hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイヤモンド焼結体(PCD)を利用した放電・研削逐次加工法による超精密金型加工

光学部品などの製造に用いられる超硬合金製金型の高能率でかつ、より高精度な成形加工を実現することを目的に、ダイヤモンド焼結体(PCD)を用いた放電・研削逐次加工法を適用することにした。本方法は、放電成形したPCD工具を電極として用いて放電加工を行った後、同じPCD工具で、若干の仕上げ代のみを次工程の研削加工で除去することで工具の摩耗を最小にしつつ良好な形状と面粗さを得ることができる。光学部品などの製造に用いられる超硬合金製金型の高能率でかつ,より高精度な成形加工を実現することを目的に,ダイヤモンド焼結体(PCD)を用いた放電・研削逐次加工法を適用することにした。本方法は,放電成形したPCD工具を電極として用いて放電加工を行った後,同じPCD工具で,若干の仕上げ代のみを次工程の研削加工で除去することで工具の摩耗を最小にしつつ良好な形状と面粗さを得ることができると思われる。目的達成のため,超硬合金金型の放電および研削加工に適したPCD素材の特定と放電加工に適した条件の把握を試みた。まず,ダイヤモンド粒径(125μm)や結合剤の種類や結合度の異なる数種のPCD工具で実験を行った結果,ダイヤモンド粒径が大きいPCD工具が広範囲(高能率仕上げ)の放電条件で無消耗であること,放電条件を最適化することにより微細ダイヤモンド粒径のPCD工具が無消耗で,精度の高い加工ができることがわかった。また,微細形状の放電および研削加工に対応できるように,PCD自体の成形性をダイヤモンド粒径や結合剤との関係で調べた結果,PCD工具の先端半径を数μmのオーダーで成形できること,粒径が0.5μmの微粒ダイヤモンドを焼結したPCDを利用することで1μm程度の先端半径を有する工具に成形できる見通しを得た。本方法は、放電成形したPCD工具を電極として用いて放電加工を行った後、同じPCD工具で、若干の仕上げ代のみを次工程の研削加工で除去することで工具の摩耗を最小にしつつ良好な形状と面粗さを得ることができると考えた。目的達成のため、超硬合金金型の放電および研削加工に適したPCD素材の特定と放電加工に適した条件の把握を試みた。まず、ダイヤモンド粒径(125μm)や結合剤の種類や結合度の異なる数種のPCD工具で実験を行った結果、ダイヤモンド粒径が大きいPCD工具が広範囲(高能率仕上げ)の放電条件で無消耗であること、放電条件を最適化することにより微細ダイヤモンド粒径のPCD工具が無消耗で、精度の高い加工ができることがわかった。また、微細形状の放電および研削加工に対応できるように、PCD自体の成形性をダイヤモンド粒径や結合剤との関係で調べた結果、PCD工具の先端半径を数μmのオーダーで成形できること、粒径が0.5μmの微粒ダイヤモンドを焼結したPCDを利用することで1μm程度の先端半径を有する工具に成形できる見通しを得た。
平成28年熊本地震で発生した阿蘇カルデラの斜面災害に関する地質学的研究

調査対象となる南阿蘇村では災害復旧事業が進行中であることから,地震による崩壊地とその周辺での地層断面の観察が可能になった.これまで,南阿蘇村の高野台(高野尾羽根火山)で発生した緩斜面での崩壊では,草千里ヶ浜降下軽石層(Kpfa)がすべり面を形成していると考えられていたが(佐藤ほか,2017など),新たに現れた法面では,表層部の厚さ約10mがシート状に滑動し,Kpfaのみならずテフラ層の様々な層準ですべり面が形成されていることが明らかとなった.これは崩壊原因が必ずしも軽石層ではないことを示している.また,河陽では,地表地形に亀裂などの変状がない緩斜面での掘削面において,累重するテフラ層が縦の柵状(スライス状)に断裂し並ぶ特徴的な構造が認められた.この柵状構造は掘削面にて150m以上側方へ連続的に確認でき,直下の溶岩には断層などの明瞭な変異が認められないことから,その成因は地震断層に直接由来するものではなく地震動によるノンテクトニック断層と考えられ,緩傾斜斜面崩壊での先駆的現象の可能性がある.そこで観察事例を増やし比較検討を行うために,緩傾斜かつテフラ層が累重し,擁壁崩壊が多数発生した益城町木山においてトレンチ調査を行なった.その結果,擁壁崩壊は切土,盛土境界での崩壊であり,テフラ層中の変形は,部分的な流動化と開口亀裂が認められるのみで,シート状の滑動や柵状構造は認めることができなかった.これら露頭観察からは,テフラ層を主体とする緩斜面崩壊メカニズムは多様であることから,崩壊条件の特定にはさらなる調査分析が必要となった.復旧工事が本格化し大規模な掘削法面が多数出現したことから,露頭記載にリソースを割かざるを得ない状況にあった.しかし,ボーリングコアのみでは把握しにくい地下構造が明瞭になったことにより,崩壊メカニズムの理解に大きなプラスとなったが,その反面,崩壊メカニズムの複雑さを認識することともなり,これまでに得られた火山層序を活用しさらなる詳細な調査解析が必要となっている.それ以外については,斜面変動や活断層の解析も具体的に進みつつあり,カルデラ壁での斜面崩壊については西山ほか(2018),緩傾斜から平坦地での地盤変状については,横田・鳥井(2019),そして,阿蘇カルデラ内で新たに見つかった地表地震断層の活動履歴については遠田ほか(投稿中)など,これまでに得られた成果は既に公表段階にあり,研究は概ね予定通り進んでいる.令和元年はこれまでの成果をまとめ総括をおこなう.これまでの研究で得られた火山層序を基準とし,さらに14C年代測定を追加することで斜面移動の時期・形態の解析と地震との因果関係の理解をすすめる.テフラ層からなる緩傾斜斜面崩壊については,2018年北海道胆振東部地震により厚真町を中心として発生した斜面崩壊との類似性が認められることから,熊本地震との比較も検討する.緩傾斜斜面崩壊のメカニズム解明は本研究期間のみでは完了できない可能性もあるが,今年度も大規模な復旧工事が予定されていることから,情報収集と保存のため掘削面の記載と試料採取は引き続きおこない,今後の展開に備える.今年度は,解析の基準となる火山層序の確立を目指し,また,斜面変動の誘因となる地震動の発生時期の特定を試みた.調査対象となる南阿蘇村では災害復旧事業が進行中で,数多くのボーリング掘削や法面掘削がおこなわれている.これらの事業主である熊本県阿蘇地域振興局や南阿蘇村から全面的な協力が得られたことで,下記の通り多くの情報を得ることができた.まず,コア観察や露頭情報からテフラ層序を検討した結果,これまで記載されていない50 ka以降のテフラが多数存在することが判明し,これら未記載のテフラの岩石記載学的特徴と14C年代測定による年代決定作業を進めた.主な新知見は,火の鳥温泉崩壊地の復旧作業現場からは崩壊地を形成する長野火山の内部構造が軽石からなる火砕丘であること,この火砕丘がACP3テフラに覆われることと化学組成の類似性から,この火山が立野溶岩の給源であることが明確になったことである.また,火砕丘を覆うテフラ累層はATテフラ降下直後に一度斜面崩壊していることも判明した.さらに,地震動の発生時期を特定するため,南阿蘇村黒川で断層トレンチを2箇所実施した結果,阿蘇地域での布田川断層の前回の活動は1900 cal BP2132 cal BPで,およそ2400年の活動周期であることが判明した.前回の断層活動時期と高野尾羽根火山南麓に位置する弥生時代の河陽F遺跡を覆う岩屑なだれ堆積物の年代とほぼ一致しており,地震動に伴う崩壊は過去にも繰り返し発生していることが明確となった.この研究で得られた斜面災害や断層に関する知見については,学術公表以外にも,被災地支援のため立野地区,黒川地区においてそれぞれ住民説明会を実施した.復旧土木工事の進捗状況に合わせて多数のボーリングコアの提供を受け,また,法面が断続的に出現することで,露頭記載など1次情報の取得や試料ハンドリングにリソースを割かざるを得ない状況にあるが,これによる研究の遅延は少ない.逆に,多くの1次情報を基盤にできることで,より正確な火山層序の把握に結実しつつある.

