hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジフテリア毒素-IL-7融合蛋白によるIL-7受容体陽性細胞を標的とした治療戦略

慢性大腸炎を自然発症するTCRαノックアウトマウスにおいて粘膜IL-7機構の異常が認められ、TCRα-/-×IL-7R-/-のダブルノックアウトにおいて慢性大腸炎の発症が抑制されることより、局所のIL-7およびIL-7R発現異常が慢性腸管粘膜炎症を引き起こすことを証明した。我々はすでに、IL-7レセプター陽性の活性化粘膜内T細胞を標的とし、IL-7発現調節、即ちリコンビナントIL-7の投与、抗IL-7レセプター中和抗体の投与による治療を開発しており、活性化粘膜内T細胞をより効率的に除去するために、今回の研究ではジフテリア毒素を結合させたIL-7(DAB389IL-7)を開発し、IL-7トランスジェニックマウス、TCRαノックアウトマウスにおける慢性大腸炎に対する治療効果の検討を開始した。これまでに遺伝子工学的にDAB389IL-7の発現ベクターを合成し、大腸菌に発現させ、DAB389IL-7蛋白を精製する技術の開発に成功し、in vitroにおいてIL-7レセプター陽性細胞に対する効果を確認した。これらの結果を基に、潰瘍性大腸炎の治療を目標に、IL-7トランスジェニックマウス、TCRαノックアウトマウスにおける慢性大腸炎に対する治療効果を検討しており、ヒト炎症性腸疾患治療に新しい道が開けると期待される。我々のグループでは胸腺、骨髄において未熟なリンパ球の分化・増殖をmediateするとされてきたIL-7が腸管上皮(杯細胞)にても発現し、腸管粘膜内T細胞の増殖を調節する機構の存在を初めて明らかとし(J Clin Invest95:2945,1995)、さらに、ヒト炎症性腸疾患におけるIL-7産生障害による活性化CD4陽性粘膜内T細胞のアポトーシス障害を証明した(submit for publication)。これらの結果を受けて、IL-7トランスジェニックマウスを作製し大腸炎の発症とその炎症へのCD4陽性粘膜内T細胞の関与を初めて明らかとした(J Exp Med187:389,1998) (Proc Natl Acad Sci、USA,96:7451,1999)。我々はすでに、IL-7レセプター陽性の活性化粘膜内T細胞を標的とし、IL-7発現調節、即ちリコンビナントIL-7の投与、抗IL-7レセプター中和抗体の投与による治療を開発した。これらの治療法の臨床応用を考えた場合、遺伝子組換え蛋白を用いるため非常に高価であること、また蛋白を活性を保ったまま病変局所へdeliverする有効な投与法が問題となっている。今回の研究は、これまでの研究とは全く視点を変え、生体に毒性のない腸管フローラ大腸菌を用いて、目的とする遺伝子組み換え蛋白を腸管内で産生させ、安価で腸管粘膜局所に高濃度でサイトカインやgrowth factorをdeliverする新しい治療法を開発を試みた。まず、ジフテリア毒素を結合させたIL-7(DAB389IL-7)を開発し、TCRαノックアウトマウスにおける慢性大腸炎に対する治療効果の検討を開始した。
過酸化水素が関与する植物防御の化学的解明

本研究は過酸化水素に関わる植物の複合的な防御機構の解明を目的とし、主としてジャガイモの自己誘導型内因性エリシターについて研究を行った。我々は数年前、代表的ナス科植物であるジャガイモ塊茎スライスに穴をくり抜き、過酸化水素水を噴霧し、室温6時間後の水抽出液がブランク実験による抽出液にくらべ格段にファイトアレキシン生成能(エリシター活性)を有することを見い出した。この実験条件をもとに大量のジャガイモを用いてエリシター活性部分を分離、精製し、便宜上E-1、E-2と称する内因性エリシターの単離(電気泳動上単一バンド)に成功した。これは自己誘導型内因性エリシターの最初の単離である。これらはそれぞれ酸性糖であり、エリシター活性はE-1が17μg/mlであり、E-2が5μg/mlであった。Sephadex G-75によるデキストラン標準との比較から、分子量はE-1が約9,200、E-2が約50,000と見積もられた。ピリジルアミノ化法による中性糖部分の組成比は前者がGal,Ara,Rha=2:3:4、後者はGal,Ara,Rha,Glu=8:4:1:3であり、前者が後者由来のものではないことが示唆された(後者の酸性糖部分は未解析)。またこれらに含まれる金属イオンを精査した所、E-1にはCaイオンが4当量含まれガラクツロン酸によって高次構造をとりながらエリシター活性を示すことが明らかになった。E-2は、E-1とは異なり、原子吸光ならびにICP(誘導結合プラズマ)-MSにより、CaおよびMgイオンの存在が確認され、それらの存在比はいずれもエリシターに対し0.5当量しか含まれていない。また、E-1においてCaイオンを除去できた同一条件(エリシターをH^+型に変えてキレート樹脂イオン交換カラムにて溶出後)の下で、E-2におけるCaおよびMgイオンの存在量に変化はなかった。これらの結果はジャガイモ塊茎のファイトアレキシン生成を誘発する内因性エリシターとして、E-1とE-2ではエリシター活性を発現する高次構造が根本的に異なるものであることを示唆している。
卵質改善を目的としたウナギの卵形成機構の解析

