hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
棘シナプス内アクチン細胞骨格の活動依存的調節機構の解析

脳の重要な機能の一つである記憶は、神経活動依存的に棘シナプスの伝達効率を変化させ(可塑的変化)、神経細胞が構築するネットワーク中を流れる信号経路が変わることで形成される。棘シナプスは、細胞骨格の内アクチン細胞骨格のみを含有するので、アクチン細胞骨格の変化がシナプス膜上の機能分子の機能調節に関与していると考えられる。私は、記憶現象の細胞レベルのモデル系である長期増強現象(LTP)を無麻酔無拘束下のラット歯状回で誘導すると、伝達効率の上昇に伴い入力を受けた棘シナプスでアクチン重合が促進し、この変化が可塑的変化の持続時間に重要である可能性を見出した。そこで、可塑的変化をしたシナプス内の分子動態をシナプスの形態変化と共に詳細に解析したいと考えた。そこで、実験計画に示した以下の項目について検討し、論文にまとめた。1)In vivo LTP実験系を所属研究室に導入する為、機器を購入し実験系を確立した。2)活動依存的アクチン重合がNMDA型グルタミン酸シグナルにより調節され、3)この下流に、アクチン脱重合因子として知られるコフィリンのリン酸化調節系が関与していることを明らかにした。これらの事より、棘シナプス内アクチン細胞骨格調節系がシナプス伝達の可塑的変化の持続時間の調節に重要な役割を持つことを明らかにした。本年度は、5)シナプス膜上分子の局在変化とアクチン細胞骨格系の変化との関連性を検討する目的で、シナプス膜上に存在する分子の高感度定量的局在観察法の確立を重点的に行い、シナプス膜上のAMAP型グルタミン酸受容体をほぼ100%の感度で電子顕微鏡レベルで観察できる解析系を確立した。これを用いて海馬神経細胞のAMPA受容体の局在解析を行った結果、LTP誘導に伴ってシナプス膜上AMPA受容体の密度増加が起こること見出した。これは現在までに考えられてきた伝達効率の増強メカニズムに、AMAP受容体の密度調節を付加する新たな知見であり、アクチン調節系阻害時の密度変化と合わせて検討し発表する予定である。この他、LTP誘導時のサブユニット依存的な局在変化やシナプス外AMPA受容体の樹状突起上の位置による密度変化等、新しい結果を得ている。私は、三菱化学生命科学研究所在籍中、記憶現象の細胞レベルのモデル系である長期増強現象(LTP)を無麻酔無拘束下のラット歯状回で誘導すると、伝達効率の上昇に伴い入力を受けた棘シナプスでアクチン重合が促進し、この変化が可塑的変化の持続時間に重要であることを見出した。そこで、可塑的変化をしたシナプス内の分子動態をより詳細に解析したいと考え解析を行ってきた。2)活動依存的アクチン重合のシグナル系の同定、及び3)同定されたシグナル分子がLTPの誘導時に個々のシナプスにおいて、どの様な量的、活性変化を示すか、に関しては、アクチン脱重合因子として知られるコフィリンのリン酸化がLTP誘導後に上昇することを明らかにした。更に4)アクチン重合シグナル系の阻害がLTPに与える影響を調べる目的で、このコフィリンリン酸化を抑制する合成ペプチドを投与し、LTPの持続時間が短縮される実験的証拠を得た。この事より、この分子がLTP誘導後のアクチン重合に直接的に関与している事、アクチン細胞骨格の増加がシナプス伝達の可塑的変化の持続時間に重要な役割を持つことを明らかにした。ここまでの結果を投稿し、受理された。そこで現在は、次なる課題である5)シナプス膜上分子の局在変化とアクチン細胞骨格系の変化との関連性を検討する為に、シナプス膜上に存在する分子の観察法の確立を行っている。

本年度は、5)シナプス膜上分子の局在変化とアクチン細胞骨格系の変化との関連性を検討する目的で、シナプス膜上に存在する分子の高感度定量的局在観察法の確立を重点的に行い、シナプス膜上のAMAP型グルタミン酸受容体をほぼ100%の感度で電子顕微鏡レベルで観察できる解析系を確立した。これを用いて海馬神経細胞のAMPA受容体の局在解析を行った結果、LTP誘導に伴ってシナプス膜上AMPA受容体の密度増加が起こること見出した。これは現在までに考えられてきた伝達効率の増強メカニズムに、AMAP受容体の密度調節を付加する新たな知見であり、アクチン調節系阻害時の密度変化と合わせて検討し発表する予定である。この他、LTP誘導時のサブユニット依存的な局在変化やシナプス外AMPA受容体の樹状突起上の位置による密度変化等、新しい結果を得ている。
常温無機イオン液体と有機溶媒の界面でのウランの無電解析出の実現

