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『場の言語学』の構築:場の意味論と語用論

2009年度から2011年度にかけて、研究代表者・連携研究者・海外共同研究者・研究協力者たちが年間を通じて研究討議を行い、各年度の11月ないし12月に公開のシンポジウム・ワークショップを企画・開催して研究成果を公表した。「場の言語学」の構築に向けて、言語理論・意味論・語用論・対話研究・複雑系物理学・知能システム工学などに関わる国内・海外の研究者が集い、『場の言語学』の構築に向けて、理論的基盤を明らかにするとともに、関連分野の研究者の認識を新たにすることができた。日本語話者が多様な人称表現から文脈に応じて適切な表現を無意識に選択することや敬語・授受動詞などの待遇表現の使用については、「視点」や「立場」などの言語外文脈を加えた言語使用に関わる語用論的考察が不可欠であることは言語理論研究者の間でも広く認識されているが、本研究では言語使用を構成する本質的要素として「文脈指示の場」を措定し、話し手・聞き手・言及対象を「場」と独立に存在する個体としてではなく、この「文脈指示の場」との関係で立ち現れる関係的存在と規定することによって、上記の言語現象を適切に記述することが可能となる一般言語学的な形式意味論・形式語用論のための枠組みを確立することを目指す。研究計画の初年度となる平成21年度については、研究代表者・連携研究者・海外共同研究者ならびに関連分野の研究者による言語理論的な研究討議を活動の中心とし、メール等による日常的な情報交換に加え、早稲田大学において3回にわたって研究打ち合わせを開催したほか、研究代表者と研究協力者が日本語・英語の学習者用辞書における位相情報の取り扱いについて取りまとめた資料を作成した。また、研究経過ならびに成果についての報告を日本認知科学会第26回大会など国内の学会・研究会ならびに第11回国際語用論学会など海外の学会・研究会において発表し、本研究計画が目指すアプローチについて関連分野の研究者の理解を求めたほか、平成21年12月26日土曜日に早稲田大学において公開シンポジウム「地球時代の未来を設計する:場の理論の展開」を開催し、言語研究者にとどまらす広く社会一般に対してわれわれの研究アプローチを紹介するとともに、場の論理の応用可能性とその社会的意義について訴える機会を設けた。研究代表者と下記の連携研究者・海外共同研究者・研究協力者がメール等による日常的な情報交換に加えて相互に訪問して研究打ち合わせを行い、言語理論的な研究討議を進めた。研究協力者前坊香菜子が日本語学習者用辞書における関連情報の記載状況についてデータ収集と考察を行った。日本国内においては11月4日-7日に東北大学にて開催されたPACLIC24:The 24th Pacific Asia Conference on Language,Information and Computationの中で東北大学にて11月6日午後にSession 2-5:Symposium:Linguistics of'Ba'として「場の言語学」構築に向けてのシンポジウムを開催したほか、待遇コミュニケーション学会2010年春季大会・電子情報通信学会思考と言語研究会などで関連する発表・講演などを行った。(1)研究代表者・連携研究者・海外共同研究者・研究協力者がメール等による情報交換を日常的に進めたほか、7月初旬に公立はこだて未来大学に、9月中旬に早稲田大学で集まり、研究討議と発表申し込み・ワークショップ開催に向けて打ち合わせを行った。(2)海外共同研究者のJae-Woong Choe(高麗大学)が早稲田大学との研究交流協定に基づいて平成23年9月より24年2月まで早稲田大学に滞在し、研究代表者・首藤佐智子(連携研究者)ほかと週に度の研究打ち合わせを行い、日本語の「の」と対応する韓国語の表現について比較した。(3)研究代表者との打ち合わせにより、前坊香菜子(研究協力者)が言語データに基づいてテキストのジャンルと副詞・文末表現の関係について調査した。(4)平成23年11月26日に早稲田大学で開催された電子情報通信学会思考と言語研究会ではテーマの一つとして「場の共創」を設定し、研究代表者・連携研究者・海外共同研究者・研究協力者などが「場の言語学」に関連する研究発表を行った。(5)3年間の研究成果を取りまとめて公開することを目的として、平成23年12月11日から12日にかけて国際ワークショップを早稲田大学にて開催した。海外からは、海外共同研究者のエレーヌ・ヴロダルチック(パリ第四(ソルボンヌ)大学)とアンドレ・ヴロダルチック(パリ第四(ソルボンヌ)大学)とJae-Woong Choe(高麗大学>のほか、スタンリー・ピーターズ(スタンフォード大学)とWinnie Cheng(香港理工大学)とJong-Bok Kim(慶煕大学)が参加した。(6)エレーヌ・ヴロダルチックとアンドレ・ヴロダルチックの両名はワークショップのあと10日ほど早稲田大学にとどまり、研究代表者・連携研究者と研究討議を行い、それぞれ場の言語学に関連する研究発表を行った。
求核触媒能をもつ軸不斉型ピリジンＮーオキシド二量体の創製と革新的不斉合成

我々の研究室では置換安息香酸無水物を用いる効率的な脱水縮合法を開発しており、この反応では求核性塩基触媒である4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)ならびにその酸化体である4-ジメチルアミノピリジンN-オキシド(DMAPO)が有効な触媒として機能することを明らかとしている。本課題では3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビピリジルN,N'-ジオキシド(DM-DMAPO)および3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビキノリルN,N'-ジオキシド(DM-DMQO)等を合成し、これらの物性の解析と、さらに不斉反応への適用を試みた。本申請課題では「軸不斉を有する新規塩基触媒ビピリジルN,N'-ジオキシド類の創製、ならびにこれらを用いた高選択的な不斉合成反応の開発」を目指している。初年度はDMAPO二量体構造の炭素4,4'位にアルキル基を導入した軸性不斉分子の調製法の確立を試み、2-ブロモ-3-ピコリンを出発原料とし、5工程を経て最終目的物である3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビピリジルN,N'-ジオキシド(DM-DMAPO)の全合成を完了した。引き続き本年度はDM-DMAPOの大量合成を進めてその旋光度ならびに合成中間体の物性値を収集した。さらに、より高い立体選択性を与えると予想されるビピリジル型N,N'-ジオキシド類の一つとして、キノリン残基を分子内に包含する3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビキノリルN,N'-ジオキシド(DM-DMQO)を考案し、これをアントラニル酸から調製する検討を行った。DM-DMQOはDM-DMAPOの5,6位に新たにベンゼン環を導入した構造となる。実際にアントラニル酸から導かれた2-アミノベンズアルデヒドのホモカップリングを行ったところ対応するビキノリン型化合物が得られ、さらに、DM-DMAPOの合成の際と同様に過酸を用いることでN-オキシ化を進行させ目的とするN,N'-ジオキシドを入手することができた。この化合物をビナフトールとの混晶に導いたところ光学分割が進行し、軸性キラリティーを有する2種類の光学活性N,N'-ジオキシドが生じた。引き続き4位への置換基の導入を試み、ニトロ化、塩素化およびアミノ化を経ることでDM-DMQOの全合成をアントラニル酸から7工程で達成した。本研究では新規不斉触媒の開発を目的として様々な求核性塩基を調製し、それらの特異な物性の測定ならびに各種有機合成への適用を試みた。初年度は2-ブロモ-3-ピコリンを出発原料とし、5工程を経て最終目的物である3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビピリジルN,N'-ジオキシド(DM-DMAPO)の全合成を完了した。引き続き次年度はキノリン残基を分子内に包含する3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビキノリルN,N'-ジオキシド(DM-DMQO)を考案し、これをアントラニル酸から調製する検討を行った。また、N-メチルベンゾグアニジン(NMBG)を不斉求核塩基として設計し、新しいグアニジン型のアシルトランスファー触媒の創製を試みた。最終年度はこれまでの検討を通じて供給可能となった新しい光学活性化合物であるDM-DMAPO、DM-DMQOおよびNMBGを塩基触媒として用い、ラセミアルコールの速度論的光学分割反応、ラセミアミン類の速度論的光学分割反応、ラセミカルボン酸の速度論的光学分割反応、ならびにラセミカルボン酸の動的速度論光学分割反応等を試みた。加えて、以前から我々の研究室で継続的に調査している不斉アルドール反応や不斉アリル化反応にこれらの触媒を適用することによって、炭素-炭素結合の形成を伴った不斉合成への展開を図った。本申請課題では「軸不斉を有する新規塩基触媒ビピリジルN,N'-ジオキシド類の創製、ならびにこれらを用いた効率的な速度論的光学分割法の確立」を目指している。

