hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感染症と免疫病の分子生物学と医学

1.GPIアンカー生合成の第1ステップの酵素が、PIGA,PIG-H,PIG-C,GPI-1の4成分複合体であること、第2ステップの酵素がPIG-Lタンパク質であることを明らかにした。2.GPIアンカーをタンパク質に結合するトランスアミダーゼが、GPI8とGAA1の2成分を含む複合体であることを示し、このうちGAA1のC末端がGPIアンカー付加シグナル配列を認識するサブユニットであることを示した。3.GPIアンカーのドリコールリン酸マンノース合成酵素において、哺乳動物では2種類の酵素(DPM1,DPM2)が必須であることを証明た。4.トリパノソーマのPIG-Bホモログをクローニングし第3のマンノースの転移に働くことを示した。菊谷1.CD40のリガンド(CD40L)の遺伝子の変異が原因で発症する高IgM血症の自己免疫現象の機序を解明するために、CD40欠損マウスのリンパ球をヌードマウスへ移入した。結果、自己抗体の産生、自己免疫性の胃炎や甲状腺炎が誘導され、CD40-CD40L相互作用が自己反応性CD4T細胞の制御においても機能していることが明らかになった。1.ヒト野生型CD40を発現するトランスジェニックマウスでは、B細胞の出現は正常であったが、抗体産生が著しく阻害されており、CD40が形質細胞分化を抑制するシグナルを伝達している可能性が示唆された。更に、この抑制シグナルはCD40の細胞質内領域の膜遠位部より伝達されていた。清野1.炎症性腸疾患IBDの発症には、Th2系の禁止クローンの出現が発病に強く関わること、禁止T細胞クローンは腸管局所において消化管常在細菌の刺激により増殖しIL-4を自発的に産出して自己や食餌抗原に対する異常なB細胞応答を誘導することを明らかにした。2.腸管の上皮細胞表面に腸管上皮細胞間リンパ球の機能を特異的に調節制御する分子が存在することを示した。3.鼻粘膜関連リンパ組織(NALT)とパイエル板との類似点を見い出し、NALTが鼻粘膜関連組織における粘膜免疫誘導組織であることを示した。また、抗原を多量に経鼻投与する事により鼻粘膜での抗原特異的免疫寛容を誘導し、鼻粘膜アレルギー治療に対する治療法の可能性を示唆した。(岸本グループ)1)サイトカインのnegative feedback因子であるSSI-1・の生体内での機能を、そのノックアウトマウスの作製により解析した。作製されたマウスは発育不良、早期死亡を呈し、また免疫系細胞のアポトーシスが亢進していた。その機序としてSSI-1が腫瘍壊死因子(TNF)のシグナル伝達を阻害していることを示唆した。2)プレB細胞増殖因子PBSFの受容体であり同時にHIVの第二受容体でもあるCXCR4欠損マウスを作製した。作製されたマウスは血球系細胞の著減、血管形成の不全など、PBSF欠損マウスと類似の形質を呈し、PBSFとCXCR4の一対一のリガンド・受容体関係が明らかになった。3)無ガンマグロプリン血症の責任遺伝子であるBtkの、Bリンパ球内のカルシウム関連シグナル伝達における意義を明らかにし、またBtkの活性抑制因子を同定した。(山西グループ)1) HHV-6Bの潜伏感染時に発現するmRNAを5種類見出した。
近代日本における少年司法政策の展開と非行少年概念の成立に関する比較社会史的研究

本研究は、1922年旧少年法制定に至る過程における近代日本の青少年に対する社会統制のあり方を、日本の少年司法に影響を与えたアメリカ合衆国のそれとの比較を通じて検討するものである。本年度は、過去2年間の成果をふまえ、以下の3点に焦点を当て、研究を進めた。1)アメリカ合衆国における少年司法政策を日本に紹介した資料の分析を、過去2年間に引き続き行った。今年度は特にアメリカ合衆国に置いて資料収集を行い、19世紀末から20世紀初頭にかけての万国監獄会議の実施状況や、米国および日本からの少年司法関係者の出席状況、講演の内容などについて把握した。それにより、この時期、国際的な司法政策についての情報交換が活発であったことが明らかとなった。しかし、出席者が帰国後にどのような活動を行ったかについては、確認できていない。2)明治期および大正期の青少年の逸脱問題の実態に関する史料を収集・分析する作業を行った。具体的には、『監獄雑誌』などの雑誌に寄せられた記事を収集し、1922年旧少年法制定以前には、少年司法のあり方への批判が高まっていたことが分かった。研究計画では、一般新聞などからも一般的な少年犯罪への認識を明らかにしたいと考えていたが、これはほとんど実施できなかった。3)アメリカ合衆国における19世紀末から20世紀初頭の少年司法政策の展開について、二次資料および一次資料の収集を行った。当初は当時の感化施設での処遇状況をローデータに当たって分析することを目指していたが、時間などの制約上叶わず、その代わりに当時の感化教育についてのレポート類を閲覧した。これにより、感化教育が、従来の研究で論じられていたような方向ではなく、その逆の方向で形成されたという仮説を裏付ける資料を収集することができた。今年度および過去2年間の資料収集と分析により得られたこれらの知見を論文にする作業は、残念ながらあまり進められなかった。今年度で研究助成は終了であるが、これまでの成果をまとめる作業に、今後専心していきたいと考えている。平成14年度は、これまでの研究で行ってきた明治期の青少年の逸脱問題に関わる法制度のイデオロギー的分析をふまえて、以下のような作業を行った。1)先行研究の再検討:これまでになされてきた明治期の青少年の逸脱問題に関する諸研究を再検討し、それらの知見と問題点、今後明らかにすべき課題を明確にした。これまでの研究においては、イデオロギーや非行少年の処遇に関わる人々の思想分析が中心であって、またそれらを批判的に考察する視点が欠如していた。と同時に、比較社会的な視点も充分ではなかった。さらに、戦前期の子どもやその家族の置かれていた社会状況と少年司法制度との関連性についての考察も不十分であることが明らかとなった。2)明治期の青少年の逸脱問題の実態分析:当時の新聞や雑誌に掲載された記事により、青少年問題についての報道や世論を分析すると同時に、各種の統計資料を用いて、非行の数量的データを収集し分析する作業を行う計画であった。『司法省年報』および『警視庁統計書』などを当たり、当時の青少年の逸脱の実態が分かるデータがある程度存在することが判明したが、不十分な点が多いことも分かった。これらのデータは現在まだ分析中である。3)感化教育の実態、:当時の感化院での教育の実態について、該当する施設や施設に関わる資料を所蔵する機関の訪問・資料収集・聞き取りを行う計画であったが、該当の施設の所蔵する資料状況について、情報収集をするにとどまった。4)アメリカ合衆国における少年司法政策の展開の分析:二次資料を収集するとともに、分析に着手した。今年度の成果の一部は、明治期の非行少年の処遇の状況に関する記述を含めて、「非行少年の更生とファシリテーター-保護司に焦点を当てて-」(津村俊充・石田裕久編『ファシリテータートレーニング』)にまとめた。平成15年度は、平成15年度の成果をふまえ、主としてアメリカ合衆国での少年司法政策の展開について以下のように分析を進めた。1)アメリカ合衆国での少年司法政策を日本に紹介した資料を分析し、感化教育の理念や実態がどのように認識されていたのかを検討した。明治のごく初期において、アメリカ合衆国における感化教育・児童救済運動が報告されているが、そのレポートの作成者や翻訳の過程について分析を進めた。不明な点も多く、引き続き検討していく課題である。2)昨年度に引き続き、明治期の青少年の逸脱問題の実態分析を行った。各種の統計資料を探索し、数量的な観点から青少年問題の実態に迫る試みを行った。しかしながら、史料的な限界から、質的なデータによる分析が不可欠との感触を得た。3)19世紀末から20世紀初頭にかけてのアメリカ合衆国における少年司法政策の展開について、二次資料を収集し分析を行った。処遇の実態について一次資料の収集を行うべく調査を計画していたが、種々の事情により調査は断念せざるを得なかったものの、これまでの研究から得ていた少年司法政策の展開の中核にある非行概念の正確についてのアイデアを裏打ちする二次資料を見いだすことができた。この見解については現在まとめる作業を進めているところである。

