hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨髄系造血器腫瘍からの樹状細胞の分化とその意義の解析

本例は、生着不全のため結果的に臍帯血と非血縁者由来骨髄の両者の同種造血幹細胞移植を施行した。テトラマー解析により腫瘍特異抗原であるWT1に対するCD8+T細胞分画を認め、DC分化を示した白血病細胞が有効に腫瘍特異抗原をT細胞に提示できることを示していた。最終年度は、20代の女性に肩関節から鎖骨上に発症した軟部腫瘍の組織球系分化について検討を行った。肩関節内の腫瘤組織からは確定診断は困難でatypical epitheliodi sarcomaの診断であった。各種表面マーカーの解析からはCD68+/-,lysozyme+/-,CD1a+/-, TCL-1+/-, CD163+/-, INI-1+, IgH/TCR rearrangementなしであり、組織球系分化が疑われた。本腫瘍の全エクソーム解析を行った結果、MAP2K1の変異Glu51Valが認められ、組織球系腫瘍の可能性が示唆された。マウス造血幹細胞分画から樹状細胞(DC)分化を誘導する系を樹立し、FLT3やRas以外のtype Iの白血病関連遺伝子変異によりDC分化が障害され、conventional DC (cDC)がplasmacytoid DCに比して有意に誘導されることを示した。TEL-PDGFRbetaを有する白血病患者において、cDC分画が腫瘍クローン由来であることを明らかとした。次にDC分化を示す白血病例において、腫瘍特異抗原WT1に対するCD8+T細胞分画を認め、白血病由来DCによる腫瘍特異抗原の提示能を示した。また組織系不明の軟部腫瘍の全エクソーム解析によりMAP2K1変異を認め組織球系由来を支持した。現在、マウス実験より実際の症例解析を進めていく方向性にある。その点において、症例の集積を進める必要がある。末梢血に少数しか存在しないDCの機能解析に困難性があることも関与している。造血器腫瘍学これまで、DCが白血病由来かどうかを検討するためには、特異的染色体異常のFISHを用いていたが感度の点で問題があった。Digital PCRを用いた解析方法を樹立し、本手技によりDC分画における腫瘍細胞特異的遺伝子の存在確率がより感度よく計測できると考えられる。マウスでの実験系においては大変興味深い結果が得られているが、本研究の主眼は、実際の臨床例におけるDC分化の検討にあり、その点では症例解析に適切な症例が限られていることが問題と言える。また本来DCは末梢血に極めて少数しか存在せず、その解析には困難性があることも関連している。今後、継続して広く症例集積を進めることに尽力する。また現在single cell PCRにより、1細胞毎に腫瘍由来の遺伝子異常を有しているかどうかを明らかとすることが可能となりつつある。本手技により、少数のDC分画においてもその由来について検討を行うことが可能となりうると考える。
アノテーション付与型画像データベースプラットフォームの応用に関する方法論構築

最終年度は、本研究を通じて構築している「アノテーション付与型画像データベースプラットフォーム(以下本システム)」のIIIF(International Image Interoperability Framework)への本格的な対応を行った。資料画像を取り扱うサーバとしてIIIFサーバを構築し、画像の著作権に対する配慮を講じた画像の配信ルールにしたがって資料画像の公開を行った。このことにより、本システム内部での画像の取り扱いと、外部に向けた画像の公開とを、著作権に配慮した上で共通のルールにより実施することが可能になった。また、本システムを通じて資料画像のIIIFマニフェスト(資料情報)を公開することにより、Mirador等の外部画像ビューアから本システム内部の画像をアノテーション(画像に付された言語情報)付きで参照することが可能になった。さらに外部画像ビューアに表示されたアノテーション情報から、本システムに実装したデータ検索APIを通じて、資料画像に付された言語情報を検索することが可能になった。また、画像に付された言語情報から生成した本文テキストをgoogle等の検索エンジンに提供することで、複数ページからなる画像資料のうちの特定ページにあるキーワードを検索エンジンを通じて検索し、検索結果から当該ページの画像に直接アクセスすることが可能になった。以上の成果を通じて、歴史上の様々な時代と地域の言語資料画像を、そこに記述されたテキストとともに、標準的な手段を用いて公開・共有するための共通プラットフォームシステムが構築された。平成28年度は、まず研究イベントとして、筑波大学人文社会国際比較研究機構(ICR)との共催で、デジタル・ヒューマニティーズに関する講演会およびワークショップを開催した。本研究における研究分担者3名のほか、外部講演者としてDonald Sturgeon氏(ハーバード大学)および永崎研宣氏(人文情報学研究所主席研究員)を招き、意見交換を行った。特にSturgeon氏の前近代における中国語の文字資料に関するデジタル資料研究、とりわけOCRを用いた文字認識研究は、本研究にとっても極めて有効な研究上の示唆を与えた。システム開発の面では、外部システムとの連携に関して、IIIF(International Image Interoperability Framework)を利用したデータの公開技術に関して、基礎調査および試験的な設計を行った。また、今後の中長期的な展開を見据え、根本的な部分から設計方針を再検討した。近年の情報技術に関しては、とりわけ画像処理に関する技術の進歩がめざましく、AI(人工知能)を用いた画像処理・画像認識技術も一定程度実用的な範囲の成果が達成されている。一方で、ウェブに関するいわゆる「標準」としての技術も十分に枯れてきたものがある。こうした両面の技術を本研究に取り入れていくためには、これまでに作成してきた本研究におけるアノテーション付与型画像データベースプラットフォームシステムは不十分なところがあり、より拡張性・汎用性のあるものとしていくために、根本的なところから設計を見直す必要があることが明確になってきた。今後はこうした問題に対応しつつ、これまで実装してきた機能のより一層の充実を図りたい。外部システムとの連携に関しては、IIIFを用いたデータ公開の方法を検討した。本システムが自由な多角形領域に対してアノテーションを付与可能なのに対し、IIIFはアノテーション付与可能な領域が矩形領域に限定されるため、本システムのネイティブデータをIIIF用のデータに変換する際に、どのようなレベルのデータにアノテーションを付与するかについての粒度の変換が必要になる。本システムのネイティブデータでは、最も細かい粒度としては文字の構成要素についてのデータを持っているが、現時点では、IIIF対応データとしては単語レベルのデータを提供することでこの問題に対応した。また、当初基本機能設計まで行う予定であった文字の字形自動認識機能については、昨今のAI技術の急速な進歩に伴い、調査すべき研究・情報技術が極めて広範にわたるようになってきたため、本年度についてはまず情報収集を主として行った。平成29年度は、まず外部システムとの連携機能に関して、IIIF(International Image Interoperability Framework)を利用したデータ公開のための基本設計および機能の試験実装を行った。ただし、資料自体の発見性を向上させるためにはIIIFは極めて有効な枠組みではあるが、本研究で開発しているアノテーション付与型画像データベースプラットフォームシステム(以下「本システム」とする)は、内部的により詳細な言語学的データを保持しており、それらのデータの利用にはIIIFだけでは不十分である。そこでさらに、本システムが保持する言語学的データを有効に活用するため、一連のWeb APIの設計を開始した。これらのAPIにより、将来的にはウェブサイト上で実行可能な機能を基本的にはすべてAPIを介しても実行可能なようにする予定である。また、それと平行して、google等の検索エンジンを利用して全文テキスト検索を可能なようにするための、フルテキストデータ提供機能の設計を開始した。また、データ作成のためにクライアントサイドで実行していた小規模なユーティリティをサーバサイドで実行できるように、システムの基本機能の拡張に着手した。文字の字形自動認識機能の実装に関しては、昨年度に引き続き情報収集を行った。当初計画していた研究内容のうち、外部アプリケーションや検索エンジン等の外部システムとの連携機能に関しては、IIIF対応、Web APIの実装、全文検索用テキストデータの提供等により、概ね想定していたとおりの研究進捗状況となっている。その一方、当初計画していたもうひとつの研究内容である文字の字形自動認識機能の実装については、年度途中で研究分担者を削除せざるを得なくなったことや、調査すべき研究・情報技術が極めて広範にわたることなどのため、本年度についても情報収集にとどまらざるを得ず、具体的な設計を開始するところまでに至らなかった。

