hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感性の涵養とコミュニケーション能力育成のための実証的・国際的俳句指導の研究

本研究の目的は、北米における効果的な俳句指導のあり方を探るところにある。筆者は2005年に、取り合わせの技法と「句会」を取り入れた授業を我が国の小学生に対して行い、俳句の面白さを味わわせるための教授法としてそれが有効であることを示した。そこで、その教授法は北米でも通用するのではないかと考え、2008年に同様の方法でカナダのトロントの小学生を対象に俳句の授業を行った。その結果、取り合わせの技法と「句会」を取り入れた授業は、北米においても有効であるという結論が導かれた。まず、北米の俳句及び俳句指導に関する文献収集を行った。次に、それらの文献のうち、主に以下の書物を参考にしながら、俳句の教材開発を行った。英語俳句は基本的に3行からなること、その音数や季語使用には特別なルールはないこと、「取り合わせ」の技法は海外でも使用されていることなどを念頭に置いて、「取り合わせ」の技法を取り入れた、感性を養うための英語俳句の授業を具体的に構想した。さらに、俳句カンフェランスでは、俳句だけでなく、短歌(tanka)、俳文(haibun)、連歌(renga)までも嗜む俳人を多く見かけ、日本の詩歌が包括的に楽しまれている様子を窺い知ることができた。北米の学校教育において俳句は、詩教育・表現教育の一環として国語教育の中に位置づいている。その一方我が国においては、新しい小学校学習指導要領の「書くこと」(5・6学年)の項に俳句創作が明記された。本年度は、このような俳句をめぐる海外と我が国の状況を踏まえながら、北米での俳句指導のあり方を、カナダのトロントで実際に授業を行うことによって探った。授業は俳句の楽しさを味わわせることを目的とし、創作・鑑賞支援として、「取り合わせ」と「句会形式」を取り入れた。前者については、創作プリントを作成し「取り合わせ」の手法を把握させていった。後者については、心の働かせ方を具体的に支援すること、学習者の考えを浮き彫りにすること、学習者の内面に葛藤を生み出すことに留意し、俳句の楽しみ方を支援した。授業の検討は、学習者が作成した俳句、鑑賞における発言、授業後の学習者と教員の感想をもとに行った。その結果、授業で行った働きかけが有効であることが分かった。以上の、北米における俳句指導のあり方の検討は、今後、俳句を用いた国際交流を構想していく際の役に立つであろう。本年度の研究成果はそういった点で意義がある。本年度は、研究の最終年度として、これまで収集した北米のハイク界および教育界における文献調査や、北米で実際に行ったハイクの実験授業の分析を通して、本研究課題に関する考察・まとめを中心に研究活動を行った。まず、昨年度行ったハイクの実験授業の分析によって、短詩に対する学習者の感性には言語や文化を超えて共通するものがありそれは国を超えて共有することが可能であること、すなわち、俳句・ハイクの文芸性に依拠した国際交流の可能性が確認された。さらに、ハイクによる国際交流を具体化する上においては、学校の教員がハイクの教材価値を実感すること、翻訳のあり方を工夫することが重要であることも確認された。次に、文献調査によって、ハイク界においてハイクの本質や形式(定型と季語)に関する議論が長い間重ねられていること、ハイク界は、五七五の定型と季語を持たなければならないとする保守派、それらにそれほどこだわらない中間派、さらにそれらを否定し自由律ハイクを主張する急進派の三つに大きく捉えることができること、ハイク界の歴史は、ハイクの客観性・主観性・写実性などの点から四つの大きな世代に分けられることなどが確認された。さらに、学校教育においてハイクは詩教育の一環として取り扱われていること、その紹介は「十七シラブル(五七五)の三行で書かれ、しばしば自然を題材としているとても短い日本詩のスタイル」というものがもっとも多いこと、授業の形態は、鑑賞を軸としたものが多い我が国とは異なり、創作を軸としたものが多いことなどが明らかになった。
ニッケル基耐熱合金の熱物性計測技術の開発と高温融体科学のフロンティア開拓

高効率火力発電やジェットエンジン用タービンブレードを開発するためには,数値シミュレーションを用いた鋳造技術の開発が必要であるが,シミュレーションに必要な溶融合金の熱物性は,測定が困難でほとんど整備されていないのが現状である.本研究では,静磁場を重畳した電磁浮遊法をNi合金に適用し,溶融Ni合金の熱物性(密度,熱容量,熱伝導率,放射率)を広い温度範囲で高精度に測定できる技術を構築し,これら熱物性値を温度と組成の関数として測定した.密度や熱容量の組成依存性は理想溶体モデルと比較しその過剰量を算出した.また,熱伝導率については自由電子モデルと比較して検討し,フォノン伝導の寄与を確認した.Ni-Al合金の鋳造シミュレーションには溶融状態の熱物性値が必要不可欠であるが,その測定の困難さから十分に整備されていないのが現状である.平成26年度は,一連の熱物性計測の第1段階として,静磁場印加電磁浮遊法を用い,溶融Ni-Al合金の密度測定を行った.なお,温度校正に用いるNi-Al合金の液相線温度に関して,高Ni濃度領域で液相線温度のデータが複数存在するため,密度測定に先立ち示差走査熱量計(DSC)を用いて液相線温度を決定した.70,80,90 mol% NiのNi-Al合金を,純度99.99 mass%以上のNiと純度99.9999 mass%のAlを用い,アーク溶解法により作製した.作製された各合金の液相線温度は,DSCを用いて評価した.また,各溶融合金の密度を静磁場印加電磁浮遊法により測定した.密度測定は試料の酸化を防ぐために,チャンバー内を真空排気後にAr-H2ガスで置換した.試料を交流磁場で浮遊,融解させた後,4 Tの静磁場を印加し,試料の表面振動および並進運動を抑制した.溶融合金の温度は,加熱用レーザーの照射とHeガスの吹きつけにより制御した.試料の温度は,単色放射温度計で測定し,DSCで決定した液相線温度を用いて補正した.本研究では,浮遊した液滴の画像から算出した体積と試料の質量を用いて密度を評価した.YAGレーザーをバックライトとして用い,ある温度で保持した浮遊液滴の影を300 fpsで10秒間撮影し,その平均値を体積とした.また,試料の質量には,実験前後の平均値を用いた.