hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
限界集落での生活組織の形成が生活維持に及ぼす影響の検証と生活維持プログラムの構築

B集落では、週1回集会所に集まってくる人たちとは関係性が結べた。しかし、大半の高齢者がこの集まりには参加していないため、地域の保健師の協力を得て、関係性がうまくいっている地区から順次訪問を開始する計画が立案できた。B集落での住民との関わりに時間を要し、調査が計画より遅れた。しかしながら、地域の保健師とともに、個別に住民と関わる新たなアプローチを見いだしたため、1年延長し、当初の目的を達成したいと考えている。3つの異なる限界集落で調査をする予定であったが、2年目に1つの集落での調査が、新しく就任された区長の反対で出来なくなり、2つの集落での調査を続けた。A集落での調査は7年目となり、エスノグラフィーを用い、住民の生活している視点から住民の生活様式の変化、人間関係、これからの生活についての情報を得た。今までは話題にのぼることはなかったが、住民数が減少していく中で、最後までここで暮らせるのか、子どもたちの世話にならない方法はないかと言うことを話すようになった。C地区は、毎週土曜日行われている老人会に参加することで、住民との距離を縮め、老人会に参加している4名の住民宅へ訪問し、生活実態を調査することができた。しかし、100名近くいる高齢者の中には、老人会へ参加しない人が7割ほどを占め、仕事を行っている人もいるが、他者を寄せ付けない人もいた。C地区に関しては、老人会のある集会所だけでなく、地域を歩いて住民の生活環境を調査することも行った。老人会へ参加する住民は、訪問を心待ちにしてくれ、交流を通じて生活実態も明らかになってきた。環境や対象数の異なる3つの集落で調査を続け、山間の住民数が15名以下のA地区では7年間全数調査を行うことができたが、島であり、島内に診療所を持つB地区では訪問を心待ちにしてくれた住民も多い中、区長の理解を得ることができず調査を断念した。またが3つの地区を持つ島のひとつの地区であるC地区では対象者の年齢も若く、仕事を持った対象者も多く、2割程度の住民の調査にとどまった。しかしこれらの結果から、高齢者の年齢、職業の有無、環境という要素が住民のコミュニティー形成に大きな影響を及ぼすことが改めて実証された。そして閉ざされた地区ではその人数によって支援の方法も変えていかねばならないことが実証された。次年度はC地区での訪問を開始する。実績のあるA地区とは異なり集落の高齢者の人口は100名を超えるため、計画的に訪問を開始したい。訪問を中断したB地区のデータ分析するとともに、B地区に代わる集落を検討していく。途中で調査を中止しなければならなくなった地区でのデータを整理し、可能ならば再度アプローチをする。また、新たに調査を開始した地区では、集会所に来ることができない住民を含め、できるだけ全員の対象者と関わる方法を、地区の保健センターや自治会長と協力し、進めていく。それらのデータを元に、限界集落で高齢者が幸せに生活を継続していくためのプログラム構築を試みる。A集落は調査を継続し、特に集落と住民の双方のエンドオフライフについて追求していく。B集落は地区ごとの訪問をできるだけ行い、A集落から得たコミュニティー形成を実現できるよう調査、介入を行っていく。そのプロセスから、住み慣れた場所で幸せに暮らすためのプログラム構築を目指す。当該年度の訪問調査のほとんどを日帰りにしたことと、成果発表が1回しかできなかったことで、交通費が当初予定より少なくなった。
椎間板性腰痛における疼痛発症メカニズムの解明

日本人の腰痛生涯罹患率は約85%で対応が急務である。今回椎間板性腰痛発症機序における炎症の関与を、プロスタグランジン(PG)合成系やサイトカインに注目して調べた。正常動物椎間板及び周辺組織で極めて強いCOX-1の発現が見られ、これは椎間板穿刺後著変はなかった。COX-2の発現は正常では認められなかったが、穿刺24時間後穿刺椎間板や軟骨に強い陽性所見が観察された。又末梢炎症モデルで、炎症局所でのPG合成はCOX-2、mPGES-1等の発現上昇に依存すること、COX-2の上流でiPLA2が機能していることがわかった。痛覚過敏とPG系動態も対応した。今後、椎間板性腰痛におけるPG系の関与を解明する。初年度にマウス椎間板の髄核で高レベルのシクロオキシゲナーゼ1(COX-1)がconstitutiveに発現していることを免疫組織化学法により明らかにした。2年目にあたる2013年度では次の3点を明らかにした。1マウス髄核におけるCOX-1発現(ウェスタンブロット法で確認):免疫組織化学法では免疫陽性物が既知のCOX-1か、そのバリアントであるCOX-3かは不明であった。マウス腰椎の椎間板から髄核を採取し、ウェスタンブロット法でCOX-1を検出した。2種類の抗COX-1抗体のいずれを用いても、COX-1の既知の分子量(=72KD)付近に明確なバンドが検出できた。2マウス髄核におけるcPLA2の発現:cPLA2はCOX-1の上流ではたらく酵素の一つで、リン脂質からアラキドン酸を遊離させる。ウェスタンブロット法によりcPLA2の既知の分子量(=85KD)付近にバンドが検出できた。3マウス髄核におけるmPGES-1の発現:mPGES-1はCOX-1の下流ではたらく酵素の一つで、PGE2合成の最終反応を触媒する。免疫組織化学法により、マウス髄核にmPGES-1陽性構造が見られた。ネガティブコントロールとして、mPGES-1KOマウスの髄核を用いた。mPGES-1KOマウスでは、willdマウスで見られた髄核のmPGES-1陽性構造が消失した。ウェスタンブロット法でのmPGES-1検出は未だ成功していない。以上の結果から、マウス髄核にはPGE2を産生する酵素群が構成的に発現していることが明らかとなった。髄核の逸脱により、これらの酵素カスケードに活性化が起こり、PGE2が産生され、痛覚を引き起こしている可能性がある。平成24年度は、マウスにおいて、椎間板髄核およびその周辺の組織でのプロスタグランジン合成酵素の局在を調べた。方法:NaiveなC57BL6マウス(雄、8週齢)を過剰量のペントバルビタールにより安楽死させ、腰椎およびその周辺部を採取した。採取した組織は直ちにドライアイス粉により新鮮凍結した。20ミクロン厚の凍結切片を作成し、10%ホルマリンで固定後、蛍光免疫染色を行った。使用した一次抗体は、抗murineシクロオキシゲナーゼ-1(COX-1) polyclonal抗体(以下、抗COX-1 poly)、抗ovine COX-1 monoclonal抗体(以下、抗COX-1mono)、抗murine COX-2 polyclonal抗体(以下、抗COX-2poly)である。2次抗体はAlexafluor 488抗ウサギIgG、Alexafluor 488抗マウスIgGを用いた。ネガティブコントロールとして、一次抗体無の染色を行った。さらに、マウスにおけるCOX-1染色の真偽に関しては、COX-1ノックアウト(COX-1 KO)マウスの組織を染色した。結果:髄核に極めて高いCOX-1陽性像が見られた。この結果は、抗COX-1 polyと抗COX-1 monoの両方の一次抗体で同様に得られた。さらにCOX-1 KOマウスの髄核はCOX-1陰性であった。このことは、マウスの髄核にCOX-1がconstitutiveに発現していることを示す。椎間板の線維輪を構成する細胞は、中程度のCOX-1陽性像を示した。これら以外に、椎骨内の骨髄に存在する巨核球と思われる細胞、および血管内皮細胞が中程度のCOX-1陽性像を示した。一方、COX-2は髄核で低レベルの染色が見られたが、厳密なネガティブコントロールがないために、その真偽は不明である。

