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原発１基に相当するリラクタンス型洋上風力発電機の適応ロバストベクトル制御系の開発

世界では,洋上風力発電機が巨大化に向けて研究開発と事業化を着々に進めている中,我が国のエネルギー供給源が多様化して経済の再活性化が図られるために洋上風力発電の導入が不可欠であり,更に,欧米の洋上風力発電量を超えるため,巨大化の風力発電開発が急務となる。現状では,最大級の数メガワット(MW)クラス洋上風力発電機が殆ど誘導型であるが,そこで,本研究では,荒波の海での厳酷な環境に耐えるように,原発1基(約30MW)に相当できる新しいリラクタンス型洋上風力発電機の適応ロバストベクトル制御系を初めて構築し,本提案の制御系を用いてリラクタンス型洋上風力発電機の高効率発電をストレステストで実行した。本研究では,荒波の海での厳酷な環境に耐えるように,原発1基に相当できる新しいリラクタンス型洋上風力発電機の適応ロバストベクトル制御系を初めて開発し,本提案の制御系によってリラクタンス型洋上風力発電機の高効率発電をストレステストで実行することを目的とする。平成25年度では,下記の研究が実行された。1.リラクタンス型洋上風力発電機の数理モデル解析:リラクタンス型洋上風力発電機の数理モデル解析の目的は荒波の海で風速変動による出力変動を効率よく抑制するために風速のカットイン領域・定格運転領域・カットオフ領域における木目細かな制御方式が不可欠である。そのため,同期リラクタンス型風力発電機の状態空間表現において厳酷な環境に耐えるリラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルを解析に確立した。2.適応ロバストベクトル制御系の構築:リラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルに対して適応ロバストベクトル制御系を新たに構築し,その制御系のロバスト性,有効性及び適応性について数値解析で検証を行った。世界では洋上風力発電機の巨大化に向けて研究開発と事業化を着々に進めている。我が国のエネルギー供給源が多様化して経済の再活性化が図られるために洋上風力発電の導入が不可欠で,欧米の洋上風力発電量を超えるため,巨大化な風力発電機の開発が急務となる。現状では,最大級の数メガワットクラス洋上風力発電機が殆ど誘導型である。しかし,誘導型洋上風力発電機は発電効率の低さが指摘されている。その代わりに,永久磁石型風力発電機は前者より効率のよいが,出力が数百キロワットしかないので,洋上風力発電機を向けていない。そこで,本研究では,荒波の海での厳酷な環境に耐えるように原発1基に相当できる新しいリラクタンス型洋上風力発電機の適応ロバストベクトル制御系を初めて開発し,本提案の制御系によってリラクタンス型洋上風力発電機の高効率発電をストレステストで実行することを目的とする。まず,実験験装置の設計と試作である。我が国の海風の変化が激しいので,この変化特性が表される数理モデルの確立は,気象庁と海上保安庁からもらった情報だけで困難であるため,それらの情報に基づいて荒波の海で風の特性を表す実験を実行することが必要となる。本研究ブロック線図より,実験装置の設計と試作は実験装置班が実行した。次に,実験測定である。誘導型風力発電機は等価慣性の大きく,弱風の時風力発電の高効率化が難しい。これに対してリラクタンス型風力発電機は等価慣性が極めて小さくて,不規則に変動する自然風で駆動されるので,弱風から強風まで広い風速に対して高効率発電可能となる。しかし,荒波の海で風の変化は非常に激しく,洋上風力発電の安全性と高効率化のため,特に,カットイン領域とカットオフ領域において風の変動に適するリラクタンス型洋上風力発電機の特性を詳細に測定する必要である。実験測定班はリラクタンス型風力発電機の回転子を用いて測定を実行した。世界風力エネルギー協会は,風力発電の設備容量は2014年6月に336GWまで急速に拡大し,世界の電気需要の4%が風力発電であり,なお急激に増加していることを発表した。世界の風力発電の大規模化は,太陽光発電を大きく凌駕し,8倍以上の開きがある。特に,米国では,エネルギーの新たな未来を築くように洋上風力イニシアティブ(率先)を国家戦略計画として発表した。クリーンで再生可能な洋上風力エネルギーの導入は,2035年までに米国で使用する電力の80%をクリーンエネルギー源で賄うという目標を達成する可能である。現状では,洋上風力発電機は殆ど誘導型であり,誘導型洋上風力発電機は一番大きな出力が数MWに達しても,発電効率の低さが指摘されている。その代わりに,永久磁石型風力発電機は前者より効率のよいが,出力が大きくなく数百キロワット(KW)しかないので,洋上風力発電を向けていない。本研究の目的は,荒波の海で原発1基に相当するリラクタンス型洋上風力発電機の適応

ロバストベクトル制御系を構築し,本提案の制御系を用いてリラクタンス型洋上風力発電機の高効率発電のストレステストを実行することである。平成26年度では,下記の研究が実行された。1.風速の激しい変化に依存するリラクタンス型洋上風力発電機の特性を実験的に計測し,測定データにより厳酷な環境に耐えるリラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルを解析に検証した。2.得られた数理モデルに対して適応ロバストベクトル制御系を新たに構築し,その制御系について閉ループシステムの安定性を確認した。3.風力発電高効率化のため,巨大なリラクタンス型洋上風力発電機と制御系に対して総合的に解析・検討を実行した。4.構築される適応ロバストベクトル制御系を用いてリラクタンス型洋上風力発電の高効率発電をストレステストで確認した。制御工学リラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルの解析ができた。荒波の海で風速変動による出力変動を効率よく抑制するために風速のカットイン領域・定格運転領域・カットオフ領域における木目細かな制御方式が不可欠である。そのため,同期リラクタンス型風力発電機の状態空間表現において厳酷な環境に耐えるリラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルを解析に確立した。計画の通り進んでいる。1.適応ロバストベクトル制御系の構築:リラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルに対して適応ロバストベクトル制御系を新たに構築し,その制御系のロバスト性,有効性及び適応性について数値解析で検証を行う。2.総合解析と検証:制御系について閉ループシステムの安定性を検証する。更に,風力発電高効率化のため,巨大なリラクタンス型洋上風力発電機とその制御系に対して総合的に解析・検討を実行する。3.ストレステストの実行:構築される適応ロバストベクトル制御系を用いてリラクタンス型洋上風力発電の高効率発電をストレステストで実行する。担当はストレステスト班である。平成25年度では,まず,リラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルの解析を行う予定である。そのため,同期リラクタンス型風力発電機の状態空間表現において厳酷な環境に耐えるリラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルを解析に確立する。担当は数理解析班となる。そして,適応ロバストベクトル制御系の構築を実行する予定となる。リラクタンス型洋上風力発電機の数理モデルに対して適応ロバストベクトル制御系を新たに構築し,その制御系のロバスト性,有効性及び適応性について数値解析で検証を行う。担当は制御班である。平成25年度,部品購入費として使用する予定だる。
電子スピンを利用する円偏光レーザの開発

