hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
γプロテオ族腸内細菌の選択的生育阻害を目指したパントテン酸代謝経路の研究

パントテン酸からCoAまでの合成経路は極めて厳密に制御される。バクテリアは主要なパントテン酸の供給源である。バクテリアのパントテン酸はアスパラギン酸の脱炭酸化反応により生じるがこれを司るaspartate α-decarboxylase (PanD)はこれまで自己活性化されると考えられてきたが、大腸菌などの一部のバクテリアはPanZという因子により活性化されることを見出した。この活性には最終産物であるCoAにも依存している。PanD-PanZ複合体の構造からこの相互作用や活性化がCoAに依存していることを明らかにした。特にPanZがCoA依存的に、PanDに阻害的にも機能することも見出した。パントテン酸は補酵素A(CoA)の前駆体で、この合成が止まるとCoAの合成は停止する。バクテリアではアルギニン酸の脱炭酸化反応を経て生じたベータアラニンからパントテン酸は合成される。この脱炭酸化反応はaspartateα-decarboxylase (ADC)が触媒する。ADCはピルボイル酵素として知られている。ピルバイル酵素は自己切断を起こし、その切断されたペプチドの末端にビルボル基が付加され、これが活性型酵素となる。これまで一般的にピルバイル酵素は自己的に切断されると考えられて来た。が、私達の研究から大腸菌では活性化因子のよってADCのペプチド切断が促進されていることを見いだした。この活性化因子PanZの切断の促進機構を解明する目的で、PanZと前駆体ADCの複合体の構造を解明に取り組んだ。前駆体ADCとPanZの共結晶から1.61オングストロームの解像度でX線の散乱データを取得し複合体の構造を明らかにした。PanZは前駆体ADCに結合することで、前駆体ADCは活性型へと構造変化を起こしていた。また、またPanZが結合した状態ではアルギニン酸の脱炭酸化反応を経て生じたベータアラニンを阻害することも構造的に明らかにした。活性化因子PanZは単にADCの切断を促進するだけでなく、この過程がADC活性制御機構としても機能していることが構造的にも示された。Coenzyme A (CoA)はさまざまな代謝において補酵素として機能し、またタンパク質のアセチル化の基質としても重要である。CoAはビタミンB5としても知られるパントテン酸から合成される。パントテン酸からCoAまでの合成経路は極めて厳密に制御されている。バクテリアのパントテン酸はアスパラギン酸の脱炭酸化反応により生じるがこれを司るaspartate α-decarboxylase (PanD)はこれまで自己活性化されると考えられてきた。しかし、我々は最近大腸菌などの一部のバクテリアはPanZという因子により活性化されることを見出した。国際共同研究により、PanD-PanZ複合体の構造からこの相互作用と活性化とCoAに依存していることを明らかにした。CoAの合成過程を通じて、最終産物であるCoAが最初のステップを負に制御してCoAの量を調節している。このパントテン酸ーCoA経路はバクテリアに固有の代謝経路でかつてより抗菌の標的代謝経路とみなされてきた。今回の構造学的な知見は、PanD-PanZ複合体の過程でCoAの合成を止める方法を開発すために有用な知見となった。微生物遺伝学英国リーズ大学との共同研究により、高解像度の結晶構造が解明された。その結果、PanZによるaspartate α-decarboxylase (ADC)の活性化の構造的な理解が深まった。特にPanZの結合は自己切断を活性化するという正の機能だけでなく、これがADCの脱炭酸化酵素としての活性化を妨げるという負の制御があることを示した意義は大きい。これにより、ADCの酵素を阻害するための新たな着想を得ることができた。活性化因子PanZは単にADCの切断を促進するだけでなく、この過程がADC活性制御機構としても機能していることが明らかになりつつある。パントテン酸合成経路はCoAの合成を経て、最終的にはアセチルCoAの細胞量を調整することになる。アセチルCoAは代謝活性により変動することから、最終産物であるアセチルCoAがPanZーADC活性制御という最初の段階をフィードバック制御して細胞内のアセチルCoA量を調整し、その結果細胞の代謝活性を調節することが考えられる。事実、PanZはアセチルCoA基転移酵素と構造が類似し、アセチルCoAの結合活性中心を保存している。アセチルCoAによるPanZーADC活性制御を生化学と遺伝変異体を使い解析する。
厳密なカイラル対称性をもつ格子理論による量子色力学の研究

厳密なカイラル対称性をもつ格子理論を使った量子色力学(QCD)の数値シミュレーションを初めて実現し、QCDにおける自発的対称性の破れの検証や、カイラル有効理論との整合性の検証、これまでは不可能だったさまざまな物理量の計算を実現し、QCDの非摂動的研究に新たな側面を拓いた。本研究計画は、格子ゲージ理論のなかでも厳密なカイラル対称性をもつ定式化を用いて量子色力学(QCD)の大規模シミュレーションを実行し、カイラル極限での信頼できる計算結果を得ることを目指すものである。厳密なカイラル対称性をもつ格子上のフェルミオン定式化はオーバーラップフェルミオンと呼ばれる。シミュレーションの第一段階として、格子上の定式化の詳細を確定する必要がある。オーバーラップフェルミオンはゲージ場のトポロジーを正確に反映するため、ゲージ場の異なるトポロジーセクターの境界では不連続な関数となる。格子理論に特有なこの問題を避けるために、ゲージ場の作用に新たな非物理的なフェルミオン自由度を加えてトポロジーの境界に近づかないようにする手法を提案した。次に、最初の大規模シミュレーションとして、アップおよびダウンクォークの真空偏極の効果を取り入れたシミュレーションを実行した。格子間隔として0.12fm程度、クォーク質量としてはストレンジクォーク質量の1/6までの軽い領域をカバーした。格子体積は16^3x32で、物理的には一辺が1.9fm程度の領域に相当する。このシミュレーションでは、クォーク質量一点につき1000個という高統計なゲージ場サンプルを生成した。パイ中間子の質量と崩壊定数に関するデータ解析は現在も進行中である。また、その他の物理量の計算も進めている。この大規模シミュレーションに加えて、クォーク質量が極端に小さい、いわゆるイプシロン領域でのQCDシミュレーションも実行した。この計算結果をカイラル摂動論の予言とつきあわせることで、いくつかの低エネルギー定数を決定することができる。このデータ解析も現在進めているところである。平静19年度においては、最初の大規模シミュレーションである、アップおよびダウンクォークの真空偏極の効果を取り入れたシミュレーションが完了した。パイ中間子の質量と崩壊定数に関するデータ解析が最終段階にあり、K中間子の混合パラメターの計算も完了して論文を発表した。その結果も発表した。これに続く大規模シミュレーションとして、ストレンジクォークの真空偏局効果を含む2+1フレーバーシミュレーションを開始した。本研究計画は、格子ゲージ理論のなかでも厳密なカイラル対称性をもつ定式化を用いた量子色力学(QCD)の大規模シミュレーションにより、QCDのカイラル極限での性質を研究するものである。厳密なカイラル対称性をもつ格子上のフェルミオン定式化はオーバーラップフェルミオンと呼ばれ、その大規模シミュレーションを実現したのは我々のグループが世界で初めてであった。当初進めてきたアップおよびダウンクォークの真空偏極の効果を取り入れた2フレーバー・シミュレーションに続いて、平成20年度にはストレンジクォークの効果も含む2+1フレーバーのシミュレーションも完了し、物理量の計算と解析を行う段階に入っている。本研究により、厳密なカイラル対称性をもつ格子QCDシミュレーションは、これまでにない幅広い応用範囲をもつことが明らかになった。ディラック演算子の固有値分布を詳細に解析することでQCD真空のカイラル凝縮の値を初めて精密に計算できるようになったことに続き、パイ中間子の質量と崩壊定数におけるカイラル有効理論の収束性のテスト、QCD真空のトポロジー感受率を計算する新しい手法の開発とそれを用いたトポロジー感受率の精密計算、ワインバーグ和則を用いた真空偏極からの物理量の導出、核子のストレンジクォーク成分の初めての信頼できる計算など、これまでは不可能だった計算が可能になり、格子QCDの可能性を大きく広げる研究となった。
取引ごとに観測される金融データの計量分析に関する研究

