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文化的表象としての近代ドイツ教育学の思想史的研究

20世紀前期ドイツにおける教育理論は、「保守革命論」に象徴される社会思想の上に成り立っていた。本研究においては、ドイツの教育理論と教育実践の基底に流れていた「保守革命論」に焦点を当て、そこから教育理論を批判的に考察した。主たる分析の対象は、保守革命論を牽引した雑誌『タート』である。この雑誌における主要な論文から、教育理論の再検討を試みた結果、教育理論の思考形式の中には伝統的な「ドイツ的なるもの」への回帰が認められた。20世紀前半のドイツ教育学の展開は、相対的にリベラルな改革教育学運動とナチによるその断絶、戦後における改革教育学運動の再評価という図式の下で議論されてきた。しかしすでに改革教育学運動研究によれば、その思想的起源は文化批判に見出すことができる。理論的指導者はPaul de Lagarde、Langbehn、Moeller van den Bruckらであり、彼らはいずれもいわゆる保守革命論へと発展する思想的傾向を持っていた。こうした観点からすると、進歩主義的な立場から解釈されてきたドイツ改革教育学運動はドイツ固有の保守主義的思想の果実として改めて解釈し直す必要がある。また相対的にリベラルな教育学から全体主義的教育学に転換するとの解釈されてきたKrieckに代表されるナチ的教育学も、その思想的・学説的展開をたどり直す必要がある。本年度の研究においては、雑誌Die Tatを主たる史料として、19世紀末から20世紀初頭にかけて教養市民層に広まった文化批判から保守革命論へと展開する思想的系譜に注目し、ドイツ教育学の基層および思考的フレームの一端を明らかにすることを目的とした。今年度の発見は次の2点である。第一に、雑誌Die Tatの基調はドイツの民族性への回帰とその実践であった。単に保守的なイデオロギーを喧伝するのではなく、さまざまな実践や運動の中に見られる伝統的なるものを奨励し、その一方で西欧的な個人主義やドイツの伝統という現実に根づいていない実践や運動を批判するという立場が取られている。しかし、誌面構成からすれば海外情報も見られ、偏狭なナショナリズムは認められない。この意味では穏健な保守主義論を展開していた。第二に、Die TatにはKrieckやOestreichなどの多様なライターを見いだすことができるが、基本的にドイツの民族性を共有し、少なくとも第一世界大戦終結時点まで、彼らは「ドイツ的なもの」を共有しつつ、新たな教育学ないし新たな教育制度を模索していた。本研究は、近代ドイツの文化的表象としての雑誌の分析を通して、そこに見られる思想的・教育学的思考形式をその土台から把握し、また1900年1945年に至る通時的な変化を明らかにすることを目的とするものである。3年計画の2年目にあたる平成26年度においては、1920年代における多元化と保守化という2つの、方向性の異なる世相が交錯する社会的・文化的文脈において、総合雑誌が発信した情報の分析とその再帰化、情報の展開を視点として、主として保守革命論の雑誌『タート』とリベラルな革新派の雑誌『世界展望』の記事分析を行った。分析作業を通じて明らかになったことは、以下の通りである。第一に、1920年代前半においては『タート』と『世界舞台』との間には、同じ寄稿者を見いだすことができるなど、共通する点も見いだすことができる。いずれも、社会を変革すべきとの方向性においては一致していた。第二に、1920年代後半になると、2つの雑誌の論調の違いが明確になる。『タート』は世界の情報を取り入れながらも「保守」と「伝統」へと回帰するのに対し、『世界舞台』はドイツ的伝統を取り入れながらも「民主化」と「多元化」へと向かう道を模索する。残された研究課題は、以下の二点である。第一は、分析の焦点が政治思想・社会思想的分析に当てられ、それらが教育及び教育学に与えた影響について十分な分析ができなかったことである。雑誌の分析作業と同時代の教育学との関連を同時進行的に進める必要性がある。第二は、上述の保守革命論とリベラル派との分岐が生じた原因とその契機の分析である。これを明らかにするためには、編集者の分析と新聞等の別のメディアの分析などが必要になる。本研究は、主としてワイマール期を中心とする雑誌の諸論考を近代ドイツの文化的表象として見立てて分析し、これらの論考における思潮から思想的・教育学的含意を抽出すること、またこの作業を通して1900年から1945年に至る思想的な「地殻変動」を明らかにすることを目的としている。3年計画の最終年度にあたる平成27年度においては、1920年代後半から30年代にかけて、政治的・経済的な動揺、また伝統的・保守的な思想傾向が強まる社会的文脈の中で、総合雑誌が発信した情報の分析を行った。主たる分析対象とした雑誌は、保守革命論を牽引し、保守的な傾向の強い『タート』、そして相対的にリベラルで、進歩的な傾向の強い『世界舞台』である。これらの雑誌記事分析を行った。雑誌記事分析を通じて明らかになったことは、以下の通りである。第一に、1920年代後半から1930年代においては、1920年代前半までに見られたように、『タート』と『世界舞台』には共通する寄稿者は見出せなくなる。これは、右派系雑誌と左派系雑誌との境界が明確になったことを意味する。

第二に、右派系雑誌と左派系雑誌の共通点として、東アジアを含むヨーロッパ以外の情報を発信し続けていることが上げられる。政治的傾向は異なるものの、両者ともに偏狭な国家主義にはとらわれていない。これに関連して、右派系雑誌においても、反ユダヤ主義の論考は見られない。残された課題は、昨年度の概要にも記したように、またR・コケモール教授からも指摘されたように、分析が政治思想史・社会思想史的分析に傾斜しており、当時の教育学の理論や実践を視野に入れて分析を行うことである。また、ワイマール時代の文化的傾向は今日の欧州における多元化と国家主義との均衡を求める傾向と類似しているため、現代的な視点をも取り入れた分析が必要となる。遅れている理由は下記の2点である。第一に、昨年度の秋、フランクフルトで行った資料調査において新資料を発見し、これらの資料を最終的な研究成果に含めるためである。第二に、昨年度の秋、ハンブルク大学のライナー・コケモール教授の指導を受けた。その際、現代的な視点と教育学的な視点を加えて研究成果をまとめるように助言を受けた。本研究は20世紀前半ドイツにおける雑誌分析を通して、主としてワイマール時代からナチ時代に至る教育学説および教育実践の展開を思想史的に分析し、その意義を再検討するものである。主たる分析の対象とした資料は、保守革命論という社会的風潮を牽引した雑誌『タート』、またリベラルな思潮を代表する『世界舞台』の分析である。『タート』や『世界舞台』誌上におけるさまざまな論説の分析、とくに教育理論家の投稿論文や教育に関わる言説に焦点を当てて分析を行った。研究の結果、『タート』誌にはドイツの教育改革(改革教育学)をリードした理論家の投稿が多数見られた。一方、西欧流のリベラリズムを基調とする『世界舞台』には、教育理論家の論考は少なかった。このことは、ドイツの教育改革理論が、リベラリズムよりも保守革命論に親近的であったことを示している。また、『タート』誌に名前を見出すことのできる理論家は、ドイツ・ロマン主義への回帰を主張する傾向が認められる。しかし、このことは偏狭な国家的イデオロギーへの積極的なコミットメントを意味するものではない。『タート』誌には西欧世界ばかりではなく、東洋世界の情報も掲載されており、教育理論家たちがグローバルな視点を持ちつつも、ドイツの文化的伝統を中心として、人間の教育と社会の建設を目指していたものと考えられる。1930年代以降、ナチ支配下においては国家の教育・文化政策として反ユダヤ主義が現れるが、ほとんどの教育理論家たちには反ユダヤ主義は認められない。さらに戦後における彼らの思想的立場を見ると、ドイツの文化に根ざした民主主義の教育理論の発展に努めた者、東ドイツにおいて社会主義の教育理論の発展に努めた者が認められ、偏狭な国家主義とは一線を画した理論、実践の普及に尽力したことが確認できた。20世紀前期ドイツにおける教育理論は、「保守革命論」に象徴される社会思想の上に成り立っていた。本研究においては、ドイツの教育理論と教育実践の基底に流れていた「保守革命論」に焦点を当て、そこから教育理論を批判的に考察した。主たる分析の対象は、保守革命論を牽引した雑誌『タート』である。この雑誌における主要な論文から、教育理論の再検討を試みた結果、教育理論の思考形式の中には伝統的な「ドイツ的なるもの」への回帰が認められた。
代数的Designについて

