。この焼結体の酸化により多孔質SiC/C複合体を作製し、ラマン分光装置と走査電子顕微鏡によって微細構造を分析した。熱電特性を調べたところ、すべてのサンプルがnタイプを示し、酸化によって得られた多孔質SiC/CのサンプルのSeebeck係数(起電力)は、酸化前のSiC/Cのサンプルより大きくなった。酸化なしのSiC/Cサンプルでは1800°Cの焼結で熱伝導率は上昇し性能指数(Seebeck係数の2乗と電気伝導率の積を熱伝導率で割った値)は低下した。1800°Cで焼結して得た多孔質SiC/C酸化サンプルの熱電特性の性能指数は測定温度700°Cで2.01x10^-5K^-1の最も高い値を示し、実用レベルにはまだ到達していないものの酸化しない場合と比較して数百倍の向上がみられた。宇宙太陽発電では大気及び気象条件の減衰、日変化によらず供給が安定的に行われる。しかし、発電部は太陽光によりさらされることで、加熱され高温になる。このような過度の加熱は発電効率を低下させる要因の一つであるために軽量かつ高耐熱・強度な放冷材料の開発が望まれる。そこで、本研究では、通常は嫌がられる木質材料の異方性を逆に利用するというまったく新しい発想を持ち込み、軽量かつ高耐熱・強度が期待できる木質炭素材料に熱的異方性を付与することで太陽光による加熱部の熱の移動を材料内部で行いその熱を電気に変換する高効率な熱電変換材料の開発を目指す。SiCとカーボンの積層条件を変化させて成型体を製造し、プレス面方向と垂直方向の熱定数の差を大きくする条件および成型体そのものの熱的異方性発現機構の解明を検討する。粒度32-45μmの木質炭素化物と市販の同粒度の粒度のSiO_2粉末を均一に混合しパルス通電加熱装置を用いて加圧加熱しSiC/C複合材料を調製した。大気中で700°C,2時間酸化させることによって多孔質SiC複合材料を作製した。試験体の構造解析はラマン分光分析により解析し、熱電特性は測定温度50°C700°Cで出力因子(P=α2σ)を算出し評価した。多孔質SiC複合材料の表面のラマン分光分析を行った結果、大部分β-SiCから構成されていることがわかった。ゼーベック係数測定から1600°C,1800°Cで作製した試験体はn型半導体であり、また測定温度の上昇に伴いどちらの試験体のゼーベック係数もほぼ直線的に増加した。電気伝導率は、測定温度の上昇とともにほぼ直線的に増加し、一方、出力因子は測定温度の上昇に伴い増加する傾向を示した。本研究は軽量かつ高耐熱・強度が期待できる木質炭素材料に熱的異方性を付与することで放冷と発電を同時に可能とする高効率な熱電変換材料の開発を目的とする。パルス通電加熱法を用いて、加熱処理中に材料内へ強制的に電子を流し構造をナノレベルで制御する。本年度は次の解析的研究を進めた。熱電特性の評価と発現機構の解明室温から高温下(800度)までの材料のゼーベック係数、電気伝導率(申請、熱電測定評価装置)及び熱伝導率(現有、レーザーフラッシュ装置)を測定し性能指数を求めた。添加物量及び焼結温度を変化させて、性能指数が最大値となる最適焼結条件の検討を行った。最適条件で得られた試験体を電子顕微鏡(現有、走査型電子顕微鏡,透過型電子顕微鏡)によって観察し、熱電特性および熱的異方向発現機構を検討した。木質炭化物と二酸化ケイ素を原料としパルス通電加熱法を用いて開発したSiC熱電変換材料について、X線分析装置、電子顕微鏡等を用いた微細構造分析と熱電性能測定を行った。SiC熱電変換材料および酸化処理により残留炭素を除去し多孔質化した多孔質SiC熱電変換材料においてのX線回折およびラマン分光分析の結果、β型のSiCが形成できていることを確認した。

