hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強くねじれた光場中でのキラル核形成による結晶キラリティ制御

当初の平成29年度計画では、(1)キラル金属ナノ構造体のプラズモン近接場中で誘起されるキラル結晶化で得られる結晶鏡像体過剰率と近接場のOCの値の相関調査(2)キラル有機分子の結晶化への拡張を目標としていたが、研究進捗状況を加味し前年度の研究成果として得られた(1)プラズモニックバブル誘起キラル結晶化において鏡像異性過剰率の調査(2)プラズモン近接場光学捕捉による結晶化法の確立を目標とした。目標(1)について、昨年度の段階では統計的に有意な鏡像異性過剰率が観測されていたが、現在再現性の問題が生じており、OCとの相関を調査する段階に至っていない。一方で、アキラルなプラズモン構造へ直線偏光を照射した際に起こるプラズモニックバブル誘起キラル結晶化において、一度の結晶化で得られる数100個のキラル結晶の鏡像体の利き手が揃いキラリティ対称性が大きく破れる現象を見出した(論文投稿中)。目標(2)について、アセトアミノフェン水溶液を結晶化母液として用い、母液薄膜に浸漬した金属ナノ構造体へ集光レーザーを照射すると集光点を中心として多結晶が円環状に析出・分布し、レーザー照射をとめると結晶が溶解する現象を発見した(論文執筆中)。この現象は分子クラスターのプラズモン光学捕捉による結晶化を示唆しており、近接場中での結晶化手法の確立に近づく成果である。今後は、本研究で見出されたプラズモン光学捕捉結晶化をキラル結晶化の系で実施することにより鏡像異性過剰率の評価を行う予定である。プラズモニック光学捕捉結晶化を実現するため、最適な励起光波長及び出力を探索する。並行して、FDTD計算によるOC評価とキラル金属ナノ構造の最適化及び最適化されたナノ構造の作成を行う。プラズモニック光学捕捉結晶化の実現の後、最適化されたナノ構造を用いて、キラル結晶化を誘起することにより、可能な限り大きな結晶鏡像体過剰率実現を目指す。その後、OCをパラメータとして鏡像異性体過剰率を調査することで、捻れた近接場の結晶キラリティ制御への効果を実証する。実証後、種々キラル分子の結晶化の系に本手法を適応し、実際に鏡像異性過剰が誘起可能か検証する。また、今回観察された新しい結晶化機構の解明にも取り組む。機構解明後、NaClO3以外の化合物の結晶化を試み、多形制御が可能かどうか調査していく。結晶成長学
あらゆる不正転送を検知可能な超軽量型ストリーミング流通監視システム

本研究グループでは、動画特有のトラヒックパターンの利用によって動画が視聴されているか否かを検知する技術を研究してきた。しかし、近年ストリーミング動画にも暗号化が施される場合がほとんどとなり、既存の技術では暗号化へのロバスト性が低く、新たな手法の考案が大きな課題であった。そこで本研究では、暗号化ストリーミングに対応できる新たな視聴検知技術を確立し、その性能と有効性を評価した。本研究は、あらゆるストリーミング動画を視聴検知可能な次世代コンテンツ流通監視技術に関する研究である。ストリーミングはこれまで一旦暗号化されてしまうと外からはそれが何の動画であるか知ることはできなかった。暗号化はコンテンツの著作権保護に必要な技術であるが、一方コンテンツの流通の状況を隠蔽することにもなり悪用が懸念される。本研究では、これまで試みられることがなかった暗号ストリーミングの可監視性に挑戦し、暗号化されたストリーミングにおいても、流通しているトラヒックが何の動画であるかを正確に推測する技術を開発し、ストリーミングコンテンツの悪用防止技術の向上に貢献することを目的としている。本年度は以下の3項目について基礎研究を行った。1.暗号化通信に特化したトラヒックパターン生成方法に関する研究パケットロスなどを考慮するとトラヒック量を加工したトラヒックパターンの生成が必要である。暗号化された動画ストリーミングトラピックでは暗号化プロトコルにより特性・特徴が異なる可能性があるため、その特性調査を行った。2.トラヒックパターンのマッチング方法に関する研究トラヒックパターンの特性が変わると、トラヒックパターンのマッチング方法についても検討が必要になる。マッチング方式には様々な手法が存在するため、最適なマッチング手法を検討した。3.マッチング結果による視聴有無の判定技術の研究トラヒックパターンのマッチングを行った後、ユーザが動画を視聴しているかどうかをシステムにて判定する必要があり、その機構についての研究を行った。具体的には、トラヒックパターンのマッチング結果により視聴判定を行う際に利用する判定閾値の検討を行った。本研究は、あらゆるストリーミング動画を視聴検知可能な次世代コンテンツ流通監視技術の確立を目指す研究である。あらゆるストリーミングに対応するためには、近年普及している暗号化トラヒックへの対応が必須である。暗号化はコンテンツの著作権保護に必要な技術であるが、一方でコンテンツの流通状況を隠蔽することにもなり悪用が懸念されている。そこで本研究では、これまでに試みられることがなかった暗号ストリーミングの可監視性に挑戦し、暗号化されたストリーミングにおいても、流通しているトラヒックが何の動画であるかを正確に推測する技術を開発し、ストリーミングコンテンツの悪用防止技術の向上に貢献することを目的としている。本年度は、昨年度実施した研究成果をベースとし、(1)暗号化通信に特化したトラヒックパターン生成、(2)トラヒックパターンのマッチング、(3)マッチング結果による視聴有無の判定、の3つを統合したプロトタイプの作成を行った。プロトタイプは、視聴トラヒックをサーバ側およびユーザ側にて観測するモジュール、観測されたトラヒック量を視聴検知サーバに送るデータ転送モジュール、サーバ側とユーザ側のトラヒック量を基に生成されたトラヒックパターンを用いたパターンマッチングによりユーザの動画コンテンツ視聴を検出する視聴検知モジュールの3モジュールから構成され、これらの開発を行った。プロトタイプを用いた実験により、暗号化されたストリーミングの視聴検知が高い精度で可能であることを確認した。
シリコン結晶書面に形成される薄い自然酸化膜に関する研究

