hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Web応用システムにおけるラウンドトリップ開発のための意味的リファクタリング

本研究は、Web応用プログラムの信頼性および保守性の向上を目標として、従来のソフトウェアに対して行われているリファクタリングをWeb応用プログラムに適用することを目指した。Web応用プログラムは、クライアントからのクリックによるイベント駆動による実行モデルを持ち、複数の言語で記述されたコンポーネントから構成されるため、既存のリファクタリング手法をそのまま適用することはできない。本研究では、まずリファクタリングをStrutsフレームワークで記述されたWeb応用プログラムに適用する手法を検討するところから始め、その抽象モデルを提案した。しかし、Strutsフレームワークの意味モデルが必ずしもWeb応用プログラムに一般的に適用できるとは限らないため、Web応用プログラムのテストとテストによる観測に基づく意味モデルについて研究をすすめた。結果として、テスト生成に対する一般的な手法とある程度の自動化が可能になった。また、Web応用プログラムの意味モデルについては、ラウンドトリップエンジニアリングに基づいた意味モデルの提案、および、品質の観点からWeb応用プログラムのページに対する意味構造を提案した。当該研究期間に得られた成果は、リファクタリング手法については限定的な結果であったが、そこから得られた知見をもとに、リファクタリングの観点に必要なテスト手法とモデル化を結果として得ることができた。本年度は、Webアプリケーションに対してリファクタリングを行うための基本的な枠組みについて提案を行った。このために以下の3点について研究を行った。1.Webアプリケーションにおける抽象命令の設計Webアプリケーションの振る舞いを単純な命令系列として表すための抽象命令の検討を行った。抽象命令は実現言語から独立した形で、Webアプリケーションにおける制御フロー、ページレンダリングの概念を抽象的に表現する。抽象命令はリファクタリングの意味保存を保証するための基本的な枠組みである。このための必要な条件について基本的な検討を行い、MVCアーキテクチャに沿った形にプログラム記述をリファクタリングするための手法について検討した。2.Webアプリケーションの仕様記述Webアプリケーションを構成するページ構成の仕様記述を与えた。動的なページとして、テンプレートの概念を木構造として表現し、Webアプリケーションの振る舞いを木構造の集合の変化として定式化した。この応用としてテスト駆動開発に対して、仕様記述を応用し、効率的にWebアプリケーションをテストするための枠組みについて検討を行った。3.Webアプリケーションのデータ依存関係グラフWebアプリケーションに対して従来からあるデータ依存関係の概念を適用し、コンポーネント間のデータ依存グラフを提案した。上記のように、本年度は、主にリファクタリングの基礎的な事項について検討を行った。本年度は、Webアプリケーションの大まかな概念提示にとどまっている。来年度以降において、より詳細な点からWebアプリケーションの振る舞いを定式化し、解析するための技法について研究を進める計画である。本年度はWeb応用システムの基本的な表現としてXML、動的な振舞いとして、JavaScript、および、サーバーサイドでの抽象的な実現メカニズムについて主に研究を実施した。さらに、Web応用システムのテスト手法と分散システムの動的振舞いの記述法に関する研究を行った。具体的には主に以下の項目について研究を実施した。1.JavaScriptには型情報がなく、実行するブラウザがエラー情報を出さない場合が多いため、実行時エラーの原因を解析することが困難である場合が多い。JavaScriptに型情報を付加するメカニズムによって、データに対する不正なアクセスを構文的に検出して信頼性を向上させることが可能となった。2.Web応用システムはコンポーネントの組み合わせで構成される。コンポーネントの再利用による開発効率と信頼性の向上を目的として、テストに基づく効率的で高精度のコンポーネント探索手法を提案した。3.Web応用システムのコンテンツ制御の手法を提案した。Web応用システムではクライアントごとにアクセスすべきコンテンツが異なる。これらを矛盾なく、見通しよく制御するための枠組みを提案した。このほか、Web応用システムの信頼性向上めためのテスト手法、プログラミング手法、および、分散動作め記述のためのコレオグラフィー記述の検討を行った。これらの研究成果に基づいて、Web応用システムの信頼性向上のための抽象化について研究を進める。本年度は、Webアプリケーションが主に正しく動作するかどうかを確かめるためのテストとそのセ生成ツールおよび抽象概念に基づくプログラミング手法について研究を行った。本研究の主目的であるリファクタリングのためには、Webアプリケーションが必要なテストにおいてリファクタリングの前後で違いを示さないことが基本原理となる。研究開始時にはこのようなテストは比較的自明に与えられると予想されたが、実際のWebアプリケーションのスケールを考慮するとテストデータの生成には予想よりも多くのコストがかかることがわかった。

この問題に対するテストデータの生成手法について論文発表を行うとともに、それに基づくWebアプリケーションの構築手法について検討を行った。具体的には以下の項目に対して研究結果を発表した。(1)Webアプリケーションのモデル化およびページの生成手法MVCモデルに基づくWebアプリケーションに対して、ページ遷移のカバレージに基づいてテストの自動生成およびテスト結果の自動判定を提案した。(2)より詳細なコーディングチェック(3)動作モデルの拡張アマゾンバグにみられるようなブラウザの実行モデルとサーバの実行モデルのずれを検出できる動作モデルの提案を行った。このモデルによってより精度の高い検査が可能となった。本研究の最終目的であるリファクタリングについて、Web応用システムの動作のモデル化と基礎となるテストの効率化、自動化について有用な結果が得られた。本研究の結果によってより精度の高いリファクタリングが可能となった。リファクタリングそのものの系統的な手法については、今後の研究課題として残された。
実フィールドに適応可能な3次元流に対応する地下水流速流向測定装置の製作

本研究は、LD-60型に代表される電位差法を用いた地下水流速流向センサーに、垂直方向のトレーサー移動量を検出する機能を追加することにより、3次元流に対応しうる可能性を検討するものである。これまで申請者は、LD-60型を模擬した装置を製作し実験を行ってきたが、装置の動作精度およびデータの再現性に問題があった。そこで、これまでの研究成果を基に装置の再設計を行い、実際の観測井において測定可能な地下水流速流向測定装置を製作した。装置は、センサー部と制御部に大別される。センサー部の主要部品にはステンレス材を用い、各構成部品の精度を確保するため、加工を専門業者に委託した。トレーサーの移動の検出にはリング電極を用い、各電極間の電気抵抗の変化をアンプを介して出力する。センサー内にはトレーサータンクを設置し、小型プランジャーポンプによってトレーサー室に充填する。計測時は、円筒型シャッターを開閉しトレーサーを投入するが、これをステッピングモーターで行うことにより、安定したトレーサー投入が可能となった。制御部は、H8/3694Fマイコンボード、ステッピングモータードライバ、安定化電源、操作パネル等で構成される。センサー部と制御部は30mのビニルキャプタイヤケーブルにより接続し、センサーを遠隔操作する。室内実験では、長さ1000mm×幅200mm×深さ380mmの試験水槽を製作し、装置の動作試験を行った。その結果、設置角度(傾斜角)に応じた各電極からの出力変化が得られ、また装置の防水性も確認できた。しかし、ノイズの発生によってステッピングモーターの制御等に不具合が生じたため、今後はノイズ対策および計測・制御方法の見直しを行う必要がある。なお、現場の都合により地下水観測井での試験はできなかったが、以上の問題点を解決することによって、実フィールドへの適応が可能であると考えられる。
断面想起法による建築空間の断面構成の空間認知に関する研究

