hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エクロジャイトの造岩鉱物学的研究から見る地球深部の元素循環

(1)中国・蘇魯超高圧変成帯に産するざくろ石-レールゾライト中より、Crに富むdissakisite(allaniteのMg置換体)を見いだし、その記載を行った.そして,この相は、沈み込み帯の超苦鉄質岩において、希土類元素の貯蔵相として振る舞い,地殻とマントル間での物質相互作用にとって重要であることを示した。(2)蘇魯超高圧変成帯・楊庄露頭より採取したエクロジャイトの微量元素を含めた全岩組成分析およびゾイサイトを対象としたSr同位体組成の累帯構造の検討とSr同位体初生値の推定を行った。その結果、超高圧変成岩の上昇過程において、変成流体の流入とそれに伴い広範囲にわたるSr同位体組成の均質化がおこったことが明かとなった。(3)四国中央部・別子地域に産するざくろ石-ペリドタイトの組成共生関係を解析し、この岩体は原岩形成の後に部分的に加水反応が起こりうるような比較的低温の時期を経て、ほとんど等温的に3-4GPaまでの圧力上昇を経験したことを明らかにした。これは、ウェッジマントル由来の岩石が、沈み込むスラブ中に取り込まれ、深さ100km以深までもたらされたことを意味する。(4)四国三波川帯・別子地域に想定されている瀬場エクロジャイト・ナップとそれに属さない地域中に産する含クロリトイド片岩を岩石学的・鉱物学的に比較検討した。その結果、エクロジャイト・ナップ由来の泥質片岩から、はじめてエクロジャイト相の組成共生を見いだし、それは累進エクロジャイト変成作用→減圧・加水再結晶作用→緑れん石-角閃岩相累進変成作用の変成履歴を持つことを明らかにした。一方、この試料とエクロジャイトナップに属さない試料との間には、1GPaに達する圧力差が存在する。これは、両地域間に、構造的不連続が存在することを意味し、提案されているエクロジャイト・ナップ説を強く支持している。(1)中国・蘇魯超高圧変成帯に産するざくろ石-レールゾライト中より、Crに富むdissakisite(allaniteのMg置換体)を見いだし、その記載を行った。このCr-dissakisiteの組成式は、(Ca_<0.86>Na_<0.03>)_<0.89>(REE_<0.86>Th_<0.04>)_<0.90>(Mg_<0.98>Fe^<2+>_<0.20>Fe^<3+>_<0.21>Cr_<0.36>Al_<1.39>Ti_<0.04>)Si_<3.03>O_<12>(OH)であり、Ce_2O_3,MgOおよびCr_2O_3量は、それぞれ13.1、7.3および5.4wt%に達する。このdissakisiteの最大6配位席であるM(3)席は、Mgによって占められていることから判断して、CrはREEMgCa_<-1>Al_<-1>およびCrAl_<-1>の連結置換によってM(1)席を占めることが明らかとなった。Dissakisiteは、沈み込み帯の超苦鉄質岩において、希土類元素の貯蔵相として重要である。

(2)カメルーン産のアダメロ岩より、これまでほとんど報告がなくその鉱物学的性質が明らかではなかった、含水シュードルチルを、磁鉄鉱を取り巻く熱水変質鉱物として見いだした。そして、その固溶体組成の特徴、X線回折および赤外分光データを報告した。(3)四国東部・高越地域には、角閃石として藍閃石を含むエクロジャイトとバロワ閃石を含むエクロジャイトが産する。ざくろ石中および基質に産する角閃石を含む鉱物共生をもとに、両エクロジャイトの上昇時のP-T履歴を論じた。その結果、両岩相とも、ほぼ等温減圧の、P-T履歴が得られ、それは別子地域のエクロジャイトで報告されている時計回りのP-T履歴とは異なっていることが明らかとなった。この違いは、変成帯内での幾何学的な位置と上昇速度の差によって説明される。(1)蘇魯超高圧変成帯・楊庄露頭より採取したエクロジャイトの微量元素を含めた全岩組成分析およびゾイサイトを対象としたSr同位体組成の累帯構造の検討とSr同位体初生値の推定を行った.その結果,超高圧変成岩の上昇過程において,変成流体の流入とそれに伴い広範囲にわたるSr同位体組成の均質化がおこった可能性が明かとなった.この点に関して,現在論文原稿を準備中である.(2)四国東部・高越地域に産する藍閃石エクロジャイトの組成共生関係を解析し,この岩石が変成作用の最盛期に達する直前には,極めて大きな圧力勾配(>7kbar/100°C)のP-T経路を経験していたことを明らかにした.このことは,三波川変成岩のP-T経路のP/Tが,沈みこみの進行に伴い時間とともに次第に大きくなって行ったことを示す.このようなP-T経路は,既存の熱モデルでは,極めて若い海洋地殻が沈みこむ場合に近似できる.(3)四国中央部・別子地域に産するざくろ石-ペリドタイトの組成共生関係を解析し,この岩体は原岩形成の後に部分的に加水反応が起こりうるような比較的低温の時期を経て,ほとんど等温的に3-4GPaまでの圧力上昇を経験したことを明らかにした.これは,ウェッジマントル由来の岩石が,沈み込むスラブ中に取り込まれ,深さ100km以深までもたらされたことを意味する.(4)カメルーン産の石英モンゾニ岩より、オルソフェロシライトを報告し,この岩石はFe-カンラン石+石英の共生が不安定な少なくとも深さ15-18kmの深部に定置・固結したことを示し,酸性マグマの固結過程およびサブソリダス下での固相反応について論じた.(1)四国三波川帯・別子地域に想定されている瀬場エクロジャイト・ナップ中に産する含クロリトイド泥質片岩の相平衡解析を行った.これらの岩石は,上昇・減圧時にほぼ完全に再結晶しており,それらがエクロジャイト相変成作用を被ったことを示す岩石学的・鉱物学的証拠は,これまでに報告されていなかった.しかし今回の研究により,これらの岩石が,累進エクロジャイト変成作用→減圧・加水再結晶作用→緑れん石-角閃岩相累進変成作用の変成履歴を持つことが明かとなった.(2)別子地域・筏津河床に産する含クロリトイド塩基性片岩の相平衡解析を行った.この岩石は,上記の瀬場エクロジャイト・ナップにみられる含クロリトイド泥質片岩と同一の鉱物共生を持つが,その形成圧力は0.9GPaと瀬場試料に比べて有意に低い.このことは,直線距離で約1km離れている瀬場エクロジャイト・ナップと筏津露頭の間に,約1GPaに達する変成圧力差が存在することを意味する.このことから,両地域間に,構造的不連続が存在し,それは,提案されているエクロジャイト・ナップ説を強く支持している.(3)別子地域・東部五良津岩体の現地調査と試料採集を行った,その際,珪灰石を含む大理石を見いだした.
顎関節症モデルマウス(SAMP-3)を用いた顎関節機能解析と病態の究明

