hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クロマチンループによる形態形成遺伝子の発現制御メカニズム

前年度の研究実績を踏襲し、CAG-CreERT2トランスジェニック系統とESCO2 cKO系統の交配を開始した。CAG-CreERT2は全身でCreを発現する系統であるが、モキシフェンによって誘導されるまでCre酵素の活性が抑制されている。すなわち任意の発生期においてESCO2のcKOを誘導し、その表現型を確認できる。これによって、より発生が進んだ肢芽においてESCO2タンパク質を欠失させ、肢芽の欠損を回避しつつ発生関連遺伝子の発現プロファイルを調べることができる。昨年度から解析を行っていたHammer toe (Hm)マウスについて、ゲノム編集と遺伝子発現解析を組み合わせることで、新規エンハンサーが発生関連遺伝子の発現を誘導するためのゲノム構造が明らかになった。1つのエンハンサー配列ではなく複数のエンハンサーが協調的に働くことと、その並び方あるいは方向が発現量に影響することが明らかになった。これらの分子生物学的試薬について、試薬を購入した。昨年度から準備していたESCO2を試薬誘導的にノックアウトする系統については、qPCR解析による発現解析を行い、ESCO2遺伝子の欠失に伴う発生関連遺伝子群の発現変動を調べた。Creタンパク質を核内に局在させるためのTamoxifenは母体腹腔内にE12.5で投与し、24時間後のE13.5で解剖、前肢および後肢での発現を定量した。Hoxd10およびHoxd13が微増していたものの、ESCO2の有意な発現低下は認められず、四肢の形態にも明白な変化は見られなかった。ESCO2の発現低下についてはNonsense Mediated Decayが起きていない可能性も依然としてあり、断定はできない。一方、ゲノムPCRでは欠失アリルが検出されている。CAG-CreERT2によるESCO2 cKO個体から四肢を取得し、ESCO2タンパク質量を調べる。十分なタンパク質の低下が確認でき次第、その四肢を用いてコヒーシンに対するChIP-seqを行い、ゲノム上のコヒーシン結合部位の変化を調べる。Creによる組み換えの誘導からサンプル取得までの時間を調節することで、より最適なcKO条件を得られると期待される。ChIP-seqの結果からESCO2 KO感受性コヒーシン結合サイトを同定する。ESCO2 KO感受性コヒーシン結合サイトについて、Chromosome Conformation Capture (3C)法により他のコヒーシン結合サイトおよびプロモーターとの相互作用を調べ、近傍のクロマチンループ構造を調べる。本来の研究計画ではESCO2 cKO系統とCTCF cKOのそれぞれに対してコヒーシンの結合サイトの比較を行う予定であったが、ESCO2 cKOマウスのサンプル取得条件を決めるために時間がかかったため、修正を行う。
異化のポリティクスとマイノリティの相互関係:戦前・戦中における被差別部落民と在日朝鮮人

大正中期から昭和20年の敗戦にかけて、被差別部落民にしても在日朝鮮人にしても、日本の一般社会から蔑視され、排斥されながらも、様々な組織の活動を通して類似している反差別運動を行った。このプロジェクトは、そういう運動の中で、各マイノリティの組織は相手のマイノリティをどこまで、そしてどのように認識していたかを検討する。方法として、在日朝鮮人労働者の利益を主張する在日本朝鮮労働総同盟や非差別部落民の権利獲得に努める水平社によって出版された機関紙やその他の発行物、活動を見て、その他のマイノリティに対する認識や態度を探り出して分析すること。さらに、運動組織に動員されていない多くの非差別部落民と在日朝鮮人の相互認識や態度を把握するために、戦前の新聞記事や警察調査を見て、その中から被差別部落民と在日朝鮮人の日常的な関系様子を描き出す試みを行う。平成19年度の研究活動として、8月から10月にかけては関東地方の資料館における資料調査を行った上、その分析に取りかかった。この作業と平行して、研究テーマと関係ある英文で作成した論文を米国の研究雑誌『Journal of Japanese Studies』に掲載するため、最終編成の作業を行った(「研究発表」項目に参照)。11月から1月にかけて資料分析を続きながら論文構成の作業に入った。2月中は、関西方面に出張し、神戸市にある兵庫県立図書館と社団法人ひょうご部落解放・人権研究所や大阪市にある社団法人部落解放・人権研究所において昭和初期の被差別部落における朝鮮人移入、定住に関する資料の調査を行った。2月下旬以来現在までは、取材した資料を分析しながら論文の執筆に取りかかっている。平成21年同7月までにほぼ完成すると予想している。
変形性関節症治療を目指した軟骨基質分解酵素誘導因子の網羅的解析

