hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
教育内容の政治的中立性に関する国際比較研究

また、教職課程向けテキストに本研究課題と関わる教育内容の政治性の問題について、研究成果を踏まえた論考を発表することができた。2017年度のカナダ調査と資料分析を踏まえた論文を自らの編著書として刊行することとなった。また、教職向けテキストに執筆した内容にも本研究の成果(教育内容の政治性)について、最新の知見を提起することができた。2018年度に実施予定であったオーストラリア調査を行う。その上でカナダとオーストラリアの比較分析から、教育内容の政治的中立性を担保するシステムを構築・運用する上での論点と課題を明らかにする。29年度は、カナダ・オンタリオ州における現地調査を通して、教育内容の政治的中立性を担保する教育内容決定システムおよび学校の教育課程づくりの事例分析を行った。具体的には、1州教育省のスタッフへのインタビュー、2学校への訪問(校長への聞き取り、授業観察および授業者への聞き取り)を行った。訪問した5校および教育省スタッフの聞き取りから、オンタリオ州では「社会的正義(social Justice)」をカリキュラムづくりの共通理念に置いていることがわかった。社会的正義の実現という理念は、連邦及び州政府が社会政策の土台においている政治性であるとともに、市民の社会生活レベルでも共有されているものである。そうした社会的合意のある価値規範に基づいてカリキュラムを構想していくことが、政治的に中立な教育であるとの理解が存在していることが明らかになった。29年度研究計画として挙げていたカナダ・オンタリオ調査を実施し、現地での聞き取りおよび関連資料を収集することができた。オンタリオ州の教育課程政策の現状については、論文としても刊行することができた。30年度にはオーストラリア(クイーンズランド州)調査を行う。1政策担当者へのインタビューでは、教育内容の政治的中立性を保障するための法制度、基本的な方針について聞き取り、関係資料を収集し、分析する。2学校での教師へのインタビューは、学校カリキュラムの管理者(校長やカリキュラム・コーディネーター)に対し、教育課程編成の際に政治的中立性の観点から留意していること、編成の手順や組織について聞き取りを行う。3また実際の授業を観察するなかで、授業を構想し、様々な発問を提示する際に政治的中立性の観点からどのような点に配慮しているのか、学習者には教育内容の政治性をめぐってどのような発言や認識の深まりが見られるのかについて教師に聞き取りを行う。また、授業で扱った具体的な教材や教科内容研究の手法について聞き取りを行う。4現地の教育課程政策の理論的背景となっている研究者にインタビューを行うとともに、関係する文献を検討する。29年度に当初予定していた英語論文執筆をしなかったため、英語校正などの予算に余剰が生じた。30年度はオーストラリア調査を予定しているため、その旅費に使用する予定である。2018年度に予定していたオーストラリア調査が実施できなかったため次年度使用額が生じた。2019年度は、この調査を実施する。
メタボローム解析による養殖魚の卵質評価に有効なバイオマーカーの探索

養殖魚の種苗生産では卵質がふ化した仔魚の生残や成長に大きく影響することから、良質な受精卵の安定確保は生産現場における重要課題の一つである。しかし、卵質の定義はいまだに明確にされておらず、これは卵質を評価する手法および卵質の指標が定まっていないことによる。本研究の目的は、従来の飼育実験による卵質評価手法(生物学的手法)と、質量分析機器を用いて細胞内の糖、アミノ酸、有機酸、および脂肪酸などの低分子代謝産物を包括的かつ網羅的に解析する手法(メタボローム解析)の組み合わせにより、種苗生産技術が確立されていない魚種の卵質評価に有効なバイオマーカーを探索し、新たな卵質の定義を提案することである。
仮想現実・疑似体験訓練による神経因性疼痛治療に関する研究

薬物治療に抵抗性の神経因性疼痛には大脳一次体性感覚野の再構築現象(reorganization)が関与することが知られる。バーチャル・リアリティー(VR)を応用して痛みがない受傷前の状態を仮想空間に作り出し、疑似体験を通して神経学的信号を一次体性感覚野に伝達させることで再構築現象の健常状態への復帰を図ることが研究目的である。平成17年度は仮想世界を構築するための機器の準備およびアプリケーションソフトの開発を行った。VR関連機器は高価であるため対象を左上肢の幻肢痛と神経因性疼痛患者に限定せざるを得なかった。開発初期のソフトでは、仮想現実世界であるモニター画面上に両腕同時でも片腕別々でも描出でき手の動きは右手に装着したサイバプグラプで左右が同期した状態で描出された。しかし腕が固定された状態で手だけが動いたため、現実世界との感覚のずれが大きすぎ没入感を得ることが難しかった。平成18年度は引き続きアプリケーションソフトの改良に取り組んだ。腕の位置は磁場を応用した位置センサー(ファーストトラック)で認識され仮想現実世界で腕が自由に動かせるようになった。またそれに伴って手関節の回旋運動も反映されるようになり動きがより自然となった。被験者の没入感を高めるために、仮想空間のテーブルの上には3種類の大きさの対象物(オレンジ、キウイ、さくらんぼ)とテーブル奥には棚が現れ、患側である左手で対象物を掴んで棚に移動させることがゲーム感覚で実施可能となった。平成19年2月下旬にアプリケーションソフトが完成し、臨床治療への応用を開始した。左幻肢痛と左手CRPS患者が治療ヘエントリーした。左幻肢痛患者では治療前は幻肢側の手のみを感じることができたが治療後は手に腕がついた状態を感じることができるようになった。主観的な疼痛スケールの変化とともに治療前後のfMRIでは客観的な機能面での変化も検討した。平成17年10月には東京大学にてバーチャル・リアリティ学会が開催され、現時点における仮想現実の技術水準をリサーチする目的にて参加した。本研究ではヘッド・マウント・ディスプレイを頭に装着して訓練プログラムを実施することが必要となるが、従来製品は重量面で不利であった。今回の学会会場の機械展示には重量が200g程度のめがねタイプのディスプレイが紹介されており、本研究に有効に活用できると考えられた。当初の研究対象は四肢のComplex Reginal Pain Sydrome(CRPS)患者を想定していたが、四肢全てを同時に仮想現実の中に構築するためには大掛かりで非常に高価なリアルタイム・モーションキャプチャー装置が必要となる。ところが上肢とくに手指の動きは既製のサイバーグラブという手袋型のモーション・キャプチャー装置を利用することで比較的容易に仮想現実が構築できる。そこで研究対象を上肢のうちでも手指のCRPS患者に限定することにした。バーチャル・リアリティ関連器具は非常に高価なものが多く経済的理由から本年度は仮想現実空間を構築するソフト開発に重点をおいて研究を進めた。患者は眼鏡タイプのヘッド・マウント・ディスプレイを装着する。患肢と反対側の健常肢にサイバーグラブ装着し動かすとディスプレイには患肢側が動いているように写し出される。健常な肢や指を動かすため疼痛がない。脳の一次体性感覚野には痛いはずの指が痛みなく自由に動いているように伝えられる。健常側に装着したサイバーグラブからの情報をディスプレイ上には反対側の映像として構築するためには特別なソフトの開発が必要となる。研究期間が限られているため、今回はこのソフト開発を民間の専門業者に委託した。
光導波型アコースティックエミッションセンサの高性能化および監視システムの構築

