hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プラズモン共鳴をナノワイヤ表面に発生させる近接場光顕微鏡の設計・製作

本研究の目的は、近接場光顕微鏡の感度を高めるために、ナノワイヤに金属薄膜を付与し、そこで発生するプラズモン共鳴によってプローブ先端の光電場を増強することである。具体的な設計問題解決方法として、ナノワイヤの一面に厚み10nm程度の金スパッタリングで成膜する。その金の金属薄膜内にプラズモン共鳴が発生すれば、ナノワイヤの先端に増強された光電場が発生する。この光電場がにわっ検出感度を向上させ、蛍光分子の検出を目指す。高感度・高分解能化のために、開口の直径・深さ、EBDナノワイヤの長さ・形状・位置、金属薄膜の厚み・材質、照射光の波長など、プローブ先端の各種の設計因子を最適化する。そのために本研究では、各条件ごとにマクスウェル方程式をFDTD(Finite Difference Time Domain)法で解いて感度・分解能を数値計算する。22年度は前年度に引き続き、電場増強のためのプローブ設計を行った。以下に示すプローブの設計因子によった。以下に示すプローブの設計因子によって電場強度がどのように変化するかなシミュレーションによって計算し、各条件の適化を図った。プローブの設計因子開口:直径、深さEBDナノワイヤ:長さ、断面形状、位置金属薄膜:材質、膜厚照射光:波長、強度プローブ先端予備実験において従来の2倍以上の光強度が得られることがわかっていたが、本研究では上記のプローブ先端の設計因子を最適化し、310倍以上の光強度を目標に、近接場光顕微鏡の感度を最適化した。その結果、開口径は200nmアルミニウムを厚さ150nmと金を厚さ50nm(合計200nm)、ナノワイヤ長は150nm、直径50nmで、開口の縁から伸ばして、照射光は波長670nmのときに、光強度が従来と比較して3倍程度になることが分かった。具体的な設計問題解決方法として、ナノワイヤの一面に厚み10nm程度の金をスパッタリングで成膜する。この光電場によって検出感度を向上させ、蛍光分子の検出を目指す。そのために本研究では、各条件ごとにマクスウェルの方程式をFDTD(Finite Difference Time Domain)法で解いて感度・分解能を数値計算する。21年度は電場増強のためのプローブ設計を行う。以下に示すプローブの設計因子によって電場強度がどのように変化するかをシミュレーションによって計算し、各条件の最適化を図った。プローブの設計因子として、開口の直径および深さ、EBDナノワイヤの長さ、断面形状および位置、金属薄膜の材質および膜厚、照射光の波長および強度をパラメータとして検討を行った。その結果、開口径は200nm、アルミニウムを厚さ150nmと金を厚さ50nm(合計200nm)、ナノワイヤ長は150nm、直径50nmで、開口の縁から伸ばして、照射光は波長670nmのときに、光強度が従来と比較して3倍程度になることが分かった。
デスモスチルスの歩行機能に関する古生物学的研究

哺乳類の関節を持ちながら爬虫類のような側方型の体肢をもつデスモスチルスが、実際にどのように歩いたのかを復元するために2通りのアプローチを行った。このためまず、現生哺乳類各種の歩行をビデオカメラで撮影した。このテープをビデオデッキで1/60秒ごとにディスプレイし、歩行速度に応じて、1/60,1/30、1/20秒ごとにモニターをモータードライブカメラで撮影した。こうして得た連続写真を接地・離地の位相によって区分し、支持脚式から歩行様式に分類した。今回は6種類の歩容を採取できた。各動物各歩容の歩行周期、後肢立脚率、前後肢接地ずれ率、後肢体幹長比から2変数を選んでグラフを作成し、相関を調べた。また、接地様式の代表的な4タイプ、疑蹄行性、蹄行性、趾行性、蹠行性を選び、写真から、肘、手首、膝、足首の4関節の屈曲率を計測して0.1秒ごとの変化をグラフにし、動物ごと、関節ごとに比較した。一方、関節部で可動式のデスモスチルスの骨格模型を作成した。各関節には実際の関節に擬した動きが可能なように、肩関節と股関節にはユニバーサルジョイント、肘、膝、距腿関節にはヒンジジョイント、そして複雑な手首の関節には車軸関節を模したジョイントを組み込んだ。前肢、後肢とも、爪先を前に向けた状態で、手足の接地点が矢状方向の軌跡を描くような運動が可能であることが確認された。デスモスチルスの歩容は後方交差型で最も遅いvery slow diagonal walkが第一に考えられる。歩高速度の上昇につれてslow racklike walk、normal walkと変化する歩容で、どの型までが可能であるかを調べるのが今後の課題である。当研究の目的は絶滅動物の歩行機能の復元にある。このため、次の2つの方法を計画している。ひとつは、現生の大型哺乳類の歩行様式を観察・記録し、連続写真を使って解析する。もうひとつは、デスモスチルスの関節可動式交連骨格を用いて3次元計測に役立て、実際の肢位や歩容を検討する。今年度は骨格の組立を発注した。この骨格組立の特異な点は、主要な肢骨関節部に、実際の関節の動きを模した可動式の接続金具を使用する点である。具体的には球関節を持つ肩関節と股関節にユニバーサルジョイント、1軸性の蝶番関節である肘関節、膝関節、距腿関節にはヒンジジョイント、そして、複雑な車軸関節に擬せられる手根関節には、2個のユニバーサルジョイントを互いに逆向きに取付けることによって、実際の関節の動きに近似させることにした。現生の動物の歩行記録のほうは、最も動きの遅いゾウやキリンといった超大型獣を、モータードライブ付き望遠カメラと8ミリビデオカメラによって試験的に連続撮影した。この結果、毎秒3コマのモータードライブカメラでもコマが粗すぎて、ビデオのほうが有効であることがわかった。ビデオテープをプリントアウトする際は、毎秒60コマまで可能であるが、大型獣の場合は30コマでも十分に歩行様式の解析が可能であることがわかった。アジアゾウに関しては、体格の小さい幼獣から最も大型のオスの成獣まで、また、通常の歩行と早足、ないし小走りまで色々な速度の運動をビデオに記録した。哺乳類の関節を持ちながら爬虫類のような側方型の肢体をもつデスモスチルスが、実際にどのように歩いたのかを復元するために2通りのアプローチを行った。このテープをビデオデッキで1/60秒ごとにディスプレイし、歩行速度に応じて、1/60,1/30,1/20秒ごとにモニターをモータードライブカメラで撮影した。