本研究では、軟骨基質分解酵素の中でも、ADAMTS5に着目し、解析を行った。ADAMTS5のプロモーター解析の結果、一つの転写因子がADAMTS5を強く誘導することを見いだした。さらに、この転写因子を欠失したマウス関節軟骨では、炎症性刺激による軟骨基質の分解は完全に抑制されていた。この転写因子を関節軟骨特異的にノックアウトしたマウスを用いて、実験的変形性関節症モデルの解析を行ったところ、骨細胞のアポトーシスが亢進し、変形性関節症の進行は促進した。今後は、阻害剤を用いて、この転写因子が作用するシグナルを適度に抑制することによって、変形性関節症の治療が可能であるかを検討していく予定である。軟骨基質分解酵素は、変形性関節症の進行に深く関わっており、軟骨基質分解酵素をノックアウトしたマウスでは、変形性関節症の進行を抑制できることが知られている。そのため、軟骨基質分解酵素が変形性関節症の治療標的になりうると期待されたが、その阻害剤は筋骨格系への副作用のため、創薬に至らなかった。本研究では、軟骨基質分解酵素を誘導因子を同定し、変形性関節症の治療標的になりうるかを目的とした。まず、軟骨基質分解酵素の中でも、ADAMTS5に着目し、ADAMTS5の発現誘導を促進する因子の網羅的解析を行った。ADAMTS5のプロモーター領域で種間で保存されている領域を抽出し、そのプロモーター領域に結合配列をもつ転写因子群とともに、ルシフェラーゼアッセイを行い、一つの転写因子がADAMTS5を強く誘導することを見いだした。プロモーター解析の結果、この転写因子がADAMTS5の1カ所に結合し、転写誘導しうることを示した。さらに、in vitroにおいて、この転写因子を欠失したマウス関節軟骨細胞では、炎症性刺激によるADAMTS5の発現が抑制されていること、さらにマウス大腿骨頭を用いたex vivoの系においても、炎症性刺激に対する軟骨基質の分解は、この転写因子を欠失によって完全に抑制されており、蛋白レベルでも発現抑制されていた。以上から、この転写因子を関節軟骨特異的にノックアウトしたマウスを用いて、実験的変形性関節症モデルの解析を行った。驚くべきことに、予想に反して、この転写因子の欠失により、変形性関節症の進行は促進した。そのメカニズムを解析したところ、この転写因子の欠失によって、軟骨細胞のアポトーシスが亢進していることがわかった。今後は、適度なシグナルの抑制をするために、この遺伝子に関わる上流因子の阻害剤などを用いた解析を行い、治療標的になりうるか否かを検討していく予定である。本研究の目的は、変形性関節症の根本的治療法を目指し、変形性関節症発症の原因とされる軟骨基質分解酵素の誘導を可視的に判定できる細胞システムを樹立し、それを用いて新規軟骨基質分解酵素誘導因子を同定することである。さらに同定された遺伝子の中から治療ターゲットとなりうる分子を選択しその機能解析を行うことで軟骨変性の抑制薬開発の創生のための基礎的知見を得ることを目指している。軟骨基質分解酵素誘導モニタリングシステムの構築と新規誘導因子の同定するために以下のことを行った。軟骨基質分解酵素として、ADAMTS5に着目し、そのプロモーター解析を行った。ヒト、サル、マウスなどデータベースで利用可能な生物種におけるプロモーター領域をcomparative mappingにより相同性を調べ、種間でより高度に保存された領域を抽出した。この下流に蛍光レポーターをつないだコンストラクトを作成し、このレポーターコンストラクトを軟骨細胞前駆細胞株ATDC5に安定導入した後、インスリン刺激や炎症サイトカイン刺激で基質分解酵素の発現を誘導して、基質分解酵素の発現と蛍光が一致するクローンを選別する方法を試みたが、上手くいかなかった。そのため、プロモーター解析として、ルシフェラーゼアッセイを用いた手法を行った。具体的には、同定されたプロモーター領域における、既知の転写因子の結合モチーフを調べ、モチーフを有する転写因子に候補をしぼり、これらを用いてADAMTS5を強く転写制御する因子を同定した。同定された転写因子の機能解析をin vitroで強制発現、抑制系の解析を行った。さらに、遺伝子改変マウスを用いて、変形性関節症の発症に与える影響について検討した。研究成果については、国内学会で報告し、今後、国際学会でも報告予定である。軟骨基質分解酵素誘導モニタリングシステムの構築と新規誘導因子の同定に関しては、有効な実験系の確立には至らなかったが、軟骨基質分解酵素のうち、ADAMTS5に着目し、そのプロモーター解析を通じて、一つの転写因子が強くADAMTS5を転写誘導することを解明した。この転写因子について、in vitroでATDC5,SW1353などの軟骨細胞株を用いて、強制発現、抑制系の解析を行い、ADAMTS5の誘導能について機能解析を行った。

さらに、ex vivoの系においても、遺伝子改変マウスから採取した大腿骨頭を採取して、explant cultureの系で、IL1αによる軟骨基質の分解が、同定された転写因子をノックアウトすることで、抑制できることを解明した。現在、この遺伝子改変マウスを用いて変形性関節症に与える影響について解析を行っており、一定の傾向をもった結果が得られており、さらなる解析を進めていく予定である。さらに、この転写因子のかかわるシグナルの阻害剤を用いて、変形性関節症の進行に与える影響について解析を行っている。今年度の研究は、軟骨基質分解酵素の誘導因子を同定する本研究の目的の一部を達成できていると考えている。しかし、当初の実験系の構築が上手く進まなかったため、今後の解析が必要であると考えている。さらに、ほかの軟骨基質分解酵素の誘導因子に関する検討を今後行っていく必要があると考えている。ADAMTS5に着目し、同定された転写因子の解析をin vitroおよびin vivoで引き続き行い、その治療効果の検討も進めてい行く予定である。さらに当初から予定している軟骨基質分解酵素誘導モニタリングシステムの構築と新規誘導因子の同定として、ADAMTS5だけでなく、ほかの軟骨基質分解酵素誘導モニタリングシステムの確立を行う。次に、この細胞システムにヒト正常関節軟骨と変形性関節症関節軟骨を起源とするcDNAからそれぞれ作成したレトロウィルスライブラリーを導入し発現クローニングを行う。その中で蛍光陽性細胞を選別し、その細胞にとりこまれたレトロウィルス遺伝子をシークエンスで確認、基質分解酵素誘導候補遺伝子を網羅的にスクリーニングする。そのなかで、2つのライブラリーを比較し、変形性関節症関節軟骨のライブラリーで特異的に発現する候補遺伝子の選別と検証を行う。本研究課題は上述したように直接治療ターゲットになりうる分子の同定に挑むものであることから、リガンド、膜タンパク、受容体など創薬の観点から有望なターゲットを優先的に選択する。候補遺伝子のgain-of-functionのモデルとしてII型コラーゲンプロモーターの制御下に軟骨特異的に過剰発現するトランスジェニックマウス、loss-of-functionのモデルとしてCre/loxPシステムを用いたコンディショナルノックアウトマウスを作出する。さらに、同定された遺伝子に対する低分子化合物を作出し、その治療効果について検討していく。実験を遂行するための主な試薬消耗品としてプラスミドDNAの作成と精製の試薬キット
免疫系ヒト化マウスを用いた特異的拒絶を誘導できるヒト癌関連抗原の探索モデル

