hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キラル液晶における熱-力学運動の結合

上記2つの知見に加えて、全ての液晶滴の構造、加えて流動場に関しても大局的には解析済みであり、回転の機構を説明するモデルを構築するために必要な実験解析はほぼ完了した、と言って差し支えない。よって、ほぼ当初の計画通りに進捗していると言える。28年度までの研究で、温度勾配印加時のコレステリック(Ch)液晶における分子配向の回転運動は、「温度勾配にらせん軸が平行なときに効果的に駆動される」ことと、「温度勾配によって誘起される物質流によって駆動されている」ことが判明していた。この知見をさらに補強するため、円柱状のコレステリック液晶滴を作製し温度勾配を印加、配向場の回転を観察すると同時に、流動場を測定した。その結果、配向回転と同時に回転流も誘起されていることが判明し、さらに流動場は角速度分布が一様でない差動回転を示した。これに加えて、配向場を固定した状態で温度勾配印加時の流動場を測定したところ、上と同様に回転流が誘起され、さらにその方向は滴の内側と外側で異なる差動回転を示した。上記の差動回転の起源を解明するため、系の流動場を3次元的に解析した。その結果、温度勾配印加時には液晶滴を核とした対流が誘起されていることが判明したが、その方向は滴の内側と外側で異なる二重の対流構造であった。この不均一な流動が上記の回転駆動の起源であり、流動場が差動回転を示した理由もこの駆動力の不均一性にあると考えられる。以上の回転運動の機構を、オンサーガーの変分原理という理論を用いて説明することを試みた。この理論によると、本研究の系における時間発展は単位時間当たりのエネルギー散逸(散逸関数)を最小にするように決定する。上記の現象に単純なモデルを当てはめて、液晶の基礎方程式に基づいてこの散逸関数を計算し最小化したところ、対流が配向回転や回転流を誘起すること、および流動が差動回転になることが示唆された。コレステリック液晶によって形成される微小な球(Ch液晶滴)が液体溶媒中に分散した系において、温度勾配を印加すると回転運動が誘起される。この現象の機構を、実験的に解析した。その結果、Ch液晶滴が温度勾配印加方向と平行な方向にらせん構造を有しているときに効果的に回転が生じること、および温度勾配印加時には滴内部に対流が生じていることが判明した。以上の結果は、上記の回転運動は物質流がCh液晶滴のらせん構造を通り抜けるときに生じるという、プロペラに類似の機構によって起こっている、ということを示唆する。まずはU字型液晶滴の構造、および温度勾配印加時の回転運動の特性を解析する。手法としては、昨年度縞型、同心円型、ラグビー型および十字型液晶滴に対して行ったのと同様に、偏光顕微鏡および共焦点蛍光顕微鏡観察を用いる。加えて、5種すべての液晶滴に対して、温度勾配印加時の流動場を蛍光褪色法によって測定し、温度勾配と流動、および液晶滴の構造の間の関連性を解析する。以上の実験的手法に加えて、理論による考察を適宜行うことで、回転運動の機構を解明することを試みる。これまでの研究で得られた大きな2つの知見、すなわち「回転運動を誘起するためには温度勾配に平行ならせん軸が必要」であることと、「回転運動は温度勾配印加によって誘起される物質流によって駆動されている」ことを核に、Ch液晶滴の温度勾配印加による回転運動の機構を説明するモデルを構築することを目的とする。そのために、オンサーガーの変分原理という理論を用いる。
青果物におけるADH遺伝子発現変動を利用した最適なMA包装設計条件の開発と実用化

低酸素は呼吸を抑えるため青果物の鮮度保持に効果的であり、低酸素環境の創出を基本原理としたMA包装やCA貯蔵などとして実用されている。こうした技術の設計や運用にあたっては青果物の低酸素耐性を評価する必要がある。低酸素耐性は、従来、呼吸商(RQ)の変動に基づく呼吸商変化点(RQB)やエタノール等の嫌気代謝産物の生成量に基づく発酵閾値(FT)によって評価されてきた。しかし、更なる最適化のためには、貯蔵環境の酸素濃度に応じた呼吸代謝の応答を遺伝子レベルで議論する必要があると考えた。アルコール脱水素酵素(ADH)遺伝子は、嫌気呼吸代謝の主要酵素である。平成28年度の実験では、低酸素濃度下におけるレタスのADHをコードするLsADH遺伝子の発現レベルを調査し、低酸素耐性を評価するとともに、従来のRQに基づいて規定される限界酸素濃度と比較した。加えて、平成29年度では、種々の酸素濃度下におけるレタスのLsADH発現レベル、RQ、エタノールとアセトアルデヒドから、低酸素耐性を評価した。平成30年度は、新たにホウレンソウを用いて、RQBが0.3%であることを明らかにした。SoADH発現レベルは、対照区(20.9% O2)と比較して3.0%O2区では約2倍であったが、1.5%O2を境に著しく発現上昇した。さらに、ホウレンソウを用いて、10°Cと25°C貯蔵中の包装有/無条件下におけるSoADHを測定した。25°C貯蔵区は、SoADHの発現レベルが低下したが、包装の有無によるSoADH発現レベルの差が見られなかった。一方、10°C貯蔵区は、SoADH発現レベルの上昇傾向が見られた。包装の有無によるSoADH発現レベルは、貯蔵4日後のみ差が見られた。このことから、ホウレンソウのADH発現変化は、包装の有無による影響だけでなく、貯蔵温度の影響も受けることから、温度の影響についても検討が必要である。青果物を低酸素濃度下で貯蔵することは、呼吸抑制に効果的であり、CA貯蔵やMA包装といった鮮度保持技術として利用されている。呼吸速度と包材のガス透過性によってガス濃度が決まるMA包装においては、呼吸速度が最小となり、且つ嫌気呼吸が起こらない酸素濃度(限界酸素濃度)に平衡するように設計するのが理想的である。一方で、ある酸素濃度を下回ると嫌気呼吸が誘発され、異臭をはじめとする低酸素障害を引き起こす。これまで限界酸素濃度は、二酸化炭素排出速度と酸素消費速度の比、すなわち呼吸商(RQ)によって決定されてきた。しかし、呼吸商は物理的側面である青果物内外のガス交換、すなわち外呼吸を指標としているため、細胞内で行われた内呼吸については充分に反映されているとは言えない。アルコール脱水素酵素(ADH)は、嫌気呼吸において糖からエタノールを生成する作用を持つ酵素である。実験では、低酸素濃度下におけるレタスのADH酵素をコードするLsADH遺伝子の発現量を調査し、低酸素耐性を評価するとともに、従来のRQに基づいて規定される限界酸素濃度と比較した。レタスのRQ値は、酸素濃度が5%から1.5%までの範囲では、1.1前後で推移したが、酸素濃度が1.5%を下回ると増加し、酸素濃度が0%近くで最大となった。このことから、RQに基づくレタスの限界酸素濃度は1.5%であるといえる。また、異なる酸素濃度下で貯蔵したレタスのLsADH遺伝子発現は、対照区(20.9%)と比較して、低酸素貯蔵区ではいずれも発現レベルが高かった。RQに基づく限界酸素濃度1.5%においてもLsADHの発現があり、2.5%貯蔵においても発現が高かった。レタスにおいて、LsADH遺伝子発現により推定される限界酸素濃度は2.5%よりも高いところにあり、外呼吸によって決定される限界酸素濃度には再考の余地があると考えられた。平成28年度において、対象試料として葉菜類(レタス)を用いて、実験用レタスの適切なサンプリング方法(サンプリング箇所)の選定ができた。また、試料に応じたRQ測定とADH遺伝子発現解析用のプライマーの設計や実験実施がスムーズに出来るようにADH遺伝子発現解析手法を確立した。このように、計画通りに研究実施するための環境や実験データの取得ができるようになり、研究は、おおむね順調に進展しているといえる。低酸素耐性は、従来、呼吸商の変動に基づく呼吸商変化点(RQB)やエタノール等の嫌気代謝産物の生成量に基づく発酵閾値(FT)によって評価されてきた。平成28年度の実験では、低酸素濃度下におけるレタスのADHをコードするLsADH遺伝子の発現量を調査し、低酸素耐性を評価するとともに、従来のRQに基づいて規定される限界酸素濃度と比較した。LsADH発現レベルは、対象区(20.9% O2)と比較して15%3.5% O2

