hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東アジアにおける安全色のリスク認知の国際比較研究

本研究は,安全色の国際規格と諸外国の規格との規格整合化に寄与するため,日本,中国,韓国の東アジア3カ国4地域における安全色のリスク認知の普遍性と文化的差異について国際比較を行い,東アジアにおける安全色(特にJIS独自の採用色であるオレンジ)の有効性を検証することを目的とした。調査結果から,東アジア3カ国4地域においては,黄より高い危険レベルを示す安全色としてオレンジを用いることが不適切である事などが明らかになった。本研究は,安全色の国際規格と諸外国の規格との規格整合化に寄与するため,日本,中国,韓国の東アジア3カ国4地域における安全色のリスク認知の普遍性と文化的差異について国際比較を行い,東アジアにおける安全色の有効性を検証することを目的としている。平成19年度は,東京在住の日本人学生と北京,南京の中国2都市在住の中国人学生を対象に実施した調査結果の比較検討を行った。東京,北京,南京の3都市で各440名の学生を対象に,JIS Z 9103に規定された安全色8色(赤,オレンジ,黄,緑,青,赤紫,黒,白)の単色ならびに二色配色12パターンを色刺激として用いて,5段階リッカート尺度による安全色の潜在危険度の測定,安全色に対する色彩連想語の収集などを実施した。単色の潜在危険度評定に対する分散分析の結果,東京では,オレンジは黄よりも有意に危険度が低く,北京,南京では,オレンジと黄,赤紫との間に有意差がなかった。また,二色配色の危険度評定に対する分散分析結果から,東京では"オレンジ-黒"の配色は"黄-黒"の配色よりも危険度が低く,北京,南京では両者の評定に有意差がなかった。これより,単色,二色配色いずれの場合でも,従来JISで「危険」を示すオレンジはそれより危険のレベルが低い「注意」を示す黄との間で危険の度合いを明確に区分することが困難であることが明らかになった。また,赤と白の危険度評定に対して日中間で評定に大きな差異が認められた。色彩連想語の集計結果から,中国では赤に対して社会・政治,伝統・文化に関する連想語,白に対して肯定的な意味を内包する連想語と否定的な意味を内包する連想語の両方が顕著に見られた。危険度評定と連想語の出現頻度の関連性について分析を行った結果,中国における赤と白の文化的意味が潜在危険度の評定に影響を及ぼした可能性が示唆された。本研究は,安全色の国際規格と諸外国の規格との規格整合化に寄与するため,日本,中国,韓国の東アジア3カ国4地域における安全色のリスク認知の普遍性と文化的差異について国際比較を行い,東アジアにおける安全色の有効性を検証することを目的とした。平成20年度は,東京在住の日本人学生,北京・南京の中国2都市在住の中国人学生,ソウル在住の韓国人学生各240名,計960名を対象に実施した調査データの比較検討を行った。JISZ9103に規定された安全色8色(赤,オレンジ,黄,緑,青,赤紫,黒,白)を色刺激として用いた潜在危険度の測定データの分析結果から, 4地域における安全色のリスク認知に幾つかの文化的差異が認められた。赤の危険度は他の安全色と比較して高いレベルにあるが,北京・南京の赤の危険度は東京・ソウルよりも有意に高かった。また,東京・ソウルでは白の危険度が最も低いが,北京・南京では,赤,黒に次いで高い危険度を示した。赤紫は地域によって危険度の差が大きかった。これらの結果は,東アジアの中でも赤や白に対する認識が日本・韓国と中国とで異なる事,赤紫に対する危険度の認識に共通性が見られない事などが示された。また,オレンジの危険度は,どの地域においても黄よりも危険度が低いか,もしくは黄との間に危険度の差が認められなかった。これより,東アジア3カ国4地域においては,オレンジと黄との間で危険度を明確に区分できないことから,黄より高い危険レベルを示す安全色としてオレンジを用いることが不適切である事が明らかになった。更に,本年度は,安全色のリスク認知に関する基礎的研究の成果を活用し,交通場面における安全確保のために色彩の特性を利用した高視認性安全服の試作開発を行った。
ヘテロバレント・ヘテロポリタイプSiC上III族窒化物結晶成長の総合的理解と制御

ヘテロバレソト・ヘテロポリタイプな系である、AlN/SiCヘテロエピタキシャル成長についての系統的な研究を行った。無極性面方位に関しては、(1-100)面、(11-20)面を対象に研究を行った。4H-SiCを用いた場合に、SiCの4層周期の積層構造がAlNに転写され、AlNは4H構造を持つことが明らかになった。SiC表面の原子レベルの平坦化とAlN成長条件の最適化を行うことで、きわめて欠陥の少ない4H-AlNを成長することに成功した。無極性面方位に関しては、成長条件を適切に設定することで、本来ヘテロポリタイプであるAlN/SiC系をアイソポリタイプ化し、結晶欠陥を大幅に低減できることが明らかになった。このアイソポリタイプAlNをテンプレートとして、デバイス応用上重要なGaNの成長を行った。広範囲な成長条件の検討を行ったが、GaNのポリタイプは熱力学的に安定な2H構造になってしまうことが判明した。AlN/GaNの格子不整合がAlN/SiCの倍以上であることや、GaNそれ自体が4H構造となった場合エネルギー的に不安定になることが原因として考えられるが、現時点では不明である。2H構造GaNは4H構造AlNほどは高品質ではないが、他の無極性基板と同等の品質のものが得られることは確認している。極性面については、SiCのステツプェツジに起因する欠陥の極限までの低減を目指して研究を進めた。ウエハーレベルでのSiCのステップエッジの高さ制御技術をほぼ確立し、6H-SiCにおいてステップ高さ6層に制御した基板を作製し、この表面上にAlNを成長し、結晶欠陥の低減を確認した。SiC上III族窒化物結晶成長は、化学結合が異なるヘテロバレントな系であり、同時に、結晶のc軸方向の積層構造が異なるヘテロポリタイプな系でもある。本研究では、III族窒化物としてSiCと整合性の良いAlNに焦点を絞り、これまでに研究代表者により得られた知見を系統的に研究することで、現象のモデル化や体系化を進める。それにより、ヘテロバレント・ヘテロポリタイプ系における諸現象の理解と、光・電子デバイス応用のための、ヘテロ界面制御や高品質ヘテロエピタキシャル成長実現のための指針を確立する。今年度は、SiC(0001)面上でのAlNの成長様式(高温成長・低温成長/レイヤーバイ・レイヤー成長・ステップフロー成長)が結晶性(結晶欠陥・格子緩和過程)にどのような影響を与えるかを系統的に調べた。成長温度を低温化することでレイヤー・バイ・レイヤー成長が長期にわたり持続することが分かった。また、低温成長は、高温成長に比べ、明確な結晶性向上が確認された。もう一つの取り組みとして、ポリタイプの違いの影響が如実に表れる4H-SiC(11-20)面へのAlNの成長に関して、ポリタイプがSiCからAlNへと引き継がれるメカニズムの解明に取り組んだ。成長時のV/III比を小さくした場合に限り、4H-SiC基板のポリタイプが引き継がれることを明らかにした。また、AlN成長層の残留歪みが、ポリタイプ引き継ぎの有無により大きく異なることをラマン散乱分光により解明した。ポリタイプ転写時にc面内での結合が密に行われることで、基板格子定数の影響を大きく受けて残留歪みに大きな差異が見られたものと推察される。AlN/SiCヘテロポリタイプ系で最も興味深い、SiC基板のポリタイプ情報が基板表面に露わになっている、無極性面方位上のヘテロエピタキシーに取り組んだ。この系は、ヘテロポリタイプ系のポリタイプ決定機構の中核となるだけでなく、内部電界フリーな無極性ナイトライド紫外領域超高効率発光デバイスへの応用も期待され、この研究トピックが最近極めて注目されている研究トピックであり、理学的・工学的両方の面から重要であったので、このトピックに集中して研究を進めた。成長初期の横方向成長がポリタイプ情報の基板から成長層への転写を阻害する要因と突き止め、SiC基板表面の原子レベルでの超平坦化処理と清浄化を行い、また、AlNの成長条件を最適化することにより、SiC基板ポリタイプ情報のほぼ完全な転写に成功し、世界で初めてほぼ完全な4Hポリタイプを有するAlNを実現することに成功した。この結晶は、透過電子顕微鏡およびX線回折測定による欠陥解析によると、極めて結晶欠陥が少なく、本研究で得られた技術は、デバイス応用上でもデバイスの高性能化に大きく寄与する基本技術である。新規な結晶である4H-AlNの物性評価、AlN/SiCヘテロポリタイプ系における、アイソポリタイプ化の提案など、理工学両面で大きな前進が得られた。

