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憲法の適用範囲から見る民営化・規制緩和の憲法問題

「民営化」事業は公私融合的性格を有する。というのは、民間事業者が実際の事業を行う場合でも、国家は民営化等された公共サービスの枠組みをデザインするという一定の役割を担うからである。それゆえ、民営化等により民間移転された公共サービスに対して憲法上の統制が及ぶのか否かという点に関しては、公共サービスの枠組みをデザインする国家の活動には憲法上の統制が及び、実際のサービスを行う民間事業者には憲法上の統制が及ばないと考えるべきである。本研究の目的は、近年議論が活発な立憲主義論について目配りをしつつ、公私区分論について一定の視座を与えるアメリカのステイト・アクション論を1つの手かがりに、規制緩和・民営化の憲法理論を検討することである。すなわち、アメリカ憲法学が、公権力が民営化等によってそのサービスを私的権力に委譲するとどのような憲法問題を惹起するのか、とりわけ民営化等によって公共サービスを担う私的権力と憲法的統制との関係を考察するものである。上記の目的を達成するため、平成21年度は、国内及びアメリカ合衆国において、民営化等との関係を論じたステイト・アクション法理に関する英語文献及び裁判例を収集し、その読解・分析を行った。その結果、従来ステイト・アクション法理に関する事例として日本で紹介されていた事例にも、鉄道、教育、福祉などの領域において民営化に関する複数の事例が存在すること、及びそこでの議論が重要であることを確認した。その上で、それぞれの領域における事業の憲法的統制の可否とその理由について調査・考察した。また、日本の民営化の現況を理解するために、刑務所、図書館、保育所、国民健康保険、及び地方公共団体が財団法人を設けて業務をすることに関する文献を収集し、現在取られている民営化の諸手法の問題点と、考えられ得る憲法上の問題点について論点の整理を行った。以上のように、公私の融解が進む領域における憲法上の問題点を抽出したが、平成22年度においても更なる検討を行う。平成22年度は、日本の問題状況を念頭に置きながら、民営化・民間委託された従来の公共サービスを行う民間企業に憲法上の統制が及ぶのかどうか、及ぶとしたらどのような理論に基づくものかを検討した。具体的には、以下の(1)(2)の通りである。(1)民営化等の文献を通して、日本の民営化に関わる問題状況を検討した。日本で「民営化」と呼ばれている様々な法的手段、すなわち、法令の制定による民営化、民間委託・PFI、指定管理者制度、構造改革特区、市場化テストを取り上げて、日本の「民営化」は国家の手から離れた完全な民営化と異なり、しばしば公権力の関与が法的に確保されていることを、保育園やいわゆる民営刑務所の例を挙げながら指摘した。(2)民間移転された公共サービスに対する憲法上の統制は、「国家を縛る憲法観」と両立するのか、両立するとすればその条件は何か、ステイト・アクション法理に関する議論から学べることは何か、という点について検討した。まず、国家が「民営化」された公共サービスの枠組みをデザインするという一定の役割を担うことから、「民営化」事業が公私融合的性格を有することを確認した。その上で、(1)民営化が「憲法の拘束からの解放」という側面があることからすれば、私人間効力論を用いて憲法で「民営化」事業(者)を拘束することは、民営化の意味を没却するのに等しい、(2)ステイト・アクション法理からは、国家が最終的に責任を負うべき公共サービスの領域に対して憲法を適用するという考え方を導くことができ、それゆえ「民営化」事業に対する憲法上の統制を模索することも可能ではある。しかし、「民営化」事業における国家の役割に注目すれば、ステイト・アクション法理的発想を用いるまでもなく、国家の活動は憲法の制約を受け、公共サービスを行う民間企業には憲法上の統制が及ばない、と考えられることを指摘した。
Gauge-Higgs Unificationの新たな展開

素粒子を記述する標準模型は非常な成功を収めてはいるが、理論的にはヒッグス(Higgs)粒子にまつわるいくつかの本質的な問題が存在し、これを超える「新しい物理」の理論構築が重要なテーマである。この研究では、その魅力的な可能性として素粒子の相互作用を伝えるゲージ粒子とヒッグス粒子を統一するGauge-Higgs Unificationシナリオを取り上げ、実験可能な物理量についての、この理論特有のいくつかの重要な予言を導いた。更には、このシナリオの新たな展開として、例えば宇宙論への興味深い応用を議論した。Higgsとゲ-ジ粒子というスピンが1だけ違うボゾンを高次元ゲ-ジ理論の枠組みで統一するGauge-Higgs Unificationシナリオは素粒子理論の大問題である「階層性問題」の超対称性を用いない新たな解法を与えるという意味でも大変興味深い。当該研究の目的は、こうした新しい素粒子理論の方向性を与えうるGauge-Higgs Unificationについて、シナリオ特有の予言を行ったり、このシナリオの新側面への展開を図って行くことである。アインシュタインがその後半生に重力とゲージ相互作用の統一場理論の構築を試みた事は良く知られているが、現在ではHiggs粒子による新たな相互作用の存在が知られており、Higgs相互作用とゲージ相互作用という、やはりスピンが1だけ違うボゾンによる相互作用の統一理論を考えることは興味深い。こうしたGauge-Higgs Unificationは、素粒子理論の大問題である「階層性問題」の超対称性を用いない新たな解法を与えるという意味でも大変興味深い。当該研究の目的は、こうした新しい素粒子理論の方向性を与えうるGauge-Higgs Unificationについて、素粒子の真の現実的模型となり得るために必要な諸問題の解決を目指すこと、このシナリオの可能な拡張、また、このシナリオの新側面への展開を図って行くことである。今年度、当該グループは様々な研究成果を得たが、研究代表者に限ると以下の様な具体的研究成果が得られた:1.S^2球面上にコンパクト化したGauge-Higgs unificationモデルの解析。S^2球面は従来考えられて来たS^1の場合と違い単連結空間なので、Wilson loopが自明に成り、その為にHiggs質量への量子補正は発散しないだけでなく正確に消えることを示した(hep-th/0605180)。Higgsとゲージ粒子というスピンが1だけ違うボゾンを高次元ゲージ理論の枠組みで統一するGauge-Higgs Unificationのシナリオは、素粒子理論の大問題である「階層性問題」の超対称性を用いない新たな解法を与えるという意味でも大変興味深い。