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球状シリカナノ粒子を用いた階層的多孔質材料の合成と有機修飾による機能化

H23年度は、シリカナノ粒子を用いた新規抗菌性材料開発の一環として、銀ナノ粒子をコア、メソポーラスシリカをシェルとするコアシェル型ナノ粒子を合成し、その構造および抗菌特性について評価を行った。コアシェル粒子の合成は、アルキルトリメチルアンモニウムカチオンの存在下、硝酸銀をグルコースで還元することで銀ナノ粒子のコアを合成し、引き続いてメソポーラスシリカのシェルを形成させた。X線回折測定により、周期的なメソ構造を有することおよび銀ナノ粒子の存在が確認された。電子顕微鏡観察の結果、銀ナノ粒子をコアとしたコアシェル型の球状ナノ粒子の形成が確認された。このナノ粒子分散液をスライドガラス基板上にコーティングし、加熱によって固定化した後、抗菌性評価を行った。具体的には、バクテリアを含む溶液をこれらの基板上に滴下し、数時間経過した後、バクテリアの生存率を調べた。その結果、コアシェル粒子でコートした基板は未コートの基板と比較して飛躍的な抗菌性の向上を示した。銀イオンを用いた抗菌性ナノ材料開発のもうひとつの検討として、ミクロ多孔体であるゼオライトの細孔内にイオン交換によって銀イオンを導入した銀イオン交換ゼオライトの抗菌性についても評価を行った。その結果、用いるゼオライトの種類によって抗菌性が大きく異なり、3次元的な細孔を有する場合に活性が高まる傾向を見いだした。特に、有機構造規定剤を用いない種結晶添加法で合成したBEA型ゼオライトを用いた場合に高い活性が見られ、2%未満の銀イオン導入量であっても、2.2%の銀イオンを含む市販の製品(A型ゼオライト)に匹敵する性能を示した。本研究では階層的な細孔構造を有するメソポーラスシリカナノ粒子の合成を行い、有機修飾によってメソポーラスシリカ表面に抗菌性を付与することを試みた。異なる粒子径とメソ細孔を有したシリカナノ粒子の合成を行い、その後光増感剤であるニュートラルレッドを用いて得られたメソポーラスシリカナノ粒子の有機修飾を行った。まず、アミノ酸を用いるナノ粒子合成手法によって粒子径15-20nmのメソポーラスシリカナノ粒子を合成した。これに対して粒子径が80nmのメソポーラスシリカナノ粒子はストーバー法を用いて合成した。ここでの粒子の観察はSEM及びTEMによって行った。X線回折分析(XRD)の結果、得られたメソポーラスシリカナノ粒子は階層的細孔構造を有し、ニュートラルレッドを用いて有機修飾を行った後も、細孔構造は保持されていることが示唆されたことから、メソポーラスシリカナノ粒子の機能化に成功した。また、得られたメソポーラスシリカナノ粒子の有機修飾に留まらず、粒子に抗菌作用を付与する目的として細孔中に銀ナノ粒子を固定化させることを試みた。メソポーラスシリカナノ粒子を硝酸銀、スクロース及び水と混合し、その後オーブン内でマイクロ波を20秒印加することで銀ナノ粒子をメソポーラスシリカナノ粒子に固定化したコアシェル型銀ナノ粒子の合成に成功した。SEM観察の結果、得られたコアシェル型銀ナノ粒子は約20nmの粒子径を示し、またXRDの結果、比較的高い構造安定性を有することがわかった。
マンガン酸化物による局所格子歪みと相分離のX線散乱による研究

金属絶縁体転移・電荷軌道整列転移・磁気転移を通して現れるペロフスカイト型マンガン酸化物の多様な物性の起源を、結晶構造の立場から明らかにすることを目的としてX線散乱により研究を行った。これまでに、常磁性絶縁体相において、電子が作った局所格子歪みに自身が捕獲されるポーラロンが存在し、その相関が短距離秩序を形成していることを明らかにしてきた。本年度は、特に、磁場や圧力といった極端条件下において、状態の空間的不均一性や、外場変化による秩序の発達・消失過程をX線散乱により詳しく調べた。主な結果は以下の通りである。電荷軌道整列を示す物質、および不純物置換により電荷軌道整列を不安定にした物質について磁場中でX線回折実験を行い、短距離および長距離秩序の形成・消失過程を調べた。温度上昇による場合と磁場印加による場合で短距離秩序の消失過程が異なり、磁場によって消失する場合、系の不均一状態が助長されることを示唆する結果を得た。また、絶縁性を示す短距離秩序状態の全体に占める割合は、磁気抵抗と良い対応を示し、系の不均一性が伝導現象と密接に関係していることがわかった。電荷軌道整列を示す二種類に物質について、高圧低温単結晶X線回折実験を行った。その結果、従来から知られていた電荷および軌道の整列のパターンとは異なる新たな電荷軌道の秩序相の存在が明らかとなった。また、この相を含む詳細な圧力温度相図を作成し、高圧下における相の安定性を明らかにした。ペロフスカイト型マンガン酸化物は、電荷軌道整列現象・磁気転移・金属絶縁体転移・構造相転移が互いに関連して起こり、特に負の巨大磁気抵抗効果が現れることから活発な研究がなされている。これまで我々は、電子がつくった局所格子歪みに自身が捕獲されようとするポーラロンの効果とポーラロン間の相関の発達が、電荷軌道整列や巨大磁気抵抗効果を理解する上で重要であることを示してきた。本研究では超伝導マグネットを用いた磁場中X線散漫散乱により、体積分率と相関長の定量的な評価とそれらの温度・磁場依存性を測定し、近年注目を集めている相分離現象と伝導現象の関係について調べた。1.典型的な電荷軌道整列を示すPr_<1-x>Ca_xMnO_3について、電荷軌道整列転移温度以上で存在する不整合波数をもつ短距離秩序状態の磁場依存性を調べた。その結果、磁場による伝導度の増加に伴い、不整合ピーク強度は一定の相関距離を保ったまま連続的に減少することがわかった。このことから、短距離秩序領域は磁場の上昇により不均一に減少していくと考えられる。2.Mnサイトを不純物で置換すると、相分離状態が起こりやすいことが報告されている。不純物Crで2%置換したNd_<1-x>Ca_x(Mn_<0.98>Cr_<0.02>)O_3について上記と同様の測定を行ったところ、不整合波数をもつ短距離秩序については、上記のPr_<1-x>Ca_xMnO_3と同様の結果が得られた。一方、整合波数をもつ長距離秩序状態に磁場を加えると強磁性金属相へ転移するが、転移磁場近傍で相共存がおこり、その際不整合構造が再びあらわれることがわかった。これらの不整合波数をもつ電荷軌道秩序領域の体積分率と磁気抵抗には非常に良い対応関係が存在することがわかった。
新規蛍光体材料のデータ駆動型開発に向けた予測モデルの構築