今までに設立した評価技術をもとに主として反応性イオンエッチングによる酸化膜の除去に関する研究を行った。1)シリコン表面に形成された酸化膜の反応性イオンエッチングによる除去、各種ガス、エッチング条件により酸化膜を除去する方法を見出したが、この除去の際シリコン青酉に大量の物理的ダメ-ジが導入され、このダメ-ジはアニ-ルによっても取除けられないことを見出した。このため、酸化膜を除去でき、比較的ダメ-ジ導入の少いエッチング技術の確立と行った。この方法の一つとして從来用いられているガスに比べ、分子量の大きなエッチングガスを用いる方法が有用であることを提案した。2)エレクトロンサイクロトロン、共鳴プラズマエッチングによる酸化膜の除去エレクトロンサイクロトロン共鳴プラズマはCVDやAeのエッチングに用いられているが、酸化膜のエッチングに用いた例はほとんどなかった。本年度の研究では酸化膜を高いエッチング速度で、高い選択比でエッチング技術を確立した。この方法により0.3ミクロン以下の微細寸法のコンタクト開は、酸化膜除去を極く低ダメ-ジで賢現できることを確証した。シリコン表面に形成される自然酸化膜は従来のアルミ電極技術では除去が容易であったが、起LSIでは、この除去ができないため、深刻な問題となっている。本年度はシリコン表面の洗浄後直ちに形成されるごく薄い自然酸化膜に関し下記の研究を行った。1)従来は1020Åのごく薄い酸化膜に対する評価法が確立されていなかったが、新たに購入した薄膜X線回折装置(アタチメント)を用いた評価法を確立した。2)この評価結果と電子線回折、透過型電子顕微鏡、グランシングアングルRBS法などの物理的な評価結果との相関関係を現在求めつつある。3)シリコン表面にアイランド状に形成された自然酸化膜量をこの表面にアルミ電極を堆積、ノンアロイオ-ミック電極のコンタクト抵抗値から、定量的に評価する方法を確立した。4)この電極のシンタになって生じるアルミ-シリコン酸化膜の還元反応の詳細をコンタクト抵抗値、界面反応の解析を行った。失年度に本予算で購入した薄膜X線回析測定アタチメントを用い、シリコン表面に形成されるごく薄い自然酸化膜について評価を行った。またエリプリメ-タ、サ-マウエ-ブ法、RBS法による評価技術も確立した。また自然酸化膜/シリコンの異面についてレ-ザビ-ム表面粗さ計、TEM(断面透過型電子顕微鏡)による評価を進めている。またこの異面に対する異面装位のライフタイムを測定するため、表面再結合速度とバルクのライムタイムを分離する測定プログラムを完成、測定結果に対し、実際に分離した値を得た。これらの結果をベ-スにし、一度清浄化したSi表面に再び形成される自然酸化膜の形成の詳細、メカニズム解明に関する実験を進行中である。まだ表面改質に関する研究も行っていて、形成される自然酸化膜の膜質、膜厚、異面制御を行う予定である。上記の研究成果は下記の論文に一部発表済である。
NKT 細胞依存性肝炎における肝細胞障害の抑制メカニズムの解析

糖脂質alpha-galactosylceramideによって誘導されるNKT細胞依存性肝炎において、肝細胞障害の制御メカニズムを明らかにするため、本研究においては、以下の2つのファクターに注目して解析を行った。1. Ras GAP proteinであるRASAL3が、NKT細胞に発現することを見出し、RASAL3欠損マウスを作製することにより、RASAL3がNKT細胞のサイトカイン産生能などの機能を制御することにより、NKT細胞依存性肝炎を増悪させることが明らかになった。2.肝炎とともに肝臓に増加するMDSC骨髄由来抑制細胞が、NKT細胞依存性肝炎を抑制することが明らかになった。応募者らは、糖脂質であるalpha-galactosylcermaideをマウスに投与すると、肝臓のNKT細胞が活性化し、正常な自己肝細胞を障害して肝炎を誘導することを見いだし、自己免疫性肝炎マウスモデルとして確立した。このNKT細胞依存性肝炎においては、肝細胞障害がどのように制御されているかという点で、不明な点が多い。本研究においては、NKT細胞が活性化されて肝炎が誘導される過程で、肝細胞障害を制御するメカニズムについての解析を行うことを目的としている。平成26年度は、この肝炎モデルにおいて、肝炎発症の早期に、CD11b+Gr-1+骨髄系細胞が肝臓に著明に増加することを見出した。この肝炎発症に伴って増加する骨髄系細胞の正常を解析すると、活性化マーカーであるCD69を発現していることが判明した。さらに、機能的にも、これらの骨髄系細胞は、IFN-gやTNF-aといったサイトカインを産生することも明らかにできた。NKT細胞の活性化に伴う肝細胞障害の制御に、これらの骨髄系細胞が関与することが示唆された。応募者らは、糖脂質であるalpha-galactosylcermaideをマウスに投与すると、肝臓のNKT細胞が活性化し、正常な自己肝細胞を障害し、急性の肝炎を発症することを見いだし、NKT細胞依存性肝炎マウスモデルとして確立した。RASAL3を欠損するマウスに、alpha-galactosylceramideを投与しNKT細胞を活性化すると、野生型マウスに比較し、血清中に産生されるIL-4、IFN-g、TNF-aの量が低下していることが分かり、RASAL3は、NKT細胞の機能を制御することが示唆された。さらに、RASAL3欠損マウスでは、NKT細胞依存性肝炎の程度が、野生型マウスに比し、軽いことが分かった。以上の結果により、RASAL3は、NKT細胞の機能を調節し、NKT細胞依存性肝炎を制御する因子であることが示唆された。RASAL3は、NKT細胞の機能を調節し、NKT細胞依存性肝炎を制御する因子であることが示唆する結果を得ることができ、その研究成果を論文として発表することができた。NKT細胞は、T細胞、B細胞、NK細胞に次ぐ第4のリンパ球であり、通常のT細胞とは異なり、糖脂質を認識するT細胞である。人工的に合成された糖脂質であるalpha-galactosylcermaide (a-GalCer)はNKT細胞を強力に活性化するが、これをマウスに投与すると、肝臓のNKT細胞が活性化し、その自己反応性により正常な自己の肝細胞を攻撃し、肝障害が起こることを応募者らは報告した(Eur J Immunol 30: 1919, 2000)。また、このモデルにおいて、B-1細胞の活性化に伴う自己抗体産生が起こることも明らかにしている(Immunology 133: 21, 2011)。このモデルは、a-GalCer誘導性肝炎あるいはNKT細胞依存性肝炎と呼ばれ、自己免疫性肝炎マウスモデルとして研究されている。しかし、このNKT細胞依存性肝炎のメカニズムについては、解明されるべき多くの点が残されている。応募者らは、この肝炎モデルにおいて、肝炎発症早期から、特に肝臓において、著しくCD11b+Gr-1+骨髄系細胞が増加することを確認していた。このCD11b+Gr-1+骨髄系細胞は、炎症などの免疫反応を抑制することが知られており、平成28年度は、この肝炎モデルで増加するCD11b+Gr-1+骨髄系細胞が、肝炎における組織傷害を、抑制しているのではないか、という観点から研究を行った。しかし、予想に反し、これらのCD11b+Gr-1+骨髄系細胞は、肝炎の病態を、抑制するのではなく、むしろ悪化するという結果が得られた。最終年度である平成28年度に実施した実験が、マウスの繁殖状況悪化等により、想定以上に時間を要した。また、得られた結果が、当初想定していたものとは大きく異なることが判明し、研究計画の大幅な修正が必要となった。NKT細胞は、通常のT細胞とは異なり、糖脂質を認識するT細胞である。糖脂質alpha-galactosylceramide(a-GalCer)は、NKT細胞を特異的に活性化する。a-GalCerをマウスに投与すると、肝臓のNKT細胞が活性化し、自己の肝細胞を傷害して肝障害を誘導される。本年度は、このa-GalCerを投与することにより発症するNKT依存性肝炎マウスモデルにおいて、顆粒球系マーカーと単球/マクロファージ系マーカーを同時に発現する骨髄由来抑制性細胞(myeloid derived supressor cells: MDSC)が、肝臓や脾臓などで著明に増加するこを見出した。