調査対象を選定するにあたり、まず建築文献、雑誌等で取り上げられ、写真や図面が豊富で、現存する建築と外部空間を持った歴史的建築をリストアップした。その中から「断面構成の空間認知」の調査内容に関わりが強いと考えられる建築を分類した。「クラスター分析(最長距離法)」を用いて、それぞれのタイプの特徴を類型化して捉え、調査対象地区として選出した。「断面想起法」実験に先立ち、想起法によって得られた認知傾向比率値と心理量の相関などを分析するため、「断面想起法」実験と共に行う心理実験のために調査対象地区の空間の人が感じるであろう空間の雰囲気をとらえることが可能な内容の形容詞句の検討や、過去の一連の空間研究により得られた成果を踏まえ、7段階評定の心理評定尺度を多数あげその中から今回の研究に有用な心理評定尺度を選定し、「SD法心理実験」実験用紙を作成した。本研究の性格上、実際の空間を体験してもらうことが重要であるため、調査対象になった場所を訪れた。調査対象地で空間の認知傾向を記入してもらう断面想起法実験を行った。また、空間のさまざまなエレメントを自由に指摘してもらう断面指摘法実験を行い、さらに、空間の雰囲気を記入してもらう心理実験を行った。被験者は10人である。実験結果を集計し、以下の分析を行った。(1)「SD法心理実験」より得られた結果をもとに各調査地の数量グラフを作成し、各調査地の心理評価の傾向を読みとった。(2)「SD法心理実験」より得られた結果から、全地区の心理的特性を定量的に把握する事ができ<心理量>を「因子分析法(直接バリマックス法)」を用いて、「断面構成の空間認知のあり方」の評価構造上、特に重要と考えられる心理因子軸を抽出した。(3)「断面指摘法実験」の結果を集計し<指摘量>、これを基にドットマップ分析や指摘エレメントの属性を整理し、意識上で印象に残るエレメントの全体の傾向を比較検討した。1)断面想起実験で記入した想起断面図と実際の空間の断面図を重ね合わせ、空間の断面認知の傾向を分析するため、対象地区の図面収集並びに写真撮影等の実測調査を行った。また、建築の断面構成が人に与える心理的影響は,実際の空間を構成している様々な断面の物理的要因<物理量>によってもたらされていると考えられるため、この様々な<物理量>を合わせて調査を行った。2)収集した図面を基に、「建築の断面構成」の<物理量>を模式的に表現した。「シンボリック・セクション(Symbolic Section)」を作成し、想起断面図と重ね空間の断面認知の傾向を読みとった。また、各地区の物理的構成を数量的に表現し、整理を行った。3)想起断面図と実断面図の中から読みとれるさまざまな断面構成を数値化し、断面の空間認知傾向比率を定量化を行った。建築空間がどのように人々に認知、把握されているかを数量的に明らかにすることは、建築の計画や設計に携わる者において大変興味があり重要な事項である。本研究は、ランドスケープデザインも含めた建築の内部・外部の空間において重要な断面構成に着目し、天井高や壁までの距離、床などの高低差や傾斜角度など、さまざまな空間要素を人々にどのように認知されているかを分析するため、新たに開発した空間認知を数量化の可能な実験方法を用いて、多数の実際の空間で調査を行う。調査により得られたデーターをもとに、断面の空間認知のされ方が、断面を構成する空間要素や空問から受ける心理評価とどのように関係性があるかを定量的に明らかにしようとするものである。平成20年度の成果としては、1)<空間認知比率値><心理量><指摘量><物理量>の相互関係を明らかにするため、「単相関分析」を行う。さらに最小二乗法により回帰式を求め、回帰直線を示し、高い相関を示したものに関しては単相関図を作成した。2)全地区分の<空間認知比率値><心理量><指摘量><物理量><情報量>について、それぞれクラスター分析により類型化し、各々の関係をマトリックスとして表記することにより(相関マトリックス分析)、の空問の認知傾向と空間心理・空間構成からのそれら特性をとらえ、相関関係から明らかにした。また、総合的な評価を定性的・定量的に明らかにした。3)以上により、建築空間の断面構成の空間認知の傾向を数量的に示すと共に、設計・計画のための有益な指針・手法得た。
東アジアにおける伝統教養の形成と展開に関する学際的研究:書院・私塾教育を中心に

