hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNA内過剰電子移動のダイナミクス解析による核酸塩基損傷反応機構の解明

前年度は、フェノチアジン誘導体などを光誘起電子供与体に、ジシアノアントラセンなどを電子受容体としてDNA内に導入し、時間分解レーザーフラッシュフォトリシスを行ったが、電子移動に起因する過渡吸収スペクトルは観測できなかった。本年度は光誘起電子供与性のジアミノスチルベンをDNA二重鎖末端にキャッピングするように導入し、電子移動反応性を検討した。新たに合成したジアミノスチルベン誘導体は、波長320400nmに比較的大きな吸収帯を持ち、還元電位もDNA塩基を一電子還元するのに十分であることがわかった。電子移動反応性を調べるために、電子受容体としてブロモウラシルをDNA内に挿入し、ゲル電気泳動法により定量したところ、従来の電子供与体と比較して効率よく電子注入できることが明らかとなった。この新規DNAにおける電荷移動速度を見積るためにレーザーフラッシュフォトリシスをおこなったところ、スチルベン由来のラジカルカチオン吸収スペクトルが観測された。しかしながら反応速度が速く、現有の装置で追跡することはできなかった。分子内移動電子により還元され生成する化合物は、電子親和性の高いチミンあるいはシトシン構造由来であると予想される。そこで放射線化学的に電子注入したDNAと、上記の光誘起電子供与体で電子注入したDNAに対して、生成する損傷DNAの同定・定量をおこなったところ、放射線照射により生成する水和電子は、チミン塩基を効率よく還元してジヒドロチミンを生成するのに対して、光還元剤からの電子注入では、損傷生成はごくわずかであった。このことから、後者の反応では逆電子移動反応プロセスが損傷生成反応よりも優先して起こることが示唆された。DNA二重鎖中に光誘起電子供与体と受容体を導入し、時間分解レーザーフラッシュフォトリシス分析により、生成するラジカルイオンの生成・減衰の動的挙動の解析をおこなった。1、DNAへの過剰電子注入のための光誘起一電子還元剤として、電子供与性ラジカルアニオンを生じるアントラキノン、およびフェノチアジン、ジベンゾフェノン誘導体のスクシンイミジルエステルを合成し、別途DNA自動合成機により合成したアミノリンカーを有するDNAと縮合した。他方、電子受容体にはシアノアントラセンあるいはフルオレノンを選択し、同様にDNA内への導入を試みた。いずれの場合にも生成物を高速液体クロマトグラフィーで単離精製し、目的DNA鎖を得ることに成功した。2、ラジカルイオン中間体の挙動観測をナノ秒領域で行うために、上記で合成した試料に対してDNAの吸収波長とは異なる波長(355nm)において電子供与体へのYAGレーザー励起を行い、生成するラジカルカチオンおよび、電子移動により生成する電子受容体のラジカルアニオンのスペクトル経時変化を測定した。プローブとして、フェノチアジン、ジシアノアントラセンを用いた場合には、それぞれの過渡吸収が弱く明らかの吸収変化が観測できなかった。また、ジベンゾフェノン-フルオレノンを用いた場合には、2つのプローブのDNA内距離に依存して反応速度が変化する様子が観測されたが、その依存性がDNA内を経る電子移動反応によるのか、あるいは直接電子移動反応に由来するのか区別するには至らなかった。
古墳時代鉄鏃の変化と地域性に関する数理的解析

楕円フーリエ解析は、対象物の輪郭全体の形状を数量化し、それを主成分分析と組み合わせることで,研究者が特定の特徴を選択することなしに,「変異幅が大きい」形態的特徴を主成分として可視化する方法である。この方法を駆使して、柳葉形鉄鏃および柳葉形銅鏃という古墳時代を代表する武器について、これまでに明らかにされてこなかった変化や変異の存在と、その量や方向性を明らかにすることができた。まず、5世紀の柳葉形鉄鏃の平面図データを収集・調整し、楕円フーリエ解析を行った。解析の対象としたのは、他の出土品の様式などから年代が明確で,なおかつ一度に多量に出土した例で、楕円フーリエ解析に耐えるほど良好に外形が残存していた、日本列島および朝鮮半島の約250点である。解析の結果、九州北部の資料に、他の地域の資料とは異なる変異が認められ、考古学的な検討によって、それらは時間差によるものではなく、空間的変異であることが明らかになった。従来の肉眼的観察では、この種の鉄鏃はきわめて斉一性の高いものが列島の広範囲に一様に分布し、さらに朝鮮半島にも点的に分布すると考えられていたので、ここで導かれた以上のような認識は、古墳時代の武器生産の実態についてのこれまでの想定に変更を迫る重要な結果である。次に、柳葉形鉄鏃に先行し、その成立に大きな影響を与えた34世紀の柳葉形銅鏃についても平面図データを収集し、楕円フーリエ解析をおこなった。解析の対象としたのは、奈良県メスリ山古墳出土の約100点を中心に350点程度である。その結果、柳葉形鉄鏃は、存続時期の後半である4世紀中葉以降に急速な形態変化が生じたことが明らかになった。さらに、形態変化の方向を分析することによって、この急速な形態変化は、複数のベクトルを持って多様に発生したことも数量的に明示した。第一に、柳葉形鉄鏃という、本研究で分析の主対象としていた資料群については、2年目に当たる本年度までにおおむね解析を完了し、時間的変化と空間的変異を数量的に可視化できるまでに至った。とくに、これまで認識されていたかった空間的変異の存在が認識できたことは、次年度に予定するする歴史学的・進化科学的検討に大きなはずみを与えるものである。また、当初は柳葉形鉄鏃の関連資料として分析対象に加えた柳葉形銅鏃も、本年度中に主要資料の解析が完了し、次年度の歴史学的・進化科学的検討の有効な材料となる。以上、柳葉形鉄鏃よび柳葉形銅鏃に関する分析は、当初の計画以上に進んでいる。第二に、当初に予定していた柳葉形の鏃身をもつ平根系長頸鏃については、分析の対象資料の検討をさらに深めた方が成果がより上がるという予測から、同地域において柳葉形鉄鏃とほぼ同時期に盛行した圭頭形鉄鏃に対象を変更したために、解析が次年度前半にずれ込んだ。したがってこの点については、進行がやや遅れている。以上の第一と第二を総合し、全体としての現在までの進行状況は、おおむね順調に進展しているという評価を下した。今後解析の必要がある圭頭形鉄鏃は、九州を中心に約500点程度の資料が集まっているので、それを速やかに楕円フーリエ解析にかける。このことによって、柳葉形鉄鏃を中心に、それに先行する柳葉形銅鏃、およびそれに併行しつつ盛行地域を異にする圭頭形鉄鏃の分析を、最終年度となる次年度の前半に完了する。併行して、確認作業として、解析の完了した朝鮮半島出土の柳葉形鉄鏃(解析の結果としては日本列島出土のものと比べて空間的変異は認められない)を実地に観察し、日本列島出土品との比較検証を行い、列島からもたらされた可能性を確定する。次年度の後半には、楕円フーリエ解析で析出された上記諸資料の時間的変化・空間的変異を、歴史学および進化科学の両面から解釈する作業を、議論を通じて行い、その成果を論文(日本語・英語)や公開シンポジウムを通じて公開する。本研究では、古墳時代の武器のうち、時間・空間とももっとも普遍的に多くの個体数が存在し、なおかつ形態の時間的変化・空間的変異が顕著に認められる点で、生物の示準化石・示相化石にもたとえられる「鉄鏃」について、データを集成し、平面形を数理的に把握するために、その輪郭に対して「楕円フーリエ解析」を行う。さらに、解析された個々のデータ間の類似度を、「主成分分析」により、グラフ上の距離と方向として表示する。平成29年度は、これらの鉄鏃のうち主として5世紀前半に製作された「柳葉形鉄鏃」を対象として、まず6月から8月にかけて、近畿地方の代表例である大阪府豊中市大塚古墳および大阪府堺市七観古墳、ならびに関東地方の代表例である東京都世田谷区野毛大塚古墳の資料について、それぞれの調査報告書の実測図をもとにデータを、研究代表者の松木が整備した。これらのデータを研究分担者の田村が楕円フーリエ解析を用いて分析したところ、大塚古墳の個体群がグラフの距離・方向の上で独特の分布を示す一方で、七観古墳と野毛大塚古墳のデータには分布域が重なるものが多いなどの結果を可視化できた。

