hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
免疫システムにおけるオートファジーの役割

オートファジー(autophagy)は主として栄養飢餓状態に誘導される大規模な細胞蛋白分解・処理機構である。本研究では、オートファジーによるMHC class II経路を介した内在性自己抗原の提示が自己寛容の成立機構に関わっているか否かをAtg-7欠損マウスマウスを用いて検討した。すなわち、Atg-7ヘテロ欠損マウスを交配後、胎齢14.5日目の胎仔を取り出し、2-deoxyguanosineを含む培養液中で4日間培養し、T細胞が除去され、いわば「器」の状態となった胎仔胸腺をヌードマウスの腎被膜下に移植した。移植後6週間目にレシピエントマウスにおけるT細胞の再構築状態をFACSにより確認した後、全身諸臓器について病理学的な検討を行った。さらに、移植胸腺から回収したT細胞を用いて、制御性T細胞の産生状態についても検討した。その結果、Atg-7欠損マウス由来の胎仔胸腺の移植によってレシピエントマウスに自己免疫疾患の発症は観察されず、また、制御性T細胞の産生にも特に異常を認めなかった。オートファジーが胸腺上皮細胞においてMHC class II経路を介した内在性自己抗原の提示によって自己寛容の成立機構に重要な働きを持つ可能性を示唆した報告があることから、実験系を含め、さらに詳細な検討が必要である。他方、Atg-7欠損マウス由来の胎仔肝細胞を致死量の放射線を照射したレシピエントマウスに移植し免疫学的性状の解析を行ったが、特に異常を認めなかった。このことから、血球細胞におけるオートファジーの役割は比較的限定的であることが示唆されたが、今後、感染モデル等により検証する必要がある。オートファジー(autophagy)は、主として栄養飢餓状態に誘導される大規模な細胞蛋白分解・処理機構である。本研究では、オートファジーによるMHC class II経路を介した内在性自己抗原の提示が自己寛容の成立機構に関わっているか否かをオートファジーを起こせないマウスを用いて検討した。すなわち、Atg-7欠損マウスはオートファゴゾームの形成不全によりオートファジー機構を欠くマウスであり、生後早期に死亡する。そこで、Atg-7ヘテロ欠損マウスを交配後、胎齢14.5日目の胎仔を取り出し、2-deoxyguanosineを含む培養液中で4日間培養した。この器官培養によってT細胞が除去され、いわば「器」のみの状態となった胎仔胸腺をヌードマウスの腎被膜下に移植し、移植後6週間目にレシピエントマウスにおけるT細胞の再構築状態をFACSにより確認した後、全身諸臓器について病理学的な検討を行った。さらに、移植胸腺から回収したT細胞を用いて、Foxp3に対するモノクローナル抗体により制御性T細胞の産生状態についても検討した。その結果、Atg-7欠損マウス由来の胎仔胸腺の移植によってレシピエントマウスに自己免疫疾患の発症は観察されず、また、制御性T細胞の産生にも異常を認めなかった。このことから、オートファジーが胸腺上皮細胞においてMHC class II経路を介した内在性自己抗原の提示によって自己寛容の成立機構に重要な働きを持つ可能性は低いと考えられた。なお、以上の結果をより明確にするためには、単一の自己抗原を発現するトランスジェニックマウスと、その自己抗原を特異的に認識するT細胞を持つTCRトランスジェニックマウスとの組み合わせを用いて、同様な実験を行うことが有効と思われる。
社会問題構築過程の相互行為論的研究

本研究では、(1)構築主義アプローチにより人々の相互行為に定位して社会問題が構築される過程を分析すること、(2)それを通じて社会問題の相互行為論的研究のための理論枠組みを整理することを目指し、夫婦別姓問題を題材として以下を実施し結果を得た。1.社会問題構築過程の分析のための方法論の検討-構築主義アプローチによる経験的社会問題研究の方法、既存研究事例を既存文献資料により検討し、本調査(以下の2.3.4.)のためのフレイムを設計。2.社会問題をめぐる相互行為に関する質問紙調査-夫婦別姓問題を題材とし、夫婦別姓実践者を対象に、問題の主観的経験と定義、クレイム申し立て状況、周囲の人々との当該問題をめぐるコミュニケーション状況について探った。3.同インタビュー調査-2の対象者に対して質問紙調査結果を踏まえ、周囲の人々(特に反対者)との夫婦別姓をめぐるコミュニケーション(クレイムの応酬)、そこで使用された社会問題ディスコースのレトリック、一般的に流布する夫婦別姓反対論(下の4により抽出)に対する意見と反対レトリックの使用について詳しい聞き取りを行った。4.パブリシティレベルの社会問題ディスコースの分析-夫婦別姓問題をめぐる公的ディスコースを新聞、雑誌、パンフレット類、単行本等を資料として収集し内容分析を試みた(続行中)。得られた知見:2と3より問題をめぐる日常的相互行為のあり方が考察された。その結果と4の対照的把握により、キツセらが提唱する構築主義の方法を日常生活のvernacularな次元に適用するには方法論の部分的検討が必要と考えられる。具体的には、構築主義に内在するアクターモデル、社会問題ディスコース等概念の再検討が今後の課題となる。
はりの軸方向拘束を考慮した鉄筋コンクリート骨組の崩壊機構に関する研究

柱がはりの軸方向変形を拘束すると考えられる不静定骨組みの繰り返し実験と解析を行ない次の結論を得た。実験は、高層鉄筋コンクリート建物のはりを2/7に縮小した一層一スパン骨組みで行なわれた。1)水平力を受けるはり降伏型の鉄筋コンクリート骨組みの柱の上下にピンを取りつけ、その位置では柱の変位を拘束することによりはりの軸方向変形を拘束したところ、はりに圧縮軸力が発生し、拘束を受けないはりに比べ耐力が上昇した。はりの軸力をないものとしてe関数法により求めた矩形はりおよびスラブ全幅有効としたT形はりの耐力に対し、実験結果は、矩形はりで約2.7倍、T形はりで約1.5倍にも上昇した。2)実験では、部材角1/200以下で、その耐力がはりの軸力をないものとしてe関数法により求めた計算値に達しており、かなり小さな変形レベルでもこのような現象が起きていることが明らかとなった。3)降伏しようとしている鉄筋コンクリートはりは軸方向に伸びようとするために、この伸びを抑さえている柱には付加せん断力が作用し、2本の柱のせん断力分担の割合が著しく片寄った。実際の構造物でも一階の外柱ではこのような現象が著しく現れることが考えられ、構造物の柱やはりに生じる塑性ヒンジ形成に影響するものと考えられる。4)接合部パネルのせん断変形、鉄筋の付着すべりを考慮した分割はり法によく説明することができ、部材の軸方向変形の影響も含めて、鉄筋コンクリート骨組みの会席に対し、本解析法が有効であることを示した。5)水平力を受ける鉄筋コンクリート骨組みの解析を行なった結果外柱のせん断力分担の割合が大きく変化した。これは、転倒モーメントによる柱の軸力の変化に伴う曲げ耐力の変化によるものだけではなく、はりの軸方向伸びを拘束するために柱に付加せん断力が生じたためである。
新規開発する雨雪判別器を用いた北陸地域の降積雪質量測定と雪氷防災への応用

