hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多脚歩行ロボットのための自由歩容を実現するグラフ探索を用いた脚軌道計画

災害現場では瓦礫の崩落や汚染物質などにより人が容易に近づけない場合がある.そこで,調査や応急復旧が行えるロボットの開発・導入が進められている.そのうち脚型ロボットは,他の移動形態に比べ移動速度やエネルギー効率は劣るが,接地点を離散的に選択することができるため移動可能な環境が他の移動形態に比べて広い.特に6脚以上の脚を持つロボットの場合は複数の脚を同時に遊脚しても静的に安定な歩行が行えるという利点がある.しかし,脚型ロボットを不整地で歩行させるためには,任意の接地点を選択できる自由歩容の実現が必要である.そこで,本研究は,不整地において安定に歩行するために有利な多脚歩行ロボットを対象として,グラフ探索手法を用いた自由歩容を実現できる歩行パターン生成手法の開発を行った.従来のグラフ探索手法では,6脚歩行ロボットを対象とするとグラフ構造が大きくなりすぎてグラフの生成および歩容パターンの探索が不可能であったが,本提案手法では,グラフの構造化,および歩行パターン生成と脚の運動軌道生成の分離により,実用的な時間内に計画できる手法を開発した.平面状の不整地(脚接地可能点が水平面上にランダムに配置されている地面)を対象として,実ロボットによる旋回歩行動作,直線歩行動作を実現することができた.また,平地,一部脚が下せない場所のある地形,脚接地可能点が放射状,ランダムに配置された地形等の様々な地形において6脚ロボットの歩行パターン生成のシミュレーションを行い,本手法の有効性が確認できた.今年度は,グラフ探索法のひとつであるダイクストラ法を応用した歩容生成手法として,不整地環境を1次元(直線移動,地面は穴の開いた1次元(直線状)の仮想的な平面)を対象とした歩容生成手法の実装を行った.市販のPhantom X(USA Trrosen Robotics社製6脚歩行ロボット)を対象として,実装を行い,不整地における脚接地可能箇所であることを想定した色マーカをランダムに配置した実験フィールドを製作し,歩行実験を行った.その結果,色マーカのみを足がかりとして歩行を行うことが実現できた.上記のシステムでは,色マーカをステレオカメラシステムにより,オンラインで検出し,それを脚接地可能点と判断して,本提案手法を用いた歩容パターン生成の後,適切な脚の運動軌道生成を行い,実機にて歩行を実現している.また,ある特定の地点で,ある特定の姿勢で歩容を終了させることのできる歩容パターン生成手法の生成も行った.これは,不整地において,適切な作業位置にロボットを停止させるために必要な軌道計画手法である.本手法では,グラフ探索手法の一つである双方向探索手法を用いて,探索時間の短縮化を図ると同時に,上記の通常歩容のための歩容パターン生成手法との互換性を維持することにした.本手法に関しては,ランダムに生成された地面パターン,および複数種類の繰り返し地面パターンに関して,歩容シミュレーション実験を行い,有効性の確認を行った.本成果に関しては,日本機械学会関東支部講演会にて発表を行った.合わせて,超信地旋回を含む旋回歩容のための歩容パターン生成の検討を開始し,簡易なシミュレーションであるが,有効性の確認を行った.現時点では平面状の不整地を対象に直線的な運動軌道に限定しているが,当初の計画通り実際に脚の軌道生成法を計算機に実装し,実機を用いた実験を行えていることから,概ね計画どおりに進んでいると考えている.ただし,予想していた通り脚軌道生成の計算コストが大きく,改善も必要であると考えている.平成29年度までの研究で,平面状の不整地(脚接地可能点が水平面上にランダムに配置されている地面)を対象として,6脚の歩行ロボットによる旋回歩容動作,直線歩容動作をグラフ探索手法の応用により実現することができた.提案手法では,旋回歩容パターン生成を行うために,ロボットの状態をノード,動作をエッジとしたグラフを定義した.また,脚の上下移動,脚の遊脚運動,重心移動,胴体回転の4種類をロボットの動作とした.幅優先探索を用いて目標とする不整地を歩行可能な動作の組み合わせを求め,探索された全ての歩容パターンに対して評価を行い,最も評価の高い歩容パターンを選択し,旋回歩行を実現した.特に,旋回半径が大きいほど重心移動に対する胴体の回転量は小さくなるため,旋回半径に応じた評価手法の切り替えを行うことにした.簡易実機による歩行実験により,任意位置に配置した小パネルの上だけを踏みつつ,旋回動作を行う歩容を実現できることを確認した.また,本手法を用いて平地,一部脚が下せない場所のある地形,脚接地可能点が放射状,ランダムに配置された地形において6脚ロボットの旋回歩容パターン生成のシミュレーションを行った.旋回半径が0mmのその場旋回では非周期的に脚を動かしながら,重心位置を変えずにロボットが旋回運動を行えることが確認できた.旋回半径が0mmでない旋回においても非周期的に脚を動かしながら重心移動,胴体回転を行う旋回運動を行えることが確認できた.本結果に関して,学術講演会にて発表を行った.また,3次元自由歩容動作の実現を目標として,探索の並列化による探索時間の削減の検討を行った.GPUを用いる並列化探索プログラムを反復深さ優先探索法にて実装を行ったが,マルチコアCPUを活用した方法と比べて高速化はできなかった.アプローチの再検討が必要である.平成28年度計画は,実施済み.平成29年度計画内容に関しては,計画していた超信地旋回を含む重心安定余裕評価を組み入れた旋回歩容を実現することができた.また,2次元自由歩容の実機による実験も実現し,研究発表を行っている.しかし,手法の3次元化のために必要なグラフ探索の高速化が不十分な結果しか得られていない.

