hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
"脳仮想病変"による手指巧緻運動の可塑性:新しい神経機能回復プログラムの開発

健常者に対して非侵襲的(痛みを与えず)かつ一過性に(短時間),脳仮想病変を作成し(機能を興奮性または抑制性に変化させる),その部位が特定の課題の遂行に極めて重要であるか否かを検索する方法として,経頭蓋直流電流刺激(tDCS)が近年注目されている.本研究では,このtDCSを大脳皮質の運動に関わる一部位に行うことにより他の複数の運動関連領野の機能,更には手指を用いた巧みな運動の精度を変化させることに成功した.健常者に対して非侵襲的(痛みを与えず)かつ一過性に(短時間),脳仮想病変を作成し(機能を興奮性または抑制性に変化させる),その部位が特定の課題の遂行に極めて重要であるか否かを検索する方法として,経頭蓋直流電流刺激(tDCS)が近年注目されている.本研究では,このtDCSを大脳皮質の運動に関わる一部位に行うことにより他の複数の運動関連領野の機能,更には手指を用いた巧みな運動の精度を変化させることに成功した.一次運動野の興奮性・抑制性機能変化の指標として,一次運動野を経頭蓋磁気刺激した時に得られる運動誘発電位(Motor evoked potentials: MEP)を第一背側骨間筋から記録した.一次感覚野の興奮性・抑制性機能変化の指標には,尺骨神経への経皮的電気刺激により一次感覚野上から得られる感覚誘発電位(Somatosensory evoked potentials: SEP)を記録した.生理食塩水を浸したゲル・スポンジで覆った導電性ゴム電極を運動前野(一次運動野内の経頭蓋磁気刺激点から3cm前方,2c腹側)に固定し,刺激強度1mAで15分間tDCSを行い,刺激直前,直後,刺激終了15分後にMEPとSEPを記録した.運動前野上に置く電極は陽極と陰極の2通りで行い,不関電極は対側前額部に設置した.実験中tDCSによる不快感や痛みを訴えた被験者はいなかった.運動前野に対する陽極刺激後は,刺激前と比較してMEPの振幅が有意に低下し,SEPは上昇する傾向が認められた.反対に陰極刺激後は刺激前と比較してMEPの振幅が有意に上昇し,SEPは低下する傾向が認められた.このような結果が生じた機序として,陽極刺激では運動前野から一次運動野に対する抑制性入力経路が強化されたこと,陰極刺激では運動前野から一次運動野に対する抑制性連絡に脱抑制が生じたことが推察された.本研究により,これまでに報告されてきた反復磁気刺激と同様に,tDCSによっても非浸襲的に一過性の脳仮想病変の作成が可能であることが確認された.研究1;運動前野への経頭蓋直流電流刺激が一次運動野及び体性感覚野の興奮性に及ぼす影響目的:運動前野(PM)に経頭蓋直流電流刺激(tDCS)を行い,刺激前後の一次運動野(M1)及び体性感覚野(S1)の興奮性の変化を検討した.方法:健常者10名を対象とし,PM(M1の磁気刺激点から3cm前方,2cm腹側)にtDCS(刺激強度1mAで正5分間)を行い,刺激直前,直後,終了15分後に第一背側骨間筋から導出されるMEPと,正中神経電気刺激によるSEPを記録・解析した.PM上に置くtDCSの刺激電極は陽極と陰極の2通りで行った.結果:陽極刺激後は,刺激前と比較してMEP振幅が有意に低下し,SEPは増加する傾向を認めた.反対に陰極刺激後は刺激前と比較してMEP振幅が有意に増加し,SEPは低下する傾向を認めた.考察:陽極刺激ではPMからM1に対する抑制性入力が増強され,逆に陰極刺激では脱抑制が生じたと推察した.S1の変化はM1からの入力調節を反映している可能性が示唆された.研究2;運動前野,一次運動野に対する経頭蓋直流電流陰極刺激が視標追跡描円課題の精度に及ぼす影響背景:脳仮想病変(非侵襲的かつ一過性に大脳皮質の局所機能を低下させる)作成手段として経頭蓋直流電流陰極刺激(Anodal tDCS)が近年注目されている.目的:運動前野(PM),一次運動野(M1)に対するAtDCSが視覚信号処理を必要とする上肢巧緻運動の精度に影響を及ぼすか否かを検証した.方法:健常者10名を対象とし,PM(M1の磁気刺激点から3cm前方,2cm腹側)とM1にAtDCS(刺激強度1mAで15分間)を行い,刺激前後における視標追跡描円課題の精度を比較検討した.被験者は,液晶ディスプレイ付デジタイザ中央部にて,直径2cmの円周上を6cm/秒で移動する視標を,スタイラスペンで追跡した.結果:AtDCS後における視標追跡描円課題の精度の有意な低下はPMに対する刺激後のみに認められた.考察:AtDCSにより健常者のM1に作成された脳仮想病変は,随意運動によりほぼキャンセルされるが,PMに対するAtDCSの効果は随意運動時にも残存し,視覚信号処理を必要とする上肢巧緻運動の精度に影響を及ぼすことが推察された.
血小板凝集因子Aggrusの分子生物学的解析とその臨床応用

癌細胞は血行性転移の際、血流中で血小板凝集を誘導し凝集塊を形成することが知られている。特に、転移能が高い癌細胞では血小板凝集能も高い傾向にある。癌細胞による血小板凝集は、血流中の癌細胞が2次臓器の微小血管にトラップされることを容易にすると考えられている。このように、癌細胞による血小板凝集が転移形成に重要であることが示唆されていたが、癌細胞上に発現している血小板凝集因子は同定されていなかった。本研究では、癌細胞上の血小板凝集因子の同定とその臨床応用を目的とした。過去の研究で、血小板凝集因子、転移促進因子であるaggrus遺伝子の同定に成功した。Aggrusは現在、リンパ管マーカーとして繁用されているpodoplaninとしても知られる。ヒトAggrusはマウスAggursとホモロジーが低いにも関わらず、マウスの血小板凝集をも引き起こした。詳細な変異実験により、EDXXVTPGという配列(PLAG domain)がAggrusの血小板凝集の活性中心であることを決定した。また、Aggrusによる血小板凝集活性には、PLAG domainのThrに付加されているO-結合型糖鎖のシアル酸が重要であることを証明した。今年度は、Aggrusの活性部位である糖鎖構造の解析を行った。抗ヒトAggrus抗体(NZ-1)を用いて、内在性のヒトpodoplaninの精製に初めて成功した。ヒトAggrusのPLAGdomainには、数カ所のSer/Thr(O-結合型糖鎖の付加部位)が存在する。まず、Edman分解法により、N末がAla23であることがわかり、予想されていたよりもPLAG domainがN末端に近いことがわかった。さらに糖鎖付加部位を決定したところ、Thr32,Thr34,Thr35,Thr55,Ser56には糖鎖が付加されておらず、Thr52のみに糖鎖が付加されていることがわかった。23-57a.aの糖ペプチドをMSにょって解析したところ、disialyl-corel構造やmonosialyl-corel構造が付加されていることがわかった。これまでの研究で、血小板凝集因子、転移促進因子であるaggrus遺伝子の同定に成功した。また、Aggrusによる血小板凝集活性には、PLAG domainのThrに付加されている0-結合型糖鎖のシアル酸が重要であることを証明した。平成18年度は、基礎的研究に留まらず、Aggrusの臨床応用の研究を行った。ヒトの癌組織におけるAggrusの遺伝子発現をマイクロアレーにて検討したところ、肺癌、精巣腫瘍において、有意に上昇していた。さらに、ヒトAggrusに対する感度・特異度の高いモノクローナル抗体を作製し、これらの癌部におけるAggrusの発現の上昇を確認した。Aggrusの発現の組織型別解析により、肺癌では扁平上皮癌、精巣腫瘍では精上皮腫、脳腫瘍では膠芽腫など、組織特異的に、また悪性度と相関したAggrus発現を見い出した。これにより、Aggrusの腫瘍マーカーとしての意義を確立した。さらにAggrusを血中から検出可能なELISA系の確立にも成功した。中でも、アスベストが原因として起こる悪性中皮腫は社会的問題となっており、悪性中皮腫の腫瘍マーカーの開発が宿望されているが、Aggrusが悪性中皮腫の特異的マーカーとなる可能性が期待される。作製したAggrusに対する特異的モノクローナル抗体は、Aggrusによる血小板凝集活性、転移促進活性を中和する。今後、Aggrusをターゲットにした転移抑制薬の開発を進めたいと考えている。