季節的な大雪や強い降雪は雪国の社会生活に危険を及ぼす。これを避けるために除雪、防護柵設置、安全情報の配信などが行われているが、その際に、本来利用したいのにできないのが、雨か雪かあられかの降水種別情報である。理由は、粒子種別を正確にかつ簡易的に自動で行う機器がないためである。そこで、ここでは簡易的な雨・雪・あられの判別器を試作し、特別なデータ処理により、自動では難しいとされる雪とあられの判別率を8割にまで高めた。また、この降水種別データを用い、未解明な課題に対して新たな知見を得た。本研究では、降雪降雨強度計と降雪粒子判別器を一組とした測定器とデータ記録器を一式として扱う。それらを設置場所などの測定環境に沿って設計し、以下の7か所に設置した。それらは、長岡市に3か所(長岡技術科学大学、防災科学技術研究所雪氷防災研究センター、田村雪氷研究所)、十日町市に1か所(森林総合研究所十日町試験地)、魚沼市に1か所(長岡国道事務所小出維持出張所)、南魚沼市に1か所(鉄道総合研究所塩沢雪害防止実験所)、妙高市に1か所(雪氷防災研究所妙高笹ヶ峰観測地)の合計7か所である。妙高地点は山奥で未確認だが、他の観測点では順調に計測できている。さらに、粒子測定器の生の受信電圧をリアルタイムでつかむためのAD変換機の接続と電圧計測値収集プログラムの開発を行い、1月中旬から試験運用した。同時に、リアルタイムの降雪降雨判定のために、インターバルビデオ観測を行い、画像を収集した。また、太陽電池パネルを用い、発電エネルギー量の予備的な測定を行った。一方で、モデル計算に関しては、底面融雪量の時系列変化を観測データに基づいて考察し、良好な結果を得た。また、積雪層内の液水浸透過程の改良を、研究計画に沿って立案、実施し、こちらも良好な結果を得ている。さらに、従来からの気象要素観測を念頭に置いた、気温以外のデータを用いた降雪降雨判別の試みを行い、その限界点を把握した。現在、底面融雪量を物理的に解析するための土壌モデルに着手している。また、風速による捕捉率低下に関する解析は、今冬のデータが出揃った時点で行う予定である。付加的に、降雪の面的導出にも関わるレーダー雨量を用いた解析も行った。今年度はいわゆる暖冬であったために、観測の機会が少なかった。しかし、ターゲットとしている高温領域での降雪はいくつか観測されているため、役立つデータは収集できていると考えられる。それらを解析し、2年目には本運用できるものと考える。前年度に7か所に設置した降雪降雨強度計と降雪粒子判別器およびそのデータ記録器を用いて、引き続き冬季に観測を行った。昨シーズンは暖冬で降雪、積雪が少なかったが、本シーズンは最大積雪深としては平年並みに達したため、本運用の観測データとしては前回よりも良い結果が得られている。新規開発の光学機器の検証に関しては、前年度にビデオ撮影で対応しようとしたが、画像認識に個人差が見られるなど目視で現場観測するようには行かないことが判明し、本年度からは、新規開発機器の受光信号を直接AD変換して記録する機器を新たに2か所(長岡、十日町)設置し、さらに、比較には、研究分担者による、長岡に設置された大型の粒子判別装置の結果を用いることとした。この大型機は既に粒子判別器としての成果がある機器であるが、高価で大規模であるために新たな設置が困難であった。しかし、十日町にも設置されたため、同所でも観測を開始した。降雪積雪融雪モデルに関しては、水平面的に有効な融雪課程としてデグリーデイ法を拡張した手法を取り入れて、レーダー降水量を地上観測降雪水量で補正したデータと併用して、現実に近い挙動を再現することを確認した。様々な地域で有効な、底面融雪量算定に関わるモデルの普遍化に関しては、土壌モデルを用いた底面融雪量の推定を行い、観測に基づく底面融雪量を再現できることを確認した。本年度は、研究遂行上のキーとなる基礎研究を行い、良い結果を得ている。来年度にはその成果に基づき、最終的な機器の調整と、どの程度の判別誤差で雨雪判別が可能であるか、またその結果を用いた積雪モデル計算にどの程度インパクトを与えるかを明らかにしたい。昨年度に、真値を得るためのビデオ撮影から画像処理型の大型粒子判別装置の利用に転換した。そこで今年度は、比較検討のための画像処理型の大型粒子判別装置の結果を得ることができた。しかし、この装置の結果の解釈は難しく、従来から直径-落下速度の散布図を目視で判読して固体降水の種別を判別していた。しかしながら、本研究で得られるデータは5分ごとの連続データであり、全てのイベントで検証するならば、連続したデータで行わないと統計的な意味をなさない可能性がある。

そこで、画像分析で最も難しい「みぞれ」の自動判別は見送り、雪とあられに関して、大型粒子判別装置からのデータから自動判別するアルゴリズムを開発し、実行した。それらは目視判読の結果と比較検討され、事例としては典型的な例のみではあるが、ほぼ全て一致するという良い成績を収めた。そこで、その結果に対して、昨年度から導入したAD変換による全観測粒子の全信号プロファイルを用いて統計処理を行うことにより、雪とあられについての判別アルゴリズムを考案して実行した。その結果、簡易的な粒子判別器でも、利用する統計情報を適切に計算して選別すれば、固体降水のうちあられの的中率を8割程度まで確保できることが明らかになった。また、今後の研究のために、昨年に引き続き、同じ観測場所と同じ項目で冬季の観測を行った。今年度の冬季は少雪であり、昨年ほどの良質なデータは記録できなかったが、3年目でもあり、欠測なく取得することができた。
周期律化合物の超高圧合成と光・電気的性質

