hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自衛隊員と家族の派遣活動段階に即したソーシャルワーク支援システム開発に関する研究

自衛隊員(以下、隊員)の業務における派遣活動は、その内容の特殊性から隊員とその家族の生活に及ぼす影響は非常に高く、その結果、様々な生活課題の発現も懸念される。派遣活動は一定の段階を辿るとされ、各段階で彼らの生活環境に生じる変化は異なる。そのため、彼らが直面する生活課題への支援については、人間を取り巻く環境とその相互作用する接点に介入するソーシャルワークが有効である。その際に、派遣活動の各段階の特徴を踏まえ、隊員と家族を取り巻く環境要因である「国内・国際情勢」「組織(防衛省および自衛隊全組織)」と隊員が従事する「任務」の影響と、これらの相互作用を考慮したソーシャルワークの展開が必要となる。平成26度は、昨年度までの「ミリタリーソーシャルワークにおけるDeploymentサポートプログラムの研究」(課題番号23653164)を基盤とし、さらに3年を予定している本研究の基礎となる文献・資料研究、特に、防衛省・自衛隊に関する資料収集ならびにその整理・分析を進めた。また、継続して参加を行っている「Military and Veteran Social Work Conference」(2014年6月6ー8日)に参加し、アメリカにおけるMilitary Social Work実践・研究活動ならびに専門職養成の最新情報を入手し、整理・分析を行った。さらに、アメリカのMilitary Social Workの研究者との継続した連絡調整により、資料・情報の入手とその分析を進めることで、アメリカ以外においてもMilitary Social Workについて新たな展開が進められている状況に関して見識を深めることができた。これらのことから、昨年度までの研究成果により整理されたアメリカにおけるMilitary Social Workの実践活動の展開ならびに専門職養成の状況と比較すると、ますますその専門性の深化が認められ、それは本研究課題における我が国の実情に即したソーシャルワーク支援システム開発においても十分に活用ならびに応用可能であると判断された。「Seven Stage Model」に関しては,各Stageの特徴とそこでのService MembersとMilitary Families等が直面する状況と必要とされる支援ならびに支援者が保有すべき支援視点の概観について整理を行った.これにより支援システム開発のための基礎的理論の整理が進められた.また「Emotional Cycle of Deployment」に関しては,我が国での紹介例は少なく,また比較的新しい理論であるため先行研究および資料の精査を行った.さらに,上記のような文献・資料研究を基盤に,本研究で開発予定の支援システムに,支援活動の過程において関わるソーシャルワーカーを対象として「Deployment Cycle」と「Military Culture」の視点・知識に特化した研修プログラム案を作成した.これは,本研究の目的の一つでもある自衛隊員とその家族への支援に関わる様々な専門職との連携・協働の推進ならびに支援活動の「活動機能分類」の論究に関わる側面もあるため,最終年度の研究への一助になると考えられる.2015年4月上旬から研究者の体調不良(現在は完治)により約1ヶ月の入院・在宅療養ならびに継続した加療が必要となったことが最大の原因としてあげられる.それにより,当該年度に予定していたMilitary Social Workerへのインタビューに関わる準備・調査活動が実施困難となった.そのため,今年度は最終年度において提言予定の自衛隊員と家族の派遣活動段階に即した支援システム開発に関連すると考えられる,アメリカのMilitary SocialWorkに関わる先行研究の精査を進め,それによりシステム開発において考慮すべき事項の整理を行った.2016年度は当初の計画通り、本研究のテーマに即し、自衛隊の心理専門職および地域の社会福祉専門職を対象とし、恐らく我が国では前例のない、Military Social Workに関する講演会を開催した。また、2015年度の研究実績の一つである「アメリカにおけるMilitary Social Workに関する研究ーMilitary Social Workerの意義と専門職養成ー」(博士論文)を基盤に、学会報告ならびに論文投稿を行った。当初予定していた、20142016年度の3年間にわたる研究計画の内、2014・2016年度の計画については概ね対応が進められているが、2015年度に実施予定としていた「沖縄駐留米軍のMilitary Social Workerへのインタビュー」については、研究者の体調不良により未実施となっていた。そのため2017年度の実施に向けて調整を進めている最中である。米国のMilitary Social Workの概要・実践状況及び専門職(Military Social Worker)養成課程の状況等を踏まえ、自衛隊員(以下、隊員)とその家族の派遣活動段階に即したソーシャルワーク支援システムに関する試論について検討を行った。その結果、隊員が従事する派遣活動(Deployment)の各段階(前・中・後期の3段階のモデルを使用)において生じる生活変動が、彼らの身体的・心理的・社会的側面に与える影響を考慮したソーシャルワークを展開する必要性が明らかとなった。つまり、派遣活動(Deployment)の各段階において、隊員と家族を取り巻く環境は大きく変化し、彼らが直面する生活課題も隊員と家族それぞれに異なるため、彼らのQOLの向上を図るためには、人間を取り巻く環境と相互作用する接点に介入することを主軸とするソーシャルワークが有効であると考える。その際に必要な視点としては、隊員と家族を取り巻く環境要因である「国内・国際情勢」「組織(防衛省・自衛隊全体と各隊員が配属されている駐屯地・基地等を指す)」ならびに自衛隊員が従事する「任務」の影響とその相互作用を考慮する必要が明らかとなった。加えて、自衛隊に固有の「職業文化」が彼らの身体・心理・社会的側面とそこに生じる「複合的な生活課題」に影響を与えている構造を勘案したうえで、各派遣活動段階の特徴を考慮したソーシャルワーク実践を展開する必要があると考える。

さらに、その実践活動に従事する専門職については、ソーシャルワーク専門職としての専門的知識・技術に習熟しているだけではなく、隊員と家族を取り巻く固有の環境(「国内・国際情勢」「組織」・「任務」)ならびに職業文化が彼らの生活課題に与える影響を考慮し、さらにそれらを活用したエンパワメントを進めるための専門職養成プログラムの構築の必要性も認められた。自衛隊員(以下、隊員)の業務における派遣活動は、その内容の特殊性から隊員とその家族の生活に及ぼす影響は非常に高く、その結果、様々な生活課題の発現も懸念される。派遣活動は一定の段階を辿るとされ、各段階で彼らの生活環境に生じる変化は異なる。そのため、彼らが直面する生活課題への支援については、人間を取り巻く環境とその相互作用する接点に介入するソーシャルワークが有効である。その際に、派遣活動の各段階の特徴を踏まえ、隊員と家族を取り巻く環境要因である「国内・国際情勢」「組織(防衛省および自衛隊全組織)」と隊員が従事する「任務」の影響と、これらの相互作用を考慮したソーシャルワークの展開が必要となる。文献・資料収集ならびに分析は概ね順調に進められているが、次年度に予定されている米国本土または沖縄駐留米軍のMilitary Social Workerへのインタビューを行うための関係者への協力依頼等の準備およびインタビュー構成・インタビューに必要とされる手続き等の実施については、十分な連絡調整が進められていない状況である。同様に、最終年度に計画をしているアメリカのMilitary Social Work研究者を招聘した講演会の準備についても打診を行い、了解を得られたが、その後の準備については保留中である。今年度は当初の計画にそって,アメリカより講師を招聘し,Military Social Workに関する講演会を12月中旬以降に行う予定である.テーマとしては,Military Social Work概論ならびにMilitary Social Workの支援におけるDeployment,Military Cultureへの理解に関わる講演内容を調整中である.
ダイレクトアーク注入による超音速気流中の着火と保炎

