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カルパインはインスリン受容体を切断し糖尿病発症に関与するのか？

可溶性インスリン受容体(sIR)は、インスリン受容体の細胞外ドメインが切断されて血中に遊離したものである。本研究ではヒト肝癌細胞由来HepG2細胞を用いて、高濃度グルコース刺激によってsIR産生が促進されること、加えてこの現象にO型糖鎖付加反応が関与していることを発見した。さらに、インスリン受容体切断にはカルシウムイオンが必要であり、切断酵素はカルパイン2である可能性が示唆された。sIRの産生を抑制することにより、インスリン受容体の下流シグナルの回復も認められ、sIRは糖毒性によるインスリン抵抗性を担う新規の分子機構である可能性が考えられた。申請者らのグループが発見した可溶性インスリン受容体(soluble insulin receptor: sIR)は、インスリン受容体の細胞外ドメインが切断されて血中に遊離したものであり、糖尿病患者の血清中でsIRが有意に増加していること、血中sIR値は血糖値、すなわち糖尿病の本体である高血糖と強い相関を示す。血中にsIRが存在することがインスリン作用の減弱、つまりはインスリン抵抗性の一因となっていると考えられ、細胞膜表面上でのインスリン受容体の切断酵素の同定を中心とした切断分子機構の解明は、糖尿病病態の解明および新規治療戦略において重要である。申請者のグループでは、ヒト肝癌細胞由来のHepG2細胞の培養液中にsIRが存在することを発見し、高濃度グルコース刺激によるインスリン受容体切断の促進を再現する培養細胞系を確立しており、この系を用いて、(1)一般的に膜蛋白はMMP/ADAMファミリープロテアーゼにより切断(shedding)を受け、細胞外ドメインが遊離することが知られている。これらプロテアーゼがインスリン受容体の切断にも関与し得るかについて、様々なMMP / ADAMの阻害化合物や細胞由来の阻害蛋白質TIMP (tissue inhibitor of metalloproteinase)および活性化剤を上記の培養細胞系に供して検討したが、インスリン受容体の切断に影響を及ぼさなかった。しかし、(2)インスリン受容体切断にはカルシウムイオンが必要であることを発見した。以上の研究成果を論文発表した(BBRC 445:236-243, 2014)。申請者らのグループが発見した可溶性インスリン受容体(soluble insulin receptor: sIR)は、インスリン受容体の細胞外ドメインが切断されて血中に遊離したものである。糖尿病患者の血清中でsIRが有意に増加しており、血中sIR値は高血糖と強い相関を示す。血中にsIRが存在することがインスリン作用の減弱の一因と考えられる。本研究ではインスリン受容体の切断分子機構の解明を目的とした。ヒト肝癌細胞由来のHepG2細胞を用いて、高濃度のグルコース刺激によってsIR産生が促進されること、加えてこの現象にはO型糖鎖付加反応が関与していることを発見した。さらに、インスリン受容体切断にはカルシウムイオンが必要であることを見出した。sIRの産生を抑制することにより、インスリン受容体の下流シグナルの回復も認めた。続いて、インスリン受容体切断酵素の同定を試みた。一般的に膜蛋白切断(Ectodomain shedding)に関わる酵素として、MMP/ADAMファミリープロテアーゼが知られている。これらのプロテアーゼがインスリン受容体の切断にも関与し得るかについて、様々なMMP/ADAMの阻害化合物や細胞由来の阻害蛋白質TIMP(tissue inhibitor of metalloproteinase)および活性化剤を上述の培養細胞系に供して検討したが、インスリン受容体の切断に影響を及ぼさなかった。次に、カルシウム要求性プロテアーゼであるカルパインのインスリン受容体切断への関与を検討したが、インスリン受容体切断酵素であると同定するまでには至らなかった。分子病態学インスリン受容体切断にはカルシウムイオンが必要であること、一般的な膜蛋白の切断酵素MMP/ADAMは、インスリン受容体切断には関与しないことなどを見出し、可溶性インスリン受容体が産生される条件や、切断酵素の候補を絞りつつあるが、インスリン受容体切断の実行分子を特定するには至っていないため。引き続き、インスリン受容体切断酵素の同定に取り組む。インスリン受容体酵素決定後、当該分子を操作することで、インスリン受容体切断によるインスリンシグナル減弱の分子機構を解明する。現在までの研究では、高グルコース処理などにより可溶性インスリン受容体産生を変動させることができたが、それらの刺激自身が単独でインスリンシグナル阻害効果を有しているため、可溶性インスリン受容体のインスリンシグナルに対する直接的な作用の検証が困難であった。インスリン受容体切断酵素を同定することにより、より詳細、より直接的なインスリン受容体切断の影響の確認に取り組む。肝細胞株HepG2細胞を用いたインスリン受容体切断酵素の同定に関する実験に時間がかかり、予定していた膵β細胞に対する可溶性インスリン受容体の作用の検討を次年度に実施することから、次年度使用額が生じた。主に分子生物細胞実験に使用する消耗品に充てる。また、当該年度に得られた研究成果を学会発表等、情報発信するための費用として使用する。
心因性疼痛の治療と認知機能障害の関連

データの収集が順調に進んでおり、次年度には解析も実施できる状況にある。次年度に収集したデータの統計解析を実施し、学会発表、論文投稿を進めていく。解析結果に基づき、今後の臨床情報の収集について再検討し、同時に前向きに進んでいる臨床症例のフォローアップ方針を改善していく。研究遂行の中で、他の研究費で支出できた項目などは、本研究費で支出せずに済んだものもあり、実際の計画との差が生じた。しかしながら、次年度以降から、国内旅費などが想定より上回る部分もあり、結果的には使用額が一致してくる見通しである。
新規プラズマ結晶化プロセスを用いた酸化チタンベース機能薄膜の作製と特性

