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メタロセン系触媒による構造の制御された新規ポリマーの合成

スチレンのシンジオタクチックポリマーを与えるCpTiCl_3-MAO系の触媒により、これらのマクロモノマーとスチレンとのグラフト共重合をCpTiCl_3-MAO系触媒を用いて行うことで構造明確な主鎖がシンジオポリスチレングラフトポリマーの合成に成功した.このときマクロモノマー成分としてスチレンとイソプレンではグラフトポリマーにおける結晶化挙動が異なることをを見い出した.また、これらのマクロモノマーの単独重合を検討したところ,その単独重合が誘起されることを見い出した.(2)塩化ビニルのメタロセン触媒による重合CpTi(OMe)3-MAO触媒を用いてVCの重合について検討した.種々の溶媒中で重合した結果、塩化メチレン中での重合が最も高い収率を与えることが分かった。また,この重合はMAO/Tiのモル比の影響を受け、その比が10において最適である結果が得られた.生成ポリマーの構造を解析したところ正規構造よりなる異常構造を含まないものであることが分かった.立体規則性はラジカル重合とは異なったが,規則性ポリマーは得られていず、今後の検討が必要である.(3)ニッケル化合物-MAO触媒によるブタジエンおよびイソプレンの重合ニッケロセン-MAO触媒を用いてブタジエンおよびイソプレンの重合よりシス-1,4-ポリマーを与えることが分かった.さらに,塩化ニッケルとMAOの組み合わせ触媒はNiCl_2が重合溶媒にも溶けないにも拘わらず高い活性を示した.このことについてのNiCl_2とMAOの反応混合物を可溶と不溶部に分け,ブタジエンの重合を検討したところ、規則性は両者との高いシス-1,4構造を示し,ポリマーは主として可溶部から生成していることを明かにした.メタロセン系触媒を用いて構造制御された種々の新規ポリマーの合成を行なった.得られた成果の概要を以下に述べる.1.メタロセン-MAO触媒によるスチレンマクロモノマーの立体特異性重合ポリイソプレンおよびポリスチレン鎖末端にスチレン構造を有するマクロモノマーを合成し,スチレンのシンジオタクチックポリマーを与えるCpTiCl_3-MAO触媒およびイソタクトポリマーを与えるNi(acac)_2-MAO触媒を用いてこれらのマクロモノマーの立体特異性重合を行ない,新規主鎖立体規則性グラフト共重合体を合成した.さらに,合成したマクロモノマーの単独立体特異性重合が起こり,主鎖が立体規則性であるにもかかわらず,室温で有機溶媒に可溶な櫛形の多分岐ポリマーも合成できることを明かにした.また、スチレンとのグラフト共重合についても得られたポリマーの特性解析を行ない,主鎖と側鎖のセグメントの相溶性が結晶化に重要な働きをしていることを明かにした.2.ハーフチタノセン-MAO触媒による塩化ビニルの重合における構造制御ハーフチタノセン触媒による塩化ビニルの重合から構造制御されたポリ塩化ビニルの合成を行なった.Cp^★TiX3-MAO触媒(X:OMe,OBu,OPh)を用いた塩化ビニルの重合から,主鎖構造が制御された正規構造よりなるポリマーが得られた.重合活性は置換基の影響を受けたが,立体規則性はあまり影響されないことが明かとなった.さらに,ラジカル禁止剤存在下でも重合は禁止されず,配位機構で重合が進行していることを推定した.エチレンおよびスチレンとの共重合体の合成できることを明らかにした.3.ニッケル化合物-MAO触媒によるブタジエン,スチレンおよびメタルリル酸エステルの重合に構おける構造制御
Cd-Te系合金液体の会合体に関する熱力学的研究

Cd-Te2元系合金液体は構成元素としてカルコゲンであるTeを含み,また,固相にCdTe化合物が存在することから合金液体中には会合体が形成され,短範囲規則性が存在することが予想される。そこで本研究では,Cd-Te2元系合金液体の会合体の挙動を,熱力学量の知見から明らかにすることを目的として,CdTe化合物の生成熱,Cd-Te2元系合金の含熱量を測定し,これらの熱量データに熱力学解析法を適用して混合エントロピー,混合熱,混合自由エネルギー,Excess stabilityなどの熱力学量の導出を試みた。その結果は次のように要約される。(1)Calvet型の双子型溶解熱量計を用いて,773KにおけるCdTe化合物の生成熱の決定を行なった。本研究で決定されたCdTe化合物の生成熱は-138.3kJ/molを示し、これより算出される298.15Kにおける標準生成熱は-111.4±0.9kJ/molを示した。(2)落下型熱量計を用いて,Cd-Te2元系合金の含熱量を0.05≦N_<Cd>≦0.5の組成域,8001400Kの温度範囲で測定し,含熱量-温度-組成相関図を作製した。この相関図よりCd-Te2元系の状態図の決定を行った。(3)熱力学解析法を適用して,得られた生成熱,含熱量データからCd-Te系融体の混合エントロピー,混合熱,混合自由エネルギーの導出を行なった。Cd-Te2元系融体の混合エントロピーは,正方向に凸の曲線を呈し,N_<Cd>=0.5の化合物組成で負の極小値を示す。このことから,融体中に規則的配列あるいは強い化合物形成が存在しているものと考えられる。また混合エントロピーは,温度の上昇に伴い極小値が正方向に増加し,温度上昇とともに融体中の規則性あるいは化合物形成が崩壊していく傾向が窺える。(4)得られた混合自由エネルギーに基づき,Cd-Te2元系融体のExcess stabilityの算出を行った。本系のExcess stability曲線は,CdTe化合物の組成付近で極大値を示し,この組成近傍で原子間の強い相互作用が存在していることが分かった。
フラストレート系における超伝導探索

