hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水素結合における軽水素と重水素の電子分布の違いとその役割

本研究では、大きく分けて4種類の仕事を行った。1.KDPの動的な性質を見るために中性子散乱の実験を行った。今回のKDPの中性子非干渉性散乱の実験結果を踏まえてフォノンとトンネル運動が統計的にカップルするモデルが提唱されている。この種のモデルのさらなる検証のためにはこれから多くの実験が必要となるであろう。KDPに関してはその水素原子周りの電子数をX線回折により直接求める実験を実行中であるがまだ再現性のあるデーターを得られていないので今後の課題として残っている。2.K_3H(SO_4)_2及びその類似物質である(NH_4)_3H(SO_4)_2の構造を決定し多くの成果が上がった。現在論文にまとめている最中である。3.新物質の探索を行った。水素結合が構造グラスの源となるNH_4I-KIの系と幾何学的効果が存在しないと期待できる分子内水素結合をもつd-BrHPLNの実験である。特に、分子内水素結合系は幾何学的効果の研究に対する決定打になる可能性があり今後も発展させるべきテーマと思われる。4.低温相での構造実験を行うための装置開発も種々行い、ここで上げた実験には不可欠の装置と技術となっている。本科研費での成果として、この2年で初期の目的を直接的に達成したとは言い難いが、予定外の成果が既に多く得られており、また、今後の問題として残したことも見通しは立っているので、十分目的を果たしたと思われる。水素結合型誘電体の相転移に特有な現象である同位元素効果の起源を構造物性の立場から解明することを目的としてK_3D(SO_4)_2の低温相の構造を調べた。基存の装置である対陰極型のX線発生装置に今回購入したMo溶着型X線ターゲットを取り付け、高精度二軸回折計とイメージングプレートを利用して10Kで振動写真とワイセンベルグ写真を撮った。このワイセンベルグ写真上の散乱強度データーは計算機に直接読み取られているので、これを逆格子上での強度分布に変換するプログラムを作成した。このプログラムは非常に有効で、低温で新しく出現するブラッグ反射が一目で分かるようになった。結果として、K_3D(SO_4)_2の低温相では(0 1/2 1/2)と(0 1/2 -1/2)という二つのV点に新しい反射が出現することが分かった。また、消滅則で消えていた格子点のZ点にも新しい反射が出現していることが分かった。この事実は、以前の結果と違っているが、今回はMoの波長を使用したので非常に広い範囲のブラッグ反射が写っており、新しいソフトウェアでの表示の威力もあって疑いの余地もない結果である。この結果、この物質の低温相では、二つのV点の同時凍結が起こっていると結論付けることが出来た。結果は、国際結晶学会で発表した。また、論文として現在印刷中である。現在、低温相での構造解析を実行しており、結果が出しだい、H塩の構造解析の結果と比較することにより相転移の微視的な機構が明らかになるはずである。KDPに関してはその水素原子周りの電子数をX線回折により直接求める実験を実行中であるがまだ再現性のあるデーターを得られていないので今後の課題としてのこっている。水素結合が構造グラスの源となるNH_4I-

KIの系と幾何学的効果が存在しないと期待できる分子内水素結合をもつd-BrHPLNの実験である。特に、分子内水素結合系は幾何学的効果の研究に対する決定打になる可能性があり今後も発展させるべきテーマと思われる。4.低温相での構造実験を行うための装置開発も種々行い、ここで上げた実験には不可欠の装置と技術となっている。本科研費での成果として、この2年で初期の目的を直接的に達成したとは言い難いが、予定外の成果が既に多く得られており、また、今後の問題として残したことも見通しは立っているので、十分目的を果たしたと思われる。
脳発達においてアストロサイト由来の神経栄養因子が果たす役割

研究方法1、グリア細胞成長因子(GMF)の酵素抗体法による定量法の確立リコンビナント蛋白に対するポリクローナル抗体を使用し、抗体固相化ビーズとβ-galactosidaseでラベルした抗体を使用したサンドイッチEIA法を確立を試みた。2、ヒト・グリア細胞成長因子(GMF) cDNAのクローニングラットGMF cDNAをプローブとして、ヒト胎児脳cDNAライブラリーをスクリーニングし、ヒトGMF cDNAのクローニングを行った。3、グリア細胞成長因子のアストロサイトへの遺伝子導入アストロサイトへ発現ベクターを使用しcDNAを導入し、GMFをover expressionしたグリア細胞株を樹立を試みた。研究結果1、定法に従いサンドイッチEIA法を確立を試みたところ、GMFリコンビナント蛋白に対しては測定できることが判明したが、測定感度が十分でなく実験に使用するまでには至らなかった。今後、さらに抗体価の高い抗血清を作成し、測定感度を良くする方針である。2、スクリーニングの結果、4131bpのcDNAをクローニングした。(DDBJ Accession No. AB001106)。3、発現ベクターpKCRにラットGMF cDNAをクローニングした。このベクターをリポフェクション法によりラット初代培養アストロサイトに導入しGMFをover expressionしたグリア細胞株を樹立をした。Over expressionの状態は、ノーザンブロットおよびウエスタンブロットにより、mRNAおよび蛋白質レベルの両方にて確認した。今後、この細胞株を用いてGMFの機能解析を行う予定である。
ピロリ菌のエンドトキシンによって産生される一酸化窒素の胃粘膜に対する作用

グラム陰性細菌の1種であるヘリコバクター・ピロリ(ピロリ菌)は胃および十二指腸の各種病変に関与しており、病原因子に関する研究が行われている。一方、グラム陰性細菌のエンドトキシン(LPS)は誘導型NO合成酵素(iNos)を誘導し多量のNOを産生することが知られている。本研究では、病原因子候補の一っであるピロリ菌LPSの胃粘膜に対する作用と、LPSによって産生されるNOの役割について検討した。(1)ピロリ菌LPSは市販されていないため、まず同菌の大量培養法とLPS精製法の検討を行い、微好気性の同菌を培養するために、低酸素濃度を保ったケース内に振蕩培養器を設置して長時間培養するシステムを構築し、菌体からフェノールー水抽出法で得た粗製LPSを酵素消化法で精製することに成功した。(2)ピロリ菌LPSの対照としての大腸菌LPSにより誘導されたiNos由来のNOとシクロオキシゲナーゼ(COX)との相互作用を解明するために、LPS投与後のラット胃組織中のNO濃度等をインビボで検討した。その結果、胃上皮組織中においてiNOS由来のNOはCOX2活性に影響せず、COX活性はiNOSのNO産生に関与していることが明らかとなった。(3)胃粘膜上皮細胞とLPSとの相互作用を更に明らかにするために、細胞膜上のIOPS受容体Toll-like Receptor(TLR)に対するLPSの作用、細胞内へのシグナルの伝達様式、さらには誘導型NO合成酵素遺伝子発現制御機序を各種の炎症性サイトカインの寄与を含めマウス正常胃粘膜培養細胞を用いてインビトロで検討した。その結果、大腸菌およびピロリLPSはGSM06細胞に恒常的に発現するTLR4を介してNF?Bシグナル伝達系を活性化しiNoSとTLR2の発現を誘導した。TLR2の発現上昇は種々の外来病原菌に対する胃粘膜細胞の生体防御反応の一つである可能性が示唆された。グラム陰性細菌の1種であるヘリコバクター・ピロリ(H.pylori、ピロリ菌)は胃および十二指腸の炎症、潰瘍、更にガンに関与することが知られている。ピロリ菌由来の病原因子が同定できればピロリ菌に起因する疾患の予防、治療、医薬品の開発に直接結びつくことから、病原因子に関する研究が行われている。一方、グラム陰性細菌のエンドトキシン(LPS)は誘導型NO合成酵素(iNOs)を誘導し多量のNOを産生することが広く知られている。本研究の目的は、病原因子の候補の一つであるピロリ菌LPSの胃粘膜に対する作用と、LPSによって産生されるNOの役割について検討することである。今年度は、(1)ピロリ菌の大量培養とLPS抽出精製法の確立、(2)ピロリ菌の対照とする大腸菌LPSに関するin vivoでの検討を行った。本研究では、比較的多量のピロリ菌LPSを要するが、同菌のLPSは市販されていないため、まず同菌の大量培養法を確立する必要がある。試行錯誤の中で、微好気性の同菌を培養するために、低酸素濃度を保ったケース内に振蕩培養器を設置して長時間培養するシステムを構築し、菌体からフェノール-水抽出法で得た粗製LPSを酵素消化法で精製することに成功した。本研究では大腸菌LPSをピロリ菌LPSの対照としている。