各組成における溶融合金の密度は,いずれの組成においても温度の増大とともに直線的に減少した.また,合金中のNi濃度が低くなるとともに溶融密度の温度依存性が大きくなることが確認された.鋳造プロセスによるタービンブレードの製造において,鋳型内部の溶湯の流れや伝熱に関する理解・制御が必要不可欠である.鋳型内部の現象を再現するための数値シミュレーションには溶融合金の正確な熱物性値が必要となる.平成27年度は昨年度に引き続き,Ni-Al合金ならびにFe-Ni合金に注目し,静磁場印加電磁浮遊法を用いた非接触下での密度および放射率測定を行った.真空アーク溶解により作製したNi-Al合金及びFe-Ni合金を試料として用いた.試料をコイル内に設置した後,チャンバー内を真空排気後にAr-5 vol%H2混合ガスで置換した.試料の振動及び並進運動を抑制し,安定に浮遊させるために,超伝導磁石により静磁場を4T印加した後,試料を電磁浮遊させた.試料の融解後,YAGレーザーをバックライト光源として用い,浮遊試料の影を撮影した.撮影した画像から試料の体積を算出し,密度を求めた.また,液滴表面からのふく射輝度を分光器で測定し,試料の垂直分光放射率を測定した.溶融Ni-Al合金およびFe-Ni合金の密度は負の温度依存性を示すことが分かった.また,溶融Ni-Al合金の過剰モル体積は,全組成域で負の値を示す一方,Fe-Ni合金は全組成範囲において正の過剰モル体積を持っていることが分かった.溶融Fe-Ni合金の垂直分光放射率はほとんど温度依存性を持たないことが分かった.またその組成依存性も測定し,自由電子理論から推定される値との比較を行った.当初の研究実施計画では,Ni-Al溶融合金について,密度以外にも垂直分光放射率および熱容量測定を行う予定であったが,密度測定において組成を増やし,また測定温度範囲を拡張して繰り返し測定を行い,測定における不確かさを低減することに努めたため,予定よりやや遅れてしまった.溶融Fe-Ni合金の密度については,全組成にわたって測定を終了し,過剰体積と熱力学的特性との相関について考察した.この成果は,投稿論文としてまとめることができた.加えて,溶融Fe-Ni合金については,垂直分光放射率の温度および組成依存性を測定することができた.ニッケル基耐熱合金製タービンブレードの鋳造プロセスにおいて,鋳型内部の溶湯の流れや伝熱に関する理解・制御が必要不可欠である.鋳型内部の現象を再現するための数値シミュレーションには,溶融合金の正確な熱物性値が必要となる.平成28年度は昨年度に引き続き,Al高濃度側のNi-Al合金について静磁場印加電磁浮遊法を用いた非接触下での密度および放射率測定を行った.さらに,Fe-Ni合金については,前組成範囲で放射率測定ならびに熱容量測定を行った.真空アーク溶解により作製したNi-Al合金及びFe-Ni合金を試料として用いた.試料を電磁浮遊コイル内に設置した後,チャンバー内を真空排気し,Ar-5 vol%

H2混合ガスで置換した.試料の表面振動及び並進運動を抑制し,安定に浮遊させるために,超伝導磁石により静磁場を4 T印加した後,試料を電磁浮遊させた.試料の融解後,YAGレーザーをバックライト光源として用い,浮遊試料の影を撮影した.撮影した画像から試料の体積を算出し,密度を求めた.また,液滴表面からのふく射輝度を分光器で測定し,試料の垂直分光放射率を測定した.熱容量測定においては,レーザー周期加熱カロリメトリー法を適用し,溶融Fe-Ni合金の熱容量を求めた.溶融Ni-Al合金についてAl高濃度側まで測定を行った結果,過剰モル体積は,全組成域で負の値を示し,Alが50mol%の組成で,過剰モル体積が最小となることが分かった.また,溶融Fe-Ni合金の垂直分光放射率は,ほとんど温度依存性を持たないことが分かった.その組成依存性も測定し,自由電子理論から推定される値との比較を行った.溶融Fe-Ni合金の熱容量は全組成範囲で加成則から正にずれることが分かった.溶融Ni-Al合金については,高濃度Al組成まで密度測定を終了し,同合金の放射率測定まで行うことができた.熱容量については終了できなかったので,引き続き,最終年度で測定を行う予定である.一方,Fe-Ni合金については,H28年度までに密度,放射率,熱容量測定まで終了することができたため,順調に成果を出している.H29年度は,Ni基合金の熱物性計測の研究を継続して以下の測定を行った.Fe-Ni系溶融合金においては,昨年度の垂直分光放射率および熱容量の結果を用いて,熱伝導率測定を行った.熱伝導測定は,当研究室で開発した静磁場印加電磁浮遊法にレーザー周期加熱カロリメトリー法を組み合わせて測定した.すなわち,Fe-Ni液滴の上部からレーザーで周期加熱し,液滴下部からその温度応答を測定した.その際,液滴内部の対流を抑制し,真の熱伝導率を得るため10Tの静磁場を印加して測定した.実験によって得られたレーザーパワーと温度応答の位相差を用いて非定常熱伝導方程式を解くことによってFe-Ni液滴の熱伝導率を広い温度範囲と組成の関数として得ることに成功した.Fe-Ni融体の熱伝導率は,いずれの組成も正の温度依存性を有することが分かった.また,1873KにおけるFe-Ni融体の熱伝導得率は,Fe濃度が増大するほど単調に減少することが分かった.また,全組成範囲にわたって,熱伝導率の実測値は自由電子モデル(Wiedemann-Franz則)の推算値より20%程度大きな値を有することが分かった.これは,自由電子による伝導に加えてフォノン伝導の寄与に拠るものと考えられる.Ni-Al系溶融合金については,昨年度の密度測定に引き続き,垂直分光放射率測定を行い,温度および組成の関数として整理した.さらに,Ni基合金の重要な合金元素であるCoについても一連の熱物性計測を行い,溶融Coの密度,垂直分光放射率,熱容量および熱伝導率を温度の関数として測定した.Coは融体でも磁化率が大きく,静磁場の印加と共に大きな磁気力を受けるため,Co液滴の浮遊が不安定になった.このため,熱伝導率測定については,他の金属に比べ,不確かさが増大した.その他の2元系Ni合金についても密度測定行ない,過剰体積と熱力学的特性の関係について考察した.高効率火力発電やジェットエンジン用タービンブレードを開発するためには,数値シミュレーションを用いた鋳造技術の開発が必要であるが,シミュレーションに必要な溶融合金の熱物性は,測定が困難でほとんど整備されていないのが現状である.