全身放射線照射したNOD/SCID/JAK3null免疫不全マウスにヒト末梢血を移植することによってヒトーマウスキメラ成立を確認した。ヒト胆道癌細胞をヒト免疫キメラ化マウスの皮下に移植して治療実験に最適な担癌免疫系ヒト化マウスモデルの作成にも成功した。また、腫瘍関連抗原遺伝子は膵・胆道癌で高発現が知られている抗原遺伝子を発現するプラスミドを構築して、アジュバント遺伝子と同時に発現するように高分子ポリマーミセルに搭載したDNAワクチンを作成した。胆道癌の担癌ヒト化免疫マウスを用いた治療実験で、DNAワクチンの抗腫瘍効果が確認され、抗原特異的な拒絶免疫を誘導するメカニズムの検証を行っている。我々はTAA (マウスSART3)とアジュバント(マウスCD40LとGM-CSF)遺伝子を内包した高分子ミセル(DNAワクチン)を用いて同種担癌マウスモデルにおけるDNAワクチン実験を行った。マウス皮下腫瘍モデル及び腹膜播種モデルにおいて鼠径部皮下(sc)・腹腔内(ip)・尾静脈(iv)投与の抗腫瘍効果を比較検討した。s.c.投与により皮下組織及び鼠径部リンパ節に、ip投与により腸間膜リンパ節、肝臓及び脾臓に主に高分子ミセルの分布と遺伝子発現が確認された。iv投与では明らかな臓器分布・発現を確認できなかった。マウス皮下腫瘍モデルにおいてsc投与とip投与は皮下腫瘍の増殖を有意に抑制し、腹膜播種モデルにおいてもマウスの生存期間はDNAワクチン治療により有意に延長された。ワクチン治療でCTLとNK活性は有意に亢進し、免疫染色にて治療群の腫瘍組織にCD4+/CD8a+ T細胞の浸潤が認められた。逆に、抗CD4/CD8a中和抗体を腹腔内に投与したところ、DNAワクチンにおける治療効果の消失が確認された。臨床応用の視点からip投与は一般的治療法ではなく、sc投与はip投与に比べるともっと安全な治療法である。例えば、sc投与はip投与に比べて腹腔内の主な臓器におけるサイトカインの産生を抑えていた。これらは臨床応用においてi.p.投与のみならずs.c.投与で治療効果が期待できるこの高分子ミセル搭載DNAワクチンの有用性を示唆している。以上の研究成果はPlos oneとJournal of controlled releaseに掲載された。既に、高分子ミセルに搭載する治療遺伝子(ヒト腫瘍関連抗原遺伝子及びヒトCD40LとGM-CSF遺伝子)の構築を終えている。担癌免疫系ヒト化マウスにおける治療実験の準備を完了した。我々は以前、腫瘍関連遺伝子とアジュバント遺伝子を内包したブロック/ホモ混合ポリプレックスミセル(DNAワクチン)を用いて担癌マウスにおいてその抗腫瘍効果と高い安全性を確認した。ヒトと実験動物の間には免疫学的応答性に種差があり、ワクチン効果を誘導するヒト腫瘍関連抗原を予測することが難しく、免疫原性の高いヒト腫瘍関連抗原を免疫系ヒト化マウスを通して実験的に探索するシステムの確立は非常に需要性が高くなって来た。そこで今回の研究においては我々は担癌免疫系ヒト化マウスを作成してブロック/ホモポリマー混合系遺伝子キャリアとアジュバント遺伝子を用いてヒト腫瘍関連抗原遺伝子を担癌ヒト化マウスに導入し、特異的細胞性免疫の活性化をスクリーニングすることを試みた。まず、我々はNOD/SCID/JAK3null免疫不全マウスの脾臓にヒト末梢血を移植することによってヒトーマウスキメラ成立を確認した。それからヒト膵・胆道癌をマウスの皮下に移植して治療実験に最適な担癌免疫系ヒト化マウスモデルの作成にも成功した。また、腫瘍関連抗原遺伝子は膵・胆道癌で高発現が知られているモデル遺伝子(ヒトのYB1, SART3, Mutant Kras, MUC-1, CEACAM1)を単体或いは融合たんぱくが発現するようにpcDNAベクターに組み込んでアジュバント遺伝子(hGMーCSF、hCD40L)と組み合わせたDNAワクチンを作成し、担癌ヒト化マウスモデルを用いた抗腫瘍治療実験を行った。現段階では、確実に抗腫瘍効果が出た組み合わせだけをターケットに絞って、その治療メカニズムの確認をしている。本年度は本大学における動物実験申請と遺伝子組み換え実験の申請とNOD/Scid/Jak3null(NOJ)マウスの供給の申請に時間がかかり、ようやく免疫系ヒト化マウスの作成実験が行える準備が整った。次年度は計画どおり実施を試みる。癌免疫治療研究協力者である熊本大学の岡田教授らは免疫系ヒト化マウス作成に習熟しており、技術的なサポートは問題ない。また、熊本大学から既にNOJマウスの購入の事務的・倫理的手続きを完了した。今後、免疫系ヒト化担癌マウス作成の最適化実験を行う予定である。

具体的には、ヒト膵癌/大腸癌細胞とヒト末梢血幹細胞を、それぞれ細胞数を振りながら腹腔内/皮下と脾臓内へ移植し、免疫系ヒトキメラ化の条件下で担癌状態の成立するモデルを検討する。免疫系のヒト化の検証は、脾臓細胞を単離してFACS解析で行う。腫瘍形成は肉眼所見で確認する。免疫系ヒト化担癌マウスが作成できたらヒト遺伝子を搭載するDNAワクチンで治療効果を確認する。具体的には、腫瘍関連抗原遺伝子(ヒトSART3等)とアジュバント遺伝子(ヒトGM-CSF+CD40L遺伝子)を搭載するDNAワクチンを鼠径部皮下と腹腔内投与を行い、皮下腫瘍モデルにおいては腫瘍サイズ、腹膜播種モデルにおいては生存率で、治療効果を確認する。治療効果の機序に関してはマウスの脾臓とリンパ節細胞を単離し、CTL及びNK活性を測定する。また、腫瘍組織への免疫細胞の浸潤を組織免疫染色にて検討する。更に液性免疫活性の評価として、腫瘍抗原に対する抗体価をELISAにて測定する。以上の評価系で、免疫系ヒト化マウスのヒトワクチン効果の評価モデルとしての有用性を検討する。
非感染性疾患予防のための大洋州諸国に適した運動プログラムの開発

