hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非集計データ解析に基づく消費選好の誘導施策による環境改善効果の推定

自動車の購入の実際を精緻に反映したマーケティングモデルを開発し、車両の特徴によって消費者の選好がどのように異なるかを分析した。グリーン税制によって消費者の選好を低燃費車種へ誘導することの効果を分析した結果、現在のグリーン税制よりも完全燃料消費比例型の税制が優れていることを見出した。また燃料消費率のトップランナー基準による規制と、現行のグリーン税制による消費者の選好誘導のCO2削減に対する寄与を検討した結果、トップランナー基準の規制の効果が主たるCO2削減の要因であることが示唆された。ただ、トップランナー基準の規制とグリーン税制を個別に実施する場合のCO2削減効果は、これらを同時に実施した場合のCO2削減効果を下回り、両施策の相乗効果が存在することが見出された。一方,住宅に関する選好については引き続き検討をおこない,特に家電(エアコン,冷蔵庫,洗濯機など)の省エネ性能に対する選好調査を実施し,コンジョイント分析によって省エネ性に優れた家電に対する支払意思額(WTP)を推定した.その上で将来のCO2削減の可能性を推計し、主に住宅の断熱性能、とくに次世代基準の導入がCO2削減に対する寄与が大きく、家電についてはトップランナー政策の有効性が冷蔵庫、エアコンについて示唆された。選好の誘導による施策は必ずしも大きなポテンシャルを持たないが、テレビについては省エネ性能よりも価格への選好が大きいため、グリーン税制等の補助施策による消費選好の誘導が有効となる可能性を残すと考えられる。住宅に対する住宅選好調査の準備として,既設の建築物を模した試験体を設置し,高反射高放射塗料の塗布による省エネ効果を継続的に計測した.その省エネ効果の計測値,太陽電池等のその他の省エネ技術の文献値に基づいて,「住宅用標準問題」をベースとしたエコハウスによる環境負荷低減効果のシミュレーションをおこなった.太陽光発電パネルの効果が最も大きく,4.5kWのパネルを搭載した場合で1年間に643[kg-C]のCO2が削減できることが明らかになった.この結果を踏まえて,アンケート調査により省エネ型住宅(エコハウス)に対する消費者の選好を調査した.調査結果である住宅に対する消費の選好をコンジョイント分析によって明らかにし,エコハウス普及施策の検討を行った.アンケートでは住宅に対するオプションの種類として、耐震設計,バリアフリー,シックハウス対策,エコハウスを設定した.また,エコハウスに関しては水準として,省エネ,ソーラー,フル装備という3種類の住宅を用いた.コンジョイント分析の結果,消費者の支払い意思額の大きいオプションとして耐震設計(35.2万円/坪),ソーラー型エコハウス(10.3万円/坪)などが得られた.次にエコハウスへの選好誘導施策としてエコハウス購入への補助金の効果を検討した.補助金を支給することでエコハウスのシェアを増加させ,CO2を削減することができることがわかった。しかしその削減単価は5[万円/t-C]と非常に高価であり,必ずしも効率的な方法とはいえない。補助金以外の施策の例として,広報により消費者の環境意識を高めた場合の効果をシミュレートしたところ,その効果は最大で約3200[t-C/year]となることが明らかになり,消費者の選好を誘導するための施策としての環境教育,広報活動の重要性が確認された.自動車の購入の実際を精緻に反映したマーケティングモデルを開発し、車両の特徴によって消費者の選好がどのように異なるかを分析した。また現在マーケットに存在しない燃料電池自動車の普及可能性を評価するために,自動車選好のアンケート調査を実施した.アンケート調査は自動車の近い将来又は過去に購入意思,あるいは購入実績のある人を対象におこない,車両の選好の属性(価格,燃費,馬力,室内の広さ)の重要度をコンジョイント分析によって評価した.具体的にはアンケート調査を実施するサービスを利用し,得られた結果である非集計データで既開発の選好モデルを補完することにより自動車選好モデルを再構築する手順を取った.その結果、燃料電池自動車の普及のためには水素価格と燃料電池スタックの価格低下が重要であるとの示唆を得た。一方,住宅に関する選好については引き続き検討をおこない,特に家電(エアコン,冷蔵庫,洗濯機など)の省エネ性能に対する選好調査を実施し,コンジョイント分析によって省エネ性に優れた家電に対する支払意思額(WTP)を推定した.エアコン、大型冷蔵庫では省エネ性能に対する消費者の選好が大きい一方で,照明機器やテレビについては価格や省エネ以外の機能を重視するなどの機器ごとの特徴が見られた。消費選好の誘導施策としてグリーン税や補助金を検討する場合には、エアコンや大型冷蔵庫ではなく、テレビや照明器具の価格にその効果を盛り込むことが効果的であるといえる。

一方,住宅に関する選好については引き続き検討をおこない,特に家電(エアコン,冷蔵庫,洗濯機など)の省エネ性能に対する選好調査を実施し,コンジョイント分析によって省エネ性に優れた家電に対する支払意思額(WTP)を推定した.その上で将来のCO2削減の可能性を推計し、主に住宅の断熱性能、とくに次世代基準の導入がCO2削減に対する寄与が大きく、家電についてはトップランナー政策の有効性が冷蔵庫、エアコンについて示唆された。選好の誘導による施策は必ずしも大きなポテンシャルを持たないが、テレビについては省エネ性能よりも価格への選好が大きいため、グリーン税制等の補助施策による消費選好の誘導が有効となる可能性を残すと考えられる。
コミュニケーション能力指標に基づく文型リスト構築・共有資源化と中国語教育の再設計

