hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
データ駆動科学を駆使した，想定地震動の集合の情報を集約した設計地震動の合成

本研究課題では,社会基盤構造物を設計する地点において想定される,様々な性質を有する多数の強震動波形に対して,それらの性質を集約・反映させた代表波形を合成する手法の開発を行った.このような代表波形に対する安全性を検証することにより,当初の多数の強震動波形に対する安全性が同時に確保されるかどうかを検証した.想定される強震動波形を,その性質に応じてグループ化するクラスタリング手法を開発した.次に,各グループの中で,波形が有する重要な性質を自動的に抽出し学習する,強震動波形の機械学習アルゴリズムを開発した.このような2段階の手法からなる,想定地震動を代表する波形の合成手法を提案した.強震動シミュレーションから得られた地震動波形の集合を,各波形の性質に応じて分類するクラスタリング手法を開発した.耐震設計上重要となる構造系に与える影響の観点から地震動の非類似度を評価し,階層型クラスタリング手法を適用した.予め最適なサブ集合分類が既知である集合に対して提案手法を適用し,最適解が得られることを確認するとともに,観測地震動記録群への適用性を検証した.最適なサブ集合の再現については,応答スペクトル形状の異なる地震動波形の集合を提案手法によって適切に分類できることを示した.また,観測地震動群への適用性については,震源特性や伝播経路特性などの物理特性に条件を課した地震動波形群をクラスタリング対象とし,非線形10自由度系を耐震性能照査の対象構造物に設定した条件下において本手法を適用した結果,様々な部材への最大変位や履歴吸収エネルギーの影響に応じた波形群のクラスタが形成されていることが確認でき,提案手法の適用性が示された.本研究では,1.地震動波形のサブ集合への分類,および2.サブ集合内の代表波形の合成,という2つの項目の実施を計画している.1.については,当初の計画を越え,観測地震動の分類という現実的な条件の下での適用性を検証しているが,2.については,手法開発にやや遅れが生じている.こうした状況を総合的に判断し,全体としてはおおむね計画通りの進展であるとした.強震観測網から得られた波形を元に設定された,ビッグデータとしての模擬地震動群に基づいて,それらの地震動群の有する性質を抽出・集約させた代表波形を設計地震動として合成する手法を開発した.設計スペクトルによって設計地震動を設定する場合を想定し,観測波形のスペクトルフィッティングにより,多数の模擬地震動を生成した.生成された模擬地震動群から任意の1波形を取り出し,設計の対象となる構造系の非線形応答への寄与の大きい成分をウェーブレット基底として抽出して合成波に足し合わせるプロセスを反復することにより,模擬地震動群の重要な成分が集約された地震動を合成する手法を開発した.提案手法の有効性を検証するために,高層ビルを模擬した非線形10自由度系を対象構造系とした数値実験を行った.開発手法により合成された波形は,構造系の複数の部材に対して高い応答値を与える,設計地震動として合理的な波形であることを検証し,手法の有効性を実証した.本研究で目的としていた,1.地震動波形のサブ集合への分類,および2.サブ集合内の代表波形の合成,という2つの項目について,1.については平成27年度に,2.については平成28年度に手法の開発と実証を行うことが出来た.1次元時系列信号としての入力地震動の局所的な特徴を抽出する,フィルタを自動設計するAI手法の開発を行った.入力信号の特徴を自動抽出する深層学習モデルの1種である,畳み込みニューラルネットワークを1次元時系列信号に適用するために定式化を行った.畳み込みニューラルネットワークは従来は主に2次元画像に対して適用されるニューラルネットワークの1種である.本研究では,ニューラルネットワークを構成する全結合層,畳み込み層,プーリング層の各層における信号処理操作を,1次元時系列信号に対するものとして数学的に定式化を行った.また,定式化した計算モデルを,プログラミング言語の1種であるPython言語上のフレームワークであるTensorflowを用いて実装した.同手法を,入力地震動と同様のデータ形式や物理的意味を有する常時微動波形に適用することにより,ノイズとみなされる信号部分と地盤の定常震動とみなされる信号部分に自動的に分類する機械学習モデルを設計し,その手法の有効性を検証した.従来のニューラルネットワークでは60%程度の分類精度に留まっていたことに比較して,層構造を深層化した多層パーセプトロンでは90%程度の精度が達成された.更に,時系列信号の局所的な特徴の抽出を行う畳み込みニューラルネットワークを用いた提案手法では,95%という高い分類精度が達成され,時系列信号に対する特徴抽出手法としての提案手法の有効性を検証することができた.本研究課題では,社会基盤構造物を設計する地点において想定される,様々な性質を有する多数の強震動波形に対して,それらの性質を集約・反映させた代表波形を合成する手法の開発を行った.このような代表波形に対する安全性を検証することにより,当初の多数の強震動波形に対する安全性が同時に確保されるかどうかを検証した.想定される強震動波形を,その性質に応じてグループ化するクラスタリング手法を開発した.次に,各グループの中で,波形が有する重要な性質を自動的に抽出し学習する,強震動波形の機械学習アルゴリズムを開発した.

このような2段階の手法からなる,想定地震動を代表する波形の合成手法を提案した.地震動のサブ集合内での,代表波形の合成手法について取り組む.当初計画していたスパース展開に加え,機械学習手法やウェーブレット変換など,複数の手法によって地震動の主要な因子抽出の手法を開発する.抽出した因子を1つの地震動波形に合成する手続きを繰り返すことにより,複数の波形の性質が反映された代表波を合成する.提案手法により合成された波形が,耐震設計において想定地震動の集合を代表するものとなり得るか,すなわち,合成波に対して構造物の耐震安全性が確認された場合に,全ての想定地震動に対しても当該構造物の安全性が保証されるかを検証する.検証は,長大橋などの,損傷に複数のモードが関与し得る構造物を検討の対象に実施する.検証の結果を上記の機械学習のアルゴリズムにフィードバックし,代表波を合成する上でより効果的なアルゴリズムの改良を行う.地震動のサブ集合内での代表波形の合成という目的に対して,近年急速な進展の進んでいる深層学習の手法を適用することにより,より合理的な代表波形の合成の方法を検討する.地震工学,応用力学,データ科学国際論文誌への投稿を予定したが,次年度に投稿することとしたため,主に投稿に関わる費用を次年度使用額として計上した.研究目的の遂行において,複数の波形の持つ情報を抽出・集約する手法について,現在まで当初計画の通りウェーブレット変換を用いた手法を開発した.しかし,研究者の他のプロジェクトで活用している深層学習手法の応用により,より効果的な手法の開発が期待されるため,研究期間を延長し,必要な物品の購入や学会旅費を次年度使用額として計上した.論文誌への投稿費用,および英文の校正費用として使用していく予定である.計算機器の購入,および学会旅費として使用していく予定である.
マダニ媒介原虫病のTRANSMISSIONーBLOCKING VACCINE開発