平成19年度は酸化チタンベース透明導電膜の作製に重点的に取り組んだ。長谷川らはニオブをドープすることにより酸化チタンをITO並に低抵抗化できることを見出した。In地金の価格は透明導電膜への需要の増大とそれに伴う資源枯渇への危機感から高騰を続けている。このニオブドープ酸化チタンを有効に作製できればIT社会の持続的発展への寄与は極めて大きいと考えられ、アルコキシドと熱非平衡プラズマの組み合わせによる検討を実施した。ニオブのアルコキシドとチタンのアルコキシドは加水分解性が異なるため、ブトキシドを中心に、それぞれ数種類について所定の溶媒中で還流処理により複合アルコキシドを作製することを試みた。またプラズマ処理の前処理として、大気中もしくは真空中での真空紫外光照射処理の効果についても合わせて検討した。プラズマ処理によりアナターゼ単相が結晶化し、危惧されたニオブの偏析はみとめられなかった。しかしながら抵抗値は低下せず、導電膜にはならなかった。このとき、XPSで評価したチタンとニオブの価数は4価と5価で、還元状態はほとんど観察されなかった。このため水素アニール処理を行ったところ、抵抗値が低下し、導電性が認められた。しかしながら、未だ透明導電膜として十分に低い抵抗値にまでは到っていない。アルコキシドの見直しと並行して、プラズマ照射条件を検討しており、酸素分圧を下げた実験を行っている。酸素が少ない条件でニオブ添加酸化チタンをいかに効果的に結晶化させるかが今後の課題である。極最近、本申請者らはプラズマを用いたアモルファス無機薄膜の独創的な低温結晶化プロセス技術を見出した。この内容は13.56MHzの高周波で発生する酸素またはアルゴンの低温プラズマ中に所定の条件で無機薄膜を短時間暴露するものである。本技術は既知の類似技術である誘導加熱、誘電加熱、プラズマ焼結等とは現象やプロセス条件が明確に異なり、全く新しい現象である。本研究ではこのプラズマ結晶化技術を利用し、従来の熱平衡環境下では事実上合成が不可能であった酸化チタンベースの無機機能薄膜(金属ナノグラニュラ分散薄膜、透明導電性薄膜)を創製するためのプロセス条件を明らかにすることを目的として検討を行った。平成18年度はガラス基板上への透明酸化チタン薄膜の作製と、金属ナノグラニュラ含有酸化チタン薄膜に重点的に取り組んだ。チタンアルコキシドに適当なシード粒子を添加し、プラズマ照射前に真空紫外光を照射する前処理を実施することで、ガラス基板上へ透明な酸化チタン薄膜を作製できることを見出した。金属ナノグラニュラ含有酸化チタン薄膜の作製では、添加する金属にコバルトを用いた。コバルト化合物の水溶液に界面活性剤を添加して逆ミセル法にてトルエン中に分散し、還元剤(NaBH_4)を添加して金属コバルトを析出させ、この溶液にチタンのアルコキシドを添加して金属コバルトをアルコキシドの加水分解物で包み、これを基板にコーティングすることを実施した。この際、コーティングはグローブボックス内で行った。条件を最適化した結果、金属コバルトナノ粒子を内包した結晶質酸化チタン薄膜の作製に世界で初めて成功した。
ボラティリティが確率的に変動する場合のオプション価格の評価

主に、確率的ボラティリティ変動モデルおよびそれを発展させた資産価格と取引高の2変量分布混合モデルの推定法に関して研究を行った。まず、Watanabe(1999)において、確率的ボラティリティ変動モデルの非線形フィルターに基づく新たな推定法を提案し、この推定法のパフォーマンスの良さをモンテカルロ実験により示した。また、TOPIXの日次データへの応用も行っている。次に、ボラティリティと取引高の間に正の相関があることが知られており、それを説明する代表的なモデルに2変量分布混合モデルがあるが、Watanabe(2000)では、このモデルの新たな推定法として、マルコフ連鎖モンテカルロ法に基づくベイズ推定法を提案している。また、日経平均先物の日次データを用いて、単純な2変量分布混合モデルではボラティリティと取引高の変動を共にうまく説明することはできないという結果を得ている。確率的ボラティリティ変動モデルの下でのオプション価格の評価については、以上の結果を踏まえ、現在進行中である。
中学校におけるリラクセーション課題に基づくストレスマネジメント教育に関する研究

本研究の目的は、ストレスマネジメント教育の継続効果を検討することであった。調査である鹿児島大学教育学部附属中学校で、1999年から2001年までの3年間、漸進性弛緩法やペア・リラクセーションから成るリラクセーション課題を中心とした、「ストレスマネジメント教育」を週1回・20分間、全校で実施してきた。毎年5月、11月に全学年計600名を対象に」心理社会的ストレス過程に沿って「学校ストレス反応調査」を実施してきた。3年間の継続効果を検討するために各学年ごとに3〔'99・'00・'01〕×2〔男・女〕×2(5月・11月)の3要因混合分散分析を実施し、次のような結果を得た。(1)ストレッサー尺度における「友人関係得点」において、3年生女子の場合、2001年の得点が1999年の得点よりも低かった。つまり、3年生女子では、2001年の方が1999年よりも友人関係をストレッサーと認知する傾向が低くなった。(2)ストレッサー尺度における「教師との関係得点」において、3年生の場合、2000・2001年の得点が1999年の得点よりも低かった。つまり、3年生では、2000・2001年の方が1999年より教師との人間関係をストレッサーと認知する傾向が低くなった。(3)ソーシャルサポート尺度における「友人得点」において、3年生の場合、2000・2001年の得点が1999年の得点よりも低かった。つまり、3年生では、2000・2001年の方が1999年よりも友人からのソーシャルサポートを知覚する傾向が高かった。本研究の調査・実験校である鹿児島大学教育学部附属中学校で、1学期末試験が終わって7月中旬と2学期末試験直前の11月下旬に、全学年計600名に対して「ストレッサー→認知的評価→コーピング→ストレス反応」という心理社会的ストレス過程に沿って「学校ストレス反応調査」を実施した。そして、次のような結果を得た。1.「友人関係」「学業」「教師」「部活動」という学校ストレッサーに対して、2年生と3年生は「学業」をストレッサーと感じており、調査時期の違いは影響しなかった。また、調査時期に関係なく、女子は男子よりも「学業」「教師」をストレッサーと感じていることが明らかになった。2.認知的評価における「ストレッサー影響性」と「ストレッサーに対するコントロール可能性」においては、調査時期に関係なく、女子の方が男子よりもストレッサーに影響され、ストレッサーに対するコントロール可能性が低いと受け止めいていることが明らかになった。3.「積極的対処」「思考回避」「諦め」というコーピング方略のなかで、2年生は試験直前の11月の方が「思考回避」方略を多用していることが明らかになった。また、男女とも3年生は1年生・2年生よりも「諦め」得点が高いことが明らかになった。4.「不機嫌・怒り」「抑うつ・不安」「身体反応」「無気力」というストレス反応のなかで、1年生は11月の方が7月よりも「身体反応」が減少した。2年生は11月の方が7月よりも「抑うつ・不安」反応が高まることが明らかになった。以上の結果から、学年や時期に応じてストレス過程の心理的特徴やストレス反応が異ることが明らかになった。鹿児島大学教育学部附属中学校で、4月よりセルフ・リラクセーション課題やペア・リラクセーション課題を中心とした「ストレスマネジメント教育」を週1回のペースで継続的に行った。

