hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高度進行肝癌に対する新しい集学的治療法の開発:新たな経皮的局所療法と皮下埋め込み式動注ポートからの化学療法および遺伝子治療の組み合わせによる肝癌治療の試み

病変の広範な広がりのために,従来は根治的治療不能とされ,肝動脈塞栓術などによる姑息的な治療しかできなかった高度進行肝癌に対し,新たな経皮的局所療法と皮下埋め込み式動注ポートからの化学療法および遺伝子治療等を組み合わせることにより,根治を目指した集学的療法を開発することが,本研究の目的であった。新たな経皮的局所療法の開発に関しては,経皮的ラジオ波焼灼療法を平成11年2月から導入した。平成13年3月までに新規症例,再発症例合わせて400例の肝細胞癌に施行している。12分間のablationで径3cmの範囲を確実に壊死させることができ,12回の治療回数で,safety marginをもって病変の完全壊死が得られており,入院期間も短縮でき,非常に有用な経皮的局所療法である。今後は,経皮的局所療法の95%以上は経皮的ラジオ波焼灼療法になるものと思われるが,経皮的ラジオ波焼灼療法を行う上でのノウハウを更に蓄積していきたい(椎名)。化学療法の最適化の検討に関しては,現在,皮下埋込式動注ポートからlowdose FP療法(CDDP 10mg/hr,5-FU250mg/5hrs,5日連続,2日休薬を1クールとして,4クールで1セッション)を行い,データを分析することにより既存の化学療法に対する有効性に関与する因子を分析し,既存の化学療法の有効例と無効例を事前に判別できないかを検討中である。DNAチップの応用も検討中である。さらに既存の化学療法が無効な症例に関しては,平成12年より,新たなレジメによる化学療法としてインターフェロンと5-FU系の薬剤を組み合わせたレジメを施行中あり,症例数を増やしてその有用性を検討中である(加藤)。遺伝子治療に関しては,ヌードマウス移植モデルを用いて有用性と安全性を検討し,臨床応用への可能性を検討していく予定であるが,やや足踏み状態が続いている(松村)。病変の広範な広がりのために、従来は根治的治療不能とされ、肝動脈塞栓術などによる姑息的な治療しかできなかった高度進行肝癌に対し、新たな経皮的局所療法と皮下埋め込み式動注ポートからの化学療法および遺伝子治療等を組み合わせることにより、根治を目指した集学的治療法を開発することが、本研究の目的である。新たな経皮的局所療法の開発に関しては、1つはカラードプラ超音波ガイド下経皮的担癌領域梗塞療法の有用性を検討中である。さらに、radiofrequency ablationを導入し、現在までに肝細胞癌18例を治療した。12分間のablationで径3.0-4.0cmの範囲を確実に壊死させることができ、1回ないし2回の治療回数で、safety marginをもって病変の完全壊死が得られており、入院期間も短縮でき、非常に有用である。今後は、経皮的局所療法の80-90%はradiofrequency ablationになるものと思われる。化学療法の最適化の検討に関してであるが、現在、皮下埋込式動注ポートからのlowdose FP療法(ODDP 10mg/hr、5-FU250mg/5hrs、5日連続、2日休薬を1クールとして、4クールで1セッション)を行い、データを分析することにより既存の化学療法に対する有効性に関与する因子を分析し、既存の化学療法の有効例と無効例を事前に判別できないかを検討中である。さらに既存の化学療法では効果が無い症例に関しては、新たなレジメによる化学療法を施行中ある。

遺伝子治療に関しては、ヌードマウス移植モデルを用いて有用性と安全性を検討し、臨床応用への可能性を検討中である。病変の広範な広がりのために、従来は根治的治療不能とされ、肝動脈塞栓術などによる姑息的な治療しかできなかった高度進行肝癌に対し、新たな経皮的局所療法と皮下埋め込み式動注ポートからの化学療法および遺伝子治療等を組み合わせることにより、根治を目指した集学的治療法を開発することが、本研究の目的である。新たな経皮的局所療法の開発に関しては、平成11年2月から経皮的ラジオ波焼灼療法を導入し、1年間で新規症例、再発症例合わせて187例の肝腫瘍(そのうち肝細胞癌は186例)を治療した。12分間のablationで径3.0-4.0cmの範囲を確実に壊死させることができ、平均2.2回の治療回数で、safety marginをもって病変の完全壊死が得られており、入院期間も短縮でき、非常に有用である。今後は、経皮的局所療法の95%以上は経皮的ラジオ波焼灼療法になるものと思われる。化学療法の最適化の検討に関してであるが、現在、皮下埋込式動注ポートからのlowdoseFP療法(CDDP 10mg/hr、5-FU 250mg/5hrs、5日連続、2日休薬を1クールとして、4クールで1セッション)を行い、データを分析することにより既存の化学療法に対する有効性に関与する因子を分析し、既存の化学療法の有効例と無効例を事前に判別できないかを検討中である。さらに既存の化学療法では効果が無い症例に関しては、インターフェロンを組み合わせた新たなレジメによる化学療法を施行中である。遺伝子治療に関しては、ヌードマウス移植モデルを用いて有用性と安全性を検討し、臨床応用への可能性を検討していく予定である。病変の広範な広がりのために,従来は根治的治療不能とされ,肝動脈塞栓術などによる姑息的な治療しかできなかった高度進行肝癌に対し,新たな経皮的局所療法と皮下埋め込み式動注ポートからの化学療法および遺伝子治療等を組み合わせることにより,根治を目指した集学的治療法を開発することが,本研究の目的である。新たな経皮的局所療法の開発に関しては,経皮的ラジオ波焼灼療法を一昨年2月から導入した。現在までに新規症例,再発症例合わせて400例の肝細胞癌に施行している。12分間のablationで径3cmの範囲を確実に壊死させることができ,12回の治療回数で,safety marginをもって病変の完全壊死が得られており,入院期間も短縮でき,非常に有用である。今後は,経皮的局所療法の95%以上は経皮的ラジオ波焼灼療法になるものと思われるが,経皮的ラジオ波焼灼療法を行う上でのノウハウを蓄積したい(椎名)。化学療法の最適化の検討に関しては,現在,皮下埋込式動注ポートからlowdose FP療法(CDDP10mg/hr,5-FU250mg/5hrs,5日連続,2日休薬を1クールとして,4クールで1セッション)を行い,データを分析することにより既存の化学療法に対する有効性に関与する因子を分析し,既存の化学療法の有効例と無効例を事前に判別できないかを検討中である。さらに既存の化学療法が無効な症例に関しては,新たなレジメによる化学療法としてインターフェロンと5-FU系の薬剤を組み合わせたレジメを施行中あり,症例数を増やしてその有用性を検討中である(加藤)。遺伝子治療に関しては,ヌードマウス移植モデルを用いて有用性と安全性を検討し,臨床応用への可能性を検討していく予定である(松村)。
計量理論による交渉ゲームの構造推定の研究と我が国の薬価制度の実証分析

