hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトiPS細胞由来皮質運動神経シートの作成と移植応用

運動神経細胞シート作成の成功の基準は、細胞シートが90%NCAM陽性細胞(全神経細胞中)である事と30-50%の細胞がCTIP2陽性かつ/あるいはFoxp2陽性(皮質運動神経細胞)である。これに成功した後で、運動神経細胞シートの移植による効率よい機能回復のための移植プロトコールの開発を目指す。我々の最終目的は梗塞周囲巣の解剖学的な特徴に合わせ新規かつ最少侵襲性の皮質運動細胞移植を開発することである。シート移植では移植細胞注入に伴う注射針による脳実質損傷は起こらない。まず運動野凍結損傷モデルを用いての移植は損傷部皮質に対応する頭蓋骨に開けた比較的小さな穴より施行する。移植部位は硬膜下、クモ膜下、およびこの部位に存在する血管の近傍とする。このアプローチは、神経細胞シートを硬膜外に置くよりは、より人間での必要性・解剖を考慮したものであると考えている。
アパタイト-高分子複合化と微細加工技術を組合せた人工角膜実質の開発

本研究では、光学部分に用いるナノオーダーの構造を制御した、高分子-蛋白質複合体の合成及び辺縁部位に用いる高分子-コラーゲン-アパタイト複合体等の合成とそれら材料の角膜材料としての基礎的なデータ蓄積を行った。PVAハイドロゲル表面等へコラーゲンなどの接着性蛋白質、RGDS, IKVAV等のオリゴペプチド表面化学修飾法を研究した。高分子材料の表面修飾剤として高分子量ポリリンゴ酸の合成、リガンドとして糖鎖分子・アミノ酸などをナノオーダーで配向を制御固定化する技術の開発を行った。強固な角膜への固着が得られるように、これらと無機物で生体適合性の高いハイドロキシアパタイトの複合化方法を開発した。コラーゲン固定化PVAハイドロゲルとアパタイト微粒子複合体及びその多孔体構造の合成方法を検討した。微細加工技術を利用しモデル表面を作成し細胞-材料の相互作用を検討するとともに、微細加工技術の基礎的技術開発を行った。パーフォレーション技術やエレクトロスピニングによるナノファイバー不織布作製法を検討し、物理的なアンカリングの効果が上皮の安定性に寄与するか検証を行った。動物由来角膜細胞を用いた材料評価及び一部基礎的な動物試験に着手した。材料表面で上皮の多層化が確認された。また、リガンド分子の密度に呼応した細胞接着と形態の変化が確認された。接着蛋白固定化ナノファイバーシート上では、長期間安定に上皮が接着し、コラーゲン固定化PVAハイドロゲル及アパタイトの複合体では、角膜細胞に対して明らかな親和性が付与された。人工角膜上の上皮形成とその安定化に材料表面の形態が大きく影響し、長期間安定に機能する人工角膜の設計にたいする大きな指針が得られた。HAp-PVA複合体辺縁部分を家兎を用いて検討を行った結果、マイクロポア内への組織侵入とアパタイトとの複合化に伴う血管の侵入が認められ、デバイスの強固な固定が実現されることが期待された。平成15年度は、光学部分に用いるナノオーダーの構造を制御した、高分子-蛋白質複合体の合成及び辺縁部位に用いる例えば高分子-コラーゲン-アパタイト複合体等の合成とそれら材料の角膜材料としての基礎的なデータ蓄積を行うとともに、材料と細胞の相互作用を解析するために培養細胞を用いた解析実験を開始した。材料表面への各種蛋白、ペプチドを共有結合で導入するための基礎的な検討を行うため、合成高分子であるPVAハイドロゲル表面及び天然高分子であるキトサンの表面へコラーゲン、ラミニンなどの接着性蛋白質、またそれらの活性部位であるRGDS,IKVAV等のオリゴペプチドを表面化学修飾法の研究した。従来法に加えて、材料表面にSH基を導入しSS結合を介したオリゴペプチドの材料表面固定化法を開発した。また、高分子材料の表面修飾剤として高分子量ポリリンゴ酸の合成法を確立した。また、材料-細胞相互作用の詳細な検討のために高分子ハイドロゲル様表面をガラス、金などの基盤表面に構築し、リガンドとして糖鎖分子・アミノ酸などをナノオーダーで配向を制御固定化し、材料の組織適合性、接着性を評価した。リガンド分子の密度に呼応した細胞接着と形態の変化が確認された。これらの高分子-蛋白及びオリゴペプチド複合体と無機物で生体適合性の高いハイドロキシアパタイトの複合化方法を開発した。また、これら表面の生体適合性と接着性の向上を細胞を用いて検討した。その結果、コラーゲン固定化PVAハイドロゲル及アパタイトの複合体に於いては、角膜細胞に対して明らかな親和性が付与された。

また、キトサン-オリゴペプチド複合体において神経細胞との親和性の向上を認めた。微細加工技術を利用して強固な固定を実現させるための微細加工技術の基礎的技術開発を行った。PVA-コラーゲン-アパタイト複合体等の合成とそれら材料の角膜材料としての基礎的なデータ蓄積を行うとともに、微細加工技術との複合化と材料と細胞の相互作用の解析を行った。また、動物由来角膜細胞を用いた細胞系での材料評価及び上記材料表面上での多層化角膜上皮形成の実現を中心に行い、一部基礎的な動物試験に着手した。角膜の栄養供給阻害を起こさず、かつ強固な角膜への固着が得られるように、コラーゲンを固定化したPVAハイドロゲルとアパタイ微粒子複合体及びその多孔体構造の合成方法を検討した。その結果、焼結状態の違うアパタイト微粒子を用いその後酸処理を行うことで、多孔化アパタイト複合体ゲルを合成することができた。透明性や物質透過性を阻害することなく上皮及び内皮系の細胞と親和性を付与する技術の開発としてゲル密度ゲルへのパーフォレーション技術を検討した。また、In vitroで上皮細胞との親和性を評価する研究を行った結果、材料表面上での人初代角膜上皮の多層化が確認され、上皮の機能化が確認された。また、生体分子の固定化強度の向上、及び配向性の制御のため、基材と3点で固定化される界面機能性分子を合成した。炭素原子の正四面体構造の4つの結合手のうちの3つにチオール基を配置し基材と固定化するとともに、他の一つにカルボキシル基を配置して、ペプチドなどの機能分子を固定化する。モデル表面上で温度負荷による固定化強度の安定性を調べた結果、1点固定化より3点固定化の結合強度の方が向上することを確認した。一方、微細加工技術との複合化によって材料と細胞の相互作用の解析を行なった。生体親和性材料表面にマイクロパターニングを施し、細胞-細胞間、細胞-材料表面間、それぞれの相互作用メカニズムを検討し、材料表面での細胞組織化を促す手法を確立した。本研究では、人工角膜実質、人工角膜のデバイス化を実現をめざし、透明な高分子材料に、生体親和性と組織接着性を付与し、長期間にわたって安定に機能する、角膜実質代替材料の開発およびそのデバイス化の研究を行った。本年度は、動物由来角膜細胞を用いた細胞系を用いて、材料表面上での形成した多層化角膜上皮の長期安定性向上を目指して材料改良する研究を行うと共にデバイスへの組み上げ実験及び基礎的な動物試験で有用性を検証した。ピリジンユニットの多点吸着によって長期安定な基板修飾を可能とするPEG-ポリピリジングラフト共重合体を合成した。窒化シリコン基板表面にDNA、ペプチド、蛋白質などの生体分子を固定化する方法の最適化を行い、x線光電子分光(XPS)などを用いて分子配向性に関する研究を推進した。アミノシラン、チオールを末端に有する界面分子を用いて生体分子を固定化し、同時角度分解XPSにより表面からの深さ方向の情報を取得することにより、機能性界面分子の配向性を評価することができた。人工角膜上の上皮の安定性を向上させるために、PVAを用いてエレクトロスピニングを行いナノファイバー不織布を作製し、物理的なアンカリングの効果が上皮の安定性に寄与するか検証を行った。
計算機デザイン手法による酵素タンパク質のオリゴマー化と熱安定性の解析