ヒトAggrusはマウスAggursとホモロジーが低いにも関わらず、マウスの血小板凝集をも引き起こした。詳細な変異実験により、EDXXVTPGという配列(PLAG domain)がAggrusの血小板凝集の活性中心であることを決定した。また、Aggrusによる血小板凝集活性には、PLAG domainのThrに付加されているO-結合型糖鎖のシアル酸が重要であることを証明した。今年度は、Aggrusの活性部位である糖鎖構造の解析を行った。抗ヒトAggrus抗体(NZ-1)を用いて、内在性のヒトpodoplaninの精製に初めて成功した。ヒトAggrusのPLAGdomainには、数カ所のSer/Thr(O-結合型糖鎖の付加部位)が存在する。まず、Edman分解法により、N末がAla23であることがわかり、予想されていたよりもPLAG domainがN末端に近いことがわかった。さらに糖鎖付加部位を決定したところ、Thr32,Thr34,Thr35,Thr55,Ser56には糖鎖が付加されておらず、Thr52のみに糖鎖が付加されていることがわかった。23-57a.aの糖ペプチドをMSにょって解析したところ、disialyl-corel構造やmonosialyl-corel構造が付加されていることがわかった。
キメラ抗体と光感受性物質の複合体による消化器癌の選択的光線力学的治療法の開発

光感受性物質と癌の特異抗体とを結合することで、光感受性物質を癌細胞に特異的に到達させて、その後にレーザー光照射を加えて光感受性物質を活性化させる、選択的光線力学治療法を新たに開発するのが本研究の目的である。光感受性物質とレーザー光照射による光線力学的治療法はわが国では、東京医科大学外科の加藤らのグループが中心となり、オリジナリティの高い研究が進められ、肺癌に関してはすでに実用化している。抗体による薬剤のターゲッティング関しては筆者らのグループが癌に対して世界で初めて臨床応用(1988年)を報告して以来、キメラ抗体の開発などでその発展に寄与してきた。光感受性物質との結合にキメラ抗体を用いることで、臨床的にもより安全な剤型の開発が容易になることが期待できる。本研究ではまず、光感受性物質Mono-L-aspartyl chlonin e6(ME2906)と、大腸癌などの消化器癌と特異的に反応するキメラ化モノクローナル抗体chA7との複合体を作製した。そして、複合体にすることで光感受性物質のヌードマウス移植ヒト癌への集積性をあるていど向上させられる事を示した。また、複合体の安定性は、その実用化において極めて重要なポイントであるが、少なくとも本複合体は活性を維持したまま、12カ月は安定であることが証明された。臨床応用のため必要な、抗体部分の毒性の検討など、期間内に達成できなかったため、臨床第I相試験を開始するに至らなかったが、今後も検討を継続することで、臨床応用される可能性がある。1.半導体レーザー光による治療実験:ヒト胃癌細胞細胞株MKN45をヌードマウスの皮下に移植して、経時的に半導体レーザー光照射し、皮下に形成された腫瘍の長径と短径を測定し、体積を算出した。しかし、腫瘍が腫瘤を形成してから照射しても、その発育曲線は無処置群とほとんど差は無かった。chA7-ME2906複合体を併用した場合には、その発育はやや抑制される傾向が認められたものの、有意の差は無かった。一方、照射およびchA7-ME2906複合体の投与を、移植48時間以内に開始した場合のみ、その増殖は無処置対照群に比較して有意に抑制された。2.複合体の生体内動態の解析:ME2906に抗体分子を結合することで、その生体内動態は大きく変化することが予想される。そこで、chA7-ME2906複合体を動物(マウス)に投与し、血中の薬剤濃度を経時的に採血測定した。その結果、抗体と薬剤を結合することで、薬剤の血中半減期は倍以上に延長した。また、将来の臨床応用に備えて、複合体を常温および凍結下保存し、その薬剤活性と抗体活性を測定した。その結果、少なくとも3ヶ月は、抗体活性、薬剤活性いずれもほぼ100%保持されていることが明らかになった。3.ヌードマウスにおける微小転移の診断:MKN45を1×105個ヌードマウスの腹腔内に移植し、1週間後より経時的にchA7-ME2906複合体を腹腔内に投与した。投与24時間後に開腹し洗浄したのち、半導体レーザー照射により蛍光を励起し、癌病巣を視認できるか判定した。腹膜には比較的広い範囲に蛍光が観察され、微小転移の視認はできなかった。1.半導体レーザー光による治療実験:ヒト胃癌細胞MK45をヌードマウスの皮下、肝被膜下、腎被膜下、腹膜下に移植した。腹膜下、腎皮膜下等の腫瘍は1週間後には肉眼的に容易に認識でき、照射により増殖を抑制することが可能であった。一方、皮下の腫瘍の場合には2週間以上経過しないと、肉眼的にその存在部位は確認しがたかった。また、chA7-ME2906