今年度、当該グループは様々な研究成果を得たが、研究代表者に限ると以下の様な具体的研究成果が共同研究により得られた:このシナリオに基づく大統一理論を構築した。物資場が規約表現にぴったり収まること、陽子はtreeレベルでは安定なこと、等が示された(Phys. Lett. B653('07)320-327に掲載)。2.有限なフェルミオンの異常磁気モーメントこのシナリオではフェルミオンの異常磁気能率が時空の次元に依らず有限値として計算可能なことを演算子に基づいて議論し、具体的計算によっても示した(Phys. Rev. D76('07)075009に掲載)。3.高次元重力理論における量子力学的超対称性Higgsとゲージ粒子というスピンが1だけ違うボゾンを高次元ゲージ理論の枠組みで統一するGauge-Higgs Unlficationのシナリオは、素粒子理論の大問題である「階層性問題」の超対称性を用いない新たな解法を与えるという意味でも大変興味深い。当該研究の目的は、こうした新しい素粒子理論の方向性を与えうるGauge-Higgs Unlficatlonについて、シナリオ特有の予言を行ったり、このシナリオの新側面への展開を図って行くことである。今年度、当該グループは様々な研究成果を得たが、研究代表者に関するものに限ると以下の様な具体的研究成果が得られた:1.高次元理論における量子力学的超対称性に関する研究Gauge-Higgs Unificationシナリオ、および重力を含めて統一した高次元的重力理論に量子力学的超対称性が存在することを以前示したが、R_ξゲージを用いてゲージ固定した後にも、自由ラグランジアンにはξに依らず量子力学的超対称性が存在することを示した(Phys.Rev.D77('08)065009)。2.Gauge-Higgs Unificationとインフレーション宇宙論に関する研究Gauge-Higgs Unificationシナリオにおけるヒッグスの有効ポテンシャルはゲージ対称性によって量子重力効果の元でも安定である。この性質はインフレーション宇宙論におけるインフラトンのポテンシャルとして満たすべき性質とも合致している。
免疫抑制状態を解除する抗腫瘍エフェクター細胞の構築と卵巣癌免疫療法への応用

ヒトインバリアントNKT (iNKT)細胞は、alpha-GalCerを負荷した樹状細胞(DC)におけるIL-27産生を促進した。また、iNKT細胞由来のIFN-gammaがIL-27産生に重要な役割を演じることを明らかにした。iNKT細胞はDC機能を修飾してIL-27産生を促進することで、がん免疫応答に促進的に作用することが示唆された。健常人末梢血単核球をα-GalCerにて刺激することによってα-GalCer特異的ヒトVα24 iNKT細胞の増殖を誘導した。これから高速自動セルソーターを使用して、Vα24+Vβ11+6B11+ヒトiNKT細胞を精製分離し、7-9日おきに複数回刺激することで株化した。一方、健常人末梢血単核球よりCD14+モノサイトを磁気分離した。これにIL-4, GM-CSFを添加して6日間培養することで樹状細胞(DC)を誘導した。iNKT細胞は、主にCD4+CD8β-とCD4-CD8β-の2つの主要なサブセットから構成されていた。この細胞は、IFN-γ, TNFα, IL-4, IL-5, IL-10, IL-13を産生し、腫瘍血管形成に促進的なIL-17を産生しなかった。iNKT細胞とDCを共培養してDCが産生するIL-12ファミリーサイトカイン(IL-12, IL-23, IL-27, Osteopontin)を評価したところ、α-GalCerでiNKT細胞を刺激した場合には、DCにおけるIL-12とIL-27が産生上昇し、IL-23とOsteopontin産生が低下することが明らかとなった。以上より、iNKT細胞はDCと相互作用することでIL-12産生を誘導して細胞性免疫応答を促進する。一方、IL-23とosteopontinの産生を低下させ、癌の増殖に適した環境を改善しうることが明らかとなった。IL-27は、Th1分化に促進的であると言われているが、一方でIL-10を産生して免疫抑制を示すTr-1細胞の分化に関与することが知られている。現在、iNKT細胞とDCの相互作用により産生促進されるIL-27が免疫応答性を如何に制御しうるのか解析中である。NKT細胞を活性化すると「がん」の進行が抑制されることが知られている。この効果は、主にNKT細胞と樹状細胞(DC)の相互作用によって誘導されるIL-12が重要であり、これの下流で細胞傷害性T細胞(CTL)やナチュラルキラー(NK)細胞が活性化することによるものと考えられてきた。しかしながら、NKT細胞の活性化によって得られる抗腫瘍効果は極めて強力であり、他の因子が関与する可能性が示唆されてきた。卵巣癌組織は、炎症状態にあり、細胞性免疫応答が著しく抑制されている。NKT細胞機能を応用して、免疫抑制状態を解除できれば、予後不良の卵巣癌患者の生命予後を改善することが可能となる。本研究課題は、NKT細胞のアジュバント効果を詳細に解析し、「卵巣癌」に認められる免疫抑制状態を解除しうる新たな作用点を探索する。これを用いて免疫抑制機構を解除するとともに細胞性免疫応答を惹起する新たな免疫療法を開発することを目的とした。健常人末梢血単核球をα-galactosylceramide (α-GalCer)にて刺激してα-GalCer特異的ヒトインバリアントNKT (iNKT)細胞の増殖を誘導した。高速自動セルソーターを使用して、ヒトiNKT細胞を精製分離し、7-9日おきに複数回刺激することで株化した。これとヒトモノサイト由来DCとの共培養を行い、DCが産生する液性因子を解析した。NKT細胞は、α-GalCerを負荷したDCにおけるIL-27産生を促進した。また、NKT細胞由来のIFN-gammaがIL-27産生に重要な役割を演じることを明らかにした。NKT細胞はDC機能を修飾してIL-27産生を促進することで、がん免疫応答に促進的に作用することが示唆された。産婦人科学IL-12ファミリーサイトカインに着目することでIL-27の変動をとらえることができた。これのメカニズムを明らかにすることはできなかったが新たな知見を得ることができたのでおおむね順調と考える。IL-27産生上昇にiNKT細胞が産生する液性因子が重要なのか、あるいは細胞同士の接触が重要なのかを明らかにする。これの結果により研究展開が異なるが、阻害抗体・中和抗体を用いた試験で、責任因子を同定する予定である。
胆道癌幹細胞を標的とした癌ペプチドワクチン療法の開発