平成30年度はターゲットとする酵素タンパク質の熱安定化変異体の作製及び熱安定性解析と計算機を用いた巡回対称オリゴマータンパク質構造デザインを行った。1.ターゲットとする酵素タンパク質の熱安定化変異体の作製及び熱安定性解析ターゲット酵素タンパク質の熱安定化変異体をタンパク質構造の計算機デザイン手法を応用して予測した。遺伝子工学的手法により予測した変異体を作製し、変異体酵素タンパク質を精製、円偏光二色性分光測定による熱安定性解析と酵素活性測定を行った。その結果、複数の熱安定化変異を見つけることができた。この熱安定化変異をすべて導入した多重変異体を作製したところ、酵素活性を失うことなく、最大で10°C熱安定性を向上させることができた。2.計算機を用いた巡回対称オリゴマータンパク質構造デザインサイズが小さく立体構造がシンプルな人工タンパク質をターゲットとして、2回対称から7回対称までのオリゴマータンパク質構造の計算機デザインを行った。その結果、5回対称、6回対称、7回対称のオリゴマー構造について、オリゴマー構造デザインに適した相互作用面面積を持つ構造モデルが生成できた。これらのオリゴマー構造についてデザインしたタンパク質のアミノ酸配列をコードした合成DNAを購入し、大腸菌タンパク質発現系を用いて購入した合成DNAからデザインタンパク質を生合成した。生合成したタンパク質をアフィニティーカラムクロマトグラフィーにより精製し、ゲルろ過クロマトグラフィー-多角度光散乱(SEC-MALS)実験による分子量・会合数の解析を行った。その結果、今回のデザインでは目的の会合数のオリゴマー構造を得られなかった。ターゲット酵素タンパク質の変異体作製とその酵素活性及び熱安定性測定を通して、側鎖構造の計算機デザイン手法を改善する上で有用なデータを多く取得することができた。また、シンプルな構造のデザインタンパク質を基にオリゴマー構造デザインを行うことで、今後のデザインの課題がわかった。令和1年度は、平成30年度の研究を通して熱安定化できたターゲット酵素タンパク質変異体の立体構造を明らかにすることで、酵素タンパク質の熱安定化メカニズムの詳細な理解を深めるとともに、計算機オリゴマー構造デザイン手法の改良を行う。本年度は次年度に生化学実験を行うタンパク質を設計するために、計算機実験に比較的多くの時間を使った。そのため、当初、生化学実験に用いる予定だった消耗品費が次年度にまわってしまった。本年度は、生化学実験を中心に実験を進めていく予定であり、以下の研究費使用を計画している。【消耗品費】蛋白質発現系構築等のための合成DNA購入費、酵素類、培地用試薬、生化学・分子生物学実験試薬、有機・無機化学実験試薬、結晶化用試薬等を含む試薬・酵素類代、試薬瓶等のガラスラス器具、蛋白質精製用のカラム類、計測機器用消耗品等を含む実験器具類代、チップやメスピペット、チューブ、シリンジ等の使い捨てのプラスチック用品代として合計で約270万円の消耗品費が必要である。【旅費】細胞を創る研究会等における研究成果発表・情報収集、共同研究打合せや先端機器利用実験のための国内旅費として約10万円の経費が必要である。【その他】共同利用機器使用料、国際誌投稿論文の英文校閲委託や論文掲載費用(Article Processing Charge)等として約13万円の経費が必要である。
サイクリック・プレフィックス転送方式での無線周波数利用効率向上手法の開発

三年間の研究を通じて、低速移動、高速移動および誤り訂正符号を適応するすべての場合において、研究代表者らが提唱するCRV-OFDM無線通信方式が無線LANやデジタル放送などで使われている無線通信方式に比べて優れていることを理論解析と計算機シミュレーションにより検証した。また、誤り訂正符号の適応時に必要な高性能インターリーバーを設計し、高速移動時に起こる干渉対策と高性能通信システムのための信号設計手法を提案した。平成22年度には、本研究課題の提案方式であるConstellation-Rotated Vector OFDM (CRV-OFDM)伝送方式に、誤り訂正符号を適応したCoded CRV-OFDM (CCRV-OFDM)伝送方式の知的所有権を申請するための準備と、今後の応用に向けての宣伝および更なる無線周波数利用効率を実現するための手法の開発を行った。具体的には:1)CCRV-OFDM伝送方式の国内と海外での知的所有権を申請する費用を調達するために、国内の企業および米国の通信企業を訪問し、資金援助と共同開発の意思を打診した。2)米国のAT&T研究所およびマサチューセッツ工科大学(MIT)において、CCRV-OFDMの説明を行い、今後の協力体制を築いた。3)更なる無線周波数利用効率を実現する手法を開発するために、MITを訪問しZheng准教授と、現在最新のInterference Alignment技術について共同研究を行い、帯域制限されたマルチユーザ通信システムにおいて、パスの時間遅れ情報を用いた新しいInterference Alignment手法を開発した。なお、これらの研究成果は、今後の知的所有権の申請を考えており、その準備と申請が終わるまで、学会や雑誌への投稿は控えている。通信分野での重要な課題であったRayleighフェージング通信路におけるインターリーバー設計問題を解決し、ダイバーシチオーダーがCRV-OFDMのベクトルの長さと適応した畳み込み符号のFree Distanceの積となるCCRV-OFDMを設計した。2.ドップラーや周波数オフセットなどの高速フェィジング通信路における性能評価と緩和対策高速移動時に生じるドップラーと送受信側の周波数のズレにより生じる周波数オフセットに起因する干渉をGaussianで近似することで、これらがCRV-OFDM通信システムに与える影響を評価し、その影響を緩和する為にCRV-OFDMの時間領域の信号に窓関数を適応する方法を考案した。3.多入力他出力(MIMO)通信システムへの拡張複数のアンテナを用いることで拡大された通信路容量を有効に使うための具体的な手段として、MIMO通信システムへCCRV-OFDMを適応したMIMO-CCRV-OFDMについて研究し、その有効性を確認した。4.他の拡散系列を用いた通信方式の研究他の拡散系列を用いたサイクリック・プレフィックス伝送方式についても研究を行い、Perfect系列であるChu系列を用いた畳み込み拡散通信方式においては、高速フェージングでの通信路推定手法を提案し、研究代表者が考案したHan-Frank系列を用いた畳み込み拡散通信方式においては、高速フーリエ変換(FFT)に基づくハードウェアの構成を示した。
核融合炉材料照射試験用強力中性子源のための高分解能中性子スペクトロメータの開発

