hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高解像度衛星画像を用いた都市災害の自動検出法の開発

本研究では,高解像度光学センサ画像の2時期比較による被災建物等の自動抽出法の開発を行った.具体的には,画像の位置合わせ法,影の影響除去,色彩やエッジなどの適切な被害評価パラメータとその閾値や空間分布などについて,実際の被害地震の衛星画像を例に検討した.また事後画像のみを用いた被害判読との精度の違いについても定量的に検討した.具体的には,2004年インド洋大津波による光学センサ画像,2006年ジャワ島中部地震による高解像度衛星画像,さらには2004年新潟県中越地震による航空写真を例題として使用した.インド洋大津波によるタイ南部の被災地域に対しては,津波前後の画像による正規化植生指標,水分指標,土壌指標を用いて,津波前後の変動と津波遡上域内・域外の被害を比較した.また,デジタル標高モデルの利用についても検討した.ジャワ島中部地震に関しては,高解像度衛星画像を用いた通常の土地被覆分類と,オブジェクト分類による比較を行った.その結果,高解像度衛星画像は,ノイズが乗りやすいため,オブジェクト分類の方が適切な分類が行えることが分かった.また,建物被害の抽出を2時期画像の土地被覆分類結果の差分により,可能であることが示された.新潟県中越地震による航空写真については,地震後のデジタル画像処理によって,高速道路の路面や路肩の被害の自動抽出が可能となること,また画像のエッジ処理により,墓石の転倒率の推定が可能となることを示した.本研究では,高解像度光学センサ画像の2時期比較による被災建物等の自動抽出法の開発を行った.具体的には,画像の位置合わせ法,影の影響除去,色彩やエッジなどの適切な被害評価パラメータとその閾値や空間分布などについて,実際の被害地震の衛星画像を例に検討した.また事後画像のみを用いた被害判読との精度の違いについても定量的に検討した.具体的には,2004年インド洋大津波による光学センサ画像,2006年ジャワ島中部地震による高解像度衛星画像,さらには2004年新潟県中越地震による航空写真を例題として使用した.インド洋大津波によるタイ南部の被災地域に対しては,津波前後の画像による正規化植生指標,水分指標,土壌指標を用いて,津波前後の変動と津波遡上域内・域外の被害を比較した.また,デジタル標高モデルの利用についても検討した.ジャワ島中部地震に関しては,高解像度衛星画像を用いた通常の土地被覆分類と,オブジェクト分類による比較を行った.その結果,高解像度衛星画像は,ノイズが乗りやすいため,オブジェクト分類の方が適切な分類が行えることが分かった.また,建物被害の抽出を2時期画像の土地被覆分類結果の差分により,可能であることが示された.新潟県中越地震による航空写真については,地震後のデジタル画像処理によって,高速道路の路面や路肩の被害の自動抽出が可能となること,また画像のエッジ処理により,墓石の転倒率の推定が可能となることを示した.高解像度衛星は,1999年のIKONOSの打上げ成功以来,幾つかが軌道に乗り,災害直後の画像を取得したが,事前画像が得られていなかった.しかし,2003年に発生したアルジェリア地震とイラン・バム地震では,QuickBird衛星が災害前後の被災地域を鮮明に捉えている.これまでの目視判読による検討でも,災害前後の画像を比較する方が被害抽出精度が高いことが分かり,早急に2時期画像の変化抽出に基づく被害自動判読法を開発する必要性がある.このために解決すべき課題も幾つかあり,高解像度衛星の場合はセンサの角度を変えることにより短い時間間隔で被災地域を撮影するため,災害前の画像との位置合わせが極めて困難である.また,建物等の影の影響が大きく,瓦礫が散乱している建物周辺の影部の感度を向上させる必要もある.本研究では,高解像度光学センサ画像の2時期比較による被災建物等の自動抽出法の開発を行っている.今年度はイラン・バム地震と2004年スマトラ地震津波の災害前後の被災地域の高解像度衛星画像を用いて,最尤法によるピクセル分類とオブジェクト指向分類の2つの方法により,災害前後の分類を行い,その結果の比較を行って,被害抽出における分類方法による精度の比較を行った.また,この結果と事後画像のみを用いた被害判読との精度の違いを検討した.また,分類に用いるパラメータの影響や,影や雲の取り扱いについても検討した.その結果,高解像度衛星画像についてはオブジェクト指向分類の方が,細かい分類エラーが出にくく,精度よく分類できることが明らかになった.本研究では,高解像度光学センサ画像の2時期比較による被災建物等の自動抽出法の開発を行った.具体的には,画像の位置合わせ法,影の影響除去,色彩やエッジなどの適切な被害評価パラメータとその閾値や空間分布などについて,実際の被害地震の衛星画像を例に検討した.また事後画像のみを用いた被害判読との精度の違いについても定量的に検討した.具体的には,2004年インド洋大津波による光学センサ画像,2006年ジャワ島中部地震による高解像度衛星画像,さらには2004年新潟県中越地震による航空写真を例題として使用した.インド洋大津波によるタイ南部の被災地域に対しては,津波前後の画像による正規化植生指標,水分指標,土壌指標を用いて,津波前後の変動と津波遡上域内・域外の被害を比較した.また,デジタル標高モデルの利用についても検討した.ジャワ島中部地震に関しては,高解像度衛星画像を用いた通常の土地被覆分類と,オブジェクト分類による比較を行った.その結果,高解像度衛星画像は,ノイズが乗りやすいため,オブジェクト分類の方が適切な分類が行えることが分かった.

また,建物被害の抽出を2時期画像の土地被覆分類結果の差分により,可能であることが示された.新潟県中越地震による航空写真については,地震後のデジタル画像処理によって,高速道路の路面や路肩の被害の自動抽出が可能となること,また画像のエッジ処理により,墓石の転倒率の推定が可能となることを示した.
アニサキス駆虫薬の探索とDDS創製：魚生食文化継承のため先人の研究挫折を超克する

本研究では、まず、アニサキスを強力に駆虫できる薬物を探索する。更に、探索した薬物がアニサキス体表面の防御機構を突破しやすくする工夫を施すとともに、その薬物を胃壁表面に付着・滞留させるという2つの戦略からなるDDSを創製する。
電気的シナプスを含む神経場における動的細胞集成体形成の時空ダイナミクスと情報処理

