hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代ヒト全ゲノム・オミクスの解析方法論の開発と応用

因果・階層型手法では、計測データを用い、ゲノムとトランスクリプトーム間から始まる層間の分子の依存関係を同定する方法の最初の基盤を確立した。統合型解析手法では、高次元空間からの次元圧縮、特徴抽出、特徴選択を行う数学的手法と、多階層オミクスデータを同時に扱う枠組みを構築し、疾患のヘテロ性と原因の相補性を解く手法の一つを提案した。この統合型解析手法をネットワークの面から整理した総説を出版することができた。また、黒田班と連携し、ゲノムワイド関連解析の発展形としてのトランスオミクス解析に関する総説を出版した。これらの手法の実データ解析として、ヒトのゲノムワイド関連解析とマウスを用いた代謝疾患解析を行い、実データ解析手法の確立を進めた。本年度は、まず、連携体制の構築、計算環境の構築、そしてトランスオミクス解析手法のプロトタイプの実装を行なうことができ、おおむね順調に進んでいる。知識型解析手法、因果・階層型手法、統合型解析手法の開発では、それぞれ全体の枠組みの整理と、個々の手法開発を循環させながら進めており、個々の手法開発に関しても論文投稿がなされている。同時に、統合型解析手法をネットワークの面から整理した総説を出版することができた。また、黒田班と連携し、ゲノムワイド関連解析の発展形としてのトランスオミクス解析の未来に関する総説を出版することもできた。そしてこれらの手法の実データ解析として、ヒトのゲノムワイド関連解析とマウスを用いた代謝疾患解析を領域内連携によって行い、実データ解析手法の確立を進めることもできたことから、現実世界への適用も進んでいるといえる。本計画研究では、トランスオミクス統計解析手法を提案・開発し、各オミクス計測と応用の研究者と連携しオミクスデータを解析することで、トランスオミクスを読み解き、疾患や生体における代謝状態の変化を体系的網羅的に明らかにしている。知識型とし、ゲノムアノテーションによる因子候補の制約・絞り込みを行う方法を開発した。そのために発現(GTEx、GEO)とエピゲノムやTF結合(ロードマップ、ENCODE)、SNP/SNV/変異(WGS、WES、COSMIC、dbSNP)などの公共DBを用いた。因果・階層型とし、様々な細胞種のeQTL、GTEx(全身の各組織部位)による組織特異的なゲノム配列と遺伝子発現の階層構造を用いてトランスオミクス解析を行う方法、発現から免疫細胞プロファイルを推定する方法、ゲノム配列データからタンパク質・アミノ酸配列構造・修飾を高精度に予測する手法を開発した(Scientific Reports 2018, BMC Genomics 2019)。統合型とし、タンパク質間相互作用、パスウェイ、Gene Ontologyネットワークによって分子間相互作用を統合して解析する方法、またヒト-マウスオルソログテーブルによる種間統合を実現した。知識表現として、経路マッピング、分子ネットワーク、知識グラフの3つのアプローチについて論じた(Briefings in Bioinformatics 2018)。
抗菌ペプチドの有する生体防御の多機能性とその生理学的意義の解析

両生類ならびに鳥類から抗菌ペプチド遺伝子のクローン化を行い、得られた配列情報をもとに合成したペプチドを用いて抗菌活性とその作用機序を明らかにした。また、これらペプチドにはマスト細胞の走化性や脱顆粒作用、細菌毒素への結合作用、レクチン様作用などが存在することを明らかにし、生体防御において多様な作用を有することを示した。さらに、細菌毒素が抗菌ペプチドの遺伝子発現を促進することを示した。また、ヒストンH2B, H3, H4におけるグラム陽性菌に対する抗菌活性とメカニズムの検証を行った結果、H2Bは細菌の形態変化を伴わずに、H3とH4は細胞膜を破壊することにより、それぞれ作用することを明らかにした。本年度の主な成果として、1近年の研究により抗菌活性の存在が定着したヒストン群タンパク質(ヒストンH1、H2A、H2B、H3、H4)について、特に代表者等が抗菌活性を初めて報告したヒストンH3に着目し、その発現調節機構の解明を行ったこと、2生体防御ペプチドの新規作用の測定系として大腸菌凝集作用の検出法を確立したこと、3シークエンスキャプチャー法に基づき、リュウキュウアカガエルならびに培養LAH2細胞から新規抗菌ペプチド様配列をもつcDNAを複数得たこと、が挙げられる。1では、ヌクレオソームの構成成分として、本来、細胞核内の物質として知られているヒストンが、皮脂腺由来培養細胞においては培養液中に大腸菌毒素であるリポ多糖や黄色ブドウ球菌毒素であるリポテイコ酸を添加することでヒストンH3のmRNAの発現量を増加させるとともに、タンパク質レベルで細胞質に発現することを見出した。2では、着色性の化学物資により生きた大腸菌を標識し可視化することに成功したことから、昨年度の成果として発表したウシガエル由来抗菌ペプチドであるCatesbeianalectinを例に、ペプチドのもつ大腸菌凝集作用の簡便な検出法を確立した。3では、これまでRana okinavanaとして奄美大島産と沖縄諸島産で同一種扱いされていたリュウキュウアカガエルが、2011年にそれぞれアマミアカガエル(Rana kobai),リュウキュウアカガエル(Rana ulma)と別種扱いとなったことから、これまで抗菌ペプチドの単離や遺伝子クローニングの報告のないRana ulmaについて、その皮膚から複数種類の抗菌ペプチド前駆体のcDNAクローンを得た。また,トノサマガエル皮膚に由来する培養細胞LAH-2からも複数種類の抗菌ペプチド前駆体cDNAクローンを得た。本年度の全体的な成果としては,これまで抗菌活性を中心に検証していた生体防御機能に加え,異なる3種類の抗酸化作用測定法の確立や,血球凝集作用の顕微鏡観察法を用いたレクチン作用の簡便かつ高感度のスクリーニング法の確立,さらにマスト細胞へのchemotacticな作用の検出法の確立などを行ない,これらを用いて,ペプチドの多様な生体防御機能の検出を可能としたことが最も大きい。個別の成果としては,1ウシガエルcatesbeianalectinの抗菌活性ならびにマスト細胞脱顆粒活性以外の活性検証とその脳におけるmRNAの発現部位局在解析,2エゾアカガエル新規生体防御ペプチドのcDNAクローニングと合成ペプチドの生理作用の検証,3ヒストンの抗グラム陽性細菌活性のメカニズムの解析,等が挙げられる。1については,ウシガエルのハーダー腺及び脳よりcDNAクローニングにより単離していたcatesbeianalectinに,新たに血球凝集促進活性を検出したが,抗酸化作用は検出されなかった。脳におけるcatesbeianalectin mRNAの発現部位の局在解析では,辺縁系に多くシグナルが見られたことから,生理的には抗菌物質として作用することが示唆されたが,一方でimmunomodulatorとしての作用やneurotransmitterとしての機能を有する可能性を残すものであった。2では既知のものに加え,数種類の新規配列をもつペプチドをコードするcDNAを得た。合成した新規ペプチドには抗菌活性は検出できなかったが,抗酸化作用を検出することができた。3においては,高リシン型ヒストンと高アルギニン型ではグラム陽性菌に対する抗菌メカニズムが異なり,前者は細菌膜の表在物質に強く結合することにより増殖抑制を起こすことを,後者は細胞膜破壊を起こすことを,明らかにした。H26年度の主な成果は、1鳥類の抗菌ペプチドcathelicidin-B1 (CATH-B1)に関するものと、2ヒストンの抗菌性に関するものとに大別できる。1では、CATH-B1がグラム陰性菌とグラム陽性菌の細胞膜破壊を介してその増殖を抑制すること、グラム陰性菌・陽性菌の細胞外膜・細胞壁成分であるリポ多糖(LPS)やリポテイコ酸(LTA)と結合すること、マスト細胞に対する誘引作用を有すること、さらに鳥類特有の免疫器官であるファブリキウス嚢に由来するDT40細胞を用いた実験により、リポ多糖やリポテイコ酸がCATH-B1の遺伝子発現を促進することを明らかにした。

