hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオマスを由来とする高透水性水処理膜の創製

本研究では、酢酸セルロース基材にセルロースナノファイバーを補強材として混合することで、高透水性かつ高強度を両立した新規水処理膜を作製することを目的とした。膜強度と透水量の増加を両立させるためには、疎水性である酢酸セルロース基材中において親水性のセルロースナノファイバーが十分に分散することが必須である。そのため、セルロースナノファイバーの表面改質に着目し、膜性能との関係を検討することで複合膜作製の基盤技術の確立を目指した。これらの検討の結果、セルロースナノファイバーの表面構造を制御することで、優れた膜特性を有する複合膜を作製することができた。本研究では、酢酸セルロース基材にセルロースナノファイバーを補強材として混合することで、高透水性かつ高強度を両立した新規水処理膜を作製することを目的としている。本年度はセルロースナノファイバーを混合した酢酸セルロース膜の作製条件について検討し、水処理膜の特性を評価した。膜強度と透水量の増加を両立させるためには、疎水性である酢酸セルロース中において親水性のセルロースナノファイバーが十分に分散することが必須である。そのため、まず酢酸セルロースとの親和性を向上させるため、疎水的なアルキル鎖を有する4級アンモニウムイオンを用いて表面改質を行ったセルロースナノファイバーを作製した。有機溶媒中で分散したセルロースナノファイバー分散液を調製し、酢酸セルロース溶液と混合した。セルロースナノファイバーと酢酸セルロースの混合溶液から、キャスト浸漬法により複合平膜を作製した。得られた複合平膜は、卓上クロスフロー型平膜評価装置を用いて透水性能と分離性能について評価した。様々な塩やタンパク質粒子を用いて透水試験を行った結果、作製した混合膜の限外ろ過膜としての透水性能や分離性能については大きな違いはみられないことが判明した。走査型電子顕微鏡を用いて複合平膜の断面を観察した結果、ナノファイバーの凝集は観察されなかった。また、平膜断面の多孔質構造においても、ナノファイバー添加による大きな影響は見られなかった。得られた平膜に対して引張試験を行ったところ、機械特性については引張弾性率、引張強度、破壊仕事の項目において向上が認められた。このように、ナノファイバーが凝集せず酢酸セルロース中で均一に分散することから、膜性能を維持したまま強度の向上が見込めることが明らかとなった。本年度は、ナノファイバー複合膜の作製条件の検討と、透水性能や構造特性、機械特性について評価した。一般的に、親水性のセルロースナノファイバーを凝集無く疎水性高分子材料と複合化させることは難しいが、本研究では表面疎水性である4級アンモニウムイオンを有するセルロースナノファイバーを用いることで、疎水性の酢酸セルロースとの複合化に成功している。研究計画では複合膜の作製と透水性、構造特性の評価に加えてセルロースナノファイバーと酢酸セルロースとの相互作用の評価について行う予定であったが、進行状況を考慮し、複合膜の機械特性評価について前倒しで行った。セルロースナノファイバーと酢酸セルロース間における相互作用の評価については次年度行う予定である。効率的なセルロースナノファイバーの分散性の向上のために、酢酸セルロースとセルロースナノファイバーの親和性を実験的に評価できる手法が必要となる。本年度は昨年度調製したセルロースナノファイバーと酢酸セルロース間の親和性について明らかにする手法を検討した。そのため、2成分間の接着力を原子間力レベルで測定可能なコロイドプローブAFM法の適用可能性を検討した。疎水的なアルキル鎖を有する4級アンモニウムイオンを用いて表面改質を行ったセルロースナノファイバーの薄膜フィルムを作製した。AFMカンチレバーにシリカ粒子とポリスチレン粒子を接着させ、このセルロースナノファイバーフィルムに接近させた。カンチレバーの接近・離脱時における両成分間の接着力を測定することで、セルロースナノファイバーの表面改質法による違いを評価した。その結果、異なる表面構造を有するセルロースナノファイバーからなる薄膜フィルムは、粒子との間で異なる接着力を発現することが示唆された。さらに、陽電子消滅法によって測定した膜内部の空孔構造は、セルロースナノファイバーの表面改質法によって異なることが示された。従って、表面改質に用いる4級アンモニウムイオンの種類によって酢酸セルロースとの親和性が異なることで、作製した複合膜の透水性能や分離性能といった膜性能、構造特性、機械特性が異なる可能性が示唆された。これまで、セルロースナノファイバー複合化水処理膜の作製と評価について手法を確立させたといえる。次年度は、さらに作製手法のパラメータについて詳細な検討を行っていくことで、調製条件と膜特性の関係をより詳細に解明することを目指す。

さらに、セルロースナノファイバーが凝集無く疎水性高分子中で分散するためには、高分子との親和性が重要なパラメーターとなる。複合化前に両成分の親和性が評価可能であれば、効率的に複合材料の設計が行える可能性がある。そのため、酢酸セルロースとセルロースナノファイバー間における相互作用の評価について、核磁気共鳴法や原子間力顕微鏡を用いた手法を検討し、評価方法の確立を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。木質材料科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
胚の伸長に関わる遺伝子の同定とその解析

胚は伸長することによって,頭部構造から尾部構造に沿った構造を形成することができる。それ故,細胞の伸長に関わる遺伝子の他,頭部形成や尾部形成に関わる遺伝子が分離できる可能性も考えられる。今回,申請書に書いた通りのスクリーニングを開始した。その結果,いくつかの遺伝子が分離された。その中で新規遺伝子ではないが,頭部形成に関わると思われる遺伝子が分離された。それは既知の遺伝子であるSiamoisとTwinである。両遺伝子は非常に高い相同性を持っており,その発現領域と発現時期,また機能的にも同一性を示す。Xenopus laevisは疑似4倍体であることから,疑似対立遺伝子であることも考えられたが,データベース解析の結果,疑似4倍体ではないXenopus tropicalis種においても2つの遺伝子が存在することから,この両遺伝子の関係は相同遺伝子であることが判明した。両遺伝子を異所的に強制発現すると,完全な頭部構造を持つ二次軸が誘導されることがわかっているが,その通りになった。今回,特殊な試薬を用いて,両遺伝子の働きをブロックさせてみたところ,頭部構造が欠損することがわかった。さらに,頭部形成に関わるいくつかの遺伝子への影響を調べた結果,両遺伝子が頭部形成に必須の遺伝子であることが判明した。胚は伸長することによって、頭部構造から尾部構造に沿った構造を形成することができる。それ故、細胞の伸長に関わる遺伝子の他、頭部形成や尾部形成に関わる遺伝子が分離できる可能性も考えられる。今回、申請書に書いた通りのスクリーニングを開始した。その結果、いくつかの遺伝子が分離された。その中で新規遺伝子ではないが、頭部形成に関わると思われる遺伝子が分離された。両遺伝子は非常に高い相同性を持っており、その発現領域と発現時期、また機能的にも同一性を示す。Xenopus laevisは疑似4倍体であることから、疑似対立遺伝子であることも考えられたが、データベース解析の結果、疑似4倍体ではないXenopus tropicalis種においても2つの遺伝子が存在することから、この両遺伝子の関係は相同遺伝子であることが判明した。両遺伝子を異所的に強制発現をすると、完全な頭部構造を持つ二次軸が誘導されることがわかっているが、その通りになった。今回、特殊な試薬を用いて、両遺伝子の働きをブロックさせてみたところ、頭部構造が欠損することがわかった。今後、この欠損が、胚発生の中のどのメカニズムと関連して起こるのか解明する必要がある。全胚の条件下では、胚が伸長する系では頭部構造が誘導され、伸長しない系では頭部構造が形成されない。それ故、両遺伝子が見つかったのは極めてリーズナブルなことと言えるであろう。さらに他の遺伝子についても同定し、解析を進めていきたい。
測地線の振る舞いの研究

