hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
戦国楚系文字資料による漢語史再構のための予備的研究

資料中的"害"字及其讀音問題」を執筆し、「害」は本来魚部に所属する字で、「傷害」を意味する字ではなかったこと、曾侯乙墓竹簡等の・春秋戦国交代期に「害」が元部の「〓(憲)」と混用されるようになったことを契機として、祭部の音を獲得したこと、楚系文字に見られる「害」字の奇妙な形体が、実は「害」と「旡」との合体字であることなどを考証した。本論文は来年度刊行の『古文宇研究』第21輯に掲載が決まっている。本研究は、出土資料の相互比較による漢語語法史、語彙史再構築を展開するための予備的研究として、正確な解読に困難の大きい楚系文字資料を取り上げ、その集成、正確な釈文の作成、資料の性格の探求、基礎的語彙の調査ならびに他地域出土資料との比較を目指すものであるが、平成14年度に行なった実績は以下のとおりである。楚簡解読の基礎となる字釈関係論文のリストアップと、字釈の収集の作業は、昨年に引き続き行なったが、主たる対象は『郭店楚墓竹簡』『望山楚簡』等の基本的著録に示されている字釈や、李運富『楚国簡帛文字構形系統研究』等文字学関係専門書の中で検討されている楚系文字の解釈である。逐次刊行物中の字釈も引き続き収集した。次にこれらの字釈を参考に既刊釈文の再検討を行ない、新たな釈文を作成し、データベース化した。現時点で完成しているのは郭店楚簡、包山楚簡(遣策を除く)、望山1号墓楚簡、上海博物館蔵楚簡(緇衣、孔子詩論)、戦国楚系金文(劉彬徽『楚系青銅器研究』所収金文)である。入力はテキストデータのみだが、複雑な文字は一字を幾つかの構成要素に分割して入力し、構成要素からの検索が可能なようにした。構成要素の分割に関しては、特に諧声符の認定に留意した。なお、膨大なテキストを処理したために、構成要素分割処理に統一性を欠く部分が有ること、入力に使用したエディタが研究開始時点ではユニコードに対応していなかったために、高電社製ChineseWriter独自の文字コードを使用したこと、外字の使用を最小限に抑えるため現時点では代用記号を使用していること等問題点も多く、これらの解決は将来の課題としたい。言語研究に関しては、平成14年8月に中国広州市で開かれた中国古文字学研究会に出席し、「論古文字資料中的"害"字及其讀音問題」という題で報告を行い、また閉幕式で日本における古文字研究の現状を紹介した。また下記論文「従方言的角度看時間副詞"将""且"在戦国秦漢出土資料中的分布」は各地域の出土資料を比較検討した結果、将来を表わす時間副詞「且」が秦の、「将」が東方六国系の語であったことを論じたものである。
環境構造変化認知の研究

ロボットが行動しながら自己内に環境のモデルを形成する課題は,その知能を実現するためのキ-と考えられ,多くのヒトが研究してきた.その多くは,予め想定した環境構造の枠組みに基づいてロボットの観測・行動の手続きをプログラムし,それに従ってロボットが環境モデルを詳細化するアプローチがとられた.しかし,実世界で働くロボットは,想定されてない構造の環境に入った時も,それを認知し,ある程度適応することが必要である.本研究は,構造化されてない2次元環境内でのロボットの構造認知の基礎について探求した.この場合,探索経路には多くの可能性があるので,ロボットは環境構造を反映した監査行動を選択することが望ましい.環境の局所構造を推定し,その構造軸にそって移動観測する.具体的には,全方位ステレオ画像を撮像し,その水平エッジから構造軸方向を算定する.次ぎに,自由領域を構造軸に沿って移動し,経路パノラマ画像から環境構造を推定する.自由領域の端に達すると,再び全方位画像を撮像し,そこで得られた環境構造に基づいて次ぎの行動を行う.ここでは,環境の構造を推定する行動・観測と推定結果に基づく行動・観測の枠組みを提案し,実験によりその有効性を確かめた.視覚認知の実験を行うために,Real World Interface社のB12型ロボットにセンサを搭載し,自律移動を可能にした.視覚センサは,小型のカメラを8台用いて,実時間で360度方向を撮像し,これら画像をコンピュータ内で融合することによりパノラマ画像を生成可能にした.ロボットが行動しながら自己内に環境のモデルを形成する課題は,その知能を実現するためのキ-と考えられ,多くのヒトが研究してきた.その多くは,予め想定した環境構造の枠組みに基づいてロボットの観測・行動の手続きをプログラムし,それに従ってロボットが環境モデルを詳細化するアプローチがとられた.しかし,実世界で働くロボットは,想定されてない構造の環境に入った時も,それを認知し,ある程度適応することが必要である.本研究は,構造化されてない2次元環境内でのロボットの構造認知の基礎について探求した.この場合,探索経路には多くの可能性があるので,ロボットは環境構造を反映した監査行動を選択することが望ましい.環境の局所構造を推定し,その構造軸にそって移動観測する.具体的には,全方位ステレオ画像を撮像し,その水平エッジから構造軸方向を算定する.次ぎに,自由領域を構造軸に沿って移動し,経路パノラマ画像から環境構造を推定する.自由領域の端に達すると,再び全方位画像を撮像し,そこで得られた環境構造に基づいて次ぎの行動を行う.ここでは,環境の構造を推定する行動・観測と推定結果に基づく行動・観測の枠組みを提案し,実験によりその有効性を確かめた.視覚認知の実験を行うために,Real World Interface社のB12型ロボットにセンサを搭載し,自律移動を可能にした.視覚センサは,小型のカメラを8台用いて,実時間で360度方向を撮像し,これら画像をコンピュータ内で融合することによりパノラマ画像を生成可能にした.
岩礁生物群集の種多様性の地理的勾配と要因解明の研究

