hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Langmuir膜の赤外スペクトル測定用機器の研究

1ステアリン酸の、L_2相と気体膜相との共存状態にあるLangmuir膜の赤外外部反射スペクトルを測定したところ、本来観測されるはずのメチレン伸縮振動バンドがスペクトルに現れなかった。ところが、ステアリン酸亜鉛ではバンドが観測された。この違いは、ステアリン酸の場合は分子がLangmuir膜中で動きやすく、赤外線照射による膜の温度上昇が引き起こす分子排除の影響を受けやすいが、ステアリン酸亜鉛の場合は、亜鉛イオンがステアレート分子と強く結びつき、またさらに亜鉛イオンを通してステアレート分子がネットワーク的に結びついているために分子が膜中で動きにくくなっているためであると考えられる。2ステアリン酸とステアリルアルコールのLangmuir膜の赤外外部反射スペクトルの経時変化を測定したところ、スペクトルのバンドは時間が経つにつれて強度が減少した。また、膜の表面積が狭いほど、バンド強度の減少の速度は遅くなった。この結果は、表面積が狭いほどLangmuir膜の表面粘性が高いために、水面上での分子の動きが遅くなったためであると考えられる。さらにステアリン酸の方がこの減少の速度は速かった。この結果も同様に膜の表面粘性の違いによる、分子の動く速度の差が反映しているものと考えられる。Langmuir膜の赤外外部反射スペクトルを正しく測定するには、測定時間に比べて、膜分子の排除の動きが十分遅い必要があり、今後これを踏まえた装置の設計を行う予定である。3ステアリン酸亜鉛と12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛のLangmuir膜の構造解析を行った。表面積変化に対する、あるいは表面圧緩和過程における、ステアリン酸亜鉛の炭化水素鎖と親水基部分の構造変化が明らかになった。また、12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛の炭化水素鎖の配向角が、ステアリン酸亜鉛と異なることが明らかになった。赤外外部反射法は、Langmuir膜(水面上展開単分子膜)の分子レベルの構造評価に威力を発揮する測定法の一つだが、その赤外スペクトルを測定する際に、赤外線がLangmuir膜の構造を乱すことがある。本研究では赤外線がLangmuir膜に与える影響の詳細を調べ、正確な赤外外部反射スペクトルの測定が可能となる条件を探り、そのための装置の試作を行うことを目的としている。本年度は以下のことが明らかとなった。ステアリン酸Langmuir膜の場合、L_2相(液体凝縮膜相)と気体膜相との共存状態(表面圧がほぼ0)のLangmuir膜の赤外外部反射スペクトルを測定したところ、本来観測されるはずのメチレン伸縮振動バンドが現れなかったが、L_2相、そしてさらに圧縮したLS相(固体膜相)においてはバンドは観測された。ところが、ステアリン酸亜鉛Langmuir膜の場合は、LS相はもとより、表面圧がほぼ0であるLS相と気体膜相との共存状態にあるLangmuir膜においてもバンドは観測された。この違いは、ステアリン酸の場合は、分子がLangmuir膜中で動きやすく、赤外線照射によるLangmuir膜の温度上昇が引き起こす分子排除の影響を受けやすいが、ステアリン酸亜鉛の場合は、亜鉛イオンがステアレート分子と強く結びつき、またさらに亜鉛イオンを通してステアレート分子がネットワーク的に結びついているために分子がLangmuir膜中で動きにくくなっているためによるものと考えられる。さらにこれはLangmuir膜中のドメイン形成とも関連があるものと考えられる。またL_2相、LS相は表面圧が高いために、分子は動きにくく、赤外線の影響を受けていないと解釈できる。続いて、ステアリルアルコールのLangmuir膜で同様の実験を行ったが、ステアリン酸とほぼ同様の結果となった。Langmuir膜(水面上展開単分子膜)の分子レベルの構造評価において、赤外外部反射法は有力な測定法の一つだが、その赤外スペクトルを測定する際に、赤外線がLangmuir膜の構造を乱し、スペクトルに影響を与える場合がある。

本研究では赤外線がLangmuir膜に与える影響の詳細を調べ、正確な赤外外部反射スペクトルの測定が可能となる条件を探り、そのための装置の設計を行うことを目的とした。本年度は以下のことが明らかとなった。ステアリン酸とステアリルアルコールのLangmuir膜の赤外外部反射スペクトルの経時変化から、赤外線がそれぞれのLangmuir膜にどのような影響を与えるか、またそれは膜の状態によってどのように異なるか検討を行った。Langmuir膜の表面圧がごく低いとき、赤外外部反射スペクトルのメチレン伸縮振動バンドは、時間が経つにつれて強度が減少し、最終的には消えてしまった。この現象は、赤外線照射によりLangmuir膜の部分的な温度上昇が起こり、その照射部分の分子密度の減少が引き起こされたため、つまり分子の赤外線照射部分からの排除の動きが起こったためであると考えられる。また、膜の表面積が広いほど、このバンド強度の減少の速度は速かった。この結果は、表面積が狭いほどLangmuir膜の表面粘性が高いために、水面上での分子の動きが遅くなったためであると考えられる。さらにステアリルアルコールよりもステアリン酸のLangmuir膜の方がこの減少の速度は速かった。この結果も同様に膜の表面粘性の違いによる、分子の動く速度の差が反映されているものと考えられる。Langmuir膜の赤外外部反射スペクトルを正しく測定するには、測定時問に比べて、Langmuir膜の排除の動きが十分遅い必要があり、これを踏まえた装置の設計が必要であることが明らかとなった。
弾性波の数理モデルとその逆問題