老齢化による筋機能の低下が,下顎運動領域の縮小をもたらし,機能的な刺激の減少に伴って,顎関節の変形を引き起こす可能性が示唆された老齢化による筋機能の低下が,下顎運動領域の縮小をもたらし,機能的な刺激の減少に伴って,顎関節の変形を引き起こす可能性が示唆された基本システムの再構築マウス3次元顎運動解析装置のより精度の高い計測を可能にするために,磁気センサー信号増幅回路の見直しを行なった.基板および回路を変更し長時間安定性を図った.磁気センサーのホール素子にも再検討を行ったが,現在利用可能なホール素子では旭化成のHW300Bが最も利用しやすいことがわかった.しかしながら,この素子もその出力安定性にはまだ多少の問題を残している.顎運動のターゲットポイントであるマグネットもサマリウムコバルトからより高い磁気密度が得られるネオジウムに変更し,その大きさの再検討を行いφ4×2mmが最も使用に適することがわかった.また,アンプの増幅率を大きくしたことによる地磁気の影響を減衰させるため,新たにパーマロイ製の磁気シールドボックスを設計し特注した.これによって実験計測時の外部磁気の影響を無視できるようになった.マウスへの移植と基本データの収集計測システムのマウスへの移植と,咀嚼時基本データの収集.特に正常なマウスを用いてデータを収集した.変形性顎関節症マウスに関しては,このマウスが老化型マウスであるため,現在のところ複数の個体を作るのに時間がかかっている.そのため,来年度からの実験開始予定としている.基本システムの再評価3次元顎運動解析装置をマウスに移植する際の、動物へのダメージを少なくするために、筋電図と磁気センサー用のコネクタを一体化させた。その結果、従来よりもより安定した計測結果が得られるようになった。マウスへの移植とデータの収集現在、計測システムのマウスへの移植と、咀嚼時基本データの収集を行っている。マウスに関しては、老化型のSAMP-3が入手困難となったため、同じ系列の老化型マウスSAMP-8を利用して計測を行っている。この2種類は、変形性顎関節の出方に違いがあるが、SAMP-8を利用した変形性顎関節に関する報告も多く見られるため、問題がないと考えられる。データ収集に関しては、まず、老化が始まる前の状態、特に若年期であるSAMP-8の15週齢までの個体について、ペレットとチーズを咀嚼している際の、顎運動と筋電図を計測した。この週齢でのSAMP-8は外見上でもNormalマウスと明らかな違いは認められず、また、顎運動と筋電図に関してもNormalマウスと明らかな違いは認められなかった。現在は、30週齢を過ぎたSAMP-8マウスを用いてデータ収集を行っている。本来このマウスは早期老化型であるため、30週齢を過ぎると顎運動計測装置装着の手術に耐えられない個体が多く認められ、現在のところ、正確な結果を出すにはまだ充分な数のデータを収集できていない。実験用個体が30週齢を過ぎる必要があり、それを作るのに時間がかかるため、早急にデータを増やすことは難しいが、さらに個体数を増やして計測を行う予定である。関節頭を含む顎関節の形態が顎機能に対しどのように関わっているかを明らかにし,顎口腔機能運動分野での形態異常と機能障害に対する治療の発展に寄与することを目的とした.特に今回は,我々が開発したマウス顎機能計測システムを用いてマウスの顎運動と筋活動の計測を行った.実験動物として,自然発症変形性顎関節症モデルマウスSAMP3の入手が困難となったため,系統の近い老化型マウスSAMP8を利用した.顎関節の退行性変性に関しては,ヒトと同じように関節表面の粗造化から始まり関節の変形へと進行していくため,この様な継続的な病状の進行が予想されるモデルを利用することにより,顎機能に対する影響を明らかにした.(1)老齢期における顎機能解析正常関節から変形関節への移行期つまり30週齢以降のSAMP8マウスを用いて機能計測およびデータ解析を行った.顎運動に関しては,健常のマウスと比較して,顎運動の軌跡が小さくなった.最大開口量と前方運動量ともに小さくなった.咀嚼筋活動電位に関しては,発火タイミングなどに特徴的な変化が認められなかったが,その活動量は小さくなっていた.(2)関節頭の形態変化SAMP8マウスは,4050週齢飼育したが,顎関節の変形はわずかしか起こらなかった.変形の特徴としては,顎関節頭頂部に平坦化が起こった.しかしながら,下顎骨の回転運動に影響を及ぼすほどの変形では無かった.結論として,老齢化による筋機能の低下が,下顎運動領域の縮小をもたらし,機能的な刺激の減少に伴って,顎関節の変形を引き起こす可能性が示唆された.
発達の系統性を踏まえた科学の保育実践の実践的開発