【ラット炎症関連遺伝子の定量的PCR】ラット椎間板において、炎症関連遺伝子の発現を検討する準備として、カラゲニン誘発性炎症における炎症関連遺伝子の発現を検討した。ラット左後肢にカラゲニンまたは生理食塩水を皮下注射した。3時間後に左後肢を採取し、凍結保存した。後肢からmRNAを抽出し、逆転写反応後、リアルタイムPCR法を用いて、炎症関連遺伝子とGAPDH遺伝子の発現を相対定量した。生理食塩水皮下注射群に対して、カラゲニン皮下注射群では、シクロオキシゲナーゼ2(COX-2)、microsomal PGE synthase-1 (mPGES-1)、prostaglandin I synthase (PGIS)、interleukin-1beta (IL-1beta)、IL-6のmRNAが有意に増加した。この解析法を下記の椎間板穿刺モデルに適用する。【ラット椎間板穿刺モデル】前年度までは正常なマウス椎間板において、プロスタグランジン合成系の酵素の発現を検討してきた。本年度は正常なラットおよび、椎間板穿刺の処置を施したラットにおいてプロスタグランジン系酵素および炎症性サイトカインの発現を検討した。正常なラットではCOX-1は線維輪および髄核に発現していたが、その発現強度はマウスと比較して弱い。またCOX-1は椎間板に隣接する後根神経節の神経細胞に高発現していた。COX-2は髄核に低レベルで認められた。L4とL5の間の椎間板を26G注射針で穿刺し、一定時間後にインドメタシン30μMを含むPBSを左心室から潅流した。椎骨・椎間板を採取し、凍結保存した。この標本でプロスタグランジン系酵素、炎症性サイトカインを免疫組織化学および定量的RT-PCRで検討している。麻酔学椎間板障害モデルでの検討が未着手であるため。正常な髄核およびその周辺組織での、シクロオキシゲナーゼの染色条件が確立した。マウスにおいて髄核にきわめて高レベルのCOX-1がconstitutiveに発現していることの確証を得た。1mPGES-1をウェスタンブロット法で検出する。2髄核のPGE2産生能をex vivo実験系で測定する。4椎間板障害モデルを作成し、アラキドン酸カスケードの酵素群と発痛性プロスタグランジン類産生を検討する。マウスにおいて、椎間板ヘルニアモデルを作成し、COXを中心としたプロスタグランジン合成系酵素の局在を明らかにする。椎間板ヘルニアモデルとして、椎間板線維輪を注射針で穿孔することを予定している。また、この病態モデルにおいて、プロスタグランジンを測定する。研究計画における椎間板障害モデルでの検討がまだ着手されていないために、研究が少し遅れている。従ってモデル作成に要する費用として当初計画していた額は、今後使用の予定である。モデル作成に要する費用には、他施設での見学、動物購入、モデル作成器具の購入などが含まれる。モデル作成に習熟した他施設に見学に行き、動物を購入、モデル作成に必要な実験器具、消耗品などを購入する予定である。動物購入、抗血清などの試薬の購入、学会出張、研究打ち合わせ、研究補助者などに対する謝金、データ整理のために必要なコンピュータ周辺機器の購入などを中心に、研究費を充当したい。
細胞アレイ評価法を用いた細胞内機能性ペプチド探索技術の確立