区では約6倍であったが、2% O2を境に著しく発現増加した。一方、RQは、20.9%0.3%のO2濃度範囲で1.1前後を推移し、0.3% O2を下回ると急増した。したがって、RQBは0.3%であった。嫌気代謝物であるエタノールとアセトアルデヒドの生成量は、1%より低O2において著しく増大し、FTは1%であった。このことから、LsADH発現レベルが著しく増加する酸素濃度を遺伝子発現転換点(GEB)と定義すると、レタスのGEBは2%であり、RQBやFTと比較すると高酸素濃度側にあり、低酸素条件により敏感に応答していた。このGEBは、青果物の適正貯蔵酸素濃度を決定する上で、有益な指標になると考えられた。平成28年度において、対象試料として葉菜類(レタス)を用いて、実験用レタスの適切なサンプリング方法(サンプリング箇所)の選定ができた。また、試料に応じたRQ測定とADH遺伝子発現解析用のプライマーの設計や実験実施がスムーズに出来るようにADH遺伝子発現解析手法を確立した。平成29年度において、種々の酸素濃度下におけるレタスのLsADH発現レベル、RQ、エタノールとアセトアルデヒド生成から、低酸素耐性を評価した。また、対象試料としてホウレンソウを用いて、レタスと同様の実験系(RQ測定方法、SoADHのプライマーの設計)を構築し、実験を実施できた。さらに、国内外の学会において、研究成果を発表することができた。このように、計画通りに研究実施するための環境や実験データの取得ができるようになり、研究は、おおむね順調に進展しているといえる。低酸素は呼吸を抑えるため青果物の鮮度保持に効果的であり、低酸素環境の創出を基本原理としたMA包装やCA貯蔵などとして実用されている。こうした技術の設計や運用にあたっては青果物の低酸素耐性を評価する必要がある。低酸素耐性は、従来、呼吸商(RQ)の変動に基づく呼吸商変化点(RQB)やエタノール等の嫌気代謝産物の生成量に基づく発酵閾値(FT)によって評価されてきた。しかし、更なる最適化のためには、貯蔵環境の酸素濃度に応じた呼吸代謝の応答を遺伝子レベルで議論する必要があると考えた。アルコール脱水素酵素(ADH)遺伝子は、嫌気呼吸代謝の主要酵素である。平成28年度の実験では、低酸素濃度下におけるレタスのADHをコードするLsADH遺伝子の発現レベルを調査し、低酸素耐性を評価するとともに、従来のRQに基づいて規定される限界酸素濃度と比較した。加えて、平成29年度では、種々の酸素濃度下におけるレタスのLsADH発現レベル、RQ、エタノールとアセトアルデヒドから、低酸素耐性を評価した。平成30年度は、新たにホウレンソウを用いて、RQBが0.3%であることを明らかにした。SoADH発現レベルは、対照区(20.9% O2)と比較して3.0%O2区では約2倍であったが、1.5%O2を境に著しく発現上昇した。さらに、ホウレンソウを用いて、10°Cと25°C貯蔵中の包装有/無条件下におけるSoADHを測定した。25°C貯蔵区は、SoADHの発現レベルが低下したが、包装の有無によるSoADH発現レベルの差が見られなかった。一方、10°C貯蔵区は、SoADH発現レベルの上昇傾向が見られた。包装の有無によるSoADH発現レベルは、貯蔵4日後のみ差が見られた。
他なる場所について:情報化時代の巨大都市東京における差異,同一性,そして差異化