本研究を遂行するにあたり、下記の3項目を実施した。(1)[薬価制度に関する調査]厚生労働省の中央社会保険医療協議会によって議論された資料などを用いてここ数年の制度変更を調査した。特に中央社会保険医療協議会の薬価専門部会における審議会資料は制度変更の経緯などを様々な利害関係者が議論している貴重な資料であった。中でも後発医薬品の市場参入時の価格の決め方に関する議論は、医薬品産業の卸売段階の交渉において先発医薬品と後発医薬品の交渉価格が互いに影響しあっていることを示唆するものであった。(2)[交渉ゲームに関するミクロ理論分析]本研究テーマを遂行するにあたり、推定対象となるゲーム理論の交渉モデルのミクロ理論分析が既存研究で十分に議論されていないことが判明した。ミクロ理論分析のみであっても学術研究として論文発表が可能と予想し、交渉ゲームのミクロ理論的な研究をおこなった。先駆的研究をおこなったRubinstein(1982)の論文をはじめ、基礎的な文献の理解をすすめ、独自のモデルを考案した。具体的には、outside optionが存在する繰り返し交渉ゲームを構築し、均衡の存在と条件を分析した。(3)[計量理論による推定手法の理解と研究]本研究は繰り返しゲームの構造推定をめざすため、動学ゲームの構造推定の研究をおこなった。特に、動学ゲームの構造推定を研究するBajari, Benkard, Levin(2007)など、関連する分野として動学的参入退出ゲームや動学的オークションの推定について先行研究の調査をおこなった。また動学ゲームだけでなく静学ゲームにおいて複数均衡が存在する場合の推定手法についての理解を試みた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
細胞周期に依存した細胞壁構築関連物質の輸送経路と方向性の変動

細胞壁構築に関わる分泌酵素の一つであるエンド型キシログルカン転移酵素(EXGT)の細胞周期における動態を、タバコ培養細胞を用いて解析した。本酵素は細胞伸長を伴う間期には細胞外へ分泌されるが、分裂期に入ると細胞外への分泌は抑制され、さらに分裂終期には新たに細胞壁が構築される細胞板へと積極的に輸送されていた。本研究によって、EXGTが細胞周期に依存する輸送方向の切換えによって、細胞壁構築から細胞伸長時の細胞壁再編まで機能していることを初めて明らかにした(Yokoyama and Nishitani 2001, Plant and Cell Physiol 42, 292-300)。さらに形質転換植物体を用いた解析により、植物体においてもEXGTは細胞伸長時には細胞外へ分泌され、分裂期には細胞板へと輸送されていることが明らかになった。またEXGTタンパク質は複数の遺伝子によってコードされ、植物体において,このうち幾つかのEXGT遺伝子は細胞伸長あるいは分裂時のみ発現している可能性が示唆された。このような遺伝子の発現制御と蛋白質の文泌方向の変動が、結果として各EXGTの局在を制御している可能性を調べるため、シロイヌナズナの全てのEXGT遺伝子をゲノムのデータベースより同定し、それらの全ての遺伝子の発現パターンを解析した。この結果、細胞周期に依存した輸送方向の変化と遺伝子発現制御によって、細胞外あるいは細胞板のみに局在するEXGTの存在が示された。またこの研究から、EXGTの遺伝子発現は、植物の発生分化過程において、さらに複雑に制御されていることが明らかになった(Yokoyama and Nishitani 2001, Plant and Cell Physiol 42,1025-1033)。細胞壁構築に関わる分泌酵素の一つであるエンド型キシログルカン転移酵素(EXGT)の細胞周期における動態を、抗EXGT抗体を用いた免疫組織学的手法とGreen Fluorescent Protein(GFP)を用いた分子生物学的手法により解析した。本酵素は細胞が伸長する間期には細胞外へ分泌されており、さらにこの分泌はBrefeldin Aによって阻害されることから、小胞体-ゴルジ体輸送によるものであることが示唆された。また細胞分裂期にはEXGTの細胞外への分泌は抑制され、分裂終期に進むとEXGTは新たに細胞壁が構築される細胞板へと積極的に輸送された。以上の結果から、EXGTは細胞周期に依存して輸送方向を変えることにより、新たな細胞壁構築から細胞伸長時の細胞壁再編まで機能していることが明らかになった(Yokoyama and Nishitani 2001,Plant Cell Physiol.42)。このような細胞内輸送の方向変化には細胞骨格のダイナミクスが関わると考え、細胞骨格の動態を可視化するためチューブリンおよび微少管結合蛋白質とRed Fluorescent Proteinとの融合蛋白質を発現させた形質転換タバコBY-2細胞を作成した。またEXGT遺伝子は大きな遺伝子ファミリーを形成していることがわかり、幾つかの遺伝子については細胞伸長あるいは分裂時のみに発現している可能性が示唆された。このような遺伝子の発現制御と蛋白質の分泌方向の変動が、結果として各EXGTの局在を制御している可能性を調べるため、シロイヌナズナの全てのEXGT遺伝子をゲノムのデータベースより同定し、それらの全ての遺伝子の発現パターンを解析した(Yokoyama and Nishitani 2000,Plant Biology 2,598-604)。
マイクロチップを用いたアフィニティーエレクトロフォレーシスの開発

自己免疫疾患(SLE)患者血清中の自己抗原複合体を分離・定量するために、マイクロチップのシリコン膜上に抗DNA抗体を固定化してf moleの超微量自己抗原を特異的に高速分離するアフィニティーエレクトロフォレーシス(AEP)を開発する目的で研究を行った。現在までのところ以下の成果を得ており、一部を発表した。1)十分に研究説明を行った後、同意が得られたSLE患者から血液を採取して調製した新鮮血清中の抗DNA抗体を2次元電気泳動法で分離したところ、ループス腎炎を併発している患者血清中にヘパリンと強く結合する等電点の高い抗DNA抗体分子種が特異的に認められた。この抗体分子が腎糸球体基底膜に存在するグリコサミノグリカンと複合体形成して、基底膜の炎症を惹起することが示唆された[Electrophoresis(1998)19,1511-15]。2)2次元AEPを用いて血清中の抗原特異ポリクローナル抗体をモノクローナル抗体分子種に分離し、in vivoでの抗原刺激による抗体のサブクラス変換や親和性成熟を明らかにした[J.Chromatography B(1998)715,125-36]。3)数nLの血液中に含まれる超微量の抗体を同定するため,AEPで分離した抗体分子をポリビニリデンヂフルオリド(PVDF)膜に転写した後に、免疫化学蛍光発光法を用いて1ng以下の抗体を同定した[Electrophoresis(1998)19,1506-10]。4)マイクロチップAEPのモデル実験としてキャピラリー電気泳動法による血清中の微量成分の定量法を確立した[Methodsin Molecular Medicine(1999)27,掲載予定]。5)マイクロチップのシリコン薄膜上にDNA断片あるいは抗DNA抗体を固定化するためのシリコン膜表面の化学処理方法についてアミノアルキル化の有用性を検討しているが、固定化率や処理後のブロッキング方法に満足できる結果が得られていない。
配偶者間暴力の介入・予防プログラムの開発

