hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
1ステップイムノアッセイキャピラリーの開発:診断・細胞応答解析チップへの応用

本研究では毛細管力によって試料を吸引するのみで蛍光信号が検出可能なシングルステップイムノアッセイキャピラリーを開発し、多種のキャピラリーをチップ上にアレイ化して、多種のマーカータンパクを同時にかつ1滴の試料溶液で検出可能なチップを開発することを目的とする。これを実現するために、本年度はキャピラリー内壁に1次抗体を共有結合で固定し、その表面に蛍光標識二次抗体を非共有結合(物理吸着)で固定化したキャピラリーを作製した。ここでは、作製したキャピラリーに試料を導入する際、抗原がなければ2次抗体が溶液バルクに拡散して終わるが、抗原を含んでいる場合には2次抗体が壁面に濃縮してくるため、壁面付近の蛍光強度を測定することで1ステップ免疫分析が実現できる。ここでは最も単純な系として、ヒトIgGを抗原とし、蛍光標識2次抗体を用いた実験を試みた。その結果、試料溶液導入直後および導入1時間後の蛍光画像を比較すると、抗原を含まない試料溶液では蛍光画像にほとんど変化がないのに対し、抗原を含む試料溶液の場合にはキャピラリー内壁付近の蛍光強度が増加していることがわかった。抗原濃度に対して蛍光強度変化量をプロットすると確かに抗原濃度に依存した蛍光強度変化が現れ、本アイディアの原理が検証された。以上の成果は昨年の化学・生命科学のためのマイクロシステム国際会議(Micro-TAS 2008)にて発表した。上記の実験では蛍光標識抗体を2次抗体として用いているために濃度感度はあまり高くないが、その後、酵素反応増幅の機構を採用することでng/mlオーダー以下まで検出下限が改善されることが予備実験で明らかとなったため、今後は実験方法をこちらに切り替えて当初目的である診断・創薬研究の飛躍的進展に寄与する1ステップイムノアッセイの達成を目指す。
ギャップ駆動メタ表面による高輝度熱放射光のMHz帯超高速変調の実証

機械的に極微小変位するギャップ駆動メタ表面により、放射率スペクトルを動的に変化可能であることを実験的に示した。波長34μmの中赤外光を共鳴放射する金属ストライプと金属連続膜から構成されるメタ表面のギャップを圧電素子によりわずか2040nmだけ変位させ、放射率(吸収率)の変化を確認した。この結果は、最大100MHzの超高速振動が可能な厚み振動圧電素子を用いてメタ表面の熱放射スペクトルが動的に制御できることを示唆している。タングステンとHfO2で同様のメタ表面を形成すれば、1000°Cという高温の熱放射を10100MHzという高速で変調可能することが可能になる。本研究の目標は、メタ表面の共鳴の顕著なギャップ敏感性を利用して、1000°Cという高温の熱放射を10MHzという高速で変調することに挑むことである。具体的には、波長4μmの中赤外光を共鳴放射するタングステン製メタ表面のギャップ部を圧電素子で20nmだけ高速強制駆動する。周囲は常温に維持しつつメタ表面だけを高温に加熱するために、熱絶縁性と剛性を両立したSiN立体メンブレンという特異な構造を実現し、その先端面に、メタ表面を構成する金属パッチ配列と電熱ヒータを作り込む。平成27年度は、まず、メタ表面を構成する金属ストライプ面と金属連続膜面のギャップを圧電素子で駆動できるメタ表面ユニットを、精密調整された状態で一体化する方法の確立を目指した。メタ表面の材質として、金属にはAuまたはITO、誘電体にはAl2O3を、基板には合成石英を採用した。金属ストライプを形成した基板と金属連続膜面を形成した基板を対向させ、最大周波数1.7kHzの圧電素子に高電圧を印加して押し出した状態で2面を押し当てて、密着状態でエポキシ樹脂にて接着・硬化させた。圧電素子電圧のON/OFFにより、波長3.3μmにて、610%の吸収率(放射率に等しい)の変調が可能であることを確認した。しかし、現時点では2つの表面の完全な密着が実現していない。これはメタ表面ユニット全体の剛性不足に起因しており、密着状態が安定に維持できないためである。まず、金属ストライプ面と金属連続膜面の密着状態が実現していないため、設計通りの熱放射波長が確認できていない。メタ表面材料としては、1000°Cという高温での動作を可能とするため、金属にはW、誘電体にはHfO2を用い、また、基板にはCO2計測に必要な4.26μmにて十分な透過率を持つサファイアを計画していた。しかし、今年度はこれらの材料のナノ加工条件を確立するに至らなかった。また、10MHzでの超高速動作を可能とするため、圧電素子としては、霧化器や超音波診断機用の数MHz数10MHzの円板状発振子を用いることを計画していたが、現時点では取扱いの容易なkHz帯圧電素子ブロックを用いている。本研究のポイントの1つに、軽量で熱絶縁性が高く、剛性の高い立体メンブレン構造を採用することがあるが、これにも着手することができなかった。平成27年度には、当初の計画に沿って、メタ表面を構成する金属ストライプ面と金属連続膜面のギャップを、圧電素子に高電圧を印加して押し当てた状態で接着・硬化させるメタ表面ユニットを作製し、波長3.3μmにて、610%の吸収率(放射率に等しい)の変調が最大周波数1.7kHzで可能なことまで確認していた。しかし、メタ表面ユニット全体の剛性不足のために、金属ストライプ面と金属連続膜面の密着状態が安定に維持できず、設計通りの共鳴が実現したわけではなかった。平成28年度は、金属連続膜面側の立体的な構造を見直し、密着面積を極小化してその領域だけは確実な密着・離脱が実現するように改良し、また、メタ表面ユニット全体を高剛性化した。研究期間内に熱放射の高速変調までのすべての評価は終えることはできなかったが、それを実現するための機構はほぼ確立した。メタ表面による熱放射に関する研究はこの研究期間内にもますます盛んになり、本研究の重要性はより明瞭になったが、今なお同様の結果は報告されていない。今後も世界に先駆けた実証を目指す。

まずは基盤構造となるメタ表面ユニットを高剛性化し、圧電素子のON/OFFにより、高精度に2つの表面の密着/離脱を制御できるようにする。また、Wのナノ加工の実現、HfO2コーティングによる耐熱性の確認、立体メンブレン構造の試作により、初年度の遅れを挽回する。本研究の最低限の狙いは、ギャップの機械的駆動により熱放射を変調できることを示すことであるので、金属連続膜面に電流を流し、実際の熱放射の動的制御の実証を優先する。その上で、1000°C、10MHzという温度・周波数の実証を目指すこととする。プラズモニクス
クロライドイオンによるGタンパク質シグナルの制御を介した神経突起伸長のメカニズム

