hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
第一原理計算による遷移金属-ZnO系透明強磁性体の物貭設計

本研究では、経験的パラメータ(実験データ)を一切含まない第一原理電子状態計算により、ZnO低抵抗p型の透明金属化するための価電子制御法を理論的に探索し、つぎに遷移金属(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu)を高濃度にドープして、p-d混成を制御することにより光を通して透明で、しかも強磁性体状態が安定な新物質を実現するための物質設計のガイドラインを提案した。遷移金属を高濃度にドープして、常磁性状態、反強磁性状態、および強磁性状態の全エネルギーを比較し、強磁性状態実現のための条件を探り、これらを明らかにした。さらに、これらの結果に基づいて、光により強磁性状態を発生したり、強磁性状態を消したりすることのできる光誘起強磁性体創製のためのマテリアルデザインを行った。具体的には、経験的パラメータ(実験データ)を一切含まない第一原理電子状態計算により、遷移金属不純物を(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu)をZnOに高濃度にドープして、不純物の3d電子準位を変えることによりp-d混成を制御して、可視光を通して透明な強磁性体状態およびスピングラス状態の計算に基づいてマテリアルデザイン用データベースを完成した。また、アクセプターおよびドナーをドープすることによる強磁性状態とスピングラス状態の安定性に関するデータベースを基に、強磁性体金属状態からスピングラス状態、スピングラス状態から強磁性金属への転移を利用した、脳型メモリーや脳型演算装置などの半導体スピントロニクス用のデバイスデザインをおこなった。さらに、光誘起によるスピングラス・強磁性体転移を利用したデバイスデザインを行った。第一原理計算により、スーパーセル法を用いてZnOのp型やn型ドーパントの補償機構の解明をおこなった。その結果、ドナーであるGa,Al,InとアクセプターであるNを1:2の比で同時ドーピングをおこなうとZnOにおいて、Ga,Al,およびInドナーとNアクセプターとの同時ドーピングによる抵抵抗p型化のためのマテリアルデザインを第一原理計算に基づいておこなった。GaドナーとNアクセプターを1:2で同時ドープすると、準安定なN-Ga-N複合体がZnO中に形成される。N単独ドーピングの場合は、アクセプターの波動関数はN原子位置に強く局在し、深いアクセプター準位(300meV)を形成するが、N-Ga-N複合体が形成されるとNとGaの波動関数との強い混成により、Nアクセプター準位はエネルギーの低い方にシフトして波動関数は広がる。さらに、Nアクセプターによる不純物バンドの幅が増大し、アクセプターの有効質量は軽くなる。Gaの単独ドーピングではマデルングエネルギーが低下し、Nでは上昇して、単極性が生じる。これに対して、同時ドーピング法により、N-Ga-N複合体が形成されると、マデルングエネルギーは大きく減少し、高濃度までNアクセプターをドープすることが可能となる。実験的には、マテリアルデザインに基づいて、レーザーMBE法によりECR励起したN_2OとGa_2O_3を同時ドーピング源として抵抗率が2Ωcm、キャリアー濃度が4x10^<19>cm^<-3>の低抵抗p型ZnOを作製することに成功した。これにより、p型、n型の価電子制御が可能となり、遷移金属磁性イオン間のスピン相互作用を制御することが可能となった。第一原理電子状態計算により、ZnOに遷移金属(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu)を高濃度にドープして、可視光を通して透明であり、しかもハーフメタル強磁性体状態が安定な新物質を実現するためのマテリアルデザインをおこなった。Ti, V, Cr, Fe, Co, Niで強磁性ハーフメタルとなることを示した。これにより100%スピン分極する事が示され、スピン注入やトンネル電流による大きな比抵抗(磁気抵抗比)を用いたTMRデバイスヘの応用が可能になる。

Ti, V, Crでは上向きスピンがメタリックで下向きスピンが半導体的、一方、Fe, Co, Niでは逆に上向きスピンが半導体的で、下向きスピンがメタリックとなることを明らかにした。Mnはスピングラス状態が安定であるが、ホールドープにより、強磁性状態が安定化する。また、ZnOの中のV, Cr, Mn, Fe, Co, Niについて強磁性状態のアクセプター及びドナー濃度依存性を計算し、V, Crではホールドープにより強磁性状態が安定化し、一方、Fe, Co, Niでは電子ドープにより強磁性がより安定化することを発見した。またFe, Co, Niはn型の強磁性半導体となり、一方Crはp型、Vはn型となり、これらを組み合わせてp-i-nスピン整流ダイオードや、光誘起強磁性体、スピンFETのデバイスデザインを行なった。本研究では、経験的パラメータ(実験データ)を一切含まない第一原理電子状態計算により、ZnOなどの単極性を持つ透明なワイドギャップ半導体を低抵抗p型の透明金属化するための新しい価電子制御法を理論的に探索し、つぎに3d遷移金属を高濃度にドープして、p-d混成を制御することにより光を通して透明で、しかも強磁性体状態が安定な新物質を実現するための物質設計のガイドラインを探索した。3d遷移金属を半導体中に高濃度にドープして、常磁性状態、反強磁性もしくはスピングラス状態、および強磁性状態の全エネルギーを比較し、強磁性状態実現のための条件を探り、強磁性発現機構を明らかにし、強磁性出現のための一般則を導き、多くの新強磁性半導体物質についての物質設計を行った。具体的には、経験的パラメータ(実験データ)を一切含まない第一原理電子状態計算により、3d遷移金属不純物をZnOに高濃度にドープして、不純物の3d電子準位を変えることによりp-d混成を制御して、可視光を通して透明な強磁性体状態およびスピングラス状態の計算に基づいてマテリアルデザインデータを完成した。これにより、強磁性半導体やハーフメタル磁性半導体については、第一原理計算でそれらの物性が予言できる方法を確立し、強磁性の安定化エネルギーおよび強磁性転移温度(Tc)の原子番号依存性、母体半導体依存性、アクセプター・ドナーなどによるキャリア温度依存性の計算を行い、これらの系の物性予測を行った。これらは最近になって、本研究グループの物質設計に基づいて、実際に透明強磁性半導体が非平衡結晶成長法により合成された。また、アクセプターおよびドナーをドープすることによる強磁性状態とスピングラス状態の安定性に関するデータベースを基に、強磁性体金属状態からスピングラス状態、スピングラス状態から強磁性金属への転移を利用した、脳型メモリーや脳型演算装置などの半導体スピントロニクス用のデバイスデザインをおこなった。
C型インフルエンザウイルスの増殖に関与するCM2 タンパク質の機能領域の同定