銅酸化物高温超伝導体以後初の3d電子超伝導体であるNa_xCoO_2・yH_2Oの超伝導状態を、特に、その2次元三角格子がもつ幾何学的フラストレーションに注目しながら多様な実験手段で研究した。その結果、この系が、大方の予想に反して、スピン一重項の超伝導電子対を持つことを確立した。また、類似系でいくつかの超伝導体を発見した。さらに、各種フラストレート系酸化物の異常ホール効果、マルチフェロイック現象に新規物質・物性を開拓した。Na_xCoO_2・yH_2Oの超伝導機構の解明と新超伝導物質開発を主目的に研究した。母物質であるNa_xCoO_2や銅酸化物を含めた他の強相関電子を持つ系をも対象にソフト化学処理を含む合成、構造解析、巨視的・微視的物性測定がなされた。(化学的観点から)○従来のP2型Na_xCoO_2・yH_2Oとは異なる積層様式を持つ、新超伝導体P3型Na_xCoO_2・yH_2Oを発見、結晶構造や超伝導特性を明らかにした。超伝導転移温度はP2型と同じ4.6Kである。○Na_xCoO_2のx=0.7-0.8で、精密な化学分析と、磁性、電気伝導性、比熱等の物性評価を行い、この物質が電子相関の強い金属であることを示した。(物性論的観点から)この超伝導は新規なものか、その磁気フラストレーションが、銅酸化物の場合と同様、や縦緩和率、中性子散乱等の微視的手法をも用いた。○Na_xCoO_2・yH_2Oでは、結晶軸を揃えた試料を用いてナイトシフトを測定し、クーパー対がsinglet状態にあることをあきらかにした。○Na_xCoO_2の常伝導相の物性を研究し、x値が小さな領域でCoが面内で反強磁性的相関を持つ事を明らかにした。また、x=0.5の系に見られる2つの相転移の概容を解明した。○perovskite型や類似の構造を持つ酸化物のスピン状態変化がどのような因子に支配されているかを明らかにした。その他、特異な磁気構造を持つフラストレート系強磁性体の異常ホール効果の研究も進められた。(化学的観点から)水和コバルト超伝導体の厳密組成はNa_x(H_3O)_z(H_2O)_nCoO_2である。ソフト化学合成手法を活用することで、ナトリウム量(x)とオキソニウムの量(z)を制御して系統的に試料を作成することに成功し、同系に関する超伝導相図を作成した。コバルト価数を+3.4に保った相図では、z/xが変わると、z/x=0.70.8近辺に非超伝導相Mが出現し、超伝導領域はこの非超伝導相で分断されることが明らかになった。M相は磁気秩序をもつ可能性が高い。また、Mに近い組成の超伝導相(z/x=0.68)に強い磁場を印加するとM相への転移が誘起される。これらは、超伝導の発現機構を追及する上で非常に重要な知見である。(物理的観点から)Na_xCoO_2・yH_2Oばかりでなく、母物質のNa_xCoO_2や他の強相関電子を持つ物質系をも対象に広い視野から物性研究を進めた。特にNa_<0.5>CoO_2が示す二つの相転移がどのような素性のものであるかについてNMRと中性子散乱による詳細なデータをもとに、これらの電子系の特徴を明らかにしたことは、他グループを含めた多くの研究・考察に極めて大きな影響を与えた。また、超伝導相Na_xCoO_2・yH_2Oの単結晶を用いたNMR研究は他ではなし得ていないもので、そこで確立された"ナイトシフトが結晶軸と磁場方向の関係によらず、超伝導の出現に伴って消失していく"という結果は、クーパー対がsinglet状態にあることを端的に示す。大型単結晶を用いた中性子非弾性散乱で磁気励起が見られないことも、これまでの実験で明らかになりつつあるこのほか、銅酸化物超伝導体の"ストライプ"秩序がもたらすフォノン異常やNd_2Mo_2O_7の異常ホール効果についての結果が発表を待っている。Na_xCoO_2・yH_20の超伝導機構の解明と新超伝導物質開発を主目的に研究した。(化学的観点から)前年度に引き続き、水和コバルト超伝導体Na_x(H3O)。(H_2O)_nCoO_2に関して、ソフト化学合成手法により、良くキャラクタライズされた良質試料を作成した。

特に、合成プロセスの最終段階で一定量のNaOH水溶液を添加することで、コバルト価数がほぼ一定(s=+3.47+3.50)で、ナトリウム量(x)とオキソニウムの量(z)を制御した一連の試料を作成した(NaOHシリーズ)。NaOHシリーズは、前年度のHClを添加した試料(HClシリーズ、s=+3.40+3.41)とは全く異なった超伝導相図を与え、特に、HC1シリーズに見られた非超伝導磁気相は出現しなかった。このことは、本系における試料の同定には、S及びZ/Xのように、二つの組成パラメーターを決定する必要があることを示している。(物理的観点から)Na_xCoO_2・yH_20の研究では、その磁気フラストレーションやCoのスピン状態変化(軌道励起)の役割にちゅうもくして、銅酸化物に関して得られた理解をガイドラインに、中性子散乱やNMRによるデータを詳細にとった。特に、これまでにクーパー対がsinglet状態にあることを明らかにしたことが重要であるが、さらに転移温度場をNMR四重極周波数VQの関数としてプロットして作成された相図に見られる超伝導相を分断する非超伝導相の起源が何であるかについて、極めて精密なデータをとった。この結果は、非超伝導相が電荷秩序の出現を基本にして現れたものである。Na_xCoO_2・yH_20に関する研究のほかに、新物質、新現象の探索的研究が進められ、様々な発見、現象の解明がなされた。(化学的観点から)Na_xCoO_2について水との反応を検討し、母酸化物においても水との反応の過程でNa^+の一部がH_3O^+で置き換わることが明らかになった。得られたNa_x(H_3O)_zCoO_2(x+z=0.70)の磁化率を測定したところ、H_3O^+の導入以前のCurie-Weiss型からPauli常磁性へと劇的に変ることがわかった。このことはNa^+/H_3O^+の置換によって、系の電子構造が大きな影響を受けていることを示しており、水和超伝導体の超伝導発現機構にも関係する結果である。(物理的観点から)Na_xCoO_2・yH_2O研究では、その磁性が超伝導発現にどう関わるかについて、銅酸化物に対する研究手法を参考にしながら、主としてNMRと中性子散乱によってデータをとった。これまで明らかにしてきた、クーパー対がsinglet状態にあること、転移温度T_c-V_Qの相図(V_Q:NMR四重極周波数)を完成してきたことをもとに、今年度は相図上に現れた非超伝導相について詳しく研究し、その状態がなにかについてほぼ解明した。中性子磁気非弾性散乱実験においては、その磁気励起の逆格子空間における分布や強度の温度変化を測定することが出来た。これは、弱い郷土の磁気励起を観測出来るほどの大型単結晶作成に成功したことによってもたらされた大きな成果で、この系の微視的特性を理解するキー情報を与えている。特に、フェルミ面のトポロジーについての情報は、超伝導機構の議論を行なう場合の土台となる重要な実験的事実を提出している。また、母物質であるNa_<0.5>CoO_2およびNa_<0.5>CoO_2の磁性に関しても進展が見られたこと、他の多くのフラストレート系で物質探索がなされ、それらの系の特異な物性を明らかにすることができた。Na_xCoO_2・yH_2O研究では、結果の集大成を念頭にした。これまで行ってきた研究は、母物質のNa_xCoO_2から超伝導を示すNa_xCoO_2・yH_2Oまで多岐にわたるが、そこでのNMR測定を中心にした研究で、クーパー対がsinglet状態にあることを示したこと、超伝導転移温度T_c-v_Qの相図(v_Q : NMR四重極周波数)を完成したこと、さらには、その相図上でv_Q領域が二つに分かれた超伝導相がじつは同一の対称性を有すること、などの成果を蓄積してきた。ここでは、大型単結晶を用いた中性子磁気非弾性実験のデータ解析により、singlet電子対の存在を、側面から裏付けたことが特筆される。
アルツハイマー病脳におけるC1-ATPase活性低下機構の解明