研究3年目の平成30年度は、トンガ王国への2回目の訪問を行い、主にエウア島内にある病院のNCDs(非感染性疾患)クリニックで調査を実施した。調査はNCDs対策に従事する医師、看護師、及びNCDs患者に対して事前に作成したインタビューガイドを用いての面接調査として行った。毎週末早朝に病院職員が行うウォーキングイベントに同行し、同病院で定期的に開催されている運動プログラムの実情を調査した。また、患者に対しては運動能力のアセスメントをしながら、運動の実例を示した。さらに島内の2小学校で教員から島民の運動習慣を中心とした情報収集を行うとともに、小学生に運動を指導した。島内の中学校では生徒たちに健康教育・運動指導を行うとともに、教員より島内児童の健康教育に関する情報を収集した。併せて教会を訪問し、島民の宗教行事、進行、価値観等についても情報収集を行った。島民に好まれる運動として、多くのインタビュー回答者が一定の場所、道具、複数の参加者が必要な球技を挙げており、ウォーキングのような一人でもいつでも、どこでもできるような運動を解答した者は少なかった。運動に合わせた音楽については、一定のリズムがある音楽であれば島民や子どもたちは反応しており、島民が好む動きがこの調査を通して明らかになってきている。以上の訪問で得られた情報、データを整理して分析し、NCDs予防のための効果的な運動療法について検討するため、研究期間を1年延長してまとめる予定である。初年度に行った現地調査が予定より半年間遅くなり、その影響を受けて2回目の現地調査が3年目の終わりにずれ込んだため、調査結果をまとめるための時間が不足した。本研究課題の調査年度は平成30年までであるが、1年調査期間を延長して調査結果を分析してまとめ、成果を学会発表、雑誌投稿等により公表する予定である。初年度である平成28年度は、大洋州諸国の非感染性疾患(NCDs)の罹患状態、治安や協力者等の諸条件を検討し、調査対象国としてトンガ王国を選定した。同国の社会、経済、文化等に合った運動プログラム開発のために事前調査として主に情報収集目的で同国を訪問した。トンガ王国の中で比較的伝統的な文化が残っているエウア島のNCDsクリニックを訪問して医療設備や処置の見学を行って医療レベルを把握し、看護師から主に糖尿病患者の概要、治療内容、日常生活、運動療法、予防策等について情報収集するとともに運動指導の実例を示した。小学校で教員に生徒への健康教育の普及について説明を受け、農業省ではトンガでの食事の嗜好や農作物の普及状態、コミュニティについて情報を得て、高校では同校の保健体育教育、高校生の身体機能等に関する情報を収集した。同校の体育の授業を視察し、「medical fitness」授業に関与していた教員から教育内容に関する情報を収集した。市場や家庭訪問により住民の食生活、栄養状態、生活習慣、服装、趣味嗜好、家屋構造の情報を得て、実際の食事を体験した。首都のトンガタプ島ではトンガ王国の社会、政治、経済、習慣、学校教育の現状、トンガの伝統音楽・ダンス、住民の健康状態、趣味嗜好等等についての情報を得た。国立病院では専門医より糖尿病医療の現状と課題について情報収集し、保健省NCDs/ヘルスプロモーションユニットではNCD対策の経緯と成果について説明を受けた。同国で取り組まれたNCD対策プロジェクトに関する情報を収集した。トンガの音楽CDも入手し、今回の調査で運動プログラム開発に必要な基礎的情報を得た。同国では伝統的な食生活から西洋的な食生活に移行しつつあること、気候条件から戸外での運動実施は困難であること、流行する音楽の傾向が明らかとなった。現地調査の時期が当初の予定より6か月間遅くなったため、調査結果の分析が十分行えず、運動プログラムの試案作成や評価指標の作成までできなかった。研究2年目の平成29年度は主にトンガより持ち帰った文書、観察記録及び面接記録、音楽CD等の資料及びトンガで活動した青年海外協力隊員の中で、エアロビクス、音楽、体育、看護師等の報告書の分析を行った。トンガの伝統文化が比較的残っているエウア島の青年海外協力隊員6名の面接記録をもとにKJ法を用いてエウア島の文化と人々の健康、医療について分析し、9つのグループが抽出され、各グループの相関関係を考慮してA型図解を作成した。その結果、昔ながらの農耕社会に生活している人々の気ままな暮らし、そこにひそむ健康上のリスク、コミュニティの個人の行動への影響、子どもの教育への考え方、楽しく踊ることを好む傾向、普通に暮らしていても健康を維持できていること等が明らかとなった。さらに、エウア島には西洋的な医療サービスが普及している一方、NCDs(非感染性疾患)の効果的な対策はなされていないことが把握された。トンガではズンバと呼ばれる軽快な音楽に合わせて自分たちの振り付けで踊る踊りが好まれているが、音楽CDで確認したどの曲も大きな差はなく、運動プログラムのために選択する音楽についてはどれも利用可能と考えられた。また日本のラジオ体操を普及させようとする動きがあること、しかしそれはあまり効果をあげていないことが面接及び観察記録、報告書類から推測された。日本人が作成して普及を試みた音楽付きの運動の存在が報告書により明らかとなり、今後のプログラム作成の検討材料となりうると判断された。初年度に予定していた現地調査が予定より6か月間遅れた影響を受け、調査結果の分析に時間がかかったこと、また現地で協力を得ていた日本人が帰国し、後任者との連絡調整に時間がかかり、次の段階への移行が遅れたことによる。

研究3年目の平成30年度は、トンガ王国への2回目の訪問を行い、主にエウア島内にある病院のNCDs(非感染性疾患)クリニックで調査を実施した。調査はNCDs対策に従事する医師、看護師、及びNCDs患者に対して事前に作成したインタビューガイドを用いての面接調査として行った。毎週末早朝に病院職員が行うウォーキングイベントに同行し、同病院で定期的に開催されている運動プログラムの実情を調査した。また、患者に対しては運動能力のアセスメントをしながら、運動の実例を示した。さらに島内の2小学校で教員から島民の運動習慣を中心とした情報収集を行うとともに、小学生に運動を指導した。島内の中学校では生徒たちに健康教育・運動指導を行うとともに、教員より島内児童の健康教育に関する情報を収集した。併せて教会を訪問し、島民の宗教行事、進行、価値観等についても情報収集を行った。島民に好まれる運動として、多くのインタビュー回答者が一定の場所、道具、複数の参加者が必要な球技を挙げており、ウォーキングのような一人でもいつでも、どこでもできるような運動を解答した者は少なかった。運動に合わせた音楽については、一定のリズムがある音楽であれば島民や子どもたちは反応しており、島民が好む動きがこの調査を通して明らかになってきている。以上の訪問で得られた情報、データを整理して分析し、NCDs予防のための効果的な運動療法について検討するため、研究期間を1年延長してまとめる予定である。初年度に行った現地調査が予定より半年間遅くなり、その影響を受けて2回目の現地調査が3年目の終わりにずれ込んだため、調査結果をまとめるための時間が不足した。文献を調べるとともに事前調査結果を分析し、トンガ王国の社会、文化、人々に合った運動プログラムと評価指標を作成し、まず日本人に対してプログラムが興味をひくものか確認する。特に小中学生の関心度合いについて把握する。評価指標については既存の同様の指標と比較して検討する。その後トンガ王国を再度訪問してそれらの有効性を検討する。実際に適用するためにはトンガの許可を得るとともに日本国内での研究に関する倫理審査許可を得る必要がある。トンガに滞在する日本人の協力者を得られるように努める。面接結果及び入手した書類や音楽CD等の分析とすでに青年海外協力隊員によって作成されて試みられた運動プログラムをもとにトンガの音楽を用いた運動プログラムを作成し、有効性についての評価指標を検討する。摂食を試みている日本国内のトンガ人及びトンガでの滞在経験者と現地の日本人への協力を求めてプログラムと評価指標を作成する。これらをもってトンガでの2回目の現地調査を実施し、効果を確認する。本研究課題の調査年度は平成30年までであるが、1年調査期間を延長して調査結果を分析してまとめ、成果を学会発表、雑誌投稿等により公表する予定である。トンガでの現地調査を予定していたが、初年度の現地調査時期が予定より半年遅れて調査結果の分析期間が後ろにずれ込み、2回目の現地調査準備が遅れ気味となり、現地での協力者の交代もあり、現地調査が実施できなかった。そのために次年度使用額が生じた。
ゲノム情報を基盤とした次世代アレルギー戦略