資料画像を取り扱うサーバとしてIIIFサーバを構築し、画像の著作権に対する配慮を講じた画像の配信ルールにしたがって資料画像の公開を行った。このことにより、本システム内部での画像の取り扱いと、外部に向けた画像の公開とを、著作権に配慮した上で共通のルールにより実施することが可能になった。また、本システムを通じて資料画像のIIIFマニフェスト(資料情報)を公開することにより、Mirador等の外部画像ビューアから本システム内部の画像をアノテーション(画像に付された言語情報)付きで参照することが可能になった。さらに外部画像ビューアに表示されたアノテーション情報から、本システムに実装したデータ検索APIを通じて、資料画像に付された言語情報を検索することが可能になった。また、画像に付された言語情報から生成した本文テキストをgoogle等の検索エンジンに提供することで、複数ページからなる画像資料のうちの特定ページにあるキーワードを検索エンジンを通じて検索し、検索結果から当該ページの画像に直接アクセスすることが可能になった。以上の成果を通じて、歴史上の様々な時代と地域の言語資料画像を、そこに記述されたテキストとともに、標準的な手段を用いて公開・共有するための共通プラットフォームシステムが構築された。まずは外部システムとの連携機能の実装に注力したい。これに関しては、例えばIIIF等を利用した外部へのデータ公開の側面と、google等を使用した外部からのデータ検索の両方の側面があり、いずれも重要な課題と考えている。字形の自動認識機能に関しては、すでに先行して、木簡文字への文字認識技術の応用等の成果が発表されているので、こうした成果をふまえつつ、必要に応じて研究上の連携を行うなど、より積極的に外部研究者(とりわけ人文系の研究に理解のある工学系研究者)との交流を目指していきたい。まずは外部システムとのデータ連携機能の完成を目指したい。一方、文字の字形自動認識機能については、研究分担者を削除したことなどにより、設計および実装をあきらめる必要が生じることも想定されるが、筑波大学図書館情報メディア系の教員とのさらなる連携を模索することなどを通じて、可能な範囲で最大の成果を得られるよう引き続き研究を推進したい。研究分担者の旅費が若干安くなったため。旅費が想定よりも安く済んだため。翌年度の旅費として使用する。次年度の旅費として使用する。
マルチイオンイメージング装置の開発と生物試料への応用

1.複数イオンイメージング技術の開発各種イオンに対する感度をセンサ表面に持たせるため、イオノフォアを用いたイオン感応膜をLAPSのセンサ表面に作製する条件を最適化した。また、一枚のセンサ基板上に異なる種類のイオン感応膜を集積化するため、光重合性のポリマーをマトリックスとし、フォトマスクを用いてセンサ面上にイオン感応膜のパターンを作製するプロセスを開発した。K^+およびCa^<2+>感応膜のストライプパターンを持つLAPSを用いて、イオン濃度のイメージングを行った。2.酵素LAPSの開発LAPSおよび化学イメージセンサの生物試料への応用を念頭に、ウレアーゼおよびブチリルコリンエステラーゼを用いた酵素LAPSを作製した。センサ表面に酵素分子を固定するさまざまな方法について調べ、センサの感度や安定性を比較した。3.ペン型LAPSの開発測定の態様をよりフレキシブルにするため、携帯可能なペン型のセンサヘッドを開発した。開発されたセンサヘッドは制御回路・測定回路を内蔵し、16点の測定が可能である。4.微小流体デバイスへの応用LAPSの原理をμTASやLab-on-a-Chipなどの微小流体デバイスにおける化学物質の検出・定量に応用するため、微小流路内の任意の位置においてラベルフリーでイオン濃度の測定ができるシステムを試作した。SU-8/PDMS技術を用いて作製した微小流路内のイオン濃度分布の化学イメージングを行った。複数種類のイオンの濃度測定および空間分布の画像化を行うことができるセンサーを開発するため、LAPSと呼ばれる半導体センサーの表面に複数のイオノフォアを含有するポリマー膜の集積パターンを作製するプロセスを開発した。パターンの作製にはフォトマスクを用いた光重合プロセスを用い、K^+,Li^+,Cs^+,Ca^<2+>,Mg^<2+>などに対して感度を有する膜の100ミクロンレベルのパターンを作製した。これによって一枚のセンサーで複数のイオンの濃度測定と画像化が可能になった。各々のイオンについて感度曲線を得たほか、各イオン間のcross-sensitivityについても調べた。複教種類のイオンの混合溶液において、各イオンの濃度を決定するため、人工ニューラルネットワークを用いた。また、4種類までのイオン濃度を同時に測定できる携帯型のマルチセンサーを試作した。センサーヘッドは長さ約8cmのペン型で、従来のように測定セルに試料溶液を入れるのではなく、試料溶液にセンサーヘッドを差し込むことによって測定ができる。イオンセンサーのほか、同様の構造を持つ酵素センサー(ウレアーゼ、コリンエステラーゼ)などを試作した。さらに、微小体積の試料溶液の測定を可能とするため、センサー表面にフローチャネルを作製するプロセスを開発した。フローチャネルの作製にはフォトリソグラフィーを用い、フローチャネル中の試料溶液を集光レーザビームで走査・測定できるようにした。本研究は複数種類のイオンの濃度測定および空間分布の画像化を行うことができる化学センサーの開発を目的として行ったものである。昨年度は一枚のセンサー基板上に複数のイオノフォアを有するポリマー膜の集積パターンを作製し、その特性を評価したほか、4種類までのイオン濃度を同時に測定できる携帯型センサーの試作を行ったが、今年度はさらに集積度を上げて、16点の測定が可能なセンサーデバイスを開発し、測定回路・ソフトウェアを作製した。化学イメージセンサーのマイクロ流路デバイスへの応用を目指して、センサー基板上に微小流路を作製し、流路内のイオン濃度分布や、流路内の定点におけるイオン濃度の時間変化測定を行った。この方法では、信号読み出しのためのレーザ照射位置を変えることによって、流路内の任意の位置でイオン濃度の測定を行うことが可能である。また、生物試料への応用を念頭に、センサー基板表面上に生体分子の微細パターンを形成する技術の開発を行った。原子間力顕微鏡探針を用いた陽極酸化プロセスによって、シリコン基板表面にサブミクロンスケールの酸化膜パターンを描画し、これをテンプレートとして、リンカ分子を介してたんぱく質分子やDNA分子を表面に固定するプロセスを開発した。