近年、半導体中の電子スピン自由度をすることで円偏光出力を可能とするレーザ“スピンレーザ"が注目されている。我々は当該デバイスの実現へ向けて基幹構造である活性層の特性向上に取り組んできた。分子線エピタキシー法による系統的な結晶成長実験を通して、(110)面GaAs量子井戸を利用すれば発光特性・スピン特性が大幅に向上することを実証した。本成果により(110)面GaAs量子井戸を利用した高性能なスピンレーザの実現が期待される。電子のスピン自由度を利用した半導体レーザ“スピンレーザ"は円偏光のコヒーレント光を出力できるため、次世代の偏光多重通信や量子暗号技術、更には、キラル分子認識技術やディスプレイ、不揮発性光メモリなど広範囲に応用できる可能性を秘めており、その技術発展が期待されている。本研究では電流注入型スピンレーザの実現を目指して、コア技術であるスピンLED構造を用いた電気的スピン注入/検出法を確立する。高い円偏光を有するスピンLEDを作製するためには、磁性電極部と半導体部の両者を適切に設計することが重要である。半導体部におけるスピンから円偏光への変換効率はスピンLEDの円偏光度を大きく左右する。そこで平成26年度は半導体部に着目し、量子井戸の結晶成長条件がスピン-円偏光変換効率および円偏光度に与える影響を評価した。ここでは一般的な半導体材料であるGaAs(100)基板を使用し、成長条件(成長温度および砒素・ガリウムのスラックス比)を系統的に変えてGaAs/AlGaAs量子井戸構造を作製した。試料のキャリアおよびスピンダイナミクスは時間分解フォトルミネセンス法により室温において測定した。キャリア寿命は成長条件に依存して0.4 nsから9 nsまで大きく変化した。一方、電子スピン緩和時間は成長条件によらず約0.1 ns程度で一定の値を示した。これらの値を用いて計算した結果、スピン-円偏光変換効率は成長条件により1桁変化し、実際に測定した円偏光度もこれに応じて変化することが分かった。これらの成果は高い円偏光度を持つスピンLEDの実現へ向けて重要な知見であると言える。電子のスピン自由度を利用した半導体レーザ“スピンレーザ"は円偏光のコヒーレント光を出力できるため、次世代の偏光多重通信や量子暗号、更にはキラル分子認識などに応用できる可能性を秘めており、その技術発展が期待されている。本研究では電流注入型スピンレーザの実現を目指して、コア技術であるスピンLED構造を用いた電気的スピン注入法を確立することを目的としている。スピンLEDでは観測される発光の円偏光度から半導体中のスピン信号を評価する。そのためS/Nの良い信号を得るためには良好な発光効率およびスピン-円偏光間の効率的な変換が要求されるが、これらのパラメータはスピンLEDの半導体発光層の特性に大きく依存する。昨年度の研究では、一般に使用される(100)面方位上のGaAs量子井戸を作製し、そのスピン-円偏光変換効率が1%に留まることが分かった。これはスピン方向を維持する時間(スピン寿命)が約0.1nsと短いため、再結合寿命の間、そのスピン方向を保持することが出来ないことが原因である。そこで本年度は、室温で長いスピン寿命が期待される(110)面方位上のGaAs量子井戸を作製し、そのスピン-円偏光変換効率および発光効率を評価した。その結果、約4nsに及ぶ非常に長いスピン寿命を得ることができ、約30%のスピン-円偏光変換効率を達成した。これは従来の(100)量子井戸の30倍に達する。また、発光効率は(100)量子井戸と同程度の高い値を示した。以上の結果より、(110)GaAs量子井戸をスピンLEDの発光層として利用することにより、高性能なスピンLEDの実現が期待される。今年度は(110)面方位上のGaAs量子井戸の成長条件最適化に取り組み、目標としていたnsオーダーのスピン寿命、及び、(100)量子井戸に匹敵する高い発光効率を得た。これにより、高性能なスピンLEDの実現へ向けた基盤技術を確立することができた。近年、半導体中の電子スピン自由度を積極的に利用した半導体レーザ“スピンレーザ"が注目を集めている。スピンレーザは円偏光のコヒーレント光を出力できるため、偏光-磁性体磁化間での情報転写や制御、また、カイラル物質のセンシングなど次世代光源として期待が大きい。これらの応用ではレーザ出力光として高い円偏光度(>0.9)が必要である。高い円偏光度を持つスピンレーザを実現するためには、磁性電極によるスピン注入部でのスピン注入効率の向上だけでなく、スピン・円偏光変換が行われる活性層のキャリア再結合寿命とスピン緩和時間の比率も重要である。また、一般的な半導体レーザと同様に活性層として優れた発光特性や表面・界面平坦性も要求される。そこで活性層の特性向上を目指し、(110)面GaAs量子井戸の開発に取り組んできた。(110)QWでは電子のスピン方向の保持時間であるスピン緩和時間が室温においてナノ秒オーダーに達し、この値は(100)QWの数十倍に相当する。そのため、(110)QWはスピン光デバイスの発光層として期待されていたが、結晶成長の困難さ故に表面平坦性及び発光効率との両立が課題であった。分子線エピタキシー法による系統的な結晶成長実験を通して、一般的な(100)面GaAs試料と同程度の表面平坦性を得るとともに、発光特性・スピン特性の大幅な向上を達成した。

また、同程度の結晶性を持つ(110)および(100)QWの発光効率の比較実験を行い、室温において(110)QWの方が34倍優れた発光効率を示すことが分かった。これらの成果により(110)面GaAs量子井戸を利用した高性能なスピンレーザの実現が期待される。近年、半導体中の電子スピン自由度をすることで円偏光出力を可能とするレーザ“スピンレーザ"が注目されている。我々は当該デバイスの実現へ向けて基幹構造である活性層の特性向上に取り組んできた。分子線エピタキシー法による系統的な結晶成長実験を通して、(110)面GaAs量子井戸を利用すれば発光特性・スピン特性が大幅に向上することを実証した。本成果により(110)面GaAs量子井戸を利用した高性能なスピンレーザの実現が期待される。半導体結晶成長装置が故障し、当初予定していたGaAs(110)結晶成長条件の最適化に遅延が生じているため。今年度得られた(110)量子井戸に関する知見を活かして高い円偏光度を持つスピンLEDを作製する。具体的には磁性電極-量子井戸間の構造最適化を図ることで、磁性電極から量子井戸層への効率的なスピン注入を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。スピントロニクス室温において1 ns以上の長いスピン緩和時間が期待できるGaAs(110)量子井戸を作製し、高い円偏光を有するスピンLEDの実現を目指す。
外国語による日本文学研究文献のデータベース化に関する調査研究

