hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低温菌体外物質産生型糸状菌の非結晶性セルロース生産挙動

セルロースの結晶構造、結晶性、またその分布は、材料として利用した際の性能、性質に密接に関連する。天然高分子であるセルロースは、もともと分子間力が強く凝集しやすいため,結晶性や結晶構造を任意に制御するには困難を要する。また、由来によってセルロースの結晶性や結晶構造は大きく異なるため、セルロースの材料としての利用には、その素材の由来が大きく関わってくる。糸状菌の一種Microdochium nivaleは、菌体外へセルロースを主成分とする多糖を分泌し、その分泌量は4°Cという低温下で最大であることが報告された。研究代表者は、低温から常温まで培養温度を上昇させ、温度ストレスをかけたときの、菌の物質生産における応答を調べた。その結果、この菌を20°Cという常温下で培養すると、分岐を持つβ-(1-3)結合主鎖のグルカン多糖を分泌すること、また、4°Cという低温下で培養すると、β-(1-4)結合を主鎖とするグルカン多糖を菌体外に分泌することが示唆された。さらに研究代表者は、X線回折分析を用いて、常温ならびに低温下で培養されたβ-(1-3)ならびに(1-4)結合主鎖のグルカン多糖が、非結晶性であることを明らかにした。このような生物由来の非結晶性セルロースは今まで報告がなく、極めて新規なセルロース材料となる可能性を秘めている。同時に、M.nivaleの生産する非結晶性セルロースは、菌体外分泌性であるので、精製が極めて容易であり、コスト削減や環境負荷の軽減に合致した新しいエコマテリアルとなることが期待される。また、温度ストレスを加えることで、β-(1→4)グルカン鎖からβ-(1→3)グルカン鎖へその産生物質の構造が変わるといった一種の生合成機構のストレス応答は、生理機構の面からも非常に興味深い結果が得られた。紅色雪腐病菌の一種Microdochium nivaleが低温下で菌体外にセルロースを分泌することが報告された。さらに、後の我々の実験により、このセルロースが非結晶性であることが示唆された。生物由来の非結晶性セルロースは今まで報告がなく、極めて新規なセルロース原料となる可能性を秘めている。同時に、M.nivaleの生産する非結晶性セルロースは菌体外分泌性であるので、精製が極めて容易であり、コスト削減や環境負荷の軽減に合致した新しいエコマテリアルとなることが期待される。そこで本研究ではまず、M.nivaleにおける非結晶性セルロース生産の最適条件の検討を、培養温度と振盪培養速度について行った。次に、材料としての応用利用を目指し、この非結晶性セルロースの構造解析、ならびにM.nivaleのセルロースが非結晶性で存在し得る要因などの基礎データを蓄積することを目的とした菌体の培養最適温度である20°Cで、特定の振盪培養速度条件120rpmで最大の多糖生産量を得た。つまり、培養温度条件の他に、振盪培養速度条件も生産に大きく影響を与えるという結果が得られた。そこで、その後の分析にはこの多糖生産最適条件である20°C、120rpmで培養したM.nivaleの分泌物を用いた。また、分泌物には多糖の他にわずかの酸性糖と、相当量のタンパク質が含まれていることが明らかになった。中性糖分析により、分泌多糖の構成単糖はグルコースであることが確認され、そのC1原子はβ配置をとることがFT-IRで示された。糖鎖結合分析の結果、グルコースは1-3結合を主鎖とし、1-6結合などの分岐を持つ可能性が示唆された。このことは、M.nivaleが生産する分泌多糖は、分岐を持つβ-(1-3)グルカン鎖から成り、β-(1-4)グルカン鎖であるセルロースとは異なるものであることを示している。すなわち、M.nivaleは常温の培養条件ではβ-(1-3)グルカン主鎖の多糖を生産するが、4°Cでの培養ではβ-(1-4)グルカン鎖であるセルロースを分泌する可能性を示唆し、培養温度条件で分泌物の構造が変化するという極めて興味深い結果が得られた。糸状菌の1種Microdochium nivaleが菌体外へセルロースを主成分とする多糖を分泌し、その分泌量は4°Cで最大であることが報告された。さらに研究代表者は、このセルロースが非結晶性であることを明らかにした。M.nivaleの生産する非結晶性セルロースは分泌せいであるので精製が極めて容易であり、しかも菌体のリサイクルが可能である。このように、M.nivaleによって生産される非結晶セルロースはこれまでに見られなかった研究対象としての新規なセルロース原料となると同時に、コストと環境問題に合致した新しいエコマテリアルとなりうることが期待される。加えて、4°Cという生物活性エネルギーが極めて制限された状況下で、M.nivaleがセルロースを生合成する仕組みを解明することで、生物による物質生産に関してのみならず生物の低温応答など幅広い知見の蓄積とその応用も期待される。そこで、本年度は、低温から常温まで培養温度を上昇させ、温度ストレスをかけたときの、菌の物質生産における応答を調べた。その結果、常温では低温での培養に比べ多糖物質生産量が多く、しかもそれが低温培養で見られたβ-1,4グルカン鎖からなるセルロースではなく、β-1,3グルカン鎖からなる多糖であることが判明した。現在、糖鎖結合解析によりその構造を解析している。

天然高分子であるセルロースは、もともと分子間力が強く凝集しやすいため,結晶性や結晶構造を任意に制御するには困難を要する。また、由来によってセルロースの結晶性や結晶構造は大きく異なるため、セルロースの材料としての利用には、その素材の由来が大きく関わってくる。糸状菌の一種Microdochium nivaleは、菌体外へセルロースを主成分とする多糖を分泌し、その分泌量は4°Cという低温下で最大であることが報告された。研究代表者は、低温から常温まで培養温度を上昇させ、温度ストレスをかけたときの、菌の物質生産における応答を調べた。その結果、この菌を20°Cという常温下で培養すると、分岐を持つβ-(1-3)結合主鎖のグルカン多糖を分泌すること、また、4°Cという低温下で培養すると、β-(1-4)結合を主鎖とするグルカン多糖を菌体外に分泌することが示唆された。さらに研究代表者は、X線回折分析を用いて、常温ならびに低温下で培養されたβ-(1-3)ならびに(1-4)結合主鎖のグルカン多糖が、非結晶性であることを明らかにした。このような生物由来の非結晶性セルロースは今まで報告がなく、極めて新規なセルロース材料となる可能性を秘めている。同時に、M.nivaleの生産する非結晶性セルロースは、菌体外分泌性であるので、精製が極めて容易であり、コスト削減や環境負荷の軽減に合致した新しいエコマテリアルとなることが期待される。また、温度ストレスを加えることで、β-(1→4)グルカン鎖からβ-(1→3)グルカン鎖へその産生物質の構造が変わるといった一種の生合成機構のストレス応答は、生理機構の面からも非常に興味深い結果が得られた。
紫外光励起に対して極限まで耐久性を持たせた青色発光分子の開発とその応用