本研究は研究分担者がポーランドで着手していた後期資本主義の文化の論理に関する研究の継続として、西欧のポストモダンと日本の伝統思想の類似的な関係と並行現象を対象とするものである。最終年度の研究として、平成18年度にはこれまで継続してきたフィールドワーク、資料収集をさらに進めるとともに、そうした資料の具体的な分析や解釈の作業をおこなった。東京では建物だけでなく、文化的な仕掛けや記号、そして様々な人工物が都市イメージを形作り、さらには主要な建築を支配しており、その結果、都市の中を移動することは場所やランドマークの間を移動するというよりも、様々な経験と視覚の間を移動することになる。したがって得られたデータの分析や解釈も、東京における時間と空間の固有のパターンだけでなく、都市景観から消費財の細部にいたる様々なスケールにわたる事象や経験を対象としておこなわれた。具体的には、東京の現代の都市文化と空間的な秩序について、「かわいい」という擬人化的美学、原宿のコスプレーヤーたちとゴシック・ロリータ文化の広がり、秋葉原の再開発とオタク文化等を、人びとと物、そして空間や場所との相互依存関係という点から分析することを試み、さらに比較社会学的な分析を加えることで、一見すると特殊日本的にも見えるこうした現象が、世界的な規模で広がる後期資本主義的現象とそこでの意識のあり方の一つの現れであるという仮説を得た。東京の都市文化や空間文化のそうした諸側面は、日本の文化、宗教、民間信仰と東京の都市デザインや現代日本の消費財のデザインとの間の一貫性とパラレリズムを示している。それは後期資本主義の文化と、日本の文化、宗教、民間信仰との間に一貫性やパラレリズムが存在するという仮説を示唆するものである。上記の研究成果は研究分担者により1冊の著作としてまとめられ、公表される予定である。今年度の研究では、東京およびその周辺地区を対象として、(1)伝統的な祭礼や行事を対象とするフィールドワーク、(2)現代のポピュラー・カルチャーの中でもとりわけ"ハロー!キティー"に代表されるような"カワイイ・カルチャー"に関する資料収集と関連するイベント等の現地調査、(3)東京とその周辺における"現代的空間"の現地調査を中心として、3年間の研究の準備調査を行った。その結果、現時点で仮説的に明らかになったことは以下の通りである。(1)の伝統的な祭礼・行事については、有名な祭・行事だけでなく地域の地場産業と密着したものを調べた結果、そこには伝統的な信仰や習俗と新しい産業や意匠が様々な形で結びつき、さらにそれが祭礼や行事の見学者と一定のコミュニケーション関係におかれる事で存続していることを確認した。(2)の"カワイイ・カルチャー"については、こうした文化がたとえばヨーロッパではありえないような社会生活の様々な場面に進出していることや、他の文化や社会から輸入された意匠が"カワイイ・カルチャー"の文脈でしばしば再解釈されていること、お守りや商業施設内の模擬店、神社などで"カワイイ・カルチャー"と伝統的な文化記号が結びついて消費社会的な文化記号を形成していることが確認された。(3)については、ポストモダンな都市空間が日本の生活空間のなかでは依然として異質な要素であり、そのことがそうした空間の文化的、商業的価値を高めているのではないかとの仮説を得た。来年度以降の研究では、上記の仮説をもとにさらにデータの収集と分析を進める予定である。今年度の研究では、東京都心の山の手地区と北東部の下町地区を対象とするフィールドワークを集中的に行い、とりわけ秋葉原、原宿、表参道地域の近年の再開発に注目して調査を行った。また、1年間にわたって東京も祭礼の観察も実施し、それらとの比較のため、日本の他の地区の代表的な祭礼の幾つかを調査した。いくつかのメディア・イベントの観察も行い、その解釈にも取り掛かったところである。これらの調査研究は、サイバー・スペースから東京で流通している消費財や個人の私有物の細部にまでいたる、様々なスケールに焦点をあわせている。「遊戯する東京」、すなわち、遊びとそこに作用する権力の論理が、ここでの研究の重要な主題である。東京の想像的、幻想的、感情的な側面を構成している主要なファンタスマゴリーを、世界的な規模で展開する後期資本主義的な精神と比較するために特定する作業が行われた。また、日本の宗教、民俗的信念や文化と東京の都市デザイン、現代日本の消費財のデザインの調和や並存が明らかにされた。それらは、大規模な消費とサービスの社会であると同時に、不安を管理する後期資本主義社会の一つの現われである。上記の研究を通じて、東京の視覚文化と「可愛い生き物」の美学、秋葉原の再開発とオタクの再定義、原宿とコスプレ、ゴシック・ロリータ文化の拡散等を主題とする計画中の著作の基本的なプランが構成された。これらの主題をめぐって書かれる予定の章のためのデータはほぼ70%集められ、現在解釈の最中である。

具体的には、東京の現代の都市文化と空間的な秩序について、「かわいい」という擬人化的美学、原宿のコスプレーヤーたちとゴシック・ロリータ文化の広がり、秋葉原の再開発とオタク文化等を、人びとと物、そして空間や場所との相互依存関係という点から分析することを試み、さらに比較社会学的な分析を加えることで、一見すると特殊日本的にも見えるこうした現象が、世界的な規模で広がる後期資本主義的現象とそこでの意識のあり方の一つの現れであるという仮説を得た。東京の都市文化や空間文化のそうした諸側面は、日本の文化、宗教、民間信仰と東京の都市デザインや現代日本の消費財のデザインとの間の一貫性とパラレリズムを示している。それは後期資本主義の文化と、日本の文化、宗教、民間信仰との間に一貫性やパラレリズムが存在するという仮説を示唆するものである。上記の研究成果は研究分担者により1冊の著作としてまとめられ、公表される予定である。
遠離島における情報ネットワークと情報発信の可能性に関する研究

本研究は放送及びインターネットサービス(ブロードバンド環境整備)が不十分な離島、特に大都市・県庁所在地から300km以上離れた遠隔離島(本研究では遠離島と定義づけた)において、それらが実現された場合住民生活・住民ネットワークや産業構造のどのような影響を与えるかを調査研究したものである。現地調査については(1)距離・通信において最も条件不利な地域(2)距離・通信において条件不利であるが人口規模が大きくコスト的に早期改善が見込まれる地域(3)両者の中間的性格を持つ地域、の3つに分類して、地域的性格を比較検討した結果、(1)として沖縄県島尻郡南・北大東地区、(2)として沖縄県八重山地区、(3)として沖縄県座間味地区を抽出し実施した。調査方法は自治体担当部署、情報化関速企業(通信事業者、ケーブルテレビ、コミュニティFM等)、地元商工会関係者、教育関係者、地域住民からの聞き取り調査を中心にした。調査期間中に沖縄県の全島ブロードバンド化計画が推進され、19年度末までに完了する計画であり、本研究はその計画の進捗と並行する形での調査研究となった。ブロードバンド化によるインターネットの進捗に関する結果としては、特に観光的な資源を持つ地域では来客誘致にブロードバンド化されるという以前に来客自身がブロードバンド化を現地に要望する要因があったという側面、また新規に現地に移住してきたいわゆる新住民がブロードバンド化を現地に要望する要因があったという側面、があることが理解された。ただし、さまざまな側面において住民が居住期間などによって層化されている地域では住民層によってブロードバンド化のとらえ方が異なることも理解された。平成17年度は6月中旬に南北大東地区で聴き取り調査を実施した。南大東村役場、南大東村長、南大東村教育委員会、北大東村役場、北大東村教育委員会などからの聴き取りを実施した。その結果、同地区においては依然として、通常の公衆電話アナログ回線が衛星回線であることからインターネットの利用が難しく、また、新たに開設されたISDN回線も本数が限定されており、公共機関優先で配置されたため、希望する一般住民にまでは十分に行き渡らなかったことが指摘された(特に北大東地区においてはこの要望が強く出た)。また、1998年に整備された地上波放送についても関東地区向けの放送を通信衛星で再送信しているため、現地向け放送がないことに不満が存在することが確認された。このように同地区をとりまく情報化環境は依然としてきびしいものであるが、一方、南大東島まるごとミュージアム・島まるごと館の開設、機関紙「南大東こうもり新聞」のネット上での配布などのように情報化をともなったしまづくりの住民活動の萌芽がみられるようになった。なお、同調査時に総務省沖縄総合通信事務所からの聴き取り調査を実施した。その後、調査結果のとりまとめを実施した。3月初旬にこれら現地沖縄本島において、前回調査で現地から出された情報化の要望の対応について沖縄県庁企画部情報政策室での聴き取り調査を実施した。沖縄県庁では平成18・19年度を目処に、沖縄県が同県宮古・八重山地区で実施した中波ラジオ(沖縄県域)の再送信、および民間通信事業者との分担による高速通信網の整備を実施する計画が策定されたことが明らかにされた。今後、本研究ではこのような地域情報環境の変化を調査研究することになると思われる。なお、今回の調査において多くの調査結果が見られたので、中間報告書を作成することにした。平成18年度は5月中旬に通算3回目の南北大東地区で聴き取り調査を実施した。南大東村役場、、南大東村教育委員会、北大東村役場、北大東村教育委員会などからの聴き取りを実施した。

