hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「田んぼダム」による洪水緩和機能発揮のための技術開発に関する研究

本研究では,水田を利用した洪水被害軽減対策「田んぼダム」の技術開発,効果の定量化,および普及活動を行った.5地区を研究対象地区とし,それぞれの地区に適した田んぼダムの取組技術を開発した.効果検証の結果,すべての地区において田んぼダムの有効性が確認できた.流域特性および資産価値によって幅はあるが,田んぼダムの経済的価値は水田10a当たり1,000. 17, 000円/年と試算された.開発した技術は,新潟県を中心に運用されており,北海道,富山県,山形県などに普及している.本研究では,水田を利用した洪水被害軽減対策「田んぼダム」の技術開発,効果の定量化,および普及活動を行った.5地区を研究対象地区とし,それぞれの地区に適した田んぼダムの取組技術を開発した.効果検証の結果,すべての地区において田んぼダムの有効性が確認できた.流域特性および資産価値によって幅はあるが,田んぼダムの経済的価値は水田10a当たり1,000. 17, 000円/年と試算された.開発した技術は,新潟県を中心に運用されており,北海道,富山県,山形県などに普及している.平成21年度は,(1)低平水田流域における落水量調整技術の開発,(2)開発した技術の現地適用性の検証,(3)モデルによる田んぼダム実施流域の効果検証,(4)田んぼダムの技術普及活動の4項目を中心に据えて,研究活動を行った.(1)低平水田流域における落水量調整技術の開発新潟県,新潟市および西蒲原土地改良区との協力のもと,整備済み水田の垂直設置型堰板用の孔断面調整金型と未整備水田用の落水量調整キャノプを開発した.新潟大学水理実験棟の室内実験および計算によって,それぞれの性能を検証した,その過程で構築した「田んぼダム流出量算定システム」は,現在,新潟大学農業水利学研究室のHPで公開している.(論文投稿中)(2)開発した技術の現地適用性の検証低平整備済み水田地区として新潟市南区白根郷全域(7,230ha),未整備水田地区として新潟市西区横江排水区城(1,530ha)の2地区フィールドを設定し,それぞれに田んぼダム試験区・通常排水試験区を設けて,開発した技術の現地適用性を検証した.(3)モデルによる田んぼダム実施流域の効果検証流域スケールで田んぼダム実施時の効果を定量化することを目的に,数値シミュレーションモデルを構築した.シミュレーションの結果,低平水田流域においても田んぼダムの有効性が確認できた.(論文投稿中)(4)田んぼダムの技術普及活動新潟県,新潟市および土地改良区等との協力のもと,田んぼダム技術普及のための説明会・講習会を農家および自治体職員に対して,新潟県各地(上・中・下越,合計5回)で開催した.なお,本研究成果に基づき,新潟県は普及用パンフレットを作成し,今後の取組の普及を目指している.平成22年度は,(1)広域スケールにおける田んぼダム効果の定量化のための「内水氾濫解析モデル」の開発,(2)取組の支援体制の検討,(3)取組普及のための活動の3項目を中心に研究・活動を行った.(1)田んぼダム効果の定量化のための「内水氾濫解析モデル」の開発本課題で開発したモデルは,低平地域の水田畦畔や道路等の微小起伏を反映できる「地形適合セル」に加え,各土地利用地目-排水路間の流出入量を再現するアルゴリズムの導入によって浸水域および浸水継続時間を推定できる.本年度は,異なる地理的特徴をもつ3つの地域(新潟市横江地区,長岡市深沢地区,上越市三和地区)に本モデルを適用し,田んぼダムの効果を定量化した(リスト2番目の論文).(2)取組の支援体制の検討田んぼダムの機能発現には農家の協力が欠かせないが,取組へのインセンティブの形成が求められている.本課題では,取組の公益的機能の評価に基づき支援体制の構築のための提言を行った(論文投稿中).こうした検討を土台に,農林水産省農村振興局防災課および新潟県農地部と検討会を開催した.現在,田んぼダム支援のための仕組みづくりが内部検討されている.(3)取組普及のための活動上記の研究成果に基づき,新潟県,新潟市,上越市および土地改良区の協力のもと,田んぼダム技術普及のための説明会・講習会を開催した.田んぼダム発祥の地である新潟県村上市においては,「田んぼダムシンポジウム」(H22.12.18於:神林農村環境改善センター)を開催し,研究成果の周知によって農家非農家の取組に対する理解を促した.こうした活動に加え,我々の研究成果を踏まえて新潟市および村上市は普及用パンフレットを作成し,今後の取組の普及を目指している.本年度は,(1)平成23年新潟・福島豪雨時の田んぼダムの効果検証,(2)普及性を鑑みた落水量調整技術の確立,(3)田んぼダムの支援体制の検討,(3)田んぼダムの啓発・普及活動の4項目を中心に研究を行った.(1)平成23年新潟・福島豪雨時の田んぼダムの効果検証田んぼダムの取組を実施している見附市貝喰川流域,新潟市白根郷流域,長岡市深才流域を対象に,昨年度に開発した「内水氾濫解析モデル」を用いて,田んぼダムの浸水被害軽減効果を検証した.豪雨当日の取組実施率は,貝喰川流域,白根郷流域,深才流域でそれぞれ,約39%,約80%,約93%であった.

その結果,田んぼダムの実施によって浸水面積が,それぞれ約34%,約28%,約55%軽減したことが明らかになった.実施率が100%の場合,それぞれ,約46%,約35%,約57%の浸水面積軽減が可能であったことが示された.(2)普及性を鑑みた落水量調整技術の確立豪雨時の取組状況から,田面水管理機能と落水量調整機能が一体化している(一体型)調整装置は,取組農家の営農に支障をきたすため,取組実施率が低下するという欠点が確認された.普及性を鑑みた場合,両機能を分離し,取組農家の営農に支障を与えない調整技術の確立が求められる.そこで,現在一体型の調整装置を供用中の貝喰川流域において,機能分離型の調整装置を開発した。(3)田んぼダムの支援体制の検討昨年度に実施した農林水産省農村振興局防災課および新潟県農地部との検討会が功を奏し,平成24年度の「農地・水保全管理支払交付金」の向上活動支援項目に田んぼダムの取組が位置づけられた。(4)田んぼダムの啓発・普及活動平成21年度からの研究の集大成として,新潟県の協力のもと,「田んぼダムシンポジウム」を開催する予定であったが,新潟・福島豪雨のため開催が延期された.シンポジウムは平成24年9月に開催する予定である.
日本語Can-do-statements尺度の開発