当初の計画では、『外国語学習のめやす』コミュニケーション能力指標のレベル2についても、文型リストの構築を進める予定であった。しかし、真にコミュニカティブな言語教育のための言語資源はどうあるべきかを再検討した結果、文型リストに次の情報を加えるべきとの結論に達した。1)コミュニケーション能力指標を達成するために必要となるコミュニカティブなタスク、2)そのコミュニカティブなタスクがどのような場面を想定しているかという「目標状況」の設定(ここには、言語行為の目的、使用者間の社会的関係等を厳密に規定する情報が盛り込まれる)、3)そのタスクの遂行はどのような談話の一部であることを想定しているかという談話類別、4)語用論的慣習、社会言語学的観点、方略的言語使用に関する詳細な情報(簡略な情報はすでに記述してあったが、さらに充実させなければ実用には供せないとの結論に達した)。5)これらの言語資源に対する最新の言語使用状況を反映したネイティブチェック、である。この検討結果を考慮しレベル2のリスト構築は断念し、当研究課題の従来の方式ですでに完成しているレベル1のリストの再構築に注力し、上述の情報を追加・補充した文型リストを完成させた。このような情報を個々の言語形式とその使用場面ごとに付与した言語資源は、中国語においては他に例を見ない物である。このリストに含まれる言語形式、それに付された語用論的慣習、社会言語学的観点、方略的言語使用に関する情報については、ネイティブチェックも終了した(ただし、これは、さらに多数のインフォーマントの厳密な検証が必要であるので、今後も修正作業を継続する予定である)。この新たな文型リストは当組織のウェブサイト( http://www2.itc.kansai-u.ac.jp/ymzknk/kome/ )で順次公開していく予定である(公開作業はまだ終了していない)。成果は主に次の2点である。(1)当研究課題と同じ組織でほぼ完成させた〈文型リスト〉(※)について、形式を整理しウェブ上で公開した(※『外国語学習のめやすー高等学校の中国語と韓国語教育からの提言』(国際文化フォーラム、2013)に記述された「コミュニケーション能力指標(中国語)」のうちレベル1に基づいて策定したもの)。これにより、現在、コミュニケーション能力指標(レベル1)について設定された300近いコミュニカティブなタスクについて、(a)対応する言語表現、(b)定項と変項を設定して形式化した文型、(c)言語形式についての文法的注意事項、(d)語用言語学的・社会語用論的観点から見た注意事項などの情報を取得できるリソースが、誰でもアクセス可能な形で公開された。(2)この文型リストをさらに充実させ、中国語教育の現場で十分に活用できるリソースとするためには、次の3種の情報を追加すべきであるという方針を決定した。(甲)コミュニケーション能力指標に対してタスクを設定するだけでは言語表現の適不適を検証しにくいことから、「目標状況」(Task Based Language Teaching)で云うところのTarget Task(学習者のニーズに基づいた現実社会におけるタスク)の設定をする。(乙)その「目標状況」における言語使用から考えて、現在設定してある言語表現は適切か否か、あるいはどんなメタメッセージを持つ可能性があるか、などに関する母語話者のコメントの集積を行う(その結果、必要があれば言語表現の修正を行う)。(丙)見直しが済んだ言語表現については、文法的・機能的メタ情報を付与する。文法的メタ情報とは文の類型や特定の構文パターンや品詞の使用についての情報であり、機能的メタ情報とはその言語表現によって行われる発話行為の類型に関する情報である。〈文型リスト〉の公開・検証作業(用語の不統一、形式化の不統一、記述方針の不統一などのチェック)を行い、全体を俯瞰し、今後どのような情報を追加すべきかの議論を行った。議論の結果、当初の計画よりも「付加すべきであると考えられる情報」が大幅に増えたため計画の変更を行った。当初の計画では、2016年度中に、「コミュニケーション能力指標」のレベル2につき、レベル1とほぼ同一のフォーマットに基づき、ほぼ同様の情報を集積していく作業に着手する予定であった。しかし、新しい計画においては、公開されている現行の文型リストに付け加えるべき情報の種類と、その取得方法、その意図、それらの記述の理論的枠組みについて議論を行うことを優先した。その結果、方針がほぼ固まり、作業予定(2017年度中に情報の追加の完成をする)も策定した。実際に作業を遂行するにあたり、以下の分担を定めた。「目標状況の設定」(「研究実績の概要」の(甲))については、山崎と西が中心に議論を進め策定作業を行う。「母語話者のコメントの集積」については、植村と中西が別個にインフォーマントに対する調査を行い、その成果を蓄積する(「研究実績の概要」の(乙))。言語表現へのメタ情報付与については、鈴木が、随時他のメンバーと意見交換を行いながら担当する。このワークフローに基づき、試みに、15ある話題領域の1つ(「自然環境」)の話題領域に対して作業を行い、問題のないことを確認した。2016年度に完成させた〈文型リスト〉(『外国語学習のめやす』に記述された「コミュニケーション能力指標レベル1」に基づいて策定したもの)で取り上げた言語表現と語用言語学的・社会語用論的観点から見た注意事項などの情報が妥当であるかどうかの検証を進めるための枠組みを構築し、検証作業を開始した。

この〈文型リスト〉は指標に基づいて設定された300に及ぶコミュニカティブなタスクを遂行するために選定された言語表現であるが、そのタスク(以下〈目標タスク〉)が必要となる状況を明確にしないうちは、言語表現の適不適を判断しにくい。そのため、そのタスクの使用を想定した〈目標状況〉を個々のタスクに設定した。また、〈目標状況〉において〈目標タスク〉を遂行するために行うコミュニケーション行動を4類型に分類した。[あいさつ行動/ YS][リスト型会話/ NS][スモールトーク/ YT][前実質行動/ NT]である。これは、〈目標タスク〉の中で言語を使う目的が、単なる挨拶なのか、アンケート調査のような列挙型の質問なのか、友好関係の確認のための発話交換なのか、実質的な成果を得るための行動の前段階の発話なのかを規定しないと、必要とされる言語表現の幅(変異)と深さ(構造)を決定しにくいためである。これらの〈目標状況〉とコミュニケーション行動の類型に基づき、これまでに設定した言語表現の適不適を判断すべく、ネイティブ話者のインフォーマントに対し、言語調査を開始した。この調査は、日本国内において、中国出身の留学生を対象に、また、台北市において、台湾の大学院生を対象に実施された。同時に、この実地調査においては、〈文型リスト〉の「語用言語学的・社会語用論的観点から見た注意事項」の記載を充実させるべく、語彙の選択、文型の選択、語用言語学的・社会語用論的なバリエーションについても情報をできうる限り収集した。(1)〈目標状況〉を設定し、コミュニケーション行動の類型を決定する作業はすでに終了している。(2)言語表現の適不適の検証、(3)語用言語学的・社会語用論的情報の収集については、当初の予想よりも遥かに長い時間がかかることがわかり(特に(3)の事項の情報を引き出すために時間が必要である)、台北市での調査は、調査担当者・山崎が、在外研究員として1年間、台北市に滞在することができたため、すでに終了したが、日本国内の調査は、まだ進行途中である。(1)は、当研究課題の申請時には計画してなかった作業であるが、研究課題遂行の一部(客観的な検証に耐えうる、コミュニカティブな言語教育に資する言語資源の構築)として絶対に必要不可欠であると判断し、これを優先させた。そのためと、(2)(3)の作業(特に(3))に予想外の時間を費やしたため、2017年度中に終わる予定であったレベル1の〈文型リスト〉の完成には至っていない。当初の計画では、『外国語学習のめやす』コミュニケーション能力指標のレベル2についても、文型リストの構築を進める予定であった。しかし、真にコミュニカティブな言語教育のための言語資源はどうあるべきかを再検討した結果、文型リストに次の情報を加えるべきとの結論に達した。1)コミュニケーション能力指標を達成するために必要となるコミュニカティブなタスク、2)そのコミュニカティブなタスクがどのような場面を想定しているかという「目標状況」の設定(ここには、言語行為の目的、使用者間の社会的関係等を厳密に規定する情報が盛り込まれる)、3)そのタスクの遂行はどのような談話の一部であることを想定しているかという談話類別、4)語用論的慣習、社会
有限要素法モデルによる前胸部ケロイドの生体力学解析

