hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超微細異常の精密測定による不安定核構造の研究

また、最終オンライン実験の計測系とそのデータ取得・処理をコンピュータで行なえるようにソフトを整備した。これらの装置の性能改善を基として、10月には松木、稲村、若杉の3名がCERNに約2週間滞在し、オフラインの装置テストを行ない、さらにオンライン実験の予備実験を実施した。テスト実験の主たる目的は、オンライン実験に必要な最終的な検出感度が得られていることを確認することと、実験全般のプロセスが効率良く実行できるように整備することであった。特に、データ取得のプロセスを遺漏なく進めることと、測定結果の良し悪しを実験中に素早く確認することが出来るように、全系を整備することに主眼を置いた。これらのテスト実験で、幾つかの改善すべき点が見出されたが、大部分は滞在中に解決した。以上のテスト実験の後に、オンラインの予備実験を行なった。残念なことに、実験途中でISOLDE装置のイオン源に故障が発生し、十分な結果を得る前に実験を中止せざるを得ないことになった。次に、10月に得られた予備的な結果を検討し、またデータ処理系で不十分なところを改善する目的で、平成7年1月に松木がCERNに滞在した。フランスのグループと共同でこれらの改善すべき点について検討し、具体的に処理した。また、来年度以降の研究方針について、フランス、スエ-デンのグループと打ち合わせを行なった。特に、オンライン実験のビームタイムの時期を何月頃にするかということと、その前に長寿命のセシュームまたはルビジューム不安定原子核について実験を行なおうということで意見を交換し、おおよそのスケジュールを決定した。以上のように、今年度に予定していたオンライン実験で結果を得ることは種々の外的事情で出来なかったが、多くの改良、改善を装置系について行なうことが出来、従って大幅な検出感度の向上が得られた。現在のところ、ISOLDE質量分離装置はまだ定常状態にはほど遠く、昨年と同様に実験中に故障が発生したのは残念である。しかし、いろいろいな点で、改良が試みられており、次年度はかなり安定なビームが供給できると予想されているので、来年度は長寿命核から比較的短寿命の核まで、超微細異常の実験結果が得られるものと期待している。CERNに移された超微細異常の研究用の原子ビーム・レーザー4重共鳴実験装置は、今年度から本格的に整備を開始し、組み上げられた後、真空系を作動させ、ビームラインと結合された。本年6月には、小川(研究協力者)と松木が3週間滞在し、整備をフランス側の研究者とともに行なった。また、光ポンピングに必要な半導体レーザー安定化装置のテストと整備をフランス・エミコトン研究所で行なった。この時点で、装置の整備、テストは、中性化装置(質量分離装置よりのイオンを、実験装置直前で中性原子にして、レーザーやラジオ波との相互作用を容易に起こさせることが出来るようにすることと、相互作用時間を長くして周波数精度を上げるためにビームのエネルギーを小さくする目的を持つ)を除いてほぼ完全に出来た。以上の経過にもとずき、9月にはオンラインでCs原子ビームを用いた最初の実験を行なう予定で、村山、稲村、藪崎、松木の4名が滞在した。
音声対話におる調理法教示のための中間食材の認識および呼称の決定・解釈

一般の調理者の多くは,新しい料理に挑戦する際,料理本などのレシピテキストを読むのが一般的であるが,テキストを読みながら包丁や火を扱うのは危険なため,レシピテキストに基づき調理法を音声で教示するシステムの構築を目指した.これを実現するには,レシピテキストをただ音声で読み上げればいいわけではなく,レシピテキストにおいて「1を2に混ぜてください」というように手順番号で示されている中間食材に対して,「先ほど切った玉葱」や「玉葱と人参の混ざったもの」というように,どの中間食材を指しているか調理者が容易に判別できる呼称を与えなければならない.そこで本研究では,調理者が中間食材をどのようなものと認識しているかを理解し,また調理者との間で共通の名前空間を確立することで,中間食材の呼称を決定する機構の研究を行った.この研究の成果により,中間食材は『直前の加工名』『構成材料名』『料理名』のほか,『器』『位置』『よく使われる中間物名(生地・タネ・出汁等)』などが組合さった呼び方がなされ,よってキッチンの状況をリアルタイムに認識することで呼称の自由度が向上することが示された.また,本研究で提案したモデルに従い言語解釈することにより,調理中に現れたすべての食材のうち93%の食材について正しく同定できたことを示した。さらに,料理コミュニケーション支援ソフトウェアIwacamの開発に参加し,Iwacamに音声対話システムとこれまで開発してきた食材認識技術を組み込んだ.これにより,カメラやマイクにより調理を観測し、その情報を逐次解析したり,音声対話により認識誤りを補正することで、各時刻に調理台上にどのような食材が存在するか、どのような加工を加えられているか、それは過去のどの物体と同一のものかを判別するシステムを実装した.一般の調理者の多くは,新しい料理に挑戦する際,料理本などのレシピテキストを読むのが一般的であるが,テキストを読みながら包丁や火を扱うのは危険なため,レシピテキストに基づき調理法を音声で教示するシステムの構築を目指した.これを実現するには,レシピテキストをただ音声で読み上げればいいわけではなく,レシピテキストにおいて「1を2に混ぜてください」というように手順番号で示されている中間食材に対して,「先ほど切った玉葱」や「玉葱と人参の混ざったもの」というように,どの中間食材を指しているか調理者が容易に判別できる呼称を与えなければならない.そこで本研究では,調理者が中間食材をどのようなものと認識しているかを理解し,また調理者との間で共通の名前空間を確立することで,中間食材の呼称を決定する機構の研究を行った.この研究の成果により,中間食材は『直前の加工名』『構成材料名』『料理名』のほか,『器』『位置』『よく使われる中間物名(生地・タネ・出汁等)』などが組合さった呼び方がなされ,よってキッチンの状況をリアルタイムに認識することで呼称の自由度が向上することが示された.また,本研究で提案したモデルに従い言語解釈することにより,調理中に現れたすべての食材のうち93%の食材について正しく同定できたことを示した。さらに,料理コミュニケーション支援ソフトウェアIwacamの開発に参加し,Iwacamに音声対話システムとこれまで開発してきた食材認識技術を組み込んだ.これにより,カメラやマイクにより調理を観測し、その情報を逐次解析したり,音声対話により認識誤りを補正することで、各時刻に調理台上にどのような食材が存在するか、どのような加工を加えられているか、それは過去のどの物体と同一のものかを判別するシステムを実装した.一般の調理者の多くは,新しい料理に挑戦する際,料理本などのレシピテキストを読むのが一般的であるが,テキストを読みながら包丁や火を扱うのは危険なため,レシピテキストに基づき調理法を音声で教示するシステムの構築を目指す.これを実現するには,レシピテキストをただ音声で読み上げればいいわけではなく,レシピテキストにおいて「1を2に混ぜてください」というように手順番号で示されている中間食材に対して,「先ほど切った玉葱」や「玉葱と人参の混ざったもの」というように,どの中間食材を指しているか調理者が容易に判別できる呼称を与えなければならない.そこで本研究では,調理者が中間食材をどのようなものと認識しているかを理解し,また調理者との間で共通の名前空間を確立することで,中間食材の呼称を決定する機構の研究を行う.本年度は,京都大学学術情報メディアセンター美濃研究室において,マルチメディアデバイスにより調理行動を認識して支援を行うシステム"Smart Kitchen Project"の研究開発に協力し,その中で本研究を施行した.この成果は,研究協力者によりIPMU08で発表された.また,一般の調理者が中間食材をどう呼ぶか,どう呼べば判別できるかを調べるため,自動応答システムを人間が演じるWizard of OZ方式により,料理を教示するシステムと,それを聞きながら調理する調理者との間のやり取りを調査した.これにより,中間食材は『直前の加工名』『構成材料名』『料理名』のほか,『器』『位置』『よく使われる中間物名(生地・タネ・出汁等)』などが組合さった呼び方がなされ,よってキッチンの状況をリアルタイムに認識することで呼称の自由度が向上することが示された.