この方法では原子間力顕微鏡による画像測定と組み合わせた正確な位置合わせが可能であり、将来的には、たとえば微小電極間に1数分子レベルの生体分子を配置することが可能であることが示された。
細菌の多細胞的行動による形態形成

私たちは最近、大腸菌や枯草菌などごく普通の細菌を寒天平板上に培養したときに成長するコロニーのパターンが、栄養濃度と寒天濃度(培地の固さ)という環境を決める二つのパラメータを変えるだけで、多様に変化することを見出した。そしてこれまでの一連の研究により、特に枯草菌についてコロニー・パターンの相図を定量的に確立することができた。即ち、自己相似フラクタルであるDLAパターンや、全体としてはコンパクトだがパターン界面だけに注目するとそれが荒れていて自己アフィン・フラクタルだと思われるEden的パターン、同心リング状パターン、枝分かれが密集したDBM的パターン、一様等方なディスク状パターンといった、5種類の典型的なパターンを呈する領域があることを明らかにした。また、成長途上のコロニーの顕微鏡観察によって、寒天培地がある程度以上柔らかくなると個々の細菌細胞が寒天培地上を能動的に動き回ることを見出した。この能動的運動がコロニーのパターン変化をトリガーするのである。本研究では最も単純なパターンである一様等方なディスク状コロニーについて界面の成長速度、コロニー内の個々の細菌の密度や拡散係数などを詳しく測定することにより、このようなコロニーの形成が基本的にフィッシャー方程式で記述できることを明らかにするとともに、他の領域のコロニー形成をも記述できるようなモデルの提案を行った。しかし、Eden的コロニーの自己アフィン性の確認はまだであるし、DLA的パターン以外の他の領域のコロニーの形成機構はまだ不明な点が多く、今後の興味ある課題として残っている。また、同心リング状コロニーの形成で有名なプロテウス菌についてコロニー・パターンの相図を確立すべく研究を進めているが、ごく最近、ある条件下でコロニーが常に時空カオス的パターンを呈することを発見した。現在、その発現機構等を調べている。
脱カーボン高耐久複合酸化物による白金代替電極触媒の創製および機能解析

風力等の再生可能エネルギーの主力電源化を進める上で、気象条件による発電変動リスク解消には、蓄電池が担う役割は大きい。金属空気電池はリチウムイオン電池の10倍程度の体積エネルギー密度が見込まれるため期待されている。正極の触媒には少資源な白金、担体には導電性は高いが低い耐久性のカーボンが一般に用いられる。しかし、担体のカーボンは発電中に容易に消失してしまう。本研究では、電池の究極的な高耐久化のため、脱カーボン化を掲げ、正極全てを化学的に安定な酸化物とした白金代替正極触媒を開発した。高性能化のため、担体には触媒作用と電子伝導の二機能性を発現させることで、電池全体での高耐久化が見込めた。本年度は、金属空気電池用白金代替正極触媒として、研究代表者らが開発したナノジルコニア触媒(Zr-CNO)系のアルカリ電解質中における酸素還元反応メカニズムの解明に注力した。酸素還元反応メカニズム解析には、回転リング・ディスク電極を用い、Damjanovicモデルを適用して解析を行った。本触媒系は高活性ナノジルコニア触媒と触媒担体材料の2つで構成される。触媒担体には、二機能性(触媒機能および電子伝導性)を同時付与するため、本触媒系での反応メカニズムの解明には、酸素還元反応(Oxygen Reduction Reaction, ORR)活性への寄与を切り分ける必要がある。そこで、同一触媒を用いて、フッ酸処理により担体上に高分散担持したナノジルコニア触媒のみを除去した触媒とフッ酸未処理触媒とを比較して活性点推定および酸素還元反応メカニズム解析を行い、以下の知見を得た。1.フッ酸処理した触媒のORR触媒活性が著しく低下することがわかった。また、フッ酸処理によりZr-CNO触媒を構成する触媒担体へのダメージを最小限にナノジルコニア触媒を除去できたことを数種の物理化学的分析により確認した。2.フッ酸処理した触媒に比べて、フッ酸未処理触媒は2電子還元反応(酸素から中間生成物までの還元反応)より4電子還元反応(酸素から水への直接的な還元反応)の比率がORR開始電位近傍で顕著に高くなることがわかった。以上より、ORR開始電位近傍での酸素還元反応は、ナノジルコニア触媒による4電子還元が支配的である可能性が示唆された。Damjanovicモデルを適用した回転リング・ディスク電極による酸素還元反応メカニズム解析により、Zr-CNO触媒系を構成する2材料(ナノジルコニア触媒/触媒担体)のORR活性への寄与を切り分けることに成功した。ORR活性向上の指針が得られており、概ね計画通りに進展している。本年度は、複合酸化物による繊維状担体の幾何学形状制御を目的とした新規合成法の検討により、繊維状担体の二機能性(触媒機能および電子伝導性)の性能向上に努めた。繊維状担体として用いた複合酸化物は、その幾何学形状、例えば繊維直径をナノサイズまで小さくすることで、結晶構造中の酸素欠陥濃度が増加することが想定される。酸素欠陥濃度の増加により、研究代表者が求める二機能性を有する担体としての触媒機能および電子伝導性が同時に向上しうる。触媒系の性能評価には、前年度確立した評価手法により、触媒系を構成する2材料(触媒/触媒担体)の触媒活性への寄与を切り分ける手法を用い、触媒設計指針へとフィードバックして条件の最適化を行った。繊維状担体の幾何学形状を制御するため、電気紡糸に用いる装置の独自製造・改造、前駆体溶液の組成調整および熱処理条件の最適化を行った。合わせて、高活性化要因解析として、構造解析および表面形態観察を行い、以下の知見を得た。1.電気紡糸に用いた装置の独自製造・改造により、目標とする酸化物繊維直径10 nmまでは到達していないが、繊維平均直径を20 - 30 nmまで低減させたことを小角X線散乱による構造解析および電子顕微鏡による形態観察により確認した。類似の先行研究では、酸化物繊維直径は、最小でも50 nm程度であり、100 - 200 nm程度であるのが一般的であった。2.酸化物繊維の前駆体溶液調製時に多様な価数をとりうる異元素を添加することで、二機能性と関連性が高い準安定相の存在割合を高められ、繊維状担体における結晶構造中の酸素欠陥濃度が増加し、準安定相が室温でも安定的に存在しうることを精密X線結晶構造解析により見出した。繊維状酸化物の幾何学形状制御により二機能性を向上させるため、実験装置および合成条件を最適化して、繊維平均直径を20 - 30 nmまで低減させることに成功した。複合酸化物による繊維状担体の二機能性(触媒機能および電子伝導性)は未だ十分とは言えないが、性能向上の指針は得られており、概ね計画通りに進展している。本年度は、二機能性(触媒機能/電子伝導性)を有する繊維状担体の高活性化要因を解析するため、1)放射光をもちいた精密結晶構造解析による酸素欠陥量の評価、2)本事業により確立したDamjanovicモデルによる電極反応解析、をおこなった。併せて、繊維状担体の耐久性も評価した。高活性化要因解析に用いた試料は、前年度までに最適化した合成条件をもとに繊維平均径は20 - 30 nmに制御し、試料合成時の異元素添加量のみを変化させた。電極反応解析では、4電子反応(酸素から水への理想的な反応)と2電子反応(途中で終わってしまう反応)との比率を評価することで、二機能性繊維状担体による寄与を定量評価した。以上の解析から、以下の知見を得た。

