hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高温耐熱金属間化合物基多相合金の凝固プロセス制御

本研究は通常溶解・鋳造法では多くの鋳造欠陥を生成するため作成が困難である高融点金属間化合物合金をインゴットメタラジーによって作成する手法を見出すことを目的とする。このようなプロセス技術を確立することはこの種合金を航空機エンジンや発電用ガスタービンエンジンの部材として使用するために重要である。(平成16年度までの成果)これまでにMoSi_2を主体とする数種の合金について本申請により購入した光学式浮遊帯炉を用いで凝固条件と得られる組織の関連について一連の実験研究を行った。まず、浮遊帯炉における実験的パラメータである凝固速度、上下の固体結晶の回転速度、固液界面の温度勾配などのついて種々の条件の組み合わせを検討し、健全なインゴットを作成する条件を見出しつつある。平成16年度は包晶系合金であるMoSi_2-TaSi_2系において上記の種々の条件により一方向凝固を行い、整列度の高い組織を得る条件を決定した上で、圧縮試験軸とラメラー整列方向のなす角度を変化させて高温強度を調査した。その成果は日本金属学会平成16年度秋期講演大会において発表し、また平成17年秋の国際会議で発表する運びとなっている。(平成17年度の計画)平成17年度にはより多くの合金系における金属間化合物相の凝固過程・凝固組織が機械的特性に及ぼす影響について検討する予定である。本研究は3年間にわたり、複雑な規則構造を有する高融点金属間化合物を中心にその凝固プロセスを制御することにより凝固欠陥や凝固偏析等が生じる条件を出来るだけ低くする条件を見出すことを主たる目的とし、申請経費で購入した光学式浮遊帯炉を用いて種々の合金の一方向凝固する際の液相を安定に保持するための試料の回転速度と凝固速度条件が凝固組織に及ぼす影響を検討した。高融点金属であるNbやMoをベースとしそれらのシリサイドを強化相とする合金は現在実用耐熱合金の中で最高の耐熱性を有するNi基超合金を凌ぐ次世代耐熱合金として期待されているが、その製造時に液相から晶出する金属間化合物が非常に複雑な規則構造を有することに起因して凝固中に化合物自体に割れを生じたり、ミクロポアが生成したりするために、凝固後に組織制御を行って所定の組織に調整した後もこれらの凝固欠陥を起点とする脆化のため構造用材料としての特性を得ることが出来ない。言い換えればこれら凝固欠陥を極力避けなければその後の組織制御により高温強度を高めつつ室温での最低限のじん性を確保するための材料設計手法を確立することが出来ない。本研究ではNb-Si-Ti合金におけるNb固溶体とNb_5Si_3金属間化合物の2相ラメラー組織の制御による高温強度と室温じん性の最適化、またMo-Ta-Si合金におkるMoSi_2とTaSi_2金属間化合物同士からなるラメラー組織の制御による高温強度の向上とじん性発現のための材料設計を展開し、これら合金をアーク溶解炉で作成した後光学式浮遊帯溶融炉を用いて種々の条件で再溶解・凝固して凝固欠陥を抑制し、健全な素材作成のための条件を見出すとともに、これら合金において耐熱材料としての力学特性でチャンピオンデータを得ることに成功した。さらにFe、Coをベースとした耐熱材料においても金属間化合物X_3AlC(X : Fe、Co)を母相固溶体中に分散させた合金の材料設計を展開し、同様に光学式浮遊帯炉を用いた一方凝固により金属間化合物の形状制御を行ってすぐれた力学特性を得ることが出来ることを示した。
シナプス強化の過程における特異的タンパク合成の解析

ラット大脳からシナプス後肥厚部(PSD)を単離し,そこからRNAを抽出した.まずcDNAを作り、それをスターティングマテリアルとして,アイソトープ標識デオキシヌクレオチド存在下でPCRを行った.得られたPCR産物を電気泳動で分離後,オートラジオグラフィーにて検出,同定した.上記で用いた乾燥ポリアクリルアミドゲルから,個々のバンドを正確に切り取り,ゲル内に含まれる約650種のDNAを抽出・回収し,アガロースゲル電気泳動で精製した.こうして得られたDNAのうち,現在までに約150種ほどの塩基配列を決定した.DNAデータベースによるホモロジー検索の結果,23種類の遺伝子が既知のものであった.既にdendriteにmRNAが局在することが明らかにされているものの中ではMAP2が検出されていたが,他のものはそのmRNAのdendriteへの局在は報告されていないものであった.今回新たに未知の遺伝子として,しかもそのmRNAがdendriteに局在する可能性のあるものとして108個見つかった.我々はそれらを仮にDem gene(遺伝子産物はDem protein)と名付けた.それらのうち,比較的長いものの中から2種を選んで,in situ hybridization(digoxygenin法)を行いmRNAが本当にdendriteに局在するかどうかについての検証を行った.Dem-1は正常のアダルトラット脳の神経細胞に広く分布していた.さらに,カイニン酸による痙攣誘発後4時間の脳ではDem-1の発現は顕著に誘導されていた.その際,大脳皮質や海馬の錐体細胞においてはdendrite内に明らかなmRNAの発現を観察した.Dem-2においては,カイニン酸刺激前のラット脳にはmRNAを検出できなっかたが,カイニン酸刺激後4時間の大脳皮質,海馬の神経細胞において著しいmRNAの発現誘導を観察した.その場合にもやはり,発現は神経細胞の細胞体ばかりでなくdendriteにも観察された。これまでの結果から考えると,dendriteやPSD近傍に局在する遺伝子やタンパク質を同定するための方法として,我々の方法は十分に有効なものであると確認された.今後は,残りの約450種の遺伝子の塩基配列決定と,塩基配列決定のなされたものについてはin situ hybridizationやNorthern blotによる解析,さらに,full lengthを含む遺伝子のクローニングを進め,タンパクとしての機能を明らかにする計画である.ラット大脳からシナプス後肥厚部(PSD)を単離し,そこからRNAを抽出した.まずcDNAを作り、それをスターティングマテリアルとして,アイソトープ標識デオキシヌクレオチド存在下でPCRを行った.得られたPCR産物を電気泳動で分離後,オートラジオグラフィーにて検出,同定した.上記で用いた乾燥ポリアクリルアミドゲルから,個々のバンドを正確に切り取り,ゲル内に含まれる約650種のDNAを抽出・回収し,アガロースゲル電気泳動で精製した.こうして得られたDNAのうち,現在までに約150種ほどの塩基配列を決定した.DNAデータベースによるホモロジー検索の結果,23種類の遺伝子が既知のものであった.既にdendriteにmRNAが局在することが明らかにされているものの中ではMAP2が検出されていたが,他のものはそのmRNAのdendriteへの局在は報告されていないものであった.今回新たに未知の遺伝子として,しかもそのmRNAがdendriteに局在する可能性のあるものとして108個見つかった.我々はそれらを仮にDem gene(遺伝子産物はDem protein)と名付けた.それらのうち,比較的長いものの中から2種を選んで,in situ hybridization(digoxygenin法)を行いmRNAが本当にdendriteに局在するかどうかについての検証を行った.Dem-1は正常のアダルトラット脳の神経細胞に広く分布していた.さらに,カイニン酸による痙攣誘発後4時間の脳ではDem-1の発現は顕著に誘導されていた.その際,大脳皮質や海馬の錐体細胞においてはdendrite内に明らかなmRNAの発現を観察した.Dem-2においては,カイニン酸刺激前のラット脳にはmRNAを検出できなっかたが,カイニン酸刺激後4時間の大脳皮質,海馬の神経細胞において著しいmRNAの発現誘導を観察した.その場合にもやはり,発現は神経細胞の細胞体ばかりでなくdendriteにも観察された。これまでの結果から考えると,dendriteやPSD近傍に局在する遺伝子やタンパク質を同定するための方法として,我々の方法は十分に有効なものであると確認された.今後は,残りの約450種の遺伝子の塩基配列決定と,塩基配列決定のなされたものについてはin situ hybridizationやNorthern blotによる解析,さらに,full lengthを含む遺伝子のクローニングを進め,タンパクとしての機能を明らかにする計画である.
光合成膜には何故多量のガラクト脂質が存在するか

