hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パーソナルゲノム情報に基づく脳疾患メカニズムの解明

次世代シーケンサーを導入し,シーケンス技術,ゲノムインフォマティクス基盤を整備し,日本人ゲノムの標準ゲノムの作成,variationに関するデータベースの整備を進め,本研究領域全体で有効活用した.日本人ゲノムの参照配列の整備については,Pacific Biosciencesのシーケンサーを用いて,8-10kbp程度のlong readのデータを集積し,HiSeqによるerror補正とあわせることで,構造多型を含めた高精度な日本人ゲノムの参照配列の構築を進めた.神経疾患において観察される非コード領域のリピート配列の異常伸長を検出する新たなアルゴリズムを開発し,領域内で研究に活用した.次世代シーケンサーを導入し,シーケンス技術,ゲノムインフォマティクス基盤を整備し,日本人ゲノムの標準ゲノムの作成,variationに関するデータベースの整備を進め,本研究領域全体で有効活用した.日本人ゲノムの参照配列の整備については,Pacific Biosciencesのシーケンサーを用いて,8-10kbp程度のlong readのデータを集積し,HiSeqによるerror補正とあわせることで,構造多型を含めた高精度な日本人ゲノムの参照配列の構築を進めた.神経疾患において観察される非コード領域のリピート配列の異常伸長を検出する新たなアルゴリズムを開発し,領域内で研究に活用した.本研究では,(1)次世代シーケンサーをコアとする最先端のゲノム解析技術研究,(2)次世代シーケンサーによって産出される膨大な情報に対する最先端のインフォマティクス研究,(3)ヒトの代表的な脳疾患(アルツハイマー病,パーキンソン病,筋萎縮性側索硬化症,脊髄小脳変性症,統合失調症など)の高精度の全ゲノム配列解析(パーソナルゲノム解析)に基づいて,疾患の発症に関与するゲノムの多様性を明らかにし,発症機構を解明,治療法開発の基盤構築の実現をめざすことを目的としている.これまでに,HiSeq2000(Illumina),5500XL(Life Technologies),Pacific Biosciencesという次世代シーケンサーの導入整備を完了した.これらの次世代シーケンサーを用いて得られる配列データから,全ゲノム配列データを得ること,さらに,参照配列と比較して,ゲノム配列のvariationを検出するためのゲノムインフォマティクスパイプライシの整備を行った.平成22年度に,2回の研究班会議を開催し,パーソナルゲノム解析研究について,研究発表と情報交i換の場を設けた.これまでに,全ゲノム配列解析,exome配列解析を進めており,それらのデータから,日本人ゲノムの参照配列を整備すること,日本人ゲノムのvariation databaseを作成することについても,データ収集を進めている.特に,Pacific Biosciencesのシーケンサーを用いて,構造多型を含めた高精度な日本人ゲノムの参照配列め構築を目指している.本研究では,(1)次世代シーケンサーをコアとする最先端のゲノム解析技術研究,(2)次世代シーケンサーによって産出される膨大な情報に対する最先端のインフォマティクス研究,(3)ヒトの代表的な脳疾患(アルツハイマー病,パーキンソン病,筋萎縮性側索硬化症,脊髄小脳変性症,統合失調症など)の高精度の全ゲノム配列解析(パーソナルゲノム解析)に基づいて,疾患の発症に関与するゲノムの多様性を明らかにし,発症機構を解明,治療法開発の基盤構築の実現をめざすことを目的としている.これまでに,HiSeq2000(Illumina),5500XL(Life Technologies),Pacific Biosciencesという次世代シーケンサーの導入整備を完了し,解析に必要なインフォマティクスのパイプラインの整備も進めた.本年度2回の研究班会議を開催し,パーソナルゲノム解析に基づく,神経・精神疾患の発症に関連するゲノム上のvariationの探索に関する研究手法についての検討を行った.一方,exome解析,全ゲノム解析に基づく,ゲノムvariationの検出に関して,いかに精度を高めるかという技術的な課題についても検討を行った.日本人ゲノムの参照配列の整備,日本人ゲノムのvariation databaseに作成をめざして,全ゲノム配列解析,exome配列解析のデータ収集を進めている.日本人ゲノムの参照配列の整備については,Pacific Biosciencesのシーケンサーを用いて,8-10kbp程度のlong readのデータを集積し,HiSeq2000によるerror補正とあわせることで,構造多型を含めた高精度な日本人ゲノムの参照配列の構築を進めている.本研究の目的は,全ゲノムの塩基配列の解析(パーソナルゲノム解析)に基づいて脳疾患の発症に関与するゲノム要因(genetic variants)を網羅的に明らかにし,脳疾患の病態メカニズムの解明を実現することにある.平成25年度の研究では,exome解析,全ゲノム配列解析から見出されるvariantsのcallにおける,感度,特異度に関する研究を行い,インフォマティクスパイプラインのさらなる高精度化を行った.さらに,トリオ解析における新生突然変異の検出のための高精度のパイプラインの整備を進め,このパイプラインを用いることにより,2つの遺伝子で新生突然変異を見出し,いずれも疾患発症につながる変異であることを示した.神経疾患においては,非コード領域のリピート配列の異常伸長が疾患発症の原因となっていることが見出されてきており,次世代シーケンサーを用いた解析で得られるshort readの中から,異常伸長したリピート配列を検出する新たなアルゴリズムを開発し,このアルゴリズムを用いて,領域内で広く異常伸長したリピートの探索を進めている.ゲノム上のvariantsの中でいずれが疾患発症に関与するかを解釈する上で日本人ゲノム配列の多様性に関するデータベースが必須であるので,500名規模の健常者について,一定の条件で精度の高いvariantsのcallを行い,in-house databaseを構築し,ゲノム上のvariantsの医学的解釈に活用できるように整備をした.その結果,日本人集団におけるMAF (minor allele frequency)に基づくさまざまな解析が可能になった.