C型インフルエンザウイルスのCM2タンパク質はウイルス増殖に必須である。本研究では、CM2の増殖に関与する領域を明らかにするために、細胞質領域に変異を導入したCM2変異体を作製してこれらの性状解析を行ない、下記の成果を得た。1. C末端から53個のアミノ酸配列はCM2の細胞膜への輸送に必須ではない。2.細胞質領域には細胞内輸送に必要な特定のアミノ酸配列が存在する。3.細胞質領域は安定的な量体形成(2量体及び4量体の形成)に必要である。C型インフルエンザウイルスのCM2はウイルスゲノムのパッケージングに関与するが、この機能を担うCM2の機能領域は未同定である。昨年は欠失変異体を用いてタンパク質の発現や輸送などについて解析したが、本年度はこれら領域を詳細に解析するためCM2 (115アミノ酸)の細胞質領域(47位から115位)を3残基毎にアラニンに置換した変異体を作製した。これらの変異が、CM2の発現、輸送及び生化学的性状などに影響を及ぼすか否かについて解析した。まず、上記の変異体を培養細胞で一過性に発現させ、間接蛍光抗体法により局在を確認した。その結果、全ての変異体で細胞膜への輸送が確認されたことから、細胞質領域には細胞膜への輸送に必須なアミノ酸は存在しないことが明らかとなった。次に、同変異体の発現をウェスタンブロット法で解析すると、発現量の低下が認められる変異体が存在した。それらの変異体をパルスチェイス実験で解析すると分解の促進が認められたことから、これらの配列はタンパク質の構造の安定化に関与する可能性が考えられた。また、CM2は糖鎖修飾を受けるが、同解析において糖鎖修飾効率の低下が認められる配列が存在した。CM2の糖鎖修飾はウイルスのゲノムパッケージングに関与する事が報告されているので、これらの配列はゲノムパッケージングに必要な配列である可能性が考えられた。更に、CM2は4量体を形成するが各変異体の量体形性能を解析したところ、4量体形成は全ての変異体で確認されたが単量体を示すバンドが検出された変異体が存在した。CM2の量体形性能は、このタンパク質がもつイオンチャネル活性にも必須であると考えられるため、これらの配列はウイルス増殖に必要な配列であると考えられた。現在、これらの変異体を用いてウイルス様粒子を作製し、ゲノムパッケージングに及ぼす影響を解析している。これまでに当教室ではリバースジェネティクス法によりC型インフルエンザウイルス(C型ウイルス)を人工的に作製する方法を開発し、C型ウイルスのCM2がC型ウイルスの増殖における脱殻とウイルスゲノムの粒子内への取込みに関与する事を明らかにした。本研究の目的は、このような機能を担うCM2タンパク質の機能領域を明らかにする事である。A型ウイルスではM2タンパク質の細胞質領域がゲノムのウイルス粒子への取込みに必要であることが報告されている。当教室の解析から、C型ウイルスのCM2の生化学的性状はA型のM2とよく似た構造をとることから、CM2の細胞質領域がゲノムの取り込みに関与している可能性もある。この可能性を、細胞質領域に変異を導入したCM2を用いてウイルスゲノムの取り込み効率を解析することで検証する。CM2がゲノムの粒子へ取込むには細胞膜へ輸送されなければならないが、CM2タンパク質の細胞質領域欠失変異体がこの能力を失っていないことを確認するため、変異体を培養細胞で一過性に発現させ、間接蛍光抗体法により局在を確認した。CM2(115アミノ酸)の82番目の配列からN端方向に種々の長さに欠失させた変異体を作製し、細胞膜への輸送に関与する領域を絞り込むことができた。さらに、細胞膜への輸送に特定の配列が関与する可能性を考え、3アミノ酸ごとのアラニン置換変異体を作製し同様の解析を行ったが、本解析では上記機能に関与する配列を特定することはできなかった。また、生化学的性状に影響を及ぼす配列も確認できなかった。一方、タンパク質の発現や安定性に関与する配列が存在する可能性が考えられた。現在これらの変異体を用いてウイルス様粒子(VLP)を作製しゲノムの取込み量を測定する準備を整えている。平成23年度はCM2タンパク質のC側領域変異体の作製が主な内容となった。その過程でタンパク質の生化学的性状などに関する知見も得られた。これらの知見は以後の実験結果を解釈するのに貢献できるものと考えられる。解析予定の変異体の作製は終了したことから、ウイルス様粒子作製の準備は整った。しかし、現段階ではこれら変異体を用いたVLPの作製は行なっていないことから、計画の半分程度を達成したと思われる。本計画では、CM2のイオンチャネル活性とウイルスゲノムの取込み及び脱殻との関連性についても解析する。この実験では、CM2の膜貫通領域をC型ウイルスのHE(イオンチャネル活性を持たない)の膜貫通領域と置換した変異体を用いるが、本年はこの発現系を構築し、野生型および変異体CM2が膜画分に回収されることを確認した。

従って、実験材料の準備はほぼ完了した。しかし、この系もVLPを作製しこれらの変異タンパク質の機能を評価する実験については未着手のため、達成度は半分程度である。引き続き、研究体制が整ったCM2の細胞質領域の機能解析から行う。これらの変異体を使用した系でVLPを作製し、VLP中に含まれるゲノムをリアルタイムPCR法で定量する。これを夏までに目途を付けたい。次に、CM2のイオンチャネル活性とゲノムの粒子内への取込みとの関連性の検証から行っていく予定である。この実験では、最初の系で使用するCM2変異体を変えるだけで解析可能であるため、解析は短期間で完了することが見込まれる。最後にCM2のイオンチャネル活性と脱殻との関連性の検証を行う。これは上記2つの実験系とは異なる手法を用いるが、VLPの作製法は2番目の実験と同一であり、新たな材料及び手法を必要としないことから、2番目の実験と並行して実験を行うことで期間内に実行することが可能であると見込まれる。次年度に使用する予定の研究費に関しては、計画実行状況の遅れと平成23年度計画の遂行順序に変更が生じた事によるものである。平成24年度の研究計画に大幅な変更はなく、平成23年年度の遅れを取り戻すべく速やかな計画の遂行は必要であるが、経費は当初の計画通りに使用する予定である。
BMP/phosphophoryn/collagen複合体による象牙質形成