平成14年度から17年度の間における主な成果は以下の通りである。1.松山と田中は非線形項を有する波動方程式の外部問題を扱い、解のL^2評価を得、エネルギー非減衰を証明し、さらに散乱状態の存在及び散乱速度を決定した。特に、田中は微分幾何の専門家の立場から、障害物の凸包が連続的微分可能にしかならないことを証明し、外部問題における散乱現象に興味深い考察を与えた。これらの結果は、2004年のAdv.Diff.Eq.に掲載されている。2.2005年1月に、熊本大学で開催された研究集会「測地線及び関連する諸問題」において、田中は、以下の定理の紹介と証明の概略を発表した。定理Mを球面と同相な実解析的なリーマン計量を持つ多様体とする。もし、Mのガウス曲率がいたるところ正ならば、Mの各点の共役点のなす集合は、1点からなるかまたは、少なくとも4つのカスプをもつ。3.田中と共同研究者であるR.Sinclair(琉球大学訪問研究員)は、最小跡に関する予想をいくつか立てた。その中の1つは、最小跡の端点の個数が有限個であるための十分条件に関する予想である。この予想は、実験的にR.Sinclairより正しいことが確認された。論文として、ロンドン数学会電子雑誌に発表された。田中は、2003年2月に、タイのモンクット王工科大学で開催された東海大との共同シンポジュウムで、招待講演を行った。内容は、回転面の最小跡の構造に関する過去から最近までの結果の紹介である。また、2003年3月に、デンマーク工科大学のコロキウムにおいて、最小跡に関する最新の研究成果の発表を行った。野口は、2003年2月に一橋大学経済研究所で開催された、経済理論ワークショップで、講演を行った。また、山口は、2002年8月に、ブルガリアで開催された、研究集会13^<th> International Colloquium on Differential Equationsにおいて、講演を行った。2003年3月に箱根で開催された研究集会第10回応用解析シンポジュウムにおいても講演を行った。田中は、デンマーク工科大学の2人の研究者(J.Gravesen、S.Markvorsen)、メルボルン大学の研究者(R.Sinclair)との共同研究で、ユークリッド空間内の標準的トーラスの各点における最小跡の構造を完全に決定した。これは、ロボットアームとも関連があることがわかり、ロボット工学の研究者との議論が必要である。3月にロボット工学の専門家と議論を予定している。また、回転楕円面の各点の最小跡の構造も最近決定できた。現在論文の執筆中である。回転面でない2次曲面の最小跡を決定する問題が残っているが、今後の課題である。田中は、2003年12月に、中国上海にある復旦大学で講演を行った。また、2004年1月に、岡山大学で開催された研究集会「測地線と関する諸問題」において、R.Sinclair氏との最新の共同研究の成果を紹介した。田中は、デンマーク工科大学の2人の研究者(J.Gravesen、S.Markvorsen)、メルボルン大学の研究者(R.Sinclair)との共同研究で、ユークリッド空間内の標準的トーラスの各点における最小跡の構造を完全に決定したが、さらに、標準トーラスを含むある回転面の属に対しても、各点の最小跡を決定できた。この結果は、現在投稿中の論文である。また、回転楕円面上の各点の最小跡も最近R.Sinclair氏との共同研究により決定できた。松山登善夫氏(東海大学理学部教授)との共同研究の結果、n次元ユークリッド空間内の滑らかな超曲面を含む最小の凸集合の境界が1回連続微分可能な曲面であることを証明し、現在論文として投稿中である。今年度証明した主定理は、以下の定理である。まだ、回転面でない2次曲面の最小跡を決定する問題が残っているが、今後の課題である。

定理点pを回転楕円面上の点とする。pが極の場合は、pの最小跡は1点からなる。それ以外の点ならば、pと対称の位置にある平行円の部分弧かまたは、pの向かい側にある半子午線の部分弧となる。平成16年度の研究実績として、以下の成果が得られたので報告する。1.松山と田中は非線形項を有する波動方程式の外部問題を扱い、解のL^2評価を得、エネルギー非減衰を証明し、さらに散乱状態の存在及び散乱速度を決定した。特に、田中は微分幾何の専門家の立場から、障害物の凸包が連続的微分可能にしかならないことを証明し、外部問題における散乱現象に興味深い考察を与えた。これらの結果は、2004年のAdv.Diff.Eq.に掲載されている。2.2005年1月に、熊本大学で開催された研究集会「測地線及び関連する諸問題」において、田中は、以下の定理の紹介と証明の概略を発表した。定理Mを球面と同相な実解析的なリーマン計量を持つ多様体とする。もし、Mのガウス曲率がいたるところ正ならば、Mの各点の共役点のなす集合は、1点からなるかまたは、少なくとも4つのカスプをもつ。3.田中と共同研究者であるR.Sinclair(琉球大学訪問研究員)は、最小跡に関する予想をいくつか立てた。その中の1つは、最小跡の端点の個数が有限個であるための十分条件に関する予想である。この予想は、実験的にR.Sinlairにより正しいことが確認された。論文として、発表予定である。本年度は以下の結果を得た。1.回転トーラス面上の最小跡ユークリッド空間内の標準的回転トーラス面の各点における最小跡の構造を決めることができた。しかも、それらを含むある回転面の族に対しても、同じく最小跡の構造を決定できた。子午線に沿って外赤道から内赤道までガウス曲率が単調で、回転軸に関して対称的な回転面上の各点における最小跡を決定した。2.回転面上の最小跡の端点の個数今までの研究から、ガウス曲率の単調性が最小跡の構造に深く関ることが予想できた。したがって、各点の最小跡の端点の個数は高々子午線に沿ってガウス曲率が単調な区間の個数であると予想した。この予想は、Robert Sinclair氏(現在、琉球大学訪問研究員)により計算機により確認された。実際、多数の具体的な回転面で、氏の作成したプログラムを用いて、実験的にこの予想が正しいことが確認できた。3.重くてしなやかな弦を吊り下げた場合の弦の振動非線形の時間に関して周期的な外力項と線形の減衰項をもつ振動弦の方程式の強制振動を考察し、強制項と同じ周期をもつ時間周期解の存在を示した。この方程式は波動方程式やKlein-Gordon(K-G)方程式と異なり、主要部が退化しておりこのため解が特異性をもちうる。特異性を解消する重みをもつSobolev型空間、Lebesgue型空間上で問題を考えShauderの不動点定理によって周期解の存在を示した。この際の解の正則性についても結果を得ている。
欧州統合下のフランスにおける中央―地方関係分析

