hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「国際移民システム」における「永続的ソジョナー」中国人のアイデンティティ・モデル

「中国人である」と言い続け、表明することによる「たてまえ」や「論理」を使うことにより、日本と中国どちらの準拠集団に対しても、「納得いく」応答として均衡を保ち、日本での就労や研究、家族の生活や子どもの成長などの現実的な問題と、「中国人であること」のアイデンティティの溝を埋める役目を果たしている。本研究は、国際移動研究の中で留学を契機として来日する中国人の社会的な生活世界を明らかにし、今後も来・滞日の増加が予想される彼らの行動を通して日本社会および国際関係の変容を展望するものである。中国大陸(中華人民共和国)からの留学生として入国した長期滞在者を対象に、留学生と移住労働者としての両側面から、「国際移民システム」(Kritzほか1992)にみる日本留学という移民過程、および「永続的ソジョナー(permanent sojourner)」(Uriely 1994)アイデンティティの観点から、それぞれ考察を行った。(1)中国人の日本留学にみる「国際移民システム」中国人の日本留学は、1980年代からの日中間(さらには関係諸国も含む)の政策、経済、労働市場的、社会的なネットワークから形成された「国際移民システム」の一つとして把握されうることがわかった。(2)「永続的ソジョナー」中国人のアイデンティティ滞日中国人の準拠集団との関わりと意識を整理すると、以下の5つのタイプが見出せた。(1)日本人学生と差異化の意識(2)職域における「日本人化」あるいは「同調」(3)中国の友人に対するプラス方向とマイナス方向の距離感(4)賃金・昇進についての相対的な不満感(5)観念的な知識としての「欧米社会」(=「理想的な移民社会」)を想像上の準拠フレームとし、再度相対的な不満感を形成(3)トランスナショナルな新中間層の社会的統合日本での「永住者」資格の取得や国籍取得などの中国人の行為からすると、日本滞在に対しプラグマティックな態度がみられる。しかしアイデンティティの面では、やや「硬直した」中国人アイデンティティを保持しており、「リプリゼンタティブ・エスニシティ(representative ethnicity)」と定義づけられる。これは「中国人である」と言い続けるという「たてまえ」や「論理」を使うことにより、日本と中国どちらの準拠集団に対しても「納得いく」応答として均衡を保ち、実生活とアイデンティティの溝を埋める役目を果たしていることが明らかになった。
小学校教員養成段階における給食指導を扱った授業モデルの開発

本研究の究極の目的は,教員の給食指導に必要な力量形成を行うことが食育の充実と継続に重要であることを提起するとともに,教育課程上特別活動の範疇に入る学校給食に関する内容を教職関連科目の一環に位置付けることである。上記の目的を達成するために今回は最初のステップとして,教員養成大学における特別活動関連科目における学校給食の扱いの現状を調べた。さらに,教員養成段階で押さえるべき内容を栄養教職員,学級担当教員,教員志望学生を対象にしたアンケート調査を参考に検討した。これらの結果を踏まえて,特別活動関連科目における学校給食を扱った授業を考案した。本研究の目的は、給食指導に関する内容を教職関連科目の一環に位置づけることである。学校給食は小中学校の教育課程上、特別活動の範疇に入り、特別活動に関する科目は、教育職員免許法上必修科目として位置づけられているが、内容については言及されていないので、学校給食の扱いについては不明瞭である。給食の時間が食育の絶好の機会であることを、毎日の給食を児童とともに食す教師一人ひとりが理解し、指導に必要な力量を備えていることが要求されることから、教員予備軍に必要な指導を行わなくして、食育の充実と継続は難しいと考える。そこで本研究においては、教員養成大学で給食指導に関連した内容を扱っている担当者に、指導することに至った経緯や、指導内容及び工夫などについてインタビュー調査を行う。また、給食時間に学級担任が行うことになっている給食指導の内容について、学級担任、栄養教職員、教員志望学生の各意識を調べる。これらの結果より得られた示唆を踏まえて、教員養成段階における「給食指導」の授業内容を検討する。給食指導に必要な力量形成を行うことが、食育の充実と継続に重要であることを提起する。今年度は昨年度のH大学のK教授に続き、S大学のF教授にインタビューをお願いし、「特別活動の理論と実践」の授業の中に「食育と給食指導」の内容を取り入れられた理由、授業内容の詳細と内容を決める際に配慮した点、教員養成のうえでの食育・学校給食に関する指導に対する先生のお考え等をお聞かせ頂いた。また、栄養教職員の調査結果をH24年度に報告したのに続き、今年度は小学校の学級担任の調査結果を日本家庭科教育学会近畿地区会において、教員志望の学生の調査結果を日本家政学会関西地支部会において報告した。一方、申請者が担当の初等家庭科教育法において学校給食を扱った授業を昨年度に引き続き実施し、学生の反応をみた。そこで本研究においては、教員養成大学で給食指導に関連した内容を扱っている授業をインターネット等により検索し、担当者に指導することに至った経緯や、指導内容及び工夫などをインタビューし、得られた示唆を参考に授業モデルを開発する。そして、給食指導に必要な力量形成を行うことが、食育の充実と継続に重要であることを提起する。今年度は、H大学のK教授より、授業で使用しているパワーポイントのファイルや配布資料の提供を受けることができた。また、学級担任に理解しておいてもらいたい内容の検討については、栄養教職員、小学校の教科・学級担任、教員志望の学生を対象にアンケート調査をそれぞれ実施した。調査項目は、栄養教諭、小学校教諭の協力により作成した。栄養教職員の調査結果については、日本家庭科教育学会近畿地区大会において報告した。さらに、本研究に関連してこれまで行ってきた学校給食での安全・衛生面に関する教員志望学生の意識と実態を論文にまとめた。一方、申請者が担当の初等家庭科教育法において、学校給食を扱った授業1回分を別々のクラスで4回の繰り返しで実施し、学生の反応をみた。国際家政学会に参加した際には、デンマークの給食について知見を得ることができた。教員志望学生に学校給食の役割を理解させるとともに,給食指導に必要な力量形成を図ることが食育の充実と継続に繋がると考える。そこで本研究においては,給食指導に関する内容を教職関連科目の一環に位置付けることを目的に,教員養成大学における指導の実態を調べ,実践者へのインタビュー調査を行ってきた。さらに,教員養成段階で押さえるべき知識を栄養教職員,学級担当教員,教員志望学生を対象にしたアンケート調査を参考に検討してきた。今年度はこれまでの結果を鑑みて本学での実践を試み,学生の反応をみた。学校給食が学習指導要領の「特別活動」の範疇にあることから,「特別活動」の担当者に学校給食を扱うことを依頼した。

