hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
巨大災害（CAT）とリスクファイナンス

本研究では,巨大災害を念頭に置いたリスク管理について1.需要主体が企業部門であるか家計部門であるか,2.供給主体が民間であるか公的制度であるか,といった2軸を設定したうえで,4つのセグメント-(A)企業×民間,(B)企業×公的,(C)家計×民間,(D)家計×公的-に分けて特徴的な学術的論点を提示し,個別のテーマを理論的・実証的に研究する。研究初年度である平成30年度は,各研究者が研究体制を整え,上記(A)と(D)の論点を明らかにするとともに,当該論点に関する理論研究及び実証分析に着手した。まず,(A)では,中村は,動学一般均衡モデル上での大災害(CAT)保険の効率性を示す枠組みを構築しデリバティブ商品としての大災害(CAT)債の意義についても考察を加える論文の第一稿を執筆し,国際学会発表に投稿した。この間,中村はDePaul大学(米国シカゴ)に2018年10月から研究滞在した。当大学は,金融機関・リスク管理の研究に関してArditti Center for Risk Managementを設立し世界最先端にあり,米国中央銀行の地区連邦準備銀行であるシカゴ連邦準備銀行やシカゴ・マーカンタイル取引所などの政策・金融実務とも密接に交流しており,産学官の交流の拠点として本研究に大変有用であった。石坂は,次年度学会報告に向けてOECD刊行の巨大災害時のリスクファイナンスにかかる資料を中心に整理し,またデリバティブ利用における需要者サイドのリスク測定に関した実証研究成果を複数の研究会にて報告した。また,(D)では,柳瀬は,家計向け地震保険制度における契約件数の変動について行動経済学の観点から,柳瀬と山崎は,ベイズ統計の手法を援用することで,大震災後の制度変更が地震保険制度の契約者行動に及ぼす構造変化の有無とその特徴を分析した。平成30年度は研究初年度として,各研究者が研究体制を整備し,分担したプロジェクトの論点を整理し,学会報告の準備と論文投稿を行った点から,概ね順調に進展していると判断できる。各研究者の進捗は具体的に以下の通りである。プロジェクト研究(A)(市場不完備性下における保険とデリバティブ担当)では,中村は,論文の初稿を完成し学会発表への投稿も完了しており,予定通りに進捗している。石坂は,論文執筆まで至っていないが,デリバティブ利用のリスク態度に関する分析を行った。加えて,セクメントの関連を意識して,巨大災害時のリスクファイナンスにかかる資料を整理し,次年度学会報告に備えた。プロジェクト研究(D)(巨大災害の発生が保険加入行動に与える影響分析担当)では,主に2つのプロジェクトを進めた。第一に,柳瀬は,2つの大震災(阪神淡路と東日本)発生後の家計向け地震保険制度における契約件数の変動について,行動経済学の観点から分析を行い,国際学術誌に投稿した。現在,その第2ラウンド(Revise and Resubmit)に取り組んでいる。第二に,柳瀬と山崎は,大震災後の制度変更(各種割引制度の導入)が地震保険制度の契約者行動に及ぼす影響を分析した。特に,ベイズ統計の手法を援用することで,構造変化の有無とその特徴を探ったところ,震源地からの距離ではなく,政令指定都市を含む大都市圏に飛び地効果として構造変化が強く観察されることを発見した。そして,こうした新発見をもとに,国際学会発表ならびに国内の複数の研究会(セミナー)で研究報告を行い,学会やセミナー参加者からのコメントを踏まえて,現在,本格的な論文執筆を行っているところである。平成31年度は,前年度に着手した理論研究及び実証分析を発展・拡張する。まず,(A)では,中村は,前年度に執筆した論文を改善・発展して,CAT保険と対比する形でCAT債の効率性を示すモデルを構築する予定である。石坂は,デリバティブのみならず,これと保険との対比をより意識した理論・実証研究を進め,論文の執筆に取り掛かる。加えて,前年度に収集した資料も活用しながら,研究統括者として(A)(D)の関連性を検討する。また,(D)では,前年度に進捗した2つのテーマをさらに前進させる。第一に,大震災後の家計向け地震保険制度に関する行動経済学分析については,柳瀬が,既に投稿中の国際的学術誌の複数の査読者からのコメントに対して適切な処置をするとともに,最終的な掲載確定に向けた作業を進める。第二に,地震保険制度の改変による契約者行動の構造変化に関しては,柳瀬と山崎が,前年度の分析結果等を踏まえ,その解釈をさらに深める作業を進める。