当該研究は、(1)「フランスの中央および地方での政治・行政エリートの支配構造およびエリートの戦略分析」、(2)「EU、国家、サブナショナル・レベル間での政策過程分析」の2つの側面から行うとしていた。(1)についていえば、一定程度のデータを入手したものの、その整理・分析には至っていない。(2)についていえば、以下の2つの点について、新たに得られた知見を学会で報告(日本行政学会)するとともに、公表論文を準備している(裏面-図書所収)。第一に、地方分権の成果として中央と地方(ここでは特にリージョン・レベルを念頭に置く)は対等・平等になった。このような関係の中におかれた両者が「計画契約」という「契約」を締結して事業を推進するという方法も確立された。その理念・原理自体は地方分権の趣旨を活かすための具体的方策として評価できる。しかし、実際の計画策定や実施段階において、国が大枠を定め、その枠内で地方ができることを立案し、実施するようになっている現況の下では、そもそもの理念が活かされておらず、地方側の自由度も低減していると言わざるを得ない。第二に、ヨーロッパ全体としては、「補完性の原則」に基づき、リージョン・レベルをはじめとする地方自治体が、協力・競争しながらEUに直接アクセスしている。中央集権国家フランスのレジョンも国境を越えた国際的な協力は行っているものの、EUへのアクセスは基本的に国家(中央行政機関)を通して行うように制限を受けている。具体的にいえば、統一的な国家意思を形成し、対外的に国益を実現する(国家の一体性を保持する)ために、特にSGCI(省庁間委員会総務局)という機関がおかれ、これが重要な役割を恒常的に果たしている。「研究実施計画」では、本年度の研究を、(1)「フランスの中央および地方での政治・行政エリートの支配構造およびエリートの戦略分析」、(2)「EU、国家、サブナショナル・レベル間での政策過程分析」の2つの側面から行うとしていた。(1)についていえば、研究成果を発表する段階には至らなかったが、各種選挙後に候補者名簿や当選者名簿を入手しており、兼職の度合いについて間もなく分析を開始する予定である。また、現政府は兼職の一層の制限の方向に向かっていることは事実であり、それが法制化されていく可能性もあるため、その動向を引き続き注意深く観察していく。結果として、今年度の研究の中心になったのは(2)についてである。まず今次補助金を受ける前から準備を開始していた論文「国際行政におけるアクターの多様化」(裏面記載の『グローバリゼーションの現在』所収)を発表し、グローバリゼーションや欧州統合と並行して、地方自治体としてのリージョンがヨーロッパという空間で、競争・協力しながら、ヨーロッパ政策過程に参入していっている現状を概観した。その後、欧州統合が進展するのに対応し、フランス行政機構がいかに変化したのか、欧州公共政策過程にフランスの中央政府がいかに関与しているのかを明らかにする論文を来年度初秋に公刊するために準備中である。また、フランスには国-地域圏間に「計画契約」という方式を用いた公共政策推進の枠組みがあるが、この状況とそこへのEUの政治的・行政的関与についての研究も進めており、一定の結論を持って、来5月の日本行政学会で研究報告を行う予定である。
仮想並列計算機による網膜外網状層神経回路モデルのシミュレーション