無機固体結晶に遷移金属元素や希土類元素を添加した無機蛍光体はディスプレイや照明用LEDに利用されている。しかし、新規材料探索においては、候補物質の組成・原子構造の複雑化に伴い、従来の合成・光学測定実験や繰り返す網羅的探索は困難となっている。そこで、本研究では、機械学習を利用して、発光波長、スペクトル幅、励起波長など、複数の光学特性を同時に予測できる新しい物性予測モデルの開発を進めてきた。信頼性の高い機械学習モデルを作成するために、第一原理多電子計算法により系統的な発光・吸収理論スペクトルの計算を行い、実験報告例のない物質を含めた大規模計算スペクトルデータベースの作成を行った。その中でf-d遷移や配位子からの電荷移動型遷移を考慮する必要がある場合、ハミルトニアン行列の次元が増大し行列の完全対角化が不可能となる。本研究では、行列固有値の反復解法を用いて遷移の始状態の波動関数のみを求め、Green関数法の虚部として光学スペクトルを計算する手法を開発した。また、スペクトルの特徴量となるピーク位置やピーク幅の抽出するために、圧縮センシングアルゴリズムを用いたピーク分離アルゴリズムを開発した。これにより、複雑な電子遷移過程が絡む、より幅広い物質のスペクトルを集めたデータベースの構築が可能となった。得られたデータベースを元に、スペクトルデータの回帰モデルの作成を試みた。スペクトルデータ集に対してスパース制約付き非負値分解と重回帰を組み合わせた回帰手法を開発した。予測モデルの説明変数としては、ホスト結晶の構成元素・組成・構造から容易に計算できるものを用いた。これにより、任意のホスト結晶に対する光学スペクトルを迅速に計算できるようになり、大規模な化学空間における候補物質の探索が可能となった。これらの成果については国内外の学会および、本新学術領域の公開シンポジウムにおいて発表した。29年度が最終年度であるため、記入しない。無機蛍光体材料の新規ホスト結晶探索において、発光中心となるイオンが結晶中に形成するエネルギー準位や吸収・発光特性を定量的に予測することは極めて重要である。本研究では、機械学習を用いた光学スペクトルの高精度予測に向けた記述子・回帰手法の開発、ならびにマルチタスク学習を利用した新しい無機蛍光体光学特性の予測モデル構築の2つのテーマに取り組んでいる。これら予測モデルを構築するには十分な数のスペクトルデータベースが必要となる。研究開始当初は過去に報告されている実験スペクトルデータを収集していたが、実験における試料の質や測定精度にばらつきが大きいこと、調べられている系に偏りがあるなど、十分な量と質を供えたデータベースを構築することは困難であった。そこで、第一原理計算を用いて、様々な構造のホスト結晶に対してスペクトルを計算し、データベースに加えることとした。計算を進める中で、多電子系電子状態計算を多数の系について行う上で、電子間相互作用を表す二電子積分の計算がボトルネックとなることが分かった。そこで、部分電子密度の多重極展開とスパースモデリングのアルゴリズムを応用した二電子積分の高速計算手法の開発を行った。具体的には、原子軌道の積を、原子核位置を中心とする多重極展開で表現し、二電子積分はフーリエ空間で積分を実行する。これにより、角度成分については解析的に積分を行うことができる。一方、動径成分については球ベッセル関数を含む振動積分を計算する必要がある。本研究では、スパースモデリングの手法を用いて被積分関数および球ベッセル関数を指数関数の線形結合で表現する手法を開発した。これにより、二電子積分の計算が従来の数値積分法に比べて5倍程度高速化することができた。これらの成果については学会および、本新学術領域のシンポジウムにおいて発表した。これまでに、光学スペクトルを予測するために必要な基本的な技術要素の開発は終了している。予測モデルに対しては、非負値分解を利用した次元下げを行うことで、スペクトルを効率的に計算する手法を既に開発している。残る課題はスペクトルデータベースを充実させること、適切な記述子の開発の2点である。前者に対しては、上述の二電子積分の高速計算アルゴリズムを用いることで、多数の系に第一原理計算を現実的な時間で実行することが可能となった。また、後者については、様々な記述子候補のデータを収集した他、結晶構造から容易に計算できるものについては、その場で計算ができる様なツールの開発を行った。今後、これらを組み合わせることで、信頼性の高い予測モデルが作成できるものと期待される。

得られたデータベースを元に、スペクトルデータの回帰モデルの作成を試みた。スペクトルデータ集に対してスパース制約付き非負値分解と重回帰を組み合わせた回帰手法を開発した。予測モデルの説明変数としては、ホスト結晶の構成元素・組成・構造から容易に計算できるものを用いた。これにより、任意のホスト結晶に対する光学スペクトルを迅速に計算できるようになり、大規模な化学空間における候補物質の探索が可能となった。これらの成果については国内外の学会および、本新学術領域の公開シンポジウムにおいて発表した。光学スペクトルの高精度予測に向けた記述子・回帰手法の開発について、新しく開発した二電子積分の高速計算アルゴリズムを利用した第一原理多電子計算により理論スペクトルをデータベースに加えてデータの質・量を増大させ予測精度の向上を図る。また、結晶中のポテンシャルに関する量を記述子として用いることで、新しい多重項準位予測モデルを構築する。より具体的には、希土類イオンの置換サイト位置における結晶ポテンシャルの多重極展開を説明変数として用いる。任意の配位数、対称性の結晶学的サイトにおいて変数の数が不変であることから、配位子場理論での取り扱いが困難な低対称相における多重項準位の予測にも適用できることがこの手法の利点である。結晶ポテンシャルとしては、結晶サイトに点電荷を配置した単純な静電ポテンシャルおよび、バンド計算により得られるより精密な結晶ポテンシャルを利用した2つをそれぞれ用いてスペクトル予測性能を検討する。この研究を通して、ナノ構造情報とスペクトル形状の直接的な関係を導き出す。また、光学特性のマルチタスク学習については、データベースの拡張とニューラルネットワークの改良を進め、蛍光体特性のマルチタスク学習について更なる精度向上を図る。また、最適なマルチタスク学習法の探索も同時に進めるものとする。本テーマにおいても、学習データ数を増やすために、第一原理計算による計算結果を利用する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
曲線のモジュライ空間に関する力学系と確率過程のエルゴード理論的研究