細胞膜透過性ペプチド(CPP)を連結したペプチドライブラリーを作製し、ミトコンドリア標的細胞死ペプチドを、ヒト乳腺がんMCF-7細胞を使って探索した。5残基目のSをWに置換した配列置換体、LNLIWKLFでは元ペプチドと比較して細胞死活性が約4倍向上し、F,V,Yなど疎水性アミノ酸に置換した置換体でも高活性を示した。細胞周期停止で細胞死を誘導するペプチドに関しても活性の高い配列置換ペプチドの探索に成功した。また、アミノ酸を4グループに群分けし、4残基ライブラリーで機能性ペプチド探索する手法を開発した。得られた高活性ルールを用いて8残基ペプチドの探索が可能であることがわかった。平成25年度本年度は以下の成果が得られた。1)細胞膜透過性ペプチド(CPP)の細胞内透過効率の検証既報の細胞膜透過性ペプチド(CPP)を使用し、フォトリンカーを結合させた可溶化可能CPP(CPP-PL)をメンブレン上に合成し、細胞を使った細胞内透過性の評価を行った。CPPとしてアルギニン8残基(R8)ペプチドを使用し、GABAをリンカーとして用い、各種の3残基ペプチドを結合させ、細胞内導入の程度を評価した。。96ウェルプレートに播種した線維芽細胞やがん細胞に対して蛍光色素つき遊離ペプチドを投与し、共焦点レーザー顕微鏡(学内共同利用機器を使用)で観察し確認した。等電点と疎水度で3残基ペプチドを評価したところ、塩基性アミノ酸を含む3残基ペプチドでは導入効率が低下するものが確認できた。また、KKKやRRRなど正電荷に富むトリペプチドが付加されることによってより細胞膜表面受容体との相互作用が強まり、導入効率が向上することも確認できた。等電点ー疎水度マップから、疎水性や正電荷に富む配列は導入量が多く、負電荷に富む配列は導入量が少ないという結果が確認できるが、AVRやPPKなど本来なら導入量が向上してもいいような性質を持つトリペプチドで導入量が減少するという新規の結果も得られた。2)細胞アレイの画像解析評価細胞アレイで観察できる細胞/スフェロイドの画像解析による数値化を行った。異種細胞としてがん細胞と血管内皮細胞の共培養を実施した結果、血管内皮細胞から80μm以内に存在するがん細胞は、内皮細胞に沿って盛んに増殖する様子が確認できた。この内皮細胞近傍がん細胞の挙動を阻害することで新規の抗がん剤を開発できることが示唆された。H26年度本年度は以下の成果が得られた。1)細胞/スフェロイドアレイ評価法の確立多検体評価法への拡張を目指し、昨年度導入が確認できたCPPーペプチドを使って、細胞機能を改変できるペプチドの探索を行った。具体的には転写因子を代替するDNA結合ペプチドの探索を行い高AT領域に結合しやすいペプチドの探索を行い、両末端に電荷をもつ配列が特異性を示すことを発見した。また独自技術である磁気ラベル法と電磁軟鉄製剣山デバイスを使って通常の培養器表面に細胞/スフェロイドアレイを構築し、そのサイズや円形度、周囲長などの形態変化を数値化することに成功した。具体的には大腸がんや肺がんの細胞を対象に、がん細胞スフェロイドアレイを構築し、増殖したがん細胞スフェロイドごとに遺伝子発現解析することに成功し、通常の培養細胞より薬剤耐性能が亢進していることを明らかにした。2)細胞/スフェロイドアレイへのペプチド投与法の開発多検体評価法に拡張するため、500種類程度のペプチドが評価できる系の構築を目指した。CPPのN末端にさらにランダムな配列のペプチドを連結合成し、可溶化し、マイクロプレートで培養中の培養細胞に投与しペプチドの機能を評価できる方法を確立した。1)の細胞/スフェロイドアレイへの直接投与を目指し、多孔性シリカビーズへのペプチドの固定化とシリカビーズの磁気ラベルも検討した。3)細胞/スフェロイドアレイを用いた細胞内機能性ペプチドの探索と解析マウス骨格筋細胞株を使い、筋萎縮抑制ペプチドの探索を行った。150種類程度のペプチドライブラリーから効果のあるペプチドの探索に成功した。細胞内での標的タンパク質との結合に関しては従来の蛍光ラベル抗体法で確認した。さらに、細胞内での結合評価に関しては、消光ペプチドとの相互作用での可視化確認を目指している。本年度は以下の成果が得られた。1)遺伝子発現解析を基盤とする細胞内機能性ペプチドの探索1細胞遺伝子発現解析技術を使ってがん細胞の機能解析を行った。血管内皮細胞(HUVEC)との共培養のシステムを使って、HUVECからの距離ごとにマウスメラノーマ(B16F1)を回収し、その遺伝子発現を評価したところ、悪性化関連遺伝子であるIL-6やMDR-1、MMP-9がHUVECに近付くに従って増加していることがわかった。また細胞死誘導ペプチド(WELVVLGKL, KKPGLRRRQT)に細胞内切断リンカーをはさんでCPPを連結し、がん細胞に投与し、その効果を検証することに成功した(未発表データ)。シリカビーズを用いた細胞アレイとペプチドアレイの融合探索法にも目処がたった(未発表データ)。さらにペプチドの性質を網羅したランダムライブラリーのサイズを決定するため、アミノ酸を4グループに群分けし、ペプチド合成する手法を開発した。この方法では4残基ペプチドで256種類が最少サイズであり、そのライブラリーでサイトカイン結合ペプチドの探索に成功した。さらに短鎖ペプチドの高活性ルールを用いて長鎖ペプチドの探索をおこなう方法も提案した(未発表データ)。2)その他の機能性ペプチドの探索

CPPつきペプチドライブラリーを使い、細胞周期停止あるいは細胞周期更新で細胞死を誘導する2種類の作用の異なる細胞死誘導ペプチドの効果を、肝がん細胞を使って検証した。WELVVLGKLで配列置換ライブラリーを用いて活性に重要なアミノ酸残基を特定したところ、1,4,5残基において残基置換可能で、WELRVLGKLでは細胞死活性が約3倍向上することを明らかにした(未発表データ)。また、細胞機能改変の効果は動画を用いる画像解析で定量化できることを明らかにした。ライブラリーサイズを最小化するペプチド設計法を提案し、実際に機能性ペプチドの探索に成功した。また細胞内機能性ペプチドをCPPで細胞内導入する方法で、高機能残基置換ペプチドの探索に成功した。作用機構のことなる2種類のペプチドの細胞アッセイに成功した。1細胞遺伝子発現解析によるがん細胞評価にも成功しシリカビーズを用いた細胞アレイとペプチドアレイの融合探索法にも目処がたった。1)細胞死を誘導する新規細胞内機能性ペプチドの探索CPPつきペプチドライブラリーを使い、細胞周期停止あるいは細胞周期更新で細胞死を誘導するペプチドの効果を、肝がん細胞を使って検証した。WELVVLGKLの配列置換体、WELRVLGKLでは細胞死活性が約3倍向上し、その効果はAZOリンカーでCPPを細胞内切断したほうが高かった(未発表データ)。また、最小単位としてWELVVLという6残基ペプチドの同定に成功し、このペプチドはCPPを連結していても同程度の作用を示すこともわかった。この結果の一部は秋の日本生物工学会で発表した。また、ミトコンドリア透過孔をターゲットとする細胞死誘導ペプチド(KLLNLISKLF, LNLISKLF)に関しても同様に配列置換ペプチドライブラリーで評価した。このペプチドはミトコンドリアに作用してミトコンドリア内のカルシウムを放出して細胞死に至らしめる。HeLa細胞を使った細胞死を調べたところ、一部の置換体で元配列よりも細胞死活性が高いペプチドを探索することができた(未発表データ)。アミノ酸を4グループに群分けし、4残基ライブラリーで機能性ペプチド探索する手法を開発した。この方法では256種類が最少サイズである。このライブラリーでIL2結合ペプチドの探索に成功し、主成分分析で解析して得られた高活性ルールを用いて8残基ペプチドの探索が可能であることを明らかにし、秋の日本生物工学会で発表した。2)その他の機能性ペプチドの探索新たにタウタンパク質の凝集を阻害するペプチドとしてチューブリン由来ペプチドCMRTLKを同定した(未発表データ)。アラニン置換ペプチドライブラリーを作製し凝集活性の変化を調べた結果、1残基目のシステインが凝集に重要であることがわかった。細胞膜透過性ペプチド(CPP)を連結したペプチドライブラリーを作製し、ミトコンドリア標的細胞死ペプチドを、ヒト乳腺がんMCF-7細胞を使って探索した。5残基目のSをWに置換した配列置換体、LNLIWKLFでは元ペプチドと比較して細胞死活性が約4倍向上し、F,V,Yなど疎水性アミノ酸に置換した置換体でも高活性を示した。
眼の不合理な構造の謎:視細胞内レンズの進化的起源から迫る