具体的には,地震保険の契約者行動に関する構造変化が地理的な近接性ではなく全国の大都市部に集中的に波及しているという事実を確認したことを受けて,その解釈を深めるべく追加分析を行うとともに,早ければ2019年度後半を目処に論文投稿の準備に入る。加えて,本年度は,柳瀬と山崎を中心に,新たに(C)家計×民間のテーマに関しても具体的な論点を明らかにする。そのために,大災害後の損害保険会社の株価変動に関する既存研究を整理するとともに,未だ明らかにされていない論点を洗い出す作業を行う。なお,研究成果に関しては,国内・国際学会での発表を行いながら研究成果の社会への発信を開始し,研究討論を行うことによって論文の改善を試みる。こうした個々の研究活動に加えて,最終年度に向けて個別プロジェクト間の融合も検討し始める。本研究では,巨大災害を念頭に置いたリスク管理について1.需要主体が企業部門であるか家計部門であるか,2.供給主体が民間であるか公的制度であるか,といった2軸を設定したうえで,4つのセグメント-(A)企業×民間,(B)企業×公的,(C)

家計×民間,(D)家計×公的-に分けて特徴的な学術的論点を提示し,個別のテーマを理論的・実証的に研究する。研究初年度である平成30年度は,各研究者が研究体制を整え,上記(A)と(D)の論点を明らかにするとともに,当該論点に関する理論研究及び実証分析に着手した。まず,(A)では,中村は,動学一般均衡モデル上での大災害(CAT)保険の効率性を示す枠組みを構築しデリバティブ商品としての大災害(CAT)債の意義についても考察を加える論文の第一稿を執筆し,国際学会発表に投稿した。この間,中村はDePaul大学(米国シカゴ)に2018年10月から研究滞在した。当大学は,金融機関・リスク管理の研究に関してArditti Center for Risk Managementを設立し世界最先端にあり,米国中央銀行の地区連邦準備銀行であるシカゴ連邦準備銀行やシカゴ・マーカンタイル取引所などの政策・金融実務とも密接に交流しており,産学官の交流の拠点として本研究に大変有用であった。石坂は,次年度学会報告に向けてOECD刊行の巨大災害時のリスクファイナンスにかかる資料を中心に整理し,またデリバティブ利用における需要者サイドのリスク測定に関した実証研究成果を複数の研究会にて報告した。また,(D)では,柳瀬は,家計向け地震保険制度における契約件数の変動について行動経済学の観点から,柳瀬と山崎は,ベイズ統計の手法を援用することで,大震災後の制度変更が地震保険制度の契約者行動に及ぼす構造変化の有無とその特徴を分析した。平成30年度は研究初年度として,各研究者が研究体制を整備し,分担したプロジェクトの論点を整理し,学会報告の準備と論文投稿を行った点から,概ね順調に進展していると判断できる。各研究者の進捗は具体的に以下の通りである。プロジェクト研究(A)(市場不完備性下における保険とデリバティブ担当)では,中村は,論文の初稿を完成し学会発表への投稿も完了しており,予定通りに進捗している。石坂は,論文執筆まで至っていないが,デリバティブ利用のリスク態度に関する分析を行った。加えて,セクメントの関連を意識して,巨大災害時のリスクファイナンスにかかる資料を整理し,次年度学会報告に備えた。プロジェクト研究(D)(巨大災害の発生が保険加入行動に与える影響分析担当)では,主に2つのプロジェクトを進めた。第一に,柳瀬は,2つの大震災(阪神淡路と東日本)発生後の家計向け地震保険制度における契約件数の変動について,行動経済学の観点から分析を行い,国際学術誌に投稿した。現在,その第2ラウンド(Revise and Resubmit)に取り組んでいる。第二に,柳瀬と山崎は,大震災後の制度変更(各種割引制度の導入)が地震保険制度の契約者行動に及ぼす影響を分析した。特に,ベイズ統計の手法を援用することで,構造変化の有無とその特徴を探ったところ,震源地からの距離ではなく,政令指定都市を含む大都市圏に飛び地効果として構造変化が強く観察されることを発見した。そして,こうした新発見をもとに,国際学会発表ならびに国内の複数の研究会(セミナー)で研究報告を行い,学会やセミナー参加者からのコメントを踏まえて,現在,本格的な論文執筆を行っているところである。
GISを用いた植生管理と環境教育システムの開発による天然記念物の保護と活用

