hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質と溶媒分子の効果をあらわに取り入れた生体電子伝達系の理論的研究

I.QM/MM境界に化学結合が存在する場合の、新しいアルゴリズムの開発:昨年度までに、我々は、QM/MM境界の取り扱いで通常行われるLink Atom法の欠点を克服するため、QM/MM境界領域に疑QM領域(PQM)を導入する新たな方法を考案した。今年度は、このPQM領域の原子団を局所化されたFrozen Orbitalで置き換えこの部分に対してQMエネルギーとMMエネルギーを論理的に混合するアルゴリズムを考案し、数残基のペプチド分子に対して稼動させ、初期の目的に満たす有効性を確認した。2)量子力学(QM)で取り扱う領域の電子状態において、古典力学(MM)で扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れる手法の開発II.電荷・双極子法Cell Multipole法を組み合わせた遠距離相互作用のQM領域への正確な取り込み:Green関数を用いて、任意の閉局面より外部のクーロン力による寄与を、その閉局面上のバーチャルな電荷と電気双極子の集合で表されるという手法を利用し、Cell Multipole法(CMM)と組み合わせて遠距離にある電荷とQM領域との相互作用とを精度良く計算する手法を開発し、有効な結果を得た。テストとして、中心においたベンゼン1分子と水1分子をQM領域としそれを取り巻く水208分子が入った立法体セルの周期境界系(4層)からなる巨大な系のQM/MM連成計算において、cutoffを用いずに高い精度で遠方の水分子からのQM領域への寄与を算出できた。周期的な系を考えた場合、隣のセルからの寄与を計算する場合には通常、QM領域の原子にESP電荷あるいはRESP電荷を置くことが多いが、今回の計算では、電子密度から直接閉局面上のバーチャルな電荷と双極子を算出しており、QM/MM間の相互作用エネルギーの精度を高く維持できる。
ミトコンドリアに特徴的なリン脂質の生合成と機能の遺伝生化学的研究

CHO細胞からホスファチジルグリセロリン酸(PGP)合成酵素をコードするcDNAを酵母のPGP合成酵素との類似性を基にして単離した。単離されたcDNAは553残基のアミノ酸からなるペプチドをコードしており計算上の分子量は62、329Da、酵母の酵素との相同性は34%であった。このcDNAを導入して一過的に発現させたCHO細胞ではコントロールベクターを導入した株と比べてPGP合成酵素の比活性が約15倍上昇した。我々が昨年度CHO細胞から精製しているPGP合成酵素の分子量とクローニングしたcDNAのコードする蛋白質のサイズはほぼ一致し、さらにcDNAがコードする蛋白質に対して作製した抗体が精製蛋白とも反応することからこのcDNAがPGP合成酵素をコードすると考えられる。さらにCHO細胞PGP合成酵素温度感受性変異株(PGS一S株)にcDNAを導入して安定して発現する株(PGS-S/cPGS1株)を得た。PGS-S/cPGS1株では変異株のPG合成速度の低下が野性株以上に回復し、その結果PG及びCL含量が野生株以上に回復していた。さらに、PGS-S/cPGS1株は変異株の細胞増殖速度の低下が野生株並に回復しており、また変異株のミトコンドリアの形態異常からも回復していた。以上のことからPGP合成酵素がミトコンドリアの形態と機能に重要であることが示された。ミトコンドリアに特徴的にみられるリン脂質であるホスファチジルグリセロール(PG),カルジオリピン(CL)の生合成の第一ステップであるホスファチジルグリセロリン酸合成酵素の構造と機能を明らかにするため、本年度は本酵素の精製を行った。出発材料として酵素比活性が動物組織と比較して約10倍高かったCHO細胞を選んだ。5x10^<10>のCHO細胞から、ホモゲナイズ、ミトコンドリア画分の調製、Blue-Sepharose,Mono Q,Superdex200,TSK-etherのクロマトグラフィー操作によってホスファチジルグリセロリン酸合成酵素をSDS電気泳動上単一なバンドになるまで精製した。この際酵素比活性の上昇は約19000倍、活性の回収率は0.047%であった。この蛋白の電気泳動上の分子は62kDaであり、分子が20kDa程度である大腸菌など原核生物のものとはサイズが異なっていた。このことから本酵素は新しい構造を有している分子である可能性が考えられた。また精製の過程でホスファチジルグリセロリン酸合成酵素はホスファターゼ活性と完全に分離できたので、CDP-DGからPGが生成するステップで2つの酵素が働いていることが証明された。本酵素遺伝子の単離と遺伝子の本酵素欠損CHO変異株への導入が次年度の課題である。
高齢者の安全性を保持した効果的な入浴システムの開発に関する研究