飛行マッハ数6以下のラムジェットとスクラムジェットの遷移飛行状態の超音速燃焼は、この領域ではラム圧縮が不十分で、温度、圧力が目立着火に不適当であるため、外部からの何等かの強制的な着火が必要であると言われている。本研究は、その着火手段として、これまでのプラズマト-チによる方法よりさらに効果が高いことが期待されるアークの直接注入法を提案し、実験を中心としてその性能を検討したものである。アークの注入は、流路底面に設けた電極間に発生させたものを電極間から流路内部へ吹き出すキャリアガスによって強制的に押し出すことによって行った。この方法により、流路内に露呈したアークを現出させることが出来、良好な着火を行なうことができた。このキャリアガスとしては、等量比1、0.5の混合気、空気のみ等量比2の混合気の順に有効であることが実験により示され、反応終了時間の計算結果もこれを裏付けている。主燃料にはメタンを用いているが、これに30%の水素を加えた場合、計算では反応時間が約半分に短縮されているものの、実験では顕著な効果がみられていない。これは、今回あえて行っているような低温、高速といった悪条件下では、燃料の着火後の反応性よりも、初期火炎生成に必要なラジカルの外部注入が効果的であることを示しているのではないかと思われ、この点が今後の超音速燃焼のための着火や燃焼促進研究の鍵の一つではと考えている。電気的インパクトを付加することで燃焼の促進を行うことは、各種提案され、その効果についても報告されている。その発展応用例として、超音速気流中での燃焼に、プラズマジェット(PJ)を用いる方法は、スクラムジェット燃焼器内での着火・保炎方法の一つに挙げられ研究が進められている。今回ここで試みている研究は、PJの場合と同じく直流アークを利用するものであるが、このアークの作用をより効果的にするため、高速気流中に露呈した状態でアーク放電を付加し、着火・保炎能力の向上を試みるものである。燃焼器は気流に平行にアーク放電を付加する平行型と垂直に付加する垂直型の2種類を考え、比較しながら実験を進めている。燃料には、実用では水素が最も有力と言われているが、貯蔵容積/方法の観点から候補の一つとして残っているメタンを用いている。メタンは着火・燃焼特性に劣るためかえって燃焼促進効果を比較しやすいという利点もある。垂直型の実験では、アーク放電の付加による向上が観察されているが、電極が流路中に曝され流れ場を大きく変えてしまうという問題があり、現在そうならない方法を検討中である。平行型においても同様な効果が観察されているが、垂直型に比べてこちらはアークの安定化が難しく、電極の配置、形状ならびにキャリアガスの注入方法を変え、実験を行っている。アーク作動ガスの種類による効果の比較では、酸素あるいは空気を用いた場合が現在のところもっとも効果が高いという結果が得られており、この事は、実用上、別のガスの携行を必要としないという意味で好都合である。これまでのところ、室温を総温とした極めて低い温度環境で、気流マッハ数1.7程度の部分着火が確認されており、さらに高いマッハ数での確実な着火・保炎を目指して継続中である。飛行マッハ数6以下のラムジェットとスクラムジェットの遷移飛行状態の超音速燃焼は、この領域ではラム圧縮が不十分で、温度、圧力が自立着火に不適当であるため、外部からの何等かの強制的な着火が必要であると言われている。

主燃料にはメタンを用いているが、これに30%の水素を加えた場合、計算では反応時間が約半分に短縮されているものの、実験では顕著な効果がみられていない。これは、今回あえて行っているような低温、高速といった悪条件下では、燃料の着火後の反応性よりも、初期火炎生成に必要なラジカルの外部注入が効果的であることを示しているのではないかと思われ、この点が今後の超音速燃焼のための着火や燃焼促進研究の鍵の一つではと考えている。
ヒト末梢血RNAを用いた電気けいれん療法の作用機序の検討

遅発性ジスキネジアあるいはジストニアを呈する統合失調症あるいはうつ病の18症例を対象に電気けいれん療法(ECT)の有効性を検討した。不随意運動評価尺度によって客観的な評価を行い、統計学的に有意な改善が示された。また、うつ病患者7名と統合失調症患者9名でECT前後に採血を行い、末梢血中の神経由来栄養因子(BDNF)を測定した。結果、うつ病ではECT後有意に末梢BDNF値が有意に増加したが、統合失調症では変化がなかった。平成22年度内では対象数が少なく、本研究の目的の一つである「効果発現に関する遺伝子の同定」までには至らなかったが、今後、対象数を増やして引き続き検討していく。本研究の検討を通じて、ECTの作用機序と関連した他のテーマについての解析も行った。急性期の統合失調症において抗精神病薬のリスペリドンの血中濃度について測定および検討を行った。大うつ病性障害の患者において、抗うつ薬であるパロキセチン濃度とBDNFレベルの変化の関係について報告した。また抗てんかん薬による薬物療法においてチトクロームP450の多形性の役割についても公表した。これらのテーマについても対象数を重ねて更に研究を進めていく。また、これらの知見の集積がECTの作用機序の解明の一助となるものと考えられる。平成23年度内では対象数が少なく、本研究の目的の一つである「効果発現に関する遺伝子の同定」までには至らなかったが、今後、対象数を増やして引き続き検討していく。大うつ病の患者において血しょう中のパロキセチン(抗うつ薬)と血しょう中のBDNFレベルの関係について報告した。また、大うつ病患者において、パロキセチンへの臨床反応と血しょうの薬物濃度に負の相関関係がみられたことについても報告した。また、これらの知見の集積がECTの作用機序の解明の一助になるものと考えられる。1)遅発性ジスキネジアあるいは遅発性ジストニアを呈する統合失調症あるいはうつ病の18症例を対象に修正型電気けいれん療法(ECT)の有効性を検討した。治療前の不随意運動評価尺度(AIMS)は19.1±4.9であり治療後は9.6±4.4と低下し、統計学的に有意に改善した(p<0.01)。AIMSが半分以下に改善した患者を治療反応と定義すると18人中7人が該当し、反応率は39%と算出することができた。2)うつ病患者7名と統合失調症患者9名でECT前後に採血を行い、うつ病の病態と関連の深い抹消血中の神経由来栄養因子(BDNF)を測定した。うつ病ではECT後有意に抹消BDNF値が有意(p<0.01)増加したが、統合失調症では抹消BDNF値に変化がなかった。従ってうつ病患者と統合失調症患者ではECTの作用機序が異なる可能性が示された。3)うつ病患者2名と統合失調症患者10名でECT前後に採血を行い、末梢血RNAを用いてマイクロアレイ解析(Human WG-6 BeadChips)を行い、得られたシグナル値を基にAgilent社のGeneSpring GXを用いて解析を行った。ECTで変化をおこした遺伝子発現の変化を検討し、発現量に有意差(p<0.05)のある遺伝子を1stサンプル(N=6)で184個、2ndサンプル(N=6)で525個抽出した。ECT関連遺伝子との関連を検討したが、有意な遺伝子は見つけられなかった。4)けいれんに関連する代表的なイオンチャネルであるナトリウム、カリウム、ニコチンイオンチャネルに注目し、それらの代表的な遺伝子多型SCN1AIVS、SCN1A(rs22987)、CHRNB(rs2660)、CHRNB(rs22072)、KCNQ(rs21801)とECTのけいれん時間や耐性の出現頻度を検討したが、いずれも有意な遺伝子多型を検出することはできなかった。症例数が予定通りに集まっていない。交付申請時には1年あたり50例ほどを予定していたが、実際は20例にとどまっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、統合失調症と重症うつ病の症例を積極的に研究へエントリーさせていくよう努めて、症例数をのばしていく。研究の方法は申請時と変更ないが多角的にECTの機序にせまるため、遺伝子的な検討に加えて薬理学的な検討も併せて行っていく。
ミルフィーユ構造における不均一変形に起因する格子ひずみ発達機構の解明