本年度は窒素を含むIIーIVーV_2族「周期律化合物」の中で、ウルツ鉱型構造を有する新しい化合物の合成できる可能性を調べた。その結果、新たにZnSiN_2に加えZnGeN_2やその個溶体ZnSi_1ーxGexN_2の合成できることを明らかにしたので、その光学的あるいは電気的性質とを併せ報告した。Zn_3N_2とSi_3N_4(またはGe_3N_4)粉末とを所定比に秤量、hBN(窒化ほう素)カプセルへ充填し、1.5ー7.7GPa,600ー1800°C,0.5ー3.0hrの条件下で処理した後,急冷操作によって試料を得た。Zn_3N_2とSi_3N_4とを6.0GPa,1500°C,3hrの条下で処理し、得られた白色粉末試料は,新しい化合物ZnSiN_2であり歪みウルツ鉱型構造をもつことがわかった。6.0GPa,1000°C,3hrの条件下でZn_3N_2とGe_3N_4とを反応させた結果、黄色粉末試料が得られ、ZnGeN_2はZnSiN_2と同形の斜方晶系に属する化合物であることが粉末x線回折図形からわかった。次いで、固溶体ZnSi_1ーxGexN_2を1.5ー5.7GPa,800ー1500°Cの条件下で合成した。いずれも単一相で得られることを、粉末x線回折図形より確認した。Geの固溶量の増加に伴って、単調に格子定数や単位格子体積の増加することがわかった。空間群Pna2_1のSiサイトをGeが置換するとしてリ-トフェルト解析を行なった結果、いずれもR因子は8%以下になることがわかった。拡散反射スペクトルから求めたバンドギャップの大きさは、Geの固溶量の増加に伴って単調に減少することがわかった。従ってSiーGe混晶系のものとは異なり、直接型光学遷移がバンド端間で起きているものと考えることができた。ESCAスペクトルから、Si(or Ge)_3N_4やZn_3N_2に比べてZnSi(or Ge)N_2では、Si(2p)、Ge(3d)やN(1s)のスペクトルが、いずれも低エネルギ-側にシフトし、Zn(2p_<3/2>)のスペクトルが高エネルギ-側にシフトすることが明らかになった。
大腸におけるＡＴＰ，ＮＯおよびＳＰ放出神経に対するムスカリン性制御機構の解明

M1M5のムスカリン受容体サブタイプのうち,M2およびM3受容体は蠕動の最終反応を担う平滑筋細胞ばかりでなく,腸神経細胞にも局在している。本研究では,大腸における蠕動の誘発・調節メカニズムの全容を解明する一環として,各サブタイプの欠損マウスを用いて腸神経におけるM2およびM3受容体の役割・機能を明らかにすることを目的に研究を行った。その結果, M2およびM3受容体の両方がATP放出神経を促進性に制御しているという結果を得た。加えて,M2受容体を介する収縮はM3受容体を介する収縮よりも大きいという結果だけでなく、両受容体を介する収縮経路には新たな情報伝達分子が関わっている可能性が考えられた。腸の蠕動運動は,腸壁に加わった伸展刺激が複数の神経細胞を経由して平滑筋細胞に伝わった後,平滑筋が収縮することで生じる。腸壁に加わった刺激を最終的に平滑筋へ伝える神経(運動神経)の細胞体や神経終末には,コリン作動性神経から放出されたアセチルコリンが作用するムスカリン受容体が存在し,運動神経の伝達物質放出を促進,あるいは抑制性に制御している。しかし,同受容体にはM1M5までのサブタイプがあり,伝達物質の放出に関わる各サブタイプの役割は十分に解明されていない。本研究では,大腸における蠕動の誘発・調節メカニズムの全容を解明する一環として,各サブタイプの欠損マウスを用いて腸壁内の運動神経ー平滑筋間におけるムスカリン受容体サブタイプの役割・機能を明らかにすることを目的とする。実験には各サブタイプの欠損(KO)マウスを用い,野生型の場合と比較した。その結果,大腸平滑筋細胞に作用することで記録される抑制性接合部電位(IJP)の振幅の大きさは,M2受容体サブタイプ欠損(M2KO),M3KOおよび両受容体サブタイプ欠損(両受容体KO)マウスで記録されたものが野生型と比較してそれぞれ約37%,約75%および約68%と有意に小さかった。この実験結果はM2受容体およびM3受容体が運動神経からのATPの放出を促進性に調節していることを示唆している。これまでに,M3受容体が運動神経からのATPの放出を促進性に調節しているということは知られていない。また,M2受容体サブタイプが神経伝達物質の放出を促進しているという報告もない。当初予定していなかったことが起きたため,進捗状況はやや遅れていると判断した。その内容は以下のとおりである。非選択的ムスカリン受容体拮抗薬のアトロピンを用いて,野生型マウスの大腸平滑筋細胞から記録される抑制性接合部電位(IJP)に対する効果を調べた。その結果,各ムスカリン受容体欠損(M2KO,M3KOおよび両受容体KO)マウスを用いて得られた結果と比較して,野生型マウスではIJPを小さくする程度が弱いことが分かった。このことは,M2受容体およびM3受容体による運動神経からのATP放出の促進機序が単純ではないことを示唆している。ムスカリン受容体サブタイプにはM1からM5までの5つのサブタイプが知られている。従って,非選択的ムスカリン受容体拮抗薬のアトロピンを用いて得られた結果は,M2受容体およびM3受容体以外のムスカリン受容体サブタイプ(M1,M4,M5受容体)の機能も阻害されたことが原因の1つと考えている。本研究では,大腸における蠕動の誘発・調節メカニズムの全容を解明する一環として,腸壁内の運動神経ー平滑筋間におけるムスカリン受容体サブタイプの役割・機能を明らかにすることを目的とする。各サブタイプの欠損(KO)マウスを用い,野生型の場合と比較した結果から、平滑筋細胞から記録される抑制性接合部電位(IJP)は,M2受容体サブタイプ欠損(M2KO),M3KOおよび両受容体サブタイプ欠損(両受容体KO)マウスで記録されたものが野生型と比較して有意に小さかった。従って、大腸の運動を抑制性に制御するときには、M2受容体およびM3受容体が運動神経からのATPの放出を促進性に調節していることが考えられた。これまでに,M2受容体およびM3受容体が運動神経からのATPの放出を促進性に調節しているということは知られていない。一方、大腸の運動を促進性に制御する仕組みについて調べた結果、ムスカリン受容体を刺激することで活性化するシグナル伝達の下流にあると考えられていたTRPCチャネルやCl-チャネルに対する遮断薬は大腸平滑筋細胞におけるコリン作動性神経ー筋伝達を抑制しないことを見出した。大腸平滑筋細胞において、ムスカリン受容体を刺激することで開くイオンチャネルにTRPCチャネルやCl-チャネル以外のものが関わっているという報告はほとんどない。

