hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グローバリゼーション下における空間経済システムと貿易・環境・地域政策の分析

その結果,先行研究とは異なり,そのような保護政策が自国の物価指数を低下させるかどうか(price-lowering effect),自国の厚生を高めるかどうか(welfare-improving effect)については,貿易財の代替の弾力性の大きさに依存することが明らかになった.具体的には,代替の弾力性が2以上であれば,先行研究で言われているようなprice-lowering effectもwelfare-improving effectも発現しないことが明らかになった.この成果については,International Review of Economics and Finance誌に発表した.一方,国際格差に関しては,労働供給を内生化した二国・一部門・二要素のモデルを用いて,国の人口規模が賃金,所得,企業シェア,厚生などにどのような影響を与えるか(自国市場効果)について分析を行った.その結果,消費者のlove of varietyが強い場合には,大国において賃金や所得が低くなったり,厚生が低くなったりする場合があることが示された.これは先行研究では得られていない新しい結果である.この結果については,4つの国際会議と1つの国内学会,2つの国内セミナーにおいて発表し,現在専門誌への投稿にむけて準備中の段階である.本研究では,正の輸送費を伴う農業財,国際間賃金格差,外国での生産に関わる追加的コスト等を明示的に考え,標準的な空間経済モデルを拡張・分析し,各種貿易・環境・地域政策の分析を行った.具体的には,貿易自由化政策,保護貿易政策(関税政策,非関税政策),現地資本規制,資源開発政策,排出税等の税制政策といった政策が,企業立地や賃金,地域厚生,およびそれらの格差に与える影響について分析した.「研究実績の概要」についても記したように,本研究課題の計画に従って,地域経済,貿易政策の理論分析を,空間経済モデルを応用して行い,二本の論文を学術専門誌に刊行することができた(うち一本は掲載決定).したがって,おおむね順調に進展していると考えられる.空間経済学,都市・地域経済学,国際経済学今後も本研究課題の計画に従って,貿易政策,環境政策,地域政策への応用を中心に研究を実施する.次年度は労働供給を内生化した場合に,グローバル化が産業立地や厚生にどのような影響を与えるかについて理論的に分析する.また,これまでに得られている理論分析結果についての実証を行うため,データの整備を一層進め,基礎的なデータ分析から行っていく.そしてその研究成果を国内外の学会・研究会で発表し,学術専門誌への投稿を順次進めていく.「研究実績の概要」についても記したように,本研究課題の計画に従って,地域経済,環境政策,貿易政策の理論分析を前年度に構築したモデルを応用して行い,二本の論文を学術専門誌に刊行することができた(うち一本は掲載決定).
RAS関連蛋白質を分子標的とした白血病治療法の開発

われわれは平成1516年度科学研究費基盤(C)(2)を受け、RAS関連蛋白質を分子標的とした白血病の開発に従事し以下のことを明らかにした。1)骨粗しょう症治療薬として開発された第3世代ビスフォスフォネート、ゾレドロン酸(ZOL)は抗白血病作用を有し、さらにAbl特異的チロシンキナーゼ阻害剤イマチニブの作用を相乗的に増強する。2)ZOLの抗腫瘍作用はp53非依存性であり、多剤耐性に関与するP糖蛋白による影響を受けない。ZOLは多剤耐性となった難治性白血病にも有効な薬剤となりうることを示唆した。3)ZOLはシタラビンの効果も相乗的に増強した。これらの薬剤の併用において、同時併用より、ZOL→抗がん剤の順番に投与するほうが併用効果に優れていた。4)ZOLのみならず、もう一つの第3世代BPであるYM529にもZOLと同等の抗白血病効果があり、NOD/SCIDマウスに移植した患者新鮮白血病細胞にも効果を示した。5)ZOLおよびYM529は白血病だけでなく肺がんおよび腎がん細胞株に対しても抗腫瘍効果を示した。肺癌においてZOLはパクリタキセルと、また腎癌においてYM529はインターフェロンαの作用を増強した。前立腺がん細胞株に対してBPsは抗腫瘍効果を示すが、RASの活性化が阻害されるためではなく、RAS以外のRAS関連蛋白の活性化阻害による。6)ZOLは直接的な抗腫瘍効果だけでなく、γδT細胞を介した免疫細胞性抗腫瘍効果を有する。われわれの報告を基盤としてイギリスおよびドイツで、イマチニブに対する効果不十分症例を対象に、イマチニブ+ZOLの臨床試験が開始された。このように本研究はトランスレーショナル・リサーチへの移行という当初の目的を一部達したと考えられる。現在本邦においても、本研究から得られた多くの知見をもとに、イマチニブ+ZOLの臨床試験の準備中である。我々は、平成15年度科学研究補助金を受け、Ras関連蛋白を不活化する第3世代ビスフォスフォネート、Zoledronate(ZOL)の、単剤での抗白血病作用とPhiladelphia染色体(Ph^+)陽性白血病に対するABL特異的チロシンキナーゼ阻害剤imatinib(グリベック)および各種抗がん剤との併用効果について検討した。in vitroにおいて、ZOLは白血病細胞株のRASおよびRapのプレニル化を抑制し、G_1期からG_2/M期に広くアポトーシスを誘導することにより検討したすべてのヒト白血病細胞株の増殖を抑制し、さらにZOL+imatinibはBCR/ABLとRas関連のシグナルを同時にブロックすることでin vitroにおいて著名な相乗効果を示した。in vivoにおいても、ZOLは単剤でも効果を認め、またZOL+imatinibはそれぞれの単剤での効果と比較しても有意差をもって生存期間を延長した。無治療群は全例移植後12週で死亡したが、ZOL+imatinib群では移植後40週でも骨髄、肝脾に白血病細胞を認めなかった(Kuroda et al.,Blood2003)。またZOLは、シタラビン、ダウノマイシン、ハイドレキシアなどの抗がん剤の抗白血病作用を相乗相加的に増強すること(Kimura et al.,Int J Hematol2004)、またZOLの作用はp53非依存性であることも明らかにした(Kuroda et al.,Cancer Sci2004)。

これら我々の結果を踏まえ、H15年12月よりイギリスにおいて慢性骨髄性白血病患者に対するimatinib+ZOL併用療法の臨床治験が開始され、本研究がトランスレーショナル・リサーチとして大きな貢献をした。以上のように平成16年度の研究によってBPsの多彩な抗腫瘍効果が明らかとなり、現在欧米で進行中のBPsの抗腫瘍剤としての臨床治験に重要な基礎的根拠を示すことに寄与した。
乳児重症型先天性筋疾患児の「わかっていそう」を明らかにする教育的支援の在り方