■植生管理○事例収集:植生管理の可視化に向けての課題を明確にするために,植生管理の可視化に関する事例の情報を収集し,国内3箇所,海外1箇所へのヒアリングを行った。その結果,CAD等を用いた図面化の事例はあったが,GISを植生管理に活用する事例はなかった。また,管理記録を可視化する手法として,日報を活用し,継続されていた事例が確認できた。○GIS活用に向けてのヒアリング:自然教育園におけるGIS活用の方策の検討と,将来的な活用を視野に入れた具体的な実施内容の検討と試行を行うため,植生管理に携わる職員を対象としたヒアリングを,ワークショップ形式で実施した。3回のワークショップを通じて検討した結果,植生管理をGISデータ化する作業日報の内容案を作成できた。○指標種の選定:科学的なデータに基づき管理内容を評価し,管理指針を検討するための基礎資料となる「指標種」について選定を進めた。園内や関東平野南部の草地や雑木林等での植生調査を行うとともに,文献によるデータを追加し解析した結果,自然教育園に生育する植物種と関東平野南部の草地・雑木林との関係性が把握できた。■調査研究支援:調査研究支援は,平成31年度以降,データの公開手法の検討などに着手する予定である。平成30年度は,その前段階として,園内植物目録の電子化を行った。■展示教育:展示教育は,植生管理の事例収集と併せて,自然系エコミュージアムにおける植生管理や蓄積データの教材活用事例について情報収集を行ったが,該当する事例は得られなかった。次年度以降,システム開発に着手する予定であるが,そのコンテンツの一例として,自然教育園に蓄積する樹木データの変遷を示した動画などを作成した。さらに,次年度以降の予定を先行して,データを可視化し,展示教育へと活用する仕組みとして「デジタルフィールドノート(仮称)」を試行した。概ね当初の計画通りである。植生管理を可視化する事例および、植生管理等を展示教育に活用した事例が確認できなかったため、次年度も継続して引き続き収集する。調査研究支援については、植物目録の電子化を行い、次年度予定の電子化を先行して進めた。展示教育については、次年度以降の予定を先行して「デジタルフィールドノート(仮称)」を試行した。■植生管理:植生管理の可視化の事例が確認できなかったため、引き続き事例収集を行う。植生管理のデータ化については、今年度作成した日報データを蓄積し、データ構成や更新方法を検討する。また、管理内容を評価するための指標種を選定し、データ化するためのモニタリング手法を検討していく。■調査研究支援:GISの公開事例を収集し、構造、インタフェースなどを分析する。また、自然教育園におけるGISデータの公開手法を検討していく。■展示教育:植生管理や蓄積データを教材に活用した事例が確認できなかったため、引き続き事例収集を行う。昨年度試行した「デジタルフィールノート」(仮称)について、引き続き実証実験を行い、改良を加えていく。またタブレット端末で、写真や動画により、植生やその変遷、植生管理を可視化するシステムを開発していく。

また、管理内容を評価するための指標種を選定し、データ化するためのモニタリング手法を検討していく。■調査研究支援:GISの公開事例を収集し、構造、インタフェースなどを分析する。また、自然教育園におけるGISデータの公開手法を検討していく。■展示教育:植生管理や蓄積データを教材に活用した事例が確認できなかったため、引き続き事例収集を行う。昨年度試行した「デジタルフィールノート」(仮称)について、引き続き実証実験を行い、改良を加えていく。またタブレット端末で、写真や動画により、植生やその変遷、植生管理を可視化するシステムを開発していく。
CRTモニタにおけるメタリック色の疑似再生に関する研究

従来、CRTモニタでは再現が困難とされていたメタリック色の疑似再生について検討した。呈示色に時間変化を与えることで、メタリック感覚を誘導することを確認した。CRTモニタへの呈示には、カラーマップアニメーションと呼ばれる手法を応用した呈示アルゴリズムを開発した。本呈示アルゴリズムは、一般の計算機と通常のCRTモニタでの利用が可能であり、特別な装置系を必要としないものである。観察視野10°×10°の領域を約10秒被験者に呈示し、被験者には、あらかじめ教示した金色印刷サンプルとの一致・不一致を回答させた。観察環境は、フレビュー作業環境を想定して、蛍光灯照明下の明室にて、CRTモニタ内の背景は白色、装置周辺背景は黒色に設定した。被験者は、正常な色覚の成人男子4名である。再生色を特定の金色に限定した知覚認識実験から、最良の呈示条件として72%の金色知覚成立を得た。呈示色変動の範囲をサンプルとした金色を塗装した球面の色分布をもとに吟味し、良好な金色知覚を与えるための変動色シーケンス(巡回色列)を提案した。変動色シーケンスは、サンプルとした金色の周辺色から構成され、白色方向にやや広い範囲を取る特有の範囲であった。このことは、金属性反射の白色飽和を観察することが金色感覚の成立に関与することを示唆するものであり、金色知覚成立の必須条件として捉えることができる。また、色変動の速度は、1色あたりの呈示時間が30msec以下であることが必要であり、これ以下の変動速度では、金色知覚が成立しないことを確認した。