複合体を投与した後、半導体レーザー光照射したが、皮膚に潰瘍を形成しない程度の出力では、腫瘍を完全にコントロールできなかった。従って本法は、漿膜下や粘膜下の病変に対しては有効な可能性があるが、皮下の病変の治療には応用が難しい。2.腹膜播種癌細胞の術中診断に応用するために、ヒト胃癌細胞MKN45を腹腔内に2×10個散布し1週間後に腹膜に生着した癌細胞を検出できるか検討した。半導体レーザー光照射の感度は良好であったが、検出できる範囲は極めて狭く、腹腔内全体を概観するには不適当と考えられた。臨床例では、むしろ紫外線照射で広く観察する方が実際的と思われる。3.ヌードマウスにおける微小転移モデルの確立:上述のごとく腹膜転移モデルは、確立することができた。しかし、MKN45下肢移植モデルでは、リンパ節転移の頻度は低く、治療実験に用いるには、もう少し転移頻度の高い細胞株を検討すべきであることがわかった。1.chA7-ME2906複合体による内視鏡下光力学的診断および治療法の検討:chA7-ME2906複合体投与後に、内視鏡下に半導体レーザーを照射し早期胃癌や大腸癌の範囲の判定が可能か検討するために、まず動物(マウス)を用いて安全性を確認した。マウスに複合体を投与した後、経時的にマウスを犠牲死させ、胃および人腸にレーザー照射したところ、極めて低い輝度ではあるが蛍光が観察されたが、肝肺などの正常組織と変わりなかった。臨床例の切除標本における癌の局在部位や、浸潤範囲と内視鏡所見とを比較検討するために、臨床試験として申請準備中である。なお、複合体の投与により死亡したマウスはなかった。2.複合体の安定性の検討:常温および凍結ト長期保存における複合体の安定性について検討したところ、少なくとも3ヵ月問は凍結保存により、複合体の活性は保持されていることが明らかになった。さらに長期間に亘っての安定性を確認するため、試料を凍結保存している。1.複合体の安定性の検討:常温および凍結下長期保存における複合体の安定性について検討したところ、少なくとも12ヵ月間は凍結保存により、複合体の活性は保持されていることが明らかになった。2.chA7-ME2906複合体の臨床第1相試験:chA7-ME2906複合体のヒトにおける生体内動態、副作用、最大耐量、Human Anti-Mouse Antibodyなどの免疫反応を検討するために、臨床第1相試験を開始する予定であったが、chA7-NCSのうちキメラ抗体部分の安全性がまだ十分に証明できておらず、臨床試験開始に至っていない。3.最終年度には臨床試験の一部を開始する予定であったが、上記2のように安全性に関するデータが不十分であったので、引き続き基礎的検討を進めた上で将来臨床試験を行う。
二酸化炭素還元反応のためのチタン酸塩光触媒に添加する新規二元系助触媒の開発

太陽エネルギーを用いて二酸化炭素を有用化合物に変換するための光触媒の開発が盛んであるがいまだ実用には至っていないのが現状である.粉末の光触媒の活性・選択率を向上させるための方策として,適切な助触媒を添加することが知られている.そこで本研究では,可視光による活性化の機能を備えた全く新規な助触媒を創製し,一酸化炭素を還元生成物として与える助触媒として知られている銀助触媒と共にチタン酸塩光触媒に添加して光触媒活性を評価し,両助触媒の最適な添加方法・添加率・構造・状態と機能を明らかにし,二酸化炭素還元反応用光触媒の高活性化を達成することを目的とする。
歯髄細胞から象牙芽細胞への誘導機構に関する分子生物学的研究

歯髄細胞の象牙芽細胞への誘導機構を解明するために,成長因子(TGF-β,PDGF-AB,bFGF,EGF,IL-1β,TNF-α)が歯髄細胞のオステオネクチン産生に及ぼす影響についてヒト歯髄細胞培養系を用いて検討し,以下の結果を得た。(1)[^3H]サイミジンの細胞への取り込みによって細胞増殖能を調べた結果,TGF-βは歯髄細胞のDNA合成を濃度依存的に促進した。(2)マウス抗ウシオステオネクチンモノクロナル抗体を用い,サンドイッチELISA法により歯髄細胞のオステオネクチン産生に及ぼすTGF-βの影響を分析した結果,TGF-βは著しくオステオネクチン産生を増加させた。さらに,オステオネクチンのウェスタンブロットでは,オステオネクチンは38kDa付近に発現し,TGF-βによって著しく増加し,ELISAから得た増加に一致していた。(3)ウシオステオネクチンのcDNAをプローブとしてオステオネクチンのmRNAをノーザンブロット法によって分析した結果,TGF-βによってmRNA(major band, 2.2kb; faint band, 3.3kb)は増加していたけれども,蛋白レベルでの増加ほど多くなかった。以上,TGF-βは歯髄細胞の増殖を促進し,オステオネクチンの発現を翻訳の前段階および後段階で調節し増加させることが明らかとなった。さらにin vivoについて考察するとcondensed dental mesenchymeのような未分化な細胞は増殖能が高く,一方象牙芽細胞は増殖能が低いこと,さらにオステオネクチンは未分化な細胞には認められないが,象牙芽細胞には発現していることから,TGF-βは未分化な歯髄細胞に作用して増殖を高めるのに対して,分化した象牙芽細胞に対しては,オステオネクチンの産生を増加させ象牙質形成に関与していることが考えられた。このように,TGF-βは歯髄細胞から象牙芽細胞の誘導に重要な役割を担っている因子であることが示唆された。
タンデム加速器を利用した先進的単色中性子源の実用化と中性子ビーム理工学への応用

九州大学理学部タンデム加速器を用いたMeV領域の加速器駆動型単色中性子源ならびに中性子計測系の開発を行った。中性子発生反応として、前方に収束した単一エネルギーの中性子発生が期待できる(p,n)反応の逆運動学を利用した^1H(^<13>C,n)反応を採用した。59.3MeVに加速した6価の^<13>Cイオンを水素のガスセルで構成された標的に入射し、放出される中性子のエネルギーならびに角度分布を測定した。単色中性子(0°方向で7.2MeV)が、30°以内の前方コーンに放出されることを観測し、中性子源シミユレーションで予測された結果を実証できた。さらに、時間標識付の中性子源開発に向け、重陽子ビームのパルス化装置の最適化を行った。その結果、4MeV重陽子ビームで3.8nsの時間幅のパルス化に成功した。次に、反跳陽子法による高性能中性子スペクトロメータの技術開発とそのプロトタイプの製作・性能試験を行った。検出効率とエネルギー分解能の両者を同時に改善できるスペクトロメータとして、アクティブラジエータ付スペクトロメータおよびレイトレース形反跳陽子スペクトロメータを提案し、検出器からデータ収集システムまで含んだ開発研究を行った。又、MeV領域中性子のモニター用に^6Li捕獲ゲート付高速中性子スペクトロメータの性能評価を行い、その適用可能性を検討した。これらの検出器はいずれも上述の中性子源を利用した研究に有用であることを示した。さらに、将来の中性子ビーム応用関連研究として、炭素、マグネシウム、シリコンの中性子反応断面積データベースの構築や半導体メモリの中性子誘起ソフトエラーに関する基礎研究も行った。本研究では、中性子利用に関連した基盤技術の整備、高度化を目指し、いわゆる"gap"領域(814MeV)の単色中性子標準場を九州大学タンデム加速器実験施設において開発、実用化することを目標としている。今年度は、(P, n)反応の逆運動学を利用した^1H(^<13>C,n)反応中性子源の開発・実用化を目指した予備実験を行った。水素ターゲットにガスターゲットを選択し、入口窓材にタンタル薄膜(3μm)を使用し、ビームストッパ材にもタンタル板を使った小型のガスセル(33mmφx30mm)を製作した。これを九大タンデム加速器実験室のビームラインに設置し、56MeV及び59.3MeVの^<13>C^<6+>ビームを入射し、発生した6.2MeV及び7.2MeV単色中性子をNE213検出器で測定することに成功した。発生した中性子は逆運動学中性子源の特徴である運動学的に前方角方向のみに集束されることを実験的に検証できた。実験結果の解析および中性子源設計のために中性子発生シミュレーション計算コードを開発し、予備実験結果を反映させて実機用のガスターゲットの設計を終えた。これらの成果は、九州大学総合理工報告として公表した。また、中性子検出系については、反跳陽子法を用いた高効率・高分解能スペクトロメータの試作機を2種類製作し、その特性を調べた。1つは、アクティブラジエータ付のもので、もう1つは、レイトレース法による反跳陽子の位置検出機能付の広角スペクトロメータである。いずれも、7.2MeV中性子に対する応答を実験的に調べ、良好な結果が得られた。なお、後者については、実験成果をIEEE Trans. Nucl. Sci.誌に公表した。本研究では、中性子利用に関連した基盤技術の整備・高度化を目指し、いわゆる"gap"領域(814MeV)の単色中性子標準場を九州大学タンデム加速器実験施設において開発・実用化することを目標としている。今年度は、ビームのパルス化に主眼を置いた加速器系の開発・整備を行った。