さらに、このMDSCがNKT細胞依存性肝炎の病態にどのように関与するかを調べた。NKT細胞依存性肝炎で増加するMDSCは、Gr-1の発現により、Gr-1を高発現するGr-1-highと、Gr-1を中等度に発現するGr-1-lowの2つのサブセットに分けることができた。セルソーターでこの2つのサブセットのMDSCをソーティングし、NKT細胞依存性肝炎を発症したマウスに移入したところ、Gr-1-highのMDSCは、NKT細胞依存性肝炎を悪化させ、一方、Gr-1-lowのMDSCは、NKT細胞依存性肝炎を抑制することが明らかになった。さらにそのメカニズムを追及したことろ、それぞれのMDSCは、TNF-alphaの産生を制御することにより、NKT細胞依存性肝炎の病態を制御していることが明らかとなった。現在、これら結果をもとに、英文論文を作成中であり、研究成果の発表を予定している。糖脂質alpha-galactosylceramideによって誘導されるNKT細胞依存性肝炎において、肝細胞障害の制御メカニズムを明らかにするため、本研究においては、以下の2つのファクターに注目して解析を行った。1. Ras GAP proteinであるRASAL3が、NKT細胞に発現することを見出し、RASAL3欠損マウスを作製することにより、RASAL3がNKT細胞のサイトカイン産生能などの機能を制御することにより、NKT細胞依存性肝炎を増悪させることが明らかになった。2.肝炎とともに肝臓に増加するMDSC骨髄由来抑制細胞が、NKT細胞依存性肝炎を抑制することが明らかになった。肝炎の発症早期に、肝臓に、骨髄系の細胞が著明に増加することを見出し、また、これらの細胞が機能的にも活性化しており、肝炎の発症制御に大きく関与していることを示唆するデータが得られた。RASAL3は、NKT細胞の機能を調節し、NKT細胞依存性肝炎を制御する因子であることが示唆する結果を得ることができ、その研究成果を論文として発表することができたが、そのメカニズムに関しては、まだ不明な点が残されており、それらを更に追及していきたい。平成28年度に得られた実験結果が、当初想定していたものとは大きく異なることが判明し、研究計画の大幅な修正が必要となった。新たな実験を行うため、G-CSFノックアウトマウス、G-CSFレセプターノックアウトマウス、G-CSFトランスジェニックマウスなどの遺伝子改変マウスを導入して解析を進める。それにより、肝炎モデルで増加するCD11b+Gr-1+骨髄系細胞が肝炎における組織傷害を悪化させるメカニズムについて明らかにしたい。肝臓病学NKT細胞依存性肝炎モデルにおいて、CD11b+Gr-1+骨髄系細胞が肝臓に著明に増加することが明らかになったため、平成27年度は、この細胞群がどのように肝細胞障害の制御に関与しているかを追求していく。本年度は、研究計画が順調に進み、実験動物や試薬の購入を最小限に抑えらた。予想に反した結果が得られた場合には、実験の軌道修正のため、追加の試薬等の購入等を想定していたが、その必要がほどんどなく、想定していた予算を全て使用する必要がなかったため。最終年度に実施した実験により得られた結果が、当初想定していたものとは大きく異なることが判明し、研究計画の大幅な修正が必要となった。
土地利用と過放牧の因果関係に関する空間計量経済学的研究～カザフスタンを事例として

カザフスタンでは経済発展により都市農村格差が拡大し、農村部の畜産農家は自給的生活を迫られ、結果的に高コストな移動放牧が実施できない状況にある。土地利用と土地劣化の状態を空間的に把握することにより、特に村周辺の共有地において放牧圧が高まり土地劣化が進んでいることが確認された。農家の共有地への放牧行動については、資産状況や放牧に対する知識が大きく影響を与えていることが明らかとなった。さらに体制移行後、農地の利用権を農民に開放したものの、農家の権利に対する意識や知識があいまい且つ不十分であるため効率的な土地利用が進んでいないことが明らかとなった。平成26年度の主な研究実施内容は、(1)カザフスタンにおける農業関連施策のレビュー及び公的統計データの分析を行い、ソ連解体後のカザフスタンの農業の現状を明らかにするとともに農村地域における実証分析に向けた分析フレームワークの構築を行うこと、(2)現地調査を行い、農村部における牧畜活動の現状及び村周辺の共有地の利用状況と土地劣化の実態を明らかにすること、の2点であった。(1)の成果については以下の通り。1991年の独立以後、ロシアの影響下でソ連を構成していた他の共和国との分業体制が維持されていたが、1993年の国家独自通貨の導入を機に、計画経済から市場経済へと大きく転換し、農業分野においても本格的な民営化政策や土地改革が開始されている。本研究では、農家を農業企業(agricultural enterprises)、専業農家(country (farmer) economy)、兼業農家(population economy)に区別し統計整理を行った結果、カザフスタンでは専業農家より兼業農家が家畜を多く所有する現状が明らかとなった。(2)の現地調査の成果としては、兼業農家の多くは所有家畜ための放牧地を持たないため、村周辺の公共地に家畜放牧を通年行っている可能性が高いことが明らかとなった。また、専業農家についても利用可能な放牧地を遠方に所有しているにもかかわらず有効利用されていない。移動放牧については、農家の実施意欲は高いが、時間経過による放牧ルートの喪失や放牧コストの問題により、実際に実施する農家はごく少数に限られている実態が明らかとなった。以上を踏まえ、マイクロデータに基づく計量経済学的な分析フレームワークを現在構築中である。市場経済化が進むカザフスタンでは、放牧地が豊富に存在しているにも関わらず、一部の農村部では局所的に土地劣化が指摘されるというジレンマに直面している。そこで本研究では、農家データを用いることにより放牧地の利用実態を空間的に把握するとともに、部分的に進む土地劣化の要因を社会科学的な観点から明らかにすることを目的とした。まずカザフスタンにおける農業政策に関連する文献及び統計データ、さらには土地所有制度に関連する法律および精度に関する文書をサーベイし、同国の土地利用、特に放牧地の利用実態を把握するための基礎的知見を整理した。カザフスタンではソ連崩壊後、家畜飼養頭数が減少し、家畜一頭当たりの放牧地面積が増加する一方で、ソ連崩壊後に実施された民営化政策・土地改革の影響で広範な放牧活動が制約されるとともに、効率的な土地利用が阻害されている可能性が示唆される。現地調査では、同国において経済発展により都市農村格差が拡大し、農村部の畜産農家は自給的生活を迫られ、結果的に高コストな移動放牧が実施できない状況にあることが確認された。また、土地利用に関する空間的データに関しては、分析に耐えうる十分なリモートセンシングのデータが得られなかったため、農家データに基づく土地利用度及び荒廃度のデータを用いている。これらのデータ分析により、村周辺の共有地において放牧圧が高まり土地劣化が進むとともに、農家の共有地への放牧行動に資産状況が影響を与えている実態が明らかとなった。さらに、ソ連崩崩壊後、農地の利用権を放牧民に解放したものの、農家によるその空間的位置や利用権範囲が把握があいまいかつ不十分なため、効率的な土地利用が進んでいない実態が明らかとなった。今後は、これら実証分析の精度を高めるための工夫を行う予定である。概ね順調に推移しているが、分析に有効な空間データの入手が困難であり、その調査設計のため、H26年度中に実施予定であった農家調査はH27年度前期に実施する予定である。農業経済学分析に用いる農家調査データをH27年度前期中に実施する。聞き取り項目は、1経営状況、2農地の所有状況、3共有地・放牧地の利用状況、4過放牧に対する認識等である。得られたデータを用い、農家の経営属性と過放牧発生との因果関係について空間計量経済分析を行う。具体的には、経営内容(規模や専業/兼業の別等)や土地の所有状況、共有地・放牧地の利用状況等が過放牧の発生とどのような影響を与えているかを実証的に分析する。現地におけるマイクロデータ収集のためのアンケート調査の実施が、遅れているため。H27度前期中には、アンケート調査を実施し、残額の大半を執行する予定である。
放射性降下物を用いた釧路湿原流入河川の流域土砂動態に関する研究