塑性異方性の強い金属材料において,不均一変形により導入された変形帯が力学特性の向上に寄与し得ることが指摘されており,その積極的な利用が期待されている.しかしながら,複雑な微視構造を持つ材料における不均一変形の直接観察は困難であり,定量的な評価手法は確立していない.本研究は,その場回折試験で得られる格子ひずみの発達機構を数値的に明らかにすることにより,不均一変形の定量評価手法を構築することを目的とする.塑性異方性の強い金属材料において,不均一変形により導入された変形帯が力学特性の向上に寄与し得ることが指摘されており,その積極的な利用が期待されている.しかしながら,複雑な微視構造を持つ材料における不均一変形の直接観察は困難であり,定量的な評価手法は確立していない.本研究は,その場回折試験で得られる格子ひずみの発達機構を数値的に明らかにすることにより,不均一変形の定量評価手法を構築することを目的とする.
薬剤師の介入による糖尿病患者の心理変容

糖尿病治療において重要なことは血糖を良好に保つことであり、日本糖尿病学会は合併症予防を目的としてHbA1c7.0%未満を目標に定めている。しかし、HbA1c7.0%未満にコントロールされている患者は全体の56.1%であるという報告がある。糖尿病治療において薬物療法は食事療法、運動療法と並び重要な治療法である。すでに海外の研究では、経口血糖降下薬の服薬アドヒアランスが良好であれば血糖コントロールが良いことが示されている。しかしながら、慢性疾患における内服薬のアドヒアランスは低く、中でも糖尿病治療薬は特に低いことが報告されている。糖尿病患者の心理的側面を表す新たな指標として、糖尿病イメージが提案されている6)。釜谷らは糖尿病に対して患者が持つイメージには7つの因子があることを示し、28項目からなる「2型糖尿病患者の糖尿病イメージを見るための質問用紙」を作成した7)。糖尿病イメージは患者の糖尿病にまつわる経験に依存する。すなわち、治療経験の違いから糖尿病患者特有の行動・性格傾向を形成するのではないかと釜谷らは考察している。そして、糖尿病イメージと血糖コントロールの関連が示唆され、疾患管理において糖尿病イメージからアプローチする新たな切り口の可能性が見出されている。一方で、糖尿病患者の服薬アドヒアランスと患者の糖尿病に対するイメージとの関連については解明されていない。この関係が明らかになることで、単なる知識の提供にとどまらない、より有用な薬剤師介入につながると考えられる。本研究では、地域薬局に通う2型糖尿病患者を対象に質問用紙によるアンケート調査を実施し、服薬アドヒアランスと糖尿病イメージの関連を評価する。糖尿病コントロールと服薬アドヒアランスや患者の心理的側面について注目されている。釜谷らは28項目7因子構造から成る「2型糖尿病患者の糖尿病イメージを見るための質問紙」を作成した。患者の持つ糖尿病イメージはそれまでに受けた治療の経験に依存する。つまり,治療経験の違いから個々の糖尿病患者特有の行動・性格傾向を形成するのでないかと釜谷らは考察している。治療経験には薬の副作用,服薬することによる生活習慣の変化,疾患に対する感受性の低下(服薬しなくても特に変化がない)や治療に対する理解不足などの因子が含まれると報告している。しかし,患者の心理指標と服薬アドヒアランスの関連については調査されていない。そこで、本研究では、服薬アドヒアランスと患者の病態理解および心理指標の関連を明らかにすることで、将来的な患者の服薬アドヒアランス向上のための服薬指導方法の提案を行えると考え記述式質問紙による量的相関関係型調査研究を行った。糖尿病イメージ7因子のうち、「きちんと生活するイメージ」が弱い2型糖尿病患者は服薬アドヒアランスが不良であることが明らかとなった。このイメージを構成する質問は「食べるものに気をつけるような」、「正しい生活をするような」、「自分でコントロールすればなんともないような」の3項目であり、糖尿病コントロールのためには制限された生活を続けなければならないことへの負担・落胆の心理状態を反映していると考えられる。このことから、服薬アドヒアランス改善に向けた介入では、糖尿病患者は食生活を中心として正しく生活するものであるという意識付けをするとともに、糖尿病を自らコントロールすることができれば恐れるような予後を迎える可能性は低いという楽観的な認識を与えることも重要であることが示唆された。通常の服薬指導とは別に保険薬局薬剤師が糖尿病患者へのカウンセリングを行うなどの積極的関与によって、糖尿病治療コントロールの指標であるHbA1c値が低下することを示したアッシュビルプロジェクト3、4)を筆頭に、薬剤師による糖尿病患者への積極的介入が疾病改善をもたらすことを示した様々な報告がある。さらに米国では薬剤師の介入は疾患コントロールや医療費削減に役立つとして、報酬が支払われるまでに発展した。日本でも、アッシュビルプロジェクトを参考に、医療機関と連携した薬局薬剤師の介入によって糖尿病患者の疾患コントロールが向上した事例など報告されている。今回、薬剤師が糖尿病患者の治療に積極的にかかわること(処方日以外の日に患者に電話やメールで糖尿病治療に関する相談や服薬アドヒアランスや症状などを聞き取る)により、糖尿病患者の心理がどの様に変化するか調べる。糖尿病治療において薬物療法は重要な治療法の一つである.経口血糖降下薬による服薬アドヒアランスが良好であれば,血糖コントロールが良いことが明らかにされている.また近年,糖尿病コントロールと服薬アドヒアランスや患者の心理的側面について注目されており,患者の心理指標はその内容により,糖尿病コントロールと関連があることが報告された.しかし,患者の心理指標と服薬アドヒアランスの関連については調査されていない.そこで,本研究では,服薬アドヒアランスと患者の病態理解および心理指標の関連を明らかにすることで,患者の服薬アドヒアランス向上のための服薬指導方法の提案を行えると考え,調査を行った.調査協力依頼者数は全体で105名.回答者の内,経口血糖降下薬を使用していなかったものを除外し,69名の欠損値代入後のデータを用いて解析を行った.患者は服薬アドヒアランスのレベルとタイプの違いにより4グループに分けることができ,グループごとに関連する糖尿病イメージに違いが見られた.アドヒアランス良好群では「きちんと生活するイメージ」「付き合わされているイメージ」が強く,反対にアドヒアランス不良群では「不摂生イメージ」が強いことが分かった.