その結果、rhBMP-2/phosphophoryn/collagen群は他群に比べ早期に被蓋硬組織形成を誘導し、形成された硬組織も緻密な構造を呈していた。再生硬組織には細管構造が認められ、象牙質であることが確認された。さらに、本複合体による覆髄では、歯髄組織の炎症反応も少なく、生体親和性の高い材料であることが示唆された。これらの結果から、本複合体は、細胞活性型の生体親和性象牙質再生材料であることが明らかになり臨床応用への可能性が示唆された。さらに、rhBMP-2の担体としてFRIOS Algiporeが有効であることも覆髄実験から明らかにした。今回は、犬実験までは至らなかったため今後犬を用いて詳細な検討を行いたいと考えている。骨髄細胞とRhBMP-2を用いて、石灰化誘導機能を組み込んだ覆髄剤、断髄剤を開発するための基礎実験を種々実施して以下の結果を得た。最初に、動物実験において、線維状ガラス膜がBMPの支持体となりうることを見い出した。しかし、線維状ガラス膜を支持体とした場合、軟骨形成が旺盛におこり、これは、支持体の幾可学的構造に起因するものと考えられた。移植後の炎症反応が強いものの、BMPの支持体としては骨不溶性基質(免疫原性を有しているため、臨床には不向き)についで、優秀な支持体であり、これを改良することにより、優れた象牙質形成因子となりうることが明らかになった。次に、象牙質の石灰化に重要な役割を果たしていると思われるホスホホリンの機能に関してin vitro実験を行い、結合型ホスホホリンのリン酸基が重要な役割を占めているが、脱リン酸をうけた場合には、カルボキシル基とリン酸基の共同作用が重要となることが明らかになった。また、結合型に対して遊離型ホスホホリンは石灰化制御に働くことが明らかになった。また、支持体となるコラーゲンに関しては、コラーゲン線維の安定化がホスホホリンの共有結合の安定化につながり、石灰化誘導能を増強させることが明かとなった。骨髄細胞をホスホホリン・コラーゲン複合体上で三次元培養してハイブリッド人工骨を作成して、ラットの骨人工欠損部に移植したところ、旺盛な骨、骨髄形成が誘導された。そこで、さらにBMP・ホスホホリン・コラーゲン複合体を骨髄細胞分化のscaffoldとして使してラット頭蓋骨骨膜下に移植したところ、旺盛な骨形成が確認され、象牙質再生治療に本翼合体を使用することにより良好な結果が得られることが示唆された。
アミロイド前駆体タンパク質の細胞内輸送抑制によるアミロイドベータ産生阻害剤の探索

アルツハイマー病における老人斑の主要構成成分であるアミロイドβ(Aβ)は、アミロイド前駆体タンパク質(APP)からセクレターゼによる切断により産生される。本研究ではコレステロールの脳特異的酸化物である24S-hydroxycholesterolが、APPの小胞体からゴルジ体への細胞内輸送を抑制することで、Aβ産生を抑制することを明らかにした。またクルクミン誘導体のスクリーニングを行い、セクレターゼを抑制せずにAβ産生を減少させる誘導体を同定した。その作用機序として、APP細胞内輸送の抑制であることが示唆された。またクルクミン誘導体について、ヒト野生型APPを定常的に発現するCHO細胞株やSH-SY5Y細胞を用いてスクリーニングを行った。クルクミン誘導体を添加し24時間培養した細胞について、ELISA法やUrea-gel法により培養上清に分泌されたAβ40とAβ42を定量した。その結果、今回検討した10種類の誘導体のうち、クルクミンよりも効果的にAβ産生を抑制する誘導体Xを同定した。細胞毒性の解析では、誘導体XはAβ産生を抑制する濃度では細胞生存率に影響を与えないことが確認された。この誘導体Xで処理した細胞では,小胞体に存在すると考えられる未成熟型APPが増加していた。これらの結果からAPPの小胞体からゴルジ体への細胞内輸送に影響を与えたことで間接的にAβ産生を減少させたのではないかと期待している。本年度は、アルツハイマー病発症に重要な役割を果たすアミロイドβ(Aβ)の産生を抑制出来るクルクミン誘導体の同定を目指し、スクリーニング及び評価を進めた。昨年度にクルクミンよりも効果的にAβ産生を抑制する誘導体として同定された誘導体Xについて、ヒト野生型APPを定常的に発現するCHO細胞株やヒト神経細胞株SH-SY5Y細胞を用いて評価を行った。CHO細胞を用いて誘導体Xで72時間処理を行ったところ、Aβ40およびAβ42の産生をそれぞれ約60%まで阻害した。またAβは前駆体であるアミロイド前駆体タンパク質(amyloid precursor protein、APP)からセクレターゼによる切断により産生されるが、誘導体Xで72時間処理した細胞では全長のAPPや他の切断産物であるsecreted APPが減少していることが確認された。神経細胞を用いた解析では、誘導体Xで24時間処理した細胞においてAβ産生の減少と共に、小胞体に存在するAPP量の増加が確認された。一方でセクレターゼ自身の酵素活性は抑制されていなかった。免疫沈降法を用いた解析から、小胞体シャペロンであるGRP78とAPPの結合の増加が確認された。以上の結果から、クルクミン誘導体Xは、小胞体で翻訳された新生APPがセクレターゼの存在するゴルジ体やエンドソームへの細胞内輸送を抑制したことにより、間接的にAβ産生を減少させたのではないかと考えられた。セクレターゼはAPP以外にも多くの基質をもつことからセクレターゼの直接的な活性阻害は副作用が起きてしまうが、誘導体Xはセクレターゼ活性に影響を与えずAβ産生を抑制出来ることから、AD治療薬として有効となることが期待される。生化学目的Iについて、24S-OHC処理がAβ産生を抑制するメカニズムとして、切断酵素であるβやγセクレターゼ活性を抑制するのではなく、APPの細胞内輸送を抑制することで切断酵素への基質の供給を妨げた結果であることを明らかにした。これらの内容をまとめた論文をFASEB Journalに報告した。目的IIについては、クルクミン誘導体のスクリーニングを行い、Aβ産生抑制効果が認められる誘導体を同定することが出来た。また計画以上の発見として24S-OHCは、低濃度では細胞をストレスから保護する適応反応を誘導する一方で、高濃度では神経細胞にNecroptosisという細胞死形態を引き起こすことが明らかとなった。以上のことから、交付申請書に記した目的における平成25年度の計画は順調に進展している。24S-OHCはAPPの立体構造を変化させることで小胞体にとどまらせることが予想されたことから、APPに対する予想24SーOHC結合部位の変異体の解析をさらに進める。各変異体の安定発現株を用いて、24S-OHCに対する反応性を解析する。クルクミン誘導体については、25年度に同定された誘導体Xの作用基序を明らかにするため、セクレターゼ活性の測定や他の基質の切断、APP mRNAの発現量解析を行う。さらにより阻害効果の高い誘導体を探索するために、誘導体Xと類似の構造を持つ別の誘導体について、スクリーニングを進める。学内研究予算を先に利用したため、次年度持ち越し分が生じた。研究費の使用計画としては、今年度に引き続き次年度においても培養細胞株を用いた実験を行うため、当初の計画通り細胞培養用試薬の購入を計画している。またsiRNA法や免役沈降法等に必要な生化学、分子生物学実験試薬についても購入する。

特に抗体の購入費の割合が大きくなることが計画される。加えて産生されたAβの定量に必要なELISA用試薬の購入も予定している。
家庭血圧に基づいた、生活習慣病の胎児・小児期起因説の検証と早期予防戦略