本研究では、前卵黄形成期の卵母細胞の成長にアンドロゲン(11-ケトテストステロン;11KT)が関与するとの仮説のもとに、11KTの産生部位と役割を調べた。その結果、卵巣には11KTを合成するための酵素が多く発現していることが確認された。従って、卵巣が11KTの主要産生部位であり、血中11-KTは卵巣由来であると結論された。次に、11KT投与実験を行なった結果、油球期初期にある卵母細胞の卵径の増大(成長)が認められるとともに、著しい油球の増加が確認された。また、前卵黄形成期の卵母細胞の成長促進に、17α-メチルテストステロン(MT)経口投与も有効であることが示された。最後に、アンドロゲン処理がその後の人為催熟へ及ぼす影響について検討した。その結果、アンドロゲン前処理は催熟期間の短縮および卵質改善に有効であることが示唆された。しかし、MT経口投与は摂餌量が減少すること、またMT処理魚でも排卵しない個体や受精率が低いものが観察されたことから、更なる検討が必要と考えられた。これまでに、人為催熟ウナギの血中エストラジオール-17β(E2)量は最終成熟期に至っても低下しないことが判っている。そこで、卵成長後期のウナギにアロマターゼ阻害剤(AI)を投与しE2合成を抑制した結果、血中のE2の動態を自然に成熟が進行する他魚種のそれに近づけることができた。また、各種ステロイド合成酵素のタンパクレベルの変化を調べるため、ウナギのコレステロール側鎖切断酵素(P450scc)、17α-水酸化酵素/C17-20側鎖切断酵素、アロマターゼおよび11β-水酸化酵素それぞれの組換えタンパクに対する特異抗体を作製した。その結果、4種の酵素の特異抗体を作製することができた。ニホンウナギは雌においても血中アンドロゲン(11-ケトテストステロン;11KT)量が比較的高いことが知られているが、その主要な産生部位や卵巣における役割は不明である。本年度は、11KTの産生部位と役割を調べた。また、11KTの受容体である2種のアシドロゲン受容体(ARαおよびARβ)mRNAは両者とも卵巣で発現が認められた。そこで今回、前卵黄形成(油球)期の卵母細胞の成長に11KTが関与するとの仮説めもとに11KT投与実験を行なった。その結果、油球期初期にある卵母細胞の卵径の増大(成長)が認められるとともに、著しい油球の増加が確認された。また、11KT処理魚にサケ脳下垂体投与による催熟処理を施した結果、ほぼ全てのウナギから受精可能な卵が得られた。さらに11KTが卵巣以外の器官にも作用するかどうかを調べるため、肝臓のビテロゲニン(VTG)産生に及ぼす11KTの影響も調べた。その結果、11KTは肝臓のエストロゲン刺激によるVTG産生を濃度依存的に促進した。従って、VTG産生能は、エストロゲンだけではなくアンドロゲンも促進することが判明した。現在、雌親魚に対するアンドロゲン処理の適正濃度や器官および処理魚から得られる卵が良質か否か検討している。

昨年度、未成熟雌ウナギにアンドロゲンである11-ケトテストステロン(11-KT)を、サイラスチックチューブを用いて投与することで、前卵黄形成期の卵母細胞の成長(油球蓄積)を促進できることを報告した。本年度は、11-KTより安価なテストステロン(T)や17α-メチルテストステロン(MT)の経口投与が、初期卵成長を促進するか否かを検討した。その結果、前卵黄形成期の卵母細胞の成長促進に、MT経口投与が有効であることが示された。しかし、その効果が顕著にみられるのは、卵母細胞が約100μm程度に達してからであると思われた。これまでに、人為催熟ウナギの血中エストラジオール-17β(E2)量及びE2合成酵素であるアロマターゼmRNA量は自発成熟する他魚種とは異なり最終成熟期に至っても低下しないことが判っている。そこで卵成長後期のウナギにアロマターゼ阻害剤(AI)を投与しE2合成を抑制した結果、血中のE2の動態を自然に成熟が進行する他魚種のそれに近づけることができ、さらに天然状態に近いと思われる囲卵腔の広い受精卵を得ることができた。従って、人為催熟法を改良する手段の一つとしてAI投与が有効であると思われた。また、各種ステロイド合成酵素のタンパクレベルの変化を調べるため、ウナギのコレステロール側鎖切断酵素(P450scc)、17α-水酸化酵素/C17-20側鎖切断酵素(P450c17)およびアロマターゼ(P450arom)それぞれの組換えタンパクに対する特異抗体を作製した。その結果、3種の酵素の特異抗体を作製することができた。中でもP450scc抗体は、他の多くの魚種にも使用可能であることが確認された。しかし、P450c17およびアロマターゼ抗体は一部の魚種しか使用できないことが判った。これまでに未成熟雌ニホンウナギに11-ケトテストステロンあるいは17α-メチルテストステロン(MT)を投与すると初期卵成長(油球蓄積)が促進されることを報告した。本年度は、このようなアンドロゲン処理がその後の人為催熟へ及ぼす影響について検討した。実験1として、卵径約140μmの卵母細胞を持つ個体に、実験2として、卵径約180μmの卵母細胞を持つに対して経口投与した。2ヵ月後にサンプリングまたは生検により卵巣を採取し、組織観察に供した。生検を行った個体については、サケ脳下垂体(40mg/kg-体重)を週1回連続投与した後、排卵誘導し、受精率とふ化率、無給餌生残指数を算出した。その結果、実験1では、経口投与開始2ヶ月後には、MT投与群で対照群に比べ有意な卵径の増大と生殖腺体指数(GSI)の増加が観察された。また、卵巣の組織観察の結果、MT投与群では対照群に比べ卵母細胞内に顕著な油球の蓄積が観察された。人為催熟の結果、人為催熟開始8週目までに対照群では2尾、MT投与群では8尾の成熟個体が得られたが、対照群では受精卵が得られず、MT投与群ではふ化仔魚が得られた。実験2では、経口投与開始2ヶ月後の対照群とMT処理群の卵径とGSIには有意差は認められなかったが、油球の蓄積は対照群に比べMT処理群で若干多く見られた。人為催熟の結果は、対照群では2尾、MT処理群では6尾が産卵したが、ふ化仔魚は対照群で1尾から、MT処理群で5尾から得られた。従って、アンドロゲン前処理は催熟期間の短縮および卵質改善に有効であることが示唆された。しかし、MT経口投与は摂餌量が減少すること、またMT処理魚でも排卵しない個体や受精率が低いものが観察されたことから、更なる検討が必要と考えられた。
DNA凝縮相転移の統計物理学的研究