大腸の運動を促進性に制御する仕組みについて調べた結果、ムスカリン受容体を刺激することで活性化するシグナル伝達の下流にあると考えられていたTRPCチャネルやCl-チャネルに対する遮断薬は大腸平滑筋細胞におけるコリン作動性神経ー筋伝達を抑制しなかった。この結果は、新規イオンチャネルがコリン作動性神経ー筋伝達に関わっている可能性を示唆している。中枢ではムスカリン受容体が刺激された結果、体液の浸透圧が調節されるのに対し、末梢では腸の蠕動運動が促進される。ムスカリン受容体にはM1M5までの5つのサブタイプが知られている。しかし、中枢および末梢のムスカリン受容体サブタイプの役割は十分に解明されていない。これまで、当研究室ではM2受容体およびM3受容体サブタイプに着目して腸や膀胱といった内臓平滑筋の機能解析を行ってきたことから、これらサブタイプを遺伝的に欠損したマウスを用いて中枢および末梢における役割を検討した。末梢における役割を検討するために摘出した腸を用いて検討したところ、神経からATPが放出された後に平滑筋から記録される抑制性接合部電位(IJP)は、M2受容体サブタイプ欠損(M2KO)、M3KOおよび両受容体サブタイプ欠損(両受容体KO)マウスで記録されたものが野生型と比較して有意に小さかった。従って、大腸の運動を抑制性に制御するときには、M2受容体およびM3受容体が神経からのATPの放出を促進性に調節していることが考えられた。腸平滑筋のムスカリン受容体が刺激された後に記録される興奮性接合部電位(EJP)は、M3KOや両受容体KOマウスの腸からは記録されなかったのに対し、M2KOでは記録された。腸平滑筋の収縮反応を記録したところ、M2KOの収縮よりもM3KOのものが大きく記録されたことから、大腸にはM2受容体を介した膜電位非依存性の仕組みが関わっていることが考えられた。中枢における役割を検討するために摘出した視床下部を用いて抗バソプレシン(AVP)抗体による免疫組織化学染色を行いAVP免疫陽性細胞数を計測した。その結果、AVP陽性細胞数は、視索上核および室傍核のどちらの領域においてもM2KOで低値を示した。この結果からM2ムスカリン受容体サブタイプは、AVPの分泌調節において促進性に働いている可能性が示唆された。M1M5のムスカリン受容体サブタイプのうち,M2およびM3受容体は蠕動の最終反応を担う平滑筋細胞ばかりでなく,腸神経細胞にも局在している。本研究では,大腸における蠕動の誘発・調節メカニズムの全容を解明する一環として,各サブタイプの欠損マウスを用いて腸神経におけるM2およびM3受容体の役割・機能を明らかにすることを目的に研究を行った。その結果, M2およびM3受容体の両方がATP放出神経を促進性に制御しているという結果を得た。加えて,M2受容体を介する収縮はM3受容体を介する収縮よりも大きいという結果だけでなく、両受容体を介する収縮経路には新たな情報伝達分子が関わっている可能性が考えられた。M2受容体あるいはM3受容体のどちらか一方に比較的選択的なムスカリン受容体拮抗薬を用いて,野生型マウスの大腸平滑筋細胞から記録される抑制性接合部電位(IJP)に対する効果を調べる必要がある。近年,M2受容体およびM3受容体のうちM2受容体だけに選択的に結合する化学物質が発見されている。同化学物質はムスカリン受容体に対する刺激薬のアセチルコリンのM2受容体に対する刺激効果を増強することが培養細胞において報告されている。
配偶死別後の独居高齢者のスピリチュアリティ支援プログラムの開発

本研究の目的は、配偶者との死別を後独居となった高齢者のスピリチュアリティについて、心理プロセスを質的に分析するとともに、配偶死別高齢者スピリチュアリティ尺度;Spirituality Assessment Scale of the Elderly Bereavement who have Lost Spouse(以下SAS-EBLS)を用い、スピリチュアリティ状況の把握をし、スピリチュアリティ支援プログラムを確立することであった。心理プロセスについて、10名の対象者のインタビューデータを質的に分析した。また112名の対象者調査から、対象者のスピリチュアリティの因子構造を確認した。配偶者との死別後6か月5年以内の独居高齢者の高齢者支援として、心理的適応プロセスをグラウンデッドセオリー・アプローチにより明らかにした。具体的には、配偶者との死別を経験した65歳以上の独居高齢者10名の参加者に、文書と口頭にて説明し、同意を文書で得た。現在逐語録の作成を終了した。配偶者との死別後の独居高齢者の心理的適応プロセスについて、コード化、カテゴリー化し、これらのカテゴリーをもとに統合した。その結果、配偶者を喪失後独居となった高齢者の心理的適応プロセスについて以下のことがわかった。配偶者を亡くした直後は、葬式や様々な手続きに関連した忙しさによる心理的な麻痺状態が出現した。その後は徐々に、亡くなった配偶者と共有した行動や感情を、日々の生活の中で思い出すことでの悲しみや寂しさを感じていた。悲しみや寂しさといった感情は、亡くなった配偶者が遺した遺言や子供や孫、その他の人々との関わりの中で、次第に自分自身の今後の生への肯定的意識へと変化していっていた。調査項目は、SAS-EBLSと、WHO-5精神的健康状態表である。現在、対象者に調査票を、訪問看護ステーションから対象者へ配布して頂いており、現在調査票の回収を行っている。回収は研究代表者に郵送で送付してもらうこととし、回収後の調査票について、順次データ入力を行っている。本年度においては、配偶者との死別を経験した高齢者のスピリチュアリティを測定するために開発した配偶死別高齢者スピリチュアリティ尺度;Spirituality Assessment Scale of the Elderly Bereavement who have Lost Spouse(以下SAS-EBLSとする)と精神的健康度(WHO-5精神的健康状態表)を調査し、配偶者を亡くした独居高齢者のSAS-EBLSによるスピリチュアリティ状況の把握と、スピリチュアリティ観察モデルを用いた介入モデルの検討を行った。調査項目は以下の通りである。(1)基本属性:年齢、性別、配偶者との死別後期間、死別原因、現在の家族構成、ソーシャルキャピタル指標(1信頼感の程度、2近所づきあいの程度、3コミュニティ参加の程度(2)スピリチュアリティ評価: SAS-EBLS、配偶死別高齢者のスピリチュアリティ尺度(SAS-EBLS)5因子、26項目(5件法)(3)精神的健康度評価:WHO-5精神的健康状態表(6件法)上記調査項目について、訪問看護ステーション、シルバー人材センター、社会福祉協議会、老人クラブ連合会などの施設の長に、調査用紙を説明文書とともに送付し、対象者へのアンケートを実施、回収は、施設ごとにまとめて、もしくは対象者個人から郵送してもらった。750部配布し、回収は255部(回収率34%)、回収されたもののうち、欠損があるものを除去し、112名を対象とした。対象者の概要は、平均年齢79.4歳(±6.10)、最小年齢65歳、最高年利96歳、男15名、女97名、職業無96名、職業有16名、趣味無19名、趣味有93名、平均死別後期間10.8年(±9.15)、平均結婚期間46.5年(±12.9)であった。平成26年度においては、配偶者との死別後、独居となった65歳以上の高齢者を対象とし、量的調査を実施した。調査票の回収の締め切りを平成27年7月としており、全国的規模での配布であるため、郵送での回収が終了はしていないが、随時データを入力し、7月以降分析に入ることとしている。よって、調査の現在までの達成度はおおむね順調に進展しているといえる。老年看護配偶者との死別を経験した独居高齢者のスピリチュアリティの実態を記述統計で集計するとともに、精神的健康度との関連を検討する。また、平成27年度計画として挙げている配偶者との死別を経験した独居高齢者のスピリチュアリティ介入モデルの作成にあたり、研究代表者が考える仮説のスピリチュアリティ観察モデルにデータをあてはめ、評価する。最終的に、配偶者を亡くした独居高齢者の臨床応用の方向性と具体的方法について、スピリチュアリティからとらえた見解を提示していく。平成25年度については、配偶者喪失後、独居となった高齢者を対象に、その心理過程を明らかにすることとした。対象者をさらに増やすことが必要ではあるが、分析もすすんでおり、今後、対象者を増やしながら継続比較をしていくことで目的が達成されると考える。