本研究では、周産期コホート「Tohoku Study of Child Development」(TSCD) 2地域で、84ヶ月(7歳)の小児ならびにその両親を対象に、小児の家庭血圧などを調査し、母乳栄養期間が長いほど7歳児の家庭血圧が低値に抑えられること、妊娠高血圧症候群(PIH)既往が児の家庭血圧とは無関係であるが母自身の7年後に家庭血圧に強い影響を与えること等を、また地域住民コホート「大迫研究」より得られた診察室外血圧情報から、脳卒中リスクを評価するためには家庭血圧と24時間血圧の両者が重要であること等を、それぞれ解明・報告した。本年度は、対象となる7歳(生後84ヶ月)児童の血圧値の分布ならびにその規定因子を分析した。解析には、TSCD (Tohoku Study of Child Development)で84ヶ月調査を実施し、本解析に用いた基礎特性値の揃っている380名の児とその母親のデータを用いた(女児47.4%、平均の出生時体重3073.2g、出生時身長49.1cm、84ヶ月調査時のBMI 15.9kg/m2)。児の調査時血圧値は91.6/55.6mmHg、家庭血圧値は93.7/55.7mmHgであり、母の調査時血圧値は109.5/70.2mmHg、家庭血圧値は109.2/68.0mmHgであった。母親の家庭血圧が125/80mmHg以上である群を高値群、125/80mmHg未満である群を正常群と定義したところ、正常群に比較して、高値群では児の調査時BMIが有意に高値であったが、その他の児の基礎特性に2群間で統計学的な有意差は認められなかった。母親においては、調査時年齢と現在の飲酒者の割合が高値群で高い値を示す傾向が認められ、また高血圧家族歴を有する割合が有意に高率であった。児のBMIをはじめ、血圧に影響を及ぼすと考えられる項目(粗比較で境界有意を示した項目を含む)で補正した各群の児の血圧値は、調査時血圧に群間差を認めなかったが、家庭拡張期血圧および脈拍について、母の家庭血圧高値群で有意に高値を示した。児の性別ごとに分析した場合、男児においては家庭脈拍が正常群(82.0±7.8bpm)に比較して高値群(86.9±6.9bpm)で有意に高値を示した。しかし、女児においては有意差を認めず、母の家庭血圧正常/高値の2群と児の性別との間の交互作用も有意ではなかった(P≧0.1)。本年度は、母親に対する自記式アンケートから得た授乳期間の情報に基づいて、授乳期間が7歳児血圧に及ぼす影響を分析した。対象は、TSCD (Tohoku Study of Child Development)コホートの仙台地区のうち、基礎特性情報の揃った375名の7歳児ならびのその母親である。母乳を主栄養源とした期間で対象者の均等2分割を行ったところ(中央値8ヶ月)、母乳を主栄養源とした期間が8ヶ月以上であった群(長期群)に対して、母乳を主栄養源とした期間が8ヶ月未満であった群(短期群)は、出生体重が有意に低値であった(3109±339 vs. 3036±332, P=0.04)。児の7歳時点の血圧値については、調査時血圧は2群間に有意差を認めなかったが、児の家庭血圧は短期群で94.7/56.4mmHg、長期群で93.0/55.1mmHgとなり、長期群において収縮期・拡張期ともに有意に低値であった(P=0.007/0.04)。母乳を主栄養源とする期間の他に、児の7歳時血圧に影響する因子を重回帰分析で評価したところ、調査時血圧には児の7歳時BMIが強い影響力を有し、母乳を主栄養源とした期間は、収縮期血圧、拡張期血圧ともに有意な関連を認めなかった。一方、母乳を主栄養源とした期間は、児の家庭収縮期血圧と有意な負の関連を示し、拡張期血圧とも、負の関連のある傾向を示した。ただし、児の7歳時BMIは児の家庭血圧に最も強く関連していた。重回帰モデルの当てはまりを示すR二乗値を比較したところ、随時血圧が収縮期血圧/拡張期血圧=0.07/0.04、家庭血圧が同0.25/0.12であり、家庭血圧を予測するモデルの当てはまりが良好であった。対象は、TSCDの仙台ならびに沿岸地域の登録母児のうち、児の7歳調査時点で、母児ともに朝晩の家庭血圧を3日以上測定した809組の母児(母平均37.9歳、児平均月齢84.7ヶ月、男児52.2 %)である。母親の妊娠中の血圧および尿蛋白の情報は周産期のカルテから取得し、妊娠高血圧症候群管理ガイドライン2009に基づいてPIHを定義した上で、母親がPIHであった対象母児をPIH群、正常妊娠であった対象母児を正常群と分類し、母児の血圧値を比較した。対象の母親のうちPIH既往は35名(4.3%)であった。7歳調査時の母親は両群とも同年齢であったが(PIH群vs.正常群: 37.3 vs. 37.9歳, P=0.4)、body mass indexはPIH群が有意に高値を示した(23.8 vs. 21.3, P=0.004)。

児の家庭血圧値は、PIH群と正常群との間に有意差を認めなかった(P=0.6)。一方、母の家庭血圧値は、交絡因子で補正した後もPIH群で有意に高値であった(P<0.0001)。正常群に対する、PIH群の母の家庭高血圧(家庭血圧135/85 mmHg以上)有病オッズ比は4.7倍(95%信頼区間: 1.613.6倍)であった。調査時随時血圧に関しても、母児ともに家庭血圧と同様の結果であった。以上から、母のPIH既往は、児の7歳時点の家庭血圧値に影響を及ぼさなかったものの、PIH既往は出産7年後の母自身について家庭高血圧の強いリスクであり、PIH既往女性における、若年からの家庭血圧測定や健康管理の重要性が本研究から示唆された。平成26年度は分担研究者らの協力を得て、大迫コホートにおいて家庭血圧測定など多岐にわたる検査を実施した。そのデータを用いて、小児から研究対象を拡大し、大迫地区の60歳以上の住民1,493名(平均70.1歳)について、基本的な日常生活動作能力より上位の水準にある高次生活機能が、脳卒中の予測因子であるかどうかを分析した。高次生活機能は、老研式活動能力指標(TMIG-IC)の合計点および3つの下位尺度(手段的自立、知的能動性、社会的役割)を用いて測定した。Cox比例ハザードモデルを用いて、調整済みハザード比と95%信頼区間を算出した。平均10.4年の追跡期間中、191名が初発脳卒中を発症した。TMIG-ICの合計点を基に測定した高次生活機能の障害は、脳卒中発症と有意に関連していた(ハザード比1.64、95%信頼区間1.152.33)。また、TMIG-ICの3つの下位尺度の中で、知的能動性のみが脳卒中発症と有意に関連していた(ハザード比1.64、95%信頼区間1.212.22)。社会的役割は、対象をさらに75歳以上とした場合のみ脳卒中発症と有意に関連していた(ハザード比1.78、95%信頼区間1.072.98)。この結果、ベースライン時のBADLが自立している地域在住の高齢者においてさえ、高次生活機能の障害、特に知的能動性の障害は、脳卒中の予測因子であることがわかった。高次生活機能を観察していくことは、将来の脳卒中発症リスクの高い者を同定するのに有用である可能性が示唆された。なお、平成26年10月に、収集データの解析・モデリングに使用していたPCが故障し、修理後のデータ再整理のために研究期間を延長し、本結果を原著論文として発表した(Murakami K et al. Stroke 2016)。本研究では、周産期コホート「Tohoku Study of Child Development」(TSCD)2地域で、84ヶ月(7歳)の小児ならびにその両親を対象に、小児の家庭血圧などを調査し、母乳栄養期間が長いほど7歳児の家庭血圧が低値に抑えられること、妊娠高血圧症候群(PIH)既往が児の家庭血圧とは無関係であるが母自身の7年後に家庭血圧に強い影響を与えること等を、また地域住民コホート「大迫研究」より得られた診察室外血圧情報から、脳卒中リスクを評価するためには家庭血圧と24時間血圧の両者が重要であること等を、それぞれ解明・報告した。TSCDコホートの仙台地区と沿岸地域のデータを連結し、コホート効果を考慮した解析を実施することができた。昨年度に引き続き、国内外の研究者との情報交換を精力的に実施し、国際的な学術学会での発表も順調に行うことができた。主成果の原著論文での公表が本年度に間に合わなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。高血圧の疫学主任研究者が共同研究を行っているベルギー・Leuven大学の高血圧研究センターで収集を開始した心電計同期型の動脈硬化因子測定値の有用性を実証し、TSCDコホートならびに大迫コホートに応用する。コホート
中世後期足利一門大名・守護の基礎的研究