2では、ヒストンH3および5種類のヒストン天然混合物における種々の細菌や真菌に対する抗菌活性の存在や細胞膜破壊作用、さらに培養皮脂腺細胞を用いたLPSやLTAによるヒストンH3の細胞内動態変化を、明らかにした。研究期間全体を通じた成果としては、培養細胞を含めた両生類や鳥類のRNAサンプルから新規あるいは既知の抗菌ペプチドのcDNAクローニングを行い、その塩基配列に基づき合成したレプリカペプチドを用いて、走査型電子顕微鏡観察による抗菌作用機序の解析法や抗酸化作用、レクチン様作用、細菌毒素結合作用、マスト細胞誘引作用、腫瘍細胞に対する毒性作用等の検出法の確立と検証を行うことができたことが挙げられる。また、並行して検証を行っていたヒストンの抗菌活性とそのメカニズムの解析においても、ヒストンH3を中心に大腸菌、黄色ブドウ球菌、セレウス菌、ミュータンス菌、アエロゲネス菌、緑膿菌、腸炎菌、カンジダ菌に対する明確な結果を得ることができ、その成果は平成27年度から3年間にわたる科学研究費の新たな課題として採択されるものへと発展した。本課題での成果は逐次学会を通じて積極的に外部発表を行っているとともに、一部はすでに複数の学術論文としても発表している。現在、その他の成果についても論文執筆の段階に入っている。分子生理学ヒストンという真核細胞全般に普遍的に存在するタンパク質が生体防御ペプチドとしても機能することに対し、その発現制御機構の解析に使用できる培養細胞系を見つけ出すことができ、研究が大きく前進した。また、リュウキュウアカガエルや両生類の培養細胞から複数の新規抗菌ペプチド様遺伝子を単離することもでき、研究結果も着々と増え、学会発表レベルでは積極的に公表できている。当初計画どおりに順調に研究は進展しているといえるが,これらの成果を学術論文として執筆していないことから、このような自己評価とした。両生類に由来する生体防御ペプチドの多機能性を検証するうえで重要な活性測定系を複数にわたって確立することができた。これらを用いた研究結果も着々と増え,学会発表レベルでは積極的に公表できていることから,当初計画どおりに,順調に研究は進展しているといえる。しかし,これらの成果を学術論文として執筆・公表する作業がやや遅れている点を反省し,このような自己評価とした。平成26年4月より、代表者の所属する研究施設において、BSL2の病原体の使用が可能な実験室が増え、さらにこれまでに大腸菌および黄色ブドウ球菌に対してのみ行っていた抗菌活性の検証が、カンジダ菌、セレウス菌、ミュータンス菌、アエロゲネス菌、緑嚢菌、腸炎菌に対しても実施できることとなった(所属機関承認済み)。そこで、これらの菌に対する新規の両生類抗菌ペプチドならびにヒストンの抗菌活性の測定と作用機序の解明を中心とした研究を推進していく。特に、グラム陰性菌である大腸菌に対しては膜透過性を示したのちに抗菌性を発揮するヒストンH2Bについて、上記のうちのグラム陰性菌に対して同様の効果を示すか、また真菌に対してはどうかを調べる。また、細菌毒素に対するヒストンH3の発現とToll様受容体や炎症性の転写因子であるNF-κBの動態を、皮脂腺培養細胞を用いて検証する。
光合成系における光エネルギー捕集器官の構造解析とその機能解明

本研究では、主として緑色光合成細菌Chlorobium tepidumを用いて、クロロゾームアンテナ並びにそのモデルであるバクテリオクロロフィル(BChl)人工会合体構造の解明を目的とする。これまで、分光学的手法により、クロロゾームはアルコール処理によって異なる形態構造を形成することが示唆されている。今回我々はヘキサノール処理によるクロロゾームの形態変化とその分光学的挙動との関連、さらにクロロゾームのモデルとなるBChl c人工会合体の構造を各種物理化学的手法を用いて調べた。クロロゾームはヘキサノール処理によって吸収スペクトルがほぼ可逆的に変化することがわかる。未処理のクロロゾームは742nmに吸収ピークをもち、59mMヘキサノールで処理すると約670nmにブルーシフトする。これは有機溶媒中におけるBChl c分子モノマーの吸収位置に対応する。その後、ヘキサノール濃度を29mMに薄めると吸収スペクトルはほぼ元の位置に戻る。1-butanolやphenolについても同様の結果が得られた。この過程において、電子顕微鏡の観察によるとクロロゾームは最初米粒の形から細長く伸びた針状の形となり、最後の処理では不規則な形の球状に変化した。同じ試料を動的光散乱で測定すると粒径分布が大きく変化することがわかった。電子顕微鏡の結果に対応して、未処理のクロロゾーム粒子は平均流体力学半径が約105Åであり、均一な形状と粒径をもつのに対して、アルコール処理すると平均粒径が一旦大きくなり、その後の処理では若干戻るが、粒径分布の幅が増え続けることがわかった。これらの結果は明らかにアルコール処理によって形態学的に不可逆な変化が起きていることを意味する。さらに、中性子散乱及び放射光X線を用いた実験からは、溶液中でのBChl会合体は数10-200Å程度の大きさをもち、また固体状態の会合体は長距離秩序構造を有することを初めて突き止めた。現在その結果の解析が進行中である。
分子シンクロ現象を利用した有機薄膜の超微細加工