具体的には,グラフ探索手法を並列化し,GPUを用いた高速化を試みたが,実際には,GPUのメモリアーキテクチュアが原因で,昨年度までの手法と比べて探索時間短縮の効果は得られなかった.災害現場では瓦礫の崩落や汚染物質などにより人が容易に近づけない場合がある.そこで,調査や応急復旧が行えるロボットの開発・導入が進められている.そのうち脚型ロボットは,他の移動形態に比べ移動速度やエネルギー効率は劣るが,接地点を離散的に選択することができるため移動可能な環境が他の移動形態に比べて広い.特に6脚以上の脚を持つロボットの場合は複数の脚を同時に遊脚しても静的に安定な歩行が行えるという利点がある.しかし,脚型ロボットを不整地で歩行させるためには,任意の接地点を選択できる自由歩容の実現が必要である.そこで,本研究は,不整地において安定に歩行するために有利な多脚歩行ロボットを対象として,グラフ探索手法を用いた自由歩容を実現できる歩行パターン生成手法の開発を行った.従来のグラフ探索手法では,6脚歩行ロボットを対象とするとグラフ構造が大きくなりすぎてグラフの生成および歩容パターンの探索が不可能であったが,本提案手法では,グラフの構造化,および歩行パターン生成と脚の運動軌道生成の分離により,実用的な時間内に計画できる手法を開発した.平面状の不整地(脚接地可能点が水平面上にランダムに配置されている地面)を対象として,実ロボットによる旋回歩行動作,直線歩行動作を実現することができた.また,平地,一部脚が下せない場所のある地形,脚接地可能点が放射状,ランダムに配置された地形等の様々な地形において6脚ロボットの歩行パターン生成のシミュレーションを行い,本手法の有効性が確認できた.実機実験では自重により脚に負荷が加わり胴体姿勢が悪化する様子が確認され,その結果,遊脚の着地位置に誤差が生じ,計画通りの歩容が行えない場合があった.この問題を解決するため,ロボットの胴体姿勢の変化を考慮した脚軌道生成手法を開発する.また計算コストが大きくロボットの歩容パターンの遷移に時間を要するので,計算コストと探索深さ(歩容の質)について調査を行い改善手法について検討を行う予定である.平成30年度は,平成29年度の検討結果を元に,引き続き,3次元自由歩容手法の実現に向けて,探索時間の短縮のための研究開発を継続する.今年度は,マルチコアCPUの活用,および十分なメモリ空間をPC本体上に確保することによって,高速化を図ることにする.また,複雑な段差を持つ模擬不整地での歩行実験を実機にて行うべく,これまで開発してきた歩容生成アルゴリズム全てを統合して,多脚歩行ロボット実機へ実装を行う.模擬不整地を作成し,最終的に,本提案手法の実機での検証実験を行い,得られた結果を取りまとめ成果の発表を行う.上記と並行して,まず,平面を対象とした歩容パターン生成手法のとりまとめ,投稿論文の執筆を行い成果として発表を行う.
母乳成分(特にラクトフェリンとTGFβ)と母乳感染するレトロウイルス

TGF-βがHIV-1感染に及ぼす影響TGF-βは標的細胞の違いによってHIV-1感染に及ぼす効果が異なることを示した。母乳中の3種類の宿主細胞のうち乳腺上皮細胞(MCF-7細胞)では感染を抑制し、マクロファージでは逆に促進し、リンパ球では大きな影響を与えなかった。乳腺上皮細胞でHIV-1感染を抑制する機序の一部はLTR活性の減少であり、そこにはNF-κB-binding sitesが関与していた。一方マクロファージにおける感染促進の機序は、同じNF-κB-binding sitesが関与しながらも逆にLTR活性の亢進にあった。また乳腺上皮細胞における作用には、TGF-βによるinduced I-κB kinaseの発現抑制が関わっていた。ラクトフェリン(Lf)の抗ウイルス効果のin vivo試験LfはHIVのみならず様々なウイルス感染にin vitroで有効であるが、実際に人でその有効性を証明した研究は少ない。そこで保育園・幼稚園においてLfの摂取がロタウイルスによる嘔吐下痢症の発症頻度や重症度に及ぼす影響を調べた。その結果、1日100mgのLf摂取は発症頻度には影響を与えなかったが重症度を軽減させた。母乳中のLfは乳腺上皮細胞や好中球に由来する。私達は乳腺上皮由来MCF-7細胞や好中球様HL-60細胞を用い、HTLV-I感染MT-2細胞との共培養またはMT-2細胞培養上清液により、これらの細胞でLf遺伝子の発現が亢進することを示した。この効果はrecombinant HTLV Tax蛋白に置換しても得られ、TaxによるLf遺伝子プロモーター活性の亢進によって起こることを確認した。以前に私達はLfがHTLV感染を促進することを示したので、この両者の相互作用がHTLV-Iの経母乳感染に深く関わる可能性があると思われる。母乳の中には主に3種類の宿主細胞が含まれ、そのうち乳腺上皮細胞(MCF-7細胞)ではTGF-βはHIV-1感染を抑制し、マクロファージでは逆に促進させ、そしてリンパ球では大きな影響を与えなかった。乳腺上皮細胞でHIV-1感染を抑制する機序の、少なくとも一部は、LTRプロモーター活性の減少により、そこにはNF-κB-binding sitesが関与していた。一方でマクロファージにおいて感染を促進する機序は、同じNF-κB-binding sitesが関与しながらも逆にLTRプロモーター活性を亢進することにあった。また乳腺上皮細胞における作用には、TGF-βによるinduced I-κB kinaseの発現抑制が関わっていることを示した。ラクトフェリンはHTLV-I LTRプロモーターを活性化させるが、本研究では、逆にHTLV-I Taxがラクトフェリン遺伝子プロモーターを活性化させることを示した。多彩なTaxの作用のうちtransactivatorとしての機能は、NF-κBやCREBのような宿主細胞側の転写因子との相互作用によって起こる。Tax変異体を用いた実験で、NF-κBへの作用が不能となった変異体でもCREBへの作用が不能となった変異体でも、若干減弱したもののラクトフェリン遺伝子プロモーターを活性化した。ラクトフェリン遺伝子プロモーターの主な転写因子結合部位に変異をもたらしたレポーター実験では、NF-κB-binding sitesやAP-1 sitesがTaxの作用に影響を与えるものの、それ以外の機序による活性化が有意に作用することが示唆された。

ラクトフェリンの抗ウイルス効果のin vivo試験ラクトフェリンはHIVのみならず様々なウイルス感染にin vitroで有効と考えられているが、実際に人に投与してその有効性を証明した研究は少ない。そこで、フィールドで行う予定のラクトフェリンによる介入試験のパイロット研究として、長崎大学医学部倫理委員会の承認の後、保育園・幼稚園においてラクトフェリンの摂取がロタウイルスによる嘔吐下痢症の発症頻度や重症度に及ぼす影響を調べた。その結果、1日100mgのラクトフェリンの摂取が、発症頻度には有意差がなかったものの重症度の軽減に極めて有効であることを示し、フィールドにおける介入試験で用いる用量についての目安をつけることができた。母乳中のラクトフェリンは乳腺上皮細胞や母乳中の好中球に由来すると考えられている。私達は乳腺上皮由来MCF-7細胞や好中球様に分化させたHL-60細胞を用い、HTLV-I1感染MT-2細胞との共培養もしくはMT-2細胞培養の上清液により、これらの細胞でラクトフェリン遺伝子の発現が亢進することを示した。この効果はrecombinant HTLV Tax蛋白に置き換えても得られ、またこの作用はTaxがラクトフェリン遺伝子のプロモーターの活性を亢進させることによって起こることを確認した。以前に私達はラクトフェリンがHTLV感染を促進させることを示したので、この両者は相互に亢進しあいHTLV-Iの経母乳感染に深く関わる可能性があると思われる。
テトラヒメナの分裂停止突然変異株を利用した細胞質分裂の分子桟構の解明

