hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グルカゴン関連ペプチドの測定法の確立とそれらの病態生理学的意義の解明

本研究は、プログルカゴンから産生されるグルカゴンおよび種々のグルカゴン関連ペプチドを対象として、質量分析計を用いた新規測定法を確立するとともに動物モデルやヒトのサンプルを用いた解析から正常および糖尿病状態におけるグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの動態とその病態生理学的意義を解明することを目的としている。平成30年度は、前年度に引き続き質量分析計を用いたグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの測定法について検討した。まず、前年度の検討により血中および膵島のグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドを濃縮・精製する方法として選択した固相抽出法について詳細な検討を行った。入手可能な種々の固相抽出プレートとグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの標品を用いて吸着剤の種類と量、洗浄液や溶出液の種類と量について詳細に検討した結果、グルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドを濃縮・精製するために最適と考えられる方法を確立した。次に、前年度に引き続き液体クロマトグラフ・トリプル四重極型質量分析計(LC-MS/MS)を用いてグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドを高精度に同定・定量する方法を検討した。トリプシン消化しない丸ごとのグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの標品、固相抽出法により血液から濃縮・精製したグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチド、グルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの標品をスパイクインした血漿サンプルを用いてLC-MS/MSによる分析パラメータなどを最適化し、グルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドを検出および定量する方法を検討した。当初の計画通りに研究が進捗している。2019年度は、前年度に引き続き質量分析計を用いたグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの測定法の確立を行うとともに、それらの動態と病態生理学的意義の解明を行う。まず、グルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドを質量分析計(LC-MS/MS)により同定・定量するための分析パラメータの検討と最適化を行うとともに細胞株、膵島、動物モデルや臨床サンプルを用いた評価により、最適な分析条件を確定する。さらに、従来の免疫学的な測定法と本研究において確立した測定法の感度、特異性、定量性、頑強性、迅速性等について比較・検証を行う。また、インクレチン応答性インスリン分泌が見られる膵β細胞株(MIN6-K8)およびインクレチン非応答性の膵β細胞株(MIN6-K20)、これらから作製した偽膵島、正常ラット、肥満ラット、糖尿病ラット等から単離した膵島を用いた分泌実験や個体レベルでの各種負荷試験時に採取した血液サンプルを収集する。さらに、健常者、糖尿病予備群、糖尿病患者など様々な耐糖能状態のヒトから採取した血液サンプルや糖負荷試験、食事負荷試験、アルギニン負荷試験時に採取した血液サンプルを収集する。これらのサンプルを用いて、従来の免疫学的な測定法と本測定法との比較・検証を行うとともに正常、耐糖能異常および糖尿病状態におけるグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの詳細な動態を明らかにする。本研究は、プログルカゴンから産生される種々のグルカゴン関連ペプチドを対象として、質量分析計を用いた新規測定法を確立するとともに動物モデルやヒトのサンプルを用いた解析から正常および糖尿病状態におけるグルカゴン関連ペプチドの動態とその病態生理学的意義を解明することを目的としている。平成29年度は、質量分析計を用いたグルカゴン関連ペプチドの測定法の確立を開始した。まず、血中および膵島のグルカゴン関連ペプチドを濃縮・精製する方法として、固相抽出法と免疫沈降法の両者を検討した。入手可能な固相抽出プレートとグルカゴンの標品を用いて吸着剤の種類と量、洗浄液や溶出液の種類と量について検討した結果、グルカゴン関連ペプチドを濃縮・精製するために最適と考えられる方法を確立した。また、グルカゴンを特異的に認識する入手可能なモノクローナル抗体を用いて免疫沈降法を検討した結果、グルカゴンの回収量が極めて少ないことがわかった。次に、トリプシン消化しない丸ごとのグルカゴンの標品および固相抽出法により血液から濃縮・精製したグルカゴンをサンプルとして液体クロマトグラフ・トリプル四重極型質量分析計(LC-MS/MS)を用いて高精度に同定・定量する方法を検討した。まず、グルカゴンの標品をスパイクインした血漿サンプルを用いてLC-MS/MSによる分析パラメータなどを最適化した。さらに、固相抽出法により血中から濃縮・精製したグルカゴンの検出および定量に成功した。

トリプシン消化しない丸ごとのグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの標品、固相抽出法により血液から濃縮・精製したグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチド、グルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの標品をスパイクインした血漿サンプルを用いてLC-MS/MSによる分析パラメータなどを最適化し、グルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドを検出および定量する方法を検討した。当初の計画通りに研究が進捗している。平成30年度以降は、前年度に引き続き質量分析計を用いたグルカゴン関連ペプチドの測定法の確立を行うとともに、それらの動態と病態生理学的意義の解明を行う。まず、固相抽出法により血中および膵島のグルカゴン関連ペプチドを濃縮・精製する方法を検討し、最適な方法を確立する。次に、抽出したサンプル中のグルカゴン関連ペプチドを質量分析計(LC-MS/MS)により同定・定量するための分析パラメータの検討と最適化を行うとともに細胞株、膵島、動物モデルや臨床サンプルを用いた評価により、最適な分析条件を確定する。さらに、従来の免疫学的な測定法と本研究において確立した測定法の感度、特異性、定量性、頑強性、迅速性等について比較・検証を行う。また、インクレチン応答性インスリン分泌が見られる膵β細胞株(MIN6-K8)およびインクレチン非応答性の膵β細胞株(MIN6-K20)、これらから作製した偽膵島、正常ラット、肥満ラット、糖尿病ラット等から単離した膵島を用いた分泌実験や個体レベルでの各種負荷試験時に採取した血液サンプルを収集する。さらに、健常者、糖尿病予備群、糖尿病患者など様々な耐糖能状態のヒトから採取した血液サンプルや糖負荷試験、食事負荷試験、アルギニン負荷試験時に採取した血液サンプルを収集する。これらのサンプルを用いて、従来の免疫学的な測定法と本測定法との比較・検証を行うとともに正常、耐糖能異常および糖尿病状態におけるグルカゴン関連ペプチドの詳細な動態を明らかにする。2019年度は、前年度に引き続き質量分析計を用いたグルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドの測定法の確立を行うとともに、それらの動態と病態生理学的意義の解明を行う。まず、グルカゴンおよびグルカゴン関連ペプチドを質量分析計(LC-MS/MS)により同定・定量するための分析パラメータの検討と最適化を行うとともに細胞株、膵島、動物モデルや臨床サンプルを用いた評価により、最適な分析条件を確定する。
マッシブコア環境での対話的実時間シミュレーション手法の研究

