hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
結核等病原性抗酸菌感染症に対する新しいワクチンの開発

ハンセン病では、細胞性免疫の活性化程度がらい菌の増殖及び病変の広がりを規定する。そのため、ハンセン病は病原性抗酸菌に対する新しいワクチンを開発する上で有用なモデルとなる。まず、少菌型ハンセン病患者T細胞を活性化するらい菌主要抗原として、Major Membrane Protein(MMP)-IIを同定した。MMP-IIは、抗原提示細胞表面上のTLR-2抗原を認識し、樹状細胞及びマクロファージを強く活性化した。さらに、リコンビナントMMP-II蛋白をパルスした樹状細胞は、正常健常者由来ナイーブCD4陽性及びCD8陽性T細胞を活性化した。同時に、メモリータイプT細胞をレスポンダーとして用いると、少菌型患者CD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞は、正常健常者に比し著しく強く活性化された。従って、少菌型患者T細胞は生体内においてMMP-IIにより感作されてた。一方、マクロファージに関しては、GM-CSFを用いて作製した場合のみ、らい菌感染を受けた際T細胞を活性化した。そこで、MMP-IIを細胞内で分泌するリコンビナントBCG(BCG-SM)を作製した。BCG-SMを樹状細胞に感染させるとナイーブCD4陽性及びCD8陽性T細胞を強く活性化した。とりわけ、ナイーブCD8陽性T細胞はベクターコントロールBCGでは活性化されず、BCG-SMのみにより活性化された。また、BCG-SMをマクロファージに感染させるとGM-CSFを産生し、CD4陽性T細胞を活性化した。さらに、BCG-SMをマウスに感染させると、13週後においてもMMP-II抗原に反応するメモリーT細胞を産生した。そこで、BCG-SMあるいはベクターコントロールBCGをC57BL/6マウスに皮内接種し、4週後にらい菌をチャレンジすると、BCG-SMは有意に強くらい菌の生体内増殖を抑制した。従って、従来のBCGに比し有効なリコンビナントBCGが産生された。病原性抗酸菌の主要抗原の一つとしてMajor Membrane Protein-II(MMP-II)を同定した。精製したMMP-IIを用い正常健常者末梢単球由来樹状細胞を刺激すると、大量のIL-12p70及びTNFαを産生した。さらに、MMP-IIパルス樹状細胞を抗原提示細胞として用い、自己のCD4陽性及びCD8陽性T細胞を刺激すると、MMP-IIの濃度依存性にT細胞は活性化されIFN-γを産生した。さらに、MMP-IIを樹状細胞にパルスすると、樹状細胞表面のMHC class I・Class II・CD86・CD83抗原の発現が増強し樹状細胞は活性化された。また、MMP-IIに対するモノクローナル抗体を作製し、樹状細胞に抗酸菌を感染させた後、その表面を解析するとMMP-IIの発現が確認された。そこで、抗酸菌に対する自然免疫反応と密接に関係するTLR-2とMMP-IIの相互作用を検討した。TLR-2をHEK293細胞に導入すると、本細胞はMMP-II刺激を受けてNF-κBを活性化させた。さらに、TLR-2に対するモノクローナル抗体存在下で、MMP-IIを用い樹状細胞を刺激するとIL-12p70の産生能は抑制された。

次いで、抗酸菌細胞膜に存在するMMP-IIは生体内で免疫担当細胞によって認識され得るか検索するため、抗酸菌感染症患者の末梢血より樹状細胞及びT細胞を分離し、樹状細胞を介してT細胞が活性化されるか検討した。その結果、ナイーブのT細胞のMMP-IIに対する反応性は、正常健常者と抗酸菌感染患者の間に有意の差はなかったが、メモリータイプのCD4陽性T細胞及びCD8陽性T細胞はいずれも患者において有意に強く活性化された。このことは、MMP-IIは生体内においてMMP-IIを認識し、抗酸菌感染患者T細胞はMMP-IIによって感作され得ることを示唆しているものと想定された。従って、MMP-IIは自然免疫及び獲得免疫の両者を活性化し、抗酸菌に対する生体防御反応として重要なタイプ1T細胞を賦活し得る分子であって、新しいワクチンの開発に中心的役割を果たし得るものと考えられた。病原性抗酸菌の主要抗原として同定した抗酸菌細胞膜蛋白Major Membrane Protein-II(MMP-II)をコードする遺伝子の上流に、結核菌Ag85A由来分泌シグナルを繋げ、HSP60のプロモーターを用いて発現を制御するプラスミドを作製しBCG菌に導入し、カナマイシン耐性遺伝子を利用してクローニングした。本リコンビナントBCGをBCG-SMと称し以下の実験に用いた。BCG-SM培養中に分泌されたMMP-IIをアフィニティカラムを用いて精製すると、MMP-IIは大腸菌を用いて得たリコンビナントMMP-IIと同様に、ヒト末梢単球由来樹状細胞を活性化しIL-12p70の産生を誘導した。また、BCG-SMとベクターコントロールBCG(BCG-pMV)の免疫学的性状を比較検討するため、両者を樹状細胞に感染させ、その表面抗原の発現程度を検索すると、BCG-SMは有意に強くHLA-ABC・HLA-DR・CD86およびCD83抗原の発現を増強させ、同時にCD1aの発現低下をもたらした。このことは、BCG-SMはT細胞の活性化を誘導する分子を効率良く発現誘摸することを示唆している。しかし、樹状細胞からのIL-12p70およびTNFαの産生能は両リコンビナントBCGで差は無かった。そこで、BCG-SMとBCG-pMVを樹状細胞に感染させる際のMMP-IIの細胞表面への発現を検討した。その結果、BCG-SMを感染させた場合においてのみMMP-IIが細胞表面に発現され、BCG-SMを感染させる際に予め樹状細胞をクロロキニンで処理しておくとMMP-IIの発現は消失し、かつBCG-SMを熱処理してもMMP-IIの発現が消失した。従って、BCG-SMは樹状細胞内でMMP-IIを分泌し、その結果としてMMP-IIを細胞表面に発現させ、抗原特異的T細胞の活性化を誘導し易くしている可能性が示唆された。病原性抗酸菌の主要抗原として同定した細胞膜抗原Major Membrane Protein(MMP)-IIに、結核菌のAg85由来分泌シグナルを結合させBCGに導入したリコンビナントBCG(BCG-SM)の、ワクチンとしての有効性を検討した。BCG-SMは、ベクターコントロールBCG(BCG-pMV)に比し、優位に強く、樹状細胞を介しCD45RO陰性ナイーブCD4陽性T細胞を活性化し、IFN-γの産生を誘導した。BCG-pMVは、ナイーブCD8陽性T細胞を活性化し得ないのに対し、BCG-SMはMMP-II抗原特異的に活性化した。
薄膜の表皮効果を用いた銅配線の低抵抗化と信頼性向上