本研究の目的は、湿原における過去約100年間の土砂堆積実態を明らかにし、1960年代を境に激変した流域の土地利用が土砂動態に与える影響を検討することである。本年度は、湿原内における堆積土砂の年代測定に基づいて土砂堆積量を推定し、昨年度までの流域土砂生産・流送・氾濫堆積過程の解析結果と併せて、土地利用変化に伴う流域土砂動態の変化実態を明らかにした。【調査及び分析】昨年度に引き続き、河床縦横断測量及び浸食量モニタリングと湿原土壌の放射能(^<137>Cs、^<210>Pb)測定を実施した。また、粒度、有機物含有率及び土粒子密度も測定した。【データ解析】湿原内の堆積速度は^<137>Cs及び^<210>Pb測定に基づく年代測定により推定した。また湿原堆積土砂量を推定するため、土層区分と^<137>Cs分析による1963年表土深との関係について検討した。さらに浸食量データより推定した年間土砂生産量を既存の土砂流送量データと比較検討した。【本年度の成果】河川湿原流入部では、明渠排水路工事期間(196070年代)に顕著な土砂堆積が認められ、工事以前(194050年代)と以降(1980年代)の堆積速度は十数倍に増加していた。湿原流入部における1963年以降の微細土砂堆積量(約7500t/year)は、土砂流送量(約9900t/year)と同オーダーであり、湿原流入土砂の大部分が湿原流入部で氾濫堆積していることが明らかとなった。一方、中流域で19851990年以降に河床低下が進む流路直線化区間の微細土砂生産量は4400t/yearであり、土地利用開発後の新土砂生産源としての重要性が示された。さらに中流域氾濫原では土砂貯留量の減少が示唆された。以上から、流路直線化により中流域では微細土砂貯留量の減少と生産・流送量の増加がもたらされ、下流湿原内の堆積速度が大きく増加したものと考えられる。本年度は、既存情報・資料の収集及び解析と現地踏査に基づく研究対象流域の基礎情報収集及び確認を実施した。【既存データの解析】まず、1980年以降久著呂川下流で観測された水位・流量データ(国土交通省北海道開発局の観測データ)を用いて久著呂川の流況を整理し、1995年9月1996年8月に観測された流域全体をカバーする4定点における水位・濁度データを用いて、セディメントバジェット(土砂収支)及び流量・浮流砂濃度解析を行った。その結果、秋季の降雨出水時とともに春季の融雪出水時に土砂が湿原内へ氾濫堆積していることが示唆され、とくに中流域において大量に土砂が供給されていることが分かった。流量解析から湿原への濁水氾濫は毎年数回起きていることが示唆された。【現地調査】中流域の河床浸食及び氾濫堆積状況を確認するため、現地踏査を実施し、同時に浸食量モニタリング(浸食ピンの打設及び地形測量)、堆積土砂の採取を行った。これまでの測量結果と併せて河床低下量を推定すると、最大で年間1mも河床が低下していることが明らかとなった。久著呂川流域の表層地質は、上流域は火山灰及び凝灰岩質岩石で、中流域は未固結の氾濫原堆積物で構成されており、露出した裸地斜面から凍結融解によって容易に土砂が生産されることが確認された。【分析】土砂堆積・浸食量を^<137>Cs及び^<210>Pbを用いて推定するために、北海道大学アイソトープ総合センターにおいて土砂試料中の^<137>Cs及び^<210>Pb濃度をγ線スペクトロメトリーによって測定した。また、土砂試料の粒度分析を実施するための前処理として、土砂試料の含有有機物を過酸化水素処理によって除去した。^<137>Cs及び^<210>Pb分析は現在進行中であり、粒度分析は来年度実施することとする。本年度は、初年度までの情報・解析結果を基に現地調査及び分析・解析を行い、また、既に得られた結果について国内外の学会で発表し、議論を深めた。具体的な成果は以下のとおりである。【現地調査】久著呂川流域氾濫原の土砂堆積実態を把握するため、地形測量、樹木地形学的調査及び土壌サンプル採取を行った。また、土砂生産実態を計測するため、河床縦横断測量及び浸食量モニタリングを実施した。【分析】採取した土壌サンプルの放射能(Cs-137、Pb-210)測定は、サンプル管に測定試料を調製した後、北海道大学アイソトープ総合センターにおいてγ線測定装置を用いて実施した。また、篩い分け試験による粒度分析についても実施した。【データ解析】流域全体の土砂動態を把握するため、空中写真判読により氾濫原面積、流路形状の時空間変化を解析し、氾濫堆積による細粒土砂貯蓄量を推定した。