ラット副腎由来PC12D細胞を低Cl^-濃度の培養液中でNGF処理すると神経突起の伸長は有意に抑制されるが、低分子量Gタンパク質RhoAの下流エフェクター分子であるRho kinaseの特異的阻害剤Y-27632を加えると、低Cl^-による抑制はレスキューされた。しかし、親株のPC12細胞では、低Cl^-による神経突起伸長の抑制は見られたが、Y-27632によるレスキューは見られなかった。両細胞におけるRhoAの発現を調べたところ、PC12D細胞の方がPC12細胞よりも10倍近く発現量が多かった。PC12D細胞とPC12細胞においてRhoタンパク質の発現量が異なることにより、Rho kinase阻害剤への反応性が異なることが示唆された。近年、我々はラット副腎由来褐色細胞腫PC12およびその亜株PC12D細胞において、神経成長因子NGFによる神経突起伸長にはNa^+/K^+/2Cl^-共輸送体(NKCC1)を介した細胞内へのCl^-の取込みが必須であることを明らかにした。一方、神経突起伸長には様々な低分子量Gタンパク質が関わっていることが知られており、そのうちのRhoAは、下流の様々なエフェクター分子を介して神経突起伸長を抑制することが知られている。本研究においては、細胞内Cl^-と低分子量Gタンパク質の活性制御に着目し、次のことを明らかにした。(1)PC12D細胞を低Cl^-濃度の培養液中でNGF処理すると神経突起の伸長は有意に抑制されるが、RhoAの下流のエフェクター分子であるRho kinaseの特異的阻害剤Y-27632を加えておくと低Cl^-による抑制はレスキューされた。(2)RhoAの発現は低Cl^-濃度の培養液で処理しても変化しなかった。(2)PC12細胞(PC12細胞の親株で、PC12D細胞よりも神経突起伸長が遅い)においても低Cl^-濃度の培養液中では神経突起伸長は有意に抑制されるが、Y-27632によるレスキューは見られなかった。(3)PC12D細胞の方がPC12細胞より、RhoAの発現量が多い。(4)RhoAの発現は低Cl^-濃度の培養液で処理しても変化しなかった
日本国憲法と国際人権法との関係に関する理論と実際の研究

本年度の研究は、(1)日本における国際人権法の実態(国際人権条約の国内的実施状況)把握と、(2)日本における国際人権法の理論構築に対して有用な視点・理論的枠組を得るために諸外国の研究を検討することを中心として行った。(1)、(2)の双方に必要な文献・資料を収集すると同時に、(1)の点に関しては、データベースおよび既存の個別的研究を参考にして、国際人権法に関係する事件を収集すると同時に、事件の特徴、問題点、解決の有無などについて分析を行い、人権の「国際化」の現状把握を行った。そして、日本の国際人権保障について、自国内完結型(自国の人権基準を国際基準並にすることで完結)、国際世論依存型(日本政府側から見ると世論回避型)という特徴を明らかにした。また、(2)の比較法的視点から、(1)の日本の特徴の理由の一つとして国際機関への個人申立制度の欠落(自由権規約選択議定書の未批准)を推論した。次に、(2)の点に関しては、国際人権保障機構として最も評価の高いヨーロッパ人権条約の実効性の要因の究明を行った。これについては、a)同条約を国内法化していないにもかかわらず、解釈の中に少しづつ取り入れ始めたイギリス裁判所の判決の検討を通じて、国内裁判所に及ぼす同条約の強い影響力を論証した。この点は、国際人権条約に一貫して消極的な日本の裁判所のあり方を検討する上で有益な示唆を提供する。次に、b)ヨーロッパ人権裁判所の判例の蓄積の結果、同条約機構として判例理論の構築、ひいては人権概念の探求が必要かつ可能であり、a)とも強い関連性があることを指摘した(a、bに関する研究発表は後述11参照)。今後、同条約についてはイギリス以外の国の検討を行い理論としての緻密さを高めると同時に、日本自体について詳細な検討を行い、(2)の成果を生かしつつ、日本における国際人権法の実効性を高める要因の究明と理論構築を進めていく予定である。
太平洋海洋表層貯熱量の時間空間変動特性

本研究の3年目にあたる今年度は、以下における項目について研究を進め、結果について学会および論文において発表を行った。(1)エルニーニョ/南方振動現象(BNSO)に関係した表層貯熱量の変動特性昨年度に引き続き、観測された表層貯貯熱量の伝播特性に焦点を当てた解析を行った。フィリピン海において貯熱量偏差が強化する様子は以前から指摘されていたが、本研究では貯熱量に焦点を当て、さらに海面熱フラックスや海面風応力データなどを解析することにより、この貯熱量偏差の強化が海面熱フラックスと海面風応力によるエクマン・パンピングの両方の効果によって生ずることを明らかにした。さらに、両者によって強化された貯熱量偏差が、海面水温偏差の変化を通じて、大気場に影響を与え得る可能性を指摘した。これは、フィリピン海における大気海洋相互作用の可能性を示唆する結果であり、ENSOメカニズムの有力な仮説のひとつであるwestern Pacific oscillator theoryにおいて強調された西部熱帯太平洋の重要性を観測データ解析の立場から支持する結果である。(2)10年スケールにおける表層貯熱量の変動特性昨年度に引き続き、太平洋熱帯域の10年スケール変動の解析を行ない、南太平洋の風応力偏差と関係するスベルドラップ輸送による効果と、北太平洋および南太平洋を伝播して赤道域に到達する海洋の波動による効果の二つによって、太平洋赤道域の表層貯熱量が生成される様子を示した。定量的な解析から、南半球におけるスベルドラップ輸送による効果のみでも、赤道域の貯熱量の振幅の50%以上を生成し得ることを示した。一方、北半球のスベルドラップ輸送は、赤道域の貯熱量の生成に与える影響が非常に小さいことを示した。昨年度に引き続き、北太平洋中緯度における数十年スケール変動の解析を行った。観測データおよび海洋大循環モデル結果の解析から、黒潮続流域において、貯熱量の伝播と海面水温および大気場が密接に連動している様子が明らかになった。これらは黒潮流量の変動、アリューシャン低気圧の活動度、北太平洋亜熱帯モード水のコア水温の変化とも関連していた。このように数十年スケールの北太平洋中緯度における気候変動の理解を深める成果が得られた。本研究の初年度にあたる今年度は、以下における項目について研究を進め、結果について学会発表を行った。(1)観測データ解析に基づく太平洋表層貯熱量の変動特性過去の研究でエルニーニョ/南方振動現象(以下、ENSO)と空間スケールが類似しているが、タイムスケールはより長い太平洋10年スケール振動(Pacific Decadal Oscillation : PDO)について多くの研究が行われた。本研究では、まだ詳細が明らかでない、海洋表層貯熱量のPDOに関係する変動について研究を行った。その結果、10年スケールにおいて海洋表層貯熱量偏差は、気候変動に重要な海域である太平洋中部赤道域に大きな振幅を示すが、それは、10年スケールの海洋表層貯熱量の北太平洋熱帯域におけるENSOと類似する反時計回りの伝播によってもたらされる変動と、南太平洋熱帯域における風応力の変動によって生ずる海洋の変動の両方が寄与することが原因であることが示唆された。この結果はPDOに関して新たな知見を与える結果であり、PDOのさらなる理解に寄与するものである。さらに、ENSOとPDOの間に見られる関係について、熱帯域の海洋表層貯熱量に着目した基礎的な解析も行った。(2)数値モデル実験結果に基づく太平洋表層貯熱量の変動特性気象研究所が開発した海洋大循環モデルの出力データを解析して、観測データ解析結果と比較した。本年度は貯熱量に着目した基礎的な解析を行った。その結果、全般的には、モデルで再現された海洋表層貯熱量は観測結果と一致することが分かった。ENSOに関係する貯熱量の北太平洋熱帯域における反時計回りの伝播が良く再現されることを確認した。この結果は、次年度以降に数値モデル実験をより本格的に行うための有益な情報を与えるものである。本研究の2年目にあたる今年度は、以下における項目について研究を進め、結果について学会および論文において発表を行った。(1)エルニーニョ/南方振動現象(ENSO)に関係した表層貯熱量の変動特性観測された表層貯熱量の振る舞いについて解析した結果、ENSO仮説の一つであるrecharge oscillator modelの特徴を良く示すエルニーニョと特徴が一致しないエルニーニョの2種類に分類されることを示した。さらに前者は後者に比べて、エルニーニョの振幅が大きく、持続期間が長いことが明らかになった。また、このようなエルニーニョの変調と南太平洋の風応力偏差場の振る舞いが関係することを指摘した。(2)10年スケールおよび数十年スケールにおける表層貯熱量の変動特性初年度に引き続き観測された太平洋熱帯域の10年スケール変動の解析を行い、太平洋赤道域の表層貯熱量が、南太平洋の風応力偏差と関係するスベルドラップ輸送によっても影響を受ける結果を得た。さらに、気象研究所が開発した海洋大循環モデル結果の解析から、北太平洋と南太平洋が赤道域に与える影響の違いについて解析を行った。また、北太平洋中緯度域における数十年スケール変動の解析を行い、表層貯熱量や黒潮流量、亜熱帯モード水のコア水温とアリューシャン低気圧の関係について、観測データおよび大循環モデル結果を用いて調べた。(3)ENSOと10年スケール変動の関係初年度に行った基礎的な解析をさらに進めた結果、10年スケールにおいて海面水温が東部赤道太平洋で正偏差を示す期間と負偏差を示す期間において、ENSOの発生頻度や振幅などの特徴が異なることを示した。

