hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミルフィーユ構造の材料科学（研究に関する総括）

本総括班の目的は,ミルフィーユ構造のキンク強化理論の確立と新材料創製を目指して,司令塔として領域研究の組織的かつ有機的な運営を実施することである.初年度の主な実績は以下の通りである.(1)より効率的な領域運営のため,総括班体制を一部修正し,スリム化を図った.(2)領域キックオフ会議,および年度成果報告会を企画・開催し,領域内での研究活性化と,研究者間の連携強化に努めた.(3)異分野間の連携強化のため,各計画研究班内,および各計画研究班間の勉強会や研究会を積極的に企画・開催した.(4)学協会におけるシンポジウムを複数企画し,研究成果の発信に務めた.(5)広報活動の一環として,本新学術の内容紹介リーフレット,および第1号ニュースレターを刊行し,各学協会や各大学・研究機関に配布した,リーフレット配布は公募研究募集に非常に有効であった.(6)知的財産の重要性認識のため,領域メンバーを対象として特許専門家による講演会を実施し,特許申請を促した,(7)若手人材育成部会が中心となり,大学院生・若手研究者を主体とする合宿研究会を企画・開催した.(8)研究活動支援部会より,Mg合金系の共通試料の提供を開始した,(9)領域研究のホームページを立ち上げ,領域研究内容の情報発信に務めた.(10)本新学術が主催する国際会議を企画・開催し,海外の評価委員数名を含めて本新学術の方向性の議論を深めた.総括班体制を一部修正し,スリム化を図ることで領域運営が順調に機能している.総括班に設定した「領域交流推進部会」「研究活動支援部会」「情報発信・知財部会」「若手人材育成部会」国際活動支援部会」の各部会の責任者のもと,様々な領域企画が活発に立ち上げられ,領域研究の連携および活性化が極めて順調に進行している.領域内連携研究のさらなる活性化を図るとともに,国内外へ向けた研究展開を加速する.(1)領域内連携研究の活性化:公募研究キックオフミーティング,領域ガイドブック作成・配布,領域・班会議,班・連携研究会,施設・研究室見学・実習による目標明確化・理解を図り,領域全体の研究活動を活性化する.また,共通試料配布を始めとする研究活動支援体制や,若手人材育成,国際活動支援を確立する.(2)共通設備・機器の運用:共通試料作製のためのアーク溶解装置,繰返圧延装置,キンクメカニズム解明のための高速度ビデオカメラ,HP・DB用サーバーの領域内運用を開始する.(3)ミルフィーユ型新規材料の共通試料配布による計測・解析開始:ミルフィーユ型構造が確認された新規金属,高分子系材料の共通試料配布を開始する.また,すでに予備的な実験によりキンク強化が見いだされたセラミックス系ミルフィーユ材料に関しても,公募研究者も含めて共通試料配布を開始する.(4)研究評価委員会による研究評価・進捗確認:9月の合宿研究会,および3月の研究成果報告会において研究評価委員会による評価・進捗確認を実施し,領域企画委員会で各研究内容の調整・見直し等を図る.(5)国際活動支援の開始:国際会議(第5回日露セミナー, SIPS(Sustainnable Industrial Processing Summit)国際シンポジウム, MRM201 9)を主催,共催するとともに,その他国際活動を活性化するための支援を行う.本総括班の目的は,ミルフィーユ構造のキンク強化理論の確立と新材料創製を目指して,司令塔として領域研究の組織的かつ有機的な運営を実施することである.初年度の主な実績は以下の通りである.(1)より効率的な領域運営のため,総括班体制を一部修正し,スリム化を図った.(2)領域キックオフ会議,および年度成果報告会を企画・開催し,領域内での研究活性化と,研究者間の連携強化に努めた.(3)異分野間の連携強化のため,各計画研究班内,および各計画研究班間の勉強会や研究会を積極的に企画・開催した.(4)学協会におけるシンポジウムを複数企画し,研究成果の発信に務めた.(5)広報活動の一環として,本新学術の内容紹介リーフレット,および第1号ニュースレターを刊行し,各学協会や各大学・研究機関に配布した,リーフレット配布は公募研究募集に非常に有効であった.(6)知的財産の重要性認識のため,領域メンバーを対象として特許専門家による講演会を実施し,特許申請を促した,(7)若手人材育成部会が中心となり,大学院生・若手研究者を主体とする合宿研究会を企画・開催した.(8)研究活動支援部会より,Mg合金系の共通試料の提供を開始した,(9)領域研究のホームページを立ち上げ,領域研究内容の情報発信に務めた.(10)本新学術が主催する国際会議を企画・開催し,海外の評価委員数名を含めて本新学術の方向性の議論を深めた.総括班体制を一部修正し,スリム化を図ることで領域運営が順調に機能している.総括班に設定した「領域交流推進部会」「研究活動支援部会」「情報発信・知財部会」「若手人材育成部会」国際活動支援部会」の各部会の責任者のもと,様々な領域企画が活発に立ち上げられ,領域研究の連携および活性化が極めて順調に進行している.領域内連携研究のさらなる活性化を図るとともに,国内外へ向けた研究展開を加速する.(1)領域内連携研究の活性化:公募研究キックオフミーティング,領域ガイドブック作成・配布,領域・班会議,班・連携研究会,施設・研究室見学・実習による目標

明確化・理解を図り,領域全体の研究活動を活性化する.また,共通試料配布を始めとする研究活動支援体制や,若手人材育成,国際活動支援を確立する.(2)共通設備・機器の運用:共通試料作製のためのアーク溶解装置,繰返圧延装置,キンクメカニズム解明のための高速度ビデオカメラ,HP・DB用サーバーの領域内運用を開始する.(3)ミルフィーユ型新規材料の共通試料配布による計測・解析開始:ミルフィーユ型構造が確認された新規金属,高分子系材料の共通試料配布を開始する.また,すでに予備的な実験によりキンク強化が見いだされたセラミックス系ミルフィーユ材料に関しても,公募研究者も含めて共通試料配布を開始する.(4)研究評価委員会による研究評価・進捗確認:9月の合宿研究会,および3月の研究成果報告会において研究評価委員会による評価・進捗確認を実施し,領域企画委員会で各研究内容の調整・見直し等を図る.(5)国際活動支援の開始:国際会議(第5回日露セミナー, SIPS(Sustainnable Industrial Processing Summit)国際シンポジウム, MRM201 9)を主催,共催するとともに,その他国際活動を活性化するための支援を行う.
Inquiry-Based Learning Using Eye-Tracking Technology for Improving Paraphrasing Skills in Summary Writing

研究計画にある眼球測定装置について、初年度と次年度に装置およびハイスペックPCと分析ソフトを分けて購入を検討していたが、改めて検討した結果、分析結果を見せたうえで被験者からアンケートデータ回収必要があると判断した。そのため、PCと分析装置を初年度一緒に購入し、分析を行いながらのデータ収集を行えるよう、前倒し請求を行った。
行動ダイナミクスを通したオペラント条件づけの連合学習的理解