本年度は、下記2項目について検討を行った。1.本研究で提案しているTi基バリア層を有するデュアルダマシンCu配線は、従来配線構造より配線抵抗やSIV耐性に優れるが、EM耐性は劣る。これは、絶縁膜中のボアから生じる酸素がCu配線/絶縁膜界面に形成されたTi基バリア層を通過し、Cu配線を酸化させるためと推測されている。これを踏まえ、Cu(Ti)合金膜/SiO_2界面にTi基バリア層を自己形成させた試料を酸素濃度を制御したAr雰囲気中で熱処理し、バリア層形状変化やCu酸化状態等を調べた。熱処理雰囲気中の酸素濃度が増大すると、Cu(Ti)合金膜/バリア層界面近傍のCuが酸化してCu_2Oが形成し、これにより界面平坦性が失われ、バリア層が不連続になった。このため界面密着力が低下し、EM耐性が劣化したと考えられる。Ti基バリア層の酸素拡散バリア性向上が必須であることが示された。2.Cu配線中の結晶粒粗大化により電気抵抗率低減が、双晶形成によりEM耐性向上がそれぞれ期待される。一方、Cu配線を取り囲む拡散バリア層の種類の差異により、Cuの結晶配向性、粒成長挙動、双晶密度が変化する。本研究では、種々のバリア層上に純Cu膜をスパッタ成膜し、Cu膜中の室温粒成長および双晶形成に及ぼすCu膜配向性とバリア層の影響を定量的に調べた。強い{111}配向のCu膜では粒成長は抑制されたが、{111}配向が弱まり{100}配向が少し加わった領域で粒成長速度は最大になった。双晶密度は粒成長速度が速いほど増大したため、粒成長時の積層順序の狂いにより双晶が形成する焼鈍双晶と考えられる。Cu膜配向性は成膜初期から見られ、バリア層との濡れ性が良いほど強い{111}配向だった。Cu膜とバリア層との濡れ性によりCu膜配向性が決まり、その配向性によりCu膜の粒成長速度と双晶密度が決まることがわかった。LSIの微細化によりCu配線幅が100nm以下になると、配線幅の減少に伴って著しく電気抵抗が上昇することが問題となっている。電気抵抗上昇の主な原因は、Cu配線とその周囲に存在する絶縁膜との相互拡散を防止するための拡散バリア層がCu配線の有効断面積を減少させてしまうことである。そこで私は、Cu(Ti)合金薄膜を高温で熱処理するとTiが薄膜の表界面に析出する「薄膜の表皮効果」を応用し、Cuと絶縁膜との界面に極薄バリア層を自己形成させるプロセスを検討してきた。自己形成バリア層は合金膜中のTiと絶縁膜との化学反応によって形成され、バリア層の極薄化によってCu配線の大幅な低抵抗化が期待される。本年度の研究では、この反応を定量的・系統的に評価し、律速機構を明らかにすることで、バリア層自己形成機構を解明することを目的とした。RBS法を用いて絶縁膜と反応したTiの量を定量的に求め、熱処理条件を変えて系統的に実験を行った結果、Tiと絶縁膜の反応の時間依存性、活性化エネルギー、反応速度定数をそれぞれ求めることができた。これらの値から、バリア層中の反応生成物の種類にかかわらず、バリア層自己形成はTiと絶縁膜の反応律速であることがわかり、特に絶縁膜中のC組成によって反応速度が大きく変化することが明らかとなった。これらの知見に基づき、LSI作製プロセスにおけるバリア層自己形成反応の定量的な予測ができることを提唱した。一方、このバリア層自己形成法を応用して、Cuと絶縁膜の密着力を向上させる研究も行った。本年度の研究では、熱処理後の複雑な界面への足掛かりとして、熱処理前のCu(Ti)合金と絶縁膜の界面の密着力測定法を確立することを目的とした。試料加工条件と試験条件を変化させて実験を行った結果、絶縁膜の種類によらず熱処理前のCu(Ti)合金と絶縁膜の密着力を4点曲げ試験法により測定できるようになった。本年度の研究では、Cu(Ti)合金膜と絶縁膜の界面の自己形成バリア層の微細構造を詳細に解析し、自己形成バリア層が高いバリア性を有する原因を解明する研究に取り組んだ。XPSによるバリア層の解析で、これまで同定されていたTiCやTiSiの結晶相の他にアモルファスTi化合物の形成が観察された。TiCとTiSiはバリア層中でCu(Ti)合金膜に近い側に形成され、アモルファスTi化合物は絶縁膜に近い側に形成されていた。また、バリア層の大部分(5095%程度)はアモルファスTi酸化物で構成されており、それはCu(Ti)合金膜と絶縁膜の界面に連続的に形成されていることが示唆された。一般にアモルファス化合物は結晶粒界を持たないことから結晶に比べて物質の拡散を抑制する性質があり、自己形成バリア層中でアモルファスTi酸化物が連続的に形成されていることが、十分なバリア性を示す一つの要因であると考えられる。一方、バリア層自己形成法を応用して、Cuと絶縁膜の界面密着力を向上させる研究も引き続き行った。本年度の研究では、熱処理後の試料について、4点曲げ法により密着力を測定した。その結果、「絶縁膜/バリア層」または「バリア層/Cu(Ti)合金膜」のいずれかの界面で理想的に剥離した試料と、絶縁膜もしくはエポキシ樹脂が破壊した試料が観察された。

理想的な剥離が起こった試料では、従来のTaやTaN等のバリアを用いた試料の界面密着力よりも、大きな密着力を示すものがあった。このことから、バリア層自己形成法を用いることで、密着力向上の可能性があることがわかった。また、それ以外の試料では、「絶縁膜/バリア層」および「バリア層/Cu(Ti)合金膜」の界面密着力が十分大きかったため、絶縁膜もしくはエポキシ樹脂が破壊したと考えられる。これらのことから、バリア層自己形成法がCuと絶縁膜の密着力向上に有効であることがわかった。本年度は、下記2項目について検討を行った。1.本研究で提案しているTi基バリア層を有するデュアルダマシンCu配線は、従来配線構造より配線抵抗やSIV耐性に優れるが、EM耐性は劣る。これは、絶縁膜中のボアから生じる酸素がCu配線/絶縁膜界面に形成されたTi基バリア層を通過し、Cu配線を酸化させるためと推測されている。これを踏まえ、Cu(Ti)合金膜/SiO_2界面にTi基バリア層を自己形成させた試料を酸素濃度を制御したAr雰囲気中で熱処理し、バリア層形状変化やCu酸化状態等を調べた。熱処理雰囲気中の酸素濃度が増大すると、Cu(Ti)合金膜/バリア層界面近傍のCuが酸化してCu_2Oが形成し、これにより界面平坦性が失われ、バリア層が不連続になった。このため界面密着力が低下し、EM耐性が劣化したと考えられる。Ti基バリア層の酸素拡散バリア性向上が必須であることが示された。2.Cu配線中の結晶粒粗大化により電気抵抗率低減が、双晶形成によりEM耐性向上がそれぞれ期待される。一方、Cu配線を取り囲む拡散バリア層の種類の差異により、Cuの結晶配向性、粒成長挙動、双晶密度が変化する。本研究では、種々のバリア層上に純Cu膜をスパッタ成膜し、Cu膜中の室温粒成長および双晶形成に及ぼすCu膜配向性とバリア層の影響を定量的に調べた。強い{111}配向のCu膜では粒成長は抑制されたが、{111}配向が弱まり{100}配向が少し加わった領域で粒成長速度は最大になった。双晶密度は粒成長速度が速いほど増大したため、粒成長時の積層順序の狂いにより双晶が形成する焼鈍双晶と考えられる。Cu膜配向性は成膜初期から見られ、バリア層との濡れ性が良いほど強い{111}配向だった。Cu膜とバリア層との濡れ性によりCu膜配向性が決まり、その配向性によりCu膜の粒成長速度と双晶密度が決まることがわかった。
中国近世白話文学コーパスへの文学理論研究に資する情報付与の基礎的研究