胆道癌は早期発見が困難であり、未だ有効な治療法の少ない、極めて予後不良な疾患である。さらに、ヒトの癌治療において真に有効な治療効果を得るためには癌幹細胞を標的とした治療が重要であることが示唆されている。今回、胆道癌に対する新しい治療法として、胆道癌幹細胞特異抗原を標的とした癌治療ワクチンの開発を目指して、ヒト胆道癌幹細胞特異抗原の同定を試みた。その結果、胆道癌幹細胞特異抗原候補としてLY6K, GPC3, WT1, WDR16, CHD3, MUC1の6抗原が同定された。これより胆道癌に対する癌治療ワクチン開発がさらなる進展を遂げることが期待される。胆道癌は早期発見が困難であり、有効な抗癌剤も少なく、極めて予後不良な疾患と考えられる。近年、新しい癌治療法として癌特異抗原を標的とした癌治療ワクチンの臨床開発が進められている。その中でも癌特異抗原のアミノ酸配列を基に合成したペプチドワクチンが多数開発され、我々も胆道癌に対するペプチドワクチンの臨床試験を実施してきたが、最新の癌研究成果からの知見では、癌治療において真の治療効果を得るためには癌幹細胞を標的とした治療が重要であることが示されてきた。そこで我々は胆道癌幹細胞に高発現する癌抗原を同定し、胆道癌幹細胞に対するペプチドワクチンの開発を目指して本研究を開始した。平成25年度ではヒト胆道癌細胞株IsCC及びNaCCからそれぞれ癌幹細胞分画の分離を試み、癌幹細胞と癌非幹細胞分画における癌抗原の発現の差異を比較解析した。癌幹細胞の分離には、癌幹細胞特異的分子とされるCD13, CD24, CD44, CD90, CD133, CD166, CD326分子等に対するマイクロビーズ結合抗体を用いて、磁気を利用した細胞分離を行った。IsCC及びNaCC細胞株から分離された癌幹細胞特異分子陽性分画と陰性分画の各細胞集団からtotal RNAを抽出し、cDNAを作成して、胆道癌特異抗原とされるLY6K, IMP3, TTK, DEPDC1, CDH3, CDCA1, KIF20A, FOXM1, MELK, HJURP, WT1, GPC3, MUC1のmRNAの発現をrealtime PCRにて比較解析した結果、癌幹細胞分画で発現が強い抗原、癌幹細胞分画で発現が弱い抗原、癌幹細胞分画と非幹細胞分画での発現が同等の抗原に分類された。この結果より、胆道癌幹細胞に特に発現の強い癌抗原の存在が確認され、胆道癌幹細胞を標的としたペプチドワクチンの開発の可能性が示された。胆道癌は未だ有効な治療法の少ない、極めて予後不良な疾患である。近年、癌治療の新しい選択肢として癌ペプチドワクチンの開発が世界的に進められており、我々も胆道癌に対する癌ペプチドワクチン療法の臨床試験を実施しているが、最近の癌研究で癌治療において真の治療効果を得るためには癌幹細胞を標的とした治療が重要であることが示唆されている。平成24年度ではヒト胆道癌細胞株であるIsCCを使用した実験を実施した。ヒト癌幹細胞では過去の研究報告より、CD13, CD24, CD44, CD90, CD133, CD166, CD326などの分子の発現が認められている。そのため、培養胆道癌細胞IsCCにおける癌幹細胞特異分子の発現をフローサイトメーターにて解析した結果、ほとんどの細胞でCD24, CD44, CD166分子が陽性であり、一部にCD13, CD90, CD133, CD326陽性細胞の存在が確認された。それぞれの細胞分画を分離するため、各抗体にマイクロビーズを結合して磁気を利用した細胞分離を行い、各分子の陽性及び陰性細胞分画を分離した結果、80%以上の純度にて分離が可能であった。各分画における胆道癌抗原の発現を解析する目的で、既知の癌抗原より胆道癌での発現が確認されているLY6K, IMP3, TTK, DEPDC1, CDH3, CDCA1, KIF20A, FOXM1, MELK, HJURP, WT1, GPC3, MUC1の13種類を選択してrealtime PCR用のプライマーを作成し、分離したIsCCの各分画での癌抗原の発現解析を進めている。胆道癌は有効な治療法に乏しく極めて予後不良な疾患であり、新治療法の開発が必須とされている。

癌ワクチンもその一つであるが、近年発見された癌幹細胞を標的とした治療の重要性が認識されており、今回胆道癌幹細胞特異抗原を標的とした癌ワクチンの開発を目指して本研究を実施した。ヒト癌幹細胞特異的表面分子であるCD13, CD24, CD44, CD90, CD133, CD166, CD326の発現をヒト胆道癌培養細胞(IsCC)を用いて解析した結果、特にCD44, CD90, CD326陽性細胞分画の存在が確認されたため、マイクロビーズ結合抗体を用いて各陽性分画と陰性分画を分離採取してtotal RNAを抽出し作成したcDNAを用いて、胆道癌特異抗原のmRNA発現をrealtime PCRにて解析した。IsCC中のCD90陽性細胞分画ではWDR16, LY6K, WT1, GPC3の遺伝子発現が増強しており、CD44陽性分画ではLY6KとGPC3が、CD326陽性分画ではWDR16, CDH3, MUC1, GPC3遺伝子発現の増強が著明であった。これより、胆道癌特異抗原の中で癌幹細胞分画で特に発現が増強する抗原が確認され、癌幹細胞標的分子候補が選択可能と考えられた。細胞にストレスが加わると発現が増強する分子が存在するが、IsCCにheat shockを加えた時の癌抗原の発現を検討したところ、加温直後でWDR16が、1日後にHJURP, DEPDC1, KIF20A, CDH3の遺伝子発現の増強が確認された。さらに、IsCCにiPS細胞誘導遺伝子を導入した時には、LY6K, GPC3, WT1が著明に増強する一方でWDR16、IGF2BP3、CDH3の遺伝子発現の減弱が認められた。今回の研究結果を基に胆道癌幹細胞特異抗原標的癌ワクチンの開発が期待される。腫瘍免疫平成25年度に計画した研究内容にほぼ沿って、研究が実施された。胆道癌細胞株2種より癌幹細胞特異分子の発現により癌幹細胞分画と非幹細胞分画を分類して、胆道癌抗原のmRNA発現をreal time PCRで解析し、癌幹細胞で強く発現を認める癌抗原が確認された。これより胆道癌幹細胞を標的としたペプチドワクチンの開発研究が、予定通りに順調に進んでいると考えられる。平成24年度に計画した研究内容にほぼ沿って、研究が実施された。胆道癌を癌幹細胞特異分子により分離して癌抗原のmRNA発現をrealtime PCRで解析する研究も順調に進んでおり、おおむね順調に研究が進展していると考えられる。平成25年度の研究がほぼ計画通りに順調に進んでおり、引き続き平成26年度の計画にそって研究を遂行する。胆道癌幹細胞に強く発現を認める癌抗原のアミノ酸配列をもとにHLA-A2402及びA0201に結合するシーケンスをBIMASにて解析を進めており、その結果よりペプチドワクチン候補を決定する。人工的にペプチドを合成し、ヒト抗原提示細胞にパルスして、胆道癌幹細胞と非幹細胞に対する免疫応答をELISPOTにて解析する。また、胆道癌細胞株に初期化遺伝子を導入して胆道癌特異抗原の発現の変化を解析して、胆道癌幹細胞での発現と比較解析する研究も計画している。平成24年度の研究がほぼ計画どおりに順調に進んでおり、引き続き平成25年度の計画にそって研究を遂行する。平成25年度は引き続き胆道癌幹細胞における癌抗原の発現を検索し、同定された癌抗原のアミノ酸配列をもとにHLA-A2402及びA0201に結合するシーケンスをBIMASにて解析して、ペプチドワクチン候補を決定する。人工的にペプチドを合成し、ヒト抗原提示細胞にパルスして、癌幹細胞特異的CTLの誘導を試みる。