本研究の目的は、日本語能力評価のための新しい評価基準として、実用に供しうるCan-do-statements尺度を作成することにあった。最終年度においてはこれまでの調査結果の分析および追跡調査として、東京学芸大学のプレイスメント・テスト受験者に本調査を実施した。分析の結果、すべての項目が、一定程度以上の識別力を持ち、困難度の分布もおおむね適切であること、質問項目群は技能別・全体ともに測定尺度として高い信頼性を示すこと、Can-do-statementsの総得点と日本語能力試験の総点とはあまり高い相関は見られなかったが、Can-do-statements総得点と大学のプレイスメント・テスト(大部分の項目が日本語能力試験から抜粋したもの)とは高い相関が見られること、等の点が明らかになった。Can-do-statementsの総得点と日本語能力試験の総点との関係については、日本語能力試験の受験者が本研究では1級受験者に限定され、能力範囲の幅が狭かったことが影響したと考えられる。従って、本研究で開発した日本語Can-do-statementsは、自己評価方式という限界はあるが、信頼性および妥当性ともに備わった実用性の高い、日本語能力の評価尺度と言える。本年度は、これまでに得た知見を報告書にまとめるとともに、海外においては、英国のReading大学で開催された第25回言語テスト学会、また、国内においては、麗澤大学、名城大学、大阪大学、熊本大学の各大学で開催された学会において、研究の成果を発表し、日本語能力測定研究の広報に努めた。本研究は、日本語能力評価のための新しい評価基準として、実用に供しうるCan-do-statements尺度を作成することにある。本年度は、これまで日本語能力の目安として、主に日本語能力試験1級レベルを対象にしていたものを、2級レベルまでひろげ、さらに、全体の調査対象者数を増加することが第一の課題だった。また、より広い尺度での評価を得るために、従来の5段階尺度に変えて7段階尺度を採用することにした。本年度の調査は、十分な準備を行った上で、平成13年12月に2週間にわたって、新宿日本語学校、東京国際大学付属日本語学校、イーストウエスト日本語学校、アジア学生文化協会日本語コース、東京学友会日本語学校の6機関で行い、約600名分の日本語学習者のデータを得た。また、この調査の回答が妥当であるかを確認するために、学習者の日本語能力をよく把握している日本語教師による評価も同時に行うこととし、学習者についての教師からみたCan-do-statements調査を行った。教師からは約380名分のデータを得た。現在、この調査結果の統計的分析を進めている。本年度は、この調査と併行して、オーストラリア、メルボルンのLanguage Testing Research Centre、イギリス、ケンブリッジのAssociation of Language Testers in Europe、International English Language Testing System等の海外の言語テスト研究機関を訪ね、試験の妥当性検証のあり方、Can-do-statements調査の手法について討論し、同時に情報の収集も行った。現在、ここでの知見も統合して、より精選した調査項目がどのようなものであるかを検討している。本研究は、日本語能力評価のための新しい評価基準として、実用に供しうるCan-do-ststements尺度を作成することにある。平成14年度は、平成13年度の調査結果、情報収集結果をもとにまず調査項目の全面的な見直し作業を行った。検討の結果、本調査が対象とする日本語学習者の接するアカデミックな場面に項目を絞ることにし、項目の改良、差し替えを行った。その上で、日本語能力の幅を広げた場合の調査の有効性を見るために、東京学芸大学、麗澤大学の計3回の日本語プレースメント受験者に本調査を実施した。その結果、本調査と各プレースメントテストの結果とは0.8以上の相関が見られ、幅広い能力の回答者には有効な調査であることが確かめられた。

こうした結果を踏まえ、平成14年度の本調査は、平成14年12月に2週間にわたって、新宿日本語学校、東MERIC日本語学校、イーストウエスト日本語学校、アジア学生文化協会日本語コース、カイ日本語スクール、財団法人言語文化研究所附属東京日本語学校、大阪YMCA国際専門学校,大阪YWCA専門学校の計8の日本語学校と、東京学芸大学、一橋大学、園田学園女子大学の計3大学、あわせて11機関で行い、約750名分の日本語学習者のデータを得た。また、この調査の回答が妥当であるかを確認するために、学習者の日本語能力をよく把握している日本語教師による評価も同時に行い、学習者についての教師からみたCan-do-ststements調査を行った。教師からは約350名分のデータを得た。現在、この調査結果の統計的分析を進めているが、平成15年度は従来の分析に加えて、母語別の項目難易度の分析、各項目段階の日本語能力レベルの明確化等、より詳細な検討をあわせて行っている。本研究の目的は、日本語能力評価のための新しい評価基準として、実用に供しうるCan-do-statements尺度を作成することにあった。最終年度である今年度は、これまでの調査結果の分析、および、追跡調査として東京学芸大学のプレイスメント・テスト受験者に本調査を実施した。分析の結果、すべての項目が、一定程度以上の識別力を持ち、困難度の分布もおおむね適切であること、質問項目群は、技能別・全体ともに測定尺度として高い信頼性を示すこと、Can-do-statementsの総得点と日本語能力試験の総点とはあまり高い相関は見られなかったが、Can-do-statements総得点と大学のプレイスメント・テスト(大部分の項目が日本語能力試験から抜粋したもの)とは高い相関が見られること、などが明らかになった。Can-do-statements総得点と日本語能力試験の総点との関係については、日本語能力試験の受験者が本研究では1級受験者に限定され、能力範囲の幅が狭かったことが影響したと考えられる。従って、本研究で開発した日本語Can-do-statementsは、自己評価方式という限界はあるが、信頼性および妥当性ともに備わった実用性の高い、日本語能力の評価尺度と言える。本年度は、これまでに得た知見を報告書としてまとめるとともに、海外においては、英国のReading大学で開催された第25回言語テスト学会、また、国内においては、麗澤大学、名城大学、大阪大学、熊本大学の各大学で開催された学会において、研究の成果を発表し、日本語能力測定研究の広報に努めた。
ＲｈｏＨ欠損マウスで認められる乾癬様皮膚炎の発症機構