本研究の当初の目的は、Rayleigh波などの表面波に焦点をあてた数理モデルをつくり、「表面波の散乱状態から表面近くの物体の状態を知る」という逆問題を考察すること、「地震探査を想定した数理モデルをつくり、人工震源からの反射波を表面で観測することから地層の形等を知る」という逆問題を考察すること、さらにこの逆問題を数値解析的に解くとともに、現象を映像的にみせるソフトをつくることであった。これらについて以下の成果を得た。Rayleigh波の逆問題については、その散乱の数学的な枠組みを標準的なLax-Phillips型で構成し、その下で、逆問題の基礎となる散乱核表現式を求めることができた。さらに、この表現式を使って、上で述べた逆問題を解くことができた。これらは、広島大学の川下美潮氏他と共同で行った。また、この研究結果を国際研究シンポジウムで発表するとともに、国際的な学術誌に論文を投稿中である。また、当初の予定にないものであるが、複素積分を使った新しい弾性波の表示法を開発した。これは、まだ萌芽的なものであるが、反射状況を表すもので今後逆問題に利用できる可能性の高いものである。地震波に関する逆問題については、当初予定していたところまでは究明できなかったが、問題設定と(ある条件下での)その解法を開発することができた。すなわち、地中の1点からパルス球面波を発生させ、その反射波から下部の地層の形が決まることを、単純な設定の下で明らかにできた。しかし、より複雑な設定での解析には成功しなかった。地震波の逆問題に利用可能と思われる最適形状問題の数値解放が開発できた。また、地震波の進行と反射の様子をパソコン画面に表示するプログラムを作ることができた。これは、地層の境界の形を反射波から知るという逆問題を視覚的にとらえるパソコンソフトに発展させることができるものである。本研究の目的は、弾性波に関わる数理モデル(微分方程式)をつくり、次のようなことを行うことである。a.Rayleigh波などの表面波に焦点をあてた数理モデルをつくり、表面波の散乱状態から表面近くの物体の状態を知るという逆問題を考察する。b.地震探査を想定した数理モデルをつくり、人工震源からの反射波を表面で観測することから地層の形等を知るという逆問題を考察する。c.上記a, bを具体的な設定で数値解析的に解くとともに、現象を映像的にみせるソフトをつくる。これらについて、平成17年度は以下に述べるような成果を得ることができた。aに関しては、ここで考える逆問題に相応しい数学的な枠組みを、(代表者曽我、分担者千葉、伊東他が中心となって)構成することができた。すなわち、逆問題を想定したRayleigh波の漸近表示式と散乱状況を表現する散乱核表示式を構成した(「11.研究発表」にある論文で発表)。さらに、この結果を用いて、Rayleigh波の散乱状態から表面におけるこの波の伝播状況を知るための数学的理論が作り得る見通しが付いた。bについては、(分担者野崎、中村他が中心となって)地震波の逆問題において数学的な特徴が現れるようにするにはどのような条件設定(数学的枠組み)を行えばよいか、見通しを付けることができた。さらに、来年度取り組むべき逆問題を具体的に設定した。cについては、(分担者海津他が中心となって)弾性方程式に応用可能な近似解法を数値解析的に作ることができた。また、(分担者田中他が中心となって)波の進行状況をパソコン画面に表示するプログラムのアイデアを定めることができた。平成18年度の本研究の目的は、次のようなことを行うことである。

a.昨年度構成した「逆問題を想定したRayleigh波の漸近表示式と散乱状況を表現する散乱核表示式」をもとに、Rayleigh波の散乱理論(数学的枠組み)を作るとともに、Rayleigh波の散乱状態から表面近くの物体の状態を知るという逆問題を解く。b.昨年度行った「地震探査を想定した数理モデルの考察」をもとに、人工震源からの反射波を表面で観測することから地層の形等を知るという逆問題を解く。これは数学的な(数値解析を含む)解析ではあるが、実際の現象が想起できるような形で行う。c.上記a,bの逆問題を具体的な設定で数値解析的に解くとともに、現象を映像的にみせるソフトをつくる。これらについて、平成18年度は以下に述べるような成果を得ることができた。aに関しては、上記の目的通り、昨年度得たRayleigh波の散乱理論と散乱核表示式使って、Rayleigh波の散乱逆問題を解くことができた。それは期待通り、Rayleigh波の散乱状態が境界表面の情報を与えるというものである。bについては、地震探査をモデル化した逆問題を設定し、その一意性を数学的に考察した。ある条件下で地層の形と観測データとが一対一に対応することを示すことはできたが、数値解析的な考察はあまり行うことができなかった。cについては、上記の地震探査モデルの下で、地震波の進行状況をパソコン画面に表示するプログラムを作ることができた。
ヒト染色体デイセクションによる外骨腫(がん抑制)遺伝子 単離と腫瘍抑制機構

<1. 8q23ーq24(外骨腫遺伝子座領域)特異的DNAライブラリ-の作製>___ー:平成2年度の研究で確立した染色体顕微切断・PCR・マイクロクロ-ニング法を用いて、8q23ーq24領域の染色体断片から計3.5×10^4のクロ-ンから成る当該領域プラスミド(puC)ライブラリ-を作製した。PCR産物はin situ hybridizationにより当該領域にマップされた。<2.各pUCクロ-ンの性格>___ー:ヒト・マウス雑種細胞パネルを用いたサザン解析により、解析した60個(平均352bp)中、12(20%)クロ-ンはユニ-ク配列、1個はユニ-クと反復両配列をもつもの、25個は反復配列のみ、残りの22個はシグナルなしであった。この12個のユニ-ククロ-ンではPFLPは検出されなかった。<3.ファ-ジ(ph)クロ-ンの取得>___ー:ファ-ジライブラリ-を500bpのユニ-クpUCクロ-ンで選択し、9.4Kbのinsertをもつphクロ-ンを得た。<4. TRPS患者における欠失解析>___ー:12個のpUCクロ-ン中8個とphクロ-ンをプロ-ブとし、2名の患者(1例はTRPSI、1例はTRPSII)で欠失分析を行った。4個のpUCクロ-ンは両患者で1コピ-濃度(欠失内部)を示した。phクロ-ンのHindIII消化サブクロ-ンも1コピ-濃度を示した。残りのpUCクロ-ン4個は2コピ-濃度(欠失外部)を示した。<5. PFGE解析>___ー: phクロ-ンをプロ-ブとして用い、正常ヒトおよびTRPSIとTRPSII患者DNAを4種の希有切断酵素で消化し、PFGE解析を行い、550kbのNotl断片、500kbのMlul断片、450kb/400kb(多分RFLP)のClal断片、および200kbのSall断片を検出した。患者と正常人の断片長差はみられなかった。本年度の研究で得たクロ-ン化DNAは外骨腫遺伝子座位近傍にはあるが、依然双方間に距離がある。外骨腫遺伝子に到達するには、更に多数のクロ-ンの解析を続行する必要がある。
鶏骨格筋樹立細胞の作成と増殖分化遺伝子の発現調節 -食肉生産制御法の基盤-