負に強く帯電するDNA高分子は水溶液中においてランダムコイル状態をとる。ここに多価カチオンを添加すると、DNA荷電高分子は凝縮転移を起こす。近年、この転移が一次相転移であることが蛍光顕微鏡を用いた単分子観測により明らかにされている。本研究はDNA凝縮転移における荷電の効果について研究を進めた。まず、多価カチオン存在下における共イオンの効果に関し、実験・理論両方面から研究を行った。同一濃度の一価カチオン濃度において共イオンの価数を上げると、コイル状態がより安定になることを蛍光顕微鏡を用いた単分子観測から見出した。この実験結果を説明するために、ベルムによって導入されたイオン対の概念をもとに解析を進め、従来の2状態近似を拡張したモデルを提案した。ここで、イオン対とは多価カチオンと共イオン(低分子アニオン)がペアを形成しており、これが多くコイル状態における凝縮領域に存在していることを示す。理論的解析により、この転移点の変化はイオン対の静電エネルギーの寄与であるとし、実験結果とよい一致を示した。更に、この概念は共イオン価数依存性が説明できるだけではなく、従来の理論的枠組みでは説明が困難であった温度依存性を説明し得るものである。凝縮状態は高温側で安定になり、コイル状態が低温側で安定になる。つまり、凝縮に伴い、エントロピーゲイン、エンタルピーロスが生じるが、このエンタルピーロスの起源を提案した。また、中性高分子存在下における共イオン価数依存性に関し、実験・理論の両方面から研究を進めた。その実験結果によると、共イオン価数が高いほど、コイル状態が安定になった。そして、Debye近似に基づくイオン雰囲気の静電自由エネルギーの計算とこの転移点の変化は定性的によい一致を示した。DNA高分子鎖は多価カチオンや中性高分子であるPEGを添加することにより、凝縮転移を起こす。近年、この凝縮転移は単分子レベルにおいて、不連続にコイル状態から凝縮状態へと転移し、一次相転移であることが明らかにされた。また、DNAは強帯電高分子であり強い相関が生じ得る。多価カチオンなどの添加はイオン間に相関を生じさせ、同種荷電高分子間に引力をつくるものと考えられており、この寄与は低温側で大きくなる。ところが、この傾向に反し、これまで4価カチオンといった多価カチオン存在下において凝縮状態は高温側で安定になることを蛍光顕微鏡を用いた単分子観測により示した。この特異な現象は、凝縮に伴う1価カチオンと1価アニオンの放出により説明できることを示した。1価カチオン及び1価アニオンの放出によってエントロピー的に凝縮状態は安定になり、低分子アニオンがDNAに束縛されることでエネルギー的に安定になると理解できる。これにより、対イオンのみの考察では凝縮状態の安定性しか理解できなかったものの、コイルの安定性をも共イオンを考えることにより説明可能とした。また、共イオンの価数を変化させる実験を多価カチオン、PEG溶液において行った。その結果、1価アニオンよりも2価アニオンの方がコイルを安定にさせることが明らかになった。PEG存在下における共イオン価数依存性は、凝縮転移に伴い低分子カチオンを取り込むが、そのとき、低分子カチオンのイオン雰囲気を形成していたアニオンがはがされるときのエネルギーに起因しているものと考えられ、理論的考察から、転移点の移動を説明することができた。また、多価カチオン存在下における共イオン価数依存性は、PEG存在下におけるときよりも大きく、同じ枠組みでは理解することができないと考えられる。これは、転移点近傍において共イオンが多価カチオンとDebye遮蔽で記述できない強い相関を持っていると考えることで説明できることを示した。
材料・プロセス・デバイスの革新による3次元肝血管組織の構築と機能発現

本研究では,「複数種の細胞を,生きた状態で,マトリックスの内部および表面に導入できる,スポンジ状のハイドロゲル材料」を作製する手法を開発し,活用することを目的としている。初年度に当たる平成30年度は,特に,「共連続水性二相系」による多孔性ハイドロゲルの作製プロセスの確立を目指し,ゼラチンおよびPEGからなる水性2相系を利用した新しい材料開発について主に研究を推進した。光架橋性ゼラチンを合成し,2相の混合状態を精密に最適化することによって,細胞を生きたままマトリックスに導入した多孔性ハイドロゲルの作製を実証することができ,また内部に形成された細孔の連通性も確認できた。培養肝細胞を導入した実験において,スポンジ状ハイドロゲルでは,細胞の生存率,増殖能力(Ki67の免疫化学染色による評価を実施),および機能(リアルタイムPCRによる肝細胞特異的遺伝子発現の解析を実施)が,均一なハイドロゲルと比較して大幅に上昇することが確認され,新規材料としての効果が確認された。またこの他にも,アルギン酸ファイバーを犠牲材料として利用するスポンジ状ゲル材料の作製プロセス構築を目指し,主にコラーゲンを用いた実験を行った。このアプローチについても,その有用性を示すための実験を推進させている段階である。加えて,ハイドロゲルを用いた血管組織モデルの作製も同時並行で研究を進めており,ハイドロゲルの微細加工を行ういくつかの手法を提案することができた。当初の目的であった,「共連続水性2相分散系」という,ポリマーの混合水溶液が示す新しい相分離状態を利用することによって,「細胞を生きたままマトリックスに導入できる」スポンジ状のハイドロゲルの作製を実証することができた。この点において,初年度の目的を十分にクリアする成果がえられたものと考えられる。また,細胞機能評価など不十分ではあるものの,犠牲層を用いたハイドロゲルスポンジの作製手法など,いくつかの新手法についても検討を行うことができた。以上を踏まえると,概ね計画通りに研究が推進したものと考えられる。本研究の2年目に当たる平成31年度は,主にプロセスの最適化による肝機能発現の制御を目指し,得られた組織体に対して潅流培養を行うことで,「肝臓を高度に模倣した複合型肝血管組織」の作製を目指す。スポンジ状の材料であっても,能動的に培養液を供給しない場合には,内部の細胞機能の上昇が不十分であるとも考えられるため,潅流チャンバーの設計と作製を行ったうえで,潅流培養系の構築を行い,特に肝細胞に対する機能向上効果があるかどうかについて評価を行う予定である。ゲルのサイズと形状,入口での酸素分圧,細胞密度,などのパラメーターを制御することで,肝細胞の機能及び生存を維持できる条件を見出す。この検討においては,当面は培養肝細胞を用いる予定であるが,初代肝細胞の利用やまた,光架橋性ゼラチン以外にも,より細胞活性の高いコラーゲンや,毛細血管の組織化において頻用されるフィブリンなどからなるスポンジ状のハイドロゲル作製を目指し,新しい材料作製プロセスにチャレンジする予定である。また当初の目的であった,マトリックスの内外における細胞の共培養系の開発についても,引き続き実施予定である。

スポンジ状の材料であっても,能動的に培養液を供給しない場合には,内部の細胞機能の上昇が不十分であるとも考えられるため,潅流チャンバーの設計と作製を行ったうえで,潅流培養系の構築を行い,特に肝細胞に対する機能向上効果があるかどうかについて評価を行う予定である。ゲルのサイズと形状,入口での酸素分圧,細胞密度,などのパラメーターを制御することで,肝細胞の機能及び生存を維持できる条件を見出す。この検討においては,当面は培養肝細胞を用いる予定であるが,初代肝細胞の利用やまた,光架橋性ゼラチン以外にも,より細胞活性の高いコラーゲンや,毛細血管の組織化において頻用されるフィブリンなどからなるスポンジ状のハイドロゲル作製を目指し,新しい材料作製プロセスにチャレンジする予定である。また当初の目的であった,マトリックスの内外における細胞の共培養系の開発についても,引き続き実施予定である。
暑熱下運動時における熱中症に対する食事面からの予防策開発