一般に良く知られている気候ジャンプ(レジームシフト)とENSOの関係ではなく、太平洋熱帯域における10年スケールとENSOの関係に着目した点が独創的であり、ENSO変調の理解に寄与する結果である。本研究の3年目にあたる今年度は、以下における項目について研究を進め、結果について学会および論文において発表を行った。(1)エルニーニョ/南方振動現象(BNSO)に関係した表層貯熱量の変動特性昨年度に引き続き、観測された表層貯貯熱量の伝播特性に焦点を当てた解析を行った。フィリピン海において貯熱量偏差が強化する様子は以前から指摘されていたが、本研究では貯熱量に焦点を当て、さらに海面熱フラックスや海面風応力データなどを解析することにより、この貯熱量偏差の強化が海面熱フラックスと海面風応力によるエクマン・パンピングの両方の効果によって生ずることを明らかにした。さらに、両者によって強化された貯熱量偏差が、海面水温偏差の変化を通じて、大気場に影響を与え得る可能性を指摘した。これは、フィリピン海における大気海洋相互作用の可能性を示唆する結果であり、ENSOメカニズムの有力な仮説のひとつであるwestern Pacific oscillator theoryにおいて強調された西部熱帯太平洋の重要性を観測データ解析の立場から支持する結果である。(2)10年スケールにおける表層貯熱量の変動特性昨年度に引き続き、太平洋熱帯域の10年スケール変動の解析を行ない、南太平洋の風応力偏差と関係するスベルドラップ輸送による効果と、北太平洋および南太平洋を伝播して赤道域に到達する海洋の波動による効果の二つによって、太平洋赤道域の表層貯熱量が生成される様子を示した。定量的な解析から、南半球におけるスベルドラップ輸送による効果のみでも、赤道域の貯熱量の振幅の50%以上を生成し得ることを示した。一方、北半球のスベルドラップ輸送は、赤道域の貯熱量の生成に与える影響が非常に小さいことを示した。昨年度に引き続き、北太平洋中緯度における数十年スケール変動の解析を行った。観測データおよび海洋大循環モデル結果の解析から、黒潮続流域において、貯熱量の伝播と海面水温および大気場が密接に連動している様子が明らかになった。これらは黒潮流量の変動、アリューシャン低気圧の活動度、北太平洋亜熱帯モード水のコア水温の変化とも関連していた。このように数十年スケールの北太平洋中緯度における気候変動の理解を深める成果が得られた。
植物遺伝資源としての遺伝質の最適採集方式に関する研究

植物遺伝資源の採集方式を定めることを目的として、植物集団に発達する遺伝構造(遺伝子あるいは遺伝子型の分布構造)の解析を行い、以下の知見を得た。1.集団を構成する各体が自家花粉率に比例して自殖を行う場合には、環境条件が全く均一な場合でも、遺伝的周縁効果が発生し得る。この場合の遺伝的周縁効果は、集団の中心部にいる個体に比べて周縁部にいる個体の方が高いホモ接合性と遺伝的分化を示すという形で生じる。また個体密度が不均一である場合には、交配様式に関する遺伝的分化が集団内に発生し得る。この場合の遺伝的分化の程度とパターンは、個体密度のパターンに依存することはもちろんであるが、集団を構成する個体数にも大きく影響される。2.環境条件が不均一な場合、その環境パターンを反映した明瞭な遺伝パターンが発達するのは、花粉あるいは種子の拡散距離の標準偏差が環境パターンの勾配あるいはポケットの幅よりも小さいときである。遺伝パターンは、ポケット型環境パターンよりも勾配型パターンの方で発達し易い。3.アジアの野生イネ集団を調査して、他殖率に関して560%の広い変異が存在することがわかった。この他殖率は生活史特性と強く関連しており、他殖率が低い集団は一年生で高い種子繁殖(種子重/個体重)と低い雄性配分率(葯重/粒重)を持つのに対して、他殖率が高い集団は多年生で低い種子繁殖率と高い雄性配分率をもつ傾向を示した。集団の遺伝構造に関しては、他殖型の集団の場合、周縁部に位置する個体ほど他殖率が低いことが観察された。また、他殖率が低い集団ほどホモ化の程度が高く、集団間の分化が進んでいる傾向が認められた。植物集団内の遺伝的分化,特に周縁効果(集団の中心部に比べて周縁部で特に強く現われる現象をいい,本研究では,周縁部における遺伝子型分布の団塊化程度と中心部のそれとの差で示した)の発現に及ぼす他殖率,花粉の飛散距離,および種子の拡散距離の影響を,モンテカルロ・シュミレ-ション法によって解析し,現時点までに以下の知見を得た。周縁効果は,他殖率が高い場合の方が顕著に現われる。花粉の飛散距離に関しては,隣接個体間の距離を単位にして25のときに周縁効果が最も明暸に現われる。種子拡散の影響については,拡散距離が1をこえると,周縁効果の発生が強く抑えられる。要するに,集団内にある程度の遺伝子拡散があった場合の方が,周縁効果が出やすいといえる。タイ中央平原から採取した野生イネ2集団(1つは,典型的多年生型で,撹乱される機会が比較的少ないと思われる場所から採取,他方は,雑草型多年生型で,撹乱が激しいと思われる湿地から採取)を用いて,アイソザイム変異を解析し,以下の知見を得た。他殖率については両集度ともかなり大きな値を示し,それぞれ0.51と0.56であった。両集団は他殖率に関してはほぼ同じであったが,近交係数に関しては,それぞれ0.25と0.75と大きな差を示した。また,集団内の遺伝子型分布の状態についてみると,前者の集団では,遺伝的に以た個体同志が近接して団塊状に存在している傾向が後者の集団よりもはるかに顕著であった。このことは,前者の集団では撹乱が少ないため,栄養繁殖の程度が後者の集団よりも高いためであると解釈される。固着性であるため集団内の遺伝子流動が制約されている植物においては,集団を構成する個体の分布の形や密度などが集団の遺伝構造や遺伝的分化の程度や方向に大きな影響を与えるものと予測される。