(1)マダニによって人獣に媒介されるBabesia原虫のマダニ体内における生殖期・スポロゴニー期の虫体(ガメートからスポロゾイトに至る発育期の虫体)と顕著に反応・結合するマダニ生物活性物質(TBM)として、マダニの卵黄蛋白前駆体(Vg)とその受容体のVgR、ならびに血液消化酵素(システインプロテアーゼ)のlongipainを発見した。(2)VgとVgRは、RNA干渉法(RNAi)によって原虫媒介を完全に阻止し、抗体のワクチン効果も多大であったことから、現在、これらと結合する原虫分子の同定などの、Babesia媒介阻止ワクチンとしての応用に必要な研究を鋭意実施中である。(3)しかし、longipainは、RNAiによる遺伝子ノックダウンによって、B.gibsoni原虫の増殖を約3倍程度に増大させるものであり、遺伝子のover-expression(過剰発現)系が未開発の現状では、媒介阻止ワクチンして応用することは難しい現状にある。(4)一方、Babesiaに対する顕著な発育・増殖の阻止効果を有するTBMの探索を行う中で、細胞内寄生性のBabesiaの必須栄養源であるマダニ細胞内のバイオマスの動態に関わるTBMに興味を持ち、(5)マダニの細胞内蛋白の転写、翻訳開始、翻訳後修飾、小胞体・ゴルジ間輸送に関与する一連のTBMに加えて、細胞内蛋白質のバルク分解機構であるオートファジー(AT)に関連するTBM多数を同定・特性解明して、いずれも世界に先駆けて報告した。(6)これらの研究を通じて、アミノ酸シグナルによって細胞内タンパク質の動態を中枢的に制御しているTORカスケード(TORp)が、マダニの生存とマダニ細胞内の寄生原虫の増殖に果たす重要性の大きさが明らかになり、(7)TORp構成分子を媒介阻止ワクチンの候補分子として活用しうる可能性が示されてきた。本研究は、研究代表者らが分離・特性解明に成功している各種のマダニ生物活性分子(TBM)に関する最新知見を活用し、またB.gibsoniのESTデータベースも併用することによって、ガメートからスポロゾイトに至るマダニ体内の全発育期(SS期)虫体について、各種TBMと反応・結合する原虫分子の探索・同定、特性解明を展開し、最終的にこれらの組換え体複数を用いて、マダニ媒介性原虫病に特有の経発育期・介卵伝播を多段的・多重的に阻止しうる、世界初の多価疾病媒介阻止ワクチン(multi-component transmission-blocking vaccine : TBVs)の実現を図ることである。本研究の目的は、研究代表者らが分離・特性解明に成功している各種TBMに関する最新知見を活用し、またB.gibsoniのESTデータベースも利用することによって、ガメートからスポロゾイトに至るマダニ体内の全SS期虫体について、各種TBMと反応・結合する原虫分子の探索・同定、特性解明を展開し、最終的にこれらの組換え体複数を用いて、マダニ媒介性原虫病に特有の経発育期・介卵伝播を多段的・多重的に阻止しうる、世界初の多価疾病媒介阻止ワクチン(multi-component transmission-blocking vaccine)の実現を図ることである。平成19年度に得られた研究成果の概要は、以下の通りである。(1)マダニの吸血・消化によって変動する栄養刺激と媒介Babesia原虫の関係を、BD-TBMに対するアミノ酸シグナル伝達制御機構(TOR signal transduction pathway)の解明によって明らかにするための新たな実験を開始した。(2)マダニの生存と生活史の特徴である優れた飢餓耐性を支える栄養補給のメカニズムとして、オートファジー(自食)autophagy機構が重要であることを、世界で初めて明らかにした。

(3)膨大な量の血液を摂取するマダニにおいては、過剰摂取された養分の一部が発揮する有毒作用に対する対応が、生存・疾病媒介を大きく左右する根幹の機能になっている可能性を、リジン分解経路に関わる酵素群の特性解明の研究から世界に先駆けて明らかにした。(4)中腸、脂肪体、卵巣にそれぞれ特異的な多重ビテロジェニンmultiple vitellogenを発見し、これらとBabesia原虫の分子間クロストークに関する研究を実施した。本研究の目的は、研究代表者らが分離・特性解明に成功している各種TBMに関する最新知見を活用し、またB.gibsoniのESTデータベースも併用することによって、ガメートからスポロゾイトに至るマダニ体内の全SS期虫体について、各種TBMと反応・結合する原虫分子の探索・同定、特性解明を展開し、最終的にこれらの組換え体複数を用いて、マダニ媒介性原虫病に特有の経発育期・介卵伝播を多段的・多重的に阻止しうる、世界初の多価疾病媒介阻止ワクチン(multi-component transmission-blocking vaccine : TBV)の実現を図ることである。平成20年度に得られた研究成果の概要は、以下の通りである。(1)マダニの変態・脱皮を制御するTBMとして最も主要なキチナーゼの多価疾病媒介阻止ワクチン・vehicleとしての機能を評価するために、マダニキチナーゼ遺伝子の特性解明の第1人者であるMyungjo YOU博士を韓国から招へいし、共同実験を実施した。(2)マダニの生存と生活史の特徴である飢餓耐性を支える栄養補給の分子基盤としてTORアミノ酸シグナル伝達経路とその下流域のオートファジー(自食)autophagyとリボソームの蛋白合成経路が重要なことを発見し、経路に参画する酵素蛋白の特性と機能を分子・遺伝子レベルで解析した。(3)これらの知見は、TBV開発に必須の標的分子を、マダニ細胞内バイオマス再生機構の中か発掘できる可能性を示した新規かつ独創的な発見であり、学術的・社会的意義が大きい。本研究の目的は、研究代表者らが分離・特性解明に成功している各種のマダニ生物活性分子(TBM)に関する最新知見を活用し、またB.gibsoniのESTデータベースも併用することによって、ガメートからスポロゾイトに至るマダニ体内の全発育期(SS期)虫体について、各種TBMと反応・結合する原虫分子の探索・同定、特性解明を展開し、最終的にこれらの組換え体複数を用いて、マダニ媒介性原虫病に特有の経発育期・介卵伝播を多段的・多重的に阻止しうる、世界初の多価疾病媒介阻止ワクチン(multi-component transmission-blocking vaccine)の実現を図ることである。平成21年度に得られた研究成果の概要は、以下の通りである。(1)マダニの細胞内栄養代謝は、細胞内に寄生するBabesia原虫の発育と消長においても、極めて重要であると考えられることから、細胞内栄養代謝の基盤を占めるTOR kinaseを中心とするアミノ酸情報伝達カスケードについて、検討を加え、Babesia感染症の媒介阻止ワクチンとしての可能性を探究している。(2)その結果、インスリンレセプター、PDK、Akt、4E-BP、eIF-4eなどの重要分子をコードする遺伝子のクローニングに成功し、TOR kinase経路に関わるTBM分子群の探索・特性解明における大きな前進がみられた。
健康都市の創造に関する基礎的検討

