hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞透過性ペプチドを用いた植物免疫機構の解明と新たな免疫活性化剤の創出

細胞透過性ペプチドはタンパク質などの親水性分子を細胞内へ直接導入することができる性質をもつ。オリゴアルギニンはその一つであるが、これまでの研究により植物細胞に対しては細胞壁への顕著な吸着が観察され、透過性もやや低い問題があった。そこで本研究では、オリゴアルギニンとは異なる透過性機構をもつと考えられているpVECに注目し、その透過性ならびに細胞壁への吸着を定量的に評価した。その結果、pVECはオリゴアルギニンに比べて透過性が高く、かつ細胞壁への吸着も軽度であることが分かった。このことから、pVECは植物細胞内での病原体認識機構の解明のためのツールとして有用であることが示された。植物は細胞外および細胞内で病原体の侵入を認識して防御応答を開始する。したがって、防御反応を引き起こす物質は、人為的に植物の防御能力を高める「植物免疫活性化剤」として用いることが可能である。植物による病原菌の認識は多くの場合、細胞膜上の受容体を介して行われる。それに加えて細胞質においても、病原体の注入するタンパク質(エフェクター)が植物によって認識され、防御応答を開始するが、その分子機構の解明は進んでいない。これはタンパク質を細胞内へ導入する実験手法に様々な制約があるためである。近年、細胞透過性ペプチドを用いたタンパク質の細胞内への直接導入法が様々な分野で注目されている。このペプチドは5-10残基程度の連続するアルギニン残基で構成され、これをタンパク質の末端に付加すると顕著な細胞透過性を付与することができる。そこで、本研究では細胞質における病原体認識機構の解明を目的として、細胞透過性ペプチドを用いた細胞透過型エフェクターの作製ならびにその活性評価を行った。オリゴアルギニン配列を導入した細胞透過性エフェクター(AvrPto-R8)については、昨年度までに大量調製した。得られたエフェクターを、植物の抵抗性遺伝子産物であるPtoタンパク質を一過的に発現させたタバコ葉に注入し、防御反応の一つである過敏感細胞死を指標としてその活性を評価した。エフェクターが細胞内へ到達するとPtoとの相互作用により細胞死が誘導され、それにより細胞透過が確認できる。しかしながら、細胞透過性エフェクター(AvrPto-R8)を処理しても細胞死は誘導されなかった。その理由として、1)与えたタンパク質の濃度が低すぎたため細胞透過が効率的に起こらなかった、2)AvrPtoの活性発現に必要なN末端Gly残基のミリストイル化が起こらず不活性のままであったことが考えられた。植物は病原体の感染を認識して防御応答を開始するが、その認識は多くの場合、細胞膜上の受容体を介して行われる。それに加えて細胞質においても、病原体の注入するタンパク質(エフェクター)が植物によって認識されるが、その分子機構の解明は進んでいない。このペプチドは連続するアルギニン残基で構成され(オリゴアルギニン)、これをタンパク質の末端に付加すると顕著な細胞透過性を付与することができる。しかしながら、昨年度までの研究によりオリゴアルギニンは植物細胞に対しては透過性がやや低いことが判明しており、その原因として細胞壁への吸着が考えられた。そこで、本研究では、オリゴアルギニンとは異なる透過性機構をもつと考えられているpVECに注目し、その透過性ならびに細胞壁への吸着を定量的に評価した。pVECの合成はFmoc固相合成法によって行い、N末端アミノ基をfluoresceineによって蛍光標識した。pVECをタバコ懸濁細胞に処理した後、顕微鏡観察を行った結果、pVECはオリゴアルギニンに比べて細胞壁への吸着が比較的軽度であることが分かった。さらに細胞透過性について両者を比較したところ、pVECの方が約4倍高い透過性を示すことが分かった。さらに、pVECの植物細胞に対する透過性や細胞壁への吸着の低減にとって重要な構造を明らかにすることを目的として、アミノ酸の置換や配列の一部を欠損させた類縁体を合成し、その影響を調べた。その結果、C末端部分に存在する疎水性領域が、pVECの持つ高い透過性と低い細胞壁への吸着のいずれにも重要であることが明らかとなった細胞透過性ペプチドはタンパク質などの親水性分子を細胞内へ直接導入することができる性質をもつ。植物は細胞外および細胞内で病原体の感染を認識して防御応答を開始する。それに加えて植物細胞質においても、病原体の注入するタンパク質(エフェクター)が植物によって認識され、防御応答を開始するが、その分子機構の解明は進んでいない。

これはタンパク質を細胞内へ導入する実験手法に様々な制約があるためである。近年、細胞透過性ペプチドを用いたタンパク質の細胞内への直接導入法が様々な分野で注目されている。このペプチドは5-10残基程度の連続するアルギニン残基で構成され、これをタンパク質の末端に付加すると顕著な細胞透過性を付与することができる。そこで、本研究では細胞質における病原体認識機構の解明を目的として、細胞透過性ペプチドを用いたエフェクターの細胞質導入法の検討、ならびに細胞透過性ペプチドを付加したランダムペプチドライブラリの作製を行った。まず、エフェクターとして防御応答を誘導することが知られているAvrPtoを用い、大腸菌を用いた発現系によるAvrPtoへのオリゴアルギニン配列の導入を行い、大量調製を試みた。その結果、可溶化剤としてアルギニンを用いることにより、菌体から効率良く発現タンパク質を抽出・精製することができ、実験に必要な量を確保できることが明らかとなった。また、オリゴアルギニン配列をペプチドN末端に導入したランダムペプチドライブラリの作製を試みたところ、オリゴアルギニン配列の存在により配列解析が困難であることが判明した。そこで、ランダムペプチド部分とオリゴアルギニンとの間に、還元反応により簡便に切断できる構造を導入することにより、活性判定後の構造決定が容易に行えることが明らかとなった細胞透過性を有するエフェクタータンパク質を作製は当初の予定通りに成功した。しかしながら、その活性評価の結果、このエフェクターは予想に反して顕著な防御反応を誘導しないことが判明した。ただし、弱いながらも防御反応を示す傾向が見られていることから、実験条件をもう少し改良することにより、予想通りの活性を示す可能性があると考えられる。一方、オリゴアルギニン配列をペプチドN末端に導入したランダムペプチドライブラリの作製については、オリゴアルギニン構造を活性測定後に除去するための構造をライブラリ配列中に導入する実験を行ってきた。しかしながら、その導入効率がやや低いことが判明したため、この構造の導入法を改善する必要性が生じた。したがって、当初の予定より研究の進展がやや遅れている。交付申請書時においては、細胞透過性ペプチドをもつエフェクターを調製後、活性評価まで行う予定であった。しかしながら、試料の大量調製の際に不溶化が起こってしまい、その解決に時間を要したため、活性評価にまでは至らなかった。また、オリゴアルギニン配列をペプチドN末端に導入したランダムペプチドライブラリについても、スクリーニングに供する予定であったが、配列決定時の不都合が判明し、オリゴアルギニン部分を除去する工夫の開発に時間を要した。作製した細胞透過性エフェクタータンパク質は防御反応を誘導しなかったが、これは研究実績の概要に示したように、1)与えたタンパク質の濃度が低い、2)タンパク質が不活性であったことが理由として考えられた。特に、細胞透過ペプチドによる効率的な透過にはやや高い濃度を必要とすることが分かっていることから、処理濃度の低さが主要な原因であると考え、高濃度処理による効果を確認する。
大規模複雑データの理論と方法論の総合的研究