また、エネルギー分散型X線分光装置を搭載した走査型電子顕微鏡観察より、SiCは木質炭化物表面をコーティングするように形成していた。多孔質SiC熱電変換ナノ材料においては酸化処理によって残留炭素の除去し、多孔質化が促進していることが分かった。多孔質SiC熱電変換ナノ材料は優れた熱電性能を示し、同じ作製条件の多孔質化なしのサンプルに比べ10倍以上高い熱電性能指数を示すことがわかり、SiCを用いた熱電変換材料の実用化につながる結果が得られた。本研究はパルス通電加熱法を用いて、加熱処理中に材料内へ強制的に電子を流し構造をナノレベルで制御することよって、木質炭素材料に熱的異方性を付与し放冷と発電を同時に可能とする高効率な熱電変換材料の開発を目的とする。今年度は、材料の熱的異方性を最大にする条件の検討と、熱電変換効率の最適化の実験を通じて熱電変換効率の更に向上させるために、炭素材料の傾斜性の最適化と熱電変換性能の最適化を行い両方の基礎研究から製造条件の最適化を図った。太陽光発電衛星システムにおける熱移動の管理に寄与する材料開発を行った。グラファイト層を表面に有する軽量で高熱伝導性の複合材料を作成し、プレス面平行方向と垂直方向の熱伝導率を測定し、ラマン分光装置と走査電子顕微鏡を用いて分析を行った。実験因子は木質炭素の粒度と木質炭素とグラファイトの重量比である。水平面と縦方向の熱伝導率比(KH/KV)は、木質炭素/グラファイト複合材料の方が天然グラファイトのみからなる材料よりも大きく、グラファイト層と木質炭素化層の重量比は10:90の時にKH/KVが最も大きく、最大値10.2を示した。木質炭素化物とSiO_2の混合物から,N_2ガス雰囲気において1600,1800°CでSiC/C複合体を焼結した。この焼結体の酸化により多孔質SiC/C複合体を作製し、ラマン分光装置と走査電子顕微鏡によって微細構造を分析した。熱電特性を調べたところ、すべてのサンプルがnタイプを示し、酸化によって得られた多孔質SiC/CのサンプルのSeebeck係数(起電力)は、酸化前のSiC/Cのサンプルより大きくなった。酸化なしのSiC/Cサンプルでは1800°Cの焼結で熱伝導率は上昇し性能指数(Seebeck係数の2乗と電気伝導率の積を熱伝導率で割った値)は低下した。1800°Cで焼結して得た多孔質SiC/C酸化サンプルの熱電特性の性能指数は測定温度700°Cで2.01x10^-5K^-1の最も高い値を示し、実用レベルにはまだ到達していないものの酸化しない場合と比較して数百倍の向上がみられた。
バイオセンサーによる概日リズムのリアルタイムモニタリング装置-水晶振動子を用いた免疫センサーによる神経伝達物質の測定-

水晶振動子センサー(水晶振動子微小秤量装置:北斗電工製HQ-303A)は、水晶版上の電極に電圧を加えると水晶板の歪みが生じる現象を利用したものであり、水晶振動子の共振周波数の測定により振動子表面の吸着反応や結合反応の重量測定が可能となる。今回、水晶振動子を用いて結合・解離反応を行わせ、その時の振動数変化を測定することにより、ビオチンの質量測定することを試みた。水晶振動子にリポ酸修飾ベータガラクトシダーゼを吸着させ、アビジンを加えたときに振動数は減衰した。これは、リポ酸修飾ベータガラクトシダーゼのリポ酸とアビジンが結合し水晶振動子が重くなったためであると考えられる。また、ビオチンを加えると振動数は増加した。これは、リポ酸に結合していたアビジンがパイオアフィニティーの差によりビオチンと結合し水晶振動子から離れたため水晶振動子が軽くなったと考えられる。これを基にし、今年度は、抗原抗体反応にもとづく免疫センサーの開発を行っており、光原抗体反応後は振動数の減弱を確認している。培養細胞上でリズムを検出する系を作成した。即ち、ラット線維芽細胞系Ratlで50%血清処置を行うと、時計遺伝子であるrPer1,rPer2,rPer3がリズミックに発現する事を見出した。この細胞に、mPer1のプロモーターとルシフェラーゼを融合したものをトランスフェクションした細胞を作成し、高感度フォトン検出装置を用いて、ルシフェラーゼの発現を細胞レベルで連続的に検索した。そうすると、血清処置後、一部の細胞は、20時間から28時間の周期で蛍光強度の発現変動を検出した。