本研究は、核融合炉材料の中性子照射試験において重要な相関指標となる中性子源スペクトルを高精度・高分解能・高効率で連続的にモニターするのに適した新方式の検出器(反跳核マイクロコリメーション型カウンターテレスコープ)開発を目的としている。測定原理は、中性子との弾性散乱を生じる反跳核をカウンターテレスコープ方式で検出するものであるが、中性子源ビームに対して、反跳核放出用の薄膜を平行に置くこと、その両側に中性子ビームから遠く離して反跳核(荷電粒子)検出器を配すること、途中に細径・多孔の反跳核プリコリメータを設けて立体角を絞ることの3点の新アイデアを導入し、通常相反する高エネルギー分解能性と高検出効率の両立、反跳核検出器の耐放射線性の確保、コンパクトな検出器系の実現を図っている。本研究における主な成果は、次の通りである。1.核融合材料照射試験装置で想定される主要な中性子エネルギー領域(1MeV50MeV)の中性子に対して、検出器応答関数を精密に計算する汎用プログラムを作成した。2.原理実証用検出器(1/24モデル相当)を試作し、14MeV加速器中性子源による性能評価実験を行って、本研究で提案した検出器概念及び設計計算結果の妥当性を示した。3.14MeV中性子に対して目標性能を満たす検出器仕様の最適設計を行った。4.本検出器の基本アイデアである反跳核マイクロコリメータの製作技術について、放電加工及びマイクロキャピラリープレートを用いた部分試作により実証した。5.14MeVより高エネルギー側の中性子スペクトロメトリーについて、重核反跳やエネルギー選別フィルターを利用する方式の設計検討を行い、予測される性能と開発課題を明らかにした。今後、最適設計仕様の検出器試作(特に、反跳核マイクロコリメータの完全製作)と実機環境(特に、14MeVより高いエネルギーの強力中性子源におけるバックグラウンド放射線)を模擬した場での目標性能の実証が望まれる。本研究は、核融合炉材料照射試験装置における中性子源スペクトルを高精度・高分解能・高効率で連続的にモニターするのに適した検出器として、反跳陽子カウンターテレスコープ方式に新しいアイデア、即ち、(1)試験装置からの漏洩中性子ビームに対して、反跳陽子放出用のポリエチレン薄膜を平行に置くこと、(2)その両側に中性子ビームから遠く離して反跳陽子検出器を平行に配すること、(3)途中に細径・多孔の反跳陽子プリコリメータを設けて立体角を絞ること、の3点の導入を提案するもので、このプロトタイプの検出器系を設計・試作し、通常相反する設計パラメータとなる高エネルギー分解能性と高検出効率の両立、反跳陽子検出器に対する耐放射線性の確保、コンパクトな検出器系の実現という本アイデアの原理と有効性の実証を目的としている。今年度は、核融合材料照射試験装置で想定される主要な中性子エネルギー領域(1Mevから50MeV)の中性子に対して、検出器応答関数を計算するプログラムを作成し、特に、14MeV中性子に対するエネルギー分解能と検出効率を設計パラメータとして、最適な検出器形状の検討を行った。一方、本計算結果の妥当性をチェックするため、機械加工で製作できる範囲の立体角の大きい反跳陽子プリコリメータを用いた原理実証用検出器を試作し、14MeV加速器中性子源による性能評価実験を行ったところ、目標としているエネルギー分解能には程遠いものの、実験と計算は良好な一致を示した。

従って、今後、微細加工技術等を援用して、所定のエネルギー分解能の実現できる100μm級の細径・多孔反跳陽子プリコリメータの試作により検出器性能の改善を図る他、より高エネルギー側中性子の測定に適した検出器構成(重粒子反跳やエネルギー選別フィルターの利用)の検討と性能実証試験を行う予定である。本研究は、核融合炉材料の中性子照射試験において重要な相関指標となる中性子源スペクトルを高精度・高分解能・高効率で連続的にモニターするのに適した新方式の検出器開発を目的としている。測定原理は、中性子との弾性散乱で生じる反跳核をカウンターテレスコープ方式で検出するものであるが、中性子源ビームに対して、反跳核放出用の薄膜を平行に置くこと、その両側に中性子ビームから遠く離して反跳核(荷電粒子)検出器を配すること、途中に細径・多孔の反跳核プリコリメータを設けて立体角を絞ることの3点の新アイデアを導入し、通常相反する高エネルギー分解能性と高検出効率の両立、反跳核検出器の耐放射線性の確保、コンパクトな検出器系の実現を図っている。本アイデアの原理と有効性を実証するため、まず、核融合材料照射試験装置で想定される主要な中性子エネルギー領域(1MeVから50MeV)の中性子に対して、検出器応答関数を計算するコードを作成した。特に、本検出器の主構成要素である反跳核プリコリメータ内の荷電粒子エネルギー損失や反跳核薄膜への中性子入射角度依存性なども考慮される。次に、本計算コードによる設計結果の妥当性を評価するため、14MeV中性子に対する反跳陽子検出に関して、機械加工で自作できる範囲の種々の立体角の反跳陽子プリコリメータを用いた原理実証用検出器を試作し、加速器中性子源による性能評価実験を行った。その結果、実験と計算は良好な一致を示し、検出効率及びエネルギー分解能に寄与する個々の要因を定量的に評価することができた。また、目標性能を実現できる100μm級の反跳核プリコリメータの製作に関して、種々の微細加工技術を検討し、放電加工により技術的に可能であることを部分試作により確認した。さらに、本計算コードを用いて、より高エネルギーの中性子測定に適した検出器構成(重粒子反跳やエネルギー選別フイルター利用)の設計検討も行った。
経管栄養患者の下痢症状を改善するためのケアプログラムの開発とその効果