RhoHは造血系の細胞に特異的に発現しているRhoファミリー低分子Gタンパク質であり、胸腺内のT細胞分化やT細胞の活性化に必須であることが報告されている。我々は胸腺特異的遺伝子の一つとしてRhoHを単離し、RhoHノックアウトマウスを作製した。このノックアウトマウスの解析結果から、Balb/c背景のマウスでは乾癬様皮膚炎を自然発症することを見出し、皮疹の形成にはT細胞が関与する事が示唆された。T細胞はレパトア選択を受ける事により、自己と非自己を認識する能力を得る。自己免疫疾患は自己の分子を異物として認識してしまう異常なT細胞によって齎される病態であり、このためT細胞分化を正確に理解する事が当該研究領域において重要であると考えられる。本研究ではT細胞分化の要衝として働くRhoHという分子を切り口に、乾癬発症機序の解明に取り組んだ。本研究によって、RhoH欠損マウスの眼瞼で認められる慢性皮膚炎の炎症部位には、CD4陽性細胞や好中球が浸潤しており、またケラチノサイトの増殖促進により表皮が肥厚している事を明らかにした。更に、テープストリッピングによる角質除去はケブネル現象を誘発し、RhoH欠損マウスの炎症像はヒト乾癬患者の病理所見と非常に良く似ていた。このため、RhoH欠損マウスは乾癬モデルとして有用であると期待できる。更に、成熟T細胞とB細胞がいないRAG2欠損マウスとの交配により病態が改善され、RhoH欠損マウスのT細胞特異的にRHoHを発現するトランスジェニックマウスでも病態の進行が阻害された事から、本病態の発症にはT細胞が関与している事が示唆された。加えて、リンパ節のCD4T細胞のうちTh17細胞の頻度が高く、炎症部位にも浸潤しているTh17細胞が有意に増加しており、Th17の分化や活性化に関わるサイトカインの産生量も高くなっていた事から、本病態はTh17介在性の応答である事が強く示唆された。T細胞は、胸腺内でのレパトア選択により自己と非自己を識別する能力を獲得するため、T細胞分化の分子基盤を理解することは自己免疫疾患研究において非常に重要である。本研究では、T細胞分化過程の要衝として働くRhoHという分子を切り口にし、自己免疫疾患である乾癬の発症機序の解明に取り組んだ。初年度における解析では、RhoH欠損マウスの眼瞼で認められる慢性皮膚炎において、CD4陽性T細胞や好中球が炎症部位に浸潤してきている事を確認し、また、ケラチノサイトの増殖促進による表皮の肥厚を観察した。更に、テープストリッピングによる角質除去がケブネル現象を誘導し、ヒト乾癬患者の病理所見と非常に良く似た炎症像がRhoH欠損マウスで認められる事が判明した。これらの結果から、RhoH欠損マウスは乾癬モデル動物として有用であると期待できる。そこで、本病態の発症機序について詳細に検討するため、まずT細胞に依存した応答であるかを検証した。T細胞を欠くヌードマウスにRhoH欠損マウスのリンパ節から調製した細胞を移入し、病態が再現出来るかどうかを確かめたところ、RhoH欠損マウス由来細胞を移入した野生型ヌードマウスは、移植後二週間で眼瞼に腫れを認め、本病態の発症にはT細胞が関与している事が示唆された。一方で、RhoHの機能制御機構として着目したユビキチン化については、TCR刺激を受けたT細胞においてユビキチン化依存的にRhoHが分解される事が明らかとなり、現在論文の投稿準備を進めている。初年度予定していた1RhoHノックアウトマウスに認められる乾癬様症状の病理学的診断、2発症機構の解析、4RhoHの発現制御解析のほぼ全ての解析が終了し、次年度に予定していた研究計画に取りかかっている。当初に予定していた研究計画に従い、1血漿中サイトカインプロファイリング、2細胞移入による病態の再現や機能性T細胞への分化能の検討、3病態の改善方法の探索等を順次進めて行く。160万円消耗品代10万円国内旅費10万円学会誌投稿料
自動車の制御モデルに対するセキュリティ強化と評価手法

現在の自動車は,1台あたりに100個ものECUと呼ばれる制御用コンピュータが分散制御することにより,自動車の制御が実現されている.また,その一方で,自動車の制御システムをのっとるなどのセキュリティ上の脅威が多数指摘されている.このため,本研究では,自動走行システムの実現に向けて大きく変化することが予想される自動車の制御システムに対して,より効率的にセキュリティ強化する手法と,その評価のためのテスト手法の構築を目指す.より具体的には,強化手法として,システムを刷新するタイミングで様々な新しい制御プロトコルの搭載が予想されており,プロトコル上のマイグレーションや統合/連携制御などを実現する必要がある.このため,より効率的に移行を実現する方法,およびセキュリティ強化に向いた制御システムを検討している.効率的により制御システムを守るためのアルゴリズムや防御手法,脆弱性を低減するためのコーディングルールの策定や分析手法についても議論する.さらに,評価手法として,自動車の制御システムは分散制御システムとして実現されるため,セキュリティ上の攻撃が顕在化するタイミングが存在する.これまでに,このタイミングを導出するための手法を検討し開発したが,自動運転時代にはより複雑な制御システムになることが予想されており,既存する手法の拡張が必要である.このため,攻撃が顕在化する方法とそれを評価するためのシステムの開発に取り組んでいる.まず,現在の自動車制御システムの構成や制御プログラムの構成を把握するため,実車両等を用いて幾つかの予備実験を行った.この結果,既存システムの幾つかの問題点を把握することができた.この内容のいくつかは国内での研究会や国際会議で発表を行った.より具体的には,自動車の事故や故障時に車両外部からの診断機器を用いて,診断やプログラムの改修を行うための診断通信プロトコルが国際標準規格で存在している.これらの診断通信プロトコルを実際に実装した幾つかの車両で評価した結果,現在の実装上の課題や適用されている認証技術の課題を指摘した.さらに,制御プログラムもいくつかの送信モデルを持つことが分かった.理論的には,周期的にController Area Network (CAN)バス上にメッセージ送信することが重要である一方,幾つかの制御プログラムでは複数の周期で送信を実現するなどの方法が採用されていることがわかった.今後はこれらの送信モデルを整理し,このような送信モデルに対するセキュリティ強化手法について検討している.次に,我々がHardware In the Loop(HIL)システムを用いて,ラジコンカー上に実装された制御プログラムに対してファジングテストなどの脆弱性検出手法を検討した.このシステムの上で動作する制御プログラムに対して,問題点を検出するための手法について検討した.この結果,センサアクチュエータを使用して,自動車の制御システムの状態や出力を監視するための手法の開発を行った.今後の研究については,幾つかの方向性が存在する.まず,セキュリティ強化手法として,既存する制御システムと親和性の高い幾つかの制御システムを想定し,セキュリティ上の強い点/弱い点を整理している.この想定される制御システムでは,統合と分離機構について言及する必要がある.例えば,CANやCAN-FDなどの既存のプロトコルとEthernetを利用したIP系の通信プロトコルでは,その用途やセキュリティ機能の拡張性が大きく異なる.このため,幾つかの観点で整理した上で比較評価を進めている.次に,セキュリティ評価手法として,HILシステムを用いた評価手法について言及した.今後は必要十分なテスト件数を絞り込むための手法と実行環境の開発を進めている.現在の自動車は,1台あたりに100個ものECUと呼ばれる制御用コンピュータが分散制御することにより,自動車の制御が実現されている.また,その一方で,自動車の制御システムをのっとるなどのセキュリティ上の脅威が多数指摘されている.このため,本研究では,自動走行システムの実現に向けて大きく変化することが予想される自動車の制御システムに対して,より効率的にセキュリティ強化する手法と,その評価のためのテスト手法の構築を目指す.より具体的には,強化手法として,システムを刷新するタイミングで様々な新しい制御プロトコルの搭載が予想されており,プロトコル上のマイグレーションや統合/連携制御などを実現する必要がある.このため,より効率的に移行を実現する方法,およびセキュリティ強化に向いた制御システムを検討している.効率的により制御システムを守るためのアルゴリズムや防御手法,脆弱性を低減するためのコーディングルールの策定や分析手法についても議論する.さらに,評価手法として,自動車の制御システムは分散制御システムとして実現されるため,セキュリティ上の攻撃が顕在化するタイミングが存在する.これまでに,このタイミングを導出するための手法を検討し開発したが,自動運転時代にはより複雑な制御システムになることが予想されており,既存する手法の拡張が必要である.このため,攻撃が顕在化する方法とそれを評価するためのシステムの開発に取り組んでいる.まず,現在の自動車制御システムの構成や制御プログラムの構成を把握するため,実車両等を用いて幾つかの予備実験を行った.この結果,既存システムの幾つかの問題点を把握することができた.この内容のいくつかは国内での研究会や国際会議で発表を行った.より具体的には,自動車の事故や故障時に車両外部からの診断機器を用いて,診断やプログラムの改修を行うための診断通信プロトコルが国際標準規格で存在している.これらの診断通信プロトコルを実際に実装した幾つかの車両で評価した結果,現在の実装上の課題や適用されている認証技術の課題を指摘した.さらに,制御プログラムもいくつかの送信モデルを持つことが分かった.理論的には,周期的にController Area Network (CAN)バス上にメッセージ送信することが重要である一方,幾つかの制御プログラムでは複数の周期で送信を実現するなどの方法が採用されていることがわかった.今後はこれらの送信モデルを整理し,このような送信モデルに対するセキュリティ強化手法について検討している.