共振周波数の高周波数化を目的に,共振周波数のダイヤフラムサイズ依存性について考察を行った。理論どおり,ダイヤフラム厚に比例し,辺長の二乗に反比例する結果が得られた。パルス時間幅特性については,時定数が数ms程度であることが分かり,音圧特性については,最大出力電圧が音圧に比例することを確認した。また,高次共振モードの利用による高周波数化についても,その有効性を確認した。AE特徴量の推定・算出システムに関しては,「雑音処理」と「AE特徴量算出」の2つの機能からなるアプリケーションを製作した。本システムに振幅,時間幅,雑音が異なる模擬信号を入力して,AE特徴量を算出できる条件を明らかにした。【AEセンサの高性能化】ダイヤフラムサイズ20 mm角・0.145 mm厚のセンサ(#1)とダイヤフラムサイズ20 mm角・0.21 mm厚のセンサ(#2)を試作した。まず,試作センサに時間幅の異なる音波パルス(音圧2 Pa)を印加し,時間幅と応答特性の関係について考察した。測定では,印加音波の周波数を共振周波数に設定し,時間幅を1周期から100周期まで変化させた。時間幅が短い場合,応答が定常状態に至らないため,応答信号の最大値を評価指標とした。その結果,出力の最大値は時間幅に対して指数関数的に増加し,その指数は両試作センサともほぼ同じであるという結果を得た。次に,試作センサに音圧の異なる音波(連続波)を印加し,音圧とセンサ出力の関係について考察した。測定では,印加音圧を0.1 Paから2.0 Paまで変化させた。両試作センサ共に,センサ出力が印加音圧に比例する結果が得られたが,その比例係数には測定毎のばらつきがみられ,AEパラメータ推定のときの支障になることが明らかになった。ところで,#2の方が,センサ感度が低いため,比例係数が小さくなるはずであるが,実験では相異なる結果が得られ,さらなる考察が必要であることも分かった。【AE検出・監視システムの構築及び評価】本サブプロジェクトでは,試作センサの時間幅および音圧に対する応答特性と理論解析を基に,センサ信号からAE特徴量を推定・算出するシステムをWindowsアプリケーションとして製作することとした。本システムは,大きく分けて,「雑音処理」と「AE特徴量算出」の2つの機能からなる。システム機能の検証のため,振幅,時間幅,雑音が異なる模擬信号を作成し,評価を行ったところ,ステップ状パルスという限定的な条件の下ではあるが,AE特徴量算出の可能性を見出すことができた。平成27年度は,ダイヤフラム厚とダイヤフラム辺長を変えることで,共振周波数の高周波化を試みた。ダイヤフラム厚に関しては,ダイヤフラムを20 mm角共通とし,0.145 mm厚(#20-1),0.21 mm厚(#20-2),0.30 mm厚(#20-3)のセンサを試作した。まず,試作センサに時間幅の異なる音波パルスを印加し,時間幅と応答特性の関係について考察した。測定の結果,#20-1の時定数は6.70 ms,#20-2は2.77 ms,#20-3は1.58,1.89 msとなり,時定数にダイヤフラム厚依存性が見られた。これは,昨年度と異なる結果ではあるが,ダイヤフラム質量が厚さに比例し,粘弾性係数が厚さの2乗に比例することを仮定すると,時定数はダイヤフラム厚に反比例することが予想される。これは今年度の結果とほぼ一致していると言える。すべての試作センサで,センサ出力が印加音圧に比例する結果が得られたが,光強度や消光比に依存した感度の違いが見られた。このようなセンサ特性の相違は,AEパラメータの推定に煩雑さをもたらすため,改善策について考察する必要がある。ダイヤフラム辺長に関しては,ダイヤフラムサイズ16 mm角で,0.21 mm厚(#16-2)および0.30 mm厚(#16-3)のセンサを試作した。#16-3において,共振周波数の実測値が8.2 kHzで,最も高い値となった。センサ信号からAE特徴量を推定・算出するシステムを製作している。時間幅が短いパルスについては,出力信号の最大値が小さく,現在の直接的手法ではS/N比100程度を必要とすることが分かった。狭帯域センサの共振周波数の高周波化に関しては,ダイヤフラムサイズの変更による方法を試みている。ダイヤフラム辺長が20 mmで,厚さが0.145,0.21,0.30 mmと異なるセンサを作製し,共振周波数の実測値でそれぞれ3.25, 4.05, 7.10 kHzを得ている。ダイヤフラム厚を厚くした場合,感度が厚さの2乗に反比例することが予想されるが,実際の感度には,厚さより光強度や消光比の影響が強く表れたため,ダイヤフラム厚を厚くすることによる感度低下は見られず,現在のところ,高周波化に支障が出ていない。