今後の高齢者の排便ケアの課題を明らかにすることを目的とした高齢者の排便ケアに関する文献をレビューした。在宅では、訪問看護師が不在の間に排便を認めると、家族介護者がおむつ交換を実施することになる。そのため、家族介護者の負担を考えると、摘便を実施した後に起きる便失禁や、便失禁することによる褥瘡は避けたい問題であり、看護師の訪問時に排便を認めるよう、身体状況をアセスメントしながら摘便や下剤の使用により排便コントロール方法を模索していた。一方で、失禁するという不快な状況を考えると、高齢者自身の主観的健康感へ影響を及ぼすため、せめてパターンに応じたトイレ誘導がしやすい自然排便に移行できないかと検討されていた。介護施設では、ほぼすべての文献で便秘と下剤の関係が示されていた。認知症高齢者にとって便秘による不快感は、日常生活への影響が大きい。そのため、便秘改善のための排便ケアとして多く下剤が用いられている。しかし、下剤は下痢や便失禁を引き起こす要因ともなり、重度要介護者が多い療養型医療施設では、便失禁による皮膚障害も問題となっていた。下剤の量や種類を調整し、便の形状をブリストル便性状スケールを用いて確認しながら、下痢や便秘を改善しようとする排便コントロールが検討されていた。病院では、治療が終了すれば退院もしくは転院となるが、おむつに排泄していると自宅退院が困難になることが明らかにされており、障害高齢者の日常生活自立度がB2以上の場合は排泄自立への取り組みそのものが困難となることが示されていた。在宅領域では、療養者の高い「快」と家族の最大限の介護負担軽減の双方を叶える最善のケアのために、チームで問題を解決していく協働の在り方やアセスメントスキルの充実、施設では便秘に対する排便ケアと入所者の重度化に向けたケアの在り方の検討、病院では病院機能に応じた排便ケアの研究の促進が求められる。高齢者の便秘は、その対処方法として下剤の使用に偏り、その結果過剰な投与から便の性状が軟化し、下痢や便失禁という更なる苦痛を生んでいる。高齢者の便秘を改善するためには、「下剤を含む処方薬の検討」「運動量の増加と排便姿勢の保持のための検討」「食事摂取方法を含む食事内容の検討」は便秘を予防するための重要なケアであるが、長期臥床高齢者の場合にはこのケアが困難となる。「食事摂取方法を含む食事内容の検討」では、食事内容が刻み食または経管栄養剤となる場合も多く、その選択肢は限られる。経管栄養剤の場合は自然滴下あるいは加圧による注入となるため、看護師、栄養士、医師が十分なアセスメントをした上での注入量の設定をしなければ、嘔吐や誤嚥を引き起こす可能性も高い。「運動量の増加と排便姿勢の保持のための検討」においては、高齢長期臥床者は、自動運動は困難である場合が多く、腸の動きを活発にするような体幹をねじるといった運動も他動的にも困難である。そのため、運動の内容も制限があり、ケアする者が積極的にかかわる必要がある。さらに、便秘を改善するために最も効果的と考えられる便意の知覚の促しやそれに合わせた排便姿勢をとるということは困難である。そのため、便秘改善のためには下剤に頼らざるを得ないという状況にある。「下剤を含む処方薬の検討」においても、下剤の使用方法については、形状を有形に整えるコントロールが求められているが、トイレでの排便姿勢をとることが困難な高齢者は、腹圧をかけて排便することができず、あえて形状を柔らかくコントロールしなければ臥位で排便しきれないという困難を抱えている。以上のことから、高齢長期臥床者に不快の少ない排便ケアを目指す場合には、徒歩や車椅子で生活する高齢者と比べて、さらに高度で包括的なアセスメントと個別のケースに応じた質の高いケアが求められるということになる。本研究の対象としている経管栄養を受ける高齢者は、多くが長期臥床高齢者であることが推察される。長期臥床高齢者の排便ケアの課題は便秘を根幹に置きながら、下痢や便失禁などの課題がさまざまである。経管栄養を受ける高齢者のみが不快な排便を強いられているのではなく、経管栄養を受ける高齢者を含む多くの長期臥床高齢者の課題と捉えるべきではないかと考えている。今後は経管栄養を受ける高齢者を含む長期臥床高齢者を対象とした、排便ケアのプログラムの開発に着手する予定である。平成26年度若手研究B(課題番号26861952)において行った研究では、経管栄養をうける高齢者はの約8割が泥状便や水様便を排便する下痢症状を有していることが明らかとなった。さらに、半固形化栄養剤の使用は下痢の改善に有効であることが確認されている。そのため、本研究では半固形化栄養剤を用いて下痢の改善を認めた実践事例から、対象者選定の経緯やケア選択における看護師の判断、他職種との調整の内容を聞き取り調査し、経管栄養患者の下痢を改善するための半固形化栄養剤を使用した排便ケアのケアプログラムを作成することを考えていた。本年度は、経管栄養患者の下痢改善に向けた排便ケアの実践経験を持つ看護職に対して、インタビュー調査を実施し、ケアを実践する上での工夫や判断を、改善の経緯を調査することで、ケアプログラム開発に向けた示唆を得る予定としていた。

インタビューを開始する前に、実際の現状を把握するため、県内の回復期リハビリテーション病棟と一般病棟を持ち、高齢者の排泄ケアに熱心に取り組まれているA病院へ、プレインタビューを実施した。A病院では、経管栄養剤の切り替えを機に、院内全体の経管栄養剤を見直し、とろみ状流動食に変更していた。とろみ状流動食は、カテーテルチップによる注入ではなく、自然落下で注入でき、スタッフの仕事効率を改善し、コスト面においても改善が図られていた。使用されている患者に下痢による困難事例はなく、便秘傾向にある患者に対し、下剤の種類や量を調整しながら、ブリストルスケール5の排便になるようにコントロールしていた。プレインタビューを実施したが、経管栄養剤による排便の困難事例は特にない状態であった。今回はA病院のみを行なったが、全国調査に拡大する前に、現状の問題性を把握し、研究課題に対してもう少し検討が必要なのではないかと考えている。それに伴い、インタビュー内容についても変更の必要性を感じている。そのため、現在インタビュー調査に詳しい研究者から、助言を頂きながら調査内容の再構築を検討している。経管栄養患者の下痢の問題は、消化管の機能から来る問題もあり、生体機能面や栄養面からも考察の必要性を感じている。多方面の専門職に意見を聞きながら、今後研究を進めていきたい。本研究は、経管栄養患者の下痢を改善するために実施するものである。昨年度実施した回復期リハビリテーション病棟におけるプレインタビューでは、下痢よりもむしろ便秘に困難を感じているといった声もあり、経管栄養を受ける高齢者は、その身体機能から活動量は減り、座位を保つ排便姿勢をとることが困難なことからも、便秘に傾きやすいことは推察できる。一般の高齢者よりも経管栄養を受ける高齢者は便秘に傾きやすい一方で、下剤を内服していないのに下痢を繰り返す高齢者が多いこともこれまでの研究(課題番号26861952)から明らかであり、経管栄養を受ける高齢者の快便を目指すためには、ケアする側のアセスメント力が大きく影響するのではないかと考えた。そこで、今年度は高齢者の食事・排泄・入浴といった生活支援に対して暖かいケアを目指してニーズに沿った個別ケアを実践しているA特別養護老人ホームでフィールドワークを実施し、排便ケアの実態と排便コントロールに対する考えについてインタビューを実施した。フィールドワークの結果から、排便の便性状はブリストルスケール45、排便階数は1日に12回、排便頻度は様々であるが、スタッフは個別の排便周期を把握しており、パット内に納まる程度の排便量であった。さらに、1日を通して布パンツにパットを敷いて生活しており、皮膚への快適性も考慮されていた。快便に向けた排便のコントロールとは、「形状のコントロール」「下剤に頼りすぎない」「快適性」「日常的な生活支援そのもの」といったキーワードが抽出され、排便ケアは覚醒と睡眠のバランスを整え、注入前には食事の意識をもてるよう口腔ケアを行い、日中は入所者の輪なのかでコミュニケーションをもつといった快便に繋がる生活支援がなされていた。フィールドワークの結果から経管栄養を受ける高齢者の下痢症状を改善するためのケアプログラムを開発するためには、半固形化栄養剤の使用に関することのみではなく、食事、内服、日常生活支援など包括的にケア方法を考える必要があると考え直し、国内、海外を含め、再度文献検討を進めているところである。これまでの研究(課題番号26861952)では、経管栄養を受ける高齢者の下痢に関連している要因は、座位保持機能がないこと、液状栄養剤を使用していること。注入速度との関連がみられていた。
知識の生成・移転と組織能力に関する定量分析:科学型イノベーションへの展開