現時点で得られている層序情報から斜面変動や活断層解析にも着手・展開しつつあり,研究は概ね予定通り進んでいる.調査対象となる南阿蘇村では災害復旧事業が進行中であることから,地震による崩壊地とその周辺での地層断面の観察が可能になった.これまで,南阿蘇村の高野台(高野尾羽根火山)で発生した緩斜面での崩壊では,草千里ヶ浜降下軽石層(Kpfa)がすべり面を形成していると考えられていたが(佐藤ほか,2017など),新たに現れた法面では,表層部の厚さ約10mがシート状に滑動し,Kpfaのみならずテフラ層の様々な層準ですべり面が形成されていることが明らかとなった.これは崩壊原因が必ずしも軽石層ではないことを示している.また,河陽では,地表地形に亀裂などの変状がない緩斜面での掘削面において,累重するテフラ層が縦の柵状(スライス状)に断裂し並ぶ特徴的な構造が認められた.この柵状構造は掘削面にて150m以上側方へ連続的に確認でき,直下の溶岩には断層などの明瞭な変異が認められないことから,その成因は地震断層に直接由来するものではなく地震動によるノンテクトニック断層と考えられ,緩傾斜斜面崩壊での先駆的現象の可能性がある.そこで観察事例を増やし比較検討を行うために,緩傾斜かつテフラ層が累重し,擁壁崩壊が多数発生した益城町木山においてトレンチ調査を行なった.その結果,擁壁崩壊は切土,盛土境界での崩壊であり,テフラ層中の変形は,部分的な流動化と開口亀裂が認められるのみで,シート状の滑動や柵状構造は認めることができなかった.これら露頭観察からは,テフラ層を主体とする緩斜面崩壊メカニズムは多様であることから,崩壊条件の特定にはさらなる調査分析が必要となった.復旧工事が本格化し大規模な掘削法面が多数出現したことから,露頭記載にリソースを割かざるを得ない状況にあった.しかし,ボーリングコアのみでは把握しにくい地下構造が明瞭になったことにより,崩壊メカニズムの理解に大きなプラスとなったが,その反面,崩壊メカニズムの複雑さを認識することともなり,これまでに得られた火山層序を活用しさらなる詳細な調査解析が必要となっている.それ以外については,斜面変動や活断層の解析も具体的に進みつつあり,カルデラ壁での斜面崩壊については西山ほか(2018),緩傾斜から平坦地での地盤変状については,横田・鳥井(2019),そして,阿蘇カルデラ内で新たに見つかった地表地震断層の活動履歴については遠田ほか(投稿中)など,これまでに得られた成果は既に公表段階にあり,研究は概ね予定通り進んでいる.平成30年度は,引き続き火山層序の把握に努め,コア試料や法面露頭の記載・分析を進める.これまで研究で50 ka以降の火山層序を把握してきたが,それ以前の層序についても把握に努める.また,得られた層序をもとに周辺火山との対比からテフラや溶岩の給源火山をできる限り特定し,火山層序の全容を解明する.この層序を基準として斜面移動の時期・形態の解析をすすめる.なお,研究の遂行にあたっては国交省,熊本県や南阿蘇村との協力関係をこれからも維持していく.令和元年はこれまでの成果をまとめ総括をおこなう.これまでの研究で得られた火山層序を基準とし,さらに14C年代測定を追加することで斜面移動の時期・形態の解析と地震との因果関係の理解をすすめる.テフラ層からなる緩傾斜斜面崩壊については,2018年北海道胆振東部地震により厚真町を中心として発生した斜面崩壊との類似性が認められることから,熊本地震との比較も検討する.
ERK2遺伝子改変マウスによる免疫制御機構の解析

ERKファミリーのMAPキナーゼ(MAPK)は、セリン/スレオニンキナーゼとして様々な基質(転写因子やキナーゼなど)をリン酸化し、その結果Tリンパ球の分化やサイトカイン産生などを制御すると考えられる。ERKにはERK1とERK2の二つが知られ互いに高い相同性を示すが、各々に固有の機能があると考えられる。ERK1のノックアウトマウスは、Tリンパ球分化における正の選択が障害されると報告されており、ERK1に固有の機能があると考えられる。我々は、ERK2の機能を検討する目的で、その遺伝子改変マウスを作成し解析した。ERK2のノックアウトマウスの胎仔は、胎盤異常により胎生早期に致死となった。テトラブロイド(4倍体)キメラによって、正常胎盤を持つERK2ノックアウト胎仔を作成したところ、正常な胎児発育が少なくとも胎生13.5日まで認められた。T細胞に特異的にCre組換酵素を発現するLck-Creトランスジェニックマウスを用いて、T細胞特異的にERK2を欠損したマウスを作成した。このコンディショナルノックアウトマウスは、生存可能であった。その胸腺細胞を解析したところ、CD4、CD8陰性細胞、CD4、CD8共陽性細胞は正常に存在したが、CD4、CD8単独陽性の成熟胸腺T細胞が激減していた。従って、ERK2がT細胞の分化に必要であることが明かになった。事実ERK1ノックアウトは、Tリンパ球分化における正の選択が障害されると報告されている。ERK2は、免疫細胞での発現レベルがERKlより高く免疫制御に重要と考えられる。しかしERK2の機能は、生体レベルではほとんど解析されていない。そこで我々は、独自に作成したERK2の遺伝子改変マウスを用い、免疫制御におけるERK2とその抑制機構の役割を解析した。1.ERK2ノックアウトマウス胎仔のテトラプロイド(4倍体)キメラによる検討ERK2のノックアウトマウスの胎仔は、胎盤異常により胎生早期に致死となった。テトラプロイド(4倍体)キメラによって、正常胎盤を持つERK2ノックアウト胎仔を作成したところ、正常な胎児発育が少なくとも胎生13.5日まで認められた。2.ERK2コンディショナルノックアウトマウスのTリンパ球機能の解析Lckプロモータで胸腺細胞にCreを発現するマウス(Lck-Cre)と交配させ、Tリンパ球でERK2を欠損したマウスを作成した。このマウスで、胸腺細胞の分化異常を見い出しており、現在、その詳細を解析中である。ERKファミリーのMAPキナーゼ(MAPK)は、ERK1とERK2の二つが知られており、互いに高い相同性を示す。我々は、ERK2の機能を検討する目的で、その遺伝子改変マウスを作成した。昨年度は、ERK2のノックアウトマウスが胎盤形成不全で致死となることを既に報告した。また、胎盤トロホブラスト細胞に限定した分化能をもつテトラプロイドキメラを用いたレスキュー実験によって、胎盤のトロホブラスト細胞でERK2が要求されることを示した。今年度は、T細胞に限定したコンディショナルノックアウトを行い解析した。その胸腺細胞を解析したところ、CD4、CD8陰性細胞、CD4、CD8共