本研究の目的は乳児期発症重症型先天性筋疾患児に対する、意思表出手段の獲得のための支援に留まらない系統的な教育的支援の在り様を検討することとである。そのために、(1)質問紙調査により全国の当該疾患の児童生徒に対する教育の現状及び担任らの意識を明らかにすること、(2)保護者への面接調査により、当該疾患児の育ちのプロセスに関する知見を蓄積すること、(3)継続的な教育的係わり合いの実践資料を蓄積し、その実相を明らかにすることである。本年度は(3)に関して、筆者自身の実践(事例1)を継続するとともに福島県立須賀川支援学校に在籍する児童(事例2)への指導に関して担任教員らと協働的な取り組みを進めた。事例1ではタブレットを用いた本人主体のコミュニケーションが確立され、漢字や数等これまで学校で学んでいない内容の学習に着手した。その後、学校でも漢字の指導が導入される等の変容も示された。事例2では、発声や表情変化、僅かな手指の動き等本児の意思表出とみられる行動の意味の確定を進めるとともに、児童がより随意的に操作可能な身体部位や動き、及び支援機器の選定を進めてきた。事例2については筆者自身による訪問は5回程度と少なかったが、担任教諭らの授業実践に関する検討を重ねてきている。(1)の目的に関しては、本年度は対象とすべき学校等の選別を行い、質問紙の作成に着手した。(2)の目的に関してはこれまでに筆者が係わってきた事例の保護者から同意を得て一時例について面接調査を実施した。特別支援学校入学後早い段階で担任教師とのやりとりにおいて明確な「Yes」のサインが確立され、僅かな指の動きを用いたスイッチ操作による活動などが展開されたものの、担任の変更等により必ずしも一貫した指導が行われたとは言い難く、子どもの表出(サインやスイッチ操作)の不確実さによる教師の側の受け止めの違いといった難しさが示された。研究計画書においては、(1)の目的に対応する質問紙調査を本年度に実施予定であったが、対象となる学校や個人の特定などにおいて時間を要したため、質問紙を作成したにとどまっている。質問紙調査については、令和元年度中に実施する予定である。(2)及び(3)の目的に関しては、上述の通り、それぞれにデータ収集を進めてきており、概ね計画通りに進んでいると言える。(3)に関しては、事例1に関する研究成果は令和元年度の学会(日本特殊教育学会)において発表する予定である。令和元年度は、(1)に関して、質問紙調査の実施及び分析を行うとともに、(2)に関してはさらに対象者を増やして、今回対象としている様相の子どもたちのコミュニケーションや学習に関する育ちのプロセスについて、さらに知見の蓄積に努める。面接調査の結果については、質的研究手法を用いて整理を行う。(3)については、現時点では2事例のみであるが、同じ診断面でも状態像や学習状況等は極めて大きな違いがある。今後さらに対象事例を増やし、当該の子どもたちの教育的支援について更なる実践資料の収集が必要であると考える。今後も、須賀川支援学校をはじめとする学校等他機関への依頼を行っていく予定である。事例1については、今後も筆者自身が継続的に訪問し、年数十回のデータ収集を行う予定である。事例2については、昨年からの担任教師の授業実践に関するデータ収集とその分析に加え、今後筆者自身が対象児と係わる機会についても設定を依頼しているところであり、筆者自身の教育的支援の在り様についてもさらに分析を行っていく予定である。

研究計画書においては、(1)の目的に対応する質問紙調査を本年度に実施予定であったが、対象となる学校や個人の特定などにおいて時間を要したため、質問紙を作成したにとどまっている。質問紙調査については、令和元年度中に実施する予定である。(2)及び(3)の目的に関しては、上述の通り、それぞれにデータ収集を進めてきており、概ね計画通りに進んでいると言える。(3)に関しては、事例1に関する研究成果は令和元年度の学会(日本特殊教育学会)において発表する予定である。令和元年度は、(1)に関して、質問紙調査の実施及び分析を行うとともに、(2)に関してはさらに対象者を増やして、今回対象としている様相の子どもたちのコミュニケーションや学習に関する育ちのプロセスについて、さらに知見の蓄積に努める。面接調査の結果については、質的研究手法を用いて整理を行う。(3)については、現時点では2事例のみであるが、同じ診断面でも状態像や学習状況等は極めて大きな違いがある。今後さらに対象事例を増やし、当該の子どもたちの教育的支援について更なる実践資料の収集が必要であると考える。今後も、須賀川支援学校をはじめとする学校等他機関への依頼を行っていく予定である。事例1については、今後も筆者自身が継続的に訪問し、年数十回のデータ収集を行う予定である。事例2については、昨年からの担任教師の授業実践に関するデータ収集とその分析に加え、今後筆者自身が対象児と係わる機会についても設定を依頼しているところであり、筆者自身の教育的支援の在り様についてもさらに分析を行っていく予定である。本年度質問紙調査を実施することができず、関連する調査用紙や封筒の代金、印刷費などが残額として生じることとなった。次年度、ずれ込んで質問紙調査を行う予定であり、その際にそれらの費用として使用する。
介護老人保健施設における糖尿病チーム医療・介護モデルの開発