パーフルオロアルキル化合物の物性の徹底理解に向けた異種分子との相互作用機構の解明

本研究課題では,有機フッ素(Rf)化合物が示す,酸素分子や二酸化炭素分子の高い溶解性の分子論的起源解明を最終的な目標とし,赤外・ラマン分光法等により解明する手法の確立にむけて,研究を行っている.特に,Rf化合物の分子間相互作用においては,C-F結合間に生じる“大きな双極子"が重要な因子であるため(階層双極子アレー(SDA)理論),この双極子に着目して,吸着分子との分子間相互作用解析を行う必要がある.本年度は,水面上でのRf化合物の吸着状態を調べるため,表面圧変化測定と赤外外部反射(ER)測定を行った.まずは,ERスペクトルを安定に得る条件を見出した.各種Rf化合物を水面上に展開して赤外ER測定を行った結果,長い時間水面上に安定に残る化合物が存在することが分かった.水面上での分子の配向を調べるため,偏光を変えた測定を行い検討した結果,Rf化合物が水面上に吸着しているわけではなく,水と一体化した層を形成していることがわかった.これは対応する炭化水素の化合物には現れない特殊な性質である.これまで,Rf化合物と異種分子との相互作用解析にむけた前段階の実験として,純物質としてのRf化合物の集合状態について赤外・ラマン分光法により成果を挙げた.本年度は界面水とRf化合物の分子間相互作用に着目した研究を行い,新たな知見が得られている.本課題の主テーマである「Rf化合物へのガス分子の吸着」についても実験を進めており,結晶性が低いRf化合物には,確かにガス分子が吸着することを分光法によりとらえることができており,次年度詳細な解析を行う予定である.本年度行った実験の結果をもとに,次年度はRf化合物へのガス吸着実験へと移行する.特に,現在開放系でおこった吸着について分光測定を行っているが,閉鎖系で測定を行えるように工夫し,ガス濃度を制御した測定を行う予定である.ガス濃度が低い場合は,スペクトル変化が小さい可能性もあるが,その場合は必要に応じてケモメトリックスを用い,微小なスペクトル変化を引き出して解析する.本研究課題では,パーフルオロアルキル(Rf)化合物が示す,酸素分子や二酸化炭素分子の高い溶解性の起源解明を最終目的とし,ラマン分光イメージング法を用いたガス分子の吸着状態の解析と,吸着によるRf鎖の集合構造変化の解析を目指している.本年度はまず,ガス分子吸着前の集合状態を把握すべく,いくつかのRf化合物についてバルク状態の測定を行った.その結果,ラマン分光イメージング法によりRf鎖のねじれ構造に関する重要な知見を得られることを明らかにした.Rf鎖の集合構造は,CF結合間に生じた“大きな双極子由来の相互作用"と,鎖内で隣接するCF2間の立体反発に起因する“ねじれ構造"という2つの因子により形成する.Rf鎖は低いポテンシャル障壁で隔たれた,右・左巻き2つのねじれ構造をとることができるアトロプ異性体で,同じねじれ構造どうしでしか二次元集合を形成できないことが予想される.すなわち,Rf化合物を自己集合させた試料には,右および左巻きどうしが集合したドメインが存在すると予想される.そこで,光学活性なRf鎖が集合したドメインを識別すべく,ラマン分光イメージング法によるラマン光学活性(ROA;Raman Optical Activity)解析を行った.Rf化合物の解析を行う前に,不斉炭素を有するアラニンの2つの光学異性体(L体およびD体)の粉末の測定を行い,固体試料でもラマン分光イメージング装置によりROA解析ができることを確認した.その後,自己凝集能が高いことがわかっているRf化合物のROA解析を行い,予想通り右・左巻きのRf鎖どうしが集合していることを明らかにした.本課題のメインのテーマである,Rf化合物へのガス分子の吸着には至らなかった.しかし,Rf化合物のバルク試料の解析により,Rf鎖のねじれ構造に関する新たな解析手法を構築した.この手法は,今後のガス吸着実験における基盤となると考えられる.本研究課題では,有機フッ素(Rf)化合物が示す,酸素分子や二酸化炭素分子の高い溶解性の分子論的起源解明を最終的な目標とし,赤外・ラマン分光法等により解明する手法の確立にむけて,研究を行っている.特に,Rf化合物の分子間相互作用においては,C-F結合間に生じる“大きな双極子"が重要な因子であるため(階層双極子アレー(SDA)理論),この双極子に着目して,吸着分子との分子間相互作用解析を行う必要がある.本年度は,水面上でのRf化合物の吸着状態を調べるため,表面圧変化測定と赤外外部反射(ER)測定を行った.まずは,ERスペクトルを安定に得る条件を見出した.各種Rf化合物を水面上に展開して赤外ER測定を行った結果,長い時間水面上に安定に残る化合物が存在することが分かった.水面上での分子の配向を調べるため,偏光を変えた測定を行い検討した結果,Rf化合物が水面上に吸着しているわけではなく,水と一体化した層を形成していることがわかった.これは対応する炭化水素の化合物には現れない特殊な性質である.

これまで,Rf化合物と異種分子との相互作用解析にむけた前段階の実験として,純物質としてのRf化合物の集合状態について赤外・ラマン分光法により成果を挙げた.本年度は界面水とRf化合物の分子間相互作用に着目した研究を行い,新たな知見が得られている.本課題の主テーマである「Rf化合物へのガス分子の吸着」についても実験を進めており,結晶性が低いRf化合物には,確かにガス分子が吸着することを分光法によりとらえることができており,次年度詳細な解析を行う予定である.初年度に得た知見を活かし,今後Rf化合物へのガス吸着実験へと移行する.ラマン分光イメージング装置の内部に,吸着させるガスを導入する機構を作製し,Rf化合物への吸着を見る予定であるが,吸着量が少なくスペクトル変化が小さい可能性もある.そういった場合,必要に応じて多変量解析のひとつである主成分分析を用いる.これにより微小なスペクトル変化を引き出すことが期待できる.本年度行った実験の結果をもとに,次年度はRf化合物へのガス吸着実験へと移行する.特に,現在開放系でおこった吸着について分光測定を行っているが,閉鎖系で測定を行えるように工夫し,ガス濃度を制御した測定を行う予定である.ガス濃度が低い場合は,スペクトル変化が小さい可能性もあるが,その場合は必要に応じてケモメトリックスを用い,微小なスペクトル変化を引き出して解析する.研究実績概要にも記したように,本来予定していた解析の下準備の段階で,興味深い分光分析手法を見出し,初年度はその手法の確立に注力した.この基盤をもとに今後計画通りに研究が進む予定である本課題のメインのテーマである,Rf化合物へのガス分子の吸着について検討を行ってきた.ある程度目星がついたため,ガスを密閉し,濃度を制御した環境下で測定可能な機構を構築する.これにより,研究が進展すると予想される.