代数的なデザインの分野のうちで,有限群Gが作用するものをまず研究した.北大の吉田氏は次のような注目すべき定理を証明した.定理(X,B)をパラメーターが(v,b,r,k,λ)なるブロックデザインで位数がn(=r-λ)なるものとし,有限群Gが作用しているとする. PをGの正規p-部分群とする. pはnと互いに素な素数と仮定する.このとき次が成立する. (1)a)pがrまたはbと素ならば〓XP/G〓-1≦〓BP/G〓b)pがrを割りきるならば〓XP/G〓-1≦〓BP/G〓(2)v=bなら〓XP/G〓=〓BP/G〓吉田氏は上の結果をカテゴリー理論やバーンサイド環から作ったpoly-Hechefunctorを使用して得た.彼の方法は非常に難解である.我々は上の結果に初等的な証明を与えた.これがここでの研究実績である.以下少し詳しく我々の研究結果を報告する.荒川氏が今後の課題として次のようなことをあげている.Kreherの方法を考える段階で,単位的可換環をC以外にとって, (例えば,有限体GF(p)で)なにか結果がでないか.これらの事にsuggest.されて研究し始めたが,まずKreherの結果は本質的には行列のcontractionについてのD.G.Higman準同型にほかならないことに気づいた.不思議なことにHigman自身も準同型写像がDembowskiが定義した結合行列の戦術的分割であることに気ずいていない.またHigmanの方法は組み合せ論的に理解しやすく,かつ,上の単位的可換環をGF(p)にとったとき計算がやさしくなる.別証明の途中で我々は次のような結果を得た.これは吉田の定理(1a)の拡張である.命題定理と同じ仮定のもとで,もしブロックのG-orbitの長さがpと素なものが存在すれば次のことが成立する.〓XP/G〓≦〓BP/G〓これらの結果は昭和62年10月に日本数学会の代数学分科会で発表した.代数的なデザインの分野のうちで,有限群Gが作用するものをまず研究した.北大の吉田氏は次のような注目すべき定理を証明した.定理(X,B)をパラメーターが(v,b,r,k,λ)なるブロックデザインで位数がn(=r-λ)なるものとし,有限群Gが作用しているとする. PをGの正規p-部分群とする. pはnと互いに素な素数と仮定する.このとき次が成立する. (1)a)pがrまたはbと素ならば〓XP/G〓-1≦〓BP/G〓b)pがrを割りきるならば〓XP/G〓-1≦〓BP/G〓(2)v=bなら〓XP/G〓=〓BP/G〓吉田氏は上の結果をカテゴリー理論やバーンサイド環から作ったpoly-Hechefunctorを使用して得た.彼の方法は非常に難解である.我々は上の結果に初等的な証明を与えた.これがここでの研究実績である.以下少し詳しく我々の研究結果を報告する.荒川氏が今後の課題として次のようなことをあげている.Kreherの方法を考える段階で,単位的可換環をC以外にとって, (例えば,有限体GF(p)で)なにか結果がでないか.これらの事にsuggest.されて研究し始めたが,まずKreherの結果は本質的には行列のcontractionについてのD.G.Higman準同型にほかならないことに気づいた.不思議なことにHigman自身も準同型写像がDembowskiが定義した結合行列の戦術的分割であることに気ずいていない.またHigmanの方法は組み合せ論的に理解しやすく,かつ,上の単位的可換環をGF(p)にとったとき計算がやさしくなる.別証明の途中で我々は次のような結果を得た.これは吉田の定理(1a)の拡張である.命題定理と同じ仮定のもとで,もしブロックのG-orbitの長さがpと素なものが存在すれば次のことが成立する.〓XP/G〓≦〓BP/G〓これらの結果は昭和62年10月に日本数学会の代数学分科会で発表した.
プロトン導電性酸化物を用いた水素同位体電池とそのセンサへの応用

