hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視床網様核の構造を基盤とする注意の制御機構の解明

結果を論文にまとめ(Neuroscience, 2018)、体性感覚が聴覚に影響する複数の神経機構が視床-大脳皮質のループ回路に存在することを示唆した。視覚の視床核では、視覚情報のみを処理する1次視床核(外側膝状核)で、聴覚刺激が視覚反応に影響する現象を認めた。既に報告した視床網様核における視覚と聴覚の相互干渉(Eur. J. Neurosci, 2014)が影響に関与する可能性が示唆された。結果を学会で報告し、論文にまとめているところである。視床網様核では、異なる周波数の2音の時間差刺激による聴覚反応の変化を調べ、既に明らかにした異種感覚の相互干渉と同様、先行する音情報で聴覚反応が顕著に変化した。聴覚情報処理の時間構造を制御する神経機構の根幹を示す現象と考えられる。結果の一部を学会で報告した。特定種の感覚情報のみを処理する1次視床核を含む聴覚と視覚の視床核において異種感覚情報が単一細胞の感覚反応に影響することを検証し、視床網様核を介し異種感覚情報が視床核細胞の特定種の感覚情報処理に影響することを示唆する研究成果を学会に発表、論文にまとめる平成29年度の研究実施計画は、ほぼ達成された。視床網様核における同種感覚(聴覚)情報の干渉(異なる周波数の先行純音刺激による視床網様核細胞の音反応の変化)に関する平成29年度に実施する研究は、実験をほぼ終了し、結果の一部を学会で報告、現在、論文作成のためデータを解析中で、研究は順調に進行しているが、研究実施計画の達成に至っていない。平成29年度に実施する予定であった大脳皮質前頭前野、扁桃体の活性化が視床網様核細胞の感覚(聴覚あるいは視覚)反応に及ぼす影響に関する研究(当該年度実施予定の実験1)については、実験システムの構築(実験機材の設置やコンピュータプログラムの制作)を完了したが、前述2つの研究計画の達成に時間の多くを割り当てたため、研究を実施することができなかった。視床網様核は、視床と大脳皮質から興奮性入力を受け、視床核に抑制投射し、視床-大脳皮質のループ回路の感覚情報処理と伝達を制御する。同種あるいは異種感覚情報(末梢感覚入力及び大脳皮質で処理された情報)が視床網様核で干渉し視床核の感覚情報処理に影響することが、感覚情報の統合と選択、あるいは、注意の主要な神経機構であると仮定する。更に、高次脳機能(状況判断と行動の決定)が視床網様核の活動に影響し、注意や行動を制御することが示唆されている。当該年度では、前年度に施行した視床網様核における同種(聴覚)感覚情報の干渉を調べる研究の結果を解析するとともに、高次脳機能に深く関与する大脳皮質前頭前野の活性化が視床網様核細胞の感覚(聴覚あるいは視覚)反応に及ぼす影響を調べる実験を施行した。聴覚情報の干渉を調べる実験結果の解析で、異なる周波数の2音の時間差刺激において、周波数の違いと時間差に依存して、聴覚反応が先行する音情報で顕著に変化すること明らかにし、これまでに報告した異種感覚の相互干渉と同様、同種感覚(聴覚)の相互干渉が、視床網様核を介して、種々の情報を統合、選択し注意を制御する神経機構が存在することを示唆した。解析結果の要約を研究会で発表、報告書にまとめた。現在、論文を作成中である。大脳皮質前頭前野の活性化が視床網様核細胞の感覚反応に及ぼす影響を調べる実験では、一次あるいは高次視床核に投射する視床網様核細胞の聴覚及び視覚反応が活性化により変化する現象を認めた。実験を継続中でこれまでの結果の詳細を解析中である。
日本における野生鳥類血液原虫の感染環に関する研究

・2011年6月と8月に、沖縄県石垣島にて蚊の採集調査を実施した。石垣島を含む八重山諸島は、日本と東南アジア諸国を行き来する渡り鳥の移動経路であり、渡りの時期には、八重山諸島の固有鳥種と渡り鳥が同所的に生息する。これらの地域おける鳥マラリア原虫の季節的流行動態を理解する目的で、媒介蚊の種類、季節消長、および鳥類血液原虫の感染状況を調べた。蚊の採集には、ドライアイストラップを用いた。各トラップには、気象観測記録装置を設置し温度・湿度を記録した。6月には、15種1054個体が採集され、優占種はコガタアカイエカ(41%)であった。一方、8月の採集蚊16種3337匹のうち、優占種はシロハシイエカおよびニセシロハシイエカを含むvishnuiグループ(47%)であった。ニセシロハシイエカは東南アジアからの外来種で、1990年に初めて石垣島での生息が確認され、現在は沖縄本局まで分布している。亜熱帯地域に属する本調査地における生息蚊の種構成や、その発生消長は、温帯地域とは大きく異なっており、鳥マラリア原虫の種構成や流行状態について解析中である。・これまでに日本で採集された蚊から検出された鳥マラリア原虫のなかには、渡り鳥(主に夏鳥)によって我が国へ運ばれてくる可能性のある系統が見つかっている。その"持ち込み"が疑われる原虫系統の本来の流行地を突き止めることを目的とし、日本の夏鳥の主な越冬地である台湾において、9月に蚊の採集調査を行った。現在、台湾の調査地で捕集された蚊7属13種1830個体から、PCR法による鳥類血液原虫の検出を試みている。・2007年より生息蚊の調査を継続している新潟県佐潟湿地において、本年度も6月と8月に蚊の採集調査を行った。これまでの調査結果から、新規の鳥マラリア媒介蚊としてイナトミシオカが鳥マラリアの流行に関与している可能性が示唆されており、これらの研究成果の一部は国内外の関連学会で発表され、関連論文を投稿中である。野外からの蚊検体の収集およびそれらの分析を計画的に進めた結果、生息蚊の種構成や発生消長は調査地ごとに大きく異なっており、当初の計画どおり、鳥マラリア原虫の種構成や流行形態の地域差を明らかにできた。さらに、新潟県佐潟湿地における新規の鳥マラリア媒介蚊(イナトミシオカ)の発見により、従来考えられていた以上に複雑な感染環が成立していることが示唆され、複数の媒介蚊種が関与する鳥マラリア源虫の長期的存続メカニズムの解明に向けた新たな観点から研究の進展がみられる。・2010年5月に、宮崎平野にて蚊採集の予備調査を実施した。蚊の採集には、10台のドライアイストラップを用いた。8種198個体が採集され、優占種はシロハシイエカ(59%)であった。本種は、温帯地域ではやや稀な種類とされており、本調査地における鳥マラリア原虫の種構成や流行状態に、どのような特徴が見られるかは興味深い。平成22年度は、宮崎平野において定期的な蚊採集調査を予定していたが、口蹄疫が県内全域に蔓延したため、予備調査以後の野外調査継続は困難であると判断し、調査地を変更した。・2010年68月は茨城県の霞ヶ浦周辺地域を主な野外調査地に変更した。蚊の採集には、20台のドライアイストラップを用いた。コガタアカイエカ、アカイエカ群を優占種とする、14種12,964個体が採集された。このうち、日本における鳥マラリア原虫の主なベクターとされるアカイエカ群を優先にPCR法による鳥マラリア原虫の検出を行い、保有状況を調べている。各トラップの蚊採集結果と気象条件データとの関連分析を進めている。・新潟県佐潟湿地では、2007年より鳥マラリア原虫の媒介蚊の調査を継続しており、本年度も6月に継続調査を実施した。過去の調査法にならい、成虫蚊の採集にはドライアイストラップ15台を用いた。腹部に血液を有する吸血蚊を採集するために、捕虫網に加え、バックパック吸引装置による吸血蚊採集を試みたが、吸血蚊を野外で採集するのは極めて難しく、本調査地でもこれまでに僅かしか採集されていない。吸血蚊の採集には、植生や日照条件などの環境条件が重要であると考えられ、採集場所の選定方法について課題が残された。本調査地における2007-2010年の調査で採集された蚊は、11種10,647個体である。これらの分析はほぼ予定通り終了し、論文執筆中である。