本研究では、中国近世白話文学(戯曲・白話小説等)の電子コーパス構築における情報付与について検討を行った。1)コーパス構築の基礎として必要な電子テキスト整備の一環として、明中期の雑劇作品24種を排印本に基づき電子テキスト化し、うち9種は明中期版本の調査に基づいた電子テキストも作成した。又、批評つき白話小説1種を電子テキスト化した。2)文学及び隣接分野の研究の為に中国近世白話文学コーパスにどういう情報を付与するのがよいか検討を行い、1)の一部にサンプル的にメタデータ・批評に関する情報を付与したコーパス、及び現代語向け形態素解析ソフトによるPOSタグ付きコーパスを試作し、その有効性について検討した。平成24年度は、前年度に引き続き、コーパス構築の基礎となる中国近世の白話文学(戯曲・白話小説等)の電子テキストの整備の一環として、研究上重要で、現在まで良質な電子テキストがまだ公開されていない白話文学の諸版本につき、版本の実地調査・使用版本の選定・マイクロフィルム版等の入手を行い、うち明刊の雑劇を中心に二十余種につき、版本のスキャニング・OCRを行い、その一部について校訂作業を進めた。また、所蔵館からマイクロフィルム複製が部分的にしか許可されなかった版本の一部につき、別の版本に基づいてOCRを行ったテキストを当該館に持参し、それと校勘を行うという方法でテキストファイル作成・校訂作業を進めた。コーパスへの情報付与に関しては、前年度に暫定的なDTDを作成した白話小説の批評(総批・夾批・眉批)については試行的な情報付与、半自動化を試みた。また、メタデータ・ディスコース情報・戯曲作品中の脚色(役柄)や話者の情報付与等について検討を行った。平成25年度は、前年度に引き続き、情報付与の対象とする電子テキスト(明代戯曲・白話小説)の整備・校訂を進めると共に、文学研究及び隣接分野の研究に有効な情報付与項目・付与形式の検討(メタデータに入れるべき諸項目とその難点、批評に関する情報付与、戯曲における脚色(役柄)及び登場人物に関する情報付与、現代語向け形態素解析ソフトによるPOSタグ付け等)、及びタグつきコーパスの試作を行い、有効性について検討を行った。平成23年度は、まず、コーパス構築の基礎となる中国近世の白話文学(戯曲・白話小説等)の電子テキストの整備の一環として、研究上重要で、現在まで良質な電子テキストがまだ公開されていない白話文学の諸版本につき、版本の実地調査・使用版本の選定・マイクロフィルム版等の入手を行い、うち明刊の雑劇・伝奇を中心に二十余種につき、版本のスキャニング・OCRを行い、その一部については校訂作業を進めた。また、コーパスへの情報付与に関しては、中国近世白話文学を対象とした文学理論的研究を中心に、文学研究及び隣接分野の研究に有効と思われる情報付与の項目及び付与形式について検討した。メタデータ・ディスコース情報・作品に附された批評等を中心に検討を行い、うち、白話小説の批評(総批・夾批・眉批)のについては暫定的なDTDを作成した。本研究の柱の一つである、情報付与の対象とする電子テキスト(プレインテキスト)の整備のうち、一部の版本については所蔵館からマイクロフィルム複製が部分的にしか許可されず、いわば手作業で(詳細は「概要」に記述)テキストファイル作成・校訂を行ったため、作業に予定より時間がかかりもう一つの柱である、コーパスへの情報付与に関わる研究時間を圧迫した。コーパス構築の基礎となる中国近世の白話文学(戯曲・白話小説等)の電子テキストの整備、コーパスへの情報付与項目・付与形式に関する検討、いずれもほぼ計画通りの進行状況である。前年度に引き続き、情報付与の対象とする電子テキスト(プレインテキスト)の整備・校訂、文学研究及び隣接分野の研究に有効な情報付与項目・付与形式の検討を行うとともに、これを承けて、タグつきコーパスの試作(白話小説の批評(総批・夾批・眉批)に関する情報付与作業の進行・試用した結果わかった不具合のフィードバック、形態素解析ソフトによるPOSタグ付け・POSタグ付きテキストへのディスコース情報等の付与等の試行を含む)・試用に向け作業を進めていく。平成23年度に引き続き、情報付与の対象とする電子テキスト(プレインテキスト)の整備、文学研究及び隣接分野の研究に有効な情報付与項目・付与形式の検討を行うとともに、これを承けて、タグつきコーパスの試作(批評(総批・夾批・眉批)に関する情報タグ付けの半自動化、形態素解析ソフトによるPOSタグ付け・POSタグ付きテキストへのディスコース情報等の付与等の試行を含む)・試用に向け作業を進めていく。電子テキストの底本となる版本の調査・マイクロ(写真)撮影・複製、スキャニング、テキスト化、作業アシスタント・情報処理の専門家への謝金等に使用する予定である。

電子テキストの底本となる版本の調査・マイクロ(写真)撮影・複製、スキャニング、テキスト化、作業アシスタント・情報処理の専門家への謝金等に使用する予定である。
生物多様性が生態系機能に与える効果:水質浄化システムを用いた検討

