hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バレー自由度を有するラシュバ系での特異な電子スピン物性

スピン軌道相互作用と空間反転対称性の破れにより発現するラシュバ効果に、対称性を制御することによってバレー自由度を加えたナノ構造体の電子スピン物性の解明を目的に実験と理論の両面より研究を遂行した。その結果、非渦型のスピン構造を有するバレーや、表面垂直方向にスピン100%偏極した金属的なバレーなど、それまでの常識を覆すようなスピン偏極バレー構造を報告するとともに、ラシュバ効果にバレー自由度を加えることで電子スピンの散乱を抑制できることを示した。また、環状チアジルバイラジカル分子を用いた二次元ハニカム構造の作製に成功し、同試料でのディラックフェルミオンの存在の可能性を示した。シリコン(Si)表面にタリウム(Tl)を1原子層(ML)吸着させると、TlはT4サイトに吸着してTl/Si(111)-(1×1)構造となり、その表面電子バンドはスピン軌道相互作用と表面垂直方向の空間反転対称性の破れによるラシュバ効果のためスピン偏極している。通常のラシュバ効果によるスピンの方向は表面平行で波数に垂直であり、偏極度が100%にならない。我々は以前の研究でTl/Si(111)-(1×1)の表面ブリルアンゾーンのK点で電子スピンが表面垂直方向を向き、偏極度が100%であること、またそれらの原因がこの点におけるC3対称性であることを報告した。本年度はまずスピン分解逆光電子分光によってこの表面のK点における非占有状態の電子スピンも占有状態と同様100%偏極して表面垂直方向を向くことと、非占有状態での分裂幅が占有状態のものよりもはるかに大きいことを明らかにした。また光エネルギーを変えながらスピン分解光電子分光測定を行うことにより、Tl/Si(111)-(1×1)にTlをわずかに吸着させて電子をドープした試料において、電子バンドが高結合エネルギー側にリジッドにシフトし、K点において100%スピン偏極した金属的なバレー構造が形成されることを明らかにした。この結果と走査トンネル顕微鏡を用いた準粒子干渉パターンの結果から、金属的なバレーが電子スピンの散乱方向を制御するフィルターの役割をすることがわかった。またナノスケールでスピンのフィルターとして機能するスピン偏極バレーがマクロスケールでのスピン伝導と電気伝導にどのように寄与するかを調べることを目的にマイクロ多端子プローブ測定装置を設計・製作した。本装置はマイクロ12端子プローブと表面電気伝導測定用駆動機構モジュールを備えており、プローブ間隔に依存した伝導の様式から表面スピン・電気伝導を議論することが可能である。異方性を有する基板上での特異なスピン偏極バレーバンド研究として、まずはスピン・角度分解光電子分光によりフェルミ準位直下にホールライクなバレー構造を有するタリウム(Tl)吸着シリコン(110)(Si(110))表面のスピン偏極電子構造を測定した。その結果、波数空間においてバレー内のスピン偏極ベクトルが波数に依存して面内から面直と変化することがわかった。この結果をうけて行った第一原理計算により得た同表面の波数に依存したスピン偏極ベクトルと実験結果は良い一致を示し、スピン偏極ベクトルの変化が基板の対称性に起因することがわかった。また、異方的なスピン偏極バレーバンドの候補として、原子構造が(1×1)の周期性を有するビスマス(Bi)、鉛(Pb)やインジウム(In)を吸着させたSi(110)表面の電子構造を角度分解光電子分光により測定した。これらのうちPb/Si(110)においてラシュバ効果によって分裂した異方的なバンドが見えたものの、その束縛エネルギーは大きく、スピンフィルターとしてのバレー構造とはほど遠いものであった。Bi/Si(110)は大きなラシュバ分裂は観測されず、In/Si(110)では急峻な金属的電子バンドが見えたがラシュバ分裂はなかった。Si(110)表面上でBi、PbとInを吸着させてSi(110)表面でスピンフィルターとしてはバレーバンドの可能性が小さいことから、巨大バレーバンドの作製に方向転換した。巨大バレーバンドを有する試料の候補として考えた、TlとBiをSi(111)表面上に共吸着させて作製したTlBi合金薄膜の電子構造を測定したところ表面ブリルアンゾーンの端において巨大なバレー構造を有する可能性があることがわかった。マイクロ12端子プローブ測定装置に関してはすべての部品が揃い、セットアップがほとんど終わった状態である。異方的な電子構造と特異なスピン状態を有するTl/Si(110)-(1×1)表面は、理論的なサポートを得るために不可欠である原子構造がこれまで不明であった。そこで低速電子線回折の電子エネルギーに対するスポット強度の変化を測定したところ、理想的な(1×1)表面でのp2mg対称性が、Tl吸着表面では単位格子中の2個のTl原子の高さが異なるためにp1m1対称性となることを明らかにした。また、ラシュバ効果によって発現する電子スピンの振る舞いが、束縛エネルギーの小さい領域では大きい領域と異なり、等エネルギー面でスピンの偏極ベクトルが面内かつ常に同じ方向を向くことを観測した。これまで観測されていた渦状のものと完全に異なるこのようなスピン構造の起源が表面の対称性を用いて簡単に説明できることも明らかにした。Si表面上に作製したTlBi重元素合金の電子構造を高分解能角度分解光電子分光で測定し、表面ブリルアンゾーン(SBZ)のK点における巨大バレー構造のフェルミ準位付近での直線的なバンド分散を解析した結果、フェルミ速度がトポロジカル絶縁体で報告されたものと同程度であることがわかった。