LPSにより誘導されたiNOS由来のNOとシクロオキシゲナーゼ(COX)との相互作用を解明するために、LPS投与後のラット胃組織中のNO濃度、PGE2レベル、iNOS, COX-1,-2のタンパクおよびmRNAレベルに対するiNOS選択的阻害剤(1400W)、非特異的COX阻害剤・インドメタシン、COX-2選択的阻害剤・NS-398の効果を検討した。その結果、胃上皮組織中においてiNOS由来のNOはCOX2活性に影響せず、COX活性はiNOSのNO産生に関与していることが明らかとなった。In vivo敗血症モデルにおける胃組織中で産生されたCOX活性およびPGE2がiNOS-NO産生系を刺激するという結果は胃粘膜を恒常性を維持しようとする機構で重要な役割を果たしている可能性がある。グラム陰性細菌の1種であるヘリコバクター・ピロリ(H. pylori、ピロリ菌)は胃および十二指腸の炎症、潰瘍、更にガンに関与することが知られており、病原因子に関する研究が行われている。一方、グラム陰性細菌のエンドトキシン(LPS)は誘導型NO合成酵素(iNOS)を誘導し多量のNOを産生することが広く知られている。本研究の目的は、病原因子候補の一つであるピロリ菌LPSの胃粘膜に対する作用と、LPSによって産生されるNOの役割について検討することである。iNOSの誘導因子としてLPSや炎症性サイトカインが位置づけられており、LPSは細胞上のTLR (Toll like receptor)により認識され、細胞内シグナル伝達機構を活性化するといわれている。また、大腸菌とピロリ菌LPSはそれぞれTLR4およびTLR2に認識され、胃粘膜病変と炎症性サイトカインの遺伝子多型との関連が示唆されているが、LPSや炎症性サイトカインのTLRおよびiNOS発現機構への役割についての検討は不十分である。今年度は、マウス正常胃粘膜培養細胞(GSM06)における大腸菌とピロリ菌LPSによるTLR2mRNA/TLR4mRNAおよびiNOSmRNAの誘導機構と炎症性サイトカインIL1β/TNFα/IFNγによる影響を検討した。その結果、大腸菌LPSはGSM06細胞に恒常的に発現するTLR4を介してNF?Bシグナル伝達系を活性化しiNOSとTLR2の発現誘導には各々IFNγとIL1βが相乗的に作用した。一般的にTLR2はグラム陽性菌の主要構成成分ペプチドグリカンを認識するといわれているが、TLR2の発現上昇は種々の外来病原菌に対する胃粘膜細胞の生体防御反応の一つである可能性が示唆された。
ストレプトゾトシン少量頻回投与マウスにおける膵島炎発現と接着分子発現との関連

ヒトのI型糖尿病のモデル動物であるマウスのストレプトゾトシン(SZ)少量頻回投与によって誘導される糖尿病は単核細胞浸潤を主体とする膵島炎を発現する。SZ処置により軽度の膵島細胞の障害があり,その後膵島内外の毛細血管内皮細胞に細胞間接着分子(ICAM-1)の発現が,膵島炎発現に先行して認められ,さらに細胞浸潤に伴い,発現増強し,一部の膵島細胞にも発現がみられ,その効果期(effector phase)に関与することが示唆された(発表論文2)。また,浸潤細胞にはカウンターレセプターであるリンパ球機能関連抗原(LFA-1)の発現が認められた。生体内免疫反応調節因子である乳酸脱水素酵素ウイルス(LDV)感染により,本分子や膵島炎発現抑制があった。病変局所に浸潤した白血球から様々な炎症性サイトカインの放出があり,それによってさらに局所の毛細血管内皮細胞に接着分子が発現することが知られているが,LDV感染マウスのマクロファージ(Mf)は走化性の低下があり,LDV感染により接着分子発現増強サイトカインの1つであるinterleukin 6 (IL-6)のMfからの産生は抑制されておらず(発表論文4),従ってLDV感染による本分子の発現抑制は膵島へのMφ集積の抑制であることが考えられる。本分子の発現が,直接膵島炎発現に関与する可能性を調べるために膵島炎発現前のSZによる感作終了後に両分子に対するモノクローナル抗体単回処置を行ったところ,膵島炎発現,血糖値の上昇ともに著明に抑制された。以上のことから本接着分子は膵島炎発現の誘導期(initiation phase)に密接に関与していることが明らかになるとともに,近年多くの接着分子が同定されているが,その中でもkey moleculeとなっている可能性が示唆された(発表論文1)。なお本接着分子は免疫担当細胞間における抗原提示のco-stimulatory因子として作用することが知れており,膵島抗原に対するclonal anergyが生じている可能性もある。さらにヒトの全身性エリテマトーデスのモデル動物であるKNBxNZW F_1マウスの腎糸球体傷害の程度と本接着分子発現・白血球の浸潤とが相関していること(発表論文5),レオウイルス誘導膵島炎でも膵島炎発現が抗LFA-1と抗ICAM-1抗体処置により膵島炎発現・血糖値の上昇の抑制がみられ,膵島炎発現には白血球表面にICAM-1とLFA-1発現が必要であること(発表論文3)が明らかになり,本分子が普遍的に自己免疫疾患の病態に関与することが示唆された。