本年度は,個体密度が中心部から周縁部に向って次第に減少する一次元集団を前提として,自殖志向型遺伝子型(他個体からの飛来花粉量が少なくても十分高い稔性を達成する遺伝子型)と他殖志向型遺伝子型(他個体からの花粉量が少ないと稔性が著しく低下する遺伝子型)が,はじめの均等に分布する状態から,十分多くの世代を経た後の平衡状態でどのような分布をとるに至るかを決定論的に解析し,以下の知見を得た。1)平衡時の集団の遺伝構造は,モデルにとり入れた変数の値の組合せによって、大きくいえば4つのタイプ,すなわち,他殖志向型遺伝子型が全体を占める場合,他殖志向型と自殖志向型が混在する場合,他殖志向型が中心部に自殖志向型が周縁部に住み分け的に共存する場合,および,自殖志向型が全体を占める場合に分けられる。2)花粉の拡散距離は上記伝構造の違いに決定的な影響を与えるが,種子拡散の影響は比較的軽微である。3)集団の大きさ(個体数)は,個体の分布形状と並んで,上記遺伝構造のタイプの違いをもたらす要因の1つである。このことは,植物集団においては集団の大きさは,ランダムドリフトだけでなく,定向的な遺伝的変化・進化の決定要因としても作用することを示す。遺伝構造の決め手となる個々の変数の作用,および変数間の仂き合いの詳細については,次年度において順次明らかにしていきたい。1.勾配形とポケット型の2つの環境パターンの下で発達する遺伝構造を理論的に解析し、以下の知見を得た。環境パターンを反映した明瞭な遺伝構造が発達するのは、花粉あるいは種子の拡散距離の標準偏差が環境パターンの勾配幅あるいはポケットの幅よりも小さいときである。遺伝構造は、遺伝子流動の距離が大きくなるにつれて当然出現しにくくなるが、この傾向は、遺伝子流動が花粉拡散でなく種子拡散の形で起る場合の方が、また、勾配型環境パターンよりもポケット型環境パターンでの方がより顕著である。環境差を反映した遺伝構造の発達は、集団の分集団化によって促進される。また、分集団間の遺伝子流動の距離・程度が同じでも、動物集団の場合に比べて植物集団での方がはるかに顕著に遺伝的分化が発達する。この違いは、動物集団では移階個体と土着個体の交配によって生じた新しい世代の個体に選択が仂くのに対して、植物集団では両個体の間で交配が起る以前に選択が仂くことによるものと思われる。2.アジアの野生イネ30集団について他殖率と生治史特性を調査して、以下の知見を得た。他殖率に関して、560%と広い変異が認められた。この他殖率は生活史特性と強く連関しており、他殖率が低い集団は一年生で高い種子繁殖率(種子重/個体重)と低い雄性配分率(葯重/粒重)をもつのに対し、他殖率が高い集団は多年生で低い種子繁殖率と高い雄性配分率をもつ傾向を示した。集団の遺伝構造に関しては、他殖型の集団の場合、周縁部に位置する個体ほど他殖率が低いことが観察された。また、他殖率が低い集団ほどホモ化の程度が高く、集団間の分化が進んでいる傾向が認められた。
神秘主義のエロース的形態のギリシア古代末期・イスラーム哲学比較研究

古代ギリシア哲学と中世イスラーム哲学から代表的な哲学者、思想家のテキストを分析し、神秘主義的のエロース的形態の議論を比較し、ギリシア哲学からイスラーム哲学への変容の過程を明らかにした。具体的には、プロティノス、イアンブリコス、ガザーリー、イブン・アラビーのエロース観、女性観について、4人の思想家を相互に比較した。研究の全体構想は、古代プラトン主義の哲学文献が、ギリシア語・アラビア語・ラテン語と言語媒体を変え、時代も移り、著者・翻案者の宗教(異教・イスラーム・中世ユダヤ教)も異なるに応じて、いかなる変貌を遂げるかを追跡することにより、ギリシア・イスラーム・ユダヤ縦断の精神史を描くことが最終的な狙いである。古代末期ギリシア哲学(プロティノス、ポルフュリオス、イアンブリコス、プロクロス、ダマスキオス)とその影響を受けたイスラーム哲学(キンディー、ファーラービー、イブン・スィーナー、イブン・ルシュド、ガザーリー、イブン・アラビー、モッラー・サドラー)、さらにユダヤ哲学(イブン・ガビロール、マイモニデス)を比較し、新プラトン主義哲学の変容、変遷を明らかにしたい。以上の研究構想の中で、本研究は、ギリシア古代末期とイスラーム哲学における神秘主義のエロース的形態の分析、比較に重点を置くものである。平成20年度は、代表者の堀江聡は、主にプロティノス(205-270年)の第50論攷(III,5)「愛について」、第38論攷(VI,7)「いかにしてイデアの多が存立したか、及び善について」、第9論攷(VI,9)「善なるもの、一なるもの」の3論攷の構成、特定関連箇所の分析を行った。原典はOCTを用い、フランスのCerfから続々と刊行されつつある注釈書をなるべく多く目を通し消化した。イアンブリコスの『エジプト人の密儀について』も分析済みである。分担者の青柳かおるは、ガザーリーの代表作『宗教諸学の再興』とイブン・アラビーの代表作『メッカ啓示』の結婚と愛に関する章を和訳した。そして、お互いの翻訳をチェックするための研究会を開催した。以上の成果については、学会発表等を行うとともに、翻訳および論文にまとめた。今年度、堀江聡は、主にプロティノス(205-270年)の第50論攷(III,5)「愛について」、第38論攷(VI,7)「いかにしてイデアの多が存立したか、及び善について」、第9論攷(VI,9)「善なるもの、一なるもの」の3論攷の構成、特定関連箇所の分析を行った。原典はOCTを用いるが、フランスのCerfから続々と刊行されつつある注釈書をなるべく多く目を通し消化した。青柳かおるは、ガザーリー(1111年没)の代表作『宗教諸学の再興』その他のガザーリーの著作を分析し、ガザーリーの性的快楽・合一快楽のアナロギア研究を行った。さらに古典時代のスーフィーのイブン・アラビー(1240年没)、現代の法学者、カラダーウィーの婚姻論(1926年)などと比較し、古典時代のガザーリーの婚姻論および女性観を、イブン・アラビーを経て、現代のカラダーウィーまでの思想史に位置づけた。共同でお互いの翻訳、分析を検討し、またそれぞれが研究発表を行い、翻訳および論文を執筆した。今年度は、平成2021年度の研究成果をもとに、ギリシア古代末期とイスラーム哲学との比較の共同作業を行った。つまり、共同でお互いの翻訳、分析を検討し、またそれぞれが研究発表を行い、翻訳および論文を執筆した。堀江聡は、ギリシア古代末期の哲学者、プロティノスとイアンブリコスのエロース観を分析し、青柳かおるは、イスラーム神秘主義者のガザーリーと新プラトン主義的流出論を取り入れ存在一性論を唱えたイブン・アラビーを分析した。そして上記4人の哲学における神秘主義のエロース的形態を比較し、ギリシアからイスラームへの影響の程度、変容の度合いを測定し、ひいては諸形態の共存可能性、止揚可能性についても哲学的に考究した。人格同士としての神と人との交わり(ペルソナ的恋愛)、男女としての神と人との交わり、一種の愛で結ばれた大天使・天使・神霊・英雄・(人間以外の)動物・植物・無生物との神の交わり(宇宙論的恋愛)、神名と神との愛で結ばれた関係(言語論)、絶対者と爾余の一切との断絶を克服せんとする愛(形而上学的愛)といった問題群が分析のゾンデとなった。
色素増感太陽電池における電解液の可逆ゲル化