本研究は、大学研究者の活動内容が、そのモティベーションのあり方によって、タイプごとに異なることを明らかにした。伝統的な科学者が科学論文を出版し研究コミュニティーにおける認知度を高めることを活動目的とするのに対して、科学研究に留まらず企業家精神を持って活動する「パスツール型」科学者は、社会貢献によって動機付けられており、科学研究、また、産学連携に関する活動内容は、従来からの科学者モデルのパターンと異なる。研究の概要;本研究は、科学型イノベーションに関与する一連の組織がどのような研究能力を持ち,どのように連携を進めることによって知識を生成・移転しイノベーションを促進しているか,実証研究し、企業のイノベーション戦略への含意を明らかにする。平成20年度は、アドバンスト・マテリアル分野(光触媒)を対象として、卓越した研究業績に加え高いコンサルティング能力を持つ大学・公的研究組織の学者を、その特許出願実績の高さ、加えて、科学論文出版実績の高さに注目して「パスッール型科学者」と定義し、企業が同タイプの科学者と連携すると、イノベーションのための知識移転が促進され、企業のR&D活動が高度化されることを明らかにした。同研究は、従来から研究を進めてきたケース・スタディーから得られた仮説を、計量書誌学に基づいて抽出した論文・特許データを利用してモデル推定しており、同研究の方法論は国際的に高い水準を示している。研究成果はイノベーション研究において権威をもつResearch Policy誌において発表され、DRUID2008(デンマーク)、Strategic Management Society2008年年次総会(ドイッ)において発表された「パスッール型科学者」という新コンセプトは、バイオ分野における「スター科学者」との比較から、高い評価を獲得しており、同概念の一般性に関して議論が継続されることが期待される。加えて、日米比較を視野に入れて、バイオ分野における、研究者間の知識の生成・移転に関し質問票調査を実施しており、21年度においてはその分析を予定する。研究実績の概要;本研究は、科学型イノベーションに関与する一連の組織がどのような研究能力を持ち,どのように連携を進めることによって知識を生成・移転しイノベーションを促進しているか,ビブリオメトリックスを利用して実証研究し、企業のイノベーション戦略への含意を明らかにする。平成21年度は、アドバンスト・マテリアル分野(光触媒)を対象として、卓越した研究業績に加え高いコンサルティング能力を持つ大学・公的研究組織の学者を、その特許出願実績の高さ、加えて、科学論文出版実績の高さに注目して「パスツール型科学者」と定義し、産学連携によって他の科学者と比較して同タイプの科学者の研究生産性が顕著に増加することを明らかにした。研究成果はAcademy of Management2010年年次総会(モントリオール)等において発表予定である。バイオ医薬分野に関しては、抗コレステロールの特効薬であるスタチンの開発を例にとって、日米企業2社の比較分析を行った。その結果、新物質による創薬をbreakthroug innovationと概念化し、企業が画期的な新薬を上市するためには、従来指摘されてきた個別研究者/企業の保有する能力には限界があることを明らかにした。高リスクを伴う新薬をいち早く承認し製品化するためには、一国のイノベーションシステムによって形成される産学官に渡る強固な社会資本と、新薬の可能性を積極的に追求するプロアクティブな認識の社会的共有が不可欠となる。創薬に関するイノベーション政策の重要性を指摘した同研究は、Research Policyによって採択され、近日中に公刊される。本研究は、バイオ医薬、また、先端材料分野等の科学型イノベーションに参入する企業と大学等、一連の組織がどのような研究能力を持ち、どのように協力、また、連携することによって知識を生成・移転してイノベーションを実現しているか、知識の生成・移転、また、企業の組織能力の測定に論文書誌データを利用して、知識生成とイノベーションに関する構造とメカニズムを定量分析することを目的とする。本年度においては、先端材料分野において、科学者の研究開発の遂行時におけるモティベーションに着目し、先端研究の推進と同時に研究を通じた社会貢献を重視する「パスツール型科学者」が、典型的な科学者である「ボーア型科学者」と比べて全体としてバランスが取れた研究成果をあげる際の確実性が低い反面、長期的な視点から少数の傑出した成果を生み出す傾向があるという分析結果を得て、その成果をモントリオールにおけるアカデミー・オブ・マネジメントの年次集会において発表した。さらに、バイオ分野においては、前年度からの論文をResearch Policyに出版することに加え、研究ツールに関するマテリアル・トランスファーに着目することによりバイオ医薬分野の科学者コミュニティーにおいて、マテリアルの共有という協力関係がどのように展開され、産学連携の進展はバイオ医薬分野における協力関係にどのような影響を与えているか、定量分析し、近年、日本において進展した産学連携に関する一連の制度が科学研究の進展に対して果たした役割について、その政策的含意を明らかにした。その成果は、アトランタで開かれたAmerican Sociological Associationの年次総会において発表した。
多系統萎縮症での乏突起膠細胞封入体(GCI)における14-3-3蛋白発現の検討