【目的】Cl^--ATPaseは神経細胞内Cl濃度を低く保ち、GABAなどによる抑制性神経伝達を可能にしている。本研究では検体の採取が容易な末梢血液リンパ球Cl^--ATPase活性のアミロイドβ(Aβ)による効果を調べ、アルツハイマー病(AD)の早期診断に有用か否かを検討した。【方法】リンパ系白血病細胞(Jurkat)、骨髄系白血病細胞(HL60)および健常人末梢血を用いて検討した。各血球のCl^--ATPase活性、Na^+-K^+-ATPase活性を測定後、10%FBSを含むRPMI1640にてリンパ球を24時間培養し、Aβ25-35(1μM)およびAβ1-42(100nM)の両ATPase活性に及ぼす効果を検討した。更に、これらAβの、リンパ球に対する細胞毒性につき、WST法、LDHを用いて検討した。また、これらATPase活性におよぼすPI4キナーゼ阻害薬(20μM Quercetin)、PI3キナーゼ阻害薬(0.05μM Wartmannin)の作用についても検討した。【結果】Jurkat cellおよびHL-60cell膜分画においてCl^--ATPase活性(0.40±0.10μmol Pi/mg protein/hおよびNa-K-ATPase活性(0.35±0.12μmol Pi/mg protein/h)が認められた。健常人末梢血において、Cl^--ATPase活性は、リンパ球(0.32±0.10μmol Pi/mg protein/h)及び好中球(0.19±0.06)において認められたが、赤血球では認められなかった。他方、Na-K-ATPase活性はリンパ球(0.56±0.11)、好中球(0.18±0.06)、赤血球(0.10±0.05)すべてにおいてその活性が認められた。Aβ25-35(1μM)およびAβ1-42(100nM)はリンパ球Cl^--ATPase活性を有意に低下させ、Na-K-ATPase活性に関しては、低下させる傾向を示した。Cl-ATPaseは、PI4キナーゼ阻害薬(20μM Quercetin)で有為に活性低下が認められたが、PI3キナーゼ阻害薬(0.05μM Wartmannin)では変化が見られなかった。WSTおよびLDH releaseを用いた細胞毒性の検討では、Aβ25-35およびAβ1-42(100nM)ともに有為な変化を示さなかった。【考察】我々は既にCl^--ATPase活性の維持に膜のPI4Pが必要なことを見いだしている。AβによるCl^--ATPase活性低下の機序として、PI4 kinase type IIの低下によるPI4Pの低下が関与する事を、本教室で最近明らかにした。リンパ球においても同様の機序でCl^--ATPase活性が低下することが推測された。AβによるCl^--ATPase活性低下が、神経細胞と同じ様にリンパ球でも認められた事、その機序も中枢神経系と同様であると推測された事から、中枢神経系におけるAβの作用を採取の容易なリンパ球で代用できると考えられ、今後アルツハイマー病の臨床診断の一助となる事が期待される。

Cl-ATPaseは、PI4キナーゼ阻害薬(20μM Quercetin)で有為に活性低下が認められたが、PI3キナーゼ阻害薬(0.05μM Wartmannin)では変化が見られなかった。WSTおよびLDH releaseを用いた細胞毒性の検討では、Aβ25-35およびAβ1-42(100nM)ともに有為な変化を示さなかった。【考察】我々は既にCl^--ATPase活性の維持に膜のPI4Pが必要なことを見いだしている。AβによるCl^--ATPase活性低下の機序として、PI4 kinase type IIの低下によるPI4Pの低下が関与する事を、本教室で最近明らかにした。リンパ球においても同様の機序でCl^--ATPase活性が低下することが推測された。AβによるCl^--ATPase活性低下が、神経細胞と同じ様にリンパ球でも認められた事、その機序も中枢神経系と同様であると推測された事から、中枢神経系におけるAβの作用を採取の容易なリンパ球で代用できると考えられ、今後アルツハイマー病の臨床診断の一助となる事が期待される。【目的】Cl^--ATPaseは神経細胞内Cl濃度を低く保ち、GABAなどによる抑制性神経伝達を可能にしている。我々はアルツハイマー病(AD)脳でCl^--ATPase活性が低下していること、低濃度アミロイドβ蛋白(Aβ)が培養ラット海馬神経細胞において、Cl^--ATPase活性を抑制し、神経細胞内Cl濃度を上昇させることを見いだした。本研究では検体の採取が容易な末梢血液リンパ球Cl^--ATPase活性のAβによる効果を調べ、ADの早期診断に有用か否かを検討する。【方法】AD患者の血液で検討する前に、健常人の検体を用いて検討した。既に我々は、酵素法を用いた高感度ATPase測定法を確立し、微量膜蛋白中のATPase測定が可能となっている。健常人末梢血よりFicoll Paque法にてリンパ球、好中球、赤血球を分離後、ショ糖密度勾配法にて膜蛋白画分を得た。各血球のCl^-ATPase活性、Na-K-ATPase活性を測定後、10%FBSを含むRPMI1640にてリンパ球を24時間培養し、Aβ25-35(1μM)およびAβ1-42(100nM)の両ATPase活性に及ぼす効果を検討した。更に、これらAβの、リンパ球に対する細胞毒性につき、WST法、LDHを用いて検討した。【結果】健常人末梢血Cl^-APase活性は、リンパ球(0.32±0.10μmolPi/mg protein/h)及び好中球(0.19±0.06)において認められたが、赤血球では認められなかった。他方、Na-K-ATPase活性はリンパ球(0.56±0.11)、好中球(0.18±0.06)、赤血球(0.10±0.05)すべてにおいてその活性が認められた。Aβ25-35(1μM)およびAβ1-42(100nM)はリンパ球Cl^-ATPase活性を有意に低下させ、Na-K-ATPase活性に関しては、低下させる傾向を示した。【考察】我々は既にCl^-ATPase活性の維持に膜のPI4Pが必要なことを見いだしている。AβによるCl^-
滞日外国人留学生及び研究者の帯同配偶者の適応に関する研究