酸素発生型光合成生物では、光合成反応の場であるチラコイド膜が、主にガラクト脂質で構成されていることが知られている。しかし、何故チラコイド膜に多量のガラクト脂質が存在するのかわかっていない。本研究では主要ガラクト脂質の1つ、ジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)合成酵素遺伝子を、光合成研究のモデル生物であるラン藻で同定し、遺伝子破壊株を用いた研究から、DGDGがリン酸欠乏条件の光合成膜維持に必須であることを明らかにした。光合成反応の場であるチラコイド膜を構成する脂質の組成は、酸素を発生する光合成生物で非常によく保存されており、多量のガラクト脂質を含むことが知られている。しかし、何故チラコイド膜に多量のガラクト脂質が存在するのか、現在のところわかっていない。植物葉緑体およびその進化的な祖先であるシアノバクテリアの光合成膜には、ジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)という糖脂質が30%近く含まれ、両者でDGDG生合成経路は共通であると考えられてきた。ところが、すでに単離されている植物のDGDG合成酵素遺伝子DGD1の相同遺伝子は、シアノバクテリアのゲノムには見あたらない。そこで、シアノバクテリアには植物とはタイプの異なるDGDG合成遺伝子が存在すると予想し、糖転移酵素の活性モチーフ検索を主な手法として、シアノバクテリアのDGDG合成酵素遺伝子dgdAを単離することに成功した。dgdA遺伝子は、単細胞性紅藻類には存在するが、緑藻類や高等植物には存在しない。従って、DGDG生合成のしくみは、ラン藻類から緑藻類へ移行する過程のどこかで大きな変革に遭遇したと考えられる。dgdA遺伝子が単離されたことにより、その遺伝子を破壊する実験が可能になった。dgdA遺伝子の破壊では、シアノバクテリアは無機栄養塩が供給される限り大きな問題なく生育することがわかった。このことは、植物のDGDG合成酵素遺伝子破壊株dgd1が極度に矮化することと対照的である。一方、dgdA破壊株をリン酸欠乏培地で培養すると、生育に遅れが見られた。このことは、リン酸塩の欠乏した自然環境では、dgdA遺伝子はシアノバクテリアの生育によりよい効果をもたらすと考えられる。今後は、より多くのシアノバクテリアの株を用いて、今回観察された結果を検証する予定である。光合成膜であるチラコイド膜の脂質組成は、酸素発生型光合成をする生物で非常によく保存されており、多量のガラクト脂質を含むことが知られている。しかし、何故チラコイド膜に多量のガラクト脂質が存在するのか、現在のところ明らかとなっていない。我々は、シアノバクテリアには植物とは異なるタイプのDGDG合成遺伝子が存在すると予想し、糖転移酵素の活性モチーフ検索を主な手法として、単細胞性シアノバクテリアであるSynechocystis sp. PCC6803よりDGDG合成酵素遺伝子dgdAの単離に成功している。dgdA遺伝子の破壊株では、シアノバクテリアは無機栄養塩が供給される限り大きな問題なく生育することがわかった。このことから、リン酸塩の欠乏した自然環境では、dgdA遺伝子はシアノバクテリアの生育によりよい効果をもたらすと考えられた。そこで、この現象がシアノバクテリア一般に見られるかを調べるため、他の単細胞性シアノバクテリアSynechococcus sp.PCC7942や糸状性シアノバクテリアであるAnabaena sp.PCC7120でdgdA遺伝子の破壊を試みた。その結果、これらのシアノバクテリアではdgdA遺伝子を破壊できなかったことから、シアノバクテリアの種によっては、DGDGを必須とすることがわかった。また、これらの株でリン脂質がDGDGを代替できるかを調べるため、リン脂質の蓄積する株を作成した。この株でdgdA遺伝子を破壊できるかを調べ、DGDGが膜の構成脂質としてだけではなく、その極性頭部が光合成膜に重要であるかを明らかにしたい。
プロテオミクス解析システムの構築に関する研究

