hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管弾性からみた心不全の病態解明と再入院軽減に向けた新たな予防法の開発

2010年2018年に急性心不全で入院した症例を対象にデータベースを作成する。データベースの解析により血管機能評価と、心不全予後(major adverse cardiac event:MACE)の関連を評価する。また、退院時の血圧とMACEとの関連も評価する。過去の検討等からの予測では血管機能低下および退院時血圧の上昇はMACEと関連することが予測され、特にCardiovascular Ankle Vascular Index (CAVI)高値の症例では退院時血圧を抑えることがMACEを抑制することにつながると考えられる。後ろ向き研究により得られたデータから、これらを前向き研究により確認する予定である。
メラノーマにおける熱ショック転写因子の抗腫瘍効果解析と治療的応用の検討

癌細胞の増殖が熱ショック因子(Heat shock factor 1:HSF1)に依存することが示され、HSF1が癌治療の新ターゲットとして注目を集めているが、HSF1がメラノーマの増殖能、浸潤能および転移能にいかに関わっているか、その生物学的機能は十分には解析されていない。HSF1をノックダウンしたメラノーマ細胞では、遊走能、浸潤能の低下が認められた。また、HSF1をノックダウンした後に、HSF1を再発現させると遊走能、浸潤能は回復した。さらに、HSF1をノックダウンしたメラノーマ細胞をヌードマウスに皮下注射したところ、腫瘍形成が抑制されるだけでなく、腹腔内への浸潤、肺への転移も抑制された。熱ショック因子(heat shock factor 1:HSF1)がメラノーマ細胞の遊走能、浸潤能に影響をあたえるか検討するために、メラノーマ細胞株であるHMV-Iにshort hairpin RNA (shRNA)発現アデノウイルスを感染させ、HSF1をノックダウンした。HSF1をノックダウン後に、wound healing assay、migration assay、invasion assay(BD Mtrigel Invasion Chamber)を行った。HSF1をノックダウンしたHMV-Iでは優位に遊走能、浸潤能が低下することが明らかとなった。他のメラノーマ細胞株であるMeWo、HMV-IIにおいても、同様の結果を確認した。HMV-Iにおいて、HSF1をノックダウンした後にHSF1を再発現させ、wound healing assay、migration assay、invasion assayを行った。HSF1を再発現させたHMV-Iでは、HSF1をノックダウンしたものと比べ、遊走能、浸潤能ともに回復することを明らかとした。次に、HSF1をノックダウンしたHMV-Iをヌードマウスの皮下に移植し、28日後に安楽死させ、解剖を行い腫瘍の増殖能、浸潤能、転移能を検討した。コントロールと比較して、HSF1をノックダウンしたヌードマウスでは増殖能、浸潤能、転移能ともに優位に低下することを確認した。これらの結果から、メラノーマ細胞の遊走能、浸潤能はHSF1に大きく依存していることが明ら」かとなった。メラノーマ細胞株であるMeWoにアデノウイルスを感染させHSF1をノックダウンした後に、細胞を6cm dishに播種し、人工的な創を作成しWound healing assayを行った。コントロールを感染させた細胞と比べ、HSF1をノックダウンしたMeWoでは創が閉じるスピードが低下することを確認した。他のメラノーマ細胞株であるHMV-I、HMV-IIでも同様の結果を確認している。また、遊走能、浸潤能を検討するために、BD BioCoatを用いて、Migration assay, Invasion assayを行った。コントロールを感染させた細胞と比べ、HSF1をノックダウンしたMeWoでは遊走能、浸潤能ともに低下することを確認した。また、メラノーマ細胞株であるHMV-Iにおいて、HSF1をノックダウンした後にHSF1を再び発現させWound healing assay、Migration assay、Invasion assayを行った。HSF1を再び発現させたHMV-Iでは、HSF1をノックダウンしたものと比べ、遊走能、浸潤能ともに回復することを確認した。以上の結果より、HSF1がメラノーマの遊走能、浸潤能に非常に重要であることを確認した。HSF1のターゲット遺伝子の同定、メラノーマ組織におけるHSF1の発現量についての検討は同時に進行し、解析を行っている。癌細胞は熱ショック応答を強く発現させて、それを利用することで、ストレス条件下でも増殖できることが解明されてきており、様々な組織由来の癌細胞の増殖が熱ショック因子(Heat shock factor 1:HSF1)に依存することが示され、近年HSF1が癌治療の新しいターゲットとして注目を集めるようになってきている。これまでにわれわれは、ヒトメラノーマ細胞の生存、増殖にはHSF1が必要であり、HSF1をノックダウンしたヒトメラノーマ細胞では、温熱処置に対する抵抗性が減弱することを明らかにしてきた。また、最近の研究によりHSF1はメラノーマの浸潤誘発に必要な因子の1つであると報告されているが、HSF1がメラノーマの腫瘍的性質、すなわち増殖能、浸潤能および転移能にいかに関わっているか、その生物学的機能は十分には解析されていない。今回われわれは、ヒトメラノーマ細胞(HMV-I、MeWo、HMV-II)にshort hairpin RNA(shRNA)発現アデノウイルスを感染させ、HSF1をノックダウンした。

HSF1をノックダウンしたヒトメラノーマ細胞では、Wound-healing assay、Migration assayおよびInvasion assayにおいて、遊走能、浸潤能の低下が認められた。また、HSF1をノックダウンした後に、HSF1を再発現させると遊走能、浸潤能は回復した。さらに、HSF1をノックダウンしたヒトメラノーマ細胞をヌードマウスに皮下注射したところ、腫瘍形成が抑制されるだけでなく、腹腔内への浸潤、肺への転移も抑制された。以上の結果より、ヒトメラノーマ細胞においてHSF1は増殖能、遊走能および浸潤能の維持に関与しており、HSF1を制御することはメラノーマ治療の有望な標的の1つになりうることが示唆された。これらの研究成果は学会で報告し、論文として発表した。皮膚腫瘍学現在までに、HSF1がメラノーマの遊走能、浸潤能に非常に重要な役割を演じていることをin vitro, in vivoの実験で確認することができた。HSF1のターゲット遺伝子の同定、メラノーマ組織におけるHSF1の発現量についての検討は同時に進行し、解析を行っており、順調に結果を出すことができている。実験の進行は研究計画に沿って、おおむね順調に進展していると考えている。現在までに、HSF1がメラノーマの遊走能、浸潤能に非常に重要であることをin vitroの実験で確認することができた。HSF1がメラノーマの遊走能、浸潤能に非常に重要な役割を演じていることをin vitro, in vivoの実験で確認し、これらの結果について論文を作成中である。26年度は、HSF1のターゲット遺伝子の同定、メラノーマ組織におけるHSF1の発現量についての検討を進めていく予定である。in vitroの実験においてHSF1がメラノーマの遊走能、浸潤能に非常に重要であることを確認した。今後はこの結果をnude mouseを用いたin vivoの実験で確認する予定である。nude mouseにHSF1をノックダウンしたメラノーマ細胞株を皮下に移植し、コントロールと比較し、増殖能が低下するかどうかを腫瘍径を測定し確認する。移植後1ヶ月後にmouseを安楽死させ、肺、肝臓を取り出し、転移したメラノーマを病理組織学的に検討する。in vitoroの結果からHSF1をノックダウンしたメラノーマ細胞を移植したmouseでは転移能が低下していると考えられる。該当なし
信号処理回路を多系統集積したLSIを用いたX線CCDの高速信号処理システムの開発

