hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
秩序移行期アジアにおけるアメリカの同盟戦略と負担分担の模索

中国の台頭で急速に変動する現代の東アジアの地域パワー・バランスの分析に資するべく、本研究は、第2次大戦以降のアジアにおける2つの秩序移行期、すなわち、アメリカの覇権確立期にあたる1950年代と、覇権衰退期である1970年代に焦点を合わせ、アメリカとそのジュニア・パートナーである同盟諸国との間の非対称な同盟関係がいかに変化したのかを実証的に分析を試みている。平成29年度、在外研究の機会を得て、米国ハーバード大学に滞在し、アメリカ外交史家Fredrik Logevall教授と冷戦史研究者Arne Westad教授のアドバイスを受けつつ、インドネシア独立をめぐる米蘭英関係を中心に、アジア冷戦の起源と東南アジアにおける覇権交代とアメリカの同盟政策、アジアとヨーロッパとの間の国際関係の連関性について研究を深めた。平成29年度には、特に、インドネシア独立戦争に対するアメリカ国務省の対応が、戦後アメリカの東南アジア政策の起源につながるとの見方から、国務省が1949年3月に作成したPPS51に注目した。国務省資料によると、PPS策定の目的はインドネシアにおける共産主義の封じ込めにあったことが明らかになった。アメリカは、オランダに対して、イギリスのインド政策に倣ってインドネシア共和国に独立を付与するよう説得を試みていたが、オランダは1948年12月、共和国指導者に共産勢力の影響が強まっていると主張し、武力による独立指導者の鎮圧を行う。この第二次警察行動をみて、アメリカはオランダが弾圧によって共和国のナショナリストを共産勢力側に追いやることを恐れ、オランダにインドネシアを任せて置くことはできないと見切りをつけ、自ら東南アジアの秩序維持に乗り出すことにした。アメリカはなぜオランダに対する説得に失敗したのか、米蘭間でいかなる認識の相違が生じていたのかを米蘭英仏の資料で跡付けようとした。トルーマン大統領図書館、米国立公文書館、オランダ国立公文書館、英国立公文書館等で調査を行った。また1月下旬から2月頃に予定していた米国立公文書館や大統領図書館などでの資料収集が米現政権による政府閉鎖の可能性により見送らざるをえなくなったことも理由として挙げられる。平成29年度は研究実績の概要に記載した研究を行ったが、その成果の公表まで行うには至らなかった。平成30年度に学会・研究会での報告や論文の公表、学会誌への論文の投稿を行う予定である。予定より研究の進捗は遅れることになったが、アメリカの東南アジア政策起案の契機となったインドネシア独立戦争と米蘭の外交交渉のプロセス、およびそれ以降見られるようになるアメリカ同盟および安全保障政策におけるアジアとヨーロッパの連関の起源など、新たな研究の視座を獲得することができた。平成30年度は日本国際政治学会での報告を行うと共に、学会誌への論文投稿に向けて論文執筆を行う予定である。同時に追加的な史料収集を、トルーマン大統領図書館(ミズーリ州)、ケネディ大統領図書館(マサチューセッツ州)、ジョンソン大統領図書館(テキサス州)、米国立公文書館(メリーランド州)、オランダ国立公文書館、英国立公文書館、フランス外務省公文書館などで行う。フランス外務省史料館においてインドシナ戦争をめぐる仏米関係に関する史料調査を行いつつ、アメリカの東南アジア介入の起源とその秩序構想を考察した。成果のひとつとして、論文「東南アジアにおける脱植民地化と冷戦の開始ー想像上の共産主義の恐怖はいかにして生成されたか、1947-1949年」(益田実・池田亮・青野利彦・齋藤嘉臣編『冷戦史を問いなおすー「冷戦」と「非冷戦」の境界』(ミネルヴァ書房、2015年)の第6章として所収)を発表した。上記論文の刊行とともに、フランス外務省でオランダのインドネシア独立戦争へのフランスの対応外交及びオランダへのマーシャルプラン援助供与への影響に関するフランス外務省の分析を記録した史料の収集を行った。中国が急速に大国志向を強める一方、東アジアにおけるアメリカの国力と威信は今後も低下が避けられない。地域のパワー・バランスに構造的な変動が起こる時、アメリカと日本や韓国のような非対称な同盟関係はどのように再定義・再構築されうるのか。今後、数十年にわたって東アジアの国際関係の最重要課題の一つとなるこの問いに資するべく、本研究は、第二次大戦後の東アジア地域秩序の構造変動について、アメリカを軸にした長期的な見取り図を与えることを目指す。大国間のパワー・バランスの変化に対応して、アメリカと同盟国の間の関係はどのように調整され、それによって地域の秩序形成・維持のシステムはどう変容したのか。西欧植民地列強が撤退した50年代に、アメリカはいかにして地域の覇権的地位を自覚し、秩序形成・維持の責任を自ら担うに至ったのか。アメリカと外交史による検証を通じて、同盟国の間には、パワー・バランスの安定期には想像できないような多様なダイナミズムの作用の検証を目指している。インドシナ戦争をめぐる仏米関係について、今年度はアメリカ側から分析を行うと同時に、両国の動きを当時の日本人が、まだ記憶が生々しい仏印進駐と敗戦の経験を想起しながら、フランスのインドシナ戦争をどのように見ていたのか調査を行った。その成果をフランスの歴史家Jean-Noel Jeanneneyらが編集する共著L'Histoire de France vue d'ailleursのなかの1章として、単著"7 mai 1954: La chute de Dien Bien Phu"を公表し、フランスにおいて、以下の学術情報サイトに見られるような反響を得ることができた(https://www.herodote.net/Un_point_de_vue_decale-article-1622.php)。上記論文の執筆とともに、米国議会図書館においてハリマン文書の調査及びトルーマン大統領図書館における大統領とホワイトハウス高官らの史料収集を行った。