PRTR情報の解析と活用による化学物質の発生源・排出源での自主的な管理手法

社会活動で不要となった有害な化学物質の環境中への排出量や廃棄物等としての移動量を登録し、その情報を広く国民に公開するPRTR制度は、先進諸国で広く導入されている化学物質の新しい管理手法であり、排出汚染者による自主管理の促進が期待される画期的な環境管理システムである。しかし、対象となる化学物質が354物質(群)と多岐にわたり、それらの有害性や使用実態の解析と理解が進まず、登録情報の活用が遅れている。本研究では、身近な発生源・排出源における有害物質を適切に管理するためのPRTR登録情報の解析と活用を目的として、化学物質の身近な生活圏レベルでの事業所からの排出量・移動量の解析と、各種の有害化学物質の業種別・用途別の排出量・移動量の解析を行った。国が公表する47都道府県別の排出量・移動量の推計方法の問題点と課題を整理し、元情報に乏しい市区町村別などの身近な生活圏レベルでの排出量や移動量のフローを論理推計する方法を検討した。事業者や市民・NGOにおけるリスクの理解や管理を早い時期に促進していくため、今後の詳細リスク評価の結果を待つのではなく、既存の毒性情報を国際的に網羅的に収集・整理することにより、現時点でもつとも信頼できる毒性データベースを作成して、毒性の重み付け比較ができる排出量・移動量の解析手法を考案した。また、身近な河川などの水環境への排出量をわかりやすく把握するために、地図情報システム等を活用した情報発信手法を検討した。また、国内に情報蓄積されたPRTRデータについて、年度間での事業所情報の一元化を行えるようにし、その経年変化を解析し、個別事業者における自主管理の実態を明らかにし、業種別・発生減別の自主管理の実態と課題を検討した。本研究では、社会活動から発生する有害化学物質の自主的な管理に役立つ知見を見出すべく、身近な発生源・排出源における有害物質を適切に管理するためのPRTR登録情報の解析と活用を目的として、具体的に以下についての研究を行っている。(1)有害化学物質のリスク低減につながる毒性重み付けした排出量・移動量の解析手法の検討(2)有害化学物質の身近な生活圏レベルでの排出量・移動量の解析(3)有害化学物質の業種別・用途別の排出量・移動量の解析(4)有害化学物質の自主管理に向けた環境リスクマネジメント手法の提案平成18年度においては,(1)および(2)についての研究に取り組んだ。事業者や市民・NGOにおけるリスクの理解や管理を早い時期に促進していくため、今後のさらなる検討に多大な時間を要する詳細リスク評価を待つのではなく、既存の毒性情報を国際的に網羅的に収集・整理することにより、現時点でもっとも信頼できる毒性データベースを作成して、毒性の重み付け比較ができる排出量・移動量の解析手法を検討した。また,届出事業者および対象業種のすそ切り以下事業者について、国の定めた45業種ごとの物質別の排出量・移動量を整理して、毒性やリスクを考慮した排出量・移動量の高い市区町村や業種、プロセス等を抽出するための解析手法を検討した。さらに,元情報に乏しい市区町村別などの身近な生活圏レベルでの排出量や移動量のフローを論理推計する方法を検討し、身近な河川などの水環境への排出量をわかりやすく把握するための地図情報システム等の活用可能性を検討した。社会活動で不要となった有害な化学物質の環境中への排出量や廃棄物等としての移動量を登録し、その情報を広く国民に公開するPRTR制度は、先進諸国で広く導入されている化学物質の新しい自主的な管理手法であり、排出汚染者による自主管理の促進が期待される画期的な環境管理システムである。しかし、対象となる化学物質が354物質(群)と多岐にわたり、それらの有害性や使用実態の解析と理解がなかなか進まず、登録情報の活用が遅れている。そこで本研究では、公害問題に端を発する環境問題のほとんどが、現在もなお、社会活動から発生する有害化学物質に起因している点に着目し、身近な発生源・排出源における有害物質を適切に管理するためのPRTR登録情報の解析と活用を目的として、化学物質の身近な生活圏レベルでの事業所からの排出量・移動量の解析と、各種の有害化学物質の業種別・用途別の排出量・移動量の解析を行った。まず、国が公表する47都道府県別の排出量・移動量の推計方法の問題点と課題を整理し、元情報に乏しい市区町村別などの身近な生活圏レベルでの排出量や移動量のフローを論理推計する方法を検討した。また、身近な河川などの水環境への排出量をわかりやすく把握するために、地図情報システム等を活用した解析手法を検討した。また、国内に蓄積された過去5ケ年分のPRTRデータについて、年度間での事業所情報の一元化を行えるようにし、その経年変化を解析した。これらの成果を利用して、事業所の業種ごとの特徴や地域による自主管理の取り組みの有無や課題の抽出を開始した。

本研究では、身近な発生源・排出源における有害物質を適切に管理するためのPRTR登録情報の解析と活用を目的として、化学物質の身近な生活圏レベルでの事業所からの排出量・移動量の解析と、各種の有害化学物質の業種別・用途別の排出量・移動量の解析を行った。国が公表する47都道府県別の排出量・移動量の推計方法の問題点と課題を整理し、元情報に乏しい市区町村別などの身近な生活圏レベルでの排出量や移動量のフローを論理推計する方法を検討した。事業者や市民・NGOにおけるリスクの理解や管理を早い時期に促進していくため、今後の詳細リスク評価の結果を待つのではなく、既存の毒性情報を国際的に網羅的に収集・整理することにより、現時点でもつとも信頼できる毒性データベースを作成して、毒性の重み付け比較ができる排出量・移動量の解析手法を考案した。また、身近な河川などの水環境への排出量をわかりやすく把握するために、地図情報システム等を活用した情報発信手法を検討した。また、国内に情報蓄積されたPRTRデータについて、年度間での事業所情報の一元化を行えるようにし、その経年変化を解析し、個別事業者における自主管理の実態を明らかにし、業種別・発生減別の自主管理の実態と課題を検討した。