初年度はDMAPO二量体構造の炭素4,4'位にアルキル基を導入した軸性不斉分子(2,2'位で連結した構造を有する4,4'-ジアミノ-2,2'-ビピリジルN,N'-ジオキシド類)の調製法の確立を試みた。まず、2-ブロモ-3-ピコリンを出発原料とし、遷移金属錯体を触媒に用いてホモカップリングを行ったところ3,3'位にメチルを導入したビピリジルを調製することができた。次いで、酸化剤を作用させてN-オキシ化し、軸性キラリティーが内在すると考えられるジオキシドへと導いた。ここで得られた化合物にキラリティーが存在するかどうかが本研究の最初に明らかとすべき課題であった。そこで、実際に我々が調製したジオキシドの光学分割を試みたところ、無事に異性体の分取に成功し、それぞれの光学活性体が安定な化学種として単離できることが分かった。すなわち、初年度の重要な成果はN,N'-ジオキシド類がその二つのN-オキシド基の立体反発によって自由回転が禁じられることでこの分子の光学異性体がそれぞれ室温で安定に存在し、室温では互変異性化が進行しないことを実験的に証明できたことである。引き続き、このようにして得たRおよびS体のビビリジルの4,4'位にジメチルアミノ基を導入を試みた。ここでは、ニトロニウムイオンを芳香環に作用させ求電子反応を実施することで4,4'位にニトロ基を導入することに成功し、最後に塩素化を経由してアミノ基への変換操作を行い、最終目的物である3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビピリジルN,N'-ジオキシドの全合成を完了した。計画通り、2種類の新規塩基触媒である3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビピリジルN,N'-ジオキシド(DM-DMAPO)および3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビキノリルN,N'-ジオキシド(DM-DMQO)の全合成を達成することができた。前者については再合成を行い物性値の収集を完了した。現在、これらの化合物を触媒とした物質構造変換法の開発を進めている段階である。触媒合成はほぼ計画通りに進んでおり、初年度は新規塩基触媒である3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビピリジルN,N'-ジオキシドの全合成を達成することができた。現在はこの成果を学術論文化するために大量再合成と物性値の収集を進めている。3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビピリジルN,N'-ジオキシド(DM-DMAPO)および3,3'-ジメチル-4,4'-ビス(ジメチルアミノ)-2,2'-ビキノリルN,N'-ジオキシド(DM-DMQO)の全合成法を確立し、前者については再合成を行い物性値の収集を完了したので、現在、後者についても再合成を行い不斉有機合成反応に活用するための準備を進めている。次年度はこれまでの検討を通じて供給可能となった新しい軸不斉型光学活性DMAPOであるDM-DMAPOおよびDM-DMQOを塩基触媒として用い、不斉合成反応の検討を行う。具体的には、我々のオリジナルな脱水縮合反応である置換安息香酸無水物を活用したエステル化、アミド化ならびに芳香環アシル化反応を順に行って光学活性な有機分子の供給法確立を目指す。この際、例えばラセミ体のアルコールを原料として用いればラセミ求核剤の速度論的光学分割が可能になるものと予想され、一方でアシル化剤側をラセミ体として反応に供すれば相当する求電子剤が速度論的に光学分割されることになるので、求核剤ならびに求電子剤のいずれの光学活性体を与えることのできる柔軟な不斉合成反応への展開も視野に入れている。
地域の社会環境に適応した合自然的森林施業の技術体系に関する研究

わが国の有用針葉樹の育成法は各地域の社会条件や生産目標が異なるにもかかわらず、一般に農業の模倣と思われる集約な画一的技術によって行なわれている。本研究は関東から九州までの6地方における施業集約度の異なるスギ、ヒノキ人工林の林分構造や生産力を多面的、総合的に解析し、多様な立地条件と生産目標に適した合自然的森林施業すなわち粗放施業の技術体系を確立しようとしたものである。しかし初年度の交付内定(二次)が遅い等研究遂行に困難な事情があったが、各分担者の努力で次のような成果をえた。自然間引が生じているような林分での優勢木の成長は、植栽本数や密度の違いにもとずく差が小さく、また優勢木の分布様式は一般にランダム分布を示すことがわかった。それ故無間域でも中、大径の良材が生産できる等、粗放的な保育施業が技術的に可能であることを提示した(関東、四国地方)。植栽後ほとんど保有作業を行なわなかった40年生のスギ林分を解析した結果、天然生のアカマツ、ヒノキ、広葉樹を混交する複層林になっているが、柱適寸の優勢木の生長は地位下程度の集約施業林と大差がなく、粗放な育林法も一つの施業技術となりうる可能性を見出した(近畿地方)。多雪地のスギと少雪地のヒノキの造林地において下刈り省略試験を行なった結果、直径の分散幅は大きくなるが、造林木本数の1/3の優勢木については慣行の下刈り地の生長と大きな差はなく、造林木の自生する地域では下刈り保育を省いても成林する可能性のあることがわかった(近畿、九州地方)。一方、多雪地帯では植栽後の保育が粗放であっても、雪害が小規模であれば林分構造に大きな変化がなく、充分成林することがわかった(中部、中国地方)。以上のように現在までえられた情報はまだ断片的であるが、粗放的森林施業は体系付けが可能であり、不況下にある日本林業の新たな育林技術として今後充分適用できる見通しをえた。本研究は恒常化した日本の林業不況に活路を開く手段として、現在全国で画一的に行なわれている集約な森林施業に対地した低コストの育林法による合自然的森林施業すなわち粗放林業の技術体系を確立しようとするものであるので、各地域における集約度の異なる林分の造成過程や構造等を解析する現地調査が主体である。しかし本研究費の初年度の交付内定が10月末であったこと、また本年度の交付額も僅少であったことから、当初計画した調査が充分できず各分担者とも困難な状況の中で研究を進めたので、多くの調査結果については現在解析中である。また研究打合せ会は60年12月と61年3月の2回しかもてなかったが、文書等による情報交換の結果、これまでえられた研究実績の主なものは次のようである。1)植栽密度の異なるスギ壮齢林分の優勢木のみの平均直径,樹高には、全立木の平均値ほど密度の影響がみられず、また分散構造もランダムであった。それ故若齢林分の保育間伐は不要である可能性が大きい(関東)。