9月12月にかけて、松木・田村および研究分担者の中尾・橋本ならびに研究協力者の高田・野下で検討をした結果、大塚古墳のデータの独特な分布は、それらがデータソースをなす3つの古墳のうちでも時間的にやや古く位置づけられることと関係するのではないかとの結論に達した。このことは以前より感覚的に指摘されていたことであるが、今回の作業で数理的な裏付けのもと可視化できた。本年度の作業では上記の時間的変化の分析と解釈に力点が置かれたが、これが明らかになったことにより、以後は空間的な変異を本格的な検討の対象にするための作業前提を得ることができた。平成29年度は、鉄鏃の時間的変化(編年)と空間的変異(地域性)の数理的可視化をもとにした新しい意義付けのために、楕円フーリエ解析による分析が有効であることが明確になった点は重要な成果である。ただし、引き続いてデータを網羅的に解析する作業の進行がやや遅れている。中部関東では東京都野毛大塚古墳ほか約10例、近畿では大阪府七観古墳・京都府恵解山古墳ほか約20例、中国・四国・九州では福岡県月岡古墳ほか約15例、その他(北陸・東北など)が約10例ほどで、報告書の図面の集成はほぼ完了したが、それを解析にかけるための準備作業(松木が担当)が遅滞した。遅滞の理由の一つは、松木と田村の意見交換の中で、どの程度まで完形に近い状態で遺存した資料(考古資料には欠損品が多い)をデータとして解析に取り込むかという問題が生じ、柳葉形鉄鏃の鏃身下半部の棘部よりも先端寄りが完存した個体を対象とすべきであるという認識が導かれ、それに合致した資料群の整備に予想以上の時間がかかったためである。楕円フーリエ解析は、対象物の輪郭全体の形状を数量化し、それを主成分分析と組み合わせることで,研究者が特定の特徴を選択することなしに,「変異幅が大きい」形態的特徴を主成分として可視化する方法である。この方法を駆使して、柳葉形鉄鏃および柳葉形銅鏃という古墳時代を代表する武器について、これまでに明らかにされてこなかった変化や変異の存在と、その量や方向性を明らかにすることができた。まず、5世紀の柳葉形鉄鏃の平面図データを収集・調整し、楕円フーリエ解析を行った。解析の対象としたのは、他の出土品の様式などから年代が明確で,なおかつ一度に多量に出土した例で、楕円フーリエ解析に耐えるほど良好に外形が残存していた、日本列島および朝鮮半島の約250点である。解析の結果、九州北部の資料に、他の地域の資料とは異なる変異が認められ、考古学的な検討によって、それらは時間差によるものではなく、空間的変異であることが明らかになった。従来の肉眼的観察では、この種の鉄鏃はきわめて斉一性の高いものが列島の広範囲に一様に分布し、さらに朝鮮半島にも点的に分布すると考えられていたので、ここで導かれた以上のような認識は、古墳時代の武器生産の実態についてのこれまでの想定に変更を迫る重要な結果である。次に、柳葉形鉄鏃に先行し、その成立に大きな影響を与えた34世紀の柳葉形銅鏃についても平面図データを収集し、楕円フーリエ解析をおこなった。解析の対象としたのは、奈良県メスリ山古墳出土の約100点を中心に350点程度である。その結果、柳葉形鉄鏃は、存続時期の後半である4世紀中葉以降に急速な形態変化が生じたことが明らかになった。さらに、形態変化の方向を分析することによって、この急速な形態変化は、複数のベクトルを持って多様に発生したことも数量的に明示した。第一に、柳葉形鉄鏃という、本研究で分析の主対象としていた資料群については、2年目に当たる本年度までにおおむね解析を完了し、時間的変化と空間的変異を数量的に可視化できるまでに至った。とくに、これまで認識されていたかった空間的変異の存在が認識できたことは、次年度に予定するする歴史学的・進化科学的検討に大きなはずみを与えるものである。また、当初は柳葉形鉄鏃の関連資料として分析対象に加えた柳葉
廃棄物燃焼灰中ダイオキシンの密閉型振動流動層分解処理技術の開発

本研究では、既設の廃棄物焼却設備に軽便に装着可能な飛灰中ダイオキシンの無酸素条件中温熱分解無害化装置の開発をねらいとし、要素技術の提案と、その基礎性能を明らかにすることを目的としている。分解装置の構想は、飛灰層を内蔵する密閉容器に重力方向の振動を与え、密閉容器と飛灰層の相対移動により誘起される系内ガス流れに整流操作を加えて流動層を形成し、その高い伝熱性能により飛灰層を高速加熱するものである。上記案に基づく、人口約2500人用廃棄物焼却設備からの飛灰処が可能なサイズの可視可装置を試作し、5150ミクロンの無定形粒子である一般廃棄物焼却場飛灰を模擬した平均径50ミクロンのガラスビーズを用いて、流動可能範囲、加熱要素と流動層間熱伝達レベルを実験的に明らかにした。なお、整流装置として上下に自由運動する鋼球を介し気体の下方流通のみを許容する逆止弁を組み込んだ通気管を試用した。粒子の流動化に要する容器の下方振動加速度は重力加速度の1.3倍程度で十分であり、流動層内発生圧力、流通ガス量は振動数、鋼球の運動範囲設定などの操作条件により調整可能なこと、熱伝達係数は通常流動層のそれに対しそん色のないことが認められた。また、簡単な運動解析による上記実験結果を説明する計算モデルの作成にかかっている。これらの結果は国内外の研究発表会で報告し、また国内特許を出願中である。今後、スケールアップ、実設計の要点となる基礎的な現象の実験的研究を系統的に進める予定である。この構想による反応器は、本目的の飛灰中ダイオキシン分解のみならず、粒子の加熱調質などにも適用可能との示唆も受けている。本研究者らは、廃棄物焼却灰中ダイオキシンの軽便な熱分解処理装置として、特殊な通気管を有する密閉容器を上下に振動し、内部の飛灰層を無酸素・高温条件下で流動・加熱する新しい密閉型振動流動層を考案した。本年度は、この構想に基づき、飛灰の幾何学的特性観察、振動流動層コールドモデル器の設計・試作、試作器による振動流動実験を行った。ます、名古屋市内のいくつかの一般廃棄物焼却揚より飛灰サンプルを採集し、電子顕微鏡により幾何学的特性を観察したところ、飛灰は5150ミクロン程度の幅広い粒径分布を持つ無定形粒子であることが確認された。次に、装置の上下振動と粒子層の慣性を利用する全く新しい振動流動層を設計するために、簡単な数理モデルによる計算を行った。これにより、粒子層を装置に対して浮揚させるために必要な振動条件など、設計に必要な指針を得ることができた。これをもとに振動流動層コールドモデル器を試作し、テスト粒子として粒径30150ミクロンの球形ガラスビーズを用い、流動化の確認実験を行った。計算から求められた振動条件よりも高い振動数において、テスト粒子層が気廟流動化されることを確認した。次に、1500ミクロンの幅広い粒径分布を持つ無定形炭酸カルシウム粒子を用いて振動流動実験を行ったところ、球形ガラスビーズとほぼ同一振動条件ボにおいて流動化することができた。以上の結果から、特殊な通気管を有する密閉容器を上下振動させることて流動層を形成することができ、飛灰中ダイオキシン分解に必要な無酸素・高温条件を造成できる見通しを得た。

