hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遠隔操船型自律航行船実現に関する研究－実船実験による検証を含む－

操船意思決定支援として、他船による妨害ゾーン(OZT:Obstacle zone by Target)を用いて、他船や障害物の避航について検討を進めている。AISデータを用いて他船との遭遇状況について解析を行い、対象とすべき船舶数や状況について、海域ごとの特徴を考慮する必要を明らかにし、避航アルゴリズム構築について検討している。遠隔操船に必要なオペレータの要件に関連して、船上作業の整理と分析を行っており、今後、情報収集、解析、行動決定の観点から整理を進めていく。船舶と陸上間で安定した通信を行うために、複数の携帯回線を利用して、大容量通信を行うための環境を構築しているところであるが、当初予定していた回線サービスが変更されたことから、現在また今後も使用可能な回線を利用するために、システムを再構築中である。このことから、船陸間での通信実験については、若干の遅れを生じている。また、遠隔操船用の船側、陸上側システムの構築についても、若干の遅れが生じている。これは、上記の船陸間での通信回線が確保できないことの影響により、全体を通した確認作業が出来ていない。また、汐路丸の船齢が高いことから、船内のシステムについて、当初予定していたより多くの障害対応や過負荷対策等の安全確保を準備する必要があることがわかった。現在、船内側のシステムの再構築を行っているところである。このことは、汐路丸の制御アルゴリズム構築についても影響しており、今後の自動トラッキング等の制御アルゴリズム組み込みに影響が懸念される。避航操船アルゴリズムについては、船舶の遭遇状態の把握を進めたことにより、当初予定より早い進捗となっている。見張の高度化については、高感度のカメラシステムを構築中であり、ほぼ予定通りの進捗状況である。特に、らいちょうNが航行する河川用の船舶周辺環境把握について、船陸間距離の測定と蓄積方法及び距離測定装置と実写映像の合成による操船画面の検討と構築を進めているところである。遠隔船運航オペレータの教育検討・法律の整理として、船上作業の整理と分析及び関連法規等の整理を進めている。船側システムの改良を行い、一時的な通信環境を確保して、館山湾にて、江東区の大学からの遠隔操船実験を行うことができた。船上の実験班とは別回線にて通信を確保し、乗組員が別途の見張りを行い、すぐに交代できる体制による実船実験であった。船と陸では、船上のカメラによる周囲の状況、船上レーダーの映像、操船に必要な航行データをほぼリアルタイムで共有し、船上での操船と同様の操船状況であった。河川を航行する小型船舶への搭載に対応し、リアルタイム高速スキャンにより高精度の測距データを得ることが可能な多点レーザ送受信センサー(Class 1 Eye Safe)により、河川での遠隔操船に必要な船舶周辺環境把握システムを構築した。昨年度までの船陸間距離測定と蓄積及び距離測定装置と実写映像の合成を組み合わせることで、河川では水面下の以外の状況把握が可能となった。操船意思決定支援のための避航操船アルゴリズム構築に関し、他船との遭遇状況により、自船の行動を短期、中期、長期的行動に分類した。通常の避航問題は、海上衝突予防法が適用され、迅速に避航を行わなければならない短期的行動を扱うものが多い。
常温ホールバーニングを利用した広波長域型光メモリーガラスの創製

スペクトルホールバーニングは光スペクトル上の選択された波長にホールを開けるもので、これを記録ビットに用いることで、現在の記録材料の密度を一挙に10^4倍にまで向上できるとされている。常温で永続的なスペクトルホールバーニング(PSHB)を示す希土類イオンドープガラスを開発し、ガラスの持つ優れた透明性と生産性を活かした空間及び波長軸を制御した超高密度ガラスメモリーの実現を目指し、本研究は、ガラス組成、作製条件及びレーザー光照射などのPSHBへの影響について検討した。ゾルゲル法によって作製したSm^<3+>イオンEu^<3+>イオンを水素雰囲気中で加熱したり、X線やレーザを照射することで、Sm^<3+>イオンがSm^<2+>イオンに還元されることがわかった。このようにして作ったSm^<2+>イオンドープAl_2O_3-SiO_2系ガラスやEu^<3+>イオンドープAl_2O_3-SiO_2系ガラスにPSHBを形成させることに成功した。ゾルゲル法で作成したガラスのPSHB特性の特徴として、ホール形成は、希土類イオンに配位するOH結合のレーザ光照射による結合変化によるものであることを示し、ホール深さは、ガラス中に含まれるOH基の増加とともに深くなることを明らかにした。また、OH基を含まないガラスについても、Sm^<2+>イオンを含むガラスと、X線やレーザ光を照射しして作製したEu^<3+>イオンを含むガラスで、室温でも安定なPSHB形成ができることを示した。さらに、X線を照射してSm^<2+>イオンに還元したガラスでは、PSHB形成が早く、数秒間のレーザ照射でも十分なPSHBの生じることを見出した。これは熱還元で生じたSm^<2+>イオンのそれより、100倍以上早いものであった。PSHB形成はSm^<2+>イオン生成反応とは逆の反応で、Sm^<2+>イオンから酸素イオンへの移動によるものであると考えられ、Alイオンの存在がPSHB形成ガラスに重要であることがわかった。本研究の結果、室温でもスペクトル上に安定したホールを形成できるガラスを作製できたと言える。ガラスのもつ高い透明性と成形性を考え、本研究の成果をさらに発展させることで、メモリーの開発に繋がると期待される。これまでの研究ではゾルゲル法により作製したSm^<3+>添加Al_2O_3-SiO_2ガラスを還元雰囲気中で加熱処理することによりSmイオン価数を2価状態とし、そこでの光ホールバーニング(光吸収スペクトル内の特定波長のレーザー光を照射すると、スペクトルのその部分に局所的くぼみが発生する現象)を観測してきた。本年度の研究ではX線照射によるSmの価数変化、および生成したSm^<2+>の光ホールバーニングについて調べた。一般にガラスヘのX線照射はガラス構成元素間の結合軌道内電子を強く励起し色中心の生成と光電子による表面帯電をもたらす。このようなマトリックス中にSm^<3+>など易還元性イオンを添加するとX線照射によりSm^<2+>が生成される。

