hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
基礎教育保障学の構築に向けた萌芽研究

さらには、識字学級、夜間中学、日本語教室、生活困窮者支援、外国人の生活・学習支援等の実践現場、関係者とのネットワークの拡充も行った。基礎教育とは「人間が人間として尊厳をもって生きていくために必要な教育で、人間の生活に最低限度必要とされる基礎的な教育のこと」(基礎教育学会設立趣旨)である。本研究の目的は、この基礎教育の保障を目指した「基礎教育保障学」の設立を目指して、研究者だけでなく実践者も含めた領域横断的なネットワークの構築と、研究方法の探究を図ることにある。そのために、以下の3点を柱に調査研究を行なうことで、基礎教育保障学会の創設、展開と、領域横断的ネットワークの拡充を目指している。(1)先行する諸外国(韓国、ドイツ等)の基礎教育学、リテラシー調査の動向把握。(2)日本における基礎教育保障学の創設にむけた研究者、実践者、関係者のネットワーク化。(3)基礎教育保障学の基盤情報となるリテラシー調査の在り方の探究と、その活用と対応方策や政策の構築に向けたロビー活動やアクション・リサーチ。初年度及び次年度は、「基礎教育保障学」の構築を目指して、最初の大きな目標の一つであった「基礎教育保障学会」の第一回、第二回研究大会を開催するとともに、研究者だけでなく実践者も含めた領域横断的なネットワークの構築に向けた会員募集を始めた(平成29年度末の時点で約200名の会員となった)。(1)に関しては、先行する諸外国(韓国、ドイツ等)のうち、韓国、ドイツ、ブラジル、米国に訪問して、関係者からヒヤリング調査等を行った。その成果の一部は、野山、藤田、添田の論文等の中に反映されている。(2)に関しては、「基礎教育保障学会」の設立、研究大会(第1回、第2回)の実施等により、研究者、実践者、関係者のネットワーク化が漸進した。(3)に関しては、「教育機会確保法」の施行、展開に向けて文科省への協力や関係者との協働を展開している。また、ドイツ(ハンブルク)のリテラシー調査関係者からの情報収集、情報交換等を行った、本科研では、欧米諸国や日本の現状(欧米では識字教育、移民の言語習得支援、失業者の就労訓練などを対象とするこの領域を主たる研究領域の一つとして位置付け発展させてきた歴史をもつが、日本では未確立のままということ)を踏まえて、この研究領域の日本における確立に貢献すべく、本研究に関する学会を平成28年度に設立した。そして、2回(第1回:国立国語研究所、第2回:大阪教育大学)の大会を開催するとともに、識字(リテラシー)調査、実践報告の在り方も含めた研究方法の追究している。【研究業績の概要】の中でも記述した通り、「教育機会確保法」の成立を経て次年度には、本研究は、国内外の調査、そして、それらを踏まえた「基礎教育保障学」の基盤となる識字(リテラシー)調査の準備過程の記録分析等の3層構造を保ちながら、基盤A(日本語リテラシー調査の開発に向けた研究)への申請、獲得、発展に向けて進展中である。海外調査に関しては、日本において基礎教育保障学を構築する際に不可欠な視点や、ネットワークの在り方を探るべく、これまでに韓国、ドイツ、ブラジル、米国を訪問した。ドイツの場合はハンブルクのユネスコ識字研究所やハンブルク大学等で、リテラシー調査を実施、展開している。その実態を探り、関係者とのネットワークを構築するための調査を実施した。ブラジル、米国を訪問した際には、関係者(関連学会、団体)への訪問やインタビュー、意見交換等を行った。
α-ヒドロキシシランを活用した新規炭素・炭素結合形成法の開発

炭素・炭素結合生成とその立体制御を効率的に行うための有効な手段の開発を目的として、活用例の乏しいα-ヒドロキシシランを用いて次の不斉転写型炭素・炭素結合反応を行った。(1)トリアルキルシリル基の立体遮蔽効果を期待し、α-ヒドロキシアルケニルシランのα-アミノ酸(Boc-Gly、Boc-Ala、Boc-Phe)エステル誘導体のエステルエノラート型クライゼン転位によりビニルシランをもつ光学活性アミノ酸の合成に成功した。その結果、α-ヒドロキシシランが電子環状反応において有用な不斉転写基であることが実証できた。得られた生成物は、それ自身にユニークな生理活性が期待され、また生理活性アミノ酸の合成前駆体としても有用と考えられる。(2)最近、我々は、光学活性α-ヒドロキシシクロプロピルシランを酸性条件に付すことによりケイ素のα位にカチオンが発生し、不斉を保持しながら転位反応が進行することを見出した。ケイ素のα位にカチオンを積極的に発生させた研究例はこれまでにない。本活性種の合成反応への利用を目的として、α-シリルカチオンの生成条件や化学反応性等の基礎的な知見を得るために、α位にシクロプロパンや炭素多重結合が連結した種々のα-ヒドロキシシランを合成し、酸性条件下におけるα-シリルカチオンの生成と反応性を調べた。その結果、α位にシクロプロパンが置換した基質ではα-シリルカチオンを経て環開裂または[1,2]アルキル転位がいずれも不斉を保持して進行すること、α位にアルケニル基が置換した基質では不斉が一部保たれてアリル転位が起こること、α位にアルキニル基が置換したα-メシルオキシシランでは転位により光学活性アレーンを与えることを見出した。また、α位にアルキニル基およびアルキル基が置換したα-ヒドロキシシランは酵性条件では反応しないことがわかった。炭素・炭素結合生成とその立体制御を効率的に行うための有効な手段の開発を目的として、活用例の乏しいα-ヒドロキシシランを用いて次の研究を行った。1.トリアルキルシリル基の立体遮蔽効果を期待し、α-ヒドロキシシランから誘導されるα-アシロキシシランの[3,3]シグマトロピー転位により、光学活性ケイ素含有アミノ酸類の合成を行った。すなわち、α-ヒドロキシアルケニルシランのα-アミノ酸(Boc-Gly、Boc-Ala、Boc-Phe)エステル誘導体を種々合成し、それらのエステルエノラート型クライゼン転位を検討した。その結果、α-ヒドロキシシランの不斉がアミノ酸のαおよびβ位に完全に転写された種々のビニルシランをもつ光学活性α-アミノ酸が高立体選択的に合成できた。(Chirality 2001,13,357-365.に発表)また、本方法を用いて、キノコより単離された新規アミノ酸の合成に成功し、その絶対配置を決定できた。(Chem.Commun.2002,42-43.に発表)2.ケイ素のα位にカチオンを積極的に発生させた研究例はこれまでにない。我々はα-ヒドロキシシクロプロピルシランの酸処理によりα-シリルカチオンが生成して転位反応が進行することをすでに見いだしている。そこで、α位にシクロプロパンや炭素多重結合が連結した種々の光学活性α-ヒドロキシシランを合成し、α-シリルカチオンの生成と反応性を調べた。