2013年度は、食事摂取が呼吸化学受容器反射に及ぼす影響について検討し(実験1)、2014年度は、高糖質食の摂取がその後の運動時の呼吸循環反応に及ぼす影響について検討した(実験2)。実験1では、特にCO2に対する呼吸化学受容器反射について検討し、実験の結果、食事摂取は呼吸化学受容器反射を介して呼吸パターンに影響する可能性が示唆された。実験2については、高糖質食摂取と一般食摂取で比較した。その結果、高糖質食摂取によって食後の運動時には心拍数や換気量が低値を示し、体温上昇にともなう一回換気量の低下が小さくなった。このことから、食事内容の違いによっても呼吸パターンが変化する可能性が示唆された。平成25年度は、食事摂取が呼吸化学受容器反射に及ぼす影響について検討することを目的として、実験を行った。被験者は健康な女性7名であった。性周期の違いにより呼吸化学受容器反射は影響を受けることから、全員卵胞期において測定を行った。測定は室温2025°Cに設定した実験室で午前中に行った。被験者には起床後に食事を摂らずに実験室へ来てもらい、しばらく安静を保った後、測定を行った。測定では、被験者は座位安静状態で高酸素(7%CO2, 50%O2, 43%N2)の気体を再呼吸した。この再呼吸により徐々に二酸化炭素濃度を上昇させ、再呼吸は二酸化炭素濃度が9.2%に達するまで行った。この時の呼吸パラメーターを解析して二酸化炭素に対する呼吸化学感受性を評価した。この再呼吸を2回行った後、食事を摂り90分間安静を保った。食事内容(栄養素の割合)は、「日本人の食事摂取基準2010年版」に基づき、エネルギー、糖質、タンパク質、脂質の調整を行ったもので、朝食を想定したものである。食後90分間の安静の後、再び再呼吸による測定を2回行った。食事摂取前および後のデータは、それぞれ2回の測定データを平均した値を用いて評価し、食事摂取前と摂取後で比較した。再呼吸前の安静時には、食事摂取により酸素摂取量や二酸化炭素排出量、換気量、呼気終末二酸化炭素分圧等が有意に高くなった。呼吸化学感受性については、条件間に差はみられなかった。平成25年度は7名のデータしか得ることができなかったため、現在、データ数を増やす計画をしている。特に、女性のデータしか得ることができなかったため、男性のデータを収集する予定である。平成26年度は、まず前年度に実施した食事摂取が呼吸化学受容器反射に及ぼす影響について、被験者数を増やしてデータを追加した。この実験は、食事摂取の有無で再呼吸法によって評価する呼吸化学受容器反射がどのように変化するかを検討したものである。データを追加した結果、再呼吸前の安静時には、食事摂取により酸素摂取量や二酸化炭素排出量、換気量、呼吸回数、呼気終末二酸化炭素分圧が有意に高くなった。呼吸化学感受性については、呼吸回数に関する感受性が食事摂取によって低下することが示された。このことから、食事摂取は呼吸パターンを変化させる可能性が示唆された。その後、高糖質食の摂取がその後の運動時の呼吸循環反応に及ぼす影響について検討した。被験者は9名の健康な男性であった。被験者は2種類の食事(高糖質食と一般食)摂取90分後に50%VO2peak強度の運動を行った。運動直前の安静時において、深部体温に条件間で差はなく、高糖質食条件で一般食条件と比較して心拍数が有意に低く、呼吸回数が有意に高い値を示した。運動時には、深部体温に条件間で差はなく、高糖質食条件で一般食条件と比較して心拍数、換気量、酸素摂取量および二酸化炭素排出量が有意に低い値を示した。高糖質食を摂取したにも関わらず、二酸化炭素摂取量が一般食よりも低値を示したことは予想外の結果である。栄養素割合を変化させるためには食事の献立自体も変化させざるを得ないため、他の栄養素が何らかの影響を及ぼした可能性も考えられ、今後さらに検討をする必要があると考えられる。また、体温上昇に対する換気感受性を評価すると、高糖質食条件は一般食条件と比較して、体温上昇による呼吸回数の増加は小さく、一回換気量の低下が小さくなる関係がみられた。このことから、栄養素割合を変化させることで呼吸パターンが変化することが示唆された。運動生理学備品の選定・購入や被験者との調整に時間がかかってしまい、十分なデータを収集することができなかった。平成26年度にこの実験の追加データを収集する予定である。今後は、まず被験者を募り、データを追加する。すでに7名のデータは収集できているので、実験はスムーズに進行できると予想される。

また、追加実験の被験者としては男性を予定している。性周期を考慮する必要がないことから、スムーズに進行させられると予想される。その後は、平成26年度に実施予定の実験(高糖質食の摂取がその後の運動時の呼吸循環反応に及ぼす影響について検討)を実施する。実験モデル自体は、過去に実施したことのあるものであることから、準備が整えば進行することができると予想される。また、実験で用いる食事の調整についても、これまで通り静岡県立大学食品栄養科学部フードマネジメント研究室からの協力は得られており、この点についても問題はない。購入を予定していた物品が、当初の予想よりも安く手に入ったことが、大きな理由である。また、平成25年度に予定していた実験が少し遅れたため、当初の予定よりも支出が少し減ることとなった。平成26年度に予定している実験の物品費や消耗品費、もしくは学会発表時の旅費として使用する予定である。
Notchシグナルによる白血病細胞増殖機構の解明