その主な内容は,学校給食の概要,給食指導の必要性,給食指導が学級担任の仕事であること等である。特に,給食指導の必要性については,給食指導を通して児童の規範意識を高めることが学級全体のルール作りにつながることを加味するよう託した。教員養成段階で押さえるべき知識については,栄養教職員,学級担当教員,教員志望学生を対象にした調査において,三者が重視していた「安全・衛生」を取り上げた。「安全・衛生」については家庭科の調理実習にも関連することから,研究者本人が担当する初等教科教育法(家庭)において扱った。ノロウイルスとアレルギーを扱ったところ,アレルギーの方に関心が強い傾向が伺えた。近年の死亡事故やマスコミ等での取り上げによるものと推察した。本年度は,栄養教職員,学級担当教員,教員志望学生を対象にした調査の結果を国際家政学会において発表し,教員養成課程における学校給食を扱う必要性をアピールしたところ,ドイツの参加者から,ドイツにおいても教員志望学生に対して給食指導の重要性を理解させる必要があるとの賛同意見が得られた。家庭科教育インタビュー調査については、予定していたS大学のF教授にお願いし、特別活動に関する科目においては、学級経営の視点か給食指導を扱うのがよいとの示唆を得た。以下はF教授のご意見の一部である。「生理的欲求や健康的な生活にもかかわる毎日の給食指導は、子どもたちの「育ち」をみとる場でもあり、ケアが必要な問題に教師が気づきやすい場でもあります。そして、教師と子どもの信頼関係を築く場になることもあります。」学会発表については、次の2件である。12013年8月19日に大阪で開催の日本家庭科教育学会近畿地区実践・研究発表会において、「小学校における給食指導の実態とクラス教員の意識」の題目で発表した。給食時に指導している内容の他に、児童の生活習慣や身体状況で気にしていること、給食にかかる時間、栄養教職員に指導して欲しい内容等を報告した。22013年10月12日に大阪にて開催の日本家政学会関西支部研究発表会において、「小学校における給食指導に対する教員志望学生の意識」の題目で発表した。教員になった際に指導したい内容を、栄養教職員及び学級担任と比較して報告した。学校給食に対する経験・印象、給食指導に対する考えも合わせて報告した。*栄養教職員を対象にした調査については、H24年度に日本家庭科教育学会近畿地区実践・研究発表会において報告している。授業実践については、申請者が担当する初等家庭科教育法において、安全・衛生に重点を置いて給食指導に関する内容を取り上げた。学校でのアレルギー事故への対応と処置については、児童の命を奪うことになった事件が記憶に新しいこともあり、強い関心を示していた。本学の授業科目「特別活動」の担当者と話し合った結果、次年度の授業の中に給食指導を取り入れる了解を得ることができた。教員養成大学において給食指導に関連した内容を扱っている授業をインターネット等により検索することに努めたが、数件しか検索できなかったので、実施状況を数量的に示すことを断念した。
温度応答型相分離のダイナミクスを予測する新規モデルの構築

(1)相分離速度の濃度・分子量依存性:相分離速度は分子量によらず濃度増加に伴い速くなり、ある臨界濃度以上で一定値に収束した。分子量75,00093,000の領域においては、分子量の増加に伴い相分離速度は遅くなるが、分子量28,00075,000の領域においては分子量の増加につれて相分離速度が速くなった。すなわち、PNIPAM水溶液の相分離は分子量75,000程度で最速になることを見出した。(2)イソタクチックリッチPNIPAMの相分離ダイナミクス:meso二連子比4655%(m = 4655%)を有するPNIPAMを合成し、その相分離速度を比較した結果、高分子濃度によらずisotacticityの増加に伴い相分離が速くなり、最大で10倍以上も相分離が速くなることを明らかにした。isotactic-rich PNIPAM水溶液はLCST以下においてもマイクロメートルスケール以上の高分子ネットワークを形成することを単一分子蛍光イメージングにより確認し、この高分子ネットワークが凝集体の前駆体となって相分離を加速することを明らかにした。さらに、LCST以上においては高分子リッチドメインが成長し、高分子鎖の並進拡散運動が凍結した物理ゲルを形成することも見出した。(3)シンジオタクチックリッチPNIPAMの相分離ダイナミクス:racemo二連子比4668%(r = 4655%)を有するPNIPAMを合成し、その相分離挙動を比較した結果、r = 66%以上の試料はatactic PNIPAMよりも相分離を誘起するために大きな温度ジャンプが必要であった。さらに、r = 66%の試料はある濃度を境に大きく異なる値を示すことを明らかにした。動的光散乱法により粒径分布を調べたところ、高分子同士が重なり合う濃度とCcpが一致したことから、r = 66%以上の試料は相転移して収縮する際に分子内水素結合を形成しやすく、そのため疎水性が高くなり、高分子の拡散をほとんど経ずに凝集するような濃度においては相分離が速くなることを見出した27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.シンジオタクチックリッチPNIPAM(s-PNIPAM)の相分離ダイナミクスs-PNIPAMは相分離を誘起するための活性化エネルギーが必要であることが判明した。色素増感レーザー温度ジャンプ法を用いてs-PNIPAMの相分離速度を計測したところ、ある濃度を境に相分離速度が著しく異なる値を示すことを明らかになった。つまり、低濃度においてはs-PNIPAMはアタクチックPNIPAM(a-PNIPAM)と同程度の100 200 msの相分離時定数を示すが、臨界濃度(Ccp = 1.5 wt%)以上になるとa-PNIPAMよりも10倍も速い10 ms程度で相分離することがわかった。この加速メカニズムを解明するために動的光散乱法により粒径分布を調べたところ、高分子同士が重なり合う濃度とCcpが一致することがわかった。これまでに得られている赤外分光法、熱量測定の結果と合わせ、s-PNIPAMは相転移して収縮する際に分子内水素結合を形成しやすく、そのため疎水性が高くなり、高分子の拡散をほとんど経ずに凝集するような濃度においては相分離速度が速いというメカニズムを構築した。本成果は、高分子の化学構造を変えなくても立体規則性を変えるだけで、温度応答挙動の根幹ともいえる応答速度を制御することができることを示すものであり、新たなスマートマテリアルの創生に向けた重要な設計指針にもなるため大きな意義がある。2.ステレオブロックPNIPAMの合成2連子比が同程度でその配列が異なるアタクチック-イソタクチックリッチステレオブロックPNIPAMを合成したが、アタクチックブロックの鎖長に対してイソタクチックブロックの鎖長が短すぎたため、これらの相分離速度はアタクチックPNIPAMと同程度であった。今後、反応時間と【モノマー】/【RAFT剤】を調節することでよりイソタクチックブロックの鎖長比が大きいPNIPAMを合成して、2連子の配列が相分離速度に及ぼす影響を検証する。(3)シンジオタクチックリッチ