本研究の目的は、配偶者間暴力(Domestic Violence,以下DV)の予防・介入を行うマニュアル化された教育プログラムを開発し、その有効性の検証を行うことである。3つの研究を行った。1)海外で用いられているプログラムを参考にして配偶者間暴力を行っている対象に対するプログラム(1クール12回、小グループ方式)を作成し、これを実際にDV加害を行ってる男性に対して試行して、その前後に質問紙を行い有効性を検証した。その結果、STAXIによる怒りの表出の尺度の有意な低下を認め、プログラム後の参加者の評価でも肯定的評価を受け、有効性が確かめられた。特に参加者の感想から、加害責任の自覚や自分の考え方の変化を報告する者が多かった。2)中学高校生に対するDVの意識調査を行った上で、予防プログラムを作成して、施行した。プログラムにより、暴力的な関係性に対する正しい認識が高まることが確認された。一方、1か月後には認識がもとに戻る部分があり、暴力への意識を定着させるにはアフターフォローが必要であることが示唆された。3つの研究を行った。本研究の目的は、1.配偶者間暴力(Domestic Violence,以下DV)の予防・介入を行うマニュアル化された認知行動療法プログラムを開発し、2.有効性の検証を行うことである。平成22年の研究実績は以下の通りである。1.ドメスティックバイオレンス介入・予防プログラムのマニュアルの作成(1)DV加害者群用プログラムマニュアルの作成:申請者は、内閣府の要請に基づき、連携研究員として挙げた東京都精神医学研究所の妹尾栄一や原宿カウンセリングセンターの信田さよ子らと主に、海外のDV加害者プログラム提供団体での調査や研修や従来の文献をもとに、DV加害者プログラムを策定し、これを実際に試行錯誤して改良を重ねてきた。平成22年度ではこれを整理して、1つのマニュアルとしてまとめた。(2)リスク群用マニュアルの作成:海外の文献をもとに、DVを生じるリスクをもつアルコール・薬物使用障害の事例に対する心理プログラムの試案を作成し、その一部を依存症者やその家族を相手に試してきた。周産期の夫婦用のプログラムは予定していたが、まだできていない。(3)学生群用マニュアル:学生のデートDVについては、実態や援助要求の調査の結果を分析を行った。しかし、デートDV予防マニュアルは作成途上である。2.プログラムの有効性検証DV加害者に対するプログラムは、今年度は2クールを実施してその前後での心理的変化を測定し、有効性を示す結果であった。ただし、質問紙のみでは十分な詳しい評価ができない部分があることがわかったので、来年度は、面接による質的な分析も試みたいと考えている。1.ドメスティックバイオレンス介入・予防プログラムのマニュアルの作成(1)DV加害者群用プログラムマニュアルの作成:申請者は、海外のDV加害者プログラム提供団体での調査をもとに、DV加害者プログラムを策定し、これを実際に試行錯誤して改良を重ねてきた。平成22年度に1つのマニュアルとしてまとめたが、平成23年度はこれを実際に用いながらさらに改訂をして、多くの人がもちいることができるように使用における注意点をまとめたガイドを作成した。(2)リスク群や学生用マニュアルの作成:DVを生じるリスクをもつ依存症事例や学生のデートDVに対するマニュアルを作成し、試行をはじめている。2.プログラムの有効性検証DV加害者に対するプログラムは、今年度までに4クール(1クール12セッション)を実施してその前後での心理的変化を測定した結果、プログラムにより自らの暴力の責任を自覚できる効果をもつことが示された。また、認知行動モデルに基づいて自分自身が持つ暴力に結びつく考え方について内省できるようになる変化を認めた。一方、実際のコミュニケーションスキルの習得については時間をかける必要があるという結果であった。質問紙以外に、面接による質的な分析も今年から加え、変化のプロセスを分析している。それによれば当初には自分の加害行為への否認しがちだが、パートナーの視点から見られるようなると変化が始まる場合が多いことが確認された。ただしそうした反省が落ち込みや反発に留まる場合と、さらにこれを超えて相手を尊重するスキルを身につけられる場合があり、後者に到達するには複数のクールロールプレイや生活の中での応用が必要であった。グループで行うドメスティックバイオレンス(以下DV)加害者更生プログラム(1クール12回)を作成して、実際に5クールを施行した。

加害男性の参加は、各クールにおいて8ー15人であった。プログラム施行の前後でアンケートとインタビューを行い、その有効性を検証したところ、暴力の責任や被害女性に対する考え方についての認識が変化しており、コミュニケーションのスキルも向上しているという結果が得られた。また子どもに対する影響についても認識が高まるととともに、自分自身の養育家庭(多くの参加者が暴力の存在する家庭で育っていた)で受けた影響についても振り返り、暴力の連鎖を防ぐことに対する認識を持つようになる場合が多く認められた。プログラムを反復的に受ける参加者も多かったが、プログラムをうけてから時間がたつとまた認識がもどってしまう場合もみられ、効果の継続が課題であることがわかった。上記とは別に中学生、高校生、大学生においてDVあるいはDating Violence(交際相手からの暴力)の知識や被害体験(またはその目撃体験)の調査を行った上で、中学生・高校生に対する暴力予防教育のプログラムを施行した。高校、大学ではDVという言葉を知っている者が多かったが、その内容については十分な認識がない場合が多かった。また中学生ではDVの知識を持つ者が少なかった。教育プログラムにより、知識や内容の理解を高めることができることが確認された。さらにDV加害者更生プログラムを応用した児童的な親に対するプログラムの開発や有効性の検証を行った。また依存症や精神的な問題を持つ者が家庭内で暴力を行っている状況やその影響についても検討し、これに対する介入や援助についての検討を施行した。加害者プログラムのマニュアル作成と実施は継続的に行っており、サンプル数を増やせており、その有効性の研究は期限内にまとめることができる見通しである。依存症などのリスク群についてのマニュアルもできているが、いくつの事例にを行っている。デートDVについてのマニュアルも作成しており、これから施行して有効性を検討する。24年度が最終年度であるため、記入しない。学校におけるデートDVへのプログラムの施行は、いくつかの学校などの協力を得られることが確定しており、十分な知見が得られる見込みである。DVが定着する前の事例に対する予防効果の検証ができることが意義が大きいと考えられる。依存症事例については、依存症自体の治療との兼ね合いがあるため、サンプル数は多くとれない可能性があるが、1事例研究や質的な検討などの手法も加えて、有効性検討することを考えている。当初予定していなかったが、プログラムそのものの作成以上に、それを多くの援助者に利用してもらい、有効性をかんじてもらうことが社会的には重要であると考えるようになり、プログラムに関する援助者への研修を行い、援助者(あるいは教育者)がDVやデートDVに関する理解や対応スキルを向上できるという意味での有用性についても、検討したいと考えている。
ソーシャルロボットのデザイン方法の研究