次に,我々がHardware In the Loop(HIL)システムを用いて,ラジコンカー上に実装された制御プログラムに対してファジングテストなどの脆弱性検出手法を検討した.このシステムの上で動作する制御プログラムに対して,問題点を検出するための手法について検討した.この結果,センサアクチュエータを使用して,自動車の制御システムの状態や出力を監視するための手法の開発を行った.今後の研究については,幾つかの方向性が存在する.まず,セキュリティ強化手法として,既存する制御システムと親和性の高い幾つかの制御システムを想定し,セキュリティ上の強い点/弱い点を整理している.この想定される制御システムでは,統合と分離機構について言及する必要がある.例えば,CANやCAN-FDなどの既存のプロトコルとEthernetを利用したIP系の通信プロトコルでは,その用途やセキュリティ機能の拡張性が大きく異なる.このため,幾つかの観点で整理した上で比較評価を進めている.次に,セキュリティ評価手法として,HILシステムを用いた評価手法について言及した.今後は必要十分なテスト件数を絞り込むための手法と実行環境の開発を進めている.3点理由が存在する.まず1つ目に,実車両を評価する上で,車両やテストコースを借りるための予算が必要と考えていたが,企業様のご行為により,幾つかの車両やテストコースを無償で貸したいただくことができた.次に,2つ目として,現在研究代表者が使用する開発環境を刷新する予定だったが,これは別の予算により実現したため,本予算を必要する必要がなくなった.最後に,3点目として,国際会議や学会誌への投稿準備を進めており,昨年度内の投稿が十分にできなかった.このような理由により,今年度以降は研究成果を十分に行うよう研究を加速度的に進めることにより,国際会議や論文誌への投稿を進める.
酵母を用いた基本転写因子TFIIDサブユニット(TAFs)の機能解析

出芽酵母のTFIIDサブユニットであるTAF145は、そのN末端側約70アミノ酸残基から成る領域にTBP機能阻害活性を有する。またこの活性領域(TAND;<TA>___-F N__--terminal domain)は機能的に異なる二個の小サブドメイン(TAND1,TAND2)から構成されるが、酸性型の転写活性化ドメイン(AD)とTFIIAは協調的に作用し、TAND1,2をTBPから逐次的に乖離させることにより転写を活性化するものと考えられる(二段階ハンドオフモデル)。TAND欠失株を紫外線照射することにより、TANDの機能欠損に対して合成致死性を示す遺伝子(nsl:TAN__-D synthetic lethal遺伝子)のスクリーニングを行ったところ、二種類のTBP変異体(TBP-P65S,-S118L)が得られた。これらのTBP変異株においては転写活性化の効率が著しく低下しており、TBP変異体とTFIIAあるいはADとの相互作用に異常が認められた。他の10種類の既知のTBP変異体についても同様の解析を行ったところ、転写活性化能の欠損したTBP変異体特異的にTAND欠失との合成致死性(nsl表現型)が観察された。また興味深いことにホロ酵素のリクルートメントステップに障害があると考えられるTBP変異体において、より強いnsl表現型が観察された。以上の結果はTANDが転写活性化プロセスの比較的初期の段階(TBPリクルートメントステップ)において機能するという上記のモデルを強く支持する。
金属内包フラーレン/ナノチューブの構造と電子物性の研究

金属内包フラーレンの多量生成には、本研究グループが独自に開発した、嫌気下回収大型アーク放電装置を用いて、エルビウムとユーロピウムを内包したフラーレンを多量に生成した。特に特記すべき結果は、Eu@C74からEu@C90までのC2おきのすべてのユーロピウム金属内包フラーレンの生成と単離に世界に先駆けて成功したことである。それは、当初の研究目的を十二分に達成している。これらの成功は、高速液体クロマトグラフィーの分離手段の開発によるところが大きい。一般にユーロピウム金属内包フラーレンはその生成量が少ないため、現在までに構造や物性の評価はほとんどされていない。本研究では、ユーロピウム内包フラーレンの生成量を向上させるためにNiを補助触媒として用いて、従来の数倍の生成効率を得ることに成功した。現在までの研究でユーロピウム内包フラーレンでは吸収スペクトルの類似性から、内包されたユーロピウム原子は2価をとることが予想されている。今回、in situ EELS(電子エネルギー損失分光)によって、生成・単離されたEu@C74からEu@C90までのユーロピウム内包フラーレンのユーロピウム原子は2価を取っていることを直接、証明することに成功した。バルク化合物ではユーロピウム原子は3価をとることと対比すると極めて興味深い。さらに、本研究では、Eu@C82金属内包フラーレンを内包した単層カーボンナノチューブ(SWNT:通称、ピーポッド),(Eu@C82)n@SWNT,の合成にも世界に先駆けて成功した。高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)観察によって、Eu原子を室温で直接イメージすることに成功した。また、ユーロピウム・ピーポッドはガドリニウム・ピーポッドと比較して、原子のフラーレン中での静止度は低いことが解明された。本研究によって、金属炭素ナノ集合体がもつ新規な構造特性および特異な物性が解明され、今まで未知の分野であったクラスター科学と物質科学のフロンテイアが切り開かれたと思う。特に特記すべき実績は、Tb@C82やTb@C80を中心とする、いくつかのテルビウム金属内包フラーレンとユーロピウムEu@C82の生成と単離に世界に先駆けて成功した。これは、当初の研究目的を十二分に達成している。また、これらの金属内包フラーレンは5%前後のNi触媒を使用することで、生成効率を格段に向上させることに成功した。さらに、これらの単離されたテルビウム金属内包フラーレンの分光学的測定と物性測定を行い興味深い物性特性を明らかにした。特に、Tb@C80はC80に内包された特異な単核の金属フラーレンである。さらにTb@C80は超伝導体になる可能性を秘めている、金属内包フラーレンとして非常に興味深い。これは、Ihの対称性を保つC80フラーレンの電子状態は、最低空軌道が4重に縮退したhalf-filled状態になっていると考えられるからである。Tb@C80の低温での、電気伝導および磁化率の測定が待たれる。超伝導性が観測されれば、金属内包フラーレンとしては初めてのものである。さらに、本研究では、Tb@C82金属内包フラーレンの内包した単層カーボンナノチューブ(SWNT),(Tb@C82)n@SWNT,の合成にも世界に先駆けて成功した。また、C84高次フラーレンの各種異性体の生成と単離に世界に先駆けて成功した。C84の2つのメインの構造異性体を、多段階の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を駆使して分離・単離することに成功した。さらに、5種類にもおよぶ、マイナーな構造異性体の生成、分離・単離に成功し、また、これらの異性体の構造を13C-NMRによりて決定した。これらの結果は、フラーレンの成長機構にも大きな影響を与えるものである。さらに、本研究では、Eu@C82