この成果は来年度に報告の予定である.また申請者は電子情報通信学会料理メディア研究会の幹事を務めており,同学会誌の小特集や学術論文の特集号の企画ととりまとめ,国内外の学会でのスペシャルセッション企画などを通じて,調理を対称とする情報処理技術を発展と広報に寄与した.調理開始時点では、各食材に「玉葱」や「人参」などの名前が与えられているが、一旦切られたり、ほかの食材と混ぜられた後は、その中間物は「先ほど切ったもの」や「玉葱と人参の混ざったもの」、「カレーの材料」のように、さまざまな呼び方で呼ばれる。本研究では、このように一時的にしか存在しないため固有の名前を持たない中間物を、人間がどのように呼ぶかをモデル化して、人間に分かりやすい名前で呼ぶ、あるいは、人間が呼んだ名前からどの食材のことを指しているかを特定することを目的とする。昨年度までの成果により、今指示しようとしている中間物は、1)「過去のどの物体と同一か?また未来はどの物体になると推定されるか?」といった、過去・未来の情報(時間的コンテキスト)と、2)現時点における物体の色や形などの情報(空間的コンテキスト)の2つの視点からモデル化すれば、人間が与えたのとほぼ同様の名付けを行うことができることをアンケート分析により確かめた。そこで今年度は、以下の2点を行った。●時間的コンテキストと空間的コンテキストの両方を関連付けた。これにより、調理で扱うすべての食材(中間物を含む)に関する、調理の開始から終了に至るまでの、名付けに必要なすべての情報をモデル化した。●モデルの妥当性を検証するため、モデルに基づき与えた呼称で人間が対象食材を同定できるかを調べた。その結果、調理中に現れたすべての食材のうち93%の食材について正しく同定できたことを示した。さらに、電子情報通信学会第三種研究会「料理メディア研究会」の活動を通じて、料理映像コミュニケーション基盤ソフトウェアIwaCamのシステムデザインを行った。このソフトウェアに組み込む画像認識モジュールについて、電子情報通信学会誌Vol.93,No.1「小特集生活に役立つメディア処理-料理行動を科学する-3.料理を作る」の中で報告した。一般の調理者の多くは,新しい料理に挑戦する際,料理本などのレシピテキストを読むのが一般的であるが,テキストを読みながら包丁や火を扱うのは危険なため,レシピテキストに基づき調理法を音声で教示するシステムの構築を目指す.これを実現するには,レシピテキストをただ音声で読み上げればいいわけではなく,レシピテキストにおいて「1を2に混ぜてください」というように手順番号で示されている中間食材に対して,「先ほど切った玉葱」や「玉葱と人参の混ざったもの」というように,どの中間食材を指しているか調理者が容易に判別できる呼称を与えなければならない.そこで本研究では,調理者が中間食材をどのようなものと認識しているかを理解し,また調理者との間で共通の名前空間を確立することで,中間食材の呼称を決定する機構の研究を行う.昨年度,カメラやマイクにより調理を観測し,その情報を逐次解析したり,音声対話により認識誤りを補正することで,各時刻に調理台上にどのような食材が存在するか,どのような加工を加えられているか,それは過去のどの物体と同一のものかを判別するシステムを実装した.この研究について研究発表の際,同分野の研究者より,オントロジー工学の視点を導入すべきとの指摘を得たため,研究期間を平成23年7月まで延長し,この実現方法の検討と実装を行った.
種子作物中の生理作用物質含量を調節する育種技術

種子作物中の生理作用物質の含量を調節する育種技術を確立するため、各グループについて以下に示す成果を得た。*生化学的成分分析グループ:1)イネアレルゲン性タンパク質の分析精度を等電点泳動により格段に向上させた。2)イネズブチリシンインヒビター(RASI)、イネトリプシンインヒビター(RATI)分析に対し抗原抗体法を用い、検出感度を大きく改良した。3)コムギ日長感応性細胞質雄性不稔原因物質の確認技術を向上させた。*遺伝子工学グループ4)イネ貯蔵タンパク質のシグナル配列に変異を導入し機能変換に成功した。5)大豆リポキシゲナーゼプロモーターに変異を導入し活性変換を確認した。6)大豆アレルゲン性タンパク質遺伝子2種を取得し、スクリーニングの方向を示した。*選抜育種グループ7)ルチン分析法を検討し、3割程度増した系統を得た。8)良呈味成分を含むエダマメ新品種の選抜を進めた。9)大麦アミラーゼインヒビター活性の遺伝的変異を分子マーカーを利用して解析した。以上の成果は、種子作物中の生理作用物質の含量に関する変異体選抜に、今後、有効に活用されるであろう。以下に示すグループいずれも、従来法を再検討しつつ新しく高感度、迅速、微量法を開発すべく順調に準備を始めることが出来た。研究は現在各グループの構成員間での情報交換のレベルにとどまっているが、来年以降各グループ間の情報交換へ発展させ、新しい分析技術として選抜現場へ応用してゆきたい。生化学的成分分析グループ:1)イネアレルゲン性タンパク質のSDS-ポリアクリルアミド泳動分析法の有用性を再確認した。2)イネズブチリシンインヒビター(RASI),イネトリプシンインヒビター(RATI)に対する抗体作成を終了した。3)コムギ日長感応性細胞質雄性不稔原因物質の確認法を検討した。4)インゲンマメα-アミラーゼインヒビターのSDS-PAGE分析法を確立した。遺伝子工学グループ:5)イネアレルゲンのシグナル配列の機能を確認した。6)イネリポキシゲナーゼのプロモーターの解析を終了した。7)ダイズアレルゲンのプロモーター解析を終了した。選抜育種グループ:8)ソバルチン・タンパク質の分析法を検討した。9)良呈味成分を含むエダマメ新品種の選抜準備を完了した。10)ビール醸造過程におけるα-アミラーゼインヒビター品種間差の調査。等に関し一定の進歩が得られた。以下に示すグループいずれも、従来法を再検討しつつ新しく高感度、迅速、微量法を開発すべく研究を進めた。研究は現在各グループにより程度の差はあるものの順調に進んでいる。今後、各グループ間の情報交換を密にし、新しい分析技術として選抜現場へ応用可能か検討してゆきたい。生化学的成分分析グループ:(1)イネアレルゲン性タンパク質のSDS-ポリアクリルアミド泳動分析法の有用性を再確認し、血清学的手法の導入を検討した。(2)形質転換イネの大麦ズブチリシンインヒビター(BASS)遺伝子を科学発光プローブ法で高感度検出することに成功した。(3)コムギ日長感応性細胞質雄性不稔原因物質の遺伝子を特定するための簡易ディファレンシャルディスプレイ法を検討した。遺伝子工学グループ:(5)イネアレルゲンのシグナル配列の機能を確認し、集積形態の変換法を検討した。(6)イネリポキシゲナーゼのプロモーター部位の解析からシス因子の変異が突然変異を生じることを明らかとした。(7)ダイズアレルゲンのプロモーター部位の変異によるアレルゲン除去を検討した。パーティクルガンによる大豆形質転換も試みた。選抜育種グループ:(8)ソバルチンから既に数10%含量が増加した系統が得られた。また、アレルゲン変異も確認された。(9)良呈味成分を含むエダマメ新品種の選抜法を検討した。そのため、2次元電気泳動のスポットからタンパク質のアミノ酸配列決定を試みた。(10)大麦α-アミラーゼインヒビター品種間差の分析から目的形質の選抜法を検討した。以上のように、新しい分析法のいくつかは実際の選抜現場で有用であることが確認された。