こうして得た連続写真を接地・離地の位相によって区分し、支持脚式から歩行様式に分類した。今回は6種類の歩容を採取できた。各動物各歩容の歩行周期、後肢立脚率、前後肢接地ずれ率、後肢体幹長比から2変数を選んでグラフを作成し、相関を調べた。また、接地様式の代表的な4タイプ、擬蹄行性、蹄行性、趾行性、蹠行性を選び、写真から、肘、手首、膝、足首の4関節の屈曲角を計測して0.1秒ごとの変化をグラフにし、動物ごと、関節ごとに比較した。一方、関節部で可動式のデスモスチルスの骨格模型を作成した。各関節には実際の関節に擬した動きが可能なように、肩関節と股関節にはユニバーサルジョイント、肘、膝、距腿関節にはヒンジジョイント、そして複雑な手首の関節には車軸関節を模したジョイントを組み込んだ。前肢、後肢とも、爪先を前に向けた状態で、手足の接地点が矢状方向の軌跡を描くような運動が可能であることが確認された。デスモスチルスの歩容は後方交差型で最も遅いvery slow diagonal walkが第一に考えられる。歩行速度の上昇につれてslow racklike walk、normal walkと変化する歩容で、どの型までが可能であるかを調べるのが今後の課題である。
水化学の基礎としての高温水放射線分解の研究

原子炉の冷却水は中性子減速材であると同時に冷却材としてγ線、高速中性子、さらにはα線の混合放射線環境下で使用されるため、放射線分解がその化学環境の最も大きな支配因子の一つである。本研究は、水化学の基礎のための高温水の放射線効果の研究を行うものであり、実用的にも重要と認識され、学術的にも重要である、高温水の放射線化学に関する課題を抽出し、研究を実施した。具体的には、(1)超高速パルスラジオリシス、(2) H2臨界濃度の機構、(3) 10B(n,α)7Liによる高温水分解評価、の三つの課題を設定した。本研究は、(1)放射線反応のダイナミックな反応過程の観測、(2)水素臨界濃度の機構解明、(3) 10B(n,α)7Liによる高温水分解評価、の三つの柱で進めており、それぞれについて進捗を報告する。(1)の課題では、観測に困難が伴うOHラジカルのピコ秒時間領域の挙動を測定し、従来値の再評価を行い、信頼性の高い値を求めた。OHラジカルの吸収は300 nm以下の紫外領域に存在し、実験で使用する石英セル、水和電子の吸収の裾野が重畳するため、これらを精度よく求めて補正することにより、室温での信頼性の高いG値を求めた。また、水和電子のピコ秒挙動の実験データをモンテカルロ計算と比較し、高温で重要となるスパー反応を評価した。超臨界水中での水和電子収量が水の密度に大きく依存することも再確認した。これらは論文として発表した。(2)の水素添加効果による水分解の抑制については、FACSIMILEを用いたシミュレーションでその機構を明らかにすることができた。これは幾つかの学会で報告した。現在、論文としてまとめ、投稿を予定している。(3)では、当初、JAEAの研究炉を用いた実験を想定していた。東日本大震災、福島第一原子力発電所の事故の影響で再稼働の見込みがない。そこで、理論的なモンテカルロ計算でのアプローチを進めている。計算結果は出ているものの、この値がこれまでの報告を良く説明できるかの検証を進めている。まだ、十分といえるような値にはなっていない。また、PWRでの水化学計算も進めている。どこまで、水素濃度を抑えた運転が可能かについてのシミュレーョンも進めており、色々な特徴を見い出し、最終段階を迎えている本研究は、(1)放射線反応のダイナミックな反応過程の観測、(2)水素臨界濃度の機構解明、(3) 10B(n,α)7Liによる高温水分解評価、の三つの柱で進めており、それぞれについて進捗状況を報告する。(1)新しいレーザーシステムを導入し、超高速パルスラジオリシスのシステムの更新をおこなった。従来に比べて、安定で、非常に使用しやすいシステムとなった。これにより、実験が格段に進展している。年度末までに、これまで高温水の実験は400°Cまでの測定であったのに対し、420°Cに拡大してデータ取得に成功している。高温でのメタノール、エタノールの超高速パルスラジオリシスを実施し、多くのデータを取得した。現在データの解析を進めている。これにより、高温水、メタノール、エタノールを含む、高温の媒体での放射線反応の全容を把握したい。(2)水素抑制機構については論文として、投稿受理された。この過程で新たな問題として、幾つかの機関で使用している計算コードの比較の検討、PWRでの水素添加量の下限値の評価のための計算シミュレーションをすすめた。その結果、H + H2O -> OH + H2の反応速度定数が結果を大きく支配する必要があること、この定数については信頼できるデータが存在しないことが判った。現在、この反応を我々のシステムで決定するための実験を開始した。その結果、使用する水の純度が重要であることが判明し、超超純水を用意し更なる実験の準備に入っている。(3)モンテカルロ計算については結果が出てきたが、その信頼性評価を進めているところである。原子炉冷却水の化学環境は放射線分解により大きく支配されることが知られている。その放射線分解を直接の測定することは困難であることから、放射線分解の評価に計算機シミュレーョンが適用されてきた。これまでに6つ程度のグループでの報告がある(国内2グループ、海外グループ4グループ)。しかし、これらはグループ独自の計算であり、相互の信頼性や差異について比較検討されてこなかった。実際のプラントに適用する場合は、この点を評価することは不可欠であるが、十分な検討は実施されていない。この点に着目し、これらのグループの使用しているG値と反応速度定数セットの相互比較を実施した。