行動分析学では、十分な学習を経た後の定常状態となった行動の分析に主眼がおかれてきた。本研究では学習原理のさらなる解明を目指し、そうした定常状態へと至るまでの行動の変容過程、すなわち行動ダイナミクスに注目した。具体的な柱は、(1)行動ダイナミクスの研究方法論の確立、(2)行動ダイナミクスに関するモデルの提唱、(3)行動ダイナミクスに関連する神経機構の研究、の3点であった。平成23年度の研究ではこのうちの(1)と(3)、平成24年度の研究ではこのうちの(1)と(2)に取り掛かり、それぞれ一定の成果が得られた。最終年度である平成25年度の研究では昨年度の研究をさらに発展させることを目指した。まず(1)に関し、左右2つの選択肢から得られる強化割合を12回の強化子呈示ごとに様々に変化させる変動環境法の手続きにおいて、ラットが一定の反応間時間(例えば前回の反応から2秒以上経過した後の反応)を示した場合にのみ強化子を与えるという操作を行った。これは専門的には強化スケジュールの操作と言われるが、この操作は従事時間割合に影響を与えず、一方でその時間内での反応の速度を遅くさせることが示された。これより、強化割合が従事時間割合を制御し、同時に強化はその直前に行われていた反応を繰り返させるという、2つの独立した強化機能の存在が示された。次に(2)に関し、上記結果の説明するモデルの構築を試みた。ここでは上述の強化スケジュールの操作が明らかにした現象に着目し、強化はその直前に行われていた反応を繰り返させるという学習過程のみによる学習モデルを構築し、これにより行動ダイナミクスに関するデータの大部分を説明することができた。このモデルは、行動一強化間の接近性が学習において極めて重要であることを示すものである。(抄録なし)これまでの学習研究では定常状態の行動が調べられてきたが、学習の原理のさらなる理解には、それに至る変容過程(行動ダイナミクス)を解き明かす必要がある。本研究では、(1)行動ダイナミクスを研究する方法論の確立、(2)行動ダイナミクスを説明する多重予測誤差学習モデルの提唱・検証、(3)多重予測誤差学習モデルに対応する神経基盤の解明、の3つを柱としている。平成23年度の研究ではこのうちの(3)に取り掛かった。全体として2種類の実験を行った。1つめは変動環境法を用いたものであった。ここでは、左右の選択肢から得られる強化割合が10回の強化子呈示ごとに変化する。一般に、強化割合が変化した直後に無選好の状態となり、その後は強化子の呈示数に応じて負の増加関数的な学習曲線が観察される。本研究ではこの学習曲線に対するd-amphetamine(ドーパミン作動薬)と8-OH-DPAT(セロトニン5・HTIA作動薬)の効果を調べた。その結果、これらの薬物は学習曲線に影響を及ぼさなかった。もう1つは、小強化子と大強化子の選択において、後者の遅延時間を徐々に長くしていくという累積遅延法を用いたものであった。一般に、遅延が無い状態では大強化子への一方的な選好、そして遅延が長くなるにつれて小強化子への選好のシフトが観察される。この場面では、d-amphetamineの投与は行動の固執性を増加させ、小強化子への選好のシフトを遅らせることが示された。また8-OH-DPATの効果は個体内では一貫しつつも、個体間では一貫しないことが示された。以上より行動ダイナミクスにおけるドーパミンとセロトニンの役割がより明瞭なものとなった。これらの伝達物質は行動ダイナミクスに関与するものの、その影響の度合いは課題場面に大きく依存するようである。またセロトニンの、個体内では一貫しつつも個体間では一貫しないという結果は、その効果が他の機構との複雑な相互作用のうえに成り立っていることを示唆している。これまでの学習研究では主に定常状態の行動の分析に主眼が置かれてきたが、学習原理のさらなる理解にはそれに至る変容過程(行動ダイナミクス)を解き明かす必要がある。本研究では、(1)行動ダイナミクスを研究する方法論の確立、(2)行動ダイナミクスを説明するモデルの提唱・検証、(3)モデルの神経基盤の解明、の3つを柱としている。平成24年度の研究ではこのうちの(1)と(2)に取り掛かった。ラットのレバー押しを用いた並立変動時隔スケジュール場面において、左右2つの選択肢から得られる強化割合を、12回の強化子呈示ごとに様々に変化させた(変化があったことのみ信号される)。この変動環境法とよばれる実験場面から、選好は強化割合が変化した直後に一度無選好となり、その後はその新たな強化割合に一致するように負の増加関数的に変化することが示された。この結果は、並立スケジュール場面で頻繁に観察されるマッチング法則(相対反応数は相対強化数に一致する)という定常状態での法則に対し、どのような過程を経てその法則へと至るのかという行動ダイナミクスのデータを提供するものである。またこれを士台として本研究では、この場面において強化子を特定の反応問時間(IRT)のみに随伴させることの効果を調べた。本研究者が最近提唱したCopyistモデル(Tanno & Silberberg,2012)は、各選択肢への選好は強化割合により決定され、一方でその反応がいつ起こるのかについては、IRTに対する強化により決定されると考える。

実験の結果はこの予測に合致するものであり、特定のIRTに対する強化は選好には影響を及ぼさなかった一方、その反応がいつ起こるのかを左右することが示された。従来の研究では行動が"どこに"対して起こるのかという点のみが注目され、"いつ"それが起こるのかが見過ごされてきた。本研究から、強化子・報酬の直前に位置するIRTがその"いつ"を決定し、そしてそれは"どこに"とは独立したメカニズムにより維持されることが明らかとなった。行動分析学では、十分な学習を経た後の定常状態となった行動の分析に主眼がおかれてきた。本研究では学習原理のさらなる解明を目指し、そうした定常状態へと至るまでの行動の変容過程、すなわち行動ダイナミクスに注目した。具体的な柱は、(1)行動ダイナミクスの研究方法論の確立、(2)行動ダイナミクスに関するモデルの提唱、(3)行動ダイナミクスに関連する神経機構の研究、の3点であった。平成23年度の研究ではこのうちの(1)と(3)、平成24年度の研究ではこのうちの(1)と(2)に取り掛かり、それぞれ一定の成果が得られた。最終年度である平成25年度の研究では昨年度の研究をさらに発展させることを目指した。まず(1)に関し、左右2つの選択肢から得られる強化割合を12回の強化子呈示ごとに様々に変化させる変動環境法の手続きにおいて、ラットが一定の反応間時間(例えば前回の反応から2秒以上経過した後の反応)を示した場合にのみ強化子を与えるという操作を行った。これは専門的には強化スケジュールの操作と言われるが、この操作は従事時間割合に影響を与えず、一方でその時間内での反応の速度を遅くさせることが示された。これより、強化割合が従事時間割合を制御し、同時に強化はその直前に行われていた反応を繰り返させるという、2つの独立した強化機能の存在が示された。次に(2)に関し、上記結果の説明するモデルの構築を試みた。ここでは上述の強化スケジュールの操作が明らかにした現象に着目し、強化はその直前に行われていた反応を繰り返させるという学習過程のみによる学習モデルを構築し、これにより行動ダイナミクスに関するデータの大部分を説明することができた。このモデルは、行動一強化間の接近性が学習において極めて重要であることを示すものである。当初の予定では、米国University of Texas Health Science Center at SanAntonio、薬理学部、CharlesFrance教授の実験室において、学習曲線に対するセロトニンの効果の検討を目的としていた。実際にはセロトニンに加えドーパミンも検討対象に含めた。この点で(1)に区分される成果が達成された。本年度の研究では、(1)行動ダイナミクスを研究する方法論の確立、(2)行動ダイナミクスの説明モデルの提唱・検証、を目的とした。様々な実験パラメータ値の下での行動ダイナミクスのデータを蓄積し、かつそれがCopyistモデルの予測と合致するものであったという研究成果は、当初の計画通りの進展であったと考えられる。本研究の柱の1つは、反応がいつ(反応潜時)、どこに(選択行動)起こるのかを表現する2重予測誤差学習モデルの検討である。2年目ではこのモデルの検証を目的とした基礎的データの蓄積を目指す。基本的には一年目と同様の変動環境法を用い、反応潜時のみに影響する、あるいは選択行動のみに影響すると予測される条件を順次検討していく。
丸棒貫入試験による軟岩の力学的特性の把握に関する研究