(1)研究を行うためにオリジナルのロボット「マグボット」を製作した。(2)マグボットをScratchから操作できるようにしたところ、教育コミュニティからマグボットが教材として認識された。(3)マグボットをオープンソースにしたことで、マグボットのシステムを使用した新たなロボット「fabbot」などのコミュニティが形成された。また、地域の施設などでマグボット使用を試みた。ユーザーがロボットに価値を見出して自分の環境にロボットを組み込めないとロボットは使用されないことがわかった。平成25年度の研究成果は以下である。●ロボットの開発:研究に使用するためのロボットの試作を行った。これまで試作したロボットは、ロボットの外部にPCを必須としていたが、25年度では、その外部PCをロボット内部に設置したLINUXで動くシングルボードコンピュータのRaspberry Piに置き換えて、外部PCがなくても稼動できるようにした。また、ロボットの制作のための材料をRaspberry P、iArduinoや100円ショップなど、安価で容易に手に入るものを中心に使用した。また、小学生でも組み立てられるように、製作手順などを吟味した。その結果1台2万円以下に製造コストを押さえることができた。25年度は、この方式のロボットを10台制作した。●ロボットを使用したワークショップ、展示による意見収集:その10台のロボットを使用して、東京都市大学のオープンキャンパス、科学体験教室や川崎市の小学校の科学体験教室において高校生や小学生にロボットを動かしてもらうワークショップを開催し、来場者からロボットの使い勝手についてコメントを得た。またオープンソースカンファレンス2014、Maker Faire Tokyo 2014などでロボットを展示し、来場者にロボットを使用してもらい、使い勝手についてコメントを得た。●Web、マニュアル制作による情報公開:ロボットの製作方法などを広く公開するために、ロボット制作マニュアルを制作した。また、同様にロボットの情報を公開するために専用サイトwww.mugbot.comを開設した。●成果発表:東京都市大学の情報メディアジャーナル15号に本ロボットのコンセプトや構造についての論文を発表した。平成26年度は、ロボットを作り、使用するコミュニティを広げるために対外的に周知する活動を行った。概要は以下である。1.情報サイトの公開。すでにあったロボットの情報サイトwww.mugbot.comに正式なロボットのソフトウェアと製作方法を公開した。そのサイトを閲覧して一般ユーザーがロボットを製作できるようになり、ユーザーがそれを参考にして自作のロボットを製作した。2.ロボット製作ワークショップの開催ロボットの製作方法を周知するために、横浜のファブ施設「ファブラボ関内」他三カ所で製作ワークショップを行った。「ファブラボ関内」のメンバーは独自にロボットのソフトを使用してワークショップを行えるようになった。3.展示発表ロボットをアメリカのMaker Faire Bay Area2014、日本のMaker Faire Tokyo 2015などで展示、発表し多くの人々に周知した。4.成果発表東京都市大学発行のジャーナルにロボットの活動報告を行った。また、ロボットの製作方法の出版が決定し、執筆中である。●多摩市の各施設でのロボットの設置とフィールドワーク1.NPO法人多摩市障害者福祉協会が運営している障がい者支援センターである「のーま」でロボットのプレゼンを行った.このプレゼンの後,のーまの職員研修会でもロボットが使用され,のーまでのロボットの活用方法を検討するワークショップを行った。2.多摩市内にある重症心身障害児施設である島田療育センターの職員の研修会においてロボットのプレゼンを行い,センターで利用者のケアにロボットをどのように使用できるか意見交換を行い、ロボットを実験的に使用することが決定した。3.多摩市内にある特別養護老人ホームである愛生苑の職員に対してロボットのプレゼンを行った.ロボットの介護施設での用途について意見交換した。4.喫茶店,店舗,パソコン教室などを展開して精神障がい者支援を行っている「NPO法人多摩草むらの会」の会合でロボットのプレゼンを行った。その結果,草むらで運営するパソコン教室でロボットを製作して,ロボットを組織内で使用することが決定した。●多摩市総合福祉センターでのロボットの使用開始高齢者や障がい者の支援を行っている多摩市総合福祉センターでは、実際のロボットを設置して使用が開始された。ユーザーがロボットに価値を見出して,自分の環境や仕事の一部にロボットを組み込めないとロボットは使用されない.また,ロボットの機能と,ロボットの設置場所や役割は,実際に現場でセンターの職員と小池研究室がコミュニケーションしていくなかで相互に変容していき,ロボットは多摩総合福祉センターの一部になり,働くことできることがわかった。多摩市の各施設でのフィールドワークと、フィールドワーク先にあわせてロボットの機能を変更することに対して時間がかかった。また、ロボットを各施設で使用することは決まったが実際に使用を開始するのが28年度になり、引き続き、ロボットの使用についてのフィールドワークを継続する必要が生じた。研究中のロボットである小型ソーシャルロボット「マグボット」の製作方法を解説した、小池星多著、リクテレコム刊「おしゃべりロボット「マグボット」-ラズパイとArduinoで電子工作」を出版することができた。また、東京都市大学等々力中学校・高等学校の教科情報の授業においてマグボットを13台使用してプログラミング教育を行った。高校生が4,5人のグループになり,Scratchを使用して課題解決的にマグボットをプログラムした。この授業の調査から以下のことがわかった。1.課題解決型の授業においては適切にリソースにアクセスできる必要がある。今回の授業では教室内に教員,サポーターがいて,質問があったときに適切なアドバイスを適切なタイミングで受けることができた。