具体的には、入力データが計算結果にどのような影響を及ぼすかについて種々の条件下での計算を行い、報告値相互で比較検討し、その検討の過程から、どの部分がほぼ同じ結果を示し、どの部分が不一致をもたらすのかを明らかにし、今後の課題を摘出することを目的とした。その結果、ガンマ線照射による水分解G値はどのグループのものを使用してほぼ一致した結果を示すのに対し、高速中性子による水分解G値では、最近の評価と旧来の評価で大きな差異がもたらされた。このことから精度の高い高速中性子による水分解G値の決定が必要であることが判明した。一方、反応速度定数セットではいずれのグループの反応セットを用いるかで大きな差異が見られた。詳細な比較から、H + H2O →H2 + OHの反応に対し、どの反応速度を選択するかにより、この差異が発生することを突き止めた。以上より、原子炉内冷却水の放射線分解シミュレーションの精度向上には、上の二点の精度の高い数値を決定することが最大の課題であることを示した科研費申請時に掲げた課題は、(1)放射線反応の高温でのダイナミックな反応過程の観測(2)水素臨界濃度の機構解明(3)10B(n,α)7Liによる高温水の放射線分解収率評価であった。本研究過程で(1)に関わる課題として、H + H2O -> OH + H2反応の反応速度定数の実験的評価が、高温水化学分野の最重要課題の一つであることが示された。これを実験的に評価するためのパルスラジオリシス研究に着手した。Br-水溶液を選択し開始した。最終的な結論には至っておらず、今後の継続課題となった。(2)は終了、論文として刊行された。(3)については2つの論文として刊行すべく、原稿を作成している。さらに、Er, Ti-Sapphireレーザーとマルチチャンネル検出器を組み合わせた超高速パルスラジオリシスの再構築をすすめ、東日本大震災で損傷を受けたシステムの復旧が実現した。このシステムでは短時間の測定でスペクトルと時間挙動を同時に効率よく取得することが可能となり、実験の効率が飛躍的に上がることになった。超臨界水、超臨界アルコール中の電子の挙動研究を再スタートし、高温での水分解生成物の収量評価、反応機構解明の研究を始め、超臨界水、アルコール中の電子収量の密度依存性を最初の課題として検討を開始している。26年度が最終年度であるため、記入しない。科研費の申請時に掲げた3つの課題は、(1)放射線反応のダイナミックな反応過程の観測、(2)水素臨界濃度の機構解明、(3) 10B(n,α)7Liによる高温水分解評価、であった。(1)については順調に進展し、震災で損傷を受けたピコ秒パルスラジオリシスシステムの改修、新システムの構築を進め、平成26年度内に完成した。これにより、高温水のピコ秒パルスラジオリシスのみならず、各種アルコールや溶融塩についても研究を展開し始めている。この実験の結果として、米国のアルゴンヌ国立研究所が報告し、従来の水分解のG値のコンセンサスであった、ピコ秒での水和電子、OHラジカルのG値は各々、4.6, 5.9から4.1, 4.8へと大幅な修正が必要であることが判明した。(2)については完了、論文として刊行した。(3)は、震災後、研究用原子炉の再稼動が実現せず、実験での評価は不可能との判断で、理論的なアプローチとして、カナダのシャープルック大学のProf. Jean-Paul Jay-Gerinとの国際共同研究としてモンテカルロ計算での評価を進めてきた。
重度の精神障がい者への多職種アウトリーチ支援における現象学的研究

重度の精神障がい者への多職種アウトリーチを実践しているスタッフら(看護師、医師、精神保健福祉士)にインタビューを実施した。看護師へのインタビューは、分析を行い、第105回臨床実践の現象学研究会において発表した(「ほっとけないー重度の精神障がい者への多職種アウトリーチ支援における現象学的研究」/近田真美子)。その結果は、以下である。H看護師の実践は、「その人らしい生活ができる」ことを「お手伝い」するために「その人自身を理解する」ことを支援の出発点として「人生いろんなことを経験」したり「いろんな思い」があるといった利用者の様々な「経験」や「思い」を「汲んでいた」。そして、このプロセス自体が、「その人らしい生活ができる」支援を喚起させるための原動力となっていた。利用者の「希望を叶える」ための支援は「必要」という形で展開すると同時に、Hさん自身も「できる」といった変化の可能性に繋がる視点をもちながら支援を継続していた。それにより「できない」「変わらない」といった固定化した「捉え方」をされていた利用者自身が「変化」するとともに、利用者に関わる周囲の人々の固定化した「捉え方」や考え方にも動的な変化をもたらしていた。これにより、利用者や家族といった周囲の関係性にも影響を及ぼしていたまた、本研究の着想に至った要因の1つであるイタリアの地域精神医療に携わる専門職へインタビューする機会を得た。彼らの語りから見えてきた地域精神医療実践における専門職の役割、構え、態度を踏まえて、日本の精神医療を振り返る場を拓いた。インタビューも順調にすすんでおり概ね順調に進展している。2019年度は、引き続き、アウトリーチ支援を実施しているスタッフへのインタビューならびに、データ分析、発表を行っていく。また、本研究で得た、専門職の実践知を地域精神医療の場で働く専門職へフィードバックする機会を設ける予定である。初年度購入予定の設備備品の購入時期がずれたため。
環境管理会計の意義と可能性に関する研究

本研究は、わが国の民間企業が環境保全型の経営を推進していく上で、管理会計システムがいかなる貢献をなしうるかを多面的に検討しようとしたものである。当該目的を達成するため、2年間にわたって、文献研究ならびに先進的な日本企業に対する訪問調査を柱とする研究を実施してきた。このうち、文献研究では、主に欧米における主要な議論およびケーススタディを中心としたサーベイを行い、これと並行して、リサイクル法の第一種指定業種である家電および自動車関連企業に対しISO14000の認証を取得した12事業所を対象として訪問調査を行った。さらに、同業界に属する他企業には、本社の環境問題対策部署に対し電話による聞き取り調査もあわせて実施し、以下のような知見をえた。すなわち、欧米企業に比べ、わが国企業は環境保全対策に消極的といわれてきたが、その取組み実績および技術ともここ数年間では飛躍的な進展が見られる。管理会計のパースペクティブにおいても、たとえば、製品のリサイクルコストや環境保全事業を中心とした環境コストの予算化等はかなり進んでいる実態が、本研究から明らかになった。ただし、製品のライフサイクル全般にわたる環境負荷の定量的評価に関しては、エネルギー換算等による、いわゆるライフサイクル・アセスメントがようやく定着しつつある段階であり、ニーズはあるものの、欧米の先進企業に見られるような貨幣的スケールをもちいた評価には至っていない。そのため、製品設計の場面で環境影響評価と企業の収益性評価の両面から製品の企画・開発・設計をシステマティックに行える状況にはほど遠いといわなければならない。本研究では、ひきつづきこの可能性の追跡し、将来的には、製品および企業諸活動が生み出す環境負荷のコストスケールによる評価を目指すライフサイクル・コスト・アセスメントの具体的な枠組みを提示したいと考えている。環境諸規制の強化や環境保全に対する社会的関心の高まりを背景に、日本企業は、これまで地域社会が負担してきた環境コストの内部化を迫られているが、これをうけて、当該コストの効果的な管理に資する情報の提供を管理会計システムに期待する論議もにわかにかしましくなってきた。本研究では、この役割期待に応える管理会計システムの論点を確認しつつ、とくにライフサイクル・コスティング(LCC)をはじめとする既往の手続きの有効性について、文献研究ならびにわが国企業数社に対する訪問調査を中心とした考察を行った。まず、文献研究から得た知見を総合するなら、既往の文献の多くは、すでに運用実績をもつライフサイクル・アセスメント(LCA)による環境コスト算定の精緻化が議論の中心となっている。LCAは、製品や生産プロセスが環境に及ぼす負荷の大きさをライフサイクル全体にわたって定量的に測定・評価する手法であるが、現在までのところ、LCAと前述のLCCとの明確な接点は見あたらない。ただし、本研究を通じて、ドイツの環境原価計算や米国のフルコスト・アカウンティングが、両者の統合を具現化するツールとなりうるとの確信をえた。つづいて、訪問調査を通じて、わが国先進的企業が現在、管理会計にいかなる貢献を期待しているか、また既往のシステムにはいかなる問題点が内在しているかが、ある程度明らかとなったと考えるが、今後ISO14001シリーズ等の認証取得等が進み、企業の環境対策がよりシステマティックな展開を求められるようになってくると、さらなる貢献と同時に、管理会計自身大きな変革を求められるようになると考える。次年度においては、この変革のあり方を見極めることを中心課題と位置づけ、研究を続行する予定である。
薬物輸送通路の解明-トランスポーターとギャップ結合の関連-