SZ処置により軽度の膵島細胞の障害がありその後膵島内外の毛細血管内皮細胞に細胞間接着分子(ICAM-1)の発現増強が,膵島炎発現に先行して認められた。また浸潤細胞にはそのカウンターレセプターであるリンパ球機能関連抗原(LFA-1)の発現が認められた。生体内免疫反応調節因子である乳酸脱水素酵素ウイルス(LDV)感染により,本分子や膵島炎発現抑制があった。病変局所に浸潤した白血球から様々な炎症性サイトカイン放出があり,それによってさらに局所の毛細血管内皮細胞に接着分子が発現することが知られているが,LDV感染により接着分子発現増強サイトカインの一つであるinterleukin-6(IL-6)のマクロファージ(Mφ)からの産生は抑制されておらず,従ってLDV感染による本分子の発現抑制は膵島への集積の抑制であることが示唆された。本分子の発現が,直接膵島炎発現に関与する可能性を調べるために膵島炎発現前のSZによる感作終了後に両分子に対するモノクローナル抗体単回処置を行ったところ膵島炎発現,血糖値の上昇ともに著明に抑制された。以上のことから本接着分子は膵島炎発現に密接に関与していることが明らかになるとともに近年多くの接着分子が同定されているがその中でもKey moleculesとなっている可能性が示唆された。なお本接着分子は免疫担当細胞間における抗原提示のco-stimulatory因子として作用することが知られており,膵島抗体に対するclonal anergyが生じている可能性もある。なおヒトの全身性エリテマトーデスのモデル動物であるNZB×NZWFマウスの腎糸球体傷害の程度と本接着分子発現・白血球の浸潤とが相関していることも明らかとなったことから本分子が普遍的に自己免疫疾患の病態に関与することが示唆された。人のI型糖尿病のモデル動物であるマウスのストレフトソトシン(SZ)少量頻回投与によって誘導される糖尿病では,その発症に細胞間接着分子(ICAM-1)とリンパ球機能関連抗原(LFA-1)の発現が重要である事を示唆した。しかしこのモデルでは,膵島部での炎症という点では,人への外挿が可能であるが,より人病態にちかいモデルとして,またSZで得られた成績が普遍性があるかについて,I型糖尿病の引き金の一つであると考えられるレオウイルス2型誘導糖尿病モデルマウスについて,接着分子の役割を調べた。レオウイルス感染を受けた乳呑みマウスは,膵でのウイルス増殖のピークすなわち,膵島でのウイルス増殖による直接破壊によっては,血糖値の上昇もなく,膵島病変も軽微である。その後膵からのウイルス消失後に遅れて,多形核単核白血球の浸潤がみられ,この結果膵島破壊が高度になり,血糖値の上昇や,血液中のインスリン値は低値を示すようになる。膵島内外に白血球浸潤が生じる前に,抗ICAM-1と抗LFA-1モノクローナル抗体の処置により,用量依存性に膵島炎発現や糖尿病発症が抑制された。さらに膵島内外の毛細血管にはICAM-1が,浸潤白血球にはLFA-1が発現すること,白血球膜上にこれらの分子が発現してはじめて膵島炎が生じる事が明らかとなった。以上のことから,本接着分子の発現は(1)免疫担当細胞間における抗原認識のcostimulatory因子として働くこと(2)浸潤という局面で白血球と血管内皮との接着に関与すること,(3)標的細胞(膵B細胞)と細胞傷害性白血球の相互作用に関与することが示唆された。
非生殖細胞の異所性に減数分裂を起こす潜在能力とその能力発揮に伴う病態について

減数分裂は生殖細胞のみでおこる現象であり、決して体細胞分裂では起きないと考えられてきた。ところが生殖細胞ではないES細胞でMax遺伝子をノックアウトすると減数分裂に関連した多数の遺伝子が発現し、減数分裂様の細胞が生じた(Suzuki, Nature Communications 2016)。これは生殖細胞以外の細胞では減数分裂対する抑制機構が存在することを示唆する。そこで本研究課題では、今までの研究結果を踏まえ、1つには、まず、体細胞では減数分裂は起きないという固定概念を捨て、マウスでMaxを全身でノックアウトすることにより、ES細胞のように、異所的に減数分裂を惹起することができる潜在能力を持った生体における細胞について、網羅的にスクリーニングすることにした。これまでに全身でCreERT2を恒常的に発現するマウスを導入し、タモキシフェン投与によって全身でMax遺伝子をコンディショナルにノックアウトできるマウスを作成した。現在タモキシフェンによる投与により、確かに全身でCreERT2が活性化し、loxpに挟まれたDNA領域が欠失することを確認した。マウスで全身でMaxをノックアウトすべくタモキシフェンを投与すると、胎児は致死になってしまうため、タモシフェンの濃度や、投与してから回収するタイミング等の条件を検討した。全身でEGFPを発現し、Cre依存的にEGFPの発現が消失するマウスと掛け合わせたところ、全身でモザイク状にEGFPの発現が認められることを確認した。現在Max cKO/CreERT2マウスと減数分裂マーカーであるStra8の下流にEGFPを有するマウスと現在掛け合わせ、減数分裂が開始した場合EGFPにより確認することが可能なマウスを作成中である。Maxを全身でノックアウトするために、タモキシフェン投与によりMaxをノックアウトできるマウスを作成することに時間がかかってしまった。また想定の範囲内であったが、やはり胎児期にMax遺伝子をノックアウトすると致死になることがわかったためES細胞と同じタイムスケールではembryoの回収が困難であった。今後はMaxをノックアウトしてから継時的にembryoを回収するほか、一度試験管内に移してから解析することを検討する。また今後Maxノックアウトにより減数分裂様の変化が起きた場合EGFPにより確認ができるようにStra8-EGFPマウスと掛け合わせる。ES細胞と同様に減数分裂を開始する潜在能力をもった細胞を網羅的にスクリーニングするために、MaxをノックアウトしてStra8遺伝子が発現上昇した場合EGFPで細胞が光る様に設計したマウスを作成する。また現在Max cKO/Tg-CreERT2マウスは作成済みであり、すでにタモシフェン投与によってMaxは全身でノックアウトすることが可能なので、順次トランスクリプトーム解析を進める。全身でMaxがノックアウトしたembryoの回収が細胞死等により困難な場合は、試験管内に移して、in vitroで解析を進める。しかしながら申請者らは、Max遺伝子の発現を抑制すると、ES細胞は生殖細胞ではないにも関わらず、本来起こるはずのない減数分裂が誘導されたことから、ES細胞には生殖細胞のように減数分裂を開始できる潜在能力を有していることを明らかにした(Suzuki, Nature Communications 2016)。また生理的な減数分裂の過程にもMaxの発現の減少が関わっていることは、一般にユビキタスに発現すると考えられてきたMaxの発現が、生殖細胞における減数分裂時に一過的に顕著に減少していることや、精巣由来の生殖幹細胞(GS細胞)でMaxの発現を抑制しても減数分裂が誘導されたなどから示唆された。またMaxは、もともと、癌や幹細胞の細胞増殖と深い関わりがあるMycファミリータンパク質がその機能を発揮するうえで必須のパートナー因子として同定されたタンパク質であるが、減数分裂の抑制に関してはMycとではなく、Madファミリーの一つであるMgaと相互作用することでポリコーム抑制複合体PRC1.6を構成して減数分裂関連遺伝子を抑制していることを報告した。そこで本研究課題では、今までの研究結果を踏まえ、1つには、まず、体細胞では減数分裂は起きないという固定概念を捨て、マウスでMaxを全身でノックアウトすることにより、ES細胞のように、異所的に減数分裂を惹起することができる潜在能力を持った生体における細胞について、網羅的にスクリーニングする。Maxノックアウトマウスは本年度は、Maxを全身でノックアウトするために、Cre-ERT2マウスを導入し、loxP配列に挟まれたMaxを有するMax cKOマウスと掛け合わせることにより、タモキシフェン依存的にMaxを時期特異的に全身でMaxをノックアウトできるマウスを作成することを目標としたが、Cre-ERT2マウスを導入するのに想定外に時間がかかってしまった。近々Cre-ERT2マウスを導入できるため、今後は解析が進むものと考えられる。