その結果、いくつかのα-ヒドロキシシランは酸性条件下α-シリルカチオンを経て不斉保持で転位成績体を与えること、ケイ素のα位の置換基が、シクロプロパン、二重結合、三重結合の順にカチオンが発生しにくくなり反応性も低下すること、また、飽和体のα-ヒドロキシシランからは同条件でα-シリルカチオンは生成しないことを見いだした。(投稿準備中)炭素・炭素結合生成とその立体制御を効率的に行うための有効な手段の開発を目的として、活用例の乏しいα-ヒドロキシシランを用いて次の研究を行った。1.すでに、アミノ酸(Boc-Gly、Boc-Ala、Boc-Phe)とエステルで結合したα-アシロキシアリルシランのエステルエノラート型クライゼン転位による光学活性ケイ素含有アミノ酸類の合成に成功している。今回、本方法を用いて、グルタミン酸トランスポーター阻害剤として知られるスレオヒドロキシアスパラギン酸(THA)とその活性が現在最も強いスレオベンジルオキシアスパラギン酸(TBOA)のカーボンアナログの合成を検討した。その結果、四種類の光学活性THA類縁体と一種類の光学活性TBOA類縁体が合成できた。また、これまでに例のないプロリンエステルを用いた光学活性α-アシロキシシランの[3,3]シグマトロピー転位を検討した。その結果、不斉が完全に転写された高い光学純度を有するケイ素含有α-置換プロリンが得られることがわかった。2.これまでに、研究例のない光学活性α-ヒドロキシシラン類の酸触媒転位を調べることにより、α-シリルカチオンの生成と反応性ならびに不斉転写能について系統的な知見を得ている(投稿準備中)。今回、生成したα-シリルカチオンを分子内オレフィンで捕捉することによる炭素環形成を検討した。その結果、α-ヒドロキシアリルシランの酸処理は水酸基がアリル転位したビニルシラン体を与えることがわかった。このことは、生成したα-シリルカチオンが容易にγ-シリルカチオンへと転位することを示唆した。そこで、末端にフェニル基を有するα-ヒドロキシアリルシランを用い、酸性条件下、転位により生成したγ-シリルカチオンの捕捉を試みたところ、芳香環からの求核攻撃(分子内フリーデル・クラフツ反応)が起こって高収率で炭素六員環が形成されることがわかった。光学活性体(>95% ee)を用いて同様に反応を行ったところ、得られた環化体の光学純度は10% eeであったことから、部分的な不斉転写が起こっていることが確認された。
グローバル化状況における国民的・間国民的「想起の文化」の総合的研究

国民国家内とそれを越える広域的空間として、南北アメリカ、アイルランド、ドイツ(旧東ドイツを含む)、オーストリア、フランス、イタリア、ベトナム、北朝鮮、韓国、中国、沖縄、日本を選択し、それらの「想起の文化」つまり過去の想起のあり方が、グローバル化・新自由主義の影響によって、大きく変容を遂げていることを、理論・方法論の構築ならびに事例解釈・思想史的分析を通じて明らかにした。それらの成果は世界各地の国際シンポジウム等で発表され、論文・著作として公刊された。本研究は国民国家内部とそれを越える広域的空間において「想起の文化」が、グローバル化のダイナミクスのもとで、どのように機能しているかを明らかにすることを目的としている。その際、変容や構造転換に焦点をあて、そこに生じる諸相を具体化し、さらに一般理論化することを目指す。それを実現するために、(1)課題群を整理し、思想史的研究と事例解釈との連関についての展望を獲得し、研究体制を整備する。(2)その体制に基づき、南北アメリカや東南アジア、中近東地域、日本、ヨーロッパ等の地域に研究分担者を派遣し、また現地の研究者とともに、あるいは日本にかれらを招請して、国際シンポジウムやワークショップを開催する。(3)それらの成果に基づく総括を対外的に発表し、「想起の文化論」の構築を行う。平成18年度は「想起の文化」に関する課題を整理し、四年間の研究に対する展望を得るために、定例・公開研究会・シンポジウムを多数開催し、文献収集等のために海外調査を行った。1.7月14日W.ホイヤー(ベルリン自由大)招聘、想起の文化に関する報告・討議。その成果は東京外国語大学海外事情研究所所誌『クアドランテ』No.9(2007年3月刊)に掲載。2.7月2日ティーチ・イン沖縄と共にワークショップ開催、仲里効・山城千佳子を沖縄から招聘、沖縄をめぐる戦争の記憶と想起の文化を検討・討議。3.10月14日「『昭和史』、論争と<想起の文化>」研究会開催、花森重行、戦後の「自画像」と戦後想起に関する報告・討議。4.10月29日於コロンビア大・日本学学部と共にワークショップ開催、岩崎「歴史修正主義と記憶、佐藤泉「想起の装置としての戦後文学」報告。戦争の記憶と文化的装置をめぐる討議。5.ヤミナ・ベンギギ監督の映画を素材とする研究活動。10月6・12月9日予備研究会、1012月未邦語訳映画『移民の記憶』を翻訳。これらの記録は上記『クアドランテ』No.9に掲載。平成19年1月27日公開映画上映(字幕付)及びシンポジウム「<移動と記憶>-ヤミナ・ベンギギ『移民の記憶』をめぐって」開催。菊池恵介、森千香子、西山雄二、宋連玉、報告・議論。6.2月17日「死者を悼むことと想起の文化」開催、岩田重則「多重祭祀のなかの靖国神社」金杭「靖国と北朝鮮」早尾貴紀「超越なき追悼」報告、水野博子コメント。この記録は、上記『クアドランテ』掲載。7.2月24日岩崎・丸川哲司、於ドイツ・ライプツィヒ大、戦後日本の想起の文化を報告、S.リヒター教授らドイツ側研究者と次年度以降の研究打合せ。8.3月48日、岩崎、篠原、今井、宮本隆史、平山陽洋、神田真紀子、戸邉秀明、次年度以降の研究向けベトナム訪問、ベトナム戦争の戦没者慰霊施設、戦争博物館調査。平成19年度は「想起の文化」をめぐる個別研究に着手し、また理論・方法論の検討を深化させた。多数の公開研究会・シンポジウムを開催。海外調査も行った。1.4月8日:朴裕河(世宗大学)招聘、公開研究会開催。山下英愛・崔真碩らが報告。東アジアにおける歴史認識について議論。2.5月31日6月10日:研究代表の岩崎が、ドイツ連邦共和国に出張。ライプツィヒ大学シュティフィ・リヒター教授と、東ドイツ社会主義時代に関する「想起の文化」を調査。3.6月23日:新自由主義に関する公開研究会開催。塩原良和・吉原直樹が報告。渡辺治らと議論。新自由主義が「想起の文化」に与えるバイアスを考えるための理論的枠組みを整備。4.7月21日:仲里効招聘、公開研究会開催。平澤剛、平井玄が報告。沖縄反復帰闘争の記憶を叙述する方法論を議論。5.9月29日:『暴力と和解のあいだ』の著者尹慧瑛を招聘、公開研究会開催。宋安鍾、葛西弘隆が報告。政治的保守派による歴史的記憶の構築を議論。その成果は東京外国語大学海外事情研究所紀要『クァドランテ』No.10(2008年3月刊行)に掲載。6.10月1日19日:山本裕子をベルリンに派遣。東ドイツ社会主義時代の「想起の文化」に関して資料収集・調査。また、平成20年度に招聘予定のヴォルフガング・エングラー氏と打ち合わせ。

