hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱感受性マイクロカプセルを用いた癌温熱療法用ドラッグデリバリーシステムの開発

作成した徐放剤をtris bufferと共にスピッツにいれ恒温水槽において36度に保ち24時間ごとに1時間の間42度の恒温水槽につけ替えることにより加温を行った。その結果2回目の加温までは加温ごとにシスプラチンの放出がみられたが3回目以降の放出はみられなかった。これは1回目の放出量が多すぎたため、シスプラチンが全量放出されてしまったためであると思われた。そこで融点41度のエマレックスに変更して新たに徐放剤を作成し同様の放出実験を行ったところ、3回目まで良好な放出パターンが得られた。現在はこの組成によるマイクロスフェアーを作成し,溶出試験を行っている。この溶出試験が良好な結果を示せば,動物実験を行う予定である。1ポリ乳酸、ポリグリコール酸のコポリマーとliquid crystallineの比を様々に変えてマイクロスフェアーを作成し、走査型電子顕微鏡で観察したところ、7:3の重量比で作成したマイクロスフェアーが、もっとも良好な形態であることが判明した。2放出量に対するポリ乳酸・ポリグリコール酸コポリマーの分子量、マイクロスフェアーの直径、liquid crystallineの融点が及ぼす影響を検索した。その結果、(1)コポリマーの分子量が大きいほどシスプラチンの放出量は少ない。(2)マイクロスフェアーの直径が大きいほどシスプラチンの放出量は少ない。ことが判明した。3そこでコポリマーの分子量27000、マイクロスフェアーの直径約100ミクロン、liquid crystallineの融点41度のマイクロスフェアーを作成し、緩衝液中でシスプラチンの放出量を測定した。このマイクロスフェアーは、緩衝液の温度を36度から43度に上昇させることにより、約4割増しのシスプラチンを放出することが判明した。緩衝液の温度は36度とし、12時間ごとに30分間43度に温度を上昇させ経時的にシスプラチンの放出量を測定した。緩衝液の温度を上昇させる度にシスプラチンの濃度は急激に上昇し階段状の放出パターンを示した。4臨床で治療効果を上げるには加温時に2倍以上のシスプラチンを放出することが望ましい。今回の研究ではそれにはやや劣るものの、良好な温度感受性が達成できた。今後、liquid crystallineの変更やコポリマーの分子量の変更により感受性を高め、動物実験による評価を行いたいと考える。
柔剛特性を発現するセル状固体の創生

多種多様な環境下に応じて剛性を調整できる構造が存在すれば,従来の枠組にはない機械設計が可能となる.本研究では,異なる荷重条件下で剛性を受動的に切り替える「柔剛特性」という概念を提唱し,その具現化に向けた基礎研究に従事した.具体的には,数値解析によって周期セル状固体の内部剛性が増加すると変形遷移が生じ,剛性が顕著に変化することを明らかにした.そして,低自由度の周期リンク構造においても類似の遷移メカニズムが存在することを証明した.また最適構造化システムの高度化の一環として,積層方向に高い負のポアソン比を維持する3次元直交異方性積層セル構造体を新しく開発した.多種多様な環境下に応じて剛性を自動調整できる構造が存在すれば,従来の枠組にはない機械・構造設計が可能となる.本研究では,可変剛性構造体の基礎研究として,異なる荷重条件下で剛性を受動的に切り替える「柔剛特性」という概念を提唱し,その具現化に注力する.上記の目的に即して,平成25年度は,特殊な接合形態を有するD4不変な2次元可変機構構造を提案し,内部セルの連動回転に伴い当該構造が互いに45度に傾斜した関係にある2パターンの正方セルに変形する機構を数理的に証明した.そして,局所的な押し込みと大域的な押し込みの2種類の圧縮作用によって当該構造が双剛性特性を発現することを明らかにした.次に,提案した平面構造の2.5次元マクロ模型の設計に従事した.具体的には,基本ユニットのサイズを120x120x50(mm)とし,その構成は1組の中心軸穴加工部品と8組の四隅をヒンジ加工した正方形板,そして中心軸穴加工部品と正方形板をヒンジ連結する8組の板状継手とした.そして,9組分の当該基本ユニットを加工し,各端部をヒンジ連結する可変剛性構造体の作製計画を行った.多種多様な環境下に応じて剛性を自動調整できる構造が存在すれば,従来の枠組にはない機械・構造設計が可能となる.本研究では,可変剛性構造体の基礎研究として,異なる荷重条件下で剛性を受動的に切り替える「柔剛特性」という概念を提唱し,その具現化に注力する.上記の目的に即して,平成26年度は提案した2次元可変機構構造の平面模型の設計開発に取り組んだ.当該模型の構成要素をアルミニウムで加工作製したが,組立後の動作において部材間が干渉することが分かった.そのため,設計図面を一度見直し,中心の8配位結合節および正方セルを構成する2位節の加工設計を修正した.加工修正された構造より,局所的な押し込みと大域的な押し込みの2種類の圧縮作用によって当該模型が異なる角度のセル構造(ダイアモンド型構造と正方形型構造)に推移することを確認した.また研究計画調書に記載したとおり,予期せぬ摩擦負荷を防ぐための模型開発支援の構築を目的として,摺動解析モデルの開発に従事した.そして,金属・樹脂など種々の材料に対して構成要素の弾性率と押し込み力から接触面積率と動摩擦係数を導出し,その動摩擦係数に対して系全体の機構動作に必要な駆動力を見積もることに成功した.並行して,マイクロポーラはりを用いた3次元大変形下の非線形有限要素解析へのモデル拡張,および周期セル構造に対応した骨組構造の均質化有限要素法のモデル開発に従事した.これらによって,2次元平面に限定された当該構造を厚さ方向に積層したセル構造に対して3次元はり要素による非線形有限要素解析が可能となり,その解析結果から面外方向に局所的な変形をする負のポアソン比に類似する特殊な形状を明らかにした.【研究実績の概要】で示したとおり,2.5次元マクロ模型の加工組立が完了し,その動作確認は達成した.また,研究計画調書に示したとおり,模型開発支援に向けた最適構造化システムの開発(摺動解析モデルの開発,および均質化有限要素法による3次元大変形解析モデルの開発)は着実に成果が出始めており,特異な面外変形を誘起する新規積層構造体などを明らかにしている.しかしながら,双剛性特性を発現するセル構造体の3次元化に関しては大きな研究成果を得ていないため,総合的には「やや遅れている」と判断する.一方で,工学分野とは異なる国際会議(Symposium on Computational Geometry (SoCG2014))のワークショップにて招待講演を行った.このような分野横断的な交流によって本研究に関するより大きな視野を得ることができたことは本研究の発展性という観点から評価できる.多種多様な環境下に応じて剛性を自動調整できる構造が存在すれば,従来の枠組にはない機械・構造設計が可能となる.本研究では,可変剛性構造体の基礎研究として,異なる荷重条件下で剛性を受動的に切り替える「柔剛特性」という概念を提唱し,その具現化に注力する.上記の目的に即して平成27年度では,有限サイズのセル構造によって示されていた柔剛特性の変形メカニズムが,周期セル構造においても同様に生じることを数値解析によって明らかにした.具体的には,隣接する8回回転対称のセル間に線形バネを内挿し,その線形バネの剛性を変化させることで,ダイアモンド型の変形パターンから正方形型の変形パターンに推移することを示した.さらに,連続体はり要素で構成された正方セルを回転バネを内挿した4リンク機構に置き換えても同様に柔剛特性を示す変形メカニズムが発現することを数値解析によって明らかにし,数理モデルによる変形分岐点の厳密解を導出する動機を獲得した.