大脳皮質に存在する介在細胞のモデルである,I^*型ニューロンモデルをギャップジャンクション型シナプスにより一次元状に結合した回路網における集団的ダイナミクスを研究した.結合強度と刺激電流を制御パラメータとしたときの振る舞いの変化を調べ,このパラメータ空間における相図を明らかにした.パラメータ空間において秩序的な振る舞いから乱流的な発達したカオス的な振る舞いに変化する境界付近の広い範囲において,系の軌道が,全てのニューロンが同期して振動する状態に一旦近づいた後に離れる振る舞いが見られることがわかった.この付近では多様な分岐を経て秩序的な振る舞いから乱流的な振る舞いへの転移が見られるが,その典型的な例として,In-Out間欠性を経て乱流になる例と,On-Off間欠性を経て乱流になる例を見いだし,それぞれの場合について分岐の構造を明らかにした.On-Off間欠性を示すアトラクタが安定性を失う直後では,階層的な間欠性が見られる.この階層的な間欠性のメカニズムを明らかにした.これらのモデルにおける間欠的な同期現象は,神経系における遷移的な同期現象を理解する上で重要な役割を果たす可能性があると考えられる.また,このような遍歴的振る舞いをする介在細胞群と,錐体細胞群からなる細胞集成体において,外からこの系に入力された時系列がどのように保持,表現されるかに関して,カントール・コーディングによる時系列の情報表現の可能性を考え,モデルによるシミュレーションを行った.その結果,適切な条件下において,錐体細胞群の状態変数から構成される状態空間に,入力時系列の履歴がカントール集合的な形式で表現されていることがわかった.1大脳皮質に存在する抑制性神経細胞のダイナミクスを簡約化したモデルであるI型ニューロンモデルについて、単体モデルにおける分岐構造を明らかにし、分岐図を得た。2体のニューロンをギャップジャンクションにより結合した結合系において、カオス的なアトラクタが存在パラメータが存在することを明らかにし、分岐構造を数値シミュレーションにより明らかにした。2上記I型ニューロンをギャップジャンクションによって一次元状に結合したネットワークモデルにおいて、ニューロンの発火が同期する状態と非同期状態との間を遷移する振る舞いが見られる。この振る舞いを生成する機構について、数値シミュレーションを元に明らかにした。このふるまいがおこる近傍のパラメータでは、完全な同期状態は不安定な周期解となっており、その他にも複数の特徴的な時空間的波形パターンが、相空間上の周期解として存在している。付加電流項をパラメータとして変化させることで、これらの周期解が不安定化し、これらの状態の間をカオス的に遷移する軌道がアトラクタとして現れる。さらに、このアトラクタはやがて不安定化し、軌道が低次元のアトラクタ痕跡に滞在する状態と、高次元中を巡る乱れた状態との間を遷移し続ける現象が現れることを碓認した。このモデルの振る舞いは、脳における遷移的な同期現象、及びそれによって実現される情報処理の基礎的なメカニズムを説明し得る可緒性がある。1,2で明らかになった知見は論文としてまとめ、雑誌に投稿予定である。3 I型ニューロンのネットワークに、錐体細胞群からなる層を加えた2層モデルを構築した。今後さらにこのモデルを発展させ、その回路に発現する機能の解析を進める予定である。大脳皮質に存在する介在細胞のダイナミクスを簡約化したモデルであるI型ニューロンモデルが,ギャップジャンクション型のシナプス結合により結合された神経回路網の振る舞いの解析を行った.ポアンカレ切断面上のポアンカレ写像の解析を元に分岐構造を明らかにした.時空間上のプロットでは,ニューロンが同期して発火する状態と短時間の非同期状態を繰り返すパターンが見られるが,ポアンカレ断面上の観察により,これは低次元のカオス的アトラクタであることがわかった.パラメータを変化させることにより,分岐が起こり数種類のアトラクタが観察される.この内のひとつの状態は,対象とする力学系に内在する対称性によって存在する不変部分空間内の不変集合の,不変部分空間の直交補空間方向に対する安定性の変化によって生じるin-out intermittencyとして特徴づけられることを明らかにした.また,パラメータを変化させるとこのアトラクタが不安定化し,アトラクタの痕跡に滞在する状態と高次元のカオス状態との間を遷移する振る舞いが現れる.この転移について,転移点付近でのアトラクタ痕跡への滞在時間の頻度分布,リアプノフ指数の変化の特徴,各ニューロン間の振動数の差などを調べた.この転移はin-out intermittency型のとは異なるメカニズムを持っていると考えられる.上記の介在細胞系と,錐体細胞系を結合した系において動的な連想記憶を実現する回路モデルの構築を念頭に置いて,複数の細胞モデルの比較検討,シナプス学習則の検討を行った.大脳皮質に存在する介在細胞のモデルである,I^*型ニューロンモデルをギャップジャンクション型シナプスにより一次元状に結合した回路網における集団的ダイナミクスを研究した.結合強度と刺激電流を制御パラメータとしたときの振る舞いの変化を調べ,このパラメータ空間における相図を明らかにした.パラメータ空間において秩序的な振る舞いから乱流的な発達したカオス的な振る舞いに変化する境界付近の広い範囲において,系の軌道が,全てのニューロンが同期して振動する状態に一旦近づいた後に離れる振る舞いが見られることがわかった.この付近では多様な分岐を経て秩序的な振る舞いから乱流的な振る舞いへの転移が見られるが,その典型的な例として,In-Out間欠性を経て乱流になる例と,On-Off間欠性を経て乱流になる例を見いだし,それぞれの場合について分岐の構造を明らかにした.On-Off間欠性を示すアトラクタが安定性を失う直後では,階層的な間欠性が見られる.

この階層的な間欠性のメカニズムを明らかにした.これらのモデルにおける間欠的な同期現象は,神経系における遷移的な同期現象を理解する上で重要な役割を果たす可能性があると考えられる.また,このような遍歴的振る舞いをする介在細胞群と,錐体細胞群からなる細胞集成体において,外からこの系に入力された時系列がどのように保持,表現されるかに関して,カントール・コーディングによる時系列の情報表現の可能性を考え,モデルによるシミュレーションを行った.その結果,適切な条件下において,錐体細胞群の状態変数から構成される状態空間に,入力時系列の履歴がカントール集合的な形式で表現されていることがわかった.
均一系分子触媒による有機ホスフィンの新規合成法の開発とその新触媒創製への利用

