hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東アジアにおけるバイオエネルギー関連投資の波及効果:応用一般均衡モデルの適用

バイオエタノールの生産、利用は,温室効果ガスの削減,エネルギー自給力の向上、農村地域振興,といった効果が期待できる反面、食料との競合のような問題も指摘されている。本研究では,東アジア諸国においてバイオバイオエタノールの生産、利用の経済面・環境面の波及効果を産業連関モデル及び動学応用一般均衡モデルを用いて分析した。分析結果から、生産プラント建設投資段階に加え、プラント建設後のバイオエタノール生産段階でも、投入費用の2倍前後の生産誘発効果が期待できること、ガソリン価格と同等レベルの生産費用を実現可能な第2世代のバイオエタノール生産は、食料との競合を回避して、国全体の所得の増加をもたらす経済効果が期待できることを明らかにした。先行文献や公表された統計資料等を収集・整理するとともに、秋田県で実証試験が行われている稲わら(セルロース)からバイオエタノールを生産する第2世代のバイオエタノール生産プラントを対象に生産費用の調査を行った。その結果、稲わらを原料とするバイオエタノール生産のコストは、圃場から稲わらを収集するコストが45円/リットル、プラントでの発酵プロセスに要するコストが45円/リットルと見積もられていること、施設の減価償却費が発酵プロセスに要するコストとほぼ同額になることを明らかにした。これらの値からみて、近い将来にバイオエタノール生産の全体コスト(税金を除く)が2011年度末のガソリンの販売価格と同額になる可能性が高いことが示唆できた。次に、コストデータをもとに東アジア地域におけるバイオエタノール生産・利用の経済評価を行うため、JETROアジア経済研究所の地域間産業連関表やGTAPのデータを使って東アジア地域間産業連関表を作成した。その表をもとに影響力係数、感応度係数を算定し、東アジア各国の経済的なつながりや各国の産業構造を分析した。その結果、中国、日本、マレーシアの最終需要の変化が他国に与える影響が大きいこと、逆に、フィリッピン、インドネシア、ベトナムは他国への影響力が小さいこと、さらに、日本、アメリカ、韓国、中国は、地域内各国の生産増加が波及して当該国の生産が誘発される効果が大きいことを定量的に解明した。得られた結果のうち、稲わらからのバイオエタノール生産のコストのデータは、東アジアにおけるバイオマス資源利用の経済評価に不可欠な基礎データであり、来年以降のシミュレーション分析につながる重要な成果である。また、地域間産業連関表のデータは、今後の応用一般均衡モデル作成に反映できる。さらに、経済構造の分析は、東アジアを対象とする経済モデルの改良につながる学術的な成果として意義深いものと考えられる。1.バイオエネルギー投資額の将来予測食料との競合を避けつつ効率的な生産が行われた場合のバイオエネルギー生産額(費用及び温室効果ガス排出が最小となる各国の生産額及び貿易額)を推計した。その推計値をもとに,必要となるバイオエネルギー投資額を東アジアで稼働している生産プラントの現地調査等のデータから推計した。また、先行研究や現地調査資料をもとに、ベトナムにおける稲わらからのバイオエタノール生産のコストを推計した。2.東アジア産業連関表及びSAMの推計一1.のデータをもとに、パーデュー大学が公表しているGTAP7のデータと,各国の産業連関データや貿易統計等のデータを用いて,東アジア(ベトナム,カンボジア,ラオス,マレーシア,タイ,シンガポール,フィリッピン,インドネシア,中国,韓国,日本)を対象とする地域間産業連関表(拡張I/0表)を推計した。推計では、RAS法を適用して需給バランスを確保した。この産業連関表をもちいて、ベトナムにおける稲わらからのバイオエタノール生産の環境面の影響、経済面の影響を統合的に評価した。3.動学応用一般均衡モデル(プロトタイプ)の作成東アジアの地域間産業連関表をもとに、社会会計行列(SAM)を推計し、来年度の動学応用一般均衡モデルによるシミュレーション分析に備えて、資本ストックの蓄積過程を内生化した動学地域CGEモデルを推計した。モデルの作成では,(1)リカーシブ・タイプ(逐次動学体系)のモデル構造としたこと、(2)経済成長率を内生化し,公的資本ストックや研究開発投資等の要因を考慮したこと、(3)エネルギー部門を明示したこと、等の工夫を行った。(1)東アジア(日本及びベトナム)における動学応用一般均衡モデル(CGEモデル)の作成:昨年度までに作成したSAMデータをもとに東アジア地域における動学CGEモデルを作成した。作成したモデルは、1資本ストックの蓄積過程を内生化したリカーシブ(逐次体系)な動学モデルであること、2エネルギー変換技術普及の不確実性を考慮したバイオエタノール普及率を組み込んだモデルであること、3第1世代と第2世代のバイオエタノール生産技術を対象に分析可能なモデルであること、といった特徴がある。(2)CGEモデルを用いたバイオエネルギー関連投資の波及効果の定量評価:作成した動学CGEモデルをもちいて、ベトナムにおいてバイオエタノール生産が2013年から開始され,ガソリン消費(石油精製品)の2割を毎年継続して転換する政策を想定して、20082032年までの経済シミュレーションを行い、各政策における得失を定量的に明らかにした。

想定したバイオエタノール生産に関する政策は、1原料として農産物の可食部である米,メイズ,キャッサバ,サトウキビを使用して,バイオエタノール生産を行うケース、2非可食部である稲わらを原料とする第2世代の現状技術を用いてバイオエタノール生産を行うケース、3効率性が高く、ガソリン価格と同程度の生産費用が実現する先進技術を用いて第2世代のバイオエタノール生産を行うケースを想定した。(3)バイオマス政策に関する政策提言:上記のケース毎に政策シミュレーションを行って、経済全体への波及や社会厚生水準の変化から各政策の効果を定量化し、バイオエタノールの導入政策は、エネルギーの自給率を高め、CO2排出を抑制する効果があるものの、生産費用の赤字を補助金で補填するよりも、技術そのものの開発に政策的な支援を行う方が大きな効果が期待できることを明らかにした。本年度までの研究成果についてとりまとめ、論文3本、学会発表5件として公表しており、当初の計画通り研究が進捗している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、成果について論文としてまとめて投稿する予定である。研究遂行上の問題点は特にない。
ゲンツェンの証明論的手法を用いたブラウワーの知識論および言語論の再構築