東アジア地域、すなわち中国、韓国・朝鮮、ベトナム、日本など「漢字文化圏」といわれる諸地域における伝統教養の形成と展開を、書院・私塾における教育と講学機能を通して学際的に考察し、多くの論文、図書を公刊した。他の個別作業としては、朱熹の書院講学の記録『朱子語類』の訳注を作成し、さらに大阪の漢学塾「泊園書院」およびその蔵書「泊園文庫」を調査して『泊園書院歴史資料集』や『泊園文庫印譜集』などを公刊するとともに、充実したコンテンツをもつ「WEB泊園書院」を公開した。中国・韓国・日本・ベトナムの書院および講学に関して交付申請書にもとづく研究を行い、東アジアにおける伝統教養の形成と展開の歴史につき学際的成果を蓄積した。1、研究会(1)関西大学で研究会を9回開き(4月26日、5月31日、7月5日、7月26日、9月14日、10月25日、12月20日、2月21日、3月13日)、研究代表者・研究分担者・研究協力者の参加により書院における朱熹の講学記録『朱子語類』につき訳注作成作業を進めた。(2)11月29日、韓国慶尚大学校の金徳鉱教授および張源哲教授、韓国朝鮮大学校の韓叡〓教授を招聘して韓国の書院につき発表を実施するとともに、吾妻重二が報告を行った。また12月1日、ベトナム漢喃研究院のディン・カック・トゥアン(Dinh Khac Thuan)准教授を招聘し、ベトナムの教育史に関するレクチャーを実施した。2、国際シンポジウム参加11月2日4日、韓国慶尚北道安東市の韓国国学振興院において国際シンポジウム「朱子『家礼』と東アジアの文化交渉」に参加し、研究発表を行った。3、海外調査10月30日11月1日、韓国慶尚北道安東市で黙渓書院・屏山書院・紹修書院などの書院を調査した。4、訳注作業「『朱子語類』礼関係部分訳注2」(全108頁、2010年1月)をまとめ、製本して関係者に配布した。さらに〓〓〓著『〓〓〓〓〓』の日本語訳『韓国の書院』(全123頁、2009年10月)を作成し、製本して研究分担者、海外研究協力者に配布した。5、泊園文庫の調査関西大学図書館が所蔵する大阪の漢学塾蔵書「泊園文庫」の調査を開始した。データベース検索システム構築を凸版印刷株式会社に外部発注し、データ入力とWeb公開準備に着手した。6、個別研究研究発表(平成21年度の研究成果)欄に示すように、研究代表者、研究分担者が各自の領域において研究成果を発表した。昨年度に引き続き中国・韓国・日本・ベトナムの書院および講学に関して交付申請書にもとづく研究を行い、東アジアにおける伝統教養の形成と展開の歴史につき学際的成果を蓄積した。1、研究会関西大学で研究会を7回開き(4月25日、5月30日、6月27日、7月25日、12月19日、2月20日、3月20日)、研究分担者・研究協力者の参加により書院における朱熹の講学記録『朱子語類』につき訳注作成を進めた。2、国際シンポジウム開催(1) 10月23日、関西大学において国際シンポジウム「東アジアの伝統教育と泊園書院」を本科学研究費および関西大学国際交流助成基金・泊園記念会の援助により開催した。講演者・発表者は7名。あわせて特別記念展示「藤澤東〓?・南岳・黄鵠・黄坡と石濱純太郎の学統」を関西大学内の2会場で開催した。3、国際シンポジウム開催(2) 11月26日、関西大学において国際シンポジウム「東アジアの伝統教育と講学-韓国・日本・中国」を本科研費および韓国国学振興院の共催により開催した。発表者は日本側8名、韓国側7名。4、訳注整理「『朱子語類』礼関係部分訳注3」(全106頁、2011年1月)をまとめ、製本して関係者に配布した。5、刊行書籍『泊園書院歴史資料集-泊園書院資料集成1』(全544頁、2010年10月)および展観目録『藤澤東咳・南岳・黄鵠・黄坡と石濱純太郎の学統』(全60頁、2010年10月)を関西大学出版部より刊行した。6、泊園文庫の調査関西大学総合図書館が所蔵する大阪の漢学塾・泊園書院の蔵書「泊園文庫」の調査を続けるとともに、データベース検索システムの継続開発を凸版印刷株式会社に外部発注し、Webコンテンツの充実をはかった。また上記3の国際シンポジウムにおいて「WEB泊園文庫」のデモンストレーションを行った。7、個別研究研究発表(平成22年度の研究成果)欄に示すように、研究代表者・研究分担者が各自の分担領域において研究成果を発表した。

昨年度に引き続き中国・韓国・日本・ベトナムの書院およびその教育・講学に関して交付申請書にもとづく研究を行い、東アジアにおける伝統教養の形成と展開の歴史につき学際的成果を蓄積した。1.研究会関西大学で研究会を9回開き(4月17日、5月29日、6月26日、7月31日、9月17日、10月6日、12月18日、2月19日、3月18日)、研究分担者・研究協力者の参加により書院における朱熹の講学記録『朱子語類』につき訳注作成を進めた。2.国際シンポジウム参加10月19日・20日、中国江西省盧山白鹿洞書院において開催された国際シンポジウム「哲学与時代:朱子学国際学術研討会」に本科研費研究代表者・研究分担者・研究協力者4名が参加し、学術発表を行うとともに、白鹿洞書院を調査した。3.訳注整理共同研究の成果「『朱子語類』礼関係部分訳注4」(全124頁、2012年2月)をまとめ、製本して関係者に配布した。4.刊行書籍国際シンポジウム論文集として『泊園記念会創立50周年記念論文集』(吾妻重二編、全310頁、関西大学出版部、2011年10月)及び『朱子家礼と東アジアの文化交渉』、吾妻重二・朴元在編、汲古書院、全486頁、2012年3月)を刊行した。さらに『関西大学泊園文庫自筆稿本目録稿(甲部)』(吾妻重二編、関西大学アジア文化研究センター、全35頁、2012年3月)を刊行した。5.泊園文庫の調査とWeb構築関西大学総合図書館が所蔵する大阪の漢学塾・泊園書院の蔵書「泊園文庫」の調査を続け、上記4の『関西大学泊園文庫自筆稿本目録稿(甲部)』をまとめるとともに、WEB構築を行い、11月18日、「WEB泊園書院」を関西大学東西学術研究所ホームページ上で公開した。6.個別研究「研究発表(平成23年度の研究成果)」欄に示すように、研究代表者・研究分担者が各自の分担領域において個別の研究成果をあげた。中国・韓国・日本・ベトナムの書院と私塾およびその教育・講学に関して交付申請書にもとづく研究を進め、東アジアにおける伝統教養の形成と展開の歴史につき学際的成果を蓄積するとともに、最終年度の総括報告書をまとめた。1.研究会ー関西大学で研究会を9回開き(4月22日、6月3日、6月24日、7月22日、9月16日、10月28日、11月25日、12月24日、3月10日)、研究分担者・研究協力者の参加により書院における朱熹の講学記録『朱子語類』につき訳注作成を進めた。2.刊行物ー吾妻重二『朱熹《家礼》実証研究』(上海・華東師範大学出版社、2012年5月)、藪田貫『泊園書院関係碑文調査報告書』(関西大学東西学術研究所泊園記念会、2012年9月)、吾妻重二編著『泊園文庫印譜集ー泊園書院資料集成2』(関西大学東西学術研究所資料叢刊29-2、関西大学出版部、2013年3月)、吾妻重二編『関西大学泊園文庫自筆稿本目録稿(丙部)』(関西大学アジア文化研究センター、2013年3月)などを刊行した。3.個別研究ー「研究発表(平成24年度の研究成果)」欄に示すように、研究代表者・研究分担者が各自の分担領域において個別の研究成果をあげた。また「WEB泊園書院」につき、『関西大学泊園文庫自筆稿本目録稿(甲部)』を公開するなどコンテンツの充実をはかった。4.総括報告書の作成と配布ー4年間にわたる本研究の総括的報告書「東アジアにおける伝統教養の形成と展開に関する学際的研究:書院・私塾教育を中心に」(A4版、全501頁、2013年3月20日)を作成・製本し、研究分担者および関係者に配布した。当報告書は「I東アジアと書院・私塾・講学」「II中国」「III韓国」「IVベトナム」「V日本」「VI泊園書院」の6部構成とし、研究代表者・研究分担者・研究協力者らによる計31本の関連論考を収載した。
腸内連鎖球菌に存在するATP駆動型多剤排出輸送担体の機能解析