初年度は、繰り込まれたRVZ誘導変換に対して、代表者の先行研究で既に得られていた局所型中心極限定理を、応用上重要な関数を含むクラスに拡張した。2008年度以降に予定していたタイヒミュラー計量に付随した自然な拡散過程の構成については、当初予測していなかった難点にぶつかったが、幸いにしてディリクレ空間の方法によりタイヒミュラー空間のブラウン運動と思しき拡散過程の候補に至ることができた。本年度の研究計画では,「タイヒミュラー測地流とRVZ誘導変換に対する熱力学形式の応用として既に得られている結果の整理を行い,タイヒミュラー測地流のどのようなエルゴード理論的性質が,曲線のモジュライ空間のセルバーグゼータ関数のどのような解析的性質と対応しているかを吟味し,対応表を作成することに重点を置く」としていた。当初の計画に沿って,研究代表者・分担者が,広島大学で開催している確率論・力学系セミナー,数理解析セミナー,複素解析セミナーへ,必要に応じて他研究機関の研究者を招いて,本研究と関する最近の研究結果や研究手法について研究連絡・討論を行った。また,本研究と関連する広範な分野からの講演者を招いて,平成19年11月9日,10日に広島大学において研究集会「力学系と微分方程式」を開催した。これらの研究・交流活動の中で,優先して取り組むべき興味深い研究対象が次々現れたため,「対応表」には予想したものより多くの項目を取り込み,さらに充実させる必要が生じ,その具体的な作成までは至っていないが,当初計画した具体的な研究については,ほぼ満足すべき成果を得た。とくに,繰り込まれたRVZ誘導変換に対しては,局所型中心極限定理を,タイヒミュラー測地流の懸垂流表現で現れる天井関数等の特別な関数を含むクラスに対して証明することができた。その応用の一部については,平成19年8月6日_8月10日,名古屋大学で開催された国際研究集会「Spectral Analysis in Geometry and Number Theory」の招待講演(題目:Renormalized Rauzy-Veech-Zorich induction)で発表した。本年度は曲線のモジュライ空間で構成可能な拡散過程の中で、どのようなものがモジュライ空間のブラウン運動にあたるものなのかを特定するための準備として、タイヒミュラー測地流のエルゴード理論的挙動に注目した研究を行った。中でも、前年度に行った繰り込まれたRauzy-Veech-Zorich誘導変換(以下R-RVZ誘導変換という)の周期軌道分布に関する長さスペクトルの分布の非格子性の証明の改良の作業にかなりの時間をかけた。R-RVZ誘導変換の合成を記述する正行列の適当な組み合わせに古典的なPerron-Frobeniusの定理を適宜使用することによって、格子分布性を仮定すると矛盾が生ずるという初等的な証明が完成した。この結果はContemp.Math.に掲載が決定している論文Renormalized Rauzy-Veech-Zorich inductionsの中で発表予定である。その形式的な応用としては素数定理の類似をさらに一般化したChebotarev型の定理を証明することができるが、連分数変換の周期軌道とモジュラー曲面の閉測地線、およびモジュラー群の原始双曲元の共役類の場合と同様な自然な対応が存在するわけではないため、その本質的な意味を見極める段階には至っていない。これを含め現在までに得られているこの方面の成果については、2008年7月に京都大学数理解析研究所で開催された研究集会「L関数の値分布と関係する数論的な諸簡数の研究」において報告した。また、幾つかの考察からタイヒミュラー計量に関する測地的ランダムウォークの連続極限で得られる連続過程で、VeechやMasurが構成したタイヒミュラー空間上の測度を平衡測度とするものにタイヒミュラー拡散としての意味を持たせようというアイデアに到達した。「曲線のモジュライ空間で構成可能な拡散過程の中で、どのようなものが標準的なブラウン運動に当たるものなのかを特定する」という研究の遂行中に、そのような拡散過程の構成問題が、当初の想定以上に難しい問題であることが判明したため、タイヒミュラー計量に関するブラウン運動の候補と思しき拡散過程の構成に時間を割いた。当初計画していた確率微分方程式による方法は一旦回避し、生成作用素による特徴付けおよびディリクレ形式の特定の2通りの方法で議論した。得られた結果具体的に述べると、タイヒミュラー計量に滑らかさがあったと仮定して形式的な計算を実行することにより、'ほとんどいたるところ'連続な係数をもつ拡散生成作用素を具体的に求めることができた。さらにこの作用素がBusemann-Hausdorff測度に関して発散形をしていることを導き、ディリクレ形式の理論が適用可能であることも確認した。一方、以上の方法とは別にSturmが距離付き測度空間で行った飛躍過程のディリクレ形式のГ極限として拡散過程のディリクレ形式を導出する方法により、タイヒミュラー距離から保存的かつ過度的な拡散過程を構成した。これらの結果については更に詳細を精査したのち研究論文とする予定である。

この他、上記の研究の技術的な副産物として、既に公表済みの記号力学系の特異摂動に関する論文の補足的な結果を得て、平成22年8月31日9月3日北海道大学で開催された研究集会「Dynamics of complex systems (DCS) 2009」における招待講演で報告した。
中国人日本語学習者の格助詞ニの習得上の発達順序における日本語母語話者の影響

1.研究目的本研究は、存在場所ニ格の習得における日本語学習者の辿る発達順序で、存在場所ニ格と動作場所デ格との混同によるニ格の誤りが見られる発達過程の次には、どのような発達過程あるのかを明らかにすることを目的として、JSL環境、JFL環境の「中位レベル」の中国語を母語とする学習者を対象に調査を行った。2.研究実施計画(1)研究内容・方法文献研究によって第2言語習得としての格助詞習得研究、認知言語学の観点を取り入れた研究、国語学における格助詞研究について把握した(図書購入)。(2)調査JSL環境では福岡市の九州産業大学、JFL環境では九州大学との協定校である中国の大連外国語大学を訪問し日本語教員の協力を得て調査を実施した。また、学習者がどのような基準で格助詞を用いているかについてインタビューを行った(日中辞書購入)。(3)分析・結果調査票のデータをパソコン(購入)に入力し分析を行った(データ入力人件費、統計処理関係図書購入)。JSL、JFLの「中位レベル」に、存在場所ニ格を誤ってデ格とした誤答率と範囲限定デ格の正答率との間に正の有意な相関関係が見られたことから、学習者のニ格の習得において、存在場所ニ格と範囲限定デ格との混同によるニ格の誤りが見られる発達過程がある可能性があることが分かった。(4)研究成果の発表研究の成果は、2012年2月10日に韓国の仁川大学の「東アジア日本語・日本文化フォーラム」、同年2月18日に東京のお茶の水大学の「第二言語習得研究会関東大会」で発表した。このような研究を重ね、今後もしも格助詞の発達過程の法則性が明らかにされ、その法則性を使った格助詞教授のより効率的なアプローチが開発されれば、日本語教育者の一助になると確信する。
ヒトＣＥＮＰ－Ａヌクレオソーム－ＣＥＮＰ－Ｃ複合体の構造・機能解析