ラングミュア・ブロジェット(LB)膜を始めとする有機薄膜は種々の機能特性への応用展開が計られている。しかし、それらの機能は集合系として分子固有の極限機能の総和値として発現させるには至っていない。本研究では、有機薄膜の極微小情報素子としての可能性を探索するため、光・電場と分子の化学構造との刺激-応答のシンクロ現象を利用した有機薄膜の新規微細加工法を提案することを目的として実験を行った。始めに、構造制御され、かつ、欠陥が著しく少ない結晶性(光応答性分子/脂肪酸)混合単分子膜を構築する必要がある。ツビッターイオン型のアゾベンゼン誘導体4-(4'-octyloxyazobenzene)oxydecyl(2-hydroxyethyl)dimethylammonium bromide(8Az10)とステアリン酸(SA)からなる混合単分子膜を水面上で調製し、種々のキャラクタリゼーションを行った。固体基板状に一層移し取った混合単分子膜の室温での電子線回折および全反射X線回折測定に基づき、単分子膜が結晶状態にあることを確認した。この単分子膜に波長365nmの紫外光を照射するとその表面形態が変化したことから、8Az10分子は二次元結晶中においても光異性化できると考えられる。また、8Az10分子の単分子膜中での光異性化挙動は紫外-可視吸収分光測定においても確認した。混合単分子膜の表面形態は、8Az10分率が20mol%程度の狭い組成範囲で均一であった。このため、(8Az10/SA)(20/80mol%)混合単分子膜を用いて超微細加工の検討を検討した。その結果、膜中に直径1Onm程度のピットを作製することが可能となった。また、8Az10分率が40mol%の混合単分子膜では明確なストライプ状の相分離構造が観察された。このような相分離構造が単分子膜で形成された報告例は皆無であるため、詳細な検討も行った。ここでの問題点は、1)結晶性単分子膜中で光応答性分子が光異性化できるか、また、2)混合系が分子状に分散できるか、という二点である。現在までに、カルボキシル基を有するアゾベンゼン誘導体(4-octyl-4'-(5-carboxypenta-methyleneoxy)azobenzene)(8Az5)とステアリン酸(SA)からなる混合単分子膜を水面上で調整し、上記1,2)の問題点について検討した。室温での単分子膜の電子線回折像はデバイリングを示し、混合単分子膜は結晶状態にあることを確認した。このような擬二次元結晶中においても光応答性分子の光異性化が可能であることを明らかにしたが、8Az5とSAは室温で非相溶であった。混合単分子膜の相溶性は、両者の線張力および双極子モーメントのバランスによって決定される。このため、両親媒性光応答分子の親水部に双性イオン官能基を導入することにより、分子状に分散した結晶性(光応答性分子/脂肪酸)混合単分子膜の構築が可能となるものと考えた。そこで、8Az5の代わりとなるツビッターイオン型の光応答性分子、4-(4'-octyloxyazobenzene)oxydecyl(2-hydroxyethyl)dimethyl ammonium bromide(8Az10)、を提供していただき、気/水界面におけるSAとの相溶性について検計した。その結果、8Az10分率が20mol%以下程度の限られた組成領域で、混合単分子膜は相溶状態にあることが明らかとなった。また、8Az10分率が40mol%の場合、単分子膜ではほとんど報告例のない、明確なラメラ状のメゾスコピック相分離構造が観察された。この系についても今後詳細に検討する予定である。相溶状態にある(8Az10/SA)(20/80mol%)混合単分子膜をシリコンウエハー上に移し取り、超微細化工の予備的検討を行った。しかしながら、(8Az10/SA)(20/80mol%)単分子膜はAFM観察中に膜が崩壊(破壊)しやすいことがわかった。このため、現在は、SAの代わりに結晶性の脂肪酸として凝集力の強いリグノセリン酸(LA)を用いて実験を行っている。これまでの相溶性(8Az10/LA)(10/90mol%)混合単分子膜を用いた予備的実験において、紫外光照射前後で膜の力学的強度が著しく変化することを見いだしている。今後更なる検討を行う予定である。

ツビッターイオン型のアゾベンゼン誘導体4-(4'-octyloxyazobenzene)oxydecyl(2-hydroxyethyl)dimethylammonium bromide(8Az10)とステアリン酸(SA)からなる混合単分子膜を水面上で調製し、種々のキャラクタリゼーションを行った。固体基板状に一層移し取った混合単分子膜の室温での電子線回折および全反射X線回折測定に基づき、単分子膜が結晶状態にあることを確認した。この単分子膜に波長365nmの紫外光を照射するとその表面形態が変化したことから、8Az10分子は二次元結晶中においても光異性化できると考えられる。また、8Az10分子の単分子膜中での光異性化挙動は紫外-可視吸収分光測定においても確認した。混合単分子膜の表面形態は、8Az10分率が20mol%程度の狭い組成範囲で均一であった。このため、(8Az10/SA)(20/80mol%)混合単分子膜を用いて超微細加工の検討を検討した。その結果、膜中に直径1Onm程度のピットを作製することが可能となった。また、8Az10分率が40mol%の混合単分子膜では明確なストライプ状の相分離構造が観察された。このような相分離構造が単分子膜で形成された報告例は皆無であるため、詳細な検討も行った。
脊髄損傷に対する低出力衝撃波治療効果の検討