一般的に軟岩類は通常の強度試験を行う場合、その整形が非常に困難なものが多く、また実際上整形が不可能なものも稀ではない。そこで試料の整形をほとんど必要としない非整形供試体を用いる丸棒貫入試験について数値解析および実験を行い、種々検討を加えた。本研究において得られた結果をまとめれば以下のとおりである。1.試験に用いる供試体の寸法は、貫入丸棒の直径の少なくても10倍は必要である。2.貫入強度は貫入丸棒の寸法効果、すなわち丸棒の大きさに大きく依存する。これは貫入に伴う丸棒先端での破壊のメカニズムが異なるからである。3.しかし、丸棒の径を小さくすると寸法効果の影響はほとんどなくなり、また供試体の寸法も小さくてよい。4.貫入ヤング率は丸棒の寸法効果をほとんど受けない。5.岩石の一軸圧縮強度Scと50%強度における接線ヤング率E_<50>は、丸棒貫入試験により得られる貫入強度Srpと貫入ヤング率Erpを用いて、次式から推定することができる。Sc=0.11Srp、E_<50>=2.3Erp 6.丸棒貫入試験により、水分による劣化や軟弱化の定量的な計測が簡単に行える。本研究において種々検討した丸棒貫入試験は、点載荷圧裂引張試験(ポイント、ロード試験)と組み合わせることにより精度の良い岩石の強度評価を簡単に行うことが可能であり、また、ボーリング孔を利用して行う孔内点載荷試験への適用の可能性も十分にあり、今後この方向への適用に関して研究を進める予定である。丸棒貫入試験法のメカニズムの理論的解明・確認については現有のパーソナルコンピュータにより行ない,実験に及ぼす供試体の寸法や拘束条件の影響について明らかにした.しかし,破壊までをも含めた丸棒の貫入挙動の完全な解明には破壊条件式や破壊後の挙動を考慮して行う必要がある.実験には九州地区の2つの炭鉱における全稼行炭層中の石炭と2種の夾炭層岩石である頁岩を用い,整形供試体による通常の強度試験(一軸圧縮および圧裂引張試験)と非整形供試体による丸棒貫入試験を行った.なお,これらの試験は種々の条件下で養生した供試体を用いた.丸棒貫入試験で得られた強度特性は整形供試体を用いた通常の試験結果と良い相関性が得られた.しかし,供試体自体に起因するバラツキ,丸棒の大きさの違いによるバラツキが比較的大きく,今後さらなる実験を重ねる必要がある.なお,購入したロードセルにより,丸棒貫入特性曲線がX-Yレコーダで容易に求められ,実験が精度良く行えるようになった.また,購入したフラットジャキにより,拘束圧を与えた条件下で丸棒貫入試験を一部実施した.しかし,拘束圧の影響は明確なものではなく,さらなる実験が必要である.次年度(昭和63年度)においては,実験回数を増やし,丸棒の寸法効果や拘束圧の影響を明らかにし,整形供試体が作成できないような軟岩類にも適用できる丸棒貫入試験法を確立し,さらに吸水に伴う強度劣化の評価法へのこの試験法の適用を図る.昭和62年度に引き続き、九州地区の2つの炭鉱から採取した石炭および頁岩や砂質頁岩などの夾炭層岩石について、整形供試体を用いた通常の一軸圧縮試験と非整形供試体を用いた丸棒貫入試験を行った。これらの結果から、岩石の力学的特性を表すものとして一般的に用いられる一軸圧縮強度Scと50%強度における接線ヤング率E_<50>は、丸棒貫入試験で得られた貫入強度Srpと貫入ヤング率Erpを用いて、それぞれ次式で推定できることを示した。Sc=0.11Srp,E_<50>=2.3

Erp夾炭層岩石は水を含むことによりその力学的特性はかなり低下し、整形供試体を作製することは極めてむずかしく、通常の強度試験によりこの種の岩石の含水に伴う強度低下を定量的に把握することはかなり困難なことである。しかし、本研究で用いる丸棒貫入試験は、このように水の影響を受けやすい岩石に対しても適用でき、この試験により夾炭層岩石の水分の影響を明確にすることができた。さらに、含水による貫入強度の低下割合と等価モンモリロナイト含有量には、明確な直線関係が認められ、貫入強度低下割合からモンモリロナイトの含有量を推定することにより、岩石の吸水膨張性を評価することが可能であることを見出した。また、現場の坑道における下盤の含水率の測定を行い、含水に伴う下盤の強度低下を明らかにするとともに、坑道の変形挙動について検討を加え、丸棒貫入試験の現場適応性を明確にした。
歯槽骨の炎症性骨破壊を阻止する画期的骨吸収抑制薬の開発