また、SBZのM点においてこれまで報告されてものよりも大きな巨大ラシュバ分裂を観測した。電子ドープにより、SBZのK点で対称性に起因して電子スピンが表面垂直方向を向くバレー構造を有するTl/Si(111)表面をスピン分解逆光電子分光で測定した結果、このバレーバンドの非占有状態領域では電子スピンが波数空間においてツイストしていることを見出した。グラフェン同様、K点において直線的なバレー構造を有する二次元有機分子シートの作製を目指し、Cu(111)表面に環状チアジルラジカルBDTDA薄膜を作製したところ、BDTDAがハニカム構造を形成し、フェルミ準位近傍にディラックフェルミオンが存在する可能性を示唆する結果を得た。交付申請書に記載した、Tl/Si(110)-(1×1)表面のバレー構造における波数に依存したスピン偏極電子状態をスピン・角度分解光電子分光により実験的にもとめたのみでなく、その原子構造を低速電子線回折の電子エネルギーに対するスポット強度の変化より明らかにした。また第一原子計算を用いて、実験よりもとめたスピン偏極電子状態と原子構造を確認するとともに、同表面の特異なスピン偏極電子構造の起源に関する知見を得た。さらに、表面の対称性と表面ブリルアンゾーンの対称点の対称性を考慮することにより、スピン偏極ベクトルの面内成分の振る舞いを簡単に予測できることを見出した。この結果は対称性を利用して新奇ラシュバスピンを有するバレー構造を発現させることができるのみでなく、その特異なスピンの振る舞いを簡単なモデルで説明できることを意味しており、他の系におけるスピンの振る舞いに応用できることから、対称性とスピンの偏極ベクトルという問題に大きな進展をもたらすものであり、当初の計画以上の成果といえる。電子ドープしたTl/Si(111)表面においては、これまでバレーバンドのフェルミ準位以下の占有状態のみの情報しかなかったが、スピンの三次元情報を得ることができるスピン分解逆光電子分光装置を用いてバレーバンドの非占有電子状態の観測に成功し、スピンが面直方向のみを向く占有状態と異なり、非占有状態ではスピンの向きがツイストすることを明らかにしたのは、スピンフィルターとしてバレーを活用するときの電子のドープ量に関する指針を与えるものであり、当初の計画以上の進展である。バレーを有する有機分子二次元シートの作製とその電子状態の観測という新しい試みに関しては、ディラックフェルミオンの存在を示唆する結果を得ることが出来、同二次元シートを用いたバレトロニクスの新しい可能性を示すことができたのも当初の計画以上である。Tl/Si(110)-(1×1)表面の原子配列の対称性は[00-1]方向に鏡面を1つだけ有し、回転対称性がないp1m1である。このため、同表面のブリルアンゾーン中心のΓ点、[00-1]方向のブリルアンゾーン端のX'点と[-110]方向のX点、およびΓ-X'上の全て点はC1h対称性をとる。C1h対称性を有する点においてスピンの向きは、時間反転対称性が無い限りその面に対して垂直方向にロックされている。つまり、Γ-X'上のΓとX'点以外の点ではスピンの向きは変わることができない。
アジアにおける経済のグローバリゼーションとジェンダー構造の変化

1997年のアジア経済危機以降、経済のグローバリゼーションが一層加速化し、アジア各地域では労働力の非正規化や、これまでとは様相を異にする「新しい貧困」が急速に拡がり、これらの人々の「社会的排除」が深化した。本研究は、研究対象地域である日本、韓国、中国華南地域、タイ、バングラデシュ、トルコにおける「社会的排除」の実態を、ジェンダーの視角から構造的に明らかにし、比較分析することを目的とした。平成16年度は、主に、研究対象地域の雇用・就業構造と福祉体制、あるいは社会政策をジェンダーの視角から総合的に見る共通の分析枠組みを作り上げることに力が注がれた。このために、2回にわたって国際ワークショップを開催し、さらに、日本と韓国でそれぞれ1回ずつ研究会を持った。これを踏まえて、平成17年度は、研究対象地域における実態調査を行い、この結果を、日韓で開かれた2回の国際ワークショップ及び2回の研究会において、共通の枠組みにそって比較分析した。具体的には、各地域の「非正規化」を中心とする労働市場構造や、家族政策、社会的扶助政策、税制、年金政策、生活構造、労使関係などの変化を、「生活保障システム」という総合的な枠組みでもって、ジェンダーの視角から考察したのである。とくに、この際、法・制度の枠組みで把握されない経済活動としての「インフォーマリティ」の実態を各地域ごとに浮き彫りにすることによって、多様な「社会的排除」の様相を明らかにしょうとした。その成果を編集したものが、研究成果報告書である。また、これらの研究成果は、2005年6月1924日にソウルで開催された世界女性学大会(Women's Worlds 2005)および、2006年2月22日に山口市で開催された東アジア国際市民シンポジウム「地域から男女共同参画の推シンポジウムは、本研究を通じて得られた成果を地域社会に発信・還元することを一つの目的とした。本研究は、1997年のアジア経済危機以降、経済のグローバリゼーションの影響が急速に強まる中で、アジア各地域の社会経済構造がどのように変化したのかについて、ジェンダーの視角から比較分析することを目的としている。本年度は、各研究対象地域(日本、韓国、中国、タイ、バングラデシュ、トルコ)の比較分析を行うにあたって、これまで別々に分析されてきた雇用・就業体制と福祉体制を、ジェンダーの視角から総合的に見る枠組みとしてのwelfare-employment regimeを新たに定立し、それが各地域でどのように成り立ち、変化しているのかについて研究する方針を定めることに力を注いだ。このため、韓国とタイから共同研究者を招いて2004年7月と2005年2月の2回にわたって東京大学社会科学研究所で国際ワークショップを開催し、さらに、日本と韓国でそれぞれ1回ずつ研究会をもった。この結果、welfare-employment regimeを軸とする、各地域の調査、研究方針が決定された。これについては、内部報告書が作成された。とくに、日本と韓国を担当する研究者の間では、共通の項目を設定して、両国のwelfare-employment regimeを全体として比較分析し、東アジアにおけるwelfare-employment regimeに関する実証研究の嚆矢となる試みが始められた。具体的には、日本と韓国でそれぞれ、女性の労働力化と非正規労働者化に関する第一回実態調査が労働者のインタビューを中心に行われ、また、韓国で、労働政策、社会福祉政策担当者及び、労働組合(ナショナルセンター、各単粗、女性労働組合)関係者に対する予備面接調査が行われ、内部報告書が作成された。以上のような平成16年度の研究実績を踏まえて、平成17年度の研究で最終的な研究成果をまとめる。

なお、研究及び調査の内部報告書は、研究がまだ途上にあるため公表は差し控える。1997年のアジア経済危機以降、経済のグローリゼーションが一層加速化し、アジア各地域では労働力の非正規化や、これまでとは様相を異にする「新しい貧困」が急速に拡がり、これらの人々の「社会的排除」が深化した。本研究は、研究対象各地域(日本、韓国、中国、タイ、バングラデシュ、トルコ)における「社会的排除」の実態を、ジェンダーの視角から構造的に明らかにし、比較分析することを目的としている。本年度は共同研究の最終年に当り、研究対象地域における実態調査を行い、それを一定の共通枠組みにそって分析することとした。したがって、本年度の前半は、昨年までのwelfare-employment regimeに関する議論を基礎に、共通の分析枠組みを定立することを目指した。そのためのワークショップを2005年6月18,19日の2日間にわたって韓国労働研究院で開催し、各地域の実態が報告され、それをどのような切り口で比較分析するかが話し合われた。さらに、6月19日24日にソウルで開かれた世界女性学大会(Women's Worlds 2005)で共同研究チームとして一つのセッションを組織し、これまでの研究成果を発表し、世界各地の研究者と討論する機会を得た。その後、東京とソウルでそれぞれ一回ずつ研究会を開き、各地域における「社会的排除」の実態を分析するために、「生活保障システム」と「就業体制(=employment system)」という分析視角が構築された。その際、各地域における「インフォーマリティ」のあり方にとくに着目することが了解された。本年度の後半は、ワークショップ及び研究会の議論を踏まえて、設問調査やインタビュー調査を中心に、各地域で実態調査が実施された。さらに、文献研究及び原資料統計分析も併せて行われた。これらの調査結果を分析・検討した初稿を持ち寄って、2006年2月20日22日に山口にて最終ワークショップを行い、比較分析の視点から議論をした。こうして得られた研究成果は、最終成果報告書としてまとめられ公表される。
小児科病棟における母親の付き添いが家族機能におよぼす影響に関する研究