金属内包フラーレンを内包した単層カーボンナノチューブ(SWNT:通称、ピーポッド),(Eu@C82)n@SWNT,の合成にも世界に先駆けて成功した。高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)観察によって、Eu原子を室温で直接イメージすることに成功した。また、ユーロピウム・ピーポッドはガドリニウム・ピーポッドと比較して、原子のフラーレン中での静止度は低いことが解明された。本研究によって、金属炭素ナノ集合体がもつ新規な構造特性および特異な物性が解明され、今まで未知の分野であったクラスター科学と物質科学のフロンテイアが切り開かれたと思う。
プロトン導電性固体電解質材料の接合と電気伝導特性の向上

固体酸化物型燃料電池の作製コスト削減と電池性能の向上及び長寿命化のため、プロトン導電性電解質材料と低価格なNiを用いたサーメット電極について、良好な電気伝導特性および接合性を有する単セルの作製を試みた。電解質材料には種々のドーパントを添加したBaZrO3(BZO)、BaCeO3(BCO)を選択し、そのうちY,Coを添加したBZOとNiOを混合したNi-BaZr0.91Y0.08Co0.01O3-δサーメット材と電解質との間で良好な接合が確認できた。本研究では,高い導電率を有しその特性が長期にわたって維持される電解質材料の作製を目指し,最初にSrCe0.95In0.05O3-α(SCO)プロトン導電体を作製し,熱処理温度を系統的に変え,熱処理条件が焼結性と電気伝導特性におよぼす影響を調べた。次に、100%CO2雰囲気中でのアニールが電気伝導特性に与える影響を評価し, SrCeO3の高い電気伝導特性とSrZrO3の良好な化学的安定性,機械的強度を併せ持つ材料として,SCOバルクにSrZr0.8In0.2O3-α(SZO)膜を塗布した接合試料を作製し,接合性と電気伝導特性からCO2に対する化学的安定性の向上について検討した.SrCe0.95In0.05O3-α(SCO)バルクおよびSrZr0.8In0.2O3-α(SZO)を保護膜とする接合試料を固相反応法により作製し、熱処理条件が試料の焼結性と電気伝導特性におよぼす影響を調べた。最初に、SCOバルク試料の焼結性と電気伝導特性から最適な熱処理条件を確立し、その条件により作製した試料を使って、CO2アニールに対する化学的安定性に評価した。大気中1500°Cで焼成したSCOバルクは1%水素雰囲気中で高い電気伝導率8.9×10-3 Scm-1を示した。しかしながら、CO2ガス雰囲気中でのアニールにより、SCOバルク体の導電率は5h程度の短時間CO2ニールで著しく低下した。SCOバルクの化学的安定性を向上させるため, SZO膜を塗布し,化学的安定性の向上が可能かどうか検討した。SZO膜を塗布したSCO接合試料の電気伝導率は同様な条件で作製したSCOバルク体のものとほぼ同等であった。また、良好な接合性を有する試料は、25hの長時間CO2アニール後も高い導電率が維持された。これらの結果から、SZO膜の導入はSCOバルク試料の化学的安定性の向上に有効であることを確認した。燃料電池発電のより広い普及には、Ptに替わる安価な電極材を用いた高性能な燃料電池の開発が望まれる。SOFCは7001000°Cの高温での作動が可能であることから、触媒活性に有する安価なNiを燃料極材料に用いた研究を進めてきた。プロトン導電性を有する電解質材料の中でも高い電気伝導率を示し、化学的安定性に優れるBaZr0.91Y0.08Co0.01O3-δ(BZO)とNiOを混合したNiO/BZOサーメットを作製し、熱処理等の作製条件が試料の焼結性と電気伝導特性に及ぼす影響を調べた。試料の母材粉末は、金属酸化物及び炭酸塩の試薬を用い、BaZrO3にYおよびCoを添加し化学両論組成がBaZr0.91Y0.08Co0.01O3-δとなるように計量し、遊星型ボールミルを用いて十分な粉砕・混合した後に、1200°C大気中で仮焼成し、これをBZO仮焼粉末とする。NiOとBZO仮焼粉末の混合比を変えた粉末を200MPaの一軸加圧および静水圧プレス(CIP)を施してバルク状に成型し、1200°C1400°C大気中で本焼成した。NiO/BZOサーメットを作製する際にNiOとBZO粉末の混合の割合と熱処理温度など、試料の作製条件が焼結性に及ぼす影響を調べた結果、以下のような結論を得た。1NiOの混合割合がNiO:BZO=5:5の試料は1300°C以上で熱処理した後、試料内部にNiOが凝集している様子が観察された。2NiOの混合割合が高いNiO:BZO=8:2の試料は、1200°Cで焼成した場合でも母材粉末であるBZO粒子の粒成長が顕著であり、NiO粒子が均一に分散していた。また、この試料の開気孔率は高く約29%であった。3電気伝導特性の評価条件と同一の1%H2+99%Ar雰囲気中においては、NiOの還元反応は335°Cから始まり880°C付近でほぼ終了、Niの単相となる。燃料電池の作製コスト削減と電池性能の向上及び長寿命化のため、Niとプロトン伝導性セラミックスから成るNiサーメット材を作製し、作製の諸条件が試料の微細構造と電気伝導特性に及ぼす影響を調べた。併せて、サーメット電極と電解質との接合を試みた。固相反応法を用いてNiO:BCYの質量混合比および焼成温度を系統的に変えてNi-BaCe0.8Y0.2O3-α(Ni-BCY)を作製した後、焼結性及び電気伝導特性について調べた。その結果、以下のことが分かった。1Ni-BCYはBCY中に一様分散したNiが観察された。