分解装置の構想は、飛灰層を内蔵する密閉容器に重力方向の振動を与え、密閉容器と飛灰層の相対移動により誘起される系内ガス流れに整流操作を加えて流動層を形成し、その高い伝熱性能により飛灰層を高速加熱するものである。上記案に基づく、人口約2500人用廃棄物焼却設備からの飛灰処が可能なサイズの可視化装置を試作し、5150ミクロンの無定形粒子である飛灰を模擬した平均径50ミクロンのガラスビーズを用いて、流動可能範囲、加熱要素と流動層間熱伝達レベルを実験的に明らかにした。なお、ガス流れの整流操作装置の試案として、上下に自由運動する鋼球・台座・ストッパーより構成され一方向通気を許容する逆止弁を組み込んだ通気管を用い、これにより容器の上下を連結した。粒子の流動化に要する容器の下方振動加速度は重力加速度の1.3倍程度で十分であり、流動層内発生圧力と流通ガス量は、振動数、鋼球の運動範囲など操作条件により調整可能なこと、熱伝達係数は通常流動層のそれにそん色ないことが認められた。また、簡単な運動解析による上記実験結果を説明する計算モデルの作成にかかっている。これらの結果は国内の研究発表会で報告し、国際会議での研究発表も予定している。また、国内特許を出願中である。今後、スケールアップ、実設計の要点となる基礎的現象の実験的解明を系統的に進める予定である。
IT活用による『資本論』第2部成立過程の全容解明と関連刊本・草稿のデータベース化

本研究の目的は、国際マルクス/エンゲルス財団(IMES、本部:アムステルダム社会史国際研究所)およびベルリン=ブランデンブルク科学アカデミー(BBAW)との密接な協力のもとに、次の2課題を達成するところにあった。すなわち:2.上記課題の後半、『r資本論』第2部初版,再版を収録する新MEGA第II部第13巻編集のために,両刊本オリジナルをデジタル化し,同時に『資本論』第2部に関するマルクス/エンゲルスの全草稿および刊本の画像データと,対応する新MEGA各巻テキスト(解読原稿)とを照合可能にするデータベースを開発・構築すること。研究代表者は、共同研究者および国内外の協力研究者と共に課題達成に努め、所期の目的を首尾良く果たすことができた。本研究における最大の成果は、1885年にマルクス著、エンゲルス編の著作として、ハンブルクのオットー・マイスナー書店から公刊された『資本論』第2部「資本の流通過程」の成立過程の全容を解明し、その成果を新MEGA第II部門第12,13巻として取り纏め、第12巻は2005年11月に刊行し、第13巻は本年(2007年)秋以降に刊行することを確定したところにある。1920年代に開始された旧MEGAを含めると、MEGAの歴史は80年を超える。日本人研究者がこの編集刊行に直接参画し、原草稿の解読作業からテキスト確定、学術附属資料部の完成まで中心になって作業を進めたのはこの巻が最初の試みであって、日本国内は無論、海外、特にドイツで極め高い評価を受けた。本研究の目的は、ベルリン=ブランデンブルク科学アカデミーとの密接な協力のもとに、次の2課題を達成するところにある。すなわち、(1)『資本論』第2部エンゲルス編集原稿(1884-85年),および同部初版(1885年)と再版(1891年)成立過程の全容を解明し,成果を新MEGA第II部第12,13巻の編集テキストに取り纏ること、(2)上記課題の後半、『資本論』第2部初版,再版を収録する新MEGA第II部第13巻編集のために,両刊本オリジナルをデジタル化し,同時に『資本論』第2部に関するマルクス/エンゲルスの全草稿および刊本の画像データと,対応する新MEGA各巻テキスト(解読原稿)とを照合可能にするデータベースを開発・構築すること、であった。本年度の研究では、上記第(1)課題のうち、『資本論』第2部エンゲルス編集原稿のMEGA^2第II部第12巻編集テキストを完成させ、ベルリン=ブランデンブルク科学アカデミーのIMES(国際マルクス/エンゲルス財団)事務局に届け、関係者と今後の予定を協議すると共に、鑑閲(Gutachten)に委ねることになった。上記第(2)課題では、2003年6月にアムステルダム・社会史国際研究所を訪問し、エンゲルス編集原稿そのもの(オリジナル)のデジタル画像化(撮影)をはかり、帰国後、画像データを解析と編集を開始した。第(1)課題に関連してベルリン=ブランデンブルク科学アカデミーからロルフ・ヘッカー教授を2度、またモスクワ・ロシア国立社会=政治史アルヒーフからリュドミーラ・ヴァーシナ博士を招聘し、意見交換とMEGA^2編集の促進に努めた。さらに第(2)課題に関連してモスクワの同アルヒーフからヴァシーリ・フォミチョフ博士を招聘し、アルヒーフ所蔵のマルクス/エンゲルス文書のデジタル化で意見交換と計画策定に努めた。本年度に公表した関連論文は別表の通りである。