さらに,次世代シーケンサーを用いて,構造多型の解析,ゲノム全域のメチル化の解析についても新たなアルゴリズムの開発を進めた.本研究領域の目的は,全ゲノム塩基配列解析(パーソナルゲノム解析)に基づいて,脳疾患の発症に関与するゲノム要因を網羅的に明らかにし,脳疾患の発症メカニズムの解明を実現することにある.平成26年度は,本研究領域の成果として,パーキンソン病の新たな病因遺伝子,多系統萎縮症の新たな疾患感受性遺伝子GBAの同定を達成した.総括班では,1年に2回の班会議を開催し,情報を共有する共に,本領域で開発した,次世代シーケンサーを用いたシーケンシング技術,ゲノムインフォマティクスのアルゴリズムの提供などを積極的に進めた.シーケンシング技術については,次世代型シーケンサーの開発が日進月歩で進んでいるため,それに対応したライブラリ作製法や効率的な解析法の技術開発を進めた.また、班会議などを通じて情報を共有することにより,領域内の各班員の研究を効果的に進めることが可能となった.ゲノムインフォマティクスのアルゴリズムの開発については,神経疾患では短鎖繰返配列領域の異常伸長による疾患が見いだされてきており,今後さらに増加するものと予測されている.このような神経疾患で観察される短鎖繰返配列領域や構造変化を検出するために、Illumina社のHiSeqおよびPacific Biosciences社の1分子リアルタイムシーケンサーが出力するリード配列を比較することにより,短鎖繰返配列領域の異常伸長を効率よく見いだすアルゴリズムを研究開発し,この手法を,神経疾患における短鎖繰返配列領域の異常伸長の探索に応用した.発症者とその両親のトリオ解析により,脳疾患の発症の原因となっている新生突然変異を見いだす際に,次世代シーケンサーを用いた際に生じるエラーによる影響を最小限にして,効率の良い解析アルゴリズムを整備し,新生突然変異の検出方法として本研究領域内での研究に応用した.本研究では,1次世代シーケンサーをコアとする最先端のゲノム解析技術研究,2次世代シーケンサーによって産出される膨大な情報に対する最先端のインフォマティクス研究,3ヒトの代表的な脳疾患(アルツハイマー病,パーキンソン病,筋萎縮性側索硬化症,脊髄小脳変性症,統合失調症など)の高精度の全ゲノム配列解析(パーソナルゲノム解析)に基づいて,疾患の発症に関与するゲノムの多様性を明らかにし,発症機構を解明,治療法開発の基盤構築の実現をめざすことを目的としている.
運動野への経頭蓋磁気刺激による感覚機能への影響

研究の目的:ヒトにおける,運動野への反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)による感覚閾値の変化を明らかにすること.実験1健常者での検討1.対象と方法:健常者10名(男性5名,女性5名,平均年齢±標準偏差,35.8±5.7).rTMSは左短母指外転筋を標的とし右運動野に施行.90%安静時運動閾値の強度,0,9Hzの頻度で500回刺激した.前後で電流感覚閾値(CPT)を測定し,その変化について検討した.比較として感覚野へのrTMSとsham刺激を施行した.2.結果:2kと5Hz CPTに有意な上昇を認めたが,それは正常範囲内での変化であった.感覚野へのrTMSとsham刺激で変化はなかった.実験2脳損傷患者での検討1.対象と方法:56歳女性.左前頭葉の慢性期脳外傷患者.rTMSは右短母指外転筋を標的とし対側の運動野に健常者への施行時と同様に行った.前後で2kと5Hz CPTを測定した.2.結果:各CPTはともに低下した.結論2kHzCPTはAβ線維の閾値を,5HzCPTはC線維の閾値を示し,それぞれ触覚と鈍痛覚といった感覚機能に関わる.すなわち,rTMSは健常者に対し触覚および鈍痛覚を鈍麻する方向さ変化させると考えられる.ただし,それは正常範囲内での変化であり,ヒト健常者における閾値下低頻度でのrTMSの安全性を示唆している.一方,脳損傷患者を対象とした実験は対象が限られており,現時京では結論に至っていない.研究の目的:ヒトにおける,運動野への反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)による感覚閾値の変化を明らかにすること.実験1健常者での検討1.対象と方法:健常者10名(男性5名,女性5名,平均年齢±標準偏差,35.8±5.7).rTMSは左短母指外転筋を標的とし右運動野に施行.90%安静時運動閾値の強度,0,9Hzの頻度で500回刺激した.前後で電流感覚閾値(CPT)を測定し,その変化について検討した.比較として感覚野へのrTMSとsham刺激を施行した.2.結果:2kと5Hz CPTに有意な上昇を認めたが,それは正常範囲内での変化であった.感覚野へのrTMSとsham刺激で変化はなかった.実験2脳損傷患者での検討1.対象と方法:56歳女性.左前頭葉の慢性期脳外傷患者.rTMSは右短母指外転筋を標的とし対側の運動野に健常者への施行時と同様に行った.前後で2kと5Hz CPTを測定した.2.結果:各CPTはともに低下した.結論2kHzCPTはAβ線維の閾値を,5HzCPTはC線維の閾値を示し,それぞれ触覚と鈍痛覚といった感覚機能に関わる.すなわち,rTMSは健常者に対し触覚および鈍痛覚を鈍麻する方向さ変化させると考えられる.ただし,それは正常範囲内での変化であり,ヒト健常者における閾値下低頻度でのrTMSの安全性を示唆している.一方,脳損傷患者を対象とした実験は対象が限られており,現時京では結論に至っていない.(1)研究プロトコールについて既存の健常者を対象とした研究プロトコールを一部変更した.対象は健常者8名.各健常者に運動野を標的とした連続経頭蓋磁気刺激(以下rTMS)を行い,前後で電流感覚閾値検査を施行しCPT値を測定する.rTMSの刺激強度は運動閾値の90%とし0.9Hz750回行う.コントロールとしてrTMSを行わずに2度CPT値の測定を行い,CPT値の再現性を確認する.さらに疑似刺激を行い前後でCPT値を測定する.感覚機能評価として電流感覚閾値検査を施行するが,刺激前後の時間的間隔が短いと前値測定時の電気刺激の影響が残存し刺激後値の信頼性が低下することが判明.そのため刺激前後の間隔を4時間取るようにプロトコールを変更した.(2)進行状況日本人健常者における電流感覚闘値検査の基準値が存在しないため,先行調査として基準値作成に着手.現在,69手より正中神経領域のCPT値を測定した.日本人健常者の基準値は既存の欧米人健常者より低いことが解った.この基準値に従い,対象健常者を選定.現在,(1)のプロトコールに準じて2例のデータを収集中で,今後順次対象を増やす予定である.※この結果について第34回日本臨床神経生理学会で発表を予定している.(1)健常者を対象とした予備的研究健常者7名を対象.凹面円形コイル(直径140mm)を用い,左短母指外転筋(APB)の至適刺激部位にあたる右運動野に計750回,0.9Hz,安静時運動閾値の80%強度で連続経頭蓋磁気刺激(rTMS)を施行.その前後で電流感覚閾値検査を施行,左示指より感覚閾値を数値化(CPT値)し検出.前後で変化を検討した.2000Hz電気刺激時のCPT値に上昇の傾向がみられた.