本研究成果は微視的周期構造をもつメタマテリアルが柔剛特性を示すことを可能とする知見であり,また2次元セル構造を3次元に拡張する上での有用な情報になると考える.本年度は上記の研究に並行して,正方セル部を4リンク機構に置き換えた2次元可変機構模型の拡張を行い,外部荷重の境界条件に依存して変形パターンが推移することを計測した.また,模型開発支援に向けた最適構造化システムの高度化(摺動解析モデルおよび均質化有限要素法の開発,はりの3次元弾塑性モデルの提案,3Dプリンタによって造形したABS樹脂試験片による弾性率および破壊靭性評価)を達成した.【研究実績の概要】で示したとおり,周期セル構造においても双剛性特性を示すことを明らかにし,さらに正方セルを4リンク機構に置き換えた機構システムにおいても同様の変形メカニズムが発現することを見出した.本研究結果は,柔剛特性を有する構造の3次元化を可能とする有用な知見である.しかし,具体的な3次元の幾何学的構造を提案する段階には至っておらず,研究計画調書と比較して進捗状況はやや遅れていると判断する.また,実機製作においては,正方セルを4リンク機構に置換したより再現性の高いシステムが構築できた.本課題では,異なる荷重条件下で剛性を受動的に切り替える「柔剛特性」を有するセル構造体の研究に従事した.最終年度にあたる平成28年度の研究実績を以下に記す.本年度は2つの角度状態変数によって定式化された2自由度系bar-and-jointモデルを考案した.そして,ポテンシャルエネルギーの停留条件から内部剛性変数(内挿ばね定数)を消去して導かれるg関数を定義し,その超平面の振る舞いを調査した.その結果,鞍点をもつg関数曲面の変動によって角度状態変数が遷移することを明らかにした.次に,弱い非線形項を用いて近似した簡易モデルが類似の遷移メカニズムをもつことを示し,その遷移点の厳密解を導出した.さらに,遷移状態のおける2つの角度状態変数の主平衡経路と2次平衡経路が1次曲線になることを証明し,それらと対応付けられる無次元化荷重-変位曲線を導出した.最後に系のポテンシャルエネルギーのヘッセ行列から系の安定性を分類した.以上より,これまで数値解析解でしか議論できなかった柔剛特性の遷移メカニズムに対して数学的考察を与えることに成功した.
膵管上皮細胞の上皮間様相互作用における遺伝子変化

(1)HPDEにKras変異を導入したHPDE-Kras^<G12V>と人膵星細胞を各々共培養し、共培養によって変化する遺伝子群をmicroarrayの手法を用い、その変化を調べている。(2)同様にその変化をmiRNAについてもmiRNA microarrayの手法を用いて調べる予定である。3.慢性膵炎および膵癌症例の組織におけるK-ras変異の検討(1)HPDEにKras変異を導入したHPDE-Kras^<G12V>と人膵星細胞を各々共培養し、共培養によって変化する遺伝子群をmicroarrayの手法を用い、その変化を調べている。3.慢性膵炎および膵癌症例の組織におけるK-ras変異の検討4.K-ras変異を導入したHPDEとPSCのin vivoにおける腫瘍形成能の検討
閉じ込めポテンシャル中の1次元量子系の物性

今年度は前年度に引き続き、時間反転対称な2次元量子スピン系におけるトポロジカル相の研究を行った。トポロジカル相は従来の自発的な対称性の破れとな異なる、ギャップの開いた新しい物質相である。トポロジカル相の中でも、時間反転対称性などの離散対称性を課すことによって実現するものは、「対称性で守られたトポロジカル相」(SPT相)とよばれ、量子スピンホール系や時間反転対称なp波超伝導体などが例として知られていた。本研究で導入した模型は、量子スピン系においてSPT相を実現する模型であり、量子スピンホール系などと同じZ_2のトポロジカル不変量で特徴づけられるということを調べた。トポロジカル相の重要な性質のひとつとして、物質の端に安定な束縛状態が形成されることが知られている。本研究ではこの端状態の存在を数値的、解析的手法によって調べることで、模型の基底状態の相図を求めた。さらに時間反転対称なトポロジカル相を決定するもう一つの手法として、ギャップの閉じた相と開いた相の両方にあらわれる平坦バンド使った議論を行った。平坦バンドは1次元のwinding numberによって特徴づけられ、それらが断熱的に変形する際に時間反転対称性から来るクラマース対が守られることから、平坦バンドの出現の仕方とトポロジカル相を関係づけることができる。これらの議論は時間反転対称なトポロジカル相を様々な見方からとらえる手段を与えたことになる。本研究ではさらに、同様の模型を1次元でも構成し、トポロジカル相を実現することを確認した。低次元系における物性として、本研究では量子スピン系のトポロジカル相に着目し、量子スピンホール系などで実現されているZ_2不変量とよばれる新たなトポロジカル不変量で特徴づけられる量子スピン模型を構成することができたため。量子スピン系のトポロジカル相の研究として本研究では自由フェルミオン系に等価な模型を考えたが、一般的には本質的に相互作用多体系であるような量子スピン系においてのトポロジカル相の研究が必要となるだろう。これらの研究を本研究の延長として行うためには、平均場などの近似手法によって自由フェルミオン模型に変換するなどの方法が考えられる。本年度は、キタエフ模型と呼ばれる2次元量子スピン模型の拡張についての研究を行った。キタエフ模型はスピン模型であるが、変換によって自由フェルミオン模型に書き換えることができるため、厳密に解くことができかつ近年盛んに研究されているトポロジカル絶縁体としての分類が可能である。また、変換された後の自由フェルミオン系ではトポロジカル不変量を計算することができ、このトポロジカル不変量が非自明な値を与える相において励起の統計性などに興味深い性質が現れることが知られている。キタエフ模型自身やこれまでに知られているほかの拡張ではトポロジカル不変量としてZ(整数)で特徴づけられるが、本研究においては二次元において時間反転対称性を保つように模型を拡張することで、これまでになかったZ_2のトポロジカル不変量で特徴づけられるトポロジカル相をもつ量子スピン模型を作った。ここでのキタエフ模型と本研究の拡張との関係は、整数量子ホール系と量子スピンホール系の関係と同じであり、本研究において量子スピンホール系に対応する量子スピン系を作ったことで、時間反転対称性を持つトポロジカルに非自明な2次元量子スピン系の性質を調べるためことができるようになるであろう。本研究の具体的な研究内容としては、まず以前に共同研究者によって3次元ダイヤモンド格子上に拡張されたキタエフ模型を、2次元正方格子状に定義することで時間反転対称性を持ちつつ厳密に解くことのできる模型を作った。この模型を自由マヨラナフェルミオン模型に変換し、量子スピンホール系で定義されたZ_2不変量をもとめた。また、このZ_2不変量の値が端状態の存在を特徴づけていることを確認した。さらに端状態のあるトポロジカル相において端に沿った方向に対するスピン相関関数を求め、その冪が端状態を記述する共形場理論において予測されるものと一致することを確認した。