脊椎動物の眼には、構造に不合理と思える点がある。視細胞の向きである。光は、視細胞の後端にある光受容部に到達する前に、核の部分を通過する。通過の際に、情報が減衰あるいは散逸するはずである。ただし、夜行性の哺乳類に限っては、この向きは不合理ではない。核が特殊な構造をとり、光を集めるレンズとして機能するからである。核のレンズとしての利用は、いまのところ哺乳類でのみ報告があり、哺乳類で始まったものと広く考えられている。これに対し研究代表者は、脊椎動物の共通祖先の時点ですでに始まっていたとの仮説を立てた。この仮説が正しいならば、視細胞の向きは、不合理ではないことになる。この仮説を検証するために、哺乳類以外、すなわち爬虫類や魚類などで、核がレンズとして機能する実例を見つけ出すことが、2年間の研究の目的である。核の特殊な構造とは、ヘテロクロマチンが核の中心部に凝集することである。これは、DNAのメチル化を指標として、ヘテロクロマチン空間分布を調べることで、検出する。1年目は、検出法の感度および精度を上げること、またそれを達成した後に、入手の容易な生物種少数で試行することを、目標とした。まず、検出法の感度と精度を上げることは、達成した。網膜の薄片サンプルの作製法、および、免疫染色の実験条件の、改善である。続いて、入手の容易な生物種として、イモリとヤモリを用いて、測定を行った。いまのところこの2種では、ヘテロクロマチンの凝集はないことを示す結果が、得られている。2つの生物種について測定を行ったが、いまのところ、ヘテロクロマチンの凝集は、観察されていない。とはいえ、これは試行であり、想定の範囲内である。目指す特徴を有する種は多くはないであろう、そのため数多くの種を調べることが必要であろうと、計画の時点から予想しているためである。この実際の測定の前段階としての、実験法の改良は、計画のとおり達成した。感度は数倍に上がり、また安定した結果、すなわち変動の少ない結果が、得られるようになった。両方を込みにしての評価として、おおむね順調に進展しているといえる。研究計画に変更はない。これまでに調べた2つの生物種は、入手が容易という点で選んだものである。2年目は、本格的な調査に入る。調べる範囲を広げ、20種ほどを調べる予定にしている。入手が困難ではあるものの、夜行性の性質をより強く示す生物種、たとえばネコメガエルや深海魚なども、対象に含める。哺乳類以外で、1つでも実例がみつかれば、本研究課題の目的は、ひとまず達成となる。それを目指し、改良した測定法を適用して、多数の種を順次調べる。実例が出た後は、ヘテロクロマチンの種類やその形成過程も追求し、仮説を補強する作業も進める。視細胞の向きである。

哺乳類以外で、1つでも実例がみつかれば、本研究課題の目的は、ひとまず達成となる。それを目指し、改良した測定法を適用して、多数の種を順次調べる。実例が出た後は、ヘテロクロマチンの種類やその形成過程も追求し、仮説を補強する作業も進める。当初は、約80万円の予算で、倒立顕微鏡および付属器具を、1年目に購入する予定にしていた。これを2年目に延期した。機種選定の時点で、より高精度で、そして条件設定の自動化がより進んだ機種が、より低価格で発売となることが、判明したためである。この延期のために、約83万円を2年目に繰越すこととなった。1年目の終わりの時点ですでに発売となっており、2年目の初頭に購入する予定である。
超高温変位計の試作とこれを用いたセラミックスの高温クリープ・疲労寿命予測法の開発

本研究では、超高温下での試験中、セラミックスおよびその複合材料試験片に生じる微小変位が計測可能な超高温変位計を新たに設計・製作した。そして、その性能を室温下および高温下で検証するとともに、高温下での窒化けい素セラミックスの応力-ひずみ応答を明らかにした。また、常圧焼結窒化けい素セラミックスを用いて最大応力一定の試験条件下で高温繰返し疲労試験を実施し、疲労寿命に及ぼす平均応力および応力振幅の影響を調べた。得られた結果は次のように要約される。(1)新たに設計・製作した超高温変位計は、室温下および高温下で正確に作動し、高温下での長時間にわたる微小変位の測定が可能であることを確認した。(2)1300°Cでの引張圧縮繰返し疲労試験より、窒化けい素セラミックスは非弾性応力-ひずみ応答を呈することが分かった。また、繰返し応力の負荷過程の進行に伴い全ひずみ幅および非弾性ひずみ幅が減少することが確認できた。(3)1300°Cの下で窒化けい素セラミックスは、引張応力下で圧縮応力下におけるより顕著な非弾性変形を呈することがわかった。(4)1200°Cでの繰返し疲労試験より、窒化けい素セラミックスは応力の繰返しにより疲労強度が向上し、その傾向は平均応力が低く、応力振幅が大きいほど顕著であることがわかった。これまでに、金属材料を用いて設計・製作してきた変位計の設計を基本として、改めて炭化けい素を主体とした変位計を設計・試作した。これは、1000°C1400°Cの試験温度下で0.1μmの精度でセラミックスに生じる変位を検出し得る性能を有する。また、本年度新たに容量50kNの閉ループ型電気油圧式疲労試験機を購入した。そして、これに既設の試験片固定用治具と電気炉を装着し、1000°C1400°Cの高温下でセラミックス試験片に任意の応力・ひずみ波形を任意の繰返し周波数で付与し得る疲労・クリープ試験システムを構築した。このとき、試験片に負荷する任意の応力・ひずみ速度の応力-ひずみ波形はパーソナルコンピュータにより発生させ、この出力をD-A変換器を通して上記閉ループ型電気油圧式疲労試験機に入力する。本年度新たに、主として炭化けい素を用いて製作した上記超高温対応型変位計を本年度新たに構築した閉ループ型電気油圧式疲労試験機に装着し、室温下で変位計の性能と試験機の性能を検証した。その結果、試験機は所期の性能を有し、製作した変位計はセラミックスに生じる0.6Hzの周波数の微小繰返し変位を0.1μmの精度で検出し得ることがわかった。次年度においては先ず、1000°C1400°Cの高温下での変位計の性能を検証する。加えて、問題点を抽出し不都合な点に改良を加えることにより超高温変位計の完成を目指す。超高温に対応できる高精度変位計の設計・製作を実施した。これは、炉内に挿入し試験片に接触させてその微小変位を検出するSiC製ロッド、炉外にあってこれを静電容量型変位プローブに伝えるアルミニウム合金製のロッド、これらを支持するエリンバー製のブロック・フレームおよび静電容量型変位検出器から構成されている。また、ブロック・フレームに設けられた貫通孔に冷却水を貫流させることによりブロック・フレームおよびアルミニウム合金製ロンドを直接あるいは間接的に冷却することができる。この変位計の測定レンジは±0.1mmであり、その分解能は0.05μmである。設計・製作した超高温変位計を電気油圧式高温引張・圧縮疲労試験機に装着し、1300°Cの下で窒化けい素セラミックスの繰返し応力-ひずみ応答を計測した。その結果、本変位計により応力速度σ=0.72120MPa/secの試験条件下での窒化けい素セラミックスの繰返し応力-ひずみ応答を安定して計測できることがわかった。

