hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音声電圧・電流計を使ったコンピュータのしくみを体験する教材の開発

[1]自立型音声式テスタの教材化自立型音声式テスタのプログラム機能を使った教材化の試行として、東京高等専門学校の高橋三男先生の開発された酸素センサに音声出力機能を付ける事を題材に、学部4年生を対象にして行った。酸素センサは、酸素濃度に比例した電圧を出力するデバイスであるので、自立型音声式テスタでこの酸素センサの出力電圧を読み取り、酸素濃度に変換した数値を音声で読み上げるというプログラムの作成を試みた。さらに、酸素濃度の時間変化を分かりやすく表現するために、数値ではなく、酸素濃度に応じた周波数の音を出力する機能の付加も試みた。自立型音声式テスタ内部の基本プログラムを利用する事により、短いプログラムでこれらの機能を実現する事ができた。[2]感光器の自作キット化盲学校の理科実験でよく使われる「感光器」を題材にして、盲学校の生徒がエレクトロニクスの基本を学べる様に、彼ら自身が自作できる様に作り方を工夫した回路キットの開発に着手した。「感光器」というのは光の強弱を音の強弱または高低に変換する補助教材である。特定の方向からの光だけに反応する様に指向性を持たせてあり、水溶液の透明度の変化や太陽の向きの観測など、盲学校での様々な理科実験で使われている。非常に便利な道具であるが市販品は一台1万円程度する。筑波大学の鳥山由子先生の発案で、発展途上国でも使える様に、価格を一台1000円以下に抑えた廉価版の感光器を開発したが、これをベースにして盲学校の生徒自身が製作できるキットの開発に着手した。試作機を作成し盲学校の全盲の先生に評価してもらうなど改良を始めた所である。平成15・16年度特定領域研究「盲学校の生徒がプログラムできる音声電圧・電流計の開発」で開発した音声テスタを基本にして、これを目的の教材として使える様にするために、ハードとソフトの改造を行った。具体的には、シリアル通信を使ったパソコンとの通信機能を実装する事により、パソコン側から簡単な命令を送る事で、(1)電圧・電流の測定とその値の読上げ、(2)追加実装してあったストップウォッチ機能の操作と経過時間の読上げ、(3)パソコンから値を指定しての0から9までの数字と小数点の発声、を任意の組み合わせで行う事ができる様にした。これで「生徒がパソコン上でCやBASICなどの高級言語で作製したソフトウェアを使って音声テスタを操作する」という教材には使えるものになった。更に、次のステップとして「生徒が(より基礎的な)機械語で音声テスタ上のメモリ・レジスタ・I/Oを直接操作するソフトウェアを作成し、これを音声テスタ上にロードして実行する」という教材として使える様にすべく、上記シリアル通信機能を利用して、専用の書込み器なしで、音声テスタ上にプログラムを書込む機能を搭載した。また、盲学校の先生方との交流から、上記の教材をいきなり生徒に与えるのは無理があると考える様になり、中間的な教材として、簡単なエレクトロニクス回路を生徒が自作するという教材の開発にも着手した。具体的には、盲学校の理科実験でよく使われる「感光器」(光の強弱を音の高低あるいは強弱で表現する機器)の廉価版を、目が見えない生徒が作製できる様に工夫したキットである。これらを素材として、平成18年度は教材として使うのに必要な環境を準備し、実際に盲学校の先生や生徒に使ってもらい、教材化を進める予定である。
パーキンソン病原因遺伝DJ-1による酸化ストレスの防御機構

DJ-1は抗酸化ストレス等の様々な機能を有し、機能不全でパーキンソン病を引き起こす。以前、我々は、DJ-1結合化合物(compound B)が神経細胞死を抑制することを報告しているが、その作用メカニズムは不明である。この研究において、我々はcompound BのNrf2転写活性化に対する影響を検討した。compound Bは、過酸化水素により誘導されるNrf2タンパク質安定性し転写活性化を促進した。DJ-1と結合化合物がNrf2活性化を増強して酸化ストレスによる神経細胞死から保護する事が示された。パーキンソン病は、酸化ストレスが誘導する神経細胞死により発症する。DJ-1は癌遺伝子として同定し、後に家族性パーキンソン病の原因遺伝子でもある事が報告された。さらにDJ-1は、酸化ストレス・解毒関連遺伝子の主な転写因子Nrf2を活性化することが報告された。酸化ストレス存在下ではDJ-1はNrf2を安定化して、酸化ストレス応答遺伝子群の転写を活性化する。またDJ-1は、酸化ストレスによる細胞死に対する抗アポトーシス経路として知られるPI3K/Akt経路をPTENの阻害をすることで活性化すると考えられている。我々はDJ-1をターゲットとした創薬を目的とするスクリーニングにより、DJ-1結合化合物(compound B)を同定している。この化合物により、酸化ストレス誘導細胞死を抑制されることを明らかにしているが、その詳細な作用メカニズムは解明されていない。そこでDJ-1結合化合物による酸化ストレス抑制メカニズムを解析するために、酸化ストレス応答配列をルシフェラーゼ遺伝子に連結したレポーター遺伝子を用いて、Nrf2の転写活性化能を検討した。その結果、DJ-1結合化合物単独では、Nrf2の転写活性化能に変化がなかった。それに対して、過酸化水素単独による酸化ストレス誘導時よりも、過酸化水素とDJ-1結合化合物を同時に処理することで、Nrf2の転写活性化作用がさらに増強された。また、RT-PCRによりHO-1やNQO1などの酸化ストレス応答遺伝子の発現が増加していることが示された。これより、DJ-1結合化合物による酸化ストレスの抑制はNrf2転写能の増強によることが示唆された。また、compound B処理によりリン酸化Aktの増加が認められた。さらにcompound Bの誘導体を作製して、これらの活性を検討した。またDJ-1によるTH遺伝子の転写制御の研究を行った。パーキンソン病は、中脳黒質のドーパミン神経が変性・脱落することによって、運動障害が発症する疾患である。ドーパミン神経の変性は、諸説あるが酸化ストレスによるとの報告がある。DJ-1は癌遺伝子産物として報告され、後にその変異によりパーキンソン病を引き起こすことが示されている。さらにDJ-1は酸化ストレスを防御する遺伝子群のマスター転写因子であるNrf2の安定性を促進することが示されている。我々のグループでは、創薬を目的にDJ-1に結合する化合物として同定したcompound Bが酸化ストレスによる神経細胞死を抑制することを報告している。そこでcompound Bの神経細胞死を抑制機構の解明を行った。酸化ストレス応答配列をルシフェラーゼ遺伝子の上流に連結したレポーター遺伝子を細胞に導入してNrf2転写活性化能を検討したところ、過酸化水素による処理単独より、過酸化水素とcompound Bの添加により増加することが示された。この反応はNrf2タンパク質を安定化し、発現量を増加させることにより引き起こされることが明らかとなった。さらに、この安定化作用をのメカニズムを検討したところ、DJ-1はPTENの酵素活性を抑制することに注目して検討した。その結果、PTEN抑制作用は酸化ストレスによりDJ-1の酸化修飾されることで抑制されること、さらにcompound Bにより、DJ-1の酸化が抑制され、PTENの阻害作用が持続することが示された。