南北大東村役場での8年目となるテレビ放送受信状況の聴き取りにおいては、地上波テレビ放送のデジタル化にともない現行アナログ放送の衛星波により中継の今後について不安が生じていること、衛星回線を利用した沖縄県のラジオ放送中継が2006年度中に実施される計画であり施設計画が進行していること、また、2007年度に予定されている沖縄県離島地区ブロードバンド環境整備促進事業の準備状況、情報通信速度などについての聴き取り。また小中学生の情報行動の変化について、等々の聴き取り調査を実施した。また、今回の聴き取り調査では、地域住民サイドの聴き取り調査も実施し、昨年度に引き続き南大東島まるごとミュージアム・島まるごと館において機関紙「南大東こうもり新聞」の活動など情報化をともなったしまづくりの住民活動の状況を調査するとともに、地域住民からの聴き取り調査においては現行テレビ放送への不満と利点とが聞き取りされた。また、先端地区として平成17年度に沖縄県が行う離島のブロードバンド環境整備事業(沖縄県離島地区ブロードバンド環境整備促進事業)として総務省の沖縄特別振興対策事業にもなった地区のうち、2006年2月に開通した座間味村の聴き取り調査を実施した。同村は、採算性の問題から民間通信事業者による情報通信基盤整備が進展しない離島地区であったが、沖縄県がブロードバンド環境の整備を行い、インターネット接続サービスを提供された。2006年2月にブロードバンドが導入され、接続契約率は初年度すでに34%に達し、同村の産業、特に観光振興(ネットにおける観光資源の広報、船舶および宿泊施設、島内観光手段の予約)において大きな効果があったことが聴き取り調査により確認された。平成19年度は前半期において、これまで現地聞き取り調査を続けてきた沖縄県島尻郡南北大東村、平成18年度に調査を実施した座間味村の研究結果を中間総括した。本年度は、ブロードバンド化が先行した地域の導入後の効果とその現状を調査するため、沖縄県八重山地区に調査対象地を決定し、11月と2月の2回の現地調査を実施した。その結果としては、八重山地区の石垣市は、目本の最南端の地区であり約5万人の人口を抱え、高名なリゾート地区であるにもかかわらず、沖縄本島・宮古島間が海域のために通信中継設備を設けられず情報通信基盤整備が進展しない離島地区であった。しかし総務省を主体とする調査事業の後、NTT西日本が光ケーブルの整備事業を行い、2005年3月よりインターネット接続サービスが実施された。同市の特徴であるリゾート産業への効果の他、本土などからのコールセンターなど情報企業の進出、他地域からの移住者のコミュニケーションにおいて大きな効果があったことが聴き取り調査により確認された。さらに、従来からCATVインターネットを実施しているCATV事業者への聴き取り、ブロードバンド化と同時に実施された沖縄県域ラジオ放送の再送信の開始の中で19年に開局したコミュニティFM放送局の聞き取り調査などの結果、石垣地区島内一周ルートのブロードバンド化も19度末に完成予定であり、島内の情報格差が解消される見込みがあることが理解された。また現地の観光業者、農林水産業者などの聞き取り調査から観光業のみならず特産の農作物(果物)、石垣牛の販売への効果があったことが確認された。さらに、八重山地区の竹富町でも光ケーブルと無線通信の併用で平成19年度末までには主な地区でのブロードバンド化が可能になることなどが聞き取り調査から得られ、衛星や無線などの併用により広い地区へのブロードバンド化が進む可能性のあることがわかった。
半導体基板上に直接形成した強誘電性弗化物薄膜の配向制御とデバイス応用に関する研究

今年度は、まず半導体基板としてSi基板を用い、Si基板上に堆積した強誘電性弗化物BaMgF_4薄膜の結晶配向性について検討した。Si基板としては、基板面方位が薄膜の配向性に与える効果を調べるために、(100)および(111)面方位の各基板を用いた。BaMgF_4薄膜の堆積には分子線結晶成長法を用いた。BaMgF_4膜の結晶化温度を調べるために堆積温度を変えた数種類の試料を作製し、その結果BaMgF_4膜の結晶化には400度以上の堆積温度が必要であることを明らかにした。堆積温度約500度で形成したBaMgF_4膜は、(100)面方位基板上では(011)配向、および(111)面方位基板上では(120)配向を示すことを明らかにした。またそれらの結果から、強誘電性弗化物BaMgF_4の分極軸であるa軸は、(100)面方位基板上では基板面に平行な方向にあるのに対して(111)面方位基板上では基板面に対して約51度の方向となることを明らかにした。さらにX線回折法およびラザフォード後方散乱法による評価により、これらの配向膜は、基板に対してエピタキシャルな関係をもって成長していることを確かめた。次に、強誘電性弗化物BaMgF_4/Si構造のデバイス応用について検討した。本年度は予備的な検討として、Al/BaMgF_4/Si構造のダイオードの電気的特性について検討を行った。抵抗率約3OMEGAcmのSi(111)基板上に、BaMgF_4(120)配向膜を厚さ約200nm堆積した。続いて薄膜上に直径200mumのAl電極を真空蒸着法を用いて形成した。作製したダイオードの容量-電圧測定を行ったところ、膜に発生した分極によるヒステリシス特性を観測した。また容量-電圧特性の形状から良好な絶縁体/半導体界面が形成されていることが明らかとなり、BaMgF_4/Si構造はデバイス応用上十分な特性を持つと結論された。
きのこの子実体形成の分子機構の解析