生物多様性の減少は,さまざまな生態系機能に対して影響を及ぼす可能性がある。本研究では,汚水処理用の人工湿地を模した小規模な系を用いて,植栽するヨシの遺伝的多様性を操作する実験を行った。その結果,遺伝的多様性が高い実験区の方が,生育後のヨシの一次生産量が大きく,排水中の窒素濃度が低くなる傾向が見られた。本実験の結果は,植栽したヨシの遺伝的多様性が,ヨシの一次生産量だけでなく,ヨシや根圏に生育するバクテリアを通じた水質の浄化効率にまで影響を及ぼし得ることを示している。本研究は,ヨシ(Phragmites australis;イネ科)の遺伝的多様性が,水質浄化機能に与える影響を評価することを目的とする。湿地生の植物は,植物体が成長する際に窒素やリンを吸収することに加え,根とその近傍に生育する多様な微生物が化学物質を分解し,植物体と併せて水質を浄化する機能をもつと考えられている。また,植物は根圏に酸素を供給することで,好気的微生物の働きを助ける。生態工学の分野では,ヨシを植栽した人口湿地を用いて,低コストで維持管理が容易な水質浄化システムの開発に取り組んでいる。しかし,植栽する植物の性質が,システムの浄化能力にどのように作用するのかは分かっていない。本研究では,湿地環境を模した小規模な実験系にヨシを植え,実験区内のヨシの遺伝的多様性が,水質浄化機能に及ぼ影響について検討する。本年は,実験を行う予備段階として,生育環境の異なる野外集団からサンプリングや,栽培環境の探索などを行うとともに,遺伝子型を区別するための遺伝マーカー(マイクロサテライトマーカー)のスクリーニングを行った。その結果,集団や生育環境・遺伝子型に応じて,植物体のサイズやフェノロジーが明瞭に異なること,遺伝子型がマイクロサテライトマーカーによって十分識別できることが分かった。また,異なる生育環境から採集した植物体を同一の実験環境下で生育させたところ,遺伝子型によって異なる環境下での生育に適応している可能性が示唆された。生物多様性の減少は,さまざまな生態系機能に対して大きな影響を及ぼす可能性がある。しかし,種多様性に比べると,遺伝的多様性の効果に関する実験的検証は極めて少ない。また,生態系機能を対象とした研究では,測定が容易な一次生産量などが評価されることが多く,大気や水の浄化を含む多くの重要な機能がほとんど扱われていない。本研究では,汚水処理用の人工湿地を模した小規模な系を用いて,植栽するヨシ(Phragmites australis)の遺伝子型数を操作する実験を行った。遺伝マーカーで識別した6つの遺伝子型を用いて,各遺伝子型を単独で植える「単植」処理と,すべての遺伝子型を植える「混植」処理とを設け,生育後のヨシの地上部バイオマスと,排水中の無機態窒素濃度を測定した。ヨシが生育する間は,定期的に栄養塩負荷の高い水を与え,一定の地下水位が維持されるようにした。生育後のヨシのバイオマスは,「混植」の方が「単植」よりも平均で27%も大きかった。この遺伝的多様性の効果は,主に補完効果(complementarity effect)によるところが大きく,遺伝子型間のニッチ分化や相互作用によって,資源の利用効率が高まったものと考えられる。さらに,「混植」では,「単植」に比べて窒素の除去効率が高くなる傾向が認められ,排水中の窒素濃度が最大で30%低かった。植物による窒素吸収量は限られていることから,ヨシの生育が硝化や脱窒に関与するバクテリアの活動にも影響を与えている可能性がある。
動作解析手法および骨格筋超音波法を用いた変形性膝関節症の進行要因の解明

変形性膝関節症は国民の多くが中年期以降に発症する慢性進行性の運動器疾患であり、その発症・進行の予防は国民の生活の質の維持向上だけではなく医療経済学的にも重要な課題である。しかしながら、現在まで、本邦において膝関節症の危険要因と関節病態との関連を多角的・縦断的に調べた研究はほとんど無く、従って、進行を予防し得る介入方法の確立には至っていない。本研究では、効果的な介入方法の確立に向けて、変形性膝関節症に対して動作解析や筋活動分析、骨格筋の量的・質的評価を含めた多角的な評価を縦断的に行い、関節病態の進行に影響する要因を特定することを目的とする。
光受容関連分子と光受容膜の構造と機能と研究

1.複雑なサブユニット構造を持つ光化学系IIクロロフィルタンパク複合体の内在性蛋白質成分を界面活性剤で解体し, D1, D2蛋白質とチトクロムb-559よりなる光化学反応中心標品の調製法を確立した.さらに,標品に含まれるクロロフィル,フェオフィチン, β-カロチンおよびチトクロムb-559の化学量論比を確定した.2.光化学系II複合体に結合している3種の表在性蛋白質の結合様式を研究し,次の結果を得た.(1)33-KDaの蛋白質の構造の保持には二残基のシスティンがジスルフィド結合を形成していることが必須である.(2)3種の表在性蛋白質は内在性蛋白質複合体に順次結合するが,水溶液中では相互に結合しない.この事実は,結合に伴って内在性蛋白質あるいは表在性蛋白質に高次の構造変化がおこることを示唆している.(3)33-KDa蛋白質をリガンドきしたアフィニティクロマトグラフィを作り,これを用いて内在性蛋白質を精製することができた.3.分子量114KDaのフィトクロムをキモトリプシンで切断し,光可逆性を示す最小ペプチドユニットをしらべた.その結果,発色団を含む12KDaペプチドまで光可逆性を示すことがわかった.4.フッ素原始を含むレチナールアナログを発色団とするロドプシン類似体を合成し,その光反応の解析から膜中でのロドプシンのαヘリックスの集合状態を推定した.5.ヤツメウナギ外節円板膜の膜内粒子の動態分布を双面レプリカ電顕法により解析した.1.複雑なサブユニット構造を持つ光化学系IIクロロフィルタンパク複合体の内在性蛋白質成分を界面活性剤で解体し, D1, D2蛋白質とチトクロムb-559よりなる光化学反応中心標品の調製法を確立した.さらに,標品に含まれるクロロフィル,フェオフィチン, β-カロチンおよびチトクロムb-559の化学量論比を確定した.2.光化学系II複合体に結合している3種の表在性蛋白質の結合様式を研究し,次の結果を得た.(1)33-KDaの蛋白質の構造の保持には二残基のシスティンがジスルフィド結合を形成していることが必須である.(2)3種の表在性蛋白質は内在性蛋白質複合体に順次結合するが,水溶液中では相互に結合しない.この事実は,結合に伴って内在性蛋白質あるいは表在性蛋白質に高次の構造変化がおこることを示唆している.(3)33-KDa蛋白質をリガンドきしたアフィニティクロマトグラフィを作り,これを用いて内在性蛋白質を精製することができた.3.分子量114KDaのフィトクロムをキモトリプシンで切断し,光可逆性を示す最小ペプチドユニットをしらべた.その結果,発色団を含む12KDaペプチドまで光可逆性を示すことがわかった.4.フッ素原始を含むレチナールアナログを発色団とするロドプシン類似体を合成し,その光反応の解析から膜中でのロドプシンのαヘリックスの集合状態を推定した.5.ヤツメウナギ外節円板膜の膜内粒子の動態分布を双面レプリカ電顕法により解析した.
下肢麻痺者用装着型ロボットの歩行速度を向上するためのセンサ・制御システムの開発