PNIPAMの相分離ダイナミクス:racemo二連子比4668%(r = 4655%)を有するPNIPAMを合成し、その相分離挙動を比較した結果、r = 66%以上の試料はatactic PNIPAMよりも相分離を誘起するために大きな温度ジャンプが必要であった。さらに、r = 66%の試料はある濃度を境に大きく異なる値を示すことを明らかにした。動的光散乱法により粒径分布を調べたところ、高分子同士が重なり合う濃度とCcpが一致したことから、r = 66%以上の試料は相転移して収縮する際に分子内水素結合を形成しやすく、そのため疎水性が高くなり、高分子の拡散をほとんど経ずに凝集するような濃度においては相分離が速くなることを見出した本研究の目的は、相分離ダイナミクスを支配する因子を広く徹底的に調べ、種々の温度応答性高分子に対して、分子量・濃度・立体規則性などの基本的なパラメータから相分離速度を予測できるモデルを構築することである。これまでの研究により、分子量・濃度が相分離ダイナミクスに及ぼす影響を解明し、動的光散乱法と相分離ダイナミクスの定量的解析により、これらの挙動を高分子鎖の拡散と鎖の間の絡み合いによって解釈する拡散律速凝集モデルを構築した。また、立体規則性が相分離ダイナミクスに及ぼす影響に関しても、メソ/ラセモの2連子比率を系統的に制御したPNIPAMの相分離速度の計測を完了している。また、単分子蛍光イメージング法を導入することで、2連子比率が相分離速度に影響を及ぼすメカニズムを解明した。以上の研究は、当初の計画通りに進んだものであるため、順調に進展しているといえる。ここで、立体規則性の効果を本質的に理解するためには、2連子の比率だけでなく、その配列の効果も検討する必要がある。そこで2連子比が同程度でその配列が異なるアタクチック-イソタクチックリッチステレオブロックPNIPAMを合成したが、求めていた性質を有するPNIPAMを得ることはできなかった。この点は計画から遅れている。今後、反応時間と【モノマー】/【RAFT剤】を調節することでよりイソタクチックブロックの鎖長比が大きいPNIPAMを合成して、2連子の配列が相分離速度に及ぼす影響を検証する。27年度が最終年度であるため、記入しない。求める分子量を有するアタクチック-イソタクチックリッチステレオブロックPNIPAMを合成するために、反応時間と【モノマー】/【RAFT剤】の最適化を行う。合成した試料の水溶液系での相分離速度を、レーザー温度ジャンプ光計測システムを用いて計測する。得られた相分離速度を比率が同じで分布が異なる試料の間で比較する。結果をまとめて2連子の比率、分布と相分離速度の相関関係を明らかにする。また、現有の顕微分光装置の検出系に高感度CCDカメラを組み込む。そして、照明系を準全反射照明に改変することで、バックグラウンドからのノイズを抑え、溶液中の蛍光分子を観測できるようにする。合成した試料の水溶液中にごく微量添加した蛍光プローブ分子(蛍光ラベルPNIPAM)の拡散挙動を、上記のとおり開発した装置を用いて単一分子レベルで評価することで、水溶液のミクロな溶液構造を解析する。これにより、2連子の配列が相分離メカニズムに及ぼす影響を明らかにする。さらに、既に構築してあるレーザー捕捉顕微分光システムを用いて、相分離前後の高分子集合体中の高分子構造をより詳細に評価する。
細胞内スフィンゴ脂質選別輸送に関わる新規因子の同定とその解析

小胞体からゴルジ体へとセラミドを運ぶ脂質転移タンパク質CERTは、セラミド転移活性を持つSTARTドメインと、ホスファチジルイノシトール4リン酸を認識してゴルジ体に移行する活性を有するPHドメインを持つ。本研究では、セラミド輸送タンパク質CERTと相互作用する分子について解析を進めてきた。最近、小胞体膜タンパク質(VAP)と相互作用するタンパク質群に保存されたペプチドモチーフ(FFATモチーフ)がCERT中間領域に存在することが報告され、CERTがVAPと相互作用する可能性が考えられた。そこで共免疫沈降実験によりCERTとVAPの結合を立証した。また、CERTのFFATモチーフが、CERTの小胞体-ゴルジ体間セラミド輸送機能に重要であることも明らかにしてきた。一方、CERTが触媒するリン脂質人工膜間セラミド転移活性及び細胞内局在は、野生型CERTとFFATモチーフ変異体とで変わらなかった。以上の結果から、CERTがそのFFATモチーフ依存的にVAPと相互作用することは、CERTの小胞体-ゴルジ体間セラミド輸送機能に必要であり、おそらく、CERTを効率よく小胞体に会合させる役割を担っていると示唆された。また、以前よりCERTはホモオリゴマーを形成すると示唆されてきた。この点について、エピトープタグを付加したCERTタンパク質同士の結合を共免疫沈降実験により示した。更に、多量体形成がCERTの機能発揮に必須であるかを検討するために、多量体形成部位の決定を試みた。その結果、少なくとも多量体形成部位の一部はCERT中間領域に存在することを示した。この部位は現在までに解析が進められてきたリン酸化部位及びFFATモチーフとは異なる部位であり、CERT中間領域の新たな役割が示唆された。CERT多量体形成が機能の発現・制御にどのように関与しているかについては今後さらなる検討が必要である。[目的]細胞内脂質代謝においては、代謝酵素だけでなく脂質分子自身が生合成/分解の場に的確に輸送されることが重要であるが、脂質選別輸送を担う分子はほとんど明らかになっていない。感染研・細胞化学部では、スフィンゴ脂質生合成の中間物質(セラミド)のATP依存性小胞体-ゴルジ体間輸送の欠損変異株の解析から、スフィンゴ脂質の細胞内選別輸送に特異的なタンパク質(ceramide transport, CERT)が関与することを初めて明らかにしている。本研究では、スフィンゴ脂質選別輸送におけるCERTの機能解析、CERTと協同して選別輸送に関わる新規因子の同定及び解析を行い、スフィンゴ脂質選別輸送の分子機構の解明を目指す。[方法・結果]大腸菌two-hybrid system (BacterioMatch【○!R】)を用いて、上述のCERTと相互作用する新規哺乳動物因子の同定を試みた結果、候補遺伝子を一種類同定した。現在、この因子とCERTとの相互作用の生理的意義について解析を進めている。また最近、既知の小胞体膜タンパク質(VAP)と相互作用するタンパク質群に保存されたアミノ酸配列(FFATモチーフ)が明らかとなった。このモチーフはCERT中間領域においても保存されている。CERTのFFATモチーフに点突然変異を導入、もしくはFFATモチーフを欠失させると、in vitroにおけるCERTのセラミド輸送活性が野生型の約50%に減少した。また、免疫沈降法により、両タンパク質が相互作用すること、及び、FFATモチーフ変異型CERTにおいては、VAPとの共免疫沈降が観察されないことを明らかにした。以上の結果から、CERT FFATモチーフはVAPとの相互作用に必須であり、VAP-CERT間の相互作用はCERTのセラミド輸送活性に影響を与えることが示唆された。小胞体からゴルジ体へとセラミドを運ぶ脂質転移タンパク質CERTは、セラミドを引き抜く活性を持つSTARTドメインと、ホスファチジルイノシトール4リン酸を認識してゴルジ体に移行する活性を有するPHドメインを持つ。しかし、CERTが小胞体にどのように移行するのかは不明であった。最近、小胞体膜タンパク質(VAP-A)と相互作用するタンパク質群に保存されたペプチドモチーフ(FFATモチーフ)がCERT中間領域に存在することが報告され、CERTがVAP-Aと相互作用する可能性が考えられた。前年度はこの可能性を共免疫沈降実験により立証し、FFATモチーフがCERTの小胞体-ゴルジ体間セラミド輸送機能に重要であることも明らかにしてきた。VAPには二つのアイソフォーム(VAP-A, VAP-B)が存在する。CERTとVAP-Aとの共免疫沈降実験と同条件でVAP-Bとの共沈降を検証したところ、VAP-Aとの場合に比べてその効率は低かった。しかし、CERTとVAP-Bの共沈降もFFATモチーフ依存的であった。一方、CERTが触媒するリン脂質人工膜間セラミド転移は、FFATモチーフに変異を導入しても変化せず、CERTの細胞内局在についても、細胞質およびゴルジ体領域に主に分布するパターンは、野生型CERTとFFATモチーフ変異体とで変わらなかった。上記の様に、今年度はCERTとVAP-Bとの相互作用もFFATモチーフ依存的であることを示した。また、CERTの人工膜間セラミド転移とゴルジ体ターゲットは、FFATモチーフ変異でも損なわれないことを示した。以上の結果から、CERTがそのFFATモチーフ依存的にVAPと相互作用することは、CERTの小胞体-ゴルジ体間セラミド輸送機能に必要であり、おそらく、CERTを効率よく小胞体に会合させる役割を担うと示唆された。現在、上記の内容で投稿論文を準備中である。