鶏骨格筋細胞の増殖・分化・発達の機構と調節を、細胞生化学的手法を用いて解析して食肉生産の向上に応用することを目的として、鶏骨格筋筋芽細胞Cell line作成を試みるとともに、鶏筋芽細胞における増殖・分化因子の検索を行なった。(1)鶏骨格筋筋芽細胞Cell lineの確立a.コロニー形成法により鶏筋芽細胞をクローンニングすることができたものの、継代によりその増殖が停止した。b.鶏筋芽細胞の増殖能を高めるために、SV40T抗原をトランスフェクションした。しかし、混入した非筋細胞の増殖速度が速くT抗原の発現が一過的(Tangent)な筋芽細胞を得るに過ぎなかった。c.鶏筋細胞特異的タンパク質のプロモーター配列をGFPを含むプラスミド(pd2EGFP-1)にligationして、鶏筋芽細胞にtransfectionした。現在、その解析を進めており、T抗原とのコンストラクションを作成して、cell line化を進める予定である。(2)鶏筋芽細胞における増殖・分化因子の検索a.筋細胞培養系におけるMyoDおよびMygenin発現量を調査したところ、MyoDが12時間(すなわち培養開始から60時間後)、Myogeninが24時間(すなわち培養開始から72時間後)にその発現量がピークに達し、その後徐々に減少した。b.培養培地に内因性PG生産を抑制するためにAspirinを0.2mM添加した筋芽細胞培養系にPGE_2を添加したところ、ミオシン量、CPK活性、そしてMyoDmRNA発現量が増加し、PGE2が筋細胞の初期分化を促進することを明らかにした。c.筋細胞のエネルギーがグルコースもしくはBHBで供給される実験系を作成した。次にこの条件下にBHBを添加したところ、BHBが増殖期にある筋細胞では細胞増殖を促進し、分化期の細胞では筋管の形成を促進することを明らかにした。d.鶏初期成長時の腹腔内に存在する残存卵黄よりタンパク質成分を抽出し、筋細胞培養系に添加したところ、低濃度の添加(1100μg)では筋細胞分化に影響がなく、高濃度(1or3mg)の添加では筋細胞が特異的に死滅した。骨格筋細胞の増殖・分化・発達の機構とその調節を遺伝子レベルから解明して、その理論と技術を食肉生産の向上に応用するための研究を進めた。1鶏筋芽細胞の初代培養系におけるMyo Dfamily遺伝子群の発現様式鶏筋芽細胞Cell lineにおける遺伝子発現を検討するための前段階として、初代培養筋芽における分化制御因子(Myo D,myogenin)のmRNA発現を検討した。培養筋細胞のtotal mRNAを抽出し、first strand cDNAを作成した。鶏骨格筋のMyoDおよびmyogeninのDNA配列を基に23merのオリゴDNAプライマーを合成してPCRを行い、電気泳動での発現バンドをNIHimageで解析し、mRNA発現量を求めた。Myo D mRNA発現は筋細胞培養の12時間後まで上昇して最高値に達し、その後低下した。myogenin発現量は24時間まで上昇して低下するパターンを示した。2鶏骨格筋筋芽細胞Cell lineの確立鶏筋原細胞集団から筋芽細胞をカバーガラス破砕法によりクローニングすることを試みた。その結果、正常に生育するクローンが得られなかったので、コロニー形成法により筋芽細胞をクローニングすることを試みたところ、筋芽細胞と思われるクローンを得ることに成功した。

しかし、23回の継代で細胞の増殖が停止したので、筋細胞の増殖能を高めるために筋細胞の癌化を試みた。リン酸カルシウム共沈法および動物細胞遺伝子導入用試薬によるSV40T抗原の遺伝子導入を行った。導入後の細胞を抗生物質添加培地で培養し、癌化細胞の選択および細胞のクローン化を試みた。得られたクローンを継代し、細胞数を増やすことを試みたが、45代で増殖が停止した。さらに増殖能の高い細胞を得るための検討を進めている。鶏骨格筋細胞の増殖・分化・発達の機能と調節を、細胞生化学的手法を用いて遺伝子レベルで解析するために、鶏筋芽細胞樹立細胞系(Cell line)を作成し、食肉生産の向上に応用することを目的として、本年度は、鶏骨格筋筋芽細胞Cell line作成を試みるとともに、鶏筋芽細胞における増殖・分化因子の検索を試みた。(1)鶏骨格筋筋芽細胞Cell lineの確立前年度に引き続き、鶏骨格筋細胞Cell lineの確立を目指した。まず、筋細胞特異的タンパク質のプロモーター配列を3種(ミオシン重鎖、αアクチン、ビメンチン)をクローニングした。次にプロモーターレスのGFPを含むプラスミド(pd2EGFP-1)にプロモーターをligationして、鶏筋芽細胞にtransfectionした。現在、その解析を進めており、鶏筋細胞で持続的に発現するプロモーターが検出された場合、オンコジーン(SV40 large T等)とのコンストラクションを作成して、cell line化を進める予定である。(2)鶏筋芽細胞における増殖・分化因子の検索初代筋芽細胞を用いて、筋細胞の増殖・分化を調節する因子を検索した。特に、胚発生後期に増加するプロスタグランジン(PG)、鶏初期成長時の血中濃度が高いβ-Hydroxybutyrate(BHB)および残存卵黄抽出タンパク質に着目して解析した。a.培養培地に内因性PG生産を抑制するためにAspirinを0.2mM添加した筋芽細胞培養系にPGE_2を添加したところ、ミオシン量、CPK活性、そしてMyoD mRNA発現量が増加し、PGE2が筋細胞の初期分化を促進することを明らかにした。b.筋細胞のエネルギーがグルコースもしくはBHBで供給される実験系を作成した。次にこの条件下にBHBを添加したところ、BHBが増殖期にある筋細胞では細胞増殖を促進し、分化期の細胞では筋管の形成を促進することを明らかにした。c.鶏初期成長時の腹腔内に存在する残存卵黄よりタンパク質成分を抽出し、筋細胞培養系に添加したところ、低濃度の添加(1100μg)では筋細胞分化に影響がなく、高濃度(1 or 3mg)の添加では筋細胞が特異的に死滅した。すなわち、残存卵黄中には細胞死を誘導する物質が存在する可能性が示唆された。
ARDSモデルラットにおけるNO吸入による肺組織障害性の検討