昨年度の実験・検討において、プロトン導電体による水素同位体電池が生じる起電力がセンサに都合良く適用できる形をした理論式に従うことが分かった。酸化物イオン導電体セルで行った予備実験の結果も踏まえ、本年度は以下の検討を行った。(1)プロトン導電体を用いた水素同位体センサ:電解質としてプロトン導電体である10mol%のインジウムをドープしたカルシウムジルコネートを用いた電気化学セルを構成し、一方の電極室に標準ガスとして純水素を、他方の電極室に軽水素と重水素の混合ガスおよびその50%、25%希釈ガス(希釈剤はアルゴンガス)を導入し、700°Cにおける起電力測定を行った。得られた起電力は混合ガス中の水素同位体比および水素同位体総濃度(分圧)の関数の和として得られ、検討したすべての濃度範囲において上述の理論式に一致した。したがって、本セルは、水素同位体総濃度が分かっている場合において被検ガス中の水素同位体比を検知するセンサとして働く事が明らかとなった。(2)酸化物イオン導電体を併用した水素同位体センサ:上記の電気化学セルにおいて電解質として酸化物イオン導電体であるイットリア安定化ジルコニアを用いて(1)と同様の条件で起電力を測定したところ、その起電力はほぼ水素同位体総濃度のみの関数として得られた。酸化物イオン導電体セルは平衡論的には水素同位対比に対してもプロトン導電体セルとは逆の極性で起電力を生じると考えられたが、実際にはこれに鈍感であった。これは、混合ガス(被検ガス)中の酸素分圧が、これに含まれる水蒸気により速度論的に支配されているためと考えられる。このようにして得た酸化物イオン導電体セルからの起電力は平衡値ではないものの、これを(1)のプロトン導電体セルの起電力から減じた結果は水素同位体比のみの関数となり、両セルの併用により、水素同位体を含むガス中の水素同位体比と総濃度を同時に決定できる事が明らかとなった。高温型プロトン導電体を用いた電気化学セルに水素同位体を導入するとその同位体の種類に応じて起電力が生じるという水素同位体電池について検討を行い、本年度は以下の知見を得た。純粋な軽水素と重水素の組み合わせで生じる水素同位体電池の起電力については、これまでに電解質中のプロトン(軽水素イオン)とデューテロン(重水素イオン)の移動度の違いおよび軽水素と重水素の電極反応平衡の差に基づく理論式を構築した。電解質にカルシウムジルコネート系高温型プロトン導電体を用い、軽水素と重水素の混合ガスおよびそれを不活性ガスにより希釈したガスを導入したときに生じる起電力を詳細に検討した結果、上記理論式に気相の水素同位体平衡を加味して導かれる理論式に一致した起電力を得た。このことから、上記の二つの項の寄与から本電池が起電力を生じていることが定量的に明らかになった。また、この起電力は水素同位対比と水素同位体総分圧の二つの寄与に分解できることが分かり、その水素同位体センサへの適用の可能性が示された。次年度に行う水素同位体センサの検討への予備的な実験として電解質にジルコニア系酸化物イオン導電体を用いたときの水素同位体電池の起電力を測定し、水素同位体総分圧のみに依存する起電力を得た。この結果は、水素同位体混合ガス中の酸素分圧から予想される起電力の値とは異なったものであったが、プロトン導電体セルとの組み合わせにより水素同位対比と水素同位体総分圧とを同時に決定できるセンサとして機能することを示唆するものである。酸化物イオン導電体セルについては、今のところその起電力応答がガス流速に依存してしまう結果が得られており、その詳しい解析あるいは他の電解質の適用については次年度において検討する。

このようにして得た酸化物イオン導電体セルからの起電力は平衡値ではないものの、これを(1)のプロトン導電体セルの起電力から減じた結果は水素同位体比のみの関数となり、両セルの併用により、水素同位体を含むガス中の水素同位体比と総濃度を同時に決定できる事が明らかとなった。
複素芳香族化合物ピロールの触媒的不斉水素化:光学活性ピロリジンの触媒的不斉合成

複素芳香族化合物の還元は多くの有用な生理活性化合物の部分骨格となる不斉複素環骨格を構築する有用な手法である。しかし、そのような化合物は光学活性体として存在し、その中の1つの立体異性体しか有効な生理活性を示すことはない。従って、このような化合物は光学活性体として合成されるべきであり、その不斉触媒化が待望されている。しかし、複素芳香族化合物の還元の触媒として知られているものの多くは、不斉配位子による修飾が不可能な不均一系触媒であり、不斉触媒化が可能な均一系金属錯体触媒の例はほとんどなく、その不斉触媒化は困難であると考えられてきた。本研究では、複素芳香族化合物の1つであるピロールの触媒的不斉水素化についてその実現の可能性を探った。窒素原子上を第三ブトキシカルボニル基で保護したピロールの水素化に活性を示す遷移金属錯体触媒を探索したところ、(アセチルアセトナト)(1,5-シクロオクダジエン)ロジウムとトリフェニルホスフィンから系中で発生するロジウム錯体が本水素化反応に高い触媒活性を示すことを見いだした。しかし、配位子であるトリフェニルホスフィンを種々の光学活性ホスフィン配位子に換え、2位あるいは3位に置換基を持つピロールの触媒的不斉水素化を行ったところ、残念なことに有為な不斉誘起は観測されなかった。次に、ベンゼンに縮環したピロールであるインドールの水素化について同様に検討したところ、申請者が開発した不斉配位子PhTRAPとビス(1,5-シクロオクダジエン)ロジウムヘキサフルオロアンチモネートから調製される触媒を塩基性条件下で用いることにより、最高98%eeの光学活性インドリンを与えることを見いだした。本触媒的不斉水素化の基質適用範囲は広く、広範囲にわたる光学活性インドリンの触媒的不斉合成に利用できる。複素芳香族化合物の還元は多くの有用な生理活性化合物の部分構造となる不斉な複素環骨格を与える有用な手法である。しかし、そのような化合物は光学活性体として存在し、特定の立体化学の化合物しか有効な生理活性を示すことはない。従って、このような化合物は立体選択的に合成されるべきであるが、複素芳香族化合物の還元は過酷な反応条件下で行われることが多く、立体化学の制御は困難であろうと考えられてきた。そこで、本年度では複素芳香族化合物であるピロールの触媒的不斉水素化に適した均一系遷移金属錯体触媒の開発を試みた。基質として、第三ブトキシカルボニル基で窒素原子上を保護した無置換ピロールを選び、様々なロジウム錯体を触媒として水素化還元を試みたところ、(アセチルアセトナト)(1,5-シクロオクタジエン)ロジウム錯体とトリフェニルホスフィンから系中で調製される錯体が最も高い触媒活性を示すことを見出した。基質に対しモル比1/100のロジウム錯体で反応を行った場合、2時間以内で反応は完結し、91%の単離収率で目的とするN-(第三ブトキシカルボニル)ピロリジンを得た。この反応では、ロジウム原子上のホスフィン配位子としてトリフェニルホスフィンの代わりに、様々な二座ホスフィン配位子を用いても触媒活性が大きく損なわれることはなく、反応速度の極端な低下はみられなかった。一方、触媒的不斉合成用として開発・市販されている不斉配位子の大部分は二座ホスフィン配位子である。従って、上記反応のトリフェニルホスフィンのかわりに種々の光学活性二座ホスフィン配位子を用いることにより、高エナンチオ選択的なピロールの触媒的不斉水素化の実現が期待できる。
低分子量G蛋白質とその標的蛋白質による血管構築の分子機構

血管の構築は、動脈硬化などの様々な疾患に深く関与している。しかし、どのような細胞内シグナルにより血管が構築されるかは依然として不明である。一方、私共は低分子量GTP結合蛋白質のRhoファミリーのうち、Rhoの標的蛋白質としてセリン・スレオニンキナーゼであるPKN、Rho-kinase、myosin phosphataseの制御サブユニットであるMBS(myosin-binding subunit)を見出している。私共は、Rho-kinaseがMBSをリン酸化してmyosin phosphataseの活性を抑制するとともに、myosin light chainそのものも直接リン酸化することを見出した。Rho-kinaseは、この二つのpathwayによりmyosin light chainのリン酸化レベルを上昇させ、その結果myosinATPase活性を上昇させることを見出した。また、Rho-kinaseの新たな基質として細胞膜裏打ち骨格蛋白質のひとつであるERMファミリーを見出した。ERMは、MBSと直接結合して、複合体を形成することによりリン酸化されやすくなることも見出した。Cdc42とRac1の標的蛋白質IQGAP1が、細胞間接着部位に濃縮されcadherin・cateninと直接結合することを見出した。さらに、IQGAP1をoverexpressするとcadherin依存性の細胞間接着が抑制されることを見出した。このIQGAP1の佐用は活性型Cdc42によりreverseされた。一方、私共はRasの新規標的蛋白質としてAF-6を同定し、AF-6が上皮細胞ではtight junctionに濃縮されることを見出している。AF-6はtight junctionのコンポーネントのひとつであるZO-1と直接結合することも見出した。血管の構築には、内皮細胞などの細胞骨格系のrearrangementや細胞間接着による極性形成が必須である。本年度の、私共のこれらの成果は血管構築の分子メカニズムを理解する上で、極めて重要である。したがって、本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。
水晶発振子をモニターとするLB膜累積評価装置の開発