陽性細胞は正常に存在したが、CD4、CD8単独陽性の成熟胸腺T細胞が激減していた。従って、ERK2がT細胞の分化に必要であることが明かになった。CD4、CD8共陽性T細胞からmRNAを回収し、遺伝子発現をERK2コンディショナルノックアウトマウスと正常マウスで比較したところ、転写因子Egr-1の発現が低下していた。Egr-1のノックアウトマウスは、T細胞の分化障害が報告されており、Egr-1がERK2経路の生理的標的遺伝子としてT細胞の分化制御に関わることが示唆された。
集積反応場による分子識別

本研究班では各種の集積体を班員の設計にもとづいて合成し、その分子識別機能と集積状態を検討し、生体における検知伝達系の機構解明に役立つ作業仮説を提案するとゝもに、すぐれた識別系の構築を行った。1.tーブチル基を保護基として各種〔2^n〕系メタンクロファン類を合成しその極めて高い立体歪を有し、通常の芳香族化合物と異る反応性を示すことを明らかにした(田代)2.インターカレータを従来の電気泳動や高速液クロに導入し、DNAフラグメントの新しい分離法を開発した(高木)3.RNA化学合成法を検討により、メッセンジャー一RNAの断片を種々合成し、蛋白合成開始複合体の形成効率を調べた。この系の安定化のための蛋白質分解酵素の阻害剤を設計する途を拓いた。(三浦)4.ステロイド類をモデル分子とするアルコキシラジガルによる高選択的遠隔官能化法を開発し、分子力場計算による反応部位の予測をなしうることを明らかにした(杉野目)5.キラルな環状アルコキシチタンをルイス酸触媒として用いる不斉ディール-アルダー反応において、光学収率に対する顕著な溶媒効果を見出し、チタン触媒のNMR測定によりその構造に関する知見を得た(奈良坂)6.アシル尿素結合をもつ一対の会合性チオールの酸素酸化反応により、同じ基を有するとき、非水溶媒より含水溶媒中で選択性の大きくなることを明らかにした(遠藤)7.混合配位子銅(II)錯体に配位したトリプトファン、チロシンの芳香環がフェナントロリンなどの配位子とスタッキングを起すこと、ビピリン錯体が葉酸のプテリン環6位側鎖を切断することを明らかにした(山内)8.エナンチオマーの一方をゲストとして識別する大環状化合物として、Troger塩基骨格を構成要素とする化合物を合成した(稲津)本研究班では各種の集積体を班員の設計にもとづいて合成し、その分子識別機能と集積状態を検討し、生体における検知伝達系の機構解明に役立つ作業仮説を提案するとゝもに、すぐれた識別系の構築を行った。(三浦)4.ステロイド類をモデル分子とするアルコキシラジガルによる高選択的遠隔官能化法を開発し、分子力場計算による反応部位の予測をなしうることを明らかにした(杉野目)5.キラルな環状アルコキシチタンをルイス酸触媒として用いる不斉ディール-アルダー反応において、光学収率に対する顕著な溶媒効果を見出し、チタン触媒のNMR測定によりその構造に関する知見を得た(奈良坂)6.アシル尿素結合をもつ一対の会合性チオールの酸素酸化反応により、同じ基を有するとき、非水溶媒より含水溶媒中で選択性の大きくなることを明らかにした(遠藤)7.混合配位子銅(II)錯体に配位したトリプトファン、チロシンの芳香環がフェナントロリンなどの配位子とスタッキングを起すこと、ビピリン錯体が葉酸のプテリン環6位側鎖を切断することを明らかにした(山内)8.エナンチオマーの一方をゲストとして識別する大環状化合物として、Troger塩基骨格を構成要素とする化合物を合成した(稲津)
人工相分離組織を有する2層膜の組織変化とパターン形成

本研究は、金属元素(Ag,Al)と半導体元素(Ge,Si)からなる相分離型2元合金系を対象として,人工的な2相分離組織を有する非平衡2層膜を熱処理した際に生じる組織変化と組織が示すパターン変化を,各種キャラクタリゼーション法を駆使した実験および計算機シミュレーションによる理論解析により追究したものである。得られた研究成果は以下のようにまとめられる。2)MMCの進行に伴い2層膜表面にGeあるいはSiの結晶性クラスターが現われる。4)上記の多様なパターンの出現には,合金系,2層膜の作製方法,熱処理温度,各層の厚さ,2層の厚さの比,表面側金属層の結晶粒度,基板からの拘束,などの因子が関係している。5)結晶性クラスターの形態変化つまりパターン変化は,平衡から離れた非線形・非平衡系における変化であり,上記諸因子の僅かな違いが,大きなパターンの違いを生むことが多い。6)パターンの変化は,Phase Field法に基づく計算機シミュレーションによって理論的に再現することができる。
知識創造支援型データベースシステムの構成法と効率化に関する研究