塩化カルシウム6水和物は、常温で液体の濃厚電解質である。濃厚電解質中でのイオンの挙動は希薄な電解質水溶液中と異なる挙動を示すため、本研究ではこの液体を「常温無機イオン液体」と名付け、次のことを明らかにした。ウランイオンはU(VI)からU(V)に電気化学的に還元され、その後不均化反応によってU(VI)及びU(IV)を生成する。また、希薄な電解質中では短寿命のU(V)は常温無機イオン液体中では比較的長寿命で同化学種を電解吸光分光法により検出することに成功した。U(VI)を含む水相と酸化還元体を含む有機相の界面において水相中のU(VI)の還元及び有機相の還元体の酸化に起因する電子移動電流を検出した。使用済燃料の再処理技術として検討されている高温溶融塩を用いた乾式再処理技術を室温で実施するために、高温溶融塩に代わる媒体「無機イオン液体」に着目した。工学的な視点に基づけば、電解によるウランの析出分離はプロセスが単純であるが、反応面積が小さいため溶媒抽出のような湿式法に比べて分離に長時間を有するという短所がある。本申請では、ウランイオンを含む無機イオン液体と還元体(Red)を含む有機溶媒を用いて、界面での酸化還元反応を実現し、UO2として析出させ分離する技術を構築する。25年度は、無機イオン液体を用いた実験を行う前に各種塩化ウラン化合物の合成(UCl4及びUCl3)を行った。まず、UCl4は、ウラン酸化物(U3O8)を出発物質として用いて塩化剤として四塩化炭素(CCl4)と反応させることによって合成した((1)式)。実験には石英製反応管を使用し、反応後の生成物について、XRDによる相解析や、TG-DTAによる評価を行った。U3O8は黒色であるが、反応温度が400°C付近になると深緑色に変化した。またUCl4を用いてUCl3の合成も同時に行った。還元剤としてZnあるいはSnを用いた。これらの金属は比較的低融点で液体になるため、反応面積が大きくなり、高収率のUCl3の合成が期待される((2)式)。反応はともに約500°Cで実施した。ここで、UCl4の還元によって生じるUCl3を、ZnCl2から分離する必要がある。ZnCl2の沸点は756°CであるのでUCl3の生成を確認したのち、反応管の温度を800°Cに設定し、ZnCl2を揮発されることによって単体のUCl3を得た。申請者はこれまで固体電極を用いてウランイオンの酸化還元反応を明らかにしてきた。本研究では、無機イオン液体をはじめとする水溶液と有機溶液の界面でウランイオンの酸化還元反応を生じさせるのが目的である。ウランイオンを還元させるために必要な還元剤の選定、有機溶媒の選定等を、今までに得られた知見および文献に基づいて調査した。実験には、近年発達した液液界面電荷移動ボルタンメトリー(VITIES)を用いた。ウランイオンとしてUO22+を含む無機イオン液体と還元剤および支持電解質を含む有機溶媒間に電位差を印加し、ウランイオン及び還元体がそれぞれ還元および酸化するときに界面を横切る電子の移動を電流として記録することに成功した。使用済燃料を溶解した後、主成分であるウランをすべての工程に先立って分離回収することは、燃料処理過程の簡素化や廃棄物の減量に貢献する。ところで申請者らは、放射線耐性の強い無機水和物溶融体(塩化カルシウム六水和物)中に溶解したウラニルイオンが、常温で電解によって二酸化ウランとして析出・回収できることを見出している。しかし、固体の電極と溶液の界面の面積は、溶液の体積に比べて小さいので、固体電極を用いるとき、析出・回収の効率を向上させることが困難である。本研究では固体電極の代わりに電解質を含む有機溶媒を電極として用いて、水溶液と有機溶液の界面でウランイオンを還元して電析させることを目指した。本年度は、デカメチルフェロセンを還元体として含む有機相とウランイオン(IV)を含む水溶液界面での酸化還元反応について電気化学的に調査し、ウランイオンが界面で還元されることを確認した。界面での酸化還元反応は非可逆的で極めて遅い反応であることが分かった。ウランイオンの還元のされやすさは、水溶液の酸性度に依存し、酸性度が高いほどウラン(IV)への還元が生じやすく、U4+を生成することが分かった。本助成金の申請と並行しながら申請していた、東北大学多元物質科学研究所及び高エネルギー加速器研究機構での共同利用研究を有効に活用し、申請内容であるウランの化合物の合成及び酸化還元反応の測定が実施できた。各年度で計画していた実施内容が実施されていると判断した。

工学ウランを還元体を含む有機溶媒によって還元することに成功したので、ウランが効率よく還元される条件、つまり水溶液の組成、還元体の種類や濃度を変化させることによって、ウランの電解析出条件の最適化を行う。また、電解によって生じた析出物を電子顕微鏡等の分析装置で分析する。本補助金の申請と並行しながら申請していた、東北大学多元物質科学研究所との共同研究を有効に活用し、申請内容であるウラン化合物の合成が実施できた。各年度で計画していた実施内容が実施されているものと判断した。26年度実施予定の電気化学測定の実施が遅れ、試薬及び電解セル等の物品の購入を27年度に持ち越したため。本研究では、無機イオン液体と有機溶液の界面でウランイオンの酸化還元反応を生じさせるのが目的であるが、単一溶液中にてウランイオンの酸化還元挙動を正確に把握する必要がある。ウランイオンを還元させるために必要な還元剤の選定、有機溶媒の選定等を、今までに得られた知見および文献に基づいて調査する。実験には、近年発達した液液界面電荷移動ボルタンメトリーを用いる。同法を用いれば、ウランイオンの界面における還元電位を決定することができる。有機相中の還元体の種類や濃度を変化させることで、還元反応速度、反応量を制御することが期待される。電荷移動反応が観察され、ウランイオンがUO2まで還元されれば、電解によってウランを酸化物として回収することも可能である。26年度に購入予定であった試薬及び電解セルの購入を行い、27年度実施予定の電気化学測定を行う。各種ウラン化合物の合成に時間を要したため、25年度後半から26年度にかけて実施予定の電気化学測定の実施が若干遅れ、試薬及び電極等の物品の購入を26年度に持ち越したため。25年度で購入予定であった試薬及び電極の購入を行い、25年度後半に開始した電気化学測定の実施を行う。
多孔質中のネマティック液晶におけるトポロジカル欠陥の示す非線形流動

多孔質に閉じ込めたネマティック液晶の流動特性を数値的・理論的手法を用いて調べることを目的とし、特に、トポロジカル欠陥の多重安定性に関わる非線形・非平衡流動現象に焦点を当て研究を行った。トポロジカル欠陥が多孔質と絡み合っているが、ある速度以上の流れによって、欠陥の構造が組み変わる。このことを利用し、多孔質中の流れの経路を記憶させたり、欠陥構造を制御することで流れの経路を制御できうることを示した。H24年度の格子ボルツマン法を用いた研究により、多孔質中をネマチック液晶が流れるとき、壁のアンカリング強度が有限ならば、多孔質表面におけるダイレクタのアンカリングが過渡的に壊れ、そこから液晶欠陥が生じることが分かった。H25年度はこの現象の物理的機構を深く理解すべく、より簡単な系として様々なアンカリング強度を持つ平板スリットを考え、その中を流れるネマチック液晶の流動挙動を調べた。液晶秩序化と弾性を記述する自由エネルギーにアンカリングの効果を導入し流れ場とダイレクタの回転の運動を流体方程式を用いて計算した。バルク中では、ダイレクタが回転(タンブリング)するようなパラメータ領域を考える。まず、ポアズイユ流の場合を調べた。流れが十分に遅いとき、アンカリング強度が小さくても、液晶の弾性場によりダイレクタは固定されている。アンカリング強度が小さければ、流れを次第に早くしていくと、壁付近のダイレクタが先に回転することが分かった。アンカリング強度を変化させると、タンブリングが起こるエリクセン数の閾値が変化する。アンカリング強度が十分に強い場合には、壁付近のダイレクタは固定されるが、壁から離れたある距離付近のダイレクタが不安定になり、そこからタンブリングが始まることが分かった。しかしながら、流れがある流速より遅ければ、そのタンブリング運動は、有限の時間の後、止まってしまうことも分かった。これは、回転運動によって蓄えられた弾性エネルギーが大きく増大し、回転運動を妨げたためである。回転運動を続けさせるためには、さらに早い流れを与えなければならず、これはネマチック液晶が局所的に融けることに起因するものであることも分かった。一方、クエット流の場合、アンカリングが小さければ、常に回転は起こりうることが分かった。アンカリング強度を上げていくと、壁付近のダイレクタは固定され、回転運動は起こらなくなる。ネマチック液晶を多孔質に封入した系において、単純なセルに封入した場合に見られる弾性力による早い緩和とは別に、遅い緩和とそれに由来するメモリー効果が見られることが知られている。我々はこれまで、Lebwohl-Lasherポテンシャルを用いたモンテカルロシミュレーションによって、この振る舞いを調べ、この遅い緩和が熱的に誘起された配向欠陥の組み換えによるものであることを示した。また、規則的な構造を持つ多孔質を用いることで配向欠陥の構造も規則的に配置することができることも示した。一方、非平衡状態下における第二種高温超伝導体や超流動相においては、トポロジカル欠陥が系の輸送現象に大きな役割を果たすことが知られている。本研究は、多孔質中に閉じ込めたネマチック液晶の欠陥構造と、多孔質中での液晶の流動性がどのように関係づけられるかをLandau-de Gennesモデルを組み合わせた格子ボルツマン法によって調べることを目的としている。数値シミュレーションの結果、多孔質の構造によってトポロジカルに拘束されたものとそうでないものの二種類の欠陥が存在するが分かった。流れが小さい場合には、欠陥は分子の回転運動によって流れに逆らい、自由エネルギー的に安定な元の位置を保持することが分かった。流れが大きくなると、トポロジカルに拘束されていない欠陥が動き出すようになる。さらに流れを強くすると、拘束された欠陥も組み換えながら運動するようになった。これらの変化は系の流れやすさに大きく影響することが分かった。ネマティック液晶を多孔質に封入した系において、単純なセルに封入した場合に見られる弾性力による早い緩和とは別に、遅い緩和とそれに由来するメモリー効果が現れることが知られている。我々は以前、Lebwohl-Lasherポテンシャルを用いたモンテカルロシミュレーションによって、この遅い緩和が、熱的に誘起されたトポロジカル欠陥の組換えによるものであることを示した。本研究課題では、多孔質に閉じ込めたネマティック液晶の流動特性を数値的・理論的手法を用いて調べることを目的とし、特に、トポロジカル欠陥の多重安定性に関わる非線形・非平衡流動現象に焦点を当て研究を行った。格子ボルツマン法による数値シミュレーションの結果、多孔質の構造によってトポロジカルに拘束されたものとそうでないものの二種類の欠陥が存在するが分かった。流れが小さい場合には、欠陥は分子の回転運動によって流れに逆らい、自由エネルギー的に安定な元の位置が保持される。