前胸部は、ケロイドの好発部位の一つである。今回、12体の前胸部モデルを作製し、有限要素法を用いたコンピュータシミュレーションを行った。モデルは、皮膚と軟部組織、骨から成っており、そこに3種類の形をしたケロイドを作製した。一つは円形のケロイドで、もう一つは横向きのケロイド、さらには縦向きのケロイドである。胸郭に呼吸運動を擬した負荷を加えたところ、横方向のケロイドで最も大きな負荷が生じており、この方向の創が好ましくないことが示唆された。また、周囲に生じる応力も、通常ケロイドが悪化し拡大する方向と完全に一致しており、前胸部ケロイドの発生と悪化に関する力学的要因が明らかとなった。術後の肥厚性瘢痕やケロイドは、患者と外科医双方にとって深刻な合併症である。創にかかる緊張の程度は、ケロイド・肥厚性瘢痕発生の最も重要な因子として知られている。このため、現在、ケロイドや肥厚性瘢痕の予防・治療として最も一般的な方法は、創の緊張を軽減する方法であるが、創とその周囲に及ぶ生体力学的現象が十分に解明されていないため、効果は限定的である。より効果的なケロイド・肥厚性瘢痕の予防法の開発のため、人間の体の一部を完全に再現した有限要素法モデルの作製が必要不可欠であると考えられる。今回、前年度にMultidetector-row computed tomography(MDCT)画像から作成した男女の胸部モデルに、実際に臨床で観察されるケロイド形状をパターン化したものを作成した。力学モデルに、日常生活で起こりうる負荷を加えて、ケロイドとその周囲に発生する応力の解析を行った。解析はANSYS12.0を用いて行った。本実験により、創とその周囲にどのような応力が働いているのか、明らかとなった。今後は、実際の臨床データと比較検証することで、ケロイド悪化のメカニズムや、応力と創傷治癒との関係が明らかとなることが期待される。さらにモデルを発展させることで、どのような後療法を行えばケロイド発生が予防できるのか、あるいは発生したケロイドにどのような治療を行えば、力学的悪化因子を取り除くことができるのか、解析を行っていく予定である。今回、胸部モデルの作製を目指して、基礎データの収集を行った。当科で撮影した男女の胸部Multidetector-row computed tomography(MDCT)画像から、3次元CADモデルを作製した。DICOMデータ処理ソフトIntage Volume Editor(サイバーネットシステム社製)、ZedView version6.0(レキシー社製)などを用いて、CT値を基に、皮膚・皮下組織・乳腺・筋層・肋軟骨・肋骨の形状データを抽出し、Stereolithography(STL)データを得た。得られた形状データには、アーチファクトによるノイズや欠損が含まれるため、リバース・エンジニアリングソフトRapidformXOS2(INUS Technology社製)などにより修復した。更に、物性値の収集を行った。新鮮屍体検体の人体胸部から得られた検体を用いて、引っ張り試験を行った。瘢痕については、瘢痕形成術時に破棄される検体を用いた。得られた応力変位曲線から、それぞれの組織に固有の物性値を計算した。骨に関しては、CT値から骨密度・物性値を計算した。今後、これらのデータを、ANSYS12.0に代入することで、創に働く緊張と創傷治癒の関係を明らかにしていく。ケロイドは、外科手術後や自然に発生もあり、治療に難渋する疾患の一つである。ケロイドに外的応力が深くかかわっていることは古くから知られていたが、実際どのように関わっているかに関しては未解明であった。今回我々は、有限要素法を用いたコンピュータシュミレーションによって、胸部にできたケロイドにどのように応力がかかっているのかを明らかにした。実際に、胸部の人体モデルをCADシステムを用いて作製し、そこに実際の臨床で発生するケロイドの形状をかたどったケロイドモデルを作製した。ケロイドに瘢痕の物性値を与え、モデルに日常性格を想定した力学的負荷を加えることで、ケロイドとその周囲に発生している応力を詳細に調べた。

胸部には、人間のさまざまな活動によって、大きな負荷がかかっていることがわかった。その例が、呼吸運動や肩の運動、重力による皮膚の垂れ下がり(乳房下垂を含む)である。それらの負荷に対して、実際にどのような応力がケロイドやケロイド周辺に発生しているのか、今回の研究で明らかになった。さらには、ケロイドは悪化するときに水平方向に広がっていくことが知られているが、その原因に応力が深く関わっていることも推察された。更に、本年度は、胸部ケロイドの応力解析から得られたデータを基に、実際の臨床に応用できそうなデバイス等の研究を行った。その結果、ケロイドとその周囲の応力を有効に減弱する方法が明らかとなり、今後の治療の発展に大きく貢献していくものと思われた。形成外科基礎データの集積が終わり、シミュレーションモデルも完成したため。本年度の研究計画では、胸部モデルの作製と物性値の収集を予定していた。当科で撮影した男女の胸部CT画像から、3次元CADモデルを作製した。またCT値を基に、皮膚・皮下組織・乳腺・筋層・肋軟骨・肋骨の形状データを抽出し、STLデータを得た。得られた形状データには、アーチファクトによるノイズや欠損が含まれるため、リバース・エンジニアリングソフトなどで修復すた。更に人体胸部の新鮮屍体検体を用いて、引っ張り試験を行った。瘢痕については、瘢痕形成術時に破棄される検体を用いる。得られた応力変位曲線から、それぞれの組織に固有の物性値を計算した。骨に関しては、CT値から骨密度・物性値を計算した。これらのデータを、先のモデルに代入することで、CADデータを作製した。以上より、本年度予定していた実験は全て終了しており、年度計画通りに進んでいると判断する。得られた実験データを実際の臨床に活用していき、新しい治療法の開発につなげていく予定である。本年度の研究により、今後シミュレーションを進めていく基礎データが得られたため、今後有限要素法を用いた構造解析を進めていく予定である。次年度は、構造解析の実行と結果の検証を予定している。FreeForm Modeling Plus 11.0(SensAble Technologies社製)を用いて、モデルの前胸部に、様々な形状の瘢痕を作製する。構造解析用メッシュ作製ソフトICEM CFD(ANSYS社製)を用いて、モデルを要素分割する。構造解析ソフトANSYS13.1(ANSYS社製)を用いて、境界条件を設定し、呼吸運動や重力を近似した負荷を与えることで、瘢痕とその周辺に発生する応力を解析する。構造解析により求められた結果を、実際のケロイド・肥厚性瘢痕の臨床データと比較検討することで、前胸部ケロイドに特異的な発生・浸潤パターンを生体力学的側面から明らかにする。検証には、非接触3次元デジタイザVivid 910(Konica Minolta)によりデータベース化しているデータを用いる。予定より物品購入が安くすみ、次年度の研究で支出が大きくなることが予想されたため、繰り越させていただきました。次年度の消耗物品費として使う予定です。次年度では、データ保管用のハードディスク、USB、SDカード、実験器具などの消耗品、解析補助用のパソコンなどを購入予定である。
大腸上皮特異的複合遺伝子改変マウスモデルを用いた大腸癌転移関連遺伝子の探索