また浸食量データより年間土砂生産量を推定し、既存の土砂流送量データとの比較検討を行った。【本年度の成果】土地利用開発の前後に変化した流域の水土流出機構として、流路の直線化(排水路造成)による一時的な排水能力増加と氾濫堆積量の減少、それに起因する直線化区間上流側での河床・河岸浸食による土砂生産量の増大、及び下流側における濁水の再氾濫堆積実態が明らかとなった。【研究成果発表】砂防学会(天童市)、日本地形学連合(豊中市)及び国際地形学会議メキシコ地方会議(メキシコ・メキシコシティー)で発表し、有意義な議論を展開できた。なお、これまでの研究成果の一部はCATENA誌第55巻213-229頁に掲載され、国際地形学会議における発表内容を中心にCATENA誌に投稿し、現在査読中である。本研究の目的は、湿原における過去約100年間の土砂堆積実態を明らかにし、1960年代を境に激変した流域の土地利用が土砂動態に与える影響を検討することである。本年度は、湿原内における堆積土砂の年代測定に基づいて土砂堆積量を推定し、昨年度までの流域土砂生産・流送・氾濫堆積過程の解析結果と併せて、土地利用変化に伴う流域土砂動態の変化実態を明らかにした。【調査及び分析】昨年度に引き続き、河床縦横断測量及び浸食量モニタリングと湿原土壌の放射能(^<137>Cs、^<210>Pb)測定を実施した。また、粒度、有機物含有率及び土粒子密度も測定した。【データ解析】湿原内の堆積速度は^<137>Cs及び^<210>Pb測定に基づく年代測定により推定した。また湿原堆積土砂量を推定するため、土層区分と^<137>Cs分析による1963年表土深との関係について検討した。さらに浸食量データより推定した年間土砂生産量を既存の土砂流送量データと比較検討した。【本年度の成果】河川湿原流入部では、明渠排水路工事期間(196070年代)に顕著な土砂堆積が認められ、工事以前(194050年代)と以降(1980年代)の堆積速度は十数倍に増加していた。湿原流入部における1963年以降の微細土砂堆積量(約7500t/year)は、土砂流送量(約9900t/year)と同オーダーであり、湿原流入土砂の大部分が湿原流入部で氾濫堆積していることが明らかとなった。一方、中流域で19851990年以降に河床低下が進む流路直線化区間の微細土砂生産量は4400t/yearであり、土地利用開発後の新土砂生産源としての重要性が示された。さらに中流域氾濫原では土砂貯留量の減少が示唆された。以上から、流路直線化により中流域では微細土砂貯留量の減少と生産・流送量の増加がもたらされ、下流湿原内の堆積速度が大きく増加したものと考えられる。
空気式アクティブサスペンションの構造と制御の同時最適化

著者は車体に伝わる振動遮断抑制特性や車体の姿勢変化抑制特性などの車両運動特性を向上させるために,空気圧サーボ式アクティブサスペンションの構造系および制御系を同時に最適化する手法の確立を最終的な目的としている.本研究では,その初期段階として,1/4車両モデルに対して車体の振動遮断抑制特性を向上させるための空気圧サーボ式アクティブサスペンションの構造パラメータと制御パラメータの同時最適化手法の確立を目的とした.一般に,振動遮断抑制特性はサスペンション粘性抵抗係数に支配されるので,サスペンション粘性抵抗係数を最適化したい構造パラメータとして選んだ.一方,制御パラメータには,著者らの研究成果より振動遮断抑制特性の向上に有効であった外乱オブザ-バと状態フィードバック制御を併用した2自由度制御系の状態フィードバックゲインを選んだ.実際にはコンピュータ制御されること,さらに空気圧サーボ系のむだ時間の扱いを容易にするために離散時間系の最適化手法を検討した.通常の最適制御で使われている状態量と操作量の2次形式評価関数中に構造パラメータの効果を2次形式の付加項として導入することにより,構造パラメータの効果と制御の効果を同じ評価関数中で評価した.本研究で確立した構造パラメータと制御パラメータの同時最適化手法の有効性を計算機シミュレーションにより確認し,その成果の一部を平成8年11月29日に岡山大学で開催された計測自動制御学会主催の第11回流体制御シンポジウムにおいて『空気式アクティブサスペンションの構造系を制御系の最適化』と題して発表した.著者は車体に伝わる振動遮断抑制特性や車体の姿勢変化抑制特性などの車両運動特性を向上させるために,空気圧サーボ式アクティブサスペンションの構造系および制御系を同時に最適化する手法の確立を最終的な目的としている.本研究では,その初期段階として,1/4車両モデルに対して車体の振動遮断抑制特性を向上させるための空気圧サーボ式アクティブサスペンションの構造パラメータと制御パラメータの同時最適化手法の確立を目的とした.一般に,振動遮断抑制特性はサスペンション粘性抵抗係数に支配されるので,サスペンション粘性抵抗係数を最適化したい構造パラメータとして選んだ.一方,制御パラメータには,著者らの研究成果より振動遮断抑制特性の向上に有効であった外乱オブザ-バと状態フィードバック制御を併用した2自由度制御系の状態フィードバックゲインを選んだ.実際にはコンピュータ制御されること,さらに空気圧サーボ系のむだ時間の扱いを容易にするために離散時間系の最適化手法を検討した.通常の最適制御で使われている状態量と操作量の2次形式評価関数中に構造パラメータの効果を2次形式の付加項として導入することにより,構造パラメータの効果と制御の効果を同じ評価関数中で評価した.本研究で確立した構造パラメータと制御パラメータの同時最適化手法の有効性を計算機シミュレーションにより確認し,その成果の一部を平成8年11月29日に岡山大学で開催された計測自動制御学会主催の第11回流体制御シンポジウムにおいて『空気式アクティブサスペンションの構造系を制御系の最適化』と題して発表した.
子宮頚部扁平上皮癌の発生・進展におけるRB-E2F系の関与