Smイオンの還元能はマトリックスの加熱処理温度に大きく依存し、800°Cよりも1000°Cで加熱したものの方がSm^<2+>の生成量は多い。1000°Cで加熱した10Al_2O_3-90SiO_2:Sm^<3+>ガラスのX線照射前後での発光スペクトル上で、照射前にはSm^<3+>からの^4G_<5/2>→^6H_J(J=5/2,7/2,9/2)の発光が見られるだけであるが、照射後670750nmの領域にSm^<2+>のf-f遷移に対応する、^5D_0準位から基底状態^7F_0及び第1、2励起状態^7F_<1、2>への発光遷移が現れることを確認した。一方でSm^<3+>からの発光は相対的に減少していった。X線照射で生成したSm^<2+>は永続的光ホールバーニング現象を示す。30分のレーザー光照射(300mW/(0.2/0.2mm^2))で^5D_0-^7F_0励起スペクトルのピークにホール形成による強度の減少が常温で観測された。また、ガラス中に副生成される欠陥とホール形成速度との関係についても明らかになりつつある。一方で、ピークを中心に約100cm^<-1>の幅で強度減少も見られた。これは^5D_0-^7F_0遷移波長帯以外の光を照射しても観測されるものであり、光ホールとは区別すべきものである(これを光ブリーチングと言う)。光ブリーチングは^5D_0-^7F_0遷移波長帯を弱いレーザー光で掃引するだけでも起こり、不安定なSm^<2+>イオンの存在を示唆していた。スペクトルホールバーニングは光スペクトル上の選択された波長にホールを開けるもので、これを記録ビットに用いることで、現在の記録材料の密度を一挙に10^4倍にまで向上できるとされている。本研究は、常温で永続的なスペクトルホールバーニング(PSHB)を示す希土類イオンドープガラスを開発し、ガラスの持つ優れた透明性と生産性を活かした空間及び波長軸を制御した超高密度ガラスメモリーを開発することを目的とした。ゾルゲル法によってSm^<3+>イオンドープガラスを作製し、そのX線あるいはフェムト秒レーザを照射することで、その部分のSmイオンのみを2価に還元することに成功した。照射によってAl-O結合の酸素イオンにホールが形成し、抜けた電子がその周辺に配位するSmイオンに取り込まれることによって2価に還元されると考えた。Sm^<2+>イオンの安定性を熱還元されたものとの比較で検討したところ、レーザ照射で作られたSm^<2+>イオンは、熱還元されたSm^<2+>イオンよりは、安定性に劣るものの、x線によるものよりは高い安定性を示すことがわかった。x線によって還元されたSm^<2+>イオンの^7F_0→^5D_0遷移でのPSHB現象を測定したところ、数秒間のレーザ照射でPSHBの生じることを見出した。これは熱還元で生じたSm^<2+>イオンのそれより、100倍以上早いものであった。一方、レーザ照射のそれは、熱還元との中間の早さでPSHBの形成されることがわかった。PSHB形成はSm^<2+>イオン生成反応とは逆の反応で、Sm^<2+>
ケルビンプローブ顕微鏡を用いた酸化グラフェンの局所的な電気特性評価方法の確立

現在、薄膜の表面構造の解析方法として、ナノレベルで評価が可能な原子間力顕微鏡(AFM)が広く使われている。また、AFM関連技術としてケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)がある。導電性プローブを用い、探針とサンプル表面の仕事関数の差を測定することで物質の表面電位像を得ることができる。よって、AFM/KFMは、無機、有機材料開発における特性評価方法の一つとして利用されている。しかし、KFM測定では探針の汚染や酸化状態など、探針先端の状態に測定結果が左右される為、相対的な表面電位の比較に留まり、絶対的な表面電位での議論がほとんど行われていないという問題点がある。そこで今回、酸化グラフェン(GO)をターゲットサンプルとし、HOPG、ITOの表面で比較することで、GOの絶対表面電位の局所評価を検討したので報告する。GOは、安価で大量生産可能かつ表面修飾が容易であることから、ナノ材料として広範囲な応用の可能性が注目されている。GOは、グラファイト粉末からHummers法で合成した。AFM/KFM用サンプルは、HOPG、ITO上にそれぞれ2000rpm、1分間スピンコートして作製した。AFM/KFMは導電性プローブを用い測定を行った。結果、凹凸像ではGOシートとHOPG基板の区別がつきにくいが、表面電位像ではGOシートが緑色で明確に識別された。また、異なるプローブに入れ替えても、基板とGOの表面電位差は一定であった。つまり、基準を決めることで有機材料の表面電位の絶対的な議論が可能であることが確認された。今後、還元状態や酸化状態の異なるGOを作製、評価することで、半導体デバイスにおける有用性を広く示し、有機、無機、ポリマーなど様々な材料へのKFM観察技術応用の可能性を拡張することが期待される。
蒸留可能なメソイオン液体の開発と合成

有機溶媒に替わる高性能電解液などとして,イオンだけから構成されるイオン液体が注目されている。今回分子内塩構造をもつメソイオンに注目し,種々の1,3-ジアルキルテトラゾリウム-5-オレートとその誘導体の合成を検討したところ,いくつかは室温で粘度の低い液体であり,またこのメソイオン液体は従来の高極性溶媒と同程度の性質を示した。蒸留によっての精製が可能であり,再利用可能な溶媒であることを明らかにした。テトラゾリウムメソイオンは、窒素4原子と炭素1原子から構成される複素5員環化合物で、負電荷を環外原子に押しだすことで芳香族性を獲得し、環内には正電荷、環外原子に負電荷を有する分極によって分子内塩となっている。低級アルキル鎖を直接窒素上に有するテトラゾリウムメソイオンが室温で液体となり,また容易に減圧蒸留できることを見いだした。このなかで1-ブチル-3-メチルテトラゾリウム-5-オレートを取り上げ,諸性質を詳細に検討した。汎用されるイオン液体と比較して本メソイオン液体の室温付近の粘度はきわめて低い(35 mPa/s)ことを明らかにした。また,エーテルよりも水,水よりも塩化メチレンへと分配される性質を有しており,反応溶媒として利用した際に水層から生成物をエーテル抽出し,ついで塩化メチレンによるメソイオン液体を抽出することで分離回収再利用が容易であることがわかった。溶媒としての極性を誘電率とソルバトクロミズム色素を用いた測定によって評価したところ,既存のイオン液体と同等もしくはそれ以上の極性溶媒であることがわかった。環外原子が酸素である上記オレート以外に,チオレートやアルキルアミドを合成し,これらもまた室温で液体となることを見いだした。新しいタイプのイオン液体として大量に供給するために, 1-ブチル-3-メチルテトラゾリウム-5-オレートの合成・精製方法を改良し,高純度で入手できる方法についても明らかにした。テトラゾリウムメソイオンは,窒素4原子と炭素1原子から構成される複素5員環化合物で,負電荷を環外原子に押しだすことで芳香族性を獲得し,環内には正電荷,環外原子に負電荷を有する分極によって分子内塩となっている。低級アルキル鎖を直接窒素上に有するテトラゾリウムメソイオンは室温で液体となり,また減圧蒸留できることを見いだした。溶媒としての本メソイオン液体を評価するため,1-ブチル-3-メチルテトラゾリウム-5-オレートを例に取り上げ,大量にかつ簡便に合成・精製する手法を種々検討した。合成上重要な3位の選択的なメチル化を制御することは困難であったが,pHや抽出溶媒を適切に選択することで分液操作のみで目的生成物を副生成物の1-ブチル-4-メチル体から分離・精製することが可能となった。また,メソイオン液体の乾燥(脱水)方法についても検討を行った。これら手法を用いて他のアルキル基を有するメソイオン液体(1-エチル-3-メチルテトラゾリウム-5-オレート,1-プロピル-3-メチルテトラゾリウム-5-オレート)の合成・精製方法を検討した。調製したメソイオン液体中において遷移金属触媒を用いた炭素-炭素結合反応を行い,既存のイオン液体と比較を行った。
音楽胎教及び生後1年間音楽体験をした子どもの発達の特徴的傾向