知識創造支援型データベースの帰納的な仕組みについては、ギブスサンプリングや類似文字列検索の結果として得られるミスマッチクラスタから規則性を見つけ出す方法を明らかにした後、マルチコアPCクラスタ上でその方法を並列化することに成功した。知識創造支援型データベースの演繹的な仕組みについては、空間的な座標配列データに対する類似構造検索の精度を向上する方法を明らかにした。知識創造支援型データベースの発想的な仕組みについては、さまざまなコミュニケーションの基礎的事項について検討した。本研究では、人間の知識創造過程が記憶・演繹・帰納・発想から成るという点に着目し、資産価値や知識資産の創造の支援をめざした知識創造型データベースシステムの研究を行う。このために、(1)知識創造支援機能の構成法の研究、(2)知識創造支援処理の効率化の研究、(3)知識創造過程におけるコミュニケーションの成立を支援する方法の研究、(4)知識創造支援機能を応用する方法の研究を行う。今年度の実施計画に基づいて実施した研究の成果は以下のとおりである.(1)知識創造支援機能の構成法の研究文字列長を初めとして文字列パターン上に配置される文字に,「ゆらぎ」があるため,文字列パターンを正規表現や確率的表現でとらえることが重要である.今年度は,正規表現の文字列パターンを抽出するには,トップダウンやボトムアップによる探索技術が重要であり,抽出精度向上や計算時間短縮の工夫が重要であることが分かった.その他,時系列データや空間座標系列データなどに必要な基本技術ついても調査を行った.(2)知識創造支援処理の効率化の研究文字列データベースからの規則性抽出や近似的検索などに重要なサフィックス木について調査を行った.また,サフィックス木を索引構造とするためには,メモリー上の実装技術を分散並列環境でディスク上への実装技術へ展開することが重要であることが分かった.(3)知識創造過程におけるコミュニケーションの成立を支援する方法の研究さまざまな形態のコミュニケーションの成立を支援するために有用と思われる情報機器やソーシャルネットワークの分析に重要なアルゴリズムについて調査を行った.(4)知識創造支援機能を応用する方法の研究プログユーザ等に対する情報推薦サービス,大学図書館などの情報サービスについて調査を行った.応用を意図した調査については,引き続き来年度以降も実施して行く予定である.今年度の実施計画に基づいて実施した研究の成果は以下のとおりである.(1)知識創造支援型データベースシステムの構成法の研究文字列データについては,曖昧検索結果に対する汎化機能の他に,類似部分文字列の抽出機能の基本的な仕組みを明らかにした.また,空間データについては,類似構造検索機能について調査検討し,時系列データについては,クラスタリング機能について検討を行った.(2)知識創造支援型データベース処理の効率化の研究Cellプロセッサを用いて,知識創造支援型データベースシステムで効率化が要求される機能の並列処理方式を検討した.(3)知識創造過程におけるコミュニケーションの成立を支援する方法の研究コンピュータを用いた調停作業を支援する問題をとりあげ,調停グラフの交差数減少問題や球面描画法について,基礎的な検討を行った.(4)知識創造支援型データベースを応用する方法の研究大学図書館などの情報推薦サービス,プロ野球の顧客予測サービス,台風被害予測サービスなどについて,簡単な部分試作システムのプロトタイプを作成し,評価・検討を行った.今年度の実施計画に基づいて実施した研究の成果は以下のとおりである.(1)知識創造支援型データベースシステムの構成法の研究文字列データ(特に、分子配列データ)に含まれる曖昧性に注目し、文字列データに対する類似検索結果(関係オブジェクト)に対しては、規則性を見つけ出すための最小汎化処理の方法について既に明らかにしているが、マルチプルアラインメントを予め適用することが最小汎化処理の精度向上につながることが分かった。(2)知識創造支援型データベース処理の効率化の研究特定の空間データ(蛋白質立体構造データ)に対する高速類似検索のために有用なディスク版のサフィックス木を作成する方法について検討を行った。(3)知識創造過程におけるコミュニケーションの成立を支援する方法の研究調停グラフの効率的な視覚化の方法を検討するために、球面上に描く方法について検討した。(4)知識創造支援型データベースを応用する方法の研究広島市立大学の社会連携センターが企画するイベント等に参加し、引き続き、知識創造支援型データベースを応用する方法について検討を行った。本年度の研究実績をまとめると以下のとおりである。【知識創造支援型データベースシステムの構成法】文字列データに対する類似検索を行うと、非常に多くの検索結果(関係オブジェクト)、すなわちミスマッチクラスタが得られる。ユーザがミスマッチクラスタを閲覧するには大変な負担がかかる。今年度は、効果的に規則性を見つけ出す方法について、さらに検討を行った。その結果、文字列データベースの問合せにおいては、編集距離に基づく類似検索を行うこと、この検索により返されたミスマッチクラスタに対しては、汎化処理を行う前にミスマッチクラスタのアラインメント処理を行うことが、精度の高い規則性の抽出につながることがわかった。

また、データベースの大規模化に対応するために、知識創造支援型データベースシステムにスケーラビリティを持たせる方法、特に、文字列データを対象にしたサフィックス木や空間データを対象にした幾何学的サフィックス木に基づく索引構造について検討した。具体的には、サフィックス木をデータページに格納し、ディスクと主記憶との間でやりとりされるデータページを管理する方法を検討した。【知識創造支援型データベース処理の効率化】前述のミスマッチクラスタから規則性を計算するために、マルチコアCPU上で段階的一般化法を並列処理する方法を検討した。【ソーシャルネットワークに関する知識創造支援方法】現在、Twitterなどを対象に、コミュニティ構造を抽出する方法について調査検討を行ったが、収集されるデータは大規模であるため、この場合についても、データを効果的に管理するデータベース管理方法が重要であることがわかった。【知識創造支援型データベースを応用する方法の研究】デジタル台風データベースを対象に台風被害予測モデルを見直し、的中率を上げる方法について検討した。本研究では、人間の知識創造過程が記憶・演繹・帰納・発想から成るという点に着目し、資産価値や知識資産の創造の支援をめざした知識創造型データベースシステムの研究を行う。知識創造支援型データベースシステムの研究を行うために、(1)知識創造支援機能の構成法、(2)知識創造支援処理の効率化法、(3)ソーシャルネットワークを対象として知識創造を支援する方法、(4)知識創造支援機能を応用する方法の研究を行う。最終年度の研究実施計画に沿ってその実績を報告すると,以下のとおりである。【知識創造支援型データベースシステムの構成法】文字列データの大規模化を達成するためにサフィックス木とバッファ管理モジュールとを組み合わせる方法を検討した。また、空間座標配列データから類似構造検索等に有用な構造アラインメントを効果的に実施するために,改良版EOによる方法を明らかにした。【知識創造支援型データベース処理の効率化法】文字列データの類似検索結果に対する最小汎化の計算を高速化するために,その計算の並列化法を明らかにした。また、Twitterなどで見られる文書ストリーム上のバースト性を高速に検出するために有用なKleinbergのアルゴリズムを並列化する方法を明らかにした。【知識創造支援型データベースを応用する方法】産学連携によるマッチングセッションや広島市役所での展示会などでのポスター展示などを通じ、図書推薦、Webマイニング、バイオインフォマティクス、テキスト処理などの分野への先進的な応用可能性について検討を行った。
遺伝子導入ブタを用いた人工肝臓の開発