今年度は研究実施計画にもとづいて,1.スプライン基底によって表された変動係数モデルにおける節点の数の決定問題2.取引量など他の変数をモデルに組み込んだ新たな計量モデルの作成3.1,2で提案されるモデルに対し,マルコフ連鎖モンテカルロ法による推定方法の開発の三点を中心に研究を進めた.1については,Green(1995,Biometrika)によって提案されたリバーシブル・マルコフ連鎖モンテカルロ法を適用することにより問題の解決を試みた.スプライン基底の節点を連続変量とした場合には,推定が難しくなるので,本研究では候補となる節点集合をデータ集合として問題を離散的に取り扱うことにした.このとき,データ数が多いときには節点の候補集合が大きくなり,既存の方法では効率が悪くなることを,シミュレーションなどの実験によって明らかにした.そこで,本研究ではアルゴリズムの効率性を改善するために,Liu他(2000,JASA)のMultipoint法にもとづいて新たな推定方法を提案した.また,提案する推定方法をシミュレーションや実際のデータに適用したところ,これまでと比べて効率性が改善されることが分かった.次に,取引量など他の変数を取り入れてACD(Autoregressive Conditional Duration)モデルを拡張するために,Single-Indexモデルを応用することを考えた.これにより,ACDモデルよりも柔軟でしかも変数間の非線形関係を考慮した計量モデルを構築することができた.本研究で提案するモデルは複雑であるために,ハイブリッドモンテカルロ法を用いた効率的な推定方法の開発を行い,実際のデータに適用を行った.これらの研究成果は,現在論文としてまとめているところである.今年度は研究実施計画にもとづいて,(1)データの収集と整理・加工(2)取引の時間間隔を分析するために必要とされる計量モデルの作成とその推定方法の開発の二点を中心に研究を進めた.(1)については,ニューヨーク証券取引所に上場している企業のデータを収集し整理した.また,既存研究との比較を行うために,収集したデータに含まれる季節性を除去するためのプログラムも作成した.これまで,金融データの取引時間の間隔を分析する際には,Engle and Russell (1998,Econometrica)によって提案されたACD (Autoregressive Conditional Duration)モデルが主として用いられてきた.しかし,彼らの提案したACDモデルではハザード関数の単調性が仮定されており,必ずしも実際のデータの動きを十分に説明するものではなかった.そのため,より柔軟なハザード関数を持つ計量モデルが求められていた.そこで,(2)に関しては,この点に焦点を絞って新たな計量モデルの作成を試みた.先行研究であるGramming and Maurer (2000,Econometric Journal)が,より一般的な確率分布の導入によってこの問題の解決を試みたのに対し,本研究では生存時間分析でよく用いられる競合リスクモデルを考えることによって,ACDモデルに代わる新たなモデルの作成を試みた.提案するモデルでは,モデルの識別問題が生じること,それに伴い既存の方法ではうまく推定できない,などの問題が生じることが明らかになった.この推定上の問題点を解決するため,本研究ではParallel Tempering法を利用したマルコフ連鎖モンテカルロ法の適用を考えた.シミュレーションと実際のデータを使った検証によって,本研究が提案する推定方法は従来の方法よりもうまく機能することが確認された.今年度の研究成果は,論文としてまとめ海外の雑誌に投稿中である.今年度は研究実施計画にもとづいて,(1)前年度のモデルを時系列モデルに拡張(2)変数間の非線形関係を記述するモデルの作成(3)(1),(2)で提案されるモデルに対し,マルコフ連鎖モンテカルロ法による推定方法の開発の三点を中心に研究を進めた.(1)については,Engle and Russell(1988,Econometrica)によるACD(Autoregressive Conditional Duration)モデルでは価格変動の情報を利用していない点に注目してモデルの拡張を行った.具体的には,取引によって価格が上昇した場合と下落した場合とを区別してハザード関数を定式化し,それらを前年度の競合リスクモデルに取り込んだ.また,ハザード関数を過去の取引間隔に依存させることにより,時系列モデルへと拡張した.提案するモデルは柔軟なハザード関数を持ち,さらに利用可能な情報を有効に使っていることから,ACDモデルよりもデータの動きを説明していることが確認された.次に,取引間隔は自身の過去の値だけでなく,取引量など他の変数にも依存していることが既存研究で明らかになっている.そこで,本研究ではそれらの依存関係を変動係数モデルによって表現しACDモデルの拡張を試みた.データ数が多いことから,変動係数をスプライン基底によって表し,セミパラメトリックなモデルを作成した.また,節点の選択,オーバーフィティングなどの問題を,パラメータに罰則を課すことによって解決を図った.ここで提案するモデルを実際のデータに当てはめたところ,これまで捉えることができなかった変数間の非線形な関係が明らかになった.本研究で提案するモデルは複雑であるため,マルコフ連鎖モンテカルロ法によって推定を行った.その際,Langevinアルゴリズムを利用するなど工夫し,より効率的なアルゴリズムの開発を行った.今年度の研究成果は,現在論文としてまとめているところである.今年度は研究実施計画にもとづいて,1.スプライン基底によって表された変動係数モデルにおける節点の数の決定問題2.取引量など他の変数をモデルに組み込んだ新たな計量モデルの作成3.1,2で提案されるモデルに対し,マルコフ連鎖モンテカルロ法による推定方法の開発の三点を中心に研究を進めた.1については,Green(1995,Biometrika)によって提案されたリバーシブル・マルコフ連鎖モンテカルロ法を適用することにより問題の解決を試みた.