白血病は幹細胞制御に関わるシグナル伝達系の異常や遺伝子変異などが関与した結果、白血病幹細胞の自己複製能亢進と分化停止によって白血病細胞が増殖する疾患である。我々はこれまでの研究から、白血病細胞の増殖と分化にはNotch、Wnt、Hedgehog、mTORシグナルが関与しており、特にNotchシグナル阻害剤のγ-secretase inhibitor (GSI)は多くの白血病細胞株に対してアポトーシスを介した増殖抑制効果が認められることを見出したが、一部の白血病細胞株では増殖がむしろ促進するという結果を世界で初めて発見し報告した(Okuhashi et al. Anticancer Res, 30: 495-498, 2010)。これはGSIが白血病細胞の増殖に対して多様な作用をもつことを示唆し、GSIの臨床使用にあたって注意が必要であることを意味する。本研究ではGSIが一部の細胞株の増殖を促進させた原因を追究していく過程で、白血病細胞の増殖にPTENの偽遺伝子であるPTENP1が関与している可能性を見出したので、白血病細胞の分化、増殖におけるPTENP1の影響を解析した。その結果、偽遺伝子PTENP1が機能遺伝子としての機能を獲得し、一部の白血病細胞の増殖を調節している可能性が示唆された。偽遺伝子は機能遺伝子の塩基配列と類似しているが、機能を有していないと考えられているDNA領域のことであり,あまり重要ではないとされてきた。しかし、近年、偽遺伝子が機能的に働いている可能性を示唆する報告がある。本研究でもこれまでの偽遺伝子に対する定説とは全く異なる新たな知見になり得る結果が得られた。今後、他の白血病細胞株において同様の検討をするとともに、PTENP1の機能について詳細な分子機序を明らかにする予定である。昨年度に引き続き、Notchシグナル阻害剤が一部の細胞の増殖を促進するメカニズムの解析を行った。特にPTEN遺伝子に着目し解析を行った結果、PTENの偽遺伝子であるPTENP1が白血病の増殖に関与している可能性を見出した。本来、偽遺伝子は遺伝子としての機能は失われていると認識されている。しかし、本研究は従来の定説とは異なる新たな知見を見出した。その結果をまとめたものを第65回日本臨床検査医学会学術集会において発表した。また、幹細胞の分化と増殖に関与していることが知られているWNTシグナルとHedgehogシグナルについて解析した結果、一部の白血病においてNotchシグナルとmTORシグナルにも作用していることを明らかにし、海外学術誌に報告した。今後は当初の計画に基づき、一部の白血病細胞の増殖がNotchシグナル阻害剤であるγ-secretaseinhibitor (GSI)によって促進された原因を追究する。これまでの研究から、PTENの偽遺伝子PTENP1が白血病の増殖に関与しており、このことが原因で白血病細胞の増殖がGSIによって促進された可能性が示唆された。さらに、PTENP1は白血病細胞の増殖だけでなく、細胞周期の調整にも関与している可能性があり、今後更にPTENP1の機能解析を行い、白血病におけるPTENP1の役割を明らかにする予定である。これらの結果をとりまとめ、学会等の規定に従い公表に関する審査申請を行い、学会及び海外学術誌に発表する次第である。1. Notchシグナル阻害剤により増殖促進が認められたJurkatにおいて, Notchシグナル阻害が増殖促進効果を及ぼす分子機序について解析した.T-ALL細胞株のJurkatとKOPT-K1に対して3種類のsiRNA,すなわちNOTCH1の遺伝子発現を抑制するsiRNA (siN1), NOTCH2の遺伝子発現を抑制するsiRNA (siN2) , PTENの遺伝子発現を抑制するsiRNA(siPTEN)を単独または混合して,細胞内に導入し,増殖効果および蛋白と遺伝子発現量の変化を解析した結果, Jurkatの増殖にはNotch1だけでなく, Notch2も関与していることを見出した.また, JurkatはPTENがもともと欠損していることが知られており, JurkatでNOTCHタンパクが増加して細胞増殖が促進するのはPTEN遺伝子の欠損が一因であることが示唆された.2. Jurkatの細胞特性をさらに解明するために, PTEN遺伝子に着目し,その検討を行った.その結果, Jurkatにおいて, siPTENで増殖抑制効果がみられ,死細胞が多く観察された.イムノブロットでは, Jurkatにおいて, siPTENによりNotchシグナル関連蛋白, mTORシグナル関連蛋白, Wntシグナル関連蛋白の増加もみられた.KOPT-1ではsiPTENによる増殖やこれらのタンパクの変化はみられなかった.本研究から, Jurkatは他のT-ALL細胞株とは異なる独自のNotch関連シグナルの伝達が示唆された.この結果から, siPTENがPTENの偽遺伝子を含めた,本来の標的であるPTEN以外の遺伝子に作用した可能性がある.すなわちPTEN偽遺伝子が遺伝子発現を調整しており,一部の白血病細胞の増殖に影響を及ぼしていることが示唆された.本研究では白血病の増殖を調節するシグナル伝達と細胞特性の解明を目的としている.エレクトロポレーション法によるsiRNAの導入効率は良好であり,現在までの達成目標であるNotchシグナル阻害剤により細胞増殖効果が認められたJurkatの細胞特性を一部解明することに成功した.また, Jurkatには欠損していることが知られているPTEN遺伝子だが, JurkatにPTEN遺伝子のsiRNA (siPTEN)を導入するとアポトーシスを介した細胞増殖抑制現象がみられ, Notchシグナル関連蛋白, mTORシグナル関連蛋白, Wntシグナル関連蛋白の増加もみられた.この結果から, siPTENがPTENの偽遺伝子を含めた,本来の標的であるPTEN以外の遺伝子に作用した可能性が示唆された.

従来,偽遺伝子はゲノム中でその遺伝子の機能を失ったものとされてきたが,機能を有するものもあることが報告されている.本研究でsiPTENがPTEN偽遺伝子の機能を本当に抑制したのかについては,さらなる解析を要するが,偽遺伝子が一部の白血病細胞の増殖とシグナル調節に関わっているかもしれない可能性を見出した.白血病の増殖に関わる遺伝子やシグナル伝達系の分子機序が解明されれば,白血病治療に有効な遺伝子検査と分子標的薬の選択に役立つことが期待される.幹細胞の分化と増殖にはNotchシグナル, mTORシグナル, WNTシグナル, Hedgehogシグナルなどの様々なシグナル伝達系が関与しており,これらのシグナル異常が白血病発症に起因することが示唆される.我々はこれまでにNotchシグナルを阻害するgamma-secretase inhibitor (GSI)が多くの白血病細胞株に対して増殖抑制効果を及ぼすことを報告したが,急性Tリンパ芽球性白血病細胞株のJurkatではGSIによって細胞増殖が却って促進するという結果を見出した.JurkatはPTEN遺伝子が欠損していることが知られており,この細胞特性がGSIによって増殖促進効果を及ぼした一因ではないかと推察される.平成29年度の研究では, CRISPR/cas9システムとsiRNAを用いてPTEN遺伝子の発現を抑制した細胞株に対して, GSIの効果を検証した.その結果, PTENの発現を抑制した細胞はGSI-XXIによって細胞増殖が促進する可能性が高まった.また, JurkatはPTENを欠損しているにも関わらず, PTEN遺伝子の発現を抑制させることによって,細胞増殖に変化がみられた.これはPTENP1が細胞増殖に関与していることが示唆される.従来,偽遺伝子は機能遺伝子の塩基配列と類似しているが,機能を有していないと考えられているDNA領域のことであり,重要ではないとされてきた.しかし,機能を有するものもあり,その機能がそのもととなる遺伝子だけでなく無関係の遺伝子にも影響を及ぼす可能性があることが近年報告されている.本研究でもPTENの偽遺伝子であるPTENP1が機能を獲得して,一部の白血病細胞株の増殖に影響を及ぼした可能性が示唆され,白血病の増殖における偽遺伝子の機能について重要な知見となり得る結果が得られた.平成28年度に引き続き、白血病細胞の増殖におけるPTENの機能解析を行った.PTEN遺伝子をノックアウトさせるPTEN CRISPR Knockout Activation Plasmidsを白血病細胞に導入した結果, PTEN遺伝子をノックダウンさせたときと同様の増殖抑制効果が見出されたとともに細胞の増殖に関与しているシグナル伝達系に変化が認められた.
駅前市街地への内向型スプロールに対応する居住環境マネジメントと地域ガバナンス