本研究課題は、現代論理学の一分野であるゲンツェン的証明論を用いて、ブラウワーによる知識論・言語論を発展させ、知識および言語を巡る数理哲学上の問題にアプローチすることである。最終年度となる本年度は次の研究(1a),(1b),(2),(3)を行なった。(1)ゲンツェン的証明論についての更なる探究:(1a)ゲンツェンによる無矛盾性証明の拡張となる解析学の無矛盾性証明のために、竹内外史により導入された順序図形(ordinal diagrams)について、項書換え(term rewriting)の観点から研究を行なった。本研究は慶應義塾大学文学部教授・岡田光弘氏との共同研究で進められた。(1b)ゲンツェン的証明論の先駆的理論であるヒルベルトのε計算を精査した。特に、アッカーマンによるε計算を用いた算術の無矛盾性証明、および、G・ミンツによるその現代的発展形を詳しく調べた。(2)ゲンツェン的証明論からブラウワーの知識論・言語論へ:ゲンツェン的証明論とブラウワーの知識論・言語論を結びつけるために、2階直観主義命題論理に対して、ゲンツェン的証明論に基づく意味論である証明論的意味論(proof-theoretic semantics)を構築した。本研究は日本大学商学部准教授・竹村亮氏との共同研究で進められた。(3)ゲンツェン的証明論によるブラウワーの知識論・言語論の展開:まず、ゲンツェン的な枠組みの中で定式化される局在論理(local logic)を扱うバーワイズおよびセリグマンによるチャンネル理論(channel theory)に着目した。そして、受入研究者である戸田山和久教授との議論を通して、証明行為が担う情報をチャンネル理論でもって表現し、エージェントの認識状態に対してきめの細かい分析を与えるブラウワー的知識モデル・言語モデルを構成するというアイデアが得られた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、20世紀前半の論理学者ゲンツェンの証明論的手法を用いて、同じく20世紀前半の数学者・哲学者ブラウワーが提示した知識論・言語論を発展させること、そして、このことから得られた洞察をもとにして数学的知識および数学言語を巡る哲学的問題にアプローチすることである。以上を踏まえ、本年度は次の4つの研究を行なった。(a)前年度に日本科学哲学会・学会誌『科学哲学』へ投稿した論文を改訂した。本論文の主旨は、論理的含意を説明する際に生じる循環をゲンツェン的証明論を用いて回避するというものである。本成果でもって、ゲンツェン的証明論が、含意命題「AならばB」の内容の分析を与えることを明らかにした。(b)ゲンツェン的証明論の主要成果である無矛盾性証明が、図形操作という証明論的側面だけではなく、算術命題の内容の分析という意味論的側面ももつことを検証した。この研究は、早稲田大学高等研究所准教授(任期付)・秋吉亮太氏との共同研究で進められた。この研究の成果は、研究(a)に引き続き、ゲンツェン的証明論が「命題内容の分析」においてもつ有用性を示す。(c)ゲンツェン的証明論の発展形である「型理論」を用いて、ブラウワーの判断論を表現する論理体系である直観主義論理に相意味論(phase semantics)を与えた。この研究は、日本大学商学部准教授・竹村亮氏との共同研究で進められた。この研究成果から、証明がもつ情報を仲介としてゲンツェン的証明論とブラウワー哲学をつなぐという発想を得た。(d)数学的証明がもつ情報をゲンツェン的証明論でもって定式化し、得られた情報概念をもとにしてブラウワー的知識論の展開を試みた。ゲンツェン的証明論とブラウワー的知識論を仲介する道具立てとして、バーワイズ・セリグマンによるチャンネル理論を用いた。現在、受入研究者である戸田山和久教授との議論を通じて研究を進めている。「研究実績の概要」で述べた意義をもつ成果が得られたことに加え、以下が挙げられる。まず、研究(a)において改訂した論文は、『科学哲学』への掲載が決定し出版された。次に、研究(b)の成果は、国立台湾大学で開催された第3回哲学的論理学アジアワークショップにて発表された。本成果を収録した英語論文が当ワークショップの査読付国際論文集に投稿され、現在査読中である。また、研究(c)の成果は、研究(b)が発表されたワークショップ、パリ第1大学でのワークショップそして他1件の国際学会において発表された。この成果はすでに英語論文にまとめられており、近日中に国際雑誌に投稿される予定である。本研究課題は、現代論理学の一分野であるゲンツェン的証明論を用いて、ブラウワーによる知識論・言語論を発展させ、知識および言語を巡る数理哲学上の問題にアプローチするというものである。二年目となる本年度は以下の研究(1),(2a),(2b),(3)を行なった。(1)ゲンツェン的証明論のより深い理解のための研究:竹内外史が、ゲンツェン的証明論を拡張する過程で導入した「順序図形(ordinal diagrams)」について、特にその整列性に関して数学的研究を行なった。

(2)ゲンツェン的証明論とブラウワーの知識論・言語論とを結びつけるための研究:(2a)ゲンツェンによる算術の無矛盾性証明は、算術命題の意味を、完結した無限(実無限)の概念に依拠せずに説明することを目指すものであったことを歴史的手法および数学的手法両方を用いて検証した。本研究は、部分的に、早稲田大学高等研究所准教授(任期付)・秋吉亮太氏との共同研究で進められた。(2b)二階直観主義命題論理の含意・全称量化子断片と、一階最小命題論理とに対して、ゲンツェン的証明論に基づく意味論である「証明論的意味論」を与えた。本研究は日本大学商学部准教授・竹村亮氏との共同研究で進められた。(3)ゲンツェン的証明論によるブラウワーの知識論・言語論の展開:研究(1),(2a),(2b)を踏まえ、数学的証明がもつ情報をゲンツェン的証明論でもって定式化し、このようにして得られた情報概念をもとにブラウワー的知識モデル・言語モデルを構築することを目指した。受入研究者である戸田山和久教授との議論を踏まえ、本年度では、数学的証明がもつ情報を捉えるための理論としてゲンツェン的証明論だけでなくドレツキの情報意味論も用いた。おおむね順調に進展していると自己評価した理由としては、以下のようにして定期的な成果報告ができたことが挙げられる。研究(1)については、その成果の中間報告として、慶應義塾大学にて開催された「数学・論理学の哲学」日仏ワークショップにて岡田光弘氏と共同発表をした。研究(2a)は二つの論文にまとめられた。一つ目は、秋吉氏との共著で執筆され、第三回哲学的論理学アジアワークショップの査読付国際論文集に掲載が決定し出版された。二つ目は、科学基礎論学会発行の査読付欧文誌に掲載が決定した。また、二つ目の論文の内容は、草津セミナーハウスにて開催された数理哲学史夏期合宿セミナーにおいて発表された。研究(2b)における二階直観主義命題論理の含意・全称量化子断片に対する成果は、竹村氏との共著により論文にまとめられた。その論文は国際学術雑誌に投稿され、現在査読中である。一階最小命題論理に対する成果は、ストックホルム大学において開催されたLogic Colloquium 2017において発表された。研究(3)では次のトピックに関する中間報告を行なった:数学の定理の真正な理解をもつエージェントの認識状態と、公理と推論規則を巧妙に操作するパズルとしてその定理を証明できるエージェントの認識状態を区別できるような、ブラウワー的知識モデル・言語モデルを構築することを目指した。中間報告は、アルカディア市ヶ谷にて開催された日本論理哲学会第21回大会においてなされた。本研究課題は、現代論理学の一分野であるゲンツェン的証明論を用いて、ブラウワーによる知識論・言語論を発展させ、知識および言語を巡る数理哲学上の問題にアプローチすることである。最終年度となる本年度は次の研究(1a),(1b),(2),(3)を行なった。(1)ゲンツェン的証明論についての更なる探究:(1a)ゲンツェンによる無矛盾性証明の拡張となる解析学の無矛盾性証明のために、竹内外史により導入された順序図形(ordinal diagrams)について、項書換え(term rewriting)の観点から研究を行なった。本研究は慶應義塾大学文学部教授・岡田光弘氏との共同研究で進められた。(1b)ゲンツェン的証明論の先駆的理論であるヒルベルトのε計算を精査した。
動的アイソスケイプモデルを用いた水循環成分評価とその多面的展開