このクローンは、その制限酵素地図、塩基配列の解析から16SrRNA geneの全長を含むことが解った。E.coliに導入して薬剤耐性表現型を詳細に検討したところ、EtBrとAcrに耐性を示す。deletion mutantを作成し耐性の有無を検討した結果、EtBr耐性は16SrRNAの両端どちらを欠失させても耐性は消失した。従って、耐性因子は16SrRNA分子そのものであると考えられる。一方、Acrに関しては、16SrRNAの3'端300bp欠失体も耐性を示し、Acr耐性に関わる部位はEtBr耐性のそれとは異なると考えられる。野生型16SrRNA領域もEtBr、Acr両者に耐性を示し、この性質がE.hirae16SrRNAに潜在的に備わる性質であることが解った。色素系薬物に対する耐性機構はこれまで膜タンパク質による排出のみが知られていたが、このクローンでは細胞内のEtBr蓄積量の低下は見られず、逆に上昇していた。16SrRNAが薬物のbinderとして働き、細胞内薬物濃度を低下させることも想定されたが、耐性を示さない3'端欠失体においても同様の薬物蓄積量の上昇が見られたため、binderの様な単純なメカニズムではないことが解った。これまでにない新規な薬剤耐性機構であると考えられる。これまで、腸内連鎖球菌Enterococcus hiraeから多剤耐性株を単離し、その多剤耐性機構を解析してきた。申請した時点で、それが(1)ethidiumなどの脂溶性カチオンを排出する多剤排出系に寄る多剤耐性であること、(2)この多剤排出系はATPの水解によるエネルギーを利用して薬物を能動的に排出すること、(3)基質スペクトルは動物細胞のP-糖タンパク質に類似する、などが解っていた。その後、Koningsらにより近縁のLactococcus lactisからATP駆動型多剤排出ポンプLmrA(lmrA遺伝子産物)が採られ、P-糖タンパク質との相同性なども示された。そこで、相同性を利用して我々のE.hiraeから多剤排出輸送担体遺伝子の単離を試みた。しかし、lmrA様遺伝子の存在は確認出来ず、E.hiraeに存在する多剤排出輸送担体を相同性から単離・同定するのは限界があると考えられた。そこで次に、大腸菌を宿主にしてethidiumに耐性を示すことを指標にショットガン法による耐性locusの同定を行った。その結果、これまでに2種の別個のlocusを得た。一つはE.hiraeの16SrRNA領域をコードする約3kbのフラグメント(pSG35)。もう一つは、詳細はまだ不明な約1.7kbのフラグメントである(pSGBS1)。現在pSG35の薬剤耐性様式・機構を解析中であり、(1)deletion解析の結果、16SrRNA自体がethidium耐性に寄与すると考えられること、(2)ethidiumの他、crystal violet、TPP、acriflavine、norfloxacinに耐性を示す多剤耐性であること、(3)多剤耐性E.hirae由来のこのクローンは、野生型E.hiraeの16SrRNA領域から7カ所の置換を持つが、野生型16SrRNA領域も同様の多剤耐性を示すこと、(4)大腸菌の16SrRNA領域は多剤耐性を示さないこと、など明らかにした。このクローンの導入で、ethidiumの細胞内蓄積量に変化がなかったことから、これまで報告のある多剤排出系による多剤耐性とは異なると思われるが、現在の所、その分子機構は不明である。もう一つのクローンpSGBS1は、全塩基配列決定、deletion解析の結果、遺伝子発現調節タンパク質をコードすると考えられる。大腸菌に導入されることで大腸菌の何らかの多剤排出系を誘導し多剤耐性を示したと考えている。他の多剤排出系との比較から、E.hirae中でこれと隣接する遺伝子を解析することにより、E.hiraeの多剤排出ポンプの解明につながると考えており、今後その同定を行う予定である。
ヒトがん特異的T細胞抗原レセプター遺伝子の解析

1.食道癌患者(KE4)(HLA-A2601/-A24,B54/-B60,-Cw1/-Cw3)由来末梢リンパ球からHLA-A2601拘束性扁平上皮癌特異的キラーT細胞株(CD3^+CD4^-CD8+)を樹立した(中尾,伊東他平成6年度免疫学会にて発表)。3.HLA-A2601遺伝子及びcDNAライブラリーをKE4癌細胞株より作成した。4.KE4癌細胞株を酸処理し結合ペプチドを得、それらをHPLCにて分配後、KE4患者より樹立したB細胞株にパルスし、そのキラーT細胞株への感受性を検討した結果、Fr16及びFr23に活性が存在することが判明した。5.IFNγELISAキット作成のためナチユラルIFNγに反応するポリクローナル抗体を作成し、モノクローナル抗体を準備した。これらを総括すると平成6年度内にHLA-A-2601拘束性扁平上皮癌退縮抗原をコードする遺伝子同定のための材料及び準備は完了したものと判断される。これまでメラノーマにおいてはMAGEをはじめタイロシネース、MART-1(MelanA),Pmel70(gp100)等のキラーT細胞によって認識される癌抗原をコードする遺伝子が同定されている。しかし扁平上皮癌においてはいまだ同定されておらず、本研究の意議は重要と思われる。扁平上皮癌は食道癌のみならず頭頚部癌、口腔癌、子宮頚癌の殆ど全て、さらには肺癌の1/3を占める。またHLA-A26は日本人ではその20%に発現されている。したがって、本研究の退縮抗原遺伝子が同定されてる場合、その臨床応用の範囲はかなり広いものと推定される。
自然と歴史の融合プログラム開発と新しい博物館教育-箱根火山と築城を例に-