高ショットキー極薄バリア超高速トランジスタ材料の開発

インジウム燐をベースとするナノゲートHEMT(高電子移動度トランジスタ)の更なる高速化に向け、分子線エピタキシー(MBE)を用いた高ショットキー極薄バリア超高速HEMT材料の開発を進めている。(411)A InP基板を用いることによりヘテロ界面の凹凸を小さくでき【(411)A超平坦界面】、またキャリア供給層であるSiシートドープ層を低温でMBE成長することによりSiドーパントの表面偏析効果を抑制することができるため、極薄膜化した(411)A InP系HEMT構造では高い2次元電子濃度、移動度が実現できる。しかし、エピタキシャル膜構造を極薄化した場合には、ショットキー特性の劣化が問題となる。本年度は、高ショットキーバリア層としてAlAs膜を挿入したHEMT構造を(411)A InP基板上にMBE成長し、極薄膜化した構造において良好なショットキー特性を得ることに成功した。表面側のバリア層全体の厚さを6nmとし、中央にAlAs高ショットキーバリア層を1,2,3nm挿入したInGaAs/InAlAsHEMT構造を作製したところ、77Kにおける電子移動度は、AlAs層を挿入しないものと同程度の値を示した。室温におけるショットキー特性を評価したところ、AlAs層を2nm挿入した試料の逆バイアス時の漏れ電流は、AlAsを挿入していない試料に比較して約2桁小さな値を得ることができた。(411)A超平坦界面を有するInP系極薄HEMT構造においては、厚さ2nmの高ショットキーAlAs層を挿入することで、高い電子移動度を実現しつつ、かつ良好なショットキー特性を得ることができる。本年度は、エピタキシャル膜構造を極薄化した場合に問題となるSiドーパントの表面偏析を抑制する手法を開発した。(411)A InP基板を用いることにより、ヘテロ界面での凹凸を極めて小さくすることができる【(411)A超平坦界面】が、超平坦界面を実現するには成長温度を高く(540°C)する必要がある。この場合、キャリア供給層となるSiシートドープ層における表面偏析が問題となり、トランジスタ動作に必要な2次元電子ガス濃度を十分に得ることができない。本研究では、チャネル層となるInGaAs/InAlAs量子井戸は高温(540°C)で、シートドープ層および表面側バリア層は低温でMBE成長することによってSi表面偏析効果を抑制する手法について検討した。Si表面偏析は、試料の2次元電子密度の表面側バリア層厚依存性およびSIMS(2次イオン質量分析法)により評価した。シートドープ層および表面側バリア層を450°Cで成長した試料は、540°Cで成長したものに比較して高い2次元電子密度が得られ、特にバリア層を薄くした場合に顕著であることがわかった。低温成長した試料の2次元電子密度は、Si表面偏析がないと仮定して得られる計算値(バンドプロファイルの自己無頓着法計算から得られる2次元電子密度)とほぼ一致することから、Si表面偏析が大きく抑制されていることがわかる。また、SIMS測定から得られたSi濃度プロファイルより求めたSiの表面偏析長は、成長温度540°Cでは5.2nmであるのに対して、450°Cでは2.3nmと約50%小さな値であった。
感覚神経におけるtrkファミリーと神経ペプチドのmRNA発現に関する研究

知覚神経におけるサブスタンスP(SP)、ソマトスタチン(SOM)、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の産生は、末梢から軸索輸送される神経栄養因子によって調節されることが示唆されている。この研究では、これらのニューロペプチドmRNAと、NGF(神経成長因子)ファミリーのレセプターをコードするtrkA、trkB、trkCmRNAの知覚神経における発現をIn Situハイブリダイゼーション法を用いて明らかにし、上述の仮説を再検討することを目的とするものである。trkA、trkB、trkCmRNAは、それぞれ後根神経節細胞(ラット)の35-40%、5-10%、15-20%に発現してた。SPをコードするPPTAmRNAは後根神経節細胞の約30%に発現しており、これらの細胞はmRNAの発現量の違いから二種類に分けることができた。