(1)東京都内で小児科病棟における家族の付き添いに関する実態調査を実施したところ,母親の付き添いに対する病棟方針は「原則として許可しないがある条件で許可する」が59.4%で最も多かった.付き添い率は27.1(±29.4)%で,過去の報告に比べて減少傾向にあった.また,家族の付き添いに対して賛否両論であったが,母親や家族への負担を配慮する必要があるという認識が高くなりつつある現状が明らかになった.(2)家族機能を定量的に測定できる用具として,FFFS日本語版Iを開発し,その信頼性と妥当性を確認した.これは,「家族と個々の家族構成員との関係」,「家族とサブシステムとの関係」,「家族と社会との関係」の3分野を網羅した27項目で構成される自記式質問票である.今後,我が国においてさまざまな家族への適用を期待したい.(3)FFFS日本語版Iを使用して,母親が付き添いを行っている家族の家族機能を評価し,健常児を持つ母親との家族機能を比較することで,母親の付き添いが家族に及ぼす影響を明らかにした.家族機能の得点化により,付き添いを行っている母親は自由時間が少なく,疲労が高い生活の中で,子どもに関する心配事を抱え,心身ともにストレスの高い状態にあることが判明した.また,付き添いを行っている母親は,家族や社会での役割に支障をきたしていると感じており,家族機能の充足度が低い現状が明らかになった.とくに,「家族とサブシステムとの関係」と「家族と社会との関係」の分野における充足度の評価が低かった.母親が付き添いを行っている家族の家族機能を家族と社会との相互関係から正確にアセスメントし,良好な家族機能を維持できるように働きかけることを家族看護における課題として提案したい.最近になって,個人ではなく家族全体を研究対象としてとらえる傾向が強まってきたが,我が国において家族機能を測定する適切な尺度は未だ確立されておらず,家族看護学研究において大きな障害となっている.したがって,小児科病棟における家族の付き添いが家族構成員に及ぼす影響については検討されているが,家族機能の変化についてはこれまでなされていない.そこで,我が国で使用できる家族機能検査を開発するために,アメリカ合衆国で提唱されたFFFS(Feetham Family Functioning Survey)を翻訳して,日本語版を作成した.このFFFSは,夫と過ごす時間,家事に使う時間,性生活の満足度などの27項目から成る家族機能検査である.サブスケールのもつ意味が原版と近くなるように,文化の価値基準を考慮しながら翻訳を行った.さらに,予備調査を実施して,その妥当性および信頼性を統計的に処理した後,いくつかの修正を加えて,FFFS日本語版を完成させた.引き続き来年度は,総合病院などに入院中の患児の母親400名程度を対象として,このFFFS日本語版を使った郵送調査や面接調査などを実施する計画である.そして,患児の入院に付き添う母親の生活の実態,家族機能におよぼす影響を把握し,看護側から母親への援助,母親の疲労の軽減に資することを目的とする.患児,母親,留守家族の状態を含めて,総合的に母親が付き添うことの適否を決定する判断材料とする.(1)東京都内で小児科病棟における家族の付き添いに関する実態調査を実施したところ,母親の付き添いに対する病棟方針は「原則として許可しないがある条件で許可する」が59.4%で最も多かった.付き添い率は27.1(±29.4)%で,過去の報告に比べて減少傾向にあった.また,家族の付き添いに対して賛否両論であったが,母親や家族への負担を配慮する必要があるという認識が高くなりつつある現状が明らかになった.(2)家族機能を定量的に測定できる用具として,FFFS日本語版Iを開発し,その信頼性と妥当性を確認した.これは,「家族と個々の家族構成員との関係」,「家族とサブシステムとの関係」,「家族と社会との関係」の3分野を網羅した27項目で構成される自記式質問票である.今後,我が国においてさまざまな家族への適用を期待したい.(3)FFFS日本語版Iを使用して,母親が付き添いを行っている家族の家族機能を評価し,健常児を持つ母親との家族機能を比較することで,母親の付き添いが家族に及ぼす影響を明らかにした.家族機能の得点化により,付き添いを行っている母親は自由時間が少なく,疲労が高い生活の中で,子どもに関する心配事を抱え,心身ともにストレスの高い状態にあることが判明した.また,付き添いを行っている母親は,家族や社会での役割に支障をきたしていると感じており,家族機能の充足度が低い現状が明らかになった.とくに,「家族とサブシステムとの関係」と「家族と社会との関係」の分野における充足度の評価が低かった.母親が付き添いを行っている家族の家族機能を家族と社会との相互関係から正確にアセスメントし,良好な家族機能を維持できるように働きかけることを家族看護における課題として提案したい.
肝内胆管癌のゲノム進化様式と微小環境解析に基づく免疫療法に対する感受性予測の検討

高い悪性度にも関わらず有効な治療法の乏しい肝内胆管がんを対象として、個々の原発巣より多領域検体を採取しゲノム変異およびRNA発現レベルの数理学的オミックス統合解析を行い、特に腫瘍免疫療法への適応の可能性を明らかにする。肝内胆管がん10例の原発巣を多領域(45カ所)に分割し、WESとSNPアレイを併施してSNV/CNAで進化系統樹を描き、幹(clonal)と枝葉(sub-clonal)を明らかにして多様性のレベル(幹の長さと枝葉の広がり)を評価する。他方、本研究では進化様式により勘案した多様性のレベルが、GEP/TMBによるICI感受性予測値に如何に影響を及ぼすか?明らかにする。
環境材料設計基準に資するマテリアルリスク指標