TNFα/TNF受容体の相互関係において機能的に最も重要な接触ポイントの立体構造に似せてわずか9つのアミノ酸でできた環状ペプチドW9は、TNFαの作用をブロックする(Nature Biotechnology, 15, 1266-1270, 1997)。我々はすでにW9が低カルシウム食飼育によるマウスの骨密度減少を完全に抑制し、低カルシウム食飼育による破骨細胞数の上昇もブロックすることを報告した(課題番号12641802)。今回我々は、生体分子間相互作用解析装置を用いてTNFと破骨細胞分化促進因子であるRANKLの双方ともW9にほぼ同様な親和性を持ってバインドすることを明らかにした。このことから、W9はTNFのアンタゴニストとしてだけでなく、RANKLのアンタゴニストとして働き、炎症性の骨吸収に対しても有力な抑制剤になる可能性が示唆された。そこで、非常に強い炎症と骨破壊が引き起こされるマウス関節炎(CIA)モデルを用いてW9の炎症性骨吸収に対する効果を検討した。W9は2回目のコラーゲンの感作から浸透圧ポンプで皮下投与すると、3週間の投薬により関節炎スコアーを有意に下げ、関節周囲の骨吸収さらにパンヌス形成をブロックした。また、歯周病の病原細菌であるP.g菌を頭蓋骨に打ち込む歯周病の炎症性骨吸収のモデルにおいて、W9はこの炎症性骨吸収を抑制し、炎症性細胞浸潤を抑制した。W9をデザインしたTNF受容体上のリガンド接触ポイント(ドメイン3番目の最初のループ)は炎症にも骨吸収にも双方に抑制効果を発揮する新しい形の薬剤開発を生み出す可能性がある。今回の研究成果により、リウマチ性関節炎や歯周病における炎症性骨破壊に対する抑制薬開発にとって画期的なアプローチを提言することができた。TNFα/TNF受容体の相互関係において機能的に最も重要な接触ポイントの立体構造に似せてわずか9つのアミノ酸でできた環状ペプチドW9は、TNFαの作用をブロックする(Nature Biotechnology,15,1266-1270,1997)。我々はすでにW9が低カルシウム食飼育によるマウスの骨密度減少を完全に抑制し、低カルシスム食飼育による破骨細胞数の上昇もブロックすることを報告した(課題番号12641802)。このことから、W9はTNFのアンタゴニストとしてだけではなく、RANKLのアンタゴニストとして働き、炎症性の骨吸収に対しても有力な抑制剤になる可能性が示唆された。DBA/1Jマウスを用いたこのモデルは、コラーゲンタイプ2を2回感作させ、2回目の感作以降に関節炎症状が現れる。W9を2回目感作の翌日から一日おきに3セット皮下投与を行った結果、関節炎スコアーを有意に下げ、脛骨の骨吸収をブロックした。RANKLのアンタゴニストであるosteoprotegerin(OPG)は、ラットのアジュバント関節炎モデルにおいて関節炎は押さえることが出来ず、骨吸収のみ抑制作用を発揮したことが報告されているが、W9は炎症にも骨吸収にも双方に抑制効果を発現することが明らかとなり、将来、歯周炎など炎症性骨吸収に対する抑制剤として非常に期待される。TNFα/TNF受容体相互作用上、最も重要な接触ポイントの立体構造に似せて設計された環状ペプチドW9は、TNFαの作用をブロックする(Nature Biotechnology,15,1266-1270,1997)。

我々はすでにW9が低カルシウム食飼育によるマウスの骨密度減少を完全に抑制し、低カルシウム食飼育による破骨細胞数の上昇もブロックすることを報告した(課題番号12641802)。我々はこの科学研究費によりTNFおよび破骨細胞分化促進因子であるRANKLの双方ともW9にほぼ同様な親和性を持って結合することを明らかにしたことから、W9はTNFのアンタゴニストとしてだけでなく、RANKLのアンタゴニストとして働き、炎症性の骨吸収に対しても有力な抑制剤になる可能性が示唆された。そこで、非常に強い炎症と骨破壊が引き起こされるマウス関節炎(CIA)モデルを用いてW9の炎症性骨吸収に対する効果を検討した。DBA/1Jマウスを用いたこのモデルは、コラーゲンタイプ2を2回感作させ、2回目の感作以降に関節炎症状が現れる。W9を2回目感作の翌日から一日おきに3セット皮下投与を行った結果、関節炎スコアーを有意に下げるだけでなく、膝関節部のパンヌス形成も抑え、関節面に面する骨量低下をブロックし、脛骨2次海綿骨部の骨吸収もブロックした。RANKLのアンタゴニストであるosteoprotegerin(OPG)は、ラットのアジュバント関節炎モデルにおいて関節炎は押さえることが出来ず、骨吸収のみ抑制作用を発揮したことが報告されているが、この研究によりW9は炎症にも骨吸収にも双方に抑制効果を発現することが明らかとなり、将来、歯周炎などの炎症性骨吸収に対する抑制剤として非常に期待される。
結晶光子場による重イオンのコヒーレント共鳴励起

結晶中を通過する高速イオンは,結晶中の原子列及び原子面を横切ることで周期的な振動電磁場を感じる.これは一種の疑似光子と見なすことができ,このエネルギーがイオンの遷移エネルギーと一致するとき,イオンは共鳴的に励起される.これをコヒーレント共鳴励起(Resonant Coherent Excitation : RCE)と呼ぶ.我々は,数100MeV/uの軌道電子を基底状態に持つArやFeイオンを,Si結晶中に通過させて,軌道電子を基底状態から励起準位にRCEを通じて励起させた.本研究では,特に厚さ1μmという極薄結晶と,高エネルギ」重イオンの組み合わせを採用することにより,結晶中でのイオン化を大幅に抑え,非チャネリング条件下におけるRCEを観測することに初めて成功した.このとき,イオンは3次元結晶実空間中において特定の原子面を横切る際の周期によって励起されるため,いわば,3次元コヒーレント共鳴励起(3D-RCE)といった状況が達成されたことになる.3D-RCEを利用して,A型3準位間の2つの遷移を同時励起する2重共鳴を観測した.その結果,同時励起2重共鳴条件では共鳴ピークが2つに分裂する様子が観測された.これは,我々の利用する2^1Pから1s2s2^1Sへの遷移を引き起こす結晶電場の強度が強いため,この2つの状態が振動電場によって結合したドレスド原子状態が形成されていることを示唆しており,量子光学分野でしばしば観測されるAutler-Townes2重項に相当する.また,3D-RCEに伴う脱励起X線放出の異方性を詳細に観測することにより,振動電場の偏向方向に関する情報を得ることに成功した.このような一連の実験から,X線領域とVUV領域のレーザー光を同時照射することによってひき起こされる3準位系のコヒーレントなダイナミクスを研究することが可能になったと結論される.結晶中を通過する高速イオンは,結晶中の原子列及び原子面を横切ることで周期的な振動電磁場を感じる.これは一種の疑似光子と見なすことができ,このエネルギーがイオンの遷移エネルギーと一致するとき,イオンは共鳴的に励起される.これをコヒーレント共鳴励起(Resonant Coherent Excitation : RCE)と呼ぶ.我々は,数100MeV/uの軌道電子を基底状態に持つArやFeイオンを,Si結晶中に通過させて,軌道電子を基底状態から励起準位にRCEを通じて励起させた.本研究では,特に厚さ1μmという極薄結晶と,高エネルギ」重イオンの組み合わせを採用することにより,結晶中でのイオン化を大幅に抑え,非チャネリング条件下におけるRCEを観測することに初めて成功した.このとき,イオンは3次元結晶実空間中において特定の原子面を横切る際の周期によって励起されるため,いわば,3次元コヒーレント共鳴励起(3D-RCE)といった状況が達成されたことになる.3D-RCEを利用して,A型3準位間の2つの遷移を同時励起する2重共鳴を観測した.その結果,同時励起2重共鳴条件では共鳴ピークが2つに分裂する様子が観測された.これは,我々の利用する2^1Pから1s2s2^1Sへの遷移を引き起こす結晶電場の強度が強いため,この2つの状態が振動電場によって結合したドレスド原子状態が形成されていることを示唆しており,量子光学分野でしばしば観測されるAutler-Townes2重項に相当する.また,3D-RCEに伴う脱励起X線放出の異方性を詳細に観測することにより,振動電場の偏向方向に関する情報を得ることに成功した.このような一連の実験から,X線領域とVUV領域のレーザー光を同時照射することによってひき起こされる3準位系のコヒーレントなダイナミクスを研究することが可能になったと結論される.結晶中を通過する高速イオンは,結晶中の原子列及び原子面を横切ることで周期的な振動電磁場を感じる.これは一種の疑似光子と見なすことができ,このエネルギーがイオンの遷移エネルギーと一致するとき,イオンは共鳴的に励起される.これをコヒーレント共鳴励起(Resonant Coherent Excitation : RCE)と呼ぶ.我々は,今まで数100MeV/uの軌道電子を基底状態に持つArやFeイオンを,20μm程度の厚さのSi結晶中に通過させて,軌道電子を基底状態から励起準位にRCEを通じて励起させる実験を行ってきた.この場合,面チャネリング条件下でイオンビームに対する結晶方向を走査することにより,共鳴エネルギーを変化させ,出射イオンのイオン化割合の増加を測定することからRCEを観測した.ところが,チャネリング条件にない場合には,入射イオンの結晶内電子や核との衝突回数が増加して,入射イオンに束縛されている軌道電子がすべてイオン化してしまうため,従来の方法ではRCEを観測することができなかった.しかし今年度,厚さ1μmという極薄結晶を用いて結晶中でのイオン化を大幅に抑えることにより,非チャネリング条件下におけるRCEを観測することに初めて成功した.このとき,イオンは3次元結晶実空間中において特定の原子面を横切る際の周期によって励起されるため,いわば,3次元コヒーレント共鳴励起(3D-RCE)といった状況が達成されたことになる.また,このとき得られた3D-RCEの共鳴プロファイルについて,従来のチャネリング条件下のものと比較検討した。