A.放射光による酸素欠陥量の評価:二機能性を有する繊維状担体の酸素欠陥量は、異元素添加量が5 vol%のときに極小化することを見出した。B.Damjanovicモデルによる電極反応解析:酸素欠陥量が極小化した試料は、他の試料に比べ、対象反応が開始する電位近傍でも2電子反応より4電子反応の比率が顕著に高く、繊維状担体単身で主たる触媒としても機能することを明らかにした。C.繊維状担体の耐久性評価:市販の測定系では評価できないほど、繊維状担体の高い耐久性が示唆された。究極的な金属空気電池の高耐久化のため、本研究の理念として“正極全体での脱カーボン化"を掲げ、正極全てを化学的に安定な酸化物として開発してきた。3カ年に及ぶ開発過程では、繊維状担体の合成装置を独自に製造し、先行研究よりも1桁細いナノサイズ繊維状担体の合成を可能にした。繊維状担体のナノサイズ化により、担体中に酸素欠陥を形成させることで二機能性(触媒作用/電子伝導)を発現させた。以上、本研究で開発した革新的正極触媒により、電池全体での高耐久化を実現しうる。風力等の再生可能エネルギーの主力電源化を進める上で、気象条件による発電変動リスク解消には、蓄電池が担う役割は大きい。金属空気電池はリチウムイオン電池の10倍程度の体積エネルギー密度が見込まれるため期待されている。正極の触媒には少資源な白金、担体には導電性は高いが低い耐久性のカーボンが一般に用いられる。しかし、担体のカーボンは発電中に容易に消失してしまう。本研究では、電池の究極的な高耐久化のため、脱カーボン化を掲げ、正極全てを化学的に安定な酸化物とした白金代替正極触媒を開発した。高性能化のため、担体には触媒作用と電子伝導の二機能性を発現させることで、電池全体での高耐久化が見込めた。酸素還元反応メカニズムの解析時に用いたDamjanovicモデルには、幾つかの仮定が存在する。本研究で創製する酸化物触媒系に対して、その仮定が妥当であるかを定量的に判断する。確立した酸素還元反応メカニズム解析手法を基に脱カーボン高耐久複合酸化物による白金代替電極触媒の探索および条件最適化を進める。繊維状酸化物の幾何学形状を単純な円柱のような繊維だけでなく、繊維内部を中空化して二機能性の性能向上へとつなげたい。更に、電子伝導性をカーボンに依存しない高耐久な触媒系とするために必要な条件の探索および合成条件最適化を進めていきたい。電気化学
アクチノイド化合物の新奇強磁性超伝導の探索と磁場誘起現象