低出力体外衝撃波治療が脊髄損傷の麻痺の回復に有効か検討した.ラットで脊髄損傷を作製し、Sham群, Sham-衝撃波群(Sham-SW群),脊髄損傷群(SCI群)と脊髄損傷-衝撃波照射群(SCI-SW群)の4群に分けた. Sham-SW群とSCI-SW群は損傷脊髄部位に低出力衝撃波を照射した.SDラットの第9-11胸椎椎弓を切除し重錘落下装置(NYU Impactor)を用いて第10胸椎高位で脊髄損傷を作製した. Sham群, Sham-衝撃波群(Sham-SW群),脊髄損傷群(SCI群)と脊髄損傷-衝撃波照射群(SCI-SW群)の4群に分け, Sham-SW群とSCI-SW群は損傷脊髄部位に低出力衝撃波を照射した.条件はNishidaらの虚血心筋への方法を参照した.昨年度の結果に加え、麻痺の測定にInclined plane testを行った。21、35、42日目でSCI-SW群の運動機能が有意に高かった(p<0.05)。VEGFの免疫染色では、SCI群に比べて、SCI-SW群で損傷脊髄のVEGF発現が増加し、特に損傷部から頭側で有意に増加した(p<0.05)。衝撃波を照射した群と、照射しない対照群で、知覚過敏(アロデニア)を比較した。アロディニアの評価は、損傷前と損傷後7、14、21、28、35、42日に、圧刺激(von Frey test)、熱刺激(Hargreaves test)、冷刺激(Acetone test)に対する後肢の疼痛閾値を行動学的に評価した。その結果、損傷直後に両群で全ての刺激に対する閾値が低下したが、14日目以後、閾値は経時的に上昇した。35日目以後、全ての刺激においてSCI群に比べてSCI-SW群の閾値が高い傾向がみられた。35日目でSCI-SW群の熱刺激に対する閾値が有意に高かった(p<0.05)。本研究の結果、急性期の体外低衝撃波治療によって、麻痺の改善とアロデニアの改善が得られることが明らかになった。受傷1週間後の損傷脊髄で血管新生促進のみならず神経保護作用があるVEGF発現が有意に増加していたことから、この増加が脊髄の2次損傷を抑制し、機能を改善したと思われる。SDラットの第9-11胸椎椎弓を切除し重錘落下装置(NYU Impactor)を用いて第10胸椎高位で脊髄損傷を作製した.Sham群, Sham-衝撃波群(Sham-SW群),脊髄損傷群(SCI群)と脊髄損傷-衝撃波照射群(SCI-SW群)の4群に分け, Sham-SW群とSCI-SW群は損傷脊髄部位に低出力衝撃波を照射した.条件はNishidaらの虚血心筋への方法を参照した.脊髄損傷に対する低出力体外衝撃波治療は,各種神経系細胞でVEGFを発現し,細胞死を抑制することで,運動機能やアロディニアを改善したと考えられた.低出力体外衝撃波治療が脊髄損傷の麻痺の回復に有効か検討した.ラットで脊髄損傷を作製し、Sham群, Sham-衝撃波群(Sham-SW群),脊髄損傷群(SCI群)と脊髄損傷-衝撃波照射群(SCI-SW群)の4群に分けた. Sham-SW群とSCI-SW群は損傷脊髄部位に低出力衝撃波を照射した.脊髄損傷の新たな治療法として低出力体外衝撃波治療が損傷脊髄の二次傷害を防ぎ麻痺の回復に有効か検討した.【方法】SDラットの第9-11胸椎椎弓を切除し重錘落下装置(NYU Impactor)を用いて第10胸椎高位で脊髄損傷を作製した.Sham群, Sham-衝撃波群(Sham-SW群),脊髄損傷群(SCI群)と脊髄損傷-衝撃波照射群(SCI-SW群)の4群に分け, Sham-SW群とSCI-SW群は損傷脊髄部位に低出力衝撃波を照射した.条件はNishidaらの虚血心筋への方法を参照した.損傷後1, 7, 14, 21, 28, 35, 42日でBBB scoreを用いて下肢機能を評価した(各群n=6).損傷後7,21日の時点で各群の脊髄組織を取り出しRT-PCRを用いて血管新生因子であるVEGFとその受容体Flt-1、神経栄養因子であるBDNFとその受容体TrkBのそれぞれのmRNAを調べた.【結果】Sham群とSham-SW群はBBB scoreが満点で麻痺は認められなかった.SCI群とSCI-SW群は損傷後21日までは有意差がなかったが、損傷後28,35,42日でSCI-SW群に良好な回復を認めた(P<0.05).損傷後42日のscoreはSCI群が13±0.9点,SCI-SW群17±1.5点であった。Sham-SW群はSham群に比べ損傷後7日でVEGF, Flt-1, BDNFのmRNAが有意に上昇した.損傷後7日でSCI群ではsham群に比較しVEGF, Flt-1, BDNF, TrkBのmRNAが有意に低下し、SCI-SW郡ではSCI群に比べ全て有意に上昇していた(P<0.05).VEGF, Flt-1, BDNF, TrkBのmRNAは損傷後21日で7日に比べ上昇を認めたが、SCI群とSCI-SW群間に有意差は認めなかった.当初計画した実験は、ほとんど完了しきたされた成果が得られた。加えて、知覚障害であるアロデニアの評価を行った。

現在、衝撃波治療期間を3週間から1周間に短縮しても、同等の効果が得られるか検討中である。当初の予定では、Sprague-Dawley ratsを用いて脊髄損傷モデルを作製し、行動解析と免疫学的検討の一部を行う予定であった。精力的な実験により順調に進んでいる。現在、衝撃波治療期間を3週間から1周間に短縮しても、同等の効果が得られるか実験中である。これまでの研究成果を論文化するとともに、国内外の学会において成果を発表する。引き続いて脊髄損傷モデルを作成する.そして免疫組織学的解析および組織学的解析を行う.免疫組織学的解析:損傷後7、42日の時点でWestern blot法で血管新生因子であるVEGF、eNOSと神経栄養因子であるBDNF、NT-3、FGF-2を調べる。組織学的解析:損傷後7、42日の時点で損傷脊髄のパラフィン切片を用い、NueN免疫染色を行い衝撃波の有無により残存神経細胞数に差がでるか解析する。ルクソールファストブルー染色を行い軸索損傷の領域を評価(髄鞘を含む白質を定量化)する。また脊髄空洞面積を評価し比較する。該当なし現在用いている脊髄損傷動物の作成機器が老朽化し不具合がおきることがあるため、できるなら更新する予定である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成23年度請求額とあわせ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。その他、動物購入、試薬などを購入する。研究成果発表のための旅費にあてる。
RGDペプチド三次元細胞構造体を用いた新規半月板再生医療技術の開発

本研究の目的は、RGDペプチドを用いた非細胞足場素材と移植用細胞を組み合わせたRGDペプチド三次元細胞構造体による新たな軟骨・半月板再生医療技術を開発することである。滑膜に由来する間葉系幹細胞(滑膜幹細胞)は優れた自己増殖能と軟骨分化能を有し、in vitro軟骨分化用培地で培養すると軟骨塊を形成する。軟骨塊の大きさは細胞による軟骨基質の産生量を反映しているが、細胞塊が大きくなるほど中心部の栄養や酸素が欠乏するため、形成される軟骨塊の大きさには限界がある。そこで、本研究では、RGDペプチドを用いた非細胞足場素材(Petaloid recombinant peptide; Petaloid RCP)の使用がより大きな細胞塊の形成に有用であるかどうかについて検討した。具体的には、人工膝関節置換術後に得られた6膝の滑膜から分離・培養した滑膜幹細胞13万細胞をPetaloid RCP(0.125mg)と混合後、遠心して細胞塊とし、軟骨分化培地で21日間培養した。得られた軟骨塊の湿重量、DNA量、グリコサミノグリカン量、サフラニンO染色、トルイジンブルー染色、電子顕微鏡観察により組織を解析し、Petaloid RCPを混合しないコントロール群と比較した。その結果、軟骨塊の湿重量、軟骨塊あたりのプロテオグリカン量、軟骨塊あたりのDNA量はPetaloid RCP群でコントロール群より有意に増加した。組織所見により、Petaloid RCPは空間を作り、その空間を埋めるように軟骨基質が産生されることが観察された。Petaloid RCPにより空間が構築されたことで、細胞塊の中心部まで栄養がいきわたり、軟骨基質の産生が増加したと考えられた。本年度の目標は「RGDペプチド三次元細胞構造体調製法の最適化」であり、これまでの成果を論文にまとめて発表している。今年度の結果を元に、「RGDペプチド三次元細胞構造体の生体内機能評価」として、in vivoにおいて軟骨分化促進を検討し、さらに、動物モデルを用いた移植実験を行う。2018年度にRGDペプチド三次元細胞構造体調製法の最適化を行い、その結果をもとにRGDペプチド三次元細胞構造体の生体内機能評価を進める予定であったが、三次元細胞構造体調製法の最適化に関してまとまった結果が得られたため、計画を変更して、論文発表を行うことにしたため、実験関連の未使用額が生じた。このため、次年度に予定していた生体内機能評価を行うこととし、未使用額はその経費に充てることにしたい。
理想へき開強度および転位運動に着目した脆性破壊現象のマルチスケールモデリング