本研究は、大規模複雑データの統計数理を、理論と方法論から総合的に研究するものである。モデルの構築と評価を担うモデリング技法の開発を目的とし、4年目に当たる平成30年度は、主に次の2つを研究テーマとした。(1)高次元における最適性理論と精度保証付きモデリング(2)高次元における非線形構造と従属構造の統計数理(1)について、青嶋と矢田は、最適性の観点から高次元スパースPCAを考え、変数選択の一致性を有する正則化パラメータの自動決定法を提案し、固有ベクトルの推定に一致性をもつ新しいスパースPCAを開発した。柳原は、高次元重回帰モデルの一般化リッジ回帰について、GCV規準を最小とするリッジパラメータを陽な形で導出した。目的変数が高次元の多変量回帰モデルにおける変数選択について、真の分布が非正規分布のとき高次元大標本漸近理論の枠組みで一致性を保証する一般化GCp規準を提案した。(2)について、青嶋と矢田は、サポートベクターマシン(SVM)の高次元空間における巨大なバイアスを理論的に解明し、バイアス補正SVMを開発した。高次元データの非線形構造をカーネル法で捉え、カーネルの最適選択を研究した。小森は、大規模な医療データ解析への応用を考え、統計解析アルゴリズムの開発を行った。星野は、大規模複雑データの生成構造を、平均と分散が別母数の一般化多項分布と見なすことで、性質のよいサンプリングアルゴリズムを開発し、プライバシー保護の研究分野に応用した。得られた研究成果は国内外の学会や学術誌で発表し、さらに、研究テーマに沿ったシンポジウムを筑波大学・成蹊大学・金沢大学・広島大学で開催した。特に、国内外の先端研究者を招聘した国際シンポジウムを筑波大学で開催し、研究成果について活発な意見交換を行った。研究計画の4年目として、研究目的を達成するための理論と方法論は、ほぼ計画通りに完成しつつある。最終年度に当たる次年度は、非正則推定論について最終的な整備を行い、大規模複雑データの相補的モデリングを完成させる。モデルの構築と評価を担うモデリング技法の開発を目的とし、初年度に当たる27年度は、次の2つを研究テーマとした。(1)高次元における最適性理論と精度保証付きモデリング(2)高次元における非線形構造と従属構造の統計数理(1)について、青嶋と矢田は、高次元空間のクラス識別について、検定統計量の漸近正規性が要する正則条件を研究した。高次元データの巨大なノイズと潜在空間の大きさの比を理論的に評価して、正則条件を導いた。正則条件を満たさない場合、ノイズ掃き出し法とクロスデータ行列法を使った高次元データの変換を考え、漸近正規性を有するクラスで最適性理論を展開した。井元は、ゲノムビッグデータの解析として、薬剤感受性の予測、HLA領域の解析、体細胞変異の同定に関して新たな方法を構築した。(2)について、鈴木は、構造的正則化手法を効率的に計算するための確率的最適化手法について理論的な結果を強め、さらに、低ランクテンソル推定手法についてベイズ推定量がミニマックスレートを達成すること及び非線形ノンパラメトリックモデルに拡張できることを示した。蛭川は、高次元局所定常時系列因子モデルの漸近理論を考え、平均2乗誤差を評価し漸近正規性を導き、金融データや地震波データへの応用を考えた。上記の研究テーマに沿って、論文発表・学会発表を行い、関連するシンポジウムを東京大学・富山県民会館・筑波大学・東京工業大学で計4回開催した。大規模複雑データを扱う様々な分野の研究者から多くの関心を集め、研究成果や問題提起について活発な意見交換がなされ、どのシンポジウムも大変に盛況であった。研究計画の初年度として、研究目的を達成するための準備が、ほぼ計画通りに進展していると評価できる。特に研究テーマ(1)は、当初の計画以上の成果が見えつつある。モデルの構築と評価を担うモデリング技法の開発を目的とし、2年目に当たる平成28年度は、次の3つを研究テーマとした。(1)高次元における最適性理論と精度保証付きモデリング(2)高次元における非線形構造と従属構造の統計数理(3)大規模複雑データの非正則推定論と相補的モデリング(1)について、青嶋と矢田は、高次元特有のデータ構造の膨張という問題を解決するために、推測の最適性をもった識別関数のクラスに高次元データを変換する方法を考え、小標本でも高精度を保証する精度保証付きモデリングを構築した。植木は、ゲノムデータにおける連鎖不平衡に起因する相関構造の予測についてアルゴリズムを構築し、さらに、隠れた遺伝要因を双方向グラフによって検出する統計手法を開発した。(2)について、青嶋と矢田は、高次元非線形主成分分析を考えた。線形変換では十分に除去できない複雑な高次元非線形ノイズを、多様体上であぶり出して除去するといった方法を考え、新規に非線形ノイズ掃き出し法を導いた。(3)について、金森は、離散ビッグデータに対する統計的手法を開発して統計的性質を理論的に解析し、さらに、これまで深く考察されてこなかった離散データに対するロバスト推定に応用した。星野は、コルチンモデル確率分割族について、周辺分布を求める方法を開発し、また、疎な分割表モデルを用いて匿名データを作成する理論を構築した。上記の研究テーマに沿って、論文発表と学会発表を行い、関連するシンポジウムを久留米シティプラザ・筑波大学・金沢大学・名古屋大学で計4回開催した。