動物細胞における細胞質分裂の詳細な分子桟構を解明するため、原生動物絨毛虫テトラヒメナの湿度感受性分裂停止突然変異株(cda遺伝子座)の変異遺伝子産物の分裂における桟能解析を中心に研究を進めてきた。テトラヒメナのcdaA変異株は分裂面の位置決定因子に欠陥をもち、位置決定のみならず、分裂溝に生ずる主としてアクチン繊維からなる収縮環微小繊維形成の重合核となることを明らかにした。cdaAの変異遺伝子産物は分子量85,000の蛋白質(p85)で、この蛋白質の桟能的役割が重要な課題であったが、本研究期間中にp85の遺伝子のクローン化と配列を決定し得た。これによるとp85は今までに知られていない蛋白質であるが、一部に、アクチン、EF-1α、Ca^<2+>/caM依存的プロテインキナーゼ等との共通配列が認められ、細胞分裂にとって重要な役割を果す多桟能蛋白質である可能性が示された。分裂溝陥入桟構に直接関与するcdaC変異株の変異遺伝子産物なアクチン繊維の束化因子であることをつきとめた。更に、テトラヒメナではペプチド伸長因子のEF-1αにアクチン繊維を束化する顕著な活性があることが判った。細胞質の分裂時の収縮環の収縮はアクチン繊維束化因子を介して表層の陥入をもたらしているが、束化因子は収縮の度にアクチン繊維に結合したり、離れたりを繰返えすものと考えられる。この制御にCa^<2+>、カルモデュリンが関与する明白な実験結果が得られた。また、収縮環収縮のCa^<2+>制御に関しては、テトラヒメナに存在する3種のカルモデュリンファミリー蛋白質(カルモデュリン、TCBP-25、TCBP-23)の遺伝子を大腸菌で発現させて精製し、分裂におけるそれぞれのCa^<2+>-結合蛋白質の桟能を追求した。1.細胞質分裂の分裂面決定因子(分裂停止突然変異株cdaAの変異遺伝子産物,p85)の精製は,テトラヒメナで蛋白質分解酵素の活性が極めて高いこと,p85の含量が少ないことが原因で,大量精製によるアクチンとの相互作用は調べられていない。しかし,ホモジェネート中にカゼインを加え,PMSF等の蛋白質分解阻害剤を入れ,0.5MKI存在下での50-70%硫安分画,フェニールセファロースカラムやそれに引き続くSP-Toyopealカラム,MonoQカラムクロマトグラフィーで徴量ながら精製に成功している。現在p85の遺伝子をクローニングするため,p85のN末及び分解物のアミノ酸配列を一部決定中であり,これらを参照してオリゴヌクレオチドをプロープとして,遺伝子の単離と塩基配列をきめ,p85の性状を調べようとしている。2.アクチン繊維を束ねることを見出したテトラヒメナのEF-1αについて,GTP-結合能,束化のイオン強度依存性,pH依存性等を詳しく調べた。その結果,GTPとは約1:1結合,束化は50mMKCl,pH6.5が至適であることが判った。また,EF-1αが分裂停止突然変異株cdaC6の変異遺伝子産物とどの様な関連を持つかについて,性状を調べ検討している。

3.分裂溝の収縮制御には,Ca^<2+>やCa^<2+>-結合蛋白質の関与が推定されており,我々はテトラヒメナから単離したカルモジュリン,TCBP-23,TCBP-25の遺伝子を用いて,大腸菌での大量産生を試み,Ca^<2+>-感受性を保持するそれぞれのCa^<2+>-結合蛋白質の精製に成功した。また,それぞれの抗体も調製でき,イムノブロットや蛍光抗体法により,TCBP-23及びTCBP-25が細胞内Ca^<25>濃度を調節するアルベオラーサックで役割を果すことが判り,現在,分裂との関係を調べている。4.テトラヒメナミオシンの精製は千葉大学丸山研究室との共同で部分精製の段階まで成功した。現在精製分画に含まれるクラスリン等の除去を検討中である。5.細胞質分裂に係るsmall G-蛋白質のテトラヒメナでのクローニングとシークエンシングを岐阜大学野沢研究室との共同で試みた。分裂に密接に係ると思われるrho遺伝子はとれていないが、ran/TC_4遺伝子のクローニングに成功した。分裂との係りを検討しようとしている。テトラヒメナの分裂停止突然変異体のcdaAは分裂面決定因子に温度感受性の欠陥を持っており、その遺伝子産物p85の局在や性状の検討が計画課題であった。p85は免疫電顕で分裂予定面の後端に位置する基粒体の分裂溝へ向かうアクセサリーの先端部の表層膜直下に局在することが判明し、アクチンからなる収縮環微小繊維形成の重合核となることが強く示唆される結果を得た。また、p85の遺伝子解析ではp85の一部のアミノ酸配列を参照したプローブでテトラヒメナのcDNAライブラリーから二次スクリーニングまで終了し、現在、配列決定を行っているところである。テトラヒメナの分裂停止突然変異体のcdaCは分裂機構そのものに温度感受性の欠陥をもっており、アクチン微小繊維の束化因子が変異遺伝子産物であることを示唆する結果を報告してきた。一方、これまでにテトラヒメナのEF-1αがアクチンを束化するという成果を得てきたが、束化の条件を検討したところ、この束化がカルシウム・カルモジュリンで制御されているという大変興味ある結果がin vitroの実験から得られつつある。テトラヒメナの分裂溝収縮にはCa^<2+>-制御機構が存在すると考えられているが、テトラヒメナに存在する3種のCa^<2+>-結合蛋白質(カルモジュリン・TCBP-25・TCBP-23)のうちTCBP-25とTCBP-23の生物学的役割は全く検討されていなかった。今回、大腸菌でこれらの蛋白質を発現させ、特異抗体を調製して局在を調べたところ、両蛋白質は細胞内のCa^<2+>濃度を調節する役割を持つことが強く示唆された。動物細胞の細胞質分裂の分子機構を解明するため、テトラヒメナの分裂停止突然変異株(cda遺伝子座)の変異遺伝子産物の分裂における役割の解析を中心に研究を進めた。cdaA変異株は分裂予定面の位置を決定する因子に温度感受性の欠陥をもつが、位置決定のみならず収縮環微小繊維形成の重合核としての性状も明らかにした。この変異株の変異遺伝子産物(p85)の性状を知るため、遺伝子のクローニングと配列の決定を行った。データーベース解析から、これまでに報告されていない新しい蛋白質であることが判り、N未に3つの反復配列、C未に2つの別の反復配列をもち、しかも一部に、アクチン、EF-1α,Ca^<2+>・カルモデュリン依存プロテインキナーゼ等との相同配列をもち、カルモデュリン結合部も保存されていた。このことから、p85は細胞分裂にとって重要な役割を果す多機能蛋白質である可能性が示された。cdaC変異株は細胞質分裂のマシ-ナリーそのものに温度感受性の欠陥があり、変異遺伝子産物はアクチン繊維を束化する因子であることを明らかにしてきた。我々はテトラヒメナのペプチド伸長因子であるEF-1αにアクチン繊維を束化する顕著な活性があることを見出した。
リチウムインターカレーション材料の構造と基礎物性の解明