7.11月18日:ショウン・マラーニー(国際基督教大学)招聘、シンポジウム開催。ベトナムにおける戦死者追悼に関して氏が報告。記念碑と追悼の関係をめぐり岩崎が報告。「想起の文化」の多層性を議論。その成果は上記『クァドランテ』掲載。8.12月21日23日:鄭智泳(梨花女子大学)、呉成哲(ソウル教育大学)、金信貞(延世大学)、金錫祐(成均館大学)、柳美那(国民大学)、岩崎、李成市(早稲田大学)、板垣竜太(同志社大学)、小山哲(京都大学)、駒込武(京都大学)、趙寛子(中部大学)が合宿。東アジアにおける「想起の文化」の叙述の雛形を模索。平成20年度は、平成19年度の理論・方法に関する成果を受けて、活発な公開研究会やシンポシウムを開催した。1. 4月、坪井秀人(名古屋大)佐藤泉(青山学院大)、池上善彦(『現代思想」編集長)、道場親信(東外大非常勤講師)を招請し、戦後の民衆精神史の視点から「戦争の記憶」の再生に関する研究会を開催した。2. 6月から7月にかけてマイケル・ハート(デューク大学)、アンドレ・グルバチッチ(ニューカレッジ・オブ・カリフォルニア)、海妻径子(岩手大)を招請し、東京外大、東北大、北星学園大に過去の想起について国際シンポジウムを開催し、新自由主義世界下での各地域におげる記憶のあり方についての議論を深めた。3. 7月韓国ソウルにおいて「東アジアの記憶の場」と題した研究会・合宿が行われ、岩崎稔(東外大)、鄭智泳(梨花女子大)李成市(早稲田大)、板垣竜太(同志社大)、高木博志氏(京都大)が参加し、いかに過去を想起するかといった論点についての意見交換が行われた。4. 9月中旬にかけて、コーネル大で開催されたワークショップにおいて、ナオキ・サカイ氏(コーネル大)とともに、岩崎稔が報告し、日本近現代史の中の想起の文化と過去表象について報告した。5. 2009年2月、エティエンヌ・フランソワ氏(ベルリン自由大/パリ第一大)、ライナー・フーデマン(ザールラント大)を招聘、日本からは小田原琳(日本女子大非常勤講師)、岩崎稔を加えて、ドイツ、フランス、イタリアそして東アジアでの記憶め場論と歴史と記憶を再考し、本年度の活動の総括を行った。6. 3月末、岩崎稔がシカゴ大で開催されたワークショップArt and Politics in East Asiaに参加したが、その際、飛行機事故により出発が遅れ、日当宿泊費を返納することになった。本科研最終年度に当たる平成21年度は、<想起の文化>の理論化を目標に多様な研究会やシンポジウムを開催した。1.4月25日我部聖(沖縄大)藤澤健一(福岡県立大)東琢磨(評論家)を招聘、ワークショップ「<沖縄から問う/沖縄を問う>ことの想像力」を開催した。2.シンポジウム「歴史と記憶再考<記憶の場>論の射程を問う」からフランス語報告を翻訳し『クァドランテ』No.11に掲載した。3.6月6日シンポジウム「谷川雁を読みなおす-いま蘇る原点/工作者の思想」を開催し、鵜飼哲(一橋大)酒井隆史(大阪府立大)仲里効(著述家)を招聘した。4.6月7月のワークショップ「日本の戦後補償問題を考える」での梁澄子(立教大)田口裕史(塾講師)有光健(著述家)の報告により、戦後補償問題に関する議論が深まった。
モット絶縁体に導入したホールによる磁性と超伝導