ApcとTgfbr2遺伝子が大腸上皮特異的にノックアウトされた大腸癌自然発生マウスモデルの作製に成功した。形成された腫瘍のtotal RNAを用いて遺伝子発現を網羅的に解析し、Tgfbr2の変異移入に伴って高度に発現上昇する遺伝子Xを同定した.in vitroにて大腸癌細胞株でXをノックダウンすると細胞増殖能は有意に低下し,逆にXを強制発現すると細胞増殖能は有意に上昇することが確認され、遺伝子XがTGF-βシグナルに制御され,大腸癌において細胞増殖を亢進していることが示唆された.ApcとTgfbr2遺伝子が大腸上皮特異的にノックアウトされた大腸癌自然発生マウスモデルの作製に成功した。形成された腫瘍のtotal RNAを用いて遺伝子発現を網羅的に解析し、Tgfbr2の変異移入に伴って高度に発現上昇する遺伝子Xを同定した.in vitroにて大腸癌細胞株でXをノックダウンすると細胞増殖能は有意に低下し,逆にXを強制発現すると細胞増殖能は有意に上昇することが確認され、遺伝子XがTGF-βシグナルに制御され,大腸癌において細胞増殖を亢進していることが示唆された.私共は腸上皮特異的ホメオボックス転写因子(CDX2)のプロモーター領域から大腸上皮に特異的な転写活性をもつ9.5kbの遺伝子配列を同定し、Cre/loxPシステムを利用して大腸上皮特異的に遺伝子をノックアウトするシステムを構築した。本システムを利用して、大腸癌発癌に必須であるApc遺伝子を大腸上皮特異的にノックアウトし、自然発生型の大腸浸潤癌マウスモデルを確立した。しかしながら、このマウスモデルでは遠隔転移は形成されなかったため、転移能を有するより悪性度の高い腫瘍が自然発生するマウスモデルの作製には、さらに他の大腸癌関連遺伝子変異を付加する必要があると考えられた。そこで、私共は大腸癌発癌過程において遠隔転移の形成に重要であり、大腸癌でも治療標的としての関心が高まっているTGF-βII型受容体遺伝子(TGFBR2)の変異に着目して研究を行っている。私共はマウスの交配を繰り返し、大腸癌自然発生マウスにTGFBR2の変異を移入した大腸特異的Apc, Tgfbr2ダブルノックアウトマウスの作成に成功した。作成したマウスには出生後すぐに大腸に腫瘍形成を認めた。本マウスから回収した大腸腫瘍組織は病理学的に腺管癒合や不全腺管を認め、異形性の強い中分化腺癌と考えられ、Apcのみのノックアウトマウスに比較して分化度の低い表現型であった。本モデルから回収した腫瘍組織からLaser Microdissection法を用いて、癌化した大腸上皮細胞のみを回収してTotal RNAを抽出した。Apc, Tgfbr2ダブルノックアウトマウス群とAPCのみのシングルノックアウトマウス群から抽出したRNAにおいて、Affymetrix社のGeneChipを使って網羅的遺伝子解析を行った。全23939遺伝子の中からダブルノックアウトマウス群においてシングルノックアウトマウス群と比較し、最も有意差をもって発現上昇していた''Gene Y''の抽出に成功した。我々は大腸上皮特異的にApcがノックアウトされる大腸癌マウスモデル'CDX2P-G19Cre;Apcflox/floxmice' (以下,Apc KO mice)を報告してきた.今回,Tgfbr2flox/floxmiceとApcflox/floxmiceとCDX2P9.5-G19Cre miceを交配し,最終的にApcとTgfbr2が大腸上皮特異的にノックアウトされる'CDX2PG19Cre;Apcflox/flox;Tgfbr2flox/flox mice' (以下,Apc+Tgfbr2 KO mice)を作製した.このマウスモデルでは近位大腸に高分化腺癌が形成されたが,ほとんどが4週齢までに腫瘍出血死した.そこで3週齢でマウスの全大腸を摘出し形成された腫瘍を観察し回収した.レーザーマイクロダイセクション法で抽出した癌組織のtotal RNAを用い,Apc KO mice腫瘍(n=3)とApc+Tgfbr2 KO mice腫瘍(n=3)の遺伝子発現を網羅的に解析したところ,Tgfbr2 KOに伴い9.25倍に発現上昇していた遺伝子Xを同定した(p=0.045).免疫組織化学的染色でXの発現を評価し,全体の癌組織に占める免疫染色される癌細胞の割合が30%以上を陽性と判定した.TGFBR2変異ヒト大腸癌症例11例中11例(100%)がX発現陽性であったのに対して,マイクロサテライト安定大腸癌症例15例中10例(66.7%)がX発現陽性であり(p=0.033),ヒト大腸癌サンプルにおいてXの高発現はTGFBR2変異と相関しているということが示唆された.さらに,in vitroにて大腸癌細胞株でXをノックダウンすると細胞増殖能は有意に低下し,逆にXを強制発現すると細胞増殖能は有意に上昇した.以上の結果から大腸上皮特異的にApcとTgfbr2をノックダウンして近位大腸で高分化腺癌を形成するin vivoマウスモデルを作製,解析し,遺伝子XがTGF-βシグナルに制御され,大腸癌において細胞増殖を亢進していることが示唆された.大腸癌研究計画において、初年度は大腸癌自然発生マウスにTGFBR2の変異を移入した大腸特異的Apc, Tgfbr2ダブルノックアウトマウスの作成を目標としていた。私共はすでにマウスの交配を繰り返し、目的するTgfbr2

遺伝子変異を有する大腸癌自然発癌マウスモデルの作成に世界で初めて成功した。本マウスは腫瘍の進行に伴って早期に死亡してしまうために、遠隔転移の形成は現時点で観察されていない。しかしながらTgfbr2遺伝子変異を有する大腸癌自然発癌モデルの報告は過去になく、変異の無い腫瘍(APCシングルノックアウトマウス)と比較し、Tgfbr2遺伝子変異がもたらす腫瘍の発生状況や遺伝子プロファイルを網羅的に解析することによりTgfbr2遺伝子変異大腸癌の表現型を特定でき、ヒト臨床検体からは得ることのできないTgfbr2遺伝子変異型大腸癌の遺伝子発現プロファイルの特徴を明らかにできると考えている。本マウスに作成される腫瘍組織の遺伝子学的解析について解析が進んでおり、研究はおおむね順調に進展していると考える。これまでに私共は、網羅的遺伝子解析によってApc, Tgfbr2ダブルノックアウトマウス群においてAPCシングルノックアウトマウス群と比較して、最も有意差をもって発現上昇していた''Gene Y''の抽出に成功した。まずは網羅的遺伝子解析によって得た結果をマウス腫瘍組織においてリアルタイムPCRで検証することを予定している。続いて大腸癌細胞株、ヒト大腸癌検体を使用し、TGFBR2変異によるTGFβシグナル異常により、''Gene Y''mRNA発現亢進が起きていることを確認する予定としている。大腸癌細胞株を用いたin vitro実験系を計画し、''Gene Y''高発現株においてsiRNAによるノックダウンを行い、''Gene Y''低発現株において''Gene Y''の強制発現実験を行い、細胞の増殖、浸潤能の変化を観察する予定である。また、ヒト臨床サンプルにおいてもTGFBR2変異に伴う同様の''Gene Y''発現変化を確認し、臨床病理学的因子との関連や再発、生命予後について検証する予定である。TGFBR2変異によるTGFβシグナル異常により、''Gene Y''mRNA発現亢進を介して、大腸癌の浸潤、転移に関わる現象を解明し、新たなバイオマーカーとしての有用性を検証して行きたいと考えている。概ね順調に研究は進行しているが、誤差として30292円の次年度使用額が発生した。H26年度の予算と合わせて研究用の消費試薬などに使用する予定である。
セラミックス加工における真空チャック利用の有効性の検証と実践