本研究は、環境・健康都市(Healthy City)を計画・創造する概念と手法を整理し、環境・健康都市(Healthy City)の都市モデルと現状からそれに至る道程を提示することを目的としている。そのため、(1)個人、社会にとっての「真の健康」を建築学、都市工学的に明らかにし、(2)個人・社会が「真の健康」を謳歌する諸条件を明らかにし、(3)健康生活を具現するための都市構造、都市機能を提案し、(4)現状の都市から環境・健康都市に至る方法を具体的に提言している。本研究の本年度の成果をまとめると以下となる。(1)健康生活を具現するための都市構造、都市機能の提案(1)複雑系システムに関する研究:社会構造を数学的に表象する複雑系システムの仕様を作成した。(2)健康住宅・建築・都市モデルの作成:「真に健康」な生活の場となる住宅、建築のモデルを諸外国の都市モデルも参考として創造し、そのイメージモデルを提示した。特に生活の場となる都市、交通、物流に関してもモデルを収集し、それらの運用に関しても信頼性の高いモデルを構築し、提案した。(2)現状の都市から環境・健康都市(Healthy City)に至る方法の具体的提案住宅・建築・都市の観点からの「真に健康」な都市計画の基礎研究成果をもとに、環境・健康都市実現の方法に関してその必要条件を検討した。具体的には、これまで建築学、都市工学的観点から行ってきた基礎研究を起爆剤として広報活動を行い、医学、社会学、経済学等の計画実現に不可欠な分野の研究者を集い、学際的研究の指針を提示した。また、この学際的研究を核に環境・健康都市実現のため政策や制度を検討した。平成13年度現状の問題点及び諸外国での研究状況を把握し、環境・健康都市(Healthy City)の概念を構築した。(1)WHO、欧米諸国における研究のレビュー欧米諸国の研究を面談なども含め詳細にレビューし、間題点を明確にした。また既往の研究に関する晴報を集積した情報データベースを作成した。(2)健康にかかわる要素抽出と影響度調査健康度を測る指擦(平均寿命など)に係わる要素と影響度を統計的に検討した。(3)建築、都市、社会基盤工学に基づく「健康」の定義生活・生産の場を提供する建築、都市、杜会基盤工学的な健康の定義、適正な健康度を工学的側面から検討した。(2)個人、杜会の健康度を評価し、制御するシステムの作成社会のハード、ソフトが個人、社会の健康度に与える定量的影響を因果関係に則って評価する複雑系総合システム(非線形フィールドバックシステム)に関する基礎的研究を行った。(1)健康影響因子の物理、科学的影響に関する研究都市、建築空間内での健康影響物質の発生、消散、輸送性状を体系化した。(2)都市構造・社会基盤の健康影響に関する研究都市構造・社会基盤が健康に与える影響を統計的回帰ではなく因果関係に則って定量的に表すシステムのプロトタイプを作成した。
急性脳症における解熱剤の薬物動態に関する研究

インフルエンザ脳症の発症が、解熱剤である一部の非ステロイド系抗炎症薬(NSAIDs)で増悪することは疫学的に検証されているが、そのメカニズムの詳細は未だに明らかではない。一方で、インフルエンザ脳症ては血中サイトカインレべルの著明な上昇と脳微小血管内皮の傷害による血液脳関門(BBB)破綻を特徴とする臨床像を呈することから、一部のNSAIDsにおけるインフルエンザ急性脳症の増悪には、BBB破綻による薬剤の脳移行性の変化が、ジクロフェナク(Dic)およびメフェナム酸(MA)のインフルエンザ脳炎・脳症の重症化に関与している可能性が考えられる。そこで、我々は、解熱剤として使用されるDic、MA、アセトアミノフェン(Ace)の3つのNSAIDsの薬物動態についての研究を進め、その組織移行メカニズムについての検討を行ってきた。(1)昨年の検討ては、インフルエンザ脳炎・脳症に類似した高サイトカイン状態を引き起こす病原性大腸菌O157の毒素であるSLT-IIを投与した動物を用い、これら3つのNSAIDsの脳移行性がどのように変化するかについての検討を加え、高サイトカイン状態によるBBB破綻が、Dic、MAの脳移行増加を引き起こすことを明らかにした。(2)本年度は、これら3剤の未梢組織移行について検討として、肝組織移行性の検討を行った。その結果、Dic、MAおよびAceの血漿中濃度に対する肝組織中濃度は、Dicで1.26±0.11、MAて1.89±0.34、Aceで1.46±0.29であり、肝組織におけるこれらのNSAIDs濃度の測定はそれぞれの血中濃度を予測するのに有用な指標であることが明らかになった。今後は、今回の萌芽研究の結果を、臨床におけるNSAIDs濃度評価への応用すると共に、インフルエンザ脳症動物モデルを用い、NSAIDsによる神経障害の重症化に関連する因子についてさらに検討を行っていく予定である。インフルエンザ脳症における解熱剤による予後悪化のメカニズムを解明する目的で以下の検討を行った。1.マウスはddYを用い、Dic(ジクロフェナクNa),MA(メフェナム酸)およびAce(アセトアミノフェン)を経静脈投与し各臓器の血中濃度を調べた。またSLT-IIによってBBB機能を破壊した脳症マウスを作り脳血液関門(BBB)破壊に伴う各解熱剤の臓器移行の変化を調べた。2.Dic,MAおよびAceの脳移行性は極めて異なっており、Dic>>Ace>MAであることが明らかになった。また、SLT-IIを処置すると、DicおよびMAの脳移行性はそれぞれ約1.5倍および約2.95倍と有意に上昇するが、Aceでは有意な変化が認められないことが明らかになった。以上の結果より、インフルエンザ脳症による高サイトカイン状態では、DicおよびMAの脳移行量が増加し、脳症の増悪を引き起こしている可能性が示唆された。一方、Aceの脳移行性はSLT-IIによって変化しないことから、Aceは薬物動態学的にも脳症の増悪に関与する可能性が低いことが実証された。3.さらに、Dic,MAおよびAceの肝組織移行性についても検討を行った。その結果、Dic、MAおよびAceの肝組織中濃度はDicで約1.2倍、MAで約1.8倍、Aceで約1.4倍であり、肝組織におけるこれらのNSAIDs濃度の測定はそれぞれの血中濃度を予測するのに有用な指標であることが明らかになった。しかしながら、血漿蛋白結合率で補正した組織移行性はDic>>MA【greater than or equal】Ace、であり、肝臓においてもDicは高い組織移行性を示すことが明らかになった。以上の結果は、小児のインフルエンザ脳症患児における、解熱剤の影響について重要な知見と思われた。