網膜神経回路で実現されている視覚情報処理の具体的メカニズムを明らかにするためには,実際の網膜の構造や網膜内各神経細胞の神経生理学的な特性に基づき再構成した大規模網膜モデルを用いたシミュレーション解析が有効な手法である.しかしながら,大規模網膜モデルを従来の計算機環境へインプリメントし,シミュレーションを行うことは,CPU能力やメモリ容量など,計算機資源の制限により困難であった.一方,最近,ネットワーク技術の発達に伴い,メッセージパッシングライブラリを利用した計算機クラスタシステムが注目されている.そこで,本研究では網膜モデルのもつ並列性に着目し,代表的かつ汎用的なメッセージパッシングライブラリであるPVM(Parallel Virtual Machine),MPI(Message Passing Interface)を利用した網膜神経回路モデルの超並列シミュレーション環境を開発し,その技術に基づいた網膜の時空間特性の解析を行った.構築したシミュレーション環境を評価するため,並列計算機と計算機クラスタにおいて,PVMおよびMPI利用時の実シミュレーション時間を測定した結果,網膜モデルサイズに応じた最適プロセッサ数が存在することが判明した.そこで,計算時間,最適プロセッサ数の最適計算機資源を予測する推定式を導出した.開発したシミュレーション環境を利用することによって,従来の計算機環境の下では不可能であった自然画像や動画像等の複雑な刺激に対する網膜の情報処理機構の解析が可能になった.さらに,心臓治療薬の網膜への副作用の具体的作用やその視覚機能に及ぼす影響を可視化することも可能になった.網膜は時々刻々変化する外界像を並列的に処理する2次元多層神経回路である。こうした網膜神経回路で実現されている視覚情報処理の具体的機構を明らかにするためには、実際の網膜の規模に相当する大規模モデルを用いた計算機シミュレーションが有効な手法である。一方、数値計算を繰り返し必要とするシミュレーション解析では、その計算時間は研究を行う上で重要な要因である。最近、こうした解析を行う新しいシミュレーション環境として仮想的な並列処理システムであるPVM(Parallel Virtual Machine)が注目されている。PVMはネットワーク上の複数の異機種UNIX WS群の持つ計算能力を一つの大規模計算問題に結集し、処理することが可能である。PVMの性能は、使用する個々の計算機とネットワーク環境に依存し、シミュレーションの計算時間は各計算機の計算時間と計算機間の通信時間によって決定されることから、モデルサイズに応じたPVMを構成する最適計算機数が存在することが予想される。この計算機数を予測できれば、PVMを有効に利用した効率の良いシミュレーションが可能となる。そこで本年度は、各種通信時間の測定結果を基にモデルシミュレーションの計算時間の定式化を行い、視細胞杆体ネットワークモデルにおいて理論値と実測値を比較することによってその実用性の評価・検討を行った。その結果、提案式によって計算時間が的確に予測できることが確認された。さらに、得られた結果を用いた最適なPVMを構成し、網膜の1次ニューロンである視細胞杆体ネットワークモデルの時空間特性の解析を行った。今後は、本年度の成果を基に、水平細胞、双極細胞を含めた網膜外網状層神経回路のモデル化、シミュレーション解析を進める予定である。網膜神経回路で実現されている視覚情報処理の具体的メカニズムを明らかにするためには,実際の網膜の構造や網膜内各神経細胞の神経生理学的な特性に基づき再構成した大規模網膜モデルを用いたシミュレーション解析が有効な手法である.しかしながら,大規模網膜モデルを従来の計算機環境へインプリメントし,シミュレーションを行うことは,CPU能力やメモリ容量など,計算機資源の制限により困難であった.一方,最近,ネットワーク技術の発達に伴い,メッセージパッシングライブラリを利用した計算機クラスタシステムが注目されている.そこで,本研究では網膜モデルのもつ並列性に着目し,代表的かつ汎用的なメッセージパッシングライブラリであるPVM(Parallel Virtual Machine),MPI(Message Passing Interface)を利用した網膜神経回路モデルの超並列シミュレーション環境を開発し,その技術に基づいた網膜の時空間特性の解析を行った.構築したシミュレーション環境を評価するため,並列計算機と計算機クラスタにおいて,PVMおよびMPI利用時の実シミュレーション時間を測定した結果,網膜モデルサイズに応じた最適プロセッサ数が存在することが判明した.そこで,計算時間,最適プロセッサ数の最適計算機資源を予測する推定式を導出した.開発したシミュレーション環境を利用することによって,従来の計算機環境の下では不可能であった自然画像や動画像等の複雑な刺激に対する網膜の情報処理機構の解析が可能になった.さらに,心臓治療薬の網膜への副作用の具体的作用やその視覚機能に及ぼす影響を可視化することも可能になった.
メカノケミストリー - フラーレン化学への応用

1.フラーレン三量体C_<180>の合成と物性検討触媒量の4-アミノピリジン共存下におけるC_<60>のメカノケミストリーすなわち高速振動粉砕法によって、フラーレン三量体C_<180>を合成し単離することに成功した。二量体C_<180>の反応性、特にC_<120>とC_<60>への光化学的な解離について明らかにした。三量体には少なくとも4種の異性体があることを見いだし、その構造を理論計算により検討した。2.ヘテロ二量体C_<130>の合成と物性検討4-アミノピリジン共存下におけるC_<60>とC_<70>の高速振動粉砕処理によって、ヘテロ二量体C_<130>を合成し単離することに初めて成功した。その構造をNMRにより明らかにし、酸化還元挙動について電気化学的手法を用いて明らかにした。3.^3Heを内包したフラーレン二量体^3He@C_<120>の合成と官能基化^3He@C_<60>を原料として高速振動粉砕法により合成した二量体^3He@C_<120>について、C(CO_2Et)_2基の付加反応を行ない、^3He NMRを測定することによって2個のC_<60>骨格間の相互作用について明らかにした。さらに対称構造をもつC(CO_2Et)_2基の10付加体を初めて合成し、その構造をNMRにより明らかにした。4.フタラジン類とフラーレンC_<60>の固体メカノケミカル反応フタラジンとC_<60>との高速振動粉砕法を用いる固体反応によってシクロヘキサジエン縮環構造をC_<60>骨格上に構築し、[4+4]型反応によってC_<60>表面に8員環の開口部をもつ新しいπ共役系を実現することに成功した。
シード結晶添加によるゼオライト合成法・製造法の革新