これは、リポ酸に結合していたアビジンがバイオアフィニティーの差によりビオチンと結合し水晶振動子から離れたため水晶振動子が軽くなったと考えられる。これを基にし、今後、抗原抗体反応にもとづく免疫センサーの開発を行う。また、最近開発された、エバネセント波蛍光免疫測定法に拠る測定も試み始めた。また、新しい概日リズム時計を構成する蛋白質を、differential mRNA PCR法にて探索し、DNAシークエンサー(DNAシーケンスキャピラリー電気泳動装置310SG)にて配列を決定した。今後、その配列を基にして、合成ペプチドを作り、それに対する抗体を作成する予定である。昨年までの研究で、水晶振動子を用いて結合・解離反応を行わせ、その時の振動数変化を測定することにより、ビオチンの質量測定することを試みた。水晶振動子にリオ酸修飾ベータガラクトシダーゼを吸着させ、アビジンを加えたときに振動数は減衰した。また、新しい概日リズム時計を構成する蛋白質を昨年3つクローニングした。最近、その配列を基にして、合成ペプチドを作り、それに対する抗体を作成した。

現在、この抗体の特異性を免疫組織化学、ウェスターンブロッティング法にて確認し、その抗体を利用して、時間遺伝子のリアルタイムモニタリング系を構築中である。来年度は、最近開発された安定して連続測定の可能なエバネセント波蛍光免疫測定法を用いて、視交叉上核培養系から放出されたペプチド量を測定すること、バイオルミネッセンスによる連続測定を計画中である。これは、高感度フォtン検出装置を用いて、視交叉上核培養系の発する生体微弱光(バイオルミネッセンス)を高感度フォトン検出装置にて検出する予定である。先年度発見したmPer1に続き、ショウジョウバエperiodホモローグであるマウス時計遺伝子mPer2,mPer3を世界で初めてのクローニングした。mPer2は、mPer1と同じく、リズム中枢のある視交叉上核で昼は強く発現し、夜はほとんど発現しないが、そのピーク時間は約4時間ずれていた(Genes Cells,1998).もちろん、恒常暗条件下でもこのリズミック名発現は検出された。続いて発見したmPer3の発現パターンは、明暗条件下でも、恒常暗条件下でも、昼に広くなだらかなピークのある発現を示し、夜でも発現量が減るが確実に発現し、mPer1,mPer2と異なるパターンであった(EMBOJ,1998)。培養細胞上でリズムを検出する系を作成した。即ち、ラット線維芽細胞系Rat1で50%血清処置を行うと、時計遺伝子であるrPer1,rPer2,rPer3がリズミックに発現する事を見出した。この細胞に、mPer1のプロモーターとルシフェラーゼを融合したものをトランスフェクションした細胞を作成し、高感度フォトン検出装置を用いて、ルシフェラーゼの発現を細胞レベルで連続的に検索した。そうすると、血清処置後、一部の細胞は、20時間から28時間の周期で蛍光強度の発現変動を検出した。ごく最近、mPer1とへテロダイマーを形成する哺乳類Timelessのクローニングにも成功し(Genes Ce11s,1999)、核の中での存在を確認した。
シクロデキストリン添加防虫加工紙の製造とその残効性に関する研究

揮発性物質と容易に包接化合物を形成するシクロデキストリン(CD)を用いて防虫薬剤を包接し、それを紙に塗工含浸し、できた製品の諸害虫に対する残効性及び薬剤残留性を検討した。薬剤にはアレスリン(AI)、フェニトロチオン(Fe)、オクタクロロジプロピルエ-テル(OCPE)、ペルメトリン(Pe)を用い、供試虫にアズキゾウムシ、イガ、ヒメマルカツオブシムシと2種のダニ(ケナガコナダニ、コナヒョウヒダニ)を用いた。またCDには、量産が可能であること、比較的安価であること等を考慮してβ-CDを用いた。紙への含浸方法として、各薬剤とCDを相溶性のある溶媒に溶かし包接化した溶液を原紙に含浸させる方法(A法)と、先ずCD添加紙を作製し次いで薬剤を添加含浸する方法(B法)を用い、両者の性能を比較した。