マルチコアプロセッサを多数相互結合したマッシブコア環境において,実時間でシミュレーションを行うための2種類のシミュレーションフレームワークの構築を行なった.これらは,時系列シミュレーションにおける時間空間連続性を利用したもので,計数行列ならびに右辺ベクトルがともに時間変化する線形方程式の求解問題に対して1)未来の予測に基づく投機計算を予測ミス時のペナルティなしで可能にするフレームワーク,2)過去の計算結果の補正計算により計算速度を大幅に向上するフレームワークの2つであり,問題サイズ7000×7000クラスの電気回路網解析が100ms/stepの実時間で解析可能であることが検証できた.[投機的手法を用いたシミュレーションフレームワークに関する研究](森,田岡,福間)潤沢な計算資源が存在するという仮定のもと,投機的な事前計算を併用することで通常のストロングスケーリングで得られる計算速度を上回る速度向上をえるシミュレーションフレームワークを構築した.この際,反復型数値計算の高速化に用いられる前処理行列を投機的に計算しておくことで投機ミス時のペナルティを最小化する投機手法を採用した.構築したシミュレーションフレームワークを用いて,64ノードのPCクラスタを用いた予備評価を行い有効性を検証した.その結果を基に,計算機環境の大規模化に向けた情報更新アルゴリズムを開発した.[連続性を考慮した補正計算と多重追跡実行を用いたシミュレーションフレームワークの構築](森,細田,福間)我々は線形方程式Ax=bの求解において,係数行列Aの近似行列の逆行列を用いた補正計算により高速に逆行列を導出したうえで線形方程式の解を求める逆行列計算モデルと同様の計算手法を採るものの逆行列そのものの導出を行わない直接計算モデルを提案している。そこで,潤沢な計算資源があることを前提として,これら2つの計算モデルで重複計算を行い,逆行列の導出が完了するまでは直接計算モデルを逆行列導出後は逆行列計算モデルを利用することで実時間応答性を改善するシミュレーションフレームワークの実装を行った.この際,当初計画では逆行列を直接計算モデルに反映させるモデルを検討していたが,通信オーバヘッドを回避するために,各計算ノードが所有する直近の逆行列からの補正計算を行うモデルを新規に提案し実装を行った.また,逆行列計算自体に対しても,通信と計算のオーバラップによる最適化を行ったハイブリッド並列処理方式を導入し高速化に成功した.[実時間シミュレーションフレームワークの構築]投機実行フレームワークに関しては,多段投機拡張を行なうとともに,マッシブコア環境における投機管理オーバヘッドを軽減するため実行中に動的に形成されるプロセッサグループ向けの情報配信アルゴリズムを設計・実装した.SMW公式を用いた補正計算フレームワークに対しては,多段補正ならびに補正計算のハイブリッド並列処理を実装した.[誤差解析ならびにシミュレーションモデルの安定性検証]係数行列の一部が連続的に変化する連立1次方程式の求解問題に対して,SMW公式とブロック化手法を用いた数値計算法を構築し,有効性を数値実験を用いて検証した.その結果,LU分解などを用いて方程式を解く一般的な数値計算法に比べて,SMW公式を用いて逆行列を更新していく本方法の方が高速であることを確認した.乱数を用いた係数行列を用いた実験においては解の精度が低下する傾向が観測できたが,繰り返し適用した場合の誤差蓄積に関しては必ずしも顕著な傾向は見られなかった.[予測制御法を用いた電力系統シミュレータによる実用性評価]逐次的手法を用いた予測制御法に基づき電力系統シミュレーションのモデル化を行い,手法の有効性を含めたシミュレーションフレームワークの構築手法を検討した.提案手法では遺伝的アルゴリズムを用いたパラメータ補正を行うが複数の候補パラメータに対して投機的に補正計算を行い予測制度を向上する手法等の検討を行った。[数値シミュレーションデータの実時間圧縮に関する研究]時系列シミュレーションにおける数値データについて,空間の連続性を考慮した実時間指向の可逆圧縮手法およびそのアクセラレーション手法を開発し,これらを応用して数値シミュレーションにおける新たな通信時間隠蔽手法,ならびに圧縮・解凍処理の並列化および時系列パイプライン化による通信スループット向上手法を開発した.[実時間シミュレーションフレームワークの構築]マッシブコア向け実装において課題となる実行時に動的かつ頻繁にメンバが変動する動的マルチキャストを可能にする手法を提案・実装し,256コア(32ノード)の自作クラスターシステムならびに,スーパーコンピュータCray XC30の256コア(256ノード)を用いて評価実験を行ない,MPIで実現が困難な細粒度動的マルチキャストを可能とするとともに,十分な性能が得られることを確認した.[誤差解析ならびにシミュレーションモデルの安定性検証]補正計算モデルでは求められた逆行列への計算誤差の蓄積が発生するため,定期的に蓄積誤差のキャンセルが必要となる.そこで,解くべき問題の条件数と誤差蓄積の傾向を解析した.初期行列の条件数が小さい対称行列に対しては,誤差蓄積の影響があまり現れず,毎回LU分解を用いて計算を続ける場合よりも計算が高速でかつ誤差も少ないという結果が得られた.条件数が小さい限りにおいては,100回程度の反復でも誤差蓄積の影響が見られなかった.一方で初期行列の条件数が大きい場合,初期条件として与えられる初期行列の逆行列自体の性質が悪いことに起因して,初期段階より解の精度が悪いという結果がえられた.[予測制御法を用いた電力系統シミュレータによる実用性評価]気象庁が公開している10分毎に更新される雨雲レーダ画像をもとに,地域での太陽光パネルからの発電量を複数パターン予測し,電力系統に与える影響を評価するためのプロトタイプシミュレータを作成した.[数値シミュレーションデータの実時間圧縮に関する研究]

数値計算データのプログレッシブ圧縮・転送技術について検討を行ない,反復計算を行なうシミュレーションに対する段階的なリファインニングの可能性を検討した.また,WebSocket技術を用いたバイナリデータ転送における圧縮効果の評価を行なった.マルチコアプロセッサを多数相互結合したマッシブコア環境において,実時間でシミュレーションを行うための2種類のシミュレーションフレームワークの構築を行なった.これらは,時系列シミュレーションにおける時間空間連続性を利用したもので,計数行列ならびに右辺ベクトルがともに時間変化する線形方程式の求解問題に対して1)未来の予測に基づく投機計算を予測ミス時のペナルティなしで可能にするフレームワーク,2)過去の計算結果の補正計算により計算速度を大幅に向上するフレームワークの2つであり,問題サイズ7000×7000クラスの電気回路網解析が100ms/stepの実時間で解析可能であることが検証できた.[実時間シミュレーションフレームワークの構築]概ね順調であるが,複数の手法を組み合わせたフレームワークの実装では改良の余地が残っている.[誤差解析ならびにシミュレーションモデルの安定性検証]SMW公式を用いた補正計算手法では当初想定していた計算誤差蓄積の影響が平成26年度の実験では顕著には現れなかった.問題発生を確認できなかったという,シミュレーションモデルにとってはよい結果であるが,一方で得られた結果の普遍性については詳しい調査が必要となった.[予測制御法を用いた電力系統シミュレータによる実用性評価]1時間単位の実時間予測モデルの構築は見当がついたが,さらに分レベルの実時間性に対応可能なモデル作成が必要である.また,実時間シミュレーションフレームワークが現時点で複素数データに対応できないという制約があるため,実数データに限定したモデルの再検討が必要となった.[数値シミュレーションデータの実時間圧縮に関する研究]個別の要素技術開発については概ね順調である.ただし,実際のシミュレーションフレームワークに組み込んだ形での評価に向けた検討が必要である.27年度が最終年度であるため、記入しない。計算機工学[実時間シミュレーションフレームワークの構築]平成26年度にプロトタイプ実装したシミュレーションフレームワークのマッシブコア環境での実用化にむけた安定度の検証,改良や複数の計算機環境をもちいたフレームワークの基本的な実行特性を解析する.さらに,係数行列の変化が頻繁に発生する場合を想定した多段投機手法や多段補正手法の改良を行なう.[誤差解析ならびにシミュレーションモデルの安定性検証]
PVCの選択的な表面改質の促進とプラスチックリサイクルへの応用