MEMS技術を用いたリレーやスイッチに適用するパワー用無放電電気接点の研究

1.研究の対象大電流(数A以上)用の電気接点は,接点開離時に電極の一部に電流が集中し,溶融し、電極間アーク放電が発生する。その結果、接点電極の損傷,磨耗,酸化,変形などが不可避である。このアーク放電現象の抑制方法を提案し、MEMS技術と組み合わせた電気接点デバイス超小化の基礎研究。2.アーク放電抑圧のための過渡電流スイッチ回路を提案電気接点開離機能を、通電電流遮断と電源電圧隔離機能を分離する構成を提案。最小アーク放電電圧以下で電流遮断し、最小アーク放電電流流以下で電源隔離する方法。具体的には通電スイッチに並列に過渡電流スイッチとコンデンサを接続する方法と、通電スイッチ開離時の電流を多数個の抵抗を過渡電流スイッチに分流する方法。3.過渡電流スイッチ回路の効果とMEMS技術への適用可能性を確認(1)過渡電流スイッチ回路の動作を実験と等価回路解析で確認した。負荷回路の誘導性によらないのが特長。(2)多数個の素子を並置し、精確な機械動作の時間制御の超小形化にMEMSを適用し可能性を確認。(3)100μφ金電極で42V/0.97Aの無放電で電流遮断動作を確認した。4.研究成果(1)接点開離時のアーク放電を過渡電流スイッチ回路で抑制できる設計条件を確立できた。(2)電気開閉接点の超小型化の可能性を示し、MEMS技術と組み合わせた基本的な構成を示した。5.今後の研究の展開方向(1)過渡電流スイッチ回路適用下の開離時金属溶融現象を弾性振動解析で明らかにできたので、開閉アクチエータの超小型化の可能性を追求する。(2)MEMSデバイスへの適用と同時に、従来デバイスの小型化、高信頼化に研究成果の適用を試みたい。1.研究の対象大電流(数A以上)用の電気接点は,開閉時に電極の一部に電力が集中し,電極が溶融し、電極間アーク放電が発生する。その結果、接点電極の損傷,磨耗,酸化,変形などが起こる。このアーク放電現象の抑制方法を確立し、MEMS技術と組み合わせて、電気接点を超小型にしたい。2.アーク放電抑圧のための独自手法の提案従来の電気接点回路の開離機能を、通電電流を遮断する機能と、電源電圧を隔離する機能を分離する構成である。第1の方式は、通電スイッチに並列に過渡電流スイッチとコンデンサを接続し、通電スイッチの接点開離時に過渡電流をコンデンサに流して、最小アーク放電電流に相当する接点電流値の時に、接点での電圧を最小アーク放電電圧以下に設定する方法である。第2の方式は、通電スイッチ開離時の電流を多数個の抵抗を介して多数個の過渡電流スイッチ分流して、最小アーク放電電流以下の条件で開離する方法である。このような多数個の素子を並置して、精確な機械動作の時間制御を超小形に実現するには、マイクロマシニング技術(MEMS)が適している。3.本年度の成果本提案手法に基づき、Si単結晶片持ち梁構造の開閉電気接点に、有限要素法解析や等価回路解析を適用して、アーク放電の抑圧条件を導出した。その結果、MEMS開閉接点の基本的な構成を明らかにできた。その際、これまで電気接点動作では無視されてきたクーロン静電力の影響を、リードスイッチでの代替実験で明らかにした。既存のMEMS技術を数A程度の大電流回路に適用するためのプロセスの問題については、RIE技術を中心にICP-RIE技術などを適用し、小型で大きな変位を実現できる片持ち梁と、対応する接点電極の試作が可能になった。

1.研究の対象大電流(数A以上)用の電気接点は,開閉時に電極の一部に電力が集中し,電極が溶融し、電極間アーク放電が発生する。その結果、接点電極の損傷,磨耗,酸化,変形などが起こる。このアーク放電現象の抑制方法を確立し、MEMS技術と組み合わせて、電気接点を超小型にしたい。2.アーク放電抑圧のための独自手法の提案従来の電気接点回路の開離機能を、通電電流を遮断する機能と、電源電圧を隔離する機能を分離する構成である。第1の方式は、通電スイッチに並列に過渡電流スイッチとコンデンサを接続し、通電スイッチの接点開離時に過渡電流をコンデンサに流して、最小アーク放電電流に相当する接点電流値の時に、接点での電圧を最小アーク放電電圧以下に設定する方法である。第2の方式は、通電スイッチ開離時の電流を多数個の抵抗を介して多数個の過渡電流スイッチ分流して、最小アーク放電電流以下の条件で開離する方法である。このような多数個の素子を並置して、精確な機械動作の時間制御を超小形に実現するには、マイクロマシニング技術(MEMS)が適している。3.本年度の成果前年度までの研究により、接点開離時のアーク放電を抑制する条件は明らかになった。その結果、MEMS開閉接点の基本的な構成を明らかにできた。しかし、大電流化するためには、電気接点の閉成時のわずかなバウンスが短時間アークを発生の可能性があり、その対策が必要なことを明らかにした。また、電気接点開離時の接点金属の溶融によるブリッジ現象が、前述の過渡電流スイッチ回路の適用によって、大幅に緩和されることを見出した。この技術は、既存のMEMS技術での信頼性の高い数A程度の大電流スイッチング回路へ適用可能でが不可能であろう。次年度に、MEMSデバイスとしての総合的な電気接点の構成を検討する基本技術を獲得したといえるだろう。1.研究の対象大電流(数A以上)用の電気接点は,開閉時に電極の一部に電力が集中し,電極が溶融し,電極間アーク放電が発生する。その結果,接点電極の損傷,磨耗,酸化,変形などが起こる。このアーク放電現象の抑制方法を提案し,MEMS技術と組み合わせて電気接点デバイスを小型する手段を提案する。2.過渡電流スイッチ回路の提案電気接点回路の開離機能を,通電電流遮断と,電源電圧を隔離機能を分離する構成。電流遮断は最小アーク放電電圧以下で,は電圧遮断は最小アーク放電電流以下で行う2段階スイッチング機構の提案。3.過渡電流スイッチ回路の効果確認・過渡電流スイッチ回路の動作を実験と等価回路解析で確認した。・多数個の素子を並置し,精確な機械動作の時間制御の超小形化にMEMSを適用し可能性を確認した。4.研究成果・今回の研究により,接点開離時のアーク放電を抑制する回路条件を明らかにした。・電気開閉接点の超小型化の可能性を示し,MEMS技術と組み合わせた基本的な構成を示した。・過渡電流スイッチ回路の適用で,放電抑止条件が開離時金属溶融現象と関係することを明らかにした。・開閉動作でアクチエータが担うべき動作を弾性振動解析する手法を明らかにした。5.今後の研究の展開方向・MEMSスイッチの実現のためには,超小型アクチエータとの組み合わせが不可欠。必要な力と変位の低減が課題。この問題の解決にも,過渡電流スイッチ回路の適用が有利である。・電気接点の閉成時のバウンス問題の検討が必要。
