hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新たな生物進化モデルの展開：日本海多様化工場説とその世界的インパクト

日本海を舞台に、第三紀の後半から第四紀にかけて生じた潮間帯生物(主として貝形虫)の多様化・寒冷適応・北方進出を明らかにした。Paradoxostoma亜科のBoreostoma属の世界中の分布を調査し、本属の祖先種が日本の黒潮域で誕生し、その後日本海で種分化・多様化し、北海道東岸親潮域に適応した種がカナダ西岸、イギリス南岸にまで達したことをDNA解析に基づき明らかにした。DNAの解析結果に基づくと、黒潮域から対馬暖流域、宗谷暖流域を経て親潮域まで到達するのにかなりの地質時間を有したが、一旦親潮域(寒流系)に達すると、相対的に短期間で北半球高緯度域に拡散したことが判明した。南方起源の熱帯・亜熱帯潮間帯貝形虫の北方進出を検証するため、カナダ西岸バンクーバー島、ハイダグアイ島の潮間帯において研究代表者の神谷と分担者のスミスならびに2名の院生・学生が8月に10日間の試料採集調査を行った。これらの試料からまず貝形虫生体標本を拾いだし、形態的解析を行い、日本周辺から報告されている種と比較した。解析には複数の種の標本を解剖し、生物顕微鏡下で軟体部の詳細なスケッチを行った。その結果、カナダ西岸からはParadoxostoma亜科Boreostoma属に分類される未記載種が3種(P. sp.1, P. sp. 2, P. sp.3)生息することが確認された。これら3種の大顎の底節の剛毛の有無、第二触角第四節外側の剛毛の有無を調べたところ、いずれの3種も大顎底節の剛毛が消失し、第二触角第四節外側に剛毛を有することが判明した。これらの特徴は日本に分布するBoreostoma属4種のうち、子孫的な種で北海道オホーツク海沿岸から東岸親潮域に分布するBoreostoma ussuricum、北海道西岸対馬暖流末端に分布するBoreostoma spineumの特徴と一致することが判明した。この結果は、「日本海で寒冷適応した熱帯・亜熱帯種がさらに種分化、寒冷域に適応・北上し、ベーリング海を超えて北米西岸、北ヨーロッパに分布している」という本研究の作業仮説を実に良く支持するデータとなった。また貝形虫試料のDNA分析にも取り組み、平成27年度中には結果が出る予定である。一方、軟体動物、海藻類についても同様の検討を進めている。6月にイギリスの潮間帯生物採集調査を行い、主として貝形虫を中心に形態解析を行った。イギリス現地調査ではMargateとMineheadの岩礁地で複数の海藻種の採取を行い、Paradoxostoma variableを含む多数の潮間帯生物の採集に成功した。この結果と前年度行ったカナダ調査、および既に試料やデータのあった日本周辺海域の調査結果を合わせて、Paradoxostoma亜科のBoreostoma属貝形虫の形態解析を行った。この結果にもとづいて推定した系統関係は、日本発祥種が日本海で多様化し、次第に北方進出していったことを示唆しており、今研究課題の進化仮説を支持する結果を得た。さらに重要な点は、北半球に分布するBoreostoma属6種の18SrDNAの解析に成功し、分子遺伝学の観点からも系統推定を行い、明快な系統関係を得たことである。すなわち、太平洋黒潮種のB. yatsuiから日本海対馬暖流種のB. pedaleが派生し、B. pedaleから北部日本海宗谷暖流種のB. spineumが派生、B. spineumから北海道東部親潮(寒流)種のB. ussuricumが派生し、B. ussuricumからイギリス種B. variableとカナダ種B. sp.3が派生したことが分子遺伝学的に判明した。形態とDNAから推定した系統関係が一致し、さらにDNA解析に基づき導かれた詳細な系統関係は、「本来南方の熱帯・亜熱帯に起源をもつ属が日本海に進入し、多様化・寒冷適応を繰り返し、次第に北方進出し、現在北半球高緯度域に広く分布している」という日本海進化のゆりかご説を完全に立証するものとなった。最大の目的であった「日本海発祥種の多様化、寒冷適応、北方進出説」について、主要材料生物である貝形虫のBoreostoma属に関して、形態および分子遺伝学的に解析に成功し、北方進出説を検証することができた。しかし、他の貝形虫属や海藻など他の分類群については形態解析を継続中であり、複数の生物による進化仮説の検証にはまだいたっていない。また、分子遺伝学的な系統推定には成功したが、分子時計の観点から、分岐年代を推定しようとした試みは、それに適切な分析結果が得られなかったために達成されていない。上記のような理由により、概ね順調に進展していると評価できる。昨年度までの成果としてParadoxostoma属貝形虫の分子系統学的検討により、日本海発祥種が日本海およびその北方海域で多様化し、北方へ進出、現在はその子孫がイギリスやカナダに生息している状況が明らかとなった。しかしながら、この進化イベントが生じたタイミングについては分子時計が有効に使えなかったこともあり、正確に推定できていないという問題点があった。つまり、系統関係の推定に有効な遺伝的解析(18SrNA)には成功したが、もう少し置換速度の速い領域を用いて、分化の生じた時間スケールを論じるまでには至らなかったという結論である。今年度はこの進化イベントの普遍性とタイミングを精査すべく、潮間帯貝形虫Xestoleberis属の日本産種、イギリス産種、フィジー産種の形態を比較検討後、DNA(CO1)を用いて系統推定を行った。