被検者の手指における自他覚的変化も観察し,対象の2名で変化が認められた.結論として,rTMSにより手指感覚機能が変化している可能性が見出され,さらなる検討が必要とした.本研究は第34回日本臨床神経生理学会(2004年11月)で報告した.(2)健常者を対象とした追試研究予備的研究を踏まえ,対象を健常者12名とし追試を行った.前述のプロトコールに加え,sham刺激を行い,CPT値を比較することとした.さらに大脳皮質感覚野の機能変化も同時に検討するため体性感覚誘発電位(SEP)を測定した.本研究においてはrTMS時とsham刺激時のCPT値変化に有意差は見出されなかった.一方,SEPの一部に変化の傾向が認められた.これらの結果から,閾値下低頻度rTMSでは大脳皮質の興奮性に影響を与える一方で,手指末梢の感覚は変化させないと結論した.本研究は第42回日本リハビリテーション医学会学術集会(2005年6月)にて報告予定である.(3)今後の展望(1)rTMSの刺激条件を変更(刺激頻度,強度,刺激部位等)し健常者で検討する.(2)脳損傷・神経疾患患者を対象とし検討する.(1)運動野への連続経頭蓋磁気刺激による感覚機能への影響・目的:連続経頭蓋磁気刺激(rTMS)で感覚機能に変化が生じるかを明らかにする.・対象:健常者10名,男5名,女5名.35.8±5.7歳.インフォームドコンセント取得.・方法:運動野rTMSは左APBを標的とし右側運動野に施行.刺激強度は90%安静時閾値,0.9Hzで500回刺激.刺激の前後で電流感覚閾値(CPT)測定と体性感覚誘発電位(SEP)測定を行い,手指感覚と大脳感覚野皮質成分の興奮性変化が生じるかを検討した.比較のため感覚野とsham刺激も施行.感覚野は運動野手指領域の後方2cmを刺激し,またsham刺激ではコイルを頭皮から3cm離し施行した.・結果:2kと5Hz CPTに有意な上昇を認めたが,その変化は正常範囲内での変化であった.SEPのP25p-N33p成分にrTMS後の有意な振幅の低下を認めた.感覚野刺激およびsham刺激では有意な変化はなかった.変化のあった2k・5HzCPTとSEPのP25p-N33p成分に相関関係はなかった.・結論:健常者に運動野rTMSを施行すると手指の感覚に変化が生じる可能性がある.(第42回日本リハビリテーション医学会および第34回日本臨床神経生理学会で報告)(2)運動野への連続経頭蓋磁気刺激による感覚機能への影響-脳損傷患者を対象とした検討-・目的:運動野rTMSにより脳損傷患者では感覚機能に健常者と異なった変化が生じるかを明らかにする.・対象:52歳女性.左前頭葉の慢性期外傷性脳損傷患者.インフォームドコンセント取得.・方法:運動野手指領域にrTMSを行い,前後で2kと5Hz CPTを測定し変化を検討する.・結果:2kおよび5HzCPTともに著明な低下が認められた.副作用なし.健常者との比較は,対象者が極めて限られるために少なく,現時点では結論に至っていない.
交流緩和型熱重量法(AC-TG)の開発と不定比酸化物への応用

本研究では,本研究者らが開発してきたコンスタント・ストイキオメトリー熱重量(CS-TG)法測定装置を改造し,交流緩和を利用して物質移動の速さを測る交流緩和型熱重量(AC-TG)スペクトロスコピー法測定装置を設計・試作し,高温超伝導酸化物系の一種であるErBa_2Cu_3O_<7-x>及びYBa_2Cu_3O_<7-x>を測定対象とした性能評価を行なった.装置の構成は,(1)通常の熱天秤部,(2)マスフローコントローラーを用いた雰囲気制御部,(3)計測器・制御用コンピュータ,および(4)伝達関数を測定するための周波数特性分析装置から構成されている.与える交流刺激として(a)温度(熱),(b)酸素の化学ポテンシャル(酸素分圧)の微少な変化の2つの方法について試みた.前者の測定では,種々の試作の結果Pt-10%Rhの2重ヒータによる間接加熱法を用い,外側ヒータには一定電力で加熱しながら内側に約530Wの振幅の正弦波加熱電力を加え,約110°Cの温度の交流変化を試料に加えて伝達関数の周波数依存性を調べた.後者ではマスフローコントローラに正弦波入力を重畳して酸素ガスの相対濃度変化110%の条件で測定を行なった.その結果,(b)では熱天秤内の試料近傍で酸素濃度波形が崩れやすく比較的遅い緩和現象についてのみ有効であり,(a)が本測定に適しているとの知見が得られた.また,約600950°Cの温度範囲での気相中の酸素ガスと銅酸化物不定比化合物との表面反応,固体内の物質移動を測定する本測定では測定可能な周波数範囲は10100Hz以下であること,今回製作した装置の制御系,および測定系の位相遅れは問題とならないことが,基礎特性測定から明らかになった.本研究によって,AC-TG法が原理的に測定可能であることが明らかになったが,今後様々な系の測定を通して,複素表現される伝達関数の解析法について検討する必要がある.本研究では,本研究者らが開発してきたコンスタント・ストイキオメトリー熱重量(CS-TG)法測定装置を改造し,交流緩和を利用して物質移動の速さを測る交流緩和型熱重量(AC-TG)スペクトロスコピー法測定装置を設計・試作し,高温超伝導酸化物系の一種であるErBa_2Cu_3O_<7-x>及びYBa_2Cu_3O_<7-x>を測定対象とした性能評価を行なった.装置の構成は,(1)通常の熱天秤部,(2)マスフローコントローラーを用いた雰囲気制御部,(3)計測器・制御用コンピュータ,および(4)伝達関数を測定するための周波数特性分析装置から構成されている.与える交流刺激として(a)温度(熱),(b)酸素の化学ポテンシャル(酸素分圧)の微少な変化の2つの方法について試みた.前者の測定では,種々の試作の結果Pt-10%Rhの2重ヒータによる間接加熱法を用い,外側ヒータには一定電力で加熱しながら内側に約530Wの振幅の正弦波加熱電力を加え,約110°Cの温度の交流変化を試料に加えて伝達関数の周波数依存性を調べた.後者ではマスフローコントローラに正弦波入力を重畳して酸素ガスの相対濃度変化110%の条件で測定を行なった.その結果,(b)では熱天秤内の試料近傍で酸素濃度波形が崩れやすく比較的遅い緩和現象についてのみ有効であり,(a)が本測定に適しているとの知見が得られた.また,約600950°Cの温度範囲での気相中の酸素ガスと銅酸化物不定比化合物との表面反応,固体内の物質移動を測定する本測定では測定可能な周波数範囲は10100Hz以下であること,今回製作した装置の制御系,および測定系の位相遅れは問題とならないことが,基礎特性測定から明らかになった.本研究によって,AC-TG法が原理的に測定可能であることが明らかになったが,今後様々な系の測定を通して,複素表現される伝達関数の解析法について検討する必要がある.
分子素子構築を目指した機能性有機分子のナノ組織化界面の創製とその特性評価

