hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
P-セレクチン上での好中球のローリング特性に与える接触力の影響に関する実験的研究

炎症病巣への遊走に際して,好中球は,まず血管内皮細胞に接触し,ローリングと呼ばれる,血管内皮細胞上に発現する接着分子の一種であるセレクチンとの結合・離脱を繰り返しながら転がる挙動を示す.血管内皮細胞上における好中球のローリングは,免疫反応における好中球の最初期の反応であり,その特性を明らかにすることは,免疫機能の解明に非常に重要である.好中球は,血管内において,軸集中した赤血球により血管壁に押しつけられながら移動することが知られている.本申請課題では,この押しつけ力が好中球のローリング挙動に与える影響に注目し,各種濃度のP-セレクチンでコーティングしたガラス平板上を移動する,ATRAで好中球様細胞に分化したHL-60細胞の挙動を観察することで,コーティングしたP-セレクチンの濃度と,押しつけ力が血球の移動速度および基板への付着率に与える影響を解析した.その結果,付着率に関しては,押しつけ力の増加とともに増加するが,P-セレクチンの濃度には影響を受けないことが示された.また,平均移動速度に関しては,押しつけ力またはP-セレクチンの濃度の増加によって減少することが示された.しかし,Controlとして計測した,BSAをコーティングしたガラス平板上におけるHL-60細胞の平均移動速度で無次元化した無次元平均移動速度は,押しつけ力に関わらず,P-セレクチンの濃度で規定されることが明らかになった.このことは,押しつけ力とP-セレクチン濃度がローリングの減速に与える影響は互いに独立であることを示している.本知見は,傾斜遠心顕微鏡システムを用いて初めて明らかになったものである.好中球のローリングには,血管壁表面のセレクチンと,血球表面のリガンドとの結合・離脱が重要な役割を果たすことが知られているが,本研究課題では,これに加えて,赤血球との衝突による血球の血管壁への押しつけが血球の挙動に与える影響を明らかにすることを目的とする.種々の濃度のP-セレクチンを塗布したガラス平板上を用意し,独自に開発した傾斜遠心顕微鏡を用いて,P-セレクチンの濃度と平板への押しつけ力が,ガラス平板上における好中球様細胞に分化したHL-60細胞の挙動に与える影響を解析した.その結果,これらはそれぞれHL-60細胞の減速に寄与するが,その影響は互いに独立であることが示された.平成26年度に予定した研究は順調に消化され,以降の研究のための重要な基礎データを蓄積した.この中で,ガラス平板に対するP-セレクチンやBSAのコーティング技術を確立するとともに,傾斜遠心顕微鏡による解析で,HL-60細胞の平均移動速度はP-セレクチンの濃度に反比例して減少するにも関わらず,付着率が変化しないことが示された.このP-セレクチン濃度が平均移動速度と付着率に与える影響について,細胞のstick-slip運動を考慮して,個々の細胞の挙動をトレースして,従来の平均移動速度および付着率に加えて,短時間の付着であるstick状態と,長時間の付着であるadhesion状態について纏める必要があると考えられる.平成28年度は,これまで得られた実験データを基に血球のローリングを再現する数値解析コードの開発を計画している.現在,その準備として三次元流体解析コードを完成させており,これに血球の挙動に関するパートを加えて完成させる予定である.また,これと平行して,傾斜遠心顕微鏡を用いたHL-60細胞の挙動観察を継続する.平成27年度に用いた六角形パターンは正六角形であった.血管内皮細胞は剪断応力に晒されるとその方向に伸長,配向することが知られており,生体内において血管内皮細胞は血管軸方向に伸長すると考えられる.そのため,伸長した六角形パターンを用いた挙動解析を行い,正六角形の場合と比較することで伸長が血球の挙動に与える影響を定量的に評価する.
半無限計画問題に対する数値解法の開発

本研究は非線形半無限計画問題に対する実用的な数値解法の開発を目的とし,無限次元最適化の立場から,主として内点法に基づくアルゴリズムの開発,逐次2次計画法に基づくアルゴリズムの開発、および緩和法(切除平面法)と非線形計画問題に対する内点法を組み合わせたアルゴリズムの開発を行なった.第1のアルゴリズムは半無限計画問題に対して直接内点法を適用するものであり,まず半無限線形計画問題に対するアルゴリズムについて,関数解析的手法を用いて最適性条件の解析を行ない,これに基づいた内点法アルゴリズムを設計した.その際,反復法による近似的な実装という観点からアルゴリズムの局所的収束性についても解析した.これに関しては,さらに非線形の場合へのアルゴリズムの拡張を行なっている.また,申請者が以前提案した双対準ニュートン法によるアルゴリズムは,逐次2次計画法の枠組みの中で各反復における半無限2次計画問題の双対を関数空間上の射影アルゴリズムを用いて逐次解いていく手法であるが,本研究では双対変数をパラメトライズすることにより,より実用的なアルゴリズムの開発を行なった.第3のアルゴリズムは半無限計画問題に対する内点法の各反復に現われる無限次元の補助問題を定められた規則で逐次適応的に有限次元に緩和して解いていくものであるが,現在も継続して考察を進めている.以上の成果およびこれに基づいた動的システム最適化への応用に関して,現在までに学会等で4件の発表(うち3件は国際会議)を行なった.また論文として2編が掲載予定であり,その他1編が投稿中,2編が投稿準備中である.本研究は非線形半無限計画問題に対する実用的な数値解法の開発を目的とし,無限次元最適化の立場から,主として内点法に基づくアルゴリズムの開発,逐次2次計画法に基づくアルゴリズムの開発、および緩和法(切除平面法)と非線形計画問題に対する内点法を組み合わせたアルゴリズムの開発を行なった.第1のアルゴリズムは半無限計画問題に対して直接内点法を適用するものであり,まず半無限線形計画問題に対するアルゴリズムについて,関数解析的手法を用いて最適性条件の解析を行ない,これに基づいた内点法アルゴリズムを設計した.その際,反復法による近似的な実装という観点からアルゴリズムの局所的収束性についても解析した.これに関しては,さらに非線形の場合へのアルゴリズムの拡張を行なっている.また,申請者が以前提案した双対準ニュートン法によるアルゴリズムは,逐次2次計画法の枠組みの中で各反復における半無限2次計画問題の双対を関数空間上の射影アルゴリズムを用いて逐次解いていく手法であるが,本研究では双対変数をパラメトライズすることにより,より実用的なアルゴリズムの開発を行なった.第3のアルゴリズムは半無限計画問題に対する内点法の各反復に現われる無限次元の補助問題を定められた規則で逐次適応的に有限次元に緩和して解いていくものであるが,現在も継続して考察を進めている.以上の成果およびこれに基づいた動的システム最適化への応用に関して,現在までに学会等で4件の発表(うち3件は国際会議)を行なった.また論文として2編が掲載予定であり,その他1編が投稿中,2編が投稿準備中である.
イベントレコーダーによる高次捕食魚の摂餌生態の解明：高速運動解析からのアプローチ