1.遺伝子導入ブタの人工肝臓としての形態学的、機能的評価正常ブタよりコラゲナーゼ灌流法により肝細胞を採取した。肝細胞の生存率は90%前後で、凍結保存後も70-80%の生存率を維持できることを確認した,同様の方法にてヒト補体制御因子(hDAF)遺伝子導入ブタの肝臓からブタ肝細胞を採取し、ヒト補体やヒト血清に暴露された時に受ける影響を検討した。正常ブタ及びhDAF遺伝子導入ブタ肝細胞において形態学的及び機能的には差が認められなかった。しかし、ブタ全肝を霊長類であるヒヒと直接環流すると、正常ブタでは数時間で液性免疫による血管内皮障害が惹起され臓器機能は低下し免疫反応による溶血が起こったが、hDAF遺伝子導入ブタでは血管内皮細胞障害は軽減され長時間肝機能は維持され、溶血もわずかであった。2.バイオリアクターの開発分画分子量70kDaのhollow fiber cartridgeにブタ肝細胞を充填し、ハイブリッド型人工肝を作成した。閉鎖回路にてアンモニア、リドカインおよびガラクトース負荷試験による機能評価を行い、灌流開始後10日間肝機能が維持されていることが確認された。形態学的には細胞間にはタイトジャンクションや毛細胆管が形成されていた。1.ブタ肝細胞凍結保存法についての検討と機能評価新生仔ブタ肝よりコラゲナーゼ灌流法によって90%前後の生存率で肝細胞を採取・精製を行うことが可能となった。培養後72時間後よりフリーザーを用いて凍結後、液体窒素中での凍結保存が可能であり、凍結保存後も70-80%の生存率を維持することが確認された。採取した肝細胞をin-vitroで培養しアルブミンのmRNA発現をRTPCRにて検討したところ、培養開始後1ヶ月後においてもmRNAの発現が確認された。また免疫組織染色においてもアルブミンの発現を認める一方でサイトケラチン19の発現は認めず、肝特異的機能を長期間維持していることが確認された。また初代培養ブタ肝細胞にヒト血清を投与して蛋白合成に与える影響を3H-leucineuptakeを用いて検討した。C5a,C5b-7は蛋白合成には影響を与えないが、C5b-9は有意に蛋白合成を阻害することが確認された。今後、遺伝子導入ブタ肝細胞のアンモニア等の代謝能、P450活性、アルブミンなどの蛋白合成能、肝細胞特異的な遺伝子発現を検討する予定である。2.バイオリアクターの開発・機能評価分画分子量30kDaのhollow fiberにに初代ブタ肝細胞10^<10>個を充填し、ハイブリッド型人工肝として閉鎖回路にてアンモニア、リドカインお呼びガラクトースを灌流液に負荷して機能評価を行った。これらの物質の代謝機能は、灌流開始後10日間維持されていることが確認された。今後、分画分子量を150kDaにまで広げて、蛋白産生能についても評価する予定である。1.ブタ肝細胞の機能評価正常ブタ及びヒト補体制御因子(hDAF)遺伝子導入ブタの肝臓からコラゲナーゼ灌流法によって分離した肝細胞を、補体欠損ヒト血清、ブタ血清、ヒト血清の各々とともに培養し、肝細胞の蛋白合成能、解毒能について検討し、培養ブタ肝細胞がヒト補体、ヒト血清に暴露されたときにうける影響について評価した。その結果、正常ブタ及びhDAF遺伝子ブタ肝細胞においては形態及び蛋白合成能には差は認められなかった。解毒能については時間経過をおって各酵素のmRNA発現、代謝産物量を測定し検討したが、差は認められなかった。2.バイオリアクターバイオリアクターとして分画分子量70kDaのhollow fiberに初代ブタ肝細胞5x10^9個を充填したものとした。バイオリアクター内で灌流培養した肝細胞の形態学的評価を光学及び電子顕微鏡で行い、肝機能評価路比較検討した。肝細胞間にはタイトジャンクションや毛細胆管が形成されており、形態的には生理的状態に近い細胞集団を形成していることが確認された。この形態は、約7日間にわたり維持され、アンモニア、リドカイン、およびガラクトース代謝能の維持された期間と一致していた。
脳疾患に伴う語用論的コミュニケーションの問題への評価と介入に関する包括的研究

本研究課題では、音声・音韻、語彙、統語といった、ことばの形式的な側面の機能には問題がないが、ことばの使い方、すなわち語用の側面に起因するコミュニケーションの問題に対する評価と介入に関して、包括的な検討を行う。サブテーマとして、1機能の発達と老化の様相の解明、2評価法の開発と統合・確立、3介入法の開発の3つがある。本年度は当初計画の最終年度にあたり、特にサブテーマ1に関しての研究を強力に継続・実施して、知見を得た。語用論機能の老化に関して、病的老化の代表であるアルツハイマー病(AD)の患者について、進行度が軽度の患者と軽微の患者、および健常の高齢者を対象に、本研究期間に開発した新規比喩文(例:道は血管のようだ)の多肢選択式理解課題を実施した。その結果、比喩理解課題の得点は、健常高齢群、軽微AD群、軽度AD群のすべての組み合わせで有意差があった。一方で、形式的言語の機能を測定する代表的検査であるトークンテストの得点は、健常高齢群と軽度AD群間では有意差があったが、健常高齢群と軽微AD群間では差がなかった。すなわち、比喩理解課題はトークンテストよりADに鋭敏で、ADにおいて語用的言語の問題は形式的言語の問題に先立つものと考えられた。この結果については、国際学術誌に論文を投稿し掲載された。また、語用的言語の問題と関連する保続現象の発現メカニズムに接近するための研究についてデータ収集を完了し、国内学術誌に論文投稿しているところである。今後はさらに研究期間を延長して、全体のまとめを行う予定である。サブテーマ1に関しては、最も順調に進捗し、現在までに国際誌に1報、国内誌に2報の原著論文を発表した。発達の側面については、小学生児童を対象にしたデータ収集と、成果の報告を行った。老化の側面については、サブテーマ2の一環として、一般的になじみのない(慣用句的でない)新規比喩文の多肢選択式理解課題を開発し、それが語用論的コミュニケーション障害の検出に有用(障害ありとなしを鑑別する)ことを明らかにした。さらに、アルツハイマー病(AD)患者にそれを実施した結果からは、比喩理解の障害は遂行機能障害や意味記憶障害と関連している可能性、および生理的老化と病的老化の中間に位置する軽微なAD患者において、比喩理解の障害は字句通り文の理解障害に先立つこと、すなわち言語の老化において語用論的障害は形式的障害によりも本質的なものであることを見出した。さらに、語用論的コミュニケーション障害と関連する保続現象の発現メカニズムに接近する研究を進めている。サブテーマ2に関しては、上述した新規比喩文の理解課題を開発するとともに、欧米の先行研究でもしばしば採用されている、4コマまんがの説明課題や情景画の説明課題について、その有用性に関するデータを得た。サブテーマ3に関しては、具体的な行動学的介入として、比喩理解障害に対してPersickeら(2012)を参考に、比喩文に使用される語彙がもつ多様な意味属性を回収することによって比喩文の理解を促す方法を予備的に実施して、その有用可能性を見出した。本研究課題は概ね順調に進捗し、現在までに国際誌に1報、国内誌に2報の原著論文を発表した。また、さらに1報を国内誌に投稿したところである。一方で、追加実験に想定以上の時間を要した部分もあり、研究期間を1年間延長した。この1年で、最終実験から得られた成果の一部について、国内学会で口頭発表を行う予定である。加えて、研究課題全体についてのまとめを行う予定である。本研究は、音声・音韻、語彙、統語といった、ことばの形式的な側面の機能には問題がないが、ことばの使い方、すなわち語用の問題によるコミュニケーションの障害に対する評価と介入に関して包括的に検討を行うものである。サブテーマとして、1機能の発達と老化の様相の解明、2評価法の開発と統合・確立、3介入法の開発の3つから成る。本年度は、サブテーマ1と2に関する研究実績が得られた。一般的になじみのない(慣用句的でない)新規比喩文(例:道は血管のようだ)の多肢選択式理解課題を作成し、健常高齢者、コミュニケーション障害を認めない右半球損傷者(右なし群)、それを認める右半球損傷者(右あり群)、左半球損傷の失語症者(失語群)に実施した。さらに、ことばの形式的側面を評価する代表的課題であるトークンテストを実施した。結果は、右なし群ではいずれの課題の成績も良好だが、右あり群では健常高齢群に比べて特に比喩理解課題で成績低下を示し、失語群では両課題とも成績不良であった。したがって、novelかつunfamiliarな比喩文の理解課題は語用論的コミュニケーションの問題の検出・評価に有用であると考えた(藤本と中村ら:音声言語医学, 57(2), 201-207)。また、この比喩理解課題を病的老化の代表であるアルツハイマー病者(AD群)に実施した。AD群の比喩理解課題成績は不良で、特に文として意味の通らない反応(魔術的表現への誤り)が他群より多いことを見いだした(藤本と中村ら:高次脳機能障害学会発表)。全体の研究遂行の基礎となる研究資料・情報の収集は予定通り進んでいる。