平成16年度に取り組んだ課題は、(1)ベルリン=ブランデンブルク科学アカデミーとの密接な協力のもとに,新MEGA第II部第12巻「『資本論』第2部エンゲルス編集原稿」の編集テキストを印刷テキストに加工すること、(2)エンゲルスが、この「編集原稿」(1884-1885年)にさらに手を加え、『資本論』第2部初版(1885年)再版(1893年)を編集刊行する過程を解明し、成果を新MEGA第II部第13巻編集テキストに取り纏めること、(3)平成15年に開始したデータベースを拡充補完することであった。課題(1)では、MEGAの事務局を担当するベルリン=ブランデンブルク科学アカデミーに提出していた新MEGA第II部第12巻「『資本論』第2部エンゲルス編集原稿」の編集テキストへのドイツ人専門家による鑑閲(Gutaachten)を踏まえ、ここで指摘された点について、精査のうえ、テキストの改善に取り組んだ。本巻は次年度秋には刊行されることが確定した。大村はこの成果を、ナポリおよびボンで開催された国際学会、国際研究集会で報告した。国内では、大村、宮川、守がその成果を経済理論学会2004年度全国大会(於:大阪経済大学、2004年10月)で報告した。また2004年夏に本研究参加者全員が加わった座談会を開催し主論点を『経済』誌で公表した課題(2)では、(a)新MEGA第II部第13巻の本文テキストの確定と、(b)初版原稿と「編集原稿」との、また初版原稿と再版原稿との異同の解明とリストアップに取り組んだ。(a)についてはこの確定を終え、校正を残すだけとなった。(b)では機械的な照合精査はこれを完了することができた。第(3)課題の拡充補完では、平成15年度にOCRによってデジタル化した(1)新MEGA第II部第4巻(『資本論』第2部草稿I)(2)『資本論』第2部初版及び再版のデジタルテキストの再点検、(3)モスクワ・ロシア国立社会=政治史アルヒーフでの関連するマルクス/エンゲルスの草稿画像蒐集とその編集を中心に取り組んだ。計画は順調に進行した。本年度(平成17年度)は、次の3課題に集中して取り組んだ。1.本研究では平成15年のプロジェクト発足以来、最大の課題の一つとして新MEGA第II部門第12巻(Karl Marx Friedrich Engels Gesamtausgabe(MEGA), zweite Abteilung"Das Kapital"und Vorarbeiten, Band 12)の編集刊行を追求し、本年度央にようやくこれを実現した(出版社:Akademie Verlag, Berlin)。テキスト部484ページ、アパラート(学術附属資料部)846ページ、総計1330ページの大冊である。1920年代に開始された旧MEGAを含めると、MEGAの歴史は80年を超える。日本人研究者がこの編集刊行に直接参画し、原草稿の解読作業からテキスト確定、学術附属資料部の完成まで中心になって作業を進めたのはこの巻が最初の試みであった。本研究ではこの刊行を記念する国際専門家会議およびシンポジウムを開催した。専門家会議は「日・独・露の研究協力によるマルクス『資本論』の歴史的=批判的編集」と題して11月21-24日にびわ湖畔の同志社大学の研修施設で、シンポジウムは「マルクス『資本論』の歴史的=批判的編集とその現代的意義」と題して中央大学後楽園キャンパスで開催した。前者の専門家会議には、国際マルクス/エンゲルス財団事務局長マンフレート・ノイハウス教授をはじめ、独(6)、蘭(1)、伊(1)、露(2)、中(2)、韓(1)、日(14)、総計27人の研究者が参加し、東京シンポジウムにはこれらの研究者のほか約100名を超える日本人研究者が参加した。2つの国際会議は「日本におけるドイツ2005-2006年」の公式プログラムに組み込まれ、シンポジウムでは、ヘンリク・シュミーゲロードイツ大使から祝辞があった。
多細胞体制の形成機構-遺伝的モザイク・キメラによるクローン解析

本研究班の目的を達成するために、哺乳類の細胞キメラ、DNAキメラ(トランスジェニックマウス)、および胎仔培養を用いる発生工学、ホヤおよびカエルのモザイク・キメラの応用による解析、更にコンピューターによるキメラの組織細胞パターン解析が行われた。1.哺乳類の細胞キメラとしては、(1)ヌードマウスと正常マウスのキメラ解析から、nu遺伝子は胸腺上皮細胞の誘導因子の欠損遺伝子の可能性のあること、(2)シバラーマウスと正常マウスのキメラ解析から、shi遺伝子はミエリン塩基性蛋白の欠損遺伝子であること、(3)テラトーマ好発系と稀発系マウスのキメラ解析により、テラトーマの形成には卵細胞の内因性とその発現を促がす環境の協同作業が必要であること、(4)マウスとラットの間の異種間キメラが少くとも試験管内で胚盤胞にまで発生し得たこと、などの成果が得られた。2.哺乳類のDNAキメラの研究では、(1)ヒトγ鎖遺伝子を導入したマウスで、B細胞に特異的に発現せしめるのにエンハンサーが重要であること、またマウスのクラス【II】主要組組織適合抗原の導入にも成功し、免疫学的に大きな知見を得たこと、(2)シバラーマウスに正常のミエリン塩基性蛋白遺伝子を導入し、その組み込みに成功したが、発現が不成功のためシバラーマウスの症状回善は認められないことが示された。3.マウスの胎仔培養系が確立され、唇裂をおこすCL/Frマウスと正常マウスのキメラの作成とその試験管内での検討が可能となった。4.ホヤ胚に関しては、形態学的、生化学的、および電気生理学的手法を用いて細胞系統図に新しい知見が加えられ、またカエル胚に関しては細胞キメラDNAキメラの作成が可能となり、今後の発展が期待された。5.キメラマウスの組織細胞パターンの解析がコンピューターモデルを用いて可能となり、その有用性が明らかとなった。
民法94条の解釈による債権回収手段拡充の可能性:フランスの法制度との比較を通じて

フランス民法1321条の解釈から判例において認められている「虚偽表示確認の訴え」が、同条において保護される第三者のうち、無担保(一般)債権者によって債権回収あるいは保全手段として利用されている実態と、この訴えを提起することによって得られる利点を、詐害行為取消権との対比において明らかにすることができた。平成21年度は、フランスにおいて債権回収手段の1つあるいは補完手段として機能しているとされる虚偽表示確認の訴に関して、平成21年3月から9月末にかけてストラスブール大学企業法センターに客員研究員として派遣された折、関連する文献調査および収集を行った。帰国後、平成21年度末までの間、収集した文献の整理および分析作業に終始し、具体的な業績を公表するには至らなかったが、虚偽表示確認の訴を行使する利点を明らかにすることができた。今年度の作業を前提として、来年度は、虚偽表示確認の訴の実益を検証すべく、とりわけ詐害行為取消権の行使要件および効果との比較を丹念に行い、本訴権を民法94条の解釈によってわが国に導入するための試論を提示する。わが国では、債務者の財産であるはずなのに、その配偶者や子の名義になっているという場合が少なくない。このような場合、さらに、詐害行為取消権を行使しようとしても、債権の発生以前に虚偽仮装名義が作られていた場合、債権者は当該財産に手を出すことができない。しかし、虚偽表示確認の訴を利用すれば、通謀虚偽表示の当事者のうち真正権利者の債権者が、表見所有者に対して権利行使をする場面において責任財産の保全を行いうる余地が出てくるのである。本研究は、仏民1321条をめぐるフランスの議論の中でも、「虚偽表示確認の訴え」が、仏民1321条において保護される第三者のうち、無担保(一般)債権者によって、自己の債権の回収ないし保全手段として利用されている実態を紹介し、詐害行為取消権との対比において、虚偽表示確認の訴えを利用することの利点を明らかにしつつ、わが国への応用可能性-虚偽表示につき利害関係をもつ債権者保護のため、債権回収の方策の1つとして民法94条の解釈論を展開する可能性-について提言することを目的とするものである。平成22年度は、上記目的を果たすべく、フランスにおける虚偽表示確認の訴えの実際的機能をについて、詐害行為取消権を行使する際の要件および効果と比較しつつ、フランスの学説状況を精査した。しかしながら、この作業の直接の成果を公表するには至らなかった。その代わり、検討過程において得た視座をもとに、我が国における民法94条2項類推適用法理をめぐる議論、判例の変遷につき、判例の判断枠組を再検証する論説を執筆した。さらに、取引において第三者を惑わす「権利の(=権利者たる)外観」は具体的にどのようなものがあるのかについて、比較的新しい下級審判例を素材に検討し、判例研究として公表した。その他、公表は平成23年度になるが、フランスにおける虚偽表示確認の訴えをめぐる問題の1つとして、民法1321条の第三者の権利主張が競合する場合の優劣の決し方について、決着がついたと評価されている破毀院判決を素材に、判例紹介を著した。
Pt合金単結晶電極を用いた燃料電池反応の解析