本研究は、Langmuir-Blodgett(LB)膜累積時に水晶発振子を基板に用いることにより、LB膜の累積条件やLB膜の安定性をin situで正確に評価できる装置を開発することを目的として行った。その結果,以下のような成果が得られた。1)水晶発振子は基板上に付着した物質量に比例して振動数が低下する(1ngに対して1Hz)ことに着目し、LB膜の累積基板として用いた。振動数の経時変化からLB膜の正確な累積比、累積時の水分の取り込み量、その蒸発速度などをナノグラムレベルでモニターすることができた。これらの結果から,水晶発振子をLB膜の累積基板として用いることにより,これまで定量的な議論が困難であったLB膜累積量をモニターする装置が開発できる目途が付いた。2)LB膜を累積した発振子を水中に保ったときの振動数の経時変化から、LB膜の安定性(水中での基板からの剥離速度や膨潤)をモニターしたところ,LB膜化合物の化学構造によっては水中で基板から剥がれることがわかった。すなわち,水晶発振子はLB膜の水中での安定性のモニターとしても有用であることが明らかとなった。3)水晶発振子、発振回路、周波数カウンター、電源、等を組み込んだ累積装置を現在試作している。LB膜の累積や水中での安定性の測定を行ないながら、装置の改良や安定性を高め、最終的には累積装置に組み込み市販できる形まで完成させる。本年度は、以下の内容の研究を行い、次のような成果を得た。1)9MHz,ATカット,直径8mmの水晶発振子を基板に用い、ステアリン酸カドミウム、リン脂質、たんぱく分子、シアニン色素分子等の様々な水面単分子膜を1-50層累積した。累積時の重量増加をパーソナルコンピュータに直結した周波数カウンターから読み取り、累積直後の重量変化と乾燥時の重量から、真のLB膜累積量、取り込まれた水分量、その蒸発速度などを求めた。その結果、水晶発振子を累積基板に用いることにより、LB膜の累積量をngオーダーで正確に定量できることがわかった。また、空気中での振動数の経時変化から、累積されたLB膜からの水の蒸発速度が求められることも明らかとなった。2)累積速度、単分子膜の表面圧、累積層数、基板の疎水性、等を系統的に変化させたときの累積比、取り込まれた水の蒸発速度から、よく配向されたLB膜を累積する条件を予測することができるようになった。3)本装置は、LB膜累積時の情報が正確に求められるので、LB膜を利用する有機材料や電子材料分野で多くの利用が期待できる。
子育て期後の共働き家族における妻のキャリア形成と夫の家庭役割、勢力関係

研究の概要として、第1に、末子中学生以上の子育て期後の共働き家族において、妻の就業およびキャリア形成は、夫の家庭役割の分担、家族要因、妻自身の意識によってどのように影響を受けるのか、妻の職場の要因、サポート環境も含めて、妻の子育て・家事のゲートキーピング概念を用いて明らかにする。第2に、妻の就業による収入や勤続年数、役職などキャリア要因を含む勢力が、夫婦間の勢力関係や家計管理にいかなる影響を及ぼすのかを明らかにする。第3は、子育て期後の夫の子育て・家事参加および妻の就業が、中学生以上の子どもの職業観や社会化にどのような影響を及ぼすのかについて明らかにする。
ホウ化物ナノ粒子の犠牲酸化による強磁性L1o-FeNiナノ粒子の合成

次世代高性能永久磁石や垂直磁気記録媒体への応用に期待されるL1o-FeNi調製を目的とし,相形成温度の320度以下において相変態を生じさせるため,前駆体となるFe-Ni-Bナノ粒子の調製を行い,犠牲酸化による低温相変態を試みた.逆ミセル法によりFe-Ni-Bナノ粒子の調製を行った.得られたサンプルはホウ化物特有の黒色であったが,脱酸素下,保護配位子種変更を行ったものの,洗浄中や測定中に分解することが確認され,ホウ化物として長期保管出来ないことが確認された.原理確認の実験としては,Ni-Bの犠牲酸化によりfcc-Niが得られていることから,Fe-Ni-Bの安定化が課題として明らかとなった.27年度は、前駆体となるFe-Ni非晶質化合物ナノ粒子の合成方法の検討を行った。まず、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)の各元素それぞれの化合物ナノ粒子合成について検討を行った。逆ミセル法によりFeならびにNiの非晶質ナノ粒子の調製を行ったところ、金属濃度、ミセル濃度を変化させることで条件を最適化し、ナノ粒子が得られることを確認した。しかしながら、回収したナノ粒子を溶媒中へきれいに再分散することは難しいため、課題として残った。続いて、FeおよびNiを同時に反応させて、同様に逆ミセル法を用いて化合物ナノ粒子を調製した。まずは、鉄/ニッケル仕込み比一定のもと、粒子の合成を試みたところ、粒子を得ることに成功した。しかしながら、単元素の時と同様、粒子を各種溶媒へ再分散させることが難しいため、配位子交換により有機相への抽出を試みた。側鎖の長さが異なる種々配位子を有機溶媒へ溶解させ、その中にナノ粒子の分散を試みた。配位子交換時間を変えながらその分散の仕方への影響を評価したが、安定した分散状態を得るための条件は得られなかった。また、配位子交換や抽出中にナノ粒子の色が変化することが確認され、非晶質化合物の状態から金属イオンの状態に戻ってしまったものと考えられる。そのため、次年度においては、粒子が安定に分散する条件の探索、不活性ガス下保存等による安定化を行いながら、鉄/ニッケル比の制御方法検討、ならびにL1o相への相変態条件について検証する予定である。ナノ粒子の合成において、溶媒への再分散性の点が解決されておらず、そのため、粒径制御、組成制御に関しての検証が出来ていないため、進捗状況については、やや遅れていると判断した。高い一軸異方性定数を有するL1o-FeNiをナノメートルサイズの粒子で調製し、配列させることで、次世代高性能永久磁石や垂直磁気記録媒体への応用を目的として研究を進めている。L1o-FeNi相は直接調製出来ず、相変態によりその構造を得る必要があるが、L1o-FeNi相の形成温度が320度以下と低いため、他元素をドープし構造変態しやすい条件下での調製を目指し、その前駆体となるFe-Ni-Xナノ粒子の調製を行った。添加元素Xには、本研究においては犠牲酸化の利用を目的としてホウ素(B)を選択している。逆ミセル法によりFeならびにNi前駆体を溶解させた水溶液を、ホウ素の前駆体を溶解させた水溶液を添加し、ホウ化物の調製を行った。得られたサンプルはホウ化物特有の黒色であったが、溶液から洗浄により取り出している最中に分解が進行してしまい、ホウ化物として長期保管出来ないことが確認された。これは反応溶液中の溶存酸素、洗浄用のアルコール中酸素により分解が促進されてしまい、ホウ化物の状態が維持出来ないためと考えられる。そのため、上記反応溶液を全て窒素ガスバブリングにより脱酸素を行った後、同様の反応を行った。その結果、得られたサンプルの大気下暴露時の分解は確認されなかった。得られたサンプルは、粒度分布が広いものの、ナノメートルオーダーの粒子が得られたことが確認された。しかしながら、脱酸素下での反応により、分解までの時間は少しだけ延びたものの、大気下での処理中の分解が進むため、測定は電子顕微鏡によるものまで確認している。ナノ粒子を得ることには成功したため、合成条件の基を構築することは出来たものと考えられる。しかしながら、得られたナノ粒子を安定に保管することが難しく、安定化処理方法を見つけることがまだ出来ない。これにより、得られた粒子の組成分析、構造分析ならびに粒子を用いた構造変態処理までに移行出来ておらず、本研究の進度が遅れている。ネオジム磁石の代替材料としては,高い一軸結晶磁気異方性(Ku)の材料が研究対象となっている.Ku(磁気モーメントが特定結晶方向を向きたがる傾向)は,(BH)maxの大きさやHcの高さがKuの高さに例することから,磁石の性能を表す非常に重要な値である.このような中,枯渇の心配が少なく産地に偏りの少ないFeならびにNiから成るL10-FeNiが注目されている.これは,高いKu値と高いTcを有し,耐食性においても優れているためである.しかしながら,規則化度100%のL10-FeNi相形成は非常に困難である.L10相を得るには,無秩序相を加熱等により原子拡散・再配列させる必要がある.しかし,FeNi相の構造変態はL10-FeNi < T = 320 °C < fcc-FeNiであり,320°C以下という温度域ではFeとNiの相互拡散が非常に遅い.