強磁性と超伝導が共存するウラン化合物UGe2、URhGe、UCoGeの世界最高純度の純良単結晶を育成した。電気抵抗、比熱、熱電能、熱膨張、磁化、磁化率などさまざまなマクロ物性測定を行った。また、ドハース・ファンアルフェン効果やシュブニコフ・ドハース効果、熱電能の量子振動効果などミクロ物性測定も行った。低温、強磁場、高圧の極限環境下の実験である。詳細な温度-磁場-圧力相図の決定を行い、磁場誘起の強磁性ゆらぎ、さらにリフシッツ転移を伴うフェルミ面の不安定性に焦点をしぼり実験を行った。ウラン化合物における強磁性超伝導の発見と磁場誘起超伝導(磁場で安定化する超伝導)の発見は重い電子系の物理に大きなブレークスルーをもたらした。研究代表者は一貫してこのテーマに取り組んでおり、これまでの知識・経験・技術を生かして、本研究では:(1)アクチノイド化合物における新奇強磁性超伝導体の発見、(2)純良単結晶育成を行ない、磁場誘起超伝導を含む極限環境下の量子臨界現象と強磁性超伝導に絡む新現象の探索を目指す。本年度は、URhGe、UCoGeの純良単結晶育成を行ない、試料評価のための環境整備を行った。具体的にはチョクラルスキー法で単結晶育成を行ない、テトラアーク炉、放電加工機、X線装置等の整備を行った。同時に試料育成は、フランス、グルノーブルのCEAでも行ない、超高真空下での高温アニールを行なうことで純良単結晶育成に成功した。極低温、強磁場下での電気抵抗、ホール係数、熱電能、シュブニコフ・ドハース測定により、リエントラント超伝導が出現する近傍の振る舞いを詳細に調べた。その結果、斜方晶のb軸方向に磁場を加えたときのみ、電子の有効質量が増大し超伝導が強磁場中で出現することを明らかにした。また、有効質量だけでなく、フェルミ面の強磁場中での不安定性が超伝導の発現にきわめて重要であることを見出した。これらの詳細に調べるために、ドハース・ファンアルフェン効果の測定システムを立ち上げることになった。金研・大洗では液体ヘリウムの購入がきわめて困難であるので、液体ヘリウムの再凝縮装置を購入した。強磁性超伝導体だけでなく、強磁性量子臨界点近傍に位置する物質の極限環境下の物性測定も行ない、電子状態を詳細に調べた。従来、強磁性と超伝導は相容れない現象だと考えられてきた。強磁性の強い内部磁場が超伝導電子対を破壊してしまうからである。しかし、近年ウラン化合物において強磁性と超伝導が微視的に共存する系が見つかり、新たな超伝導発現機構が発現しているとして注目を集めている。代表的な物質はUGe2、URhGe、UCoGeである。この内、URhGeは研究代表者が発見した強磁性超伝導体である。本研究課題は、1.アクチノイド化合物における新奇強磁性超伝導体の発見、2.純良単結晶育成を行ない、磁場誘起超伝導を含む極限環境下の量子臨界現象と強磁性超伝導に絡む新現象の探索を目的としている。本年度は、URhGe、UCoGeの磁場誘起(磁場強化)型超伝導の発現機構に迫るために、とくに強磁性スピンゆらぎとフェルミ面のゆらぎに着目した実験を行った。具体的にはURhGe、UCoGeの強磁場下の磁気抵抗測定、熱電能測定を行ない、強磁性転移温度抑制され、強磁性ゆらぎが発達しているところでのフェルミ面の変化を詳細に調べた。熱電能測定からは、熱流方向に依存する大きな異常がスピン再配向磁場で観測された。また20T以上の強磁場で熱電能において量子振動効果の観測に成功した。観測された振動数は小さいが、磁場増大とともに振動数が大きく変化しており、リフシッツ転移を含むフェルミ面の不安定性を反映しているものと考えられる。またシュブニコフ・ドハース効果の観測にも成功し、熱電能測定と矛盾しない結果が得られた。本研究課題の予算で導入したヘリウム再凝縮装置が順調に稼働しており、液体ヘリウムの継ぎ足しが必要のない、ほぼ無冷媒の希釈冷凍機の実験環境が整った。また、X線CCDカメラを導入し、微小単結晶試料の方位出しが迅速かつ正確にできるようになった。強磁性と超伝導は、通常は共存することができない。強磁性には強い内部磁場が働いており、超伝導電子対を破壊してしまうからである。理論的には、強磁性量子臨界点近傍で、スピン三重項による超伝導が予想されていたが、近年まで実験で明らかになった例はなかった。ウラン化合物であるUGe2で強磁性と超伝導の共存が初めて発見されて以降、これまでにURhGe、UCoGeの強磁性超伝導が発見されている。いずれもウラン化合物であり、5f電子系物質がきわめて興味深い物質群であることを示している。これら強磁性超伝導体の最も特徴的な性質は、高い超伝導上部臨界磁場Hc2である。本研究では、強磁性超伝導の性質を精密物性測定から明らかにすること、また高いHc2を含む磁場誘起現象を実験的に明らかにすることを目的として研究をすすめた。

本年度は、磁場あるいは圧力で誘起されたフェルミ面の不安定性とリフシッツ転移を、熱電能、磁気抵抗、ホール効果、ドハース・ファンアルフェン効果など、極限環境下における多数の実験手段を用いて多角的に研究をすすめた。その結果、URhGeにおいては磁場誘起超伝導を引き起こす要因となっているスピン再配列近傍でフェルミ面が大きく変わること、また弱い一次の転移が起きていることが明らかになった。また、UCoGeにおいては強磁性が抑制される臨界圧近傍でやはりフェルミ面の再構築が起きていることが分かった。強磁性超伝導体の特異な磁場誘起現象は、スピンゆらぎだけでなくフェルミ面のゆらぎも重要な役割を果たしていることが分かった。強磁性と超伝導が共存するウラン化合物UGe2、URhGe、UCoGeの世界最高純度の純良単結晶を育成した。電気抵抗、比熱、熱電能、熱膨張、磁化、磁化率などさまざまなマクロ物性測定を行った。また、ドハース・ファンアルフェン効果やシュブニコフ・ドハース効果、熱電能の量子振動効果などミクロ物性測定も行った。低温、強磁場、高圧の極限環境下の実験である。詳細な温度-磁場-圧力相図の決定を行い、磁場誘起の強磁性ゆらぎ、さらにリフシッツ転移を伴うフェルミ面の不安定性に焦点をしぼり実験を行った。URhGe、UCoGeの純良単結晶育成に成功し、当初の予定通り磁場誘起超伝導および磁場誘起現象にからむ強磁性ゆらぎの研究が本格的にできるようになった。とくに強磁性スピンゆらぎについては、比熱、電気抵抗、NMRなどさまざまな実験手法により研究を行ない、その全貌があきらかになりつつある。パウリリミットを越える大きな上部臨界磁場については、強磁性スピンゆらぎ以外にフェルミ面の不安定性もきわめて重要な役割を果たす。この点に焦点を当てた熱電能測定、量子振動効果測定を20Tを越える強磁場中で実験を行った。磁場中でフェルミ面が大きく変化していることが分かり、今後ドハース・ファンアルフェン効果、シュブニコフ・ドハース効果などの実験手段を用いてより詳細な実験が必要なことが分かった。27年度が最終年度であるため、記入しない。固体物理上述のドハース効果を測定する上で、純良単結晶育成がきわめて重要である。また、イジング性の強い異方性を伴う物質であるので、結晶内部にマルチドメインのない均一な試料が重要である。本年度購入したX線CCDカメラにより、試料の方位出しが効率的にできるようになり、従来の10倍以上の速度で行えるようになった。したがって、きわめて純良な単結晶が得られるものと期待できる。また、強磁性量子臨界現象をより詳細に調べるために、chemical pressureによりチューンされた物質群の研究も予定している。さまざまな試料育成法を開発しながら、当初の目的の一つであった強磁性超伝導体の純良単結晶育成に成功した。この試料は、共同研究者にも提供されさまざまな成果を挙げている。とくにフェルミ面の不安定性に着目した実験結果は、今後のドハース・ファンアルフェン効果の実験計画にもつながっており、当初の研究目的にほぼ合致している。本年度の導入したヘリウム再凝縮装置の整備を進めて、ドハース・ファンアルフェン効果の実験をすすめる。東北大金研・大洗センターでは液体ヘリウムの購入がきわめて困難であり、今後の需給バランスによっては実験を進められない可能性もある。その際は、研究協力を行なっているCEA-Grenobleで試料育成、実験をすすめる予定である。
知識創造プロセスとしての企業家活動の実証研究―国際地域間比較の視点から