高齢女性24名を対象に、安全とされる入浴条件(40°Cの湯に5分間の浸漬)で、入浴による生理作用への影響を明らかにした。対象者の活動量の違いによる入浴の影響の差異を比較したが、循環への影響に違いはなかった。しかし、活動量の少ない高齢者は動脈硬化度が高く、急激な温度変化での血圧調整が困難になる可能性が示唆された。また、得られたデータから入浴中の循環変動を予測し、安全な入浴のためのシステムを開発した。本研究は、高齢者の入浴事故を未然に防ぎ、高齢者の生活の維持・向上に貢献するとともに、看護・介護者が安心して高齢者の入浴援助を遂行するために、高齢者の安全を保持した効果的な入浴システムを開発することである。本年度は以下の研究を実施した。1.高齢者の入浴の現状調査:高齢者の生活の場(在宅144名・特別養護老人ホーム100名、療養型医療施設102名)において入浴の現状を調査し、高齢者が入浴を好んでいることや、入浴方法に危険性が孕んでいることを明らかにし、本研究の意義を明確にした。その結果を学会で報告した。2.高齢者の入浴による生理作用への影響を明らかにするために実験をおこなった:在宅健常高齢者11名、施設入所高齢者13名を対象に入浴実験(40°C5分間)を実施し、活動量の違いを要因に生理作用への影響について二元配置分散分析を用いて検討した。活動量の違いによる生理作用への影響では、血圧、脈拍、体温、自律神経活動の変化に違いはなく、心筋酸素消費量(収縮期血圧×脈拍)と動脈スティフネスに違いがあり、施設入所高齢者は血圧調節機能が働きにくいことが推察された。次年度、学会発表と論文投稿により結果を公表する予定である。3.入浴システムの作成:実験により得られた24名のデータを用いて重回帰分析を行い、入浴中の血圧値と心筋酸素摂取量値を予測する重回帰式を得て、安全性を保持した入浴システムを作成した。次年度において、この作成したシステムの利用可能性を検証する。本研究は、高齢者の入浴事故を未然に防ぎ、高齢者の生活の維持・向上に貢献するとともに、看護・介護者が安心して高齢者の入浴援助を遂行するために、高齢者の安全性を保持した効果的な入浴システムを開発することである。昨年度、高齢女性24名を対象に実験的研究により入浴による生理的影響を明らかにした。その結果をもとに、入浴中の循環負荷を予測した入浴システムを作成した。それをもとに、本年度は以下の研究を実施した。1.昨年度作成した入浴システムの利用可能性を検証入浴システムの利用可能性を検証するために、高齢者の入浴による生理作用への影響に関連する要因を検討する入浴実験を行った。在宅で生活する健常高齢者3名を対象に、方法、測定項目など入浴システム作成時と同様の条件で入浴実験を行った。関連する要因として追加測定した項目は、主観的健康感(VAS)、心身のコンディション(POMS)、うつ状態(Self-Rating Questionnaire for Depression),外気温である。実験は、外気温の比較的高い8月、9月、10月、及び外気温の比較的低い12月、1月、2月の2期に分け、各月に1回ずつの入浴実験を実施した。現在、データの整理・分析作業中であり、次年度は、学会発表と論文投稿により結果を公表する予定である。2.研究成果報告1)高齢者の入浴の現状についての論文投稿2)高齢者の入浴への影響についての論文投稿中本研究は、高齢者の入浴事故を未然に防ぐために、高齢者にとって安全な入浴システムを開発することである。高齢者の入浴による生理作用への影響を実験的に明らかにし、そのデータから入浴中の循環変動を予測する重回帰式を得た。入浴前に測定したバイタルサインや個人特性(年齢・BMI等)を重回帰式に代入し入浴可否を判断するシステムを開発した。昨年度、そのシステムの利用可能性を検証するために、3名の女性高齢者を対象に縦断的に実験研究を行い、今年度は、昨年1年間で得たデータを分析し、システムの利用可能性を検討した。夏期と冬期で外気温に大きな差があったが循環変動の違いは認めなかった。心理的変化による循環変動の違いも認めなかった。従って、開発したシステムを活用し、入浴前のバイタルサインほか個人特性を用いて入浴中の循環変動を予測することが可能であり、入浴での急激な循環障害による事故を未然に防ぐ一助となる。しかし、本検証実験で得られたデータは3名の高齢女性であり、さらに地域で生活する健常高齢者である。

このように対象者に偏りがあり、本システムを高齢者一般に適用することには無理があるが、従来、入浴前に測定したバイタルサインは看護・介護士の経験的判断で入浴可否の指標とされていたことを鑑みると、本システムにより客観的数値を根拠に入浴可否を判断することが可能になったことは意義があると考える。以上のように、今年度の活動は、実験データを分析するとともに、論文投稿や学会での発表により研究成果を広く社会に公表することに努めた。また、研究成果報告書を作成し、関係機関に配布した。
網膜疾患における拡網膜抗体に関する研究

抗網膜抗体が生体にて産生され,それらが網膜変性症などの病態に関与していることが示唆されている。本研究では各種網膜疾患において患者血清中に抗網膜抗体が含まれるか否かを定性的および定量的に測定した。抗原として用したのはロドプシン,網膜S抗原,カテプシンDおよび網膜粗抽出液であった。この結果,急性網膜壊死および炎性傍静肱性色素性網肱絡膜萎縮症の例において高い抗体価を有することが明らかとなった。次の段階として網膜特異抗原の各種網膜疾患への関与を研究する目的で可能な限り多数の網膜特異抗原を我々が簡単にしかも安定に利用できる形であるcDNAとして分離,精製を行なった。まず第一に既知の網膜特異蛋白質としてロドプシン,網膜S抗原,トランスデュ-シン(αサブユニット),IRBP,CRALBP,MEKA蛋白質に対するcDNAを選択し,それぞれに対するcDNAをベクタ-に組み込んだ形で大腸菌JM109に形質導入を行なった。これにより各種網膜疾患患者の遺伝子レベルでの網膜特異抗原の異常の有無の検索が可能となった。第二に未知の網膜特異抗原の分離を行なう前段階としてヒト網膜由来cDNAライブラリ-を入手し,プロ-ブとしてヒト脳由来メッセンジャ-RNAも鋳型としてcDNAを合成した。これにより将来,未知の網膜特異抗原に対するcDNAのクロ-ニングが可能となった。最後に網膜色素変性症患者より遺伝子DNAを分離し,網膜特異抗原のひとつであるロドプシンの遺伝子を解析した結果,一家系二症例の常染色体優性遺伝性網膜色素変性症にロドプシン遺伝子の点突然変異の存在が確認された。これは本疾患におけるロドプシンの関与を示唆するものであり注目に値する結果である。ロドプシンとヒト網膜ホモジェネートの作製は終了した。S抗原の精製も行った。ロドプシン、S抗原、カテプシンD、ヒト神経網膜およびヒト網膜色素上皮細胞ホモジェネートを、セファロースに結合させる事により、これらのアフィニティカラムクロマトグラフィーの準備が完了した。網膜色素変性症、網膜剥離、糖尿病性網膜症、急性網膜壊死症および傍静脈色素性網脈絡膜萎縮症の患者血清および正常人血清を用い、ELISAによる抗体検出の方法を確立した。すなわちロドプシン、S抗原、カテプシンDおよび網膜ホモジェートを抗原とし、50倍および200倍に希釈した血清を用い抗原抗体反応を起さし、その量を二次抗体としてペルオキジダーゼ標識抗ヒトIgG抗体により定量する方法である。これにより急性網膜壊死症および炎性傍静脈色素性網脈絡膜萎縮症の例において高い抗体価を有する事が明らかとなった。高い抗体価を有する血清を用い免疫組織化学を行った。抗網膜抗体が生体にて産生され、それらが網膜変性症などの病態に関与していることが示唆されている。これらの病態においてその抗原となりうるものは網膜において特異的に産生される蛋白質である。網膜に特異的に産生される蛋白質としては現在のところロドプシンやS抗原などが既知のものであるが、まだ我々が知りえていない網膜特異抗原は数多く存在しており、それぞれが眼組織の生理的機能または病理的変化に関係している可能性がある。具体的な例として網膜変性症の例に網膜抗原に感作されているものがあるという報告がみられるし、光凝固を受けた糖尿病性網膜症においても血液-網膜柵が破壊され網膜抗原が血中に流出し感作され免疫反応が惹起され病態が形成される可能性があるほか、網膜剥離においても網膜下液中に網膜抗原が存在し血液由来の細胞も同時に存在し感作される可能性がある。