また,ダイヤフラム辺長を16 mmと短くした高周波化も試みており,0.30 mm厚で共振周波数8.2 kHz(理論値10.6 kHz)が得られているが,応答特性の評価に関しては,平成28年度に積み残しとなった。ところで,AE検出・監視システムの構築には,センサの応答特性に知見が不可欠であるが,実測した共振周波数の音波を使い,応答特性に関する音波パルス時間幅依存性および音圧依存性を測定した。パルス時間幅依存性では,共振現象特有の指数関数的に増加する過渡的現象が確認でき,その増加率を時定数として評価したところ,ダイヤフラム厚に反比例する傾向が見られた。一方,印加音圧依存性では,予想通り,出力が音圧に比例することが分かった。もう1つの課題であるAE検出・監視システムについては,狭帯域型センサのセンサ信号から音波パルスの時間幅と音圧を推定するシステムを構築した。そして,本システムに,大きさの異なるガウス雑音を付加した模擬信号を入力して,AE信号推定が可能な条件について考察し,時間幅が短いパルスについてはS/N比100程度が必要であることが分かった。以上のように,狭帯域型センサに対する目標はほぼ達成できており,「(2)おおむね順調に進展している」と判断した。平成28年度は,まず,ダイヤフラム辺長を短くすることで,共振周波数の高周波数化を図った。ダイヤフラムを16mm角共通とし,0.145mm厚(#16-1),0.21mm厚(#16-2),0.30mm厚(#16-3)のセンサを試作した。試作センサに時間幅の異なる音波パルスを印加し,時間幅と応答特性の関係について考察した。測定の結果,#16-1の時定数(平均)は2.18ms,#16-2は1.85ms,#16-3は1.82msとなった。20mm角ダイヤフラムと異なり,時定数に顕著なダイヤフラム厚依存性は見られなかった。さらに,高次共振モードの利用による高周波数化も行った。共振周波数の縮退を避けるため,ダイヤフラム形状を長方形(20mm×18mm)とした。ダイヤフラム厚0.145mm(#20-18-1),0.21mm(#20-18-2),0.3mm(#20-18-3)の3種類のセンサを試作したところ,センサ#20-18-1では3.3,6.5kHzに,センサ#20-18-2では4.6,9.3,16.4kHzに,センサ#20-18-3では6.4,12.6kHzに共振が見られた。現れた共振は,周波数の低い方から,1次と2次の共振と考えられる。また,センサ#20-18-2に見られた16.4kHzの共振は5次モードと思われる。高次モードは,振動振幅が1次モードに比べて小さいのが難点ではあるが,共振周波数の高周波化の可能性を確認できた。AE特徴量の推定・算出システムに関しては,「雑音処理」と「AE特徴量算出」の2つの機能からなるWindowsアプリケーションを製作した。本システムに振幅,時間幅,雑音が異なる模擬信号を入力して,AE特徴量を算出できる条件を明らかにした。時間幅が短いパルスについては,出力信号の最大値が小さく,今回の手法ではS/N比100程度を必要とすることが分かった。共振周波数の高周波数化を目的に,共振周波数のダイヤフラムサイズ依存性について考察を行った。理論どおり,ダイヤフラム厚に比例し,辺長の二乗に反比例する結果が得られた。パルス時間幅特性については,時定数が数ms程度であることが分かり,音圧特性については,最大出力電圧が音圧に比例することを確認した。また,高次共振モードの利用による高周波数化についても,その有効性を確認した。AE特徴量の推定・算出システムに関しては,「雑音処理」と「AE特徴量算出」の2つの機能からなるアプリケーションを製作した。
食環境感受性バイオモジュレーターとして機能するトランスグルタミナーゼの解析

本研究の目的は、動物組織を構成する各種細胞の多様な機能の制御に深く関係すると考えられるカルシウム依存性のタンパク質修飾酵素であるトランスグルタミナーゼ(TGase)の生理機能を分子レベルで理解し、食環境に起因する多様なシグナルが本酵素の機能を介した生体制御とどの様に連係しているかを解明することである。1.細胞情報伝達因子による遺伝子転写調節-多機能性サイトカインであるIL-6がヒト肝癌細胞株HepG2のTGase遺伝子の発現を高めること、またモルモット肝TGase遺伝子の5'-上流領域にはIL-6応答配列様の塩基配列が存在することを明らかにしてきた。今回は、モルモット肝TGase遺伝子5'-上流プロモーター領域のIL-6応答性をCATレポーター遺伝子とHepG2細胞を用いて解析した。IL-6はTGase遺伝子のプロモーター活性を3-4倍増加させた。遺伝子のIL-6応答部位は、塩基配列-107から+61の領域に存在することが示唆された。細胞表面糖鎖によるTGase遺伝子発現調節の可能性をみるために、ガングリオシドGM3をHepG2細胞の培養液に添加して培養を行ったが、TGase活性量は有意な変動を示さなかった。2.TGase分子の構造と機能の関係-酵素分子の構造と機能の関係について理解を深めることは、酵素の新しい制御機構を知る手がかりをもたらす。TGase分子ファミリーは複数の保存負電荷領域をもつ。2ケ所の保存負電荷領域と触媒機能との関係を理解するために、保存領域の負電荷を消失させた変異酵素分子を作製し、それらの触媒機能を解析した。検討した保存領域の負電荷は、活性発現に必須の構造要因ではないがカルシウムの結合性やアシル転移反応の進行に関連するものであることが示唆された。
長い18世紀におけるイギリス陸軍兵士の複合性とアイデンティティに関する実証的研究

平成30年度に予定されていた研究計画に沿って、18世紀から19世紀初頭に出版された、陸軍将兵の従軍記録や回想録をもとに、軍内のナショナリティの混合状態が当時においていかに経験・認識されていたのか、またそれがどのように統合的なアイデンティティの創出へとつながっていったのかを考察した。具体的には、1アメリカ独立戦争期に北米で勤務した3人の将校(ジョン・ピーブルズ、ジョン・エニス、トマス・ヒューズ)、219世紀初頭に主にインドで勤務した特進将校ジョン・シップを取り上げ、彼ら自身および周囲の将兵の間に見られる人間関係と、それを通じて形成される連帯意識について分析した。これらの史料からは、将兵たちが勤務内外のさまざまな経験の共有を通じて、自身が所属する部隊をこえて関係を結ぶ事例を多数指摘することができる。また将校と兵士の間には、前者を父、後者を子とするような家父長的な連帯意識が育まれていたことが確認される。18世紀を通じてイギリス陸軍のナショナリティ構成は多様性を増し、しばしば指摘されるように将兵たちのナショナリティ意識は強固であった(たとえば、リクルートやパトロネジなどに大きな影響を及ぼしていた)。しかしその一方で、上記の分析が示すように、異なるナショナリティとの接触・共存を通じて彼らの間には戦友/同朋としての共通の帰属意識が生み出されていったと考えられる。さらに、彼らが宿営を通じて市民社会とも密接なつながりを形成していった点を踏まえるならば、18世紀の陸軍は、そこに所属する/取り巻く人々が互いに知り合い、結びつく場として機能していたと結論づけることができる。以上の考察を導くにあたって、英国公文書館および英国図書館において関連する一次史料と二次文献の集中的な調査を行った(平成30年9月)。得られた研究成果については、『史学雑誌』127編12号掲載の論文において発表した。平成29年度に予定されていた研究計画に沿って、イギリス陸軍の査察報告書および点呼簿を中心とする軍事行政文書を用いて、陸軍各部隊の兵士のナショナリティに関するデータを調査年(1760、1770、1780、1790年)ごとに抽出、数値化して集計・分析した。部隊に関しては、近衛騎兵連隊1つ、近衛歩兵連隊1つ、一般騎兵連隊2つ(騎兵と軽騎兵1つずつ)、一般歩兵連隊4つ(*特定の地域の名を冠した連隊2つ(スコットランド、アイルランド1つずつ)と、そうでない連隊2つ)を抽出し調査を行った。上記の数量分析の結果、調査対象としたほとんどの連隊においてイングランド出身者の割合が高いものの、18世紀後半を通じて(とくに戦時の軍拡期において顕著に)アイルランド出身者の割合が上昇することが明らかとなった。ただし、*の連隊については、それぞれスコットランド、アイルランドとの強い結び付きが一貫して見られた。この結果から、18世紀後半の間にイギリス陸軍においてナショナリティの複合性が増していったこと、その一方で、特定のナショナリティと結び付いた連隊の存在によってナショナリティごとの区分も保持されていたことが確認された。以上の成果について、近現代史研究会およびInstitute of Human Sciences Open Seminar, Toyo Universityにて口頭報告を行った。現在、2つの報告をもとにした論文を作成中であり、平成30年度中の発表が見込まれる。また、史料収集のため、平成29年11月15日から21日までイギリス国立公文書館にて調査を行った。【研究実績の概要】で述べた通り、今年度に予定されていた、1史料調査、2史料に基づく数量分析、3分析に基づく研究報告、のいずれにおいてもほぼ計画通りの進展がみられたため。平成30年度も、提出した計画通りに研究を実施する。