合金化によるPt電極の燃料電池反応活性向上メカニズムを明らかにするため、任意組成のPt系合金単結晶を作製し、酸素還元反応活性を回転ディスク電極で評価するとともに、低速電子線回折(LEED)、低エネルギーイオン散乱(LEIS)、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて原子分子レベルで電極表面の構造解析を行った。表面構造解析から、水素雰囲気下で加熱処理したPt-Co合金単結晶表面にはPtスキン層が形成することが明らかとなった。Pt-Co(111)電極の酸素還元活性はCo組成に強く依存し、単味Pt(111)に比べ、25倍以上の活性向上を示すことが明らかとなった。研究実施計画書に基づき、本年度は合金単結晶作製法の確立を目指した。従来、Pt合金単結晶の作製は、温度勾配るつぼを用いたBridgman-Stockbarger法により、特定組成のみが行われてきた。このため、様々な組成の合金単結晶を大量に作製するにはコストと時間がかかり、燃料電池研究に利用することは極めて困難であった。本研究では既存のClavilier法(単味貴金属単結晶の簡易作製法)を改良し、種結晶に第二成分を添加していくことで、酸水素炎トーチだけで任意組成のPt合金単結晶ビーズを作製すること目指した。合金化の確認は、単結晶ビーズに現れるファセット配置をもとに行った。所定の指数面の決定は、簡便なファセットレーザー反射法で行った。合金単結晶のバルク組成並びに結晶面の確認は、X線光電子分光法並びに低速電子線回折によって行った。本研究により、Pt-Co及びPt-Ru合金単結晶の作製に成功した。作製した単結晶は、回転ディスク電極法による燃料電池反応解析を可能にするため、さらにディスク状へと加工した。加工後、結晶面のみが溶液に曝露され、回転軸に垂直かつ同軸配置になるようにテフロンスリーブに埋め込んだ。これにより、従来のハンギングメニスカス法では達成されなかった実験精度により作製したPt合金単結晶の活性評価を行うことが可能となった。研究実施計画書に基づき、平成26年度は作製した合金単結晶の表面構造の解析を行い、触媒活性との関連を調査した。合金単結晶の表面調製は水素雰囲気下で加熱冷却することで行った。水素雰囲気加熱により、Pt-Co(111)表面が、原子レベルで平滑な広いテラスと単原子ステップから構成されることをこれまでに走査型トンネル顕微鏡により明らかとしてきた。本年度は、Pt-Co合金単結晶の最表面合金組成と原子配列を明らかにするため、低エネルギーイオン散乱(LEIS)並びに低速電子線回折(LEED)による解析を試みた。LEIS並びにLEED測定のため、水素雰囲気加熱処理後、外気に曝すことなく合金単結晶を超高真空に持ち込む機構を開発した。LEISから、Pt-Co合金単結晶(111)面、(100)面、(110)面共にPtスキン層が形成されていることが明らかとなった。また、LEED測定から、Ptスキン層の原子配列が(111)面、(100)面、(110)面共にバルク格子構造と同じ(1 x 1)を取ることが初めて明らかとなった。これら水素雰囲気加熱処理によって形成されたPt-Co合金単結晶上のPtスキン層の酸素還元反応活性を、前年度までに確立させた回転ディスク電極法により精密に評価した。その結果、Pt3Co(111)面上のPtスキン層の酸素還元活性向上が他指数面のなかで飛びぬけて大きいことが明らかとなった。Pt-Co、Pt-RuなどのPt系合金触媒は、高い耐CO被毒性や高い酸素還元反応活性を有するため、近年、単味Ptに代わる燃料電池用電極触媒として注目を浴びている。活性サイトや反応機構の解析には単結晶電極を用いた研究が必須である。本研究では、火炎溶融法によるPt系合金単結晶の簡便かつ安価な作製法の確立を目指すと共に、作製した合金単結晶表面のキャラクタリゼーションを低速電子線回折(LEED)、低エネルギーイオン散乱(LEIS)、走査型トンネル顕微鏡(STM)、X線光電子分光法(XPS)を用いることで、合金化による触媒性能向上メカニズムの解明を目指した。本研究期間で、Pt-Co並びにPt-Ru合金単結晶(111)、(110)、(100)面の作製に成功した。特にPt-CoはCo35%までの任意の組成において単結晶の作製が可能となった。作製したPt-Co合金単結晶はディスク形状に加工し、回転ディスク電極法により空気中の酸素還元活性を精密に測定した。その結果、Pt-Co(111)の酸素還元活性は、Co組成に強く依存することが本研究で初めて明らかとなった。他方、(100)、(110)面の酸素還元活性はCo組成に対してあまり依存しなかった。窒素脱気中の表面酸化波の測定から、Pt合金電極触媒の高い酸素還元活性は、従来提案されてきたOH被毒の減少では説明できないことが明らかとなった。Pt-Co合金単結晶の表面調製は、水素雰囲気下、約1,000°Cで加熱して行った。この表面調製により、バルクと同じ原子配列を有する原子レベルで平滑なPtスキン層が形成することが、LEED、LEIS、STMによって明らかとなった。XPS測定からは単味Pt単結晶と異なる電子状態が示された。