スプライン基底の節点を連続変量とした場合には,推定が難しくなるので,本研究では候補となる節点集合をデータ集合として問題を離散的に取り扱うことにした.このとき,データ数が多いときには節点の候補集合が大きくなり,既存の方法では効率が悪くなることを,シミュレーションなどの実験によって明らかにした.そこで,本研究ではアルゴリズムの効率性を改善するために,Liu他(2000,JASA)のMultipoint法にもとづいて新たな推定方法を提案した.また,提案する推定方法をシミュレーションや実際のデータに適用したところ,これまでと比べて効率性が改善されることが分かった.次に,取引量など他の変数を取り入れてACD(Autoregressive Conditional Duration)モデルを拡張するために,Single-Indexモデルを応用することを考えた.これにより,ACDモデルよりも柔軟でしかも変数間の非線形関係を考慮した計量モデルを構築することができた.本研究で提案するモデルは複雑であるために,ハイブリッドモンテカルロ法を用いた効率的な推定方法の開発を行い,実際のデータに適用を行った.これらの研究成果は,現在論文としてまとめているところである.
農地のダスト発生危険度計測システムの開発

乾燥地および湿潤地の裸地から発生するダストは,周辺住民の生活に様々な悪影響を及ぼしており,その予知法と抑止技術の開発が待たれている。千葉県八街市でダスト発生危険度計測システムの開発を行った。このシステムは,ダストセンサ,風速計,土壌水分計,シングルボードコンピュータ,マルチスペクトルカメラから構成されている。研究結果から,機械学習の前処理としての輝度や色彩の補正は可能となったが,土壌表面に凹凸によって影ができるため,これを除去すると,より機械学習に利用しやすい画像を得ることが示唆された。これを解決するためには,SfMアルゴリズムの導入,熱赤外画像による影の検出が必要であることがわかった。小型で省電力のダスト発生危険度計測システムの開発とインターバルカメラによる土壌表面を構成する土粒子径の分布計測手法の確立に着手した。I.農地のダスト発生危険度計測システムの開発:システムは,1一般気象測定部(風速,気温,湿度,降水量,日射量の計測),2表面土壌水分量測定部(含水率の計測),3土壌表面を構成する土粒子径の分布計測部(インターバルカメラ),4ダスト測定部(粉塵計)および,それらから得られたデータを保存する記録部で構成される。これらのシステムを試作し,過去にダストが頻繁に観測された千葉県八街市にある千葉県農林総合研究センター落花生試験室圃場に設置した。また,性能評価のために,超音波風速温度計および環境測定用粉塵計も設置した。試作したシステムと環境測定応粉塵計で得られたデータを比較した結果,ダスト濃度の絶対値には差が見られたが,システムによるダストの発生の検出は可能であったが,どちらも霧をダストとして誤検出することがわかった。II.インターバルカメラによる土壌表面を構成する土粒子径の分布計測手法の確立:今年度は大規模なダストが発生しなかったので,十分な結果とはいえないが,ダスト発生時の地表面状態をインターバルカメラで測定したところ,ダストが発生する直前には,大粒径と小粒径の土粒子が混在するのが確認された。また,大粒子のみ,あるいは小粒子のみの場合は,強風下でもダストが発生しないことも確認された。また,晴天日は,早朝土壌表面が濡れ,日中は乾燥し,そのサイクルを繰り返すこと,表面の凍結により土壌表面が数mm隆起することも観測された。今年度得られたデータからは,ダスト粒子の粒径分布の推定には至らなかったが,ダスト粒子生成のプロセスに関する有意義な現象を捉えることができた。1小型で省電力のダスト発生危険度計測システムの開発:システムの試作が完了した。ほぼ当初の予定通りの性能を示した。しかし,霧をダストと誤検出することがわかった。過去にダスト発生の観測をした場所では霧の発生がなかったので,誤検出を除去するアルゴリズムが欠落していた。放射量,気温,湿度の情報からそのアルゴリズムを検討中であり,これを加えることで,問題は解決すると考える。2インターバルカメラによる土壌表面を構成する土粒子径の分布計測手法の確立:今年度は観測期間中多雨で,大規模なダストが見られなかったため,小規模なダスト発生時のデータのみ得られた。なお,当該時期の土壌表面の変化およびダスト粒子径制にに関する示唆に富むデータが得られたため,来年度は,室内実験も含めた粒子形成のメカニズムを明らかにする観測を行う予定である。小型で省電力のダスト発生危険度計測システムの開発に着手した。ダストが発生する最低風速(以後,ダスト発生臨界風速と記す)と定点カメラを用いて定期的に撮影された土壌表面の可視画像を機械学習によって関連づけ,土壌表面の可視画像からダスト発生の危険度を推定するシステムである。今年度と昨年度の観測結果から,ダストセンサ(粉塵計),風速計,土壌水分計,シングルボードコンピュータから構成されたシステムを構築し,ダスト発生臨界風速を推定するアルゴリズムを作成することができた。具体的には,システム自身で計測された風速とダスト濃度からダスト発生臨界風速を推定し,そのときの表面付近の土壌水分量を搭載されたシングルボードコンピュータ内に集積する。ある程度データが集積されるとそれらの関係から設置された場所のそのときの土壌水分量から,ある風速の風が吹いたときダストが発生する確率(以後,危険度と記す)を推定し,ネットワーク上に送信するものである。現在,的中率70%で推定できるようになった。この研究の中で,表面付近の土壌が乾燥して危険度が高いと判断しても,表面にクラスト等が形成されて小径の土粒子ばかりが集積されている場合,あるいは粒径の大きい土粒子のみになってしまっている場合は,予報が空振りに終わることなどがわかった。土壌表面のテクスチャを可視画像情報に加えて近赤外画像情報を加えることによって予測精度が向上することが予測された。これらの画像情報による危険度推定のアルゴリズムが作れれば予測が向上すると考えられる。当初予定していた以下の計画が予定通り進捗した。1画像解析のための土壌表面画像の収集と解析が予定通り進んだ。2ダスト発生臨界風速推定アルゴリズムがほぼ完成した。3インターネットへの接続を当初ZigBeeを用いて行う予定であったが,Wi-fiSDカードの利用で簡略化することができた。休閑期間に都市農地から発生するダスト(砂塵)は,周辺住民の生活に様々な悪影響を及ぼしており,その予知法と抑止技術の開発が待たれている。応募者らが行ってきた研究によって,土壌表面付近の水分量と土壌表面を構成する土粒子径の分布から,その条件下で「ダストが発生する最低風速」が求まることがわかっている。