その効果を検討するために、5月、7月、9月、11月に、全学年計600名に対して「ストレッサー→認知的評価→コーピング→ストレス反応」という心理社会的ストレス過程に沿って「学校ストレス反応調査」を実施した。そして、次のような結果を得た。(1)高学年ほど「友人関係」「学業」「教師」「部活動」をストレッサーと感じる傾向が強くなり、時期では11月がその傾向が強かった。ただし、「友人関係」にはその傾向は現れなかった。調査時期に関係なく、女子は男子よりも「学業」をストレッサーと感じていることが明らかになった。(2)認知的評価における「ストレッサー影響性」について、2・3年生は11月の方が他の調査時期よりも影響性が低く、「ストレッサーに対するコントロール可能性」については、全ての学年において5月よりも他の調査時期の方が高かった。つまり、ストレスマネジメント教育を行うことによって、ストレッサーに対する認知的評価が改善されたことが明らかになった。(3)「積極的対処」「思考回避」「諦め」というコーピング方略のなかで、2・3年生は「思考回避」や「諦め」方略を多用していることが明らかになった。また、11月が他の時期よりも「思考回避」や「諦め」得点が高いことが明らかになった。(4)高学年ほど「不機嫌・怒り」「抑うつ・不安」「身体反応」「無気力」というストレス反応を示す傾向が高く、時期では7月が最も高い傾向が示された。以上の結果から、ストレスマネジメント教育によって認知的評価が改善されることが明らかになった。2000年度に引き続き、鹿児島大学教育学部附属中学校で、4月よりセルフ・リラクセーシヨン課題やペア・リラクセーション課題を中心とした「ストレスマネジメント教育」を週1回・30分間、クラス単位で継続的に行った。その効果を検討するために、5月、7月、9月、11月に、全学年計600名に対して「ストレッサー⇒認知的評価⇒コーピング⇒ストレス反応」という心理社会的ストレス過程に沿って「学校ストレス反応調査」を実施した。(1)高学年ほど「学業」「教師」「部活動」をストレッサーと感じる傾向が強くなるが、「友人関係」にはその傾向は現れなかった。(2)認知的評価における「ストレッサー影響性」について、1年生は2.3年生より影響性が高かった。3年生は11月の方が他の調査時期よりも影響性が低かった。(3)「積極的対処」「思考回避」「諦め」というコーピング方略のなかで、2.3年生は「思考回避」や「諦め」方略を多用していることが明らかになった。(4)高学年ほど「抑うつ・不安」「身・体反応」「無気力」というストレス反応を示す傾向が高く、時期では7月が最も高い傾向が示された。しかし、「不機嫌・怒り」については、学年差は認められなかった。以上の結果から、ストレスマネジメント教育を継続することによって「友人関係」をストレッサーと評価する傾向が低くなり、認知的評価が改善されることが明らかになった。本研究の調査・実験校である鹿児島大学教育学部附属中学校で、1999年から2001年までの3年間、4月よりリラクセーション課題を中心とした、「ストレスマネジメント教育」を週1回・30分間、全校で実施してきた。毎年5月、11月に全学年計600名を対象に「ストレッサー→認知的評価→コーピング→ストレス反応」という心理社会的ストレス過程に沿って「学校ストレス反応調査」を実施してきた。
遺伝子発現異常を生じるミトコンドリア病原因変異の包括的解析

ミトコンドリア病は先天代謝異常症としては最も頻度が高く、小児期発症の場合は重篤な症状を呈する。原因遺伝子は現在300以上報告されている。従来の全エクソーム解析法による遺伝子解析では、診断率は35%程度にとどまっており、原因特定にあたってはさらなる解析技術の導入が必須である。本研究では、RNAシーケンス、全ゲノム解析、プロテオーム解析を用いることで多角的な解析により真の原因に迫る。
内部告発に対する態度と通報行動に関する実証研究

本研究は、内部告発に対する態度と行動傾向の影響要因を明らかにすることを目的とした。「公益通報者保護法」の効果に関して同法施行の前と後にそれぞれ1回社会調査を行い(有効回答数それぞれ1089人、845人)、不正行為への態度や反対行動・通報行動の影響要因については前述の社会調査や場面想定法を用いた実験のデータに基づいて検討した。分析の結果、次のようなことが明らかになった。(1)「公益通報者保護法」施行後、内部告発者を保護する必要性がより強く認識された。しかし、内部告発や内部告発者に対する態度の他の側面においては同法の施行前後の顕著な違いが認められなかった。(2)内部告発、内部告発者に対する有職者の態度は基本的に肯定的なものであるが、組織コミットメント、職業満足感、集団主義傾向の強い人が、否定的な態度を持たなくても、肯定的な反応が比較的に弱い。(3)不正行為の被害者になっていない場合、内部告発がより容易になされる可能性が示された。また、正当世界信念が強ければ、自ら反対行動や通報行動をとる可能性が低くなる。(4)内部告発した場合、上司や家族の支持が得られるという認識が強ければ、また、不正行為の制止が職務と関連性が強ければ、通報行動をする可能性が高くなる。(5)「内部告発者」、「内部通報者」と「公益通報者」に対する有職者と大学生のイメージは概ね肯定的であるが、人間性の評価では否定的な側面もある。また、「公益通報者」に対して正義性や積極性、重厚さ、気長さでの評価が他の呼称より高い。これらの結果と従来の知見を整理することにより、内部告発に対する態度と通報行動に対する法律の施行という社会環境要因の効果が実証的に示され、また内部告発の心理的メカニズムも一層鮮明になった。本年度(平成17年度)は、二つの側面からで内部告発に関する態度と通報行動傾向についてデータを収集し、検討した。まず、研究1では、不正行為に対する通報行動傾向に関わる個人心理特性について検討し、場面想定法による実験調査を行った。その結果、自己効力感、自尊感情、権威主義などの個人心理特性が不正への反対行動や通報行動との関連性が示された。これらの結果に基づいて内部告発行動のモデルの構築を試みた。今後は、様々な不正行為の場面での通報行動に対して、実験社会心理学的な手法を含めて多角的に検討し、モデルの精緻化を行う予定である。研究2では、主に有職者の内部告発に対する態度と行動傾向における変化と法整備との関連性を検討するために、「公益通報者保護法」(平成18年4月から施行)の施行前においてインターネットを利用した社会心理学調査を行った。調査対象者は関東地方(1都6県)在住の有職者とし、内部告発や内部告発者に対する態度、内部告発者を保護する法律に対する認識と態度、本人の通報行動傾向、そして個人の心理特性や職場の特性などの角度から検討した。これらの結果は、最終年度(平成19年度)に予定される2回目の調査結果と比較し、法整備など社会的環境の変化による内部告発に関する態度と行動への効果について検討する計画である。研究1の一部は第64回日本心理学会大会において発表を行った。また、本年度で得られたデータをより詳細に分析し、次年度で開催される国際応用心理学会、日本心理学会、産業・組織心理学会にて発表する予定である。平成17年度に行われた有職者の内部告発に対する態度と通報行動に関する社会心理学調査のデータについて更に詳細な検討を行った。