モット絶縁体に電子受容体をドープして,電子を取り除くと,電子バンドの占有率1/2からずれた分がホールとして運動する.このホールは,周囲の電子スピンと強い磁気的な相関を持ちながら運動する.数値的な解析によって,1つのホールは周囲のスピンと束縛してS=1, 2, 3, ...の複合粒子を形成することを明確にした.どの複合粒子ができるかは,ハミルトニアンに含まれるパラメータによる.S=1の複合粒子は,2つあってもそれぞれほぼ独立に運動するが,Sが2以上の複合粒子は融合して強磁性領域になってしまうことがわかった.また,有限密度のホールがある場合の相図を数値的に求めた.モット絶縁体にホールをドープしたモデルとして,1次元t1-t2-J1-J2模型のhalf-filled bandから1個の電子を取り除いた場合を検討した.以前の研究で,数値対角化法により基底状態の相図は求めてあり,その中でS=1相では,電子スピン2つがトリプレットとなり,ホールと共に束縛状態(複合粒子)を形成することがわかっている.今回は,この相図中のS = 2, 3, 4, ...の一連の狭い相を調べたところ,システムサイズを大きくした極限で有限に残ることが判明した.相関関数により状態を調べた結果,これらの相には,ホールと4個以上の電子の強磁性的な複合粒子が形成されていることがわかった.これらすべての束縛状態の原因は,長岡強磁性の効果が,ホールの近くで局所的に起こっているとして説明できる.スピンがそろった複数の電子とホールの複合粒子の形成は,ホールのまわりで電子のスピンがそろうとエネルギーが低下することによって起こる.このような現象は,より単純化された状況として,量子リング中で2電子のスピンがそろう現象としても現れることに気が付いた.半導体中にナノスケールの量子リングを作成し,その中に2電子を閉じ込めた状況を理論的に解析した.この系はある程度電子間の相互作用が強いとトリプレットになる.この系の特徴として,リング全体に磁場をかけ,磁場の強さを増加させていくとシングレットとトリプレットが交互に現れ振動することもわかった.モット絶縁体にホールをドープしたモデルとして,1次元t1-t2-J1-J2模型を電子のバンドがhalf-filledよりわずかに少ない場合に数値対角化法によって詳細に調べている.前年度までの研究によって,電子を1個取り除いた場合(1ホール系)では,電子スピン2つがトリプレットとなり,ホールと共に束縛状態(複合粒子)を形成しS = 1の複合粒子を構成することがわかっている.さらに,次近接トランスファーの効果によっては, S = 2, 3, 4, ...の一連の狭い相がシステムサイズを大きくした極限で有限に残ることわかっている.今年度は昨年度に続けてこれをより詳細に調べた.これらの相も,長岡強磁性と同様のメカニズムで,ホールとスピンが束縛状態を作り,準粒子を形成するとして理解できることを示した.また,今年度は,電子を2個取り除いた場合(2ホール系)の研究をやはり数値対角化法によって詳細に調べた.次近接トランスファーと交換相互作用のパラメータ値によっては,ホールにS = 1のスピンが束縛した準粒子が2個生成し,それらが近づくと斥力が働き,それ以外はほぼ独立に運動する相が存在する.これらは,1ホール系で形成される準粒子が,ホール2つの場合でもそのまま形成されることを意味している.このことから,ホール3個以上の場合でも,数値計算の限界で直接は確認できないが,準粒子の生成が同様に可能であることを示唆している.別のパラメータ領域では,2つのホールが周囲のスピンと一体となって生存し,それ以外のスピンがない場所と空間的に相分離する状況も起こることがわかった.以上のことについては,現在論文を作成して投稿中である.その他,ホールをドープする前のスピン系として,研究対象を広げる目的で,ダイヤモンド鎖上の量子スピン系の研究を行った.1次元t1-t2-J1-J2模型のhalf-filled bandから2個の電子を取り除いた場合(2ホール系)の基底状態を数値対角化法によって詳細に調べた.1ホール系については前年度に調べており,基底状態の相図に,S = 1の大きな相の他に, S = 2, 3, 4, ...の一連の狭い相があること,これらがシステムサイズ無限大の外挿によっても生き残ることが判明している.これらの基底状態には,ホールにすべてのスピンが束縛した準粒子が存在していることもわかっている.2ホール系で問題となるのは,これらの準粒子が2ホールでも存続するかということである.たとえば,ある基底状態に(ホール1個+スピン1)の準粒子が2つ独立に生存しているかということである.これについては,独立に準粒子が2つ存在する場合と,(ホール2個+スピン2)からなる領域がスピン0の領域と相分離する場合の両方が,パラメータの値によってありうることがわかった.1ホール系,2ホール系両方の結果を1つの論文にまとめて,現在投稿中である.その他,研究対象を広げる目的で,ホールをドープする前のモット絶縁体のモデルとして,ダイヤモンド鎖上の量子スピン系の解析を行っている.モット絶縁体に生ずるホールが周囲の電子スピンと束縛状態を形成することを数値的に調べた.物質中で電子間に強い斥力が働く場合には,ちょうど半分まで電子バンドが詰まったときに絶縁状態となる(モット絶縁体).ここから,わずかに電子数を減らしたとき,減った分の電子の欠乏(ホール)がどのように振る舞うかが,この物質の電気伝導を決定する.

このホールは,電子バンドが完全に詰まったときのバンド絶縁体中のホールとは全く異なる多体問題の概念である.このホールの性質を数値計算を用いて理論的に調べてきた.典型的な理論模型として,1次元及び2次元のt1-t2-J1-J2模型を採用して詳細に検討してきた.今までの研究で,ホールとスピンが束縛した複合粒子として,スピンの大きさが2以上のものが生ずること,スピンの大きさが1のときと同様に一体となって複合粒子として運動すること,2つあると互いに斥力的であることなどがわかっている.今年度は以下のことがわかった.(1) 1ホールの場合,複合粒子の相(S=1, 2, 3, 4, ... )はシステム・サイズの外挿で生き残る.(2) 2ホールの場合,相関関数などで調べた結果,S=1の複合粒子が分離して2個ある相はシステムサイズの外挿によって生き残る.(3) 2ホールの場合,Sが2以上の複合粒子が分離して2個ある相は存在しない.(4) 11サイトに1ホールの場合と22サイトに2ホールの場合の対角化の結果から,ホールが有限密度nのときの相図を推定した.この結果は,Prelovsek等による,有効モデルに変換して解析した結果とおおむね合致する.モット絶縁体に電子受容体をドープして,電子を取り除くと,電子バンドの占有率1/2からずれた分がホールとして運動する.このホールは,周囲の電子スピンと強い磁気的な相関を持ちながら運動する.数値的な解析によって,1つのホールは周囲のスピンと束縛してS=1, 2, 3, ...の複合粒子を形成することを明確にした.どの複合粒子ができるかは,ハミルトニアンに含まれるパラメータによる.S=1の複合粒子は,2つあってもそれぞれほぼ独立に運動するが,Sが2以上の複合粒子は融合して強磁性領域になってしまうことがわかった.また,有限密度のホールがある場合の相図を数値的に求めた.研究計画作成時点では想定していなかった進展あるいは発見があった.その1つは,1次元t1-t2-J1-J2模型のhalf-filled bandから1個の電子を取り除いた場合の基底状態の相図において,S = 2, 3, 4, ...の一連の狭い相が数値対角化のために採用した少数系に起因するサイズ効果ではないことがわかったことである.これは重大な事実なので,詳しく調べて,S = 1の場合よりも大きいがやはり束縛状態であることを確認した.もう一つは,ナノスケールの量子リング中の2電子のスピンがそろうという一見無関係に見える現象の原因が, t1-t2-J1-J2模型にホールとトリプレット電子ペアの束縛状態ができるという現象と共通であることを見いだしたことである.26年度はこれらの現象の確定に時間を費やした.結果については,物理学会で発表して,論文を執筆中である.この点では,計画以上に進展したと言える.一方で,当初計画していたホールを導入する前のモット絶縁体である様々な量子スピン系を調べることは余裕がなく行っていない.研究全体としては,順調と考えてよいと思われる.いままで,1次元t1-t2-J1-J2模型のhalf-filled bandから1個および2個の電子を取り除いた場合の基底状態を数値対角化法によって詳細に調べてきた.その際,ホール数を1と2に固定したままシステムサイズを無限大に外挿する解析を行ってきた.
口腔癌細胞の上皮-間葉相互作用による基底膜浸潤制御