2)植栽後無手入れのまゝ放置されたスギ壮齢林分を解析した結果、アカマツ等の混交する択伐林型になっているが、優勢木の生長は同齢の保育林分とほとんど変らず、粗放な施業でも一般用材の生産は可能である(近畿)。3)植栽後46年間下刈りを省略した造林地の若いスギの優勢木の樹高平均は、下刈り地より約50cm,ヒノキは約10cm小さいのみで、各樹種の自生地域における下刈り作業は省いても成林する可能性は大きい(近畿)。4)多雪地のヒノキ造林は粗放施業の方が雪害の少ない事例がある(中部)。5)植付け直後の生長を促進することにより下刈り等を省力する方法には有意の差はみられないが、6年間無下刈りで10年経過した現在、直径の分散は下刈り地より大きくなるが、成林の見込みは充分ある(九州)。以上の成果は学会へ発表の予定である。
肺癌におけるヒストンメチル化による癌抑制遺伝子不活化の解明

本研究「肺癌におけるヒストンメチル化による癌抑制遺伝子不活化の解明」の目的は、エピジェネティクスによる抗腫瘍機構の制御メカニズムを解明し、新たな肺癌治療を模索する事である。近年、癌抑制遺伝子の不活性化のメカニズムに関してエピジェネティックな修飾が重要である事が報告されてきた。申請者は、43種類のヒストンメチル化酵素(KMTs)を標的としたshRNA libraryによるスクリーニングを用い、癌抑制遺伝子の一つがKMTsにより制御されている事を報告した(Tajima K. Nature Commun 2015;6,8257)。今回ヒストンメチル化、特にヒストン脱メチル化酵素(KDTs)の代表であるLSD1に着目したところ、小細胞癌でLSD1のsplicing variantであるLSD1+8aの発現と神経分化マーカーであるSYP/NCAM/CHGAの発現が正の相関を示し、また小細胞肺がんにおいてLSD1+8aの発現を特異的に抑制する事により神経分化マーカーの発現が抑制されることが明らかになった。昨年度は更にLSD1がEMTに関与している事に着目し、間葉系の性質をもつ中皮腫に新たに着目した。中皮腫は極めて予後不良な疾患であり、新規の治療標的の発見が急務である。従来とはまったく異なった治療法として、エピジェネティクス、特にヒストンメチル化に着目し、LSD1によるEMTを標的とした中皮腫の新たな治療標的を模索している。LSD1を阻害することにより、上皮系の中皮腫細胞株が間葉系性質を示す事を明らかにし、現在はLSD1が治療標的としてなり得るか検討中である。当初はヒストンメチル化による癌抑制遺伝子の制御を中心に解析してきたが、癌抑制遺伝子以外の神経分化系への分化やEMTへの関与といった非常に興味深い結果が得られていている。現在までにヒストン脱メチル化酵素であるLSD1+8aと神経分化マーカーであるSYP/NCAM/CHGAの発現が正の相関を示し、またLSD1+8aの発現を特異的に抑制する事により神経分化マーカーの発現が抑制されることを示し、LSD1+8aがSCLCで神経分化に関与している可能性が極めて高い事を明らかにした。昨年度は、更に中皮腫においてLSD1をターゲットとすることにより、ある特定のsubgroupで抗腫瘍効果が高い事を見出した。これらのことによりヒストンメチル化が治療標的としてなり得ることが強く示唆されており、概ね順調に進んでいると考える。昨年度までに中皮腫においてもLSD1をターゲットとすることにより、ある特定のsubgroupで抗腫瘍効果が高い事を見出しているが、下流のターゲットに関しては未知である。このため、これらの下流のシグナルを同定するため、microarrayやChIP- sequenceを用い大規模に網羅的にメチル化と遺伝子の発現の変化を検討していく。また同定した標的遺伝子をクローニングし機能解析を行っていく。そこで今回ヒストンメチル化、特にヒストン脱メチル化酵素(KDTs)の代表であるLSD1に着目した。LSD1はKDMの一つであり、ヒストンH3K4のモノあるいはジメチル化体を酸化的に脱メチル化し、エピジェネティックな遺伝子発現調節において重要な役割を担っている。近年LSD1のsplicing variantであるLSD1+8aが、それ以外のLSD1-8aと異なり、H3K9の脱メチル化を介し、神経への分化を促進することが示された(Laurent et al., Molecular Cell, 2015)。昨年度に我々は、肺がんにおいてLSD1+8aの発現と神経分化マーカーであるSYP/NCAM/CHGAの発現が正の相関を示し、また小細胞肺がんにおいてLSD1+8aの発現を特異的に抑制する事により神経分化マーカーの発現が抑制されることを示した。これらは、LSD1+8aが神経内分泌腫瘍である小細胞肺がんにおいて、神経分化に関与している可能性が極めて高い事を示していると考えられた。昨年度までに、ヒストン脱メチル化酵素であるLSD1+8aと神経分化マーカーであるSYP/NCAM/CHGAの発現が正の相関を示し、またLSD1+8aの発現を特異的に抑制する事により神経分化マーカーの発現が抑制されることを示し、LSD1+8aがSCLCで神経分化に関与している可能性が極めて高い事が想定されている。