そこで本研究では,出発物質:Fe-Ni-Bナノ粒子を調製し,酸素下において犠牲酸化により,FeーNiの還元とホウ素脱離によるFeーNi相互拡散促進の両効果を用いて,高規則化度L10-FeNiナノ粒子の調製を目的とする.また,単分散性維持のまま粒径制御による1粒子あたりの性能向上(単磁区化)と全粒子性能均質化,ならびにそれら粒子の磁化容易軸方向配向制御下での配列により,高異方性永久磁石の創成を目的とした.逆ミセル法によりFe-Ni-Bナノ粒子の調製を行った.得られたサンプルはホウ化物特有の黒色であったが,脱酸素下,保護配位子種変更を行ったものの,洗浄中や測定中に分解することが確認され,ホウ化物として長期保管出来ないことが確認された.原理確認の実験としては,Ni-Bの犠牲酸化によりfcc-Niが得られていることから,Fe-Ni-Bの安定化が課題として明らかとなった.次世代高性能永久磁石や垂直磁気記録媒体への応用に期待されるL1o-FeNi調製を目的とし,相形成温度の320度以下において相変態を生じさせるため,前駆体となるFe-Ni-Bナノ粒子の調製を行い,犠牲酸化による低温相変態を試みた.逆ミセル法によりFe-Ni-Bナノ粒子の調製を行った.得られたサンプルはホウ化物特有の黒色であったが,脱酸素下,保護配位子種変更を行ったものの,洗浄中や測定中に分解することが確認され,ホウ化物として長期保管出来ないことが確認された.原理確認の実験としては,Ni-Bの犠牲酸化によりfcc-Niが得られていることから,Fe-Ni-Bの安定化が課題として明らかとなった.次年度は、検証が不十分であった溶媒への再分散(各種溶媒への抽出)を可能とするための配位子交換技術確立を行う。また、Fe/Ni組成比の制御、粒径の制御を広範に行い、相変態処理を行うことで目的とするL1o-FeNi相形成技術確立を検証するFe-Niホウ化物ナノ粒子の調製までは出来ているため、その後の安定化させる方法について検証し、分析を進めることを第1とする。または、分解する前に雰囲気制御炉内へ移動させ、処理を行い、気相下での反応を直接行い、目的物が得られるかどうかの原理確認を行う。H28年度に得られた粒子は、粒度分布が広く、また粒径が小さかったことから、界面活性剤濃度を変化させ、逆ミセルの径を変化させることで粒径を制御する。また、反応時間を変える、添加剤濃度を変えるなど反応諸条件を変化させ、粒径増大と単分散化を試みる。29年度が最終年度であるため、記入しない。無機ナノ材料29年度が最終年度であるため、記入しない。
組織酸素拡散能に対する脱水・体液濃縮の影響

末梢血管で赤血球から放出された酸素は、血漿・細胞外液・細胞内液という体液中を拡散してミトコンドリアに到達する。それゆえ、脱水時に体液が濃縮されて粘稠化すると、「粘性係数(η)の増加⇒酸素拡散係数(DO_2)の低下」を介して組織酸素供給が障害されることが考えられる。本研究の目的は、最近我々が開発した二次元酸素分布可視化システムを応用してDO_2をin vitroとin vivoで実測し、脱水という巨視的な現象が微視的な酸素運搬過程に及ぼす影響を解析することである。DO_<>の測定は高分子モデル水溶液およびラット腸間膜を用いて行った。まず粘稠モデル水溶液中で温度と含水率がDO_2に及ぼす影響を検討した。溶質としてはDextran(分子量39,200)およびGlycerol(分子量92.1)を使用し、含水率60-100%、温度25-45°Cで測定した。各含水率において昇温とともにDO_2は増加し、その変化はArrheniusの式でよく回帰できた。Dextran溶液中におけるDO_2の温度依存性はGlycerol溶液中よりも大きく、拡散に要する活性化エネルギーが大であった。含水率とDO_2は、各温度について直線回帰のほうが良い相関を示した。含水率増加とともにDO_2は増加するが、低温(25°C)における含水率依存性がことに顕著であった。一方、動物実験で得られたDO_2の値には、むしろ血管の走行・構築による影響が大きいことが判明した。すなわち、孤立した細動脈周囲の部位と細動静脈が伴走する部位とでは、DO_2は前者において大きくなる傾向が認められた。しかし、血管構築の差は、そこでの細胞外マトリックス等の構造差にも関連している可能性があるので、今後、更に実験例数を増やして検討を加える必要があると考えられた。
バイオセンサーのスイッチングによる広域ウイルス抵抗性戦略の構築