大動脈二尖弁の胸部大動脈拡大における壁せん断応力感受性遺伝子の同定と機能解析

これまで当研究グループは、数値流体力学計算(CFD)による流体力学研究で、大動脈二尖弁症例では、生理的な2Pa程度の壁せん断応力を超える10Pa以上の壁せん断応力が大動脈壁に作用する可能性を示した(J Thorac Cardiovasc Surg, 2017;153:S52)。しかしながら,10Paを超える非常に高い壁せん断応力環境に対する内皮細胞の応答の詳細は明らかになっていない。2018年度は、首都大学東京坂元尚哉准教授研究室と共同で、大動脈二尖弁の異常血流が大動脈壁に及ぼす生体変化の分子機構を解明するため、ウシ血管内皮細胞を使用したin vitro実験を実施した。本モデルでは、ウシ大動脈由来内皮細胞を使用し、動脈の生理的平均値2Paまたは10ー40Paの定常壁せん断応力を内皮細胞に24時間負荷し、MMP/eNOS産生を測定した。ゼラチンザイモグラフィーによる内皮細胞のMMP産生測定実験では、壁せん断応力の増加に従ってMMP-2産生量の減少傾向が確認された。MMP-9においても2Paに比べ10Paの壁せん断応力により減少傾向が見られた。20Paおよび40Pa環境下ではMMP-9は検出できなかった。ウェスタンブロッティングの結果においては、eNOS発現量は2Paの壁せん断応力負荷により静置培養に比べ増加し、20Pa以上では減少傾向が見られた(第41回日本バイオレオロジー学会[2018.6.16-17]名古屋)。また、ウシ大動脈由来血管内皮細胞を使用した大動脈内壁への衝突流を再現する流れ負荷回路を作成し、細胞剥離および剥離部再生能に対する衝突流の影響を調べた。結果は、衝突流負荷により内皮細胞の創傷閉鎖は抑制され,壁せん断応力の空間的な変化が細胞の剥離に影響を与えることを示された(日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会[2018.12.14ー15]郡山)。上記in vitro研究結果に加えて、自治医科大学の臨床研究倫理委員会の承認の元、名古屋工業大学中村匡徳教授の研究室と共同で、大動脈二尖弁症例を中心としたCFD解析研究を現在実施している。患者個体別で3次元造影CT検査やphase-contrast MRI検査データを使用したCFD解析を行い、壁せん断応力を中心とする血行力学因子の分布をそれぞれの症例で計測している。具体的には、大動脈二尖弁症例で、大動脈壁せん断応力を中心とする血行力学パラメーターの分布マップを作成し、大動脈壁の組織学的変化との関連性を検証している。さらに、上行大動脈置換術が実施される症例に関しては、せん断応力の高部位と低部位で大動脈組織のRNAを抽出することを目的として、上行大動脈壁の内膜中膜組織を採取している。抽出したRNAを用いて、DNAマイクロアレイ法による網羅的遺伝子解析を行う。2019年3月までに、大動脈二尖弁症例の患者検体は8例採取しており、今後も引き続きCFD解析と試料収集を継続する。症例数12例ー15例を目標としており、試料採取終了後、遺伝子解析研究の実施行程に移行する予定である。また、首都大学東京坂元尚哉准教授研究室とのウシ/ヒト大動脈細胞(血管内皮細胞/血管平滑筋細胞)を使用したin vitro研究も今後継続して実施し、高せん断応力が上行大動脈壁の中膜・内膜細胞に及ぼす生体反応を、多角的に検証する予定である。今後も、共同研究機関である名古屋工業大学中村研究室と共同で、大動脈二尖弁症例の画像データと大動脈検体を使用した研究を継続する予定である。具体的には、手術治療を施行する大動脈二尖弁症例と、上行弓部大動脈拡大がなく大動脈弁が正常な対照群を研究対象として、phase-contrast MRIにより諸処の血流量を計測する。さらに、造影CTデータも併せて使用し、専用画像解析ソフトウエア(SCRYU, Software Cradle Co. Tokyo, Japan)によるCFD血流解析を施行し、せん断応力を含めた血行力学因子の計測と血行力学パラメーター分布マップの構築を行う。これに基づいて、摘出する大動脈検体から、血行力学パラメーターの高発現部位と低発現部位の大動脈壁の構造変化を組織学的に解析する。さらに、内膜・中膜組織からRNAを抽出して、DNAマイクロアレイ法による網羅的遺伝子発現解析を実施する。遺伝子発現情報は、専用の解析ソフト(Subio Platform V1.22, Subio Inc, Amami, Japan)でバイオインフォマテクス解析を実施し、大動脈拡大をもたらす分子細胞学疾患経路の解明を目指す。その後、validation実験もRNA・タンパク質レベルで実施する予定である。また、首都大学東京坂元研究室とも共同で、大動脈壁細胞(血管内皮細胞・血管平滑筋細胞)を使用するin vitro実験(大動脈内壁への衝突流を再現する流れ負荷回路)を引き続き行い、上記遺伝子発現解析研究との関連性を検証する。大動脈弁二尖弁は半数に上行大動脈拡大を合併し、予後に影響を及ぼす。血行力学ストレスの関与が示唆されているが、発症機序は解明されていない。本研究では上行大動脈拡大を認める二尖弁症例を対象に、MRIデータに基づく患者個体別数値流体力学計算(CFD)を行い、壁せん断応力(wall shear stress: WSS)を中心とする血行力学因子の分布を明らかにすることを目的とする。

平成29年度は、これまで行ってきた大動脈二尖弁症例のWSS分布のCFD解析に加え、時空間勾配を指標化した振動剪断指数(OSI:Oscillatory Shear Index)分布の解析を、大動脈二尖弁症例6例と弁膜疾患および上行弓部大動脈拡大を認めないコントロール群3例に対して実施した。大動脈二尖弁症例のWSSは上行大動脈の大弯側・中枢を中心に著明に上昇しており、これはコントロール群と比較して有意差を認めた。しかしながら、OSI分布に関しては、分布領域と最大OSI値ともに、大動脈弁二尖弁群とコントロール群で明らかな差はなかった。また、大動脈二尖弁症例のOSIは上行大動脈の小弯側遠位弓部大動脈で上昇しており、WSSと異なる分布を示した。また、大動脈二尖弁の4症例で大動脈壁組織のRNAを採取し、WSS高部位の大弯側とWSS低部位の小弯側の遺伝子発現の変化を、DNAマイクロアレイを用いて比較した。有意な発現変動(> 2 fold change(FC))を認めた遺伝子群は、42,545遺伝子中257遺伝子(0.6%)であり、高WSS部位でMMP13(FC:2.0), MMP21 (FC:2.5), MMP25 (FC:3.1)の発現上昇が認めた。上記した研究結果を踏まえ、共同研究機関である名古屋工業大学(中村匡徳教授研究室)と共同で、自治医科大学の臨床研究倫理委員会の承認の元、胸部大動脈におけるCFD解析研究を実施している。大動脈二尖弁症例と非大動脈二尖弁症例それぞれで、WSSとOSIを中心とする血行力学パラメーターの分布マップを作成し、大動脈壁の組織学的変化との関連性を検証している。さらに、上行大動脈置換術が実施される症例に関しては、WSS高部位とWSS低部位で、上行大動脈壁の内膜中膜組織を採取し、RNAを抽出している。