本研究は、平成1314年度の2年間に「萌芽研究:外国語による日本文学研究文献のデータベース化に関する予備調査」(課題番号:13871051)と題して準備したものが土台となっている。その成果を踏まえて、さらに発展的に展開した本課題では、以下のテーマで有益な成果が上がった。○海外における日本文学研究論文の総整理(論文データベースの作成)○外国語に翻訳された翻訳書と研究書の解題整理(書籍約600点を対象とした)○国内外の学会等で研究発表。韓国日語日文学会国際研究集会(2005年5月14日)等で研究成果を報告し、研究協力と情報提供を依頼。なお、多言語にわたる日本文学研究文献のデータベース化においては、研究論文約4,000件を調査整理し、『海外における日本文学研究論文1+2』(平成18年3月発行)として刊行した。対象とした言語は、中国語・チェコ語・英語・フランス語・ドイツ語・韓国語・日本語・ポーランド語・ロシア語等であった。海外における日本文学に関する情報は、以下の4冊に中間報告としてまとめた。外国語に翻訳された翻訳書・研究書の書誌解題と、研究史を整理するための資料集を付したものがそれである。1.『海外における源氏物語』(平成15年12月発行)2.『スペイン語圈における日本文学』(平成16年9月発行)3.『海外における平安文学』(平成17年2月発行)4.『海外における上代文学』(平成18年2月発行)なお、本研究の成果は、下記のホームページで公表している。研究計画の1年目である平成15年度の調査研究は、以下の通り多くの成果を得た。(1)多言語にわたる日本文学研究文献のデータベース化萌芽研究における予備調査は英語中心であった。本課題では、その対象言語を拡大し、以下の多言語による文献資料1025件を調査整理した。・韓国語(360件)・中国語(343件)・ポーランド語(178件)・チェコ語(72件)・英語(38件)・ドイツ語(18件)・イタリア語(10件)・フランス語(5件)・オランダ語(1件)(2)外国語に翻訳された翻訳書・研究書の書誌解題を刊行本研究の成果の一部は、報告書『海外における源氏物語』(発行:平成15年12月6日・国文学研究資料館、編集:伊藤鉄也)として刊行・配布した。これはインターネットでも好評を得、全国の大学図書館等から入手方法など多数の問い合わせを受けた。(3)海外の研究者から情報を収集し今後の協力関係を確認本年度は、次の大学をはじめとする多くの関係者の理解を得て、貴重な情報やアドバイスと協力をいただいた。コロンビア、イエール、ワルシャワ、ネルー、デリー、オックスフォード、ケンブリッジ、ロンドン、輔仁、中国文化の各大学。(4)積極的に学会に参加して本課題に関する報告および情報を収集口頭発表は、「外国語による日本文学研究文献のデータベース化について」(伊藤鉄也、第21回DB-West、平成15年6月8日、於大阪樟蔭女子大学)、国際学会への参加は、第10回EAJS学会2003(平成15年8月27-30日、於ポーランド・ワルシャワ大学)がある。(5)成果の公表国際研究集会「海外における源氏物語の世界翻訳と研究」・(平成15年12月6日、於大阪大学)で、本課題の成果を公開展示した。なお、本研究の成果は、下記のホームページで公表している。本課題の2年目である平成16年度の調査研究は、以下の通り多彩な成果を得た。(1)海外の研究者と今後の協力関係を確認し情報を収集海外での研究の実状把握と情報交換の基盤作りとして、今年度訪問した国は<<中国、インド、トルコ、イギリス、イタリア>>である。

得られたことは以下の編著および研究発表に盛り込み、今後につながる成果として結実している。(2)翻訳書・研究書の書誌解題を刊行本研究の成果として、『スペイン語圏における日本文学』(平成16年9月23日・国文学研究資料館発行)を刊行した。また、『海外における平安文学』(平成17年2月19日・国文学研究資料館発行)に、本研究の成果の一部として翻訳書・研究書の解題や各種資料を収録した。(3)外国語による日本文学研究文献リストを刊行本研究計画の第2年目までに収集した多言語による研究論文2061件を調査整理し、『海外における日本文学研究論文1』(平成17年2月19日・国文学研究資料館発行)として刊行した。(4)積極的に国際学会に参加して本課題に関する報告および情報収集を実施なお、本研究の成果は、下記のホームページで公表している。本課題の最終年である平成17年度の調査研究は、以下の通り多彩な成果を得た。1.海外の研究者と今後の協力関係を確認し情報を収集海外での研究の実状把握と情報交換の基盤作りとして、今年度訪問した国は《韓国、オーストリア、エジプト、インド、アメリカ》である。得られたことは以下の編著及び研究発表に盛り込み、今後につながる成果として結実している。2.翻訳書・研究書の書誌解題及び外国語による日本文学研究文献リストを刊行本研究の成果は、翻訳書・研究書の解題や各種資料を収録した『海外における上代文学』(平成18年2月、国文学研究資料館発行)と、この3年間に収集整理した研究論文情報資料集である『海外における日本文学研究論文1+2』(平成18年3月、国文学研究資料館発行)の2冊にまとめて刊行した。なお、『世界文学としての源氏物語』(伊井春樹編、笠間書院、平成17年10月)には、本研究の成果が盛り込まれている。3.他大学での展示に協力本研究計画を通して収集した多言語に亙る翻訳書の内、貴重なもの約50点を、昭和女子大学の学園祭「秋桜祭」に資料展示として協力提供し、好評を博した。4.積極的に国際学会に参加して本課題に関する報告及び情報収集を実施韓国日語日文学会主催国際学術シンポジウム・春季国際学術大会で、「日本文学研究の情報・資料をウエブで共有する」と題して、伊藤が研究発表をした。これは同題名で『日語日文學研究第54輯2巻〔日本文学・日本学篇〕』(韓国日語日文学会、平成17・8)に掲載された。なお、本研究の成果は、下記のホームページで公表している。
フォトニック結晶による薄膜Ｓｉ太陽電池の高効率化に関する研究