種子作物中の生理作用物質の含量を調節する育種技術を確立するため、各グループについて以下に示す成果を得た。*生化学的成分分析グループ:1)イネアレルゲン性タンパク質の分析精度を等電点泳動により格段に向上させた。2)イネズブチリシンインヒビター(RASI)、イネドタプシンインヒビター(RATI)分析に対し抗原抗体法を用い、検出感度を大きく改良した。3)コムギ日長感応性細胞質雄性不捻原因物質の確認技術を向上させた。*遺伝子工学グループ4)イネ貯蔵タンパク質のシグナル配列に変異を導入し機能変換に成功した。5)大豆リポキシゲナーゼプロモーターに変異を導入し活性変換を確認した。6)大豆アレルゲン性タンパク質遺伝子2種を取得し、スクリーニングの方向を示した。*選抜育種グループ7)ルチン分析法を検討し、3割程度増した系統を得た。8)良呈味成分を含むエダマメ新品種の選抜を進めた。9)大麦アミラーゼインヒビター活性の遺伝変異を分子マーカーを利用して解析した。以上の成果は、種子作物中の生理作用物質の含量に関する変異体選抜に、今後、有効に活用されるであろう。
バイオマス由来のアルコールを還元試剤とした選択還元反応プロセスの創成

本研究は,カルボニル基を選択的に還元するMPV還元を還元剤としてバイオアルコールの適応を検討したものである.固体ルイス酸・塩基触媒は,水分子によって容易に被毒されるため,水を大量に含有するバイオアルコールを用いるためには触媒に耐水性を付与する必要がある.触媒上の酸塩基点を水の被毒から守るためには,活性点に耐水性を与えるか,活性点付近の疎水性を高めるかが考えられる.活性点を修飾すると活性が失われる可能性が高く,活性点近傍の疎水性を高める手法が望ましい.ここでは,活性点が存在する1)細孔内部に疎水性物質を内包させる,2)担体表面を疎水性にする,ことで触媒の耐水性を高める検討を行った.含水状態の2級アルコールを還元試剤として,固体酸塩基触媒上で不飽和カルボニル化合物を選択的に還元し,バイオアルコールの利用を想定して水含有反応雰囲気にて不飽和アルコールの効率的生産プロセスの構築を検討した.活性点であるZr酸化物超微粒子を担持したメソポーラスシリカ(MCM-41)を触媒として用いた.反応は,不飽和カルボニル化合物のシンナムアルデヒドの選択還元反応で,目的生成物は,アルデヒド基だけを還元した不飽和アルコールのシンナミルアルコールである.Zrを導入したMCM-41触媒のナノサイズ細孔内に疎水性のイオン液体を充填し,還元試剤である2-プロパノールに水を加え実験を行った.アルコール中の水分子を排除しつつ,還元反応(水素移行反応)を進行させた.平成25年度は,イオン液体の充填量を変化させた時に耐水性について検討した.反応中にイオン液体の一部が反応溶液内に溶出し,活性点であるZr(4+)カチオンが水分子に曝され,耐水性が失われることがわかった.イオン液体分子の溶出を抑制する目的で,イオン液体分子の末端にシランカップリング用の官能基(Si-O-Me)を導入したイオン液体を用いて多孔質細孔内表面の水酸基(Si-OH)と反応させイオン液体分子を固定化した.この触媒を用いることで,イオン液体分子のナノサイズ細孔からの溶出を抑制でき,水含有率5 wt%程度までは,水素移行反応の活性を維持し,耐水性が付与できることがわかった.本研究は,カルボニル基を選択的に還元するMPV還元を還元剤としてバイオアルコールの適応を検討したものである.固体ルイス酸・塩基触媒は,水分子によって容易に被毒されるため,水を大量に含有するバイオアルコールを用いるためには触媒に耐水性を付与する必要がある.触媒上の酸塩基点を水の被毒から守るためには,活性点に耐水性を与えるか,活性点付近の疎水性を高めるかが考えられる.活性点を修飾すると活性が失われる可能性が高く,活性点近傍の疎水性を高める手法が望ましい.ここでは,活性点が存在する1)細孔内部に疎水性物質を内包させる,2)担体表面を疎水性にする,ことで触媒の耐水性を高める検討を行った.近年のバイオマス資源有効活用やバイオリファイナリー技術の開発に伴い,バイオマス由来のアルコールを原料とする化学合成の必要性が高まっている.バイオアルコールは,発酵プロセスで生産されるため大量の水を同伴している.そのアルコール含有資源を,これまでの石油化学プロセスで用いられている固体酸塩基触媒を用いたプロセスに使用すると,水分子が触媒上の活性点であるルイス酸点を強く被毒し触媒作用を容易に阻害する.そのため,含水アルコールから水を除去するかあるいは,水共存下でも機能するルイス酸触媒を創成することが必要となる.含水アルコールから水を除去するために蒸留などのエネルギー消費型の分離プロセスを用いると,折角のカーボンニュートラルであるバイオマス原料の利点が失われ,化石燃料を用いる方法と同じく大量の炭酸ガスを放出する.一部膜分離法などが実用化されているが,アルコール生成の培養液中のアルコール濃度は高々20 %以下であり,80 %以上の主成分の水を除去する低エネルギー消費型の分離プロセスは実用化されていない.従って,水共存下でも十分に機能する耐水性固体酸触媒が実用化できれば,含水アルコールを化成品原料として,これまでの石油化学プロセスに使用することが可能である.本研究では,担持酸化ジルコニウム触媒を用いた2級アルコールを還元剤とした不飽和カルボニル化合物の選択還元反応に含水アルコールを活用することを想定して,耐水性触媒の開発を目指した.多孔質担体としてメソ細孔を有する疎水性であるMCM-41を選択し,酸化ジルコニウムを分散担持した.アルコールによる選択還元活性は高く,ほぼ選択率100 %で目的の不飽和アルコールを与える.還元剤の2級アルコールに水を加えると,急激に活性が低下するので,触媒を疎水性の材料で修飾することで,水を排除しながら反応を進行させる反応系の構築を目指した.平成25年度までは,Zr酸化物触媒の担体にメソポーラスシリカであるMCM-41を用い,Zr活性点への水分子による被毒を軽減するためにメソポーラス細孔内に疎水性のイオン液体分子を導入し耐水性触媒の調製を検討してきた.イオン液体分子末端にシリル基を導入しMCM-41表面のシラノール基と化学結合を形成させることにより導入した触媒が高い耐水性を示した.平成26年度は担体を活性炭として調製したZr/C触媒を用いて,含水アルコール溶媒中での不飽和アルデヒドの選択還元反応を検討した.活性炭