シリカ系構造単位の設計による新規ナノ空間材料の創製

シリカ(SiO2)系多孔体は触媒や吸着材など幅広く利用されている。本研究では、ケージ状のシロキサン(Si-O-Si)骨格を有する分子をビルディングブロックとして用いた新規ナノ空間材料の合成について検討した。光機能性の有機リンカーを用いてケージシロキサンを3次元的に連結することによって、伸縮可能なネットワーク構造を有する新しいハイブリッド材料を得た。また、ケージシロキサンの頂点を位置選択的に修飾することに成功し、段階的なSi-O-Si形成による連結様式制御や、Si-O-M(M =異種金属)形成による触媒活性サイトの導入に道を拓いた。本研究課題では、シロキサン系ナノ構造単位のボトムアッププロセスによる機能性シリカ系ナノ多孔体の合成を目的として、1)シロキサン骨格中への触媒活性点となるヘテロ元素(Al, Tiなど)の位置選択的な組み込み、2)光機能性有機リンカーを用いたシロキサンユニットの連結、の二つの項目について主に検討を行っている。H25年度は以下の成果を得た。1)キューブ状のシロキサン化合物(R8Si8O12, R = OH, H,有機基)は多孔性骨格の基本単位として有用である。骨格中にヘテロ元素を位置選択的に導入するには、8つの頂点のうち一つの頂点に反応点を導入することが有効である。そこで、Si-H基を有するH8Si8O12に対して7等量のtBuOHを反応させることによって7頂点をかさ高いOtBu基で保護し、1頂点のみにSi-H基を有する新しい化合物の合成を行った。Si-H基はSi-OH基に変換可能であるため、Si-O-AlやSi-O-Ti結合形成に利用可能である。2)前年度に引き続き、光応答性分子であるアゾベンゼンをリンカーとして用いた有機シロキサン系多孔体の合成について検討した。アゾベンゼンの両端にトリアルコキシシリル基が結合した分子を合成し、酸性条件下での加水分解・縮重合反応によって得られる生成物について評価を行った。その結果、アルコキシ基の加水分解によって分子集合が起こり、板状粒子が析出することが確認された。アゾベンゼン同士の相互作用によりラメラ構造が形成されたと推定された。多孔体化に向けては、反応条件のさらなる検討や鋳型の導入が必要であると考えられた。本研究課題では、ケージ状シロキサンユニットをナノ構造単位としたボトムアッププロセスにより構築されるシリカ系ナノ多孔体の機能化を目的として、1)ケージ骨格への有機基やヘテロ元素の位置選択的な組み込みとケージの3次元的な連結による多孔体化、2)機能性有機リンカーを用いたシロキサンケージの連結による多孔体化について検討し、分子レベルでの精密な設計により、従来の多孔体では実現できない高度な機能、ユニークな物性を有する新しい多孔質材料の創製を目的としている。本年度は、D4Rユニットの連結基として、光機能性の有機分子であるアゾベンゼンの利用について検討した。アゾベンゼンは紫外光/可視光照射によってシス/トランス異性化を起こし、異性化の際に分子長が大幅に変化するため、これをリンカーとしてD4Rユニットを3次元的に連結することによって、光照射によって骨格の可逆的な収縮/膨張と、それに伴う細孔径変化が起こると考えられる。そこで、まずアゾベンゼンの両端に-O-CH2CH2CH=CH2基を有する誘導体を合成し、これとSiH末端のD4Rユニット(H8Si8O12)の間のヒドロシリル化反応をトルエン溶媒中で行った。反応にともなってゲル化が起こり、減圧乾燥により得られた橙色の固体をNMRで分析した結果、D4Rユニットの8つの頂点のうち7割程度がヒドロシリル化反応を起こしたことがわかった。また、非極性溶媒中で膨潤する様子が確認されたことから、D4Rユニットがアゾベンゼンによって3次元架橋された構造を有すると考えられた。しかしながら、窒素吸着測定により求めた比表面積は低く多孔体は得られなかった。今後、ネットワーク中にナノ空間を創出するために、テンプレートの利用や、より剛直なネットワークを形成させるための有機リンカーの設計について検討する。本研究課題では、シロキサン系ナノ構造単位を用いたボトムアッププロセスによる機能性シリカ系ナノ多孔体の合成を目的としている。H26年度は以下の二つの検討を行った。1)かご型シロキサンはシリカ系多孔体のビルディングブロックとして有用であるが、頂点を適切に修飾し、分子間の連結を制御することが、機能性ナノ空間の創出という観点で重要である。そこで、昨年度報告したSi-H基とSi-OR基の二種類の官能基を有するかご型シロキサン(tBuO)7(H)Si8O12を用い、各官能基を段階的に反応させることによるシロキサン結合形成について検討した。

まず、Et2NOH触媒存在下でH2Oと反応させることで、Si-H基をSi-OH基に変換し、次にトルエン溶媒中で加熱することで、Si-O-Si結合で連結されたかご型シロキサン2量体の合成に成功した。一方、BiCl3存在下で(tBuO)7(H)Si8O12とオルガノクロロシランを反応させることで、7つのtBuO基をシリル化することに成功した。2)触媒活性点となるヘテロ元素が組み込まれた新しい構造単位として、Si-O-Ti結合を有するSi-Ti複合アルコキシド((tBuO)3Si-O-Ti(OtBu)3)の合成について検討した。合成は、Ti-Cl基とSi-OH基の脱HCl反応により行った。不活性雰囲気下においてTi(OtBu)4とSiCl4を混合することにより官能基交換反応が進行し、Cl3SiOtBuとClTi(OtBu)3が高い選択性で得られることを見いだした。得られたClTi(OtBu)3をトルエン中でHOSi(OtBu)3と混合することによって脱HCl反応が進行し、(tBuO)3Si-O-Ti(OtBu)3が生成することがNMRにより示唆された。この分子は骨格中に分子レベルでTiが導入されたシリカ多孔体合成のビルディングブロックとして有用であると期待される。無機合成化学当初の研究目的を達成するために有用な知見が得られつつあるが、現在までのところ、構造単位の合成や骨格形成法の検討にとどまっており多孔体の合成には至っていないため。光機能性分子をリンカーとしてケージ状シロキサンを3次元架橋することに成功しており、順調に進んでいると考える。最終年度は、これまでの成果をふまえ、多孔体化に関して集中的な検討を行う予定である。光応答性の多孔体の合成へ向けて、反応条件の幅広い検討が必要である。また、テンプレートの利用や、リンカーの設計についても検討する。一方、ケージ骨格へのAlやTiなどのヘテロ元素の位置選択的な組み込みとケージの3次元的な連結による多孔体化についても検討する。H25年度より所属機関が変更となったことで、当初の予定よりも研究の進捗にやや遅れが生じH25年度支出額が減少した。当初の計画でH25年度に予定されていた一部の実験をH26年度に行うにあたり、その分の物品費(主に薬品やガラス器具などの消耗品)に充てる予定である。基本的には試薬やガラス器具などの消耗品と、成果発表旅費にあてる予定である。