階層型ナノ構造を用いた固体触媒の高機能化

本研究では、ナノ粒子触媒を階層化して用いることでエネルギー・環境問題の解決に重要な固体触媒の合理的な調製手法を提案し、実証することを目的とした。これまで固体触媒は、主に触媒担体の上に複数の触媒活性成分を担持する方法で高機能化されてきた。しかし、この方法ではそれぞれの活性成分が意図しない反応中間体と反応したり、お互いが電子的な影響を及ぼしあったりすることで期待した触媒活性が得られないことも多い。そこで、触媒活性なナノ粒子を階層化させる事でこの問題の解決を試みた。本研究では、ナノ粒子触媒を階層化して用いることで、エネルギー・環境問題の解決に重要な固体触媒の合理的な調製手法を提案し実証することを目的としている。これまで固体触媒は、主に触媒担体上に複数の触媒活性成分を担持する手法で高機能化されてきた。しかし、この方法では、それぞれの活性成分が意図しない反応中間体と反応したり、お互いが電子的な影響を及ぼしあったりすることで期待した活性が得られないことも多い。そこで、金属または金属酸化物ナノ粒子を階層化したコア-シェル構造またはLB膜を積層させた階層化構造を作ることで、反応中間体を任意の順序で任意の活性点に接触させられる触媒調製手法を開発し、水素発生光触媒系の高機能化ならびに新しい水素化触媒などの開発を行う。このような階層化構造を構築するためには、多孔性のシェルに触媒活性成分を固定化する必要がある。本年度は、メソポーラスシリカーアルミナ上に光触媒反応系において光増感剤または光触媒となる有機分子と種々の金属触媒あるいは錯体触媒を固定化し、その触媒としての利用を検討した。まず、メソポーラスシリカーアルミナの細孔内にカチオン交換反応により有機光触媒を固定化し、シュウ酸を電子源に用いて溶存酸素の還元反応を行った。その結果、量子収率10%という高い効率で過酸化水素が生成することに成功した。さらに、メソポーラスシリカーアルミナの細孔内にカチオン交換反応により有機光触媒と銅錯体を同時に固定化し、光触媒として用いたところ、有機光触媒と銅錯体が協同的に働き、芳香族有機化合物(キシレン)の酸素化反応が効率よく進行することを見出した。しかし、この方法では、それぞれの活性成分が意図しない反応中間体と反応したり、お互いが電子的な影響を及ぼしあったりすることで期待した触媒活性が得られないことも多い。そこで、金属または金属酸化物ナノ粒子を階層化したコア-シェル構造またはLB膜を積層させた複合化構造を作ることで、反応中間体を任意の順序で任意の活性点に接触させられる触媒調製手法を開発し、水素発生光触媒系の高機能化や新しい水素化触媒などの開発を行う。このような階層化構造を構築するためには、まず、多孔性の金属酸化物に触媒活性成分を固定化する必要がある。本年度は、多孔性シリカ(アルミナ)ナノ粒子上に光触媒反応系において光触媒となる有機分子と種々の金属触媒あるいは錯体触媒を同時に固定化し、その触媒としての利用を検討した。具体的には、メソ多孔性シリカアルミナナノ粒子にカチオン性の有機光触媒を担持し、アニオン性の白金前駆体とシュウ酸の存在下で光照射を行ったところ、有機光触媒の近傍に白金粒子を析出させることに成功した。含浸担持により白金を担持した場合に比べ、極微量の白金を用いるだけで水素発生が可能となった。また、シリカナノ粒子も調製し、その表面に有機光触媒を担持する手法の検討も開始している。本年度は、サイズが揃った球状のシリカ(アルミナ)ナノ粒子を集合化させることでできる細孔に、光触媒反応系において光触媒となる有機分子と種々の金属触媒あるいは錯体触媒を同時に固定化し、その触媒としての利用を検討した。本手法を用いることで通常のナノ細孔物質では固定化出来ない大きなナノ粒子を細孔内に安定に固定化することに成功した。通常のシリカアルミナ担体を用いる場合に比べて5倍以上の高い収率で水素を得ることができた。本研究では、ナノ粒子触媒を階層化して用いることでエネルギー・環境問題の解決に重要な固体触媒の合理的な調製手法を提案し、実証することを目的としている。

しかし、この方法ではそれぞれの活性成分が意図しない反応中間体と反応したり、お互いが電子的な影響を及ぼしあったりすることで期待した触媒活性が得られないことも多い。そこで、金属または金属酸化物を階層化させたコアシェル構造、または、LB膜を積層させた複合化構造を作る事で、反応中間体を任意の順序で活性点に接触させられる触媒調製手法を開発し、水素発生光触媒系の高機能化や、新しい水素化触媒、酸化触媒などの開発を行う。本年度は、20-40nmの球状のシリカの集合体内部にミクロンサイズの酸化銅粒子を埋没させアンモニアボランの加水分解触媒としての利用を検討した。その結果、複合体を形成しない場合と異なる反応選択性が得られることがわかった。本研究では、ナノ粒子触媒を階層化して用いることでエネルギー・環境問題の解決に重要な固体触媒の合理的な調製手法を提案し、実証することを目的とした。これまで固体触媒は、主に触媒担体の上に複数の触媒活性成分を担持する方法で高機能化されてきた。そこで、触媒活性なナノ粒子を階層化させる事でこの問題の解決を試みた。ナノ粒子を階層化して複合化することで、これまでのメソ多孔体を担体とした場合には担持できなかった大きなサイズのナノ粒子であっても多孔体の内部に取り込むことが可能となった。その結果、機能の複合化が効率よく進められるようになった。実際、有機光触媒と金属ナノ粒子を用いた水素発生触媒を組み合わせた光触媒水素発生系では、機能性分子とナノ粒子をこの方法で複合化したことで、発生する水素の収率が5倍以上に増えた。27年度が最終年度であるため、記入しない。固体触媒今後は、本ナノ粒子複合体調製手法をシリカアルミナ以外の半導体ナノ粒子(チタニア、酸化すず、酸化亜鉛)など機能性酸化物ナノ粒子も利用することで、より高機能な触媒系の構築を行っていく。ナノサイズの球状シリカーアルミナ上に効率よく光触媒や錯体触媒を固定化できることを確認した。今後、このナノサイズのシリカーアルミナの中心部に金属ナノ粒子などを内包させることで新しい固体触媒を開発するための礎ができた。メソ多孔性ナノ粒子の細孔内で有機光触媒と水素発生触媒という異なる機能を持つ二つの触媒の複合化手法の開発に成功した。今後、これらの手法をさらに発展させ、より高度あるいは複雑な機能を持つ触媒系の開発を行っていくことが可能になった。平成26年度は、ガスクロマトグラフを購入する予定であった。しかし、他プロジェクトで使用しなくなったガスクロを譲り受けることができたため、購入を見送ったため。現段階では複数の触媒成分の複合化には成功しているが、階層化はこれからである。今年度は階層化を行うことで単に複台化した場合と比べ触媒性能が飛躍的に向上することを実証することを目指す。現在までのところ、合理的な複合化手法の開発は順調に進んでいる。今後、階層化構造を得るための触媒調製手法の開発を行っていくことで、ナノレベルでの階層化構造の重要性を実証する。平成27年度は、大阪市立大学へと異動するが、当該ガスクロマトグラフは移管できなかった。
