hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多軌道電子系における遍歴と局在の狭間に現れる新奇量子相の探究

3.擬一次元導体β-Li0.33V2O5は電荷秩序と軌道秩序を伴った金属絶縁体転移を起こす。金属相に対して、Liの秩序による2ax2bxcを持つ電荷不均化モデルを提案した。さらに、絶縁体相においても、2ax6bxc超格子構造と矛盾しない電荷秩序相の電荷秩序パターンのモデルを得ることに成功した。4.LaCoO3は、温度上昇とともに非磁性低スピン状態から磁気的なスピン状態にスピンクロスオーバーを示す典型物質である。これまでに得られているNMR実験データの解析を進め、このスピンクロスオーバーに伴うスピン状態と軌道状態の変化を考察した。さらに、SrをドープしたLa1-xSrxCoO3の低ドープ域で発現する磁気ポーラロンは、ドープされたSr周りの7量体が磁気的になるとするモデルと矛盾しないことを明らかにした。5.ハニカム格子反強磁性体α-RuCl3は、強いスピン軌道相互作用の結果、スピン液体を基底状態として持つキタエフモデルの候補物質と考えられている。温度磁場相図に関して、特に、反強磁性相と磁場誘起非磁性相の相境界を精度よく決めた。おおむね順調に進展している。本年度の当初計画で計画した研究は、順調に進み、β-Li0.33V2O5の電荷秩序パターンに基づくNMR実験結果の解析は終了した。また、コバルト酸化物のスピンクロスオーバーに伴うNMRデータの異常についても解析が進んだ。さらに、鉄系超伝導体の正方晶相におけるネマティック揺らぎについても、3つの鉄系超伝導体Ba(Fe1-xCox)2As2、NaFeAs、LiFeAsで統一的に理解できることが明らかになった。これらの成果は、学術論文として発表することができた。一方、それら以外の研究課題についても、実験は順調に進み、興味ある結果が得られている。以上のように、おおむね順調に進展している。本研究では、多軌道d電子系とその関連物質を対象に、主たる測定手段として核磁気共鳴(NMR)法を用いて、遍歴と局在の狭間に現れる新奇物性の解明を目指した研究を進めた。本年度は、特に、鉄系超伝導体、レニウム酸化物、励起子絶縁体に関して、以下の結果を得た。1.鉄系超伝導体FeSeの高圧下の新奇物性を調べるために、約6GPaまでの高圧NMR実験を行った。その結果、常圧下の正方晶相でSe核のナイトシフトにc面内異方性が存在すること、さらに、この面内異方性は高圧下の正方晶相でも存在することを見出した。この異方性は、キュリーワイス型の温度変化を示すことから、FeSeの正方晶相では強いネマティック揺らぎが存在しており、内部応力などによって、局所的なネマティック秩序が誘起されたと考えられる。2.レニウム酸化物は、強いスピン軌道相互作用を持つ5d電子系を持っており、新奇物性が期待される。そのようなレニウム酸化物の1つとしてSr7Re4O19をとりあげた。帯磁率と電気抵抗の測定結果は、208Kで、金属絶縁体転移を伴い、常磁性状態から非磁性状態に転移することを示しており、この転移は電荷密度波に起因する可能性があることを指摘した。3.励起子絶縁体候補物質Ta2NiSe5は、約3GPaで層間がスライドする構造相転移を起こす。高圧下のNMR実験を行い、Se核のNMRスペクトルの変化からこの構造相転移を観測した。また、核スピン格子緩和率の温度変化を測定した結果、約3GPa以下では励起子絶縁体転移に伴う異常が観測されないが、約3GPa以上の圧力域では、励起子絶縁体転移に伴う異常が観測された。4.励起子絶縁体候補物質1T-TiSe2の単結晶試料を用いたNMR実験を行い、約200K以下で生じる構造変化に伴うNMRスペクトルの分裂と異方性を観測した。現在、研究はおおむね順調に進展しており、今後も、当初の研究目的に沿って研究を進める予定である。
コリネ型細菌におけるリン酸重合体依存キナーゼの役割とその構造・機能相関の解明

無機リン酸がリン酸エステル結合で縮合したリン酸重合体は、ATPと同様にリン酸基供与体として機能していると考えられているが、その詳細は充分解明されていない。本申請研究は、リン酸重合体をリン酸基供与体とする酵素NADキナーゼの構造機能相関の解明を目的とした。今年度の研究で以下の知見を得た。グラム陽性細菌Micrococcusflavusより、リン酸重合体とATPの両方をリン酸基供与体として利用できる新規NADキナーゼを初めて精製し、これをリン酸重合体/ATP-NADキナーゼと命名した。本酵素の内部アミノ酸配列情報を基にして、M.flavus及び結核菌由来の本酵素遺伝子をクローニングし、両酵素の一次構造を決定した。これは、NADキナーゼ遺伝子の初めてのクローニング例であった。両酵素遺伝子を大腸菌内で大量発現させ、精製し、諸性質を決定した。両組み換えNADキナーゼは良く似た諸性質及び一次構造を示した。両精製酵素の結晶化条件を検討し、結核菌NADキナーゼの結晶化に成功した。本結晶は単斜晶系に属し、空間群はC2、格子定数はa=139.88b=69.25c=105.89Åβ=130.06°、分解能は3.03Åであった。また、非対称単位中にサブユニットを2個を含むと推定された。測定された37,271個の反射の中で、独立反射は12,736個で完全性は97.9%、R_<sym>因子は8.4%であった。本結晶は、NADキナーゼの結晶として初めてのものであり、高い相同性を示す構造既知のタンパク質が知られていない。重原子置換による立体構造を決定するため、幾つかの重原子置換体を調製し、現在、重原子置換体の解析を試みている。一方、大腸菌及び酵母のゲノムデーターベース上に、リン酸重合体/ATP-NADキナーゼの一次構造と相同性を示す遺伝子を見いだした。これらの遺伝子をクローン化後、その産物の諸性質及び一次構造を決定した。その結果、大腸菌及び酵母のNADキナーゼは、リン酸重合体を利用できないATP特異的NADキナーゼであることが分かった。本申請研究は、リン酸重合体をリン酸基供与体とする酵素及びリン酸重合体の代謝系の解明を目的とした。これまでに、Micrococcus flavusから、リン酸重合体を基質として利用するグルコキナーゼと新規NADキナーゼを精製し、その諸性質を明らかにした。M.flavusから精製されたグルコキナーゼは、分子量60k(サブユニット分子量30k)であり、トリヌクレオチ(ATP,GTP,CTP,TTP,UTP)と4残基以上のリン酸基からなる市販のリン酸重合体の両方をリン酸基供与体として利用した。リン酸基供与体の種類に拘わらず、本酵素の至適pHは7.0であった。また、M.flavusからリン酸重合体を抽出し、これがグルコキナーゼの基質となり得ることを示した。一方、NADキナーゼは、分子量68k(サブユニット分子量34k)であり、グルコキナーゼの場合と同様にトリヌクレオチド(ATP,dATP,GTP,CTP,TTP,UTP)と4残基以上のリン酸基からなる市販のリン酸重合体の両方をリン酸基供与体として利用した。本酵素は、NADH,ATP,ADP,AMP,アデノシン、ADP-リボースには作用せず、NADのみに作用した。リン酸基供与体の種類に拘わらず、本酵素の至適pHと至適温度は7.0及び55°Cであった。また、速度論的解析から、NADキナーゼのリン酸重合体に対する触媒部位はATPに対する触媒部位と共有されていることが分かった。このNADキナーゼの遺伝子をクローニングするため、NADキナーゼの内部アミノ酸配列情報を基にして設計したプローブを用いてM.flavusのゲノムDNAライブラリーをスクリーニングした。その結果、数種類の陽性クローンが得られたので、これらの陽性クローンを解析中である。