平成17年度は亜鉛オクタエチルポルフィリン(ZnOEP)を金(100)面上に吸着させ、金原子の配列制御に基づくZnOEP単分子膜の制御を試みた。その結果、金原子の再配列構造と1x1構造上ではポルフィリン分子の配列構造が異なっており、さらにその上に吸着したフラーレン類は、再配列構造上に形成されたZnOEP単分子膜の上では1:1超分子形成を、1x1構造上に形成されたポルフィリン単分子膜上ではランダムな吸着状態を示すことが明らかとなった。これらの結果は、ポルフィリン・フラーレン超分子構造の形成には分子の選択だけでなく、同じ分子であっても精密な吸着構造の制御が電極表面上での超分子形成にとって極めて重要であることを示している。また中心金属の異なるニッケルの配位したオクタエチルポルフィリンについても同様に1:1の超分子構造が形成された。中心金属に影響されないことが示された一方、ポルフィリン骨格の異なるテトラフェニルポルフィリンの場合、第2層目のフラーレン分子と置換することが明らかとなった。この結果は、第1層目のポルフィリン膜の安定性が超分子形成に大きく影響することを示しており、原子配列の制御、ポルフィリン骨格の制御が超分子形成にとって重要なファクターであることが明らかとなった。さらに亜鉛テトラフェニルポルフィリン(ZnTPP)、亜鉛フタロシアニン(ZnPc)の薄膜形成に関する知見も得た。ZnTPPやZnPcは他の中心金属と異なり、吸着濃度、時間の制御によりレイヤーバイレイヤーでエピタキシャルに積層構造を形成することを見出した。特にZnPcの場合、最上層の構造が下地の吸着構造に依存している様子を走査型トンネル顕微鏡で直接観察することに成功し、特徴的な配位相互作用が形成されていることが示された。またカルボン酸が導入されたポルフィリンを合成し、水素結合ネットワーク構造の形成が電気化学ポテンシャルによって制御されることを見出した。このネットワーク形成はカルボン酸の置換数によっても制御可能である。平成16年度はコロネンやポルフィリンの単分子膜を作製し、これらの膜の上にフラーレンおよびその誘導体をエピタキシャルに積層化させることを試み、走査型トンネル顕微鏡や電気化学測定を行うことによって新たな物性の発現を探った。金(111)単結晶表面上に形成した亜鉛オクタエチルポルフィリンの単分子膜上にフェロセン基を有するフラーレンC_<60>を吸着させたところ、フェロセン基に由来する酸化還元応答が明瞭に制御された。ポルフィリンと1:1の超分子構造を形成した結果、フェロセン基の配向が制御されたこととフラーレン部位の電極表面からの脱離が抑制されたことに起因すると考えられる。ポルフィリン中心の金属依存性についても検討した結果、中心金属に配位子が存在する場合にはフラーレンとの1:1吸着を阻害することも明らかとなった。またコロネン分子の単分子膜を作製し、この上にフラーレンC_<60>を2層目として積層させたところ、2次元的に組織化したハニカム状のC_<60>膜が形成された。さらにペリレン単分子膜上にC_<60>を形成したところ、ハシゴ型の特有な配列構造の形成が見出され、C_<60>は下地の分子の種類や配列構造や依存して特異的な構造を形成することが明らかとなった。さらに亜鉛オクタエチルポルフィリンを金(100)面上に吸着させ、金原子の配列制御に基づくポルフィリン単分子膜の制御を試みた。その結果、再配列構造と1x1構造上ではポルフィリン分子の配列構造が異なっており、さらにその上に吸着したフラーレン類は、再配列構造上に形成されたポルフィリン単分子膜の上では1:1超分子形成を、1x1構造上に形成されたポルフィリン単分子膜上ではランダムな吸着状態を示すことが明らかとなった。これらの結果は、ポルフィリン-フラーレン超分子構造の形成には分子の選択だけでなく、精密な吸着構造の制御が超分子形成に重要であることを示している。

ZnTPPやZnPcは他の中心金属と異なり、吸着濃度、時間の制御によりレイヤーバイレイヤーでエピタキシャルに積層構造を形成することを見出した。特にZnPcの場合、最上層の構造が下地の吸着構造に依存している様子を走査型トンネル顕微鏡で直接観察することに成功し、特徴的な配位相互作用が形成されていることが示された。またカルボン酸が導入されたポルフィリンを合成し、水素結合ネットワーク構造の形成が電気化学ポテンシャルによって制御されることを見出した。このネットワーク形成はカルボン酸の置換数によっても制御可能である。
モデル膜(リポソーム)を用いた蛋白質性溶血毒素の膜障害機構の解析

(1)ブドウ球菌α毒素の膜障害作用をリポソームを用いて解析した。得られた結果から、(i)極性残基にコリンを有するリン脂質(:ホスファチジルコリンやスフィンゴミエリン)が、α毒素を特異的に結合する膜成分であること、(ii)膜に結合したα毒素の存在状態として、溶血活性を保持した可逆的結合状態と、溶血活性を失った非可逆的結合状態が存在すること、(iii)非可逆的結合状態への移行は、膜が流動的な状態(液晶状態)にある時にのみ進行するなどが明らかになった。(2)腸炎ビブリオの重要な病原因子である耐熱性溶血毒素(TDH)のレセプターについて検討した。^<125>I標識したTDHを用いて、ヒト赤血球へのTDHの結合を測定した結果から、TDHとヒト赤血球の結合定数2×10^4M^<-1>、赤血球1個当りの最大結合数9×10^6であった。また、リポソーム膜に組み込んだガングリオシドGT1bによるTDH中和能を測定したところ、TDH1分子当り10^4分子のGT1bが存在しても、ほとんど中和反応は起らなかった。これらの結果は、ガングリオシドが赤血球膜のTDHレセプターであるとする従来の報告とは一致せず、TDHレセプターの分子種について再検討する必要があることを示している。(3)ストレプトリジンO(SLO)の膜障害作用によってリポソームの内部マーカーが放出されることを利用して、血清中の抗ストレプトリジンO抗体価(ASO)定量法を開発した。検査室で頻繁に用いられているランツ・ランダル法の欠点は、用いるウサギ赤血球が不安定で保存できないこと、赤血球のSLO感受性がウサギ個体間で一定しないことである。これに対して、リポソームは安定で、しかも品質管理が容易である。新しい方法によって測定したASO価は、ランツ・ランダル法で得られた値とも良く一致している。(1)ストレプトリジンOの膜障害能を,蛍光色素を封入したリン脂質とコレステロールから成るリポソームを用いて測定した.従来,この毒素によるリポソームからの内部マーカーの放出を肯定する報告と,否定する相反した報告がなされていたが,我々の結果は前者を支〓していた.リポソームの毒素感受性は,コレステロール含量によって影響を受けるが,リン脂質の分子種の違いによっては左右されなかった.(2)前述の結果を応用して,ヒト血清中の抗ストレプトリジンO抗体価を測定する方法を確立した.即ち,リポソームをRantgーRandall法におけるウサギ赤血球の代りに用いる方法である.リポソームは安定で少なくとも半年間保存可能であること,リポソーム標品のロット間の違いが無いこと,また血清の希釈が不要であることなどの点で,現在もっとも頻繁に用いられらいるRantgーRandall法よりも優れていると考えられる.(3)ブドウ球菌α毒素のリポソームへの結合を4°C(低温)と37°C(高温)の二通りの温度にて測定した.高温では,結合したα毒素の大部分が六量体を形成するのに対して,低温では大部分が単量体のまま存在していた. (4)ブドウ球菌α毒素の六量体に特異的に反応する抗体を調製した.この抗体は単量体とは反応せず,単量体が六量体を形成することによって分子の構造変化が起こることを示す初めての結果が得られた.