そこで今回ヒストンメチル化、特にヒストン脱メチル化酵素(KDTs)の代表であるLSD1に着目した。一昨年度は小細胞癌でLSD1のsplicing variantであるLSD1+8aに着目し、LSD1+8aの発現と神経分化マーカーであるSYP/NCAM/CHGAの発現が正の相関を示し、また小細胞肺がんにおいてLSD1+8aの発現を特異的に抑制する事により神経分化マーカーの発現が抑制されることを示した。またLSD1+8aが今後治療標的となる可能性がある事を明らかにしている。本年度は更にLSD1がEMTに関与している事に着目し、間葉系の性質をもつ中皮腫に新たに着目している。EMTを治療標的として中皮腫の新たな治療標的を模索している。中皮腫は極めて予後不良な疾患であり、新規の治療標的の発見が急務であり、LSD1が治療標的としてなり得るか検討中である。一昨年度までに、ヒストン脱メチル化酵素であるLSD1+8aと神経分化マーカーであるSYP/NCAM/CHGAの発現が正の相関を示し、またLSD1+8aの発現を特異的に抑制する事により神経分化マーカーの発現が抑制されることを示し、LSD1+8aがSCLCで神経分化に関与している可能性が極めて高い事を明らかにした。昨年度は、更に中皮腫においてLSD1をターゲットとすることにより、ある特定のsubgroupで抗腫瘍効果が高い事を見出しており、概ね順調に進んでいると考える。本研究「肺癌におけるヒストンメチル化による癌抑制遺伝子不活化の解明」の目的は、エピジェネティクスによる抗腫瘍機構の制御メカニズムを解明し、新たな肺癌治療を模索する事である。近年、癌抑制遺伝子の不活性化のメカニズムに関してエピジェネティックな修飾が重要である事が報告されてきた。申請者は、43種類のヒストンメチル化酵素(KMTs)を標的としたshRNA libraryによるスクリーニングを用い、癌抑制遺伝子の一つがKMTsにより制御されている事を報告した(Tajima K. Nature Commun 2015;6,8257)。今回ヒストンメチル化、特にヒストン脱メチル化酵素(KDTs)の代表であるLSD1に着目したところ、小細胞癌でLSD1のsplicing variantであるLSD1+8aの発現と神経分化マーカーであるSYP/NCAM/CHGAの発現が正の相関を示し、また小細胞肺がんにおいてLSD1+8aの発現を特異的に抑制する事により神経分化マーカーの発現が抑制されることが明らかになった。昨年度は更にLSD1がEMTに関与している事に着目し、間葉系の性質をもつ中皮腫に新たに着目した。中皮腫は極めて予後不良な疾患であり、新規の治療標的の発見が急務である。従来とはまったく異なった治療法として、エピジェネティクス、特にヒストンメチル化に着目し、LSD1によるEMTを標的とした中皮腫の新たな治療標的を模索している。LSD1を阻害することにより、上皮系の中皮腫細胞株が間葉系性質を示す事を明らかにし、現在はLSD1が治療標的としてなり得るか検討中である。当初はヒストンメチル化による癌抑制遺伝子の制御を中心に解析してきたが、癌抑制遺伝子以外の神経分化系への分化やEMTへの関与といった非常に興味深い結果が得られていている。現在までにヒストン脱
多孔質エキゾチック超伝導体の開発と物性評価

層状あるいはカゴ状構造を有し,結晶内部に"すきま"のある,いわゆる"多孔質超伝導体"を種々開発し,その物性を評価した。二次元直交格子を有する層状窒化物TiNClにはアルカリ金属だけでなく,有機塩基をインターカレーションでき,T_c=8.6-16.4Kの超伝導体となることを見いだした。電子ドープした二重ハニカム層構造のZrNClおよびHfNClの結晶層間を有機溶媒で膨潤させ,超伝導に及ぼす膨潤(コインターカレーション)の効果を磁化率およびNMR測定により調べた。シリコンクラスレートの超高圧高温合成を行い,構造的に特徴のある新規超伝導体を見出した。1。FeOCl型層状構造を有する・-TiNClへのインターカレーションについて調べ,アルカリ金属および有機塩基のピリジンのインターカレーションに成功した。それぞれ,16Kおよび8.3Kの臨界温度を有する新規超伝導体となることを明らかにした。X線Rietveld構造解析により,インターカレーションにともなう構造の変化についても詳細に調べた。2。カゴ状構造の超伝導体合成を目的として,C_<60>の3次元重合体の超高圧高温合成を行った。斜方晶Immmポリマーに続き,三方晶R3^^-ポリマーの合成に成功し,構造を明らかにした。3。研究分担者浴野による層状超伝導体α-KxTiNClの低温(5K)STM測定では,表面原子像の観測に初めて成功した。観測された原子斑点間隔はX線回折データと良く一致する。この最表面原子は金属Ti原子であると考えられるが,原子の種類を同定するために詳しく調べている。超伝導ギャップに関しては,強結合の部類に属するという結果を得ており,これはβ型HfNClのものと同様である。4。NMRによる研究では,層状窒化物Li-HfNClにおける窒素核のNMR緩和率の測定から,磁束格子の運動に関する情報を得ることができ,これまでにわれわれが報告した電子構造の低次元性を再確認した。また,新しい擬1次元構造を持つLaSi5について,La-NMRを行い,Laサイトの局所電子構造に関する情報を得た。この情報をもちいて,核磁気緩和率の温度依存性から転移温度直下にコヒーレンス効果を見いだし,BCS型のs波超伝導であることを明らかにした。5。PLD法を用いて超伝導窒化物薄膜ReN_xを合成し特性を調べ,x=0.22まで増加すると超伝導転移温度が金属Reの1.6Kから4.8Kまで上昇することを見出した。さらにPLD法によりLiドープBN薄膜を合成し,LiドープによりBNのバンドギャップが初めて制御できたことを示唆する光吸収スペクトルを得た。また,30K級超伝導体で知られるBa_<1-x>K_xBiO_3の母物質であるBaBiO_3のエピタキシャル薄膜を合成し,エピタキシーの効果でバルクと異なり室温で立方晶を保っていることを見出した。1.La-Si二元系において,新規Siリッチ相LaSi_5およびLaSi_10を合成し,それぞれ,Tc=10.5および6.7Kで超伝導体となることを見いだした。層状窒化物TiNClへのインターカレーションを調べ,アルカリ金属は種類にかかわらずTc=16.3Kの超伝導体となることを明らかにした。有機塩基のピリジンをインターカレーションすると,Tc=8.6Kの超伝導体となり,アルカリ金属化合物とは異なる超伝導発現機構の可能性が示唆された。2.層状窒化物Li-HfNClにおけるコインターカレーション分子のH-NMR緩和率、H-NMRシフトの測定から,磁束格子の運動に関する情報を得ることができ,磁化の不可逆温度と定量的な議論を行い、磁束状態についての知見を得た。関連物質であるFe系層状超伝導体について、FeSeについてSe-NMRを行い低温の超伝導状態においてNMR緩和率の測定から、BCS超伝導体特有のコヒーレンスピークが見えないこと、緩和率の温度依存性がT^3に従っていることを明らかにし、異方的超伝導の可能性を指摘した。3.ハニカム状面内原子配列をもつβ型HfNCl_0.7(T_c=24K)のSTM測定により、鮮明なHf原子像の観測に初めて成功した。面内100nm^2程度の領域で電子状態が均-であり,結晶中でほぼ一定の超伝導ギャップ比2△/k_BT_c=8-10を示すことを見いだした。この値は銅酸化物超伝導体に匹敵する点で,特筆できる。4.30K級の超伝導体Ba_<1-x>K_xBiO_3の薄膜を合成し、基板の効果で物性制御することを試みた。