一方、8月の採集蚊16種3337匹のうち、優占種はシロハシイエカおよびニセシロハシイエカを含むvishnuiグループ(47%)であった。ニセシロハシイエカは東南アジアからの外来種で、1990年に初めて石垣島での生息が確認され、現在は沖縄本局まで分布している。亜熱帯地域に属する本調査地における生息蚊の種構成や、その発生消長は、温帯地域とは大きく異なっており、鳥マラリア原虫の種構成や流行状態について解析中である。・これまでに日本で採集された蚊から検出された鳥マラリア原虫のなかには、渡り鳥(主に夏鳥)によって我が国へ運ばれてくる可能性のある系統が見つかっている。その"持ち込み"が疑われる原虫系統の本来の流行地を突き止めることを目的とし、日本の夏鳥の主な越冬地である台湾において、9月に蚊の採集調査を行った。現在、台湾の調査地で捕集された蚊7属13種1830個体から、PCR法による鳥類血液原虫の検出を試みている。・2007年より生息蚊の調査を継続している新潟県佐潟湿地において、本年度も6月と8月に蚊の採集調査を行った。これまでの調査結果から、新規の鳥マラリア媒介蚊としてイナトミシオカが鳥マラリアの流行に関与している可能性が示唆されており、これらの研究成果の一部は国内外の関連学会で発表され、関連論文を投稿中である。野外からの蚊検体の収集およびそれらの分析を計画的に進めた結果、生息蚊の種構成や発生消長は調査地ごとに大きく異なっており、当初の計画どおり、鳥マラリア原虫の種構成や流行形態の地域差を明らかにできた。さらに、新潟県佐潟湿地における新規の鳥マラリア媒介蚊(イナトミシオカ)の発見により、従来考えられていた以上に複雑な感染環が成立していることが示唆され、複数の媒介蚊種が関与する鳥マラリア源虫の長期的存続メカニズムの解明に向けた新たな観点から研究の進展がみられる。
倒木更新におけるコケ植物－シアノバクテリア－菌根菌共生系の窒素供給機構の解明

北方林や亜高山帯林では,コケ植物に覆われた倒木上にマツ科樹木の実生が定着する「倒木更新」が多く見られる。そのため,北方林や亜高山帯林の生態系を完全に理解するためには,倒木更新のメカニズムの解明が重要である。本研究では,倒木更新におけるコケ植物ーシアノバクテリアー菌根菌共生系の役割を明らかにするために,コケ植物とシアノバクテリアの共生による窒素固定機能の実態を把握し,コケ植物から実生への窒素の転流経路を特定することを目的とする。2018年度の主な成果は,以下のとおりである。1)東京大学秩父演習林内の倒木上からコメツガまたはシラビソ実生を含む2つのイワダレゴケ群落を採取し,群落内における各葉齢の茎葉体に着生するシアノバクテリアの空間分布を調査した。その結果,シアノバクテリアの着生する茎葉体は,1年古い葉齢のシアノバクテリアが着生した茎葉体に隣接し,両者の重なりが小さいという傾向が見られた。また,シアノバクテリアの着生率は,面積当たりのクロロフィル量が最大であった当年葉で低く,2年葉で最大となり,3年葉以降で減少する傾向が見られた。2)同演習林内の標高の異なる3地点から各5本の倒木を選び,各倒木から10シュートのイワダレゴケを採取してシアノバクテリアの着生量を調査した。その結果,シアノバクテリアの着生量は標高が低い地点で最も高かった。3)1)と2)で採取した茎葉体からDNAを抽出し,窒素固定関連遺伝子のnifH領域のアンプリコンシーケンス解析を行った。現在,結果を解析中である。イワダレゴケの茎葉体におけるシアノバクテリアの詳細分布を明らかにし,また,シアノバクテリアの着生量が標高により異なることを明らかにするなど,新たな知見を得ることができた。一方で,年度当初の計画では,シアノバクテリアの種構成を明らかにする計画であったが,アンプリコンシーケンスに時間がかかり,塩基配列データを得るだけとなり,種組成の解析は次年度となってしまった。また,窒素固定量の測定についても実験系のセットアップに時間がかかり,実際の測定は次年度となってしまった。2018年度に行えなかったシアノバクテリアの種構成の解析を進めるとともに,2018年度に設置した標高別試験地においてイワダレゴケーシアノバクテリア共生系の窒素固定量を測定し,標高間の異同を明らかにする。また,同じ群落内の菌根菌の種構成の解析を進め,イワダレゴケに感染する菌根菌を特定する。さらに,2018年度に引き続き,コケ植物から樹木実生への窒素転流経路を明らかにするための閉鎖培養系の構築を試みる。

また,同じ群落内の菌根菌の種構成の解析を進め,イワダレゴケに感染する菌根菌を特定する。さらに,2018年度に引き続き,コケ植物から樹木実生への窒素転流経路を明らかにするための閉鎖培養系の構築を試みる。
科学技術コミュニケーション活動の発展に向けた調査および実践