今年度は特にアメリカ合衆国に置いて資料収集を行い、19世紀末から20世紀初頭にかけての万国監獄会議の実施状況や、米国および日本からの少年司法関係者の出席状況、講演の内容などについて把握した。それにより、この時期、国際的な司法政策についての情報交換が活発であったことが明らかとなった。しかし、出席者が帰国後にどのような活動を行ったかについては、確認できていない。2)明治期および大正期の青少年の逸脱問題の実態に関する史料を収集・分析する作業を行った。具体的には、『監獄雑誌』などの雑誌に寄せられた記事を収集し、1922年旧少年法制定以前には、少年司法のあり方への批判が高まっていたことが分かった。研究計画では、一般新聞などからも一般的な少年犯罪への認識を明らかにしたいと考えていたが、これはほとんど実施できなかった。3)アメリカ合衆国における19世紀末から20世紀初頭の少年司法政策の展開について、二次資料および一次資料の収集を行った。当初は当時の感化施設での処遇状況をローデータに当たって分析することを目指していたが、時間などの制約上叶わず、その代わりに当時の感化教育についてのレポート類を閲覧した。これにより、感化教育が、従来の研究で論じられていたような方向ではなく、その逆の方向で形成されたという仮説を裏付ける資料を収集することができた。今年度および過去2年間の資料収集と分析により得られたこれらの知見を論文にする作業は、残念ながらあまり進められなかった。今年度で研究助成は終了であるが、これまでの成果をまとめる作業に、今後専心していきたいと考えている。
亜酸化ケイ素選択放射膜の傾斜機能化による放射冷却特性の高効率化

本年度は、まず、亜酸化ケイ素(SiO)ターゲットを用いたRFスパッタリング法で作製したSiO_x膜の傾斜機能(FGM)化による選択放射特性の最適化を行った。さらに、SiOおよびSiCターゲットを用いてSi-O-Cナノコンポジット膜を作製し、得られた膜の成膜条件と、成膜速度、組成、構造および光学特性の評価を行い、研究を総括した。[SiO_x膜のFGM化による選択放射特性の最適化]雰囲気ガス中の酸素量を連続的に変化させることにより、組成の異なるSiO_x膜を作製した。xが0.98から1.70に変化するにつれて、赤外吸収のピーク位置は9.8から9,5μmに変化した。組成xを連続的に変化(FGM化)させたSiO_x積層膜を作製することにより、幅広い吸収スペクトルを有する選択放射膜が得られた。単層のSiO<0.98>膜では10μm付近に1つの鋭いピークがあるだけであるが、FGMSiO_x膜では「大気の窓」の範囲に対応する8-13μmの広帯域の吸収ピークが見られた。FGM化により高性能の選択放射膜が得られることを明らかにした。[Si-O-Cナノコンポジット膜の作製とPL発光]SiO/SiC比が1.55.0の膜を作製した。SiO/SiC比の増加にともない屈折率は2.091.73、バンドギャップは2.301.91eV、誘電率は5.63.5の範囲で変化した。得られた薄膜中の炭素の大半はシリコンと結合していることがわかった。得られた9001100°Cの範囲で熱処理することによりSi_5C_3ナノ結晶が分散したナノコンポジット膜が得られた。1100°C以上で熱処理を施した試料からは、蛍光分光測定により微弱な発光が確認された。本申請の研究により、SiO,膜のFGM化による選択放射膜の高性能化達成した。さらにSi-O-Cナノコンポジット膜がPL発光特性を有することを明らかにした。本年度は、亜酸化ケイ素(SiO)ターゲットを用いたRFスパッタリング法によりSiO_x膜の作製を行った。得られた膜の成膜条件と、成膜速度、組成、構造および光学特性の評価を行った。RF出力を100Wとし、スパッタリング圧力を0.11.0Paに変化させたところ、成膜速度はスパッタリング圧力によらず、約3nm・min^<-1>でほぼ一定であった。スパッタリング圧力を0.5Paとし、RF出力を50200Wに変化させたところ、成膜速度はRF出力の増加に伴って直線的に増加する傾向にあり、1.27.0nm・min^<-1>の範囲で制御可能であった。得られた膜の高分解能透過電子顕微鏡観察およびX線回折図形からは、明瞭な回折パターンは観察されず、いずれの試料もアモルファス状態であることが確認された。フーリエ変換赤外赤外分光法により、得られた膜からはSi-O-Si結合の変角振動モード、H-Si-O結合の変角振動モード、Si-O-Si結合の伸縮振動モード、Si-O-Si結合の伸縮振動モードの振動に起因するピークが観察された。1000cm^<-1>付近に観察されたSi-O-Si結合の伸縮振動モードの振動ピークはRF出力の減少に伴って高波数側へシフトしていた。このピークシフトは薄膜の組成の[O]/[Si]比と相関がありこのことからSiO_xの組成はRF出力の増加にともないx=1.53から0.90へ変化することが明かとなった。膜の屈折率はx=1.53から0.90へ変化するにともない1.41から1.69へと変化した。その時の膜のバンドギャップは4.80から2.35eVへと変化した。これらのデータを基に多層膜の設計をおこなった。

SiO/SiC比の増加にともない屈折率は2.091.73、バンドギャップは2.301.91eV、誘電率は5.63.5の範囲で変化した。得られた薄膜中の炭素の大半はシリコンと結合していることがわかった。得られた9001100°Cの範囲で熱処理することによりSi_5C_3ナノ結晶が分散したナノコンポジット膜が得られた。1100°C以上で熱処理を施した試料からは、蛍光分光測定により微弱な発光が確認された。本申請の研究により、SiO,膜のFGM化による選択放射膜の高性能化達成した。さらにSi-O-Cナノコンポジット膜がPL発光特性を有することを明らかにした。
トカラ海峡周辺における陸生脊椎動物の地理的変異と生物地理に関する研究