私の研究はX線CCDの信号処理用LSIを開発し、これを応用して低雑音で時間分解能が現在の1/100(数10ミリ秒)のCCDカメラシステムを作ることです。これにより時間変動の早いX線天体の観測や医療分野では心臓等のX線動画を取得できるようになります。改善方法はCCDの信号読み出し口の数を増やし、本研究で開発したLSIを用いて並列処理するものです。既存のシステムは市販のIC部品で構成しているために1チャンネル当たりの回路サイズや消費電力は大きく、特に人工衛星搭載を考えた場合には多チャンネル化が非常に困難です。現在ではピクセル検出器やストリップ検出器の信号処理回路のLSI化が様々な機関で研究されるようになっております。私の研究室では現在2013年打ち上げ予定の次期X線天文衛星(ASTRO-H)に搭載するX線CCDカメラシステム(SXI)の開発を進めています。本衛星には我々の開発したLSIがCCDの読み出しシステムとして使用されます。本年度の成果は開発したLSIを使用して衛星搭載用CCDの読み出し試験を行い、要求性能を達成できたことです。また、雑音レベルは以前のものより25%改善した新しいLSIの開発にも成功しており、今後より低雑音のカメラシステムを構築できると思われます。私の研究はX線CCDの信号処理用LSIを開発し、これを応用して低雑音で1画面の読み出し時間を今の100分の1(数10ミリ秒)まで改善させるシステムを作ることです。これにより変動の早いX線天体の観測や医療分野では心臓等のX線動画が取得できるようになります。改善方法はCCDの出力ポートを増やし、後段にLSIを接続して並列処理するものです。既存のシステムではディスクリート部品で構成しているために回路のサイズや消費電力は大きく、多チャンネル化が困難でした。また、本LSIは衛星機上用システムとしても非常にメリットがあるため、次期X線天文衛星への搭載が検討されています。本年度の成果は既存のシステムと等しい雑音レベルで、目的の読み出し速度で動作するLSIを完成したことです。回路サイズはこれまでの10cm四方から3mm四方まで小さくなり、消費電力は10分の1以下に抑えることができました。また、本LSIに荷電粒子を照射し衛星搭載時の性能の変化を調べました。試験結果より次期衛星打ち上げ予定の軌道上で13年間動作することを実証いたしました。年度の後半からはX線CCDとLSIを高速で駆動させ、データ取得を行うシステムの開発を行っております。これにより読み出し時間を現在より最大10分の1に短縮することができます。今後の課題は目的の読み出し時間を達成するためにLSIに集積するチャンネル数を増やしていくこと、それによる回路動作への影響を調べることです。
ニホンノウサギのTshb遺伝子とその周辺遺伝子座における自然選択の影響の検証

季節性繁殖の制御に関わるとされる遺伝子、Tshbのニホンノウサギ集団における自然選択の影響を検証するため、本遺伝子の地理的変異とプロモーター活性、および周辺領域におけるセレクティブスウィープの痕跡を調べた。ニホンノウサギのTshbの一部の領域で遺伝的多様性が低いことが明らかとなった。それはノウサギ全体においてTshbが高く保存されている結果であると考えられた。また南方の集団では比較的高い遺伝的多様性がみられ、その保存性が弱まっている可能性が示唆された。【研究の成果の概要】ニホンノウサギのTshb遺伝子の、プロモーター領域(約800bp)、イントロン1エキソン3領域(合計約2500bp)の遺伝的多様性の地域差を解析した。その結果、プロモーター領域、およびエキソン23領域において、北方(東北北陸)ほど他地域よりも低い遺伝的多様性を示した。しかし、イントロン1領域では地域差は見られなかった。Tshb遺伝子は分子系統学的解析に有効な中立マーカーとして用いられている一方で、近年では季節性繁殖の制御に関わる遺伝子として注目されている。ニホンノウサギは南北の集団で季節性に地域差を示す動物であり、本遺伝子において、南北で異なる自然選択圧がかかっていると推定される。本年度は本州・四国・九州から採集したニホンノウサギ、約90サンプルのTshb遺伝子を解析した。解析の結果、プロモーター領域およびエキソン領域において北方集団ほど低い遺伝的多様性を示す傾向が得られた。しかしながら、解析したエキソン領域には非同義置換は見られなかった。次年度はレポーターアッセイによるプロモーター活性の測定と、未解析のエクソン3領域を調べ、Tshb遺伝子の地理的変異と機能的差異を調べる。また、Tshbの周辺領域に存在する遺伝子座を解析し、Tshbにおける多様性の南北差が自然選択の影響か、ゲノム全体の傾向か否かを検討する。ニホンノウサギは分布域の北部と南部で毛色や繁殖活動の季節性が異なる。南北に長く伸び、生息環境の季節変化に顕著な地域差をもつ日本列島で、本種がどの程度の遺伝的差異をもってそれらの環境に適応しているのかを調べることで、野生哺乳類の適応進化と種分化について新しい知見が得られると考えられる。ニホンノウサギは南北の集団で季節性に違いがられる動物であり、本遺伝子の保存性が南北で異なる可能性が考えられた。昨年度はニホンノウサギTshb遺伝子の、プロモーター領域(約800 bp)、イントロン1エキソン3領域(約2500 bp)の遺伝的多様性の地域差を解析した。その結果、プロモーター領域、およびエキソン23領域において、北方(東北北陸)ほど他地域よりも低い遺伝的多様性がみられた。本年度は、ルシフェラーゼアッセイによるプロモーター領域の活性解析を行った。活性レベルの低いアリルはプロモーター領域の下流に変異をもつ傾向が見られたが、活性レベルの地域差は特にみられなかった。また北部集団で低い多様性を示したエキソン23の領域について、ユキウサギ、カンコクノウサギ、およびデータベースより取得した他のノウサギの同領域を解析した。その結果、特にエキソン3の領域がノウサギ全体で高く保存されていることが明らかとなった。ニホンノウサギのTshbにみられた北方での低い遺伝的多様性が、周辺のゲノム領域にも見られるのか否かを調べるため、Tshbの近傍に存在する4つの遺伝子Atpa1、Casq2、Sycp1、Csde1の地理的変異を調べた。しかしながら、4つの遺伝子の遺伝的多様性に一貫した地域差はみられなかった。研究の結果、ニホンノウサギのTshbにおいてプロモーター領域を含む一部の領域で、DNA配列が高く保存されており、特に北方集団で顕著であった。しかしそれは、地域集団レベルでの保存性ではなく、ノウサギ全体においてTshbが高く保存されている結果である可能性が示唆された。計画通り、23年度ではTshb遺伝子のDNA配列の解析をほぼ終え、おおむね計画した範囲で進められている。24年度が最終年度であるため、記入しない。問題点(1)DNAサンプルの質:糞より抽出したDNAサンプルの中にはPCRによる増幅が不安定なものがあった。23年度の解析で選抜した、安定して増幅がみられるサンプルを中心に解析を進める。問題点(2)プライマーの有効性:プライマーは同科別属カイウサギのゲノム情報から作成しており、ニホンノウサギには有効でないものもあった。今後は、エキソン領域や他の哺乳類において保存性の高い領域を中心にプライマーを設計する。問題点(3)サンプルの不足:東北から北陸にかけて、サンプルが十分でない地域があるため、そのような地点からサンプルを収集する。
直線翼垂直軸風車を用いた環境教育教材の開発