真核生物のゲノムDNAはヌクレオソーム構造を基本単位としたクロマチン構造を形成している。細胞分裂時の正常な染色体分配に必須なセントロメア領域には、CENP-A、CENP-Cなどのセントロメアタンパク質群が集積し、特殊なクロマチンが構築されている。本研究は、セントロメアクロマチンの形成機構の解明を目指して、CENP-Cが結合したCENP-Aヌクレオソームの生化学的・構造生物学的解析を行った。平成25年度までに、CENP-A認識に十分なCENP-C内の領域を同定し、この断片をヒストンH4の末端に連結した“CENP-C連結ヌクレオソーム"の結晶を得ていた。そこで、平成26年度は以下の実験をおこなった。1)平成25年度までの研究によって見出されていた結晶化条件を最適化し、200-300μm程度の大きさの結晶が得られる条件を決定した。2)上記の結晶化条件の検討によって得られた結晶をもちいて回折データの取得を試みた。当初は良好な反射を得ることが出来なかったが、結晶の扱い方法を検討した結果、4 Å程度の回折点を得るまでに至った。3)上記の研究に加えて、ヌクレオソームの物理的安定性を向上させることで、結晶の質を良化させることを図った。そこで調製したCENP-AとH3.3を1分子ずつ含むヌクレオソーム(CENP-A/H3.3ヌクレオソーム)は、CENP-Aヌクレオソームよりも安定であり、良質な結晶を晶出した。CENP-A/H3.3ヌクレオソームはCENP-Cを結合可能であり、CENP-A/H3.3ヌクレオソームを用いることで、CENP-C結合ヌクレオソームの結晶を良質化させることができる。これらの成果はScientific Reports誌に論文発表した。さらにこれらの研究が評価され、第87回日本生化学会において若手優秀発表賞を受賞した。26年度が最終年度であるため、記入しない。《研究の目的》細胞分裂時の正確な染色体分配を保障する"セントロメアの特殊なクロマチン構造"を解明するため、ヒトのセントロメアクロマチンの基盤構造であるCENP-Cが結合したCENP-AヌクレオソームのX線結晶構造解析を目指している。《本年度研究実施計画と研究の成果》本年度は以下の【1】【4】の研究を計画し、実施した。【1. CENP-CのCENP-Aヌクレオソーム認識ドメインの決定】3種類のCENP-C断片を精製し、CENP-Aヌクレオソームとの結合を解析し、CENP-Cの478-537番目アミノ酸がCENP-Aヌクレオソームの認識をおこなうことを見出した。【2. CENP-Aヌクレオソーム-CENP-C複合体の形成に必要なヌクレオソームDNA長の検討】CENP-AヌクレオソームのリンカーDNAの長さを変化させてCENP-Cとの結合を解析し、リンカーDNAをもたない145塩基対DNAからなるCENP-AヌクレオソームがCENP-Cとの複合体を形成に十分であることを明らかにした。【3.高効率に複合体結晶が得られるDNA配列の検討】複合体の物理的安定性を向上させることで、効率的に結晶が得られると考え、既知のDNA配列の中で最も安定なヌクレオソーム構造を形成する"601L DNA"を用いた。その結果、これまでに用いていたヒトセントロメア由来のDNA配列や601 DNA配列よりも結晶が大きくなり、X線回折に適した結晶が得られやすくなった。【4. CENP-C融合CENP-Aヌクレオソームの結晶化】【1】から【3】で得られた結果を活用し、CENP-C (478-537)を融合したCENP-Aヌクレオソームを145塩基対の601L配列を用いて作製し、この複合体の結晶を得た。《本年度の研究の意義、重要性》本課題達成の要である、複合体の結晶作製法を確立したことで、本課題の達成に大きく前進した。

3)上記の研究に加えて、ヌクレオソームの物理的安定性を向上させることで、結晶の質を良化させることを図った。そこで調製したCENP-AとH3.3を1分子ずつ含むヌクレオソーム(CENP-A/H3.3ヌクレオソーム)は、CENP-Aヌクレオソームよりも安定であり、良質な結晶を晶出した。CENP-A/H3.3ヌクレオソームはCENP-Cを結合可能であり、CENP-A/H3.3ヌクレオソームを用いることで、CENP-C結合ヌクレオソームの結晶を良質化させることができる。これらの成果はScientific Reports誌に論文発表した。さらにこれらの研究が評価され、第87回日本生化学会において若手優秀発表賞を受賞した。26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した4項目の研究実施計画のすべてを遂行し、十分な成果を得た。これらにより、目的としている"ヒトCENP-Cが結合したヒトCENP-AヌクレオソームのX線結晶構造解析"の達成に向け、複合体の結晶を得ることに成功した。さらに、CENP-Aヌクレオソームと構造的に類似であると考えられたH2A.Bヌクレオソームの構造と機能を解析し、H2A.Bヌクレオソームは、CENP-Aヌクレオソームと同様に、DNAの両末端がフレキシブルな構造を形成していることを明らかにした。これらの成果は当初の計画を大きく上回るものである。今年度の研究によって得られたCENP-C融合CENP-Aヌクレオソームの結晶化条件を最適化し、高分解能の反射が期待されるような良質の結晶を作製する。この結晶をもちいてX線回折データを取得する。また、良質な結晶を得るために、CENP-Aヌクレオソーム-CENP-C複合体の物理的な安定性を向上させることも平行して行う。このために、CENP-Aを2分子含む通常のCENP-Aヌクレオソームよりも物理的に安定であることが示唆されている、CENP-AとH3.3を1分子ずつ含む"CENP-A/H3.3ヘテロヌクレオソーム"を作製し、このヌクレオソームを用いてCENP-Cと複合体を形成することが可能であるかを解析する。
農業地帯における人間活動と水環境・生態系の関係