薄膜シリコン(Si)太陽電池は少ないSi資源量で発電可能だが、膜厚が数百nmから数μmと薄く、光吸収が弱いことが課題である。そこで本研究ではフォトニック結晶(PC)と呼ばれる、光の波長程度の周期的屈折率分布をもつナノ構造体を用いた。PCの共振モードを多数用意し、それらに入射光を結合させることにより広帯域に亘る光吸収増大が期待される。そこでPCを用いて薄膜Si太陽電池(特に薄膜微結晶Si)の光吸収増大を図るべく、そのPCの構造設計手法の確立を検討した。これまで、PCの微小構造変化に対するSiの光吸収変化が計算でき、細かな構造設計が可能であるという特徴をもつ感度解析法を用いた構造設計を行ってきたが、従来では太陽電池の構成要素である電極の光吸収を無視していた。そこで、電極の光吸収を考慮に入れた上でPCの構造設計を検討した。電極の光吸収を取り込むにあたり、電極の吸収係数を設計に導入した。感度解析法では、目的関数と設計変数の設定が重要である。目的関数はSiの光吸収であり、Siにのみ吸収される電磁エネルギーで表現した。設計変数については、PCの面内の誘電率をその設計変数を使って表現することにより導入した。そして、感度、すなわち目的関数を設計変数で偏微分したものを計算することにより構造設計を行った。Si膜厚600nmの太陽電池において、設計対象のPCに対して感度を計算し、その計算結果を受けて構造設計を行うことを繰り返した結果、PCを有さない太陽電池と比較して、約1.4倍の光吸収増大を実現することに成功した。また、この光吸収は、光吸収のベンチマークである、Si層内への光の等方的な散乱を実現するような理想的なテクスチャ構造採用時の光吸収をも上回ることを示した。本研究で検討した手法により、より大きな光吸収を実現する薄膜微結晶Si太陽電池の実現可能性が示されたといえる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
甲状腺癌の上皮間葉移行を司るRunx2：mTOR経路と低酸素を介した発現制御機構

Runxファミリー(Runx1, Runx2, Runx3)は組織発生、細胞分化に関与する転写因子群で、RUNX2遺伝子は甲状腺癌においても高発現し、血管増殖因子、マトリックスメタロプロテアーゼ、上皮間葉移行調節因子を正に制御している。本研究では塩化コバルトや低酸素インキュベーターを用いて甲状腺癌細胞に低酸素刺激を加え、Runx2発現が低酸素により抑制されることを明らかにした。これは低酸素の腫瘍内部ではRunx2が減少し、逆に血流の豊富な腫瘍辺縁ではRunx2の発現が高いことを示唆する。Runxファミリー(Runx1, Runx2, Runx3)は組織発生、細胞分化に関与する転写因子群で、我々はこれまでに骨芽細胞・軟骨芽細胞の分化を調節するRUNX2遺伝子が甲状腺癌においても高発現していることを見出し、さらにRunx2発現が血管増殖因子、マトリックスメタロプロテアーゼ、上皮間葉移行調節因子を正に制御していることを明らかにした。本研究計画では我々の基礎的成果をさらに発展させ、甲状腺癌の新規治療法に応用させるトランスレーショナルリサーチとして、Runx2の発現制御メカニズム、Runx2の新規標的遺伝子の同定、甲状腺癌細胞の浸潤と上皮間葉移行に及ぼすRunx2の作用を分子生物学的に解明することを目指す。Runxファミリー(Runv1, Runx2, Runx3)は、組織発生、細胞分化に関与する転写因子群で、我々はこれまでに骨芽細胞の分化を調節するRunx2遺伝子がが甲状腺癌においても高発現していることを見出し。さらにRunx2発現が血管増殖因子、マトリックスメタプロテアーゼ、上皮間葉移行調節因子を正に制御していることを明らかにした。RunxファミリーはRUNX1 (AML1/CBFA2), RUNX2 (AML2), RUNX3 (AML3)の3つのアイソフォームから構成される転写因子群である。Runx分子はコア結合因子(CBFβ)とヘテロ二量体を形成して転写を調節し、胎児発生過程における細胞分化に関わる重要な調節を担っている。Runtドメインにおいて90%以上の高い相同性を有しているが、各アイソフォームの発現は組織特異性があり、機能的役割も大きく異なっている。RUNX1は赤芽球、顆粒球、巨核球、リンパ球を含む造血系分化に関わり、その遺伝子異常は急性骨髄性白血病の原因となっている。RUNX2は骨芽細胞・軟骨細胞の分化を誘導し、その異常は鎖骨・頭蓋骨の先天的形成異常をもたらす。RUNX3は胃上皮の増生や神経発生に関わり、がん抑制遺伝子として胃癌ではDNA過剰メチル化による不活化がおきている。我々はこれまでに骨芽細胞・軟骨芽細胞の分化を調節するRUNX2遺伝子が甲状腺癌においても高発現していることを見出し、さらにRunx2発現が血管増殖因子、マトリックスメタロプロテアーゼ、上皮間葉移行調節因子を正に制御していることを明らかにした。予測とは反対に低酸素刺激によってRunx2の発現変化が低下することがわかった。医歯薬学PI3K/AKT/mTOR経路のシグナル阻害によってRunx2の発現が有効に制御されるかを確認する。mTOR選択的阻害にパラマイシン、その他誘導体であるエベロリスムを使用する。mTORを含む複合体にはmTORC1とmTORC2があり、作用が異なるがラパマイシンは両者を、エベロリスムはmTORC1を選択的に阻害する。上流のPI3Kの阻害にstemolecule GDC-0941、AKT阻害にperiforsineの使用を予定している。薬剤によるmTOR阻害の確認にはmTOR阻害の確認にはmTORの下流であるp70S6k、4EBP1のリン酸化状態をウエスタンブロットで検討する。Runx2とその標的遺伝子群(SPP1、BGLAP、VEGFA、TWIST1等)の発現変化はmRNAレベル、蛋白レベルで確認する。低酸素によるRunx2の発現変化が低酸素刺激条件と培養細胞株種の違いにより不安定。PI3K/AKT/mTOR経路のシグナル阻害によってRunx2の発現が有効に抑制されるか確認する。mTOR選択的阻害にラパマイシン、その誘導体であるエベロリムスを使用する。mTORを含む複合体にはmTORC1とmTORC2があり作用が異なるがラパマイシンは両者を、エベロリスムはmTORC1を選択的に阻害する。