本研究では,その知見を応用して,土壌表面付近の水分量データと土壌表面の画像,風速,ダスト濃度の関係から,自動的に「ダストが発生する最低風速」を算出するアルゴリズムを開発し,そのアルゴリズムを搭載した気象観測システムを試作した。2015年度,2016年度の観測結果から,ダストセンサ(粉塵計),風速計,土壌水分計,シングルボードコンピュータから構成されたシステムを構築し,ダスト発生臨界風速を推定するアルゴリズムを作成することができた。具体的には,システム自身で計測された風速とダスト濃度からダスト発生臨界風速を推定し,そのときの表面付近の土壌水分量を搭載されたシングルボードコンピュータ内に集積する。ある程度データが集積されるとそれらの関係から設置された場所のそのときの土壌水分量から,ある風速の風が吹いたときダストが発生する確率(以後,危険度と記す)を推定し,ネットワーク上に送信するものである。現在,的中率70%で推定できるようになった。2017年度の研究結果から,機械学習の前処理としての輝度や色彩の補正は可能となったが,土壌表面に凹凸(100μmスケール)によって影ができるため,これを除去すると,より機械学習に利用しやすい画像を得ることが示唆された。これを解決するためには,SfM(Structure from Motion)アルゴリズムの導入,熱赤外画像による影の検出が必要であることがわかった。今後,この気象観測システムを利用したフィージビリティスタディが必要となる。乾燥地および湿潤地の裸地から発生するダストは,周辺住民の生活に様々な悪影響を及ぼしており,その予知法と抑止技術の開発が待たれている。千葉県八街市でダスト発生危険度計測システムの開発を行った。このシステムは,ダストセンサ,風速計,土壌水分計,シングルボードコンピュータ,マルチスペクトルカメラから構成されている。研究結果から,機械学習の前処理としての輝度や色彩の補正は可能となったが,土壌表面に凹凸によって影ができるため,これを除去すると,より機械学習に利用しやすい画像を得ることが示唆された。これを解決するためには,SfMアルゴリズムの導入,熱赤外画像による影の検出が必要であることがわかった。今後,以下の予定で推進する。1画像解析による土粒子径の分布計測アルゴリズムの開発:昨年度解決できなかったアルゴリズムの開発を継続して行う。昨年度観測に問題は無かったが,多雨のため大規模なダスト発生が見られなかったため,完成しなかった。今年度も引き続き野外観測を行うとともに,今年度得られた知見から屋内でダスト粒子形成の再現を行い,野外観測の不十分な箇所を補填する。2上記アルゴリズムのプログラム化と「ダストが発生する最低風速」を決定するプログラムへの組み込み:上記によって完成した画像解析による土粒子径の分布計測をプログラムコード化して,「ダストが発生する最低風速」を決定するプログラムに組み込む。これによって,昨年度試作した農地のダスト発生危険度計測システムが完成することになる。
音響を利用した薄膜材料の非接触枚数検出法に関する研究

多孔質薄膜材料の非接触枚数検出に関する研究を行い,以下の成果を得た.多孔質薄膜の基礎実験として,布を含む検出部の伝達関数の周波数応答を測定し,その結果から枚数と伝達関数の関係を検証した結果を示した.また、布の入力インピーダンスの実測値と,布の音響特性の計算値,をそれぞれ布と検出部を含む音響系の理論解析に導入し計算を行った結果を示した.さらに、有限要素法を用いて布の音響特性を導入した検出部の数値解析値を求め,数値解析値・実測値・理論解析値の3者の比較を記した.その結果、布の枚数変化に伴い,布表面の入力インピーダンスは変化し,これを利用することにより非接触で布の枚数検出が可能であり、ある程度空気柱長さがある方が共振周波数付近における位相差,振幅差は大きくなり,枚数検出に適していることが明らかになった.また、検出部の幾何学や隙間を変化させることにより非常に薄い布の枚数を検出することが可能であることも明らかになった.さらに、布の音響特性を導入し数値解析を行い,実測値,理論解析値と比較した結果,位相差と振幅差それぞれの傾向は一致した.多孔性膜材料の基礎的データとしては,異なる粒径におけるガラスビーズ層を積層させた場合の垂直入射吸音率を理論的に求め,2マイクロホンインピーダンス測定管を用いた実験結果と比較した結果,両者は良い一致が見られた.多孔性膜材料が湿度から受ける影響の基礎的データとしては,粒状材料の吸音率ピーク周波数を求めた結果,ピーク周波数は含水率の増加に伴い低下することが明らかになった.また、多孔質薄膜材料の透過損失測定システムについては、4マイクロホン法を使用した透過損失測定システムの構築を行った.これにより,多孔質の薄膜材料の透過損失測定が可能になった.多孔質薄膜材料の非接触枚数検出に関する研究を行い,以下の成果を得た.多孔質薄膜の基礎実験として,布を含む検出部の伝達関数の周波数応答を測定し,その結果から枚数と伝達関数の関係を検証した結果を示した.また、布の入力インピーダンスの実測値と,布の音響特性の計算値,をそれぞれ布と検出部を含む音響系の理論解析に導入し計算を行った結果を示した.さらに、有限要素法を用いて布の音響特性を導入した検出部の数値解析値を求め,数値解析値・実測値・理論解析値の3者の比較を記した.その結果、布の枚数変化に伴い,布表面の入力インピーダンスは変化し,これを利用することにより非接触で布の枚数検出が可能であり、ある程度空気柱長さがある方が共振周波数付近における位相差,振幅差は大きくなり,枚数検出に適していることが明らかになった.また、検出部の幾何学や隙間を変化させることにより非常に薄い布の枚数を検出することが可能であることも明らかになった.さらに、布の音響特性を導入し数値解析を行い,実測値,理論解析値と比較した結果,位相差と振幅差それぞれの傾向は一致した.多孔性膜材料の基礎的データとしては,異なる粒径におけるガラスビーズ層を積層させた場合の垂直入射吸音率を理論的に求め,2マイクロホンインピーダンス測定管を用いた実験結果と比較した結果,両者は良い一致が見られた.多孔性膜材料が湿度から受ける影響の基礎的データとしては,粒状材料の吸音率ピーク周波数を求めた結果,ピーク周波数は含水率の増加に伴い低下することが明らかになった.また、多孔質薄膜材料の透過損失測定システムについては、4マイクロホン法を使用した透過損失測定システムの構築を行った.これにより,多孔質の薄膜材料の透過損失測定が可能になった.音響系の設計や検出の際に使用する局波数決定の際に鍵となるパラメータは被測定物の特性音響インピーダンスであることが判ってきた。本年度は、基礎的データの蓄積のためB&K社製のインピーダンスチューブにより多孔性材料の代表として粒径の小さい粒状体の特性音響インピーダンスの計測を行った。これは市販の実績あるインピーダンスチューブ(事実上の世界標準品)である。本年度は以下の結果が得られた。粒状材料の吸音率・透過損失を,インピーダンスチューブで測定した特性音響インピーダンス・複素波定数から計算した.粒状材料の吸音率・透過損失は,層の厚さに対応したピーク周波数が生じることが判った.異径の粒状材料を積層させた場合の吸音率は,表層にある材料の特性による影響が出やすく,また組み合わせによって単層より高い吸音率が現れる周波数があることが判った.上記の成果について日本機械学会にて1件の口頭発表を行った。さらに多孔性薄膜の透過損失を測定するために、インピーダンスチューブの透過損失オプションを導入した。測定器は現有のPCベースのFFTアナライザで対処し、透過損失を算出するソフトウェアは研究代表者が作成した。平成17年度の研究においては以下の成果が得られた。数値解析ソフトウェアによる音響系の数値解析を行い、理論解析と共に音響系の解析が行えるようになった。また、被測定物の特性音響インピーダンスを、装置の改良などにより、高精度に測定出来るようになった。上記の高精度な音響特性を音響系の解析に導入し、理論解析を行い、実験結果と比較した結果良く一致するようになった。これは、積層された多孔質材料の理論解析にも応用できた。また、多孔質材料の音響特性には湿度や含水率も大きく影響するため、多孔質材料の含水率と音響特性に関係についても調査した。