小胞体からゴルジ体へとセラミドを運ぶ脂質転移タンパク質CERTは、セラミド転移活性を持つSTARTドメインと、ホスファチジルイノシトール4リン酸を認識してゴルジ体に移行する活性を有するPHドメインを持つ。本研究では、セラミド輸送タンパク質CERTと相互作用する分子について解析を進めてきた。最近、小胞体膜タンパク質(VAP)と相互作用するタンパク質群に保存されたペプチドモチーフ(FFATモチーフ)がCERT中間領域に存在することが報告され、CERTがVAPと相互作用する可能性が考えられた。そこで共免疫沈降実験によりCERTとVAPの結合を立証した。また、CERTのFFATモチーフが、CERTの小胞体-ゴルジ体間セラミド輸送機能に重要であることも明らかにしてきた。一方、CERTが触媒するリン脂質人工膜間セラミド転移活性及び細胞内局在は、野生型CERTとFFATモチーフ変異体とで変わらなかった。以上の結果から、CERTがそのFFATモチーフ依存的にVAPと相互作用することは、CERTの小胞体-ゴルジ体間セラミド輸送機能に必要であり、おそらく、CERTを効率よく小胞体に会合させる役割を担っていると示唆された。また、以前よりCERTはホモオリゴマーを形成すると示唆されてきた。この点について、エピトープタグを付加したCERTタンパク質同士の結合を共免疫沈降実験により示した。更に、多量体形成がCERTの機能発揮に必須であるかを検討するために、多量体形成部位の決定を試みた。その結果、少なくとも多量体形成部位の一部はCERT中間領域に存在することを示した。この部位は現在までに解析が進められてきたリン酸化部位及びFFATモチーフとは異なる部位であり、CERT中間領域の新たな役割が示唆された。CERT多量体形成が機能の発現・制御にどのように関与しているかについては今後さらなる検討が必要である。
HTLV-I Taxと結合するRNA結合分子と転写因子の作用

HTLV-I Taxは細胞側の種々の遺伝子の発現に影響を与え、T細胞を腫瘍化すると考えられている。その作用は、Taxが細胞側の複数の転写因子に結合し、転写を活性化するために起こる。我々は、Taxが転写因子以外に機能の不明なRNA結合分子に直接結合することを見い出し、その遺伝子のクローニングを進めている。また、ATL細胞に構成的に発現するようになるIL-2受容体のサブユニットのうち、我々がクローニングしたサイトカイン受容体コモンγ鎖の発現へのTaxの影響を検討した。γ鎖はほぼすべての血球細胞で発現している。活性化T細胞にIL-2を作用させると一過性にγ鎖の発現は低下し、この現像は転写レベルで起こることを明らかにした。この機構は、免疫反応のため活性化してT細胞を休止状態に戻すのに関与しているのかもしれない。しかし、HTLV-I感染細胞では、IL-2を作用させてもγ鎖の低下はみられない。これは、Taxによりγ鎖の発現が転写レベルで増強され、IL-2による低下分を補っているためであることを証明した。従って、HTLV-I感染細胞での機能的な高親和性IL-2受容体の恒常的な発現は、Taxによるα鎖の発現誘導ばかりでなく、γ鎖遺伝子の転写促進によっても支えられていることになる。γ鎖遺伝子プロモーター領域を単離して、種々のプロモーター欠失変異体で調べたところ、Taxの作用は、転写開始点を+1として、-58から+35の塩基配列の中にあり、この中にはHTLV-I Taxの既知の標的配列は含まれていない。従って、今までに知られていない新たなTaxによる転写促進機構に依っているのかもしれない。
抗PD-1抗体による抗腫瘍免疫応答の解明

がんの抗PD-1抗体治療の開発により、臨床試験での奏功率は約30%と劇的に向上したが、約70%の患者には依然大きな治療効果は見られない。なぜ抗PD-1抗体治療に不応答な患者がいるのか、その原因を解明するためには、なぜ抗PD-1抗体治療で癌が治るのか、を解明する必要がある。抗PD-1抗体による腫瘍増殖抑制には、CD8+ T細胞を中心とした細胞性免疫が重要性な役割を果たすことが近年明らかとなってきた。しかし、体液性免疫の役割はほとんどわかっていない。抗PD-1抗体治療における体液性免疫の役割を解明するため、本年度は動物モデルの最適化を行った。様々ながん(LLC, CT26, B16, MC38, EG7, Renca, WEHI3, MethA, Pan02)を遺伝的背景の異なるマウス(C57BL/6もしくはBALB/c)に接種し、抗PD-1抗体の治療効果を比較した。その結果、C57BL/6マウスでは大腸癌MC38に対して、BALB/cではMethAに対して抗腫瘍効果が高かったので、これらの腫瘍を今後の実験に用いることを決定した。次に、CD8+ T細胞以外の免疫細胞の抗腫瘍効果における関与を検討するため、MC38を接種し、CD8+ T細胞を生体内から除去したのちに抗PD-1抗体治療を行った。その結果、抗腫瘍効果は減弱したが、CD8+ T細胞を除去しした無処置マウスの腫瘍増殖とCD8+ T細胞を除去しした抗PD-1抗体処置マウス比較すると、顕著な増殖抑制効果が見られた。このことは、体液性免疫等のCD8+ T細胞以外の細胞も腫瘍増殖抑制効果に貢献していることを示しており、B細胞・抗体を中心とした体液性免疫の関与を示唆している。27年度が最終年度であるため、記入しない。
鋼構造柱-はり溶接接合部の疲労特性に関する研究