層状岩塩型酸化物LiMO2(M:Ni, Co, Ni1-yCoy)はリチウムインターカレーション特性を示し、リチウム電池の正極材料として注目されている。しかし、合成条件によりリチウムと遷移金属が不規則配列し、磁性や電気化学特性に影響を与える。本研究では構造中の不規則配列と物性の関係を、LiNi1-yCoyO2で明らかにしようとした。粉末試料LiNi1-yCoyO2は出発物質に水酸化リチウム、酢酸コバルト、酢酸ニッケルを用い、725°Cで24時間焼成して合成した。構造決定のための中性子回折はKEKのSIRIUSとVEGA回折計を用いた。磁性は5K300KまでSQUIDを用いて測定した。電気化学特性は正極にLiNi1-yCoyO2、負極にリチウムを用いた電池を作製して調べた。粉末試料Li1-δ(Ni1-yCoy)1+δO2の磁気挙動はスピングラス的挙動を示した。スピングラス転移温度Tgは不規則配列の程度δの増加に伴って高温側ヘシフトし、磁性と不規則配列は強い相関関係を示した。またLi1-δ(Ni1-yCoy)1+δO2の放電容量はδの減少に伴って増加し、電気化学特性は不規則配列と相関性を示した。さらに、理想的な界面の構築を目指してPLD法によるLiMO2単結晶薄膜の合成を試みた。その結果、基板により配向性が制御されたLiMO2エピタキシャル膜を合成することに成功した。一方、リチウムマンガンスピネルLiMn2O4では実用化に際し、高温保存時の充放電特性が問題となっている。様々な合成条件で試料を合成し、高温劣化前後の構造を中性子回折測定により解析した。その結果、マンガンが表面だけではなくバルク構造から溶出している結果が得られた。また酸素占有率も低下し、高温保存によりバルク構造が崩れていくことを明らかにした。正極材料について、以下の成果を上げた。次世代のリチウム電池正極材料として着目されているリチウムマンガンスピネルLiMn_2O_4の精密合成を行い、酸素欠損量と組成、構造との関連を、中性子回折や磁気測定手法によって精密に決定した。リチウムマンガンスピネルを高温焼成で合成すると、酸素欠損が生じること、その欠損は低温で規則配列をし、複雑な超格子構造を形成すること、磁気的性質と構造・電気化学特性と密接な関連があることを明らかにした。この成果をもとに、18650型小型円筒型電池を作成し、その充放電後や高温保存後のマンガンスピネルの結晶構造解析を行った。その結果、高温保存によって酸素欠損量が増加すること、電池特性は酸素欠損量と密接に関連することを明らかにした。鉄含有リチウムマンガン層状酸化物のリチウム電池電極特性の出現を目的として、鉄固溶体を水熱法で作成した。その結果、リチウム電池正極として充放電可能なこと、充電過程において、鉄は4価の珍しい原子価状態を取ることを明らかにした。負極材料について、結晶化度の低いハードカーボンのリチウム吸蔵機構を解明した。中性子小角散乱法を用いて構造中の大きな構造単位の解析を試みた。その結果、ハードカーボンはグラファイト層とポア空間から形成されること、リチウムインターカレートの初期段階にはグラファイト層間に挿入するインターカレーション反応であり、反応後期段階はリチウムはポア内にクラスタを生成して吸蔵される二種類の機構によって進行することが明らかになった。

正極材料に関する成果:リチウムマンガンスピネルを用いた電池の高温保存後の特性劣化について、実際の電解液保存後の試料の中性子回折測定をおこない、構造決定を詳細に行った。x線回折測定と中性子回折測定とを併用して、保存後のリチウム、マンガン、酸素のそれぞれの占有率を決定した。その結果、保存後はいずれの元素の占有率も低下していることが明らかになり、バルク構造が変化することがわかった。このことは、溶出過程がリチウムマンガンスピネルの本質と関連していることを示唆している。構造解析結果において、すべての占有率を決定するためにSiを内部標準に用いた測定も行い、実験データの精密化を図った。さらに、溶出後の構造を磁性、EXASFS、熱測定などによって明らかにした。特に、磁気測定によって、高温保存後の試料のスピングラス転移点はより高温域に移動し、保存によって構造の乱れが増加していることが明らかになった。負極材料に関する成果:ハードカーボンの構造を小角によって明らかにした。ポアの構造を様々な散乱関数を用いてフィッティングをおこない、ランダム分岐構造に近いことを明らかにした。また、中性子全散乱によって、リチウム吸蔵前後のカーボン-カーボン結合の情報を得た。グラファイト層への挿入過程で、カーボン同士の結合が切断されることを明らかにした。層状岩塩型酸化物LiMO_2(M : Ni,Co,Ni_<1-y>Co_y)はリチウムインターカレーション特性を示し、リチウム電池の正極材料として注目されている。しかし、合成条件によりリチウムと遷移金属が不規則配列し、磁性や電気化学特性に影響を与える。本研究では構造中の不規則配列と物性の関係を、LiNi_<1-y>Co_yO_2で明らかにしようとした。粉末試料LiNi_<1-y>Co_yO_2は出発物質に水酸化リチウム、酢酸コバルト、酢酸ニッケルを用い、725°Cで24時間焼成して合成した。構造決定のための中性子回折はKEKのSIRIUSとVEGA回折計を用いた。磁性は5K300KまでSQUIDを用いて測定した。電気化学特性は正極にLiNi_<1-y>Co_yO_2、負極にリチウムを用いた電池を作製して調べた。粉末試料Li_<1-δ>(Ni_<1-y>Co_y)_<1+δ>O_2のの磁気挙動はスピングラス的挙動を示した。スピングラス転移温度Tgは不規則配列の程度δの増加に伴って高温側へシフトし、磁性と不規則配列は強い相関関係を示した。またLi_<1-δ>(Ni_<1-y>Co_y)_<1+δ>O_2の放電容量はδの減少に伴って増加し、電気化学特性は不規則配列と相関性を示した。さらに、理想的な界面の構築を目指してPLD法によるLiMO_2単結晶薄膜の合成を試みた。その結果、基板により配向性が制御されたLiMO_2エピタキシャル膜を合成することに成功した。一方、リチウムマンガンスピネルLiMn_2O_4では実用化に際し、高温保存時の充放電特性が問題となっている。様々な合成条件で試料を合成し、高温劣化前後の構造を中性子回折測定により解析した。その結果、マンガンが表面だけではなくバルク構造から溶出している結果が得られた。また酸素占有率も低下し、高温保存によりバルク構造が崩れていくことを明らかにした。
新生児の循環系adaptation機構の解明