結晶性のミクロ多孔質材料であるゼオライトの合成には、水熱合成法が広く用いられ、得られるゼオライトは触媒、吸着剤、イオン交換剤などとして広く工業的に用いられている。しかしながら、その合成には課題も未だ多く、本研究では、主にゼオライト合成における高コスト原料(有機構造規定剤、Organic Structureーdirecting Agent、OSDA)や長時間の合成時間といった、工業化の際に大きな障壁となる各課題について検討を行い、OSDAを用いない合成法、より安価なOSDAを用いた合成法、高速合成法などを開発した。特定のゼオライトを合成するためには有機構造規定剤(OSDA)が不可欠であること、ゼオライト合成には数時間から数日・数週間を要することがゼオライト合成の常識であった。これに対し、我々はシード結晶を添加することで有機構造規定剤を用いずに十種類以上のゼオライトを合成することに成功した。また伝熱性に優れたチューブ型リアクターを用い、シード結晶を添加することで、数分から十数分で合成を完了できることを明らかにした。これらの研究成果は20世紀半ば以来綿々と続いてきたゼオライト合成法・製造法を根本から革新するものである。そこでゼオライト合成法・製造法の革新を目的に、OSDAフリー合成法の更なる展開とよりシンプルなOSDAへの置換、高速合成法の機構解明に基づく新規合成法の開発ならびに連続式管型反応器を用いた流通合成法への展開について、本研究で検討を進める。26年度はよりシンプルなOSDAに置換したゼオライト合成法の開発に注力した。完全なOSDAフリー化までは達成できなくても、OSDAを単純な有機物に転換することができれば、実用化に向けた大きな貢献となるケースが多い。そこで本研究では、これまでに研究に基づきシード結晶を用いることで合成的なOSDA置換による合成法の開発を検討を行った。その結果、2種類のゼオライトに対して、より安価なOSDAを用いても合成可能であることを見出した。これまでに研究に基づきシード結晶を用いることで合成的なOSDA置換による合成法の開発を検討を行った。おおむね順調に研究が進展していると判断する。分子サイズの空間をその構造中に内包するアルミノ珪酸塩であるゼオライトは工業的に重要な材料であり、触媒や吸着剤、イオン交換剤などとして広く用いられている。その合成には高価な有機物(OSDA)を用い、長時間の水熱合成を行うということが長らく行われてきたが、本研究ではゼオライト合成を革新すべく、OSDAフリー、OSDA代替、高速合成を目指して検討を行っている。中間年度にあたる当該年度では、これらの新規合成をより効率よく達成するためのゼオライト形成メカニズムのより深い理解と、合成条件探索や得られるゼオライトについての性能予測を助ける理論計算を主に検討した。具体的な成果として、OSDAフリー合成も達成されている*BEA型ゼオライトをモデル材料として、種々の分析を駆使することにより、その形成過程を詳細に調べ、合成原料中における相互作用についての新たな知見を得た。更に、アルミニウムの骨格内位置について、理論計算を用いることにより構造安定性についての、網羅的かつ系統だった検討を行った。また、理論計算と実験を組み合わせることにより、既知のゼオライトとメソポーラスシリカの中間的な細孔径を持つ新たなシリカ多孔体の合成にも成功している。これらの成果は、ゼオライトやゼオライト類縁の多孔性材料合成において、貴重な知見を与えることで合成条件探索のための指針を提示することで、今後の研究開発を加速させることができると考えている。合成についての研究はもちろんのこと、当該年度では理論計算や、メカニズム解明といった研究についても展開させることができた。これらの知見は大変価値のあるものであり、合成研究の助けとなると考えられる。そのため、研究は順調に進展していると評価できる。しかしながら、その合成には課題も未だ多く、本研究では、主にゼオライト合成における高コスト原料(有機構造規定剤、Organic Structureーdirecting Agent、OSDA)や長時間の合成時間といった、工業化の際に大きな障壁となる各課題について検討を行っている。本年度では、主に、OSDAを全く用いないOSDAフリー法のみではなく、工業的に許容しうるコストのOSDAを用いることにより、OSDAフリー法では合成が困難なゼオライト骨格構造や、形態制御を達成した。具体的には、テトラエチルアンモニウム(TEA)を用いたMSE型アルミノシリケートゼオライトの合成を達成した。MSE型ゼオライトは、触媒としての応用が強く期待されながらも、合成に高価で複雑なOSDAを必要とし、合成日数も長いゼオライトであった。また、そのOSDAフリー合成は我々により報告されているが、収率が低いという課題が残されていた。これに対して、今回開発したTEAを用いた合成法では高い収率と短い合成時間を両立することに成功している。さらに、シンプルな2価のOSDAを用いることによるゼオライトの形態制御、OSDAフリー法の亜鉛含有ゼオライトへの展開、ゼオライト合成におけるアルカリ金属カチオンの役割の詳細な理解、といった成果があった。当初計画にあったうち、当該年度は特にOSDAを用いながらも低コスト、高収率といった工業的に重要な点を満足させる研究の達成に進展があった。

本成果により、OSDAフリー法、OSDA置換法、高速合成法といった多くの選択肢が新たに生み出されていることになる。以上のことから、研究が順調に進展していると判断できる。種結晶添加法により、次の成果を挙げた。1)ボロシリケートおよびジンコシリケートゼオライトへ展開。2)複雑な有機構造規定剤をシンプルなものへ置き換える新規合成法の開発。3)ゼオライトの高速合成法の開発。最も画期的な成果として、MSE型ゼオライトおよび、CON型ゼオライトについて新規合成法を開発した。これらのゼオライトはこれまで複雑な有機構造規定剤を必要としていたが、テトラエチルアンモニウムというシンプルで、工業的に用いられている4級アンモニウムを用いても合成可能であることを見い出した。MSE型ゼオライトについては、これまで検討していた有機構造規定剤フリー合成法では収率が低い、合成可能な組成が狭いといった課題があったところ、収率を大幅に向上させることに成功した。CON型ゼオライトについては、有機構造規定剤フリー合成は困難であり、今のところ報告はない。この他、MOR型やERI型といったゼオライトの高速合成、MOR型、*BEA型、MFI型、CHA型などのジンコシリケートゼオライト合成を達成している。特に、CHA型ゼオライトははじめてジンコシリケートとして得られ、特異なイオン交換特性も見出された。今後のさらなる応用展開が期待される。本年度の検討により、種結晶添加法の汎用性が示され、新規ゼオライト合成法として確立するとともに、多くの新規組成、特異な性能を持つゼオライトを得ることができたと考えている。結晶性のミクロ多孔質材料であるゼオライトの合成には、水熱合成法が広く用いられ、得られるゼオライトは触媒、吸着剤、イオン交換剤などとして広く工業的に用いられている。しかしながら、その合成には課題も未だ多く、本研究では、主にゼオライト合成における高コスト原料(有機構造規定剤、Organic Structureーdirecting Agent、OSDA)や長時間の合成時間といった、工業化の際に大きな障壁となる各課題について検討を行い、OSDAを用いない合成法、より安価なOSDAを用いた合成法、高速合成法などを開発した。高速合成機構の解明に基づく新規合成法の開発を中心に行う予定である。急速加熱法については、これまでにアルミノシリケート及びアルミノフォスフェートの各一例で成功しているのみである。そこで本研究では昇温速度ならびにシード添加の合成に及ぼす影響を詳細に検討し、これを踏まえて同法の適用範囲の拡大を狙う予定である。OSDAフリー合成については、可能な範囲やその課題が見えてきたため、今後はOSDAを用いながらも、より安価で工業的にに実用化可能なものを用いた合成をメインで行っていく予定である。特に、MSE型ゼオライトは、触媒としての活性に優れていることが知られており、有用な合成法を開発できればインパクトの大きな結果が期待できる。高速合成については、これまでの知見を活かし、更に発展させる形で進めていく。
ABCA1と相互作用する新規蛋白質のHDL形成における機能の解明