超高層建物の柱-はり溶接接合部が風荷重によって繰り返し応力を受けたときの低サイクル疲労耐力を実験的に調べた。用いた試験体は柱フランジにはりフランジをK形開先を有する完全溶け込み溶接、及び部分溶け込み溶接とした十字形のモデル供試体であり、溶接の種類は炭酸ガスアーク溶接とサブマージアーク溶接である。試験体は溶接のままのものと溶接部をグラインダー仕上げをしたもの及び母材の3種類である。載荷方法は正弦波による完全両振りひずみ制御であり、本実験によるひずみ振幅は0.2%2.4%とした。本実験研究より得られた知見を列挙すれば以下の通りである。1.完全溶け込み溶接の処理方法の相違、即ち溶接のままの継手と余盛を処理した継手では、後者は疲労亀裂発生時期、及びその耐力は改善されるが破断耐力には両者に有意な差はなかった。2.完全溶け込み溶接の溶接のままの継手の疲労亀裂発生耐力は母材のそれの10%20%、余盛部を処理した継手では20%30%であった。また、破断耐力は両者とも母材の20%30%であった。3.部分溶け込み溶接における炭酸ガスアーク溶接とサブマージアーク溶接の溶接方法による相違では、疲労亀裂発生耐力及び破断耐力とも両者の間に有意な差はなかった。これらの両耐力はそれぞれに対応する母材耐力の30%40%でり、完全溶け込み溶接継手の耐力の1.52.0倍であった。破面の電子顕微鏡による観察より、繰り返しひずみ振幅値が約1.5%以上ではデンプルを形成する延性破壊に、約1.5%以下ではストライエションを形成する疲労破壊に分かれた。今後は実大の柱-はり溶接接合部の実験を行い、本実験結果と併せて疲労設計指針を確立する予定である。超高層建物の柱-はり溶接接合部が風荷重によって繰り返し応力を受けたときの低サイクル疲労耐力を実験的に調査した。用いた試験体は柱フランジにはりフランジをK形開先を有する完全溶け込み溶接とした十字形のモデル供試体であり,溶接の種類は炭酸ガスアーク溶接である。また,試験体数は溶接のままのもの7体,溶接の余盛部をグラインダーで仕上げたもの7体,及び母材試験体7体の計21体である。載荷方法は荷重型式を正弦波とするひずみ制御による完全両振りとした。本実験におけるひずみ振幅は0.2%2.4%とした。実験結果はひずみ振幅値と疲労き裂発生までの応力の繰り返し回数,及び全断面破断までの繰り返し回数の関係で整理した。本年度の実験的研究より得られた知見を列挙すると以下の通りである。1.平板試験体による母材の低サイクル疲労耐力は,砂時計形試験体による既応の実験結果との比較において疲労き裂発生耐力は飯田の実験式と,疲労破断耐力はMansonの実験式とそれぞれ良好な対応を示した。2.溶接のまま継手の疲労耐力は母材のそれに対して,き裂発生耐力で10%20%,破断耐力で10%30%の耐力低下を示した。尚,疲労き裂の発生箇所は全て溶接の止端部であった。3.溶接部をグラインダー仕上げた継手の疲労耐力は母材のそれに対して,ひずみ振幅が1%以上では約20%の低下を示したが,それが1%以上では母材の疲労耐力にほぼ等しい結果であった。

4.破壊の型式は繰り返しひずみ振幅が1.5%以上では破断面にデンプルを含む延性破壊を呈し,ひずみ振幅が1.5%以下ではストライエーションを形成した疲労破壊を呈した。次年度はサブマージアーク溶接を用いた試験体により,溶接形態及び溶接入熱量の相違による影響を調べる。超高層建物の柱-はり溶接接合部が風荷重によって繰り返し応力を受けたときの低サイクル疲労耐力を実験的に調べた。用いた試験体は柱フランジにはりフランジをK形開先を有する完全溶け込み溶接、及び部分溶け込み溶接とした十字形のモデル供試体であり、溶接の種類は炭酸ガスアーク溶接とサブマージアーク溶接である。試験体は溶接のままのものと溶接部をグラインダー仕上げをしたもの及び母材の3種類である。載荷方法は正弦波による完全両振りひずみ制御であり、本実験によるひずみ振幅は0.2%2.4%とした。本実験研究より得られた知見を列挙すれば以下の通りである。1.完全溶け込み溶接の処理方法の相違、即ち溶接のままの継手と余盛を処理した継手では、後者は疲労亀裂発生時期、及びその耐力は改善されるが破断耐力には両者に有意な差はなかった。2.完全溶け込み溶接の溶接のままの継手の疲労亀裂発生耐力は母材のそれの10%20%、余盛部を処理した継手では20%30%であった。また、破断耐力は両者とも母材の20%30%あった。3.部分溶け込み溶接における炭酸ガスアーク溶接とサブマージアーク溶接の溶接方法による相違では、疲労亀裂発生耐力及び破断耐力とも両者の間に有意な差はなかった。これらの両耐力はそれぞれに対応する母材耐力の30%40%であり、完全溶け込み溶接継手の耐力の1.52.0倍であった。4.破面の電子顕微鏡による観察より、繰り返しひずみ振幅値が約1.5%以上ではデンプルを形成する延性破壊に、約1.5%以下ではストライエションを形成する疲労破壊に分かれた。今後は実大の柱-はり溶接接合部の実験を行い、本実験結果と併せて疲労設計指針を確立する予定である。
イオン拡散を伴う軌道自由度凍結現象とナノ構造制御の研究