中国の台頭で急速に変動する現代の東アジアの地域パワー・バランスの分析に資するべく、本研究は、第2次大戦以降のアジアにおける2つの秩序移行期、すなわち、アメリカの覇権確立期にあたる1950年代と、覇権衰退期である1970年代に焦点を合わせ、アメリカとそのジュニア・パートナーである同盟諸国との間の非対称な同盟関係がいかに変化したのかを実証的に分析を試みている。平成29年度、在外研究の機会を得て、米国ハーバード大学に滞在し、アメリカ外交史家Fredrik Logevall教授と冷戦史研究者Arne Westad教授のアドバイスを受けつつ、インドネシア独立をめぐる米蘭英関係を中心に、アジア冷戦の起源と東南アジアにおける覇権交代とアメリカの同盟政策、アジアとヨーロッパとの間の国際関係の連関性について研究を深めた。平成29年度には、特に、インドネシア独立戦争に対するアメリカ国務省の対応が、戦後アメリカの東南アジア政策の起源につながるとの見方から、国務省が1949年3月に作成したPPS51に注目した。国務省資料によると、PPS策定の目的はインドネシアにおける共産主義の封じ込めにあったことが明らかになった。アメリカは、オランダに対して、イギリスのインド政策に倣ってインドネシア共和国に独立を付与するよう説得を試みていたが、オランダは1948年12月、共和国指導者に共産勢力の影響が強まっていると主張し、武力による独立指導者の鎮圧を行う。この第二次警察行動をみて、アメリカはオランダが弾圧によって共和国のナショナリストを共産勢力側に追いやることを恐れ、オランダにインドネシアを任せて置くことはできないと見切りをつけ、自ら東南アジアの秩序維持に乗り出すことにした。アメリカはなぜオランダに対する説得に失敗したのか、米蘭間でいかなる認識の相違が生じていたのかを米蘭英仏の資料で跡付けようとした。トルーマン大統領図書館、米国立公文書館、オランダ国立公文書館、英国立公文書館等で調査を行った。また1月下旬から2月頃に予定していた米国立公文書館や大統領図書館などでの資料収集が米現政権による政府閉鎖の可能性により見送らざるをえなくなったことも理由として挙げられる。平成29年度は研究実績の概要に記載した研究を行ったが、その成果の公表まで行うには至らなかった。平成30年度に学会・研究会での報告や論文の公表、学会誌への論文の投稿を行う予定である。本年度は、フランス外務省、国立公文書館及び海外領土公文書館での史料収集を行うとともに、可能な限りアメリカ議会図書館のハリマン文書、トルーマン大統領図書館に足を運び、アメリカの相互安全保障法に基づく援助と同盟戦略の分析に踏み込んでいく予定である。今年度は1953年以降のアメリカ側の同盟戦略を検証するための史料調査としてアイゼンハワー図書館とジョンソン大統領図書館を訪問するとともに、脱植民地化のプロセスと同盟の形成と発展の連関を探るために、イギリス公文書館、フランス外務省及び海外領土公文書館、オランダ公文書館の訪問を検討している。
アンミン錯体における水素の状態分析と機能性発現メカニズムの解明

錯体水素化物やハロゲン化物は,分子状のアンモニア(NH3)を吸蔵し「アンミン錯体」と呼ばれる安定相を形成する。これらアンミン錯体は,吸蔵体の種類やNH3との組成により,異なる物性を示すことから,エネルギー貯蔵物質やイオン伝導体等としての利用が期待されている。アンミン錯体の機能性には,水素が深く関わっていることが示唆されているが,詳細なメカニズムについては未だ明らかになっていない。本研究では,アンミン錯体の熱力学特性評価や構造解析を行うと共に,アンミン錯体中の水素の状態をIRやNMRといった分光法を用いて詳細に分析し,水素の状態と物性との相関性を議論する。
膜結合型プロスタグランジンE合成酵素の血管新生における役割の解明

膜結合型プロスタグランジンE_2合成酵素(mPGES1)は誘導性の酵素であり、プロスタグランジンE_2(PGE_2)の産生において重要な役割を果たし、新生血管の形成など様々な生理現象に関わると考えられている。我々は、このmPGES1の発現に転写調節因子であるEgr-1が中心的な役割を果たしていることを報告してる。本研究課題では、Egr-1のコリプレッサーとして機能することが知られているNAB2が、mPGES1の発現にどの様な役割を果たしているのか、また、その関与が、新生血管の形成などの生理現象においても影響しているのかを検討した。その結果、NAB2はin vitroの細胞系やin vivoの病態モデルにおいてEgr-1の活性化に伴い、発現誘導されることが示された。また、NAB2の発現をsiRNAによって抑制することにより、mPGES1の発現やPGE_2の産生が阻害されることが示唆された。これらの結果は、NAB2がEgr-1の抑制を介して、mPGES1の発現を負に制御し、新生血管の形成などの生理現象にも関わることを推測させるものと考えられる。プロスタグランジンE_2(PGE_2)は多彩な生理活性を有し、難治性炎症性疾患や発癌などに密接に関わっている。このPGE_2の産生において重要な役割を果たすPGE合成酵素が転写調節因子Egr-1により転写制御を受けていることを研究代表者らはこれまでに見いだしている。本研究課題では、この知見を実際の病態での役割に発展させる試みであり、癌の進行に伴う血管新生を中心に検討している。初年度に当たる本年度は、病態においてプロスタグランジンの供給細胞と考えられるマクロファージを用いて、PGE合成酵素の活性化を導く環境条件を検討した。具体的には、IFNγやIL-23等のサイトカインの存在下での炎症性刺激や癌病巣を想定した低酸素条件下でのプロスタグランジン合成酵素群の発現変化を検討した。また、同時に転写調節因子Egr-1の活性変動やそのコリプレッサーであるNAB2の発現も検討した。その結果、幾つかの条件の組み合わせによりNAB2による転写抑制の解除とEgr-1の活性化とそれにより誘導されるPGE合成酵素の発現上昇が認められた。しかし発現誘導を引き起こすサイトカインの濃度などの条件は不安定であり、実験例数を増やすことやより詳細な環境設定の検討が必要と考えられる。本年度は、Egr-1の転写調節活性を制御する新たな因子の検索を行った。抗Egr-1抗体を用いた免疫沈降や転写活性を調べるゲルシフトアッセイでの抗体適用などから、Egr-1と特異的な親和性を有する約10種類の蛋白質が検出された。これらの蛋白質のうち、3種類がエンドトキシンなどの刺激により発現量やEgr-1との親和性の変化を引き起こすことが見いだされた。この3種類の蛋白質のうち、一つは、昨年までに関与が明らかとなったNAB2であることがサウスウエスタンブロットにより確認できたが、残りの2種に閥しては、同定にまでは至らなかった。今後、この2種類に関して、簡易的な精製や分析により同定を試みる予定である。また、昨年までに得られた、Egr-1のコリプレッサーであるNAB2による転写抑制を培養癌細胞などに応用し、病態での関与を検討した。Egr-1とNAB2の両者を発現する細胞株では、両者の発現は相関する傾向が認められた。このことは、NAB2がEgr-1の負のフィードバックとして機能している可能性を示唆するものと考えられたが、制御調節機構の詳細は、次年度以降の検討課題と考えられた。

血管新生を評価する動物モデル(ラット皮下スポンジ移植やマウス皮下マトリゲル移植など)を用いて、血管新生の過程とCOX-2及びmPGESの発現の有無を検討した。更に、これらのモデルにmPGESに対するsiRNAを適応し、血管新生における影響を検討した。その結果、肉芽内ヘモグロビン濃度やCD31等の血管内皮特異的マーカーとmPGESの発現に相関が認められる特定の条件が明らかとなった。また、mPGESの発現を組織特異的に観察したが、これでは、有効な条件は見いだされなかった。今後は、癌性の血管新生に関しては、Sarcoma等の株化細胞の移植実験を行い、プロスタグランジン合成酵素群の役割の解明を継続していく予定である。
人と社会の側からみた地図・地理空間情報の新技術とその評価