本研究の目的は、知識創造パラダイムの観点から、企業家活動の研究枠組を構築する点にある。これまでの経営学における企業家研究における枠組みは、単独の企業家による革新活動を中心の視点が多く、必ずしも明確に企業家の意図とその結果を分けて分析してこなかった。Timmons(1994)に典型的な欧米流のビジネススクールの教科書的な企業家活動の研究枠組みの多くは、事業機会と経営資源といった主要な2つの重要な要素の新しい結合パターンについて考察がなされてきた。ビジネスモデルについての研究が進められる一方において、この企業家チームによって行われる新しい知識の創造や結合過程そのものについて焦点を絞った研究は、意外なことに欧米においても最近系統的な実証分析が出てきている現状があり(Ruef, Aldrich and Carter,2003)、国内でもあまり積極的な研究・調査の動きは少ない。本研究では、映画産業を中心とするコンテンツ産業を対象に、企業家の意図を媒介するパートナーシップの形成によってアーキテクチャ革新が導かれる過程を国際比較の観点を考慮に入れながら、詳細に調査している。コンテンツ産業では、あらゆるコンテンツは独特の新規性を持たなければならず、多額の資金を必要とするハイリスク・ハイリターンの産業でありながら、主要なプレイヤーの相互作用の観察・分析に適するという特徴がある。コンテンツの開発と革新に携わる彼らの創発的な企業家活動の本質は、動的なコミュニティ形成のなかでの革新過程である。本研究は、このコンテンツ産業における企業家活動と革新との因果関係を組織論の観点から明らかにした。本研究が示唆するのは、企業家活動の正機能としての革新や新結合のみならず、同時に伴うであろう様々なステークホルダーやセクション間のコンフリクト発生等の逆機能などにも着目するべきであるという点である。単独の企業家行動による分析には限界があり、チームあるいはパートナーシップによる社会関係資本の構築と機能が適切な企業家活動の逆機能と正機能のバランスがとられるために必要となる。これまでの企業家活動に関する概念的研究は,規範的なノウハウ的な知識の形式化の集積に偏る傾向が強かった。これらのモデルの特徴は、起業プロセスを事業機会、経営資源、企業家のバランスの観点からとらえ、機能を革新に置いている点にある。これらの議論は,資源依存的視座に色濃く影響されており、実際に事業機会と経営資源が企業家ならびにその中核を担うチームによって、いかに新結合がなされるのかについては、十分に検討されてこなかった。企業家が無から有として生じるわけではないように、その背景には既存の地域における企業間関係などの産学官のネットワークや創業者の出身組織やその顧客との関係などが存在する。これら個別的な組織環境としての地域を個人・組織・ネットワークという多層的なレベルは、文脈を具体化して分析するための仮説等が整備される必要がある。本研究では、企業家活動の正機能としての革新や新結合のみならず、同時に伴うであろう様々なステークホルダーやセクション間のコンフリクト発生等の逆機能などにも着目し、ネットワーク理論の視座において広く着目されるソーシャルキャピタルの観点から仮説構築を行っている。これらの逆機能と正機能のバランスがとられるためには、創業者の持つパートナーシップの進化が重要になる。なお、これらの仮説を検証するために、定性的な国際比較事例研究とともにサーベイ調査も実施している。昨今、着目されつつあるヴォランティアも含めた社会企業家活動論は、本来,支援者に見える研究者といった人々の活動の関係そのものが、広い意味での多元的な企業家活動観のなかでとらえ直されなければならない。従来、成功してきた企業家の事業創造過程には、多様な利害関係者に生じるギャップを解消し、社会的正当性を得るコンセンサスの獲得が含まれるのである。

単独の企業家行動による分析には限界があり、チームあるいはパートナーシップによる社会関係資本の構築と機能が適切な企業家活動の逆機能と正機能のバランスがとられるために必要となる。
光駆動リポソーム系イオン選択濃縮システム開発のための基礎研究

高度好塩性細菌の作る光駆動プロトンポンプ機能をもつ膜タンパク質バクテリオロドプシン(BR)を、リポソームに配向固定化することを目的として研究を行ってきた.BRをリポソームに組み込むとき、BRはプロトンを内向輸送するようにリポソームに配向固定されるので、その共役イオンは外向輸送されることになり、リポソーム内に共役イオンを選択濃縮することはできない.したがって、BRを固定化し、特定イオン濃縮システムを開発するに当たっては、プロトン外向輸送配向固定化技術BR-リポソームへのは不可欠である.BRは大きな双極子モーメントを持っていることから考えて、リポソーム表面の微細な荷電環境がBRの配向固定化に大きく影響することが考えられるので、リポソーム表面荷電状態を系統的に変えることによるBRの組み込み状況の変化について検討を行った.リポソーム作成は界面活性剤除去法により行い,まず,リポソーム作成におけるリン脂質:コール酸の最適濃度比を決定した.つづいて,リポソームを構成するリン脂質として大豆レチシンあるいは卵黄リシチンとするBR-リポソームを作成し,光照射時にプロトンを内向輸送することを確認した.これら標準リポソームに正荷電を持つステアリルアミンを混合したリポソームを作成し,BRをこれに組み込んだ.その結果,ステアリルアミン混合量の増加に伴い,光照射時におけるプロトンの内向輸送量の減少が確認された.しかしながら,現実験段階では,光照射時におけるプロトンの外向輸送までは確認されていない.現在,さらに検討を行っているが,光照射時におけるプロトンの外向輸送が確認されれば,イオン選択的キャリアをリン脂質内に同時封入して特定イオンの能動輸送速度を測定する予定である.高度好塩性細菌の作る光駆動プロトンポンプ機能をもつ膜タンパク質バクテリオロドプシン(BR)を、リポソームに配向固定化することを目的として研究を行ってきた.BRをリポソームに組み込むとき、BRはプロトンを内向輸送するようにリポソームに配向固定されるので、その共役イオンは外向輸送されることになり、リポソーム内に共役イオンを選択濃縮することはできない.したがって、BRを固定化し、特定イオン濃縮システムを開発するに当たっては、プロトン外向輸送配向固定化技術BR-リポソームへのは不可欠である.BRは大きな双極子モーメントを持っていることから考えて、リポソーム表面の微細な荷電環境がBRの配向固定化に大きく影響することが考えられるので、リポソーム表面荷電状態を系統的に変えることによるBRの組み込み状況の変化について検討を行った.リポソーム作成は界面活性剤除去法により行い,まず,リポソーム作成におけるリン脂質:コール酸の最適濃度比を決定した.つづいて,リポソームを構成するリン脂質として大豆レチシンあるいは卵黄リシチンとするBR-リポソームを作成し,光照射時にプロトンを内向輸送することを確認した.これら標準リポソームに正荷電を持つステアリルアミンを混合したリポソームを作成し,BRをこれに組み込んだ.その結果,ステアリルアミン混合量の増加に伴い,光照射時におけるプロトンの内向輸送量の減少が確認された.しかしながら,現実験段階では,光照射時におけるプロトンの外向輸送までは確認されていない.現在,さらに検討を行っているが,光照射時におけるプロトンの外向輸送が確認されれば,イオン選択的キャリアをリン脂質内に同時封入して特定イオンの能動輸送速度を測定する予定である.
ひきこもり経験者・不登校生徒に対する情報教育による支援体制に関する研究