本研究の目的は、大学において一般の人々と科学技術を結びつける科学技術コミュニケーション活動の発展に向けた調査(情報収集)を行い、主に高校生、高専生を対象とした酵素反応を利用したバイオ燃料電池に関する公開実験を実践することである。本研究は、科学技術コミュニケーション活動の発展に向けた調査と、実践とで構成される。調査においては、科学技術情報を的確に受け止め精査し、相手に伝わる言葉で語り、コミュニケーションの機会をデザインするのに必要な3つの科学技術コミュニケーションスキル(コーディネーションスキル、プレゼンテーションスキル、マネジメントスキル)に関して、国内の事例を含めて情報収集した。次に、調査で得られた情報、および、調査で習得した科学技術コミュニケーションに関する基本的な知識とスキルを活用して、大学のオープンキャンパス時に電極上に酵素(グルコースオキシダーゼ)を固定化した酵素電極を利用したバイオ燃料電池に関する公開実験を行った(参加人数66名)。調査および実践を通して、大学において公開実験を行う際、より良い科学技術コミュニケーションを行う上で以下のことが重要であることがわかった。(1)研究を進める上での感じている知的好奇心や感動を伝える、(2)実験やデモンストレーションなどを直接体験してもらう、(3)研究成果と参加者の日常生活がどのように関わっているかを伝える、(4)研究生活の日常を伝えるなど。また、学生が公開実験を介して科学技術コミュニケーションを行うことにより、コミュニケーション能力のみならず、プレゼン能力や問題解決能力、社会貢献意欲などの能動的に獲得させることができることもわかった。
老化に伴う動脈硬化防御破綻の分子機構の解明

【背景】近年、社会的問題となっている突然死や過労死の原因として脂質に富んだ危弱な粥状動脈硬化巣の破綻の結果生じる急性冠症候群が重要であると考えられる。その動脈硬化性病変には脂質を多く含んだ細胞集団(泡沫化マクロファージなど)が存在し、これが動脈硬化の進展や急性冠症候群の発症に関与している。細胞レベルで見ると、泡沫細胞形成には、細胞による脂質の取り込みと細胞からの脂質引き抜きのバランスが重要な決定因子であることはいうまでもない。細胞からのコレステロール引き抜きを増強する治療法は、全く存在しないが、細胞からのコレステロール引き抜きの分子機構は全く明らかでなかったためである。【研究の目的】本研究は、新しいコレステロール引き抜きの分子機構について解明することを目的とする。末梢細胞からのコレステロール引き抜き増強は、すべての冠動脈疾患患者に適応しうる治療戦略であり、本研究により新たな分子標的が同定されれば、新規動脈硬化治療法の開発に貢献できるものと思われる。【経過と結果】WS患者由来細胞においてApoA1とHDL3によるコレステロールが引き抜きは、著明に低下していた。Fluorescence recovery after photobleaching (FRAP)による解析の結果、細胞内脂質輸送も低下していた。さらに、申請者らは低分子量G蛋白の1種であるCdc42蛋白の発現が低下していることを発見した。また、活性型Cdc42が低下していることをも見いだした。そして、アデノウイルスを用いたCdc42の補填によって、コレステロールの低下、細胞内脂質輸送の低下も回復することを示した。これらの結果は、Cdc42の低下はウエルナー症候群細胞におけるコレステロール引き抜き低下、細胞脂質輸送異常に強く関連していること、さらにはウエルナー症候群患者における早発性冠動脈硬化発症にも関与している可能性が示唆される。
社会的カテゴリーの相対的有意味性モデルの提案と検証

本研究では,内集団アイデンティティ(以下,内集団ID)を題材とする社会的カテゴリーの相対的有意味性モデルを提案し,検証することを目的とする。今年度の主な成果は次の2点である。まず,これまでに行った一連の研究(e.g., Nakashima,Isobe, & Ura, 2008;中島・礒部・長谷川・浦,印刷中,中島・礒部・相馬・浦,2008)を基に,社会的カテゴリーの相対的有意味性モデルに関する博士論文を執筆した。具体的には,前年度に実施した集団実験(中島他,2008)に関する諸研究に基づき社会的カテゴリーの相対的有意味性モデルの妥当性を,そしてNakashima et al. (2008)や中島他(印刷中),そして中島・礒部・浦(2006)等に基づき,その拡張可能性を考察した。その結果,社会的カテゴリーの相対的有意味性は内集団の社会的価値が高い場合,あるいは相互独立的自己観を有する個人が自尊心脅威状況におかれた場合に高まることが明らかになった。本研究では、内集団アイデンティティ(以下、内集団ID)を題材とする社会的カテゴリーの相対的有意味性モデルを提案し、検証することを目的とする。初年度は、中島他(2007)の知見を基に、内集団の社会的価値を重要している個人を対象にした集団実験を実施した(n=85)。実験デザインは集団内相互作用(2;なし/あり、参加者間)×内集団の社会的価値(2;低/高、参加者間)×内集団ID測定時期(3;time1/2/3、参加者内)であり、集団内相互作用と内集団の社会的価値操作後に測定したtime3の内集団IDに対して両者の相乗効果が認められることを予測していた。集団実験の結果、予測通りtime3の内集団IDに対する交互作用効果が認められ準。つまり、内集団成員と相互作用を行い、かつその集団に高い価値が付与されることによって成員の有する集団の一員としての意識が顕著に高まることが示された。これは、集団内相互作用と内集団の社会的価値が、内集団IDに対して互いに影響し合うことなく単独で作用するのではないことを示している。以上より、社会的カテゴリーの相対的有意味性モデルには一定の妥当性のあることが確認された。なお、上記の知見は2008年の日本社会心理学会(於:鹿児島)において発表された。今後は、Nakashima et al.(2008)や中島他(印刷中)を基に本モデルの拡張可能性について検討する予定である。具体的には文化的自己観(Markus&Kitayama,1991)や自尊心脅威状況(e.g.,Gartmer et al,2005)を取り上げ、より詳細な内集団IDの変動メカニズムの説明を試みる。
家族並行介護支援プログラムによるオレンジコミュニティーのシステム構築に関する研究

本研究は認知症高齢者の診療の拠点になる認知症疾患医療センターに近い場所で、認知症高齢者とその介護家族が介護支援となるネットワークを日常的かつ長期的に維持できるコミュニティーシステムの構築を目指そうとするものである。認知症診断後、認知症高齢者を対象としたグループ回想法と、介護家族を対象とした心理教育的ピアグループを並行して行う家族並行認知症介護支援プログラム(20セッション)を実施し、本プログラム終了後も継続的に日常生活の中で認知症疾患医療センターを中心とする認知症高齢者とその介護家族のネットワークの維持を支援する。新しい認知症介護支援コミュニティーの創設を促し、その過程を分析する。
大気圧μプラズマによるマイクロ流路内壁の高機能化に向けた先駆的研究