一方,患者背景,病識,使用糖尿病薬の種類,血糖コントロールについてはグループ間で有意な差が見られなかった.結論:・2型糖尿病患者は服薬アドヒアランスのレベルやタイプの違いにより,4つのグループに分類することができる.・服薬アドヒアランス良好群と不良群では持っている糖尿病イメージが異なる.・薬剤師の介入により,患者の持つ「不摂生なイメージ」を「きちんと生活するイメージ」へ変化させていくことで,服薬アドヒアランスの向上につながることが示唆された.平成29年は研究体制の構築と患者リクルートを行った。具体的には37薬局の研究参加の同意を得ることが出来、9月に研究参加する薬局に対して合同説明会を行い、大学と薬局との情報共有のためのDropboxの設定、また研究に際して必要な書類等の整備を行った。10月から薬局で患者リクルートを開始し目標患者登録数180名に対して、105名の登録であるが、最終の解析可能な数が登録できた。更に、患者登録後の追跡調査に関しても問題なく実施されている。さらに、2月の中間報告会を開催し、糖尿病に関する情報提供の講演会を催す。最終年には報告会と糖尿病講演会を開催した。糖尿病治療において重要なことは血糖を良好に保つことであり、日本糖尿病学会は合併症予防を目的としてHbA1c7.0%未満を目標に定めている。しかし、HbA1c7.0%未満にコントロールされている患者は全体の56.1%であるという報告がある。糖尿病治療において薬物療法は食事療法、運動療法と並び重要な治療法である。すでに海外の研究では、経口血糖降下薬の服薬アドヒアランスが良好であれば血糖コントロールが良いことが示されている。しかしながら、慢性疾患における内服薬のアドヒアランスは低く、中でも糖尿病治療薬は特に低いことが報告されている。糖尿病患者の心理的側面を表す新たな指標として、糖尿病イメージが提案されている6)。釜谷らは糖尿病に対して患者が持つイメージには7つの因子があることを示し、28項目からなる「2型糖尿病患者の糖尿病イメージを見るための質問用紙」を作成した7)。糖尿病イメージは患者の糖尿病にまつわる経験に依存する。すなわち、治療経験の違いから糖尿病患者特有の行動・性格傾向を形成するのではないかと釜谷らは考察している。そして、糖尿病イメージと血糖コントロールの関連が示唆され、疾患管理において糖尿病イメージからアプローチする新たな切り口の可能性が見出されている。一方で、糖尿病患者の服薬アドヒアランスと患者の糖尿病に対するイメージとの関連については解明されていない。この関係が明らかになることで、単なる知識の提供にとどまらない、より有用な薬剤師介入につながると考えられる。本研究では、地域薬局に通う2型糖尿病患者を対象に質問用紙によるアンケート調査を実施し、服薬アドヒアランスと糖尿病イメージの関連を評価する。糖尿病コントロールと服薬アドヒアランスや患者の心理的側面について注目されている。釜谷らは28項目7因子構造から成る「2型糖尿病患者の糖尿病イメージを見るための質問紙」を作成した。患者の持つ糖尿病イメージはそれまでに受けた治療の経験に依存する。
口腔癌細胞の増殖浸潤転移過程における間質改造現象の分子病理学的解析

口腔癌細胞による細胞外基質の生合成とその分解酵素さらに細胞外基質分子の膜受容体の動態を間接蛍光抗体法と生化学的な蛋白質と遺伝子の発現定量法によって解析した。その結果、癌細胞の種類によって産生する細胞外基質の種類と量とが異なり、その分子における蛋白質のアミノ酸構成や糖付加の様式が異なっていることが判明し、これらの差異が生体内での癌細胞の性格の一部を規定していることが示唆された。具体的には、臨床経過の緩慢な唾液腺腺様嚢胞癌由来ACC3細胞や低転移性舌扁平上皮癌由来ZK1細胞がヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)を多量に発現するのに対して、高転移性舌扁平上皮癌由来MK1細胞はそれを発現せず、受容体インテグリン(INT)の発現も低下していた。ファイブロネクチン(FN)については、ACC3とMK1による産生は高かったが、ZK1では発現曇れなかった。ACC3細胞の産生するFNには、EDAおよびEDB領域が挿入されていたがMK1のFNには選択的スプライシングによってそれらの領域が欠失した分子が合成されていた。分解酵素のうちプラズミンはACC3で生合成されたが、その他の細胞では発現せず、MMP9の発現はMK1で高くその他では低かった。INTα5、α2、β1に付加されるN結合型オリゴ糖鎖はMK1で約5KDa大きかった。以上の結果は、細胞外基質の構造と代謝回転とそれに対する接着性の違いが浸潤転移性に代表される臨床的経過に反映されることが証明された。本年度は以下の実験をおこない、培養唾液腺腺様糞胞癌由来ACC2/3、舌扁平上皮癌由来ZK-1/ZK-2、および歯肉扁平上皮癌由来MK-1の5種類の細胞系が自ら基底膜分子を生合成して細胞外に沈着し、かつ自身の分解酵素によってこれを改造していることを示唆する所見をみいだした。またACC3細胞をもちいた実験により、ヘパラナーゼ等の酵素活性を阻害する試薬スラミンによって障害される基底膜分子代謝調節因子の存在が示唆された。(1)細胞培養:上記5種の細胞系を35mmまたは60mmペトリ皿で単層培養し、免疫沈降実験のため_<35>S-硫酸と^3H-ロイシンによる標識を行った。またACC3細胞に関してはスラミン存在下で同様に標識した。(2)免疫染色:各単層培養細胞は、培養開始後24時間毎に固定し免疫染色をおこなった。基底膜分子:IV型コラゲン、ラミニン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン、フィブロネクチンおよびこれらの分解に関与すると推定される酵素、MMP2、MMP9、ストロメライシン、ウロキナーゼ、プラスミン、ヘパリチナーゼ、ヘパラナーゼ、カテプシンDに対する各抗体とロ-ダミン標識二次抗体を用いて染色をおこなった。ZK-1/ZK-2、MK-1ともにACCと同様に細胞内での基底膜分子の生合成開始と同時に細胞質内に酵素の発現がみられ、基底膜分子の細胞外沈着開始後に酵素群も細胞外空間に放出されていることが確認された。(3)免疫沈降法による基底膜分子および酵素分子の検出:前項1)のように標識培養された細胞の細胞層および培養上清について、前項2)でのべた抗体をもちいて免疫沈降をおこない、SDS-ポリアクリルアミド電気泳動およびフルオログラフィーで可視化した。ヘパラン硫酸プロテオグリカンをはじめとする基底膜分子は5種すべての細胞系で検出されたが、その合成量はMK-1細胞で最も少なかった。一方、ストロメライシン、ウロキナーゼはMK-1で最も合成能が高く、この細胞の基底膜分子分解能の高さを示すとともに転移能との関連が示唆された。(4)スラミンのACC細胞への影響:前項