担体は,出発物質や賦活処理等によって表面の疎水性を高めることができる.MCM-41に担持したZr/MCM-41触媒(イオン液体未修飾)に比べZr/C触媒は,高い耐水性を示した.Zr/MCM-41では,12.5 wt%の水ー2-プロパノール共沸組成の溶液を溶媒に用いたとき,水素移行活性のほとんどが失われるが,Zr/C触媒では,水を含まない2-プロパノール溶媒中での活性の約40 %を維持した.用いた3種類の活性炭は,細孔径,細孔容積が異なり,担体のテクスチャーが耐水性に影響することが示唆された.3種類の活性炭担体ともMCM-41に比べH2Oの単位表面積当たりの吸着容量が半分以下,また吸着速度もそれに伴い低下した.H2Oとの親和性が低く水を弾く性質が高いことがわかった.最も高い耐水性を示した活性炭は,細孔径が小さく,マイクロ孔内の反応場が活性炭表面の疎水性の影響を強く受けるため,活性炭表面に担持されたZr酸化物のナノ微粒子が,H2O分子による被毒から免れ,結果として高い耐水性を示したものと思われる.当初の計画である,メソ多孔体の細孔内に活性点を導入し,そこを疎水性のイオン液体で修飾・保護することで,水含有反応雰囲気中であっても固体酸塩基触媒が機能できるといったコンセプトに沿った結果が得られている.導入したイオン液体の細孔内での保持安定度が重要で,溶出が起こると保護機能が低下することもわかった.その改善策として,シランカップリングにより疎水性イオン液体分子をメソポーラスシリカ表面の水酸基と反応させ化学結合で固定化することで,反応中の溶出が極めて抑制できた.これにより耐水性が改善された.100 %の耐水性は得られていないが,順調に耐水性の改善方法が確立しつつあるので,本研究は,概ね順調に進展していると判断する.メソポーラスシリカの1つであるMCM-41(SiO2組成)を担体に選定し,ジルコニウム酸化物をその表面に分散担持した(Zr/MCM-41).MCM-41自体も表面は疎水性であるが,液相反応の場合,メソ細孔内には水分子を含んだ溶媒が容易に侵入するため十分な耐水性を得ることは困難であると考えられる.本触媒を用いて,不飽和アルデヒドであるシンナムアルデヒド(PhCH=CHCHO)と還元剤の2-プロパノールを液相で反応させた.水非共存下では,高活性で目的生成物のシンナミルアルコール(PhCH=CHCH2OH)が得られたが,わずかな量の水(1-5 vol%)を添加すると,著しい活性の低下が起こりシンナミルアルコールは生成しなかった.これは,共存する水分子が表面のZr4+イオンと強く相互作用するためである.水分子を表面Zr4+イオンとを乖離させるために,メソ細孔内に疎水性のイオン液体を充填した.あらかじめ細孔容積を測定し,細孔容積分のイオン液体をZr/MCM-41触媒に浸漬した.浸漬後の触媒のBET表面積測定および粉末X線回折測定結果から,イオン液体はメソ細孔内を十分に満たしていることが確認された.得られた触媒試料の疎水性を評価するために水蒸気の吸着実験を実施した.イオン液体で修飾前の触媒に比較して,修飾後の試料では水蒸気の吸着量が大きく減少した.イオン液体の修飾によって疎水性が高まったことが確認された.イオン液体修飾触媒を用いて,シンナムアルデヒドの還元反応を実施し,水の添加効果を検討した結果,未修飾触媒に比べ耐水性が向上していることが明らかとなった.このように,触媒にイオン液体を修飾剤として用いることにより,触媒に耐水性を付与するといった基本的な方針が妥当であることが確認された.
窒化物単結晶合成のための汎用的フラックス法開発

・Pbフラックスを用いてW-N系の結晶合成を試みた。その結果、WO3に加えて、複数のW-N系結晶、W-O-N系結晶が合成されていることが示唆された。W-N, W-O-Nについては、既知のXRDパターンとは一致しなかったことから、新物質であると思われる。・Inフラックスを用いて、In-Sc合金融液に高圧窒素ガスを溶解させる手法を用いてScN結晶合成を試みた。その結果、XRDパターンからは、不純物を一切含まないScN結晶が合成された。収率は仕込んだSc量に対して100%であった。金属フラックス中に高圧窒素ガスを溶解させることで、窒化物を液相合成するという試みにおいて、平成24年度は平成23年度に引き続き、窒化タングステン結晶合成をおこなった。鉛-タングステンの合金融液中に、超高圧の窒素ガスを溶解させた結果、1,200°C程度で窒化タングステン粉末が生成可能であることを確認した。燃焼型の元素分析装置によって結晶の成分を調査した結果、窒化タングステン結晶中に酸素の混入が確認された。また、X線回折測定からも、生成物中の不純物に起因すると思われるピークが多数確認され、合成物の純度に課題があることが判明した。平成24年度の後半は、上述の純度の問題を解決するために、新型炉の立ち上げを行った。新型炉では、熱間等方圧加圧(HIP)装置を原型として、反応部に常に1,000atmの高純度窒素ガスを供給可能なシステムを採用した。超高圧窒素ガス装置中に微量の高純度窒素ガスをマスフロー供給するという新規のアイディアを実現すべく、装置からの排出ガスと導入ガスの流量コントロールを正確に行う調整を精力的に行った。現在も装置の立ち上げ作業が継続している段階であるが、平成24年度中に、導入ガスと排出ガスの流量調整を、相互にフィードバックをかけることで精密制御するシステムまで完成させるに至った。本システムの完成に目途が立ったことで、窒化タングステンをはじめとする、様々な遷移金属窒化物等の次世代窒化物の液相合成に着手出来る見通しが立った。Pbフラックスを用いてW-N系の結晶合成を試みた。結晶合成条件は、1,200°C、窒素1GPaで、Pbフラックスに対してWの比率を530at.%まで変化させて、フラックス内でどのような物質が合成されるかを確認した。W:Pb=5:95において得られた結晶のXRD測定を行った結果、得られた結晶は、単一相ではなく、複数の相から成る回折パターンを示した。メインピークはWO3であったが、多くのマイナーピークは同定することが出来なかった。また、元素分析の結果、W,O,Nが検出された。このことから、WO3に加えて、複数のW-N系結晶、W-O-N系結晶が合成されていることが示唆された。WO3以外は既存の結晶データと合致するものがなかったことから、新結晶が合成された可能性が高い。次に、温度1,200°C、窒素1GPaにおいて、W:Pb=5:9530:70の組成時に液中で合成された結晶のXRD測定を行った。フラックス中にWの割合が多くなるほど、合成物中の窒化物や酸窒化物はWO3の単一相へと変化していった。原因として、Wを多く含む融液は・坩堝材のアルミナを溶解する、或いは・雰囲気中に含まれる酸素不純物を多く溶解させる、という仮説を立てている。Inフラックスを用いて、In-Sc合金融液に高圧窒素ガスを溶解させる手法を用いてScN結晶合成を試みた。結晶合成条件は、1,300°C、窒素50MPaで、Inフラックスに対してWの比率を1030at.%まで変化させ、1時間の加圧・加温で合成を試みた。不純物を一切含まないScN結晶が合成され、収率は仕込んだSc量に対して100%であった。フラックス内で合成された結晶は、サイズが約20μmの単結晶状であり、(111)と(100)を構成面としていた。また、結晶表面が骸晶となっていることから、育成中、かなり高過飽和状態にあったと推察された。今後、過飽和度を抑えることで、大型単結晶が得られる可能性を示唆する結果であった。遷移金属窒化物のフラックス合成に向けて、低融点金属フラックス探索を行った。その結果、Pb,Ni系が有力な候補となり得ることが判明した。また合成のターゲットとする窒化物をW-N系、Re-N系、C-N系とした。