琉球列島北部にあるトカラ海峡は,東洋区系(南西側)と旧北区系(北東側)をへだてる境界(渡瀬線)として,第3紀末以降,陸生動物の分散を妨げてきたとされている.しかしいくつかの陸生脊椎動物は,この海峡を挟んで分布しており,このことは歴史生物地理学的,個体群分類学的に興味深い問題を提示している.本研究では,このトカラ海峡における陸生動物の分散の様式や隔離の実体を解明するべく,いくつかの陸生脊椎動物系統について,海峡周辺内外の個体群間における分化の程度を,形態や酵素蛋白支配遺伝子を指標として解析した.解析の結果,トカラ海峡を横切って分布する,ヘリグロヒメトカゲ,ミナミヤモリ,オキナワトカゲなどにおいて,海峡の両側の個体群間でほとんど分化が認められず,このエリアで洋上分散が予想以上に高頻度で生じていることが明らかになった.このことは,特に黒潮の卓越する台湾や琉球列島の他のエリアにおいても,必ずしも海峡の存在が島嶼個体群間の遺伝的交流の決定的な妨げにはならないことを強く示唆している.また海峡の両側に地理的にやや離れて分布し,かつて海峡が陸化した際の分散の名残とされることもあるいくつかの分類群については,あるもの(ハコガメ属など:化石種も含む)は海峡をはさんだ地域間で姉妹群とはなっておらず,またあるもの(ミナミイシガメ,スッポンなど)は逆にまったく差異はないものの,近年,人為的に海峡を横断した(人手によって運ばれた)ことが明らかになった.このことは,トカラ海峡が長期にわたって存在したという説を一段と強化し,結果として,上記のようなヘリグロヒメトカゲ,ミナミヤモリ,オキナワトカゲなどにおける"海峡周辺における高頻度の洋上分散"という考えを間接的にではあるが補強している.琉球列島北部にあるトカラ海峡は,東洋区系(南西側)と旧北区系(北東側)をへだてる境界(渡瀬線)として,第3紀末以降,陸生動物の分散を妨げてきたとされている.しかしいくつかの陸生脊椎動物は,この海峡を挟んで分布しており,このことは歴史生物地理学的,個体群分類学的に興味深い問題を提示している.本研究では,このトカラ海峡における陸生動物の分散の様式や隔離の実体を解明するべく,いくつかの陸生脊椎動物系統について,海峡周辺内外の個体群間における分化の程度を,形態や酵素蛋白支配遺伝子を指標として解析した.解析の結果,トカラ海峡を横切って分布する,ヘリグロヒメトカゲ,ミナミヤモリ,オキナワトカゲなどにおいて,海峡の両側の個体群間でほとんど分化が認められず,このエリアで洋上分散が予想以上に高頻度で生じていることが明らかになった.このことは,特に黒潮の卓越する台湾や琉球列島の他のエリアにおいても,必ずしも海峡の存在が島嶼個体群間の遺伝的交流の決定的な妨げにはならないことを強く示唆している.また海峡の両側に地理的にやや離れて分布し,かつて海峡が陸化した際の分散の名残とされることもあるいくつかの分類群については,あるもの(ハコガメ属など:化石種も含む)は海峡をはさんだ地域間で姉妹群とはなっておらず,またあるもの(ミナミイシガメ,スッポンなど)は逆にまったく差異はないものの,近年,人為的に海峡を横断した(人手によって運ばれた)ことが明らかになった.このことは,トカラ海峡が長期にわたって存在したという説を一段と強化し,結果として,上記のようなヘリグロヒメトカゲ,ミナミヤモリ,オキナワトカゲなどにおける"海峡周辺における高頻度の洋上分散"という考えを間接的にではあるが補強している.研究代表者は内地研究員として京都大学の研究分担者のもとに滞在しつつ、同大学理学研究科の既存の液浸標本,凍結組織標本,および研究分担者が新たに採集した標本を用いて研究を実施した.まず,トカラ海峡周辺の個体群を中心としたヘリグロヒメトカゲ,オキナワトカゲ,およびミナミヤモリ各種における形態形質と酵素蛋白の支配遺伝子をそれぞれ多変量解析法とデンプンゲル電気泳動・距離法によって解析した.このうちヘリグロヒメトカゲの外部形態の変異,オキナワトカゲの遺伝的変異,およびミナミヤモリの遺伝的変異についてはそれぞれ得られたデータの解析がすでに終了している.ヘリグロヒメトカゲの形態については,沖縄諸島と奄美諸島の個体群の間で変異が著しく,隔離にともなって両諸島間で分化の進んでいることが示唆された.これに対してトカラ海峡をはさんだ島嶼の個体群間では変異がそれほど明瞭でなく,同海峡を横切るかたちで漂流分散が頻繁に起こり,それにともなって島嶼集団間での遺伝的交流が継続してきたことが強く示唆された.オキナワトカゲとミナミヤモリについても同様な結果が,酵素支配遺伝子の変異パタンにもとづいて示され,後者についてはさらに九州南部に単純な琉球からの分散では説明できない遺伝集団のいることも明らかになった.これらの成果はそれぞれすでに英文学術論文として公表,印刷中(11.研究発表参照),ないし公表準備中である.今後ヘリグロヒメトカゲについては酵素蛋白を指標とした遺伝的解析を加えることによって,またオキナワトカゲとミナミヤモリについては調査の地理的範囲を拡大しつつ形態に関する解析結果を追加することによって,分散の過程と地理的・経時的パタンに関する今回の仮説を検証・補強してゆく予定である.本年度はおもにトカラ海峡の北に位置する屋久島や九州本土南部から標本の収集を行なった.このほか解析の際の外群とするためのサンプルについては,その信頼性を高める目的で,沖縄島内や周辺離島も含めより広い範囲から収集をおこなった.

さらに昨年に続き,京都大学,および国立科学博物館の収蔵標本についても調査行ない,形態形質の測定・観察を行なった.採集によって得られたサンプルのうち当初から予定していた3群(ヘリグロヒメトカゲ,オキナワトカゲ,ミナミヤモリ),およびその近縁系統,外群については,昨年からとりためてあったサンプルとともに,特にトカラ海峡の南北での変異に着目しつつ,個体群間の差異を定量的に解析した.その結果いずれの系統においても,トカラ海峡の南北で著しい距離的な差異も,また集団内の多様性における差異も生じていないことが分かった.このことからトカラ海峡は,上記3系統のいずれにおいても,遺伝的交流における大きな隔離障壁とはなっていなことが証明された.さらにこのことは,少なくとも爬虫類においては,海峡を挟んだ個体群間での漂流分散がこれまで考えられてきた以上に高頻度で生じていることを示している.またこの他にも,トカラ海峡周辺を中心とした琉球列島(南西諸島)や九州本土における古地理学的動態と,生物のさまざまな形質における多様化・系統進化との関係を検討する上で意義深いデータ,標本を多く収集することができた("11.研究発表"参照).このうち特にトカラ海峡南部の小島〓群の爬虫類について示唆された急速な表型的特殊化については,今後さらに詳細な調査・研究を行なうことにより,島〓における陸生生物の進化のパタンとその要因について多くの知見が得られるであろう.
動脈硬化症発生・進展機構における細胞間相互作用に関する分子病理学的解析