新しい遷移金属錯体触媒を創出する際に、新しい配位子の開発は極めて重要である。我々は1-アルキニルホスフィンの系統的分子変換を利用すれば、新規配位子群を効率的に合成できると考えた。その結果、遷移金属触媒による1-アルキニルホスフィンへの付加反応や環化付加反応を駆使することにより、新規配位子群を数多く創出し、その中でいくつか有用な配位子を見つけ出した。有機ホスフィンR_3Pは有機合成における反応剤、遷移金属触媒の配位子や機能性有機材料など広範に利用されており、その有用性は図り知れない。一方で有機ホスフィンを合成する手法は含酸素、含窒素化合物のそれと比べて極めて限定的である。また反応は一般に非常に強い塩基性条件で行われ一般性に欠ける。本研究では均一系分子触媒を用いた有機ホスフィンの精密かつ自在な合成を達成するべく検討を行う。具体的には遷移金属錯体を触媒とする有機ハロゲン化物のホスフィン化、アルケンやアルキンのヒドロホスフィン化、カルボホスフィン化を検討する。こうして合成できるホスフィン群を用いた新しい協奏機能触媒の創製も視野に入れて研究を進めていく。まず穏和な条件下での均一系銅ジアミン錯体による有機ハロゲン化物のホスフィン化反応の開発を行う。次に均一系遷移金属触媒によるアルキニルホスフィンのヒドロホスフィン化やカルボホスフィン化反応について検討を行う。これらの独自の新しい手法により合成した様々な置換様式の有機ホスフィンを配位子として、遷移金属錯体のライブラリー合成を行う。得られたライブラリーを用いて革新的触媒機能を有する遷移金属錯体を探索していく。探索により得られた新規均一系錯体触媒を固体表面に集積し、均一系触媒と不均一系触媒の利点を併せ持つ協奏機能触媒を創製する。有機ホスフィンは、有機合成の反応剤、遷移金属錯体の配位子、有機材料として用いられ、有機化学において重要な役割を果たしている。なかでも、(Z)-1,2-ジホスフィノ-1-アルケンは配位子として有用な化合物と考えられる。しかしながらその簡便で効率の良い合成方法はほとんど知られていない。そこで我々は、1-アルキニルホスフィンにヒドロホスフィンをトランス付加させることができれば(Z)-1,2-ジホスフィノ-1-アルケンの高効率合成になると考え研究に着手した。その結果、目的の反応を開発することに成功した。触媒量のヨウ化銅と炭酸セシウム存在下N,N-ジメチルホルムアミド溶媒中1-オクチニルジフェニルホスフィンに対してジフェニルホスフィンを室温で作用させると、(Z)-1,2-ビスジフェニルホスフィノ-1-オクテンがほぼ定量的に得られた。非プロトン性極性溶媒が本反応では有効であった。同様の反応をジメチルスルホキシド、THF、エーテル溶媒中で行うと、生成物の収率はそれぞれ94%、62%、0%となった。興味深いことに含水DMF中でも本反応は進行し、82%の収率で生成物を得ることができた。塩基としては炭酸セシウムが最も有効であり、炭酸カリウムやトリエチルアミンを用いると収率は極めて低収率に留まった(<20%)。遷移金属触媒としてはヨウ化銅が最も高活性であった。ニッケルやパラジウム、白金、コバルトなどの他の遷移金属触媒ではほとんど活性が認められなかった。パラジウム触媒を用いることでチオールの1-アルキニルホスフィンに対する付加反応が位置および立体選択的に進行することが明らかとなった。エタノール中室温で触媒量の酢酸パラジウム存在下、1-アルキニルジフェニルホスフィンにチオールを作用させたところ、(Z)-1-ホスフィノ-2-チオ-1-アルケンが高収率かつ単一の異性体として得られた。ヒドロホスフィン化と同様に本反応も様々な官能基が基質内に共存していても問題なく進行する。1-アルキニルホスフィンに対するカルボメタル化が有機銅アート錯体を用いることで効率良く進行し、様々なアルケニルホスフィンが得られることを見いだした。エーテル溶媒中ジフェニル(フェニルエチニル)ホスフィンに対してジブチル銅アート錯体を作用させた後、求電子剤を加えて反応を停止した。硫黄を加えて空気中で安定なホスフィンスルフィドに変換した後、後処理と精製を行ったところ対応するアルケニルホスフィンスルフィドが収率良く得られた。本反応では種々のアルキルグリニャール反応剤から調製したジアルキル銅アート錯体を用いることができる。カチオン性ロジウム触媒存在下,1,6-ジインと1-アルキニルホスフィンスルフィドを反応させると形式的[2+2+2]環化付加が起こり,対応するチオホスフィニル置換ベンゼンが高収率で得られることを見いだした。こうして合成したトリアリールホスフィンスルフィドはトリス(トリメチルシリル)シランを用いたラジカル還元反応によってかさ高いトリアリールホスフィンに効率よく変換することができた。今年度は、これまでに得られた配位子を用いて高効率遷移金属触媒反応の開発に取り組んだ。

ニッケルアセチルアセトナートならびに我々が独自に開発したホスフィン配位子存在下、ドデシルフェニルスルフィドに対して1.5当量のブチルグリニャール反応剤を作用させたところ、対応する交差カップリング体であるブチルベンゼンが88%の収率で得られた。また、同様の条件下、イソプロピルグリニャール反応剤やシクロヘキシルグリニャール反応剤のような第二級アルキルグリニャール反応剤も用いることができる。第二級アルキルグリニャール反応剤と有機硫黄化合物の交差カップリング反応では、中間に生じる第二級アルキルニッケル中間体がβ-水素脱離を起こしやすいため、高収率で目的のカップリング体を得ることは困難であった。我々は、ホスフィン配位子とシクロペンチルメチルエーテル溶媒を用いることで同反応が効率良く進行することを見いだした。触媒量の酢酸パラジウムとジシクロヘキシル(2, 6-ジフェニルフェニル)ボスフィン存在下、p-ブロモアニソール、モルホリン、tert-プトキシナトリウムをトルエン中で5時間加熱還流したところ、収率良く対応するアニリン誘導体がえられた。一方、同様の条件下トリシクロヘキシルホスフィンを用いた場合には目的物は全く生成しない。このボスフィン配位子はパラジウム触媒を用いる1, 3-ジケトンの活性メチレンのアリール化反応においても優れた配位子であった。1, 3-ジケトンから生じるエノラートは極めて安定であり、パラジウム触媒によるアリール化を受けにくい。かさ高いホスフィン配位子を用いることで効率よく合成することが可能となった。遷移金属触媒と1-アルキニルホスフィンを用いてヘテロアリールホスフィン誘導体を合成する手法について検討を行った。その結果、パラジウム触媒と塩基の存在下、1-アルキニルホスフィンスルフィドにN-アルキル-2-ヨードアニリンを作用させると環化反応が進行し、2-インドリルホスフィンスルフィドが良好な収率で得られることを見いだした。炭酸カリウムと触媒量のPd(acac)_2存在下、ジフェニル(フェニルエチニル)ホスフィンスルフィドに対してN-メチル-2-ヨードアニリンをDMSO中90°Cで作用させると、対応する2-インドリル置換ホスフィンが収率良く得られた。本インドリルホスフィン合成法の基質適用範囲は広く、嵩高いホスフィンスルフィドや官能基を有するホスフィンスルフィドも容易に合成できた。本反応により新たに生成するインドール環は、チオホスフィニル基に隣接する位置に1-アルキニルホスフィンスルフィド由来の置換基R^3を有する。この置換基および窒素上のアルキル基R^1がリン原子周りに立体的に混み合った環境を生みだす。従来の2-インドリルホスフィンの合成法はインドール環の合成とそれに引き続くリン原子の導入という過程を経る必要がある。これに対し、本反応ではインドール環の構築とリン原子と置換基の適切な位置への導入が同時に起こる。その結果、従来の方法では合成に多段階が必要、もしくは合成が困難であったホスフィンの簡便な合成が可能となった。本手法により合成できるインドリルホスフィンは、鈴木宮浦交差カップリング反応における優れた配位子として利用できることも明らかとなった。
魚類の卵黄蛋白・脂質蓄積に関与するリポ蛋白質受容体アダプター蛋白に関する研究