また、首都大学東京システムデザイン学部坂元尚哉准教授の研究室と共同で、大動脈血管内皮細胞と血管平滑筋細胞の共培養実験モデルを使用して、in vitroで大動脈壁細胞に異なる血行力学ストレス(WSS負荷)をかける実験も実施している。これまでの当研究グループの解析研究では、ヒト大動脈二尖弁症例の上行大動脈壁にかかるWSS値は非常に高く、最大30Pa以上に達する(J Thorac Cardiovasc Surg, 2017;153:S52-62)。本実験システムでは、2,10,20,40Paの壁せん断応力を負荷し、血管内皮細胞からのMMPやeNOS産生を計測している。今後、本実験システムも使用して、血行力学ストレスが、上行大動脈拡大をもたらすメカニズムを多角的に検証する予定である。これまで当研究グループは、数値流体力学計算(CFD)による流体力学研究で、大動脈二尖弁症例では、生理的な2Pa程度の壁せん断応力を超える10Pa以上の壁せん断応力が大動脈壁に作用する可能性を示した(J Thorac Cardiovasc Surg, 2017;153:S52)。しかしながら,10Paを超える非常に高い壁せん断応力環境に対する内皮細胞の応答の詳細は明らかになっていない。2018年度は、首都大学東京坂元尚哉准教授研究室と共同で、大動脈二尖弁の異常血流が大動脈壁に及ぼす生体変化の分子機構を解明するため、ウシ血管内皮細胞を使用したin vitro実験を実施した。本モデルでは、ウシ大動脈由来内皮細胞を使用し、動脈の生理的平均値2Paまたは10ー40Paの定常壁せん断応力を内皮細胞に24時間負荷し、MMP/eNOS産生を測定した。
有機性資源の循環及び循環型農業の現状と課題に関する研究

リサイクル社会は、(1)使用済みの物質をすべて回収するのは事実上不可能である、(2)リサイクルによって物質が劣化するのは避けられない、(3)物質のリサイクルを駆動するにはエネルギーが必要である、という三つの制約をもっているが、微生物やミネラル、そして生物自身のエネルギーによって循環が促進される生物系の資源循環は持続可能な社会を創っていく上で極めて重要である。特に、環境中から採取した資源は十分に利用しつくし、最終的な廃物は自然の循環機能を損なわない形で廃棄することが重要である。生物系廃棄物の循環にとって大きな可能性をもっている堆肥化も物質を循環させる人のネットワークと新しい技術の開発が課題である。この点で、大規模複合経営を行っているY農事組合法人の牛糞堆肥・乾燥鶏糞を周辺の稲作農家の藁との交換により、有機栽培米を生産している事例では、試行錯誤の末、化学肥料に頼らずに慣行農法以上の品質・収量を上げる技術が創られつつあり、農薬も用いるとしても最低除草剤一回とする技術を確立した。Y法人の若者達が牛糞堆肥はマニュアルスプレッダーで、鶏糞堆肥はライムソワーを改良したもので機械散布する技術を確立したとにより、高齢農業者の業者のクループが行う稲作を支える役割も果たしている。このような堆肥化システムに有機農家を取り込むことは、良質の堆肥を産出するノウハウの蓄積を促す。実際に白山町の農家では、共同利用型のコンポスターによる堆肥化だけでなく、強制加熱や発酵菌の添加が不要で、取り扱いの容易な個別処理型の堆肥化方法も確立している。また、集合型コンポスターを利用するには、一定規模の利用者の確保、生ゴミ排出時のモラルを維持すること、それらによって投入量の大幅な変動と異物の混入を避け、微生物発酵の円滑な進行を保つこと、その際、利用グループの形成・リーダーの育成とその維持運営方法に関する問題の解決が課題となる。総じて、資源循環技術を社会システムに組み込むノウハウの確立の重要性を改めて指摘できる。我が国から排出される有機性廃棄物の量は、年間約2億8,000万トンと推計される。その利用状況は、農業系、林産系のものは比較的多用途に利用されており、排出源が特定され、素材が均質である食品加工残渣についても飼料化・肥料化がみられる。一方、生ゴミ等の厨芥類は、その質・種類が雑多であり、異物混入割合が高いので、資源化するには分別が必要であり、一部リサイクルはみられるが、そのほとんどが焼却処理されている。この生ゴミの堆肥化による循環型農業の先進事例である長井市のレインボープランの特徴は、(1)生ゴミ堆肥化を軸とした有機物の地域内循環が行われていること、(2)生ゴミの分別収集が徹底しており、良質の堆肥生産が可能となっていること、(3)事業が市民主導型で具体化したこと、(4)同プランが地域振興へと結びついていることである。計画段階から人々がネットワークを形成していく中で、リサイクル意識を啓発し、相互に協力を図って分別収集を徹底したこの方法からは多くの教訓が得られる。また波及効果として、生活系可燃ゴミの量の約30%減量、小中学校の環境教育への好影響などがある。有機資材循環を圃場単位でなく、地域的に生産から消費の環で捉えるならば、出荷農産物の廃棄分の回収までを含める必要がある。津市・白山町で、20世帯の消費者が1台の堆肥製造器を利用し、堆肥製造農家が堆肥舎で二次発酵させるというシステムが存在する。

廃棄有機資材を農産物生産に用いるには、(1)重量等の有機資材の持つ特性に起因するハンドリングコストの発生と、(2)廃棄という質への配慮が欠如しがちな行為がもたらす有害物質の混入リスクの発生が問題となる。このシステムでは、(1)の問題は消費地での一次発酵と生産物配送を兼ねた回収によって低減され、(2)はHACCP的に言えば、クリティカルポイントが存在しないことで問題がクリアされている。また、農畜産系廃棄物のエネルギー利用の可能性については、家畜糞尿からバイオガスをとって発電を行っている施設の現状と問題点、燃料電池の開発動向と導入の実態などの調査を行った。バイオマスは貯蔵がきくなど優れた特性を有するにも関わらず、風力発電や太陽電池に比べて、小規模余剰電力の買い取り制度、新エネルギー利用促進策の制度化などの点で政府的支援体制が弱いことが明らかになった。事業系生ゴミについて1割以上の再利用が義務付けられる本年6月食品リサイクル法の実施により、再利用の方法としては、堆肥化を目的とした技術開発が進められつつあるが、今後はさらにバイオマスの飼料化や燃料化など多様な利用のための資源化技術や再生資源の利用先が求められる。大規模ホテルとして早くから生物系廃棄物の堆肥化に取り組んだホテルNでは、館内の厨房や結婚式場などから出る生花などの生ゴミの一次発酵装置を館内にシステム化すると共に、同じく厨房やトイレの中水を微生物発酵浄化して循環利用するシステムを構成している。特に生ゴミに異物が混入しないよう分別処理の社員への徹底によって、現在ではごくわずかの異物の混入に止まっている。BMW(微生物・ミネラル・ウォーター)農業として注目された山形県のY牧場はもともと畜産経営として発展して来たが、牛糞の堆肥化の他に屎尿を花崗岩・軽石と曝気によって浄化し、その水を家畜の飲水にするとともに畜舎に散布することによって臭気を除去することに成功している。