本研究ではさらに、同様の模型を1次元でも構成し、トポロジカル相を実現することを確認した。低次元系における物性として、本研究では量子スピン系のトポロジカル相に着目し、量子スピンホール系などで実現されているZ_2不変量とよばれる新たなトポロジカル不変量で特徴づけられる量子スピン模型を構成することができたため。量子スピン系のトポロジカル相の研究として本研究では自由フェルミオン系に等価な模型を考えたが、一般的には本質的に相互作用多体系であるような量子スピン系においてのトポロジカル相の研究が必要となるだろう。これらの研究を本研究の延長として行うためには、平均場などの近似手法によって自由フェルミオン模型に変換するなどの方法が考えられる。
小型放射光源からのX線による有機物単結晶の分子配向相転移と機能制御

立命館大学に設置されている超伝導小型放射光源において中波長X線を用いる回折・散乱実験システムおよび吸収分光システムの建設を行った。前者では2結晶モノクロメータにより4keVから8keVのエネルギーの単色X線ビームを得ることができ、有機物単結晶試料によるプリセッシヨン回折図形の撮影によって光子密度が妥当であることを確認した。後者では1keVから4keVのエネルギーの単色ビームを湾曲ミラーにより集光し、さらに高い光子密度が得られるよう調整を行った。回折・散乱実験システムにおいて有機物単結晶の構造相転移の研究を行い、その中で放射光の異常散乱現象を利用する新しい構造研究法、Wavelength Modulated Diffraction法を開発することに成功した。それは次のような内容である。X線の波長が結晶に含まれている原子の吸収端近傍の波長であるときその原子は異常散乱を起こす。上記の方法ではこの事に着目し、結晶のブラッグ反射の強度の波長による変化を測定し、それから得られる「波長勾配」を構造解析の基礎データとする。「波長勾配」を理論的にみれば結晶構造因子の2乗を波長微分したものであり、具体的には次のような形になっている。結晶が対称中心を持つ場合、上の式でB(hkl)がなくなるので事情は単純になり、波長勾配の符号とA(hkl)の符号とに対応関係ができ、比例係数が既知であれば結晶構造因子の位相が決まることになる。この方法は従来から知られている同型置換法などに比べて適用がはるかに容易である。実際にFe原子を含む有機物単結晶に適用し、良い結果を得た。
次世代エコシップにおける環境調和型排熱回収システムに関する研究

平成30年度は,蓄熱材の特性評価を実施した.実験では,真空断熱比熱装置を使用し,平成28年度に開発した計算コードを用いて蓄熱材の温度履歴から固相及び液相時の比熱及びエンタルピーを取得した.さらに,蓄熱材の相変化時における比熱及びエンタルピーから潜熱量を算出するプログラムをMATLABで開発し,種々の蓄熱材の潜熱量を定量化した.本実験結果から得られた蓄熱材の潜熱量は,DSCで計測された文献値と比較し,開発コードで算出した潜熱量が文献値と概ね一致する結果を得た.入熱量が蓄熱材のエンタルピーに及ぼす影響を調べるため,真空断熱比熱装置の出力(電力量)をパラメータとし実験計測を実施した.さらに,相変化蓄熱材に金属粉末を分散させ,温度応答性について検討した.一方,伝熱管の高サブクーリングにおける非定常熱伝達過程を調べるため,垂直円柱発熱体を用いた強制対流熱伝達に関する実験を実施した.水ループ内の液温は,予熱器で温度調整し,高サブクーリングから飽和温度域における非定常熱伝達の実験データを取得した.次に,蓄熱材の潜熱量を考慮した伝熱管外の伝熱流動解析を実施した.伝熱管外を潜熱蓄熱材としてモデル化し,真空断熱比熱装置で計測した潜熱量を解析モデルに実装した数値シミュレーションを実施し,蓄熱材の相変化過程について調べた.一方,伝熱管内についてはサブクール度水による非沸騰から沸騰までの数値シミュレーションを実施し,実験結果と比較した.数値シミュレーションでは,二流体モデルを使用し,境界条件は平成29年度に取得した実験条件を与え,伝熱管内のボイド率を調べた.さらに,数値解析結果を用いて伝熱管内壁面熱伝達を求め,実験結果と比較検討を行った.本解析モデルは,沸騰領域においても熱伝達率を良好に評価していることから,各入熱(熱流束)における管内の温度分布及びボイド率が高精度で予測可能となった.蓄熱材の温度履歴を真空断熱比熱装置により取得し,相変化時のエンタルピーから潜熱量を算出するプログラムを開発できた.潜熱量が定量化されたことで,従来のDSCによる潜熱量評価とは異なった計測・評価手法を確立した.本計測・評価手法を用いることにより,入熱がエンタルピーに及ぼす影響を明らかにすることができた.また,伝熱管における相変化過程をモデル化し,計画通りに数値シミュレーションを実施することができた.さらに,平成29年度に取得した実験結果と比較することで伝熱モデル(二流体モデル)の妥当性についても検討ができた.蓄熱材の高機能化を目的に,試料の作製方法について検討し,真空断熱比熱装置を用いて比熱,エンタルピー及び潜熱量を計測する.蓄熱材の相変化時における金属粉末の分散性を含め蓄熱材の凝集性について不明な点が残るため,試料の作製手順を見直し,金属粉末の封入量について検討する.また,封入量が蓄熱過程に及ぼす影響について実験的に調べる.平成28年度は、蓄熱材の潜熱量評価を念頭に、種々の蓄熱材を用いた断熱比熱測定を実施した。相変化蓄熱材は、物質の状態変化中に発生する潜熱を利用した有機及び無機材料であるが、その潜熱量及び利用できる温度範囲は材料に依存し、温度応答性も蓄熱材により異なる。そのため、蓄熱材の潜熱量及び温度応答性が重要となる。実験では、種々の熱入力を蓄熱材に与えることで、入熱が温度履歴に及ぼす影響について調べ、蓄熱材の比熱に関する温度依存性を明らかにした。蓄熱材の比熱測定では、断熱比熱測定装置を使用し、白金ーロジウム細線の電位をデータロガーで高速サンプリングすることで、相変化時における温度履歴を計測した。また、得られた温度履歴から相変化時の比熱及びエンタルピーを算出する計算コードの開発を行った。今年度は、計算コードの妥当性を検討するため、ニッケルにおける比熱の温度依存性を計測し、ベンチマークデータとして比較及び本計算コードの検証を行った。さらに、本計算コードを用いて実験で得られた蓄熱材の比熱及びエンタルピーを算出した。蓄熱材には、糖アルコール類のD-マンニトール、ソルビトール、エリスリトールとし、水和塩では酢酸ナトリウム三水和物を対象に相変化時の比熱及びエンタルピー計測を実施した。また、白金線を用いた非定常細線計測を行うための実験装置を製作した。実験装置は、直流安定化電源、オイルバス、ホットプレート、白金線、標準抵抗および蓄熱材で構成され、白金線及び標準抵抗の電位を計測する。白金線の温度は、予め純水において校正曲線を求めておき、実験ではダブルブリッジ回路にて白金線の抵抗を計測した。自然対流熱伝達実験では、蓄熱材の種々の液温において白金線表面温度を熱伝導方程式より求め、種々の熱流束における白金線表面温度と液温の温度差を計測した。また、熱流束及び表面温度差を用いて自然対流熱伝達を求め、実験相関式を得た。蓄熱材の断熱比熱測定を予定どおり実施し、相変化時の比熱及びエンタルピーを算出する計算コードの開発も計画どおりに実施することができた。ベンチマークデータとしたニッケルの高温における比熱の変化も概ね計測でき、相変化蓄熱材の比熱変化にも適用できることを確認した。また、相変化時の蓄熱材の比熱及びエンタルピー変化を捉えることができた。さらに、非定常細線法による熱伝導計測を行うための実験装置を制作した。また、蓄熱材の自然対流熱伝達の計測が可能となった。