本結晶は単斜晶系に属し、空間群はC2、格子定数はa=139.88b=69.25c=105.89Åβ=130.06°、分解能は3.03Åであった。また、非対称単位中にサブユニットを2個を含むと推定された。測定された37,271個の反射の中で、独立反射は12,736個で完全性は97.9%、R_<sym>因子は8.4%であった。本結晶は、NADキナーゼの結晶として初めてのものであり、高い相同性を示す構造既知のタンパク質が知られていない。重原子置換による立体構造を決定するため、幾つかの重原子置換体を調製し、現在、重原子置換体の解析を試みている。一方、大腸菌及び酵母のゲノムデーターベース上に、リン酸重合体/ATP-NADキナーゼの一次構造と相同性を示す遺伝子を見いだした。これらの遺伝子をクローン化後、その産物の諸性質及び一次構造を決定した。その結果、大腸菌及び酵母のNADキナーゼは、リン酸重合体を利用できないATP特異的NADキナーゼであることが分かった。
医療機関ウェブサイトにおけるウェブコンテンツ標準化のための基礎的研究

全国401のがん診療連携拠点病院ウェブサイト対象に、1誰もが支障なく利用できる(ウェブアクセシビリティ(WA))、2がん診療実績の入手までの容易さを調査した結果、障害者・高齢者のWAの問題だけでなく、住民等へのがん診療実績の情報提供の問題もみられた。また、障害者差別解消法施行後の北海道・東北の64のがん診療連携拠点病院ウェブサイトを対象に、WAへの対応・改善状況を1年前と比較した結果、WAへの対応の遅れだけでなく、1年前と比べ評価が低下している病院もあった。北海道のがん診療連携拠点病院である市立函館病院との共同研究により、JIS規格に基づくWAに準拠した住民視点のウェブサイトを作成し公開した。全国401のがん診療連携拠点病院ウェブサイトを対象に,総務省が開発したmiCheckerを用いてトップページのJIS X 8341-3:2010に基づくウェブアクセシビリティ(WA)の検証および,目的達成までの有効性と効率に関するウェブユーザビリティ(WU)を検証した。WAは知覚可能,操作可能,理解可能,頑健性の4つの評価項目別に算出された点数(0-100点)を病院別・都道府県別に集計し,総務省ガイドラインに基づくWA基本方針のウェブサイトでの提示とJIS達成等級Aの25項目別の“問題あり"の内容とその割合を調査した。WUはセカンドオピニオンおよびがんの手術・治療件数の各情報の有無と到達経路の調査に加え,各都道府県開設の「医療情報ネット」および国立がん研究センターがん対策情報センターが開設する「がん情報サービス」へのリンク状況を調査した。4評価項目平均では滋賀県が93点と最も高く,岐阜県が75点と最も低かった。項目別では知覚可能が全平均で62点と最も低く,特に岡山県で37点と顕著に低かった。WA基本方針のウェブサイトでの提示は5病院のみであった。全体の88%の病院で達成基準に問題ありの箇所があり,その中の72%の病院で非テキストコンテンツの基準に問題があった。セカンドオピニオン情報は全体の92%の病院で掲載され平均2クリックで到達できた。がんの手術・治療件数情報は全体の45%の病院でしかウェブサイトに掲載されず,秋田県と富山県の病院ではウェブサイトに情報が掲載されていなかった。医療情報ネットとのリンクは全体の9%,がん情報サービスとのリンクは全体の24%で,9県68病院のウェブサイトで両情報サービスとのリンクがなかった。これらのことから,がん診療連携拠点病院ウェブサイトでは障害者・高齢者に対する情報アクセス性の問題だけでなく,住民へのがん診療情報提供体制の問題も示唆された。全国401のがん診療連携拠点病院のウェブサイトを対象にして,JIS X 8341-3:2010に基づくウェブアクセシビリティおよび医療情報へのアクセシビリティの一部の解析を終了したため。【目的】本研究は障害者差別解消法に基づく病院ウェブサイトのウェブアクセシビリティ(WA)への対応状況を調査し,1年前のウェブサイトとの比較検証することを目的とする。【方法】北海道・東北地方の64のがん診療連携拠点病院ウェブサイトを対象に,総務省のmiChecker Ver.2を用いてトップページのWAを検証した。WAはJIS X 8341-3:2016に基づく知覚可能,操作可能,理解可能,堅ろう性の各評価項目を用い,それらの点数が80点未満であるWA対応度の低い病院と色覚障害者(視力0.5,第2色覚障害(緑),水晶体透過率0.8と設定)への対応問題点の抽出、WA方針のウェブサイトでの公表と最低レベルのJIS適合レベルAの問題ありの割合と内容を調査した。また,2015年8月時点の同ウェブサイトと比較し,各評価項目で5点以上評価が下がり,かつ4評価項目の平均点が下がっている病院を抽出した。【結果】WA対応度の低い病院は,北海道8病院,青森県4病院,岩手県5病院,秋田県5病院,宮城県5病院,山形県5病院,福島県6病院であり,特に知覚可能が低評価であった。一方で北海道の4病院では4評価項目の平均が99点と高評価であった。色覚障害者への対応は全体の8割弱の病院で文字色と背景色のコントラスト比3:1に問題が見られた。総務省ガイドラインに基づくWA方針のウェブサイトでの公表は北海道と青森県の各1病院のみであった。JIS適合レベルAに問題のある病院は54病院(85%)であり,その多くが非テキストコンテンツの問題(43%)であった。1年前のウェブサイトより低評価になった病院は全体で19病院(北海道4,青森県4,岩手県3,秋田県2,宮城県3,山形県1,福島県2)であった。【結論】北海道・東北地方のがん診療連携拠点病院ウェブサイトは障害者差別解消法に基づくWAへの対応に遅れのあることが示唆される。2016年4月1日から障害者差別解消法が施行され,厚生労働書からも医療関係事業者向けガイドランが公表されたことから,病院ウェブサイト管理者へのアンケート調査については法施行後半年以上の期間を空けて法やガイドラインの認知度・理解度を調査する必要があると判断したため。1.病院ウェブサイトのアクセシビリティ・ユーザビリティの検証全国401のがん診療連携拠点病院ウェブサイトを対象に、総務省が開発したmiCheckerを用いてトップページのJIS X 8341-3:2010に基づくウェブアクセシビリティの検証および目的達成までの有効性と効率に関するウェブユーザビリティを検証した。その結果、がん診療連携