生体膜における物質輸送は生体恒常性維持の基本的なメカニズムだと考えられている。本研究では、物質の組織内移動機構を薬物トランスポーターとギャップ結合に焦点を当てて明らかにすることを目的とした。RT-PCR解析では、HEK293細胞株においてコネキシン(Cx)26、43、45および59が発現していることがわかった。ここで我々はSLC22A6(OAT1)、A8(OAT3)、A11(OAT4)およびA12(URAT1)を安定に発現しているHEK293細胞株を作製し、免疫共沈降法によるタンパク質相互作用を解析したが、相互作用している結果は得られなかった。野生型HEK293細胞にOAT1またはURAT1を発現させたHEK293細胞を重層するアッセイ系を用いた解析では、上層にHEK-OAT1を用いた場合では14Cで標識したp-アミノ馬尿酸の蓄積量に変化はなかったが、上層にHEK-URAT1を用いた場合には14Cで標識した尿酸の蓄積量が増加した。本研究において、ギャップ結合タンパクであるCxとURAT1との間にタンパク質相互作用は認められなかったが、細胞外の尿酸はURAT1を通って吸収され、ギャップ結合を通って隣接した細胞間で共有されていることが示唆された。膜タンパクによる物質輸送は、生体恒常性維持の基本的なメカニズムであると考えられている。本研究では、組織中の物質輸送の通路である「薬物トランスポーター」と「ギャップ結合による細胞間連絡」との関連を明らかにすることにより、物質の組織内移動機構、生体恒常性維持機構および病態の解明を目的としている。平成22年度においては、薬物トランスポーターが多く発現していることがわかっている腎臓に焦点を当て、相互作用すると予想されるトランスポーターとギャップ結合タンパクであるコネキシン(Cx)の組み合わせをプロテオミクスの手法で見いだすことを目標として研究を行った。薬物トランスポーターとCxとの相互作用を探索するために使用する培養細胞としては、ヒト正常腎尿細管由来のHK-2細胞株を選択した。現在ヒトでは20種類のCxがあり、これら20種類全てについて、Primer-BLASTを用いて特異的プライマーを作製し、HK-2細胞から抽出したTotal RNAを用いてRT-PCRを行った。その結果、対数増殖期のHK-2細胞においては、GJA1、GJB2およびGJC1のmRNAを発現していることがわかった。また、HK-2細胞のSLCトランスポーターについて、同様に特異的プライマーを作製し、RT-PCR法により現在までに発現が確認されているものは、SLC2A9、SLC7A5、SLC17A1、SLC17A3、SLC26A6、SLC43A1およびSLC43A2であった。SLC22ファミリーについてはまだ発現が確認されたものはない。HK-2細胞に強制発現させるSLCトランスポーターの発現ベクターとして、SLC22A6、SLC22A7およびSLC22A8のコンストラクトを作製した。引き続き、SLC22A11およびSLC2A9のコンストラクトも作製中である。実際の生体においては、腎尿細管にはSLC22ファミリーを始めとして多くのSLCトランスポーターが発現していることが知られていることから、薬物の輸送通路としてのトランスポーターとギャップ結合の相互作用を調査することは重要であると考えられる。平成23年度においても、薬物トランスポーターが多く発現していることがわかっている腎臓に焦点を当て、相互作用すると予想されるトランスポーターとギャップ結合タンパクであるコネキシン(Cx)の組み合わせをプロテオミクスの手法で見いだすことを目標として研究を行った。

具体的には、ヒト正常腎尿細管由来のHK-2細胞株を用い、HK-2で内因性に発現しているGJA1、GJB2およびGJC1と、遺伝子導入により強制的に発現させたSLC22A6およびSLC22A8との相互作用を免疫共沈降法により調べたが、相互作用している結果は得られていない。研究の進捗を改善するため、HK-2細胞株よりも増殖が早いヒト胎児腎由来HEK293細胞株を用いることとし、Cx遺伝子20種類全てについて、RT-PCRを行った。その結果、HEK293細胞においては、GJA1、GJA9、GJB2およびGJC1のmRNAを発現していることがわかった。また、作製した発現ベクターコンストラクトを用いて、SLC22A6およびSLC22A8を安定発現させたHEK293細胞を作製した。現在は、SLC22A6もしくはSLC22A8とコネキシンの相互作用の組み合わせを免疫共沈降法により調査している。実際の生体においては、腎尿細管にはSLC22ファミリーを始めとして多くのSLCトランスポーターが発現していることが知られていることから、薬物の輸送通路としてのトランスポーターとギャップ結合の相互作用を調査することは重要であると考えられる。膜タンパクによる物質輸送は生体恒常性維持の基本的なメカニズムと考えられていることから、組織中における物質輸送通路である「薬物トランスポーター」と「ギャップ結合による細胞間連絡」との関連を明らかにすることにより、物質の組織内移動機構、生体恒常性維持機構および病態の解明につなげ、創薬科学、毒性予測および薬害の防止に資することを目的として研究を実施した。我々は腎臓に焦点を当て、ヒト腎臓由来細胞株HK-2細胞およびHEK293細胞を用いて、各細胞の全てのギャップ結合タンパクであるコネキシン(20種類)についてmRNA発現を調べ、薬物トランスポーターとしては、代表的SLCトランスポーターmRNA発現についても解析し、同時に発現しているCxとSLCトランスポーターの組み合わせを調べたところ、薬物輸送に関与するSLCトランスポーターとCxが同時に発現している組み合わせはなかった。また、HEK293細胞のSLC22A6、SLC22A8、SLC22A11およびSLC22A12安定発現細胞株を作製し、免疫共沈降法によりタンパク質相互作用について解析したが、直接相互作用している結果は得られず、細胞骨格であるアクチンを介して間接的に相互作用することもなかった。次に、物質の組織内移動機構解明のため、トランスポーターを介して細胞内に取り込まれた輸送基質がギャップ結合を通って隣接している細胞に移動するかどうかを放射標識した基質を用いて解析した。SLC22A12を介して細胞内に取り込まれた尿酸は、ギャップ結合で連絡している隣接した細胞へと尿酸を移動させることにより、取り込まれる尿酸量が増加していることが示唆される結果を得た。本研究ではギャップ結合とトランスポーターがタンパク質相互作用する結果は得られなかったが、ギャップ結合を通過する物質の同定に応用可能なアッセイ法を確立することができた。当初、より正常細胞に近い特性を持つHK-2細胞を用いて研究を行っていたが、細胞増殖が遅く、遺伝子を強制発現させた細胞を作製するのに非常に時間がかかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、HK-2細胞からより増殖が早いHEK293細胞に変更し、遺伝子導入からタンパク抽出までの過程を短縮する。また、免疫共沈降法において、細胞骨格であるアクチンを介したトランスポーターとコネキシンの相互作用についても検討する。
フォトニック結晶レーザより生成される新奇なドーナッツビームに関する研究