新生児における循環系adaptation機構について,ドプラ心エコ-法(カラ-表示法を含む)を用い検討し,次の如き新知見および成果を得た.1.動脈管の閉鎖様式と機転成熟児,未熟児動脈管の閉鎖へ向かう初期変化は管内の限局性突出像であり,酸素とプロスタグランディンのバランスがその進展に関与することが示唆された。2.出生後の卵円孔部血流様式の推移と胎児循環遺残卵円孔部の血流は,出生後早期に両方向性短絡(左ー右短絡有位)がみられ,その後右ー左短絡の消失を認めるが,正常新生児では出生4ー5日目においても約半数に小量の短絡が持続してした.胎児循環遺残では,収縮,拡張時相に2峰性の右ー左短絡がみられ,臨床所見の改善と伴に左ー右短絡有位となる.房レベルの評価は,本症の治療,経時観察において有用な指標となりうる.3.胎生期出生後早期における左心拍出量の推移左心拍出量は,出生前日(170±46ml/min/kg)に比し,出生1時間後(327±66ml/min/kg)に約2倍の増加を認める.その増加は,左室拡張末期容積,左室駆出率の増加に依存し,心拍数の影響はみられなかった.出生24時間後には,心拍数,左室拡張末期径の減少に伴ない左心拍出量の低下を認めた。その后,96時間における変化は明らかではなかった。これらの成績は,出生後早期の心拍出量の変化にFrankーStaringの方則が重要な機転であることを示唆している。超音波断層、ドプラ検査を用い、新生児循環のadaptation機構に関する次の研究をおこない新しい知見を得ることができた。(1)心房レベルの短絡様式:胎児期における卵円孔部血流は一方向性の右ー左短絡を示す。正常新生児36例における卵円孔部血流の分析では、出生後3時間以内において約90%に左ー右短絡血流が検出され、また少量の右ー左短絡血流を伴うものもみられた。出生後24時間において64%、45日目において約半数に開存を認めた。この成績は従来考えられていたよりも卵円孔の閉鎖が遅延することを示し、その機転として卵円孔部を構成する組織の未発達性の関与が示唆された。一方、胎児循環遺残の卵円孔部血流は拡張期と収縮期の2峰性の右ー左短絡血流が特徴的であり、本症の臨床的改善とともに、まず収縮期、その後拡張後と順に右ー左短絡血流の消失を認めた。我々は本症の改善、道展の予測に右ー左短絡時間/心電図、RR時間の測定が有用であることを示した。2房室弁、半月弁逆流:新生児期にみられる弁逆流の臨床的意義を明らかにすることを目的として、正常新生児31例におけるその頻度と推移を観察した。出生後早期には、三尖弁、僧帽弁、肺動脈弁、大動脈弁の逆流が100%、41%、84%、3%にそれぞれ認め、肺動脈弁逆流を除き、4ー5日目まで各弁の逆流検出頻度はほぼ同じであった。しかし全収縮期(拡張期)の逆流は3ー7%にみられるにすぎず、逆流の時相分析は病児との鑑別に有用であることを示した。3筋性中隔欠損:正常新生児を894例中21例(2.5%)に筋性中隔欠損を認めており、現在その自然暦を検討中である。1.出生時の卵円孔部血流様式の推移と胎児循環遺残卵円孔部の血流は,出生後早期に両方向性短絡(左ー右短絡有位)を示すが,その後,右一左短絡血流の出現頻度は減少する。

一方,胎児循環遺残では,収縮,拡張の両時相に2峰性の右一左短絡がみられ,臨床所見の改善と伴に左ー右短絡有位に変化し,その後,卵円孔の閉鎖を認める。これらの結果から,出生後早期には,左室に比し右室の拡張性(コンプライアンス)の低下がみられること,胎児循環遺残では,その低下がより顕著であり,更に,右房,静脈系に比し左房,肺静脈系〓〓の低下が,拡張期,収縮期の右ー左短絡をひきおこす要因となっていることが示唆された。また,房レベルの短絡様式のドプラ心エコ-法による評価は,本症の治療,経時観察において有用な指標となりうることを示した。2.胎児期出生後早期における左心拍出量の推移左心拍出量は,出生前日(170±46ml/min/kg)に比し,出生1時間後(327±66ml/min/kg)に約2倍の増加を認める。その増加は,左室拡張末期容積,左室駆出率の増加に依存し,心拍数の影響はみられなかった。すなわち,1回拍出量の増加(1.21±0.33ml/kg→2.25±0.37ml/kg)に依存した。その後,96時間后における変化は明らかでなかった。これらの成績は,出生後早期の心拍出量の変化にFrankーStaringの方則が重要な機転であることを示唆している。3.正常新生児における筋性中隔欠損の頻度と経時的変化出生後1週間内の頻度は約2%であり,3カ月以内にその80%は自然閉鎖し,1年後には90%に閉鎖を認めた。
「所有権」意識の発達についての研究―法心理学の一つの試み