申請者が開発してきた[3]ロタキサン型蛍光色素の、構造解析、光物性評価、およびバイオイメージングツールとしての可能性の検討を行った。二分子のシクロデキストリンに包接された[3]ロタキサン型アルキニルピレンの単結晶を調製し、X線結晶構造解析によりその包摂様式を観測した。各種溶媒中、および薄膜状態における蛍光発光特性を調査し、異なる環境下でも発光特性が変化しないことを見出した。本分子によりタンパクを蛍光標識した後、タンパクの溶液に連続的に励起光を照射し、紫外可視吸収スペクトルの変化を観測した。その結果、本分子が持つ極めて高い光安定性は、タンパクと共有結合した状態でも健在である事が見出された。本研究計画では、電気・光・熱などに対する耐久性を極限まで向上させ、どのような条件下でもほとんど劣化しない有機発光分子を創出して、その材料・化学・生物分野への応用を企図する。そこで、光に透明な環状分子で1個の発光分子を完全に包みこみ、発光分子の電子励起から生じる副産物(活性酸素種など)の攻撃を防御できるロタキサン型発光分子を開発する。具体的には以下の研究項目を実施する。研究項目1:水や酸素存在下での電子励起にも劣化しない有機発光分子の開発とEL特性評価研究項目2:外部からの化学刺激により劣化しない有機光触媒およびバイオプローブの開発今年度は、研究項目1の水や酸素存在下での電子励起にも劣化しない有機発光分子の開発を重点的に行った。特にアルキニルピレンを発光部位とし、シクロデキストリン(CD)で完全に分子被覆されたロタキサン型青色発光分子([3]ロタキサン)に焦点を絞り、それらを設計・合成した。この[3]ロタキサンの構造は、X線結晶構造解析により確認した。発光分子がCDの防御壁に囲まれることで、活性酸素種が生成される紫外光励起下でも高い安定性を示すとともに、非常に高い発光量子収率(Φf = 0.75)を持つことが分かった。この特殊な分子構造は、高濃度溶液中や固体中でも発光分子どうしの相互作用を防ぐことが可能であり、濃度消光により発光特性が喪失する有機発光分子の欠点を克服した。また、酸素存在下において[3]ロタキサンの光褪色実験および活性酸素捕捉実験を実施したところ、[3]ロタキサン自体は褪色しないものの、その周囲で一重項酸素酸素は発生していることも分かった。これは、[3]ロタキサン内部の発光分子がCDを隔てて、酸素分子とエネルギー移動できることを意味している。アルキニルピレンを発光部位とし、シクロデキストリン(CD)で完全に分子被覆されたロタキサン型青色発光分子([3]ロタキサン)に焦点を絞り、それらを設計・合成した。この[3]ロタキサンは、研究目的とした「電気・光・熱などに対する耐久性を極限まで向上させ、どのような条件下でもほとんど劣化しない有機発光分子を創出して、その材料・化学・生物分野への応用を企図する。」の材料として、非常に有望であることがわかった。この[3]ロタキサンの詳細な構造と光物性を調べて、Org. Lett.誌に投稿し、掲載された(DOI: 10.1021/acs.orglett.6b00420)。研究項目1:水や酸素存在下での電子励起にも劣化しない有機発光分子の開発とEL特性評価研究項目2:外部からの化学刺激により劣化しない有機光触媒およびバイオプローブの開発今年度は、研究項目2の外部からの化学刺激により劣化しないバイオプローブの開発を重点的に行った。昨年度に開発した、アルキニルピレンを発光部位とし、シクロデキストリン(CD)で完全に分子被覆されたロタキサン型青色発光分子に改良を加え、本研究項目に取り組んだ。昨年度開発したロタキサン型青色発光分子は、励起のために紫外光の照射が必要であるという点で、バイオプローブへの応用に不向きであった。そこで、共役系の拡張により可視光での励起を可能にした[3]ロタキサンを新たに設計、合成した。新たに合成した[3]ロタキサンは、昨年度開発したもの同様に、媒質の種類や夾雑物の有無に影響されず、非常に高い蛍光量子収率(Φf = 0.75)を示すことが分かった。また、この[3]ロタキサンでタンパクを蛍光標識した。標識後の光安定性評価を行ったところ、本蛍光色素はタンパクに結合した状態でも、極めて高い光安定性を有する事が分かった。

本分子によりタンパクを蛍光標識した後、タンパクの溶液に連続的に励起光を照射し、紫外可視吸収スペクトルの変化を観測した。その結果、本分子が持つ極めて高い光安定性は、タンパクと共有結合した状態でも健在である事が見出された。1)ロタキサン合成の収率向上:[3]ロタキサンのCDのヘッド部位に、ククルビットウリル(CBU)が隣接した[5]ロタキサンを設計・合成する。この[5]ロタキサンは、CBUの空孔がアミノ基を包摂する性質、およびCBUとCDのヘッド部位が水素結合する性質を利用して、CBUがCDと隣接するような分子構造を構築する。これにより、CBUがCD空孔のヘッド部位を覆う形となり活性酸素種などの空孔内部への侵入をより防ぎ、かつCBUが軸分子のアミノ基に固定されることでシャトリングを抑制できる。さらに[5]ロタキサンは、パーツどうしが水素結合や配位結合して自発的に安定な擬ロタキサンを形成するため、[5]ロタキサンを良好な収率でワンポット合成できると予想される。2)広範な波長領域に対応する改良型ロタキサン群の構築:昨年度で得られた知見を基に、発光部位、コーティング部位、ストッパー部位を様々に組み合わせて改良型ロタキサンを合成する。各部位の組み合せは、分子モデリングソフトのシミュレーションを基に決定する。発光部位には、種々のアルキニル発光分子(アントラセン、ペリレンなど)を使用する。被覆する分子としては、各種CD (α, β, γ)だけでなくCDで包摂できないサイズの発光分子も考慮し、ピラーアレーンなども選択肢に入れる。3)ロタキサン型光触媒の開発:ロタキサン型発光分子が酸素にエネルギー移動できる特長を利用し、一重項酸素種を産出する光触媒を開発する。酸素と効率よくエネルギー移動するメチレンブルーなどを発光部位とした改良型ロタキサンを用いて、光反応量子収率から一重項酸素生成能力を評価する。ケミカルバイオロジー端数消耗品に使用予定
軟弱地盤中のトンネル等地下構造物の耐震性能実験と設計技術の研究