(5)腸炎ビブリオ菌耐熱性溶血毒素(TDH)の膜障害能を,種々の赤血球膜から抽出した全脂質混合物,あるいは種々のリン脂質とコレステロールから成るリポソームを用いて測定した.リン脂質とコレステロールから成るリポソームへのTDHの結合は認められなかった.ガングリオシドGT_1bを組込んだリポソームへのTDH結合は,ごく微量検出されたが,この結果からGT_1bがTDHのレセプター分子であるとは断定し難いと考えられる.(1)ゲル・液晶相転移温度の明らかな合成リン脂質膜に結合したα毒素の状態を溶血活性を指標にして検討した。得られた結果は、(イ)膜に結合したα毒素の存在状態として、溶血活性を保持した可逆的結合状態と、溶血活性を失った非可逆的結合状態が存在すること、(ii)可逆的結合から非可逆的結合への移行は、膜が流動的な状態(液晶状態)にある時にのみ進行すること、及び(iii)α毒素による膜障害作用は、非可逆的結合の形成と対応すること等を示した。いくつかの溶血毒素について、溶血作用の温度依存性が示されている。温度依存性を決定する物理化学的因子の一つとして、膜の流動性が重要であることを明らかにした。(2)腸炎ビブリオ耐熱性溶血毒素(Thermostable Direct Hemolysin,TDH)のヒト赤血球への結合性を検討した。BoltonーHunter試薬で^<125>I標識したTDHの赤血球への結合を、メンブレンフィルター法で測定した。その結果、TDHとヒトの結合定数は2×10^4M^<-1>,赤血球1個当りのTDH最大結合数は9×10^6であった。これらの結合から、ヒト赤血球のガングリオシジGT1あるいはGD1aがTDHレセプターであるとする従来の報告の結果は、再検討する必要があると考えられる。なぜならば、ヒト赤血球膜の微量成分であるガングリオシドGT1及びGD1aが赤血球1個当り10^7分子も存在するとは考え難いからである。また、リポソーム膜に組込んだGT1bやGD1aのTDH中和能を測定した結果もこれらガングリオシドに有意の中和能がないことを示した。
海外生産の技術移転の実態調査

日本企業の海外生産に伴う技術移転問題を、現場・現物・現実の視点に沿い多面的に調査した。アセアンと中国の8カ国で、約100社の個別企業の技術移転の達成度、それを支えた日本のマザー工場の役割を中心に調べた。海外生産は円高と人件費の高騰により、1990年代以降に急拡大した。その多くは大企業の海外展開に隋伴する中堅企業や中小企業であった。海外生産と国内生産を相互に補完することで、個別企業として利益の還流で所得収支を伸ばし、黒字という企業が多い。海外生産の利益が日本経済を支えており、今や生産のみならず開発の一部も海外に進みつつあるのが、現実である。ベトナムのハノイ周辺の日系企業の訪問調査を行い、デンソー、住友重機など28社を訪問した。その内のいくらかを紹介すると、ベトナム・入谷は大阪の富田林市に本社工場があるが、その実態は無いに等しい。海外生産は1993年に親企業の船井電機の誘いで中国に進出、ベトナムはキャノンの進出と歩調を合わせたもので、海外工場の規模は2000名を超えている。大和プラスチックは古くからの樹脂成型製品のメーカーで本社工場は、堺市にある中小企業で、電気のブレーカーの絶縁体を得意とし、その親企業が1996年にホーチミンに進出した際に同舟した。その後の発展からハノイに特に大口の需要を期待してではないが工場を建設した。その時には、ホンダ、ヤマハという二輪メーカーの進出はなかったが、結果として大型の樹脂製品としてスクーターの外観のカバー類の仕事がライバル企業なく簡単に受けることで、今はベトナム3:日本1という風に海外生産の利益の方が多い。TOTOは言わずと知れたウオシュレットのメーカーだが、技術のコア部分は陶器製の便器の質の高さにあり、ベトナムはアジアの拠点工場で、生産技術の基本は陶器と同じである。技術的な部分と技能に依拠した感の部分も大きな仕事で、トンネル窯を入れる際の方の置き方、焼けてからの目減りとその寸法公差の保持など、湿度の高いハノイではコントロールに気を使うらしい。大企業は生産のグローバル化により日本からの製品輸出に代え、市場のあるところでの現地生産と、コスト安を利用し日本、欧米向け輸出され、得た利益は日本への配当、暖簾代という形で還元している。中小企業の多くは親企業の海外進出に合わせて出ないと注文が来ないという切迫感が見られた。いずれにしろFDIによる海外生産は避けて通れない時代になり、国内産業の空洞化の議論はむなしい。マレーシアでは、2輪車のスズキ、ホンダの工場とアームストロングオートパーツ、エンジン部品の加工をするリズム部品、自動車ボデーのトヨタ車体などを見学した。スマートホンなど電子部品企業の田中電子では精密ボンディングワイヤーの引き抜き、水晶振動子の日本電波工業では極薄膜加工、超小型モーターのコア部品のプレス成型の黒田精工を周った。タイでは自動車関係でトヨタの2つの工場を見た、一つは乗用車工場と、もう一つは日本では見られないアセアンモデルのピックアップトラック工場である。後者はトラック兼乗用車というべき性格を有している。日野自動車は大型トラックとトヨタ用ピックアップトラックのラザーフレームが生産の主体である。自動変速機のジャトコは、最新設備を備え日産の現地生産をサポートする体制にあった。ナブテスコの建機部門はコマツ製作所の協力部品工場で、油圧モーターなどコア部分を担当していた。パナソニックの協力工場の村元工作所を数年ぶりに訪ねたが、家電の不振から脱却すべくカーオーディオの生産に力が入れられていた。樹脂部品・ダイカスト部品の企業は多く、5社を見学した。ベトナムではホーチミンにある中小零細企業向けのロンドウック工業団地のレンタル工場を見て回った。ラオスではスーツ、カンボジアではベビー服の縫製などを見学した。以上の調査結果から、もはや産業の空洞化は死後になった。生産のグローバル化の進行は避けられなく、海外現地生産をこなしている企業は、国内との生産の棲み分け、仕事の還流などを行うことで、利益を上げている。その結果、貿易収支は赤字が続くのは当然の帰結に過ぎない。海外直接投資のリターンを、今後ますます増加させるには現地に出かけ日本的な技術経営を地道にこなせる人材の育成は不可欠であり、真に現地化出来る人材を、老人大国化した日本から輩出出来るかにかかっている。2011年度は中国とベトナムを調査した。中国では北京市、広州市の北一大隈(工作機械)、広州トヨタ、広州ホンダ(いずれも四輪生産)、五羊ホンダ(二輪生産)、ホンダエンジニアリング(中国のグループ会社に金型を提供)を訪ねた。いずれも大企業で、独資のホンダエンジニアリングを除けば全て合弁企業であり、中国政府の産業政策に基づき日・中の持株割合は双方50%である。