同一の染色体上で近接した領域に存在するIL-4,IL-5,IL-13など喘息やアレルギーの起因となるサイトカイン発現が、T細胞の分化段階で全く同時に発現することに着目し、これら遺伝子を包括的に制御する分子機構を明らかにすることを本研究の目的とした。Th2分化はT細胞抗原レセプター(TCR)シグナルとIL-4受容体を介したシグナル伝達が協調的に働くことにより制御されている。本年度我々はIL-4受容体シグナルが、どのような時間軸でTh2分化の過程で起こるゲノムの動態を制御しているのかを経時的に検討するため、ヒトIL-4受容体を持つがマウスIL-4受容体が欠損されたマウスを確立し、内因性IL-4が働けない環境を構築し、ヒトIL-4による経時的Th2分化の誘導とIL-4遺伝視座におけるクロマチン構造の変化を解析した結果、TCRシグナル導入後、IL-4遺伝座の特定の領域では分化誘導条件とは関係なくクロマチンレベルでヒストンのアセチル化が起こり、構造変化は48時間後よりTh2分化条件下でのみが認められることが明らかにされた。また、我々はIL-4遺伝子内でTh2分化に伴いクロマチンレベルで構造変化が見られる領域を指標として、GFPをレポーターとしたトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。これら解析よりTh2特異的発現は、IL-4遺伝子の3'下流に位置する哺乳類間でゲノム構造がよく保存されているConserved Non-cording Sequence (CNS-2)と呼ばれる領域で制御されていることが明らかにされた。本年度我々はT細胞抗原レセプター(TCR)とサイトカインレセプターシグナルが、どのようにTh2分化の過程で起こるゲノムの動態を制御しているのかを明らかにするため、ヒトIL-4レセプターTgをIL-4レセプター欠損マウスに交配しhIL-4RTgXIL-4R KOマウスを確立し、ヒトIL-4によりTh2分化を誘導する系を用い解析を行った。この結果、IL-4シグナルはTCRシグナルの後に導入された場合にのみTh2分化が起こること、IL-4シグナルによって誘導される転写因子GATA-3の発現のタイミングが重要であることが分かってきた。さらに、IL-4遺伝子内でTh2分化に伴いクロマチンリモデリングを起こしている領域を指標として、IL-4遺伝子の様々な領域を含むGFPをレポーターとしたトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。14年度はこれらマウスを使用し以下の解析を行っていく。Th2サイトカイン遺伝子領域内でのDNase I高感受性領域・メチル化の解析から、GATA-3の発現に伴い短時間でクロマチンの構造変化が起こり、一度分化が決定した細胞ではIL-4シグナルが導入されてもその性質は変わらない事が示された。さらに我々はIL-4プロモーターGFP TgによるLCR領域の同定とLCRノックアウトマウスの作製を試みた。そこで、IL-4遺伝子座の様々なゲノム領域を含むGFPをレポーターとしたトランスジェニックマウスを作製し、これらマウスを解析したところ、IL-4遺伝子のプロモーター領域単独ではT細胞におけるIL-4の発現をコントロールできず、重なるエンハンサーの存在が必要とされた。重なる解析よりTh2特異的発現は、IL-4遺伝子の3'下流に位置する哺乳類間でゲノム構造がよく保存されているCNS-2と呼ばれる領域で制御されていることが分かってきた。ところが、この領域はナイーブT細胞がTh2に分化する際の過程を制御しているのではなく、CD4^+,CD44^<high>,CD62L^<low

>のメモリーT細胞におけるIL-4の発現を制御していた。さらに興味深いことに、このメモリーT細胞はそれぞれTh1およびTh2分化条件においてやることにより、Th2分化条件ではその活性が見られたが、Th1分化条件ではその活性は完全に消失した。現在この制御機構の詳細について解析中である。同一の染色体上で近接した領域に存在するIL-4,IL-5,IL-13など喘息やアレルギーの起因となるサイトカイン発現が、T細胞の分化段階で全く同時に発現することに着目し、これら遣伝子を包括的に制御する分子機構を明らかにすることを本研究の目的とした。Th2分化はT細胞抗原レセプター(TCR)シグナルとIL-4受容体を介したシグナル伝達が協調的に働くことにより制御されている。本年度我々はIL-4受容体シグナルが、どのような時間軸でTh2分化の過程で起こるゲノムの動態を制御しているのかを経時的に検討するため、ヒトIL-4受容体をIL-4受容体を欠損させたマウスに交配しhIL-4RTgXIL-4R KOマウスを確立し、内因性IL-4が働けない環境を構築し、ヒトIL-4による経時的Th2分化の誘導とIL-4遺伝視座におけるクロマチン構造の変化を解析した。この結果、TCRシグナル導入後、IL-4遺伝座の特定の領域では分化誘導条件とは関係なくクロマチンレベルでヒストンのアセチル化が起こり、構造変化は48時間後よりTh2分化条件下でのみが認められることが分かってきた。さらに、IL-4遺伝子内でTh2分化に伴いクロマチンレベルで構造変化が見られる領域を指標として、GFPをレポーターとしたトランスジェニック(Tg)マウスを作成した。本年度の解析よりTh2特異的発現は、IL-4遺伝子の3'下流に位置する哺乳類間でゲノム構造がよく保存されているConserved Non-cording sequence(CNS-2)と呼ばれる領域で制御されていた。ところが、GFPの発現はCD44^<high>,CD62L^<low>の記憶型T細胞の表現型を持つCD4+T細胞においてのみ見られ、これら細胞は初期抗原刺激において高濃度のIL-4を産生できる能力を持っていた。さらに興味深いことに、このメモリーT細胞はTh1およびTh2分化環境下において、さらに分化しうる能力を持ち、Th2分化環境下ではGFPの発現はが見られたが、Th1分化条件ではその発現は完全に消失した。これらIL-4を産生する記憶型T細胞の存在は、これまで全く分かっておらず、この細胞の発生と存在意義は興味深い題材と言える。本年度我々はIL-4遺伝子内でTh2分化に伴いクロマチンレベルで構造変化が見られる領域を指標として、GFPをレポーターとしたトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。これら解析よりTh2特異的発現は、IL-
感潮域堆積物における硫酸還元菌の動態の核酸プローブによる解析

多摩川下流の塩分濃度の異なる4地点で底泥堆積物を採取し実験に用いた。新たに開発したハイドロキシアパタイトを用いるスピンカラム法によって底泥試料から核酸を抽出精製した。得られた核酸は分光学的検査から、有機物含量が多い底泥ほど純度の高い核酸が得られたが、いずれに底泥から得られた試料でも、その後のハイブリダイゼーションにはほぼ支障無く用いることができた。抽出した核酸をメンブランに固定し、放射性リンで標識した7種のオリゴヌクレオチド・プローブ(全細菌と硫酸還元菌の属または群特異的)とハイブリダイゼーションを行い、オートラジオグラフィー後、シグナルの強度をデンシトメーターで測定した。既知細菌種のRNA量とハイブリダイゼーションのシグナル強度との検量線から、全細菌、硫酸還元菌の各属のRNA量を求めた。底泥中の全細菌に占めるグラム陰性硫酸還元菌の比率は、塩分濃度が高くラジオトレーサー法で測定した硫酸還元速度の高い底泥で高い値を示した。底泥中に検出された主な硫酸還元菌はDesulfobulbus,Desulfobacterium,Desulfobacterの3属で、塩分濃度の低い地点の底泥ではDesulfobulbusが比較的多く、海洋性のDesulfobacterは検出されなかったが、塩分濃度の高い地点の底泥では、逆にDesulfobacterが優占する傾向を示した。調査したいずれの地点でも、培養法でよく検出されるDesulfovibrioが認められなかった点は注目される。以上の結果から、16SrRNAプローブを用いる定量的スロット・ブロット法は底泥中の活性のある硫酸還元菌の種類組成を属レベルで明らかにすることが可能な有力な手法であることが認められた。
なぜ抗血栓薬が痛みに効くのか-MRIで迫る鎮痛機序の解明