当該研究室で保有している振動実験設備及びせん断土槽を用いて、トンネルモデルを埋設した模型の砂質模型地盤で振動実験を行った。トンネルには、剛性の高い矩形断面のモデルと、剛性の小さい円形断面のモデルとを用意し、それぞれに振動時の地盤とトンネルとの間で力のやり取り(振動土圧)を計測するための設備を設置した。剛性の高いモデルは、たとえば地下鉄の駅部に相当し、剛性の小さいモデルは、駅間のシールドトンネル部に該当する、と考えることが出来る。模型の加振は、加速度振幅と周波数を多様に変化させて、実施した。振動土圧に加えて、トンネルと地盤の間の相対変位(ひずみ)をも測定し、力のやり取りを土の応力ひずみ挙動として説明することを試みて来た。また応力ひずみのデータから、地盤の固さ、設計に必要な地盤反力係数を算出することも行つた。それらの結果によれば、土の挙動には非線形性が強く、ひずみの増大に伴って地盤反力係数は低下する。このことは、土の要素せん断実験からの知見と一致し、たとえば有限要素解析でトンネルの動的挙動の解析を行うことの妥当性を保証している。今後は、3次元のトンネル地震応答解析に進む予定である。昨年10月の来日と本年初めの研究費支給決定を受けて、現在、トンネル模型の振動実験を開始したところである。また昨年秋の新潟中越地震において被害を受けたトンネルの踏査にも赴いた。トンネルと周辺軟弱地盤との相互作用には、地震時土圧の発生機構の解明、トンネル構造に備わる剛性が土圧の大小に及ぼす影響、トンネルと地盤の変位・変形の予測、などのテーマがある。これらを実験を通じて実証的に調べるため、二種類のトンネル模型を制作した。第一の模型は高い剛性を持ち、たとえば鉄筋コンクリートの埋設地下鉄トンネルを想定している。トンネル本体が変形しにくく、地盤の振動の影響をまともに受けて、大きな荷重をこうむると考えられている。1995年の阪神大震災では、この種の地下鉄構造が大被害を受けた。他方、第二の模型はたわみ性を備えており、シールドトンネルに代表される、やや柔軟性を備えたトンネルに対応する。この種のトンネルは地盤の振動に合わせてある程度しなることができるので、土圧を軽減できる、と考えている。現在、実験を開始したばかりであり、本年度の目標には、トンネルに作用する土圧分布を決定できるデータの取得を掲げている。中越地震の現地踏査においては、山古志村の羽黒トンネルの被災状況を観察した。このトンネルは軟岩の山を掘りぬいたもので、地震によって頂部が縦に亀裂を開き、底部(路面)は横方向から圧縮されて、一種、座屈のような状況となった。このような被害形態はきわめて珍しく、その原因はよくわかっていない。これについても、本実験の結果から、解釈を提案したい。
がん細胞に特有なエネルギー代謝に着眼した難治がん治療抵抗性の病態解明と治療応用

がん細胞は酸素利用可能な状態でもあえてエネルギー効率の悪い嫌気的代謝を行う不思議な性質(Warburg効果)をもっており、がん研究の領域で長年の謎とされてきた。これに対して最近我々は細胞自殺制御の基本メカニズムを明らかにし、そこで得られた知見に基づいて「Warburg効果はがん細胞が好気呼吸による細胞死のリスクを回避しつつ嫌気的代謝により安全にエネルギーを確保しようとする巧妙なサバイバル戦略である」との斬新な仮説を世界に先駆けて提唱するとともに、「好気的エネルギー代謝(ミトコンドリア呼吸)の回復によりがん細胞の細胞死(治療)感受性を回復できる」という新たな可能性を示した。本研究課題はこのような可能性を模索することを目的とするものであるが、今回はアルキル化薬の細胞殺傷効果を増強する薬剤を探索する過程で、正常細胞に対する毒性を増強することなく腫瘍細胞に対する殺細胞効果を増強することのできる薬物を発見した。重要なことにこの薬物は単独でもミートコンドリア呼吸を促進するが、アルキル化薬との併用時にはそのミトコンドリア呼吸促進効果を増強する。また、このアルキル化薬はミトコンドリアBAX, BAKを活性化することで腫瘍細胞に細胞死を誘導するが、この薬物はこのアルキル化薬によるBAX, BAK活性化を促進することが判明した。さらに、ミトコンドリア呼吸を抑制した状態では、この薬物によるアルキル化薬の効果増強作用は失われた。これらの結果はこの薬物がミトコンドリア呼吸の促進を通じて腫瘍細胞の抗がん剤感受性を高めていることを示唆するものであるとともに、ミトコンドリア呼吸の回復ががん細胞の治療耐性克服に有効な手段となりうるとの考え方を裏付けるものである。正常の細胞は酸素存在下ではミトコンドリア呼吸(酸化的リン酸化)によりエネルギー(ATP)産生を行い酸素利用が不可能な状況では嫌気的解糖によりエネルギー産生を行うが、嫌気的解糖ではエネルギー産生効率が著しく低下する。一方、がん細胞は一般に酸素利用可能な状況でも嫌気的解糖を行う傾向(Warburg効果)があることが知られている。しかしながらがん細胞が何故このようにエネルギー的に著しく不利な代謝を好んで行うかは長年にわたって謎とされてきた。これに対して我々は同じATP産生メカニズムでありながらミトコンドリア呼吸がミトコンドリアを介する細胞自殺に重要な役割を果たしているのに対してサイトゾルで行われる解糖は関与していないことを発見し、その結果がん細胞が嫌気的解糖を好んで行うのは細胞死を回避しつつエネルギーを賄うための巧妙な戦略と理解できるようになった。また、ミトコンドリア依存的な細胞死は放射線や化学療法によるがん細胞殺傷に深く関わっていることから、Warburg効果はがんの治療抵抗性を与えており、Warburg効果をターゲットとした治療を行うことによりがんの治療抵抗性を克服できる可能性が考えられるようになった。そこで悪性脳腫瘍細胞を対象にミトコンドリアにおける酸素呼吸を促進するための方策を種々探索・検討した結果、植物に由来する天然物質の中に腫瘍細胞に対してミトコンドリア呼吸を促進する作用を有するものを見出した。重要なことに、培養悪性脳腫瘍細胞に対して化学療法薬剤とこの天然物質を同時に投与したところ相乗的な殺細胞効果が認められたのに対し、正常細胞に対する化学療法薬剤の毒性は増強されなかった。今後この天然物質が示す化学療法薬剤による殺細胞効果の悪性脳腫瘍細胞特異的な増強効果のメカニズム解明を試みるとともに、生体内での相乗的抗腫瘍効果の有無について検討を行う。
哺乳動物細胞小胞体におけるタンパク質のジスルフィド結合形成機構