生産技術的な見方をすれば、コアの設備は日本と同じであるが、つなぎの特に自動化をするより、汎用的な設備に人員配置を増やすやり方をしていたが、今後は更なる人件費の上昇が予想でき、限りなく日本型の設備に移行する傾向が広州ホンダ、広州トヨタ共に感じられた。五羊ホンダはローエンドバイク生産のため設備的に、これといった特徴がなく、小品種量産型の30年以上前の日本工場に近い。今の日本のバイク工場は多品種少量生産に対応できるフレキシブルな自動化設備で、技術的な格差を大きく感じた。ベトナムではハノイのノイバイ工業団地に進出している規模で言えば中堅企業に相当するヤマハ発動機の一次サプライヤーを調査した。協栄製作所(二輪のパイプフレーム)、浜ガス(エンジンのガスケット)、フジコポレーション(二輪のブレーキディスク)である。このほかに小企業に当たる福井市に本社のある吉中精工(プラスチック金型の設計製作)、名古屋市にある自動車のプレス金型のナガラが技術指導をしているベトナム最大の民族系自動車メーカー・ビナスキ社を見学ヒアリングした。ヤマハ発動機系の部品企業は、ベトナムの完成車はローエンド製品のため設備は日本からの中古と、台湾製が目に付いた。台湾製が多いのは日本製の新品を入れるより台湾製なら2台買うことができ、スペックが劣っていても2台あれば、故障へのバッファもあり、2台同時に稼働すれば、日本製をフル稼働するより1.5倍の能力があるとの話であった。日本企業の海外生産に伴う技術移転と産業の空洞化の実態を、現場・現物・現実の視点に沿い訪問調査を行った。訪ねた国はタイ、ベトナム、マレーシア、シンガポール、フィリピン、カンボジア、ラオスそして中国などの国である。訪問した企業は大企業から中小企業に渡り、機械製品と部品を中心に食料品、アパレルなど多岐にわたっている。これらの幅広い業種について、個別の技術移転のやり方、達成度と日本のマザー工場との関係、海外生産に伴う国内生産に与える影響なども調査し、一部は関連する国内工場も調査した。日本企業の海外直接投資は、円高と人件費の高騰に伴い、90年代以降更に増大したが、多くは大企業の海外展開に隋伴するサプライヤー企業であった。シュリンクする国内マーケットを前に自主的に進出した中小企業も多々見られ、国内への製品の還流のみならず、新たに現地で取引先を増やした企業も見られた。しかし、進出の時期が遅れ利益を上げるより投資の借入金の返済に追われる企業も少数であるが存在した。これら企業の調査を含めて現状を結論的に言えば、よく言われる海外生産に伴う国内生産の空洞化は起っていない。むしろ海外生産のため国内からコア部品を輸出することで国内生産の上昇している企業も多い。現地生産による売り上げの上昇、親企業との相互関係に寄る生産の補完など総合して生産の上昇をもたらした。日本全体を見れば貿易収支は赤字であるが、海外生産による利益の還流で所得収支は黒字という企業が多い。日本の内需の伸びは今後とも期待できないが、その穴を埋めて余りある海外生産の利益が日本経済を支えている。訪問した企業の見学を通した現実とヒアリングから、もはや海外生産と、そこから第3国への輸出は当たり前のことになり、超高級品など特殊な物を除けば好むと好まざるに関わらず今後とも海外生産は日本の製造業に取って避けて通れない現実となった。
ゼオライト細孔内活性制御によるメタン脱水素芳香族化触媒の高活性・高耐久化

メタン脱水素芳香族化(MTB)高活性なMo/H-MFI(Si/Al2=40)およびそのMFI担体にGa部分置換し酸強度抑制した触媒において、高活性条件における反応時経時失活過程の詳細についてTGより見積もられた炭素析出量、およびMo炭化還元種形成状態から検討した。Mo種の構造解析にはMo L3殻XANESを用いた。その結果、MFI担体へのGa部分置換(Al/Ga=50-100)によるMTB初期活性の増大はMo炭化還元種の容易な形成との関連が推定された。加えて担持Mo種のアルファ型炭化物種形成が活性低下要因となると推定され、MFI系担体へのMo-V共担持触媒でその形成抑制による高活性が得られた。MTB高活性・高耐久性触媒の設計として、前年度までの研究成果をもとにMo修飾H-MFI(Mo/H-MFI)触媒のGa局所置換による高活性化、および本触媒へのV修飾によるさらなる高活性化効果を中心にそれらの条件を検討した。当初計画に従い、失活抑制要因となる過剰脱水素抑制由来の炭素析出とともに、その抑制のためのCO添加前処理、および水素共存反応による失活抑制効果についても活性評価と析出炭素量評価の双方から検討を行った。その結果、最も顕著な高活性を示したH-MFI組成比Si/Al2=40の担体を用いた場合について、Ga局所置換により初期活性のわずかな低下を示すが経時失活抑制効果を示し、共存組成比Ga/Al=50での最も高い高活性化および高耐久化効果が認められた。本触媒では水素CO前処理の効果には影響が乏しい一方、水素共存反応でのみ高活性および高い耐久性を示した。さらに、この条件にて、さらに少量のV修飾を行うことによりさらに高活性化を図れることが明らかとなった。Mo/V=10におけるV修飾では、メタン転化率をやや低下させるがベンゼン選択率の顕著な増大を与え、結果的にベンゼン高収率を与えることが明らかとなった。しかし失活抑制効果はわずかであったことから、H-MFI組成比Si/Al2=28での同様の修飾効果について検討した。その結果V修飾による初期活性の増大を示し、経時失活もやや抑制されることがわかった。これらの触媒のMoL殻XANESによる評価では、いずれの触媒でも部分炭化されたMo活性種の存在が認められ、V修飾等による影響には乏しいことがわかった。よって、酸量を保持しつつ酸強度抑制をさらに進めることにより炭素析出抑制を通じた高活性・高耐久化条件の検討か必要となると結論付けられた。MTB高活性・高耐久性触媒の設計として、母体となるMo修飾H-MFI(Mo/H-MFI)触媒のSi/Al2組成比による活性への影響とそのGa局所置換担体、脱Al担体の合成と担体としての評価を行うとともに、Mo修飾条件と外表面シリル化被覆Mo/H-MFI系触媒の調製を行った。並行して各触媒の活性評価を行うことにより、失活抑制要因となる過剰脱水素抑制由来の炭素析出とともにこれに対応したMFI細孔内外の活性制御を試みた。試料調製及び活性評価はいずれも当初計画に沿って行った。その結果、まず高活性の傾向を示したSi/Al2=28-40のH-MFI担体を用いた場合について、トリエトキシビニルシランによるMo/H-MFIへの外表面シリル化修飾のみでは一定の失活抑制効果のみが見られた。これに対し、Ga局所置換担体を用いたMo/H-GaAlMFI触媒においては、組成比Ga/Al=50での高活性化および高耐久化効果が認められた。とくに反応条件における失活抑制のためのメタン反応中の微量水素共存効果においては、シリル化処理後では活性の低下を招いたのに対し、Ga共存では水素共存による高活性化効果が著しく、また経時劣化速度も抑制されることがわかった。一方、H-MFI担体の脱Al処理後では逆に活性低下が著しく、本触媒での高活性化に適さないことがわかった。よって本年度までの成果として、MFI中の微量のGa共存が高活性化・高耐久化に寄与することが推論された。メタン脱水素芳香族化(MTB)高活性なMo/H-MFIおよびそのMFI担体にGa部分置換した触媒において、これまでの研究よりMFI担体のシリカ/アルミナ比40においてGa置換率Al/Ga=50-100、外表面V修飾量Mo/V=40における高活性化および失活抑制(高耐久化)効果が示唆された。この知見を基に、本触媒におけるGa部分置換効果およびMo-V共修飾による高耐久化効果の活性化および失活因子について検討した。