上流のPI3Kの阻害にstemolecule GDC-0941、AKT阻害にperifosineの使用を予定している。薬剤によるmTORの阻害の確認にはmTORの下流であるp70S6k、4EBP1のリン酸化状態をウエスタンブロットによって行う。Runx2とその標的と予測される遺伝子群(SPP1,BGLAP, VEGFA, TWIST1等)の発現変化はRT-PCR、定量PCR、ウエスタンブロットによって調べる。
悪性グリオーマの治療抵抗性及び浸潤性を規定する分子の解明とその治療戦略の検討

悪性グリオーマ、特にグリオブラストーマの予後は診断・治療技術の向上にもかかわらず依然として改善せず、その原因は腫瘍細胞の増殖能と強い浸潤能、そして治療への抵抗性にあると考えられる。本研究は、グリオーマの強い浸潤能と治療抵抗性を制御する責任分子とそのシグナル経路を解明し、分子メカニズムに基づく治療戦略をデザインすることを目的として行った。【1】がん細胞をDNA損傷性薬剤や微小管作動性薬剤などの抗癌剤で処理した場合、分裂期崩壊(mitotic catastropheと呼ぶ)というメカニズムで細胞が死滅することを見出し、この崩壊死は細胞分裂期における細胞内での酸化ストレスの上昇に依存していることを見出した。本年度は、分裂期での長時間の停止がなぜ酸化ストレスを上昇させるのか、更には酸化ストレスの上昇が最終的にどのような分子経路を経て細胞を死に至らしめるのかについて解析を行った。その結果、細胞は一般に分裂期にはミトコンドリアの膜電位が上昇し活性酸素が上昇することを見出し、活性酸素量は分裂期停止時間の長さに依存することが分かった。また、酸化ストレスの下流でp38MAPキナーゼが活性化して細胞死を誘導することが分かった。更にU251MGグリオーマ細胞ではp38経路の活性化が障害されていることが分かり、この細胞の抗癌治療に対する抵抗性を説明することが出来る。【2】ピアルロン酸細胞外マトリクスと細胞接着分子CD44の接着と解除の回転(turnover)がグリオーマ細胞の浸潤能を規定する重要な要素であることを見出し、更にピアルロン酸合成酵素(HASと呼ぶ)、とくにHAS3と呼ばれる酵素活性が細胞の先進部の活性に重要な役割を果たしていることを明らかにした。また、その発現阻害によって細胞の浸潤を極めて効果的に抑制することに成功した。初年度の主な成果を以下に示す。【1】がん細胞をDNA損傷性薬剤や微小管作動性薬剤などの抗癌剤で処理した場合、細胞は分裂期で長時間(1020時間)停止し、その後崩壊死することを見出した(分裂期崩壊:mitotic catastropheと呼ぶ)。更にこの崩壊死は細胞内での酸化ストレスの上昇に依存していることを見出した。一般に腫瘍細胞では分裂期での長時間の停止によって酸化ストレスが経時的に上昇し致死的なレベルに達するのに対して、正常細胞では酸化ストレスのレベルが腫瘍細胞ほどは上昇せず、崩壊死を回避することがわかった。しかし、一部のグリオーマ細胞では、正常細胞同様に分裂期で停止するにもかかわらず、酸化ストレスが十分に上昇せず、細胞死に至らないものが存在することが明らかになった。来年度はどのような機構によって、グリオーマ細胞で酸化ストレスの上昇が阻害されているのかを明らかにしたいと考えている。【2】ヒアルロン酸細胞外マトリクスと細胞接着分子CD44の接着と解除の回転(turnover)がグリオーマ細胞の浸潤能を規定する重要な要素であることを見出したので、浸潤性の高い腫瘍においてturnoverを亢進させる分子機構を調べた。その結果、ヒアルロン酸が代謝されるためにはモエシンのリン酸化が必要であること、そしてADAM17プロテアーゼによってCD44が切断されることが必要であることを見出し、その阻害によって細胞の浸潤を極めて効果的に抑制することに成功した。

悪性グリオーマ、特にグリオブラストーマの予後は診断・治療技術の向上にもかかわらず依然として改善せず、その原因は腫瘍細胞の増殖能と強い浸潤能、そして治療への抵抗性にあると考えられる。本研究は、グリオーマの強い浸潤能と治療抵抗性を制御する責任分子とそのシグナル経路を解明し、分子メカニズムに基づく治療戦略をデザインすることを目的として行った。2年目の主な成果を以下に示す。【1】昨年までの研究により、がん細胞をDNA損傷性薬剤や微小管作動性薬剤などの抗癌剤で処理した場合、分裂期崩壊(mitotic catastropheと呼ぶ)というメカニズムで細胞が死滅することを見出し、この崩壊死は細胞分裂期における細胞内での酸化ストレスの上昇に依存していることを見出した。本年度は、分裂期での長時間の停止がなぜ酸化ストレスを上昇させるのか、更には酸化ストレスの上昇が最終的にどのような分子経路を経て細胞を死に至らしめるのかについて解析を行った。その結果、細胞は一般に分裂期にはミトコンドリアの膜電位が上昇し活性酸素が上昇することを見出し、活性酸素量は分裂期停止時間の長さに依存することが分かった。また、酸化ストレスの下流でp38MAPキナーゼが活性化して細胞死を誘導することが分かった。更にU251MGグリオーマ細胞ではp38経路の活性化が障害されていることが分かり、この細胞の抗癌治療に対する抵抗性を説明することが出来る。【2】昨年までの研究で、ピアルロン酸細胞外マトリクスと細胞接着分子CD44の接着と解除の回転(turnover)がグリオーマ細胞の浸潤能を規定する重要な要素であることを見出したが、本年の研究でピアルロン酸合成酵素(HASと呼ぶ)、とくにHAS3と呼ばれる酵素活性が細胞の先進部の活性に重要な役割を果たしていることを見出し、その発現阻害によって細胞の浸潤を極めて効果的に抑制することに成功した。
ディオファンタス・アルゴリズムとその周辺

「ディオファンタス・アルゴリズムとその周辺」の研究課題について以下の結果が得られたので報告する。1.アルゴリズムから自然にinduceされる平面タイリングの数論への応用として、「x^3+kx-1=0の根をαとするとき2次元ベクトル(√q(qa-p),√q(qa^2-r)),q,p,r∈Zの集合の集積点は、ある楕円及びその外部(の一部)となる。」この結果のディオファンタス近似論への貢献は大きいものと考えている。2.これまで原点を通る平面のstepped surfaceのgenerating method構成法は知られていたが(伊藤.大槻)、最近、原点を通らない平面のstepped surfaceについても構成法が発見された。なお、これらの諸結果は、日本数学会春季の特別講演(実関数論分科会)で発表される。
ALDH2遺伝子多型の飲酒関連がん発がんリスク：媒介分析による評価