リサイクル時に問題になる塩化ビニル(PVC)を主とする塩素系プラスチックを、種々のプラスチックが混ざる混合廃プラから除去する技術開発を行った。PVCの選択的親水化の機構を解明し、オゾン処理時間や濃度の増加により強化されるが、選択性の点から最適値があることを明らかにした。また、浮遊選別条件の最適化や形状の影響も検討し、種々のプラスチックに対応できる条件を明らかにし、湿式比重分離の効率改善への応用も行った。種々のプラスチックが混ざっている混合廃プラスチックから、リサイクルエ程で問題になる種類の異なる塩化ビニル(PVC)を主とずる塩素系プラスチックを除去する技術開発を行っている。初年度の課題として、オゾンによる親水化の機構解明を行った。予定通り、種類の畢なるPVCについて表面分析とXPSなどを用いた表面分析を詳しく行った。その結果.セシルバブル法を用いた測定でPVC以外のプラスチック中、ポリメチルメタアクリレートの親水化は認め鼻れなかったが、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレートは、接触角で約10%の親水化が見られた。これに対して、PVCは30以上の親水化率で、特異的ではないが、高い反応性により、選択的親水化が達成されることがわかった。このPVCの選択的親水化について、種々の可塑剤量の棚旨についての検討を行った結果、PVC基質量と親水化度に相関があることがわかり、添加物ではなく、PVC本体にオゾンが作用しているようであった。さらに、赤外スペクトル、X線光電子分光スペクトルによる解析ではビニル基が減少し、ケトンやカルボキシル基が増加しているという結果を得た。これに加えて行った原子間力顕微鏡を用いた表面解析の結果からは、大きな表面粗さの変化は認められなかった。このように本研究の初年度の目的である親水化の機構解明は達成でき、次年度以降に必要となる実混合廃プラのPVC濃度の測定も予定通り開始した。本成果は論文にまとめ、現在投稿準備中である。種々のプラスチックが混ざっている混合廃プラスチックから、リサイクル工程で問題になる種類の異なる塩化ビニル(PVC)を主とする塩素系プラスチックを除去する技術開発を行っている。二年目の課題として、まず選択的親水化の強化を行った。予定通り、ペレットおよびフィルムを対象とした種々の条件のオゾン処理による接触角の変化の評価を行った。その結果、促進酸化処理(ラジカル反応)を過酸化水素の共存で行ったが、オゾンに比べ、改善は見られなかった。オゾン濃度は接触角の増加に影響したが、0.1mg/L以上では変化が無く、高濃度のオゾンではPVC以外のプラスチックの表面も親水化され、差がなくなった。また、実際のフィルム状廃プラでの分離性の確認で検討することとしていた浮遊選別条件の影響についても検討した。その中で、洗浄の影響をペレットについてではあるが行った結果、分離の改善が見られた。しかしながら、フィルムに対してはプラスチック体積に対して付着気泡の体積の割合が大きく、実混合廃プラの分離試験においても分離が困難であった。そこで、フィルム廃プラの分離という目的達成のため、オゾン酸化以外の方法についても検討も始めた。前年の結果と本年度の結果を元に、いくつかの論文をまとめた。「研究の目的」である種々のプラスチックが混ざっている混合廃プラスチックから、リサイクル工程で問題になる種類の異なる塩化ビニル(PVC)を主とする塩素系プラスチックを除去する技術開発を行った。三年目、最終年度の課題として、実際のフィルム状廃プラを対象とした最適なオゾン処理における前処理後の、最適な浮遊選別条件における分離の検討を行った。種々の検討をおこなったがそれらの結果、当初予定していたオゾン-浮遊選別法での分離は難しいと判断した。その原因は、オゾン処理や浮遊選別処理の条件最適化による分離性の向上が、ペレットではなくフィルムであることの比表面積の増加に追いつかず、少量の気泡付着でも浮上してしまうことが原因と考えられた。しかしながら各種の調査より、対象としているフィルムの実際の分別工場の比重分離装置においては、比重が重く湿式比重選別で沈殿するはずの塩素系プラスチックが浮上してしまう問題があることがわかり、その原因である気泡付着の低減程度には本技術を導入することで改善可能であり、応用性があることを明らかにした。また、予期せぬ場合の計画および新規のアイディアに基づいて当初の目的の達成のため他の方法を検討し、フィルムのネジレ性、あるいは融着による分離を検討し、それら技術へのオゾンの影響などを検討した結果、目的である混合廃プラスチックから塩素系プラスチックを分離する技術の開発を達成した。前年の結果と本年度の結果を元に、論文をまとめた他、学会での発表などを通じて成果を社会還元した.
凝集性微粒子を対象にした振動場を利用するバルクハンドリング装置の開発