サブテーマ1と2に関しては、語用論的コミュニケーションの機能の「老化」の部分について、上記の通り新規比喩の理解課題を作成してデータを収集し、それが語用論的コミュニケーションの評価・検出に有用(障害ありとなしの群を鑑別する)であることを明らかにして、成果の一部を論文発表した。また、病的老化の代表であるアルツハイマー病者のデータを収集して、成果の一部を速報として学会発表した。一方で、「発達」の部分については、予備調査の段階で予定していた課題をそのまま幼児・児童に実施することが困難なことがわかり、課題の見直しを進めているところである。さらにサブテーマ2に関しては、比喩文の理解課題に加えて、欧米の先行研究でもしばしば採用される4コマまんがの説明課題や情景画の説明課題などを少数の対象者に実施して、予備的なデータを収集しているところである。語用論的コミュニケーションの評価法として有用かどうか、これから分析・検討する予定である。サブテーマ3については、欧米の先行研究をもとに、比喩理解障害の改善を目標にした行動学的介入を計画し、予備的な小規模介入を試行している段階である。具体的技法としては、比喩文が理解できない時に、文を構成する項目(喩えるもの、喩えられるもの)が有する属性に関する質問を行い、項目の意味属性に対する感度を上げて比喩文の理解の促進を目指すものである。日本語においても有力な技法である可能性が高いと考えている。本研究は、音声・音韻、語彙、統語といった、ことばの形式的な側面の機能には問題がないが、ことばの使い方、すなわち語用の問題によるコミュニケーションの障害に対する評価と介入に関して、包括的な検討を行うものである。サブテーマとして、1機能の発達と老化の様相の解明、2評価法の開発と統合・確立、3介入法の開発の3つから成る。本年度は、サブテーマ1の「老化」に関する研究実績が得られた。昨年度に開発・発表した、一般的になじみのない(慣用句的でない)新規の比喩文(例:道は血管のようだ)の多肢選択式理解課題を、病的老化の代表的状態であるアルツハイマー病者(軽度から中等度20名:AD群)に実施し、その得点とトークンテストの得点について、健常高齢者20名(高齢群)および失語症者15名(失語群)と比較した。さらに、AD群の比喩理解課題の得点とMini-Mental State Examination (MMSE)、Frontal Assessment Battery(FAB)の得点との相関関係を分析した。その結果、AD群の比喩理解課題得点は高齢群より有意に低かったが失語群とは同等で、トークンテスト得点は高齢群より有意に低く失語群よりは有意に高かった。AD群の比喩理解課題得点は、MMSEの総点と有意な相関関係を示し、下位項目・領域別ではMMSEの「注意と計算」領域と「書字」項目得点、FABの「類似性」「語の流暢性」項目得点と関連した。アルツハイマー病の比喩理解障害の性質は失語とは異なり、遂行機能および意味記憶の障害が関わる可能性が示唆された(藤本と中村ら:高次脳機能研究,印刷中)。サブテーマ1の「発達」に関して、およびサブテーマ2、サブテーマ3に関しても、データ収集と分析を継続している。全体の研究遂行の基礎となる研究資料の収集は予定通り進んでいる。サブテーマ1と2に関しては、2の一環として一般的になじみのない(慣用句的でない)新規比喩文の多肢選択式理解課題を開発し、それが語用論的コミュニケーションの評価、障害の検出に有用(障害ありとなしを鑑別する)ことを明らかにした。
歯の発生における歯数制御機構の解明と再生医療への応用