合金化によるPt電極の燃料電池反応活性向上メカニズムを明らかにするため、任意組成のPt系合金単結晶を作製し、酸素還元反応活性を回転ディスク電極で評価するとともに、低速電子線回折(LEED)、低エネルギーイオン散乱(LEIS)、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて原子分子レベルで電極表面の構造解析を行った。表面構造解析から、水素雰囲気下で加熱処理したPt-Co合金単結晶表面にはPtスキン層が形成することが明らかとなった。Pt-Co(111)電極の酸素還元活性はCo組成に強く依存し、単味Pt(111)に比べ、25倍以上の活性向上を示すことが明らかとなった。研究実施計画通り、作製した合金単結晶の表面構造解析並びに酸素還元活性の評価を行うことができた。電気化学当初の計画通り、合金触媒の性能向上メカニズムの解明を目指す。(a)XPSを用いて、合金単結晶におけるPtの電子状態の変化を精密に測定する。(b)Pt-Co合金単結晶の高い酸素還元活性を解析するため、電気化学光電子複合装置により表面吸着酸素種の解析を行い既報の単味Pt単結晶の結果と比較する。酸素還元反応中間体の測定が難しい場合は、窒素雰囲気下の表面酸化過程で生成する表面酸素種について詳細に検討を行う。研究実施計画において初年度は単結晶作製の確立を目指していたが、計画通り新規な合金単結晶の作製に成功した。さらには、先行して作製した単結晶の活性評価に着手し、その研究成果を学会に発表することが出来た。次年度は、作製した合金単結晶の表面構造の解析を行い、表面調製法による表面構造の違いを明らかにする。表面構造解析にはLEED、LEIS並びにSTMを用いる。合金単結晶の幅広い利用を促すため、超高真空装置を用いない合金単結晶の表面調製法の確立に努める。(a)超高真空中において従来のArイオン衝撃と輻射加熱による表面調製を行い、調製後の表面構造をLEED並びにLEISにより行う。指数面並びに組成毎による表面再配列(バルクと異なる原子配列)並びにPtスキン層形成の有無を確認する。超高真空中で調製した合金表面の電気化学測定は、EC-XPS装置内において外気に曝さずに表面構造を維持させて行う。(b)超高真空装置を用いない簡便な方法により、よく規定された合金単結晶表面の調製を試みる。アニール処理方法は、酸水素炎、雰囲気制御赤外線イメージ炉(山梨大学)、雰囲気制御誘導加熱炉(山梨大学)の三つを検討する。調製後の表面構造解析はLEED並びにLEISにより行う。(c)STMを用いて表面調製した合金単結晶表面の溶液中その場観察を行い、酸性溶液中における合金単結晶表面の安定性について検討を行う。STM観察は単味Pt単結晶を用いた同様の研究を参考に行う。STMだけに頼らず、電気化学測定、溶出元素のICP分析、EC-XPS装置内の各種表面分析法を用いて総合的に研究を進める。
知覚表象形成および運動制御における知覚情報処理の適応的方略の解明

人間の主観的見えの成立に関わる視覚表象の特性と,指差し動作制御の基礎にある視覚表象の特性を,体系的な行動科学的実験により検討し,前者にのみ拡張傾向があること,両者が対象中心座標的特性を持つことを見出した.視覚表象に関して,色彩情報の拡散は面の層表象形成に,運動情報の拡散は要素間での共通運命要因の有無に依存することを見出した.正しい知識表象を持たない場合の意思決定に関して,親しみやすさに関するヒューリスティクスに基づく判断が行われることを見出した.大きさ錯視,主観的輪郭,視覚的注意,認知地図形成に関して,ハトと人間との間の種間比較を行い,どちらの種も同様の認知適応方略を用いていることを見出した.人間の視覚における知覚表象形成に関して,境界拡張現象(情景を観察する際に、実際よりも広範囲にわたる知覚表象が獲得される現象)が生じるためには、提示される画像はクローズアップである必要はあるが、知覚表象の空間的外挿の程度はクローズアップの程度とは相関しないことが分かった.運動知覚表象の形成過程に観察者の能動的観察動作が及ぼす影響を調べたところ,能動的な視点移動に基づいて得られる運動信号は,刺激画像の各要素において蓄積されるのに対し,自動的に動く刺激の観察で得られる運動信号は,刺激要素間の局所的対比・同化原理に基づいて処理されることが分かった.知覚表象形成における感性的情報処理の特性を理解するため,観察者の身体性が画像は位置の好ましさに利き手や注意の偏りが及ぼす効果を検討したところ,視覚的注意の偏りや利き手での操作が知覚表象形成における画像配置の好ましさの決定に寄与していることが分かった.複数の個人間での情報伝達・コミュニケーションに関して,社会全体で構築・獲得される知識構造の特性について計算機シミュレーションを用いて検討したところ,社会が均等な性質をもつネットワークで構成されている場合、多様性があるpareto最適的(効用の最大化が確保される状態)な知識群を構成することが分かった.複数の個人間での情報伝達で用いられ易いフレーズやフレームはどのようなものであるのか、行動実験を用いて検討したところ,人間は情報量に敏感で,情報量の高いフレームを用いた情報伝達を選択する傾向が示された.視覚的体制化に関わる代表的な錯視であるカニッツァ錯視を用い,人間とハトの表象形成過程とを比較したところ,人間では輪郭で囲まれた領域をより明るく知覚したのに対し,ハトではより暗く知覚していることが分かった.輪郭図形による視覚探索の促進においても人間とハトの違いが認められた.境界拡張という知覚的錯誤現象を用い,見えの成立に関わる視覚表象と,指差し動作制御の基礎にある視覚表象の特性について検討した.見えの成立のための空間表象形成過程と,動作制御のための空間表象形成それぞれにおいて境界拡張が認められたものの,拡張の程度に違いがあることが見いだされた.運動錯視を用い,錯視の基礎となる運動信号が,他の図形要素の表象形成にどう用いられるのか調べた.錯視的運動表象を形成する要素とその他の要素の群化が運動錯視成立に大きな影響を及ぼしていることを見出した.知覚表象形成における視覚的空間の構造化に関する研究として,色彩効果と呼ばれる色拡散現象の検討し,同化型と非同化型という異なるタイプの色拡散が生じる輝度条件を明らかにした.問題解決における外的資源の利用効果を行動実験を用いて検討した.外的資源の有無による問題解決の正答率への影響はみられなかったが,課題遂行に質的な違いが見られた.また,外的資源の有無は収束的な思考を必要とする課題より発散的な思考を必要とする課題においてより顕著に現れることが示唆された.人の空間認識特性を調べるために,地理感覚の自己認識と空間手がかりの利用に関する質問紙調査をおこなった.地理感覚の優劣の自己評価によって,注意が向けられる空間手がかりが異なることが明らかになった.種間比較研究として,ハトにおける知覚的群化や高速視覚刺激呈示下での弁別,空間探索などの認知過程における空間特性を検討した.知覚的群化に関しては,要素図形の向きが揃った条件で,その方向への群化が起こることが示唆された.また,高速で視覚刺激が切り替わる条件下で弁別を訓練すると,手がかり刺激への不要な反応が自発するサイントラッキング様の反応が見られた.空間探索課題では,ランドマークだけでなく,画面全体の方向を示す情報も利用する適応的な戦略が見られた.視覚的錯誤現象の一つである境界拡張を用いて,見えの成立に関わる視覚表象と,指差し動作制御の基礎にある視覚表象の特性を調べた.見えの空間表象形成には境界拡張が認められたが,動作制御の表象形成には境界縮小が認められた.また,見えおよび動作制御に関わる視覚表象ともに,観察者中心座標系ではなく,対象中心座標系が用いられていることが分かった.色拡散現象のflank transparencyに関し,刺激が透明視の条件を満たす時に強い色拡散が生じることから,透明視に関わる領域層化が色拡散に重要な役割を果たすことを見出した.他方,透明視が成立しえない条件でも色拡散が生じうることから,複数の過程が色拡散に寄与することを示した.パプアニューギニアで原始的な生活を営む社会で無作為に行われている作物の作付けの適応性について計算機シミュレーションで検証した.最適化を行う場合に比べ,無作為に作付け種を決定する方が,作物の種の多様性の維持に適切であり,多様性の維持によって集落全体の存続が導かれることが示された.