前年度に引き続き、次の4つの班に分かれて研究を実施した。(1)総括班:海外の研究者との交流・連携を図るために、2018年8月にカナダで開催されたIGUケベック地域会議に参加して,研究発表を行うとともに海外の研究者と情報交換を行った。(2)技術班:新しい地図の作成過程と表現の技術的評価を行った。参加型地図作成の技術的側面については、主にWebGL環境下で高品質・多機能なジオ/ビジュアライゼーションツールがオープンソース化されたことを受け、関連の技術調査や試験的な実装を試みた。地理的可視化については、Android版とiOS版の「バーチャル平安京AR」のアプリを公開し、そのインターネット上での評価を集計して分析を進めている。(3)認知・思考班:ウェブ地図の利用状況について、比較的ヘビーなユーザーへの自由記述に基づく予備調査を実施し、ウェブ地図の利用状況や利用上の課題、利用上の工夫を把握した。またこの予備調査に基づき、ウェブ地図利用時のユーザビリティーの課題把握とそれを補完する利用者のリテラシー把握のための実験的観察を実施した。また、モバイル端末などによる地理情報の使用が認知地図の形成にどのような影響を与えるかを検討するために、幾つかの地図の縮尺に対応して人がどのように都市の位置関係を把握しているかを調査した。これに関連して、まちの散策におけるスマートフォンの利用と空間認知に関する被験者実験を行った。(4)社会班:ウェブ地図をはじめとする新しい地図表現を社会科学的側面から評価するために、海外での関連分野の議論を整理した。また、客観的データに基づいて社会的影響を検討するために,一般人の地図利用実態に関するWebアンケート調査を実施し、世代間比較を中心とした分析を進めている。研究分担者が多いため、2018年度はメンバー全員が揃う会合は開催できなかったが、4班に分かれてサブテーマごとの研究をそれぞれ進めており、研究成果も順次発表している。ただし、アイルランド国立メイヌース大学のRob Kitchin教授を招聘して実施する予定だった中間評価と交流セミナーは、直前になって事情によりキャンセルとなった。研究計画に沿って四つの班ごとに分担課題について研究を進め、得られた成果を2019年に開催される第29回国際地図学会(ICC2019)などで広く公開するとともに、内外の学術雑誌に投稿する。本研究は、現代の地図作成と表現に大きな変化をもたらした新しい情報技術をとりあげ、技術的側面だけでなく人間の認知的側面および社会的側面から、日本の実情に即してその可能性と課題を明らかにすることを目的とする。そのために、次の4つの班に分かれて研究を実施した。(1)総括班:海外の研究者との連携を図るために、7月にアメリカ合衆国で開催されたICC2017に参加して,研究発表を行い情報交換を行った。地理的可視化については、「情報可視化」における地理空間情報の扱いを調査するとともに、位置と方向の情報を持つ空間データの新しいクラスタリング・可視化手法を提案した。参加型地図については、OSMを対象にして国内外におけるクライシスマッピング活動の相違や入力される地物リソース(タグ)の特徴などを検討した。また、アナログ地図をデジタルプラットフォームで統合利用可能にするためのシステムの理論的体系化と応用実験の準備を行った。(3)認知・思考班:新しい地図表現の認知科学的評価を行うために、眼球運動測定装置を購入して実験の準備を進めている。また、観光を対象にして空間情報の充実が個人の行動にどのような変化をもたらすかを調査した。(4)社会班:新しい地図の作成過程と表現の社会科学的評価を行うために、批判地図学での議論の整理を行った。また、客観的データに基づいて社会的影響を検討するために,一般人の地図利用実態に関するWebアンケート調査を実施し、データ解析を進めている。研究分担者が多いため、平成29年度はメンバー全員が揃う会合は1回しか開催できなかったが、4班に分かれてサブテーマごとの研究をそれぞれ進めており、研究成果も順次発表している。

(4)社会班:ウェブ地図をはじめとする新しい地図表現を社会科学的側面から評価するために、海外での関連分野の議論を整理した。また、客観的データに基づいて社会的影響を検討するために,一般人の地図利用実態に関するWebアンケート調査を実施し、世代間比較を中心とした分析を進めている。研究分担者が多いため、2018年度はメンバー全員が揃う会合は開催できなかったが、4班に分かれてサブテーマごとの研究をそれぞれ進めており、研究成果も順次発表している。ただし、アイルランド国立メイヌース大学のRob Kitchin教授を招聘して実施する予定だった中間評価と交流セミナーは、直前になって事情によりキャンセルとなった。研究計画に沿って四つの班ごとに分担課題について研究を進め、メンバー全員での研究成果の情報共有と討論の機会を設ける。得られた成果は平成31年度の第29回国際地図学会(ICC2019)で内外に広く公開するための準備を着実に進める。研究計画に沿って四つの班ごとに分担課題について研究を進め、得られた成果を2019年に開催される第29回国際地図学会(ICC2019)などで広く公開するとともに、内外の学術雑誌に投稿する。
11q23転座型急性白血病に対するFLT3阻害剤を用いた分子標的療法

11q23転座型白血病に対する、FLT3 inhibitorであるPKC412の、抗腫瘍効果とその機序について、明らかにすることを目的として解析を進めている。11q23転座型白血病株では、構成的にSTAT5、MAPK、Aktが強くリン酸化されていたが、PKC412添加後、脱リン酸化された。また、PKC412添加後、G0/G1arrestが誘導され、さらに、アポトーシスが誘導された。アポトーシス関連遺伝子を検討したところ、FLT3変異を有する細胞株では、PKC412添加後、Bim ELが増加し、FKHRL1は脱リン酸化された。予後不良の疾患と考えられている11q23転座型白血病で,FLT3が高レベルで発現し,恒常的にリン酸化されていることが報告された。この11q23転座型白血病に対する新たな治療の可能性を探るため,FLT3inhibitorであるPKC412の,抗腫瘍効果とその機序について,明らかにすることを目的として解析を進めている。次に,PKC412添加後のアポトーシス誘導を,AnnexinV/Propidium Iodide(PI)二重染色で解析した。PKC412添加後,annexin V陽性細胞が増加し,またpan caspase inhibitorをpreculture後,PKC412を添加すると,Annexin陽性細胞が著明に減少した。従って,PKC412によるアポトーシスはcaspase-dependentと考えられた。また,PKC412添加後の細胞周期について,BrdU/PI二重染色で解析したところ,G0/G1 arrestが誘導されていた。機序については,Western blot法による蛋白発現解析により,Cyclin D/CDK4もしくはCyclin E/CDK2複合体の発現低下が関与しているものと考えられた。さらに,PKC412添加後にアポトーシス関連遺伝子の蛋白発現の変化をWestern blot法で検討したところ,pro-apoptotic蛋白であるBimELの蛋白発現が増加し,FKHRL1が脱リン酸化された。以上より,アポトーシス誘導機序は,FKHRL1の脱リン酸化によるBimの発現増加を介することが示唆された。予後不良の疾患と考えられている11q23転座型白血病で、FLT3が高レベルで発現し、恒常的にリン酸化されていることが報告された。この11q23転座型白血病に対する新たな治療の可能性を探るため、FLT3 inhibitorであるPKC412の、抗腫瘍効果とその機序について、明らかにすることを目的として解析を進めている。平成19年度までで、我々はPKC412添加後のアポトーシス関連遺伝子の蛋白発現の変化を検討したが、FLT3/TKDD835/I836変異を有する細胞株では、Bim ELが増加し、FKHRL1は脱リン酸化されていた。従って、アポトーシスの誘導機序は、FKHRL1の脱リン酸化によるBimの発現増加を介することが示唆された。しかし、FLT3/TKDD835/I836変異のない細胞株では、アポトーシス関連遺伝子蛋白の明らかな発現変化は認められなかった。これら、FLT3/TKDD835/I836変異のない細胞株における、PKC412添加後のアポトーシス誘導は、現在までのところ、不明である。我々は平成20年度、これら細胞株について、ROS(Reactive Oxygen Species)などとの関与について、検討してきた。PKC412添加後、DCFDA及びdihydroethidiumを用い、ROSの測定を行ったが、細胞株による、および薬剤の有無による、有意な差異は観察されなかった。さらに、ROS inhibitorであるNAC(1-acetyl L-cystain)を添加し、PKC412添加後の細胞株のviabilityについて検討した。確かにNAC添加後は細胞のviabilityが救済されていることから、PKC412添加後のアポトーシス誘導機序は、ROS経路を介していることが示唆された。他の経路を介する可能性についても含め、詳細について現在検討中である。
角膜内皮は抗原提示細胞として免疫応答を制御するか?