駅前市街地は本来商業地域等の非住宅系地域であることが多く、住環境への配慮は必ずしも十分でない。こうした中で近年は駅前マンション開発が相次ぎ、エリア的な住環境整備を伴わない個別分散的な住宅開発(=内向型スプロール)が進行している。本研究は、都市計画学・住宅学で検討されてきた住環境マネジメントの考え方を応用し、こうした課題への予防的解法の構築を目指す。具体的には、全国の駅前市街地の実態調査を通じた内向型スプロールの都市計画上の課題整理、駅前市街地における住環境改善の手法・実践知の体系化、その実現に向けた各主体の役割の明確化を通じてガイドラインを整備し、実践知・学術知の社会還元を目指すものである。
動機づけの内面化過程の促進に関する研究

本研究は学習の動機づけが教師のどのような働きかけによって内面化されるかを検討しようとしたものである。まず、最初に学習の動機づけのとらえ方に関して、手段的か目的的かという次元から区分した従来の外発的動機づけ対内発的動機づけといった対極的とらえ方を批判し、自律性あるいは自己決定性の程度の次元から両者を連続的なものとしてとらえる方法を提案した。その考えに基づいて動機づけの個人差を測定するための質問紙が作成された。これは自立性の程度の低いものから順にあげれば、外的動機づけ、取り入れ的動機づけ、同一化的動機づけ、内発的動機づけの4種類の下位尺度から構成されていた。一方、より自律的な動機づけに移行させるための周囲の働きかけとして「親密さ」「承認」「価値づけ」「自律的支援」の4つを仮定し、その働きかけの認知を測定する尺度も構成された。そこでまず、研究1と2では小・中学生の学習動機づけと教師の働きかけの認知との関係が検討された。研究3と4では学習動機づけの変化に注目し、研究では小学生を対象に両者の関係を3時点で1年間、縦断的に検討した。研究4では人間の実生活と密接に結びついた「総合人間科」と呼ばれる授業科目によって学習動機づけがどのように内面化するかを明らかにしようとした。さらに研究5では4つの働きかけが重視される発達的順序を大学生を対象にした調査から明らかにしようとした。結果として4種類の動機づけが連続的であることが示され、4つの働きかけが動機づけの内面化、自律化を促進する何らかの働きをしていることが示唆された。ただし、4つの働きかけの機能的弁別性は必ずしも明らかになったとはいえない。従来、内発的動機づけと外発的動機づけは明確に区分されるものとみなされてきた。しかし、本研究では、まず第一に、それが不連続というよりむしろ連続的な概念ではないかという立場から、より外発的なものから順に外的、取り入れ、同一化、内発の4つの動機づけを想定し、それらを測定する尺度を構成し、中学生に実施した。隣接する動機づけ間の相関が最も高く、概念的に離れるほど両者の相関は負になることから連続的といえることを実証した。第二にそのような連続的な動機づけ概念の妥当性をみるために、各動機づけ得点と授業への参加度や成績との関係を検討した。第三に内面化を促進する要因に着目し、教師の児童・生徒への働きかけとして理由づけ、承認、自律支援、親密性をとりあげた。児童・生徒が認知するそれらと先の4つの動機づけとの関係を検討したところ、それらはすべて、同一化動機づけや内発的動機づけと正の関係を、外的動機づけと負の関係を示し、内面化を促進するものであると考えられた。さらに、第四の研究は内面化を促進する要因として情意的なものでなく、認知的なものをとりあげた研究である。より具体的には附属中・高校生を対象としたもので、人間総合科と呼ばれる自己学習力をつけさせることをねらいとした学習によってどれほど動機づけの内面化が促進されるのかを2時点でデータをとることによって検討しようとするもので、現在進行中である。人間総合科の実施によってその教科に対する動機づけの質だけでなく、他の教科に対する動機づけの質が内発的な方向に変化することが期待される。

その考えに基づいて動機づけの個人差を測定するための質問紙が作成された。これは自律性の程度の低いものから順にあげれば、外的動機づけ、取り入れ的動機づけ、同一化的動機づけ、内発的動機づけの4種類の下位尺度から構成されていた。一方、より自律的な動機づけに移行させるための周囲の働きかけとして「親密さ」「承認」「位置づけ」「自律的支援」の4つを仮定し、その働きかけの認知を測定する尺度も構成された。そこでまず、研究1と2では小・中学生の学習動機づけと教師の働きかけの認知との関係が検討された。研究3と4では学習動機づけの変化に注目し、研究3では小学生を対象に両者の関係を3時点で1年間、縦断的に検討した。研究4では人間の実生活と密接に結びついた「総合人間科」と呼ばれる授業科目によって学習動機づけがどのように内面化するかを明らかにしようとした。さらに研究5では4つの働きかけが重視される発達的順序を大学生を対象にした調査から明らかにしようとした。結果として4種類の動機づけが連続的であることが示され、4つの働きかけが動機づけの内面化、自律化を促進する何らかの働きをしていることが示唆された。ただし、4つの働きかけの機能的弁別性は必ずしも明らかになったとはいえない。
アニソン誘導体高分子膜を用いたハロゲン化物イオンセンサの開発

(1)ポリ(o-フェニレンジアミン)のハロゲン化物イオンに対する会合定数の決定ポリアニリン類自身のハロゲン化物イオンに対する会合定数について検討するために,通常の有機溶媒に可溶なアニリン誘導体高分子を検索した.その結果,ドープ状態で可溶な導電性高分子ポリ(o-フェニレンジアミン)(PoPD)を見い出した.この結果はJ. Polymer.Sci.に公表した.このPoPDを用い,その溶存状態においてサイクリックボルタンモグラムを諸条件下で測定した.得られたブルタンモグラムのレドックス電位のハロゲン化物イオン濃度依存を解析することにより.PoPDの各ハロゲン化物イオンに対する会合定数を決定することができた.会合定数のデータが導電性高分子で得られたことは初めてであり,この成果はJ. Electroanal. Chem.に公表予定である.またこの結果を基にECDや固体電解質への応用を行ったところ有益な結果も得られた.これらはJ. Mater. Sci. Lett.に公表,J. Mater. Sci.に公表予定である.(2)電位応答型のハロゲン化物イオンセンサの作製カチオンサイトを有するアニリン誘導体高分子,ポリ(N, N-ジメチルアニリン)(PDA),にヨウ化物イオンを固定化させ,さらに電解酸化した膜は溶存するヨウ化物イオンとのNernst応答により,電位応答型のヨウ化物イオンセンサとして機能した.さらにそのPDA上にヨウ化物イオンの選択的膜透過機能をもつポリ(o-クロルアニリン)膜を被覆すると選択係数が向上した.この成果は,イオン電極研究に発表した.(1)ポリ(o-フェニレンジアミン)のハロゲン化物イオンに対する会合定数の決定ポリアニリン類自身のハロゲン化物イオンに対する会合定数について検討するために,通常の有機溶媒に可溶なアニリン誘導体高分子を検索した.その結果,ドープ状態で可溶な導電性高分子ポリ(o-フェニレンジアミン)(PoPD)を見い出した.この結果はJ. Polymer.Sci.に公表した.このPoPDを用い,その溶存状態においてサイクリックボルタンモグラムを諸条件下で測定した.得られたブルタンモグラムのレドックス電位のハロゲン化物イオン濃度依存を解析することにより.PoPDの各ハロゲン化物イオンに対する会合定数を決定することができた.会合定数のデータが導電性高分子で得られたことは初めてであり,この成果はJ. Electroanal. Chem.に公表予定である.またこの結果を基にECDや固体電解質への応用を行ったところ有益な結果も得られた.これらはJ. Mater. Sci. Lett.に公表,J. Mater. Sci.に公表予定である.(2)電位応答型のハロゲン化物イオンセンサの作製カチオンサイトを有するアニリン誘導体高分子,ポリ(N, N-ジメチルアニリン)(PDA),にヨウ化物イオンを固定化させ,さらに電解酸化した膜は溶存するヨウ化物イオンとのNernst応答により,電位応答型のヨウ化物イオンセンサとして機能した.さらにそのPDA上にヨウ化物イオンの選択的膜透過機能をもつポリ(o-クロルアニリン)膜を被覆すると選択係数が向上した.この成果は,イオン電極研究に発表した.
都市広域化の環境影響とその管理