1、研究目的工作機械でのセラミックス加工において被削材となるセラミックスを固定する場合、機械万力等で挟み込む固定法は不向きであり、固形ワックスを用いた接着固定法が主流となる。しかし、固形ワックスは接着から剥離までの一連の作業に手間がかかり、量産加工では効率のよい固定法とは言い難い。そこで真空チャックを用いた吸着固定法に着目し、その有効性を検証したうえで生産性の高い固定法を構築することを目的とした。2、研究内容(1)真空チャックの改良:平成23年度に当大学の助成制度を受けて開発した真空チャックの吸着面精度やパッキン、フィルタを見直し、セラミックスの湿式加工に対応できるように改良した。(2)真空チャックによる固定法の検証:真空チャックでの加工の前に、動力計にて被削材にかかる研削抵抗の計測を行った。工具径、切込量、回転数、送り速度によって研削抵抗は大きく異なるため、幾通りもの加工条件で計測しデータを収集した。このことで固定力に対して過度な条件で加工することを回避している。例として20mm角の被削材を吸着固定した場合、固定力は約35Nとなる。これに対して加工時にワークにかかる研削抵抗を固定力の6割程度に留めて加工を行っている。研削抵抗の把握は、被削材の微動や加工時のビビリ現象を回避させ加工精度の向上にも有効である。検証は、ステアタイト、アルミナ、石英ガラス、フロートガラスの4種類のセラミックスを形状加工して、加工精度と作業時間の評価を行った。3、研究成果目標としていた寸法公差±0.05mmの加工精度は得ることができた。さらに作業時間についても被削材に合わせた吸着ブロックを準備する必要はあるが、被削材の吸着および脱着はスイッチの切り替えひとつで済むため、量産加工では従来手法に比べて大幅な時間短縮に成功した。以上のことから真空チャックによる吸着固定法は、生産性を高める有効な手法であることが実証できた。
核磁気共鳴スペクトルを駆使した土壌リンの化学構造の解明

家畜堆肥は、リン含有量が高いことから、リン肥料の代替資材として期待されている。数種の家畜堆肥について固体P-核磁気共鳴スペクトルを測定したところ、7ppmから-7ppmの間にいくつかのシグナルが観測され、最も大きなシグナルは3ppm付近のシグナルであった。これまでに実施した標準リン化合物のスペクトル測定結果などから、これらは主として水溶解度の高いリン酸塩に由来すると考えられた。これら家畜堆肥を黒ボク土に添加し、一定水分条件下、25°Cにて3日間3か月間インキュベートし、その固体P-核磁気共鳴スペクトルを測定したところ、2ppmから-6ppmの間にシグナルが観測され、最も大きなシグナルは2ppm付近のシグナルであった。黒ボク土に強く吸着され植物が利用しにくい形態となったリン酸は、-6ppmから-12ppmまでシフトすることが明らかになっているが、家畜堆肥に含まれるリン酸塩は土壌に施用されても強く吸着されにくいことが明らかになった。この現象の原因として、家畜堆肥に含まれる何らかの成分がリン酸の吸着を妨げている可能性が示唆された。黒ボク土中に含まれるアロフェンは、リン酸と反応して難溶性の化合物を生成するが、その化学反応生成物はリン酸の表面吸着であるのか、あるいはリン酸アルミニウムの沈殿であるのか、明確な結論は得られていない。そこで、精製した天然アロフェンとリン酸との反応生成物とともに、リン酸アルミニウムの沈殿を調製し、これら試料の固体P-核磁気共鳴スペクトルを測定した。その結果、リン酸濃度が0.010.1mM程度の低濃度であればリン酸はアロフェン表面に吸着されること、リン酸濃度が14mM程度の高濃度であれアロフェンから溶解したアルミニウムイオンとリン酸が反応してリン酸アルミニウムの沈殿が生成することが明らかとなった。平成28年度は、肥料として土壌に投入される標準的な無機P化合物を収集し、その固体試料については固体P-核磁気共鳴スペクトルを、またそのアルカリ抽出物については液体P-核磁気共鳴スペクトルを測定し、P化合物の化学構造とケミカルシフト値の関係を整理するとともに、ケミカルシフト値と水溶解度あるいは植物利用可能性の関係を推定した。平成29年度は、施肥履歴の明らかな土壌試料を対象に、固体および液体P-核磁気共鳴スペクトルを測定し、平成28年度に得られた知見を適用することによって、土壌中におけるPの化学形態を明らかにした。平成30年度は、P肥料の代替資材として期待されている家畜堆肥について、含まれるPの化学構造とともに、土壌に加えられた後のPの化学形態変化や動態を固体P-核磁気共鳴スペクトルを測定することにより明らかにした。また、アロフェンとリン酸の反応生成物の化学構造を推定した。これらの研究により、核磁気共鳴スペクトルを用いて、土壌中に加えられたPの化学形態変化を追う手法の有用性が確かめられた。本研究の全体計画からみれば、当初の計画通りに順調に進捗していると考えられる。しかし、本研究が進む中で、これら土壌および土壌鉱物と反応したPは、さらに長い反応時間を経ることにより別の化学形態に変化する可能性も考えられた。そこで、平成31年度は、科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)補助事業期間を1年間延長し、この可能性を検証するための研究を追加で実施することによって、本研究目的をより精緻に達成することとした。平成31年度は、科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)補助事業期間を1年間延長し、家畜堆肥と土壌の反応によって得られる生成物を、より長期間にわたって固体P-核磁気共鳴スペクトルを観測する。また、可能であれば、追加的な実験にも挑戦したい。本研究では、これまで栃木県下の農耕地土壌を用いてきたが、土壌の性質は日本国内であっても多様であるため、他の地域での土壌についても固体P-核磁気共鳴スペクトルを測定したい。具体的には、(1)Pの施肥履歴が明らかになっている草地土壌およびそれに隣接する林地土壌の比較、(2)施肥履歴はないが海鳥の営巣活動によってPが蓄積している土壌、などついて本研究手法を適用したい。また、Pをとりまく化学構造が明らかになっていない肥料資材である「ようりん」について解析を進め、必要であればさらなる追加実験を行い、より確かデータを得たい。土壌に施用される標準的な無機P化合物として、リン酸アンモニウム、リン酸カルシウム、リン酸カリウム、過リン酸石灰、ようりん(熔成りん肥)、グアノ等を収集し、約14テスラの高磁場NMR装置により固体P-NMRスペクトルを測定した。また、これらのP化合物からアルカリ溶液によって抽出されたPについて液体P-NMRスペクトルを測定した。その結果、これらのPはいずれもケミカルシフト値が10-10ppmの間にピークを示す4配位構造を持っていること、これらのケミカルシフト値は概ねP化合物の水溶解度と関係が深く、高ケミカルシフト値(低磁場での共鳴)を示す化合物ほど水溶解度が高い傾向が認められた。ただし、ようりんは4ppm付近にピークを示すにもかかわらず水溶解度が低いため、固体中では他のP化合物とは異なる形態で存在していると考えられた。ようりんは、その化学形態について未解明の部分が多いが、本研究で得られたデータとともに、X線吸収微細構造解析など他の分析手法によるデータと組み合わせれば、化学構造に関して有力な情報が得られる可能性があると考えられた。また、豚糞、牛糞、植物系バイオマス資材、およびこれらを発酵させた有機資材について、固体および液体P-NMRスペクトルを測定した。