動脈硬化発症・進展機構の解明に関して、血管壁構成細胞(平滑筋細胞や内皮細胞など)そこに浸潤してくるマクロファージ等の機能の変化(ないし障害)、さらにはそれらを相互に制御している細胞相互情報伝達機構の点からの詳細な解析が不可欠である。そこで本研究では、動脈硬化の発生・進展、血栓形成に深く関与している粥種破綻機序、動脈硬化内膜内血管新生機序の病態学的意義について、培養細胞あるいは手術および剖検症例を用いて解析を行った。九大病院冠動脈硬化標本での血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の局在と検討した結果、VEGFは、硬果巣内の平滑筋細胞やマクロファージに陽性であった。また形態学的解析の結果、これらの発現強度と動脈硬化巣内膜内の血管新生数に有意な相関関係が観察された。さらに、DCA標本の検討から新生血管数と内膜再狭窄の期間には相関が認められた。よって、平滑筋細胞やマクロファージから放出されたVEGFが内皮細胞に作用し、硬化内膜での進展・修復に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、培養血管平滑筋細胞による実験において、血管新生関連因子などの発現に関わる転写因子のデコイ遺伝子の遺伝子導入により、例えばAP-1に対するデコイ導入でVEGFの発現を完全に抑制できることを明らかとした。すでに、癌細胞ではこうしたデコイ導入によって複数の遺伝子を同時に効率よく抑制できることを確認しており、血管壁の細胞についても、成長因子に限らず過凝固に関わる諸因子について、制御が可能かを検討中である。以上のことから、硬化内膜での平滑筋細胞、マクロファージ、内皮細胞の相互の機能はVEGFなどを介したクロストーク等により制御されており、我々が検討しているデコイ療法が動脈硬化の進展の予防の有用な手段の一つとなりうることが示唆された。そこで本研究では、1)マクロファージと内皮細胞による相互作用による血栓原性の変化、2)動脈硬化の発生・進展、血栓形成に深く関与している粥腫破綻機序、動脈硬化内膜内血管新生機序の病態学的意義について、培養細胞あるいは九大病院剖検症例を用いて解析を行った。培養細胞による実験において、内皮細胞、単核球の酸化LDL刺激では、単核球で組織因子(TF)活性亢進が観察された。酸化LDL存在下での単層内皮と単核球の共培養は、単核球の内皮細胞への接着、内皮下への浸潤、内皮のTF活性発現を亢進させたが、内皮細胞上のTF発現に、IL-lβとTNF-αが相加的に作用していることが明らかとなり、これらが動脈硬化巣の血栓原性の亢進に寄与していることが考えられた。また、冠動脈硬化標本での血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の局在と検討した結果、VEGFは、硬化巣内の平滑筋細胞やマクロファージに陽性であった。また形態学的解析の結果、これらの発現強度と動脈硬化巣内膜内の血管新生数に有意な相関関係が観察され、平滑筋細胞やマクロファージから放出されたVEGFが内皮細胞に作用し、硬化内膜での進展・修復に重要な役割を果たしていることが示唆された。以上のことから、硬化内膜での平滑筋細胞、マクロファージ、内皮細胞の相互の機能はこうした液性因子を介したクロストーク等により制御されていることが明らかとなった。

動脈硬化発症・進展機構の解明に関しては、血管壁構成細胞(平滑筋細胞や内皮細胞など)や、そこに浸潤してくるマクロファージ等の機能変化(ないし障害)、さらにそれらを制御している細胞相互情報伝達機構の点からの詳細な解析が不可欠である。そこで本研究では、動脈硬化の発生・進展、血栓形成に深く関与している粥腫破綻機序、動脈硬化内膜内血管新生機序の病態学的意義について、培養細胞あるいは手術および剖検症例を用いて解析を行った。九大病院冠動脈硬化標本での血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の局在と検討した結果、VEGFは、硬化巣内の平滑筋細胞やマクロファージに陽性であった。また形態学的解析の結果、これらの発現強度と動脈硬化巣内膜内の血管新生数に有意な相関関係が観察された。さらに、DCA標本の検討から新生血管数と内膜再狭窄の期間には相関が認められた。以上より、平滑筋細胞やマクロファージから放出されたVEGFが内皮細胞に作用し、硬化内膜での進展・修復に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、培養血管平滑筋細胞による実験において、血管新生関連因子などの発現に関わる転写因子のデコイ遺伝子の遺伝子導入により、具体的にはAP-1に対するデコイ導入でVEGFの発現を完全に抑制できることを明らかとした。またすでに、癌細胞ではこうしたデコイ導入によって複数の遺伝子を同時に効率よく抑制できることを確認しており、血管壁の細胞についても、成長因子に限らず過凝固に関わる諸因子について、この手法による細胞機能の制御について検当中である。以上のことから、硬化内膜での平滑筋細胞、マクロファージ、内皮細胞の相互の機能はVEGFなどを介したクロストーク等により制御されており、我々が検討しているデコイ療法が動脈硬化の進展の予防の有用な手段の一つとなりうることが示唆された。
デジタルPCRを用いた水中ノロウイルスの遺伝子型別定量手法の開発