本研究ではこれまで我々が行ってきた研究をさらに発展させ、植物ウイルスの遺伝子を用いたウイルスの感染の阻止をなどの機能を導入・発現する技術を確立し、これまで知られている植物ウイルスの総数のうち、90%以上を占めるRNAウイルスに対する新規の低抗性、すなわち高度抵抗性や広域スペクトラムな低抗性を付与する技術を確立することを目的としてその基盤的研究を行った。本年度は、昨年度までの成果に基づいて、Citrus tatter leaf capillovirusやpoyvirusのそれぞれのRNAゲノムのデータを元に明らかになった各遺伝子の機能を詳細に解析し、その遺伝子の一部、あるいは遺伝子非コード領域をそれぞれ修飾したインフェクシャストランスクリプトを各種作出し、それぞれ植物に導入して病原性発現の解析を行った。さらに、それらの植物ウイルスの遺伝子の一部を取り出して、発現ベクターに導入し、Tiプラスミドに挿入して植物を形質転換し、植物ゲノムに組換え導入した。こうして出来た組換え植物細胞を分化・培養し、組換え植物体を作出した。それらの各組換え体のラインについて、同種植物ウイルスあるいは異種植物ウイルスを実験的に感染させて、それらのウイルスに対して示す耐性のレベルを詳細に解析した。その結果、有用なウイルス耐性の発現を数種の組換え体について確認する事が出来た。これらの知見は、今後広域耐性組換え戦略を進める上で、応用上重要な知見となったと考えられる。Potyvirus科のウイルス(potato virus Y、azuki bean mosaic virus、tobacco etch virus)、Capillovirus属のcitrus tatter leaf virus、およびTrichovirus属のpotato virus Tの感染植物よりそれぞれウイルスを精製し、ゲノムRNAを抽出した後cDNAを合成した。これをそれぞれプラスミドベクターにクローニングしたのち、それらのクローンのインサートをDNAシークエンサーを用いて解析し、それぞれのゲノムの塩基配列を決定した。それぞれのウイルスゲノムのpolymerase gene(POL)、cell-to-cell movement protein gene(MP)、protease gene(PRO)、coat protein gene(CP)の配列をもとに、それらの遺伝子に共通した保存配列を解析した。また、データベースの種々のウイルスゲノムの配列データを用いて、各ウイルスのモチーフに必須の配列を解析した。その結果、それぞれのウイルスについて、必須の配列領域が推定された。これらのデータを元に、citrus tatter leaf virusおよびcucumber mosaic virus、tobacco etch virusなどのウイルスの外被タンパク質の領域を用いてcauliflower mosaic virusの35Sプロモーターおよびnosタ-ミネータ等の配列と併せて植物発現ベクターを構築した。これをAgrobacterium tumefaciensに導入し、植物のリ-フディスクを用いてその細胞を形質転換した。これを無菌条件下で培養し、再分化させ、植物体を作出し、外被タンパク質発現形質転換植物を作出した。これらを用いて、その抵抗性の発現機作を解析し、今後の実験の基礎データとした。昨年解析したCapillovirus属のcitrus tatter lcaf virusおよびBymovirus属のwheat yellowlmosaicvirusとwhcatspindle streak mosaic virusのゲノム解析データをもとに明らかになったpolymerase gene(POL)、cell-to-cell movement protein gene(MP)、protease gene(PRO)、coatproteingene(CP)の配列をもとに、それらの遺伝子のdeletionクローンやsitedirectedミュータント等を作製し、それぞれの感染性転写RNAをin vitroで合成する発現ベクターを構築した。続いて、一つのポリペプチドにこれら複数の遺伝子の不活性なミュータントを重複させた。例えば、MPミュータントにやはりPROミュータントのコード領域を重ねた。あるいは、POL、MP、CPの不活性な各ミュータントの一部をそれぞれ直列にコードさせるようにデザインした。それぞれの遺伝子のうち、POL-MP-CPの最小コード領域を直列に結合したものは、それぞれの結合部にserine-type proteaseの切断部位になるアミノ酸配列をペプチドセンサーとして挿入した。RNase遺伝子の塩基配列よりプライマーを合成し、RNase遺伝子をPCR増幅の後クローニングした。このRNase遺伝子をPOLやMPの不活性ミュータントのやCPの間にscrine-type proteaseの切断部位になるアミノ酸配列を挟んで結合させるようにデザインした。また、RNaseを核輸送シグナルの下流に結合させ導入したコンストラクトも構築した。

しかし、このコンストラクトはin vitroでの発現解析の結果、RNaseの活性の発現をみることが出来なかった。今後この方法に代わる方法を検討する必要があろう。一方、感染性クローンのミュータントは、それぞれ抗強毒性抗ウイルス作用があることが発見された。今後この性質を利用した耐性戦略の検討を行う計画である。本研究ではこれまで我々が行ってきた研究をさらに発展させ、植物ウイルスの遺伝子を用いたウイルスの感染の阻止などの機能を導入・発現する技術を確立し、これまで知られている植物ウイルスの総数のうち、90%以上を占めるRNAウイルスに対する新規の抵抗性、すなわち高度抵抗性や広域スペクトラムな抵抗性を付与する技術を確立することを目的としてその基盤的研究を行った。本年度は、昨年度までの成果に基づいて、Citrus tatter leaf capillovirusやpoyvirusのそれぞれのRNAゲノムのデータを元に明らかになった各遺伝子の機能を詳細に解析し、その遺伝子の一部、あるいは遺伝子非コード領域をそれぞれ修飾したインフェクシャストランスクリプトを各種作出し、それぞれ植物に導入して病原性発現の解析を行った。さらに、それらの植物ウイルスの遺伝子の一部を取り出して、発現ベクターに導入し、Tiプラスミドに挿入して植物を形質転換し、植物ゲノムに組換え導入した。こうして出来た組換え植物細胞を分化・培養し、組換え植物体を作出した。それらの各組換え体のラインについて、同種植物ウイルスあるいは異種植物ウイルスを実験的に感染させて、それらのウイルスに対して示す耐性のレベルを詳細に解析した。その結果、有用なウイルス耐性の発現を数種の組換え体について確認する事が出来た。これらの知見は、今後広域耐性組換え戦略を進める上で、応用上重要な知見となったと考えられる。
データマイニングを用いた、医薬品併用による有害事象の発見