【対象と方法】7週齢雄性SDラットに、LPS(E.coli)を気管内投与し、ARDSモデルラットを作成する。室内気(LPS群)あるいは20ppmNO(LPS+NO群)でチャンバー内において16時間飼育し、またcontrolとして生理食塩水気管内投与群も同様の暴露を行い、さらに各々を以下の4群に分け検討した。1)気管支肺胞洗浄液(BALF)中の総細胞数および細胞分画、2)肺組織中の全tyrosineに占めるnitrotyrosineの割合のHPLC法による定量測定、3)末梢血中から白血球数および好中球数の測定、および4)肺組織の薄切標本よりnitrotyrosineおよびaminityrosine免疫組織染色を行った。【結果】LPS群及びLPS+NO吸入群のBALF中の総細胞数の平均は各々36.7×10^6/ml、22.6×10^6/mlであり、肺組織中の全tyrosine中のNTYRは夫々は0.16%及び閾値以下であった。末梢血中の好中球数はControl群,LPS群及びLPS+NO吸入群において各々2138.3/mm^3,620.0/mm^3,1037.3/mm^3でありLPS群において減少していた。免疫組織染色では、LPS+NO群はLPS群に比べNT染色量の減少が認められた。【考案】気管内投与によるARDSラットでは,NOを吸入させても,peroxynitrite産生による肺組織障害が増悪することはないものと考えられた。また,NO吸入により肺内における好中球の集積が抑制されている事が示唆された。以上より、nitrotyrosineは炎症の直接の原因ではなく、炎症に付随する結果である可能性が示唆された。【対象と方法】7週齢雄性SDラットに、LPS(E.coli)を40μg/rat気管内投与し、ARDSモデルラットを作成した。室内気(LPS群)あるいは20ppmNO(LPS+NO群)で18時間飼育し、さらに各々を以下の3群に分け検討した。1)気管支肺胞洗浄液(BALF)中の総細胞数、白血球分画、2)肺組織中の全tyrosineに占めるNTYRの割合のHPLC法による定量測定、および3)肺組織のNT免疫組織染色。【結果と考案】LPS群及びLPS+NO吸入群のBALF中の総細胞数の平均は各々36.7x10^6/ml、22.9x10^6/mlであり、肺組織中の全tyrosine中のNTYRは夫々は0.16%及び閾値以下であり、免疫組織染色では、LPS+NO群はLPS群に比べNT染色量の減少が認められた。以上よりNO吸入はperoxynitriteの発生を減少させていると考えた。NO吸入による、これらの効果のメカニズムは次年度更に、iNOS inhibitor前投与等の実験を行い、解析する予定である。peroxynitriteによる組織障害の指標としてnitrotyrosine(NT)を測定し、NO吸入によって障害が増悪するのか或いは改善するのか、検討する事を目的とした。室内気(LPS群)あるいは20ppmNO(LPS+NO群)でチャンバー内において16時間飼育し、またcontrolとして生理食塩水気管内投与群も同様の暴露を行い、さらに各々を以下の4群に分け検討する。

1)気管支肺胞洗浄液(BALF)中の総細胞数および細胞分画、2)肺組織中の全tyrosineに占めるnitrotyrosineの割合のHPLC法による定量測定、3)末梢血中から白血球数および好中球数の測定、および4)肺組織の薄切標本よりnitrotyrosineおよびamininityrosine免疫組織染色を行う。【結果】LPS群及びLPS+NO吸入群のBALF中の総細胞数の平均は各々36.7×10^6/ml、22.6×10^6/mlであり、肺組織中の全tyrosine中のNTYRは夫々は0.16%及び閾値以下であり、末梢血中の好中球数はControl群,LPS群及びLPS+NO吸入群において各々2138.3/mm^3,620.0/mm^3,1037.3/mm^3でありLPS群において減少していた。免疫組織染色では、LPS+十NO群はLPS群に比べNT染色量の減少が認められた。
海洋貧酸素化は海底の生元素質循環にどのような変化をもたらすか？

海底における酸素消費フラックスを測定するため、高精度酸素濃度制御装置を開発、これを用いて、八戸沖水深500m(溶存酸素=112μM), 1000m (36μM),2000m (70μM)から採取した海底堆積物の酸素プロファイルを測定、拡散モデルを適用した。フラックスはそれぞれ2.7-4.2, 0.6-0.7, 1.4-1.6mm m-2 d-1であった。レッドフィールド比から推定される二酸化炭素生成フラックスは、それぞれ2.1-3.1, 0.5, 1.1-1.2 mmolC m-2 d-1であった。この値は衛星から観測される当該階域における一次生産量の0.6-10%であった。(1)昨年度までに、八戸沖の酸素極小層をはさむ海底における、酸素濃度プロファイルとフラックスの測定を完了した。本年度は、これらの成果まとめてEGUにて発表した。また、これまでに行った相模湾などの酸素極小層におけるデータもとりまとめ、酸素が乏しい海底の現場において、酸素濃度やフラックスが時空間的に変動する仕組みや定量的な変動幅を明らかにし、ASLOにて発表した。(2)現場測定用のプロファイラーの開発に着手した。具体的には、微小電極に流れるピコアンペアオーダーの電流を正確に増幅するアンプの開発を行った。電流漏れや発振を止めて安定に増幅させる実装技術を会得し、製作したアンプは酸素濃度の増減に合わせ、出力電圧が3Vほど変化することを確認した。この他にも、現場での測定時に海底の様子を撮影するためのカメラシステムを開発した。特に、光源については被写体からの距離によって赤色光を増強することで、水中における暖色の減少を補正する機能を持った樹脂固定型LED光源を新たに製作し、特許出願を行った。研究期間3年のうち、2年間に当初の研究計画をほぼ完了した。そこで本年は、1.これまでの航海などで取得したデータを解析し、堆積物ー水境界における化学的、地質学的な環境の変動の記載を行うこととした。また、2.海底へカメラなどの観測装置を運び、回収するランダーシステムの開発を行った。1.については、東日本大震災によって、水深7000mを超える深海底で生じたことを明らかにするため、深海潜水調査船支援母船「よこすか」YK11-E06航海を行い、深海カメラシステムを使い現場の様子をハイビジョン撮影を行い、堆積物を採取した。これによって地震が海底環境に与えた影響を精査した。水中の映像を画像処理して定性的な濁度を求めた結果、仙台沖日本海溝水深7553mの海溝軸では震災4ヶ月後も厚さ30mを超える強い濁度層が存在し、海底では厚さ31.5cmにおよぶタービダイトが発生したことが明らかになった。このことは、地震によって深海への有機炭素などの成分がより多く埋没した可能性を示唆する。2.については、アルミニウムのフレームにカメラや光源を組み込んだ耐圧ガラス球などを取り付けた、小型で持ち運びの簡単なランダーシステムを開発した。このランダーは、海洋調査船「かいよう」KY13-13航海において、水深8300mを超える日本海溝プレート三重会合点付近において投入を行い、回収に成功した。より大きな浮力とウエイトに交換する必要が確認されたものの、センサを深海底に運び、回収する手段を確立した。海洋酸性化と共に懸念される海底での溶存酸素の欠乏に対し、親生物元素のフラックスはどう変化するかという問題を明らかにするため、溶存酸素濃度(DO)が低い海洋環境において、堆積物ー水境界の酸素濃度プロファイルと酸素消費フラックスを測定し、これらの結果から推測される二酸化炭素フラックスの計算を行った。DO減少海洋のモデルとして、内湾を除く日本近海で酸素濃度が最も低下すると考えられる下北半島・八戸沖を選んだ。この海域は高一次生産量に伴う好気分解が活発なため、水深800-1100mのDOが30-50μMと低い値を示す。本研究では淡青丸KT11-20航海において、この酸素極小層を挟んだ3つの異なる水深(500m DO=112μM, 1000m DO=36μM, DO= 2000m DO= DO=70μM)にてマルチプルコアをそれぞれ採取し、酸素濃度プロファイルを測定した。コアは船内にて現場の水温、DOに設定した超高精度インキュベーター「Super Oxystat」(本研究計画の下、研究代表者が新規開発)を用いたインキュベーションの後、微小電極装置を用いて微小プロファイルを測定した。