本研究の目的は、老健施設に入所する糖尿病要介護高齢者に対する適切な治療および生活援助を提供するために、看護師を中心とした糖尿病チーム医療・介護モデルを開発することにある。A県内の老健施設の施設長を対象に質問紙調査を行ったところ、31施設から回答が寄せられ、入所者のうち、糖尿病は14.5%を占め、HbA1c測定の実施率は51.9%であり、それも3ヵ月に1度、ないしそれ以下であった。治療法は、経口糖尿病薬が51.0%、インスリン療法は12.2%であった。糖尿病について相談できる専門医がある施設は61.5%に止まり、保険制度や管理指針など、課題も明らかになった。また、糖尿病支援の困難性を感じている医療スタッフは70.4%であり、特に認知症がある場合はさらに困難性が高まり、チーム医療の必要性を感じているスタッフが多かった。一方、老健施設に長期入所する高齢者へのインタビューから、対象者が糖尿病とともに生きてきた人生を理解するとともに、糖尿病の療養における希望を失ってはいないことを理解するなど、対象者を全人的に捉える必要性が示唆された。老健施設における多職種による関わりの現状について、医療スタッフへの質問紙調査では、「合併症への関わり」、「退院に向けての関わり」、「糖尿病をもって生きる思いへの関わり」、「食事療法への関わり」、「目標とする血糖値への関わり」、「運動療法への関わり」の6因子構造が確認された。また、多職種間でのカンファレンスや診療記録の共有も限られていた。各職種で因子得点が異なることから、専門性に応じた関わりが示唆された一方、他の職種の関わり方が参考になる場合もあると考えられた。以上の結果を踏まえて、老健施設において糖尿病をもつ高齢者のチーム医療に利用できるWebシステムを考案し、製作した。本Webシステムはタブレット端末を用いたチーム医療の実践への応用が可能である。本研究の目的は、介護老人保健施設(以下、老健施設)に入所する糖尿病要介護高齢者に対する適切な治療および生活援助を提供するために、看護師を中心とした糖尿病チーム医療・介護モデルを開発することにある。今年度は老健施設における糖尿病高齢者の実態把握と課題の明確化をはかるため、第1段階として、老健施設における入所者の状況と糖尿病管理の実態の把握を行った。老健施設の入所者はもともと在宅復帰をめざす目的で入所すると規定されているが、実際は在宅復帰できない高齢者が多い。また、包括医療のため、糖尿病管理のための検査や薬物治療が十分に実施できない状況にある。実際、診療を担当する医療側の考え方や態勢から、著しい高血糖の予防や薬物による低血糖に対する注意は払われているものの、糖尿病の慢性合併症の把握は不十分で関心も希薄で、糖尿病看護に特化したケアは不足している。高齢者に対しては、脳血管疾患や心疾患といった生命に直結する疾病や日々の看護ケアに影響する認知症に対する関心は高いものの、自己管理が必要な糖尿病に関するケアに対する意識は不足している。これらの状況を把握しながら、研究者間で老健施設における糖尿病管理に関する文献クリティークを行い、ディスカッションを行いながら研究課題の明確化をはかった。その結果、研究の方向性として高齢者を全人的視点からとらえ、常にクライアントを中心に据える視点の重要性が確認され、慢性期看護における「病みの軌跡理論」や「セルフケア不足理論」が高齢者にも適応されるべきであるという視点を導きだすことができた。この点を1つの研究課題に据え、研究計画を作成し、倫理委員会に申請したところ承認された。初年度は老健施設における糖尿病高齢者の実態把握と課題の明確化をはかるため、老健施設における入所者の状況と糖尿病管理の実態の把握を行い、研究者間で老健施設における糖尿病管理に関する文献クリティークを行い、ディスカッションを行った。その結果、研究の方向性として高齢者を全人的視点からとらえ、常にクライアントを中心に据える視点の重要性が確認された。そこで、2年目である本年度は、慢性期看護における「病みの軌跡理論」を用いて、介護施設入所者が糖尿病とともに生きてきた人生をどのように捉え、今後どのように糖尿病と向き合って行こうと考えているかを対象者の語りから明らかにすることを目的に研究を行った。糖尿病をもち長期に施設入所する高齢者を対象とし、インタビュー逐語録から語りの内容を損なわずに、病みの軌跡モデルを用いて、管理に影響する条件、編みなおし、軌跡の予想を抽出し、軌跡の局面を位置づけ、対象者の病みの軌跡を比較し、事例毎に固有の軌跡を明らかにした。全事例とも、過去の生活習慣と糖尿病の合併症の因果関係を理解し、糖尿病に関心を抱き、今後は予防行動をとろうとしていた。一方で、人生を振り返った時、自分がとってきた生活行動を必ずしも後悔しているわけではなかった。高齢者は信念や価値観から過去の経験を意味づけし、希望を持ちながら糖尿病とともに生きていることが示唆され、これらのことを踏まえた看護援助が必要であることが明らかになった。本研究の初年度、第1段階は、「特定の老健施設における糖尿病高齢者の実態把握と課題の明確化」であった。特定の老健施設の承諾を得て、糖尿病認定看護師の資格を持つ研究協力者とともに同施設の高齢者の実態を把握した。

そして、2年目の本年度は事例へのインタビューを通して、老健施設入所者が捉える自身の糖尿病とともに生きる人生に対する思いを明らかにし、看護援助の方向性を見出した。また、学会発表を予定しているが、学術雑誌への論文投稿までには至っていない。また、特定の老健施設ではなく、他施設を対象とした糖尿病管理の実態把握のためのアンケート調査も遅れている。本研究の目的は、老健施設に入所する糖尿病要介護高齢者に対する適切な治療および生活援助を提供するために、看護師を中心とした糖尿病チーム医療・介護モデルを開発することにある。初年度は、特定の老健施設を選び、入所者の状況と糖尿病管理の実態の把握を行い、研究担当者間で検討会を行った。その結果、まずは糖尿病をもつ高齢者を全人的に捉えるとともに、クライアントの思いを受け止め、ニードを据える視点の重要性が確認された。そこで2年目には、5例の老健施設入所者を対象に、糖尿病とともに生きてきた人生をどのように捉え、今後どのように糖尿病と向き合って行こうと考えているかを明らかにすることを目的にインタビューを行い、質的に分析した。全事例とも、過去の生活習慣と糖尿病の合併症の因果関係を理解し、糖尿病に関心を抱き、今後は予防行動をとろうとしていた。高齢者は自身の信念や価値観から過去の経験を意味づけしながら糖尿病とともに生きているという高齢者ならではの捉え方が示唆された。3年目の本年度は、糖尿病チーム医療・介護モデルの考案を目的として、糖尿病県内の70施設の看護師、医師、介護福祉士など多職種を対象に質問紙調査を行った。調査内容は、施設概要と糖尿病療養指導に関する管理状況17項目で「全くない」「良くある」の4段階評定であった。対象施設の回収率は44.3%で、看護職、介護福祉士、医師、栄養士など総計279名から回答が得られた。その結果、各職種はそれぞれの専門性を認識しながら関わっている状況が判明し、それと同時に職種に特徴的な、極端に関わりの少ない点もあることが判明した。老健施設の各職種は、チーム医療を明確に認識し、有機的に相互の関係を深化させることで、より実践的な質の高い支援ができる可能性のあることが示唆された。本研究の初年度、第1段階は、「特定の老健施設における糖尿病高齢者の実態把握と課題の明確化」であった。特定の老健施設の承諾を得て、糖尿病認定看護師の資格を持つ研究協力者とともに同施設の高齢者の実態を把握した。そして、2年目には事例へのインタビューを通して、老健施設入所者が捉える自身の糖尿病とともに生きる人生に対する思いを明らかにし、看護援助の方向性を見出した。現在、学会発表を予定し、学術雑誌への論文投稿を準備中である。また、3年目の本年度は、県内の老健施設を対象とした糖尿病管理の実態把握のためのアンケート調査を行った。現在、結果の解析中であるが、学会発表も予定している。
ヘムは如何に壊れるのか-結晶構造に基づくヘムオキシゲナーゼの触媒機構の解明-