母構造BaBiO_3をMgO,SrTiO_3基板上にエピタキシャル合成し、基板の束縛を受け単斜晶への転移が抑えられた薄膜の合成に成功した。この薄膜は絶縁体であり、格子の構造歪みを抑えてもBi価数の不均化による絶縁化は抑えられないことがわかった。1.層状窒化物TiNClに種々のアルキルアミンをインターカレーションし,超伝導特性を調べた。n-アルキルモノアミンは層間にインターカレーションするが,超伝導体にはならなかった。n-アルキルジアミン(NH_2-(CH_2)_n-NH_2)(n=3-12)はn=3, 7を除いて,超伝導体となった。アルキル鎖長が長い方が臨界温度(T_c)が高い傾向があり,T_c=16.3Kの複合体が得られている。炭素数nが偶数のジアミンを用いた場合に超伝導分率が高くなる傾向が認められた。2.層状窒化物超伝導体MNCl(M=Zr, Hf)では、超伝導磁化における不可逆温度との関連について調べ、磁化に見られる不可逆温度がパンケーキ型磁束から磁束ガラス状態への転移によるものであることを微視的な観点から明らかにし、この系の超伝導が2次元的な超伝導であることを明らかにした。また、同じ層状超伝導体でFe系超伝導体の比較研究も行い、鉄系超伝導体では反強磁性相関が超伝導に関与していることを明らかにした。3.走査トンネル顕微鏡(STM/STS)により、・型TiNClと・型HfNCl, ZrNClの表面原子配列の様子を明らかにし、超伝導電子状態に顕著な違いを見いだした.これより、・型では不規則なK原子分布や擬一次元結晶構造による電子状態の不均一形成が考えられ、・型では面内三角格子構造による均質な電子状態が実現されている可能性を指摘した。また、電子対の結合エネルギーがBCS理論値の約3倍以上であり超伝導機構が従来のものと異なることを明確に示した。4.共有結合ネットワークからなる六方晶窒化ホウ素(h-BN)薄膜へのアルカリ土類金属イオンドープを試みた。PLD法により、BNにCaをドープした薄膜の合成に成功した。この薄膜はh-BNと同様の短距離秩序を有し、かつエネルギーギャップがバルクより減少していることが分かった。
東南極沿岸域の氷床ー海氷ー海洋相互作用における暖水流入の影響評価

(1)リュツォ・ホルム湾で取得した海洋観測データの解析から導かれた白瀬氷河ー海洋相互作用に関する研究結果を、海洋ー海氷ー棚氷結合モデルによる実験結果と比較・統合し、顕著な季節変動を伴う年間を通じた白瀬氷河舌の底面融解プロセスを明らかにした。大陸斜面域での卓越風の季節変動が冬季水の厚みを変化させるプロセスを介し、白瀬氷河舌下への周極深層水の流入量および氷河舌の底面融解量をコントロールする主要因になり得ることを示した。この結果を、関連する国際学会やシンポジウムにて発表した。(2)第59次南極地域観測隊(JARE)において白瀬氷河舌の上に設置したアイスレーダー(ApRES)のデータを回収し、1年以上にわたる貴重な氷河学データの取得に成功した。メンテナンス後に再設置し、さらに1台のApRES設置を行い、現在2台のApRESが順調に観測を継続中である。ApRESデータの予備的な解析を行い、従来の衛星観測や上記の海洋観測や数値モデル結果が示す白瀬氷河舌の高い底面融解率を支持する結果を得ている。(3)JARE59次隊でトッテン氷河棚氷の前面海洋にて取得した海洋観測データを解析し、0°Cを超える外洋起源の暖水(周極深層水)が深いトラフに沿ってトッテン棚氷の下へと流入していること、またその水温が過去観測された水温と比較して高いことが明らかになった。さらに、2018年12月から2019年3月に実施された水産庁「開洋丸」の南極調査航海に参加し、トッテン棚氷冲大陸斜面域の多地点にて空間的に詳細な海洋観測を実施し、良好な海洋物理パラメータのプロファイルと海水サンプルを取得した。これらのデータは、トッテン棚氷の底面を融解させる暖水の外洋から南極大陸縁辺への流入・循環プロセスを解明する上で、極めて重要なデータとなる。以下の点を勘案し、概ね順調に進展していると判断した。・白瀬氷河舌の底面融解に関する現場観測と数値モデルとの融合研究を大きく進展させ、顕著な季節変動を伴う年間を通じた白瀬氷河舌の底面融解プロセスを明らかにした。風の季節変動が、氷河舌の下への暖水流入と結果生じる底面融解量に大きな影響を与えることが示されるなど、大気場の変動も含めた包括的な氷河・氷床の消耗プロセスを明らかにした。・自動昇降式プロファイラー(POPS)の設置には成功したが、その後データの取得が停止するという原因不明のトラブルに見舞われた。しかし、当初の予定以上の期間(1年以上)において、白瀬氷河舌上のアイスレーダーが順調に稼働しており、長期間データの取得を継続できている。・全球規模の海水準変動に大きく寄与しうる東南極のトッテン棚氷の底面融解プロセスを解明する上で重要となる、棚氷前面および近傍海域における広域海洋観測を成功させた。重要な海域にも関わらず、当該海域における海洋観測データは極めて限られており、今後東南極における棚氷底面融解の全容解明に向けて重要なデータを取得することができた。・白瀬氷河と海洋の相互作用に関する観測・モデル融合研究結果を国際学会で発表するとともに、学術論文として国際誌に投稿する。・これまでにトッテン棚氷近傍海域で得られた海洋観測データを統合し、沖合起源の暖水の陸棚上への輸送プロセスを明らかにする。この成果を学会で発表するとともに、学術論文として国際誌に投稿する。・JARE61次隊にて実施予定のトッテン棚氷前面および近傍陸棚上での集中的な海洋観測データも併せ、トッテン棚氷近傍の陸棚上における暖水循環と棚氷下への流入プロセスを明らかにする。・南極底層水の起源水となる低温・高密度水が盛んに形成されるケープダンレーポリニヤにおける詳細な時系列観測データの回収に成功した。当該海域における既存のデータと併せ、沿岸ポリニヤ域への暖水流入と海氷生成や結果生じる低温・高密度水(南極底層水)形成量との関連を明らかにする。(1)既存の越冬観測データに加え、第58次日本南極地域観測隊(JARE)において東南極のリュツォ・ホルム湾広域で取得した海洋観測データを解析し、湾内中央部の深い海底峡谷を中心として0°Cを超える外洋起源の暖水(周極深層水)が分布することを明らかにした。また、この周極深層水が白瀬氷河の棚氷下へと流入し、それに伴う白瀬氷河の棚氷底面融解水のシグナルが湾内の表層から亜表層に分布することを明らかにした。この底面融解水のシグナルは特に白瀬氷河の近傍で顕著に見られ、周極深層水と棚氷底面融解水との理論的な混合直線で説明できることを示した。この研究成果を、関連する国際学会やシンポジウムにおいて発表した。(2)白瀬氷河の棚氷底面融解に関連する循環像をより定量的に解明するため、上述の研究結果を元に、より最適な観測計画をデザインした。この観測計画に沿って、JARE第59次隊に参加してリュツォ・ホルム湾での海洋観測を実施し(2018年1-2月)、湾内の多地点における良好な水温・塩分・溶存酸素の鉛直プロファイルデータおよび海水サンプルを取得した。加えて、前次隊では取得できなかった流速データも取得した。また、通年観測システムである自動昇降式プロファイラー(POPS)とアイスレーダー(ApRES)を、それぞれ白瀬氷河末端近傍の海氷上と白瀬氷河棚氷上に設置することに成功した。