これまでに全身でCreERT2を恒常的に発現するマウスを導入し、タモキシフェン投与によって全身でMax遺伝子をコンディショナルにノックアウトできるマウスを作成した。現在タモキシフェンによる投与により、確かに全身でCreERT2が活性化し、loxpに挟まれたDNA領域が欠失することを確認した。マウスで全身でMaxをノックアウトすべくタモキシフェンを投与すると、胎児は致死になってしまうため、タモシフェンの濃度や、投与してから回収するタイミング等の条件を検討した。全身でEGFPを発現し、Cre依存的にEGFPの発現が消失するマウスと掛け合わせたところ、全身でモザイク状にEGFPの発現が認められることを確認した。現在Max cKO/CreERT2マウスと減数分裂マーカーであるStra8の下流にEGFPを有するマウスと現在掛け合わせ、減数分裂が開始した場合EGFPにより確認することが可能なマウスを作成中である。Maxを全身でノックアウトするために、タモキシフェン投与によりMaxをノックアウトできるマウスを作成することに時間がかかってしまった。また想定の範囲内であったが、やはり胎児期にMax遺伝子をノックアウトすると致死になることがわかったためES細胞と同じタイムスケールではembryoの回収が困難であった。今後はMaxをノックアウトしてから継時的にembryoを回収するほか、一度試験管内に移してから解析することを検討する。また今後Maxノックアウトにより減数分裂様の変化が起きた場合EGFPにより確認ができるようにStra8-EGFPマウスと掛け合わせる。単純なMaxノックアウトマウスは胎生6.5日で致死となるため、生体でMaxをノックアウトするにはCreによってMaxがノックアウトされるマウスを作成する必要がある。現在マウスの作成中であるが、体細胞でMaxを機能阻害する目的のため、MEFやそのほかの培養細胞を用いて減数分裂関係遺伝子の変化の検出を試みる。またMaxノックアウトマウスでおこる初期の胎性致死は異所的な減数分裂が影響している可能性があるため、この時期のembryoを回収して減数分裂様の変化が起きているかどうかを検討する。また減数分裂抑制に重要なMaxを含むポリコーム抑制複合体PRC1.6の破綻と癌特異的な遺伝子群(癌精巣抗原(cancer testis antigen: CTA)遺伝子)の関係を探るために、悪性黒色腫を筆頭に今後解析を進めていきたい。ES細胞と同様に減数分裂を開始する潜在能力をもった細胞を網羅的にスクリーニングするために、MaxをノックアウトしてStra8遺伝子が発現上昇した場合EGFPで細胞が光る様に設計したマウスを作成する。また現在Max cKO/Tg-CreERT2マウスは作成済みであり、すでにタモシフェン投与によってMaxは全身でノックアウトすることが可能なので、順次トランスクリプトーム解析を進める。全身でMaxがノックアウトしたembryoの回収が細胞死等により困難な場合は、試験管内に移して、in vitroで解析を進める。
分子振動の化学-理論的アプローチ-

平成15年度Dr.Fanica Cimpoesuは昨年から引き続き、振電相互作用や磁場下における分子の振る舞いについて理論的研究を行った。これらはAdv.Chem.Phys.に2編の論文として発表した。また、copper-gadolinium錯体の中の有名な強磁性カップリングの機構を理論的に解明した。copper-gadolinium錯体は一般的な強磁性のカップリング問題のプロトタイプとして広く知られており、Kahn, Gatteschiらの定性的な多くのモデルが提唱されている。しかしその機構はいまだ論議の的である。またこれまで定量的理論計算はなされていない。同博士は精密な理論計算を実行した。磁気カップリング定数の理論計算値はJcalc=+7.67cm^-1であり、実験値Jexp=+7.0cm^-1をよく再現している。Cu(II)の3d軌道からGd(III)の5d軌道への電子励起に特徴付けられるKahnメカニズムとともに、Gd(III)の4fと5d殻を含むf7'f6d励起のような配置間相互作用が重要であることを明らかにした。さらに配位子によるスピン分極効果の重要性も指摘している。さらに分子が擬C2v構造をとることが重要で、この構造でCu(II)-Gd(III)強磁性が起こると結論した。この研究はcopper-gadolinium錯体中の強磁性カップリングの機構を解明したものとして高い評価を得ている。この研究はJ.Amer.Chem.Soc.に投稿し、掲載が受理されている。このように研究は順調に進行している。本年度の研究は、研究計画に従い、以下の点について遂行された。・新しい概念である「振電軌道」モデルを定義(定式と計算方法)。・無機立体化学で興味深い分子を上記モデルを用いてテスト計算。・混合結合系の振電計算。これらの結果は受理された2つの論文に掲載されている。現在進行中の研究と準備中の論文は以下の方向に関するものである。・振電効果について従来存在しているモデルと計算方法に関する批判的再考。・振電パラダイムの小分子、有機金属クラスタ、平板銅錯体、混合結合系の典型系への包括的適用。・πサブシステムにおける擬Jahn-Teller効果による歪みをもつ分子の研究。ベンゼンとシクロブタジエンやシクロオクタトリエン、ナフタレンとペンタレンにおける芳香族性と反芳香族性の新しい評価法。重合系における結合Peierls歪みの新しいモデル化への進展。・時間依存密度汎関数法における振電モデルの導入。振電定数(原子核の位置に対する一次エネルギー導関数)と振電曲率によるFukui function、電気陰性度(占有数に対する一次エネルギー導関数)、化学的ハードネス(占有数に対する2次エネルギー導関数)に関する新しいフォーマリズム。・斜めに歪んだ四面体による系の構造特異性の計算モデリング。・歪んだ有機金属の環とクラスタの特異性。曲がった結合効果の新しい事例。これらの研究については近々論文にする予定である。
超精密／高効率化学プラント構築のための大量生産型マイクロデバイス設計・操作