がん免疫逃避環境を改善しうる新規受容体指向性サイトカインの創製とがん治療への応用

本研究では、がん免疫療法をより効果的な治療法として開発する上での問題点として考えられている免疫逃避機構に着目し、その中心的な役割を果たすことが知られているミエロイド由来抑制性細胞(MDSC)や制御性T細胞(Treg)による免疫抑制作用を阻害しうる治療薬の開発を目指して研究を行っている。特に、これら免疫抑制細胞の機能発現に関与することが明らかとなっている腫瘍壊死因子(TNF)の2種類のレセプター(TNFR1およびTNFR2)を介した作用のうち、がん微小環境における免疫逃避機構に中心的な役割を果たすTNFR2の作用を選択的に阻害することができるTNFR2結合選択的アンタゴニストの創出を目的として検討を行っている。本年度は、前年度にTNFのレセプターとの結合領域9つのアミノ酸を網羅的に他のアミノ酸に置換することで開発した1億種類ものTNF構造変異体ファージライブラリの中から得られたTNFR2結合選択的アンタゴニスト候補クローンの各レセプターを介した詳細な結合特性・生物活性を評価するために、大腸菌を用いた精製タンパク質の精製法の開発を行った。具体的には、ヒスチジンタグをC末端に挿入したタンパク質発現ベクターへの遺伝子組み換えを行い、アフィニティー精製法を用いたタンパク質発現・精製条件の最適化を行うことができた。また、精製された候補クローンを用いてMDSCやTregのもつ免疫抑制作用に対する阻害活性を評価するために、脾臓または骨髄細胞よりTregやMDSCの分離や分化誘導を行い、TNF作用によるTNFR2を介したTregやMDSCの増殖に関する評価系の構築にも成功した。担がんマウスを用いたin vivoでの投与実験を遂行することを念頭にして、精製可能なタンパク質量を増加させることを目的として、当初予定していた精製法とは異なる手法を試みることにしたため、新たなプラスミドのコンストラクトの構築、ならびにタンパク質発現条件の再検討を行った。そのため、予定してた実験の進捗に遅れが生じたので、当初の予定よりはやや遅れが生じている。しかしながら、最終年度に予定していた免疫抑制作用を評価する実験系については2018年度に一部評価系を構築できたこと、またTNFR2結合選択的アンタゴニストのin vitroでの生物活性評価法については初年度に用いた実験系と同様の手法で行うため、最終的には当初の予定を遂行することができると考えている。今後は、TNFR2結合選択的アンタゴニスト候補クローンの精製タンパク質を用いて上記実験系を用いたin vitroにおける免疫抑制作用に対する阻害活性を評価するとともに、担がんマウスに対する抗腫瘍効果などのin vivoの検討を順次進めていく予定である。具体的には2018年度に確立したTNF変異体タンパク質精製法を用いて、TNFR2結合選択的アンタゴニスト候補クローンを精製し、各TNFレセプターへの結合親和性を表面プラズモン共鳴法を用いて評価する。また、各レセプターを介した生物活性をレセプター発現細胞への細胞傷害活性を指標に評価する。その後、2018年度に同様にして構築したMDSCやTregの免疫抑制作用に対する阻害活性の評価系を用いて、TNFR2結合選択的アンタゴニストの有効性を明らかにする。さらに、担がんマウスに対する抗腫瘍効果を検討するため、ポリエチレングリコールを用いたバイオコンジュゲーション技術を駆使し、タンパク質の血中滞留性の向上をはかる。血中滞留性の向上したTNFR2結合選択的アンタゴニストを担がんマウスへと投与することによって、がん微小環境の免疫逃避機構を打破することによる抗腫瘍効果を検討する。本申請研究では、がん免疫療法を行う上での問題点として考えられている免疫逃避機構に着目し、その中心的な役割を果たすことが知られているミエロイド由来抑制性細胞(MDSC)における免疫抑制作用を阻害しうる治療薬の開発を目指して研究を行っている。特にMDSCの免疫抑制活性の増強に関与することが知られている腫瘍壊死因子(TNF)に着目し、その2種類のレセプターとして知られているTNFR1とTNFR2のうち、MDSCによる免疫抑制作用の発現に大きく関与しているTNFR2を介した作用を選択的に阻害できるタンパク質性アンタゴニストの創製を試みている。その中で本年度は、独自の機能性タンパク質創出技術であるファージディスプレイ法を駆使することで、TNF中のレセプターとの結合に関与する9つのアミノ酸を網羅的に他の20種類のアミノ酸へと置換した構造変異体ライブラリを構築し、その中からTNFR2との結合親和性を利用して、TNFR2へと強く結合する構造変異体を増幅することに成功してきた。さらに、大腸菌培養上清中の構造変異体を利用することで、各レセプターを介した生物活性評価および結合特性評価を行い、2種類のレセプターのうちTNFR2へと選択的に結合するものの活性を示さないアンタゴニスト候補クローンを絞り込むことに成功した。さらに、今後得られたアンタゴニストによる詳細な活性を評価するために利用するMDSCに関して、がん組織からの効率の良いMDSC単離法の確立にも成功した。当初の予定通り、TNF中のアミノ酸を改変した構造変異体ライブラリの中から2種類のレセプターであるTNFR1およびTNFR2のうち、TNFR2へと選択的に結合し活性を示さないアンタゴニスト候補クローンの創出に成功した。より詳細なタンパク質機能を明らかにするためのタンパク質精製は、次年度の検討課題としたものの、次年度に予定していたMDSCの単離法の確立には成功しており、おおむね順調に研究が進捗しているものと考えている。

本研究では、がん免疫療法をより効果的な治療法として開発する上での問題点として考えられている免疫逃避機構に着目し、その中心的な役割を果たすことが知られているミエロイド由来抑制性細胞(MDSC)や制御性T細胞(Treg)による免疫抑制作用を阻害しうる治療薬の開発を目指して研究を行っている。特に、これら免疫抑制細胞の機能発現に関与することが明らかとなっている腫瘍壊死因子(TNF)の2種類のレセプター(TNFR1およびTNFR2)を介した作用のうち、がん微小環境における免疫逃避機構に中心的な役割を果たすTNFR2の作用を選択的に阻害することができるTNFR2結合選択的アンタゴニストの創出を目的として検討を行っている。本年度は、前年度にTNFのレセプターとの結合領域9つのアミノ酸を網羅的に他のアミノ酸に置換することで開発した1億種類ものTNF構造変異体ファージライブラリの中から得られたTNFR2結合選択的アンタゴニスト候補クローンの各レセプターを介した詳細な結合特性・生物活性を評価するために、大腸菌を用いた精製タンパク質の精製法の開発を行った。具体的には、ヒスチジンタグをC末端に挿入したタンパク質発現ベクターへの遺伝子組み換えを行い、アフィニティー精製法を用いたタンパク質発現・精製条件の最適化を行うことができた。