平成30(2018)年度の研究の目的は,(1)発達に基づく科学の保育実践の系統性を試行的に提案すること,(2)科学の保育実践の本質的な要素及び科学の保育実践が持ち得る意義を整理することであった。(1)はピアジェ(Piaget, J.)の発達段階論と生物の素朴理論(稲垣・波多野,2005)を踏まえる必要がある。ピアジェの発達段階論では幼児期は前操作期に相当し,言葉を用いた思考が可能になるが,アニミズム(物や現象に生命や意識があると考える)や人工論(全ての物や現象は人が作ったと考える)と呼ばれる言動が認められる。更に,視覚的な現実に強くとらわれ,相補的な思考(例えば容器の高さと幅とを同時に考慮する)が難しい。生物の素朴理論については,生物は食べ物や水をとり入れて活動し,余った活力で成長するという理論を5歳までに採用し,生物と無生物を区別する。「私たちが,毎日食べ物を食べるのは,どうしてだと思いますか」という身体現象に対しては,8歳児の6割と大人の多くは「胃や腸のなかで,食べ物の形を変えて体にとり入れるため(機械的因果説明)」という説明を選択するが,6歳児の約半数は「お腹が食べ物から元気がでる力をとるため(生気論的因果説明)」を選択する。科学の保育実践の系統性の確保においては,以上のような幼児の思考の特性を踏まえることが望ましいであろう。次に,子どもの育ちから(2)を考えた場合,子どもの科学的な振る舞いは「(子どもの)本能であり,生きることそのものである」また「最も素朴な自然との出会い方である」といえる。前者については,子どもは生後間もない頃から,自身の身体を使いながら自身が生きる世界を理解し,また内面世界をつくりあげる存在であること,後者については,ヒトも自然の一部であり,子どもは成人に比して自然に近く,(子どもの)科学の原点は自然の中にあることに言及しながら考察を進めた。研究計画調書における平成30(2018)年度の研究計画は,(1)文献調査の実施及び(2)科学の保育実践の観察と協議に基づく要素の整理であった。(1)及び(2)の一部については「研究業績の概要」欄に記載した。本項では,(2)に関して,K市内保育者を対象とする質問紙調査の結果の一部を報告する。1「子どもの科学する心は育ったと思うか」について,20-24歳(21名)の回答は「はい」66.7%「いいえ」33.3%であり,25-29歳(29名)は「はい」72.4%「いいえ」27.6%,30-39歳(18名)は「はい」66.7%「いいえ」27.8%「無回答」5.5%,40歳以上(23名)は「はい」60.9%「いいえ」26.1%「どちらでもない」13.0%であった。2「科学を意識して保育をするようになったか」は,全保育者が「はい」と回答した。3「科学を意識するようになって自分が変わったと思うことは何か」は「何でも答えを用意するのではなく,子ども自身が“考える"ことができるよう環境構成や関わりを意識するようになった」「子どもの驚きや発見に,ただ共感するのではなく,背景や視点,心の動きを表情やしぐさ,日頃の行動から推測して考えるようになった」「危ない,やめてほしいと思う行動もすぐには止めず,何をしているのかな?と一歩引いて観察するようになった」等の回答が得られた。4「科学の保育実践で困ることは何か」は,20-24歳と25-29歳は「働きかけやタイミングがわからない」を,30-39歳と40歳以上は「十分に時間がとれない」を多く選択した。5「科学の保育実践で大切なことは何か」は,20-24歳,30-39歳,40歳以上は「環境構成」を,25-29歳は「環境構成」「子どもと一緒に楽しめる保育士」を多く選択した。現在のところ,研究計画通りに進んでおり,本研究課題は概ね順調に進展していると評価される。平成31_令和元(2019)年度は,平成30(2018)年度の成果を踏まえつつ,(1)文献調査の実施,(2)科学の保育実践の観察と協議に基づく要素の精緻化,(3)科学の保育実践の評価(1年目)に取り組む。(1)については,引き続き文献調査を実施し,「科学の保育実践の本質的な要素」「科学の保育実践が持ち得る意義」「発達に基づく科学の保育実践の系統性」について考察を深める。その際に,ピアジェの発達段階論や生物の素朴理論に基づきながら,科学の保育実践の系統性を整理し,系統的な実践の内容について提案することを想定している。(2)科学の保育実践の観察と協議に基づく要素の精緻化については,引き続きK市内保育所の保育を観察し,あるいはK市内保育者により収集された保育における科学に関する実践事例を分析し,保育者や連携研究者との協議を踏まえながら「科学の保育実践の本質的な要素」及び「科学の保育実践が持ち得る意義」を提案する。更に(2)については,金沢大学附属幼稚園年長児が1年を通じて取り組む里山自然体験活動を観察し,収集された事例を分析することを通して得られた知見についても活用していくことを考えている。

(3)科学の保育実践の評価(1年目)については,K市内保育所に在籍する幼児を対象に,生物や物理概念の発達に関連する実験調査やインタビュー調査を実施する。また,K市内保育者を対象とする質問紙調査を実施し,科学の保育実践の評価に加え,保育者自身が有する生物や物理概念あるいはそれらの素朴概念について明らかにし,保育者の有する素朴概念と科学の保育実践との関連性について分析及び考察することも考えられる。また,日本教育心理学会,日本発達心理学会,日本保育学会等の関連学会において,研究発表(ポスター発表,口頭発表)に加え,自主企画シンポジウムやラウンドテーブルを企画運営し,研究の成果を公表する予定である。平成30(2018)年度の研究の目的は,(1)発達に基づく科学の保育実践の系統性を試行的に提案すること,(2)科学の保育実践の本質的な要素及び科学の保育実践が持ち得る意義を整理することであった。(1)はピアジェ(Piaget, J.)の発達段階論と生物の素朴理論(稲垣・波多野,2005)を踏まえる必要がある。ピアジェの発達段階論では幼児期は前操作期に相当し,言葉を用いた思考が可能になるが,アニミズム(物や現象に生命や意識があると考える)や人工論(全ての物や現象は人が作ったと考える)と呼ばれる言動が認められる。更に,視覚的な現実に強くとらわれ,相補的な思考(例えば容器の高さと幅とを同時に考慮する)が難しい。生物の素朴理論については,生物は食べ物や水をとり入れて活動し,余った活力で成長するという理論を5歳までに採用し,生物と無生物を区別する。「私たちが,毎日食べ物を食べるのは,どうしてだと思いますか」という身体現象に対しては,8歳児の6割と大人の多くは「胃や腸のなかで,食べ物の形を変えて体にとり入れるため(機械的因果説明)」という説明を選択するが,6歳児の約半数は「お腹が食べ物から元気がでる力をとるため(生気論的因果説明)」を選択する。科学の保育実践の系統性の確保においては,以上のような幼児の思考の特性を踏まえることが望ましいであろう。次に,子どもの育ちから(2)を考えた場合,子どもの科学的な振る舞いは「(子どもの)本能であり,生きることそのものである」また「最も素朴な自然との出会い方である」といえる。前者については,子どもは生後間もない頃から,自身の身体を使いながら自身が生きる世界を理解し,また内面世界をつくりあげる存在であること,後者については,ヒトも自然の一部であり,子どもは成人に比して自然に近く,(子どもの)科学の原点は自然の中にあることに言及しながら考察を進めた。研究計画調書における平成30(2018)年度の研究計画は,(1)文献調査の実施及び(2)科学の保育実践の観察と協議に基づく要素の整理であった。(1)及び(2)の一部については「研究業績の概要」欄に記載した。本項では,(2)に関して,K市内保育者を対象とする質問紙調査の結果の一部を報告する。1「子どもの科学する心は育ったと思うか」について,20-24歳(21名)の回答は「はい」66.7%「いいえ」33.3%であり,25-29歳(29名)は「はい」72.4%「いいえ」27.6%,30-39歳(18名)は「はい」66.7%「いいえ」27.8%「無回答」5.5%,40歳以上(23名)は「はい」60.9%「いいえ」26.1%「どちらでもない」13.0%であった。2「科学を意識して保育をするようになったか」は,全保育者が「はい」と回答した。3「科学を意識するようになって自分が変わったと思うことは何か」は「何でも答えを用意するのではなく,子ども自身が“考える"ことができるよう環境構成や関わりを意識するようになった」「子どもの驚きや発見に,ただ共感するのではなく,背景や視点,心の動きを表情やしぐさ,日頃の行動から推測して考えるようになった」
化合物が導くリバース翻訳後修飾プロテオミクス