そして、この材料は1300°Cの温度、低応力速度の下では非弾性変形挙動を呈し、応カ-ひずみヒステリシスループにおける非弾性ひずみ幅は応力速度が小さくなる程大きくなること、および非弾性ひずみは引張応力域において圧縮応力域におけるより顕著に生じることが判明した。今後、この変位計を用いて、このような繰返応力-ひずみ応答の応力波形依存性および応力速度依存性に関するデータを採取するとともに、これらと疲労寿命との関係を求める。そして、両者の関係を詳細に検討・解析することにより窒化けい素セラミックスの高温疲労寿命を支配する力学量を抽出する。本年度は、窒化けい素セラミックスの高温引張り試験および引張圧縮繰返し疲労試験を超高温下で実施した。そして、昨年度までに開発した超高温用変位計で試験片平行部の微小変位を計測することにより、上記試験条件下でのこの材料の応力-ひずみ応答を明らかにした。加えて、MGC(Melt Growth Composite)材料の高温引張圧縮繰返し疲労試験を実施し、この材料の疲労強度についても調査を行った。得られた結果を以下に要約する。(1)1300°Cでの引張試験より、窒化けい素セラミックスの応力-ひずみ応答は顕著な応力速度依存性を示し応力速度の低下に伴い高温クリープ変形の影響が強く現れることがわかった。(2)1300°Cでの引張圧縮繰返し疲労試験より、窒化けい素セラミックスは非弾性応力-ひずみ応答を呈することがわかった。また、1サイクル中に生じる非弾性ひずみ幅は繰返し負荷過程の進行に伴い徐々に減少し、繰返し硬化挙動を示した。加えて250時間高温保持後、繰返し負荷を与えた際に生じる非弾性ひずみ幅は、高温保持を行わない場合のそれより小さくなることがわかった。(3)1400°Cでの引張圧縮繰返し疲労試験により、MGC材料のS-N曲線を明らかにした。そして、MGC材料の疲労強度は1400°Cにおいて1300°Cにおけるより疲労強度が低下することがわかった。
ユニタリ表現の分岐則における重複度1定理と余随伴軌道の幾何

表現の分岐則(部分群に制限したときの既約分解)が最も理想的に振舞うのは各既約表現の重複度が1になる場合である。研究代表者の小林俊行は、表現が無限次元および有限次元の場合に、分岐則が重複度1となるための複素幾何的な条件を発見し、それを証明した。当該研究は、上記の表現論における研究の「Classical Limit」として、余随伴軌道における「幾何学的重複度1定理」を数学的に厳密に定式化し、それを証明することを目的としている。まず定式化に際しては、一般の半単純リー群では、幕零リー群におけるKirillovの軌道法とは異なり既約ユニタリ表現と余随伴軌道の対応が完全ではないという旧知の困難を鑑み、Corwin-Greenleaf関数を用いて、もっとも強い結果を与える形で定式化を行った。すなわち、「幾何学的重複度1定理」を、既約ユニタリ表現が対応しない余随伴軌道をも含む形で定式化した。さらに、Hermite対称対に対して、余随伴軌道における「幾何学的重複度1定理」を上記の強い形で厳密に証明することに成功した。この結果はスカラー型の正則離散系列表現を極大コンパクト部分群に制限したときの分岐則が重複度1であるという定理(Hua, Kostant, Schmid)の「Classical Limit」に対応している。得られた結果の一部は研究分担者のNasrin, Salmaが北海道で平成15年11月に開催された表現論研究集会で講演を行い、(文献2)として発表した。また、当研究課題の全体像を解説した論文を、Karpalevic教授の追悼号(アメリカ数学会Gindikin教授編纂)に小林俊行とNasrin, Salmaの共著論文(文献1)として出版した。
単一電子光メモリの実現

有機分子・積層型構造・単一電子トンネリングといった材料・素子構成・量子学的現象を活用することにより、単一電子光メモリ素子の動作原理を確立することを目的としている。従来の単一電子素子では電子の輸送現象を外部電圧にて制御する素子となっていたが、光によって単一電子の輸送を制御する新規光電変換機能を実証する。このため光異性化反応を示すフォトクロミック分子をクーロンアイランドとして機能させ、光照射に対する酸化還元準位の変化を単一電子トンネリングの特性変化に変換した光電変換素子とする。平成18年度に実施した基板表面上分子の分散・集合形態解析を受けて、本年度は積層型の単一電子素子の作製に注力した。素子構成としてはSi(n-type)/SiO_2熱酸化膜/ポルフィリン分子(単分散状)/CaF_2/Au電極としている。特に熱酸化膜は絶縁性に優れていることと、ナノオーダーの極薄膜が容易に形成できる利点を有する。またCaF_2薄膜は分子に対して不活性であることと絶縁性であることの二つの利点を有する。この素子について、極低温領域ではあるが電気特性を測定したところ、クーロンブロッケイドに起因する階段状のI-V特性が得られた。これにより有機分子がトンネル二重層内でクーロンアイランドとして機能することが示された。本年度はその基礎的実験として基板表面上での分子の分散・集合形態の解析を走査型トンネル電子顕微鏡を用いて実施した。その結果、基板上での規則配列の形成原理の解明や形成過程の実空間リアルタイム観察に成功した。また走査型トンネル顕微鏡の探針を用いて単一分子へのトンネル電子注入とそこからの光子発生について実験を実施した。具体的には銅の単結晶基板の上に置かれたポルフィリン分子を光子発生源としている。ただしその分子・基板間にペリレン誘導体分子層を形成することによりトンネル二重接合を形成している。つまり基板-ペリレン分子層-ポルフィリン分子-トンネル接合-STM探針といった構成となっている。そこでトンネル電子注入により観察された発光スペクトルを分光測定したところ、ポルフィリン分子からの発光であることがわかった。すなわち単一分子とトンネル二重接合といった素子構成から電子-光子変換機能が発現することを実証できた。来年度はフォトクロミック分子を用いた同様の実験を試みる。平成18年度に実施した基板表面上分子の分散・集合形態解析を受けて、積層型の単一電子素子の作製に注力した。素子構成としてはSi(n-type)SiO2熱酸化膜/ポルフィリン分子/CaF2/Au電極としている。またCaF2薄膜は分子に対して不活性であることと絶縁性であることの二つの利点を有する。この素子について、極低温領域ではあるが電気特性を測定したところ、クーロンプロッケイドに起因する階段状のI-V特性が得られた。これにより有機分子がトンネルニ重層内でクーロンアイラシドとして機能することが示された。
地域在住高齢者の生きがいとターミナルケアに関する研究