Mn系スピネル遷移金属化合物におけるイオン拡散型軌道秩序化現象に伴うチェッカーボード型ナノ構造の形成過程および制御因子について、透過型電子顕微鏡による明・暗視野法を用いた実空間の観察および電子回折図形を用いた逆空間の同時観察により調べた。その結果、本系におけるチェッカーボード型ナノ構造は局所的歪場と長距離歪場の微妙なバランスの上に形成され、最終的にはバンド状形状となり崩壊すること、またナノ構造形成には、酸素欠損の存在が大きな影響を及ぼすことが見出された。本研究の目的は、「イオン拡散を伴う新しいタイプのd電子軌道秩序化現象の結晶学的・組織学的特徴を明らかにし、秩序化に伴い出現するナノ構造の精密制御法を確立する」ことである。本年度は、イオン拡散型軌道秩序化現象の初期過程に対応するチェッカーボード型ナノ構造形成過程の観察と、ナノ構造形成機構の解明を目的とした。まずイオン拡散型軌道秩序化現象を示すMn系スピネル遷移金属化合物(Co,Mn,Fe)3O4において、固相反応法を用いた多結晶試料の合成と、粉末X線回折法を用いた構造評価を行い、本研究で用いた全試料でのスピネル型構造の出現を確認した。その後、ナノ構造出現の条件について明らかにするため、Mn組成およびアニール時間を系統的に変化させた際のナノ構造変化について、透過型電子顕微鏡による明・暗視野法を用いた実空間の観察および電子回折図形を用いた逆空間の同時観察を行った。その結果、チェッカーボード型ナノ構造出現がMn組成の変化に敏感であり、Mn組成の僅かな増加に伴いチェッカーボード型ナノ構造が存在せず、代わりにラメラ状ナノ構造の出現が明らかとなった。これらラメラ状ナノ構造は、正方晶構造を有する高Mn領域および、立方晶構造を持つ高Fe領域(低Mn領域)より形成され、チェッカーボード型ナノ構造と同様、ナノスケールにおける相分離に起因するものであることが見いだされた。さらにチェッカーボード型ナノ構造およびラメラ状ナノ構造が出現する各々の組成の短時間アニール試料において、共にツイード状組織が観察された。これらの結果は、本系における局所歪の微妙なバランスが、チェッカーボード型ナノ構造の出現と密接に相関していることを示唆している。本年度は、前年度に引き続きチェッカーボード型ナノ構造形成機構の解明を行うと共に、チェッカーボード型ナノ構造の成長機構解明を目的として研究を行った。具体的には、前年度作製したイオン拡散型軌道秩序化現象を示すMn系スピネル遷移金属化合物(Co,Mn,Fe)3O4において、様々な温度および保持時間で熱処理を行った際のナノ構造変化について、透過型電子顕微鏡による明・暗視野法を用いた実空間の観察および電子回折図形を用いた逆空間の同時観察により調べた。その結果、チェッカーボード型ナノ構造は一定温度での保持時間の増加に伴いある程度の大きさまで成長するものの、さらなる保持時間の増加によりラメラ状構造に急激に変化することが明らかとなった。これらラメラ状構造は、正方晶構造を有する高Mn領域および、立方晶構造を持つ高Fe領域(低Mn領域)より形成され、チェッカーボード型ナノ構造と比較し広いスケールでの化学相分離に起因するものであることが見いだされた。このことから、チェッカーボード型ナノ構造の成長には、本系における局所歪と試料中の長距離歪場の間の微妙なバランスが重要な役割を果たすことが示唆された。本年度は、イオン拡散型軌道秩序化現象を示すMn系スピネル遷移金属化合物(Co,Mn,Fe)3O4において、前年度に引き続きチェッカーボード型ナノ構造形成機構の解明を行うと共に、チェッカーボード型ナノ構造の成長機構解明を目的として研究を行った。セラミック試料においてアニール温度を固定し保持時間を変化させた際のナノ構造変化の透過型電子顕微鏡観察から、アニール時間の増加に伴うナノ構造の急激な変化について明らかにすることが出来た。また本研究で観察された、粗大化したチェッカーボード型ナノ構造の急激な崩壊とラメラ型構造への変化は、チェッカーボード型ナノ構造の形成および成長が、正方晶ナノ構造(高Mn領域)と立方晶ナノ構造(低Mn領域)とのドメイン界面近傍に生じる局所歪と、これらの緩和のために試料中に導入されるドメイン配列の微妙なバランスの上に成り立つことが示唆された。これらの結果から、チェッカーボード型ナノ構造の制御のためには、ドメインサイズの均一化とそれによる局所歪緩和の安定化が重要であることが明らかとなった。すなわち、チェッカーボード型ナノ構造の成長過程の観察と、ナノ構造成長に寄与する因子の解明が進んでいると考えられ、本研究はほぼ予定通りに進捗していると判断した。本研究の初年度および次年度の研究結果から、本系に出現するチェッカーボード型ナノ構造は、一定温度での保持時間の増加に伴いある程度の大きさまで成長するものの、さらなる保持時間の増加によりラメラ状構造に急激に変化することが明らかとなった。最終年度は、前年度までのチェッカーボード型ナノ構造形成過程の詳細観察の結果から、軌道秩序化に関係したチェッカーボード型ナノ構造の形成因子の抽出を行うと共に、ナノ構造精密制御法の確立を目的として研究を行った。

具体的には、イオン拡散型軌道秩序化現象を示すMn系スピネル遷移金属化合物ZnMnGaO4において、様々な温度および保持時間で熱処理を行った際のナノ構造変化について、透過型電子顕微鏡による明・暗視野法を用いた実空間の観察および電子回折図形を用いた逆空間の同時観察により調べた。またその結果と、これまでのMn系スピネル遷移金属化合物(Co,Mn,Fe)3O4との比較を行うことにより、本系におけるチェッカーボード型ナノ構造の形成には、酸素欠損の存在が大きな影響を及ぼすこと、また結晶粒サイズにより全く異なるナノ構造形成挙動を示すことが明らかとなった。このことから、チェッカーボード型ナノ構造の成長には、酸素欠損サイトに関係したイオン拡散速度および、結晶粒界の存在が重要な役割を果たすことが示唆された。Mn系スピネル遷移金属化合物におけるイオン拡散型軌道秩序化現象に伴うチェッカーボード型ナノ構造の形成過程および制御因子について、透過型電子顕微鏡による明・暗視野法を用いた実空間の観察および電子回折図形を用いた逆空間の同時観察により調べた。その結果、本系におけるチェッカーボード型ナノ構造は局所的歪場と長距離歪場の微妙なバランスの上に形成され、最終的にはバンド状形状となり崩壊すること、またナノ構造形成には、酸素欠損の存在が大きな影響を及ぼすことが見出された。本年度は、イオン拡散型軌道秩序化現象を示すMn系スピネル遷移金属化合物(Co,Mn,Fe)3O4において、秩序化初期過程に対応するチェッカーボード型ナノ構造形成過程の直接観察とナノ構造形成機構の解明を目的とし研究を行った。Mn組成およびアニール時間を系統的に変化させた際のナノ構造変化の透過型電子顕微鏡観察から、Mn組成およびアニール時間に対するナノ構造変化の特徴について明らかにすることが出来た。特にMn組成の増加によるJahn-Teller活性イオン量の増加に伴い、チェッカーボード型ナノ構造ではなくラメラ状ナノ構造が安定して出現することが明らかとなった。一方、チェッカーボード型ナノ構造出現組成とラメラ状ナノ構造出現組成の短時間アニール試料においてツイード状組織が観察された。これはチェッカーボード型ナノ構造の実現には、内部歪場の微妙なバランスが重要であることを示唆している。以上の結果から、チェッカーボード型ナノ構造形成過程の観察と、ナノ構造形成に寄与する因子の解明が進んでいると考えられ、本研究はほぼ予定通りに進捗していると判断した。昨年度および本年度の研究から、チェッカーボード型ナノ構造形成過程および成長過程における正方晶ナノ構造と立方晶ナノ構造の共存に関係した局所歪と、ドメイン形成・配置による長距離歪場との密接な相関の存在が示唆された。この結果を元に、来年度の研究では、軌道秩序化の主要制御因子の解明とナノ構造精密制御法の確立を目標とし、軌道秩序化発現・進行やナノ構造変化に対する元素置換効果や欠損酸素量の影響について調べる。まず軌道秩序化を担い八面体サイトを部分占位するMnイオン量を制御し、八面体サイトの軌道密度を変化させた試料の作製を行う。得られた試料において透過型電子顕微鏡を用いた実空間・逆空間の同時観察を行い、軌道秩序化発現・進行やナノ構造変化に対する軌道密度変化の影響について調べる。その後、酸化・還元雰囲気中アニールにより欠損酸素量を制御し、イオン拡散経路を調整した試料の作製を行う。
土壌圏の有機物分解による窒素・炭素循環と水分・溶質・ガス移動の予測