内径1mm以下のチューブやマイクロ流体チップの流路内に減圧大気圧で生成したμプラズマ(μP)を用いた化学気相成長法でTiO_2やSiO_2薄膜を作製して、X線光電子分光分析、赤外吸収スペクトルおよび走査電子顕微鏡で膜の組成や表面形状を解明した。また、マイクロ流路に0.4T以上の強磁場を印加してHe、Ar磁化μPを生成し、電子温度の制御を試みた。さらに、パルスコロナμPを用いて市販のプラスチック製チップの流路内壁親水化処理を実現した。マイクロ化学チップやマイクロチューブ等のマイクロ流路内壁の薄膜コーティングを実現するμプラズマ生成・制御技術の確立、マイクロ流路内のプラズマ気相-表面反応の解明が本研究の目的である。本年度は、内径1mmの石英管の表面に貼り付けた平行平板電極を用いたRF(14MHz)励起のCCPμプラズマ生成条件を、He、Arガスに対し減圧から大気圧に渡り調査した。さらにプラズマパラメーター、ラジカル生成や前駆体の解離反応の制御の為に強磁場(磁束密度:0.4T)印加による“磁化μプラズマ"の生成を試みた。その結果、(1)パッシェン曲線極小値に対応するガス圧力(10-20kPa)でプラズマの伸びが電極長の5-10倍と最大になること、(2)“電子サイクロトロン振動数>電子-中性ガス衝突振動数“および"電子ラーマー半径≪石英管内径"の条件下で『RF振動するE×Bドリフトによる磁化μプラズマ』が生成すること、を明らかにした。また、磁化μプラズマ生成条件下で、電子温度はガス圧力に反比例して増加した。この結果、マイクロ流路内プラズマの制御に強磁場が有効であることが示唆された。次に、大気圧He、減圧Arのμプラズマを用いて内径1mmのポリプロピレン(PP)チューブ内壁へのSiO_2(TEOS)薄膜のコーティングを試みた。この時、強磁場(磁束密度:0.4T)が成膜に及ぼす影響も調べた。SEMによる表面観察、XPSによる化学結合状態や元素定量分析の結果、滑らかな表面形状を有するSiO_2膜が、成膜速度約100nm/分でコーティングされたことが判った。また、強磁場印加による差異は確認できなかった。以下に平成21年度の研究成果を記す。(1)平行平板電極を用いたRF(14MHz)励起容量結合型μプラズマを生成し、ケイ酸エチル(TEOS)を原料として内径1.0mmのポリプロピレン(PP)チューブ内壁へのSiO_2薄膜のコーティングを試みた。プラズマガスをHe/TEOS/O_2およびAr/TEOS/O_2として作製した膜に関して、XPSによる化学結合状態および元素定量分析、FT-IRによる化学組成や膜質の評価、SEMによる表面観察や膜厚測定を行なった結果、-OH基の混入が少ないSiO_2膜が堆積していること、He/TEOS/O_2プラズマでは膜表面は滑らかであるのに対し、Ar/TEOS/O_2プラズマでは電極直下の膜表面が顆粒状の堆積物で覆われていることを明らかにした。小口径チューブ内のプラズマ化学気相堆積膜のFT-IRの報告例は始めてである。平行平板電極直下の方が電極間に比べて膜が厚いこと、電極長が10mmの場合ではPPチューブ軸方向での膜厚分布は比較的均一であることが明らかになった。(2)局所領域への薄膜堆積やエッチングを可能にするプラズマプロセス技術を構築する為に、φ100μmの金属(SUS)パイプをガスノズル兼RF電極として生成した大気圧He、Arμプラズマの放電特性を調べた。その結果、RF電力の増加、あるいは放電ギャップの減少に伴い、コロナ→グロー→スポットアークと放電モードの移行を確認した。この大気圧μプラズマをポリイミドフィルム(膜厚:0.025mm)の局所エッチングに応用した結果、RF電力1.5W時にエッチング速度3.0μm/sを達成した。マイクロ化学チップやマイクロチューブ等のマイクロ流路内壁の表面改質、薄膜コーティングを実現するμプラズマ生成・制御技術の確立、マイクロ流路内のプラズマ気相一表面反応の解明が本研究の目的である。以下に平成22年度の研究成果を記す。(1)プラスチック製マイクロ流路チップの試料導入部(リザーバー)にワイヤー電極を設置すると同時にHeガスを導入し、ワイヤー電極にパルス電圧を印加して放電プラズマを生成して流路内壁の親水化処理を試みた。リザーバーに銅または白金ワイヤー電極を挿入し、小型パルス電源に接続する。マイクロ流路にHeガスを導入すると共に、ガスの滞留を防ぐ為にロータリーポンプで排気する。パルス電圧のV_<pp>値は9-12kV、パルス周期は約5msである。

市販のプラスチック製チップのマイクロ流路内で放電プラズマを生成した。チップ材質は環状ポリオレフィン(COC、住友ベークライト)で、チップサイズは70mm×30mm、流路サイズは340μm×86μm×60mmである。また、COCの光線透過率は91%である。約30分間プラズマ処理したチップのリザーバーに水を滴下すると、水はマイクロ流路内を浸透し反対側のリザーバーに到達した。他方、未処理のチップでは水は浸透しなかった。プラズマ処理前後のマイクロ流路内壁のX線光電子分光分析の結果、O1sピークやC1sの化学シフトから酸素官能基の導入を確認した。また、マイクロスコープや走査電子顕微鏡による観察から放電プラズマ処理後の流路は平滑で損傷は認められなかった。(2)直径数百μmの金属パイプをRF電極とした大気圧μプラズマ源を用いて、CH4/H2を原料ガスとしたプラズマCVD法でナノカーボン物質の局所成長を試み、CH4比率やDCバイアスを最適化することで得られたCNTsバンドルからの電界電子放出を確認した。
英語リズムと音声変化の習得を促すe-learning教材の開発研究