チャネリング条件下で観測された共鳴プロファイルは,強い結晶静電場によるシュタルクシフトを反映して幅広になる.ところが,今回観測した3D-RCEの共鳴プロファイルは,幅が先鋭化し,ピークはイオンの真空中における遷移エネルギーに一致している.この条件下では,イオンは原子面を周期的に次々に乗り越えるため.面チャネリング下でイオンが感じていた結晶静電場も時間変動する。この周期が短い場合、結局シュタルクシフトは相殺されてしまうため,共鳴プロファイルが先鋭化するものと解釈される。来年度は,この3D-RCEに伴う脱励起X線観測を精密に測定する予定である.結晶中を通過する高速イオンは,結晶中の原子列及び原子面を横切ることで周期的な振動電磁場を感じる.これは一種の疑似光子と見なすことができ,このエネルギーがイオンの遷移エネルギーと一致するとき,イオンは共鳴的に励起される.これをコヒーレント共鳴励起(Resonant Coherent Excitation : RCE)と呼ぶ.我々は,観数100MeV/uの軌道電子を基底状態に持つArやFeイオンを,Si結晶中に通過させて,軌道電子を基底状態から励起準位にRCEを通じて励起させた.本研究では,特に厚さ1μmという極薄結晶と,高エネルギー重イオンの組み合わせを採用することにより,結晶中でのイオン化を大幅に抑え,非チャネリング条件下におけるRCEを観測することに初めて成功した.このとき,イオンは3次元結晶実空間中において特定の原子面を横切る際の周期によって励起されるため,いわば,3次元コヒーレント共鳴励起(3D-RCE)といった状況が達成されたことになる.今年度は3D-RCEを利用して,Λ型3準位間の2つの遷移を同時励起する2重共鳴を試みた.3D-RCEでは,イオンエネルギー以外に2方向への結晶角度回転の自由度が生じるため,イオンエネルギーを変化させることなくこのような同時共鳴実験が可能になる.具体的にはヘリウム様のAr^<16+>イオンを用いて,基底準位の1s^21^1S準位から1s2p2^1Pへ励起すると同時に1s2p 2^1Pから1s2s2^1Sへの遷移を起こさせて,基底状態からは禁制である準位への励起を行った.後者の遷移エネルギーに一致する条件下で,前者の遷移エネルギー付近で結晶を回転させ,その際の通過イオンの荷電分布を測定することにより,共鳴プロファイルを測定した.その結果,同時励起2重共鳴条件では共鳴ピークが2つに分裂する様子が観測された.これは,我々の利用する2^1Pから1s2s2^1Sへの遷移を引き起こす結晶電場の強度が強いため,この2つの状態が振動電場によって結合したドレスド原子状態が形成されていることを示唆しており,量子光学分野でしばしば観測されるAutler-Townes2重項に相当する.また,3D-RCEに伴う脱励起X線放出の異方性を観測することにより,振動電場の変更方向に関する詳細な情報も得られた.このようにX線領域とVUV領域のレーザー光を同時照射することによってひき起こされる3準位系のコヒーレントなダイナミクスを研究することが可能になったと結論される.結晶中を通過する高速イオンは,結晶中の原子列及び原子面を横切ることで周期的な振動電磁場を感じる.これは一種の疑似光子と見なすことができ,このエネルギーがイオンの遷移エネルギーと一致するとき,イオンは共鳴的に励起される.これをコヒーレント共鳴励起(Resonant Coherent Excitation : RCE)と呼ぶ.
抗原のクロスプレゼンテーションによる全身性エリテマトーデス誘導機構の研究