FDAの有害事象報告データベース(AERS)2004年版データを利用し、まず相関ルールを用い、報告された薬剤を患者単位で二剤ずつ組み合わせることによって、被疑薬の中でも重要な薬剤をピックアップできるような新たなルールを構築した。次にLogistic回帰(LRA)、Partial Least Squares(PLS)を用いて、薬剤の化学的部分構造とSJSとTENとの関連をモデル化した。平成21年度は、1.合衆国FDAから公開されている有害事象データベースに相関ルールを組み合わせたシグナル検出法を適用し、単剤での発症が稀であるが併用により発症確率が増大しうる医薬品の組み合わせを見出すこと、及び、2.非加法型ノンパラメトリック回帰法の開発を中心に研究を実施した。なお、1に関しては、考えられる主要因、発症確率、併用の危険性等を考慮し、解析対象とする有害事象としてStevens-Johnson症候群、Lyell症候群(以下、併せてSJS)を選択し、実際の適用と解析を行った。1の実施項目における研究結果として、相関ルールとシグナル検出法を組み合わせた手法により、SJS発症に関わる複数の医薬品併用例をシグナルとして検出することができた。これら本研究により見出された医薬品の組み合わせに挙げられた個々の医薬品には、厚生労働省が注意喚起している薬剤がすべて含まれていたことから、本研究における解析手法が効率よく十分に妥当な解析結果を示す手法であると考えられた。この手法は併用事例におけるシグナル検出法の有望な一手法になるものと期待される。次に2の実施項目の結果として、変数間の相関性による目的変数への影響を考慮できるよう、非加法型ノンパラメトリック回帰法に交互作用項を取り入れたモデル式構築のプログラム構築を行い、既存データに適用し良好な結果が得られた。必要な変数や適切な関数式の選択などに今後の課題は残るものの、開発の基礎となる知見が得られた。薬剤の有害事象として発症する重篤な皮膚症状が、SJS、TENと同一スペクトラムと考えられているがより軽度の病態を示すErythema Multiforme(EM)で止まるのか(EM傾向)、SJS、TENに移行する可能性が高い(SJS、TEN傾向)のかは、重大な問題である。そこで、AERSの情報を用い、ある薬剤がSJS、TEN傾向であるか、EM傾向であるかを、ロジスティック回帰などの多変量回帰分析手法により解析した。その結果、薬剤数に基づいた重みを利用したロジスティック回帰を用いることで、EM傾向とSJS、TEN傾向を一定以上の予測性能で区別可能な予測モデルを構築した。本予測モデルは各薬剤の物理化学的な性質や構造上の情報から、有害事象の傾向を予測する。従って、それら予測モデルに必要な情報からより具体的な部分化学構造を今後の検討により見い出すことができれば、医薬品開発過程で、コスモシンなど、よりSJS、TENを引き起こす可能性が強い薬剤の開発を防ぐことができ、患者にとってはもちろん、製薬企業にとっても、重要な意味を持つことが期待される。SJS発症被疑薬の中には、明らかに他の医薬品よりSJS発症頻度の高い医薬品があるが、発症被疑薬に焦点をあてた、発症被疑薬の化学構造情報や物理化学的性質とSJSの発症確率との相関に関する研究は今までに行われていない。そこで本年度はカルバマゼピンやアロプリノールといったSJS発症被疑薬から、SJSを発症する確率を増大させると考えられる化学的要因を明らかにすることを目的とした。データとしては、FDAが公開している、大規模副作用データベースAERSを用い、erythema multiforme (EM)の報告数と、SJS及びTENの報告数の比より、同じく重篤な皮膚粘膜系有害事象のなかでも、相対的に、予後の良好なEMの報告比率の高い被疑薬と、予後良好ではないSJS/TEN報告率の高い被疑薬に分類、化学(構造)的記述子を用いた重み付きロジスティック回帰により、SJS/TEN傾向に寄与する記述子を見出すことを試みた。その結果、内部ヴァリデ-ションでは、82.1%、外部ヴァリデ-ションでは、データセットによってやや差異はあるものの、66-85%の正答率を得ることができた。重要な記述子として残ったのは、(1)四級炭素の数(nCq)、(2)位相距離6のC-C結合における平均電荷移動量(JGI6)、(3)位相距離8のC-C結合の有無(B08)、の3つであり、B08は水分子接触可能表面積を示すASAに置き換えても正答率に大きな変動はないことより、基本的には、4級炭素と長いC-C結合(疎水性因子を示していると思われる)がSJS/TEN傾向に寄与するものと考えられる。JGI6は、電荷の移動を示す記述子であるため、何らかの蛋白質との結合時に役割を果たすものと考えられ、sFAsLの異常発現への遠因に関与している可能性を示唆している。24年度が最終年度であるため、記入しない。
マッカイ対応と導来圏

マッカイ対応とは,n次一般線形群の有限部分群Gに対して,アフィンn次元空間のGによる商特異点の特異点解消の幾何学と,Gの表現論との間に成立すると期待される対応であり,次元の低い場合にはすでに確立されている. McKay対応の定式化としてはいくつかのものが考えられるが,本研究では二つの導来圏の間の圏同値として対応を記述するものを想定している.本研究は,導来圏同値としてのマッカイ対応を拡張するとともに,代数多様体の導来圏の構造について,具体例を通じて明らかにしようとするものである.マッカイ対応とは,n次一般線形群の有限部分群Gに対して,アフィンn次元空間のGによる商特異点の特異点解消の幾何学と,Gの表現論との間に成立すると期待される対応であり,次元の低い場合にはすでに確立されている. McKay対応の定式化としてはいくつかのものが考えられるが,本研究では二つの導来圏の間の圏同値として対応を記述するものを想定している.本研究は,導来圏同値としてのマッカイ対応を拡張するとともに,代数多様体の導来圏の構造について,具体例を通じて明らかにしようとするものである.
活性化ミクログリアの表現型スイッチ制御による歯周病に関連した認知症制圧法の開発