したがって、W-Pb系合金、W-Ni系合金、C-Ni系合金、Re-Ni系合金融液に対して、数千気圧の窒素圧力を印加して窒素を溶解させた。その結果、目的とする窒化物合成には至らなかったものの、数千気圧以上の窒素圧力を印加することで、全ての合金融液が1,650°Cという高温まで一切の蒸発・気化を起こすことなく実験可能であることが判明した。この結果は、今後フラックス組成の選択肢を広げることが可能であることを示唆したものであり、Pb系,Ni系に限らず広くフラックス組成を調査することが可能である。また、目的とする窒化物合成に至らなかった原因として、合成に用いた温度が高すぎたために、フラックスに対する目的物質の溶解度が、液中に溶け込んだ窒素溶解量を上回ったためと推察するに至った。当該年度のこれらの結果を踏まえて、Ga系、Bi系などの低融点金属フラックスもフラックスの候補としながら、合成温度をこれまでよりも低くすることで最適条件を見つけだすという今後の窒化物合成の指針を得ることができた。また、印加可能な窒素圧力も、これまでの数千気圧から1万気圧程度まで上昇させる目処がついたため、液中に溶解させる窒素量を増加可能という指針を得た。本手法によって窒化タングステンの液相合成に成功していることで、原理的に本手法が新規窒化物結晶合成に有用であることが確認されている。合成上の困難である、酸素不純物の除去においては、熱間等方圧加圧装置を原型とした新たな合成装置の開発を行い、おおむね順調に進展している。新しい装置が立ち上がれば、1,000atm、1,800°Cまでの広範囲の合成条件で実験が行えるようになるため、様々な窒化物結晶合成を試みることが出来るようになる。低融点金属フラックス探索に一定の目処が立ったため。今後、実験回数を増やすことが可能となったため。実験可能な窒素圧力のさらなる上昇が可能であることが判明したため。新型炉が立ち上がってからは、これまでの研究結果をもとに、数多くの実験を実施することが可能となる。1,800°Cまで反応温度を上昇させることで、多くの合金が融液化する上に、添加元素による窒素溶解の促進効果も期待できるため、これまで窒化物合成が困難であった遷移金属窒化物の新結晶や未知の結晶相の出現が期待できる。窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化タンタル等の、次世代の超硬質材料、半導体材料、触媒などの液相合成を行う。さらに、上述の結晶合成が確認された場合には、本手法の最大のメリットである、単結晶合成にも着手する。本手法は合成可能な閾値付近の圧力を維持しながら結晶合成を行うことで、低過飽和状態を維持することが可能であり、単結晶合成に向いている。単結晶が合成された場合には、速やかに各種物性測定を行うこととしている。遷移金属窒化物合成にあたって、これまでよりも実験温度を低下させた方が良いという結果を得たが、これはハンドリング上のメリットがある半面、フラックス選択の余地を狭めるというデメリットを併せ持つ。しかし、数千気圧以上の高圧下では、蒸気圧の高い金属でも1,000°C程度ではほとんど蒸発・気化が起こらないことが判明したために、Na等の非常に融点は低い一方で蒸気圧が高い元素でも添加可能であることが分かった。今後はこれらの元素を添加することで、他成分系のフラックスまでをフラックス探索の調査対象とする。該当なし遷移金属窒化物の合金融液に対して耐食性の高い、・超硬合金製坩堝や、・窒化タングステン坩堝等に経費を多くを費やす予定である。
運動系における制御機構

1)運動系疾患と遺伝子異常:ハンチントン病の遺伝子異常は、第4染色体短腕に存在する事が、G8、C4Hプローブを用いた連鎖解析で明らかとなった。これらは欧米での結集であるが、金澤班員は、同じプローブを用いて、日本での同病での連鎖解析を行ない、欧米と同様の結果を見出し、日本人のハンチントン病と、欧米のそれとの間に、遺伝子異常が類似している事を見出した。2)パーキンソン病の発症機構:MPTPがヒトでパーキンソン病に酷似した状態を作り出す事が知られている。水野班員らは、MPTPによるドーパミンニューロンの障害機構が、ミトコンドリアの電子伝達系のcomplexIを障害し、ミトコンドリアの呼吸抑制を引き起こし、ATPの産生低下によるenergy crisis仮説を提唱し、広く国際的に認められることとなった。MPTP類似で、自然界に存在するTIQなる物質が、サルでパーキンソン病類似の症状を示すことを吉田班員らが見出した。さらに、LーDOPA治療に反応する点、生化学的にドーパミンおよび関連物質が大脳基底核で低下している事も判明した。3)遺伝子工学によるパーキンソン病治療の原理:永津・黒沢班員らにより、ヒトチロシン水酸化酵素を作成する遺伝子の4つのmRNAが決定された。高坂班員らは、このcDNAを培養細胞であるc6、線維芽細胞に組込んだ。その結果、大量のLーDOPAを産生することをinvitroの系で確立した。近年、ヒト胎児脳の移植により、パーキンソン病を治療する試みが欧米などで行なわれているが、倫理的に問題が残されていた。この点、高坂班員らの研究は遺伝子工学的方法で乗り越える可能性を示しており、大きな期待が寄せられている。
口腔底(舌下)粘膜から投与するワクチンの免疫応答の特殊性