その結果、無機P化合物同様、ケミカルシフト値が10-10ppmの間にピークを示すスペクトルが得られた。とくに、植物系バイオマス資材である米ぬかについては、その発酵過程に伴うPの化学形態変化を詳細に追うことができた。すなわち、これまで微生物分解に対して抵抗性が高いと考えられてきたフィチン酸(イノシトール6リン酸)が、数週間程度でオルトリン酸にまで分解されることを明らかにした。この研究成果は、大きなインパクトを持っていることから、関連学会で発表した。初年度にあたるH28年度は、肥料として土壌に投入される標準的な無機P化合物を収集し固体P-NMRスペクトルを測定する計画であった。本研究では、栃木県農業試験場の大島正稔研究員を研究協力者として迎えることにより、当初計画していた無機P化合物とともに有機P化合物についても効率的に収集でき、固体P-NMRスペクトルとともにそのアルカリ抽出物についても液体P-NMRスペクトルを測定できた。その結果、肥料として土壌に投入される標準的な無機および有機P化合物について、P-NMRスペクトル帰属のための基礎データを比較的短期間で整備できた。本研究では、さらにこれらの基礎的データを用いて、米ぬかの発酵過程におけるPの化学形態変化を明らかにし、その成果をH28年度中に関連学会で発表することができた。肥料として土壌に投入される多くの無機P化合物について、そのP-NMRスペクトルの帰属が進んだ中で、ようりんについては化学構造が不明であるためそのP-NMRスペクトルの帰属については依然として不明のままである。しかし、本研究にてP-NMRスペクトルが測定されたことにより、X線吸収微細構造解析など他の分析手法によるデータと組み合わせれば、化学構造に関して有力な情報が得られる可能性があると考えられた。以上のことから、本研究は順調に進捗しており、当初の想定以上の成果が上がっていると考えられる。施肥履歴が明確な農耕地土壌を試料として選定し、約14テスラの高磁場核磁気共鳴装置により固体P-核磁気共鳴スペクトルを測定した。また、これらのP化合物からアルカリ溶液によって抽出されたPについて液体P-核磁気共鳴スペクトルを測定した。その結果、土壌中のPは、肥料や資材に含まれるP同様、いずれもケミカルシフト値が10-10ppmの間にピークを示す4配位構造を持っていることが明らかとなった。また、施肥による影響を強く受けた結果P含量が高まっている土壌中においては、Pはより低いケミカルシフト値を示す(高磁場で共鳴する)傾向が見られた。H28年度において標準的な無機P化合物を核磁気共鳴分析した結果から、低いケミカルシフト値で共鳴するこれら土壌中のPは、土壌中のAlによって安定化され水溶解度の低いP化合物であると考えられた。これらのPをアルカリ溶液によって抽出するといずれもオルトリン酸の形態であったことから、肥料として加えられたオルトリン酸化合物は、土壌中のAl化合物と反応し、Al-オルトリン酸の沈殿を生じたか、Al鉱物表面上でオルトリン酸が表面吸着しているものと考えられた。
プロテオミクスによる長期的有酸素運動の有効性機序の全容解明

本研究の目的は“プロテオミクス(蛋白質の網羅的定量解析)による長期的有酸素運動の有効性機序の全容解明"である。これまでの個別の蛋白質定量解析を革新的に短縮し、エビデンスの飛躍的向上につなげる。運動負荷量の個人最適化(ある蛋白質の量を指標に運動負荷量を調整する等)、運動効果類似薬開発の足がかりを作る。
電算機モデルを用いたヒトの中枢運動制御の解析

1.マウスを用いた視標追跡運動機能検索装置の開発とその臨床応用(主として昭和63年度):電算機ディスプレ-に色彩視標を描示し、それが直線、円軌道あるいは複雑な図形を描くように種々の速度で移動させ、被検者に手でマウスを動かしてその視標をできるだけ正確に追跡させ、視標と追跡点の軌跡をパソコンのメモリ-に記録し、その誤差の時系列の標準偏差とむだ時間、その特徴パラメ-タを求めた。この検査を若年健康成人11名、高齢者9名、小脳失調症患者8名、およびパ-キンソン病患者5名を対象に適用し、各群の運動の特徴パラメ-タを明らかにした。そして抽出した特徴パラメ-タを用いて構成した非線形識別関数に基ずいて各被検者を4群に自動分類する試みを行ったところ、正解率は80%であった。2.ディジタイザ-を用いた二次元画面視標追跡記録装置の開発とその臨床応用(主として平成元年度):上記1において、マウスの代わりにスタイラスペンを手で握ってディジタイザ-上を動かし、ディスプレ-上の視標の動きを追跡させ、その運動軌跡を同様に解析してその特徴パラメ-タを求めた。この検査を若年健康成人16名、小脳失調症を示す患者9名、およびパ-キンソン病患者6名に適用し、各群の運動の特徴パラメ-タを求め、複数個の特徴パラメ-タから構成した識別関数を用いて自動判別を試みたところ、疾患群と健常者の判別は容易であったが、両疾患群の判別はまだ完全ではなかった。またその運動記録デ-タの特性をうまく表現するむだ時間2次系モデルを作成し、同様の解析を行った。3.将来の展望:上記2の対照として健常高齢者を検索する必要がある。またデ-タの情報圧縮と中枢運動制御の機構の解明を目的として、その数式モデルを作成し、同様に特徴パラメ-タを明らかにする。大脳基底核や小脳の障害と手の随意運動の中枢制御との関連を明らかにする目的で、視標追跡記録装置を作製し、記録データの処理方法を検討した。対象は基底核疾患の患者7名、小脳失調症患者7名の計14名で、正常者9名を対照とした。パソコンのディスプレイ上の視標に単純な衝動性運動および複雑な運動を行わせ、被検者に台上のマウスを手で動かすことによってその視標を追跡させた。その時の視標と追跡点の軌跡をパソコンのメモリーに記録し、その誤差の時系列の標準偏差とむだ時間を求めた。その結果、いずれの値も患者群では正常群より大きく、正常と異常の識別は正確に行えた。しかし基底核疾患と小脳失調症との識別はまだ十分には可能にならなかった。この研究の目的に、当研究費の中から約85万円でパソコンとカラーディスプレイおよびプリンターを購入し、残額は消耗品費や研究打合せ旅費、謝金に用いた。今後解決すべき問題として、(1)手の運動軌跡の記録法として、マウスを動かすと手が安定するため、自然に近い不安定な状態で運動させる目的で、マウスの代りにディジタイザーに用いて異常を検出し易くする。(2)対象の年令を考慮する。(3)基底核障害と小脳障害を鑑別できるような方法、またはパラメータを検出する。ことがあげられる。