本研究の目的は、大学に所属する外国人留学生および研究者の配偶者の適応に関する調査を行い配偶者の適応・不適応の原因をさぐりつつ、大学や地域が彼らに対してどのような支援体制をとるべきかを、検討・提案することである。平成18年度は、平成17年度に行った大学担当者や配偶者を対象とするボランティア、大阪大学および神戸大学の配偶者数名への面接で得た、彼らの属性や生活についての問題点(日本語や医療など)を元にアンケート項目の作成を行った。これらのデータ及び研究者がこれまで蓄積した知識を元にアンケート項目を設定、統計に詳しい者と協議しながら、アンケートを完成させた。アンケートは、日本語で作成したものを英語・中国語・韓国語に翻訳した。それぞれネイティブスピーカーに翻訳を依頼し、中国語・韓国語については、バックトランスレーションを行い、正しく翻訳されているか、チェックを行った。質問項目は、属性、大学および地域からの支援(日本語講座、相談の機会、交流活動)の有無やそれらについての参加の有無、必要としている具体的支援内容、適応尺度、性格を図る尺度である。3極類の言語版、依頼文、切手付返却用封筒を入れたものを1セットとし、各々配偶者に配布、回答者(配偶者)が受け取り後、言語を選択し、返信用封筒に入れて投函するようにした。アンケートの配布にあたっては、国際交流担当者のMLや個人的にアンケート配布の協力を依頼した。東北地方、関東地方、関西地方、九州地方など、あわせて約600部を配布、121のアンケートを回収した。滞日期間については、ばらつきがみられ、日本語、子供、求人などについての支援や情報を必要としていることが明らかになった。母国ではフルタイムであった者が多かったが、日本では無職である者がかなりの数にのぼり、早い時期に適応するためには、日本語能力(上級)向上の支援、求人情報の提供、などが大学及び地域から来日時に行われるべきであると考えられる。本研究の目的は、大学に所属する外国人留学生や研究者の配偶者の適応に関する調査を行い、配偶者の適応・不適応の原因やメカニズムを探りながら、配偶者及び留学生・研究者にとって、どのような受入体制が望ましいのか、検討・提案を行うことである。今年度の研究としては以下のようなことを行った。予備調査を行う前に、留学生・国際交流担当者に配偶者の問題や生活状況に関してヒアリングをおこなった(京都大学、大阪大学、神戸大学)。そのうえで、どのような項目に焦点をあてて配偶者に聞き取りを行うかの検討を行った。その項目を元に、3名の配偶者に聞き取り調査を行った。その結果、配偶者の問題は、多種多様で多岐に渡っていることが浮かび上がった。しかし、共通の問題として、以下のようなことが存在することが明らかになった。一点目は、来日直後の周囲のサポートの有無が、その後の適応の度合いに大きく関わっていることである。特に、宿舎近辺で生活するためのサポート(日本語教育、医療情報等)があった配偶者は、適応が早いと推察された。二点目は、日本語教育の有無との関係である。日本語をある程度身につけていないと、生活は困難になることが明らかになった。三点目は、留学生や研究者である配偶者のサポートである。配偶者は、留学生よりも遅れて来日するケースが多いが、その時点で宿舎が決定していたり、配偶者が日本語クラスやボランティア団体を下調べしている場合は、適応が早いと考えられた。今後は、以上のような適応原因をふまえた上で、アンケート項目を作成し、適応しやすいパターンとそうでないパターンをアンケート調査によって導き出す予定である。
小脳分子コンパートメントと小脳の機能構築

小脳は多種の運動の制御に関与するが、通常の小脳の区分の考え方は必ずしも多様な小脳機能の理解には十分ではなく、本質的な小脳の機能区分の理解が必要である。そのため、われわれはこれまで、小脳皮質において、入出力線維の投射パタンと小脳の分子発現パタンを解析し、アルドラーゼC発現の縞状区画が小脳の機能構築に密接に関わることを明らかにしてきた。小脳の出力核である小脳核において小脳皮質の縞状区画に相当する区画があるかどうかは不明であった。それを明らかにするため、ラットの下オリーブ小脳投射軸索をビオチン化デキストランの下オリーブ核の各所への微量注入によって標識し、その小脳皮質におけるアルドラーゼC発現の縦縞への投射パタンをまず同定した。そして、下オリーブ核からの小脳皮質投射の軸索側枝の小脳核側枝の投射をマッピングし、小脳核におけるアルドラーゼC発現パタンと、下オリーブ小脳核投射パタンを詳細に解析した。小脳核では、プルキンエ細胞軸索終末にアルドラーゼCが発現し、プルキンエ細胞の投射パタンが反映されたアルドラーゼC発現の区画が形成されていた。小脳核における区画のパタンは、背吻側の陰性の区画と腹尾側・外側の陽性の区画の2区画に集約されていた。それらの区画は下オリーブ核からの投射とも密接に関連付けられた。これにより、小脳核の背吻側は体性感覚入力の関与する機能、小脳核の腹尾側・外側はそれ以外の入力の関与する機能に関わると推定される。これは、小脳核の幾つかの場所での電気生理学的な報告と矛盾がなく、小脳の分子区画に関するわれわれの機能的意味付けが一層裏付けられたと思われる。
小腸及び腎尿細管上皮細胞における薬物輸送担体の構造と機能に関する研究

小腸や腎尿細管には種々の薬物輸送体が存在しているが、本研究では尿細管の有機カチオン輸送系(分泌)、小腸のジペプチド輸送系(吸収)を中心にして、これら輸送体の構造と機能について以下の検討を行った。1.培養腎上皮細胞による有機カチオン輸送機構の解析:多孔性フィルター(Transwell^<TM>)上に培養したLLC-PK_1細胞を用い、tetraethylammonium(TEA)の細胞内取り込みと経細胞輸送を測定した。TEAは側底膜側から濃縮的に蓄積され、頂側膜側へ方向選択的に輸送された。有機カチオン輸送体の活性調節について検討した結果、側底膜の輸送体は細胞内外の環境pHによって調節されていること、頂側膜のH^+/有機カチオン逆輸送体は細胞膜を介するpH勾配によって輸送の方向性と輸送能が制御されていることが示された。2.培養腸上皮細胞によるジペプチド輸送機構の解析:基質として経口用セファロスポリン系抗生物質、抗悪性腫瘍剤bestatinを用い、Caco-2細胞シートによる取り込み及び経細胞輸送活性を検討した。頂側膜側からの細胞内蓄積および経細胞輸送は、側底膜側からの場合に比べて有意に高く方向選択的であることが示された。また、頂側膜および側底膜を介する取り込みは、いずれも種々のジペプチド共存下で阻害された。頂側膜側からのbestatin取り込みには弱酸性領域に至適pHが認められたが、側底膜側からの取り込みにはpH依存性が見られなかった。これらの結果から、Caco-2細胞の頂側膜にはH^+勾配依存性の、また側底膜にはH^+勾配非依存性のジペプチド輸送体が発現していることが示唆された。3.アフリカツメガエル卵母細胞によるジペプチド輸送体の発現:Caco-2細胞のmRNAを注入した卵母細胞では、bestatin取り込み活性が上昇し、この取り込みは非標識体やジペプチドの共存によって抑制されること、弱酸性領域に至適pHを有することから、H^+/ジペプチド共輸送体が発現しているものと推察された。
パンルヴェ方程式の数理