500m, 100m, 2000mにおける酸素検出深度はそれぞれ1.8-2.8mm, 3.8-6.8mm, 5mmであり、拡散モデルに基づく酸素消費フラックスはそれぞれ2.7-4.2, 0.6-0.7, 1.4-1.6mm m-2 d-1であった。これらの値にレッドフィールド比(C:O2=106:138)を適用し、海底での二酸化炭素フラックスを計算したところ、それぞれ2.1-3.1, 0.5, 1.1-1.2 mmolC m-2 d-1となった。この値は衛星データの解析によるフラックス(30-80mmolC m-2 d-1: Ishizaka, 1998)の0.6-10%であることが判明した。測定とデータとりまとめについては、国際会議で発表するなど順調に進展していると考える。しかし、酸素濃度を深海底の現場にて測定する装置についてはやや遅れていた。本年度は、装置の中でも最も難易度が高い微小電流アンプの開発に成功したため、総合して概ね順調に進展したと自己評価した。予定されていた下北半島・八戸沖の航海において、目的に応じた試料採取、測定を行い、親生物元素フラックス(酸素、二酸化炭素)の推定まで行うことができた。これによって、水深の深い日本の近海では相模湾を除きほとんど行われていない、海底における酸素プロファイルの測定や、フラックスの測定を行うことが出来た。また、観測において、当初は現場観測のためのプロファイラー開発を予定していたが、使用する船舶は海底で測定するプロファイラーの運用が難しいため、本年度の開発方針として、マルチプルコアラーで得た試料をインキュベーションする方法を選択した。このためには海底現場の水温とDOを非常に高精度かつ安定的に制御できるインキュベーターが不可欠になるが、この装置の開発にも成功した。これによって、我々は酸素濃度、消費フラックスの計測について大きなノウハウを得ることができた。これらの研究成果は早くも2012年4月のEuropean Geosciences Unionにおいて発表し、八戸沖の酸素極小層の存在と、その親生物元素循環過程を海外の研究者にも紹介することができた。よって、本研究は多少の方針の変更はあったが当初の計画以上に進展していると考える。(1)開発と試作:現場測定型酸素濃度プロファイラーの開発を完了すると共に、プロファイラーを海底に運び、測定後再び回収する目的で使用するランダーシステム開発の検討を行う。(2)これまで、八戸沖、インド洋アラビア海、相模湾などで得られた現場酸素濃度プロファイルとその変動の知見をまとめ、学会発表や論文作成を行う。平成24年度は、観測によるデータの蓄積と装置開発の双方の研究を進める。前者は、海洋研究開発機構の船舶による乗船研究の機会を得られたため、仙台、三陸沖の酸素極小層において酸素濃度プロファイルの現場計測を行う。装置には二次元酸素濃度測定装置を使用し、クモヒトデなどが大量に生息している酸素極小層におけるバイオターべーションと海底への酸素の拡散過程を可視化、検証する。また、より正確な酸素消費フラックスを得るためには、微小電極による酸素濃度プロファイルを現場で測定することが望ましい。このため、ROV、潜水艇やランダーシステムに搭載できるプロファイラーの開発を継続する。さらに、平成25年度(最終年度)も現場における観測を行いたいため、船舶を使用する機会を得られるようプロポーザルの準備も進める。(1)プロファイラー、ランダーの開発については、科研費の消耗品費を使用するが、業者によるカスタム品の製作が必要な場合、その他の費用を使用する。不足部は運営費交付金などから捻出する。
新規JNKシグナル伝達経路のJNK結合モチーフによる探策およびその機能的解析

JNKはストレス応答や細胞分化等の制御因子として機能するキナーゼであるが、初期発生や分化におけるJNKの核外での制御機構は不明な点が多い。一方、JNK結合タンパク質には、JNK結合モチーフが高度に保存されていることから、本研究において、ヒトタンパク質アミノ酸配列ライブラリーを活用した網羅的In silicoスクリーニングを行った結果、私は有力な細胞核外JNK結合候補タンパク質群を得た。その中で、初期発生や硬組織新生に重要なサイトカイン、BMPの細胞膜受容体の一つ、BMPRII(BMP receptor type II)が、その特異的なC末端領域において、JNKと結合することを見出した。BMPRIIは、JNK以外に、その上流キナーゼのMIKK4やASK1とも会合し、これらは、BMP刺激に応じ空間的制御を受け、BMPRII上でASK1/JNK経路が形成されることを見出した。ASK1により活性化されたJNKは、BMPRIIのスレオニン977(T977)を直接リン酸化した。また、ASK1/JNKシグナル下流で、この部位のリン酸化依存的にプロテアゾーム経路によるBMPRIIのタンパク分解が促進されたが、T977A点変異体では促進されなかった。これらの結果は、BMPRIIがASK/JNK経路の足場タンパク質として機能することを示しており、かつJNKによるBMPRII T977のリン酸化が、半減期を含むBMPRIIの機能制御に関与することを示している。更に、ニワトリ胚初期発生系で、Smad経路のドミナントネガティブBMPRII変異体に対するT977E点変異体の強制発現が、ドミナントネガティブBMPRII変異体とは異なり、肩甲骨の発生を阻害したことから、初期発生において、このBMPRIIのT977のリン酸化レベルの調節が、non-Smadシグナルの調節に関与している事を示唆している。JNKはMAPキナーゼファミリーに属するリン酸化酵素であり、炎症・ストレス応答や細胞分化等の高次細胞機能の制御因子として重要な役割を担うが、初期発生や細胞分化におけるJNKの核外での制御機構は不明な点が多い。一方、JNK結合性タンパク質には、アミノ酸配列からなるJNK結合モチーフが高度に保存されていることから、本研究において、ヒト及びマウスタンパク質アミノ酸配列ライブラリーを活用した網羅的In silicoスクリーニングを行った結果、複数の有力な細胞核外JNK結合候補タンパク質群を得た。それらの中で、初期発生や硬組織新生に重要な役割を担うサイトカイン、BMPの受容体の一つ、BMPRII(BMP receptor type II)が、BMPRIIに特異的なC末端領域において、JNKと結合することを私は見出した。BMPRIIは、JNKのみならず、その上流キナーゼのMKK4や更に上流のキナーゼのASK1とも異なる領域で結合し、これらJNK及び一連の上流キナーゼは、BMP刺激に応じて空間的制御を受け、細胞膜に局在するBMPRII上でASK1/JNK経路が形成され活性型となることを見出した。ASK1により活性化されたJNKが、BMPRIIを直接リン酸化することから、リン酸化部位を検討した結果、少なくとも、スレオニン575,621,977が、JNK活性により、リン酸化レベルの調節を受けることが判明した。これらの結果は、BMPRIIがASK/JNK経路の足場タンパク質として機能することを示しており、かつJNKによるBMPRIIのC末端領域のリン酸化が、BMPRIIの立体構造及びその機能に影響を与えることを示唆している。更に、JNKは、BMPRIIをリン酸化することで、プロテアゾームによるタンパク分解を誘導し、BMPRIIのターンオーバーを制御することが示唆された(投稿準備中)。
〈弱いロボット〉概念の微視的相互行為への展開と応用