ヘムオキシゲナーゼ(HO)は生理的ヘム分解を担う酵素で、基質ヘムが補酵素として機能し、酸素を活性化して自身を分解する反応(ヘム→α-ヒドロキシヘム→ベルドヘム→ビリベルジン)を触媒する。HOの生理機能として、酸化ストレスに対する生体防御機構およびCOを介する情報伝達機構への関与が注目されている。我々はこれまでにHOの結晶構造に基づき、ヘム結合による誘導適合および酸素活性化機構についてのモデルを提唱してきた。本研究では、以下のこと明らかにした。1.HOの活性酸素種であるferric hydroperoxide(Fe^<3+>-OOH)のモデル化合物として、ヒドロキシルアミンが有用であることを示した。2.電子供与体であるNADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)からHOへの電子伝達経路の特定を目的として、CPRとHOとの相互作用を表面プラズモン共鳴により解析したところ、NADP(H)の存在により両酵素の結合が増強することが判明した。HOのアミノ酸残基の変異体を作製し、CPRとの相互作用および酵素活性、ヘムの還元速度などを検討したところ、CPRからの電子伝達に重要な残基(K149,R185)を特定できた。このことは、HO-CPRドッキングモデル計算によっても支持された。3.研究者間で論争のあったα-ヒドロキシヘム/ベルドヘム変換過程(第2ステップ)の電子要求性を明らかにするため、厳密な嫌気条件下、酸化型Fe^<3+>-および還元型Fe^<2+>-α-ヒドロキシヘム-HO複合体を調製し、酸素との反応をストップト・フロー実験により速度論的に解析した。その結果、酸素添加によってFe^<3+>-α-ヒドロキシヘムはFe^<3+>-ベルドヘムに、Fe^<2+>-α-ヒドロキシヘムはFe^<2+>-ベルドヘムにそれぞれ転換することがわかった。前者はπ-中性ラジカル体を反応種とする既知の経路であったが、後者は新規の経路で、815nmに特徴的な吸収をもつ中間体(815-nm species)が存在することを見出した。また、電子・酸素滴定法を用いてHO反応中間過程における電子要求性の有無を明らかにしてきた。本研究では、酸素活性化モデルの構築を目的とし、HOの活性酸素種であるferric hydroperoxide(Fe^<3+>-OOH)と類似の構造をもつモデル化合物としてヒドロキシルアミンおよびヒドラジンを用いて、ヘム-HO複合体への結合性を検討した。その結果、これらはヘムに対し1対1の割合で結合し、解離定数はそれぞれ9.8mMと1.9mMであった。これらの結合はpH依存性を示すことから、中性状態で結合していることが示唆された。また、電子スピン共鳴測定より、ヘムに結合したヒドロキシルアミンの一部はFe^<3+>-OOHと同様の低スピンシグナルをもつことが観測された。

これにより、非常に反応性が高く解析困難であったFe^<3+>-OOHの性質をこのモデルを用いて解明できる可能性が示唆された。また、本研究では電子供与体であるNADPH-シトクロムP450還元酵素からHOへの電子伝達経路の特定も行った。すなわち、HOの結晶構造から電子伝達に重要と想定されるアミノ酸残基の変異体を作製し、その酵素活性および還元速度の違いを検討することで、HOと還元酵素との会合に必要な残基を特定した。また、HOと還元酵素との相互作用を表面プラズモン共鳴により解析し、その結果をまとめた論文を投稿準備中である。ヘムオキシゲナーゼ(HO)は生理的ヘム分解を担う酵素で、基質ヘムが補酵素として機能し、酸素を活性化して自身を分解する反応(ヘム→α-ヒドロキシヘム→ベルドヘム→ビリベルジン)を触媒する。HOの生理機能として、酸化ストレスに対する生体防御機構およびCOを介する情報伝達機構への関与が注目されている。我々はこれまでにHOの結晶構造に基づき、ヘム結合による誘導適合および酸素活性化機構についてのモデルを提唱してきた。また、電子・酸素滴定法を用いてHO反応中間過程における電子要求性の有無を明らかにしてきた。本研究では、HOの活性酸素種であるferric hydroperoxide(Fe^<3+>-OOH)のモデル化合物として、ヒドロキシルアミンが有用であることを示した。また、電子供与体であるNADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)からHOへの電子伝達経路の特定を目的として、まずCPRとHOとの相互作用を表面プラズモン共鳴により解析したところ、NADP(H)の存在により両酵素の結合が増強することが判明した。さらに、HOのアミノ酸残基の変異体を作製し、CPRとの相互作用および酵素活性、ヘムの還元速度などを検討したところ、CPRからの電子伝達に重要な残基(K149,R185)を特定できた。また、HO-CPRドッキングモデルを計算したところ、これらの残基はCPR中のNADP(H)やFMNに近接していることが推測され、HOでは電子がヘムの遠位側から供給されることが示唆された。P450ではヘム近位側からの電子伝達経路が知られており、この違いがHOとP450の酸素活性化機構の違いを反映している可能性がある。さらに、HO反応中間過程の解明のため、HO・ベルドヘム複合体の結晶化を嫌気条件下で行い、現在解析中である。また、電子・酸素滴定法および電子スピン共鳴法を用いてHO反応中間過程における電子要求性の有無を明らかにしてきた。しかし、COが遊離する過程の電子要求性、すなわち酸素と反応するα-ヒドロキシヘムのヘム鉄の酸化状態を巡っては依然として研究者間で見解の相違がある。そこで、厳密な嫌気条件下、酸化型Fe^<3+>-および還元型Fe^<2+>-α-ヒドロキシヘム-HO複合体を調製し、酸素との反応をストップト・フロー実験により速度論的に解析した。
光学活性な新規ピリジノホスフィンの開発と触媒的不斉合成への応用

平成11年度では当初計画に従い,昨年度に合成した種々の新規ピリジノホスフィン-パラジウム錯体を用いて,不斉アリル化反応における基質の適用範囲の拡大について検討した。昨年度までの研究により,1,3-ジフェニル-2-プロペニアセテートのように,1,3位にかさ高い置換基を持つ基質では97%eeと高い不斉収率が得られているが,1-メチル-2-ブテニルアセテートのように立体的に小さな基質では最高78%eeまでしか得られていない。この不斉収率は,P-N型不斉配位子を用いる室温での値としてはこれまでで最高の不斉収率であるが,なお改善の余地がある。そこで,まず反応条件を検討して不斉収率の向上を目指すことにした。種々の溶媒や塩基について検討したところ,水素化ナトリウムを塩基として,アセトニトリル中15-crown-5の存在下で反応を行うことにより,82%eeの不斉収率を得ることが出来た。なお,15-crown-5を添加しない場合は,反応性,化学収率,不斉収率の全てが低下した。次に,この条件で反応温度を下げたところ,-15°Cで88%eeまで向上させることが出来たが,化学収率が温度の低下に伴って極端に低下し,基質が反応条件で分解することが示唆された。そこで,基質の脱離基をアセテートから脱離能の低いカーボネートに変えて反応を行った。カーボネートの種類について検討したところ,フェニルカーボネートを用いた時に室温で83%eeと高い不斉収率が得られた。しかもこの条件では反応性も高く,-25°Cまで反応温度を下げたところ良好な化学収率とともに(85%yield),93%eeとこれまでの全ての不斉配位子の中で最も高い不斉収率を達成することに成功した。これらの成果は論文及び学会に報告した。平成十年度では当初計画に従い,まず今回開発を計画した新規ピリジノホスフィン配位子の一般的合成法の検討を行った。2-クロロシクロペンテノピリジン及び2-クロロシクロヘキセノピリジンを出発原料に用いて,サレン錯体を用いた不斉エポキシ化を鍵反応とすることにより,光学活性な各種2-クロロピリジン誘導体を合成した。得られた光学活性な2-クロロピリジン誘導体をパラジウム触媒の存在下,2-ヒドロキシフェニルホウ酸とクロスカップリングを行い,光学活性なピリジノフェノール誘導体を合成した。これ以後は常法に従って官能基変換を行い,目的の光学活性なピリジノホスフィン配位子を合成することが出来た。得られた各種ピリジノホスフィン配位子を用いて,まずパラジウム錯体を触媒とした不斉アリル化反応を行い,その不斉誘起能について検討した。その結果,1,3-ジフェニルアリル化合物の不斉アリル化では97%eeと期待通り高い不斉収率が得られ,これまでの不斉配位子と同等の高い不斉誘起能を持つことが分かった。また,1,3-ジメチルアリル化合物の不斉アリル化では,これまでのP,N-型配位子では最高71%eeであったのに対して,78%eeとこれまでで最高の不斉収率が得られた。この基質は反応性が低く,従来のP,N-型配位子では反応時間が4日かかっていたが,今回開発したピリジノホスフィン配位子ではわずか100分で反応が終了しているのは特筆すべきことである。これは当初の期待通り,ベンゼン環と共役したピリジン環のπ-受容性によりπ-アリル錯体の反応性が上がっていることに基づくと考えられる。今後,更に不斉中心上の置換基効果・電子効果や反応条件等を詳細に検討して,不斉収率の向上を目指す予定である。なお,これらの成果は現在投稿準備中である。