地球環境問題に対応するサスティナブルな物質・材料の設計・選択・評価に資するための、物質・材料のマテリアル・リスク指標を、"持続的供給リスク"、"環境変動リスク"、および"毒性リスク"としてとらえ、それぞれに対する指標を数値化した。この数値化において、元素ごとに共通の手法を用いることで横断的な比較を可能とし、材料や部材の設計に用いることができるようにした。さらに、これらの指標の適用方法を"持続的供給リスク"を表す関与物質総量を中心に例示した。とくに、リサイクルの適用に関して実際のリサイクル技術の開発と合わせて都市鉱石化の評価に関与物質総量を用いるという新しい適用方法も明らかにした。初年度では、まず本研究課題における課題や達成目標について広く検討するために、研究委員会を組織した。この場に、資源関係者、材料の製造側と使用側の専門家、ならびに、毒物の評価の専門家など、計14名の委員に参加していただき、議論を開始した。研究会は08年10月16目と09年1月23日の2回にわたって開催した。この場で、本課題の重点実施目標としてTMR(関与物質総量)のより広範な応用展開の検討と、毒性物質の毒性指標の確立とデータベース化を検討することとした。これにそって、第1回研究会では、まず研究代表者である原田の方から、これまでのTMRの検討経過についてプレゼンするとともに、委員からこれまでのTMRに関する検討事例を3例報告いただいた。これによってTMRに関する認識を深めた。さらに、「潜在有害物質強度」に関するプレゼンもいただき、有害物質に関する一つの評価手法に関する認識を深めた。第2回研究会では、「新規リサイクル性評価指標(都市鉱石TMR)の提案」、「欧州WEEE見直しの指標」、「環境影響物質の低減性に向けた評価指標の提案」などの講演をいただき、TMRや毒性評価手法についてさらに認識を深めた。これと併行して事務局として解説書「概説TMR」を作成した(現在、印刷中)。これは、NIMSにおけるTMRに関するこれまでの報告書を取りまとめたものであり、TMR係数の導出方法、各種元素のTMR係数、NIMSにおけるこれまでの検討事例を概説したものである。これによって、TMRが広く普及するきっかけとなるものとして期待している。次年度は、引き続いて認識を広め深める作業を続けながら、取りまとめの方向を見出して行く。(671字)2年目に当たる本年度は、初年度に引き続いて、昨年立ち上げた研究委員会における議論を中心に研究を進めた。研究会は2009年5月12日(第3回)、2009年8月21日(第4回)、2009年12月25日(第5回)の3回開催した。各研究会では、それぞれ、「マテリアルフロー分析を巡る検討例と課題」「Webエコマテリアルデータベースのマイニングにより見えるエコ製品への関心度」「金属材料・化合物の生体為害性とその評価」「都市・建築とマテリアルリスク」「Mining Researcherから見た最近の鉱山開発と資源動向」について情報を提供してもらい環境リスクに対する議論を深化させた。さらに「TMR係数の導出過程と検討事例」としてTMR係数の導出方法、各種元素のTMR係数、NIMSにおけるこれまでの検討事例の中間とりまとめを行い委員より各関連事項の専門の立場から意見を得た。一方で、資源リスクの現状を把握する基礎として、我が国の消費財、特に電子機器中へのレアメタルの含有状況の把握を進めるとともに、それらのリサイクルの現状と可能性を検討し資源リスクの軽減要素としての勘案のための基礎情報とした。その結果、TMR係数を用いて近年の電子機器に含有される希少金属、レアメタル類を資源端重量として評価することで特に地球環境リスクとの関係が明確になるが、その中でも金の占める割合が大きく、他の鉄や銅などの普遍的資源を大きく凌いでいることが明確にでき、電子機器利用によって、従来とは異なる資源分野でのリスクが急速に高まっていることが明らかにできた。3年目に当たる本年度は、前年度に引き続いて、初年度に立ち上げた研究委員会における議論を中心に研究を進めた。研究会は、2010年5月19日(水)(第6回)、2010年9月7日(火)(第7回)、2011年2月24日(木)(第8回)の3回開催した。

各研究会では、それぞれ、「Evaluation of Urban Structures using Urban Ore TMR」(講演者:山末英嗣氏)、「資源消費を対象としたライフサイクル影響評価手法」(講演者:伊坪徳宏氏)、「資源消費を対象としたライフサイクル影響評価手法」(講演者:木俣信行氏)、(以上、第6回)、「金属のリスク評価」(講演者:恒見清孝氏)、(以上、第7回)、「TMRの観点から見た製鋼スラグからのリンリサイクル」(講演者:山末英嗣氏)、「Critical metalに対する最近の世界(CN,US,EU,JP)の動向」(講演者:原田幸明氏)、「都市構造の評価におけるTMRの有効性の検討」(講演者:木俣信行氏)(以上、第8回)の講演をいただいて、環境リスクに対する認識を広めるとともに、深化した。以上の講演以外に、本研究会の取りまとめに向けての方向性を見出すことを目的に、第7回では「コンパクトシティーなどのTMR評価」(講演者:片桐望氏)」の講演をいただいた。これは、都市構造に関する最近の動向を踏まえて、これらをTMRで評価することを提案するものである。この提案は、本研究会終了後のフォローアップテーマとして、研究会終了後の現在も、鳥取環境大学木俣教授とのあいだで、「TMRによる都市構造評価の意味・有効性の検討」というテーマとして取り組まれている。
陸水域における砂質底泥への乱れの浸透と水・底泥間での物質移動に関する研究