抗動脈硬化作用を持つHDLは、膜トランスポーターABCA1が細胞のコレステロールを細胞外に運び出すことで形成される。本研究では、新たに同定されたABCA1相互作用タンパク質であるGEF(guanine exchange factor)の、HDL形成における役割を明らかにすることを目的とした。前年度において、ABCA1がGEFと細胞内で相互作用しており、GEFの発現増加に伴い、ABCA1の発現量とHDL形成量が増加することを明らかにした。本年度は、メカニズム解析をさらに進め、以下の知見を得た。1.GEFを介したRhoA活性化によるABCA1タンパク質の増加GEFは細胞内RhoAを活性化することが知られている。常時活性化型RhoAを発現させた細胞において、ABCA1タンパク質発現量の増加が確認された。さらに、タンパク質合成阻害剤を加えてABCA1タンパク質分解を経時的に測定したところ、活性化RhoAによってABCA1の分解が阻害されることが明らかになった。2.相互作用によるGEFの活性化GEFとの相互作用に必須のドメインを欠失したABCA1変異体では、野生型に比べて、GEF活性化、RhoA活性化によるABCA1タンパク質の安定化及びHDL形成量増加作用が抑制された。3.apoA-I付加によるRhoAの活性化とABCA1タンパク質の安定化以前に報告されたとおり、apoA-I付加によるABCA1タンパク質の安定化が確認された。また、apoA-I付加によって細胞内RhoAの活性化が観察され、apoA-IによるABCA1タンパク質の安定化効果はRhoA活性化阻害剤、またはRNAiによるGEF発現抑制により、減弱した。以上より、ABCA1/GEF複合体にapoA-Iが結合することでRhoAが活性化され、ABCA1タンパク質の安定化が起こることを明らかにした。本年度は主に培養細胞を用いた実験を行い、以下の知見を得た。FLAGタグを導入したABCA1 cDNAとmycタグを導入したGEF cDNAをトランスフェクトしたHEK293細胞を、TritonX-100を含むバッファーで可溶化し、FLAG抗体またはmyc抗体を用いた共免疫沈降を行い、ABCA1とGEFが細胞内で複合体を形成していることを確認した。2.GEF発現操作した細胞のHDL形成の評価ABCA1とGEFを共発現させた細胞において、ABCA1単独発現細胞と比較して、HDL形成の増加が観察された。また、変異型GEFを作成し、野生型と比較したところ、変異型でHDL形成の増加は抑制された。3.GEF発現操作した細胞のABCA1発現量の評価ABCA1と野生型GEFを共発現させた細胞において、ABCA1単独発現細胞と比較して、ABCA1の発現量は増加していた。また、変異型GEFではABCA1の増加は見られなかった。以上の結果は、GEFがABCA1と相互作用してABCA1発現量を増加させ、HDL形成を促進している構図を示唆している。
中枢神経疾患における心電図同期脳脊髄腔MR画像の開発と臨床応用

3T MRI装置を使用して心電図同期脳脊髄腔MR画像撮影を試みた。画質向上のため、parallel imaging法と頭部専用高感度受信コイル(32chコイル)を用いて撮影を行った。生体における最適な撮影シーケンスおよび、収縮期・拡張期における最適な心位相での撮影タイミングの決定を試みた。3T MRIの優れた高磁場特性および多チャンネルコイルの併用により、高コントラストおよび高解像度の脳脊髄腔MR画像を得ることが可能であった。しかし、心拍動による脳実質の変化は相対的に小さく、脳拍動による脳体積の変化、脳変形の解析は困難であった。収縮期・拡張期における脳実質の変化量は、多くの領域で現時点でのボクセルサイズ以下である可能性が示唆された。サブボクセル以下の変化量を測定することは研究年度内には困難であったため、引き続きシーケンスの改良を進める。脳実質全体の測定は困難であったが、終板は心拍動により可視可能な変化がみられ、過去の報告と一致していた。このような限局的な変化も正常圧水頭症などの脳脊髄液に変化を来しうる疾患では影響を受けている可能性があり、今後その有用性が期待される。平成21年度は、3Tの臨床研究用MRI装置(Siemens社製Magnetom Trio)を使用して正常ボランティアを対象に心電図同期脳脊髄腔MR画像撮影を試みた。3T MRIの優れた高磁場特性および多チャンネルコイルの併用により、高コントラストおよび高解像度の脳脊髄腔MR画像を得ることが可能となった。しかし、心拍動による脳実質の移動は相対的に小さく、脳拍動による脳体積の変化、脳変形の解析は困難であった。終板は心拍動により可視可能な変化がみられ、これは過去の報告と一致していた。目的とする定量解析のためには心拍動による脳実質の移動量をボクセルサイズ以上にする必要があり、シーケンスの変更を行うとともに、撮像範囲を絞るなどして、より微細な変化を解析可能とするようさらに検討を進めている。また、今回の検討は比較的若年ボランティアを用いた撮影であり、年齢が結果に影響を与えた可能性がある。収縮期・拡張期における最適な撮像タイミングも年齢や病態により異なる可能性があり、高齢者や患者群での検討も進めていく予定である。3Tの臨床研究用MRI装置(Siemens社製Magnetom Trio)を使用して主に正常ボランティアを対象に心電図同期脳脊髄腔MR画像撮影を試みた。3T MRIの優れた高磁場特性および多チャンネルコイルの併用により、高コントラストおよび高解像度の脳脊髄腔MR画像を得ることが可能であったが、心拍動による脳実質の移動は相対的に小さく、脳拍動による脳体積の変化、脳変形の解析は困難であった。目的とする定量解析のためには心拍動による脳実質の移動量をボクセルサイズ以上にする必要があり、前年度の結果を受けて、さらなるシーケンスの改良を試みたが、サブボクセル以下の変化量を測定することは本年度内には困難であった。このような微小な変化を測定するために引き続きシーケンスの改良を進めるが、より強力なグラディエントコイルの開発などハード面での改良も必要と考えられた。
B細胞系列への運命決定における代謝調節機構の役割