しかし、現在までのところCO1領域をターゲットとした分析がうまく進まず、系統を有効に判断する成果は得られていない。今後も解析領域を変えるなどの工夫を通して、分析精度を上げ、ターゲットとした時間分解能に基づく研究成果を得る予定である。また、昨年度までの研究成果を中心に、6月に中国・昆明で開催された第2回アジア貝形虫研究者会議で口頭発表を行った。本成果はアジアから発信された進化事象であることもあり、発表内容は多くの研究者に多大な興味をもって迎えられ、好評を得た。また現在その成果を国際誌に発表すべく執筆準備中である。最大の目的である「日本海発祥種の日本周辺北方海域における多様化・寒冷適応と、その子孫種の北方進出」はParadoxostoma属のDNA解析により証明された。すなわち、氷期・間氷期の繰り返した第四紀の日本海が熱帯種を寒冷適応種に変える「進化の工場」として機能していたということになる。今後はその進化イベントの普遍性と生じた時期を特定する研究を進める必要があり、この点だけが不十分といえる。昨年度までの成果として、Paradoxostoma亜科貝形虫の中でBoreostoma属が日本の南方で誕生し(B. yatsui)、その後太平洋側種(B. coniforme),日本海種(B. pedale)に分化し、B. pedaleが対馬暖流末端種(宗谷暖流種)であるB. spineumを生じ、さらにB. spineumが寒流系種(親潮種)であるB. ussuricumを生じたという、「日本海で生じた潮間帯貝形虫の種分化と寒冷適応、北方進出」を解明することができた。さらに、寒流系種B. ussuricumはベーリング海峡を越え、カナダ西海岸種(B. sp.)、イギリス北欧種(B. variable)を生じ、日本海起源種の北半球進出が明らかとなった。北半規模で日本発祥の進化イベントをとらえた最初の研究成果と思われる。今年度は、この進化イベントの普遍性を、形態解析から推定されたXestoleberis属貝形虫の北方進出をDNA解析で検証すること、海藻(ホンダワラ科)の同様の北方進出をDNA解析から検証すること、を試みた。しかしながらなぜかXestoleberis属の分子系統解析はうまくすすまず、これららの分析から系統関係を論じるに十分な結果は得られずに終わった。しかしながら、Boreostoma属の種分化のタイミングは、暖流系種が寒流系に進入するまでの難しさを示すとともに、一旦寒流系に適応した種が生じると、瞬く間に世界中の寒流域に広がることを明確に示した。これは、ある種の「進化の爆発(進化の小爆発)」イベントとも考えられ、古生代初期に生じた「無脊椎動物の進化の大爆発」に準じる、生物が新しい環境に適応したときの本質を示す現象として、大いに注目される。日本海を舞台に、第三紀の後半から第四紀にかけて生じた潮間帯生物(主として貝形虫)の多様化・寒冷適応・北方進出を明らかにした。Paradoxostoma亜科のBoreostoma属の世界中の分布を調査し、本属の祖先種が日本の黒潮域で誕生し、その後日本海で種分化・多様化し、北海道東岸親潮域に適応した種がカナダ西岸、イギリス南岸にまで達したことをDNA解析に基づき明らかにした。
ナノスケール電気泳動法による一分子グライコーム解析

ナノスケール電気泳動と蛍光一分子顕微鏡を組み合わせ,各構造の糖鎖分子を電気泳動によって分離した後,さらに一分子ずつ見分けてその数を計測する「一分子グライコーム解析法」を世界で初めて実現する。がん幹細胞やエクソソームなどを対象に一分子グライコーム解析を実践することで,生体内超微小領域における糖鎖研究を推進し,最終的に「一分子オミックス解析」という新たな研究領域を開拓することを目指す。
過冷却液体のガラス転移における密度ゆらぎの時間相関と空間相関の同時決定

パルス誘導光散乱法を用いて、過冷却液体のガラス転移を決定づける密度ゆらぎの時間相関と空間相関を同時に決定することにより、ガラス転移機構に関わる時空間スケーリングの可能性を追求することが本研究の目的である。パルス誘導光散乱は実時間測定法の1種であるから密度ゆらぎの時間相関を直接捉えることができ、しかも散乱ベクトルqを変えることにより(測定する長さの"物差し"をかえることになる)、密度ゆらぎの空間相関をも得ることができるという長所をもつ。ガラス形成物質であるD-ソルビトール、D-ソルビトールと比べ分子鎖が半分であるグリセロール、そしてこれらの物質と異なり分子間水素結合を作りにくいサロールを用い、パルス誘導光散乱を行った。散乱ベクトルqを変えて密度ゆらぎを測定することに成功し、その結果、密度ゆらぎの緩和時間がそれぞれのガラス転移温度T_gよりもかなり高い温度T_<max>で最長となり、しかもT_<max>がqの減少に伴って低くなる新しい現象を発見した。例えばD-ソルビトールの場合、ガラス転移温度はT_g=266Kであるが、qが1.3×10^4,8.6×10^3,3.7×10^3,8.3×10^2cm^<-1>のとき、T_<max>はそれぞれ309,305,299Kとなる。この現象は、密度ゆらぎの空間相関を特微づける長さのスケールξが存在し、それが温度の低下に伴って長くなるが、T_<max>で波長Λ=2π/qと等しくなることで解釈できる。本研究により見つかったξは、1965年にG.AdamとJ.H.Gibbsによって提唱されたCRR(Cooperatively rearranging region)の大きさのスケール(110nmのオーダー)とは異なる新しい長さのスケールであると考えている。パルス誘導光散乱は実時間測定法の1種であるから密度ゆらぎの時間相関を直接捉えることができ、しかも散乱べクトルqを変えることにより(測定する長さの"物差し"をかえることになる)、密度ゆらぎの空間相関をも得ることができるという長所をもつ。平成12年度は、液晶回折格子装置を当該補助金で購入し、これを現有システムに組み込み、これまで手動で行っていたqの変更をコンピュータ制御で自在に変えことができるような新しい光散乱システムを完成させた。そして、ガラス形成物質であるD-ソルビトールを用い、qをq_1=1.3×10^4,q_2=8.6×10^3,q_3=3.7×10^3,q_4=8.3×10^2cm^<-1>と次々に変えて密度ゆらぎを測定することに成功した。その結果、密度ゆらぎの緩和時間がガラス転移温度Tg=266Kよりもかなり高い温度Tpで最長となり、しかもTpがq依存性を示すことを発見した(q_1,q_2,q_3,q_4のときそれぞれ309,305,299,288K)。この現象は密度ゆらぎの空間相関を特徴づける長さのスケールξが存在し、それが温度の低下に伴って長くなるが、Tpで波長∧=2π/qと等しくなることで解釈できる。結局、本実験では密度揺らぎを直接捉えた上でξの存在を確定したことになる。パルス誘導光散乱法を用いて、過冷却液体のガラス転移を決定づける

密度ゆらぎの時間相関と空間相関を同時に決定することにより、ガラス転移機構に関わる時空間スケーリングの可能性を追求することが本研究の目的である。パルス誘導光散乱は実時間測定法の1種であるから密度ゆらぎの時間相関を直接捉えることができ、しかも散乱ベクトルqを変えることにより(測定する長さの"物差し"をかえることになる)、密度ゆらぎの空間相関をも得ることができるという長所をもつ。平成13年度は、ガラス形成物質であるグリセロールを用い、散乱ベクトルqをq_1=3.4×10^4,q_2=8.6×10^3,q_3=8.3×10^2cm^<-1>と次々に変えて密度ゆらぎを測定することに成功した。その結果、密度ゆらぎの緩和時間がガラス転移温度T_g=266Kよりもかなり高い温度T_<max>で最長となり、しかもT_<max>がq依存性を示すことを発見した(q_1,q_2,q_3のときT_<max>はそれぞれ309,305,299K)。この現象は、前年度に行ったD-ソルビトールで発見したものと本質的に同じ現象であり、またD-ソルビトールやグリセロールと異なり分子間水素結合を作りにくいサロールを用いた新たな実験でも同現象を確認した。これら実験結果は密度ゆらぎの空間相関を特徴づける長さのスケールξが存在し、それが温度の低下に伴って長くなるが、T_<max>で測定波長Λ=2π/qと等しくなることで統一的に解釈できる。結局本研究により、ξが物質によらずに普遍的に存在することが明らかとなったと考えている。
無機空間分子活性化による新奇反応の開拓