試料の開気孔率に及ぼす混合比および焼成温度の影響は小さい。2Ni-BCYのH2雰囲気中における電気伝導率は57×10Scm-2@400°Cであり、これはBCYの電気伝導率10-2Scm-2@400°Cよりも3桁以上高い値である。電気伝導特性はNiと同様に金属的挙動を示した。Ar雰囲気中とH2雰囲気中の導電率を比較すると、導電率の温度依存性は400°Cにおいて傾きが変化し、400°C未満では電子伝導が支配的であるが温度の上昇に伴いイオン伝導が発現し、700°Cではイオン伝導が支配的であった。3電解質にCoを添加したNi-BZYCoの開気孔率はの開気孔率は34.47%であった。4NiO-BZYCo/BZYCo接合体をスプレーコート、ディップコートおよびスクリーン印刷法を用いて、電解質基板に成膜し、1200°Cの焼成によってNiO-BZYCo/BZYCo接合体を作製した。コート法で作製した接合体試料はBZYCo基板とNiO-BZYCo層の間で良好な接合性は得られなかったが、スクリーンプリント法を用いた場合には、NiO-BZYCo(混合質量比NiO:BZYCo=5:5)は接合できることを確認した固体酸化物型燃料電池の作製コスト削減と電池性能の向上及び長寿命化のため、プロトン導電性電解質材料と低価格なNiを用いたサーメット電極について、良好な電気伝導特性および接合性を有する単セルの作製を試みた。電解質材料には種々のドーパントを添加したBaZrO3(BZO)、BaCeO3(BCO)を選択し、そのうちY,Coを添加したBZOとNiOを混合したNi-BaZr0.91Y0.08Co0.01O3-δサーメット材と電解質との間で良好な接合が確認できた。研究期間に実施予定の研究内容は、プロトン導電性を示すSrZrO3系,BaCeO3系,CaZrO3系をはじめとする複数の酸化物セラミックスの個々の電気伝導性および材料としての安定性を調べてきた実験結果をもとに,これら固体電解質の母材粉末の作製条件,複合化のための傾斜勾配,接合条件を系統的に調べ,化学的安定性を考慮した低価格・長寿命の電解質材料および電極材の作製を目指すものであり,研究を通して明らかにしたいことは,1母材粉末の作製条件が電解質材料の結晶成長,粒界抵抗に起因する電伝導特性におよぼす影響,2水素以外のガスを含む雰囲気中での電解質材料の安定性を調べ,電気伝導性およびプロトン輸率の高い複合材料,傾斜材料を作製すること,3電解質材料の複合化および接合条件を検討して,界面反応や接着性の評価から,安価な電解質材料を創生することである.上記の内容について、1母材粉末の作製条件の確立については、BZO,SZOを母材とするプロトン導電性材料について調べた。また、2多様なガス雰囲気中での電解質の化学的安定性とプロトン伝導性の向上を兼ね備えた電解質材料の作製と3化学的安定性を向上させるための保護膜および電解質材料と電極材の接合条件については現在実験を継続している。機能性セラミックス材料今後の計画は、上記に示した水素以外のガスを含む雰囲気中での電解質材料の安定性を調べ,電気伝導性およびプロトン輸率の高い複合材料,傾斜材料を作製することおよび電解質材料の複合化および接合条件を検討して,界面反応や接着性の評価から,安価な電解質材料を創生することを継続し、中でも安価な電極材の特性向上のため、電解質材料BZOとNiOからなるNi/BZOサーメットについて、これまでの実験成果を基に、作製した試料の電気的特性を評価し、良好な特性を持つ燃料極材料と電解質の接合体を作製すること、また、その接合体の燃料電池セルとしての特性を評価する計画である。良好な接合性を得られる接合法とその接合試料の評価方法は具多的に、1接合法の検討i)燃料極基板に電解質材料を懸濁噴霧するスプレーコート法, ii)燃料極基板にスラリーの電解質材料を塗布するスクリーンプリント法を導入する。
臓器微小循環評価を目指した経静脈性超音波造影剤の開発と臨床応用評価

臓器微小循環の画像化の必要性と診断法の多様性と高度化の必要性を背景とし、より臨床活用に即した情報を得るために、末梢静脈投与にて心筋微小循環の明瞭な映像化とその至適な造影持続が、血行動態的作用や臓器・組織作用を生じない条件下で必要である。本研究では、弗化炭素系のガス体を基剤とした超音波造影剤を中心に、超音波反射の非線形性に基づくセカンドハーモニック映像法と間歇送信法を併用して、微小循環の画像化をはかった。超音波装置はセカンドハーモニックモードを装着する超音波装置を利用した。装置側の条件は、発振周波数、超音波出力、発信及び受信超音波周波数帯域、および一定時間超音波送信を中止する間歇送信である。水中でのゴム薄膜内の造影剤のビデオ輝度とその時間変化度を計測し、至適な弗素化合物と超音波条件を明らかにできた。さらに実験動物にて生体での造影性能および副作用など含めたの生体反応を検討した。実験動物に於いて冠動脈に有意狭窄を作成し、アデノシン三燐酸負荷の併用によりその診断が経静脈性心筋コントラストエコー法により可能であることを明らかとした。超音波造影剤として弗化炭素系のガス体をその基剤として用いると造影能の向上が見込めることが分かってきた。本研究では、かかる基剤による超音波造影剤を中心に、超音波反射の非線形性に基づくセカンドハーモニック映像法と間歇送信法を併用して、微小循環の画像化をはかる。検討を加える超音波造影剤は大別して微小気泡の殻の有無、内包気体が自然の空気かガス体のそれぞれの組み合わせによる4種類を用意した。これら超音波造影剤の微小気泡濃度、粒子経分布、それらの経時変化は精密粒度分布測定装置及び倒立型位相差顕微鏡にて行う。水中でのゴム薄膜内の造影剤のビデオ輝度とその時間変化度を計測した。定常流を提供するローラーポンプによる模擬血流回路内に超音波造影剤を巡回させ、上記と同様にビデオ輝度変化を検討した。この実験を通じて、至適な弗素化合物と超音波条件を検討する。同時に実験動物にて生体での造影性能および副作用など含めたの生体反応を検討した。超音波造影剤として弗化物炭素のガス体をその基剤として用いると造影能の向上が見込めることが分かってきた。本研究では、かかる基剤による超音波造影剤を中心に、超音波反射の非線形性に基づくセカンドハーモニック映像法と間歇送信法を併用して、微小循環の映像化をはかる。装置側の条件は、発振周波数、超音波出力、発信及び受信超音波周波数帯域、および一定時間超音波送信を中心する間歇送信である。この実験を通じて、至適な弗素要素化合物と超音波条件を検討する。