伊豆-小笠原-マリアナ島弧の岩礁生物の種多様性の研究の一環として同島弧系の最北にあたる伊豆諸島の利島、鵜渡根島、新島、神津島、祇苗島、三宅島、で調査をおこない、これまでの筆者のマリアナ諸島、小笠原諸島、南伊豆諸島(青ヶ島、八丈島、八丈小島)の研究とあわせて同島弧3,000kmの種構成と種多様性と生物地理的特性の、全容を明らかにした。調査は大潮の千潮時に、岩礁潮間帯の岩盤にトランゼクトを複数設置し、コドラートの中の生物の密度、被度を調べた。タイドプールの生物は、その場所の高さを測定し定量的に採集し同定した。1つの島で最低、10本のトランゼクト、10コのタイドプールを調査した。また定性的採集やSCUBAダイビングによる採集もあわせておこない、今回特に重視して採集したのは、軟体動物と、甲殻類のフジツボ類とヤドカリ類であった。その結果、従来伊豆諸島はひとつの生物地理的単位と考えられてきたが、南伊豆諸島(青ヶ島三宅島)と北伊豆諸島(神津島大島)では生物相が大きく異なり、前者は熱帯火山島特有の種類が多くミクロネシアとの共通種も発見され種多様性が著しく高いが、後者は日本温暖帯域の種類が多く亜熱帯性種がわずかに認められる。そしてその生物地理区の境界が神津島と三宅島の間にあることが明かであった。その要因として考えられるのは黒潮の影響の違いと、それにともなう幼生の分散、ならびに海洋気候の違いであると推察された。しかし北伊豆諸島では詳細に見てみると、神津島から利島の間までは多数の有人あるいは無人の島々が点在し、それらで見いだされる生物は島間の距離と関係なく様々な形で異なっており、局所的には島の岩礁を構成する岩の性質の違いに由来するものと推察された。この点については地学的研究とあわせての研究が必要である。
TeV領域でのバリオン数非保存と摂動論の漸近的振舞

本研究では、TeV領域でのバリオン数非保存を引き起こす、場の量子論でのトンネル効果の問題を主題とした。このような非摂動効果を扱うに当たり、摂動論的効果の高次との兼合いが問題となるが、初年度はその研究に進展があった。特に、そこでは、摂動和の発散を防ぐためのカットオフが、同時に、インスタントンと反インスタントンからなる非摂動効果を分離することを示すことに成功した。その後、Valley Mehodと複素時間法について研究が進展した。Valley Methodとは、場の量子論で観測量を汎関数積分法で計算する際の手法として着目されるものである。具体的には、量子トンネル効果に寄与するユークリッド時空での配位を特定し、それを取り込んだ汎関数積分が必要となる。その定義としては、本研究者・青山と菊地による、"New valleymehod"がある。今回、このNew valleymehodを、4次元でのスカラー理論に応用した。偽の真空がある理論では、その崩壊を引き起こす配位としてColemanの「真空泡」の理論がある。今回我々は、その解を含むValleyをNew valley mefhodを使って求めることに成功した。これは、外部の粒子による為の真空の誘起崩壊を記述するものと期待される。一方、このような純粋な複素時間法には、様々な矛盾があることが指摘されている。この問題を回避する方法として、従来、「複素時間法」が存在するが、本研究では、その解析と確立に大きな前進があった。従来の方法は、複素時間平面上での鞍点法に基づいていたが、これには、1)格子上に分布する鞍点を通る積分路の確立2)非物理的な鞍点の回避という大きな問題があった。本研究では、これらを詳細なWKB解析によって解いた。これにより、従来過程であった多くの点が厳密に示され、また、不明であった各鞍点のweightも決定されて、複素時間法に確固たる基礎を築くきづくことができた。本年度は特に摂動論の高次での振舞いの解析に進歩があった。量子トンネル効果が有る場合には、摂動を一つの古典的な安定点(ポテンシャルの局所極小値に相当する)のまわりに行うと、その摂動級数は、その和が発散することが知られている。通常の摂動級数は、摂動係数の絶対値は次数が上がるとともに発散するものの、交代級数となっていて、Borel和が可能である(これを漸近級数という)。しかし、トンネルが許される場合は、摂動級数は絶対発散をする。しかし、これはいわゆる「非摂動効果」が考慮されていないためであり、両方を取り入れることにより、有限の結果が得られると考えられる。この摂動と非摂動の相互の関係は、Valley Methodを使って、高エネルギーでのバリオン数レプトン数の非保存を含む多重発生の問題を考えるときに本質的な問題となる。このため、摂動論の高次で、どのように、「非摂動的効果」が寄与するかを明らかにする必要があった。今年度は、バウンスと、非摂動的効果であるインスタントンと反インスタントンの対を含む空間で、高次までの摂動を数値的に行い、その振る舞いを調べ、さらに、それで得られた結果を一般的に解析的に示すことに成功した。この結果によって、摂動の発散を防ぐためのカットオフが同時によく定義された非摂動的効果をも除去することが示された。

これは、今までのFundamental regionによる方法と異なり、きわめて、見通しの良い手法へと導く事になる。[なお、研究発表としては、投稿中の論文1編、投稿準備中のものが1編あるが、掲載済みには至っていない。]Valley Methodとは、場の量子論で観測量を汎関数積分法で計算する際の手法として着目されるものである。具体的には、特に、本研究の出発点であるパリオン数非保存過程などの量子トンネル効果において、それに寄与するユークリッド時空での配位を特定するものである。初期に与えるエネルギーを増すと、寄与するインスタントン・反インスタントン対の相対距離が減少する。したがって、有限距離の対を定義して、それを取り組んだ汎関数積分が必要となる。その定義としては、本研究者・青山と菊地による、"New valley method"がある。今回、このNew valley methodを、4次元でのスカラー理論に応用した。偽の真空がある理論では、その崩壊を引き起こす配位としてColemanの「真空泡」の理論がある。今回我々は、その解を含むValleyをNew valley methodを使って求めることに成功した。これは、外部の粒子による偽の真空の誘起崩壊を記述するものと期待される。一方、このような純粋な複素時間法には、様々な矛盾があることが指摘されている。この問題を回避する方法として、従来、「複素時間法」が存在するが、本研究では、その解析と確立に大きな前進があった。従来の方法は、複素時間平面上での鞍点法に基づいていたが、これには、1)格子上に分布する鞍点を通る積分路の確立2)非物理的な鞍点の回避という大きな問題があった。本研究では、これらを詳細なWKB解析によって解いた。これにより、従来過程であった多くの点が厳密に示され、また、不明であった各鞍点のweightも決定されて、複素時間法に確固たる基礎を築くきづくことができた。(この研究については、現在投稿中の論文が2編ある。)
細胞外マトリックスによる血管平滑筋細胞フェノタイプ形成と遺伝子発現の変動