哺乳動物の小胞体における分泌タンパク質の折り畳みとジスルフィド結合の形成は約20種類のPDIファミリータンパク質によって触媒される。PDIpは内分泌ホルモンや消化酵素を大量に合成している膵臓で特異的に発現しているPDIファミリータンパク質であるが、その生理的機能は未知であった。我々は平成29年度までに、PDIpに関して、1)マウス膵臓の外分泌細胞で強く発現しており、2)膵臓中でエラスターゼ、キモトリプシンなどの消化酵素と分子間のジスルフィド結合を介して直接相互作用すること、3)エラスターゼの前駆体の凝集体形成を抑制し、その細胞外への分泌を促進すること、4) PDIpの存在下生合成されたプロエラスターゼを微量のトリプシンで処理すると活性型のエラスターゼが生成することを明らかにした。また、小胞体ストレスセンサーの一つであるIRE1aは膵β細胞中でPDIファミリータンパク質の発現量の維持に働いており、その機能はプロインスリンの効率よい折り畳みに必要であることを見出し、J Cell Biol誌に報告した。平成30年度には、PDIp以外の代表的なPDIファミリー酵素を、ヒト由来培養細胞株中でエラスターゼと共に発現させても、PDIpの機能を代替することができないことを見出した。よって、PDIpは、進化の過程で、消化酵素の一つであるエラスターゼの折り畳み過程を促進するための機能を獲得したと考えられる。PDIpに関する以上の成果をJ Biol Chem誌に公表した。また、嫌気的な条件下VEGFが正しい構造に折り畳まれるためには、VEGFを発現する細胞に固有の因子が必要になることを示唆する結果を得た。これはVEGFの折り畳みに必要な因子を探す上で極めて重要な知見である。更に、PDIファミリータンパク質の基質を同定するための方法を総説にまとめて、Protein Sci誌に報告した。ジスルフィド結合の形成は、分泌タンパク質にとって立体構造形成上、重要な反応ステップである。哺乳動物の小胞体内にはジスルフィド結合の形成に関わると予想されるPDIファミリー酵素が20種類以上知られている。その内、分泌タンパク質を大量に生産する膵臓で強く発現するPDIファミリー酵素であるP5、ERp46等の機能を解明するために、これらの酵素の基質の同定を進めた。このためには、チオレドキシン様の酵素が、ジスルフィド結合の形成、還元、異性化をおこなう際には、酵素と基質がジスルフィド結合で連結した中間体が形成することを利用した。研究の過程でP5やERp46と同じくPDIファミリーに属する酵素であるPDIp(機能は不明)の臓器分布を調べた所、膵臓で強くかつ特異的に発現していた。そこで、本酵素も研究の対象に加えた。これらの酵素の基質を同定するためには上述の酵素・基質複合体を安定化させた後、酵素に対する抗体を利用して複合体を精製する必要がある。幸運なことに作成したPDIp抗体は免疫沈降に優れていたため、NEM処理をした膵臓試料からPDIpと基質の複合体を精製することに成功した。更に、質量分析により、PDIpと複合体を形成しているタンパク質を網羅的に同定することに成功した。その結果、本タンパク質の機能に関して有用な情報を得た。低酸素条件下にジスルフィド結合形成に働くシステムを理解するために低酸素条件下誘導される血管内皮細胞増殖因子(VEGF)へのジスルフィド結合の導入に働く酵素を同定する。そのためにはVEGFと酵素の間に形成される複合体を安定化して精製する必要がある。検討の結果VEGF抗体は免疫沈降に適さなかった。そこでVEGFにFLAGタグを導入した。HeLa細胞で同タンパク質を発現した所、VEGF(2量体で存在)の2量体と予想されるバンドの他、VEGFを含む多数のバンドを検出した。本研究では、主に、2つのアプローチによって研究を進めている。第1のアプローチでは膵臓で高発現しているPDIファミリータンパク質の生理的な基質を同定することによって分泌タンパク質を大量に生産する膵臓におけるジスルフィド形成システムを理解することを目的にしている。平成27年度は、膵臓で特異的に発現しているPDIpと基質の間で形成された共有結合中間体と予想される複合体を、膵臓から精製するとともに、その中に含まれるタンパク質をマススペクトル解析によって網羅的に同定することに成功した。まだ、この段階では同定したタンパク質は、基質の候補タンパク質に過ぎないが、PDIpの生理基質の同定に向けて大きな前進である。第2のアプローチでは、低酸素条件下ジスルフィド結合形成に働くシステムを理解するためにVEGFと共有結合中間体を形成する酵素の同定を試みた。実験を進めてみると、VEGF抗体は免疫沈降には適さないことがわかった。その過程で様々な条件下免疫沈降実験をおこなう必要があったため、実験が遅れている。免疫沈降における問題を解決するためにVEGFにFLAGタグを連結した。その結果VEGF関連タンパク質を複数検出することに成功した。FLAGタグに対しては免疫沈降に優れた抗体があるので、今後、免疫沈降を利用した複合体の精製などの実験を行えるはずである。前年度、分泌タンパク質を大量に生産する膵臓で、特に強く発現しているPDIファミリー酵素であるPDIpの機能を解明するため、PDIpとその基質の複合体を膵臓から単離・精製し、質量分析により、PDIpと複合体を形成するタンパク質を網羅的に同定した。本年度は、PDIpに関して解析を進め、次の知見を得た。

1)特異的な抗体を利用した解析から、PDIpは膵臓ではホルモンを産生する内分泌細胞では発現しておらず、消化酵素を産生する外分泌細胞で強く発現しているが、胃、小腸、大腸でも発現が認められた。2)ジスルフィド結合形成の反応過程では、基質である分泌タンパク質と酵素が分子間ジスルフィド結合で連結した、共有結合中間体が形成される。共免疫沈降実験から、膵臓中でPDIpは、エラスターゼ、キモトリプシン、α-アミラーゼなどの消化酵素と分子間のジスルフィド結合を介して直接相互作用することが判明した。3)消化酵素を発現しない哺乳動物培養細胞でプラスミドからエラスターゼを発現させると、エラスターゼ(正確にはその前駆体であるプロエラスターゼ)は細胞内で凝集体を形成した。一方、PDIpを共発現させると凝集体の形成が抑制され、その一部が培養液中へと分泌した。以上の結果から、PDIpは消化酵素を産生する組織で特異的に発現し、消化酵素と分子間のジスルフィド結合を介して相互作用すること、更に、エラスターゼ前駆体の凝集体形成を抑制する働きを持つことが判明した。以上のほか、小胞体ストレスセンサーの1つであるIRE1αは膵臓β細胞中でPDIファミリータンパク質の発現量の維持に働いていることを見出した。本研究では、主に、2つのアプローチによって研究を進めている。第1のアプローチでは膵臓で高発現しているPDIファミリータンパク質の生理的な基質を同定することによって分泌タンパク質を大量に生産する膵臓におけるジスルフィド形成システムを理解することを目的にしている。平成28年度には、膵臓で特異的に発現しているPDIpは消化酵素を産生する組織で特異的に発現し、消化酵素と分子間のジスルフィド結合を介して相互作用すること、更に、エラスターゼ前駆体の凝集体形成を抑制する働きを持つことが判明した。よって、PDIpは消化酵素の生合成過程で働く新規の因子であることが強く示唆された。これは、膵臓で高発現しているPDIファミリータンパク質であるPDIpの生理機能の解明に向けた大きな前進である。第2のアプローチでは、低酸素条件下ジスルフィド結合形成に働くシステムを理解するためにVEGF-FLAGと共有結合中間体を形成する酵素の同定を試みた。VEGFは二量体を形成して初めて活性型になる。よって、二量体形成を指標にフォールディングを評価することができる。HeLa細胞中でVEGF-FLAGをプラスミドから発現させると、好気的条件下では、VEGF-FLAGは二量体を形成したが、嫌気的条件下では、VEGF-FLAGは二量体を形成できなかった。先述したようにマウス個体中では、VEGFは嫌気条件下でも正しく折りたたまれて機能を発揮する。よって、嫌気的条件下VEGF-FLAGが正しく折りたたまれるためには、おそらくは、細胞に特異的な因子の発現が必要であることが示唆される。今後はこの情報を、VEGF-FLAGの嫌気的条件下における立体構造形成に必要な因子の探索に役立てる。平成27年度および平成28年度における解析から、PDIファミリー酵素のひとつであるPDIpは、1)膵臓の外分泌細胞で強く発現しており、2)膵臓中でエラスターゼ、キモトリプシン、α-アミラーゼなどの消化
C60およびC70大型単結晶の育成とその完全性の評価