アルコールの代謝産物である発がん物質アセトアルデヒドは主にAldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2)により代謝される。ALDH2遺伝子多型(Glu504Lys)の変異型アレルであるLysアレルは、その代謝活性をほぼ消失させ、飲酒後のアセトアルデヒド暴露量増加によって発がんリスクを上昇させる効果(直接効果)を示す。一方で、飲酒行動を抑制し発がんリスクを低下させる効果(間接効果)という相反する効果も示す。本研究では、これら2つの効果を区別して評価できる媒介分析により、Lysアレルの直接効果を定量化することで、各飲酒関連がんへのアセトアルデヒドの関与を臓器横断的に評価する。
頭蓋内胚細胞腫に関する免疫組織学的ならびに遺伝子工学的研究

1.頭蓋内原発胚細胞腫症例における染色体分析、症例の体細胞染色体分析を行なった。現在までの男性9例、女性1例の計10例におけるKaryotype analysisの結果は、46XYまたは46XXで染色体異常を認めていない。今後、さらに臨床別における分析を進め、Klinefelten症候群合併が頭蓋内原発例にも存在するかどうかを検討する予定である。2.頭蓋内胚細胞腫の培養細胞株樹立の試み17才男性に発生したトルコ鞍上部germinomaの手術材料より、腫瘍細胞を培養することに成功した。現在、培養開始後7ケ月が経過し、継代回数は10代に達しているが、permanent cell lineとして確立するための研究を継続中である。本腫瘍は組織学的にpure germinomaで、免疫組織学的検討ではplacental alkaline phosphatase(PLAP)が陽性である。培養細胞はやはりPLAPが陽性で、この他にvimentin、cytokeratinに陽性染色を示す細胞が存在する。本細胞を用い、細胞分化あるいは癌抑制遺伝子検出などの検討を進める予定である。3.抗neuron specific enolase(NSE)および抗Leu7抗体による頭蓋内germ cell tumorの免疫組織学的検討臨床手術標本を用いて免疫染色を行なったところ、抗NSE染色ではgerminomaおよびembryonal carcinowaが陽性、choriocarcinowaは陰性、抗Leu7染色ではgerminowaの一部で陽性であった。従来報告されているAFP、HCGおよびPLAPなど以外に、NSEおよびLeu7がgerm cell tumorとくにgerminomaの腫瘍マーカーとして有用であると考えられる。髄液中NSE濃度測定では、一部高値を示す症例が認められ、NSEは臨床経過を示す腫瘍マーカーとして利用できると考えられる。1.頭蓋内原発胚細胞腫症例における染色体分析Klinefelter症候群に本腫癌の発生と認めた例が近年報告されており,本腫瘍発生の遺伝的背景因子として注目されている.縦隔胚細腫ではKlinefelter症候群合併例がさらに高頻度に報告さている. Klinefelter症候群の表現型は様々であり,外型のみによる診断は容易ではない.そこで本腫瘍症例において,末梢血リンパ球を用い染色体分析を行なった.現在まで弾性7例,女性1例の計8例におけるKaryotype分析結果は, 46XYまたは46XXで染色体異常を認めていない.今後さらに臨床例において分析をすすめる予定である.2.本腫瘍の培養細胞株確立については,手術標本および骨髄腔内播種例の髄液中細胞などを材料として現在検討をすすめている.3.腫瘍マーカー値に基づく頭蓋内胚細胞腫の臨床的病期分類と治療当科における症例の分析結果より本腫瘍の50%以上の症例で,血中あるいは髄液中AFPあるいはHGが陽性であることが判明した.従来の放射線照射を主体とする治療の結果では, 5年生存率はマーカー陰性例85%,マーカー陽性例25%で,この両者間に統計学有意差を認めた.そこでこれに基づき,臨床的病期分類および治療法選択を試みた(N-Arita, etal.Prog in Exp Tidmor Res30=287-295, 1987).マーカー陰性例は原則として全脳・脊髄放射線照射,再発例および神経管外転移例ではPVB両方を主体とする化学療法の併用を行なう.マーカー陽性例では,髄液中HCGのみ陽性の例はマーカー陰性例の治療に準じる.マーカー中等度陽性例では手術および放射線照射で経過をみる,マーカー高値し血中AFP400ng/ml以上, HLG100mIV/ml以上)例は初回治療時より手術,放射線照射にPVB療法の併用を行なう.現在,このような病期分類に基づく治療法の選択により,従来予後不良であったマーカー高値例にも生存例が増加している.1.頭蓋内原発胚細胞腫症例における染色体分析、症例の体細胞染色体分析を行なった。

1.抗neuron specific enolase(NSE)および抗Leu7抗体による頭蓋内germ cell tumonの免疫組織学的検討臨床手術標本を用いる免疫組織学的検討では、抗NSE染色でgerminomaおよびembrycnal carcrnomaの陽性、cherio carcinumaは陰性、抗Leu7染色ではgerminomuの一部で陽性であった。従来報告されているAFP、HCGおよびPLAP原子以外にNSEおよびLeu7がgerm cell tumor、とくにgerminomaの腫瘍マーカーとして有用であると考えられる。2.頭蓋内germ cell tumor症例における血中および髄液中NSE濃度測定の臨床的意義上記のように免疫組織学的にNSEが多くのgerm cell tumorで陽性であったので、体液中濃度測定が臨床的に有用であるかどうかを検討した。その結果、germ cell tumor例で一部高値を示す例が存在し、NSEが腫瘍マーカーとして利用できる可能性が示唆された。3.頭蓋内胚細胞腫症例における染色体分析前年度に引き続いて染色体分析を行ってきた。現在まで男性9例、女性1例の計10例におけるkaryotype analysisの結果は、46XYまたは46XXで、染色体異常を認めていない。4.頭蓋内胚細胞腫の培養細胞株樹立の試み17歳男性に発生したトルコ鞍上部germinomaの手術材料より、腫瘍細胞を培養することに成功した。現在、培養開始後7ケ月が経過し継代回数は10代に達しているが、penmanent cell lineとして確立するための研究を継続中である。手術標本はpure germinomaで免疫組織学的検討では、placental alpzaline phosphataseが陽性である。培養細胞はやはりalkaline phosphataseが陽性で、この他にVimentin、cytokeratinに陽性染色を示す細胞が存在する。Epithelial membrane antigenは陰性である。本細胞を用い、細胞分化あるいは癌抑制遺伝子検出原子の検討を進める予定である。
オゾンマイクロバブルによる有機系土壌汚染物質の酸化分解処理技術の開発