しかもこの条件では反応性も高く,-25°Cまで反応温度を下げたところ良好な化学収率とともに(85%yield),93%eeとこれまでの全ての不斉配位子の中で最も高い不斉収率を達成することに成功した。これらの成果は論文及び学会に報告した。
アジア地域における伝統家具調度類の歴史的変遷－東アジア地域を対象とする比較考察－

日本の伝統家具調度類に関しては、高位の人々の生活、儀礼のために必要とされていた道具の構成とその歴史的変遷について、明治期雛形本を新たに対象に加えて分析した。結果、道具の種類、構成、寸法、材料、形態などの特徴を明らかにするとともに、素材としてのガラスの多用や意匠上の色付けの指示に関する記述を明らかにして、明治時代の家具調度類の意匠的あるいは技術的な指示として特徴的であることを指摘した。また、明治時代の家具調度類の雛形本の記述では、近世以前を踏襲した和の道具(例:曲ろく・硯箱・鏡台等)と、西洋から維新後に導入した家具(テーブル・椅子・寝台等)、さらにもとは西洋家具でないものの明治時代に新たに日本人の生活にとりいれられたと考えられる家具(ハイラズ・シッポク台)などが認められ、和洋の道具家具が混在する様相が明らかになった。中国および韓国の伝統家具調度類については書籍資料を中心に16-19世紀の貴族住宅における建築室内の意匠と目的に応じて場面ごとに使用される家具調度類に関する情報収集を行った。中国および韓国の伝統家具調度類については書籍資料を中心に16-19世紀の貴族住宅における室内意匠と使用される家具調度類の構成に関する情報収集を行った。日本の伝統家具調度類の構成と歴史的変遷および設計製作技術については、これまでに行った近世以前の伝統家具調度類に関する建築史料(建築書系道具雛形)の分析考察に加え、明治期の生活用具あるいは商用具の構成について明治期雛形本史料を対象に分析を行った。結果、道具の種類、構成、寸法、材料、形態などの特徴を明らかにするとともに、ガラスを多く使用することや、色付けの指示に関する記述がみられ、明治時代の意匠的あるいは技術的な指示として特徴的であることを指摘した。また『和洋家具雛形』に記載される伝統家具調度類の構成においては、機能的には家什具・商工具・飲食具などが挙げられる。具体的にみると近世以前を踏襲した和の道具(例:曲ろく・硯箱・鏡台等)と、西洋から導入したと考えられる家具(テーブル・椅子・寝台等)、さらにもとは西洋家具でないものの明治時代に新たに日本人の生活に取り入れられたと考えられる家具(例:ハイラズ・シッポク台)などが認められ、和洋の道具家具が混在する様相がうかがえる。おおむね順調に情報収集を行い、分析の過程にある。研究成果については適宜、日本建築学会、日本インテリア学会、日本生活文化史学会、archtheo:theory of architecture国際会議で発表していく予定である。データの分析と比較を行い、日本の伝統建築における室内意匠の特徴と東アジアの住宅の室内意匠との共通点と差異を明らかにするとともに、気候風土に根ざした伝統家具調度類の変遷について考察する。中国東南部およびタイにおいて調査を予定していたが当該地域の社会的混乱等の時事的状況から25年度内の現地調査を行うことがなかった。東アジア地域において適宜情報収集を行い準備が整い次第追加調査を行う。データ分析については技術補佐員を配置して滞りなく行い、復元的考察は代表者が行う。
共生微細藻類の生産する長鎖ポリオール化合物の共生現象における役割の解明

海洋生物の共生藻由来の長鎖ポリオール化合物の自然界における役割・機能・存在意義はほとんど解明されていない。本研究では新たな長鎖ポリオール化合物の探索を基盤とした研究を実施し、それらの生物活性の測定と生体内局在の解析を通じ、生物学的機能と共生現象における役割の解明を目的とした研究を行った。その結果、シンビオスピロール類を始めとして複数の新たな長鎖ポリオール化合物を単離、構造決定し、それらが有する特有の生物活性を見出した。さらに、シンビオスピロール類の構造活性相関についての知見を得て作製したポリクローナル抗体を活用して、生産渦鞭毛藻における局在解析を試みた。海洋動物の共生渦鞭毛藻由来の長鎖ポリオール化合物の自然界における役割・機能・存在意義がほとんど解明されていない。本研究では新たな長鎖ポリオール化合物を探索し、これまでに得られている長鎖ポリオール化合物を含め、それらの生物活性の測定と生体内局在の解析を通じ、共生現象における役割を解析することを目的とした研究を行った。沖縄県産のヒラムシより分離した渦鞭毛藻Symbiodinium sp.よりこれまでに得た長鎖ポリオール化合物シンビオジノライドについて、分解反応を行うことで得られた化合物について生物活性(溶血活性)の評価を行い、シンビオジノライドが示す活性との比較を行い、活性発現に必要な部分構造の推定を行った。また、沖縄県産のアカボシツバメガイの共生渦鞭毛藻Durinskia sp.より新たに長鎖ポリオール化合物デュリンスキオールBを単離しその構造を決定した。また、渦鞭毛藻Symbiodinium sp.より分子量1,207の新規長鎖ポリオール化合物シンビオスピロールA,B,Cを単離し構造を決定した。さらに、シンビオスピロールAについて種々の生物活性試験を行い、シンビオスピロールAがプロテインキナーゼCに対する阻害活性を有することを見出した。シンビオスピロールAの生産生物内での局在解析を行うために必要なポリクローナル抗体をウサギを免疫動物として作製し、その抗体価をELISA法により確認した。さらに、結合分子の解明に向けて有効なプローブになりうる、シンビオスピロールAの末端にカルボキシル基を導入した誘導体を合成した。なお、本補助金で吸光マイクロプレートリーダー(日本バイオラッドラボラトリーズモデル680)の購入を計画していたが、名古屋大学農学部で同一機器が使用可能であったため購入しなかった。沖縄県産のヒラムシより分離した渦鞭毛藻Symbiodinium sp.より昨年度単離した新規長鎖ポリオール化合物群シンビオスピロールA,B,CについてプロテインキナーゼCに対する阻害活性の評価を行い、シンビオスピロールA及びCに同等の活性が見出されたもののシンビオスピロールBは他の類縁体よりも活性が弱いことを見出した。この結果からシンビオスピロール類によるPKC阻害活性に必要な構造と部位を明らかにすることができ、今後のさらなる作用機構の解明に役立つ知見を得ることができた。さらに、昨年度作製したシンビオスピロールAのポリクローナル抗体を用い蛍光顕微鏡による渦鞭毛藻内での局在解析を行うための条件検討を行い、局在解析に蛍光抗体法を用いることが有効であることを見出した。生産生物内での長鎖ポリオール化合物の生合成部位、機能部位を明らかにするための新たな手法の確立につながる知見を得た。また、同一渦鞭毛藻Symbiodinium sp.よりこれまでに得た長鎖ポリオール化合物シンビオジノライドについてモルモット回腸を用いた評価を行い、シンビオジノライドがN型カルシウムチャンネルを標的分子としてチャネル開口活性を示すことを解明した。本成果により誘導体の機能評価を行う上での新たな評価指標を得ることができた。また、渦鞭毛藻から新規分子の探索を試み、渦鞭毛藻Amphidiniumsp.より新たに単離したポリオール化合物シンビオポリオールの構造を決定し、本化合物が血管内皮細胞における細胞接着分子VCAM-1の発現阻害活性を示すことを見出した。他にも未同定種渦鞭毛藻よりヒドラジド構造を有する新規低分子化合物ディノヒドラジド類を単離した。これまでに渦鞭毛藻より得られた他の化合物に比べて分子量が小さく、本化合物が長鎖ポリオール化合物の断片を構成する化合物である可能性が示唆されたため、長鎖ポリオール分子の生合成経路及び機能の解明に役立つ新たな化合物を得ることができた。主に共生系で生息する藻類が生産する二次代謝産物を対象として、その共生系での役割・機能の解明を目指した研究に着手した。昨年に引き続き、沖縄県産のヒラムシに共生する渦鞭毛藻より単離した新規長鎖ポリオール化合物シンビオスピロールAのポリクローナル抗体を用い蛍光顕微鏡による渦鞭毛藻内局在部位の解析を試みた。