具体的には、18世紀に多数出版された軍事教練書・解説書、陸軍将兵が書き残した史料(自叙伝、日記、手紙など)から、軍内のナショナリティの混合状態が当時においていかに経験・認識され、それがどのように統合的なアイデンティティの創出へとつながっていったのかを(ただし、同時にその内部では複数のローカルなアイデンティティも保持されていたと考えられるため、その重層性についても併せて)考察する。兵士の意識は、何より彼を取り巻く環境(とくに人的な関係)に大きな影響を受けると考えられることから、考察にあたっては、(a)勤務(戦闘・行軍・軍事施設や道路の建造・軍事セレモニーなどの諸活動)中に見られる兵士間の協力や対立、(b)勤務外(宿営・食事・余暇)の時間に見られる兵士間の交流、(c)家族・友人との手紙のやり取りや出身地域での新兵徴募活動などから窺える兵士の郷土との繋がり、(d)兵士の除隊後のキャリアの4点に注目して分析を行う。上記の研究に必要な史料のうち、同時代に刊行されたものについては、前年に引き続き、EEBO、ECCOなどのオンライン・データベースを用いて、19世紀以降に出版されたものについては実物を閲覧して調査・分析を行う。手稿史料については、主にNational Army Museum, LondonおよびBritish Libraryに所蔵されているものを利用する(そのためイギリスにおいて2週間程度の史料調査を行う)。以上をふまえて、2年間の研究を通じて得られた結果をとりまとめ、成果の発表(学会での口頭報告および学術論文の執筆)を行う。
テーラーメイド生体高分子を活用した環境調和型不斉光反応ナノバイオリアクターの創製

環境負荷の少ない光を反応の駆動力とし、自然共生型新規不斉合成法として注目されている光不斉合成法に対し、タンパク質など生体高分子を不斉反応場として活用する超分子不斉光反応という新規合成方法論を提案し、その有用性を実証した。また、超分子不斉光化学の機構解明のため、その過程で構築した生体高分子を反応場とする基底状態相互作用解析法、そして基底状態ならびに励起状態双方における相互作用制御に基づく高効率超分子不斉光反応の実現は、一般性を有し、今後適用反応例の拡大、基質特異性の向上により不斉光化学反応の有効な方法論としての展開が期待される。本年度は、生体高分子をキラル反応場とする超分子不斉光化学反応における不斉源効率の飛躍的な向上を目指し、キラル生体高分子ナノバイオリアクターの触媒的機能付与を実現する光反応基質の検討を中心に研究を推進した。具体的には、上記条件を満足し得る光反応基質として2-ヒドロキシアントラセン(HA)に着目し基質合成ならびにその光反応性について検討を行った。意外にもこれまでHAの光環化二量化反応に関する報告はなかった。種々の実験条件の検討・最適化を行い、中程度の収率でHAの合成法の確立に成功した。次に得られたHAの光反応性について検討した結果、光反応効率は高くはないもののAC同様、光照射により二量化反応が起こり、4種類の[4+4]環化二量体形成が確認された。しかし、HA、光二量体とも酸化されやすく、ACに比較して大気下での安定に劣る事も明らかとなった。次にHAの超分子不斉光反応の不斉反応場としては、アミノ酸配列はもちろんのこと、X線構造解析による立体構造が明らかとされており、また様々な基質との結合挙動について多く報告されているヒト血清アルブミン(HSA)を用い、HAとHSAの相互作用を検討した。HAはHSAに取り込まれる際のアミノ基/アンモニウムイオンとの水素結合/静電相互作用により、生成する負電荷はアントラセン環への共鳴構造の寄与により安定化するため、1020nm程度の長波長シフトが期待され、実際UV/Vis測定より、5nm程度ではあるが長波長シフトが観測された。また円二色(CD)スペクトルを用いた検討からも、HAがHASが形成する不斉環境に取り込まれる事が、HAの吸収領域に誘起CD(ICD)ピークが観測された事から明らかとなった。しかし、HAの水溶性が十分でないため、HSAに取り込まれるHAは1当量程度であり、光反応を検討したものの、光二量化反応の進行は、はほとんど観測されなかった。今後光反応に用いる溶媒や、ペー波などの条件検討を行い、実験条件の最適化を行い、テーラーメイドバイオ高分子を不斉反応場とする触媒的生体高分子ナノリアクターの創製を検討していきたい。現在、医学や薬学だけでなく化学・農学そして化成品工業など多くの分野で光学活性物質の必要性が高まっており、不斉合成は最も注目されている分野の一つである。我々は、血清アルブミンが、ポルフィリン化合物や芳香族カルボン酸などを特異的に認識し、包接することに着目し、血清アルブミンと結合し、しかも高い光反応性を持つアントラセン-2-カルボン酸(AC)を基質とする不斉光反応を検討している。ウシ血清アルブミンをキラル反応場とする超分子不斉光反応を検討した結果、比較的高い光学収率を達成し、血清アルブミンが有効なキラル反応場として機能することを報告した。ヒト血清アルブミン(HSA)はアミノ酸配列はもちろんのこと、X線構造解析による立体構造が明らかとされており、また様々な基質との結合挙動について多く報告されている。また、血清アルブミンは、その母体由来による大きな違いはないと考えられているため、HSAも不斉反応場として利用できることが予想される。本年度はヒト血清アルブミン(HSA)を不斉反応場とした、2-アントラセンカルボン酸(AC)の光反応を検討した。反応条件の最適化を行うことにより80%以上の光不斉合成としては高い光学収率が得られた。さらに、結合挙動の解析に基づき、AC結合部位近傍のアミノ酸配列を変化させたミュタントを合成し、結合部位近傍の構造をより高い光学収率が得られるよう改変を検討した。HSAとACとの結合モデルの最適化に際してはMacromodelなど計算化学の手法を用い、まず基底状態における2分子のACの結合位置・結合環境を最適化し、その結果に基づきポイントミュテーションの手法を駆使する事により不斉反応場の最適化を検討した。この結果に基づき、HSAの結合部位周辺のアミノ酸配列をポイントミュテーションした3種類のミュタントを協同研究により、合成した。これらの全ての条件を最適化することとにより、これまで光不斉合成では最も高い92%の光学収率が得られた。