本研究の目的は、イベントレコーダーと摂餌行動検出アルゴリズムを開発することで、高次捕食魚(ナミハタ)の摂餌生態を解明することであった。まず、既存の加速度・ジャイロセンサーを搭載したイベントレコーダーを開発したところ、測器の計測期間は飛躍的に増加した。続いて、ナミハタに加速度・ジャイロデータロガーを装着し、摂餌行動、逃避行動、個体間干渉時の突進遊泳を計測したところ、高精度で摂餌行動が検出可能なことが明らかとなった。この開発したロガーと発信機を用いて、野外にてナミハタの摂餌行動と移動をモニタリングしたところ、夜間に広い範囲を移動し摂餌を行うこと、昼間にはサンゴ隗にて休息することが明らかになった。本研究の目的は、イベントレコーダーと摂餌行動検出アルゴリズムを開発することで、長期に亘る高次捕食魚(ナミハタ)の摂餌生態を解明することである。研究期間内に次の4点を行うことを計画していた。1イベントレコーダーの開発、2摂餌行動検出アルゴリズムの開発、3野外での摂餌行動の計測、4摂餌行動と生息環境の関係性の解析。当初、平成25年度は1と2を実施し、平成26年度に3と4を実施する予定であった。しかし、実験・開発が予定よりも早く進んだため、平成25年度1月より3を開始した。成果は以下の通りである。1イベントレコーダーの開発ー既存の加速度・ジャイロセンサーに、新たに閾値計測用の加速度センサーを搭載したイベントレコーダーを開発した。これにより、測器の計測期間は飛躍的に増加した。具体的には、これまで200Hzの計測で2時間半の記録が限度であった小型のデータロガーにおいて、5日程度の記録が可能となった。より大型の電池を積んだ場合、数か月の計測が可能なことも確認した。2摂餌行動検出アルゴリズムの開発ーナミハタ成魚6個体に加速度・ジャイロデータロガーを装着し、摂餌時(魚とカニ)と逃避時と個体間干渉時の突進遊泳を計測した。得られたデータから、突進遊泳の閾値を決定した。また、突進遊泳は、複数のパラメータ(加速度・角速度の振幅、角速度間の比等)を用いた統計手法により、事後的に行動を判別した。本手法の摂餌検出率・誤検出率を算出したところ、魚摂餌で81%・7%、カニ摂餌で88%・7%が得られた。このことから、高精度で摂餌行動が検出可能なことが明らかとなった。3野外での摂餌行動の計測ーナミハタ成魚20尾の腹腔内に、開発したイベントレコーダーと超音波発信機を装着し、捕獲地点に再放流した。現在、位置情報と摂餌行動情報を同時に計測中であり、平成26年4月6月にデータを回収する予定である。平成25年度に1と2を終了し、2014年1月より3を開始した。そのため、平成25年度は、3と4を実施した。3野外での摂餌行動の計測ナミハタ成魚20尾の腹腔内に、開発したイベントレコーダーと超音波発信機(V9, Vemco社製)を装着し、捕獲地点に再放流した。釣り・スピアフィッシングにより20尾中9尾の再捕獲に成功した。イベントロガーの不良により1尾データが得られなかったため、8尾の摂餌行動データと20尾の詳細な位置情報を取得した。4摂餌行動と生息環境の関係性の解析イベントレコーダーのデータから、昼間に比べて夜間によく摂餌行動を行うことが分かった。また、超音波発信機の受信パターンから、昼間にはサンゴ隗にて大きな移動を行わず、夜間には砂地に小さなサンゴパッチが散在する場所を動き回ることが明らかになった。また、昼間に同じサンゴ隗で休息する複数個体においては、夜間には異なる場所を利用することが明らかになった。一方、個体の夜間の利用海域は、実験期間(約2カ月)を通してほとんど変化しないことが明らかになった。以上から、ナミハタ成魚にとって、昼間の休息場としてサンゴ隗、夜間の摂餌場としての砂地とサンゴパッチが広がる生息場が重要であることが示唆された。また、保護区等により本種を保全する上では、昼間の狭い行動範囲・生息地(サンゴ隗)だけでなく、夜間の広い行動範囲・生息地を保護する必要があることが示唆された。

魚類行動学・魚類生態学当初、平成25年度はイベントレコーダーと摂餌行動検出アルゴリズムの開発を実施し、平成26年度に野外での摂餌行動の計測と摂餌行動と生息環境の関係性の解析を実施する予定であったが、実験・開発が予定よりも早く進んだため、平成25年度1月より野外調査を開始したため。平成26年4月6月にデータを回収し、摂餌行動と生息環境の関係性の解析を実施する予定である。当初、平成25年度はイベントレコーダーと摂餌行動検出アルゴリズムの開発を実施し、平成26年度に野外での摂餌行動の計測と摂餌行動と生息環境の関係性の解析を実施する予定でした。しかし、実験・開発が予定よりも早く進んだため、前倒し請求を行い平成25年1月より野外調査を開始しました。野外調査は4月現在も継続中であり、年度を跨いで出張費・消耗品費・人件費がかかっています。野外調査はその都度、天候・海域の状況等に応じて多少の変更が生じるものであり、年度を跨いで行っている以上、事前に全て計画通りに年度を分けて予算を執行することは困難でした。以上の理由により、次年度使用額が生じました。次年度使用額の160,308円は、野外調査に必要な人件費・出張費・消耗品費に使用する予定です。
定年退職後看護職者の人材活用システムの考案