眼球は、免疫特権をもった代表的な器官の一つである。そのメカニズムとして前房関連性免疫偏位(ACAID)が知られている。本研究においては、内皮細胞の免疫特権への寄与を免疫調節面から検討した。角膜内皮における主たる病原体感染として、単純ヘルペス(HSV)がよく知られており、そのtranscriptomeをnetwork解析を用いて検討した結果、全ゲノムにおけるIndoleamine 2,3-deoxygenase 1 (IDO1)の高度の発現とそれに関連づけられる抗原提示機能が明らかとなった。IDO1の抗原提示機能への関連性から、内皮の抗原提示機能を検証した結果、HSV感染のみならず、卵白アルブミンを含めたモデル抗原をCD4細胞に提示でき、Th1型反応を誘導できることが判明した。とくにIDO1が誘導される場合、抗原特異的にIDO1は、クラスII経路依存性に調節性T細胞を誘導することが判明した眼球は、免疫特権をもった代表的な器官の一つである。ACAIDは、末梢性免疫寛容機構のひとつであり、これまで多くの重要な研究がなされてきた。中でも角膜内皮は、ACAIDの成立に関与することが、明らかになってきており、本研究においては、内皮細胞の免疫特権への寄与を免疫調節面から検討した。角膜内皮における主たる病原体感染として、単純ヘルペス(HSV)がよく知られており、角膜内皮へのHSV感染において誘導されるtranscriptomeをnetwork解析を用いて検討した結果、全ゲノムにおけるIndoleamine 2,3-deoxygenase 1 (IDO1)の高度の発現とそれに関連づけられる抗原提示機能が明らかとなった。IDO1は、トリプトファンの除去による抗ウイルス作用の報告があったが、角膜内皮においては抗ウイルス作用は認めなかった。一方、IDO1の抗原提示機能への関連性から、内皮の抗原提示機能を検証した結果、HSV感染のみならず、卵白アルブミンを含めたモデル抗原をCD4細胞に提示でき、Th1型反応を誘導できることが判明した。とくにIDO1が誘導される場合、抗原特異的にIDO1は、クラスII経路依存性に調節性T細胞を誘導することが判明した。IDO1の誘導経路を検索すると、病原体の認識にかかわるPattern recognition receptor,中でもToll like receptor (TLR)3やTLR9が重要であることが判明した。とくにIDO1が誘導される場合、抗原特異的にIDO1は、クラスII経路依存性に調節性T細胞を誘導することが判明したヒト培養角膜内皮細胞がメモリーT細胞に対して抗原提示をする解析系を確立した。モデル抗原として単純ヘルペスウイルスを用いて内皮細胞を刺激した場合、角膜内皮細胞は、抗原提示機能にかかわる多くの分子群を発現する。抗原提示にかかわる分子群を用いてネットワーク解析を行った場合、抗原提示ネットワークは、NF-κBをシグナル経路の主体にしめる分子群で構成されていることが判明した。角膜内皮は前房関連性免疫偏位(ACAID)の重要なコンポーネントとして知られている。興味深いことに、作出された角膜内皮のプライマリーネットワークには、ACAIDへの関与が想定される免疫制御因子群が認められた。とくに免疫制御性酵素であるIndoleamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1)の強い関与を認めた。IDO1が、実際に抗原提示機能にかかわるかどうかを検討するため、IDO1の機能阻害、発現阻害および過剰発現を行い、角膜内皮におけるIDO1の機能を検証した。その結果、角膜内皮がアロメモリーT細胞に抗原提示を行う場合、IDO1誘導を介してメモリーCD4+細胞を制御性CD4+細胞に変化させることが判明した。以上より、角膜内皮が抗原提示をメモリーCD4+細胞に対して行う場合、制御性CD4+細胞への分化刺激を介して、抗原特異的な免疫寛容を誘導する機能をもつことが判明した。この機能は、角膜感染症や前眼部炎症を制御するストラテジーを確立する上で重要な知見となると考えられる。ウイルスモデル抗原には主としてHSVを用いてきたが、サイトメガロウイルスも角膜内皮炎を含めた前眼部炎症の関連病原体として重要である。CMVに関しては、実際角膜内皮に感染できるかどうかさえ判明していないため、感染性の有無の検討、感染しうるなら角膜内皮のCMV反応性包括的トランスクリプトームの取得を行う。つぎにCMV感染と角膜内皮炎の病態がいかなる関連をしめすかを、角膜内皮炎の患者より分離したメモリーリンパ球を用いて角膜内皮との相互作用を検証していく。このため、新たな倫理審査承認を取得した。MHC拘束性の抗原提示機能をより詳細に評価するためにはマウスモデルを使用する。

T細胞レセプタートランスジェニックマウスとして、卵白アルブミン(OVA)特異的TCRトランスジェニックマウス(OT2)を使用する。OT2より、角膜内皮を分離し、OVA特異的TCRに対して抗原提示をする系を確立する。アッセイ系には、角膜内皮をcellとして分離し、OVAあるいは、OVAペプチドをモデル抗原として用い、角膜内皮を抗原提示細胞として使用する。分離したマウスT細胞との混合リンパ球刺激試験により抗原提示機能を評価する。また、これにより確立されるT細胞を養子移入によりマウスにもどし、その作用を評価する。CD4+,CD8+ T細胞それぞれに対する抗原提示機能の評価には、抗原注射後の遅延型過敏反応の測定、移入マウスより分離した細胞障害性Tリンパ球活性測定、さらに抗原特異的サイトカイン分泌量を用いる。研究の発展に伴い、次年度には試薬購入費用の増加が想定される。このため、本年度分にPC購入費用として計上していた費用を次年度へ繰り越した。
相関電子系におけるトポロジーと量子ダイナミクスの理論的研究