本研究では,陸水域での水質と生態系変化を高精度に予測し,かつ環境アセスメントに適用し得るモデル開発を最終目標とし,現時点で未解決である課題,すなわち,1)水域底部に堆積した底泥内部での生物過程,およびそれと物質移動との相互作用,および2)砂や砂礫で構成された透水性底泥,つまり砂質底泥に対する底泥直上の乱れの内部への浸透と,それによる物質移動への影響を,研究代表者のこれまでの基礎研究を有効に活用するとともに,理論的・実験的検討を通して,定量的に表現する手法を確立した.本研究では,陸水域での水質と生態系変化を高精度に予測し,かつ環境アセスメントに適用し得るモデル開発を最終目標とし,現時点で未解決である課題,すなわち,1)水域底部に堆積した底泥内部での生物過程,およびそれと物質移動との相互作用,および2)砂や砂礫で構成された透水性底泥,つまり砂質底泥に対する底泥直上の乱れの内部への浸透と,それによる物質移動への影響を,研究代表者のこれまでの基礎研究を有効に活用するとともに,理論的・実験的検討を通して,定量的に表現する手法を確立した.本研究では,河川,湖沼,貯水池等の陸水域での水質と生態系変化を高精度に予測し,かつ環境アセスメントに適用し得るコンピュータシミュレーションモデルの開発を最終目標として,現時点で未解決である課題,すなわち,1)水域底部に堆積した底泥内部での生物過程,およびそれと物質移動との相互作用,および2)砂や砂礫で構成された透水性底泥,つまり砂質底泥に対する底泥直上の乱れの内部への浸透と,それによる物質移動への影響について,研究代表者のこれまでの基礎研究を有効に活用しつつ,理論的・実験的検討を行い,これらに基づくモデルを構築することを目的としている.平成22年度は,底泥直上の乱れの底泥内部への浸透に関する実験を実施するために必要な実験施設・装置を設計・製作した.また,平成23年度以降の実験に必要な各種計測機器(流速計等)のセットアップ・キャリブレーションを行った.他方,底泥内部での生物過程について検討するために実験装置を設計・製作し,計測装置のセットアップを行った.これらの実験施設・装置を用いて実験を開始できる状況にあることを確認してある.上述の実験施設・装置を用いて,砂や砂礫で構成された透水性底泥,つまり砂質底泥に対する底泥直上の乱れの内部への浸透と,それによる物質移動への影響に関する基礎的な実験を行い,その結果を研究代表者のこれまでの理論解析結果と比較するとともに,実験結果を下に,物理的機構に着目してモデルを再構築しつつある.本研究では,河川,湖沼,貯水池等の陸水域での水質と生態系変化を高精度に予測し,かつ環境アセスメントに適用し得るコンピュータシミュレーションモデルの開発を最終目標として,平成23年度は,砂や砂礫で構成された透水性底泥,つまり砂質底泥に対する底泥直上の乱れの内部への浸透と,それによる物質移動への影響の定量化を念頭に研究を遂行した.河川,湖沼等の水域の底質が有機泥である場合を想定し,理論的考察に基づいて底泥直上の乱れの底泥内部への浸透に関するコンピュータシミュレーションモデルを構成した.それに際しては,従来,検討が行われてきた浸透流に関する知見を援用した.検討結果より,底質を構成する粒子の粒径によって,底質直上の乱れの内部への浸透について,以下の場合が考えられることを見出した.すなわち,(1)粘土やシルト,また有機物質で構成された底質では,物質移動への乱れの浸透の影響は殆どない,(2)細砂で構成された底質の場合,底泥内部では浸透流が形成され,物質移動に影響を及ぼすようになる.なお,乱れによる底質内部の流れ場はDarcy則によって表現される,(3)粗砂や礫で構成される底質の場合,乱れの浸透が物質移動に及ぼす影響は細砂で構成された底質よりも更に大きくなるとともに,乱れによる底質内部の流れ場は,Darcy則から逸脱し,乱れによる非線型効果を考慮することが必要になる.前述の細砂で構成された底質に対する,溶存酸素のフラックス(SOD)について,シミュレーションによる検討を行い,底質粒径の増大,すなわち透水係数の増大とともにSODが増大することを示した.また,粗砂や礫で構成された底質に対する乱れの非線型効果をモデル化し,実験値と比較して,このモデルの妥当性を示した.本研究では,hyporheic flowにおけるSODを定量的に表現する手法について検討した.シルトや粘土で構成された底泥は不透水性で底泥内部では分子拡散によって物質は移動する.ところで,底泥は有機物質を高濃度に含有することが多く,底泥表面直下のごく薄い層にのみDOが存在する.これに対して,砂・礫・玉石のような材料で構成された底質は透水性で,内部に生起する浸透流や乱流渦の浸透によるhyporheic flowに起因する移流が物質移動に対して支配的となる.反面,底質中に含まれる有機物量は上述の不透水性の底泥ほど多くはない.すなわち,底質粒径とともに浸透流速,および底質内部での物質移動速度は増大する.他方,粒径とともに底質の比表面積は減少し,これに伴ない底質が含有する微生物が利用可能な有機物量も減少する.したがって,粒径が小さければ底質内部でのDO移動速度がSODを律し,粒径の増大とともに律則段階が微生物によるDO消費速度へと推移する.このような底質粒径による律則段階の推移を定量的に表現した研究例は無い.

そこで,hyporheic flowのモデルと研究代表者が従来取り組んできた底質内部での微生物の増殖に伴なう酸素消費過程のモデルに基づいて,底質を構成する砂・礫・玉石が球形,という条件下ではあるが,粒子径の増大とともにDO浸透深さも増大すること,およびSODの粒子径への依存性,すなわち,1SODは砂に対しては粒子径とともに増大する,2礫や玉石で構成された底質に対しては粒子径とともにSODは減少する,ことを示した.これによって,底質直上の流れ,および様々な底質,すなわち,粘土やシルト等の不透水性の底泥から砂・礫・玉石等の透水性底質のように,幅広い環境条件に対するSOD推定のための手法を提示した.平成22,23年度と2箇年研究を遂行し,現時点までに,後述の研究発表に示すような,纏まった研究成果を得ることができた.これれは,既に,査読を経て,学術誌に印刷公表されている.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度が最終年度となる.現在までに当初,想定していた研究目的の80%程度まで達成されている.最終年度はこれまでの成果を見直すとともに,構築したモデルをより精巧なものに改良すべく,他の研究者の実験データの収集や,討論等を積極的に実施し,それらをこれまでの成果の中に取り入れてゆく予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
清朝における唐詩研究

中国詩歌の歴史が宋元以降、「唐音」「宋調」をいかに評価するかの視点を軸に展開し、所謂「唐宋詩の争い」は近世近代とりわけ清朝の学術や文学状況を理解する重要なテーマであることを、一つは文学理論、他一つは唐詩の施注事業を通して跡付けした。前者については、各時代の唐宋詩への評価であると同時に、それぞれの文学の在り方を充分に伺うに足りる視座であることを、時期区分および体格区分から論証した。清朝における唐詩の注は、学問的蓄積の集成であるばかりではなく、往時の学術の趨勢をから、「実事求是」の側面がとりわけ色濃く反映している。一方、同時期に編纂されつつあった、唐詩の総集などには、いわば名物考証とは別の作品そのものを解釈しようとする姿勢が顕著に認められる。これらは、作詩人口の増大による平易性の追及・詩歌作品の解釈を通した啓蒙的役割、従前の考証的な施注に対する不満などが強く、新たな「文学」に即した読解の必要性から編まれたと考えられる。研究史を概観すべく『清朝における唐詩研究文献目録』(改訂版)を編集した。この目録により、研究史を把握することが可能になり、後世における唐詩受容の諸相が窺われる。宋元以降、中国詩歌の歴史が「唐音」「宋調」をいかに評価するかの視点を軸に展開し、所謂「唐宋詩の争い」は近世近代とりわけ清朝の学術や文学状況を理解する重要なテーマであることを、一つは文学理論、他一つは唐詩の施注事業を通して跡付けした。前者については、各時代の唐宋詩への評価であると同時に、それぞれの文学の在り方を充分に伺うに足りる視座であることを、主要な詩派「神韻詩派」「格調詩派」「性霊詩派」および文学評論の言説のなかに確認した。後者については、宋以降の古典的な注に加え、例えば李白の王注、杜甫の仇注、王維の趙注、李賀の三家注、李商隠の馮注などは、学問的蓄積の集成であるばかりではなく、往時の学術の趨勢等から、「実事求是」の側面がとりわけ色濃く反映している。一方、同時期に編纂されつつあった、唐詩の総集である王堯瞿注『唐詩合解』、章燮注『唐詩三百首注疏』、王俊臣等箋注『唐詩鼓吹評注』などには、いわば名物考証とは別の作品そのものを解釈しようとする姿勢が顕著に認められる。これらは、作詩人口の増大による平易性の追及、詩歌作品の解釈を通した啓蒙的役割、従前の考証的な施注に対する不満などがあって、新たな「文学」に即した読解の必要性から編まれたと考えられる。研究史を概観すべく、『清朝における唐詩研究文献目録』(稿本)を編集した。来年度に向け、整理改訂して行く予定である。
ブタ肝臨床応用にむけた急性拒絶反応対策の確立―補体活性抑制とKupffer細胞機能亢進の抑制