ミクログリアの表現型を脳障害型(M1)へ誘導した際のカテプシンB遺伝子発現量変化を調べたが、本遺伝子は表現型変化の方法の違いにより発現量が増大することもあれば、変化しないこともあり、カテプシンBはある特定の刺激に応じて発現が誘導され、ミクログリアの表現型変化に関与する可能性が示唆された。また、歯周病原因菌とヒト脳血管内皮細胞との共培養を行い、血管内皮細胞における遺伝子発現パターン変化を網羅的に解析したところ、多くの炎症促進性因子をコードする遺伝子の発現が高まったことから、歯周病原因菌に対する脳血管内皮細胞の応答が脳内のミクログリア等の細胞の機能や挙動に影響を与える可能性が考えられた。最近、歯周病は微小な慢性炎症(マイクロインフラメーション)として特に中高年者において認知症のリスク因子となることが報告されている。研究代表者の所属していた研究室ではマイクロインフラメーションが中高年動物においてのみミクログリアを炎症性に活性化し、脳機能を低下させることを明らかにしてきた。活性化したミクログリアの機能は表現型スイッチと呼ばれる仕組みにより脳障害型(M1)と脳保護型(M2)に制御されているが、その実態については不明な点が多い。平成26年度はミクログリアの表現型スイッチとして、炎症性サイトカイン産生に関わるリソソーム性プロテアーゼであるカテプシンBに着目して解析を行った。野生型マウス由来のミクログリア細胞株をLPSで刺激したところ、脳障害型(M1)マーカーの一つとして知られるiNOS遺伝子mRNA発現量が飛躍的に増加した。この際、カテプシンB遺伝子のmRNA発現量も同様に増大することが確認された。ところがLPSと同じくミクログリア表現型を脳障害性(M1)へと誘導すると考えられているインターフェロンγにて本細胞を刺激したところ、LPSの場合と異なりカテプシンB遺伝子mRNA発現量には大きな変化は見られなかった。以上の結果より、カテプシンBはある特定の遺伝子発現制御を受けており、LPSの受容体として知られるToll様受容体の様な自然免疫に関係する受容体の活性化に伴い発現誘導される可能性が見いだされた。一方でミクログリアの表現型を脳保護型(M2)へと誘導すると言われているIL-4で野生型ミクログリア由来細胞株を刺激したところ、脳保護型(M2)マーカーの一つとして知られているArginase遺伝子mRNAの発現量が大幅に増大するものの、カテプシンB遺伝子mRNA発現量には大きな変化がなかったことから、カテプシンBは主に脳障害型(M1)への表現型誘導時に重要な役割を果たしている可能性が考えられた。平成27年度は歯周病罹患が脳に局在する細胞に及ぼす影響を明らかにするため、in vitroでの解析を試みた。これまでに歯周病を引き起こす病原性細菌は口腔内に留まらず、口腔外の組織でも検出されることが知られている。歯周病への罹患は脳卒中等の疾患、あるいは認知機能に代表される脳機能障害の発生や進行に関与するとの報告がなされており、その一因として血流に乗って口腔内から脳へ到達した歯周病原性細菌が脳機能になんらかの影響を及ぼしている可能性が考えられる。そこで歯周病への罹患が脳局在性の細胞にどのような影響を与えるか明らかにすることを目的として、歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisと脳局在性細胞との共培養を行い、共培養により変動した遺伝子発現パターンをマイクロアレイで解析した。その結果、Porphyromonas gingivalisとの共培養により、CCL20等のケモカインやIL-1β、IL-6等の炎症性サイトカイン等、多くの炎症促進性因子をコードする遺伝子の発現が高まっていることが確認された。ミクログリアをはじめとする免疫担当細胞においては、カテプシンBの発現量は種々の刺激に応じて増加し、そのプロテアーゼ活性により基質を分解することが知られている。本研究においても歯周病への罹患に伴いミクログリアにおけるカテプシンBの発現量が増加し、ミクログリアの表現型を細胞障害型へと導くものと予想していた。しかしながら、意外なことに、カテプシンB遺伝子の発現レベルは歯周病原性細菌との共培養により上昇しなかった。以上より、歯周病原性細菌への応答にカテプシンBが大きく寄与している可能性は低いのではないかと考えた。平成27年度は歯周病罹患時にミクログリアをはじめとする脳に局在する細胞の表現型がどのように変化するのかという点について解析を進めることが最も重要であった。本年度ではこうした点に重点的に取り組み、脳に局在する細胞の歯周病罹患に伴う応答として炎症促進性因子をコードする様々な遺伝子の発現が促される等、今後の解析に適した系を構築することができた。また、本研究申請時にはミクログリア活性化時の表現型を制御する因子として、カテプシンBとミトコンドリア電子伝達系複合体Iの二つを挙げていたが、本年度の解析の結果、今後はミトコンドリア電子伝達系複合体Iに焦点を合わせることとなり、研究の方針をより具体的に定めることができた。平成28年度は、前年度に構築した解析モデルを駆使しながら、歯周病罹患が脳に局在する細胞に及ぼす影響を明らかにすることを目的として検討を行った。前年度の解析より、歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisと脳局在性細胞との共

培養を行い、共培養により変動した遺伝子発現パターンをマイクロアレイで解析すると、CCL20等のケモカインやIL-1β、IL-6等の炎症性サイトカイン等、多くの炎症促進性因子をコードする遺伝子の発現が高まっていることがわかっていた。こうした炎症促進因子以外にも、MMP-9等の機能性分子の発現パターンが変化していた。以外にも生理的条件下で産生され、脳内の環境を適正なものに保つ作用のあるTGF-βの存在下で、以上のような機能性分子の発現が促されることを見出した。歯周病原性細菌が脳局在性細胞に与える影響を理解するには、単なる菌と宿主細胞の相互作用だけで説明できるものではなく、脳内の様々な種類の細胞間の相互作用も考慮することが重要となることが明らかとなった。さらに、Porphyromonas gingivalisを生菌のまま、あるいは加熱処理により死滅させて脳局在性細胞との共培養に用いたところ、生菌でも死菌でも、炎症促進性因子やMMP-9等の機能性分子の発現が誘導された。ただ、生菌の方がこうした因子の遺伝子の発現量が高くなる傾向が観察された。したがって、脳局在性細胞では、歯周病原性細菌の構成因子のうち加熱処理により失活するものと失活しないものによって炎症促進因子の発現が誘導されていることになり、歯周病原性細菌の複数の構成因子が脳局在性細胞との相互作用に関与していることが示唆された。ミクログリアの表現型を脳障害型(M1)へ誘導した際のカテプシンB遺伝子発現量変化を調べたが、本遺伝子は表現型変化の方法の違いにより発現量が増大することもあれば、変化しないこともあり、カテプシンBはある特定の刺激に応じて発現が誘導され、ミクログリアの表現型変化に関与する可能性が示唆された。また、歯周病原因菌とヒト脳血管内皮細胞との共培養を行い、血管内皮細胞における遺伝子発現パターン変化を網羅的に解析したところ、多くの炎症促進性因子をコードする遺伝子の発現が高まったことから、歯周病原因菌に対する脳血管内皮細胞の応答が脳内のミクログリア等の細胞の機能や挙動に影響を与える可能性が考えられた。平成26年度はミクログリア表現型スイッチとして主にカテプシンBに着目して解析を行う予定であり、この点より該当年度の進捗状況としては進展したといえる。平成27年度にはカテプシンBに加え、ミトコンドリア電子伝達系複合体Iについても焦点を当て、解析を行う予定としていたが、該当年度中の予備的な解析がやや不足していた。この点より平成27年度はとくにミトコンドリア電子伝達系複合体Iに関して重点を置き、解析を進める。今後はミクログリア活性化時の表現型制御因子としてのミトコンドリア電子伝達系複合体Iの働きを詳細に解析する。今年度までに構築した解析系にて、ミトコンドリア電子伝達系複合体Iの活性を抑制した場合に発現、局在、あるいは活性が変動する因子を探索し、歯周病罹患時の表現型制御の分子メカニズムを明らかにすることを目指す。生化学、分子生物学、細胞生物学平成27年度にはカテプシンBに加え、ミトコンドリア電子伝達系複合体Iについても焦点を当て、解析を行う。ミトコンドリア電子伝達系複合体I阻害剤であるロテノンの存在下で野生型マウス由来ミクログリア細胞株を培養し、脳障害型(M1)あるいは脳保護型(M2)のマーカー遺伝子mRNA発現量をリアルタイムPCRにて定量する。