また,教室内にあるパソコン,マグボット,Scratchも高校生たちが課題を行う進行に合わせて適切なタイミングで適切なリソースにアクセスできた。2.マグボットのプログラミングに用いたScratchは、画面にブロックがプログラムとして可視化できるので画面をグループのメンバーと共に見ることで、メンバー間でプログラムを共有することができた。さらに近くの机の別グループも移動してプログラムを見ることができたのでグループ間でもお互いにプログラムを共有できた。3.Scratchは画面上のブロックを変更することですぐにその結果をロボットの動作として確認することができ、プロトタイピングの道具として機能した。4.授業には大学院生1名と4年性2名が参加し,高校生のマグボットのプログラミングをサポートした。サポーターは高校生の要望をScratchのプログラムとして教えるような「技術的翻訳」を行った。また,サポーターからは,高校生が知らないScratchの機能を高校生に伝えてその機能からマグボットの動作を考えさせる「技術提案」を行った。(1)研究を行うためにオリジナルのロボット「マグボット」を製作した。(2)マグボットをScratchから操作できるようにしたところ、教育コミュニティからマグボットが教材として認識された。(3)マグボットをオープンソースにしたことで、マグボットのシステムを使用した新たなロボット「fabbot」などのコミュニティが形成された。また、地域の施設などでマグボット使用を試みた。ユーザーがロボットに価値を見出して自分の環境にロボットを組み込めないとロボットは使用されないことがわかった。25年度においてロボットをほぼ完成させ、26年度で対外的に情報公開や展示によってロボットを周知することができた。平成28年度は、島田療育センター、総合福祉センター、NPO草むらの会で実際にロボットの使用を開始しているので、その使用状況のフィールドワークを行う。また、その施設に合うようにロボットの機能を変更して、ロボットとコミュニティとの相互変容を明らかにして、さらにその研究成果を論文、学会で発表する。情報デザイン今年度は、1.具体的に地域コミュニティの中でロボットを使用することで、ロボットとコミュニティの相互変容について考察する。2.海外との連携を深める。現在はアメリカのベンチャー企業の開発したクラウドシステムをロボットの組み込むことで相互交流を深めている。また海外の大学との連携を深めて、ロボットのコミュニティにとっての意味や価値について考察する。
肺炎マイコプラズマの病原性因子P1の遺伝子型変換機構の解析

肺炎マイコプラズマ(M.pneumoniae)の病原性に関与する細胞吸着性タンパク質P1には2種類の遺伝子型が見られ、疫学的な調査を行うと遺伝子型の異なる株が交互に流行を繰り返す現象が観察される。M.pneumoniaeのゲノムにはP1遺伝子と相同性のある繰り返し配列が多数存在しており、この繰り返し配列が遺伝子組換えをおこすことによって2つのP1遺伝子型がつくり出されると考えられている。この機構を詳しく考察するために本研究を行った。本年ドイツのグループによってM.pneumoniae M129株全ゲノム配列が報告された。この結果から、M.pneumoniaeゲノムの繰り返し配列のほとんどは2種のP1遺伝子の配列がキメラ様になった構造をしていることが明らかになった。これはM.pneumoniaeゲノムが過去に何度も繰り返し配列間で複雑に相同組み換えをおこしたものと考えられ、その過程で2種のP1遺伝子がつくり出されたと考えられた。実際にこのような遺伝子相同組換えが現在でも頻繁に起こっているのかを調べた。M.pneumoniaeを継代培養しP1遺伝子座をRFLPによって型別したところ、20継代培養後もP1遺伝子の型に変化は見いだせなかった。また特異的なプライマーを用いたPCR法で高感度な検討も行ったが遺伝子型の変化をおこす相同組換え現象は検出できなかった。これらのことから2種のP1遺伝子型は、過去に繰り返し配列の組換えによって生じたと考えられるが、現時点では容易に検出できる頻度では遺伝子型の変換は起こっていないものと推測された。
水蒸気を水素・酸素源として利用する重質炭化水素の軽質化技術の開発

重質油のアップグーレディング技術開発のため、水蒸気を用いた重質油の軽質化について検討した。重質油原料として中東系常圧残油を用いて、ZrとAlを含む酸化鉄触媒による接触分解を実施した。重質成分は酸化分解されて軽質油が生成し、適切な組成の触媒を用いると2-6時間の反応で、重質成分の分解活性に大きな変化はなかった。本触媒の組成は不均一であり、ZrとAlが比較的多い部分には残渣が堆積するが、酸化鉄が主成分の部分には炭素の堆積がみられず、安定して酸化分解が進行したと考えられる。カナダのオイルサンドビチュメンや、在来型原油を石油精製する過程で副生する残油等の重質石油資源は、水素/炭素比が低く、有用な軽質油へ転換する際、水素の添加により残渣や二重結合の生成が抑制される。しかし水素は高価であるため、本研究では水蒸気を水素・酸素源として利用する重質炭化水素の軽質化技術開発を実施する。触媒として、安価な酸化鉄を主成分とする鉄ージルコニウムーアルミニウム複合酸化物触媒を用いた。本反応では、酸化鉄の格子酸素を介して水蒸気由来の酸素種と重質炭化水素が反応する酸化分解反応によって、軽質化反応が進行する。このとき同時に水蒸気由来水素種が生成し、その一部は、重質油に含まれる硫黄化合物と反応して硫化水素として生成する。残りの水素種は炭化水素へ添加される可能性が考えられることから、水蒸気由来水素種の生成物への添加について検討するため、重質炭化水素のモデル物質としてドデシルベンゼンの接触分解を、大気圧、475°Cで、重水を用いて行った。その結果、ドデシルベンゼンは分解され、エチルベンゼンやスチレン等のアルキルベンゼン等が生成した。重水を用いた場合、エチルベンゼンの側鎖に重水素が添加されることから、芳香族側鎖に水蒸気由来の水素が添加され、二重結合の生成が抑制される可能性が高いことが示された。ドデシルベンゼンの分解では、軽質な芳香族化合物の他に、重質な多環芳香族や触媒に付着する残渣が生成するが、水蒸気なしの場合に比べて水蒸気雰囲気下では、これらの重質成分の生成量が減少した。従って、水蒸気由来の酸素種や水素種によって重質成分の生成が抑制される可能性が考えられる。原油精製過程で副生する残油等の重質油を軽質燃料油へ転換するため、ジルコニアとアルミナを含む酸化鉄触媒による残油の接触分解反応を水蒸気雰囲気下で行った。本反応では、酸化鉄の格子酸素を介して水蒸気由来の酸素種と重質炭化水素が反応し、軽質油や二酸化炭素が生成して触媒上には残渣が堆積する。重質油の分解反応では、多量の残渣が生成すると管の閉塞や触媒劣化等を引き起こす可能性があり、残渣の生成量を抑制して軽質油を製造することが望ましい。そこで、本年度は残渣が生成しやすい触媒について検討した。異なるジルコニア含有量の触媒を調製し、残油の接触分解反応を水蒸気雰囲気下で実施した。ジルコニアは水蒸気からの酸素種の生成を促進するため、ジルコニア含有量が増加すると軽質油の生成量が増加する。一方、ジルコニア含有量が増加すると、残渣がやや増加する傾向がみられた。残渣増加の一つの要因として、ジルコニア添加により表面積が増加し、ジルコニア上に残渣が堆積したことが考えられる。また、ジルコニアが増加すると、重質炭化水素の酸化分解が促進され、分解された分子の再結合により残渣が増加した可能性がある。触媒に堆積した残渣の元素分析を行った結果、ジルコニア含有量が増加しても、残渣の水素/炭素(H/C)比に大きな変化はみられなかった。また、ジルコニア含有量が増加すると軽質炭化水素のアルケンの割合が低下する傾向があることがわかっている。水蒸気から酸素種が生成するとき同時に水素種が生成するため、ジルコニア含有量が増加すると水素種の生成量が増加して、軽質炭化水素だけでなく、重質炭化水素である残渣へも水素種が添加された可能性がある。原油を精製する際に副生する残油等の重質油から有用な軽質油を製造するため、酸化鉄系触媒による残油の接触分解反応を水蒸気雰囲気下で行った。本反応では、酸化鉄の格子酸素を介して水蒸気由来の酸素種が重質炭化水素と反応し、軽質炭化水素や二酸化炭素が生成する。酸素種と同時に水蒸気から生成する水素種は、軽質炭化水素に添加されると考えられる。酸化鉄触媒にジルコニアを担持することによって、酸素種や水素種の生成が促進され、重質炭化水素の分解が進行して軽質炭化水素の生成量が増加する。しかし、分解された重質炭化水素の一部は再結合して炭素残渣が触媒上に堆積し、ジルコニア添加量が増加すると炭素残渣堆積量が増加した。触媒への炭素残渣の堆積は、触媒を長時間使用したときの活性低下を招くおそれがあることから、本年度は触媒の長時間使用について検討した。残油の接触分解反応実験を26時間の範囲で行った結果、長時間使用した際に新たに堆積する炭素残渣量は急激に減少した。初期段階では触媒表面に炭素残渣が堆積するが、触媒表面がある程度覆われると、さらなる堆積は起こりにくいと考えられる。