所有権は我々の社会生活においてもっとも基礎的な社会的概念である。本研究はファーバイらの先行研究をふまえ、単なる所持と区別された所有権という社会的概念の発達を取り扱った。方法としては、16人の5歳児および6歳児に面接を行い、所持と所有の意味と定義、所持と所有の始期と終期、所持と所有の根拠、所有の根拠と金銭の支払い、所有の正当性と分配の公正などを尋ね、そのナラティブを分析した。以下のような知見が得られた。(1)5歳児であっても、所有の観念がある程度存在する。しかし、彼らのうちの何人かは「所持を失えば所有も失う」ということを述べる。このことは、彼らが、現実の所持と区別された所有の概念を理解していないことを示している。これに対し、6歳児は現実の所持と区別された所有の観念を有している。(2)子供は社会的概念としての売買を理解していて、売買が所有の始まりと所有の正当性についての観念をもたらしているように見える。(3)子供は、金銭・売買・所有の帰属が何らかの形で結びついていることを漠然と理解している。しかし、交付される金銭が、所有権の移転のシンボルとして理解されているのか、それともものとの対価性を示すものとして理解されているのかは判断できない。(4)子供は売買のほか贈与(ものをあげるという行為)を所有権の根拠として理解しているように見える。しかしながら、子供にとっては、贈与は家族間にとってのみ妥当していることのように見える。(5)5歳児は所有の相補性(自己の所有を主張するとともに他者の所有を尊重するという意味での)を十分には理解していない。それゆえ、彼らの所有の主張は自我の強さに起因しているのかもしれない。以上の知見の理論的含意としては、ある程度年長の子供の持つ所有権意識は、成人の持つ所有権意識の基底をなしており、心理学で言うところの所有権についての素朴理論を構成していることである。まず第1に、所有権の前提として権利全般についての心理学的研究を概観した。メルトンの研究では、権利の心理的発達がタップの認知発達的な法的発達図式に一致することが示され、いくつかの政治的社会化研究では、青年後期には多数決によっては奪われないものとしての権利という概念が生じ、功利主義的な権利観からの脱却が見られることが示された。第2に、所有権の心理学を70年代からほとんど孤立して行っていたファーバイの研究を概観整理した。そこでは子供が観念する所有の意味と定義、始期と終期などが面接調査によって探求され、所有権の感覚が心理学におけるエフェクタンスと結びつけて理解されていた。さらに、ファーバイの研究から、所有権の心理学については、所持・所有行動に焦点を置く研究と、概念学習に焦点を置く研究の2つの方向があることが示された。それに従い、第3にいくつかの所持・所有行動の研究を概観した。それらによると、子供はかなり早い時点(場合によっては2、3歳)から先占尊重ルールを獲得していることが示されている。また、権利付与のルール獲得においては親の直接の教え込みは余り意味を持たないことも示されている。第4に、概念学習としての所有権概念の学習についての研究の可能性について探った。

既存のこの分野の研究には概念学習という枠組みそのものがなく、社会的概念の獲得の1つとしての売買などの研究にとどまっているが、そこでは例えば、売買可能な対象として、幼少期には大きいもの、動かないもの(家など)があげられているが、小学校高学年ではほとんどのものが売買可能であると認識されていることが明らかにされている。第5に、日本の一部の所持・所有行動の心理学的研究では、川島武宜の所有権論、法意識論に言及しつつ、所有権の抽象性が重要であること、その反面、近代法の文化的相対性に配慮しなければならないことが述べられていた。本年度は子供のもつ所有権の概念(インタービューによって得られた結果)を整理するとともに、それを法意識論、権利意識論と結びつけて理解することを試みた。所有の意味と定義、始期と終期、ものの貸借と関連する子供の発話から、大きな枠組みとして、所有権の意識は次の3つの側面に分かたれることが理解された。第1に心理学におけるエフェクタンス、コンピテンスと関連する領域であり、それは子供の持つ自我と関連し、いわゆる所持行動の研究結果と整合的である。また、この側面はロック、ヘーゲルなどの哲学的な自己所有権論の心理学的基礎ということもできる。第2に、認知発達の側面であり、認知の枠組みとしての権利の概念の獲得であるこの領域は子供の一般的な社会的概念の発達と基本的にパラレルであり、認知発達的アプローチでもっともよく説明される部分である。この側面を通じて、所有権の発生原因(たとえば売買)と所有権の意識が結びつくことになる。川島の権利意識論では必ずしも明示的ではないが、権利意識のこの側面の重要性の認識に到達していたように思われる。第3は、禁止規範(他人のものを勝手に使ったりとったりしてはいけないという)の内面化という側面である。この側面は子供の一般的な規範内面化の一つのプロセスということになる。第3点は、家庭内で行われる明示的な社会化という点では重要であるが、これだけでは権利意識の積極的側面を説明できない。そして、ある程度年長の子供の持つ所有権意識(上記の三つの側面が統合されたもの)は、成人の持つ所有権意識の基底をなしており、心理学で言うところのいわゆる所有権についての素朴理論を構成している。また、付随的に、所有権意識についての文化的なバイアスについても留意すべきことが認識された。
ケーラー・リッチソリトンと端的ケーラー計量の複素解析幾何

1.昨年度に引き続き高橋良輔氏(東北大)と共同で反標準的balanced計量の存在問題について研究した。昨年度定義した反標準的Chow安定性は特殊なテスト配位に対してのみにしか定義できていなかったが、一般のテスト配位に拡張することができた。拡張された反標準的Chow安定性をF安定性に名称を改めた。F安定性に関して次のような成果を得た:(1)反標準的balanced計量が存在するならばF安定である;(2)漸近的Chow安定ならば漸近的F安定である;(3)一様K安定ならば漸近的F安定である;(4)漸近的F半安定ならばK半安定である.また(1)の証明の副産物としてCalabi型汎関数の下限をDonaldson-二木不変量を用いて下から評価する不等式を得た。これはDonaldsonによるCalabi汎関数の下限評価のFano多様体における類似である。2.満渕により導入された一般化されたKahler-Einstein計量の存在問題について研究を行った。YaoはトーリックFano多様体に対する相対Ding安定性を定義し、一般化されたKahler-Einstein計量の存在と相対Ding安定性が同値であることを示した。これに触発されて、私はトーリックFano多様体に対して相対Ding半安定性が相対K安定性を導くことを示した。これと計算機による計算からどの3次元トーリックFano多様体が相対Ding安定性であるかを決定し、この場合の存在問題を完全に解決した。一般のFano多様体に対して相対Ding安定性を定義し、一般化されたKahler-Einstein計量の存在が相対Ding半安定性を導くことを示した。証明には上で述べたCalabi型汎関数の下限評価を用いる。下限評価の更なる応用として、一般化されたKahler-Einstein計量がDing energyを最小化することもわかった。28年度が最終年度であるため、記入しない。1.二木昭人氏、本多正平氏との共同研究で、コンパクトKahler多様体上の重み付き∂-ラプラシアンの固有値が測度付きGromov-Hausdorff位相に関して連続であることを示した。さらにこれをFano多様体の列に適用することで、almost smoothなFano-Ricci極限空間がKahler-Ricci limit solitonを許容し、かつその上のL2正則ベクトル場全体がLie括弧積について閉じているとき、このLie代数が滑らかなKahler-Ricci soliton上の正則ベクトル場のなすLie代数と同じ構造をもつことを示した。2.高橋良輔氏と共同でFano多様体上の反標準的balanced計量の存在問題について研究を行った。反標準的balanced計量は通常のbalanced計量とは違いFano多様体でのみ定義されるもので、量子化されたDingの汎関数の臨界点という微分幾何的な特徴付けがBerman-Boucksom-Guedj-Zeriahiにより与えられていた。一方で反標準的balanced計量と安定性の関係は不明であった。通常のbalanced計量の場合に計量の存在が漸近的Chow安定性と同値であることがZhangにより示されていることを鑑みると、反標準的balanced計量に対応する何らかの安定性があると考えるのは自然である。そこでBerman-Witt Nystromが定義した量子化された二木不変量を用いて「反標準的Chow安定性」という概念を導入し、反標準的balanced計量の存在が反標準的Chow安定性を導くことを示した。また我々の安定性と古典的なChow安定性との関係について、(古典的な)漸近的Chow安定性ならば「漸近的反標準的Chow安定性」であることを示した。Kahler-Ricci solitonやその特殊な場合であるKahler-Einstein計量に関する幾何についてRiemann幾何的な結果と代数幾何的な結果の2つを得ることができたため。今年度用いた手法はいずれも予定していた研究手法である。