平成29年度に予定していた音楽胎教教室開催が、研究協力者の産婦人科都合により延期を余儀なくされ、今年度1年遅れで開催することができた。その音楽胎教教室は全2回で1期分の講義とし、平成30年5月より平成31年3月まで、1期生より11期生までを募集し、月2回の頻度で行った。胎教教室では、分担研究者である岡村の過去の音楽胎教の実績から、胎教の有効性などの例を挙げながらレクチャーし、胎教を行う方法を示した。具体的には母親が胎児に向かって歌いかけるときの姿勢やオルゴールの持ち方聴き方などである。そしてその胎教教室に参加された方の中より研究協力して頂ける妊婦を50名集めた。その協力者には以下のことをお願いした。1妊娠時の音楽活動についてのアンケート調査。2母親にオルゴールを貸与しできるだけ毎日聴いていてもらいその活動時の記録を記入してもらう。3出産後は1か月程度を目安に自宅を訪問し、赤ちゃんのNIRS測定を行う。4出産後も赤ちゃんにオルゴールを聴いてもらい、その活動記録を記入する。5出産後半年を目安に発達に関するアンケート調査と「KIDS乳幼児発達スケール」に記入してもらう。以上の調査結果を集計することとした。しかし、出産後連絡が取れない母親が多く、2019年4月現在ようやく12名の集計ができたところである。この結果を2019年5月5日の日本保育学会第72回大会で口頭発表する予定である。なお、本研究の先行研究として今まで岡村が行ってきた音楽胎教への母親の関わり方と子どもの発達についての結果を本野が本研究と関連付けてまとめ、2018年5月12日に宮城学院女子大学で開催された日本保育学会の第71回大会において「音楽胎教の母親のかかわり方と生後の子どもの発達について」と題して口頭発表した。前述のように、研究協力者の母親は50名であるが、出産後連絡が取れない母親が多く、回答もなかなか集まらないため、2019年4月現在ようやく12名の集計ができたところである。今年度音楽胎教教室において音楽胎教についてレクチャーし、研究協力者となって頂いた母親と、音楽胎教した乳児を対象に、引き続き生後一か月程度を目安に自宅を訪問し、赤ちゃんのNIRS測定を行う。また出産後も赤ちゃんにオルゴールを聴いてもらい、その活動記録を記入してもらう。また順次出産後半年経過した赤ちゃんを対象に発達に関するアンケート調査と「KIDS乳幼児発達スケール」に記入してもらい、その後生後1年経過した後、再度追跡調査としてアンケート調査と「KIDS乳幼児発達スケール」測定を依頼する。平成29年度は、研究協力者の産婦人科において看護師長が亡くなるという不幸があり、予定していた音楽胎教教室が開設できず、1年間の延期を余儀なくされた。そこで、その間を利用して本研究の予備研究を行うこととした。すでに音楽胎教についての調査研究を行っていた分担研究者である岡村の未整理の研究資料の中から、岡村他と共に胎動に関する資料を分析し国際幼児教育学会第38回大会において発表した。さらに音楽胎教を行った4歳児の発達について日本音楽教育学会第48回大会において発表した。『音楽胎教時における胎動について』では、『母親の生の歌声を聴いているときは、CDを聴いているときに比べて変化なしが20%以上多い一方、静⇒動は5%くらい少ない。また動⇒静も母親の生の歌声のほうが若干多い。このことは、胎児は母親の歌う声では胎動が少ないあるいは少なくなることを示している。例えば、成人では心地よい安静状態になるとα波が出ているといわれているが、胎児にも同じように心地よい状態の時にはそのような状態になっているのではないかと考えられる。』という結果となった。また、『音楽胎教をした4歳児の発達についてーKIDS乳幼児発達スケールの結果からー』では、『4年間では1歳までの発達が早く、1歳から2歳では一旦発達の伸びが緩やかになる。そして、2歳から3歳にかけて急速に発達する(岡村・本野・高木、2016)。しかしその後3歳から4歳にかけてKIDS乳幼児発達スケールの測定結果では平均的な4歳児の発達指数に近づいていく。『音楽胎動』の結果は、今後使用する音源の選択に重要な示唆を与えるものであり、『4歳児の発達』に関しては、生後1年間胎教と同じ音楽環境に置いた新生児が4歳になった時にどのような発達をするか、比較対象の資料として重要であると考えている。上記の通り、研究協力者である産婦人科の看護師長が亡くなり、産婦人科の中での協力体制が構築できなかったため、音楽胎教教室開設が1年間遅れた。

2母親にオルゴールを貸与しできるだけ毎日聴いていてもらいその活動時の記録を記入してもらう。3出産後は1か月程度を目安に自宅を訪問し、赤ちゃんのNIRS測定を行う。4出産後も赤ちゃんにオルゴールを聴いてもらい、その活動記録を記入する。5出産後半年を目安に発達に関するアンケート調査と「KIDS乳幼児発達スケール」に記入してもらう。以上の調査結果を集計することとした。しかし、出産後連絡が取れない母親が多く、2019年4月現在ようやく12名の集計ができたところである。この結果を2019年5月5日の日本保育学会第72回大会で口頭発表する予定である。なお、本研究の先行研究として今まで岡村が行ってきた音楽胎教への母親の関わり方と子どもの発達についての結果を本野が本研究と関連付けてまとめ、2018年5月12日に宮城学院女子大学で開催された日本保育学会の第71回大会において「音楽胎教の母親のかかわり方と生後の子どもの発達について」と題して口頭発表した。前述のように、研究協力者の母親は50名であるが、出産後連絡が取れない母親が多く、回答もなかなか集まらないため、2019年4月現在ようやく12名の集計ができたところである。すでに30年度4月より産婦人科医院において、研究協力をお願いしており、音楽胎教教室を開設し、音楽胎教の進め方について実践を通じて練習する。そして、音楽胎教を行った新生児について生後1か月程度経過したのち、NIRS(近赤外光脳機能測定装置)による脳内神経活動を測定すると同時に、母親にアンケート調査を行い、新生児の状況を把握する。今年度音楽胎教教室において音楽胎教についてレクチャーし、研究協力者となって頂いた母親と、音楽胎教した乳児を対象に、引き続き生後一か月程度を目安に自宅を訪問し、赤ちゃんのNIRS測定を行う。また出産後も赤ちゃんにオルゴールを聴いてもらい、その活動記録を記入してもらう。また順次出産後半年経過した赤ちゃんを対象に発達に関するアンケート調査と「KIDS乳幼児発達スケール」に記入してもらい、その後生後1年経過した後、再度追跡調査としてアンケート調査と「KIDS乳幼児発達スケール」測定を依頼する。前述のとおり研究協力先の産婦人科看護師長が亡くなり、音楽胎教教室開催が余儀なく延期されたため。平成29年度実施予定だった音楽胎教教室を開催するための交通費等実費、脳内神経活動を測定するためのNIRS(近赤外光脳機能測定装置)の購入、アンケート調査協力者の母親への謝礼に使用予定。平成30年度にNIRS測定機器の購入を検討していたが、価格高騰のため業者と交渉中であり、本年度中の購入を見送った。平成31年度も引き続き価格を交渉して購入を検討する。
腸管上皮における糖鎖発現機構の解明