また、精製された候補クローンを用いてMDSCやTregのもつ免疫抑制作用に対する阻害活性を評価するために、脾臓または骨髄細胞よりTregやMDSCの分離や分化誘導を行い、TNF作用によるTNFR2を介したTregやMDSCの増殖に関する評価系の構築にも成功した。担がんマウスを用いたin vivoでの投与実験を遂行することを念頭にして、精製可能なタンパク質量を増加させることを目的として、当初予定していた精製法とは異なる手法を試みることにしたため、新たなプラスミドのコンストラクトの構築、ならびにタンパク質発現条件の再検討を行った。そのため、予定してた実験の進捗に遅れが生じたので、当初の予定よりはやや遅れが生じている。しかしながら、最終年度に予定していた免疫抑制作用を評価する実験系については2018年度に一部評価系を構築できたこと、またTNFR2結合選択的アンタゴニストのin vitroでの生物活性評価法については初年度に用いた実験系と同様の手法で行うため、最終的には当初の予定を遂行することができると考えている。今後は、本年度に得られた候補アンタゴニストに関して、リコンビナントタンパク質を精製し、詳細な生物活性評価および結合特性評価を進めていく。また本年度進めてきた手法で単離したMDSCを利用して、候補アンタゴニストの免疫抑制に対する阻害活性の評価を行う。さらに、担がんマウスに対するアンタゴニストの投与を行い、腫瘍増殖に対する抑制効果やマウス体内のMDSCの免疫抑制作用に対する阻害活性を検討していく予定である。今後は、TNFR2結合選択的アンタゴニスト候補クローンの精製タンパク質を用いて上記実験系を用いたin vitroにおける免疫抑制作用に対する阻害活性を評価するとともに、担がんマウスに対する抗腫瘍効果などのin vivoの検討を順次進めていく予定である。
マイクロチャンネルの気体分子交換効果を利用した新しい工学デバイスの開発

前回の科研費(課題番号23560196)で発見した、混合気体の異なる成分が多孔膜を通して逆方向に透過する現象「分子交換流」を応用した混合気体分離装置の試作を行った。得られる濃度変化は、分子量の比が十分大きい混合気体の場合、多孔膜の幅1 cmあたり1%程度に達し、質量差があればどの気体成分にも作用する。これは、卓上サイズの小型装置で、同位体ガスを含む任意の混合ガスの分離が可能であることを意味する。生産流量は多孔膜幅に比例し、自由に増加させることができる。分離に用いるエネルギーは電力に限定されず、例えば、数十度の温度差を持つ温冷水だけをエネルギー源として稼働させることが可能である。多孔膜に関する分子交換流を利用した, 2種類の気体膜分離試験装置を開発した.今回の実験では,3 x 3 cm四方の汎用濾紙(混合セルロースエステル製,穴径100ミクロン)を,高温と低温の金属板で挟んだ装置を基本ユニットとして製作した.濾紙の穴径は大気圧下の気体分子の平均自由行程と同程度であり,その結果生じる希薄気体の熱遷移流によって,ユニットはポンプとして動作する.ポンプの強さは金属板の温度差に比例し,温度差100°Cの実験では,1ユニットで毎分100cc以上の流量が可能であった.気体分離を起こす分子交換流は,この流れを圧力差でせき止めた時に現れる流れであり,軽い分子が高圧側に,重い分子が低圧側に流れる現象である.第1の気体分離装置は,2ユニットでポンプ部を構成し,そこで得られる高圧によって,別の1ユニットの熱遷移流をせき止め,分子交換流を発生するセパレータとする構造である.この装置を用いた実験では,毎分5 ccのヘリウムーネオン混合気体を,成分濃度が約5 %異なった2種類の混合気体に分離することに成功した.この実験は,最大100 °Cの小さな温度差を唯一のエネルギー源として,連続的に混合気体を分離することが原理的に可能であることを示すものである.この成果は,現在大量に廃棄されている低レベルの廃熱の新しい利用方法が発見されたことを意味している.第2の気体分離装置は,市販の機械式ポンプで得られる高圧によって,2ユニットのセパレータを駆動する構成である.この構成では,1ユニットが材料気体の重い成分分子を抽出し,別の1ユニットが軽い成分分子を抽出する役割を担う.この装置では機械式ポンプが電力を消費するが,より小さな温度差(40 °C以下)によって,第一のシステムと同等の気体分離能力が得られることが示された.【研究実績の概要】欄で述べたように,本研究では,廃熱レベルの温度差だけをエネルギー源とする,新しい混合気体の分離法を実験によって実現することに成功した.しかし,試作した「基本ユニット」の性能は満足できるものではない.数値計算によれば,このユニットを気体分離装置として稼働させるためには,多孔膜(濾紙)と金属板の間に気体流を与える必要がある.ところが,試作した装置では,多孔膜と金属板の間の流路抵抗が大きい.また,流路抵抗の個体差も大きく,大規模な装置に発展させるには困難が予想される.当初計画においては,大流量装置の検討や,濃度変化量の増大を研究目的としていたが,これらの目的を達成するには,装置の大規模化が不可欠である.そこで,今年度は,上記の流路抵抗を削減する研究に取り組んだ.幾つかの基本ユニットの試作検討の結果,流路抵抗が桁違いに小さい新しい装置の試作に成功した.新しい設計を用いることにより,流量・濃度変化量が大きな混合気体分離装置も実現可能であると期待される.このように,当初予期していない問題点の出現によって研究計画の一部が遅延しており,今年度の進捗状況は「やや遅れている」と評価する.昨年度に作成した,分子交換流を利用した気体分離装置を用いた実験を進めるとともに,得られた知見を元に新しい装置の設計・製作を進めた.1混合気体分離実験:気体分離装置を構成するのは,3 x 3 cmの混合セルロースエステル薄膜(孔径0.1ミクロンの汎用濾紙)に30度程度の温度差を与えて稼働する熱駆動ポンプ(クヌーセンポンプ)である.この装置に市販のダイアフラムポンプを組み合わせると,クヌーセンポンプ内で分子交換流を発生させ,混合気体の分離を行うことが可能となる.実験では,2台のクヌーセンポンプを用いて,年産1 kg弱の流量で供給されるHe-Ne混合気体を,最大8%の濃度差を持つ2種の気体に分割することができた.これは,分子交換流を用いて混合気体の重い成分を濃縮することに成功した,初めての結果である.なお,代表者の前研究(課題番号23560196)と同様,軽い成分も同時に濃縮しており,この実験結果は,分子交換流によって混合気体を完全分離できることを示している.この成功を踏まえ,装置能力の改善を目指して様々な装置パラメータについて気体分離性能の評価試験を行なった.今回の装置で得られた最大の濃度差は,上に述べた通り8%であるが,装置構造の改善により拡大可能であることが示された.また,ネオンが複数の安定同位体の混合物であることを用いて装置内部の3成分混合気体の挙動についても調べ,本装置が同位体分離にも応用できることも確かめた.2新装置の設計・製作:本手法で得られる気体分離能力は膜面積に比例するが,上記の試験装置は薄膜サイズが小さいため,本手法で期待できる高純度ガス精製能力,微量ガス収集能力,濃度増幅効果を確認することが難しい.