フラーレン大量合成法の発展は、フラーレン結晶に対する物性研究者の関心を高めた。これまでに多くの物性研究が行われている。しかし、これらの物性値は結晶性に大きく左右される。したがって、大型結晶の育成と同時に成長結晶の完全性の評価は、フラーレン結晶の真性の物性を知る上で重要となる。本研究では大型で良質のC60およびC70単結晶を育成し、それらの結晶の完全性を評価することを目的とした。C60原料粉末を十分に昇華精製し、結果として成長したC60の微結晶を大型結晶を育成するための原料として使用した。成長方法は連続引き出し気相成長法を用いた。昇華温度570°C、成長温度530°C、連続引き出し速度10mm/日とした。この成長条件を日数保持することによって、4.5×3.0×1.5mm^3の結晶を育成できた。一方、C70に関しては、設定温度がC60に比べて高くなるが、同様な手順で結晶を育成した。成長結晶の完全性をX線トポグラフィとエッチング法によって評価した。X線トポグラフィは高エネルギー物理学研究所の放射光実験施設のBL-15Bで行った。このX線トポグラフは、結晶の端以外は完全性が高く、転位像が一本一本識別して観察できることを示した。結晶端の不完全な領域は、試料の不適当な取扱による歪みによるものであることがわかった。一方、エッチングは成長結晶をトルエンに1-5秒間浸すことによって行った。このエッチングによる完全性の評価結果はX線トポグラフィによる結果と良い一致を示した。つまり、結晶端以外は比較的完全性が高いことがわかった。さらに、エッチピットの数から結晶成長時に導入される転位の密度を求めた。結果としてC60結晶中の成長転位の密度は10^4/cm^2であることがわかった。このような本研究における結晶欠陥、特に転位密度の定量化は、今後のフラーレン結晶の種々の物性値を評価する上で重要な知見になると期待される。
口蓋裂単独者における上歯列拡大前後の上咽頭腔の変化について

鼻咽頭疾患による気道狭窄は口呼吸をもたらし、顎顔面の成長様相や矯正歯科治療後のあと戻りに影響を及ぼす。一方、口唇裂口蓋裂者の上歯列は狭窄し、大部分の症例に上歯列の拡大が必要となる。本研究は上歯列拡大による咽頭扁桃の変化と顎顔面の成長様相との関連性を解明する目的で、口蓋裂単独者について検討した。被検者は当科を受診した女子口蓋裂単独者7名(6歳4カ月から10歳11カ月)を口蓋裂群、上歯列側方拡大を行ったAngle I級女子不正咬合者6名(7歳1カ月から13歳7カ月)を対照群とした。上歯列拡大前後に中心咬合位で撮影した側面頭部X線規格写真を資料とし、角度的計測項目10項目、距離的計測項目6項目について計測した。咽頭扁桃計測項目はS、Baの中点をSoとし、PnsからそれぞれBa、Soを結んだ線と咽頭扁桃の大きさAO3、AO4とした。各咽頭扁桃計測項目と側面頭部X線規格写真計測項目との相関関係を分析し、以下の結果を得た。1)咽頭扁桃は口蓋裂群に対して対照群の方が大きかったが有意差は認められなかった。2)咽頭扁桃の大きさは口蓋裂群の下顎下縁平面角、下顎枝高で有意差が認められた。3)対照群と比較して口蓋裂群は上歯列拡大後、AO3の増加量が大きくなる傾向が認められた。
グローバル政治思想史の構築に向けて：２０世紀前半のイタリアと日本の比較から

本研究は、20世紀前半におけるイタリアと日本の思想家による社会構想の比較検討を「近代」概念に着目しつつ行う研究である。既存の研究では、しばしば西洋対東洋といった本質論的図式に位置付けられてしまう日伊の思想だが、世界の「周縁」に位置する両国の思想家は、資本主義などの「近代」の諸価値への対応を求められた点で、共通課題をもっていた。グローバル思想史に対する関心は世界的に高まっているが、その対象や方法をめぐる議論に終始している段階である。本研究は、両国におけるマルクス主義と自由主義の「近代」への応答を比較検討することで、グローバル思想史の具体的成果を提供することを目的として開始されたが、研究代表者の常勤職への異動に伴い、一年目のみで中断となった。しかし、以下の成果を出すことができた。まず、Journal of World Philosophiesに掲載された査読付き論文“Is Western Marxism Western? The Cases of Gramsci and Tosaka"が挙げられる。「西欧マルクス主義」の「西欧」は理論的特徴と同時に地理的特徴を示している点に問題がある。その問題が典型的に現れるのが、いわゆる西欧マルクス主義と同じ理論的特徴をもつにも関わらず、地理的に西欧に位置しない思想家の扱いである。この論文では、西欧マルクス主義の代表格であるグラムシと、日本の戸坂潤の二者を比較検討することを通じて、西欧マルクス主義というカテゴリーの曖昧さを批判した。また、グローバルな政治思想史の方法論に関して、筆者は、同時代に同じ思想潮流のなかから、同時多発的に現れた傾向(本論文の例で言えば、マルクス主義における人間や社会の自律性の強調)に光を当てることが、グローバルな規模でのある時代の社会的課題とそれへの取り組みを明らかにすることになると提示した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
淡水性藍藻類Microcystis aeruginosaの莢膜生成への挑戦