腸内細菌によって誘導される糖鎖発現を解析するため、SPFマウスと無菌(GF)マウスの各雄雌のマウスの小腸上部、小腸下部、大腸の上皮細胞を単離し、RNA-seq解析により網羅的にSPFマウスとGFマウスの腸管上皮細胞における遺伝子発現の相違を解析した。全遺伝子の中で発現量がFPKM0.1以上の遺伝子を解析対象とし、その中で計135の糖転移酵素遺伝子(Glycogene)について発現量を解析した。まず大腸上皮における糖転移酵素の発現をみたところ、SPFマウスとGFマウスで2倍以上の発現変化を認める糖転移酵素は認められず、大腸においては腸内細菌により発現が誘導される糖転移酵素は同定できなかった。以上の結果より、大腸では明らかに腸内細菌の存在により発現誘導される糖転移酵素は同定されなかったが、一方で小腸においてはこれまで報告されているFut2以外に計10個の糖転移酵素の発現が腸内細菌によって誘導されることが明らかとなった。当初の計画通り、SPFマウスとGFマウスの小腸および大腸の上皮細胞の遺伝子発現をRNA-seqにより網羅的に解析することで、特に小腸において腸内細菌によって発現が誘導される糖転移酵素が新たに同定された。一方で、計画時に予測していた大腸における腸内細菌による糖転移酵素の発現誘導は認められなかった。しかしながら、粘膜バリア機能に重要とされるFut2も大腸で発現が高いものの、大腸では腸内細菌によって発現が誘導されず、今回新たに同定した糖転移酵素もまたFut2と同様に、小腸では腸内細菌で発現が誘導され、大腸ではさらに高い発現が認められることから粘膜バリアに重要である可能性があると考える。その可能性の根拠の一つとして、今回腸内細菌によって発現誘導されることを新たに見出したB3galt5は腸管上皮の抗菌分子の発現を誘導するインターロイキン(IL)-22により誘導されることからこれまでの既報で明らかとなっている。以上の結果より、当初の予想とは異なるが、腸内細菌によって発現誘導される新たな糖転移酵素が同定され、今後の研究の発展が期待できることからおおむね順調に研究は進展していると考える。ここまでの研究により、小腸で腸内細菌によって誘導される糖転移酵素を同定したが、Fut2以外は腸管におけるそれらの機能はわかっていない。特に腸内細菌によって発現が誘導され、大腸に特異的に高発現しているB3galt5はIL-22により誘導されることから粘膜バリア機能に関係していることが考えらえる。生体の腸管におけるそれらの糖転移酵素の機能を明らかにするために、CRISPR/Cas9システムを用いてそれぞれの欠損マウスを作製し、その表現型を解析する。また糖鎖修飾のターゲット分子の一つであるLypd8の、野生型マウス(SPFマウスとGFマウス)または各糖転移酵素の欠損マウスにおける機能変化ならびに糖鎖修飾変化を解析する。また当初の計画通り、潰瘍性大腸炎(UC)患者の大腸上皮の糖転移酵素の発現を解析し、大腸癌患者の正常粘膜部分と比較した場合に、UC群で発現が著しく低下する遺伝子を選別し、腸管炎症との関連が示唆される糖鎖生合成関連分子を同定する。また両群の大腸上皮細胞表面に発現する糖鎖パターンの違いをレクチンアレイや質量分析により解析する。

ここまでの研究により、小腸で腸内細菌によって誘導される糖転移酵素を同定したが、Fut2以外は腸管におけるそれらの機能はわかっていない。特に腸内細菌によって発現が誘導され、大腸に特異的に高発現しているB3galt5はIL-22により誘導されることから粘膜バリア機能に関係していることが考えらえる。生体の腸管におけるそれらの糖転移酵素の機能を明らかにするために、CRISPR/Cas9システムを用いてそれぞれの欠損マウスを作製し、その表現型を解析する。また糖鎖修飾のターゲット分子の一つであるLypd8の、野生型マウス(SPFマウスとGFマウス)または各糖転移酵素の欠損マウスにおける機能変化ならびに糖鎖修飾変化を解析する。また当初の計画通り、潰瘍性大腸炎(UC)患者の大腸上皮の糖転移酵素の発現を解析し、大腸癌患者の正常粘膜部分と比較した場合に、UC群で発現が著しく低下する遺伝子を選別し、腸管炎症との関連が示唆される糖鎖生合成関連分子を同定する。また両群の大腸上皮細胞表面に発現する糖鎖パターンの違いをレクチンアレイや質量分析により解析する。
培養系によるスンクス扁桃陰窩上皮と免疫細胞の接着機構に関する研究

スンクス肩桃陰窩上皮はヒトと同様に扁桃特有のリンパ上皮共生を呈しており、肩桃の免疫機能発現におけるそれら上皮の役割を検索する上で有用なモデルとなる。昨年度は陰窩上皮とリンパ球の接着現象をin vitro実験系により解析した。本年度の実験を遂行中、EYLab製抗マウスIgA抗体の特定ロットがスンクスIgAに高い交差反応性を示すことが判ったために当初の実験計画に若干の修正を加え、粘膜局所免疫系において重要な役割を果たすIgA産生系の細胞動態と陰窩上皮における接着リンパ球との関連について検討を加えた。その結果、次の事が明らかにされた。1.抗スンクスT細胞、あるいはB細胞モノクローナル抗体を用いてスンクス扁桃陰窩上皮を免疫電顕的に検索すると、同上皮内にはT細胞のみならず多数のB細胞や形質細胞が遊走し、陰窩上皮ケラチノサイトと接着していることが示された。2.抗マウスIgA抗体を用いたスンクス陰窩上皮の免疫組織化学的検索から、陰窩上皮内にはIgG、IgMに比べ非常に多くのIgA産生形質細胞が分布していることが明らかにされた。3.IgA産生形質細胞は陰窩上皮のみならず、口腔の粘膜下組織や鼻粘膜でも優位な分布が示された。以上のことより、スンクス扁桃は局所粘膜免疫系における主要なIgA産生組織であり、その形質細胞の分化に陰窩上皮が重要な場として機能していることが推測された。陰窩上皮内に遊走し、ケラチノサイトやM細胞と接着するB細胞がすでにIgA産生系ヘコミットされているかどうかは明らかでないが、スンクス扁桃には陰窩上皮内における細胞接着によるシグナル伝達やサイトカイン分泌で形成される微小環境により、感作抗原に対するIgA産生へのクラススイッチが優位に誘導されることが示唆された。IgA産生形質細胞の分化と陰窩上皮との接着機構の関係については現在も解析進行中である。スンクス扁桃陰窩上皮はヒトと同様に扁桃特有のリンパ上皮共生を示しており、扁桃の免疫機能発現におけるそれら上皮の役割を検索する上で有用なモデルとなる。今回、スンクスを材料にして陰窩上皮ーリンパ球間接着機構について検索を行った結果、次の事が明らかにされた。1.PPDにて扁桃を刺激すると陰窩上皮では遊走細胞数が増加し、M細胞の加わった細胞数610個程度からなるクラスター形成が高頻度に観察された。2.免疫組織化学的に刺激扁桃陰窩上皮では無処置群に比べLFA-1陽性細胞数に増加傾向がみられ、さらに上皮ケラチノサイト膜上に免疫電顕的にICAM-1の発現増強が認められた。3.扁桃凍結切片上でリンパ球を培養すると陰窩上皮の領域に一致したリンパ球の特異細胞接着が認められ、それら接着活性は刺激動物に由来する扁桃切片を用いた場合に無刺激群に比べ有意に高い上昇が示された。それらは培養系にICAM-1あるいはLFA-1の中和抗体を添加することで6075%の阻害を受けた。以上のことより、スンクス扁桃では抗原刺激に応じて陰窩上皮内で接着分子の発現パターンが変化し、クラスター形成が誘導されたと思われる。この構造は陰窩上皮内に侵入した口腔内抗原の提示や認識のために発達した機能的ユニットである可能性があり、クラスターを取り囲むケラチノサイトはユニット構造の支持体として重要であるばかりでなく、ICAM-1発現という陰窩上皮特有の性格を示すことでクラスター構成細胞の活性化にも関与していることが示唆された。このようにスンクス扁桃の陰窩上皮では上皮ーリンパ系が相互に協調し、扁桃に誘導される免疫応答の初期段階に重要な機能を果たす環境を作り上げているものと思われる。また、上皮ーリンパ球間の接着抑制が上皮内クラスターの構造や機能、さらに扁桃免疫応答にも影響を与える可能性も予想された。