内部告発と組織コミットメント、集団主義特性、職業満足度などの心理学的特性や不正行為の行われた時の状況要因との関連性について確認した。これらの結果を踏まえて平成19年度に予定される2回目の調査を行い、法整備など社会的環境の変化による内部告発に関する態度と行動への影響について検討する計画である。また、前年度に引き続き、不正行為に対する態度や通報傾向について、大学生を対象者とした調査を行い、不正行為の性質や個人心理特性の効果についても確認した。さらに、組織不正の事例として社会的影響の大きかった不二家の不正行為を取り上げ、有職者に対する社会心理学調査を行い、不正行為に対する他者の態度や組織における地位などの効果についてデータを収集し、検討を行った。研究の一部は今年度の国際応用心理学会第26回大会、日本心理学会第70回大会、産業・組織心理学会第23回大会において発表を行った。また、今まで得られたデータをより詳細に分析し、平成19年度で開催される欧州心理学会、日本心理学会、産業・組織心理学会にて発表する予定である。■研究目的組織的不正を検挙・抑止するために適切な内部告発制度を構築するために、社会心理学・組織心理学の観点から(1)「公益通報者保護法」の施行の前後の内部告発に対する態度と通報行動傾向を調べ、法律の施行と社会環境変化による影響を明らかにする;(2)内部告発の心理モデルを構築する;(3)心理学の立場から組織的不正を検挙・抑止するための手段としての内部告発制度を健全化する方法を検討し、内部告発制度と教育プログラムに対する提言を行う■平成19年度の研究成果(1)有職者の内部告発に関する態度と行動傾向に関する縦断研究「公益通報者保護法」施行後の第2回社会調査を実施した(調査対象者2060人、有効回収数845人)。同法施行前の第1回調査の結果と比較し、有職者の内部告発に関する意識の変化が見られ、内部告発を行う必要性の評定値がより高く、また内部告発者を保護する必要性の評定値がより低いことが明らかになり、同法の施行前後の社会的状況との関連性についての検討が行われた。(2)内部告発について内部告発の態度と通報行動傾向の影響要因に関する実証研究内部告発に対する個人的な心理特性や組織文化や組織形態など環境要因について多角的に検討した。特に、内部告発を行う者に対する印象を検証するために、「内部告発者」の異なる表現を用いて有職者や大学生を対象者として調査し、内部告発者の印象と内部告発への意識や行動傾向との関連性を検討した。その結果、「内部告発者」より「公益通報者」に対して「気長な」の評定値が有意に高いことなどが見られたが、全体的に「内部告発者」に対する負の印象が特に強いことは見られず、内部告発者は社会的に受容されていることが示唆された。(3)平成17年度から開始した縦断研究と影響要因に関する研究の結果を含めて検討し、内部告発に対する意識と行動の心理学モデルを構築した上で、内部告発を組織的不正に対する有効な手段として活用できる方策について提言した。
アジアにおけるインフルエンザウイルスのトランスミッションダイナミックスと進化

フィリピン・モンゴル・日本の研究サイトにおいてインフルエンザのトランスミッションダイナミックスについての解析を行った。フィリピンではバギオ市およびタクロバン市において、日本の秋田県・大館市においては強化サーベイランスを実施し、モンゴルにおいてはウランバートル市・バガノール地区の地域内コホートを実施した。この結果、地域内でのインフルエンザウイルスの伝播に果たす小児の役割、熱帯地域であるフィリピンにおけるインフルエンザウイルスの伝播維持機構、モンゴルにおける乳児や妊婦での低い罹患率など今後のインフルエンザ対策の確立に有用なデータが得られた。フィリピンにおいては2009年から2011年までの間にルソン島北部のバギオ市で行われたインフルエンザサーベイランスのデータの解析からインフルエンザの疾病負荷・インフルエンザの季節性などについて明らかにし、論文を発表した(Influenza Other Respir Viruses. 2014 Mar;8(2):159-68)。また2009年に発生したインフルエンザA(H1N1)pdm09についても、バギオ市におけるトランスミッションダイナミックを含めた疫学解析を行い、これについても論文を発表することができた(PLoS One. 2013Nov 11;8(11):e79916)。またフィリピン中部のタクロバン市とその周辺で行っているインフルエンザサーベイランスについては、季節性やウイルスの進化過程を含めて解析を継続している。モンゴルではモンゴル国内全体から集められた、2007年から2012年のインフルエンザサーベイランスデータを解析し、インフルエンザのインパクトや季節性などが明らかになった。この結果については論文の投稿を完了した。また、ウランバートル市・バガノール地区およびドルノゴビ県・サインシャンド市では詳細なインフルエンザ伝播についての詳細な解析を行うべく2012ー13年シーズンに続いて、2013ー14年シーズンもコミュニティーでの疫学情報の収集を行った。特に2013ー14年シーズンではバガノール地区では乳幼児と妊婦に焦点をあて、インフルエンザの伝播のパターンを解析している。日本の秋田県・大館市においても医師会の協力のもとに詳細なインフルエンザに関する疫学情報を継続して収集しており、データの解析も順調に行われている。フィリピンにおいては、バギオ市およびタクロバン市周辺の2カ所で、モンゴルにおいてはウランバートル市・バガノール地区およびドルノゴビ県・サインシャンド市、日本においては秋田県・大館市において強化サーベイランスを開始することができた。また、これらの地域から検出されたウイルスについても一部解析を行なうことができた。またモンゴル、フィリピンで過去に蓄積されたサーベイランスデータの解析を行なうことで、これらの国々でのインフルエンザのトランスミッションダイナミックスに関わる因子の解析を行なった。特に年齢階層ごとの解析により、インフルエンザウイルスの侵入(Introduction)から拡散(Spread)に至る過程に小児や成人がどのように関わっているかという解析をおこなってきている。また地理的な拡散については地理情報システムによる解析を行なっている。さらに、フィリピン・モンゴルにおいてインフルエンザがどのよなインパクトを持っているかという、疾病負荷(Disease Burden)についても明らかにすることができた。これらの結果は現在論文として投稿中である。ウイルス学的な解析をしては、2009年にパンデミックを起こしたH1N1pdmおよびH3N2についてそれぞれの研究サイトでどのような進化過程をとっているのかを比較するためにシークエンスを行なうとともにデータ解析の手法を確立しつつある。またウイルスの感染鎖(Transmission Chain)を分子的学的な手法で解析する方法についても検討してきている。26年度はフィリピンではバギオ市およびタクロバン市とその周辺、モンゴルではバガノール地区、日本では大館市におけるインフルエンザのデータ収集を行った。それとともにこれまで蓄積された疫学情報・ウイルスの遺伝子情報の解析を進めた。またバギオ市においてはより正確なインフルエンザの疾病負荷の推計を行うために受診行動についての調査をおこなった。これらの解析の結果、以下のような新たな知見が得られた。1)地域でのインフルエンザウイルスの伝播には学童・幼稚園児に相当する年齢層でのウイルスの伝播が重要な役割を果たしている2)地域内でのインフルエンザの伝播には前シーズンの感染による集団免疫も大きな影響を与えている3)熱帯であるフィリピンにおいてはインフルエンザウイルスは1年を通して流行しているが、遺伝子解析からウイルスが地域に定着しているのではなく、常に多くのウイルスが流入することにより流行が維持されている可能性が高い4)これまでの医療機関をベースにしたインフルエンザサーベイランスでは受診行動によるバイアスがあることから正確なインフルエンザの疾病負荷を推計するためには受診行動の解析が必須である5)途上国ではインフルエンザ様疾患での受診者は乳幼児が大半を占めており、この年代ではRSウイルスの影響が強く、また熱帯地域ではインフルエンザが年間を通して見られることから、このような状況でインフルエンザをモニタリングするためには新たなサーベイランスの方法論を確立することが必要である27年度は最終年度にあたるため、疫学調査を継続するとともに、これまでモンゴル・フィリピン・日本(大館市)で蓄積されたデータを解析し、国際学術誌に発表した。モンゴルのデータについては特に乳児(6ヶ月未満)と妊婦でのインフルエンザおよびRSウイルスの疾病負荷に関するデータを解析し、乳児・妊婦ではインフルエンザの疾病負荷は限られていることを示した(PLoS One. 2016 Feb 5;11(2):e0148421.)。また、大館市のデータについては小児が地域でのインフルエンザ流行に果たす役割について詳細な解析を行い、高齢化の進んだ地域でも小児が地域の流行に重要な役割を果たしていることを示した(BMC Infect Dis. 2015 Jul 23;15(1):282.、PLoS