大規模複雑データを扱う様々な分野の研究者から高い関心を集め、研究成果や問題提起について活発な意見交換がなされた。研究計画の2年目として、研究目的を達成するための準備が、ほぼ計画通りに完成しつつある。特に研究テーマ(2)は、当初の計画以上の成果が見えつつある。本研究は、大規模複雑データの統計数理を、理論と方法論から総合的に研究するものである。モデルの構築と評価を担うモデリング技法の開発を目的とし、3年目に当たる平成29年度は、次の3つを研究テーマとした。(1)高次元における最適性理論と精度保証付きモデリング(2)高次元における非線形構造と従属構造の統計数理(3)大規模複雑データの非正則推定論と相補的モデリング(1)について、青嶋と矢田は、高次元特有のデータ構造の膨張を理論的に調査し、高次元データ特有のクラスタリング手法を開発した。幾何学的一致性というクラスターの最適配置の概念を導入し、次元数の増加とともに識別性能が向上することを証明した。竹之内は、大規模な離散確率モデルのパラメータを効率的に推定すべく、局所性を用いた正規化項の計算を必要としない手法を提案し、一致性と効率性を示した。(2)について、青嶋と矢田は、サポートベクターマシンの高次元空間における巨大なバイアスを理論的に解明し、バイアス補正サポートベクターマシンを開発した。高次元データの非線形構造に対して、カーネルと判別性能に関係性を見い出した。蛭川と連携し、従属構造について、新たなアプローチを試みた。(3)について、青嶋と矢田は、高次元固有ベクトルのスパース推定を考え、正則化パラメータの自動決定を可能にする新しいスパース推定を考えた。松井は、経時観測される大規模複雑データを分析するためのモデリング手法を開発し、医学や植物などのデータ解析へ応用した。上記の研究テーマに沿って、論文発表と学会発表を行い、関連するシンポジウムを公立はこだて未来大学・新潟大学・筑波大学・滋賀大学で計4回開催した。研究計画の3年目として、研究目的を達成するための理論と方法論の基礎が、ほぼ計画通りに完成しつつある。モデルの構築と評価を担うモデリング技法の開発を目的とし、4年目に当たる平成30年度は、主に次の2つを研究テーマとした。(1)高次元における最適性理論と精度保証付きモデリング(2)高次元における非線形構造と従属構造の統計数理(1)について、青嶋と矢田は、最適性の観点から高次元スパースPCAを考え、変数選択の一致性を有する正則化パラメータの自動決定法を提案し、固有ベクトルの推定に一致性をもつ新しいスパースPCAを開発した。柳原は、高次元重回帰モデルの一般化リッジ回帰について、GCV規準を最小とするリッジパラメータを陽な形で導出した。
小学校区・中学校区を単位とする地域社会の文化構築過程に関する歴史的研究

山間地域における学校と地域との関係を明らかにする史料群として、昨年度に着手した、長野県飯田市の旧木沢小学校所蔵文書の調査を本格的に進めた。2回の大規模調査をはじめ、聞き取りや関係文書の探索を行った。文書調査の過程に関する情報を公開するとともに、史料の位置づけや特徴、調査成果の一部を還元するため、2018年8月には飯田市で開催された地域史研究集会において研究発表を行った。史料の一部である『学校要覧』に焦点をあて、昭和40年代以降、地域の産業構造が変化する中で学校側が木沢地区の子どもたちをどのように捉え、どのような教育に力を入れるべきと考えていたかを分析したものである。また、現在も地域の人たちの尽力により旧校舎が残され、活用されているという状況そのものが、本研究の関心である学校と地域との関係性の強さ、地域における文化的支柱としての学校というイメージを具体化していると認識し、校舎保存運動の中心的役割を果たしている地域団体の方との対談形式で発表を行った。これまで文献史料調査を主にすすめてきたが、今後は地域に住む人々や、学校出身者などに対する聞き取り調査も積極的に行っていく必要がある。そのため、2019年1月には旧木沢小学校舎において、主に地域の人たちを対象とした研究成果報告を行った。また、ここまでに取り組んできた学校所蔵文書調査の成果と課題について、報告あるいは論文執筆を行う機会があった。これまでにも議論を進めてきたところであるが、あらためてメンバー間で議論を行い、成果に結びつけた。これまでの学校所蔵史料調査の成果分析については、引き続き各自の設定したテーマにもとづく研究を行い、一部の成果公開に結びつけた。本研究の目的である、旧市街地・市街地近郊農村・山間地域の比較的視点も得られつつあり、総合的な分析をも視野にいれつつ成果の公開に努めたい。本研究において新たに着手できた、旧木沢小学校所蔵文書調査について、現地調査や文献調査を今年度も集中的に行った。この点に関しては当初の計画通り順調に進展している。ただし、これまでにすでに収集してきた史料の分析作業については、各研究分担者が各自のテーマにもとづき作業を継続しているが、研究成果の公開についてはまだ部分的なものにとどまっている。また、上記調査は史料群が当初の想定よりも大きかったこと、聞き取りなど文献以外の調査が喫緊の課題であることなどから、長期的な取り組みになることが予想される。そのため、今後の研究計画の遂行にも再検討の余地があると思われる。長野県飯田市旧木沢小学校所蔵文書の調査については、本研究の主目的である地域社会と学校との文化的関係性を検討するにあたり重要度の高いものと位置づけられるため、長期的かつ集中的に取り組みたい。2回程度の大規模調査と、少人数調査などを組み合わせて行う予定である。また、本研究における調査と並行して検討を続けてきた、学校所蔵文書の保存活用という課題についても、引き続き文書調査を進めつつ検討すべき対象として、意識的に取り組みたい。近年、学校史料の保存活用についての議論が進展しつつあり、そこでは本研究における取り組みやその成果も参照されている。この状況をふまえ、本研究にそくした事例検討や議論を展開し、情報共有や成果の発信を積極的に進めていきたい。上記テーマに加えて、研究分担者・連携研究者が分担して取り組んでいる個別テーマについても、継続的に史料分析および論文執筆を行う。定期的に研究会を実施し、成果の共有を行う。これまで継続的に実施してきた地域の学校所蔵史料調査の成果を活用し、研究対象とする文書の読解・分析を進めてきた。本年度は、旧飯田小学校区の学校所蔵史料を中心に研究分担者・連携研究者が各自の設定したテーマにそって読解作業を進め、研究報告会を重ねつつ、成果の公開に向けた準備を行った。また、関連史料収集を目的として、飯田市歴史研究所、飯田市立図書館、長野県立歴史館などでの文献調査を実施した。さらに、新たな調査対象として、山間地域における学校と地域との関係を明らかにすべく、調査対象の探索を行った。その過程で、飯田市の木沢地区を対象とした史料調査を複数回にわたり実施し、史料の所在を確認するなどの成果を得るとともに、今後、継続的に調査を実施する目途をつけることができた。児童数減少による学校統廃合のため閉校となった旧木沢小学校の校舎内に、昭和30年代以降の学校運営関係文書が保存されていることが確認された。地域の産業や人口動態の変化にともなって、地域文化のありようも変化し、学校もその影響を大きく受けることになる。史料の分析を進めることにより、そうした様子が具体的に浮き彫りにできるものと推測される。また、これまでに調査を継続的に実施してきた、旧市街地や市街地近郊農村との比較調査も可能になると考えられる。来年度は、新規に調査を開始した旧木沢小学校所蔵文書調査に重点を置いた活動を構想している。並行して、各自のテーマにそった史料分析についても、成果の公開に結びつけられるよう研究を継続したい。本研究においては、これまで継続的に実施してきた地域の学校所蔵史料調査の成果を発表するとともに、新たに山間地域における小学校について、史料調査を行うことを企図した。その対象として、本年度は飯田市の木沢地区における調査を複数回にわたり実施し、一定の成果を得るとともに、今後の継続的調査の目途をつけることができた。この点については、当初の計画どおり順調に進めることができたといえる。上記のように、新たな調査先の開拓のため、集中的に現地調査および文献調査を行った。