動脈硬化の予防に応用する目的で、動脈硬化形成の初期の病態における平滑筋細胞のフェノタイプの変化を検討した。家兎の大動脈に対してバルーンカテーテル法により内膜剥離術を施行し、術後2日、5日の時点にて大動脈を採取してこれよりexplant法にて培養平滑菌細胞を調製した。この細胞について、対照となる内膜剥離を行なわなかった大動脈より得られた細胞とともにoutgrowth率、acetylated LDLの取り込み、DiI-LDLおよびacetylated LDLの取り込み、autocrineの増殖刺激因子の分泌などを観察し、術後2日、5日とoutgrowth率およびscavenger pathwayの獲得の指標となるDiI LDLおよびacetylated LDLの細胞内への取り込みが増加してくることを見出した。しかし、autocrineの増殖刺激因子の分泌は内膜剥離後2日の大動脈から得られた培養細胞では認められなかった。これらの事実は合成型のフェノタイプを構成する特徴が内皮の再生および内膜の肥厚の起こらない早い時期に既に中膜内にて獲得されることを示しているが、それらの特性が必ずしも一緒に獲得される訳ではないことが明らかになった。これらのフェノタイプの変換に関わる因子としてサイトカイン、細胞外マトリックスなどについて検討した結果、PDGFおよびtumor necrosis factor-αにその作用のあることが見出された。さらにこれらの初期のフェノタイプの特性をもった細胞よりRNAの採取を行ない、得られたこのRNAより家兎大動脈中膜および内膜平滑筋細胞のcDNAライブラリー作製の途中であり、ライブラリーの完成を待って内膜剥離後の経時的変化が平滑筋細胞の遺伝子発現をどのように変換していくのかについてdifferential screeningなどの手段を用いて明らかにしていく予定である。家兎の股動脈より大動脈ヘバルーンカテーテルを挿入し、大動脈内皮を剥離した後に2日後、5日後の時期に家兎を屠殺して大動脈を採取し、これをもちいて大動脈平滑筋細胞のprimary cultureをおこなった。primary cultureの観察では平滑筋細胞のout-growthがsham operationを行なった対照家兎に比べて2日後、5日後の順で高率であった。得られた培養細胞のフェノタイプを検討する目的でDil acetyl LDLを用いてScavenger受容体の発現を検討した。対照とした平滑筋細胞に比べて内皮を剥離した大動脈切片より得られた平滑細胞では2日後、5日後の順にDilの取り込みが増加してくる結果が得られた。さらに^<125>l-acetyl LDLを用いて同様の検討を行ないDilでの結果が確認された。この実験モデルにより内膜剥離2日後の比較的早い時期から平滑筋細胞のフェノタイプに変化が起こり、5日目にはさらにそれが増強することが明らかになった。別にフェノタイプの変換した平滑筋細胞は平滑筋細胞由来増殖因子(SDGF)を分泌することによりautocrine的に増殖能が増加することが報告されている(N.Morisaki et al.,Atherosclerosis 78:61-67,1989)ことから、得られた培養細胞のconditionedmediumを用いて正常の中膜平滑筋細胞の増殖への影響を観察したところ増殖刺激を示すデーターが得られた。現在、これらのフェノタイプの変換の確認された培養細胞をlarge scaleに増殖させ、mRNAを採取してOkayama-Bergの方法を用いてcDNA libraryを作製し、対照の細胞とフェノタイプの変換した細胞との間でのmRNAの発現の違いを明らかにする目的でdifferential screeningを準備中である。(1)昨年度に施行した基礎実験の結果より家兎の大動脈に対してバルーンカテーテル法により内膜剥離術を施行し、術後2日、5日時点にて大動脈を採取してこれよりexplant法にて培養平滑筋細胞を調製した。

この細胞について、対照となる内膜剥離を行なわなかった大動脈より得られた細胞とともにoutgrowth率、acetylated LDLの取り込み、およびDiI-LDLの取り込みを観察し、内膜剥離を行なった細胞群で合成型へのフェノタイプの変換が起こりつつあることを確認した。さらにこれらの細胞よりRNAの採取を行ない、そのクオリティーについての確認を行なった。現在得られたこのRNAより家兎大動脈中膜および内膜平滑筋細胞のcDNAライブラリー作製の途中であり、ライブラリーの完成を待って内膜剥離後の経時的変化が平滑筋細胞の遺伝子発現をどのようにかえていくのかについてdifferential screeningなどの手段を用いて明らかにしていく予定である。(2)分担研究者の森崎らは平滑筋細胞のフェノタイプの変換の際に周囲の細胞が分泌するサイトカインや周りに存在する細胞外マトリックスと平滑筋細胞の相互作用について検討を進めた。その結果tumornecrosis factor-αが平滑筋細胞のフェノタイプの変換を促進することを見出している。さらに糖尿病の実験動物の血管平滑筋細胞に注目して糖尿病の病態では平滑筋細胞のPDGFβレセプターの発現が増加してPDGFによる増殖刺激に対する反応性が亢進していることを見出している。今後細胞外マトリックスと平滑筋細胞のフェノタイプの相互作用についても検討を進めていく予定である。
膜小胞を細胞外に分泌高生産する新奇細菌における膜小胞形成機構の解明と応用

(1)アジ腸管内から分離されたShewanella vesiculosaHM13は、機能未知タンパク質P49を単一の主要タンパク質成分として含む細胞外膜小胞を生産する。本菌においてP49が膜小胞に移行するメカニズムを解析した。まず、P49のC末端にGFPを融合したタンパク質が膜小胞に移行することを確認した。次に、P49のC末端側領域を系統的に削除し、GFPとの融合タンパク質の膜小胞移行能を解析した。P49は二つの膜貫通ヘリックスをもつことが推定されているが、これらよりもC末端側の領域を削除した場合、膜小胞移行能は保持されていたが、C末端側のヘリックスを削除した場合、移行能が失われた。これらの結果から、P49のC末端側ヘリックスが膜小胞移行に関与すると考えられた。(2) HM13株のゲノム上でP49遺伝子の近傍に存在する遺伝子群について、それらのコードするタンパク質が膜小胞形成やP49の膜小胞移行に関与するか解析した。P49遺伝子上流にはグラム陰性細菌タンパク質分泌装置として知られるII型分泌装置の構成タンパク質ホモログ遺伝子群が見いだされた。それらのうち4種を破壊したところ、いずれの場合も小胞構造形成に異常は見られなかったが、P49は膜小胞に移行せず、細胞内に蓄積した。一方、P49遺伝子下流にはリポ多糖などの細胞表層成分の生合成に関与するタンパク質群のホモログが見いだされた。それらのうち4種を破壊したところ、いずれの場合も小胞構造形成に異常は見られなかったが、P49は膜小胞に移行せず、膜小胞とは異なる細胞外画分に存在した。これらの結果から、P49はII型分泌装置に類似した装置によって細胞表層もしくは細胞外に移行し、P49遺伝子下流遺伝子群がコードするタンパク質群によって合成される膜小胞表層成分との相互作用によって膜小胞に移行するものと考えられた。細胞外膜小胞積荷タンパク質P49の移行機構に関しては、移行に必要とされるP49の領域を見いだすことができた。また、II型タンパク質分泌装置のホモログや膜小胞表層成分の生合成に関与すると推定されるタンパク質群がP49の膜小胞移行に関与することを明らかにできた。一方、小胞構造の形成に関与する因子の同定には至っていないことから、「おおむね順調に進展している」と評価することが妥当と考えられる。膜小胞積荷タンパク質の移行機構に関しては、移行に必要とされる積荷タンパク質の配列や構造をさらに絞り込むため、種々の改変型タンパク質について膜小胞への移行能を解析する。移行に関与するII型タンパク質分泌装置のホモログや膜小胞表層成分の生合成に関与すると推定されるタンパク質群については、個々のタンパク質の機能解析を進める。小胞構造の形成に関与する因子の同定については、膜小胞中の微量タンパク質成分の小胞構造形成への関与を調べるとともに、膜小胞生産能が異なる近縁細菌種間での比較ゲノム解析や、トランスポゾン変異によって膜小胞生産能が変化する変異株を探索することによる解析を進める。(1)アジ腸管内から分離されたShewanella vesiculosa HM13は、機能未知タンパク質P49を単一の主要タンパク質成分として含む細胞外膜小胞を生産する。膜小胞積荷タンパク質の移行