世界初となる氷を用いた痛覚刺激は、申請者である荻野が開発したものであり、自身によって計3日間かけて実施され、事故もなく安全に終了することができた。今回、人間を対象にした極めて実際的な研究であり、その結果(蔗糖誘発鎮痛のメカニズムが脳内事象であること)はすぐ臨床現場につながることとなり、社会的影響も大きい。現在、以上の研究結果は英国神経科学誌NeuroReportにおいて印刷中(in press)である。我々は2007年に、「痛み」が感情であることを、極めてシンプルな方法で証明した(Cerebral Cortex 2007)。痛みを連想させるような画を見て、自分の痛みとして、痛みを想像してみる。誰でも注射のような痛みを受けた経験と記憶があるので、容易に痛みを想像することが出来る。この脳活動を、fMRIを用いて計測したところ、実際に侵害刺激を末梢組織に与えた場合の痛み関連脳領域とほぼ同様の領域の活性化を認めた。「痛み」はユニークな脳活動を呈する、一つの独立した感情活動と言える事を証明した。「甘みで癒される」ことは経験的によく理解できることだが、実は、心だけでなく身体的な痛みも癒されることを我々は最近のfMRI研究によって示すことに成功した。痛み刺激を加える前に、甘みを摂取すると、主観的な痛み・甘味による情動変化と共に、痛み関連脳領域の活動が小さくなることを見いだした(英国神経科学誌NeuroReportにおいて印刷中、PubMed ID: 20220542)。では、なぜ甘味が、痛み受容に影響するのであろうか?過去のラットの文献からは下行性抑制系に関する内因性オピオイドの関与が示唆されている。残念ながら、我々はこのメカニズムについては確証を得ることが出来なかったが、甘味摂取時には、やはり報酬系領域の活動を認めることから、同領域のドーパミン性、内因性オピオイド性の活動から脳幹下行性抑制系の活動につながり、痛み体験の修飾を生じている可能性を推察している。根拠は、MRIの技術を基にしたDiffusion tensor imagingという最新手法を用いて、大脳皮質と脳幹部の間に解剖学的な連絡があることを、生きているヒト脳において示された報告があることで、大脳高次からtop-downで脳幹部に機能的に痛みを修飾していることを支持する。味覚のうち、鎮痛作用があるのは甘味のみであるようだが、心地よい香りにも気持ちの変化と共に、鎮痛作用が明示されている(22)。報酬系領域は、下行性抑制系と共に今後最も注目され、研究対象となるであろう。我々が行った甘味誘発鎮痛の研究においては、被験者に甘味誘発鎮痛に関する情報を隠蔽maskしていないことにより生じる期待効果を誘発している可能性が排除できない。最近のfMRI研究によると、宗教心による鎮痛効果(placebo効果と同様、LPFC領域と脳幹部の活動)も客観的に示されている。つまり、われわれ人間の場合には、同じ下行性抑制系を発動させるにしてもラットとは異なり、どうしても(人間ゆえに)より高次機能の影響・統御を強く受けながら生きているのではないだろうか。

報酬系領域は、下行性抑制系と共に今後最も注目され、研究対象となるであろう。我々が行った甘味誘発鎮痛の研究においては、被験者に甘味誘発鎮痛に関する情報を隠蔽maskしていないことにより生じる期待効果を誘発している可能性が排除できない。最近のfMRI研究によると、宗教心による鎮痛効果(placebo効果と同様、LPFC領域と脳幹部の活動)も客観的に示されている。つまり、われわれ人間の場合には、同じ下行性抑制系を発動させるにしてもラットとは異なり、どうしても(人間ゆえに)より高次機能の影響・統御を強く受けながら生きているのではないだろうか。この研究課題は全てヒトを対象にした臨床研究であるため、リスクの把握と安全性が最優先される。1年前からの準備段階を経て、申請課題にあるプロトコルに従い実施した。10月末よりMRIの担当工学博士と打合せを重ね、計画通り、準備段階の研究prelimmaly studyを終了した。平成20年11月26日、学内の倫理委員会を通過し、平成21年01月26日に安全委員会の了承を得て、2月2日に5人の被験者を対象にMRI撮影を実施し、現在結果の解析中である。世界初となる、氷を用いた痛覚刺激をヒトに対して行い、その有用性を大脳中枢レベルでメカニズムを解き明かそうとする試みも同時に実施し、事故もなく安全に終了することができた。また、日本ペインクリニック学会において教育講演「脳から見た痛み」、日本臨床麻酔学会(11月)臨床教育セミナー「ニューロバシックペインとCRPS-新たな治療法の開発に向けて-」、8月の国際疼痛学会での発表と、脳科学分野の学会活動、教育活動、講演を精力的に行った。さらに、脳活動イメージングセンタで施行した脳科学実験を、実験手順の指導を担当した二人の工学博士から解析の指導を受けている。その指導により、得られたdataに、さらなる解析を加えることが出来て、理解と解釈に深みが増した。解析に用いたソフトプログラム「spm」は、世界中の脳科学者のディファクトスタンダードであり、その修得は必須のものであると考えられる。共同研究者である愛知県は岡崎市にある自然科学研究機構生理学研究所の柿木教授の研究室へは、よく連絡をとりData解釈について闊達なdiscussionを行い、有機的な研究活動が行えるよう常に努力している。【目的1】ヒトにおける選択的セロトニン受容体拮抗薬(5-HT2A受容体拮抗薬)の鎮痛効果を、ヒート・カプサイシンテストを用いて評価し、これまでの基礎研究と照合する:2008年度に上記目的に沿い健康被験者を対象に、実験を繰り返し施行した。しかし、予想と異なり5-HT2A剤は有意な鎮痛を短期的にもたらす結果を得ることができずに採用を再検討した。その結果、より人間の感情と高次機能に直接作用する甘味剤を材料に用いることとした。【目的2】脳機能画像法[Functional MRI(fMRI)]を用いて、ヒト中枢における5-HT2A受容体拮抗薬の鎮痛機序を大脳・脳幹レベルで解明する:
理科教師による学校およびその周辺のハザードマップの作成のためのマニュアル