さらに、このポリクローナル抗体を用いたシンビオスピロール結合分子の解析の条件検討も試みた。また、沖縄県石垣市米原地区で採集した藍藻Lyngbya sp.より新規環状ペプチド、リングビアシクラミドを単離し構造を決定し、本化合物がマウス黒色腫B16細胞に対する強力な細胞毒性を有することを見出した。また、ヒト子宮頸癌HeLaS3細胞に対する選択的な増殖抑制活性を有するサンプルのスクリーニングを試み、沖縄県石垣市平久保地区で採集した種未同定の藍藻より新規チアゾール系化合物を単離し構造を解明した。また、沖縄県糸満市大度地区で採集した藍藻Leptolyngbya sp.より新規22員環マクロリド配糖体を、微量含まれる3種の類縁体とともに単離しその構造を明らかにした。さらに、生物活性の解析により本化合物がアクチン脱重合活性及び腫瘍細胞に対するアポトーシス誘導活性を有することを見出した。本解析結果を踏まえ、アクチン脱重合物質であるアプリロニンA及びミカロライドBについても同様の評価を試み、腫瘍細胞へのアポトーシス誘導活性を有することを見出した。また、新たな生物活性の評価系として抗酸化作用に関連するメラニン生成阻害活性の測定系を構築し、その有用性を植物サンプルから活性物質の抽出を試みることで確認した。本アッセイ系を共生藻抽出物のサンプルにも応用し生物活性の測定に役立てた。
MRI及び近赤外計測法を用いた脳賦活時の脳循環代謝量測定法の確立

本研究の目的は、磁気共鳴イメージング装置(Magnetic Resonance Imaging,MRI)、及び光トポグラフィー装置を組み合わせることにより、脳賦活時の脳血流量、脳酸素代謝量、脳血液量を高空間分解能・高時間分解能で同時かつ定量的に測定可能なシステムを開発し、これを大脳生理学及び臨床医学に応用することである。平成18年度平成19年度にかけて実施した様々な実験を通し、脳血流量及び脳酸素代謝量を求める方法論に関して確立できた。また、平成17年度に実施した基礎実験における課題として、(a)脳血液量をいかに精度よく測定するか、(b)同時測定を行う場合に異なるモダリティー間のデータ統合の精度の一層の向上、(c)個々の測定値の安定的な取得等があったが、これらに関しても平成18年度平成19年度にかけて実験を行い解決を図った。平成19年度は、平成18年度に引き続き機能的MRIを用いた脳血流量及び脳酸素代謝量の測定実験を実施した。特にVASO法を用いた脳血液量の測定に関して平成18年度に実施した種々の実験にて測定方法を確立した。具体的には、3TMRIのシステムの安定的な稼働、血液酸素化レベル測定シーケンス(BOLD法)及び脳血流量測定シーケンス(FAIR法)と両者の同時収集シーケンス(QUIPSS)の開発、さらに視覚刺激装置及び二酸化炭素負荷装置の安定的なモニタリングを確保しつつ、VASO法による脳血流量測定法の収集法の開発及び改良を継続して行った。平成19年度は、BOLD法及びVASO法による生理学的負荷(視覚刺激)及び二酸化炭素負荷時の時間応答曲線の安定的に収集に関する実験をボランティアを用いて施行し、さらに、これに加えて拡散強調画像によって脳の活動を計測する手法に関しても検討を行った。また、平成19度は、最終年度に当たるためこれまでの成果を学会発表及び論文として公表した。本研究の目的は、磁気共鳴イメージング装置(Magnetic Resonance Imaging, MRI)、及び光トポグラフィー装置を組み合わせることにより、脳賦活時の脳血流量、脳酸素代謝量、脳血液量を高空間分解能・高時間分解能で同時かつ定量的に測定可能なシステムを開発し、これを大脳生理学及び臨床医学に応用することである。過去数年間にわたる様々な実験を通し、脳血流量及び脳酸素代謝量を求める方法論に関してはかなり確立してきた。当面の課題として、(a)脳血液量をどのような方法で求めるか、(b)同時測定を行う場合に異なるモダリティー間のデータをいかに精度良く統合するか、(c)個々の測定値をいかに安定的に取得できるようにするかを計画している。平成17年度は、機能的MRIを用いた脳血流量及び脳酸素代謝量の測定実験、VASO法を用いた脳血液量の測定実験、MRI装置と光トポグラフィー装置と組み合わせた脳血液量の測定実験を個別に行い、各測定法の妥当性を検討し、さらに手技の改良を行うことを目標においた。実際には、3TMRIのシステムの立ち上げ、血液酸素化レベル測定シーケンス(BOLD法)及び脳血流量測定シーケンス(FAIR法)と両者の同時収集シーケンス(QUIPSS)の確立、さらに視覚刺激装置及び二酸化炭素負荷装置のセットアップとそのモニタリング方法を検証し、その上でVASO法による脳血流量測定法の安定的収集法を約半年かけて行った。後半は、BOLD法及びVASO法による生理学的負荷(視覚刺激)及び二酸化炭素負荷時の時間応答曲線を安定的に収集することにつとめた。ほぼセットアップが終わり18年度からはボランティアを使いデータ収集を行っていきたいと考えている。