広範囲な成長条件の検討を行ったが、GaNのポリタイプは熱力学的に安定な2H構造になってしまうことが判明した。AlN/GaNの格子不整合がAlN/SiCの倍以上であることや、GaNそれ自体が4H構造となった場合エネルギー的に不安定になることが原因として考えられるが、現時点では不明である。2H構造GaNは4H構造AlNほどは高品質ではないが、他の無極性基板と同等の品質のものが得られることは確認している。極性面については、SiCのステツプェツジに起因する欠陥の極限までの低減を目指して研究を進めた。ウエハーレベルでのSiCのステップエッジの高さ制御技術をほぼ確立し、6H-SiCにおいてステップ高さ6層に制御した基板を作製し、この表面上にAlNを成長し、結晶欠陥の低減を確認した。
層状化合物とポルフィリンから形成される特異なナノ複合体とその光捕集機能

カチオン性ポルフィリン類をゲスト分子、カチオン交換性無機層状化合物をホスト材料として、両者からなる無機有機複合体について検討した。両者からなる複合体においては、ポルフィリン分子は高密度に吸着しながら、全く会合を伴わないという興味深い挙動を示した。すなわち、複合体中のポルフィリン分子は、励起状態の励起寿命が失活を受けず、反応活性な状態を維持している。この様な特異な挙動は、ポルフィリン分子内でのカチオン電荷間距離と、層状化合物上における平均アニオン電荷間距離の一致が重要である事を見出し、"Size-Matching Rule"と名付けた。層状化合物上異なるポルフィリンを複合体中に混在させ、その光化学挙動について検討した。例えば、亜鉛を中心元素として有するポルフィリンをエネルギードナー、フリーベースポルフィリンをエネルギーアクセプターとして光誘起エネルギー移動反応について検討した。蛍光スペクトルの解析より、亜鉛ポルフィリンを励起しているにもかかわらず、フリーベースポルフィリンからの蛍光が観察された。励起一重項状態において効率的なエネルギー移動反応が進行している事が明らかとなった。原則的には、ポルフィリンの吸着密度を増加させるに従い、エネルギー移動効率は上昇した。また、幾つかのポルフィリンの組み合わせでエネルギー移動反応を検討し、最大60%程度のエネルギー移動効率を達成した。このような高効率なエネルギー移動反応は、会合を伴わないという複合体の特長に由来して実現できたものと考えられる。粘土-ポルフィリン複合体を合成し、複合体の微小構造についてのキャラクタリゼーションを行った。これまでの申請者の研究により、ポルフィリン分子が規則配列した複合体の構造が推定されている。この複合体では、ポルフィリン分子の間に適度な空隙空間があり、密に充填されていながら会合などの基底状態での相互作用を完全に抑制できるという極めて特異な構造を有する。本研究では、より広範な種類の粘土鉱物を複合体合成に適用し、どのような粘土とポルフィリンの組み合わせの時に、このような特異な性質を発現するのかを検討した。電荷発生機構の異なる三種の粘土鉱物を用いて、複合体形成挙動について、可視紫外吸収分析、蛍光分光分析により検討を行った。ポルフィリンの最大吸着量は粘土の種類により異なり、粘土鉱物の性質が複合体の構造に影響を与えることが明らかとなった。特に、ほぼ同じ電荷密度を有する粘土鉱物を用いてもポルフィリンの最大吸着量が異なることが見いだされ、粘土表面における電荷のソフトハード性が重要であると考察した。粘土表面電荷のソフトハード性について、ポルフィリン以外の色素においてもその効果について検討した。その結果、メチレンブルーの会合挙動や、メチルビオロゲンの発光挙動などに対しても大きな影響を与えることを見いだした。これまでの申請者の研究により、ポルフィリン分子が粘土表面上で規則配列した複合体の構造が推定されている。すなわち、ポルフィリン分子は高密度な複合体を形成しつつも、励起状態の寿命が十分長いなど光化学反応を行うために優れた性質を有する。この複合体においては、四カ所のカチオン部位を有するポルフィリンを用いているが、この時にはポルフィリン分子は粘土平面に対して水平な配向をとっている。本究では、粘土平面に対するポルフィリンの配向角を能動的に制御し、ポルフィリンの光化学的性質や光エネルギー移動反応などの光化学反応を制御することを試みた。ポルフィリン分子の配向角制御については、従来用いてきた四価カチオン性ポルフィリン以外に、三価、二価、一価のカチオン性ポルフィリンを選択し、それらの配向角について偏光吸収測定などにより定量的に配向角を観察した。また、複合体周囲の雰囲気(溶媒、温度など)を変化させることにより、配向角がどのように変化するか観察を行った。特に、有機溶媒の種類として10種類以上のものについて検討し、どのような性質を有する有機溶媒が配向変化を誘起するのかについて検討した。その結果、溶媒の水素結合能力がポルフィリン分子の配向変化と強い相関を持つことが明らかとなった。水素結合性の強い溶媒中では分子配向変化は起きず、水素結合性の弱い溶媒中においてのみポルフィリン分子の配向変化が誘起された。ポルフィリン分子は配向変化により極大吸収波長が50nm以上もシフトする。したがって、本系は一種のソルバトクロミズム材料となりうることがわかった。