本研究は将来を担う小中学生の自然エネルギーについての学習の一助となり、ものづくりへの意欲と興味の向上に繋がることをねらい、直線翼垂直軸風車を用いた環境教育教材の開発を目的とした。研究内容として簡易製作が可能な直線翼垂直軸風車の工作キットの開発と、それを用いたものづくり教室を開催し、環境教育教材の有効性を検討した。簡易製作型工作キットは風力発電についての教材としては稀である垂直軸風車により開発した。翼型はNACA0018とし、金型を用いた樹脂成形により製作した。その他の部品もりベット等により固定ができる簡易組み立てが可能な構造とすることにより、ヤスリ等の手工具だけで製作することができ、小学生の低学年でも製作が可能な教材となった。また、ひと目で発電を確認できるよう、LEDと電子オルゴールを使用した。LEDは色の異なるものを複数用いることにより風車の出力の大きさを確認できる。ものづくり教室は小中学生を対象に、開発した工作キットを用いて実施した。ヤスリを使用して部品の角の仕上げと発電機やLED、電子オルゴールの配線、部品の組み立て調整を行った後、扇風機を使用して製作した風車の発電を確認する簡単な実験をするという内容で実施した。教材の有効性の検討材料とするため、受講者とその保護者にアンケート調査を行った。アンケート結果は再生可能エネルギー(風力エネルギー)やものづくりに対して関心が深まったという回答が多数であり、総じて良い評価となった。しかし、回転している風車が危険であるという意見もあり、風車キットの改善点も示された。また、開発した教材の製作コストも課題として残った。アンケート結果などから本研究で開発した環境教育教材は小中学生の風力エネルギー利用についての学習の一助となり、環境意識の啓蒙と創造(ものづくり)への意欲・興味の向上に寄与するものになると思われる。
光散乱を指標にした体積測定法による血球膜の粘弾性の解析とその適用

測定装置の開発:本研究は、浸透圧を急速に変化させた時に観測される高速かつ変化分の小さな光散乱の変化を観測するため、特殊な光学装置を自作した。最終的にはユニソク(株)製のmixing chamberと、自作したステッピングモーター駆動の電動シリンジ4本、制御装置から構成されるrapid mixing stopped flows装置を作製した。mixing chamberの直後にヘパリン処理を施したヘマトクリット管を取り付け、赤色発光ダイオードを光源に、フォトダイオードを受光器として、このヘマトクリット管を透過する光の光学密度を測定した。制御装置から、デジタルストレージスコープへのtrigger pulseと電動シリンジの制御信号を発生させ、ストレージスコープに記録した光学シグナルをGPIBでパソコンに転送し、解析・表示を行った。測定に用いた血液資料は赤色発光ダイオードのピーク波長660nm付近での吸光は非常に小さいので、透過光の減少は光散乱によるものとみなすことができ、それをもとに赤血球の体積の変化を高い時間分解能で測定することができた。(1)正常赤血球を用いた実験:等張、低張あるいは高張のNaCl溶液に赤血球を浮遊させた液と違う浸透圧のNaCl溶液を急速に混合することにより浸透圧を急激に変化させ、それぞれの条件下での体積変化の時定数を求めた。さらに赤血球の体積が変化している途中で別の浸透圧に変化をさせる実験を行うことにより、膜の弾性要素と粘性要素を分離し、実験式上の定数を求めることに成功した。(2)実験的病態赤血球を用いた実験:赤血球の膜の裏打ち構造であるスペクトリンやアクチンに対し、種々の薬剤やこれらの蛋白の抗体を用いて膜の粘弾性要素を変えた赤血球を作製し、これを病態赤血球のモデルとする試みを行っているが、現在の所、期待された正常赤血球との有意の差を捉えることが出来ず、引き続き実験条件を検討中である。
多発性嚢胞腎の高血圧に関わる嚢胞増悪因子の解析と治療法の解明