これらの総合的な観測により、棚氷下への周極深層水の流入経路や、底面融解水の流出・波及範囲を推定することが可能となる。さらに、同じくJARE59次隊にて、東南極のトッテン氷河周辺海域における広域海洋観測を実現し(2018年3月)、トッテン氷河周辺海域における良好な水温・塩分・溶存酸素・流速の鉛直プロファイルデータおよび海水サンプルを取得した。白瀬氷河が存在するリュツォ・ホルム湾の広域で取得した現場観測データの解析によって、既存の越冬観測データに基づいた仮説である「白瀬氷河の棚氷底面融解に関連する循環像」を立証する研究結果を得た。また、JARE59次隊に参加して現場観測を推進・実施し、この研究課題のさらなる進展に資する良好な現場観測データを取得した。しかし、当初計画していた海氷下懸垂式係留システムの設置については、2017年4月時点において予定海域の海氷状況が設置に適さない状況であったため、設置計画を取りやめた。また、当初の計画にはなかったが、全球の海水準変動に大きな影響を及ぼしうる東南極・トッテン氷河の周辺海域にて広域海洋観測を実現し、トッテン氷河の棚氷底面融解プロセスの解明において貴重なデータ取得に成功した。以上を総合的に勘案し、概ね順調に進展していると判断した。(1)リュツォ・ホルム湾で取得した海洋観測データの解析から導かれた白瀬氷河ー海洋相互作用に関する研究結果を、海洋ー海氷ー棚氷結合モデルによる実験結果と比較・統合し、顕著な季節変動を伴う年間を通じた白瀬氷河舌の底面融解プロセスを明らかにした。大陸斜面域での卓越風の季節変動が冬季水の厚みを変化させるプロセスを介し、白瀬氷河舌下への周極深層水の流入量および氷河舌の底面融解量をコントロールする主要因になり得ることを示した。この結果を、関連する国際学会やシンポジウムにて発表した。(2)第59次南極地域観測隊(JARE)において白瀬氷河舌の上に設置したアイスレーダー(ApRES)のデータを回収し、1年以上にわたる貴重な氷河学データの取得に成功した。メンテナンス後に再設置し、さらに1台のApRES設置を行い、現在2台のApRESが順調に観測を継続中である。ApRESデータの予備的な解析を行い、従来の衛星観測や上記の海洋観測や数値モデル結果が示す白瀬氷河舌の高い底面融解率を支持する結果を得ている。(3)JARE59次隊でトッテン氷河棚氷の前面海洋にて取得した海洋観測データを解析し、0°Cを超える外洋起源の暖水(周極深層水)が深いトラフに沿ってトッテン棚氷の下へと流入していること、またその水温が過去観測された水温と比較して高いことが明らかになった。さらに、2018年12月から2019年3月に実施された水産庁「開洋丸」の南極調査航海に参加し、トッテン棚氷冲大陸斜面域の多地点にて空間的に詳細な海洋観測を実施し、良好な海洋物理パラメータのプロファイルと海水サンプルを取得した。これらのデータは、トッテン棚氷の底面を融解させる暖水の外洋から南極大陸縁辺への流入・循環プロセスを解明する上で、極めて重要なデータとなる。以下の点を勘案し、概ね順調に進展していると判断した。・白瀬氷河舌の底面融解に関する現場観測と数値モデルとの融合研究を大きく進展させ、顕著な季節変動を伴う年間を通じた白瀬氷河舌の底面融解プロセスを明らかにした。風の季節変動が、氷河舌の下への暖水流入と結果生じる底面融解量に大きな影響を与えることが示されるなど、大気場の変動も含めた包括的な氷河・氷床の消耗プロセスを明らかにした。
網膜光受容体メラノプシンの遺伝子破壊が代謝異常を招く分子メカニズム

生体の恒常性は約24時間周期で自律振動する概日時計の働きによって維持されており、概日時計は光の入力と日々決まった時間帯に食事をすることで制御される。概日時計の中枢は視床下部の視交叉上核(suprachiasmatic nucleus;SCN)に存在し、外界の光に同調する。哺乳類の光受容感覚器は目の網膜であり、網膜神経節細胞(retinal ganglion cell;RGC)には青色光受容体であるメラノプシン(別名Opn4)が発現している。このメラノプシン発現網膜神経節細胞(melanopsin-expressing RGC;mRGC)はそれ自体が光受容能を保つとともに、桿体・錐体からの投射も受け、これらの光情報を統合して脳に伝達し、視覚以外の光応答である非視覚応答を担っている。mRGCはSCNをはじめ様々な脳部位に投射しており、mRGCの機能障害が起きると外界の光周期に同調できなくなり、体内リズムの乱れによる睡眠や代謝など様々な生体機能の異常を招くことが考えられる。本研究の目的は「非視覚光応答」と「摂食」といった外界からの入力情報がどのような生体内相互作用により概日時計及び代謝を制御しているのかを明らかにすることである。本年度には、メラノプシン遺伝子破壊マウスの個体レベルにおける様々な代謝状態を中心的に調べた。具体的には、メラノプシン遺伝子破壊マウスに高脂肪食の自由摂食による肥満を誘導し、体重変化、摂食パターン、活動量及びリズム、ブドウ糖負荷試験(GTT)とインスリン負荷試験(ITT)による生体内糖代謝検査を行い、野生型の高脂肪食餌誘発性肥満マウスと比較することで、メラノプシンが担う非視覚光応答の破壊が代謝異常に及ぼす影響を調べた。また、CTによる体脂肪調査やH&E染色による脂肪組織の形態的変化を確認した。通常食を与えたメラノプシン遺伝子破壊マウスは野生型に比べ、外観や体重における別状が見られなかったが、長期間にわたり高脂肪食で飼育したことろ、野生型よりも糖代謝やインスリン抵抗性における異常が認められた。このことから、非視覚光応答の破壊は摂食情報に反応する生体内センサーに影響を与え、高脂肪食の入力がうまく処理できなくなり、代謝異常を起こすリスクが高まることが示唆された。メラノプシン遺伝子破壊マウスの高脂肪食誘発性肥満モデルにおける脂肪細胞の働きに注目し、細胞・分子レベルの解析を進める。通常食もしくは高脂肪食を与えた野生型とメラノプシン遺伝子破壊マウスから脂肪組織を採取し、初代培養細胞にしたのち脂肪細胞への分化能を比較する。また、採取した脂肪組織における、脂肪代謝、脂肪細胞の白色化及び褐色化制御因子、炎症性変化など様々な遺伝子発現の網羅的解析を行う。1円未満の端数の消費税処理の際に1円の差額が発生した。
特異なペプチド鎖延長因子EF-3の関与する酵母延長反応機構の生化学的研究