重陽子の連続ビームをタンデム入射ビームラインに設置されたバンチャーと出口ビームラインに設置されたチョッパーを用いて効率良くパルス化する。4MeVの重陽子ビームに対するパルス化最適化条件を求めるテスト実験を行った。パルス化の確認には、Al(d, P)反応からの陽子を半導体検出器カウンターテレスコープで計測する手法を採用した。実験結果は、バンチャーのみで4.4nsec、チョッパーを連動させて、3.6nsecのパルス幅のビームを得ることに成功した。今後は、荷電変換用の炭素フォイルをガスストリッパーに変えることで、さらに幅の狭いパルスビームの発生を目指す予定である。また、d+dや^1H(^<13>C, n)反応を使った中性子源用水素ガスターゲットの設計・製作ならびにデータ収集系の整備を終えた。中性子誘起反応実験用に飛跡追跡型カウンターテレスコープの開発も進めている。今年度は、設計に必要なモンテカルロ計算コードを開発し、従来使用してきた中性子検出器用反跳陽子カウンターテレスコープの測定結果を良く再現できることを確認した。このコードを用いて、広面積の標的からの反応粒子を広立体角でトレースできる飛跡追跡型カウンターテレスコープの設計・製作を開始した段階である。本研究では、中性子利用に関連した基盤技術の整備・高度化を目指し、いわゆる"gap"領域(814MeV)の単色中性子標準場を九州大学タンデム加速器実験施設において開発・実用化することを目標としている。今年度は、ビームパルス化の最適化とMeV領域の高速中性子スペクトルメータの特性評価に主眼を置いた研究開発を行った。まず、重陽子の連続ビームをタンデム入射ビームラインに設置されたバンチャーと出口ビームラインに設置されたチョッパーを用いて効率良くパルス化する。4MeVの重陽子ビームに対するパルス化最適化条件を求める実験を行った。パルス化の確認には、Al(d,p)反応からの陽子を半導体検出器カウンターテレスコープで計測する手法を採用した。実験結果は、バンチャーのみで4.8nsec、チョッパーを連動させて、3.1nsecのパルス幅のビームを得た。検出器の時間分解能を考慮すると、ビーム自身は2nsec程度と見積もられた。また、d+dや^1H(^<13>C,n)反応を利用した中性子源用水素ガスターゲットのガス供給系を新規製作し、又、TOFデータ収集系の整備を終えた。次に、Am-Be中性子源を用いて、実験に使用する^6Li捕獲ゲート付高速中性子スペクトルメータの動作特性を調べた。本スペクトルメータは、^6LiガラスシンチレータとBC501A有機シンチレータからなる中性子検出器である。^6Liガラスシンチレータの発光でゲート信号を作ることで、検出器内で完全に熱化した中性子のみの有機シンチレータ光応答を測定でき、単色中性子に対する検出器応答が改善できる。実験の結果、ガンマ線との分離もよく、熱化時間を含め、本スペクトルメータの動作特性を確認した。その結果、中性子源からの中性子モニター用に使用できることが分かった。
フランス演劇(1680年-1765年)における男装の表象

近代フランスの舞台芸術における女性の表象を衣裳との関係から描き出すことを目的に、本年度は、昨年度に引き続き、戯曲の校訂版の作成を行うと共に、1)異性装の文化的・文学的背景の研究、2)当時の演劇状況における意義の研究を中心に行った。とりわけ、Les Amazones Modernes(Legrand,1727)の校訂版作成と分析により、男装と並んで十七、十八世紀の文芸に大きな影響を与えたアマゾネス神話のテーマの重要性を明らかにした。アマゾネス神話は、十七、十八世紀のフランスで再び脚光を浴び、男装と並んで「戦う女」「強い女」を描くための主要な芸術的テーマの一つとなった。2007年8、9月に渡仏し、国立図書館にて、十七世紀末から十八世紀にかけて発表されたアマゾネス関連の主要な文献と当時の演劇状況の調査を行った結果、Legrandは、当時のアマゾネスのブームを現実社会の批判に巧みに利用していることが分かった。加えて、「アマゾネスが男装する」という荒唐無稽な設定を用い、作品中のヴォードヴィルの歌詞に女性の権利主張を盛り込むことで、ライバル劇団の特色の一つであった男装及びヴォードヴィルを活用し、テーマ性と娯楽性の両立を可能にしていることが明らかになった。この研究結果を論文としてまとめ、フランス語で発表した。なお、本年度前半には、十七世紀末から十八世紀にかけての衣裳と性の関係についての意識の変化を、多数の戯曲の分析から検証した論文をフランスで出版された国際学会研究論文集に発表した。さらに、異なったジャンルにおける異性装の位置づけを検討するため、悲劇の例としてZaide(LaChapelle,1681)の校訂版を作成し、現在分析を行っている。今後、これまでの研究成果をジャンルごとに比較検討し、上演の形態が異性装の表象と受容にどのように関連しているかを論文にまとめ発表する予定である。近代フランスの舞台芸術おける性の表象と衣裳との関係を、男装のヒロインという観点から検討するため、本年度は研究の対象とする戯曲の手稿の解読(いずれも未出版のもの)及び分析を行った。そのうち、Donminique, La Folle raisonnable及びFuzeher, La Melusineを活字化した原稿については、現在ナント大学のF.リュペラン教授に校閲を依頼している。これらの戯曲は、アルルカンに変装する女優を劇団史上初めて舞台に登場させたコメディ=フランセーズと、コメディア・デラルテのシンボル的存在を盗用されたイタリア人劇団の反撃の様子を物語る、演劇史的にも価値の高い資料である。作品分析と当時の劇評の研究により、高度な演技力を持った女優による男装が観客の注目を集めたことと、当時の劇団間の熾烈な競争において、観客を引き寄せるため重要な劇作法として用いられたことが確認された。従来の作者あるいは劇団別の作品分析ではなく、役と演技者、劇団間の関係などの複合的視点から男装を研究することが不可欠であるという認識を得た。なお、共同編集で作成したこの校訂版を元に、ロワール・アトランティック文化会館(於ナント市)にてドラマ・リーディングが行われ、一般市民に公開された(2006年11月)。
高級な通信・移動機能を備えた実用的アンビエント計算言語