A法は高い残効性が得られたが、B法はCDの添加効果が少なかった。薬剤の溶媒に使ったアセトンの蒸散が速く、CD環内に充分包接されずに残留したためと考えられる。工業的に用いられているエマルジョンタイプの薬剤を用いれば水系での塗工が可能であり、包接化効率は上げられるものと考える。常温(20°C)放置紙や住宅内使用紙の薬剤残留率は40°C放置紙に較べ低い値となった。紙を取り巻くそれぞれの環境条件が影響したためと推察されるが、何れもCD添加の効果は発揮されており、むしろ徐放性を獲得したと見るべきであろう。CD添加防虫紙の残効性能は、薬剤:CD=1:2のものでは若干遅効性を示す場合があったが、総じて残効性は良好であった。ペルメトリンはCD添加により残留性を増すが、それ自身高残留性を示した。またコナヒョウヒダニに対し優れた殺ダニ性を有するとともに、ヒメマルカツオブシムシに対し良好な防虫効果を示した。各薬剤の残留性の序列は概ねPe>Fe>Al>OCPEとなった。香気成分や揮発性物質の包接能を有するシクロデキストリン(CD)を用いて各種防虫薬剤と混合し,紙に含浸させて出来た防虫加工紙の残効性及び薬剤残留性を検討した.CD試料には比較的安価なβ-CD(7単糖)を用いた.防虫薬剤にはアレスリン(Al),フェニトロチオン(Fe),オクタクロロジプロピルエーテル(OCPE)の3種類を用いた.含浸薬剤量(紙虫薬剤残留量)は加工紙をソックスレー抽出し,抽出液のガスクロ分析により測定した.残効性測定用害虫は,アズキゾウムシ,ケナガコナダニ,ヒメマルカツオブシムシを用いた.結果の概要を以下にまとめた.1.CD無添加の場合, 3種防虫加工紙の薬剤残留性はFe, Al, OCPEの順に高かった.特にOCPEは40°C3日間放置で初期の25%以下に低下した.2.CDを薬剤と等モル添加含浸させた場合,薬剤残留性の順序は無添加紙と同様であったが,残留性自体は大巾に向上し, Feは40°C1週間放置のものでも初期の90%程度を維持した. AlとOCPE添加紙は,同程度の残留性を示した.

3.CDを薬剤に対して2倍モル含浸させた場合,薬剤残留性は3種薬剤ともほぼ同等となり, 40°C1週間放置したものでも,約95%の残留量を示した.4.害虫に対する残効性は, 3種薬剤とも初期にはCD無添加紙とCD等モル(対薬剤)添加紙の方がCD2倍モル(対薬剤)添加紙より優れていたが, 40°C1週間以上放置後は2倍モル添加紙が最も高い残効性を示すようになり, CD無添加紙は放置時間とともに徐々に低下していった.CD等モル添加紙には包接薬剤と未包接薬剤が紙中に混在し,放置初期には未包接の薬剤が効果を発揮し,その後包接薬剤により効果の持続性が発揮されると考えられる.2倍モル添加紙は放置初期の殺虫効果が若干劣るが,経時的に安定しており,長期保存性に最も優れている.これらは前に述べた薬剤残留性の結果からも容易に伺い知ることが出来る.昭和62年度の研究結果からシクロデキストリン(CD)と防虫薬剤を予め適当な溶媒に溶解し包接させた後、所定量を原紙に滴下含浸して調整した防虫加工紙は優れた残効性と薬剤残留性を発揮することがわかったが、本年度は実用面を考慮しCDと薬剤の分離添加法を検討した。すなわちCDのみを先ず原紙に塗工含浸し乾燥した後、防虫薬剤溶液を添加含浸し風乾する。これを前年度より継続中の混合含浸法と比較検討した。結果の概要を以下に述べる。1.薬剤としてフェニトロチオン(Fe)を1g/m^2添加し、Fe:CDのモル比1:2で比較した場合、従来の混合添加法では40^°C2週間放置後の薬剤残留率は90%を示したが、分離添加法において溶剤にアセトンを用いた場合の残留率は60%に止まった。これはCD無添加紙の残留率50%よりは10%高いが満足できる結果ではなかった。一方アセトンの代りにイソプロ水混液を用いた場合は残留率が75%まで向上した。