今後は、今回の萌芽研究の結果を、臨床におけるNSAIDs濃度評価への応用すると共に、インフルエンザ脳症動物モデルを用い、NSAIDsによる神経障害の重症化に関連する因子についてさらに検討を行っていく予定である。
血小板機能の制御-血小板シグナル伝達異常症の病因解析からのアプローチ

機能異常を呈する血小板を用いた分子生物学的研究により正常な血小板機能の発現機序を検討すると共に、機能異常の本態の分子レベルでの解明を試み以下の成果が得られた。(1)トロンボキサン受容体(TP)異常症に関する研究本症6例について障害部位を検討し、全例がTPの膜7回貫通構造のうち、first cytoplasmic loopに存在するArg^<60>がLeuに変異していることを明らかにした。このことば、TPのfirst cytoplasmic loopに存在するArg^<60>及びその近傍が、G蛋白-PLCβ活性化への刺激伝達機構に関与する重要な部位であることを強く示唆している。(2)細胞内Ca動員以降のシグナル伝達異常症に関する研究3例について検討し、全例がA23187や、トロンビン、STA2刺激時のイノシトール3燐酸の産生やCa動員は正常であった。さらに、上記3種類のアゴニスト刺激時の47K蛋白(Pleckstrin)や20K蛋白(myosin light chain, MLC)の燐酸化も全く正常に認められた。このことは、本症血小板ではprotein kinase C活性化から細胞内Ca動員、MLC燐酸化へ至る血小板活性化経路には異常がなく、これよりdistalの経路の異常か、これらの経路とはindependentな他の経路の異常が疑われた。(3)コラゲン凝集異常症に関する研究本症血小板ではコラゲン刺激時にのみsecond messengerの産生が認められず、他のアゴニスト刺激時ではすべて正常であった。このことは本症血小板ではPLC活性化-細胞内Ca動員-Glycoprotein IIb/IIIa(CD41)活性化の経路そのものには異常なく、その障害部位はコラゲン受容体からPLC活性化へ至る経路であることが明らかとなった。血小板機能の発現には、各種の膜表面受容体(ADP受容体、コラゲン受容体、トロンボキサン受容体など)と、受容体以降の刺激伝達機構の関与が極めて重要な役割を占める。申請者らは血小板機能異常症のうち、このどちらかの障害に起因するものを、血小板刺激伝達異常症とする概念を提唱し、すでに前者の異常として、トロンボキサン受容体の異常によるシグナル伝達異常症(トロンボキサン不応症)を明らかにしている(Blood 81:994,1993, J Clin Invest 94:1662,1994, ThrombHaemost 76:1080,1996, Thromb Haemost 82:1528,1999)。また、ADP凝集の低下を特徴とする血小板機能異常症3例についてはADP受容体P2Y_<12>よりもP2X_1受容体からのCa動員やGq蛋白を介したphospholipase C活性化の経路の異常が強く示唆される所見を得ている(British J Haematol 115:485-487,2001)。一方、血小板機能の発現や制御には血小板自体の活性化以外に血管内皮細胞や他の血液細胞との相互作用が大きく関与する。この観点から今回申請者らは、血小板機能の発現が血管内皮細胞やリンパ球との相互作用からどのような影響を受けるかを解析し、その一部をThrombosis ResearchやActa Medica Biologicaに発表した。今後、更に他型血小板機能異常症患者の病因解析を行うとともに、これらの患者さんで発見されたシグナル伝達異常が血管内皮細胞やリンパ球、樹状細胞などの機能にも影響を及ぼしていないかどうかについても解析を行う予定である。

申請者らは血小板機能異常症のうち、このどちらかの障害に起因するものを、血小板刺激伝達異常症とする概念を提唱し、すでに前者の異常として、トロンボキサン受容体の異常によるシグナル伝達異常症(トロンボキサン不応症)を明らかにしている(Blood 81:994,1993,J Clin Invest 94:1662,1994,ThrombHaemost 76:1080,1996,Thromb Haemost 82:1528,1999)。後者に属する血小板シグナル伝達異常症について、我々は既にADP受容体P2X1からのCa動員やphospholipase C(PLC)活性化経路の異常症(British J Haematol 115:485,2001)を報告しているが、その他にも多くの病型があり、未だにその病因が不明なものが多い。今回、我々はコラゲン凝集のみが欠損している血小板シグナル伝達異常症に注目し、その病因解析を行った。すなわち本症血小板を用いて、コラゲンや他のアゴニスト(トロンビン、ADPなど)刺激時のPLC活性化、細胞内Ca動員、glycoprotein IIb/IIIa活性化の検討を行うと、本症血小板ではコラゲン刺激時にのみこれらの反応が認められず、他のアゴニスト刺激時ではすべて正常であった。このことは本症血小板ではPLC活性化-細胞内Ca動員-glycoprotein IIb/IIIa活性化の経路そのものには異常なく、その障害部位はコラゲン受容体からPLC活性化へ至る経路であることが明らかとなった。
移住者住宅のサードプレイスを活用した対話促進型コミュニティデザインの有効性検証