トポロジカル欠陥のメモリー効果により、流動特性も記憶される。また、欠陥構造を制御することにより、多孔質中の流れの経路を制御できることも示された(H24)。Ericksen-Leslie-Parodi式による解析の結果、流れによる欠陥の組換えはバルクの特性だけでなく多孔質壁面のアンカリング効果が大きく影響することが分かった(H25)。最終年度は、多孔質中の液晶系に対する電場の影響を調べるべく、理論モデルの構築を行い、特に相転移温度より高い等方相での振舞を調べた。電場を徐々に強くしていくと、多孔質壁面のうち曲率の高い領域にネマティック相が出現することが分かった。この局所的なネマティック領域は系全体の光学・電気物性にも影響する。ソフトマター物理当初の計画通り、多孔質中の液晶の流動特性を調べる手法の開発に成功し、その振る舞いを調べることができている。また、その中で新たに問題となった、アンカリングが弱い場合に、多孔質表面に拘束された配向場が動的な流動場下においてどのように振る舞いかという点についても、有用な知見を得ることができた。また、この概念はコロイド粒子を分散させた液晶のレオロジーの問題についても適用できており、昨年に引き続き研究を続けている。以上から、研究はおおむね順調に進展していると考えている。当初の計画通り、多孔質中の液晶の流動特性を調べる手法の開発に成功し、その振る舞いを調べることができている。また、その中で新たに問題となってきた、アンカリングが弱い場合に、多孔質表面に拘束された配向場が動的な流動場下においてどのように振る舞いかという点についても研究を着手することができた。また、この概念はコロイド粒子を分散させた液晶のレオロジーの問題についても適用できることが分かり、現在、研究を始めているところである。当初の計画通り、この二年間で開発した手法を用いて、多孔質中の液晶の非平衡・非線形流動特性を詳細に調べたい。特に多孔質に束縛されたトポロジカル欠陥の役割について明らかにしたい。また、配向場の動的な振る舞い、液晶・コロイド分散系のレオロジーの問題についての研究も行う。当初の計画通り、前年度開発した手法を用いて、多孔質中の液晶の非平衡・非線形流動特性を詳細に調べたい。また、新たに問題となってきたアンカリングが弱い場合、多孔質表面における配向場の動的な振る舞い、液晶・コロイド分散系のレオロジーの問題についての研究も行う。数値計算を行うための計算機を購入する予定だったが、H25年度は主に解析的手法による研究に重点を置くことになり、計算機資源に余裕が生じたため。今年度は、昨年度までの解析結果を発展させ、非線形効果を取り入れた数値計算に取り組めるよう、当初予定していたより高性能の計算機の購入に充てたい。平成24年度、15,351円の残額が生じた。これは、当初の計画を少し変更して、物品費、旅費として平成25年度配分予定の120万円に加えて使用する予定である。
薬用・香料植物等の特産農産物生産振興による地域競争力政策の研究：日仏比較研究から