これらにはパーソナルコンピュータベースの解析ツールとして、計上した小野測器製の音質評価ソフトウェアも活用している。さらに多孔性薄膜の透過損失を測定するために、4マイクロホンインピーダンスチューブとするための透過損失オプションを用い、システムを運用中である。測定器はパーソナルコンピュータをベースとした4チャンネルFFTアナライザを構築して対処し、透過損失を算出するソフトウェアは研究代表者が作成したものである。この装置により、薄膜材料の透過損失実測に先立ち、テストピースの測定を行った。これらの結果は検出部の音響系の設計に非常に有用であると考えられる。上記の成果について日本機械学会にて1件の口頭発表を行った。(日本機械学会講演論文集No.067-1, p123-124)
黄砂バイオエアロゾル及び人為起源のエアロゾルの雲核・氷晶核能に関する研究

つくばサイトに於いて、各種エアロゾル測定・採取装置、雲核計、氷晶核計を用いて通年観測を継続実施した。エアロゾルの物理化学生物特性および雲核・氷晶核活性化スペクトルの季節変化について明らかにした。大気エアロゾルの主要構成要素である、黄砂粒子・バイオエアロゾル・種々の人為起源エアロゾル(標準粒子)を対象とした雲生成チェンバー実験や雲核計・氷晶核計を用いた測定結果と詳細雲微物理モデルの結果に基づき、その雲核能・氷晶核能を種々の気象条件下で調べ定式化した。その結果を用いて非静力学モデルなどに用いるエアロゾル(雲核・氷晶核)・雲・降水を統一的に取扱う新機軸のパラメタリゼーションを開発した。雲生成チェンバー実験エアロゾル・雲物理研究を専門とするポスドクを雇用し、種々の気象条件下でダスト標準粒子を用いた基礎的氷晶発生実験を実施し、チェンバー実験の断熱膨張過程再現性と気象要素・粒子計測装置の精度検証・改良を行った。エアロゾル地上モニタリング観測雲生成チェンバー施設と地上モニタリング施設とで併用している現有の5チャンネル簡易型OPCと自動連続走査型エアロゾル粒径分布測定装置(SMPS)に加え、空気動力学式粒径分布測定装置(APS)とSMPSを整備・導入した。これにより、エアロゾル粒径分布の連続モニタリング観測の精度向上およびデータ取得期間の拡張が可能となった。雲核計は単分散の吸湿性エアロゾル粒子による検定を、氷晶核計はダスト標準粒子を用いて雲生成チェンバーとの比較実験を行い、測定精度の検証を行った。残渣粒子採取・バイオエアロゾル検出分析雲生成チェンバー実験施設にCVI(Counterflow Virtual Impactor)を導入し、雲粒・氷晶の選択的採取方法を確立した。バイオエアロゾル室内実験の準備として、大気中で観測される各種バイオエアロゾルの製造・品質管理法の検討と検出分析法の精度向上を図った。数値実験雲生成チェンバー実験グループと協力し、実験結果を基に詳細雲微物理モデルの改良を行い、室内実験シミュレーション精度の向上を図った。【雲生成チェンバー実験】有機エアロゾルや無機吸湿性エアロゾルと前年度までに調査した粒子との外部・内部混合粒子を用いた氷晶発生実験を種々の気象条件下で行った。並行して大気エアロゾルを対象とした雲生成チェンバー実験を実施した。広範なエアロゾル種の雲核能・氷晶核能を種々の気象条件下で調べ、各種エアロゾルに関する定式化(雲核・氷晶核による雲形成過程のモデル化)を進め、エアロゾルの雲核能・氷晶核能の物理化学生物特性に対する依存性の取纏めを行った。【エアロゾル地上モニタリング観測】つくばサイトに於いて、各種エアロゾル測定・採取装置、地上用雲核計、地上用氷晶核計を用いて通年観測を継続実施した。エアロゾルの物理化学生物特性および雲核・氷晶核活性化スペクトルの季節変化について明らかにして、サイズ分けした粒子数濃度等と雲核能・氷晶核能の関係について取纏めを行った。【残渣粒子採取・バイオエアロゾル検出分析】CVIを用いてチェンバー実験で生成した雲粒・氷晶の残渣粒子の物理化学特性を電子顕微鏡観察とEDX分析法により同定し、実際に雲核・氷晶核として働く粒子種に関する取纏めを行った。【数値実験】室内実験の結果に基づき詳細雲微物理モデルを用いた感度実験を行い、室内実験の結果と比較して種々のエアロゾル粒子の雲核能・氷晶核能の定式化を改良し、それに基づくエアロゾル・雲・降水を統一的に取扱う新機軸のパラメタリゼーションを非静力学モデルに組込んだ。【氷晶核活性微生物の探索】大気中から直接採取したエアロゾル試料に加えて、高度3000mあるいは立山積雪中から採取したエアロゾル試料を使って、微生物を分離した後、その氷晶核機能を、小滴凍結法を用いて評価した。高度3000mから分離された真菌株が高い氷晶核機能を示し、チェンバー実験での評価を試行する予定である。【雲生成チェンバー実験】黄砂粒子・バイオエアロゾル・種々の人為起源エアロゾルを対象とした雲生成チェンバー実験を実施し、その雲核能・氷晶核能を様々な気象条件下で調べた。また、大気中エアロゾルを対象とした同様の実験を行い、自然大気中におけるエアロゾルと各エアロゾル種との雲核能・氷晶核能特性の類似性を比較解析した。さらに、数値感度実験の結果と比較し、エアロゾルの物理化学生物特性の関数としての雲核能・氷晶核能の定式化を試みた。【エアロゾル地上モニタリング観測】