本研究は、今川氏研究をこれまで以上に前進させるものである。そのために必要となってくる作業は、第一に、全国を対象として、南北朝室町期に関する史料を網羅的に収集し分析すること、第二に、その際、当主のみならず、一族にも注目して今川氏総体の動きをとらえること、第三に、その上で、戦国期との接続も視野に入れ、中世今川氏の権力構造を眺望すること、の三点である。
不完全競争論とサインズ経済学―カレツキアンとニュー・ケインジアンの対比から

本研究の目的は,不完全競争論にともに着目しているカレツキアンとニュー・ケインジアンの対比から,ケインズ的なマクロ経済学の展開を検討することである。とくに,所得分配の関係から彫琢されたカレツキの不完全競争論に着目し,そこでのケインズ的な有効需要論のロジックに注目することが本研究の特色である。昨年度は主として,市場機構と所得分配との関係を題材に,カレツキの議論の含意を明らかにしてきたが,本年度は,より直裁に不完全競争論を援用しながらマクロ経済学を展開しているニュー・ケインジアンのモデルをとりあげ,カレツキの不完全競争論の観点からそれらを再検討した。研究論文,池田(2002)ならびにIKEDA(2003)はこうした観点から,マクロ経済政策,とりわけ総需要管理的な財政政策について検討したものである。これらの研究において得られた新たな知見の一つは,財政政策は,所得再分配を通じておこなわれた場合,伝統的ケインズ経済学やニュー・ケインジアンの議論が想定しているより高い政策効果を発揮する可能性がある,ということである。さらに,こうした所得再分配の観点から財政政策を捉えた場合,ニュー・ケインジアンが指摘する,伝統的な財政政策の財源負担による厚生水準へのマイナスの影響は必ずしも必然的なものではないこと,むしろ,そのマイナスの影響は「同質的な代表的家計」というモデル上の特定の仮定に依存している可能性があること,が明らかにされた。いうまでもなく,これらの新たな知見は,カレツキ的な所得分配と有効需要の相互作用のメカニズムに着目したが故に得られたものである。したがって,今後もまたこうした観点からマクロ経済学の研究を続ける予定である。本年度は,こうした研究の基盤固めとして,まず研究論文,IKEDA(2001)において,カレツキ的な不完全競争論にもとづくマクロ経済学と対比される,いわゆる新古典派マクロ経済学を批判的に検討した。すなわち,通常の新古典派マクロ経済学が想定する,いわゆる完全競争の成立している経済においては,所得分配の問題は,生産要素の価格付けの問題として「市場の理論」の一部として陰伏的に取り扱われ,とりたてて所得分配の理論なるものは必要ないとされる。こうした新古典派マクロ経済学の理論的特徴は,現在の所得分配論の主流の一つを成す,いわゆる「人的資本理論」にもあてはまるものである。この点は,研究論文,池田(2001)でより詳細に論じた。一方,カレツキ的な不完全競争論が含意していることは,完全競争経済からの乖離としてマクロ経済を把握するということに他ならないのであるから,所得分配の問題は市場における単なる生産要素価格以上の含意を持つことを意味する。この点は,本年度の研究によって一層明確になったと思われるが,来年度は,より直裁に不完全競争論を援用しながらマクロ経済学を展開しているニュー・ケインジアンのモデルをとりあげ,カレツキの不完全競争論の観点から検討することにしたい。とりわけ,カレツキ的な所得分配と有効需要の相互作用についての検討は,既存のニュー・ケインジアンのモデルにおいては皆無に近い状態なので,本研究の特色として集中的に検討することにしたい。
複合負荷を受ける先進複合材料のダメ-ジと巨視的力学特性の相互関係に関する研究

1.代表的な複合材料の一つである炭素繊維強化複合材料(CFRP)から作製した薄肉円筒試験片を用い、引張り・圧縮およびねじりを単独あるいは組合わせた実験を現有のサーボパルサ(島津製作所製)を用いて行った。この際、申請のAE解析装置を用い負荷中の複合材料のAE特性情報を測定した。2.上記実験により得られる応力、ひずみ関係の非線形性および弾性係数変化等の複合材料の巨視的力学特性とAE特性との関連性を明確にした。3.負荷による補強材の破壊、補強材とマトリックス材とのはく離、積層面のはく離のダメ-ジによる複合材料内部の微視的構造状態変化を、金属顕微鏡を用いたミクロ観察を行った。4.上記微視的観察により明らかになった、補強材の破壊、補強材とマトリックス材とのはく離、積層面のはく離等のダメ-ジによる微視的構造変化とAE特性との関連性を把握した。そして、先に得られたAE特性と応力、ひずみ関係の非線形性および弾性係数変化等の複合材料の巨視的力学特性との関係から、複合材料のダメ-ジによる微視的構造変化と巨視的力学特性との関係を明確にした。5.複合材料の繰返し負荷に伴う疲労寿命を推定するための新しい疲労寿命予測法を検討した。ここでは、繰返し負荷による非弾性ひずみエネルギと繰返し回数の関係から独自に疲労寿命を定義した。そして、この定義の妥当性を前述の微視的観察およびAE測定により検証した。6.申請者がこれまでに行ってきた一般金属材料を対象にした非弾性構成式を基礎とし、複合負荷によりダメ-ジを生じる複合材料の非線形変形構成式の構築を検討した。
古代日本語の表記体形成と用字法制限の研究