無機多孔体による空間制御として、初年度はフラーレンに対して共役ジエンとの選択的なDiels-Alder反応が進行することを見出し、無機多孔体があたかも固体溶媒として作用する糸口を明らかにした。今年度は規則正しい細孔を有したハニカム構造のメソポーラス多孔体であるMCM-41の内部表面修飾を目的とした。その結果、固体溶媒として活用することが、その表面極性や形状をコントロールすることによって実現できた。また、内包したフラーレンを一次元的に重合(オリゴメリ化)することにも成功した。細孔径とフラーレンの直径から考えて、メソポーラスシリカに内包されているフラーレンは一次元的に分散している。これを、光化学的あるいは放射線化学的にオリゴメリ化させて、これまでに創製されていないフラーレンの直線的ポリマーの合成を検討したところ、難溶性の黒色個体を得ることができ、その物性については現在検討中である。メソポーラスシリカの表面は未修飾の状態ではヒドロキシ基が存在し、これは有機溶媒でたとえるとアルコールと同等である。NaBH4などの還元剤で、一旦フラーレンを水素化し、発生した水素化フラーレンを還元触媒としケトンや炭素ー炭素不飽和結合の水素化に活用することができた。今年度は、γ-シクロデキストリン2分子が1分子のフラーレンと包接した複合体が種々の汎用性の有機溶媒に可溶であることを活用し、フラーレンに対して位置選択的な化学反応を見出すことができた。また、この複合体形成挙動の機構解明を熱力学的測定や、速度論的な検討から明らかにすることができた。疎水性反発を駆動力としているが、我々が見出した有機溶媒に可溶なシクロデキストリンとフラーレンの複合体形成は両者が十分に溶解する溶媒中で生起している。この挙動の解明は、フラーレンのみならず様々な有機分子の新たな複合体形成および反応場開拓に貢献できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、活性化する分子としてフラーレン(C_<60>)に着目し、その化学修飾の際に生じる問題点を解決するために、無機多孔体による空間的制御および有機ホストによる表面制御について検討した。フラーレンが難溶であるヘキサン中でフラーレンとシクロペンタジエン(2当量)を室温で6時間撹拌したところ、反応はほとんど進行しなかった。また、フラーレンが可溶なトルエン中で同様の条件下で撹拌した場合は、Diels-Alder付加体が収率36%、選択率(反応により消費されたフラーレンを基準とした収率)40%で得られた。しかし、MCM-41に内包したフラーレンとシクロペンタジエンをヘキサン中で撹拌したところ、Diels-Alder反応が進行し、収率58%、選択率98%という高い選択率で付加体が得られた。フラーレンをMCM-41に内包せずに、MCM-41存在下、フラーレンそのものをヘキサン中で撹拌するとモノ付加体が収率48%、選択率96%で得られた。これは疎溶媒性効果によりシリカ内部にフラーレンが分散され、細孔内で反応が生起したことを示唆している。以上の結果は、既に論文として発表した。また、他の反応媒体として、γ-シクロデキストリンを活用したフラーレンの化学修飾を検討した。我々はTBDMS基で化学修飾したシクロデキストリン(TBDMSγCD)にフラーレンを包接させ、2:1(TBDMSγCD:C_<60>)の複合体が調製できることを見出した。この複合体は、フラーレンが難溶である酢酸エチル、クロロホルム、飽和アルカンに可溶であること、さらに、シリカを作用させることにより、容易に分解可能であることも判った。オクタン中で、フラーレンそのものとシクロヘキサジエンを90度で12時間撹拌したところ、収率8%、選択率36%でDiels-Alder反応が進行した。しかし、C_<60>/TBDMSγCD複合体を活用し、同様の条件で撹拌したところ、効率よく反応が進行し、収率48%、選択率89%という高い選択率でモノ付加体が得られた。

今年度は、γ-シクロデキストリン2分子が1分子のフラーレンと包接した複合体が種々の汎用性の有機溶媒に可溶であることを活用し、フラーレンに対して位置選択的な化学反応を見出すことができた。また、この複合体形成挙動の機構解明を熱力学的測定や、速度論的な検討から明らかにすることができた。疎水性反発を駆動力としているが、我々が見出した有機溶媒に可溶なシクロデキストリンとフラーレンの複合体形成は両者が十分に溶解する溶媒中で生起している。この挙動の解明は、フラーレンのみならず様々な有機分子の新たな複合体形成および反応場開拓に貢献できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通りに、無機多孔体中でのフラーレン分子の反応性を明らかにし、特異な微小空間内での選択的な反応を実証することができた。また、新たな反応媒体として、有機溶媒に可溶なシクロデキストリンがフラーレンと複合体を形成することを見出し、シクロデキストリンがフラーレンの表面を遮蔽し、反応の選択性を誘起できることを明らかにした。現時点での予備的実験結果として、フラーレン以外の有機分子も無機多孔体に内包できることを見出しつつある。この内包できた分子に対する化学反応として、特異な微小空間ならではの新奇な反応の開拓に挑む。さらに、本研究の遂行中で見出した有機溶媒に可溶なγ-シクロデキストリンとフラーレンとの複合体が、特異な反応性を示すことを受けて、その複合体の生成機構の解明を目指す。この複合体の生成に関しては、シクロデキストリンの分野では、非常に特異的であり、興味深い知見であることから学術的にも意義があると考えられる。このように無機多孔体のみならず、新たな反応場の開拓は有機合成化学においても重要な課題であることから、シクロデキストリン複合体の化学についても研究を精力的に進展させる。
シュロの表象を通してみる日本の近代化の理解のための教材研究

1.研究目的:本研究は日本に自生するヤシ科の植物シュロ(綜櫚、学名Trachycarpus fortune)が、明治期以降、公共建築等の西洋建築のファサード(正面、facade)に植栽されるようになった事象を取り上げ、これらのシュロが表象するものを検証し、これを題材に日本の近代化を理解するための高等学校地歴科の教材を実践的に研究することを目的とした。2.研究方法:シュロの植栽について幕末以降昭和初期までの建築を主に写真で確認し、既存建築は東京、横浜市、京都市、大阪市とその近郊、長崎市及び佐世保市において実地調査も行った。またシュロに関する言説を新聞や建築雑誌等の記事、文学作品等から調査した。これらによってシュロがいつ頃から建築の正面に植栽され、何を表象してきたかの検証を試み、その結果に基づき、教材を作成、実践し、教材としての吟味を〓った。3.研究成果:調査の結果、建物の正面にシュロを植栽する事例は明治中期以降の西洋建築に確認された。この事例は長崎市、佐世保市ではほとんど確認できなかったが横浜、大阪とその近郊では昭和初期の建築を中心に、東京及び京都市では明治中期から昭和初期の多様な建築に確認された。最も古い事例にはヨーロッパ人建築家が関わっており、このような植栽が当時のヨーロッパで盛んに行われたという確証がないことから、彼らがヤシ科植物としてのシュロを「アジア的な味付け」あるいは「植民地=東洋」の表象として植栽したものと推測した。しかし、その後、この植栽が日本人による多くの西洋建築の一部として普及する中で、むしろ「西洋的なもの」「近代的なもの」いわば「近代=西洋」を表象するように逆転したと考えられた。このことを題材として教材を作成し勤務校において公開研究授業を実践した。参観者及び生徒より日本の近代化が西洋化を伴ったものであることを理解し、そこで生じた異文化接触の過程について関心を深める教材として、一定の評価が得られた。
金属機能材料中微小欠陥検出方法の開発研究