さらに実験動物にて生体での造影性能および副作用などを含めた生体反応を検討した。動物実験に於いて冠動脈に有意狭窄を作成し、アデノシン三燐酸負荷の併用によりその診断が経静脈性心筋コントラストエコー法により可能であることを明らかとした。臓器微小循環の画像化の必要性と診断法の多様性と高度化の必要性を背景とし、より臨床活用に即した情報を得るために、末梢静脈投与にて心筋微小循環の明瞭な映像化とその至適な造影持続が、血行動態的作用や臓器・組織作用を生じない条件下で必要である。本研究では、弗化炭素系のガス体を基剤とした超音波造影剤を中心に、超音波反射の非線形性に基づくセカンドハーモニック映像法と間歇送信法を併用して、微小循環の画像化をはかった。超音波装置はセカンドハーモニックモードを装着する超音波装置を利用した。装置側の条件は、発振周波数、超音波出力、発信及び受信超音波周波数帯域、および一定時間超音波送信を中止する間歇送信である。水中でのゴム薄膜内の造影剤のビデオ輝度とその時間変化度を計測し、至適な弗素化合物と超音波条件を明らかにできた。さらに実験動物にて生体での造影性能および副作用など含めたの生体反応を検討した。実験動物に於いて冠動脈に有意狭窄を作成し、アデノシン三燐酸負荷の併用によりその診断が経静脈性心筋コントラストエコー法により可能であることを明らかとした。
二次リンパ組織において記憶B細胞の時空間的制御を担う支持細胞の同定

免疫記憶を担う記憶B細胞は主に胚中心において親和性成熟を経たB細胞から分化し、体内で長期に生存し、再び抗原と出会うと速やかに形質細胞に分化して高親和性抗体を産生する。しかし、記憶B細胞がどこに局在するか、その局在・生存・応答がいかに制御されているのか等についてはほとんど分かっていない。記憶B細胞には特有のマーカーがなく、その数も僅少であるため、記憶B細胞の特性や時間的空間的な動態は未だ謎であり、記憶B細胞の分化、長期生存、免疫応答に関わる因子や、それらが起こる場である微小環境については何も分かっていない。本研究では手始めに、マイクロアレイのデータを手がかりに記憶B細胞に選択的に発現する細胞膜表面蛋白を探索した。そのうち、gp49B(Lilrb4)がB細胞のなかで記憶B細胞と辺縁帯B細胞に選択的に発現していることを見出した。gp49B欠損マウスでは免疫後に形成される記憶B細胞の数は正常であったが、一次免疫後のIgM抗体および二次免疫後のIgMおよびIgG1抗体産生が亢進していた。さらに、In vitroの解析から、gp49BはIntegrin αvβ3と結合することにより、CD40からのErkを介したシグナルによる形質細胞分化を抑制することが分かった(Fukao et al. 2014)。B細胞の中で記憶B細胞に選択的に発現する膜表面蛋白として他に、gpr34, Sema4F, IL9Rを見出しており、今後はこれらの記憶B細胞における役割を解明し、さらに、これらのリガンドを発現・産生するリンパ組織内の支持細胞を探索する。26年度が最終年度であるため、記入しない。記憶B細胞は主に胚中心において親和性成熟を経たB細胞から分化し、体内で長期に生存し、再び抗原と出会うと速やかにプラズマ細胞に分化して高親和性抗体を産生する。記憶B細胞には特有のマーカーがなく、その数も僅少であるため組織染色により特定することは困難であった。よって、記憶B細胞の時空間的な動態については未だに謎である。また、記憶B細胞の分化、長期生存、免疫応答に関わる因子や、微小環境についても不明である。私たちが構築した培養系で増殖させたIgG1+/IgE+の胚中心様B細胞(iGB細胞)をマウスに移入するとIgG1+の記憶B細胞(iMB細胞)に分化し、脾臓では辺縁洞付近に局在し、長期に生存する。この実験系を利用し、記憶B細胞の分化、遊走・局在、生存、応答の制御に関わる分子を同定し、それらのリガンドを発現する支持細胞を同定することにより、記憶B細胞の時空間的動態を制御する微小環境の実体を明らかにすることを目標とした。マイクロアレイデータから記憶B細胞およびiMB細胞に選択的に発現する細胞表面蛋白の遺伝子を選び、その中から、まずgp49Bに注目した。gp49Bは記憶B細胞に加えてmarginal zone (MZ)B細胞にも発現していた。gp49B欠損マウスでは各血球系細胞の数に異常はなく、免疫後に形成される記憶B細胞の数も正常であったが、一次免疫後のIgM抗体および二次免疫後のIgMおよびIgG1抗体産生が亢進していた。In vitroの解析から、gp49BはIntegrin αvβ3と結合することによりCD40からErkを介したシグナルによるプラズマ細胞分化を抑制することが分かった。リンパ組織内でintegrin αvβ3を発現している細胞を同定するために、integrin β3に対する抗体で脾臓組織切片を染色したところ、MZおよびred pulpに多数のシグナルが検出された。他にも、記憶B細胞に選択的に発現する膜蛋白を見出しており、現在、それらを欠損するマウスを用いてその生理的機能を調べている。B細胞の中で記憶B細胞に選択的に発現する膜表面蛋白として他に、gpr34, Sema4F, IL9Rを見出しており、今後はこれらの記憶

B細胞における役割を解明し、さらに、これらのリガンドを発現・産生するリンパ組織内の支持細胞を探索する。26年度が最終年度であるため、記入しない。gp49Bの記憶B細胞における機能解析およびその作用機序についての解析は論文にまとめて、現在、学術誌に投稿中である。リンパ組織内でintegrin αvβ3を発現している支持細胞の同定を進めたが、integrin β3は血小板にも発現することにより、支持細胞との判別が困難であった。一方、記憶B細胞に発現する他の膜蛋白の同定と機能解析は順調に進行している。また、各アイソタイプの抗原受容体を強制発現させたiGB細胞をマウスに移入し、形成されるiMB細胞の局在を調べているが、移入細胞のマーカーの蛍光が弱く、まだ局在は明確になっていない。integrin αvβ3に限定せず、gp49Bの生理的リガンドを探索するために、gp49Bの細胞外ドメインとIgH-Fcの融合蛋白をプローブとして、濾胞樹状細胞、間葉系細胞等のマーカーとともに組織染色を行う。その際、あらかじめCD41(αIIb)に対する抗体をマウスに投与して血小板を除去しておく(Blood 2005, 105:1956)。新たに同定した記憶B細胞に発現する膜蛋白については、その機能が記憶B細胞の生存維持あるいは応答に関わる場合は、そのリガンドを同定し、その発現部位を探索する。さらに、より強い蛍光を発するtdTomatoのtransgeneを有するマウスのB細胞から作製したiGB細胞に各アイソタイプの抗原受容体を導入し、これをマウスに移入して、その動態を解析する。
慢性関節リウマチにおける好中球細胞死(アポトーシス)抑制因子の解析