従って分離添加法は薬剤添加時の包接率が問題となり、速乾性でCDに対し貧溶媒のアセトンよりも薬剤CDの両方をに溶かすイソプロ水混液の方が高包接率が得られたと思われる。また常温で1年間暗所に放置したCD含浸防虫紙の薬剤残留率は約50%を示した。同様に放置したCD無添加防虫紙の残留性は約20%であり、CDの包接効果が薬剤保持に寄与していることがわかる。2.薬剤としてアレスリン(Al)を用いて同様の比較を行ったが、Fe添加の場合とほぼ同様の傾向を示した。3.防虫紙上でイガ及びカツオブシムシの羊毛布食害試験を行った結果、CDの無添加の有無に拘らずAlを1g/m^2添加した防虫紙上の羊毛の食害は見られなかった。6箇月常温放置後のFe含浸紙(1g/m^2)のケナガコナゴニに対する増殖抑制効果を調べた結果、CD添加防虫紙はCD無添加防虫紙に比べて死滅までの期間が若干遅れるが充分な殺ダニ効果が得られた。本年度は従来の薬剤(アレスリン、フェニトロチオン)に加えてペルメトリンを使用し、引き続き放置防虫加工紙の残効性を調べた。また集合住宅内の箪笥及び畳下に作製防虫紙を設置し、経時変化を追跡した。結果を以下に要約する。1)常温(20°C)暗所に放置した場合、シクロデキストリン(CD)添加による薬剤残留性の向上は40°C放置で見られたほど大きくなかったが、各薬剤ともCD添加紙は無CD添加紙を上回っていた。CD無添加のアレスリン添加紙は2年常温放置で薬剤残留率が25%に低下するが、CDを添加することにより約50%に向上した。2)集合住宅内の箪笥中にアレスリン防虫紙を放置した場合、無CD紙は1年で含浸薬剤量が初期の約25%に減少したがCD添加紙は約50%を維持していた。またフェニトロチオン防虫紙を畳下に放置した場合、無CD紙は1年で含浸薬剤量が初期の約30%に減少したがCD添加紙は約5055%を維持していた。
培養モデルを用いた小児癌に対するサリドマイドの作用機序の検討

サリドマイドは、多発性骨髄腫などの血液悪性腫瘍、ならびに、前立腺癌・肝癌などの固形腫瘍の治療に用いられ、その抗腫瘍作用が注目されている。サリドマイドの抗腫瘍作用は、その血管新生抑制作用に基づくと言われているが、作用機序は依然として不明である。サリドマイドを抗腫瘍治療薬として承認するためには、臨床試験の実施と共に、サリドマイドがなぜ腫瘍に対し効果があるのか、その基礎的な作用機序を明らかにすることが必須である。平成18年度、申請者は三次元血管新生培養モデルにおいてサリドマイドを培養液に添加すると、血管新生は最初から抑制されるのではなく、一旦毛細血管が新生され、次いでアポトーシスにより血管退縮が起こることを報告した。そこで、平成19年度は『サリドマイドの抗腫瘍作用のメカニズムを明らかにする』研究の一環として、小児癌細胞(肝芽腫細胞HUH-6 Clone-5)培養モデルを用いて、サリドマイドの腫瘍細胞増殖におよぼす影響について、形態学的ならびに分子生物学的に調べた。実験の結果、サリドマイドは培養肝芽腫細胞に直接作用し、腫瘍細胞の増殖抑制およびアポトーシスを誘導することがわかった。さらに、DNAマイクロアレイ法を用いて遺伝子解析を行い、サリドマイド添加実験群とコントロール群を比較分析した結果、サリドマイドの抗腫瘍作用は、活性酸素種(ROS)によりDNAが損傷され、Bmp,Wnt,Aktを介するアポトーシス誘導カスケードを経て、アポトーシス発現が増強されることが明らかとなった。サリドマイドは1990年代から癌の治療薬として注目されはじめた。そこで、平成18年度、申請者は『サリドマイドの抗腫瘍作用のメカニズムを明らかにする』研究の一環として、In vitro血管新生モデルを用いて培養下で人工血管をつくり、サリドマイドが新生血管に対しどのように作用するのかを形態学的、免疫組織化学的さらに分子生物学的に調べた。実験の結果、in vitro血管新生モデルを用いた実験群では、一旦、コントロール群と同様の毛細血管が新生された後、次いで、アポトーシスによる血管退縮が起こっていくことがわかった。サリドマイドは血管新生そのものを抑制するのではなく、新生血管のアポトーシスを誘導させることにより、腫瘍に対する栄養供給を遮断し、有効な治療結果が得られているのではないかと思われる。これらの研究成果は第38回日本臨床分子形態学会(DNAマイクロアレイを用いた三次元血管新生培養モデルにおける遺伝子解析,2006年9月30日,山口)ならびに第112回日本解剖学会総会・全国学術集会(三次元血管新生培養モデルにおける血管新生阻害実験,2007年3月29日,大阪)において発表した。