国内外で下肢麻痺者の歩行補助ロボットが開発されているが,非常にゆっくりした歩行しか実現できないため移動手段としての実用性が低い.本研究は歩行補助ロボットの最大歩行速度を向上するために(1)歩行軌道生成アルゴリズムの開発,(2)歩幅と歩行速度を調整するセンサ・制御システムの開発を行った.歩行軌道生成では,最適化手法を用いることで従来と比べて歩行速度を2倍以上向上した.また,歩行軌道生成アルゴリズムを歩幅と歩行速度のオンライン協調制御に導入することによって,ロボットが停止することなくユーザの動作に応じて歩き方を変えながら歩行することが可能となった.国内外で下肢麻痺者の歩行補助ロボットが開発されているが,非常にゆっくりした歩行しか実現できないため移動手段としての実用性が低い.本研究は歩行補助ロボットの最大歩行速度を向上するために(1)歩行軌道生成アルゴリズムの開発,(2)歩幅と歩行速度を調整するセンサ・制御システムの開発を行った.歩行軌道生成では,最適化手法を用いることで従来と比べて歩行速度を2倍以上向上した.また,歩行軌道生成アルゴリズムを歩幅と歩行速度のオンライン協調制御に導入することによって,ロボットが停止することなくユーザの動作に応じて歩き方を変えながら歩行することが可能となった.本研究課題では,下肢麻痺者用の歩行補助ロボットの歩行速度を向上するシステムを開発することを目的とする.そのためには,ハードウェアや環境の制約の下でできるだけ速い歩行パターンを生成することと,ユーザと協調してスムーズに歩行するインタフェースを構築することが重要である.そこで本年度は,歩行軌道計算アルゴリズム開発と,マンマシンインタフェースのためのセンシング歩行器の開発を行った.一つ目の成果は,最適軌道の計算アルゴリズムを開発したことである.歩行速度を限界まで上げるには,モータの角速度上限やつま先が地面と接触しないなどの制約条件を考慮する必要がある.制約条件を満たす軌道を計算するため,申請者は経由点付き躍度最小軌道に基づく最適軌道計画法を開発し,当初の目標である1km/hを超える1.3km/hの歩行速度を達成した.さらに,提案アルゴリズムの歩行パターンは,従来法と比較して消費電力を半分程度に低減できることを確かめた.軌道の計算時間は平均で0.2秒程度であり,歩幅や歩行速度を変更して歩行するには十分な速度である.二つ目の成果は,脚と歩行器の運動を検出するセンサー歩行器の開発である.歩行器にレーザーレンジファインダを取り付け,歩行器と左右の脚の相対位置を正確に計測できることを確かめた.レーザレンジファインダのスキャンデータからユーザの脚の領域を切り出し,その相対位置情報から,歩行器の運動と脚のスイング動作を識別するアルゴリズムを開発した.脚と歩行器の運動をモーションキャプチャで計測した結果とレーザーレンジファインダによる計測結果を比較したところ,ほぼ一致した(決定係数0.999).本研究の目的は,装着型歩行補助ロボットの最大歩行速度を向上するための制御アルゴリズムを開発するとともに,ユーザの意図に合わせて歩行速度と歩幅を調整するマン・マシンインタフェースを開発することである.制御アルゴリズムについては,短時間(0.2秒程度)で歩行パターンを最適化するアルゴリズムを開発した.健常者を被験者として歩行補助ロボットの実機試験を実施し,これまでの歩行パターンの最大速度(0.18 m/s)と比べて開発したアルゴリズムでは最大歩行速度が2倍に向上できた.また,同等の速度での消費電力を半分に抑えることができた.また,ユーザの意図する歩行速度と歩幅から開発したアルゴリズムによってオンラインで最適歩行パターンを生成・実行するシステムを開発した.健常者による動作試験を実施して,ユーザが歩幅や歩行速度を調整しながら歩行できることを確かめた.ユーザの意図に合わせる従来のインタフェースシステムでは一歩あたり4秒かかっていた.本研究で開発したシステムは一歩あたり2秒以内で連続的に歩行でき,歩行速度の大幅な改善を達成した.メカトロニクス計画当初の歩行速度の目標は1km/hであったが,軌道計算の方法を徹底的に見直して改良した結果,目標を超える1.31km/hで歩行でき,目標を上回る成果を得た.一方,センシング歩行器の開発では,歩行器と脚との位置を高い精度で計測できたが,ZMPの計測と評価まではまだ達成できていないため,早急に取り組む予定である.総合すると,本研究はおおむね順調に進展しているものと考えられるセンシング歩行器の開発を進めて,ZMPの計測精度の評価を行う.また,軌道生成アルゴリズムにZMP信号による修正動作のモジュールを加える.加えて,修正動作をユーザに知らせる感覚フィードバックシステムを開発し,動作試験を実施する.購入物品の変更等のため差額が生じた.実験の被験者を増やすなどにより翌年度に使用する.
リアルタイムデジタル信号処理によりダイナミックレンジを拡大したライダーシステム

極微弱光から比較的強い光までの広いダイナミックレンジを持つ大気観測用ライダーの受信信号強度を、デジタル信号処理により求めるDSP検出方式を提案したが、大量のデータ処理に時間がかかり定常的な測定に利用するまでには至っていなかった。今回の研究は、半導体技術特に高速信号処理デバイスの最近の発展を背景に、リアルタイム処理可能なDSP検出方式のライダー受信システムの開発を行い、従来のフォトンカウンティング法等との比較や実際の大気観測を行い、その実用化の問題等を明らかにした。実際には、現有のパーソナルコンピュータ(ペンティアムプロセッサ内蔵)に、最高500MHzサンプリングの高速デジタイザーボードを組み込み、DSP方式受光システムの信号処理部を製作した。コンピュータ本体にデジタイザーを内蔵することにより、高速なデータ転送が可能となった。C言語により、すでに定式化されている理論に基づき信号処理のプログラムを作成した。室内実験により現有の光電子増倍管の信号を処理し、入射光強度を変化させ、入射光強度に対する直線性のチェック、各パラメータの導出、ノイズ特性の確認を行い、理論通りの性能が得られる事を確認した。Nd:YAGレーザを光源とした現有のライダーシステムに本DSP検出方式受光システムを組み込み、現有のディジタルオシロスコープ及びフォトンカウンターとの同時観測により実際の大気データの測定・比較を行い、良い一致が得られ、実用性が確認された。
マルチエージェントシステムの動特性の解析と制御に関する研究