機構に関しては、移行に必要とされる積荷タンパク質の配列や構造をさらに絞り込むため、種々の改変型タンパク質について膜小胞への移行能を解析する。移行に関与するII型タンパク質分泌装置のホモログや膜小胞表層成分の生合成に関与すると推定されるタンパク質群については、個々のタンパク質の機能解析を進める。小胞構造の形成に関与する因子の同定については、膜小胞中の微量タンパク質成分の小胞構造形成への関与を調べるとともに、膜小胞生産能が異なる近縁細菌種間での比較ゲノム解析や、トランスポゾン変異によって膜小胞生産能が変化する変異株を探索することによる解析を進める。当初、トランスポゾン変異によって得られる変異体ライブラリーの中から小胞形成に異常が生じたものを選抜し、原因遺伝子を同定することで膜小胞形成機構を明らかにしていく計画であったが、トランスポゾン変異法の確立と変異体ライブラリーのハイスループットスクリーニング系の確立に予想以上の時間を要したため、それらの実験を次年度に行うことし、次年度使用額が生じた。当初計画した実験を進めるための遺伝子工学用試薬、免疫化学実験用試薬、培養用試薬、プラスチック器具などの消耗品購入に使用する計画である。
近接場光による液液界面分子の分光学的研究

液液界面は物質の移動場・反応場として重要な役割を担っており,様々なアプローチにより界面での分子挙動の解明が行われている。光熱変換分光法を液液界面に応用可能となれば,測定分子の適用範囲は拡大し有用である。液液界面での内部全反射による近接場光により界面分子を励起し,界面に平行にプローブ光を入射することにより,生成した屈折率変化をより高感度に検出可能になると考えた。本研究の目的は,全内部反射光熱偏向法による液液界酎計測への応用である。水・ドデカン界面にFe(II)-Dpp3錯体を生成させ,Arイオンレーザーで全反射条件で励起し,それによって生成した屈折率変化を界面平行方向から入射したプローブ光(He-Neレーザー)の偏向から検出する。最初に光学配置の最適化として,プローブ光の位置依存性を測定した。その結果,界面ごく近傍かつ油相側をプローブ光が通過するときに最大信号が得られることがわかった。これは,生成した熱レンズが極薄いことと,油相側でエンハンスメントファクターが大きいことが原因と考えられる。また,信号強度の大きさおよび安定性から変調周波数は90Hz前後が最適とされた。それらの実験条件で,検量線を求めたところ,S/N=3での検出下限が1/6,000単分子膜であると見積られ走。従来のプローブ光を界面垂直に入射する場合の検出下限と比較して,100倍以上の高感度化が達成された。この理由として,界面に広がった薄い熱レンズを変化を検出しやすい界面平行方向から検出していることと,プローブ光が単相のみを通過することから散乱などの影響を受けにくく,バックグラウンドが低下したことによると考察された。以上,本研究により液液界面分子検出法として従来の光熱変換法と比較して約2桁高感度な全内部反射光熱偏向法を開発することができた。
化合物薄膜太陽電池におけるアルカリ効果の解明

カルコパイライト材料におけるアルカリ金属効果(添加によりデバイス性能が飛躍的に向上する効果)の解明は、化合物薄膜太陽電池の分野において長年の課題である。特に最近は以前よりその効果が知られていたNaだけでなく、比較的重いアルカリ金属元素であるK、Rb、Csなどによる効果が大きな関心を集めている。本研究課題では、その中でも特にRbに注目し効果解明に向けた研究を行ってきた。代表的なカルコパイライト材料であるCu(In,Ga)Se2のIII族元素とアルカリ金属効果との関連性に着目し、薄膜とデバイスの両方の観点から検証を行った。結果、アルカリ効果の発現には特にIn元素の存在が重要で、Inを含まないCuGaSe2では、Rb添加によるデバイス性能向上の効果はほとんど見られないことがわかった(S. Ishizuka, et al., J. Phys. Chem. C 2018, 122, 3809)。Inを含有するCu(In,Ga)Se2薄膜では、Rb添加(RbF-PDT)によって、薄膜表面にRb化合物が形成されるが、CuGaSe2ではそのような化合物が形成されないことが新たに発見された。また、アルカリ金属添加によって、Cu(In,Ga)Se2中の準安定アクセプタ形成がより促進することがわかった。この原理を利用することでバッファ層を用いずに作製したCu(In,Ga)Se2太陽電池デバイスでも高い光電変換効率を実現できることに成功した(S.Ishizuka, et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 31119, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702391)。さらに重いCsの添加では、やはりアルカリ金属効果によるデバイス性能向上は見られるが、表面改質のメカニズムはRbとは異なることなども明らかにした。Rbを添加したCIGS薄膜を光吸収層に用いた太陽電池デバイスを作製し、1 cm2サイズの小面積セルで効率20.9%を達成している。現時点における世界最高効率21.0%に比肩する極めて高性能なCIGS太陽電池デバイスが作製できた。また得られたRb添加CIGS薄膜試料のTEM-EDX、TEM-EELS測定により、CIGS薄膜に添加されたRbなどのアルカリ金属は主にCIGSの結晶粒界に存在することが確認できた。さらに、RbとKの効果は極めて類似性が高く、CIGS薄膜表面に凹凸を与えラフネスを増加させるなどNa添加効果では見られない現象も確認できた。さらに、多結晶CIGS薄膜粒界を制御すべくSi添加によるCIGS薄膜の構造制御を行ったところ、Si添加によってCIGS薄膜中のNaやKなどアルカリ金属の拡散量を制御できることを見出した。Si添加CIGS薄膜を光吸収層に用いたバッファフリー(従来のCIGS太陽電池のデバイス構成に用いられているCdSやZnS(O,OH)、高抵抗ZnO層などを一切省き、裏面金属電極/CIGS光吸収層/透明導電膜層構造から成る)太陽電池デバイスで15%を越える高い変換効率を達成することにも成功している(石塚尚吾特願2017-035420「太陽電池及びその製造方法」)。Cu(In,Ga)Se2に代表されるカルコパイライト薄膜におけるアルカリ金属添加効果(添加によってデバイス性能が飛躍的に向上する)の解明は、薄膜太陽電池材料において長年の課題である。近年、既に広く知られていたNaの効果だけでなく、比較的重いアルカリ金属元素であるK、Rb、CsといったNa以外の添加効果について特に大きな関心が集まっている。本研究課題ではその中でもRbに注目し、これまでその効果解明に向けた研究を行ってきた。本年度はCu(In,Ga)Se2のIII族元素とアルカリ効果との関連性に着目し、薄膜特性とデバイス特性両方の観点から検証を行った。結果、アルカリ効果の発現にはInの存在が特に重要で、これを含まないCuGaSe2系では、デバイス性能向上の効果はほとんど見られないことがわかった(S. Ishizuka, et al., J. Phys. Chem. C 2018, 122, 3809-3817)。また、Inを含有するCu(In,Ga)Se2やCuInSe2薄膜では、アルカリハライド処理によるRb添加によって、薄膜表面にRb化合物が形成されるが、CuGaSe2ではそのような化合物が形成されないことが新たに明らかになった。また、アルカリ金属添加によって、Cu(In,Ga)Se2中の準安定アクセプタ形成がより活性することがわかり、他方、この原理を利用することでバッファ層を用いずに作製したCu(In,Ga)Se2太陽電池デバイスでも高い光電変換効率を実現できることがわかった(S. Ishizuka, et al., ACSAppl. Mater. Interfaces 2017, 9, 31119-31128, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702391)。Cu(In,Ga)Se2におけるアルカリ金属添加効果のなかでも、特にRb(ルビジウム)添加効果について集中的に研究を行い、RbがCu(In,Ga)Se2薄膜中にどのように存在し、どのような理由でデバイスの高性能化に繋がるのかなど、メカニズムの解明をかなり進めることができた。Rb以外のアルカリ金属の効果についても並行して検証を進めることができ、アルカリ金属とCu(In,Ga)Se2太陽電池の高性能化との関連性が明らかになりつつある。