本研究では、徳島県神山町で建設が進められる町営の子育て世帯向け集合住宅(地域の手と資源でつくる集合住宅)が、地域住民や移住者のコミュニティ形成にどのような影響をあたえるかを実証的に研究する。移住政策の先行研究調査、町内の自治組織のヒアリングや文献調査に続いて、集合住宅プロジェクトの特徴を、地域の人と資源による建設、鮎喰川コモンというサードプレイス整備、考える会による運営の3点に整理し、その効果を検証する調査計画を完成させた。平成30年度は、移住者や関係者、周辺地域住民に対する調査を開始した。周辺調査として、集合住宅が建設される神山町神領地区に居住する住民(約1600人、570世帯)全戸を対象に、日常的な暮らしの状況、社会関係資本、地域参加、情報や行動、主観的幸福度などを生活の実態を確認する調査を行った。8月から9月にかけて、10数名の学生調査チームによって訪問調査を行い、493世帯(962部)の質問紙を配布し、330部の回答を得た。また集合住宅建設の関係者や入居者については、質問紙および聞き取り調査を行った。関係者・入居者への調査は平成31年度も継続予定である。この調査結果については平成31年度に学会での口頭発表を行う予定で、現在投稿準備などを行っている。周辺地域調査については平成30年度中におおよその分析作業が終わり、地域の未来づくりに積極的な住民の傾向や社会関係資本の違いによる幸福度の傾向などが明らかになった。平成30年度は、町役場の大きな協力を得て神領地区の全戸配布調査を行うことができた。並行してプロジェクト関係者に対する調査も進めており、有益なデータが集まり始めている。調査自体の進捗は順調といえる。令和元年度は、夏までにプロジェクト関係者の調査を完了し、現時点での分析作業を行う予定であり、当初計画通り進めている。ただし、集合住宅の建設工事については当初予定より遅れており、本研究の最終年度である令和2年度中には完成しないことが明らかになった。(調査自体は予定通り建設工事の進捗に応じて進めるが)科研費の研究年度内にどのような成果を上げられるかについては調査設計を修正する必要がある。本研究では、徳島県神山町で建設が進められる町営の集合住宅が、地域住民や移住者のコミュニティ形成どのような影響をあたえるかを実証的に研究する。平成29年度は、予備調査と調査設計を行った。予備調査では、移住政策の先行研究から課題を整理するとともに、町内の自治組織のヒアリングや「神領町史」「神山町史」などの文献を通して地域コミュニティの現状を把握し、神領地域の会堂の立地や名(みょう)の区分の調査を通じて地理的な現状を把握した。調査設計としては、集合住宅プロジェクトの特徴を、地域の人と資源による建設、鮎喰川コモンというサードプレイス整備、考える会による運営の3点に整理し、この過程で、関係者や入居者がどのようにネットワークを変化させ、価値観や行動、地域の将来についての意識を変えていくかを明らかにする調査計画を行った。調査は、関係者の変化に関する質問紙および聞き取り調査、神領地区の一般的なコミュニティ状況に関する調査を中心に行う。調査体制については、神山町役場やつなぐ公社との議論を重ね、つなぐ公社との共同研究契約を締結、また町長との会議などを通じて平成30年度からの本格的な調査に向けた連携体制を整えた。平成29年度に予定していた予備調査と調査設計、町役場との協力体制づくりについて、順調に進展している。調査対象である町営の集合住宅の建設工事が当初予定より遅れており、平成30年秋に第1期4世帯の入居がはじまる。当初は平成30年着工予定だったサードプレイス(鮎喰川コモン)については大幅に着工が遅れ平成32年度完成予定である。こうした点は想定外であったが、予備調査を通じて「地域の人と資源でつくる」プロセスについても、サードプレイスという場と同じようにコミュニティ形成に大きく寄与する取り組みであることがわかったため、集合住宅を通じたコミュニティ形成という研究の大枠については問題なく進められると判断している。

周辺地域調査については平成30年度中におおよその分析作業が終わり、地域の未来づくりに積極的な住民の傾向や社会関係資本の違いによる幸福度の傾向などが明らかになった。平成30年度は、町役場の大きな協力を得て神領地区の全戸配布調査を行うことができた。並行してプロジェクト関係者に対する調査も進めており、有益なデータが集まり始めている。調査自体の進捗は順調といえる。平成30年度からは、本格的な調査を行う。6月には調査計画の詳細を決定し、8月ごろからデータの収集をはじめる。調査テーマは、多様な人々の良好な関係性形成と多様な資源の組み換えによるつながりと活動の創出に向けた「地域の手と資源でつくる集合住宅」集合住宅モデルの有効性検証である。調査項目としては、多様なつながり:集合住宅プロジェクトによって多様な資源の組み替えやつながり創出が生じたか?活動創出:個人の行動変化や活動創出が生じたか?地域や自己の変化:地域への意識や役割、未来像、自己の生き方やwell-beingが変化したか?地域全体の変化:地域全体に対してどのようなインパクトがあったか、なかったか?を中心に、関係者と神領地区の住民に対する調査を行う。進行中の計画であるため、関係者に対するアンケートとインタビューは継続的に行い、地域住民に対する調査は2年ごとに行う予定である。令和元年度は、夏までにプロジェクト関係者の調査を完了し、現時点での分析作業を行う予定であり、当初計画通り進めている。ただし、集合住宅の建設工事については当初予定より遅れており、本研究の最終年度である令和2年度中には完成しないことが明らかになった。(調査自体は予定通り建設工事の進捗に応じて進めるが)科研費の研究年度内にどのような成果を上げられるかについては調査設計を修正する必要がある。当初、初年度に調査機材を購入予定だったが、本格的なデータ収集は平成30年度からであり、調査人員・体制・データ収集法など調査計画の詳細が決まってから効率的に機材を整えることとした。平成30年度の全戸調査は、当初予定よりも大規模調査になったことから年間予算が不足し、次年度予算からの前倒し使用の申請を行った。しかし、現地と予定していた進捗報告や打ち合わせが31年度に伸びたため消化せず繰り越すことになった。
近世後期における「官僚制」の特色とその運用に関する研究

1.本年度は、本研究の最終年度として、東北大学狩野文庫、京都大学附属図書館、国立国会図書館、東京大学法制史資料室等への史料調査・収集を実施するとともに、その収集した史料を、特に都市政策の立案と実施の観点から分析することに集中してきた。2.その結果、まず都市政策の立案に関して、支配者は従来イメージされていたような独断専行といった形式ではなく、いわば民意とのキャッチボール的な手法によって数多くの政策を立案していることが多いことを明らかにすることができたと思われる。そしてこの手法は、近代以降の為政者と市民との関係をも規定していると考えられるのである。3.また、都市政策の実施に関しても、為政者は尊に法令を発令するだけでなく、その実効性を高めるために種々の工夫をこらした方法を採用していたことを具体的に示すことができたと思われる。4.以上のような観点から、「近世後期江戸の三廻りと『風聞書』-都市政策の新たな民開の一側面-」と題する論文を執筆し、現在『年報都市史研究』に投稿中である。1.本年度は活字化されている諸々の史料集を購入するとともに、東北大学狩野文庫、国立国会図書館、東京大学法制資料室、早稲田大学図書館等への史料調査を実施し、近世後期における江戸幕府の官僚制の特色が示されていると思われる諸史集の収集に努めてきた。2.その上で、特に江戸を中心とする都市政策に焦点を当てて、種々の官僚組織のなかで、いかなる機関が政策を推進するに際して、具体的にどのような動きを見せていたのかという点の究明を目的として、データーを整理した。さらにその際には、個々の政策立案において、いかなる人物がどのように関わり、そしてどのような見解を持っていたのかという点にも配慮した。3.このような調査、そしてデーターの整理の結果、おおよそ次のような新たな視点を導き出すことができたと思われる。すなわち江戸の三廻り(定廻、隠密廻、臨時廻)という従来注目されていなかった機関が、政策を遂行するに際して、民意を積極的に吸収し、いわば「潤滑油」的な役割を果たしていたことが窺われることである。そしてこの点は近世後期に特有の現象と考えられるのである。4.以上のような新しい観点を基礎として、次年度においては、近世後期の官僚制の運用のあり方の特色についてさらに追究してゆく予定である。1.本年度は、活字化されている史料集を購入し、解読するとともに、東北大学狩野文庫、京都大学附属図書館、国立国会図書館、東京大学法制史資料室等への史料調査・収集を実施し、その史料をもとにし、特に都市政策に関して広い視野から分析することに力を注いできた。2.その結果、当初の研究予定とはややずれるものであるが、都市政策を分析するに際しては、政策の立案過程のみでなく、実施過程をも射程に入れる必要性を新たに発見した。当時の政策の実施のあり方が、必ずしも従来考えられていたような一様のものではなく、為政者は様々な工夫をこらした上で行ったものであり、その点にこそ近世後期の官僚制の運用上の特色があったと推測できるからである。3.また、このような分析結果からするならば、先の方法によって、近代以降における為政者と市民との関係、あるいは人民の行政に対する考え方の特色へとつながるいくつかの点も導き出すことができると考えるものである。さらに、当時行政システムの特徴を明らかにするという副産物をも期待してよいと思われる。4.以上のような視点に基づいて、また先年度の成果をも総合して、次年度においては本研究の最終年度として、近世後期の官僚制の新たないくつかの特徴を浮び上がらせることができる論文の執筆を予定している。
集団式潜在連想テストを活用した中学生のいじめ早期発見の新たな方策の検討