本研究では、マイクロデバイスの設計論、集積化・安定操作手法を開発し、マイクロ化学プラントが精密大量生産プロセスとして運用可能であることを実証した。具体的には、Ritter反応プロセスに対して、反応条件の最適化、CFDシミュレーションによる解析に基づく設計を行い、49流路を並列化したデバイスを構築した。そして、30分間の安定操作を確認し、これを25系列内部ナンバリングアップすることにより204t/yの生産が可能であることを実証した。また、ヒドロキシメチルフルフラール製造プロセスを対象に、マイクロスラグ反応器の優位性を確認し、開発したマイクロデバイスとその設計・操作論の有用性を実証した。本年度は、以下に示す2つの研究開発項目について検討した。(1)マイクロデバイスの設計論の構築と各種デバイス設計・検証主に「混合」に焦点を当て、迅速混合タイプのマイクロデバイスの設計法の確立をおこなった。これまでに「流体セグメント」という概念に基づいたミキサー設計法を提案している。本年度はこの手法を発展させて、流体セグメントのサイズ分布を考慮に入れた混合特性の評価をおこなった。その結果、流路の衝突と屈曲はともに混合を進行させるが,流体セグメントサイズの分布に与える影響は大きく異なることを示し、粒子の合成のように流体セグメントサイズの均一性が製品に影響をおよぼす場合の設計指針を明らかにした。また、「熱交換」についても詳細な検討をおこない、迅速な目的温度到達と所望の精度での温度制御のためのデバイス設計論を確立した。さらに、マイクロ化学の有望な適用対象である超高速反応を対象として、様々な条件での反応率を求め、超高速反応に適した最適なデバイス構築のためのモデル化反応の選定を行った。(2)マイクロデバイス集積化、プロセス設計/操作論の開発担当者らは既に、少数の流量計測データから並列デバイスの閉塞を検出する2次元構造の外部ナンバリングアップ法(外部NU法)を提案している。本年度は、提案法と圧損一定制御法を5並列デバイスに実装し、2器の流量計で閉塞を検出し、閉塞発生からその修復に至るまでの安定運転を実現できることを実証した。また、16並列デバイスの流量変動を4器の流量計で推定できる3次元構造の外部NU法を提案し、その有効性をシミュレーションにより確認した。提案した外部NU法と内部NU法を組み合わすことで、状態検出性能に着目した2階層NU法の基本構造を確立した。さらに、気液スラグ流生成デバイスを対象に、入口圧力測定情報を用いて、スラグ長さ及びその分布を推定する手法を開発した。本年度は、以下に示す2つの研究開発項目について、昨年度の成果をふまえ、提案している手法の基礎原理を固め、それに基づいた試作と実験による提案手法の検証を行った。(1)マイクロデバイスの設計論の構築と各種デバイス設計・検証昨年度提案したマイクロデバイス設計法に基づいて所望の混合速度と熱交換速度を保障できる種々のパターンの流路のマイクロリアクターを作成し、デバイス設計法の検証および妥当性を示した。さらに、伝熱のみでは所望の温度変化速度を実現できない場合は、迅速混合デバイスの設計法を適用することで流体混合によりミリ秒オーダーでの温度変化・制御が可能であることを示した。また、マイクロ混合デバイスの設計では、流体セグメントサイズ分布評価法を拡張し、局所的な混合速度が反応成績に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。この結果を元に、流体セグメントサイズの分布を考慮したマイクロ混合デバイスの設計指標として有効セグメントサイズおよび有効Damkoehler数を提案し、その妥当性を実験的に示した。(2)マイクロデバイス集積化、プロセス設計/操作論の開発本年度は、並列化された気液スラグ流プロセスを対象に、少数の流量・圧力計測データからプロセスの状態を推定できる手法、および外部ナンバリングアップ用の流体分配装置を開発した。観測された圧力振動をフーリエ解析して得られた各流路でのスラグ生成周期、および気液流量データを用いてスラグ長さを精度良く推定できることを実験的に例証した。さらに、研究項目(1)と連携し、触媒充填マイクロリアクターを並列化したプロセスを構築し、それに開発した流体分配計測手法や流体分配装置を実装して有効性を検証した。また、設計・操作条件などのばらつきが安定性や収率に与える影響を明らかにすると共に、不確定性を考慮したデバイス設計法をミニマックス戦略に基づいて開発した。前期3年のまとめとして、2項目について各種手法の開発を行った。(1)マイクロデバイスの設計論の構築と各種デバイス設計・検証これまで確立したデバイス設計論を種々の反応・分離デバイスに適用し、その有効性を検証した。(a)フロー晶析システムでは、迅速混合器を用いて粒子の析出条件(過飽和度)を厳密に制御し、迅速な粒子析出を行うことで、溶解平衡に基づいた結晶生成に成功した。(b)スラグガス吸収・抽出デバイスに関しては、スラグ流におけるスラグ長さと物質移動係数を、操作条件から推算する式と設計方法を提案し、その設計法に基づきレアメタル抽出操作用の多流路積層型マイクロチャネル装置(相当直径2mm×48流路)を開発した。(c)迅速蒸発濃縮デバイスに関しては、確立した設計論に基づいた流路サイズの選定に加え、蒸気のみを多孔膜を用いて分離することにより従来の熱交換器より5倍以上高い伝熱係数が得られることを示した。(d)精密重合反応器に関しては、従来より反応制御性に優れ、分子量分布を狭い反応器構築に成功した。(2)マイクロデバイス集積化・安定操作手法の開発3次元構造の流量分配器を提案し、16並列デバイスを対象に、流量変動を4器の流量計で推定できることを流体シミュレーションにより確認した。