特に本研究で見出したCu(In,Ga)Se2を構成するIII族元素の種類とアルカリ金属効果との関連性の報告はこれまで皆無であり、極めて価値の高い新しい発見と言える。一方、Cu(In,Ga)Se2へのSi添加は、Cu(In,Ga)Se2薄膜中のアルカリ金属の拡散分布に大きな影響を与えることを初めて見出した。これを応用したバッファフリーCu(In,Ga)Se2太陽電池で従来のバッファフリー構造デバイスで得られていた性能を大きく上回る光電変換効率を達成することができた。カルコパイライト材料におけるアルカリ金属効果(添加によりデバイス性能が飛躍的に向上する効果)の解明は、化合物薄膜太陽電池の分野において長年の課題である。特に最近は以前よりその効果が知られていたNaだけでなく、比較的重いアルカリ金属元素であるK、Rb、Csなどによる効果が大きな関心を集めている。本研究課題では、その中でも特にRbに注目し効果解明に向けた研究を行ってきた。代表的なカルコパイライト材料であるCu(In,Ga)Se2のIII族元素とアルカリ金属効果との関連性に着目し、薄膜とデバイスの両方の観点から検証を行った。結果、アルカリ効果の発現には特にIn元素の存在が重要で、Inを含まないCuGaSe2では、Rb添加によるデバイス性能向上の効果はほとんど見られないことがわかった(S. Ishizuka, et al., J. Phys. Chem. C 2018, 122, 3809)。Inを含有するCu(In,Ga)Se2薄膜では、Rb添加(RbF-PDT)によって、薄膜表面にRb化合物が形成されるが、CuGaSe2ではそのような化合物が形成されないことが新たに発見された。また、アルカリ金属添加によって、Cu(In,Ga)Se2中の準安定アクセプタ形成がより促進することがわかった。この原理を利用することでバッファ層を用いずに作製したCu(In,Ga)Se2太陽電池デバイスでも高い光電変換効率を実現できることに成功した(S.Ishizuka, et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 31119, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702391)。さらに重いCsの添加では、やはりアルカリ金属効果によるデバイス性能向上は見られるが、表面改質のメカニズムはRbとは異なることなども明らかにした。今後は、当初の予定通りワイドギャップカルコゲナイド材料である三元CGSへのRb添加などアルカリ効果検証のための試料作製と評価を予定しているほか、引き続き四元CIGS薄膜においてもアルカリ金属添加量を変化させた試料を用いてより詳細な分析を進める。現在までに得られているCIGS薄膜のRb効果の検証に関するデータは世界でも最新・最先端の内容であり、学術的体系化に向けて論文や国際会議における発表など、今年度以降戦略的に外部公開を行っていく予定である。太陽電池デバイスの高性能化だけでなく、広く恒久的な学術的知見獲得を目指した基礎研究を引き続き実施する。アルカリハライド(KFやRbFなど)を用いてCu(In,Ga)Se2
ハイブリッドP波トモグラフィーによる地球表層現象と深部構造の関連解明