1研究目的集団式潜在連想テスト(FUMIE Test)を自己報告型アンケート(楽しい学校生活を送るためのアンケート; Q-Uテスト)と併用することで,新たな視点からいじめ早期発見の方策を探ることを目的とする。2研究方法(1)研究対象者中学1年生230名及び中学2年生247名(2)調査内容1集団式潜在連想テスト(FUMIE Test)による「学校」「自分」「いじめ」に対する潜在意識の測定2Q-Uテストを活用し「いごこちのよいクラスにするためのアンケート」「やる気のあるクラスをつくるためのアンケート」を実施(3)結果の分析集団式潜在連想テストと記述式アンケート調査(Q-Uテスト)の食い違いに注目し新たな方策について検討する3研究成果(1)学校潜在連想指数0.060であり,全体的傾向として学校に対して肯定的に捉えていた。しかし,否定的に捉えている生徒が23.1%存在した。(2)自分潜在連想指数0.052であり,全体的傾向として自分に対して肯定的に捉えていた。しかし,否定的に捉えている生徒が22.0%存在した。(2)いじめ潜在連想指数-0.024となり,全体的傾向としては,いじめに対し否定的に捉えていた。しかし,「いじめ」を肯定的に捉えている生徒が40.3%存在した。この結果から,いじめに対して潜在的には肯定的に捉えている中学生が4割も存在することが明らかになった。(4)「いじめ」肯定群の学校潜在連想指数は0.071であり,「いじめ」否定群の学校潜在連想指数0.050よりも,高いことが明らかになった。(5)学校潜在連想指数が肯定的であるのに, Q-Uの承認得点が低い生徒が25.3%存在する。(6)自分潜在連想指数が肯定的であるのに, Q-Uの承認得点が低い生徒が23.7%存在する。(7)いじめ潜在連想指数が肯定的であるのに, Q-Uの承認得点が高い生徒が22.0%存在する。(8)いじめ潜在連想指数が肯定的であるのに, Q-Uの侵害得点が低い生徒が26.90%存在する。(9)潜在意識とQ-Uとの食い違いに注目し,その背景を探ることで新たな視点からいじめ問題へのアプローチが可能であると考える。
金属材料の高温破壊に及ぼす結晶粒界介在物の影響

本研究では高温破壊に及ぼす結晶粒界介在物の影響とその役割に関する基礎的な知見を得るために、実験としては銅基分散強化合金を用いて高温変形・破壊挙動を調べた。また理論的な解析としては、粒界すべりと、破壊につながる粒界上のボイドの拡散成長の問題を取扱った。本研究で得られた主要な知見を、以下に箇条書きに要約する。1.Ge【O_2】粒子を結晶粒界上にもつ銅多結晶をモデル合金として用い、室温から900Kまでの種々の温度で引張変形したところ、約600K付近で延性が極小となる、いわゆる中間温度脆性の出現を見い出した。2.変形後の試料を走査型電子顕微鏡によって破面観察した結果、破壊様式は温度上昇に伴い、粒内(500K以下)、粒界(600K付近)、粒内(700K以上)と変化することがわかった。また中間温度脆性は粒界すべりと密接に関係し、粒界上のGe【O_2】粒子まわりの粒界すべりによる応力集中部からボイドが発生し、それが成長・合体して粒界破壊に至ったことが明らかになった。3.変形速度が速くなるほど、またGe【O_2】粒子が小さくなるほど中間温度での脆化の程度が小さくなることが見い出された。さらに700K以上では変形中に動的再結晶が頻繁に起こり、それが延性回復の原因となっていることが推測された。4.双結晶を用いた実験によっても粒界上の介在物粒子が高温破壊に大きな影響を及ぼすことが確認された。5.拡散律速の粒界すべりと粒界ボイドの成長を記述する速度式を、外力が粒界を含む物体全体の力学的(ギブス)自由エネルギーを下げるように作用するという考え方に立って、統一的に導くことに成功した。この理論的研究は高温変形・破壊機構を議論するときに重要な現象の物理的背景を明らかにしたものであると考えている。高温で使用される金属材料の多くは結晶粒界に何らかの介在物や析出物が存在し、それらが高温ほど容易になる粒界すべりを阻止する効果をもち高温強化に役立っている。一方、粒界介在物や析出物のまわりは粒界すべりが起こると応力集中の発生部となり、粒界脆性破壊の原因ともなり得る。本研究の初年度(昭和60年度)では、モデル材料としてGe【O_2】粒子を結晶粒界に含む銅多結晶を用いて、高温変形・破壊挙動に及ぼす粒界介在物の影響を調べ、以下の知見を得た。1.粒子径約1.7μmのGe【O_2】粒子を平均間隔約8.4μmで粒界上に分散させた銅多結晶試料を種々の温度で引張変形した結果、約600K付近で破断伸びが極小となるいわゆる中間温度脆性の存在を見出した。またGe【O_2】粒子を含む銅単結晶では延性は温度上昇に伴い室温から900Kまで単調に増加したことより、中間温度脆性は多結晶に特有のものであることを見出した。2.走査顕微鏡による破面観察の結果から中間温度脆性は粒界破壊と密接な関連をもち、粒界すべりは容易に起こるが動的再結晶はまだ十分に起こらないような温度範囲で出現することを明らかにした。3.変形速度が遅いほど、また粒界Ge【O_2】粒子が大きいほど中間温度での脆化の程度が大きくなることを見出した。

4.以上の実験事実は、粒界上の粒子近傍での粒界すべりによる応力集中と、その解消過程(再結晶や拡散による)を、粒界ボイドの発生問題と関連させて考察することによって合理的に説明し得た。なお、本補助金により主要設備として高温顕微鏡と付属の引張装置(ユニオン光学製)を購入し、高温変形の直接観察実験が可能となったこと、また電子顕微鏡用試料電解研磨装置(ストルアス社製)の購入により試料作製の能率が大幅に向上したことも合わせて報告する。
アポトーシス感受性の遺伝学的解析と遺伝子の同定