固体電子の相対論的効果と電子間相互作用の相乗効果を、トポロジカル絶縁体、半導体、超伝導体など広い範囲の系に対して理論的に研究し、伝導現象、光学現象、磁性、などの物性にどのような形で現れるかを明らかにした。また、強く相互作用する多数の電子に光を当てたときに生じる動的現象を量子力学的シミュレーションで調べて、強相関太陽電池の動作基本原理を明らかにした。研究テーマa)トポロジーと電子相関効果の協奏現象、(b)電子・スピン結合系の実時間量子ダイナミックス、それぞれにつき以下の研究成果が上がった。a)2次元遷移金属酸化物における量子スピンホール状態につき、電子間の相互作用をスレーブローター法で取り扱い、バンド絶縁体とモット絶縁体の区別を含む相図を明らかにした。また、2次元蜂の巣格子以外の系としてBiTelを取り上げ、トポロジカル絶縁体ではないが、巨大なRashba効果を示す系であることがわかった。トポロジカル絶縁体表面の金属における電子多体問題の研究としては、(i)磁性体を接合したときの磁気抵抗効果(GMR)と磁化のダイナミックスの研究を行い、スピン軌道相互作用がともに本質的に効いて、通常のGMRや磁化ダイナミックスにはない数々の特徴(たとえば反平行磁化配置でコンダクタンスが極大になるなど)を見出した。(ii)超伝導との接合を作ったときに現れるマヨラナフェルミオンの物性について、アンドレープ反射、ジョセフソン効果、近藤効果、などの現象に則して調べた。その結果、"実"フェルミオンとしてのマヨラナフェルミオンに特有な干渉効果が現れることを突き止めた。また、フェルミオン間の相互作用の効果をボゾン化法で取り扱い、繰りこみ群を使ってトンネル現象が特異な温度依存性を持つことを見出した。b)光励起による電子・スピン結合系-2重交換模型-のシミュレーションを行い、光励起に後の緩和のダイナミックスを調べた。その結果、ナノスケールの自己組織化現象が量子力学的遷移に伴って生じることを見出した。さらに進んで、光励起による強磁性金属・反強磁性絶縁体転移のシミュレーションに成功した。a)(i)トポロジカル絶縁体上の2次元電子系における磁性不純物効果を、スケーリング理論を用いて数値的に調べた。磁性不純物は局在効果を引き起こし、その結果トポロジカル電気磁気結合効果を広いパラメーター空間で実現できることを示した。(ii)バルクで反転対称性が破れた巨大Rashba系BiTeIの第一原理計算を行い、角度分解光電子分光、光学スペクトル、軌道反磁性、などの物理量を計算し実験との良い一致を得た。また、k.p摂動法を用いて電子状態を解析し、巨大Rashba分裂が起きるための条件を明らかにした。(iii)トポロジカル超伝導体のカイラルエッジ状態、ヘリカルエッジ状態で実現されるマヨラナフェルミオンに伴うトンネル現象を相互作用効果まで含めて解析し、ジョセブソン電流が温度のべきに依存すること、準粒子電流がジョセブソン位相に依存するなどの特異な振る舞いを見出した。(iv)また、ヘリカルエッジ状態のマヨラナフェルミオンと磁性不純物の相互作用を考察し、異方的近藤効果が表れることを示した。b)(i)スピン・電子結合系の量子ダイナミクスのシミュレーションを進め、光励起による絶縁体・金属転移の実時間発展を捉えることに成功した。光励起強度に関する閾値的振る舞い、励起エネルギー依存性を見出すとともに、時間・空間の非均一構造が転移の中間過程で自発的に現れることを見出した。例えば、励起光の偏光方向の記憶を電子系が保持し、少し時間が経った後でその方向にストライプ秩序が発生する現象を見出した。これらの結果は、マンガン酸化物系における光誘起絶縁体・金属転移の実験結果と良い符合を示している。(ii)また、電場を印加することによって光励起電子・正孔対が自由キャリアーになる過程も捉えることに成功し、強相関太陽電池の基礎過程の解明に寄与した。(iii)トポロジカル超伝導体のカイラルエッジ状態、ヘリカルエッジ状態で実現されるマヨラナフェルミオンに伴うトンネル現象を相互作用効果まで含めて解析し、ジョセフソン電流が温度のべきに依存すること、準粒子電流がジョセフソン位相に依存するなどの特異な振る舞いを見出した。(iv)

また、ヘリカルエッジ状態のマヨラナフェルミオンと磁性不純物の相互作用を考察し、異方的近藤効果が表れることを示した。b)(i)スピン・電子結合系の量子ダイナミクスのシミュレーションを進め、光励起による絶縁体・金属転移の実時間発展を捉えることに成功した。光励起強度に関する閾値的振る舞い、励起エネルギー依存性を見出すとともに、時間・空間の非均一構造が転移の中間過程で自発的に現れることを見出した。例えば、励起光の偏光方向の記憶を電子系が保持し、少し時間が経った後でその方向にストライプ秩序が発生する現象を見出した。これらの結果は、マンガン酸化物系における光誘起絶縁体・金属転移の実験結果と良い符合を示している。(ii)また、電場を印加することによって光励起電子・正孔対が自由キャリアーになる過程も捉えることに成功し、強相関太陽電池の基礎過程の解明に寄与した。
高血圧における中枢性昇圧機序-脳内酸化ストレスを介した交感神経活動亢進-