ネイティブと同様の自然な発話を行えるように、音声変化に対して評価を行い発話の矯正を行うシステムの開発を行った。研究期間内に、学習者の発話音声のうち「融合同化」と「連結」が与えられた教師音声に対してDPマッチングによる比較評価プログラムを作成した。このプログラムによる評価を英語熟達者による評価と比較した結果、高い妥当性が認められた。一方、フィードバック部門に関する研究として、視覚情報、聴覚情報、言語情報の3つのモダリティーを用いて効果を検証した。その結果、聴覚が最も分かりやすく、次いで、視覚に訴える方法という結果を得た。様々な習熟度の学習者の発話を、実験を通して観察記録し、英語らしさと特定の音声変化の具現化の度合いの相関を求め、どのような音声変化がどの程度まで具現化されていれば総合的印象評価としてどの程度の英語らしさを実現できるのか、必要量のデータベースを構築し、教材開発におけるフィードバック情報の指針を明らかにする。さらに、2-3の研究結果から得られた適切な優先順位でフィードバックを返すことで、用意された教師音声に効率よく近づけるような学習システムを構築する。様々な習熟度の学習者の発話を観察記録し、英語らしさと特定の音声変化の具現化の度合いの相関を求め、どのような音声変化がどの程度まで具現化されていれば総合的印象評価としてどの程度の英語らしさを実現できるのかを明らかにするのにすることを最終的な目的とする。今年度は必要量のデータベースを構築し、教材開発におけるフィードバック情報の指針を明らかにするため、以下の5つの具体的な音声変化のパターンを含む実験用サンプルセンテンス作成のための基礎研究と、サンプル音声の収集のための方法論について検討した。(1)短縮形(一つの音として発音されるもの)、(2)連結(子音で終わる語+母音または/j/で始まる語が続けて発音されるもの)、(3)破裂音の無開放(語尾や子音の前で破裂音が破裂されないもの)、(4)融合同化(2つの異なる音が同時に調音され別の一つの音になるもの)、(5)リズムの谷間での機能語の弱化(冠詞、前置詞、助動詞、代名詞などの機能語の弱化)これまでの発音矯正プログラムが「個々音の正確さ」をターゲットとしたのに対し、本研究は発話全体としての「英語らしさ」の習得を目的とすることで、実践的コミュニケーション能力の育成を促進する点と、単なる教授法の開発ではなく個別反復練習が可能なe-learning教材の開発を行なう点で、授業時間数の制約を受ける学校教育において今後不可欠なツールになると思われる。今年度は、研究実施計画で対象とした英語発話矯正のための英語音声変化のうち、無開放破裂音の分析を行った。このうち、初期の予備分析において、英単語の語尾と次の単語の語頭の音素の組み合わせとして、無声-無声、無声-有声、有声-無声、有声-有声のうち、有声-有声ペアの場合、無開放破裂の際の無音区間が検出されにくいことが判明した。結果として有声-有声ペア以外の3つのペアについて主要な分析を行った。分析方法としては、7つの英文中に11箇所の破裂音の無開放部分が含まれた例文を日本人被験者(東洋大学の学生)4人に発音してもらった録音データと、ネイティブが読んだ教師音声とを比較分析した。分析の対象パラメーターは、パワースペクトル、ピッチ、フォルマント周波数特性、振幅とした。このうち、振幅の特徴量としては、振幅の平均、振幅の分散、レンジを分析の対象として利用した。分析の結果、振幅の分散において教師音声と被験者の間で、db値にして一桁2桁の明らかな差が検出され、英語無開放破裂音の検定材料として有用性が高いことがわかった。今後の課題としては、今回の分析では被験者と教師音声のターゲット部分の音声区間の特定を手動で行ったが、今後は既存の音声認識技術の援用により、分析区間の特定と位置合わせのためのDPマッチング手法を取り入れ、同時にターゲット部以外の音声実現が教師音声と学習者発音とで際立った差が出ないようなサンプル文を選定する必要がある。なお、今年度の研究を進める過程で、当初予定していた「英語リズム」の認識および判定のためのプログラム開発は、音変化の研究と同時に行うことが技術的に難しいことが明らかになったため、当初の計画を一部変更することが望ましいという結論に至った。教師音声データと日本人学習者の音声データを比較し対応づけることによって音声変化が起きている区間を自動で探すためのプログラム作成のため、DPマッチングによる対応付けシステムの構築を試みた。本年度は、これまでの報告で5種類に分類した音声変化パターンのうち、破裂音の無解放が正しく出来ているかを検知・評価するための第一段階である音声の自動分節化プログラムの作成を行った。まず、教師音声と学習者音声をそれぞれ30msのフレームに分割し、それぞれの0120の低次スケプトラム成分のスペクトル包絡を取り出した。それらを1フレーム毎にDPマッチングした。今回の試みでは、好ましい結果が得られなかった。

その理由として、学習者音声のノイズ混入や被験者の音量のばらつきが考えられる。来年度の課題として、音声録音の方法と最適な音量レベルの決定を最初の検討課題とすることになった。次に、英語リズム(主にリズムの谷間での機能語の弱化)を習得するための学習者への最適なフィードバックのモダリティーを探索した。今回の実験では、教師音声を発音する際、強く発話する部分と弱く発音する部分をどの程度効果的にフィードバックできるかを、視覚情報、聴覚情報、言語情報の3つのモダリティーを用いて実際の被験者11人を対象に実験を行った。その結果、聴覚が最も分かりやすく、次いで、視覚に訴える方法という結果を得た。とりわけ、英語音声の強調する部分の音量を上げることが、学習者が英語リズムを具現化する上で効果的であることが認められた。来年度は、実際の上達の度合との相関を求めていくことになった。ネイティブと同様の自然な発話を行えるように、音声変化に対して評価を行い発話の矯正を行うシステムの開発を行った。このシステムは、初めに学習者に英文を発話してもらい、その音声を録音する。次に、教師音声の音声変化と比較し評価を行う。最後に学習者の発話に対してフィードバックを返す、というものである。フィードバック部門に関する研究は、昨年度内の研究で一応の結果を出し、昨年度の実績報告書において報告済みである。今年度は評価プログラムの作成を中心に行った。英語発話矯正を行うためには、あらかじめ用意した教師音声データと日本人英語学習者音声データの音節を対応づける必要がある。先ず、二つの音声データでDPマッチングを行い、データを対応づけることができるかを評価した。その結果、実験に使用した英文によって対応付けの結果にばらつきが見られた。理由としては、音声変化以外の箇所が正しく読めていないことと、取得した音声データにノイズが含まれていたことが考えられ、それらの対応は今後の課題とした。次に、教師音声データと日本人英語学習者音声データのどの区間にターゲットとなる音声変化が含まれているか手動で特定した上で、両者を比較評価するプログラムを作成した。今年度は「融合同化」と「連結」に対して音声分析を行った。教師音声を聞いた学習者が正しく読めている場合と読めていない場合では音韻に大きな変化が見られるため、ケプストラムからパワースペクトル包絡の抽出をすることで音韻情報を取り出し、DPマッチングを行うことでネイティブの音声データと学習者の音声データの類似度を求めた。その後、DPマッチングの結果が妥当かどうか評価するめ、学習者音声データを報告者本人が聞き、5段階で評価した結果と認識実験で求められた類似度を比較した。その結果、融合同化、連結ともに5段階評価の差は1を切る値となったことから、本音声認識プログラムは教師音声と学習者音声の類似度を正しく求めることが出来たと考えられ、発音評価システムのコアプログラムの基礎開発として一応の成果を得ることができた。
新規ナノ粒子構築法に基づく機能性多元素化合物の合成と応用