異種間電子伝達が微生物燃料電池生態系の電子フローに与える影響の解明

微生物燃料電池(MFC)内に電子フローを解明することを目的に研究を遂行した。以下に成果を示した。(1)嫌気的酢酸酸化細菌Geobacterと水素資化性電気生産細菌Hydrogenophagaのみから構成される共培養MFCを構築し、共培養MFC内においてのみHydrogenophaga属細菌の菌数が増加することを確認した。前年度までに得られた成果と総合しHydrogenophaga属細菌がMFC内でGe。bacter属細菌と共生関係にあり、共生における電子運搬体がGeobacter属細菌により生産された水素であることを結論した。(2)独自に開発した細胞外キノンの検出手法を利用して、MFC内に存在するUQ-IQが細胞外に特異的に存在することを明らかにした。また外部から添加された酸化型UQ-10がMFCを構成する微生物群集によって生物的に還元され、同様に還元型UQ-10が四酸化三鉄あるいは炭素電極によって無生物的に酸化されることを見出した。Hydrogenophaga sp. AR20株をモデルに純粋培養MFCを構築しUQ-10を添加することで、電力が大幅に向上することを確認した。これらの成果に基づきUQ-10が新規電子運搬体であることを結論した(論文投稿準備中)。微生物燃料電池(MFC)内に成立する「電気生産細菌・メタン生成古細菌間の異種間電子伝達による共生系」の存在を証明することを目的に研究を遂行し、本年度は(1)メタン生成古細菌と電気生産細菌の共生関係の証明、(2)細胞外ユビキノン(UQ)-10の発見を成果として得た。(1)メタン生成古細菌を菌叢に含むMFCにメタン生成の特異的阻害剤であるプロモエタンスルホン酸塩(BES)を添加し、微生物群の呼吸活性の変化を観察した。BESの添加はメタン生成菌の活性を低下させたが、同時に電気生産細菌の活性をも低下させることを見出した。電池系内の電気生産細菌の活性がメタン生成古細菌に依存することは間違い無く、両菌種間に何らかの共生関係が成立している可能性が示唆された。(2)本研究において構築した複合微生物系MFCの菌叢を変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法及びキノンプロファイル法により解析した。両実験を比較した結果、MFC菌叢にはAlphaproteo綱細菌(UQ-10生産細菌)がほぼ存在しないにも関わらずUQ-10が全キノン量の10%を占めており、さらに検出されたUQ-10のほぼ全量が細胞外に存在することが判明した。UQ-10は呼吸鎖の電子伝達体であり、本来は細胞内に存在するが、この結果はUQ-10が細胞外の電子伝達体(電子シャトル)として、電池電極あるいはメタン生成古細菌への電子伝達に関与することを示唆した。更に、細胞外UQ-10生産細菌の分離に取り組み、新種の真正細菌であるRaoultella sp.1GB株の分離に成功した。Raoultella属はGammaproteobacteria綱に属し、好気条件下ではUQ-8を生産するが、IGB株は嫌気条件下かつ電池電極や不溶態鉄などの固体基質を与えることでUQ-10を外分泌する性質を有していた。Alphaproteobacteria綱とは別の系統の細菌にUQ-10生産能及び外分泌能が確認された例は無く、IGB株の発見によりUQ-10の共有によって作られるMFC電子フローの存在が示唆された。以下に成果を示した。今年度の計画通り、電気生産細菌・メタン生成古細菌間に共生関係が成立すること、及びMFC生態系の電子フローをUQ-10が作り出していることを知見として得ることができた。一方で今年度予定していた電気生産細菌・メタン生成古細菌からなる二員培養系の構築は条件検討の結果、条件設定が極めて困難であることが判明し、断念した。項目11に示した理由により電気生産細菌・メタン生成古細菌による二員培養系の構築を断念したため、代替案として以下の3項目を実施する。(1)安定同位体標識法を用いて複合系MFC内で電気生産細菌と酸化還元カップルを形成しているメタン生成古細菌を同定する。(2)メタン生成古細菌、電気生産細菌それぞれの呼吸阻害剤を添加したMFCを構築し、両菌種の活性を観察する。
沖縄伝統食材「田芋」の疾病予防・健康増進作用

本研究は沖縄の伝統食材である田芋の疾病予防・健康増進作用を調べる目的で行った。田芋アラビノガラクタンプロテイン(AGP)はマウスマクロファージ細胞株の抗ウイルス因子の一つである2'-5'オリゴアデニル酸合成酵素を増加させる傾向にあり、乳酸菌類にも利用されて腸内環境を改善する作用が示唆され、健康食品の素材として有用であることが明らかになった。しかし、生活習慣病予防効果の解明には至らなかったため、今後、適切な生活習慣病モデル試験を用いて田芋AGPの作用を検討する必要がある。本研究の目的は、田芋の水溶性食物繊維「アラビノガラクタンプロテイン(AGP)」について、培養細胞試験ならびに疾病モデル動物試験、ヒトを対象とした試験を行って免疫調節機能および生活習慣病予防効果を検証し、伝統食の再興と新規機能性食品開発へと展開することである。本年度は、マウス脾臓の初代培養細胞やマクロファージ細胞株と小腸上皮様細胞株の複合培養系を用いてAGPの免疫調節作用を検討する計画であったが、研究代表者の休業による研究中断で実験が困難だったため計画を変更して、前年度から継続実験が可能であったマクロファージ細胞株RAW264.7の貪食能および遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。AGPは60μg/mlの濃度まで細胞生存に影響を与えず、マクロファージの増殖亢進作用は認められなかったが、毒性もないことが明らかとなった。また、蛍光ラテックスビーズを用いた貪食能試験の結果、陽性対照のリポポリサッカライドは貪食能を亢進したが、AGP添加による影響はみられなかった。AGP添加後24時間培養におけるマクロファージの遺伝子発現変動をSurePrint G3 Mouse Gene Expression Array (8x60k, Agilent)により網羅的に解析したところ、免疫調節に関与するサイトカインならびに酵素の遺伝子発現量の増加が認められた。