このような病態に関与しているとみられる未知の網膜抗原を実際に我々が検索できる形に分離する方法として分子生物学的手法を用い、網膜特異抗原をcDNAとして分離することを本年度の目的とした。まずサルの脳と肝臓からmRNAを分離したが、その収率が期待された量の約10%にとどまっていたため精製段階において何らかの操作ミスがあった可能性が考えられた。この問題点に対する解決策として、ヒト脳mRNAを購入し精製に費やす時間と労力を省くこととした。現在このヒト脳mRNAを用いてcDNAを合成し、すでに入手してあるヒト網膜由来cDNAライブラリ-をスクリ-ニングすることにより網膜特異的cDNAクロ-ンを分離すべく準備中である。抗網膜抗体が生体にて産生され,それらが網膜変性症などの病態に関与していることが示唆されている。これらの病態においてその抗原となるものは網膜において特異的に産生される蛋白質である。網膜に特異的に産生される蛋白質としては現在のところロドプシンや網膜S抗原などが知られている。本年度は昨年度と同様,分子生物学的手法を用いてこれらの網膜特異抗原を実際に我々が研究に応用できる形,即ちcDNAとして分離するとともに,実際の網膜疾患患者の遺伝子DNA中の網膜特異抗原遺伝子の解析を行うことを目的として研究を行なった。第一に既知の網膜特異抗原としてロドプシン,網膜S抗原,トランスデュ-シン(αサブユニット),IRBP,CRALBP,MEKA蛋白質に対するcDNAを選択し,それぞれのcDNAをベクタ-に組み込んだ形で大腸菌JM109に形質導入を行なった。これにより各種網膜疾患患者の遺伝子レベルでの網膜特異抗原の異常の有無を検索することが可能となった。第二に未知の網膜特異抗原の分離を行なう前段階としてヒト網膜由来cDNAライブラリ-を入手し,プロ-ブとしてヒト脳由来メッセンジャ-RNAを鋳型としてcDNAを合成した。これにより将来,未知の網膜特異抗原に対するcDNAのスクリ-ニング及びクロ-ニングを行なう準備が整った。第三に網膜色素変性症患者の遺伝子を解析した結果,常染色体優性遺伝形式を示す網膜色素変性症の一家系二症例にロドプシン遺伝子の点突然変異の存在が確認された。これは本疾患の成立機序におけるロドプシンの先天的遺伝的異常の関与を示唆するものであり,本疾患の病態解明のための大きな知見であった。
イオン液体を無機化合物に用いた走査電子顕微鏡測定による適合性のデータベース構築

研究目的:走査電子顕微鏡観察するためには試料に導電性を持たせないと綺麗な画像検出が困難である。イオン液体は導電性を持ち合わせており、揮発性が極めて低いため非導電性試料にコーティングすることにより走査電子顕微鏡測定が可能になる。現在生物サンプルにイオン液体をコーティングする事例は多いが、無機化合物にコーティングする事例が少ない。イオン液体はカチオンとアニオンの構造や組み合わせにより数百万通りあり、適切なイオン液体を利用するのが困難である。そこでイオン液体を無機化合物に用いた走査電子顕微鏡測定による適合性のデータベース構築を考えた。研究方法:本研究では無機化合物を銅箔テープに付着させ、その上にイオン液体をコーティングし、1日乾燥させてから測定を行った。1希釈液をエタノール又は水を利用し、同一のイオン液体を選択し濃度を変えて測定を行った。2カチオンが同一にてアニオンは異なるイオン液体の導電率が10倍ずつ異なる4種類を選択し濃度を変えて測定を行った。3カチオンが異なりアニオンは同一の導電率が近いイオン液体5種類を選択し濃度を変えて測定を行った。研究結果:1希釈液の水はエタノールより表面張力が高いため、エタノールより濃度を低くコーティングを行えることがわかった。2同一濃度のイオン液体の場合は、導電率が高いイオン液体の方がチャージはおきにくく、導電率が低いイオン液体の方がチャージはおきやすかった。3カチオンが異なりアニオンは同一のイオン液体の場合は同濃度の測定に差は表れなかった。今回の結果では1-エチル-3-メチルイミダゾリウムジシアナミドが適していた。イオン液体が無機化合物の表面に残留している場合もあり、除去作業が必要になると感じられる。
バクテリアリーチングの半導体光電気化学的研究

バクテリアリーチングの過程では、硫化鉱物表面の組成と半導体的性質が変化し、浸出速度にその影響が現れてくることが予想される。本研究の目的は、半導体光電気化学的手法により、バクテリアリーチングの過程における硫化鉱表面の半導体的性質の変化と浸出挙動の関係を明らかにすることである。本年度は、鉄酸化細菌を接種した硫酸鉄(II)溶液中に黄銅鉱電極を浸漬して電極電位の経時変化および光応答について調べ、つぎのような知見を得た。1)黄銅鉱電極電位は、主として溶液の酸化還元電位により決定され、鉄酸化細菌の作用で鉄(II)イオンが鉄(III)イオンへ酸化されて溶液電位が上昇するのに伴い高くなる。しかし、溶液電位が約0.68Vvs.SHE以上になるとほとんど上昇しなくなった。2)浸漬直後の黄銅鉱電極に光を照射すると、電極電位は負方向へ変化し、照射終了後、正方向へと変化した。このことは、鉱物内の電子のバンドのエネルギー準位が鉱物/溶液界面から鉱物内部に向かって低下していることを意味する。浸漬数時間後、黄銅鉱電極電位は、光照射と同時に瞬間的に正方向へ立ち上がった後、ゆるやかに下降し、照射終了後、正方向へ変化するようになった。光照射開始直後の立ち上がりは、溶液電位の上昇に伴い大きくなるが、溶液電位が約0.66Vvs.SHE以上になるとほとんど認められなくなった。以上のことから、黄銅鉱表面には内部とは異なる半導体層が形成され、溶液の酸化還元電位が0.66-0.68Vvs.SHE付近を境にその状態が変化するのではないかと推察される。
大腸菌の新しいUGAサプレッサーの分離・同定