今年度、本研の目的のために北海道桧山館内江差町を3回訪問し、町役場、江差中学校、地域住民から資料収集や聞き取り調査を行った。また、調査範囲内の地質・地形の調査を合わせて行った。これらの資料をもとに、南部江差町の4.5Km四方内を、1辺100mのマイクロゾーンに区切り、各ソーンごとに災害危険度評価を行ってハザードマップを作成した。作成したハザードマップの種類はつぎの5種類である。1)液状化ハザードマップ2)津波・高潮ハザードマップ3)斜面崩壊ハザードマップ4)地すべり・活断層ハザードマップ5)総合危険度ハザードマップハザードマップに表現された各危険度を、1993年7月12日に発生した北海道南西沖地震の被害状況と比較したところ、被害にあった地域は危険度の高いゾーン内にほとんど全てが含まれいることが明らかになった。このことは、作成したハザードマップが地域の防災教育の指導資料として、有効性が高いことを示している。さらにハザードマップを地形図・地質図と対応させて、江差地区の地域自然史を組み立て、これらの危険度の高さを自然史の中に位置づけて理解できるような理科の学習プランを作成した。また、マイクロゾーンによるハザードマップの作成方法をマニュアル化したことによって、江差以外の地域でも具体的にハザードマップを作成することが可能になり、今後、地域の地震を含めた自然災害防災教育への展望を開いたと考えている。
凍結現象を利用した廃液処理に関する基礎研究

先ず、廃液分離のための実験条件を明かにするために、攪拌翼形状・回転数、ブライン温度及び分離機構が氷形状、壁面氷結及び分離効率(濃縮液・希薄液濃度)に与える影響を検討した。廃液として、10vol%のエチレングリコール水溶液1000mlを用し、実験装置は内容積1200mlの直方体容器を使用した。実験の結果、攪拌翼形状は氷形状及び各濃度に殆ど影響しないことが分った。また、150300rpmの攪拌で壁面氷結なしに、氷間に溶質の取り込みが少ない粒状氷を生成できた。分離機構に関しては、先細形状の分離装置で分離した結果、希薄液濃度の低下が見られた。初年度の結果を基に作成した円筒と逆円錐を組み合わせた凍結容器を用いて、最終溶液温度と分離時間を同じにして実験した結果、希薄液濃度を5.7vol%から2.5vol%に低減させることができ、さらに直方型容器で攪拌中に発生していた容器角部での流れの滞留を解消できた。分離効率の向上には、氷間への溶質の取り込みを少なくすることが重要である。そのためには、生成される氷粒を大きくすることが有効である。そこで、生成される氷粒の大きさに影響すると考えられる、冷却速度(ブライン温度)、過冷度、攪拌翼径について検討した。冷却速度に関しては、それが小さいほど、生成される氷径は大きいことが確認された。ブライン温度が-6°Cの場合、生成された氷の量は理論値に極めて近く、希薄液濃度の低下が見られた。一方、過冷度は減少するほど、または攪拌翼が大きくなるほど、氷粒が大きくなることも確認されたが、顕著な分離効率の向上は確認できなかった。また、翼径が大きいほど氷はフレーク状になった。シランカップリング剤の添加により、ブライン温度が低い場合は、壁面氷結防止の効果が顕著であった。容器材質が銅又はステンレスの場合、ステンレスの場合の方が冷却速度が小さくなり、分離効率の向上が見られた。本年度は、廃液の分離効率に影響を与える因子の解明に重点をおいて研究を行った。廃液のモデルとして、10vol%のエチレングリコール水溶液1000mlを使用した。実験装置は内容積1200mlの直方体容器であり、その4つの側面が銅製の伝熱面となっている。その外側にブラインを循環させ、各面独立に冷却している.実験のパラメータは攪拌翼形状、攪拌の回転数、ブライン温度及び分離機構の4つとし、それらが氷の形状および濃縮液・希薄液濃度に与える影響を検討した。なお、氷間への溶質の取り込みと伝熱面への氷結を防ぐ作用が期待される添加剤(有機ケイ素系化合物)は銅の伝熱面と化学反応することが実験の結果判明したために、本年度は添加剤の効果の検討は行なわなかった。実験の結果、攪拌によって溶液中の温度分布を一様にすることができたが、攪拌翼形状は氷の形状および各濃度に殆ど影響しないことがわかった。一方、攪拌の回転数によって生成氷の形状を制御することができた。即ち、150300rpm程度の攪拌により伝熱面に付着することのない粒状氷を生成できた。その粒状氷は針状・板状氷に比べて氷間に溶質の取り込みが起こり難くいという有利な点がある。

また、この場合、伝熱面への氷結がないので熱抵抗が減少して、より多くの氷が得られた。次にブライン温度については、-6°C程度と高めの温度に設定し、溶液の凝固点(-3.5°C)付近で徐々に凍結させることで得られた氷を融解させると、最終的に.5vol%程度の濃度の溶質を含んだ希薄液が得られた。しかし、ブライン温度を-10°Cとして冷却速度を大きくすると、単位時間あたりの氷の生成体積は増えるという利点がある一方で、氷間への溶質の取り込みが多くなり、希薄液の濃度は5vol%程度に上昇した。また、濃縮液と氷の分離機構に関しては、先細形状の分離装置で分離した結果、希薄液濃度の低下が見られた。本年度は、廃液分離効率の一段の向上を目的として装置の作製を行った。昨年度使用していた直方型凍結容器での問題点であった容器角部での氷晶の滞留とそれによる熱伝達率低下を解決するため、新たに円筒と逆円錐を組み合わせた形状の凍結容器を作製した。円筒型凍結容器は内径95.4mm、円筒部高さ144mm、内容積1190mlである。凍結容器は二重の円管構造となっており、内側には熱伝導性の良い銅管、外側には断熱を考慮したアクリル管を採用した。銅管を伝熱面としてその内側で廃液を冷却し、銅管とアクリル管の間をブラインが循環する構造となっている。廃液には、昨年度同様10vol%のエチレングリコール水溶液1000mlを使用した。直方型容器では濃縮液の分離を完全にするために、氷晶をテーパー付きの容器に移し替える2次分離工程が必要であったが、円筒型容器ではその工程を削除することができた。最終溶液温度と分離時間を同一にして実験を行った結果、希薄液濃度を5.7vol%から2.5vol%に低減させることができ、さらに直方型容器で撹拌中に発生していた容器角部での氷晶の滞留を解消することができた。同時に、容器内の水溶液の流れもスムーズになり熱伝達率の低下も解消できた。また、本年度は特に冷却速度が希薄液濃度に及ぼす影響について検討した。昨年度の結果から、撹拌あり、氷核投入あり、という条件で実験を行った。その結果、冷却速度が遅いほど希薄液濃度が低くなることが確認された。これは、冷却速度が遅いほど氷晶の直径が大きくなる傾向にあり、氷晶直径や氷晶間の空隙率などが濃縮液の分離に影響を与えているものと思われる。さらに、単位時間あたりの氷(希薄液)の生成量を増加させるため、冷却の途中で熱抵抗となる氷晶を取り除き、濃縮液のみを再び冷却する方法で実験を行った結果、希薄液体積の増加したが、希薄液濃度は上昇してしまうことが確認された。本年度、氷への溶質の取り込みをできるだけ少なくしたうえで、廃液含有の少ない氷の体積をできるだけ増やしていくという方向性を考慮すると、生成される氷粒の大きさをできるだけ大きくすることが重要となっていく。そこで、生成される氷粒のの大きさに影響を及ぼすことが考えられる物理的因子である、冷却速度、過冷度、攪拌翼径について、その効果について検討した。また、分離効率の低下を引き起こす壁面氷結を抑制する効果が期待されるシランカップリング剤についても検討した。さらに、容器材質(銅、ステンレス)についての分離効率についても検討した。実験装置は昨年度と同様、円筒型凍結容器を使用し、冷却面としては、銅管及びステンレス管を使用した。先ず、冷却速度については、冷却速度が小さいほど、生成される氷径は大きいことが確認された。その結果、分離された氷の量はエチレングリコールの相平衡図から算出された値に近く、氷への溶質の取り込みが最も小さかったと思われる。
中性子ビームバックグランド低減による加速器実験装置の高性能化の研究