慢性関節リウマチ(RA)の関節炎局所では、ケモカインなどの走化因子により著明な好中球浸潤が惹起される。浸潤した好中球はサイトカインなどにより活性化され、さまざまなメディエーターを放出し、関節組織障害を惹起すると考えられている。好中球は最も寿命の短い白血球であり、アポトーシスにより死滅して行く。アポトーシスに陥った好中球は有害な細胞内物質を放出することなくマクロファージに貪食されることから、アポトーシスは炎症の収束機序といえる。そこで本研究では、RAにおける好中球アポトーシスの制御機序とRA治療薬の好中球アポトーシスに及ぼす影響を解析し、以下の結果を得た。(1)インフォームドコンセントを得て、RA患者より滑膜組織を採取した。この滑膜細胞の無刺激培養上清中には、好中球アポトーシスを抑制する活性が含まれていた。また、IL-1などのサイトカインはこの抑制活性をすみやかに誘導した。(2)好中球アポトーシス抑制活性の主要因子は、GM-CSFとPGE2であったが、その他にも分子量25Kdの抑制因子が存在した。この因子はGM-CSFなどの既知のサイトカインとは異なる未知の因子と推測される。この因子の精製・同定は現在も継続中である。(3)PGE2の受容体アゴニストを用いた解析から、EP4を介したPGE2のシグナルは好中球アポトーシスを抑制し、逆にEP3を介したシグナルは好中球のアポトーシスを速やかに誘導することが判明した。この結果は、好中球アポトーシスにおけるPGE2受容体の役割をはじめて明らかにしたものである。(4)RAの治療薬のなかで、サラゾピリンは活性酸素種の誘導により好中球のアポトーシスを速やかに誘導した。これは、サラゾピリンの抗炎症・リウマチ作用の解明につながるものと考えられた。平成10年度において、本研究は滑膜細胞由来の好中球細胞死(アポトーシス)抑制因子の性状を解析するために以下の点について研究を行った。1)検体の収集: 10余名の慢性関節リウマチ患者より、本人の了解のもと、関節手術時に滑膜組織を採取した。コラゲナーゼ処理後、培養ディッシュ付着細胞を得、継代培養を行った。初継代の培養上清は保存し、4継代以降の滑膜細胞はヒトインターロイキン1(IL-1)で刺激し24時間培養した。上清約2Lを収集し、好中球細胞死抑制因子の精製に供した。2)活性因子の性状解析:慢性関節リウマチ患者由来滑膜細胞をIL-1で刺激して得た滑膜細胞培養上清中の好中球細胞死抑制因子の性状を解析した。抑制因子は分子量20-30Kd、イオン交換クロマトグラフイーの結果より、等電点がneutralおよびacidicである複数のタンパクに抑制活性を認めた。また、サイトカイン中和抗体による中和実験から、滑膜細胞由来の好中球アポトーシス抑制活性の少なくとも一部はGM-CSFであり、GM-CSF以外にも複数の抑制因子が存在することを明らかにした。3)好中球細胞死(アポトーシス)抑制因子の精製:ゲル濾過、陽イオン並びに陰イオン交換クロマトグラフィーなどを用いて、抑制因子の精製を試みた。現在までに、銀染色上数本のバンドにまでに精製した。今後、これらの精製タンパクの性状を更に解析すると共に、アミノ酸配列を決定するための解析を行う予定である。慢性関節リウマチでは、関節炎局所への著明な好中球浸潤が認められる。この好中球浸潤はRAの組織

障害に重要な役割を担っている。RAでは、浸潤好中球アポトーシスは抑制され、好中球を介した炎症反応が亢進していると考えられる。そこで、本研究は、関節炎局所における好中球アポトーシス抑制因子を明らかにし、RAの炎症病態の解明とともに、好中球細胞死の制御による関節炎治療をめざすものである。本研究では、RA患者由来の滑膜細胞をIL-1で刺激し、培養上清中の好中球アポトーシス抑制因子を解析し、昨年度は以下の結果を得、論文として投稿した。1.滑膜培養上清中には、複数の好中球アポトーシス抑制因子か見出されたが、そのなかで最も主要な好中球アポトーシス抑制因子はGM-CSFであった。2.他の抑制因子としては、PGE_2、TGF-beta、および分子量約25Kdの因子が確認された。この分子量25Kdの因子は、既知のサイトカインに対する抗体では中和されないことから、新規の因子である可能性があり、この因子の解明をめざして研究を継続している。現在、この因子を精製するために、滑膜細胞の大量培養を施工中である。3.滑膜細胞にNSAIDを添加すると、上清中の好中球アポトーシス抑制因子は減少することから、アラキドン酸代謝産物、特にPGE_2の関与が確認された。近年、PGE_2の受容体サブタイプが明らかとなっていることから、PGE_2受容体サブタイプによる好中球アポトーシスの制御を解析した。この解析により、EP4などを介したシグナルは好中球のアポトーシスを抑制し、逆にEP3を介したシグナルは、アポトーシスともネクローシスとも異なる好中球の細胞死を誘導することを明らかにした。このPGE_2による好中球細胞死の制御は炎症病態を考える上で重要であり、現在論文投稿中である。4.RAの治療に用いられている薬剤の好中球アポトーシスに及ぼす影響を解析した論文も現在投稿中である。慢性関節リウマチ(RA)の関節炎局所では、著明な好中球浸潤が惹起され関節破壊に関与している。好中球走化因子によって関節炎局所に浸潤した好中球は、活性化されRAの炎症病態の形成に主要な役割を果たした後に、細胞死に陥り死滅して行く。好中球は最も寿命の短い白血球であるが、好中球の細胞死(アポトーシス)はさまざまな因子により制御されている。しかも、好中球のアポトーシスが炎症の収束機転の1つであることが明かにされてきている。そこで本研究では、RAにおける好中球アポトーシスの制御機構を解析し、以下の結果を得た。(1)慢性関節リウマチ患者由来滑膜細胞は無刺激でも好中球アポトーシス抑制因子を産生し、炎症性サイトカイン(IL-1β,TNFα)はこの抑制因子の産生を誘導する。(2)この抑制活性の主要部分にはGM-CSFとPGE2が含まれることが判明した。その他にも、未知の好中球アポトーシス抑制因子(分子量25KD)が存在した。(3)PGE2受容体のなかでは、EP4を介したシグナルは好中球アポトーシスを抑制し、逆にEP3を介したシグナルは特徴的なアポトーシスを誘導した。(4)RAの治療薬であるサラゾピリンは好中球のアポトーシスをすみやかに誘導し、経口金剤は濃度依存的に好中球細胞死に関与した。したがって、RAの関節炎局所では好中球アポトーシスが抑制されていることから、好中球アポトーシスの誘導は関節炎を収束させるための治療戦略として重要であることが示唆された。