平成29年度は、蓄熱材の非定常熱伝達率から熱伝導率を求める方法を検討し、また、蓄熱材の沸騰開始点及び沸騰熱伝達率を計測し、実験相関式を得た。また、蓄熱材の使用限界を把握するために、種々の液温における沸騰開始時の熱流束を計測した。本実験は、平成28年度に制作した実験装置を用いて実施し、試験発熱体には白金細線を用いた。白金細線の電気抵抗はダブルブリッジ回路により計測し、電気抵抗と温度の関係より白金細線の平均温度を求めた。試験発熱体の表面温度は、熱伝導方程式により算出した。実験結果より、熱流束が増加するにつれ試験発熱体の表面温度差は平成28年度に取得した自然対流熱伝達の相関式に沿って増加し、沸騰開始後、自然対流熱伝達の相関式から離れ核沸騰へ移行することを確認した。なお、核沸騰の様子は、デジタルマイクロスコープにより可視化した。また、実験結果に基づき、核沸騰熱伝達率の実験相関式を取得するとともに、発熱率の上昇速度を変化させた場合の沸騰開始点の実験表示式を取得した。これらの各相関式は、伝熱流動解析の蓄熱モジュールの設計に反映され、フィン付き蓄熱モジュールのプロトタイプを制作した。一方、管内側の熱伝達率を調べるために水ループ強制対流試験装置による単相強制対流熱伝達実験及び流動沸騰実験を実施し、管内強制対流熱伝達に関する実験相関式を取得した。実験では、給水圧力を加圧器により調整し、サブクール度は予熱器を制御することで単相強制対流熱伝達率及び沸騰熱伝達率を計測した。また、沸騰開始点についても沸騰音を計測し、ウェーブレット解析により沸騰開始点を検出する手法を開発した。伝熱流動解析では、管内流れの非定常解析を実施し、管内温度分布を明らかにするとともに、管壁面温度を伝熱流動解析より求める手法を検討した。蓄熱材の非定常熱伝達率を広範囲に計測し、相関式を作成することができた。また、管内対流熱伝達率に関しても、広範囲な実験計測が計画どおりに実施できた。さらに、平成28年度に取得した蓄熱材(D-mannitol)の非定常自然対流熱伝達率及び熱容量から熱伝導率の推定が可能となった。また、蓄熱材の沸騰熱伝達率に加え、非定常時の沸騰開始点に関する相関式も取得することができた。一方、伝熱管にジュール加熱を行うことで管内の対流熱伝達、沸騰開始点及び沸騰熱伝達率を計測し、計画どおりに伝熱流動解析が実施することができた。平成30年度は,蓄熱材の特性評価を実施した.実験では,真空断熱比熱装置を使用し,平成28年度に開発した計算コードを用いて蓄熱材の温度履歴から固相及び液相時の比熱及びエンタルピーを取得した.さらに,蓄熱材の相変化時における比熱及びエンタルピーから潜熱量を算出するプログラムをMATLABで開発し,種々の蓄熱材の潜熱量を定量化した.本実験結果から得られた蓄熱材の潜熱量は,DSCで計測された文献値と比較し,開発コードで算出した潜熱量が文献値と概ね一致する結果を得た.入熱量が蓄熱材のエンタルピーに及ぼす影響を調べるため,真空断熱比熱装置の出力(電力量)をパラメータとし実験計測を実施した.さらに,相変化蓄熱材に金属粉末を分散させ,温度応答性について検討した.一方,伝熱管の高サブクーリングにおける非定常熱伝達過程を調べるため,垂直円柱発熱体を用いた強制対流熱伝達に関する実験を実施した.水ループ内の液温は,予熱器で温度調整し,高サブクーリングから飽和温度域における非定常熱伝達の実験データを取得した.次に,蓄熱材の潜熱量を考慮した伝熱管外の伝熱流動解析を実施した.
飼料添加剤としての杉間伐材木炭が子めん羊の血液性状に及ぼす影響

1.杉木炭あるいは活性炭を、濃厚飼料多給下の子めん羊に添加給与し、血球数、白血球構成比、血液中の化学成分と酵素活性にどのような影響を及ぼすのか比較検討をした。赤血球数は雌で対照区と杉木炭区が減少する傾向にあった。白血球数は去勢雄で杉木炭が減少し、活性炭区は増加する傾向を示した。好中球構成比は、去勢雄の活性炭区が他区より高く、雌では杉木炭区が他区より低い傾向がみられた。リンパ球は好中球が低い傾向にあった杉木炭区においては高い傾向にあった。単球は雌において活性炭区が高い傾向を示した。総コレステロール濃度は去勢雄では杉木炭区が他区に比べて高い傾向を示し、逆に活性炭は低い傾向を示した。Al-P活性は活性炭区と杉木炭区が対照区よりも高い傾向を、CPK活性は去勢雄および雌において活性炭区が対照区より高い傾向を示した。SOD活性は去勢雄において活性炭区が他区に比べて低い傾向を示し、GSH-Px活性は去勢雄、雌において杉木炭区と活性炭区が対照区より若干高い傾向を示した。2.有機溶剤で洗浄した杉木炭を用いて同様な実験を実施した.赤血球数と白血球ともに処理による影響が認められた.白血球構成比では去勢雄の処理区の好中球比が給与前で低く、給与後に高くなる傾向を認めた.総コレステロール濃度は去勢雄では洗浄杉木炭区が低い傾向を示し、雌では活性炭区が低い傾向を示した。過酸化脂質濃度は、給与前では処理区で低い傾向を、逆に給与後には高い傾向を認めた.GOT活性は、処理区が対照区より高い傾向にあった。GPT、CPKおよびγ-GTP活性は、処理区間での差は認められなかった。Al-PとSOD活性、去勢雄で洗浄杉木炭区が低い傾向を示した.木炭区のヘモグロビン当たりのGSH-Px活性は、雌では対照区に比べて給与前で低く、給与後では逆に高い傾向を,活性炭区は雌で低い傾向を示した.1.杉木炭あるいは活性炭を、濃厚飼料多給下の子めん羊に添加給与し、血球数、白血球構成比、血液中の化学成分と酵素活性にどのような影響を及ぼすのか比較検討をした。Al-PとSOD活性、去勢雄で洗浄杉木炭区が低い傾向を示した.木炭区のヘモグロビン当たりのGSH-Px活性は、雌では対照区に比べて給与前で低く、給与後では逆に高い傾向を,活性炭区は雌で低い傾向を示した.抗生物質に代わる天然飼料添加剤である活性炭および杉木炭を、濃厚飼料多給下の子めん羊に添加給与し、血液中の化学成分と酵素活性にどのような影響を及ぼすのか比較検討をした。生後67ヶ月の子めん羊12頭を3群に分け、対照区、活性炭区および杉木炭区に配置した。各期約21日間の3×3ラテン方格法を用いて実験を行った。濃厚飼料と粗飼料の給与割合を70:30とし、給与する活性炭、杉木炭の添加割合は飲料乾物給与量の0.5%とした。白血球数は去勢雄において杉木炭が減少する傾向を示したが、活性炭区は増加する傾向を示した。赤血球数は雌においては対照区と杉木炭区が減少する傾向にあった。白血球構成比の好中球は、去勢雄の活性炭区が他区より高く、雌では杉木炭区が他区より低い傾向がみられた。単球は雌の活性炭区が高い傾向を示した。総コレステロール濃度は去勢雄では杉木炭区が他区と比べて高い傾向を示し、逆に活性炭区は低い傾向を示した。