異種動物の肝臓を人工肝補助装置あるいは異種肝移植に臨床応用する上で、抗体や補体などの液性因子によって引き起こされる超急性拒絶反応を制御する事が大きな課題である。肝臓は比較的超急性拒絶反応による傷害を受けにくいと言われているが、肝臓における異種免疫反応の機序は未解明な点が多く、中でも非実質細胞の一つであるKupffer細胞の役割についてはこれまでほとんど知られていなかった。異種免疫反応におけるKupffer細胞の役割を検討するために、ラットにKupffer細胞の貪食能を抑制する塩化カドリニウム(GdCl_3)を前投与した群と非投与群より肝臓を摘出し、ヒト新鮮血で灌流する異種灌流モデルにおいて灌流肝の傷害を比較した。その結果、GdCl_3でKupffer細胞を抑制した群の方が灌流液中のALT値は有意に高値で、肝組織の傷害所見も顕著であった。その機序を解明するために、GdCl_3投与群と非投与群より分離培養したKupffer細胞を新鮮ヒト血清10%を含む培地で60分間培養し、ヒト補体(C3)及び抗体(IgM)に対する抗体を用いて蛍光抗体法行った。その結果、GdCl_3非投与群ではKupffer細胞の細胞質にC3の取り込みが見られたが、投与群では取り込みは抑制されていた。IgMには明かな差は見られなかった。このことから、Kupffer細胞は異種の補体成分を取り込む作用によって異種免疫反応における補体の活性化を抑制し、肝臓を防御する働きを持つ可能性が示唆された。1.肝臓摘出48時間前と24時間前にGdCl3を10mg/kg ivしたラットから摘出した肝臓をヒト血により潅流し評価した。GdCl3を投与されたラット肝臓はコントロール群と比較して有為に高い肝逸脱酵素(AST,CKBB)の上昇を認め、組織学的にも異種潅流による液性傷害を強く認めた。異種肝還流中の潅流液のIL-lβは、GdCl3処理のラット肝ではコントロールに対して有意に高値であり、産生細胞は血管内皮であった。しかし、Kupffer細胞で産生されると考えられるTNFαには差は認められなかった。この結果は、Kupffer細胞は異種潅流において肝保護的に作用しうるという異種反応特異的な現象を示していると考えられた。現在、ラットKupffer細胞はヒトの補体成分や異種特異的自然抗体の貧食により異種潅流における液性傷害を軽減するという仮説の元にラットKupffer細胞の分離培養を進めている。2.ヒトにブタ肝体外異種交差潅流を行うために、ヒヒを使用したブタ肝の交差潅流実験を行った。その結果、健常ヒヒにブタ肝を交差潅流した場合、ブタ肝は3から6時間で重篤に傷害され、異種反応に伴う溶血により致命的な重度の貧血と腎不全が惹起されることが判明した。この系に可溶性I型補体受容体(sCR1)を大量投与した場合、補体抑制による異種液性傷害の軽減により肝保護作用が認められたのみならず、ヒヒの全身状態も良好に保たれヒヒ免疫細胞の活性化も軽減される傾向を認めた。また、交差還流中のヒヒ全身状態も良好に保たれた。現在DAF遺伝子導入ブタの実験使用計画も進めている。また、異種交差潅流における疾患移入防止のために農水省の無菌ブタを用いたシミュレーション実験も平成9年度に行い、農水省から搬入した無菌ブタを本学専用施設に搬入後3週間にわたり無菌的に飼育し、実験に使用し得た。1.ラットの肝臓をヒト血液で灌流する異種反応モデルにおいて、Kupffer細胞を特異的に抑制するGdC13をラットに前投与した群では非投与群に比較して肝傷害が増強することが明かとなった。

その機序を解明する目的で、GdC13投与群と非投与群より分離培養したKupffer細胞を用いて実験を行った。新鮮ヒト血清を含む培地でこれらの細胞を培養した後に、異種免疫反応に関与する液性因子であるヒト補体(C3)及び抗体(IgG、IgM)に対する抗体を用いて免疫蛍光法にて染色したところ、GdC13非投与群ではKupffer細胞の細胞質にC3の取り込みが見られたのに対して投与群では取り込みは抑制されていた。このことから、Kupffer細胞の機能抑制が異種反応を増強する機序として、Kupffer細胞が異種の補体成分を取り込む作用が関与している事が示唆された。2.ブタ肝を用いた体外異種灌流装置をヒトに臨床応用するシミュレーションとして、健常ヒヒにブタ肝を接続する交差灌流実験を行った。灌流装置の改良やヒヒの全身管理の改善によって、ヒヒ及びブタ肝の状態を比較的良好に保ちながら6時間まで安定した灌流を行い得るようになったが、灌流が長時間に及ぶほど進行性の溶血が著明となり、これには何らかの免疫学的機序が関与していると考えられた。現在その機序の解明に取り組むと共に、異種肝体外灌流が免疫系に与える影響を調べる目的でヒヒのリンパ球機能の解析を行っている。またヒト補体制御因子であるDAF遺伝子導入ブタの肝臓を体外灌流装置に応用するための実験も計画している。
環境ストレスにおける脂質転換と環境順応力