反応時間が長くなるにつれて二酸化炭素の生成量が減少することから、水蒸気からの酸素種の生成量が徐々に減少すると考えられる。従って、ジルコニア表面が炭素残渣で覆われている可能性が高い。重質炭化水素の分解活性は2時間反応後と4時間反応後では大きな変化はなく、触媒表面が炭素残渣にある程度覆われても、大きな活性低下はみられなかった。しかし、6時間反応後には重質炭化水素の分解活性がやや低下した。平成27年度は、触媒の長時間使用について検討し、長時間使用した際に触媒に新たに堆積する炭素残渣量は減少することを明らかにした。しかし、産前産後休暇及び育児休業取得により研究を中断したため、長時間使用したときの触媒の構造変化、分解油の品質の変化についての検討は不十分であり、平成28年度以降に検討する。原油精製の際に副生する残油等の重質油から有用な軽質油を製造するため、酸化鉄系触媒による残油の接触分解反応を水蒸気雰囲気下で行った。本反応では、酸化鉄の格子酸素を介して水蒸気由来の酸素種が重質炭化水素と反応し、軽質炭化水素や二酸化炭素が生成する。酸素種と同時に水蒸気から生成する水素種は、軽質炭化水素に添加されると考えられる。酸化鉄触媒にジルコニアを担持することによって、酸素種や水素種の生成が促進され、重質炭化水素の分解が進行して軽質炭化水素の生成量が増加する。しかし、分解された重質炭化水素の一部は再結合して炭素残渣が触媒上に堆積した。また、触媒を長時間使用すると、2時間反応後と4時間反応後の重質炭化水素分解活性に大きな変化はないが、6時間反応後には重質炭化水素分解活性がやや低下した。本年度は、触媒活性の低下要因を明らかにするため、使用前後の触媒の構造解析を実施した。残油の接触分解反応実験を2-6時間の範囲で行った後の触媒の酸化鉄のX線回折パターンに大きな変化はないことから、触媒の活性低下は酸化鉄の構造変化が原因とは考えにくい。一方、2-6時間反応後の触媒の細孔容積分布を比較すると、4時間反応後には細孔構造が変化した。炭素残渣の付着によって細孔が閉塞して細孔容積が減少し、重質炭化水素と水蒸気由来の酸素種との反応が起こりにくくなり、触媒活性がやや低下したと考えられる。従って、次年度は、炭素残渣を燃焼して除去する触媒再生方法を検討する。平成28年度は触媒を長時間使用した際の触媒の構造変化を検討し、炭素残渣付着による細孔容積の減少により重質炭化水素の分解活性がやや低下する可能性が高いことが判明した。原油精製の際に副生する残油等の重質油から有用な軽質油を製造するため、ジルコニウムとアルミニウムと鉄の複合酸化物触媒による残油の接触分解反応を水蒸気雰囲気下で行った。本反応では、酸化鉄を主反応場として重質炭化水素が分解する。酸化鉄の格子酸素を介して水蒸気由来の酸素種が重質炭化水素と反応し、軽質炭化水素や二酸化炭素が生成する。酸素種と同時に水蒸気から生成する水素種は軽質炭化水素に添加されると考えられる。酸化鉄触媒上のジルコニアによって、酸素種や水素種の生成が促進され、重質炭化水素の分解が進行して軽質炭化水素の生成量が増加する。また、アルミニウムを導入することで、酸化鉄の形態変化が抑制される。残油の分解反応では、分解された重質炭化水素の一部が再結合し、炭素残渣が生成する。しかし、残油の接触分解反応を26時間の範囲で行った際、減圧残油分解活性に大きな変化はなかった。触媒上の炭素残渣の堆積を透過型電子顕微鏡により観察した。その結果、炭素残渣が堆積している部分と堆積していない部分を確認した。
微生物共生システムを利用した発酵生産法の開発