ヒト扁平上皮癌の発生・進展にRB-E2F系の細胞増殖制御機構の破綻が大きく関与していると推定される。本研究では、RB蛋白の以上発現、HPV-16型、18型のE6遺伝子、E7遺伝子の組込みの有無を24症例の子宮頚部扁平上皮癌で検討し、更に肺扁平上皮癌11症例のE2FmRNA量について癌と非癌部で比較検討した。その結果、子宮頚部浸潤性扁平上皮癌24症例ではHPV16型E6遺伝子は87.5%、E7遺伝子は71.4%組込まれていた。また、RB蛋白は80.9%,86.6%と同様に高率に陽性であった。HPV18型ではHPV16型に比べ組込み率は少なくRB蛋白の発現も低かった。肺扁平上皮がん11症例について組織内E2F-1mRNA量を測定した結果、癌組織では5.3±3.8fg/ng total mRNA、正常組織では1.2±0.5fg/ng totalmRNAであり、癌組織におけるE2F系の過剰発現があるものと推定された。RB蛋白は正常組織では確認できなかったが癌組織では常に陽性であった。RB蛋白異常発現-E2F過剰発現が扁平上皮癌の発生・進展に深く関与しているものと推定された。1.HPV遺伝子の検索子宮頸部病変CIN I,CIN II,CIN III,ISCC合計82例(内βグロビンで増幅可能例は67例,81.71%)について、DNAを抽出し、HPV16,18型などのE6,E7領域を含む悪性型群とHPV6,11型のE6,E7領域を含む良性型群について比較検討した。その結果悪性型のE6,E7領域が組み込まれている場合はCIN I,II,III,ISCCともに約50%であるのに対し、良性型のE6,E7領域が組み込まれている場合はCIN IIとIIIにそれぞれ1例のみであった。2.RB癌抑制遺伝子のmRNAの量の検索肺癌扁平上皮癌の新鮮生材料を用いて、RB癌抑制遺伝子のmRNAを定量予定であるが、現在RBのRNA-CRS(内部標準)を作成中である。そこでE2F-1遺伝子のmRNA量を肺扁平上皮癌でQuantitative RT-PCR法で定量した。その結果E2F-1のmRNA量は非癌組織では0.41.0×10^<-5>ng/μl以内(n=9)であるのに対し、扁平上皮癌では0.84.5×10^<-5>ng/μl(n=6)と高値を示した。現在これらのデータとRB,P53PCNA,dephosphorylated RBの免疫染色結果とつき合わせている。子宮頚部浸潤性上皮癌24症例を検索した。1.HPV E7遺伝子の検索癌組織からDNAを抽出した後、E6遺伝子やE7遺伝子を含む領域のオリゴヌクレオチドプライマーを用いてPCR法を施行し、HPV16、18型の感染の有無とE7遺伝子の組み込み率を検索した。24症例のうち、HPV16型は21症例(87.5%)内71.4%にE7遺伝子をまた18型は3症例(12.5%)、内2症例にE7遺伝子を検出した。2.RB癌抑制遺伝子蛋白の検出免疫組織化学染色についてRB癌抑制遺伝子蛋白の検出を行った。HPV16型E7遺伝子が組み込まれていた15例中13症例(86.6%)に、RB蛋白が検出され、HPV18型E7遺伝子が組み込まれていた2症例中1症例(50.0%)に、RB蛋白を検出した。一方、HPV16型E7遺伝子が検出されなかった6症例中2症例(33.3%)と、HPV18型E7遺伝子が検出されなかった1例が、RB蛋白陰性であった。HPVE7遺伝子感染例と非感染例の間で、RB蛋白の表出に有意差は認められなかった。肺扁平上皮癌(RB蛋白に異常のない11症例)

およびそれに対応する非腫瘍性組織の新鮮材料を用いて、E2F-1の発現を検索した。新鮮材料よりmRNAを抽出し、Quantitative RT-PCR法にてE2F-1のmRNAを定量した。癌部のE2F-1 mRNAは1.010.0(5.3±3.8)fg/ng total mRNAであった。そのうちの5症例は9.010.0(9.2±0.5)fg/ng total mRNAであり、非癌部(0.62.4fg/ng total mRNA,1.2±0.5)に比べ有意に高値であった(P<0.001)。従って、E2F-1発現調節機構の異常によるE2F-1の過剰産生も扁平上皮癌の進展に関与している可能性が示唆された。
絶対音感保有者の音楽的音高認知過程

絶対音感は、単独に提示された音の音楽的音名を他の音を基準として比較することなしに答えることができる能力であるが、このような能力をこどもの頃に獲得すると、音高関係を処理する能力が十分に発達しないままにすぎてしまうという可能性がある。そこで、絶対音感保有者と非保有者のメロディの比較再認課題の遂行成績を比較する実験を、日本とポーランドの音楽専攻学生を被験者にして行った。被験者に、標準メロディをハ長調で記譜された楽譜の形で提示し、比較メロディを3通りの異なる調で聴覚的に提示して、これらが同じか違うかという再認判断を求めた。その結果、絶対音感を持たない被験者は、相対音高情報を用いることによって、比較メロディがどの調性で出された場合でも同じような正確さで判断することができた。これに対して絶対音感を持つ被験者は、楽譜のメロディと聴覚的メロディの調が一致する条件では高い正答率を示したが、不一致の条件では判断が不正確になった。日本とポーランドの音楽学生は基本的には同様の傾向を示した。ただ不一致条件で絶対音感保有者が成績の低下を示す傾向は、ポーランドの被験者よりも日本の被験者で顕著に見られた。また絶対音感を持たない被験者ではポーランドの学生の方が日本の学生よりも全体に高い成績を示した。以上の結果から、絶対音感保有者が音楽的高さを相対的にとらえる聞き方が弱いという傾向は、日本の音楽学生により顕著に見られるものであると言える。この実験の結果から、絶対音感保有者が、音楽的音高を調性の枠組みの中で聞こうとせずに絶対的に聞こうとする傾向があることが示されたが、今後このような認知処理のしかたの詳細を、処理の自動化の観点から検討していく予定である。絶対音感保有者は、単独に提示された音の音楽的音名を他の音を基準として比較することなしに答えることができるが、このような能力が発達した場合、音高関係を処理する能力が十分に発達しないままにすぎてしまうという可能性がある。そこで、絶対音感保有者と非保有者を被験者にして、メロディの比較再認の実験を行った。被験者に、標準メロディを楽譜として、比較メロディを聴覚的に提示して、これらが同じか違うかという再認判断を求めた。その結果、絶対音感を持たない被験者は、相対音高情報を用いることによって、聴覚的に提示された比較旋律と楽譜とのピッチの違いに影響されることなく、どの調性条件においても同じような正確さで旋律を判断することができた。これに対して絶対音感を持つ被験者は、一致条件では高い正答率を示したが、不一致条件では判断が不正確になった。また反応時間についても、これと対応した結果が得られた。これは絶対音感保有者がどの調性条件でも絶対音感ストラテジを用いていたためと考えられる。一般に用いられている楽譜表記法は、絶対音高の情報を表しており、旋律は絶対音高の系列として楽譜に表記される。しかし音楽的に重要な情報は音高関係であり、音楽家はそれを楽譜から読みとることができなければならない。この実験の結果から、絶対音感保有者が楽譜から絶対音高しか読みとっていないという可能性が示唆される。このように絶対音感保有者の移調メロディの再認成績が、非保有者よりも低かったのは、音楽専攻学生の相対音高処理が十分に訓練されていない可能性がある。これが日本の音楽教育システムの問題なのかを検討するために、今後は同じ実験を外国の音楽学生について行い、結果を比較する予定である。