1.EF-3/ATP水解系はポリU依存のポリフエニルアラニン合成反応には必須である。ポリU依存のEF-1αによる同族のplie-tRNAの結合には数倍の促進効果を示すのに、ポリU、ポリA、ポリCをメッセンジャーとするLeu-tRNAの誤読結合や、誤読促進剤パロモマイシンによるLeu-tRNAやPhe-tRNAの結合反応はEF-3/ATP系によって全く促進されなかった。EF-1α・GTPのみの存在下に結合するPhe-tRNAと、更にEF-3/ATPを加えて得られる結合体の差異を検索したところ、Phe-tRNAに結合するリボソームタンパクの差を明らかにするに致っていないが、低【Mg^(++)】環境下に曝したとき、後者は分解を始めるのに前者は全く安定であるという結合状態の明瞭な差異が解った。この結合状態の差異によって次のステップ、ペプチド結合形成即ちポリフエニルアラニン合成が可能か否かの差として現われることが明らかになった。2.N-Acetylphe-pur形成反応でみて、ペプチド結合形成反応段階にはEF-3ATP系は全く促進効果を示さなかったが、EF-2依存の転座反応は解媒量EF-2存在下に促進効果を迅めた。3,酵母EF-3に対する抗体はテトラヒメナやアルテミアからのリボソームタンパクと交錯反応する2本のバンドを与えた。この抗体はリボソームATPase活性を阻害した。4.EF-3/ATPによる促進はGMPPNP存在下にも起りEF-1αのリボソーム結合下にphe-tRNAの結合状態の変化を促していると云える。5.テトラヒメナのリボソーム系ではATPによるポリペプチド合成の促進効果が認められない。
細胞間接着制御系の網羅的解析

個体発生過程や組織の再構築時にはcadherinを介した細胞間接着のダイナミックな再構築が重要な役割を果たしている。このような細胞間接着の再構築には、空間的位置情報と時間情報が正確に細胞内に伝達、統合され、接着装置が再構築されることが必須である。しかし、その分子メカニズムは長らく不明であった。本研究では細胞間接着の分子基盤をより網羅的に明らかにすることを目的とした。したがって、本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。
超伝導やBEC現象の数理モデルにおける分岐構造と遷移ダイナミクスの解明

超伝導やボース-アインシュタイン凝縮とよばれる通常のスケールで観測される量子現象を、数学的にモデル化した方程式が知られている。Ginzburg-Landau方程式はその代表的なモデル方程式である。このようなモデル方程式において、それらの現象を特徴的に表す運動(量子化された渦糸運動など)に対応する数学的な解の性質や構造を研究し、その結果として運動を表現する解が実際に存在し、また安定であることを数学的に示した。代表者の森田は、ある条件のもとでGinzburg-Landau方程式を考え、外部磁場をパラメータとしたとき渦糸解が分岐する構造について研究した。その結果、境界から渦糸解が出現するようなパラメータの条件を局所的に決定することができた。また、その遷移ダイナミクスについても考察している。これらの結果は、渦糸解の遷移過程について新しい数学的知見を与える成果である。小川は、反応拡散方程式系の空間的に異なるモードが相互に関係する分岐について研究を進め、Ginzburg-Landau方程式と共通する分岐構造を研究した。町田は超伝導体に欠陥(defect)がある場合の時間依存のGinzburg-Landau方程式や、超流動現象で複数のモードが強く相互作用する系において、渦糸の特徴的なダイナミクスの詳細なシミュレーションを行った。また、様々な設定で現れるジョセフソン効果について、数値シミュレーションで実現しその特徴を検証した。代表者の森田は、円環領域におけるGinzburg-Landau(GL)方程式の分岐解の性質を調べた。ある条件の下では、境界から渦糸解が出現することを数学的に証明し、その渦糸解の遷移ダイナミクスについても明らかにした。円環領域という位相的に特徴の有る領域における渦糸解の研究としてその意義は大きく注目に値する。小川は、Swift-Hohenberg方程式において、境界条件の摂動によって解の分岐構造がどのように変化するかを調べた。Swift-Hohenberg方程式の定常解の分岐はGL方程式と共通した構造を持つので、この研究成果はGL方程式の分岐解の研究にも発展が期待でき、重要である。町田は、ナノ超伝導体の特異な性質についてのシミュレーション研究を行った。また、マクロレベルの研究については、時間依存ギンツブルク・ランダウ方程式のシミュレーションコードの高度化を進め、磁束ダイナミクスの研究において未解決の基礎物性(ホール効果、磁束格子ダイナミクス等)の解明を目指して研究を行った。さらに高温超伝導体が固有に持つジョセフソン効果の量子効果を調べた。これらの成果は、超伝導の数値的および理論的研究の発展に貢献する成果である。水町は非線形シュレディンガー方程式(超流動ではGross-Pitaevskii方程式とよばれる)のソリトン解や、非線形格子モデルにおけるソリトン解の線形安定性に関する数学的研究方法を発展させた。渦糸解の安定性の応用にも期待される興味ある結果である。代表者の森田は、研究分担者の神保と著書「ギンツブルク-ランダウ方程式と安定性解析」を書き上げた。この著書の中でこれまでのGinzburg-Landau(GL)方程式の解に対する研究を整理し、結果を体系化している。神保はその共同研究者とともに特異的な領域変形においてノイマン境界条件下のラプラス作用素の固有値の漸近挙動を調べた。この成果はGL方程式の解の安定性に関する研究に応用できる可能性を持った研究である。森田は分担者の小川と保存則のある反応拡散方程式系における局在パターンの発生に関する数学的構造を調べた。この系では非局所的効果が安定な局在パターンの生成に重要な働きをしていることが判明し、GLにおける渦糸のような局在パターンとの関連性を検証中である。町田は、高温超伝導体が固有に持つジョセフソン素子の電磁波発振の機構を理論的に調べた他、電磁波発振特性を調べるため、ジョセフソン素子と環境の両方を同時にシミュレーションするコードを開発した。また、時間依存ギンツブルク・ランダウ方程式のシミュレーションコードの高度化を進め、アンチドット四角格子を有する薄膜での磁束ピン止めダイナミクスの研究を行った。一方、平成20年1月に鉄系化合物超伝導体が発見されたことを受け、その電子構造、超伝導対称性、磁束構造、ジョセフソン効果等についての理論研究についても推し進めた。水町はFermi-Pasta-Ulamの1次元格子模型の多パルス解について研究し、格子モデルがKdV方程式で近似される領域において安定性を証明した。またKP-II方程式のline solitonの安定性について研究しy変数について周期的な場合に安定性を証明した。
Foxp3による免疫制御機構の解明