本研究はフランスにおける薬用香料作物の生産振興にかかる取り組みを対象としており、また我が国における同様の作物の生産振興を調査対象としてなされた。フランスでの薬用香料作物生産は、他の農産物分野と同様、有機農業によりなされるようになっている。薬用香料作物の有機栽培は生産者1,912戸に対して5,057haで、フランスの薬用香料作物全体面積の12.1%が有機農業による。さらに薬用香料作物について、興味深いのは、その生産活動が観光と結合していることである。例えばフランスの州自然公園42のうち、25の公園が何らかの薬用香料作物生産と関連づけられており、こうした公園の多くはフランス南部に位置している。我が国同様、フランスでも薬用香料作物への需要が増加している。それはとりわけ欧州の化学薬品に関するREACH指令により、人工的な合成医薬品の使用の厳格化などを通じて、自然な作物を原料とした需要が増加していることによる。さらには、有機栽培された薬用香料作物への需要が急増していることが明らかとなった。フランスではこうした作物は耕地面積の0.5%を占めるに過ぎないが、経営の5.3%を占めている。これらを栽培している農場の平均面積は66haであり、各農場は平均6haをこれらの栽培に当てている。モロッコを中心として地中海沿岸諸国からの輸入が増加している。なお、後藤は、新品種による食農の連携方策を中心として、理論的な分析をてこに、応用研究を進めた。例えば成果として、単行本、後藤他編著『新品種で拓く地域農業の未来』(農林統計出版)を刊行し、「新品種による食農連携を実現する方法」、「機能成分高含有農作物の開発と消費者の期待」、などを執筆した。フランスでは、2013年9月12日に共和国大統領により、高い付加価値と強い成長力を持ったイノベーティブな産品とサービスからなる競争力のある産業を育成するべく、34の産業発展プランを制定した。この枠組みの中で、2015年2月20日に、「確かで、清潔で持続的な食品のためのイノベーティブな産品:機能性食品」のプロジェクト公募が発せられた。フランスでの健康食品の市場規模は2012年に39万ユーロであり、それ以降年2.5%の成長が見られている。このプロジェクトの予算規模は2,000万ユーロであり、最低150万ユーロのプロジェクト規模を必要とし、300万ユーロ以上の規模のプロジェクトが優先される。このプロジェクトのテーマは、特別な食事に適した産品(老齢者、スポーツ、アレルギー対策など)、人間の食料及び家畜飼料について、栄養的改善を可能とする新奇な成分(プロバイオ、発酵食品など)、世界の需要に応えるようなタンパク質を多く含んだ食品および家畜飼料の開発、の三つである。このプロジェクトの締め切りは2015年6月9日正午であり、どの様なプロジェクトが採択されるか、注視しているところである。このように、フランスでも本格的に機能性食品の研究開発に乗り出しており、我々の研究プロジェクトに先見の明があったことが立証された。なお国内の機能性農産物に関する研究としては、沖縄県のシークワーサーなどの機能性農産物の生産販売状況の調査を行い、東京農業大学生物産業学部オホーツクキャンパスにおける香料植物の研究及び香料産品における教育について現地調査を行った。欧州の化学物質規制に関する規則(1907/2006)REACHにより、合成化学成分のいつかの物質が使用されなくなったことで、香料作物への影響を文献によりサーベイした。以下、フランス農業省の当該の報告書等から得られたいくつかの論点を抜粋しておく(CGAAER, no.15042, 2015)。REACH規則は、1トン以上の化学物質の生産者及び輸入業者が、欧州化学工業エージェンシーECHAにこの製品を登録しなければならないことを義務づけている。エッセンシャルオイルの生産者たちはこれに強く反発した。というのも、この手続きの煩雑さが、農産物由来の(またその成分もきわめて不安定である)当該の物質にあまり関係ないように思われたし、経営の小規模さは、化学企業にとっての手続きにはなじまないと思われたからである。この登録手続きを担当する欧州部局と生産者との間での直接対話が何度か開催され、エッセンシャルオイルの表示についての基本方針が作成され、あり得るかもしれない毒性についての研究作業が現在進行中である。欧州当局と並んで、国内のフォローアップ委員会との意見交換がなされなければならなかった。またこのフォローアップ会合は、フランス農業省が運営することとなった。それと並んで、薬用香料作物の生産振興事例としてアキテーヌ州について研究を行った。同州では、176戸の経営が60種類、500haの薬用香料作物を生産している。総じて、これらの生産者は小規模経営で、半分の経営が、自分の農地の5ha以下しかこれの生産に当てていない。経営の3/5は販売額2万5,000ユーロ以下である。しかし、こうした経営の平均年齢は46歳であり同州の52歳を下回り、40歳未満の割合は27%にも及ぶ(同州全体では13%)。このように青年が多いことは彼らの就農にとって促進要因になることが期待される。フランスのテロ事件が起こったりしたため、予定していたフランスでの現地調査ができなかったことによる。まず、フランスにおける薬用香料作物の現況について統計資料を収集分析した。フランスにおいて、2014年には3,649人の生産者が4万2,000haの薬用香料作物を生産している。そのうちラベンダーが2万haほどを占めている。

生産者数は2010年の3,151人、生産面積は同年3万7,792haから安定的に増加している。ラベンダー生産者の平均面積は14.5haで安定している。その他の薬用香料作物では平均面積は7.5haである。また薬用香料作物の栽培面積の12%ほどが有機農業である。次いで、フランスにおける薬用香料作物を活用した地域振興について、ツーリズムと巻レづけて、文献蒐集を行った。フランスでは州自然公園が農村ツーリズムの主な行き先の一つであり、フランスでは現在42ほどの州自然公園があり、そのうち25の公園で、薬用香料作物の生産が見られる。これらの公園は主としてフランス南部にあり、その理由は、薬用香料作物の生産条件によるものである。なおこうした薬用香料作物及びその製品の販売場所であるが、生産者による農場直売や直売所での販売が多い。Bauges自然公園の例を見ると、25%は農場直売、37%は直売所である。フランスでの薬用香料作物の振興を行っている団体としては全国香水・薬草・香料作物保全協会CNPPMAがあり、この団体はパリ近郊の州ガティネ・フランセ自然公園に、薬草園を備えており、4月から10月まで、一般の観光客などを受け容れている。この薬草香料作物園には2,000種の作物があり、種子の販売も行われている。このように、薬用香料作物を活用した、とりわけツーリズムを通じた地域振興の事例は我が国でも広範に導入することが期待されることであろう。本研究はフランスにおける薬用香料作物の生産振興にかかる取り組みを対象としており、また我が国における同様の作物の生産振興を調査対象としてなされた。フランスでの薬用香料作物生産は、他の農産物分野と同様、有機農業によりなされるようになっている。薬用香料作物の有機栽培は生産者1,912戸に対して5,057haで、フランスの薬用香料作物全体面積の12.1%が有機農業による。さらに薬用香料作物について、興味深いのは、その生産活動が観光と結合していることである。例えばフランスの州自然公園42のうち、25の公園が何らかの薬用香料作物生産と関連づけられており、こうした公園の多くはフランス南部に位置している。機能性農産物の研究開発について書かれたフランスでの文献が極めて少なく、香水やサフランなどの具体例を収集し、分析するのに時間がかかった。日本フードシステム学会東京大会にて、ワインの他、香料作物に由来する香水について報告する。また、この学会報告をもとに、論文を投稿する予定である。フードシステムフランスにおける2015年6月9日を締め切りとした機能性食品研究開発のプロジェクト公募の採択状況、プロジェクトの内容などを精査し、特徴的なプロジェクトについて、現地調査を行う。併せて、国内調査を続行し、引き続き沖縄県のシークワーサー等の機能性農産物の生産販売状況の調査、東京農業大学生物産業学部オホーツクキャンパスで行われている香料作物の生産振興および香料産業における研究と教育の実態について現地調査を実施する。代表者の体調不良のため、予定していた海外出張ができなかった。フランスのテロ事件の発生などにより、予定されていた現地調査を実施できなかったことによる。
新規三次元培養技術構築による神経毒性評価デバイスの創出