本研究は都市広域化のもたらす環境影響を,都市圏全域という巨視的な視点から,都市の人工的な小空間における生活環境という微視的な立場まで多面的に調査し,そこで起こりつつある現象を解明し,それへの対策を見い出し,提言へとつなげようとするものである。全体研究は,(1)広域都市圏の環境計画,(2)都市の広域化に伴う環境変化,(3)都市社会基盤システムのもたらす環境影響とその改善,(4)都市人工空間の環境評価,という4つの部門から構成される。本研究(基礎班)は,このような都市環境に関する総合的な研究を十分な成果をうるよう導くために組織され,研究内容の調整,研究成果報告会の開催,研究成果のまとめ等を主な業務としている。本年度においては全体会合を計5回開催し,研究計画の調整と確立に務めるとともに,以下のような活動を通してこのような大組織かつ学際的な共同研究の円滑な遂行とその社会的還元を図った。(1)昨年度と同様に本研究会独自のシンポジウムを開催し,環境問題研究者や自治体・民間企業の実務者との議論を積極的に行い,研究の相互理解と研究計画の最終的な確認,調整に務めた。(2)基礎班では,各研究者のこれまでの研究実積や本研究での成果を社会に還元することを目的に,都市環境問題やそれへの対策について体系的に論じた書物の出版を計画し,初年度より執筆内容に関する綿密な議論と調整を行ってきた。本年度においてはこれらの集大成として「都市と環境-現状と対策」を刊行した。(3)基礎班では,研究成果をより社会的かつ実務的な観点から再構成し,重要性や緊急性等を考慮の上,いくつかの提言の形でとりまとめた。都市環境問題の重要性や社会的な関心の高さを考えると,研究成果を提言という具体的かつ平易な言葉によって社会に還元する意義はきわめて大きいものと考える。
開放型情報空間ガバナンス実現のための技術基盤の研究

本研究では,既存のDBMSの管理下にない各種データを,柔軟に管理可能なソフトウェアエンジンの開発に取り組んだ.主な成果は次の通りである.(1)Web情報空間をはじめとする開放型情報空間を管理するためのフレームワークの提案とそれに基づくシステム開発(2)開放型情報空間管理エンジン実現に関連する各種要素技術の開発.特に,移動先Webページの発見技術,Web情報空間に存在するデータ一貫性制約の発見支援技術,大量のグラフデータに対するナビゲーション問合せの効率よい処理アルゴリズムの開発.本研究では,既存のDBMSの管理下にない各種データを,柔軟に管理可能なソフトウェアエンジンの開発に取り組んだ.主な成果は次の通りである.(1)Web情報空間をはじめとする開放型情報空間を管理するためのフレームワークの提案とそれに基づくシステム開発(2)開放型情報空間管理エンジン実現に関連する各種要素技術の開発.特に,移動先Webページの発見技術,Web情報空間に存在するデータ一貫性制約の発見支援技術,大量のグラフデータに対するナビゲーション問合せの効率よい処理アルゴリズムの開発.1. Web情報空間におけるメタデータメンテナンス技術の開発Web情報空間におけるメタデータメンテナンス技術について研究を行った.特に, Webのリンク切れとWebコンテンツにおける包含従属性の効率よい発見手法に関する研究開発を推進した.包含従属性の発見手法としては,リレーショナルデータベースにおける包含従属性の発見手法を拡張し,包含率の概念と,階層構造の存在を扱うための仕組みを導入したものを開発した.包含率の導入により,不完全・不規則な情報が多いWeb情報空間において包含関係を発見することができ,包含従属性発見の支援に役立つととが可能であることを示した.2.大規模メタデータデータベースの問合せ処理技術の開発情報空間のガバナンスを実現するために必要な大規模グラフメタデータデータベースの効率よい問合せ処理技術の開発を行った.問合せのクラスとしては,正規パス問合せの重要な構成要素である子供演算と子孫演算,およびその組合せからなる問合せを対象としている.本技術では,グラフデータを格納する際のデータ配置順序に工夫を行うことによって,データ全体のサイズに依存しない効率の良い処理を実現することを図った.3.開放型情報空間統治エンジンのアーキテクチャに関する基礎研究開放型情報空間統合エンジンを実現するためのアーキテクチャ設計の準備として,特にミドルウェアレイヤにおけるAPIの設計などの検討を行った.本ミドルウェアの開発においては,クライアントサイドのモジュールとサーバ側のモジュールとの実行時の連携に関する検討も行った.(1)開放型情報空間統治エンジン実現のためのソフトウェアのアーキテクチャの設計:前年度に行った基礎研究の成果に基づき,開放型情報空間統治エンジン実現のためのソフトウェアのアーキテクチャの設計を行った。特に,情報空間統治に関する論理記述に従い処理を行うインタプリタエンジンの設計を行った。(2)Web情報空間における制約の自動発見技術の開発:前年度に引き続きWeb情報空間におけるメタデータメンテナンス技術について研究を推進したが,今年は特にWebコンテンツを対象とした包含従属性の発見に関して,ビットシグネチャを用いる効率化手法を開発した。また,本手法を用いれば処理を大幅に効率化できる可能性があることを示した。(3)大規模メタデータデータベースの効率よい処理手法の開発:前年度から進めている,情報空間のガバナンスを支援するために必要な大規模グラフメタデータデータベースの効率よい問い合わせ処理技術の開発を行った。今年は特に理論的な解析を進め,提案手法が理論上可能な最小のI/0コストによる処理を実現可能であることを示した。(4)情報資源ラッピングの効率化に関する基礎研究:情報空間統治を効率よく行うために不可欠なラッピング手法に関する研究を行った。特に,ラッピングを実際に行うソフトウェアモジュールであるラッパーを効率よく開発するための開発支援方式に関する研究を行い,そのための言語であるiWrapletの開発を行った。(5)第一次プロトタイプシステムの開発:これまでの基礎研究で得られた成果に基づき,情報空間統治エンジンの第一次プロトタイプシステムの開発を行った。(1)Web情報空間における制約の自動発見技術の開発:前年度に引き続きWeb情報空間におけるメタデータメンテナンス技術について研究を推進した.本年度は特に実Webデータを用いた実験により,Webコンテンツを対象とした包含従属性の発見に関して,ビットシグネチャを用いた効率化手法の有効性の評価を行った.その結果,既存の手法に対して提案手法が大幅な効率化を実現することが実験的にも示された.(2)大規模メタデータデータベースの効率よい処理手法の開発:情報空間のガバナンス支援に必要な大規模データを管理するために,本年度はXMLデータ管理を支援する技術の開発を行った.特に,XMLデータの一貫性管理を支援するためにRDBの機能を利用可能とするようなXML-RDBマッピング技術について研究を行った.成果としては,既存のマッピング手法を包含し,かつデータ一貫性制約の維持を実現するようなマッピング手法を開発したことがあげられる.(3)情報資源ラッピングの効率化に関する基礎研究:情報空間統治を効率よく行うために不可欠なラッピング手法に関する研究を行った。今年度に新たに開発した技術としては,抽象度の高いラッピングルールを導入し,再利用性の高いラッパーを構築するための技術がある.それを実現するWraplet/Aの設計およびその処理系の開発を行った.(4)第二次プロトタイプシステムの開発:これまでの基礎研究で得られた成果に基づき,情報空間統治エンジンの第二次プロトタイプシステムの開発を行った。(5)開放型情報空間におけるデータ指向アプリケーション開発:開放型情報空間では,計算機だけでなく人間の知識を利用した情報処理を考慮する必要がある.その可能性を示す幾つかのアプリケーションを開発した.
次世代量子シミュレータ・量子デザイン手法の開発