平成19年度は(1)Foxp3の発現解析、(2)Foxp3^+制御性T細胞の機能解析、(3)Foxp3による制御性T細胞分化・機能の制御メカニズム、につき研究を進めた。(1)および(2)に関しては、Foxp3^+T細胞を生細胞レベルで解析し、これを特異的に除去するためのマウスモデル(Foxp3-ires-hCD2-CD52ノックインマウス)確立し、抗hCD2抗体によりFoxp3^+T細胞を単一生細胞レベルで同定・分離できること、抗hCD52抗体投与によりこれを特異的に除去できることを示した。さらに、Foxp3は制御性T細胞のみならず通常のナイーブT細胞にも低レベルで発現すること、そして制御性T細胞におけるFoxp3発現は必ずしも安定ではなくdown-regulationされうるものであることを明らかにし、Foxp3は必ずしも制御性T細胞の特異的マーカーではない可能性を示唆した。(3)に関しては、引き続きヒト自己免疫疾患IPEX患者において見つかっているFoxp3遺伝子変異の制御性T細胞の発生・分化と機能に与える影響の解析を進め、1アミノ酸置換を引き起こす3つの代表的点変異に関してノックインマウスを作製し、解析を進めた。その結果、これら変異マウスはFoxp3欠損マウスと同様の自己免疫疾患を発症し、IPEXの原因がこれら変異にあることを証明した。さらに、これらのうち1つの変異ノックインマウスにおいては、変異体Foxp3発現T細胞は正常に発生し、そして細胞表面マーカーの発現様式など野生型と同様の性質を示した。このことは、この変異マウスが自己免疫疾患を発症する原因は制御性T細胞の分化異常というよりも機能異常である可能性を示唆しており、Foxp3により制御される標的遺伝子のうちこの変異により発現が影響を受ける遺伝子を同定することで制御性T細胞の機能を担う遺伝子を同定できる可能性が考えられた。平成17年度は、主にFoxp3の構造活性相関解析を通して制御性T細胞の免疫抑制活性に関わるFoxp3の機能的標的遺伝子を検索、同定することを試みた。まずヒト致死的自己免疫疾患IPEX患者において見つかっている突然変異のFoxp3の機能(制御性T細胞の形質と免疫抑制機能を誘導する活性)に対する影響を解析し、その結果、ほとんどの突然変異がFoxp3の機能に障害をもたらすamorphicあるいはhypomorphicな変異であることを明らかにした。非常に興味深いことに、後者のうちA384T変異は大部分のFoxp3の標的遺伝子の発現には影響を及ぼさないにも関わらず、免疫抑制機能を誘導する活性に選択的な障害をもたらすことが明らかになった。この知見から、我々は、A384T変異体は免疫抑制活性を担う機能分子の発現を誘導できないために抑制機能を示すことができないという仮説を立て、そのような抑制機能分子を同定する目的でA384T変異により発現が影響されるFoxp3の標的遺伝子をDNAマイクロアレイ法により検索した。その結果、そのような遺伝子が13個同定された。その中の1つの遺伝子Fit1(Foxp3-induced transcript 1)に着目しさらに解析を進めたところ、Fit1は制御性T細胞をTCR及びIL-2刺激して機能的に活性化させたときに制御性T細胞特異的に発現することがわかった。以上の知見から、Fit1は免疫抑制活性の発現と強く相関して誘導される因子であることが明らかになり、Fit1が免疫抑制活性を担う機能的分子である可能性が強く示唆された。平成18年度は、(1)自己免疫寛容維持における制御性T細胞の生理的意義、(2)制御性T細胞による免疫抑制メカニズムにつき研究を進めた。(1)に関しては、Foxp3変異マウスに発症する致死的自己免疫疾患と免疫恒常性の破綻が、かつてより提唱されている胸腺環境側の異常によるのではなく、制御性T細胞の欠損により発症することを明確に証明した。そして、末梢における制御性T細胞の数を厳密に保つ恒常性維持機構の存在を明らかにした(論文投稿中)。(2)に関しては、ヒト自己免疫疾患IPEX患者において見つかっているFoxp3遺伝子変異の制御性T細胞の発生・分化と機能に与える影響の解析を進め、IPEX変異体導入T細胞の免疫抑制機能を生体内において疾患モデルを用いて検討した。その1結果、解析したIPEX変異のうちあるものは制御性T細胞の発生・分化および機能の両方に障害を引き起こすのに対し、ある変異は制御性T細胞の免疫抑制機能にのみ選択的に障害を与えることが判明した。以上の結果から、制御性T細胞の分化あるいは機能異常がIPEXの原因であることが示された。さらに、網羅的遺伝子発現解析から、制御性T細胞の抑制機能に選択的に障害を与えるIPEX変異によりFoxp3の多数の標的遺伝子のうち少数の遺伝子のみの発現が障害されることが明らかにされ、これらIPEX変異感受性標的遺伝子が免疫抑制機能に関与することが示唆された。発現解析の結果、抑制を担う候補遺伝子として3個に絞り込み、機能解析を開始した。候補遺伝子のうちの一つについてT細胞特異的トランスジェニックマウスを作製してFoxp3変異マウスと交配させたところ、Foxp3変異マウスにみられる免疫恒常性の破綻を部分的に是正したことから、この遺伝子が制御性T細胞の抑制機能を担う実働分子である可能性が示唆された。平成19年度は(1)Foxp3の発現解析、(2)Foxp3^+制御性T細胞の機能解析、(3)Foxp

3による制御性T細胞分化・機能の制御メカニズム、につき研究を進めた。(1)および(2)に関しては、Foxp3^+T細胞を生細胞レベルで解析し、これを特異的に除去するためのマウスモデル(Foxp3-ires-hCD2-CD52ノックインマウス)確立し、抗hCD2抗体によりFoxp3^+T細胞を単一生細胞レベルで同定・分離できること、抗hCD52抗体投与によりこれを特異的に除去できることを示した。さらに、Foxp3は制御性T細胞のみならず通常のナイーブT細胞にも低レベルで発現すること、そして制御性T細胞におけるFoxp3発現は必ずしも安定ではなくdown-regulationされうるものであることを明らかにし、Foxp3は必ずしも制御性T細胞の特異的マーカーではない可能性を示唆した。(3)に関しては、引き続きヒト自己免疫疾患IPEX患者において見つかっているFoxp3遺伝子変異の制御性T細胞の発生・分化と機能に与える影響の解析を進め、1アミノ酸置換を引き起こす3つの代表的点変異に関してノックインマウスを作製し、解析を進めた。その結果、これら変異マウスはFoxp3欠損マウスと同様の自己免疫疾患を発症し、IPEXの原因がこれら変異にあることを証明した。さらに、これらのうち1つの変異ノックインマウスにおいては、変異体Foxp3発現T細胞は正常に発生し、そして細胞表面マーカーの発現様式など野生型と同様の性質を示した。このことは、この変異マウスが自己免疫疾患を発症する原因は制御性T細胞の分化異常というよりも機能異常である可能性を示唆しており、Foxp3により制御される標的遺伝子のうちこの変異により発現が影響を受ける遺伝子を同定することで制御性T細胞の機能を担う遺伝子を同定できる可能性が考えられた。