本研究では,外部からの機械的振動の付加により,付着凝集性の影響が大きくハンドリング性が困難とされる微粉体層を,振動の伝播による構造的な破壊とそれに伴う層内におけるガス通気状態の改善を実験的に検証し,振動とガス通気の適切な操作条件を提案した.サブミクロンオーダーまで試験粒子の物性を変えて振動付加による流動化状態改善に対する有効性を示した.バルクハンドリング装置として造粒装置への応用を計画し,当初予定していた微粉からの造粒操作を検討までは十分に達成できなかったが,振動付加によって生じる粒子運動の規則化及び促進が造粒サイズの成長促進とサイズ分布の調整に一定の効果があることを見出した.本年度は(1)微粒子の流動化機構の解明と(2)振動場における粒子運動の発現条件に関する研究を実施した.項目(1)に関しては,振動を付加することによって凝集性粒子が構成する粒子層をガスチャネルの連続的に破壊することで粒子層内へのガス分散を促進し,結果として層膨張性(空隙率)の大幅な増大を促すことを見出した.凝集性粒子層への機械的振動の付加はガスチャネルの常在化を阻害することを目的とした操作であるが,振動条件(振動振幅,周波数)と流動化ガスの通気量の適切な組み合わせが良好な流動性の維持に必要であることを明らかにした.項目(2)では,次年度に展開する造粒装置を考慮したテーパー型流動層を用いて振動付加による粒子運動特性について検証した.テーパー型流動層は主にガス通気が行われるコア部とテーパー壁面のアニュラス部でそれぞれガス流動,重力流動が支配的な流動状態となるが,振動を付加した場合,壁面の粒子移動が無振動時に比べてより低いガス通気量で発現し,かつその移動速度は大幅に増加することが示された.試験する粒子サイズを40μmから100μmまで変化させると,小粒子ではコアーアニュラスの粒子移動による交換効率が粒子の壁面付着の程度の増大により低下すること,一方で大粒子側ではコアーアニュラス間の境界が粒子時自重の増大により不鮮明になることでそれぞれ粒子移動速度の発現条件に対してより大量のガス通気量と振動強度を必要とすることが実験的に明らかとなった.しかしながら,粒子移動速度の制御が振動付加により可能であること,粒子サイズにより移動速度に変化が生じることは,それぞれ造粒プロセス時のウェット-ドライ操作の制御と造粒サイズの探知に寄与できるものと考えられる.本年度は昨年度の実施計画である(1)振動場における微粒子の流動化挙動の解明および(2)振動場における粒子運動の発現条件の確立,それぞれについて継続的に調査すると共に本年度の研究計画である(3)振動条件及びガス通気条件が造粒物の物性に及ぼす影響,について検討を行い,以下の知見を得た.各研究項目について成果概要を記述する.(1)鉛直振動場において10μm粒子を振動流動化させた.特に初期空隙率と供給ガス流速の依存性を調査し,振動加速度比が大きくなると初期空隙率および通気ガス流速依存性が低下した.(2)円筒型流動層に鉛直振動を付加することで粒子運動を発現させることの出来る通気ガス流速を低減できることが明らかとなったが,粒子の移動速度は減少した.粒子移動に強く関与する気泡の動的挙動(合一・分裂)に振動付加の影響が現れており,粒子動速度との相関性を確認した.(3)振動付加時に凝集サイズの分布を狭小化できる操作条件が比較的低ガス流量の操作で得られることを明らかにした.そのような操作ガス流速の条件では粒子層の空隙率が加振により増加しており,造粒挙動が層表面近傍から粒子層全体に拡大したことに起因するものと考えられる.本研究では,機械的な振動付加のよる難流動性の微粉体のガス流動性の改善効果を利用して微粉体を対象としたバルクハンドリング装置の開発を目的とした.主要な検討項目として,(1)微粉体の振動場における流動化機構の解明,(2)微粉体を対象にしたバルクハンドリング装置への応用,を掲げた.以下に研究期間において得られた成果について概要を記述する.(1)微粉体の振動場における流動化機構の解明:平均粒子径がサブミクロンから数十マイクロメーターまでの微粉体をガス通気および振動付加条件下で流動化させ,振動場で発現する粒子運動状態について発生条件と粒子移動速度の観点から整理した.ガス気流中への分散性が良好な粒子では,外部から振動付加により気泡間の過度な合一により粒子移動速度が抑制されることを明らかにした.一方微粉体層では,付加する振動条件(振動振幅,周波数)と通気ガス量により,これまで数百マイクロメーターの粒子サイズで報告されていた粒子対流現象を新たに見出し,粒子層の圧力損失と粒子移動速度の間に強い相関関係があることを見出した.また,流動層による粉体ハンドリング装置で汎用的に利用されているテーパー型流動層内の粒子移動速度に及ぼす振動付加の影響を検討し,検討項目(2)に関する基礎データを取得した.(2)微粉体を対象にしたバルクハンドリング装置への応用:バルクハンドリング装置への応用として,機械的振動場における造粒プロセスについて検討した.振動付加の影響を明らかにする,分子間力による自己凝集の影響が小さい粒子サイズから実験を行い,振動の付加により造粒サイズが増大し,これは振動付加による移動速度の増大が長時間維持されることに起因することを見出した.微粉系では自己凝集の影響を低減できることを示すことが出来たが,効果的な造粒条件を見出すまでには至らず,当初目標のミクロンオーダーまでの検証は達成できなかった.

本研究では,外部からの機械的振動の付加により,付着凝集性の影響が大きくハンドリング性が困難とされる微粉体層を,振動の伝播による構造的な破壊とそれに伴う層内におけるガス通気状態の改善を実験的に検証し,振動とガス通気の適切な操作条件を提案した.サブミクロンオーダーまで試験粒子の物性を変えて振動付加による流動化状態改善に対する有効性を示した.バルクハンドリング装置として造粒装置への応用を計画し,当初予定していた微粉からの造粒操作を検討までは十分に達成できなかったが,振動付加によって生じる粒子運動の規則化及び促進が造粒サイズの成長促進とサイズ分布の調整に一定の効果があることを見出した.振動付加時の微粒子の流動化挙動および粒子運動の可視化と移動速度の測定に関しては一定の知見を得られつつあり順調であると言える.しかしながら,粒子運動は粒子物性は基より装置形状や粒子充填量の影響を受けるものと考えられるため,系統的な実験の実施が必要であると考えられる.また,造粒試験に関して,本年度は造粒装置内のスプレー設置および噴霧条件の影響を粒子層内の空隙率にどのような影響を及ぼしているのか検証する実験を行ったため,前年度から先行していた造粒実験に遅れが生じている.化学工学昨年度の研究課題である振動場における造粒機構について検証を進める.振動付加により粒子層空隙率が増加する結果について再確認し,必要であれば可視化により定量的に空隙率が増大できる操作範囲を探索する.次年度の計画である装置スケールに関する課題は,装置形状及び充填量に着目して実験を実施する.また,現状で一次粒子のサイズは75μmであるが,さらに小粒子径(40μm程度)を出発原料として微粉ハンドリング操作の知見を得ることを目的として掲げる.なお,造粒物の物性としてサイズ分布の他に粒子間の結合部の観察を行い,結合剤の系への供給量および種類が造粒物の内部構造に及ぼす影響について検討を行う.初年度の目的である振動場の流動化特性および粒子運動特性に関しては比較的凝集性の小さい粒子を対象にした基礎実験を行い,特に粒子運動の発現条件と粒子移動特性を実験的に明らかにすることが出来た.造粒操作を実施した場合,流動粒子のサイズ変化を伴うと考えられるため,粒子サイズと振動条件(振動周波数,振動振幅)を変化させて粒子運動特性を検討し,結果的に振動周波数が発現条件および粒子移動速度に及ぼす影響が大きくなることを明らかにした.次年度実施予定である造粒試験についても先行的に装置設計と試験を行い,振動場における造粒操作では,無振動時に比べて分布の小さなプロダクト(造粒物)を得ることが出来ることを実験的に示すことが出来た.この点は本課題の計画にあるように次年度さらに検討を進める.振動場で造粒試験を行うにあたり,既存装置ではスプレーを流動層本体に固定して設置していたため,振動振幅が大きくなるとスプレーからの噴霧方向が斜方向にずれることが判明した.そのためスプレーに装置へ振動が伝播しないように固定設置できるように製作する必要が生じたため次年度に装置製作を延期した.平成26年度は当初計画にある通り,造粒操作における振動付加の影響を造粒物の物性から評価する.実験装置の設計および組み上げと装置運転試験は既に先行して終えているため,詳細な実験パラメーター(振動条件,通気条件,バインダー噴霧条件等)について検証する.先行した造粒試験では約60μmの粒子を出発原料粒子としたが,本課題の目的である微粒子をハンドリング対象と出来るよう,小粒径化への展開を念頭に推進する.
近世ドイツ帝国における裁判と諸地域