本研究課題「パンルヴェ方程式の数理」の目標は、パンルヴェ方程式とその多変数化であるガルニエ系を対象として、それらに関係する数学を多面的かつ総合的に研究することである。詳しく述べれば、パンルヴェ方程式の研究を解析的手法、幾何学的手法、代数的手法を総合的に駆使して推進し、パンルヴェ方程式の研究をプロットタイプとして、ガルニエ系や離散パンルヴェ方程式、q-パンルヴェ方程式等、より幅広い完全積分可能系の研究に発展させること、である。解析的手法に関しては、パンルヴェ方程式の解の解析的な振る舞いについて、最近の研究により新しい展開が期待できるが、この点で進捗があった。パンルヴェ方程式の初期値空間に対応するガルニエ系の幾何学的な構造、具体的にはガルニエ系の初期値空間を構成についての成果が幾何学的手法による研究である。さらに、パンルヴェ方程式のベックルント変換すなわち双有理正準変換を拡張しガルニエ系の双有理正準変換を実現に向かって一歩を進めた。本研究課題の開始時に明らかになりつつあった、パンルヴェ方程式の代数変換(初期値空間の折り畳み)の構造については、ほぼ最終的な結論に到達したと確信している。その結果は次ページに挙げた論文にまとめ、公表した。また、初期値空間の構造に注目した坂井の研究に依れば、パンルヴェ方程式はその退化型まで含めて8つの型を察することが自然である。研究代表者がこれまで研究してきた結果を補填するため、すべてのケースについての結果を共同研究によりまとめたものを次ページに挙げておく。なお、本研究課題を通してステクロフ数学研究所(ロシア)、アレクサンダー・キタエフ(Alexander KITAEV)氏の協力を得た。同氏のパンルヴェ方程式の特殊解に関する研究は若手を中心に我々に良い刺激と影響を与えた。本研究課題の目標は、パンルヴェ方程式とその多変数化であるガルニエ系を対象として、それらに関係する数学を多面的かつ総合的に研究することで、具体的には、(1)パンルヴェ方程式とガルニエ系の研究、(2)数理物理学や工学への応用と数学の他分野への発展、(3)広いクラスの非線形完全積分可能系への発展、の3点である。初年度である平成14年度は、研究テーマの整理と準備に当て、各研究分担者はそれぞれの立場からの研究に基づきグループの構成を行った。対象はパンルヴェ系に直接あるいは間接に関係するものを設定し、他の研究分担者および研究代表者と調整し、国内諸研究機関の研究者や海外の研究者と専門にこだわらず積極的な交流を深めることを目指した。研究代表者が共同研究により得た成果は次の通りである。パンルヴェ方程式の双有理変換はよく知られているが、それ以外にもパンルヴェ方程式には高次の代数的変換を許す。このような変換をパンルヴェ方程式の折り畳みと呼ぶが、そのすべてを決定した。また、パンルヴェIII型方程式は3つのタイプに分けて考察することが自然であることが、最近の幾何学的研究により明らかになったがこの立場からの詳細な研究を行った。さらに、パンルヴェ方程式はある2階線型常微分方程式のホロノミック変形で特徴付けられるが、代数解を代入すると、これらの線型方程式は古典関数で表され、そのモノドロミーを具体的に決定することができる。これらの結果は現在論文を準備中である。この研究において国内外の研究者との共同研究や討論は極めて重要な役割を果たしたので、引き続き積極的に押し進めたい。研究分担者の成果についてはその主なものを文献表に挙げておく。

本研究課題の目標は、パンルヴェ方程式とその多変数化であるガルニエ系を対象として、それらに関係する数学を多面的かつ総合的に研究することで、具体的には、(1)パンルヴェ方程式とガルニエ系の研究、(2)数理物理学や工学への応用と数学の他分野への発展、(3)広いクラスの非線形完全積分可能系への発展、の3点である。初年度である平成14年度は、研究テーマの整理と準備に当て、各研究分担者はそれぞれの立場からの研究に基づきグループの構成を行った。引き続いて平成15年度は、研究のとりまとめと新しいテーマの整理にあてた。各研究分担者はそれぞれの立場から研究課題の遂行は続けたが、得られた成果は順次公表する。対象はパンルヴェ系に直接あるいは間接に関係するものを設定し、他の研究分担者および研究代表者と調整し、国内諸研究機関の研究者や海外の研究者と専門にこだわらず積極的な交流を深めた。前年度以来、研究代表者は共同研究により、パンルヴェ方程式の折り畳み変換について研究し、そのすべてを決定したが、この成果は論文1としてまもなく出版される。また、パンルヴェIII型方程式は、幾何学的な立場からは3つのタイプに分かれるが、この立場からの詳細な研究は現在最終段階にあり、論文をまとめつつある。さらに、パンルヴェ方程式はある2階線型常微分方程式のホロノミック変形で特徴付けられるが、これらの線型方程式は、古典関数で表され、従ってそのモノドロミーが具体的に決定される場合がある。前年度の研究の発展であり、これらの結果もあわせた論文を現在準備中である。この研究において国内外の研究集会などを利用した他研究者との共同研究や討論は極めて重要な役割を果たした。これは今後とも引き続き積極的に押し進めたい。研究分担者の成果についてはその主なものを文献表に挙げておく。本研究課題の目標は、パンルヴェ方程式孝その多変数化であるガルニエ系を対象とし、今年度は以下の3つのグループにより研究を進めた。(a)パンルヴェ方程式の理論的研究:ガルニエ系の初期値空間と対称性(b)一般の非線形可積分系への発展:離散系と超離散系(c)数理物理学、数理工学への応用:τ関数の理論と応用初年度である平成14、15年度に引き続いて平成16年度は具体的な研究課題の遂行は続けつつ、解明されたものは順次公表した。対象はバンルヴェ方程式に直接あるいは間接に関係するものを設定し、国内諸研究機関の研究者や海外の研究者と専門にこだわらず積極的な交流を深めた。一般の非線型可積分系へと発展させるため、数理実験を特にガルニエ系のτ関数の双一次形式について行った。具体的に述べると、この研究の目的はハミルトニアン関数の満たす偏微分方程式系すなわち非線型可積分系を決定することである。今年度中に得られた成果は現在まとめており、次年度には公表したい。分担者は各グループのテーマに沿って必ず自も旧来の手法にこだわらず研究を遂行した。また、今年度は6月にフランスで、2月に日本で大きな国際研究集会が行われ、研究代表者は若手研究者と参加し、海外の研究者を招請して研究打ち合わせ等を行った。今後とも若手研究者のグループを育成する活動のため、11月と3月に海外の研究者との研究連絡等を実施した。
EPMAによるチタン磁鉄鉱の主成分化学組成分析とそれによるテフラの同定