きのこ類は国内だけでも年間約2300億円もの市場を抱える重要な農産物であり、日本人が好む食材の一つである。しかし、その栽培は従来からの固定的な方法で行われており、画期的な品種や育種法が望まれている。そこで、菌類としては非常に特異な生命現象を示すきのこの生物学的特性を明らかにするため、担子菌類の子実体(きのこ)形成時において特異的に発現する遺伝子について解析を行った。最もポピュラーなきのこの一つシイタケ(Lentinula edodes)において、子実体形成の分子機構を解析するため、cDNA-RDA法を改変した遺伝子サブトラクションを試みた結果、105クローン(子実体原基51クローン、成熟子実体54クローン)の子実体形成過程において特異的に発現する遺伝子cDNA断片の単離に成功した。これらのcDNA断片の塩基配列を解析し予想されるアミノ酸配列についてデータベースを検索した結果、これらcDNAがコードする産物は様々な代謝、タンパク質合成・分解、脂質代謝、細胞構築、胞子形成、シグナル伝達、及びきのこの形づくりなどに係わるタンパク質と高い相同性を示すことが明らかとなった。一方、40クローンについては相同性を示すタンパク質がデータベース上に全く存在しなかったため、子実体形成過程で働くきのこに特異的な新規遺伝子であると考えられた。これらクローンのうち、特に興味深い配列を有する20遺伝子について子実体形成過程における転写発現パターンをRT-PCRにより調べた結果、子実体形成過程を通じて構成的に発現しているもの、胞子形成を行う成熟子実体中にのみ発現しているもの及び子実体発生の初期段階である子実体原基にのみ発現しているもの、の大きく分けて3パターンに分類することが出来た。これら遺伝子及びその産物タンパク質はシイタケの子実体形成過程において重要な役割を担っていると考えられた。きのこ類は国内だけでも年間約2600億円もの市場を抱える重要な農産物であり、日本人が好む食材の一つである。そこで筆者は、菌類としては非常に特異な生命現象を示すきのこの生物学的特性を明らかにするために、担子菌類の子実体(きのこ)形成時において特異的に発現する遺伝子について解析を行った。最もポピュラーなきのこであるシイタケ(Lentinula (Lentinus) edodes)において、子実体形成の分子機構を詳細に解析するために、シイタケに対しcDNA-RDA法を改変したPCRを用いた遺伝子サブトラクションを試みた結果、約40クローンの子実体特異的に発現すると考えられる遺伝子cDNA断片の単離に成功した。これらのcDNA断片の塩基配列を解析し予想されるアミノ酸配列について遺伝子データベースを検索した結果、これらcDNAがコードする産物は代謝、シグナル伝達及び疎水性できのこを形作るタンパク質などに相同性があることが明らかとなった。さらに、5個のクローンは相同性を示す遺伝子がデータベース上に存在しなかったため、子実体形成に関与するきのこに特異的な新規遺伝子であると考えられた。一方、菌根性のきのこであるマツタケから得られたmarY1,marY2N(特徴的な末端繰り返し配列を含むレトロトランスポゾン様配列)を用い、新たな形質転換用ベクターを作製しシイタケの形質転換を行った結果、非常に高い効率で遺伝子がシイタケ染色体に挿入されることが明らかとなった。同時に、シイタケの染色体上にもマツタケと同様なレトロトランスポゾン様配列が存在していることが示唆され、新たな分子機構を利用した高効率形質転換系として応用が期待された。最もポピュラーなきのこであるシイタケ(Lentinula edodes)において、子実体形成の分子機構を詳細に解析するために、シイタケに対しcDNA-RDA法を改変したPCRを用いた遺伝子サブトラクションを試みた結果、約50クローンの子実体特異的に発現すると考えられる遺伝子cDNA断片の単離に成功した。また、いくつかのクローンは相同性を示す遺伝子がデータベース上に存在しなかったため、子実体形成に関与するきのこに特異的な新規遺伝子であると考えられた。これら得られたクローンのうち特に興味深い配列を有する13遺伝子について子実体形成過程における転写発現パターンをRT-PCRにより調べた結果、子実体形成過程を通じて構成的に発現しているもの、胞子形成を行う成熟子実体中にのみ発現しているもの及び子実体発生の初期段階である子実体原基にのみ発現しているもの、の大きく分けて3パターンに分類することが出来た。これらのうち、子実体原基時に発現している遺伝子は子実体の形成・成熟に関わっていると予想される。

最もポピュラーなきのこの一つシイタケ(Lentinula edodes)において、子実体形成の分子機構を解析するため、cDNA-RDA法を改変した遺伝子サブトラクションを試みた結果、105クローン(子実体原基51クローン、成熟子実体54クローン)の子実体形成過程において特異的に発現する遺伝子cDNA断片の単離に成功した。これらのcDNA断片の塩基配列を解析し予想されるアミノ酸配列についてデータベースを検索した結果、これらcDNAがコードする産物は様々な代謝、タンパク質合成・分解、脂質代謝、細胞構築、胞子形成、シグナル伝達、及びきのこの形づくりなどに係わるタンパク質と高い相同性を示すことが明らかとなった。一方、40クローンについては相同性を示すタンパク質がデータベース上に全く存在しなかったため、子実体形成過程で働くきのこに特異的な新規遺伝子であると考えられた。これらクローンのうち、特に興味深い配列を有する20遺伝子について子実体形成過程における転写発現パターンをRT-PCRにより調べた結果、子実体形成過程を通じて構成的に発現しているもの、胞子形成を行う成熟子実体中にのみ発現しているもの及び子実体発生の初期段階である子実体原基にのみ発現しているもの、の大きく分けて3パターンに分類することが出来た。これら遺伝子及びその産物タンパク質はシイタケの子実体形成過程において重要な役割を担っていると考えられた。
滑らかでない確率微分方程式の理論：数値解析への応用