「研究実施計画」に従い、近世ドイツ(神聖ローマ帝国、以下「帝国」と略記)の最高裁判所、すなわち帝国最高法院における陪席判事推挙の仕組みを解明することに、今年度は注力した。そのための知見を得るために、2回の渡独を行った。第1に、ヴェッツラーの帝国最高法院研究協会主催による研究集会(4月2628日)に参加して、研究動向の状況を確認することに努めた。第2に、ウィーンで開催された「身分制代議制議会史国際委員会」の年次大会(9月1013日)に参加して、「近世ドイツ帝国における裁判と諸地域」と題する報告を行った。本報告では、陪席判事が帝国管区から推挙される方法が、二つの構造から成り立っていることを明らかにした。すなわち、18世紀末の時点で27名の定員を持っていた陪席判事について、一方には、皇帝と9名の選定侯(最有力の諸侯)による個人の推挙権による12名があった。これらは皇帝と最有力の諸侯との直接的なつながりから推挙された。他方には、7つの帝国管区から、地域代表の意味合いを持って選出され、推挙された陪席判事の存在がある。とりわけ、7つの帝国管区から、地域代表の意味合いを持って、陪席判事が推挙される仕組みからは、帝国の諸地域が司法の運営に関与していた、とする「司法における連邦制」として近世の帝国を解釈する仮説的な参照枠の有効性が確認されることになろう。この学会報告については論文としてまとめ、公表することができている(「近世ドイツ帝国における裁判と諸地域ー18世紀帝国最高法院と陪席判事推挙の構造」『社会文化論集(島根大学法文学部紀要:社会文化学科編)』第15号、2019年、3月)。本来の「研究実施計画」では、「帝国管区内の領邦や都市の裁判所が、帝国最高法院に対する法曹の推挙においていかなる業務を担っていたかについて、明らかにすること」としていたが、そこまでに踏み込むことは出来ていないが、その代わりに、前述のとおり、帝国管区における陪席判事推挙における二重の構造を明らかにすることができたため。まずは、身分制代議制議会史国際委員会の年次大会(7月1618日)において、「帝国管区内の領邦や都市の裁判所が、帝国最高法院に対する法曹の推挙においていかなる業務を担っていたか」に関して、研究報告を行う。この報告を踏まえて、国内の研究会でこれを補足する報告を行い、これらをもとにして、最終の研究報告書を作成する。国内旅費により、日本西洋史学会(2017年5月一橋大学)に出席し、帝国裁判所関連の研究報告を聴き、海外旅費により、ミュンスター大学(ドイツ)にてP・エストマン教授(研究協力者)主催のワークショップ(2017年9月)に参加して、以下に述べるように、必要な研究情報と方法を得ることができた。「研究の目的」では、帝国裁判における帝国管区の2つの機能(帝国管区から帝国裁判所への法曹の「送り出し」(育成と推挙);帝国裁判所から帝国管区への法曹の「受入れ」(管区内の裁判所への異動)が本研究計画の主要な目的とされていた。その上で、平成29年度には、管区内の諸大学での法曹育成の教育課程を中心にしつつ、領邦・都市裁判所と帝国最高法院の間での推挙と異動の課題にも適宜取り組むこととしていた。ミュンスター大学でのワークショップでは、上記の研究計画を報告してレヴューを受けることができた。そこで大いに意義があったことは、参照すべき史料としてのKameraliteratur(裁判所判事による帝国最高法院の現状を分析した文献)を活用するすべを得たことである。同時代人である、18世紀の帝国最高法院の判事により刊行された多数の文献からは、1)法曹の推挙(人数など)に対する帝国諸侯の影響力、2)帝国管区からの推挙の方法(人数、帝国最高法院の採用方針など)の課題を明らかにすることができる。これらの文献はドイツ各地の大学図書館でデジタル化されており、G.G.Balemannによる文献(1778年)の検討に着手することができた。なお、文献の検討を進める中で、前述した「管区内の諸大学での法曹育成の教育課程」については、即座に検討できる状況にないことが明らかになったため、ひとまず検討対象からは外すことになった。Kameralliteraturの存在に具体的に迫ることができた点は、大いに収穫となったが、その内容を検討したところ、法曹の育成・推挙と異動といった、個別具体的な側面のみならず、同時代人である帝国法曹による帝国最高法院に対する「思想」が語られているところに、当該史料の特性があることが明らかになった。この点からまずはG.G.Balemannによる文献(1778年)の検討を進めているが、個別的な論点とBalemannによる思想の両者に目配りして、その全体像を把握するになお時間を要するが、この点は、想定内の進捗状況である。また、Balemannのみならず、比較対象として、すでに入手している他の著者による文献についても検討が必要である。なお、今後の検討においては、複数文献の比較検討から、当時の帝国法曹において共有されていた、帝国最高法院に対する「思想」を抽出して、思想との関わりから個別論点の検討に生かしていくことが必要となる。この点は有意義な収穫である。