土中の有機物分解に伴う窒素・炭素成分の移動予測を行うために,LEACHMモデルに基づく有機物分解モデルに対して,植物根による養分吸収,イオン交換,有機物分解反応に伴う一連のプロトン反応,土のpH緩衝能,気相中のガス拡散,水田土中を想定した酸化還元反応を考慮したより汎用的なモデルをHP1プログラムにより構築した.また,様々な畑土や還元状態の水田土に対して,有機物分解に伴う窒素成分のカラム実験を行い,形態変化を伴う窒素成分の移動過程を明らかにした.本年度は,土中の窒素・炭素連結循環モデルを組み込んだ土中の水分・溶質移動シミュレーションプログラムの開発,不撹乱土ライシメータの農場への設置とモニタリングシステムの調整と検証,水田土カラム中の水分・溶質移動実験,現場ほ場の土の飽和から乾燥領域までの不飽和透水係数の高い精度の測定,植物根による吸水分布の推定に取り組んだ.PHREEQCプログラムを用いて構築した窒素・炭素循環モデルは,C/N比の異なる有機物の分解実験のデータをさらに詳細に検討し,有機物の分解定数,その他パラメータをより精度高く推定することに成功した.今後のより精度の高い推定には,有機物分解に伴う炭酸ガスの発生量の測定,バイオマスや腐植のC/N比を正しく推定することが必要である.また窒素・炭素循環モデルを,HP1プログラムに適用し,水分移動の生じる土中において,有機物分解に伴う窒素と炭素の形態変化,アンモニアの有機化,無機化,アンモニアと硝酸の移動,二酸化炭素の気相中の移動の計算が可能となった.不撹乱土ライシメータを三重大圃場の畑に設置し,モニタリングシステムの検証を行った.水分量の計測,水分量に応じた下端の吸引による排水などの動作確認は行えたが,長期に設置する場合,大雨の際の防水対策などの課題も明らかになった.水田土カラム実験では,土中水溶存成分マイクロセンサーにより,土中の溶存酸素,酸化還元電位,pH分布の測定を行った.そして,異なる浸透速度や基質が酸化,脱窒層の分化過程に与える影響を,湛水土の表面近傍の酸化還元電位(Eh)やDOの分布から明らかにした.現場圃場の不飽和透水係数をより正確に評価するため,負圧浸潤計と蒸発法による推定の組み合わせを検討した.また,植物を植えたポットおよび畑の水分分布の変化より,根による吸水強度分布の推定を行った.昨年度に引き続き,土中の窒素・炭素連結循環モデルを組み込んだ土中の水分・溶質移動シミュレーションプログラムの開発,不撹乱土ライシメータの農場への設置とモニタリングシステムの調整と検証,土カラム中の窒素成分移動実験,乾燥領域までの不飽和透水係数の高い精度の測定,植物根による吸水分布の推定に取り組んだ.PHREEQCプログラムを用いて構築した窒素・炭素循環モデルは,アンモニアの電離,硝化,CO2の溶解によるプロトン反応とイオン交換反応を加え,有機物分解に伴うpH変化を評価することに成功した.また窒素・炭素循環モデルを,HP1プログラムに適用し,水分移動の生じる土中において,有機物分解に伴う窒素と炭素の形態変化に加えて,pH分布の計算が可能となった.今後のより精度の高いpH推定には,土のpH緩衝能の評価が必要である.また,水田土を想定したFeとMnの鉱物と平衡する水溶液中において有機物分解が一次分解する還元過程の表現に成功した.不撹乱土ライシメータは,下端からの排水を周囲と同じにする装置であるが,実験期間中にライシメータの下端よりも地下水位の上昇する条件が生じたが,適切な吸水により地下水上昇を再建できることが確認できた.畑地を想定した土カラムの窒素成分移動実験では,土中水及び排出水のアンモニア,亜硝酸,硝酸濃度を測定し,それぞれのイオンの移動形態を把握することができた.乾燥領域も含めた不飽和透水係数をより正確に評価するため,鏡面冷却式微小水ポテンシャルセンサーを用いた蒸発法による推定を検討した.また,植物を植えたポットおよび畑の水分分布の変化より,根による吸水強度分布の推定を行った.窒素・炭素循環モデルをHP1プログラムに適用し,水分不飽和の畑地土における窒素と炭素の形態変化,窒素成分の移動,炭酸ガスの移動に加えて,アンモニアの電離,硝化,CO2の溶解によるプロトン反応とイオン交換反応を加え,有機物分解に伴うpH変化を評価することに成功した.不撹乱土ライシメータは,地下水位がカラム下端より上部に存在して変動する条件においても適切に作動し,湿潤地域での蒸発速度の推定に有効であることを確認できた.今後は長期間の使用に向けて,防水機能の強化が課題である.畑地を想定した土カラムの窒素成分移動実験では,土中水及び排出水のアンモニア,亜硝酸,硝酸濃度を測定し,それぞれのイオンの移動形態を把握することができた.研究分担者がそれぞれの目標に対して確実に研究を進展することができた.昨年度に引き続き,土中の窒素・炭素循環モデルを組み込んだ土中の水分・溶質移動シミュレーションプログラムの改良,不撹乱土ライシメータによるモニタリングシステムの調整と検証,土カラム中の窒素成分移動実験,乾燥領域までの不飽和透水係数の高い精度の測定,植物根による吸水分布の推定に取り組んだ.PHREEQCプログラムを用いて構築した窒素・炭素循環モデルは,有機物分解に伴うプロトン反応に対するpH変化正しく評価するために,土のpH緩衝能を変異荷電モデルにより表現することに成功した.この変異荷電モデルは,過去の火山灰土の陽イオン交換容量と陰イオン交換容量のpH依存性の測定データを適切に再現できることが確認できた.