LacとLeu遺伝子にUGA変異をもつ大腸菌より, Lac^+Leu^+復帰株をまず分離した.これらの復帰株からtrue reuertantおよび既知のUGAサプレッサー株を除外するため,あらかじめ準備しておいたφ80ファージのUGA変異株のセットを用いて,変異ファージのサプレッション・パターンを調べた.その結果, 60株の復帰株のうち, 13株のφ80UGA変異株をサプレスする株を見出し,そのパターンから6つのクラスに分類した.更に,分子遺伝学的方法によって,これらのUGAサプレッサー株の性質を調べた.1)#23株(クラス5)のサプレッサーはサプレッション・パターンが既知のUGAサプレッサーによるパターンと一致すること, φ80su^+7上のサプレッサーとマーカー交換が可能なことから,トリプトファンtRNA遺伝子由来であることが判明した.2)プラスミドにクローン化した野生型RF2(release factor2)遺伝子を分離した各クラスのUGAサプレッサー株に導入してみたところ, #12株(クラス3)についてだけ, UGAサプレッサー活性がなくなった.このことから, #12株のUGAサプレッサーは翻訳終結因子の1つであるRF遺伝子の変異株であると推定した.3)#11(クラス2), #16(クラス4), #34(クラス6)では,これらのサプレッサーが存在すると大腸菌のストレプトマイシン耐性を感受性にする現象が見出された.薬剤耐性はリボソームに関係することが知られているので,これらのサプレッサー変異はリボソームRNAあるいはリボソーム蛋白質の遺伝子の変異である可能性が高い.4)#3株(クラス1)は同じ変異株が独立に一番多数分離できたクラスであり, tRNA遺伝子の変異株である可能性が高い.LacとLeu遺伝子にUGA変異をもつ大腸菌より, Lac^+Leu^+復帰株をまず分離した.これらの復帰株からtrue reuertantおよび既知のUGAサプレッサー株を除外するため,あらかじめ準備しておいたφ80ファージのUGA変異株のセットを用いて,変異ファージのサプレッション・パターンを調べた.その結果, 60株の復帰株のうち, 13株のφ80UGA変異株をサプレスする株を見出し,そのパターンから6つのクラスに分類した.更に,分子遺伝学的方法によって,これらのUGAサプレッサー株の性質を調べた.1)#23株(クラス5)のサプレッサーはサプレッション・パターンが既知のUGAサプレッサーによるパターンと一致すること, φ80su^+7上のサプレッサーとマーカー交換が可能なことから,トリプトファンtRNA遺伝子由来であることが判明した.2)プラスミドにクローン化した野生型RF2(release factor2)遺伝子を分離した各クラスのUGAサプレッサー株に導入してみたところ, #12株(クラス3)についてだけ, UGAサプレッサー活性がなくなった.このことから, #12株のUGAサプレッサーは翻訳終結因子の1つであるRF遺伝子の変異株であると推定した.3)#11(クラス2), #16(クラス4), #34(クラス6)では,これらのサプレッサーが存在すると大腸菌のストレプトマイシン耐性を感受性にする現象が見出された.薬剤耐性はリボソームに関係することが知られているので,これらのサプレッサー変異はリボソームRNAあるいはリボソーム蛋白質の遺伝子の変異である可能性が高い.4)#3株(クラス1)は同じ変異株が独立に一番多数分離できたクラスであり, tRNA遺伝子の変異株である可能性が高い.
微生物燃料電池と嫌気性アンモニア酸化を組み合わせた次世代下水処理法の開発

微生物燃料電池(MFC)に嫌気性アンモニア酸化(AX)を付加した新たな下水処理法(MFC-AX)を開発することが本研究の目的であった。本年度は昨年度に引き続き、集積培養したAX細菌Candidatus Scalinduaに対して、塩濃度を操作した代謝活性試験を行い、Ca. ScalinduaのAX活性への影響を調べた。・Ca. Scalinduaの集積培養:不織布担体を設置した上向流カラムリアクター(容積980 mL)によるCa. Scalinduaの集積培養を一昨年度から継続している。培養期間が800日を超えた現在も、リアクターによるアンモニウムイオンの除去率は約70%、また亜硝酸イオンの除去率も約80%であり、Ca. Scalinduaによる安定したAX活性が示されている。またアンモニウムイオンと亜硝酸イオンの消費量、および硝酸イオンの生成量の関係は、既報の量論比に近い値を示している。・塩濃度によるCa. ScalinduaのAX活性への影響:複数の上向流カラムリアクター(容積100 mL)を用いて塩濃度の違いによるCa. ScalinduaのAX活性を比較した。集積したCa. Scalinduaを塗布した不織布を各リアクターに浸漬し、まず塩濃度を3%に設定してAX活性を安定させた。次に塩濃度をそれぞれ0.00%、0.75%、1.50%、2.25%、2.60%、3.00%、3.50%、4.00%に設定して運転を140-150日継続した。今回の実験では、塩濃度を2.25%以上とした培養条件において、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素が約8割以上除去される結果を得た。また塩濃度が2.60%以上の条件において、AXの量論式に従った反応がおきていることを確認した。微生物燃料電池に嫌気性アンモニア酸化を付加した新たな下水処理法を開発することが本研究の目的である。本年度の研究実施計画は微生物燃料電池を使った下水処理実験を行い、微生物燃料電池の有機物処理性能、汚泥発生量、発電性能を調べることであった。・微生物燃料電池による下水処理実験一槽型の微生物燃料電池装置を作製し、都市下水、および海水を混ぜた都市下水の処理実験を行った。微生物燃料電池に植種する微生物は、それぞれ都市下水処理施設の活性汚泥、および海水を混合した下水で馴養した実験室の活性汚泥とした。微生物燃料電池の発電性能は、出力-電流曲線、電圧-電流曲線により評価した。外部抵抗にかかる電圧より、微生物燃料電池の電流密度、出力密度を算出した。また微生物燃料電池の有機物処理性能を調べるため、微生物燃料電池流入水と同処理水の全有機炭素を測定した。・実験結果出力-電流曲線解析の結果、海水を混ぜた都市下水の処理実験の最大出力密度は、都市下水のみの処理実験の最大出力密度に比べて高い値を示した。電圧-電流曲線を用いて装置の内部抵抗を算出したところ、都市下水の処理実験の内部抵抗は海水を混ぜた都市下水の処理実験の内部抵抗より高い値を示した。従って海水を混ぜることで微生物燃料電池の内部抵抗を低減し、その発電性能を向上できることが分かった。なお有機物処理については、都市下水、海水混合都市下水、の処理実験共に、安定した性能を示した。当初の研究計画は微生物燃料電池を使った下水処理実験を行い、微生物燃料電池の有機物処理性能、汚泥発生量、発電性能を調べるものであった。しかし計画していた実験に加え、海水を利用して下水の塩濃度、電気伝導度を変える実験も行い、微生物燃料電池の発電性能を向上させる知見を得ることができた。今後は海水を利用した下水処理系において、データを収集する計画である。実験の進捗を総合的に判断し、「おおむね順調に進展している」と評価した。微生物燃料電池(MFC)に嫌気性アンモニア酸化(AX)を付加した新たな下水処理法(MFC-AX)を開発することが本研究の目的である。本年度の研究実施計画は、AX細菌の集積培養を行い、そのゲノムDNA配列の解読により潜在的な代謝を把握するとともに、各種環境因子を操作した代謝活性試験を行い、AX細菌の窒素除去活性に特異的に効果のある操作因子を特定することであった。・AX細菌の集積培養:海洋性のAX細菌“Candidatus Scalindua"が優占する複合微生物試料を入手した。同試料をポリプロピレン製の不織布担体に塗布して上向流カラムリアクターに設置し、人工海水にアンモニウム塩と亜硝酸塩を添加した培地を連続供給して、Ca. Scalinduaの集積培養を行った。培養90日頃より不織布担体がAX細菌の特徴である濃赤色を呈するようになり、アンモニウムイオンの除去率が90%を超えるようになった。また培養180日頃には亜硝酸イオンの除去率も90%程度に達し、良好なAX活性を確認するに至った。・AX細菌の窒素除去活性に効果のある操作因子の特定:Ca. Scalinduaの集積培養に時間を要したため、実験の実施には至らなかった。来年度はゲノムDNA配列の情報によりCa. Scalinduaの潜在的な代謝を把握するとともに、微生物細胞間情報伝達機構因子、および塩濃度などの環境因子を操作した代謝活性試験を行い、低温、低アンモニア濃度条件下でCa. Scalinduaの窒素除去活性に特異的に効果のある操作因子を特定する計画である。本年度の研究計画はAX細菌の集積培養を行い、AX細菌の窒素除去活性に効果のある操作因子を特定することであった。