バイオ式小規模集合利用型コンポスターを利用する、津市の消費者グループ「りんごの会」と白山町のH農家との提携事例の調査によれば、この共同利用システムが継続している要因として、提携先が有機農業を実践している農家であること、およびソフトなリーダーシップによる円滑なグループ運営が行われていることが確認された。デンマークおよびスウェーデンでは高率のエネルギー税・電気税・環境税を課す一方で、再生エネルギーに対してはこれらを減免するという方法によって、風力発電、バイオガス発電、木質バイオマスによる熱生産、車両燃料用バイオガス生産など、多様な再生エネルギー生産を助長している。わが国では生物系廃物の資源化は好気性処理(コンポスト化)に偏っており、再生過程でエネルギー資源としての価値を持つバイオガスを産生し、資源循環に必要な費用を自ら稼ぎ出すことのできる嫌気性処理をもっと見直すべきである。リサイクル社会は、(1)使用済みの物質をすべて回収するのは事実上不可能である、(2)リサイクルによって物質が劣化するのは避けられない、(3)物質のリサイクルを駆動するにはエネルギーが必要である、という三つの制約をもっているが、微生物やミネラル、そして生物自身のエネルギーによって循環が促進される生物系の資源循環は持続可能な社会を創っていく上で極めて重要である。特に、環境中から採取した資源は十分に利用しつくし、最終的な廃物は自然の循環機能を損なわない形で廃棄することが重要である。
種多様な森林生態系における土壌ポリフェノールと局在化土壌微生物群集の形成

1つの森林に共存する、異なる生葉ポリフェノール濃度を持つ針葉樹2種、広葉樹3種それぞれ5反復の樹冠下から土壌を採集し、生化学的・生態学的な解析を行った。その結果、固有の土壌微生物群集や窒素無機化特性の空間様式が樹冠に対応する形で樹種特異的に形成されていた。土壌水の溶存態ポリフェノールの分布様式との比較、及び樹木から抽出した縮合タンニンの土壌接種試験の結果から、以上の空間様式は生葉のポリフェノールによって形成されていることが示唆された。森林の場合は水域生態系のように生産された有機物が拡散していくことがなく、リターはその樹木の樹冠下に落ち堆積するので、リターに含まれるポリフェノール濃度に依存した濃度の、難分解性タンパク質-ポリフェノール複合体が土壌にモザイク状に形成される。異なる濃度のタンパク質-ポリフェノール複合体は、土壌微生物に対して異なる選択圧として働くであろう。この研究では、樹種特異的な組成を持つ土壌微生物群集が局所的に土壌表層に形成され、分解にかかわる土壌微生物の分解酵素活性に局在化が生じ、樹木実生の分布に影響を与えることを解明する。人為影響の低い常緑広葉樹林に1haの調査区を設定した。林冠に到達している樹木のうち、優占するマキ科針葉樹種とマテバシイ属広葉樹種それぞれにつき5反復個体を選定した。幹を交点とし、4方向に長さ5mのトランセクトを設定し、トランセクトに沿って、一定距離毎に深度別の土壌サンプルを採集した。サンプルは冷蔵して実験室に持ち帰り、純水を加えて振とうし、遠心分離後に0.2μmのメンブレン・フィルターで濾過し土壌水を採集した。これを検体として、比色法で溶存総フェノール物質の濃度及び縮合タンニン濃度を測定した。さらに、新鮮なリターと土壌表層から分解途上のリターを採集し、可溶性フェノール濃度、縮合タンニン、窒素濃度、炭素濃度を決定した。土壌サンプルについては、pH、含水率、各種酵素活性(リン酸分解酵素、β-D-Glucosidase,Phenol Oxidase,Peroxidase)を測定した。リターとして地表に加わる縮合タンニン量の平均値は、針葉樹下でより高かった。土壌中の総フェノール濃度の深度変化を検討したところ、濃度自体は深度の増加とともに減少した。しかし、有機態炭素に対する総フェノール濃度の相対値は、深度の増加とともに増加し、このパターンはフェノール性物質の難分解性を示唆した。酵素活性に対する樹種と距離の効果を検証したところ、β-D-GlucosidaseとPhenol Oxidaseにおいて有意な樹種と距離の効果が認められた。また、Peroxidase活性は土壌有機態炭素当たりの総フェノール量と正の相関があった。以上から、ポリフェノール含有量の異なるリターを生産する樹種の周りに、親木特異的なリターが落下し、樹種依存的なポリフェノール含有量の土壌が形成され、これが酵素活性に影響を及ぼしていることが示唆された。本年度は、土壌微生物群集の組成、活性に対する針葉樹由来のポリフェノールの効果を接種実験によって検証した。まず、調査区の森林で優占している針葉樹1種の生葉から、有機溶媒とカラムを用いて縮合タンニン(ポリフェノールの1群)を抽出、粗精製し、接種用の縮合タンニンを得た。その後、調査区内で優占する針葉樹1種と広葉樹1種について、それぞれ5反復の個体を選定した。選定した樹木個体の樹冠下の土壌において、縮合タンニン接種区には蒸留水に溶かした縮合タンニンを接種し、隣接した対照区には蒸留水のみを接種した。土壌への縮合タンニン接種から1週間、経時的に土壌呼吸量を測定した。その結果、縮合タンニン接種区で土壌呼吸速度が低下した。また、縮合タンニン接種前後で窒素、リン、ポリフェノールの無機化に関わる土壌酵素活性を調べたところ、縮合タンニン接種区でほとんどの酵素活性が低下した。一方で、縮合タンニン接種の効果は針葉樹樹冠下でも広葉樹樹冠下でも同様であった。土壌微生物群集の組成は、マーカーとなる微生物群特異的な脂質を凍結乾燥した土壌試料から抽出する手法で分析した。実際の分析作業は、大学院生が土壌試料を協力研究室であるウィスコンシン大学のTeri Balser実験室に携行して行った。その結果、縮合タンニン接種区では真菌類由来の脂質濃度が上昇していた。実験室内での土壌培養実験では、縮合タンニン接種区での土壌微生物の無機化活性の低下、真菌類由来の脂質濃度の上昇は、野外接種実験に比べていっそう顕著であった。森林生態系では、樹木リターはその樹冠下に落ち堆積するので、リターに含まれるポリフェノール濃度に依存した濃度の、難分解性タンパク質-ポリフェノール複合体が土壌にモザイク状に形成される。異なる濃度のタンパク質-ポリフェノール複合体は、土壌微生物に対して異なる選択圧として働く。

この研究では、樹種特異的な組成を持つ土壌微生物群集が局所的に土壌表層に形成され、分解にかかわる土壌微生物の分解酵素活性に局在化が生じ、樹木実生の分布に影響を与えることを解明する。当年度は、タンパク質-ポリフェノール複合体が土壌にモザイク状に形成された際に、その形成が土壌栄養塩の可給性にどのような影響を及ぼすのかを明らかにした。土壌栄養塩可給性については、陽イオン・陰イオン交換樹脂を土壌中に一定時間埋設し、無機化した窒素やリンをトラップする方法を用いた。H20年度までに定義された土壌微生物群集の広がりに応じて、高密度にイオン交換トラップを埋設した。2週間後に全てのトラップを回収し、超純水で洗浄後に室温で1週間乾燥させ、乾燥後にイオン交換樹脂を抽出液(0.1N HCIに2M KClを溶解した溶液)に加え、振とうしてトラップされた土壌栄養塩(陽イオンおよび陰イオン)を遊離させた。遊離した陽イオン・陰イオンを多元素測定装置1CPにより定量した。また、土壌を採集し、実験室の一定温度で培養することにより、土壌窒素の純無機化速度を求めた。