本研究は、アポトーシス感受性のさらなる遺伝解析と、これまでにマウス16番、9番、3番染色体上にマップした胸腺細胞のアポトーシス感受性遺伝子Rapop1、Rapop2、Rapop3の詳細な位置決定と遺伝子の同定を目的とした。いずれの遺伝子座においてもBALB/c型アリルの一つがSTS型に変わるとアポトーシスが減少する。Rapop1とRapop2は胸腺細胞の放射線誘発アポトーシスだけでなく、その効果は異なるものの大腸クリプト上皮細胞のアポトーシスにも関与していることが示唆された。さらに、Rapop1は胸腺細胞の放射線アポトーシスだけでなくステロイド誘発アポトーシスにも影響していることがわかった。P53欠損はステロイド誘発アポトーシスを増大させた。BALB/cの遺伝的バックグラウンドにおいて16番染色体の一部がSTS由来の遺伝子に置き換わっているリコンビナントを数種類選んで調べた結果、Rapop1の最小領域はD16Mit34近傍の0.45cMに絞られた。この範囲にDNA二重鎖切断の非相同組換え修復に関係する酵素DNA-PKのホロ酵素DNA-PKcsがマップすることがわかったのでDNA-PKcsをRapop1の候補遺伝子として検討した。DNA-PKcsのcDNAの塩基配列を比較した結果、BALB/cとSTSの間で二箇所にアミノ酸置換をもたらす違いがあった。DNA-PKcsのハプロタイプは、少数の系統でBALB/c型、大多数はSTS型を示し、STS型が野生型であるとわかった。BALB/c型アリルを持つマウスではDNA-PKcsの発現は著しく低く、低いDNA-PK活性に対応した。mRNAの発現レベルに差はなかった。交配によってDNA-PKcsのアリルの一つをBALB/c型からSTS型に置き換えると、放射線による胸腺細胞アポトーシスが低下した。BALB/cのDNA-PKcsをSTS型に置き換えたコンジェニックマウスは、BALB/cより放射線リンパ腫の発生が低下した。これらの結果は、DNA-PKcsがRapop1の候補遺伝子であることを強く示唆した。(1)アポトーシス感受性遺伝子Rapop1の染色体上の詳細な位置決定とコンジェニク化16番染色体Rapop1の存在する染色体領域にSTS由来のアリルをもつリコンビナントを数種類選別しテストした。その結果、Rapop1の存在する領域のD16Mit34よりセントロメア側は0.45cMに絞ったが、テロメア側15-20cMの範囲に多型のあるマーカーが得られなかった。現在、MSMとの交配によってRapop1の詳細な位置決定を試みている。D16Mit34を含む領域にSTSアリルを持つマウス4種類のコンジェニック化がほぼ完了した。(2)胸腺細胞の放射線誘発アポトーシス感受性の遺伝解析CcS/Dem系統のうち、アポトーシス高感受性の親系統BALB/cよりさらに高感受性のCcS-10とアポトーシス低感受性でRapop1の存在する染色体領域にSTSアリルをもつCcS-10と、アポトーシス低感受性でRapop1の存在する染色体領域にSTSアリルをもつCcS-12を交配、F2を生産、X線誘発胸腺細胞アポトーシスにおける遺伝子間インタラクションを調べた。その結果、4番染色体p16に近い領域にRapop1とインタラクトする遺伝子座を見つけたが、有意水準を越えなかった。

現在、4番染色体の一部にSTS由来のアリルを持つマウスを数種類選別し、スピード・コンジェニック化をすすめており、改めて、BALB/cとの遺伝交配系を生産し、インタラクション解析をする予定である。(1)Rapop1の染色体上の詳細な位置決定を行い、候補遺伝子DNA-PKcsを物理的に排除できるかどうかをテストするため、Rapop1コンジェニックマウスとMSMとの亜種間交配を行い、リコンビナント数種類を作出した。しかし、これらのリコンビナントにおいて、BALB/cとSTSとの交配型で見られた表現型が再現しなかったので、この方法でのファインマッピングを最終的に断念した。ここでアポローチの仕方を変えて、DNA-PKcsの塩基配列にBALB/cとSTSとの間で多型があるかどうか調べることとした。その多型に基づき、DNA-PKcsがRapop1の最小領域に入るかどうかテストすることとした。他方、Rapop1セミコンジェニックマウスを用いてRapop1の遺伝子型と放射線リンパ腫感受性との関連性をテストした結果、Rapop1の多型と放射線リンパ腫の感受性とのリンクが認められた(1999年日本癌学会にデータの一部を発表、現在投稿準備中)。(2)3番染色体上にあるアポトーシス感受性遺伝子Rapop3のファインマッピングの結果、bcl2ファミリーのメンバーであるmcl1はRapop3を含む領域に位置することが分かった。RT-PCR法により、胸腺においてmcl1のmRNAの発現が止められたので、cDNAを合成し、BALB/cとSTSとの間で塩基配列の多型を調べたが、現在まで、多型は検出されていない(1999年日本放射線影響学会にデータの一部を発表)。本年度は、DNA二重鎖切断修復に関係するDNA-PKのホロ酵素であるDNA-PKcsがアポトーシス感受性遺伝子Rapop1の候補遺伝子であるかどうか、検討した。これまでの研究で、DNA-PKcsをコードする遺伝子PrkdcがRapop1の最小0.45cM領域にはいることがわかっていた。BALB/cとSTSより得たPrkdcのcDNAの全塩基配列を読んで比較したところ、二箇所にアミノ酸置換をもたらす違いがあった、一つは想定上のロイシンジッパー配列より3側にあり、もう一つはPI3キナーゼ配列の近傍にあった。多くの近交系マウスについてこれら二箇所のハプロタイプを調べたところ、C57BL/6J、B10、C3Hを含む大多数がSTSタイプ、BALB/cタイプはBALB/c亜系統とSCIDマウスのバックグラウンドであるC.B17、129/SvJであった。これから、STS型が野生型、BALB/c型は変異型であると推定された。野生型は、DNA-PK活性が変異型の5-10倍高かった。mRNAの発現レベルに差はなかったが、DNA-PKcs蛋白の発現は、変異型では著しく低かった。以上から、DNA-PKcsの変異型では、おそらく蛋白が不安定性になり発現量が低下して活性の低下がもたらされていると推測された。BALB/cの遺伝的バックグラウンドにSTSの遺伝子型のDNA-PKcsをもつRapop1コンジェニックマウスを129/SvJまたはC.B17と交配し、遺伝的に同一のバックグラウンドのもとで、アポトーシス感受性とDNA-PKcsの遺伝子型との連鎖が再現された。
ペプチド輸送系の組織特異的発現と分子認識多様性を利用した腫瘍選択的薬物デリバリー