また,記憶を元にした意思決定において,記憶にないことや間違った認識が適応的な推論を導くことを行動実験と計算機シミュレーションで示した.種間比較研究として,ハトと人間に関し,知覚的群化・錯視や視覚的注意,空間認知などについて調べた.知覚的群化では,ハトで刺激弁別を訓練したが,新奇条件への般化はなく,ハトと人間とは体制化機能が異なることを見出した.他方,主観的輪郭による図形弁別では,新奇条件への般化が確認され,人間とハトとが主観的輪郭知覚を共有していることが示唆された.視覚的注意では,従来見られなかった空間手がかり課題におけるオブジェクト内利得を示す結果が得られた.空間認知研究では,ハトはランドマークの配置情報を優先して学習し,単独ランドマークからのベクトル情報を優先しないことを見出した.昨年度より,人間を対象とした心理物理実験を実施するためにポスドクを雇用することにより,順調に研究を推進することができた.概ね,予定通りの成果を上げられたが,実験を進めることにより,当初の予想とは異なる結果が得られることもあった.特に,見えのための視覚表象と運動制御のための視覚表象に関しては,予想していたより多くの共通点が認められた.ただし,観察された画像の大きさに対する縮尺における違いが認められた.このように,意外な発見があったことは大きな成果ではあった.しかしながら,得られた実験結果に対応させて新たな実験を実施する必要があったので,当初の想定とは研究の進捗がやや異なることとなった.運動や色彩の情報が,周辺に拡散されるための条件に関しても,順調に理解を進めることができた.刺激の構造に関する表象が運動や色彩の情報の拡散的処理にとって重要な役割を果たしていることも解明できた.行動制御における無作為性が,その行動の生産性や適応性を強めることも見いだすことができた.行動の無作為という冗長性が効率性を可能にすることを明らかにできたことは大きな成果であった.ハトとヒトとの種間比較においても,知覚的群化・錯視や視覚的注意,空間認知などの認知過程において,ハトとヒトとで異なる体制化機能を見出すことができたのも,今年度の大きな成果であった.他方,主観的輪郭を成立させる過程に関しては,ハトとヒトとで,共通の方略を用いていることを見出すことができた.種によって,共通の方略を用いるのか異なる方略を用いるのかは,課題に依存していることがわかった.境界拡張を用いて,見えの成立に関わる視覚表象と,指差し動作制御の基礎にある視覚表象の特性を調べた.領域,対象の両方に関する動作的空間的表象は,視覚的空間表象に対して縮小されていることが示された.また,視覚表象において対象は自己中心座標系上に定位されるのに対し,動作的視覚表象は対象中心座標系上に定位されていることが示された.色対比現象に関して,十秒以上にわたって長時間刺激を観察すると対比効果が増強される現象を発見し,その諸特性を検討した.実験の結果,誘導野と検査野の間で明るさの対比が最小の時にこの現象は顕著であった.また,その増強が収まるまでには90秒以上かかることが確認され,色順応との関連も示唆された.明るさの対比では,長時間観察しても対比効果の増強は生じないことから,色処理に固有の現象であることが示唆された.HMH(familiarity-matching heuristic)に関する行動実験の結果,「正しい」知識を持たない場合,実験参加者の多くがHMHを持ちいた推論を行い,チャンスレベルより有意に高い正答率を得たことが示された.
小胞体リン脂質フリップ機構の包括的理解と生体膜動的制御技術の確立

重水素化脂質からなるベシクルと普通の脂質のベシクルを作成して、これらにモデルペプチドを組み込み、中性子散乱実験によりペプチドのリン脂質フリップフロップ誘起能を評価した。膜貫通配列依存的なフリップフロップが観測され、ペプチドの添加によりベシクルのリン脂質の動的特性を制御できることが明らかになった。また、中性子散乱法をリン脂質輸送タンパク質の系に適用し、リン脂質のベシクル間移動を定量的に評価することで、輸送活性の脂質組成依存性、膜曲率依存性を明らかにするとともに、輸送メカニズムを明らかにした。上記のペプチドが細胞膜にどのような影響を及ぼすかを検討するため、細胞への添加実験を行った。初期にデザインしたペプチドは細胞毒性が高いことが判明し、これがペプチド末端に導入したリジン残基の繰り返し配列に起因すると考えられたため、その親水性配列を変更したところ、細胞毒性を低減させることに成功した。この成果によって、ペプチドによる細胞機能の制御とその評価を実施するための基盤が構築できた。ホスホリパーゼDを用いたホスファチジル基転移反応によってベシクル二重層の外側の脂質を変換し、二重層の外と内で異なる脂質組成をもつ非対称ベシクルを作成した。条件の最適化によって、これまで困難であったホスファチジルエタノールアミン含有量の増加が可能となった。細胞膜の非対称性の重要性を議論する上で重要な、非対称膜を大量に調製することが可能となった。中性子散乱実験では、モデルペプチドの活性評価を実施し、期待通りの成果を得ることができた。また、MDシミュレーションによってペプチド存在下の膜特性解析が進んでおり、実験結果を解釈・説明できるデータが揃ってきている。また、ペプチド添加が細胞膜の機能に与える影響を評価する実験系も構築できつつある。以上のことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。当初の予定通り研究をすすめる。モデル膜系では、蛍光および中性子散乱を用いたスクランブラーゼ活性評価法を、二量化した膜貫通ヘリックスに適用して、ヘリックス会合が及ぼす影響を明らかにする予定である。細胞実験では、これまでのモデル膜実験で挙げたスクランブラーゼ候補タンパク質について、ノックダウン、ノックアウト実験を引き続き実施し、小胞体スクランブラーゼの解明を目指す。また、モデルペプチドを細胞に添加したときの細胞膜の脂質スクランブリング、細胞機能変化を観察し、ペプチドによって細胞機能を制御する技術の開発を目指す。さらに、これまでの研究によって、中性子散乱による評価法の確立、MDシミュレーションを組み合わせたペプチド存在下の膜特性の解析、非対称膜作成法の構築などの成果が得られたので、これらを応用した研究についても検討を始める。アラニン・ロイシンの繰り返し配列に極性アミノ酸を1残基導入した膜貫通モデルペプチドを作成し、ベシクルに組み込んだペプチドのリン脂質スクランブラーゼ活性を蛍光消光法により評価した。スクランブラーゼ活性はペプチドに導入した極性アミノ酸残基の種類に依存し、残基の親水性度とスクランブラーゼ活性との間に高い相関が見られた。また、膜貫通領域の長さにも依存し、膜貫通領域が17アミノ酸のペプチドは高い活性をもち、21アミノ酸、および25アミノ酸のペプチドは活性を示さなかった。一方、19アミノ酸のペプチドは高いスクランブラーゼ活性とベシクル内封物質の漏出活性を示した。後者ペプチドの高い膜不安定化特性について、MDシミュレーションを用いてその原因を特定した。HEK293細胞の小胞体画分を用いたスクランブラーゼ活性の評価について、条件検討を行い、活性評価ができることを確認した。小胞体スクランブラーゼの候補タンパク質として以前に見いだしたEDEM1について、現在ノックダウン実験を実施している。ホスホリパーゼD(PLD)を用いたホスファチジル基転移反応によって、ベシクルの二重層の外側(外葉)のホスファチジルコリン(PC)をホスファチジルセリン(PS)やホスファチジルエタノールアミン(PE)に変換し、エンドソームなどの細胞内小胞(PSやPEを細胞質側(外側)に有する膜)と同様の非対称性構造をもつベシクルを高効率、高収量で得る手法を確立した。モデル膜系を用いた実験では、ペプチド配列とスクランブラーゼ活性との関係について、多くの知見が得られた。また、MDシミュレーションと組み合わせることで、メカニズムを分子レベルで議論できるようになった。非対称ベシクル作製法の確立によって、研究手法の幅が広がった。一方、細胞実験ではノックダウン効率が低いため、条件検討を進める必要があるものの、活性評価法はほぼ構築できている。以上のことから、本研究課題は概ね順調に進展していると言える。