また、4並列システムに対して、デバイス入口の圧力振動をフーリエ解析することにより、スラグ長さを精度良く推定するシステムを開発した。鈴木カップリング反応の1.5時間の安定連続運転と、実験中に生じたデバイス閉塞が2つの圧力変化量の比に基づいて特定できることを確認した。さらに、オリフィスを用いた圧力損失を削減手法の提案、圧力変化を利用した閉塞診断法の改良、混合器への供給流量の振動削減法などの開発を行った。以上の開発により、後期2年の目標である大容量生産用マイクロプラントを設計するための統合的手法確立の目処を立てた。本研究の最終目標は、生産用マイクロデバイス・プラントを設計するための統合的手法を開発し、それに基づいてプロトタイププラントを試作、その性能を評価することにある。その目的のため、5年の研究期間を前期3年と後期2年に分け、前期3年では、(1)マイクロデバイスの設計論の構築と各種デバイス設計・検証、(2)マイクロデバイス集積化・安定操作手法の開発、の2項目に関する研究を行ってきた。項目1では、当初の計画通り「流体セグメント」の概念に基づいた設計により、所望の混合速度と熱交換速度が得られる流路の衝突・屈曲形状を考慮したデバイスの設計論を確立した。また、セグメントを平均サイズで評価するのではなく、分布を考慮した設計法にも取り組むなど当初計画を超えた範囲まで研究をすすめている。さらに、設計論に基づいた反応デバイスの作製を随時行って効果を実証するとともに、適用範囲を分離デバイスにまで拡張している。特にスラグ抽出デバイスは実機レベルの処理量のものを完成させており、来年度の実用化を見越している。また、項目2では、外部ナンバリングアップ法と内部ナンバリングアップ法を組み合わせることで、制御性、状態推定性能に着目した2階層ナンバリングアップ法の基本構造を確立した。本手法により、1万トン/年の生産量を処理できる見込みをたてている。また、並列スラグフローデバイスの気体・液体スラグ長さ推定システムの構築、流体分配部に設置した2つの圧力計に基づく閉塞診断法の開発、設計・操作条件のばらつきを考慮した流体分配デバイス設計法のミニマックス戦略に基づく開発など、大量生産型マイクロ化学プラントの設計、操作に不可欠な多くの生産技術を開発した。以上の成果を発展させることにより、後期2年で目標の成果を達成可能と判断できることから、「おおむね順調に進んでいる」と自己判定する。本年度は、以下に示す2つの研究項目について、提案手法の基礎原理を固め、それに基づいた試作と実験による提案手法の検証を行った。(1)超精密/高効率バルク生産システムの設計手法の開発とプロトタイプシステムでの検証昨年度までと同様に超精密バルク生産に向けたマイクロデバイスの開発とデバイス設計法の確立を行った。追加配分によって比較的高温でも操作可能で、かつより高強度な素材のデバイスの3Dプリントが可能となり、それを用いてより広い範囲の条件で混合器、反応器設計論の妥当性を検証した。
多様化する留学形態と「外国語学習観」「外国語学習行動」における変化の関連性の解明

日本人学生の語学力向上が叫ばれる中、多くの教育機関でさまざまな海外留学プログラムが実施され、留学形態は多様化の一途を辿っている。こうした中で、語学力の向上を主たる目的としない留学プログラムも数多く見られるようになってきているが、これらのプログラムでは、その性質上、語学学習上の効果検証は行われないことも多い。海外留学を効率よく語学力向上のために活用するには、留学前、留学中の学習に加えて、留学経験がプログラム終了後も継続的な学習につながってっていることか不可欠である。外国語習得については留学期間のみに過大な期待がなされる場合が多いが、実際は留学後の時間を含めて多くの時間を要して初めて成功につながるものである。本研究では、多様な留学経験が、留学直後、及び半年後の「外国語学習観」「外国語学習行動」の変化にどのように貢献するか、さらには「外国語学習観」のどの因子が「外国語学習行動」を規定するかについて明らかにするために次のデータを収集する目的でアンケート調査を実施した。1「外国語学習観」に関するデータ:1)言語学習能力、2)外国語学習の難しさ、3)外国語学習の特質、4)学習・コミュニケーション方略、5)動機付け、2各海外プログラムの取り組み状況に関するデータ:留学先、留学形態、期間、現地での活動や、外国語使用頻度、交流の実態、宿泊先(ホームステイ)など、3「外国語学習行動の状況」に関するデータ:長期的な学習行動の変化を捉えるために、外国語学習の頻度や、語学学習書の購入、外国人との交流など対象者は、研究者らが所属する大学で実施されている「サービスラーニング」「フィールドスタディ」を目的とした短期留学プログラムに参加した学生約300名である。留学前、留学直後、留学帰国後半年後に実施するアンケートを作成し、パイロットテストを実施した後、実際のデータ収集を開始した。事前と直後については、それぞれのプログラム担当教員に協力を依頼し、事前学習、および事後学習の教室でアンケートを実施した。6ヶ月後の事後アンケートについては、ウェブで実施した。留学プログラムは、夏学期と冬学期に実施されるために、2018年度の夏学期プログラムについては、ほぼデータが収集し終わっている。2018年度冬学期については、事後学習において直後のデータをほぼ撮り終えた段階である。本年度は、まず揃っている70名の夏学期プログラムの一部データのみを分析し、参加者の語学学習に対する傾向と特性について検証してみる。2018年度の冬学期プログラムの半年後データを収集するのが、8月、9月ごろになる。その時点では、約250から300名のデータが集まる。冬学期プログラムのデータが揃った段階で、事前、事後、6ヶ月後という経年変化について分析を行う。また、語学学習を目的とした留学プログラムのデータも収集し、そうでない今回対象のプログラムと比較することによって、外国語学習観や外国語学習行動の変化と留学の関係について系統立てて検証していく。

冬学期プログラムのデータが揃った段階で、事前、事後、6ヶ月後という経年変化について分析を行う。また、語学学習を目的とした留学プログラムのデータも収集し、そうでない今回対象のプログラムと比較することによって、外国語学習観や外国語学習行動の変化と留学の関係について系統立てて検証していく。30年度は紙面やウェブでのアンケートの作成からデータ収集を中心に行ってきたが、本年度は収集したデータの分析や発表、及び別のデータの収集のために本学以外の大学にも広く要請が必要となる。また、データの分析やまとめ方についての情報収集もさらに必要であり、同じような研究をしている研究者との交流のための学会への出席や書籍の購入も必要となるため。
再生医療のための３次元組織の構築技術

電気化学細胞脱離には、2つの必須要件がある。1つは、電気伝導性のある電極材料を作製すること、もう一つは、三次元的な細胞配置の制御技術である。3D形状に電気伝導性を付与するために、金メッキ技術を確立し、細胞への影響がないことを確認した。また、3Dプリンタを利用した細胞配置技術について、市販の3軸駆動装置、圧力装置、シリンジノズルなどを組み合わせることで構築し、細胞を吐出可能であることを確認した。細胞を包埋するための3Dプリンタ用バイオインクとして、ゼラチンをベースとした光架橋性ハイドロゲル、ナノセルロースをベースとした熱架橋ハイドロゲルを作製した。ゼラチン光架橋性ハイドロゲルには、血管内皮細胞などを包埋して、細胞が遊走し自己組織化によりネットワーク構造を形成することを示した。また、共焦点レーザー顕微鏡でネットワーク構造を定量する手法を確立した。金をコートしたニードル表面に、両性イオンオリゴペプチドを修飾し血管内皮細胞の層状構造を形成させ、これをゼラチン光架橋性ハイドロゲルに電気化学的に転写することで、血管様構造を作製可能であることを示した。一方で、ゼラチン光架橋性ハイドロゲルのみの場合は、細胞密度に応じて培養中にゲルがシュリンクすることが分かった。今年度は最終年度となるため、これまでに確立した電気化学細胞脱離法とバイオインクを含めた3Dプリンタ技術を組み合わせて、血管構造を含む細胞組織体の構築に取り組む。特に、バイオインクについては、組成や架橋密度の違いから細胞包埋後のシュリンクに大きな違いが生じることが分かってきたことから、作製後のハイドロゲルのシュリンクを踏まえて設計する。これにより従来は立体的な構造を直接3Dプリンタで作製する必要があったが、その後の変形を考慮することで、むしろ単純化した作製しやすい構造を3Dプリンタで作り、培養中のハイドロゲル収縮により目的の形を作製する4D(3D+時間)ティッシュエンジニアリングを提案できるのではないかと考えている。また、得られたデータは、国際共著論文として英文ジャーナルに投稿することを目指す。
神経軸索伸展期からシナプス形成期への移行を司る遺伝子発現制御プログラムの解析