水路改修により,産卵に植生が必要な魚類が減少し,植生を必要としない魚類が増加するとともに,下流河川から大量のタイリクバラタナゴが侵入するといった魚類を中心とした生物種構成の変化が見られること,生物相の遷移は3から4年である程度の収束を見せること,魚溜工などの自然配慮型の工法が魚類の保全に効果があること,水理環境は大幅に変化するが,水質などには大きな変化を与えていないこと,改修が魚類の移動には大きな影響を与えていないこと,産卵適地が失われた魚類が藻類やゴミなどに産卵することにより繁殖を継続していることについても知見を得た.水路改修により,産卵に植生が必要な魚類が減少し,植生を必要としない魚類が増加するとともに,下流河川から大量のタイリクバラタナゴが侵入するといった魚類を中心とした生物種構成の変化が見られること,生物相の遷移は3から4年である程度の収束を見せること,魚溜工などの自然配慮型の工法が魚類の保全に効果があること,水理環境は大幅に変化するが,水質などには大きな変化を与えていないこと,改修が魚類の移動には大きな影響を与えていないこと,産卵適地が失われた魚類が藻類やゴミなどに産卵することにより繁殖を継続していることについても知見を得た.本研究は,都市化や生活形態の変化などといった,いわゆる人間活動が,最終的に生態系や地域の水環境に対してどのような影響を持つのかといった,地域全体を有機的に表現するシステムの構築を目指している.本年度は,対象地域である大江排水路流域の土地利用,産業構造,人口流動などといった統計データおよび単位流出量や汚濁負荷原単位などの水環境に関する基礎データを文献において調査するとともに,大江排水路の水環境を実地調査し,それらの調査結果をもとに簡易なシステムダイナミクスモデルを作成した.現状としてはコンパートメントや情報が不足しており,実用的なものとはなっていないが,都市化が進んだり,農業の形態が変わったりするような,いくつかのシナリオを作成し,モデルに適用した.システムダイナミクスの特徴である非線形に導き出される推論により,都市化が進めば水環境は改善されるなどといった興味深い計算結果も得られた.現モデルは集中型のモデルとなっており,水路内のチェックポイントでの水質や水量を検討するものとなっている.しかし,本研究で求めるべき水環境は面あるいは少なくとも線状の結果でなくてはならず,そのためにはGISを含めた地理情報を組み入れて,分布型モデルへと発展させることが必要となる.また,不足しているコンパートメントである,生物相を組み入れるためのエネルギー型の生態系モデル,地理情報を組み入れた物理的水文流出モデル,人口の移動や経済活動を含む社会モデルなどの構築も次年度の課題となる.本研究は,都市化や生活形態の変化などといった,いわゆる人間活動が,最終的に生態系や地域の水環境に対してどのような影響を持つのかといった,地域全体を有機的に表現するシステムの構築を目指している.昨年度は,水環境に関する基礎データをもとに簡易なシステムダイナミクスモデルを作成し,本年度は生物相を組み入れるためのエネルギー型の生態系モデル,地理情報を組み入れた物理的水文流出モデル,人口の移動や経済活動を含む社会モデルなどの構築を課題としていたが,実際には生態系モデルの基礎データの収集に終始し,具体的なモデル構築は完成していない.データ収集は現地における生態および水環境調査により行い,月毎の定期調査の他,魚類の移動を確かめるための調査を7回程度行った.その結果,平成11年度より進められてきた水路改修は,魚類を中心とした生物種構成を大きく変えてきていることが分かるとともに,自然配慮型の工法が魚類の保全に効果があることも明らかとなってきた.また,水理環境は大幅に変化するが,水質などには大きな変化を与えていないことが明らかとなった.これらのデータは,現時点において,単独のデータに過ぎず,本来の目的である人間活動との関連性を得るためには,集水域内の様々なデータが必要となると考えられる.今後は,これらのデータの収集と地域の情報と水路内の水環境とをうまく関連させることのできるモデルの構築が課題となる.本研究は,都市化や生活形態の変化などといった,いわゆる人間活動が,最終的に生態系や地域の水環境に対してどのような影響を持つのかといった,地域全体を有機的に表現するシステムの構築を目指している.昨年度までに,水環境に関する基礎データをもとに簡易なシステムダイナミクスモデルを作成するとともに,生物相を組み入れるためのエネルギー型の生態系モデル,地理情報を組み入れた物理的水文流出モデル,人口の移動や経済活動を含む社会モデルなどの構築を検討していたが,基礎データが不十分であることから,現地における調査を中心に研究を進めた.データ収集は年間20回を超える生態および水環境調査により行い,農業排水路内での生物相の変動がかなり明らかとなってきた.結果をまとめると,平成11年度より進められてきた水路改修により,メダカやカムルチーなどの産卵に植生が必要な魚類が減少し,モツゴやカダヤシ,コウライモロコなどの植生を必要としない魚類が増加するとともに,下流河川から大量のタイリクバラタナゴが侵入するといった魚類を中心とした生物種構成の変化が見られること,生物相の遷移は3から4年である程度の収束を見せること,魚溜工などの自然配慮型の工法が魚類の保全に効果があることなどが明らかとなってきた.

また,水理環境は大幅に変化するが,水質などには大きな変化を与えていないことや,DNA解析を用いた分析により,改修が魚類の移動には大きな影響を与えていないこと,産卵適地が失われたフナなどの魚類が流れてきた藻類やゴミなどに産卵することにより繁殖を継続していることについても知見を得た.これらのデータおよび解析結果については,農業農村工学会論文集および日本雨水資源化学会誌に投稿中である.今後は,これらの生態系データおよび水路内の水環境と地域の情報とをうまく関連させることのできるモデルの構築が課題となる.
大腸癌の肝転移におけるTGF-β1の活性化機構および機能の解明

1. TGF-β1活性化因子の解明ヒト肝細胞株tPH5CHとヒト大腸癌細胞株(高転移株,低転移株)とのco-cultureにおける培養土清中のTGF-β1(活性化型,潜在型)の定量をELISAで行った.高転移株HT-29のco-cultureでは培養2日目に活性化型TGF-β1の濃度はtPH5CHとHT-29の各々の単独培養に比し有意に増加していた.しかし,活性化型TGF-β1と潜在型TGF-β1の総量については有意差を認めなかった.この結果からtPH5CHとHT-29のco-cultureにより,TGF-β1の活性化が促進されていると考えられた.一方,非転移株Colo205とtPH5CHとのco-cultureにおいて,TGF-β1の活性化は各々の単独培養との有意差を認めなかった.したがって,大腸癌肝転移とTGF-β1活性化に密接な関連性が示唆された.ヒト肝細胞株tPH5CHとヒト大腸癌細胞株HT-29とのco-cultureの系におけるTGF-β1のreceptorの変化をaffinityassay,Westernblottingにて検討している.3. TGF-β1の肝転移における作用の解明in vitroにおいて肝線維芽細胞の培養液にヒトリコンビナントTGF-β1を添加すると,肝線維芽細胞のfibronectinの産生が増加した.したがって,fibronectinを介した転移形成にTGF-β1が関与していると考えられた.4. TGF-β1とヒト大腸癌肝転移との相関の検討臨床材料を用いて,肝転移巣と原発巣における,TGF-β1の発現の分布や強度の差異を免疫組織染色にて検討中である.大腸癌患者の血清中のTGF-β1濃度と肝転移との相関を検討中である.1.TGF-β1活性化因子の解明ヒト肝細胞株tPH5CHとヒト大腸癌細胞株(高転移株・非転移株)とのco-cultureにおける培養上清中のTGF-β1(活性化型・潜在型)の定量をELISAで行った。高転移株HT-29のco-cultureでは培養2日目に活性化型TGF-β1濃度はtPH5CHとHT-29の各々の単独培養に比し有意に増加していた。しかし、活性化型TGF-β1と潜在化型TGF-β1の総量については有意差を認めなかった。また、培養4日目では活性化型および総量ともに、co-cultureと単独培養で有意差を認めなかった。この結果からPH5CHとHT-29のco-cultureにより、TGF-β1の活性化が促進されていると考えられた。一方、非転移株Colo205とtPH5CHとのco-cultureにおいて、TGF-β1の活性化は各々の単独培養との有意差を認めなかった。従って、大腸癌肝転移とTGF-β1の活性化に密接な関連性が示唆された。3.TGF-β1の肝転移における作用の解明in vitroにおいて肝線維芽細胞の培養液にヒトリコンビナントTGF-β1を添加すると、肝線維芽細胞のfibronectinの産生が増加した。したがって、fibronectinを介した転移形成にTGF-β1が関与していると考えられた。1. TGF-β1活性化因子の解明ヒト肝細胞株tPH5CHとヒト大腸癌細胞株(高転移株,低転移株)とのco-cultureにおける培養土清中のTGF-β1(活性化型,潜在型)の定量をELISAで行った.高転移株HT-29のco-cultureでは培養2日目に活性化型TGF-β1の濃度はtPH5CHとHT-29の各々の単独培養に比し有意に増加していた.しかし,活性化型TGF-β1と潜在型TGF-β1の総量については有意差を認めなかった.この結果からtPH5CHとHT-29のco-cultureにより,TGF-β1の活性化が促進されていると考えられた.一方,非転移株Colo205とtPH5CHとのco-cultureにおいて,TGF-β1の活性化は各々の単独培養との有意差を認めなかった.したがって,大腸癌肝転移とTGF-β1活性化に密接な関連性が示唆された.ヒト肝細胞株tPH5CHとヒト大腸癌細胞株HT-29とのco-cultureの系におけるTGF-β1のreceptorの変化をaffinityassay,Westernblottingにて検討している.3. TGF-β1の肝転移における作用の解明in vitroにおいて肝線維芽細胞の培養液にヒトリコンビナントTGF-β1を添加すると,肝線維芽細胞のfibronectinの産生が増加した.したがって,fibronectinを介した転移形成にTGF-β1が関与していると考えられた.4. TGF-β1とヒト大腸癌肝転移との相関の検討臨床材料を用いて,肝転移巣と原発巣における,TGF-β1の発現の分布や強度の差異を免疫組織染色にて検討中である.大腸癌患者の血清中のTGF-β1濃度と肝転移との相関を検討中である.
認知類型論的観点からみたモダリティ研究-文法化のあり方をめぐって-