回折限界を超える微小な光場の実現は、光メモリや光学顕微鏡、半導体露光装置などの発展に、大きな役割を果たすものと期待されている。近年、このような光場を実現する可能性を秘めているものとして、径偏光ドーナッツビームが注目を集めている。申請者はフォトニック結晶レーザの生成する径偏光ドーナッツビームを用いて、集光点の特性の実験的な評価を行い、理論的にもその特性を明らかにすることを目指している。平成22年度には研究実施計画における[3]光メモリや共焦点レーザ顕微鏡などのデバイス展開を視野に入れ、集光点での新奇な光軸方向の電界成分と物質(プラスチックを含めた誘電体や、蛍光染色体、金属表面に局在する表面プラズモンとの結合など)との相互作用について、電磁界シミュレーションと実験により検討することに着手した。まず、前年度に開発した、幅の狭いリング状の径偏光ビームを出射することが可能な、新規フォトニック結晶レーザを用いて、その集光特性の評価を行った。集光特性評価のための、新たな光学系を構築し、このビームによる焦点深度の伸長を明らかにした。また、このビームの焦点近傍では、電界強度分布とエネルギー流れが一致しないという、通常のビームでは考え難い新奇な性質を有する。このビームの特長を理解するため、3次元FDTD法による電磁界シミュレーションを用いて、焦点に設置した半波長大の金属立方体との相互作用を検討した。これらの成果は、安価で軽量な半導体レーザで従来の回折限界を超えることにつながり、先述のような光技術に大きな波及効果をもたらすと考えられる。平成20年度には研究実施計画における[1]集光点近傍での光強度分布を測定し、集光点の大きさを定量的かつ詳細に評価することを実施した。まず、偏光の特徴を反映した集光点の光強度分布を測定するための系を構築した。系は光源としてフォトニック結晶レーザ、対物レンズ(NA=0.9)、高分解能ステージに保持されたディテクタから形成されている。ディテクタには、集光点での偏光を考慮してナイフエッジとフォトダイオードが一体化したものを作製した。この系を用いて測定した結果、径偏光ビームの偏光を反映した集光点の光強度分布の測定に成功した。さらに、回折限界を超える微小な光場を形成するために、フォトニック結晶レーザから出射するドーナッツビームの内径方向の強度を遮光マスクを用いて変化させることによって、同波長のガウシアンビームよりも小さな集光点が形成されることを実証した。この成果は、今後フォトニック結晶レーザのビーム形状を制御できるという特長を生かして、ドーナッツビームの内径を制御した径偏光ビームを実現することによって、安価で軽量な半導体レーザで従来の回折限界を超えることにつながり、先述のような光技術に大きな波及効果をもたらすと考えられる。平成21年度には研究実施計画における[2]実験によって得られる知見や、電界のベクトル性を考慮した理論を応用し、最も小さな集光点を形成する究極的なレーザビームの可能性を、ビーム形状と電界の偏光を制御したデバイスの作製および理論解析によって系統的に理解することに着手した。まず、前年度に得られた、ビーム形状をドーナツ状から幅の狭いリング状にすることによって、小さいだけでなく焦点深度の深い集光点を得られるという結果を基に、幅の狭いリング状の径偏光ビームを出射することが可能な、新規フォトニック結晶レーザの提案を行い、作製、所望の発振を実証することに成功した。また、このビームの集光点は、z偏光と呼ばれる、通常のガウシアンビームでは得ることの難しい偏光を有する。この偏光の特長を理解するべく、3次元FDTD法による集光点の解析プログラムを構築し、金属片との相互作用などを検討した。,回折限界を超える微小な光場の実現は、光メモリや光学顕微鏡、半導体露光装置などの発展に、大きな役割を果たすものと期待されている。

平成22年度には研究実施計画における[3]光メモリや共焦点レーザ顕微鏡などのデバイス展開を視野に入れ、集光点での新奇な光軸方向の電界成分と物質(プラスチックを含めた誘電体や、蛍光染色体、金属表面に局在する表面プラズモンとの結合など)との相互作用について、電磁界シミュレーションと実験により検討することに着手した。まず、前年度に開発した、幅の狭いリング状の径偏光ビームを出射することが可能な、新規フォトニック結晶レーザを用いて、その集光特性の評価を行った。集光特性評価のための、新たな光学系を構築し、このビームによる焦点深度の伸長を明らかにした。また、このビームの焦点近傍では、電界強度分布とエネルギー流れが一致しないという、通常のビームでは考え難い新奇な性質を有する。このビームの特長を理解するため、3次元FDTD法による電磁界シミュレーションを用いて、焦点に設置した半波長大の金属立方体との相互作用を検討した。これらの成果は、安価で軽量な半導体レーザで従来の回折限界を超えることにつながり、先述のような光技術に大きな波及効果をもたらすと考えられる。
日本食品ビタミンB_6成分表の補充のための萌芽研究