発現が変動したサイトカイン・酵素からはAGPによる抗ウイルス作用の亢進が示唆された一方、AGPがマクロファージのT細胞活性化補助機能を抑制する可能性も示唆された。今後、免疫系モデルマウスへAGPを投与して個体レベルの免疫調節作用を検討するとともに、肥満症モデル動物への投与試験やヒト摂取試験により生活習慣病に対するAGPの作用を調べたい。田芋根茎の凍結乾燥粉末620 gよりアラビノガラクタンプロテイン(AGP)3.32 gを抽出した(収率0.54%)。AGP 1 mg/ml溶液の糖濃度は0.56 mg/mlであり(フェノール硫酸法、標準物質:ガラクタン)、構成単糖はGal 67.8%、Ara 24.7%、Glc 4.5%、Man 3.1%であった(イオンクロマトグラフィー)。タンパク質濃度は0.31 mg/ml(DCプロテインアッセイ法、標準物質:BSA)であった。イオン交換(DEAEトヨパール650M)ならびにゲルろ過(Sepharose CL-4B)カラムクロマトグラフィーによりさらに分画した結果、得られた分画は全てβ-glycosyl Yariv reagentに反応するAGPであることを確認し、分子量約60 kDa、140 kDa、180 kDaという比較的低分子量と1,500 kDaおよび1,900 kDaの高分子量AGPが存在することが明らかとなった。マクロファージ様細胞株RAW264.7にAGP(最終濃度0.1mg/ml)を37°C、48時間反応させた後、total RNAを抽出してDNAマイクロアレイ解析を行った。AGP無添加の細胞と比較して発現比率が2倍以上に上昇した遺伝子数は641(アノテーション数:290)、1/2以下に低下した遺伝子数は917(アノテーション数:407)であった。細胞の接着・分化・増殖に関与するインテグリンβやパーリカン、Gタンパク共役受容体等、複数のシグナル伝達因子に発現量の増加が認められた。血液・免疫関連の遺伝子変動は46あり、免疫を制御する主要なサイトカインではIL-1αが上昇したことから、T細胞・B細胞・NK細胞を活性化する可能性が示唆された。平成25年8月から産前産後の休暇および育児休業を取得しており、引き続き平成26年度は事業の中断期間であった。事業期間の延長も承認されて平成27年度より事業を再開する予定である。今年度は1.細胞培養株を用いた免疫調節機能の検討ならびに2.腸内細菌増殖試験を行った。1.免疫調節機能の検討:田芋アラビノガラクタンプロテインを作用させたマウスのマクロファージ細胞株(RAW264.7)の遺伝子発現量をリアルタイムPCRで測定した結果、本物質を作用させていないコントロールと比較して、抗ウイルス因子であるIFN-λ3および2'-5'オリゴアデニル酸合成酵素(OAS)遺伝子発現量が有意に増大した。培養上清のIFN-λ3タンパク質量はELISAキットの検出限界以下であったため本物質の作用を確認できなかったが、OASタンパク質はアラビノガラクタンプロテイン添加により増加する傾向がみられた。2.腸内細菌増殖試験:田芋アラビノガラクタンプロテインを唯一の糖質源として1.0%添加したGAM半流動培地を作成し、代表的な腸内細菌9株を接種して37°C、7日間嫌気的に培養した。糖質源のコントロールとして3種類の単糖(グルコース、ガラクトース、アラビノース)を各々添加した培地にも同様に腸内細菌を接種して増殖を確認した。

比較対照物質として市販のカラマツ由来アラビノガラクタンを添加した培地についても増殖試験を行った。菌の増殖は培地上清の660 nmにおける吸光度により測定し、糖質分解は培地のpH変動と乳酸定量により評価した。本物質はカラマツ由来アラビノガラクタンと異なり、いわゆる悪玉菌といわれるClostridium butyricumやC. sporogenesにより分解されたが、カラマツ由来アラビノガラクタンと同様にいわゆる善玉菌と呼ばれる乳酸菌Bifidobacterium longumおよびB. pseudocatenulatumにも利用されることが明らかとなり、プレバイオティクスとして腸内環境を改善することが示唆された。研究目的は1.AGPの精製と加工特性の検討、2.AGPの免疫調節作用と腸内環境改善作用の検討、3.AGPの生活習慣病予防効果の検討の3項目であるが、今年度は目的2.までを終了して全体の2/3を達成しており、おおむね順調に進展していると考える。最終年度(平成28年度)は前年度測定キットが入手できず繰り越していた田芋アラビノガラクタンプロテインの抗ウイルス作用の検討から行った。田芋アラビノガラクタンプロテインを作用させたマウスマクロファージ細胞株(RAW264.7)では本物質を作用させていないコントロールと比較して、培養上清中の抗ウイルス因子であるインターフェロン(IFN)-λ3タンパク質の増加は認められなかった。腸内環境改善作用の追加試験として腸内細菌株培養上清の短鎖脂肪酸(酪酸、酢酸、プロピオン酸等)を測定する計画であったが、田芋アラビノガラクタンプロテインが培地中で沈殿してしまい、沈殿の原因と考えられるプロテインの分解・除去が想定通りには進まず測定できなかった。また、主要な生活習慣病のうち、糖尿病に対する田芋アラビノガラクタンの予防的効果をマウス糖負荷試験で検討する予定であったが、試料量が足りず実施できなかった。必要なサンプル量が少量ですむ培養細胞株で脂肪取り込みの抑制効果を検討しようと試みたが、マウス細胞株の脂肪細胞への分化誘導がうまく行かず検討できなかった。本研究は田芋の疾病予防・健康増進作用を調べる目的で行い、田芋アラビノガラクタンプロテインがマウスマクロファージ細胞株の抗ウイルス因子の一つである2'-5'オリゴアデニル酸合成酵素(OAS)を増加させる傾向にあり、乳酸菌類にも利用されて腸内環境を改善する作用が示唆された。しかし、生活習慣病予防効果の解明には至らなかったため、必要最小限の試料で実施できる適切な細胞培養モデル試験の設定および試料の単離・調整を行い引き続き検討したい。本研究は沖縄の伝統食材である田芋の疾病予防・健康増進作用を調べる目的で行った。田芋アラビノガラクタンプロテイン(AGP)はマウスマクロファージ細胞株の抗ウイルス因子の一つである2'-5'オリゴアデニル酸合成酵素を増加させる傾向にあり、乳酸菌類にも利用されて腸内環境を改善する作用が示唆され、健康食品の素材として有用であることが明らかになった。しかし、生活習慣病予防効果の解明には至らなかったため、今後、適切な生活習慣病モデル試験を用いて田芋AGPの作用を検討する必要がある。研究目的は1AGPの精製と加工特性の検討、2AGPの免疫調節作用と腸内環境改善作用の検討、3AGPの生活習慣病予防効果の検討の3項目であるが、初年度で目的1の約8割が達成でき、全体の25%程度を達成している。