そこで、平成19年度は『サリドマイドの抗腫瘍作用のメカニズムを明らかにする』研究の一環として、小児癌細胞(肝芽腫細胞HUH-6 Clone-5)培養モデルを用いて、サリドマイドの腫瘍細胞増殖におよぼす影響について、形態学的ならびに分子生物学的に調べた。実験の結果、サリドマイドは培養肝芽腫細胞に直接作用し、腫瘍細胞の増殖抑制およびアポトーシスを誘導することがわかった。さらに、DNAマイクロアレイ法を用いて遺伝子解析を行い、サリドマイド添加実験群とコントロール群を比較分析した結果、サリドマイドの抗腫瘍作用は、活性酸素種(ROS)によりDNAが損傷され、Bmp、Wnt、Aktを介するアポトーシス誘導カスケードを経て、アポトーシス発現が増強されることが明らかとなった。
階層的マクロポーラス微粒子の細孔空間の高度制御と界面における熱移動特性の評価

IoT、AI、ロボットなどに用いられる集積電子デバイスからの放熱や年間で1兆kWhともいわれている未利用熱の有効利用のために、高度な熱制御技術の構築が求められる。本研究では、革新的な熱移動制御材料の開発に向けた微粒子の高度ナノ構造化に関する研究を実施する。細孔径、細孔空間の規則性、空隙率が高度に制御されたマクロポーラス微粒子を創製し、界面における熱移動特性の評価と制御を実施する。この研究により、世界に先駆けて“微粒子の構造化を利用したサーマルマネージメント"という新規コンセプトを提案し、革新的な熱制御材料の開発と世界のエネルギーの高度有効利用技術の構築を目指す。
都市における老人利用施設の機能再編に関する研究

本研究は、全国都市における老人利用施設(老人福祉センター等)について、既存施設の整備状況を把握した上で、既存の施設を軸にした施設機能の再編の方向性を探ることを目的としている。その研究の成果は以下に示す通りである。(1)施設整備現況として、対象施設の所管部署への調査に基づき、都市における施設設置状況を示し、建築的特性として、全体の1/3が築20年以上、1/2が面績200m^2未満であることを示した。さらに他施設を併設する場合、対象施設面積は全体の1/2以下が多いこと、併設数は1施設が多いこと、児童福祉施設との併設が多いこと、等を明らかにした。(2)自治体の施設整備方針として、担当部署への調査に基づき、対象施設内の機能拡充及び他施設との連携の2方向から捉え、「機能拡充」では「健康増進指導」「教養講座実施」の充実を図り、「施設連携」では他施設との連携を2/3の自治体が図ることを検討し、連携相手は「生涯学習施設」「一般コミュニティ施設」「デイサービス施設」が多いことを示した。(3)施設自体の機能拡充の検討として、高齢者向け学習事業の場としての老人利用施設に注目し、事業の所管部署への調査に基づき、各都市の高齢者向け学習事業の実施状況を把握し、老人利用施設を中心とする社会福祉施設における事業特性を明らかにした。さらに事例調査として、老人福祉センター、公民館をそれぞれ学習事業場所とする2都市の学習事業参加高齢者へのアンケート調査に基づき、その学習行動圏域と日常生活行動圏域を明らかにした。(4)他施設との連携の検討として、他施設を併設する施設に注目し、併設施設種類を4系列に分類し、「福祉系」との併設が多く、近年併設相手が児童から高齢者を対象とする施設へ移行していることを明らかにした。