確率微分方程式はいろんな応用分野で使われているモデルである。このモデルによって動的にランダムに動く現象に対して説明できる方程式である。理論の観点ではいろんな展開があるが実際の計算を行うためにモンテカルロシミュレーションが必要である。この研究課題がこの設定で展開されている。特に確率微分方程式の係数が非滑らかであるときにシミュレーション方法の提案や数値解析の道具を構築することが目的である。特にシステムの急な変化によりモデルのパラメーターが急に変化することによって普段使われているシミュレーション方法の制度が悪くなるため、新しい技術が必要であり、この課題でその技術の構築を目指した。以下の4つのテーマで研究を進めた1.滑らかでないSDEの密度関数の性質・シミュレーションへの応用:滑らかでないドリフト係数の確率微分方程式の密度関数に関してHolder連続性の証明ができた。この結果は、Fourier解析とMalhavin解析を用いているため証明方法として魅力がある。また、拡散係数が定数であることを仮定しており、この仮定を外すための別のアイデアが必要であると考えており、特別な設定にはなるが、十分応用可能であるためシミュレーションを行い、その性質によって今後、取り組む問題を再考する。次年度以降、他の場合でも(例えばジャンプ型確率微分方程式など)使えるかどうか検討する。2.Multi-leve1モンテカルロと最適輸送問題:確率微分方程式の弱近似の理論の中では、全体の軌道に対して滑らかでない汎関数を扱える理論が必要であることが判明した。例えば、確率微分方程式軌道の最大値に対してMulti-levelモンテカルロ方法を構築する際に、弱近似の性質が必要であるがその研究はまだされていない。このような問題はファイナンスでは信用リスク問題や100kbackオプションと呼ばれる金融派生商品など応用設定で現れるため、最適輸送問題の設定で1次元確率微分方程式軌道の最大値の弱近似問題について研究を行った。この結果を論文にまとめ、現在評価中である。次年度以降、多次元の場合の研究を行い、この結果により高速なシミュレーション方法が構築可能になることを目的とする。3.BSDEの近似問題:BSDEの近似では、収束オーダーの証明に関して検討し、Dua1方法と呼ばれる技術を用いてこの問題の解析を行った。この場合において制御問題にも適応できるようにHilbert空間上のBSDEについても今後検討する。まず、射影作用素も誤差評価の解析にも影響するため全体的な誤差が簡単に評価可能かどうか検討する。4.Filteringのシミュレーション方法:Orstein-Uhlenbeckの場合でのFiltering方法が適応可能について研究を行い、理論上では可能であることが確認できた。ただし、方法の収束があっても計算方法としてパラメターの選択問題が難しいことが判明し、Filterの別シミュレーション方法について研究を進めている。以下の4つのテーマで研究を進めた。1.滑らかでないSDEの密度関数の性質・シミュレーションへの応用:昨年度得られた結果について、Fourier変換の各点の性質によって滑らかでないドリフトを持つ確率微分方程式の解の密度関数のHolder性質について研究を行い、偏微分方程式の立場からも新しい結果が得られた。さらにジャンプ型確率微分方程式に関しても係数が滑らかでない場合についても研究を始めた。このためにparametrixと呼ばれる解析方法を確率過程の言語で書き換えてジャンプ型過程に利用する。2.Multi-levelモンテカルロと最適輸送問題:1次元の確率微分方程式の解に関して最適輸送問題の設定で以下の結果が得られた。通用のEuler-丸山近似のLp評価において、オーダーが1/2であるが特別な確率空間が存在し、その空間では2つの確率過程が存在する。また、それぞれの時間の分割点では解の近似の分布が同じであるが、オーダーが2/3である。この結果は応用の意味より、現在存在するシミュレーション方法(Lpの意味で)より優れた方法が存在することを意味する。滞在時間の近似に関してMulti-level Monte Carlo(MLMC)のために誤差を調べた。この結果によってMLMCの利用について制限があることが分かった。3.BSDEの近似問題:Hilbert空間上のBSDEの近似について検討した。特にHilbert空間のSDEに関して近似方法を定着し、その方法に関してのDual方法の設定や証明ができた。4.Filteringのシミュレーション方法:Bayesian推定に関してLp評価を利用し、前の結果よりわかりやすい証明ができたが、収束オーダーが悪くなった。また、Filtering問題の近似として、Picardが証明したFilterの近似オーダーより良いオーダーの証明ができた。今年が非なめらか係数の確率微分方程式に関しての研究ではlocal timeを含む確率微分方程式に関して確率parametrix方法の展開によりLe Gallを定義した方程式に関して数値シミュレーション方法を構築し、理論と共に展開した。ただし、拡散係数の非なめらか点が1つであり、不連続点が支持関数のようなものしか扱えない。

そのために結城氏(連携研究者)と測度変換による方法を展開し、この方法により多次元非なめらかドリフトの場合でもシミュレーション方法が構築でき、ここまでに弱い近似の結果が(分布の意味での近似)強い意味の近似に対して田口氏(研究協力者)によって新しい結果を得られた。係数が非なめらかである時、Lp評価が悪くなると判明し、MLMCの方法を構築するとき必要な結果を得た。確率過程の最大値の近似が課題としていろんな分野で現れるためその近似の制度を測ることが必要である。ただし、汎関数としては非滑らかであるため普段は使われる理論が使えない。この意味では去年よりWasserstein距離による理論を利用している。輸送問題として扱えることが判明し、1次元での結果を得られた。この結果により連続確率過程の最大値の一般近似論の出発点であることと思われる。Filteringが特別な分野でありながら応用の面からいうと非常に大事である。たとえば、観測データがノイズの影響を受け、モデルのパラメーター推定を行うときにfilteringの方法を利用することがしばしばある。このときに条件付き確率平均を行うことが必要である。ただし、観測データが連続時間で行っていないため離散時間でfilteringを行うことになる。この評価が弱めた結果が田中氏(連携研究者)から得られた。これから、誤差に対しての中心極限定理も込めて研究成果としてまとめる方針である。26年度が最終年度であるため、記入しない。確率論26年度が最終年度であるため、記入しない。推定方法の安定性を調べるために時間がかかっているため、4.のシミュレーションの実行が遅れているが他のテーマに関して順調に進んでいる。「Multi-levelモンテカルロと最適輸送問題」と「Filteringのシミュレーション方法」のテーマでは非常に順調に進んでおり、新しい展開を発見したので今後は、その方向で全面的に研究を進める予定としている。しかし、このことによって「BSDEの近似問題」のテーマではやや遅れが出る可能性がある。上の4つのテーマで研究を進める。1.は、主な技術として確率過程論の立場からFourier解析を用いており、Fourier解析に詳しい専門家として、Kerkacharyan氏を招聘し結果の拡張について詳しく議論を行う。また、他の滑らかでない係数確率微分方程式に関して解析可能か検討する。2.では様々な応用に関して考えならExactシミュレーション方法の多次元展開について考える。3。に関して簡単な数値解析適応可能であるため、他のシミュレーション方法の構築に関して検討する。
ノックアウトマウスによるGDFの歯牙発生における機能解析