ペプチドトランスポーターを利用した選択的な抗がん剤デリバリーの可能性を検証する目的で以下の検討を行った。1.ヒト小腸オリゴペプチドトランスポーターhPEPT1 cDNAをHeLa細胞に遺伝子導入し強制発現細胞(HeLa-hPEPT1)を得、その輸送活性を確認した。2.HeLa-hPepT1を背部皮下に移植した担がんマウス(Balb/c nu/nu)に、ベスタチンおよび[3H]カルノシンを投与し組織移行性を検討した結果、細胞間液のみ分布する[14C]イヌリンの値と比べ有意に高く、両ペプチドが腫瘍細胞内に蓄積することが示された。4.ヒト由来の各種株化腫瘍細胞25株について、ペプチドトランスポーター遺伝子の発現量をリアルタイム定量PCR解析した結果、PEPT1の発現量はML-1細胞、NakajimaおよびCaco-2に顕著な発現が見られた。PEPT2は殆どの細胞に発現が見られた。各細胞のペプチド取り込み活性と比較した結果、トラスポーター発現量と輸送活性とが必ずしも一致しないことから、新規のペプチドトランスポーターの存在が示唆された。5.がん細胞に発現するOCTN、OATP等のトランスポーターのクローニングならびに機能特性解析、体内動態制御への利用法についての検討も行った。6.腫瘍細胞の増殖に関与するアミノ酸トランスポーターLAT1およびLAT2が、血液脳関門を形成する脳毛細血管内皮細胞にも発現すること明らかにした。1.ヒト小腸オリゴペプチドトランスポーターhPEPT1cDNAあるいは空の発現ベクターをHeLa細胞に遺伝子導入し、強制発現細胞(HeLa-hPEPT1)およびmock細胞を得た。HeLa-hPEPT1細胞におけるhPEPT1mRNAの発現はRT-PCRによって確認した。HeLa-hPEPT1へのペプチド性抗がん剤[^3H]ベスタチン取り込み活性について検討を行ったところ、mock細胞と比較して約5倍に増加し、非標識のベスタチンの共存による阻害効果、pH依存性等がみられ、hPEPT1が有する輸送活性が再現された。2.Balb/c nu/nuマウスの背部皮下にHeLa-hPepT1を移植した担がんマウスに、ベスタチンおよび[^3H]カルノシンを投与し30分後の組織移行性を検討した結果、組織対血漿中濃度比(Kp値)がそれぞれ2.0および2.5と算出された。これらの値は細胞間液のみ分布する[^<14>C]イヌリンの値と比べ有意に高く、両ペプチドが腫瘍細胞内に取り込まれていることが示された。mock細胞へのペプチドの蓄積は観察されたなかった。以上の結果より、がん細胞にhPEPT1が発現することによりペプチド性化合物の蓄積および感受性が上昇することが示された。4.がん細胞に発現するOCTN、OATP等のトランスポーターのクローニングならびに機能特性解析、種々トランスポーター群の体内動態制御への利用法についての検討も行った。β-ラクタム抗生物質等多様な薬物の輸送に関わるオリゴペプチドトランスポー夕ーPEPT1およびPEPT2は、その正常組織における発現が主に小腸および腎臓に限局している。我々はこれまで、オリゴペプチド輸送活性が正常組織のみならず多くのヒト由来の株化腫瘍細胞にも発現することを見いだした。このことは、本トランスポーターを分子標的とすることによって、腫瘍細胞選択的な薬物送達に応用できる可能性を示唆する。そこで、PEPT1およびPEPT2のmRNA発現量を定量解析し、腫瘍細胞の持つ輸送活性と比較検討することを目的として、ヒト肺、乳腺、胃、結腸、膵臓、膀胱、子宮頸部、皮膚、骨あるいは白血球、リンパ球に由来する各種株化腫瘍細胞を培養後、全RNAを調製し、リアルタイム定量PCR解析を行った。その結果、既知の代表的なオリゴペプチドトランスポーターであるPEPT1の発現量は白血病細胞由来ML-1細胞で最も高く、次いでNakajimaおよびCaco-2に顕著な発現が見られた。

これらペプチドトランスポーターの発現量を放射性標識グリシルザルコシンおよびベスタチンの取り込み活性と比較した結果、トラスポーター発現量と輸送活性とが必ずしも一致しないことから、新規のペプチドトランスポーターの存在が示唆された。更に本研寒期間中には、腫瘍細胞の増殖に関与するLarge neutral amino acid transporter LAT1およびそのホモログであるLAT2が、血液脳関門を形成する脳毛細血管内皮細胞にも発現することをラット初代培養脳毛細血管内皮細胞および初代培養細胞をSV40の導入により株化したRBEC1細胞を用いて明らかにした。これら細胞のロイシン輸送の速度論的析からLAT1およびLAT2は血液脳関門においてシステムLとして重要な役割を持つことを明らかにすることが出来た。またPEPT1発現アデノウイルスを作成し、in vivoにおけるペプチド性薬物の組織移行性改善を肝臓を用いて達成することにも成功した。
alpha,beta-エボキシアルデヒドへの高syn選択的求核付加反応の開発

alpha,beta-エポキシアルデヒドに対する有機金属試薬の付加は一般にanti-エポキシアルコールを与える。今回、初めてジアルキル亜鉛によりsyn-付加体を得ることができた。まず、Sharpless不斉エポキシ化を経て得られる3-トリメチルシリル-2,3エポキシプロバナ-ル(1)(>98%ee)にジエチル亜鉛(1.22.0当量)を種々の溶媒中作用させたところ、トルエン中で満足のいく収率(7080%)と高いsyn選択性(93:794:6)でエチル付加体を得ることができた。興味深いことにジエチル亜鉛を0.5当量使用した場合、あるいはラセミ体の1を用いた場合syn選択性はそれぞれに83:17または90:10に低下した。このことは反応中間体が会合等の複雑な構造をとっていることを示唆する。エポキシアルデヒドとしてはTRANS置換体(1あるいは2,3-エポキシノナナ-ル)で上記と同様の結果が得られたが、光学活性なcis-2,3-エポキシオクタナ-ルではsyn/anti比は65:35程度まで低下した。さらに反応点近傍に置換基を有する2-ノニル-2,3-エポキシプロパナ-ルでは反応がほとんど進行しなかった。亜鉛試剤としてEt_2Znのほか、対応する有機ホウ素試薬とEt_2Znのトランスメタル化により得られるジデシル亜鉛あるいはエチル(E-1-オクテニル)亜鉛も適応でき、ラセミ体の1との反応でデシルあるいはE-1-オクテニル付加体が収率良くsyn/anti比91:9および80:20で得られた。すなわちジデシル亜鉛でEt_2Znよりも高い選択性が発現しており、前者の立体的嵩高さによるものと考えられる。ジアルキル亜鉛の付加はエポキシアルデヒドの2つの酸素官能基によるキレーション制御により初めて進行し、syn付加体を与えたと考えられる。そこでこの概念を分子間反応に適用し、1とアニスアルデヒドの混合物にEt_2Znを反応させ、前者のみに“キレーション標的"エチル基付加を行なうことができた。