過酸化脂質濃度は対照区、杉木炭区が減少する傾向がみられた。A1-P活性は活性炭区と杉木炭区が対照区よりも高い傾向であったが、CPK活性は活性炭区が対照区より高い傾向を示した。GOT活性およびGPT活性は、試験区間の差はみられなかった。SOD活性は去勢雄において活性炭区が他区に比べて低い傾向を示した。GSH-Px活性は杉木炭区と活性炭区が対照区より若干高い傾向を示した。1.杉木炭あるいは活性炭を、濃厚飼料多給下の子めん羊に添加給与し、血球数、白血球構成比、血液中の化学成分と酵素活性にどのような影響を及ぼすのか比較検討をした。赤血球数は雌で対照区と杉木炭区が減少する傾向にあった。白血球数は去勢雄で杉木炭が減少し、活性炭区は増加する傾向を示した。好中球構成比は、去勢雄の活性炭区が他区より高く、雌では杉木炭区が他区より低い傾向がみられた。リンパ球は好中球が低い傾向にあった杉木炭区においては高い傾向にあった。単球は雌において活性炭区が高い傾向を示した。総コレステロール濃度は去勢雄では杉木炭区が他区に比べて高い傾向を示し、逆に活性炭は低い傾向を示した。Al-P活性は活性炭区と杉木炭区が対照区よりも高い傾向を、CPK活性は去勢雄および雌において活性炭区が対照区より高い傾向を示した。SOD活性は去勢雄において活性炭区が他区に比べて低い傾向を示し、GSH-Px活性は去勢雄、雌において杉木炭区と活性炭区が対照区より若干高い傾向を示した。2.有機溶剤で洗浄した杉木炭を用いて同様な実験を実施した.赤血球数と白血球ともに処理による影響が認められた.白血球構成比では去勢雄の処理区の好中球比が給与前で低く、給与後に高くなる傾向を認めた.総コレステロール濃度は去勢雄では洗浄杉木炭区が低い傾向を示し、雌では活性炭区が低い傾向を示した。過酸化脂質濃度は、給与前では処理区で低い傾向を、逆に給与後には高い傾向を認めた.GOT活性は、処理区が対照区より高い傾向にあった。GPT、CPKおよびγ-GTP活性は、処理区間での差は認められなかった。Al-PとSOD活性、去勢雄で洗浄杉木炭区が低い傾向を示した.木炭区のヘモグロビン当たりのGSH-Px活性は、雌では対照区に比べて給与前で低く、給与後では逆に高い傾向を,活性炭区は雌で低い傾向を示した.
産業組織と競合市場(Contestable Markets):理論、応用、政策

競合市場(Contestable Markets)は参入威嚇の最も有効な市場である。参入威嚇によって既存企業の経済利潤は霧散し、競合市場の産出量と価格は最適値に近づくと考えられてきた。当研究はこれら通常の結論が単一価格競争の仮定に強く依存し、しかもその仮定の下では産業構造が不安定になることを明らかにした。単一価格の仮定そのものは、再販市場が完全である限り自明のこととして経済分析で許容されてきた。当研究はこの通念を否定し、再販可能な競合市場においても、企業が利潤追求戦略として非単一価格を採用し得ることを指摘した。既存企業は低価格で需要の大半を満たすことによって参入を阻止し、残余需要の市場において高値を付けて寡占利潤を得ようとする。既存企業は非単一価格戦略を適用して、参入威嚇から安全な構造的安定を確保することができるが、参入阻止から生ずる利潤をめぐって既存企業間で熾烈な価格競争を展開することになる。つまり、参入余地のない残余市場の占有率をめぐってエッジワ-ス価格循環が生じ、戦略的不均衡の状態が続くことになる。このような寡占構造を「エッジワ-ス循環クラブ」と当研究では名付けた。当研究によって、参入威嚇と既存企業間の戦略的な相互作用からなる産業均衡が、寡占的構造の安定性と価格戦略の不安定性の両面を持つことがわかった。しかも、競合市場の均衡構造は最適でないこともわかった。例えば、規模の経済が顕著な場合には、一企業(つまり自然独占)による生産が最適であるが、均衡構造は複占となることもある。これらの新しい結論は、規制緩和政策や最適価格政策が、単一価格仮定の下における分析と大いに異なるべきであることを示唆している。今後の研究では、制度上の要素を取り入れた競合市場の応用分析に移ることを課題としている。
音場および音像制御における逆フィルタ処理に関する研究