1.視標追跡運動機能検索装置の開発:電算機ディスプレ-に色彩視標を描示し、それが直線、円軌道あるいは複雑な図形を描くように種々の速度で移動させ、被検者に手でマウスを動かしてその指標をできるだけ正確に追跡させ、視標と追跡点の軌跡をパソコンのメモリ-に記録し、その誤差の時系列の標準偏差とむだ時間、その特徴パラメ-タを求めた。2.上記装置の運動障害患者への応用:若年健康成人11名、高齢者9名、小脳失調症の患者8名、およびパ-キンソン病患者5名を対象に、上記の方法を適用し、それぞれの特徴パラメ-タを明らかにした。そして抽出した特徴パラメ-タを用いて構成した非線形識別関数に基づいて各被検者を4群に自動分類する試みを行ったところ、正解率は80%であった。3.ディジタイザ-を用いた二次元画面視標追跡記録装置の開発:上記1において、マウスの代わりにスタイラスペンを手で握ってディジタイザ-(設備備品費で購入)上を動かし、ディスプレ-上の視標の動きを追跡させ、その軌跡を同様に解析してその特徴パラメ-タを求めた。4.上記装置の運動障害患者への応用:若年健康成人16名、小脳失調症を示す患者9名、およびパ-キンソン病患者6名に上記3の検査を行い、特徴パラメ-タを求め、複数個の特徴パラメ-タから構成した識別関数を用いて自動判別を試みたところ、疾患群と健常者の判別は容易であったが、両疾患群の判別はまだ完全ではなかった。5.中枢運動制御の数式モデルを用いた解析:運動記録デ-タの特性をうまく表現するむだ時間2次系モデルを作成した。6.将来の展望:上記4の対照として健常高齢者を検索する必要がある。またデ-タの情報圧縮と中枢運動制御の機構の解明を目的として、その数式モデルを作成し、同様に特徴パラメ-タを明らかにする。
内因性嫌気性菌感染症の成立に関わる宿主要因の分子遺伝子学的・免疫学的解析

壊死桿菌(Fusobacteriuum necrophorum)は現在F.necrophorum subsp.necrophorum(Fnn)およびF.necrophorum subsp.funduliforme(Fnf)の2亜種に分類されている。肝膿瘍病変からは、Fnnが優位に分離され、同菌種はFnfに比ベ、マウスに対する病原性が強い。このような亜種間での病原性の違いには様々な病原因子が関与していると考えられる。そこで今回我々はFnn、Fnf両亜種に関する分子遺伝学的な解析を行うと同時に両菌種がもつエンドトキシンと外膜タンパクを中心にそれらが肝膿瘍形成にどのように関わっているかを調べた。RAPD法によるDNA多型分析を行った結果、複数のプライマーを組み合わせることによりFnn、Fnf両亜種それぞれに特具的なバンドを検出することができた。残念ながら、得られた亜種特異的バンドと病原因子との関連をあきらかにすることはできなかった。壊死桿菌が感染した動物では血液中の好中球数の著しい増加と、リンパ球数の減少がみられるが、この現象が膿瘍形成個体ほど著しいことに着目し調査したところ、壌死桿菌のもつエンドトキシンが密接に関っていることが分かった。興味あることに、FnnはFnfのそれに比べて幾種類かの液性因子(サイトカイン)を大量に細胞から放出させる能カをもっていた。とりわけIL-l7やMIPは炎症細胞を誘導し、大量に局所に集める作用をもつが、Fnnから抽出したエンドトキシンはFnfのそれに比べて大量にMIPを産生させる能カがあることが分かった。またFnnの細胞膜からタンパクを抽出しその作用をみたところ、動物細胞を障害する性質はほとんど持っていなかったが、同タンパクに対する抗体は細胞へのEnn付着を阻止することから、菌の細胞への付着する能力と密接に関係していると推定された。しかもその成分は膿瘍形成能カをもつFnnだけに存在し、このタンパク質であらかじめ動物(マウス)を免疫しておくと、Fnnの感染による膿瘍形成が阻止された。こうした成果が得られたことにより、膿瘍形成のメカニズムの一端をあきらかにすることができたと思われる。壊死桿菌Fusobacterium(F.)necrophorumは多くの動物の消化管内に生息する嫌気性細菌で、特に牛ではこの菌が血中に侵入して肝臓に膿瘍を形成したり、蹄部に侵入して趾間腐爛を起こす。これらの疾病は内因性嫌気性菌感染症として世界中にひろく存在し、畜産業に大きな損害を与えている。我々はマウスを用いた感染実験系とくに膿瘍形成モデルを確立するとともに、同菌がもつ病原因子について研究をおこなった。F.necrophorumが分泌するヘモリジンはホスホリパーゼA_2様活性をもち、動物細胞膜の構成成分であるホスファチジルコリンに作用し、溶血性や細胞傷害をひきおこす。同菌はnecrophorum(Fnn)とfunduliforme(Fnf)の2亜種に分類されるが、前者のほうが宿主に膿瘍をよく形成し細胞傷害性も高い。今年度は両菌からLPSを分離し、分子量、化学組成をはじめ細胞傷害性やマウス致死性などを比較した。その結果Fnn由来のLPSはFnf由来のそれに比べてC3H/Heマウスに対する致死活性が強く、また新鮮マウス血清に対して著明な白血球走化性を誘導することが分かった。LPS自身が走化因子として作用することはほとんどなく、血清中に誘導された走化因子は易熱性であった。両菌種から分離されたLPSはどちらもin vivoにおいて血中の好中球とマクロファージ数を急激に増加させたが、その程度はやはりFnn由来のLPSのほうが強く、病原性の強い菌由来のLPSが病巣形成の一翼を担っている可能性が強く示唆された。感染初期に菌から放出される病原因子のみならず同時期に宿主内に誘導されてくる炎症性物質やケモカインもまた病巣形成に関与していると思われるため、現在宿主側要因についても検討中である。