ナノ粒子の表層に不斉配位子を固定化すれば、配位子が埋没することなく表層に露出するため、高活性な固定化不斉触媒が創製できる。そこでミセルポリマーおよび金属クラスター表層への不斉触媒の導入を検討した。界面活性モノマーが水中で形成する球状ミセルを重合反応で不可逆的に固定化することで球状ポリマー担持型不斉触媒を合成した。ミセルポリマーに触媒を固定化した場合、鎖状ポリマー担持型触媒よりも、触媒担持率及び活性等において球状ポリマー担持型触媒は優れていることが明らかとなった。球状粒子の形状特性を利用した高活性な固定化触媒の開発に成功した。金属表面への硫黄原子の自己集合能を利用したMPC担持型触媒の開発を行った。末端に光学活性寧BINOLを導入したジスルフィド存在下、金属クラスターを調製するのみで、ナノクラスター表層にBINOLが導入されたMPCが得られた。Au-MPC担持型BINOLとTi(O-i-Pr)_4から調製した触媒は、Et_2ZnとPhCHOの不斉アルキル化反応において、98%収率、86%eeで付加体を与え、固相に担持しない均一系触媒の場合と同等の活性を有することが明らかとなった。さらに、銅および銀を核とするCu及びAg-MPCを調製し、固定化触媒としての活性を評価した。その結果、Cu及びAg-MPCは、Au-MPCと同様高い活性を示すものの、再利用時においては、著しい活性の低下が見られた。クラスター形状の変化が活性に影響を与えていることが電子顕微鏡および動的光散乱試験から明らかとなった。また既存法では固定化が困難なGaSB触媒のAu-MPCへの導入についても検討した。MOM基で保護した長鎖のアルキル基をスペーサーに有するBINOL誘導体からMPCを調製し、その後、酸でMOM基を除去した。得られたAu-MPCからGaSB触媒を調製し、2-cyclohexenoneとdibenzyl malonateの不斉Michael反応に用いたところ、中程度の収率ながら98%eeで付加体を得ることに成功した。球状粒子の表層に固定化することを目的に、剛直なスピロ骨格を有する新規配位子とその不斉金属触媒を創製した。複数の配位子より構成される触媒の効率的な固定化法の開発を目差し研究を行った。新規ナノ粒子構築法に向けて、まず単分散で構造の定まったデンドリマーを取り上げ、表層に不斉配位子のビナフトールを有するデンドリマーの合成を行った。本デンドリマーを用いて調製した複数の配位子を有する複合金属触媒AlLibis(binaphthoxide)錯体(ALB)は、シクロヘキセノンとマロン酸ジベンジルとのマイケル反応を速やかに触媒し、目的生成物を高い不斉収率で与えた。本結果を基に、不斉配位子を有する機能性ナノ粒子をより効率的に合成する新手法の開発に研究を展開した。まず、触媒と類似の構造を有し化学的に安定な「触媒アナログ」に重合反応に供するオレフィン部をもつモノマーを合成し、メチルメタクリレート及び架橋剤との共重合を行った。得られたポリマーから「触媒アナログ」部を触媒活性を有するものに変換した。本手法により、固相上での配位子の相対配置を制御することが可能となった。また、先に研究を行ったデンドリマーの表層を形成するデンドロンをモノマー単位に用いて重合させる手法も現在検討を行っている。さらに、デンドリマーの球状ポリマーとしての特性を取り入れた新規ナノ粒子の調製法としてミセル形成能を有するモノマーを用い、ミセル形成後に重合させ、容易に球状をポリマー得ることにも成功した。本球状ポリマー上に不斉配位子を導入することで、表層に機能性部位を露出させたナノ粒子の創製に成功した。球状ナノ粒子の開発研究は、現在金のナノ粒子の表層にチオール分子やジスルフィド分子を吸着させる手法にも展開している。

その結果、Cu及びAg-MPCは、Au-MPCと同様高い活性を示すものの、再利用時においては、著しい活性の低下が見られた。クラスター形状の変化が活性に影響を与えていることが電子顕微鏡および動的光散乱試験から明らかとなった。また既存法では固定化が困難なGaSB触媒のAu-MPCへの導入についても検討した。MOM基で保護した長鎖のアルキル基をスペーサーに有するBINOL誘導体からMPCを調製し、その後、酸でMOM基を除去した。得られたAu-MPCからGaSB触媒を調製し、2-cyclohexenoneとdibenzyl malonateの不斉Michael反応に用いたところ、中程度の収率ながら98%eeで付加体を得ることに成功した。球状粒子の表層に固定化することを目的に、剛直なスピロ骨格を有する新規配位子とその不斉金属触媒を創製した。
超耐熱材料用Si_3Y_3Zr_2の単一相の作製

Si_3Zr_5は高融点(2200°C以上)・低比重(6.0)を示し、次世代の超耐熱材料として有望であるが、高融点を示す理由の一つに原子の共有結合性の高さが考えられ、延性は低いものと予想される。申請者は、Si_3Zr_5の延性の向上をはかるため、Zr原子の一部をY原子で置換した新3元系16H型ジルコニウムシリサイドSi_3Y_3Zr_2を設計した。このSi_3Y_3Zr_2は、Si_3Zr_5に比べ配位する原子数が増加して金属結合性が高まり、延性が向上しているものと期待している。しかし、Si_3Y_3Zr_2の完全な単一相はまだ得られていない。本研究は、Si_3Y_3Zr_2単一相の作製条件を確立し、次にSi_3Y_3Zr_2の結晶構造解析と融点,比重等の物理的特性および硬度,破壊靱性等の機械的特性の測定を行い、超耐熱材料としての可能性を探求することを目的とした。本研究では、Arガス雰囲気中で原料粉末を粉砕してふるいにかけて調整しようとしたが、酸化や不純物の混入等の問題が予想以上に大きく完全な単一相は作製できなかった。申請者によるこれまでの研究により、二元系16H型シリサイドの原子の一部を置換した三元系16H型シリサイドは、結合状態が変化するにより二元系16H型シリサイドの長所を生かしつつ短所を補う可能性が十二分にある。そのためSi_3Y_3Zr_2では延性の向上だけでなく他の諸性質の変化も期待される。三元系16H型シリサイドの優位性を証明するため、同じ三元系16H型シリサイドのSi_3Ti_2Zr_3の熱膨張特性を調査した。その結果、Si_3Ti_2Zr_3は二元系16H型シリサイドSi_3Zr_5およびSi_3Ti_5に比べ熱膨張の異方性が減少することが確認された。以上の得られた知見を基に論文を投稿した。また、投稿準備中である。
待ち時間分布とその統計的応用の研究