しかしAX細菌の集積培養に時間を要し、AX細菌の窒素除去活性の操作因子を特定するには至らなかったため、「やや遅れている」と評価した。微生物燃料電池(MFC)に嫌気性アンモニア酸化(AX)を付加した新たな下水処理法(MFC-AX)を開発することが本研究の目的である。本年度は集積培養したAX細菌Candidatus Scalinduaに対して、塩濃度を操作した代謝活性試験を行い、Ca. ScalinduaのAX活性への影響を調べた。・Ca. Scalinduaの集積培養:不織布担体を設置した上向流カラムリアクター(親機)によるCa. Scalinduaの集積培養を昨年度から継続している。培養期間が500日を超えた現在も、リアクターによるアンモニウムイオンの除去率は90%以上、また亜硝酸イオンの除去率も約90%であり、Ca. Scalinduaによる安定したAX活性が示されている。またアンモニウムイオンと亜硝酸イオンの消費量、および硝酸イオンの生成量の関係は、既報の量論比に近い値を示している。・塩濃度によるCa. ScalinduaのAX活性への影響:塩濃度の違いによるCa. ScalinduaのAX活性を比較するため、親機の1/10のスケールとなる小型の上向流カラムリアクター(子機)4台を作製した。各子機はまず親機と同じ塩濃度(3%)で運転を安定させ、その後塩濃度をそれぞれ0%、0.75%、1.5%、3%に設定した。塩濃度を変えてから運転が100日を経過した時点において、塩濃度0%、0.75%、1.5%、3%におけるアンモニウムイオンの除去率はそれぞれ約0%、20%、20%、100%であった。今回の実験においては、塩濃度を1.5%以下としてCa. Scalinduaを培養すると、そのAX活性は維持されない結果が得られた。当初の研究計画は以下の3項目であった。1)集積培養したAX細菌Candidatus Scalinduaに対して、塩濃度を操作した代謝活性試験を行い、Ca. Scalinduaの窒素除去活性への影響を調べる。2)低温、低アンモニア濃度条件下での部分硝化の方法を確立する。3)MFCにAXを付加したMFC-AXを実証する。研究計画のうち1)については上記のとおりの成果を得た。しかし2)、3)については実施に至らなかった。したがって「遅れている」と評価した。微生物燃料電池(MFC)に嫌気性アンモニア酸化(AX)を付加した新たな下水処理法(MFC-AX)を開発することが本研究の目的であった。本年度は昨年度に引き続き、集積培養したAX細菌Candidatus Scalinduaに対して、塩濃度を操作した代謝活性試験を行い、Ca. ScalinduaのAX活性への影響を調べた。・Ca. Scalinduaの集積培養:不織布担体を設置した上向流カラムリアクター(容積980 mL)によるCa. Scalinduaの集積培養を一昨年度から継続している。培養期間が800日を超えた現在も、リアクターによるアンモニウムイオンの除去率は約70%、また亜硝酸イオンの除去率も約80%であり、Ca. Scalinduaによる安定したAX活性が示されている。
3DマッピングとAR技術を用いた障害児向け学習コンテンツの開発

本研究では、これまでの個人研究で開発し、一定の実用性が確認された「障害児のための視覚支援情報自動配信システム」の機能をより向上させ、一般公開し運用するため、以下の行程で開発と実証を進めた。1これまでに開発した基本的な学習用動画データペース(「体の洗い方」「電車の乗り方」「靴ひもの結び方」「一緒に歌おう」「手を伸ばして自分の体に触れてみよう」)の拡充を行った(「地震が起きたら」「髪のしばり方」「コンビニで買い物しよう」「家族の呼び名を知ろう」など)2学習用動画データペースに、ARと3D技術を組み合わせ、更に子どもたちの興味関心を引きつけるコンテンツに改良した(例:スクリーン手前に現れた人物がしゃがんで靴ひもを直そうとすると、あたかも人物の手足が巨大化したように靴と手のアップが拡大表示され、結び方をよりわかりやすく伝える「靴ひもの結び方」、スクリーンに映る電車の扉が開くと、そこから教師本人が出てきたり、生徒が乗ることを疑似体験できたりする「電車の乗り方」など)。これによって、これまで以上に驚きと分かりやすさのある映像コンテンツ集が完成した3肢体不自由児の自発的な視線移動や体の動きを分析するために、探索行動評価シートを作成し、アセスメントを行った。これによって、有効な予備刺激の把握が簡単にできるようになった。4ゲーム機用センサーを用いて、予備刺激に反応して自発的な動きを見せた子どもに対して、自動的に次の刺激となるコンテンツを提示できるようにした。これによって肢体不自由児の自発性や因果関係理解を進めることにつなげられた。以上の方法で、子どもたちの反応に合わせつつ、視界を妨げないリアルタイム情報提示システムができあがった。また、これまで知的障害・発達障害のための物と考えられがちだった視覚支援情報を、肢体不自由児にも安全にわかりやすく提示できるようになった。
モジュレーション・リアクティヴ・スパッタリング法の開発とその多層構造への応用