stimulator of IFN genes(STING)に着目して、抗原のクロスプレゼンテーションの機構を解明することで、全身性エリテマトーデス(SLE)の発症を誘導する機序を明らかにすることを目的として、研究を行った。in vitroにおいて、STINGは樹状細胞における抗原のクロスプレセンテーションに関与することが示唆された。一方で、in vivoにおける抗原のクロスプレゼンテーションへのSTINGの寄与は大きくなく、外来抗原の繰り返し投与によるSLEの発症誘導においても、STING欠損マウスでは野生型マウスと同等に組織傷害が誘導された。1.STINGは抗原のクロスプレゼンテーションに関与するかSTING欠損マウスから作製したSTINGを欠損する骨髄由来樹状細胞(BMDC)を用いて、抗原のクロスプレゼンテーションへのSTINGの関与をin vitroにおいて検討した。野生型およびSTING欠損マウスの骨髄細胞をGM-CSFで刺激培養し、BMDCを作製した。このBMDCに卵白アルブミン(OVA)をパルスし、この後、CD8+ T細胞と共培養した(クロスプレゼンテーションアッセイ)。24時間後にCD8+ T細胞の活性化を検討した。その結果、野生型BMDCを用いた場合と比較して、STING欠損型BMDCを用いた場合にはCD8+ T細胞の活性化が減少した。2.STINGはどのように抗原のクロスプレゼンテーションに関わるか(1)STINGがSec61と相互作用しているかを解析した。野生型BMDCからタンパクを抽出し、抗STING抗体を用いて免疫沈降を行った。その結果、Sec61はSTINGと共沈した。また同様に、抗Sec61抗体を用いて免疫沈降を行ったところ、STINGはSec61と共沈した。これらのことから、Sec61とSTINGは相互作用していることが示唆された。(2)STINGが関与するシグナル伝達について検討した。野生型BMDCにOVAをパルス後、STINGを介するシグナル伝達分子の活性化を検討した。しかし、それらの分子群の活性化は見られなかった。STINGは抗原の繰り返し投与による全身性エリテマトーデス(SLE)の発症に関与するかを検討した。野生型およびSTING欠損マウスに卵白アルブミン(OVA)を繰り返し投与し、SLEの発症を誘導した。組織傷害として、腎炎を評価した。呈色半反応による半定量試験紙を用いて、タンパク尿を検出した。また、細胞内染色により脾臓のIFNγ産生CD8+ T細胞をフローサイトメーターで検出し、細胞傷害性T細胞(CTL)の生成を検討した。その結果、STING欠損マウスでは野生型マウスと同等にタンパク尿が検出され、腎傷害が誘導された。また脾臓におけるIFNγ産生CD8+ T細胞も、STING欠損マウスと野生型マウスで同等に検出され、両マウスにおいて同等にCTLが生成していた。STINGが抗原のクロスプレゼンテーションに影響するか否かの検討、およびSTINGが関連分子と相互作用するか否かの検討を、概ね予定通りに完了できたため。免疫学1.質量分析を行い、抗原のクロスプレゼンテーションにおいてSTINGが相互作用する分子を網羅的に解析する。2.STINGは全身性エリテマトーデス(SLE)の発症に関与するかを検討する。STING欠損マウスにSLEの発症を誘導し、細胞傷害性T細胞の生成や組織傷害の有無を解析して、抗原のクロスプレゼンテーションへのSTINGの関与をin vivoで検討する。また、SLE発症後の野生型およびSTING欠損マウスのDCを用いてクロスプレゼンテーションアッセイを行い、両マウスのDCにおける抗原のクロスプレゼンテーション能力を解析する。STINGと他の分子との関連について、当初の予定よりも詳細な検討を行い、この検討を優先して行った。それに伴い、本年度に行う予定であった質量分析を次年度に行うこととした。そのため、質量分析にかかる費用が次年度使用となった。本年度に行う予定であった質量分析を次年度に行い、この費用として使用する。
ヒト多能性幹細胞からのin vitro器官形成を用いた中枢神経系発生毒性評価法

ヒトまたはマウス多能性幹細胞を用いた毒性評価法の開発において最も大きな問題点は分化の不均一性である。本研究では培養条件を検討し、マウスES細胞から均一かつ迅速に大脳様構造を形成させることに成功した。また、実際にヒト、マウスに大脳構造の異常を誘発する化学物質を曝露し、in vitroで形成した大脳様構造に異常が生じることを確認し、このシステムをもちいて発生毒性を評価できる可能性をみいだした。また、ヒトES細胞の培養条件を調節することで、短期間で神経系に分化させることに成功した。本研究は、多能性幹細胞からの器官形成を用いて中枢神経発生毒性の簡便な評価方法を確立することを目的として実施した。最終年度となった24年度は、器官形成過程に実際に化学物質を曝露し、その影響を評価した。マウスES細胞を、大脳様構造分化誘導条件下で浮遊培養し、分化開始0日と7日にバルプロ酸1mMを添加した。それぞれ、0日、7日、14日でmRNAを回収しDNAマイクロアレイを用いて遺伝子発現の変化を調べたところ、インスリンシグナルの活性化とそれに伴うNgr-2シグナルの抑制が検出された。また14日目の大脳様構造に対し、神経幹細胞マーカーNestin、第一層マーカーReelin、第二層マーカーTbr1に対する免疫染色を施したところ、バルプロ酸曝露群ではNestinの局在に変化は見られないものの、Reelin陽性細胞の減少とTbr1のシグナルの不検出がみられ、大脳様構造の層構造形成の撹乱が生じていることが観察された。バルプロ酸はマウス、ヒトで大脳構造の異常を誘発することが知られており、本システムが中枢神経の発生毒性を検出できることが確認できた。ヒトES細胞の系に関しては研究機関の変更に伴う遅延のため、結果を得るに至らなかった。全体として、ヒト多能性幹細胞を用いるシステム構築という当初目的は達成できなかったが、マウス多能性幹細胞のシステムから、このシステムが有望なもので有ることが立証できた。また、23年度にはヒトES細胞KhES-3から短期間で神経を分化させることにも成功し、当該細胞を用いた毒性評価に関して論文発表を行った。マウス胚性幹細胞から、既報に基づいて大脳皮質様構造を分化誘導し、成熟神経マーカーMap2、アストロサイトマーカーGfap、神経幹細胞マーカーNestinに対する抗体で染色をほどこしたところ、神経幹細胞が中心部に集まり、外側で成熟神経細胞やアストロサイトが層をなす構造が確認できた。また分化の各段階で、神経系細胞の種々の分化ステージマーカーの発現を定量的RT-PCRで調べたところ、既報と一致する結果を得た。このことから、大脳皮質様構造作成の再現は成功した、しかし分化効率が予想より悪く、また分化のタイミングにも大きなばらつきがみられた。毒性評価を目的とする本研究において、このようなばらつきは大きな問題である。分化条件の最適化を試みた結果、ヒト多能性幹細胞用の神経分化培地を使用した場合、形態的に神経様以外の細胞がほとんど出現しないことが確認できた。マウス胚性幹細胞については、今後の実験をこの条件で進める予定である。ヒト多能性幹細胞からの大脳皮質様構造の分化には、50日以上の期間を要することが報告されている。毒性評価に用いるには分化誘導期間の短縮が欠かせない。ヒト多能性幹細胞を或る条件で維持培養すると、神経上皮細胞様の形態を呈する細胞が出現した。この細胞を神経系に分化誘導すると、従来よりも短期間でMAP2陽性神経細胞が出現することが分かった。またドーパミン神経細胞マーカーTh陽性の細胞も確認でき、成熟した神経が分化していることが明らかになった。一方、この細胞を通常の維持条件で培養すると、ヒト多能性幹細胞様の形態を呈し、様々な細胞に分化できることが確認できた。これらの結果から、この細胞は多能性を維持しながら、神経系に分化しやすい性質を獲得していると考えられ、毒性評価には有用な細胞であると思われた。以上のように、本研究課題の懸案であった、分化効率の向上と分化期間の短縮に成功した。23年度中にモデル物質の曝露実験を行う予定であったが、多能性幹細胞の維持、分化条件の最適化に手間取ってしまい実施できなかった。一方、分化効率の向上と分化期間の短縮において大きな進展がみられ、本研究の目的達成に向けて確実に前進したと考えている。マウス多能性幹細胞を用いる系に関しては、23年度に確立した手法を用いて、可及的速やかにモデル物質の曝露実験を実施し、毒性評価法としての妥当性を評価する。ヒト多能性幹細胞を用いる系に関しても、23年度に得た結果をもとに大脳皮質様構造の作成と、モデル物質の曝露実験を開始する。併行してGFP導入細胞の樹立、遺伝的背景のことなる人工多能性幹細胞の入手を進め、系の完成後に応用できるよう準備を進める。これによって、当初目的を達成する。