厚み2mm程度のNb金属円盤(φ30)の両面を研磨して,鏡のようにし,材料厚みの均一性がミクロレベルで確保できた。そして,硬さ計の圧力を調整して,その材料上に凹みの配列をつけた。通常の硬さ計では小さい凹みをつけることができないので,ナノ硬さ計を利用して数ミクロンの凹みまで加工できた。管電圧225keVと焦点サイズ数ミクロンのX線発生装置で金属円盤上の凹みの検出を試みた。撮像は2DのX線検出器を使い,画素の寸法が100ミクロンで,16ビットの階調分解能である。微焦点光源から擬似球面波が出てくるので,検出器を試料と光源からある程度離せば,その拡大の効果で数ミクロンのワイヤが見える。このようなシステムでX線の投影画像から数十ミクロン凹みの像まで見えた。配列した凹みの外寸が顕微鏡で測定できるが,X線でみる深さ方向の寸法がなかなかわからない。いま探針法で深さの計測を試みているところである。その寸法がわかれば,X線画像の情報と照合して,定量的にX線による探傷が評価できる。X線画像の中に,配列した凹みの画像が見えるが,その他,均一と思われる材料なのに,不規則な吸収コントラスト模様が見える。それは回折によるものもあり,試料の角度位置を変えると消えるものである。試料の角度位置によらず,いつも現れる吸収コントラストの模様は圧延による材料組織に関連があるように見える。微焦点光源による空間分解能とコントラストの改善は圧延による材料組織の密度変化が見えれば,材料中微小欠陥検出研究の意外な収穫となる。研究の進捗状況:1)標準試料を作製した。X線の材料の透過強度の変化によって,材料の欠陥を検出することを目指しているので,2枚2mm厚のNb板を電子ビーム溶接した試料を作製した。試料の表面傷や荒さの影響を排除するために,試料を研磨して,さらにその表面荒さの評価を行った。また,研磨表面に,人工的に傷線と硬さを測定するための圧子で微小なくぼみを1列つけて,放射線の透過テストを行った。2)電子冷却のX線検出器アレイをアセンブリし,その性能をテストした。現段階の性能は室温の状況に比べて,1桁ノイズを抑えることに成功した。窓を封する材料が湿気に弱く,耐久性の改善が必要である。熔接部を含んだテスト用の標準サンプルを作り,加速空洞と同じような研磨を施し,さらに硬度計の圧子で様々な尺度の微小な凹みをつけることを完成した。2mm厚ニオブ材料のX線吸収が高く,テストに1mm厚の銅材料を作り,テスト実験を行っていた。従来の方法と比べるためにイメージングプレートの画像撮影を行って,さらにマイクロビームスキャン法でのテストを行って,両者の区別を行った。明らかにマイクロビームスキャン測定法のS/Nが有利であることを確認した。検出器アレイ検出器窓の低温の耐久性を改善して,ライン形状のビームを有効利用して、検出器の分割で,検出感度と検出面積カバーの両立を図る。地震災害の影響で,電気代が上がり,加速器の運転時間が大幅に短縮されたので,予定の春のマシンタイムがなくなり,実験ができなかった。検出器アレイの改良版をアセンブリして,ダイナミックレンジを広げる。金属材料内の空孔試料の作製を試みる。
新規ジンクフィンガー型転写抑制因子による脂肪細胞分化・脂肪蓄積の制御機構の解析

Bcl11bノックアウトマウスを出生直後に観察すると、肩甲骨周囲の白色脂肪組織の顕著な萎縮が観察されることから、Bcl11bが脂肪細胞分化を制御している可能性が考えられる。本研究では、Bcl11bによる脂肪細胞分化制御機構の解明を目的とした。マウスの脂肪組織におけるBcl11bの発現をリアルタイムPCRおよびウエスタンブロッティングによって確認することができた。Bcl11bは胸腺T細胞では細胞質に、ケラチノサイトでは核に局在することが知られている。そこで脂肪細胞におけるBcl11bの細胞内局在を検討したところ、主に核に局在することが示された。次に脂肪細胞への分化能を有する3T3-L1細胞を脂肪細胞へと分化させ、Bcl11bの発現レベルについてmRNAおよびタンパク質レベルで解析を行った。その結果、分化後12日で一過的に発現が上昇することが明らかになった。ウイルスベクターを用いてBcl11b発現をノックダウンしたところ、脂肪細胞への分化能の抑制と共に脂肪細胞分化のマスターレギュレーターであるPPARγの発現低下が観察された。その抑制機構の解明のため、PPARγ発現を制御することが知られている転写因子の活性にBcl11bが関与するかどうかをレポーターアッセイにより検討した。その結果、Bcl11bはC/EBPαおよびC/EBPβの活性を促進することが明らかとなった。脂肪細胞特異的Bcl11bトランスジェニックマウスを作製した。aP2プロモーターを用いた。現時点で9頭のファウンダーマウスの入手に成功している。Bcl11bヘテロ欠損マウスへの高脂肪食負荷実験を行った。ヘテロマウスでは高脂肪食摂取による体重増加が低下し、脂肪組織重量が低下すると共に、脂肪肝の発症も抑制されていた。これらの結果より、Bcl11bが脂肪組織への脂肪蓄積に関与していることが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。

24年度が最終年度であるため、記入しない。申請書の計画通りにおおむね進展している。MEFを用いた解析は現時点では開始出来ていないが、来年度に作製予定であった脂肪細胞特異的Bcl11bトランスジェニックマウスについては、既に9頭のファウンダーの入手に成功している。計画書にそって研究を遂行する。C57BL/6バックグラウンドのBcl11b欠損マウスを作製したところ、ヘテロマウスでも体の大きさが20%程度小さくなった(BALB/Cバックグラウンドではそのような傾向は見られなかった)。体の大きさを揃えるためにC57BL/6とBALB/CのF1を作製し、解析を行う。
計算機シミュレーションによるアロステリック相互作用の分子内伝達メカニズムの解明