振るとゲル状になり、しばらく置くと元の液体に戻る試料(可逆ゲル)に電解質を加え、色素増感太陽電池に導入することで振動発生時の液漏れ抑制と通常時の発電効率の向上を目指した。電解質を加えると通常の方法では沈殿が生じ、均一な試料が出来なかったことから様々な有機溶媒を加えたところ、一部の溶媒で振るとゲルになる性質を保ちつつ均一な電解液となった。この電解液を太陽電池に導入すると、時間の経過とともに発生電圧が徐々に増大するという、通常の太陽電池では見られない現象が現れた。電解液は注入時にゲル状態となっていたことから、粘度低下によって発電効率が上がったと考えられる。分子量が大きく、低濃度のポリエチレングリコール水溶液にナノシリカが分散した系は振盪でゲル化する。この系を色素増感太陽電池の液漏れ防止および発電効率向上のため用いることを目指し、ヨウ素とヨウ化リチウムを加えた際に試料の流動性がどう変化するかを調べた。ヨウ化リチウムのみを加えた場合、粘度が急上昇してゲル化するせん断速度は塩を加えない場合より低下したが、同じモル濃度の塩化ナトリウムの場合より早い速度で回転させる必要があった。一方、ヨウ化リチウムとヨウ素を加えた場合も、ヨウ素の量が増えるとヨウ素が溶解せずに黒い凝集体が生成した。この中から凝集体を取り出してもゲル化は発生したが、ポリエチレングリコールが加わることで水溶液中におけるヨウ化リチウムとヨウ素がイオンとなる際に起こる平衡が、水に不溶なヨウ素側に偏ったため凝集体が現れたと推測される。そのためヨウ素が溶解しやすい、水溶性の有機溶媒を加えて同様のゲル化が発生するかを調べた。分子量200の低分子量重合体であるポリエチレングリコール、およびエチレングリコールを30 wt%含む系ではレオメーター中および手による振盪によってもゲル化の発生は見られなかった。逆にエチレングリコール10 wt%の系では水のみの場合よりもゲル化が容易に発生したことから、有機溶媒を混合した試料が色素増感太陽電池の電解液への適用に効果的であることが分かった。このほかエタノールやイソプロピルアルコールでも同じく振盪によるゲル化が起こった。特にエタノールの場合は40 wt%と高い含有率においてもせん断速度の増大に伴う粘度上昇が確認された。ヨウ素は単独では水に溶解しないものの、ヨウ化リチウムとの混合によって三ヨウ化物イオンとなり水に溶けることを確認していたが、本研究においてポリエチレングリコールを加えたことによりヨウ素とヨウ化リチウムがイオンとなる際の平衡のバランスが崩れ、不溶性の凝集体が生成した。そのため当初予定のpHや粒子表面の修飾といった、粒子同士の反発相互作用を高めることではなく、ヨウ素を溶解できる条件を探すために有機溶媒を混合した試料の研究を中心に行った。有機溶媒を加えた多くの場合、振盪によってゲル化する現象が見られなくなったものの、エチレングリコールを少量加えた系では逆により低いせん断速度でゲル化が発生するなど、有機溶媒を加えても振盪によって可逆的にゲル化する試料を見出すことができた。エチレングリコール10 wt%の溶媒を用いた系におけるヨウ素の溶解は十分な量ではないものの、ヨウ化リチウム単独の場合では見られない、無色から黄色への色の変化が確認された。またこの試料も振盪によってゲル化した。さらに、有機溶媒を含まない系にヨウ素を十分量加え、凝集体を取り除いたものでも振盪によるゲル化、せん断速度増大に伴う粘度の急上昇が見られた。この試料にはシリカ粒子及びポリエチレングリコールが残存し、さらに赤褐色であったことからヨウ素が十分溶解していたと考えられる。以上のことから、特に十分ヨウ素を加えた場合では凝集体を取り除いたため試料中の正確な成分比は不明のままであるものの、ヨウ素を含む可逆ゲルの創生は達成され色素増感太陽電池の研究を行うのに支障は少ないと考えている。シリカナノ粒子と高分子(ポリエチレングリコール)水溶液から構成される、振るとゲル化する流体(可逆ゲル)を地震、輸送時の液漏れの防止と通常時の粘性低下による発電効率の向上を目的として色素増感太陽電池の電解液に適用することを目指した。まずは電解質となるヨウ素およびヨウ化リチウムを加えた際の試料の調製を行ったところ、主に高分子とヨウ素から成る黒褐色の沈殿が生じた。そこで様々な有機溶媒を滴定したところ、アルコールやアセトニトリルなど多くの溶媒で沈殿を溶解する作用が現れた。また、ヨウ素に対するヨウ化リチウムの割合を増やすことによっても、沈殿が生じない、均一な試料を調製することが出来た。この試料の粘度をせん断速度を変えて測定したところ、電解質濃度が上がるにつれてより低いせん断速度で粘度が増大し、ゲルへと変化することが分かった。また溶媒を含む試料では溶媒の種類やその含率に対し著しくその流動性は変化し、可逆ゲルの性質を示さなくなるものも多く見られた。特に分子量が200のポリエチレングリコールを溶媒として用いた場合、通常の可逆ゲルではせん断速度の増大により不連続に上昇する粘度が徐々に上がっていくという、従来の物質では見られないユニークな流動性が発現した。エチレングリコールを含み可逆ゲルの性質を示す試料を太陽電池に導入して光を照射したところ、時間の経過とともに解放電圧が徐々に増大するという、通常の太陽電池では見られない現象を確認することが出来た。