つくばサイトに於いて、各種エアロゾル測定・採取装置、地上用雲核計、地上用氷晶核計を用いて通年観測を実施し、エアロゾルの物理化学生物特性、雲核・氷晶核活性化スペクトルを測定した。観測データを解析し、その季節変化を明らかにした。【残渣粒子採取・バイオエアロゾル検出分析】CVI(Counterflow Virtual Impactor)を用いてチェンバー実験で生成した雲粒・氷晶を選択的に採集し、それら残渣粒子の物理化学特性を電子顕微鏡観察とEDX分析法(エネルギー分散型分析法)により同定した。また、残渣粒子に含まれる微生物を同定した。【数値実験】詳細雲微物理モデルを用いて室内実験の結果を再現し、対象エアロゾル粒子の雲核能・氷晶核能の定式化を試みた。その結果を用いて非静力学モデルなどに用いるエアロゾル・雲・降水を統一的に取扱う新機軸のパラメタリゼーションの構築に着手した。初年度は計画通り、残渣粒子採取法も含めた雲生成チェンバー実験装置の改良・精度検証、エアロゾル地上モニタリング観測システムの整備・精度検証、バイオエアロゾルの製造・品質管理法の改良と検出分析法の精度向上、チェンバー実験を再現するための詳細雲微物理モデルの改良・制度検証を実施し、H24年度からの本格的な実験・観測・数値実験の準備を完了した。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24度はほぼ計画通り、黄砂粒子・バイオエアロゾル・種々の人為起源エアロゾルを対象とした雲生成チェンバー実験、各種エアロゾル測定・採取装置、地上用雲核計、地上用氷晶核計を用いたエアロゾルの物理化学生物特性及び雲核・氷晶核活性化スペクトルの通年観測、チェンバー実験で生成した雲粒・氷晶をCVIで選択的に採集した残渣粒子の電子顕微鏡観察とEDX分析を実施した。また、対象エアロゾル粒子の雲核能・氷晶核能の定式化とそれを組み込んだエアロゾル・雲・降水を統一的に取扱うパラメタリゼーションの構築にも着手した。H23年度に整備・改良・精度検証した実験・観測システムを使用し研究を推進する。雲生成チェンバー実験に関しては、黄砂粒子・バイオエアロゾル・種々の人為起源エアロゾルを対象とした実験を実施し、その雲核能・氷晶核能を種々の気象条件下で調べる。モニタリング観測に関しては、大気中エアロゾルを対象とした同様の実験を行い、自然大気中におけるエアロゾルと各エアロゾル種との雲核能・氷晶核能特性の類似性を比較解析する。また、数値感度実験の結果と比較し、エアロゾルの物理化学生物特性の関数としての雲核能・氷晶核能の定式化を試みる。平成24年度に引き続き、雲生成チェンバー実験、エアロゾル地上モニタリング観測、残渣粒子・微生物生態分析、モデリングを有機的に結合させ効率的な研究推進を図る。研究参画者間の連絡体制と情報共有を保持し、年4回程度の打合せを通じて進度を把握する。3年間の成果の取りまとめを行う。
生活の質を重視するグループがもたらす経済的影響の分析

持続可能な経済づくりを目指す取り組みを行う人々に対して、個別にヒアリング調査をおこない、結果をとりまとめた.研究過程で、持続可能なライフスタイルを送る人々や、持続可能な産業に従事する人々の動機と現在の経済活動に焦点を絞って調査を行った.国内で持続可能な活動をおこなう人々に対して、ヒアリング調査とアンケート調査を実施したほか、メキシコで持続可能なコミュニティづくりにとりくむトセパン共同組合に対して現地調査をおこなった.持続可能な経済づくりを目指す取り組みを行う人々に対して、個別にヒアリング調査をおこない、結果をとりまとめた.研究過程で、持続可能なライフスタイルを送る人々や、持続可能な産業に従事する人々の動機と現在の経済活動に焦点を絞って調査を行った.国内で持続可能な活動をおこなう人々に対して、ヒアリング調査とアンケート調査を実施したほか、メキシコで持続可能なコミュニティづくりにとりくむトセパン共同組合に対して現地調査をおこなった.「生活の質を重視するグループ」を定義付けるために、環境や持続可能性を重視した活動の実践者にヒアリングを行なった。調査対象者は、主に環境ビジネスに従事するグループと環境NGOの関係者である。対象者は、活動の実践のために職業や居住地を変えた人々、すなわちダウンシフター(Downshifter)と呼ばれるグループである。ヒアリングでは、調査対象者のライフスタイルと他の人々とのライフスタイルの違い、生活満足度の違いという点について重点的にインタビューを実施した。ヒアリングの結果は現在取りまとめ中であるが、おおむね、以下の点が明らかになっている。1)活動の実践のため、一般的に所得の低い職業に従事している。2)多くの回答者は、活動実践以前の生活よりも、生活満足度が高い。3)近代化の中で外製化されたサービスの内製化を試みている。4)内製化されるサービスは、サービスを生産することで効用を向上させている。この結果から、おそらく内製化されたサービスがもたらす効用の増加は少なくとも、従来外部から購入していたサービス価格と同等であると考えられる。また、ごみ問題に対する行動から観察される環境配慮型の生活を行なう人々の特性についても分析を行なった。この結果、環境配慮型のグループは、所得や職業などの社会的属性によって特徴付けられるものではなく、主に意識の違いであることが明らかにされた。同様の結果は、「生活の質を重視するグループ」にも適用されうる可能性があるため、上記の二つの研究を踏まえて、平成19年度に予定しているアンケート調査の素案を現在までに作成した。持続可能な経済づくりを目指す取り組みを行う人々に対して、個別にヒアリング調査をおこなっている。持続可能なライフスタイルを送る人々の動機と現在の経済活動に焦点を絞って調査を行っている。調査によって、経済活動と生活から得られる満足度の間にかい離があることが明らかにされた。また、これらの人々は都市、農村部を問わず居住しており、意識的にはあるていど普遍性のある考え方であることも明らかにされた。インタビューを行うことで、これまで一般的なイメージとして捉えられていた「スローライフ」が持続可能性を実現するための一つの取り組み事例ととらえることができることがわかった。ヒアリング調査の結果をもとにして、2008年3月には、環境と文化活動に取り組むNGO団体にアンケート調査を実施した。回収率は30%程度であった。おもに、環境活動に影響を与える環境意識や社会的属性の影響に着目してアンケート票を設計した。また、2008年度に改めて実施する予定の一般向けの調査への示唆を得ることができた。2008年度は、アンケートの分析結果をもとに学会発表・論文執筆に取り組む予定である。特にアンケート調査の分析については、統計分析と計量経済学的な手法を用い、行動の動機を明らかにすることを計画している。また、2007年度までの調査で、調査対象者の活動も重要であるが、受け入れる地域の持つ地域資源も大切であり、「選ばれる地域」には何らかの特性があるのではないかという可能性が示唆されている。今後は、この点に焦点を絞り、研究を進めていく必要がある。持続可能な経済づくりを目指す取り組みを行う人々に対して、個別にヒアリング調査をおこない、結果をとりまとめた。研究過程で、持続可能なライフスタィルを送る人々や、持続可能な産業に従事する人々の動機と現在の経済活動に焦点を絞って調査を行っている。2008年度は、これまでの研究結果をとりまとめ、これまでインタビューをおこなった対象者に結果を提示し、意見をいただいた。2007年度に実施したアンケートを分析し、報告書にとりまとめた。研究期間終了後になるが、今後はこの結果の精査をおこない、政策提言へと結びつける予定である。2008年度は、古紙回収業における持ち去り問題の研究と2006年度におこなったメキシコ調査の結果をとりまとめることを主におこなった。前者は、持続可能な社会を最底辺で支えるであろう、路上生活者などの、行政の仕組みにのらない資源回収業者の動向を調査し、現在すすめられている持ち去り規制では問題の解決にならないことを示した。後者については、持続可能な社会をつくる基盤となる生産基盤に着目し、生産基盤の維持管理活動と、生産基盤の生み出す財やサービスを地域住民がうまく使って、発展を実現していることを示した。これまでにおこなった調査結果からは、持続可能と思われるライフスタイルを送っている人々も、日常的には環境問題を意識した行動をとっているわけではないことが明らかにされた。むしろ、「自らの望む様に生活する」ことが結果として環境保護につながっている。この結果は、大量消費型の経済ではなくても、幸福な社会を構築することが可能であることを示しているように思われる。
結核菌の生菌特的な宿主細胞に対する細胞傷害活性の解析