また、15O-water PETを用いて高血圧発症前のごく早期のADPKD患者における血管内皮機能を測定し、ADPKDでは血管内皮の障害より先に血管平滑筋の障害が起こることにより、高血圧が発症することを明らかにした。常染色体優性遺伝性多発嚢胞腎(Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease:ADPKD)は遺伝性腎疾患の中で最も頻度が多く、加齢とともに嚢胞が両腎に増加し、進行性に腎機能が障害され,70才までに約半数が腎不全に陥る疾患であり、また高血圧、多発肝嚢胞、脳動脈瘤などさまざまな腎外症状をきたす全身疾患である。高血圧の合併はADPKD患者の5080%に見られ、腎機能障害の進行の悪化要因になり、高血圧の治療は嚢胞進行抑制に非常に重要とされている。ADPKD患者の高血圧発症の機序はいくつか説があり、その中でレニン・アンジオテンシン系(Renin-angiotensin- system:RAS系)が亢進し高血圧が発症すると説もあるが、その全容は未だ明らかではない。またカルシウムチャンネル拮抗薬(Calcium Channel Blocker:CCB)投与が嚢胞進行に悪影響を与えるという報告があるが、確固たるエビデンスはない。そこでCCB,angiotensin receptor blocker (ARB),直接的レニン阻害薬(DRI)をADPKDモデルマウスに投与し嚢胞形成に与える影響を検討した。結果DRI群でのみ有意に嚢胞形成が抑制された。ARB群では嚢胞形成は抑制しなかったが、CCBと比較してDRIと同等の腎臓の線維化抑制効果を認めた。今後嚢胞抑制や線維化抑制の機序について検討する。15O-water PET検査は低侵襲で定量的に高い精度で血管内皮機能を測定できるものであり、高血圧発症前のごく初期のADPKD患者に対して15O-water PETを用いて血管内皮機能を測定することで、高血圧発症に対する血管内皮障害の検討をすることとし、健常人、患者ともにリクルートをすすめ、データを蓄積できている。本研究の目的は常染色体優性遺伝性多発嚢胞腎(Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease:ADPKD)のモデルマウスであるPkd1lox/lox:MX1-Creマウスに対してカルシウム拮抗剤、レニン・アンギオテンシン系阻害剤などの降圧剤投与を行い、高血圧や降圧剤が嚢胞悪化に与える影響を明らかにし、そこから嚢胞増悪の機序を解明、今後の治療法の解明を目指す。また、15O-water PETを用いて高血圧発症前のごく早期のADPKD患者における血管内皮機能を測定し、血圧上昇の機序を明らかにし、今後の治療に結びつけることである。Pkd1lox/lox:MX1-Creマウスの腎に対する降圧剤投与実験では、Vehicle群、Amlodipine群、Olmesartan群には有意差を認めなかったが、Aliskiren群で明らかに嚢胞形成が抑制されていたため、その機序の解析を行った。全身RAS系の解析のために血漿レニン活性,及び血漿アルドステロン濃度を測定したが、各群で有意差を認めなかった。腎内RAS系の解析として尿中アンジオテンシノーゲン(AGT)排泄を測定しところnon-cystic群に比較しcystic群で尿中AGTが増加していた。薬物投与群で確認したところ、Vehicle群、Amlodipine群、Olmesartan群には有意差を認めなかったが、Aliskiren群のみで明らかに尿中AGTが低下していた。これらの結果から嚢胞形成促進には腎内RAS系の活性化が関与しており、Aliskirenによって腎内RAS系を抑制する事が、嚢胞抑制に繋がったと考えられる。本研究は、計画通りにマウスを用いた研究、患者さんに対する研究の両者ともすすんでいる。マウスの研究に関してはさらなる嚢胞抑制抑制のメカニズム解析に移っており、血管内皮機能の測定に関しては、様々なパラメーターのデータを得ることができたため、現在データ解析を行うところまで来ており、まとまり次第論文作成にとりかかりたい。常染色体優性多発性嚢胞腎(ADPKD)は遺伝性腎疾患で最も頻度が多く加齢とともに腎不全に至る疾患であり、多くに高血圧を合併するが、その機序は不明である。ADPKDモデルマウスであるPkd1コンディショナルノックアウトマウスに対してカルシウム拮抗剤、レニン・アンギオテンシン系(RAS系)阻害剤などの降圧剤投与を行い、高血圧や降圧剤が嚢胞悪化に与える影響を明らかにし、そこから嚢胞増悪の機序を解明、今後の治療法の解明を目指す。また、15O-water PETを用いて高血圧発症前のごく早期のADPKD患者における血管内皮機能を測定し、血圧上昇の機序を明らかにし、今後の治療に結びつける事を目的として本研究を行った。マウスを用いた研究では、直接的レニン阻害薬(DRI)を投与した群で明らかに嚢胞形成が抑制され、腎の線維化も抑制できた。一方でangiotensin receptor blocker(ARB)投与では、腎の線維化は抑制できたものの、嚢胞抑制には至らなかった。これはDRIが腎内RAS系を抑制し、嚢胞を抑制した結果であることが明らかとなった。また、15O-water PETを用いて高血圧発症前のごく早期のADPKD患者における血管内皮機能を測定した結果、通常、ヒトでは血管内皮機能障害が起こることで、血圧上昇するとされているが、ADPKD患者では、血管内皮機能に先行し、まず血管平滑筋機能が低下することが明らかとなった。

今回の結果から、腎内RAS系がADPKDの病態進展に関与し、それを抑制する治療を行うことで、嚢胞進行を抑制することができる可能性が明らかとなった。また、15O-water PETを用いて高血圧発症前のごく早期のADPKD患者における血管内皮機能を測定し、ADPKDでは血管内皮の障害より先に血管平滑筋の障害が起こることにより、高血圧が発症することを明らかにした。降圧剤投与実験に必要なマウスはすべてそろい、浸透圧ミニポンプでの降圧剤投与の手技も安定して行え、Ariskiren群、Olmesartan群、Vehicle群、Amlodipin群の各群にわけた、降圧剤の初回の投与は終了した。腎臓・肝臓を摘出も完了し、今年度の目標である組織学的変化の検討を終えた。今後は得られた材料を用いて嚢胞形成抑制の機序について検討を行っていく。15O-water PETを用いた血管内皮機能の測定についても健常人、多発性嚢胞腎の患者とも順調にエントリーがすすんでおり、検討をすすめている。Pkd1lox/lox:MX1-Creマウスを用いた研究に関しては、引き続き免疫組織学的、あるいはウエスタンブロッティングなどを用いて嚢胞形成機序や嚢胞抑制の機序を解析する。また、V-ATPase阻害剤の投与実験も開始しており、V-ATPase阻害剤によって嚢胞形成が抑制されるか、またその機序についても解析を行う。15O-water PETを用いた血管内皮機能の解析については、データを解析し、平成28年度内に論文掲載を目指す予定である。腎臓内科学ADPKDモデルマウスに対する降圧剤投与実験に関しては、得られた肝臓および腎臓のサンプルを用いて、ウエスタンブロッティングやRT-PCRなどの手法によって、嚢胞形成抑制機序や線維化抑制機序の解析を行う。検討する内容としてはADPKDで言われている増殖やアポトーシスに関与する経路、cAMPによる経路などを考えている。腎内RAS系の検討を行うためにCCB、ARB,DRI、Vehicle群のそれぞれのマウスの尿や血液を採取して、尿中アンジオテンシノーゲンなどの腎内RASに関与するマーカーの検討を行う。また、屠殺直前に,血漿レニン活性,及び血漿アルドステロン濃度を測定し、全身のRAS系の解析も行う。組織を用いて局所のRAS系の亢進がないかの検討をレニンやアンジオテンシノーゲンなどの免疫を行っていすすめる。15O-water PETを用いた血管内皮機能の測定の実験に関しては、まずは得られた患者背景、腎機能、脂質、尿蛋白、血管内皮障害のマーカー、尿中アルブミン/クレアチニン比などの項目について、データ解析をすすめる。また、心筋血流量(MBF)、寒冷昇圧試(CPT)、ATP負荷時のMBFを測定して血管内皮機能だけではなく、血管平滑筋機能をみることで、ADPKD群を高血圧患者の高血圧発症がどのようにおこってくるかを検討する予定である。
被疑者取調べを含む捜査手法の適正化