降水・土壌水・河川水・湖沼水・地下水・温泉水の水素・酸素安定同位体比の時間的・空間的変動を再現可能な動的アイソスケイプモデルを新規に開発し、東日本を対象とした同位体観測値によって検証・改良を行う。そのうえで、1流域蒸発散(蒸発成分・蒸散成分)、2融雪出水(融雪成分・降水成分・地下水成分)、3湖沼水収支(地表水成分・地下水成分・降水成分・蒸発成分)、および4温泉(天水成分・非天水成分)のそれぞれに関して構成成分の定量的評価を行う。得られた結果を他の独立した手法によるものと比較することで利点・不利点等を明らかにする。
生体信号の長期測定による睡眠覚醒リズムの同定

本研究では,睡眠障害の早期検出や睡眠不足等による事故の防止を目的として,日常生活下の生体信号を測定して睡眠覚醒リズムを同定するシステムの基礎要素を開発した.主要な成果は以下のとおりである.(1)睡眠ステージを2チャンネルの脳波のみから従来手法と同等の精度で推定できる手法を新たに提案した.(2)被験者の日常活動を可能な限り制約せずに長期間に亘り動作する,世界最小レベルの生体信号測定装置を新たに製作した.本研究では,睡眠障害の早期検出や睡眠不足等による事故の防止を目的として,日常生活下の生体信号を測定して睡眠覚醒リズムを同定するシステムの基礎要素を開発した.主要な成果は以下のとおりである.(1)睡眠ステージを2チャンネルの脳波のみから従来手法と同等の精度で推定できる手法を新たに提案した.(2)被験者の日常活動を可能な限り制約せずに長期間に亘り動作する,世界最小レベルの生体信号測定装置を新たに製作した.本年度はまず,脳波を用いた睡眠状態指標の開発を行なった.これは脳波生成モデルとして線形状態方程式を仮定したうえで,部分空間同定法と呼ばれる新たなシステム同定手法を用いて,脳波の特徴を抽出し指標化するものである.主にインターネット上で自由に取得できる睡眠時の脳波データを対象として,睡眠ステージ推定のための指標を算出するアルゴリズムを開発し,先行研究で提案されたパワースペクトルに対してファジィ推論やニューラルネットを用いる方法と同程度の精度がある事を示した.また,別種の生体信号を活用することで,推定精度のさらなる向上が期待されることが示唆された.本年度にはさらに,多種類の生体信号を同時に測定して記録する携行型装置を試作した.まず,脳波,心電図,筋電図,身体活動による加速度および周辺環境の温度や照度,音圧のそれぞれを測定するセンサを選定した.そして各センサからの信号を同時に測定して記録する装置を試作した.この装置は軽量な汎用充電池で駆動され,A/D変換器を備えるワンチップマイコンにより,汎用のメモリカードに測定値を記録するものである.装置の動作の安定性が未だ十分では無いため,今後改良を加えてゆく.これらに加え予備的な実験として,市販のホルター心電計を用いた日常生活下の心電図と加速度の測定を実施した.そして得られた心電図について,従来からある心拍変動解析手法を適用し,睡眠や身体活動との関連を解析した.また予備実験の知見から,開発装置による多種生体信号の同時測定を適切に行なうためのプロトコルを準備した.本研究では,日常生活下の生体信号を測定して睡眠覚醒リズムを同定するシステムの基礎要素を開発した.具体的には,超小型の生体信号測定装置を新たに製作し,被験者の活動推定のための生体信号解析手法を検討した.本年度はまず,生体信号測定装置の改良に取り組み,脳波と心電図,加速度および周辺温度を連続して28時間程度記録できる超小型装置を実現した.この装置は単4型充電池3本で駆動し,A/D変換器を備えたワンチップマイコンにより,汎用のメモリカードに測定結果を記録蓄積してゆくものである.装置本体は充電池と記録媒体を含めて,大きさが45mm×25mm×65mm,重量が76gであり,24時間を超えて脳波と心電図を高精度に記録できる装置としては,他に類を見ないサイズを達成できた.続いて,改良装置による測定を3例実施した.これらの測定では,脳波用電極が周囲に与える違和感や衛生上の問題により測定継続が困難となり,測定期間はいずれも1日程度となった.ここで得られた測定結果について,被験者自身による活動記録と比較した結果,(1)脳波スペクトルや心拍数により睡眠と覚醒を弁別できること,(2)加速度の絶対値により身体活動を推定できること,(3)脳波電極から得られる咀嚼時筋電により食事時刻を推定できること,などが示唆された.より長期間の生体信号測定が可能となれば,これらの信号解析法を用いて被験者の睡眠覚醒リズムを同定でき,日中眠気の強度や日中眠気を出現させない夜間睡眠時間の予測が可能になり,生活の乱れや睡眠障害に起因する能率低下や事故の防止に寄与できるものと考えられる.
ニューロン・グリア相互作用の分子機構解析手法の開発