VOC系の土壌汚染処理技術としてオゾン微細気泡を用いた処理技術を用いることで,トリクロロエチレン,テトラクロロエチレン,1,1-ジクロロエチレン,1,1,1-トリクロロエタンとジクロロメタンに対するオゾン処理実験を行い,処理水温度に対する初期反応速度を算出した.その結果,処理水温度13°Cにおけるそれらの見かけの反応速度は,各々0.014,0.018,0.035,0.018と0.0081[1/s]と算出され,1,1-ジクロロエチレン,テトラクロロエチレン,トリクロロ系,ジクロロメタンの順に遅くなることが分かった.また,バブリングによる大気への逃げ量を除いたアレニウスプロットから,これらの反応速度定数の差は-1116%であった.これらの結果から,VOCの大気中への逃げ量が反応速度定数に与える影響は1割程度であると推定された.これらVOC(トリクロロエチレン,テトラクロロエチレン,1,1-ジクロロエチレン,1,1,1-トリクロロエタンとジクロロメタン)の活性化エネルギーは4.51,5.15,3.04,3.99,3.86kcal/molと算出された.更に,男成らのテトラクロロエチレンの活性化エネルギー値と本実験結果を比較すると,本実験の方が5割ほど低い値であった.この理由は,男成らの実験がオゾンを溶解した水溶液に溶剤の飽和水溶液を添加する方法を取っており,本実験のような気泡の気液界面上での反応と異なりオゾン飽和水を用いていることと,密閉容器内の実験であるために気相へのVOCの逃げ量が少ないことが主な原因として考えられる.本研究では,VOCや農薬といった有機化合物の土壌汚染処理技術にオゾン処理技術を用いることで,処理時間と費用の大幅な低減を図る装置を開発することを目的として,まず,トリクロロエチレン,テトラクロロエチレン,ジクロロメタンとチウラムに対するオゾン処理実験を行った.その結果,環境基準値の1300倍のチウラムに対しオゾンを5.3g/h供給した場合,1分以内に酸化処理が可能であり,酸化処理に伴い発生する副生成物も処理開始30分後には,分解処理されることが分かった。.また,VOCの酸化・曝気処理実験では,酸素による曝気処理に比べてオゾン処理の方が処理速度は高く,特にエチレン系のVOCにはその効果が高いことが分かった.この実験開始時(00.5時間)の反応速度定数は,オゾン(供給量5.0g/h)とVOCの反応を1次反応式で近似すると,トリクロロエチレンが2.51,テトラクロロエチレンが2,45,ジクロロメタンが0,929と算出された.そして,この結果をもとに,オゾンによる処理装置の経済性を評価したところ,既存の土壌汚染システムに対する処理コストが数分の1から1/10程度まで削減できる可能性があり,処理システムの大きさも大型トラックに積載可能となることが分かった.但し,この実験では,VOC大気中への拡散量を十分測定できなかったため,オゾンによる反応速度が過大に評価されており,処理水と大気中のそれら物質の濃度変化を測定による真の反応速度の算出の必要性が示されている.VOC系の土壌汚染処理技術としてオゾン微細気泡を用いた処理技術を用いることで,トリクロロエチレン,テトラクロロエチレン,1,1-ジクロロエチレン,1,1,1-トリクロロエタンとジクロロメタンに対するオゾン処理実験を行い,処理水温度に対する初期反応速度を算出した.その結果,処理水温度13°Cにおけるそれらの見かけの反応速度は,各々0.014,0.018,0.035,0.018と0.0081[1/s]と算出され,1,1-ジクロロエチレン,テトラクロロエチレン,トリクロロ系,ジクロロメタンの順に遅くなることが分かった.また,バブリングによる大気への逃げ量を除いたアレニウスプロットから,これらの反応速度定数の差は-1116%であった.これらの結果から,VOCの大気中への逃げ量が反応速度定数に与える影響は1割程度であると推定された.これらVOC(トリクロロエチレン,テトラクロロエチレン,1,1-ジクロロエチレン,1,1,1-トリクロロエタンとジクロロメタン)の活性化エネルギーは4.51,5.15,3.04,3.99,3.86kcal/molと算出された.更に,男成らのテトラクロロエチレンの活性化エネルギー値と本実験結果を比較すると,本実験の方が5割ほど低い値であった.この理由は,男成らの実験がオゾンを溶解した水溶液に溶剤の飽和水溶液を添加する方法を取っており,本実験のような気泡の気液界面上での反応と異なりオゾン飽和水を用いていることと,密閉容器内の実験であるために気相へのVOCの逃げ量が少ないことが主な原因として考えられる.
糖ペプチドを用いた腸管寄生原虫による糖鎖認識機構の解明