その結果、これまでにすでに収集してきた史料の分析作業については、各研究分担者が各自のテーマにもとづき作業を継続してきたが、その研究成果の公開については、その機会をつくることが十分にできなかった。当初は成果報告の機会をつくり、成果の還元をはかるとしていたが、現在までにおいては、その準備段階として、研究グループ内での成果報告を開催するにとどまっている。山間地域における学校と地域との関係を明らかにする史料群として、昨年度に着手した、長野県飯田市の旧木沢小学校所蔵文書の調査を本格的に進めた。2回の大規模調査をはじめ、聞き取りや関係文書の探索を行った。文書調査の過程に関する情報を公開するとともに、史料の位置づけや特徴、調査成果の一部を還元するため、2018年8月には飯田市で開催された地域史研究集会において研究発表を行った。史料の一部である『学校要覧』に焦点をあて、昭和40年代以降、地域の産業構造が変化する中で学校側が木沢地区の子どもたちをどのように捉え、どのような教育に力を入れるべきと考えていたかを分析したものである。また、現在も地域の人たちの尽力により旧校舎が残され、活用されているという状況そのものが、本研究の関心である学校と地域との関係性の強さ、地域における文化的支柱としての学校というイメージを具体化していると認識し、校舎保存運動の中心的役割を果たしている地域団体の方との対談形式で発表を行った。これまで文献史料調査を主にすすめてきたが、今後は地域に住む人々や、学校出身者などに対する聞き取り調査も積極的に行っていく必要がある。そのため、2019年1月には旧木沢小学校舎において、主に地域の人たちを対象とした研究成果報告を行った。また、ここまでに取り組んできた学校所蔵文書調査の成果と課題について、報告あるいは論文執筆を行う機会があった。これまでにも議論を進めてきたところであるが、あらためてメンバー間で議論を行い、成果に結びつけた。これまでの学校所蔵史料調査の成果分析については、引き続き各自の設定したテーマにもとづく研究を行い、一部の成果公開に結びつけた。本研究の目的である、旧市街地・市街地近郊農村・山間地域の比較的視点も得られつつあり、総合的な分析をも視野にいれつつ成果の公開に努めたい。本研究において新たに着手できた、旧木沢小学校所蔵文書調査について、現地調査や文献調査を今年度も集中的に行った。この点に関しては当初の計画通り順調に進展している。ただし、これまでにすでに収集してきた史料の分析作業については、各研究分担者が各自のテーマにもとづき作業を継続しているが、研究成果の公開についてはまだ部分的なものにとどまっている。また、上記調査は史料群が当初の想定よりも大きかったこと、聞き取りなど文献以外の調査が喫緊の課題であることなどから、長期的な取り組みになることが予想される。そのため、今後の研究計画の遂行にも再検討の余地があると思われる。2018年8月、長野県飯田市内にてシンポジウムを開催し、新たに調査対象とした飯田市木沢地区における地域社会と学校の文化的関わりについて、史料調査の成果をふまえた報告を行う。
大脳皮質GABA作動性ニューロンの発生・発達

大脳皮質の神経回路の構成要素であるGABA作動性ニューロンは、発達期の視覚皮質の神経可塑性への関与が報告されて注目を集めており、3群のサブタイプに分類されているが,これらのサブタイプそれぞれの前駆細胞の実体や細胞系譜,皮質回路形成時におけるそれぞれの役割についてはよく分かっていない。平成17年度までにマウス大脳新皮質のGABA作動性ニューロン前駆細胞が新皮質への細胞移動後にも増殖能を維持していることを示す結果を得ており、現在この内容については論文投稿中である。この前駆細胞から生じたGABA作動性ニューロンのサブタイプがどのように回路に組み込まれて行くのかを考える上で、まず新皮質の神経回路の主要な構成要素である興奮性のグルタミン酸作動性神経回路の発達について無視することができない。そこで平成17年度は、小胞性グルタミン酸輸送体1(VGluT1)とVGluT2を特異的に認識する抗体を用いて、マウスの生後発達におけるVGluT免疫反応の発達変化を調べた。VGluTは、興奮性の神経伝達物質グルタミン酸をシナプス小胞へと取り込み濃縮させる機能分子であり、VGluTを認識する抗体は、グルタミン酸作動性ニューロン軸索終末のマーカーとして優れている。これを用いて、グルタミン酸作動性神経回路の生後発達に伴うVGluT免疫反応の増大と共に、発達期に一過性に見られるVGluT1とVGluT2の単一軸索終末における共存を視床皮質軸索終末で見出した。この現象は発達期の視床-大脳皮質シナプスでグルタミン酸の放出確率が逓増することと関係があるのではないかと考えている。以上の結果についてはすでにThe Journal of Comparative Neurology上に論文発表した。現在はこのVGluT1とVGluT2の共存を定量評価するための手法を開発中である。大脳皮質の神経回路の構成要素であるGABA作動性ニューロンは大脳基底核原基に由来し,胎仔期に細胞移動によって新皮質へ供給されることが知られるが、一方では発達期の視覚皮質の神経可塑性への関与が報告され注目を集めている。新皮質のGABA作動性ニューロンは大きく3群のサブタイプに分類できるとされるが,これらのサブタイプそれぞれの前駆細胞の実体や細胞系譜,皮質回路形成時におけるそれぞれの役割については詳しいことが分かっていない。そこで平成15年度は,マウスの大脳新皮質のGABA作動性ニューロンの前駆細胞が、新皮質への細胞移動後にも増殖能を維持しているのかどうかを調べた。代表研究者らは,共同研究者が開発したGAD67-GFPノックインマウスの出生時に,大脳新皮質脳室下帯および中間帯においてGFP陽性のGABA作動性ニューロン前駆細胞の約1/4が増殖細胞マーカー陽性となり,それらが増殖性の前駆細胞であることを確かめた。さらに,Emx1-Creマウスと,GFPを発現するloxPアデノウイルスとを組み合わせることによって,大脳基底核原基に由来する細胞を選択的に標識する方法を開発した。これを用いて,増殖性のGABA作動性ニューロン前駆細胞の少なくとも一部が大脳基底核原基に由来するということを示す結果を得た。またGABA作動性ニューロンのサブタイプに特化した前駆細胞の存在を示唆する結果も得られている。一連の成果は皮質のGABA作動性ニューロンの細胞系譜に関して重要な知見であり,現在投稿準備中である。また、より厳密に皮質GABA作動性ニューロンの起源を論じるために、大脳基底核原基のうち内側大脳基底核原基に由来する細胞のみを選択的に標識するためのNkx2.1-Cre BACトランスジェニックマウスを作製中であり,そのDNAコンストラクションが終了している。平成15年度までにマウス大脳新皮質のGABA作動性ニューロン前駆細胞が新皮質への細胞移動後にも増殖能を維持していることを示す結果を得たが、この前駆細胞から生じたGABA作動性ニューロンのサブタイプがどのように回路に組み込まれて行くのかを考えるために、まず新皮質の神経回路の主要な構成要素である興奮性のグルタミン酸作動性神経回路の発達について調べることが重要である。そこで平成16年度は、小胞性グルタミン酸輸送体1(VGluT1)とVGluT2を特異的に認識する抗体を用いて、マウスの生後発達におけるVGluT免疫反応の発達変化を調べた。