これと計算機による計算からどの3次元トーリックFano多様体が相対Ding安定性であるかを決定し、この場合の存在問題を完全に解決した。一般のFano多様体に対して相対Ding安定性を定義し、一般化されたKahler-Einstein計量の存在が相対Ding半安定性を導くことを示した。証明には上で述べたCalabi型汎関数の下限評価を用いる。下限評価の更なる応用として、一般化されたKahler-Einstein計量がDing energyを最小化することもわかった。2.今年度の研究を参考にして,量子化されたKahler-Ricci solitonの障害になる有限次元的な安定性を定義し,他のGIT安定性と比較する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
神経ペプチド受容体とそのアンタゴニストの役割に関する共同研究

神経ペプチドの消化管機能について、その外分泌や内分泌への効果はかなり理解されているが、神経調節については、まだ不明の問題が数多く残されている。腸管の壁内神経叢や中枢神経系には各種の調節ペプチドが部位特異的に存在、または共存し、機能調節に関与していると考えられる。これら調節ペプチドは当然標的細胞の受容体に結合し、神経内情報伝達系を介し効果を示すと考えられる。本研究はこれら従来の研究を基盤とし、さらにこの分野の主力メンバーと国際的な共同研究を展開したものである。本国際共同研究の成果は次の通りである。1.セクレチン前駆体のアミノ酸配列に基づき、数種のセクレチン前駆体関連ペプチドを化学合成し、ラット、およびイヌを用い、それらの膵液分泌能を検討した。その結果、セクレチン前駆体(1-41)は、セクレチンに比し、約1/3の活性であるがセクレチン類似の作用を示すことを明らかにした。腸のみならず、脳にはセクレチン前駆体の存在が知られていることから、脳におけるセクレチン様ペプチドの研究に、重要な手掛かりを得ることができた(Chey、望月、矢内原)。2.VIP、PACAP、Helodermin、およびガラニン受容体を、各種合成ペプチド誘導体を用いて、解析した。PACAP(5-38)、およびPACAP(10-38)は、PACAPのアンタゴニストであることを[Ca^<2+>]iおよび受容体結合実験から証明した。また、これらアンタゴニストは、VIP、PACAP、およびHelodermin受容体を明確に区別し、PACAP受容体に特異的に作用することを明らかにした。PACAPによる[Ca^<2+>]iの増加、およびVIPの分泌亢進はPACAP(5-38)により阻害されることを証明した。ついで、G-蛋白特異抗体作製を目ざし、各種G-蛋白フラグメントをデザインし、その化学合成を実施し、目的とする抗原を得ることに成功した。本研究の目的とするG-蛋白特異抗体は細胞内情報伝達における役割を解析するうえに重要な手段を提供すると考えられる。3.神経ペプチドとくにガラニンのアゴニスト、アンダゴニストの設計、化学合成、作用について総合的に研究を行っているが、本研究では特にガラニン・アゴニストの研究を実施した。この場合、すでに矢内原らにより、ガラニンのアゴニストであることが証明されたgalanin(1-15)olを基本構造とし、各種誘導体を化学合成した結果、[D-Trp^8]galanin(1-15)olがgalaninに比し、約8倍の受容体結合活性を示すことを明らかにし、今後のガラニン・アンタゴニスト開発に、重要な情報を提供することができた(矢内原、望月、矢内原千鶴子、Tregear)。4.各種神経ペプチドの壁内神経叢における作用を検討した結果、PACAP38およびPACAP27がイオン輸送に強力なアゴニストとして作用し、一方、PACAP(1-15)がアンタゴニストとして作用することを見いだした(桑原)。5.漢方生薬抽出物について、CCK受容体との結合を検討した結果、柴胡抽出物の低分子量画分が、CCK受容体と結合することを見いだした。この知見は柴胡成分にCCKのアゴニストまたはアンタゴニストが含まれることを示唆し、現在その単離・同定を検討中である(Gardner、Wei、Brown、望月、矢野原)。以上、「神経ペプチド受容体とそのアンタゴニストの役割に関する共同研究」において、ペプチド合成化学的アプローチにより、各分野の主力メンバーと国際的な共同研究を展開することにより、神経ペプチド-受容体認識機構の解析を分子レベルで行い、脳セクレチンの解析を可能にし、また、PACAPアンタゴニストの発見、ガラニンのスーパーアゴニストの発見、ならびに漢方生薬抽出物の低分子画分にCCKアゴニストまたはアンタゴニスト候補を見いだすことができた。さらに細胞内情報伝達に関与するG-蛋白を区別しうる抗体の作製に着手し、今後のこの分野の発展に大きく貢献できると考えられる。