我々は癌細胞による細胞外基質分解をin vitroで観察することが可能なフィブロネクチン分解・浸潤モデルを用い、転移抑制を目標に分子標的治療のターゲット分子の検討を行ってきた。浸潤様式の異なる2種のヒト口腔扁平上皮癌由来細胞株であるOSC-19細胞およびOSC-20細胞を用いた。各々の細胞のreptin遺伝子をknockdownし、細胞浸潤・遊走能を比較し、基底膜分解酵素の活性、低分子GTP結合蛋白の発現、上皮間葉移行(EMT)関連蛋白およびEMTの転写制御因子の発現を比較した。我々の研究グループでは口腔扁平上皮癌細胞の基底膜浸潤の分子機構の解析を行っており、口腔扁平上皮癌細胞の基底膜浸潤には低分子GTP結合たんぱく質が重要な働きを担っていることを報告してきた。さらには癌細胞の低分子GTP結合たんぱく質の働きのみならず、細胞環境が口腔扁平上皮癌細胞の基底膜浸潤に重要な影響を及ぼしていると思われる知見を得ていた。そこで本研究では、浸潤能の違う口腔扁平上皮癌細胞として、Y-K分類による浸潤能III型のOSC-20細胞、浸潤能IV-C型のOSC-19細胞、浸潤能IV-D型HOC-313細胞をがん細胞単独で培養時の浸潤能と線維芽細胞との混合培養した条件の下で基底膜への浸潤能を比較した。その結果、OSC-20細胞、OSC-19細胞、HOC-313細胞いずれの細胞も、がん細胞単独培養での浸潤能より、線維芽細胞と混合培養することにより、基底膜への浸潤能の亢進が認められた。なかでも、悪性度評点法Y-K分類において浸潤様式IV-D型を示す、HOC-313細胞はがん細胞単独での浸潤能より、線維芽細胞と混合培養することによって、著しい浸潤能の亢進を示した。それはまさに線維芽細胞と混在状態にある生態内で起こっている現象を捉えているように思われる。その線維芽細胞とがん細胞との混合培養でえられた浸潤能について、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)をノックダウンすることにより、いかなるMMPの関与が認められるのかを検討を予定している。今回の研究でわれわれは浸潤能の違う口腔扁平上皮癌細胞として,OSC-20細胞,OSC-19細胞,HOC-313細胞をがん細胞単独で培養時の浸潤能と線維芽細胞との混合培養した条件の下で基底膜への浸潤能を比較した.その結果,OSC-20細胞,OSC-19細胞,HOC-313細胞いずれの細胞も,がん細胞単独培養での浸潤能より,線維芽細胞と混合培養することにより,基底膜への浸潤能の亢進が認められた.なかでも,悪性度評点法において浸潤様式4D型を示す,HOC-313細胞はがん細胞単独での浸潤能より,線維芽細胞と混合培養することによって,著しい浸潤能の亢進を示した.それはまさに線維芽細胞と混在状態にある生態内で起こっている現象を捉えているように思われる.その線維芽細胞とがん細胞との混合培養でえられた浸潤能について,MMPをノックダウンすることにより,いかなるMMPの関与が認められるのかを検討した.その結果,がん細胞が分泌するMMP-2, MT1-MMPまたは線維芽細胞が分泌するMMP-2, MT1-MMPをノックダウンすることにより,浸潤能は阻害された.その阻害の度合いはがん細胞のMT1-MMPをノックダウンすることにより,最も顕著に現れた.これは扁平上皮癌細胞が基底膜浸潤に際し,線維芽細胞の分泌しているMMP-2を有効に利用しつつ,自らの分泌するMT1-MMPを器質分解過程のキートリガーにしている可能性が示唆された.我々は癌細胞による細胞外基質分解をin vitroで観察することが可能なフィブロネクチン分解・浸潤モデルを用い、転移抑制を目標に分子標的治療のターゲット分子の検討を行ってきた。その中で本研究では最近注目を集めているクロマチンリモデリングコンプレックスの一つであるreptin遺伝子に焦点を当て、reptinがヒト口腔扁平上皮癌の浸潤・転移にいかに関与しているかを検討した。実験には浸潤様式の異なる2種のヒト口腔扁平上皮癌由来細胞株であるOSC-19細胞およびOSC-20細胞を用いた。各々の細胞のreptin遺伝子をknockdownし、control群、wild type群との細胞浸潤・遊走能を比較し、加えて、基底膜分解酵素(MMP-2、MMP-9)の活性、低分子GTP結合蛋白の発現、上皮間葉移行(EMT)関連蛋白およびEMTの転写制御因子の発現を比較した。
神経堤由来細胞が皮膚創傷治癒および組織の再生において果たす役割

神経堤由来細胞の平常時皮膚における分布、および創傷治癒における役割をしらべるため、神経堤由来細胞のみが特異的に蛍光色素GFPを発する2系統のマウス(P0-Cre+ flox-CAT-EGFPマウス、Wnt1-Cre+ flox-CAT-EGFPマウス)を用いて実験を行った。神経堤由来細胞のメラノサイト、結合織性毛包、毛乳頭、神経線維、脂肪細胞への分化が示唆された。また、創傷治癒過程においては、CD31陽性の血管内皮、αSMA陽性の筋線維芽細胞、およびケラチノサイトの一部が神経堤に由来することが示され、皮膚における創傷治癒においてもこれらの細胞が一定の役割を果たすことが分かった。神経堤(neural crest)は、胎生期の神経管近傍に一過性に出現する組織であり、その後、神経堤由来の細胞群は頭頸部を中心に全身の各所へ移動・分布するようになる。皮膚においては毛乳頭細胞、メラノサイト、樹状細胞などが神経堤由来とされるが、近年、皮膚間質に存在する体性幹細胞の一部は神経堤に由来することが分かりつつある。今回、神経堤由来細胞の平常時皮膚における分布、および創傷治癒過程における挙動をしらべるために実験を行った。平常時における神経堤由来細胞の分布については、背部皮膚に比べて前額部皮膚およびヒゲでは頻度が高かった。P0-Cre+ flox-CAT-EGFPマウス、Wnt1-Cre+ flox-CAT-EGFPマウスの両者において、GFP陽性のメラノサイト、結合織性毛包(dermal sheath)、神経線維、脂肪細胞を認めた。また、創傷治癒における神経堤由来細胞の役割については、創傷作成後3日目の創部肉芽組織において、多数のGFP陽性細胞を認め、これらのうち一部はCD31やαSMAと共陽性であり、血管内皮細胞や筋線維芽細胞へ分化していることが示唆された。さらには、創縁近傍にケラチノサイト様の形態を呈するGFP陽性細胞を認め、一部は表皮へ分化して創傷治癒に寄与する可能性が示された。今回、神経堤由来細胞においてGFPを発現する2系統のマウスを用いることにより、その皮膚における分布、創傷治癒過程における挙同の一端を明らかにすることが出来た。神経堤由来細胞の皮膚における局在、創傷治癒における役割についてしらべるために実験を行った。神経堤由来細胞において特異的に蛍光たんぱく質(GFP)を発現する2系統のマウス(P0-Cre+-flox-CAT-EGFPマウス、Wnt1-Cre+-CAT-EGFPマウス)を用いて実験を行った。背部皮膚、前額部皮膚、ヒゲ組織の免疫染色を行い、GFP陽性細胞の局在について調べた。また、背部皮膚に全層切開創を作成し、経時的に組織を回収してGFP陽性細胞の変化について検討した。その結果、皮内および皮下組織にGFP陽性の神経堤由来細胞が検出された。皮膚の神経線維、毛乳頭、結合織性毛包の大部分が神経堤由来細胞であった。また、脂肪細胞、平滑筋細胞はモザイク状にGFPを発現し、複数の由来を持つことが示唆された。背部と比較して前額部の皮膚においてGFP陽性細胞の頻度が高かった。また、創傷部位の組織では、GFP陽性の筋線維芽細胞、血管内皮細胞、表皮細胞を認め、組織の損傷に伴う刺激により神経堤由来細胞がこれらへ分化する可能性が示唆された。特に創傷作成後3日目の組織においては、創縁において創の方向へ移動していると考えられる形態の表皮細胞を認め、これらが創傷の発生にともなって分裂し、創傷治癒に関わっている可能性が考えられた。ヒゲ組織においては、体毛と比較してサイズの大きな毛乳頭のほぼすべての細胞がGFP陽性であり、ヒトの毛髪との類似性から、神経堤由来細胞の採取源として有用であると考えられた。当初目的の大部分について実験を行い、一定の結果が得られている。予定していたフローサイトメトリーの研究については、技術的な問題からまだ結果が得られていない。今後改善する予定である。申請書に記載した通り、今後は神経堤由来細胞をソーティングして選別した後、免疫不全動物の創傷部位に移植して、創傷治癒の結果がどのように変化するかについて検討する。次年度は動物を用いた研究、およびその組織の分析などが主体となるため、動物の購入費用や切片の作製のために必要な費用が前年度よりも増える可能性が高い。これらに充当する予定である。
層伏結晶中に発現したデイスク伏メゾスコピック系の密度制御とその電子物性