定年退職後看護職者の人材活用システムの考案を目的に、看護職者の定年退職後の就業意識、定年退職後看護職者の就業の実態、再就業サポートシステムの現状を調査し、以下のシステムを考案した。定年退職後看護職者の雇用場所は、病院や高齢者施設の需要が高く適切であり、身体的に負担の少ない慢性期病棟、外来などへの配置が望ましいこと。雇用者は受け入れのために、スタッフの意識改革を含めた職場環境を整えること。またナースセンターは再就業支援のための拠点となり、病院等と連携を図り、センターへの定年前事前登録制度を創設し、再就業のための研修などを推進していくこと等である。20年度は、最終目的である「定年退職後看護職者の人材活用システムの考案」のための基礎的資料を得るために、調査1と調査2を実施した。調査1は、看護職者に対する定年退職後の就業意向調査である。平成20年11月12月にかけて、全都道府県の病院の50歳以降の看護職者3000名を対象に、郵送による質問紙調査を行った。その結果,1017名から回答が得られ、現在分析中である。分析は5月までに終了し、学会発表のための抄録作成を行う予定である。調査2は、定年退職後の看護職者の雇用状況調査である。平成20年11月12月にかけて病院と訪問看護ステーション、老人介護保健施設、特別養護老人ホームに対する「定年退職後看護職者の雇用状況調査」を実施した。全国の150病院と、訪問看護ステーション300ヶ所、老人介護保健施設300施設、特別養護老人ホーム300施設の看護部長または看護職者の人事に関わる責任者を対象に、郵送法による質問紙調査を行い、病院からは40.7%の有効回答があり、分析の結果、定年退職後看護職者を雇用している病院は57.4%と半数以上であり、雇用している定年退職後看護職者は、継続雇用が多く、年齢は6165歳が多かった。また、雇用条件は非正規雇用が多く、配置場所は外来や慢性期病棟などの比較的軽い労働場所が多かった。雇用していない病院も将来的に雇用意思がある病院が多かった。訪問看護ステーションからは約40%の有効回答が得られた。分析の結果、訪問看護ステーションにおいては、定年退職後看護職者を雇用している施設は12.5%と少なかった。また非正規雇用が多く、雇用人数も各施設1名と少なかった。しかし、将来的には雇用意思がある施設は61.9%と高く、訪問看護ステーションにおいても定年退職後看護職者の人材活用の必要性が示唆されている。分析を終了した病院における雇用状況調査結果と訪問看護ステーションにおける雇用状況調査結果は、学会発表用抄録を作成し、「平成21年度日本看護学会-看護総合-」に演題投稿中である。老人介護保健施設と特別養護老人ホームの雇用状況調査結果については、現在分析中であり今年度の他学会に演題投稿予定である。平成21年度は引き続き調査3と調査4を実施する予定である。21年度は最終目的である「定年退職後看護職者の人材活用システムの考案」のための基礎的資料を得るために、20年度に続いて調査3と調査4を実施した。調査3は定年退職後の就業看護職者への就業実態調査である。平成21年11月に、定年退職後の就業看護職者1700名(病院、老人介護保健施設、特別養護老人ホーム)に対し郵送法による質問紙調査を行った。その結果、病院においては継続雇用、管理職が多いのが特徴的であり、配置場所も身体的負担の少ない場所に勤務していて概ね満足度は高かった。しかし、一部定年退職前と同じ仕事をしていても報酬面や福利厚生面で差があることに対する不満があった。施設においては非正規雇用が多く、医師がいかいため責任が大きいことやスタッフとの人間関係などがストレスではあったが、概ね働くことによっていきがいを満たすことにおいて満足度は高かったという結果を得ている。調査4は定年退職後看護職者の再就業サポートシスアムの現状調査である。ナースセンターと人材派遣会社へのインタビュー調査を行った。その結果は分析途中であるが、ナースセンターへの定年退職後看護職者の登録数は各ナースセンターにおいて、約数名10名/年あり、紹介場所は介護老人保健施設等の施設が多い。しかし、施設においては身体的な問題や責任の重さがあり、本人が希望しないという現実があるということや、ナースセンターの登録者が少ないのは、コンピューターによる登録に慣れていないことや、登録が複雑という問題点があり、改善を要すること、もう少し、きめ細やかなサポートを行う必要がある等の課題などが明らかになった。人材派遣会社については、定年退職後看護職者の登録がないというのが現状であった。

平成22年度は、これらの結果をさらに詳細に分析し、まとめると共に、平成20年度の調査1・2の結果と統合して、最終目的である「定年退職後看護職者の人材派遣システムの考案」を行う予定である。4つの基礎調査結果から課題を抽出し、最終目的である定年退職後看護職者の人材活用システムの考案に取り組んだ。課題として、調査1(定年前の看護職者の定年後就業意向調査)からは、定年前に定年後の就業意識の向上を要すること、調査2(雇用者への雇用状況調査)からは、高齢者施設における人材確保のための雇用ニーズはが高いが、実際に雇用している施設は少なく、雇用しても就業者の意識改革ができない他の理由で継続しない等、調査3(定年後看護職者の就業実態調査)からは、高齢者施設では、他職種との連携困難、責任加重などからストレスが大きいこと、病院においても、配置場所によっては多忙で正規雇用者と同様の働きを求められるにもかかわらず、雇用条件が厳しい等、調査4(再就業サポートシステムの現状把握調査)からは、ナースセンターにおいては、定年後看護職者の登録数は少なく、その理由としてはパソコンによる登録の複雑さと、啓蒙不足等が抽出できた。以上の課題を統合した結果、各施設での取り組みとしては、定年後の再就業意識向上のための「定年退職前看護職者に対するセカンドキャリア支援教育(高齢者施設等の就業への意識改革、技術教育などを含む)の早期推進」、再就業者の雇用条件整備のための「定年退職年齢延長制度の積極的な推進」、「定年後看護職者の就業ニーズに合わせた働き方を取り入れる組織文化改革の推進」、「定年後看護職者の適正配置マニュアル作成」などである。ナースセンターの取り組みとしては、有効な再就業支援のために登録システムの改善と啓蒙促進、定年前登録制度化等の推進。そして、各医療福祉施設とナースセンターは、定期的な会議等を持ち連携を図る等の人材活用システムを考案した。
無機酸化物キラル触媒を目指したポリオキソメタレートのエナンチオマー分離技術の開発