B細胞を含むすべての血液・免疫細胞は造血幹細胞から作られる。その過程で多能性の造血幹細胞は徐々に分化能が限定されていき、最終的にB細胞にしかなれない前駆細胞に運命決定される。様々な転写因子がB細胞への運命決定に関わっているが、詳細は明らかでない。特に、これら転写因子の標的遺伝子として示唆されている細胞内代謝調節遺伝子の役割は不明である。我々は最近B細胞への運命決定における分子機構を調べることの出来る新しい分化誘導系を開発した。この培養系を用いてB細胞への運命決定に必要なエネルギー代謝関連の遺伝子をスクリーニング行ったところ、インスリンシグナルがB細胞分化に重要であることが明らかとなった。E2A、EBF1、Pax5など様々な転写因子がB細胞への運命決定に関わっているが、詳細は明らかでない。申請者らは最近多能性と多分化能を兼ね備えた血液前駆細胞株(iLS細胞)を樹立した。iLS細胞を用いると、7日間で多能前駆細胞からB細胞系列への運命決定を誘導することが出来る。そこで本研究では、この培養系を用いてB細胞系列への運命決定に必要なエネルギー代謝関連の遺伝子をスクリーニングし、その機能を明らかにすることを目的とする。本年度は研究計画に従い、iLS細胞からB細胞への分化誘導を行うとともに、経時サンプルを採取してRNA-seq解析を行い、細胞内代謝系遺伝子の発現を網羅的に解析した。その結果、Chst3, Pde2aなど様々な遺伝子の発現がB細胞への分化とともに上昇することが明らかとなった。これらの多くはB細胞分化に必須の転写因子であるEbf1, Pax5の標的遺伝子であった。これらの遺伝子発現を骨髄中の前駆細胞で解析したところ、造血幹細胞や多能前駆細胞段階では発現があまり認められなかったが、プロB細胞において発現が上昇していた。このことはB細胞分化が進むに連れて細胞内代謝系遺伝子の発現が上昇していることを示唆している。申請者らは最近多能性と自己複製能を兼ね備えた血液前駆細胞株(induced Leukocyte Stem:iLS細胞)を樹立した。そこで本研究ではこの培養系を用いてB細胞への運命決定に必要なエネルギー代謝関連の遺伝子をスクリーニングし、その機能を明らかにすることを目的とする。本年度は研究計画に従い、B細胞系列への運命決定時に発現が上昇する遺伝子に対するshRNAレトロウイルスベクターを作成し、機能解析を行った。その結果、Insulin receptor substrate (IRS)-1の発現をshRNAを用いて抑制するとiLS細胞からB細胞系列への運命決定が阻害された。同様にIRS-1に対するshRNAは、培養系において造血幹細胞からB細胞への分化を阻害した。さらにInsulin receptorに対するshRNAを作成し、造血幹細胞へ導入するとB細胞への分化が阻害された。このことはIRS-1を含めたインスリンシグナルがB細胞分化やB細胞の機能維持に重要な役割を果たしていることを示唆している。研究計画通り、iLS細胞のB細胞分化誘導系を用いて代謝系遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、B細胞系列への運命決定過程において、インスリンシグナルが重要な役割を果たすことが明らかとなった。現在、生体内のB細胞分化におけるインスリンシグナルの機能を解析中である。申請者らは最近B細胞への運命決定における分子機構を調べることの出来る新しい分化誘導系を開発した。この培養系を用いると、7日間で多能前駆細胞からB細胞系列への運命決定を誘導することが出来る。本年度は研究計画に従い、インスリンシグナルのB細胞初期分化における役割を解析した。インスリンのシグナル伝達分子であるInsulin receptorsubstrate (IRS)-1を欠損したマウスを解析したところ、骨髄においてB細胞数が1/3-1/5程度に減少していた。また、脾臓のB細胞の機能成熟にも異常が認められた。

次にIRS-1欠損マウス骨髄から造血幹細胞を採取しB細胞への分化を支持するTSt-4ストローマ細胞と共培養したところ、B細胞への分化が顕著に阻害されていたことからIRS-1がB細胞の分化・成熟を直接制御していると考えられた。このことはIRS-1を含めたインスリンシグナルが、B細胞の分化や機能維持に重要な役割を果たしていることを示唆している。研究計画通り、iLS細胞のB細胞分化誘導系を用いて代謝系遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、B細胞系列への運命決定過程において、インスリンシグナルが、重要な役割を果たすことが明らかとなった。特に、IRS-1がB細胞初期分化に不可欠であることが示された。B細胞を含むすべての血液・免疫細胞は造血幹細胞から作られる。その過程で多能性の造血幹細胞は徐々に分化能が限定されていき、最終的にB細胞にしかなれない前駆細胞に運命決定される。E2A、EBF1、PAX5など様々な転写因子がB細胞への運命決定に関わっているが、詳細は明らかでない。特に、これら転写因子の標的遺伝子として示唆されている細胞内代謝調節遺伝子の役割は不明である。我々は最近B細胞への運命決定における分子機構を調べることの出来る新しい分化誘導系を開発した。この培養系を用いると、7日間で多能前駆細胞からB細胞系列への運命決定を誘導することが出来る。そこで本研究ではこの培養系を用いてB細胞への運命決定に必要なエネルギー代謝関連の遺伝子をスクリーニングし、その機能を明らかにすることを目的とした。これまでの結果から、様々な代謝系遺伝子の発現がB細胞分化に伴って上昇していることが明らかとなった。また、そのうちの1つIRS-1の発現をshRNAを用いて抑制すると、造血幹細胞からB細胞への分化が阻害された。また、インスリン受容体の発現を抑制しても同様に現象が見られた。そこで、本年度は生体内におけるIRS-1の機能を調べるために、IRS-1欠損マウスを解析した。IRS-1欠損マウス骨髄中のB細胞は顕著に減少していた。また、脾臓のB細胞の機能成熟にも異常が認められた。このことから、IRS-1を含めたインスリンシグナルが正常なB細胞分化や機能維持にに重要な役割を果たすことが示唆された。様々な転写因子がB細胞への運命決定に関わっているが、詳細は明らかでない。この培養系を用いてB細胞への運命決定に必要なエネルギー代謝関連の遺伝子をスクリーニング行ったところ、インスリンシグナルがB細胞分化に重要であることが明らかとなった。
TLB統一型キャッシュメモリシステムに関する研究