ヒトゲノムのドラフトシークエンスが公表され、本格的なポストゲノム時代が到来した。遺伝子は、蛋白質に翻訳されてはじめて機能を発現するうえ、翻訳後修飾が機能に密接に関与することが少なくなく、蛋白質の構造や機能を解析するプロテオミクスによる生命の再構築に多大な関心が寄せられている。本研究では、微量な蛋白質でダイナミックな変動や、相互作用を解析するプロテオミクス手法の構築を目的とし、以下の成果を得た。まず、大腸癌発生のプロモーター作用が指摘されているデオキシコール酸をハプテンとした感作抗原を調製し、これをマウスに免疫して抗デオキシコール酸モノクローナル抗体を調製するとともに、これを用いるイムノアフィニティー抽出法を構築した。次いでデオキシコール酸を添加した培養液を用いて細胞を培養し、ディファレンシャルディスプレーにより、刺激の有無による蛋白質パターンの比較を行った。その結果、細胞質画分において顕著な発現変動が認められ、そのスポットにつきトリプシンによるゲル内消化後、MALDI-TOFMSを用いるマスマッピングに付した。ペプチドマスフィンガープリンティング法を用いるデータベース検索を行ったところ、本蛋白質が酸化ストレスに関与するペルオキシレドキシンIであることが判明した。一方、低分子-蛋白質相互作用解析を目的として新規アフィニティーラベル化剤とを調製し、その反応性を吟味したところ、いずれも液性のコントロールによって反応制御が可能であり、相互作用部位に選択的なラベル化が可能であることが判明した。さらに先に構築したイムノアフィニティー抽出法を駆使して酵素消化により得たラベル化ペプチドを選択的に抽出し、ラベル化部位の構造解析も可能であることを実証した。今日、ゲノム解析によりヒト遺伝子の多くが解明されつつあり、これを基に生命の維持、生理作用発現に関わるタンパク質の機能解析、すなわちプロテオーム解析が21世紀の生命科学の大きなテーマとなってきている。遺伝子のコードに従って作製されるタンパク質は、それ自身、または修飾を受けた後、高分子あるいは小分子生理活性物質と相互作用することによってその機能を発現する。このため、三次元構造を含めた蛋白の構造を正確に把握することがその機能を分子レベルで解析するうえできわめて重要となる。そこで、本研究では、pmole以下という微量な蛋白量で、機能発現に必須な相互作用部位を含めた構造を解析し得るシステムの構築を目的とし、本年度は以下の成果を得た。まず、デオキシコール酸をプローブ分子として取り上げ、ウシアルブミンとのハプテンーキャリアー複合体に導いたのち、マウスに免疫し、特異性に優れるモノクローナル抗体を調製するとともに、これを固定化して用いるデオキシコール酸-タンパク質付加体の特異的イムノアフィニティー抽出法を構築した。引き続き、培養細胞中タンパク質の分離法に検討を加え、二次元電気泳動法、細胞分画法及び硫安分画法を組み合わせる効率的な分画法を設定した。さらに、HeLa細胞を例に取り上げ、設定した分画法により、細胞内タンパク質を分離したのち、任意のタンパク質24種を取り出し、トリプシンによる酵素消化に付し、得られたペプチドフラグメントをマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法により測定し、ペプチドマスフィンガープリンティング法による解析を行った。その結果、いずれもタンパク質も同定が可能であり、プロテオーム解析に有用なことが判明した。以上の結果をもとに、次年度はより高感度化を含めた吟味を行う。本研究では、微量な蛋白質でダイナミックな変動や、相互作用を解析するプロテオミクス手法の構築を目的とし、前年度構築した手法を用いて以下の成果を得た。

大腸癌発症のプロモーター作用が指摘されているデオキシコール酸をモデル薬物として用い、これを添加した培養液を用いて細胞を培養し、ディファレンシャルディスプレーにより、刺激の有無による蛋白質パターンの比較を行った。その結果、細胞質画分において顕著な発現変動が認められ、そのうち最も再現性良く変動したスポットにつき、トリプシンによるゲル内消化後、MALDI-TOFMSを用いてマウスマッピングに付した。得られた各ペプチドの分子量をもとにペプチドマスフィンガープリンティング法を用いるデータベース検索を行ったところ、本蛋白質が酸化ストレスに関与するペルオキシレドキシンIであることが判明した。一方、低分子-蛋白質相互作用解析を目的としてアシルアデニレート並びにアシル-2-デオキシグルクロニドをアフィニティ-ラベル化剤として用い、その反応性を吟味したところ、いずれも液性のコントロールによって反応制御が可能であり、相互作用部位に選択的なラベル化が可能であることが判明した。さらに前年度構築したイムノアフィニティー抽出法を駆使して酵素消化により得たラベル化ペプチドを選択的に抽出し、ラベル化部位の構造解析も可能であることを実証した。
新規糖尿病関連遺伝子UBE2E2の膵β細胞における役割の解明

近年のヒトゲノムワイド関連解析の結果、様々な人種・地域における2型糖尿病の疾患感受性遺伝子が同定されている。そのような中で2010年に当科のグループにより日本人や東アジア人でのみ有意な2型糖尿病遺伝子としてUBE2E2が報告された。UBE2E2はユビキチン修飾系においてユビキチンのキャリアー蛋白として機能する種々のE2の中の一つであるが、その機能に関しては明らかでない点が多く、特に膵β細胞における役割は不明である。そこで我々は、発生工学的手法を用いて膵β細胞特異的UBE2E2トランスジェニックマウスを作製し、その表現型を解析することで膵β細胞でのUBE2E2の役割を解明する。
超高感度飛行時間型粒子エネルギー分析計の試作と表面科学への応用

原子・分子及び表面科学の研究において、しばしば荷電粒子のエネルギー分析をおこなうことが必要になる。このとき、一般に用いられるエネルギー分析器では、エネルギー分解能を向上させると感度が低下し、感度を向上させるとエネルギー分解能が低下する。つまり、通常のエネルギー分析器では、感度と分解能を両立させることが極めて困難である。ところが、マグネティック・ボトルと呼ばれる特殊な磁場を用いてエネルギー分析をおこなうと、上述のジレンマを解決できる。マグネチックボトル型磁場の、湧き出し点で、四方八方に電子が放出されると、電子は磁場から力を受け1-2ミリ運動する間に、運動の方向が一方向に揃う。この後、ヘルムホルツコイルで均一磁場を作った飛行管に電子を誘導し、飛行管を通り抜ける時間を測定することによって、発生した電子のエネルギー分析をおこなうことが出来る。本研究では、(1)希土類磁石とヘルムホルツコイルの組み合わせで、マグネチックボトル型の磁場を真空容器内に作り出し、(2)湧き出し点においた試料から立体角2πで放出される0.1-10eVの運動エネルギーを持つ電子を1.2m離れた検出器に捕獲効率90%以上で捕集した。(3)タングステン針を湧き出し点におき、パルスレーザー(YAGレーザー第2高調波)を用いて、光電子を発生させTOF分析をおこない分光器に動作確認をおこなった。平成7年度では、永久磁石を用いたマグネチックボトル型光電子分光器の試作を行った。強力な貴土類磁石と電磁石の組み合わせによって、FOMから提案されている磁場強度の空間分布をほぼ作り上げる事が出来た。セラミック磁石からガス放出のため、真空チャンバー内での試料部の圧力は10^<-8>torrを越えなかった。しかし、磁場分布の最適化、ベンゼンス-ティングによる真空壁の等電位化などの工夫により、電子の高い捕集効率を得る事が出来た。湧き出し点に電子銃を置き、2パイの立体角で電子を打ち出し、1.2mの飛行距離を持つ曲がった飛行管の終端にファラ-デ-カップを置いて、放出電流と捕集電流の比を、電子の運動エネルギーの関数として求めたところ、0-10eVのエネルギー範囲に渡って90%を越える捕集効率を得た。平成7年度では、装置の大まかな作成を完了し電子の高い捕集効率を達成できた。しかし、この分光器を表面科学に応用するためには、以下の問題点がある。(1)磁石からのガス放出;恐らく磁石焼成時のバインターが一部残留しているためガス放出が多く、磁石直前に固体試料を置くために表面への非毒が懸念される。この問題を解決するためには、バインター無しで磁石を作成する事が肝要である。(3)タングステン針を湧き出し点におき、パルスレーザー(YAGレーザー第2高調波)を用いて、光電子を発生させTOF分析をおこない分光器の動作確認をおこなった。
異種コンポーネントの統合に関する研究