とりわけIL-l7やMIPは炎症細胞を誘導し、大量に局所に集める作用をもつが、Fnnから抽出したエンドトキシンはFnfのそれに比べて大量にMIPを産生させる能カがあることが分かった。またFnnの細胞膜からタンパクを抽出しその作用をみたところ、動物細胞を障害する性質はほとんど持っていなかったが、同タンパクに対する抗体は細胞へのEnn付着を阻止することから、菌の細胞への付着する能力と密接に関係していると推定された。しかもその成分は膿瘍形成能カをもつFnnだけに存在し、このタンパク質であらかじめ動物(マウス)を免疫しておくと、Fnnの感染による膿瘍形成が阻止された。こうした成果が得られたことにより、膿瘍形成のメカニズムの一端をあきらかにすることができたと思われる。F.necrophorumはグラム陰性偏性嫌気性無芽胞桿菌で、人や動物の消化管の正常細菌である。本菌は、牛の肝腫瘍の主原因菌であるとともに子牛のジフテリア、未経産牛乳房炎、各種動物の化膿性疾患などの病巣から分離される日和見病原体で、現在、F.necrophorum subsp. necrophorum(Fnn)およびF.necro-phorum subsp.funduliforme(Fnf)の2亜種に分類されている。肝腫瘍の病変から優位に分離されるFnnはFnfに比べ、マウスに対する病原性が強いことが知られている。亜種間における病原性の違いには、菌が持つ様々な病原因子が関与していると考えられているが、それら因子の遺伝子レベルでの解明はほとんど行われていない。今回は同菌のもつ遺伝子を詳細に解析し、両亜種間における遺伝学的相違を明らかにすることを目的とした。まず最初にFnnならびにFnfの幾つかの株からDNAを抽出し、RAPD-PCR法によりその多型性を調べた。両亜種ともに多数のバンドが見出され、プライマーによっては、Fnn、Fnfにそれぞれ特異的なバンドが認められた。供試菌株は、クラスター分析により2つの主クラスターに大別され、その結果は表現型やDNAホモロジーによる分類と一致した。FnnはFnfに比べ、菌株間の類縁関係が高く、RAPD法による多型分析は、本菌の分類や同定に応用し得ることが示唆された。またこれと平行してFnnとFnfの16S ribosomalRNAのシークエンス比較を行ったところ、両者は極めて類似した配列であることが明らかになった。F.necrophorumの細胞表層は、繊毛を有するが莢膜や鞭毛を持たない。同菌の主要な機能分子は外膜タンパク、LPSおよび繊毛であるが、現在まで本菌の外膜タンパクについての研究は血球凝集性やマウスに対する病原性への関与などの研究は行われてきたにとどまり、細胞に対する影響や外膜タンパク自身の機能はよく分っていない。今回、両亜種の菌から外膜タンパクを分離、回収し、細胞傷害性、細胞付着性にどのように関与しているかを調べた。また、外膜タンパクをウサギへ免疫し、その抗体の評価を行うと同時に細胞付着阻止能の有無を調べた。抗外膜タンパク抗体によりFnnの細胞付着性が阻止されたばかりか、血球凝集性も抗体処理により抑制された。さらに、外膜タンパクでマウスを予め免疫しておくと、無免疫マウスに比べて肝腫瘍の発現が抑えられた。
アモルファスメソポーラス炭素・酸化鉄複合材料の開発

メソポーラス炭素・酸化鉄複合体は、木や草に含まれるセルロースを炭化したもので、磁性を有しながら同時に様々な大きさの細孔と表面官能基を多数有する粉状物質であることを明らかにした。また、この物質から固体酸を合成でき、従来のものに比べ1.5倍の性能を有することも明らかにした。本成果は、磁性材料および活性炭の応用分野への適用はもとより、多様な官能基を結合できる新しい磁性炭素材料として様々な産業への適応が期待できる。放射性セシウムの除染に関する吸着材として、当該物質が高い性能を有することを発見し、そして実証した。この成果は、Nature姉妹誌Scientific Reportsに掲載された。本研究は、炭素複合体の合成条件依存性およびこれによる酸触媒活性の変化について明らかにすることを目的とした。これまでに、金属塩水溶液濃度を変化させて炭素複合体を合成し物質のキャラクタリゼーション、磁化特性分析を行い詳細に調査検討した。また、これら炭素複合体の酸触媒化を一定条件下で行い、セルロースの加水分解反応をモデル反応とした酸触媒活性の評価、経時変化分析、反応条件の最適化を行った。その結果、炭素複合体は、5nm程度のメソ孔を有する炭素中に10nm以下のγ-Fe2O3粒子が分散した材料であり、酸化鉄粒子径は、金属塩水溶液の濃度を濃くするに従って小さくなることが分かった。この複合体をスルホ化することにより材料表面に存在するγ-Fe2O3粒子はFe2(SO4)3へと変化し、1nm程度のグラフェンシートに結合したスルホ基、カルボキシル基、水酸基と共に酸点となっていることが分かった。NH3-TPD分析により、これらの酸強度は既存のカーボン固体酸より強く、酸点は最大で8倍となった。飽和磁化は、金属塩水溶液の濃度を濃くするに従って大きくなった。複合体と触媒の飽和磁化は検討前の基準に比べそれぞれ最大で3倍と1.5倍となり、目標値の1.2倍を達成した。また、セルロースのグルコースへの加水分解反応における活性は、最適反応条件において既存のカーボン固体酸の1.5倍となり実用化可能性が示せた。以上の結果から、炭素複合材料の合成条件を最適化出来た。炭素複合体を放射性物質の吸着剤として応用できないか検討した結果、高い吸着性能を有することを発見した。福島県二本松市における実証試験の結果、土壌除染における減容化およびため池などの浮遊物を含む汚染水に対しても適用できることを実証し、実用化の可能性を示した。以上のことから、新たな機能の発見も含み、予定を大幅に上回るスピードで研究を進展させることができた。平成24年度は金属塩水溶液濃度を変化させて(1.2515.0 g L-1の5条件)炭素複合体を合成し物質のキャラクタリゼーション(SEM, TEM, N2吸着, XRD, Raman, XPS, Mossbauer, FT-IR, 13C-NMR, NH3-TPD,元素分析)、磁化特性分析(VSM)を行い詳細に調査検討した。また、これら炭素複合体の酸触媒化(スルホ化)を一定条件下で行い、セルロースの加水分解反応をモデル反応とした酸触媒活性の評価、経時変化分析を行った。その結果、炭素複合体は、5nm程度のメソ孔を有するアモルファスカーボン中に10nm以下のγ-Fe2O3粒子が分散した材料であり、酸化鉄粒子径は、金属塩水溶液の濃度を濃くするに従って小さくなることが分かった。NH3-TPD分析により、これらの酸強度は既存のカーボン固体酸より強く、酸点は最大で8倍(10 g L-1の条件)となった。複合体と触媒の飽和磁化は検討前の基準に比べそれぞれ最大で3倍と1.5倍となり、次年度以降の目標値の1.2倍を前倒しで達成した。また、セルロースのグルコースへの加水分解反応における活性は、既存のカーボン固体酸の1.5倍(1.25 g L-1の条件)となった。本研究は研究期間を合計2年以上と考えていたが、予定を大幅に上回るスピードで結果を得ることができた。