「万葉仮名」は漢字を日本語の音節の表記に用いたものである。語の音節ごとに漢字を充ててゆくことを多くの書き手がそれぞれに行うと漢字の選び方は区々になると予想される。ところが、語の単位で観察すると、単語ごとに用いる漢字(仮名字母)は存外に固定的で文字列全体でまとまりを作っていることがわかった。さらに単語ごとに固定的になる仮名字母と、とくに固定的でない仮名字母があり、後の平仮名と片仮名という仮名の二類のあり方と関連するものと考えられる。古代日本語の表記体を文字単位でみれば表語的な訓字と表音的な仮名がある。萬葉集についていえば、歌一首を一字一音式の仮名表記の場合、多音節訓仮名が排除されるなど、訓仮名と音仮名の区別が自覚されているものと考えられる。これを用字(文字選択)からみれば、萬葉集には訓字・訓仮名・音仮名の三つの用字があり、これらの集束によって歌一首の表記体が記述できる。このような仮説モデルを立てると、萬葉集における「歌の表記体」の種別は用字法の制限という観点から記述できる。次に「語の表記体」や「音節の表記体」において用字法の制限があり得るかを調査したところ、用例分布からはある程度の固定性が認められる。「音節の表記体」についていえば、頻用する字種と稀用の字種の二極化する傾向があり、「変字法」の解釈によってはその対立はより一層顕著に認められる。たとえば集中の「コヒ」(恋)約600例中、概算で「戀」500例、「眷」1例、「古非」50例、「故非」17例、「古飛」「故飛」各2例、「孤悲」30例、「孤非」1例、「都麻胡非」1例となる。仮名表記を音節毎にみれば「古・故・胡・孤」と「非・悲・飛」である。しかし、「非」を使わない傾向にある巻5の「飛」の特殊性を除けば、最も可能性があり得る「古悲」の例がない。この事実は単純に音節毎の使用頻度の高い字種を用いているのではなく、「古非」と「孤悲」の二系統の表記体が標準だった可能性を示す。この中間体に「孤非」「故悲」が位置づけられる。語の表記体には用字法制限による「綴り方」の標準が存在しているものと考えられる。今期は他に中国雲南省のナシ語で教育が行われている中学校・高校での表記体調査ができた。生徒らの使用する文字は漢字である。結果、ナシ語文を背景とした語序の配列によるある種の訓読文が形成されることが確認された。これは予想外の成果で奈良時代に近しい書記環境と推測される。今期は、中国雲南省におけるナシ語母語者の表記体調査を行った。これは当初計画では交渉を経て28年度に実施予定であったが、先方及び仲介者の尽力により、早めて着手することになった。そのためやや作業手順を前後させることになったが、いわゆる「変体漢文」の表記体が現代に確認できたことは予想外であった。これまでの調査で時折語序が転倒するものがあったが、被験者は大学生もしくは成人であったため、すぐに修正をする。結果的に誤った中国語作文程度の事例は確認できていた。しかしやや若年層になると単語に対応する漢字学習が先行することもあり、母語の順に漢字が並びやすい傾向がある。助辞は補読するため結果的に人麻呂歌集詩体歌に近い表記体が観察される。文章語がない環境下での漢字の母語読み(文節単位)から文形成へという「訓読」形成の過程を考える上で示唆的な事例と考えている。他に、本課題の成果報告会を外部招聘講師による講演とともに開催することができた。その議論において、「表記に対する規範形成が脆弱なものほど表記体は固定しやすく、規範が強固なものほど多様な表記体の選択可能性が拡大する」という我々の仮説を立証する上での方法が検討された。語の表記体の形成と音節の表記体の制限がどの程度関連しているかを分析することで、上代特殊仮名遣いが「歴史的仮名遣い」であったことを、音韻史だけではなく、表記史の観点から記述することが可能との結論に至った。ただ目下直面している課題として、語の表記体が既存の頻用字群に支えられているのか、その語を多用するから結果として頻用字群が生じるのかという点は、木簡の表記体の統計分析を俟って再度検証する必要がある。しかし、一案として、常用される音節の表記体(頻用する仮名)だけで記されていると仮定すると矛盾をきたす事例を集積することで、「綴り方」の標準化を問いつつ、仮名遣いの背景を探索できると考えている。従来、上代語の万葉仮名については、各音節頻用字母は概ね2種類あることが指摘されている。ところがその内実は必ずしも明らかではなかった。今期、上代文献における語の表記体における各音節の仮名字母を中心に用字法制限の有無を検証した。その結果、形態素毎にある程度固定的に用いられる字母群(仮にaとする)があり、その一方で頻度としてはそれに劣るもののそれに次いで頻用される字母群(仮にbとする)が確認された。ところが字母群aとbは分布が異なる。総使用度数に対して異なり語の割合がaは少なく、bは多い。