29年度には、研究実施計画に示したとおり、前年度に作成したMA間の距離を調整した供試材を用いて多数の破壊試験を行い,ベイナイト鋼におけるへき開脆性破壊発生過程のStage II(脆化相割れの母相への伝播)の限界条件の定式化を行った.まず,従来研究でへき開脆性破壊発生のStage IIを記述する上で用いられてきたPetchの式の問題点を考慮し,転位堆積距離を考慮したStage IIの限界応力を,有効表面エネルギーγpmを未知の定数として新たに定式化した.このγpmを,新たに定式化した限界条件を組み込んだ破壊確率モデルによって構築した尤度関数を前述の多数の破壊試験の結果に適用し,尤度を最大化することによって推定した.また,以上に示した新たに提案したStage IIの限界条件および,前年度の研究によって取得したγmmの温度依存性を組み込んだStage IIIの限界条件を用いて,破壊確率モデルを構築した.構築した数値モデルの妥当性を検証するために,微視組織の異なる4種のベイナイト鋼を準備し,破壊靭性試験を行うことで得たそれぞれの破壊靭性値分布の温度依存性と,本数値モデルによって算出した破壊靭性値分布の温度依存性を比較した.比較の結果,両者の結果は良好な一致を示していることが確認され,本数値モデルの妥当性が検証された.以上に示したように,今年度は前年度に引き続き,実験を通したベイナイト鋼のへき開破壊発生過程の定式化に取り組むと共に,これまでの研究によって得られた成果を統合することで,最終的な目標であるベイナイト鋼におけるへき開破壊現象の数値モデル構築を行った.数値モデルは実際の鉄鋼材料への適用によって妥当性が検証されたため,本研究の成果は以前より多くの研究者によって取り組まれてきたベイナイト鋼におけるへき開脆性破壊現象に対する研究に十分に貢献すると考えられる.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,鉄鋼材料中の微細な脆性亀裂が結晶粒を跨いで伝播する際に吸収されるエネルギー,すなわち有効表面エネルギーを同定することを目的としている.今年度は,有効表面エネルギーを実験的に計測するために都合のよい材料を作製すること,金属の塑性変形を主たる要因である転位運動に着目することで有効表面エネルギーを推定する数値モデルを構築することを目標に,研究を遂行した.まず,材料の準備においては,数通りの化学成分を有する鋼材に対し様々な熱処理を加えることにより,有効表面エネルギーの計測に最も有効な金属組織を形成するための条件を探索した.一方,数値モデルの構築に関しては,転位動力学をベースとした脆性亀裂伝播モデルの構築および検討を行った.検討の結果,研究の対象としている現象のスケール,計算コストの面から結晶塑性有限要素法の導入が効果的であると考え,オープンソースの結晶塑性有限要素法コードを導入し,有効表面エネルギーの推定法を検討中である.本研究で同定を目指している有効表面エネルギーは,脆性亀裂の発生靭性を金属組織から推定するための確率モデルにおいて必要不可欠なパラメーターであるが,いくつかの値が提案されており,これらの値は過去の先行研究における実験結果に基づいている.しかし先行研究で行われた実験は有効表面エネルギーを計測するために十分な条件を有する鉄鋼材料を用いたものではない.本研究は有効表面エネルギーの計測を目的とした材料を作製し,これまで曖昧であった有効表面エネルギーに対し,十分に信憑性のある値を提案することを目的としている.また,一方で数値シミュレーションからも有効表面エネルギーの実体に迫ろうとしている.本研究によって有効表面エネルギーとして明確な値を提案できれば,今後の脆性破壊靭性の研究に大いに役立つと考えられる.今年度は,転位動力学ベースの脆性亀裂伝播モデルの検討,破壊試験を通した微視亀裂伝播の有効表面エネルギーの計測手法の検討・準備を行った.転位動力学ベースの脆性亀裂伝播モデルの検討については,亀裂を想定した楕円孔先端における転位密度の変化を,離散化した移流方程式で解くことで再現するモデルを構築中である.現在のところは単結晶中の亀裂のみが対象であり,粒界を跨いだ転位の移動は再現されていない.また,亀裂先端における転位の増殖の再現や,転位運動の結果生じる塑性変形による亀裂の開口の再現は未だ組み込めておらず,次年度以降さらに詳細な検討を行い,亀裂が粒界を突破する現象をモデル上で再現することを目標とする.また,同時にオープンソースの結晶塑性FEMコード"DAMASK"を用いた有効表面エネルギーの推定手法についても検討中であり,転位動力学ベースのモデルを用いる場合と比較しながら,今後の研究ではより適切と判断される数値モデルを用いていく予定である.また,数値モデルの構築と並行して,実験から有効表面エネルギーを取得する手法についても検討した.本研究が対象としているのは脆性亀裂の発生において重要となる微視亀裂の伝播抵抗である有効表面エネルギーであり,これは破壊試験片の破面起点観察と有限要素法等を用いた応力場の推定を合わせることで,ある程度の推定が可能であると考えられる.本研究では同様の手法を用いた先行研究よりも精緻に有効表面エネルギーを推定することのできるような実験手法を考案し,今年度はそのための準備を行った.現在,脆性破壊発生のマルチバリヤーモデルの考え方から材料に必要な条件を推定し,多数の熱処理試験を行うことで材料の作製を進めている.今年度は熱処理試験のみを行ったが,既に候補となるサンプルを作製しており,来年度はこのサンプルから試験片を加工し,有効表面エネルギーの計測を行う予定である.28年度には、研究実施計画に示したとおり、前年度に検討した手法に基づき、有効表面エネルギーを取得するための実験を行った。