1)Microcystis莢膜の成分分析と凝集阻害能アオコが発生している浄水場原水から採取したMicrocystis群体より莢膜を分離・濃縮し,その化学成分と凝集阻害能を評価した。乾燥重量比で主に糖質(57%),タンパク質(13%),金属類(8.6%),脂質(4.9%)から構成されていた。このうち酸性糖であるウロン酸は8.7%含まれていた。莢膜試料中の主要金属濃度を測定した結果,特にAl及びZnが高濃度で莢膜中に濃縮されていることが明らかとなった。凝集処理試験では,莢膜保有細胞がポリ塩化アルミニウム(PAC)を消費し,凝集効率を低下させた。しかしながら,莢膜を細胞から分離して同様の凝集試験に供した場合,莢膜低濃度(3.6mg-C/L以下)では凝集を促進し,高濃度(3.6mg-C/L以上)では阻害する特性を有することが明らかとなった。2)レクチン添加培地によるMicrocystisの群体形成種々の糖を架橋する性質を持つタンパク質であるレクチンを培地中に添加してM.aeruginosaを培養すると,M.aeruginosaが群体を形成することを発見した。添加レクチンの種類,添加濃度,培養時期を変化させて,培養液中の全糖量,ウロン酸量の単位TOCに対する割合と,レクチン非添加培地との比較を行ったところ,レクチン添加培地の方が全糖,ウロン酸量の割合がレクチン非添加培地のそれらを上回ったことから,レクチンはM.aeruginosaの活性に幅広い影響を与えていることが示唆された。淡水性藍藻類は莢膜や群体を形成することで,栄養塩摂取の効率化や外敵からの自己防衛を図っていると推測されている。従って,閉鎖性水域等におけるアオコの発生や終息を理解するためには,重要な繁殖機能の一つである莢膜の形成に関する知見が必要となる。しかし,継代培養を続けるに従い莢膜は消失してしまい,室内培養系で莢膜の生成を成功させた前例はなく,莢膜に関する知見は乏しい。本研究課題では,淡水性藍藻類の莢膜形成に関与する環境因子を明らかにし,藍藻類による莢膜生成がアオコの形成や消長に及ぼす影響を調べること目的とする。本年度は,水質環境因子の一としてレクチンに着目した。異なった糖類と特異性を持つ3種のレクチン存在下において,Microcystis aeruginosa(NIES-478)を培養し,莢膜の主成分である糖の量や栄養塩の内でも鉄摂取速度について分析を行った。このうちガラクトースやN-アセチルガラクトサミン構造に特異性を持つレクチン(PNA)存在下で培養された細胞について,細胞外多糖や鉄摂取速度が対照系と比較して有意に増加した。また,蛍光色素を結合させたレクチンを使用して,蛍光顕微鏡下で細胞へのレクチンの結合を確認した。従って,レクチンの中でもある特定のレクチンのみが,細胞表面に吸着し,細胞表面多糖の形成や栄養塩の取り込みを促進する働きを持つことが分かった。レクチンが藻類細胞活性に及ぼす影響について,その詳細なメカニズムは今後の課題となるが,本研究では初めて細胞表面多糖の形成や栄養塩摂取と細胞外レクチンが関係することを示すことができた。
希土類の真空束縛エネルギーに基づく輝尽蛍光ガラス材料の設計・開発

本研究では新規輝尽蛍光(OSL)材料として希土類添加ガラス材料の開発を目的としている。ガラスを母体材料とすることにより、透明かつ空間的に均一なOSL材料が容易に得られる利点がある。母体材料の透明性ならびに添加希土類イオンの発光中心および電荷捕獲中心としての働きを明らかにし、OSLガラス材料の応用および現象理解に繋げる事を目的とする。本研究の1年目では、数多くのガラス材料を検討し、そのOSL特性を含む蛍光体としての放射線応答特性の評価を行った。なかでも最も興味深いものは、CeイオンおよびSmイオンを共添加した材料である。Ceイオンは発光中心として働き、Smを共添加する事により青色刺激で近紫外領域に強いOSLを示した。一方でSmを共添加しなかったものはOSLを示さなかったことから、Smが捕獲中心としての働きをもつ事が考察された。初年度に材料開発を中心に行った事に対し、当該年度においては、イメージングプレート(IP)としての働きの検証を行うべく、読取り装置の構築を行い、実際に空間分解能の試験を行った。構築した読取り装置は、刺激光源として青(460 nm)、緑(530 nm)および赤(630 nm)のレーザーダイオードを用い、対物レンズを用いてサブマイクロメートルオーダーに集光させてサンプルをスキャンした。スキャン機構には高精度XYステージを用い、数マイクロメートルの位置再現性を実現した。同装置を用いて評価した結果、X線イメージングとしての空間分解能は、当初の想定通り不透明なIPよりも透明なものの方が高く、ガラス材料を用いる利点が実験的に明らかにされた。計画当初に予定していなかった所属の移動などがあったが、概ね順調に目標を達成した。当初の予定通り、OSLイメージの読取り装置の構築を完了し、空間分解能の評価を行った。空間分解能は、フォトン統計の制限を受けない程度の出力が得られる場合は材料組成や感度に依存せず、母体材料が透明さが最も重要なファクターである事がわかった。予定通り、OSL材料の基礎物理現象の理解のため、真空紫外励起スペクトルや光電導特性等を評価し、研究統括を行う。本研究では新規OSL材料として希土類添加ガラス材料の開発を目的としている。ガラスを母体材料とする事により、透明かつ空間的に均一なOSL材料が容易に得られる利点がある。OSL材料が透明であると、光の散乱を極限にまで抑える事が可能であり、空間分解能の向上が見込める。また、添加する希土類イオンは発光中心としての働きに加え、電荷捕獲中心としての働きをもつ。また、その捕獲深さは希土類の真空準位と関連していると考えられ、最適な母体材料および希土類イオンを選定により、OSL材料の設計が可能となると考えられる。当該年度(1年目)では、数多くのガラス材料を作成し、そのOSL特性を含む蛍光体としての放射線応答特性の評価を行った。ここで、放射線応答特性とはOSL特性に加え、シンチレーションおよび熱蛍光を含む。さらに、光吸収およびフォトルミネッセンスなどの一般的な光学特性を評価し、多方面からの視点から材料評価を行った。なかでも、特に興味深いのは、Ceイオンを添加したガラスでは殆どOSL特性がみられなかったのに対し、CeとSmイオンを共添加したものは顕著なOSL特性が確認された点にある。これは、真空準位を考えた場合、価電子帯および伝導帯との相対エネルギー差から、Ceイオンが発光中心、Smイオンが捕獲中心として働いたと考察する事ができる。このように、当初の目的通り、希土類の適切な添加によりガラス材料にOSLの機能を付与する事に成功した。当初の目的どおり、希土類イオンの組み合わせにより、ガラス材料に顕著なOSL特性をもたらすことに成功したため。