神経変性疾患のメカニズム解明に向けて『神経細胞とグリア細胞の細胞間相互作用の重要性』が明らかとなりつつある。本研究では『生きたまま』の状況を反映した、神経細胞-グリア細胞間の相互作用を解析可能な手法を開発した。特に、異なる動物種から神経細胞及びグリア細胞を調整し、種間の配列多様性を利用した、次世代シーケンスとバイオインフォマティクスの活用により、各細胞で生じているトランスクリプトームのスナップショットが可能となった。この手法を利用し、疾患iPS細胞より調整したグリア細胞の異常を検出することが可能となった。中枢神経系において神経細胞の機能解析は高次脳機能理解という観点から盛んに行われてきた。一方、神経細胞よりも多く存在するグリア細胞は神経細胞の機能恒常性に重要な役割を果たすことが知られていたが、神経細胞に比して研究は遅れており、特に病態時においては周囲神経細胞に対する毒性を有することが最近になり認知されるようになってきた。そのため中枢神経系における生理・病理の理解という観点から神経細胞とグリア細胞を個別に解析するのではなく、これらの細胞間相互相関を包括的に解析する必要があると言える。本研究では神経細胞とグリア細胞における細胞間相互作用に着目し、その実体を明らかとすることを目的とし、研究を実施した。従来、ニューロン・グリア細胞相関の解析はいずれか一方の細胞を個別に扱う形態学的解析や電気生理学的解析が中心であった。本研究ではそれぞれの細胞種が共培養下で細胞内でどのような変化が生じているかを解析する手法の開発を目指している。本年度の研究ではバイオインフォマティクスを利用することにより、各々の細胞を機械的な操作で分離するという操作に依存せずに、細胞内動態を解析することが可能であることが明らかとなった。当初の計画通り、ニューロンとアストロサイトの共培養下での動態を解析する手法が確立され、また神経変性疾患をモデルとして本手法の妥当性が検証できた。中枢神経系を構成する細胞集団の中で神経細胞の機能解析は高次脳機能の解明の一端を担うと考えられてきたことから研究が盛んであった。一方、中枢神経系において神経細胞よりも多く存在するグリア細胞は神経細胞に比し、研究が遅れており、特に病態時における役割は近年になり広く認知されるようになってきた。そのため、神経細胞とグリア細胞が共存する環境における解析技術、すなわち細胞間相互作用を解析する手法の開発が重要である。本研究では神経細胞とグリア細胞の細胞間相互作用に着目し、その機構を明らかとするために研究を実施した。本研究では特に次世代シーケンス及びバイオインフォマティクスの手法を利用し、神経細胞とグリア細胞が共存する培養条件において各々の細胞を機械的な操作非依存的に分離し、細胞内動態を解析することを目標とした。実験系としてヒトiPS細胞由来神経前駆細胞より誘導したアストロサイトとマウス大脳皮質由来神経細胞を共培養した。その後、この培養系から抽出したRNAサンプルを用いてRNA-seqを実施した。さらに、ヒトとマウスの配列の相違からヒト由来転写産物とマウス由来転写産物の分離することにより、アストロサイト由来の転写産物と神経細胞由来の転写産物を区別した。この実験系を利用し、疾患iPS細胞より調整したアストロサイトとマウス神経細胞を共培養したところ、疾患iPS細胞由来アストロサイトにおいては共培養後に炎症性シグナル関連分子の発現が優位に上昇することが見出され、病態におけるアストロサイトの役割の一端を明らかとすることができた。今後、他の神経変性疾患、神経発達疾患をモデルとし、本手法を適応することにより新規創薬スクリーニング指標や病態解明を目指したい。神経科学本年度は実験系の妥当性を検証するための実験系を組んでいたが、予想以上に進展したために当初の見込みよりも少ない額で済んだため。次年度では多くの神経変性疾患モデルを利用した解析をするため、本年度の残額分は使い切る予定である。
準安定超伝導体による宇宙由来素粒子の検出

誘電体の中に多数の錫粒子を埋め込んだものを標的部とし,これを極低温で働かせる素粒子検出器の開発研究を行った。これは,物質との相互作用が極めて弱いと想定されている宇宙由来素粒子・暗黒物質の検出を試みることを,念頭に置いたものである。超伝導金属を表面が良好な球形微粒子(直径1300μm)にすると,臨界温度以下一定の磁場のもとで熱力学的に準安定な“過熱的"超伝道状態になる。これに,適量の刺激を与えてマイスナ-効果を破り,常伝導状態へ相転移させることができる。その際,標的部を取り巻く検出コイルに起電力が誘導され,信号として取り出される。刺激としては磁気的,熱的二つの種類が可能で,素粒子検出器に応用した場合,前者は磁気単極子,後者は通常の荷電粒子および中性弱相互作用粒子が相当する。1.錫粒子にα線を照射し,熱的に相転移するのに必要な印加磁場と入射エネルギ-との関係,エネルギ-感度などの基礎デ-タを得た(前年度)ので,これらデ-タの解析を行い,準安定状態にある錫粒子は局所的温度上昇だけで(一様加熱ではなく)相転移すること,感度は金属比熱の低下とともに上昇すること等を結論した。2.液体^4Heの温度領域(23K)で作動するプロトタイプの検出器を作成し,昨年度,延べ650時間に及ぶ動作テストを行った。今年度は,使用錫粒子中に含まれる放射性不純物の測定を大阪大学に依頼し,その結果を基に検出器に顕れた雑音の頻度・大きさを解析した。放射性不純物によるものではないことが結論され,宇宙線による雑音として矛盾はしないことが分かった。3.液体ヘリウム3ー4による稀釈冷却機の製作を行い,極低温領域(50mk前後)で作動,数10eV程度の損失エネルギ-に対して感度をもつ小型低温粒子検出装置の製作を行った。現在,各部位の性能検査の段階である。
細胞内ミクロ環境応答型高分子ミセル型ナノデバイスの創製とがん標的治療への展開