水中には疫学的な特徴の異なる複数のノロウイルス遺伝子型が共存している.特定の遺伝子型の特異的な検出・定量により,水系感染リスクや疫学的特性について新たな知見が得られると考えられる.本研究では新規遺伝子定量手法であるデジタルPCRを用い,水中ノロウイルスについて「総濃度」および「特定の遺伝子型の濃度」を同時に計測可能な手法の構築を目指した.国内の水試料を継続的に収集,分析し,流行遺伝子型を特定し,これらに特異的な蛍光プローブを設計した.本プローブはReal-time PCRでは良好に機能したが,デジタルPCRにおいては非特異シグナルが生じたため,反応条件等の詳細な検討が必要となると考えられた.研究の背景ノロウイルス(NoV)はウイルス性胃腸炎の主要因であり,世界中で胃腸炎を引き起こしている.NoVは感染者より高濃度で排出され,下水処理場等を介して水環境を汚染する.本研究では,都市下水や河川,海域など都市水環境中に存在するNoV群について,リスク管理上特に重要と考えられる遺伝子型に着目し,これらを特異的に定量する手法の開発を目指す.特定の遺伝子型の特異的な定量は,従来のReal-time PCRでは困難であったが,新規技術であるデジタルPCRの使用により実現が期待できる.本年度の実施内容解析対象の水試料として,国内下水処理場4箇所での流入水計17試料,処理放流水計17試料,京都府内の河川4地点で計44試料,滋賀県内の琵琶湖15地点で計150試料を得た.試料は全てKatayamaet al. (2002)もしくはHata etal. (2015)によるウイルス濃縮操作に供した.濃縮操作ののち,RT-qPCRにより,GI-及びGII-NoVを含む多種の腸管系ウイルス定量を試みた.特にGII-NoVについて,流入及び処理下水試料で100%の陽性率,湖水試料で80%程度の陽性率を示すなど,高頻度で検出された.今後は陽性試料について,NoVの遺伝子配列を解読している予定である.また,デジタルPCRによる遺伝子検出についても基礎的な検討を試みた.プラスミドDNAをデジタルPCRによる定量操作に供した結果,高添加量条件では比較的良好な定量結果を示したが,低添加量条件では添加量と比して定量値が高くなる傾向が見られた.また,ネガティブコントロールについても陽性反応が生じた.これらは,採用した実験条件下では陽性シグナルとバックグラウンドノイズの分離が困難であったことに由来すると考えられ,今後実験条件のさらなる最適化が求められると言える.本年度は,デジタルPCRによるノロウイルス検出用のTaqManプローブ設計のため,主に環境中のノロウイルス遺伝子配列解読に取り組んだ.水環境中のノロウイルスの流行状況を把握するため,京都府内の河川4地点で試料を収集・分析した.試料収集は1年間,ほぼ月に1度の頻度で行い,4地点から計52試料を得た.試料は1 Lを陰電荷MF膜による吸着・誘出法及び遠心式UF膜を用いた手法により0.7 mLまで減容した.減容した試料はRNA抽出操作に供し,ノロウイルス遺伝子解析に供した.収集試料はRT-qPCRによるGI-及びGII-ノロウイルス(NoV)の検出に供した.GI-,GII-NoV陽性であった試料のうち,検出濃度の特に高かった24試料について,RT-nested-PCRによるNoV遺伝子増幅を試み,得られたPCR産物をillumina Miseqによる次世代シーケンシングに供した.シーケンシング解析の結果,2015ー2016年シーズンに流行を引き起こしたGII.17型や,2015年以前に流行していたGII.4型をはじめ,GI.1,GI.2,GI.4,GI.5,GI.6,GII.3型,GII.6型といった,多様な遺伝子型に由来する配列が得られた.これらのうち,流行型であるGII.17型及び,収集試料より高頻度で検出されたGII.3型に由来するPCR産物をクローニング操作に供し,プラスミドDNAを得た.また,データベースより,GII.1ーGII.21型それぞれの遺伝子配列を収集した.今後は,これらデータベース上の配列及びプラスミドDNAの配列を基に,GII.3型及びGII.17型それぞれに特異的なTaqManプローブを設計し,デジタルPCRによる特異的な検出系を構築していく予定である.申請段階では,本年度は環境試料の収集・分析及びデジタルPCRによるノロウイルス検出系の検討を行う予定であった.環境試料の収集・分析については,当初の予定通り通年で試料を収集し,ノロウイルスの存在状況調査及び遺伝子配列の解析を進めることができた.また,遺伝子配列解析にあたり,次世代シーケンシングを用いることで,想定していたよりも多様なノロウイルス遺伝子配列を解読,分析することができた.ウイルス検出系の検討については,環境試料に由来する配列及びデータベース上の配列の収集,整理を行い,検出系設計に必要な情報を揃えた.しかしながら,研究室内において,デジタルPCR機器の納入時期が遅れたことなどもあり,検出用のTaqManプローブの設計,検討には至っていない.

今後はこれらに優先して取り組んでいく必要がある.前年度までに,環境試料中のノロウイルスの遺伝子配列を解析し,特に検出頻度の高かったGII.3及びGII.17型について390ベース程度の配列を基にプラスミドDNAを作成した.本年度はデータベース上のノロウイルスの遺伝子配列について,各遺伝子型をカバーするよう,750配列程度を取得し,GII.3型,GII.17型及び長期に渡り重篤な胃腸炎症状を多数引き起こしているGII.4型のそれぞれに特異的なTaqManプローブを設計した.さらに,プラスミドDNA及び設計したTaqManプローブを用い,各遺伝子型のノロウイルスについて,デジタルPCRによる定量タイピング手法を検討した.デジタルPCRによる定量タイピングにおいては,TaqManプローブとして,遺伝子群(GII)を網羅的に検出可能なもの(網羅的プローブ)と遺伝子型に特異的なもの(特異プローブ)を同時に用いた.両プローブはそれぞれ異なる蛍光色素で標識し,判別可能とした.デジタルPCRにおいて,遺伝子増幅条件の最適化を試みた結果,プラスミドDNAが高濃度(10,000 copies程度以上)存在する場合には網羅プローブ,特異プローブの両者ともに,期待値通りの測定値が得られた.一方で,低濃度域では測定値と期待値に差異が生じた.さらに,遺伝子を添加しないネガティブコントロール系において偽陽性が生じた.なお,本検出系をReal-time PCRに供した場合は,10 copies/reaction程度の低濃度域においても期待値通りの結果が得られた.これらより,本研究で設計した遺伝子検出系はデジタルPCRによる低濃度ウイルスの検出には適さないことが示唆された.今後はさらなる検出系の最適化を試み,測定感度の向上を試みる必要がある.水中には疫学的な特徴の異なる複数のノロウイルス遺伝子型が共存している.特定の遺伝子型の特異的な検出・定量により,水系感染リスクや疫学的特性について新たな知見が得られると考えられる.本研究では新規遺伝子定量手法であるデジタルPCRを用い,水中ノロウイルスについて「総濃度」および「特定の遺伝子型の濃度」を同時に計測可能な手法の構築を目指した.国内の水試料を継続的に収集,分析し,流行遺伝子型を特定し,これらに特異的な蛍光プローブを設計した.本プローブはReal-time PCRでは良好に機能したが,デジタルPCRにおいては非特異シグナルが生じたため,反応条件等の詳細な検討が必要となると考えられた.本年度は,水試料の収集及び分析を計画していた.これについて,下水処理場流入水,処理放流水,河川水,湖水を計228試料収集し,基礎的な分析に供した.これら試料は多様な環境条件や季節に採取しており,研究目的とした,水処理による除去性,自然水中での消長や降雨応答,季節変動等の評価に十分足るものであると考えられる.計画段階では,これら試料について,NoV遺伝子配列解読まで進める予定であったが,解読の前処理まで実施するにとどまった.この点については計画段階での想定よりもやや進捗が遅れていると評価できる.一方で,本年度の計画には含めていなかった,デジタルPCRを用いた実験条件の検討も行い,さらなる最適化が必要であるとの結論が得られた.この点に関しては当初の計画以上に進展していると評価できる.以上を総括すると,本年度掲げた研究の目的の達成度について,おおむね順調に推移していると評価ができる.得られた遺伝子配列情報を用い,NoV GII.3型,GII.17型それぞれに特異的な配列を有するTaqManプローブを設計する.作成したプラスミドDNA等に対し,新規設計したTaqManプローブを用いたデジタルPCRを試みることで,TaqManプローブの特異性を検証するとともに,検出系の最適化を試みる.複数のNoV遺伝子型が混在している場合を含めて定量性の高さ,検出限界,反応の特異性を検証する.
内側視索前野の性ホルモン受容体遺伝子発現のエストロジェンによる調節