拠点病院ウェブサイトは障害者・高齢者に対する医療情報へのアクセス性の問題だけでなく、住民・患者へのがん診療実績等の情報提供体制の問題も明らかになった。2.障害者差別解消法施行後の病院ウェブサイトの状況がん死亡率の高い北海道・東北地方の64のがん診療連携拠点病院ウェブサイトを対象に、障害者差別解消法施行後の病院ウェブサイトのJIS X 8341-3に準拠したウェブアクセシビリティへの対応・改善状況を、総務省のmiCheckerを用いてトップページを2015年8月時点の同ウェブサイトと比較検証した。その結果、北海道・東北地方のがん診療連携拠点病院ウェブサイトの多くはJIS X 8341-3に準拠したウェブアクセシビリティへの対応に遅れのあることだけでなく、1年前のウェブサイトと比べ評価が低下している病院もあることが明らかとなった。3.ウェブアクセシビリティに対応したウェブサイトの作成・公開北海道のがん診療連携拠点病院の一つである市立函館病院との共同研究により、JIS X 8341-3に基づくウェブアクセシビリティに準拠した住民・患者視点のウェブサイトを作成し、公開した。今後、公的機関の位置づけである医療機関は、総務省の運用ガイドラインを参考に、ウェブサイトをJIS X 8341-3に基づく適合レベルAAに早急に準拠することが求められるとともに、ユーザビリティ改善のため病院共通メニュー体系(ユニバーサルメニュー)の構築が求められる。全国401のがん診療連携拠点病院ウェブサイト対象に、1誰もが支障なく利用できる(ウェブアクセシビリティ(WA))、2がん診療実績の入手までの容易さを調査した結果、障害者・高齢者のWAの問題だけでなく、住民等へのがん診療実績の情報提供の問題もみられた。また、障害者差別解消法施行後の北海道・東北の64のがん診療連携拠点病院ウェブサイトを対象に、WAへの対応・改善状況を1年前と比較した結果、WAへの対応の遅れだけでなく、1年前と比べ評価が低下している病院もあった。北海道のがん診療連携拠点病院である市立函館病院との共同研究により、JIS規格に基づくWAに準拠した住民視点のウェブサイトを作成し公開した。ウェブサイトのユーザビリティ(使いやすさ)を評価するにあたり,ウェブデザインやウェブサイトの構造に関する分析には本学のウェブデザインの専門家に研究協力を要請し,より客観性を高めるための方策をとる予定である。研究最終年度にあたる2017年度は,がん診療連携拠点病院ウェブサイトのウェブアクセシビリティへの対応の遅れが明らかになったことから,病院ウェブサイト管理者・実務者に対し障害者差別解消法や厚生労働省ガイドライン,ウェブアクセシビリティの規格であるJIS X 8341-3:2016の認知度・理解度についてのアンケート調査を行い,医療機関に対し啓蒙・啓発を行うとともに,病院ウェブサイトの住民視点の共通型を提示する予定である。医療情報学・医療管理学テキストマイニングソフトウェアのバージョンアップ時期について,ソフトウェアのバージョンアップの内容をみて次年度と判断したため。2016年4月中旬に発生した熊本地震の影響で,4月23日に福岡市開催の第18回日本医療マネジメント学会学術総会での口頭発表を取り止めたため。テキストマイニング
ゲノム編集技術を用いた高効率な新規の植物育種法の開発

植物における突然変異育種法は、放射線による突然変異体から目的の特性を示すものを探すため、新品種を同定するまでに長い年月が必要となる。その長い期間を大幅に短縮するためには、正確な突然変異を目的遺伝子のみに誘導できることが必要である。本研究は、TALENおよびCRISPR/Cas9システムによるゲノム編集技術を利用し、トマトやイチゴの新しい育種法への応用を図ることを目的として行った。その結果、トマトにおいて、13塩基の欠損変異が導入されたカルスおよびシュートが観察された。また、イチゴにおいては、RNAi法を用いることにより、MYB10およびMYB1が花托の着色に関与していることを明らかにした。一般に植物育種では、優良品種との交雑育種やゲノム上にランダムに変異を導入して偶然得られる突然変異体から目的の特性を示すものを探すため、新品種を同定するまでに長い年月を必要とした。その期間を短縮するためには、放射線を用いた突然変異育種法にかわる新しい方法が必要である。最近、ゲノム上の標的遺伝子の狙った部分を特異的に切断できる人工ヌクレアーゼの開発が進み、標的遺伝子の改変(変異を導入)が可能になってきている。本研究は、人工ヌクレアーゼによる正確なゲノム編集技術を利用し、栽培品種イチゴやトマトの新しい育種法への応用を図ることを目的としている。平成25年度は、1.GFPを発現する形質転換体の作製、2.人工ヌクレアーゼの設計と植物用ベクターの作製、などを計画した。まず、形質転換体の作製効率の高いトマト(マイクロトム)を用い、標的遺伝子(IAA9)を切断するためのTALENタイプの人工ヌクレアーゼを作製し、アグロバクテリウムを用いたリーフディスク法により導入して発現させた。その結果、IAA9のゲノム上に13塩基の欠損変異が導入されたカルスが得られてきている。これらの結果は、第36回日本分子生物学会にて発表した(Transcription Activator-Like Effector NucleasesによるIAA9ノックアウトトマト作製の試み)。現在、論文化に向け、実験を繰り返し行なっているところであり、トマトの実験系はイチゴに応用できると考えられる。しかし、イチゴにおいてゲノム編集技術の有効性を検討するには、リーフディスク法により得られる形質転換体作製の効率が低いことが課題であった。しかしカナマイシンによる形質転換体の選抜系をブラストサイジン選抜系に変更することにより効率が向上することがわかり、日本分子生物学会にて発表した(イチゴにおける高効率な遺伝子導入法の検討)。本研究は、人工ヌクレアーゼおよびCRISPR/Cas9システムによる正確なゲノム編集技術を利用し、栽培品種イチゴやトマトの新しい育種法への応用を図ることを目的としている。平成26年度は、CRISPR/Cas9システムを用いたトマト標的遺伝子への変異導入法の検討や、イチゴ花托の着色に関与する転写因子MYB10の機能解析などを行った。