そこで,膜面積を容易に増加可能な,積層型装置の開発に取り組んだ.今年度内には,装置が熱駆動ポンプとして稼働することが確認された(2017年8月に発表予定).前年度に試作し,本年度【研究実績の概要】の1項で述べた装置では,多孔膜に沿った流路の抵抗が非常に大きく,その性能に著しい個体差があるために,大規模装置への発展に困難が予想された.しかし,これらの問題点は【研究実績の概要】の2項で開発した装置により,解決された.新しい設計では,多孔膜に沿った流路抵抗は10%以下に減少した.構成素材は全て量販されている汎用品であり,誰でも容易に均一な性能を有する装置を作成することができる.クヌーセンポンプとしての高い能力から,混合気体分離への応用試験が効率よく実施できるだろう.このことから,本研究の進展状況を(2)おおむね順調,と評価した.代表者は,以前の科研費(課題番号23560196)で,混合気体の異なる成分が多孔膜を通して逆方向に透過する「分子交換流」の実在を示した.本研究では,そこで開発した分子交換装置を基本パーツとし,それを複数個組み合わせると,混合気体を各成分に分離する装置が実現できることを実験により示した.この手法で得られる濃度変化は,分子量の比が十分大きい混合気体の場合,多孔膜の幅1 cmあたり1%程度に達する大きさである.生産流量は多孔膜の奥行き寸法に依存する.同位体ガスの分離にも取り組み,同位体ガスを卓上型装置で分離する十分な可能性を有することが示された.平成27年度には,3 x 3 cm四方の汎用濾紙を電力で加熱・冷却した金属板に挟む構造のユニットを3個用いて,混合気体の軽い成分を抽出する実験を行なった.2ユニットはポンプ駆動に用い,1ユニットで分子交換流を発生させることで,材料気体から軽い成分気体を濃縮して取り出すことに成功した.平成28年度は,ポンプ部分を市販のダイヤフラムポンプに置き換え,1ユニットで軽い成分を濃縮すると同時に,別の1ユニットで重い成分気体を濃縮することに成功した.この結果は,本混合気体分離法が,与えられた材料気体を各成分に完全分離できることを示すものである.平成29年度は,装置構造を改善し,8 x 8 cmの汎用濾紙を用いた分子交換ユニットを自由に積層可能な装置を開発した.この装置はまた,電力を必要とせず,数十度の温度差を持つ温冷水だけをエネルギー源として稼働する装置である.研究期間中に8層の積層構造を持つ混合気体分離装置が初期稼働した.内部流量の制御が未完成であるが,その状態でもヘリウムーネオン混合気体の濃度を数十%変更できるだけではなく,純ネオンガスから,その同位体比率が1%以上異なる2種の気体を毎分1cc以上の速度で生産することが可能であった.前回の科研費(課題番号23560196)で発見した、混合気体の異なる成分が多孔膜を通して逆方向に透過する現象「分子交換流」を応用した混合気体分離装置の試作を行った。得られる濃度変化は、分子量の比が十分大きい混合気体の場合、多孔膜の幅1 cmあたり1%程度に達し、質量差があればどの気体成分にも作用する。これは、卓上サイズの小型装置で、同位体ガスを含む任意の混合ガスの分離が可能であることを意味する。生産流量は多孔膜幅に比例し、自由に増加させることができる。分離に用いるエネルギーは電力に限定されず、例えば、数十度の温度差を持つ温冷水だけをエネルギー源として稼働させることが可能である。
インフルエンザ脳症の病態モデルの作成と、その増悪および改善因子の検討

インフルエンザウイルス(FluV)のヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)への感染とアポトーシス誘導について検討した。FulVはHUVECに感染・増殖しアポトーシスを誘導した。さらにFluV感染はTNF-αによるHUVECのアポトーシスを増強させた。各種解熱鎮痛剤のTNF-α存在下でのHUVECへの影響は、アセトアミノフェンはアポトーシス誘導、生細胞数ともにコントロールと同レベルであった。一方、インドメタシン、ジクロフェナックは濃度依存的に細胞毒性を示した。以上の結果は、現在有効な治療法の確立されていないインフルエンザ脳症の病態を明らかにすると同時に、有効な予防・治療法確立の一助になると思われる。インフルエンザウイルス(FluV)感染に伴う急性脳症は、血管原性浮腫を主病態とする脳および全身臓器障害を呈する疾患である。この病態は、血管内皮細胞の炎症とアポローシスにより全身の血管障害をきたして引き起こされたものと考えられている。本研究では、ヒトFluVがヒト血管内皮細胞に感染しアポトーシスを誘導する可能性を検証するため、組織培養系においてヒト血管内皮細胞に対するヒトFluVの感染実験を試みた。ヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)でのFluVの増殖能を調べるため、HUVECに精製したFluV[Philippine株(H3N2)]を1時間吸着後、48時間培養し、培養上清中の感受性ウイルス量を測定したところ、増殖が確認された。同時に培養細胞からRNAを精製し、定量PCR法で感染HUVEC中のFluVゲノム数を求めたところ、ウイルス吸着後24時間を最大にFluVゲノム数の増加が認められた。一方、Philippine株感染HUVECではTUNEL法による陽性細胞が多数観察された。さらに蛍光免疫染色によりFluV感染細胞において核の分葉化が観察され、同時にアポトーシスの指標である活性型カスパーゼ3が検出された。フローサイトメトリーにて活性型カスパーゼ3陽性細胞数を比較したところ、FluV感染にて陽性細胞数の増加が確認された。以上より、ヒトFluVは、ヒト血管内皮細胞において感染・増殖し、アポトーシスを誘導することが証明された。すなわち、組織培養系においてインフルエンザ脳症の病態モデルが作成された。インフルエンザウイルス(FluV)感染に伴う急性脳症は血管原性浮腫を主病態とする脳および全身臓器障害を呈する疾患である。この病態は、血管内皮細胞の炎症とアポトーシスにより全身の血管障害をきたして引き起こされたものと考えられている。ヒトFluV感染ではヒトでのウイルス血症は希とされているが、近年のトリFluV感染症では呼吸器感染症のみならず全身の臓器に感染し、さらに血管内皮への感染、アポトーシス誘導の可能性を示唆する解剖所見が報告されている。今回我々は血清型の異なるヒトFluVを用いヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)へのアポトーシス誘導についてFulV株の違いによる検討を試みた。