本実験では、Ni添加量および粒径を変えた7種のフェライト-セメンタイト鋼から作製された試験片を用い、様々な温度域で行った破壊試験の結果を分析することで、有効表面エネルギーの温度依存性、Ni添加量依存性について考察した。有効表面エネルギーの計測においては、レーザー変位計を活用することで起点となった破面単位の向きを精密に計測し、3モードの応力拡大係数を考慮することで、従来よりも厳密な意味での有効表面エネルギーの計算を行った。さらに、結晶粒内で亀裂が成長していく過程および隣接破面単位の向きを考慮することで、様々な数値モデル上の仮定に対応する有効表面エネルギーの値を提案した。提案した有効表面エネルギーの温度遷移曲線は、San-Martinらの研究で提案された温度遷移曲線で異常な上昇を示していた温度域よりも高い温度でも現実的な値を示し、有効表面エネルギーは-50°C以上の温度域でも緩やかな上昇を示すのみであるということが判明した。また、Ni添加量への依存性は認められず、Ni添加による靭性の向上は降伏応力の温度依存性のみに起因することが示唆された。また、亀裂が粒内を伝播し、粒界に突入する過程を想定した有限要素解析を行い、亀裂先端の応力場の履歴を推定した。その結果、亀裂先端の応力は降伏応力のひずみ速度依存性によって、粒界に達した直後が最も高く、そこで粒界を突破できなければ応力は時間にしたがって低下していくことが判明した。したがって、有効表面エネルギーを推定する際は、亀裂が粒内で成長していく過程に着目すべきであるという知見を得た。今年度の成果によって、従来不明であった鉄鋼のへき開亀裂発生時の有効表面エネルギーについて、温度依存性をより精緻な手法で明らかにすることができた。また、有効表面エネルギーのNi依存性も、本研究においてNi添加量の異なる鋼材を用いたことで検証することができた。本年度の研究成果によって得られた有効表面エネルギーの温度依存性は今後、本研究の目的としているベイナイト鋼のへき開破壊靭性予測モデルの構築において重要なパラメーターとなる見込みであるため、本研究において非常に意義のあるものであると考えられる。また、本年度には、来年度に行う予定であるへき開破壊発生過程のStage IIの定式化に必要なベイナイト鋼供試材の作製を行った。来年度にこの鋼材を用いてStage IIの定式化を行い、本年度の研究成果と合わせてへき開破壊靭性予測モデルに組み込み、従来明らかにされてこなかったベイナイト鋼の微視組織とへき開破壊靭性の関係を考察する予定である。以上の理由から、本年度の成果は本研究において重要な知見を与えるものであり、十分な進捗をもたらしたと考えられる。29年度には、研究実施計画に示したとおり、前年度に作成したMA間の距離を調整した供試材を用いて多数の破壊試験を行い,ベイナイト鋼におけるへき開脆性破壊発生過程のStage II(脆化相割れの母相への伝播)の限界条件の定式化を行った.まず,従来研究でへき開脆性破壊発生のStage IIを記述する上で用いられてきたPetchの式の問題点を考慮し,転位堆積距離を考慮したStage IIの限界応力を,有効表面エネルギーγpmを未知の定数として新たに定式化した.
一次元量子交替スピン系の異常磁性

一次元量子スピン系に関してこれまで様々なモデル物質を用いて特異な基底状態が明らかにされてきた。これらのモデル物質群は、磁性を担っているイオンが一種類のみで構成されており、「異種類の磁性イオンを含む一次元鎖は、如何なる基底状態をとるのであろうか?」という着想のもと、昨年度から引き続き試料作製環境を整備し、幾つかのモデル物質の合成、結晶及び磁気構造解析、巨視的測定を行った。特に、酸化物Sr_3MM'O_6(M=Cu,Ni,Zn;M'=Pt,Ir)の合成を集中して行ったが、この化合物群は、磁性イオンのMとM'が交互に配列した擬一次元量子スピン磁性体のモデル物質群として理論・実験両面から大変注目されている。この物質群の中のM=Ni(S=1)、M'=Ir(S=1/2)の磁気的性質が大変興味深く、磁性率や比熱等の巨視的測定の結果、これまでの局在スピン概念では説明できず、電子系と密接に関係した新規の基底状態を示唆する結果が得られた。これらのモデル物質群は、磁性を担っているイオンが一種類のみで構成されており、「異種類の磁性イオンを含む一次元鎖は、如何なる基底状態をとるのであろうか?」という着想のもと、今年度は試料作成環境を整備し、幾つかのモデル物質の合成、結晶及び磁気構造解析、巨視的測定を進行中である。特に、酸化物Sr_3MM'O_6(M=Cu,Ni,Zn;M'=Pt,Ir)の合成を集中して行ったが、この化合物群は、磁性イオンのMとM'が交互に配列した擬一次元量子交替スピン磁性体のモデル物質群として注目されている。この物質群の中のM=Ni(S=1)、M'=Ir(S=1/2)の磁気的性質が大変興味深く、磁化率や比熱等の巨視的測定の結果、これまでの局在スピン系の概念では説明出来ず、電子系と密接に関係した新規な基底状態を示唆する結果が得られた。今後、これまでの単結晶作製を試み、これまでの巨視的測定に加えESR、NMR、μSR等の微視的な測定により、その異常な振る舞いの原因探究に努める。
VR技術を用いた教師の即時的な課題解決方略を高めるシステムの開発

本研究課題は、VR技術を用いて教師の即時的な課題解決方略を高めるシステムを開発することである。1年目は、初心者教師と熟達教師がそれぞれに同一の体育授業のVR映像を観て、アイトラッキングによる視点ポイント,語りのアノテーションを同期させるシステムを開発する。また,本システムは,他者の意見を記録・集積する集合知のデジタルアーカイブとしても機能させる.2年目は、本システムを用いて、初心者の内受容感覚(MRI及び簡易脳波測定)から課題解決方略を抽出して自覚化のトレーニングを図り、初心者の即時的な課題解決方略を高める方法論を確立する。3年目はN市内の数校の小・中学校において導入して汎用性を検証する。
その場観察による実空間と逆空間におけるタンパク質結晶欠陥の評価

結晶中に導入される欠陥を制御することは、結晶の品質を向上するための基礎である。高品質なタンパク質結晶は、X線などを用いた分子の立体構造解析に用いられるが、これを育成することは非常に困難である。本研究では、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたタンパク質結晶の欠陥の“その場"観察を行うことから、タンパク質結晶の品質低下に繋がる欠陥の生成メカニズムを明らかにすることを目指す。本年度は液中観察専用ホルダーとTEMを用いて“その場"観察を行った。このホルダーは溶液とTEMの真空環境を隔離した状態で保てる溶液セルを備えている。ここにリゾチームタンパク質の結晶化溶液を入れて観察を行った。観察では、サブミクロンからミクロンサイズの正方晶と直方晶のリゾチーム結晶が観察された。それぞれの結晶中には、周りと比べて電子が透過しやすくなったために生じるコントラストが観察された。これは、空隙(ボイド)と考えられ、大きさが数十ナノメートル(リゾチーム分子の大きさは約3ナノメートル)であり、空孔(結晶中の1分子が抜けた箇所)が集まって形成されたと考えられる。また、このようなボイドが生成する瞬間を捉えることに成功した。加えて動く様子や、消失する瞬間も捉えている。また、これらの結晶中には、ブロック状に回折コントラストが生成し、これらが動く様子が観察された。このようなコントラストは、結晶がいくつかのブロックで構成され、これらのブロックの結晶学的方位がわずかにずれることで生成されたと考えられる。タンパク質結晶において、このような結晶欠陥の動的な挙動が直接捉えられた例はこれまでにない。リゾチームタンパク質結晶中に生成するTEMのコントラストから、このコントラストを生成する結晶欠陥を同定した。また、結晶欠陥が生成する瞬間をリアルタイムで捉えることに成功した。これは当初の計画のとおりである。さらに、ボイドが消失する様子、ブロック状の回折コントラストが動く様子も捉えることに成功した。これらの成果は、タンパク質結晶に生成する欠陥に対する理解をさらに深めることが期待できる。そのため、当初の計画以上に進展していると考えられる。本手法で観察される、サブミクロンからミクロンサイズの正方晶と直方晶のリゾチーム結晶中に生成する欠陥の同定ができたため、今後はこれらの欠陥が生成した結晶の電子回折像をとることを中心に実験を進めていく。これらの電子回折像を取得することで、回折点の質や回折パターンの乱れを調べる予定である。また、結晶欠陥の動的な挙動を“その場"観察することに成功したため、これを解析し、欠陥の生成条件などを調べていく予定である。
インド大乗仏教瑜伽行学派における聖典(アーガマ)継承の研究-雑阿含から摂事分へ-