リチウムを含むpH5弱程度の水溶液中で1つのタングステンが欠損したドーソン型リンタングステート([P2W17O61)]10-)のα1異性体とα2異性体の間には平衡が存在するという新しい現象を明らかにすることができました。また、様々な遷移金属(ルテニウム、亜鉛、マンガン、コバルト)が1つ置換したドーソン型リンタングステートのα1異性体([alpha1-P2W17O61M]10-; M = Ru, Zn, Mn, Co)の簡便な合成法を見出しました。このα1異性体はキラルな構造を有しており、将来キラルな材料としての可能性を持っています。キラルなポリオキソメタレート(POM)のエナンチオマーの分離技術を確立するのが本研究の第一の目的である。POMとはタングステンやモリブデンの酸化物が作るアニオン性酸化物分子であり、触媒材料やセンサー材料として重要である。このPOMのエナンチオマーを分離することができれば、エナンチオマーのセンサーおよびエナンチオ選択的な触媒への応用が期待できる。キラルなPOMとして遷移金属が1つ置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体がある。導入する金属としては、様々な有機物との反応性と電子授受のし易さからルテニウムを選んだ。1つのルテニウムを置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体が必要となるが、既存の方法では3ステップ、10日程度の合成・単離時間がかかる上に得られる収率は20%程度と低い。まず、26年度はこの1つのルテニウムを置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体がより短時間かつ高収率で得られる合成法の開発に取り組んだ。その結果、合成に用いる反応溶液のpHおよび存在する対カチオンの種類が収率に大きく影響することがあきらかとなった。また、これまでは1つのタングステンが欠損したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体を原料として用いていたが、より合成の容易な1つのタングステンが欠損したドーソン型リンタングステートのアルファ2型異性体を原料として用いても目的の1つのルテニウムを置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体が得られることが明らかとなった。その結果、必要な1つのルテニウムを置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体がより短時間かつ高収率で合成することができるようになった。キラルなポリソメタレート(POM)のエナンチオマーの分離技術を確立するのが本研究の目的である。このPOMのエナンチオマーを分離することが出来ればエナンチオマーのセンサーおよびエナンチオ選択的な触媒への応用が期待できる。キラルなPOMとして1つの遷移金属を置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体を研究題材として選んでいる。遷移金属としては電子授受がしやすく、かつ有機物と様々な反応性を示すルテニウムを選択している。前年度までにこのルテニウム1置換ドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体,K7[alpha1-P2W17O61Ru(H2O)],の合成および精製法を確立した。今年度はこのK7[alpha1-P2W17O61Ru(H2O)]、この化合物のルテニウムに配位している水分子をDMSOに置換したDMSO化合物、L-システインに置換したシステイン化合物、およびL-ヒスチジンに置換したヒスチジン化合物を合成し、液体クロマトグラフィーによる分離を試みた。分離条件を見出すところまでは至っていない。今後は再結晶法による分離を試みる。更に、K7[alpha1-P2W17O61Ru(H2O)]の合成法を検討している際に、原料である1欠損ドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体とアルファ2型異性体が酢酸リチウム水溶液中で異性化していることを見出した。このことは、様々な遷移金属置換ドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体の簡便な合成法につながる可能性があり、今後のキラル化合物の簡便合成法につながる可能性があるので、更に検討を進める。1つのルテニウムを置換したドーソン型リンタングステートと様々な有機分子が結合した化合物を合成することに成功した。エナンチオマー分離にはいまだ至っていないが、分離のための化合物を得た。原料である1欠損ドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体とアルファ2型異性体が酢酸リチウム水溶液中で異性化することを見出した。このことは、様々な遷移金属置換ドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体の簡便な合成法につながる可能性がある。研究成果は、査読有りの論文2報(1報はWiley, Euro. J. Inorg. Chem.、もう1報はイギリス王立化学会, Dalton Trans.)に掲載された。積極的に国際共同研究も進めており、Dalton Trans.はスペインの理論計算の研究者とフランスの電気化学研究者との共著論文である(ただし、責任著者は本科研研究代表者で筆頭著者は本科研研究代表者の研究室の所属学生)。また、国内の学会で2回発表している。キラルなポリオキソメタレート(POM)のエナンチオマーの合成技術および分離技術を確立することが本研究の目的である。

POMとはタングステンやモリブデンを主成分とするアニオン性酸化物分子であり、触媒材料やセンサー材料として重要であり、このPOMのエナンチオマーを得ることができれば、様々な化合物のエナンチオマーセンサーおよびエナンチオ選択的な触媒への応用が期待できる。キラルなPOMとしては、1つのルテニウムが置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体、K7[alpha1-P2W17O61Ru(H2O)]、を研究題材として選択している。研究期間の初年度平成26年度に、K7[alpha1-P2W17O61Ru(H2O)]の合成および精製法を確立した。平成27年度にこの化合物中のルテニウムにキラルなアミノ酸であるL-システインまたはL-ヒスチジンを結合させ、ジアステレオマーとした化合物を合成し、液体クロマトグラフィーによる分離を試みたが分離には至らなかった。平成28年度には、再結晶法による分離を試みたが分離には至らなかった。更に、平成26年度にK7[alpha1-P2W17O61Ru(H2O)]の合成法を検討している際に原料である1欠損ドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体とアルファ2型異性体が水溶液中で異性化していることが明らかとなった。平成27年度にはこの1欠損化合物はpH5弱の溶液中リチウムカチオンの存在で安定性が増すことを見出した。これによりK7[alpha1-P2W17O61Ru(H2O)]がより合成が容易な1欠損ドーソン型リンタングステートのアルファ2型異性体から合成できることが明らかに出来た。更に、平成28年度にはこの方法を他の遷移金属であるZn置換体にも適応できることを明らかにした。リチウムを含むpH5弱程度の水溶液中で1つのタングステンが欠損したドーソン型リンタングステート([P2W17O61)]10-)のα1異性体とα2異性体の間には平衡が存在するという新しい現象を明らかにすることができました。また、様々な遷移金属(ルテニウム、亜鉛、マンガン、コバルト)が1つ置換したドーソン型リンタングステートのα1異性体([alpha1-P2W17O61M]10-; M = Ru, Zn, Mn, Co)の簡便な合成法を見出しました。このα1異性体はキラルな構造を有しており、将来キラルな材料としての可能性を持っています。エナンチオマー分離のための原料となる1つのルテニウムを置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体を短時間かつ高収率で得る手法を開発できた。また、1つのルテニウムを置換したドーソン型リンタングステートとアミノ酸との反応が進行することは見出した。1つのルテニウムを置換したドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体のルテニウムに様々な配位子が結合した化合物の合成に成功している。中にはキラルなアミノ酸を結合させたディアステレオマー混合物もある。キラルなアミノ酸を結合させたディアステレオマー混合物の再結晶による分離を試みる。原料である1欠損ドーソン型リンタングステートのアルファ1型異性体とアルファ2型異性体が酢酸リチウム水溶液中で異性化することを見出した。
連星中性子星の合体と重力波の放射