以上より、株の違いによりHUVECへのアポトーシス誘導能が異なることが示された。今回の知見はインフルエンザ脳症のみならず、トリインフルエンザのヒトへの感染の際の病態解明ならびに理解の一助となると思われる。インフルエンザ脳症症例の疫学的調査から、予後悪化因子としてジクロフェナックやメフェナム酸などの解熱鎮痛剤が挙げられている。研究期聞中これまでFluVのヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)へのアポトーシス誘導について検討してきた。最終年度は各種解熱鎮痛剤のアポトーシスへの影響について検討した。HUVECをTNF-αで6時間前処理し、その後、各種解熱鎮痛剤(アセトアミノフェン、インドメタシン、ジクロフェナック、メフェナム酸)を加え42時間後にAPOPercentageアッセイで評価した。さらに、FluVの感染実験ではPhilippine株(A/Philippine/2/82(H3N2)を用い、HUVECをTNF-αで6時間前処理した後、各種解熱鎮痛剤添加とFluV感染を同時に行い、42時間後にAPOPercentageアッセイで評価した。TNF-αによる処理の有無、感染の有無にかかわらず、全ての種解熱鎮痛剤は濃度依存的に濃度が高いほどHUVECのアポトーシスを抑制した。今回の検討ではインフルエンザ脳症での予後の悪化因子としての解熱鎮痛剤の使用に関しての血管内皮細胞レベルでの知見は得られなかった。今後、IL-6など他のサイトカインについて同様の検討を行い、インフルエンザ脳症の病態を明らかにしたい。
functionalMRIによる社会不安障害の脳機能研究

主要な不安障害のひとつである社会不安障害(Social Anxiety Disorder ; SAD)の脳病態メカニズムを解明するために、症状誘発課題を用いたfunctional MRI(fMRI)撮影をSAD患者および健常対照者に対して実施し、SPM解析を用いて局所脳活動の差異を検討した。SAD患者では課題条件時に後頭側頭葉の紡錘状回および上側頭回における賦活の減少および前頭葉領域における賦活量の増加を認めた。SADに関するこれまでの画像研究は扁桃体の異常を中心に報告されているが、今回の結果から社会状況下におけるヒトの表情認知に関して、SADでは紡錘状回、側頭回、前頭葉領域を含む複数の脳部位における機能異常が存在し、広範な神経ネットワークの障害が生じている可能性が示唆された。SAD患者はスピーチ恐怖に伴う赤面、声の震え、動悸などの症状がありLSASの総得点は107点であった。健常者のLSASはそれぞれ20、7、4点、HDRSは患者が13点、健常者は0、1、0点であった。画像解析の結果、患者は右上側頭回、両側海馬傍回,左後頭葉襖部に賦活がみられた。健常者では3名に共通して右上側頭回に、2名に共通して左上側頭回、左海馬傍回、左内側前頭皮質に賦活を認めた。右海馬傍回、両側襖部はそれぞれ健常者1名のみ賦活が認められた。SADに関するこれまでの画像研究では主に扁桃体の機能異常が指摘されているが、報告数や症例数が少なく、また他の脳部位についての検討は十分ではない。今回賦活が得られた側頭回や海馬傍回、懊部は視覚認知や情動を伴う記憶機能に関与すると言われており、SADとの関連が示唆されている。このことから本研究での賦活課題は社会不安症状の検討に有効であると考えられた。また内側前頭皮質の賦活は健常者のみで得られておりSAD患者におけるこの部位の機能異常が考えられるが、今回は症例数が少なく統計処理は行えなかった。次年度以降、症例数を増やして検討を続ける予定である。SAD患者は男性2名女性2名、平均年齢32.7歳、健常者は男性5名女性3名、平均年齢32.8歳であった。社会不安症状に関して、患者4名のLSASの総得点の平均は91.00点、健常者8名のLSASの平均は12.88点であり、有意に患者の方が高い数値を示した。またHDRS得点も、患者平均17.25点、健常者平均が0.63点であり、患者群では社会不安症状に伴い軽度の抑うつの合併が認められた。画像解析の結果では、健常群では課題条件時に後頭側頭葉の紡錘状回および上側頭回における賦活がほぼ全例に共通して認められた。一方SAD患者はこれらの領域の賦活の程度が一定せず、症例による個体差が大きかった。症例によっては賦活量が少なく、逆に前頭葉領域を含む広範な賦活を認める症例もあった。SADに関するこれまでの画像研究は扁桃体の異常を中心に報告されているが、今回の結果から社会状況下におけるヒトの表情認知に関して、SADでは紡錘状回、側頭回、前頭葉領域を含む複数の脳部位における機能異常が存在する可能性が示唆された。次年度ではさらに症例を増やしグループ解析を行う予定である。SAD患者は男性4名女性2名、平均年齢31.7歳、健常者は男性6名女性3名、平均年齢32.8歳であった。社会不安症状に関して、患者6名のLSASの総得点の平均は81.8点、健常者9名のLSASの平均は12.3点であり、有意に患者の方が高い数値を示した。またHDRS得点は、患者平均12.7点、健常者平均が0.7点であり、患者群では社会不安症状に伴い軽度の抑うつの合併が認められた。患者の症状は、全般型SADが3名、残りの3名は非全般型で、人前での会話、食事などに限定されていた。画像解析の結果では、前回の結果同様健常群では課題条件時に後頭側頭葉の紡錘状回および上側頭回における賦活がほぼ全例に共通して認められた。一方SAD患者では同領域における賦活の減少および前頭葉領域における賦活量の増加の所見を認めた。
医療介入が必要な重症乳腺炎診断アセスメントツールの開発