卵生脊椎動物において、ビテロジェニン(Vtg)は、その受容体(Vtgr)を介したエンドサイトーシスにより卵母細胞内に取り込まれ卵黄を形成する。一般に、リポ蛋白質受容体(LR)はリガンドと結合すると、LRアダプター蛋白質やクラスリンと呼ばれるエンドサイトーシス関連因子と複合体を形成し、エンドサイトーシスを開始する。最近、アフリカツメガエルにおいて、LRアダプター蛋白質の一つである常染色体劣性高コレステロール血症原因蛋白質(Arh)が、Vtgrを介したVtgのエンドサイトーシスに関与することが示唆された。本研究では、魚類の卵黄形成を開始あるいは制御する因子の候補としてArhに着目し、その生化学的性状を明らかにすることを目的とした。卵巣抽出液を試料として抗Arh抗体(a-Arh)を用いたWestern blot法に供した結果、還元処理下において、Arhの推定分子量と近い約36 kDaの蛋白質バンドを検出した。この抗体を用いて免疫組織化学的手法に供し、Arhの卵巣における局在を調べた結果、Arhは卵黄形成に関与しない可能性が示唆された。そこで、他に卵黄形成に関与するArhのサブタイプが存在する可能性を考え、再度Arh遺伝子のクローニングを行った。その結果、新たに一種類のArh様遺伝子が得られた。そこで、先に得たものをArh I、後に得たものをArh IIとし、これらの発現解析を行った。その結果、Arh IIはVtgrと良く似た発現パターンを示し、このことから、卵母細胞におけるVtgrを介したVtgのエンドサイトーシスに特にArh IIが関与する可能性が示された。以上、本実験では本種卵巣に発現する二種Arhの発現動態を魚類で初めて明らかにした。研究の成果は、魚類卵巣におけるVtgrを介したVtgのエンドサイトーシス機構に関して新たな基礎的知見を提供した。(抄録なし)種苗生産技術の確立は魚類の増養殖事業の推進に必要不可欠であり、効率的で安定した種苗生産を行うためには、良質な卵や健全な稚仔魚を計画的に且つ安定して供給できることが重要である。そのためには、魚類の卵形成機構を理解し、それを人為的にコントロールできることが必要とされる。しかしながら魚類の卵形成機構には未知な点が多く、特に卵質を左右する因子については未だ殆ど解明されていない。魚類を含む卵生脊椎動物において、性成熟期に入った雌は卵母細胞内への卵黄蓄積を開始する。卵黄の前駆物質はビテロジェニン(Vg)と呼ばれる肝臓由来の血清蛋白質であり、血流を介して卵巣に到達し、卵母細胞膜上に存在する受容体(Vg受容体:VgR)に結合した後、エンドサイトーシスにより卵母細胞内に取り込まれる。取り込まれたVtgは限定的な分解を受けた後、卵内に卵黄として蓄積され、胚や稚仔魚の発生・成長に利用される。この様に、魚卵を構成する卵黄は、VgRを介したVgのエンドサイトーシスによりその蓄積量や組成が制御・決定され、最終的に卵の成長速度や卵質を決定する一因となると考えられる。しかしながら、魚類において同エンドサイトーシス機構に関する知見は少なく、それ故、卵黄の蓄積過程を完全に制御するには至っていない。そこで本研究では、同過程を制御する因子の候補として、リポ蛋白質受容体のアダプター蛋白である常染色体劣性高コレステロール血症原因蛋白(ARH)を想定し、その遺伝子転写産物(arh)および翻訳産物(ARH)の発現動態および生化学的性状を、サケ科魚類を主要なモデルとして明らかにすることを目的とした。

研究の成果は、魚類卵巣におけるVtgrを介したVtgのエンドサイトーシス機構に関して新たな基礎的知見を提供した。本研究では既に、1)arhのcDNAクローニング、2)ARH組み換え蛋白質の作製、および、3)これを抗原とした抗ARH抗体の作製、4)リアルタイム定量PCR法を用いたarh発現動態の解析、5)In situハイブリダイゼーション法を用いたarhの卵巣における発現局在解析を終えている。これは年次計画における一年目の予定をほぼ終えていると言え、従って、おおむね順調に進行していると自己評価した。平成25年度は、a-ARHを用いた免疫生化学的手法により卵巣中にARHを検出すると共にその卵巣発達に伴う局在変化を観察する予定である。しかしながら、これまでの結果を見る限り、arhが卵黄形成を制御している可能性は低い。そこで、新たな制御因子の候補として、リポ蛋白質受容体が正しい立体構造をとる際に重要な働きをする受容体関連蛋白質(RAP)に着目し、その解析を行う。(抄録なし)
イネのOsHKT1依存の葉身内Na+濃度制御による塩抵抗性の分子機構の解明