腸管寄生原虫の中で、赤痢アメーバは大腸、クリプトスポリジウムは小腸の腸管粘膜糖鎖を介して接着・感染する。これら原虫の糖鎖認識分子(レクチン)を組換え型タンパク質として大腸菌に発現させ、56種類の合成糖ペプチドとの親和性の違い研究することで感染の場の違いの原因を明らかにしようと考えた。しかしながら、糖鎖認識能を有する赤痢アメーバレクチンを得ることが困難であったため、赤痢アメーバ細胞膜と人工糖タンパク質を用いた親和性測定系を構築した。この系を用いて今まで不明であった、マウス系統間における赤痢アメーバに対する感染感受性の違いの原因を明らかにすることができた。本年度は本研究対象である赤痢アメーバレクチンならびにクリプトスポリジウムレクチンを組換え型タンパク質としてすべて大腸菌を用いて発現させることができた。昨年度までの問題点は大腸菌を用いて発現させた赤痢アメーバレクチンの糖鎖認識能が低いということであったが、糖鎖認識能を検出するための実験系を改良(単糖から糖タンパク質を用いる系に変更)したことにより低い糖鎖認識能であっても検出が可能となった。また当初は赤痢アメーバレクチンを構成するサブユニットであるHgl、Lgl、Iglのうち、糖鎖認識能を有することがすでに報告されているHglのみを研究対象としていたが、Iglも糖鎖認識能を有することを示唆するデータが得られ、Iglを研究対象として含めることにした。このことは赤痢アメーバ感染におけるIglの関与を示唆するものであり、本研究の今後の発展が期待できる。現在、56種類の合成MUC2糖ペプチドをプレートに固相化することが可能な状態であり、来年度の早い段階でIglを含めた各腸管寄生虫レクチンの糖鎖認識特異性が明らかとなると考えている。昨年度、マウス3系統における赤痢アメーバ感染感受性の違いは腸管粘膜糖タンパク質上の糖鎖構造によることを明らかにしたが、その糖鎖構造に含まれるシアル酸が重要な役割を果たしていることを明らかにでき、このことは赤痢アメーバ感染阻害を考えていく上での重要な知見であると考えている。本年度は赤痢アメーバ感染感受性の異なるマウス3系統から腸管粘膜糖タンパク質(ムチン)を粗精製し、赤痢アメーバに対する感染感受性が高いCBAマウス由来ムチンに対して赤痢アメーバ細胞膜の親和性が高く、感染感受性が低いC57/B6マウスやBALB/cマウス由来ムチンに対しては赤痢アメーバ細胞膜の親和性が低いことを明らかにした。また、赤痢アメーバ感染感受性の低いマウス由来ムチン上糖鎖構造にはシアル酸が多く存在したため、それらムチンをシアリダーゼ処理した後に赤痢アメーバ細胞膜との親和性を測定したところ、赤痢アメーバ細胞膜との親和性が増加したことから、赤痢アメーバ感染感受性は腸管粘膜糖鎖上のシアル酸により既定されていることが明らかとなった。この研究成果は誌上で発表した。本研究当初から試みていた組換え型赤痢アメーバレクチンの作成に関しては、糖鎖認識能を有するとの報告があるHglの部分配列を大腸菌で発現させ精製を試みたが、やはり糖鎖認識能を有する組換え型タンパク質を得ることができなかった。そこで糖鎖認識能を有することが報告されている別の赤痢アメーバレクチンであるIglを組換え型タンパク質として作成したところ、糖鎖認識能を有する組換え型タンパク質として得ることができたため、Iglの糖鎖認識部位の同定を現在進めている。今後はIglを標的として本研究を遂行していく予定である。本年度は赤痢アメーバレクチンの糖鎖認識機構を合成糖ペプチドを用いて明らかにするための研究ならびに実験系の構築を行った。ヒトムチン2(MUC2)のアミノ酸配列を元に合成したMUC2糖ペプチドのプレートへの固相化は予備実験段階ではあるが、住友ベークライト株式会社の推奨する方法で行うことができた。赤痢アメーバレクチンを大腸菌ならびに昆虫細胞ライセート(無細胞系)を用いて発現させようと試みたが、糖鎖認識能を有する組換え型タンパク質を得ることができなかった。そのため、赤痢アメーバレクチンが局在する細胞膜を回収し、後の研究に用いることとした。得られた赤痢アメーバ細胞膜が実際に糖鎖に対して親和性を有するか確認するために糖鎖がヒト血清アルブミン(HSA)に結合した人工糖タンパク質(GalNAc)19-HSAあるいは(Gal-GalNAc)22-HSAをプレートにコートし、赤痢アメーバ細胞膜とインキュベートした。その結果、赤痢アメーバ細胞膜上に存在するレクチンによってHSA上の糖鎖が認識された。このことより、赤痢アメーバ細胞膜上のレクチンが糖タンパク質に結合するという実験系を構築でき、今後の合成糖ペプチドによる接着阻害実験を行うことが可能となった。

実際に赤痢アメーバ感染感受性の異なるマウス3系統から腸管粘膜糖タンパク質を粗精製し、本実験系を用いて接着阻害実験を行ったところ、感染感受性の高いマウス系統由来の糖タンパク質の接着阻害能が最も高かった。このことは赤痢アメーバ感染感受性が宿主糖タンパク質により規定されることを示唆していると同時に本実験系が赤痢アメーバレクチンの接着阻害実験に適していることが明らかとなった。本年度計画していた以下の点について自己評価を行った。1.昨年度、大腸菌を用いて得た組換え型赤痢アメーバレクチンの糖鎖認識能が非常に低く赤痢アメーバ原虫の細胞膜を用いる実験系の構築を行い、その系を用いた研究への変更を考えていたが、糖鎖認識能を検出する際に単糖ではなく糖タンパク質を用いたところ、赤痢アメーバレクチンの糖鎖認識能を検出することができた。このことは当初の研究計画に基づき今後も進むことができるので非常に満足している。2.当初、赤痢アメーバレクチンとしてすでに糖鎖認識能があることが判っていたHglのみを使用しようと考えていた。しかしながら赤痢アメーバレクチンのサブユニットの一つであるIglにも糖鎖認識能が見いだされた。このことは本研究の対象が増えるという意味でも満足している。3.本研究計画で用いる予定であった腸管寄生原虫レクチンをすべて組換え型タンパク質として得ることができたのは満足しているが、本年度の間に糖鎖認識特異性に関する予備実験をやっておきたかった。以上の点よりおおむね研究計画通りに順調に進展していると評価できる。1.MUC2糖ペプチドのプレートへの固相化は予備実験段階ではあるが住友ベークライト株式会社推奨の方法により行うことができた。2.組換え型腸管寄生原虫レクチンの発現に関しては、組換え型赤痢アメーバレクチンは得られたものの糖鎖認識能を有しておらず非常に苦労した。組換え型レクチンの代替として赤痢アメーバ原虫からレクチンの局在する細胞膜を得ることができ、その細胞膜上のレクチンに糖鎖認識能が認められた。このことにより来年度以降に用いる実験系の構築を行うことができたことは満足できる。しかしながら、クリプトスポリジウムレクチンの大腸菌による発現は行ったものの糖鎖認識能を調べられていないことから、来年度は早急に組換え型クリプトスポリジウムレクチンの糖鎖認識能を調べ、万が一無い場合はクリプトスポリジウムの細胞膜を得る必要があると考える。以上の点より現在まではおおむね実験計画通りに順調に進展していると評価できる。本研究対象であるすべての腸管寄生原虫レクチンを組換え型として得られたので、56種類の合成MUC2糖ペプチドを固相化したプレートを用いて各レクチンの糖鎖認識特異性を明らかにする。その中で有意に親和性が高い糖ペプチドを用いてin vitroおよびin vivoでの腸管寄生原虫感染阻害実験を行う。赤痢アメーバ細胞膜の人工糖タンパク質に対する接着を56種類の合成糖ペプチドで阻害することができるか検証し、有意に阻害能が高い合成糖ペプチドを用いてin vitroならびにin vivoで赤痢アメーバ感染阻害実験を行う。クリプトスポリジウムに関しては組換え型レクチンあるいは細胞膜を調製して赤痢アメーバに関して行うのと同様な実験を進める。