農学トマトにおいて、人工ヌクレアーゼの設計、発現ベクターの構築、形質転換体の薬剤選抜系、DNA変異導入の解析方法などを確立できたため、ほぼ計画通りに研究を進めることができたと考えられる。また、イチゴにおいてはリーフディスク法により得られる形質転換体作製の効率が低いという問題点を解決するための方法も検討できた。アグロバクテリウムを介したRNAi(AmRNAi)法を用いることにより、着色過程における光受容体遺伝子の機能を解析する方法を開発し、その方法にて青色光受容体の1つであるphototropin2遺伝子が着色に関与することを示し、Journal of Plant Research誌に報告することができた。この手法を用いることにより、着色を促進するなどの育種に有用な遺伝子を探索することができると考えている。人工ヌクレアーゼを用いたゲノム編集技術による標的DNAの改変がトマトにおいては成功しつつあるが、今後、実際に単為結実性を示すノックアウト変異体が得られるかどうかを確認する必要がある。また、トマトのゲノム編集技術の実験系をイチゴに応用し、イチゴにおいてもゲノム編集技術が可能であることを示すことができれば、イチゴにおいてもノックアウト変異体を作製することができるようになり、RNAiによって有用な変化を示した遺伝子が、実際に育種に有用な遺伝子を検討することができると考えている。平成25年度と平成26年度の2年計画であり、平成25年度は主にゲノム編集の準備、平成26年度はその解析を行なう予定であった。しかし、共同研究者によるアグロバクテリウムや発現ベクターなどの提供があったため、平成25年度に購入予定であった消耗品を購入する必要がなくなったことや別の実験系を準備したことなどがあり、解析に必要な経費が平成26年度にシフトした。試薬・キット類などの消耗品購入費、研究成果の発表や研究打ち合わせのための旅費、論文作成のための費用などに使用する予定である
軟X線分光法によるDNA損傷過程の追跡

放射線によるDNA損傷過程の詳細な理解は、放射線医療や放射線防護等の観点から重要である。本研究では、修復が難しく人体への影響が顕著であるDNAクラスター損傷につながる過程の一つと考えられている、深く束縛された内殻電子のイオン化から始まるDNA損傷過程の物理化学的な解明を目指した。研究期間全体を通じて、実験、計算2通りのアプローチで研究を遂行した。初年度においては、DNA内殻電子イオン化に伴う分子の構造変化をとらえることを目指し、放射線照射下におけるラマン分光装置の構築を行った。予備実験の結果、用いた検出器のシグナル/ノイズ比が十分に高くなく、放射線照射に伴う信号変化をとらえることが難しいことが判明した。今後は、より低ノイズの計測系を構築し、信号を長時間蓄積できるシステムとすることを目指している。最終年度においては、異なる側面からDNA損傷過程にアプローチすることを目指した。分子動力学(MD)法をもちいて水和したDNAの系を構築し、放射線エネルギーを受け取った一部の原子がその後どのような運動を行い最終的にどのような分子構造をとるかを計算によって追跡した。これまでに計算で得られた結果は、放射線照射から約1ナノ秒後に得られる分子解離片は従来生成物分析の実験で知られているものをよく再現していることが明らかとなった。今後は、上記の実験、計算ともに改良を加え、従来あまり議論されることのなかった水和DNA分子の放射線損傷過程の本来の姿を明らかにしていきたい。放射線防護や放射線医療等の多くの分野において、DNA分子の損傷過程を分子レベルでの理解に対するニーズが高まっている。そこで本研究では、放射線を照射した際にDNA分子の構造がどのように変化していくかを観測する実験を進めている。実験では放射線としてシンクロトロン放射光施設における単色化軟X線を用いる。単色化軟X線を用いることで、DNA分子内の特定の位置の原子に放射線のエネルギーを局所化させることが可能であり、一連の損傷反応過程のよく定義された初期状態を用意することが可能となる。一方、放射線による構造変化の検出法として、X線回折や質量分析などの手法も考えられるが、本研究ではラマン分光法を採用した。この手法の特徴として、・特定の位置の化学結合の変化を検出できる、・水溶液の表面状態だけでなく、水溶液中のバルクの状態も観測できる、ことが挙げられる。本年度は上記のDNA分子への放射線の影響を調べるための、軟X線照射下における分子構造の変化を測定するためのラマン分光装置を設計した。当初は真空中に導入した水溶液資料の液体分子線に特化した装置を構築する予定であったが、以前の見積もりよりも信号強度が弱いことが想定された。液体分子線の形状と溶質濃度の上限が信号強度の大きな制限となっている。このため、利用可能な光学系と検出器の性能等を考慮し、液体分子線だけでなくより強い信号強度が見込まれる固体薄膜に対しても測定が行えるように装置の設計の変更を行った。当初の想定より液体分子線からの信号強度が弱いことが判明したため、光源や光学系、検出器の再選定を行った。また対象とできるターゲットを、当初の液体分子線のみから固体薄膜も対応可能な形状に変更し、より応用範囲が広がった。液体分子線および固体薄膜の両方に対応できる新しい装置の設計がおおよそ完成したため、その設計に従い装置を構築する。その後、より信号強度の強い固体薄膜から始め、その後に液体分子線という順番で実際の測定に移る。装置の製作に先立ちサンプル形状やサンプルの濃度、励起放射線強度等を正しく考慮に入れ信号強度の再評価を行ったところ、当初の想定よりも信号強度が弱い恐れがあることが判明した。このため、液体分子線だけではなくより信号強度の強い固体薄膜に対してもその測定が行えるように装置の再設計と再選定を行う必要があった。
シングルサイト触媒による炭化水素系高性能熱可塑性エラストマーの開発

通常の化学架橋した合成ゴム(エラストマー)と異なり,熱的に変化する物理的相互作用を利用した熱可塑性エラストマーは,プラスチックと同様の加工性・リサイクル性を有するエラストマー材料として期待されている.本研究では,筆者らが見出した配位重合触媒技術を用いてポリマーの一次構造を精密に制御することにより,構造の単純な炭化水素モノマー(プロピレン,1ーオクテン,ノルボルネン)から,ハードセグメントとして1-オクテンーノルボルネン共重合連鎖(共重合組成によりガラス転移温を400°C以下で自在に制御可能),ソフトセグメントとしてアタクチックポリプロピレン連鎖を有する新規熱可塑性エラストマーの開発を行った.エラストマー(ゴム)は,我々の日常生活に欠かせない高分子材料の一つである.天然ゴムや通常の合成ゴムは,高粘性の直鎖状高分子を共有結合で架橋し,無限網目構造を形成させることにより初めて有用な成形物として利用可能となる.その加工プロセスは,エネルギー多消費型であるとともに,労働力を必要とする.また,架橋した成形品は不溶・不融であることからリサイクル性も低い.