多系統萎縮症(multiple system atrophy,以下MSA)は,運動障害を主徴とする孤発性神経変性疾患である.乏突起膠細胞の嗜銀性封入体(glialcytoplasmicinclusions,以下GCI)を特徴とし,これらは脳幹小脳系や錐体外路系に広く分布している.本年度は,GCIが病期の進行に伴いどの様に変化するかを検討した.MSAで障害されやすい部位である橋底部,中小脳脚,小脳半球を分析対象とし,GCIを構成する異なる蛋白(ユビキチン,alpha-synuclein,過リン酸化alpha-synuclein)に対する抗体を用いてGCIを定量化した.その結果,以下の事が判明した.1.病期の進行にともない,GCIの数は有意に減少する.そして,この傾向はユビキチン,alpha-synuclein,過リン酸化alpha-synucleinのいずれにも同様であった.2.GCIの標識率にも有意な差が認められ,alpha-synudeln,過リン酸化alpha-synuclein,ユビキチンの順であった.これらの結果より以下の事が考察される.2.過リン酸化alpha-synuclein,およびユビキチンは一部のGCIにのみ含まれている事が明らかとなった.この結果は前述の14-3-3蛋白の結果と同様で,これらは,alpha-synudeinが最多数のGCIを標識しうる,GCIの主要な構成蛋白であることを再度確証する結果となった.また,一般的に,過リン酸化alpha-synucleinは異常な凝集を来しやすいと言われており,過リン酸化alpha-synuclein陽性GCIはより長期にわたり組織に留まり,組織障害を惹起しうると推定されたが,今回の検討では,他蛋白の動向と同様で,病期の進行にともない減少していた.過リン酸化alpha-synuclelnのin vivoでの真の病的意義が次の課題となった.我々は、本計画の立案前に予備的検討を加え、以下のことを誌上に発表した(T.Komori, K.Ishizawa, et al.:Acta Neuropathol:106:66-70,2003).すなわち、MSAにおいて障害される主要な神経解剖学的部位(被殻、小脳半球、橋底部.黒質、内包など)を対象にして抗alpha-synuclein抗体および抗14-3-3蛋白抗体による免疫染色を行い、おのおので標識されるGCIの個数を定量化した.この結果、14-3-3陽性GCIの個数は、alpha-synuclein陽性GCIの個数と比較するとその約50%90%であること、また、GCIの14-3-3陽性率(14-3-3陽性GCIの個数/alpha-synuclein陽性GCIの個数)は解剖学的部位によって違うことが判明した.また、上記の解析と平行して、同様の抗alpha-synuclein抗体および抗14-3-3蛋白抗体を使用した蛍光2重免疫染色にて検討したところ、alpha-synuclein陽性GCIの一部が、同時に14-3-3蛋白も発現していることが示された.また、MSAにおけるGCI以外のalpha-synuclein陽性病的構造物(neuronal cytoplasmic inclusion, neuropil thread)についても検討を加えたところ、これらの構造物にも14-3-3蛋白の発現を認めた.以上の結果は、GCIの異常蛋白に14-3-3蛋白も含まれていることを示している.また、14-3-3蛋白は、GCIのみならずneuronal cytoplasmic inclusion, neuropil threadにも含まれており、MSA脳の病的構造物において広範な分布を有することが判明した.1.病期の進行にともない,GCIの数は有意に減少する.そして,この傾向はユビキチン,alpha-synuclein,過リン酸化alpha-synucleinのいずれにも同様であった.2.GCIの標識率にも有意な差が認められ,alpha-synudeln,過リン酸化alpha-synuclein,ユビキチンの順であった.これらの結果より以下の事が考察される.2.過リン酸化alpha-synuclein,およびユビキチンは一部のGCIにのみ含まれている事が明らかとなった.この結果は前述の14-3-3蛋白の結果と同様で,これらは,alpha-synudeinが最多数のGCIを標識しうる,GCIの主要な構成蛋白であることを再度確証する結果となった.また,一般的に,過リン酸化alpha-synucleinは異常な凝集を来しやすいと言われており,過リン酸化alpha-synuclein陽性GCIはより長期にわたり組織に留まり,組織障害を惹起しうると推定されたが,今回の検討では,他蛋白の動向と同様で,病期の進行にともない減少していた.過リン酸化alpha-synuclelnのin vivoでの真の病的意義が次の課題となった.
シリコン結晶における亀裂先端塑性域の微視的構造と破壊靭性

シリコン結晶はMEMSデバイスの素材として注目されているが,同時に破壊物理研究のモデル結晶としても重要である.当研究ではその破壊物理の進展を目途し,シリコン結晶中の亀裂先端塑性域の微視的構造について,超高圧電顕法(九州大学超高圧電子顕微鏡室のJEM1000),原子間力顕微鏡法等を駆使して解析した.併せて赤外光弾性法による亀裂先端応力場の直接観察とそのシミュレーションを通して,その巨視的破壊靭性との結び付きを明確化した.本研究で得られた結果を箇条書きにすれば下記のとおりである.(1)超高圧電顕法により,Si結晶中の亀裂先端塑性域の転位構造を解析した.また転位像シミュレーションを併用し,生成,増殖された亀裂先端転位の性格付けを行った.その結果,それらの転位による応力遮蔽効果の大きさを定量化し,転位増殖源について新たな知見が得られた.またSi結晶中の亀裂先端塑性域の転位構造を解析した.Side-view観察と併せPlan-view観察を行い,三次元転位構造を明確化し,転位増殖源について新たな知見が得られた.(2)原子間力顕微鏡法(AFM)による亀裂先端近傍の微小塑性変位を測定した.これにより,転位数本の運動によるnmオーダーのSlip Bandsを観察することができた.(3)赤外線光弾性法による転位生成増殖前後の局部応力状態変化を観測した.これにより亀裂先端応力遮蔽場の発生を確認し,この応力場がシリコン結晶の,脆性-延性遷移における破壊靱性値の上昇に大きく寄与していることを示した.これより亀裂先端応力遮蔽場の存在を確認し,これがシリコン結晶の,脆性-延性遷移における破壊靱性値の上昇に大きくシリコン結晶はMEMSデバイスの素材として注目されているが,同時に破壊物理研究のモデル結晶としても重要である.当研究ではその破壊物理の進展を目途し,シリコン結晶中の亀裂先端塑性域の微視的構造について,超高圧電顕法(九州大学超高圧電子顕微鏡室のJEM1000),原子間力顕微鏡法等を駆使して解析した.併せて赤外光弾性法による亀裂先端応力場の直接観察とそのシミュレーションを通して,その巨視的破壊靭性との結び付きを明確化した.本研究で得られた結果を箇条書きにすれば下記のとおりである.(1)超高圧電顕法により,Si結晶中の亀裂先端塑性域の転位構造を解析した.また転位像シミュレーションを併用し,生成,増殖された亀裂先端転位の性格付けを行った.その結果,それらの転位による応力遮蔽効果の大きさを定量化し,転位増殖源について新たな知見が得られた.またSi結晶中の亀裂先端塑性域の転位構造を解析した.Side-view観察と併せPlan-view観察を行い,三次元転位構造を明確化し,転位増殖源について新たな知見が得られた.(2)原子間力顕微鏡法(AFM)による亀裂先端近傍の微小塑性変位を測定した.これにより,転位数本の運動によるnmオーダーのSlip Bandsを観察することができた.(3)赤外線光弾性法による転位生成増殖前後の局部応力状態変化を観測した.これにより亀裂先端応力遮蔽場の発生を確認し,この応力場がシリコン結晶の,脆性-延性遷移における破壊靱性値の上昇に大きく寄与していることを示した.これより亀裂先端応力遮蔽場の存在を確認し,これがシリコン結晶の,脆性-延性遷移における破壊靱性値の上昇に大きくシリコン結晶の力学物性,中でもその破壊物理の進展を目指し,シリコン結晶中の亀裂先端塑性域の微視的構造について,超高圧電顕法(九州大学超高圧電子顕微鏡室のJEM1000),原子間力顕微鏡法等を駆使して解析した.併せて赤外光弾性法による亀裂先端応力場の直接観察を通して,その巨視的破壊靭性との結び付きを明確化した.まず,超高圧電顕観察では,圧痕法により亀裂を試片に導入し,その後,試片温度を上昇(550-750度C)させ亀裂先端より転位を導入した.その後化学研摩後,集束イオンビーム(FIB)で亀裂先端部を薄膜化した。また,赤外線光弾性法では,ECT試験片を3点曲げ試験し,亀裂先端部の応力状態をその場観察した。本研究で得られた結果を箇条書きにすれば下記のとおりである.(1)超高圧電顕法により,Si結晶中の亀裂先端塑性域の転位構造を解析した.また転位像シミュレーションを併用し,生成,増殖された亀裂先端転位の性格付けを行った.その結果,それらの転位による応力遮蔽効果の大きさを定量化するとともに,転位増殖源について新たな知見が得られた.(2)原子間力顕微鏡法(AFM)による亀裂先端近傍の微小塑性変位を測定した.これにより,転位数本の運動によるnmオーダーのSlip Bandsを観察することができた.(3)赤外線光弾性法による転位生成増殖前後の局部応力状態変化を観測した.これにより亀裂先端応力遮蔽場の発生を確認し,この応力場がシリコン結晶の,脆性-延性遷移における破壊性値の上昇に大きく寄与していることを示した.シリコン結晶はMEMSデバイスの素材として注目されているが,同時に破壊物理研究のモデル結晶としても重要である.当研究ではその破壊物理の進展を目途し,昨年度に引き続きシリコン結晶中の亀裂先端塑性域の微視的構造について,超高圧電顕法(九州大学超高圧電子顕微鏡室のJEM1000),原子間力顕微鏡法等を駆使して解析した.