本研究では,アンビエント計算に基づく実用的プログラミング言語の開発を行った.開発した言語は, rl計算におけるチャネル通信に相当する機能,静的スコープによる遠隔地の指定,動的束縛の構文による明確な分離といったプログラマにとって直観的に理解しやすい機能を備えている.さらに,高水準言語を実現するためのより低水準なアンビエント計算実行フレームワーク,広域分散環境上で正しく実行するための実装技術の開発も行った.本研究では,アンビエント計算に基づく実用的プログラミング言語の開発を行った.開発した言語は, rl計算におけるチャネル通信に相当する機能,静的スコープによる遠隔地の指定,動的束縛の構文による明確な分離といったプログラマにとって直観的に理解しやすい機能を備えている.さらに,高水準言語を実現するためのより低水準なアンビエント計算実行フレームワーク,広域分散環境上で正しく実行するための実装技術の開発も行った.当初の研究計画に従い,高級アンビエント言語の設計と実装を行った.詳細な研究成果は以下のとおりである.1.言語設計(1)ネットワーク構成の制約に縛られる事なく,柔軟に通信やコード移動を記述するための機能を設計した.(2)ネットワーク構成にとどまらず,XMLなどの文書構造の抽象化にもアンビエントを利用可能であるというアイデアに基づき,Webアプリケーション開発を行うための機能設計を行った.「HTTPサーバ,ブラウザ,DOMツリーのすべてがアンビエントである」という単純なモデルを採用する事で,非常に簡潔かつ分かりやすい設計となっている.2.実装(1)上記の機能を備えた,共有メモリ上で動作するプロトタイプ処理系の実装を行った.この処理系は,Webアプリケーションを動作させる場合のサーバ側処理系としても用いられる.(2) JavaScriptで書かれたアンビエント言語処理系の実装を行った.2-(1)の処理系が備える機能以外に,ブラウザ上でのUIに関する処理(HTMLの表示,イベント処理)も行う.(3) Safeアンビエントで記述されたプログラム(仕様)の安全性に関する研究は数多くなされている.そのため,我々の言語で書かれたプログラムを一旦,Safeアンビエントプログラムに変換してから実行すれば,安全性の保証が容易になると考えられる.そこで本年度は,既存のSafeアンビエント処理系の改良を行い,広域分散環境上においてもプログラムを正しく動作できるようにした.今後は,本研究が提案する言語機能(特に1-(1)で提案している機能)を,2-(3)の処理系へのコンパイル方式により実現するための技術の開発を進めていく予定である.本年度は,本研究が目標としているアンビエント計算に基づく高水準言語処理系の土台として用いるための,より低水準な実装技術およびフレームワークの開発を行った.具体的な成果としては,主に以下の3つが挙げられる.1.Java言語用アンビエント計算フレームワークアンビエント計算の近接移動および膜融解の機能を汎用言語であるJavaから利用するためのフレームワークを構築した.これにより,アンビエント間の並行・協調動作を単純なモデルで表現しつつ,各アンビエント内の処理をJavaで記述するという書き分けが可能となり,プログラムの記述性・再利用性が向上した.2.Scheme言語用アンビエント計算ライブラリアンビエント計算の機能をScheme言語から利用するためのライブラリを構築した.1とは異なり動的かつインタラクティブなScheme言語をベースに採用することで柔軟な分散アプリケーションの開発が用意な環境を提供している.たとえば,プログラマブルな分散チーム開発ツールなどは,このライブラリを使ったScheme対話環境上で容易に実現できる.3.大規模分散環境向け実装技術の開発上記1,2の基盤となる技術として,アンビエント計算の諸機能を大規模分散環境やモバイル環境で実現するための実装方式の設計を行った.この方式がアンビエント計算モデルを正しく実装できていることについての厳密な数学的証明も行った.本年度は,前年度の成果物であるアンビエント計算に基づく低水準フレームワークを用い,主に以下の3つの研究を行った,1.Scala言語用アンビエント計算フレームワークの設計・実装前年度に開発したJava言語用アンビエント計算フレームワークは,各アンビエント内の処理をJavaで記述できるという特徴をそなえているが,一方で,コード移動の実装方法が可搬ではない点,およびアンビエントローカルな変数の実現に変換処理が必要なため利便性が良くない点が課題として残っていた.今年度は,それらの課題を解決するための方法の一つとして,Scala言語をベースにフレームワークの再構築を行った.その結果,可搬性,利便性にすぐれたより使いやすいフレームワークを実現できた.2.アンビエント計算ベース分散プログラム開発Lisp環境の改良前年度に開発したアンビエント計算の機能をLispから利用するためのフレームワークを用い,実装方式の改良を行った,主な改良点は次のとおり:(1)ノード間コード移動の実現方式を,継続渡し方式から二返戻値法によるスタック巻き戻し方式に変更することで,通常時の計算速度を改良した,(2)特定のパターンにしたがうアンビエントの生成を軽量化し,コード移動に伴う通信量や物理スレッド生成数の軽減を行った.3。広域・モバイルネットワーク向け実装方式の実装前年度に設計したアンビエント計算の諸機能を大規模分散環境やモバイル環境で実現するための実装方式を,上記2のLisp上の実装に適用し,その実現可能性・有効性を確認した.実装にあたっては設計レベルでは詳細化していなかった点(コード移動のタイミングの細かな制御など)を考慮し,間欠的なネットワーク遮断にも対応可能な動作を実現できている.
円筒状3次元き裂を含むポリエチレン電気融着継手の破壊力学的研究