また、これらアンタゴニストは、VIP、PACAP、およびHelodermin受容体を明確に区別し、PACAP受容体に特異的に作用することを明らかにした。PACAPによる[Ca^<2+>]iの増加、およびVIPの分泌亢進はPACAP(5-38)により阻害されることを証明した。ついで、G-蛋白特異抗体作製を目ざし、各種G-蛋白フラグメントをデザインし、その化学合成を実施し、目的とする抗原を得ることに成功した。本研究の目的とするG-蛋白特異抗体は細胞内情報伝達における役割を解析するうえに重要な手段を提供すると考えられる。3.神経ペプチドとくにガラニンのアゴニスト、アンダゴニストの設計、化学合成、作用について総合的に研究を行っているが、本研究では特にガラニン・アゴニストの研究を実施した。この場合、すでに矢内原らにより、ガラニンのアゴニストであることが証明されたgalanin(1-15)olを基本構造とし、各種誘導体を化学合成した結果、[D-Trp^8]galanin(1-15)olがgalaninに比し、約8倍の受容体結合活性を示すことを明らかにし、今後のガラニン・アンタゴニスト開発に、重要な情報を提供することができた(矢内原、望月、矢内原千鶴子、Tregear)。4.各種神経ペプチドの壁内神経叢における作用を検討した結果、PACAP38およびPACAP27がイオン輸送に強力なアゴニストとして作用し、一方、PACAP(1-15)がアンタゴニストとして作用することを見いだした(桑原)。5.漢方生薬抽出物について、CCK受容体との結合を検討した結果、柴胡抽出物の低分子量画分が、CCK受容体と結合することを見いだした。この知見は柴胡成分にCCKのアゴニストまたはアンタゴニストが含まれることを示唆し、現在その単離・同定を検討中である(Gardner、Wei、Brown、望月、矢野原)。以上、「神経ペプチド受容体とそのアンタゴニストの役割に関する共同研究」において、ペプチド合成化学的アプローチにより、各分野の主力メンバーと国際的な共同研究を展開することにより、神経ペプチド-受容体認識機構の解析を分子レベルで行い、脳セクレチンの解析を可能にし、また、PACAPアンタゴニストの発見、ガラニンのスーパーアゴニストの発見、ならびに漢方生薬抽出物の低分子画分にCCKアゴニストまたはアンタゴニスト候補を見いだすことができた。さらに細胞内情報伝達に関与するG-蛋白を区別しうる抗体の作製に着手し、今後のこの分野の発展に大きく貢献できると考えられる。
次世代型ファージ療法の開発と臨床応用

本研究では、薬剤耐性化が進む細菌感染症に対して、細菌にのみ感染し死滅させるバクテリオファージを用いた次世代型のファージ療法を開発する。本年度においては、溶菌酵素の新たな組み換え体を様々な視点で作り、その性能につき一部検討した。またファージと溶菌酵素との併用効果についても検討を行った。また、ファージセラピーを応用する病態モデルについて検討を始めた。以下概要をまとめる。1ファージライブラリーの構築:近年、海外ではファージの製剤開発が盛んに行われ、多様なファージをカクテル化した効果が高いことが報告されている。本年度は、自然界から多くのファージを分離し、それぞれファージの特性を明らかにして多様なファージライブラリーを構築することを目標とする。ファージライブラリーについて、本年度は、スタフィロコッカス属、緑膿菌、大腸菌について、ファージを収集した。現在、そのファージを大量精製し、溶菌特性の比較と、ゲノム解析による比較をおこなっている。2ファージと溶菌酵素の開発:溶菌酵素については、本年度は、ドメイン構造を組み替えた様々な変異体を作製し、その酵素活性に及ぼす影響を検証した。次年度その効果を詳細に解析し、高性能化を図っていく。また、エンドライシンのアミノ酸の一次構造比較ならびに立体構造比較から、重要なアミノ酸を割り出し、その情報から変異体を作出しており、次年度、エンドライシンの活性への影響を検証して高性能化への足がかりとする。また、ファージと溶菌酵素の併用について、その効果を試験管内で確認した。今後さらに検討し、実際の生体内での効果を検証する。3ファージワクチンの開発:マイコプラズマの表面抗原を発現するファージを作出し、ファージワクチンとしての効果を検証した。期待した免疫効果は得られず、今後抗原の選定など計画を練り直して検証する必要がある。ファージライブリー構築については、当初考えていたより困難な状況もあったが、進捗状況としては予想の範囲内である。引き続きファージの収集をおこなっていく。溶菌酵素の検討については、様々な変異体を作出することができ、検証の段階にきており、概ね順調に開発が進んでいる。また、ファージとエンドライシンの併用効果などについて、順調に研究が進んでいる。ファージワクチンについては、当初の狙い通りの開発が進まなかった。抗原の選定など、計画を検証して今後検討したい。全体的には、概ね順調に進展していると判断している。次年度は、さらに安定で、活性の高い高性能な溶菌酵素の開発を行っていくとともにファージセラピーの実際の応用に結びつくような以下の4点について重点的に研究開発を行う予定である。前年度に引き続き、自然界から多くのファージを分離し、それぞれファージの特性を明らかにして多様なファージライブラリーを構築することを目標とする。対象とする細菌種は、スタフィロコッカス属、緑膿菌、カンピロバクター、大腸菌などでそれぞれ50種以上を目標とする。得られたファージについては、溶菌活性を比較すると共に、順次ゲノム解析を行っていく。2溶菌酵素エンドライシンの高性能化:スタフィロコッカス属を効果的に溶菌するエンドライシンについて、前年度構築した組換え体の性能評価を引き続き行う。3エンドライシンやファージについて抗菌剤との併用効果の検証:上記項目で検証できた新規ファージカクテル化剤やエンドライシンの効果を、抗菌剤と併用した場合において比較検討を行い、さらに生体内での効果を確認し、ファージ製剤の応用の可能性を広く検証する。4病態モデルマウスの確立とファージセラピーによる検証:ファージセラピーが、効果を発揮しやすい病態を選定し、そのモデルマウスを作出し、ファージセラピーの効果的な応用について詳細に検証する。次世代型のファージ療法とは、ファージの持つ溶菌酵素を最適化した「組換え溶菌酵素」を用いる方法と、ファージに的確な抗原を提示させたアジュバントを必要としない「ファージワクチン」による方法である。本年度は、以下の項目について検討し、十分な成果を上げた。1)ウシ乳房炎に対するファージセラピーの応用、2)ファージ溶菌酵素エンドライシンの人工的な発現精製とその性状解析、3)マイコプラズマを標的としたファージワクチンの開発。1)と2)の2項目についてデータをまとめそれぞれ学会発表を行うと共に海外学術雑誌に論文投稿して受理された。1)については、黄色ブドウ球菌を効率的に感染し溶菌するファージφ012とφ039の菌種特異性を明らかにした。特にφ012を用いた乳房炎モデルマウスにて、in vivoにおける効果を確認することができた。2)については、φ012のエンドライシンの遺伝子をクローニングし、大腸菌に組み換えて発現精製することに成功した。酵素触媒ドメインであるCHAPドメインと細菌のペプチドグリカンの認識を担うSH3bドメインが、エンドライシンの活性にとって必須であることを明らかにした。また、エンドライシンには、カルシウムと亜鉛の濃度が活性に大きな影響を与えること、さらに抗生物質との併用により溶菌効果が高まることを明らかにした。この2つのテーマとも、新たに特許性が認められる点があり、現在検討中である。