一方で、厳密に皮質GABA作動性ニューロンの起源を論じるために、大脳基底核原基のうち内側大脳基底核原基のみに由来する細胞の選択的標識を可能にするNkx2.1-Cre BACトランスジェニックマウスについては、共同研究者との協力によって作製が進行中である。大脳皮質の神経回路の構成要素であるGABA作動性ニューロンは、発達期の視覚皮質の神経可塑性への関与が報告されて注目を集めており、3群のサブタイプに分類されているが,これらのサブタイプそれぞれの前駆細胞の実体や細胞系譜,皮質回路形成時におけるそれぞれの役割についてはよく分かっていない。平成17年度までにマウス大脳新皮質のGABA作動性ニューロン前駆細胞が新皮質への細胞移動後にも増殖能を維持していることを示す結果を得ており、現在この内容については論文投稿中である。この前駆細胞から生じたGABA作動性ニューロンのサブタイプがどのように回路に組み込まれて行くのかを考える上で、まず新皮質の神経回路の主要な構成要素である興奮性のグルタミン酸作動性神経回路の発達について無視することができない。そこで平成17年度は、小胞性グルタミン酸輸送体1(VGluT1)とVGluT2を特異的に認識する抗体を用いて、マウスの生後発達におけるVGluT免疫反応の発達変化を調べた。VGluTは、興奮性の神経伝達物質グルタミン酸をシナプス小胞へと取り込み濃縮させる機能分子であり、VGluTを認識する抗体は、グルタミン酸作動性ニューロン軸索終末のマーカーとして優れている。これを用いて、グルタミン酸作動性神経回路の生後発達に伴うVGluT免疫反応の増大と共に、発達期に一過性に見られるVGluT1とVGluT2の単一軸索終末における共存を視床皮質軸索終末で見出した。この現象は発達期の視床-大脳皮質シナプスでグルタミン酸の放出確率が逓増することと関係があるのではないかと考えている。以上の結果についてはすでにThe Journal of Comparative Neurology上に論文発表した。現在はこのVGluT1とVGluT2の共存を定量評価するための手法を開発中である。
細菌DNAおよびmtDNA分析による劣化した唾液の同定・個別化に関する研究

資料の同定、個別化を目的とした鑑定実務において、法科学的資料の特徴である劣化した試料への対策は重要な課題である。唾液は犯罪現場に遺留される代表的な体液種の1つであり、唾液に含まれる細胞由来のDNAはDNA型鑑定によって捜査に有益な情報を提供する。しかしながら、劣化した試料において汎用される唾液の同定指標である唾液アミラーゼ活性は失われやすく、個人識別に資するヒトの核DNAおよびmtDNAの量や検出感度はその活性とは相関しない。そこで、本研究は口腔内細菌DNAを指標とした唾液の同定およびmtDNA分析による個人識別に着目し、劣化試料に対する有効性を明らかにすることを目的とした。唾液の同定指標とする口腔内細菌は、先行研究のあるStreptococcus salivariusおよびVeillonella atypicaに加え、新たにStreptococcus oralisとPrevotella maculosaを対象として検討した。細菌DNAは、リアルタイムPCRを行い、続くPCR産物の融解曲線分析によるMelt peakを指標として検出した。本研究の結果、新たにPrevotella maculosaのDNAを指標としたPCRによる検出系が設計された。微生物分解試料を用いた検討の結果、アミラーゼ活性が失われてヒトの核DNAの検出が困難な試料であっても、Streptococcus salivarius DNAおよびmtDNAの検出は可能であった。また、熱変性によってアミラーゼ活性が失われた試料からでも細菌DNA、ヒトの核DNAおよびmtDNAは検出された。紫外線の影響を検討したところ、照射量依存的なDNA検出性の低下が認められた一方、アミラーゼ活性は安定に検出された。これらの結果から、細菌DNAによる唾液の同定およびmtDNAによる個別化は、微生物や熱による作用で劣化し、アミラーゼ活性が失われている試料に対し、有効であることが明らかとなった。今後は、引き続きStreptococcus oralisについても検討を進めるとともに、細菌の種類による特性(感度、特異性等)についても検討を重ねる予定である。
結晶の析出機構と分子配列制御