近年,コンポーネントに基づいたソフトウェア開発が多くなってきている.ここで,コンポーネントを「インタフェースを通して何らかの機能を提供するような,独立したソフトウェアの部品」と定義する.この開発形態の狙いは,品質の高いコンポーネントを簡単に組み合わせる(統合する)ことにより,品質の高いソフトウェアを効率よく開発することである.しかし,課題が山積している.その中に,コンポーネントの異種性の問題がある.コンポーネントには,Enterprise JavaBeansやCOMなどの種々の仕様が存在する.異なる仕様のコンポーネント同士を統合しようとする場合,パラメータや返戻値などの形式だけではなく,呼び出し方自身が大きく異なり,簡単に行えない.本研究では,分散された異種コンポーネントの統合を支援するツールを構築した.コンポーネントの種類としては,WWW, Enterprise JavaBeans, SOAPの三つの技術と関連するコンポーネントを対象とした.それぞれの種類のコンポーネントに対して,コンポーネントに関する情報を表すためのXMLのDTDを定義した.統合対象のコンポーネントはこのDTDに基づいてXMLでコンポーネント情報が記述されているとし,そのコンポーネント情報および作成するアプリケーションに関する情報に基づいてツールはアダプタを生成する.アダプタはプロクシとトランスレータの二つから構成される.プロクシは,各コンポーネントに対して一つ生成され,プラットフォームに応じた実際の呼び出しを行う.トランスレータは,プロクシを通して,アプリケーションとコンポーネントの関連付けを行う.また,必要な場合,トランスレータは簡単な型変換を行う.近年,コンポーネントに基づいたソフトウェア開発が多くなってきている.ここで,コンポーネントを「インタフェースを通して何らかの機能を提供するような,独立したソフトウェアの部品」と定義する.この開発形態の狙いは,品質の高いコンポーネントを簡単に組み合わせる(統合する)ことにより,品質の高いソフトウェアを効率よく開発することである.しかし,課題が山積している.その中に,コンポーネントの異種性の問題がある.コンポーネントには,Enterprise JavaBeansやCOMなどの種々の仕様が存在する.異なる仕様のコンポーネント同士を統合しようとする場合,パラメータや返戻値などの形式だけではなく,呼び出し方自身が大きく異なり,簡単に行えない.本研究では,分散された異種コンポーネントの統合を支援するツールを構築した.コンポーネントの種類としては,WWW, Enterprise JavaBeans, SOAPの三つの技術と関連するコンポーネントを対象とした.それぞれの種類のコンポーネントに対して,コンポーネントに関する情報を表すためのXMLのDTDを定義した.統合対象のコンポーネントはこのDTDに基づいてXMLでコンポーネント情報が記述されているとし,そのコンポーネント情報および作成するアプリケーションに関する情報に基づいてツールはアダプタを生成する.アダプタはプロクシとトランスレータの二つから構成される.プロクシは,各コンポーネントに対して一つ生成され,プラットフォームに応じた実際の呼び出しを行う.トランスレータは,プロクシを通して,アプリケーションとコンポーネントの関連付けを行う.また,必要な場合,トランスレータは簡単な型変換を行う.
農業生産インパクト低減のためのグランドカバー植物の導入

1995年7月にヘアリ-ベッチ(マメ科牧草)とコムギ(品種マルチムギ)を5kg/10a播種して、1996年春季に再生、又は出穂した後、1996年6月に刈り倒してグランドカバー環境(オ-ガニックマルチで被覆された圃場)を形成させた。これらのオ-ガニックマルチ下における土壌環境を経時的に測定し、作物の収量性について調査した。地温に関して、オ-ガニックマルチ下では無被覆圃場に比べ、日較差が小さい傾向が認められた。また、オ-ガニックマルチ下では盛夏は冷却、晩秋には保温により、無被覆圃場に比べて地温を根の生長適温に近づけ、安定させる効果が認められた。土壌水分について無被覆圃場では降雨後急激に土壌の乾燥が進行してpF値が上昇したが、オ-ガニックマルチ下ではpF値の上昇は極めて緩慢で、保水性が認められた。土壌中での窒素無機化は無被覆土壌にくらべ、グランドカバー圃場では、その土壌より多量のNO3-Nが供給されたが、ヘアリ-ベッチとコムギマルチ下の土壌間で差は認められなかった。オ-ガニックマルチで被覆した圃場では、無被覆圃場に比べて雑草発生を抑制し、特に約2cmの厚さのマルチを形成したヘアリ-ベッチ被覆では雑草量が減少した。作物生育:ヘアリ-ベッチ被覆下で栽培した3種の野菜(サラダナ・エダマメ・トマト)は無被覆圃場に比べ、草丈や収量とも有意に高くなった。コムギ被覆下では雑草発生のためヘアリ-ベッチ被覆ほど増収効果は認められなかった。さらに、ヘアリ-ベッチは秋季より植物体を再生させており、グランドカバー環境を植物の自己再生能力により形成することが可能である。グランドカバーとしての適正草種の選抜および播種量が検討課題である。
魚類生殖腺の性分化過程においてエストロゲンは何をしているのか?