一般相対論的数値シミュレーションコードを用いて,連星中性子星の合体の数値シミュレーションを実行し,その際に放射される重力波について調べた。まず,シミュレーションコードに残っていたいくつかの不安定性を取り除くため,コードの改良を行った。座標条件として,時間座標に対してmaximal Slicing条件,空間座標に対しては,pseudo-minimal distortion条件を用いて非常に安定なシミュレーションコードが確立した。その際,Ricciテンソルの計算で,pseudo-minimaldistortion条件を利用して空間メトリックの2階微分をうまく処理することが重要であることが明らかになった。また,数値境界での重力波の反射を押さえるために,差分かの方法なども工夫した。それでも数値境界が中心の星からかなり近くにある場合には問題となったが,グリッドサイズを大きくすることでほとんど解決した。実際のシミュレーションは,デカルト座標で,475×475のグリッドサイズで行った。必要なCPU時間は,1つのパラメータセットあたり富士通VPP5000の32ノードを使い,約100時間であった。さらに,放射される重力波について,ゲージ不変な抽出を行った。また,これによる重力波波形と単純な計量テンソルのTT成分を比較すると,定性的にはほとんど変わらないことも明らかになった。また,放射される重力波のスペクトルから最終的に形成されると予想されるブラックホールの準固有振動の存在を議論した。ただし,確定的な議論をするためには,様々な初期条件からシミュレーションを行う必要があることがわかり,これについては今後の問題として残された。今後の発展としては,初期条件の改良とゲージ不変な重力波抽出法の改訂が考えられる。さらに,座標条件を少し変えることにより,必要な計算時間がかなり短縮できることも予想できており,これに関したさらなる研究を継続していくことは重要である。本年度は,まず,シミュレーションコードに残っていたいくつかの不安定性を取り除くため,コードの改良を行った。特に,数値境界での重力波の反射を押さえるために,差分かの方法などを修正した。それでも数値境界が中心の星からかなり近くにある場合には問題が残ることが明らかになった。そこで,グリッドサイズをx, y, z各方向に約1.5倍としてみたところ,問題がなくなった。さらに,時間発展方程式と楕円型方程式を解く部分のチューニングを進めて,計算時間の短縮に勤めた。これにより,グリッドサイズとして500×500×250を用い,適切な計算時間でシミュレーションの実行が可能であることが明らかになった。われわれが用いたコードの特徴は以下の通りである。1.計量テンソルの時間発展方程式の数値解法にCIP法を適用する。一般相対論的流体力学方程式の解法には,van Leerのスキーム+TVD法を用いる。2.数値境界における境界条件として波動条件を適用するとともに,数値境界を十分外に持っていくことにより,数値境界における重力波の反射を押さえる。3.座標条件としては,時間座標に対してmaximal slicing条件,空間座標に対しては,pseudo-minimal distortion条件を用いる。これらは,いずれも複雑な楕円型方程式を導くが,その解法には,Neumann型の前処理付きの共役勾配法を用いる。4.上記の方法はいずれも,ベクトル化,並列化が可能で,非常に効率良いプログラミングができる。maXimal slicing条件を用いると,放射される重力波の取り出は単純ではなくなるが,そのためにケージ不変な重力波抽出法を用いた。ここでは,バックグラウンドとしてシュバルツシルド時空を仮定したが,十分良い精度で重力波を取り出すことができた。

本年度の主な成果は以下のとおりである。1.座標条件として,時間座標に対してmaximal slicing条件,空間座標に対しては,pseudo-minimal distortion条件を用いて非常に安定なシミュレーションコードが確立した。その際,Ricciテンソルの計算で,pseudo-minimal distortion条件を利用して空間メトリックの2階微分をうまく処理することが重要であることが明らかになった。シミュレーション・コードは,ほぼ完全に並列化,ベクトル化が可能で,実際のシミュレーションは,デカルト座標で,475×475のグリッドサイズで行った。必要なCPU時間は,1つのパラメータセットあたり富士通VPP5000の32ノードを使い,約100時間であった。2.放射される重力波について,ゲージ不変な抽出を行った。また,これによる重力波波形と単純な計量テンソルのTT(Transverse-Traceless)成分を比較すると,定性的にはほとんど変わらないことも明らかになった。3.上記の重力波のFourier分解から,放射される重力波のスペクトルから,最終的に形成されると予想されるブラックホールの準固有振動の存在を議論した。ただし,確定的な議論をするためには,様々な初期条件からシミュレーションを行う必要があることがわかり,これについては今後の問題として残された。今後の発展としては,初期条件の改良とゲージ不変な重力波抽出法の改訂が考えられる。さらに,座標条件を少し変えることにより,必要な計算時間がかなり短縮できることも予想できており,これに関したさらなる研究を継続していくことは重要である。
極短パルス電界放出電流によるマイクロ熱加工法の研究

本研究では高密度の電界放出電流を熱源として用い、ナノサイズからマイクロサイズの溶接や穴あけなどの熱加工プロセスを行ううえでの問題点を明らかにするため、基礎実験を行ってきた。得られた結果を項目別に報告する。(1)カーボンナノチューブ(CNT)成膜電極の電界放出特性の理論的予測ニッケル棒を基材にした針状CNT成膜電極から放出される電界放出電流の分布を理論的に求めた。計算モデルでは電極形状を回転双曲面体に仮定し、電極表面の各位置での電界強度を求め、フォウラーノルトハイム式から電子電流密度を求めた。陽極に流入する電流分布サイズは加工寸法を支配するが、電極先端曲率半径とギャップ長によって大きく変化する。(2)カーボンナノチューブ成膜電極の電界放出電流の実測CNT成膜した針状電極と陽極(ステンレス鋼)とのギャップ長を0.1μmから2μmに設定し、それぞれのギャップ長に対して、最大100Vまでの三角波電圧を加え、電界放出電流を測定した。実験による電流波形は電圧とともに指数関数的に変化し、FNプロットにより、電界放出電流であることを確認した。また、ギャップ長や曲率半径などが電界放出電流に及ぼす影響を計算値と比較したところ、定性的な傾向は一致したが、具体的な電流値は1桁程度実験値のほうが大きく、電極形状の取り扱いやCNTの等価仕事関数の見積もりなど今後の課題が明らかとなった。(3)電界放出電流加工法の検討CNT成膜した針状電極を対象に、ギャップ長と電圧をパラメータとして加工を試みた。実験では、放電を伴う場合に、0.52μmの溶融スポットを形成することができたが、電界放出電流のみでは溶融痕を見つけることができず、今後、電極先端の曲率半径を小さくするなど、電流を集中させる必要があることが分かった。本研究では微小かつ高密度の電界放出電流を熱源として用い、ナノサイズからマイクロサイズの溶接や穴あけなどの熱加工プロセスを行ううえでの問題点を明らかにするとともに、現象の支配因子を抽出して、実用に供するために加工部の性状を明らかにすることを目的としている。本年度に行った研究・開発および得られた成果を報告する。(1)針状タングステン電極による真空絶縁破壊特性電解研磨により先端曲率半径をサブマイクロメートル以下に加工した針状タングステンを電極として用い、電界放出電流がそのトリガとなっている真空中(SEM試料室内)での絶縁破壊特性を明らかにした。ギャップ長10nm2μmの範囲で調べ、先端曲率半径にもよるが、最小30V程度にしても放電が生じ、試料陽極には1μm程度の溶融スポットを再現よく形成することが可能となった。(2)カーボンナノチューブ(CNT)膜の電子放出特性の調査ニッケルを基材としてプラズマCVD法を用いてCNTを成膜し、成膜条件と電子放出特性の関係を調べた。実験結果をFNプロットし、基材形状が平面の場合、等価仕事関数をほぼ0.2eVと見積もった。マイクロ熱加工を対象としているので、針状基材への成膜も試み、成膜条件を探査した。現状ではバイアス電圧により針状基材の先端に電流が集中するため、成膜条件範囲がかなりせまく、等価仕事関数も0.9eV程度で平板に比べると、電子放出性能がよくない。今後、試料ホルダー形状や装置内の配置などを考慮し、適正条件を明らかにする予定である。