マルチエージェントシステムは、自律的に動作する複数のエージェントから構成されるシステムである。システム全体としての機能や特性は、個々のエージェントの動作とエージェント間での相互作用を通して動的に決定される。しかし、これらは状況依存的かつ非決定的であることから、システム設計段階でシステム全体としての機能を規定したり、不都合な振る舞いを排除したりすることが困難となる。こうした性質は、マルチエージェントシステムの特徴として興味深い反面、応用システム構築の観点からみれば、その作業を非常に困難にする大きな要因となっている。そこで、本研究では、マルチエージェントシステムの設計開発や運用を支援する新たな手掛かりを掴むために、マルチエージェントのモデルに基づくシミュレーション実験と具体的なマルチエージェント応用システムを利用して、システムの動的な特性の解析と制御に関する研究を行った。その結果、次のような知見が得られた。(1)タスク割り当てに基づくマルチエージェント組織の形成において、各エージェントが協調相手に関する情報を保持・活用することにより処理効率が向上する。(2)外界の情報に基づいて動作するマルチエージェント系において、当該情報を受信する際の適度な遅延がシステム全体としての処理効率を向上させる。(3)マルチメディア通信サービスの応用システムにおいて、システム稼動状況の観測と制御に関する知識を内蔵したエージェントが実現可能であり、これによりサービス品質の変動に柔軟に対処するマルチエージェントシステムが構成できる。平成12年度は、動特性の分析と制御の対象となるマルチエージェントシステムのモデル化、及び、実験手法に関する基礎研究として、以下の研究開発を実施した。(1)エージェントモデルの定式化マルチエージェントシステムの構成要素となるエージェントのモデル(アーキテクチャ)について検討し、エージェントの内部状態(心的状態とも呼ぶ)を導入し、各エージェントはこれらの内部状態と外部から到来する他のエージェントからのメッセージに基づいて動作するエージェントの動作モデルを定式化するとともに、エージェント群の緩やかな連携関係という概念を提案した。(2)マルチエージェントの動作シミュレーション手法の基本検討上記(1)で検討したモデルに基づいて、マルチエージェントシステムとして構成されるエージェント群の動作をシミュレートする手法について検討し、エージェント内部機能を動作パラメータとする動作シミュレーションシステムを設計・実装した。そして、緩やかな連携関係に基づいて動作するマルチエージェントシステムのシミュレーション実験を行い、その基本的特性を把握した。(3)マルチエージェントシステムの動特性解析モデルの基本検討マルチエージェントシステムの動特性解析の分析・解析の指針となる理論モデルを構築する準備として、関連研究の動向調査と整理を行った。平成13年度は、マルチエージェントモデルの精緻化、および動作特性のシミュレーション方式に関する検討を継続すると共に、具体的な実験・評価を実施する基盤整備に関する研究を行った。(1)マルチエージェントの動作モデルの定式化マルチエージェントシステムを構成するエージェントのアーキテクチャとして、その知識の一部として保持する自己の内部状態(心的状態)を他のエージェントとやりとりするメッセージの受理状態に基づいて更新する方式とこれに基づいて構成されるエージェント群の緩やかな連携関係の性質を検討した。また、より一般的な動作モデルとして、エージェント相互間での情報交換の特性を反映したエージェント動作特性解析モデルについても検討した。(2)マルチエージェントの動作シミュレータの設計と実装上記(1)で検討したモデルに基づくマルチエージェントシステムの動作特性を解析するために、エージェントの心的状態とその処理機能をパラメータとするマルチエージェント動作シミュレータの設計と実装を行った。(3)マルチエージェントシステムの動作特性解析の実験と評価上記(1)(2)の結果をもとに、心的状態の変化に基づくマルチエージェント動作、および、情報交換に基づくマルチエージェントの動作のシミュレーション実験を行い、動作モデルの特性を把握すると共に、特性動作シミュレータの機能評価と改良を行った。マルチエージェントシステムは、自律的に動作する複数のエージェントから構成される。こうした性質は、マルチエージェントシステムの特徴として興味深いが、応用システム構築などの観点からみれば非常に厄介な問題を抱えることになる。

(1)タスク割り当てに基づくマルチエージェント組織の形成において、各エージェントが協調相手に関する情報を保持・活用することにより処理効率が向上する。(2)外界の情報に基づいて動作するマルチエージェント系において、当該情報を受信する際の適度な遅延がシステム全体としての処理効率を向上させる。(3)マルチメディア通信サービスの応用システムにおいて、システム稼動状況の観測と制御に関する知識を内蔵したエージェントが実現可能であり、これによりサービス品質の変動に柔軟に対処するマルチエージェントシステムが構成できる。今後、これらの結果を踏まえて、マルチエージェントシステムの動特性解析に関する研究をさらに推進・発展させると共に、マルチエージェントシステムの設計方法論、マルチエージェント応用システムの試験・評価、エージェントフレームワーク(マルチエージェントシステム構築・運用支援ツール)などを支える新たな概念や技術を開拓してゆく必要がある。
細胞内情報伝達制御分子ベンゾラクタム類および関連化合物の設計と合成

Teleocidin類及びphorbol ester類等の強力なPKCアゴニストの活性発現要素解明と新規活性物質の創製を目的として、本研究者らの見い出したteleocidin類の活性な立体配座と生物活性を再現した化合物benzolactam-V8の骨格を基盤として、本研究により、以下のような成果を得た。1)PKCのX線結晶解析の座標からベンゾラクタム類及びbryostatinの結合様式、をドッキング法により解析し、水素結合性置換基と疎水性領域の形状の活性発現要素を解明した。2)ベンゾラクタム類の疎水性側鎖位置変換による設計、合成を行い、疎水性側鎖のPKCアゴニスト活性との関連を詳細に検討し、選択的活性物質ベンゾラクタム-C類を得た。3)新規骨格のPKCアゴニストの分子設計、すなわち、ステロイドあるいはデカリン骨格に7員環ラクタムを有する化合物の合成を行い、nMオーダーで活性を有する化合物を得た。4)PKCアゴニストの疎水性の部分構造として新しい疎水性ファーマコフォアdicarba-closo-dodecaboraneが有効であることを見い出し、この概念を他の受容体リガンド(レチノイド、エストロゲン)に一般化し、生体内リガンド以上の高い活性を有する化合物を得た。この結果は本研究におけるリガンド疎水性構造変換の概念が従来の活性化合物とは体内動態が異なる新しいタイプの活性物質の設計として医薬の分野でも応用しうる発展性を示したこととなる。本研究者らは既に、teleocidin類に存在する熱力学的に単離不可能な2つの立体配座異性体の構造を、分子設計と合成の手法を用いて、それぞれ固定するとともに構造を単純化した2種のbenzolactam類をデザイン、合成し、活性評価を行うことによりtwist型と名づけた配座が活性立体配座であることを明らかにした。その活性化合物:benzolactam-V8-310(BL-V8-310)はtelcocidinB-4に近い活性をマウスでの2段階発癌試験を含めて全ての活性試験で有しており、teleocidin類あるいはphorbol ester類を含む強力なPKCアゴニストの活性発現要素解明のキーとなる化合物である。本年度に達成した細胞内情報ネットワークの機構解析に有用な分子、PKCアゴニストの設計、合成は以下のとおりである。BL-V8-310の疎水性アルキル部の一部の置換により、PKC活性の大幅な減弱を見い出し、その要因を特定するための類縁体を中心とするアルキル基の形状の異なる化合物の合成、活性評価とpkcδcys2領域とのDocking simulationによるリガンドーPKC結合に対する立体要因を解明した。また、BL類で得られた水素結令牲部位の活性な相対配置を応用した新規骨格のPKCアゴニストの分子設計と合成、すなわち、ステロイドあるいはデカリン骨格のA環に7員環ラクタムとhydroxymethyl基を構築し、B環以降を疎水性部分とした化合物の合成と活性評価を行い、nMオーダーで活性のある化合物を得た。Teleocidin類及びphorbol ester類等の強力なPKCアゴニストの活性発現要素解明を目的として、本研究者らの見い出したteleocidin類の活性な立体配座と生物活性を再現した化合物benzolactam-V8の骨格を基盤として、本年度の研究により、以下のような成果を得た。3) PKC結合活性には、疎水性の部分構造が重要な働きを演ずるが、本研究者が見い出した新しい疎水性ファーマコフォアであるdicarba-closo-dodecaboraneを疎水性領域として用いたベンゾラクタムを設計、合成、活性評価を行い、現在までベンゾラクタムとしては最強のBL-V8-310と同等の活性を有することを明らかにした。Teleocidin類及びphorbol ester類等の強力なPKCアゴニストの活性発現要素解明と新規活性物質の創製を目的として、本研究者らの見い出したteleocidin類の活性な立体配座と生物活性を再現した化合物benzolactam-V8の骨格を基盤として、本年度の研究により、以下のような成果を得た。