1)のようにスラミン存在下で標識し、前項3)と同様に免疫沈降をおこなうとパラン硫酸プロテオグリカンおよびフィブロネクチン様の蛋白質が培養上清に大量に検出され、細胞表層への基底膜分子の沈着および正常な分解代謝が阻害されていると考えられた。またスラミンにより接着阻害および形態変化も引き起こされることから、ACCの細胞表層にはスラミンによって障害される基底膜分子代謝調節因子が存在することが判明した。口腔癌細胞による細胞外基質の生合成とその分解酵素さらに細胞外基質分子の膜受容体の動態を間接蛍光抗体法と生化学的な蛋白質と遺伝子の発現定量法によって解析した。その結果、癌細胞の種類によって産生する細胞外基質の種類と量とが異なり、その分子における蛋白質のアミノ酸構成や糖付加の様式が異なっていることが判明し、これらの際が生体内での癌細胞の性格の一部を規定していることが示唆された。具体的には、臨床経過の緩慢な唾液腺腺様嚢胞癌由来ACC3細胞や低転移性舌扁平上皮癌由来ZK1細胞がヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)を多量に発現するのに対して、高転移性舌扁平上皮由来MK1細胞はそれを発現せず、受容体インテグリン(INT)の発現も低下していた。ファイブロネクチン(FN)については、ACC3とMK1による産生は高かったが、ZK1では発現されなかった。ACC3細胞の産生するFNには、EDAおよびEDB領域が挿入されていたがMK1のFNには選択的スプライシングによってそれらの領域が欠失した分子が合成されていた。分解酵素のうちプラズミンはACC3で生合成されたが、その他の細胞では発現せず、MMP9の発現はMK1で高くその他では低かった。INTα5、α2、β1に付加されるN結合型オリゴ糖鎖はMK1で約5KDa大きかった。異常より、細胞外基質の構造と代謝回転すなわち生体内における間質改造機転の違いが浸潤転移性に代表される臨床的経過に反映されることが証明された。
超音速エアジェットによる加工に関する研究

ウォータージェット技術は、高速でビーム状の水噴流によって金属材料ないし非金属材料の特殊加工や高圧洗浄を行い、建築物の切断・解体、さらには医療技術など多くの分野に応用する技術である。しかしそれには超高圧水を必要とするので、給水源が近くにあること、増圧機が大寸法、大重量であるため移動が容易でないこと、安全性に特に注意を要することなど、一般に広く使用するには解決しなければならない問題点を含んでいる。本研究は、ウォータージェット技術についてこれまで積み上げてきた実績に基づき、発想を転換して、空気の超音速噴流を軟質材料の加工に適用することの基礎的検討を行うことを目的としている。得られた成果は次のとおりである。(1)超音速エアージェットを得るため、入口直径10mm、スロート部内径1.0mm、出口直径4.0mmのラバルノズル部と、ポリマ水溶液混入用延長ノズル部からなる超音速ノズルを設計製作し、ノズル入口圧力が4MPaから8MPaの範囲で実験を行った。(2)最初に空気のみによる超音速エアージェットについて、ダイヤモンド状の噴流構造をシュリーレン法によって詳細に観測した。次に加工能力試験を行い、発泡ポリスチレン樹脂程度の軟質材料の穿孔が可能であることを見出した。超音速エアージェットの加工能力を一層高める目的で、延長ノズル部の側壁から水を吸入することにより、水滴を超音速エアージェットにより加速する実験を行ったが、エアージェット内の水は霧状の水滴になることが判明し、予期した加工能力の向上は得られなかった。(4)水滴の霧化を抑制するため、水の代わりにポリマ水溶液を吸入し、噴流の構造をバックライトによる影写真法によって観測した結果、水滴の霧化は著しく抑制されていることを確認した。また、加工能力は、アルミニウム試験に対し短時間で損傷を与えるほどに著しく向上することを見出した。
プロテアソーム分解系によるチロシン水酸化酵素の安定性制御機構の解明と神経細胞死