さらに湛水条件下の水田土中等の嫌気的環境での有機物分解に対して,溶存酸素の不足に伴いNO3-,Mn4+,Fe3+,SO42-,CO32-,H+が順次電子受容体として用いられるモデルを構築した.酸化還元反応を加えた有機物分解モデルは,土中の水分・溶質・ガス移動モデルHYDRUS-1DとHP1プログラムにより結合させた.それにより,好気条件から還元条件までの有機物分解と窒素・炭素成分の移動を統一的に表現することが可能となった.畑地を想定した土カラムの窒素成分移動実験では,異なる有機物における窒素成分の形態変化,また水分を想定した湛水土カラムでは,Feの形態変化と水の浸透の関係を明らかにした.不飽和透水係数の逆推定のための蒸発法では,乾燥領域の土中水圧力を新たな湿度センサーで計測を試みたところ,テンシオメータによる湿潤領域と合わせて連続的な測定が可能であることが確認できた.今後,水蒸気も含む水分移動モデルにより乾燥領域の不飽和透水係数を推定する予定である.また,植物を植えたポットおよび畑の水分分布の変化より,根による吸水のストレス関数の推定を行った.土中の有機物分解に伴う窒素・炭素成分の移動予測を行うために,LEACHMモデルに基づく有機物分解モデルに対して,植物根による養分吸収,イオン交換,有機物分解反応に伴う一連のプロトン反応,土のpH緩衝能,気相中のガス拡散,水田土中を想定した酸化還元反応を考慮したより汎用的なモデルをHP1プログラムにより構築した.また,様々な畑土や還元状態の水田土に対して,有機物分解に伴う窒素成分のカラム実験を行い,形態変化を伴う窒素成分の移動過程を明らかにした.窒素・炭素循環モデルをHP1プログラムに適用し,水分不飽和の畑地土における窒素と炭素の形態変化,窒素成分の移動,炭酸ガスの移動の評価が可能となった.HP1プログラムの発展を行うことができ,畑地における有機物分解による窒素・炭素循環と水分・溶質・ガス移動の評価が可能となった.不撹乱土ライシメータは,設置とモニタリングについて確認できた.今後は長期間の使用に向けて,防水機能の強化が課題である.水田土カラム実験では,土中水溶存成分マイクロセンサーにより表面酸化層の形成過程を確認できた.また,異なる浸透速度や基質が酸化,脱窒層の分化過程に与える影響を,湛水土の表面近傍の酸化還元電位(Eh)やDOの分布から明らかにすることができた.研究分担者がそれぞれの目標に対して確実に研究を進展することができた.有機物分解に伴うpH変化の評価が可能となった窒素・炭素循環モデルに対して,土のpH緩衝能を表現する変異荷電モデルを組み合わせ,土により異なるpH変化の予測を可能とする.さらに,酸化還元反応を組み込み,有機物分解過程における溶存酸素,酸化還元電位,鉄やマンガンの形態変化のPHREEQCプログラムによるモデル化を行う.それにより,畑地や水田を対象としたより汎用的な窒素・炭素循環モデルの構築を行う.
メトホルミンによる免疫疲弊解除研究

2型糖尿病薬メトホルミンの服用により、発癌率・癌死亡率が低下するという報告があるが、そのメカニズムは不明であった。本研究では、メトホルミンの抗腫瘍効果が免疫、特にCD8T細胞(キラーT細胞)を介して行われることを明らかにした。通常、腫瘍内のキラーT細胞は疲弊し、その機能は消失している。メトホルミンはキラーT細胞の代謝、特に解糖系を高めて癌細胞を殺傷する機能を復活させることにより抗癌作用を付与していた。増大する腫瘍塊の中には、腫瘍浸潤CD8T(CD8 TIL)はセントラル・メモリーT細胞(TCM)として存在している。TCMのサイトカイン産生能は限定的であり、その抗腫瘍活性は低いと考えられる。一方、メトホルミン服用によりTCMは減少し、エフェクター・メモリーT細胞(TEM)さらにエフェクターT細胞(Teff)が増加した。TEMおよびTeffのサイトカイン産生能は高く、その抗腫瘍活性は高いと考えられる。事実、TEMおよびTeffが腫瘍局所に増加した場合には、腫瘍増大に歯止めがかかることを見いだした。メトホルミン服用時のTEMおよびTeffのBcl2発現増加とそれに伴う活性化カスパーゼ3の減少がみられることから、アポトーシス抑制が重要と考えられる。また、抗原特異的CD8T細胞の養子移入実験においても同様のことが観察される。即ち、移入CD8T細胞は腫瘍に浸潤しても通常ほとんどはTCMの状態であるが、メトホルミン服用ないしex vivoで予め移入CD8T細胞をメトホルミン処理しておけば、腫瘍浸潤後にTEMに分化し、抗腫瘍効果を示した。TEMとTeffは抗原刺激によりIL-2, TNFα,IFNγを産生した。養子移入の実験では、ex vivoでCD8T細胞のメトホルミン処理時にAMPK阻害剤(compound C)を加えると、一連の事象は全て消失した。即ち、AMPK依存性である。これらの実験結果は、誌上に発表した(PNAS10;112(6):1809-14, 2015)。さらに、メトホルミン処理CD8T細胞では、養子移入後腫瘍に浸潤するが、それらの細胞のエネルギー代謝は、解糖系が亢進しているという予備実験結果を得た。以上の実験事実は誌上に公表する前に、新たに特許出願を行なった(特願2014-166593免疫評価方法とその評価された免疫活性化剤H26.8.19鵜殿平一郎、榮川伸吾、豊岡伸一)。抗原特異的ナイーブCD8T細胞を担がんマウスに養子移入する実験において、メトホルミンで移入前に数時間処理しておいた場合、移入後の腫瘍への浸潤及び多機能性を保持することを以前に証明した。移入CD8T細胞は、OVA257-264+Kbを認識するOTIマウス由来の精製CD8T細胞を、また腫瘍はOVA発現メラノーマ細胞MO5を用いた。この実験系を用い、移入CD8T細胞を各種阻害剤で処理し、上記現象に必須の分子機構を解析した。まず、転写因子IRF4欠損のCD8T細胞では、メトホルミン効果は完全に消失した。次に、メトホルミン処理時にエネルギーセンサーであるAMP activated protein kinase (AMPK)の阻害剤であるcompound Cで同時処理した場合、メトホルミン効果は消失した。メトホルミンはAMPKを活性化し、その結果、mTORを抑制することが知られている。そこで、mTORC1特異的阻害剤であるラパマイシンで移入CD8T細胞を同時処理したところ、以外にもメトホルミン効果は消失した。従って、AMPKの活性化とmTORC1, IRF4が少なくともメトホルミン効果に必須の分子であることが明らかになった。メトホルミン効果がある場合には腫瘍に到達したCD8T細胞のホーミング分子CXCR3の発現が上昇しているが、compound Cおよびラパマイシン処理を同時に加えた場合、CXCR3の発現が低下し腫瘍への浸潤が抑制されることが原因の一つであると考えられた。成果報告書に記載した内容はもちろんのこと、エフェクターT細胞のエネルギー代謝に関する事項も解析可能な状況が準備され、今後の進展が期待されるため。メトホルミンのCD8 T細胞のエネルギー代謝、即ち解糖系と酸化的リン酸化に及ぼす影響を明らかにした。脾臓から精製したナイーブCD8 T細胞をメトホルミンで短時間処理を行い、これを抗CD3抗体および抗CD28抗体、あるいは抗CD3抗体単独で刺激培養して記憶T細胞へと分化させた。培養3日目におけるT細胞のエネルギー代謝について、乳酸産生に伴うpHの低下(ECAR)を指標に解糖系を評価した。また、酸素消費速度(OCR)を指標に酸化的リン酸化を評価した。本実験は細胞外フラックスアナライザーを用いて行った。抗CD3抗体単独刺激の場合は、メトホルミンによりECARおよびOCRがともに亢進した。一方、抗CD3抗体および抗CD28抗体刺激培養の場合は、最初からECARおよびOCRが上昇しており、メトホルミンの効果は認められなかった。また、OCR/ECAR比の低下がメトホルミン前処理かつ抗CD3抗体単独刺激の場合に見られたが、抗CD3抗体および抗CD28抗体刺激培養の場合には見られなかった。CD28刺激は解糖系を亢進させることがわかっているが、メトホルミンはその効果を部分的に模倣できる可能性が示唆された。ある一定の条件下、例えば腫瘍内で樹状細胞が少ない場合などCD28刺激が入りにくい場合でも、メトホルミンによって解糖系を亢進させることができる可能性がある。