1)PKCへのベンゾラクタム類の結合様式の解明に基づき、benzolactam-V8-310の疎水性側鎖の9位から2位への位置変換体benzoactam-8-C類の設計と合成を行った。合成した化合物の中で、特に、炭素数20の化合物で、極端なPKC親和性の低下があるにも拘わらず、細胞に対する効果が維持されたことは興味深く、疎水性側鎖の変換による多様な作用の分離の端緒となると考えられる。2)前年度のPKCアゴニストの疎水性の部分構造として新しい疎水性ファーマコフォアであるdicarba-closo-dodecaboraneが有効であることを見い出したが、この概念を他の受容体リガンド(レチノイド、エストロゲン)に応用して、生体内リガンドより高い活性を有する化合物を得た。この結果から医薬への応用において,従来の活性化合物とは体内動態が異なる新しいタイプの活性物質として分子設計の分野での発展が期待できる。
Acetobacter属酢酸菌に特徴的な酢酸の過酸化機構の生化学的解析

酢酸菌による酢酸発酵は発酵が終了すると速やかに酢酸菌と酢を分離しないで放置しておくと、酢が腐る現象、所謂酢の過酸化が見られる。我が国の食酢製造には酢の過酸化力の微弱な菌株が使用されてきたので、特別な条件下でない限り酢の過酸化は見られない。しかし、気温の高い東南アジア諸国では酢の過酸化は、健康に重要な食酢の摂取を難しくさせていることで深刻な問題を投げかけてきた。本研究では、食酢の過酸化に関係する酵素の解析から出発して、その反応機構、調節機構を生化学的に、酵素化学的に解明して、食酢の過酸化の起きない条件を示すことを最終目的とした。手始めに食酢の過酸化が起きやすい菌株をスクリーニングして単離し、それらを使用して過酸化を起しにくい菌株の酵素と比較した。その結果、酢の過酸化に際してアセチルCoA合成酵素(ACS)、及びホスホアセチル転移酵素(PTA)が顕著に活性化されることが明らかになった。次いで、TCA回路を回転させるもうひとつの要素として、何がオキザロ酢酸を作っているのかを明らかにする必要があって、培養実験を繰り返して検証につとめた。その結果、酢の培養に際して添加する酵母エキスに含まれるグリセリンや乳酸からオキザロ酢酸が生成していることをつきとめた。培地中のグリセリン濃度を制限すると、酢の過酸化が抑制されることを示した。次に、グリセリンからオキザロ酢酸の生成に直接関係している酵素、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)を精製してその反応動力学を調べた結果、PEPCはアセチルCoAによって顕著に調節されることを明らかにした。これによって、酢の過酸化に際して、オキザロ酢酸とアセチルCoAが生成してTCA回路を回転させることで、酢の過酸化が起きることと結論できた。(1)酢酸の過酸化に関係している酵素の活性発現調節機構の解明培地中の利用可能な炭素源やエネルギー源が涸渇すると、酢酸菌は培地中に蓄積していた酢酸を利用して生育を示す。これが酢酸の過酸化現象であって、これにはエネルギー生成系としていかなる代謝系が作用しているか現在不明であるが、これによってアセチルCoA合成が起ることで、酢酸菌の生育が促される。この系に直接作用するアセチルCoA合成酵素や、アセトキナーゼとホスホトランスアセチラーゼの各酵素活性は予想以上には活性化されない結果を与えた。実験系の再確認とは別に、別の基質がTCA経路に流入する可能性を実験で検証することも必要であることが判明した。グルコキナーゼとグリセロキナーゼのATPに対する酵素反応動力学的解析では、グリセロキナーゼがATP濃度に対してアロステリックに作用するという、新しい知見が得られた。(2)酢酸の過酸化過程における酢酸菌の形質の変換機構の解明酢酸醗酵の経過と培地中の生菌数の推移を調査した結果、培養初期には耐酸性の細胞が急激に減少し、耐酸性酢酸菌が優勢になる。アルコールが完全に酸化されて酢酸に変換された後も、耐酸性の酢酸菌が依然として優勢に推移した。しかし、数十時間の後に、急激に酢酸の減少と逆相関的に酢酸菌の生育が見られ、酢酸の過酸化状態に陥った。同時に酢酸耐性に乏しい酢酸菌が優勢を占めるようになった。このように、同じ菌株がその環境に合せて形質を転換することが観察された。今後、この機構について分子生物学的な解析を進める。(3)酢酸の過酸化能欠損変異株の単離について、現在作業を急いでいる。上記の研究成果は平成10年度日本農芸化学会大会で発表の予定。