第1に、ヴェッツラーの帝国最高法院研究協会主催による研究集会(4月2628日)に参加して、研究動向の状況を確認することに努めた。第2に、ウィーンで開催された「身分制代議制議会史国際委員会」の年次大会(9月1013日)に参加して、「近世ドイツ帝国における裁判と諸地域」と題する報告を行った。本報告では、陪席判事が帝国管区から推挙される方法が、二つの構造から成り立っていることを明らかにした。すなわち、18世紀末の時点で27名の定員を持っていた陪席判事について、一方には、皇帝と9名の選定侯(最有力の諸侯)による個人の推挙権による12名があった。これらは皇帝と最有力の諸侯との直接的なつながりから推挙された。他方には、7つの帝国管区から、地域代表の意味合いを持って選出され、推挙された陪席判事の存在がある。とりわけ、7つの帝国管区から、地域代表の意味合いを持って、陪席判事が推挙される仕組みからは、帝国の諸地域が司法の運営に関与していた、とする「司法における連邦制」として近世の帝国を解釈する仮説的な参照枠の有効性が確認されることになろう。この学会報告については論文としてまとめ、公表することができている(「近世ドイツ帝国における裁判と諸地域ー18世紀帝国最高法院と陪席判事推挙の構造」『社会文化論集(島根大学法文学部紀要:社会文化学科編)』第15号、2019年、3月)。本来の「研究実施計画」では、「帝国管区内の領邦や都市の裁判所が、帝国最高法院に対する法曹の推挙においていかなる業務を担っていたかについて、明らかにすること」としていたが、そこまでに踏み込むことは出来ていないが、その代わりに、前述のとおり、帝国管区における陪席判事推挙における二重の構造を明らかにすることができたため。上述のとおり、Kameralliteraturの検討からは、同時代人による帝国最高法院に対する認識や思想を知ることができるので、この点を枠組みとなる論点として検討の中心に据える。なお、この枠組みは、本研究計画が本来想定していた個別的な検討課題と矛盾するものではない。したがって、平成30年度においては、帝国管区からに法曹の推挙における領邦・都市裁判所の担った業務について、検討の中心に据えることにする。また、平成30年4月2628日には、ヴェッツラー(ドイツ)の帝国最高法院博物館において、関連する学会が開催される。本研究課題を進める上での知見を深めるために、海外旅費により、この学会に出席する予定である。まずは、身分制代議制議会史国際委員会の年次大会(7月1618日)において、「帝国管区内の領邦や都市の裁判所が、帝国最高法院に対する法曹の推挙においていかなる業務を担っていたか」に関して、研究報告を行う。この報告を踏まえて、国内の研究会でこれを補足する報告を行い、これらをもとにして、最終の研究報告書を作成する。平成29年度末に国内旅費(東京への研究会参加旅費)として執行することを目指したが、執行しきることができなかった。翌年度分として、物品費として使用する予定である。ドイツの研究状況の確認(意見と情報の交換)に注力してきたため、物品費と旅費にウェートのかかる使用をしてきた。今年度は、研究報告書を刊行する予定でいるので、次年度使用額については、研究報告書の作成と刊行に充てる。
非エンドサイトーシス取り込み機構の新規遺伝子導入リポソームベクターの開発

本研究の目的は、オリゴアルギニンを脂質分子に結合した化合物を合成し、それで修飾したリボソームを調製し、培養細胞での遺伝子導入効率、さらに担癌マウスを作製し、遺伝子発現を評価することによって、非エンドサイトーシス取り込み機構の新規遺伝子導入リポソームベクターを開発することである。オリゴアルギニン脂質(Arg(n))としては、Arg(n)の鎖長がn=4,6,8,10で人工脂質に結合したものと、オリゴアルギニンと人工脂質分子を結ぶリンカーにポリエチレングリコール(PEG、分子量2000)を用いたものの2種類を用いた。遺伝子ベクターとしては、Arg(n)で修飾したリボソームとDNAの複合体と、DNAをプロタミンでコンパクションした後リボソームに封入したArg・L(protamine1DNA)と、Arg被覆ベクターとして(rotamine1DNA)とArg水溶液を混合して調製したArg(protamine1DNA)を用いた。遺伝子の発現はGFP(greenfluorescentprotein)、または、ルシフェラーゼをコードした遺伝子を用いて、蛍光顕微鏡、またはルシフェラーゼ活性から評価した。HeLa細胞では、どのベクターにおいてもArg10がArg4より有意に高い活性を示した。Arg4とArg10修飾リポソームベクターを用いて正常マウスと担癌マウスにおいて、静脈内と腫瘍内投与によって、遺伝子の発現を評価した。HeLa細胞の担癌マウスの腫瘍内投与では、Arg4被覆ベクターがArg10のベクターより有意に高い遺伝子活性を示し、これは市販品の遺伝子ベクターであるin vivo jetPEIの約20倍の活性であった。Argの最適鎖長においては、in vivoの結果はin vitroの結果の逆であった。マウスに対する静脈内投与では、リボソーム自体は肝臓、脾臓、肺に集積が見られ、遺伝子の発現は肝臓、脾臓で観察された。以上よりオリゴアルギニン脂質の中で、in vitroではArg10のベクターが、in vivoの腫瘍内投与ではArg4のベクターが遺伝子導入製剤として有用であることが示唆された。また、その取り込み機構は両者で異なり、Arg10ベクターではマクロピノサイトーシス、Arg4ベクターでは従来のエンドサイトーシスである可能性が示唆された。本研究の目的は、オリゴアルギニンを脂質分子に結合した化合物を合成し、それで修飾したリポソームを調製し、培養細胞での遺伝子導入効率、さらに疾患モデルマウスを作製し、遺伝子発現による治療効果を評価することによって、非エンドサイトーシス取り込み機構の新規遺伝子導入リポソームベクターを開発することである。今年度は、生体膜貫通ペプチドであるオリゴアルギニンの合成と、オリゴアルギニン修飾リポソームの調製および、そのリポソームへのDNAの封入法の確立を目指した。オリゴアルギニン脂質としては、オリゴアルギニンの鎖長(n=412)や、アミノ酸配列、脂質分子の構造、オリゴアルギニンと脂質分子を結ぶリンカー構造(ポリエチレングリコール(PEG)脂質の鎖長)が異なった各種誘導体を合成した。これらのオリゴアルギニン脂質は血清存在下および培地中で安定であった。オリゴアルギニンPEG脂質は自己凝集体であるミセルを形成することを明らかにし、ミセル形成能は蛍光物質のピレンを用いて、臨界ミセル濃度測定から評価した。