研究目的細胞内におけるタンパク質機能発現の制御に関わる、アロステリック相互作用の分子内伝達メカニズム解明を行うため、伝達経路となるアミノ酸残基とそれらの相互作用を明らかにする。研究実施計画(1)前年に引き続き、トロンビン-基質会合反応に対して、環境として作用するカチオンの効果を検証する。(2)天然型トロンビンに比べて、酵素活性が著しく低いキメラ・トロンビンのシミュレーションを行う。活性部位の構造に注目し、天然型とキメラの比較を行い、トロンビン-基質複合体におけるカチオン結合の役割を検討する。具体的内容と意義・重要性(1)トロンビンの周りのカチオン分布の解析から、「非結合カチオンは遭遇複合体の形成を最適化する」という知見が得られた。ナトリウムイオンの非部位特異的相互作用の重要性を示し、アロステリック相互作用の概念拡張を提案した点に意義がある。(2)酵素反応の第一段階であるSer195-His57間のプロトン・リレーに注目し、天然型およびキメラ・トロンビンを比較した。キメラ・トロンビンではカチオンが結合することで、プロトン・リレーが起こる部位の水素結合形成数が10%低下することが分かった。このことは、キメラの酵素活性の低下に寄与すると考えられる。カチオンが結合したキメラ・トロンビンでは、Ser195とHis57および基質分子との相互作用がエネルギー的に不安定化する。一方、Ser195とGlu192の相互作用が安定化する。結果、Ser195とHis57の位置関係が変化により水素結合数の低下が起こったと考えられる。以上から、Glu192がアロステリック相互作用の伝達に関与していることが示唆された。部分的とはいえ、アロステリック相互作用伝達に関わる残基が分かったことは、今後のトロンビンのアロステリック相互作用の伝達機構の全容解明に向けた重要な進展であると言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究目的細胞内におけるタンパク質機能発現の制御に関わる、アロステリック相互作用の分子内伝達メカニズム解明を行う。研究実施計画アロステリック相互作用により、(1)大規模構造変化を起こさない"トロンビン系"と、(2)大規模構造変化を起こす"U1A系"についてそれぞれ研究を遂行した。(1)について:トロンビンはアロステリック相互作用により構造揺らぎが変化することが知られている。構造揺らぎに注目してトロンビン分子中でアロステリック相互作用が働く部分を特定する。(2)について:U1Aはアロステリック相互作用により大規模構造変化を起こすことが示唆されている。アロステリック相互作用と構造変化の関係を検証する。具体的内容(1)について:トロンビンにアロステリック分子が結合していない状態で、150ナノ秒のMDシミュレーションを20本行った。14本のMDトラジェクトリーで、アロステリック分子がトロンビンに結合した。アロステリック分子が結合する前後のトロンビンの構造アンサンブルを比較して、アロステリック相互作用の働きが影響する残基を特定した。(2)について:構造変化が起こるMDトラジェクトリーに対して、アロステリック分子の影響を調べた。アロステリック分子は構造変化とは無関係であるが、その構造変化の維持・安定性に寄与することが示唆された。意義・重要性(1)について:アロステリック分子の結合を直接観測できたことで、平衡状態のみならず、非平衡緩和過程の性質も調べることが可能となった。また、特定された残基の役割の解析を通して、本研究の目的、つまりアロステリック相互作用の伝達経路の特定とその物理化学的メカニズムの解明、に肉薄できる。(2)について:タンパク質の構造変化が、アロステリック分子に関係する段階とそうでない段階があることが示唆された。アロステリック相互作用を含む、分子認識の全体的描像の確立に貢献すると考えている。研究目的細胞内におけるタンパク質機能発現の制御に関わる、アロステリック相互作用の分子内伝達メカニズム解明を行うため、伝達経路となるアミノ酸残基とそれらの相互作用を明らかにする研究実施計画(1)U1Aが機能を発現する際の構造変化のメカニズムについて、得られた知見を論文としてまとめる。(2)トロンビン系で、平衡状態下でエフェクターであるナトリウムがトロンビンにあたえる影響を調べる。エフェクター分子以外の、環境として存在するナトリウムの影響を検証する。さらに、トロンビン-基質複合体、トロンビン-基質-阻害剤複合体下での、ナトリウムの役割を検討する。(3)アロステリーについての知見を広めるために、ヘモグロビン系におけるアロステリック相互作用のメカニズムの検証について、共同研究を行う具体的内容と意義・重要性(1)U1A系について、従来RNAとの相互作用下で機能構造への変化が起こると考えられていたが、今回行ったシミュレーションから、構造変化自体は自発的に起こることが示された。U1A-RNAの新規複合体形成メカニズムを提案、論文としてまとめた。ACSのBiochemistry誌に投稿し、現在、査読者とやり取りをしている。(2)トロンビン系について、まず、環境として働くカチオンの効果を調べるために、三種類の異なるカチオン環境の系のシミュレーションを行った。トロンビンの周囲のカチオンの分布を比較し、ナトリウム存在下でトロンビン-基質会合速度が最適化されるのは、ナトリウムが基質のトロンビンへの接近を阻害しないためであるという知見が得られた。また、トロンビン-基質複合体のシミュレーションを行った。

カチオンとの局所的な相互作用が基質分子のエネルギー的安定性に影響することが示唆された。(3)ヘモグロビン系については、環境として存在する酸素分子が大規模構造変化を駆動することが示唆された。論文として成果をまとめ、Scientific Reportsに採用された。従来、アロステリック相互作用は、タンパク質と基質の局所的相互作用によって説明がなされてきた。今年度に我々が行った研究によれば、"アロステリック相互作用"の本質は、酵素-基質反応の段階ごとに異なる可能性があることを示唆している。以上の結果はアロステリック効果の概念に再考を促す点で重要である研究目的細胞内におけるタンパク質機能発現の制御に関わる、アロステリック相互作用の分子内伝達メカニズム解明を行うため、伝達経路となるアミノ酸残基とそれらの相互作用を明らかにする。研究実施計画(1)前年に引き続き、トロンビン-基質会合反応に対して、環境として作用するカチオンの効果を検証する。(2)天然型トロンビンに比べて、酵素活性が著しく低いキメラ・トロンビンのシミュレーションを行う。活性部位の構造に注目し、天然型とキメラの比較を行い、トロンビン-基質複合体におけるカチオン結合の役割を検討する。具体的内容と意義・重要性(1)トロンビンの周りのカチオン分布の解析から、「非結合カチオンは遭遇複合体の形成を最適化する」という知見が得られた。ナトリウムイオンの非部位特異的相互作用の重要性を示し、アロステリック相互作用の概念拡張を提案した点に意義がある。(2)酵素反応の第一段階であるSer195-His57間のプロトン・リレーに注目し、天然型およびキメラ・トロンビンを比較した。キメラ・トロンビンではカチオンが結合することで、プロトン・リレーが起こる部位の水素結合形成数が10%低下することが分かった。このことは、キメラの酵素活性の低下に寄与すると考えられる。カチオンが結合したキメラ・トロンビンでは、Ser195とHis57および基質分子との相互作用がエネルギー的に不安定化する。一方、Ser195とGlu192の相互作用が安定化する。結果、Ser195とHis57の位置関係が変化により水素結合数の低下が起こったと考えられる。以上から、Glu192がアロステリック相互作用の伝達に関与していることが示唆された。部分的とはいえ、アロステリック相互作用伝達に関わる残基が分かったことは、今後のトロンビンのアロステリック相互作用の伝達機構の全容解明に向けた重要な進展であると言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の計画通り、トロンビンのアロステリック効果に関係する残基を特定することができた。また、UIA系については学会発表での議論を通して、論点が明確になった。それを踏まえて一報目の論文を作成し、専門誌に投稿した。
新規霊長類神経回路操作技術の開発と応用による高次認知機能制御メカニズムの解明