当初の予定通り、OSLイメージの読取り装置の構築を完了し、空間分解能の評価を行った。空間分解能は、フォトン統計の制限を受けない程度の出力が得られる場合は材料組成や感度に依存せず、母体材料が透明さが最も重要なファクターである事がわかった。1年目で作成した材料を用い、予定通りX線イメージング試験を行う。透明なガラス材料を用いる事によりX線像を高い空間分解能で得られる事が期待できる。空間分解能の定量的な比較を行う為に変調伝達関数(MTF)を評価し、同時に検出感度の評価を行う。予定通り、OSL材料の基礎物理現象の理解のため、真空紫外励起スペクトルや光電導特性等を評価し、研究統括を行う。当該差額分予算を消耗品の補充の為に充てていたが、当該年度中の補充は不要と判断し、次年度に繰り越す事が最善であると判断した。
脂質メディエーターに着目した多発性嚢胞腎病態生理に基づく疾患特異的治療の開発

多発性嚢胞腎(polycystic kidney disease、PKD)は、わが国で最も頻度が高い遺伝性疾患であり、慢性腎不全の主要な原因の一つである。常染色体優性(ADPKD)と常染色体劣性(ARPKD)があり、臨床上の差違にもかかわらず共通の基本的病態生理が存在する。本研究の目的は、多発性嚢胞腎の複数の基本的病態生理における脂質メディエーターの関与とその機序を解明し、それらを修飾することによる病態生理に基づいた疾患特異的治療開発のための基礎的知見の獲得、およびそのヒトへの応用のためのモデル動物を用いた治療研究による効果の確認である。研究代表者の異動に伴い、若干の調節が必要となっている。動物実験の遂行においては、研究代表者の新任地における研究体制の構築と並行して、前任地の研究分担者と密に連絡をとりつつ前任地での既存の検体を最大限に有効利用できるように努めている。研究代表者がこれまでに継続的に取り組んできた本研究の根幹をなすPKDにおける細胞表現系の変化とSmad3リン酸化部位特異的変化について、継続性を重視しより精度の高い研究を進めるために、追加実験を実施して論文を完成させ採択された(H29年度)。これは本研究のテーマであるPKDと脂質メディエーターの関連を検討する上でも大変重要である。さらに本研究の論理的根拠を固めるために細胞を用いる研究を計画し、実施する体制を整えた。また、これまでのPKDにおける研究の継続として、miRNAと脂質メディエーターの関与について検討し、数個のmiRNAの関与を示唆するデータを得ている。本研究を推進するための情報収集を国内外で積極的に実施し、最先端の情報を本研究に反映させるように努めている。研究代表者の異動に伴い、若干の調節が必要となっているものの、動物実験の遂行においては、研究代表者の新任地における研究体制の構築と並行して、前任地の研究分担者と密に連絡をとりつつ前任地での既存の検体を最大限に有効利用できるように努めている。これは本研究のテーマであるPKDと脂質メディエーターの関連を検討する上でも大変重要であり、本研究の進捗に大きく寄与するものと考えられる。さらに本研究の論理的根拠を固めるために細胞を用いる研究を計画し、その体制を構築しておりさらに精度の高い研究に結びつく。また、これまでのPKDにおける研究の継続として、miRNAと脂質メディエーターの関与について検討しており、数個のmiRNAの関与を示唆するデータを得ている。これにより、これまでにない側面からのアプローチが可能となることが期待される。本研究を推進するための情報収集を国内外で積極的に実施し、最先端の情報を本研究に反映させることができる。以上の理由により研究は概ね順調に進展していると考えるが、今年度は本研究による出版物等を作成することができず、そのことよりやや遅れていると判断した。研究代表者の異動に伴い、若干の調節が必要となっているので、動物実験の遂行においては、研究代表者の新任地における研究体制の構築と並行して、前任地の研究分担者と密に連絡をとりつつ前任地での既存の検体を最大限に有効利用できるように努めていく。研究代表者がこれまでに継続的に取り組んできた本研究の根幹をなすPKDにおける細胞表現系の変化とSmad3リン酸化部位特異的変化について、継続性を重視しより精度の高い研究を進めるために、追加実験を実施して論文を完成させ採択されたことにより、これらの知見を生かして今後の本研究を展開していくことが可能である。さらに本研究の論理的根拠を固めるために細胞を用いる研究を計画し、その実施体制整備を完了しておりさらに精度の高い研究に結びつくことが期待される。これによりこれまでにない側面からのアプローチが可能となることが期待される。引き続き本研究を推進するための情報収集を国内外で積極的に実施し、最先端の情報を本研究に反映させる。研究代表者がこれまでに継続的に取り組んできた本研究の根幹をなすPKDにおける細胞表現系の変化とSmad

3リン酸化部位特異的変化について、継続性を重視しより精度の高い研究を進めるために、追加実験を実施して論文を完成させ採択された。これは本研究のテーマであるPKDと脂質メディエーターの関連を検討する上でも大変重要である。さらに本研究の論理的根拠を固めるために細胞を用いる研究を計画した。また、これまでのPKDにおける研究の継続として、miRNAと脂質メディエーターの関与について検討した。本研究を推進するための情報収集を国内外で積極的に実施し、最先端の情報を本研究に反映させるように努めている。研究代表者の異動に伴い、若干の調節が必要となっているものの、動物実験の遂行においては、研究代表者の新任地における研究体制の構築と並行して、前任地の研究分担者と密に連絡をとりつつ前任地での既存の検体を最大限に有効利用できるように努めている。研究代表者がこれまでに継続的に取り組んできた本研究の根幹をなすPKDにおける細胞表現系の変化とSmad3リン酸化部位特異的変化について、継続性を重視しより精度の高い研究を進めるために、追加実験を実施して論文を完成させ採択された。これは本研究のテーマであるPKDと脂質メディエーターの関連を検討する上でも大変重要であり、本研究の進捗に大きく寄与するものと考えられる。さらに本研究の論理的根拠を固めるために細胞を用いる研究を計画しており、さらに精度の高い研究に結びつく。また、これまでのPKDにおける研究の継続として、miRNAと脂質メディエーターの関与について検討しており、これまでにない側面からのアプローチが可能となる。本研究を推進するための情報収集を国内外で積極的に実施し、最先端の情報を本研究に反映させることができる。以上の理由により概ね順調に進展していると考える。多発性嚢胞腎(polycystic kidney disease、PKD)は、わが国で最も頻度が高い遺伝性疾患であり、慢性腎不全の主要な原因の一つである。常染色体優性(ADPKD)と常染色体劣性(ARPKD)があり、臨床上の差違にもかかわらず共通の基本的病態生理が存在する。本研究の目的は、多発性嚢胞腎の複数の基本的病態生理における脂質メディエーターの関与とその機序を解明し、それらを修飾することによる病態生理に基づいた疾患特異的治療開発のための基礎的知見の獲得、およびそのヒトへの応用のためのモデル動物を用いた治療研究による効果の確認である。研究代表者の異動に伴い、若干の調節が必要となっている。動物実験の遂行においては、研究代表者の新任地における研究体制の構築と並行して、前任地の研究分担者と密に連絡をとりつつ前任地での既存の検体を最大限に有効利用できるように努めている。研究代表者がこれまでに継続的に取り組んできた本研究の根幹をなすPKDにおける細胞表現系の変化とSmad3リン酸化部位特異的変化について、継続性を重視しより精度の高い研究を進めるために、追加実験を実施して論文を完成させ採択された(H29年度)。さらに本研究の論理的根拠を固めるために細胞を用いる研究を計画し、実施する体制を整えた。
高等学校での学習活動全般における空間的思考を養う地図作業学習教材の研究