量子シミュレーションにおける局所密度近似を超える手法や大規模系を扱う手法を開発するとともに、それらを用いた計算機マテリアルデザイン応用研究を実施した。その成果は3回の国際会議および多数のミニワークショップ、研究成果報告会を通じて公開・普及された。研究領域「次世代量子シミュレーション・量子デザイン手法の開発」における協力体制を強化し、研究を効果的にすすめるための総括班である。平成17年9月30日10月1日に最初のキックオフ会議を行った。70名あまりの参加者を得て、今後の研究の進展を占うための重要な会議であった。その会議で今後の領域としての方針を確認するとともに、出発点としてのこれまでの準備的成果について活発な議論がなされた。また、個別の班研究会として平成18年2月6日にA03班の主催する研究会が大阪大学工学部で、2月2223日にはA01班の主催するミニワークショップ「Beyond LDAとしての新しい電子状態計算手法」が東京大学理学部で開催され、それぞれの班の研究成果について外部からの参加も交え活発な議論が行われた。本年度の成果報告に関する全体会議は3月1011日に行われ、本年度の進捗状況と総括、来年度へ向けての各グループの研究計画の検討が行われた。これらの会議・研究会と平行して、本領域共催で平成17年10月26日27日に東北大学電気通信研究所において「次世代ナノ・エレクトロニクスのための光・スピン・電荷制御の理論」、平成17年12月26日27日に東大物性研において「次世代ナノ・エレクトロニクスのための電子状態計算の基礎理論」のワークショップが開催され、領域外との関連分野との連携、協力が行われている。また、平成18年3月にはやはり本領域が共催となりコンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン(CMD)ワークショップ(チュートリアルコース)が3月7日11日に国際高等研究所、原子力開発機構ITBL棟で開催され55名あまりの受講生が量子デザインのための講習をうけた。A01、A02、A03班のそれぞれが設定した目標を目指して順調に研究ができるよう、コミュニケーションの確立、各班の間の調整を行った。また、班間の緊密な研究協力を促進することによって、新しい研究の進展が生まれるための体制の確立を目指した活動を行った。それらの一環として、平成18年6月10日に計画研究と新しい公募研究採択グループを含めた顔合わせの研究会を東京において実施した。また、平成18年11月20日12月1日に国際会議International workshop on First Principles Calculation of Correlated Electronsを東京において主催、平成18年12月3日6日に国際会議International Conference on Quantum Simulators and Design (QSD2006)を広島において主催した(前者は後者のサテライト会議として開催したものである)。また、平成18年度成果報告会議を平成19年3月23日24日大阪において開催した。また、それ以外に各班が主催し、総括班が共催した4件の研究会開催を行なった。領域の2年目を迎えて領域全体の研究は進展を見せている。A01班におけるLDAを超える手法開発に関しては、色々な手法が出そろってきた感があり、今後の実用化への進展が期待される。また、A02班における量子シミュレータの開発は大規模系への適用が進行している。A03班における計算機マテリアルデザインの応用は多くの成果が次々と出てきており、力強い研究の進展を見せている。そして、上記の主催国際会議QSD2006のプロシーディングスについては、経費を繰り越し、平成19年9月、最新の研究成果が多く盛り込まれた質の高いプロシーディングスがIOP PublishingよりJournal of Physics Condensed Matterの特別号として刊行された。A01、A02、A03班のそれぞれが独立した目標にむけての活動ができると同時に、特定領域が全体として研究を推進することにより初めて可能となる研究成果をあげられるような体制をつくることに努力した。平成18年6月8日9日に中間審査をうけた計画研究と新公募研究採択グループを含めた顔合わせの研究会を京都国際高等研究所において開催した。また、A01、A02、A03の各班が主催したミニワークョップを行うとともに、東京大学物性研究所において本領域共催のもとに、滞在型国際ワークショップおよび国際シンポジウムISSP International Workshop and Symposium on Foundations and Applications of the Density Functional Theoryを開催した。また、9月および3月に5日間にわたる計算機マテリアルデザインワークショップを共催し、領域の多くのメンバーがチュトリアルコースの講師を務めた。領域の3年目を迎えて領域全体の研究は進展を見せている。A01班におけるLDAを超える手法開発に関しては、最終年に向けて手法の一層のグラッシアップがはかられているし、A02ではゆっくりではあるぶ確実に進展を見せている。A03班における計算機マテリアルデザインの応用は昨年度同様多くの成果が次々と出てきており、領域にとって心強い進展をみせている。特定領域のA01,A02,A03の各班が有機的に研究を推進することにより初めて可能となる研究成果をあげるための体制を維持促進することを目標に総括班としての活動を行った。