アレルギー疾患にせよ、感染症にせよ、癌にせよ、最も生理的・理想的な治療方法は人為的なワクチンに上る免疫修飾と、免疫恒常性の回復である。しかし、減感作を目的とするアレルギー性疾患においても、排除免疫惹起を期待する感染症、癌においても当該抗原を接種するという点で方法は同一であり、なぜ、両極端の目的の結果が経験的に得られるのかは十分に分かっていない。本研究では、同一のAPC、同一のantigenを投与するルートを変えただけで異なる免疫応答が得られるのはなぜか、先行研究で明らかとなった口腔底(舌下)ルートによるワクチンの特殊性に焦点を当て解明を試み、より効果的なワクチン開発の足がかりを得ることを目的とした。ヒトに対し同じ抗原でワクチン介入を行ったところ、鼻粘膜投与ではエフェクター機能亢進、口腔底粘膜投与ではエフェクター機能抑制と反対の結果が得られた。しかも口腔底粘膜投与ではIL-10産生調節性T細胞が増えていた。口腔底粘膜の病理検討では通常粘膜には低頻度の皮膚ランゲールハンス細胞のマーカーであるFCeR1やCD1aを発現しているLC様DCが高瀕度で検出され、また口腔底粘膜のドレイン先リンパ節である顎下リンパ節ではLC様DCが顕著に豊富に認められた。LC様DCは免疫調節作用をもつと考えられている。このような細胞の存在が口腔底粘膜のもつ特異な免疫寛容、免疫抑制作用の一要因である可能性を示唆した。
表面機能化ポリマーナノ粒子が拓く高分子材料の新機軸

平成30年度は、表面機能化ポリマーナノ粒子と自己組織化ポリマーを合成し、これらのポリマーの自己組織化について検討した。1)表面機能化ポリマーナノ粒子と自己組織化ポリマーの合成リビングラジカル重合により、親水性ポリエチレングリコール鎖と機能基、疎水性アルキル基を持つ両親媒性ランダムコポリマーをポリマーナノ粒子の前駆体として合成した。これらの共重合体は、水中でサイズの揃った球状ミセルを形成し、その側鎖構造や組成、鎖長を制御すると、サイズと会合数を自在に制御できることがわかった。この知見を基に、相補的なイオン性基(カチオン、アニオン)を末端にもつユニマーミセルなどの表面機能化ポリマーナノ粒子を設計した。また、有機溶媒中でエステル交換反応を分子内架橋反応に利用し、疎水性ポリマーナノ粒子を合成することに成功した。2)ポリマーナノ粒子の選択的結合末端カチオン性ユニマーミセルと末端アニオン性ユニマーミセルポリマーを水中で混合すると、カチオン性部位とアニオン性部位のポリイオンコンプレックス形成を駆動力として、これら二つのミセルが選択的に結合したダブルコアミセルを構築できることを見出した。この結合は、イオンの添加などにより可逆的に切断することも可能であった。さらに、この精密結合法を用いてポリマーナノ粒子のネットワーク化などを検討した。3)両親媒性ランダムコポリマーのバルク状での自己組織化・ミクロ相分離結晶性アルキル基と親水性PEG鎖(または柔軟なジメチルシロキサンなど)を側鎖に持つランダム共重合体は、アルキル側鎖の結晶化と側鎖間の偏斥力を駆動力として、固体やフィルム状で精密に自己組織化し、5 nm程度の微細なラメラ状または球状ミクロ相分離構造を形成することが明らかとなった。このドメイン間隔は、側鎖構造と側鎖長に依存して決定されるため、主鎖重合度や分子量分布に依存しない特徴を持つ。平成29年度は、表面機能化ポリマーナノ粒子の設計指針と合成手法を確立し、得られたポリマーやナノ粒子の自己組織化について検討した。1)表面機能化ポリマーナノ粒子の設計と合成ポリマーナノ粒子の前駆体として、リビングラジカル重合により、親水性ポリエチレングリコール鎖と機能基、疎水性アルキル基を持つ両親媒性ランダムコポリマーを合成した。ここでは、側鎖や機能基、鎖長、組成の異なるランダム共重合体を用いて、水中で自己組織化し、球状ミセルやこの構造を架橋・固定化したナノ粒子を合成した。これら一連の検討により、ポリマーナノ粒子の設計指針を確立することができた。例えば、異なる疎水性ユニットを両親媒性ランダムブロックコポリマーに導入すると、それぞれのブロックが独立して自己組織化し、異なるドメインを二つ持つポリマーナノ粒子を創出できることも見出した。さらに、ポリマー粒子の配列制御を志向して、機能基をポリマー末端近傍に持つ両親媒性ランダムブロックコポリマーを設計し、これらを用いたポリマーナノ粒子も合成した。2)両親媒性ランダムコポリマーのバルク状での自己組織化・ミクロ相分離PEG鎖と結晶性アルキル基を持つランダム共重合体は、水中や有機溶媒中のみならず、固体やフィルム状でも精密に自己組織化し、10nm以下の微細な球状パッキング構造やラメラ状のミクロ相分離構造を形成することが明らかになった。3)ポリマーナノ粒子の結合ポリマー粒子の配列制御を見据え、相補的に相互作用と結合が可能な機能基を導入したポリマーナノ粒子を混合し、異なるポリマーナノ粒子の結合を検討した。リビングラジカル重合によるポリマー合成が順調に進行し、当初2年目に計画していたポリマーの合成にも成功した。その結果、これらのポリマーに関する自己組織化の評価も検討することができた。このように、本研究は当初の計画以上に進展が見られている。
近世日蘭貿易における輸出商品の推移とアジア市場の動向

本研究は、17世紀を中心とする日蘭貿易の状況、そしてオランダ東インド会杜による日本商品のアジアにおける販売網を明らかにすることを目的としている。当時日本からの主要な輸出商品は金(小判)・銀・銅・樟脳などであった。本研究では、この中で特に銀を中心に考察を進めた。銀は16世紀以来日本から輸出される最重要商品として知られており、日蘭貿易開始後も銀が輸出商品の中心となった。そのため、日本銀が世界市場に果たした役割を過大評価する論考が目についた。しかし、銀輸出は1630年代後半にピークを迎えた以後は、輸出額が下落し、そのまま横ばい状態が続いた。これは、1640年代以降世界市場における銀相場の下落やオランダによる中国貿易断絶により、アジアにおける日本銀の需要が減少したことによるものであることを、本研究において明らかにした。そして、1668年に幕府により銀輸出禁止令が発布された後は、金(小判)や銅が主要な輸出商品となった。その後、金(小判)は18世紀中期で輸出されなくなるが、銅と樟脳は幕末まで輸出され続けたこと、そして、このような主要輸出商品の変化の背景には、インド市場などにおける需要変動が大きく影響していたことを明確に示した。さらに、本研究では、17世紀の日蘭貿易の状況が記されている「日本におけるオランダ東インド会杜の取引に関する記述」を原文より翻訳した。これは、1740年代に3回日本商館長を務め、後に東インド参事となったファン・デル・ワイエンにより作成されたものである。以上の研究により、17世紀を中心とする日蘭貿易の実態を明らかにするとともに、世界市場と日本との関わりについて、日本輸出商品の流れを通じて考察した。本研究は、博士論文「近世日蘭貿易史の研究」を完成することであった。本博士論文は全体が8章からなり、第1章平戸貿易と銅、第2章近世初期の貿易商人、第3章銅貿易の数量的考察、第4章樟脳生産と販売、第5章小判貿易とアジア市場、第6章18世紀初期の日本輸出商品の販路、第7章18世紀前期オランダの対日貿易政策、第8章日蘭貿易の危機となっている。本研究を完成するために、申請書において特に重要な点を4項目あげた。すなわち、(1)平戸商館時代の輸出商品と取扱商人まず輸出商品は銅を中心として第1章で明らかにした。そして商人については第2章において、この時期は商館を取り巻く特定の商人が存在したことを明確に示した。(2)長崎商館移転後の貿易状況これは第3章において、ヨーロッパでは銅不足のため銅価格が上昇し、これにより1650年代後半には日本銅もヨーロッパへ送られるようになり、それに伴い銅輸出量も増加したこと。また第5章では、1640年代以来アジア・ヨーロッパ市場へのアメリカ銀の大量流入により金銀比価が変動し、金の価格が騰貴したため、オランダは1660年代より日本から小判を大量に輸出するようになったことを示した。(3)間金の問題オランダが小判を輸出する際に市場価格より高く取り引きしていたので、その差額を間金と言った。これは第5章において、間金制度が創設された当初の用途とその変遷について明らかにした。(4)17世紀後期幕府の貿易統制第3・5章で述べたように、これは主要な輸出商品であった銅・金(小判)の国内産出量の減少と国内消費の上昇に伴い、次第に貿易縮小措置を取らざるを得なくなる。しかも幕府は、財政的な窮乏対策として、長崎貿易からの利潤に注目し、これを獲得するためにも貿易管理を強化したことを明らかにした。まず、昨年4月に提出した研究実施計画に沿って述べてゆきたい。(1)平戸時代の銀貿易