1.Bi13単結晶に歪印加で発現させたデイスク伏メゾンコピック系に対して、(a)その共鳴発光スペクトルを特定のエネルギーを選択して、その励起スペクトルを観測し、その応答の違いを詳細に調べた。励起子のデイスク閉じ込めモデルに基づきシュミレーション計算を行い、それとの対比より、特定のデイスク半径のものを選択してこの系に特徴的な多くの量子準位からの緩和過程の存在を調べることが出来た。(b)ピコ秒パルス励起による発光の減衰時間を調べた。発光スペクトルのエネルギー、時間に関する二次元マップの解析より、この系の量子準位間、及び、カチオニック励起子準位相互の間に緩和過程の存在することを考慮することにより、その特性の定性的理解が得られた。2.非静水圧効果が大きい圧力媒体を選択することによりSbI3単結晶におけるデイスク伏メゾスコピック系の発現の可否を調べた。一定の圧力以上で新たに吸収線群が発現し、共鳴発光の存在も確かめられた。モデル計算との対比から、SbI3系ではBiI3系と比較して吸収線の均一幅が大きいこと、デイスク半径の分布が小さい方にずれていることが分かった。この系は強結合励起子-格子相互作用系における励起子であるためおおきな格子緩和の格率が大きな均一幅の原因と考えた。3.CdI2をマトリックスとしたBiI3の微粒子を分散させた系、およびCdI2結晶でBiI3超薄膜をはさんで多層構造にした試料を今回新たに作成した。電子顕微鏡の直接観察から直径40Aを分布中心とした薇結晶が生じていることが確かめられた。光スペクトルの解析からこれらの系の遷移エネルギーはサイズに依存して変化し、量子サイズ効果により理解さらることが示された。発光スペクトルからはサイヅに依存したストークスシフトの違いが観測され、励起子の重心運動の局在効果により励起子-格子相互作用が強く影響されることせ示唆する結果を得た。
霊長類始原生殖細胞を卵母細胞に誘導する体外培養系の確立

本研究は、ヒトと進化系統的に近縁な霊長類であるカニクイザルをモデル動物とし、霊長類始原生殖細胞を卵母細胞に誘導する体外培養系の確立を目指している。胎児期のヒト雌性生殖細胞の動態や運命決定メカニズムは、倫理的観点からこれまでにほとんど解明されていない。そこで、カニクイザル胎仔の雌性生殖細胞の観察を行い、これを再現する体外培養系を開発することが、ヒト雌性生殖細胞の動態の解明を目指す上で極めて重要であると考えられる。本研究により得られる知見は、生殖細胞関連疾患の病因解明や治療法開発へ繋がることが期待される。
アミノ酸オキシダーゼを指標とした遺伝的乳房炎罹患形質判定法の開発

L-アミノ酸オキシダーゼの同定とその遺伝子の同定についてマウスミルクからL-アミノ酸オキシダーゼを精製した。ミルク中では113kDaの分子量であり、変成条件では60KDaであったことから二量体として存在していた。Phe, Met, Tyr, Cys, Leuなどを分解して過酸化水素を発生させた。一方、全く分解できないアミノ酸もあり、これらはミルク中に多量に存在した。遺伝子の検索を行なったところ、予測されたアミノ酸配列が完全に一致した。マウスミルク中の抗菌機能についてマウスミルクに過酸化水素を分解する酵素を発見した。このことからL-アミノ酸オキシダーゼは過酸化水素を発生させ、ラクトパーオキシダーゼが分解することを証明した。過酸化水素とその分解物に殺菌作用が知られている。そこで乳房炎乳から分離した4種類の微生物(Escherichia(E.)coli, Klebsiella(K.)pneumoniae, St aphyJococcus(S.)aureus, and streptococcus(S.)afiralactiae)を上記め条件で培養し、抗菌効果を明らかにした。何れも増殖が著しく阻害され、アミノ酸とこれらの酵素が協力して抗菌作用を示すことを明らかにした。牛乳における抗菌作用について牛乳においてL-アミノ酸オキシダーゼは検出できなかった。そのかわり分子量2万以下の物質が過酸化水素を発生させることを明らかにした。泌乳中期で活性が高く、初期と末期に減少した。乳房炎乳ではほとんど検出できず、潜在乳房炎乳では極端に低かった。牛では異なる機構で過酸化水素を発生させ、抗菌作用を現していた。このことから育種選抜の指標となると考えられた。実験には泌乳8日のマウスから得たミルクを使用した。L-アミノ酸オキシダーゼは特定のアミノ酸を分解し、過酸化水素、アンモニア。ケト酸を産生する。本研究では、過酸化水素の発生を指標としてL-アミノ酸オキシダーゼの精製と酵素学的解析を行った。L-アミノ酸オキシダーゼの基質となるアミノ酸は主としてフェニールアラニン、メチオニン、チロシン、シスチン、ロイシン、ヒスチジンなどであり、グリシン、アラニン、セリン、グルタミンなどは全く分解されなかった。同時に分解を受けるアミノ酸でも分解速度に違いが見られた。分解の有無と分解速度からアミノ酸含量に違いが生じるはずであるが、この予測に適合してアミノ酸のアンバランスが認められた。L-アミノ酸オキシダーゼはミルク中では分子量約11万であったが、変性すると約6万となったことから2量体として存在した。イオン交換クロマトでは3種類のアイソフォームとして検出され、電気的性質が異なっていた。ゲルろ過とイオン交換クロマトを併用して均一な蛋白質として精製した。精製したレアミノ酸オキシダーゼを用いてN末端のアミノ酸配列と断片化したペプチドを用いてアミノ酸配列を調べた結果、N末端とC末端のアミノ酸配列を決定することができた。L-アミノ酸オキシダーゼ内部の4ヵ所のアミノ酸配列も決定した。ミルク中に存在するL-アミノ酸オキシダーゼは、ミルクに含まれる遊離アミノ酸を分解して細菌に毒性を持つ過酸化水素を発生する。これが乳房内で細菌が増殖できない機構、つまり乳房炎を防ぐ機構である。牛乳、馬乳、ヤギ乳に含まれるアミノ酸オキシダーゼについて研究を行った。本酵素はアミノ酸を基質として過酸化水素を発生させる。アミノ酸の減少と過酸化水素の発生が酵素活性の指標となる。1.アミノ酸の分解(アミノ酸分析計を用いた定量した)乳脂肪とカゼインを除いた乳に既知量のアミノ酸を加えて37度で1、4、24時間反応させた。すべての動物種の乳においてアスパラギン酸の減少が認められた。しかし、アミノ酸オキシダーゼに特有な基質特異性認められなかった。2.過酸化水素の発生過酸化水素を分解して発色させる酵素法で過酸化水素の発生は測定できなかった。