つまりaはそれぞれの形態素で頻用され、語の表記体上の用字としてある程度固定的に用いられる傾向にあるが、bはaに次いで頻用されるものの、語の表記体上の用字としては固定性がaに対して相対的に低い。一見すると総使用度数が多く、複数の語に跨がる点でaのほうが汎用性が高いようだが、あくまでも形態素側からの字母選択という視点でみると常に固定的なのはaである。ここに用字法制限による語の表記体形成という観点を導入すると、語の表記体上の用字法制限の有無でaとbそれぞれの属性記述が可能になる。このうちaは表語性という点で連綿になる平仮名に近く、bは非表語性・単音節表示という点では片仮名に近い。恐らくは語の表記体形成によって生じたのがaであり、同時にそのために外にはじき出されたものがbである。これはサ行・ラ行音節の一部のようにaとbが拮抗するものもあるにはあるが、概ね各音節について同様の事実が指摘できる。つまり、字母の選択可能性が高い用字法から、制限がかかる用字法への展開があり、語の表記体上の使用字母(a)が特立されることで、その拘束を受けない字母群(b)が形成されたものと考えられる。万葉仮名の各音節2種類ある仮名字母は、平仮名と片仮名の成立母体になっている可能性がある。このことが今期の最も大きな発見であった。研究代表者の家族が緊急入院するなど不慮の事態が複数発生し、看病その他による時間的制約から当初計画から進捗が遅れた。しかし事態の収束後、直ちに計画を見直し、平成28年12月に平成29年8月に当初計画に復旧できるように行程表を策定し直した。具体的には新たな研究協力者として土居美幸氏に依頼し加入の了承を得た。現在、新計画を全員が共有し、同年8月期、9月期の学会その他での成果発表の準備を急ピッチで行っている。前年度において、上代日本語の仮名表記には、形態素毎にある程度固定的に用いられる字母群と、それに次いで頻用される字母群の二群が確認された。前者は形態素の使用度数に比例して用例度数が増えるが、後者はいずれかといえば離散的に用いられるため特定の形態素の使用度数には影響を受けない。ここから形態素に対して表記上に二次的表語性が成立しているものと予想された。今期はこれを理論モデルとして捉え直すことを行った。・語の表記体......特定の仮名字母選択があり、他を排除する→後世の平仮名的表記・音節の表記体......特定の語の表記体の拘束を必ずしも受けない→後世の片仮名的表記このうち語の表記体中にある仮名字母はその文字列が表語性を有するために、一文字ずつの用法上の選択というよりは語の表記体内部で表音文字化が推進されるらしく、同一字母を訓字に転用することは避けられる傾向にある。二次的表語性の獲得が仮名専用字母へと転成する際の主要因になっているとみられる。一方で、語の表記体の拘束をうけない一群の字母については、訓字でも用いられることから漢字の用法上の仮名という側面がなお残存する。それらは語や形態素の拘束を受けないために汎用性が高いが、それだけに二次的表語性には与らない。興味深いのは、漢字が表音文字としての仮名文字化へと展開する上で、二次的表語性が存外に大きな影響を与えているという点である。二次的表語性を獲得するということは、語の表記体中の単漢字の読み方がただ一つに限定されるということであって、これが漢字の仮名専用字母への転成を促すらしい。「万葉仮名」は漢字を日本語の音節の表記に用いたものである。語の音節ごとに漢字を充ててゆくことを多くの書き手がそれぞれに行うと漢字の選び方は区々になると予想される。ところが、語の単位で観察すると、単語ごとに用いる漢字(仮名字母)は存外に固定的で文字列全体でまとまりを作っていることがわかった。
呼吸筋不全の基礎的研究 : 低濃度酸素ガス吸入の影響

平成9年平成10年度研究業績(1)実験装置の作製について・・・本研究の実験装置は今回設備品に申請しているサーマル式ペンオシログラフの購入とともに、organ bathを作製し、測定系を完成させた。この装置をもちいて、課題である低酸素ガス吸入による横隔膜筋への影響に関する実験を実施した。(2)横隔膜筋収縮特性、筋線維の変化について・・・FIO_2 10%の低濃度酸素ガスをラットの飼育チャンバーに持続的に流入させ、3日、1、2、3週間後に、横隔膜筋筋小片を作製し収縮特性を評価した。1、2週後に張力-周波数曲線が最も低下し、収縮はslow化し、繰り返し刺激に対して疲労抵抗性に変化した。3週後にはいずれもコントロール値に戻る傾向を示し、低酸素状態での適応反応と思われる反応が見られた。筋線維の変化はATPase染色にて評価した。3日後に単位面積あたりの遅筋線維の速筋線維に対する比率が最も多くなり、遅筋線維優位に変化したが、次第にこの比率はコントロール値に復帰した。(4)以上の結果から、低酸素負荷の早期にスーパーオキサイドを防御するHO-1が増加、iNOSは減少し、これらが防御機構として働いていることが判明した。その後継続的なeNOSが見られ適応反応に関与している可能性が推察された。横隔膜筋はその発生張力の減少が呼吸筋不全に関係するが、本研究により、低酸素状態における横隔膜筋収縮力や筋線維の変化の機序として、HO-1,iNOS,eNOS発現とが密接な関係にあることが結論づけられた。平成9年度研究実績1.実験装置の作成について...本研究の実験装置は今回設備品に申請しているサーマル式ペンオシログラフの購入とともに、organ bathを作成し、測定系を完成させた。この装置をもちいて、本研究の課題である低酸素ガス吸入による横隔膜筋への影響に関する実験を実施した。2.横隔膜筋収縮特性の変化について...約10%の低濃度酸素ガスをラットの飼育チャンバーに持続的に流入させて吸入を行い、3日、1、2、3週間負荷後に、横隔膜筋を摘出し、筋小片を作製し張力-周波数曲線、単一刺激による単収縮のピークまでの収縮時間、ピークから1/2まで減少するまでの半弛緩時間、20Hzの刺激周波数で60回/分の繰り返し刺激を行う疲労度をもって評価した。低酸素ガス吸入1、2週後に張力-周波数曲線が最も低下し、同時期に収縮時間、半弛緩時間は最も延長し(収縮のslow化)、繰り返し刺激に対して疲労抵抗性に変化した。この一過性変化の後、3週後にはいずれもコントロール値(無負荷)に戻る様な傾向を示し、低酸素状態での適応反応と思われる反応が見られた。3.横隔膜筋線維の変化について...各負荷群の横隔膜筋の横断面における筋線維の変化はATPase染色にて評価した。負荷3日後に単位面積あたりの遅筋(typeI)線維の速筋(typeII)に対する比率が最も多くなり、遅筋線維優先に変化したが、次第にこの比率はコントロール値に復帰した。4.以上の2、3に見られた結果は、収縮特性と組織所見がよく合致していると考えられ、低酸素負荷により早期に筋線維比率の変化が惹起され、一過性の筋収縮のslow化と適応反応が起こっていることが明らかとなった。平成10年度研究業績(1)前年度の研究より、低酸素状態に暴露された動物の横隔膜筋は収縮力の一過性の低下と、筋線維の横断面積に変化が認められ、3週間後にはコントロール側に復帰するような反応が認められた。今年度は低酸素負荷時の横隔膜筋組織での生化学的変化を検討した。(2) Hemo oxygenase(HO)の蛋白発現の検討・・・

コントロール群、低酸素1、3、7、14、21日負荷後の横隔膜筋組織を摘出しホモジネートし、蛋白質を抽出する。ウエスタンブロット法により、HOの抗体を用いて、各群の筋組織内におけるHOの蛋白発現について検討した。HO-1は、低酸素第1日目に有為の発現がみとめられ、早期に誘導されたがその後は減少していた。HO-2は横隔膜筋での発現は見られなかった。HOはスーパーオキサイドに対して防御的に作用する。(3) NO synthase(NOS)の蛋白発現の検討・・・スーパーオキサイドの一つであるNO産生に関連するNOSの発現について、同様にウエスタンブロット法で検討した。誘導されるところのiNOSは第1日目に低下していたが、その後増加した。一方、横隔膜筋細胞内にあらかじめ存在するeNOSは低酸素負荷のほぼ全期間にわたって増加していた。(4)以上の結果から、低酸素負荷の早期にスーパーオキサイドを防御するHO-1が増加し、相対的にiNOSが減少し、これらが早期の細胞障害に対して防御機構として働いていることが推察された。一方、その後は継続的なeNOSが見られ横隔膜筋の適応反応に関与している可能性が推察された。横隔膜筋は吸気筋としてその発生張力の減少が呼吸筋不全に密接に関係するが、本研究により、低酸素状態における横隔膜筋収縮力の変化の機序として筋組織内のHO-1,iNOS,eNOSの発現とが密接な関係にあることが結論づけられた。
ラミネート構造新型単結晶シリコン太陽電池素子開発