本研究は、生体内模倣培養環境を構築することで細胞の生体内類似応答が得られ、さらにそれを簡便かつ正確に評価できる神経毒性バイオアッセイデバイスの構築を目的とした。1.生体内模倣培養環境の構築:神経系ECMの重要な働きを担うヘパラン硫酸に着目し、その一種であるヘパリンをコラーゲンに導入することでECM模倣ゲル基材を作製した。神経幹細胞を包埋し、bFGFを培地添加して培養を行ったところ、旺盛な細胞増殖および神経細胞分化を確認した。さらに汎用される二次元培養およびコラーゲンゲル包埋培養と比較して神経幹細胞の薬剤感受性が高まり、生体内挙動と同等となることが示唆された。これより、生体内模倣培養系の構築が期待された。2.薄層ゲル培養系の有用性評価:細胞応答の簡便かつ正確な評価のために、ゲル包埋細胞をin situで評価できる培養系として、厚さ0.1mm程度の薄層ゲル培養系を構築した。神経モデル細胞の培養評価により、三次元的に伸長した突起長さを位相差観察で定量評価できた。また薄層ゲル包埋細胞の特異的マーカーを抗原抗体反応により直接検出したところ、細胞数に応じたシグナルを得られた。さらに免疫蛍光染色により、細胞の形態や分化シグナルを容易に観察可能であることを確認した。以上より、in situ評価における有効性を証明した。3.バイオアッセイデバイスの構築:生体内模倣培養系を薄層ゲルにて作製することで、デバイスのプロトタイプを構築した。本デバイス内で神経幹細胞を培養後、シナプスマーカーの免疫蛍光染色を行うことで、シナプス結合と期待される多くの光点をin situで観察できた。またCa2+イメージングを用いたin situ livecell imagingにより、グルタミン酸添加による活動電位の発生が期待された。以上より、包埋細胞の神経特異的な機能をin situ評価できることが強く期待された。26年度が最終年度であるため、記入しない。
結晶中での極性芳香族分子の運動と制御による誘電機能の創出

電荷移動錯体(CT錯体)は電子供与性の分子(ドナー)と電子受容性の分子(アクセプター)からなる分子間化合物である.本研究では,極性を持ち,結晶中でも運動可能な芳香族分子からなるCT結晶を作製し,結晶中における極性分子の面回転運動を利用して結晶の誘電機能を発現させることを目的とした.更に,高温で極性分子の回転により配向が乱れた無極性の構造を持つ結晶が,低温で配向が秩序化した極性構造の結晶へと変化する相転移を誘導することで,分子性強誘電結晶を開発すること目指した.平成28年度はコロネン,ペリレンなどの多環芳香族炭化水素をドナーとし,テトラクロロ無水フタル酸(TCPA)およびテトラブロモ無水フタル酸(TBPA)などの極性分子をアクセプターとして用いたCT結晶について検討を行った.これらのCT錯体の単結晶を蒸発法あるいは共昇華法により作製した.温度可変X線回折測定により結晶構造を調べたところ,CT結晶のいくつかにおいて,構造相転移が起こることが分かった.それらの結晶では,高温相では極性分子の配向に乱れがあり低温相で配向が秩序化する,秩序ー無秩序型の相転移が起こっていることが分かった.これらの結晶では,高温相で極性分子の面内回転運動に由来する誘電応答(配向分極)を示し,相転移により誘電率が急激に変化することが分かった.また,いくつかのCT結晶において,結晶構造変化としては,強誘電性を示すことが期待される相転移が観測された.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。結晶中で分子は3次元の周期性を持って規則正しく,かつ,密に集合しているため,ほとんど静止しているのではないかと誤解されがちであるが,決して分子は静止している訳ではない.これまで,様々な研究により特定の種類の分子運動なら結晶中でも比較的容易に起こることが分かってきている.しかしながら,結晶中での分子運動を物質の機能と結びつける研究はごくわずかなものに限られている.本研究では,極性芳香族分子を用いて電荷移動錯体(CT錯体)結晶を設計し,極性分子の運動を誘導・制御することで,強誘電性などの結晶の誘電機能を創出することを目的とする.本年度は,大きな双極子モーメントを持つテトラブロモ無水フタル酸(TBPA)あるいはテトラクロロ無水フタル酸(TCPA)などをアクセプターとし,ドナーとしてヘキサメチルベンゼン,コロネン,ペリレンのような,無極性の多環芳香族炭化水素を用いてCT錯体の単結晶を作製した.これらの結晶について単結晶X線構造解析,DSC測定,誘電率測定を行ったところ,その多くにおいてアクセプター分子の配向の乱れと面内回転運動およびそれに由来する相転移が観測された.そしてその相転移は極性アクセプター分子の配向の秩序ー無秩序化に由来するものであった.相転移を示す結晶では,相転移温度よりも高温領域では極性分子の回転に由来する配向分極のために大きな誘電率を示し,相転移点で誘電率は突然減少し,低温領域では小さな誘電率を示した.多くのCT錯体結晶において,極性芳香族分子が面内回転運動を行い,それに由来する誘電応答と相転移を示すことが分かった.従ってこのタイプのCT錯体結晶は極性分子の回転と相転移による分子環境の対称性変化が比較的容易に起こり,強誘電体結晶探索の有望なターゲットであることが明らかとなった.電荷移動錯体(CT錯体)は電子供与性の分子(ドナー)と電子受容性の分子(アクセプター)からなる分子間化合物である.本研究では,極性を持ち,結晶中でも運動可能な芳香族分子からなるCT結晶を作製し,結晶中における極性分子の面回転運動を利用して結晶の誘電機能を発現させることを目的とした.更に,高温で極性分子の回転により配向が乱れた無極性の構造を持つ結晶が,低温で配向が秩序化した極性構造の結晶へと変化する相転移を誘導することで,分子性強誘電結晶を開発すること目指した.平成28年度はコロネン,ペリレンなどの多環芳香族炭化水素をドナーとし,テトラクロロ無水フタル酸(TCPA)およびテトラブロモ無水フタル酸(TBPA)などの極性分子をアクセプターとして用いたCT結晶について検討を行った.これらのCT錯体の単結晶を蒸発法あるいは共昇華法により作製した.温度可変X線回折測定により結晶構造を調べたところ,CT結晶のいくつかにおいて,構造相転移が起こることが分かった.それらの結晶では,高温相では極性分子の配向に乱れがあり低温相で配向が秩序化する,秩序ー無秩序型の相転移が起こっていることが分かった.これらの結晶では,高温相で極性分子の面内回転運動に由来する誘電応答(配向分極)を示し,相転移により誘電率が急激に変化することが分かった.また,いくつかのCT結晶において,結晶構造変化としては,強誘電性を示すことが期待される相転移が観測された.既にいくつかのCT結晶において,強誘電性あるいは反強誘電性を示すことが期待される相転移が観測されている.そのような結晶について分極ー電場ヒステリシス測定を行う.また,高速な分極反転が出来ず,ヒステリシス測定を行うことが出来ない結晶については焦電流測定あるいは直流電場印加による結晶構造の反転をX線結晶解析によって観測することにより強誘電性を証明する.28年度が最終年度であるため、記入しない。
アパタイトセメントの骨伝導発現メカニズムの細胞レベルでの解析