ガン化学療法において、安定に保持した薬物を固形ガンへ効率よく送達せしめ、有用な形で放出する薬物送達システム(DDS)の開発が待望されている。これまでに研究代表者らは、ブロック共重合体の自己会合によって形成される高分子ミセル型DDSに関する研究開発を行ってきた。そこで本研究では、血中における安定な薬物保持と標的細胞における効率的な薬物放出を実現するために高分子ミセルを構成するブロック共重合体の内核構成鎖にpH感受性結合(シッフ塩基)を介してアドリアマイシン(ADR)を導入することによって、細胞内低pH環境に応答してADRを放出する環境応答性高分子ミセルを構築した。本研究では、pH応答型ADR内包高分子ミセルが血中で長期滞留し、固形ガンにおいて集積した後に、選択的にADRを放出することでフリーのADRよりも優れた制ガン活性を示すことを明らかにした。また本研究では、このpH応答型ADR内包高分子ミセルを難治ガンとして知られる膵臓ガンの治療へと展開し、腫瘍血管の透過性を一過的に高めるTGF-β阻害剤との併用によって、ADR内包ミセルの腫瘍集積性が顕著に高まり、優れた治療効果が得られることを明らかにした。さらに、本研究では、高分子ミセルの表層に標的指向性分子(リガンド)を装着することによって、より低濃度で優れた薬効を得ることに成功した。以上のように、本研究で創製した高分子ミセル型薬剤キャリアは、難治ガンに対して有効であり、薬剤の投与量を低下させることによって副作用の低減とQOLの改善をもたらすことが期待できる。このように、本システムは、ガン標的治療に新しい局面を切り拓くものであり、ガン治療分野に多大な貢献をなすことが確信される。本研究では、制がん剤(アドリアマイシン(ADR))をpH感受性結合を介してブロック共重合体に結合させることにより、細胞内エンドソームに取り込まれた際の局所的なpH変化に応答してADRを放出制御する高分子ミセルを調製し、さらには標的指向性分子を高分子ミセル表層に装着することにより、血中全身投与においても制がん剤ががん細胞のみに特異的に送達可能なシステムの構築に挑んでいる。ブロック共重合体はポリエチレングリコール(PEG、平均分子量12,000)とポリアスパラギン酸(p(Asp))からなり、p(Asp)側鎖にはpH5.5程度の酸性条件下で開裂が可能なヒドラゾンリンカーを介してADRを結合させ、ADRが結合したブロック共重合体(PEG-p(Asp-Hyd-ADR))を得た。さらにはPEG末端に葉酸を有するブロック共重合体(Fol-PEG-p(Asp-Hyd-ADR))を合成し、この自己集合によりパイロット分子を表層に装着するpH応答型制がん剤内包高分子ミセルを調製した。葉酸を表層に有する高分子ミセルの標的指向性は表面プラズモン共鳴測定により確認するとともに、細胞実験においてもフローサイトメトリーによりその有効性を確認した。ヒト咽頭がん細胞であるKB細胞を用いたin vitro評価では、ADRを単独で作用させたときとほぼ同等の制がん活性を示していることが確認された。KB細胞を皮下に移植したマウスによるin vivo動物実験でも、がん組織の増殖抑制効果が顕著であり、体重減少を伴う副作用なども見られないことを確認した。本システムは、全身投与による制がん剤送達システムとしては、従来型の高分子ミセル送達システムの性能を上回る可能性が高く今後の展開が期待される。(1)カンプトテシン(CPT)導入ブロック共重合体の合成と高分子ミセルの機能評価CPTを内包する高分子ミセルを調整するための戦略として、組成の異なるPEG-P(Glu)とPEG-P(Asp)を母体とし、側鎖へのチオール基の導入率を変化させ、チオール化したCPT(CPT-SS)とカップリングさせることにより、側鎖にCPTを有するブロック共重合体を調製した。

このブロック共重合体をDMSO中で静置することにより、粒径60・120nmのCPT内包高分子ミセルを調製した。pHに応答してCPTの放出制御が行われれることを検量線法により確認するため、CPTの蛍光特性(Ex=370nm, Em=410nm)に基づき検量線を作成した。次年度には、この成果を基に、培養ガン細胞を用いたin vitro実験および担ガンマウスを用いたin vivo実験により、その有効性の検証を行う。(2)ペプチドリガンド導入ブロック共重合体の合成と高分子ミセルの機能評価PEG末端へのペプチド導入については、α末端にアセタール基を有するブロック共重合体を用い、酢酸緩衝溶液中(pH4.0)でペプチドと混合することにより、目的のペプチドが導入されたブロック共重合体を得た。初期の比較実験では、リガンド非導入高分子ミセル、直鎖状RGD及び環状RGDペプチドを導入した高分子ミセルの3種について、αvβ_3インテグリンレセプターを過剰発現するHUVEC細胞を用いて遺伝子導入実験を行ったものの明確なリガンド効果が得られなかったが、ブロック共重合体のアミノ酸連鎖の側鎖に対してチオール基を導入し、高分子ミセル内核に架橋構造を形成し高分子ミセルの構造安定性を向上させたところ、環状RGD導入高分子ミセルにおいて、αvβ3インテグリンレセプターを発現するHeLa細胞に対して迅速に細胞核近傍へ移行し、リガンド非導入高分子ミセルよりも著しく高い遺伝子発現を示した。pH応答性リンカーとしてβ-チオエステル結合及びアセタール結合を介してカンプトテシン(CPT)を側鎖に導入したブロック共重合体2種類を合成し,粒径60-120mmの血中循環に適したCPT内包高分子ミセルを調製した。pH応答性は後者のみで確認され,pH7.4で安定なアセタール結合は腫瘍組織に対応するpH5.5で開裂し,逆相HPLCによってCPTの放出が確認された。難治がんへの高分子ミセルの治療効果を検証するため,蛍光標識白金錯体制がん剤内包高分子ミセルを用いて腫瘍組織浸透性を検討した結果,低い血管密度と厚い間質のために高分子の集積性が低いことが確認されている膵がんモデルにおいて,高分子ミセルが腫瘍深部まで分布していることが示唆された。昨年度までに,新生血管内皮細胞やがん細胞で過剰発現するαvβ3インテグリン受容体を認識する環状RGDペプチドをミセル表面に導入した結果,リガンド分子が有効に機能することが確認されたが,今年度はこの要因を精査した結果,リガンド導入ミセルはカベオラ介在型エンドサイトーシスを介しカベオソームに局在し,効率的に核近傍に輸送される可能性が示唆された。また,様々な腫瘍特異的リガンドの導入が可能な制ガン剤内包高分子ミセルのプラットフォーム構築を目指し,ミセル表面にマレイミド基を導入するためのブロック共重合体の新規合成法について,特に水中でのアジド基と末端アルキンによる環化付加反応(Click Chemistry)に着目して検討した。Click Chemistryに必要な両官能基(アジド基,プロパルギル基)を末端に導入したヘテロニ官能性PEGの合成法を確立し,PEG鎖同士及びPEG鎖とポリアミノ酸のカップリングが可能であることを確認した。
看護職を目指す発達障害学生への修学・キャリア支援策の開発と連携体制の構築