励起一重項状態において効率的なエネルギー移動反応が進行している事が明らかとなった。原則的には、ポルフィリンの吸着密度を増加させるに従い、エネルギー移動効率は上昇した。また、幾つかのポルフィリンの組み合わせでエネルギー移動反応を検討し、最大60%程度のエネルギー移動効率を達成した。このような高効率なエネルギー移動反応は、会合を伴わないという複合体の特長に由来して実現できたものと考えられる。
田辺哲学の複眼的・動態的な方法論による総合的研究と国際連携体制による展開の試み

本年度は、当初の予定よりも一年延長して研究を行ったが、その主たる目的は、仏訳作業を進めてきた田辺元のハイデガー論3編について、翻訳の精度を高めると同時に、注釈の作成に役立てるため、いくつかの調査研究を行うことにあった。具体的には、京都大学と群馬大学の田辺文庫の書き込み入りの貴重書やその他の資料を網羅的に調査するとともに、法政大学の三木清文庫なども活用して、田辺が論文執筆の際に用いた文献を三木がどのように評価・受容しているかも調べてみた。そうした調査を踏まえて田辺の論考を読み直す作業によって、仏訳は無事完了することができた。語学的な点検も経た上で、できるだけ早く刊行したいと考えている。また、こうした作業を通して、副次的な効果として、田辺哲学や京都学派の哲学全体についての新たな解釈可能性を見出すことができた。一つには、田辺や西田の現象学やハイデガーへの批判をその質料論と連関づけて、独自の質料的現象学の可能性へと繋げていく道である。これについては、2018年10月にベルギーのルーヴァンカトリック大学で行った講演で、その成果の一端を示しておいた。もう一つは、『懺悔道としての哲学』での田辺哲学の懺悔道的転回を、その宗教哲学の奇妙な体制を解き明かすという形で解釈し直す試みである。この試みに際しても、田辺文庫での田辺の書き込み調査から得た知見が大変役に立った。これについては、共編者として関わっている田辺哲学の論集への掲載論文として発表する予定である。本年度の研究は、初年度の基礎固めの期間であることを念頭に置き、主として次の3点にわたって展開した。1.自らの田辺哲学研究の年代順の総覧作業。研究代表者のこれまでの研究において手薄であった時期の精密な考察に着手した。とくに1910年代から渡独前までのいわば「初期習作時代」の田辺について、それが『善の研究』からの西田の歩みの圧倒的な影響下にありつつも、とくに現象学への関わりにおいてすでに独自な方向性を打ち出していることを明確化した。この成果は、福岡大学で開催された第3回田辺哲学シンポジウムにて、日本と台湾の専門研究者たちの前で発表した。2.自らの田辺哲学研究の俯瞰的な位置づけの提示。1と並行して、田辺哲学研究を始めとする自らの日本哲学研究を俯瞰的に位置づけ、とくに仏語圏の哲学研究者たちに向けて提示する作業に着手した。その一端は、フランスのスリジー・ラ・サールでの国際コロックと、カナダのモントリオールでのフランス語圏宗教哲学会の招待講演にて開陳した。前者では「翻訳」の問題、後者では「ポストハイデガー的哲学」という視点から、京都学派の哲学についての考察をヨーロッパの言語で発信することの意味を検討し、数々の有益な反応を得た。3.田辺のテクストの仏訳。「社会存在の論理」の仏訳作業に着手した。本研究の初年度に行っておくべき基礎固めの作業は、ほぼ予定通りに進めることができた。田辺の仕事をその最初期から周到に見直す作業を通して、本研究の掲げる「複眼的・動態的な方法論」を鍛え上げることができたし、その際になお出てくる問題点については、とくに田辺シンポジウムにおける専門研究者たちとの意見交換を通して自覚化し、発表後の研究にフィードバックすることができた。本研究のもう一つの看板である「国際連携体制による展開」についても、2回の海外での講演とその際の意見交換を通して、当初の予想以上に有益な反応を得ることができた。本年度の研究は、主として次の3点にわたって展開した。1.田辺哲学研究の年代順の総覧作業の進行。1920年代前半の渡独前までの「初期習作時代」を主題とした前年度の研究に続き、本年度は1934年に始まる「種の論理」の開始期の状況までを扱った。具体的には、両者とも現象学とハイデガー哲学を身体論の方向へと独自に展開させたものであり、かつファシズムの台頭する1930年代前半の歴史的状況を踏まえたものであるという視点から、初期レヴィナスと田辺の種の論理の初発形態を交差させて考察した。その成果は、日本哲学と現象学をめぐる英文論集への寄稿論文となって結実した(近刊予定)。2.自らの田辺哲学研究の俯瞰的な位置づけの提示と、それを通しての研究上の国際連携体制の拡大。前年度の二つの国際集会での講演に続き、今年度はフランスのブルゴーニュ哲学会の招きで京都学派の哲学を紹介する講演を行う機会を得、西田哲学との関係で田辺哲学の独自性を位置づけることを試みた。聴衆は主として西洋哲学の研究者たちであり、数々の有益な反応を得た。昨年度は「社会存在の論理」の仏訳作業を進めたが、海外の研究者との研究交流上の理由で、1920年代から30年代初頭の田辺のハイデガー論3篇の訳出を優先することにし、その内の1篇の訳出を終えてさらに継続中である。最終年度に残りの2編の訳出を終えて、海外の研究協力者の助力を得て出版の可能性を探るつもりである。初年度の基礎固めを踏まえて、二年目にすべき作業はおおむね順調に進めることができた。本研究の掲げる「複眼的・動態的な方法論」については、とくに田辺の種の論理をハイデガーや初期レヴィナスと交差させて解釈する作業において、実質的な展開を果たすことができた。