インド大乗仏教瑜伽行学派は、あまたの阿含聖典のなかから、雑阿含経典を中心に自派の思想形成の拠り所となる聖典を取捨・選択した。それらの聖典は「摂事分」として集約され継承されている。「摂事分」として聖典を継承したのは、自学派の教説こそが仏陀の直説であり、仏陀の真意を伝えるものであることを主張するためである。これらの聖典は時には、阿含経典を直接引用するかたちで、時に『瑜伽師地論』の引用を通じて、あるいは、修行体系に即して『瑜伽師地論』や『顕揚聖教論』自体が哲学的な教義解釈を施して説示される。これら聖典継承の種々のあり方を明確にすることは、聖典の現代的な継承と受容を考える上で重要な意義を有するものである。本研究では『瑜伽師地論』「摂事分」、『顕揚聖教諭』「摂事品」を中心としたものであるが、特に『顕揚聖教論』「摂事品」、「成無性品」の解読研究を通じて、瑜伽行学派が自派の思想を確立する過程でなされた聖典の継承と受容の一端を明らかにした。(1)『顕揚聖教諭』の解読研究を第一章「攝事品」、第七章「成無性品」を中心に進め、両章の註記付き書き下し文の草稿を作成した。さらに、『顕揚聖教論』が聖典を受容・継承し、それに依拠して自学派の教義を確立した具体例を分析し、系譜ごとに分類し提示した。(3)これまでの解読研究から、『顕揚聖教論』は、次のように要約されよう。(1)「聖教」とは、仏陀の直説である阿含聖典に説かれる教説である。「聖教」が直接的には『瑜伽師地論』を意味する場合でも、その背後に阿含経典が存在することが共通に理解されていた。(2)『顕揚聖教諭』はこの学派独自の教説、三性説・識論・菩薩道を展開するにあたり、阿含経典大乗経典、さらには『瑜伽師地論』を教証とすることにより、これら独自の教説が仏陀の直説であること、換言すれば『顕揚聖教論』にとかれる瑜伽行学派の教義こそが仏陀の真意を伝えるものであることを主張したのである。この意図を明示して、この論書が「聖教」を「顕揚」する「論」と名付けられたのである。インド大乗仏教の二大潮流の一である瑜伽行唯識学派が、あまたの聖典(アーガマ)を取捨選択しつつ継承し、自学派の思想形成を如何様に成立せしめたかを、無著造『顕揚論』を中心に考察した。研究初年度の本年は同学派の思想の根幹をなす三性説について、ニ諦の視点から考察を試みた。要旨は次の如くである。1.『顕揚論』の三性説はいずれも主に『瑜伽論』「菩薩地」攝決擇分「眞実義決擇」を継承したものである。2.『顕揚論』が三性説を世俗・勝義のニ諦(特に勝義諦)として説くのは、般若経典を教証とする伝統に基づくものである。なおこの伝統は『中論』第24章第8偈にも引き継がれている。3.『顕揚論』において三性説がニ諦の構造をもって説かれる背景には、瑜伽行学派に固有にして共通の「盡所有性・如所有性」の思想があることに留意すべきである。そのうち如所有性が勝義諦に対応することは、『顕揚論』に遡ることができる。この研究成果は、「古典学の再構築」B01伝承と受容班研究会(1999,11,27,於京大会館)で口頭発表し、加筆訂正の上、『戸崎正宏古希記念論集』に「『顕揚論』における三性説管見」と題して発表した。また仏教聖典(アーガマ)資料に基づき、インド世界に於ける「老い」の問題を追及し、「高齢者環境の再生」と題して、長崎大学公開講座叢書12『地域環境の創造』に発表した。次年度は、雑阿含経典→『瑜伽論』摂事分/摂釈分→『顕揚論』の流れを重点的に追及し、聖典継承の系譜研究に専念する予定である。

本研究では『瑜伽師地論』「摂事分」、『顕揚聖教諭』「摂事品」を中心としたものであるが、特に『顕揚聖教論』「摂事品」、「成無性品」の解読研究を通じて、瑜伽行学派が自派の思想を確立する過程でなされた聖典の継承と受容の一端を明らかにした。(1)『顕揚聖教諭』の解読研究を第一章「攝事品」、第七章「成無性品」を中心に進め、両章の註記付き書き下し文の草稿を作成した。さらに、『顕揚聖教論』が聖典を受容・継承し、それに依拠して自学派の教義を確立した具体例を分析し、系譜ごとに分類し提示した。(3)これまでの解読研究から、『顕揚聖教論』は、次のように要約されよう。(1)「聖教」とは、仏陀の直説である阿含聖典に説かれる教説である。「聖教」が直接的には『瑜伽師地論』を意味する場合でも、その背後に阿含経典が存在することが共通に理解されていた。(2)『顕揚聖教諭』はこの学派独自の教説、三性説・識論・菩薩道を展開するにあたり、阿含経典大乗経典、さらには『瑜伽師地論』を教証とすることにより、これら独自の教説が仏陀の直説であること、換言すれば『顕揚聖教論』にとかれる瑜伽行学派の教義こそが仏陀の真意を伝えるものであることを主張したのである。この意図を明示して、この論書が「聖教」を「顕揚」する「論」と名付けられたのである。
一人TT方式による教授行動の改善に関する実践的研究