箱根火山の構成岩石を築城に使った例をもとに、地域の自然史資源が歴史に深く関わっていることを、総合的に学べる融合プログラムを開発し、博物館における生涯学習への有効活用が検討された。学校教育では理科と社会に区別される異なる分野を互いに関連させ、子どもたちにとって機会が減っている野外観察を体験させながら、自然現象と歴史的事件を同時に学ぶ新しい博物館活動が示された。本研究の目的は、自然史科学的な地域資源としての箱根火山噴出物、それが歴史的に城郭建造に利用されて日本史の重要な事件に関わっていることを、総合的に理解するプログラムの開発である。初年度は、豊臣秀吉と徳川家康が小田原城攻略のために建造した石垣山のいわゆる一夜城の遺構と、石垣に用いられた石材を産出した早川丁場群の調査を行った。石丁場は広域農道の整備中に発見されたもので、現在も発掘調査が継続されているが、岩石は箱根火山を構成する安山岩類を主とするものである。残存する石材には何種類かの刻印が確認され、芦ノ湖を水源とする早川を利用して河口まで運搬され、さらに相模湾を経由して、江戸城の建造に用いられたと考えられている。城郭石材について比較するために、濃美地震や伊勢湾台風の被害を受けながらも、天守閣を中心に修復され残存している国宝犬山城の調査を行った。そこで用いられている石材は、主として周辺のジュラ紀付加体中のチャートであったが、他に河川で運ばれた石英斑岩などの岩塊もふくまれており、大小様々の石材が用いられていた。それに比して、石垣山の一夜城ではやはり周辺の岩石が利用されたとはいえ、岩種は箱根火山噴出物のなかで堅固な安山岩溶岩であり、石材としてのサイズがそろっている傾向が認められた。石材正面が1m弱の大きさで、長さは2mをこす直方体のものが多く、他に立方体に近いものも認められた。おそらく西日本における城郭建造の経験をもとにして、この地では石材を規格化するという城郭建造の技術革新があったと考えられる。今回は、博物館からスタートし、早川沿いの石丁場群を観察して石垣山の城郭遺構にいたる、自然史と歴史の体験コースの設定を試みた。本研究の目的は、自然史科学的な地域資源である箱根火山噴出物、それが歴史的に城郭建造に利用されて日本史の重要な事件に関わっていることを、とくに子ども達が総合的に学べるプログラムを開発することである。2年目にあたる本年度は、現在も本小松石等の石材名で知られる真鶴半島の安山岩類について調査を行った。この地域では、江戸城の用石確保のため黒田長政の命を受けて、小河織部正良が岩小松山に良質の石材を見いだして右丁場を開拓して以来、現在まで地場産業を支える柱のひとつである石材業が続けられている。その始まりは平安時代末から鎌倉時代にさかのぼり、土屋格衛により石材業が営まれたとされる。これら古くからの石工の業績をたたえて、江戸時代には石工先祖の碑が真鶴町に建てられており、真鶴における石材採石の歴史や経緯が刻まれていまでも残されている。かつての碑は地震災害で壊れたため、現在のものは安政6年に再建されたと伝えられている。本地域には当時の高度な石材技術を示す資料が残されており、ひとつの石から塔身が切り出された龍門寺山門にある五層塔や頌徳碑等はその例である。これら石材の岩石学的性質も自然誌の理解に必要であり、本年度3月に開催された静岡県考古学会2010年度シンポジウム「江戸の石を切る-石丁場遺跡から見る日本の近世社会-で、山下浩之が一部考察を試みた。一方、火山噴出物がつくり出した地形も重要な側面をもっている。それは真鶴半島め北側に位置する真鶴港の存在であり、そこは江戸城を築くときに多量の石材を積み出した海運のための天然の良港として利用された。石材採石の石丁場から、当時の人足による石材運搬路をたどって、真鶴港までいたるコースは、自然史と歴史を体感できるジオサイトめ設定が可能である。本研究の目的は、自然史資源が歴史に深く関わっていることを、地域の子ども達が総合的に学べるプログラムを開発することである。箱根火山の安山岩溶岩は石材に広く用いられ現在まで地場産業を支える柱の一つであるが、その始まりは平安時代末から鎌倉時代の土屋格衛によるとされる。石材として築城に用いられたのは、天下統一を狙った豊臣秀吉が北條氏の小田原城攻略にあたって、東日本最初の総石垣の城・石垣山一夜城を構築からである。小田原攻めの功績で関東一円の領土を与えられた徳川家康は、征夷大将軍となって江戸城改築にあたったが、一夜城の経験をもとに各大名に城郭石材の確保を命じた。その結果、この地で広く石材産地が開拓され、膨大な量の石材が小田原城や江戸城などの城郭建造に使われ、現在まで残されている。

こうした歴史を反映した当時の石丁場遺跡を、小田原の早川沿いから、根府川や本小松や真鶴、さらに東伊豆の網代、宇佐見、伊東まで調査を行い、火山岩石学的・地球化学的データを作成した。こうした石丁場の歴史的遺跡を観察できる野外ルートを設定し、岩石の産状と石質とあわせて歴史の理解に役立つ学習プログラムの開発を試みた。石材には硬くて風化に強い岩石学的性質が利用されたわけであるが、火山噴出物がつくり出した地形も大きな役割を果たしており、箱根火山自体も当時の幹線・東海道における重要な関所として機能した。真鶴半島北側の真鶴港のような地形も重要で、そこは多量の石材を積み出した海運のための天然の良港として利用された。石材採石の石丁場から、当時の人足による石材運搬路をたどって港までいたる観察ルートは、自然史と歴史を体感する学習に適する例の一つである。地域地質・地域地形・地域地理は、歴史と組み合わせることによって、学校教育や生涯学習により有効に活用できる自然資源となる。
超大気圧における生体分子イオンの生成および運送の研究開発

質量分析は、化学における不可欠な分析法である。質量分析するために試料分子を帯電させる必要があり、そのためイオン源は、質量分析計における重要な一部である。従来方式では、高真空下あるいは大気圧下でイオン化は行われる。我々は、イオン源の圧力を大気圧以上に増加させることにより、イオン化効率の改善は可能であることを確認した。この概念に基づいて、より高感度、そして従来法で実現できない、新規イオン源を開発した。その結果、プロテオーム解析にとって重要な水溶媒の分析は簡便かつ高感度になった。これらの研究結果は質量分析法の改善に貢献できるだけでなく、他の分野、例えば新しい薄膜作成法としての応用も可能である。本研究は大気圧より高い作動圧力下での生体分子イオンの生成と輸送法を開発することを目的としている。本年度はそのためのエレクトロスプレー、ナノエレクトロスプレー及びコロナ放電を用いた超大気圧イオン源の開発が完了した。特製イオン導入チューブを使用し、市販のリニアイオントラップ質量分析計への装着も成功した。そしてメカニカルブースターポンプを導入し、質量分析計の排気速度の調整も可能になり、イオン源の圧力が大気圧を超えても質量分析計の真空度を一定にすることが出来た。水溶媒サンプルでイオン源システムの評価実験を行う、イオン電流とイオン源気圧の依存性を調べた。超大気圧下では、絶縁破壊がより高電圧側に移行するのに対し、エレクトロスプレーの開始電圧は環境圧力に依存しないことを確認し、従来型のエレクトロスプレーイオン化法で困難であった水溶媒サンプルの分析に対して、コロナ放電等の擾乱なしに、正イオンモードおよび負イオンモードのいずれにおいても、高感度に質量分析が実現することを実証した。さらに、プラスチックピペットを用いたナノnL/minレベルのエレクトロスプレーも開発した。プラスチックの内径が大きいため、細いガラス毛細管から作製したナノESIキャピライーの先端に発生しやすい目詰まり問題が起きなかった。この手法を用いて相対的に「汚い」生体サンプルの取り扱いも容易になった。本年度はそのためのエレクトロスプレー及びナノエレクトロスプレーを用いた超大気圧イオン源の製作が完了した。そしてメカニカルブースターポンプを導入し、質量分析計の排気速度の調整も可能になって、オン源の圧力が大気圧を超えても質量分析計の真空度を一定にすることが出来た。超大気圧の環境で生成したエレクトロスプレーの様子を観察するための顕微鏡レンズとカメラシステムの構築を行った。超大気圧下では、絶縁破壊がより高電圧側に移行するのに対し、エレクトロスプレーの開始電圧は環境圧力に依存しないことを確認し、従来型のエレクトロスプレーイオン化法で困難であった水溶媒サンプルの分析対して、コロナ放電等の擾乱なしに、正イオンモードおよび負イオンモードのいずれにおいても、高感度に質量分析が実現することを実証した。本年度は超大気圧エレクトロスプレーイオン源の製作、差動排気部の改造及び質量分析計への結合が完了し、イオン源の評価実験ができて、研究が順調で進んでいる。高ガス圧環境下で、イオンと分子の平均自由行程が非常に短く、ラプラス方程式に基づいてイオン光学系の典型的なシミュレーションは正確ではないため、イオン導入系の改良について空間電荷、対流、流体力学的な効果を考慮する必要があります。超大気圧エレクトロスプレーイオン化法は水溶媒サンプルの測定に対して従来法より高感度であり、この技術を実際の生体試料の研究に広げるために、医学部との共同研究が必要。該当なし
5価ウラン複合酸化物(ペロフスカイト型および蛍石型)における交換相互作用