併せて赤外光弾性法による亀裂先端応力場の直接観察とそのシミュレーションを通して,その巨視的破壊靭性との結び付きを明確化した.まず,超高圧電顕観察では,圧痕法により亀裂を試片に導入し,その後,試片温度を上昇(550-750度C)させ亀裂先端より転位を導入した.その後化学研摩後,集束イオンビームで亀裂先端部を薄膜化した.特に今年Plan-view観察に力点を置いた.また,赤外線光弾性法で亀裂先端応力状態をその場親察した.本研究で得られた結果を箇条書きにすれば下記のとおりである.(1)超高圧電顕法により,Si結晶中の亀裂先端塑性域の転位構造を解析した.Side-view観察と併せPlan-view観察を行い,三次元転位構造を明確化するとともに,転位増殖源について新たな知見が得られた.(2)電顕試料と同一方位を有する試片について原子間力顕微鏡法(AFM)による亀裂先端近傍の微小塑性変位を測定した.これによりnmオーダーのSlip Bandsを観察することができた.(3)赤外線光弾性法による転位生成増殖前後の局部応力状態変化を観測した.またその像シミュレーションを詳しく行った.これにより亀裂先端応力遮蔽場の存在を確認し,この応力場がシリコン結晶の,脆性-延性遷移における破壊靭性値の上昇に大きく寄与していることを実証した.
蝸牛音響性障害の成因の解明と治療に関する研究

音響性障害において、マウスでの実験モデルを用いて、障害進行機序にシクロオキシゲナーゼ、リポキシゲナーゼ、ホスホリパーゼA2が強く関与することを示した。マウスに128dB SPLの強大音響を4時間負荷することにより音響性障害モデルを作製し、聴性脳幹反応(auditory brainstem response:ABR)を聴力の指標に用いて検討した。ホネホリパーゼA2阻害薬であるquubacrubeおよびシクロオキシゲナーゼー1阻害薬、リポキシゲナーゼ阻害薬がそれぞれ強大音響付加後の聴覚域値の増悪を抑制した。これらの保護効果は組織学的にみると主に有毛細胞において確認された。しかしながらシクロオキシゲナーゼー2阻害薬は強大音負荷後の蝸牛障害を抑製しなかった。このことから、有毛細胞の音響性障害の進行にホスホリパーゼA2,シクロオキシゲーナーゼー1、リポキシゲナーゼが関与することが判明した。音響性蝸牛障害では内外有毛細胞の障害に加え、蝸牛求心性神経の障害も惹起される。この求心性神経の障害ではグルタミン酸による毒性が首座を占めることが報告されている。モルモット蝸牛にグルタミン酸受容体作動薬であるカイニン酸を貫流することにより、蝸牛求心性神経の興奮毒性を惹起した。GABAA受容体作動薬であるmuscimolはこの求心性神経の障害を軽減し、蝸牛音響性障害を軽減することを示した。このmucimolによる保護効果はGABAA受容体拮抗薬により完全に拮抗され、GABAA受容体を介する作用であることが確認できた。同時にGABAB受溶体作動薬ではこのような保護効果が確認されないこを示した。内耳音響性障害の治療にグルココルチコイド剤は現在頻用されている。グルココルチコイド製剤の保護作用が、グルココルチコイド受容体を解するものか否か、検討を加えた。マウスを用い、4kHz純音を128 dBSPLで4時間負荷したところ、メチルプレドニゾロンは有意に音響負荷後の蝸牛障害を軽減した。すなわち聴性脳幹反応(ABR)の閾値の上昇を有意に軽減し、負荷後2週での外有毛細胞の消失率を優位に低下した。グルココルチコイド受容体の阻害薬であるRU486をメチルプレドニゾロンとともに投与したところ、メチルプレドニゾロンの保護効果は用量依存性に減少した。グルココルチコイドが受容体と結合することにより、phospholipase A2を抑制することが知られている。Phospholipase A2の拮抗役であるキナクリンの投与は音響性障害を有意に軽減した。このことから、グルココルチコイドの保護作用の一つとして、phospholopase A2の抑制効果がある可能性が示唆された。音響性障害では有毛細胞障害の他、蝸牛求心性神経障害が惹起され、障害後の一過性閾値上昇の一因となることが報告されている。本障害を軽減する可能性を有する因子の一つとして、GABA受容体作動薬が挙げられる。GABAは蝸牛遠心性神経の神経伝達物質の一つであり、グルタミン酸神経毒性を軽減することがよく知られている。BABAAおよびGABAB受容体作動薬をそれぞれ上記のマウスの音響性障害モデルで投与し、その効果を検討した。GABAA受容体作動薬であるmuscimolは有意に音響性障害後のABR閾値上昇を抑え、蝸牛求心性神経の膨化を軽減したが、GABAB作動薬の投与ではこのような保護効果は確認できなかった。このことから、BABAA受容体の作動が音響性障害の軽減に有効であることが示された。
光増感反応を用いた治療における副作用検討及び障害モデル構築