1.真空排気システムに小型カソード、反応性ガス導入のモジュレーションのための精密ガスコントローラーを取り付け、モジュレーションスパッタリングが可能となるようにした。また、隔膜型圧力計を取り付け、ゲッター作用による反応性ガス消費の状態を調べることができるようにした。2.組成の精密制御のための重要な要因であるプロセスの応答性について調べた。実験には、Ti(99.9%)ターゲットを用いた。O_2分圧は放電開始後最小値を示した後時間とともに大きくなり、Ti発光強度は時間とともに小さくなることが観察された。放電開始後プロセスが平衡に達するまでの時間は、O_2に対する排気速度が大きくした場合およびAr/O_2流量比を大きくした場合のいずれにおいても長くなった。3.Ti/TiO2系の組成変調多層構造薄膜の作製をおこなった.純度が99.98%のTiターゲットを使用し、Ar流量を一定にし、O2流量をコンピューターで所定の値に制御することにより組成変調型多層膜を形成した。得られた薄膜の組成はオージェ分析法で評価した.O_2流量の変調を,前記2の研究で明らかとなったヒステリシス効果,酸素拡散効果を考慮しながら最適化することにより,膜深さ方向の酸素の分布がサイン波に近い組成変調多層構造薄膜を形成した.これにより.強いヒステリシス効果を持つTi-O2系リアクティヴ・モジュレーションスパッタリング法においても,組成変調型多層膜を形成できることがわかった.4.Ti/TiN系の組成変調多層構造薄膜の作製を目的として,Ti-N2系反応性スパッタリングにおけるヒステリシス効果の解析を実施した。Ti/TiO_2系の反応性スパッタリングに比較して,ヒステリシス効果は弱いことが明らかとなった.この結果に基づきAr流量を一定にし、N2流量をコンピューターでサイン波的に制御することにより組成変調型多層膜を形成した。5.Ti/TiN系の組成変調多層構造薄膜において,多層薄膜の周期構造と微小硬さの関係について検討した.膜の周期を5nm,7.5nm,10nmおよび20nmと変化させ,総膜厚を400nmとしガラス基板およびアルミナ基板上に薄膜を形成した.得られた膜の微小硬さはエリオニクス株式会社製ENT1040微小押し込み硬さ試験機を用いて測定した.測定の結果,多層構造周期が10nmのTi/TiN系の組成変調多層構造薄膜の硬さが最も大きくかつTiN単層膜よりも大きくなることがわかった.これは,周期構造の形成により内部応力が大きくなることに関連すると思われる.周期が小さい場合には多層構造が不明瞭となり,硬さの多層構造への依存がなくなるのではないかと思われる.1.真空排気システムに小型カソード、反応性ガス導入のモジュレーションのための精密ガスコントローラーを取り付け、モジュレーションスパッタリングが可能となるようにした。5.Ti/TiN系の組成変調多層構造薄膜において,多層薄膜の周期構造と微小硬さの関係について検討した.膜の周期を5nm,7.5nm,10nmおよび20nmと変化させ,総膜厚を400nmとしガラス基板およびアルミナ基板上に薄膜を形成した.得られた膜の微小硬さはエリオニクス株式会社製ENT1040微小押し込み硬さ試験機を用いて測定した.測定の結果,多層構造周期が10nmのTi/TiN系の組成変調多層構造薄膜の硬さが最も大きくかつTiN単層膜よりも大きくなることがわかった.これは,周期構造の形成により内部応力が大きくなることに関連すると思われる.周期が小さい場合には多層構造が不明瞭となり,硬さの多層構造への依存がなくなるのではないかと思われる.

1.現有の真空排気システムに小型カソード、反応性ガス導入のモジュレーションのための精密ガスコントローラーを取り付け、モジュレーションスパッタリングが可能となるようにした。また、隔膜型圧力計を取り付け、ゲッター作用による反応性ガス消費の状態を調べることができるようにした。2.組成の精密制御のための重要な要因であるプロセスの応答性について調べた。実験には、Ti(99.9%)ターゲットを用いた。O_2分圧は放電開始後最小値を示した後時間とともに大きくなり、Ti発光強度は時間とともに小さくなることが観察された。放電開始後プロセスが平衡に達するまでの時間は、O_2に対する排気速度が大きくした場合およびAr/O_2流量比を大きくした場合のいずれにおいても長くなった。3.純度が99.98%のTiターゲットを使用し、Ar流量を一定にし、O_2流量をコンピューターで所定の値に制御することにより組成変調型多層膜を形成した。得られた薄膜の組成はオージェ分析法で評価した。まずプロセスの機構を観察するために、O_2流量を変化させたときのTiの発光強度,膜厚,チャンバー圧変化を測定した。チャンバー圧は、スパッタリングにより発生したTiによるゲッタリング作用のために、O_2流量を増加させた場合にO_2流量の変化からずれることが観察された。同様に、O_2流量が一定でもチャンバー圧が増加する場合があること、また、O_2流量を減少させた場合にもチャンバー圧の変化がO_2流量の変化からずれることが観察されたこれらを考慮してO_2流量の変化のパターンを作成し膜形成実験を行った。得られた薄膜は、比較的直線的な組成傾斜となっていることがオージェ分析法による深さ方向の組成分析であきらかとなった。分析結果からO_2/Ti<0.5のときの膜厚とO_2/Ti≧0.5のときの膜厚を比較すると約1:1であった。1.Ti/TiO_2系の組成変調多層構造薄膜の作製を昨年度に継続しておこなった.純度が99.98%のTiターゲットを使用し、Ar流量を一定にし、O_2流量をコンピューターで所定の値に制御することにより組成変調型多層膜を形成した。得られた薄膜の組成はオージェ分析法で評価した.O_2流量の変調を,昨年度の研究で明らかとなったヒステリシス効果,酸素拡散効果を考慮しながら最適化することにより,膜深さ方向の酸素の分布がサイン波に近い組成変調多層構造薄膜を形成した.これにより,強いヒステリシス効果を持つTi-O_2系リアクティヴ・モジュレーションスパッタリング法においても,組成変調型多層膜を形成できることがわかった。2.Ti/TiN系の組成変調多層構造薄膜の作製を目的として,Ti/N_2系反応性スパッタリングにおけるヒステリシス効果の解析を実施した.Ti-TiO_2系の反応性スパッタリングに比較して,ヒステリシス効果は弱いことが明らかとなった.この結果に基づきAr流量を一定にし、N_2流量をコンピューターでサイン波的に制御することにより組成変調型多層膜を形成した。3.Ti/TiN系の組成変調多層構造薄膜において,多層薄膜の周期構造と微小硬さの関係について検討した.膜の周期を5nm,7.5nm,10nmおよび20nmと変化させ,総膜厚を400nmとしガラス基板およびアルミナ基板上に薄膜を形成した.得られた膜の微小硬さはエリオニクス株式会社製ENT1040
HTLV-I産生細胞におけるIa抗原発現に関する免疫電顕的研究