この日蘭貿易の繁栄期における銀の輸出額や輸出された種類について明らかにした。また、1630年代前半まで銀輸出の大半はソーマ銀であったが、その「ソーマ」の語源について従来論争があった。ここではさまざまな史料より、それが形状からくることを証明した。(2)世界市場における銀市場アメリカ銀の大量流入の影響を受け、アジアでの重要な資本とされていた日本銀の役割が低下し、また中国貿易の不安定さもあり、1640年代から日本銀の輸出が停滞したことを論述した。(3)銀輸出禁止令オランダは主にインド南部で重要な資本となった金が、中国貿易不振により著しく不足する事態を招いた。これにより、1660年代にはオランダは日本から銀よりも金(小判)を輸出することを強く望むようになり、一方日本側も銀の輸出抑制政策を推進していた時期にあたり、両者の利害が一致して、1668年にオランダに対して銀が完全に輸出禁止となったことを明らかにした。(4)博士論文の総論これについては、まず、今後の布石としてこれまでの近世日蘭交渉史の研究史をまとめた。(5)日本銭の輸出これについては、今後の課題として残されている。(6)日蘭関連資料の紹介1756年に記された「日本におけるオランダ東インドの取引に関する記述」(オランダ東インド文書)を翻訳した。これは、1740年代に3回日本商館長を務めたファン・デル・ワイエンにより作成されたものである。これにより、当時の日蘭貿易の実態が明らかとなる。以上の研究により、博士論文「近世日蘭貿易史の研究」(全9章、添付史料1点)が一応の完成をみた。
アルツハイマー病リスク遺伝子でのマイクロサテライトによる遺伝子発現修飾機構の解析

高齢発症型アルツハイマー病(以下、LOAD)の患者の血漿脂質、特にアポリポ蛋白濃度は健常対照と比較して、アポリポ蛋白A-I、アポリポ蛋白A-IIの低下が認められる。そこで、アポリポ蛋白遺伝子群のマイクロサテライト多型に着目し、その遺伝子多型とLOAD発症との関係を検討した。まず、アポリポ蛋白A-II遺伝子マイクロサテライトリピート長の総量はアポリポ蛋白E-e4キャリヤーでのLOAD発症年齢に逆相関することが明らかにされた(p<0.001)。このマイクロサテライトはエクソン3のスプライス受容部位(5'側)に位置しており、リピート数が多いほどエクソン3の欠損を生じる量が増加していた。しかし、エクソン3欠損アポリポ蛋白A-IImRNAは翻訳能力が失われており、結果としてリピートが長いほど発現量が低下すると考えられた。さらに他のマイクロサテライト機能を検討するため、アポリポ蛋白C-II遺伝子に着目した。この遺伝子には第1エクソンの上流にマイクロサテライト多型が存在し、その遺伝子座位はLOADリスク遺伝子であるアポリポ蛋白E遺伝子から50kb以内に近接している。その結果、アポリポ蛋白C-II遺伝子マイクロサテライトリピート長の総量はLOADの発症年齢と相関を示し(p<0.0001)、リピート長の総量が多いほど発症年齢が遅延していた。この効果はアポリポ蛋白E-e4アレルキャリヤーに限定しても有意に認められた。一方、血漿中アポリポ蛋白C-II濃度はアポリポ蛋白C-IIマイクロサテライトのリピート長の総量が多いほど血漿アポリポ蛋白C-II濃度が有意に低い傾向が認められた(p<0.05)。これらのイントロンに位置するマイクロサテライトは遺伝的発現量規定因子として作用していると結論された。加齢に伴いアポリポ蛋白A-IIは減少し、アポリポ蛋白C-IIは増加する傾向が見られ、老化因子の作用を受けると考えられる。また、マイクロサテライトはZ-DNA構造を取りやすいことが報告されていることから、マイクロサテライト構造が老化因子の標的となり、LOAD発症の老化的遺伝因子として作用すると考えられた。以上の結果は、マイクロサテライト構造を標的とする因子が老化に関与することを示唆している。アルツハイマー病(アルツハイマー型老年痴呆を含む)462例の中で、アポリポ蛋白E-ε4(APOE-ε4)キャリヤー210例に限定して発症年齢とアポリポ蛋白A-II遺伝子マイクロサテライト長との相関を検討した。その結果、単一回帰解析にて有意な相関が確認され(標準化相関係数-0.227、p<0.001)、APOE-ε4量との多回帰解析にても有意な相関を認めた(標準化相関係数-0.219、p=0.001)。一方、APOE-ε4量は、全アルツハイマー病患者を対象としても、APOE-ε4キャリヤーに限定しても有意な相関を示さなかった。したがって、APOE-ε4キャリヤー孤発性アルツハイマー病に関しては、APOA-II遺伝子が発症年齢を規程する因子であると考えられた。マイクロサテライトが如何にしてAPOA-II遺伝子の発現に関係するかを検討するため、エクソントラッピングベクターであるpSPL3にマイクロサテライト領域を挿入し、遺伝子発現量を定量PCRにより検討した。その結果、マイクロサテライトが長いほどmRNAの生成量が少ないという結果が得られた。