(1)単結晶シリコンの薄膜成長単結晶シリコン薄膜成長には化学的気相堆積(CVD)法を用いた。成長温度1050°Cにおいて成長速度は、常圧CVD法では28μm/hであり、一方、減圧CVD法では3μm/hであった。両成長方法において、結晶性に有意差が見られなかったことより、短時間で成膜可能な常圧CVD法が有効であると考え、太陽電池素子作製には常圧CVD法を用いた。(2)プラズマCVD法で堆積したシリコン窒化膜の表面パッシベーション特性太陽電池の表面パッシベーション膜として、プラズマCVD(PCVD)法で形成したシリコン窒化膜を用いた。太陽電池表面にシリコン窒化膜を堆積することで、短波長域での分光感度特性の向上がみられた。表面再結合速度としては、堆積前2.5×10^4cm/secから堆積後4.6×10^3cm/secに約80%低減した。低抵抗シリコン基板上に作製した厚さ約10μmの単結晶シリコン薄膜太陽電池特性は、変換効率11.0%(J_<sc>=26.3mA/cm^2、V_<oc>=609mV、FF=69%)であった。また、反射防止膜特性としては波長400-1100nmで平均反射率11%(最低反射率1.3%)まで低減でき、電流の増加率としては1.5倍であった。今回、PCVD法で堆積したシリコン窒化膜は薄膜太陽電池の表面パッシベーション、反射防止膜に有用であると結論付ける。(3)単結晶シリコン薄膜太陽電池の作製・評価以上、3年間の研究成果を学位論文としてまとめた。
糖鎖導入による選択的活性を示すインターロイキン1の開発

IL-1は生体防御、免疫、造血反応増強作用などの活性を持ち、臨床に用いられる可能性の高いサイトカインであるが、副作用も持っている。本研究では、ヒトリコンビナントIL-1αに合成オリゴ糖を化学的に結合させた糖鎖導入IL-1を作成し、副作用のないIL-1を作成することを目的とする。既に、マンノースダイマーを結合させ、in vivoで選択的活性を保持しているIL-1αを作成することに成功している。本研究では、以下の点を明らかにした。1)マンノースダイマー導入IL-1の体内動態マンノースダイマー導入IL-1αを^<125>Iで標識し、マウスに腹腔又は血管内投与し、体内動態を調べた。その結果、いずれの場合にも、糖鎖の入っていないIL-1に比べ、腎臓への分布が減少し、逆に肝臓への分布が増加した。他の臓器においては顕著な差は見られなかった。以上の結果、in vivoにおける選択的活性の発現は、臓器分布の差による可能性が示唆された。2)マンノースダイマー導入IL-1の糖鎖結合部位の検討マンノースダイマー導入IL-1をリジルエンドペプチダーゼで切断後、TOF-MASSを用いて糖鎖結合部位を調べた。その結果、糖鎖は、IL-1α,β両方で保存されている領域には結合していないが、IL-1αの表面に露出している領域に結合していた。3)ガラクトース導入IL-1の作成IL-1にガラクトースを結合させたIL-1を結合させたIL-1を作成できた。in vitroにおける種々の生物活性を調べたところ、どの活性も低下していたが、マンノース導入IL-1と比べた結果、活性の低下に差が認められた。これは、IL-1レセプターに対する親和性低下の差のみでは説明できず、導入する糖鎖の違いによりin vitroの活性に選択性が現れる可能性が示された。IL-1は多くの生体反応に中心となる役割をはたしている重要なサイトカインであり、臨床に用いられる可能性の高い因子であるが、副作用を持っている。本研究では、ヒト、リコンビナントIL-1に合成オリゴ糖を結合させた糖鎖導入IL-1を作成し、副作用の無いIL-1を作成する。すでに、IL-1にマンノースダイマーを結合させ、in vitroでは種々の活性が低下しているが、in vivoでは、選択的に活性を保持しているIL-1を作成することに成功している。本年度は更に以下の点が明らかとなった。1、マンノースダイマー導入IL-1の体内動態マンノースダイマーを導入したIL-1αをクロラミン法により^<125>Iで標識し、マウスに腹腔内又は血中内に投与し一定時間後に各臓器を得IL-1の体内動態を調べた。その結果、いずれの場合も投与後1-2時間で、糖鎖のはいつていないIL-1に比べ、腎臓への分布が減少し、その代わりに肝臓への分布が増加した。このことは、マンノースを導入することにより肝臓に親和性を持つIL-1ができるということを示している。2、ガラクトース導入IL-1の作製IL-11モルに約14分子のガラクトースを結合させた糖鎖導入IL-1を作成することができた。このIL-1はin vitroにおけるT細胞増殖促進活性やヒトメラノーマ細胞に対する増殖阻害活性は、数10分の1から数100分の1と活性が低下していた。

IL-1は生体防御、免疫、造血反応増強作用などの活性を持ち、臨床に用いられる可能性の高いサイトカインであるが、副作用も持っている。本研究では、ヒトリコンビナントIL-1αに合成オリゴ糖を化学的に結合させた糖鎖導入IL-1を作成し、副作用のないIL-1を作成することを目的とする。既に、IL-1αにマンノースダイマーを結合させ、in vivoで選択的活性を保持しているIL-1を作成することに成功している。本研究では、以下の点を明らかにした。1)マンノースダイマー導入IL-1の体内動態マンノースダイマー導入IL-1αを^<125>Iで標識し、マウスに腹腔又は血管内投与し、体内動態を調べた。その結果、いずれの場合にも、糖鎖の入っていないIL-1に比べ、腎臓への分布が減少し、逆に肝臓への分布が増加した。他の臓器においては顕著な差は見られなかった。以上の結果、in vivoにおける選択的活性の発現は、臓器分布の差による可能性が示唆された。2)マンノースダイマー導入IL-1の糖鎖結合部位の検討マンノースダイマー導入IL-1をリジルエンドペプチダーゼで切断後、TOF-MASSを用いて糖鎖結合部位を調べた。その結果、糖鎖は、IL-1α,β両方で保存されている領域には結合していないが、IL-1αの表面に露出している領域に結合していた。3)ガラクトース導入IL-1の作成IL-1 1モルに約9モルのガラクトースを結合させた糖鎖導入IL-1を作成できた。in vitroにおける種々の生物活性を調べたところ、どの活性も低下していたが、マンノース導入IL-1と比べた結果、活性の低下に差が認められた。これは、IL-1レセプターに対する結合親和性の差のみでは説明できず、導入する糖鎖の違いによりin vitroの活性に選択性が現れる可能性が示された。