霊長類に特徴的な高次脳機能を神経回路レベルで解明するためには、神経回路操作技術の開発が必須である。しかし、マカク属サル等の霊長類では遺伝的背景が同一の個体(近交系)が存在せず、サル使用数の制限やヒトでは侵襲実験が不可など倫理的制約も存在するため、神経回路操作技術の開発は困難を極めており、国際的研究課題となっている。申請者は、この問題を解決するため、比較的長期(数ヶ月)の遺伝子発現を可能とするアデノ随伴ウイルスベクター(AAV)を用い、特定の神経回路における遺伝子発現誘導を1個体内で繰り返しon/offする試みをマカク属サルにおいて行っている。昨年、大脳皮質内で最長投射の1つであるサル前頭前野(PFC)と下側頭葉皮質TE野間において、GFPをマーカーとした遺伝子発現操作に成功しており、更に、その応用として、シナプス情報伝達阻害分子であるテタヌストキシン(eTeNT)の誘導にも成功している。これら遺伝子発現誘導はドキシサイクリン(Dox)投与によって可逆的に制御されるよう設計されている(Tet-Onシステム)。その後、eTeNT誘導による可逆的かつ長期的な神経遮断の電気生理学的検証に研究は進んだが、TE野への手術ダメージが予想外に大きく、安定的かつ長期的な電気生理記録が困難であることが判明したため、長距離でありながら投射が強く、手術ダメージが少なく済む左右半球の運動前野(F7)間の交連投射に標的を変更した。現在、F7間でのeTeNTの投射特異的、可逆的、長期的発現を確認し、予備的ではあるが、F7間の情報伝達遮断を確認している。昨年度の課題であるAAV注入手術による大脳皮質のダメージの軽減に関して、手術方法を改善することができ、さらに安定的かつ長期的な電気生理学検証体制を構築することができた。また、本研究の目的達成には、手術ダメージが少なく済むであろう神経回路の選定が有効と考え、PFC-TE神経回路に代替する神経回路として長距離でありながら投射が強い左右半球の運動前野(F7)間交連投射に標的を変更した。今後は、再度、両側F7間でeTeNTを投射特異的、可逆的に発現させ電気生理学解析を行うことで、今年度得られた結果の再現性を確認し、サル神経回路操作技術を完成させる。最終的には、開発した回路遮断技術を高次脳機能課題を訓練したマカクザルの大脳皮質神経回路に適用することで、霊長類高次脳機能の制御メカニズム解明に繋げる。ヒトを含む霊長類の高次認知機能は大脳皮質間の相互作用によって生み出されると考えられている。しかし、その検証技術が未開発なため、研究は国際的に停滞している。本研究では、霊長類神経回路操作技術を開発するため、侵襲実験の比較的容易なマカク属サルのを用いた。具体的には、この問題に取り組むため、比較的長期の遺伝子発現を可能とするアデノ随伴ウイルスベクターを用い、大脳皮質内において最長投射の1つであるサル背外側前頭前野と下側頭葉皮質TE野間において、投射選択的に緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現させることに成功した。

更に、その応用として、GFPに代替する遺伝子としてシナプス情報伝達阻害分子であるテタヌストキシン(eTeNT)の誘導にも成功した。これら遺伝子発現誘導はドキシサイクリン投与によって可逆的に制御されるよう設計されており、eTeNT誘導による可逆的かつ長期的な神経遮断の電気生理学的検証に研究は進んだ。しかし、TE野への手術ダメージが予想外に大きく、安定的かつ長期的な電気生理記録が困難であることが判明した。本課題遂行上、この問題を解決することは不可欠であり、ダメージを軽減するウイルスベクター注入手術を再開発する必要が生じたためため、研究に遅延が生じた。平成29年7月、1頭目のサルの電気生理学実験の結果、当初の予測に反し、安定的な神経活動が測定できず、ウイルスベクター注入手術が予想以上に神経細胞群にダメージを与えることが判明した。本課題遂行上、この問題を解決することは不可欠であり、ダメージを軽減するウイルスベクター注入手術の再開発が必要となり、その開発およびベクターの注入手術と電気生理学実験やり直しのため、遅延が生じた。今後は、再度、両側F7間でeTeNTを投射特異的、可逆的に発現させ電気生理学解析を行うことで、今年度得られた結果の再現性を確認し、サル神経回路操作技術を完成させる。最終的には、開発した回路遮断技術を高次脳機能課題を訓練したマカクザルの大脳皮質神経回路に適用することで、霊長類高次脳機能の制御メカニズム解明に繋げる。ダメージを軽減するウイルスベクター注入手術の方法を再開発したのち、再度サル背外側前頭前野と下側頭葉皮質TE野間において、シナプス情報伝達阻害分子であるテタヌストキシン(eTeNT)を発現させ、その投射特異性を免疫組織化学的に確認する。次に、その神経連絡遮断の程度を電気生理学的に検証し、サル大脳皮質における神経回路操作技術を完成させる。
地方自治における国家監督の憲法学的考察