田辺のテクストの仏訳については、対象テクストを途中で変えたこともあり、予定より少し遅れているが、想定の範囲内であり、取り戻し可能な遅れである。本年度の研究は、主として次の3点にわたって展開した。1.田辺哲学研究の年代順の総覧作業の進行。今年度は、「種の論理」前期を集中して扱った昨年度の研究をさらに拡張深化し、「種の論理」期の全体と、それに続いて『懺悔道としての哲学』を端緒に展開する田辺独自の宗教哲学を主題とした。その際、レヴィナスとの並行関係や身体論という前年度からの着眼をさらに掘り下げることができた。その成果は、第5回田辺哲学シンポジウムでワークショップ用に供した長大な原稿にひとまず結実した。2.国際連携体制の拡大。1の作業と連動させつつ、自らの田辺哲学研究を、本研究の特色の一つである国際連携体制も意識しつつ、西田哲学との関係も含めたより広い視野の中に位置づけることを試みた。そのためにさまざまな機会を利用したが、その例としては、2017年7月の西田哲学会シンポジウム「西田哲学とフランス哲学」での提題や、10月のProject Bergson in Japanでの英語講演などが含まれる。3.田辺のテクストの仏訳。昨年度の研究実績報告書に記した事情により、田辺のハイデガー論3篇の訳出作業に注力した。訳出作業自体は順調に進んだが、注釈を充実させるために調査を必要とする箇所が思いの外多かったため、まだ完了できていない。本年度が最終年度であったが、主としてこれを完了させる上で不可欠な資料調査のため、予算残額を一年延長して使用することを申請し、承認された次第である。本研究の柱である、研究代表者の田辺哲学研究の年代順の総覧作業と、その過程と成果を国際連携体制の中で共有していく試みに関しては、予定の3年間で、ほぼ当初の目論見通りに進めることができた。ただ、それに付随して進めてきた田辺のテクストの仏訳作業について、予想以上に資料調査が必要なことが判明し、その分遅れが生じることになった。ただしこれは、学術的に正確で価値のある翻訳を仕上げるために不可欠な作業であり、やむを得ないことであったと考えている。本年度は、当初の予定よりも一年延長して研究を行ったが、その主たる目的は、仏訳作業を進めてきた田辺元のハイデガー論3編について、翻訳の精度を高めると同時に、注釈の作成に役立てるため、いくつかの調査研究を行うことにあった。具体的には、京都大学と群馬大学の田辺文庫の書き込み入りの貴重書やその他の資料を網羅的に調査するとともに、法政大学の三木清文庫なども活用して、田辺が論文執筆の際に用いた文献を三木がどのように評価・受容しているかも調べてみた。そうした調査を踏まえて田辺の論考を読み直す作業によって、仏訳は無事完了することができた。語学的な点検も経た上で、できるだけ早く刊行したいと考えている。また、こうした作業を通して、副次的な効果として、田辺哲学や京都学派の哲学全体についての新たな解釈可能性を見出すことができた。一つには、田辺や西田の現象学やハイデガーへの批判をその質料論と連関づけて、独自の質料的現象学の可能性へと繋げていく道である。これについては、2018年10月にベルギーのルーヴァンカトリック大学で行った講演で、その成果の一端を示しておいた。もう一つは、『懺悔道としての哲学』での田辺哲学の懺悔道的転回を、その宗教哲学の奇妙な体制を解き明かすという形で解釈し直す試みである。この試みに際しても、田辺文庫での田辺の書き込み調査から得た知見が大変役に立った。
蛋白質の構造と機能を司る弱い相互作用

近年、CH...0、CH...π相互作用(水素結合)と呼ばれる「弱い」相互作用が注目されている。これらの相互作用は、従来よく知られているOH...0、NH...0水素結合の数分の1程度の強度しかなく、蛋白質内での重要性が議論されることはほとんど無かった。本研究では、Photoactive yellow protein(PYP)をモデル蛋白質として、これらの「弱い」相互作用が蛋白質内部でどのような役割を担っているのかを検討した。変異体を用いた解析から、PYPの6位には芳香環、123位にはアルキル鎖がないと安定性や光反応サイクルの速度が大きく低下することがわかった。この効果はOH...0水素結合の改変よりもはるかに大きく、PYPにはPhe6とLys123の間のCH...π相互作用が重要であると考えられた。また、PYPの光による構造変化は、Glu46まわりの疎水環境が壊れることがトリガーになると考えられているが、46位のカルボン酸のC=0とGly29のCαとのCH...0相互作用が、この部位の疎水パッキングに重要なことが示された。さらに、発色団の芳香環は、まわりのフェニルアラニンの芳香環とT字型の配置になっており、これらの間のCH...π相互作用がPYPの安定性や光反応サイクルに重要であることが示唆された。以上のことから、蛋白質の構造や機能を理解するためには、OH...0、NH...0水素結合だけでなく、CH...0、CH...π相互作用のような弱い相互作用も考慮する必要があることが示された。紅色光合成細菌の光センサー蛋白質・PYPの光による構造変化は、発色団の異性化に始まり、最終的にN末端部の変化にいたる。PYPの暗状態の結晶構造から、弱い相互作用を考慮して発色団とN末端ループを含む相互作用を考えると、発色団からN末端部のPhe6までがつながっていることが示唆される。すなわち、発色団→Glu46の水素結合、Glu46→Va1122のCH-0相互作用、Va1122→Lys123の共有結合、Lys123→Phe6のCH-π相互作用である。また、PYPの発色団は、芳香族アミノ酸を中心とした疎水クラスターに取り囲まれているので、π電子を利用したCH-π、あるいはπ-π相互作用の重要性が示唆される。しかし、これらの相互作用はOH-0、あるいはNH-0水素結合に比べて非常に弱いため、実際の蛋白質の中での重要性は疑問視されている。そこで、これらの相互作用に関与する残基を置換した変異PYPを作成し、その構造や光反応を解析して弱い相互作用の役割を検討した。本年度は6位と123位に着目して変異体を作成した。Kl23A、K123L、K123E変異体の性質を比較したところ、アルキル鎖を持たないK123Aは本来の黄色を呈しなかったが、他の変異体では側鎖の電気的な性質に関わらず野生型と同じ性質を示した。また、F6A、F6D、F6H、F6L、F6Y変異体の性質を比較したところ、芳香環を持つF6Yのみが野生型と同じ性質を示した。K123と水素結合が可能なF6D、疎水的相互作用が期待できるF6LでもPYP本来の性質を持たなかったことから、Phe6とLys123問のCH-π相互作用が、PYPの性質を規定していることが示された。近年、CH...O、CH...π相互作用(水素結合)と呼ばれる「弱い」相互作用が注目されている。これらの相互作用は、従来よく知られているOH...O、NH...O水素結合の数分の1程度の強度しかなく、蛋白質内での重要性が議論されることはほとんど無かった。

本研究では、Photoactive yellow protein (PYP)をモデル蛋白質として、これらの「弱い」相互作用が蛋白質内部でどのような役割を担っているのかを検討した。変異体を用いた解析から、PYPの6位には芳香環、123位にはアルキル鎖がないと安定性や光反応サイクルの速度が大きく低下することがわかった。この効果はOH...O水素結合の改変よりもはるかに大きく、PYPにはPhe6とLys123の間のCH...π相互作用が重要であると考えられた。また、PYPの光による構造変化は、Glu46まわりの疎水環境が壊れることがトリガーになると考えられているが、46位のカルボン酸のC=0とGly29のCαとのCH...O相互作用が、この部位の疎水パッキングに重要なことが示された。さらに、発色団の芳香環は、まわりのフェニルアラニンの芳香環とT字型の配置になっており、これらの間のCH...π相互作用がPYPの安定性や光反応サイクルに重要であることが示唆された。以上のことから、蛋白質の構造や機能を理解するためには、OH...O、NH...O水素結合だけでなく、CH...O、CH...π相互作用のような弱い相互作用も考慮する必要があることが示された。
反芻家畜の黄体退行現象の局所調節機構(生体微透析システムを中心とした解析)