本研究では,マイクロプロセッサのチップ上に個別に実装され,チップ面積の大きな割合を占めるTLBとキャッシュメモリについて,それらをタグの共有という形で統合化することにより,領域の縮小を試みた.また,縮小によって得られた領域をTLBの拡大として再利用することにより,メモリアクセスサイクルの減少の可能性について検討した.まず,TLB統一型キャッシュメモリの構成とその制御法を明確にし,TLB統一型キャッシュメモリのハードウェア量をレジスタビット相当で評価した.その結果,TLB統一型キャッシュメモリを導入することにより,従来のキャッシュメモリとTLBの構成に比べて,ハードウェア量を大幅に削減できることがわかった.そして,削減できたハードウェアをTLBの拡張に再利用した場合,キャッシュサイズが4KBの時は16エントリのTLBを2倍,8KBの時は4倍,16KB,32KBの時は8倍,128KBの時は16倍にそれぞれ拡張できることが明らかになった.次に,TLB統一型キャッシュメモリの性能評価をトレースドリブンシミュレーションにより行った.まず,実用的な8個の応用プログラムをワークステーションで800万命令実行した際のメモリアクセル状況を記録し,これを命令実行に必要なメモリアクセスとして,TLB統一型キャッシュメモリシミュレータと通常のTLB-キャッシュメモリシミュレータに入力した.そして,シミュレータ上でのキャッシュとTLBを介したメモリアクセス状況から,それぞれのミス率を求め,ミス率から1命令の実行に必要な平均メモリサイクル数を求めた.シミュレーションによる性能評価の結果,TLBとキャッシュメモリの統合化により削減できるハードウェア領域をTLBの拡張に再利用することにより,同量のハードウェアを必要とする従来型の構成比べて,メモリサイクル数減少させることが可能であることを明らかにした.本研究では,マイクロプロセッサのチップ上に個別に実装され,チップ面積の大きな割合を占めるTLBとキャッシュメモリについて,それらをタグの共有という形で統合化することにより,領域の縮小を試みた.また,縮小によって得られた領域をTLBの拡大として再利用することにより,メモリアクセスサイクルの減少の可能性について検討した.まず,TLB統一型キャッシュメモリの構成とその制御法を明確にし,TLB統一型キャッシュメモリのハードウェア量をレジスタビット相当で評価した.その結果,TLB統一型キャッシュメモリを導入することにより,従来のキャッシュメモリとTLBの構成に比べて,ハードウェア量を大幅に削減できることがわかった.そして,削減できたハードウェアをTLBの拡張に再利用した場合,キャッシュサイズが4KBの時は16エントリのTLBを2倍,8KBの時は4倍,16KB,32KBの時は8倍,128KBの時は16倍にそれぞれ拡張できることが明らかになった.次に,TLB統一型キャッシュメモリの性能評価をトレースドリブンシミュレーションにより行った.まず,実用的な8個の応用プログラムをワークステーションで800万命令実行した際のメモリアクセル状況を記録し,これを命令実行に必要なメモリアクセスとして,TLB統一型キャッシュメモリシミュレータと通常のTLB-キャッシュメモリシミュレータに入力した.そして,シミュレータ上でのキャッシュとTLBを介したメモリアクセス状況から,それぞれのミス率を求め,ミス率から1命令の実行に必要な平均メモリサイクル数を求めた.シミュレーションによる性能評価の結果,TLBとキャッシュメモリの統合化により削減できるハードウェア領域をTLBの拡張に再利用することにより,同量のハードウェアを必要とする従来型の構成比べて,メモリサイクル数減少させることが可能であることを明らかにした.
子宮頚部における高リスク型ヒトパピローマウイルスE4蛋白の発現と免疫応答

ヒトパピローマウイルス(HPV)E4蛋白は、ウイルスの粒子の放出に重要な蛋白で上皮細胞内で大量に発現する。本研究では、HPV感染初期病変におけるE4蛋白の発現と免疫応答の関係を調査し、HPVに対する免疫の回避機構を明らかにすることが目的である。研究に先立ち、2006年度には、CIN患者の感染HPVタイプを明らかにするため、GP5+/6+PCR法に改良を加えて方法でHPV-DNA診断とsequence法によるタイプ判定を行った。その後、新しく市販されている3種類のHPV typing kitを用いた結果を比較検討したところ、検査法によりHPVタイプ結果が異なる場合があること、異なるHPVタイプの混合感染が予想以上に多いことを発見した。特に混合型感染例におけるHPVタイプ一致率が低い傾向がみられる。現在、これらの調査結果を解析し、各kit間の違いを明らかにしている段階である。HPV11,16,18,31,33,45,56型に対する抗E4抗体を英国の共同研究者から確保した。HPVタイプの判明している子宮頚癌の前癌病変である頸部上皮内新生物(CIN)におけるE4蛋白発現の検討を行ったところ、これまでの報告と同様にCINの中層から表層部にかけてE4蛋白の局在が観察された。調べて範囲内ではE4蛋白の発現は多いが、間質にある免疫担当細胞などにも染色されるため、これが単なる交差反応か意義のある所見かどうかについて検討している。今後、HPV型の判定結果を確定させてから、E4抗体のHPV型特異性についての検討を行う予定である。E4蛋白の免疫染色はHPV感染の診断に応用できる可能性があり、新しいHPVワクチンのターゲットとしてE4蛋白が有効である可能性がある。1.ヒトパピローマウイルス(HPV)は子宮頚癌の原因であることが明らかになっており、このワクチンの開発が進みつつある。しかし、これまでの研究では癌遺伝子産物のE6,E7に対する免疫学的な研究が多く、それらをターゲットとしたHPV治療ワクチンの研究が進みつつあるが成功していない。E4蛋白は、ウイルスの粒子の放出に重要な蛋白で上皮細胞ないで大量に発現する。研究に先立ち、2006年度には、約200例の患者の感染HPVタイプを明らかにするため、GP5+/6+PCR法に改良を加えて方法でHPV-DNA診断とsequence法によるタイプ判定を行った。また、HPV11,16,18,31,33,45,56型に対する抗E4抗体を共同研究者から手に入れ、子宮頚癌の前癌病変である頸部上皮内新生物における発現の検討を開始した。免疫染色の条件設定がほぼ完了した段階である。2006年度には共同研究のE2蛋白に対する患者の免疫応答についての共同研究論文が出版され、HPVに対する免疫応答に関する総説をs数編出版した。ヒトパピローマウイルス(HPV)E4蛋白は,ウイルスの粒子の放出に重要な蛋白で上皮細胞内で大量に発現する。本研究では,HPV感染初期病変におけるE4蛋白の発現と免疫応答の関係を調査し,HPVに対する免疫の回避機構を明らかにすることが目的である。研究に先立ち,2006年度には,CIN患者の感染HPVタイプを明らかにするため,GP5+/6+PCR法に改良を加える方法でHPV-DNA診断とsequence法によるタイプ判定を行った。その後,新しく市販されている3種類のHPV typing kitを用いた結果を比較検討したところ,検査法によりHPVタイプ結果が異なる場合があること,異なるHPVタイプの混合感染が予想以上に多いことを発見した。

特に混合型感染例におけるHPVタイプー致率が低い傾向がみられる。現在,これらの調査結果を解析し,各kit間の違いを明らかにしている段階である。HPV11,16,18,31,33,45,56型に対する抗E4抗体を英国の共同研究者から確保した。HPVタイプの判明している子宮頚癌の前癌病変である頸部上皮内新生物(CIN)におけるE4蛋白発現の検討を行ったところ,これまでの報告と同様にCINの中層から表層部にかけてE4蛋白の局在が観察された。調べて範囲内ではE4蛋白の発現は多いが,間質にある免疫担当細胞などにも染色されるため,これが単なる交差反応か意義のある所見かどうかについて検討している。今後,HPV型の判定結果を確定させてから,E4抗体のHPV型特異性についての検討を行う予定である。E4蛋白の免疫染色はHPV感染の診断に応用できる可能性があり,新しいHPVワクチンのターゲットとしてE4蛋白が有効である可能性がある。