本研究は、より多様な基質への適用性獲得と本方法論の一般化を目指し、ファージディスプレイ法を活用した積極的な生体高分子系超分子不斉光反応系構築について検討した。生体高分子を活用し、化学反応の精緻な制御を実現した例は、触媒坑体・人工坑体である。遷移状態中間体で免役した坑体を用い、熱的合成反応制御に関する研究は注目され、多くの報告がある。しかし、一般的に熱的合成反応の進行には加熱が必要である。しかし、タンパク質である触媒坑体は高温条件下では変性を受け、本来の機能が低減・消失してしまう。すなわち触媒坑体を活用した熱的合成には本質的に相反する限界を伴い、最適の系とは言い難い。光反応は電子的励起状態を経由するため、基本的に反応温度の制限はなく、触媒坑体の構造が安定に存在する低温における反応が可能であり、長波長側に吸収がある反応基質を用いることにより、触媒坑体に光を吸収させることなく、ホストである触媒坑体に全く影響を与えることなく、反応を進行させることが可能で、理想的な反応系の一つであると考えられる。本年度は、まず、抗原として用いる2-アントラセンカルボン酸(AC)の光二量体の大量取得法の確立を検討した。その後、得られたAC二量体を用い、ACの光二量体を抗原・擬似ハプテンとする超分子不斉光反応に供する人工坑体の取得を、ファージディスプレイ法により検討した。抗原としては、本来キラル化合物であるsyn-HTあるいはanti-HH体を用いる計画であったが、単離精製など問題によりアキラルなanti-HTを用いた。パニングによりanti-HT AC二量体を認識する人工坑体の取得に成功した。さらに興味深いことに同じHTでキラルなsyn-HTを特異的に認識する人工坑体の取得に成功した。これら人工坑体と光反応基質ACとの、基底状態ならびに励起状態における相互作用をUV、円二色性(CD)スペクトルならびに蛍光スペクトル測定装置、さらには蛍光寿命測定などにより詳細に検討した。
高血圧による糖尿病網膜症増悪の分子メカニズム

糖尿病網膜症発症に活性酸素(ROS)が重要な役割を果たしている可能性が報告されている。一方、全身高血圧症が糖尿病網膜症の増悪因子であることがよく知られている。そこで、我々は血圧上昇時における血管壁伸展の網膜症発症に及ぼす影響及びその機序について検討した。方法:ブタ網膜血管周皮細胞(PRPC)を用い、Flexcer Cell細胞進展装置を使用し、細胞が日常生体内で経験していると思われる10%/60cpmの周期的機械的伸展を負荷した。細胞内シグナル伝達の検討はWestern blot法を用いた。キナーゼの詳細な検討は特異的薬理的阻害剤及びアデノウイルスベクターによる強制発現を用いた。アポトーシスはTUNEL法及びDNALadder法により評価した。結果:周期的伸展によりROS産生増加(3.6+/-0.9fold,p<0.01)が認められた。時間依存性、伸展強度依存性にSAPK/JNKのリン酸化が認められ、ROS阻害剤により抑制された(83%,p=0.011)。さらに周期的伸展はCaspase3の活性化(6.5+/-1.4fold,p<0.01)及びTUNEL陽性細胞の増加(17.8% vs 39.8%,p<0.01)、DNA断片化を誘導し、これらはJNKの阻害により正常化された(83%p=0089,90%,p=0.0045)。結論:周期的伸展により産生された活性酸素がJNK-caspase経路を活性化し、周皮細胞のアポトーシスを誘発することによりpericyte lossを促進し、網膜症を増悪する可能性が示唆された。これにより、高血圧症の合併が網膜症発症を促進する機序が示唆された。糖尿病網膜症の血管新生及び血管透過性亢進には血管内皮増殖囚子(VEGF)が主要な役割を担っていることが明らかになり、研究者代表者もVEGF自体やその調節機構に制御による治療法の開発に関して数々の成果をあげてきた。全身高血圧症も糖尿病網膜症を増悪させることが疫学的に知られている。高血圧は血管内圧によって血管壁を構成する血管細胞が周期的に過剰伸展(stretch)される状態ととらえることができる。今回の研究目的はグルコース依存性の各経路、とくに酸化ストレスの亢進がstretchによってどのように変化するかを細胞レベルで検討し、高血圧による初期の糖尿病網膜症増悪における主要な役割を果たす既存のもしくは新しいメカニズムを提唱し、さらに高血圧合併糖尿病動物モデルを用いて生体内での役割を確認することである。本年度は周皮細胞によるin vitroの系で検討した。2.フレクサーセルテンションシステム(米国FLEXCELL社)を用い、細胞に生体内で日頃経験していると思われる伸展度の拍動的stretchを負荷し、stretchの周皮細胞のアポトーシス促進効果を明らかにした。続いてstretchがいかにしてそれらの経路を修飾するかを細胞内シグナル伝達の視点から検討した。我々はすでにstretchが細胞内でtyrosine kinase, PI3-kinase, Akt, MAPkinase, PKCなどの細胞内シグナル伝達分子鮮を活性化することを報告しているが、各シグナル分子の特異的阻害剤(genistein, wortmannin, PD98059,GF109203X等)またはそれぞれの優勢変異型(dominant negative mutant)をアデノウイルスベクターを用いて過剰発現することにより各経路を抑制し、stretchの効果が酸化ストレスを介することを明らかにした。
角度依存性のない構造色を示すソフトフォトニック結晶の構築