本研究は、牛と羊をモデルとして、(1)生体微透析システム(in vivo MDS)を過排卵処置によって形成させた10個前後の黄体(1頭当たり)に直接埋め込み、ペリスタルテイック・ポンプを用いてリンゲル液で潅流し、それをフラクション・コレクターで採取する、(2)屠場で得た牛黄体を用いたin vitroMDS、(3)牛黄体細胞と牛卵胞由来黄体化細胞の培養系、の3つの異なる実験手法を駆使して行い以下の成果を得た。1)最も安定した分泌機能を持つ中期黄体にMDSを埋め込み(牛in vitro MDS・羊in vivo MDS)、黄体内微環境をET-1に感作させたところ、P分泌を弱く抑制し、一方OT分泌を刺激した。この作用は、PGF2αに前感作させるとより強くなり、PGF2αとET-1に同時に感作させると最も強いP分泌抑制効果を示した。本モデルではPGF2α自身はP分泌を抑制できないことから、黄体退行時のET-1とPGF2αとの協調作用の可能性が示された。2)黄体期中期の牛・羊にPGF2αを注射し、前もってMDSを埋め込んである黄体を退行させた。そして、MDS黄体潅流液(黄体内局所)、卵巣静脈血(黄体から血中への放出)および末梢血中(全身への放出)のP,ET1およびOTを測定した。P分泌は全ての部位で注射直後から減少した。ET-1分泌は黄体内では注射直後から上昇し始めその後3日間高値を維持した。両血中値も徐々に上昇したが、特に卵巣静脈血中では、注射直後から12時間は末梢血中より高値を示した。このことから、PGF2αによる黄体退行開始時から黄体内ET-1濃度が上昇することが初めて明らかになった。3)ET-1は、黄体細胞と5日間培養で黄体化した卵胞細胞の両細胞群のP分泌に対して大きな影響を及ぼさなかった。しかし、PGE2分泌にはTNF-αと協調して刺激作用を示した。このことから、ET-1のP抑制作用には正常な細胞間接着が必要不可欠であると推察された。以上の一連の結果より、ET-1が黄体退行現象の黄体内調節因子として必須の役割を果たしている可能性が示された。
低分子型血管新生促進剤・２クロル炭素環オキセタノシンＡの医薬品を指向した基盤研究

申請者らは低分子化合物初の血管新生促進物質、COA-Cl(コアクロル)を見いだした。そこで、本化合物の血管新生促進作用発現の最適化、生体内での作用機序および代謝経路等の未だ解明されていない基礎的な問題を解決し、さらに創傷治癒、育毛剤、認知症治療薬等の医薬品としての臨床応用へと展開するための研究基盤を目的と確立する。具体的には、構造活性相関の一環として、コアクロルのシクロブタン環に結合した2つのヒドロキシメチル基に着目し、対応する類縁体を合成・活性を精査した。近年、我々は新規に合成した核酸類縁体COA-Cl(コアクロル) (2クロル炭素環オキセタノシンA)に強力な血管新生促進作用があることを明らかにしている。COA-Clは、化学的に非常に安定で、そのプリン骨格の2位にクロル基、9位に炭素から成る4員環が結合したユニークな構造をしており、低分子化合物(分子量284)としては唯一、血管新生促進作用を示す物質である。しかしながら基礎研究の段階において未解明な問題が残されており、また臨床応用への展開に関しても検討することが多い。そこで本研究では、COA-Clのまだ解明されていない基礎研究を完成させ、COA-Clおよびその類縁体を利用した血管新生関連治療薬への臨床応用に展開するための基盤研究を行っている。現時点での当該年度の具体的な研究成果を以下に示す。1)前年度に、COA-Clの類縁体である6種類のCOA-OR(コアアルコキシ)を合成し、その血管新生促進活性を評価した所、特にCOA-OMe(コアメトキシ)にCOA-Clのおよそ半分の活性が有る事を見出した。そこで今回は、その構造活性相関の一環としてCOA-Br, COA-I, COA-NH2の活性評価を行った所、それらの化合物に関して、COA-Clと同等以下の活性があることが判明した(未発表データ)。2) COA-Clのプリン骨格の9位には2つのヒドロキシメチル基を有するシクロブタン環が結合しているが、COA-Clのヒドロキシメチル基の構造異性体を6種類合成し、その血管新生促進作用を評価した。その結果、その内2種類の類縁体について、COA-Clを上回る活性があることが判明した(論文準備中)。我々は新規に合成した核酸類縁体である2クロル炭素環オキセタノシンA (2-Cl-C.OXT-A、通称COA-Cl(コアクロル))に強力な血管新生促進作用があることを明らかにしている。この点が注目されCOA-Clは、2010年に和光純薬工業(株)より新規血管新生促進剤として市販されている。すなわち、これからCOA-Clに関する研究がさらに活発となることが予想されるが、基礎研究において検討すべき問題が残されており、臨床に応用するには課題が多い。例えば、COA-Clの作用機序に関しては、不明な点が多く、COA-Clを上回る活性を有し、且つ低毒性なCOA-Cl類縁体の創製に関する研究も重要となる。当該年度は、COA-Clを上回る活性を有し、且つ低毒性なCOA-Cl類縁体の創製に関する研究を行った。その嚆矢として、COA-OR(コアアルコキシ)、すなわちCOA-Clのプリン骨格の2位のクロル基の代わりに、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基等)を結合させたCOA-Cl類縁体の化学合成および活性評価にを行った。その結果、プリン骨格の2位にメトキシ基が結合したCOA-OMe(コアメトキシ)あるいはCOA-iPr(コアイソプロポキシ)においては、それぞれ100μMの濃度において、ポジティブコントロールであるVEGFを上回る血管新生促進能が認められられた。しかしながら、COA-Clの活性と比較すると、その半分程度であるので、今後、COA-Clに関する構造活性相関も踏まえてさらなる検討を行う予定である。また、作用機序に関しては、近年、我々の研究グループにより、スフィンゴシン-1-リン酸受容体、すなわちS1P1受容体の部分的アゴニストとして作用することにより血管新生促進作用を発揮することが判明しつつある。そこで今回、我々はS1P1受容体の活性部位とリガンドであるCOA-Clとをin silicoでのドッキングスタディを行い、その構造活性相関について検討した。さらに、COA-Clのプリン骨格の9位には2つのヒドロキシメチル基を有するシクロブタン環が結合しているが、COA-Clのヒドロキシメチル基の構造異性体を6種類合成し、その血管新生作用を評価した。