本研究課題では、卵巣分化過程におけるエストロゲンの機能の実態を明らかにするために、ティラピアを用いてエストロゲンによる遺伝的雄の性転換誘起系用いて卵巣分化におけるエストロゲン/エストロゲン様内分泌撹乱物質の作用機構の共通・相違性を明らかにすることを目的とする。昨年度、エストロゲンによるXY性転換卵巣分化誘起過程を用いたサブトラクション法により、卵巣分化の誘起に伴って、発現の増加、減少する遺伝子産物を各々、7、3個得た。発現が増加するもので、5'上流域にエストロゲン応答配列(ERE)を持つ遺伝子産物の中で、CYP19aがあった。レポーターとしてルシフェラーゼを用いた転写活性能を解析したところ、エストロゲンに依存して転写が増加することが明らかとなった。本年度は、この転写活性能の解析系を用いて合成エストロゲン、エストロゲン様内分泌撹乱物質のCYP19aの発現制御への影響を検討した。その結果、E2は10^<-7>-10^<-6>Mで、DES, EE2は各々、10^<-9>-10^<-6>、10^<-7>-10^<-6>Mで転写活性化能を示した。ビスフェノールA、ベンゾフェノンは各々、10^<-6>-10^<-5>、10^<-5>Mで転写活性化能を示した。DES、EE2は共に、孵化後46日の間、各々、0.01,0.1μg/mlの濃度でXY稚魚を浸漬すると完全に雌への性転換を誘起する。この時、CYP19aはmRNAレベルだけではなく、蛋白レベルでの発現誘起が起こることが明らかとなった。遺伝的雌の卵巣分化過程におけるCYP19aの発現、及び、アロマターゼ阻害剤による機能的雄への性転換誘起と考え合わせると、卵巣分化過程に必須なCYP19aの発現はそれ自身によるエストロゲンの生合成により、さらにautoregulationされていることが明らかとなった。本研究課題では、卵巣分化過程におけるエストロゲンの機能の一つを「生殖細胞の増殖誘起」としてとらえ、「卵巣分化時の生殖細胞の増殖誘起」におけるエストロゲン/エストロゲン様内分泌撹乱物質の作用機構の共通・相違性を明らかにすることを目的とする。今年度は、1)既に開始しているサブトラクション法によるXX生殖腺、性転換XY生殖腺の卵巣分化過程における「エストロゲンによる生殖細胞の増殖誘起」に関わるエストロゲンの下流遺伝子の候補をそれぞれ検索し、reverse Northern法、ISHによって最終候補遺伝子をスクリーニングした。エストロゲンによって発現の増加するもの、減少するものをそれぞれ、7、3個得た。発現の増加するものの中で生殖細胞に特異的に発現するものが2個見られた以外は、すべて体細胞に発現するものであった。これらの遺伝子の5'上流域のゲノム配列を決定したところ、幾つかはエストロゲン応答配列(ERE)を持つことを確認した。エストロゲンにより、発現が増加し、かつEREをもつものとしてCYP19aが見い出された。ルシフーェラゼを用いたレポーター法による解析から、CYP19の発現増加はエストロゲン依存性であることが明かとなった。他の候補遺伝子についても同様な解析を現在、行っている。2)XY個体の初期生殖腺分化過程おいて、種々の内分泌撹乱物質を暴露し、生殖細胞の増殖活性に及ぼす影響を調べた。これまでに4-octylphenolに効果が認められ、現在、他の物質について検討を継続している。

遺伝的雌の卵巣分化過程におけるCYP19aの発現、及び、アロマターゼ阻害剤による機能的雄への性転換誘起と考え合わせると、卵巣分化過程に必須なCYP19aの発現はそれ自身によるエストロゲンの生合成により、さらにautoregulationされていることが明らかとなった。
非線型波動におけるStrauss予想のある一般化

本研究では、べき乗型の非線型項をもつ波動方程式の初期値問題を一般次元において扱った。台コンパクトな初期値については、その大きさがある意味で十分小さければ、ある臨界指数が存在して、非線型項の原点近傍でのオーダーがその臨界指数よりも真に大きいとき、時間大域的に弱解が存在することが知られていた。また、初期値が球対称の場合には、その無限遠方での減衰度に関する臨界オーダーのあることが知られていた。ここでは、球対称とは限らない一般の初期値に対して大域可解性を示すことを目標とし、ほぼ満足のいく結果が得られた。証明の要点は次の2点である。一つは、斉次波動方程式に対する初期値問題の解を適切な重みつきルベーグ空間で評価できたこと。それには、初期値が属する空間として、通常の微分作用素だけではなく、ローレンツ群に付随するリー代数を表現するベクトル場も加えた微分作用素から生成される重みつきソボレフ空間を採用したことが決め手となった。もう一つは、非斉次波動方程式に対する初期値問題の解について、非斉次項が各時刻において台コンパクトであるという仮定のもとに得られていた評価を一般の場合に拡張したことである。そのために、スケーリングの議論を適用し、非斉次項の空間無限遠方での適当な可積分性の仮定のもと、必要な不等式を導くことができた。以上の準備のもと、よく知られた手順に従って、小さな初期値に対して時間大域解の存在を証明された。結果として、初期値が予想される臨界オーダーより真に速く減衰していればよいことを、初期値の属する空間の性質から結論することができる。本研究の遂行にあたり、まず、初期値が無限遠方で十分速く減衰する場合に、超臨界冪を持つ非線型波動方程式に対する初期値問題の時間大域解が存在することを示すことを試みた。なお、初期値が球対称の時には、その無限遠方での減衰度に関しても、ある臨界値のあることが知られている。この目的のために、球対称とは限らないが、各時刻においてある球の外側で恒等的に零であるようなデータに対して成り立つ非同次方程式の解の減衰評価が、一般のデータについても成り立つことを示した。さらに、一般の初期値に対する同次方程式の解に対する減衰評価を導いた。ただし、この評価を得るためには、初期値がある重み付きソボレフ空間に属することが必要となる。残念ながら、そのためには、球対称な初期値に対する結果から予想されるような臨界値よりも十分速く減衰していなければならない。この点を改良していくことが、今後の課題である。なお、上述の結果は、Piero D'Ancoa氏、Vladimir Georgiev氏との共同研究によるもである。また、存在定理の証明のメカニズムを深く理解するために、波動方程式系に関する考察も行った。システムの場合には、一方の非線型項が劣臨界冪であっても他方の冪がそれを補い得ること、また、伝播速度の違いが解の挙動に影響を及ぼし得ることなどが分かった。この方向の考察は、太田雅人氏との共同研究によるものである。
津波遡上波先端の力学と境界条件モデル