波線理論、有限波長理論両方を用いるハイブッリドP波トモグラフィーを開発した。新手法を北東アジア、フレンチポリネシアの広帯域地震観測網データに適応し詳細なマントル構造を得るのに成功した。中国の松遼盆地周囲の新生代火山の下に約200kmまで続く低速度異常が見られる。マントル遷移層の松遼盆地の下で日本海溝から沈み込んだ横たわるスラブの穴が観測され、これは白頭山の火成活動と関連していると考えれる。フレンチポリネシアの下の核ーマントル境界からの低速度異常は地表までまっすぐ続いておらず、深さ550ー900kmで急に異常の水平規模、振幅ともに小さくなり、地表の4つのホットスポット火山を結ぶリング状となる。波線理論に基づくトモグラフィーと、有限波長理論に基づくトモグラフィーを融合させたハイブリッドトモグラフィー法を開発し、プログラムコードを完成させた。極東ロシアにおける広帯域地震計、西太平洋における広帯域海底地震計の臨時観測点を使い周期10秒付近の帯域で測定した観測点間の走時差に有限波長理論を適応し、波線理論を適応する走時データと合わせてトモグラフィーを実行した。結果長周期データに対する有限波長理論の有効性が示された。日本海溝・伊豆小笠原海溝から沈み込んだスラブが滞留する中国東部を対象領域とするトモグラフィーを行い、この領域下のマントル遷移層に横たわるスラブの形状に関し新たな知見を得た。トモグラフィーに先立ち、対象領域における臨時機動観測網NECESSArrayのデータ及び中国定常観測点データ含む可能な限りのデータを収集を行った。収集したデータを周期約2秒から30秒までを10の帯域に分け2観測点間の相対走時を波形相関法で測定し分散データを得た。得られた分散データは、既存のモデルでは説明できないもので、さらに微細な構造を示唆するものであり、ハイブリッドトモグラフィーにより中国東北部において浅部からマントル遷移層にいたるまで解像度の向上に成功した。得られた3次元P波速度構造は松遼盆地の周辺の新生代火山の下約200kmまで低速度異常を示している。日本海溝から沈み込んだスラブは松遼盆地の東の造山帯で660km不連続面とぶつかるが、そのさらに西方ではスラブは見られない。これはその南北で遷移層に横たわるスラブが見られるのと対照的であり、あたかも横たわるスラブに空隙が松遼盆地の下であるかのように見える。中国東北部における火山は沈み込み帯における島弧火山とは違う特異な火山でその成因が議論されているが、横たわるスラブの空隙が関連しているという新しい仮説を示唆している。日本海溝から沈み込んだスラブはマントル遷移層の深さ約500 600 kmで滞留していること(スタグナントスラブという)が知られているが、中国東北地方の松遼盆地でそのスタグナントスラブに孔があることが分かった。この孔を通しての上昇流が中国と北朝鮮の国境にある火山・白頭山(長白山)と関連しているであろうと提案した。さらに日本海溝・伊豆小笠原開講から沈み込んだスラブに関して詳細な解析をしたところ、得られたP波速度異常の振幅の違いで非常に異なるスラブ形状を示すことが分かった。1.0%以上の高速度異常域の西端は現在の海溝とほぼ平行であるのに対し0.5%以上の高速度異常域の西端は線状で現在の千島海溝と琉球トラフを結ぶ線と平行である。過去のプレート再現図と比較すると1.0%以上の高速度異常域は1525万年前から沈み込んだスラブ、0.5%以上の高速度異常域はそれ以前の沈み込みを表していると考えられ、速度異常の振幅の違いは熱伝導により沈み込んだスラブの低温異常が年代とともに小さくなっている現れだと考えられる。このほか、2観測点間のP波相対走時を測定する際、海洋を含む地殻多重反射波の干渉に寄って見かけの分散が生じるが、この見かけの分散を補正する測定方法を確立した。この方法をフレンチポリネシアに展開した広帯域海底地震計と海洋島の広帯域地震計に適応しすべての観測点ペアの相対走時を周期2秒から30秒間の10帯域で測定した。このデータを使用したトモグラフィーを実行し従来のトモグラフィーより上部マントルの解像度を向上させることに成功した。北西太平洋(日本海溝の海側)を対称としたデータ解析、トモグラフィーを実行した。日本列島の広帯域地震計観測網F-NET、「ふつうの海洋マントル」プロジェクトによって展開された広帯域海底地震計及び周辺の海洋島の広帯域地震計のデータを収集し、1.9秒から30秒までの異なる周期帯10バンドでP波の2観測点間相対走時を測定した。この測定では本研究で開発した海洋及び堆積層での多重反射によるみかけの分散の補正方法を使用した。また、P波の立ち上がり時間を可能な限りピックアップし絶対走時を測定した。過去にわたり蓄積した走時データにこれらのデータを加えデータの周期に応じた有限波長効果を考慮したトモグラフィーを実行し、3次元P波速度構造を得た。結果、北西太平洋下の空間解像度を向上させることに成功した。シャツキー海台の北西では深さ約100 ー300 kmで低速度異常が見られるのに対し南東ではほとんど異常がないか若干の高速度異常を示した。このシャツキー海台の北西に比べ南東のマントル浅部で高速度異常を示す特徴は、別研究で表面波の解析から得られたS波構造とも調和的である。

またシャツキー海台の下では強くはないが低速度異常が少なくとも深さ300kmまでは観測された。2015年5月30日の小笠原諸島西方沖地震は深さ660 kmを超え、いわゆる下部マントルに相当する深さで起きた。この地震は深発地震面から深く海側に離れ、トモグラフィーで明らかになった沈み込む高速度スラブがマントル遷移層で折れ曲がりスタグナントする屈曲点の底に位置している。マントル遷移層の深発地震による歪みで生じる応力場がこの地震のメカニズムで示される応力場と類似することから、小笠原諸島西方沖地震は遷移層内深発地震によって強まったほぼ鉛直方向の圧縮応力に因って引き起こされ、スタグナントスラブが下部マントルへ沈み込む前兆のイベントであると推測した。波線理論、有限波長理論両方を用いるハイブッリドP波トモグラフィーを開発した。新手法を北東アジア、フレンチポリネシアの広帯域地震観測網データに適応し詳細なマントル構造を得るのに成功した。中国の松遼盆地周囲の新生代火山の下に約200kmまで続く低速度異常が見られる。マントル遷移層の松遼盆地の下で日本海溝から沈み込んだ横たわるスラブの穴が観測され、これは白頭山の火成活動と関連していると考えれる。フレンチポリネシアの下の核ーマントル境界からの低速度異常は地表までまっすぐ続いておらず、深さ550ー900kmで急に異常の水平規模、振幅ともに小さくなり、地表の4つのホットスポット火山を結ぶリング状となる。本研究で開発した破線理論に基づくトモグラフィーと有限波長理論に基づくトモグラフィー融合したハイブリッドトモグラフィーを確立し、中国と東北地方に展開した広帯域地震計網、フレンチポリネシアに展開した広帯域海底地震計に応用し、従来のトモグラフィーに比べ高解像度イメージを得ることに成功した。広帯域海底地震計データを使用するにあたり、海洋を含む地殻多重反射波の干渉による見かけの分散を補正する測定方法を確立した。27年度が最終年度であるため、記入しない。地震学フレンチポリネシアのトモグラフィーで得られた結果の評価を行い、マントル対流の数値実験、アナログ実験等の結果と比較しながらフレンチポリネシア下のマントル上昇流について考察する。対象域を日本の太平洋沖シャツキーライズ付近とし、そこに展開された広帯域海底地震計の解析、トモグラフィーを行う。波線理論に基づくトモグラフィーと、有限波長理論に基づくトモグラフィーを融合させたハイブリッドトモグラフィー法を開発を完了させた。ハイブリッドトモグラフィー法を実データに適応し、有用性を示した。中国東北部を対象としてトモグラフィーを実行し日本海溝・伊豆小笠原海溝から沈み込んだスラブの詳細な形状とその上の上部マントルの構造を明らかにした。これらは全て計画通りである。今年度予定していた海外研究協力者との打ち合わせが次年度4月に延期されたため、旅費に未使用額が生じた。対象をフレンチポリネシアとしたトモグラフィーを実行し、太平洋マントルプリユームの実態を明らかにする。広帯域海底地震計を解析するが、海底では海洋及び堆積層での多重反射波が直達P波の後に観測されて、この多重反射波の干渉により周期帯によってP波到達時刻が異なって見える見かけ上の分散が生じることが予測される。粗帆法制法の開発も進める。
消化器癌におけるＭｅｓｏｔｈｅｌｉｎ分子発現の意義と癌悪性度との関係