陰窩上皮内に遊走し、ケラチノサイトやM細胞と接着するB細胞がすでにIgA産生系ヘコミットされているかどうかは明らかでないが、スンクス扁桃には陰窩上皮内における細胞接着によるシグナル伝達やサイトカイン分泌で形成される微小環境により、感作抗原に対するIgA産生へのクラススイッチが優位に誘導されることが示唆された。IgA産生形質細胞の分化と陰窩上皮との接着機構の関係については現在も解析進行中である。
台灣・北部フィリピンの少数民族の口頭伝承に関する言語学的・人類学的調査研究

本調査研究は、現地調査としては、主に、フィリピン関係を森口と山田が、台湾関係を森口、笠原、野林、それに加えて、研究協力者の宮岡が担当した。特に、フィリピン側は、台湾と密接な関係があるイヴァタン族、イトバヤット族に、そして、台湾側は、国境地帯のヤミ族、そして、山岳地域に居住するブヌン族、ツォウ族、ルカイ族に注目して調査を行った。科学研究費による調査研究の期間内に2冊の出版物を世に出した。第一冊目は、当初から我々の調査研究に参加して頂いている山田氏の70歳の記念と今後の活発な調査研究を期待した、中間報告書-Batanes Islands and Taiwan.(391pp.)を2005年4月に公にした。この報告書には、森口"Northern Bunun Texts No2"、山田"An Itbayat Chronicle"、笠原「屋内埋葬-日本統治期における台湾原住民の旧慣消滅をめぐって」、野林「台湾における狩猟活動の系譜」、宮岡「ツォウの霊的存在をめぐる一考察」などの論文が含まれている。この調査・研究は、台湾の原住民の中で中南部に広がるブヌン、ツォウ、パイワン、プユマ、ルカイ、ヤミとフィリピン北部のイトバヤット、イヴァタン、バブヤン・クラーロ、カラオなどの少数民族に細々と継承されている民間伝承を中心にその中に記されている事柄を言語学的、人類学的、考古学的な観点から学際的な調査研究を行った。この調査・研究に参加している4名と研究協力者の宮岡は、それぞれ現地調査を行い、記録・分析を行った。森口、山田は、フィリピン側を担当し、前者は、イヴァタンとイトバヤットの伝承、歌謡、語彙、文法の調査研究を、後者は、イトバヤット語の文献的な調査と過去の調査ノートの整理を行った。台湾側は、森口、笠原、野林と宮岡が担当し、森口は、ブヌン語、ヤミ語を、笠原は、ツォウとルカイの伝承の裏にある人類学的事実を、宮岡は、伝統的祭祀の変容を、野林は、ツォウ族の狩猟に関する調査研究を行った。特に、森口は、」若い人達に忘れ去られているブヌン語の伝承と歌謡に使われる語彙の言語学的分析と語彙集の編集へ向かっての記録を、また、笠原、宮岡は、ツォウに伝統的行事の記録と分析を人類学的、映像的に行う予備調査を行った。それらの調査・研究の結果から森口は、ヤミにおける民族分類にもとづく言語現象を「真の魚・悪い・年寄りの魚」で、命名方式のシステムを「テクノニミー(子供本位呼称法・親従子称制)」でまとめて、また、言語学的な観点からヤミについて考察し、「バタニック諸語とヤミ文化」を公にした。この調査・研究の目的は、フィリピン北部の北部ルソン島とその北にあるバブヤン諸島、バタン諸島のイトバヤット島、イヴァタン島、バブヤン島、サブタン島などの消滅する危機にある少数民族に継承されている民間伝承を中心に記述し、その中に記録されている事柄を言語学的、人類学的、考古学的な観点から学際的な調査研究を行うことである。このプロジェクトに参加している4名と研究協力者の宮岡、張は、それぞれ現地調査を行い、記録・分析を行った。森口、山田は。フィリピン側を担当し、前者は、イヴァタンとイトバヤットの伝承、歌謡、語彙、文法の調査研究を、後者は、イトバヤット年代記の記録とイトバヤット語の文献的調査と今までの調査結果の整理を行った。台湾側では、森口、笠原、野林、宮岡、張が担当し、森口は、中部のブヌン語と南部のヤミ語を、笠原は、ルカイとタイヤルの伝承の裏にある人類学的事実を、野林は、ツォウ族の狩猟に関する調査研究、宮岡は、ツォウ族の伝統祭祀の変容を、張は、原住民諸語と客家語との借用関係に関する調査研究を行った。特に、森口は、若い人たちにもう忘れ去られていて、老人層に継承されているブヌン語の伝承と歌謡を多量に発掘し、それを記述し、一方、イヴァタン諸語に見られる「漁師ことば」の言語変化への影響の調査を行った。山田は、イトバヤットの人達の記憶を年代順に記録した。笠原、宮岡は、ツォウの伝統的行事の記録と分析を映像的、人類学的な調査を行った。