植物の脂質組成は、環境変動に応答して大きく変化し、さらされたストレスに適応しようとする。たとえば、植物では、リン欠乏にさらされると、生体膜中のリン脂質を糖脂質に転換するという"膜脂質転換"が起こる。しかし、我々のこれまでの研究により、"環境ストレスと脂質転換"は、より多面的であることがわかってきた。本研究では、特に栄養欠乏(リンと窒素)および凍結ストレスに着目して植物の脂質転換機構を明らかにするとともに、様々な環境ストレス順応における脂質転換の生理的意義を解明する。研究代表者らのグループでは平成24年度までに、リン欠乏時の膜脂質転換において、リンの供給に関わるホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼPAH1/PAH2の欠損変異体では、リン欠乏耐性を失うことを明らかにした。近年、栄養欠乏ストレスについては複合的な影響がある可能性が示唆されているため、平成25年度は窒素欠乏ストレス応答についても解析を行った。その結果、野生株と比較して、変異体ではリン欠乏だけでなく窒素欠乏耐性も著しく低下しており、その一方で、PAH過剰発現体では、窒素欠乏耐性が向上していることがわかった。窒素欠乏生育下では、野生株では新鮮重や光合成活性の低下が起こるが、過剰発現体ではそれらの低下の抑制がみられた。平成26年度は、さらに植物体内の窒素含量、遊離脂肪酸含量を測定することにより、過剰発現体で見られる窒素欠乏耐性付与のメカニズムがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。植物の葉や根の脂質組成は、環境変動に応じて大きく変化し、ストレスに適応しようとする。例えば、植物はリン欠乏にさらされると、生体膜のリン脂質を糖脂質に転換するという"膜脂質転換機構"によりリン欠乏ストレスに順応しようとすることがよく知られている。しかし、我々のこれまでの研究により、“環境ストレスと脂質転換"は、より多面的であることが分かってきた。本研究では特に、栄養欠乏(リンと窒素)および凍結ストレスに着目して植物の脂質転換機構を明らかにすると共に、様々な環境ストレス順応における脂質転換の生理的意義を解明する。我々はこれまでに、リン欠乏時の膜脂質転換において、リンの供給に関わるホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼPAH1/PAH2の欠損体pah1pah2ではリン欠乏耐性を失うことを明らかにした。近年、栄養欠乏ストレスについては複合的な影響がある可能性が示唆されているため、本年度は窒素欠乏ストレス応答についても解析を行った。その結果、野生株に比べて、pah1pah2変異体では、リン欠乏だけでなく窒素欠乏耐性も著しく低下しており、その一方でPAH1/PAH2過剰発現体では、窒素欠乏耐性が上昇していることがわかった。さらに解析を進めたところ、窒素欠乏条件で生育すると、野生株では新鮮重、クロロフィル含量、光合成活性、窒素源となるタンパク質含量(主にルビスコ)などが低下するが、各過剰発現体ではそれらの低下が顕著に抑制されていることがわかった。野生株と過剰発現体の間に脂質組成の違いが見られなかったことから、PAHの過剰発現による脂質代謝の活性化が窒素欠乏耐性を付与している可能性が示唆された。pah1pah2変異体における凍結耐性のメカニズムについては解析が遅延しているが、そのほかの研究については順調に進捗している。リン欠乏時の膜脂質生合成変異体pah1pah2における栄養ストレス耐性機構の解明PAH1およびPAH2過剰発現体は窒素欠乏耐性が付与されていることがわかったので、来年度以降はそのメカニズムを解明する。また、pah1pah2変異体にみられる乾燥ストレス耐性が、PA蓄積にともなうアブシジン酸応答の変化によるものなのか、小胞体肥大によるワックス量増加によるものなのかを明らかにする。リン欠乏時の膜脂質転換に関わる主要糖脂質合成酵素MGD3過剰発現体の解析今年度までに、スクロース添加生育時の成長促進にMGD3が部分的に寄与していることを明らかにした(論文投稿中)。平成26年度は、さらに糖脂質合成系を強化した形質転換体を単離し、解析を進める。
監査の質に関する総合研究：概念的構築、評価フレームワークと実証的測定

グローバル的な連鎖を見せしめた近年の金融危機や会計・監査不祥事を背景として、企業が開示した財務報告の質をサポートする「監査の質」の重要性が再認識された。こうした実務的ニーズに対応する、学術的・政策的「監査の質」への研究に対する需要の高まりを背景に、本研究では、監査の質に関する総合研究を敢行し、理論・制度・実態・実証の研究アプローチを駆使しながら、監査の質に関わる概念的構築、評価フレームワークと実証的測定を多方面から行うことを目的とする。最終年度の今年度において、特に、中国の監査市場と監査の質に関する研究を進め、そして、監査の質に関わる研究の日本からの発信を進めてきた。具体的には、研究業績欄等から確認できるように、関係論文は英文論文を含め11篇があり、特に、特筆すべきは、『グローバル時代における監査の質の探究』(2016年11月)千倉書房,1420頁。の刊行である。このたびの科研での研究成果は、上記の目的と照らし合わせて、目的達成できたと評価できると考えられる。本研究の第1年度(平成27年度)では、「監査の質の理論」「各国の監査の質に関する取り組みの制度的実態と理論的背景」をキーワードにして、本研究の基盤となる監査の質と各国の会計・監査制度に関する文献研究および実態調査により、本研究課題の基盤整備を図った。具体的には、初年度においては、次のような研究活動をおこなった。1関連文献の収集と精度の高い文献研究:「監査の質」、「クオリティー」、「監査の質の評価」、「監査の質の実証的測定」のコンセプトの下、広く内外の関連文献(諸外国の学術論文・研究機関等から発行されている雑誌、モノグラフ、その他の不定期刊行物を含む)の収集と精度の高い文献研究を行った。2積極的意見交流と研究成果の発表:文献研究から得られた知見などを文書化し、早い段階から積極的多方面(たとえば研究会、ワークショップ、学会)へ意見交流を行い、研究成果を発表した。3海外での予備調査と海外専門家との交流(グアムで開催されたICBEIT2016での):次年度以降の実態調査・理論研究に備えつつ、本年度のテーマである「監査の質に関わる各国の取り組み:制度的・実態的研究」に向け、積極的に米国および中国で専門家と意見交換を行い、各国の実態をつぶさに観察する。かかる企画の実行により、海外の第一線で活躍する研究者や専門家からの情報の獲得が可能となることで、本研究の理論構築に多様な視点が提供されることができると考える。4実証研究モデルの構築と実証研究のためのデータ収集:「日本監査市場と監査の質に関わる制度的・実態的・実証的研究」の予備準備として、実証研究のモデルの構築を行い、また、データ収集をした。計画通りに行っている。具体的には、下記の4点を行った。第1年度(平成27年度)の研究成果を踏まえつつ、理論面と制度面の両面についての研究を強化・発展させるとともに、「日本監査市場と監査の質に関わる制度的・実態的・実証的研究」を行った。具体的には、下記の4点にまとめられる。1追加的文献収集と文献研究:前年度に完結できなかった部分の研究。たとえば、なるべく「監査の質」をキーワードとする日本国内外の文献にあたり、「監査の質」概念について、確認を行った。2追加的理論・実態研究:「監査の質に関わる各国の取り組み:制度的・実態的研究」。たとえば、英国の財務報告評議会(FRC)が「監査の質」をキーワードとする組織的特徴や動向およびその成果を調査し、制度論的分析手法を用いて分析を試みた。3総合的理論・実態・実証研究の実施:「日本監査市場と監査の質に関わる制度的・実態的・実証的研究」の実証研究部分。たとえば、日本の市場のデータを用いて、「監査の質」をキーワードとする実証研究を多方面により検証した。4研究成果のフィードバックと総合化たとえば、研究成果については、国内においては日本会計研究学会を始め、監査研究学会などを含め、研究会等での発表もした。概ね予定とおりに行っている。