エタノールとその酸化生成物である酢酸との間で、酸化醗酵から呼吸へ、即ち、エタノールの不完全酸化から完全酸化への過程に見られる、微生物学的にも生化学的にもたいへん興味ある現象の発生機構の解明を行う。酢酸菌による酢酸の過酸化は古くから知られている現象で、その発生機構を明らかにして、制御法を開発することで、酢酸の過酸化のゆえに、我が国のような酢や寿司の文化をもちえなかった国々に酢の食文化を伝達して食文化の向上に資することを究極の目的としている。そこで、酢酸の過酸化にさいして活性化される酵素の特定を行った。酢酸からアセチルCoAへの代謝系に存在している3種類の酵素のうち、酢酸を直接アセチルCoAへと変換するアセチルCoA合成酵素が顕著に活性化されることを明らかにした。アセチルCoAだけが生成されても、細胞増殖には不十分であり、TCAサイクルにアセチルCoAとともに合流する基質の生成に目を向けなければならない。酢酸菌にとって良好な炭素源となるグリセロールの濃度にバイオマス収量が支配されることから、グリセロール代謝系にヒントがあるものと狙いを定めた。ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼが極微量のアセチルCoAの存在によって、顕著に活性化されグリセロールの利用を促進することがわかった。従って、酢酸の過酸化を工業的に制御するには、仕込み液に含まれるグリセロール濃度を極力制限して、酢酸菌への炭素源を遮断する方法が当面の過酸化防止策であることを明らかにした。さらに、酢酸醗酵過程における酢酸耐性菌及び感受性菌の発現と、それに応答する酵素の特定を現在急いでいる。上記の研究結果は平成11年度日本農芸化学会大会(3/304/1/99)で発表の予定である。酢酸菌による酢酸発酵は発酵が終了すると速やかに酢酸菌と酢を分離しないで放置しておくと、酢が腐る現象、所謂酢の過酸化が見られる。我が国の食酢製造には酢の過酸化力の微弱な菌株が使用されてきたので、特別な条件下でない限り酢の過酸化は見られない。しかし、気温の高い東南アジア諸国では酢の過酸化は、健康に重要な食酢の摂取を難しくさせていることで深刻な問題を投げかけてきた。本研究では、食酢の過酸化に関係する酵素の解析から出発して、その反応機構、調節機構を生化学的に、酵素化学的に解明して、食酢の過酸化の起きない条件を示すことを最終目的とした。手始めに食酢の過酸化が起きやすい菌株をスクリーニングして単離し、それらを使用して過酸化を起こしにくい菌株の酵素と比較した。その結果、酢の過酸化に際してアセチルCoA合成酵素(ACS)、及びホスホアセチル転移酵素(PTA)が顕著に活性化されることが明らかになった。次いで、TCA回路を回転させるもうひとつの要素として、何がオキザロ酢酸を作っているのかを明らかにする必要があって、培養実験を繰り返して検証につとめた。その結果、酢の培養に際して添加する酵母エキスに含まれるグリセリンや乳酸からオキザロ酢酸が生成していることをつきとめた。培地中のグリセリン濃度を制限すると、酢の過酸化が抑制されることを示した。次に、グリセリンからオキザロ酢酸の生成に直接関係している酵素、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)を精製してその反応動力学を調べた結果、PEPCはアセチルCoAによって顕著に調節されることを明らかにした。これによって、酢の過酸化に際して、オキザロ酢酸とアセチルCoAが生成してTCA回路を回転させることで、酢の過酸化が起きることと結論できた。
IL-1による免疫応答制御機構の解明

我々は、発生工学的手法を用いて、胸腺依存性抗体産生にIL-1βが関与すること、またIL-1レセプターアンタゴニスト(IL-1ra)ノックアウト(KO)マウスが自己免疫性の慢性関節炎を自然発症することを明らかにした。本研究では、IL-1による抗原特異的なT細胞の活性化機構及びIL-1ra KOマウスにおける自己免疫発症機構を解析し、IL-1による免疫応答調節機構を検討した。1.T細胞依存性免疫応答におけるIL-1の役割(2)接触型及び遅延型過敏症反応を検討し、それぞれIL-1 KOマウスで抑制され、IL-1ra KOマウスで亢進することを明らかにした。2.自己免疫性慢性関節炎発症機構の解析(1)骨髄細胞の移入実験により、IL-1ra KOマウスの骨髄由来細胞が関節炎の発症に関与すること、またヌードマウスへのIL-1ra欠損T細胞の移入実験により、T細胞の異常が関節炎発症に関わることがわかった。(2)関節炎局所で発現が亢進しているTNFαを欠損するIL-1ra KOマウスを作製し、関節炎発症が強く抑制されることを明らかにした。(3)BALB/cとC57BL/6背景における関節炎発症率の遺伝的背景の違いを検討するため、主要組織適合性複合体(MHC)遺伝子部分のみが異なる系統に戻し交配したが、関節炎発症はMHCに依存しないことが示唆された。以上の結果から、抗原特異的なT細胞の活性化には、IL-1による細胞間相互作用を介した新規のリンパ球活性化機構が存在することを見出した。またIL-1ra KOマウスの慢性関節炎はT細胞性自己免疫であり、発症にはTNFαが関与することが示唆された。
各種胃切除術の胆汁組成におよぼす影響、特に胆石症の発生を中心に

胃切除後胆石症の発生原因,頻度については不明な点が多い。そこで胃癌治癒切除例を対象に定期的胆道超音波検査を行い,発生時期,性別頻度,術式別頻度を検討した。また、術前・術後の超音波学的胆嚢運動機能検査を行い,胆石発生原因との関連を追及した。一方,胆石の形成過程を知るには胆嚢胆汁の経時的検索が必要である。しかし,臨床的には胆汁の採取が技術的,人道的に困難なため,外胆嚢瘻造設犬,これに胃癌に準じた胃切除を追加したBーI犬,BーII犬の3群間で比較検討した。結果は以下の如くであった。A臨床例:86.4%が6年以内に,しかもその多くは3年以内に発見された。性別差なく,胃亜全摘(22.8%)に比べ胃全摘(32.8%)に多く,BーI,空腸間置(16.7%)に比べBーII,ρ吻合(30.0%)に多かった。また,肝機能正常例に比べ肝障害例に多発した。胆嚢収縮能は術後1カ月前後の術後早期では,術前に比べ有意に低下していた。しかし,術後6カ月前後の術後後期では,術前と同様にまで回復した。一方,空腹時胆嚢面積は,術前に比べ術後早期・後期共拡張したままであった。この傾向はBーII,ρ吻合で強かった。そこで胆石発生の高危険群に予防的胆嚢摘除を行っている。B実験例:総胆汁酸は3群間に差はなかったが,遊離型胆汁酸は対照群に比べ他の2群で高く,分画ではBーI群,BーII群で一次胆汁酸CAの減少,二次胆汁酸DCAの増加傾向が強かった。胆汁酸分画比率は対照群では%CDCA,%CA,%DCA共ほぼ一定に推移したが,BーI群,BーII群では%CDCAはほぼ一定であるものの,%CAの減少,%DCAの増加,月によってはその逆転がみられた。一方,他の胆汁脂質に差はなく,lithogenicityは3群共低かった。胆汁感染はE,coliを主体に11頭中10頭にみられ,BーI群3頭中1頭,BーII群4頭中2頭にビリルビンカルシュウムを含む黒色石が発生した。このことより胆石形成には細菌の関与が大きいものと思われた。(胃癌切除後胆石症の特徴)R_2以上のリンパ節郭清を行った胃癌治癒切除例について、昭和50年55年迄手術のA群147例と昭和56年61年迄手術のB群158例に分け比較検討した。尚、昭和56年よりA、B両郡とも6ヶ月枚の定期的胆動超音波検査(US)を行っている。胆石発見頻度はA群22.4%、B群22.8%であった。性別ではA群は男女共20%台、B群では男26.2%、女17.2%と男にやや多い傾向にあった。