本研究は、日常の何気ない微視的な社会的相互行為の組織化における、個々の発話や行為に内包する〈不完結さ〉の役割や効用を、人とロボットとのインタラクションの場を用いて構成論的に明らかにしようとするものである。初年度である本年度は、〈不完結さ〉を含んだ微視的相互行為の事例として、言い直しなどの非流暢性を伴う発話、会話場面における言葉足らずな発話、手渡し行為における躊躇的な振る舞い、喃語などの非分節音などを取り上げた。また、先行研究で構築してきたプロトタイプのロボットをベースに、各事例の相互行為をシミュレートする研究プラットフォームを構築した。具体的には、(a)聞き手の状態に合わせて発話のタイミング、発話内容を調整しながら発話を行う〈トーキング・アリー〉、(b)昔ばなしを語り聞かせる際に、物語内の重要語を時々忘却してしまう〈トーキング・ボーンズ〉、(c)相手の状態に合わせティッシュの手渡しを調整する〈アイ・ボーンズ〉、(d)言葉足らずな発話によって、聞き手からの助け舟を引き出す〈む〉、(f)「もこー」「もこもん」「もっこもん」など分節化の進んでいない言葉を発する〈ゴミ箱ロボット〉など、5つのタイプの研究プラットフォームの構築を行い、その基本動作を確認した。さらに、それぞれの事例について、様々な統制条件下で、各ロボットの不完全な発話や行為から引き出される実験参加者の行為や相互行為の様相についての記述・分析を開始した。これらの成果の一部は、ジャーナル論文、国際会議論文として公開している。また、相手の状態に合わせティッシュの手渡しを調整する〈アイ・ボーンズ〉に関する特許出願を行った。本研究計画の通り、初年度においては、言い直しなどの非流暢性を伴う発話、会話場面における言葉足らずな発話、手渡し行為における躊躇的な振る舞い、喃語などの非分節音などを取り上げ、各事例の相互行為をシミュレートする5つのタイプの研究プラットフォームの構築を行い、その基本動作を確認した。また実験協力者とそれぞれのロボットとの相互行為の様相について、記述・分析を開始できている。また、成果の一部はジャーナル論文、国際会議論文として公開している。相手の状態に合わせティッシュの手渡しを調整する〈アイ・ボーンズ〉に関する特許出願を行った。当初の計画にあるように、今後は、それぞれの事例について、様々な統制条件下で、各ロボットの不完全な発話から引き出される実験参加者との相互行為の様相を記述・分析する。また、各応用領域における微視的相互行為の調整モデルを構築・実装し、フィールドでの実証を通して、本研究成果の適用範囲と限界を把握することとする。
代数的位相幾何学の研究とその種々の幾何学への応用

代数的位相幾何学の問題で非安定ホモトピー論の問題、特にリー群、その分類空間、自由ループ群、ゲージ群のホモトピー論的な研究を行い、単連結でないリー群の局所化の分解定理の証明、自由ループ群の分類空間とと対応する有限対の上の代数群の分類空間のコホモロジーの同型の問題の特別な場合の証明に成功した。Hopf空間の高次のホモトピー可換性や結合性についての研究を進め、評価写像のファイバー列の結合写像を決定した。コンパクトリー群の自己ホモトピー群の局所化の可完性についての問題の多くの場合を解決した。代数的位相幾何学の中でもリ-群の位相的研究、無限次元り-群(自由ル-プ群、ゲ-ジ群など)のホモトピ-論的研究,非安定K理論の研究とその応用を通じて様々な位相幾何学の問題を考える。Gをコンパクト連結リー群とする。Gの自己ホモトピー集合は自然に群の構造を持つ。この群はGが単純で階数が2以上なら非可喚であろうとの茨城大学の大嶋秀明氏によって立てられた予想は代表者と大嶋によって解決されたが、代表者と分担者濱中裕明は空間Xの非安定K群[X,U(n)]を応用してさらに詳しい研究を進めた。研究代表者と濱中は多くのコンパクト連結リー群Gについて自己ホモトピー群[G、G}のベキ零指数を研究した。またこの群の素数pでの局所化とその応用についても研究した。特に分担者濱中はnが5以上の時、SU(n)の自己ホモトピー群の巾零性を研究しそのnilpotentclassが3以上であることを示した。代表者と分担者濱中はG=Spin(2n)について自己ホモトピー群の奇素数での局所化の可喚性の問題を解決した。さらに代表者と分担者濱中は分担者岸本大祐氏の協力の下でPU(p)の自己ホモトピー群のnilpotentclassがp-2以上であることを証明した。このことによりnilpotent classが幾らでも大きくなる群が存在することが示された。また代表者は分担者神山、岸本、佃の協力の下に4次元多様体の上の主SO(3)束のゲージ群の分類を完成させた。代表者と分担者岸本は自由ループ群の分類空間のコホモロジーを研究した。私の研究は主に次の四つについて行われた.(1)非安定K理論とその応用非安定K理論とはユニタリ群への写像のホモトピー集合でK理論では表せないものを記述するためのもので,研究分担者・濱中裕章氏と研究しており様々な結果を得ている.その応用としてリー群の自己写像のホモトピー集合の非可換性に関する結果を得た.(2)ゲージ群のホモトピー型ゲージ群とは主束の自己同型で底空間において恒等写像となるもの全体のなす位相群であり,様々な分野で重要とされるものである.研究分担者・神山靖彦氏,佃修一氏,濱中裕章氏,岸本大祐氏とある種のゲージ群のホモトピー型の分類についての結果をリー群のSamelson積を求めることにより得た.L-Sカテゴリー数とは空間のホモトピー論的複雑性を表す量として古くから重要とされるものである.研究分担者・岩瀬則夫氏とスピノル群Spin(9)のL-Sカテゴリー数をそのカテゴリー・ウェイトを求めることにより決定した.(4)リー群の分解単連結リー群がp-局所化のもとである空間の直積に分解されることはよく知られているが,単連結でない場合にはこのような分解は長く知られていなかった.研究分担者・岸本大祐氏と単連結でない場合の分解に関する結果を得た.代数的位相幾何学の様々な問題の内今年度は次のテーマについて主に研究を実施した。1.エタールホモトピー論を用いた単連結でないコンパクト連結単純リー群の局所化の分解2.非安定K理論を用いた自己ホモトピー群の局所化の可換性の研究3. 2.の応用としてのコンパクトリー群のSamelson積の研究4.ゲージ群のホモトピー論的研究5.捩れた自由ループ空間の研究とfibrewizehomotopy論テーマ1については代表者と連携研究者岸本大祐氏が協力して単連結の場合と同様の分解ができることを証明した。その結果としてリー群では実現できない単連結でないHopf空間を構成することができた。テーマ2とテーマ3については代表者と連携研究者濱中裕明氏が共同で,U(n),SU(n)の自己ホモトピー群の局所化がいつ可換かという問題を完全に解決した。併せて群がSp(2)の場合を詳しく調べることができ、この場合にテーマ4と関連する結果を得た。テーマ4については代表者と連携研究者岸本大祐氏が共同でゲージ群の局所化の高次のホモトピー結合性をもつHopf空間としての分解の可能性についての研究を実施し多くの成果を得た。