コロイド粒子からなるアモルファス集合体が角度依存性の低い構造発色性材料となることを見出した。この発見は、従来の屈折率の周期的な構造の存在がフォトニックバンドギャップを生じさせ、それが構造色の起源になっているという常識を覆すことである。このような光学物性を示す材料は構造色に角度依存性があることで応用に適さないような現状(例えば視野角の広いディスプレイへの利用などにおいて)を打破できるようになる。自然界の中には色素による発色ではなく蝶や鳥などの生物が有する構造色によって色を呈するものがある。近年、この構造色の色材への応用が期待されている。人工的に作製できる構造色を示す材料としてサブミクロンのコロイド粒子が3次元的に周期構造を形成することで得られるコロイド結晶がある。このコロイド結晶は特定の波長の光がブラッグ反射に由来した構造色を示す。しかし、このようなブラッグ回折に起因する構造色は入射光と観察する角度に依存して色合いが変わるので、色材や表示デバイスとして用いる際に不都合が生じることもある。本研究において、申請者は、メタクリレート誘導体である2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate(MEO2)をバルク重合することで得られるポーラスなゲルが、特定の溶媒中において角度依存性のない構造色を示すことを発見した。ゲルはトルエン中で膨潤させると青色を呈した。透過スペクトルおよび反射スペクトル測定では可視光領域にピーク(λ)を持つ透過率変化が観察され、この発色の原因が構造色であることが分かった。また試料面に対して垂直から40°の角度範囲において透過スペクトル測定を行ったところ、透過スペクトルのλの位置がほとんど変化しないことから角度依存性のない構造色を示すゲルであることが明らかとなった。様々な組成のトルエン-アセトン混合溶媒(屈折率1.4824.497)中においてゲルを膨潤させたところ、屈折率の上昇に応じてゲルの色は、黄色、橙色、桃色、赤色、青色と変わり、透過スペクトルのλも可視光領域で大きく変化することがわかった。SEM観察より5μm程度パターンをもつポーラスな構造が観察された。ある波長を境にその前後で光の散乱強度が増大する現象が観測されたことから、クリスチャンセンフィルター効果より構造発色を呈しているものと考えられる。このゲルは角度依存性がなく、任意の形に形成することが可能で、ランダムな構造を長期間安定に維持できることから色材としての応用が期待できる。本研究では、屈折率の波長依存性の少ないアミド系ポリマーによるゲル内に、液晶の中でも芳香環を有するネマチック液晶を充填し、液晶の状態を変化させることで、着色と白色を温度によって制御可能なゲルの構築を目的とした。ゲルの消色-着色の制御は、ネマチック液晶の液晶相-等方相転位による屈折率変化を利用し、等方相の液晶の屈折率n_iと多孔質ゲルの屈折率n_pを任意の波長で一致するように混合液晶の組成比を設計することで、任意の温度において消色-着色をスイッチする条件を検討した。N-methyl methacrylamideからなる多孔質ゲルを調製し、ネマチック液晶である5CB-5PCH混合液晶の中に浸すと、温度によって消色-着色を制御可能なサーモクロミックゲルとなることを示した。ゲルの消色-着色の制御は、ネマチック液晶の液晶相-等方相転位による屈折率変化を利用した。等方相の液晶の屈折率n_iと多孔質ゲルの屈折率n_pを任意の波長で一致するように混合液晶の組成比を設計することで、ゲルの消色-着色制御を達成した。また混合液晶の組成比を変えて屈折率n_iを制御することによって、消色-着色のスイッチをした時に見られる色彩を任意の色に設定できることがわかった。以上から、液晶とゲルの組み合わせを変えることにより、任意の温度において消色-着色を誘起させることができるサーモクロミックゲルの構築を達成しな。本研究における目的は、角度依存性のない構造色を示すソフトフォトニック結晶を作ることである。最終年度に当たる22年度では、最初に、ソフトフォトニック結晶を作る上で重要となる"力学的に優れたソフトマテリアル"の調製とそれを利用した電場応答性ソフトフォトニック結晶の開発に取り組んだ。"力学的に優れたソフトマテリアル"調製には、架橋点が自由に動くことのできる架橋剤を合成し、多岐に飛んだビニルモノマーと反応可能であり、既存のゲルを力学的に非常にソフトにできることを明らかにした(Imran et al. Macromolecules 43, 1975, 2010, Transactions of the Materials Research Society Japan 35, 291, 2010, Transactions of the Materials Research Society Japan 35, 841, 2010)。また、微粒子状に加工することも可能であり、ソフトな微粒子が形成するアモルファス構造の調製方法も確立した。ソフトな微粒子が形成するアモルファス構造を有する膜から角度依存性のないフォトニックバンドギャップ(PBG)が観測されることも見出している。

さらに、ソフトな微粒子にイオン基を導入することで、電場応答性も付与することができ、微粒子の集合体から観測されるPBGの位置が印加電圧に応じて可逆に変化しうることも分かった(Ueno et al. J.Mater. Chem. 19, 4778, 2010)。しかし、ゲル微粒子集合体から観測されるPBGを起源にした構造色は、シリカ微粒子と空隙からなるコロイド結晶から観測される構造色と比べて淡いことから、より屈折率の高い材料を内部に有する微粒子を開発し、そのアモルファス状集合体を調製できれば、鮮やかな構造発色性材料となると考えた。そこで、本年度の後半では、シリカ微粒子をコアに有し、刺激応答性高分子からなる高分子ブラシをシェルに有することで、高い屈折率と刺激応答性を併せ持つ"比較的柔らかな微粒子"の開発に着手している。刺激応答性高分子の密度を自由に変えて高分子ブラシを調製する手法は確立できた(Suzuki et al. Macromolecules 43, 9945, 2010)ので、今後は、"比較的柔らかな微粒子"の合成およびそのアモルファス集合体の調製に取り組んでいく。
ネットワーク解析による薬剤応答パスウェイの解析法の研究