全国の看護教員、看護部長、高等学校進路指導担当教員を対象とした調査の結果、発達障害の人は看護師としての適性において「問題がある」と回答した人が多く、中でも自律的な行動や対人関係を問題視していたが、発達障害の種類や程度によっては看護師としての就労は可能であるという意見も見られた。しかし、看護職は人命に携わる職業であるため適性を考える機会は必須であり、参加型看護体験等の実施やより具体的なアドミッションポリシーの明示等が有効と考えられた。また、学生への支援・配慮を目的とした高大間での情報共有、キャリア支援として看護教育側と臨床側による協働教育体制の必要性が示唆された。看護教育を実施している大学施設や看護教員における発達障害学生に対する修学支援の現状や課題を明らかにするために全国での実態調査を行った。その結果、以下の点について明らかになった。看護系大学においては、入試要項等での特別措置に関する記載は障害者全般についてであり、発達障害に特化したものではなかった。また、学生の修学支援体制については、専門の部署や機関、委員会がある大学は少数で、多くは教員が学生委員会等において就学支援を担当していた。支援に対する取り組みについても、少数の大学でFDが開催されている程度であり、各大学での修学支援体制や取組に差が大きいことが明らかになった。看護教員においては、大多数の人は発達障害の人と関わったことがあり、時期では教員職に就いてから、対象者は学生で発達障害の分類はASDが最も多かった。教員の発達障害の症状(特徴)に対する認識は、約半数の者が高い方であると認識していたが、発達障害学生への対応に自信がある教員は少なかった。教員が実践している具体的対応では実習指導や講義・演習指導が多く、自己研鑽法としては書籍での学習が多かった。しかし、大学入試センター試験での特別措置の把握や日本学生支援機構の発達障害学生に対する支援マニュアルの活用は少数であった。一方で教員が課題として感じていることは、修学上の困難が発達障害によるものかどうかの判断や各部署間との支援連携であり、具体的に臨地実習先の受け入れや連携に苦慮しているとの記載もあった。また、看護師としての資質における適性については、問題があると感じている教員の方が多かった。なかでも発達障害者が不得手とする「社会的行動」に問題を感じていた。発達障害の人の臨床現場における看護師としての職務状況の把握及び看護学生に対する修学状況及び支援の現状を把握することで問題点の抽出や検討課題を明確化し、今後の修学・就労支援の在り方を検討する目的で全国の大学病院及び400床以上の総合病院の合計555施設の看護部長を対象として実態調査を行った。その結果以下の点について明らかになった。回答が得られた201施設のうち、約3/4の施設に発達障害(疑い含む)の看護師が在職していた。これらの看護師は、多くの施設において「何度同じことを指摘しても一向に改善されない」、「急な予定変更や突発的な事態に対して臨機応変に対応できない」等、職務遂行上で何らかの支障をきたしており、それに対して上司や同僚は「職務の量や内容をその人に応じて調整する」等の配慮を実施していた。このような背景を踏まえてか、発達障害の人の看護職員としての採用について8割の施設は「採用しないだろう」と回答し、その理由で多かったものとして「看護師としての職務遂行に問題がある」、「患者の安全が保証されない」があった。また、看護学生についても約半数の施設で発達障害の看護学生の臨地実習を担当しており、障害特性がもたらす問題点が各種露呈しているとともにこれらに対して臨床指導者と看護教員が協同して配慮しながら実習を展開させていた。発達障害の人が看護師として就労するにあたっての資質については、全体の約9割が「問題がある」と回答し、具体的には突発的な事態への対処や他の人との円滑な意思疎通といった看護師としての基本的な職務行動を問題視していた。しかしながら、いくつかの施設では障害特性を理解した上での就労に前向きな意見もあり、それを実現するためには臨床側と教育側が当該者について適切な情報共有を行いながら看護師育成に携わる必要があり、積極的な対話と連携を必要とすることが明らかになった。平成27年度に計画していた調査の実施や分析が終了し、臨床現場で発達障害の看護師が職務を遂行することや看護学生が臨地実習を展開していく上の問題点やそれに対する支援の実態を把握することができ、就労支援についての方策についても考案することができた。調査の実施にあたり準備に時間を要してしまい、当初予定していた時期より遅くなってしまった点や前年度実施した調査に関する成果発表が遅延している状態にあるため研究自体の進捗が全体的に遅れ気味となっている。本研究は、看護系大学等への進学を決定している高等学校における発達障害の生徒への対応を含めた進路指導の現状を明らかにし、看護系大学等が果たすべき役割や高等学校へ向けた情報発信のあり方を検討する目的で、全国の普通科を設置している高等学校1700校の進路指導教諭を対象として実態調査を行った結果、以下の点が明らかになった。回答が得られた626校のうち、発達障害の生徒の在籍が313校(50%)、疑われる生徒の在籍が529校(84.5%)であった。教員の発達障害への理解の程度は約6割が「進んでいる」と回答し、発達障害の生徒の在籍に影響された。

看護師としての適性に疑問を感じ、進路変更を勧めたことがあると回答した教員は237名(39.0%)あり、理由として「コミュニケーション能力に問題」「学力不足」が多かった。また、適性の判断を誰が行うかについては、「本人」「親」に次いで「高校教員」が53.9%で、「看護教員」は25.5%であった。看護系大学での修学における問題の発生程度では約7割の教員が「問題が発生する」と回答し、問題の理由は、「周囲とのコミュニケーション」「対人関係」「発達障害の特性」が多かった。発達障害の人の看護師としての適性について因子分析を行ったところ、過去に実施した看護教員や臨床看護師とは異なる結果を示し、自律性を求める行動に関する因子が抽出できず、一体化していた看護師としての対人行動や援助行動がそれぞれ独立した因子として抽出された。高校教員は、看護師としての適性を考慮しながら生徒の進路指導を行い、約半数は自身が適性の判断者と考えていた。進学後のミスマッチングを防ぐためにも看護系大学は求める学生像をより具体的表現とすることや参加型オープンキャンパスの実施、学力に偏重しすぎない入試内容と適切な評価の導入、積極的な高大連携による情報共有を実施することが課題であると考える。全国の看護教員、看護部長、高等学校進路指導担当教員を対象とした調査の結果、発達障害の人は看護師としての適性において「問題がある」と回答した人が多く、中でも自律的な行動や対人関係を問題視していたが、発達障害の種類や程度によっては看護師としての就労は可能であるという意見も見られた。しかし、看護職は人命に携わる職業であるため適性を考える機会は必須であり、参加型看護体験等の実施やより具体的なアドミッションポリシーの明示等が有効と考えられた。また、学生への支援・配慮を目的とした高大間での情報共有、キャリア支援として看護教育側と臨床側による協働教育体制の必要性が示唆された。平成26年度に計画していた調査の実施や分析が終了し、発達障害学生に対する修学支援の現状や課題を明らかにすることができた。これから成果発表を予定している。平成26年度の看護教育現場および平成27年度の臨床現場において発達障害の人が看護師になるための教育や看護師になってからの職務上における様々な問題点が明らかになった。そこで平成28年度は、これらの調査結果の中で共通の問題点となっていた看護職への志望を進路先として決定する指導にあたった高校を対象とする調査を計画通り実施する予定である。また、特に研究の最終年度でもあるため発達障害の人が看護職を希望した場合、高校・大学・就職先(主に病院)がそれぞれにどのような連携を構築すれば発達障害の人および関わる全ての周囲の人にとってよりよい結果を導けるのかを具体的に考案していく。母性看護学平成26年度で明らかになった看護教育現場で明らかになった現状や課題をもとに、平成27年度では研究計画の予定通り、実習や就職先となる病院施設での発達障害についての認識や受け入れ、さらに看護師としての資質の適性についての認識や就労上の課題を明らかにしていく。そして、教育現場で実施すべきことは何かを見出していく。調査対象の病院施設数について、大学生が就職を希望する傾向が高いとされる病床数の多い病院に限定したため当初計画していた対象の約6割程度に留まってしまい、その他の項目である郵送費がかからなかった。平成28年度に調査を実施する対象に計画している全国の高等学校(普通科)に対して調査用紙の配布・回収を目的とする郵送費として使用する。
水素結合型ベンゾセミキノン錯体に基づく磁性強誘電体の創製