テーマ5については捩れた自由ループ空間のコホモロジーについて懸垂写像の定義の一般化に成功した。代表者と連携研究者岸本大祐が協力してこの研究課題で得られていた素数p次の射影ユニタリー群の自己ホモトピー群(あるいはその素数pでの局所化)のべキ零数についての結果を改良し大嶋秀明氏による予想がこの場合に成立することを示した。やはり岸本氏との共同研究で、写像空間の研究で非常に重要な評価ファイバー空間のファイバー列についての研究を行い、その連結写像を分類空間の言葉で記述することに成功した。このことの応用としてある主束の同伴随伴東が自明になる条件を決定した。この結果は主束の自己同型群であるゲージ群のホモトピー論的な研究で中心的な役割を果たすものである。この他岸本との共同研究でコンパクトリー群の局所化の分解定理のゲージ群の場合への一般化についても一定の成果を得た。代表者と連携研究者濱中裕明はコンパクト連結リー群の自己ホモトピー群の研究を継続し、ベキ零群であるこの群の局所化の可換性について研究した。今年度はユニタリー群、特殊ユニタリー群の場合にどのような素数pについてこの群の局所化が可換になるかの必要十分条件を決定した。また例外型リー群の場合にも同様の研究を行い、ある素数pについてそのベキ零数が3になることを示した。これらの研究には当研究課題で代表者と濱中が研究した有限次元ユニタリー群への写像のホモトピー類の作る群である非安定K理論の研究成果が大きな役割を果たしている。
C_1微生物によるセリン生産とその関連酵素の分子遺伝学的、タンパク質工学的研究

本研究では、C_1微生物の特異な代謝経路であるセリン経路を有するHyphomicrobium methylovorumを用い、L-セリンの生産法を検討すると共にセリン経路を構成する酵素についての酵素化学的、分子遺伝学的研究を行うことを目的とした。H. methylovorum NCIB10099株の休止菌体を用いたメタノールとグリシンからのL-セリンの生産法の条件検討を行い、100mg/mlのグリシンと104mg/mlのメタノールから53mg/mlのL-セリンを生産させることが可能となった。この生産性の上昇は、L-セリンの分解に関与すると考えられるセリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼの逆反応を抑えることができたためと考えられた。ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼはセリン経路においてグリセリン酸に炭酸を固定し、オキザロ酢酸へ変換する酵素である。H. methylovorumの無細胞抽出液より本酵素を収率40%で420倍に精製し、電気泳動的に均一な標品を得た。この酵素はサブユニットの分子量88kDaで同一のサブユニットからなる4量体であった。セリン経路の鍵酵素ヒドロキシピルビン酸レダクターゼ(HPR)をコードする遺伝子領域をクローニングすることができた。塩基配列を決定した結果、HPR遺伝子は322アミノ酸からなるタンパク質をコードしており、その分子量は35726Daと計算された。推定されるアミノ酸配列はD型特異的2-ヒドロキシ酸脱水素酵素のアミノ酸配列と高い相同性を有していた。HPR遺伝子を含むプラスミドを大腸菌へ導入したところ、この形質転換株はHPRを発現し、可溶性タンパク質の16%に達した。本申請者らは、将来の培養原料として有望なC^1化合物のメタノールを炭素源、エネルギー源に用いてセリン経路を有するHyphomicrobium属細菌を培養し、その菌体を用いたL-セリンなどの水酸化アミノ酸の生産についての基礎的な研究を行ってきた。C_1微生物の特異な代謝経路であるセリン経路は従来本代謝酵素類の活性が高くて安定な微生物が見いだされていなかったために、詳細な酵素化学的研究はほとんど行われていなかった。本研究では、すでに本申請者らが見いだしているHyphomicrobium methylovorumを用いてL-セリンの生産法を検討すると共にセリン経路を構成する各種酵素について酵素化学的、分子遺伝学的研究を行うことを目的とした。ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)はセリン経路においてグリセリン酸に炭酸を固定し、オキザロ酢酸へ変換する酵素である。H.methylovorumの無細胞抽出液より本酵素を収率40%で420倍に精製し、電気泳動的に均一な標品を得た。アセチルCoAがPEPCの活性を促進することはE.coli等で報告されているが、本酵素ではそのような現象は認められなかった。また、NADH,ADPはメチルアミンに生育させたPseudomonas MA由来のPEPCの活性を調節するがそのような効果も本酵素においては見られなかった。H.methylovorum NCIB10099株の休止菌体を用いたメタノールとグリシンからのL-セリンの生産法の検討を行い、系内のメタノール濃度を1430mg/mlに保つこと、振とう回数を従来の300strokes/minから250strokes/minに変更することにより、100mg/mlのグリシンと104mg/mlのメタノールから53mg/mlのL-セリンを生産させることが可能となった。上記の反応条件を設定することにより、L-セリンの分解に関与すると考えられるセリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼの逆反応を抑えることができたため、L-セリンの高生産が達成されたと考えられた。

本研究では、C_1微生物の特異な代謝経路であるセリン経路を有するHyphomicrobium methylovorumを用い、セリン経路を構成する各種酵素についての酵素化学的、分子遺伝学的研究を行うことを目的とした。セリン経路の鍵酵素ヒドロキシピルビン酸レダクターゼ(HPR)をコードする遺伝子領域を内部アミノ酸配列の情報を基に作製されたDNAプローブを用いて単離することができた。塩基配列を決定した結果、HPR遺伝子は322アミノ酸からなるタンパク質をコードしており、その分子量は35726Daと計算された。アミノ酸配列を解析し、既に決定している内部アミノ酸配列を含んでいることを見出した。また、この配列はD-lactate dehydrogenaseやD-3-phosphoglycerate dehydrogenase等のD型特異的2-ヒドロキシ酸脱水素酵素のアミノ酸配列と高い相同性を有していた。HPR遺伝子を含むプラスミドを大腸菌へ導入したところ、この形質転換株はHPRを発現し、可溶性タンパク質の16%に達した。また、この大腸菌が発現するHPRの酵素化学的性質、免疫化学的性質はH.methylovorumのものと全く同一であった。HPRのアポ酵素については既にX線結晶解析が行われているが、補酵素を含有するホロ型の酵素の結晶はまだ得られていない。そこで、精製HPRを種々の条件で補酵素あるいは基質のどちらかの存在下で結晶化させたところ、多種多様の結晶を取得することができ、そのなかにはX線解析に供することのできる大きさを有する結晶も存在していた。
紫外線による免疫抑制機序の解析(UVBおよびUVA領域での波長ごとの解析)