本年度も、連邦委託行政におけるラント(州)に対する連邦の監督、とりわけ指示権についての議論状況の分析・整理を行った。そして、指示権の議論については、その背後に両者の権限配分を巡って以下の二つの対立軸があり、それぞれにおいて、ドイツの帝国憲法以来の伝統的見解と基本法下でのラントの地位を考慮した見解とが対立していることを明らかにした。1一つ目の対立軸は、連邦の最終的決定権限の有無である。基本法下における委託行政においては、伝統的な委託行政観念を全面的に引き継ぎ、ラントに優位する連邦の決定権を広範に認める見解と、基本法30条に基づくラントの地位を根拠として、そうした連邦の判断権をそもそも否定する見解があることを明らかにした。2二つ目は、最終的決定権限の範囲であり、これについて、伝統的通説のようにその範囲を極めて広範囲に認める立場と、委託行政の領域ごとに、委託行政の類型が選択された目的に即して、連邦の権限の範囲を画定すべき見解があることがわかった。そして後者が、連邦の決定権の範囲を利害関心の観点から画定することを試みる点で、連邦委託行政における連邦-ラント関係をよりきめ細かく理解するための非常に有益な観点を提供していることが明らかになった。以上のように、ドイツでは連邦(中央)によるラント(地方)への監督・介入の権限については伝統的通説の影響が色濃く残るものの、新たな見解も主張されており、連邦-ラント間の権限配分についてきめ細かく議論されていることを示すことができた。日本の地方自治制度は、国と地方公共団体の適切な役割分担を志向している。上記2つの権限配分・範囲画定的な思考によって、日本の中央-地方関係に対しても、国と地方公共団体のそれぞれがなすべき役割が何かを考える上で有益な示唆を得ることができたと考える。これらの研究成果をまとめ、論文として公表した。29年度が最終年度であるため、記入しない。採用第1年度においては,研究計画に基づき,ドイツの連邦憲法裁判所の判例を素材とした、国家監督権の行使の限界についての考察,及び,当該判例を契機として行われた学説の議論の検討を行った。具体的には,ノルトライン=ヴェストファーレン州による原子力発電所の設置許可の権限行使について,連邦が行った指示を当該州が争う場合,当該州はいかなる範囲の違法性まで主張することができるか,という点から,連邦の監督権限を研究した。その結果,大きく分けて以下の3つの知見を得ることができた。第一に,連邦憲法裁判所は,連邦の監督権限の限界についての問題を,ラント(州)に配分された権限を連邦が侵害したかどうか,という連邦-ラント間の権限配分の問題として捉えている,ということが判明した。この権限分配の観点は,監督権行使の違法性を判断する上で,ひいては,監督権という観点から中央-地方の法関係を考察する上で重要である。第二に,上記判例を巡る学説の議論を参照したところ,連邦-ラントの関係を,伝統的な行政組織内部の法関係(内部法関係)とパラレルに捉えるか,あるいは国家-市民関係と同様に外部法関係として捉えるか,という対立があることが確認された。この学説の対立からすれば,上記の判例は,内部法と同様の関係を観念したものとして考えることができる。内部法か,それとも外部法か,という観点は,我が国においても公的任務の遂行における地方の法的地位とその機能の考察を行う重要な視座を提供する。以上の二点を分析すると,判例は,連邦-ラント関係が仮に外部法として捉えられるとしても,内部法関係ととらえた場合と同様の結論を引き出すために,権限配分の議論を採用したとも考えられるといえる。したがって,第三に,両者の関係が「対等」であるといえるためには,その関係を「外部」化するだけでは充分ではない,との知見を得た。本年度においては,研究実績の概要にもあるような成果を得ることができ,この点では計画通りに研究を進めることができた。もっとも,研究計画中では上記の成果をまとめて本年度中に論文を公表するはずであったが,そこまでには至らなかった。これは,我が国の行政組織法論にも大きな影響をもたらした,ドイツにおける内部法・外部法の観念そのものの考察が,連邦-ラント間関係を研究するにおいても必要となったからである。その必要性について研究計画段階では考慮されていなかったため,研究計画で予定していた以上の時間を要した。以上の次第により,本年度に論文を公表するには至らなかったが,次年度の夏に論文を公表予定であり,研究計画どおり,次の段階に移行するのに支障はないと考える。

2二つ目は、最終的決定権限の範囲であり、これについて、伝統的通説のようにその範囲を極めて広範囲に認める立場と、委託行政の領域ごとに、委託行政の類型が選択された目的に即して、連邦の権限の範囲を画定すべき見解があることがわかった。そして後者が、連邦の決定権の範囲を利害関心の観点から画定することを試みる点で、連邦委託行政における連邦-ラント関係をよりきめ細かく理解するための非常に有益な観点を提供していることが明らかになった。以上のように、ドイツでは連邦(中央)によるラント(地方)への監督・介入の権限については伝統的通説の影響が色濃く残るものの、新たな見解も主張されており、連邦-ラント間の権限配分についてきめ細かく議論されていることを示すことができた。日本の地方自治制度は、国と地方公共団体の適切な役割分担を志向している。上記2つの権限配分・範囲画定的な思考によって、日本の中央-地方関係に対しても、国と地方公共団体のそれぞれがなすべき役割が何かを考える上で有益な示唆を得ることができたと考える。これらの研究成果をまとめ、論文として公表した。「監督」概念についての古典的業績(Triepel, Reichsaufsicht)を踏まえ,本年度の研究によって得られた現代の監督概念が法的に如何にして理解されてきたかを歴史的に検討する。その際、連邦制の学説理解の変化が、いかに監督権限理解に影響を及ぼしているかに視点を据えることで、1年目の監督権理解を歴史的文脈に位置づけ直す。具体的には、連邦(国家)が監督権を行使できる事務の範囲、各事務における監督の程度が、連邦と州の関係(立法権の範囲、行政事務の配分等)によって、どのように変化するかを考察する。その上で監督権の行使の要件、及びその程度という観点から、連邦-州-ゲマインデの事務配分の類型化を図る。こうして、連邦制の歴史的変遷まで視野に入れた監督権の研究によって得られた知見を、日本における国家関与と再度比較することで、単一国家である日本の行政的関与を、グローバル化の文脈に位置づけ直す。具体的には、上記で行った事務配分の類型化を基に、超国家的機関-国家-地方における役割分担の一つのモデルを提示する。以上の成果をまとめて、「国家関与と地方の事務配分の関係」(仮)として公表する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
側臥位への体位変換後に生じるずれの実態把握と要因に関する研究