これらの成果は、この科研費の中間報告としてMoriguchi(Edit)(2005)などにまとめた。この調査・研究の目的は、フィリピン北部の北部ルソン島とその北にあるバブヤン諸島、バタン諸島のイトバヤット島、イヴァタン島、バブヤン島、サブタン島などの消滅する危機にある少数民族に継承されている民間伝承を中心に記述し、その中に記録されている事柄を言語学的、人類学的、考古学的な観点から学際的な調査研究を行うことである。このプロジェクトに参加している研究分担者の森口、笠原、野林の3名は、それぞれ現地調査を行い、記録・分析を行った。フィリピン側は森口が担当し、イヴァタンとイトバヤットの伝承、歌謡、語彙、文法、テキストの採集の調査研究を、台湾側では、森口、笠原、野林が担当し、森口は、中部のブヌン語と南部のヤミ語を、笠原は、ルカイとタイヤルの伝承の裏にある人類学的事実を、野林は、ツォウ族の狩猟に関する調査研究と台北において文献調査を、行った。また、国内においては、森口と笠原が、過去の調査記録を整理して、来年度の報告書執筆の準備を始めた。特に、森口は、若い人たちにもう忘れ去られていて、老人層に継承されているブヌン語の伝承と歌謡を多量に発掘し、それを記述し、今、入力中である。一方、イヴァタン諸語に見られる「漁師ことば」の言語変化への影響の調査を行い、新たに見いだされた資料を追加し、分析を行っている。山田は、イトバヤットの人達の記憶を記録し、整理中である。笠原は、ツォウの伝統的行事の記録と分析を映像的、人類学的な調査を行った。一方、森口がイトバヤットの調査協力者とともに編纂している「イトバヤット-英語辞典」の候補語彙の抽出を終わり、現在は、その精選と翻訳と例文を追加している。この科研費では、終了が不可能なので、将来の出版の基礎を作りつつある。この調査・研究の目的は、台湾原住民とフィリピンの北部ルソン島とその北にあるバブヤン諸島、バタン諸島のイトバヤット島、イヴァタン島、サブタン島などの消滅する危機にある少数民族に継承されている民間伝承を中心に記述し、その中に記録されている事柄を言語学的、人類学的、考古人類学的な観点から学際的な調査研究を行うことである。このプロジェクトに参加している研究代表者の森口、分担者の山田、笠原、野林の3名は、それぞれ現地調査を行い、記録・分析を行った。フィリピン側は森口と山田が担当し、イヴァタンとイトバヤットの伝承、歌謡、語彙、文法、テキストの採集の調査研究を、台湾側では、森口、笠原、野林が担当し、森口は、中部のブヌン語と南部のヤミ語を、笠原は、ルカイとタイヤルの伝承の裏にある人類学的事実を、野林は、台湾原住民の文化と伝統の保存と展示に関する調査研究を、行った。また、国内においては、森口と笠原が、過去の調査記録を整理した。それらの調査・研究成果をもとに全員が本プロジェクトの最終報告書の執筆を行った。特に、森口は、若い人たちにもう忘れ去られていて、老人層に継承されているブヌン語の伝承と歌謡を多量に発掘し、それを記述し、入力し、翻訳・文法的解釈を行った。一方、先年の台湾の集集大地震の際、原住民が経験したことを母語であるブヌン語で話したものをテキスト化して収録した。山田は、イトバヤットの会話の教科書を英語、タガログ語の解説を加えて作成した。笠原は、ツォウの氏族組織の研究を伝承という資料から解きほぐし、分析を人類学的な手法で行った。また、野林は、台湾の原住民博物館の原住民文化の保存と展示という観点から研究を行った。これらの研究は研究報告書としてTexts, Contexts and Materials --- Research Reports on Batanes and Taiwanとしてまとめられた。
数理物理と位相幾何学及び関連する代数構造

共形場理論における相関函数のモノドロミ-表現の構造を研究し,得られた組みひも群,リーマン面の写像類群の表現と量子群,準ホップ代数との関連を明らかにした.また,これを用いて,3次元多様体の位相不変量を構成し,ウィッテンが,チャーン・サイモンズゲージ理論における分配函数として提唱した位相不変量について,数学的に厳密に定式化した.モノドロミ-表現のユニタリ性を,超幾何函数,局所系のコホモロジーの交叉理論によって証明し,応用として,3次元多様体のヘ-ガード種数,結び目のトンネル数など,古典的な不変量の下からの評価を与えた.さらに,KZ方程式のモノドロミ-表現に関する成果をバシリエフ不変量に応用し,ドラムホモトピー理論の手法を展開することにより,純組みひも群の降中心列が,バシリエフ不変量によるフィルトレーションと一致すること,さらに,純組みひもが,バシリエフ不変量によって完全に分類されることを証明することができた.バシリエフ不変量は,結び目全体の空間の0次のコホモロジーの研究に由来しているが,高次のコホモロジーについても,グラフ複体とよばれる概念を用いて,結び目全体のなす無限次元空間上のドラム複体を記述する手法を与えた.これを用いてチャーンサイモンズ摂動理論に示唆された,バシリエフ不変量,結び目の空間のコホモロジー類について,コンフィギュレーション空間上の積分としての表示を与えることができた.ここにあらわれるグラフは,チャーンサイモンズ摂動理論において準古典近似を行う際に登場するファインマン図形であり,無限次元的な手法で得られた位相不変量の具体的な記述を与えている.また,これらのグラフは,リーマン面のモジュライ空間のセル分割にもあらわれるものであり,両者の関係を明らかにすることは,今後の重要なテーマであると考えられる.共形場理論における相関函数のモノドロミ-表現の構造を研究し,得られた組みひも群,リーマン面の写像類群の表現と量子群,準ホップ代数との関連を明らかにした.また,これを用いて,3次元多様体の位相不変量を構成し,ウィッテンが,チャーン・サイモンズゲージ理論における分配函数として提唱した位相不変量について,数学的に厳密に定式化した.モノドロミ-表現のユニタリ性を,超幾何函数,局所系のコホモロジーの交叉理論によって証明し,応用として,3次元多様体のヘ-ガード種数,結び目のトンネル数など,古典的な不変量の下からの評価を与えた.さらに,KZ方程式のモノドロミ-表現に関する成果をバシリエフ不変量に応用し,ドラムホモトピー理論の手法を展開することにより,純組みひも群の降中心列が,バシリエフ不変量によるフィルトレーションと一致すること,さらに,純組みひもが,バシリエフ不変量によって完全に分類されることを証明することができた.バシリエフ不変量は,結び目全体の空間の0次のコホモロジーの研究に由来しているが,高次のコホモロジーについても,グラフ複体とよばれる概念を用いて,結び目全体のなす無限次元空間上のドラム複体を記述する手法を与えた.これを用いてチャーンサイモンズ摂動理論に示唆された,バシリエフ不変量,結び目の空間のコホモロジー類について,コンフィギュレーション空間上の積分としての表示を与えることができた.ここにあらわれるグラフは,チャーンサイモンズ摂動理論において準古典近似を行う際に登場するファインマン図形であり,無限次元的な手法で得られた位相不変量の具体的な記述を与えている.また,これらのグラフは,リーマン面のモジュライ空間のセル分割にもあらわれるものであり,両者の関係を明らかにすることは,今後の重要なテーマであると考えられる.組紐群の表現は、可解格子模型、共形場理論など数理物理との関連で新たな局面を迎え、結び目の位相不変量の構成にも顕著な応用が見いだされてきたが、本研究では、これをさらに発展させて、リ-マン面上の共形場理論に現れる写像類群のホロノミ-表現の構造を明かにして、それを3次元多様体の位相不変量の構成に応用した。具体的には、3次元多様体のヘ-ゴ-ド分解と呼ばれる記述を用いて、張り合わせ写像から位相不変量を計算する方法を与えた。また、この写像類群の表現と、量子群の1のべき根に於ける表現論との関係を研究した。さらに、ウイッテンによるチャ-ン=サイモンズ理論を用いた位相不変量、及びそのデ-ン手術による記述との関連を明らかにした。研究のテーマは,リーマン面上の共形場理論の3次元多様体のトポロジーへの応用であ。特に,共形場理論に現れるリーマン面の写像類群の射影表現に基づいて,3次元多様の位相不変量を定義し,これを用いて,Heegaard種数,トンネル数等,3次元多様体とンクの古典的な不変量に関する下からの評価を得た。Chern-Simonsゲージ理論に基づいたWittenによる3次元多様体の不変量の先駆的な構成の後,組み合せ的,あるいは幾何的な観点から幾つかの仕事がなされた。我々の方法はHeegaard分解とよばれる3次元多様体の記述と,上に述べた共形場理論に現れるリーマン面の写像類群の表現に基づいている。さらに,ここで述べたアプローチと,Dehn surgeryと1のべき根における量群の表現に基づくReshetikhin-Turaevの方法との関連を明らかにした。上に説明したWitten不変量の表示と,写像類群の表現のユニタリ性を用いて3次元多様のHeegaard種数の下からの評価が得られる。また,この方法を3次元多様体内の結び目適用することにより結び目のトンネル数の下からの評価が得られる。