One. 2015 May 5;10(5):e0125642.)。さらにフィリピンにおいてはインフルエンザBの地域内でのウイルスの変異過程を解析し、熱帯地域であるフィリピンで持続するインフルエンザウイルスの伝播は他地域からのウイルスの流入と地域内でのウイルスの維持によるものであることを示した(Virology. 2016 Feb 18;492:21-24.)。また、それぞれの地域での研究協力者とともに、これまでのデータの総括を行い、今後の研究の方向性などについても議論を行った。フィリピン・モンゴル・日本の研究サイトにおいてインフルエンザのトランスミッションダイナミックスについての解析を行った。フィリピンではバギオ市およびタクロバン市において、日本の秋田県・大館市においては強化サーベイランスを実施し、モンゴルにおいてはウランバートル市・バガノール地区の地域内コホートを実施した。この結果、地域内でのインフルエンザウイルスの伝播に果たす小児の役割、熱帯地域であるフィリピンにおけるインフルエンザウイルスの伝播維持機構、モンゴルにおける乳児や妊婦での低い罹患率など今後のインフルエンザ対策の確立に有用なデータが得られた。これまでの研究成果はすでに査読有の国際学術誌に論文として発表してきている。また、フィリピン・モンゴル・日本という社会的背景や気候の大きく異なる地域で同時に解析を行ってきたことから、これまでに明らかになっていなかったウイルスの伝播や進化過程について重要な知見が得られてきている。27年度が最終年度であるため、記入しない。ウイルス学27年度は最終年度にあたることから、一部のサイトでは研究を継続するものの、基本的にはこれまで得られたデータを解析し、アジアでのインフルエンザの伝播・ウイルス進化についての知見を最終的にまとめていく。当初予定していたブルネイでの研究は諸事情により研究の実施を断念したが、残りの日本・モンゴル・フィリピンでは研究が順調に進行しており、多くのデータが得られ、その一部は論文として発表することができた。日本・フィリピン・モンゴルの研究サイトで順調にデータの収集が進んでいるとともに、過去のデータの解析も行なうことができた。当初研究サイトとして考えていた、ブルネイは研究体制の構築時間がかかりすぎること、予算の制約から研究サイトから外した。今後は、さらに疫学データを収集しそれぞれのサイトでのトランスミッションダイナミックスの解析を行うとともに、ウイルスの遺伝子解析も進めて、ウイルス進化の過程と疫学情報をマッチングさせてより詳細な解析を行っていく予定である。
結晶粒度調整による装飾性アルミニウム系および銅系合金の光学的・材料学的研究