結核菌は、宿主細胞に対して生菌特異的に細胞傷害活性を持つことを見出している(Takii, et al., J Interferon Cytokine Res. 2001)。さらに、感染した宿主細胞の培養液の濾過にも細胞傷害活性が認められることから、培養上清に細胞傷害活性因子の存在が示唆された。昨年度までに、M. tuberculosis H37Rv感染ヒト肺由来線維芽細胞株MRC-5細胞の培養中に含まれている因子の精製と推定を試みた。感染した細胞の培養液を0.22μmのフィルターでろ過し、菌体の混入を除いた後、ODS(C-18)カラム(TOSOH TSKgel Octadecyl-2PW)にてアセトニトリル0-75%の勾配で1分毎に分画し、各画分をMRC-5の細胞傷害活性を指標に活性画分の中でタンパク性因子をMSライブラリーにより推定した。LC-MS/MSによるマスコット解析の結果、結核菌感染宿主細胞からは結核菌に存在する複数のトランスポーターから排出される基質成分が含まれていた。本年度は、上記の基質成分を分泌するトランポーターの細胞傷害活性への関与を検討するために、トランスポーター欠損株の作成を試みた。結核菌での欠損株作成は68ヶ月を要するために現在作成中であり、次年度も引き続き行う。一方、アポトーシスとネクローシス以外の細胞死の形態として、パイロトーシスという現象が他の細菌感染症においてマクロファージ等の細胞で観察されている。結核菌による線維芽細胞や上皮細胞に対する細胞傷害活性は、宿主細胞にパイロトーシスを起こす可能性を検証した。MRC-5細胞にM. tuberculosis H37Rv感染MRC-5細胞から炎症性サイトカインの産生が認められることからパイロトーシスを起こしていることが示唆された。結核菌は遅育菌であり遺伝子欠損株の作製に必要な時間として8ヶ月程度の時間を要する。そのため、変異体を用いた解析が遅れている。トランスポーターを欠失した変異体の作成を進め、細胞傷害活性の関与について検証を行う。パイロトーシスの形態的な特徴について、結核菌感染MRC-5細胞の形態を電子顕微鏡で観察する。また、パイロトーシスの特徴の1つである炎症性サイトカイン産生機構を解析するために核内転写因子NF-kBの活性化を調べる。結核菌はヒト線維芽細胞株,及びヒトマクロファージに対して生菌特異的に細胞傷害活性を持つことを見出している(Takii, et al., J Interferon Cytokine Res. 2001).感染した宿主細胞の培養上清を濾過滅菌した試料には細胞傷害活性が認められることから,培養上清に含まれる細胞傷害活性因子,及び,抗菌活性物質を同定するために結核菌感染細胞の培養上清を回収し,各種カラムにより分離精製を進めている.この培養上清は抗菌作用も示すことから新たな生体防御機構であることも示唆された.今後、活性分画のLC/MS/MSによる解析とライブラリーからの物質の推定を計画している.本活性は結核菌の強毒株に強く認められるが,弱毒のワクチン株であるBCGには認められない(Takii, et al., J Interferon Cytokine Res. 2001).BCGは強毒株であるウシ型結核菌と比較してゲノム中に欠落した領域があることが報告されている(Mahairas, et al.J Bacteriol. 1996).上記のことから,結核菌強毒株の宿主細胞傷害活性は病原性に関係した遺伝子の欠落と関係していることが示唆される.そこで現在,結核菌の強毒株にトランスポゾンを感染させて遺伝子を欠落させた変異体の作成を試みている.今後変異体を用いて細胞傷害活性に関連した遺伝子の同定と機能解析を行う予定である.トランスポゾン変異体の作成に時間がかかっているため.結核菌は,宿主細胞に対して生菌特異的に細胞傷害活性を持つことを見出している(Takii, et al., J Interferon Cytokine Res. 2001).さらに,感染した宿主細胞の培養液の濾過にも細胞傷害活性が認められることから,培養上清に細胞傷害活性因子が含まれていることが示唆された.本年度は,細胞傷害活性物質の同定を進めた.ヒト肺由来線維芽細胞株MRC-5細胞,もしくはヒト末梢血をM-CSFでマクロファージに分化誘導したM-MφにM. tuberculosis H37RvをMOI 10-50で感染させ,3ー4日間培養後,培養液を0.22μmのフィルターでろ過し,菌体の混入を除いた.培養濾液をODS(C-18)カラム(TOSOH TSKgel Octadecyl-2PW)にてアセトニトリル0-75%の勾配で1分毎に分画し,各画分をMRC-5の細胞傷害活性を指標に活性画分を特定した.各画分に含まれるタンパク性因子をMSライブラリーにより推定した.各画分の抗菌活性についてはコロニーアッセイにより活性を検定した. LC-MS/MSによるマスコット解析の結果,結核菌感染宿主細胞からは抗菌ペプチドに類する成分や結核菌のトランスポーターによって排出される基質成分が含まれていることが示唆された.結核菌感染宿主細胞の培養上清は結核菌に対して弱い抗菌活性をもつことから,推定された抗菌ペプチドは抗菌活性に関与する成分であることが示された.