その結果、COA-Clおよび対応する類縁体とS1P1受容体の活性部位とリガンドとの理論上の結合図と、血管新生促進作用の強弱とがある程度の相関がある事を見い出した(論文投稿準備中)。現在用いられている血管新生促進剤は、生体由来の血管内皮成長因子(VEGF)や繊維芽細胞成長因子(FGF)といった高分子糖タンパク質である。これらは糖尿病患者における慢性閉塞性動脈硬化症やバージャー病といった、血流不足のために生じる様々な症状の緩和・治癒に用いられるが、化学的あるいは生物学的に不安定であり、これらVEGFやFGFといった生体由来の増殖因子以外に促進剤がほとんど知られていないために、現在も臨床応用は極めて少ないままである。ところが近年、申請者らは新規に合成した核酸類縁体:2クロル炭素環オキセタノシンA (2Cl-C.OXT-A:通称COA-Cl(コアクロル))に強力な血管新生促進作用があることを明らかにした。COA-Clは、化学的に非常に安定で、そのプリン骨格の2位にクロル基、9位に2つのヒドロキシメチル基を持つ4員環が結合したユニークな構造をしており、低分子化合物(分子量284)としては唯一、血管新生促進作用を示す物質である。さらにこの点が注目されCOA-Clは、2010年に和光純薬工業(株)より新規血管新生促進剤として市販されている(コードNo.032-21543, 5mg, 60,000円,細胞生物用)。このようにこれからCOA-Clに関する研究が更に活発となるが、依然、基礎研究の段階において未解明な問題が残されており、また臨床応用への展開に関しても検討することが多い。より高活性で低毒性なCOA-Cl類縁体を創製するには、構造活性相関を含めた種々の知見の蓄積が必要となる。すなわち、複数のCOA-Cl類縁体の合成を達成するために研究期間の延長が必須となるため。さらにこの点が注目されCOA-Clは、2010年に和光純薬工業(株)より新規血管新生促進剤として市販されている。本研究では、コアクロルの構造活性相関の一環として、シクロブタン環に結合する2つのヒドロキシメチル基が活性発現とどう関わっているかを精査するために、類縁体を合成し、その血管新生促進作用を測定した。申請者らは低分子化合物初の血管新生促進物質、COA-Cl(コアクロル)を見いだした。そこで、本化合物の血管新生促進作用発現の最適化、生体内での作用機序および代謝経路等の未だ解明されていない基礎的な問題を解決し、さらに創傷治癒、育毛剤、認知症治療薬等の医薬品としての臨床応用へと展開するための研究基盤を目的と確立する。
粘弾性解析法と衝撃試験法を用いた軟質裏装材の効果的な裏装法の検討

本研究では、軟質裏装材の裏装法がその機能に及ぼす影響を検討するために粘弾性解析法と衝撃試験法を用いた.粘弾性解析のモデルは下顎第一大臼歯部相当部の無歯顎顎堤と義歯から構成され、義歯床には軟質裏装材を3種類の異なる方法(裏装法1.義歯床辺縁を軟質裏装材で被う方法、裏装法2.粘膜面は軟質裏装材で被うが義歯床辺縁は被わない方法、裏装法3.人工歯と義歯床の間に軟質裏装材をはさむ方法(サンドイッチ法))で裏装し,異なる2種類の軟質裏装材の裏装を想定し解析を行った。本解析では顎粘膜と軟質裏装材を粘弾性材料として取り扱った.その結果、義歯床下粘膜の応力分布は軟質裏装材の裏装法によって影響を受け、義歯床辺縁を全て被うよりむしろ辺縁を裏装しない方が粘膜及び支持組織内の応力分布が均等化する傾向を示した.また、クリープ変形が大きな軟質裏装材の場合,支持骨内の応力値が大きくなる傾向を示し,長期使用による大きな支持組織の骨吸収が懸念され,長期的な予後観察の必要性が示唆された.一方、衝撃試験は、性状の異なる3種類の軟質裏装材、SuperSoft,Kurepeet-Dough,Mollop last-Bを用いて行い,粘弾性解析と同様の裏装法による試料を作製し衝撃加速度から衝撃緩衝能を比較した.その結果、どの裏装法でもレジン床に比べて,衝撃緩衝能は大きくなり,Kurepeet-Dough,SuperSoftでは,裏装法2の場合が効果的な裏装法であった.一方,Molloplast-Bは,裏装法の場合が最も効果的な裏装法であり,軟質裏装材の性状によって効果的な裏装法が代わることが示された.本研究では、軟質裏装材の裏装法がその機能に及ぼす影響を検討するために粘弾性解析法と衝撃試験法を用いた.粘弾性解析のモデルは下顎第一大臼歯部相当部の無歯顎顎堤と義歯から構成され、義歯床には軟質裏装材を3種類の異なる方法(裏装法1.義歯床辺縁を軟質裏装材で被う方法、裏装法2.粘膜面は軟質裏装材で被うが義歯床辺縁は被わない方法、裏装法3.人工歯と義歯床の間に軟質裏装材をはさむ方法(サンドイッチ法))で裏装し,異なる2種類の軟質裏装材の裏装を想定し解析を行った。本解析では顎粘膜と軟質裏装材を粘弾性材料として取り扱った.その結果、義歯床下粘膜の応力分布は軟質裏装材の裏装法によって影響を受け、義歯床辺縁を全て被うよりむしろ辺縁を裏装しない方が粘膜及び支持組織内の応力分布が均等化する傾向を示した.また、クリープ変形が大きな軟質裏装材の場合,支持骨内の応力値が大きくなる傾向を示し,長期使用による大きな支持組織の骨吸収が懸念され,長期的な予後観察の必要性が示唆された.一方、衝撃試験は、性状の異なる3種類の軟質裏装材、SuperSoft,Kurepeet-Dough,Mollop last-Bを用いて行い,粘弾性解析と同様の裏装法による試料を作製し衝撃加速度から衝撃緩衝能を比較した.その結果、どの裏装法でもレジン床に比べて,衝撃緩衝能は大きくなり,Kurepeet-Dough,SuperSoftでは,裏装法2の場合が効果的な裏装法であった.一方,Molloplast-Bは,裏装法の場合が最も効果的な裏装法であり,軟質裏装材の性状によって効果的な裏装法が代わることが示された.
牛疫ウイルスによって誘発される免疫不全機序の研究

本研究は、免疫異常を誘発する牛疫ウイルスのウサギ感染モデル系を用い、ウイルス誘発性免疫不全の機序を解明することを目的としている。近年開発された近交系ウサギと病原性を保持しているB95a細胞継代牛疫ウイルスにより、ウイルス感染後のウイルス増殖やリンパ系組織に及ぼす影響、さらに免疫抑制機序に細胞性因子が関与する可能性を検討し、以下の知見を得た。1)細胞継代ウイルス株は、感染動物臓器乳剤と同様、感染ウサギに一過性の発熱、体重減少、顕著な総白血球減少、リンパ節の出血壊死等を誘発し、リンパ球の幼若化反応能の抑制を引き起こすことから本研究に有効と考えられた。2)近郊系ウサギ間ではリンパ系臓器でのウイルス増殖性、組織破壊性に違いが認められ、NW-NIBSが最も感受性が高いことから最適なモデル系と判断した。3)培養細胞により可能となったウイルス力価の測定法により、主要標的臓器は腸管系リンパ節で、感染後4日目をピークとする増殖性を示し、脾臓では増殖性が低いことが明らかになった。4)免疫組織化学的検索により、腸管系リンパ節でウイルス抗原は主にT細胞領域にあり、感染後2日目からT細胞の減少が起こることが示された。フローサイトメトリーでもT細胞減少を認め、主要標的細胞はT細胞でウイルス増殖に伴い数を減少させることが明らかになった。5)一方感染後6日目になっても、脾臓、腸間膜リンパ節の瀘胞樹状細胞にウイルス抗原の保持が観察され、持続感染機構の解明に興味ある知見と考えられた。6)感染後PHAに対する幼若化反応性は著し減少したが、この免疫抑制は培養上清によっても誘発されることを発見した。以上の成績から、牛疫ウイルスはT細胞を標的細胞として減少させ、T細胞機能への影響が考えられたが、免疫抑制は直接的な細胞破壊によるのみでなく抑制性因子を介する可能性も示唆され、今後この因子の解明が課題と考えられる。
子宮頚癌における化学放射線療法の前方視的方法による臨床・病理学的予後因子の検討