今年度の課題は,本手法についての,1.測定値の精度・確度・再現性の検討と向上といった測定手法自体の洗練化,2.チタン磁鉄鉱の主成分化学組成がテフラの特徴づけに有効であるか否かの検証,3.テフラ同定に対する具体的な応用研究,からなる.1.については平成9年度と今年度に得られた測定値について,測定の精度が保たれかつ,テフラ堆積後の低温酸化による主成分化学組成の変質についての評価を行なった.具体的には測定値に対する再計算用プログラムをあらたに作成して全ての測定値についての検証を行なった.その結果,本方法に本質的な問題は見出されなかったが,測定値の処理や同定する際の数値の取り扱いにはいくつかの注意が必要であることが明らかになった.なお,大量のデータを処理・保存するために設備備品として購入した光磁気ディスクユニットを用いた.2.については同一テフラに含まれるチタン磁鉄鉱が粒径の違いに応じてどの程度に主成分化学組成が変化しうるかを,また,産出地点の違いによる風化度の進行程度がどの程度主成分化学組成に影響を与えるかを検討した.その結果,今回検証対象とした赤城水沼第1テフラのチタン磁鉄鉱については主成分化学組成が安定し,いずれも同定上の大きな問題が生じないことが判明した.3.については,大町APmテフラ群,上宝テフラ,赤城水沼テフラ群,飯縄火山起源テフラについての測定を行ない,従来の対比同定の信頼性を高めると同時に,新たな対比の確立に役立てた.本研究の最終的な目的は次の三項目,すなわち1)測定値の精度・確度・再現性の検討と向上といった測定手法自体の洗練化に関すること,2)チタン磁鉄鉱の主成分がテフラの特徴づけに有効であるか否かの検証,これはテフラごとまたは同じテフラでもフォールユニットの違いや保存条件によりチタン磁鉄鉱の主成分組成がどの程度変化するかの実体を知ること,そして3)実際にテフラ同定に対する応用研究,の以上よりなる.本年度の研究実施計画は,これらの中の1)にかかわる測定方法の改良と,2)の主成分測定の有効性を検証するためによく実体の知られたテフラの測定事例を増やすことからなる.1)については生の測定値をどの様に処理し,いかに評価するかを鉱物学的な従来の研究を参考に検討した.2)については赤城火山起源のプリニアン軽石,北アルプス起源の大町APmテフラ群,飯縄火山起源のプリニアン軽石などを対象に測定を行なった.赤城火山起源のテフラ群については,給源火山が同じであるにもかかわらず,テフラごとまたは同じテフラでもフォールユニットの違いを反映して異なる主成分を持つことが明らかとなり,テフラの特徴づけに有効であることが示された.一方で,大町APmテフラ群については時代を異にするテフラ間でも主成分に変化が現われず,各層の識別に有効でないことが示された.来年度も目的2)のために引き続き事例を増やしてゆくつもりであり,その準備として九州において桜島火山起源の降下軽石層およびその周辺カルデラを起源とする大規模火砕流堆積物,伊豆半島ではカワゴ平火山起源の火砕流堆積物の試料採取を行なった.今年度の課題は,本手法についての,1.測定値の精度・確度・再現性の検討と向上といった測定手法自体の洗練化,2.チタン磁鉄鉱の主成分化学組成がテフラの特徴づけに有効であるか否かの検証,3.テフラ同定に対する具体的な応用研究,からなる.1.については平成9年度と今年度に得られた測定値について,測定の精度が保たれかつ,テフラ堆積後の低温酸化による主成分化学組成の変質についての評価を行なった.具体的には測定値に対する再計算用プログラムをあらたに作成して全ての測定値についての検証を行なった.その結果,本方法に本質的な問題は見出されなかったが,測定値の処理や同定する際の数値の取り扱いにはいくつかの注意が必要であることが明らかになった.なお,大量のデータを処理・保存するために設備備品として購入した光磁気ディスクユニットを用いた.2.については同一テフラに含まれるチタン磁鉄鉱が粒径の違いに応じてどの程度に主成分化学組成が変化しうるかを,また,産出地点の違いによる風化度の進行程度がどの程度主成分化学組成に影響を与えるかを検討した.その結果,今回検証対象とした赤城水沼第1テフラのチタン磁鉄鉱については主成分化学組成が安定し,いずれも同定上の大きな問題が生じないことが判明した.3.については,大町APmテフラ群,上宝テフラ,赤城水沼テフラ群,飯縄火山起源テフラについての測定を行ない,従来の対比同定の信頼性を高めると同時に,新たな対比の確立に役立てた.
自然免疫系の自己識別における役割