本研究の目的は、中枢神経系における主たる性ホルモン受容体存在部位である、内側視索前野および視床下部内側基底部において、エストロジェンによる性ホルモン受容体のmRNAの調節の異同を明らかにすることであった。その点では本研究の結果は十分に満足できるものである。すなわち、エストロジェン投与により、視床下部内側基底部ではエストロジェン受容体mRNA発現量が減少するにもかかわらず、内側視索前野ではそのmRNA発現量は全く変化しないことが明らかとなった。このことは両部位でのエストロジェンによるエストロジェン受容体mRNAの調節が異なることを示している。さらにはこれらエストロジェンによるエストロジェン受容体mRNA調節の加齢による変化がこの両視床下部部位で異なることも同時に明らかにし得た。すなわち、視床下部内側基底部では既に中年期において、エストロジェンによるエストロジェン受容体mRNAの減少反応がおこらなくなるが、一方、このようなことは内側視索前野ではおこらないことが明らかとなった。問題点としてはこれらエストロジェン受容体mRNAの変化を反映して蛋白レベルでも同様のことがおこるのか、生理学的な役割はあるのか、その機序は、などが挙げられ、今後の検討が必要である。また、エストロジェンによって調節される遺伝子の加齢による変化は興味ある事であり、より老化した状態での検討が必要であると考えられた。エストロジェンの2相性効果は少なくとも本研究の結果からは、時間的な経過ではない可能性が示唆され、今後空間的な検討、すなわち組織学的に区別することが必要であると思われた。今後はこの点をふまえて、in situ Hybridization法により検討していきたい。
傾斜機能層への超音波エネルギーの閉じ込め

傾斜機能材料(FGM)中を伝播する超音波の数理解析は多くの応用技術を支える基盤となる.熱応力緩和型の傾斜機能材料はスペースプレーンの外壁に応用が予定されている.この時,宇宙デブリ等の衝撃負荷に対するFGM材の動的強度や破損評価にはFGM内部を伝播する弾性応力波の挙動が基礎知識となる.また,作成(製造)されたFGM材の物性値(弾性係数や密度)評価に応用される超音波技術の基礎知識ともなる.従って,FGM材中を伝播する弾性波動の挙動改名は緊急の課題である.本研究では,表面がセラミックス,内部がステンレスとなる2成分形傾斜機能材料を解析対象とした.セラミックスとステンレスに挟まれたこのFGM層の上下壁では物性値(弾性係数と密度)の変化勾配が零,すなわち連続的な物性変化を想定した三角関数的変化を仮定した.衝撃負荷を想定したSH波がセラミックス側から入射する場合について,波動伝播特性を詳細に検討した.得られた結論は以下のとうりである.(1)セラミックス・ステンレス系傾斜機能材料の物性評価に利用する超音波の振動数はほぼ0.1GHz-1ghZ程度が適している.(2)FGM材とステンレスやセラミックスとの界面で物性値とそのもとその変化勾配が零であるならば,波は完全に透過し,この界面では反射波は生じない.(3)FGM層内部では音速度(伝播速度)の変化に伴って波線幅(ビーム幅)も変化し,波線の転回点ではビーム幅が零となり,こん点は得意波動場となる.(4)FGM層の表面に負荷された波動源から生じた波動エネルギーのFGM層内に閉じ込められるエネルギーは均質体の場合よりも少なく,層と平行な方向に急激に減少する.(5)FGM層に高速度側(セラミックス)から衝撃負荷が作用すると,FGM層とステンレスとの界面側が大歪みエネルギー領域となり,損傷がなまじやすくなる.傾斜機能材料(FGM)中を伝播する超音波の数理解析は多くの応用技術を支える基盤となる.熱応力緩和型の傾斜機能材料はスペースプレーンの外壁に応用が予定されている.この時,宇宙デブリ等の衝撃負荷に対するFGM材の動的強度や破損評価にはFGM内部を伝播する弾性応力波の挙動が基礎知識となる.また,作成(製造)されたFGM材の物性値(弾性係数や密度)評価に応用される超音波技術の基礎知識ともなる.従って,FGM材中を伝播する弾性波動の挙動改名は緊急の課題である.本研究では,表面がセラミックス,内部がステンレスとなる2成分形傾斜機能材料を解析対象とした.セラミックスとステンレスに挟まれたこのFGM層の上下壁では物性値(弾性係数と密度)の変化勾配が零,すなわち連続的な物性変化を想定した三角関数的変化を仮定した.衝撃負荷を想定したSH波がセラミックス側から入射する場合について,波動伝播特性を詳細に検討した.得られた結論は以下のとうりである.(1)セラミックス・ステンレス系傾斜機能材料の物性評価に利用する超音波の振動数はほぼ0.1GHz-1ghZ程度が適している.(2)FGM材とステンレスやセラミックスとの界面で物性値とそのもとその変化勾配が零であるならば,波は完全に透過し,この界面では反射波は生じない.(3)FGM層内部では音速度(伝播速度)の変化に伴って波線幅(ビーム幅)も変化し,波線の転回点ではビーム幅が零となり,こん点は得意波動場となる.(4)FGM層の表面に負荷された波動源から生じた波動エネルギーのFGM層内に閉じ込められるエネルギーは均質体の場合よりも少なく,層と平行な方向に急激に減少する.(5)FGM層に高速度側(セラミックス)から衝撃負荷が作用すると,FGM層とステンレスとの界面側が大歪みエネルギー領域となり,損傷がなまじやすくなる.
超耐食性船体構造開発のための腐食実態調査

コロージョン・フリーとして使用可能な船体構造の開発を見据え、その開発の技術的可能性を調査・検討することを主目的として、VLCCのCargo Oil Tank (以下COT)を対象として腐食実態調査を行い以下の実績を得た。COTデッキ裏の腐食について1.COT内の気相部は、油井や自然環境と異なりH_2S,CO_2,H_2OおよびO_2が共存しており、大幅な腐食速度の増大を生じる。2.デッキ裏の腐食は実船の部位並びにSingle HullとDouble Hullの構造によって大きく異なる傾向は認められない。3.デッキ裏の腐食速度は軟鋼とTMCP鋼で大きな差異は認められない。4.環境物質並びに温度変動によって腐食の説明が可能と考えられる。COT底板の孔食について1.底板の滞留水は高濃度NaCl中性溶液である。2.COT内部にはオイルコートが存在し、防食効果をもたらすが、その存在状態は構造の影響を強く受ける。3.オイルコートの防食効果は厚さ並びに含水量の影響を強く受ける。4.COT内温度は構造の影響を受けDouble HullはSingle Hullに比べ高温維持期間が長い。
ループスマウスにおける免疫寛容の破綻機序について