本研究では、新規転写因子エピプロフィン(Epiprofin)の歯原性上皮細胞の増殖と分化、そして歯胚の組織発生過程での歯数制御における役割と作用機構の解明を目的としている。歯数制御に関しては、Epfn KOの解析により、歯原性上皮細胞の分化阻害に加え、細胞の増殖活性とアポトーシスの低下に起因し、ゆっくりと持続的な上皮の間葉組織への陥入と枝分かれにより引き起こされている事が示唆された。この現象を、ケラチノサイトを用いて解析した結果、Epfnは幹細胞から産生されるTransit Amplifying細胞の増殖、Notchシグナルを介して、細胞の運命決定に関与していることが明らかとなった。本研究では、新規転写因子エピプロフィン(Epiprofin, Epfn)の歯原性上皮細胞の増殖と分化、そして歯胚の組織発生過程での歯数制御における役割と作用機構の解明を目的としている。初年度の目標は、細胞実験を中心に研究を進めながら、WntシグナルのレポーターマウスであるBAT-Galマウス(Wntの活性化領域をbeta-Galで可視化するモデルマウス)とEpfn KOあるいはK5-Epfnとの交配、繁殖を行う事であったが、Epfn KOならびにK5-Epfnの繁殖が順調に進まなかったので、研究に用いるだけの十分なマウスの数を確保できなかった。このため、歯原性上皮細胞を用いた細胞実験を中心に研究を進めた。Epfn KOマウスでは、多数の過剰歯形成を認め、その組織学的解析から、上皮の分化阻害によって、未分化状態の歯原性上皮の断続的活性化が生じていることが示唆された。最近の論文報告で、上皮の活性化にWntシグナルが関与している事が分かっているため、Epfnがどの様にWntシグナルに作用しているのかを解析した。その結果、Canonical WntシグナルをモニターできるTOP flashベクターを歯原性上皮細胞に導入し、Epfn存在、非存在下でのTOP flashのレポーター活性を評価した。その結果、Epfnは歯原性上皮細胞において、Canonical Wntシグナルを活性化させることが明らかとなりました。一方、恒常的にWntシグナルを活性化させた状態でのEpfnの役割を検討した。恒常的にWntシグナルを活性化させるために、BIO(GSK3 beta阻害剤)を用いた。BIOは歯原性上皮細胞のCanonical Wntシグナルを強力に活性化した。興味深いことに,Epfnを強制発現させた細胞群では、BIOによって増強されたWnt活性が半減されていた。つまり、EpfnはWntシグナルの調節因子と働いていることが示唆された。このため、Epfn KOマウスでは、EpfnによるWntシグナルの負の制御が破綻しているため、歯原性上皮のWnt活性が持続し、その結果多数の過剰歯を形成し続ける事が示唆された。これまでの研究により、Epfnが歯の発生に重要な役割を演じているWntシグナルを調整していることが明らかとなった。そこで、EnfnによるWntシグナルの調節機構の解明を歯原性上皮細胞を用いて行っていると、EpfnはWntだけでなく、歯の細胞増殖と分化に必須の分子であるヘッジホッグシグナルも活性化させていることが分かった。そのため歯原性上皮細胞に、ヘッジホッグシグナルの標的分子であるGli1のプロモーターを導入し、Epfnによるプロモーター活性を評価した。その結果、EpfnはGliプロモーターを活性化させることが明らかとなった。さらに、Epfnは歯原性上皮細胞のFGF9の発現も誘導することが分かった。そこで、FGF9の歯の発生における生物活性を検討した。FGF9は、歯原性上皮細胞に対しては、分化にも増殖にも影響を及ぼさなかった。しかしながら、歯原性間葉細胞株、mDP6においてFGF9は有意に細胞増殖を促進させることが明らかとなった。以上の結果より、Epfnは上皮に発現し歯原性上皮細胞の分化と増殖を調節するだけでなく、上皮細胞にFGF9の発現を誘導し、間葉細胞の増殖活性をも調節していることが明らかとなった。このことは、Epfnが歯冠を形成するときの上皮間葉の相互作用に関わっていることを示し、歯の発生においてエナメル芽細胞と象牙芽細胞の調和した配列を規定する基盤となっている可能性がある。今後、Epfnの歯胚発生における上皮間葉の相互作用の役割を詳細に検討していく。過剰歯や欠損歯など歯数異常を主訴とした外来患者が増加している。

哺乳類の場合、進化に伴い歯数が減少していく傾向にあることは知られているが、歯の発生過程における歯数制御の分子機構は不明な点が多い。我々が同定したエピプロフィン/Sp6(Epiprofin, Epfn)はSpファミリーに属する転写因子で、発生初期の歯原上皮に発現し、その後内エナメル上皮に限局して発現する。我々はEpfnの同定、機能解析さらに遺伝子欠損マウス(Epfn KO)やトランスジェニックマウス(K5-Epfn)を作成し解析を進め、歯の発生におけるEpfnの機能は、1,歯原性上皮細胞の一過性増殖促進と分化誘導作用、2,エナメル基質遺伝子の発現誘導、3,歯数の制御、4,歯冠歯根の形態形成、5,歯原性上皮の枝分かれ、6,歯原性上皮細胞のアポトーシス、など歯胚発生に重要な機能を発揮している事を明らかになった。さらに、一部報告済みであるが、皮膚、四肢、毛根、性器副甲状腺に発現しているEpfnが、各組織の形態形成や組織発生や機能に重要な役割を演じていることも明らかとなってきた。最近、副甲状腺に発現するEpfnが、副甲状腺ホルモンの産生を調節し、生体のカルシウムの恒常性と骨代謝にも関与している事が判明した。歯数制御に関しては、Epfn KOの解析により、歯原性上皮細胞の分化阻害に加え、細胞の増殖活性とアポトーシスの低下に起因し、ゆっくりと持続的な上皮の間葉組織への陥入と枝分かれにより引き起こされている事が示唆された。この現象を、ケラチノサイトを用いて解析した結果、Epfnは幹細胞から産生されるTransit Amplifying細胞の増殖時、細胞周期調節因子としてG1/S移行に関わり、さらには細胞分裂を停止させ、Notchシグナルを介して、細胞の運命決定に関与していることが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学26年度が最終年度であるため、記入しない。WntシグナルのレポーターマウスとEpfn KOならびにK5-Epfnの掛け合わせは、マウスラインの繁殖能力の低下のため十分な数は得られなかった。しかしながら、細胞を用いた実験は、当初の計画以上に進展し、Epfnの歯原性上皮細胞における機能解明に直結する結果を得た。2011年の震災後、EpfnKOマウスの老化が進み、十分なマウスを得ることができなかったが、現在は問題なく繁殖できている。しかしながらK5-Epfnのラインは途絶えてしまった。また、震災後の復旧工事のためマウス飼育施設のスペースが不足している。そのため、Wntレポーターマウスの入手ができなかった。WntシグナルのレポーターマウスとEpfn KOならびにK5-Epfnの掛け合わせは、継続して行っていく。同時に、細胞や歯胚の器官培養を用いた研究を取り入れ、Epfnの上皮に枝分かれ制御機構も検討することにより、Epfnによる歯数制御機構の解明を試みる。マウスを用いた実験に遅れが生じているため、Epfn KO, K5-Epfnマウスを用いた実験の代わりに今後は、細胞と器官培養系を用いて解析を進めていく。十分マウスの数が確保されれば、マウスを用いた研究を再開していく。最終年度でもあり、毎月研究の進捗状況について再評価し、国際科学雑誌への投稿に向けて、研究のまとめ作業を着実に進めていく。
系外巨大ガス惑星の衛星の観測可能性と理論モデルへの制約