実験室レベルである電極間の間隙であっても本試料が可逆ゲルの性質を示し、振動時の液漏れ防止と通常時の発電効率の向上に有効であることが示された。このほか、高分子とナノ粒子の代わりに低分子ゲル化剤を使って電解液固めた場合、発電効率の低下が抑えられることも確認できた。振るとゲル状になり、しばらく置くと元の液体に戻る試料(可逆ゲル)に電解質を加え、色素増感太陽電池に導入することで振動発生時の液漏れ抑制と通常時の発電効率の向上を目指した。電解質を加えると通常の方法では沈殿が生じ、均一な試料が出来なかったことから様々な有機溶媒を加えたところ、一部の溶媒で振るとゲルになる性質を保ちつつ均一な電解液となった。この電解液を太陽電池に導入すると、時間の経過とともに発生電圧が徐々に増大するという、通常の太陽電池では見られない現象が現れた。電解液は注入時にゲル状態となっていたことから、粘度低下によって発電効率が上がったと考えられる。ヨウ素を十分含み、各成分の組成が明確となっている分散系の流動挙動についてレオメーターで確認した後、平成29年度計画の通り実際に色素増感太陽電池を組み立ててその発電効率の測定を行う。試料は水のみの場合、有機溶媒を加えた場合の双方で試す予定であるが、凝集体の生成が抑えられない場合は上述の通りヨウ素を多く入れ、凝集体を取り除くことで正確な試料の組成が不明な状態でも太陽電池を作成して発電効率の実験を行う。地震による振動によって生じるせん断速度は、レオメーターで測定されるものより小さいことから、より容易にゲル化が発生するように高い平均分子量のポリエチレングリコールを用いる予定である。なお一部実験は平均分子量50万のものから200万のものに切り替えて既に実施している。また、発電効率の実験では光照射によってやや高温になることが予想されることから、有機溶媒を用いる際には沸点の高いポリエチレングリコールなどを含む系を中心に実験する予定である。レオロジー当初は粘度測定のためのレオメーターに150万円以上の費用を要する予定であったが、代理店よりデモ機を安く払下げていただくことができたことから、スピンドル(部品)を含め70万円程度(測定範囲をカバーするため2台)に抑えることができた。このため平成28年度当初予定より使用額は抑えられた。色素増感太陽電池の性能計測のためのライト等の装置にかかる費用が多くなる見込みである。また現在掲載が確定したオープンアクセスのジャーナルへの掲載料が10万円程度、今後必要である。さらに複数のオープンアクセスジャーナルへの投稿も予定している。スペインでの国際会議への参加登録も行っており、平成29年度旅費として計上する見込みである。
い草染土ならびに珪藻土粉じんによるじん肺発症メカニズムの解明と障害予防

い草染土や珪藻土じん肺の発症メカニズムならびに修飾因子を解明するため、動物実験や環境調査をおこなった。珪藻土曝露ラットでは、肺胞洗浄液に好中球数が増加したが、マクロファージ数は、減少し、貪食した二酸化ケイ素により融解または破壊されることが考えられた。紫外線吸収剤は、実用品に添加される濃度では、感作性はみられず、日焼け止めの化粧などが、炎天下のい草栽培ほ場での日射作業の有効な対策となることがわかった。泥染処理のない草製織による畳表製造がおこなわれており、い草染土粉じん曝露対策としては、有効な対策であると解された。い草染土によるじん肺発症は、気中粉じん濃度や染土中遊離ケイ酸濃度に修飾されることを、我々は、報告してきた。建築用壁材として利用される珪藻土は、珪藻の骨格をなす遊離ケイ酸(SiO_2)からなり、い草染土と同様にじん肺発症が憂慮された。そこで、我々のこれまでの手法である粉じんの経気道曝露による影響を調べるため、動物を用いて実験をおこなった。ウィスター雄性ラットを鼻部曝露実験装置に固定し、珪藻土を1日30分間、6日連続経気道曝露した。曝露濃度は、166.0±37.7mg/m^3(低濃度群)、366.7±111.9mg/m^3(中濃度群)、867.3±162.7mg/m^3(高濃度群)似て曝露した。対照群には、曝露装置への身体固定を負荷した。曝露後、ラットの肺胞洗浄液を回収した。肺胞洗浄液中の細胞を集細胞装置で回収し、ライト・ギムザ染色したのち肺胞洗浄液中の細胞像を観察した。一方で肺胞洗浄液のリゾチーム活性ならびに蛋白濃度の測定をおこなった。その結果、珪藻土の曝露濃度の増加に応じて、肺胞細胞の(好中球数/マクロファージ数)比が増加していた。また、珪藻土曝露により珪藻土を貪食しているマクロファージ、泡沫マクロファージや多核マクロファージのような活性マクロファージが出現しており、珪藻土曝露による炎症反応を観察することができた。また、肺胞洗浄中のリゾチーム濃度は、珪藻土曝露高濃度群で低下傾向を示したが、有意差はみられなかった。しかし、い草染土中の遊離ケイ酸は、生体防御に関与するリゾチームの肺胞洗浄液中濃度を上昇させていたことから、珪藻土とい草染土に存在する二酸化ケイ素の存在形態や粉じん曝露濃度などに原因が求められた。平成21年度は、平成20年度におこなった実験を継続すること,また,予備的環境調査の結果をまとめ、平成22年度(最終年度)の研究計画を立案することが、研究目的であった。具体的には、い草染土粉じんならびに壁塗り材である珪藻土粉じんの生体影響を、実験動物を用いて観察すること、ならびに、環境調査の準備のために、作業現場を観察することが目的であった。い草染土を鼻部曝露吸入実験装置を用い、ウィスター系雄性ラットに経気道曝露し、粉じんの生体影響を観察したところ、い草染土に含有される遊離ケイ酸濃度の増加により、ラットの肺胞洗浄液に活性マクロファージの浸出や好中球数の増加、ならびにリゾチーム活性の亢進を観察した。珪藻土には、添加剤の存在があり、篩を用いて粉じんのみを回収し、曝露実験に用いた。回収した珪藻土粉じんを1日30分間6日連続曝露したところ、肺胞洗浄液のリゾチーム活性亢進の傾向を観察することができた。このような生体影響が、い草栽培者や珪藻土取扱作業者にみられているか調べるための調査方法を立案することが、平成21年度の目的の一つであった。そのために、珪藻土に関ずる情報収集をおこなった。珪藻土は、生物由来の遊離ケイ酸からなり、い草染土に含有される遊離ケイ酸と同じような生体影響を誘発することが推測された。珪藻土を取り扱う作業現場では、珪藻土村を水に懸濁するとき気中へ飛散することから、作業者への呼吸器曝露の危険性が予想された。しかし、壁塗り作業では、珪藻土は湿っており飛散する状況ではなかった。このような状況を踏まえ、作業環境調査に関しては、作業環境状況、作業状況、身体状況の視点から観察することが有効であることを考慮し環境調査票を作ることが必要であると考られた。また、作業過程の手作業時に各種の物質と接触し、接触皮膚炎等の発症が予想されたことから、これら生体影響物質による修飾作用について実験的研究を推進することにした。