1.ペロフスカイト型複合酸化物の合成と磁化率の測定ペロフスカイト型複合酸化物としてRbUO_3を対象とした。Rb化合物は高純度で得られ難いのでduPont社から特に供与された高純度Rb_2CO_3を用いて、前処理した二酸化ウランとの固相反応により合成した。Rb_2CO_3は吸湿性であり、且つ高温での蒸気圧が高いので注意を要する。200°Cまでは真空加熱乾燥であり、その後はアルゴン気流中において500°C700°Cで200時間加熱反応させた。生成物の同定はX線回析パターンを、ASTMカードのものと比較して、Rb_2CO_3であることを確認した。格子定数は、431〓である。磁化率の測定は、Faraday型ねじれ磁気天秤により2K温室領域において行った。また磁化率の磁場依存性を室温、液体窒素温度および液体ヘリウム温度で、17Kガウスの範囲で測定し、試験中に強磁性不純物の含まれないことを確認した。磁化率は50K以上でcurie-weiss則に従い、weiss定数そして-24K、有効ボーア磁子数として0.589、また温度依存性のない常磁性磁化率として0.6×10^<-3>(cgsemu/mol)が得られた。磁化率-温度曲線は30K35Kにわたりなめらかな極大を示す。Li、Na、K-UO_3が鋭いピークを示すのとは対象的である。2.蛍石型複合酸化物の合成と磁化率の測定5価のウランを含む蛍石型複合酸化物としてMgU_2O_6を取り上げた。合成にはまずMgUO_4を合成し、次いでMgU_2O_6を得る方法を取った。現在合成の第一段階にある。MgUO_4の磁化率-温度曲線が温度に依存しない常磁性を現わすことから、結晶中のウラニルユニットによる温度依存性のない常磁性によるものと考えられる。これは赤外吸収スペクトルからも確認されている。
双極性障害のバイオマーカー探索

双極性障害のバイオマーカーを探索するため、一卵性双生児双極性障害不一致例の双極性障害及び健常被験者由来の培養リンパ芽球からタンパク質を抽出し、蛍光標識2次元発現差異電気泳動法を行いて、疾患の有無で差のあるタンパク質の検索を行った。一部の同定されたタンパク質に対する抗体についてウエスタンブロットを用いて、case-control studyを行ったところ、解糖系に関連したタンパク質について疾患の有無でタンパク質の発現に差がみられることがわかり、このタンパク質が双極性障害のバイオマーカーとなりうる可能性が示唆された。本年度は主に一卵性双生児不一致例の双極性障害患者および健常被験者由来のリンパ芽球タンパク質を用いて、蛍光標識二次元発現差異電気泳動法(Two Dimensional Fluorescence Differential Gel Electrophoresis : 2D-DIGE)を行った。具体的には以前に作製され凍結保存されていた一卵性双生児不一致例の双極性障害患者および健常被験者由来のリンパ芽球(理化学研究所・脳科学総合研究センターにおける倫理委員会承認のもと、双極性障害患者および健常被験者に口頭および書面にて研究の意義、方法を十分に説明し、同意を得た上で採取した末梢血からリンパ球を分離し、EBVを用いて芽球化した細胞)を起こしなおし、リンパ芽球の培養とタンパク質抽出の検討を行った。その後、2次元電気泳動や質量分析グレードのタンパク質のサンプル調整法を検討した。抽出したタンパク質は疾患の有無で標識をかえてそれぞれのタンパク質を蛍光標識し、2次元電気泳動を行った。疾患の有無により発現が変化しているタンパク質スポット(約400スポット)を検出し、発現の差異が顕著にみられたタンパク質スポットについてのみスポットを回収し、質量分析にて候補タンパク質の同定を行った。これに並行して、順次同定されてきたタンパク質についてNCBI(The National Center for Biotechnology Information)やUniProtKB(The Universal Protein Resource)などのタンパク質のデータベースを用いて、タンパク質の詳細を調べている。また、case-control studyのためのウエスタンブロットの検討も行った。前年度の一卵性双生児不一致例の双極性障害患者および健常被験者由来のリンパ芽球タンパク質を用いた蛍光標識二次元発現差異電気泳動法(Two Dimensional Fluorescence Difference Gel Electrophoresis:2D-DIGE)により同定されたタンパク質に対する抗体を用いて、ウエスタンブロットの基礎的な検討を行った。同定されたタンパク質が多数あったので、抗体は同定されたタンパク質に対する抗体で市場に販売されているもので、なおかつこれまでの研究においてヒト由来サンプルを用いたウエスタンブロットで実績のある抗体を対象にした。健常被験者由来のリンパ芽球(以下、リンパ芽球については理化学研究所・脳科学総合研究センターにおける倫理委員会承認のもと、被験者に口頭および書面にて研究の意義、方法を十分に説明し、同意を得た上で採取した末梢血からリンパ球を分離し、EBVを用いて芽球化した細胞)を培養して抽出したタンパク質を用いて、15種類の抗体について化学発光と蛍光法によるウエスタンブロットの条件検討を行ったところ、8種類の抗体においてこの実験系でワークすることがわかった。双極性障害のバイオマーカー候補を探索するため、双極性障害患者および年齢と性別をマッチさせた健常被験者由来のリンパ芽球(各8サンプルずつ)を培養し、それぞれタンパク質を抽出し、internal controlを含む8種類のタンパク質についてウエスタンブロットを用いてcase-control studyを行ったところ、解糖系に関連したタンパク質において疾患の有無で差が見られることがわかった(P<0.05,t-test)。対象にしたサンプル数が少ないためさらなる検討が必要であるが、このタンパク質が双極性障害のバイオマーカーの1つとなる可能性が示唆された。
新しいモンテカルロ法の確率的画像処理問題への応用