モダリティの意味変化において、その動機や方向性は言語によって異なる」(黒滝2004)とする仮説を検証すべく、日本語と類型論的に大きく異なる特徴を有する他言語や、類型論的に非常に類似した言語との対照研究を多角的に行った。それにより、個別言語にみられるモダリティの特異な文法化現象から意味構造のあり方や成り立ちを分析し、とりわけ日本語のモダリティの文法化の特異性を相対化させていった。さらに、言語による相違を認知様式の類型(文化モデル)の違いにより講究し、認知類型論的観点から論じるに至った。1.日本語のモダリティの通時的研究本研究により、日本語において終助詞のような談話機能的なモダリティが英語よりも発達しているのは、多義性の解消によって日本語が文脈に依存する言語であることに起因していることが明らかとなった。また、日本語のモダリティの文法化は普遍的一方向性と相反していることも示唆された。さらに、epistemic用法を中心的に担うモダリティ体系が多音節化と狭義化を通して多義性を解消していき、deonticとepistemicの明確な役割分担ができあがったとする仮説を提示し検証した。なぜ日本語のモダリティ体系がepistemicを中心とした体系なのか、といった問題を解明する必要があるため、通時的な文献資料を通して中古語のモダリティ体系の分析を始めた。2.認知言語学的観点からのモダリティ研究のレビュー認知言語学的な観点からのモダリティ研究にはどのような先行研究があるのかを調べた。また、モダリティの文法化に働いている原理やその背後にある認知メカニズムの普遍性を追究すべく、既存する文法化のモデルや仮説の検証を行った。3.言語類型論的観点からのモダリティ分析モダリティの文法化現象の考察においては、日本語と英語(類型論的に大きく異なる特徴を有する言語)との対照にとどまらず、類型論的に非常に類似した他言語(中国語のような表面的な類似性ゆえに本質的な相違点が把握し難い言語)との対照を通じて、日本語のモダリティの文法化の特異性を相対化させていった。以上の内容を研究するため、6月に研究会を実施した。また、研究発表や論文、書籍などを通じて公開した(裏面参照)。1年次の成果は報告書としてまとめる予定である。1.「文法化」から「語用化」への進化の探究まず、個別の文法化現象に見られる言語変化が談話の顕現法に反映されることを考察した。具体的には、特異な文法化経路を辿る日本語モダリティはepistemicmodalityをプロトタイプとした体系であることから、日本語の可能表現の特異な意味機能を説明するに至り、その上で、モノローグ的な認識モードから対人機能を配慮したダイアローグ的な認識モードへと発達していくことを論じた。また、非多義的な日本語のモダリティ体系は敬語の使用行動に、多義的な英語のモダリティ体系はpoliteness表現に有機的に関連していることにも触れた。総じて、日英語モダリティの文法化の相違が、文法化の背後で認知的に動機付けられた話し手と聞き手の談話における振舞い方の差異に関連することを論考した。さらには、日英語のmodal-markerに共通する機能としてpolitenessの談話標識としてのdiscourse-markerがあげられる。それらを分析することで個別のモダリティ体系に反映されるpoliteness論を展開し、文法化の後期段階に観察されるといわれる「相互主観化」(Traugott and Dasher2002:40)を検討した。文法化という認知言語学とpolitenessという社会言語学とのインターフェイスの可能性を探った点で、本研究はsocial cognitionという新たな研究分野への貢献の曙光となり得よう。2.認知言語学的観点からのモダリティ研究のレビュー認知言語学的観点からみたモダリティ研究のレビューの進捗状況は未だ途上過程にある。今後は、モダリティ領域の多義の構造の個別言語にみられる見取り図を認知言語学的に提示してみたい。3.認知類型論的観点からのモダリティ分析日本語と類型論的に大きく異なる特徴を有する他言語との対照や、類型論的に非常に類似した言語との対照などを多角的に行うことで、日本語のモダリティの文法化の特異性を相対化させていった。例えば、個別言語にみられる特異な文法化現象が意味構造のあり方や成り立ちとも関連していることを考察した。その過程で、文法化には意味変化を伴わないものや、逆に文法化の伴わない意味変化もあることが明らかとなった。以上の内容の研究成果は、研究論文を通じて公開した(裏面参照)。1.モダリティの文法化・意味変化とその方向性に関する分析