結晶多形はその構造の違いから、"bioavailability"(医薬品)、分散性や固液分離特性などに違いを生じ、工業的にも重要な問題となっている。また、包接化合物(分子錯体)結晶では、そのホスト構造が析出操作(晶析)の条件により変化し、これに付随して異性体分離効率や結晶の機能性が大きく変化する。このため工業的にはその目的に合った構造を持つ結晶を選択的に得る必要がある。このような結晶の構造制御を行なうにはその析出機構を知ることが重要である。また、結晶多形の析出においては一般に添加物や溶媒の影響を受ける場合が多く観察されている。そこで、本研究では、特に、アミノ酸結晶多形や包接化合物結晶に及ぼす添加物や溶媒の効果に着目し、これらの析出過程に関する検討を行った。先ず、包接化合物ではホストとしてテトラ(4-メチルピリジン)ニッケルジチオシアネート(Ni錯体)を用いて、1-メチルナフタレン(1-MN)と2-メチルナフタレン(2-MN)異性体に対する包接結晶化(晶析)挙動について検討を行うとともに有機ホストである1,1-di(p-hyroxyphenyl)cyclohexane(DHC)についても2-アセチルナフタレン(2-AN)の包接化における溶媒効果に関して検討を行った。これらの結果、ゲスト分子に対する分子認識挙動が結晶化(晶析)過程に深く結びついていることが明らかになった。さらに、アミノ酸結晶ではL-グルタミン酸(L-Glu)の析出挙動への添加物としてのL-フェニルアラニン(L-Phen)の効果を明らかにした。また、L-ヒスチジン結晶多形(A(斜方晶系)およびB(単斜晶系))の析出挙動に関してはエタノールによる溶媒効果について定量的な評価を行うとともに、転移機構の解明ならびに転移速度解析を行った。
プロラクチン放出ペプチド(PrRP)の生理学的機能の解明

本年度は昨年度に引き続き、延髄最後野におけるPrRP発現の動態を詳細に明らかにし、更に副腎におけるPrRP発現を検討した。報告者はこれまでにPrRPが中枢神経系においてストレス伝達物質としてCRH神経を活性化することで視床下部・下垂体・副腎軸を賦活化することを明らかにしている.そこで、副腎を摘出することで中枢のPrRP神経の発現、活性化の動態を検討した。まず、副腎摘出1週間後の延髄においてPrRPmRNA発現及びペプチド産生をin situ hybridization法と免疫組織化学的手法を用いて検出した。その結果、延髄最後野において、正常状態ではまったく見られなかったPrRP mRNA発現細胞及び、PrRP免疫陽性細胞が新たに出現することを発見した。さらに、副腎摘出後に主要な副腎皮質ホルモン(糖質コルチコイド、鉱質コルチコイド)、髄質ホルモン(アドレナリン、ノルアドレナリン)の補充では、最後野に新たに出現するPrRP産生細胞を抑制できなかったが、副腎を皮下に自己移植すると最後野のPrRP発現が減弱した。このことは副腎に関わる何らかの液性因子によって最後野でのPrRP発現が新たに誘導されることを示している。また、副腎摘出により中枢のPrRP神経が活性化し、脳脊髄液中のPrRP含有量が増加することを明らかにした。これらのことより、副腎摘出は中枢のPrRP神経の活性を惹起し、更に最後野でのPrRP発現を新たに誘導することが明らかとなった。一方、副腎におけるPrRP産生細胞の同定を行った。PrRPはそのほとんどが中枢神経系で合成されているが、末梢組織において副腎で高い産生が認められる。そこで、RT-PCR法を用いてPrRP及びPrRP受容体(UHR-1)の遺伝子発現を明らかにしたところ、副腎皮質では両遺伝子とも発現が認められなかったが、髄質においてそれら遺伝子発現が明らかとなった。さらに、副腎髄質単離細胞培養系をもちいて、免疫細胞化学的手法によりPrRP産生細胞の同定を行った。その結果、PrRPはtyrosine hydroxylase及びphenylethanolamine N-methyltransferaseを持つ細胞の一部で産生する。つまり、副腎髄質ではPrRPはノルアドレナリン細胞の一部で産生されることが明らかとなった。副腎髄質においてPrRP及びPrRP受容体が発現することから、副腎髄質でPrRPはautocrineまたはparacrine因子としての機能を持つことが示唆された。
メスガニ尿中の成熟脱皮関連バイオマーカーの探索

性フェロモンの解明の基礎情報を得るために、「ブルークラブのメスの成熟脱皮に伴う尿中代謝物の変動」を観測して、脱皮に伴って変動する分子N-Acetylglucosamino-1,5-lactoneを同定した。この代謝物の行動生理学上の機能は、NAGLに対するオスガニの反応を行動実験および、オスガニの触覚上の神経生理学の両方の観点から、オスガニにとっての匂い物質であること、すなわち「NAGLは脱皮の匂い」であり、脱皮メスから放出される性フェロモンの成分の一つである可能性を見出した。本研究はブルークラブの尿中の代謝物(メタボローム)の変動を明らかにし、さらに、成熟、脱皮、および性に特異的な化合物(バイオマーカー)を同定し、甲殻類のフェロモン、脱皮、成熟に関する基礎研究に資することを目的としている。最終的には同定したバイオマーカーのバイオアッセイを行いブルークラブのケミカルコミュニケーションにどのようにかかわっているのかを試験する。23年度にはマイナーなバイオマーカーを米国アトランタ市のジョージア州立大学に出向き、冷凍保存してあった尿試料をC30カラムを用いた逆相カラムで分画し、NMRで解析したところ、バイオマーカーはフロントピークに溶出され、非常に高い極性を持つことが確認された。これらのバイオマーカーを単離し、分析するためにはさらに多くの尿が必要であるので、平成24年の9月に米国ノースカロライナ州のカニ漁師の施設訪問し、脱皮前のオスとメスの尿の採集を行いそれぞれ100mL程度を採集した。現在この試料を用いて単離精製作業を進めている。さらに、以前発見した脱皮前バイオマーカーであるNAGLの濃度変化をNMRを用いて解析し、雌雄ともに脱皮前で最大となることを確認した。この結果はJournal Experimental Biologyへ投稿準備中である。NAGLは非常に極性が高く、それを尿中の無機塩類と簡便に単離できる方法が見つかっていないため、LC-MSを用いた微量分析ができない。LC-MSでの微量定量分析を可能にし、甲殻類全体に普遍的にこの化合物が存在するのかを検証するために、NAGLを吸着し脱塩するする固相抽出法を検討したところ、グラファイトカーボンカラムに吸着され、アセトニトリルを含んだ水溶液で溶出できることが明らかとなった、現在、抽出法の最適化作業を行っている。まず、NAGLの尿中濃度の測定をNMRを用いて行い、成熟個体の脱皮前、脱皮後の尿と未成熟個体の尿中の濃度を詳細に確認し、NAGLが脱皮前バイオマーカーであることを確認した。また、ジョージア州立大学のDerby教授との共同研究により、NAGLに対するオスガニの反応をしらべるために行動実験および、オスガニの触覚上の嗅覚細胞のカルシウムイメージングを行い、生理学的にも神経生理学的にもNAGLはオスガニにとっての匂い物質であることを確認した。NAGLの微量での定量法の確立のために、グラファイトカーボンカラムを用いた尿中からのNAGLの分離法を吟味し、良好な条件を見出した、これにより、アセトニトリル系移動相とHILICカラムを用いたHPLCでのNAGLの分析が可能になった。しかしながら、化合物の性質上、紫外線、可視光検出器を用いての微量分析は不可能であるので、今後LC-MSでの分析法の確立を目指すことになった。23年度は以前に2次元NMRの一種であるHSQCスペクトル解析により存在が示唆されていた脱皮前のメスの尿のバイオマーカーのさらなる解析を進めた。再解析の結果、スペクトル上には6つの主要な強い強度のクロピークが観察された。これらのクロスピークは同程度の強度を示すことから一つの化合物上に存在する、すなわち炭素数が6以上のバイオマーカーがひとつ存在すると推測された。さらに、中程度強度のクロスピークが13、弱いものが11確認された。これらは主要なバイオマーカー以外にもマイナーなものがいくつが存在していることを示している。これらのバイオマーカーの構造を明らかにするために精製を試みた。精製のためには当時、試料を所持していた米国アトランタ市のジョージア州立大学に出向き、各バイオマーカーのHPLCを水溶性化合物の分離に適したC30逆送カラムで行った用いた。分画した試料をNMRで解析したところ、バイオマーカーはフロントピークに溶出され、非常に高い極性を持つことが確認された。さらにゲル濾過カラム等を用いて分離条件の検討を試みている。震災の影響も薄れ、米国に採集に行くなど。研究を進めることができた。