日本食品ビタミンB_6成分表を補充するために、食品中に存在する6種類のビタミンB_6化合物の分別定量法を開発することと、実際の食品についてこれらの値を表記できるようにすることを目的とした。食品中のビタミンB_6含有量は微量であり、かつ夾雑物が多く含まれるため、特異性と検出感度の高い分別定量法を考案する必要があった。そこで、酵素反応の高い特異性と蛍光検出HPLCの高い検出感度を組み合わせることにし、信頼性の高いビタミンB_6分別定量法(酵素-HPLC法)を考案することができた。原理は、全てのビタミンB_6化合物を、酵素反応と塩酸加水分解により、超蛍光性化合物である4-ピリドキソラクトンに転換し、これを蛍光検出HPLCにより定量するものである。この方法が可能となったのは、代表者が大量発現系を構築した3種類のビタミンB_6分解酵素の利用が可能であったことによる。この方法により、6種類のビタミンB_6化合物は、共存下でも、1ピコモルの量を定量することができた。また、鶏ささ身、唐辛子、にんにく中に存在するビタミンB_6化合物を分別定量することができた。植物性食品のあるものは、動物食品に劣らないくらいのビタミンB_6化合物を含んでいることがわかった。本方法は、リン酸型ビタミンB_6化合物の定量のために、世界標準である5時間の塩酸加水分解を行っている。今回、本研究により、この塩酸加水分解の段階で、多くの品中のビタミンB_6化合物が消失してしまうことがわかった。特に、赤み肉のような金属(鉄)を多く含有する食品で顕著であった。今後、この塩酸加水分解の過程を、より温和な処理法に改良する必要があることもわかった。6種類のビタミンB6化合物とピリドキシン配糖体の超高感度分別定量法を開発した。4-ピリドキソラクトンをポストカラム液を使用しないで最高感度で検出できるHPLC分析条件を設定できた。移動層として10%メタノールを含む20μMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)を用い、逆相カラムを用いることで、0.1-100pmolの4-ピリドキソラクトンを定量することが可能となった。本条件は、現在、一般に用いられているビタミンB_6定量用蛍光HPLCと異なり、ポストカラム液を用いないため、良好なピーク形状を与え、反復精度も良好であった。次いで、ピリドキシン、ピリドキサミン、ピリドキサール、ピリドキシン5'-リン酸、ピリドキサミン5'-リン酸、ピリドキサール5'-リン酸ならびにピリドキシン配糖体の分別定量条件を設定できた。ピリドキシン、ピリドキサール、ピリドキサミンは、ピリドキシン4-オキシダーゼ、ピリドキサール4-デヒドロゲナーゼ、ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼを用いる酵素法によって、全て、特異的に、完全に4-ピリドキソラクトンに転換することができた。その結果、これら遊離型ビタミンB6を分別定量することが可能となった。また、これらのリン酸エステル型とピリドキシンの配糖体はAOAC法に準じて、塩酸加水分解をして遊離型に転換し、分別定量できた。塩酸加水分解の条件がAOAC法では、食品の種類によっては不十分であることがわかったため、標準条件の適正化をおこなった。この結果、食品中のビタミンB6を分別定量するための基盤条件を確立できた。
含トリチウム水分子THOの分子振動の選択的励起によるin-situ分離

原子力発電所事故処理で発生する汚染水から、三重水素水THOをin-situ分離する手法を提案するために、重水D2Oに含まれる極微量(10-15 mol/L)のTDOに対し、赤外光照射下の沸点挙動の研究を行った。これはNd:YAGレーザー基本波によりTDOの伸縮振動を選択励起することで、大過剰のD2OからTDOが蒸留分離されやすくなるのでは、という考えのもと、蒸留成分のトリチウムを定量する試みである。その結果、10 mLの蒸留成分に対し、蒸留前50±30 Bq、98.1°Cの蒸留成分は50±44 Bq、101.8°Cは51±38 Bqとなった。すなわち、特別な変化はなかったと結論した。平成26年度研究実施計画の[1]仮想汚染水の調整と試作セルの作成に関して、前者はAldrich社製とCambridge社製の重水(D2O)を購入し、学内調達の超純水を用いて完了している。後者の試作セル作成に関しては、27年3月に完成した。[2]分光測定装置の作成に関しては、現在(27年4月)行っている。こちらは計画からの遅れが生じている。26年度は一部計画を変更し、27年度以降に計画していた「THO含有水溶液の界面振動数測定」のFirst Trialを行っている。研究対象は前述の購入した重水である。これらの中には製造過程の特徴から、THOも濃縮され存在している。線量値を測定したところ、2003年製造のAldrich社製は785 Bq/Lで残量濃度は1.01×10-12 mol/L、1994年製のCambridge社製は145 Bq/Lで残留濃度は1.87×10-13 mol/Lであった。濃度はかなり低いが、赤外吸収法およびラマン散乱法を用いて、デジタル処理による差スペクトル法を最高水準まで引き上げ、対称伸縮振動領域2000 cm-1付近、対称変角振動領域1000 cm-1付近、逆対象伸縮振動領域2200 cm-1付近を重点的に測定した。その結果、対称伸縮振動の痕跡をラマン分光法で捕まえることができた。確定はできていないが、2138 cm-1であった。さらなる確認実験は必要である。測定された振動数は量的な問題から水分子のひとつの水素原子がトリチウムに、他方が重水素に置換されたTDO分子のものであると考えられる。今後、トリチウム試料や汚染水の入手は困難が予想されるので、重水(D2O)に含まれるトリチウム水TDOを研究対象に研究を遂行するつもりである。重水D2Oに含まれる微量の三重水素水TDOの検出に成功した。当初計画では,大学内施設である「ふるさと創生支援センター」において定量を行う予定であったが,微量であること(785 Bq/L:1.01×10-12 mol/L),放出されるβ線エネルギーが極めて弱いこと(18.6 keV)の理由により,検出困難であることが判明した。この事実を受け,急遽当研究室で湿式法による検出と定量を試みた。湿式法とは高蛍光性溶液(Ultima Gold)に隔絶を設けず直接,検体を浸すことにより,発生する蛍光をフォトンカウントする方法である。新たにフォトンカウンター(SR-400)や鉛遮蔽箱の購入が必要になったが,検出は成功した。バックグラウンド200countsのところ,検体を入れて220250 counts程度である。しかし,まだまだ定量には至らず,今後の課題である。検出感度をさらに上げて,バックグラウンドレベルを下げねばならない。次項にも記すが,上記理由により,研究進捗状況は遅れている。分離方法を提案した蒸発法から変更し,レーザーイオン化高分解能質量選別法にすることを考案中である。β線を放出する前のTDOを補足する方法としては有用であるが,効率は下がることが予想される。しかし,検体の中でTDOは最も質量の大きな分子である(TDO:21 m/e、D2O:20 m/e、HDO:19 m/e)ことは有利に働くと考えられる。汚染水の入手も検討した。東京電力(株)に相談したが,福島第一原子力発電所内で扱うことは許されたが,所外持ち出しは厳禁とのことである。いずれの方法を行うにせよ,光源は大型であり,所内で行うことはできない。遅れている理由を列挙する。THOが比較的多く含まれる原発汚染水が入手できなかったこと,正確に言うと原子力発電所の施設外へ持ち出せなかったこと。それに伴い,重水(D2O)に含まれるTDOを研究対象とせざるを得なかったこと。Aldrich社製の重水が他社と比べ量が多いことはわかったが,それでも濃度-12乗mol/ Lのレベルであり,大学内の施設では検出が困難であり,自分達で検出することになったこと。湿式法で検出には成功したが,フォトンカウンターなど当初予定していなかった予算の支出が発生している。以上が遅れている理由である。トリチウムを含む水を対象に、赤外光照射下における沸点挙動を研究している。第一段階として、トリチウムを検出することが挙げられる。