本年度に行った研究・開発および得られた成果を報告する。(1)SEMその場観察装置の改良今年度購入したインチワーム位置決め装置をSEMその場観察装置内に組み込み、電極間ギャップの設定精度が50nm以下となった。(2)カーボンナノチューブ成膜電極の電界放出特性の実験的調査マイクロ熱加工に適用するために、ニッケル棒の先端を機械加工と電解研磨によって針状に加工し、CNTを成膜した電極について、電界放出特性を調べた。針状基材の場合、成膜時に先端にバイアス電圧によるイオン電流が集中するため、平板と同じ条件で成膜すると、先端が溶融するなどの問題が生じた。成膜用の試料ホルダーの形状などを工夫した結果、バイアス電圧を高くしても成膜が可能となり、平板なみの等価仕事関数が0.2eV程度の電極を作成することが可能となった。(3)電界放出電流加工法の検討上記のCNT成膜した針状電極を対象に、ギャップ長と電圧をパラメータとして電界放出電流分布を理論的に計算し、併せて、陽極表面での入熱分布を求めた。本研究では高密度の電界放出電流を熱源として用い、ナノサイズからマイクロサイズの溶接や穴あけなどの熱加工プロセスを行ううえでの問題点を明らかにするとともに、現象の支配因子を抽出して、実用に供するために加工部の性状を明らかにすることを目的としている。(1)カーボンナノチューブ(CNT)成膜電極の電界放出特性の理論的予測ニッケル棒を基材にした針状CNT成膜電極から放出される電界放出電流の分布を理論的に求めた。計算モデルでは電極形状を回転双曲面体に仮定し、電極表面の各位置での電界強度を求め、フォウラーノルトハイム式から電子電流密度を求めた。陽極に流入する電流分布サイズは加工寸法を支配するが、電極先端曲率半径とギャップ長によって大きく変化する。(2)カーボンナノチューブ成膜電極の電界放出電流の実測CNT成膜した針状電極と陽極(ステンレス鋼)とのギャップ長を0.1μmから2μmに設定し、それぞれのギャップ長に対して、最大100Vまでの三角波電圧を加え、電界放出電流を測定した。実験による電流波形は電圧とともに指数関数的に変化し、FNプロットにより、電界放出電流であることを確認した。また、ギャップ長や曲率半径などが電界放出電流に及ぼす影響を計算値と比較したところ、定性的な傾向は一致したが、具体的な電流値は1桁程度実験値のほうが大きく、電極形状の取り扱いやCNTの等価仕事関数の見積もりなど今後の課題が明らかとなった。(3)電界放出電流加工法の検討CNT成膜した針状電極を対象に、ギャップ長と電圧をパラメータとして加工を試みた。実験では、放電を伴う場合に、0.52μmの溶融スポットを形成することができたが、電界放出電流のみでは溶融痕を見つけることができず、今後、電極先端の曲率半径を小さくするなど、電流を集中させる必要があることが分かった。
人々の期待形成を組み込むマクロ計量モデルに基づく日本の最適な金融政策ルールの導出

本研究は、人々の期待形成を組み込んだ動学的マクロ経済モデルを構築し、金融・財政政策の効果に関して、計量経済学的手法・数値計算を用いた定量的分析を行なった。研究テーマとして、1.雇用不安による家計の予備的貯蓄とインフレのコスト、2.デフレ下における金融・財政政策の協調、3.銀行間の競争と金融政策の効果、について取り組んだ。1.論文名:"Welfare Cost of Idiosyncratic and Aggregate Risks in an Incomplete Market Model : Application to the Japanese Economy"(上田貴子(早稲田大学)との共著)。雇用不安から生じる家計の予備的貯蓄の購買力はインフレによって低下し、失業時に消費の平準化が困難になる。その厚生上のコストは、現在の日本で80年代と同規模の金融緩和が生じる場合、最高GDPの1.54%と見込まれる。一橋大学・大阪大学・神戸大学の各セミナー、第一回「現代経済政策研究会議」『金融システムと金融政策』にて報告。近日、英文専門誌に投稿予定。なお、準備段階での論文として「日本における計の予備的貯:理論と実証」(大越利之(上智大学)との共著、『季刊家計経済研究』第55号2002年7月、家計経済研究所)を執筆。2.論文名:"Searching for Fiscal Policy Rule against Deflation".現下のデフレを解消する上で、流動性の罠(名目利子率ゼロ)の制約、歴史上稀に見る累積的な財政赤字という限界が存在する。「物価水準の財政理論」によれば、デフレ・スパイラルの原因がこれら金融・財政政策ルールの組み合わせにある。VARモデルの推定の結果、日本の財政政策が「リカーディアン」であり、デフレ克服のためには「非リカーディアン」への転換が不可欠である。なお、準備段階での論文として「デフレ下における財政政策ルールをもとめて」(『フィナンシャル・レビュー』第64号2002年8月、財務省財務総合経済政策研究所)を執筆。3.論文名:"Liquidity, Banking and Monetary Policy"(慶田昌之(東京大学)との共著)。銀行の預金・貸出両市場における価格競争を含むLimited Participation Modelにおける金融政策の流動性効果の大きさ・持続性について、米国に関して定量的に分析する。VARモデルを用いた金融政策の効果に関する実証研究の結果と整合的なマクロ経済モデルの構築を目指す。日本経済学会2003年度秋季大会での報告予定。平成13年度の研究計画は、以下の三点について作業を進めることであった。各作業の進捗状況を報告する。1.人々の期待形成の理論的枠組み二つのテーマに取り組んでいる。一つは、(1)雇用不安が家計の消費行動に与える影響、もう一つは、(2)デフレ・スパイラルを引き起こすメカニズムについてである。(2)デフレを回避する上での限界として、金融政策には、流動性の罠の下での名目利子率のゼロ制約、一方、財政政策には、歴史上稀に見る累積的な財政赤字による緊縮財政、が存在する。デフレ・スパイラルの根本原因が、これら二つの政策の組み合わせにあることを、「物価水準の財政理論」を用いてモデル化した("Searching for Fiscal Policy Rule against Deflation")。2.マクロ計量モデルの解(1)確率的なマネー・サプライ・ルールを想定した動学的マクロモデルの解を、上田貴子助教授(早稲田大学)の協力により導出した。(2)金融および財政政策のルールを定式化し、完全予見動学モデルの均衡解について、Matlabを用いて現在導出している。3.最適な政策ルールの導出(1)80年代と同規模の金融緩和によってインフレが現在生じた場合、最高1.54%のGDPの損失が見込まれることがわかった。(2)デフレの阻止には、年間30兆円の国債発行というシーリングを設ける緊縮財政ではなく、財政赤字の累積を覚悟した積極財政が必要である。