食塩感受性高血圧において「脳内酸化ストレスを介した中枢性交感神経活動亢進が昇圧機序に重要である」可能性を、Dahl食塩感受性高血圧ラットと食塩非感受性ラットを用い、脳室内に抗酸化剤を投与した際の腎交感神経活動の反応と、脳視床下部における酸化ストレスを比較検討することで示した。肥満高血圧においても同様の機序が関与している可能性を、Sprague-Dawleyラットに高脂肪食を負荷した肥満高血圧モデル動物において示した。【目的】食塩感受性高血圧の昇圧機序に、脳内酸化ストレスを介した中枢性交感神経活動亢進が関与している可能性を検討した。【方法】高食塩食(8%食塩)もしくは普通食(0.4%食塩)で4週間飼育した910週齢の雄Dahl-S(食塩感受性)ラットおよびDahl-R(食塩抵抗性)ラットを用いた。抗酸化剤tempolを、ウレタン麻酔下、人工呼吸下でラットの側脳室に投与した際の、血圧、心拍数、腎交感神経活動の変化を観察し、その反応の程度を4群ラットで比較検討した。また摘出した脳視床下部における酸化ストレスをルシジェニン化学蛍光発光法により測定し、さらにNADPHoxidase subunits mRNAの発現をrea1-time RTPCR法にて定量した。【成績】薬剤投与前の平均血圧は、高食塩食Dah1-Sラットにおいて他群に比較し有意に高値であった。血圧、心拍数、腎交感神経活動のいずれも、tempol側脳室投与により容量依存性に抑制された。その反応の程度は、高食塩食Dahl-Sラットにおいて他群ラットに比較し有意に大きかった。高食塩食Dahl-Sラットの血圧をhydralazineにより正常化しても同様の結果であった(p<0.05)。さらに、視床下部由来の酸化ストレス値、またNADPH oxidase subunit発現量は高食塩食Dahl-Sラットにおいて有意に亢進していた(p<0.05)。【結論】食塩感受性高血圧では、食塩負荷によるNADPH oxidase活性亢進を介した脳内酸化ストレス上昇が、中枢性交感神経活動亢進をもたらし昇圧に至る可能性が示唆された。【展望】食塩感受性高血圧はメタボリックシンドロームとオーバーラップすることが多く、共通の背景として脳内酸化ストレスを介した交感神経活動の亢進が関与している可能性を、高脂肪負荷ラットを用いてさらに追求していきたい。【目的】食塩感受性高血圧において脳内酸化ストレスを介した交感神経活動亢進が昇圧機序に関与している可能性を、19年度に報告した。酸化ストレスや交感神経活動は、メタボリックシンドロームの病態にも関与していると言われており、20年度は肥満高血圧においても同様の機序が関与している可能性を検討した。【方法】45%高脂肪食もしくは普通食を負荷したSbrague-Dawley(SD)ratを対象とした。抗酸化剤tempol, diphenyleneiodonium, apocyninを各々、ウレタン麻酔下、人工呼吸下でラットの側脳室に投与した際の、血圧、心拍数、腎交感神経活動の反応を2群間で比較検討した。また摘出した脳視床下部における酸化ストレスをルシジェニン化学蛍光発光法により測定し、さらにNADPHoxidase subunits mRNAの発現をreal-time RTPCR法にて定量した。【成績】高脂肪食負荷群は肥満高血圧を呈し、尿中ノルエピネフリン高値、交感神経遮断薬ヘキサメソニウムに対する過大反応から、交感神経亢進所見が認められた。抗酸化剤脳室内投与に対する血圧、心拍数、腎交感神経活動の低下反応も、普通食群に比較し有意に大きかった。さらに、視床下部由来の酸化ストレス値、NADPH oxidase subunit発現量は高脂肪食群において有意に亢進していた。【結論】肥満高血圧では、NADPH loxidaseによる脳内酸化ストレス上昇を介した中枢性交感神経活動亢進が昇圧機序に関与している可能性が示唆された。【展望】食塩感受性高血圧と肥満高血圧の両者で上記が示されたことは、メタボリックシンドロームの共通背景として脳内酸化ストレスを介した交感神経活動の亢進が関与している可能性があり、抗酸化作用を有する薬剤による中枢性の交感神経抑制が、メタボリックシンドロームの新たな治療戦略となり得る。
強不定値汎函数の変分問題と閉道空間の幾何学

シンプレクティック多様体上の周期的ハミルトン系に付随する作用汎函数は、強不定値即、ヘッシアンの正・負の固有値がともに無限個あるもので、これを扱う手法としてフロア-は今フロア-ホモロジーと呼ばれる理論を展開した。その適用範囲を広げたいというのが主な目標である.弱単調な場合を扱った論文を出版できる形にしたというのも一つの成果である.更に一般の閉シンプレクティック多様体への拡張を試みているが、これは未だ成功していない。今後の課題として残された.似た問題ではあるが、シンプレクティック多様体に埋め込まれたラグランジアン部分多様体の対に対してもフロア-ホモロジー理論がある。この場合ラグランジアン部分多様体のマスロフ指数が3以上であれば、計算はともかくフロア-ホモロジーの定義はなされていた。一方、完全ラグランジアン部分多様体(ボ-ア・ゾンマーフェルト軌道ともいわれる)のルジャンドル変形を行なうと、もとのラグランジアン部分多様体との交叉点の数がどのように下から抑えられるかというア-ノルドの問題に動機づけられ、シンプレクティック多様体の前量子化束の中でのラグランジアン部分多様体対に対するフロア-・ホモロジーを考えることとなった。私の出会った状況ではマスロフ指数が2となり、上で述べた一般論ではうまくゆかない,そこで零切断が概複素部分多様体である事に留意し、作用汎函数のグラディエントラインと零切断の交点数を定義し、これが0となるグラディエントラインのみを用いてフロア複体を構成する事に成功した。ある条件の下では計算もでき、前述のア-ノルドの問題に部分的ながら答えることができた。
脳特異的侵入を規定するミクログリアの遺伝子の単離

これまでの研究によりミクログリアはマクロファージとは異なり末梢血管に直接注入した場合にも脳に特異的な親和性をもち、脳に侵潤する能力を持った細胞であること、この親和性を利用すれば末梢血流中から特定物質や遺伝子を脳に特異的に導入できることを明らかにした。この機能はミクログリア細胞表面上に存在すると考えられる分子が脳の血管内皮細胞と相互作用することによると考えられる。そこで、本研究ではミクログリア細胞株からmRNAを精製してcDNAを合成し、ファージディスプレイライブラリーに組み込みをおこなった。また、ランダムペプチドライブラリーも作成し脳特異的接着に関わる脳側の因子(ホーミングレセプター)の検索も同時に行えるシステムを構築した。それぞれのファージ混合液をマウス個体に尾静脈から注入して投与し、潅流後脳を摘出、脳から回収されるファージを増殖後再度尾静脈から注入し、同様の分析を3階繰り返し行って脳特異的移行性を示すファージの濃縮をおこなった。その結果、脳に親和性を持って特異的に侵入するファージを分離することに成功した。現在、ファージがコードしている遺伝子について解析している。これらの遺伝子の共通配列が同定できれば脳を標的化した物質輸送が実用化できると考えられる。1脳特異的な細胞移入の調節メカニズムの検討ラット個体を用いてミクログリアの脳特異的侵入の条件を検討し、外来遺伝子を脳に特異的に発現させることに成功した。また、導入した遺伝子産物の活性測定によって細胞の移入量を定量することができるようになった。(1)マクロファージ注入の場合、脳にはほとんど蛍光細胞が見られないが肝臓には多く見られた。ミクログリア注入の場合には脳には多く、肝臓にはわずかしか見られなかった。(2)lacZ発現ベクターを導入した細胞を注入したラット脳切片でlacZ陽性細胞が確認できた。(3)2と同様の切片でのβ-galactosidase活性が検出できた2組換えファージの生物活性のスクリーニングの確立培養脳血管内皮細胞による再構成血液脳関門システムでミクログリアの血液脳関門を形成している血管内皮細胞への特異的接着現象が再現できるようになった。3脳特異的な細胞移入に関与する分子の単離同定ミクログリア細胞株からmRNAを精製してcDNAを合成し、ファージディスプレイライブラリーに組み込みをおこなった。また、ランダムペプチドライブラリーも作成し脳特異的接着に関わる脳側の因子(ホーミングレセプター)の検索も行える準備が整った。
α-グルコシダーゼ阻害効果をもつ金属錯体の開発研究