まず活性への寄与について、Ga部分格子置換では失活抑制効果は極めて限定的であるが、ベンゼンへの転化率の増大が顕著であった。一方でMo-V共修飾では水素共存前処理した場合に顕著な失活抑制効果を与えることがわかった。これらの牽引について、反応時経時失活過程の詳細についてTGより見積もられた炭素析出量、およびMo炭化還元種形成状態からその条件因子を追跡した。Mo種の構造解析にはXRD等のほかにMo L3殻XANESを用いた。その結果、MFI担体へのGa部分置換(Al/Ga=50-100)によるMTB初期活性の増大はMo炭化還元種の容易な形成との関連が推定され、とくに初期活性増大への効果が顕著であったことの因子として強酸点のわずかな強度抑制による炭化モリブデン微結晶活性種の形成促進効果によるものと推論された。また反応経時失活後、Ga部分置換前後で堆積炭化物種の割合は同程度であったのに対し、Mo種はGa部分置換後に過剰な還元が進行しないことが示唆された。一方、MoへのV共修飾効果については現在も検討を進めているが、Mo炭化物種のアルファ相形成によるこれまでのXANESによる検討により推定した。触媒化学当初計画からやや触媒材料の水熱合成による調製条件の確立に時間を要したものの、活性評価および構造解析は概ね当初の計画に沿って達成し、高活性条件の検討およびその構造的因子の解明に関し総括可能な見通しとなる計画である。さらに当初予定にはなかったV修飾時の高活性条件の検討が一定の成果を含めつつ進められたことも特記される。従って、本年度までの成果をもとに、本年度は活性評価にあてる研究遂行の割合よりも構造解析による活性因子の解明にシフトした研究進行が求められる段階である。本研究の総括も視野に入れつつ、当初計画に沿って高活性時のMo活性種の微細構造の解析を同時に進行し、高活性時の活性種の状態とその酸化還元的変化をあわせて検討する計画である。当初計画からやや触媒材料の水熱合成による調製に時間を要したものの、活性評価および構造解析は概ね当初の計画に沿って達成し、来年度計画における高活性条件の検討の拡大に移行できる計画である。従って、本年度までの成果をもとに、次年度以降はさらなる高活性化および高耐久化条件の詳細な検討を行うとともに、当初計画に沿ってMo活性種の微細構造の解析を同時に進行し、高活性時の活性種の状態とその酸化還元的変化をあわせて検討する計画である。これまでの成果より、既存のMo-H-MFI触媒の高活性化・高耐久化のために必要な条件として、過剰の酸強度の抑制とともに酸量の保持、およびMo活性種の過剰炭化の抑制が必要条件であることが明らかとなった。これらをもとに、構造的因子の解明とその酸化還元的変化も含めた反応前後での構造変化を追跡することが次の段階として求められる。よってMFI型メタロシリケート細孔内外のMo活性種とその分散性、反応時の還元的構造変化について、Mo L殻XANESを基に局所構造解析を行うとともに、担体であるMFIについても、SiおよびAlのK殻XAFSからの検討を行う。これらは自然科学研究機構分子科学研究所UVSOR-IMSにおける軟X線分光法(放射光共同利用実験)によるが、研究代表者・連携研究者ともにその応用研究に精通している。以上より活性制御因子であるゼオライト骨格内の典型元素(Si・Al)局所構造変化、およびそれらが与えるMFI構造マトリックスの変化に対し、担体上のMo活性種ならびにその助触媒となるVOx種が与えるメタン脱水素初期過程の活性とその条件について明らかにし、活性因子に関する総括を加える計画である。
国際交通におけるアライアンス形成によるネットワーク構造とその効果に関する実証研究

アライアンス形成前後の国際交通(海運と航空)の東アジアを中心にした航路・路線構造とサービス属性の変化について1990年から2000年までの統計データをもとに分析を行った。アライアンス形成を通じて船社は、船舶数の増加や船舶の大型化が可能となった。増大した船隊数の利用によって船社は、ルート数とルートの種類を増加させ、港湾に寄港する頻度を増やし、寄港形態を変更した。その結果、基幹航路上に新たに多くの寄港港湾が登場し、アジア域内で寄港形態の変化が起こり、ハブ港間競争から基幹航路上の港湾間競争へと変質し、アジア港湾問の競争を一段と激しい競争状態におくことになった。これに対して航空会社では、アライアンス形成は船社と同様にサービスポイント、サービス頻度の多様化が進展し、ネットワーク構造が複雑になったが、航空機の大型化は進んでいない。言い換えれば、アライアンス形成によるネットワークの構築は、コスト削減よりもネットワークサービスの品質向上による需要の拡大をもたらしたといえる。アライアンス形成後の各会社の経営成果についてアライアンス形成との関係について実証的分析を航空会社および海運会社の個別需要関数の推定を通してサービス品質に関する顧客の選好について分析した。また、サービス品質・顧客選好とネットワーク構造の関連についてネットワーク効果における需要効果、つまり外部性の存在について解明を試みた。これに対して供給サイドの経済性について費用関数の推定によって分析した。分析結果を総括すると、船社の経営成果はアライアンス形成による費用・供給側面の要因が強いといえる。航空会社の経営成果はネットワークサービスの多様化による需要増大による成果の向上が抽出できた。アライアンス形成によるネットワーク構造の変化は、船社においては密度の経済性と範囲の経済性による経営成果の向上につながっているが、航空においては密度の経済性ではなく範囲の経済性ないしネットワークの経済性に経営成果が大きく依存しているといえる。国際定期船海運と国際定期航空の東アジアを中心にした航路・路線構造とサービス属性の変化について1990年から2000年までの統計データをもとにネットワーク構造の変化について分析を行った。分析結果の要約は以下の通りである。1990年代半ばから発生したアライアンス形成を通じて船社は、船舶数の増加や船舶の大型化が可能となった。提携によって増大した船隊数を利用することによって船社は、ルート数とルートの種類を増加し、港湾に寄港する頻度を増やし寄港形態を変更した。その結果、南アジア地域ではLaem Chabang、Manila、Tanjung Pelepas、中国の上海、赤湾、塩田、蛇口、大連、青島などの港湾が基幹航路上の港湾として新たに登場した。また、韓国での釜山以外にKwangyangに寄港しはじめ、日本では仙台、博多、北九州が基幹航路上の港湾として登場した。アジア域内の港湾に対する寄港形態の変化は、アジア港湾間の競争を一段と激しい競争状態におくことになった。アライアンス形成前にはハブ港間の競争であったが、アライアンス形成後では、既存のハブ港とFeeder港から成長した新たな基幹港湾との間に新しい競争形態が出現した。アライアンスの形成とアジア地域の経済成長は、経済のグローバル化、荷主ニーズの多様化、それへの船社の対応といった諸要因の結果、国際定期船海運における航路構造とサービス属性に大きな変化を惹き起こしたといえる。以上の分析結果を学会誌に公表した。国際定期船海運と国際定期航空の東アジアを中心にした航路・路線構造とサービス属性の変化について1990年から2000年までの統計データをもとに分析を行った。増大した船隊数の利用によって船社は、ルート数とルートの種類を増加させ、港湾に寄港する頻度を増やし寄港形態を変更した。