○研究目的...高等学校での学習活動全般における空間的思考を養う地図作業学習教材の研究を行った。○研究方法...地理以外の他教科他科目(地歴科日本史、地歴科世界史、公民科現代社会、情報科情報)、総合的な学習の時間、特別活動(修学旅行等の旅行宿泊的行事、各種健康安全行事、クラブ活動(オリエンテーリングクラブ))を含めた高等学校教育全般のそれぞれの場面において、それぞれの学習に有効な地図作業学習教材の開発をGISの援用によって行った。そして、それらの教育実践を通じて開発した教材の改善・改良に努めた。○研究成果...先端科学を歴史地図のような文化系とされる領域へも導入することによって、従前と異なる高い精度をもった学習教材の作成が可能となる。現代の地図と重ね合わせといったレイヤー分析等のいわゆるGIS的な考え方が歴史の授業といった地理以外への導入も可能となる。こうした地図を媒介とした学習活動を諸場面で展開することによって、学習者側にとってはいわゆる理系・文系といった垣根や教科・科目の枠組を越えたクロスカリキュラム的な効果が、教授側にとっては教科・科目の枠組を越えたコラボレーションがそれぞれ期待でき、従来の枠組にとらわれない学習をもたらすことができた。これは複雑に事象がからみあった現代社会においてきわめて有効な学習の方法となる。地図作業学習は、地図を用い地図に作業を施すといった学習の形態であり学習者側から興味・関心を惹く。教授側からみれば学習者の能動性を引き出すこととなる。作図を完成することによって学習者側は達成感が得られ、さらに教授側からは学習者自身の空間的思考を見出す可能性を強く与えることとなる。ただ、こうした学習のためには、それぞれの場面に応じたオリジナルの地図作成が必要である。地理教育は地図学習についての多大なノウハウの蓄積があるので、これを広く活用することが望まれる。同時に地理教育が空間を対象とする各種学習における基礎的知識の提供という役割も重要である。
都市形成過程における社会階層による居住分化の変遷とそのメカニズムに関する研究

本研究課題の目的は、コミュニティ形成に重要となる社会経済階層の空間分布に着目し、その形成メカニズムや地域・居住者に与える影響を解明することである。本年度は、昨年度に引き続きこれまで明らかにした東京都区部における町丁目や街区レベルでの居住地域構造の形成を踏まえて、以下の実証分析を行った。まず前年度までに東京都区部を対象として推計した複数年時の所得分布データを用いて、居住者の社会経済階層による居住分化あるいは混在化が都市に与える影響について小地域データと統計的手法を活用しながら明らかにした。具体的には、東京都区部における商業施設立地と近隣人口構成との空間的関係を検証し、経済的視点から日本のコミュニティにおける施設整備や社会的混合のあり方について検討した。商業施設店舗の経済的ランクと居住人口の所得分布の関係に着目し、初めに店舗分布の特性について、その店舗類型や商圏人口特性別の特徴を明らかにした。続いて、高所得世帯数の変化と高級店の変化の関連性について検証した。これらの研究の成果は日本都市計画学会都市計画論文集や学術研究論文発表会で発表した。また、このような近隣スケールでの居住者の社会経済階層のミクロな特性をとらえる指標として建物レベルでの戸建住宅価格の空間分布を推計し、地区単位においては居住者の経済階層を強く反映していることを示した。なお本成果はCSIS DAYS 2014全国共同利用研究発表大会にて発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、コミュニティ形成に重要となる社会階層の空間分布に着目し、その形成メカニズムを社会階層の空間的配置の変化とその要因から解明するものであり、今後の都市居住政策に資する知見を得ることにある。本年度の研究成果は以下のとおり。居住者属性の分布を推定する小地域推計では、当初よりもより詳細な空間単位での居住者属性の推計が有効であると考え、最新のデータを用いて街区単位での推計を行った。はじめに、住宅地図データ、国勢調査小地域集計、政府統計の個票データなど推計に利用できる統計データやGISデータを収集し、実際に街区単位居位者属性データベースを作成した。位宅地図の建物情報と国勢調査の町丁目集計結果と整合するように組み合わせることで、街区単位での世帯類型別世帯数や世帯収入別世帯数などを推計することができ、本研究にとって有用なデータとなった。続いて上記で作成したデータを利用して、居柱者の混在化や居住分化に関する評価分析を行った。具体的には、住生活総合調査データを用いて、近隣居住者属性の構成が居住満足度に与える影響をロジスティック分析により定量的に明らかにした。本分析では近隣効果の空間単位による違いや地域内での居住者階層による影響の違いに着目したことで、外部性の及ぶ空間単位や居住者階層ごとの影響は一律でなく、とくに低階層ではいずれの空間範囲でも周囲の影響を受けにくい一方で高階層においてはより広い範囲で有意な影響を受けやすいことを明らかにした。さらにヘドニックアプローチにより,近隣居住者属性の構成が地域の価値(地価)に与える影響についても分析を行った。その結果、居住者属性の多様性よりも低所得層や単身層が地域に占める割合が高い方が地価にマイナスの影響を与えていることが明らかになり、人口密度や土地利用など地域によってもその影響が異なることが分かった。本年度においては、まず公的住宅の立地や民間開発が居住者のミックスや居住分化の点でどのように影響を与えているかについて分析した。その結果、公営住宅特化地区での急激な高齢化や民間開発特化地区での顕著な若年化・ホワイトカラー化が確認されほか、空間集計単位の影響に関しても、公営住宅特化地区ではブルーカラー割合の高さが顕著であり、学区レベルで見てもその特異性が残ることが分かった。なおこれらの成果は地理情報システム学会にて発表した。さらに、昨年度行った東京都区部における小地域レベルでの居住者属性の推計データを利用して、空間単位等の影響を考慮しながら近隣居住者属性の混在や居住分化が地域の価値(地価)に与える効果についてヘドニック分析を行った。ここでは、日本の都市においてもこのような近隣スケールでの居住者構成の外部効果が存在することや、その効果が人口密度など地域特性によって異なることを明らかにした。これらの成果は日本都市計画学会都市計画論文集および学術研究発表会にて発表した。また、近隣外部性と居住分化のモデル化についても分析し、IGU (International Geographical Union) Kyoto Regional Conferenceにて口頭発表した。