これに対し,熱的に変化する物理的相互作用を利用した熱可塑性エラストマーは,架橋エラストマーの特徴とプラスチックと同様の加工性・リサイクル性を有する材料として,今後が期待されている.本研究の目的は,申請者らが見出した配位重合触媒技術を応用して,構造の単純な炭化水素モノマーから高耐熱・耐薬品性に優れた新規熱可塑性エラストマーを開発することである.申請者らが開発したプロピレン,1-アルケン,ノルボルネンの単独ならびに共重合がリビング的に進行するTi錯体,ジメチルシリレン架橋(フルオレニル)(tert-ブチルアミド)ジメチルチタン(I)を修飾メチルアルミノキサンと2,6-ジ-tert-ブチル-p-メチルフェノール(BHT)の混合物で活性化した系を用い,同系がトルエン中でアタクチック(ata-)ポリプロピレン(PP)を与えることを利用して,モノマーの逐次添加により,ハードセグメントとしてガラス転移温度(Tg)が164200°C程度の1-オクテンーノルボルネン共重合連鎖(poly(C=8-ran-NB))を,ソフトセグメントとしてTgが約-5°Cのata-PPを有するトリブロック共重合体,poly(C=8-ran-NB)-block-ata-PP-block-poly(C=8-ran-NB),の合成に成功した.それぞれの連鎖長を制御することにより生成ポリマーはエラストマー性を示すことが明らかとなった.通常の合成ゴム(エラストマー)は,高粘性の直鎖状高分子を共有結合で架橋することにより成形物として利用している.その加工プロセスは,エネルギー多消費型であるとともに,労働力を必要とする.また,架橋した成形品は不溶・不融であることからリサイクル性も低い.これに対し,熱的に変化する物理的相互作用を利用した熱可塑性エラストマーは,架橋エラストマーの特徴とプラスチックと同様の加工性・リサイクル性を有する材料として期待されている.本研究の目的は,申請者らが見出した配位重合触媒技術を応用して,構造の単純な炭化水素モノマーから高耐熱・耐薬品性に優れた熱可塑性エラストマーを開発することである.昨年度は申請者らが開発したリビング重合系を用いてハードセグメントとしてガラス転移温度(Tg)が164200°C程度の1-オクテンーノルボルネン共重合連鎖(poly(C=8-ran-NB))を,ソフトセグメントとしてTgが約-5°Cのata-PPを有するトリブロック共重合体の合成に成功し,それぞれの連鎖長を制御することによりエラストマー性を示すことを明らかとした.本年度は他の物質との親和性と水素結合によるハードセグメントの強化を期待して,poly(C=8-ran-NB)連鎖に水酸基を導入することを検討した.触媒は極性官能基で失活するため1,7-オクタジエンの一方のビニル基をヒドロホウ素化したモノマー(I)を合成し1-オクテンーノルボルネンーの三元共重合を検討した結果,共重合は擬リビング的に進行することを見いだした.さらに生成ポリマーをアルカリ条件下過酸化水素で処理することにより1-オクテンーノルボルネンー7-オクテン-1-オール三元共重合に変換できることをを明らかにした.通常の化学架橋された合成ゴム(エラストマー)と異なり,熱的に変化する物理的相互作用を利用した熱可塑性エラストマーは,架橋エラストマーの特徴とプラスチックと同様の加工性・リサイクル性を有する材料として期待されている.本研究の目的は,筆者らが見出した配位重合触媒技術を応用して,構造の単純な炭化水素モノマーから高耐熱・耐薬品性に優れた熱可塑性エラストマーを開発することである.平成25年度は筆者らが開発したリビング重合系を用いてハードセグメント(HS)としてガラス転移温度(Tg)が164200°C程度の1-オクテンーノルボルネン共重合連鎖(poly(C=8-ran-NB))を,ソフトセグメント(SS)としてata-PPを有するトリブロック共重合体を合成しした.平成26年度は他の物質との親和性と水素結合によるHSの強化を期待して,poly(C=8-ran-NB)連鎖に水酸基を導入することに成功した.これらのブロック共重合体は筆者らのリビング重合触媒により初めて合成が可能となった.リビング重合はブロック共重合体を精密に合成する優れた手法であるが,ポリマー鎖と当モルの開始剤を必要とし,類似の物性を有する高分子材料をより効率的に合成する手法が望まれる.平成27年度は本触媒系に連鎖移動剤を組み合わせ(poly(C=8-ran-NB))

マクロモノマーを触媒的に合成することを検討した.ジエチル亜鉛共存下で1-オクテンーノルボルネン共重合を行い,連鎖移動により生成した末端亜鉛-ポリマー結合を臭化アリルと反応させることにより,末端にビニル基を有する(poly(C=8-ran-NB))マクロモノマーを合成することに成功した.今後は,共重合反応性に優れた本触媒系を用いて主鎖にSS,側鎖にHSを有するグラフト共重合体の合成を検討する予定である.通常の化学架橋した合成ゴム(エラストマー)と異なり,熱的に変化する物理的相互作用を利用した熱可塑性エラストマーは,プラスチックと同様の加工性・リサイクル性を有するエラストマー材料として期待されている.本研究では,筆者らが見出した配位重合触媒技術を用いてポリマーの一次構造を精密に制御することにより,構造の単純な炭化水素モノマー(プロピレン,1ーオクテン,ノルボルネン)から,ハードセグメントとして1-オクテンーノルボルネン共重合連鎖(共重合組成によりガラス転移温を400°C以下で自在に制御可能),ソフトセグメントとしてアタクチックポリプロピレン連鎖を有する新規熱可塑性エラストマーの開発を行った.ハードセグメントとしてガラス転移温度(Tg)が164200°C程度の1-オクテンーノルボルネン共重合連鎖(poly(C=8-ran-NB))を,ソフトセグメントとしてTgが約-5°Cのata-PPを有するトリブロック共重合体の合成に成功し,それぞれの連鎖長を制御することにより当該ポリマーがエラストマー性を示すことを明らかにした.さらにハードセグメントであるpoly(C=8-ran-NB)に水酸基を導入する手法を開発した.27年度が最終年度であるため、記入しない。高分子合成ソフトセグメントとしてオレフィンエラストマーとして重要なエチレンプロピレンランダム共重合連鎖(Tg =約-50°C)の導入を検討する.また,これらのブロック共重合体は申請者らが開発したリビング重合触媒により初めて合成が可能となったものである.リビング重合はブロック共重合体を精密に合成する優れた手法であるが,ポリマー鎖と当モルの開始剤を必要とする.類似の物性を有する高分子材料をより効率的に合成する手法について検討する必要がある.ハードセグメントとしてガラス転移温度(Tg)が164200°Cである非晶性1-オクテンーノルボルネン共重合連鎖(poly(C=8-ran-NB))を,ソフトセグメントとしてTgが約-5°Cのata-PPを有するトリブロック共重合体,poly(C=8-ran-NB)-block-ata-PP-block-poly(C=8-ran-NB)の合成に成功し,それぞれの連鎖長を制御することによりエラストマー性を示すことを明らかにした.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。