延性,可撓性に優れるポリエチレン管は,はからずも阪神大震災においてその耐震性が実証され注目を集めている管材である.このポリエチレン管の継手として用いられる電気融着継手は,構造上管末端に若干の不融着部が生じ,これが破壊起点となっている.本研究では,継手不融着部をき裂と見なし,破壊力学的な観点からこの継手を検討することを目的として,3次元の円筒形状を有する不融着き裂の応力拡大係数の解析と破壊靭性値の実験的評価を行うとともに,クリープ変形におけるき裂先端の変形挙動を解析した結果,1, 3次元特異要素を用いた有限要素法によって不融着き裂の応力拡大係数K_IとK_<II>を求めた結果,管径Dで無次元化した継手部厚さt/Dの増加につれて減少するが,t/Dが0.3を越えるとその割合は緩やかになった.融着長さl/Dの増加につれてK_<II>は減少するが,K_Iは一定となった.不融着き裂長さaの増加についれてK_Iは増加する傾向にあるが,K_<II>はa/D=0.15で最小値を示す下に凸状の挙動を示した.これより,K_<II>を最小にする最適な不融着長さが存在することがわかった.2, 3点曲げ破壊靭性試験を行って-196°Cから-120°Cにおけるポリエチレンの平面ひずみ破壊靭性値K_I_cを求めた結果,K_I_cは温度の増加につれてほぼ直線的に減少した.-196°CにおけるK_I_cの値は約6.39MPam^<1/2>,-120°Cにおいては3.47MPam^<1/2>であった.(1)の解析結果から継手の最大負荷内圧での混合モード応力拡大係数K=√<K^2_I+K^2_<II>>の値は0.45MPam^<1/2>となり,実験によるK_I_cと比較すると安全率は7程度となることがわかった.3,単軸クリープ試験を行いBailey-Norton型のクリープ構成式を評価した.このクリープ構成式をMises形の理論を用いて3次元応力状態に拡張し,これを用いてUp-dated Lagrange型の有限要素法によりクリープ過程における切欠き先端の変形挙動を解析した結果,切欠き先端の相当クリープひずみは時間とともに増加するという傾向にあり,またその大きさは切欠き半径が減少するにつれて増加することがわかった.延性,可撓性に優れるポリエチレン管は,はからずも阪神大震災においてその耐震性が実証され注目を集めている管材である.このポリエチレン管の継手として用いられる電気融着継手は,構造上管末端に若干の不融着部が生じ,これが破壊起点となっている.本研究では,継手不融着部をき裂と見なし,破壊力学的な観点からこの継手を検討することを目的として,3次元の円筒形状を有する不融着き裂の応力拡大係数の解析と破壊靭性値の実験的評価を行うとともに,クリープ変形におけるき裂先端の変形挙動を解析した結果,1, 3次元特異要素を用いた有限要素法によって不融着き裂の応力拡大係数K_IとK_<II>を求めた結果,管径Dで無次元化した継手部厚さt/Dの増加につれて減少するが,t/Dが0.3を越えるとその割合は緩やかになった.融着長さl/Dの増加につれてK_<II>は減少するが,K_Iは一定となった.不融着き裂長さaの増加についれてK_Iは増加する傾向にあるが,K_<II>はa/D=0.15で最小値を示す下に凸状の挙動を示した.これより,K_<II>を最小にする最適な不融着長さが存在することがわかった.2, 3点曲げ破壊靭性試験を行って-196°Cから-120°Cにおけるポリエチレンの平面ひずみ破壊靭性値K_I_cを求めた結果,K_I_cは温度の増加につれてほぼ直線的に減少した.-196°CにおけるK_I_cの値は約6.39MPam^<1/2>,-120°Cにおいては3.47MPam^<1/2>であった.(1)の解析結果から継手の最大負荷内圧での混合モード応力拡大係数K=√<K^2_I+K^2_<II>>の値は0.45MPam^<1/2>となり,実験によるK_I_cと比較すると安全率は7程度となることがわかった.3,単軸クリープ試験を行いBailey-Norton型のクリープ構成式を評価した.このクリープ構成式をMises形の理論を用いて3次元応力状態に拡張し,これを用いてUp-dated Lagrange型の有限要素法によりクリープ過程における切欠き先端の変形挙動を解析した結果,切欠き先端の相当クリープひずみは時間とともに増加するという傾向にあり,またその大きさは切欠き半径が減少するにつれて増加することがわかった.延性,可撓性に優れるポリエチレン管は,はからずも阪神大震災においてその耐震性が実証され注目を集めている管材である.ポリエチレン管をガス管として使用する際の継手としては電気融着継手が用いられている.この継手は管と完全に融着されるのではなく管末端に若干の不融着部が生じ,これが破壊起点となっている.

このため,この不融着部をき裂と見なした破壊力学的な検討を行う必要がある.今年度はこの円筒状3次元不溶着き裂を有する継手の応力拡大係数の解析と破壊靭性の実験的評価及びクリープ試験を行った.その結果,1,3次元特異要素を用いた有限要素法を用いて,曲がったき裂前縁を有する円筒状3次元き裂の応力拡大係数を解析する方法について検討するとともに,管及び継手部にガス内圧を作用させて具体的に数値計算を行って応力拡大係数を求めた.き裂はモードIとモードIIの混合モードとなるため,K_IとK_<II>を求めた.現在のところ,1つの場合に対する解を得た段階であるが,次年度においては,この計算を継続し,不溶着き裂の長さや継手寸法,内圧等の条件によって応力拡大係数がどのような影響を受けるかを明らかにする.2,-196°C-160°Cにおける低温領域で,ポリエチレンの破壊靭性値K_cの実験的評価を行った.靭性値の板厚効果を確認し,この結果から十分な板厚の試験片を用いて平面ひずみ破壊靭性値K_<Ic>を求めた結果,これは温度の増加に伴ってほぼ線形的に減少し,-196°Cで6.5MPa・m^<1/2>,-160°Cで約5.3MPa・^<1/2>であることがわかった.3,さらに,単軸負荷下におけるクリープ試験を行った結果,クリープひずみは時間とともに増加するが,この挙動をBailey-Norton則を用いて整理した結果,材料定数であると言われている時間に関するべき乗指数nは,本材料においては一定とはならず,時間の経過とともに減少する傾向にあることがわかった.延性,可撓性に優れるポリエチレン管は,はからずも阪神大震災においてその耐震性が実証され注目を集めている管材である.このポリエチレン管の継手として用いられる電気融着継手は,構造上管末端に若干の不融着部が生じ,これが破壊起点となっている.このため,この不融着部をき裂と見なした破壊力学的な検討を行う必要がある.今年度はこの円筒状3次元不溶着き裂の応力拡大係数に及ぼす継手寸法やき裂長さの影響を明らかにした.また,破壊靭性試験については昨年度より高温側での試験を行った.さらに,昨年度のクリープ試験による構成式を用いて,切欠き周りのクリープひずみの変化をUpdated Lagrange型の有限要素法を用いて解析した.その結果,1,不融着き裂の応力拡大係数K_IとK_<II>は,管径Dで無次元化した継手部厚さt/Dの増加につれて減少するが,これが0.3を越えるとその減少割合は緩やかとなった.融着長さl/Dの増加につれてK_<II>は減少するが,K_Iは一定となった.不融着き裂長さaの増加についれてK_Iは増加する傾向にあるが,K_<II>はa/D=0.15で最小値を示す下に凸状の挙動を示した.これより,K_<II>を最小にする最適な不融着長さが存在することがわかった.2, -150°Cから-120°Cにおける破壊靭性試験を行った結果,この温度範囲では荷重-変位曲線の最大荷重点に至るまでにき裂の進展か見られた.き裂進展時の荷重を用いて平面ひずみ破壊靭性値K_I_Cを求めた結果,K_I_Cは温度の増加につれてほぼ直線的に減少した.K_I_Cの最小値は3.47MPam_<1/2>であった.(1)の解析結果から,継手の最大負荷内圧でのK=√<K^2_I+K^2_<II>>の値は0.45MPam_<1/2>であり,これと比較すると安全率は7程度となることがわかった.3,単軸クリープ試験から得られたBailey-Norton型の構成式を用いて,Up-dated Lagrange型の有限要素法によりクリープ過程における切欠き先端の変形挙動を解析した結果,切欠き先端の相当クリープひずみは時間とともに増加するという傾向にあり,またその大きさは切欠き半径が減少するにつれて増加することがわかった.
希土類添加シリカガラスにおける構造無秩序性と光学特性の相関