さらにスプライシング効率を定量PCRにて検討したところ、同様にマイクロサテライトの長さが長いほど、隣接するエクソン(APO-II遺伝子エクソン3シーケンス)の欠落したmRNAの生成が多いという結果が得られた。したがって、マイクロサテライトはエクソン欠落により、遺伝子発現量を低下させると考えられた。エクソン3(-)APOA-II蛋白のC末端ペプチドを合成し、家兎に免疫して抗血清を作成した。また、エクソン3(-)APOA-II蛋白発現ベクターを作成し、COS細胞にトランスフェクションして蛋白を回収し、ウエスタンブロットにて蛋白の発現を検討した。その結果、エクソン3(-)APOA-II蛋白は翻訳されないことが結論された。なお、APOA-II mRNAは脳でも検出された。高齢発症型アルツハイマー病の発症には脂質代謝の影響が認められ、その患者の血漿脂質、特にアポリポ蛋白濃度は健常対照と比較して、アポリポ蛋白A-I、アポリポ蛋白A-IIの低下が認められる。すでにアポリポ蛋白A-II遺伝子マイクロサテライトがその発症年齢に関係し、アルツハイマー病発症の遺伝因子であることを明らかにした。一方、アポリポ蛋白C-II遣伝子は第1エクソンの上流にマイクロサテライト多型が存在し、その遺伝子座位はアポリポ蛋白E遺伝子から50kb以内に近接している。そこで、このマイクロサテライト多型がアルツハイマー病発症と関係するか否かを検討した。アレル分布は患者462例と健常者380例とでは差を認めなかった。しかし、両アレルにおけるマイクロサテライトのリピート量を合計した遺伝子量効果があり、リピート量が長いほど発症年齢が遅くなる傾向を認めた。さらに、発症年齢におけるアレル効果の多重回帰解析によると、アポリポ蛋白C-IIマイクロサテライトリピート量は有意な相関を示した(p<0.0001)。この効果はアポリポ蛋白E-e4アレルキャリヤーに限定しても有意に認められた。一方、血漿中アポリポ蛋白C-II濃度はアポリポ蛋白C-IIマイクロサテライトリピート量と有意な相関が認められた。すなわち、リピート量が多いほど血漿アポリポ蛋白C-II濃度が有意に低く(p<0.05)、アポリポ蛋白C-II遺伝子マイクロサテライトが遺伝的効果を示すことが確認された。他の脂質代謝関連遺伝子では、アルブミン遺伝子のマイクロサテライト多型にもアルツハイマー病発症リスク効果が認められた。したがって、マイクロサテライト多型は加齢とともに遺伝子発現が変化するためのファクターと考えられ、それがZ-DNAを形成することから、マイクロサテライト構造が老化因子の標的となり、アルツハイマー病発症促進に関与すると考えられた。
老化に伴うマクロファージＴＬＲシグナル伝達阻害におけるＯ－ＧｌｃＮＡｃ修飾の役割

本研究では老化によるマクロファージ(MΦ)の炎症性応答能低下の分子機序を明らかにするため、LPSに対する腹腔MΦの刺激応答性を2月齢と12月齢のマウスとの間で比較・検討した。その結果、老化初期では、1)炎症性サイトカイン産生能はタンパク質レベルで低下するが、mRNAレベルでは差がないこと、2)Toll様受容体シグナル伝達能には影響がないこと、3)mRNA翻訳を担うeIF-2αのリン酸化が亢進していることがわかった。以上より、老化初期におけるMΦの炎症性応答能低下はmRNA転写後に惹き起こされ、その分子機序にはeIF-2αのリン酸化亢進によるmRNA翻訳能低下が関与している可能性が示唆された。平成25年度は、老化によるマクロファージ(MΦ)の炎症性応答能低下のメカニズムを明らかにするため、2月齢(若年期)と12月齢(中年期)のBALB/c雄性マウスの腹腔からそれぞれ常在性MΦを採取し、LPS刺激に対する応答性を比較・検討した。刺激6時間後に培養上清中のTNF-α濃度をELISA法で測定し、細胞内のiNOSタンパク質発現をウェスタンブロット法で分析した。細胞内の各mRNA発現はRT-PCR法で分析した。LPS刺激後の培養上清中のTNF-α濃度は若年期に比べ中年期の方が有意に低かったが、細胞内のTNF-αmRNA発現はいずれも顕著に高まった。iNOSの発現変動パターンもTNF-αと同様だった。次に、Toll様受容体シグナル伝達能の応答性を明確にするため、NF-κBおよびJNKの各サブユニットの発現量とリン酸化レベルを若年期と中年期のマウスとの間で比較・検討した結果、いずれも差は認められなかった。以上の結果より、MΦの炎症性応答能は加齢初期ではmRNA転写後レベルで低下している可能性が示唆された。そこで次に、mRNA翻訳調節の一端を担うeIF-2αの発現を両齢間で比較・検討した。非活性型のリン酸化型eIF-2αは若年期に比べ中年期の方が高いレベルを示した。さらに、eIF-2αリン酸化酵素の一つとして知られるPKRは非リン酸化型およびリン酸化型のいずれの発現量も若年期に比べ中年期の方が高かった。最後に、LPS刺激に伴う炎症性応答に及ぼすeIF-2αのリン酸化の影響を明確にするため、RAW264.7細胞をeIF-2α脱リン酸化酵素阻害剤Salubrinalで刺激した結果、LPS刺激に伴うTNF-α分泌は有意に低下する一方、そのmRNA発現誘導には影響がなかった。以上より、加齢初期におけるMΦの炎症性応答能低下はmRNA転写後レベルで惹き起こされ、そのメカニズムにはeIF-2αのリン酸化亢進によるmRNA翻訳能低下が関与している可能性が示唆された。【目的】マクロファージ(MΦ)のToll様受容体(TLR)シグナル伝達能は老化に伴って低下することが知られているが、その分子機序はまだ不明な点が多い。一方、グルコース代謝経路のうちヘキソサミン生合成経路の代謝中間体であるグルコサミンをMΦに取り込ませると、O-結合型N-アセチルグルコサミン(O-GlcNAc)修飾の亢進に伴いリン酸化が阻害されるため、TLRシグナル伝達能も低下することが示唆されている。そこで本年度は、老化によるMΦのTLRシグナル伝達能低下におけるヘキソサミン生合成経路の役割を明らかにするため、その律速酵素であるグルタミン-フルクトース-6-リン酸アミノ基転移酵素(GFAT)及びO-GlcNAcの転移酵素OGTと分解酵素OGAの発現量に及ぼす老化の影響を検討した。【方法】8週齢及び1年齢のBALB/c雄性マウスの腹腔からそれぞれ常在性MΦを常法により採取した。MΦをリポ多糖(LPS)で刺激し、6時間後に培養上清中のTumor necrosis factor (TNF)-αの濃度をELISA法で測定し、細胞内のGFAT各アイソフォーム(GFAT1・GFAT2)及びOGT・OGAのmRNA発現量とタンパク質発現量をそれぞれRT-PCR法とウェスタンブロット法で解析した。【結果】LPS刺激によるMΦのTNF-αの産生量は8週齢に比べ1年齢の方が明らかに低かった。GFAT1のmRNA及びタンパク質の発現量は両齢間で差がなかったが、GFAT2ではいずれのレベルも共にその発現量は8週齢に比べ1年齢の方がおよそ2.5倍高かった。一方、OGT及びOGAのmRNA発現量は共に8週齢に比べ1年齢の方が高かったが、いずれもタンパク質発現量では両齢間で差がなかった。