地上－衛星観測に基づくホイッスラー波動による放射線帯電子消失過程の解明

地球磁気圏内で観測されるコーラス波動は、MeV帯電子の内部加速に寄与することが示唆されており、磁気嵐時の放射線帯外帯再形成に重要な役割を果たしていることが指摘されている。一方で、コーラス波動はマイクロバーストと呼ばれる放射線帯電子の消失を引き起こすことも知られている。コーラスによる内部加速に起因するMeV電子フラックスの増大ととマイクロバーストによるMeV電子の消失のバランスに関して調べるため、磁気嵐時の放射線帯電子変動に対して、SAMPEXとVan Allen Probes衛星のデータを用いて事例解析を行った。その結果、500 keVから数MeV帯の放射線帯電子が増加するのに対応して1MeV帯の電子の降り込みが増大していることがわかった。このことから、コーラス波動による加速は大気への降り込みによる消失に比べて極めて効率的であり、コーラスとの波動粒子相互作用の結果、正味として放射線帯電子は増加する傾向にあることが示唆された。上記の事例解析の結果と数値実験の検証結果を統計的に調査するために、SAMPEX・Polar衛星の観測データを用いて、放射線帯電子フラックスの変動とマイクロバーストの発生頻度を調査した。その結果、放射線帯電子のフラックスが大きく増加する際にマイクロバーストの発生頻度が高くなることがわかった。一方で、放射線帯電子のフラックスが大きく減少するタイミングとマイクロバーストの発生頻度には顕著な関係性が見られなかった。以上のことから、マイクロバーストは、コーラス波動によって放射線帯電子が加速される際の副産物であり、マイクロバーストによる放射線帯電子消失に対する寄与は放射線帯電子増加に比べて非常に小さいと考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。地上VLF波動とVan Allen Probesの波動データの同時観測データの解析から、地上ー衛星で観測される波動の強度変調や周波数が一致しない場合が大部分であることがわかった。これは、地上に到達できるVLF波動が必ずしもVan Allen Probes衛星で観測されているものではないことと、Van Allen Probes衛星で観測されたVLF波動が、電離圏の影響により地上に到達できないことが原因として考えられる。コーラス波動によるピッチ角散乱は、放射線帯に存在する相対論的電子のみではなく、ディフューズオーロラ・脈動オーロラの発光を担う数keV程度の電子にも効率的に働く事が知られている。本研究では、南極昭和基地や北アメリカ大陸に展開された全天オーロライメージャデータと、低高度(600km)を飛翔し1MeV電子の降込みを計測しているSAMPEX衛星のデータを組み合わせて、オーロラに伴うMeV電子降込みに関する調査を行った。2006年から2009年の期間で、相対論的電子の降込みに対応したディフューズオーロラ・脈動オーロラの発光が39例見つかった。これらのイベントはいずれも磁気嵐中などの放射線帯外帯が大きく変動する時に観測されやすい事がわかった。MeV電子の降込みが起こる条件としての磁気嵐の重要性を調べるために、磁気嵐中のサブストームと孤立したサブストーム時におけるMeV電子降込みの発生頻度の違いを調査した。その結果、MeV電子降込みは、孤立したサブストームに比べ、磁気嵐中のサブストームに頻繁に観測される事がわかり、MeV電子降込みにはサブストームだけではなく、磁気嵐中という条件が必要である事がわかった。低高度衛星で観測される放射線帯電子のバースト状降り込み(以下、マイクロバーストと呼ぶ)は、高緯度まで伝搬したコーラスによるピッチ角散乱によって起こると考えられている。一方で、人工衛星で観測されるコーラスは高緯度まで伝搬できない事が示唆されている。ホイッスラー波動による放射線帯の高エネルギー電子のピッチ角散乱を理解するためには、ホイッスラー波動の伝搬特性を理解する必要がある。本研究では、地上ー衛星同時観測のデータ解析を行い、ホイッスラー波動が放射線帯電子消失過程に及ぼす影響を解明する事を目指している。名古屋大学の大学院生と共同で行った、地上VLF波動とVan Allen Probesの波動データの同時観測データの解析から、地上ー衛星で観測される波動の強度変調や周波数が一致しない場合が大部分であることがわかった。これは、地上に到達できるVLF波動が必ずしもVan Allen Probes衛星で観測されているものではないが原因として考えられる。このため、地上-衛星同時観測に基づいて伝搬特性を議論することが難しい状況にあり、異なるアプローチを検討中である。近年、コーラス波動によるMeV帯電子の内部加速が、磁気嵐時の放射線帯外帯再形成に重要な役割を果たしていることが指摘されている。磁気嵐時の放射線帯電子変動に対して、マイクロバーストによる電子消失が担う役割を調べるために、SAMPEXとVan Allen Probes衛星のデータを用いて放射線帯電子加速と消失のバランスに関しての事例解析を行った。このことから、コーラスとの波動粒子相互作用の結果、正味として放射線帯電子は増加する傾向にあることが示唆された。平成27年度の研究では、低高度衛星が観測したMeV電子の降り込みと磁気圏側の放射線帯電子量の増加が密接に関わっていることを新たに見出し、この結果を投稿論文として報告している。また、地上観測から得られたオーロラデータと低高度衛星データの比較と行い、ディフューズオーロラに伴う相対論的電子の降り込みの特定にも成功し、投稿論文として報告を行っている。このような活動から、期待以上の研究の進展があったと判断される。