近年、タンパク質の分解異常がパーキンソン病のような神経変性疾患の1つの原因であることが想定されている。加えてパーキンソン病ではドーパミン神経の変性を特徴とするため、ドーパミン代謝過程で生じるキノン類による細胞障害が注目されている。チロシン水酸化酵素はユビキチン化されてプロテアソーム分解され、この分解はSer19のリン酸化が引き金になることを本研究において証明した。本酵素のリン酸化は酵素活性を促進させるため、リン酸化による本酵素の細胞内分解の促進はドーパミン合成の点では相反する反応となる。酵素活性と分解の制御バランスの異常がドーパミン神経の障害発生において鍵となることを明らかとした。プロテアソーム分解系の異常が神経変性疾患の原因であることが報告され、神経細胞死におけるプロテアソーム分解系の関与が予想されている。一方、パーキンソン病における神経細胞死には過剰に合成されたドーパやドーパミンの酸化物質であるドーパキノン・ドーパミンキノンが関与している可能性が報告されている。すなわち、チロシン水酸化酵素(TH)の制御メカニズムの異常がドーパミン合成量に影響を与えることにより、神経細胞障害が誘発される可能性が推察される。我々は一連の研究で、THのリン酸化制御タンパク質である14-3-3プロテインがTHの細胞内安定性(分解性)を低下させる可能性があること、および、THはプロテアソーム分解系で分解制御されていることを発見した。加えて、THのプロテアソーム分解系による分解制御には、THのリン酸化がトリガーとなる可能性を発見した。一方、リン酸化からプロテアソーム分解に至る過程での14-3-3プロテインの役割に関しては未だ不明である。平成24年度は培養細胞を用いた実験系において、THのリン酸化誘導、プロテアソーム分解系の活性化と不活性化を組み合わせて解析を進めた。プロテアソーム分解系を抑制するとリン酸化されたTHが増加するだけでなく、これとは逆に、プロテアソーム分解系を活性化するとリン酸化されたTHが著名に低下することを発見した。すなわち、これらの結果は、リン酸化によりTHのプロテアソーム分解が開始されることを強く示唆するものである。しかし、リン酸化からプロテアソーム分解に至る過程での14-3-3プロテインの役割については未だ不明である。PC12細胞による培養細胞を用いた実験系でTHの細胞内動態を解析した。培養細胞内でプロテアソーム分解系の活性化を誘導すると、特定部位(14-3-3プロテインでリン酸化の制御を受けるSer19)でリン酸化されたTHが速やかに分解されることを明らかにしている。そこで同様の解析方法および種々の新たな解析方法を用いて実験を進めた。これらの実験結果を総合的に解釈した結果から、THはSer19でリン酸化されるとプロテアソーム分解に進むことのさらに強い確証を得た。加えて、Ser19のリン酸化を介したTHの分解速度を明らかにすることができた(THの細胞内分解については他研究室からその半減期が報告されているのみである)。また、14-3-3プロテインの役割についても解析を進めた。チロシン水酸化酵素はプロテアソーム分解系により分解制御されることにより細胞内濃度を維持していることを発見し、また、この分解制御には細胞内シャペロンである14-3-3プロテインが関与する可能性があることを報告している。加えて、この分解制御にはチロシン水酸酵素のSer19におけるリン酸化必要であることについても本研究課題の開始後に明らかにした。しかし、なぜこの部位でのリン酸化がチロシン水酸酵素がプロテアソーム分解される過程で必要とされるのか、またこの分解における14-3-3プロテインの役割についてはわかっていない。PC12細胞を用いた培養細胞実験系により研究を発展させた。その中で、脱ユビキチン化酵素であるUSP14の脱ユビキチン活性を阻害すると、Ser19でリン酸化されたチロシン水酸化酵素が細胞内から特異的に消失するが、Ser31、Ser40におけるリン酸化ではこの消失は生じないことが明らかとなった(Biochem. Biophy.s Res. Commun. 2016)。この結果はSer19でのリン酸化が本酵素のユビキチン化に関連していることを推測させる。一方、チロシン水酸化酵素のSer19のリン酸化を制御する14-3-3プロテインの働きについても解析を進めた。この中で、14-3-3プロテインの働きに影響を与える薬剤、特にインヒビター(特に相同性のあるペプチド)を用いてその働きを阻害することにより、チロシン水酸化酵素の細胞内濃度を変化させることができる可能性があることを明らかにした。しかしながら、実験条件を確定するには至っていない。

本酵素のリン酸化は酵素活性を促進させるため、リン酸化による本酵素の細胞内分解の促進はドーパミン合成の点では相反する反応となる。酵素活性と分解の制御バランスの異常がドーパミン神経の障害発生において鍵となることを明らかとした。平成26年4月に学内における所属が変更になり、それに伴い研究室も移動した。しばらくの間、研究室の移動と立ち上げ準備のための時間を要した。そのため、当初予定していた実験を開始する時期が遅れた。神経化学RNAiによる14-3-3プロテインのダウンレギュレーションは一般的な方法ではあるが、発現抑制の効率が低ければTHに対する作用を十分把握することが困難となる。現時点では14-3-3プロテインの100%近いダウンレギュレーションを達成できていない。近年、14-3-3プロテインの働きをコントロールすることができる薬剤が市販されるようになった。そこで、これら薬剤を用いて14-3-3プロテインの作用を解析することを予定している。ある程度の結果が得られた段階で、14-3-3プロテインのダウンレギュレーションもしくは過剰発現を組み合わせた実験を行う予定である。チロシン水酸化酵素(TH)のリン酸化、特にSer19のリン酸化を介するTHのプロテアソーム分解制御における14-3-3プロテインの役割に関して解明を行ってきたが、当初の予想に反して14-3-3プロテインの役割の解析に時間を要した。14-3-3プロテインの活性抑制実験に使用した試薬もしくは実験系に問題があるのか、14-3-3プロテインがTHのプロテアソーム分解においてもともと役割を持たないのかの判断が困難であった。このため、これを解析するために多くの時間を費やす結果となった。その結果、当初予定していた培養細胞中で、14-3-3プロテインをダウンレギュレーションもしくは過剰発現する実験の開始が遅れた。平成26年4月に学内における所属が変更になり、当初予定していた実験を開始する時期が遅れた。14-3-3プロテイン活性の抑制効果を検証する方法を早期に確立させる。また、14-3-3プロテインはリン酸化されたTHに結合するため、14-3-3プロテインに対するインヒビターではなく、THのリン酸化部位付近の配列から予想されるリン酸化ペプチドを合成して、インヒビターとして用いる方法も検討する。加えて、14-3-3プロテインのダウンレギュレーション、もしくは過剰発現に関する実験を行う。今後は、培養細胞内で14-3-3プロテインの発現量を制御した上で、THのリン酸化誘導とプロテアソーム分解系の活性化もしくは不活性化を組み合わせて研究を推進する予定である。平成26年度に研究室の整備は完了している。これが原因となり研究が遅れることはないものと考える。今後の推進方策に示す計画に基づき使用する。当初の実験計画を遂行した結果、予想外の結果となった。この結果を検討して明確にするために、当初予定していなかった時間を必要とした。この結果、当該年度に予定していた一部の実験項目を先送りする結果となった。予想外の結果に関してはこれを解決するための計画を立案済みである。
アミノ酸を運ぶナノメディシンの設計