マウス小脳辺縁系神経回路を構成する橋核神経細胞において、その軸索投射の標的細胞である小脳顆粒細胞の存在下で発現が変動する転写因子群を同定した。そして、それらの中で複数の転写因子が軸索伸展抑制作用あるいはシナプス形成促進作用を示すことを明らかにした。本研究結果から、橋核神経細胞の軸索伸展期からシナプス形成期へのスムーズな移行が標的細胞由来のシグナルによって発現誘導された特定の転写因子群によって制御されている可能性が示唆された。小脳苔状線維を構成するマウス橋核神経細胞をモデルシステムとして、神経回路形成過程の2つの重要なステップである軸索伸展からシナプス形成への移行を制御する分子機構の解明を目的とした研究をおこなった。まず、組織学的解析により、橋核神経細胞の軸索が出生期から生後1週目までに小脳顆粒細胞層へ到達して生後1週目以降に明らかなシナプス形成が起こることを明らかにし、軸索伸展からシナプス形成への移行期が生後1週目付近であることを同定した。橋核神経細胞の軸索伸展は小脳顆粒細胞によって強く抑制されることから、次に、小脳顆粒細胞と橋核神経細胞の共培養系を用いてDNAマイクロアレイ解析をおこない、小脳顆粒細胞との共培養下において橋核神経細胞で発現が3倍以上変動する転写因子群を抽出し、さらに組織学的・分子生物学的解析により上記の移行期に生体内で実際に発現変動する転写因子を13種類同定した。そして、最終年度では、橋核神経細胞の初代培養系において13種類の転写因子群の発現変動実験による機能的スクリーニングをおこない、複数の転写因子群が軸索伸展抑制作用またはシナプス誘導作用を持つことを明らかにした。以上の研究から、橋核神経細胞の軸索伸展期からシナプス形成期へのスムーズな移行が標的細胞由来のシグナルによって発現誘導された特定の転写因子群によって制御されている可能性が示唆され、神経回路形成をつかさどる遺伝子発現プログラムの解明のための重要な知見が得られた。橋核神経細胞の小脳への軸索投射時期および小脳顆粒細胞とのシナプス形成時期を正確に同定するために、蛍光トレーサーによる軸索標識法およびシナプス特異的マーカー抗体による免疫組織化学的手法を用いて解析を行った。その結果、橋核神経細胞の軸索は生後1日目から6日目の間に小脳顆粒細胞層へと到達し、明らかなシナプス形成は生後8日目以降に確認された。次に、橋核神経細胞の標的細胞である小脳顆粒細胞由来のシグナルによって橋核神経細胞で発現が変動する転写因子群を抽出するために、小脳顆粒細胞と橋核神経細胞の共培養系を用いてDNAマイクロアレイ解析を行った。そして、小脳顆粒細胞の存在化で3倍以上の発現変動がみられた転写因子群を抽出し、さらにin situ hybridizationデータベースを参照して、上記の組織学的解析で明らかになった軸索伸展からシナプス形成への移行期にin vivoで発現変動する分子を選択し、これまでに13種類の転写因子まで絞り込んだ。さらに、移行期を制御する候補転写因子の機能的スクリーニングを行うために、強制発現ベクターや発現抑制ベクターの構築を進めた。また、機能的スクリーニングのための解析系として子宮内エレクトロポレーション法の確立および初代神経細胞培養系の最適化も行った。本年度の研究により、橋核神経細胞の軸索伸展からシナプス形成への移行期の同定、さらにその移行期に急激に発現変動する転写因子群が存在することが明らかとなり、神経回路形成を制御する遺伝子発現プログラムの解明に近づいた。研究計画のとおり、橋核神経細胞の軸索伸展からシナプス形成への移行期の同定と、移行期に発現変動する転写因子群の抽出に成功し、今後の機能的スクリーニングのための準備も順調に進んでいるため。平成23年度に抽出した候補転写因子群の機能的スクリーニングをまず初代神経細胞培養系で行い、さらに子宮内エレクトロポレーション法を用いてin vivoで検証し、軸索伸展からシナプス形成への移行期の細胞内発現プロファイルを変動させて移行を制御するマスター因子を同定する。また、移行を制御する転写因子群が同定された後には、初代神経細胞培養系と分子生物学的手法を組み合わせて、それらの転写因子の発現を制御する上流シグナルの同定も行っていく。平成23年度の未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果であり、翌年度の消耗品購入に充てる予定である。次年度の研究費は、試薬類や動物の購入などの消耗品、および学会発表などの旅費に充てる予定である。
水平2方向に地震力を受ける鋼製橋脚の弾塑性応答性状と合理的耐震設計法に関する研究