イネのNa+輸送体であるOsHKT1;4, OsHKT1;5の塩ストレス下における個々の分子生理機能と塩抵抗性への貢献度を調査する事を試み、以下に列挙する成果を得た:(1)二つの独立した研究機関の隔離温室を使用し、OsHKT1;4遺伝子発現抑制イネ株(RNAi株)の塩ストレス下における表現型の再現性を調査した。生殖生長期のRNAi株は、野生型の日本晴に比べ、地上部にNa+を高蓄積する事が認められ、特に止葉葉身においては3ー4倍のNa+を有意に高蓄積した。穂へも、野生型に比べ15%程度のNa+蓄積量の増加が見られたが、著しい収量の現象が観察された昨年度の結果は再現されなかった。しかしながら、OsHKT1;4遺伝子は、生殖生長期のイネの茎や止葉葉鞘で強く発現し、穂首節間や第一節では塩による発現誘導も認められた事から、これまでの成果も総合し、OsHKT1;4輸送体は、生殖成長期のイネのNa+高蓄積回避機構の重要な一端に担っているものと結論付けられた。(2)OsHKT1;5遺伝子のプロモーターにT-DNAが挿入された発現減少変異イネ株の塩ストレス下における表現型の精査を行った所、減少株においては、野生型に比べ根の発現がほぼ抑制されているものの、地上部、特に葉鞘での発現は逆に顕著に増加しており、葉鞘へNa+を高蓄積させている事が判明した。遺伝子破壊株も含め、22Na+を用いたRI-imaging解析を行った結果、OsHKT1;5は、根の導管からのNa+の排除に加えて、葉鞘においても、葉身へのNa+流入を防ぐために導管からのNa+積み下ろしに貢献している事を証明した。これまでの成果と合わせ、OsHKT1;5の塩ストレス下における新規生理機能を明らかにする事ができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究標的であるイネのOsHKT1;4, 1;5 Na+輸送体のイネ耐塩性への個々の貢献度と重要性を調査し、以下に列挙する成果を得た。(1)OsHKT1;4遺伝子発現抑制イネ株に塩ストレスを処理して表現型を調査した結果、栄養成長期においては影響は見られなかったものの、生殖成長期のイネでは、遺伝子抑制株は顕著に大きなダメージを受けて、種子収量も著しく低下した。(2)OsHKT1;4遺伝子の発現は、栄養成長期では低いレベルであるが、生殖成長期のイネの節で塩ストレス下で顕著に誘導されてくることが判明した。特に、穂へとつながっている分散維管束で強く発現している事も明らかにした。(3)OsHKT1;4遺伝子内に点変異が挿入され、Na+輸送活性が著しく減少、あるいは上昇したタイプの遺伝子を持つイネ株のホモ変異株を単離した。また、OsHKT1;4遺伝子の発現が高度に増加しているイネ変異株(高発現株)の単離にも成功し、栄養成長期の高発現株が塩ストレス下に顕著な耐性を示すことを発見した。(4)生殖成長期のOsHKT1;5遺伝子破壊イネ株に塩ストレスを処理した結果、変異株は野生型よりも古い葉により強いダメージ(白化・枯死)を受け、種子の収量も有意に減少した。また変異株は、止葉葉身と葉鞘に顕著にNa+を高蓄積している事が判明した。(5)OsHKT1;5遺伝子も、OsHKT1;4同様に節の分散維管束で強く発現していたが、塩ストレス下において発現量が減少した。しかし、止葉葉身において若干であるが統計的に有意な発現上昇を示すことが明らかになった。

遺伝子破壊株も含め、22Na+を用いたRI-imaging解析を行った結果、OsHKT1;5は、根の導管からのNa+の排除に加えて、葉鞘においても、葉身へのNa+流入を防ぐために導管からのNa+積み下ろしに貢献している事を証明した。これまでの成果と合わせ、OsHKT1;5の塩ストレス下における新規生理機能を明らかにする事ができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究標的であるOsHKT1;4, 1;5の個々の輸送体の生理機能およびイネ耐塩性への重要度を明らかにする事を最低限の目標に定めて研究を進めてきたが、新規の結果を含めそれらに関する知見の蓄積が進んでいる。また両遺伝子の機能不全が認められるイネ株の準備も完了し、より詳細な解析を行う準備も整った。予期せぬ結果がいくつか重なったこともあり、得られた成果を若干論文として公表する日程が遅れているが、最終年度の目標として達成できる見込みである。標的輸送体分子を制御している因子の遺伝子単離の目標に関してのみは、そこへ尽力する余力をそがれてしまったため計画よりも遅れを生じている。ここまで個々に明らかにしてきたOsHKT1;4およびOsHKT1;5に関する研究成果をもとに、最終年度に達成すべき目標と研究の推進策に関して以下に概術する。(1)各遺伝子に関する分子・生理機能の詰めの実験と再現性を取る実験を進め、論文という形でできるだけ早期に公表する。(2)両OsHKT1輸送体の機能に欠陥のある変異イネ株を利用して、塩ストレス下で詳細な生理学的解析を行うことで、イネ耐塩性への両遺伝子機能の重要性を明らかにし、かつそれらの生理機能の全容解明を目指す。(3)本年度単離したOsHKT1;4遺伝子高発現株、およびOsHKT1;4輸送活性上昇変異イネ株に塩ストレスを処理し、耐塩性が向上しイネの収量が増加するか詳細な解析を行い、将来の育種への礎となる知見を蓄積する。(4)各OsHKT1輸送体の活性を制御する可能性のある分子を単離するために、変異酵母をを利用した制御因子のcDNAのスクリーニングを遂行する。(5)OsHKT1;4の発現の高い塩ストレス下のイネの節において、同様に発現が高まる遺伝子群を選抜し、後の解析の礎となる知見を蓄積させる。
多核亜鉛錯体の自己集積による水溶性超分子の構築と均一系超分子触媒への展開

本研究では,芳香族置換基を持つ亜鉛錯体の自己集積性を利用した核酸高分子の高次構造変換と,多核亜鉛錯体を用いた水溶液中における三次元超分子システムの構築という2つの研究成果を得た。(1)アクリジンやアントラキノンを分子内に持つ大環状テトラアミン亜鉛錯体と,二重らせん構造の核酸分子との相互作用の検討を行った。その結果,アクリジンを持つ亜鉛錯体は,アクリジン部の自己集積作用と亜鉛錯体部のチミン塩基認識作用により,二重らせん構造のDNAのポリチミン部位を選択的に認識し,DNAの二重らせん構造を一本鎖に解離させる作用を持っていることが明かとなった。さらに,亜鉛錯体のDNAへの結合は,転写因子(TATA結合蛋白質)のDNAへの結合を阻害した。アクリジンを分子内に持つ大環状テトラアミン亜鉛錯体は,遺伝子発現を制御する分子としての応用が期待される。(2)オリジナルに開発した亜鉛酵素活性中心モデル錯体の化学的性質に基づいて,新規の三核の亜鉛錯体とトリアニオン(シアヌル酸やリン酸モノエステルなど)との新規自己集積型ナノスケール超分子群を合成した。新規超分子の結晶ならびに溶液内構造を検討し,それらの内部空間へのゲスト分子(アダマンタンや非水溶媒など)の包接現象についても詳しく検討した。今後,アニオン分子としては,ジイミド化合物,ポリカルボン酸化合物,ポリチオール化合物(タンパク質やペプチドなども含む),ポリリン酸化合物などについても検討して行きたい。
人工衛星データの数値解析及び画像処理(雲粒の情報及び雲水量の導出)