消化器癌におけるmesothelin分子の発現と癌悪性度の関係に関し検討した。膵癌(66例)、胆管癌(61例)、胃癌(110例)、大腸癌(91例)、膵管内乳頭粘液性腫瘍(37例)の切除検体を用いてmesothelinの免疫組織学的染色を行い、発現強度・発現部位と病理学的因子・予後との比較検討を行ったところ、いずれの癌腫においてもmesothelin発現症例の予後は不良であることが判明した。また、膵癌においてはCA125の共発現が、胃癌、胆管癌においては細胞膜発現が予後不良因子であった。大腸癌ではリンパ管侵襲への関与を臨床病理、in vitroの系で明らかとした。1)臨床病理学的検討a)膵管内乳頭粘液性腫瘍37例におけるMesothelin発現に関し免疫組織学的に検討を加えた。腺腫の約50%、浸潤癌の約80%にMesothelin発現を認め、膜発現は腺腫の15.4%、浸潤癌の54.5%(p=0.00016)と発現頻度に有意差を認めた。また再発症例は全例膜発現症例であり、癌の発生過程におけるMesothelin発現の現象をとらえたこと、胃癌で報告したMesothelin膜発現と悪性度の関係を裏付ける知見が得られた(Oncology Letters. 2014accepted)。b)肝内胆管癌28例におけるMesothelin発現の免疫組織学的を行ったところMesothelin発現は5例のみであったが、血中のN-ERC濃度とMesothelin発現には乖離を認めていることが分かった。2)分子生物学的検討Mesothelin過剰発現膵癌株の作成を試みたが、安定した発現株を得ることができなかった。このためsiRNAによりMesothelin発現をknockdownし細胞株の形質変化を検討した。Mesothelin発現膵癌細胞株であるBXPC3のMesothelin発現を抑制したところ増殖能に関してはコントロールと差を認めなかったが、浸潤能は抑制されることが分かった。また、このモデルを用いて癌浸潤に関わる上皮間葉転換(EMT)関連分子の網羅的検討を行い、いくつかの関連分子の増減を確認できた。【目的】ERC/Mesothelinは種々の癌で発現が認められているが、本研究では胃癌110例、大腸癌91例及び肝外胆管癌61例の臨床検体を用いて、ERC/Mesothelin発現と病理学的因子、患者予後との相関を解析し、さらにリンパ管侵襲の機序をin vitroにて解明した。【方法】免疫染色にてERC/Mesothelinの発現レベル・局在(膜発現)と、臨床病理学的因子・予後との相関を検討した。さらにERC/Mesothelin強制発現大腸癌細胞を用いてリンパ管侵襲の機序を解明した。【結果】ERC/Mesothelin膜発現は胃癌及び肝外胆管癌において種々の病理学的因子と相関し、予後不良因子(胃癌; p<0.001,肝外胆管癌;P=0.017)であり、大腸癌においてはリンパ管浸潤(P=0.009)と相関を認め、リンパ節転移陽性38症例において予後不良因子であった(P=0.033)。また膜発現型ERC/Mesothelinを強制発現させた大腸癌細胞株WiDrは、リンパ管内皮浸潤実験にて有意な浸潤能の亢進が認められた。【考察】ERC/Mesothelin膜発現は、臨床病理学的悪性度、特にリンパ管侵襲及び患者予後と相関し、消化器癌領域の診断・治療への応用が期待される新たなバイオマーカーとなることが示された。(Br J Cancer. 2012, Int J Oncol. 2012, J Gastroenterol. 2013)【消化器癌におけるMesothelin発現の意義】膵癌、胃癌、大腸癌、胆管癌、膵管内乳頭粘液性腫瘍の5種類の消化器癌手術検体を用いて免疫組織学的検討を行いmesothelin発現が予後・病理学的因子に関連することを報告し、悪性度の指標となることを見出した。またMesothelinの膜発現と細胞質発現では大きく予後に差が異なることが見出され最終発現形としての膜発現には何らかの分子生物学的役割を持つことが推察された。【Mesothelin発現の分子生物学的機能解析】Mesothelin発現をsiRNAで抑制した細胞株と遺伝子導入で高発現株を作成し各種分子生物学的機能解析を行ったが、膜発現型Mesothelinを強制発現した大腸癌細胞株においてリンパ管内皮浸潤が促進することが見出されたが、発現制御が不十分な部分もあり詳細な検討は今後の課題である。【バイオマーカーとしてのMesothelin】

血液中に遊離するMesothelin分子のバイオマーカーとして有用性を検討した。肝内胆管癌において血中Mesothelinが測定可能な症例があることが見出されたが、その意義に関し更なる検討が必要である。【最終年度:抗Mesothelin抗体を用いた癌抗体療法の開発】マウス膵癌腹膜播種モデルを用い抗Mesothelin抗体の有無での抗癌剤の作用増強効果を検討した。ルシフェラーゼ活性を持つ分泌蛋白を発現する膵癌細胞株を作成し、血中濃度を測定することで腫瘍量を測定できる系を開発し、抗Mesothelin抗体により腫瘍結節形成抑制作用、抗癌剤増強作用等のいくつかの興味深い知見が得られた。その結果に関しては現在論文作成中である。消化器癌臨床病理学的検討に関しては新たに2つの癌種に対しMesothelin発現の検討を行ってきており、おおむね順調に進んできていると考えている。膵管内乳頭粘液性腫瘍に関してはadenoma-carcinoma sequenceが提唱されている病態でもあり、本研究で腺腫の段階からMesothelinの発現を認めること、進行するに従いMesothelin発現頻度および膜発現率が増加していくことが明らかとなった。Mesothelin発現と癌化の関連に関し、より確固な傍証を捉えた知見と考えられる。また肝内胆管癌の検討では血中のN-ERC濃度が測定できる症例があり、今後組織でのMesothelin発現との関連に関し詳細に検討しバイオマーカーとしてのMesothelin測定という観点での研究の推進の足掛かりとなったと考えている。分子生物学的検討に関しては、いくつかの現象をとらえているが今後の更なる検討を要すると考えている。肝外胆管癌、大腸癌、胃癌におけるMesothelin発現と臨床病理学的解析について、病理専門医と協力することで、評価が予想よりも早く終了することができた。また、病理学的検討では、当初は、Mesothelin過剰発現ベクターの作成に難儀していたが、Mesothelin発現ベクターの作成に成功した後は、大腸癌細胞株におけるMesothelinの発現の意義について検討し、大腸癌におけるMesothelin発現がリンパ管浸潤に関与するという結果を得た。2年間で、3本の英語論文のアクセプトを得られ、達成度としては、おおむね順調に進展している。(Br J Cancer. 2012, Int J Oncol. 2012, J Gastroenterol. 2013各癌腫におけるMesothelin発現に関しては一定した治験が得られたと考えられる。臨床的には肝内胆管癌症例で血中Mesothelin濃度が測定可能な症例があり、その予後との関連、biomarkerとしてのMesothelinの意義を検討する。また、癌化におけるMesothelinの分子生物学的解析、特にEMTに着目し今後の研究を行うことで、癌とMesothelin発現の関係に関し明らかにする。臨床病理学的検討では、すでに肝外胆管癌、胃癌、大腸癌におけるMesothelin発現について、免疫組織学的検討を行った。また、大腸癌については、細胞株にMesothelinを強制発現させ、Mesothelinの遺伝子がどのようなフェノタイプを持つか検討を行ってきた。しかしながら、血中のMesothelin測定の意義については、欧米でも報告が無い。
ネクチン依存性新規細胞間接着構造の同定と機能