本研究では、医療介入が必要な乳腺炎を見極めるための「授乳期の乳腺炎診断アセスメントツール」を開発する一環として、その有効性を検討することを目的とした。その結果、ツールを用いた助産師らの結果と超音波検査による重症乳腺炎の判別の違いはなく、母親によるアンケート結果からも重症乳腺炎の見過ごしはなかったことが確認できた。乳汁の培養結果では感染性乳腺炎の原因菌と言われている黄色ブドウ球菌等も検出されなかった。またツールの信頼性を検証した結果、施設間の違いがないことも確認できた。現在、授乳期の乳腺炎に対して共通見解を得ている鑑別診断や判断基準がないことから、これまで重症乳腺炎ケースの医療介入のタイミングを見極めるアセスメントツールとして「授乳期の乳房診断アセスメントツール」について検討してきている。しかしツールの汎用性の視点からの調査がない。そこで、平成25年度の調査研究の目的は、「授乳期の乳房診断アセスメントツール」を開発する過程として、新人や若手助産師も重症な乳腺炎について見極められる際にツールが有用であるかを検討することであった。平成24年度に実施した内容妥当性および表面妥当性を検討した(日本ヒューマン・ケア心理学会で口頭発表)アセスメントツールを用いて、以下のような方法で調査している。なお、調査を行う前に所属大学であった静岡県立大学の倫理審査委員会の承認を得てから行った。調査方法は、調査施設に来院した母親に調査の目的等を説明し、協力同意を口頭および文章で得られた後に実施した。具体的な調査方法としては、通常の母乳育児支援の際に、基本属性を問う質問紙への回答および乳房の超音波検査、乳汁の培養検査を実施した。また調査後の状態を把握するために、2回目の質問紙を電話あるいは郵送での回答を依頼することとした。その結果、調査施設は母乳育児相談室1箇所で、ベテラン助産師1名、ビギナー助産師2名、計3名の助産師と乳汁生成第III期の母子55組の協力を得て調査することができた。現在、対象乳房数は112で、このうち最終質問紙の回収は48部で、回収率82.3%である。現時点での調査状況としては、調査で得られたデータを入力し、信頼性や妥当性の検討のほか、ベテランとビギナー助産師のアセスメントツールの項目についての一致率等の分析を行っている。平成24年度の調査は、乳汁生成III期の母乳育児支援歴8年未満と8年以上の看護者を対象に、母乳外来や母乳育児相談室で実施した。対象看護者には、基本情報用の質問紙と協力母子毎にアセスメントツールへの回答を依頼し、回答は郵送で回収した。なお、実施するにあたり、静岡県立大学の倫理審査委員会の承認を得た。調査実施期間は、平成24年12月から平成25年4月であった。対象看護者は10名で、乳汁生成III期の母乳育児支援歴016年(平均4.8年)、このうち経験年数8年未満の若手看護者が7人(平均1.0年)、8年以上の経験者は4人(平均11.5年)であった。協力母子は、46組であった。来院時の主訴は、「乳汁うっ滞(28.3%)」「白斑(18.9%)」「乳腺炎の軽症(9.4%)」「乳汁分泌不足(9.4%)」等であった。若手看護者のコメントによると、「“乳汁の粘調性の中の乳汁のサラサラ"の程度がわからない」「硬結の有無の1(全くない)と2(わからない)の区別が難しい」というように、各項目の観るべきポイントはわかってもその程度に対するツールの説明が必要であることがわかった。また、「直接母乳困難事例には使いづらい」「双胎の事例はどうするのか」「陥没乳頭のケースで迷った」という意見があった。一方、母乳育児支援歴8年以上の看護者の意見では、「観察ポイントが明確なので、助産師経験年数に関係なく観ることができる」「とても使いやすかった。」という意見もあったが、「“乳汁の粘調性"では、トラブルのある腺とない腺で違うのでわかりづらい。」というように、より詳細に観ている経験者ならではの問題も挙がった。さらに、「ツールがすべて1なら、“問題なし"か」というように、今後調査をする際に、ツールの名称から結果に影響する可能性も示唆され、ツールをどのように説明したらいいのかについても検討するという課題が明らかになった。授乳期の乳腺炎は、乳汁が乳房内にうっ滞することが起因として起こると言われている。そのため、授乳中であれば誰でも起こりうる可能性のあるものである。乳腺炎から敗血症に移行し死亡するという例は極まれなことではあるが、インフルエンザ様の全身症状に加え、激しい乳房痛があることから授乳中の母親の苦痛は激しく、なかには医療者による介入が必要なケースも少なくない。これらのケースのうち、内服治療あるいは患部を切開するといった医師による医療介入が必要な場合と、看護者が乳房内から乳汁を排出させるマッサージ等のケアでよい場合もあり、その見極めが重要である。しかし、医療介入が必要なケースの見極めは、現在、客観的な指標がなく、経験則で行われている。そこで、本研究では、医師へのリファーを見極める指標となるアセスメントツールを開発することを目的としている。

これまで、経験豊かな助産師らの協力を得て、ツールの基本となるものを開発してきたが、本来必要な新人や若手看護職らによる調査がなされず、実際の臨床現場でも使用可能であるか、その臨床的有用性に課題が残っていた。本研究においては、同一ケースを経験の異なる2人の助産師が観て、その状況をツール項目に記載し、それらの一致率を分析した。さらに今回の調査では、外的評基準として、経験豊かな助産師の診断だけでなく、乳腺炎の確定診断として用いられる乳房の超音波検査ならびに乳汁の培養を行うことで、乳腺炎診断の正確性に留意して調査した。これは、平成25年度にも調査したものの対象ケースが少なかったため、平成26年度ではさらに対象者数を増やすため、同様の調査を引き続き行い、調査結果の信頼性を高めた。また、施設間の相違が結果に影響する可能性が否定できないことから、1ヶ所の施設だけでなく複数の施設の協力を得て調査を進めている。授乳期の乳腺炎の発症原因は、乳房内に乳汁がうっ滞することと言われている。そのため、授乳中であれば誰もが起こりうるものである。現在、重症乳腺炎における医療介入の判断は母乳育児支援に携わる看護者の臨床的判断で行われており、その判断に迷いがあると言われている。そこで本研究では、医療介入が必要な乳腺炎を見極めるための「授乳期の乳腺炎診断アセスメントツール」を開発し、その有効性と実用性を検討することを目的とした。第1段階として、ツールの内容妥当性と表面妥当性を検討すること、第2段階として、本調査をふまえたプレテストとしてのツールの信頼性と妥当性を検討すること、第3段階の本調査では、臨床的有用性の検討をすることである。その結果、第一段階では、助産師らの意見ふまえツールの項目、用語を見直した。第2段階では、超音波検査や乳汁培養の検査も同時に実施した結果、ツールを用いた助産師らのデータと超音波検査による医療介入が必要な重症乳腺炎の判別の違いはなかった。また培養結果でも、乳汁中には常在菌が検出されたという既存研究の裏付けとなるデータが得られた。第3段階では、ツールの信頼性ならびに妥当性を確認するとともに、調査施設をこれまでの施設や協力助産師を増やし変更することで汎用性をも検討することができた。