有限個の文字を値にとる観測系列において,長さ有限の文字列(パターン)や連が起こるまでの待ち時間分布の厳密な分布の導出や確率計算とその統計的応用について研究を行ってきた.{0,1}-値独立な観測ベクトルの系列において,任意の2次元パターンがはじめて起こるまでの待ち時間分布を得るために,これまでの条件付き確率生成母関数の方法を拡張して,この分布の確率生成母関数の導出方法を与えた.この関数から正確な確率の計算が可能になり,従って2次元連続システムの信頼度の正確な計算が可能になった.具体的な数値例を与えた.{0,l}-値独立観測系列において,長さkの1の連がはじめて起こるまでの待ち時間分布はオーダーkの幾何分布として知られているが,これを{0,1}-値m次マルコフ系列に拡張して,長さkの1の連がはじめて起こるまでの待ち時間分布の確率生成母関数を,長さmの1の連の待ち時間分布の確率生成簿関数の関数として陽の形で与えた.またオーダーkの幾何分布とオーダーk-1の幾何分布の興味ある関係が示された.{0,1}-値独立観測系列において,常に1の出た回数は0の出た回数より多いという制約条件付きで,長さkの1の連がはじめて起こるまでの待ち時間の厳密分布の導出方法を与えた.これはマルコフ系列に対して拡張された.応用面では,この結果から機器のある種の初動試験による信頼度の計算が可能になり,これに関して,不完全なデータからパラメータを推定する問題およびその推定量の良さを調べた.多値観測系列において,2つのパターンA,Bの待ち時間をそれぞれWA,WBとする.これまでの研究では系列が独立系列やマルコフ系列などの依存系列に対してMin{WA,WB}とMax{WA,WB}の一次元分布の導出や統計的応用の研究がなされてきていた.それに対して(WA,WB)の同時分布の確率生成母関数の導出方法を与えた。初年度は具体的な問題や解決の可能性の高い待ち時間分布の導出をはかることであった.具体的には2値高次マルコフ系列において指定された長さの連がはじめて起こるまでの待ち時間分布の確率生成母関数の導出をすることがひとつの目的であった.このためには研究者との研究打ち合わせを行い,具体的な関数の導出に成功し,統計関連学会連合大会で発表した.また,この研究過程の副産物として,その平均の一般式を得ることができた.これらの検証のために,計算機と数式処理ソフトウエアを用い,また具体的な確率の計算が可能であることを確認している.この研究の問題点と特徴は,マルコフ系列の次数に対し,連の長さが大きいと確率生成母関数に関する線形方程式の数が多くなり,困難が生じることが問題であり,このたびの成果はこの困難をある程度克服している.すなわち,ここでの成果は連の長さには依存せず,マルコフの次数に基づくものであり,この意味で効率のよいアルゴリズムを与えていることが特徴である.このほかの今年度の研究成果としては,本申請にあたり準備していた結果を雑誌に公表できたことである.2値のm次元の独立な系列において2次元のパターンがはじめて現れるまでの待ち時間分布の確率生成母関数の導出とその工学的なシステムの信頼度の計算への応用をまとめたものである.この結果は今年度内に開催される数学会で発表の予定であり,発表に先立ち計算機と数式処理

ソフトウエアによる確率計算を行い,これまでできなかった場合についても計算による確認をしている.また,このほかの成果については,研究打ち合わせを行い,テクニカルレポートにまとめているところである.長さkの連の待ち時間分布の研究は、系列が独立同分布に従うときや2次マルコフ系列のときはすでに研究されている。本研究では、時間的に一様な{0,1}-値高次マルコフ系列において、長さkの1の連が起こるまでの待ち時間(試行数)の分布の確率生成母関数を陽に与えた。ここではこの待ち時間分布の確率生成母関数を、長さmの連を待つ確率生成母関数に依存し、連の長さkには依存しないような関数で与えることに成功した。ここにmはkより小さい。この結果は長さmまでの待ち時間の確率生成母関数で与えているので、kが大きい場合、効率のよいアルゴリズムを与えたことになっている。時間的に一様な{0,1}-値の試行列において、連の待ち時間(試行数)の分布を考える。長さkの1の連が起こるのを待つが、それまでに1の出る回数は0の出る回数よりも常に多いという条件(より一般的な条件)を付けて待つ。この制約のために、条件付き確率生成母関数が満たす方程式系は有限にならないので、解くことができない。これを乗り越えるために、ある種の打ち切りを用いた方法を提案し、待ち時間の確率計算を導いた。また、系列をマルコフ連鎖に拡張しても同様な結果を得ることができる。この問題は次のようなある機械の起動試験で生ずる品質検査で生ずる。各起動試験で成功であれば1、失敗であれば0とする。起動試験は有限回で止めるが、連続して成功するまでに、それまでに常に成功の回数が失敗の回数よりも多いとき、この機械を合格(購入)とし、先に失敗の回数のほうが多くなれば不合格(購入しない)とする。有限個の文字を値にとる離散系列において,長さ有限の文字列(パターンと呼ぶ)の待ち時間分布(試行数)などの統計量の分布の導出や確率計算とその統計的応用の研究を行う.この研究は確率モデルとしての興味の他に,工学的システムの信頼性や品質管理などの統計的応用やDNA系列の統計的解析に有用な道具を提供してきている.これまでこのテーマに関して多くの成果を論文としてまとめてきた.これら一連の研究過程から得た技術をもとに,不規則な離散系列において生じるパターンに関する統計量の複雑な確率分布の性質や統計的応用について調べる.また,正確な確率を計算する方法の開発,その利用法などの問題について取り組んできた.今年度申請の主要なテーマは以下である.2つのパターンをA,Bの待ち時間をそれぞれWA,WBとする.これまでの研究では系列がiid系列やマルコフ系列などの依存系列に対してMin{WA,WB}とMax{WA,WB}の分布の導出や統計的応用の研究がなされてきた.本研究では(WA,WB)の同時分布の導出とその統計的応用の研究を試みることであった.また,これらの研究過程で生ずる関連の問題に取り組むことであった.高次マルコフ系列において,長さmの文字列WA,長さnの文字列WBがはじめて起こるまでの同時確率分布の確率生成母関数を条件付期待値に関するstepwise smoothingにより求めた.これによりWAとWBの周辺分布が求まり,見通しが良くなった.ただしマルコフの次数はMin(m,n)以下と仮定した.この結果をテクニカルレポートにまとめ,学術誌に投稿するよう準備している.この年度の主要な結果は以上であるが,マルコフ系列以外の依存系列に対してもパターンやスキャンの待ち時間の確率
変形性膝関節症患者の骨格筋変性に関連する因子の解明に向けた縦断研究