新しいモンテカルロ法を用いて、複雑な相転移を示すモデルを調べた。具体的に一般化XYモデルの相転移がパラメータよらずKT転移だけであることを示し、さらに転移温度によらない有限サイズスケーリング解析を行い、KT転移のユニバーサリティーを示した。一方、画像領域分割の問題にモンテカルロ法を適用し、その有効を示した。さらに、graphic processing unit (GPU)をモンテカルロ法の高速計算に適用することを示した。本研究では、新しいモンテカルロアルゴリズムを用いて、これまで困難とされてきたランダム系、フラストレート系、非平衡定常状態転移などの問題に取り組むと共に、さらに有効なモンテカルロアルゴリズムを開発する。また、同時に画像処理の問題への展開をはかる。本年度め主な研究成果を示す。1.一般化XYモデルの相転移2002年に提唱された一般化XYモデルの問題をとりあげた。2次元XYモデルは準長距離秩序を示すKosterlitz-Thouless(KT)転移を起こすが、一般化モデルについて、一般化パラメータqを増加させるとKT転移に加えて1次転移が見られるという主張、KT転移以外の転移はないという主張などがある。そこで、ハイブリッドモンテカルロ法とエネルギー状態密度を直接測定するWang-Landau法を用い、このモデルの相転移を精密に調べた。qの値によらずKT転移だけであることを示し、さらに転移温度によらない有限サイズスケーリング解析を行い、KT転移のユニバーサリティーを示した。2.モンテカルロ法の画像処理問題への応用Mumford-Shahエネルギー汎関数による画像修復問題について、モンテカルロ法により低エネルギー解を安定して探索する方法を考察した。まず、basin hopping法を利用して精度よく領域分割を行い、それを初期値として、Mumford-Shahエネルギー汎関数を最小化することで、素早い探索ができた。パラメータの選び方、アニーリングのスケジュールにっいて、さらに検討を進めている本研究では、新しいモンテカルロアルゴリズムを用いて、これまで困難とされてきたランダム系、フラストレート系、非平衡定常状態転移などの問題に取組むと共に、さらに有効なモンテカルロアルゴリズムを開発する。本年度の主な研究成果を示す。1.モンテカルロ法の画像処理問題への応用Mumford-Shahエネルギー汎関数による画像領域分割問題について、モンテカルロ法により低エネルギー解を安定して探索する方法を公表した。さらに、グラフカット法、レベルセット法との比較を行った。レベルセット法は、画像領域分割問題の解法として先駆的な方法であったが、その後進展したグラフカット法と比べると計算時間がかかる。グラフカット法は2値分割の場合には厳密で計算時間も短いが、多値分割の場合には、ブロックスピン変換などの工夫をこらしたモンテカルロ法が、計算時間の面でグラフカット法と同程度となる。さらに、モンテカルロ法は、初期状態の選択によらず安定した解が得られる利点があることを示した。2.一般化XYモデルの相転移2002年に提唱された一般化XYモデルの問題をとりあげた。2次元XYモデルは準長距離秩序を示すKosterlitz-Thouless (KT)転移を起こすが、一般化モデルの相転移について、ハイブリッドモンテカルロ法とエネルギー状態密度を直接測定するWang-Landau法を用い、精密に調べた。一般化パラメータqの値によらずKT転移を示すこと、さらに転移温度によらない有限サイズスケーリング解析を行い、KT転移のユニバーサリティーを示し、公表した。すると、qが大きい場合に1次転移となることを厳密に示したとのコメントが寄せられたが、それに対し、その証明はqが無限大の取り扱いによるものであるとの返答を行い、さらなる研究を進めている。本研究では、新しいモンテカルロアルゴリズムを用いて、これまで困難とされてきたランダム系、フラストレート系、非平衡定常状態転移などの問題に取組むと共に、さらに有効なモンテカルロアルゴリズムを開発する。今年度の主な研究成果を示す。さらに、グラフカット法との比較を行った。多値分割の場合、グラフカット法は、初期条件をうまく選べば、大域的なエネルギー最小値に収束するが、一般的にはよい初期条件を探すのが容易ではない。今年度、モンテカルロ法とグラフカット法を組み合わせたハイブリッド法を提案した。すなわち、モンテカルロ法により求めた解をグラフカット法の初期条件として用いる方法で、画像によらず、計算時間も短く、大域的な最小値に近づくことを示した。2.モンテカルロ法のGPUによる計算の高速化近年、graphic processing unit(GPU)を高速計算に応用することが試みられ、モンテカルロ法への適用もなされるようになった。クラスターフリップアルゴリズムのモンテカルロ法の場合には、これまでGPUによる並列計算は難しいとされてきた。

我々は、クラスターラベリングの効率よい並列化計算を実現することに成功し、スピン系のSwendsen-Wangタイプのクラスターアルゴリズムの計算をGPU上で実装すること、また、2次元イジングモデルの場合に、計算速度がCPUによる計算の12.4倍が得られることを示した。本研究では、新しいモンテカルロアルゴリズムを用いて、これまで困難とされてきたランダム系、フラストレート系、非平衡定常状態転移などの問題に取組むと共に、さらに有効なモンテカルロアルゴリズムを開発することを目的とした。また、同時に画像処理の問題への展開をはかる。今年度の主な研究成果を示す。1.モンテカルロ法の画像処理問題への応用:昨年度、Mumford-Shahエネルギー汎関数による画像領域分割問題について、モンテカルロ法とグラフカット法を組み合わせたハイブリッド法を提案した。すなわち、モンテカルロ法により求めた解をグラフカット法の初期条件として用いる方法で、画像によらず、計算時間も短く、大域的な最小値に近づくことを示した。昨年度は2次元画像を対象としたが、今年度は3次元画像に拡張し、その有効性を示した。2.モンテカルロ法のGPUによる計算の高速化:近年、graphic processing unit (GPU)を高速計算に応用することが試みられ、モンテカルロ法への適用もなされるようになった。クラスターフリップアルゴリズムのモンテカルロ法の場合には、これまでGPUによる並列計算は難しいとされてきたが、昨年度、並列計算用のクラスターラベリングアルゴリズムを用いてGPU計算を実現した。今年度は複数のGPUを使った大規模なクラスターアルゴリズム・モンテカルロシミュレーションのプログラム改良を行い、さらに具体的な問題として2次元XYモデルを取り上げた。東工大学術国際情報センターのTSUBAME2.0のシステムを用いて、65536x65536という非常に大きいサイズの計算を実行し、従来問題とされてきた対数補正の指数を精度よく決定できた。画像領域分割に関して、新しいハイブリッド法の有効性を示すことができたが、論文の公表まで至っていない。一方、GPUを用いたクラスターモンテカルロ法の高速計算に成功し、既に2編の論文を出版し、さらに次の論文を投稿するなど、予想以上の進展があった。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は本研究の最終年度にあたるので、画像領域分割のハイブリッド法の論文公表、さらにその展開をはかると共に、GPUを用いた高速計算を広い分野に広げていく。
病原細菌エフェクタータンパク質による宿主細胞死誘導の分子機構