タンパク質の真の機能解明には、適切な翻訳後修飾を受けたタンパク質を調製することが益々重要になってきている。標的タンパク質の翻訳後修飾を人工的に亢進させる方法の提案を指向し、本申請ではユビキチン化、SUMO化、リン酸化などの翻訳後修飾を人工的に亢進する化合物の創出を目指した。検討の結果、凝集性の神経変性疾患の原因タンパク質を、ユビキチン化修飾を経て分解誘導する化合物を創出した。また、核内受容体のtransrepression作用に選択的な免疫調製作用を有する化合物や、タンパク質のリン酸化修飾を人工的に亢進する化合物も合成した。タンパク質の翻訳後修飾を人工的に制御する様々な化合物の創出を目指している。研究計画に従い、翻訳後修飾の1種であるSUMO化を誘導する可能性のある化合物を別指標を用いたスクリーニング系により見出し、本化合物の構造展開を実施した。加えて、ヒストン脱アセチル化酵素に対する阻害剤の構造展開も実施し、活性が増強された化合物を得ることができた。一方、人工的なユビキチン化を介した標的タンパク質同定法を開発しているが、ターゲットバリデーションの方法を提案し、学会で発表した。研究計画に従い、[柱1]ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬の創製、[柱2]SUMO化を介するtransrepression選択的化合物の創製、[柱3]ユビキチン化を汎用的に誘導する化合物の創製、[柱4]アセチル化、リン酸化を誘導する化合物の創製研究、を進めている。[柱1]ヒストン脱アセチル化酵素の一種であるsirt2を強力に阻害し、且つその関連タンパク質であるsirt1とsirt3には阻害活性を示さない化合物を創出し、論文発表した。[柱2]肝臓X受容体(LXR)に関して、遺伝子応答配列依存的なtransactivation作用と、SUMO化依存的なtransrepression作用を完全分離した化合物の創製に成功した。この化合物は、知られているtransrepression選択的な化合物より強い活性を示した。共同研究者が学会発表し、学生優秀発表賞を受賞した。[柱3]標的タンパク質を人工的にユビキチン化するために、ユビキチンリガーゼと標的タンパク質を物理的に近づけるべく、両タンパク質に対するリガンドを連結させた化合物を、これまで設計していた。より汎用性を持たせる為に、低分子リガンドが知られていないタンパク質に対しても本方法を拡張すべく検討している。[柱4]翻訳後修飾を誘導する化合物を設計し、設計化合物を合成している。コンセプト証明に用いる標的タンパク質を変更する必要があった。標的タンパク質の翻訳後修飾を人工的に制御する様々な化合物の創出を目指している。[柱1:ユビキチン化を制御する化合物の創製]については、1)タグとユビキチンリガーゼの両方に結合する化合物を合成し、これによりタグ融合タンパク質を汎用的に減少するシステムを構築し、学会・論文発表した。2)加えて、変性疾患タンパク質を減少する方法論の開発も検討した。変性疾患原因タンパク質リガンドと、ユビキチンリガーゼの両方に結合する化合物を複数化学合成した。これらの化合物は、期待通り変性疾患タンパク質を減少することが確認された。本結果を共同研究者が学会で提案し、学生優秀発表賞を受賞した。また、3)NF-kBを不活性化する化合物を創製し、論文発表した。[柱2:SUMO化を介するtransrepression選択的化合物の創製]に関しては、1)肝臓X受容体(LXR)に対してtransrepression選択的な化合物の創製に成功し、学会・論文発表した。研究代表者が学会発表し、奨励賞を受賞した。2)続いて、他の受容体のSUMO化を亢進する化合物の創製研究にも着手した。[柱3:ユビキチン化・SUMO化以外の翻訳後修飾を亢進する化合物の創製]については、2系統の研究を実施している。1系統目については化合物の合成が終了し、コンセプト確認を実施している。2系統目の化合物については、合成経路の終盤を現在検討しているところである。研究計画のうち、[柱1]ユビキチン化についてはおおむね順調に研究を進めることができ、本年度に論文が受理され、来年度も論文投稿を計画している。[柱2]SUMO化についても本年度論文が受理され、新しい展開を開始するに至った。[柱3]別の翻訳後修飾を誘導する化合物についても合成が終了し、生物実験について知見が蓄積されてきている。以上より、全体として、おおむね順調に進展していると判断したい。[柱1:ユビキチン化を人工的に制御する化合物の創製]については、1)ハロタグとユビキチンリガーゼcIAP1の両方に結合する化合物を、昨年度から引き続き合成している。これらによりハロタグ融合タンパク質を汎用的に減少するシステムを構築した。本研究成果について、論文発表した。2)神経変性疾患タンパク質リガンドと、ユビキチンリガーゼの両方に結合する化合物を昨年度までに合成した。今年度は本化合物を用いて、複数種の神経変性疾患タンパク質を減少することを確認した。また、この神経変性疾患原因タンパク質減少のメカニズムを解析した。これらの結果について、学会発表した。

[柱2:SUMO化を介するtransrepression選択的化合物の創製]については、核内受容体PPARのSUMO化亢進を介する作用を指標に、既知リガンドをリード化合物として構造活性相関を取得した。その結果、古典的なPPARアゴニスト作用が弱い、transrepression選択的な化合物を見出した。本研究成果について、学会発表した。[柱3:リン酸化を誘導する化合物の創製]については、昨年度合成した化合物が、実際に複数の標的タンパク質のリン酸化を誘導することを見出し、学会発表した。本研究に付随して、特徴的な核内受容体リガンドを幾つか見出した。これらをリード化合物として構造最適化を実施した。これらの研究についても、学会・論文発表に至った。研究計画のうち、[柱1]ユビキチン化については概ね順調に研究が進み、これまでに複数の論文を発表することができた。現在別の論文も投稿中である。[柱2]SUMO化についても、昨年度までに論文を発表し、別核内受容体へ研究を展開している。これについても論文を投稿中である。[柱3]リン酸化についても学会発表することができ、現在論文を執筆中である。以上、順調に計画が推移している事項が多いものの、別の翻訳後修飾を人工的に促進する取り組みについては、別グループから同様のコンセプトの論文が発表された。標的タンパク質の翻訳後修飾を人工的に制御する様々な化合物の創出を目指した。[柱1:ユビキチン化を人工的に制御する化合物の創製]については、神経変性疾患原因タンパク質とユビキチンリガーぜの両方に結合する化合物を複数創出し、学会発表、論文発表に至った。学会発表に関して、共同研究者である博士課程大学院生が、日本ケミカルバイオロジー学会第12回年会にてRoyal Society of Chemistry Organic & Biomolecular Chemistryポスター賞を受賞した。また、他研究課題も含めた内容を学会発表したところ、平成29年度日本薬学会医薬化学部会メディシナルケミストリーシンポジウム優秀賞を受賞した。タンパク質の品質管理機構の人工誘導を指向して、疎水性タグとアルツハイマー病診断薬を連結した化合物を設計、合成した。本化合物が生細胞評価系において、幾つかの神経変性疾患原因タンパク質を減少させることを見出した。共同研究において脱ユビキチン化酵素の構造生物学的解析成果を論文発表した。[柱2:SUMO化を介するtransrepression選択的化合物の創製]については、核内受容体PPARのSUMO化亢進を介するサイトカイン産生抑制作用を指標に、既知リガンドをリード化合物として構造活性相関を取得した。その結果、古典的なPPARアゴニスト作用が弱く、transrepression選択的な化合物を論文発表するに至った。また、PPAR transrepressin評価系を見直し、既知PPARリガンドを新たに評価した結果、構造が異なる複数の化合物にtransrepression作用があることも見出した。本研究に付随して、特徴的な核内受容体リガンドを数種見出だしたため、この構造展開も実施した。本成果についても、学会発表、論文発表に至った。タンパク質の真の機能解明には、適切な翻訳後修飾を受けたタンパク質を調製することが益々重要になってきている。
保健医療系ESP英語多読プログラムの構築と検証