平成25年度は、上記3町の65歳以上の地域在住高齢者(施設入所、入院しておらず、家で暮らす高齢者)約4000人分のデータを用い(2006年分)、自記式質問紙である転倒スコア(21項目)と健康指標(歩行、食事、入浴するなどの身体的な日常生活機能、物忘れなどの認知機能、抑うつなど)、主観的健康観(self-rated health :自分をどのくらい健康だと思うか)の関連について、どのような傾向があるのか解析した。その結果、主観的健康観と転倒スコアは、年齢やうつ傾向などの項目で調整しても、互いに有意に関連していることがわかり、今後の大規模なセルフチェック型検診において、転倒スコアが主観的健康観も反映する可能性が示唆された。主観的健康観の調査方法では、自分が自分をどのくらい健康と考えるかをダイレクトに尋ねる手法を取るが、主観的な尺度が転倒リスクを反映しうるという可能性は、転倒という事象を予測しうるという可能性も秘めており、今後の長寿スクリーニング方法を支える上で重要なメッセージになると考える。この報告は、平成25年6月にソウルで開催された第20回国際老年学会で発表したところ、優秀ポスター演題賞を受賞した。調査フィールドの3町は、既に高齢化率が3割をこえており、ここから得られる知見は2030年以降、高齢者が3割を超える日本全体、ひいては急速に高齢化が進むアジアのデザインモデルになると考えられる。(抄録なし)当研究室では本邦地域在住高齢者の「生活の質」(Quality of Life : QOL)や「豊かな老い」(Optimal ageing)の実態を探るため、日本国内3町村フィールド(北海道浦臼町、三重県大台町、高知県土佐町)での包括的高齢者機能調査(Comprehensive Geriatric Assessment : CGA)を1990年代から行ってきた。私は2004年以降に同行した調査から高齢者の身体的・心理的健康(抑うつ状態)、日常生活機能(食事行動や保清行動)、社会参加の背景、経済常態について、各項と「生活の質」(Quality of Life : QOL)がいかに関連しているか研究を進めている。平成24年度の研究では、3町の65歳以上の地域在住高齢者(入所、入院しておらず、家で暮らす高齢者)約4000人分のデータを用い(2006年分)、自記式質問紙である転倒スコア(21項目)と健康指標(歩行、食事、入浴するなどの身体的な日常生活機能、物忘れなどの認知機能、抑うつなど)、主観的健康観(self-rated health:自分をどのくらい健康だと思うか)、主観的幸福観(self-rated happiness:自分をどのくらい幸福だと思うか)の関連について、どのような傾向があるのか解析した。転倒スコアは、高齢者の主観的健康観と有意に関連していることがわかり、今後の検診における転倒スコアの汎用性が示唆された。調査フィールドの3町は、既に高齢化率が3割をこえており、ここから得られる知見は2030年以降、高齢者が3割を超える日本全体のモデルケースになりうる。地球規模で進む人類の高齢化時代に、どのような尺度が人類の幸福観を測定する一助となるか、試金石となる研究である.平成25年度は、上記3町の65歳以上の地域在住高齢者(施設入所、入院しておらず、家で暮らす高齢者)約4000人分のデータを用い(2006年分)、自記式質問紙である転倒スコア(21項目)と健康指標(歩行、食事、入浴するなどの身体的な日常生活機能、物忘れなどの認知機能、抑うつなど)、主観的健康観(self-rated health :自分をどのくらい健康だと思うか)の関連について、どのような傾向があるのか解析した。平成24年度の研究期間は、育児休業の取得により3カ月であったが、2つの研究を学会へ投稿することができた。これまで得られた本邦、ギニア、エチオピアの地域在住高齢者のデータを多角的な切り口から解析して、高齢者の健康と主観的幸福観の関連を研究する。(抄録なし)
IL-26を標的とした新規癌転移制御療法の確立

本研究ではIL-26分子標的治療の有効性評価を行うため、高転移性悪性黒色腫における癌微小環境中で産生されるIL-26が腫瘍の高転移能獲得のどのステージに関与しているのか明らかにする。これにより、最も予後の悪い遠隔転移性の悪性黒色腫を根絶する新たな分子標的療法を提供するとともに様々な転移性癌の治療応用と微小環境におけるTh17細胞の役割の解明にも繋がることが期待される。近年、悪性黒色腫に対する免疫チェックポイント阻害薬の臨床応用が急速に進展したことから癌微小環境に浸潤する免疫細胞と癌の相互作用が注目されてきた。中でも、自己免疫疾患で中心的な役割を担っているTh17細胞が腫瘍の増大を抑制あるいは亢進するという相反する報告がされており、特に癌微小環境での役割は不明な点が多い。申請者はTh17細胞が産生するIL-26が炎症部位に血管新生を強力に誘導することを明らかにした。また、癌においてはIL-26がメラノーマ細胞の上皮間葉移行やリンパ管新生を誘導する可能性を示唆する予備データを得ている。そこで、ヒトIL-26トランスジェニック(hIL-26Tg)マウスを用いてマウスメラノーマ細胞株のB16F10-Lucを移植し、3週後に皮下の腫瘍をリセクトして上皮間葉転換マーカー(E-cadherin, Vimentin, N-cadherin)のmRNA発現レベルならびにタンパク発現レベルを解析した。その結果、hIL-26Tgマウスの腫瘍はE-cadherinの発現低下、VimentinおよびN-cadherinの発現亢進が見られ、上皮間葉転換が誘導されている可能性が示唆された。さらに、hIL-26Tgマウス及び野生型マウスからリセクトした腫瘍を野生型マウスの尾静脈から投与し、転移モデルを作製したところ、野生型で得られた腫瘍よりもhIL-26Tg由来のがん細胞は顕著に肺の転移巣を形成し、わずか1週間で肺に生着していることが明らかになった。また、in vitroではマウス及びヒトのメラノーマをIL-26刺激するとin vivoで得られた結果と同様に上皮間葉転換マーカーの動態変化がみられた。今後はIL-26が上皮間葉転換誘導転写因子の発現を亢進するシグナル経路や、上皮間葉転換を誘導するキー分子の同定を試みる。Th17細胞が腫瘍の増大を抑制あるいは亢進するという相反する報告がされており、特に癌微小環境での役割は不明な点が多い。そこで、ヒトIL-26トランスジェニック(hIL-26Tg)マウスを用いてマウスメラノーマ細胞株のB16F10-Lucを移植し、3週後に皮下の腫瘍をリセクトして上皮間葉転換マーカーのmRNA発現レベルならびにタンパク発現レベルを解析したところ、hIL-26Tgマウスの腫瘍はE-cadherinの発現低下、VimentinおよびN-cadherinの発現亢進が見られ、上皮間葉転換が誘導されている可能性が示唆された。さらに、hIL-26Tgマウス及び野生型マウスからリセクトした腫瘍を野生型マウスの尾静脈から投与し、転移モデルを作製したところ、野生型で得られた腫瘍よりもhIL-26Tg由来のがん細胞は顕著に肺の転移巣を形成し、わずか1週間で肺に生着していることが明らかになり、IL-26の高転移能を評価する転移モデルの作成に成功した。現在はIL-26が上皮間葉転換誘導転写因子の発現を亢進するシグナル経路や、上皮間葉転換を誘導するキー分子の同定を試みている。これらと並行してメラノーマだけでなく、乳がんや他の癌でのIL-26刺激応答についても転移能を亢進するか否か調査を進めている。昨年度に引き続き、癌微小環境におけるIL-26産生細胞やIL-26依存性機能の分析や悪性黒色腫に対するIL-26を標的とした抗体治療法の有効性と作用点解析を進めながら、IL-26中和抗体の転移抑制効果を検討する。また、IL-26が上皮間葉転換誘導転写因子の発現を亢進するシグナル経路や、上皮間葉転換を誘導するキー分子の同定を進める。さらに、メラノーマだけでなく、乳がんや他の癌でのIL-26刺激応答についても転移能を亢進するか否か調査を進めていく。