本研究では、超高出力(単一モード10kW級)ファイバレーザー、および、超高効率ファイバアンプを目指して、希土類添加シリカガラスの発光効率およびフォトダークニングと仮想温度との相関を明らかにすることを目的とした。蛍光スペクトル、蛍光寿命、吸収スペクトル、およびフォトダークニングが仮想温度に依存することを初めて明らかにし、これらの光学特性がガラスの構造無秩序性の変化を如実に反映することを示した。本研究では、超高出力単一モード10kW級)ファイバレーザーおよび、超高率ファイバアンプを目指して、希土類の発光効率およびフォトダークニングと仮想温度との相関を明らかにすることを目的としている。本年度の成果を以下に記す。(1)高品質希土類添加シリカガラスの作製筆者らが開発した希土類添加装置を付置したMCVD装置により、以下の高品質な希土類(Yb, Er, Tm)添加シリカガラスを作製した。(2)希土類添加シリカガラスにおける仮想温度の決定作製条件および熱処理条件を変えたシリカガラスを作製して、赤外吸収ピーク位置より仮想温度を決定した。(3)希土類添加シリカガラスにおける光学特性と仮想温度の相関把握仮想温度を決定した試料において、蛍光スペクトル、蛍光寿命、吸収スペクトル等の仮想温度依存性を測定し、構造無秩序性と希土類の光学特性の相関を明らかにした。(4)フォトダークニングの調査上記試料において、フォトダークニングについて調べた。(5)ファイバにおける光学特性と仮想温度の相関把握ファイバ紡糸を行い、光学特性を調べた。また、仮想温度との相関を調査中である。本研究では、超高出力(単一モード10kW級)ファイバレーザー、および、超高効率ファイバアンプを目指して、希土類の発光効率およびフォトダークニングと仮想温度との相関を明らかにすることを目的としている。(1)仮想温度とフォトダークニングの相関を明らかにした。フォトダークニングの仮想温度依存性を測定し、構造無秩序性の変化に伴うフォトダークニングの変化を明らかにした。(2)フォトダークニングで生成する欠陥種を同定した。上記試料において、フォトダークニングで生成した欠陥種を同定し、フォトダークニング発生要因を明らかにした。(3)フォトダークニング抑制効果の高いファイバを開発に取り組んだ。(4)上記結果を基に、フォトダークニング抑制効果の高いファイバを開発に取り組み、フォトダークニング抑制効果の高いガラス組成の1つを見出した。(5)フォトブリーチングの照射光波長依存性を明らかにした。フォトブリーチングの発生機構を明らかにするために、照射光波長依存性を調べた。仮想温度は、ガラスの構造無秩序性の1つの指標であり、もともとは禁制遷移である4f-4f準位間の遷移確率、および、フォトダークニングの起こりやすさと密接に関係していると予想される。また、フォトダークニング抑制するためのガラス組成の検討も併せて目標とした。1フォトダークニングと仮想温度の関係を詳細に調べ、フォトダークニングを抑制するための最適ファイバ紡糸条件を検討した。2フォトダークニング抑制効果の高いファイバのガラス組成を見出した。さらに、この組成を実現するために、MCVD法のプロセスを改良し、現在市販されているYb添加ファイバに比べて、1/5以下に劣化を抑制できるファイバの開発に成功した。3Yb添加以外の希土類添加シリカガラスにおいて、フォトダークニングの起こりやすさを調べ、電荷移動遷移の吸収波長の違いにより、フォトダークニングの起こりやすさが変わることを見出した。また、可視ファイバレーザーで高出力化が可能な希土類添加シリカガラスの候補を選定した。これらの候補の内、2種類の希土類添加シリカガラスにおいて、初めて可視増幅特性を確認した。4フォトダークニングとフォトブリーチングが起こる波長について詳細に調べた。この結果、フォトブリーチングの機構を解明することができた。フォトダークニングおよびフォトダークニングの発生機構を明らかにすることができ、また、フォトダークニング抑制効果の高いガラス組成を見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。最後の1年で、フォトブリーチングの機構を明らかにし、フォトブリーチングを利用したフォトダークニング抑制法の開発を行う。また、フォトダークニング抑制効果のより高いガラス組成の探索を行う。
HIV-1キャプシド構造タンパク質自壊と脱殻の新たな機構解明