本研究は保健医療系の(1)英語多読用図書・教材の開拓と選定を継続しながら、(2)保健医療系学生向けの英語多読用図書の語彙分析を行い、最終的に(3)多読による専門英語プログラムの実施と検証を行うものである。初年度である当該年度は、英語多読用図書として近年発刊が続いている英語母語話者向けのノンフィクションシリーズより、特に物理学・化学・生物学などの科学もの、人間の身体・健康・病気に関する図書と付属音声・映像教材の収集を開始した。具体的には、Welcome Books, Rookie Read-About Health (Science), Oxford Reading Tree inFact他の中から特に保健医療分野に重なるタイトルを選んだ。さらに英語学習者向けのグレイディッドリーダーズ(GR)のシリーズ、Cambridge Discovery Education Interactive Readers等を加えることとしたが、語彙分析は今後に残している。適宜、英語授業で大学生に読ませた反応も調べ、選択の参考とした。英語母語話者の児童・生徒向けの図書に含まれる保健医療系の使用語彙と語彙レベルについて分析を行ない、各シリーズ、レベル別のデータとしての蓄積を開始した。基本的な科学ものに比べて人間の身体・健康・病気に関するタイトルは限られており、引き続き開拓して選定が必要な状況である。一般書の保健医療分野の図書との比較分析は次年度に残している。英語母語話者の児童・生徒向けの図書の語彙レベル・使用語彙の分析とともに、継続する予定である。英語母語話者の児童・生徒向けの図書に含まれる保健医療系の使用語彙と語彙レベルを中心に分析を行なったが、基本的な科学ものに比べて人間の身体・健康・病気に関するタイトルが予想するほど得られなかった。さらなる選定と追加が必要であり、保健医療分野の一般書との比較分析の開始は次年度とすることした。初年度に引き続き、選択した英語多読用図書シリーズの語彙レベル・使用語彙の分析を行う。英語母語話者の児童・生徒向けの図書に加えて、英語学習者向けのGRと保健医療分野の一般書を開拓、選定する。その後、英語授業実践の場での活用を試み、その成果の検証を経て、英語多読プログラムの構築を行う。初年度は主に英語多読用図書として英語母語話者向けのノンフィクションシリーズの検討を行なったため。引き続き、英語学習者向けGR、一般書の人間の身体・健康・病気に関する図書の収集および検討を行う。
気導音声と骨導音声のスペクトル比を用いた新しい話者識別システム

本研究は,ユビキタス社会におけるセキュリティー技術の1つとして,新しい話者識別システムを提案し,構築することを目的とする。骨導音声は発声時に骨を介して伝わる音で,周囲騒音の影響を受けにくいという特徴がある。また,気導音声と骨導音声のスペクトル比は,骨導音声から気導音声への変換モデルの伝達特性を表している。そこで,(MFCCを用いた)このスペクトル比を特徴量とすることによって,話者識別システムのさらなる識別率向上と雑音耐性改善を図る。本年度得られた研究成果は以下の通りである。l.気導音声・骨導音声の収録、話者識別実験と話者人数増加に対する考察新たに70名に対して日本語5母音発声時の気導音声と骨導音声を収録し、話者識別実験を行った。話者数が12名では100%の話者識別率を得ることが出来たが、70名では67.6%に低下した。そこで話者数を変化させて詳細に検討したところ、話者数が30名を超えると、気導音のみを用いた場合よりも話者識別率が悪くなることが分かった。このことから今回用いた気導音声と骨導音声を併用した特徴量は,多人数の話者識別に適していないと考えられる。これは話者識別の特徴量として話者の頭頸部の形状・組織等に起因する話者固有の特徴を用いており、似た特徴を持つ話者がいるためであると考えられる。2.骨導音声の収録法に関する検討加速度センサを耳と額に設置して、これら2か所で骨導音声を同時に収録し、収録法に関する再検討を行った。その結果、骨導音声の収録には従来から行っている通り、耳で収録するのが適していることが分かった。また、同時に口笛音の収録を行ったところ、額での収録が適していることが分かった。3.自己聴取音に占める気導音と骨導音の割合の調査・検討自己聴取音に占める気導音と骨導音の割合を聴取実験によって求めたところ,発声時,発声者本人には気導音と骨導音が同時に聞こえていることを立証することができた。また,気導音の割合は同じ発声者でも母音によって,同じ母音でも発声者によって異なることが分かった。1.気導音声と骨導音声のスペクトル比を用いた話者識別システムの識別精度に関する評価昨年度までに収録した70名の日本語5母音発声時の気導音声と骨導音声に対して、話者識別実験を行った。対数パワースペクトルをそのまま用いた場合,話者数が12名では99.2%の話者識別率を得ることが出来たが, 70名では識別対象話者数が増えたために52.3%に低下した。一方, MFCC(メルケプストラム係数)を用いた場合は,話者数が12名で100%, 70名で88.4%の話者識別率が得られた。このことから, MFCCを用いた場合の方が,話者識別率が高く,話者人数増加に対する識別率低下も小さいことが分かった。2.風邪などによる声質変化への対応やなりすまし防止等への応用についての検討新たに40名に対して、日本語5母音発声時の気導音声と骨導音声を鼻声母音(鼻をつまんで発声した母音)についても収録し、話者識別実験を行った。鼻声母音を入力した場合も、MFCCを用いた場合の識別率は対数パワースペクトルをそのまま用いた場合より高かったが、鼻声母音の場合、通常母音に比べて識別率が著しく低下することが分かった。3.骨導口笛音の分析とその応用口笛の場合は、音声の場合と比べて骨導音と気導音の音質があまり変わらないことが明らかとなった。また、骨導口笛音の周波数特性を実測した結果、人が異なれば共振周波数が異なることが分かった。この特徴を利用した骨導口笛音による話者識別の可能性が示唆される。1.気導音声と骨導音声のスペクトル比を用いた話者識別システムの識別精度に関する評価70名の日本語5母音発声時の気導音声と骨導音声に対して,話者識別実験を行った。上限周波数を3kHzから7kHzまで0.5kHz刻みで変化させて,話者識別実験を行った結果,6.5kHzとしたとき,話者識別率が最も高くなることが分かった。このとき,MFCC(メルケプストラム係数)を特徴量として用いると,話者数が70名で97.1%の話者識別率が得られた。2.風邪などによる声質変化への対応やなりすまし防止等への応用についての検討40名に対して,日本語5母音発声時の気導音声と骨導音声を鼻声母音(鼻をつまんで発声した母音)について話者識別実験を行った結果,鼻声母音を入力した場合も,MFCCを用いた場合の識別率は対数パワースペクトルをそのまま用いた場合より高くなることが分かった。しかし,鼻声母音の場合,通常母音のときに比べて識別率が著しく低下した。3.骨導口笛音の分析とその応用
浄水処理に於ける膜分離濃縮排水の衛生的処理方法の開発