JIS A-1070材およびJIS A5052材のアルミニウム合金,Cu-3%Al合金についてその光反射特性と結晶面方位との関係,ならびにCu-Zn合金も含む銅合金に関して粗大結晶粒を利用した装飾用材料の研究を行った.その結果,純度の高いアルミニウムに関しては,(1)光沢のある結晶(Aタイプ)は表面が平滑である.つや消し面の結晶(Bタイプ)は波板状にエッチングされる.(2)Aタイプ結晶は主として{310}{100}Bタイプ結晶は主として{110}面およびその微斜面(vicinal face)である.(3)Bタイプ結晶の波板状模様の長手方向が結晶〈100〉方向とほぼ一致する.(4)結晶間で〈100〉方向が数度約80度分散しているために、光の主反射方向が結晶毎に異なり,その結果装飾性が得られるものと考えられる.アルミ銅に関しては,(5)表面が平坦な結晶面(Aタイプ),ストライプ状の凹凸が見られる結晶(B1タイプ),ストライプが波打っている結晶(B2タイプ),サイコロ状(直方体)の凹凸(Cタイプ)からなる結晶面に分類できる.(6)ストライプ状の模様は{111}面が優先腐食され,結晶面との交線として現れたものである.以上の結果から,どの方向から見ても何れかの結晶が輝くように見えるためには,少なくともストライプ状の凹凸を持つ結晶間の方位が適度に分散していることが必要であることが分かった.したがって、熱処理と加工方法の適切な組み合わせにより,ランダムな配向を有する材料を使用することが重要であると考えられる.また、エッチング液による現出面の制御を組み合わせることにより、多様なエッチング面を有する結晶面の出現を促進し,より複雑な光反射が得られ,より装飾性の高い材料が開発できるものと考えられる.特にアルミ銅やマルモブラスなどの銅合金に関しては、欧米のライフスタイル様式を取り入れたクラフト製品やインテリア製品などへの応用が考えられ,新素材としてこれからの製品開発にその可能性が期待できる.JIS A-1070材およびJIS A5052材のアルミニウム合金,Cu-3%Al合金についてその光反射特性と結晶面方位との関係,ならびにCu-Zn合金も含む銅合金に関して粗大結晶粒を利用した装飾用材料の研究を行った.その結果,純度の高いアルミニウムに関しては,(1)光沢のある結晶(Aタイプ)は表面が平滑である.つや消し面の結晶(Bタイプ)は波板状にエッチングされる.(2)Aタイプ結晶は主として{310}{100}Bタイプ結晶は主として{110}面およびその微斜面(vicinal face)である.(3)Bタイプ結晶の波板状模様の長手方向が結晶〈100〉方向とほぼ一致する.(4)結晶間で〈100〉方向が数度約80度分散しているために、光の主反射方向が結晶毎に異なり,その結果装飾性が得られるものと考えられる.アルミ銅に関しては,(5)表面が平坦な結晶面(Aタイプ),ストライプ状の凹凸が見られる結晶(B1タイプ),ストライプが波打っている結晶(B2タイプ),サイコロ状(直方体)の凹凸(Cタイプ)からなる結晶面に分類できる.(6)ストライプ状の模様は{111}面が優先腐食され,結晶面との交線として現れたものである.以上の結果から,どの方向から見ても何れかの結晶が輝くように見えるためには,少なくともストライプ状の凹凸を持つ結晶間の方位が適度に分散していることが必要であることが分かった.したがって、熱処理と加工方法の適切な組み合わせにより,ランダムな配向を有する材料を使用することが重要であると考えられる.また、エッチング液による現出面の制御を組み合わせることにより、多様なエッチング面を有する結晶面の出現を促進し,より複雑な光反射が得られ,より装飾性の高い材料が開発できるものと考えられる.特にアルミ銅やマルモブラスなどの銅合金に関しては、欧米のライフスタイル様式を取り入れたクラフト製品やインテリア製品などへの応用が考えられ,新素材としてこれからの製品開発にその可能性が期待できる.本年度は,材料として装飾性建材に用いられるJIS-A1070材(AI:99.7%)およびJIS-A5052材(AI:96.0%,Mg:2.5%))を用い,以下の研究を行った.(1)分光光度計による装飾性の評価技術の検討I光の反射には正反射と拡散反射および全反射がある.装飾合金の評価にはどの測定法が適切かを分光光度計を用いて測定したところ,正反射率(入射角5°)を比較すると,結晶に依存して1%以下のものから40%に達するものまで存在することが明らかになった.そこで,分光光度計に角度可変型の正反射付属装置を新たに取り付け,結晶表面での光の反射特性を評価する技術について検討した.純粋なアルミニウムの場合(100)面が現出しやすいと言われる塩酸と硝酸の混酸を用い,粗大化させた結晶表面をエッチングして,その光反射特性の特徴を結晶毎に調べた.その結果,大別して2種類のタイプに分類できることを見いだした.その一つは鏡面に近く,入射角を変えても概ね4060%の高い正反射率を示す結晶である.他の一つは高さ約2μmの波形の凹凸(トタン板状の凹凸)を有する結晶であり,主として凹凸の斜面で反射を起こす結晶である.

この結晶では入射角を変化させても正反射率は数%以下である.来年度はこの結晶の光学特性と表面形態や結晶方位との関係を明らかにする.(2)再結晶による粗大化結晶の形状および結晶学的特徴に及ぼす合金組成および加工履歴の影響の解明.厚さ2mm程度のアルミ板の結晶粒を効率よく粗大化させるには,熱処理温度は550°C以上必要であることが明らかになった.またMgを少量含むアルミ合金はより純度の高い1070材よりも複雑な光反射特性を示し,かつ結晶粒界がより明確であり装飾的には全く異なる様相を示すことが明らかになった.これは不純物によるエッチング面の形態の相違によるものであると推定される.本年度は装飾用壁材として用いられるJIS-A5052材(Al:96%-Mg2.5%残部Si,Feなど)を試料とし,以下の研究を行った.(1)結晶粒の粗大化の条件を見いだすための研究.建材などに用いられる厚さ2mm程度のアルミ板の結晶粒を再結晶によ旬、効率よく粗大化させるには,熱処理温度は580°C以上が必要であるが,液相線が620°C付近にあるため熱処理温度は600°C未満とする必要があり、熱処理温度は結局580590°Cが適当であることがわかった.(2)エッチングした結晶の表面形状と光反射特性の関連についての研究.アルミの(100)面が現出しやすい塩酸と硝酸の混酸を用い,粗大化させた結晶表面をエッチングし,その光反射特性の特徴を結晶毎に調べた結果,JIS-A5052材の粗大結晶は大別して3種類のタイプに分類できることを見いだした.その一つは(A)鏡面に近く,板面で高い正反射率を示す結晶である,他の一つは(B)四角形の鱗片状凹凸(トタン板状の凹凸)を有する結晶であり,試料表面から有る程度傾斜した面で反射を起こす結晶である.三つ目は(C)高さ2μm程度の波形状の凹凸を有する結晶である.本年度購入した,小径試料用回転ホルダーを用いて反射特性評価評価を行った結果,このJIS-A5052材は昨年度研究を行ったJIS-A1070材に比べて、エッチング面が複雑な形状を呈するために、反射方向の分布が大きくより複雑な輝きを示すことがわかった.これはMg添加による再結晶方位の変化と,エッチングによる表面形態の相違によるものと考えられる.本年度は銅系装飾用合金として用いられるCu-Al合金を試料とし,以下の研究を行った.(1)結晶粒の粗大化の条件を見いだすための研究.メダルなどの装飾品として用いられる厚さ4mm程度の銅アルミ合金(Cu-5%Al)の結晶粒を再結晶により効率よく粗大化させるには,熱処理温度は液相線直下の約1000°Cが適当であることがわかった.(2)エッチングした結晶の表面形状と光反射特性および結晶方位の関連についての研究.結晶方位はEBSP法を用いて測定した.銅アルミの(111)面が現出しやすい酢酸と硝酸の混酸を用い,粗大化させた結晶表面をエッチングし,その光反射特性の特徴を結晶毎に調べた結果,銅アルミ合金材の粗大結晶は大別して2種類のタイプに分類できることを見いだした.その一つは(A)鏡面に近く,高い正反射率を示す結晶である.この結晶は特定の方向に強く光を反射し,強い金属光沢を示す.他の一つは(B)四角柱形の鱗片状や粒子状の凹凸表面を有する結晶であり,試料表面で乱反射を起こす結晶である.
地球環境問題を科学的に検証する地学教材の開発