HIV-1に必須の構造蛋白でありウイルス遺伝子を包む殻を形成するキャプシド(CA)は、ウイルス内においてウイルス遺伝子を保護する為に一定以上の強度で円錐状の殻構造を維持する。一方標的細胞に感染後、脱殻時にCA殻がスムーズに壊れる為には、CAが構造上、ある程度の“不安定性"を相反的に有する事が必要であると考えられる。我々はこれまでアミノ酸(AA)挿入変異によるHIV-1の構造学・ウイルス学的特性の変容について検討を行い、CAをコードする遺伝子領域の特定部位にAA挿入変異を有するHIV-1変異株において、CAの異常な自己崩壊(自壊)が起こる事を発見、同現象に関して詳細に検討を行う事により、1挿入変異CAを有するHIV-1変異株は複製能が著しく低下・欠損し、2単独発現させた挿入変異キャプシドにおいても著しい自壊を認め、3挿入変異CAにおけるCAの自壊はCAのC末端側(CTD)を発端として経時的に進行する事など、多数の研究成果を得ている。CAの自壊現象は、軽度であるが野生型CAにおいても認められる事を申請者は新たに同定、野生型HIV-1でのCAの自壊現象はHIV-1の増殖において何らかの意義を有するのではないかとの仮説のもと、野生型CA及び種々の長さのAAを網羅的に欠損させた欠損変異CA単独発現プラスミドを作成し、CAの安定性に影響を及ぼす領域を評価した結果、CAのCTD側が少なくとも9AA欠損(CA CTDΔ9)するとCA自壊は生じなくなる事が判明した。本研究ではHIV-1の必須構造蛋白であるCAで認めるCA自己崩壊(自壊)の責任領域やその機序を検討し、更にHIV-1の脱殻・複製に対しCA自壊が及ぼす影響について評価するものであり、現時点では不明な点が多い感染初期、特に脱殻時におけるCAの動態に関して、新たなコンセンサスの確立に貢献し得る可能性がある。我々はCA構造蛋白領域の特定部位にアミノ酸(AA)挿入変異を有するHIV-1変異株において顕著なCAの自己崩壊(自壊)が起こる事を見出し、詳細な検討を行う事で、挿入変異CAにおけるCA自壊はCAのC末端側(CTD)を発端としてCA全体に波及する等、多数の研究成果を得ている(論文投稿中・under revision)。このCA自壊は野生CA(CAWT)でも軽度認められ、HIV-1生活環において意義を有すると考えられる。本研究ではCAWTで認めるCA自壊の責任領域を詳細に検討、更にHIV-1の感染・増殖に対しCA自壊が及ぼす影響について評価した。CAWT発現プラスミド、CTDのAAを一部欠損した変異CA発現プラスミドを網羅的に作成、それらを強制発現させた細胞溶解液を37°Cで定温静置した際の野生/欠損変異CAの経時的変化をELISA法で評価した。CAのCTD一部欠損HIV-1変異株(HIVCA CTDΔ9)を作成し、変異ウイルスの形態を電子顕微鏡で観察した。またMT-4細胞を用いて変異株の複製能を評価、更にMagiCD4+/CXCR4+細胞を用いて変異株の感染性を評価した。環境因子を変化させる事で、CA自壊への影響を検討した。これらの結果、CAのCTD側が少なくとも9AA欠損(CACTDΔ9)するとCA自壊は生じなくなる事が判明した。HIVCA CTDΔ9内部のCA殻は、野生株と比べ小型の形態を呈しており、CA殻の過剰凝集が疑われた。HIVCA CTDΔ9株の感染性・複製能は、いずれも著しく障害されていた。溶媒中のpHを弱酸性から中性に変化させた際、CAWTにおいて自壊の増強を認めたが、CACTDΔ9ではその効果は認めず、この結果よりpH変化がCTD 9AAにより惹起されるCA自壊(CA殻分解/脱殻)のトリガーとなっている可能性が示唆された。我々が見出したCA CTD9AAの特性が、CA固有のものか、他の蛋白においても同様に惹起されるか検討するため、他蛋白へCA CTD9AA配列を付加した際の蛋白安定性に及ぼす影響を評価する。例としてHIV-1のMatrix (MA)もしくはCA CTD9AAを付加したMA発現プラスミドを作成、細胞に強制発現させた後、経時的なMA安定性の変化を評価する。標的細胞にHIV-1が新規に感染した後に起こる円錐状CA殻の脱殻に、CA CTD9AAが与える影響を検討するために、細胞内もしくは細胞外において異なる環境因子(電解質濃度)を変化させた各種条件下において、環境因子がCA CTD9AA有無でのキャプシドの経時的な抗原性変化やウイルス複製能の相違等に影響を及ぼすか否かを評価する。更に、以下の方法で野生型HIV-1(HIVWT)及びHIVCA CTDΔ9の脱殻過程における相違を評価する。【HIV-1 uncoating assay法】ウイルス感染細胞を回収し、洗浄後に細胞溶解液を作成、遠心により核分画ペレットを除去した後、上清をスクロース密度勾配遠心分離法により可溶性分画とペレット分画に分けて回収し、CA抗体を用いたWB法により可溶化CAと粒子性CAの各量を調べる事で、HIVWTやHIVCA CTDΔ9におけるCA脱殻の効率を評価する。本研究で得られた知見を基にした新規抗HIV-

1剤開発の戦略として、CACTD9AAを含む領域に特異的に結合する事でCACTD9AAの本来持つ特性を失わせ、HIV-1の増殖を阻害するような化合物の検索をin silico docking simulation法により行い、有望な化合物に関しては実際に購入し、MTTアッセイ法(HIV-1感染によって起こる細胞障害に対する化合物の阻害活性を評価可能)により抗HIV-1活性の評価を進める。HIV-1に必須の構造蛋白でありウイルス遺伝子を包む殻を形成するキャプシド(CA)は、ウイルス内においてウイルス遺伝子を保護する為に一定以上の強度で円錐状の殻構造を維持する。一方標的細胞に感染後、脱殻時にCA殻がスムーズに壊れる為には、CAが構造上、ある程度の“不安定性"を相反的に有する事が必要であると考えられる。我々はこれまでアミノ酸(AA)挿入変異によるHIV-1の構造学・ウイルス学的特性の変容について検討を行い、CAをコードする遺伝子領域の特定部位にAA挿入変異を有するHIV-1変異株において、CAの異常な自己崩壊(自壊)が起こる事を発見、同現象に関して詳細に検討を行う事により、1挿入変異CAを有するHIV-1変異株は複製能が著しく低下・欠損し、2単独発現させた挿入変異キャプシドにおいても著しい自壊を認め、3挿入変異CAにおけるCAの自壊はCAのC末端側(CTD)を発端として経時的に進行する事など、多数の研究成果を得ている。CAの自壊現象は、軽度であるが野生型CAにおいても認められる事を申請者は新たに同定、野生型HIV-1でのCAの自壊現象はHIV-1の増殖において何らかの意義を有するのではないかとの仮説のもと、野生型CA及び種々の長さのAAを網羅的に欠損させた欠損変異CA単独発現プラスミドを作成し、CAの安定性に影響を及ぼす領域を評価した結果、CAのCTD側が少なくとも9AA欠損(CA CTDΔ9)するとCA自壊は生じなくなる事が判明した。本研究ではHIV-1の必須構造蛋白であるCAで認めるCA自己崩壊(自壊)の責任領域やその機序を検討し、更にHIV-1の脱殻・複製に対しCA自壊が及ぼす影響について評価するものであり、現時点では不明な点が多い感染初期、特に脱殻時におけるCAの動態に関して、新たなコンセンサスの確立に貢献し得る可能性がある。我々はCA構造蛋白領域の特定部位にアミノ酸(AA)挿入変異を有するHIV-1変異株において顕著なCAの自己崩壊(自壊)が起こる事を見出し、詳細な検討を行う事で、挿入変異CAにおけるCA自壊はCAのC末端側(CTD)を発端としてCA全体に波及する等、多数の研究成果を得ている(論文投稿中・under revision)。このCA自壊は野生CA(CAWT)でも軽度認められ、HIV-1生活環において意義を有すると考えられる。本研究ではCAWTで認めるCA自壊の責任領域を詳細に検討、更にHIV-1の感染・増殖に対しCA自壊が及ぼす影響について評価した。CAWT発現プラスミド、CTDのAAを一部欠損した変異CA発現プラスミドを網羅的に作成、それらを強制発現させた細胞溶解液を37°Cで定温静置した際の野生/欠損変異CAの経時的変化をELISA法で評価した。CAのCTD一部欠損HIV-1変異株(HIVCA CTDΔ9)を作成し、変異ウイルスの形態を電子顕微鏡で観察した。またMT-4細胞を用いて変異株の複製能を評価、更にMagiCD4+/CXCR4+細胞を用いて変異株の感染性を評価した。環境因子を変化させる事で、CA自壊への影響を検討した。これらの結果、CAのCTD側が少なくとも9AA欠損(CACTDΔ9)するとCA自壊は生じなくなる事が判明した。HIVCA CTDΔ9内部のCA殻は、野生株と比べ小型の形態を呈しており、CA殻の過剰凝集が疑われた。