これは,共形場理論におけるモノドロミー表現に基づいて古典的不変量の様々な評価式を与える新しい手法を提供している。共形場理論におけるモノドロミー表現の構造について研究し,量子群との関連を明らかにした.また,得られた組みひも群,写像類群の表現を用いて,ウィッテンによって提唱された3次元多様体の位相不変量のヘーガード分解による記述を与えた.これにより,結び目のトンネル数,3次元多様体のヘーガード種数など,古典的な位相不変量の下からの評価を与えた.さらに,KZ方程式のモノドロミー表現に関する成果をバシリエフ不変量に応用した,とくに,純組みひも群について,バシリエフ不変量の定めるフィルトレーションは,群の降中心列に一致することを示し,これを用いて,純組みひもについて,バシリエフ不変量が完全であることを証明した.この際,用いた手法は,いわゆるド・ラームホモトピー理論であるが,結び目全体の空間にもこの方法を拡張して,いわゆるバー構成法の一般化を定式化した.これにより,O次元コホモロジーがバシリエフ不変量全体と一致するような複体が得られ,結び目全体の空間上の微分型式を組織的に研究するわく組が与えられた.また,上記の3次元多様体の不変量についても,表現論的手法を援用することにより新しい知見が得られた.ディンキン図形の自己同型でわることにより得られる不変量に対して,いわゆるレベル-ランク双対性を証明した.
ＴＬＲ５活性化におけるＬＲＲＣＴドメイン２量体化の役割の解明

生体防御において重要な役割を果たす自然免疫に関する研究を分子生物学、細胞生物学的に実施した。自然免疫の主要な受容体であるTLRの活性化機構をマウスTLR4、TLR5を材料に検討した。当初の想定とは異なり、TLR4とTLR5は各々固有の分子機序によって活性化されていることが新規に見出された。さらなる解析により、詳細なTLR活性化機構が解明されると期待され、TLR活性化の人為的調節法の開発につながるものと考えられる。昨年度に引き続いて、マウスTLR4, TLR5の構造機能相関をリガンド刺激時のIL-8産生応答を指標に293細胞一過性発現系をもちいて精力的に解析した。その結果、以下のことがらが見いだされた。マウスTLR4のLPSによる活性化に関して、1.膜貫通部位の延長変位によって影響を受けないこと、2.TIRドメイン内の点変異N682D, E796Pは活性化に影響を与えないこと、3.TIRドメイン内の点変異P712A, D709N変異はLPS用量反応曲線を右方に変異させること、4.TIRドメイン内の点変異R729Y変異は自発的活性可能を保持し、LPS反応性を失うこと、である。マウスTLR5のフラジェリンによる活性化に関して、上記1,2に対応する点変異体においてTLR4と全く異なる反応が認められた。すなわち、1.膜貫通部位の延長変位によって刺激応答能を失うこと、2.TIRドメイン内の点変異D718N, P834Eも同様に刺激応答能をうしなうこと、である。3,4の項目については、点変異体の作製を進めており、TLR4の場合との相違を調べる手はずを整えている。また、マウスTLR4/5のキメラ受容体のひとつについて、フラジェリン、LPS両方のリガンドに対して反応を示さなかったものの、自発的受容体活性可能が膜貫通部位長さ依存的に増強するという予期しなかった形質が認められた。マウスTLR4の自発的受容体活性化能は、膜貫通部位長さによらずほぼ一定であった。受容体活性化機序を明らかにする上で、重要な研究材料となる可能性が示唆された。マウスTLR4, TLR5の構造機能相関をリガンド刺激時のIL-8産生応答を指標に293細胞一過性発現系をもちいて精力的に解析を進め、以下のことを明らかにした。マウスTLR4のLPSによる活性化に関して、1.膜貫通部位の延長変位によって影響を受けないこと、2.TIRドメイン内の点変異N682D, E796Pは活性化に影響を与えないこと、3.TIRドメイン内の点変異R729Yは自発的活性可能を保持するもののLPS反応性を失わせること、4.TIRドメイン内の点変異P712A, D709NはLPS用量反応曲線を右方に変異させること、である。マウスTLR5のフラジェリンによる活性化に関して、上記1、2、3に対応する点変異体においてTLR4と全く異なる反応が認められた。すなわち、1.膜貫通部位の延長変位によって刺激応答能を失うこと、2.TIRドメイン内の点変異D718N, P834Eも同様に刺激応答能を失わせること、3.TIRドメイン内の点変異R767Yは比較的軽微なフラジェリン応答性の減弱を与えるにとどまることである。4.については、TIRドメイン内の点変異P751A, D748Nはフラジェリン用量反応曲線の右方変異(D748N)ないし反応性の消失(P751A)の結果が得られ、TLR4の場合と近い結果が得られた。これらの結果から、TLR4とTLR5は異なる分子機序によって活性化されていることが新規に見出された。マウスTLR5ついて、LRRCTドメインを介して2量体を形成した受容体がリガンド会合によって、非対称複合体を生成して細胞内情報伝達経路を活性化するという新規の活性化機構モデルが想定されている。マウスTLR4に関しては、単量体化することが細胞内情報伝達経路の活性化を引き起こすと解釈された。さらなる解析により、詳細なTLR活性化機構が解明されると期待される。1.LRRCTドメイン構造機能相関マウスTLR5、TLR4/5キメラ受容体のホ乳類細胞一過性発現系を構築し、リガンド応答、ならびに自発的活性化を検出する実験系を構築した。TLR5一過性発現系を、LRRCTドメインに対する点変異体に対して適応し、アラニン置換体V597A, Y627Aについて、リガンド結合変異体であるD293A, E365Aと同等の用量反応曲線右方変位を示すことを見いだした。近傍アミノ酸残基N599, M626の変異体はリガンド反応特性に影響がなく、V597とY627の部位特異性が示された。この知見は、TLR5