本年度の研究は、化学放射線療法の前向き第II相臨床試験を継続し、臨床ならびに病理学的な予後因子の検討を行った。化学放射線療法の第II相試験については、KGROG(KitasatoGynecologic Radiation Oncology Group)という研究機構を立ち上げ、KGROG0501を具体的には継続して遂行した。この初期の臨床成績ならび予後因子については、Eur J Gynaecol Oncol, inpressとなっている(2008年3月末掲載予定)。また、第100回米国癌学会(2007年4月,ロサンゼルス,米国)、第66回日本癌学会総会(2007年10月,横浜)にて発表を行った。病理学的な研究は、免疫組織化学を中心に本年も進め、細胞周期関連因子(Ki-67, p^<53>, p^<21>など)とアポトーシスおよび関連因子(survivin)、増殖関連因子(HER2/c-erb B-2)、低酸素細胞関連因子(HIF-1,CA9,VEGF)などの発現を腫瘍細胞中で調べた。現在、症例集積は24例に達しているが、中間解析の対象となるのは、20例までなので、20例の段階で臨床成績との関連を検討を行った。HER2と臨床成績の関連の前方視的な解析については、第67回日本医学放射線学会学術総会(2008年4月,横浜)ならびに第101回米国癌学会(AACR2008,米国,サンディエゴ)でも演題が採択され、発表予定である。Sruvivinと臨床成績の関連の前方視的な解析は第47回米国臨床腫瘍学会(ASC0 2008,米国,シカゴ)にて演題が採択され、発表予定である。また、これらの研究成果については現在、英文論文にまとめており、平成20年中に投稿予定である。本年度の研究は、化学放射線療法の前向き第II相臨床試験を遂行すること、臨床病理学的な検討を行うことを主目的とした。化学放射線療法の第II試験については、KGROG(Kitasato Gynecologic Radiation Oncology Group)という研究機構を立ち上げ、KGROGO501というプロトコール番号にて臨床試験を開始した。この臨床試験の内容は、Jpn J Clin Oncol 37(1):70-72,2007にClinical Trial Noteとして英文論文で掲載され、国内外の研究組織に明示した。臨床病理学的な研究は、免疫組織化学を中心に進め、細胞周期関連因子(Ki-67,p53,p21など)とアポトーシス、増殖関連因子(HER2/c-erb B-2)などの発現を腫瘍細胞中で調べた。現在、症例集積は17例に達しているが、中間解析の対象となるのは、15例までなので、15例の段階で臨床成績との関連を検討している。この成果は来年度中に発表予定である。15例までの臨床成績については、第40回日本婦人科腫瘍学会の教育セミナーでの発表、第66回日本癌学会での発表、第44回日本癌治療学会での発表、第19回日本放射線腫瘍学会での発表をそれぞれ若干異なる観点から行い、一定の成果をあげた。また、2007年4月13-18日に米国ロサンゼルスで開催される第100回米国癌学会(AACR)でも演題が採択され、発表予定である。その他、関連研究として、治療後の再発例についての解析も行い、Gynecol Oncol 103:435-438,2006およびInt J Radiat Oncol Biol Phys 66(5):1366-1369,2006に英文原著論文で掲載された。
静電気力を用いた次世代コーティングステントの開発

ステント金属基板であるコバルトクロム合金とチタン合金に、それぞれ陽極酸化法とフェムト秒レーザーを用いた表面改変法にてセラミックスコーティングを作製することができた。これらの表面は、ステント挿入後の再狭窄を予防する働きを持つ血管内皮細胞の接着を促し、塞栓の原因となる血小板の粘着を抑制することが分かった。材料表面の静電気力が細胞接着に及ぼすメカニズムについて、原子間力顕微鏡や水晶発振子マイクロバランス測定法、蛍光顕微鏡を用いて調べた。細胞に先んじて材料表面に吸着する体液中のタンパク質の吸着形態の変化が、その後の細胞の接着や伸展といった初期挙動へ影響することが分かった。平成24年度は、ステント用金属材料として、23年度に行ったコバルトクロム合金に加えて、ニッケルチタン合金も研究対象に加えた。さらに、酸化皮膜の作製法も23年度に行った陽極酸化法だけでなく新しい表面改変法を模索し、その評価を行った。新しい表面加工方法はフェムト秒レーザーを用いて行った(大阪大学との共同研究)。フェムト秒レーザーは、パルス幅がフェムト秒のレーザーで、非熱下で微細加工ができる特徴がある。この方法で、金属基板表面にマイクロ、ナノレベルの微細構造をそれぞれ作製・調整することができた。そして、構造作製と同時に、フェムト秒レーザー特異的なアブレーションという現象により生じる、酸化皮膜を得ることができることが分かった。細胞実験により微細構造について評価したところ、ナノ構造が細胞の再配置に効果があることが明らかとなった。また、この酸化皮膜は、血小板粘着は抑制することが分かり、そのメカニズムについて研究を進めている。なお、陽極酸化法を用いた表面改変については、平成24年11月に開催された日本バイオマテリアル学会で報告した(現在論文投稿準備中)。平成25年度は、コバルトクロム合金に陽極酸化法を用いた表面改変法と細胞接着の変化、についての論文をまとめ、投稿し掲載された(J. Biomed. Mater. Res. Part B: Appl. Biomater. 102B: 659-666, 2014.)。また、大阪大学との共同研究で行ってきた、フェムト秒レーザーを用いたチタン金属の新しい表面加工方法についてと、その表面が細胞接着に及ぼす影響について、論文を投稿し掲載された( Appl. Surf. Sci. 288: 649-653, 2014.、レーザ加工学会誌. 20; 124-129, 2013.)。さらに、陽極酸化にて表面処理したチタン金属の生体材料への応用ついて、平成26年3月に開催された日本金属学会で招待講演を行った。次いで、材料表面の静電気力が細胞接着に及ぼすメカニズムについて、原子間力顕微鏡や水晶発振子マイクロバランス測定法、蛍光顕微鏡を用いて調べた。本実験は、東京大学との共同研究で行われた。細胞に先んじて材料表面に吸着するタンパク質の、総量および吸着形態の変化へ及ぼす影響と、タンパク吸着に引き続いて起こる、細胞接着数や伸展への影響について調べることができた。この成果については、平成25年10月に開催された2nd International Symposium on Inorganic and Environmental Materials、同11月の日本バイオマテリアル学会、同12月the 13th Asian BioCeramics Symposiumにて報告した。また、これらをまとめた論文は、投稿中である。平成23年度は、ステント用金属基板の表面改質法とその評価を行った。コバルトクロム合金の一つであるMP35N(Co-Ni-Cr-Mo-Ti)に、陽極酸化法で生体親和性セラミックスである酸化クロムの薄膜コーティングを作製し、評価した。まず、金属基板の不動態皮膜について検討した。大気中で形成されるコバルトクロム合金の不動態皮膜の主要組成は、数ナノメーターの酸化クロム層であり、この皮膜により金属基板に耐腐食性や耐摩耗性といった特性が付与される。MP35Nの生体内での反応を知るために、この不動態皮膜の性状が擬似体液(ハンクス溶液)に浸漬することで起こる変化を詳細に調べた。結果は、文献1にまとめた。X線光電子分光測定の結果、酸化層は、主に酸化クロムで形成され、金属アレルギーの原因となる酸化ニッケルは、皮膜表面にほとんど現れないことが分かった。この研究によりMP35Nは生体内で生体親和性を持つ皮膜を形成することが分かったが、新しい機能を付与するには、数ナノの膜厚では足りないので、陽極酸化法にてマイクロレベルの厚さを持つ酸化クロム膜の作製を目指した。電気化学的分極曲線を用いて、陽極酸化の最適条件を検討した。不動態域から過不動態域に変化する電位を選択し、膜厚が1ー2μmの膜を作製することに成功した。その表面形態を走査型電子顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡で解析した。