絶対音感は、単独に提示された音の音楽的音名を他の音を基準として比較することなしに答えることができる能力であるが、このような能力をこどもの頃に獲得すると、音高関係を処理する能力が十分に発達しないままにすぎてしまうという可能性がある。そこで、絶対音感保有者と非保有者のメロディの比較再認課題の遂行成績を比較する実験を、日本とポーランドの音楽専攻学生を被験者にして行った。被験者に、標準メロディをハ長調で記譜された楽譜の形で提示し、比較メロディを3通りの異なる調で聴覚的に提示して、これらが同じか違うかという再認判断を求めた。その結果、絶対音感を持たない被験者は、相対音高情報を用いることによって、比較メロディがどの調性で出された場合でも同じような正確さで判断することができた。これに対して絶対音感を持つ被験者は、楽譜のメロディと聴覚的メロディの調が一致する条件では高い正答率を示したが、不一致の条件では判断が不正確になった。日本とポーランドの音楽学生は基本的には同様の傾向を示した。ただ不一致条件で絶対音感保有者が成績の低下を示す傾向は、ポーランドの被験者よりも日本の被験者で顕著に見られた。また絶対音感を持たない被験者ではポーランドの学生の方が日本の学生よりも全体に高い成績を示した。以上の結果から、絶対音感保有者が音楽的高さを相対的にとらえる聞き方が弱いという傾向は、日本の音楽学生により顕著に見られるものであると言える。この実験の結果から、絶対音感保有者が、音楽的音高を調性の枠組みの中で聞こうとせずに絶対的に聞こうとする傾向があることが示されたが、今後このような認知処理のしかたの詳細を、処理の自動化の観点から検討していく予定である。
二酸化炭素利用のための光触媒・生体触媒複合材料の創製に関する国際共同研究

本堤案は,二酸化炭素還元触媒活性を持つ機能性多孔質材料で安定化したギ酸脱水素酵素と光触媒材料とを複合化した「光触媒-生体触媒複合系」へ展開し可視光駆動型二酸化炭素-ギ酸変換系創製を目指す.本提案でキーマテリアルとなる機能性多孔質材料を設計・創製という重要な役割を国際共同研究者Kevin C-W. Wu教授と研究分担者(若手研究者)が中心となって担い,国際共同研究者と共に斬新な二酸化炭素の光還元系創製を目指す.本堤案は,二酸化炭素還元触媒活性を持つ機能性多孔質材料で安定化したギ酸脱水素酵素と光触媒材料とを複合化した「光触媒-生体触媒複合系」へ展開し可視光駆動型二酸化炭素-ギ酸変換系創製を目指す.本提案でキーマテリアルとなる機能性多孔質材料を設計・創製という重要な役割を国際共同研究者Kevin C-W. Wu教授と研究分担者(若手研究者)が中心となって担い,国際共同研究者と共に斬新な二酸化炭素の光還元系創製を目指す.
C型肝炎の肝障害機序の検討と新しい予防治療法の開発

我々は、HCVの新たな予防、治療法の開発のため、DNAワクチンとantisense RNAに取り組んできた。1)マウスにおいてHCV特異的なキラーT細胞を誘導し、さらに誘導効率をあげるために、サイトカインのDNAワクチンを試みた。その結果、IL-2とGM-CSFのDNAワクチンとの併用療法で、CTL活性およびproliferation assayの増強が認められ、特にIL-2との併用でkilling活性を50%まで上昇させることに成功した。2)次に、HCV core geneにHBs geneを結合させたDNAワクチンConstructを作製し、HBsと結合させることによって発現蛋白を分泌型に変え、一つのConstructでさらに効率よくHBVとHCVの2つのVirusから防御できるワクチンを作製することを試みた。その結果、Pre S2+ HCV core(1 aa.-154 aa.)のDNAワクチンConstructを投与したマウスで、抗HBs抗体と抗HCV core抗体の産生を認め、その抗体価は、先のHCV core DNAワクチンより高値であった。また、細胞性免疫の検討では、このDNAワクチンを投与されたマウスの脾臓リンパ球は、HCV coreとHBs抗原を表出したそれぞれのCell Lineに対しKilling活性を示した。3)さらに、新たな治療法の開発のためHIV感染症に対して取り組まれているAntisense RNAの基礎的研究をおこなった。Antisense RNA constructの開発のため、5'-noncoding regionとcore regionを含む7つのAntisense RNA constructを作製し、in vitro translationsystemを用いてHCVcore蛋白の発現抑制効果に関して検討した。その結果、5'-noncoding region全領域とcore領域の開始コドンから約60bp(nt 1-nt 402)を含むAntisense RNA constructにおいて、約50%のHCV core蛋白の発現阻害効果が認められた。さらに、このAntisense RNA constructとHCV-luciferase発現constructを、HuH7細胞へのco-transfectionして、luciferase活性にてAntisense RNAの抑制効果を調べた。その結果肝癌細胞内でも同様に約50%程度のAntisense RNAの抑制効果が認められた。すでに我々は、HCV core蛋白を持続的に発現した肝細胞癌株の樹立を報告したが、これらのHCV core蛋白発現細胞株は、親株と比較し細胞増殖速度の低下を認めたが、そのままではアポトーシスをおこさなかった。一方、C型肝炎患者で肝細胞上のFas抗原の発現増強、及びFas Ligandを発現したCytotoxic T cellの増加が報告されており、C型肝炎におけるFas-Fas-Ligand系を介したアポトーシスの働きが重要しされている。これらの事実に基ずき、HCV core蛋白のFas-Fas-Ligand系を介したアポトーシスへの影響に関して検討した。その結果、抗Fas抗体を加えると、HCV core蛋白発現細胞株のみ有意にアポトーシスが認められた。しかし、両者間にFas抗原の発現に明らかな差は認められなかった。以上の事実より、HCV core蛋白が直接細胞にダメ-ジを与えないまでも、Fasを介したアポトーシスを増強させることが明らかとなった。現在アポトーシス関連遺伝子、分子に関して検討中である。次に、治療、ワクチン開発に関してであるが、我々はすでにHCV core遺伝子を用いたDNAワクチンを開発し、マウスにおいてHCVに対するCytotoxic T細胞の誘導に関して成功している。しかし、従来の方法では、Cytotoxic活性は強くなく2.0%前後であった。