その結果、高濃度の土壌ポリフェノールが存在する針葉樹下土壌では広葉樹下よりも、土壌窒素の純無機化速度が有意に低く、リン酸フラックスが高い傾向にあった。高いリン酸フラックスは、高濃度の土壌ポリフェノールで優占する真菌類とその分解機能に関係しているものと解釈された。昨年度までは、葉リターに含まれるポリフェノール物質の土壌生態系への影響を調べてきたが、当年度は根から土壌に滲出するポリフェノールあるいは根が枯死した際に土壌に加入するポリフェノールの影響を明らかにした。試験地の中で優占するマキ科針葉樹1種とブナ科広葉樹1種の細根を採集し、凍結乾燥後に有機溶剤で総ポリフェノールと縮合タンニンを抽出し分光光度計により濃度を決定した。総ポリフェノール濃度の平均は1520mg/gであり、有意な種間差はなかった。これらの種について、生根から土壌に滲出するポリフェノールのフラックスを測定するため、培養液を含んだシリンジを取り付け、シリンジ内に溶出してくるポリフェノールの濃度と時間の関係からポリフェノール・フラックスを決定した。タンニン酸換算の滲出物フラックスは3001900μg/細根g/dayと大きな変異を示したが、平均値はブナ科広葉樹が高かった。細根に含まれるポリフェノールが土壌に与える影響については、円筒の中に両種の細根と土壌の混合物を入れ、土壌に埋設して分解を促し6ヶ月後に回収して土壌中の総ポリフェノール濃度と無機態窒素濃度を決定して検証した。この際に、各種について円筒を針葉樹の葉リターで覆ったものと覆わないものの2つの組み合わせを設けた。6ヶ月の培養後、針葉樹の葉リターで覆った針葉樹の根入り土壌の無機態窒素濃度はコントロール(根なし)よりも有意に低下したが、覆わなかった場合にはコントロールとは有意な差がなかった。以上の実験結果から、根や根の滲出物にはポリフェノールが含まれるものの、昨年度まで見られた針葉樹が与える土壌窒素無機化と土壌微生物の酵素活性への抑制的な影響は、根よりもむしろ葉リターによって引き起こされていることが示された。
DNAワクチンの効果を決定するキナーゼ分子TBK1の活性制御機構の解明

本課題では、DNAワクチンの効果を決定する細胞内リン酸化酵素TBK1の活性制御、及び新規標的基質の検索とそのリン酸化の生物学的意義を明らかにすることを目標として研究を行った。本研究により、これまで知られていないTBK1とIKKεの異なる制御領域が明らかになり、これらのキナーゼ分子はそれぞれ特異的な制御を受けることが示唆された。またTBK1の新規標的基質として、RGSファミリーに属する複数のタンパク質を同定し、これらのRGSタンパク質が自然免疫受容体刺激によりリン酸化修飾を受けることが明らかになった。本研究では、DNAワクチンの効果を決定する細胞内リン酸化酵素TBK1の活性制御、及び標的基質の検索とそのリン酸化の生物学的意義を明らかにすることを目標としている。初年度は、TBK1と高い相同性を有し、標的基質の重複がみられるリン酸化酵素IKKεを対照に用い、TBK1の活性化に必須の機能領域について検討した。その結果、両酵素の代表的な基質として知られている転写因子IRF3のリン酸化には、IKKεではC末端領域が必要であるが、TBK1では不要であることが明らかになった。このことは、TBK1とIKKεにはそれぞれの活性化を誘導するための異なる制御系が存在することを示唆しており、異なった制御系による特異的な活性化のタイミングや標的基質の存在が予想される。また本年度はTBK1の新規標的基質の検索を進め、TBK1と結合し、TBK1発現細胞でリン酸化の亢進が見られる細胞内因子として、RGS(regulator of G protein signaling)ファミリーに属する複数のタンパク質を同定した。RGSファミリータンパク質は、Gタンパク質共有受容体下流の情報伝達系を負に制御する一群の細胞内因子であり、ケモカイン受容体をはじめとして、ウイルスや細菌などの病原微生物の感染応答に重要な役割を担う。解析の結果、20種類以上存在するRGSファミリータンパク質のうち、R4グループおよびGRKグループに属するタンパク質が、TBK1の基質である可能性が明らかになった。本年度は主にTBK1の新規基質タンパク質の候補である、RGS(regulator of G protein signaling)ファミリーに属するタンパク質について研究を行った。これまでにTBK1と相互作用する因子のスクリーニングによりRGS1タンパク質を得ており、RGS1はTBK1及びIKKεの発現により、リン酸化修飾されることが確認された。さらに、20種類以上存在するRGSファミリータンパク質のうち、R4グループおよびGRKグループに属するタンパク質などの少なくとも6種類において、TBK1との分子間相互作用が確認されたが、これらのうちの幾つかでは、TBK1の発現による被リン酸化度の変化が見られなかった。RGS1とRGS18について、質量分析を用いたリン酸化部位の同定を行ったところ。RGS1ではS143とS180が、またRGS18ではS34とS92がTBK1の発現によりリン酸化されることが明らかになったが、これらのリン酸化部位は、RGS1とRGS18タンパク質の間で保存されていなかった。これらのことからRGSファミリータンパク質間の保存された領域は、TBK1との相互作用には直接関わる可能性がある一方、TBK1によるリン酸化部位は各RGSタンパク質間で異なっており、それぞれがTBK1により独立した制御を受け、異なる効果をもたらす可能性があると予想された。Gタンパク質共有型受容体の制御因子であるRGSタンパク質が、TBK1及びIKKεの新規リン酸化基質であり、外来病原因子の感染により活性化されたこれらのキナーゼ分子がRGSタンパク質をリン酸化することによりGタンパク質共有型受容体の働きを制御するとの仮説のもと、研究を進めた。昨年までにTBK1及びIKKεとRGSタンパク質を共発現させた細胞抽出物をSDS-PAGEで分離後、RGSタンパク質に対応するバンドを質量分析にかけ、RGS1及びRGS18のキナーゼ依存的リン酸化修飾部位を明らかにした。リン酸化RGSを特異的に検出するために、これらの部位に対するリン酸化ペプチドを合成しウサギポリクローナル抗体を作成したが、キナーゼとRGSタンパク質の共発現細胞の抽出物とのウエスタンブロットでこの抗体と反応するリン酸化RGSは検出できなかった。一方、質量分析により明らかになったRGS1及びRGS18のリン酸化部位の変異体をリン酸化タンパク質を分離することができるphos-tag PAGEにかけたところ、キナーゼとの共発現によりリン酸化物が検出されたことから、質量分析の結果明らかになったリン酸化部位以外にもRGSのリン酸化部位が存在する可能性が示唆された。RGS1タンパク質の全てのセリン・スレオニン残基に対してアラニンスキャンを行いったところ、質量分析の結果示された部位以外にキナーゼ分子と共発現させてもリン酸化されなくなる変異体が見出された。この変異体はTLRおよびRLRのシグナルに対しても野生型とは異なりリン酸化修飾を受けなかった。これらのことからアラニンスキャンの結果示された部位が、外来異物に反応して特異的に就職される部位であることが示唆された。本課題では、DNAワクチンの効果を決定する細胞内リン酸化酵素