近年使用されるようになってきたナローバンドUVBとUVA-1の免疫抑制効果を検討した。その結果、ナローバンドUVBでは接触過敏反応、遅延型過敏反応のどちらも抑制をきたし、これは抗原特異的であった。また各種波長の紫外線をモノクロメーターを利用して照射したところ、310nmをピークに免疫抑制効果がみられた。このことはナローバンドUVBの臨床効果の証明の一つの根拠と考えることができる。UVA1では、ナローバンドUVBや従来から使用されているUVBとは異なり、免疫抑制はかかるものの抗原特異的ではなく、別の効果発現機序が考えられた。マウスの皮膚の毛を剃り、モノクロメーターを用いて、各種波長の紫外線を照射をおこなった。波長は290nm、300nm、310nm、320nm半値幅5nmとし、照射を行う群と行わない群にわけおこなった。その後に同部位に、ハプテンであるOVA albulnin(500μg)を皮下注し感作、その後惹起し足の腫脹を確認したところ、波長ごとに抑制効果に差をみとめ波長により異なる抑制の程度があることがわかった。そして、OVAに対する免疫抑制が誘導されたマウスより別のマウスヘリンパ節のリンパ球を移入し、その後感作、惹起し、今度は紫外線照射を行わなくても、紫外線照射を行ったマウスからリンパ球を移入したマウスにおいて足の腫脹が抑えられるかを確認したところ、抑制効果をみとめ免疫寛容を誘導できた。そのマウスからリンパ節、脾臓を取り出し、そこからT細胞を分離、FACS、リアルタイムPCRを用いて解析し、制御性T細胞などの産生を解析し、確認することができた(投稿予定)。同様にこれまで単独では免疫反応に影響は少ないとされているUVAにつき検討する。UVA-1(340-400nm)は近年、強皮症やアトピー性皮膚炎などの治療に効果を示す報告がみられている。このUVA-1照射機器を使用し、同様に免疫抑制の機序を確認した。その結果、UVA1 1回照射では免疫抑制を誘導できなかったが、複数回照射することで免疫抑制の誘導が証明された。しかし、再感作実験では、免疫寛容の誘導は見られなかった。現在さらに機序解析をおこなっている。UVA1療法は機械の特殊性によりNB-UVBほどは一般的ではないものの、現在までにアトピー性皮膚炎、色素性蕁麻疹、全身性強皮症、尋常性乾癬などに効果があるとの報告がある。マウスの接触過敏反応・遅延型過敏反応においてUVA1でUVBと同様、DTHとCHSで抑制がみられるかを確認したところ、単回照射(100J/cm^2)では抑制がかからなかったが、4日連続照射(100J/cm^2×4)にて反応の抑制がみられた。またこれらのマウスから所属リンパ節の細胞をとり別のマウスに移入しトレランスの誘導を確認したところトレランスは誘導されなかった。そのマウスからリンパ節を取り出し、リアルタイムPCRを用いて解析したところ、制御性T細胞の誘導を示唆するFoxp3の増加はみられなかった。これらのことからは、UVA1照射は、免疫抑制はおこすが、抗原特異的なトレランスは誘導しないことが考えられた。免疫抑制機序解析のためランゲルハンス細胞、真皮樹状細胞の変化を確認したところ、UVA1照射では、通常UVB照射で数が減少するという変化が抑制されていた。またIL-10koマウスを用いて同様に紫外線照射をし、感作、惹起をしたところ、CHSではIL10koマウスでも同様に4回照射にて耳腫れの抑制をみた(感作単独117±28um、UVA1照射+感作46±13um)。その後、再感作をおこないトレランスが誘導されているかを確認した実験では、UVA1照射群での抑制はみられず、トレランスは誘導されていなかった(感作単独142±21um、UVA1照射+感作86±10um)。一方、DTHの実験ではUVA1の4回照射による足腫れの抑制はIL10koマウスにおいて解除された(BL6:感作単独1270±350um、UVA1照射+感作920±200um、IL10koマウス:感作単独1410±36um、UVA1照射+感作1360±64m)。このことからDTHでの免疫抑制にはIL-10の何らかの関与が示唆された(投稿予定)。UVA-1と別の紫外線との混合照射UVA-1(340-400nm)は近年、強皮症やアトピー性皮膚炎などの治療に効果を示す報告がみられている。昨年度までにマウスの接触

過敏反応(CHS)・遅延型過敏反応(DTH)においてUVA1でUVBと同様免疫反応の抑制がみられるかを確認したところ、単回照射(100J/cm2)では抑制がかからなかったが、4日連続照射(100J/cm2x4)にて反応の抑制がみられた。しかしこれはトレランスの誘導はおこさなかった。そのマウスのリンパ節をリアルタイムPCRにて解析したところ、制御性T細胞の誘導を示唆するFoxp3の増加はみられなかった。これらのことからは、UVA1照射は免疫抑制をひきおこすが、抗原特異的なトレランスは誘導しないことが考えられた。一方、Narrowband-UVBの照射は、抗原特異的なトレランスを誘導することを以前に報告しており、またリンパ節でのFoxp3を増加させる。そこで、このUVA1とNarrowband-UVBを組み合わせて照射を行ない(UVA1 4日連続照射後Narrowband-UVBを単回照射)反応の変化を確認した。その結果、接触過敏反応のモデルにおいては免疫抑制(マウスの耳腫れの抑制)をおこすことができなかった。機序解析のため表皮シート、皮膚切片を用いて検索を行ったところ、表皮内のランゲルハンス細胞の数は、Narrowband-UVB単独照射では減少がみられたのに対し、UVA1単独照射では減少を示さず、またUVA1照射をしたあとにNarrowband-UVBを照射した場合でも減少せず、UVA1照射がUVBによるランゲルハンス細胞の表皮からの減少を抑制する結果となった。これは真皮樹状細胞の数でも同様の傾向がみられた。このことからは、UVA1の照射により、ランゲルハンス細胞、真皮樹状細胞の機能変化をおこすことが、免疫抑制の起こり方の変化に関係していると考えられる。現在、追試をおこない、さらに機序解析をすすめている。