配偶者喪失後の独居高齢者に配布した、調査票の回収が終了しておらず、データ入力に関わる人件費・謝金の支出が少なくなっているとともに、調査のための研究旅費の支出が計画していたものより少なかったため。平成25年度に実施した調査により得たデータについて今後、全てのカテゴリーに結びついている中核カテゴリーを見つけ、ストーリーライン、及び、各カテゴリー間の関連構造図の検討を行う。さらに対象者を増やし、今までの分析との継続比較をしていく。回収終了後、データ入力に関わる人件費を支出するとともに、研究打ち合わせやデータ収集、学会発表に関する旅費での使用を本年度は計画する。配偶者喪失後の高齢者である対象者の選定が予想以上に困難であり、データ収集に関わる支出が少なくなったため。今後、対象者の選定にあたり、調査対象フィールドを拡大し、さらに質的データの収集に努める。そのため、平成26年度は研究打ち合わせ、また、調査のための旅費、さらには分析に付随する消耗品の使用を計画する。
非清浄個体表面における気体分子の散乱

清浄な個体表面を構成する約800個の結晶分子の上に,気体分子を数個付着させ熱平衡状態にしておき,そこへ同じ種類の気体分子が衝突する現像を分子動力学の手法を用いてシミュレートそた.まず個体結晶分子をPt,気体分子をXeとした計算を行い,分子の挙動を可視化したところ,衝突にともない付着分子が離脱する現象や,付着分子が表面に平行に移動するmigration現象が見られ,現実に生じているとされる現象が再現できていることが認識できた.このような計算を300から400程度初期値を変えて行い,統計値を解析した.清浄な場合と比較したところ,飛来する気体分子が最初の衝突で失うエネルギと衝突位置の間に明らかな相関が観察され,主に付着分子と衝突する場合と,主に結晶分子に衝突する場合とに現象を分類できることがわかった.この構造は付着分子の個数が異なる場合にも常に観察されることから,被覆率に応じてこれら2種類の散乱挙動をミックスすることで付着の効果をモデル化できることがわかる.また正確な3次元計算と,これを簡略化した2次元計算の結果を比較したところ,散乱角度分布は若干異なるが,エネルギーの伝達に関して2次元計算で定量的に3次元計算を再現できることが明らかになった.この性質を利用して,計算時間の比較的短い2次元計算による解析を行うこととした.しまた,衝突における各種パラメタのうち,分子間ポテンシャル係数を主として変化させ,その散乱過程への影響の程度を解析した.その結果,ポテンシャル係数のうちエネルギを実現するパラメタを変化させたときの伝達エネルギーの変化は1次的でほぼ比例の関係にあることがわかった.この傾向は付着分子が存在しない場合における傾向と一致したおり,衝突過程における伝達エネルギーは1つのモデル式で表現しうると考えられる.清浄な個体表面を構成する約800個の結晶分子の上に,気体分子を数個付着させ熱平衡状態にしておき,そこへ同じ種類の気体分子が衝突する現像を分子動力学の手法を用いてシミュレートそた.まず個体結晶分子をPt,気体分子をXeとした計算を行い,分子の挙動を可視化したところ,衝突にともない付着分子が離脱する現象や,付着分子が表面に平行に移動するmigration現象が見られ,現実に生じているとされる現象が再現できていることが認識できた.このような計算を300から400程度初期値を変えて行い,統計値を解析した.清浄な場合と比較したところ,飛来する気体分子が最初の衝突で失うエネルギと衝突位置の間に明らかな相関が観察され,主に付着分子と衝突する場合と,主に結晶分子に衝突する場合とに現象を分類できることがわかった.この構造は付着分子の個数が異なる場合にも常に観察されることから,被覆率に応じてこれら2種類の散乱挙動をミックスすることで付着の効果をモデル化できることがわかる.また正確な3次元計算と,これを簡略化した2次元計算の結果を比較したところ,散乱角度分布は若干異なるが,エネルギーの伝達に関して2次元計算で定量的に3次元計算を再現できることが明らかになった.この性質を利用して,計算時間の比較的短い2次元計算による解析を行うこととした.しまた,衝突における各種パラメタのうち,分子間ポテンシャル係数を主として変化させ,その散乱過程への影響の程度を解析した.その結果,ポテンシャル係数のうちエネルギを実現するパラメタを変化させたときの伝達エネルギーの変化は1次的でほぼ比例の関係にあることがわかった.この傾向は付着分子が存在しない場合における傾向と一致したおり,衝突過程における伝達エネルギーは1つのモデル式で表現しうると考えられる.
インテグリン指向性リポソームによる膵がんの早期診断及び内照射治療法の開発