本年度はまず、カリフォルニア沖の海洋性層積雲を対象とした人工衛星NOAA/AVHRRデータを、磁気テープから読み取り、ワークステーションのハードディスクに蓄積し、データベース化を行った。また、それと並行して、過去にパソコン並びに大型汎用計算機上で開発した解析プログラムのインターフェイスを、ワークステーション用に調整し、数値解析を行った。以前は比較的小さな計算モジュールを多数回(マニュアルで)実行していたが、それらの計算モジュールを統合して少数回の実行(ジョブ)で計算できるように改善できた。結果として、数値計算プログラム全体のスループットが大幅に短縮できた。これは、今後予定している全球規模の大量の人工衛星データの解析においては、必要不可欠なことである。そして、この数値解析の結果得られた雲層の光学的厚さ、雲粒有効半径、そして、鉛直積算雲水量などの雲物理量を、パソコンのハードディスクに蓄積した。このパソコンに128MB程度のメモリを搭載した。これにより、数値計算の結果並びに、人工衛星データそのものを、カラーあるいはコンターマップなどのグラフィックスで表示し、画像処理することが可能となった。結果として、人工衛星データの特長の一つである、2次元的な描像を最大限に活用することできるようになった。最後に、解析結果の雲物理量を、トゥル-スである現場観測結果と比較してみたところ、妥当な結果であることがわかった。そのため、以前解析を行った日本近海の場合と併せて、人工衛星データから導出される雲物理量と現場観測とは良く一致することが確認され、解析アルゴリズムの妥当性がより確かなものとなった。今後は、過去の航空機の現場観測による研究例も参考にし、雲物理学的により詳細な考察を加えていく予定である。
ウシの免疫抑制受容体の機能解析および難治性疾病の新規制御法への応用研究

本研究では、ウシの免疫抑制受容体PD-1やLAG-3に対する分子標的薬を開発し、ウシ白血病ウイルス(BLV)感染症やヨーネ病をはじめとした難治性疾病に対する新規制御法を樹立することを目的としている。まず、昨年度までに樹立した発現細胞株を用いて、抗ウシPD-1治療用抗体および抗ウシLAG-3治療用抗体の大量生産を試みた。この結果、14 mgの抗PD-1抗体を産生させることに成功した。また、抗LAG-3抗体についても大量生産を現在進めている。次に、作製した抗PD-1治療用抗体の機能を評価した。まず、この治療用抗体のPD-1に対する結合親和性は、基にした抗PD-1ラット抗体と同等であることがわかった。また、この治療用抗体はPD-1とリガンドであるPD-L1の結合を阻害するブロック抗体の機能を示した。さらに、BLV感染牛を用いて抗ウシPD-1治療用抗体の臨床試験を実施した。抗PD-1治療用抗体を感染牛に投与し、その後の経過を観察した。抗体投与後、試験牛には特筆すべき臨床症状は認められなかった。また、投与した抗体は少なくとも投与後28日まで血清中から検出され、長い血中半減期を有することが示唆された。そして、抗PD-1抗体の投与によりBLV特異的CD4+ T細胞応答が活性化され、抗ウイルス効果が認められた。このように、抗ウシPD-1治療用抗体がBLV感染症の発症遅延に有効な治療薬となりうることが示唆された。また、本年度はこの他に、本制御法の適応範囲を広げるため、牛のアナプラズマ病における免疫抑制受容体の発現動態と機能を解析し、アナプラズマ病におけるT細胞の疲弊化にPD-1とLAG-3の発現上昇が関与することを示した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ウシの免疫抑制受容体programmed death-1 (PD-1)やlymphocyte activation gene-3 (LAG-3)に対する阻害薬(キメラ抗体)を開発し、ウシ白血病ウイルス感染症をはじめとした難治性疾病に対する新規制御法を樹立することを目的としている。本年度は、抗ウシPD-1ラット-ウシキメラ抗体の安定発現細胞株を作製するとともに、免疫再活性化効果を示す抗ウシLAG-3ラットモノクローナル抗体を樹立した。まず、当研究室で樹立した抗ウシPD-1ラットモノクローナル抗体の可変領域遺伝子を同定し、ウシIgG1の定常領域遺伝子と組み合わせ、抗ウシPD-1ラット-ウシキメラ抗体の発現プラスミドを作製した。この発現プラスミドをCHO DG44細胞へ導入した後、抗生物質添加培養により安定発現細胞を選抜し、ELISA法によりキメラ抗体の産生が高い細胞を10種類決定した。さらにこの10種類について限界希釈法によるクローニングを行い、高い産生量のクローンを選抜した。PD-1阻害と併用を目的とし、ウシLAG-3に対するモノクローナル抗体を作製した。ウシLAG-3ペプチドを免疫したラットからリンパ球を回収し、マウスSP2細胞と細胞融合を行い、ハイブリドーマを作製した。ハイブリドーマの培養上清をELISA法とフローサイトメトリー法によりスクリーニングし、最終的に8クローンの抗ウシLAG-3ラットモノクローナル抗体を樹立した。本抗体はすべて、LAG-3に特異的に結合し、T細胞の機能(IFN-gamma産生)を活性化したことから、ウシの難治性疾病に対する免疫応答の制御を目的に利用できると考えられる。本年度はこの他に、本制御法の適応範囲を広げるため、牛のヨーネ病における免疫抑制受容体の機能を解析し、LAG-3がヨーネ病の新規治療標的となる可能性を示した。本研究では、ウシの免疫抑制受容体PD-1やLAG-3に対する分子標的薬(キメラ抗体)を開発し、ウシ白血病ウイルス(BLV)感染症やヨーネ病をはじめとした難治性疾病に対する新規制御法を樹立することを目的としている。まず、昨年度樹立した抗ウシPD-1ラット-ウシキメラ抗体発現細胞株(CHO DG44細胞株)について、メトトレキサートを用いた遺伝子増幅処理を行い、発現細胞に導入した遺伝子カセットのコピー数増幅を試みた。現時点で、91.7 mg/Lの抗PD-1キメラ抗体を産生する安定発現細胞を樹立した。また、Expi293F細胞による一過性発現系も導入し、224.3 mg/Lの抗PD-1キメラ抗体を産生させることに成功した。次に、昨年度樹立した抗ウシLAG-3ラットモノクローナル抗体の可変領域遺伝子を同定し、ウシIgG1の定常領域遺伝子と組み合わせて、抗ウシLAG-3ラット-ウシキメラ抗体の発現プラスミドを作製した。この発現プラスミドを哺乳類細胞株CHO DG44へ導入した後、2,688ウェル分の発現細胞を作製し、この中から目的のキメラ抗体を高産生するクローンを10種類選抜した。これまでに8.85 mg/Lの抗LAG-3キメラ抗体を産生する安定発現細胞を得た。さらに、ウシPD-1発現細胞およびウシLAG-3発現細胞に対する各キメラ抗体の結合性をフローサイトメトリー法にて検討した。その結果、いずれのキメラ抗体もラットモノクローナル抗体と同様に細胞膜上のPD-1またはLAG-3を認識した。次に、BLV感染牛のT細胞に対する再活性化効果を検討した。抗PD-