平成30年度,本研究者は研究計画に従って協力関係にある当該NPOにおいて40回のフィールド調査を実施した.また,フィールド調査と並行してデータ分析および分析において用いる理論的枠組みの構築を先行事例(Vaughan and Walker 2012)を参照しつつ進めた.フィールド調査の内容は主にプログラミングを中心とする情報学的知識および数学などに関する勉強会(位置付けとしては自習会)の開催と,その中での参加者たち(支援の対象となる人たち,支援を行うスタッフ,その他地域住民など)との交流,および関係者への聞き取り,現場の学習文化に何らかの関わりがあると思われるあらゆる事象に対する観察と記述などであった.フィールド調査にあたっては,アクションリサーチの基本理念に従い,本研究者は支援者,被支援者との共同学習者としての立場からその都度共同的に学習課題を模索,設定し,特に被支援者による情報学的知識への親しみと理解形成を目指しながら支援を継続した.また,その間に得られたデータ(主にフィールドノーツと映像記録からなる)から,今年度は1.学習スペース利用者における情報環境のwell-beingへの転換に関する実情,2.プログラミング勉強会参加者において同勉強会への継続的参加が持つケイパビリティ拡大にとっての意味,3.勉強会参加者に見られる学習の自律性と学習課題としてのプログラミングの特性との関係,の3点を中心に反省的な分析と仮設形成を行った.進捗状況で述べる通り1,2,3について一定の成果が見られた.平成30年度は1, 2, 3について一定の成果があったため.1については同じ情報環境の中でそれぞれの利用者のニーズや背景に応じて「情報環境のwell-beingへの転換」は起こるが,特に勉強会参加者においては他者のケア(情報環境へのインクルージョンに当たるガイダンスなど)や支援グループの情報環境の改善や支援グループが請け負う事業の分担など,本人の情報環境の活用スキルを通してグループ内の活動で不可欠な役割を担うことの可能性が拡大していることがわかった.このことは,情報環境がグループ内で支援を受けるだけでなく,支援やサービスを提供する側に立つことのへの選択肢に転換されうること,さらにこの選択肢の拡大において情報学的知識およびスキルは個人のwell-beingの拡大に意味を持つこと,などを示唆する.2については情報学的知識が学習その他の活動のあり方を通して個人やグループの持続可能性に深く関与すること,この点をもって同勉強会への継続的参加が参加者のケイパビリティ拡大に確実に結びついていることが確認された.3については学習課題がプログラミングであることが,他の諸要因(勉強会の目的と運営,グループ固有の学習文化,学習者本人の動機,など)と関係し合いながら学習の自律性を引き出していることが示唆された.この点についてはデジタル時代における主体性(digital agency)として概念化を進めている.今後は平成30年度中に完結しなかった「情報技術・情報科学の知識・技能に関するケイパビリティ」の理論化の,特に学習・教育のケイパビリティ拡大への関わりの理論的枠組(Vaughan and Walker 2012)における,情報学的知識習得の特殊性に焦点を当てた理論化を目指す.さらに,従来通りにフィールドワークを継続して,理論化と並行しながらその理論の実地における有効性に関する知見を得ることを目指す.平成28年度、本研究者は研究計画に従い協力関係にある当該NPOにおいて年度内に27回のフィールド調査を実施し、加えて当該NPOスタッフ(支援者)及び利用者(被支援者)との多数のオンライン上でのコミュニケーションを行った。フィールド調査の内容は主にプログラミングを中心とする勉強会の開催、その中での参加者(支援者、被支援者双方)たちの学習を通した情報技術理解及び学習全般に関する意欲や技能向上への支援、及びその間の参加者や彼らを取り巻く当該NPO全体の様子の観察と記録であった。フィールド調査にあたっては、アクションリサーチの基本理念に従い、本研究者は支援者、被支援者との共同学習者としての立場からその都度共同的に学習課題を模索、設定し、特に被支援者による情報技術への親しみと知識・技能の向上を目指しながら支援を行った。また、その間に得られたデータ(主にフィールドノーツと映像記録からなる)から、今年度は1.当該NPOの学習スペース利用者たちによる日常的な情報技術利用実態と社会参加に向けた取り組み及びその展望についての現状の把握、2.当該NPOの学習スペース内の情報環境が提供する機能及び学習スペース利用者、支援スタッフによるその利用実態の把握、3.当該NPO支援スタッフによる学習支援を中心とする支援活動の実態及び課題認識の把握、4.情報技術・情報科学の知識・技能に関するケイパビリティ・アプローチによる評価枠組みの構築、5.プログラミング勉強会参加者によるプログラミングを学ぶことの意味と学習成果の認識の把握、の5点を中心に反省的な分析を通じた課題把握を行った。進捗状況で述べる通り、特に1、2、3、5について成果が見られた。平成28年度は研究計画・方法にあげた5点のうち、特に1, 2, 3, 5について相応の成果があったため。1は当該NPOの学習スペース利用者が主に私有のスマートフォン利用を通じて情報技術に親しんでいること、及び一部に学習スペースに準備されたPCを用いて主にソフトウェア操作に関する自習を行う例があることが確認された。本研究者が週1回行うプログラミング勉強会はそのような現状において学習スペース利用者の新たな情報技術への接点となっている。2は学習スペースに無線LANおよび5台の貸し出し用PCが常備され、随時学習や就労訓練等に貸し出されること、これらの実際の用途は主にプログラミング勉強会に付随する自習と上述のソフトウェア操作に関する自習が主であることがわかった。