<研究目的>地球環境問題を地球史の過去から情緒的にではなく科学的に見直す.またそれをどのように生徒に伝えるかの研究を行う.さらにそのためのデータ資料作りを行う.併せて2011年東北太平洋沖地震の発生と被害を環境問題という範疇で伝える教材作りも工夫する.<研究方法>1.地球の起源や地球史の黎明期である,先カンブリア紀の地質,月の起源などを示す教材を筆者の現地地質巡検資料,地学部との合同研究,惑星研究者とのインタビューなどを通じて教材としてまとめる.2.2011年東北太平洋沖地震の津波被害に関して,地球史過去の大変動などとの比較を行う.3.過去の気温変動の資料を地球史の過去から現在まで統一的に整理する.4.地球温暖化論争の両者の言い分の整理と教材化を行う,<研究成果>1.昨年に引き続き生徒と地球史の起源のなぞを含む,火星表面のクレータ年代学について研究を行った.その成果を持って,月の起源について「ジャイアントインパクト説」の提唱者である米国惑星科学研究所のW.K.Hartmann博士を研究所に訪ね,情報交換を基に高校生向けの「クレータ年代学」の教材化の手法を確立した.2.2011年東北太平洋沖地震の津波の教材用シミュレーションの開発と,余震を含む3D震源分布地図の開発を行った。その成果は国内学会および,AGU(米国地球物理連合)の秋季大会で研究発表を行った.また現地被害の調査を実施し(別予算による),写真など資料を作成した.あわせて「想定外」と言われたこの災害の,地球史における頻度を示す教材の作成を現在進行中である.3.地球史における気温変動の各種年代範囲別のグラフを,過去から現在まで統一的に見れる資料の作成を行った.また南極基地における氷床ポーリング資料の気候変動の教材化への試行を行った.4.2008年に作成した地球温暖化論争をまとめた資料の改訂を行った.<研究目的>地球環境問題を地球史の過去から情緒的にではなく科学的に見直す.またそれをどのように生徒に伝えるかの研究を行う.さらにそのためのデータ資料作りを行う.併せて2011年東北太平洋沖地震の発生と被害を環境問題という範疇で伝える教材作りも工夫する.<研究方法>1.地球の起源や地球史の黎明期である,先カンブリア紀の地質,月の起源などを示す教材を筆者の現地地質巡検資料,地学部との合同研究,惑星研究者とのインタビューなどを通じて教材としてまとめる.2.2011年東北太平洋沖地震の津波被害に関して,地球史過去の大変動などとの比較を行う.3.過去の気温変動の資料を地球史の過去から現在まで統一的に整理する.4.地球温暖化論争の両者の言い分の整理と教材化を行う,<研究成果>1.昨年に引き続き生徒と地球史の起源のなぞを含む,火星表面のクレータ年代学について研究を行った.その成果を持って,月の起源について「ジャイアントインパクト説」の提唱者である米国惑星科学研究所のW.K.Hartmann博士を研究所に訪ね,情報交換を基に高校生向けの「クレータ年代学」の教材化の手法を確立した.2.2011年東北太平洋沖地震の津波の教材用シミュレーションの開発と,余震を含む3D震源分布地図の開発を行った。その成果は国内学会および,AGU(米国地球物理連合)の秋季大会で研究発表を行った.また現地被害の調査を実施し(別予算による),写真など資料を作成した.あわせて「想定外」と言われたこの災害の,地球史における頻度を示す教材の作成を現在進行中である.3.地球史における気温変動の各種年代範囲別のグラフを,過去から現在まで統一的に見れる資料の作成を行った.また南極基地における氷床ポーリング資料の気候変動の教材化への試行を行った.4.2008年に作成した地球温暖化論争をまとめた資料の改訂を行った.
溶媒乾燥によって誘起される相分離と表面流動のカップリング

平成14年度までに、リライタブル熱記録媒体のモデル溶液としてポリスチレン・ポリカーボネート・テトラヒドロフラン溶液を用い、テトラヒドロフランの乾燥過程で発現する相分離構造について検討した。その結果、溶剤の乾燥過程で、表面流動と相分離とがカップリングした規則的な相構造が発現することが明らかとなった。本年度はこの現象の数値モデリングを目的として、相分離ダイナミクスを記述できる多成分拡散モデルの開発を主として行った。単純な溶媒-ポリマー2成分系相分離の数値モデルはほぼ確立しているのに対して、3成分以上の系に対する数値モデルは未発達である。例えば3成分系の拡散を記述するには、2つの主拡散係数と2つの交差拡散係数が必要であるが、従来これら4つの拡散係数は経験的フィティングパラメータとして扱われており、実験値と比較可能な定量モデルは存在しなかった。そこで本研究では、自己拡散係数を重み関数とする新しい多成分系摩擦モデルを提案した。自己拡散係数は実験的に測定可能であるため、新モデルに含まれるパラメータは全て事前に決定できる。まず相分離を伴わない3成分溶液に新モデルを適用し、導かれた主拡散係数と交差拡散係数を実測値と比較した。その結果、新モデルによる拡散係数の予測値は、既存のモデルよりも実測値に一致し、本モデルが定量的に信頼できる数値モデルであることがわかった。続いて新モデルを、相分離が発現する非平衡3成分ポリマー系に適用した。簡単のため相分離のごく初期過程に着目して線形近似を導入した。新モデルを用いて相分離構造の発生速度を求めたところ、溶媒の自己拡散係数が増加するにつれて構造発生速度が増加する「溶媒による相分離促進効果」を新たに見出した。これは相分離の駆動力が、ポリマーの濃度勾配のみではなく、溶媒濃度勾配にも依存することを示しており、実験事実とも一致する。本年度は、溶媒乾燥速度の電気的計測と、相分離過程の観察とを同時に可能とする新しい評価装置の開発を主として行った。前者については、冷却面への溶媒凝縮による熱流束の変化を、ペルチェ素子内を流れる電流値として計測する手法を検討した。まず素子特性の検定を行い、熱流束と電流値の間に直線関係が成立することを確認した。ついで、素子下面温度を精度±0.1Kで制御し、熱流束の計測を行ったところ、乾燥条件に対応する安定した電流値の出力が得られることがわかった。従って、本研究で提案した電気的手法によって乾燥速度の計測が可能であることが明らかとなった。後者の相分離過程の観察については、本研究費で購入したマイクロCCDスコープを用いて、倍率50×から3000×で行った。ポリスチレン・ポリカーボネート・テトラヒドロフラン溶液を、透明加熱板上で乾燥させ、透明加熱板を通して装置下部から薄膜構造の時間変化を観察した。その結果、1次相分離によって生じたポリカーボネート相が合一を繰り返し、直径約30μmの液滴状構造を発現することがわかった。この液滴構造は薄膜の2次元平面内に周期的に分布しており、対流淀み点に分離相が集積されたことが示唆された。更に乾燥が進行すると、この相間に直径6μmの新たな2次液滴相構造が発生し、相直径は明らかにバイモーダルな分布を示すことが明らかとなった。これらの結果から、本評価装置を用いて、乾燥速度の計測と相分離構造の可視化の双方が可能であり、新しい構造評価デバイスとして利用可能であることがわかった。
細胞外核酸による免疫応答惹起の分子機構