今後、さらにツールの洗練をするために、医療介入の程度として乳腺炎の重症度をも見極められるよう、介入方法別に検討できるツールの開発と、このツールの一般化として母乳育児支援に携わる看護者らへの公表とともに、ビギナー看護者らへの教育媒体としての公表が課題であると考える。本研究では、医療介入が必要な乳腺炎を見極めるための「授乳期の乳腺炎診断アセスメントツール」を開発する一環として、その有効性を検討することを目的とした。その結果、ツールを用いた助産師らの結果と超音波検査による重症乳腺炎の判別の違いはなく、母親によるアンケート結果からも重症乳腺炎の見過ごしはなかったことが確認できた。乳汁の培養結果では感染性乳腺炎の原因菌と言われている黄色ブドウ球菌等も検出されなかった。またツールの信頼性を検証した結果、施設間の違いがないことも確認できた。平成26年度の調査は、平成25年度の調査の追加と施設間の違いを分析することであった。平成25年度の追加調査は、倫理審査ならびに調査施設長からの了承も得ており、おおむね順調に調査を終えることができた。一方、平成26年度の調査は、施設間の違いを検討することであり、複数の施設および担当助産師らの協力が必要である。特に看護職は、母乳育児支援を実際に担当している看護者に限られることから、調査協力の了承を得るには当初の予定より時間を要した。
新たな病原因子に着目した口腔カンジダ症発症・進行メカニズムの解明と治療法への展開

カンジダの増殖必須栄養素の獲得に働タンパクの特性を明らかにすることにより、カンジダ増殖を特異的に阻止し病原性の抑制が可能となる。病因真菌Candida albicansに新規に見出した細胞表層タンパクの解析を行い、菌糸形へのと口腔粘膜侵入後の増殖機構に寄与している重要な病原因子であることを明らかにした。口腔腔カンジダ症の発症進行メカニズムを理解するため、C.albicansが病原性の強い菌糸形へ増殖形態を変える際のシグナル経路の探索を行った。また、本タンパクの固有モチーフ配列の欠損株構築については、新たな選択マーカーやPCR技術の利用を試みた。モチーフ部分のみの欠損株構築にあたり、、二倍体であるカンジダはゲノムの複雑さと染色体分離の不安定性のため組換え体構築に困難が生じており、克服手段として異なる選択マーカーカセットを用いたfusion PCRを試みているが構築には至っていない。ゲノム中の特定の遺伝子を切断できるゲノム編集ツールを取り入れた対処を試み、モチーフ部分のみの欠損株の構築を目指す。このゲノム編集法により切断箇所に新たな配列を挿入することも可能なため、補完株の構築にも使用する。病因真菌Candida albicansに新規に見出した細胞表層タンパクの解析を行い、本タンパクが重要な病原因子であることを示唆する結果を得てきたが、本タンパクを突破口にカンジダ症の発症進行メカニズムを菌と宿主の両面から理解することを研究目的とした。Candida albicansの菌糸形増殖における本タンパクの役割の詳細に明らかにするため、本タンパクが誘導する菌糸形増殖シグナル経路の探索を行った。本タンパクは、Candidaの菌糸形増殖における栄養素獲得ネットワークに働く一連のタンパク群のファミリーメンバーとされている。このファミリーは固有のモチーフ配列を共通して有するが、モチーフ自体の役割はいずれのタンパクにおいても解明されていない。モチーフ部分の機能を明らかにするため、モチーフ部分のみを欠損させた株の構築を試みた。Candidaはゲノムの複雑性と染色体分離の不安定性のため組換え体構築に困難を生じているが、各種のツールを取り入れて対処している。本タンパクはCandida albicansにおける菌糸形増殖スイッチングへの働きかけ、栄養素獲得への関与により複合的なカンジダの病原性発揮に寄与することが示唆された。ヒトと同じ真核生物であるCandida albicansを原因とする真菌症の治療には新たなアプローチが必要と考える。本研究はより特異的にカンジダ増殖を阻止し病原性の抑制への新たな試みとなることが期待できる。Candida albicansの細胞表層タンパクが菌糸形増殖へのスイッチングに関与することを明らかにした。酵母形から病原性の強い菌糸形へ増殖形態を変えるシグナル経路の探索が進行中であり、本タンパクの病原性への関与を強く裏付ける基礎データを蓄積している。本タンパクの固有モチーフ配列の欠損株構築は、従来の方法では困難を生じたため、新たな選択マーカーやPCR技術の利用を試みている。Candida albicansは通常酵母形で存在しているが、環境に適応して菌糸形になり菌糸を伸ばすことによって強い病原性を発揮し、粘膜下組織まで達し重篤化する。カンジダの病原性発揮には菌糸型増殖がキーとなる。病原真菌Candida albicansに新規に見出した細胞表層タンパクをノックアウトした欠損株と野生株および補完株を用いて研究を進めた。本タンパクは、C. albicansの菌糸形増殖における栄養素獲得ネットワークに働く一連のタンパク群のファミリーメンバーであり、固有のモチーフ配列を共通して有するが、モチーフ自体の役割はいずれのタンパクにおいても解明されていない。37°Cにおける血清存在下での酵母形から菌糸形への形態スイッチングを経時的に評価した。菌糸形成誘導開始1、3、5時間において、野生株と比較し欠損株ではスイッチングが各々約50、70、85%に留まっていたが、補完株では野生株と同様のスイッチング率に回復することを明らかにした。欠損株は血清を含む寒天番地上での増殖観察においても野生株および補完株と比較してコロニー径が小さく、襞が疎な形状を呈した。また、24時間培養時のバイオフィルム形成をXTT assayにて評価した。野生株と比較し欠損株ではバイオフィルム形成量が約50%であったが、補完株では野生株と同程度に回復した。生体環境に類似した血清誘導条件における上記の実験から、細胞表層タンパクがC. albicansの菌糸形増殖へのスイッチングに重要な役割を担い、病原性発揮に関与することが裏付けられた。血清誘導下でC. albicansが酵母形から菌糸形へのスイッチングを経時的に評価したことにより、細胞表層タンパクが寄与する段階が明らかになった。C. albicansが病原性の強い菌糸形へ増殖形態を変える際のシグナル経路の探索途上である。バイオフィルム形成への関与も明らかとなり、細胞表層タンパクの病原性への関与を強く裏付けるデータとなった。本タンパクの固有モチーフ配列の欠損株構築については、引き続き、新たな選択マーカーやPCR技術の利用を試みる必要がある。