なお、準備段階での論文として「デフレ下における財政政策ルールをもとめて」(『フィナンシャル・レビュー』第64号2002年8月、財務省財務総合経済政策研究所)を執筆。3.論文名:"Liquidity, Banking and Monetary Policy"(慶田昌之(東京大学)との共著)。銀行の預金・貸出両市場における価格競争を含むLimited Participation Modelにおける金融政策の流動性効果の大きさ・持続性について、米国に関して定量的に分析する。VARモデルを用いた金融政策の効果に関する実証研究の結果と整合的なマクロ経済モデルの構築を目指す。日本経済学会2003年度秋季大会での報告予定。
大腸癌発生進展における機能性RNAの機能解析

SMYD3は腫瘍形成に重要な役割を果たしている。イントロニックSMYD3 RNAは、SMYD3遺伝子のイントロンに存在し、SMYD3の発現を制御しているが、その機能はほとんど明らかにされていない。そこで、大腸癌におけるイントロニックSMYD3 RNAの機能を明らかにするために、大腸癌組織におけるイントロニックSMYD3 RNAの発現を調べた。その結果、転移が見られた組織でその発現の減少傾向が見られた。さらに、イントロニックSMYD3 RNAを欠損した大腸癌細胞株の作製を試みた。今後、大腸癌細胞株やモデル動物を用いて、イントロニックSMYD3 RNAが大腸癌の転移に関わるかどうかを調べていく。SMYD3(SET and MYND domain-containing protein 3)は,ヒストンリシンメチルトランフェラーゼである.SMYD3遺伝子は大腸癌でその発現が亢進しており,癌細胞の増殖や生存に重要な役割を果たしている.最近,SMYD3遺伝子のイントロン部分が転写され,この転写産物がSMYD3の発現を制御し,細胞増殖を調節していることが報告された.この結果は,イントロニックSMYD3 RNAによるSMYD3の発現制御が腫瘍形成に重要な役割を果たしていることを示している.本研究は,イントロニックSMYD3 RNAの大腸癌の発生進展における役割およびそのメカニズムを明らかにすることを目的とした.遺伝子の機能を理解する上で,その発現様式は重要な知見となる.そこで,本年度はイントロニックSMYD3 RNAを組織切片上で検出するために,In situ hybridizationの条件検討を行った.その結果,使用した組織切片でその発現を確認することが出来た.今後,市販の大腸癌組織がプロットしてあるTissue micro arrayを用いて,イントロニックSMYD3 RNAの大腸癌組織に発現を調べていく.本研究は、イントロニックSMYD3 RNAの大腸癌の発生・進展における役割およびその分子機構をを明らかにすることを目的としている。昨年度は、Locked Nucleic Acid (LNA)プローブを用いたinstituハイブリダイゼーションの条件検討を行い、適当な条件を設定することができた。本年度は、多くの大腸癌サンプルがプロットしてある市販のTissue microarrayを用いて、イントロニックSMYD3 RNAの発現を調べた。その結果転移を示すサンプルで、その発現が低下している傾向が見られた。本年度は昨年度から行っているLocked NucleicAcid (LNA)プローブを用いたinstituハイブリダイゼーションの条件が整い、実際にTissue microarrayを用いてinstituハイブリダイゼーションを行うことができ、解析を行うことができた。SMYD3は,ヒストンリシンメチルトランフェラーゼであり、大腸癌でその発現の亢進が見られ,癌細胞の増殖や生存に重要な役割を果たしてることが明らかにされている。近年、ヒストンタンパク質だけでなく、非ヒストンタンパク質をメチル化修飾し、本修飾が直接的に癌細胞の増殖や生存に関わることが明らかにされている。さらに、本遺伝子領域にはnon-coding RNA(SMYD3-IT1)が同定され、本遺伝子が癌化を制御していることが報告されているが、その詳細は明らかにされていない。本研究成果によって,大腸癌における新たな発癌機構が明らかになることが期待できる。本研究の目的はSMYD3-IT1の腫瘍細胞における役割を明らかにすることである。昨年は大腸癌組織アレイを用いて、in situハイブリダイゼーションを行い、大腸癌組織におけるSMYD3IT1の発現を調べた結果、転移を示している大腸癌組織でその発現が低下している傾向が見られた。そこで、本年度は、動物モデルを用いた転移に関わる表現型解析を行うために、蛍光タンパク質遺伝子を導入した大腸癌細胞株を作製することにした。まず、目的の蛍光タンパク質を発現するウイルスベクターを用いて、目的の大腸癌細胞株のゲノムに蛍光タンパク質遺伝子を導入した。次に、セルソーターを用いて目的の蛍光タンパク質を発現する細胞のみを選別して、さらに、強く発現する細胞のみを選別した。来年度は、本細胞株を用いて、ゲノム編集技術を利用して目的遺伝子を欠損させた細胞株を作製し、細胞増殖能、細胞死、浸潤、転移などの癌化に関わる表現型解析を行っていく。本年度は、蛍光タンパク質遺伝子の導入だけでなく、目的遺伝子を欠損した細胞株も作製予定であった。しかしながら、遺伝子導入法の確立に時間を要してしまった。来年度は、目的遺伝子を破壊し、表現型解析も行っていく。SMYD3は、様々な腫瘍で発現亢進が見られるメチルトランスフェラーゼである。SMYD3は、ヒストンタンパク質と非ヒストンタンパク質をメチル化修飾する。これらの修飾が腫瘍形成に関わることが、明らかにされている。また、SMYD3の遺伝子領域にnon-coding RNAであるintSMYD3が同定されたが、その詳細な役割は明らかになっていない。本研究では、intSMYD3の大腸癌細胞における役割を明らかにすることを目的としている。昨年度までに、大腸癌組織アレイを用いたin situハイブリダイゼーションを行い、転移が見られる大腸癌組織ではその発現が低下している傾向を見出した。さらに、intSMYD3と転移の関係を明らかにするために、目的の細胞に蛍光タンパク質を発現する遺伝子を導入した。本年度は、大腸癌細胞を用いて、intSMYD3を欠損した細胞の作製を行った。まず、intSMYD3が使用する細胞で発現していることを確認し、CRISPR/Cas9システムを用いて、intSMYD3を欠損させるをことを試みた。