本研究の遂行にあたり、い草栽培やい草製織作業に従事する作業者の健康の修飾因子として、い草染土以外に「日焼け止め」や「植物成分」による健康影響の解明が必要であることから、guinea-pig maximization test (GPMT)やlocal lymph-node assay (LLNA)法による感作性誘発実験をおこなった。その結果、ミョウガ成分(LLNA法)や、日焼け止め(GPMT法)により感作性を実験動物に確認することができ、修飾因子となることがわかった。つぎに、熊本大学大学院生命科学研究部疫学研究倫理委員会より、我々が作成した「粉じん作業環境調査」に対して疫学研究の許可を受けた。本調査票を用い、熊本県八代地方のい草栽培地域ならびに畳表製織作業場、い業研究所(熊本県)そして、い草栽培農家等へおもむき、作業環境調査並びに作業調査等をおこなった。調査は、対象者の選定から、作為抽出をおこない、質的研究手法を参考にした。その結果、い草製織作業にかかわる健康影響や自覚症の発症の証拠をみることはできなかった。一方で、地域環境にたい積してきた染土の環境影響については、検討されておらず、今後の検討課題となることがわかった。本調査で、注目すべきことは、い草染土を使用しない、い草製織をおこなう作業所があり、い草染土粉じん対策としては、有効な形態であることがわかった。一方で、珪藻土壁塗り工事現場へおもむき同様の調査をおこなった。珪藻土粉じんが飛散するのは、懸濁容器に珪藻土を投入するとき、飛散する程度であり、塗り込まれた珪藻土が、壁から剥離・飛散することはなかった。得られた疫学調査結果や実験研究で得られた情報を、作業者集団等へ還元するとともに、快適作業環境の形成について提言することが今後とも課題であることを認識した。
ムスリム女性移住労働者の国際移動とオートノミーに関する比較実証研究

世界の総人口の5人に1人がイスラーム教徒(ムスリム)である今日、ムスリム移住労働者はグローバルに増加している。彼らはホスト社会での市民権の有無に拘わらず、人的、社会的ネットワークを構築しつつ、「共生の生存空間」を創造している。本研究は、ムスリム女性の移住労働者に焦点を合わせ、ムスリム女性のオートノミーが移住によってどう変化したかを明らかにする。一般的に「ムスリム女性の移動は、イスラーム法やイスラーム的規範に拘束され不自由である」と言われているが、実際にそうなのであろうか。本研究は、究極的には、グローバル社会におけるムスリムと非ムスリムの平和的共生への手がかりとなる学際的研究の構築を目指す。
宿主細胞内増殖性を喪失したレジオネラ強細胞毒性株による毒性発現機構の解明

Legionella pneumophila野生株ゲノムへのランダムトランスポゾン挿入変異法により分離した、宿主細胞内増殖性を欠損しているにもかかわらず、高い細胞毒性を示す変異株(Toxh変異株)について、宿主感染性状及び毒性発現機構の解析、さらにその変異遺伝子・責任遺伝子の同定を行った。また、レジオネラ感染感受性のA/Jマウスを用いた感染モデルにより、Toxh変異株の病原性評価を行った。Lp野生株ゲノムへのランダムトランスポゾン挿入により分離された、宿主細胞内増殖性を欠損しているにもかかわらず、高い細胞毒性を示す変異株(Tox^h変異株)をマクロファージ様細胞U937に感染させ、感染早期における後期エンドソーム-リソソームマーカーであるLAMP-2及び小胞体保留シグナルKDEL保有タンパク質の菌含有ファゴソームへの集積性を共焦点レーザー走査顕微鏡で観察した。Tox^h変異株を含むファゴソームは、LAMP-2との共局在率は低い一方、KDELシグナルとの共局在率は高いことが明らかとなった。このことは、Tox^h変異株は、野生株と同様に、自身を含むファゴソームに対してリソソームの融合を阻害し、小胞体タンパク質を周囲に集積させることを示唆した。また、Tox^h変異株感染細胞の透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、菌含有ファゴソームへの輸送小胞、ミトコンドリア、小胞体の接近、ファゴソーム膜へのリボソームの配列が観察され、野生株感染時にみられる特殊なファゴソーム(Legionella-containing vacuole, LCV)に類似したファゴソームか形成されていることが分かった。さらに、宿主細胞内小器官のLp感染特異的なリクルートメントに関わるエフェクターRalFの宿主細胞内への送達について、RalFとCya(百日咳菌アデニル酸シクラーゼ)との融合タンパク質(Cya-RalF)を発現するTox^h変異株を構築し、その宿主感染において、Cya-RalFがIcm/Dot分泌装置により宿主内へ輸送された時のみ細胞内cAMPの産生が誘導されることを利用して、Tox^h変異株のエフェクター輸送能を調べた。その結果、Tox^h変異株の感染では、細胞内cAMPの産生増加が見られ、RalFが宿主細胞内へ送達されることが示された。これらの結果より、Tox^h変異株が、野生株と同様に、Icm/Dotを介したエフェクターの作用を介して、感染細胞内でLCV様ファゴソームを形成することが推測された。4株のTox^h変異株について、昨年度の当該変異株感染U937細胞の電子顕微鏡観察では、宿主細胞に対する毒性がピロトーシス誘導に起因することを疑う所見は特に見つけられなかった。一方、これら変異株は、U937細胞内で、エフェクターを送達することにより、レジオネラ病原株感染時に特異的に形成されるファゴソーム(Legionellaonta-cining Vacuole,LCV)と形態的に類似した小胞を形成し、その中に留まることがわかった。これらの結果を踏まえて、本年度は、まず、Tox^h変異株感染時の細胞毒性が、野生株と同様に、アポトーシスに起因する可能性を共焦点レーザー蛍光顕微鏡にて検証した。その結果、感染4時間後に、宿主細胞のcaspase-3の活性化、感染10時間以降に、核の断片化が観察され、Tox^h変異株が、野生株と同様に、宿主細胞にアポトーシスによる細胞死を誘導することが分かった。一般に、IV型分泌装置Icm/Dot変異株をはじめとする既知の細胞内増殖性変異株による宿主感染では、LCVは形成されず、また、宿主に対する細胞毒性、細胞死を誘導しない。本研究において、Tox^h変異株が、エフェクターの宿主内輸送性を保持し、野性株感染時と類似のLCVを形成するにもかかわらず、細胞内増殖性を欠損する一方で、野生株と同様にアポトーシスを誘導することで、宿主細胞に対して、高い細胞毒性を有することが示され、当該変異株がこれまでに報告例がない特有な性状を持つ細胞内増殖性欠損株であることが明らかとなった。さらに、これらTox^h変異株のゲノム上におけるTn挿入部位を決定した。昨年度明らかにした4株のToxh変異株ゲノム上のTn挿入部位のうち、3株の挿入部位については、これまでに機能の一部が公表されている既知遺伝子内にあったが、1株については、機能未知遺伝子内にあった。この機能未知遺伝子内にTnの挿入をもつToxh変異株・GS147について、変異遺伝子をM45エピトープタグとの融合タンパク質として発現するプラスミドを導入し、相補株を作製した。当該相補株の細胞内増殖性を、ヒトマクロファージ様細胞U937内を用いて評価したところ、遺伝子変異により喪失していた細胞内増殖性が、野生株と同程度に回復した。よって、GS147株の特異的性状に関わる責任遺伝子は、本遺伝子であることが示された。また、本遺伝子がコードするタンパク質Aについて、ペプチド抗体を作製し、その発現様式をウェスタンブロッティングにて解析した。