本研究の目的は、磁気共鳴イメージング装置(Magnetic Resonance Imaging, MRI)、及び光トポグラフィー装置を組み合わせることにより、脳賦活時の脳血流量、脳酸素代謝量、脳血液量を高空間分解能・高時間分解能で同時かつ定量的に測定可能なシステムを開発し、これを大脳生理学及び臨床医学に応用することである。平成17年度平成18年度にかけて実施した様々な実験を通し、脳血流量及び脳酸素代謝量を求める方法論に関してはほぼ確立してきた。さらに残る課題として、(a)脳血液量をいかに精度よく測定するか、(b)同時測定を行う場合に異なるモダリティー間のデータ統合の精度の一層の向上、(c)個々の測定値の安定的な取得を目標に平成18年度平成19年度にかけて行っている。平成18年度は、平成17年度に引き続き機能的MRIを用いた脳血流量及び脳酸素代謝量の測定実験を実施した。特にVASO法を用いた脳血液量の測定に関して平成18年度に実施した種々の実験にて測定方法を確立した。具体的には、3TMRIのシステムの安定的な稼働、血液酸素化レベル測定シーケンス(BOLD法)及び脳血流量測定シーケンス(FAIR法)と両者の同時収集シーケンス(QUIPSS)の開発、さらに視覚刺激装置及び二酸化炭素負荷装置の安定的なモニタリングを確保しつつ、VASO法による脳血流量測定法の収集法の開発及び改良を継続して行った。平成18年度前半は、BOLD法及びVASO法による生理学的負荷(視覚刺激)及び二酸化炭素負荷時の時間応答曲線の安定的に収集に関する実験をボランティアを用いて施行し、後半は、これに加えて拡散強調画像によって脳の活動を計測する手法に関しても検討を行ってきた。今年度は、最終年度に当たるためこれまでの成果を論文化して発表していく予定である。平成18年度平成19年度にかけて実施した様々な実験を通し、脳血流量及び脳酸素代謝量を求める方法論に関して確立できた。また、前年度のからの課題として、(a)脳血液量をいかに精度よく測定するか、(b)同時測定を行う場合に異なるモダリティー間のデータ統合の精度の一層の向上、(c)個々の測定値の安定的な取得に関しても平成18年度平成19年度にかけて実験を行った。平成19年度は、平成18年度に引き続き機能的MRIを用いた脳血流量及び脳酸素代謝量の測定実験を実施した。
疾患特異的ｉＰＳ細胞を用いた心筋症の病態解明、創薬研究

前年度までに、10名の健常者、30名の家族性心筋症患者からiPS細胞を作成し、効率よく心筋細胞を作成する独自の手法を開発した。本年度はこれらを用いて疾患特異的表現型の探索をすすめた。1拡張型心筋症(DCM)患者iPS由来心筋細胞の表現型解析既知の遺伝子変異(LMNA)を有する家族性拡張型心筋症の患者からiPS細胞を作成し、心筋細胞を誘導して解析を行った。DCMは心筋の収縮力低下を特徴とする症候群であり、そのような表現型異常がiPS由来心筋細胞でも認められるかを確認するため、高速カメラを用いて心筋細胞の動きを定量するSI8000(SONY社ライブセルイメージングシステム)を利用して細胞収縮・弛緩のパラメーターを評価した。健常株とDCM株とを比較したところ、細胞収縮速度・弛緩速度は予想外にDCM心筋の方が健常心筋よりも大きいことが判明した。一方、アドレナリン受容体刺激剤isoproterenolを長時間作用させて比較したところ、健常心筋では収縮速度、弛緩速度がやや増大したのに対し、DCM心筋の方はこれらのパラメーターは減少するという反応性の違いが見られた。2iPS由来心筋細胞の電気生理的特性の測定カルシウム感受性色素、膜電位感受性色素を用いてiPS由来心筋細胞のカルシウムトランジェントおよび膜電位を測定するプロトコルを確立した。まず複数のドナー、クローン由来の健常iPS由来心筋細胞を用いて細胞の電気生理特性を検証したところ、由来となるドナー、クローンが異なった場合にiPS由来心筋細胞の拍動数や活動電位持続時、イオンチャネル阻害剤に対する応答に有意な差が生じることが判明した。ベースラインの状態のパラメーター(拍動数など)によって実験に使用するiPS由来心筋細胞を適切に選別することにより、これらの薬剤応答のクローン間差が軽減することが明らかになった。28年度が最終年度であるため、記入しない。(I) iPS細胞から安定して大量に心筋細胞を得る技術の開発複数クローンの心筋分化誘導を可能とする心筋分化誘導方法の開:iPS細胞から作成した胚様体を浮遊培養する方法を基に、使用する低分子化合物の最適化を行うによって、10^8スケールのiPS細胞からほぼ同様のスケールの心筋細胞を得るプロトコルを確立することに成功し、単一ロットでの大量心筋細胞生産が可能となった。分化誘導初期の外的なWntシグナルの活性化は心筋分化に促進的に作用することが知られていたが、(1)Wntシグナル活性化剤の濃度、(2)投与期間が分化効率に大きな影響を与えることを見出した。Wnt活性化剤の濃度と投与期間を変化させて心筋分化誘導を行い、分化初期の特定の内胚葉遺伝子の発現上昇が最終的な心筋分化効率とよく相関することを見出した。(II)疾患iPS細胞の作成とその表現型解析1肥大型心筋症患者iPS細胞由来心筋細胞を用いた薬剤スクリーニング:本年度中に予定通り家族性心筋症患者30名からiPS細胞を作製した。iPS細胞から分化誘導した心筋細胞をプレートに播種して染色し、細胞面積を測定した結果、肥大型心筋症患者iPS細胞由来心筋細胞は健常者iPS細胞由来心筋細胞よりも有意に細胞面積が大きいことが判明した。市販の化合物ライブラリー約800種類を肥大型心筋症iPS細胞由来心筋細胞に作用させ、細胞面積を縮小させる効果をもつ化合物を複数見出した。現在その機序の解明に向けて、薬剤投与後の遺伝子発現変化や細胞の生理的機能の変化を解析中である。2iPS細胞由来心筋細胞の生理的表現型の解析:カルシウム感受性色素、膜電位感受性色素を用いてiPS細胞由来心筋細胞のカルシウムトランジェントおよび膜電位を測定するプロトコルを確立した。心筋細胞に活動電位時間に影響を与える薬剤を投与し、生体で予想される薬理反応が再現されることを確認した。当初の予定通り、心筋症患者30名からのiPS細胞樹立を行った。さらに、iPS細胞の心筋分化誘導方法を検討し、効率的で再現性高い心筋分化誘導方法を開発することができた。結果、健常者クローン10クローン程度、また疾患患者クローン10クローン程度を用いて心筋分化誘導することが可能となっており、今後の再現性高い表現型解析、創薬スクリーニングの基盤となる体制を築くことができた。年度後半は疾患特異的iPS細胞由来心筋細胞を用い、既報の通り、肥大型心筋症患者から誘導した心筋細胞の細胞面積が大きいことを確認している。実際に市販の化合物ライブラリーで行ったプレスクリーニングでは、マウスの心肥大モデルで心肥大退縮効果が報告されている化合物がヒットしており、我々の構築したスクリーング系の妥当性が示唆される。ただし年度当初予定していた心筋細胞のサブタイプごとの分化誘導は、データの再現性を確認している段階であり、その機序の探索までには進めていない。以上により、これまでは疾患特異的iPS細胞を用いたスクリーニング実験体制の構築に見通しがついたという点である程度は順調な進展があったと考えている。1拡張型心筋症(DCM)患者iPS由来心筋細胞の表現型