アパタイトセメントは、優れた生体親和性と骨伝導性を示す生体活性セメントである。また、焼結体アパタイトは全く骨と置換しないが、アパタイトセメントは長期的にではあるが、骨と置換すると報告されている。両者ともその組成はアパタイトであるが、結晶性の相違が、骨伝導性や骨との置換の有無、すなわち骨芽細胞および破骨細胞の活性化に大きな影響を及ぼしていると考えられる。しかし、これまでにその詳細は明らかにされておらず、また細胞レべルの研究は全く行われていない。そこで今回、骨伝導性および骨置換に関するアパタイトセメントと焼結体アパタイトの差異を細胞レべルで明らかにすることを目的とし、培養骨芽細胞による骨形成と培養破骨細胞による吸収性について検討した。アパタイトセメントを粉液比2.0で練和し、37°C、相対湿度100%の条件下で24時間硬化させたディスク上硬化体を試料とした。対照として焼結体アパタイトを用いた。アパタイトセメント硬化体、焼結体アパタイトのディスク上に、ヒト骨芽細胞を播種し、初期接着性、骨芽細胞数の増殖、骨芽細胞の分化マーカーの発現について検討した。また、アパタイトセメント硬化体、焼結体アパタイトのディスク上に、破骨細胞を播種し、一定期間培養後、ディスク上の破骨細胞による吸収窩数、吸収窩面積を測定した。その結果、初期接着性および細胞増殖に関して、アパタイトセメントと焼結体アパタイトとの間で有意な差は認められなかった。しかし、骨芽細胞の分化マーカーの発現に関しては、検討したすべての時期でアパタイトセメントは、焼結体アパタイトに比較して有意に高い値を示した。また、焼結体アパタイトは破骨細胞による吸収はみられなかったが、アパタイトセメントについては、吸収が認められた。以上の結果から、アパタイトセメントは、焼結体アパタイトより、破骨細胞により吸収されやすく、骨形成を促進させることが明らかとなった。アパタイトセメントは、硬化体がアパタイトになるため、優れた生体親和性と骨伝導性を示す生体活性セメントである。しかし、これまでにその詳細は明らかにされておらず、また細胞レベルの研究は全く行われていない。そこで今回、骨伝導性および骨置換に関するアパタイトセメントと焼結体アパタイトの差異を細胞レベルで明らかにすることを目的とし、培養骨芽細胞による骨形成と培養破骨細胞による吸収性について検討した。アパタイトセメント硬化体、焼結体アパタイトのディスク上に、ヒト骨芽細胞を播種し、初期接着性、骨芽細胞数の増殖(MTT法、3H-チミジンの取り込みによるDNA合成能の定量化)および骨芽細胞の分化マーカーの発現(アルカリフォスファターゼ活性の測定、ELISA法によるTypeIコラーゲンとオステオカルシン発現量の定量化)について検討した。これらの結果から、アパタイトセメントは、焼結体アパタイトより、骨芽細胞の分化を促進させることが明らかとなった。今後、培養破骨細胞を用い、セメントの吸収についての検討を行う予定である。

また、焼結体アパタイトは破骨細胞による吸収はみられなかったが、アパタイトセメントについては、吸収が認められた。以上の結果から、アパタイトセメントは、焼結体アパタイトより、破骨細胞により吸収されやすく、骨形成を促進させることが明らかとなった。
抽出分離法による時効硬化型銅合金の析出機構の学理究明

高強度-高導電性材料として汎用されている時効硬化型銅合金では,熱処理中の組織変化を把握することが特性制御を実現するために重要となる.時効による析出挙動を正確に理解するためには試料中から析出物を採取して直接的に析出物の構造,組成を評価できる抽出分離法が有用である.本研究では,抽出分離法を利用して各種銅合金の時効にともなう析出物の構造,組成,析出量の変化を定量的に調査した.抽出分離条件を精査することにより適切に合金中から析出物を採取することができた.これにより各試料の定量的な組織解析が可能となったため,精密な等温変態図や部分平衡状態図が作成でき,材料特性を制御するための開発指針を的確に提案できた.電気・電子製品の小型化や効率化のニーズに呼応するためには、電子部品、実装配線などを構成する銅合金の高強度化、高導電性化が重要である。このような背景から、最近では強度-導電率のバランスに優れた時効析出型銅合金が汎用されている。これらの合金の力学的・電気的特性は時効による組織変化に大きく影響を受ける。そのため、今後の合金開発を効率的かつ的確に進めていくためには、時効中での析出物の生成・成長挙動を詳細に把握することが必要である。本研究では、申請者らが見出した「抽出分離法」により各種の時効硬化型銅合金の析出挙動を定性的かつ定量的に把握していくことを目的とする。平成26年度は、コネクタ用材料として研究・開発が最も盛んな時効析出型Cu-Ti系合金を中心に研究を進め、下記に示すような研究成果を得た。1.時効挙動の定量的評価:時効析出型Cu-Ti合金では時効初期に変調組織が形成され、次に粒内に微細な連続析出物(a-Cu4Ti)と粒界に粗大な不連続析出物(b-Cu4Ti)が形成されていく。本研究では、種々に時効条件を変化させた試料に対して、抽出分離を活用した。その結果、時効初期ではa-Cu4Tiが合金中に優勢に析出するがその体積分率は最大で12%程度であることが分かった。時効中期以降では、a-Cu4Tiが減少してb-Cu4Tiが発達する。b-Cu4Tiは最終的に体積分率18%で一定となる。また、本合金系での時効硬化には微細a-Cu4Tiが最も寄与することも確認できた。2. TTT線図の作製:上記の組織変化を時効温度420700°Cで検証することにより、溶体化Cu-Ti合金の等温変態図(TTT線図)を作製した。この知見を活用し、材料特性を制御するための開発指針を検討し、更なる高性能化を目指した研究も進めることができた。電気・電子製品の小型化や効率化のニーズに呼応するためには、電子部品、実装配線などを構成する銅合金の高強度化、高導電性化が重要である。このため、近年では強度-導電率のバランスに優れた時効析出型銅合金(Cu-Be系、Cu-Ti系、Cu-Ni-Si系等)が主力になりつつある。これらの合金の力学的・電気的特性は時効処理による組織変化に大きく影響を受ける。そのため、今後の合金開発を効率的かつ的確に進めていくためには、時効中での析出物の生成・成長挙動を詳細に把握することが必要であり、そのための組織・構造評価技術が極めて重要となる。本研究では、「抽出分離法」の適用を適用して時効析出型銅合金の時効にともなう一連の析出現象を定性的かつ定量的に把握することを目的にしている。初年度(平成26年度)には時効析出型Cu-Ti合金に対して抽出分離のノウハウを培った。本年27年度は、この知見を基に、高強度-高導電性材として汎用されている時効析出型Cu-Ni-Si三元系合金に対して抽出分離を適用して組織解析を進め、下記の成果を得た。1.時効析出挙動の定量的解析:Cu-Ni-Si合金では、時効初期に粒内に微細な連続析出物(Ni2Si)と粒界から粗大な不連続析出物が生成される。本研究では、種々に時効した試料に対して、抽出分離を活用した。その結果、これまで厳密に同定されていなかった不連続析出物の構造、組成、母相中の結晶方位関係などを同定するに至った。2.不連続析出物の生成挙動の把握:研究を通して、Cu-Ni-Si系合金における不連続析出物の生成は結晶粒界のサイズや粒界性格に良い影響を受けることを見出した。つまり、本系では粒界のサイズが小さいほど、また粒界エネルギーが小さいほど不連続析出物は生成されにくい。本知見は、機械的特性に不都合な不連続析出物の生成を抑制するために非常に有意である。時効析出型Cu-Ni-Si系合金では、時効初期に数nmオーダーの非常に微細な連続析出物(Ni2Si)が生成し、時効条件次第では粒界から不連続析出物が数mmと比較的粗大に形成する。微細な連続析出物は強化への寄与が大きいため積極的に析出させたいが、粗大な不連続析出物は割れの起点となるため抑制したい。そのための製造プロセスを確立するためには、時効析出挙動を詳細に把握することが重要である。このため、平成27年度では抽出分離法を利用してCu-Ni-Si合金の時効析出挙動を系統的に調査することを基軸とした。