また、科研費で簡易型のHPLCを購入したことにより、クロマトグラフィーの条件検討が日常的に行えるようになり、研究が進んだ。23年度は脱皮前のメスのバイオマーカーの探索を雌雄間で行った。脱皮ステージ間での比較も行う予定であったが、東日本大震災の影響もあり、米国のノースカロライナへの採集旅行を控えたために十分な試料が手に入らず行うことができなかった。また、バイオマーカーの単離精製はHPLC装置が十分に使えず、進展が遅れた。今後はグラファイトカーボンカラムを用いてNAGLの脱塩法を吟味し、LC-MSを含むHPLCを用いた定量法を確立して、ブルークラブ及び各種甲殻類における定量分析を行う。また、グラファイトカーボンカラムにNAGLが吸着することが明らかとなり、NAGLのみならず、現在までに分析が困難であった高極性化合物を分離できる可能性が出てきた。今後は昨年採集したブルークラブの尿を用いて、まずはNMRでの検出と定量を用いながらさらなるメス尿バイオマーカーの探索と同定を行っていく。計画通りに研究を進めていく。バイオマーカーの単離精製についてはHPLC装置を購入し円滑に進めることにした。バイオマーカーは高極性であることからGSー220カラムなどのマルチモードカラム、Amide80などのHILICカラムを用いて分離を試みていく。脱皮ステージ間の比較には試料の採集が不可欠であるため、9月の繁殖期に米国ノースカロライナ州に出向き、尿の採集を行いNMRによる試験を行う。グラファイトカーボン固相抽出カラムを12万円、NAGLの合成品50mgを8万円、アセトニトリル等の溶媒を10万円、NMR溶媒を5万円、プラスチック及びガラス器具5万円、一般試薬13万円で購入予定。合計53万円の研究費を使用する。バイオマーカー単離のために日本分光製のHPLCを110万円程度で購入する。また、GSー320カラムを20万円程度で購入する。米国への試料採集旅行には20万円使用する。
信頼性を実現するRFID情報システムの研究

本研究では,(1)現実の応用に即したRFIDの信頼性に対する要求の洗い出しとモデル化により,リンク不能性という概念を特に定式化した.また(2)システム全体で最適となるような高信頼識別技術の構築においてリンク不能性の概念と現実世界の状況を包括した信頼性モデルを築いた.さらに(3)RFIDの真正性を保証するためにセキュアで高速なRFID識別手法や権限管理システムを提案し,(4)図書館,イベント支援,救急,医療分野において実際に実証実験を行って有効性を評価した.本研究では,(1)現実の応用に即したRFIDの信頼性に対する要求の洗い出しとモデル化により,リンク不能性という概念を特に定式化した.また(2)システム全体で最適となるような高信頼識別技術の構築においてリンク不能性の概念と現実世界の状況を包括した信頼性モデルを築いた.さらに(3)RFIDの真正性を保証するためにセキュアで高速なRFID識別手法や権限管理システムを提案し,(4)図書館,イベント支援,救急,医療分野において実際に実証実験を行って有効性を評価した.本研究は,信頼性を実現するためのRFID情報システムの基礎技術をデータ工学的アプローチで研究した.具体的に以下のアプローチを行った.(1)現実の応用に即した,RFIDの信頼性に対する要求の洗い出しとモデル化:紙幣が印刷技術や厳正な発行管理により多様な精度とコストの信頼性を確保しているように,RFIDの信頼性においても多様性が求められるため,この要求を明確化しシステムが扱えるようなモデル化を行った.特に個人情報保護における重要な視点であるリンク不能性について定式化し,(2)との関連を調べた.(2)システム全体で最適となるような高信頼識別技術の構築:現実の状況の記述を詳細化し,RFID情報システムの高信頼化をできる方法を構築した.この方式設計には,RFIDタグにはハッシュ関数と同程度の計算機能を想定し,提案方式は,誤り訂正理論を応用した評価を行った.評価は,計算機シミュレーションおよび理論値による評価を行い,この2つを整合した評価をおこなった.上記2点に基づき,イベント支援や,救急活動といった実際の現場で成果を応用し,提案手法を評価した.本研究は,信頼性を実現するためのRFID情報システムの基礎技術をデータ工学的アプローチで研究した.具体的に以下のアプローチを行った.・RFIDの信頼性を考慮したシステムアーキテクチャの設計:RF IDタグの製造・発行時から回収・廃棄にいたるライフサイクルにわたって,安全性と信頼性を守ったまま識別を行う仕組みを考案した.その際にサーバ側の識別の手間が問題になるため,これを高速化する手法を提案した.また,RFIDを用いた認証において,その認証権限を譲渡することにより運用の柔軟性と安定性を高めるモデルを発表し,携帯電話上のFelicaチップに実装した.これらの実験と設計のために補助作業者を雇用した.・種々の応用におけるRFIDの信頼性向上の試み:上記で構築した信頼性保証技術を実際的な場で検証するため,具体的に図書館と,ユビキタス予防医療の分野で実験を行った.図書館の分野では,電子化が進んだ図書館においてRFIDの安全性と,利用者の認証や認可といった柔軟な権限管理をWeb2.0の枠組みの上で実現するために,SNS(Social Networking Service)を基盤とした権限管理の枠組みを提案し,実装した.また,RFIDにおいて用いられる安全性の高い高速識別技術を,図書館の種々のシステム間の連結において用い,その効果を定量的・定性的に評価できた.この中でRFIDタグを添付した書籍を効率よく識別する実験のために,RFID書架を準備した.ユビキタス予防医療の分野では,アクティブRFIDやセンサーを用いた利用者からのデータの秘匿性について,トラフィック解析の技術による脆弱性の可能性を,国際的な共同研究により指摘した.本研究の目的であるRFID情報システムの信頼性を向上するために,まずはRFIDの安全性を考慮したプロトコルの基礎研究を行った.これは,センサーデバイスのようなアクティブなRFIDを含めたシステムの通信プロトコルを設計し,それらを, RFIDリーダを組み込んだ書架や,医療応用のためのシステムに適用し,その履歴を元に安全性や信頼性を解析した.また,引き続き医療応用のためのシステムにおいて大規模な実証実験を行い,生活習慣病予防医療のような応用において必要となる要求を洗い出した:この実験において,さらに,図書館におけるRFID応用においても試験的に適用した履歴をとり,同時にSNSやWebのアクセス履歴のようなデータを同時に採取し,これらについて解析を行うことで,安全性や個人情報への影響を調べ,同時に読み取りミスなどの不安定要素に対する信頼性向上手法を提案した.さらに,これらのRFID情報システムが社会に与える影響について,情報システム構築の観点ばかりではなく,経済的視点や医療の視点といった社会応用的な視点から考察を加え,真に世の中の役に立つシステムについての知見を得,論文にまとめることができた.
微小流路での液液slug流における循環流・相間物質移動を活用した複合反応制御