1.具体的内容平成26年度は,博士論文の執筆を中心に,アメリカ及び韓国における被疑者取調べの憲法的規制原理について研究を進めた。アメリカについては,Miranda判決の前後で,取調べ規制がどのように変容したかを概観した。そして,Miranda判決以前では,取調べの事後規制である自白法則が重要な役割を果たしたこと,権利論の観点に基づく事前規制が充分に展開されていなかったことを確認した。また,Miranda判決では,自己負罪拒否特権に着目した事前規制が設けられたことを示した。さらに,Miranda判決以後,Miranda法理を縮小したり,その例外を認める諸判例が示されたこと,他方で2000年のDickerson判決によってMiranda法理の憲法的地位が再確認されたことを整理した。続いて,韓国について,これまでの拙稿に加筆する形で検討を加えた。その過程で,日本による植民地統治期以前に遡り,刑訴法及び被疑者取調べの史的展開を明らかにした。また,日本と同様に「調書裁判」や「検察官司法」が問題視されてきたことを指摘した。そして,これらを打開するために,権利論・政策論の双方から取調べを規制する動きがみられること,基本権に関する考え方の変化や憲法裁判所の設立・活用によって権利論に基づく取調べ規制が機能していることを示した。2.意義・重要性これまでの刑訴法研究でも,アメリカを比較対象とする研究は数多く行われてきた。他方で,韓国を比較対象とする研究は充分とはいえない状況にあった。このような中,本研究は,アメリカにおけるMiranda法理が日韓に与えた影響の比較を通じて,日本における被疑者取調べの憲法的規制を提案するものである。三カ国を比較することにより,より一層立体的に検討することを試みている。その成果は,博士論文として2015年度に提出・公表予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,日韓の被疑者取調べにおけるアメリカ法の継受と変容に関するものである。2013年度の主たる研究状況は,下記の通りである。(1)被疑者取調べの録音・録画(いわゆる可視化)の目的や意義・限界等を明らかにすべく,先行研究が少ない「録音・録画記録媒体の証拠法的取扱い」について検討した。具体的には,日本における議論状況及び裁判例を整理した上で,韓国における議論や裁判例及び心理学の知見を踏まえた検討を行い,取調べ録音・録画は極めて重要かつ必要不可欠ではあるものの,必要以上にこれを過大評価してはならないこと等を指摘した(安部祥太「被疑者取調べの録音・録画と記録媒体の証拠法的取扱い」青山ローフォーラム3巻1号(2014年5月発刊予定)印刷中・掲載頁未定)。また,平成23年度科研費補助金(新学術領域)「法と人間科学」可視化の制度構築と裁判員裁判班(指宿信・成城大学教授)の後援を受けた「被疑者取調べ録画研究会」第14回研究会(2013年12月6日,於・京都弁護士会)で招待講師を務め,上記テーマを含む韓国の被疑者取調べ事情について報告を行った。(2)法制審特別部会で被害者保護の一つとして議論されている,被害者供述を録音・録画した記録媒体の使用方法について,韓国憲法裁判所決定を紹介するとともに,日本の議論との関係を解説した(安部祥太「性犯罪被害児童等の公判廷供述に代えて捜査段階供述を録音・録画した記録媒体を『信頼関係にある者』の証言により証拠採用することを認めた児童等性保護法と『公正な裁判を受ける権利』」青山ローフォーラム3巻1号(2014年5月発刊予定)印刷中・掲載頁未定)。(3)本研究の主たるテーマと密接に関連する,日韓の被疑者取調べにおけるアメリカ法の継受と変容に関する研究状況等は,後述する「現在までの達成度」及び「今後の研究の推進方策」の通りである。

他方で,韓国を比較対象とする研究は充分とはいえない状況にあった。このような中,本研究は,アメリカにおけるMiranda法理が日韓に与えた影響の比較を通じて,日本における被疑者取調べの憲法的規制を提案するものである。三カ国を比較することにより,より一層立体的に検討することを試みている。その成果は,博士論文として2015年度に提出・公表予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。2013年度は,主に録音・録画記録媒体の刑事証拠法上の取扱いについて,心理学等の知見を踏まえて検討し,その結果,録音・録画制度の意義・位置づけ及び限界を展望する等,制度設計等に資する研究を行うことができた。また,夏季に科研費補助金で韓国・高麗大を訪れ,日本では収集が極めて困難な韓国刑事訴訟法に関する論文・書籍等を入手することができた。他方で,被疑者取調べの研究を行う上でより根本的な問題である黙秘権・弁護権等の理論的検討は,必ずしも充分ではなかった。また,アメリカ法の影響等に関する検討は,発表に耐え得る水準まで高めることができなかった。以上のことから,現在までの達成度は,「当初の計画以上」であるとは言い難いものの, 2おおむね順調に進展していると言って良い状況であると思われる。2014年度は,日韓両国の被疑者取調べにおけるアメリカ法の影響について検討する予定である。被疑者取調べにおけるアメリカ法の影響は,「事前規制」としての権利保障・各施策の実施と,「事後規制」としての自白法則に分類することができる。これらについて,先行研究を踏まえ,アメリカにおけるMiranda判決前後の取調べ規制原理を整理する。その上で,日韓両国におけるその受容と変容の差異及びその理由を明らかにするために, Miranda判決が示された1966年を境として,日韓両国の取調べ規制原理がどのように変化したか(変化しなかったか)を比較する。これにより,アメリカにおける憲法的刑事訴訟観に基づいた被疑者取調べの憲法的規制について展望する。また,日米韓三国の憲法は,いずれも,黙秘権や弁護人の援助を受ける権利等,被疑者の諸権利を充分に保障することを要求していることから,各権利の具体的な意義や原理等についても比較研究を行う予定である。
糖分子とリビングラジカル重合法を用いた多分岐ポリマーの合成と機能評価