音場の知覚は、音源・受音点間距離により変化する。初期反射音は音源からの直接音のエネルギーを増強し、残響音場内において音源の明瞭度を改善する。本研究では音楽の録音のための最適な位置を、一対評価試験によってCoherent領域における音楽の主観評価の変化を示す。また、振幅周波数特性の標準偏差に着目した伝達系分析と音源の短時間自己相関分析による時間周波数分析を行い,主観値変化との対応を明らかにする.音場の知覚は、音源・受音点間距離により変化する。また、振幅周波数特性の標準偏差に着目した伝達系分析と音源の短時間自己相関分析による時間周波数分析を行い,主観値変化との対応を明らかにする.室内音場において、直接音に近接して到来する初期反射音は、音声の明瞭度向上に寄与するのみでなく、音楽信号に大きな影響を及ぼす。この初期反射音を単一反射音に代表させたとき、最も好ましい反射音の遅れ時間が検討されている。その結果、初期反射音の最適遅れ時間は音響信号の平均的パワースペクトルに依存し、音響信号の自己相関関数が約0.1にまで減少する時間と同程度であることが明らかにされている。しかし、室内音場には、ひとつに限らず複数と思われる初期反射音が存在する。従って、最適な初期反射の特徴は、遅れ時間以外に伝達周波数特性としてその特徴が規定されるべきである。また、室内形状と受音点配置に大きく依存する初期反射の条件を一般に論じることは難しい。そこで、本研究では残響室内の音源近傍音場に着目して、伝達特性の好ましさを評価することを試みた。直接音領域と呼ばれる残響室内の音源近傍音場における伝達特性は最小位相成分が強く、かつ後部残響音に比べて初期反射音が支配的である。測定されたインパルス応答をフーリエ変換して得られる振幅周波数特性は、音源から受音点が離れるにつれて変化する初期反射音条件の相違を表すものとして解釈することができる。そこで、測定されたそれぞれのインパルス応答に音楽音を畳み込んで、残響音場で収録されると考えられる音楽信号を合成する。それらの合成信号間の一対評価によって残響を含む音楽信号の好ましさを主観評価する。この主観評価実験結果に基づいて最も評価の高かった振幅周波数特性の特徴を抽出して解析する。今期は、室容積183(m^3)の残響室内で、音源・受音点間の距離rを0.01,0.02,0.04,0.08,0.16,0.32,0.64,1.28,2.56(m)としてそれぞれのインパルス応答を測定した。本研究では、直接音の到達遅れ時間を取り除き、インパルス応答から求められる位相周波数特性着目して、音源・受音点間距離による変化を分析した。即ち、各インパルス応答より、距離別残響インパルス応答の振幅周波数特性および、帯域中心周波数Fcを500(Hz)、帯域幅を200(Hz)とした狭帯域分析による距離別位相特性を求めた。次に、残響を含む音楽信号の好ましさを主観評価するため、音楽試験信号(オーケストラ演奏)と上記9種類の残響インパルス応答を用いて合成した81組の試験音を用意した。次年度は、6人程度の被験者を用いDiotic受聴による一対比較試験法をThurstoneの比較判断の法則のケースVに基づく主観評価を行う予定である。音場の知覚は音源・受音点間距離(SSD: Sound Source Distance)に伴って変化する。平成19年度では、音楽の録音のための最適な位置を、一対評価試験によってCoherent領域における音楽の主観評価の変化を示すとともに、音源の狭帯域包絡線スペクトルのエネルギーに着目し主観評価との対応について検討した。残響室内でのSSD別に実測された9つのインパルス応答(音源距離r(n):0.012.56(m)、残響時間T_R:1(s)、室容積V:183(m^3))を用いて、残響インパルス応答のPreference評価実験を行った。音源信号には無響室録音された音楽(Haendel"Water Music Suite No.6")の一部を用いた。試験音は、上記音楽信号にSSDの異なるインパルス応答を畳み込み、10010k(Hz)まで帯域制限をして合成した。上記9種のインパルス応答を組にして合成した81音を用意した。音源信号とインパルス応答のエネルギーは全て等しく正規化されている。長さ3.76(s)の異なるSSDの信号が0.5(s)の無音区間を隔てて再生され、これをDiotic受聴することによって被験者はどちらの音源がPreferenceが高い快適な音楽かを回答する。被験者は6名(年齢20代)である。Preference評価結果より、SSDの増加と共に、Preference評価が上昇しCoherent領域内で最大となることが分かった。また、残響音場内における音楽信号の音質を評価するために狭帯域包絡線スペクトル分析を行い、主観評価値との対応を明らかにした。その結果、Preference評価と同様に、Coherent領域内において狭帯域包絡線スペクトルのエネルギーが最大となり、領域を超えると減少することが明らかとなった。

音場の知覚は音源・受音点間距離(SSD: Sound Source Distance)に伴って変化する。室内音場において直接音に近接して到来する初期反射音は、音声の明瞭度向上に寄与するのみでなく音楽信号の音質にも大きな影響を及ぼす。最適な初期反射の特徴は伝達周波数特性としてその特徴が規定されるべきである。そこで本研究では残響室内の音源近傍音場に着目して、伝達特性の好ましさを評価することを試みた。SSD別に測定されたインパルス応答に無響室で測定された音楽信号を畳み込んで残響音場で収録されると考えられる音楽信号を合成する。この距離別信号間の一対評価によって残響を含む音楽信号の好ましさ(Preference)を主観評価する。Preference評価結果は音源近傍音場のCoherent領域内において最大となることがわかった。そこでSSDの増大に伴った振幅スペクトルの変化に着目し、伝達系の振幅周波数特性の標準偏差を求めることによりPreference評価の上昇に貢献していることを明らかにした。また、分析区間30(ms)の距離別音楽信号の自己相関関数のエネルギー比を求めることにより、残響付加によるPreference評価の下降との対応を明らかにした。
熱刺激赤外分光法の開発と有機半導体薄膜におけるキャリアトラップの分子構造解析

有機薄膜太陽電池材料であるPEDOT:PSS/P3HT:PCBMの2層薄膜に関して,532 nm光を60分間照射することにより,赤外スペクトルの変化が観測された.観測されたスペクトルは,トラップされた正ポーラロンと光化学反応種に由来する可能性が考えられる.これらの化学種は室温において安定に存在した.昇温により大きな赤外スペクトル変化が観測されたが,PEDOT:PSSの赤外スペクトルの温度効果であることが分かった.活性化エネルギーを昇温により求めることは困難であり,幾つかの温度において,定温でスペクトル変化の速度を測定して,その温度変化から活性化エネルギーを求める方法が適当と考えられる.有機薄膜太陽電池に使用されている有機半導体薄膜に光照射した際に起こる現象(ラジカル生成,化学反応,キャリアのトラップなど)を解明することを目的として,位置規則性ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)とPCBMの混合物について,赤外分光法を用いて,光照射による化学変化とキャリヤートラップに関して以下のことを研究した.有機ELと太陽電池でバッファー層として使用されているPEDOT:PSSとP3HT:PCBM混合物の2層膜を作成し,室温で,532 nm光を60分間照射したところ,赤外差スペクトルに変化が観測された.1569-1547 cm-1に微分形様のバンド,1148, 1012, 986, 940 cm-1などにピークが観測された.光照射を止めて,30分間経時変化を測定したが,変化はなかった.したがって,光照射で化学反応がおこったか,非常に寿命の長い(活性化エネルギーの大きい)分子種に由来するものであることが分かった.これらのバンドが,P3HT, PCBM, PEDOT:PSSのどれに由来するのかを検討したところ,PEDOT:PSS単一の薄膜で行った実験で,同様な赤外スペクトルが観測されたことから,PEDOT:PSSで起こった変化であることが分かった.次に,78 Kで,PEDOT:PSSとP3HT:PCBM混合物の2層膜に,532 nm光を60分間照射して,赤外スペクトルを観測した.室温で光照射により観測されたバンドが観測された.さらに幾つかのバンドも観測された.昇温してスペクトルの変化を測定した.スペクトルに変化が観測されたが,元の赤外スペクトルの温度による変化が大きく,光誘起バンドの昇温効果ははっきりしなかった.光照射により生成した化学種の活性化エネルギーは,昇温法ではなく,時間変化により測定する方法が適切であることが分かった.有機薄膜太陽電池材料であるPEDOT:PSS/P3HT:PCBMの2層薄膜に関して,532 nm光を60分間照射することにより,赤外スペクトルの変化が観測された.観測されたスペクトルは,トラップされた正ポーラロンと光化学反応種に由来する可能性が考えられる.これらの化学種は室温において安定に存在した.昇温により大きな赤外スペクトル変化が観測されたが,PEDOT:PSSの赤外スペクトルの温度効果であることが分かった.活性化エネルギーを昇温により求めることは困難であり,幾つかの温度において,定温でスペクトル変化の速度を測定して,その温度変化から活性化エネルギーを求める方法が適当と考えられる.有機太陽電池の代表的な材料である位置規則性ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)と[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)の混合物(バルクへテロ接合)のクロロベンゼン溶液を用いてスピンキャスト法により,BaF2上に薄膜を作成した.この膜を130 °Cで10分間アニーリングした.作成した試料をクライオスタット(オックスフォード社,Optistat DN-V型)の試料部に取り付けて,液体窒素で冷却して77 Kにし,フーリエ変換赤外分光計(バリアンFTS-6000)で赤外吸収スペクトルを測定した.その後,532 nmレーザー光(出力,65 mW)を2時間照射して,スペクトルを測定したところ,18001200 cm-1付近の幅広いバンドと1464, 1378, 1307, 1144, 1082 cm-1などにバンドが観測された.幅広いバンドはクライオスタットのヘッドについた氷の可能性がある.次に,試料の温度を100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 Kとあげて,それぞれの温度で赤外スペクトルを測定した.200から300 Kで,1286と1272, 1123, 1072 cm-1へピーク位置のシフトが観測された.300から350 Kで,観測されていたバンドが消失し,複雑な形をしたスペクトルに変化した.これらのスペクトルの再現性と起源について明らかにする必要がある.当初の目的の70%程度を達成できたと考えている.課題1の熱刺激赤外吸収システムの構築とP3HT:PCBM混合薄膜の熱刺激赤外吸収測定に関しては,システムのセットアップを行った.また,P3HT:PCBM混合薄膜について,77 Kにおいて,光照射で変化したスペクトルを測定し,それらの温度変化を測定することができた.しかしながら,それらの起源に関して,明らかに出来ていない.また,課題2で作製条件が異なる薄膜の実験を行う予定であったが,そこまで進まなかった.今年度に課題として判明した以下の2項目に関して研究を進める.(1)P3HT:PCBM