異物認識受容体を介した自己・非自己の識別による自然免疫系の活性化を制御する分子機構を解析した。そして、異物認識による遺伝子発現を核内因子IκBζが制御する分子機構を明らかにした。また、異物でありながら非自己として認識されない腸内共生細菌による、腸管自然免疫細胞の活性制御機構を解析した。そして、腸管マクロファージが腸内細菌によりその活性が負に制御されていること、腸管特有の樹状細胞が腸内細菌由来因子により活性化されT細胞応答を誘導することを見出した。(1)パターン認識受容体を介した自己の識別による自然免疫系の活性化を制御する分子機構を、特に核に発現するIκB分子群に標的を絞り明らかにする。IκB分子群が選択的に遺伝子発現を正負に制御する分子機構を明らかにし、自己認識から自然免疫系が活性化される分子機構を明らかにする。(2)腸管には本来非自己である腸内細菌が共生していて、免疫系に種々の影響を与えている。この腸内細菌の識別による腸管自然免疫系の作動機構を解析する。これまでにIkBNSの機能解析から、TLR刺激によるNF-kB依存性の遺伝子発現には早期誘導型と遅期誘導型があり、IkBNSは遅期誘導型の遺伝子発現をNF-kBの活性を制御することにより抑制していることを見出していた。そこで、自然免疫系の活性制御機構をさらに解析するため、TLR刺激によるNF-kB依存性の遺伝子発現に早期誘導型と遅期誘導型に分かれる分子機構を解析した。その結果、早期誘導型遺伝子プロモーターは、クロマチン構造が常に開いた状況にあり、その結果転写制御因子がアクセスし易く、遺伝子発現が早期に誘導されることが明らかになった。一方、遅期誘導型遺伝子プロモーターは、クロマチン構造が閉じており、TLR刺激によって構造変換を受け、転写制御因子がアクセスされやすくなること、そしてこのことが、遺伝子発現が遅れるメカニズムであることが明らかになった。さらに、遅期誘導型遺伝子プロモーターがTLR刺激依存性にクロマチン構造変換を受けるメカニズムを解析した。IkBNSのファミリー分子IkBzは、マクロファージでTLR刺激により早期誘導型遺伝子として誘導される。IkBzノックアウトマウス由来のマクロファージは、TLR刺激による遅期誘導型遺伝子の誘導がほとんど見られない。逆に、IkBzをマクロファージに恒常的に発現させておくと、遅期誘導型遺伝子の誘導が早まった。さらに、IkBzノックアウトマウス由来のマクロファージでは、TLR刺激による遅期誘導型遺伝子プロモーターのhistone H3のtrimethylation(Me3-H3K4:クロマチン構造が開いていることの一つの指標)が誘導されず、逆にIkBzを恒常的に発現させたマクロファージでは、Me3-H3K4が早く誘導された。これらの結果から、IkBzが遅期誘導型遺伝子プロモーターのクロマチン構造変換に関与していることが明らかになった。腸管粘膜固有層には、炎症性腸疾患に深く関わるTh17細胞が多く存在している。腸管粘膜固有層でのTh17細胞の分化誘導機構を解析した。腸管粘膜固有層でのTh17細胞の分化誘導を司る樹状細胞として、腸管粘膜固有層に特有のCD70陽性CD11b陽性樹状細胞を同定した。この樹状細胞を大腸粘膜固有層より単離し脾臓由来のナイーブCD4T細胞を共培養すると、Th17細胞が誘導された。腸内細菌のないgerm freeマウスでは腸管Th17細胞が激減していた。Germ freeマウスの便中のATP(アデノシン3リン酸)濃度はspecific pathogen free(SPF)マウスの便中濃度に比べて極めて低いにとから、ATPのTh17細胞分化への関与を解析した。Gem freeマウスにATPを投与すると、Th17細胞数が増加した。逆にSPFマウスにATP加水分解酵素を投与するとTh17細胞が減少した。また、SPFマウスに抗生剤を投与したところ、便中ATP濃度の低下とともに、Th17細胞数が減少した。これらの結果から、腸内細菌由来のATPが、Th17細胞分化誘導に関わっていることを明らかにした。また、CD70陽性CD11b陽性樹状細胞とナイーブCD4T細胞の共培養中にATPを投与するとTh17細胞分化が増強した。さらに、ATP投与によるTh17細胞分化の誘導は、SCIDマウスへのナイーブT細胞移入による腸炎誘発モデルを増悪させることも見出した。このように、腸管粘膜においては、腸内細菌由来のATPが腸管特有の樹状細胞に作用し、Th17細胞分化を司っているにとが明らかになった。自然免疫系が自己を識別して、どのように免疫系の制御を担っているかを解析している。そのモデルとして、非自己でありながら腸内に共生し、宿主の免疫系の成立に大きな役割を担っている腸内細菌による自然免疫系の活性制御機構を解析している。

昨年度までに、腸管炎症の誘導に深く関与する新規ヘルパーT細胞サブセットTh17細胞の分化誘導を、腸管粘膜固有層に特有に存在しているCD70highCD11b陽性樹状細胞が腸内細菌由来のアデノシン3リン酸依存性に制御していることをあきらかにした。そこで、腸管内のTh17細胞分化に関わる腸内細菌を同定する目的で、腸内細菌のいないgerm freeマウスにSegmented Filamentous Bacteria, Bacteorides spp. Clostridium spp.などの特定の腸内細菌を定着させた。そして、3週間後に腸管のTh17細胞の数を測定した。その結果、大腸では、各腸内細菌の定着により便中のATP濃度上昇や腸管内のTh17細胞の増加がそれほど劇的には認められなかった、しかし、小腸を解析するとSegmented Filamentous Bacteriaを定着させたマウスで、小腸のTh17細胞の数がSPFマウス由来の糞便を飲ませたマウスと同程度に増加していた。これらの結果から、ある特定の腸内細菌が、腸内Th17細胞の分化誘導を担っていることが明らかになった。近年、自然免疫系の活性化機構の解明に伴い、腸管免疫系の制御においても自然免疫担当細胞が深く関与していることが明らかになってきている。腸管粘膜固有層には、種々の特有の自然免疫細胞サブセットが存在している。しかしながら、腸管粘膜特有の樹状細胞に比べて、腸管に局在するマクロファージの活性については不明な点が多い。そこで、大腸マクロファージの活性制御機構について解析した。リポ多糖に反応してIL-12を産生する大腸樹状細胞と比較して、大腸マクロファージはリポ多糖による炎症性サイトカイン産生がみられない。両細胞の遺伝子発現を網羅的に比較解析したところ、大腸マクロファージでは、IL-10関連遺伝子群が強く発現していた。IL-10欠損マウスやStat3変異マウス由来の大腸マクロファージは、リポ多糖による炎症性サイトカインの産生が強く誘導された。大腸では、腸内細菌依存性に大腸マクロファージ自身および制御性T細胞からIL-10が産生される。腸内細菌のいない無菌マウス由来の大腸マクロファージでは、IL-10の産生低下に伴い、炎症性サイトカインの産生が亢進していた。これらの結果から、大腸マクロファージの活性は、腸内細菌依存性に誘導されるIL-10により負に制御されていることが明らかになった。近年、腸管に共生する腸内常在菌が、免疫系に多大な影響を及ぼしていることが明らかになってきた。我々ヒトの健康によい影響を及ぼす腸内細菌がプロバイオティクス細菌として知られている。そこで、プロバイオティクス細菌であるBifidobacterium breveの作用機構を解析した。マウスにB.breveを経口投与し、3か月後に腸管のT細胞を解析すると、大腸においてIL-10を産生するCD4陽性T細胞の数が約2倍に増加していた。IL-10は制御性T細胞から大量に産生されることが知られている。B.breve投与により、Foxp3陽性細胞からのIL-10産生は増加しないが、Foxp3陰性細胞からのIL-10産生が増加した。
細胞性免疫誘導型樹状細胞の結核ワクチンへの応用