昨年度は詳細な計画書を作成するため、体位変換に関する簡単な実態調査を近隣病院で行った。その結果、調査対象の全病棟の看護師が『側臥位への体位変換後に患者がずれる』と感じていることがわかった。さらに、看護師がずれやすいと感じている患者層は、『麻痺のある患者』『自ら体位変換可能な患者』『意識レベルが低下している患者』『安楽な状態でない患者』『頭部挙上のポジショニング患者』などであることがわかり、ずれの要因として、患者の意識レベルや活動量等に代表される内的因子と、ポジショニング等に代表される外的因子があることが確認された。そこで、研究実施施設を、このような患者が入院している某大学病院の集中治療室とし、研究者の所属施設の倫理委員会の承認後、データ収集を開始した。対象は褥瘡予防や体位ドレナージ等の目的で体位変換が行われている患者とした。書面と口頭による説明後、同意の得られた患者に対して、側臥位への体位変換後のずれ力・ずれ量・側臥位の角度等を調べ、臨床で実際行われている最大2時間までのずれの実態を把握した。また、患者の活動量(小型高感度加速度センサーによる微細な体動の検出)、意識レベル、疼痛の程度、MMT、BMI、体位支持具の素材と形状、頭部挙上の角度等のデータを収集した。なお、被験者本人に同意が得られない場合は、家族に説明をし同意を得た。今年度は6名の協力が得られ、機器の不具合による1例を除き、5名のデータを分析した。術後当日の患者2名、内科疾患の急性増悪による入室患者3名だった。後者3名はレスピレーター管理中で両手抑制をしていた。小型高感度加速度センサーによる活動量については、抑制中の手にデバイスを装着したこともあり、内的因子とずれとの関連を分析するまでには至っていない。また、時間経過と共にずれ力は増大する傾向を示し、通常行われている2時間までの体位変換の妥当性を検討すべく、更なるデータ収集が必要と考えられた。2002年から褥瘡対策未実施減算が施行され、褥瘡予防ケアの重要性はますます高まっている。予防のための手段のひとつとして、多くの施設で2時間ごとの体位変換が行われているが、側臥位への体位変換後のポジションが保持できずにずれることが経験上知られている。しかしながら、側臥位後に生じるずれに関して、その実態はほとんど把握されていない。そこで、側臥位への体位変換後、最大2時間までの『ずれの実態の把握』をシート状センサーを用いた『ずれ力』や『ずれ量』等の測定から、また『ずれの要因の検出』を小型高感度加速度センサーによる『活動量計測』や側臥位の角度等から明らかにすることを本研究の目的とした。初年度は、研究者や認定看護師等の研究協力者による調査準備を行った。まず、市販のずれ力測定器からコンピュータにデータを出力して長時間のデータ保存を可能にした。また、小型高感度加速度センサーを用いると、寝返り等の微細な体動を感知して『活動量』として計測でき、それが『ずれ力』と相関することをプレ実験にて確認した。さらに、詳細な研究計画をたてるべく、研究協力病院に対して、褥瘡予防ケアの方法、体位変換の実際(時間や体位支持具の素材など)や、ずれやすいと経験上感じる患者層について、アンケート調査を行った。
結核菌を認識するレクチン受容体群の発見と新規リガンドを介する免疫賦活機構

C型レクチン受容体DCARが、結核菌に含まれる特有の成分、ホスファチジルイノシトールマンノシド(PIM)と呼ばれる糖脂質を認識する受容体としてはたらき、免疫応答を活性化していることを発見見出した。DCARは、単球由来炎症性マクロファージに限局して発現しており、結核菌のPIMがDCARに結合すると、このマクロファージが活性化されることが判明した。さらに、活性化したマクロファージは、サイトカインやケモカインを放出してさらにTh1応答を活性化させることで、菌の排除に寄与していることも明らかとなった。樹状細胞は骨髄系細胞の中でもDectin-2を豊富に発現することから、骨髄由来樹状細胞を用いてリポアラビノマンナンの刺激によるサイトカインの産生について検討した。リポアラビノマンナンはトレハロースジミコール酸と同様に、MIP-2、TNF、インターロイキン6などの炎症性サイトカインの産生をその濃度に依存して誘導した。Dectin-2ノックアウトマウスの骨髄に由来する樹状細胞においてはリポアラビノマンナンにより誘導されるサイトカインの産生は消失したが、トレハロースジミコール酸を介するサイトカインの産生は変化しなかった。これらのことから、Dectin-2が樹状細胞におけるリポアラビノマンナンによる炎症性サイトカインの産生に決定的な意味をもつことが示された。アラビノマンナン-Dectin-2経路の抗炎症作用に焦点をあて、マンノース付加リポアラビノマンナンが炎症性サイトカインにくわえ、抗炎症性サイトカインであるインターロイキン10の産生をDectin-2に依存して誘導することも見い出された。他方、トレハロースジミコール酸あるいはリポ多糖ではインターロイキン10あるいはインターロイキン2の産生は誘導されなかった。さらに、ウシ型結核菌BCGの感染におけるインターロイキン10あるいはインターロイキン2の産生は、TNFとは対照的に、Dectin-2ノックアウトマウスの骨髄に由来する樹状細胞ではほぼ完全に障害された。また、キャップ構造を欠くリポアラビノマンナンをもつMycobacteriumabscessusは、MIP-2の産生は誘導したのに対し、インターロイキン10あるいはインターロイキン2の産生は誘導できなかった。これらの結果から、結核菌に応答したインターロイキン10あるいはインターロイキン2の産生において、Dectin-2が中心的な役割をはたしていることが示唆された。アラビノマンナン-Dectin-2経路の抗炎症作用に焦点をあて、マンノース付加リポアラビノマンナンが炎症性サイトカインに加え、抗炎症性サイトカインであるインターロイキン10の産生をDectin-2に依存して誘導することも見出された。他方、トレハロースジミコール酸あるいはリポ多糖ではインターロイキン10あるいはインターロイキン2の産生は誘導されない。同一受容体サブユニットを介するにも関わらず、異なった細胞応答を誘導する分子機構の1つとして、恒常的に発現する受容体からの早期の強いシグナルが上述のサイトカイン産生能を決定している可能性を見出した。新たなC型レクチン受容体MRCLが、結核菌由来の糖脂質を認識することを見出した。HTPLC、HPLCを用いて、そのリガンド分画を精製した。この精製画分は、有害な炎症を惹起することなく、アジュバントとしてT細胞を介する獲得免疫応答を増強することが判明したことから、本経路は理想的なアジュバントのリードとなり得ると考えられる。当該受容体とDectin-2およびMincleは、Fc受容体γ鎖、さらに、その下流のシグナル伝達経路を共有する。しかし、これらの受容体が異なる免疫応答を誘導する分子機構は、いまだに不明である。今後、この特異的な経路の解明を進めることにより、有害な炎症を最小限に抑えて獲得免疫応答の増強を促進する有用なアジュバントの開発につながることが期待される。新規結核菌受容体DCARを見出し、リガンドとしてPIMを同定した。DCARは単球由来マクロファージに限局して発現しており、感染に伴うTh1応答を担うことが明らかとなった。また、新規受容体遺伝子クラスター欠損マウスから採取した樹状細胞と、卵白アルブミン特異的T細胞受容体トランスジェニックマウス由来のT細胞を混合培養し、結核菌共存・非共存下におけるT細胞応答を検討した。それぞれのレクチン受容体単独欠損マウスでは、結核菌による抗原特異的T細胞増殖は影響を受けなかったが、クラスター欠損マウスにおいて、増殖促進効果が顕著に失われたことから、このクラスターに存在する複数のレクチン受容体が、それぞれ結核菌の異なる糖脂質を認識して樹状細胞を活性化し、協調して効率良いT細胞応答を可能にしていることが明らかとなった。