しかし、福島第一原子力発電所事故により発生した汚染水を入手できないことが判明したこと、トリチウムから発せられるベータ線エネルギーは18.6 keVと極めて低く現有の放射線検出器では検出できなかったこと、等の理由により、研究計画の変更を余儀なくされた。また、それが研究進捗の遅延を招いている。そこで、研究対象は市販の重水(D2O)に含まれる三重水素水TDOとし、検出器も湿式法を用いたものを製作し試みてきた。平成28年はその試みに多くの時間を費やした。重水に含まれるトリチウム水の濃度は-15乗mol/Lレベルと極めて希薄であること、大気に含まれるポロニウム各種の娘核種による妨害を除去せねばならないこと、等の問題が発生した。しかし、最終的に50±30 cps(counts per sec)のトリチウムの検出に成功した。ベクレル単位に変換すると、5.0±3.0 kBq/Lである。再現性は確かである。しかし、300 cpsほどのバックグラウンドがあること、測定安定まで少し時間がかかること等の問題はまだある。この検出器を用いて第二段階に移行する。0.5°C刻みで8点、蒸留水を採集し、測定してみた。沸騰点(測定値は標高250mで沸点は98.5°C)近傍で蒸留水中のトリチウム濃度の異変は観測できなかった。次にNd:YAGレーザー基本波(1064 nm)を照射し同様の実験を行ったが、現時点では異変は見られない。これは再現性を確認していない。以上が平成28年の実績である。平成29年度に向け、高精度赤外吸収の測定準備と日本大学の現有設備の自由電子レーザーの使用申請を進めている。赤外光源としては、Nd:YAGレーザー基本波(1064 nm)のラマンシフター光も考慮している。以下が研究遅延の理由である。(1)福島第一原子力発電所で発生している汚染水(三重水素水THO含有)を入手できなかったこと。それに伴い市販の重水(D2O)を研究対象にしたこと。(2)市販の重水(D2O)に含まれる三重水素水の濃度が、予想以上に少なかったこと。濃度は10の-15乗mol/Lレベルである。それでも5社の市販のものを比べたが、実験に用いたAldrich社製が最も高かった。(3)大学内現有設備でトリチウムの発するベータ線を検出できなかったこと。これはエネルギーが18.6 keVと極めて低かったためである。(4)補助金申請と同時に学科主任に選出され、大学内職務が増加し、研究に費やせるエフォートが減少したこと。本研究は、当初の計画通りには遂行できなかった。最大の計画違いは福島第一原子力発電所で発生した「汚染水」を研究対象として用いることができなかったことにある。代替物質として重水(D2O)に含まれる三重水素水TDOを研究対象にした。重水は水の電気分解で製造される。その際、三重水素水も濃縮される。しかし、その濃度は-15乗mol/L程度と極めて小さい。この微量さが検出・計測・分離に際し困難をもたらした。検出について報告する。三重水素はβ崩壊し、18.6 keVの電子線を放出する。これは極めて低く、通常の検出器では検出できない。平成28年度から簡易計測器を製作した。低エネルギーβ線であるためセルなどの隔絶物は使えない。測定対象と高蛍光性物質を直接混合し、内部を乾燥窒素置換した鉛遮蔽箱の中で計測した。その結果、50±30 Bqであった。濃度にすると上記の値になる。容量は10 mL。平成29年度から、赤外光照射実験に入る。
生体組織工学をベースとした口腔領域における硬組織の再生および再建