年度初頭は、前年度に製作してBelle検出器に実装したポリエチレン製の中性子遮蔽シールドのプロトタイプの効果を評価した。ビームバックグランドによる検出器内部の放射線ノイズレートをモニターすることにより、シールドによってビームバックグランドが半分に低減していることを確認した。また実際の物理データ(ミューペアイベント)を用いてミュー粒子の測定効率の評価を行い、ビームバックグランド低減により測定効率が1020%程度向上していることも確認した。ロシア(モスクワ)で7月に行われた国際会議(ICHEPO6)ではBelle実験による物理解析結果とともに中性子ビームバックグランドの遮蔽がもたらす将来的な効果も報告した。8月には新たな中性子遮蔽シールドを製作し、検出器の大部分を中性子ビームバックグランドから遮蔽する改造を行った。放射線ノイズレートや物理データを解析し新たに遮蔽を行った箇所でもプロトタイプと同様にノイズレートの低減とミュー粒子の測定効率の増加を確認した。電子・陽電子衝突型加速器実験において、このように中性子遮蔽の方法とそれがもたらす効果を確認したのは世界ではじめてであろう(電子・陽電子加速器実験においては中性子は近年の加速器性能の向上により深刻になったバックグランドである)。この結果もまた、9月末にイタリア(ペルージャ)で行われた国際会議(VERTEX06)において、衝突点付近の検出器とビームバックグランドの現状と対策とともに報告された。また、検出器をシールドで覆ってしまうと検出器の信号線の取出しが困難になる。カプトンフィルムを使ったフレックスサーキットというものがこのような場合に有用である。その加工精度等の研究も精力的に行った。現存稼動しているKEKB加速器ビームラインとBelle検出器の間のスペースを有効に使って研究を進めてきた。本年度はビームライン上で発生している中性子の検出器内部への侵入を防ぐための遮蔽シールドの材料の選定およびデザインの研究を行った。厚さ10cm、縦x横1mx1mのポリエチレン、ボロンを混ぜたエポキシ樹脂の小型シールドを検出器とビームラインの間に実際に置き、検出器のノイズをモニターすることによりその効果を評価した。どちらの材料も中性子起源のノイズを1/3程度にまで減らすことに成功した。今回試みた2種類の材料の間には差は見られなかったことから安価なポリエチレンを使ったシールドを試作することにした。最終的なシールドは検出器の両端に配置する必要があるが、今同は片側のみを庶蔽するものを試作し、配置した。厚さ10cm,縦x横4mx4m,総重量約2トンである。検出器側面に取り付けることにより遮蔽効果を高めた。前述の小型シールドでは検出器に垂直に隆り注ぐ中性子の遮蔽率のみが評価できたが、検出器片側面全体を覆うことにより斜めに降り注ぐ中性子に対する遮蔽効果も期待される。遮蔽効果の評価はこれから行う。また、本研究のアイディアやシールド製作状況、物理成果へのインパクト等は、などの国際会議にて報告された。
固相法と固相-液相ハイブリッド法による糖鎖の迅速合成とライブラリー合成

糖鎖の機能を明確な物質的、構造的基礎に立って明らかにすることを目指し、固相法と固相-液相ハイブリッド法による糖鎖の迅速かつ効率的な合成法について検討した。4-アジド-3-クロロベンジル(ClAzb)基を持つ糖鎖を固相合成した後、アジド基と固相担持ホスフィン樹脂の反応により、ClAzb基を持つ目的化合物のみを釣り上げ、続いてDDQ酸化によって目的物を切り出す手法を用いてエリシター5糖の合成を行った。アスパラギン結合型糖タンパク質糖鎖の固相合成に向けた基礎的な検討を行い、(Bu_3Sn)_2を用いたラジカル反応によりトリクロロエトキシカルボニル(Troc)基を固相上で効率的に切断する方法を開発した。また固相上でN-Troc基の隣接基関与を利用した立体選択的グルコサミニル化を行うことに成功した。4,6-O-ベンジリデン保護マンノシルN-フェニルトリフルオロアセトイミデートを糖供与体として、TMSOTfを触媒として用いるβ-選択的マンノシル化法を見出した(α:β=1:9)。またN-フタロイル保護シアル酸のフェニルトリフルオロアセトイミデートを供与体に用いるα-選択的なシアリル化法も見出した。われわれは、タグとタグ認識分子の特異的なアフィニティーを利用してタグの結合した化合物を分離する手法を開発し、Synthesis based on affnity separation(SAS)と名付けた。本研究ではポダンド型エーテルをタグに用い、タグの結合した目的糖鎖を固相担持アンモニウムイオンに選択的に吸着させる方法を確立した。この手法を用いてルイスX糖鎖を含む10数種のオリゴ糖ライブラリーの合成を行った。免疫増強活性複合糖質リポ多糖ならびにペプチドグリカンについて、様々な部分構造や類縁体の合成を行い、それらの生物活性試験により、機能の解析ならびに生体の蛋白因子の相互作用について調べた。我々は固相-液相ハイブリッド合成法として、タグとタグ認識分子の特異的なアフィニティーを利用してタグの結合した化合物を分離する手法を開発し、Synthesis based onaffinity separation(SAS)と名付けた。本年度はより汎用性の高いSAS法を目指し、ポダンド型エーテルとアンモニウム塩との相互作用を利用した方法について検討し、この手法を用いて複数のオリゴ糖合成に成功した。さらにSAS法の汎用性を示すために、この方法を適用したリピドA類縁体の合成を進めた。一方ペプチドグリカン部分構造の合成においては、現在のところSAS法を用いないで合成を行っている。以前に合成した四糖、八糖ジペプチドに加え、四糖にオリゴペプチドが結合した構造の合合成に戌功し、これらの合成部分構造を用いてペプチドグリカンの受容体が細胞内のタンパク質NOD2であることを見出した。固相合成研究については、従来から行ってきた4-アジド-3-クロロベンジル基を鍵保護基に用いたフィトアレキシン5糖の固相合成を完成させた。N-結合型糖蛋白質糖鎖の固相合成を目指し、その基本構造であるマンノシルβ(1-4)グルコサミンの実用的な合成法について検討した。β-選択的マンノシル化は熱力学的、立体障害的にも不利であり、これを行うためには、α-チオマンノシド糖供与体に対してS_N2型の反応を行うことにより1位アノマー位の反転を伴ってグリコシド結合を形成させる必要がある。