ホスホリパーゼDを用いたホスファチジル基転移反応によってベシクル二重層の外側の脂質を変換し、二重層の外と内で異なる脂質組成をもつ非対称ベシクルを作成した。条件の最適化によって、これまで困難であったホスファチジルエタノールアミン含有量の増加が可能となった。細胞膜の非対称性の重要性を議論する上で重要な、非対称膜を大量に調製することが可能となった。中性子散乱実験では、モデルペプチドの活性評価を実施し、期待通りの成果を得ることができた。また、MDシミュレーションによってペプチド存在下の膜特性解析が進んでおり、実験結果を解釈・説明できるデータが揃ってきている。また、ペプチド添加が細胞膜の機能に与える影響を評価する実験系も構築できつつある。以上のことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。当初の予定通り研究を進める。モデル膜系の実験では中性子散乱法を導入してスクランブラーゼ活性評価を試みる。また、より複雑な配列をもつペプチドを用いた検討を始める予定である。細胞実験ではスクランブラーゼ候補タンパク質のノックダウン実験を進め、小胞体膜のリン脂質フリップフロップ機構の解明を目指す。当初の予定通り研究をすすめる。モデル膜系では、蛍光および中性子散乱を用いたスクランブラーゼ活性評価法を、二量化した膜貫通ヘリックスに適用して、ヘリックス会合が及ぼす影響を明らかにする予定である。細胞実験では、これまでのモデル膜実験で挙げたスクランブラーゼ候補タンパク質について、ノックダウン、ノックアウト実験を引き続き実施し、小胞体スクランブラーゼの解明を目指す。また、モデルペプチドを細胞に添加したときの細胞膜の脂質スクランブリング、細胞機能変化を観察し、ペプチドによって細胞機能を制御する技術の開発を目指す。さらに、これまでの研究によって、中性子散乱による評価法の確立、MDシミュレーションを組み合わせたペプチド存在下の膜特性の解析、非対称膜作成法の構築などの成果が得られたので、これらを応用した研究についても検討を始める。
口腔癌放射線及び化学療法後の再発・再増殖のメカニズムの解明と新規抗血管療法の開発

H26年度はM1、M2マクロファージ(Mφs)の腫瘍再増殖における役割や、腫瘍促進性M2Mφsの特異的阻害方法の検討を行った。初めにCD11b+細胞自体が腫瘍に与える影響について検討した。担癌マウスの末梢血と骨髄中におけるCD11b陽性率について比較したところ、非担癌マウスに比べて有意に高いことを見出した。そこでCD11b+細胞の役割を検証するために、担癌・非担癌マウスそれぞれの骨髄細胞をOSC-19細胞と共培養したところin vitroにおけるOSC-19細胞の増殖には両群共に何ら影響を与えなかった。次にそれぞれの骨髄細胞をOSC-19とマウスに共移植したところ、CD11b陽性率の高い担癌マウスの骨髄細胞を共移植した群においては、初期の腫瘍増殖が促進され、CD11b+細胞がtumorigenicityに関与していることが示唆された。昨年度までに、照射後2週目の腫瘍内に取り込まれるCD11b+細胞の一部がCD68+/CD206+M2Mφsであることを見出し、CD11b+単球細胞が腫瘍内でMφsに分化する際にM2Mφsが腫瘍の再発・再増殖に関与している可能性が示唆されていた。そのため、今年度はそれぞれのMφsの腫瘍に与える影響を調べるため、in vitroでマウス骨髄細胞から分化誘導させたM1/M2MφsをそれぞれOSC-19細胞と共培養・共移植し先述と同様の解析を行った。その結果、共培養においては両群共にOSC-19の増殖速度に何ら影響を与えなかったが、M2Mφsを共移植した群において、再発モデルとして用いられる予め照射した部位に移植する(Pre-IR)マウスモデルにおける腫瘍増殖を有意に促進し、M2Mφsが腫瘍再発に関与していることが示唆された。さらに、in vitroで分化誘導させたM2MφsにおいてIL-13の特異的受容体であるIL-13Rα2の発現が上昇していることを発見し、この受容体を標的にすることにより放射線照射後の腫瘍の再発・再増殖を抑制できる可能性を見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。放射線化学療法後に腫瘍内に遊走されるCD11b+骨髄単球細胞が直接、腫瘍の再発や脈管形成に関わっているかを中心に解析を行ってきた。以前、口腔扁平上皮癌患者の病理組織標本を用いてCD11b+骨髄細胞に対する免疫染色を行った所、放射線治療後に残存、再発した腫瘍において多くのCD11b+骨髄細胞が流入していることが確認された。しかし、患者の病理検体は採取時期が一定ではないため、新たに担癌マウスを作成し、これらの細胞群が腫瘍内に遊走されるタイミングを検証した。BALB/c nu/nu ♀6週齢マウスの背部皮下にOSC-19細胞を移植し放射線照射12Gyを施行した。腫瘍は一旦縮小、消失した後、再発、再増殖した。照射なしコントロール、照射後1日、照射後1、2、4、6、8週にグループ分けし、時系列で腫瘍を採取し、腫瘍内微小環境を様々なマーカーを用いて免疫染色にて評価した。結果、CD11b+骨髄細胞は腫瘍の再発、再増殖が開始される直前にあたる照射後2週目で最も多く腫瘍内へ遊走されていた。また、CD11b+細胞群のうち、より腫瘍の血管形成に関与するとされるTie2+の細胞群も照射後2週目の腫瘍において最も多く認めた。さらに、M1、M2Mφに関しても検証を加えたところ、こちらも照射後1、2週目の腫瘍検体においてCD11b+/CD206+/CD68+M2Mφの存在が確認された。よって、照射後12週目の時期が、後に腫瘍が再発、再増殖する為の環境を整える時期と考えることができるため、その時期に骨髄細胞の流入やM2Mφへの分化を阻害するような物質を投与すれば腫瘍の再発、再増殖を効果的に抑制できると考えられた。