本研究では、乳腺におけるネクチン依存性の細胞間接着装置の役割を明らかにするとともに、乳腺以外の他の組織の構築に寄与するネクチン依存性の細胞間接着装置を探索・同定することである。代表者は乳腺におけるネクチン依存的な細胞間接着装置が妊娠時の乳腺発達に必須のプロラクチン受容体と相互作用することで、プロラクチン受容体のシグナル伝達を促進することや、その分子メカニズムを明らかにした。また、ネクチンの発現を可視化するレポーターマウスなどを用いて新規のネクチン依存性接着構造を見出した。細胞間接着分子ネクチンは細胞間接着を介して組織・器官の構築と維持に寄与している。研究代表者らはこれまでに乳腺上皮組織において、管腔上皮細胞と二層目の筋上皮細胞との異種細胞間の接着に、ネクチン-1とネクチン-4が新規の細胞間接着装置を形成して機能的な乳腺上皮の構築に寄与することを見出している。本年度は、この細胞間接着装置が妊娠時の乳腺発達に必須のプロラクチン受容体と相互作用することで、プロラクチン受容体のシグナル伝達を促進することを報告した。また、その分子メカニズムを解析する目的で、ネクチン-4に結合するタンパク質をスクリーニングした結果、ネクチン-4の膜近傍の細胞質内領域にSOCS1が結合することが明らかになった。プロラクチン刺激時にプロラクチン受容体の下流ではJAK2-STAT5a経路が活性化されたのち、SOCS1によるJAK2のフィードバック阻害が行われる。ネクチン-4はSOCS1に結合することで、JAK2に対するフィードバック阻害を解除してプロラクチン受容体シグナル伝達を促進することを明らかにし、その結果についても報告した。さらに、乳腺以外でのネクチン依存性細胞間接着装置の機能を解析する目的で、ネクチン-1とネクチン-4の発現を可視化するレポーターマウスを構築した。しかしながら、ネクチン-4の発現は極めて限定的であったため、乳腺以外でネクチン-1とネクチン-4が細胞間接着装置を作る組織は現在のところ新規に特定できていない。ネクチン-1はネクチン-4だけでなくネクチン-3とも接着構造を作ることや、ネクチン-1同士でホモフィリックに結合する活性も有している。そこで今後はこれらの接着構造にも注目するため、ネクチン-1の条件的遺伝子欠損マウスを構築した。今後はこれらを利用してネクチン-1が介在する細胞間接着装置の役割についても解析する。当初の計画通り、本年度はネクチン-1とネクチン-4が介在する新規の細胞間接着装置の同定と、乳腺における役割についての論文を発表することができた。さらに、その分子メカニズムについてもSOCS1という新規のネクチン-4結合タンパク質を同定することで説明し、論文発表に至った。これらの事から、分子レベル、細胞レベルでの乳腺におけるネクチン依存性細胞接着装置の役割については一定の理解が進んだものと考えられる。一方で、乳腺以外では、ネクチン-1とネクチン-4で形成される細胞間接着装置の同定には至っていない。そこで今後はこれらの接着構造にも注目し、ネクチン-1の条件的遺伝子欠損マウスなどを構築したので、これらを利用してネクチン-1が介在する細胞間接着装置についての役割についても解析する。本研究の目的は、乳腺におけるネクチン依存性の細胞間接着装置の役割を明らかにするとともに、乳腺以外の他の組織の構築に寄与するネクチン依存性の細胞間接着装置を探索・同定することである。前年度までに、この細胞間接着装置が妊娠時の乳腺発達に必須のプロラクチン受容体と相互作用することで、プロラクチン受容体のシグナル伝達を促進することや、その分子メカニズムとしてJAK-STAT経路をフィードバック阻害するSOCS1と、ネクチン-4が結合することでシグナル伝達を促進することを報告している。本年度は、乳腺以外でのネクチン依存性細胞間接着装置を同定する目的で、ネクチン-1とネクチン-4の発現を可視化するレポーターマウスおよびそれらの特異的抗体などを用いて解析を行ったところ、ネクチン-1が形成する新規の接着構造を見出した。この接着構造を組織特異的に欠損したコンディショナルノックアウトマウスについては既に構築しており、生体における機能解析も進めている。従って本研究では当初の予定通り、乳腺におけるネクチン依存性接着構造の機能の解明と新たなネクチン依存性接着構造を見出したことから、研究目的の大部分を達成したと考える。

当初の計画では、乳腺以外でのネクチン-1とネクチン-4で形成される細胞間接着装置を同定する目的で、それぞれの遺伝子発現を可視化するマウスを作製する予定であったが、ネクチン-4の発現部位は極めて限定的であったため、このような細胞間接着装置の同定には至っていない。ネクチン-1はネクチン-4だけでなくネクチン-3とも接着構造を作ることや、ネクチン-1同士でホモフィリックに結合する活性も有している。そこで今後はこれらの接着構造にも注目して解析を進めていく。特にネクチン-1の発現は、脳神経系で発現が高いことから、脳神経特異的な条件的・時期特異的遺伝子欠損マウスを作製して解析を進めはじめている。今後はこれらの遺伝子欠損マウスを利用してネクチン-1が介在する細胞間接着装置についての役割を解析していく。分子細胞生物学当該年度では研究成果の発表を見送ったため、それらに関する経費を次年度に繰り越した。また、その他の経費として質量分析を外部依頼する予定であったが、それを行うことなく新規の結合タンパク質が得られたので、その分の費用を繰り越した。次年度では研究成果の発表を行うために使用する。また、動物実験に加え、分子生物学関連、細胞生物学関連の研究を追加して遂行する必要が生じたため、そのための経費として使用する。