高周波溶解-均質化-圧延-試験片切出し-溶体化の工程でCu-4.3at%Ni-2.2at%Si合金を作製した。マッフル炉および塩浴炉にて450 oC650 oCで時効した。時効した試料を硬さ試験および抵抗率測定に供し組織変化をモニターした。また、試料を下記の抽出分離に供した。Cu-Ni-Si合金では試料を7 mol/L硝酸水溶液に浸漬することにより母相は完全に溶解し、析出物相は残渣として残した。これを濾過分離して析出物相を回収した。濾液、残渣をICP発光分析して母相および析出物の組成を解析した。また、残渣(析出物相)を直接X線回折解析に供することにより析出物相の結晶構造を同定し、析出量も見積もった。450 oC650 oCの等温時効した試料での組織解析を集約して不連続析出物の生成条件を整理し、析出現象の速度論的解析を行った。また、Cu-Ni2Si擬二元系状態図を構築した。以上の結果は、当初の予定通りである。以上の成果に加えて、本年度はNi超合金(Ni/Ni3Al, Ni/Ni3(Si,Ti))の組織解析に抽出分離法を適用する手法に関して検討を進めており、目途が立ちつつある。これは、当初の計画以上の進展である。時効析出型銅合金(Cu-Ti、Cu-Ni-Si系など)の力学的・電気的特性は時効処理による組織変化に敏感に影響を受ける。そのため、合金開発を効率的かつ的確に進めていくためには、時効中での析出物の生成・成長挙動を詳細に把握することが必要であり、そのための組織・構造評価技術が極めて重要となる。本研究では、「抽出分離法」を適用して時効析出型銅合金の時効にともなう一連の析出現象を詳細に把握することを目的にした。最終年度(H28年度)はこれまでに得られたノウハウをCu-Ti-Fe系、Cu-Ni-Co-Si系、Ni超合金に1. Cu-Ni-Co-Si系合金:本合金では、時効初期に粒内に微細な連続析出物((Ni,Co)2Si)と粒界からファイバー状不連続析出物が生成される。不連続析出物も斜方晶(Ni,Co)2Siで同定される。析出相の組成は(Ni+Co)/Si=1.7である。基本的にはCu-Ni-Si三元系と同様の時効析出挙動を示した。2. Cu-Ti-Fe系合金:本合金では、時効初期に粒内に微細Fe2Ti(六方晶)が連続析出物する。一方、粒界反応による不連続析出物の生成はみられなかった。以上のように、連続析出物相、不連続析出物の生成などの点に置いてCu-Ti二元系とは異なる時効析出挙動を示すことが分かった。上記に加えて、種々の時効温度に対する組織解析を集約して、本合金における等温変態線図を作成した。3. Ni基超合金系:Ni-Al-V-W系超合金に対して抽出分離の適用を試みた。本系に対して酒石酸溶液にて電解的腐食を施したところ、母相Ni3Al、複相Ni3Vは溶解し、微細析出物相Ni4Wだけが難溶解性残渣となり、その後に抽出分離できた。これにより、従来の電子顕微鏡的手法では不明であった析出物相の組成や生成量が定量的に求めることができた。高強度-高導電性材料として汎用されている時効硬化型銅合金では,熱処理中の組織変化を把握することが特性制御を実現するために重要となる.時効による析出挙動を正確に理解するためには試料中から析出物を採取して直接的に析出物の構造,組成を評価できる抽出分離法が有用である.本研究では,抽出分離法を利用して各種銅合金の時効にともなう析出物の構造,組成,析出量の変化を定量的に調査した.抽出分離条件を精査することにより適切に合金中から析出物を採取することができた.
超伝導技術を利用したニュートリノ研究の新展開

超伝導技術を利用した新規なニュートリノ検出器を開発する。ニュートリノに関する未知な問題として、ニュートリノの絶対質量と太陽ニュートリノの謎が残っている。前者に関しては、ニュートリノが質量を持つことは分かっているが、その大きさはまだわかっていない。そこでレニウムと超伝導技術を組み合わせることにより、新しい切り口で測定に挑む。後者は、太陽のエネルギー発生源である水素の核融合反応で生じるppニュートリノを世界で初めて実時間で超伝導技術とガリウム・インジウムを用いて行うことを目指す。代表者はこれまで超伝導技術と微細加工技術の開発を行ってきた。本研究はそれらの要素技術を融合して行う初めての研究である。
腫瘍辺縁血管新生抑制を目指した分子標的ナノ遺伝子製剤開発のための基礎研究