Pyroptosisは病原細菌の感染に対して宿主細胞が起こす細胞死であり、病原体の感染成立に影響する重要なファクターである。しかし、本細胞死はアポトーシスなど既知のものとは異なる新しいタイプの細胞死であることから、細胞が死に至るメカニズムの詳細については未だわかっていない部分が多い。そしてその分子レベルでのメカニズムを解明することは、細菌感染症を抑制する新規薬剤の開発が期待できることから研究の意義が大きく、機構の全容解明が待望されている。本研究は、病原細菌エフェクターによる細胞死誘導の分子機構の解明、および病原細菌の感染力・病原性発現に与える影響を解明することを目的とする。申請者はこれまでの研究において、マクロファージにpyroptosisを誘導する赤痢菌TypeIIIエフェクターを特定し、更に本エフェクタータンパク質と相互作用する宿主タンパク質を特定した。本年度は次に示す実験項目を実施して、その研究成果を得た。1.NLRP3,NLRC4,ASC,Caspase-1のノックアウトマウス由来の骨髄マクロファージを分化誘導し、赤痢菌野生株、エフェクター欠失変異株及び過剰発現株を感染させ、菌体の定着効率、細胞毒性、炎症反応の強さ、サイトカイン産生量等を評価した。同時に、各種NLRsをsiRNA/shRNAノックダウンしたマクロファージを用いて感染実験を行った。以上よりpyropsosisがどのNLR pathwayに依存するものかを検証した。本感染実験は、共同研究先である米国ミシガン大学医学部のGabriel NUNEZラボにて行った。2.特定したターゲットタンパク質のノックアウトマウスを作成し、赤痢菌感染に対する応答を検証した。同時に、ターゲットタンパク質のsiRNA/shRNAノックダウン実験及び過剰発現実験を行った。病原細菌の感染に対して宿主細胞が起こす細胞死(pyroptosis)は、病原体の感染成立に影響する重要なファクターである。しかし、本細胞死はアポトーシスなど既知のものとは異なる新しいタイプの細胞死であり、どのようなメカニズムにより細胞が死に至るのか、分子レベルでの知見は未だ確立されていない。そしてその分子機構を解明することは、細菌感染症を抑制する新規薬剤の開発が期待できることから研究の意義が大きく、機構の全容解明が待望されている。申請者はこれまでの研究において、赤痢菌が分泌するTypeIIIエフェクターのうちの1つがマクロファージにpyroptosisを誘導する活性を有することを見出しており、本エフェクターの活性の詳細な検証、及び相互作用する宿主タンパク質の特定を本年度の研究目標とした。具体的には、次に示す研究項目を実施し、その研究成果を得た。1.LDHアッセイやTUNEL染色、FACS解析、蛍光顕微鏡観察などの手法を用い、赤痢菌により引き起こされる細胞死の特徴を検証した。2.野生株、エフェクター欠失変異株及び過剰発現株を用いたマウス経鼻感染実験を行い、菌体の局在や定着効率、細胞毒性・細胞死誘導、炎症反応の強さ、サイトカイン産生量等を評価した。3.細胞死関連因子のノックアウトマウスを用いた感染実験を行った。4.Pull down法・免疫沈降法・酵母2ハイブリッド法により、エフェクターと結合する宿主因子の探索を行った。しかし、本細胞死はアポトーシスなど既知のものとは異なる新しいタイプの細胞死であることから、どのようなメカニズムにより細胞が死に至るのか、未だわかっていない部分が多い。申請者はこれまでの研究において、マクロファージにpyroptosisを誘導する赤痢菌Type IIIエフェクターを特定し、更に本エフェクタータンパク質と相互作用する宿主タンパク質を特定した。本年度は本エフェクターに対する宿主細胞応答機構のより詳細な解明を研究目標とし、次の実験項目を実施して、その研究成果を得た。各種NLRsのノックアウトマウス由来の骨髄マクロファージを分化誘導し、赤痢菌野生株、エフェクター欠失変異株及び過剰発現株を感染させ、菌体の定着効率、細胞毒性・細胞死誘導、炎症反応の強さ、サイトカイン産生量等を評価した。同時に、各種NLRsのshRNAノックダウン実験を行った。以上よりpyropsosisがどのNLR pathwayに依存するものかを特定した。マウス感染実験は、米国ミシガン大学医学部のGabriel NUNEZラボにて行った。さらに、特定した宿主タンパク質のノックアウトマウスを作成した。

申請者はこれまでの研究において、マクロファージにpyroptosisを誘導する赤痢菌TypeIIIエフェクターを特定し、更に本エフェクタータンパク質と相互作用する宿主タンパク質を特定した。本年度は次に示す実験項目を実施して、その研究成果を得た。1.NLRP3,NLRC4,ASC,Caspase-1のノックアウトマウス由来の骨髄マクロファージを分化誘導し、赤痢菌野生株、エフェクター欠失変異株及び過剰発現株を感染させ、菌体の定着効率、細胞毒性、炎症反応の強さ、サイトカイン産生量等を評価した。同時に、各種NLRsをsiRNA/shRNAノックダウンしたマクロファージを用いて感染実験を行った。以上よりpyropsosisがどのNLR pathwayに依存するものかを検証した。本感染実験は、共同研究先である米国ミシガン大学医学部のGabriel NUNEZラボにて行った。2.特定したターゲットタンパク質のノックアウトマウスを作成し、赤痢菌感染に対する応答を検証した。同時に、ターゲットタンパク質のsiRNA/shRNAノックダウン実験及び過剰発現実験を行った。