ケフィールグレイン由来のケフィランを生産する乳酸菌Lactobacillus kefiranofaciensと、同じくケフィールグレイン由来で乳糖を資化しないSaccharomyces cereviszae IFO0216株を、乳糖を炭素源として共培養を行った。乳酸菌が生産する乳酸を酵母が資化するため、乳酸の蓄積が抑制され、当該乳酸菌を純粋培養した場合に比べて、ケフィラン濃度が最大に達するのに要する時間は100時間から50時間に短縮された。また、乳糖と酵母エキスを適宜追加することによってケフィラン終濃度を2.6g/Lから5.4g/Lに高めることができた。この際、酵母の乳酸消費が間に合わず、乳酸濃度は上昇したが、この時のケフィランの比生産速度は純粋培養時のそれよりも高い事がわかった。これは、酵母が乳酸を消費し、pHの低下および乳酸による阻害を緩和するだけでなく、それ以外の相互作用の存在が示唆された。乳酸菌の純粋培養において、酵母の培養液の上澄み、共培養液の上澄み、カタラーゼ、あるいは、カラギーナンゲルに包埋した酵母を添加した場合、ケフィラン生産の改善は見られなかったのに対して、ガラスビーズで破砕した酵母、あるいは加熱殺菌した酵母(死菌体)を添加した場合、ケフィラン生産性の改善が認められた。これらの結果は、酵母との物理的接触によって乳酸菌が何らかの刺激を受けている可能性が示唆された。ケフィランを生産する乳酸菌Lactobacillus kefiranofaciensについて、乳糖濃度および乳酸濃度を変化させた培養実験を行った。その結果、乳糖消費、増殖、乳酸生産およびケフィラン生産の各比速度は基質阻害および乳酸阻害を受けることが分かった。本菌は、高い乳酸濃度の影響を受けて、増殖が強く抑えられるが、その後も乳糖消費は継続し、速度は緩くなるもののケフィラン生産も持続することも明らかとなった。これらの現象をよく表現するモデルを構築し、本モデルによりμ_<max>を与えるようなpH、培養液中乳糖濃度と乳酸濃度の培養パターン(pH(t)μ_<max>)とρ_<max>を与える培養パターン(pH(t)ρ_<max>)をシミュレーションにより求めた。また、最大ケフィラン生産を与えるようなpHプロフィール、PH(t)μ_<max>からpH(t)ρ_<max>に切り替える時間、をシミュレーションで探索した。ケフィールグレイン由来の数株の酵母について、炭素源の資化性、増殖特性等を検討した。MRS培地におけるDL-乳酸資化性に優れ、かつ、乳糖を資化しないことから、Saccharomyces cerevisiae IFO0216株を本乳酸菌の共培養のパートナーとして選択した。共培養を行い、嫌気および好気の条件が両微生物に与える影響を調べた。好気で共培養を行うと、培養時間(87時間)が純粋培養(102時間)に比べて14%短縮でき、かつ、ケフィランの生産性(62mg/L/h)も純粋培養(24mg/L/h)に比べて1.5倍上昇した。また、共培養の糖添加実験結果から、乳酸濃度が高いにもかかわらず、比生産速度が純粋培養よりも高い事がわかった。このことから酵母が乳酸を消費し、pHの低下および乳酸による阻害を緩和するだけでなく、それ以外の相互作用も存在する可能性があると思われる。ケフィールグレイン由来のケフィランを生産する乳酸菌Lactobacillus kefiranofaciensと、同じくケフィールグレイン由来で乳糖を資化しないSaccharomyces cerevistae IFO0216株を、乳糖を炭素源として共培養を行った。

この際、酵母の乳酸消費が問に合わず、乳酸濃度は上昇したが、この時のケフィランの比生産速度は純粋培養時のそれよりも高い事がわかった。これは、酵母が乳酸を消費し、pHの低下および乳酸による阻害を緩和するだけでなく、それ以外の相互作用の存在が示唆された。乳酸菌の純粋培養において、酵母の培養液の上澄み、共培養液の上澄み、カタラーゼ、あるいは、カラギーナンゲルに包埋した酵母を添加した場合、ケフィラン生産の改善は見られなかったのに対して、ガラスビーズで破砕した酵母、あるいは加熱殺菌した酵母(死菌体)を添加した場合、ケフィラン生産性の改善が認められた。これらの結果は、酵母との物理的接触によって乳酸菌が何らかの刺激を受けていることを示している。蛍光標識した酵母のインベルターゼ(細胞壁に局在しハイマンノース型糖鎖を持つ)を乳酸菌培養液に添加したところ、乳酸菌が蛍光染色されたことから、乳酸菌は酵母の表層のマンナンを認識し、ケフィラン生産を刺激するシグナルが生じている可能性が示唆された。
高齢化社会における中高年者の疾病予防と健康増進に対する高地トレーニングの有効性

中高年者に対する標高1500mにおける歩行運動は、標高2000m時に比べて、運動中の動脈血酸素飽和度の応答および自覚的運動強度の変化等からみると、適度な低酸素の負荷がかかり、十分な効果が得られること、運動終了後、速やかに副交感神経活動の亢進がみられ、末梢循環および動脈スティフネスを一時的に改善すること、さらに、定期的な歩行運動は、安静時の末梢循環を改善することや動脈硬化の予防や改善等に期待できることが示唆された。1.目的:本研究は、運動不足の中高年者を対象に、低圧低酸素環境下における一過性の歩行運動に対する各個人の末梢循環の動態(研究1)、さらに、12週間のトレーニングが末梢循環動態及び動脈硬化度(研究2)にどのような効用を及ぼすかを検討した。2.方法:歩行運動は、低圧室を使用した。研究1は、平地(NE)、標高1500m(HE1)及び標高2000m(HE2)で歩行運動を行わせた。研究2は、研究1の結果(末梢循環、動脈血酸素飽和度、心拍数、自覚的運動強度)を基に、個人に適した標高を求め、12週間にわたり週12回の頻度で、60分間歩行運動を行わせた(予備実験では、週3回頻度の運動が生体負担度も大きく、疲労蓄積の傾向がみられた)。3.結果及び考察:研究1では、運動終了後の加速度脈波波高比のb/a値がHE1及びHE2がNEに比べて有意な低下を示した。d/a値は、HE1及びHE2がNEに比べて有意な増加を示した。HE1とHE2の間には、有意な差がみられなかった。運動中の動脈血酸素飽和度は、HE2がHE1に比べて著明な低下を示した。研究2では、標高を生体負担度の少ない1500mでトレーニングを行わせた。トレーニング後のb/a値は、トレーニング前に比べて有意な低下がみられ、d/a値は有意な増加を示した。トレーニング後の脈波伝播速度は、トレーニング前に比べて有意な低下を示した。以上の成績から、中高年者では、標高1500mでの運動が適度な低酸度の負荷がかかり、十分な効果が得られること、歩行運動終了後も末梢血管も拡張、血流量の増加等から、末梢循環を一時的に改善すること、さらに、定期的な歩行運動は、安静時の末梢循環を比較的早期に改善すること、動脈硬化の予防や改善に期待できることが示唆された。1.目的:本研究は、主に中高年者を対象に、高地(低圧低酸素環境下)における一過性の歩行運動を行った場合、標高の違いが運動中の自覚的運動強度(RPE)や動脈血酸素飽和度(SpO_2)の応答、運動終了後の自律神経系(交感神経および副交感神経)の変化、さらには動脈スティフネス(脈波伝播速度;baPWV)の動態にどのような影響を及ぼすかを検討した。本研究では、平地(NE)、標高1500m(HE1)及び標高2000m(HE2)でそれぞれ歩行運動を行わせた(運動時間;60分間)。SpO_2は、パルスオキシメーター(PULSOX-3i、ミノルタ)、baPWVが血圧脈波検査装置(form PWV/ABI、日本コーリンメディカル社)を用いて測定した。自律神経系(初期瞳孔径;虹彩の瞳孔反応で交感神経と副交感神経の働きやバランスを推測)の測定は、ストレスメーターDM-2010(アイリテック)を使用した。3.結果及び考察:(1)一過性の歩行運動中におけるSpO_2は、NE、HE1、HE2の順で有意に低値を示した(いずれもp<0.01)。(2)一過性の歩行運動中におけるRPEは、NE、HE1、HE2の順に有意な高値を示した(いずれもp<0.05)。(3)一過性の歩行運動終了30分後における初期瞳孔径は、HE1がNEおよびHE2に比較して、有意な低値を示した(それぞれp<0.05)。(4)一過性の歩行運動終了30分後におけるbaPWVは、HE1がNEに比較して、有意な低値を示した(p<0.05)。HE2については、個人差もあるが高値傾向を示した。以上、本研究の成績から、中高年者に対する標高1500mに相当する低圧低酸素環境下における歩行運動は、運動終了後、速やかに副交感神経活動の亢進がみられ、動脈スティフネスを一時的に改善することが示唆された。
カイコを利用した有用タンパク質大量生産のための分子機構解明および新技術の開発