酸化および酸素脱着により可視波長領域において各々特徴的な吸収スペクトルを有するヘモグロビン分光に着目し、光増感反応による赤血球破裂およびヘモグロビンの酸化進行を酸素情報と併せて経時的に測定可能な計測法を提案した。平成30年度は、実験系の改良、各種ヘモグロビン濃度変化の妥当性評価、光増感反応による酸化動態、を検討した。一般的な溶血度測定方法として用いられている上清の吸光度測定より、光照射条件に対応する溶血度と提案計測法より求めたメトヘモグロビン濃度との関係を調査した。メトヘモグロビン濃度と溶血度の関係は、破裂した赤血球内のほぼ全量のヘモグロビンが破裂後即座に酸化作用を受けメトヘモグロビンに変化していることを示した。すなわち、提案計測法の原理であるメトヘモグロビン濃度変化に着目することで溶血進行を間接的に測定可能であることが分かった。血液試料溶液のヘマトクリット増加は、溶液中の溶存酸素量の増加を示していた。この結果は光増感反応を用いたin vitro実験において懸念されている、励起光照射中の溶液内酸素不足に対して、溶液への赤血球添加により溶存酸素量を化学的に増やせることを示唆した。提案計測法で取得した酸素飽和度と酸素電極法により取得した酸素分圧変化を比較したところ、反応効率に関わる低酸素分圧領域において両者は高い相関を示した。これらの検討より、発案した計測法は光増感反応中の溶液内の赤血球破裂およびヘモグロビンの酸化進行を酸素情報とともに測定できることが分かった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
サイクロトロン共鳴質量分析器を用いた磁化プラズマ中ラジカルイオンの測定

1.報告者の開発したサイクロトロン共鳴質量分析器を用いて、磁化プラズマ中のラジカルイオンのその場質量分析を、分解能M/ΔM(〕SY.ltoreq.〔)80で行うことができた。2.CH_4/Ar、CF_4/Ar、CH_4/H_2の原料ガスに対して直流放電とECR放電を行ない、ラジカルイオン組成のプラズマ条件依存性のデータを得ることができた。特に、CF^+、CH^+、CH_5^+の圧力やプラズマ密度依存性が特微的であった。また、分子分圧が1%以下でもその分子イオンを測定することができた。また、炭素基板への水素プラズマ照射において、エッチング作用による炭火水素イオンの発生過程を測定することができた。3.CF_4ガスの直流放電で、正イオンと同時に負イオン(F^-、F_2^-)もこの分析器で測定することができた。そして、F^-の密度はCF_3^+の約30%に達していることが分かった。4.CH_4とCF_4の中性ガスに対して、この分析器で電子ビーム入射のイオン化質量分析を試み、分子の解離イオン化の様子を測定できた。また、電子ビームエネルギーに対するイオン化の断面積を測定することができた。しきい値イオン化法による中性ラジカルの測定も検討中である。5.分析器のオリフィスやターゲットにバイアス電圧を加え、通過イオン速度を減速させることにより、分解能を上昇させることができた。現在、分解能の向上と分析器の小型化のため、イオン閉じ込め法を開発中である。
気相有機電解法による還元的カルボニル化反応

還元的カルボニル化反応の一つであるヒドロホルミル化は、アルデヒドおよびアルコールを製造する重要な反応である。しかし、この反応は高圧と均一錯体触媒を必要とし、生成物と触媒野分離などに多くの問題を残している。本研究では、全く新規なヒドロホルミル化反応として、気相電解法[エチレン,一酸化炭素,カソード|リン酸膜|アノード,水素]の応用を試みた。まず、エチレンのヒドロホルミル化について電極触媒の探索を行った。その結果、塩化白金酸をグラファイトに担持したカソードがプロピオンアルデヒド生成活性を示すことを見いだした。他の生成物としてエタンと水素が生成した。さらに、この電極に様々な添加物を添加してプロピオンアルデヒド生成活性の向上を試みた結果、リン酸ナトリウムを[塩化白金酸/グラファイト]カソードに添加すると、プロピオンアルデヒド生成速度および選択率ともに向上することが解った。この電極を用いると、両電極間を単に短絡するだけで電流が流れ、プロピオンアルデヒドが生成した。ヒドロホルミル化反応の各種反応条件(反応温度、印加電圧、CO圧、エチレン圧など)を変化させ、最適反応条件を明らかにするとともに速度論的検討を行った。その結果、エチレン圧はなるべく高く(90kPa)、一酸化炭素圧はなるべく低く(11kPa)して、373Kで反応を行うと良いことが解った。また、この反応系に電気化学的手法を適用した結果、一酸化炭素が強く配位した白金2価が作用し、ヒドロホルミル化反応を触媒していることが解った。
モデル生物を用いたカルシニューリン経路の分子機構に関する機能ゲノム学的解析

カルシニューリンは酵母から哺乳動物に至るまで高度に保存された蛋白質脱燐酸化酵素である。野生型分裂酵母では免疫抑制薬によりカルシニューリンの機能を抑制しても成育に影響がない。この現象に基づいて,我々は分裂酵母をモデル生物として用いて,免疫抑制薬の存在下で致死となる変異体(its変異体)の網羅的スクリーニングを展開し,多数の変異体を単離している。本研究では,これらのカルシニューリンと機能的に関連する遺伝子群の産物とCNとの相互作用の解析を通して,カルシニューリンが関与する蛋白質脱燐酸化及び燐酸化ネットワークを明らかにする事を目的としている。本年度の成果は以下の通りである。1.免疫抑制薬感受性遺伝子座位の解析its8変異体の原因遺伝子はGPIアンカー合成酵素であるPig-n(ヒト)及びMCD4(出芽酵母)の分裂酵母ホモログをコードしていた。its8変異体はGPIアンカー合成障害の結果,細胞壁の脆弱性,細胞形態異常,及び細胞質分裂異常を示した。CNとits8^+遺伝子産物は細胞質分裂と細胞壁integrityの維持において重要な機能をシェアしていることが示唆された。2.分裂酵母のプロテオーム解析(1)分裂酵母発現蛋白質のプロファイリング:分裂酵母可溶性および膜画分をSDS-PAGEで分離後,LC/MS/MSにて測定し配列タグ法により同定を行った。その結果,1302種類の蛋白質を検出できた。(2)CNにより制御される蛋白質発現のプロテオーム解析:野生株とCN破壊株のそれぞれから抽出した可溶性および膜画分を二次元電気泳動で解析し,発現蛋白質を比較した。その結果,CN欠損で発現量が減少した蛋白質31種類,増加した蛋白質17種類,等電点が変化した蛋白質11種類が検出された。