non-coding RNAはタンパク質をコードする遺伝子とは異なり、数塩基の欠損によるフレームシフトでは、その機能を破壊できない。そこで、目的の遺伝子領域をすべて欠損させるためにニか所にガイドRNAを設定した。しかし、目的遺伝子領域の欠損効率が悪く、目的の細胞を得ることができなかった。今後、CRISPR/Cas9ステムだけでなく、shRNAを用いたノックダウン法についても検討を行っていき、さらに、モデル動物を用いた実験も行っていく予定である。SMYD3は腫瘍形成に重要な役割を果たしている。イントロニックSMYD3 RNAは、SMYD3遺伝子のイントロンに存在し、SMYD3の発現を制御しているが、その機能はほとんど明らかにされていない。そこで、大腸癌におけるイントロニックSMYD3 RNAの機能を明らかにするために、大腸癌組織におけるイントロニックSMYD3 RNAの発現を調べた。その結果、転移が見られた組織でその発現の減少傾向が見られた。さらに、イントロニックSMYD3 RNAを欠損した大腸癌細胞株の作製を試みた。今後、大腸癌細胞株やモデル動物を用いて、イントロニックSMYD3 RNAが大腸癌の転移に関わるかどうかを調べていく。イントロニックSMYD3 RNAは癌遺伝子を制御するEZH2に結合することが報告されている.本研究では,イントロニックSMYD3 RNA中のEZH2結合配列をターゲットとしてプローブを設定した.このプローブを用いて,ハイブリバッファー,ハイブリ温度,ハイブリ後の洗浄などのIn situ hybridizationの条件検討を行った.そしてその条件を整えることができた.今後、別のコホートの大腸癌サンプルがプロットしてある市販のTissue microarrayを用いて、解析を行う。そして、本年度行った結果と一致するかどうか調べる。さらに、これらの知見をもとに、細胞株を用いた実験も行っていく。本年度は、蛍光タンパク質導入した細胞株を樹立した。来年度は、ゲノム編集技術を用いて目的遺伝子を欠損させた細胞株を作製していく。さらに、樹立した細胞株を用いて、細胞増殖能、細胞死、浸潤、転移などの表現型を細胞レベルおよび個体レベルで調べていく。消化器外科学SMYD3およびEZH2は大腸癌の発生・進展に重要な役割を果たしている.イントロニックSMYD3 RNAはEZH2に結合し,SMYD3の発現を制御しているが,大腸癌における役割は不明である.本年度は,.イントロニックSMYD3 RNAを組織切片から検出する実験法を確立した.
環境化学物質によるマスト細胞からのケモカイン遊離機構の解析

平成1214年度の環境化学物質によるマスト細胞からのケモカイン遊離機構の解析に関する研究から、下記の知見が得られた。(1)ラットがん化好塩基球(RBL-2H3)細胞、マウス骨髄由来肥満細胞に、細胞内カルシウム濃度上昇を促す抗酸化剤(DTBHQ)を作用させたところ、ケモカインMCP-1の産生がIL-4の産生と同様3時間以上の時間をかけて引き起こされた。MCP-1の産生は、mRNAの上昇を伴う転写レベルの活性化により引き起こされていることが、TaqMan-PCRを用いる定量PCR法からも示され、MCP-1が、マスト細胞の刺激に伴い遊離される後期炎症因子としての可能性が示された。また、MCP-1の産生は、サイクロスフォリン、デキサメサゾン、p38MAP kinase阻害剤SB202190で十分な抑制がみられた。(3)次いで、含窒素系農薬(chlornitrofen, CNP)のRBL-2H3細胞における遺伝子発現につき、DNAチップを用いて網羅的に解析を行った。MCP-1遺伝子の発現は、刺激後3時間でピークとなった。その他、初期転写活性化因子Egr-1(krox 24),ストレス応答遺伝子GADD45遺伝子の発現の有意な上昇が観察された。これらのことより、種々のマスト細胞からのケモカイン(MCP-1)産生が、細胞内カルシウム濃度上昇を促す環境化学物質により促進されるばかりでなく、脂質過酸化を促進する作用を有する農薬でも促されることが示された。また、DNAチップを用いた研究から、ケモカインも含めた発現遺伝子の網羅的解析を行うことで、特徴的な遺伝子発現パターンから環境化学物質の作用部位を予測することも可能であることが示された。平成12年度の環境化学物質によるマスト細胞からのケモカイン遊離機構の解析に関する研究から、下記の知見が得られた。(1)ラットがん化好塩基球細胞、マウス骨髄由来肥満細胞を用い、抗酸化剤(DTBHQ)(10μM)の細胞内カルシウム応答への影響、脱顆粒反応への影響、サイトカインであるTNF-α,IL-4並びにケモカインMCP-1の産生を検討したところ、カルシウム濃度上昇は1分以内に、脱顆粒反応は30分以内に起きるが、MCP-1の産生は、TNF-α,IL-4と同様、3時間以上の時間をかけて引き起こされた。TNF-αの産生は、DTBHQとともにprotein kinase Cの活性化を必要としたが、IL-4,MCP-1産生は、DTBHQのみで引き起こされた。MCP-1産生は、mRNAの上昇を伴う転写レベルの活性化により引き起こされていることが、RT-PCR並びにTaqMan-PCRを用いる定量PCR法からも示された。(2)MCP-1の産生は、RNA合成阻害剤アクチノマイシンD(2μg/ml),免疫抑制剤サイクロスフォリン(300nM),ステロイド剤デキサメサゾン(100nM),p38MAP kinase阻害剤SB202190(3μM)で十分な抑制がみられた。転写因子として、NF-ATの関与することが、リン酸化部位特異的抗体を用いるウェスッタンブロット法で示された。また、p38MAPkinaseは、転写後の翻訳レベルでの制御にかかわっていることが示された。これらのことより、種々のマスト細胞からのケモカイン(MCP-1)産生が、細胞内カルシウム濃度上昇を促す環境化学物質により促進されること、転写レベルでの活性化を伴っていることが明確に示され、マスト細胞の刺激に伴い遊離される後期炎症因子としての可能性が示された。