地球磁気圏内で観測されるコーラス波動は、MeV帯電子の内部加速に寄与することが示唆されており、磁気嵐時の放射線帯外帯再形成に重要な役割を果たしていることが指摘されている。一方で、コーラス波動はマイクロバーストと呼ばれる放射線帯電子の消失を引き起こすことも知られている。コーラスによる内部加速に起因するMeV電子フラックスの増大ととマイクロバーストによるMeV電子の消失のバランスに関して調べるため、磁気嵐時の放射線帯電子変動に対して、SAMPEXとVan Allen Probes衛星のデータを用いて事例解析を行った。その結果、500 keVから数MeV帯の放射線帯電子が増加するのに対応して1MeV帯の電子の降り込みが増大していることがわかった。このことから、コーラス波動による加速は大気への降り込みによる消失に比べて極めて効率的であり、コーラスとの波動粒子相互作用の結果、正味として放射線帯電子は増加する傾向にあることが示唆された。上記の事例解析の結果と数値実験の検証結果を統計的に調査するために、SAMPEX・Polar衛星の観測データを用いて、放射線帯電子フラックスの変動とマイクロバーストの発生頻度を調査した。その結果、放射線帯電子のフラックスが大きく増加する際にマイクロバーストの発生頻度が高くなることがわかった。一方で、放射線帯電子のフラックスが大きく減少するタイミングとマイクロバーストの発生頻度には顕著な関係性が見られなかった。以上のことから、マイクロバーストは、コーラス波動によって放射線帯電子が加速される際の副産物であり、マイクロバーストによる放射線帯電子消失に対する寄与は放射線帯電子増加に比べて非常に小さいと考えられる。今年度予定していたホイッスラーモード波動の伝搬特性の解析は遅れているものの、降下電子とオーロラの同時観測データの解析から大きな成果が得られ、次年度の予定課題をおおむね達成しつつあるため。来年度は、今回の結果の有意性を統計的に示すことを計画している。また、マイクロバーストと放射線帯電子加速の関係性を、テスト粒子計算による数値実験を通して、磁気圏やコーラス波動のパラメータに対する依存性を調査することを検討している。コーラス波動が高緯度に伝搬する条件に関しての調査は滞っているが、マイクロバーストが頻繁に観測される条件をもとに磁気圏の状態を観測データから統計的に調べ、考察していく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。観測の制約により、ホイッスラーモード波動の伝搬特性を、地上と人工衛星の同時観測から議論する事は難しい状況にあるが、これまでの解析により、相対論的電子の降込みが磁気嵐中のサブストームに観測されることが新たに判明した。この知見を活かし、今後は孤立サブストームと磁気嵐中のサブストームの波動の伝搬特性などの、磁気圏内のパラメータを比較する研究を行い、MeV電子降込みが起きる条件を伝搬特性以外の観点も含めて総合的に考察する予定である。
大気エアロゾル中炭素成分測定の向上とアジアにおける越境大気汚染観測への適用

大気中に浮遊している微粒子(エアロゾル)に含まれる成分の中で主要なものである炭素成分について,より正確な測定値が得られるよう,微粒子の捕集時に使用するフィルターの前処理や,元素状炭素,有機炭素,炭酸塩炭素といった炭素成分の分け方などの測定法を検討した.また,アジアにおける大気汚染物質の増大による越境大気汚染を解明するため,越境大気汚染の影響をよく見ることができるバックグラウンド地点で観測を行ない,炭素成分の動態の面から越境汚染を考察した.大気中に浮遊している微粒子(エアロゾル)に含まれる成分の中で主要なものである炭素成分について,より正確な測定値が得られるよう,微粒子の捕集時に使用するフィルターの前処理や,元素状炭素,有機炭素,炭酸塩炭素といった炭素成分の分け方などの測定法を検討した.また,アジアにおける大気汚染物質の増大による越境大気汚染を解明するため,越境大気汚染の影響をよく見ることができるバックグラウンド地点で観測を行ない,炭素成分の動態の面から越境汚染を考察した.熱分離・光学補正法による炭化補正値の妥当性を検証するため,フィルター上の単位面積当たりのEC量を広い範囲にわたって取る必要があることから,大気中濃度の低い郊外地点と,濃度の高い沿道地点で試料を採取し分析した.今後,これに既存のデータを合わせ,単位面積当たりのEC量と炭化補正値との関係,また,反射光強度あるいは透過光強度の低下量から推定された炭化量と実際の炭化補正値との関係を解析し,単位面積当たりのEC量の妥当な範囲やそれに対応する試料採取条件を明らかにする.石英繊維フィルターの正のアーティファクトの低減方法の検討については,一般的な真空デシケーターを用いた真空処理によるブランク除去を試験したが,逆にブランクの増加が観察された.これは,真空デシケーターのゴムパッキン,あるいは吸引ポンプのオイルによるコンタミネーションが可能性として考えられた.このため,真空容器やポンプ,および実験系を検討し直し,再試験を行なう.加熱処理による試験についても合わせて行なっていく.フィールドサンプリングについては,観測データの蓄積の必要があることから,沖縄本島にある国立環境研究所辺戸観測ステーションにフィルターサンプラーを2台設置し,PM2.5(微小粒子)とPM10(微小粒子+粗大粒子)のサンプリングを開始した.越境汚染が顕著になる春季は24時間間隔でのサンプリングを実施し,試料は順調に採取できつつある.試料分析とデータ解析は進行中であるが,越境汚染と思われる試料も採取されている.今後,夏季から冬季にかけては1週間間隔でのサンプリングに切り替え,来年春までサンプリングを継続する予定である.炭素成分を測定する際に使用する石英繊維フィルターへのガス状有機物の吸着を小さくする前処理法を検討した.高温加熱でブランクを除去することによる吸着の影響を見るため,加熱温度を変えたフィルターを作成し,各フィルターの上にアフロンフィルターを重ねて粒子を除去しながら同一条件でサンプリングすることで吸着量の違いを調べた.未加熱のフィルターでも吸着が見られたが,加熱した方が吸着量は多く,加熱温度が高い方がより多くなる傾向であった.このため,前処理は未加熱,あるいは300°C程度で短時間の加熱にとどめた方がよいと考えられた.有機炭素(OC),元素状炭素(EC),炭酸塩炭素(CC)を適切に区別して分析するための試料処理法や条件などを検討するため,黄土標準試料と都市大気粒子標準試料を混合・再飛散させてサンプリングした試料,および対照としてそれぞれ単独の試料を作製した.これらをリン酸処理してCCを取り除いた試料とそうでない試料を分析し比較したところ,CCは取り除けたがOCとECには何らかの変質が見られた.変質の要因の解明については今後の課題である.水溶性有機炭素(WSOC)は長距離輸送や二次生成の目安になるが,WSOCは熱分解するものが多いと言われていることから,炭化補正値(熱分解OC量)とWSOC量との関係を調べ,炭化補正値からWSOC量を推定できるかどうか検討した.正の相関があることは確かめられたがばらつきがあり,両者を関係付ける式を高い信頼性で構築するのは難しいと考えられた.前年度後半から開始した沖縄辺戸観測ステーションにおけるPM_<10>とPM_<2.5>のフィールドサンプリングを継続した.これによって得られた試料を分析し,OC,ECの濃度や比率,黄砂粒子とOC,ECの混合の様子や,越境汚染によるWSOCの挙動を考察した.