2追加的理論・実態研究:「監査の質に関わる各国の取り組み:制度的・実態的研究」。3総合的理論・実態・実証研究の実施:「日本監査市場と監査の質に関わる制度的・実態的・実証的研究」の実証研究部分。4研究成果のフィードバックと総合化グローバル的な連鎖を見せしめた近年の金融危機や会計・監査不祥事を背景として、企業が開示した財務報告の質をサポートする「監査の質」の重要性が再認識された。こうした実務的ニーズに対応する、学術的・政策的「監査の質」への研究に対する需要の高まりを背景に、本研究では、監査の質に関する総合研究を敢行し、理論・制度・実態・実証の研究アプローチを駆使しながら、監査の質に関わる概念的構築、評価フレームワークと実証的測定を多方面から行うことを目的とする。今年度は、これまでの2015年以降の研究成果に踏まえ、さらに日本市場における中小企業の監査の質の状況の分析を行い、今回の科研費(2015年ー2018年)の成果の一部分を積極的に本(分担執筆)などの執筆によって、公表することに努めた。具体的に、『中小企業の会計監査制度の探究ー特別目的の財務諸表に対する保証業務ー』(2017年7月)同文舘出版,第8章執筆である。加えて、当該研究において、同業者などから意見交換するために、名古屋大学経済学研究科で行う課題設定型ワークショップで同テーマについて、発表をし、幅広く意見を交換した。いままでの本研究に関連する2015年以降の研究業績からも確認できるように、多くの研究蓄積をし、社会還元を努めてきた。グローバル的な連鎖を見せしめた近年の金融危機や会計・監査不祥事を背景として、企業が開示した財務報告の質をサポートする「監査の質」の重要性が再認識された。最終年度の今年度において、特に、中国の監査市場と監査の質に関する研究を進め、そして、監査の質に関わる研究の日本からの発信を進めてきた。具体的には、研究業績欄等から確認できるように、関係論文は英文論文を含め11篇があり、特に、特筆すべきは、『グローバル時代における監査の質の探究』(2016年11月)千倉書房,1420頁。の刊行である。このたびの科研での研究成果は、上記の目的と照らし合わせて、目的達成できたと評価できると考えられる。当初提出した予定を実施する。研究計画の変更が特にないが、早い段階での研究実施と成果の社会への還元を進める研究計画書の内容通りの実行を目指す。また、必要に応じて、成果を社会に還元すべく、成果の発信等に努める。残された課題をしっかり把握し、「監査の質」というテーマの重要性を再認識した上、理論的・実証的・国際的に研究を進めていく。国内・国外出張が予定ほどできなかったことから、予定の使用が達成できなかった。また、執筆に専念した部分があることから、十分に専門家などへの訪問ができなかった。研究自体は順調に進んでいるが、多くの研究費を必要とする科目については次年度に執行する。研究そのものが順調であったが、更なる研究の進展を進めるため、外国における共同研究者とも連携し、研究を進めていく。
肺炎球菌の選択的除菌を目的としたアンチセンス療法の開発

本研究の目的は、「細菌性肺炎・中耳炎の主要起炎菌である肺炎球菌に対するアンチセンス療法(ペプチド核酸:Peptide Nucleic Acid【PNA】)の開発」に向けた基礎研究である。実際には1肺炎球菌のPNAに対する感受性測定、2PNAが常在菌叢には影響を及ぼさないこと、3すべての肺炎球菌莢膜型をカバーすること、4バイオフィルム内の肺炎球菌にも効果があること、5PNA耐性メカニズムを解明すること、などを3年かけて研究した。PNA基礎配列や膜貫通性ペプチドの組み合わせなどに改良を加え、合計26種類のPNAを設計し1肺炎球菌のPNAに対する感受性測定を行った。その結果、抗菌作用の高いPNA(RFR-acpP-PNA2S)を同定できた(MIC 5μmol/L)。当該PNAは実験標準株4株に対して同等の抗菌作用を示した。続いてRFR-acpP-PNA2Sを用いた4のバイオフィルム実験を行った。ヒト気道上皮細胞(H292 cell)をベースとしたバイオフィルム作成後に、PNAを曝露させその抗バイオフィルム作用を測定した。しかし、RFR-acpP-PNA2S濃度を40μmol/Lまで上げても抗バイオフィルム作用を認めなかった。上記に並行して5PNA耐性メカニズムを解明するために、PNA存在下で継代培養し耐性を誘導した株を分離した(MIC 20μmol/L)。耐性株と親株とのゲノム比較で責任遺伝子を推定し、ノックアウト株を作製する予定であったが、シークエンス結果には有意な変異を認めず、当該耐性株は遺伝子発現量の差異による耐性化と判断した。実際には1肺炎球菌のPNAに対する感受性測定、2PNAが常在菌叢には影響を及ぼさないこと、3すべての肺炎球菌莢膜型をカバーすること、4バイオフィルム内の肺炎球菌にも効果があること、5PNA耐性メカニズムを解明すること、などを3年かけて研究する計画である。現在までに17種類のPNAを設計し、順次、1肺炎球菌のPNAに対する感受性測定を行った。しかしその多くは予想に反して抗菌作用を持たなかった。その理由として1PNAが菌体内に取り込まれていない、または2菌体内には取り込まれるが肺炎球菌遺伝子と作用しない、のいずれかと推察された。そこでPNA構造に蛍光色素を結合させ、菌体内への取り込みの確認実験を新たに計画し、現在進行中である。またわずかではあるが抗菌作用を認めたPNAを用いて、3すべての肺炎球菌莢膜型をカバーすることを証明する実験中である。今後はできるだけ早期に、より抗菌作用の高いPNAを作製する必要がある。第一に、蛍光色素を用いた菌体内への取り込み実験を進め、そこから得た結果で1ターゲット遺伝子の変更、2膜貫通性ペプチドの変更、3PNA取り込みシステムを補助する3次構造の付与、などの方針を固める。第二に、抗菌作用を持つ可能性のあるPNAの構造を詳細に検討し、基礎塩基配列・膜貫通性ペプチドの種類・膜貫通性ペプチドの結合部位などベストの条件を明らかにしていく。その後は当初の計画通り、2PNAが常在菌叢には影響を及ぼさないこと、3すべての肺炎球菌莢膜型をカバーすること、4バイオフィルム内の肺炎球菌にも効果があること、5PNA耐性メカニズムを解明することへと研究を発展させていく。現在までに17種類のPNAを設計し、順次、肺炎球菌のPNAに対する感受性測定を行った。効果の高いPNAを同定できてからでないと、上述した2PNAが常在菌叢には影響を及ぼさないこと、3すべての肺炎球菌莢膜型をカバーすること、4バイオフィルム内の肺炎球菌にも効果があること、5PNA耐性メカニズムを解明すること、といった実験に着手できないため当初の計画よりも遅れることになった。前年度までの17種類に加えて、新たに9種類のPNAを設計し1肺炎球菌のPNAに対する感受性測定を行った。その結果、抗菌作用の高いPNA(RFR-acpP-PNA2S)を同定できた。当該PNAは実験標準株4株に対して同等の抗菌作用を示しており、引き続き臨床株でも23の感受性試験を行う予定である。RFR-acpP-PNA2Sを用いた4のバイオフィルム実験に着手した。しかし既報の方法では実験標準株によるバイオフィルム作成が再現できず、PNAを用いたバイオフィルム内感受性試験を実施できない状況が続いている。