本研究では、モダリティの意味変化を伴う文法化プロセス、即ち、既に文法的機能を獲得した形式の意味機能がさらに拡大するプロセス(多機能化)や機能的意味の意味区分が固定化されるプロセス(特定的意味への分化)など、文法化プロセスの後のさらなる意味変化に焦点を当てながら、モダリティ概念に関する歴史的意味変化の分析を重ねていった。.その研究総括として、ヨーロッパ言語(独語、英語)とアジア言語(日本語、中国語、タイ語)の分析を紹介すべく、日本認知言語学会第8回大会においてワークショップを開催した。そこでは、deonticからepistemicという一方向性以外に、個別言語のモーダルマーカーによっては、deonticからevidentialへ、deonticからdeonticへ、epistemicからdeonticへと意味変化の可能性が多岐にわたってみられた。さらに、認知類型論的観点から、様々な言語に現れる、有限個にまとめられる認知プロセスにはどのようなものがあり、各言語にそれがどのように現れているかについての実証研究が発表された。2.個別言語の文法化現象にみられる特異な意味変化を引き起こす誘因や動機付けに関する考察歴史的意味変化の動機や方向性は言語によって異なる(黒滝2004)という仮説をさらに検証するために、個別言語にみられる特異な文法化現象から意味構造のあり方や成り立ちを分析した。その上で、「印欧語モダリティは"意志"が分化の鍵となっているが、一方、日本語、タイ語、中国語や韓国語などのモダリティにおいては"否定"が分化の引き金となっている。」という仮説を構築した。総じて、認知類型論(池上1981,Kemmer 2003)的観点から洞察し、言語による相違を認知様式の類型(文化モデル)の違いにより追究していった。個別性と普遍性のあり方について具体的な示唆が得られたという点で本研究の意義は大いにある。以上の内容の研究成果は、研究論文や学会発表を通じて公開した(裏面参照)。本研究の目的は、日本語と類型論的に大きく異なる特徴を有する他言語との対照や、類型論的に非常に類似した言語との対照などを多角的に行うことで、日本語のモダリティの文法化の特異性を相対化させることにあった。まず、個別言語にみられる特異な文法化現象が意味構造のあり方や成り立ちとも関連していることを考察した。その過程で、文法化には意味変化を伴わないものや、逆に文法化の伴わない意味変化もあることが明らかとなった。また、モダリティの意味変化を伴う文法化プロセス、即ち、既に文法的機能を獲得した形式の意味機能がさらに拡大するプロセス(多機能化)や機能的意味の意味区分が固定化されるプロセス(特定的意味への分化)など、文法化プロセスの後のさらなる意味変化に焦点を当てながら、モダリティ概念に関する歴史的意味変化の分析を重ねていった。その意味でも、認知類型論的観点から、様々な言語に現れる、有限個にまとめられる認知プロセスにはどのようなものがあり、各言語にそれがどのように現れているかについての実証研究を発表した点で、極めて多くの有意義な示唆を与えるものとなった。さらに、歴史的意味変化の動機や方向性は言語によって異なる(黒滝2004)という仮説を再検証するために、個別言語にみられる特異な文法化現象から意味構造のあり方や成り立ちを分析した。その上で、「印欧語モダリティは“意志"が分化の鍵となっているが、一方、日本語、タイ語、中国語や韓国語などのモダリティにおいては“否定"が分化の引き金となっている。」ことを論じた。
音楽から見た歌舞伎-明治時代における歌舞伎の古典化と陰囃子の変遷-

これまでの研究を、博士論文「明治時代における歌舞伎陰囃子の研究-近代化と古典化-」としてまとめた。論文の概略を以下に記す。論文の目的は、陰囃子の分析により、(1)明治時代の陰囃子演出に見られる時代的な特色を解明すること、(2)明治時代の陰囃子が後世に及ぼした影響と現在の陰囃子の定型が確立した時期を明らかにすることである。(1)については、明治の新しい歌舞伎ジャンルである活歴と散切物を対象にした。活歴においては全く異なる陰囃子演出がどちらも活歴らしいと認識されている点に特徴があり、それはめまぐるしく変化する明治の時代性を反映していると考えられた。散切物においては、江戸時代以来の曲目と文明開化を象徴するような音(汽笛や軍隊のラッパ等)が混合して用いられているところに最大の特徴があり、それが散切物の魅力の一翼を担っていたと推測した。(2)については、江戸時代以来の歌舞伎ジャンルである義太夫狂言と世話物を対象にした。両者ともに、幕末から現代にいたる陰囃子の変遷をたどったが、いずれのジャンルにおいても明治後期以降に陰囃子演出が定型化する傾向が見られ,影響力のある俳優の存在と上演回数の増加が、歌舞伎自体が急速に古典芸能化した時期と重なって、陰囃子の定型化を含む型の固定化が起こったというメカニズムが解明された。また、いずれも幕末の陰囃子演出と現行のそれとは大きく異なっており、連綿と継承されて来たという錯覚しがちな義太夫狂言の型や、江戸情緒があふれるという評価が定着している世話物の音楽演出は、多分に近代以降の産物であることが明らかになった。歌舞伎は明治中期以降に古典に回帰したといわれているが、その時点での古典は近代を経験して新たに創り上げられた古典であったことは疑いもない。上記の陰囃子の分析結果は、歌舞伎の古典や伝統といったものが近代化の経験の上に成立していたということを十分に表していると結論づけられる。なお、論文の執筆と並行して行った付帳の資料調査は、論文の付録「早稲田大学演劇博物館・国立劇場所蔵陰囃子付帳一覧」として提出した。この調査により、現存付帳の全体像が把握できただけでなく、これまでに解明されていない明治時代の歌舞伎囃子方の動向が明らかにされる可能性が高まった。(1)歌舞伎陰囃子の基本資料となる付帳の資料調査と、(2)付帳をもとにした陰囃子の分析とを平行して行った。(1)付帳の資料調査は、国立劇場所蔵の杵屋栄二旧蔵本、早稲田大学演劇博物館所蔵の六合新三郎旧蔵本と富士田音蔵旧蔵本の3つのコレクションを対象としている。1000冊を越える東京の現存付帳(閲覧可能なもの/国立劇場公演の記録用付帳を除く)の全貌が明らかになりつつある。(2)陰囃子の分析に関しては、歌舞伎のジャンルごとに分析を行い、その成果を論文発表2件(昨年執筆したものの出版1件を含む)、学会発表を2件として発表した。昨年度の東洋音楽学会秋季大会で発表した「義太夫狂言の陰囃子-陰囃子『定型』の確立の経緯をめぐって-」では、義太夫狂言における陰囃子の変遷を辿り、その変化の過程と現行の「定型」の確立のメカニズムを探った。同名の論文を昨年度中に『東洋音楽研究』に投稿し、本年度8月に出版された。また、今年度の東洋音楽学会秋季大会(2005年10月)では、「活歴物の陰囃子」を口頭発表し、明治に生まれた新ジャンルである活歴について、河竹黙阿弥と福地桜痴という二人の作者の作品を比較しつつ、活歴作品の音楽演出の特徴を解明した。今年度の歌舞伎学会秋季大会(2005年12月)では、世話物の例として黙阿弥の白浪狂言を取り上げ、「白浪狂言の音楽演出」として発表した。白浪狂言の代表作を対象に、幕末から現行までの変遷を辿り、現行の「定型」が確立する過程を明らかにした。この研究は、同名の論文として『歌舞伎-研究と批評-』に執筆し、来年度6月に出版が予定されている。このほか、2006年1月出版の『歌舞伎-研究と批評-』の特集「霜夜鐘十字辻占」の一部として、同作品の付帳翻刻を行なった。また、例年行っている陰囃子の研究会の成果報告を「《資料紹介》陰囃子総合付帳私案(八)」(共同執筆)を今年度の『楽劇学』に発表した。