本研究は,任意勾配地形上の津波遡上波先端の挙動と局所流れの力学的特徴を適切に反映し,動的な浸水域変化の厳密な評価を可能とする自由水面先端境界条件モデルを開発するものである.3次元水面形状を再構成する動的画像計測技術の高度化,拡散界面モデルの気液流体計算への導入,開発した遡上波先端モデルの特性の検証,高解像度計算環境における新たな津波遡上計算枠組みの構築を行った.2011年東北津波に対して,防潮堤から越流し街路に沿って遡上する都市型浸水シナリオ及び北上川流域の浸水過程に適用し,地形に依存した浸水過程の差異が判明した.長波計算等における遡上波先端における現行モデルは,自由水面ー底面の接触点背後の水深を計算に不都合が生じないよう周辺底面レベルとの関係から粗く近似するものであり,接触点の動力学が支配する先端部近傍の流れを再現できないだけでなく,接触点の正しい位置(浸水限界位置)も陽的に定義できない.本研究は,近年流体力学分野で著しく発展した拡散界面モデルを応用し,任意粗度をもつ任意勾配地形上の津波遡上波先端の挙動と局所流れの力学的特徴を適切に反映し,動的な浸水域変化の厳密な評価を可能とする自由水面先端境界条件モデルを開発するものであり,未熟な現行モデルの使用によって遡上流れの正しい再現が阻害されることなく将来期待される浸水域の土砂や瓦礫の輸送,底面浸食等の高度な予測を保証するものである.平成27年度に行った研究タスクについて次に記述する成果を得た.タスク2高解像地形データ上で遡上波先端を追跡し津波の伝播,越流,遡上を追加モデルなしで一貫して計算可能なAMR-CIP系遡上計算法を新たに開発し,国内専門誌へ投稿した.動的非平衡接触角モデルを3D乱流計算に導入し,コンタクトラインの津波浸水過程への影響を明らかにし,国内専門誌へ投稿した.タスク1,2の両課題に対して,問題なく順調に研究が進展している.これらの成果をベースに,局所水面形状計測,拡散界面モデル開発,そしてタスク3で行う遡上波先端の影響を含めた長波計算モデルの開発に必要な解析解の導出を進めていく.本研究は,近年流体力学分野で著しく発展した拡散界面モデルを応用し,任意粗度をもつ任意勾配地形上の津波遡上波先端の挙動と局所流れの力学的特徴を適切に反映し,動的な浸水域変化の厳密な評価を可能とする自由水面先端境界条件モデルを開発するものであり,未熟な現行モデルの使用によって遡上流れの正しい再現が阻害されることなく将来期待される浸水域の土砂や瓦礫の輸送,底面浸食等の高度な予測を保証するものである.平成28年度に行ったタスクに対して以下の成果を得た.タスク1遡上波先端を含むダムブレーク流れの三次元水面形状遷移を数値化するため,プロジェクターから物体に照射したカラーブロックの反射パターンから3次元水面形状を再構成する画像計測技術の高度化を進めた.これは水面による屈折と水中微粒子による散乱光の影響を反映した計測を可能にするものである.成果の一部は応用力学シンポジウムに投稿し公開している.タスク2非平衡界面に対して気体液体の自由エネルギー,表面エネルギーを拡散界面中の状態量によって近似し従来の静的平衡接触角を使うことなくプリミティブに動的接触角をもつコンタクトラインを計算可能な拡散界面モデルのプロトタイプを開発した.タスク3防潮堤から越流し街路に沿って遡上する都市型浸水シナリオをモデル化し,遡上波伝播の接触角依存性を明らかにすると共に,遡上波の合流,街路への貯留を通して段波が街路を駆け巡る非定常な浸水過程が生じることを発見した.2011年東北津波を対象に,動的な計算格子解像度の変化を可能とするAMR,物理量の特性曲線に沿った移流計算を近似するCIP法を組み合わせた新たな長波遡上計算の枠組みを開発した.このモデルにより高解像度で決定した遡上波先端位置を陽的に計算に反映させるだけではなく,地盤の浸食も同時に評価可能となる.これらの成果は,土木学会論文集に投稿され出版されている.当初2年間での達成を見込んでいたコンタクトラインの力学を反映させた遡上波の3次元計算並びに遡上波先端の移動を高解像で定義し長波計算に反映可能な新規モデルの開発の両者を平成28年度中に完了することができた.本研究は,近年流体力学分野で著しく発展した拡散界面モデルを応用し,任意粗度をもつ任意勾配地形上の津波遡上波先端の挙動と局所流れの力学的特徴を適切に反映し,動的な浸水域変化の厳密な評価を可能とする自由水面先端境界条件モデルを開発するものであり,未熟な現行モデルの使用によって遡上流れの正しい再現が阻害されることなく将来期待される浸水域の土砂や瓦礫の輸送,底面浸食等の高度な予測を保証するものである.平成29年度に行ったタスクに対して以下の成果を得た.タスク1遡上波先端を含むダムブレーク流れの三次元水面形状遷移を数値化するため,プロジェクターから物体に照射したカラーブロックの反射パターンから3次元水面形状を再構成する画像計測技術の高度化を進めた.2台のカメラを使った新たな計測アルゴリズムを構築し,従来の計測法による精度を著しく向上させ,波浪の水面形計測を容量式波高計と同等の精度で動的

3次元計測を可能とすることを検証した.タスク2非平衡界面に対して気体液体の自由エネルギー,表面エネルギーを拡散界面中の状態量によって近似し従来の静的平衡接触角を使うことなくプリミティブに動的接触角をもつコンタクトラインを計算可能な拡散界面モデルにより,動的な気液間運動量交換による気液界面の更新を矛盾なく再現可能であることが明らかになった.タスク3 2011年東北津波を対象に,動的な計算格子解像度の変化を可能とするAMR,物理量の特性曲線に沿った移流計算を近似するCIP法を組み合わせた新たに開発した掃流砂-長波連成計算を使用し,津波遡上計算における解像度依存性と地形浸食堆積過程への影響を明らかにした.本研究は,任意勾配地形上の津波遡上波先端の挙動と局所流れの力学的特徴を適切に反映し,動的な浸水域変化の厳密な評価を可能とする自由水面先端境界条件モデルを開発するものである.3次元水面形状を再構成する動的画像計測技術の高度化,拡散界面モデルの気液流体計算への導入,開発した遡上波先端モデルの特性の検証,高解像度計算環境における新たな津波遡上計算枠組みの構築を行った.2011年東北津波に対して,防潮堤から越流し街路に沿って遡上する都市型浸水シナリオ及び北上川流域の浸水過程に適用し,地形に依存した浸水過程の差異が判明した.平成27年度において行った室内実験,数値モデル開発ともに順調に進展しており,平成28年度で予定する研究に対して問題等は生じていない.一方,予期しない問題に対応するため,連携プロジェクト研究の共同研究機関と連携し,成果共有を通じて解決を図る体制が組織されている.当初の研究計画以上に本研究は進展しており,問題等は生じていない.本年度研究を継続し,各タスク研究を統合する準備は整っている.海岸工学購入を予定していたビデオカメラの仕様以上の性能をもつ安価なカメラが発売されていることを知り,購入したところ使用額に差が生じた.平成28年度予定している水面形状計測実験において次年度使用額を染料(消耗品)を追加購入し,多ケースに対する試行実験を行う予定である.
前方後円墳のシステム型理解にもとづく古墳時代の情報学的復元