薬剤に応答して動く遺伝子発現の時系列データやケース・コントロールデータから,ネットワークモデルを抽象的レベルで推定する計算的・統計的方法を開発した.また,生体分子間の相互作用に関する文献情報から効率よく動的モデルを構築し,その妥当性を体系的に検証するための知識処理技術を開発した.前者にはベイジアンネットワークと状態空間モデルを用い,後者には拡張ペトリネットをネットワークモデルとして用いた.薬剤に応答して動く遺伝子発現の時系列データやケース・コントロールデータから,ネットワークモデルを抽象的レベルで推定する計算的・統計的方法を開発した.また,生体分子間の相互作用に関する文献情報から効率よく動的モデルを構築し,その妥当性を体系的に検証するための知識処理技術を開発した.前者にはベイジアンネットワークと状態空間モデルを用い,後者には拡張ペトリネットをネットワークモデルとして用いた.1.薬剤などを含む細胞の内外からの刺激に応答して動く生体分子の時系列データからベイジアンネットワークモデルで遺伝子ネットワークを推定する際に、隠れ交絡因子の影響を推定するための統計科学的方法を開発した。この隠れ交絡因子は、遺伝子ネットワーク推定の際に計算コストを下げるために外された遺伝子であったり、未知の生体内分子と考えられる。この隠れ交絡因子の存在はネットワーク推定の精度に影響したり、ネットワーク解釈を困難にすることがある。本研究で開発した方法は、ベイジアンネットワークによって推定した局所的ネットワーク構造の不整合性に基づいて隠れ交絡因子を推定し、EMアルゴリズムを用いてこの隠れ変数をもったベイジアンネットワークに基づいて理想的なプロファイルを推定する。この方法は、遺伝子ネットワーク推定における欠損遺伝子や未知生体分子を理論的に特徴づけることを行った世界で最初の研究である。2.DNAチップによる薬剤応答の時系列遺伝子発現プロファイルデータは、遺伝子数と時点数の間に大きなギャップがあり、そのため統計モデルはこの通常規格をはずれた状況を解決しなければならない。我々はこれまで、状態空間モデルにおいてこの困難を次元圧縮という方法で解決してきたが、この方法によりどのようなシステム摂動実験を行い、その挙動をどのように観測すればよいかというデータ計測設計を提案し、薬の作用機構を推定する方式を開発した。3.時系列データから、その関与するパスウェイの活性状態遷移ダイアグラムを構築し解析する新たな方法を開発した。パスウェイのモデル化には高機能ペトリネットを用いた。この方法により、概日周期や薬剤などに応答して機能するキー制御遺伝子やサブネットワークを捉えることができる。1.薬剤応答パスウェイモデルを網羅的にスクリーニングするための統計的計算手法を開発した。この方法は、まず、文献ベースで作ったプロトタイプの動的モデルから自動的に候補となる薬剤応答パスゥエイを生成し、次に、データ同化技法を用いて時系列遺伝子発現データからモデルのパラメータを自動的に推定する。そしてベイズ情報量基準により予測能力を評価し、モデルのランク付けを行う。5つのプロトタイプモデルを用いた計算機実験を行った。これらから53のシミュレーションモデルを生成し、開発した手法を、ステロイド系抗炎症剤を投与したラットの肝臓の遺伝子発現データに適用し評価した。その結果、このシステマティックな手法の有効性を示すことができた。また当ベイジアンネットワークについては、制約条件下で最適なベイズネットワークを探索する技法を検討した。状態空間モデルについては、高並列化でソフトウェアを利用できるように改良した。2.文献ベースで高精度の動的パスウェイモデルを作るにはマニュアルキュレーションと大規模なパスウェイのバリデーションが必要とされる。通常のキュレーションでは、そのパスゥエイに精通した知識が必要であり、モデルのバリデーションとそのフィードバックを繰り返しながらと更新が行われ、このコストは大きい。そのため、本研究では、キュレーションにおける繰り返しコストを削減するために、CSO(Cell System Ontolgy)validatorを開発した。このツールによりキュレーターとドメインエキスパートとのやり取りが削減され、マクロファージ動的パスウェイモデルのデータベース構築において、より効率よく動的パスウェイモデルを文献ベースで作成することができ、その有効性が示された。これまでに開発してきた方法、特に遺伝子ネットワーク推定を中心において、統合的に活用することにより、遺伝子発現データと薬剤、及びにGEOやNCIなどで公開されているデータを用いて薬剤がどのようにパスウェイに影響を与えているかを解析した。これにより本研究で開発した方法論の有効性が確認された。(1)肺がん細胞株、及び肺上皮細胞に抗がん剤ゲフィチニブを投与した時系列遺伝子発現データから、状態空間モデルと次元圧縮モデルによる、予測モデルを推定することにより、EGFRパスウェイの活性化によって増殖している状態の細胞のどの遺伝子にゲフィチニブが関与しているかをシミュレーションにより選定した。結果、139の遺伝子がその候補となり、がん生物学的な詰めはその系の複雑さのため困難であったが、この139遺伝子をもちいて、予測が困難とされていたステージIの肺腺がんの予後予測に、米国NCI, Duke大学、国立がん研究センターの肺腺がんのデータで成功した。(2)ベイジアンネットワークによるスパコン解析で、メラノーマの全遺伝子ネットワーク推定をし、そして未知のハブ遺伝子とその子遺伝子の機能に着目することで、メラノーマにアポトーシスを誘導する2つの新規遺伝子ELMOD1とTMCO1の発見した。データは、メラノーマのがん細胞生物学の観点から45の転写因子を選び、siRNAで遺伝子ノックダウンしたメラノーマ細胞株A375を使い、遺伝子発現プロファイルデータをとった。(3)ベイジアンネットワークによる全遺伝子ネットワーク推定により、血管内皮細胞において、遺伝子Vaslohibin-1がアポトーシスを誘導するキー遺伝子であることを同定した。(4)薬剤応答パスウェイを解析するプラットフォームとしてXiPを開発した。

これは、Javaで開発されており、解析フロー作成・実行ツールで、様々な解析コンポーネントを開発した。方法論の構築は順調に進んでいるが、それを実証するための連携研究者との体制が十分に作れていないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。連携研究者の協力(実験等)をいかに得るかが問題であり、既に連携関係ができているがん研究者を本研究にとりこむことにより、薬剤応答パスウェイのネットワーク解析を実施する。
高齢者の認知機能の変化に伴うエラーと補償行動に関する実践的研究

申請者の一連の研究では、超高齢社会において高齢者の社会参加に伴う際に生じやすいエラーを低減し、高齢者の生活の質を高める方策を創り出すことを目指した。加齢に伴う身体機能及び認知機能の変化によって、高齢者は負荷の高い状況において、エラーを起こす可能性が高くなる一方、心身の変化を自覚して補償することが示唆されている。したがって、本研究では、加齢に伴う変化と補償行動の関係を明らかにすることを目的として、実験を実施すると同時に、昨年度得たデータの解析を実施した。さらに、補償方略によってリスクが減少し加齢の影響が解消される場合と、補償方略では補い切れずに問題行動が顕在化している場合があると考え、記憶エラーと記憶補償方略を対象とした日常場面と、運転行動と運転補償方略を対象とした交通場面を対象とした。具体的な研究内容は以下の通りである。1)日常場面:高齢者の記憶エラーと記憶補償方略の関係高齢者のし忘れと記憶補償方略の関係を明らかにするために、関西圏の高齢者約151名に対して質問紙及び認知課題を実施した。さらに、縦断研究として、過去のデータと照合して解析を行った。また随時学会等で結果の発表を行った。2)交通場面:高齢ドライバーの運転行動と運転補償方略の関係高齢ドライバーの運転行動と補償方略の関連を明らかにするために、滋賀県下の自動車教習所において70代の高齢者40名及び2040代の非高齢者35名を対象に走行実験を行ったデータの解析を進めた。本研究では,高齢者が日常生活を送る上で生じるリスクを低減し,高齢者の生活の質を高める方策を創り出すことを目指している。加齢に伴う心身機能の変化によってエラーが生じやすくなる一方,補償することで実際にはエラーが生じない可能性が考えられる。今年度は高齢者の補償行動を明らかにすることを目的として,質問紙調査及び実験調査を実施した。1,高齢者のエラーと補償行動の関係:展望的記憶エラー(し忘れ)と補償行動の関係について明らかにするために,関西圏の高齢者約200名に対して質問紙及び認知課題を実施した。普段の補償行動がし忘れに影響を及ぼすという個人差が示された。これらを踏まえ,来年度は,1年前のデータと合わせ縦断研究としての解析を行う予定である。2,高齢ドライバーの運転暴露:高齢ドライバーの運転暴露に対する補償行動を明らかにすることを目的として,兵庫県下の自動車教習所において高齢者講習参加者277名を対象に質問紙調査を実施した。負荷の高い状況を避けるといった補償行動に影響を与える要因を検討した。これらを踏まえ,来年度は免許返納意志に関連する要因を検証する。3,高齢ドライバーの運転挙動:加齢に伴う認知機能の変化と運転挙動の関連を明らかにするために,滋賀県下の自動車教習所において70代の高齢者40名及び2040代の非高齢者35名を対象に走行実験を行った。現在年齢群による比較検証を行っており,来年度はこれらの結果を高齢者講習及び事故対策に還元できるよう検討していく。
T細胞刺激によるインタ-ロイキン2mRNAの産生誘導と分解調節の機序