膜洗浄排水の微生物学的安全性の評価:指標微生物として、細菌と大腸菌ファージを用い、膜による除去特性と排水ならびに膜中への濃縮特性を調べた。大形のファージや細菌は膜で除去され、膜分離されたものはほぼ全量が洗浄排水中に流出する。膜孔径より小さなファージQβでも膜である程度除去されるが、抑留ファージ全量が膜洗浄排水中に流出することはない。膜内部に抑留されているものと推測される。膜洗浄排水の濃縮処理:無薬注濾過膜洗浄排水の濃縮方法として、電解凝集沈降、粒状濾過および沈降部付膜濾過の3法について検討した。沈降・膜濃縮法は分離水の水質が良好で、そのまま浄水として回収可能であった。電解凝集沈降は濃縮度が最も高くなり、人工排水では40%、実排水では8%以上の濃縮汚泥が得られた。また、鉄陽極では、濃縮液濃度が高く、アルミニウム陽極では分離水水質がより良好になった。濃縮性能については、なお原水の異なる実排水について確認が必要である。粒状濾過濃縮は濃縮度、分離水水質ともに上記2法に劣った。膜洗浄に適した膜処理技術:外圧式中空糸膜による濾過においては、クロスフロー流速が限界値以下になると汚泥堆積を引き起こす。この限界クロスフロー流速を実験および理論から、0.7m/sという値を得、このときの剪断力は200Paと見積もられた。パイロットプラントによる処理:ポリエチレン製精密濾過膜で実原水を濾過し、塩素処理、オゾン処理あるいは紫外線照射のような膜濾過前の殺菌が膜差圧の上昇を著しく抑制することを見出した。また、膜に付着した汚染物および化学洗浄洗浄排水の性状を、各種の方法によって測定し、多環芳香族化合物の他に、多糖類、蛋白質、ペプチド、アミノ等が含まれていることを明らかにした。本年度は膜分離濃縮排水の性状を確かめるとともに、濃縮排水をさらに濃縮するための各種処理方法を検討した。濃縮排水において問題になるものとしてウィルスを取り上げた。モデルウィルスとして膜公称分画径より小さな大腸菌ファージQβを用い、膜浄水プラントにおけるウィルスの挙動を調べた。その結果、膜面抑留物の増加とともにファージQβの除去率が高くなり、空気洗浄後の除去率の回復は速やかであることが判明した。また、膜破断に伴う大腸菌およびウィルス流出特性についても調べた。膜によってウィルスが効率的に除去されることは、洗浄排水にはウィスルが高濃度に濃縮されることを意味し、濃縮排水を衛生的に処理する必要があることを改めて確認した。排水をさらに濃縮する手段として、自然沈降、凝集沈降および膜分離を検討した。膜分離による濃縮実験では、中空糸精密濾過膜を特殊なハウジング内に挿入し、濃縮倍率を高める工夫をし、膜目詰まりや膜糸間閉塞を起こすことなく、濃縮液濁度を24%(流入水の200倍濃縮)にすることができた。膜汚染物質には多環芳香族化合物の他、多糖類、蛋白質およびアミン等が含まれていることが確認され、精密濾過による濃縮処理では、これら分子量の小さい微量有機物や重金属は膜を通過して主プロセスへ環流することになる。これをナノ濾過膜により処理することを試み、分子量40350程度の有機物質の阻止率の圧力依存性を液体クロマトグラフィを用いて調べている。また、膜除去特性とともに、膜濃縮水の処理結果および環流水の水質に影響を及ぼす鉄、マンガン等については、走査式直読分光光度計により測定した。

滝沢と藤田は膜分離と沈降分離とを組み合わせた濃縮装置を考案し、これを用いて実原水および模擬原水を膜濾過したときの洗浄排水を濃縮する実験を実施した。その結果、洗浄排水を200倍に濃縮することができた。この濃縮機構の理論的解析も行い、実験結果をよく説明できた。大垣と山本は実規模の膜処理施設において長期にわたり微生物に関するモニタリングを行い、その挙動を調査した。約半年にわたる調査の結果、大腸菌ファージは、濾過水中に透過していく割合を考慮しても、理論濃縮倍率より低くなっており、懸濁物質中で不活化している可能性が考えられる。しかし、大腸菌では、ほぼ理論濃縮倍率どおりに存在していたことから考えると、ファージ測定の際の誘出率の低さに起因している可能性もあり、測定法の改良を検討していく必要がある。高橋は大きさの異なる2種のファージを用いて、膜の透過性能を検定する方法を開発した。さらに、膜処理浄水の安全性を左右する膜破断の影響について、膜破断時の大腸菌と大腸菌ファージの流出特性について詳細な測定を行った。貝谷は北浦湖水を原水として膜濾過を実行し、膜の薬品洗浄条件と膜汚染に関する調査を行った。その結果、濾過抵抗となる主たる汚染物質は膜表層付近に存在し、次亜塩素酸ソーダと苛性ソーダによる最適洗浄条件を見いだした。無薬注膜浄水工程からの洗浄排水の濃縮:膜洗浄排水の濃縮処理実験を(1)濃縮機構付き膜濾過、(2)電解凝集・濃縮および(3)粒状濾過濃縮の3方法で実行した。濃縮機構付き膜濃縮法に実排水を適用した結果、設定濃縮倍率通りに濃縮・排泥することができた。また、膜濾過水は濁度、総鉄、総マンガン、総アルミニウムおよび大腸菌群が100%除去され、通常の膜分離浄水プロセスの膜濾過水とほぼ同じ水質が得られた。これにより、システム全体の回収率を99.9%以上に向上できることが分かった。電解凝集・濃縮法では、陽極電極として鉄およびアルミニウムを使い、pHを低めることなく凝集操作ができた。濃縮性能は鉄陽極が優り、人工濁質では40%以上、実排水では8%以上という高濃度の濃縮汚泥が得られた。一方、上澄水濁度はアルミニウム陽極のほうが低く、NTUで数mg/l程度下げることができた。粒状濾過濃縮法で人工原水を膜濾過したときの洗浄排水を濃縮した場合には、凝集剤無添加で汚泥濃度を1%程度、濾過水濁度を数mg/lにできた。膜洗浄排水の微生物的安全性に関する研究:膜洗浄排水の大腸菌ファージの濃度は、水理的な濃縮率が25倍であったのに対し、数倍程度と低い値を示した。分離された大腸菌ファージの大部分は膜内部に吸着されているか、不活化しているものと考えられる。膜が破断したときの細菌および大腸菌ファージの挙動についても測定した。パイロット施設による排水処理実験:北浦湖水を原水として使用した膜の薬品洗浄特性を評価した。膜からの汚染物質抽出液には、多環芳香族化合物、蛋白質、多糖類などに由来するもの存在し、アルカリ洗浄のみで除去できない汚染物質中には、蛋白様物質や脂肪族を含む芳香族化合物の存在割合が高かった。
原子間力顕微鏡を用いた微小強磁性トンネル接合の作製評価と帯電効果の検証

Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合では、2重障壁層に挟まれたアイランド電極のサイズを10nmオーダーに加工することが可能であり、帯電効果の検証が期待される。この基盤構造である微小強磁性トンネル接合を、高周波マグネトロンスパッタ装置にて成膜したNi薄膜(膜厚820nm)を電子線リソグラフィまたはフォトリソグラフィとドライエッチングによりパターニングして作製した。さらに、このパターン薄膜に原子間力顕微鏡(AFM)を用いた局所酸化を施すことにより、Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合が形成される。作製したプレーナ型強磁性トンネル接合は室温にてもダイオード特性を示したことから、AFM局所酸化により形成したNiOが障壁層として機能していることを確認した。またプレーナ型強磁性トンネル接合のトンネル磁気抵抗効果を制御するためには、強磁性金属電極(Ni)の磁化制御・磁区構造制御が不可欠である。AFM局所酸化加工をベースとしたナノリソグラフィにより磁区構造の分割制御、及び磁気異方性の制御が可能であることを見いだした。電子線リソグラフィによりパターニングした試料では幅100nmの細線構造を有している。この細線構造では、直流抵抗の増大に伴い、AFM局所酸化における印加電圧しきい値も増大する傾向が見られ、安定した障壁層の形成が困難との課題も発生した。そこでAFM局所酸化における酸化過程を検討することにより、細線構造においても安定した障壁層の形成を試みた。AFMナノ酸化をタッピングモードを用いて実施したところ解決された。Simmonsの計算式によるフィッティングから、壁高さ1.5eV、障壁層厚1.7nmが得られ、所望のトンネルダイオードが形成されていることが明らかとなった。これらの研究成果は帯電効果を発生させるのに十分なデバイス作製方法を確立させるものである。帯電効果を検証するための微小強磁性トンネル接合の基盤構造となるNi/NiO系プレーナ型2重強磁性トンネル接合の作製を試みた。高周波マグネトロンスパッタ装置にて成膜したNi薄膜(膜厚820nm)を電子線リソグラフィまたはフォトリソグラフィとドライエッチングによりパターニングする。このパターン薄膜にAFM局所酸化を施すことにより、Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合の作製に成功した。基板には熱酸化Si基板(SiO2/Si基板)を用いた。また初期的ではあるがトンネル磁気抵抗効果(TMR効果)の評価も開始している。詳細は次年度も継続して研究を遂行するが、いわゆるエッジドメインの磁化方向に依存するトンネル磁気抵抗効果と解釈される特性も得られており、従来の積層型強磁性トンネル接合とは異なる素子特性が期待される。これまでにAFM局所酸化加工をベースとしたナノリソグラフィにより磁区構造を分割制御可能なことを示してきたが、今年度の研究実施により、さらに磁気異方性制御の可能性を見いだした。これはAFM加工により形状異方性を応用して、磁化容易磁区とは異なる方向の安定磁区を形成させる手法である。微小強磁性素子の磁化制御に有用であると期待される。

この基盤構造である微小強磁性トンネル接合を、高周波マグネトロンスパッタ装置にて成膜したNi薄膜(膜厚820nm)を電子線リソグラフィまたはフォトリソグラフィとドライエッチングによりパターニングして作製した。さらに、このパターン薄膜に原子間力顕微鏡(AFM)を用いた局所酸化を施すことにより、Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合が形成される。基板には熱酸化Si基板(SiO2/Si基板)を用いた。Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合の電流電圧測定ではトンネルダイオード特性が得られ、AFM局所酸化により形成した酸化物が障壁層として機能していることを確認した。電子線リソグラフィによりパターニングした試料では幅100nmの細線構造を有している。この細線構造では、直流抵抗の増大に伴い、AFM局所酸化における印加電圧しきい値も増大する傾向が見られ、安定した障壁層の形成が困難との課題も発生した。そこでAFM局所酸化における酸化過程を検討することにより、細線構造においても安定した障壁層の形成を試みた。具体的にはAFMカンチレバーに通電される反応電流を測定し、酸化反応に関与する電荷量を求めた。この実験から細線金属においても良好な障壁層形成が可能であることを見いだした。Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合では、2重障壁層に挟まれたアイランド電極のサイズを10nmオーダーに加工することが可能であり、帯電効果の検証が期待される。Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合の電流電圧測定ではトンネルダイオード特性が得られ、AFM局所酸化により形成した酸化物が障壁層として機能していることを確認しているが、障壁層厚の極薄化が課題であった。そこでAFMナノ酸化をタッピングモードを用いて実施したところ解決された。このようにして作製したプレーナ型強磁性トンネル接合では良好な電流電圧特性が室温から低温(17K)に至るまで観測された。Simmonsの計算式によるフィッティングから、壁高さ1.5eV、障壁層厚1.7nmが得られ、所望のトンネルダイオードが形成されていることが明らかとなった。これらの研究成果は線幅が100nm程度のストライプ構造上にAFMナノ酸化を施すことにより、帯電効果を発生させるのに十分なデバイス作製方法を確立させるものである。
象牙質形成/骨形成異常と象牙芽細胞/骨芽細胞のリン酸代謝との関係 -とくにX連鎖性低リン酸性ビタミンD抵抗性くる病の原因遺伝子PHEXとナトリウム/リン酸共運搬体によるリン酸代謝について-