自己免疫疾患発症素因をもつマウスにYaa遺伝子とHBe抗原を産生するtrasnsgeneを導入することで、HBe抗原のsemi-dominant epitope(129-140アミノ酸残基のペプチド)に対するT細胞の免疫寛容の破綻が起り、HBe抗原に対する自己抗体の産生が誘発される可能性があり、MHCクラスII H-2^bハプロタイプをもつ自己免疫自然発症マウスを作製し解析した。1.退交配の手法により、(B6x(NZWxB6.Yaa))N2.H-2^<b/b>マウスを作製した。オス29匹、メス26匹の計55匹を得た。そのうち、トランスジェニックマウス(Tg)はオス14匹、メス14匹であった。2.オス(NZWxB6.Yaa)F1マウスと同様に、オスN2マウス13匹(44.8%)で抗DNA抗体価の上昇を認めた。抗DNA抗体価の上昇した13匹の解析では、マウス体毛の色調は黒色系6匹、茶色系7匹であった。Tgの有無では、7匹のTgマウスで抗DNA抗体価の上昇を認めた。よって、それぞれの遺伝子間に連鎖はなかった。3. Tgマウスの血清HBe抗原の濃度は抗DNA抗体の有無により差はなかった。また、Tgマウスの血中に遊離の抗HBe抗体は検出できなかった。BXSBマウスなどにおいても、gp70抗原に対する抗体は遊離抗体でなく、免疫複合体を形成していることから免疫複合体量を測定したところ、軽度の増加を認めた。免疫複合体測定系の感度に改良すべき点があり、今後の検討課題である。以上より、オス(B6x(NZWxB6.Yaa))N2.H-2^<b/b>マウスにおいて、自己抗原であるHBe抗原に対する免疫反応はDNAに対するものより軽度で、免疫寛容の破綻はおき難いと考えられた。自己免疫疾患発症素因をもつマウスにYaa遺伝子とHBe抗原を産生するtrasnsgeneを導入することで、HBe抗原のsemi-dominant epitope(129-140アミノ酸残基のペプチド)に対するT細胞の免疫寛容の破錠が起り、HBe抗原に対する自己抗体の産生が誘発される可能性があり、MHCクラスII H-2^bハプロタイプをもつ自己免疫自然発症マウスを作製した。研究初年度はマウスの作製を行った。1.HBe抗原を産生するメスB6マウス(1.2HB-BS10)とB6.Yaaマウスを交配し、オスB6HBe.Yaaマウスを作製した。その後NZB.H-2^bマウスとの交配を予定していたが、NZB.H-2^bマウスの受胎能力が低下していたため、NZB.H-2^bマウスの使用を断念した。3.オスB6HBe.Yaaマウスの血清をHBe抗原を検出するEIAを用いて、HBe抗原が発現している事を確認した。現在、作製したマウスの解析を始めている。
銅同位体を用いた海底熱水鉱床の形成機構に関する研究

海底熱水鉱床は、有用元素が熱水溶液から沈殿、濃集して形成されると考えられているが、有用元素の起源や濃集機構に関しては、未だ良く分かっていない。海底熱水鉱床に広く存在する銅の安定同位体比は、銅鉱物形成時の熱水の温度、pH、酸化還元状態等、鉱床の成因の解明に大変有効な指標である。本研究では、海底熱水鉱床試料に含まれる銅の安定同位体比を高精度で測定し、海底熱水鉱床の形成機構を探る。
低侵襲手術用新方式バーチャル訓練システムの開発

近年,腹腔内手術などの低侵襲手術が頻繁に行われるようになった.しかし,内視鏡下では深度覚がなく,狭視野であること,操作自由度の乏しい専用手術器具など,術者には特殊な手術環境への適応が求められる.また手術事故やヒヤリ・ハット事例が年々増加しており,対策が急務である.そこで,低侵襲手術の完全データ記録を目指したデジタル手術記録システム「サージェリレコーダ」と,記録データを利用して手術を追体験できる「力覚付きバーチャル手術訓練システム」を開発してきた.以下に,今年度の成果をまとめる.(1)サージェリレコーダの最適設計と試作手術スキル収集用鉗子を最適試作した.センサユニットを把持ハンドルとアウターチューブの間に配置し,手術操作を妨げずに位置・姿勢6自由度,力・モーメント6軸力を測定できる.また,熟練医による生体ブタを用いた機能検証実験を行い,サージェリレコーダの有効性を実証した.(2)バーチャル手術訓練システムの最適設計バーチャル訓練システムの力覚教示機構である,「サーボ鉗子機構」を改良し,安定した駆動を実現した.具体的には,鉗子動作に必要な4自由度それぞれを独立に駆動させるサーボモータと動力伝達機構を一新し,駆動効率を高めるとともに,制御システムを速度制御に基づいた力制御系としたことで,力の変化に対するサーボ鉗子の応答性を向上した.その結果,4軸同時に位置・力を高精度で再現でき,訓練システム全体の信頼性を高めることができた.近年,内視鏡技術の発展により,最小切開の低侵襲手術が様々な外科領域に適用されている.内視鏡手術は1)人体表皮の拘束による独特な手術器具操作,2)深度覚がない内視鏡の拡大視野,3)内視鏡担当の助手との意思疎通の難しさ,4)内視鏡視野外は全て死角,などから専門訓練が必要で,術者への技術的・精神的な負担は大きい.また,症例増加に伴い,手術事故が増加傾向にある.加えて,熟練専門医による実地手術教育が追いつかず,実践的な訓練システムの導入が急務である.そこで,低侵襲手術における事故原因究明システム,及び定量手術データを利用した手術訓練システムを開発してきた.前者は,航空機のフライトレコーダの概念を手術室に取り入れ,腹腔内手術の全情報を時系列デジタル記録できる「サージェリレコーダ」,後者は,ロボット機構によるデータ再現,手本の追体験ができる「力覚付きバーチャル手術訓練システム」である.本年度は,サージェリレコーダのコアツールである,術者の手術スキル収集用鉗子を最適試作した.位置・姿勢6自由度,力・モーメント6軸力を測定可能である.力センサが把持ハンドルとアウターチューブの間に装着する中空構造に変更し,ハンドル-先端グリップ間の把持力伝達機構が問題なく機能するようにした.また,熟練医による生体ブタを用いた機能検証実験を行い,サージェリレコーダの有効性を実証した.今後,手術データ鉗子のユーザビリティ強化とともに,膨大な時系列手術データから特異データを検出し,その周辺データを含め抽出,蓄積するデータマイニングシステムの基礎的研究にも着手する.最後に,設備備品の高圧電源は,本手術訓練システムの基礎開発に必要なため購入した.近年,腹腔内手術などの低侵襲手術が頻繁に行われるようになった.しかし,内視鏡下では深度覚がなく,狭視野であること,操作自由度の乏しい専用手術器具など,術者には特殊な手術環境への適応が求められる.また手術事故やヒヤリ・ハット事例が年々増加しており,対策が急務である.そこで,低侵襲手術の完全データ記録を目指したデジタル手術記録システム「サージェリレコーダ」と,記録データを利用して手術を追体験できる「力覚付きバーチャル手術訓練システム」を開発してきた.以下に,今年度の成果をまとめる.(1)サージェリレコーダの最適設計と試作手術スキル収集用鉗子を最適試作した.センサユニットを把持ハンドルとアウターチューブの間に配置し,手術操作を妨げずに位置・姿勢6自由度,力・モーメント6軸力を測定できる.また,熟練医による生体ブタを用いた機能検証実験を行い,サージェリレコーダの有効性を実証した.(2)バーチャル手術訓練システムの最適設計バーチャル訓練システムの力覚教示機構である,「サーボ鉗子機構」を改良し,安定した駆動を実現した.具体的には,鉗子動作に必要な4自由度それぞれを独立に駆動させるサーボモータと動力伝達機構を一新し,駆動効率を高めるとともに,制御システムを速度制御に基づいた力制御系としたことで,力の変化に対するサーボ鉗子の応答性を向上した.その結果,4軸同時に位置・力を高精度で再現でき,訓練システム全体の信頼性を高めることができた.
マイクロアレイ法を用いたTh1,Th2型免疫応答の分類化と免疫疾患の病態解析