本研究は、変形性膝関節症(膝OA)患者を対象として骨格筋変性に影響する因子を解明することが目的である。特に、膝OA患者では、関節変形の進行とともに異常歩行を呈するため、この歩行様式が筋変性の進行に影響ているかを調査している。また、膝OA患者に限らず、高齢者の身体活動は筋変性と深く関係する。本研究では、活動量に加えて活動強度との関連を調査し、膝OA患者の身体活動と筋変性の進行について検討する。変形性膝関節症(膝OA)患者における歩行特性と内側広筋の筋変性の関連を明らかにすることを目的(課題1)として、7年間の縦断変化を調査する計画であった。平成30年度内に当初予定の8割の対象者を募集し終えている。今後、引き続き、残りの対象者についても測定の計画を立てており、おおむね計画通り、順調に調査が進行している。すでに測定を終えている対象者では、超音波法による筋量・質評価のほか、三次元動作解析装置による歩行中の運動学的・力学的評価、膝関節状態、運動機能の測定を完了している。現在、過去7年間の内側広筋における筋変性の程度と三次元動作解析による歩行特性との関連を分析中であり、これらの因果関係を明確にする予定である。また、膝OA患者の身体活動量・強度が内側広筋の筋変性の進行に関連するかを明らかにすることを目的(課題2)として前向きコホート研究を展開する計画であった。この研究では、新規対象者50名を募集予定としていた。予定通り、膝OA患者50名の募集を終了し、超音波法による筋量・質評価のほか、身体活動量および強度、膝関節状態、運動機能の評価を終えている。当初の予定通り、平成30年度に計画していた対象者の募集・測定はすべて完了しており、順調に進んでいる。現在、縦断変化を調査するため、フォローアップ中である。今後、フォローアップ後の測定を順次、開始する予定であり、身体活動量・強度と筋変性の関連について明らかにしていく予定である。計画通り、対象者の募集・計測を終えているため。課題1では、追加測定を行うと同時に、分析を開始する。課題2では、平成30年度に測定を行った対象者の追跡調査を平成31年度に実施する予定である。これらの研究の進捗状況を踏まえ、膝OA患者の骨格筋変性に影響するバイオマーカーの探索を検討している。
Ｂ細胞に特異的に発現する２０１Ｒｉｋ　遺伝子の液性免疫に果たす役割の解明

本年度は201Rikノックアウトマウスにおける抗体産生について詳しい解析を行い、以下の結果が得られた。1)T依存性抗原NP-Chicken γ-globulinをアジュバントのalumと共に腹腔に投与したところ、対象マウスに比べ、IgGの産生が概ね正常だったのに対し、NP特異的IgMの産生が顕著に低下していた。一方、T非依存性抗原NP-LPSを腹腔に投与したところ、対象マウスに比べ、NP特異的IgMとIgG3の産生が共に顕著に低下していた。さらに、OVA抗原をコレラ毒素と共に経口投与した場合、血中のOVA特異的IgAの産生が増加していた。これらの結果から、201Rikは外来抗原に対する正常なIgM、IgG3及びIgAの産生に重要な役割を果たしていることが示された。In vivoにおけるIgMの産生低下の原因を探るために、201Rik欠損及び対象マウスの脾臓より、follicular B及びmarginal zone B細胞をcell sorterを用いて分離し、様々な培養条件下での抗体産生について調べた。その結果、201Rik欠損follicular B細胞では、IgM及びIgGの産生が共に正常であった。これに対し、201Rik欠損marginal zone B細胞では、IgGの産生が正常であったのに対し、IgMの産生が顕著に低下していた。さらに、201Rik欠損marginal zoneB細胞がin vitroで正常に抗体産生細胞(AFC)に分化するが、個々の抗体産生細胞の分泌する抗体量が顕著に減少していたことが判明した。これらの結果から、201Rikは、marginal zone B細胞が抗体産生細胞に分化した後、IgMの分泌を促進する役割を果たしていることが明らかとなった。201RikがIgMの分泌のみ特異的に促進する分子機構について、更に解析を進めているところである。これまでのところ、計画していた実験は全て順調に進み、かつ当初の計画になかった免疫応答及びB細胞亜集団の抗体産生能についても調べることができた。201Rik遺伝子の抗体産生に果たす役割が解明できた。今後、何故201RikがIgGの分泌に影響を与えないのに、IgMの分泌のみ特異的に促進するのかについて、解析を進めていきたい。これらの結果は、抗体産生取り分けIgM産生の異常を伴う免疫疾患を理解する上で、新たな視点を提供するものと考えている。B細胞は抗原刺激やT細胞との相互作用により活性化され、胚中心での抗体遺伝子の体細胞超変異やクラススイッチを経て、最終的に抗体産生細胞や記憶B細胞へと分化する。この終末分化の異常が、免疫不全、自己免疫疾患およびBリンパ腫の原因となりうる。本研究では、遺伝子改変マウスを用いて、2010001M09Rik(201Rik)というB細胞に特異的に発現する機能未知の遺伝子のB細胞の分化、活性化および抗体産生に果たす役割を解明する。本年度は201RikノックアウトマウスにおけるB細胞の分化と成熟について解析を行い、以下の結果が得られた。1)骨髄中のプロB、プレB、未熟Bおよび成熟B細胞の各B細胞亜集団の割合をFACSで解析したところ、野生型と201Rikノックアウトマウスでは明らかな違いは見られなかった。2)同様に脾臓中の辺縁B、濾胞BなどのB細胞亜集団の割合に変化が見られなかった。3)血中の抗体価をEHSA法で測定したところ、201Rikノックアウトマウスにおいては、WTマウスに比べ、IgAとIgMの濃度が有意に低下していたことが判明した。4)201RikノックアウトB細胞のin vitroにおける各刺激(抗IgM抗体、CD40リガンド、IL-4など)に対する増殖応答は正常であった。5)脾臓B細胞をCD40リガンド+IL-4およびLPS+IL-4で刺激したところ、WTと201RikノックアウトB細胞は同様にIgG1へのクラス変換が誘導された。以上の結果より、201RikはB細胞の分化、成熟および増殖においては必要ではないが、血中IgMとIgAの濃度が低下することから、B細胞の抗体産生に関わる可能性が示唆された。これに対し、201Rik欠損marginal zone B

細胞では、IgGの産生が正常であったのに対し、IgMの産生が顕著に低下していた。さらに、201Rik欠損marginal zoneB細胞がin vitroで正常に抗体産生細胞(AFC)に分化するが、個々の抗体産生細胞の分泌する抗体量が顕著に減少していたことが判明した。これらの結果から、201Rikは、marginal zone B細胞が抗体産生細胞に分化した後、IgMの分泌を促進する役割を果たしていることが明らかとなった。201RikがIgMの分泌のみ特異的に促進する分子機構について、更に解析を進めているところである。これまでのところ、計画していた実験は全て順調に進み、かつ当初の計画になかった免疫応答の実験もすでに開始している。これまでのところ、計画していた実験は全て順調に進み、かつ当初の計画になかった免疫応答及びB細胞亜集団の抗体産生能についても調べることができた。これまではin vitroでの実験を中心に行ってきたが、次年度よりin vivoの実験を進めたい。取り分け、T依存性および非依存性抗原に対する抗体産生について解析する予定である。また、血中のIgMとIgAの抗体価の低下の原因について、in vitroでの抗体産生細胞の分化誘導系を用いて解析を進めたい。201Rik遺伝子の抗体産生に果たす役割が解明できた。今後、何故201RikがIgGの分泌に影響を与えないのに、IgMの分泌のみ特異的に促進するのかについて、解析を進めていきたい。これらの結果は、抗体産生取り分けIgM産生の異常を伴う免疫疾患を理解する上で、新たな視点を提供するものと考えている。