本研究では、膵癌の早期診断に加え、内照射治療を目的としたリポソーム製剤の開発を試みた。膵癌に高発現しているαvβ3インテグリンに着目し、RGD修飾リポソームの開発を計画した。我々は、粒子径が約100nmのRGD修飾リポソームの作成に成功した。また、RGD修飾リポソームはαvβ3インテグリンに対する高い結合親和性を有していることを確認した。しかし、体内分布の結果から、肝臓や脾臓への顕著な集積が認められ、また、腫瘍への集積も低かった。本研究では、リポソームへのRGD修飾はPEGの機能を損なう可能性があることを見い出した。昨年度、、Distearoylphosphatidilcholine (DSPC)、コレステロール、N-carbamoyl-methoxypolyethylene glycol (2000)-1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (mPEG-DSPE)からなるリポソームにc(RGDfK)を修飾したRGD修飾リポソームを合成し、αvβ3インテグリンに対する結合親和性を明らかにした。本年度は、RGD修飾リポソームの体内挙動について検討を行った。ヒト膵がん細胞(PANC-1)皮下移植マウスにIn-111を内包したRGD修飾リポソームを投与し、4時間後における各臓器への集積率を検討した結果、血中放射能が著しく低く(0.41 %ID/g)、また、腫瘍への集積も低かった(0.44 %ID/g)。一方、脾臓への集積は290.7 %ID/gと著しく高かった。リポソームへのRGDペプチド修飾量が脾臓への高集積に影響していると考え、RGD修飾量を減らした種々のRGD修飾リポソーム(マレインイミド-mPEG-DSPE:mPEG-DSPE=1:191:99)を新たに合成した。125IーキエスタチンとPANC-1細胞を用いて結合親和性を評価した結果、新規RGD修飾リポソームはαvβ3インテグリンに対して結合親和性を有していることが分かった。今後、各リポソームの体内挙動や腫瘍集積性についてモデルマウスを用いて検討を進める。膵がんは早期発見や化学療法による根治が困難な難治がんである。従って、膵がんを克服するためには、早期発見とより効果的な治療方法の開発が急務である。これまで申請者は、αvβ3インテグリンが発がん早期から発現しており、診断や治療の優れた標的分子であることを明らかにした。この知見をもとに、本研究課題では、膵がんの超早期診断および内照射治療を目的として、治療用及び診断用放射性核種内包RGD修飾リポソームを開発を試みた。本年度は、RGD修飾リポソームの作成に着手した。まず、コントロール用リポソームとして、Distearoylphosphatidilcholine (DSCP)、コレステロール、N-carbamoyl-methoxypolyethylene glycol (2000)-1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolaminesodium saot (mPEG-DSPE)からなるリポソームをエクストリューダーを用いて作成した。また、c(RGDfK)を修飾するために、マレインイミド-mPEG-DSPEを加えて(マレインイミド-mPEG-DSPE:mPEG-DSPE=1:1)、同様にリポソームを作成した。c(RGDfK)のリポソームへの修飾は、c(RGDfK)をチオール化することにより行った。動的光散乱法により粒子径を測定した結果、得られたリポソームの粒子径は約100nmであることを確認した。RGD修飾リポソームによる125I-エキスタチン(αvβ3インテグリン阻害剤)のPANC-1に対する50%結合阻害濃度を調べることにより、結合親和性を評価した結果、RGD修飾リポソームは125I-エキスタチンの結合を優位に阻害することが示された。これまでの検討から、RGD修飾リポソームは未修飾リポソームに比べ、脾臓への高集積を示したた。このため、新たにRGD修飾量を減らしたRGD修飾リポソームを合成した。昨年までの検討から、これらの新規リポソームはαvβ3インテグリンに対して結合親和性を保持していることが分かった。本年度は各リポソームの体内挙動を、担癌モデルマウスを用いて検討した。111Inでの標識はこれまで同様、アクティブローディング法により行い、高い収率(80ー90%)で111In封入リポソームを得ることができた。

111In封入リポソームを74 kBq/umol lipid/100uLとなるように生理食塩水で調整し、PANC-1(ヒト膵癌細胞)皮下移植マウスに投与した。一定時間後の組織重量集積率を算出した。その結果、RGD修飾量の低下に伴い、血中放射能量は高く、血中滞留性が確認された。また、腫瘍への集積もRGD修飾量の低下に伴い、増加する傾向が見られた。しかし、腫瘍血液比や腫瘍筋肉比を比較した結果、RGD修飾量を下げ過ぎると、血液滞留性が上昇するため、腫瘍血液比が1以下になることが分かった。以上体内分布の結果より、RGD修飾リポソームを内照射薬剤として用いるためには、腫瘍集積量の向上を含めた体内動態の改善が必要であることが分かった。今後は、異なる組成やPEG以外の修飾を施したリポソームの開発が必要である。分子イメージング昨年度作成したRGD修飾リポソームでは、十分な腫瘍集積性が得られなかったが、新たなRGD修飾リポソームを作成し、その結合親和性も確認することができた。本年度は、RGD修飾リポソームの作成とインテグリンに対するターゲティング能の評価を目的にしていた。当初の予定通り、リポソームへのc(RGDfK)の修飾に成功し、得られたRGD修飾リポソームがインテグリンに対して親和性を有していることを確認することができた。リポソームへのRGDの修飾とインテグリンに対する親和性の確認が、本研究課題を遂行していく上で重要であることから、本研究は計画的に進んでいると考える。新たに作成した種々のRGD修飾リポソームの腫瘍集積性などをモデル動物を用いて検証する。最も優れたリポソームについてはY-90を内包し、治療実験を行う。新規RGDリポソームでも腫瘍集積性の改善が認められなければ、これまで作成してきたリポソームとは異なる組成のリポソームを作成し、薬物動態の改善を目指す。リポソームにインジウム-111を内包し、RGD修飾リポソームと未修飾リポソームの体内動態や腫瘍集積性の違いを実験動物を用いて、明らかにする。動態がすぐれなかった場合は、リポソームの組成を変更する等により改善を行う予定である。他の研究者と共同でRIを購入したため、購入費を節約することができた。また、本年度はリポソーム組成の再検討を行ったため、当初の計画より使用動物数が減少した。そのため、ヌードマウスやscidマウスの購入費が減少した。さらに、他の研究費により学会発表のための旅費を捻出できたため、旅費についても抑制することができた。治療実験に必要な放射性核種(Yー90)は非常に高価なため、繰越金を主にRI購入費や実験動物の購入費および学会発表(国際及び国内)のための旅費に使用する。次年度は、実験動物や放射性核種の購入に研究費を使用する。特にインジウム-111は短半減期核種であるため、実験の度に購入する必要がある。また、リポソーム作成に必要な試薬、細胞培養に関する消耗品や必要に応じてヒト膵がん細胞を購入する。
英語の母音の史的音量変化の研究