1)マルトオリゴ糖を開始末端に有するポリスチレンを、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)を用いたリビングラジカル重合により精密合成し、それらがポリスチレンの良溶媒中で、ポリスチレンをアーム、オリゴ糖をコアとする逆ミセル状の高分子集合体を形成すること、さらに、末端に導入するオリゴ糖の種類やポリスチレンの重合度を制御することにより、高分子集合体の分子量や会合数を微調整できることを見出した。すなわち、親疎水性の相分離構造をナノスケールで操作することが可能であるので、血液接触材料表面の抗血栓性コーティング剤としての応用が期待できる。2)アーム先端やコア内部など特定の部位を糖で修飾したスターポリマーや、および糖が結合したポリスチレンマイクロゲルなどの「糖修飾分岐ポリマー」を、TEMPOを用いたリビングラジカル重合により新規に合成し、生成ポリマーの構造から予測される性質に基づいた機能設計を行った。例えば、スターポリマーのアーム先端やコア内部などの特定部位に分子補足能を付与することに成功した。また、糖修飾ポリスチレンマイクロゲルの内部にフラーレンを取り込ませることが可能であることを見出した。マイクロゲルはレオロジーコントロール剤に用いられ、フィルム形成能に優れた素材である。したがって、フラーレンを内包したマイクロゲルの水溶液をキャストすることにより、多糖類をはじめ様々な親水性物質をベースとする材料の表面に、接着や加工性の乏しいフラーレンをコーティングすることができる。以上について誌上発表を行った。1)2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)を用いたリビングラジカル重合系を用いて、グルコースやマルトヘキサオースなどの糖分子を有するビニルモノマーとジビニルベンゼンの共重合を行った。生成物の構造を排除体積クロマトグラフィー(SEC)、1H NMRスペクトル、動的光散乱(DLS)、静的光散乱(SLS)および比旋光度測定なとにより調べた。その結果、本反応により糖分子が化学結合したマイクロゲルが得られることがわかった。このマイクロゲルは1,4-ジオキサン含有水溶液中で安定に存在し(沈殿を生じず)、またその水溶液中においてフラーレンなどの疎水性化合物を内包する機能を示した。2)グルコースやシクロデキストリンなどの糖分子を有するリビングラジカル重合開始剤を合成した。次にそれらを用いてスチレンの重合を行い、開始末端に糖分子を有するリビングポリマーを合成した。さらに得られたリビングポリマーの架橋反応を、架橋剤にジビニルベンゼン、溶媒にキシレンを用いて、138°C、20時間行った。生成物の構造をSEC、^1H NMRスペクトル、DLS、SLSおよび比旋光度測定などにより調べた。その結果、生成物は外殻に糖分子を有する星型ポリスチレンであった。また、糖分子を外殻ではなくコア内部に有する星型ポリスチレンも、糖分子を有するリビングラジカル重合開始剤を用いることによって簡便に合成することも可能であった。またこれらの星型ポリスチレンの親水部、すなわち外殻あるいはコア内部に親水性分子であるローズベンガルを補足させることが可能なことを明らかにした。安定ニトロキシド中間体法(NMP法)および原子移動ラジカル重合法(ATRP法)を用いたAB_<20>型ヘテロアームスターポリマーの合成について検討した。まずNMPを用いたスチレンの重合によりβ-シクロデキストリンを末端に有するポリスチレンを合成した。β-シクロデキストリンの水酸基を2-ブロモイソ酪酸無水物によってエステル化し、ATRPの多官能性マクロマー(マクロマー:高分子開始剤)に変換した。この多官能性マクロマーを開始剤とするメタクリル酸メチル(MMA)のATRPを、金属触媒に臭化銅、配位子に1,1,4,7,10,10-ヘキサメチルトリエチレンテトラミンを用いて行った。MMAの重合は均一系で進行し、トルエンやアセトンに可溶の生成物を得た。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用いた解析から、生成物の分子量は重合時間やモノマー濃度、および開始剤比を変化させることにより制御可能であった。^1HNMR測定から生成物はスチレンとMMAの共重合体であることを確認した。静的光散乱(SLS)を用いて生成物の絶対分子量(M_<w, SLS>)を測定した。生成物をテトラヒドロフラン中、ナトリウムメトキシドで処理し分岐鎖に分解した。分岐鎖の分子量(M_<w, am>)とβ-シクロデキストリンを末端に有するポリスチレンの分子量から計算した生成物の分子量(M剛)を計算したこの値はM_<w, SLS>とよく一致した。以上から生成物はβ-シクロデキストリンを分岐点とするAB_<20>型ヘテロアームスターポリマーであり、その分岐鎖数は21であることが示された1)マルトオリゴ糖を開始末端に有するポリスチレンを、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)を用いたリビングラジカル重合により精密合成し、それらがポリスチレンの良溶媒中で、ポリスチレンをアーム、オリゴ糖をコアとする逆ミセル状の高分子集合体を形成すること、さらに、末端に導入するオリゴ糖の種類やポリスチレンの重合度を制御することにより、高分子集合体の分子量や会合数を微調整できることを見出した。

2)アーム先端やコア内部など特定の部位を糖で修飾したスターポリマーや、および糖が結合したポリスチレンマイクロゲルなどの「糖修飾分岐ポリマー」を、TEMPOを用いたリビングラジカル重合により新規に合成し、生成ポリマーの構造から予測される性質に基づいた機能設計を行った。例えば、スターポリマーのアーム先端やコア内部などの特定部位に分子補足能を付与することに成功した。また、糖修飾ポリスチレンマイクロゲルの内部にフラーレンを取り込ませることが可能であることを見出した。マイクロゲルはレオロジーコントロール剤に用いられ、フィルム形成能に優れた素材である。したがって、フラーレンを内包したマイクロゲルの水溶液をキャストすることにより、多糖類をはじめ様々な親水性物質をベースとする材料の表面に、接着や加工性の乏しいフラーレンをコーティングすることができる。以上について誌上発表を行った。
自治体・農家・植物園の協働による生薬原料植物の実用栽培試験

ホソバオケラとムラサキの委託試験栽培を高知県下の農家と協力して実施した。ホソバオケラの栽培については、これまでの植物園内の圃場等での栽培試験の結果から、「植え付けから芽出し」「白絹病が発生する梅雨時期」および「地上部が枯れた後の秋雨の時期」の3つの期間に発生する根腐りをどう防ぐかがポイントであることが明らかになってきた。そこで、高知県の協力を得て北川村と安田町の水田転換畑において、植付け時期、深さの検討と白絹病の発生を抑えることを念頭に委託栽培を行った。植え付け時期に関しては、従来の1011月から気温が下がる12月1月へ変更、植え付け深さに関しては510cmから3cmに変更、白絹病に関しては、地温を下げる白マルチの使用、畦が乾き易くなるように、畦幅を狭くして2→1条植えへの変更を行った。その結果、芽出しに関しては、28年度に50%程度だったものが、北川村では98.8%に改善して、梅雨までは良好な生育を示した。しかし、白絹病に関しては、白マルチや1条植えの効果はなく、大半の株を失った。安田町においても、芽出しは98.6%と良い結果を示した。安田町の植付けは北川村より約1年遅く、平成30年1月であるため、白絹病対策には、北川村の結果を受けて、以下の方法を試行中である。まず、植え付け前に昨年の植物残渣を分解するため、微生物資材を投入して、1か月間塩化ビニルをかけて処理した。5、6月にかけては、白絹病に対する拮抗菌を散布する予定である。また、白絹病菌は深さ5cm程度で増殖する菌群であるため、ホソバオケラの根の張りが充分であれば、根茎を半分程度、地表に出してしまうことも検討している。病気の発生なく地上部を秋まで残すことができれば、秋雨の影響も軽減できるものと考えている。本委託栽培は現在も遂行中であり、今秋の堀上後に全体的な評価を行う予定である。ムラサキの委託栽培については、土佐清水市の農家団体に発芽苗を提供し、試験栽培を実施していただいている。
中国における「専門職学位」プログラムの卒業者の社会的評価に関する実証分析