多能性幹細胞の維持、分化手法の最適化に手間取ったため、当初の予定額を使用しなかった。24年度には、モデル物質の曝露実験、GFP導入細胞の樹立実験に関する消耗品類の購入、人工多能性幹細胞とその維持に係る消耗品の購入に充てる予定である。
水田を利用した富栄養化水による野菜栽培システムの確立と水質浄化

千葉県柏市,我孫子市,沼南町にまたがる手賀沼において,休耕中の周辺水田に富栄養化した湖沼水を導入し,野菜を栽培するシステムの開発を試みた.14年度は,実用規模の栽培を前提として,湖岸型の栽培システムをベースにして,新たな栽培システムを開発した.レールシステムにより収穫の効率化を図ると同時に,給液システムの最適化を図った.これまでの収穫機を大幅に改良し,収穫物が大きくなっても刈り取りが可能なものを新たに設計・試作した.15年度は,ベッドの基本構造を,幅30cm,高さ20cmの小型水路状とし,複数の栽培システムを作成して試験を行った.試験中は,栽培システムの片側から手賀沼の水を連続給水した.いずれのシステムでも収量は下流にいく程低下したが,水のECやNO_3-N濃度は下流でも低下しなかった.また,水中に含まれる懸濁物質(SS)の沈殿量が上流ほど多く見られたこと,給水からSSを除去すると収量が低下したことから,SSがエンサイの生育に影響を及ぼしていることが示唆された.16年度は,15年度に開発した栽培システムを改良すると同時に,エンサイを導入した場合の適正な栽培方法,給液量の決定を行った.この結果,ベッド長は20mまでの溝構造のものが適しており,給液量は一株当たり1日36リットル以上必要であると結論づけた.また,富栄養化水中の無機イオンと同様に,SSに含まれる栄養成分が,植物の生長に大きな役割を果たしていることが明らかになった.食品としての安全性を確認するために,14年度には収穫物の重金属濃度を分析し,16年度には収穫物に付着した菌相の調査を行った.この結果,洗浄・加熱すれば食用として安全性には問題がないことが判明した.冬期に導入可能な作物の候補の選定は,ポット試験を実施し,いくつかの作物が栽培可能な作物としてあげられた.千葉県柏市,我孫子市,沼南町にまたがる手賀沼において,休耕中の周辺水田に富栄養化した湖沼水を導入し,野菜を栽培するシステムの開発を試みた.14年度は,実用規模の栽培を前提として,湖岸型の栽培システムをベースにして,新たな栽培システムを開発した.レールシステムにより収穫の効率化を図ると同時に,給液システムの最適化を図った.これまでの収穫機を大幅に改良し,収穫物が大きくなっても刈り取りが可能なものを新たに設計・試作した.15年度は,ベッドの基本構造を,幅30cm,高さ20cmの小型水路状とし,複数の栽培システムを作成して試験を行った.試験中は,栽培システムの片側から手賀沼の水を連続給水した.いずれのシステムでも収量は下流にいく程低下したが,水のECやNO_3-N濃度は下流でも低下しなかった.また,水中に含まれる懸濁物質(SS)の沈殿量が上流ほど多く見られたこと,給水からSSを除去すると収量が低下したことから,SSがエンサイの生育に影響を及ぼしていることが示唆された.16年度は,15年度に開発した栽培システムを改良すると同時に,エンサイを導入した場合の適正な栽培方法,給液量の決定を行った.この結果,ベッド長は20mまでの溝構造のものが適しており,給液量は一株当たり1日36リットル以上必要であると結論づけた.また,富栄養化水中の無機イオンと同様に,SSに含まれる栄養成分が,植物の生長に大きな役割を果たしていることが明らかになった.食品としての安全性を確認するために,14年度には収穫物の重金属濃度を分析し,16年度には収穫物に付着した菌相の調査を行った.この結果,洗浄・加熱すれば食用として安全性には問題がないことが判明した.冬期に導入可能な作物の候補の選定は,ポット試験を実施し,いくつかの作物が栽培可能な作物としてあげられた.千葉県柏市、我孫子市、沼南町にまたがる手賀沼において富栄養化した河川、湖沼水を極低濃度の培養液として捉え、その水で野菜を生産し、同時に湖沼水の浄化を計るシステムに関する一連の研究を開始した。手賀沼湖上にイカダ等の設備を設置する方法は河川法上も問題であり、小規模の野菜栽培では浄化量も限定されることから、本研究では手賀沼周辺の休耕田に注目した。実際には、休耕中の周辺水田に富栄養化した湖沼水を導入し,野菜を栽培するシステムを開発するものである.本年度は、実用規模での圃場栽培を前提として、これまでに構築した湖岸型の栽培システムをベースにして,新たな栽培システムを開発した。この栽培システムでは,レールシステムを導入して収穫の効率化を図ると同時に,富栄養化水が,個々の植物体に充分供給されるように給液システムの最適化を図った.また、収穫機は,これまでの試験で実用化した刈り取り機を大幅に改良し、収穫物が大きくなっても刈り取り可能なものを新たに設計・試作した。実用システムは,簡易なだけでなく,低コストで大面積の栽培が可能なものとするが,施設内に設置したシステムと、屋外の露地に設置したシステムを設け次年度以降の生産性等の比較に備えた。また、生鮮野菜としての安全性について検討するため、実際に富栄養化水で栽培したエンサイの重金属分析を行ったところ、重金属濃度については問題なく、特に重金属除去などの処理を行う必要がないことが判明した。昨年度は、休耕田内のプラスチックハウスと露地に低コストで簡易なレールシステムを用いた栽培システムを設置してエンサィの栽培を行った。