本研究では,二種類の水素結合型p-ベンゾセミキノン錯体を新規に合成し,これらの錯体がプロトンの秩序ー無秩序転移による二次相転移を起こし,室温相は常誘電相であり,低温相では反強誘電相となることを明らかにした.固体13C NMRスペクトルと誘電率測定から,プロトンは非常に高速で運動しているが,短距離秩序を形成しており,その境界でプロトン移動と分子内電子移動がカップルしてトポロジー的に生じるハイドロキノンやベゾキノンのキンク欠損が存在していると考えられる.電場の印加によって,キンク欠損がプロトンと電子の移動を伴い移動するプロトニックソリトンによって,誘電応答を示していると考えられる.本研究では,水素結合内のプロトンの秩序ー無秩序転移に伴い構造相転移を示すことを見出した水素結合型p-ベンゾセミキノン錯体[Cp*Rh(HBSQ-Me4)]X (HBSQ-Me4=テトラメチル-p-ベンゾセミキノン,X = PF6 (1), CF3SO3 (2))について,その構造相転移の詳細をX線結晶構造解析,誘電率測定,比熱測定,固体高分解能13C NMRスペクトル測定,温度可変IR測定などによって調べている.25年度は,昨年度,100 mgオーダーでの合成を可能にした合成法にしたがって,錯体1を300 mg程度合成し,比熱測定と固体高分解能13C NMRスペクトル測定を行った.比熱測定では,プロトンの秩序ー無秩序転移による比熱のピークを観測できた.また,固体高分解能13C NMRスペクトルでは,誘電異常と一致して,低温側ではプロトンの片方の酸素原子側への局在化によるピーク分裂が観測され,プロトンの交換速度求めることができた.IRの温度依存性では,OH変角振動にプロトンの秩序ー無秩序転移に伴う変化が観測された.さらに,中性子線回折に必要な1mm3程度の体積の単結晶を得ることもできた.また,錯体2についても300 mg程度合成した.これについては,26年度に比熱測定,13C NMRスペクトル測定を行う.さらに,系内に混合原子価やスピンを導入するために,s-インダセンキノン(s-INDQ)の二つの5員環にそれぞれCp*Rhが配位したs-インダセンキノン錯体[Cp*Ru(s-INDQ)RuCp*]を分子設計し,合成を行った.本研究では,二種類の水素結合型p-ベンゾセミキノン錯体を新規に合成し,これらの錯体がプロトンの秩序ー無秩序転移による二次相転移を起こし,室温相は常誘電相であり,低温相では反強誘電相となることを明らかにした.固体13C NMRスペクトルと誘電率測定から,プロトンは非常に高速で運動しているが,短距離秩序を形成しており,その境界でプロトン移動と分子内電子移動がカップルしてトポロジー的に生じるハイドロキノンやベゾキノンのキンク欠損が存在していると考えられる.電場の印加によって,キンク欠損がプロトンと電子の移動を伴い移動するプロトニックソリトンによって,誘電応答を示していると考えられる.本研究では,水素結合型p-ベンゾセミキノンロジウム錯体[Cp*Rh(p-HSQ-Me4)]PF6 (1) (p-HSQ-Me4 =テトラメチル-p-ベンゾセミキノン)の構造相転移の詳細を,X線結晶構造解析,単結晶試料を用いた赤外反射率測定,固体高分解能13C NMRスペクトルにより調べた.また,このNMRスペクトルの測定に必要なサンプルを100mg程度合成できるように合成法の改良を行い,大量合成が可能となった.さらに,錯体1と同じ錯体カチオンを持つ[Cp*Rh(p-HSQ-Me4)]CF3SO3 (2)を合成し,結晶構造と誘電性を調べた.これらの錯体では,それぞれ237 K, 210 Kでプロトンの熱的なディスオーダーに起因する興味深い秩序ー無秩序相転移が観測された.錯体1の赤外反射スペクトルでは,水素結合に関係するOH伸縮振動はベースラインにうねりがあり,うまく観測できなかったが,OH変角振動では,相転移にともない変化が見られた.また,13C NMRスペクトルでは,秩序ー無秩序相転移にともない低温相の秩序相ではピークの分裂が観測された.本研究で見出したプロトンの熱的なディスオーダーはダイナミクスの視点からはたいへん興味深いが,室温付近での強誘電性発現には不利である.そこで,セミキノン配位子の酸性度を小さくすることで水素結合を弱めるために電子供与性置換基を導入した[Cp*Rh(p-HSQ-(OMe)4)]PF6 (3)を新規に合成し,結晶構造からプロトンの結合状態を調べた.その結果,プロトンは345 Kの高温でも熱的にディスオーダーしないことがわかった.