古墳時代像の復元にかかわる新しい知見群を情報学的手法によって導出した。これらの成果は,古墳時代(前方後円墳の時代)の開始年代について,数理的視点から4世紀の中頃という年代観をみちびいたことが起点になっている。本研究によって新しい年代観が数理的・論理的に導出されたことによって,6世紀まで続く古墳時代全体についての,従前の歴史学・考古学における「定説的」理解とは大きく異なる古代像がみちびかれることになった。同時に,古墳時代の開始前夜の時代である邪馬台国の理解についても,近年「定説」として喧伝されている畿内説に重大な矛盾が含まれることを解明した。前方後円墳という日本古代のモニュメントを軸にして、古墳時代とそれに先立つ弥生時代(邪馬台国の時代)を射程に入れた古代の復元的解明をめざす。研究計画は以下のとおりである。(1)前方後円墳のシステム型理解にもとづいて前方後円墳の調査データ(出版公開データも含む)を分析し、「個」の関係と特性、集団の関係(ネットワーク)を抽出する。(2)古墳時代にかかわる文献情報(従前の史学的成果物)を収集し、古事記・日本書紀が伝える情報、とくに年代情報について精査を行う。この結果を基礎に、数理モデルによって記紀の年代軸を再構成し、従前の古代史解釈における年代観の是正をはかる。(3)前方後円墳にかかわる従前の考古学的知見(研究成果物等)を収集し、上記で抽出した個と関係性との整合をはかる。矛盾点については、情報学的・数理的な検討を加える。(4)上記(1)(3)で得られた知見群にもとづいて、邪馬台国から古墳時代に至る日本古代を情報学的に復元する。とくに、数理的な方法論を重視し、従前の伝統的方法とはちがった視点からの復元をめざす。前方後円墳をめぐる古代世界の実像を解明するという本研究の初年度にあたって、当初の研究計画に沿って研究調査を行い、以下のような実績をあげた。まず、前方後円墳の年代を決定する基準になっているのは陵墓古墳(天皇陵ほか)であるという実態から出発して、もっとも重要な鍵になる古墳はどれかについて考古学的側面から検討を行った。その結果、箸墓古墳が重要な鍵になる古墳であるとの結論を得た。これをうけて九州地区に遺存する箸墓タイプの古墳の実地見分も行った。日本書紀・崇神紀に箸墓古墳築造の記述があることから、年代決定の鍵は崇神天皇がいつ頃の天皇なのか(崩御年はいつか)という問題と深く関わっていることも明らかになった。従前、古事記に記載されている干支崩年から崇神天皇の崩年(258年あるいは318年)が考えられてきた。この結果として、箸墓古墳が卑弥呼の墓であるというようないわば短絡的な見解が導かれてきたと考えられる。情報学的には合理性を欠く年代観と思われるが、これ以外の理解がなされていなかった経緯がある。そこで、当年度は崇神天皇の真の崩年を推定する目的で天皇の崩年モデル(数理モデル)を追究した結果、かなり信頼度の高いモデルの構築に成功した。これを用いて崇神天皇の崩年を推定した結果、早くとも4世紀中頃とみなければならないことが判明した。これによって箸墓古墳の年代は4世紀前半4世紀中頃とみなければならないという古代史上重要な結論を得た。この結論は、日本古代を新しい視点で復元する重要な基礎になると考えられる。前方後円墳をめぐる古代世界の実像を解明するという本研究の目的に沿って、当初の研究計画に沿って研究調査を行い、以下のような実績をあげた。前年度までの重要な成果として、古墳時代の開始年代を決定するもっとも重要な鍵になる古墳は奈良県桜井市の箸墓古墳であるとの観点から、箸墓古墳の年代決定の鍵は、崇神天皇がいつ頃の天皇なのか(崩御年はいつか)という問題と深く関わっていることを明らかにし、数理的に崇神天皇の崩年を推定した。一方、邪馬台国畿内説と関連した見解として、昨今再評価されつつある笠井新也説の根元が、古事記に記載されている崇神天皇の干支崩年・戊寅年を西暦258年と解釈しようとするところにあるとみなして、本年度、これが誤りであることを立証することに重点をおいた調査研究を行った。立証の方法として、種々のアプローチを試み、天皇の「連続三代の在位年数」を古代から昭和天皇までの全期間にわたって算出することによって統計的に歴然とした立証が可能であることを突きとめた。この結果、箸墓古墳が卑弥呼の墓であるという笠井新也説が完全に誤りであることが立証できることとなった。この件について、現時点までには、学会その他でいっさい内容を公開していない。この結論は、前年度までの成果を明確に補強するとともに、日本古代を新しい視点で復元する重要な基礎になると考えられる。

本年度までに得られたこうした重要な知見を、まずは単行本の形で集約して出版し、一般層を含めた識者に広く意見をもとめていく手法が本研究の目的にかなうと判断し、その執筆に注力した。平成21年度中に、当該単行本が出版できる見通しを得ている(執筆は3月末までに完了している)。こうした執筆作業と並行して、東海(岐阜県)および九州(熊本県)地方の主要前方後円墳を実地見分し、データ収集も実施した。古墳時代の情報学的復元をめざして、前方後円墳の「個」の関係と集団の関係、および各種文献情報の関連づけを主軸にして、前年度同様に、データ収集を実施した。この作業は、本研究の最終目的である日本古代の情報学的復元を達成するための基盤をなすものであって、弥生時代終末期古墳時代終末期にいたる「国家」形成過程における諸様相を時間的な推移とともに復元するための基礎資料系を構築する作業である。当年度中までに、目標のおよそ90%程度のデータ収集ができた。本研究の成果として期待される主要な1点は、邪馬台国問題の情報学的な解明にあるが、当年度中に、邪馬台国に関して骨子としてかなり具体的な素描を行うことができた。もちろん、詳細な部分で未完なところを残してはいるが、3世紀中頃4世紀中頃と推測される邪馬台国から大和朝廷への接続プロセスの輪郭を明瞭に描き出すことができた。これには、本研究で確立した古代天皇の崩年モデルによって日本書紀と古事記の年代軸を再構成できたこと、および前方後円墳についての詳細なデータ分析(形態・地理・数理的分析)を行ってきたことが決定的な役割をはたしている。こうした成果として得られた知見群を整理し、中間報告書としての意味のみならず、一般社会へのフィードバックを意識して啓蒙図書の体裁を整えて当年度後半(10月末)に考古学系出版社から刊行した。古墳時代の情報学的復元をめざした各地の前方後円墳の相互関係の推定と、それを補強する文献からの情報抽出に必要なデータ収集(史料収集や現地調査を含む)をほぼ計画どおりに実施した。本年度の主要な実績は、(1)古墳時代の幕開けをしるす箸墓古墳の実測図(原図は宮内庁書陵部管理、学生社刊)の電子化にもとづく数理的分析、(2)東海・関東地方に遺存する前方後円墳の相互的関連性分析、および(3)魏志倭人伝が伝える朝鮮半島から九州島に至る島嶼地区の環境と里程に関する記述情報の実地検証である。(1)の意義は、古墳時代の起点となる箸墓古墳の築造に必要とされる費用(支配人口換算)は最低限どの程度に見積もられるかを数量的に明らにすることにある。これによって、前年度までの研究で得られた推定古代人口(人口曲線)との対比から、築造可能な上限年代をおさえることができることになった。(2)については、古墳時代、大和政権の支配域が東方へと拡大していくにあたってどのような拠点地区を経由したか、さらに拠点となった各地区勢力の強弱、各地区間相互の親縁関係、各地区と畿内中央政権との親縁関係などについて、遺存する前方後円墳の形態と規模からの分析・推定を実施した。従前の考古学的知見との整合の問題は残っているものの、一定の意義を認めうる結果を得た。(3)日本古代に関する貴重な情報源である魏志倭人伝には、朝鮮半島から九州島に至る旅程の記事があり、そこには島嶼地区(対馬など)の自然環境と対馬-壱岐、壱岐-九州北岸(松浦半島)などの区間の里程がしるされている。これらが高い信頼度をもつ情報であることを実地検分(対馬島内の地形視察調査、および船舶による渡海体験調査)によって確認した。
リンパ節リンパ球由来抗腫瘍性リンホカインの同定並びにその産生誘導に関する研究