Th1またはTh2主導の免疫応答が各種免疫疾患の異なる病態を引き起こしていると考えられている。我々はマウスのTh1、Th2細胞及び免疫疾患モデルを用いてTh1あるいはTh2主導の免疫応答における典型的な遺伝子発現パターンを明らかにし、ヒトの免疫疾患の病態解析に応用しようと考えた。まずはじめにT細胞レセプタートランスジェニックマウス(DO11.10)の脾細胞から純粋なTh1、Th2細胞を調整し、そのRNAを用いてTh1、Th2細胞に特異的な遺伝子発現を、DNAマイクロアレイ法を用いて調べた。この結果、約8700個の遺伝子のうちTh1に特異的に発現するものとして82個、Th2に特異的なものとして52個の遺伝子が同定された。このほか、Representational Difference Analysis(RDA法)においても19個の遺伝子がTh1あるいはTh2に特異的な遺伝子として同定された。これらの解析結果をもとに約150の遺伝子を選択して、RT-PCRにより平均500bpの長さのcDNA断片をそれぞれクローン化した。これを用いてTh1、Th2細胞に特異的な遺伝子発現を検出するための独自のDNAアレイフィルターを作製した。次に、マウスのTh1、Th2細胞から抽出したRNAを用いて、このアレイフィルターがTh1/Th2細胞に特異的な遺伝子発現を検出するのに有効であることを確認した。現在、マウスの免疫疾患モデルのリンパ球を材料にして、このDNAアレイフィルターを用いて生体内におけるTh1型あるいはTh2型免疫応答の類型化作業を行っている。平成12年度中にはマウスの結果をふまえて、改良したヒト用のフィルターを作製し、免疫疾患患者の臨床材料を用いた病態解析を進めていく。
電子相関を考慮した波動方程式とその分子積分の漸化計算

電子相関を考慮した電子波動関数は分子系の物理的・化学的性質や反応を理論研究する上で不可欠である。従来は配置間相互作用法や摂動法により電子相関が考慮されてきた。しかし、生体関連の超大型分子系などの様な巨大系をも研究できるように研究対象を拡大すると、近年の電子計算機の高速化と計算アルゴリズムの改善をもってしてもこれらの方法をそのまま適用することはできない。新しい方法理論が必要であり、本研究では、電子相関を表わす因子を電子波動関数にあらわに組み込むことによって上記の問題に取り組むことを主眼とした。電子波動関数Ψを電子間距離γ^<ij>を含む“相関因子"Cと含まない因子Φの積とした。こうすると、エネルギー表式には3電子以上の演算子が現われる。3電子以上の演算子の行列要素の一般表式の報告は無く、今回はじめてこれを導出し論文発表した。この論文において、表式の導出法が従来とは異なり簡明であること、および、導出された表式がコンパクトなものになっている点が特長である。この表式を使用して1電子軌道関数を変分法で決定する方程式も導出して論文発表した。この方程式は従来の方法におけるHartree-Fock方程式に該当するものだが、相関因子Cに由来する電子相関が考慮されている点が特徴である。これらの表式と変分方程式により上記波動関数を実際に計算するための基本数式が整ったことになる。この変分方程式を行列方程式に変換することと実際の計算において多数の項を効率的に求値するためのアルゴリズムの開発が今後の課題として残っている。
高圧合成法による新しいペロフスカイト型遷移金属酸化物の安定化とその物性

本研究では、強磁性、超伝導、強誘電性など興味ある物性を示す可能性をもつ新しいぺロフスカイト構造の遷移金属酸化物を高圧合成法により得ることを目的とした。主要な結果を以下にまとめる。ペロフスカイト構造のBiMnO_3は高圧合成により得られ、T_c=105Kの強磁性を示す。Bi_<1-x>Sr_xMnO_3固溶体では、Sr固溶量の増加に伴い、電気抵抗は減少するものの金属的伝導は示さず、磁気モーメントはかえって減少し、x=0.4附近で強磁性が消失することが明らかとなり、いわゆる二重交換相互作用により、金属化と共に強磁性が発現するLa_<1-x>Sr_xMnO_3と著しい対照を示す。興味あることに、BiMnO_3で見られた三斜晶歪みは、xの増加と共に減少し、単斜晶を経て、正方晶に変化する。BiMnO_3の結晶構造解析は、粉末試料の中性子回折によることとし、原研3号炉に設置された高能率中性子回折装置HERMESを用い、回折データを収集した。あらかじめ電子回折によって求められた単斜晶の単位格子とC2の空間群をもとに、リートベルト法による構造解析を行った。その結果、Bi原子が正規の12配位位置から著しく偏っていること、MnO_6八面体はいずれも一軸方向に伸びており、その配列はLaMnO_3の場合とは異なっていることが明らかになった。これらの解析結果は、BiMnO_3の結晶歪の原因がBi^<3+>の6s^2孤立電子対の分極とMn^<3+>のヤーンテラー歪にあること、強磁性は、Mn^<3+>のe_g空軌道の規則的配列による強磁性超交換相互作用が卓越し、しかも比較的一様に分布しているためと説明される。Tl系銅酸化物の高圧合成を試み、常圧下の固相反応法では得られない新しい物質TlSr_2Ca_2Cu_3O_yおよびTlSr_2Ca_3Cu_4O_yをそれぞれ2.5GPa、1000°C、1.5GPa、および950°Cの条件で得た。超伝導臨界温度はそれぞれ97Kおよび90Kであった。この系の合成では、SrとCaの秩序配列に長時間を要するため、Tlの蒸発を抑制できる高圧合成法が有利なことを示した。本年度は、高圧合成によるペロブスカイト構造をもった新しい酸化物として、強磁性、超伝導、誘電性など、興味ある物性が期待できる物質を取り上げた。まず高圧合成BiMnO_3のBiを一部Srで置換することによりキャリヤの導入を図ったが、電気抵抗は減少するものの金属化は示さず、かえって磁気モーメントは急速に減少する。これは、BiMnO_3の強磁性が、(La、Sr)MnO_3で見られる、二重交換相互作用に起因した遍歴強磁性とは異なる機構によることを示している。