混合薄膜に関して観測された光照射・昇温の赤外スペクトル変化に関して,再現性の確認を行う.(2)P3HT:PCBM混合薄膜に関して観測された光照射・昇温の赤外スペクトル変化の起源を明らかにする.P3HTとPCBMの単一成分の薄膜を作成して,光照射・昇温,昇温のみのスペクトル変化を観測して,光照射により生成した化学種と元々の物質の温度変化によるものか明らかにする.これまでの研究で,キャリアトラップとなる分子構造に関する知見を得ることが出来るようになるので,次のステップとして,以下の研究を行う.(3)様々な条件で作成したP3HT:PCBM混合薄膜に関して,実験を行う.また,位置不規則性P3HTやオクチル基で置換されたポリチオフェンなどを用いて実験を行う.次年度の予算は,すべて,液体窒素や薬品など消耗品の購入に使用する.
細胞増殖・癌化のシグナル伝達とリン脂質代謝

ras導入線維芽細胞の刺激によるCa^<2+>オシレーションに、膜電位およぴイノシトール四リン酸依存性チャンネルの関与が示された。細胞癌化に必須の不死化関連遺伝子mortalinをクローニングし、その抗体の細胞内注入はS期を誘導し細胞分裂をもたらした。ホスホリパーゼC_γ(PLC_γ)のSH2/SH3領域およびSH3領域のcDNAをマウス骨格筋細胞株C2に導入すると、c-junの誘導・分化の阻害がおこり、SH3領域の関与が示された。ホスファチジルイノシトール-3キナーゼ(P13K)はPC12細胞の神経突起の伸張に必要なことがわかった。α-アクチニンのN末側の各種合成ペプチドを用いてそのPIP_2結合部位を同定した。神経芽細胞腫癌組織の神経成長因子受容体(NGFR)の発現が著明に低下していた。表皮顆粒層に存在するnPKCηはコレステロール硫酸で活性化され、角化における重要性が示唆された。cdc2キナーゼによる各種中間経フィラメントのリン酸化における基質認識の一般的特性を解明した。Ras依存性にMAPキナーゼ・キナーゼ(MAPKK)を活性化する蛋白質REKSが、Rasと複合体を形成しMAPKKをリン酸化することを示した。化学発癌させたラット大腸癌のPLC_<δ1>の発現は対照に比べて減少していた。ジアシルグリセロールキナーゼのアイソザイムβ,γをクローニングし、その脳内分布を調べた。低分子量G蛋白質Rhoが細胞膜のラッフリングと細胞運動を制御することを解明した。トロンビン刺激血小板の細胞質型ホスホリパーゼA_2はMAPキナーゼによって活性化される可能性が示唆された。ラウス肉腫ウイルスで形質転換した細胞の収縮系蛋白質の集積したポドソームは、活発な運動性の物質的基盤であることを示した。Ras癌遺伝子関連フラット・リバータントの変異ゲルゾリンは、正常ゲルゾリンより著明にPLC_γ活性を抑制した。B細胞抗原受容体刺激により転写因子およびSH3構造を有するp75^<HSI>がチロシンリン酸化された。
アスパルチルプロテア-ゼ阻害剤を基礎としたエイズ治療薬の開発研究