本年度においては,平成16年度に実施された実験結果をまとめとともに,弾塑性有限変位解析によるパラメトリック解析を実施しその妥当性を検証し,水平2方向に地震力を受ける鋼製橋脚の損傷メカニズムを解明した.さらに,水平2方向の相関を考慮した剛性マトリックスを定式化し,水平2方向の相関を考慮した2自由度の1質点-バネモデルによる弾塑性応答解析プログラムを開発した.この定式化においては,一般に塑性力学で用いられている構成則のアナロジーを剛性マトリックスに作成に適用した.弾性範囲内おいては,2方向の相互作用が生じないため,非対角項はゼロでとなる.しかし,弾塑性時には2方向間には相互作用が生じ,剛性マトリックスの非対角項に係数が入る.以下に得られた結論を示す.・等方硬化則,移動硬化則による2次勾配を考慮した剛性マトリクスを定式化した.その結果,移動硬化則を用いて定式化を行った剛性マトリクスを用いた応答解析結果が,実験結果とよく一致した.したがって,2次勾配を考慮した本解析は2方向から地震力を受ける鋼製橋脚の複雑な応答性状を評価する上で有効である.・断面特性や地震動の大きさ,種類を変え2方向から地震動を受ける鋼製橋脚の応答性状を評価した.塑性時間が短い場合は,連成を考慮しない1方向の解析でもある程度応答性状の評価ができると思われるが,正確に応答性状を評価するためには,やはり2方向の連成を考慮した解析が必要である.本研究では,組み合わせ荷重下における構造部材の強度特性と変形性能の解明を目的として京都大学で開発された三次元構造物試験装置を用い,繰返し載荷実験により角形鋼製橋脚の力学特性を調べたのち,1方向および水平2方向地震動に対する同橋脚のハイブリッド地震応答実験を行った.そして,これらの応答性状を比較することにより,この鋼製橋脚が水平2方向に地震力を受けた際の弾塑性応答性状について詳細に検討した.また,載荷実験との対比のため,局部座屈を精度よく表現できるようにシェル要素を用いた汎用有限要素解析コードABAQUSによる弾塑性有限変位解析を実施した.得られた結論を以下に示す.1)X方向とY方向の1方向単独入力の場合に比べ,X方向とY方向の2方向同時入力の場合,X方向,Y方向ともに耐荷力の低下が見られ,弾塑性応答性状は単独入力の場合に比べ大きく異なった.特に,弱軸となるY方向において,同時入力による相互作用の影響が大きく表れた.したがって,合理的な耐震設計法を確立するためには,今後多方向入力下における構造物の耐震性能について検討する必要がある.2)ハイブリッド地震応答実験より得られた応答変位を角形鋼製橋脚に作用させた弾塑性有限変位解析を行った.その結果,1方向の場合,載荷実験で得られた水平荷重-水平変位曲線と非常に良く一致した.また,2方向の場合,1方向の場合に比べ差異のあるところもあったが,実験中に現れた複雑な剛性の変化を再現できた.本年度においては,平成16年度に実施された実験結果をまとめとともに,弾塑性有限変位解析によるパラメトリック解析を実施しその妥当性を検証し,水平2方向に地震力を受ける鋼製橋脚の損傷メカニズムを解明した.さらに,水平2方向の相関を考慮した剛性マトリックスを定式化し,水平2方向の相関を考慮した2自由度の1質点-バネモデルによる弾塑性応答解析プログラムを開発した.この定式化においては,一般に塑性力学で用いられている構成則のアナロジーを剛性マトリックスに作成に適用した.弾性範囲内おいては,2方向の相互作用が生じないため,非対角項はゼロでとなる.しかし,弾塑性時には2方向間には相互作用が生じ,剛性マトリックスの非対角項に係数が入る.以下に得られた結論を示す.・等方硬化則,移動硬化則による2次勾配を考慮した剛性マトリクスを定式化した.その結果,移動硬化則を用いて定式化を行った剛性マトリクスを用いた応答解析結果が,実験結果とよく一致した.したがって,2次勾配を考慮した本解析は2方向から地震力を受ける鋼製橋脚の複雑な応答性状を評価する上で有効である.・断面特性や地震動の大きさ,種類を変え2方向から地震動を受ける鋼製橋脚の応答性状を評価した.塑性時間が短い場合は,連成を考慮しない1方向の解析でもある程度応答性状の評価ができると思われるが,正確に応答性状を評価するためには,やはり2方向の連成を考慮した解析が必要である.
重い中空原子多価イオンの静的状態と動的過程の理論

1).Li原子の中空原子状態の解析.Liの3電子励起状態について、GRASP^2に基く計算を行った。一般に、多電子励起状態については、Hartree FockやDrirac Fock型の計算はなじまないと考えられているが、多配置Dirac Fock(あるいは)Hartrei Fock)にすれば、このような点についての困難は一応回避できる。GRASP^2を用いてLiの142162eVの領域で198の準位の計算を行いスペクトルデータと比較してみた。Azuma等の実験によるF,Hピークは、(2S3P±2P3P)2P状態であると推察される。2)NeのK殻中空原子状態の計算Ne^<9+>をAlキャピラリーを通したときにできる、異常に寿命の長い状態についての理論計算を行った。YAMAZAKI等の観測したNiからの発光は、Ne^<7+>1S2S2P^4P+Ryolbergele.によるものと推察される.1).Li原子の中空原子状態の解析.Liの3電子励起状態について、GRASP^2に基く計算を行った。YAMAZAKI等の観測したNiからの発光は、Ne^<7+>1S2S2P^4P+Ryolbergele.によるものと推察される.
天然資源に含まれる自然免疫制御物質の探索とその制御機構の解析

自然免疫は全ての多細胞生物が有する普遍的な生体防御機構であり、創薬の観点からも非常に注目を集めている。申請者らは、これまでに遺伝子導入ショウジョウバエを用いた自然免疫制御物質を探索するための独自のスクリーニング系を開発した。そこで、本スクリーニング系を用いて天然資源から自然免疫制御物質の探索を行い、Aspergillus属の糸状菌から活性成分としてシクロペンタンジオール化合物(1)を単離した。また1が、ショウジョウバエにおいてimd経路選択的に、ヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)においてTNF経路選択的に自然免疫を抑制することを明らかにした。さらに、1の活性発現機構について解析を行い、ショウジョウバエにおいてIMD-dTAK1間、HUVECにおいてTAK1の上流で作用することを明らかにした。以上のことから、1は昆虫とヒトで共通性の高い分子に作用することにより双方の自然免疫を制御することが示唆され、敗血症やリュウマチの治療薬のリード化合物になりうることが明らかになった。上記の内容はBiochemical Pharmacology誌に掲載されることが決定している。また、Talalomyces属の糸状菌から活性成分としてTP-76を単離した。TP-76はショウジョウバエにおいては自然免疫抑制作用を示し、HUVECにおいてはIL-8の産生を誘導することが明らかになった。さらに、TP-76の活性発現機構を明らかにする目的でマイクロアレイによる解析を行い、TP-76がケモカイン類の転写を選択的に促進することを明らかにした。以上からTP-76は新たな免疫賦活剤のリード化合物となる可能性が示唆された(第42回天然物化学談話会)。自然免疫は全ての多細胞生物が有する普遍的な生体防御機構であり、獲得免疫の成立にも必須であることなどからも、現在非常に注目を集めている。自然免疫を制御する化合物は敗血症や日和見感染症などの治療薬のリード化合物、または自然免疫機構を解明するためのバイオプローブになりうると考えられる。そこで、私はヒトと昆虫の自然免疫機構の類似性に着目し、遺伝子導入ショウジョウバエを用いた自然免疫制御物質のための探索系を構築した。すなわち、ショウジョウバエ幼虫個体の自然免疫の活性化をレポーター遺伝子で検出するアッセイ系と、自然免疫に依存しない化合物を排除するアッセイ系を組み合わせた探索系により自然免疫選択的に作用する化合物を検出できることを明らかにした。さらに、ショウジョウバエの自然免疫活性化経路内のタンパク質を過剰発現することにより、自然免疫制御物質の作用機序を解明できることを明らかにした。以上の内容はLife Sciences誌に掲載された(2006,80,113)。続いて、上記の探索系を用いて、微生物エキスや植物エキス約5000種から自然免疫制御物質を探索した。その結果、チリ原産の植物であるチェリモヤの果肉エキスが自然免疫抑制活性を示した。活性を指標に分画を進めた結果、自然免疫増強化合物AC4、自然免疫抑制化合物AC-2を単離構造決定した。さらに、ヒト細胞への作用を検討したところ、HUVEC(ヒト膀帯静脈血管内皮細胞)に対し、AC-1はサイトカイン産生増強作用、AC-2はサイトカイン産生抑制作用を示し、新たな免疫医薬品のリード化合物となりうることを明らかにした。(日本薬学会第127年会)。