古英語期の同器官の子音連結(-ld, -rd, -ndなど)に先行する強勢短母音の長化は2番目の有声阻害音の影響による「伸長」であり、最初の共鳴音([l, r, m, n]など)は関与しないとみなすことによって、この長化に係る種々の問題を解決した。中英語期の2音節語の開音節における強勢母音の長化は、無強勢の完全母音があいまい母音化したことに伴う代償長化と、その後のあいまい母音の脱落に伴う代償長化の2段階の史的過程とみなすことによって、この長化の再短音化、長化の時期と方言間の格差などに係る諸問題を解決した。平成24年度の主な課題は中英語の2音節語の開音節における強勢母音の長化の仕組みを解明することであった。その理由は、第一に、通説ではこの長化の原因は語末の弱母音の脱落に伴う代償にあるとみなされているが、語末の弱化母音(=シュワー)は当時も現在も先行の完全母音から音量を借りなければ語や文のリズムに関与できないほど弱くて短いことから、シュワーの脱落がその代償として先行母音の音量を増大させるほどの変化を引き起こしたとは考えにくいこと、第二に、この長化は音量のみならず音質の変化も引き起こすことがあったにもかかわらず、従来の説はシュワーの脱落が先行母音の音量と音質を共に変化させた過程に対して明確な説明を施していないことにある。今回の研究において着目したのはシュワーの出現と、その前後の時期における英語の音声的・音韻的側面である。すなわち、シュワーの出現以前は英語はモーラ言語であり、母音の音量は示差的かつ均質的(homogeneous)であり、長母音は短母音の2倍の音量があった。ところが、シュワーの出現以降の英語の母音の音量は現代英語と同じく相対的であり、後続の音の影響を受けて変化し、長母音の音質は異質的(heterogeneous)である。また、語全体の長さはほぼ等しくなるように調整される。それゆえ、開音節での強勢母音の長化は、直後の母音の脱落ではなく、シュワーへの弱化の結果、従来の完全母音の音量が維持できなくなり、先行の強勢母音の音量を増加させて語全体の音量を維持する力が働いたと考えざるを得ない。この結論は長化が中英語期以前に始まっていたという仮説を導く。今回の強勢母音の長化の仕組みの解明は通説の再考を迫るだけではなく、英語の史的音変化の研究における普遍的な音声現象に関する情報の重要性を指摘し、さらに、今後の英語の通時的・共時的音韻研究に大きく寄与し得る。最終年度の目的は、古英語から現代英語までの母音の音量変化の分析結果のまとめと、英語の史的音量変化に介在している音声的・音韻的要因の解明(これには、時代ごとの個別の要因と通時的・普遍的要因が含まれる)、および、中英語末期における語全体の音量の調整、さらに古英語から中英語にかけての強勢母音の音量変化が「大母音推移」を引き起こす要因となったかについて考察をすることであった。研究成果は三つに分けられる。最初に、同器官の子音連結に先行する強勢短母音の長化の条件は、そもそも「同器官の子音連結」の前ではなく「有声阻害音」の前であること、さらに長化は音韻的なものではなく異音的「伸長」であるという説を提示し、この観点から通説の矛盾を突き、時期や地域における長化の多様性を明確に説明し得たことである。次に、二音節語の開音節における強勢短母音の長化については、従来の後続のあいまい母音の脱落に伴う代償長化説を退け、完全母音の弱化に伴う音量の減少の代償としての「伸長」と、この弱化母音の脱落の代償としての「伸長」という二つの史的音過程の結果であるという説を展開できたことである。この説によって、長化の時期のずれや地域による相違が明確に説明できるようになった。最後に、大母音推移については、その究極の要因が無強勢母音の弱化(=あいまい母音の出現)に伴うモーラ言語から強勢言語への転換にあることを突き止め、あいまい母音の出現により、強勢長母音の調音時に口を大きく長く開けて発音するモーラ言語時の必要性がなくなったという結論に達した。この観点から大母音推移を説明すると、従来よりもはるかに説得力のある記述が可能となることを示した。研究成果のうち、最初の2点は学会で口頭発表を行った上で論文を公刊した。最後の大母音推移の詳細については、今後さらに考察を重ねて学会発表を行い、論文にまとめる予定である。古英語の強勢母音は1100年頃までに-

ld, -rd, -nd, -mbなどの同器性子音連結の前で長化したと言われているが、先行研究を精査し、データを調査した結果、1) 2番目の子音には有声閉鎖音の他に有声摩擦音も含まれるが、無声の閉鎖音と摩擦音は含まれないことから、長化の引き金となったのは有声の阻害音であると推定される、2)語末の有声阻害音の前には共鳴音以外は生じないことから、これらの子音は長化には関与していない、という二つの結論が得られた。これらの結論から、長化は現代英語の有声阻害音の前で生じる伸長(stretching)と同類であること、および紀元前2000年以降のグリムの法則の第一次子音推移によって対立するに至った有声閉鎖音と無声閉鎖音が先行母音の音量の伸長と縮約によって対立をさらに際立たせるようになったという二つの仮説が導き出せる。これらの仮説に基づき、有声閉鎖音による伸長がすでに古英語期の強勢母音に作用し、やや長めの位置異音を生じさせたという新たな解釈を提案した。この解釈に従うと、長化の時期と地域には差異があり、また一度長化した母音が再度短化する場合があるという二つの事実も説明できる。さらに、長化は古英語期の一過性の共時的音変化ではなく、現代英語に至るまで広く生じている普遍性のある通時的現象の一つとして捉えることができる。一方、同器性以外の子音連結の前での強勢母音の短化は、2番目の子音が無声阻害音であることから、現代英語にも広く見られる縮約(clipping)によって説明できることを示した。これらの研究成果は通説を覆すだけではなく、長化の動機、時期、地域差、再短化現象などを明解に説明でき、さらに、音変化の普遍性に対する従来の認識を大きく変えることになるため、今後の英語音韻研究の進展に寄与するところがきわめて大きい。当初の計画は予定通り遂行され、多くの成果が得られたのみならず、これらの成果から英語の通時的・共時的音韻研究についての大きな示唆や手がかりが得られ、また新たに取り組むべき重要な課題が浮かび上がってきたからである。具体的には、2音節語の開音節における強勢母音の長化の原因は通説による後続の弱母音の「脱落」ではなく、完全音価を有する母音のシュワーへの弱化にあるという結論に達したこと、及び、長化の時期、地域、根拠は一括して説明できるようになったことは大きな成果である。ただし、これら3つの観点から長化を詳細に考察し、結論の妥当性を検証する必要性が出てきたことと、シュワーの出現を長化の原因とみなしたことにより、英語の史的発達におけるシュワーの機能が従来より重要となったことから、今後シュワーを中心に据えた史的音韻研究の可能性を検討せねばならなくなった。もっとも、シュワーの機能や音声的・音韻的特性は現代英語からかなり多くの具体的な例や情報が得られることから、これらの新たな課題は取り組みやすく、より普遍的な音変化の研究が可能となり、成果も期待できる。一方、古英語の-igで終わる2音節語の強勢母音は長化しないことから、これまでこの種の語は長化の例外とみなされてきた。しかし、今回の研究の結果として、この語尾は-ig[ij]>-i[i:]と変化するため、完全母音は維持されていて弱化や脱落を受けないことから、そもそも長化を引き起こす音環境に合致せず、それゆえ先行母音の音量変化に影響を与えないという新たな解釈を提示できたが、これも予想以上の大きな成果である。その他にも、これまで例外とみなされてきた現象があることから、豊富なデータを抽出した上で新たな視点から一般化を行う必要性があるが、その場合でも現代英語に見られる類似の現象から情報が得られることから、研究が円滑に進むことが期待できる。本研究の目的は、英語史上最も大規模な二種類の音量変化の要因とその仕組みを解明することである。
スリーブ付ダイヤフラム型極細光ファイバ圧力センサの開発