また、オリゴアルギン脂質で修飾したリポソームを調製し、その物性を評価した結果、遺伝子ベクターとしてはオリゴアルギニンの鎖長が長いほうが遺伝子発現効率が高いことを明らかにした。さらに、DNAのオリゴアルギニン修飾リポソームへの封入法として、DNAをポリLリジンやプロタミンなど、正電荷高分子で凝集し、つぎにこれを負電荷のリポソームに封入し、その後オリゴアルギニンで修飾する調製法も確立した。以上のように、オリゴアルギニン修飾リポソームの物性や遺伝子導入効率を測定した結果、アルギニン数10で修飾したリポソームベクターを最適な遺伝子導入ベクターとして選択した。また、DNAをオリゴアルギニン修飾リポソームに高効率で封入することに成功した。本研究の目的は、オリゴアルギニンを脂質分子に結合した化合物を合成し、それで修飾したリポソームを調製し、培養細胞での遺伝子導入効率、さらに疾患モデルマウスを作製し、遺伝子発現を評価することによって、非エンドサイトーシス取り込み機構の新規遺伝子導入リポソームベクターを開発することである。今年度は、前年度で決定された最適生体膜貫通ペプチドであるオリゴアルギニン修飾リポソームを用いて正常マウス、担癌マウスにおいて、静脈内投与と腫瘍内投与によって、遺伝子の発現を評価した。オリゴアルギニン脂質(Arg(n))としては、オリゴアルギニンの鎖長がn=4,10で、オリゴアルギニンと脂質分子を結ぶリンカー構造(ポリエチレングリコール(PEG)脂質の鎖長、分子量2000)を用いた。遺伝子ベクターとしては、DNAをプロタミンでコンパクションし、リポソームに封入したArg-L(protamine/DNA)と、Arg被覆ベクターとして(protamine/DNA)とArg水溶液を混合して調製したArg(protamine/DNA)を用いた。遺伝子の発現はGFP(green fluorescent protein)、または、ルシフェラーゼをコードした遺伝子を用いて、蛍光顕微鏡、またはルシフェラーゼ活性から評価した。HeLa細胞の担癌マウスの腫瘍内投与では、Arg4のテトラアルギニン被覆ベクターが市販品の遺伝子ベクターであるin vivoJetPEIの約20倍の活性を示し、また、Arg10のベクターより高い遺伝子活性を示した。これは、HeLa細胞では、Arg10ベクターがArg4ベクターより有意に高い活性を示した結果と逆であった。一方、マウスに対する静脈内投与では、リポソーム自体は肝臓、脾臓、肺に集積が見られ、遺伝子の発現は肝臓、脾臓で見られた。以上より、オリゴアルギニン脂質の中で、in vitroではArg10のベクターが、in vivoの腫瘍内投与ではArg4のベクターが遺伝子導入製剤として有用であることが示唆された。
化学機能を制御する超分子ツールの創製

有機合成化学を利用したボトムアップ的なアプローチと、生体分子を応用したトップダウン的なアプローチの両者により、刺激に応答して機械的な動きを起こすことで化学機能を制御する様々な分子ツールの開発に成功した。また、歪みを生じさせるのに有効な2次元的な形状を有する分子骨格の設計に対する基本的な指針を得ることに成功した。(1)光応答性部位としてアゾベンゼンを有するジイミン型配位子の合成に成功し、これを用いたパラジウム錯体を調製した。得られた錯体はジアリルマロネートの閉館重合活性を有し、シクロペンタン骨格を有するポリマーを与えることを見いだした。さらに、得られたポリマーはこれまでにないスレオジシンジオタティック型の立体規則性を有していることが分かった。(2)生体分子機械として知られているシャペロニンの空孔入り口付近にサブユニットあたり2つのシステインを導入した変異体を得た。さらに、これらのシステインにスピロピランを導入し、修飾シャペロニンを得た。このスピロピラン修飾シャペロニンは光応答性を示したが、興味深いことに、マグネシウムイオンなど2価金属イオンを添加すると、シャペロニンが直列につながった、チューブ状の集積体を与えることが分かった。さらに、このチューブ集積体の中には、ゲストとして変性タンパク質を取りこませることができることを見いだした。(3)表面部に、複数のグアニジニウム基を有する、「分子糊」を調製した。この分子糊は、タンパク質などと相互作用し、非共有結合的にこれらを化学修飾できることを見いだした。興味深いことに、アクトミオシンにこの分子乗りを添加すると、ATP依存的に動作するその動きを止めることができることを見いだした。さらに、洗浄操作を加えることがその動きが再生し、可逆的にその動きを制御できる分子ツールとして働くことを見いだした。(1)分子機械型配位子の合成遷移金属イオンと配位結合し、かつ物理的刺激によってその構造変化を誘起することにより、相互作用した触媒活性部位の立体構造を可逆的に変化させることのできる配位子の開発を試みた。その結果、配位子として知られているジイミン型配位子にジチエニルエテン部位を導入した配位子型分子機械を設計し、その合成法を確立した。(2)分子機械のScaffoldとなる新たな巨大分子基盤の構築酵素等の生体高分子に超分子化学的に作用する新しい分子群の創製を目的とし、まず数ナノメートルスケールの生体分子に相互作用し、刺激に応答して歪みを起こさせるような巨大分子の開発を目指し検討を行った。そのような分子骨格の基本構造として、大きさの決まった2次元的な広がりをもつ「布状分子」の開発を検討した。具体的な構造としては、オリゴエチレングリコールを骨格として有する2次元分子の合成に成功した。(3)膜貫通タンパク質模倣分子の合成生体で分子機械として重要な役割を担っている、膜タンパク質に着目し、その主要な構造モチーフである多回膜貫通型タンパク質を模倣した分子の構築を試みた。分子構造として、親水部にオリゴエレングリコール部位を、疎水部にジエチニルベンゼン部位を有する、交互両親媒性分子を合成した。4回繰り返し構造を有する分子について二分子膜中での構造を検証したところ、膜貫通タンパク質と類似の折りたたみ構造をとることが分かった。1)フォトクロミック分子として代表的な分子であるアゾベンゼンを含むジイミン型配位子を設計、合成した。この配位子をPdCl(Me)(cod)と混合することにより、目的とするPd(II)錯体を得ることに成功した。このPd(II)錯体の触媒活性について、ジアリルマロネートをモノマーとした開環重合を検討しところ、トランス体錯体は、重合活性を示し対応するポリマーを与えることを見いだした。2)テトラエチレングリコール(TEG)とペンタエリスリトールを構成要素に用いた環状の構造化PEG分子を合成した。この環状PEG分子は、水溶性を有し、温度に応答してコンホメーション変化を起こすという興味深い性質を有することが分かった。さらにこの分子が水中でタンパク質と相互作用し、リゾチームに対し顕著な凝集抑制効果を持つことが分かった。構造化PEGがタンパク質操作のための新たな分子ツールとしての候補分子となることを見出した。3)膜貫型タンパク質の構造的特徴を取り入れたマルチブロック両親媒性オリゴマーを合成し、高次構造形成により機能を発現するような新たな機能分子の創製を目指した。その結果、8PEB部を導入することにより、低濃度でもBPEB部が相互作用し膜貫型タンパク質と類似した構造をとっていることが強く示唆された。4)光応答性蛋白質PYPは、紅色光合成細菌Ectothiorhodospira halophilaから単離された光受容蛋白質である。PYPを光受容ドメインとして自己集積型の目的蛋白質に融合することで、目的蛋白質の機能発現を、PYPの動きにより人工的に光制御できるのではないかと考えた。そこで、黄色ブドウ球菌由来毒素α-hemolysin(Hla)をターゲットとし、PYP融合Hlaの光による機能制御について検討したところ、溶血活性を光により制御できることを見いだした。1.前年度に引き続きオクタエチレングリコールを構成要素として用いた構造化PEGの合成を検討した。