初年度2018年度は,「一人TT方式」の概念をより明確にして深め,教授行動改善の可能性と現時点における問題点について明確にすること,理解を広げることを第一に,関係する学会で発表を行った。小川・上木(2018)は,PCカンファランス2018(熊本大学)において,大学における情報処理の授業における実践研究の成果を報告した。小川(2018a)は,日本心理学会(東北大学)において,「心理統計学の授業における一人TT方式の授業実践の評価」について発表した。つづいて小川(2018b)は,日本教育工学会(東北大学)において「心理学教育」の実践的研究について発表した。これらの研究成果から,以下のようなことが明らかになった。(1)一人TT用ビデオと授業解説ビデオ(予習復習用教材)は異なる性質をもっており,e-Learningと一人TTの連携を行う条件を明確にすることが,一人TT研究の将来的な可能性を広げる。(2)一人TTの実践的研究では,量的研究ばかりでなく質的な研究が重要である。特に,教材作成の担当者でもある授業者の思い(目的)と教材の作成・利用・評価のループの中で,気づき,調整する過程を記録することで,一人TTの効果を明らかにすることができる。また,研究の一環として,2018年8月に免許更新講習の形で中高の教員に対する一人TTに関する研修(対象23名の現職教員)を実施した。研修の結果,一人TT研修について多くの教員が前向きにとらえており,研修の効果が確認された。この研修による実践的な知識の蓄積については2019年の学会発表で報告する予定である。当初の計画では,初年度から中学校・高等学校の教員と連携して教育実践を実施し,一人TTの効果を検討する予定であったが,大学における一人TTの教材開発に時間がかかり,2年目から中学校英語科の教員と協力して実践研究を進めることになった。初年度は,中高の教員を対象とする免許更新講習の形で,研修プログラムの開発を行った。この取組を2年目以降も継続発展させることで,当初の計画の目的は達成できると考える。並行して,大学における「教育心理学」「心理統計学」の授業において,実践的な教材開発と評価を行っていく。
模擬星間アイスへの高エネルギー粒子・光子照射による有機物の無生物的生成の検証

分子雲中の星間塵アイスマントル中での有機物生成の検証のため,高エネ研で新規開発中のデジタル加速器を用い,模擬アイスマントルへの重粒子線照射実験を計画し,その準備を行った。星間塵アイスマントルでの有機物生成を調べる場合に問題となるのが,極低温環境で組成の既知のアイスを作製した後に,これに照射することと,その反応過程の追跡法である。アイスマントルを構成する分子としてH_20,CO,CH_3OH,NH_3などが主と考えられるため,種々の混合比のアイスを作るためのクライオスタットとガス混合機のデザインを行った。ガス混合機に関しては,この装置に用いる高精度のバルブや圧力計を選定し,購入,組み立てまでを行った。クライオスタットチャンバーに関しても,高エネ研において改造中である。アイスへの照射実験の予備実験として,東京工業大学のタンデム加速器を用い,想定される出発材料(一酸化炭素,アンモニア,水)の混合気体に3MeV陽子線を照射した時のアミノ酸生成について定量的に調べた。照射後,生成物を酸加水分解した後,陽イオン交換HPLC法によりアミノ酸の定量を行った。気相での陽子線照射実験においては,一酸化炭素・アンモニア・水蒸気および一酸化炭素・アンモニアの混合気体のいずれも,照射開始後すぐに霞の生成が見られた。このことは,高エネルギー粒子線の作用により高分子態の有機物が気相中で直接生成することを示唆するものである。各照射生成物の加水分解物中に、多種類のアミノ酸が検出された。アミノ酸の生成量は照射量に比例した。このことからも,混合気体からのアミノ酸の生成は,従来想定されていたようなストレッカー反応のような多次的反応ではなく、照射により直接気相中で固体のアミノ酸前駆体が生成したと考えられる。この結果は,アイスへの照射実験においても照射により直接,高分子態の有機物が生成する可能性があることを示唆する。
HLA-A3supertype拘束性に認識される上皮性癌関連抗原ペプチドの同定

HLA-A3スーパータイプのHLAに提示される癌退縮抗原のそれぞれのHLA分子との結合性、免疫原性を比較、確認、更に、CTL誘導能を検討し、ペプチドワクチンとして使用可能性を検討した。HLA-A31拘束性ペプチドにおいてβ-tublin5 154-161,β-tublin5 309-317,CGI37 72-80の3種について、他のHLA-A3スーパータイプの癌患者末梢血においてもそれぞれのHLA拘束性にペプチド特異的CTLを誘導し得た。HLA-A33拘束性ペプチドにおいてRan 87-95, IEX (immediate early response X)-1 47-56, IEX 61-69の3ペプチドで、他のHLA-A3スーパータイプの癌患者末梢血においてそれぞれのHLA拘束的にペプチド特異的CTLを誘導した。また前立腺関連抗原ペプチドをHLA-A3スーパーファミリーのbindingモチーフにより42種類用意し、そのうちPSA 16-24, PAP 155-163, PAP248-257, PSMA 207-215, PSMA 431-440の5ペプチドにおいてHLA-A3スーパータイプ拘束性にペプチド特異的CTLが誘導される事を確認した。CTL誘導能は患者由来末梢血単核球をペプチドで刺激して誘導し、ペプチドとの反応性をINF-gamma産生量を指標としELISA法で測定した。CTLの傷害活性はクロムを用い、それぞれHLA拘束性、ペプチド特異的なCTL活性であることを確認した。これらの癌退縮抗原由来ペプチドはHLA-A3スーパータイプ陽性の癌患者のペプチドワクチン療法の候補として汎用可能であることが確認された。HLA-A31拘束性ペプチドにおいて、β-tublin5 154-161,β-tublin5 309-317,CGI37 72-80の3種については、これらのHLA-A3スーパータイプの癌患者末梢血においてもそれぞれのHLA拘束性にCTLを誘導し得た。CTLのIFN-gamma産生はELISA法により測定した。これらのペプチドにより誘導されたCTLはHLA一致の癌細胞株を傷害するが、健常人由来PHA刺激リンパ球は傷害せず、ペプチド特異性及び、MHC-class I拘束性を有しており、HLA-A31拘束性ペプチドの一部は、他のHLA-A3スーパータイプ陽性の癌患者のペプチドワクチン療法の侯補として汎用可能であることが確認された。CTLの細胞障害活性は標準的Cr遊離試験により測定した。HLA-A33拘束性ペプチドにおいてはRan 87-95,IEX 47-56,IEX 61-69の3種に付いて、これらのHLA-A3スーパータイプの癌患者末梢血においてもそれぞれのHLA拘束的にCTLを誘導し得た。今後、これらのCTLのペプチド特異性、及びMHC拘束性について検討していきたい。
大英図書館蔵和漢古書籍(及び東ドイツ学士院蔵トルファン出土資料の)書誌学的研究

1.膨大な蔵書カードの中から古典籍のカードを抽出して、大英図書館日本セクションが所蔵する古典籍リストを作成した。それによって、古典籍の実数が約4,500部であることが初めて判明した。2.約4,500部の古典籍資料の中核は、ケンペル、シーボルト、サトウ、アストン等の旧蔵書で、とりわけアーネスト・サトウコレクションは日本出版文化史に欠かせない充実した内容であったこと。また、シーボルトコレクションは、近世文化史資料の優れた集積であったこと。3.単に善本・稀書だけでなく、全蔵書の調査を完遂できたこと。4.三次に渉る調査の経験から欧洲における日本古典籍資料の現状と研究者の研究状況を把握することができたこと。5.全調書を図版目録にまとめて公刊すること。6.解明不能と見做されていた古代中国印刷史を明らかにするための資料を発見したこと。