中でも、自己免疫疾患で中心的な役割を担っているTh17細胞が腫瘍の増大を抑制あるいは亢進するという相反する報告がされており、特に癌微小環境での役割は不明な点が多い。申請者はTh17細胞が産生するIL-26が炎症部位に血管新生を強力に誘導することを明らかにした。また、癌においてはIL-26がメラノーマ細胞の上皮間葉移行やリンパ管新生を誘導する可能性を示唆する予備データを得ている。そこで、ヒトIL-26トランスジェニック(hIL-26Tg)マウスを用いてマウスメラノーマ細胞株のB16F10-Lucを移植し、3週後に皮下の腫瘍をリセクトして上皮間葉転換マーカー(E-cadherin, Vimentin, N-cadherin)のmRNA発現レベルならびにタンパク発現レベルを解析した。その結果、hIL-26Tgマウスの腫瘍はE-cadherinの発現低下、VimentinおよびN-cadherinの発現亢進が見られ、上皮間葉転換が誘導されている可能性が示唆された。さらに、hIL-26Tgマウス及び野生型マウスからリセクトした腫瘍を野生型マウスの尾静脈から投与し、転移モデルを作製したところ、野生型で得られた腫瘍よりもhIL-26Tg由来のがん細胞は顕著に肺の転移巣を形成し、わずか1週間で肺に生着していることが明らかになった。また、in vitroではマウス及びヒトのメラノーマをIL-26刺激するとin vivoで得られた結果と同様に上皮間葉転換マーカーの動態変化がみられた。今後はIL-26が上皮間葉転換誘導転写因子の発現を亢進するシグナル経路や、上皮間葉転換を誘導するキー分子の同定を試みる。Th17細胞が腫瘍の増大を抑制あるいは亢進するという相反する報告がされており、特に癌微小環境での役割は不明な点が多い。そこで、ヒトIL-26トランスジェニック(hIL-26Tg)マウスを用いてマウスメラノーマ細胞株のB16F10-Lucを移植し、3週後に皮下の腫瘍をリセクトして上皮間葉転換マーカーのmRNA発現レベルならびにタンパク発現レベルを解析したところ、hIL-26Tgマウスの腫瘍はE-cadherinの発現低下、VimentinおよびN-cadherinの発現亢進が見られ、上皮間葉転換が誘導されている可能性が示唆された。さらに、hIL-26Tgマウス及び野生型マウスからリセクトした腫瘍を野生型マウスの尾静脈から投与し、転移モデルを作製したところ、野生型で得られた腫瘍よりもhIL-26Tg由来のがん細胞は顕著に肺の転移巣を形成し、わずか1週間で肺に生着していることが明らかになり、IL-26の高転移能を評価する転移モデルの作成に成功した。現在はIL-26が上皮間葉転換誘導転写因子の発現を亢進するシグナル経路や、上皮間葉転換を誘導するキー分子の同定を試みている。これらと並行してメラノーマだけでなく、乳がんや他の癌でのIL-26刺激応答についても転移能を亢進するか否か調査を進めている。昨年度に引き続き、癌微小環境におけるIL-26産生細胞やIL-26依存性機能の分析や悪性黒色腫に対するIL-26を標的とした抗体治療法の有効性と作用点解析を進めながら、IL-26中和抗体の転移抑制効果を検討する。
核融合ヘリカルプラズマのデータベースの構築と閉じ込め配位の最適化

将来のエネルギー源としての核融合の研究において,ヘリカル型閉じ込め装置と呼ばれる磁場核融合方式は,トカマク方式の有力な代替方式と想定されており,中でも既に計画に着手している日本の核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)計画は世界をリードするものである。ドイツも同様の規模の計画を磁場形式の異なる方式で構想しており,両国の計画の研究協力また稼働中の実験装置の研究協力も極めて重要かつ効果的である。本計画の主要目的は,(i)ヘリカル型核融合プラズマでの閉じ込めメカニズム解明のために,日独西の輸送データベースの相互構築を行う。(ii)IEAステラレーター協定に基づく国際的な核融合共同研究に寄与することであり,本計画を通じてヘリカル型核融合開発研究のより一層の充実を図ろうとするものである。平成89年度の2年間で以下のテーマでの国際協力を進めることができた。また、本共同研究を基礎に平成10年度よりLHD国際共同実験計画(LIME計画、7年計画)が正式に認められる運びとなった。(1)計画の立案調整と研究打ち合わせ研究調整のためにドイツ、スペイン、フランス等とLIME計画の調整を行い、今後の国際協力の具体的な進め方を決めた。(2)閉じ込め解析とヘリカル炉設計ドイツからストロース博士を招へいし、国際的なデータベースの調整作業について検討した。また、ドイツからバイドラー博士、ボービヒ博士を招へいし、輸送解析、炉設計の検討を進めた。(3)先進磁場配位の検討ドイツへ研究者を派遣し、準トロイダル対称なヘリカル磁場配位の検討を行った。また、ロシアからプツトビトフ博士を招聘し、ヘリカル系磁場配位の検討を深めた。(4)その他のヘリカル動向調査ドイツ、スペインへ研究者を派遣し、ヘリカル理論、計測、加熱、ダイバータ等の検討を深めた。将来のエネルギー源としての核融合の研究において,ヘリカル型と呼ばれる方式は,トカマク方式の有力な代替方式と想定されており,中でも既に計画に着手している日本の核融合科学研究所のLHD計画は世界をリ-ドするものである。ドイツも同様の規模の計画を磁場形式の異なる方式で構想しており,両国の計画の研究協力または稼働中の実験装置の研究協力も極めて重要かつ効果的である。本計画の主要目的は,(1)ヘリカル型核融合プラズマでの閉じ込めメカニズム解明のために,日独西の輸送データーベースの相互構築を行う。(2)IEAステラレーター協定に基づく国際的な核融合共同研究に寄与することであり,本計画を通じてヘリカル型核融合開発研究のより一層の充実を図ろうとするものである。平成8年度は以下のテーマで共同研究を行い、有益な国際交流ができた(1)計画の立案調整と研究打ち合わせ研究調整のためにドイツW7AS及びW7Xへ山崎、藤原が渡航し、スペインのTJ2グループへも立ち寄って今後の国際協力の具体的な進め方を打ち合わせた。(2)研究動向調査ヘリカル動向調査として理論研究関連で伊藤をドイツに、計測実験関連で森田をスペインに派遣した。(3)閉じ込めデータベースの整備ドイツからストロース博士を招へいし,国際的なデーターベースの調整作業の結果についての報告を聞いた。また、解析コードASTRAの打ち合わせも行った。閉じ込め解析輸送解析のため,ドイツからバイドラ-博士を招へいし、GSRAKEコードでの検討を進めた。(5)磁場配位の設計とヘリカル軸配位実験の検討準トロイダル対称な先進的ヘリカル磁場配位の設計とヘリカル軸配位実験の検討のために、岡村、松岡を派遣した。(6)ヘリカル磁場配位の理論解析・検討先進的ヘリカル磁場配位の理論解析・検討のためドイツへ中島を派遣した。