その結果、中心部に芳香環を有する分岐型の構造化PEGを高収率で得ることに成功し、また、タンパク質等への修飾の足がかりとなるマレイミド基の導入に成功した。2.オクタエチレングリコールを構成要素として用いた構造化PEGを合成を検討した。その結果、中心部にペンタエリスルトール骨格あるいは芳香環を有する分岐型の構造化PEGを高収率で得ることができた。得られた化合物の水溶性を検討したところ、テトラエチレングリコールを用いた場合比較し高い水溶性を有することが分かった。また、現在熱応答性について検討を行っている。3.オクタエチレングリコールおよびリン酸部位を親水部、キラル芳香族基を疎水部として有する交互両親媒性分子の合成に成功した。その2分子膜中での挙動を検討したところ、リガンドに応答してコンホメーション変化を起こすことが示唆された。また、光応答性部位としてアゾベンゼンを導入した環状誘導体が、熱に応答して特異な相転移挙動を示すことを見いだした。4. PYPに対し、非天然アミノ酸として不飽和結合を有するアミノ酸を複数導入した変異体の作成に成功した。これを足場として利用することにより、同時に複数の合成官能基を導入することに成功した。また、PYPと酵素のを融合タンパク質の光応答性を詳細に検討し、光照射により活性が低下することを見いだした。1.ジチエニルエテンをフォトクロミック部位として有する、光応答性配位子の合成を行なった。得られた配位子の光反応性を詳細に検討したところ、通常のジチエニルエテン誘導体と同様の光反応挙動を示すことが分かった。興味深いことに、閉環体には2種類のコンフォマーがあることが示唆された。現在その光応答性の詳細について検討している。また、得られた配位子を用いて錯体形成を試みたところ、パラジウムと錯形成することを見いだした。3.オクタエチレングリコール部位を親水部、芳香環を疎水部として有する交互両親媒性分子を合成し、その2分子膜中での挙動を検討した。また、光応答性部位としてアゾベンゼンを導入した環状誘導体を合成し、光に応答した構造変化の詳細を検討した。4.PYPに対し、非天然アミノ酸として不飽和結合を有するアミノ酸を導入した変異体の作成に成功した。これにより、PYPを汎用性の高いモジュール化する。現在、導入した官能基に対する適切な修飾法の検討をすすめている。また、PYPと酵素を融合することにより、酵素活性を光により制御できるごとを見いだした。(1)アゾベンゼンを有する配位子の合成に成功した。(2)テトラ
末梢神経欠損間隙の新治療法：末梢神経両断端緩徐伸長法の実用化に向けて

末梢神経欠損の新しい治療法として我々が開発した末梢神経断端緩徐伸長法の実用化に向けて臨床研究開始後に生じた新たな課題を解決するために本研究を計画した。(1)自動伸長システムの開発:持続的に神経伸長を行えるシステムを開発した。機器の安全性を評価する実験を行い、家兎を用いた持続伸長の実証実験を行った。(2)神経の癒着防止と神経再生を促す成長因子を含む多血小板血漿の効果を期待して、これを用いた神経伸長実験を行った。神経再生は多血小板血漿群で良好な傾向を示した。(3)臨床研究の継続分娩麻痺乳児の腕神経叢修復用の神経伸長器の開発が必要となり、新たな神経伸長器:巻き取り式神経伸長器を作成した。本研究の目的は末梢神経欠損の新しい治療法として我々が開発した末梢神経断端緩徐伸長法の実用化に向けて臨床研究開始後に生じた新たな課題を解決することで、1)自動伸長システムの開発、(2)癒着防止技術の導入、(3)修復可能距離の限界と至適伸長速度の決定の3課題を本研究のテーマとし、動物実験を行うものである。今年度は研究計画調書の(研究1:自動伸長システムの開発)を行った。神経伸長器は先行研究で用いたものとし、自動伸長システムを取り付けられるよう、ねじ回転部を改良した。モータ・バッテリーの選定を行い、自動伸長システムを作成した。1日1.5mm, 1.0mm, 0.5mmの3段階のものを作成する予定であったが、モーターとマイコンの調整により伸長距離は連続変数で変動できる形式とすることができた。モーターのトルクが神経の伸長で徐々に(a)伸長距離実測実験、(b)モーター・バッテリー耐久試験を予定通り行ったが、モーターの発熱が見られたため、断熱構造を追加し、温度変化観察実験を行った。いずれの試験もクリアし、自動神経伸長器が完成した。まずin vitroの実験として次の2つを行った。a)伸長距離実測:6時間毎に目標の距離までの伸長が行われているか検証家兎より坐骨神経を取り出しリンゲル液中で牽引糸を取り付けた。初期張力はmanual maxとして1日2mmモードで2日間伸長した。計5神経測定した。(b)負荷試験:抵抗によるモーター誤作動有無を検証神経牽引により装置にかかる負荷を牽引用糸にかかる張力(N)とし、牽引用糸に一定の張力(2N, 5N, 10N)を与え続けた場合に、モーターの動きが妨げられていないか伸長距離実測により検証張力測定にはアイソメトリックトランスドューサーを使用した。計5神経測定した。(1)自動伸長システムの開発:神経伸長器の両端に小型モーターを取り付け間歇的ではなく持続的に伸長を行えるシステムを開発した。(2)神経周囲の癒着防止技術の開発:計画当初は癒着防止効果を発揮する材料としてヒアルロン酸やTC7を想定していたが、他の研究者の論文や学会発表からこれらの材料よりも多血小板血漿の効果を期待して、多血小板血漿を用いた実験を行った。多血小板血漿には神経再生を促す成長因子が含まれていることに着目した。家兎坐骨神経20mm欠損モデル(周囲筋を焼灼し癒着を惹起)に神経伸長器を取り付け、神経伸長効率・癒着の程度を組織学的に評価した。また、多血小板血漿を投与しない群を対象として神経再生能を比較した。結果:多血小板血漿群と日投与群で癒着の程度に有意な差は見いだせなかったが、神経再生は多血小板血漿群で良好な傾向を示した。(3)臨床研究の継続筑波大学附属病院倫理委員会承認の下,2009年より行っている臨床研究を継続した。分娩麻痺乳児の腕神経叢修復用の神経伸長器の開発が必要となり、新たな神経伸長器:巻き取り式神経伸長器を作成した。末梢神経外科計画していた今年度の実験は完了することができた。実験において予期せぬ問題点が生じたが解決することができた伸長距離実測試験をin vivoで行う実験を行う。研究IIである癒着防止技術の導入に着手する。

自動神経伸長器の開発に予想より難航し、解決に時間を要したため、研究Iのin vivo実験と研究IIの動物実験が行えなかった自動神経伸長器が完成したので速やかに動物実験に着手し、研究計画通りに実験を進めていく