くる病/骨軟化症はリン酸(Pi)代謝異常に起因すると考えられるが、少なくとも病因の一部は骨形成あるいは象牙質形成における形成系細胞の機能が重要であると予想される。PHEXやFGF23はこれらの病態に強く関与すると思われるが、現在のところいずれも形成系細胞の本質的な問題に直接関与する証拠は見当たらない。本研究では、骨芽細胞あるいはその前駆細胞のPi輸送が骨形成に特異的なプロセスに強く関与することを明らかにした。このPi輸送の本体はタイプIIIに属するNaPi共運搬体(Pit1)であり、Pit1はリPiの取込みを調節してアルカリフォスファターゼやいくつかの骨基質タンパクの発現に関与することが示された。骨芽細胞は分化にともなってPiの取込みを増加させた。Pit1のタンパクの発現レベルはこれに同調したが、mRNAの発現レベルは前駆細胞の早い段階でピークに達した。このプロセスのメカニズムは不明であるが、Pi輸送阻害剤に早期に反応する骨芽細胞由来の遺伝子を検索したところ、魚類のカルシウム/リン酸代謝調節ホルモンであるスタニオカルシン(STC)に相同のSTC1を同定した。STC1の骨芽細胞分化に伴う発現パターンはPit1と類似し、またSTC1はPit1の発現を直接調節することが明らかになった。STC1は骨芽細胞におけるPi輸送を促進し、またその分化を促進した。ここに骨形成におけるSTC1-Pit1-Piのパスウェイの重要性を示した。今後、このパスウェイと病態との関係を明らかにする予定である。X連鎖性低リン血性くる病(XLH)を始めとし、常染色体優性低リン血症性くる病(ADHR)、腫瘍性骨軟化症(T10)は低リン血症のみならず、骨芽細胞の本質的機能欠損を起因とする可能性が高い。最近発見されたPHEXまたはFGF23の遺伝子異常はいずれも低リン血症の主要因であると考えられるが、その本質的機能欠損は、最終的にはこれらの分子に係わらず骨芽細胞自身の無機リン酸(Pi)輸送能に集約されると予想される。しかし骨芽細胞のPi輸送が石灰化に寄与する直接の証拠はなく、この機構を明らかにすることはXLHなどの病態解明のみならず骨形成一般を理解する上で不可欠である。我々は選択的Na依存性Pi(NaPi)輸送阻害剤foscarnetを新生仔ラット頭蓋に直接投与して骨動態を解析した。予想通り、foscarnetは低リン血症を合併することなく石灰化を抑制した。加えて縫合部から新生骨にかけては骨芽紳胞の形態異常を認めた。胎仔ラット頭蓋冠(RC)由来の骨芽細胞の単一細胞コロニーアッセイでPit1(III型NaPi輸送担体)の発現が検出された。Pit2(同III型)、脳型のNaPi輸送担体の発現も確認されたが、その分布、発現量はPit1に及ばなかった。RC細胞モデルにけるPit1の過剰発現は石灰化を促進し、逆にアンチセンスオリゴDNAによって石灰化は抑制された。以上の結果より、Pit1は骨芽細胞のNaPi輸送担体としてPiを動員し、骨基質石灰化を誘導することが明らかとなった。この結果から、XLHなどの骨芽細胞の本質的機能欠損とPit1の関連に注目したい。
免疫腑活化による慢性ウイルス感染症の治療

慢性HBV感染症の実験モデルとして樹立したHBV-TgマウスにおいてNKT細胞を活性化するGalactosylceramideが抗ウイルス効果を示すことを明らかにした。また、HBVを慢性感染させたヒト肝臓型キメラマウスにおいて、肝細胞特異的DDSで修飾したpolyICが自然免疫を活性化させ抗ウイルス効果を示すことを明らかにした。これらの結果はHBV慢性感染症において、自然免疫の賦活化が新たな治療法となる可能性を示していた。さらに、次世代シークエンサーを使用した遺伝子発現解析から、HBV感染により肝臓で産生される免疫担当細胞維持に必須な液性因子が抑制されることを見出した。HBV感染による液性因子の発現低下により肝臓内の免疫担当細胞がアポトーシスをおこし減少していた。この研究成果は、HBVによる免疫寛容成立の新たなメカニズムの可能性を示唆するものであり、HBVに対する新たな治療法開発の可能性を示していた。免疫機構は加齢とともに変化することが知られている。実際の慢性HBV感染症患者においても、HBVに対する免疫機構が活発で治療に反応しやすい時期があることが知られている。そのため、免疫賦活化を行う時期により、その効果が異なることが予測されたため、HBV-Tgマウスにおける免疫機構の変化を解析した。HBV-Tgマウスにおいても、TNF-α,IFN-γなどのサイトカイン分泌が老齢マウスと比較し若齢マウスにおいて活発であることが見出された。今後は、これらサイトカイン分泌が活発になっているpopulationを同定し、これらの加齢に伴う変化を解析することで、免疫寛容成立の過程を解析する。さらに、HBVに対する免疫機構が活発な時期ならびに活発でない時期に免疫賦活化をすることで、HBVに対してどのような影響を与えるかを比較検討する。細胞性免疫・液性免疫を強力に誘導させるためHBV蛋白質組み換えワクチニアウイルス(HBV-RVV)に着目した。申請者らが用いている組換えワクチニアウイルスは早期及び後期プロモーターを組み合わせた強力なもので、高効率な蛋白発現ができ、細胞性免疫・液性免疫の誘導が非常に効果的にできる。本年度は、surface, core蛋白質に対する組み換えワクチニアウイルスの作製を行った。次年度ではこれらを用いて、マウスに対する免疫賦活化の効果を検討していく予定である本研究は、B型肝炎ウイルスを慢性感染症のモデルとして、免疫寛容の成立と破錠のメカニズムを明らかにし、免疫賦活化剤を使用した免疫寛容の破錠によるHBVの治療法を確立すること目的としている。免疫寛容の成立とその破錠は表裏の関係にあることから、免疫寛容の成立のメカニズムおよび人為的に破錠させた際のメカニズム、その両面を解析し、これらの結果をリンクさせていくことでより効果的な治療法を検討する。前年度までに、実験モデルとしてのHBV-Tgマウスの樹立、さらに本マウスにNKT細胞を活性化するGalactosylceramideを投与し抗ウイルス効果の検討を行った。また、ヒト肝臓型キメラマウスを使用し、肝細胞特異的にpolyIC導入し自然免疫を活性化させた際の抗ウイルス効果の検討を行った。以上の実験では、これら自然免疫の賦活化により抗ウイルス効果が見られることが判明した。そこで、本年度はHBVによる免疫寛容状態を解析した。次世代シークエンサーを使用した遺伝子発現解析から、HBV感染により肝臓で産生されるある特定の液性因子が抑制されることを見出した。この液性因子は免疫担当細胞が生存するのに必須のものであり、HBV感染によるこの液性因子の発現低下により肝臓内の免疫担当細胞がアポトーシスをおこし、減少していることを見出した。この研究成果は、HBVによる免疫寛容成立の新たなメカニズムの可能性を示唆するものであり、さらにこの液性因子の投与がHBVに対する新たな治療法となる可能性を示している。今後は、この液性因子の投与がHBVにどのような影響を与えるのか、免疫賦活化剤などとの併用でより強い抗ウイルス効果が認められるのかを検討する予定である。