(7)実験計画の検討ダイバータ,プラズマ・壁相互作用の検討のためドイツへ森崎を派遣した。将来のエネルギー源としての核融合の研究において,ヘリカル型閉じ込め装置と呼ばれる磁場核融合方式は,トカクマ方式の有力な代替方式と想定されており,中でも既に計画に着手している日本の核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)計画は世界をリ-ドするものである。ドイツも同様の規模の計画を磁場型式の異なる方式で構想しており,両国の計画の研究協力また稼働中の実験装置の研究協力も極めて重要かつ効果的である。本計画の主要目的は,(1)ヘリカル型核融合プラズマでの閉じ込めメカニズム解明のために,日独西の輸送データーベースの相互構築を行う。(2)IEAステラレーター協会に基づく国際的な核融合共同研究に寄与することであり,本計画を通じてヘリカル型核融合開発研究のより一層の充実を図ろうとするものである。平成9年度は以下のテーマで共同研究を行い,有益な国際交流ができた。(1)計画の立案調整と研究打ち合わせ研究調整のためにドイツW7Xグループへ山崎、本島が渡航し、LHD国際共同実験計画(LIME)の提案、調整と今後の国際協力の具体的な進め方を打ち合わせた。これまでの着実な打ち合わせの成果として、平成10年度よりLIME計画(7年計画)が正式に認められる運びとなった。(2)研究動向調査ヘリカル動向調査としてプラズマ理論研究関連で天野、村上、花谷を、プラズマ計測実験関連で榊原、中西、小嶋、江尻を、また、プラズマ加熱関係で津守をドイツに派遣した。(3)閉じ込め解析とヘリカル炉設計ドイツからボ-ビヒ博士を招へいし,炉設計を含めたヘリカル系の磁場配位の検討結果についての打ち合わせを行った。また、山崎がドイツ渡航中には、ボ-ビヒ博士と閉じ込め解析コードASTRAの打ち合わせも行い、計算機コードの提供を受けた。(4)磁場配位解析MHD磁場面解析のために、ロシアからプツトビトフ博士を招へいし、ヘリカル系特有の電磁計測の検討を進めた。この結果はLHDの電磁計測に反映されている。
腸管出血性大腸菌の腸管粘膜付着を阻止するための粘膜ワクチン開発

腸管出血性大腸菌(EHEC)のワクチン標的となる付着因子intiminとその受容体Translocated intimin receptor(Tir)の遺伝子多型を,臨床分離株において検討した。その結果,O抗原型によって付着因子の付着部位のアミノ酸配列に多型がみられることを明らかにし,ワクチン作成に有効な知見を得た。その過程でintimin/Tirを保有せず腸管凝集付着性大腸菌(EAEC)の付着因子を持つ志賀毒素産生菌を分離し,その付着機構の解析を進めた。その結果,EAECの病原プラスミド上にある新規ABCトランスポーターAat遺伝子群をクローニングし,外膜を介してバイオフィルム抑制因子Aapを分泌していることを明らかにした。その中の外膜輸送蛋白AatAは,多剤排出ポンプとして注目されている大腸菌外膜蛋白TolCのホモログであった。EAECの腸管粘膜上でのバイオフィルム形成機構の研究に有用な知見であり,その後AatAの構造・機能解析,TolCとバイオフィルムとの関連性の研究に発展した。疫学的には,本邦およびモンゴルの下痢症患児から分離された大腸菌について病原遺伝子や付着性を検討した。その結果下痢原性大腸菌の中では,EHEC以上にEAECの検出頻度が高いこと,またその病原因子や付着因子に多様性が存在することを明らかにした。その過程で,効率的に付着性の強い大腸菌を検出する定量的バイオフィルム・アッセイを新たに開発した。以上の知見は,EHEC, EAECを始めとする下痢原性大腸菌の病原性の研究およびワクチン開発に寄与する有用な結果となった。腸管出血性大腸菌の付着関連因子Translocated intimin receptor(Tir)の保有状況と遺伝子多型を検討した。対象は本県で分離されたEHEC89株(O26,19株;O86,1株;O111,13株;O114,1株;O157,55株)。Tir遺伝子の検出はPCR法を用いた。遺伝子多型をみるために制限酵素pvuIIによる切断パターンを検討(PCR-RFLP),一部の株についてPCR産物のシークエンスを行いアミノ酸配列を解析した。EHEC89株中88株(98.9%)がTir陽性であった。pvuIIによる切断パターンは,O26,O114,O157由来のTir-PCR産物は切断されたが,O111由来のものは切断されず,O抗原型別に遺伝子多型が推定された。intimin結合部位(297-311)のアミノ酸配列は,これまで報告されているEHEC O157:H7 86-24(AF125993)に比べて,O157が100%,O26が93.3%,O114が86.7%,O111が73.3%のホモロジーを示し,アミノ酸配列に一部変異がみられた。なおTir陰性株はO86の1株で,腸管集合性大腸菌付着因子AggRを保有していた。本県分離のEHECは,高頻度にTirを保有していることが明らかになった。Tirのintimin結合部位にO抗原型別のアミノ酸配列多型が存在するため,intiminとの親和性の違いや免疫原性の違いが存在する可能性が示唆された。また一部にTir陰性株も存在し,他の付着機構の関与にも注意を要すると思われる。腸管出血性大腸菌の付着関連因子Translocatcd intimin receptor(Tir)の解析に続いて、それと結合するintiminの遺伝子解析を行なった。対象は本県で分離されたEHEC90株(O157, 56株;O26, 19株;O111, 13株;O114, 1株;O86, 1株)。Intimin遺伝子の検出はPCR法を用い、サブタイプを検討するため、α,β,γ,δの型特異的PCRも検討した。またXho1, Ssp1を用いたPCR-RFLPで、遺伝子多型を調べ、Tir結合領域についてはシークエンスを行なった。