1 PEG-b-ポリペプチドブロック共重合体の設計:一般的にポリアミノ酸は1級アミンによるN-カルボキシアミノ酸無水物の開環重合で得られるため、PEGとのブロック共重合体は一級アミン末端PEGを利用して合成されて来た。しかし保護基を有するアミノ酸は、その脱保護で主鎖の切断が起こるなど問題がある。このため二段階法など、モノマー構造にあわせた最適な材料合成法の検討を行った。また、AーB型の共重合体に加えてポリペプチド-b-PEG-b-ポリペプチドタイプのトリブロック共重合体の合成も行った。2ポリアルギニンベースのナノ粒子によるナノメディシン評価:アルギニンは、低濃度で血管新生、高濃度でアポトーシスを誘発する。ポリアルギニンをベースとしたトリブロック共重合体はポリアニオンと複合させるといわゆるフラワーミセルタイプの粒子が調製でき、これは室温で溶液、生体環境下でゲルになることを確認した。このインジェクタブルゲルを心筋梗塞モデルマウスへ局所投与で形成するゲルから徐々にNOが放出され、血管新生形成を誘引する新治療法への展開をおこなった。実際、マウス心臓冠状動脈結紮モデルを作製し、これらの材料設計と評価を行った。3ポリオルニチンベースのナノ粒子によるナノメディシン評価:オルニチンはオルニチンサイクルによってアンモニアの解毒を行うため、二日酔いのみならず、肝線維化などの肝障害に効果が期待されるものの、オルニチン単独投与では治療効果を上げるには限界がある。PEG-b-ポリオルニチンナノ粒子を投与し、加水分解することでコントロールドリリースを行う事ができれば慢性肝障害への効果的なナノメディシンとして期待される。本研究ではアセトアミノフェンによる肝障害モデルマウスを作製し、効果を評価した。本研究は、様々なアミノ酸ベースのナノメディシンを設計し評価するものであり、初年度様々な合成を中心としたが、さらに心筋梗塞モデルや急性肝障害モデルで著しい効果を確認することができ、大いに進捗している。前年度の方針を進捗させ、さらに意義のある材料設計を行う。特に近年問題となっているパーキンソン病に対し、L-ドーパ型ナノメディシンを設計し、評価を行っていく。
ヒト口腔粘膜常在微生物に応答する粘膜免疫の全身的制御機構の解明

カンジダはヒトの皮膚や粘膜に常在する真菌ですが、口腔においてカンジダ症は注目される日和見感染症です。カンジダ症発症に深く関わる免疫細胞はTh17細胞とされていますが、このT細胞分化機構におけるカンジダ抗原は分かっていません。本研究ではカンジダの膜由来タンパク質がTh17細胞の分化誘導を有意に促進し、その誘導されたTh17細胞がマウス口腔カンジダ症の病態を抑制する結果を得ました。これにより新しい治療デザインの開発が期待されます。粘膜は外界に露出しているため多くの病原微生物の侵入経路となりますが、一方で常在微生物叢の存在は免疫機構に特殊性を付与していると考えられています。カンジダはヒトの口腔に常在する真菌ですが、宿主との関係で口腔カンジダ症を引き起こすことがあります。口腔は消化管の入り口として腸管と繋がっているため、カンジダはヒトの腸管にも定着しています。しかしながらマウスでは口腔にも腸管にもカンジダは常在していません。本研究の目的は、口腔粘膜感染症の発症機序を免疫学的に解明することです。そのためにカンジダとマウスを用いて、口腔および腸管の全身的免疫機構の中で粘膜感染症の発症機序を解明し、新しい診断法や治療法の開発基盤を確立することを目指しています。今年度の研究計画は1宿主の免疫細胞が応答するカンジダの新規抗原を網羅的に探索する。2カンジダ常在モデルマウス、口腔カンジダ症モデルマウスを試作することを目標としています。1のカンジダから抗原性の強い菌体成分を網羅的に探索する実験では、酵母形、菌糸形のカンジダ菌体を全菌体抽出液、可溶性画分、不溶性画分、細胞壁画分に分画しました。これらの画分について、骨髄細胞由来樹状細胞とナイーブT細胞を用いin vitroにおけるヘルパーT細胞のIL-17産生誘導能を評価することで、主要な抗原部位の候補画分の絞り込みを行いました。さらに逆相高速液体クロマトグラフィーカラム、二次元SDS-PAGEによる分析で絞り込みを進め、現在プロテオミクス解析を展開しています。2のモデルマウスの試作のうちカンジダ常在マウスは、抗生物質投与と胃ゾンデ法により腸管に一定期間カンジダが常在することを糞中の菌数で確認しました。口腔カンジダ症マウスは、免疫抑制剤と抗生物質の投与により目視による舌表面の白苔形成を確認しました。以上の報告のように、今年度の研究計画はほぼ達成されました。1のカンジダから新規T細胞のエピトープを同定するために、宿主免疫細胞の応答評価系の確立とカンジダ成分の網羅的解析を行いました。免疫細胞応答評価系として、抗原提示細胞としての骨髄細胞由来樹状細胞とナイーブT細胞を用い、in vitroでのIL-17産生誘導を行ったのちFlowcytometry法で評価する系を確立しました。カンジダ成分の解析実験では、カンジダの酵母形および菌糸形菌体それぞれから全菌体抽出液、可溶性画分、不溶性画分、細胞壁画分と網羅的に分離しました。これらの画分を免疫細胞応答評価系で評価し、主要な抗原部位を含む画分として可溶性画分と細胞壁画分に絞り込みました。次に逆相高速液体クロマトグラフィーカラムを用い、さらに候補画分の細分化を行い、免疫細胞応答評価系を用いて画分の絞り込みを行いました。この絞り込み画分の二次元SDS-PAGEにより標的スポットを分離し、現在プロテオミクス解析を展開しています。以上のようにカンジダ由来の新規抗原の決定に向け、実験は順調に展開しています。2のカンジダモデルマウスの試作は、カンジダの腸管常在マウスと、口腔カンジダ症マウスの試作を行いました。マウス腸管へのカンジダの常在は、抗生物質投与および胃ゾンデ法による菌接種を行い、糞中のカンジダ菌数で評価しました。その結果、一定期間カンジダの腸管常在を確認しました。マウスにおける口腔カンジダ症の発症は、免疫抑制剤および抗生物質の投与で誘導し、目視による舌表面の白苔形成、切除舌からの付着カンジダ菌数で評価し、マウスの口腔カンジダ症を確認しました。以上のようにモデルマウスの第一段階の試作は成功したと考えています。粘膜は外界に露出しているため多くの病原微生物の侵入経路となりますが、一方で常在微生物叢が存在し、そのことは宿主の免疫機構に寛容という特殊性を付与していると考えられています。すなわち常在微生物と宿主は、免疫学的に絶妙なバランスをとって正常(寛容)を保っていますが、このバランスの崩壊は常在菌による感染症を引き起こすことがあります。カンジダはヒトの口腔に常在する真菌ですが、宿主の生体防御能の低下や化学療法薬の長期使用により異常増殖を示し、口腔カンジダ症を誘発します。本研究の目的は、ヒトの口腔常在菌による正常の破綻と感染症発症機序を免疫学的に解明することです。マウスはカンジダを常在していないため、先ずカンジダを常在するマウスを作成します。