本研究により、得られた成果をまとめると以下のように要約される。1.リンパ節リンパ球の抗腫瘍性リンホカイン産生能の有無に関する評価:リンパ節リンパ球はin vitroにおいて無刺激状態では全く抗腫瘍性リンホカインの産生が認められなかった。このことから生体内では担癌状態でもリンパ節内で抗腫瘍性リンホカインの産生は行われていないと推測された。in vitroにおいてはPHA,Con-A等で刺激することにより容易にIFN-γ,TNF-α,βの産生が誘導され、これらの抗腫瘍性リンホカインにより細胞増殖抑制効果の発現が観察された。但し、対象とする標的細胞のこれらのリンホカインに対する感受性の差により細胞増殖抑制効果を実際に発現している抗腫瘍性リンホカインは異なっていた。例えば、子宮頚癌培養細胞株HeLaに対しては、IFN-γが、子宮内膜癌培養細胞株RL-95-2に対してはTNF-αがその細胞増殖抑制効果の主役を担っていた。2.リンパ節リンパ球の抗腫瘍性リンホカイン産生のin vitroにおける誘導に関する検討:In vitroにおいてPHA,Con-A以外の生体内で使用可能な薬剤での抗腫瘍性リンホカイン産生誘導の可能性について検討を行った。その結果、IL-2が有望な薬剤として今後の検討を行う余地があると考えられた。3.リンパ節リンパ球と末梢血リンパ球との比較:末梢血リンパ球においてもリンパ節リンパ球と同時にPHA,Con-A刺激により、HeLa細胞に対する細胞増殖抑制を発現する抗腫瘍性リンホカインの産生が認められた。同時にIFN-γ,TNF-αの産生もリンパ節リンパ球に比しやや低いながら認められた。IL-2刺激によるIFN-γ,TNF-αの産生はむしろリンパ節リンパ球に比し、高い傾向が認められた。4.抗腫瘍性リンホカインの同定:IFN-γ,TNF-α,TNF-βの産生が認められたが、中和抗体を用いて実験によれば腫瘍細胞増殖抑制効果の主体はIFN-γ及びTNF-αと考えられた。1.内因性抗腫瘍性リンホカインの検出法の確立について。基礎実験としてHuman Tumor Clonogenic Assay(HTCA)では抗腫瘍剤による腫瘍細胞の増殖抑制のdose responseが再現性良く観察された。これに対し、MTT assayでは抗腫瘍剤または抗腫瘍性リンホカインによる細胞障害効果は、観察は可能ではあるが定量性の再現性に乏しく今後の研究に応用していくことは困難であると考えられた。したがって、今年度の研究においては二重軟寒天培地の下層にリンパ球を封入し、上層に標的細胞としてHela細胞を封入したHTCAのみを用いて抗腫瘍性リンホカインの検出を施行した。2.計18症例の子宮頚癌手術時に採取された転移の無いリンパ節よりリンパ球を分離した。リンパ球の分離は比重遠心法を用いて行ったが、一つのリンパ節より1x10^71x10^8個のリンパ球が得られた。3.リンパ節リンパ球の抗腫瘍性リンホカイン産生の誘導について。リンパ球の刺激物質としてPHA,ConーA,PWN,ILー1,ILー2,OKー432を使用したが、これらのうち上層のHela細胞の増殖抑制効果を再現性良く誘導したのはPHA,ConーAのみであった。

リンパ節リンパ球のうちHela細胞の増殖抑制効果を示したのはプラスチック非接着性のリンパ球でありT細胞と考えられた。Hela細胞の増殖抑制効果は二重軟寒天培地に封入したリンパ球の数と正の相関を示した。刺激されたリンパ球培養上清中の種々のリンホカインをRIAにて測定したところ、IFNーα,IFNーγ,TNFが出現していた。無刺激のリンパ節リンパ球はHela細胞の増殖抑制効果を全く示さず、またその培養上清中に前期のリンホカインは検知できなかった。更に、中和抗体を用いた実験によりこの実験系で抗腫瘍性を発現していたリンホカインはIFNーγであることが判明した。4.今後の展開。Hela細胞を標的細胞とした今年度の実験系ではリンパ球より産生されるIFNーγが抗腫瘍性リンホカインとして着目された。今後、TNF等の他のリンホカインについての検討および標的細胞を他のcell line或はヒト初代培養細胞とした場合の検討が必要である。また、抗腫瘍性サイトカイン産生のkinetics,細胞内産生機序についても次年度研究を行う予定である。今年度は主として、リンパ節リンパ球と末梢血リンパ球の抗腫瘍性サイトカイン産生能の比較検討を行った。1:リンパ球由来内因性抗腫瘍性リンホカインの検出:子宮頚癌手術時に採取された転移の無いリンパ節より得られたリンパ球(LNL)および末梢血リンパ球(PBL)をHTCA二層軟寒天培地の下層に封入し上層のHela細胞の増殖に対する効果を観察した。無刺激のリンパ球は1x10^4/mlから1x10^6/mlの密度ではHela細胞の増殖に対し影響を及ぼさなかった。これに対しPHA,Conーaで刺激したLNL,PBLはいずれも3x10^5/ml以上のリンパ球密度に於て、密度依存性に上層のHela細胞の増殖を抑制した。2:PBL,LNLいずれも刺激物質についての検討を行った。PHA,ConーA,PWN,ILー1,ILー2,OKー432を使用したが、いずれのリンパ球に対してもPHA,ConーAが再現性良くHela細胞の増殖抑制効果を誘導した。ILー2はLNLに対しては全くHela細胞増殖抑制の誘導効果を示さなかったが、40%の症例においてPBLに対しては軽度のHela細胞増殖抑制の誘導効果を示した。3:PBL,LNLの培養上清中のIFNーα,β,γ,TNFーαを測定した。無刺激のPBL,LNL培養上清中にはいずれのリンホカインも検出できなかった。しかし、PHAにより刺激されたPBL,LNLはいずれもその培養上清中にIFNーγ,TNFーαが検出された。IFNーγの濃度はLNLにおいてPBLに比し高値を示す傾向が認められた。4:Hela細胞のIFNーγ,TNFーαに対する感受性を検討したところIFNーγに対しては濃度依存性の感受性を示したが、TNFーαに対しては10000pg/mlの濃度においても増殖抑制効果を示さなかった。以上の結果および前年度のIFNーγ,TNFーαに対する中和抗体を使用した実験結果よりPBL,LNLは抗腫瘍性サイトカインとしてIFNーγ,TNFーα両者を産生しているが、この実験系においてHela細胞の増殖抑制効果を発現しているのはIFNーγであると考えられた。