1キメラ抗体は一部の感染牛でT細胞からのIFN-gamma産生を再活性化し、B細胞におけるBLVウイルスタンパク質の産生を阻害した。一方、抗LAG-3キメラ抗体はほとんどの感染牛でT細胞からのIFN-gamma産生を再活性化した。本研究では、ウシの免疫抑制受容体PD-1やLAG-3に対する分子標的薬を開発し、ウシ白血病ウイルス(BLV)感染症やヨーネ病をはじめとした難治性疾病に対する新規制御法を樹立することを目的としている。まず、昨年度までに樹立した発現細胞株を用いて、抗ウシPD-1治療用抗体および抗ウシLAG-3治療用抗体の大量生産を試みた。この結果、14 mgの抗PD-1抗体を産生させることに成功した。また、抗LAG-3抗体についても大量生産を現在進めている。次に、作製した抗PD-1治療用抗体の機能を評価した。まず、この治療用抗体のPD-1に対する結合親和性は、基にした抗PD-1ラット抗体と同等であることがわかった。また、この治療用抗体はPD-1とリガンドであるPD-L1の結合を阻害するブロック抗体の機能を示した。さらに、BLV感染牛を用いて抗ウシPD-1治療用抗体の臨床試験を実施した。抗PD-1治療用抗体を感染牛に投与し、その後の経過を観察した。抗体投与後、試験牛には特筆すべき臨床症状は認められなかった。また、投与した抗体は少なくとも投与後28日まで血清中から検出され、長い血中半減期を有することが示唆された。そして、抗PD-1抗体の投与によりBLV特異的CD4+ T細胞応答が活性化され、抗ウイルス効果が認められた。このように、抗ウシPD-1治療用抗体がBLV感染症の発症遅延に有効な治療薬となりうることが示唆された。また、本年度はこの他に、本制御法の適応範囲を広げるため、牛のアナプラズマ病における免疫抑制受容体の発現動態と機能を解析し、アナプラズマ病におけるT細胞の疲弊化にPD-1とLAG-3の発現上昇が関与することを示した。本年度は当初の年度計画にあった通り、抗ウシPD-1ならびにLAG-3ラット-ウシキメラ抗体の作製を進め、抗PD-1キメラ抗体については、平成27年度に予定しているウシを用いた臨床試験に必要なキメラ抗体を作製することに成功した。抗LAG-3キメラ抗体の樹立については平成2627年度にかけて2年間で行う計画であったが、現時点では当初の計画通りPD-1に追随する形で発現細胞株の樹立を進めている。また、今年度は作製したキメラ抗体を用いて機能試験を行い、in vitroでの生物活性を示した。2種類のキメラ抗体は想定通りそれぞれウシPD-1とLAG-3へ結合し、BLV感染牛のT細胞を再活性化した。27年度が最終年度であるため、記入しない。まず、抗PD-1, LAG-3キメラ抗体の安定発現細胞(CHO DG44細胞)の産生量をさらに増加させるため、これらの細胞株に対してメトトレキサートを用いた遺伝子増幅処理を継続する予定である。順調に進めば、平成27年度中に最終的な目標産生量(1-2g/L)の発現細胞株が樹立できる見込みである。また、安定発現系(CHO DG44細胞)、および一過性発現系(Expi293F細胞)のいずれについても、培養のスケールアップを行い、0.5-1gのキメラ抗体を生産する。
カンピロバクター感染による栄養飢餓をターゲットとした栄養療法有用性の検討