3はNPO支援スタッフの課題認識として特定の技能習得よりも被支援者それぞれの課題に基づく総合的な自己回復(日常生活の安定、人との関わりへの慣れ、学習や就労への段階的な意識付けなど)を目指している点が理解された。5は情報技術への関わりが勉強会に参加した被支援者にとってまずは「学び直し」としての意義を持つことがわかった。特にゲーム等を通じて情報技術の日常的な消費者であった彼らにとって勉強会は「作り手」の側から情報技術に関わる機会であったこと、その機会を通じて彼らが限定的ではあっても「作り手」の側から情報技術に関わることができること(能力及び機会を得る可能性の双方における)を自ら知ったこと、などの事実が観察された。5については観察によって得られたデータの十分な理論的検討が十分には済んでおらず、引き続き取り組む必要があると判断される。平成29年度、本研究者は研究計画に従い協力関係にある当該NPOにおいて年度内に39回のフィールド調査を実施し、加えて当該NPOスタッフ(支援者)及び利用者(被支援者)との多数のオンライン上でのコミュニケーションを行った。フィールド調査の内容は主にプログラミングを中心とする勉強会の開催、その中での参加者(支援者、被支援者双方)たちの学習を通した情報技術理解及び学習全般に関する意欲や技能向上への支援、及びその間の参加者や彼らを取り巻く当該NPO全体の様子の観察と記録であった。フィールド調査にあたっては、アクションリサーチの基本理念に従い、本研究者は支援者、被支援者との共同学習者としての立場からその都度共同的に学習課題を模索、設定し、特に被支援者による情報技術への親しみと知識・技能の向上を目指しながら支援を行った。また、その間に得られたデータ(主にフィールドノーツと映像記録からなる)から、今年度は1.ケイパビリティ形成の観点による学習スペース内の情報環境の機能及び学習スペース利用者のICT利用実態の評価、2.学習スペース内の情報環境改善に伴う利用者・支援者の意識及び行動の変化の理解、3.プログラミング勉強会参加者によるプログラミングを学ぶことの意味と学習成果の認識の把握、4.プログラミング勉強会への継続的な参加による学習スペース利用者の社会参加に対する意識と行動への影響の確認、の4点を中心に反省的な分析を通じた課題把握を行った。進捗状況で述べる通り、特に1、3、4について成果が見られた。平成29年度は特に1, 3, 4について相応の成果があったため。1は情報教育支援を通して被支援者たちは(1)新たなテクノロジーの社会的な普及に自律的にキャッチアップすること、(2)テクノロジーへの自律的なキャッチアップを通して「テクノロジーは自己の動機や関心に基づいて習得し活用しうるものであること」を知ること、(3)テクノロジーの習熟により他者への貢献の機会が拡大すること、といった成果を得ることができた。また、(4)社会的ニーズのあるテクノロジーを習得することを通してキャリアの選択肢を拡大すること、といった課題に自ら取り組むことができた。
食品アレルゲンT細胞抗原決定基のタンパク質工学的改変による免疫応答の制御

牛乳中の主要なアレルゲンであるβ-ラクトグロブリン(β-Lg)をモデルとして、タンパク質抗原にアミノ酸置換を導入することによって生じる免疫応答の変化を解析した。まず、C57BL/6マウス(B6マウス)における優勢なT細胞抗原決定基である122-129残基を中心とする領域について、B6マウスの脾臓細胞より精製したNHCクラスII分子(I-A^b分子)と、β-Lgの119-133残基に相当するペプチド(p119-133)のアミノ酸置換アナログとの結合性を調べることにより、MHCクラスII分子との結合に重要な残基を同定した。その結果、p119-133の^<126>ProをAla及びPheに置換したペプチドP126A、P126F、^<128>ValをAspに置換したペプチドV128Dは、I-A^b分子との結合性が低下したことより、^<126>Proと^<128>ValがMHCクラスII分子との結合に関与していることが示された。次に、アナログペプチドP126Aを免疫原とした場合のT細胞応答、抗体産生応答を調べたところ、p119-133と比較してどちらの応答も著しく低下していることが明らかとなった。そこで、^<126>ProをAlaに置換したβ-Lg変異体P126Amutを、酵母分泌発現系を用いて作製した。また、対照としてT細胞レセプターとの結合に重要な^<129>Asp残基をAlaに置換した変異体D129Amutも同時に作製した。天然型β-Lgとこれらのβ-Lg変異体をそれぞれアジュバントとともにB6マウスの腹腔内に投与し、その血清中の特異抗体量を調べた。その結果、天然型β-Lg、D129Amutに対しては強い特異抗体産生応答が観察されたのに対し、P126Amutに対してはほとんど特異抗体が検出されず、その免疫原性が大きく低下していることが明らかとなった。本研究により、1アミノ酸残基の置換により食品アレルゲンなどの非自己タンパク質を免疫系による認識から逃れさせ、生体にとって有害な免疫応答を回避できる可能性がひらかれた。
癌の体腔内播種に対する選択的内照射療法の開発

癌性腹膜炎、癌性胸膜炎に対しては現在、有効な治療法がない。本研究は癌細胞にのみ特異的に集積する放射性同位元素(RI)標識化合物を用いて播種性癌病巣に対する選択的な内照射療法を開発することを目的とする。RI標識抗体を用いるミサイル療法の欠点の一つは抗体の血中からの消失が遅く、正常組織の被曝が少なくないことである。これは腹腔内の播種性病巣に対し標識抗体を腹腔内に投与した場合も同様である。一方、抗体の持つ高い特異性を利用しつつ、血中消失の速いRI標識体を用いることにより正常組織の被曝を軽減させるプレターゲティング法と呼ばれる手法が経静脈投与において開発されている。そこで癌性腹膜炎モデルに対し本法を応用し、放射能の腫瘍集積性に関してその有効性を検討した。アビジンとビオチンは非常に高い親和性で特異的に結合する。ビオチンは子分子なので血中での消失も癌組織への移行も速く、あらかじめ腫瘍に集積させておいたアビジンを標的分子としたRI標識体として利用される。ヒト大腸癌の播種性腫瘍をマウスの腹腔内に作成し、この腫瘍と特異的に反応するモノクローナル抗体にアビジンを結合させたアビジン結合抗体を腹腔内投与によりプレターゲティングした後に、In-111標識ビオチンを腹腔内投与した。この2段階により、従来のRI標識抗体を用いる方法に比較して、放射能の腫瘍への高い集積を維持しながら正常組織の放射能を格段に低く抑えることができ、その結果RI標識体の投与後、短時間ですぐれた放射能の腫瘍選択性が実現された。またアビジンのみを腹腔内投与した後にIn-111標識ビオチンを投与しても放射能の腫瘍への集積は高かった。これらの結果はアビジン・ビオチンを用いるプレターゲティング法が癌性腹膜炎、癌性胸膜炎の画像診断、内照射療法に応用しうることを示すとともに、アビジン自体が新しい腫瘍親和性物質である可能性を示唆する。