その結果、タンパク質Aは、in vitro培養においては、一切その発現がみられない一方、菌をU937細胞及び自由生活アメーバAcanthamoeba polyphagaに感染させ、これら宿主細胞内に取り込ませたところ、その発現が確認された。このことから、タンパク質Aは、菌が宿主細胞内環境に暴露された時にのみ発現する極めて特徴的な発現様式をもつことが明らかとなった。さらに、GS147株の病原性をマウス感染系にて評価した。レジオネラ感染に感受性の高いA/Jマウスを用いて、菌を経気道感染させたところ、GS147株と同様に宿主細胞内増殖性を欠損するIV型分泌装置変異株LELA3118感染では、感染後1週間経過した時点においても感染マウス5匹中死亡したマウスは0匹であったが、GS147株及び野生株感染では、共に菌感染一日後に、5匹の感染マウス全てが死亡した。よって、Toxh変異株GS147は、野生株と同様なマウス病原性を保持していることが明らかとなった。当該年度までの目標として設定した以下の2点;Tox^h変異株の感染性状及び宿主細胞に毒性を発現する機構の大枠を明らかにすること、また、当該変異株の変異遺伝子を同定すること、をクリアできているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。Tox^h変異株の特異的性状に起因する責任遺伝子を決定し、その機能を明らかにすることで、Lpの宿主感染における細胞内増殖と宿主細胞死誘導に関わる新たな知見を見出し、その制御機構の解明に繋げる。
水圏生物の核内受容体CARを利用した化学物質のハイスループットリスク評価

バイカルアザラシの核内受容体constitutive androstane receptor(CAR)と反応する化学物質をスクリーニングしたところ、PCBやDDTはCARとよく反応することが明らかとなった。これらの結果から、過去にラットやマウスなどの齧歯類で得られたCARに関する知見は、難分解性有機汚染物質(POPs)に対する反応差の観点から、水棲哺乳類などの野生生物に単純に外挿できないことがわかった。一方で本研究の結果は、各野生生物種のCAR遺伝子を用いて構築したin vitroアッセイ系により、対象種固有のPOPsのリスクが評価できる可能性を示した。水圏生物に対する化学物質の影響を正確に把握するためには、種や系特異的な毒性発現および感受性の機構を分子レベルで理解し、適切なバイオマーカーを選択・モニターすることが必要である。そこで本研究では、水圏生物の核内レセプターであるconstitutive androstane receptor (CAR)を利用したリスク評価システムの開発を目的とする。本研究で得られた成果は以下のように要約される。有機塩素化合物(PCBsやDDTs)のリスクを評価するため、CARの標的遺伝子転写活性化能について、in vitroレポーター遺伝子アッセイを用いて解析した。まずバイカルアザラシ(Pusa sibirica) CARの転写活性化能を測定し、マウスCARとの比較をおこなった。興味深いことに、バイカルアザラシCARの転写活性化能はPCB製剤(Kanechlor500)の処理により20PPm以上で増加したが、マウスCARは活性化されなかった。一方、PCBを各同族体別に処理したところ、PCB153の場合、バイカルアザラシCARの転写活性化能は50ppmで増加したが、マウスCARは反応しなかった。PCB180の場合、バイカルアザラシCARは20ppm以上で活性化されたが、マウスCARは50ppmでのみ活性化された。さらにp, p'-DDT・p, p'-DDEについても検討したが、いずれの場合もバイカルアザラシCARはマウスCARより低濃度で活性化された。以上の結果から、バイカルアザラシCARはPCBsやDDTsなどの有機塩素化合物に対して、マウスよりも敏感であると推察された。バイカルアザラシ14組織のCAR mRNA発現量を測定したところ,CARは肝臓で最も高発現しており,肝臓がCARの主要な標的組織であると推察された。また肝臓中CAR mRNA発現量とCYPタンパク質発現量およびPOPs蓄積濃度との関係を解析したところ,いずれも有意な相関関係は認められなかった。このような結果から,CAR発現量はPOPs暴露量による影響を受けないこと,さらにCYPなど標的遺伝子の発現量を決定しないことが示唆された。さらにin vitroCARレポーター遺伝子アッセイ系を構築し,バイカルアザラシとマウスCARのリガンドプロファイルを比較した。その結果,バイカルアザラシCARは哺乳類CAR共通のアンタゴニストとして知られている男性ホルモン代謝物のandrostanolやandrostenol,マウスCARアゴニストであるestroneやestradiolに応答しないことが明らかになった。また,バイカルアザラシCARはヒトCARアゴニストであるCITCOにより濃度依存的に活性化されたが,マウスCARアゴニストであるTCPOBOPには応答しなかった。さらにバイカルアザラシCARは環境汚染物質である各PCB同族・異性体(PCB99,101,105,118,138,153,156,180,187)やDDT化合物(p,p'-DDT, p,p'-DDE),trans-nonachlorによって活性化された。また,バイカルアザラシで得られた結果をマウスCARの結果と比較したところ,オルソ位に塩素が2個以上置換したPCB異性体で処理することにより,バイカルアザラシCARはマウスCARよりも敏感に応答する傾向が伺え,バイカルアザラシはPCB暴露に対してマウスより高感受性であると考えられた。今年度は前年度構築したin vitroCARレポーター遺伝子アッセイ系を用いて、バイカルアザラシとマウスCARのリガンドプロファイルを比較した。バイカルアザラシCARは代表的な有機塩素化合物である各PCB同族・異性体(PCB99、101、105、118、138、153、156、180、187)やDDT化合物(p、p'-DDT、p、p'-DDE)、trans-nonachlorによって活性化されることがわかった。さらに近年環境汚染が問題となっている有機臭素系難燃剤についても調査したところ、バイカルアザラシCARはヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)によって活性化されたが、ポリ臭素化ジフェニルエーテル(PBDEs)の一部の異性体では若干活性が抑制された。