まず,抽出操作を例に取り,スラグ内の循環流が2相間の物質移動を促進することを示した.次に,スラグ長さの流路径に対する比が線速に最も影響を受け,管径を1/8"にすることで50 mL/minの高流量下でのスラグ流形成が可能なことを明らかにした.さらに,酢酸エチル中(油相)に溶解させた1-ナフトールと水溶液中のジアゾスルファニル酸をスラグ流中で迅速に反応可能なことを実証した.まず,抽出操作を例に取り,スラグ内の循環流が2相間の物質移動を促進することを示した.次に,スラグ長さの流路径に対する比が線速に最も影響を受け,管径を1/8"にすることで50 mL/minの高流量下でのスラグ流形成が可能なことを明らかにした.さらに,酢酸エチル中(油相)に溶解させた1-ナフトールと水溶液中のジアゾスルファニル酸をスラグ流中で迅速に反応可能なことを実証した.本研究の目的であるスラグ流における2相間の物質移動を複合反応制御に生かすことを目的に,今年度はマイクロ流路におけるスラグ流の2相間の物質移動について操作条件による影響を検討することを試みた。まず,スラグ流による物質移動促進効果を確認するために,ドデカン中の1000ppmのフェノールの水相への抽出を例に取り,濃度のT字路(内径1.3mm)にテフロンチューブ(内径0.8mm)を接続して,総流量(2-4mL/min)(水相と油相は同流量)を変更した実験を行った。総流量が増えるほど迅速に抽出が起こるようになり,スラグ内の循環流が2相間の物質移動を促進することが確認できた。また,各種操作条件による抽出速度への影響も検討した。テフロンチューブの内径,水相と油相の流量比を変更した結果,どちらにも最適値(内径は0.8mm,水相の体積分率は0.7)が存在し,温度については,低温になるほど抽出が速く進むことがわかった。この結果から,適切な操作条件の選択が効率的な物質移動に重要であることが明らかとなった。また,スラグ流の安定形成条件を検討した。これにはPDMS(Polydimethylsiloxane)製のチップ状に流路径250,500,750μmのT字路を形成し,蒸留水とドデカンを同流量で送液し,スラグ流の形成の状態を観察した。流路径が大きくなるほど,安定してスラグ流が形成できる流量の最大値が増大することがわかった。流路径250μmでは総流量0.2mL/minまで安定していたのに対し,750μmになると5mL/minまでとなった。ある程度の流路サイズ・処理量を確保したい実生産への適用を考えると,このような結果は好ましいものと考えられる。本研究の目的であるスラグ流における2相間の物質移動を複合反応制御に生かすことを目的に,今年度はマイクロ流路において形成されるスラグ流の長さと操作条件の定量的な関係と, 2相間の物質移動を利用した複合反応を実施,反応の効率化の可能性を検証した。まず,マイクロ流路において形成されるスラグ流の長さと操作条件の定量的な関係を導くために,ドデカンと蒸留水によるスラグ流のスラグ流形成実験をT字路(内径1.3, 2.3mm)にテフロンチューブ(内径1.00, 1.57mm)を接続して,総流量(最大50mL/min)(水相と油相の流量比も変更)を変更した実験を行った。まず,流路の内径が大きくなるほど,総流量が大きくなってもスラグ流を形成できることがわかり,処理量の向上には,流路径を大きくすることが有効であることがわかった。また,各流量・油水体積分率・流路サイズにおける生成スラグサイズを整理すると,スラグ長さの流路径に対する比率が線速に最も影響を受けることがわかった。このことから,線速に主眼をおいて流路の内径・体油水積分率・流量を選択することで、意図したサイズに近いスラグを形成させられる可能性があると考えられる。さらに,スラグ流の複合反応適用への有用性を検証するために酢酸エチル中(油相)に溶解させた1-ナフトールと水溶液中(水相)のジアゾスルファニル酸をスラグ流中で反応させた。油相中の1-ナフトールが水相に移動することで反応が起こる。スラグ流を形成させることで迅速に1-ナフトールが相間移動し,水相が赤く着色される様子が観察された。従来は1-ナフトールも水溶液とし,均相系で反応が実施されていた。1-ナフトールは水に難溶であるため原料溶液濃度は低くせざるをえなかった。今回の方法では, 1-ナフトールを有機溶媒中に溶解させて反応場に供給できるので原料溶液濃度を高くできるという利点もある。