この研究はMBA、法律修士、教育修士を焦点に、中国の「専門職学位」プログラムの卒業者が学位を取得することによって昇進・転職・仕事の内容の調整・年収増などの職業的変化をもたらし、特にMBA取得者は顕著であることを明らかにした。その上でスペシャリストを重視し、職業的流動性を認めるような社会組織の人事評価制度と人々のキャリア意識は卒業者の社会的評価にプラスに働き、また教育内容・方法などの専門職学位プログラムの開発の後れは卒業者の評価にも影響を与えた分析結果を示した。本研究は中国の大学院における「専門職学位」プログラム、とりわけ近年入学者数の伸び率の大きいマネジメント、法律、教育などの専門分野を中心に、その卒業生の社会的評価の実態を明らかにすることが主な目的である。具体的には三つの地域を対象に卒業生に対するアンケートとインタビュー調査を行い、「専門職学位」課程の卒業生は職場でどのように評価されているのか、またその社会的評価はどのように生まれたのかについて、社会的・文化的背景、また産業構造や職場の人事管理制度・慣行、さらに人々のキャリア意識に分けて、原因分析を行う。今年度は、本研究の分析枠組みを検討するために先行研究を整理し、また調査協力大学の選定のために数回にわたって、中国の大学に訪問・依頼を行ったと同時に、MBA、法律、教育の専門分野の「専門職学位」課程について、各機関の発展状況やプログラムの変化や課程の拡大プロセスを把握し、入学生・卒業生の状況も調べた。機関訪問で明らかになったことは、卒業生の職業的見通しやキャリア形成のあり方が彼らの職業意識と期待の大きさに大きく影響しているようだ。例えばMBAコースの卒業者は現在、就職難の状況にあることを意識し、給料などの面で高望みをしなければ、それなりの専門職につく、あるいは転職することができた。他方、法律コースの卒業生は職場の立地条件を重視するため、地域にこだわるあまり、専門性を生かす職業に就けないケースが多いということを伺った。すなわち、職業キャリアに対する考え方やその位置付けの違い、そして職業に対してのプロフェショナル自覚の有無は卒業生のキャリア形成を左右しているようだ。卒業生に対する本格的な調査は来年度になるが、社会的評価を検討する際に中国の「専門職学位」課程の卒業者のキャリア意識がかなり重要になってくるということを考え、関連する項目の設定や分析を行っていく予定である。本研究の目的は中国の大学院における「専門職学位」プログラムの卒業生の社会的評価の実態を明らかにすることであるため、今年度は特に近年入学者数の伸びの大きいマネジメント、法律、教育などの専門分野を中心に、卒業者に対するアンケート調査を実施しました。大連、北京、上海と広州という四つの地域で選定された大学に依頼して、700部のアンケート質問紙を配布し、約387部の調査票を回収し、その調査結果の分析を進めている。今年度は主にMBAを中心にデータ分析を行い、中国のMBA卒業者の社会的評価はかなり高いであることがわかった。中国のMBA卒業者の社会的評価の特徴として以下の点は上げられる。まず職場委託養成の卒業者が職場での地位上昇は顕著であり、早い時期に昇格したものはより多い。また、パートタイムより、フルタイムの卒業者が転職した者は多く、転職によってキャリア形成を果たしていることがわかる。さらに、MBA卒業者個人の収入アップが顕著に見られ、「専門職学位」の取得はより大きな経済効果をもたらしたことが確認できた。このようなMBA卒業者の実態に合わせ、彼ら自身にも取得した学位は就職、転職、昇進の際に高く評価されていることを認識している。しかし、パートタイムよりフルタイムの卒業者の方がより高く評価していることは明らかとなった。このような社会的な評価に影響する要因を(1)キャリア形成における実際の達成度、(2)労働市場の需要、(3)組織の職能開発とキャリア形成の慣行、(4)卒業者に対する評価の一般的イメージ・ブランド効果の四つの角度から検討し、23年度5月の日本高等教育学会で成果を発表することに至った。本研究の目的は中国の大学院における「専門職学位」プログラムの卒業生の社会的評価の実態を明らかにすることである。昨年度のMBAを中心にアンケート調査のデータ分析を行なった上で、今年度は法律修士と教育修士のデータ会析も加え、比較研究を進めてきた。その結果として、進学してから昇進した者、転職した者、そして年収が増加した者の比率において、いずれもMBAの方が高い。また、年収増の要因に関する重回帰分析の結果、勤務年数、年齢と有意な相関を持たず、昇進、転職と有意な相関をもっている。そこから中国組織の人事制度の特徴が伺える。また、卒業者本人から見た「専門職学位」の社会的評佃について、三つの専攻を比較分析した結果、MBA取得者は極めて高いのに対して、法律修士が相対的に低く、教育修士の場合では二極化となっている。このような異なる社会的評価を生んだ要因として、まず(1)専門職学位課程を設置する段階での構想・設計のプロセスをしっかり踏んでいるかどうかがあげられる。

設立当初に明確なモデルを有し、実験を積んだことがMBAの高い評価につながっていると考えられるが、法律修士の場合は専門職労働市場に関する分析や熟議がかけている状況の中でスタートしたことが教員や学生のモチベーションに影響を与え、高い評価を得られなかったと推測できよう。また、(2)教育内容や方法が専門職の人材養成に対応しているかどうかも重要である。例え法律修士は非法律専攻の大卒を対象に複合的人材の育成を掲げられているが、その目的に適応するカリキュラムとはいい難い状態であること、また教育修士は教育経験を有する者と有しない者に類似するカリキュラムの提供から生じた評価の差からもこの問題を示している。さらに、調査結果から卒業者が今後転職の予定をもっている者が多くみられ、転職予定の有無は「職業的評価」と負の相関、「転職経験の有無」と正の相関をもっていることが明らかとなった。そこから転職した者はさらに転職を希望し、持続的な上昇志向が強いという特徴が伺え、人事評価や社会文化がキャリア志向に左右しているといえよう。
老人オムツ材料の研究