エイズウイルスが有するRNAには種々のタンパク質がコ-ドされており感染宿主内で発現され、ウイルスの分化、成長を司る構造タンパク質、酵素が産生される。その内Polタンパク質の前駆体遺伝子の構造中にウイルスの分化、増殖等に重要な役割を演じるタンパク質をプロセッシングする酵素の存在が指摘された。本酵素は活性中心にアスパラギン酸を有するアスパルチルプロテア-ゼであり、本酵素の不活性化がエイズウイルスの増殖能力を低下させることが指摘されている。本研究は、まずこの酵素を化学合成し、それを用いて本酵素の基質特異性に詳細な検討を加えるとともに、特異的阻害剤を分子設計することにより、エイズ感染症の治療薬の開発を目的とするものである。阻害剤の開発に当たっては、トランスオレフィン型ジペプチド・イソスタ-の一般合成法に検討を加えた。報告者らが開発した有機銅ールイス酸複合剤をホモキラルなα,βーエノエイトに作用し、1,3ー不斉転移を行ない、本基本骨格を高収率かつ高選択的に合成できることを明らかにし、数種のトランスオレフィン型イソスタ-を合成した。また、アスパルチルプロテア-ゼの合成はFmoc型固相法で行なったが、本ペプチドのようなアミノ酸99残基から成るタンパク質の固相合成には、報告者らが開発した化学選択的固定化法による精製法が有効であることを明らかにした。以上のごとく、本研究により従来困難とされてきた多くの官能基を有するトランス・アルケン・ジペプチド・イソスタ-の高効率かつ立体選択的キラル合成法を開発できたので、本品を合せて合成したHIVプロテア-ゼに対する阻害ペプチドの合成に今後応用することができると考えられる。エイズウイルスが有するRNAには種々のタンパク質がコ-ドされており感染宿主内で発現され,ウイルスの分化,成長を司る構造タンパク質、酵素が産生される。その内Polタンパク質の前駆体遺伝子の構造中にウイルスの分化,増殖等に重要な役割を演じるタンパク質をプロセッシングする酵素の存在が指摘された。本酵素は活性中心にアスパラギン酸を有するアスパルチルプロテア-ゼであり,本酵素の不活性化が,エイズウイルスの増殖能力を低下させることが指摘されている。本研究は,まずこの酵素を化学的に合成し、それを用いて本酵素の基質特異性に詳細な検討を加えるとともに,特異的阻害剤を分子設計することにより,エイズ感染症の治療薬の開発を目的とするものである。本年度は、まず本酵素のFmoc型固相合成を試みたが,多数の不純物を含んだものが得られ、目的とする酵素を純品として得ることが出来なかった。その原因としては,本酵素は特異なアミノ酸構造持に疎水性アミノ酸に富んだ特徴的な配列を有し固相担体上でぺプチドが特異な高次構造を形成するためペプチド鎖の延長反応が進行し難く合成が極めて因難であることが判明した。現在その問題を解決するため,固相担体,縮合法,溶媒効果,精製法等に検討を加え,本酵素の合成法を早急に確立したいと考える。また、阻害剤の開発に当たっては,トランスオレフィン型ジペプチドイソスタ-の一般合成法に検討を加えた。申請者らが開発した有機銅ールイス酸複合剤をホモキラルなα,βーエノエイトに作用し,1,3ー不斉転移を行ない,本基本骨格を高収率かつ高選択的に合成出来ることを明らかにし,数種のトランスオレフィン型イソスタ-を合成したので,これを本酵素の阻害剤の開発した利用したいと考える。その内Polタンパク質の前駆体遺伝子の講造中にウイルスの分化、増殖等に重要な役割を演じるタンパク質をプロセッシングする酵素の存在が指摘された。

本酵素は活性中心にアスパラギン酸を有するアスパルチルプロテア-ゼであり、本酵素の不活性化がエイズウイルスの増殖能力を低下させることが指摘されている。本研究は、まずこの酵素を化学合成し、それを用いて本酵素の基質特異性に詳細な検討を加えるとともに、特異的阻割剤を分子設計することにより、エイズ感染症の治療薬の開発を目的とするものである。阻害剤の開発に当たっては、トランスオレフィン型ジペプチド・インスタ-の一般合成法に検討を加えた。報告者らが開発した有機銅ールイス酸複合剤をホモキラルなα,βーエノエイトに作用し、1、3ー不斉転移を行ない、本基本骨格を高収率かつ高選択的に合成できることを明らかにし、数種のトランスオレクイン型インスタ-を合成した。また、アスパルチルプロテア-ゼの合成はFmoc型固相法で行なったが、本ペプチドのようなアミノ酸99残基から成るタンパク質の固相合成には、報告者らが開発した化学選択的固定化法による精製法が有効であることを明らかにした。以上のごとく、本研究により従来困難とされてきた多くの官能基を有するトランス・アルケン・ジペプチド・イソスタ-の高効率かつ立体選択的キラル合成法を開発できたので,本品を合せて合成したHIVプロテア-ゼに対する阻害ペプチドの合成に今後応用することができると考えられる。
発がんプロモ-ションにおけるシグナル伝達と遺伝子発現の解析

本研究では、多段階発がんのメカニズムを発がんプロモ-ション期とプログレッション期に焦点をしぼり、次の3つの研究目標のもとに研究を進めた。1.皮膚での発現しているCキナ-ゼ分子種の同定:マウス皮膚nPKCηを分離した。nPKCηはカルシウム結合領域であるC2領域を欠き、C1(システイン・リッチ・レピ-トを含む調節領域)とC3(活性領域)からなるカルシウム非依存性Cキナ-ゼ(nPKC)の構造をもっていた。nPKCηは他のCキナ-ゼ分子種と異なり、肺と皮膚に強く発現していた。マウスCキナ-ゼの各分子種を新たに分離し、マウス皮膚で発現しているCキナ-ゼを系統的に検索した結果、nPKCηが皮膚の主要な分子種であることが判明した。2.マウス皮膚のCキナ-ゼ標的タンパク質の同定:マウス皮膚および培養ケラチノサイトではp80、p70、p40、p34、p28の5種のタンパクがCキナ-ゼの標的タンパクであるこのうち、p70が核基質の一つ、ラミンBであることを同定した。ラミンBは酸性度の異なる二つのスポットB1、B2に分れるが、Cキナ-ゼでリン酸化されるのはB2であった。3.発がんプロモ-ションに伴う遺伝子発現の変化:発がんプロモ-タ-は各種の遺伝子の発現を誘導する。パピロ-マがんでは、そのうち、TPAによって遅れて誘導される二次反応性が恒常的に発現していた。Cキナ-ゼ遺伝子の中では、nPKCσががんで2倍高い発現がみられた。皮膚特異的Cキナ-ゼnPKCηの発現には変化がなかった。
ポジトロンCTを用いた心筋局所の酸素代謝の解析

心筋ポジトロンCTはin vivoで心筋局所のエネルギ-代謝の計測を可能にした。Fー18フルオロデオキシグルコ-ス(FDG)により糖代謝を、Cー11パルミチン酸により脂肪酸代謝の解析を行なってきた。しかしこれらの代謝は被験者の食事摂取で血糖値やインスリン値が大きく変動する場合、心筋内の代謝が大きく変化する問題点を持つ、今回研究の対象としたCー11酢酸は静注後すみやかに心筋に摂取され、Cー11アセチルCoAとなり、TCA回路で代謝を受けてCー11炭酸ガスとなって排泄される。従って心筋からの放射能の洗いだしの速度はTCA回路の活性、ひいては心筋の酸素代謝を反映する。今回は主に臨床例にCー11酢酸を投与し、20ー30分間の心筋内の動態を解析した。その結果1.いずれの症例でもCー11酢酸の血液からの消失は速やかで、投与5分以内に左室心筋が明瞭に描出された。2.健常例では心筋からの洗いだしはほぼ均等であり、心筋局所による差はみられなかった。3.絶食時と糖負荷時との比較検討ではCー11酢酸の洗いだしに有意な変化はなく、血糖値やインスリン値の変動による影響を受けないことが示唆された。4.健常例にドブタミン負荷を行ない仕事量を増大させたところ、心筋からの洗いだしは均等に亢進し、酸素代謝の増加が示唆された。5.Cー11酢酸の洗いだし速度は心臓の仕事量の指標とされるpressure rate productと高い相関を示した。以上よりポジトロンCTを用いたCー11酢酸の動態解析より心筋局所の酸素代謝を評価することができ、かつその洗いだしは食事による影響を受けずに心臓の仕事量の変化をよく反映することが示唆された。今後は動物実験をあわせて行なうことにより、心筋の酸素消費量をどの程度正確に計測できるかについても検討を進めている予定である。