エンドソームに局在するToll-like receptor 3 (TLR3)はウイルス由来の二重鎖RNA(dsRNA)を認識し、タイプIインターフェロンや炎症性サイトカイン産生の誘導、樹状細胞の成熟化を介して抗ウイルス応答を誘起する。一方、TLR3はネクローシス細胞由来のRNAを認識し炎症性サイトカイン産生を誘導するとの報告もあり、TLR3によって認識されるRNA構造は明らかでない。本研究ではTLR3による細胞外ウイルスRNA認識機構を解析し、以下のことを明らかにした。1. TLR3は、dsRNA以外に、ウイルス由来の特定の二次構造を有するssRNAを認識しシグナルを伝達する。2. dsRNAや特定の構造をもつssRNAの細胞内取り込みとエンドソームTLR3への配送に、細胞質タンパクRaftlinが不可欠である。3. RaftlinはdsRNA刺激で細胞表面に移行し、クラスリンーAP-2複合体と協調してdsRNAの取り込みに働く。これらの結果は、TLR3活性化は取り込みレセプターによる細胞表面での認識とTLR3によるエンドソームでの認識というふたつの側面で制御されることを示唆しており、アジュバントとしてTLR3リガンドを考案する際の有用な知見になる。Toll-like receptor (TLR) 3, 7, 8, 9はウイルス由来の核酸をエンドソームで認識し、タイプ1インターフェロン産生などの抗ウイルス応答を惹起するが、どのように細胞外の核酸をエンドソームで認識しアダプターを介してシグナルを伝達するか不明である。本研究では、ウイルスdsRNAの合成アナログであるpoly(I:C)のTLR3による認識と、アダプター分子TICAM-1(別名TRIF)を介したIFN-β産生機構を解析し、以下の結果を得た。(1)Poly (I:C)結合活性を有すうヒト細胞株のcell lysateから、poly (I:C)に特異的に結合する分子を、poly U-sepharose、poly (I:C)-sepharoseを用いてアフニティー精製し、質量分析による蛋白同定を行った。siRNAによるノックダウン実験より、poly (I:C)の取り込み受容体と共役して取り込みに関与する新規分子を同定した。(2)種々のTICAM-1変異体を用いた実験より、TBK1との結合に関与し、TICAM-1によるIRF-3活性化に必須のアミノ酸を同定した。更に、構造生物学的、生化学的解析から、TICAM-1のN末側ドメイン(NTD)がTIRドメインのN末側と分子内結合することでTICAM-1は細胞質内で不活性化状態を保っことを明らかにした。これらの結果より、細胞外dsRNAに対する免疫応答は、取り込み段階とアダプター分子の活性化段階の両方で制御されていることが判明した。今後、細胞外dsRNAの取り込み機構を詳しく解析するとともに、poly (I:C)の取り込み受容体の同定、TICAM-1シグナルソームの解析を引き続き行う予定である。ウイルスdsRNAの合成アナログであるpoly(I:C)はクラスリン依存的経路で骨髄系樹状細に取り込まれ、エンドソームに局在するTLR3とそのアダプター分子TICAM-1(別名TRIF)を介してタイプ1インターフェロン(IFN)や炎症性サイトカイン産生を誘導し、更には、樹状細胞にNK細胞活性化能、CTL誘導能を与え抗がん免疫活性を示す。Poly(I:C)はエンドソームTLR3のみでなく細胞質RNAヘリケースのMDA5も活性化するが、細胞外からの取り込みの分子機構は不明である。本研究では、poly(I:C)の取り込みおよびTLR3を介したIFN-β産生に必須の分子を同定した。poly(I:C)結合活性を有するヒト細胞株の可溶化物から、poly(I:C)結合タンパク質をpoly(I:C)-Sepharoseによるアフィニティー精製/プロテオーム解析で同定し、膜タンパクならびに膜結合活性を有するタンパクを選定しsiRNAによるノックダウンで機能を査定した。その結果、B細胞のlipid raft proteinとして報告されていたRaftlinがpoly(I:C)刺激によるTLR3を介したIFN-β産生に重要であることがHeLa細胞などの上皮系細胞やヒト骨髄系樹状細胞で明らかとなった。取り込み実験より、Raftlinはpoly(I:C)やpoly(I:C)と取り込みレセプターを共有するB/C-type ODNの取り込みに必須であることが判明した。

一方、トランスフェリンの取り込みには関与しないことから、Raftlinはpoly(I:C)などの非自己核酸の取り込みに重要な分子と考えられた。RaftlinはHeLa細胞では細胞質に、ヒト骨髄系樹状細胞では細胞膜と細胞質に局在しており、poly(I:C)刺激で細胞質から細胞膜に移行し、クラスリン-AP-2複合体と相互作用してpoly(I:C)の取り込みとエンドソームTLR3への配送に関与することが明らかになった。今後poly(I:C)の取り込みレセプターを同定し、Raftlinを介した細胞外核酸取り込みの詳細な機構を明らかにする。骨髄系樹状細胞のエンドソームに局在するToll-1 ike receptor(TLR)3は、合成dsRNAのpoly(I:C)を認識し、炎症性サイトカインやIFN-α/β産生を誘導する。Poly(I:C)によるTLR3活性化には、Raftlin依存的エンドサイトーシスが必須である。一方、ウイルス感染時でのTLR3によるウイルス核酸認識の機構は不明である。本研究では、TLR3が認識するRNA構造を新たに同定した。感染細胞内に(+)鎖ssRNAとdsRNAが検出されるポリオウイルスのcDNAをテンプレートに5001800bpの断片化された(+)鎖、(-)鎖のssRNA、それらのdsRNAをin vitro転写で作製し、TLR3活性化能をIFN-βpromoterの活性化で調べた結果、dsRNA以外にある種のssRNA断片がTLR3を活性化することが明らかとなった。この機能性ssRNAは分解に抵抗性であり、ヒト繊維芽細胞や上皮系細胞、マウス骨髄系樹状細胞からIFN-α/β,炎症性サイトカイン産生をTLR3-TICAM-1依存的に誘導した。更に、poly(I:C)同様、Raftlin依存的に細胞内に取り込まれ初期エンドソームのTLR3と共局在する事、TLR3細胞外領域のN末、C末に存在するdsRNA結合領域を介してTLR3を多量体化させシグナルを伝達すること、dsRNA領域が活性化に必要であることが判明した。二次構造予測と生化学的解析から、機能性ssRNAは比較的長いタンデムなステム構造をもつことが明らかとなった。従ってウイルス感染時では、感染細胞から漏出したdsRNA、ssRNA断片が取り込みレセプターを介して取り込まれ、エンドソームのTLR3で感知されると考えられる。分解抵抗性のssRNA断片はネクローシス死細胞からも漏出すると考えられ、TLR3の炎症応答への関与を示唆するものである。