3つのテーマについて1エンドグリコシダーゼを利用した糖鎖加工については、引き続きカイコバキュロウイルス発現系を用いてエンドグリコシダーゼのクローニングおよび、その変異体の作成に取り組み、発現量や加水分解活性および糖転移活性の変化を確認した。また、新規酵素として、カイコ由来のエンドグリコシダーゼ(EndoBm)の開発に取り組んだ。その結果、EndoBmがカイコ内在性の特定の糖鎖構造に対して作用する可能性が確認された。2バキュロウイルスの多重感染による、組換えタンパク質の糖鎖改変については、これまでの研究において、カイコ個体および培養細胞においてバキュロウイルスの重感染排除が観察されたため、その原因因子を探索するためにBmNPVのノックアウトウイルスライブラリ(Ono et al., 2012)を用いてスクリーニングを行った。その結果、9つの遺伝子が原因因子候補として考えられた。今年度は、複数因子のノックアウト株を作成し、単独因子をノックアウトしたものに比べ重感染排除がさらに軽減される可能性が確認された。3大カイコ細胞内の分泌・修飾機構の解明については、小胞体・ゴルジ関連および糖鎖修飾関連のカイコホモログ289遺伝子に関して、当研究室で開発したRNAiが誘導可能なカイコ培養細胞を用いたRNAiスクリーニングによって、組換え糖タンパク質の分泌量・糖鎖構造の変化が認められた8つの候補遺伝子が選抜された。今年度は、8つの候補遺伝子について過剰発現細胞を作製し、組換えタンパク質の分泌や糖鎖修飾の影響を確認したところ、いくつかの因子の過剰発現細胞株において、組換え糖タンパク質の分泌量の増大が確認された。そして、この効果について、小胞体関連因子の発現解析を行うことで、そのメカニズムを解明できる可能性が考えられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、カイコを利用して高品質な分泌性糖タンパク質を効率的、安定的に生産可能なシステムの確立を最終目的としており、そのために以下の3つの計画に基づいて研究を進めている。1大量分泌生産を支える、カイコ細胞内の分泌・修飾分子機構の解明2エンドグリコシダーゼを利用したin vitroでの糖鎖加工項目1については、ヒトとショウジョウバエのデータベースを参照し選抜した小胞体・ゴルジ関連遺伝子のカイコホモログについてのスクリーニング結果を精査して、昆虫工場生産系において組換えタンパク質の分泌、修飾に深く関与していると推測される8つの候補遺伝子を絞り込んだ。これらの遺伝子の機能解析を進め,糖鎖修飾・分泌関連遺伝子の発現制御機構の解明を試みている。2についても、カイコバキュロウイルス発現を用いて多様なENGaseの発現・精製と機能解析を行った。また、活性部位に変異を挿入した糖鎖付加反応を起こすエンドグリコシダーゼも作製し、組換えタンパク質のN-結合型糖鎖のリモデリングに使用できることを確認し、その実用化に向けて改良を進めている。3については、まず、これまで報告されていなかったカイコにおけるウイルス重感染排除の概要を理解することができた。そして、重感染排除の軽減を目的としたウイルス改良に着手し、北海道大学との共同研究により、重感染排除に関わるウイルス遺伝子の候補を絞り込むことができた。今後は、原因候補遺伝子のノックアウトの組合せなどにより、本格的なウイルスの改良を試みる。1ヒトとショウジョウバエのデータベースより選抜した、小胞体・ゴルジ関連のカイコホモログ219遺伝子、糖鎖修飾関連のカイコホモログ70遺伝子に関して、当研究室で開発したRNAiが誘導可能なカイコ培養細胞を用いた遺伝子機能阻害が、組換え糖タンパク質の分泌量・糖鎖修飾に与える影響を半網羅的に解析した。その結果、分泌量・糖鎖構造の変化が認められた8つの候補遺伝子が選抜された。2GH85およびGH18ファミリーに属する複数種のエンドグリコシダーゼについて、カイコでの発現確認及び精製を行った。EndoS、EndoLL、EndoD、EndoCE、Human ENGASEの発現が確認され、EndoS、EndoLLではそれぞれ複合型、高マンノース型糖鎖に対する活性が確認された。また、EndoSについては、加水分解活性部位に変異を入れた変異体を作製し、加水分解活性の大幅な抑制と、糖鎖転移活性を確認し、カイコで発現・精製した組換えエンドグリコシダーゼおよびその変異体が糖鎖のリモデリングに使用できることを確認した。3予備実験として、九州大学保存のカイコ突然変異系統を用いて、二重感染に適した系統の選抜を行ったが、重感染排除の影響が強く、有用な系統は見出せなかった。また、カイコ培養細胞でも強い重感染排除が確認された。以上のことから、多重感染による糖鎖改変を行うためには、ウイルス側の改変により重感染排除を緩和する必要があると考えられた。そこで、重感染排除の原因因子を特定するために、北海道大学が所有するBmNPVの各遺伝子をノックアウトした変異体ライブラリ(Ono et al., 2012)を一次感染に使用し、二次感染のウイルスを感染させるスクリーニングを実施した。その結果、重感染排除が軽減された実験区が9つ確認され、それぞれのノックアウトした非必須因子が重感染排除の原因候補となった。本研究は、カイコを利用して高品質な分泌性糖タンパク質を効率的・安定的に生産可能なシステムの確立を最終目的としており、以下の3つの計画に基づいて研究を進めている。1大量分泌生産を支える、カイコ細胞内の分泌・修飾機構の解明