結核菌を含む細胞内寄生菌に対する安全で有効なワクチンの開発が切望されている.我々は生体で最も強力な抗原提示細胞である樹状細胞(Dendritic cell ; DC)を用いたDCワクチンが,結核菌を含む細胞内寄生菌に対し有効であることを報告してきた.一方,我々は同時に従来と異なった培養を用いることで, DCをより細胞性免疫の誘導をきたしやすい細胞性免疫誘導型DC(DC1)を作製することに成功し,腫瘍モデルでその有効性を確認した.今回このようなDC1ワクチンを用いて細胞内寄生菌であるリステリアモデルでその有用性を検討した.その結果, GM-CSF, IL-4, IFN-・,およびLPSにて培養したDC(DC1)投与群において, GM-CSFおよびLPSのみにて培養したDC(通常型DC)投与群に比し有意に抗原特異的なCTL誘導および感染防御能が増強することが確認され,さらに有意な生存期間の延長も認められた.細胞性免疫誘導型DCワクチンは細胞内寄生菌に対する有望なワクチンと考えられる.結核菌を含む細胞内寄生菌に対する安全で有効なワクチンの開発が切望されている.我々は生体で最も強力な抗原提示細胞である樹状細胞(Dendritic cell ; DC)を用いたDCワクチンが,結核菌を含む細胞内寄生菌に対し有効であることを報告してきた.一方,我々は同時に従来と異なった培養を用いることで, DCをより細胞性免疫の誘導をきたしやすい細胞性免疫誘導型DC(DC1)を作製することに成功し,腫瘍モデルでその有効性を確認した.今回このようなDC1ワクチンを用いて細胞内寄生菌であるリステリアモデルでその有用性を検討した.その結果, GM-CSF, IL-4, IFN-・,およびLPSにて培養したDC(DC1)投与群において, GM-CSFおよびLPSのみにて培養したDC(通常型DC)投与群に比し有意に抗原特異的なCTL誘導および感染防御能が増強することが確認され,さらに有意な生存期間の延長も認められた.細胞性免疫誘導型DCワクチンは細胞内寄生菌に対する有望なワクチンと考えられる.本研究の特色は,生体で最も強力な抗原提示細胞であるDCに,体外および体内においてその機能を増強するようなサイトカイン刺激およびシグナルを加え,BCGより優れた効果をもった全く新しいタイプの抗結核ワクチンを開発し,更にMDR-TB感染症などの治療への応用を試みることにある.平成21年度は,実験の系の安定に時間を要したが,まずは結核と同様な細胞内寄生菌であり抗原性のより確立されたListeria monocytogenesのモデルを用い生体外型細胞性免疫誘導型DCワクチンを作製しその効果を評価した.ワクチン作製においては当初の予定通り生体外においてIFN-γ等のサイトカインで刺激し,強いIL-12産生能を有するDCワクチンを作製することに成功した.このワクチンをマウスに免疫し,4週間後の脾細胞からのIFN-γの産生,抗原特異的CTLの誘導およびワクチンによって誘導される感染防御能の強さを臓器内菌量で評価し,コントロールのDC群およびListeria monocytogenesの生菌を接種したマウスと比較した.その結果生体外型細胞性免疫誘導型DCワクチンを免疫した群において有意に脾細胞からのListeria monocytogenesのエピトープであるLLO91-99に対する抗原特異的なIFNγの産生を確認した.また同様に有意な抗原特異的なCTLを誘導した.さらに感染防御能の実験においては有意に臓器内菌量の減少をきたし,強い感染防御能を有することが確認された.現在結核菌および細胞外型のDCワクチンの作製を行うとともに,投与回数および投与間隔についても,我々のこれまでの検討結果(Cancer Res, 2007)(J Immunol, 2008)を踏まえ慎重に検討を重ねている.本研究の特色は,生体で最も強力な抗原提示細胞であるDCに,体外および体内においてその機能を増強するようなサイトカイン刺激およびシグナルを加え,BCGより優れた効果をもった全く新しいタイプの抗結核ワクチンを開発し,更にMDR-TB感染症などの治療への応用を試みることにある.一昨年および昨年度は,その系の確立のためより抗原性が確立されているリステリアモデルにて,生体外型細胞性免疫誘導ワクチンを開発し,実験を行ったところ有効なCTL誘導および感染防御能を来すことを確認した.その後,昨年の研究で生存率の解析においても細胞性免疫誘導型樹状細胞ワクチンは強力に奏功することを証明した.更に昨年の我々の研究で,生体内型細胞性免疫誘導型ワクチンについては,LCMV(マウス白血病ウイルス)のクラスIエピトープのみならず,スーパー抗原を用いても強力な抗原特異的な細胞性免疫を誘導することが確認され(Cacer Immunol Immunother, in press),予定通り本年度は生体内型細胞性免疫誘導型ワクチンを感染モデルにも適応してゆく予定である.またこれらの機序を解析するためIL-12p40ノックアウトマウスより樹状細胞ワクチンを作製し効果を比較したところ,IL-12p40ノックアウトマウス樹状細胞投与群では有意に効果が減弱し,細胞性免疫誘導型樹状細胞ワクチンはIL-12依存性であることが示された.一方でコントロール樹状細胞投与群に比すとIL-12p40ノックアウトマウス樹状細胞投与群も有意に感染防御能を有していたことから,その効果に別の機序も加担している可能性が示唆された.

ワクチン開発の観点からも,同機序の解明も引き続き行っていく予定である.また上記結果が得られたことから,発表および英文での論文化を進める予定である.本年度は引き続き,結核菌における有効性の確認およびDCワクチンのマウス再燃結核感染モデルにおける感染防御能の評価を進めていく予定である.本研究の特色は,生体で最も強力な抗原提示細胞であるDCに,体外および体内においてその機能を増強するようなサイトカイン刺激およびシグナルを加え,BCGより優れた効果をもった全く新しいタイプの抗結核ワクチンを開発し,更にMDR-TB感染症などの治療への応用を試みることにある.今回我々は,結核菌と同じ細胞内寄生菌でより抗原性が確立されているリステリアモデルにて,生体外型細胞性免疫誘導ワクチンの開発に成功し実験を行ってきた.その結果,有効なCTL誘導および感染防御能を来すことを確認した.また,これらの機序を解析するためIL-12p40ノックアウトマウスより樹状細胞ワクチンを作製し効果を比較したところ,IL-12p40ノックアウトマウス樹状細胞投与群では有意に効果が減弱し,細胞性免疫誘導型樹状細胞ワクチンはIL-12依存性であることが示された.その後,生存率の解析においても細胞性免疫誘導型樹状細胞ワクチン投与群で有意に生存期間の延長を認めることを確認した.これらの実験結果より本年は主として,前記結果の追加実験,確証するための実験および,学会発表,論文作成を行い,先日英文雑誌に受理された(Enhancement of protective immunity against intracellular bacteria using type-1 polarized dendriticcell (DC)vaccine, Vaccine, 2012).更に我々の研究で,生体内型細胞性免疫誘導型ワクチンの癌モデルでの有効性を確認し(Cacer Immunol Immunother, 2011)感染モデルにも適応する実験を行っている.今後は引き続き,結核菌における有効性の確認およびDCワクチンのマウス再燃結核感染モデルにおける感染防御能の評価を進めるのみならず,臨床応用を目指し結核患者の細胞を用いた実験を予定している.