感度を上げるためルミノメーターを用いて発光により測定する方法を用いた。分子量18万と2万の画分で過酸化水素の発生が認められた。和牛の乳で特に高い活性が認められた。結論.反芻家畜の乳では非反芻家畜のそれと異なりアミノ酸オキシダーゼは存在しなかったが、全く異なる酵(未知)の働きで過酸化水素を発生していることが判明した。分子量18万の画分に存在する酵素は泌乳の時期が異なると大きく変動したが分子量2万の画分はほぼ一定していたことから指標として使用できることが判明した。反芻家畜の乳房で過酸化水素を発生する機序を解明する糸口が見つかった。(1)過酸化水素発生機序について前年度の成果から、マウスと全く異なる分子が関係していることが判明していた。しかし別の研究から過酸化水素が乳房炎原因菌の増殖阻止・殺滅に関係することを明らかにした。そこで牛乳で過酸化水素を指標として分子の検索を試みた。乳清をゲルろ過し、各画分の過酸化水素発生能を化学発光法を用いて調べたところ、分子量2万の画分でのみ認められた。過酸化水素の精製は反応時間とともに増加し、反応温度4度では認められなかったが、15度以上では高温になるにしたがって増加した。いずれも典型的な酵素反応の特徴を持っていた。この物質をイオン交換クロマトグラフィーで単一ピークとして溶出され精製できることが判明した。ただし、アミノ酸配列や基質などについての詳細は現在検討中である。(2)品種間及び泌乳時期による変化についてホルスタインと黒毛和種各3頭からの牛乳を用いた。泌乳時期については1ヶ月もしくは2週の間隔とし、おおまかに初期、中期、末期に区分した。(1)で述べた方法でゲルろ過を行ったところ、いずれの品種においても同一の分離パターンが認められ本質的な違いはなかった。しかし、いずれの品種においても初期と末期で過酸化水素発生能が低く、中期で高い傾向が認められた。特にホルスタインでは泌乳2ヶ月頃に乳量が最も多くなるが、この時期で過酸化水素発生能が最も高く、牛乳中へ分泌される量は泌乳能力と関係することが判明した。現在、乳房炎乳について検討を行っている。前年度実績報告書で述べたように、牛乳中にアミノ酸オキシダーゼは存在しなかった。ただし、過酸化水素を発生する未知の物質が存在し、酵素としての性状解析、及び、乳房炎との関係を調べた。(1)性状解析についてゲルろ過クロマトにおいて分子量約2万の位置に過酸化水素を発生する物質が溶出された。過酸化水素に特異的な3種類の方法とも陽性であり、発生物質は過酸化水素であった。反応温度4°Cで発生は認められず、15°C以上で温度依存的な発生が認められた。
TGF-βの経口摂取は本当にアレルギー疾患を抑制するのか?

花粉症や喘息などのアレルギー性疾患を根本的に予防する方法は未だ得られていない。欧米における疫学的な研究から、母乳中に含有するサイトカインの1つであるTGF-βがアトピー性皮膚炎や喘息などの乳幼児のアレルギー性疾患の発症を抑制する可能性が指摘されてきた。しかしながら、経口的に摂取されたタンパク質の多くは、胃酸や消化酵素などによる分解を受けることが知られており、実際に、母乳中あるいは経口的に摂取されたTGF-βが腸管内でその活性を保ちうるのか否か、また活性を保てたとしても本当に免疫系に影響を及ぼすことができるか否か、については、ほとんど明らかになっておらず、それら疫学研究の真偽については不明な点が多かった。我々はこの問題に着目し、経口的に投与したTGF-βが全身免疫系に及ぼす作用について食物アレルギーの動物モデルを使い検討した。その結果、TGF-βの経口投与によって経口アレルゲンに対するIgE抗体産生やアナフィラキシー反応などの食物アレルギー反応がアレルゲン特異的に抑制されることを見出した(Int Immunol 2005、特許申請中、平成17年度本研究成果)。さらに、我々は、野生型マウスやTGF-βシグナルに反応するレポーター遺伝子を発現するトランスジェニックマウスを使って、経口的に摂取されたTGF-βは腸管内においてその活性を保っており、かつ経口免疫寛容の成立を増強させることを証明した(J Allergy Clin Immunol submitted、平成18年度本研究成果)。これらの知見は、乳幼児や成人の摂る飲食物にTGF-βを含有させるというような簡便な方法によってアレルギー性疾患を効率的かつ根本的に予防し、わが国の保健医療に貢献できる可能性を強く示唆する。欧米やオーストラリアで行われてきた疫学的な研究から母親の母乳中に多量に含まれるサイトカインの1つであるTransforminggrowthfactor-β(TGF-β)が乳幼児のアレルギー疾患の発症を抑制する可能性が示唆されている。しかしながら経口的に摂取されたTGF-βの免疫系に及ぼす影響についてはこれまで実験的にほとんど検証されていなかった。我々はこの問題に着目し、経口的に投与したTGF-βの全身免疫系に及ぼす作用についてアレルギー性疾患の動物モデルを用いて検討した。高用量の卵白アルブミン(OVA)をOVA特異的T細胞受容体トランスジェニックマウス(DO11.10)に反復的に経口投与するとOVA特異的血中IgE産生が観察され、このマウスにOVAを静注するとアナフィラキシーショックが誘導される。この食物アレルギーモデルマウスに経口的にTGF-βとOVAとを同時に投与するとOVA特異的血中IgE産生、アナフィラキシーショックの誘発が抑制された。以上の実験結果は、経口的に摂取されたTGF-βは、全身免疫応答に対し影響を与え、とりわけアレルギー反応に関与するTh2タイプの免疫応答を負に制御する可能性を示唆した。母乳中に含まれるTGF-βの作用を本結果は一部説明できるかもしれない。本知見は、経口的にTGF-βを摂取することが、アレルギー性疾患の予防や治療につながる可能性を示唆するものである。しかしながら、経口的に摂取されたタンパク質の多くは、胃酸や消化酵素などによる分解を受けることが知られており、実際に、母乳中あるいは経口的に摂取されたTGF-βが腸管内でその活性を保ちうるのか否か、また活性を保てたとしても本当に免疫系に影響を及ぼすことができるか否か、については、ほとんど明らかになっておらず、それら疫学研究の真偽にっいては不明な点が多かった。