ウサギ・ラットではウイルスを大量に産生するproducerは得られず、ハムスタ-に関してもproducerは得られていないことから、今回はヒトリンパ球を中心に検索を行った。用いた細胞は、HTLV-IのproducerであるMT-2、抗HTLV-I抗体陽性キャリア-のリンパ球、ヒト由来長期培養T細胞株Molt-4とTALL-1、対照としてのウサギのHTLV-Iトランスフォ-マントを用いた。検索したリンパ球マ-カ-において、MT-2細胞は、CD3^-、CD^<5->であったが、CD^<4+>で且つHLA-D抗原^+、CD^<25+>であった。CD^<3->、CD^<5->、CD^<4+>の所見は、MT-2と同様の長期培養T細胞株でウイルス産生をみないMolt-4ではCD^<3+>、CD^<5+>であり且つCD^<4+>であること、更に一般にHTLV-I産生細胞ではCD3、CD5のマ-カ-が脱落し易いことを考え併せると、HTLV-I産生細胞では特異的にCD3、5が長期培養によって脱落した可能性が示唆され興味深い。HTLV-Iキャリア-の新鮮リンパ球ではCD3は陽性であり、今後培養によるウイルス産生に伴う抗原性の変化も検索する必要があると考えられる。ウサギリンパ球は、検索したヒトリンパ球抗原はすべて陰性であった。ペルオキシダ-ゼ法を用いた免疫電顕による検索では、特にT細胞受容体のβ鎖を認識する抗体βF_1がMolt-4やHTLV-Iキャリアの新鮮リンパ球の核膜や粗面小胞体に局在して特異的に免疫反応が観察され、CD3は表面のみに発現していることが確認された。他のヒトHTLV-I producerについても今後検索する必要がある。更にIL-2受容体についても、Molt-4は、MT-2とは対照的に陰性であり、CD^<3+>、CD^<5+>更にβF_1^+という結果も合わせ同じ長期培養T細胞株でありながらHTLV-I産生の有無によると思われる差異が認められた。これらの点についてもHLA-D抗原発現との関連において更に検索する予定である。
英国における代位責任の法史研究―コモン・ローとエクイティとの統合の観点から―

代位責任法理は、不法行為法や契約法、労働法の分野において、現在なお発展し続けている概念であるが、その史的研究が進んでいるとは言い難い状況である。そこで本研究では、英国における代位責任法理の発展過程を解明するため、代理商に着目し、英国における商業関係資料を調査・収集し、検討を加えた。この作業により、近代における商業・産業の発展にともなう社会の変化とコモン・ロー・システムの関係の解明が可能になる。報告者はすでにセント・ジャーマンのエクイティ思想について、論文をまとめたことがあり、かねてよりエクイティの思想的な側面についての研究を進めてきた。しかしながら、実態、つまり裁判の中にあらわれてくるエクイティについては、それほど多くの判例を調査しておらず、手薄な状態であった。そこで今年度は、思想を踏まえた実態について、判例を中心に調査し、検討を行った。その中で明らかになったことは、(1)エクイティという用語の使い方は多様であること。(2)判例の中にあらわれてくるエクイティという用語には、制定法解釈のエクイティを意味している場合が多いこと。その傾向はとくに16世紀前半までは顕著であったこと。(3)インズ・オブ・コートにおいても同様の傾向がみられること。つまりそのように教育が施されていたと推定されること。(4)16世紀になると大法官府における救済については良心という言葉が使われていること。(5)他方で内心にかかわることも良心という語を利用していること。(6)同様の傾向はインズ・オブ・コートでも見られ、そのような教育が施されていたことが推定されること。(7)エクイティ、良心という用語の使い方の検討を終えた後、ユースの事例の検討を行った。(8)エクイティの史的展開を、ユースから信託への歴史的概略を踏まえて詳らかにしたN.G.ジョーンズ「物的財産の分野におけるエクイティによる介入の諸相」を翻訳し、刊行する。大法官府裁判所におけるエクイティに基づく救済の中身を明らかにするために、大法官府裁判所に救済を求める際に用いられていた罰金付召喚令状に着目し、各種資料の検討を通じてその詳細、意義および役割を明らかにした。詳細は以下のとおりである。1)大法官府裁判所における罰金付召喚令状の概観を明らかにするために、罰金付召喚令状に関係する各種資料を収集したうえでその検討を行った。2)16世紀前半に、大法官府裁判所におけるエクイティの概念を明らかにしたセント・ジャーマンの著作A Little Treaties concerning Writs of Subpoenaおよび匿名の上級法廷人によるThe Replication of a Serjeant at the Laws of Englandを検討することにより、当時の罰金付召喚令状がもつ特徴およびその役割を明らかにした。3)罰金付召喚令状による救済を行っていた大法官府裁判所の法的救済根拠であるエクイティ概念の多様性について、Doctor and Studentを中心とした資料を用いて明確にした。そのうえで、セント・ジャーマンの行ったエクイティ概念に関する操作が後の法システムや法学に与えた影響について検討を行った。4)英国エクイティの中でもっとも発展を遂げた信託の歴史的発展経緯を明らかにした論文の翻訳を通じて、エクイティが果たした役割やその意義を再検討した。代位責任法理の発展過程を解明するため、代理商に着目し、英国における商業関係資料の調査・収集、検討を行った。初年度となる本年は、裁判文書や制定法集などの法律関係文書をもとに、大法官府における商人、商事関係の事例の検討を中心に検討を進めた。その結果として以下の点について手がかりを得た。1.商慣習と自然法の関係についての裁判所の見解、2.商人が有する保護通行証と国王の権威との関係、3.保護通行証と大法官府における救済の可否、4.商慣習による紛争解決システムとコモン・ロー・システムの関係、5.商業事件の大法官府への移送について、6.海上や港における紛争・事故と裁判所の関係およびその役割、7.外国商人の裁判権について、8.商人と金銭債務訴訟、9.ユースの利用と商業上の担保。当初、代理商について検討を開始したのだが、一連の作業を通じて、商慣習とコモン・ロー・システムの関係について、資料の調査・検討が不可欠であることが分かり、商業をめぐる社会構造を、大法官府の役割・位置づけとの関係から解明する方向で研究を進めているところである。また、商慣習がコモン・ローに吸収されたという通説に対して、手形・為替の発展を手掛かりに通説への疑義を呈したロジャーズの主張を踏まえた上で、商慣習とコモン・ロー・システムの関係を再考すると同時に、代理商の法的な意義・役割の発展経緯について、さらに詳しく資料を分析し検討を加える準備を整えた。法的な資料を中心に検討を進めたため、政治、経済、社会との関連の検討が不足した状態であるから。裁判資料、すなわち法的な資料を中心に検討を進めたため、政治、経済、社会との関連の検討が不足した状態であるから。やや範囲を広げすぎた研究を、いったんまとめて論文として刊行する。

商慣習とコモン・ロー・システムの関係について、政治、経済、社会との関係にも目配せをしながら、資料を調査・検討する。図書費、資料調査・収集費、文献複写費図書費、資料調査・収集費、文献複写費
インターロイキン３３による新しい歯周炎病態形成抑制機構

歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalis (P.g)誘導性マウス歯周炎モデルにおいてIL-33欠損マウスを用いて、IL-33の歯周炎病態誘導における役割の解析を行った。野生型マウスの歯肉組織へP.gを投与すると、歯肉中のIL-33発現がIL-1bやTNFa発現とともに増強された。またIL-33欠損マウスでは歯肉組織へのP.g投与によるIL-1bやTNF-a発現誘導が、野生型と比較して増強されていた。これらの結果から、歯周病病態誘導に保護的に関与している可能性が示唆された。本研究の予備実験として行ったマウス歯肉内へのE.coli由来LPSの注射による歯肉炎および歯周炎モデルでは歯肉内注射後に血清中TNFa濃度が強く増強されることから、適正な歯肉炎および歯周炎モデルへ改良する必要があった。そこで、適正な歯肉炎モデルの確立を目的として、野生型BALB/cの第1大臼歯、第2大臼歯間の歯肉内へ加熱処理した1x10e8CFU P. gingivalis (P.g)を2日連続注射を行い、血清中TNFa濃度および歯肉組織内サイトカイン、ケモカイン発現量をELISA法およびリアルタイムPCR法を用いて評価した。最終歯肉内注射後24時間後では、血清中TNFa濃度の増強は認められず、一方、歯肉組織内IL-1b, IL-33, TNFa, RANTESの発現量増強が認められ、適正な歯肉炎モデルの確立ができたと考えられた。次に歯周炎モデルの確立を目的として、歯肉炎モデルと同様の方法でP.g歯肉内注射を2回/週x4週間行った。最終歯肉内注射から4週間後に歯槽骨吸収を評価したが明らかな歯槽骨吸収は認められなかった。一方で、P.g歯肉内注射後に血清中抗P.g特異的IgG抗体の増強が認められた。このモデルでは歯槽骨吸収は誘導でないものの、抗P.g特異的な免疫応答が誘導されていることが示唆された。そこで、野生型およびIL-33欠損マウスへ同様のP.g歯肉内注射を行い、血清中抗P.g特異的IgG抗体の測定を行った。IL33欠損マウスでは野生型と比較して血清中抗IgG1およびIgG2a抗体濃度が有意に高かった。IL-33欠損マウスでは野生型と比較して、P.g歯肉内注射後の抗P.g特異的な免疫応答が増強されていることが示唆された。野生型BALB/cの第1大臼歯、第2大臼歯間に加熱処理した1x10e8CFU P. gingivalis (P.g)の歯肉内注射を2日連続行うことにより、歯肉炎モデルを確立した。このモデルでは、歯肉内へのP.g最終注射から24時間後に歯肉組織内のIL-1b, IL-33, TNFa,の発現量の増強が認められる。この歯肉炎モデルにおけるIL-33欠損マウスの解析を行いIL-33の機能解析を行った。IL-33欠損マウスでは、P.gの歯肉内注射によって増強される歯肉組織中のIL-1bおよびTNFaの発現量が野生型と比較して有意に抑制された。この結果から、IL-33はP.gによって誘導される歯肉炎に対して抑制的に機能していることが示唆された。次にP.gによって誘導される歯肉炎において、どのようなメカニズムによってIL-33の抑制的に機能しているのかをさらに解析するために、P.gの歯肉内注射に代わり、P.g由来のLPSの歯肉注射による歯肉炎モデルの確立を行った。野生型BALB/cの第1大臼歯、第2大臼歯間にP.g由来LPS 1ugの歯肉内注射2日連続行うことにより、最終注射から24時間後にIL-1b, IL-33, TNFa,の発現量の増強が認められた。そこでこのP. g由来LPS誘導性の歯肉炎モデルを用いてIL-33欠損マウスの解析を行ったところ、P.g由来LPSの歯肉内注射によって増強される歯肉組織中のIL-1bおよびTNFaが野生型と比較して有意に抑制された。この結果から、IL-33はP.g由来LPSによって誘導される歯肉炎に対して抑制的に機能していることが示唆された。本年度に確立したP. g由来LPSによって誘導される歯肉炎モデルにおいてIL-33欠損マウスで歯肉炎の増強がみとめられたことから、IL-33はLPS/TLR4シグナルを抑制的に制御している可能性が示唆された。今後、このモデルを用いた解析により、より詳細なIL-33にの歯周炎病態への関与の解析が可能である。各種細胞からのIL-33産生のメカニズムおよびLPS誘導性歯周炎マウスモデルにおいてIL-33欠損マウスを用いてIL-33の歯周病病態誘導における役割を解析した。マウス口腔扁平上皮癌細胞株NRS-1およびマウス腹腔マクロファージへLPS刺激を行いIL-33発現を測定した。LPS刺激によって、これら細胞のmRNAレベルおよびタンパクレベルでのIL-33発現が増強された。LPS刺激を行ったこれら細胞の培養上清においてIL-33は検出されず、ネクローシスを誘導すると培養上清中にIL-33が検出された。

また、培養上清中のIL-33濃度はネクローシスの誘導前のLPS刺激によって増強された。野生型マウスの歯肉組織へのLPS注射によって歯肉組織中のIL-33タンパクおよびmRNA発現が増強されるとともに、炎症性サイトカインIL-1、TNFおよびIL-6のmRNA発現が誘導された。一方、IL-33欠損マウスでは歯肉組織へのLPS注射によって歯肉組織中のIL-1、TNFおよびIL-6のmRNA発現の誘導が野生型マウスと比較して増強されていた。これらから、歯周病病態誘導過程においてIL-33がマクロファージや上皮から産生され、病態誘導に保護的に機能している可能性が示唆された。歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalis (P.g)誘導性マウス歯周炎モデルにおいてIL-33欠損マウスを用いて、IL-33の歯周炎病態誘導における役割の解析を行った。野生型マウスの歯肉組織へP.gを投与すると、歯肉中のIL-33発現がIL-1bやTNFa発現とともに増強された。またIL-33欠損マウスでは歯肉組織へのP.g投与によるIL-1bやTNF-a発現誘導が、野生型と比較して増強されていた。これらの結果から、歯周病病態誘導に保護的に関与している可能性が示唆された。本年確立したP.g歯肉内注射による歯肉炎モデルは従来のLPS歯肉内注射による歯周炎モデルと比較して、血中TNFa濃度増強等がみられないことから、より適正な歯肉炎モデルとして評価することが可能である。次年度に計画しているIL-33欠損マウスを用いた解析を予定通りに遂行することが可能である。本年度までに歯肉炎の病態形成に対してIL-33の抑制的に機能している可能性を示すことができた。来年度はそれらの詳細なメカニズムの解析を行う。特に、IL-33の抑制的な機能がどのような細胞によって誘導されるか、たとえば制御性T細胞など抑制的な機能を持つ細胞を中心に解析を行う。免疫学先行実験においてLPS歯肉内注射後の歯肉組織内炎症性サイトカイン発現量がIL-33欠損マウスでは野生型と比較して高いという結果が得られていたが、本年度確立したモデルでも同様な結果が得られるか確認を行う。また、歯周炎モデルに関しては、歯槽骨吸収を認めるようなモデルの確立が急務である。