オートファジーは一部の侵入性細菌の分解機構として働くことが知られている。しかし食中毒原因菌カンピロバクター・ジェジュニとオートファジーに関する研究報告は未だにない。本研究ではカンピロバクター感染におけるオートファジーの役割について研究を行った。カンピロバクター感染で誘導されるオートファジーは侵入菌と共局在を示さず、またオートファジー阻害剤処理は、上皮細胞内のアミノ酸含有量と菌の生存を低下させた。アミノ酸添加量に応じて細胞内での菌の生存が上昇するため、カンピロバクターが細胞侵入後に生存する上で、オートファジーは生存に重要なアミノ酸供給源としての役割を果たしていることが示唆された。平成27年の検討では主に、(1)カンピロバクター感染における、オートファジー誘発意義について、(2)カンピロバクター感染によるエネルギー供給変化について実験を行った。(1)カンピロバクター感染における、オートファジー誘発意義についての検討では、多くの細菌感染で宿主細胞侵入菌の除菌機構として働くオートファジーが、宿主細胞内に侵入したカンピロバクターへ与える影響について評価をした。本研究ではカンピロバクター感染においても宿主細胞内でオートファジーが誘導されること、また阻害剤を用いた検討からオートファジーが侵入後のカンピロバクター生存に寄与していることが明らかとなった。(2)カンピロバクター感染によるエネルギー供給変化については、CE/MS解析によるメタボローム解析を行い代謝産物の変動結果をもとに、アミノ酸をターゲットに決定した。カンピロバクターは他の腸管病原性細菌に比べ糖代謝能が著しく低く、アミノ酸を糖源としてエネルギー代謝を行っていることが知られている。感染宿主細胞内では興味深いことに細胞内で多くのアミノ酸含有量が増加していたため、細胞内アミノ酸上昇機構に対するオートファジーの関与と。細胞内アミノ酸上昇がもたらす宿主細胞内侵入菌の生存変化ついて解析した。アミノ酸の供給を介し、カンピロバクターの細胞内生存に寄与している可能性が示唆された。平成27年度の研究では、(1)カンピロバクター感染における、オートファジー誘発意義について、(2)カンピロバクター感染によるエネルギー供給変化について実験を行ってきた。(1)カンピロバクター感染における、オートファジー誘発意義について行った研究では、オートファジー誘導を確認するだけではなく、細胞内のカンピロバクターに対するオートファジーの働きについてもデータが得ることができ、研究計画通りに研究を進めることができた。(2)カンピロバクター感染によるエネルギー供給変化について行った研究では、CE/MSを用いたメタボローム解析により、カンピロバクター感染細胞で多くの代謝産物の変動を知ることができた。本年度はアミノ酸に注目した検討を行っているが、今後他のエネルギー代謝に注目した検討も可能であり、本研究の幅を広げる有用な知見を得ることができた。両実験共に研究計画段階とは異なる実験結果が得られているため、実験計画に大きな変更があるものの、感染時の栄養療法の有用性を検討する上で(1)、(2)両実験共に優れた研究結果が得られているため順調に進展しているといえる。平成28年の検討では主に、1.カンピロバクター感染によるオートファジー誘導機構について、2.オートファジー阻害によって生じる代謝変化と菌の生存について実験を行った。1.カンピロバクター感染によるオートファジー誘導機構については、オートファジー誘導の中心的なシグナル伝達系であるmTORを中心に解析を行った。mTORは栄養センサーとして働き、エネルギーの枯渇によって脱リン酸化され、オートファジーを誘導することが知られている。本研究よりカンピロバクター感染細胞でmTORの脱リン酸化傾向と、その下流のS6Kの明らかな脱リン酸化を確認した。またmTOR-クラスIII PI3K経路の阻害剤である3-MAを用いた検討では、3MA処理によってカンピロバクター感染によるLC3-IIの蓄積が著しく抑制されたため、カンピロバクター感染によって誘導されるオートファジーもmTORを介して誘導されていることが示唆された。同様にmTORの上流のシグナル伝達系(AMPK, MAPK, PI3K)についても感染によるオートファジー誘導との関連を検討したが、感染によるオートファジー誘導機構としてmTORより上流の経路を見出すことはできなかった。2.オートファジーが感染宿主細胞の代謝に与える影響を解析するため、オートファジー阻害剤を用い、感染宿主細胞の代謝変動を解析した。昨年の検討よりカンピロバクター感染細胞では細胞内のアミノ酸含有量が上昇することが明らかとなっていたが、オートファジー阻害剤存在下では感染によるアミノ酸の変動が緩やかとなり、オートファジーが感染宿主細胞内のアミノ酸変動に大きく寄与していることが示唆された。平成28年度の研究では、1.カンピロバクター感染におけるオートファジー誘導機構、2.オートファジーによってもたらされるエネルギー供給変化、について解析を行うことが出来た。1.カンピロバクター感染における、オートファジー誘発機構については、主要な経路としてmTORを介したシグナル伝達系が重要であることが明らかとなった。またmTORよりも上流のシグナル伝達系については、AMPK、PI3K、ERK1/2について検討を行い、確かな関連を見出すことが出来なかったものの、他の細胞内侵入細菌とは異なる機構でmTORの脱リン酸化を引き起こしている可能性も示唆され、カンピロバクター感染を特徴付ける大きな成果を得ることに成功した。2.オートファジーがもたらすエネルギー供給変化について行った研究では、カンピロバクター感染細胞で増加する細胞内のアミノ酸含有量はオートファジー阻害剤処理で変動が減弱することが明らかとなり、この結果からカンピロバクター感染に特徴的な細胞内アミノ酸変動がオートファジーに由来することを示ことが出来た。

以上の結果からカンピロバクターは細胞内での生存戦略として宿主上皮細胞でオートファジーを誘導している可能性が示され、オートファジー誘導の意義とメカニズムについて実験開始時の想定とは異なるメカニズムではあったものの、十分な研究進展が得られている。平成29年の検討では主に、(1)カンピロバクター感染によるオートファジー誘導機構について、(2)栄養成分の添加と、菌の生存について実験を行った。(1)感染によるオートファジー誘導機構については、カンピロバクターのオートファジー誘導因子の検索を主に行った。オートファジーは上皮細胞への侵入性を欠失した株(CapA::cmr)においても同様に誘導されたことから上皮細胞非依存的に誘導されていることが示唆された。またオートファジーは加熱死菌では誘導されなかった一方、感染実験後の上清を加熱処理したもので誘導されたため、感染実験時に分泌される何らかの耐熱性因子がオートファジー誘導に関わっていることが示唆された。さらに限外濾過フィルターを用いた実験から、この誘導因子が3kDa以下の小分子であることも明らかとなったが、分子の特定にまでは至っていない。(2)一昨年の検討よりカンピロバクター感染細胞では宿主細胞内でアミノ酸含有量が大きく変動していることが示唆された。昨年の検討で、オートファジーが一部細胞内のアミノ酸変動に加担していることが示されたが、細胞外のアミノ酸の影響についても同様に検討を行ってみた。感染刺激によって細胞外のアミノ酸含有量に応じて細胞内のアミノ酸含有量が多くなることが明らかとなり、感染細胞内ではアミノ酸取り込み能が上昇していることが明らかとなった。また興味深いことに、細胞外のアミノ酸量に応じて宿主細胞内生存菌数が変化することが明らかとなり、感染細胞のアミノ酸取り込みが、菌の生存にも影響することが示唆された。オートファジーは一部の侵入性細菌の分解機構として働くことが知られている。しかし食中毒原因菌カンピロバクター・ジェジュニとオートファジーに関する研究報告は未だにない。本研究ではカンピロバクター感染におけるオートファジーの役割について研究を行った。カンピロバクター感染で誘導されるオートファジーは侵入菌と共局在を示さず、またオートファジー阻害剤処理は、上皮細胞内のアミノ酸含有量と菌の生存を低下させた。アミノ酸添加量に応じて細胞内での菌の生存が上昇するため、カンピロバクターが細胞侵入後に生存する上で、オートファジーは生存に重要なアミノ酸供給源としての役割を果たしていることが示唆された。平成27年度の研究から、細胞内に侵入したカンピロバクターは宿主細胞内へのアミノ酸供給によって生存効率が大きく変化することが明らかとなった。我々の検討によりタンパク質分解系の一つであるオートファジーが細胞内のアミノ酸供給に寄与し、菌の細胞内生存に貢献していることが明らかとなったが、カンピロバクター感染におけるオートファジー誘発機構については解析が進んでいない。