この原因は、HCV core蛋白が非分泌型の蛋白で、CD4Tを誘導できずに最終的にCytotoxic T細胞も効果的に誘導できないためと考えられた。そこで、Cytotoxic T細胞の誘導を助けるサイトカイン(IL-2,IL-4,GM-CSF)のDNAワクチンを併用したところ、HCV coreとIL-2のDNAワクチンの併用によってin vitro cytotoxic活性が50%と飛躍的に上昇した。今後は、この手法でDNAワクチンを接種したマウスに、HCV core蛋白を発現した同種の腫瘍細胞を投与し、in vivoにおけるCytotoxic T細胞の誘導能を検討する予定である。我々は、昨年度までにHCVcoreDNAワクチンを用いて、マウスにおいてHCV特異的なキラーT細胞を誘導し、さらに誘導効率をあげるためにIL-2のDNAワクチンとの併用でkilling活性を50%まで上昇させることに成功したつ今年度は、HCVcore geneにHBs gencを結合させたDNAワクチンConstructを作製し、HBsと結合させることによって発現蛋白を分泌型に変え、一つのConstructでさらに効率よくHBVとHCVの2つのVirusから防御できるワクチンを作製することを目標とした。large,middle,smallの三つのHBsと長短のHCVcore geneの組み合わせから、6つのconstructを作製し、マウスに投与した。その結果、PreS2+HCVcore(1 aa.-154aa.)のDNAワクチンConstructを投与したマウスで、抗HBs抗体と抗HCVcore抗体の産生を認め、その抗体価は、先のHCVcoreDNAワクチンより高値であった。また、細胞性免疫の検討では、このDNAワクチンを投与されたマウスの脾臓リンパ球は、HCVcoreとHBs抗原を表出したそれぞれのCell Lineに対しKilling活性を示した。しかしKilling活性値は、20%であり、新しいConstructではKilling活性の増強は認めなかった。以上より、このDNA vaccine constructは、HBVとHCVの防御免疫を誘導するが、今後免疫反応増強のための工夫が必要であり、先のサイトカインのDNAワクチンとの併用療法や、DNAワクチンの投与法に関して検討中である。
新規無毒化HSVベクターを用いた神経細胞選択的治療遺伝子デリバリーシステムの開発

本研究では、申請者らが開発した無毒化HSVベクターを応用して、神経特異的治療遺伝子を送達できる新規遺伝子治療用担体の創出を目指している。最終年度の計画は、神経特異的に転写活性が高いゲノム領域Terminal repeat (TR)領域に含まれるHSV特異的インシュレーターを欠損させたHSV変異体を用いた発現・機能解析を進めることであった。インシュレーターによる遺伝子発現制御にImmediate-early遺伝子ICP0がどのように影響するか解析するために、HSV特異的インシュレーターCTRS1/2/3、ICP0を欠損した組換えHSVを用いた発現解析を実施した。具体的には、ラット後根神経節(DRG)、海馬由来神経細胞初代培養系に対して、HSV変異体を感染させ遺伝子発現効率を検討した。その結果、前年度同様にCTRS3欠損により遺伝子発現が有意に上昇すること、またCTRS1/2欠損すると逆に遺伝子発現が著しく減少することを明らかとした。次に、同制御配列がin vivoにおいても同様にTR領域の転写活性に影響を与えるか解析を進めた。マウス座骨神経に対して、上記で使用したHSV変異体を投与し、1週間後、投与部位組織及びDRGを単離した。現在その発現解析・病理解析を進めている。以上、本研究期間を通じて、神経特異的に転写活性化するTR領域の遺伝子発現制御機構を解析し、HSV特異的インシュレーターCTRS1/2が同領域からの遺伝子発現に極めて重要な役割を果たしていること、またCTRS3欠損は同領域からの遺伝子発現向上に有用な変異である可能性を見出した。今後は本研究で得られた成果を元により洗練された神経特異的治療遺伝子送達システムの創出に力を注ぎたい。本研究では新規無毒化ヘルペスウイルス(HSV)ベクターを用いた神経細胞選択的治療遺伝子導入システムの開発を目指している。今年度はHSVベクターにおける神経特異的な治療遺伝子発現に有用なHSVゲノム領域であるTerminal repeat (TR)近傍領域に注目し、本領域の遺伝子発現調節機構を明らかとするため、以下の解析を実施した:1TR領域に含まれるHSV特異的インシュレーターの欠損変異体の作製及び機能解析、2HSV遺伝子UL41欠損変異HSVベクターを用いた遺伝子発現解析。1について、TR領域に含まれるHSV特異的インシュレーターCTRS/CTUS/CTaによる遺伝子発現調節機構を調査することを目的として、同TR領域をプラスミドベクターにクローニングを行い、同領域に含まれるHSV特異的インシュレーターCTRS3とCTRS1/2の間にレポーター遺伝子発現カセットを挿入した。本プラスミドを元にHSV特異的インシュレーターの欠損変異プラスミドを複数構築した。現在これらのプラスミドをラット神経細胞初代培養系に導入し、発現解析を進めている。また同様に同プラスミドを用いてHSV特異的インシュレーター欠損変異HSVベクターの構築も行っている。2についてはUL41欠損変異がTR領域からの神経特異的遺伝子発現に影響を与えるか解明するため、UL41欠損HSVベクターを作製した。同ベクターを用いてin vitroラット神経細胞初代培養系に対する遺伝子導入実験、ラット海馬内投与実験を実施した。その結果、UL41欠損は著しくTR領域からの神経特異的遺伝子発現を増強すること、同変異はベクターの細胞毒性には全く影響を与えないことを明らかとした。以上より、UL41欠損変異は神経特異的に治療遺伝子を送達するためには極めて有用な遺伝子変異であると考えられる。本年度はHSVゲノムTR領域の遺伝子発現調節機構を明らかとするため、同領域に含まれるHSV特異的インシュレーターの単離、それを組み込んだレポータープラスミドの作製及び機能解析を計画していた。同解析に必要なHSV特異的インシュレーターの単離、欠損変異プラスミドの作製は既に完了している。一方、概要に示したようにUL41変異HSVベクターの作製及び機能解析も実施した。同変異解析は本プロジェクトの目的である神経細胞選択的治療遺伝子デリバリーシステム構築を達成するに辺り非常に有用であると判断し、計画に加えた。しかし計画にやや変更があったため、HSV特異的インシュレーター欠損変異プラスミドの機能解析はまだ実施中となっている。以上のことから今年度の当初の研究計画はやや遅れているとした。本研究ではHSVベクターにおける神経特異的に転写活性が高いゲノム領域であるTerminal repeat (TR)近傍領域に注目し、これを利用した新規のHSVベクター開発を目指している。今年度はTR領域の遺伝子発現調節機構を明らかとするため、以下の解析を実施した:1TR領域に含まれるHSV特異的インシュレーターの機能解析、2HSV特異的インシュレーター欠損HSVベクター開発とその機能解析。1について、前年度までに作製したHSV-TR領域を搭載したレポータープラスミド解析のために、ラット神経細胞初代培養系に対してリポフェクション法、エレクトロポレーション法を用いた遺伝子導入実験を実施した。しかし遺伝子導入効率、細胞生存率が伴に極めて低く、レポータープラスミドによる検討は難しいと判断した。従って、HSV特異的インシュレーターの機能解析はHSVベクターにて直接解析を行う方が良いとの結論に至り、2の同組換えHSVベクターの作製へと進んだ。本解析を行うにあたり、まず無毒化HSVベクターのTR近傍領域に存在するHSV特異的インシュレーターCTRS1/2/3-HSVを欠損した組換えHSVをそれぞれ作製し、これらのTR領域にレポーター遺伝子AcGFPを挿入した。