さらに、事例調査として、併設施設をもつ施設の施設管理者及び利用者へのヒアリング調査に基づき、併設型共通の管理運営体制評価と、施設系列別の管理運営者及び利用者の評価を明らかにし、複合化における具体的課題を提示した。本研究は、全国都市における老人利用施設(老人福祉センター、老人憩いの家、自治体独自の高齢者コミュニティ施設等)について、高齢者を取り巻く今日的社会環境の変化を背景とし、既存の施設を軸にした施設機能の再編の方向性を探るために、施設の設置状況、施設内容及び他施設との連携・複合の実態からみた施設設置形態により都市を類型化し、その特徴を示した上で、各類型の代表的都市にある施設に対する利用者調査等を実施し、施設利用圏、空間利用実態、施設機能要求を明らかにすることを目的としている。今年度行った研究の成果は以下に示す通りである。(1)「社会福祉施設等名簿・第1巻(厚生省)」より、各都市に立地する老人福祉センター及び老人憩いの家に関する施設名称、設置主体、所在地等をデータ化し、各都市の老人利用施設の設置状況を施設種類と施設数から把握した。(2)関東地方186都市の自治体に対して、住民向けに発行している公共施設案内等の資料を収集し、自治体独自で設置している高齢者専用のコミュニティ施設等の設置状況、高齢者向けの学習事業の有無を明らかにした。(3)東京都50都市の自治体に対して、(1)老人利用施設の施設整備方針、(2)老人利用施設の施設概要(開設年、規模、室構成、併設施設等)、(3)高齢者向け学習事業の実施内容、に関するアンケート調査を実施した。

その結果、(1)からは他の公共施設との連携より老人利用施設の機能拡充を図り、その内容としてはデイサービスと学習の機能充実を図る傾向があることを示し、(2)では施設内の高齢者専用部分の範囲と併設施設の有無から老人利用施設タイプ分類し、都市別の特徴を示すとともにタイプ別の建築的特性を明らかにし、(3)により学習事業の所管部署と教室開催場所をそれぞれ分類し、その関係を把握すると共に、事例調査として品川区における学習事業参加者に対するアンケート調査を実施し開催場所等に関する評価等から利用施設に対する課題を明らかにした。本研究は、全国都市における老人利用施設(老人福祉センター、老人憩いの家、自治体独自の高齢者コミュニティ施設等)について、高齢者を取り巻く今日的社会環境の変化を背景とし、既存の施設を軸にした施設機能の再編の方向性を探るために、施設の設置状況、施設内容及び他施設との連携・複合の実態からみた施設設置形態により都市を類型化し、その特徴を示した上で、各類型の代表的都市にある施設に対する利用者調査等を実施し、施設利用圏、空間利用実態、施設機能要求を明らかにすることを目的としている。今年度行った研究の成果は以下に示す通りである。(1)全国694都市の老人利用施設の所管部署に対して、老人利用施設の施設整備方針及び施設概要に関するアンケート調査を実施した。その結果、都市別にみた老人利用施設の設置数及び他施設の併設率と都市人口特性の関係から、需要人口に応じた施設整備の現状と併設が都市規模に寄らないことを明らかにした。また、老人利用施設の併設状況について、開設年及び併設施設種類から考察し、福祉系施設(高齢者施設、障害者施設、児童施設等)との併設が最も多く、近年は高齢者対象施設との併設が増加していることを把握した。(2)併設されることが多い福祉系施設等を併設する老人利用施設4施設を対象に、施設管理者及び利用者へのヒアリング調査を実施した。その結果、管理運営面でのエントランス共有による管理上の不都合や利用面での他施設利用・世代間交流の利点、動線交錯による危険性等の課題を明らかにした。(3)全国694都市の高齢者向け学習事業の所管部署に対して、事業実施内容に関するアンケート調査を実施した。その結果、学習事業の所管部署と教室開催場所の関係について、教室単位、都市単位からみた分析考察を行うと共に、事例調査として立川市・文京区・杉並区・板橋区における学習事業参加者に対するアンケート調査を実施し、その利用圏等を把握した。