TGF-βスーパーファミリーに属する新規の遺伝子をラット切歯歯髄のRNAからRT-PCR法にてクローニングし、GDF11と命名した。このGDFllはGDF8とmature regionで90%のアミノ酸配列の相同性がみられた。ノーザンブロットの結果、GDFllはアダルトの歯髄および脳に発現がみられた。In situハイブリダイゼーションでは、GDF11は胎生8.5日のtail budに発現し、胎生10.5日では上顎突起、下顎弓、肢芽、神経質背側部に発現し、後に分化した象牙芽細胞、鼻上皮、脳の一部、網膜に発現がみられた。しかしながらノックアウトマウスには表現型がみられなかった。ついで、BMPの上流にて転写を調節する遺伝子のクローニングをおこない、ジンクフィンガー転写調節因子Gliに相同性の高い新規の遺伝子G23を得た。G23はアダルトでは歯髄と腎臓に特異的に発現しており、胎生期では10.0日に肢芽に発現し10.5日では鰓弓、顎顔面の頭蓋との境界部、後にwhisker follicle、椎間板、腎臓、精巣および歯髄に発現がみられた。Shhシグナル系との関連性をみるためにShh,Ptc,Gli2,Gli3の歯牙発生期における発現の変化をG23と比較した。これらShhシグナル系の遺伝子とG23は歯髄間葉において時間的空間的に発現の相関性があり、Gliメンバーとともに歯胚における細胞の位置情報を伝え、特定の細胞の分化を導く役割を有する可能性が示唆された。この仮説を証明するべく、G23のノックアウトマウスを作製しGli,Gli2,Gli3のノックアウトマウスとともに、その機能喪失による歯牙の表現型の変化を検索している。GDF-1,-5,-6,-8および-11のRNAプローブをin vitro transcription法により作製し、マウス歯胚のin situ hybridizationを行い、局在性を検索したところ、GDF-11は、最終分化する直前の前象牙芽細胞から発現がみられ、特に象牙質芽細胞の分化との関連性が示唆された。次に、マウスpWE15ライブラリーからGDF-11の全長DNA塩基配列を得た。さらに、マウス129SvEvライブラリーから染色体DNA15Kbを得、ターゲッティングベクターとの相同組み換えによりエキソンを欠失させた。今後、胚幹細胞に遺伝子導入を行い、GDFが破壊された胚幹細胞を胚盤胞期胚に注入しキメラ胚を作成し、偽妊娠マウス子宮に移植する。成熟したキメラマウスを野生型と交配し、ヘテロ欠失マウスを得る。さらに、ヘテロ欠失マウスどうしを交配してホモ欠失マウスを得る予定である。さらに今回、GDFsの上流でGDFsの転写を制御していると考えられている、歯牙発生に関与するGliファミリーのメンバーの遺伝子クローニングを行ったところ、新規に未知の遺伝子が見つかり、G23と命名した。G23はin situ hybridizationにより、10.5日目の胎児の上顎突起および下顎弓に強い発現がみられ、顎顔面形態発生との関連性が示唆された。歯牙発生過程においては鐘状期の歯髄に発現がみられ、分化抑制因子として機能している可能性が示唆された。今後この遺伝子についてもGDF-11と同様にノックアウトマウスを形成する予定である。このGDF11はGDF8とmature regionで90%のアミノ酸配列の相同性がみられた。ノーザンブロットの結果、GDF11はアダルトの歯髄および脳に発現がみられた。

In situハイブリダイゼーションでは、GDF11は胎生8.5日のtail budに発現し、胎生10.5日では上顎突起、下顎弓、肢芽、神経質背側部に発現し、後に分化した象牙芽細胞、鼻上皮、脳の一部、網膜に発現がみられた。しかしながらノックアウトマウスには表現型がみられなかった。ついで、BMPの上流にて転写を調節する遺伝子のクローニングをおこない、ジンクフィンガー転写調節因子Gliに相同性の高い新規の遺伝子G23を得た。G23はアダルトでは歯髄と腎臓に特異的に発現しており、胎生期では10.0日に肢芽に発現し10.5日では鰓弓、顎顔面の頭蓋との境界部、後にwhisker folliclc、椎間板、腎臓、精巣および歯髄に発現がみられた。Shhシグナル系との関連性をみるためにShh,Ptc,Gli2,Gli3の歯牙発生期における発現の変化をG23と比較した。これらShhシグナル系の遺伝子とG23は歯髄間葉において時間的空間的に発現の相関性があり、Gliメンバーとともに歯胚における細胞の位置情報を伝え、特定の細胞の分化を導く役割を有する可能性が示唆された。この仮説を証明するべく、G23のノックアウトマウスを作製しGli,Gli2,Gli3のノックアウトマウスとともに、その機能喪失による歯牙の表現型の変化を検索している。
ポルフィリンナノチューブの精密有機合成