散切物においては、江戸時代以来の曲目と文明開化を象徴するような音(汽笛や軍隊のラッパ等)が混合して用いられているところに最大の特徴があり、それが散切物の魅力の一翼を担っていたと推測した。(2)については、江戸時代以来の歌舞伎ジャンルである義太夫狂言と世話物を対象にした。両者ともに、幕末から現代にいたる陰囃子の変遷をたどったが、いずれのジャンルにおいても明治後期以降に陰囃子演出が定型化する傾向が見られ,影響力のある俳優の存在と上演回数の増加が、歌舞伎自体が急速に古典芸能化した時期と重なって、陰囃子の定型化を含む型の固定化が起こったというメカニズムが解明された。また、いずれも幕末の陰囃子演出と現行のそれとは大きく異なっており、連綿と継承されて来たという錯覚しがちな義太夫狂言の型や、江戸情緒があふれるという評価が定着している世話物の音楽演出は、多分に近代以降の産物であることが明らかになった。歌舞伎は明治中期以降に古典に回帰したといわれているが、その時点での古典は近代を経験して新たに創り上げられた古典であったことは疑いもない。上記の陰囃子の分析結果は、歌舞伎の古典や伝統といったものが近代化の経験の上に成立していたということを十分に表していると結論づけられる。なお、論文の執筆と並行して行った付帳の資料調査は、論文の付録「早稲田大学演劇博物館・国立劇場所蔵陰囃子付帳一覧」として提出した。この調査により、現存付帳の全体像が把握できただけでなく、これまでに解明されていない明治時代の歌舞伎囃子方の動向が明らかにされる可能性が高まった。
細胞表面工学による抗腫瘍免疫応答の制御と腫瘍浸潤T細胞の革新的増殖法の開発

がん患者の腫瘍組織の中に存在している腫瘍浸潤T細胞(TIL)を、in vitroで活性化・増殖させた後、再び患者へ輸注するTIL療法は、強力ながん免疫治療である。しかしながら、悪性黒色腫では効率良くTILの培養できるが、固形がんでは腫瘍組織内のTILの数が少なく、さらに腫瘍内における免疫抑制性の環境のためTILの培養・増殖が非常に困難である。本研究では、ポリエチレングリコール(PEG)脂質を利用した細胞表面工学技術を免疫制御技術へ応用し、がん細胞表面を加工して、がん細胞-T細胞間相互作用における免疫抑制シグナルを制御する。
自然炎症とレニン・アンジオテンシン系の相互作用が糖尿病腎症悪化に果たす意義の解明

申請者は糖尿病性腎症における自然炎症の役割を検討する中で、腎組織内でもとりわけ糸球体浸潤マクロファージ(Mf)のMRP8陽性率が高い現象を確認していた。STZ糖尿病マウスへのアンジオテンシンII投与によるアルブミン尿および糸球体MRP8発現の増加はTLR4欠損により抑制されなかった。また培養メサンギウム細胞の培養上清刺激によるMfのMRP8発現誘導はTLR4阻害薬で遮断されなかったため、糸球体内細胞間クロストークによるMRP8発現誘導はTLR4非依存性と考えられた。特に糸球体内細胞間クロストークを伴うような病態においてMRP8を標的とする治療はTLR4遮断とは異なる意義を有すると考えられた。申請者は糖尿病性腎症における自然炎症の役割について検討を行う中で、腎組織レニン・アンジオテンシン(RA)系と自然炎症の一端を担うMRP8/TLR4シグナルにクロストークが存在する可能性を見出してきた。このクロストークメカニズムを検討するにあたり、当初MRP8の主要産生細胞であるマクロファージ(Mf)へのアンジオテンシンII(AII)直接刺激効果を想定して検討を行ったが、その効果が十分確認できなかった。そこでin vivoの腎組織浸潤Mfを詳細に検討したところ浸潤MfのMRP8陽性率が尿細管間質に比べて糸球体では明らかに高値を示したことから、Mfと糸球体内在細胞との細胞間クロストークの存在が想定された。実際、Mfをメサンギウム細胞、近位尿細管細胞と共培養したところ、Mfはメサンギウム細胞と共存したときのみ、MRP8発現が強力に誘導されることが明らかとなった。この糸球体内細胞間クロストークの役割については今後、本研究課題で作製しているMRP8 conditionalノックアウトマウスを用いて詳細な検討を行う予定である。また、STZ糖尿病マウスへのAII投与により糸球体MRP8発現が強力に誘導されるが、この効果はTLR4欠損によっても抑制されなかった。RA系刺激によるMRP8発現誘導はTLR4-independentに起こる可能性があり、MRP8を治療ターゲットとすることでTLR4の遮断とは異なる治療効果を期待できる可能性が考えられる。また、ヒト腎生検標本を用いた検討では腎組織MRP8発現が既知の危険因子とは独立して腎生検1年後の尿蛋白量を予測できることが分かった。また腎組織MRP8発現は血圧とも正相関を認めており、RA系との関連性を示唆するものと考えられる。申請者は糖尿病性腎症における自然炎症の役割を検討する中で、腎組織レニン・アンジオテンシン(RA)系と自然炎症の一端を担うMRP8/TLR4シグナルにクロストークが存在する可能性を見出してきた。このクロストークメカニズムを検討するにあたり、当初MRP8の主要産生細胞であるマクロファージ(Mf)へのアンジオテンシンII(AII)直接刺激効果を想定して検討を行ったが、その効果は明らかではなかった。これまでの検討で腎組織内でもとりわけ糸球体浸潤MfのMRP8陽性率が高いことを確認していため、次に糸球体内在細胞とMfとの糸球体内細胞間クロストークを想定して検討を追加した。STZ誘発糖尿病マウスへのAII投与によりアルブミン尿で示される腎症の強い悪化および糸球体MRP8の強力な発現誘導が認められるが、この現象はTLR4欠損マウスにおいて抑制されなかった。またin vitroにおいて培養メサンギウム細胞の培養上清刺激によりMfのMRP8発現が強力に誘導されるが、これはTLR4阻害薬では遮断されなかったことから糸球体内細胞間クロストークによるMRP8発現誘導はTLR4非依存性と考えられ、過去に報告した糖脂肪毒性によるMfのMRP8発現誘導とは異なる機序が想定された。これらの結果から、特に糸球体内細胞間クロストークを伴う病態においてMRP8を標的とする治療はTLR4遮断とは異なる、あるいは付加的な作用が期待できると考えられる。医歯薬学申請書に記載した25年度計画は一部内容(糖尿病モデルの変更)の変更を行ったが、おおむね予定通り終了している。具体的にはin vitroの共培養系を用いた検討、および糖尿病モデルマウスへのAII刺激に対するTLR4欠損の影響の検討などである。得られた結果の一部は予想と異なる結果であったが、これまでの検討結果や予備的検討から新しい機序の解析につながる結果と考えている。また26年度計画についてもヒト検体を用いた検討についてはすでに解析が終了、論文報告を行った。MRP8 conditional欠損マウスを用いて生体におけるMRP8の意義を糖尿病あるいは腎炎モデルを用いて検討する。また、糸球体内細胞間クロストークがMfのMRP8発現を誘導するのメカニズムについてTLR4阻害薬を用いて詳細を検討する。