本研究で作製したシールドアームズ型遺伝子製剤は、腫瘍環境下でTGF-によるマクロファージからのVEGF遺伝子の産生を抑制するとともに、IRF-1の発現促進によって抗癌活性を誘導することを確認した。これにより、開発した遺伝子製剤は腫瘍増大に有利に働いているマクロファージの血管新生作用を抑制し、同時に抗腫瘍活性を示すためのマクロファージの活性化を促進できる製剤として使用できるものと考える。癌組織から過剰に産生されたTGF-betaは、癌組織周辺マクロファージに作用し、マクロファージの免疫活性を低下させる。同時に血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の産生を促進し、癌組織周辺の血管新生を誘導し、癌の悪性化を促進する。本研究では、腫瘍細胞由来TGF-betaにより促進されるVEGFの産生に寄与するシグナル伝達分子を捕捉するデコイ型核酸配列の設計を試みた。すなわちTGF-betaレセプター下流のシグナル分子であるSmad、および癌組織に特徴的な低酸素状態下で誘導される低酸素誘導因子(HIF : hypoxia induced factor)に着目し、これらを捕捉・不活性化する核酸配列を構築した。さらに、マクロファージの抗癌活性を増強する転写因子IRF-1に焦点を当てた。IRF-1は抗腫瘍活性をもつiNOSの主要転写因子であり、マクロファージの抗癌活性を誘導することが可能である。そこで、デコイ型遺伝子配列(アームズ)の下流にIRF-1をコードする遺伝子(シールド)を連結し、マクロファージの相反する二つの作用を利用した盾矛型(シールド/アームズ型)遺伝子製剤の開発を目指した。作製したデコイ型遺伝子のうち、D-90は最も高いデコイ活性を示し、VEGF遺伝子の発現をコントロールと比較して約70%抑制した。また腫瘍周辺を模倣した環境において、D-90をRAW264.7細胞に導入したところ、高いルシフェラーゼ活性が認められた。従ってD-90はデコイとして機能する一方で、下流の遺伝子の転写を促進するプロモーターとしての活性も保持していた。RAW264.7細胞に導入したところ、IRF-1遺伝子およびiNOS遺伝子の発現を促進しており、デコイとして機能すると同時にIRF-1を発現し抗腫瘍活性を誘導するシールドアームズ型遺伝子として機能する可能性を示す事が出来た。平成23年度はin vitroでの癌モデル系の確立と構築した系を使用した遺伝子製剤のスクリーニング、及び製剤キャリアーの検討を中心に行った。まず始めにTGF-betaの産生と低酸素状態を念頭にin vitroでの癌モデル系の確立実験を行った。その結果TGF-betaを6ng/ml、低酸素6時間という条件でVEGFの産生が高い事がわかり、これをin vitro実験系として採用した。この実験系を利用したスクリーニングからD-90という遺伝子が効果的にVEGFの産生を抑制することを見いだし、これを候補製剤とした。次に臨床応用を考慮し、アニオン性リポソームをベースとした製剤キャリアーの作成について検討を行った。元来リポソームにはenhanced permeability and retention (EPR)効果により癌組織周辺に受動的ターゲティングされる性質が備わっており、癌治療に有用であるとされている。我々のアニオン性リポソームはこの特徴に加え、エンドサイートーシスではなく細胞膜との融合により細胞内に取り込まれる可能性が示唆されており(現在、メカニズムの詳細について検討中)、その結果リソソームを中心とした細胞内分解システムを回避することが可能となり、遺伝子製剤をより効果的に細胞内へ送達できると考えている。最後にD-90遺伝子製剤をアニオン性リポソームに内封し、in vitro実験系でその効果を確認した。その結果、導入効率は非常に良好で、またVEGF遺伝子のmRNA発現も効率よく(約70%)抑制出来ることを示した。これは市販の遺伝子導入試薬DOTAP (Roche)とほぼ同等であり、体内での生体適合性を考えるとその有用性は市販品よりもより高いと考えられ、現在までに得られた知見は、腫瘍細胞周辺の血管新生を抑制し増殖を抑える遺伝子治療法を開発する上で有用であると思われる。平成24年度前半に行う予定であった製剤キャリアーの検討を平成23年度後半に行ったため、計画書とは少し進行過程は異なるが、概ね順調であると考えている。平成24年度の前半に平成23年度の後半で行う予定であった遺伝子製剤の免疫活性化部位の検討を行う予定である。ここまでVEGF産生を抑制するための様々な遺伝子製剤のスクリーニングを行って来たが、D-90と名付けたデコイ遺伝子が安定して機能しており、また作成した製剤キャリアーとの相性も良いので平成24年度は落ち着いて後続の実験が出来ると考えている。またここまでの研究経過を平成24年3月に行われた日本薬学会での発表で報告出来た事も順調に進展している成果であると考えている。平成24年度は早めにex vivoでも効果が期待出来る事を示し、後半では実際の血管新生モデルを使った実験等でin vivoにおける遺伝子製剤の効果を証明したいと考えている。

今後の推進方策として、平成24年度は平成23年度に作成したD-90遺伝子製剤にVEGF遺伝子転写抑制効果に加えて免疫活性化能を付加するために、免疫活性化部位と活性化を促進する遺伝子配列・構造を検討する予定である。当初この検討を平成23年の後半で行う予定であったが先に製剤キャリアーの検討を行ったために予算の使用が軽減されたが、平成24年度に改めて遺伝子の作成に入るため、制限酵素やポリメラーゼといった酵素類の購入費に前年度未使用であった予算を使用する予定である。D-90部位にSMAD/HIFが結合した際、これらを捕捉・抑制すると同時にそれが駆動力となり免疫活性化因子をコードする遺伝子の転写の活性化が可能となり、周囲の免疫を活性化が実現する仕組みを想定しており、免疫活性化因子の産生を確認する。従って平成24年度の予算を定量PCR法で用いる酵素等の費用に、またタンパク質の産生をELISA法で確認するための抗体の購入に当てる。次にin vivoに近い細胞での製剤効果を確認するため、マウスの腹腔内、あるいは骨髄細胞から誘導したマクロファージに投与し同様に実験を行う計画である(ex vivo)。従ってマクロファージ細胞を単離するための抗体(磁気分離システムで使用)の費用に当てる。生体により近い細胞は通常の遺伝子導入実験でも導入効率が極端に低下するので、この点が私のリポソームで克服できているか確認する。問題が有れば直ちにリポソームの組成に戻り検討を行う。細胞を用いる実験としての最後に、ヒト由来のマクロファージを用いて実験を行う。ヒト由来の細胞株は市販されているので平成24年度の予算をその購入費にあてる。またよりin vivoに近い環境で血管新生を抑制している事を示すために血管新生キットにより効果を検討する。従って平成24年度の予算をその購入費にあてる。平成24年度は引き続き実験に用いる遺伝子製剤の構築を行うためにポリメラーゼ等の酵素類が必要であると同時に遺伝子を抽出するカラム等も必要となる。遺伝子製剤の効果検討は主に細胞株で行うので、細胞培養に関連する培地や血清等の試薬と培養に使うプラスチック製品費を申請する。さらに細胞の反応を見るために添加するTGF-β等のサイトカインを購入し、またサイトカインの検出に用いる抗体予算を申請する。製剤キャリアーとして使うリポソームを作製するための脂質類が必要でありこれを予算として申請する。機器類ではマクロファージをマウスの腹腔内または骨髄から単離、誘導するため、磁気細胞分離装置を購入したいと考えておりこれを申請する。さらに検討した遺伝子製剤はヒトのマクロファージ細胞でも検討を予定しておりヒトのマクロファージの購入、及び血管新生検討キットを購入し実際の血管新生抑制効果も検討する。in vivo実験まで到達出来ればその実験に用いるマウスを購入する。総括した上で研究成果を平成25年3月の日本薬学会にて発表する予定であり、国内旅費として申請する。