前年度の実験結果から、酵母由来のα-グルコシダーゼを用いたin vitro実験系において、銅(II)、亜鉛(II)およびバナジウム(IV)元素にα-グルコシダーゼ阻害効果があり、その効果は金属イオンおよび錯体により異なることが分かった。本年度の実験では、ラット小腸由来のα-グルコシダーゼを使用し、その阻害効果を検討したところ、昨年度の結果と同様、銅(II)、亜鉛(II)およびバナジウム(IV)元素に強い阻害効果が認められた。そこで、その阻害活性の大小とIrving-Williamsの安定度序列との間の相関性を検討すると、金属の安定度定数と阻害活性の間には相関性が認められた。in vitro実験において特に活性の高かった、銅(II)イオン、Cu(pa)_2錯体およびCu(6mpa)_2錯体を健常マウスを用いたin vivo実験に供したところ、用量依存的にα-グルコシダーゼを阻害することが分かり、その効果は現在医薬品として使用されているアカルボースと同程度であった。1型糖尿病モデル動物であるSTZマウスを用いた同様の検討でも、これらの化合物は、α-グルコシダーゼを阻害することが分かった。さらに、速度論的解析(Lineweaver Burk-plot)から、銅(II)イオンおよび銅(II)錯体は、酵母およびラット小腸由来のα-グルコシダーゼを、非拮抗的に阻害することが明らかとなった。酵母由来α-グルコシダーゼを用いたCDスペクトルの観察から、Cu(II)イオンおよびCu(II)錯体はα-グルコシダーゼの立体構造を変化させることが分かり、また、Cu(II)イオンとCu(II)錯体では酵素に及ぼす構造変化が異なることを明らかにした。以上の結果より、銅関連化合物が非常に強いα-グルコシダーゼ阻害活性を有することを明らかにすることができ、より詳細な安全性の検討を行った上で、今後新たな無機医薬品としての開発が期待される。糖尿病の患者数は、年々増加しており、日本国内の糖尿病患者数は740万人を越えるといわれている。糖尿病の患者には、インスリン注射が必須の治療法である1型糖尿病と、有機薬剤による薬物療法、運動療法、食事療法が主な治療法である2型糖尿病の二種類に大別され、糖尿病治療薬の開発、そのメカニズムの解明に凌ぎが削られている。そのような背景の中、亜鉛やバナジウムを始めとする金属元素および金属錯体が、抗糖尿病作用を有することが明らかとなり、新たな治療薬として注目を集めている。しかしながら、これら金属元素の抗糖尿病作用の詳細なメカニズムに関しては、十分な研究が行われてこなかったが、本研究において、これらの金属元素がα-グルコシダーゼ阻害効果を有することを明らかにすることができた。特に、我々が以前に糖尿病モデル動物を用いた実験で、血糖降下作用を示した、6-メチルピコリン酸メチルアミド-亜鉛錯体を用い、α-グルコシダーゼ阻害効果をin vitro実験系で評価したところ、強い阻害効果を有し、既存のα-グルコシダーゼ阻害薬であるアガルボースの80倍以上の効果を有することが分かった。この研究に基づき、抗糖尿病作用を有することが報告されている金属元素のα-グルコシダーゼ阻害効果をスクリーニングすると、コバルト<鉄≒アガルボース<バナジウム<亜鉛<銅の順に強くなり、銅が最も強い効果を示すことが明らかとなった。本研究の結果より、銅・亜鉛・バナジウムの抗糖尿病効果には、α-グルコシダーゼ阻害効果が強く関与しており、糖尿病治療薬となりうる可能性が示唆された。
頭部・眼球運動における垂直視差の役割

本研究の月的は,左右眼網膜像の違いが空間認識及び頭部・眼球運動制御に果たす役割を明らかにすることである.具体的には,垂直および水平視差の分布及びその動的な変化と,知覚的方位と奥行き,左右方向の頭部・眼球運動を中心とした行動応答との関係を実験的手法により定量的に明らかにし,それらの関係をモデル化することを目標としている.平成22年度においては,静的な両眼視差を持つ刺激に対する応答のみならず,動的に変化する刺激を観察した際の,頭部運動を計測しその影響を検討した.その結果,垂直視差の変動に伴って観察者の頭部が水平方向に無意識的に回転する場合があることが明らかになった.この結果は,他に類する報告がなく非常に新規性が高く,視差処理過程の解明において非常に重要な知見であると言える.この成果は,国内学会1件(口頭発表)で発表した.現段階においては,頭部運動を生起させる視差の条件が明確になっておらず,条件を変化させて引き続き研究を続けている.また,関連する視差パターンと知覚的奥行きの関連についての研究を行い国内雑誌に査読付原著論文(2件)として発表した.さらに,広い視野中での運動により生起される身体動揺と知覚との関連を調べた研究(1件)を国内学会で口頭発表した.この研究は両眼視差変化による行動応答と動きによる行動応答を分離するためのコントロール実験としての役割がある.本研究より,垂直視差が知覚のみならず無意識的な行動応答を引き起こすことが明らかになった.この結果は,基礎的な新規性が高いだけでなく,3Dディスプレイの開発,評価などの工学的な場面においても意義があるものと考えられる.本研究の目的は,左右眼網膜像の縦方向の違い(垂直視差)が空間認識及び頭部・眼球運動制御に果たす役割を明らかにすることである.具体的には,垂直視差の分布及びその動的な変化と,知覚的方位と左右方向の頭部・眼球運動との関係を実験的手法により定量的に明らかにし,垂直視差情報処理の機構を生理学的,心理学的知見を考慮してモデル化することを目標としている.平成21年度においては,実験装置を作成し,静的な刺激に向けた頭部・眼球運動における垂直視差の与える影響を検討することを目的とした.平成21年度においては,当初の目的通りに,実験装置を構築し,主に静的な刺激を用いて,まず頭部運動に与える垂直視差の影響を検討した.具体的には,被験者に垂直視差を持った刺激に対して頭部を向けるというタスクを課し,その際の頭部運動をポジションセンサにより計測した.その実験のなかで,垂直視差量,刺激の空間的形状や密度,固視点の有無などが変数であった.その結果,特定の被験者,条件において,垂直視差が頭部運動に影響することが示された.この結果は,他に報告がなく新規性が高く,視差処理過程の解明において非常に重要な知見であると言える.この成果は,国内研究会2件(論文付口頭発表),国内学会1件(口頭発表),国際学会1件(ポスター発表)で報告した.現在は,頭部運動に影響する垂直視差の条件を精査するとともに,動的な頭部運動および眼球運動に与える垂直視差の影響を調べるため実験の準備中である.そのために,装置の改修,ブログラムの制作等を行っている.また,21年度に行った研究成果を学術雑誌に原著論文として投稿するための準備も進めている.本研究の月的は,左右眼網膜像の違いが空間認識及び頭部・眼球運動制御に果たす役割を明らかにすることである.具体的には,垂直および水平視差の分布及びその動的な変化と,知覚的方位と奥行き,左右方向の頭部・眼球運動を中心とした行動応答との関係を実験的手法により定量的に明らかにし,それらの関係をモデル化することを目標としている.平成22年度においては,静的な両眼視差を持つ刺激に対する応答のみならず,動的に変化する刺激を観察した際の,頭部運動を計測しその影響を検討した.その結果,垂直視差の変動に伴って観察者の頭部が水平方向に無意識的に回転する場合があることが明らかになった.この結果は,他に類する報告がなく非常に新規性が高く,視差処理過程の解明において非常に重要な知見であると言える.この成果は,国内学会1件(口頭発表)で発表した.現段階においては,頭部運動を生起させる視差の条件が明確になっておらず,条件を変化させて引き続き研究を続けている.また,関連する視差パターンと知覚的奥行きの関連についての研究を行い国内雑誌に査読付原著論文(2件)として発表した.さらに,広い視野中での運動により生起される身体動揺と知覚との関連を調べた研究(1件)を国内学会で口頭発表した.この研究は両眼視差変化による行動応答と動きによる行動応答を分離するためのコントロール実験としての役割がある.本研究より,垂直視差が知覚のみならず無意識的な行動応答を引き起こすことが明らかになった.この結果は,基礎的な新規性が高いだけでなく,3Dディスプレイの開発,評価などの工学的な場面においても意義があるものと考えられる.
発光細菌固定化チップによるマルチ環境計測システムの開発