CoRoTやKeplerといった宇宙望遠鏡によるトランジット観測の公開データを、これまでの構築してきた数値モデルに適用した。たとえば、現存の理論モデルでは、巨大ガス惑星の衛星の最大質量は中心惑星の1/10000程度とされている。観測的には大きな衛星ほど検出されやすいので、この限界質量以上の衛星が検出されなければ、理論モデルは妥当だということになる。一方、限界質量以上の衛星が検出されれば、理論モデルに問題があるか、または標準的な微衛星集積による衛星形成モデルではなく捕獲などの他の衛星形成モデルを考えなければならないことになる。また、地球型惑星の衛星については、長時間の潮汐軌道進化が重要となる。現存の理論では、検出可能なくらい大きな衛星については、惑星公転面にほぼ一致した軌道を持つ比較的遠方の衛星か、惑星に近接して軌道面が惑星軌道面から大きく傾いた衛星になるがことが示されている。この理論予測は明確なため、観測データからそれが正しいかどうかに対して強い制約を与えることが可能になる。巨大ガス惑星においては衛星も一般的に形成されると考えられているが、われわれのシミュレーションによると、巨大ガス惑星同士の近接遭遇で連惑星を作る確率が少ないくないことこがわかった。連惑星の場合は衛星よりも検出確率が大きい一方で、トランジットの確率が高い中心星に近い軌道では連惑星の軌道が不安定となるので、0.3天文単位以遠のものしか生き残れないことがわかった。このようなシミュレーションの結果をもとにして、CoRoTやKeplerの公開データの解析から連惑星を検出する可能性について議論し、CoRoTのデータで連惑星の候補を見つけた。これらの結果は米国天文学会誌のAstrophysical Journalに受理された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、トランジット(惑星による中心星の食)観測によって、系外の巨大ガス惑星の衛星の検出が可能かどうかの理論モデルを構築し、実際にケプラー宇宙望遠鏡による公開観測データを解析して、検出を試みると同時に、それがどのように惑星・衛星形成理論モデルに制約を与えるのかを調べることを目標としている。衛星形成・進化理論は、これまで、太陽系内の惑星の衛星という、数少ないサンプルについてのデータと比較検討せざるを得なかったが、本研究のように系外惑星にその比較対象をひろげることで、一般的な議論が可能となる。H24年度は、中途からの研究開始であったが、ケプラー宇宙望遠鏡による公開観測データを実際に取得し、衛星の新しい検出方法を考案した。H25年度は、衛星の新しい検出方法を確立し、すばる望遠鏡に観測プロジェクト申請をした。また、衛星ではなく、存在するかもしれない連惑星の検出についても議論した。

このようなシミュレーションの結果をもとにして、CoRoTやKeplerの公開データの解析から連惑星を検出する可能性について議論し、CoRoTのデータで連惑星の候補を見つけた。これらの結果は米国天文学会誌のAstrophysical Journalに受理された。26年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度は中途からの研究開始で限られた時間内であったが、ケプラー宇宙望遠鏡による公開観測データを実際に取得して解析を始めることで、衛星の新しい検出方法を考案するなどの進捗が得られた。具体的な検出方法を確立し、すばる望遠鏡に観測プロジェクト申請をした。観測データの取り扱いについては、観測研究者のノウハウが必要だと思われるので、観測グループとの直接の議論を積極的に進める。すばる望遠鏡での観測プロポーザルの採択に備え、実際の観測データの取得について、専門の観測研究者との十分な情報交換を進める。
ウイスル性スーパー抗原による自己免疫疾患発症の機構解明

I-A分子のSAg提示能を調べるため、I-A_α及びI-A_βのcDNAをサイトメガロウイルスのプロモーターを有する発現ベクター(pcDNAIneo)にサブクローニングし、L cellにCo-transfectした。2日後に細胞表面上のI-A分子の発現をflow cytometryによって確認したところ、低レベルの発現が観察された。L cell transfectantにさらにMtv-2SAgcDNAをtransfectし、Vβ15^+Tcell hybridoma(KOX15-8.3)とCo-cultureし、その上清中のIL-2量を測定したが、IL-2は検出されなかった。Positive controlとして用いたI-E^k-Lcell transfectant(DCEK)は、Mtv-2SAgを提示した。L cellでのI-A遺伝子の発現は、一過性よりも恒常的である方がよい結果が得られると考えられるので、現在、I-A分子を恒常的に高発現する株を作製中である。今後も引き続きI-A分子の構造とSAg提示能について追究する予定である。
炎症性サイトカインおよび酸化ストレス制御によるCOPD治療法に関する研究

大部分のCaspase(例Caspase-3)はApoptosisの誘導に関与している。一方Caspase-1は炎症性サイトカインIL-1beta,IL-18の成熟化に必須であることが知られている。我々は以前に抗酸化薬チオレドキシン(TRX1)がCOPDのマウスモデルを抑制することを報告した(Kinoshita, BBRC 2007)。またCOPD患者でIL-18と重症度の関連を示した(I maoka, ERJ 2009)。これらの結果はCOPDの病態に炎症性サイトカインだけでなく酸化ストレスの関与が示唆された。そこで本研究では豚膵エラスターゼをマイクロスプレーにて気道内に噴霧しCOPDマウスモデル作製した。そしてC57BL/6バックグラウンドのCaspase-1欠損(KO)マウスを用いて気腫化におけるCaspase-1の役割を検討した。Caspase-1KOマウスでは野生型マウスに比べ有意に平均肺胞壁間距離(Mean alveolar chord length)を抑制した。これらの結果はCaspase-1の活性化がCOPDの発症に関与していることが示唆された。ヒト・サーファクタント・プロモーター(SPC)を使った恒常的発現肺特異的発現IL-18トランスジェニック(SPC-IL-18TG)マウスを樹立した。このTGマウスは肺にCD8陽性T細胞を伴う肺気腫が誘導された。驚いたことに、このTGマウスは骨関節炎(OA)様症状を発症しており、IL-18は全身病変を誘導することが示唆された。これらの研究結果はCOPD患者の肺病変部ではタバコ煙による持続する過剰な酸化ストレスがマクロファージやCD8陽性T細胞からのIL-18の産生が増加させ、肺病変部に大量の炎症細胞のリクルートメントを誘導し慢性の強い炎症が持続する。その結果、肺胞機構が破綻されCOPDが発症することが示唆された。この作業仮説に基づき抗酸化剤であるレドックス蛋白チオレドキシン(TRX1)が豚膵エラスターゼの気管投与によるCOPDマウスモデルの肺気腫を抑制するかどうかを検討するため肺特異的にTRX1を強発現するTGマウスを樹立した。TRX1 TGマウス及びリコンビナントTRX1投与はエラスターゼの気管投与による肺気腫を抑制し、さらに、一旦肺気腫が発症した後にTRX1を投与すると、その後の気腫性病変の進行が抑制されTRX1が治療薬として有望であると考えられた。我々はこれまでにCOPD患者の肺の炎症は禁煙によっても完全には改善しないことを明らかにした。また、その炎症部位のCD8陽性T細胞には炎症性サイトカインIL-18の発現が増強しており、COPDの炎症が持続する機序にIL-18が関与している可能性が強く考えられた。加えてこのTGマウスをIL-18で誘導されると考えられるTh2型サイトカインIL-13遺伝子を欠損させると肺気腫だけでなく肺への炎症細胞浸潤が抑制された。これらの研究結果はCOPD患者の肺病変部ではタバコ煙による持続する過剰な酸化ストレスがマクロファージやCD8陽性T細胞からのIL-18、IL-13を含む炎症性サイトカインの産生が増加させ、肺病変部に大量の炎症細胞のリクルートメントを誘導し慢性の強い炎症が持続する。TRX1TGマウス及びリコンビナントTRX1投与はエラスターゼの気管投与による肺気腫を抑制し、さらに、一旦肺気腫が発症した後にTRX1を投与すると、その後の気腫性病変の進行が抑制されTRX1を含む抗酸化剤が治療薬として有望であると考えられた。