TBK1の活性制御、及び新規標的基質の検索とそのリン酸化の生物学的意義を明らかにすることを目標として研究を行った。本研究により、これまで知られていないTBK1とIKKεの異なる制御領域が明らかになり、これらのキナーゼ分子はそれぞれ特異的な制御を受けることが示唆された。またTBK1の新規標的基質として、RGSファミリーに属する複数のタンパク質を同定し、これらのRGSタンパク質が自然免疫受容体刺激によりリン酸化修飾を受けることが明らかになった。ウイルス感染によるTBK1及びIKKεの活性化を介した宿主細胞の様々な応答は、転写因子IRF3/7を介したI型インターフェロンの産生制御を除き、未解明の部分が大きい。なぜTBK1とIKKεの2つのキナーゼ分子が存在するのか、それらの活性化機序は同じなのか、また感染体に対する宿主の応答に関して別々の役割を担うのか否かについては明らかにされていない。本研究ではこれまでに、TBK1及びIKKεの活性化に必要な領域がそれぞれの分子の別の部位に存在することを明らかにした。このことは、この2つのキナーゼ分子は異なる機序により活性化され、感染応答において異なる役割を担っている可能性を強く示唆している。これらのキナーゼ固有の役割を明らかにするために、TBK1とIKKεの新規基質分子としてRGSファミリータンパク質を同定したが、これらがどのようにTBK1とIKKεにより制御されているのか、また感染応答におけるTBK1とIKKεを介したRGSタンパク質の制御がどのような意味を持つのかについては未解明であり、今後さらに研究を進める必要がある。これまでのところ、RGS1及びRGS18については、共にTBK1とIKKεのリン酸化基質であることが確認されたが、2つのキナーゼ分子によるリン酸化部位に違いは見られず、これらが異なった制御を介しているのか否かは明らかになっていない。今後は感染後のタイミング、下流の情報伝達系の活性化などについて検討を重ね、TBK1とIKKεの異なる役割の検索を進める。TBK1とIKKεによるRGSタンパク質のリン酸化の意味については本年度までの研究では未だ明らかにはなっておらず、来年度以降の研究課題として取り組む。ウイルス学これまでの研究によりRGS1、RGS18のTBK1依存的リン酸化部位が明らかとなったが、TBK1を介したRGSタンパク質の制御の意味は未だ明らかでない。その答えを得るために、まず様々な自然免疫系受容体が刺激されることにより実際にこれらがリン酸化されるのか否かを明らかにする。またTBK1やIKKεによるリン酸化によりRGSの機能がどのように変化するのかについても明らかにしていく。翻訳後修飾によるRGSの機能制御としては、修飾により細胞内局在が変化し、GPCRへの効果が変わる例が報告されている。同様の制御がTBK1依存的なリン酸化でも起こるのか否かを調べていきたい。さらに、共に自然免疫受容体の下流で活性化されるTBK1とIKKεで、RGS1とRGS18のリン酸化部位が同じか否かについても検討する。
台湾における恙虫病の調査ーわが国における本病多発と関連してー

近年わが国では、新型恙虫病の多発が大きな問題になっている。これと機に一にして東南アジア方面、それら両地域を結ぶ台湾でも本病の増加が伝えられている。本研究は、台湾において、かかる一連の流行の共通要因を追求しようとするものである。本研究組織は、昭和61年度に海外学術調査として発足し、62年度の同研究成果概要を経て、再び昭和63年度から同一課題の国際学術研究として組織され、ここにその研究成果概要(計5年間、後者の3年間に重点をおく)を提出するものである。1.恙虫病発生状況台湾の恙虫病は日本植民地時代の1908年(明治41年)ごろから知られ、その後の調査で島内に広く分布していることが確認された。第2次大戦後は日本の多発な契機に1985年ごろから台湾省伝染病研究所を中心に調査が行われるようになった。同所の報告患者数(確定数)を集計すると、19851990年の6年間に約660(340、死亡2)名の発生をみた。患者の発生は主に511月にまたがり、6、7月の夏期に集中し、10月に小さな山がみられる。台湾本島と大陸との間にある澎気島に多発し、次で本島東部諸県に多く、主として農民や各地に駐屯する軍人にみられる。予後は良好で、日本の新型恙虫病にかなり類似している。2.患者血清の検討台湾大学医学院、高雄医学院の協力を得て、全島から集められた住民の血清426検体について間接蛍光抗体法(免疫ペルオキシダ-ゼ法)で検査したところ、平均54.9%が抗体陽性で、特に台東県の離島蘭嶼(96.0%)および澎湖県七美(66.7%)が高値を示した。別に行われた台中市とその近郊90検体では41.1%が得られた。それで日本および東南アジア方面と同様に、いわゆる不顕性感染者がかなり存在すると考えられた。患者血清は概して3標準株との反応特異性に乏しく、また日本各地で分離された弱毒リケッチア株との反応性も弱かった。これらのことは、日本および南方系恙虫病との関連を考える上で注目される。なお澎湖島の現地医師に依頼して集めた恙虫病患者11名の血液からはリケッチアの分離にまだ成功していない。3.野ネズミ寄生ツツガムシの調査および病原リケッチアの分離台湾各地の平地(19861990年、78月)、台東、屏東,高雄、台北、花蓮の5県で捕獲した野ネズミ5種58匹から約8500個体のツツガムシ幼虫が得られ、その90%以上がデリ-ツツガムシであった。しかし一部の地域の野ネズミからは、本種が得られないか、少なかった。中部の嘉義県阿里山(標高2,200m、1988年8月)ではタツアカネズミ、ニイタカネズミの2種19匹からはデリ-ツツガムシ以外の7種102個体のツツガムシ幼虫が得られた。澎湖島(1986年78月)ではハツカネズミ、ジヤコウネズミ2種18匹から457個体のツツガムシ幼虫(約99%はデリ-ツツガムシ)、蘭嶼(1990年8月)ではクマネズミ53匹から33,000個体の幼虫(約95%はデリ-ツツガムシ)が得られた。以上のうち台東、屏東、澎湖島の野ネズミ6匹それぞれから得られた病原リケッチアについては目下その抗原構造および型別の検討が行われている。また蘭嶼のデリ-ツツガムシ2個体からのリケッチアについても目下検討中である。台湾の高地(阿里山、日本時代に恙虫病発生の記録あり)では南方系および台湾の主媒介者であるデリ-ツツガムシが認められず、代って日本の新型恙虫病の主媒介者の一つであるタテツツガムシ類似種、またカワムラツツガムシ等が得られたことは注目される。近年、恙虫病リケッチアは媒介者であるツツガムシそのものの共生体で、しかも経卵伝達されることが次第に明かになってきた。このことに関連してツツガムシ種と病原リケッチア株との間に強い結びつきがあり、しかも病原リケッチア保有ツツガムシ幼虫は地上に時に直経数ヤ-ドの地点(hot spot)に集積生息していると推定されている。本調査で得られた上記の各種資料についても、特にこれらの観点から日本および東南アジアを通じて本病伝播のメカニズムに関して更に解析を進めてゆくつもりである。