本年度の研究成果は以下の通りである。1.ポリシリコン製のスペーサーによりダイヤフラムと光ファイバーとの間に数μmのギャップを形成するため、シリコン基板をエッチング後ポリシリコンでこれを埋め、CMP(化学的機械的ポリッシング)法によりスペーサー以外の部分を除去する方法を開発した。これにより、ダイヤフラム反射面を鏡面状態に仕上げることが可能となった。また、スリーブ形成にはシリコンを垂直にエッチングすることが必要であるが、SF_6を用いたCCP(容量結合型プラズマ源)によるリアクティブイオンエッチングを用いて、サイドエッチの少ない形状を得ることが可能となった。2.スリーブ付きダイヤフラム圧力センサを、光ファイバ端面に装着し、固定する方法を開発した。具体的には顕微鏡下で、xy微動テーブル上に設置したダイヤフラムのスリーブ内に、上下微動機構に固定した直径125μmのハーフミラーを形成したマルチモードの光ファイバを挿入する。次に紫外線硬化樹脂を充填したマイクロシリンジにガラスマイクロキャピラリを装着し、スリーブの周囲に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線照射により両者を固定する。3.圧力センサを装着した光ファイバに1.3μmのレーザ光を1×2構成の光カップラを通じて入射し、ダイヤフラムからの反射光を光検出器に入射した。ダイヤフラムに圧力を加えた結果、0150mmHgの圧力に対し、干渉光の正弦波応答を示し、理論通りの動作が得られ、生体用の血圧測定用の用途として必要な性能が得られた。2.スリーブ形成にはシリコンを垂直にエッチングすることが必要であるが、SF_6を用いたCCP(容量結合型プラズマ源)によるリアクティブイオンエッチングを用いて、サイドエッチの少ない形状を得ることが可能となった。3.ダイヤフラム材料としてニッケルを用いることにより、エッチングマスク及びエッチストップとしての機能を兼用することができ、又膜厚コントロールが容易なことから圧力感度の分布を制御できる利点がある。本年度の研究成果は以下の通である。1.光ファィバ端面に、ハーフミラーを正確に形成するために光学式モニタを使用した。これには、真空蒸着装置内に、光ファィバと共に、ガラス基板を挟んで光源とフォトセンサを設置し、アルミニュウム蒸着による光量変化からリアルタイムで膜厚を精密に制御が可能である。2.スリーブ付きダイヤフラム圧力センサを、光ファイバ端面に装着し、周定する方法を開発した。3.圧カセンサを装着した光ファイバに1.3μmのレーザ光を1x2構成の光カップラを通じて入射し、ダイヤフラムからの反射光を光検出器に入射した。
人工転写調節因子の設計と細胞内センシング及び機能制御基盤技術の開発

本研究では、任意の分子を認識する転写調節因子(Transcriptional regulator,TR)として、設計し、これを用いたユニバーサルな細胞内計測及び細胞機能制御基板技術の開発を目的とした。まず新規TRsとなる基質結合タンパク質とLacI型TRを利用したキメラ蛋白質の構築法及び、本蛋白質がin vitro及び動物細胞内において、TRsとして機能することを示した。また、本蛋白質に基づく目的遺伝子の標的分子依存的な発現制御が可能であり、今後の多様な標的分子に対応する細胞内計測及び細胞機能制御基板技術としての可能性を示した。1. <SLCPの設計及び構築>SLCPのモデルとして、分子計算を用いて大腸菌由来LacIとグルコースをリガンドとするSBPのSLCPを設計した。モデリング結果を基に、標的分子に対応したSBPへの挿げ替を可能とするSBPコード領域の5'-および3'-末端に制限酵素サイトを挿入したSLCP遺伝子(SLCPカセット)を作製した。2. <In vitroにおけるSLCPの特性検討>大腸菌組換えタンパク質を用いた特性検討の結果、SLCPは、挿入されたSBPのリガンドであるグルコースに対する結合能及び、グルコース非存在下におけるLacIオペレータ特異的なDNA結合能を示した。またグルコース存在下ではDNAへの結合は見られなかった。以上の結果よりin vitroにおいてSLCPが、TRの特性を有すことが示された。3. <動物細胞内におけるSLCPの機能評価>上流にLacオペレータを融合したルシフェラーゼ発現ベクターとSLCP発現ベクターを動物細胞にコトランスフェクションし、SLCPのリガンドであるグルコース濃度が異なる数種類の培地でインキュべートした。細胞破砕液のルシフェラーゼ活性を測定したところ、培地中のグルコース濃度依存的なルシフェラーゼ活性の増大がみられ、SLCPが動物細胞内においてもTRとして機能することが示された。以上、平成20年度の研究により設計されたSLCPがin vitro及び動物細胞内においてTRとして機能し、SLCPに基づく遺伝子発環制御システムが構築可能であると示された。そこで平成21年度は、より高い遺伝子発現制御能を持つSLCPglの開発および、他の分子を標的とする複数のSLCPを作製し開発を行った。1.〈TR機能向上を目指したSLCPの改変〉LacIの立体構造及びSLCPの立体構造モデルを指標に、SLCPglに変異を導入した。SLCPgl分子間相互作用領域への変異導入によってSLCPglのDNA結合能が変化し、SLCPのTR機能に影響することが示唆された。2.〈SLCPの〉異なる基質特異性を持つ複数のSBPsを用いて、先に開発したSLCPカセットに導入してSLCPsを作製した。大腸菌組換えタンパク質を用いた特性検討の結果、SLCPsはグルコースに対するSLCPと同様に、目的の標的分子に特異的でTRとしての機能を持つことが示唆された。以上の研究により、SLCPのTR機能向上において重要な知見およびSBPsを用いた基質特異性の異なる複数の転写調節因子の簡便な作製が可能であることが示され、先年に構築されたSLCPを用いた動物細胞内分子のセンシング及び遺伝子発現制御と共に、SLCPに基づくユニバーサル遺伝子発現制御技術の可能性を示した。