その結果、基幹航路上に新たに多くの寄港港湾が登場し、アジア域内で寄港形態の変化が起こり、ハブ港間競争から基幹航路上の港湾間競争が加わり、アジア港湾間の競争を一段と激しい競争状態におくことになった。これに対して航空会社では、アライアンス形成は船社と同様にサービスポイント、頻度の多様化が進展し、ネットワーク構造が多様化したが、航空機の大型化は進んでいない。言い換えれば、アライアンス形成によるネットワーク構築は、コスト削減よりもネットワークサービス品質の向上による需要の増大をもたらしたといえる。アライアンス形成後の各会社の経営成果についてアライアンス形成との関係について実証的分析を航空会社および海運会社の個別需要関数の推定を通してサービス品質に関する顧客の選好について分析した。またサービス品質・顧客選好とネットワーク構造の関連についてネットワーク効果における需要効果、つまり外部性の存在について分析を試みた。これに対して供給サイドの経済性について費用関数の推定によって分析を行った。分析結果を総括すると、船社の経営成果はアライアンス形成の費用・供給側面の要因が強いといえる。航空会社の経営成果はネットワークサービスの多様化による需要増大による経営成果の向上が抽出できた。アライアンス形成によるネットワーク構造の変化は、船社においては密度の経済性と範囲の経済性による経営成果の向上に繋がっているが、航空においては密度の経済性ではなく範囲の経済性ないしネットワークの経済性に経営成果が大きく依存している。
歯根膜恒常性維持機構としての細胞内ロジスティクスの役割とその制御

本研究では、歯根膜恒常性維持に重要な細胞内ロジスティクス機構であるオートファジーが、歯根膜においてどのように誘導され、細胞死とどのように関連しているかについて調べた。まず、マウスの歯を矯正学的に移動させたところ、圧迫側歯根膜においてアポトーシスに先行してオートファジーが誘導された。また、その領域は歯の移動により低酸素状態になった領域と一致していた。さらに,培養歯根膜細胞において種々のオートファジー誘導因子を検索したところ、低酸素がその要因の1つであることが分かった。本研究は生体において圧迫側歯根膜にオートファジーが誘導されることを初めて示した研究であり、その誘導因子の1つを明らかにした。矯正学的な歯の移動において、歯根膜線維芽細胞には、メカニカルストレスが負荷されるのみならず、血流変化による低酸素や栄養不足に曝されることから、細胞の生存・恒常性維持のメカニズムがダイナミックに変化すると考えられる。本研究課題では、歯根膜線維芽細胞において、細胞が飢餓に陥ったときや、虚血などの病的状態によって誘導される恒常性維持機構としてのオートファジーについて着目する。とくに歯根膜繊維芽細胞内のロジスティクス(物流システム)の変化について、ストレス下での細胞内物流の分子応答機構と恒常性維持・細胞死との関連に着目し、歯根膜線維芽細胞を用いたin vitroのオートファジー誘導実験、歯根膜特異的オートファジー欠損マウスを用いたin vivo実験の両面から多角的にそのメカニズムを解明することを目指す。本年度は、実験計画にそって、まず歯根膜線維芽細胞を用いたin vitroでのオートファジーの実験系を確立し、その後、次年度に予定していた種々の刺激に暴露した際の歯根膜線線維芽細胞のオートファジーの動態解析を先取りしておこなった。その結果、歯根膜線維芽細胞にはオートファジー関連因子がタンパクレベルで発現していることが確認できた。また、低酸素培養下の歯根膜線維芽細胞においてオートファゴソーム形成が有意に上昇することがわかった。また、歯根膜細胞に圧縮力を付加する実験系を確立し、細胞内物質輸送変化、恒常性維持反応変化について解析を行った。また、生体におけるオートファジーの役割を解析するためにPostn-Cre遺伝子改変マウスを作成する予定であるが、その前段階としてPostnのプロモーター配列を得るためのクローニングを実行し、得られた配列についてその遺伝学的情報を解析するとともに、機能解析を進めている。本研究課題では、歯根膜線維芽細胞において、細胞が飢餓に陥ったときや、虚血などの病的状態によって誘導される恒常性維持機構としてのオートファジーに着目しその詳細な役割を検討することである。本年度は、昨年までに確立した歯根膜線維芽細胞を用いたin vitroの実験系において、細胞に機械的伸展力・圧縮力を付加しオートファジーが誘導されるか否かを確認し、オートファジー関連タンパクの発現の経時的変化を定量した。また、生体の歯根膜において特異的にオートファジーを欠失させることで、オートファジーの役割を解析するためにPostn-Creを用いた遺伝子改変マウスを作成する予定であったが、その前段階であるPostnのプロモーター配列について機能解析を試みた。さらに、生体内においてオートファゴゾームの形成が行われているか否かについて、GFP-LC3マウスにおける歯の移動を超弾性コイルによって行い、歯周組織におけるオートファゴソームの形成を確認するとともに、低酸素プローブを腹腔内注射することで、歯周組織に形成された低酸素部位との局在の関連を組織切片上で確認した。本年度は、1)種々の刺激に暴露した際の歯根膜細胞のオートファジーの動態の解析、2)歯周組織特異的オートファジー欠損マウスの作成と歯の移動実験を予定していた。1)種々の刺激に暴露した際の歯根膜細胞のオートファジーの動態の解析については、昨年までに基礎的な実験系は確立させていたため、本年はその解析を順調に進めることができた。2)歯周組織特異的オートファジー欠損マウスは、Postnプロモーターの機能解析が予定よりも遅れ、今年度までに歯周組織特異的オートファジー欠損マウスを作出することができていない。他方、予定していたGFP-LC3マウスを用いた歯の移動実験は予定通り進める事ができた。よって、実験内容によって、計画通り進捗している部分と遅れている部分があるものの、全体としては概ね順調であると判断した。本年度は、前年度よりおこなってきたオートファジーマーカー(LC3)と緑色蛍光タンパク(GFP)の融合タンパク(GFP-LC3)を発現するトランスジェニックマウスにおける歯の移動実験を継続した。その結果、歯の移動開始3、6時間後に歯根膜圧迫側は低酸素状態となっていたが、歯の移動開始6時間後までに、歯根膜圧迫側においてLC3が顕著に誘導されていた。歯の移動開始24時間後には、LC3が減少した一方でアポトーシス(TUNEL陽性細胞)の存在が最も顕著となった。