サブポルフィリンはポルフィリンの環縮小類縁体であり、14π芳香族性、お椀型構造、高い発光性といった興味深い電子的・光化学的物性を有している。2006年に当研究室で合成法が確立されて以来、精力的な研究によってその合成収率は約20%程度にまで改善され、特に2012年にメゾ位無置換型サブポルフィリンが開発されたことから、メゾ位の反応性を利用した様々な周辺部修飾反応や多量化への展開がおこなわれている。このような著しい進展の一方で、サブポルフィリンを用いた機能性材料の開発はほとんど為されていない。申請者の二年目の研究では主に色素増感太陽電池への応用を指向したサブポルフィリン類縁体の合成をおこなった。上記のメゾ無置換型サブポルフィリンの合成法を利用して、カップリング反応によりカルボキシフェニル基、カルボキシフェニルエチニル基、およびカルボキシル基をシアノアリル酸へと変換した一連のサブポルフィリン類を合成し、高変換効率を実現している。現在残りの2つのフェニル基をアミノフェニル基へと変換した化合物の合成をおこなっている。また、硫黄原子で架橋されたサブポルフィリン二量体の合成にも成功し、二つのサブポルフィリン間での励起子相互作用に関する研究もおこなっている。オルト位に置換基を有するニトロフェニルサブポルフィリンでは、珍しいねじれ電荷移動現象を見出した。これらの研究を通じてサブポルフィリンの合成・単離・精製・結晶化に至るあらゆる技術を習得し、現在研究を纏めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。サブポルフィリンは当研究室において2006年に開発された新規ポルフィリノイドであるが、研究の歴史が浅いために未だその化学は基礎研究の域を越えていない。これらの特性は、電子移動または電荷移動モジュールとして魅力的であり、また色素増感型太陽電池などの応用にも有望である。そこでまず、サブポルフィリンと、電子アクセプターであるナフタレンジイミドがフェニレンを介して結合した二量体や、色素増感剤としての応用を指向した、カルボキシフェニル基をもつサブポルフィリンの合成をおこなった。これらは今後詳細な分光学測定をおこなう上で基準化合物となる分子であり、今後置換基や電子状態を変化させたモチーフを合成し、比較検討をおこなう予定である。また、3,5-メチル-4-ニトロフェニル基をメゾ位置換基にもつサブポルフィリンが、ねじれ型電荷分離を示す希有な例であることを見出した。3位および5位のメチル基の有無によりその吸収スペクトルや蛍光スペクトルが大きくことなることから、励起状態でのサブポルフィリンの構造および電子状態の変化に興味がもたれる。また、オルト位に立体障害をもつ置換基を持つサプポルフィリンの一つとして、2-ethy1-5-methoxypheny1基をもつサブポルフィリンを鈴木カップリング反応により合成し、温度可変NMRを用いて置換基の回転の速度定数を求める研究もおこなった。当初計画が難航したため、サブポルフィリンを用いた機能性分子モジュールの合成という研究テーマへ変更した。サブポルフィリンの合成が非常に難しく、合成技術の習得に時間を要したが、現在では文献収率と同程度での合成を達成できており、それを用いて幾らかの新規分子の合成に成功している。今後新たなサブポルフィリン類縁体の合成を進めると同時に、合成したサブポルフィリン類の詳細な分光学測定によりその機能性を解明する予定である。

サブポルフィリンの合成収率の改善は、新たなサブポルフィリン類縁体の合成において重要であるばかりでなく、サブポルフィリンを機能性分子として応用する上で必要不可欠な課題である。近年開発した、トリピランを用いたサブポルフィリンの合成法を改良し、合成収率の向上を目指す。
アクアポリンが透過するH2O2による皮膚の炎症形成機構の解明

皮膚においてNADPH Oxidase(Nox)が産生する過酸化水素(H2O2)は、AQP3あるいは9を介して細胞内に取り込まれることで、炎症形成と疾患に関与するという仮説を検証した。紫外線B(UVB)照射による皮膚炎症には表皮細胞に発現するNox1が関与していた。表皮細胞では、UVB照射により誘発されるH2O2の産生がNox1欠損によって減少しており、これに伴いp38/MAPK細胞シグナルの活性化の抑制と、炎症性サイトカイン産生が抑制された。表皮細胞で産生された高濃度のH2O2は、AQP3を介して細胞外へ分泌されている可能性が示され、また皮膚でおこる炎症反応惹起に関与していることも示された。アクアポリンが透過するH2O2が調節する細胞内シグナル伝達の制御機構の解明と、皮膚の慢性炎症・炎症性疾患形成への関与を解明することを目的としている。皮膚を構成する表皮細胞および免疫細胞を研究対象とし、慢性炎症形成過程において、アクアポリンが細胞内へ透過させたH2O2がセカンドメッセンジャーとして制御しているシグナル伝達系を明らかにし、細胞機能への影響と、その作用機序を解明する。さらに、炎症反応誘発過程でおこる表皮細胞と免疫細胞間クロストークへのH2O2の関与を検証する。初年度である2016年度は、表皮細胞およびマウス皮膚におけるH2O2の測定方法の検討と、H2O2が関与する炎症刺激・皮膚疾患を検討した。表皮細胞では、H2O2感受性遺伝子Hyperを導入した安定細胞株を樹立したことで、細胞内のH2O2濃度を可逆的に測定することを可能にした。マウス皮膚でのH2O2測定方法については、来年度も検討を継続する。H2O2が関与する炎症刺激として紫外線照射を検討し、照射条件と細胞でおこる反応について条件検討を実施した。これまで細胞内のH2O2濃度測定は、H2O2を含めたROSに感受性のあるCMDCF蛍光試薬による検出が一般的であった。しかしこの化合物はH2O2特異的でないことや、ROSにより誘発される蛍光強度が不可逆的であり、細胞内のH2O2代謝や変動を測定できていなかった。そこで、H2O2感受性遺伝子Hyper (サイトゾール発現型、ミトコンドリア発現型)をヒトおよびマウス表皮細胞株(HaCaTおよびPAM212)に導入し、発現安定株を樹立した。様々な刺激により、表皮細胞内のH2O2濃度が上昇することと、細胞内の局在の解析が可能になった。また、H2O2を多く産生する刺激・条件を細胞系およびマウス皮膚で検討した。今年度は、紫外線B(UVB)照射による細胞内H2O2レベルの変動や、細胞シグナル活性化を検討した。UVB照射直後から、MAPK/p38シグナルが活性化されることを確認し、この活性化には細胞内ROS/H2O2が関与していることを見出した。さらに、炎症反応誘発過程でおこる表皮細胞と免疫細胞間クロストークへのH2O2の関与を検証することを目的とした。2017年度は、表皮細胞およびマウス皮膚におけるH2O2の測定方法の検討と、H2O2が関与する炎症刺激・皮膚疾患を検討した。マウス皮膚では、Hyperプラスミドの移入、およびH2O2感受性試薬の投与により、H2O2濃度の可視化と解析方法を検討した。また、表皮細胞と免疫細胞(マクロファージ)を共培養することで、H2O2を介した両細胞間のクロストークの可能性についても検証した。さらにH2O2が関与する炎症刺激として紫外線照射を検討し、表皮細胞およびマウス皮膚を用い、細胞内外でのH2O2の輸送および細胞シグナルへの影響を検討した。このとき、H2O2を含めたROS産生に関わる遺伝子NADPHoxidase 1および2の発現を欠損することで、H2O2動態と細胞シグナルについて詳細な検討を実施した。2017年度は、UVB照射による産生が亢進するH2O2の蓄積・代謝の、細胞内における局在を調べ、またH2O2が関与している細胞シグナル・遺伝子変動を検討していく。

また細胞膜にあるアクアポリンが、H2O2の輸送・蓄積・代謝および、刺激により誘発される細胞シグナルにどのように関与しているかを、細胞レベルで解析する。またH2O2産生に関与するNADPHoxidase 1 (NOX1)およびNOX2遺伝子欠損マウスを用い、種々の刺激により誘発されるH2O2の産生経路について検証する予定である。皮膚科学