予定通り実験が進み、初期の目標は達成された。研究成果を列挙する。1)弱電解質/弱電解質型コンプレックスこのコンプレックスは架橋密度・電荷密度が低く、しかも均一な無定形状態である。乾燥状態ではガラス状であり、吸水によりゴム状になる。吸着型と溶解型が組み合わさった吸水挙動を示す。また水分率の高い状態では、吸収された水はクラスターを形成している。2)弱電解質/強電解質型コンプレックス成分高分子の片方を強電解質に変えた場合、架橋密度はそれ程増加しないが電荷密度は約10倍になる。乾燥時ガラス状態、吸水によりゴム状態というモルホロジー変化は(1)と同様である。吸水能力は飛躍的に増大する。また高吸水状態でも、水分子は網目構造の中に均一に分散されている。3)強電解質/強電解質型コンプレックスこのコンプレックスのモルホロジーは(1)(2)とは全く異なる。架橋密度・電荷密度共に高い。吸水挙動は網目構造への溶解型で、吸水に伴う高分子鎖の再配置現象は起こらない。吸水能力は(1)(2)より高い。吸水された水はイオン基による構造破壊を受けクラスターは形成されない。4)生理食塩水に対する吸収性生理食塩水の吸収能力は、純水の吸収能力と比例関係にある。この物質の場合、純水に対する吸収能力を高めさえすれば尿に対する高吸収性の問題を解決できる。(1)-(3)の実験を通して、高吸水性をもたせるためには電荷密度が高く、架橋密度が低いという条件が必要であることがわかった。研究成果を列挙する。1)吸湿性...予定通り実験が進み有益な知見が得られた。(i)ポリアクリル酸-ポリ4-ビニルピリジン系コンプレックスについて微分収着実験から、このコンプレックス-水系の吸湿挙動は無定形高分子-有機溶媒系のそれと同じである。30°Cの実験で水を0.065g/g吸収することによりガラス状からゴム状に転移する。この実験で観察された2段階型の曲線は、2段階型の吸収メカニズムの条件を全て満たしている。第2段階に対する特性時間の濃度依存性も無定形高分子であることを示す。水分率0.065g/g以上で、コンプレックスはゴム状であるが、その時観察されるFick型曲線はフィルムの厚みの効果を示し真のFick型ではない。またコンプレックスは収着ヒステリシスを示す。これはカルボキシル基-ピリジン環の架橋によるものである。既存の吸湿性高分子より幾分高い吸湿能力をもつ。水分率の高いところでは、吸収された水分子はクラスターを形成している。吸湿によりカルボキシル基-ピリジン環の架橋は切断されない。ということなどがわかった。(ii)ポリアクリル酸-ポリ4-ビニルN-エチルピリジニウム系コンプレックスについて積分収着実験が進行中である。2)生理食塩水吸収能力...細管式等速電気泳動分析装置(島津IP-2A)を用いて、分析の最適条件を検討中である。60年度の実験では初期の目標は達成された。現在進行中の実験については昭和61年度に結論を得る予定である。
動的ナノ界面を識別するダイナミック抗体の創出：分子が躍動するバイオMEMS

微小化学分析システムを組み入れたバイオMEMSは、細胞内の連鎖化学反応や蛋白質間相互作用によるシグナル伝達を模倣できる微小実験プラットフォームとして期待できる。しかし、そのためには、細胞内での蛋白質の局在化と移動挙動を模倣するために、複数種の蛋白質をマイクロ流路の適切な位置へ各々配置し、かつ、蛋白質を自在にキャッチ&リリースする仕組みが必要である。そこで本研究では、有機・無機材料に特異的に結合するペプチドや抗体に外的環境変化によって可逆的脱着できる機能を付加することによって、外的環境変化によってバイオ分子を繰り返しキャッチ&リリースできる方法を開発した。本研究では、抗体の分子認識場を、電気・光・熱の物理的刺激によって界面構造が変化する「動的な」有機・無機材料表面まで拡張し、その構造変化によって親和性が応答するダイナミック抗体の取得を行う。そして、外的信号によってバイオ分子を繰り返しキャッチ&リリースできる動的躍動なバイオMEMSを提案する。そのために、本年度では、まず、外部信号で表面構造を変化できるマイクロ流路バイオMEMSの作製へ向けて、電気・光・熱応答性有機膜を組み入れた基板表面の作成を行った。そして、その基板を用いて、動的ナノ界面特異的なラクダ抗体分子の取得を試みた。取得の方法は、ファージウィルスを用いた抗体の人工選択操作(ファージ提示法)を用いた。材料特異的に結合するラクダ抗体を取得するためには、まずラクダ抗体の結合機能ドメインに移植するペプチドを同定する必要がある。そのために、まず、配列だけでなくペプチド長も変化(515残基)させたペプチドライブラリーを提示したファージ集団を調製した。その結果、10の9乗程度の規模を持つライブラリーを作製することに成功した。そして、熱応答性有機膜を対象としてペプチドの選択を行ったところ、有機膜の均一性がペプチドの選択に影響することが分かった。。そこで、薄膜成分を検討すると共にスピンコート条件も合わせて検討することによって、従来のものよりも均一性の高いものを取得することに成功した。また、電場の違いによって表面の親水度が変化する無機基板表面でもペプチドの取得を行った。その結果、電場の有無によって取得されるペプチドの疎水度が変化する傾向があることが分かった。本研究では、抗体の分子認識場を、電気・光・熱などの物理的刺激によって界面構造が変化する「動的な」有機・無機材料表面まで拡張し、その構造変化によって親和性が応答するダイナミック抗体の取得を行う。そのために、本年度では、昨年度取得した結合陽性ペプチドから高機能性抗体への進化させるために、ラクダ抗体の結合機能ドメインにあるCDRループの一つ(CDR1)を昨年度取得したペプチド配列に交換し、ペプチドと同程度の結合力を抗体に付与させた。その後、他のCDRループ(CDR3)をランダム化した抗体断片をファージへ提示させ、標的が固定化されている基板を用いて、抗体の生体外選択を行った。その結果、目的標的へ高親和に結合する抗体分子の取得に成功した。次に、取得した抗体を用いて、単純な溶液フロー操作により、複数種の蛋白質を基板上の適切な位置へ各々配置し、かつ、蛋白質を自在にキャッチ&リリースできる手法の開発を試みた。研究代表者が実績を持つ抗体ドメイン融合設計技術を利用して、緑・赤・黄色発光の蛍光蛋白質の末端へ抗体を融合した組換え蛋白質を大腸菌にて調製した。そして、基板上へ展開したところ、蛋白質は自発的に固定化され、さらに、外部刺激や溶液組成の変化によって、蛋白質をキャッチ&リリースさせることに成功した。本研究では、抗体の分子認識場を物理的刺激によって界面構造が変化する「動的な」有機・無機材料表面まで拡張し、その構造変化によって親和性が応答するダイナミック抗体の取得を行う。そして、物理的刺激によってバイオ分子を繰り返しキャッチ&リリースできる動的躍動なバイオMEMSを提案する。そのために本年度では、固相へ結合する機能をもつペプチドやタンパク質を核として、単純な混合操作やフロー操作により蛍光タンパク質や抗体分子を固定化することを試みた。その結果、有機材料と無機材料の両材料面において目的抗体分子を材料表面に活性を保持したまま固定化することに成功した。次に、溶液の組成変化によって固相へ結合しているペプチド・タンパク質の可逆的な固定化と脱離を試みた。その結果、pHの変化では、固相結合ペプチド・タンパク質の可逆的脱着をさせることはできたが、固相結合ペプチド・タンパク質を介して結合させたタンパク質の機能が失活する時があることが分かった。そこで、pHはあまり変化させず溶液のイオン強度を変化させることによって、固相結合ペプチド・タンパク質の可逆的脱着を試みたところ、系に用いているすべてのタンパク質の機能を不可逆的な失活をさせずに固相結合ペプチド・タンパク質の脱着をさせることができた。また、タンパク質の固定化量の可逆性も評価した結果、可逆的操作による脱着を繰り返してもタンパク質の固定化量は変化しないことも分かった。