免疫機能を担うリンパ球は、原則として抗原刺激によって増殖・成熟して初めて特有の機能を表わす。本研究では、Tリンパ球増因殖の主要因子であるばかりでなく、NK細胞やBリンパ球の増殖因子としても重要なインタ-ロイキン2(IL-2)の産生調節について解析を行い、IL-2産生がIl-2mRNAの産生誘導と分解の2つのレベルで調節を受けており、その両方がプロテインキナ-ゼC(PKC)の活性化による調節機構で制御されていることを明らかにする、以下のような成果を得た。1)ヒト扁桃T細胞によるIL-2mRNAの産生は、細胞をカルシウムイオンホアA23187とPKCの活性化剤であるフォルボ-ルジブチレ-ト(PDB)によって誘導できる。その産生は、PDBの用量に依存し、IL-2mRNAの増量は産生速度の増加によると推定された。スタウロスポリン等によるPKC阻害剤による産生阻害の結果と併せ、IL-2mRNA産生誘導にPKC活性が重要であることが認められた。2)A23187とPDBで刺激してT細胞のIL-2mRNA産生を誘導後、刺激剤を洗い去り、アクチノマイシンDでmRNaの産生を停めるとIL-2mRNAは急速に減少するが、細胞を再び刺激するが、細胞を再び刺激するとIL-2mRNAの半減期が延長する。これはA23187、PDB単独でも認められるが、両者を加えると著明に延長する。この効果はPKC阻害剤で完全に消失することから、恐らく、IL-2mRNAの分解調節にPKCが関与ていると考えられた。3)^<32>P標識IL-2mRNaを調製し、T細胞のポリソ-ム画分による分解速度を調べることにより、PDBで刺激した細胞のポリソ-ムでは、IL-2mRNAの分解速度が低下していることを確かめた。以上、われわれはTリンパ球の刺激によるIL-2の産生が、mRNA産生誘導の段階のみでなく、分解のレベルでも調節されており、その両方の調節機構の制御にPKCが関与していることを初めて明らかにした。T細胞がインターロイキン2(IL2)を産生する機構を解析するにあたり、IL2mRNAの誘導とその分解との両面から実験を行った。1)IL2mRNAの誘導:IL2mRNAを誘導する因子を検出する目的で、IL2染色体遺伝子のプロモータやイントロンを含む数種類の断片を作成してゲルシフト電気泳動法を試みた結果、Tリンパ腫細胞株(MOLT16)の核抽出液中にIL2プロモータに特異的に結合する因子の存在が確認された。現在、B細胞株や扁桃リンパ球を用いて、組織特異的および活性化T細胞特異的因子の特定を試みている。2)IL2mRNAの分解:ヒト扁桃リンパ球を刺激した場合、産生されたIL2mRNAが無刺激の細胞内に比べて安定かどうかを調べた。細胞をCaイオノホアA23187

およびプロテインキナーゼC(PKC)活性化剤PDBで12時間刺激し、アクチノマイシンDでRNA合成をとめ、以後、刺激剤存在下、非存在下でIL2mRNAを経時的に測定した結果、誘導されたIL2mRNAの半減期が無刺激時30分から、単独刺激時70分、両者刺激時120分へと延長した。即ち、T細胞の刺激によりIL2mRNA生成が誘導されるだけでなく、IL2mRNAの分解が抑制されており、それには恐らくCaやPKCが関与していること示唆する結果が得られた。そこで、IL2mRNAの分解を抑制する因子を同定する目的で、無細胞での実験系の確立を試みた。まず、SP6プロモータをもつベクターに全長のIL2cDNAを組み込み、^<32>P標識IL2mRNAを合成し、このmRNAのリンパ球抽出液中での分解速度を測定した。その結果、無刺激細胞抽出液中ではIL2mRNA分解の抑制がみられたが、IL2mRNAの3′末端配列(ATTTA配列に富む部分)を欠如するIL2mRNAと全長mRNAとの間に差は認められなかった。ATTTA配列はmRNAの安定性に関与していると指摘されているが、IL2mRNAにおけるその役割さらには結合因子を解明するために、RNAゲルシフト法の試行を考案している。本研究では、ヒトTリンパ球の刺激と増殖因子インタ-ロイキン2(IL-2)のmRNAの合成誘導、合成されたmRNA安定性、さらにはIL-2遺伝子の活性化がどのように共軛しているかを調べ、IL-2mRNAの産生と増量にはIL-2遺伝子の発現とmRNA分解抑制の機構があり、その何れにもプロテインキナ-ゼC(PKC)が必須なことを明らかにした。1)扁桃リンパ球をPKC活性化剤であるPMA又はPDBとカルシウムイオノフォアA23187で刺激するとIL-2mRNAが産生される。これにPKC活性化が不可欠であることを、PMAによるPKCの細胞質から膜への移行、PKCの各種阻害剤による阻害実験等から再確認した。2)刺激したリンパ球のIL-2mRNA合成をアクチノマイシンD(AcD)で停止させるとIL-2mRNAは細胞内でかなり急速に分解するが、細胞を再刺激するとIL-2mRNAの分解が遅延するという事実を見出し確認した。刺激はA23187又はPDBのみでも有効であるが、両者を用いると最も有効である。この効果はPKC阻害剤Sspで強く阻害された。3)3種のPKCアイソザイム中、Tリンパ球にはII、III型が存在し、細胞の刺激により減少(とくにII型は)調節されることが判った。4)^<32>P-標識IL-2mRNAをin vitroで合成し、無刺激又は刺激リンパ球細胞質中での分解を調べると刺激細胞質中でIL-2mRNAの半減期が延長した。さらに、PDB刺激細胞のポリソ-ム画分によるIL-2mRNAの分解速度は無刺激のそれより遅れることを確かめた。5)IL-2遺伝子プロモ-タに結合する蛋白がゲルシフト法で認められたが、細胞特異性についての充分な証明ができなかった。以上、Tリンパ球刺激によるIL-2mRNA産生調節にPKCが極めて重要で、調節機構の1つとしてポリソ-ム画分内の部位特異的RNA分解酵素による分解の抑制機序が存在するものと考えられる。