そこで平成18年度の本研究において我々は、TGF-βシグナルの伝達分子であるSmad3分子のDNA結合配列を12個タンデムに配列し、ルシフェラーゼ遺伝子とつなげたレポーターコンストラクト(EMBO J17:3091,1998)をトランスジーンとして導入したトランスジェニックマウス(細胞がTGF-β/Smad3シグナルを感知するとルシフェラーゼ活性が上昇)を用いて、このマウスに経口的にTGF-βを投与し、ルシフェラーゼ活性をモニターすることにより、生体内のどの場所(腸管,全身など)で経口TGF-β作用が主として発現されるかを検討した。さらに、経口的に投与したTGF-βが胃、小腸、大腸において活性を及ぼしているかについて、リン酸化Smad2抗体による免疫染色法を用いて検討した。この知見は、乳幼児や成人の摂る飲食物にTGF-βを含有させないというような簡便な方法によってアレルギー性疾患を根本的に予防し、わが国の保健医療に貢献できる可能性を強く示唆する。
ポリジアセチレンに基づく非線形光学材料の開発

本研究の目的は、特異な光電物性を有し非線形光学材料として、又、色相転移を用いた記録材料として有望視されている共役ポリマ-ポリジアセチレン(RC-C=C-CR')の形状制御、及びその為に最適なマノマ-を探索することである。本研究ではアルキルウレタン基(R:(CH_2)_mOCONH(CH_2)_<N-1>CH_3)を持った一連のポリジアセチレンを合成し、配向蒸着薄膜を作製するための最適条件の決定、単結晶の作製並びに得られたポリマ-の物性測定を行なった。まず配向蒸着膜の作製については、m=n=4のものが最適であり、ラビング法によって約30:1の高配向比を持つポリマ-薄膜が得られる事が明かとなった。得られた試料の3次の非線形感受率は、第3高調波発生法から3×10^<-10>esuという大きな値が得られた。次に単結晶の作製については、m=1,n=1-10のものについて成功し、特にn=2-5のものは数mm角のマクロサイズ結晶を作製することが可能となった。ポリマ-の単結晶作製は一般に困難であり、この点が様々な物性測定を行なう上での大きな支障となっていたが、本研究によって得られた単結晶、特にn=2-5のものはX線回析法による構造解析もある程度可能な程度に良質であり、これを用いた物性測定から水素結合系ポリジアセチレンの色相転移について以下の三つの重要な知見を得ることができた。それは、(1)ポリジアセチレンm=4,n=1-10の単結晶は、蒸着薄膜とは異なって、全て可逆な温度誘起色相転移を示す、(2)従来色相転移と同時に切断すると考えられていた側鎖間水素結合は融点まで保持されている、(3)色相転移と共に側鎖のアルキル基がコンフォメ-ション転移を起こしている、という3点である。これは今後可逆色相転移を示すポリジアセチレンを合成して行く上で重要な指針を与えており、高配向蒸着膜作製の成功と共に本研究の重要な成果である。
破骨細胞の骨吸収機能に必須なC1-チャネルの同定と機能解析

本研究では、破骨細胞の骨吸収機能に関わるCl^-チャネルの分子種を同定し、その機能的役割を明らかにした。マウス破骨細胞にはすでに報告されているClC-7Cl^-チャネル(ClC-7)以外にも複数のClCが発現していした。一方、破骨細胞から誘導したCl^-電流の性質は電気生理学的および薬理学的にClC-3の性質に類似した。そこで、ClC-3の骨吸収への関与を検討した。その結果、ClC-3の発現レベルをアンチセンスまたはRNA干渉(RNAi)法により抑制すると骨吸収活性が低下すること。また、ClC-3ノックアウト(KO)マウスから誘導した破骨細胞はwild-type(WT)由来の破骨細胞に比べて骨吸収活性が低いことが分かった。従って、ClC-3は骨吸収に関与する重要な機能分子であることが明らかになった。次に、ClC-3の骨吸収における具体的な機能を検討した。破骨細胞から誘導したCl^-電流はClC-3活性を中和する抗ClC-3抗体を投与しても影響されなかった。また、ClC-3KOとWT由来の破骨細胞から誘導したCl^-電流の性質に有意な違いは認められなかった。これらの結果より、ClC-3が細胞膜のCl^-輸送に関与している可能性は低いことが分かった。そこで、ClC-3の細胞内イオンチャネルとしての機能を検討した。破骨細胞内には酸性化したオルガネラが広範に分布していたが、アンチセンスまたはRNAi法によるClC-3の発現抑制によりその酸性化が減弱した。また、ClC-3KO由来破骨細胞ではオルガネラの酸性化がWTに比べて弱かった。このオルガネラ酸性化と骨吸収活性との間には良い相関が見られた。以上の結果より、破骨細胞に発現するClC-3は細胞内のイオンチャネルとしてオルガネラ膜のCl^-輸送に関与し、骨吸収に必要とされるエンドゾームやリソゾームなどの酸性化に寄与していることが明らかになった。平成15年度の実験計画に沿って、破骨細胞に発現するCl^-チャネルの分子種を検索し、骨吸収に関与するCl^-チャネルの同定を試みた。マウス骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養によって形成された破骨細胞よりtotal RNAを抽出し、破骨細胞に発現するCl^-チャネルmRNAをRT-PCR法にて調べた。本実験における無菌操作は、本年度の備品予算で購入したキャビネット(形式:安全キャビネットKS2、機種は機能性を考慮し当初予定していたMHE-130AJから変更)を使用した。破骨細胞には、CLC型Cl^-チャネル、CLC-3、4、5、6、7のmRNAが確認された。さらに、CLC-3には3種のisoform (short、middle、long)が存在することが分かった。これらのCLC型Cl^-チャネルmRNAは骨芽細胞にも発現していた。しかし、CLC-3 mRNAの発現レベルは、破骨細胞が骨芽細胞より高かった。そこで、特にCLC-3に注日し、CLC-3の骨吸収への関与を検討した。CLC-3 isoformに特異的なアンチセンスオリゴを導入した破骨細胞を象牙切片上で培養し、形成された吸収窩の面積を指標に骨吸収活性を評価した。対照には、センス、および、ナンセンスオリゴを導入した破骨細胞を用いた。