さらに口腔カンジダ症モデルマウスを作成し粘膜感染症の発症機序を解明することで、新しい診断法や治療法の開発基盤を確立することを目指しています。今年度の研究計画:1)昨年度展開したカンジダの全菌体抽出液、可溶性画分、不溶性画分、細胞壁画分と網羅的に分画した中から、もっとも抗原性の強い画分について、逆相高速液体クロマトグラフィーカラム、二次元SDS-PAGE、プロテオミクス解析を行い、候補タンパクを探索します。2)免疫抑制剤や抗菌薬などの薬剤を用いないで、カンジダ常在モデルマウス、口腔カンジダ症モデルマウスを確立します。今年度の実績:1)プロテオミクスの解析結果からmas-score 300以上の7つの遺伝子について、コードするタンパク質を大腸菌で発現し、タンパク質の単離精製を行いました。2)カンジダの胃ゾンデ投与によりカンジダがマウスの腸管に1週間以内の常在をすることを糞の培養で確認しました。また、免疫抑制剤や抗生物質を用いないで口腔カンジダ症モデルマウスを確立しました。以上の報告のように、今年度の研究計画はほぼ達成されました。カンジダ抗原の探索に関する進捗状況:1)不溶性画分から抽出したサンプルを、逆相高速液体クロマトグラフィーカラム(RP-HPLC)を用いさらに6分画に分けました。もっとも抗原性の強い1画分およびその前後の画分をそれぞれ濃縮し、二次元SDS-PAGEのサンプルとしました。2)二次元SDS-PAGEで得られたスポットからゲルを切り出し、プロテオミクス解析のサンプルとしました。3)スポットの解析により得られた有効遺伝子数418のうち、mas scoreが150以上のものは、15遺伝子でした。そのうちmas score 300以上のものは7遺伝子でした。4)前述の7遺伝子に関してカンジダゲノムから遺伝子の切り出しを行い、大腸菌を用いてタンパク質発現を確認しました。さらにこれらタンパク質の単離・精製を行いました。舌カンジダ症モデルマウスの系確立:1)マウスはヒトと異なりカンジダを常在していないことが報告されています。本研究においても使用する全てのマウスの糞中に、カンジダが検出されないことを必ず確認しています。胃ゾンデ法による菌接種を行い、糞中のカンジダ菌数で評価しました。その結果、腸管には3日から1週間以内で一時的常在を示しました。2)本研究の中心をなす細胞がT細胞であるため、モデルマウス作成において可能な限り免疫抑制剤の使用を避けるために、免疫抑制剤および抗生物質の投与を全く行わず、舌カンジダ症を発症するマウス作成を検討しました。疾患の確認は、目視による舌表面の白苔形成、切除舌からの付着カンジダ菌数、および組織標本のHE及びPAS染色で評価しました。その結果、舌にカンジダを塗布して3日後に舌カンジダ症の病態を確認することができました。以上、当初の計画におおむね準じて研究は進見ました。粘膜は外界に露出しているため多くの病原微生物の侵入経路となりますが、一方で常在微生物叢の存在は免疫機構に特殊性を付与していると考えられています。すなわち常在微生物と宿主は免疫学的に絶妙なバランスを保ちながら正常を保っていますが、このバランスの崩壊は常在菌による感染症の発症につながります。カンジダはヒトの皮膚や粘膜に常在する真菌ですが、宿主との関係でカンジダ症を引き起こすことがあります。中でも口腔では加齢とともにカンジダの常在率が急激に上昇するため、超高齢化が進む日本では高齢者の口腔カンジダ症のリスク上昇は社会的に注視されています。
生体起源物質分離精製のための機能性溶媒の設計に関する研究

バイオテクノロジーの発展にともない、バイオ生産物の分離・精製技術が強く要望されている。なかでも水性2相分配法は、大容量かつ緩和な分離法として注目されつつある。しかし、この水性2相分配法は操作変数が多いため、データは少なく、また目的物質の分配係数を予想することは困難である。そこで本研究では、2種の水溶性ポリマーとしてデキストランとポリエチレングリコールとを用い、デキストランーポリエチレングリコールー水3成分系の液々平衡を測定した。本研究の測定に使用したポリマーはファーマシア社製デキストランT40(ロット番号03375、Mn=24200、T40と略記)および、和光純薬社製ポリエチレングリコール4000(ロット番号AWM2336、Mn=3000、PEG4000と略記)である。さらに純水には和光純薬社製の蒸留水を使用し、αーアミラーゼには、和光純薬社製の化学用(Bacillus Subtiles起源、ロット番号PDG0524)を用いた。測定は20°Cで行った。本研究で使用したポリマーとまったく同じ分子量のポリマーを用いた既往の研究は見あたらないが、ポリマーの分子量が近いアルバートリンらの測定結果と本測定結果とはほぼ一致していることから、本測定値の精度は良好なものと思われる。さらに、その3成分系液々平衡がフローリー・ハギンス式により相関できることを示した。次に、酵素であるαーアミラーゼの分配係数を測定したところ、ポリマーの濃度が高くなるほどαーアミラーゼが下相に分配されることがわかった。また、得られた分配係数はフローリー・ハギンス式で相関が可能であることが示された。なお、計算に必要にされるパラメータを検討した結果、デキストランーPEGおよびデキストランー水の相互作用パラメータは、PEGの分子量が増すにつれ減少し、一方PEGー水の相互作用パラメータは増加する傾向にあることがわかった。バイオテクノロジーの進展に伴い,酵素類,細胞顆粒,ウィルスあるいは核酸などの純化(分離・精製)技術が強く要望されている.これらの生体起源物質の分離法に要求される条件は,緩和でかつ効率的な分画法であり,分子構造や組成のわずかな差を認識できる高度な分離法を開発しなければならない.ところで適当な2種類の水溶性ポリマーを混合して得られる相分離した液々2相に着目物質を分配させ,その分配比の著しい差を利用して分離・純化する方法は,通常の有機溶媒を用いた抽出法に比較して変性効果,細胞破壊がなく有用な分離法として着目されつつある.その場合,いかなる溶媒系を選択するかがきわめて重要な課題となる.そのためには,まず水性2相分配系相平衡の定量的測定法の確立および溶液モデルになる相関法の開発が不可欠となる.本年度の成果は次のとおりである.(1)滴定法に基づき水性2相分配系の相分離曲線の測定装置を試作した.試料として,デキストラン(分子量17,200)およびポリエチレングリコール(分子量50,000)を用い, 25°Cおよび30°Cで相分離曲線を測定した.得られた結果は,従来のデータと比較して満足すべきものであった.さらに設備備品である高速液体クロマトシステムを活用し,タイラインデータおよび酵素の分配平衡の測定を試みている.(2)相分離曲線を計算により得ることができれば,工学的にはきわめて有用となる.とくに本研究で対象にしている物質は高分子量であるため,分子量の影響等を定量的に予測する必要がある.