表面性状や化学組成は、接触角測定やX線光電子分光で測定し、不動態皮膜に近い性状であることが分かった。このコーティング膜は、不動態皮膜に比べて、血管内皮細胞や血小板に対する生体適合性が良いことが分かった。24年度は、ステント表面改変のバリエーションを増やすことができた。物性評価では、走査型ケルビンプローブフォース顕微鏡を用いた材料表面の、表面電位の測定に成功し、自然酸化膜と、今回作成した酸化皮膜との電位差を測定することができた。生体評価では、微細構造の細胞接着への影響を確認することができた。細胞実験において、23年度に行ったブタ由来培養内皮細胞に加え、より正常細胞に近い性質を持つ初代培養に挑戦したが、正常に近いゆえに均等に増やすことが難しく、材料との適合性についての研究に進まなかった。よって細胞を用いたビトロの実験については、再考が必要と考えられた。コバルトクロム合金基板に、膜厚1ー2μmの、バイオセラミックスをコーティングすることができた。用いた金属基板の表面性状の評価を行い、その基板にコーティング膜を陽極酸化法で作製した。コーティング膜の表面形状や化学組成などの物性評価を、走査型電子顕微鏡やX線光電子分光で検討した。血管適合性について、培養細胞と血液を用いたin vitroの検討を行った。動物実験を想定した材料作製と表面改変法の改善をすすめていく。金属材料の構造的および化学組成的に制御した酸化皮膜の作製についてはある程度知見を得たため、次は動物実験が必要となる。これまで、細胞実験用の材料に表面改変を行っていたが、実際に埋入する金属基板の形態は当然重要となる。細胞実験には評価をするときの顕微鏡観察や、タンパク抽出のための平板な材料が必要であったが、埋入用の基板は複雑な形状が求められる。そのための金属加工と、それらの複雑な性状を持つ金属基板への表面改変法の開発を行っていく。平成23年度は、作製したコーティング膜を電気分極処理を行ったが、その静電気力量の測定に至らなかった。それは、作製した膜が、推測に反して、絶縁性を維持できなかったのが主因であると考えている。平成24年度では、計測系を含めた再検討を、走査型ケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)を中心に行い、再測定する。コーティング膜の血管適合性について、培養細胞や血液を用いたin vitroの検討をさらに進め、分子生物学的手法を用いた遺伝子レベルやタンパク質レベルの検討を行う。1.金属基板材料費、加工費2.細胞培養液、増殖因子など、細胞培養用試薬3.免疫染色用抗体など、分子生物学的検討用試薬1.金属基板等材料費:培養細胞、血液を用いたin vitroの検討用や、動物実験用に適した材料の形態の検討用など2.測定用プローブ:KFM用のカンチレバーなど3.分子生物学的検討用試薬:試料用カラム、抗体、PCR用試薬など
脳機能改善薬を志向したリ-ド化合物の探索研究

1.βーカルボリン類の合成:海洋産βーカルボリンアルカロイドであるユ-ディストミン類、マンザミンCの全合成に成功した。またマンザミンAの中心環系であるピロロイソキノリン環の合成を達成し、フミトレモルジンB関連化合物の合成を含めて40種以上の化合物を渡辺グル-プに提供した。さらに1ー位置換テトラヒドローβーカルボリンの合成法として3、4ージヒドロ体のアルキル化反応、不斉還元の新しい方法を見出した。2.スフィンゴ脂質の合成:セレブロシドB1、および海洋産セラミド2種の全合成を達成し、合成的に絶対構造を明かにした。3.向中枢神経作用成分の検索:1)子嚢菌、地衣類のモノアミン酸化酵素阻害作用(MAOI)成分を検索した。MAOI活性のあるEmericella属より得られたNSAおよびTalaromyces属より得られた。TLー1についてin vivoで抗レセルピン作用を検討した。2)ラット胸動脈標本を用いてボルネオ民間薬の抗endothelinー1作用を検討し、降圧成分を検索した。3)担子菌アシナガヌメリよりpapaverine様のマウス小腸弛緩作用を有するHSーA,B,Cを単離した。4)子嚢菌Neosartorya fischeriより痙攣性成分のfumitremoriginA,Bの他に、催炎性成分としてNFAを単離した。4.薬理活性の評価と脳機能改善・代謝賦活・循環改善に関連する研究:中枢性機序を介した胃液分泌反応に関する検討により、ある種の脳機能改善薬は胃酸分泌を高進することを見出し、脳機能改善薬の一面を明かにした。2ーデオキシーDーグルコ-スやカプサイシンの胃損傷形成の機序を検討した。血管作用薬およびイオンチャネル機構の基礎的検討により脳血流改善作用に関連する知見を得た。43種のβーカルボリン化合物の薬効評価を行いCCKに対して特異的に拮抗する薬物が見出され、CCKの中枢作用に対して阻害作用を示すものがあった。この他アセチルコリン増強作用、Ca拮抗作用を持つものが見出された。1.β-カルボリン類の合成:芳香性β-カルボリンのマンザミンCおよびユ-ディストミンH.I.Pの合成をトリプタミンとアザシクロウンデセンおよびプロリンより完成した。オキサチアゼピン環をもつユ-ディストミンL.F.CをN-ヒドロキシトリプタミンとシスティナ-ルより合成する方法を確立した。3,4-ジヒドロ-β-カルボリンのNbを活性化することで1-位のアルキル化が可能であることを見出した。2.スフィンゴ脂質などの合成:山崎グル-プが以前単離構造決定したセレブロシドB_1をニトロアルド-ル反応を利用して合成した。海洋産セラミドN-ラウロイルドコサスフィンガジエニンの光学活性体を合成し立体化学を明確にした。これら合成中間体を渡辺グル-プに提供できた。