解析既知の遺伝子変異(LMNA)を有する家族性拡張型心筋症の患者からiPS細胞を作成し、心筋細胞を誘導して解析を行った。DCMは心筋の収縮力低下を特徴とする症候群であり、そのような表現型異常がiPS由来心筋細胞でも認められるかを確認するため、高速カメラを用いて心筋細胞の動きを定量するSI8000(SONY社ライブセルイメージングシステム)を利用して細胞収縮・弛緩のパラメーターを評価した。健常株とDCM株とを比較したところ、細胞収縮速度・弛緩速度は予想外にDCM心筋の方が健常心筋よりも大きいことが判明した。一方、アドレナリン受容体刺激剤isoproterenolを長時間作用させて比較したところ、健常心筋では収縮速度、弛緩速度がやや増大したのに対し、DCM心筋の方はこれらのパラメーターは減少するという反応性の違いが見られた。2iPS由来心筋細胞の電気生理的特性の測定カルシウム感受性色素、膜電位感受性色素を用いてiPS由来心筋細胞のカルシウムトランジェントおよび膜電位を測定するプロトコルを確立した。まず複数のドナー、クローン由来の健常iPS由来心筋細胞を用いて細胞の電気生理特性を検証したところ、由来となるドナー、クローンが異なった場合にiPS由来心筋細胞の拍動数や活動電位持続時、イオンチャネル阻害剤に対する応答に有意な差が生じることが判明した。ベースラインの状態のパラメーター(拍動数など)によって実験に使用するiPS由来心筋細胞を適切に選別することにより、これらの薬剤応答のクローン間差が軽減することが明らかになった。向上に努める。分化誘導した細胞への非心筋細胞混入が、実験再現性を低下させると考えられ、分化誘導した細胞集団から心筋細胞のみを精製する技術を開発中である。現在iPS細胞由来心筋細胞の生理的表現型(細胞膜電位、カルシウムトランジェント)を測定する実験を行っているが、心筋細胞精製後にもiPS細胞由来心筋細胞の生理的特性は由来となる個体ごと、クローンごと、分化誘導回ごとによって大きく異なっている。現在、iPS細胞由来心筋細胞の生理的表現型にどの程度の個体間差があるかを検討しており、個体感差を維持したままクローン間差や分化誘導回による差をなるべく小さくする実験手法を探索中である。これによってよりS/N比の高い、心筋症患者特異的な表現型を見出すことを目的とする。疾患患者に特異的な生理的表現型が見出された場合、再度新規の化合物スクリーニングを試みる見込みである。28年度が最終年度であるため、記入しない。
自然エネルギー利用を想定したアンモニアの常温電解合成法の開発

アンモニア合成の報告例があり、燃料電池研究で十分に使用実績のあるNafionを電解質膜および接着剤(イオノマー・バインダー)として燃料電池と同様の膜電極接合体(MEA)を作成し、水素または水から生成した水素イオン(液相)と窒素(気相)からアンモニアの合成を検討した。Nafion膜と市販の燃料電池用電極シートを用いてMEAを作成し、硝酸イオンを含む溶液と水素ガスを装置内の各電極部に供給して電解実験を行った。電解実験におけるセル内部の条件を想定したサイクリックボルタモグラム測定より、条件にもよるが-0.4V-1.0V vs.RHEの電位において、水素生成が主反応とならない還元反応が生じているという結果が得られた。これは実際の反応において印加電圧0.8Vにおいて最も硝酸イオンの減少が顕著であった点に符合するため、観察された還元電流が硝酸の反応に用いられたと考えられる。硝酸電解の条件を種々変化させて実施したところ、硝酸還元の電解効率は84%まで向上したが、アンモニアの生成効率は最大で3%と低く、生成したアンモニアが窒素または硝酸イオンに酸化されている可能性を示唆している。窒素・水素ガスを供給した反応系はアンモニア生成が確認されているため、窒素ー水素ガスを用いた反応系を用いて、同様のMEAによる電解反応を検討する。窒素ー水素ガスを供給した系を実施するための装置に問題があり、サブプランであった電解液ーガス供給系における実験を先行して実施した。どちらも電極部分の構造はほとんど同じであり、研究の進捗自体に問題はないが、装置の修理対応が遅れており、本来の目的であるガス系における実験が遅れている。装置が本来の目的(燃料電池評価装置)として動作することは確認済であり、速やかに目的の系に移行することで当初の目的は達成可能と考えられる。膜電極接合体(MEA)による電解実験には問題はないため、市販電極に変わる触媒金属担持電極の作成と、水素および窒素ガスを供給するガス供給系における実験を進める。また、研究報告のあるイオン液体やチタン系触媒に関する調査を進め、本系への適用を検討する。事前のLSV測定より、+0.4V vsRHE近傍にて硝酸イオンの還元反応が生じることが確認された。そこでpH7.8、硝酸イオン濃度1.0×10^(-4) mol/Lの溶液を1.0 ml/minで系内に供給し、電解実験を行った。溶液は循環させ、循環後の溶液中の硝酸濃度およびアンモニア濃度を測定した。その結果、印加電位を+に振ることで硝酸イオンの減少量は増加し、+0.8Vの印加電位において、硝酸イオンは約20%減少することが確認された。アンモニアは検出されなかった。改修を行った本装置による電解については問題ないことが示された。アンモニアが検出されていないのは、電極に白金電極を使用しているため、水素生成および硝酸還元による窒素生成が優先されているためと考えられる。窒素・水素ガスを供給した反応系はアンモニア生成が確認されているため、ガス供給系への移行を速やかに行い、MEAの作製条件によるMEAの構造への影響と、アンモニア生成効率への影響を解析し、MEA内部における物質移動等の観点からのメカニズム解析を検討する予定である。ガス供給系を目的とした装置改修が遅れたため、サブプランであった電解液ーガス供給系における実験を先行して実施した。どちらも電極部分の構造はほとんど同じであるため、燃料電池評価装置を改修して電解装置として行った実験において、電解装置として問題なく動作していることが確認されたため、大きな問題はないと考えられる。また、硝酸イオンおよびアンモニアの検出についても問題なく行われた。暫定的に使用した白金電極はアンモニア生成には不利であることは既存研究より判明しているため、結果については予想された範囲内である。