その結果、収量と品質の面がら温室内での栽培が適していると判断し、本年度は全ての栽培実験をプラスチックハウス内で行うこととした。本年度は、基本栽培システムのベッドを、幅30cm、高さ20cm、長さ20mの小型水路状とし、それぞれのベッド構造が異なる複数の栽培システムを用いて試験を行った。.試験中は、栽培システムの片側から手賀沼の水を連続給水し、反対側から排水した。総収量は土壌を掘り下げて作成した栽培システムで最も高くなった。これは、土壌からの熱を受け、水温が他のシステムより高かったことが収量の増加に影響したと考えられた。いずれのシステムでも収量は上流が最も多く、下流にいく程低下したが、栽培システムを流れる水のECやNO_3-N濃度は下流でも低下しなかった。また、水中に含まれる懸濁物質(SS)の沈殿量が収量の多かった上流ほど多く見られたこと、給水口にSSを補足するフィルターを設置した栽培システムの収量が、フィルターを設置しなかった栽培システムの収量より劣ったことなどから、SSがエンサイの生育に影響を及ぼしていることが示唆された。ベッド長を60mにした栽培システムでは、給水口から20mまでの収量がシステム全体(60m)の収量の半分以上を占めており、20m以降では著しく収量が低下した。このことから、ベッド長については、20m以下が望ましいと考えられた。今後は、生育・収量を栽培システム内で均一化するための給水方法、収量を増加させるための最適な定植時期、栽植密度等の条件についての検討をするとともに、SSが植物の生育に与える影響、水中無機成分濃度に与える影響を調査し、SSの有効的な利用方法についても調査検討する予定である。千葉県柏市、我孫子市、沼南町にまたがる手賀沼において富栄養化した河川、湖沼水を極低濃度の培養液として捉え、その水で野菜を生産し、同時に湖沼水の浄化を計るシステムに関する一連の研究を開始した。手賀沼湖上にイカダ等の設備を設置する方法は河川法上も問題であり、小規模の野菜栽培では浄化量も限定されることから、本研究では手賀沼周辺の休耕田に注目した。実際には、休耕中の周辺水田に富栄養化した湖沼水を導入し,野菜を栽培するシステムを開発するものである。これまでの試験結果から、手賀沼の水で最も生育が良い作物は、エンサイであることが特定されている。ただ、エンサイは熱帯から亜熱帯性の水生野菜であるため、冬期は枯死してしまう。このため、冬期に本システムに導入可能な作物を選定する必要がある。本年度は、昨年度に開発した栽培システムを改良すると同時に、エンサイを導入した場合の適正な栽培方法、給液量の決定を行った。この結果、ベッドの長さは20mまでの溝構造のものが適しており、給液量は一株当たり1日36リットル以上必要であると結論づけた。これらの試験を通じて、富栄養化水中の無機イオンと同時に、験濁物質(SS)に含まれる栄養成分が、植物の生長に大きな役割を果たしていることが明らかになった。また、生鮮野菜としての安全性について検討するため、実際に手賀沼で栽培したエンサイに付着した菌相の調査を行ったところ、問題となる量の大腸菌群の存在は認められず、洗浄・加熱すれば食品としての安全性には問題がないことが判明した。冬期に導入可能な作物の候補の選定は、ポット試験で実施し、いくつかの作物が栽培可能な作物としてあげられた。
成熟Tリンパ球の細胞死を抑制し生存を支持する因子の同定

1.成熟静止期T細胞の生存を継続させる試験管内培養系の確立とその効果発揮作用機序の解析IL-2受容体β鎖ノックアウトマウスのリンパ節からストロマ細胞を培養維持することに成功し、これを用いて成熟静止期T細胞の生存を支持するメカニズムについて解析した。リンパ節由来ストロマ細胞は非常に効率的にT細胞の生存を支持し、それは何らかの液性因子によって担われていることがうかがわれた。IL-7その他のサイトカインもT細胞の生存を支持するが同時にT細胞の増殖も誘導した。対して、リンパ節由来ストロマ細胞はT細胞に全く細胞増殖や活性化を誘導せず、静止期にあるT細胞はそのままに生存が保たれるという点が非常に特徴的であった。2.静止期T細胞の生存を支持する因子の遺伝子クローニングリンパ節由来ストロマ細胞のcDNAから、T細胞の生存を支持する因子の遺伝子クローニングを行った。COS-7細胞への遺伝子導入と機能的アッセイ法によって約10万クローンのスクリーニングを行った結果、8クローンの候補が残り、それらについては機能的にT細胞の生存を支持する能力があることが確かめられた。8クローンはいずれもデータベースにマウス遺伝子の配列が登録されているものであったが、機能的にはこれまで不明のものがいくつかあり、さらにその解析を進めている。3.C-Cケモカイン6およびC-Cケモカイン9のノックアウトマウス作製遺伝子クローニングによって得られたC-Cケモカイン6と、ゲノム上でその近傍に存在するC-Cケモカイン9について、それらの生体内全般における機能を探索する目的でノックアウトマウスの作製に着手した。それぞれについて、遺伝子ターゲティング用のプラスミドを構築し、ES細胞への導入を行っている。我々は、本研究に先立ちインターロイキン-2受容体β鎖ノックアウトマウスの腫大したリンパ節からリンパ節ストロマ細胞の試験管内培養系を確立できること、このストロマ細胞と共培養することによって静止期T細胞を刺激せずに生存させ培養できることを見い出してきたが、本研究では、このストロマ細胞の出す静止期T細胞の生存を支持する因子の同定とその特徴について解析を加えた。1.T細胞生存支持因子の遺伝子クローニングの試みリンパ節ストロマ細胞よりmRNAを抽出し、cDNAライブラリーを作成した。これを約100クローンを1プールとしてCOS7細胞に導入し、2日ないしは5日間静止期T細胞と共培養し、T細胞の生存率を指標にスクリーニングを行った。生存率の高かったプールについてクローンごとの2次スクリーニングを行い、生存率の高いクローンを同定した。現在、約8万クローン(800プール)までスクリーニングを進めており、56クローンの候補を得ている。これらのクローンについてその塩基配列を決定し、既知の遺伝子との比較検討を行う予定である。2.リンパ節ストロマ細胞より出るT細胞生存支持因子の特徴についてリンパ節ストロマ細胞より出る因子と比較して、IL-4、IL6、IL-7、IFN-β、についてそのT細胞に対する作用を検討した。これら4つの既知の因子は、いずれも静止期T細胞の生存率を高める作用があったが、以下の点でリンパ節ストロマ細胞より出る因子とは異なることが明らかとなった。(1)IL-4、IL6、IL-7はT細胞に増殖を引き起こすが、ストロマ細胞由来因子は増殖を引き起こさない。(2)IL-4、IL6、IFN-βはT細胞のbcl-2の発現を高めるが、ストロマ細胞由来因子はbcl-2発現に変化を与えない。(3)この4つの因子に対する中和抗体を全て加えても、ストロマ細胞のT細胞生存支持作用は阻害できない。以上の結果から、リンパ節ストロマ細胞からはIL-4、IL6、IL-7、IFN-β以外の因子が出され、この因子がT細胞の非増殖性生存を支持していると考えられた。