LRRCTドメイン中の特定アミノ酸残基がマウスTLR5において、機能上重要であることを示唆している。種間保存性や、他のTLRとの比較を元に、V597, Y627の組み合わせ点変異体の系統的構築をすすめ、側鎖構造と受容体機能の連関を解析する準備をととのえた。2.P751H変異体、TLR4/5キメラ受容体を利用した分子間相互作用解析マウスTLR5 P751H点変異体は、マウスTLR4 P712H変異と同様ドミナントネガティブ形質を持ち、この形質は、LRRCTドメインを必要とする。これは、マウスTLR5においてLRRCTドメインが受容体分子間相互作用に関与することを示唆する知見である。人工分子であるLRRドメイン欠失キメラ受容体の自発的活性化能を利用した測定系を構築し、細胞レベルでの分子間相互作用解析を実施した。その結果、マウスTLR5LRRCTドメインによる2量体化は、マウスTLR4のTIRドメイン自発的活性可能を抑制する方向に働くことが示唆された。TLR5のTIRドメインが自発的活性可能を示さないことも明らかになった。これらの知見は、TLR4とTLR5の受容体機能制御において、LRRCTドメインが異なる分子機能をもつ可能性を示している。当初計画では、LRRCTドメイン組換えタンパク質の作製と、それを用いた生化学的解析や細胞生物学的解析が平成24年度での実施計画に加わっていた。293細胞一過性発現系を用いた受容体構造機能相関を解析する実験において、予想外の発見があり、実験の計画を変更して組換えタンパク質の作製を順延することとした。研究開始時には、マウスTLR5はTLR一般の活性化機構を明らかにするためのモデル分子との位置づけであり、マウスTLR5で見いだされる知見は、基本的にはマウスTLR4にも同様に見いだされると考えていた。しかし、研究実績の概要に記したように、マウスTLR4の変異体は、マウスTLR5のカウンターパートと全く異なる表現型を示すことが明らかになってきている。これは、マウスTLR4とTLR5の活性化機序が決定的に異なることを示唆するものであり、研究の大きな発展を予見させるものである。このため、平成24年度の実験は293細胞を用いた受容体構造機能相関の解析に集中して、研究の発展的な方向性を大きくすることに力を注いだ。短期的には、研究の進展の遅れと捉えられうる事柄ではあるが、より大きな発見のための変更と私は考えている。計画との対応を第一に考えて、「やや遅れている」の区分を選んであるが、研究全体を考えると大きな遅延とは見なさなくてよいと考えている。平成23年度の研究計画に記した1.LRRCTドメイン構造機能相関、2.P751H変異体、TLR4/5キメラ受容体を利用した分子間相互作用解析に関しては、精力的に実験を実施した結果、本研究課題「TLR5活性化におけるLRRCTドメイン2量体化の役割の解明」を遂行するための計画におおむね合致した進展を遂げることができた。さらに、マウスTLR4が、TIRドメイン自発的活性化能を有し、その制御はTLR5の活性化と異なる機序によることを示唆する予備的データも得られており、本研究課題が発展的にTLR4活性化機序の解明に展開する手がかりとなることが示されつつある。この点で、おおむね順調な伸展であると判断される。平成24年1月より埼玉医科大学医学部生化学教室に異動したため、実験系の再セットアップをおこなうことが必要となった。実験に一時中断時期があり、また、実験系の移築に労力を取られたが、年度末までに細胞生物学的測定をおこなえる用意が整い、これまでの実験と一貫性のある結果が得られる状況にあることを確認することができた。
近視マウスの網膜細胞種別発現プロファイリングとヒト遺伝子多型データとの相関

近視は日本人の4割を占める状態であり、特に強度近視は成人失明の原因になっている。近視発生には網膜内層の寄与が大きいことが報告されてきたが、どの細胞種による寄与が中心であるかは不明である。本研究では、従来生理的に近い状態で単離が難しかった網膜内層の細胞のうち、マウス視神経細胞に焦点をしぼってパパイン酵素による処理、フローソーターによる細胞の単離を行ったうえで、次世代シークエンサーによりRNA Seqを行うことで遺伝子発現プロファイルを作成することができた。今後、同実験法をマウス近視モデルにて実施することにより、近視発生のメカニズムの解明、予防・治療法の解明に寄与していくと考えられる。(1) C57B6マウス網膜を用いて、安定的にviabilityの高い細胞に乖離することができた。パパインが低温でも十分な酵素活性を持つ特性を活かした方法を用いたが、国内で購入可能な試薬の組み合わせをみつけることができた。(2) Thy1p-CFPマウス網膜でも、C57B6で有効性が確認されたものと同じプロトコールにて、同様に安定的に、ほとんどの細胞を個々の細胞に乖離することができた。蛍光顕微鏡下で、CFPの蛍光をもつ細胞が確認された。(3) Thy1p-CFPマウス網膜を乖離後、フローソーターで蛍光陽性細胞を分取した。分取後の細胞を再解析したが、purityが80%程度にとどまっており、現状の課題である。過去研究者が行ったNrlp-GFPマウスでは、purityは99%を超えていた。(4)マウス近視モデルについて、より安定した表現型がえられるよう、コンタクトレンズの装用の方法、装用時期などを再検討している。平成24年度で達成した、網膜の個別細胞への乖離、フローソーターでの分取の成功をもとに、特にマウス視神経細胞についてRNA Sequencingを行い、その発現プロファイルを得ることに成功した。ヒト高度近視における遺伝子多型データを、所属機関の研究者より入手し、マウス視神経細胞の発現プロファイルのデータと比較した。マウス近視モデルについては、安定した表現型が得られなかったために、プロジェクトの期間内に、計画していたマウス近視モデルと対照マウスにおける各細胞の遺伝子発現プロファイルを明らかにするには至らなかった。RNA Sequencingについては、国際情報交換を米国NIHと行いながら、解析を京都大学医学部医学研究支援センターとの共同研究で行うことができた。実験の基本となる、網膜の乖離、フローソーターでの分取ができたことは、進展といえる。また、次世代シークエンスについて、得られたデータの解析を含め、日米での共同研究の枠は合意することができ、これも大きな進展といえる。しかし、遺伝子改変マウスの譲渡が順調にすすんでいないこと、マウス近視モデルで安定した表現型が得られていないことが課題であり、まだ予断を許さないと考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。最初に提出した研究実施計画にそえばよいと考えている。課題として、早期にマウス近視モデルを、安定した表現型といえるレベルにすることが必要と考える。他の重要な技術的な問題は24年度に解決できたと考えている。