多検体分析型バイオチップの作製を目的として、芳香族化合物や毒性アニオンに対する応答遺伝子に発光遺伝子を融合することを試みた。その結果、セレン酸に応答能を有すると思われる遺伝子断片をセレン酸還元菌から大腸菌にクローニングすることに成功し、プロモーター配列の存在を確認した。しかし大腸菌内での安定性が問題となったため、セレン酸還元菌への遺伝子導入法を開発し、広域宿主ベクターを接合伝達によって安定に遺伝子導入、発現をさせることができた。次にチップ上に固定化した微生物の活性を保持・制御できるような菌体の包埋法・再活性化方法の開発を行い、シリカゲルによる固定化、レスティングセルの利用によって4°Cで約1ヶ月の保存ができた。また、1週間保存したチップでBOD計測が可能であった。更に、測定装置を市販のデジタルカメラなど携帯可能なデバイスに改良してオンサイト計測が可能な測定システムを提案した。本年度は、アレイ化に供する微生物素材の創製について研究を行った。特に、土壌修復現場において検出が要望される芳香族化合物(ナフタレン類)、カドミウムのような重金属、セレン酸などの毒性アニオンに対する代謝遺伝子を遺伝子工学的手法によって、代謝関連遺伝子の調節部位下流域に発光遺伝子を融合することを試みた。本実験においては、大腸菌をホストとしてlacZ-Xgal、発光遺伝子、gfpなどをレポーターとして用いたプロモーターアッセイベクターを利用したランダムクローニングアッセイによって目的遺伝子の探索、スクリーニングを実施した。加えて、エレクトロポレーション装置などを用いて簡便にホスト株に遺伝子を導入、発現を検出できるかを試みた。その結果、セレン酸に応答能を有すると思われる遺伝子断片をセレン酸還元菌から大腸菌にクローニングすることに成功した。さらに、データベースから得られたプロモーター性遺伝子のシーケンス解析、既知プロモーター性遺伝子配列との比較などの研究を行い、発光遺伝子の上流域に挿入する遺伝子の素性、特性についての調査をおこなった。これまでのところ、プロモーター性の遺伝子配列の存在をいくつか確認でき、大腸菌における発現可能性を検証している状況である。次にチップ上に固定化された微生物の生体活性を安定に保持・制御できる技術開発を目的として微生物細胞の包埋にアルギン酸ゲルをはじめとする各種保水性高分子ゲルの利用、凍結乾燥技術の応用や無機塩類などを含む活性化溶液の添加などによる細胞活性保持・再活性化方法の開発について検討し、シリカゲルによる固定化、レスティングセルの利用によって4°Cで約1ヶ月の保存が可能であり、1週間保存したチップによるBOD計測が可能であることが確認された。また、これらと同時に、市販のデジタルカメラなど携帯可能な受光用CCDデバイスの改良、さらに微生物チップの活性化を目的としたウォーマーなどを備えたオンサイト計測が可能な測定システムを提案した。土壌修復現場などにおいて検出が要望される有機・無機系化学物質に対する代謝遺伝子を既存のデータベースからの選出や遺伝子工学的手法による代謝関連遺伝子の調節部位下流域に発光遺伝子などのレポーター遺伝子を融合することで、各種汚染物質に対して応答能を付与させた機能遺伝子の構築を試みた。基本的に大腸菌もしくはセレン酸還元菌の分離株をホストとしてレポーター遺伝子を含むトランスポゾンプロモーターレスベクターと接合伝達法を利用したランダムクローニングアッセイを実施した。これまでのところ、大腸菌、セレン酸還元菌に対してプロモータレスの発光遺伝子を含んだミニトランスポゾン(miniTn5)挿入変異によって応答遺伝子の検索をランダムアッセイに基づいて実施してきたが、有機系化合物、重金属イオン、毒性オキサニオンに対して明確に応答するような遺伝子を見出すまでには至らなかった。特に大腸菌内での発現安定性が問題となったため、セレン酸還元菌株への遺伝子導入、発現を目的として、エレクトロポレーションや広域宿主ベクターによる異種遺伝子の導入について検討したところ、RSF1010を骨格とするグラム陰性菌広域宿主ベクター(pKT230,pKT240)を接合伝達によって安定に宿主株導入、遺伝子発現をさせることが可能であった。今後、この導入系を用いてアレイ化に供する光微生物素材を新たに創製できる可能性が示された。また、本研究の遂行を通じて、トランスコンジュガントの形成法が確立されたことから、本課題終了後もランダム法によるミニトランスポゾン(miniTn5)挿入変異による関連応答遺伝子の検索は継続して行っている。細胞の活性を保持できるアレイ化技術の開発については、アレイ化などの物理的因子よりもアレイ化される微生物株の生物的特性に依存することが大きいことが判明し、新たなスクリーニングによって長期保存可能な株を獲得できた。これらの研究を通じて、最終的には、オンサイトでの多項目環境計測が可能たセンシングシステムのプロトタイプの開発を進展させることができた。