職場における「振舞のコード」の解明：雑誌言説に表れる対人関係の技法に着目して

本研究は、1970年代以降に台頭したといわれる日本における「サラリーマン文化」とは何かを明らかにするものである。第一に、「実利志向」をその特徴とするサラリーマン文化を象徴するものとして、「職場の処世術」に関わる雑誌記事言説の通時的な分析を行う(素材としては月刊誌『BIG tomorrow』を中心に扱う)。これにより、サラリーマン文化がいかにして生まれ、どのように変容したのかを明らかにする。第二に、サラリーマン文化の国際比較である。特に、処世術言説の始原である米国における同類の雑誌言説を分析し、日本との比較研究を行う。以上二つのアプローチから、現代史としてのサラリーマン文化の様態を明らかにする。
ガングリオシドによる新たな「炎症増悪ループ」の解明

今年度の研究成果として、2つのトピックについて記載する。I.メラノコルチンシグナルにおけるガングリオシドの関与黄色肥満マウスKKAyにおけるGM3合成酵素(GM3S)のノックアウト(GM3S KO)では、KKAyマウスの過食と肥満,耐糖能異常およびインスリン抵抗性の著明な改善がみられた。KKAyマウスではレプチン腹腔内投与に対する視床下部弓状核ニューロンの応答性が大幅に減弱していたが、KKAy GM3S KOマウスではレプチンに対する応答性が十分保たれていた。また,マウス視床下部由来神経細胞株におけるGM3S欠損細胞では、レプチン依存のERKリン酸化が亢進していた。GM3関連ガングリオシドはレプチンとメラノコルチンシグナルにおいて重要な役割をもつことが示唆された(Inamori et al., J. Lipid Res. 2018)。II腸管からのコレステロール吸収におけるガングリオシドの役割コレステロールは、細胞膜上にあるNPC1L1に結合すると、コレステロール依存的にNPC1L1・コレステロール複合体の細胞内移行(エンドサイトーシス)が起こり、体内にコレステロールが取り込まれる。ところが、GM3S KO細胞ではコレステロール依存的なNPC1L1のエンドサイトーシスが抑制され、細胞内コレステロール含量の増加も有為に抑制されていた。そこで、ApoE変異GM3SKOマウスを作製したところ、ApoE変異マウスが示す高コレステロール血症はApoE変異GM3SKOマウスでは顕著に改善され、腸管からのコレステロール吸収率および小腸絨毛におけるNPC1L1のエンドサイトーシスも抑制された。ガングリオシドの発現制御が高コレステロール血症に対する新規治療標的として創薬につながることが期待される(Nihei et al., J. Lipid Res. 2018)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。シアル酸を含むスフィンゴ糖脂質であるガングリオシドは、糖鎖構造とセラミド構造の多様性に基づいて多くの分子種が存在している。健常人血清中には、約10 microgram/mlのガングリオシドが存在し、その90%以上がGM3である。我々は、LC-MS/MS解析を用いて、血清中のGM3には、セラミド構造の多様性に基づいて23の分子種が存在すること、そして、メタボリックシンドローム患者血清では、極長鎖飽和アシル鎖およびα位の水酸化修飾をセラミド構造中に有するGM3分子種(C24:0, hC24:0)が増加する一方で、C16:0及びC18:0のアシル鎖を有するGM3分子種は減少していることを見出している(PLosOne 2015)。GM3分子種の産生メカニズムを検討した結果、糖尿病時に顕著となる炎症性サイトカイン刺激、低酸素ストレス、小胞体ストレスによって、脂肪細胞におけるGM3発現量は急激に増加することが分かった。さらに、GM3分子種が担う新規生理活性を検討した結果、メタボリックシンドローム発症時に増加する、極長鎖飽和アシル鎖およびα位の水酸化修飾をセラミド部分に有するGM3分子種(C24:0, hC24:0)は、LPS刺激または慢性炎症時に放出される内因性TLR4リガンドであるHMGB1によるヒト単球/マクロファージからの炎症性サイトカイン(TNF-α, 1L-1β, IL-6, IL-23)の産生を著しく促進した。肥満モデルマウスにおいても、GM3合成酵素のノックアウトによって、肥満時の内臓脂肪炎症は大きく緩和されていた。その分子メカニズムを解析したところ、炎症促進性GM3分子種(C22, C24, hC24)は、TLR4-LRR領域/MD2複合体の超高分子量多量体の形成を誘導することによって、シグナル伝達を促進する新規内因性リガンドであることを突き止めた(投稿中)炎症促進性GM3分子種(C22, C24, hC24)は、TLR4-LRR領域/MD2複合体の超高分子量多量体の形成を誘導することによって、シグナル伝達を促進する新規内因性リガンドであることを突き止めた(投稿中)我々は、メタボリックシンドローム患者の血清中GM3値が上昇すること、さらに、GM3分子種をLC-MS/MSで網羅的に調べたところ、GM3のセラミド部分のアシル鎖2位(α位)の水酸基付加体(d18:1-OH24:0やd18:1-OH24:1など)が選択的に増加し、インスリン抵抗性やメタボリックリスクファクターとの強い相関性を見出している[Veillon et al., PLosOne 2015]。現在までに、以下の結果を得ている。1これらGM3分子種のマクロファージの活性化に対する構造活性相関を検討したところ、長鎖および不飽和アシル鎖GM3は単球・マクロファージ上のTLR4の活性化を抑制し、反対に、極長鎖GM3はTLR4の活性化を強く促進する。2メタボリックシンドローム患者の血清中およびマウス脂肪組織において、GM3のアシル鎖構造の構成比が、炎症惹起性の極長鎖G M3へと顕著に偏る。3脂肪細胞で発現するGM3分子種は、肥満で生じる炎症性サイトカイン刺激と低酸素ストレスによって大きく変化する。これらの知見から、肥満時のストレスがGM3の分子種を変化させ、自然免疫系細胞の活性化を促進することで、慢性炎症疾患が進行すると予想される。