顎骨壊死における骨再生近年,歯科領域においてビスフォスフォネートによる顎骨壊死が報告されている.本疾患の病因は未だ解明されていない.さらには予防法,治療法も明確なものはない.そこで,担体,細胞増殖因子および細胞を組み合わせたTissue engineering技法にて本疾患の病因解明,予防,治療方法を開発すべく研究を遂行した.具体的にはまず,本病因解明のために本疾患の動物モデルの作製を試みた.その結果,Vitamin D欠乏状態でビスフォスフォネートを投与すると顎骨壊死が確認され動物モデルが作製された.現在論文作成中である.今後はこのモデルを用いてVitamin Dの全身および局所投与や細胞治療によって顎骨壊死の治療方法を模索していく予定である.未分化間葉系幹細胞を応用した二次的血管柄付き移植骨片骨髄組織から単離、培養した未分化間葉系幹細胞を各種生体材料と組み合わせることによって,少ない自家組織による二次的血管柄付き移植骨の作製を試みた.まずは培養細胞を応用した二次的血管柄付き移植骨片の作製法における適切な担体を検索した.具体的には現在臨床で汎用されているコラーゲンスポンジおよびβ三リン酸カルシウム(βTCP)を用いて細胞を播種しその骨形成能をin vivoにて検索した.その結果,βTCPを用いた場合,良好な骨形成が確認できなかった.この結果から,コラーゲンスポンジが培養細胞を応用した二次的血管柄付き移植骨片の作製法に適切であることがわかった.また一方,これまで作製してきた二次的血管柄付き移植骨片を既存骨(大腿骨)に移植し,既存骨との生着の有無を確認した.すなわち,これまで行ってきた自家骨髄海綿骨細片と生体材料を用いた二次的血管柄付き移植骨片を作製し,既存骨への移植を行った.その結果,良好に既存骨へ生着していることが確認された.本結果をInt J Oral Mexillofac Surgに投稿し掲載された.ハイブリッド型人工骨による骨再生様々な生体材料と未分化間葉系幹細胞を組み合わせたハイブリッド型人工骨を作製することを試みた.そこで,骨形成能を促進するために近年,骨形成能が報告されているスタチンを用い,徐放技術を組み合わせることを試みた.具体的にはスタチンを徐放可能なポリ乳酸の粒子を作製し,未分化間葉系幹細胞に作用させることで骨形成が促進されるかをin vitroで検索した.その結果,良好な骨形成能は確認できなかった.今後はスタチンの濃度,徐放期間をい再考察する必要があると思われる.自家細胞増殖因子の徐放化による骨再生自家血液から採取できる自家細胞増殖因子の徐放化による骨再生を試みた.具体的にはウサギ頭蓋骨に骨欠損を作製し,自家細胞増殖因子とゼラチンハイドロゲルの混合物を充填した.その結果,良好な骨再生が確認された.徐放化塩基性線維芽細胞増殖因子による歯肉増大術骨組織,歯肉および粘膜と口腔内の組織の再生を目指すべく,歯肉組織の再生の可能性も試みた.まずは正常歯肉組織の増大を試みた.具体的には犬歯肉において歯肉弁を作製し,塩基性線維芽細胞増殖因子とゼラチンハイドロゲルの混合物を骨と歯肉弁の間に挿入し歯肉弁を戻した.その結果,良好な歯肉組織の増大が確認された.放射線照射を受けた骨組織(放射線骨壊死)における骨再生これまでに正常骨組織における骨欠損の骨再生を試みてきたが,実際の臨床の場では放射線照射を受けた骨組織に骨再生を試みる場合がある.そこで,実際に臨床にて使用する放射線量を受けた骨組織に骨欠損を作製し,これまでに開発してきた担体と細胞増殖因子(骨形成因子:BMP2)と骨髄細胞を組み合わせて骨再生を試みた.その結果,正常骨では担体と細胞増殖因子のみで良好な骨再生を示していたが,放射線照射を受けた骨組織では担体,細胞増殖因子さらに骨髄細胞を組み合わせなければ良好な骨再生を示さなかった.この結果から,放射線照射を受けた放射線骨壊死をおこしている骨組織における骨再生では骨髄幹細胞が必要であることがわかった.顎骨壊死における骨再生近年,ビスフォスフォネートによる顎骨壊死も報告されている.本疾患の病因は未だ解明されていない.さらには予防法,治療法も明確なものはない.そこで,担体,細胞増殖因子および細胞を組み合わせたTissue engineering技法にて本疾患の病因解明,予防,治療方法を開発すべく研究を遂行した.具体的にはまず,本病因解明のために本疾患の動物モデルの作製を試みた.現在進行中である.顎骨壊死における骨再生近年,歯科領域においてビスフォスフォネートによる顎骨壊死が報告されている.本疾患の病因は未だ解明されていない.さらには予防法,治療法も明確なものはない.そこで,担体,細胞増殖因子および細胞を組み合わせたTissue engineering技法にて本疾患の病因解明,予防,治療方法を開発すべく研究を遂行した.具体的にはまず,本病因解明のために本疾患の動物モデルの作製を試みた.その結果,Vitamin D欠乏状態でビスフォスフォネートを投与すると顎骨壊死が確認され動物モデルが作製された.現在論文作成中である.今後はこのモデルを用いてVitamin Dの全身および局所投与や細胞治療によって顎骨壊死の治療方法を模索していく予定である.
NKT細胞による免疫系制御システムの解析

NKT細胞の特異的リガンドであるα-galactosylceramide(α-GalCer)が抗腫瘍効果を有することは分かっているが、その作用機序は明らかでは無い。我々はα-GalCerにより誘導されるIFN-γによりNK細胞にTumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)が発現し、これを介した腫瘍細胞の傷害が作用機序の一つであることを報告した。同時に、活性化されたNK細胞からもIFN-γが産生されることが重要であることを見いだし、今回腫瘍モデルを用いてNKT細胞とNK細胞による獲得免疫を制御するメカニズムの解析を行った。1.α-GalCerの抗腫瘍効果には、INF-γがNKT細胞活性化後にNK細胞により継続的に産生されることが重要なことを明らかにした。さらに抗腫瘍効果が腫瘍細胞の直接の傷害以上に、IFN-γを介した血管新生の抑制により主に発揮されていることを示した。これにより、NKT細胞やNK細胞から産生されるIFN-γは細胞傷害活性の増強、TRAILの発現誘導、腫瘍のTRAIL感受性増強以外にも、血管新生の抑制などにより多機能的に抗腫瘍反応を誘導することが示された。2.NK細胞から産生されるIFN-γの重要性を探るべく、MHCを欠損した腫瘍細胞にCD70またはCD86を遺伝子導入して、NK細胞にのみ特異的にIFN-γ産生を誘導する実験系を作成した。この系を用い、NK細胞から産生されたIFN-γが非特異的な腫瘍拒絶のみならず、その後のT細胞依存的な特異的免疫反応による腫瘍拒絶をも誘導しうることを見いだした。以上により、自然免疫系に属するNK細胞やNKT細胞がIFN-γを介して、その後の特異的な免疫反応の調整を行っていることを明らかにできたと考えられ、治療への応用が今後の課題となる。NKT細胞は、当初IL-4を産生しTh2の誘導に中心的役割を果たす細胞として報告されたが、IL-12に反応性を示すことが示され、Th1の誘導にも関与することが明らかにされている。また、NKT細胞の特異的リガンドであるα-galactosylceramide(α-GalCer)の投与により、生体にTh1反応が優位に誘導されるとするものと、Th2反応が優位に誘導されるとする、相反する報告がある。従って、NKT細胞の活性化の制御により、生体の免疫系を調節できる可能性が考えられるが、NKT細胞の活性を制御する分子に関しては不明な点が多い。今回、この特異的リガンドであるα-GalCerによるNKT細胞の活性化機序の解析を行い、NKT細胞はCD28を恒常的に発現しており、充分なNKT細胞の活性化にはCD28を介した補助シグナルが重要であることが分かった。また、この活性化されたNKT細胞にCD154(CD40L)の発現が誘導され、これを介した樹状細胞の活性化、その活性化樹状細胞によるIL-12の産生が、IFN-γの大量産生およびTh1反応の誘導に必須であることを明らかにした。さらに、α-GalCerの投与により誘導される抗転移作用のエフェクター細胞はNK細胞であり、その作用機序はパーホリンによる直接的な腫瘍細胞の傷害ではなく、IFN-γを介したその他の作用であることが示唆された。以上の結果は、特異的リガンドによるNKT細胞の活性化は速やかに他の細胞の活性化を誘導し、樹状細胞によるIL-12の産生誘導、さらにこれによる活性化NK細胞からのIFN-γ産生が、α-GalCerによるTh1反応の誘導に重要であることが示された。現在、このIFN-γを介した抗腫瘍作用の解析と、NKT細胞の活性化の制御によるacquired immunityの調整を試みている。

以上により、自然免疫系に属するNK細胞やNKT細胞がIFN-γを介して、その後の特異的な免疫反応の調整を行っていることを明らかにできたと考えられ、治療への応用が今後の課題となる。