極性結晶となれば,室温で強誘電性が発現されると期待される.本研究では,プロトンダイナミクスや強誘電性に加えて,セミキノン配位子あるいは磁性金属イオンによる磁性発現や,分子間でのプロトン移動と電荷移動がカップルして特異な電子状態を生じる電子系の創出を最終目標として,Cp*Mユニット(Cp*=ペンタメチルシクロペンタジエニル)にp-ベンゾセミキノン(HSQ)がπ結合した一次元水素結合型p-ベンゾセミキノン錯体に着目した.このタイプの錯体では,プロトンの付加,脱離と共に分子内電荷移動を起こし,p-ベンゾキノンーM+ <--> p-ベンゾセミキノンーM2+ <-->ハイドロキノンーM3+の状態を安定に取ることが知られており,水素結合内でのプロトン移動と連動して分子内電荷移動を起こすことが期待される.本研究では,[Cp*Rh(η5-p-HQ-Me4)]X (X = PF6, CF3SO3)を新規に合成した.熱容量測定から,これらの錯体がプロトンの秩序ー無秩序転移による二次相転移を起こし,室温相は常誘電相であり,低温相では反強誘電相となることを明らかにした.また,室温相の誘電率は1MHzまでほとんど周波数依存性を示さず,非常に早い応答であることも明らかにした.固体高分解能13C NMRスペクトルから見積もった交換の速さkは,240-270 Kの温度範囲で10-4-10-6 sであり,非常に高速でプロトン移動を起こしていることを明らかにした.プロトンは非常に高速で運動しているにもかかわらず短距離秩序を示しており,その境界でプロトン移動と分子内電荷移動がカップルしてトポロジー的に生じるハイドロキノンやベンゾキノンのキンク欠損が存在していると考えられる.電場の印加に伴って,このキンク欠損が隣接分子への逐次的なプロトン移動によって移動するプロトニックソリトンによって,強誘電的に配列した領域が増大することで誘電応答を示していると考えられる.本研究は,プロトニックソリトンと分子内電荷移動がカップルした誘電応答の初めての例である.錯体化学今年度目標とした,錯体1の比熱測定と詳細な固体高分解能13C NMRスペクトル測定を行い,プロトンの秩序ー無秩序転移を詳細に調べることができた.特に,低温側ではプロトンの片方の酸素原子側への局在化によるピーク分裂が観測され,得られたスペクトルについてシミュレーションを行い,プロトンの交換速度求めることができ,大きな収穫であった.一方,計画していたキラルな対アニオンを導入することによって極性結晶を得る試みは,現在までのところ,成功していない.また,混合原子価やスピンが期待されるs-インダセンキノン錯体[Cp*RuII(s-INDQ)RuIICp*]を合成することができた.今年度目標とした,NMRスペクトル測定,比熱測定に必要なサンプルを100mg程度合成できるように合成法の改良を行い,大量合成を可能とした.この試料を用いた固体高分解能13C NMRスペクトル,また,単結晶試料を用いた赤外反射率測定を行い,プロトンの秩序ー無秩序相転移を調べた.さらに,研究実績の概要で述べた[Cp*Rh(p-HSQ-(OMe)4)]PF6 (3)を新規に合成し,結晶構造からプロトンの結合状態を調べた.その結果,プロトンは345 Kの高温でも熱的にディスオーダーしないことがわかった.極性結晶となれば,室温で強誘電性が発現されると期待される.26年度は,錯体1の中性子線回折をJ-PARCを利用して行う.この結果とこれまでの合成,X線結晶構造,比熱,誘電性,固体高分解能13C NMRスペクトル,IRスペクトルの結果を合わせて論文を作成し,投稿する.錯体2について,比熱測定,13C NMRスペクトル測定を行う.錯体2に関しても,データが揃い次第,論文投稿する.さらに,s-インダセンキノン錯体[Cp*Ru(II)(s-INDQ)Ru(II)Cp*]を用いて,水素結合型セミキノン錯体[Ru(II)Cp*(Hs-INDSQ)Ru(II)Cp*]X (X = PF6, CF3SO3)の結晶化を行うとともに,化学酸化あるいは,電解酸化によって,混合原子価錯体[Ru(II)Cp*(H s-INDSQ)Ru(III)Cp*]の合成について検討する.これまで合成した錯体1-3のプロトンが局在した秩序相では,結晶内に対称心のある構造であった.
内因性自然免疫活性化分子を用いたDNAワクチンの免疫原性増幅法

遺伝子アジュバントとして最適な分子を選択するため、Toll様受容体からのシグナル伝達に関わるアダプター分子の中で、MyD88はNF-κBを最も強く活性化し(無処置の細胞と比べて>55倍)、TRIFはIFN-βプロモーターを最も強く活性化すること(無処置の細胞と比べて>390倍)が判明し、この2つの分子を遺伝子アジュバントとして応用し、検討することとした。DNAワクチン用に開発されたpGAベクターにLacZ遺伝子を導入したpGA-LacZプラスミドを作製した。このプラスミドに、MyD88遺伝子を発現するカセットもしくはTRIFを発現するカセットを挿入し、pDX-LacZ-MyD88もしくはpDX-LacZ-TRIFを作製した。これらをBALB/cマウスに筋注エレクトロポレーション法で導入し、LacZに対する免疫応答を評価した。pDX-LacZ-MyD88ではpGA-LacZ投与群と比べ、7.8倍の抗原特異的抗体産生を誘導し、pDX-LacZ-TRIF投与群では、5.2倍の抗原特異的IFN-γ産生および有意に強力なCTL活性を誘導した。これらDNAワクチンの標的遺伝子をHAに交換し、pGA-HA、pDX-HA-TRIFを作製し、BALB/cマウスに投与後4LD_<50>のインフルエンザウイルス(H1N1)を経鼻感染させ、その後の生存率を評価した。感染後7日の生存率は、pGA-HA投与群では40%、pDX-HA-TRIF投与群では100%であった。このことにより、TRIFを遺伝子アジュバントとして用いることでDNAワクチンの免疫原性を増強し、ウイルス感染防御を増強したことが判明した。まず、遺伝子アジュバントとして最適な分子を選択するため、Toll様受容体からのシグナル伝達に関わるアダプター分子、MyD88、TRIF、TIRAP、TRAM、TOLLIP、IRAK1、TRAF6に着目した。これら分子のcDNAをヒト脾臓由来ライブラリーからクローニングし、哺乳動物発現ベクターに導入した。これら発現プラスミドをHEK293細胞にトランスフェクションし、細胞内のNF-κB活性化、IFN-βプロモーター活性化を指標にして、それぞれの分子の機能を検討した。これら分子の中で、MyD88はNF-κBを最も強く活性化し(無処置の細胞と比べて>55倍)、TRIFはIFN-βプロモーターを最も強く活性化すること(無処置の細胞と比べて>390倍)が判明し、この2つの分子を遺伝子アジュバントとして応用し、検討することとした。これらをHEK293細胞にトランスフェクションし、細胞内のLacZ活性、NF-κB活性化、IFN-βプロモーター活性化を比較した。LacZ活性は、ほぼ同等レベルであり、NF-κBはpDX-LacZ-MyD88で最も活性化しており(pGA-LacZを導入した細胞に比べ>7.7倍)、IFN-βプロモーターはpDX-LacZ-TRIFで最も活性化されていた(pGA-LacZを導入した細胞に比べ>10.7倍)。以上の結果から、MyD88は導入された細胞内でNF-κBを活性化し、TRIFはIFN-βを産生誘導することで、ワクチンの免疫原性に影響するであろうことが想定された。