トランスポーターによって菌体外に排出される成分が実際に培養上製中に存在,宿主細胞傷害活性に関与しているのか,否かについては今後検証を進める予定である.結核菌トランスポーターは複数存在し,そのうちの1つを欠失した変異体を得ることができたが、他のトランスポーターの変異体の作成が得られていない.感染培養上清中の活性成分の精製と同定については、LC-MS/MSによるマスコット解析による成分の推定まで進んでいるが、推定された成分の同定と活性の検証がされていない.結核菌は、宿主細胞に対して生菌特異的に細胞傷害活性を持つことを見出している(Takii, et al., J Interferon Cytokine Res. 2001)。さらに、感染した宿主細胞の培養液の濾過にも細胞傷害活性が認められることから、培養上清に細胞傷害活性因子の存在が示唆された。昨年度までに、M. tuberculosis H37Rv感染ヒト肺由来線維芽細胞株MRC-5細胞の培養中に含まれている因子の精製と推定を試みた。感染した細胞の培養液を0.22μmのフィルターでろ過し、菌体の混入を除いた後、ODS(C-18)カラム(TOSOH TSKgel Octadecyl-2PW)にてアセトニトリル0-75%の勾配で1分毎に分画し、各画分をMRC-5の細胞傷害活性を指標に活性画分の中でタンパク性因子をMSライブラリーにより推定した。LC-MS/MSによるマスコット解析の結果、結核菌感染宿主細胞からは結核菌に存在する複数のトランスポーターから排出される基質成分が含まれていた。本年度は、上記の基質成分を分泌するトランポーターの細胞傷害活性への関与を検討するために、トランスポーター欠損株の作成を試みた。結核菌での欠損株作成は68ヶ月を要するために現在作成中であり、次年度も引き続き行う。一方、アポトーシスとネクローシス以外の細胞死の形態として、パイロトーシスという現象が他の細菌感染症においてマクロファージ等の細胞で観察されている。結核菌による線維芽細胞や上皮細胞に対する細胞傷害活性は、宿主細胞にパイロトーシスを起こす可能性を検証した。MRC-5細胞にM. tuberculosis H37Rv感染MRC-5細胞から炎症性サイトカインの産生が認められることからパイロトーシスを起こしていることが示唆された。結核菌は遅育菌であり遺伝子欠損株の作製に必要な時間として8ヶ月程度の時間を要する。そのため、変異体を用いた解析が遅れている。結核菌の強毒株にトランスポゾンを感染させて遺伝子を欠落させた変異体を用いて細胞傷害活性に関連した遺伝子の同定と機能解析を行う.トランスポーターを欠失した変異体の作成を進める.マスコット解析で推定された成分の同定と活性の検証を行う.トランスポーターを欠失した変異体の作成を進め、細胞傷害活性の関与について検証を行う。パイロトーシスの形態的な特徴について、結核菌感染MRC-5細胞の形態を電子顕微鏡で観察する。また、パイロトーシスの特徴の1つである炎症性サイトカイン産生機構を解析するために核内転写因子NF-kBの活性化を調べる。購入予定の機器(超音波破砕機)の製造が遅れたため.申請者の所属変更に伴い、業務の多忙のため当初の研究計画を期間内に実施、完了することが出来ないため期間の延長した。現在までに作成、もしくは作成中の各遺伝子変異体を用いて細胞傷害活性経路の解析に使用する。
Drug delivery patch for easy one-way self-administration

本研究の目的は、個人利用が可能なマイクロニードルアレイを実装したバンドエイドの開発を目指す。本技術は、病院や、医療スタッフが不足している地域で、高度な技術を必要とせず、無痛で投薬(予防接種)を可能とする有益な手段となると考えられる。目的の実現に向かってタンパク質のマイクロニードルの作製を試みたところ、毒性を有する光活性分子を使用しないタンパク質の新しい光硬化技術を発見した。本手法は、より安全性が高い医療応用として期待できる。引き続き、タンパク質構造の最適化と高アスペクト比構造体の作製を検討し、マイクロニードルアレイバンドエイドの実現を目指す。複合領域
IgG4硬化性疾患の病態の解明と関与分子を標的とした治療法の開発

IgG4関連硬化性疾患患(:)者から得られた腺組織にはペリオスチンとIL-17の過剰発現が認められた。ペンドリンの発現は、対照と比較して減弱しており、これは腺管構造の破壊に伴う変化と考えられた。また、末梢血のTh1/Th2およびTc1?Tc2細胞のインバランスが生じていることが明らかとなった。これらの所見から、IgG4関連硬化性疾患の硬化にはペリオスチンとIL-17が特に重要な役割を果たしており、これら分子を標的とした治療法の開発が新たな道を開く可能性があると考えられた。IgG4関連硬化性疾患は、全身の諸臓器にCD4ないしCD8陽性Tリンパ球とIgG4陽性形質細胞が浸潤する全身性疾患である。そのIgG4陽性形質細胞の浸潤は,膵臓、胆管、唾液腺、甲状腺、後腹膜などに認められることが多い。キュットナー腫瘍などの硬化性唾液腺炎、自己免疫性膵炎、原発性硬化性胆管炎、後腹膜線維症と独立して診断されてきた疾患は、この新しい疾患概念であるIgG4関連硬化性疾患の一つの表現型である可能性が示唆されている。診断は唾液腺、涙線などの両側対称性の肥大と血清中のIgG4の上昇あるいは組織中のIgG4陽性形質細胞の確認によってなされている。耳下腺、顎下腺など唾液腺の腫脹を初発症状とすることが多いが、膵臓や胆管に病変が進展し自己免疫性膵炎や硬化性胆管炎などの重篤な合併症をおこす可能性があり、早期に診断し治療を開始することが重要である。また、病理学的には腺組織の高度な破壊像と繊維化が認められており、この病態にはTh17細胞、Th1細胞とTh2細胞が関わり、繊維化にはペリオスチンやTGFなどのサイトカインや分子が関与していると推測される。本研究では、IgG4関連硬化性疾患の病態、特にTh17の関与および繊維化におけるペリオスチン分子の関与について検討した。その結果、IgG4関連硬化性疾患患者から得られた腺組織にはペリオスチンとIL-17の過剰発現が認められた。ペンドリンの発現は、対照と比較して減弱四ており、これは腺管構造の破壊に伴う変化と考えられた。これらの所見から、IgG4関連硬化性疾患の硬化にはペリオスチンとIL-17が重要な役割を果たしており、これら分子を標的とした治療法の開発が新たな道を開く可能性があると考えられた。キュットナー腫瘍などの硬化性唾液腺炎、自己免疫性膵炎、原発性硬化性胆管炎、後腹膜線維症と独立して診断されてきた疾患は、この新しい疾患概念であるIgG