つまり、mRNAを強く発現しているもの(78%)と弱く発現しているもの(22%)であり、前者はtrkAmRNAを共に発現していたが、後者は発現していなかった。CGRPmRNAは後根神経節細胞の約40%に発現しており、PPTAと同様、mRNAを強く発現しているもの(84%)はtrkAmRNAを共に発現していたが、弱く発現しているものはtrkAmRNAを発現していなかった。PPTA/CGRPmRNAとtrkB/CmRNAをともに発現している細胞はほとんど認められなかった。SOMnRNAは後根神経節細胞の約10%に発現していたが、いずれのtrkmRNAとも共存しなかった。これらの結果は、PPTA及びCGRPの産生は、NGFによって調節されていることを示唆するが、SOMの産生調節には、いずれのニューロトロフィンも関与していないこと示している。
ＤＮＡ四重鎖の形成に伴うＤＮＡの高次構造変化の一分子観察と理論による研究

TMPyPおよび類似の分子とDNA G-quadruplexとの相互作用を円偏光二色性(CD)スペクトルおよびCDストップトフローにより調べた。また、G-quadruplex構造をとるDNAがブラスミドやBACなど様々の長さのDNAのなかに存在するときに、この相互作用がどのように変化するかを調べた。この実験においては、TMPyPなどの小分子とDNAの非特異結合の影響を排除する必要があるため、スペクトル変化のなかで非特異結合によるものとG-quadruplexへの特異的な結合によるものを分離する解析方法を開発した。これらの結果を詳細に調べたところG-quadruplexの含まれるDNAの分子量依存性が見られることが分かった。これは、小分子がDNAにアクセスするときに周りのDNAによって妨げられているためであると考えられる。今後コンピューターを用いたシミュレーションを行いこの実験結果と比較することにより、さらに詳細な検討を行う予定である。また、G-quadruplex構造をとるDNAがBAC DNAのなかに存在するときに自己相関関数がG-quadruplexを含まない時と変化するかを全反射照明蛍光顕微鏡(TIRF)による一分子観察法により調べた。自己相関関数から緩和時間を求めて比較したが、緩和時間の誤差が大きくなり、これを考慮すると明確な違いは現時点では見出していない。しかし、BAC DNA分子量を変えることにより誤差範囲を小さくできることを見いだした。今後、この誤差範囲を小さくしたBAC DNAを用いてG-quadruplex構造をとるDNAがBAC DNAのなかに存在するとき存在しない時の緩和時間を比較することにより、DNA四重鎖構造をとることによるのDNA高次構造の変化を明らかにする。当初計画書(申請書)では平成30年度に以下の4分野の研究を予定していた。Iー2小分子との相互作用によるG-quadruplex安定性変化をCDのストップトフローによって明らかにする。IIー2長さの異なるBACを用いて、長さによる緩和時間への影響を明らかにする。IIー3G-quadruplexを含む208kbpのDNAについて、全反射照明蛍光顕微鏡(TIRF)で一分子観察を行い、自己相関関数を調べ、緩和時間をG-quadruplexが含まれない場合と比較する。IIIー2 1分子観察を行う長鎖DNAモデルを用いたシミュレーション計算を行い自己相関関数を求める。いずれも計画通り進んでおり、Iー2ではTMPyPおよび類似の分子とDNA G-quadruplexとの相互作用を円偏光二色性(CD)スペクトルおよびCDストップトフローにより調べた。IIー2では、G-quadruplex構造をとるDNAがブラスミドやBACなど様々の長さのDNAのなかに存在するときに、TMPyPなどの小分子とDNAの非特異結合の影響を排除する必要があるため、非スペクトル変化のなかで非特異結合によるものとG-quadruplexへの特異的な結合によるものを分離する解析方法を開発し、G-quadruplexの含まれるDNAの分子量依存性が見られることが分かった。IIー3では、G-quadruplex構造をとるDNAがBAC DNAのなかに存在するときに自己相関関数がG-quadruplexを含まない時と変化するかを一分子観察法により調べ、自己相関関数から緩和時間を求めて比較した。IIIー2では、計算の基となるモデルを作成して、短時間の計算を行い、モデルの妥当性を評価した。現時点では、概ね当初の計画通り研究は進んでいるので、今後の研究に関しても、当初計画通り、IIー3G-quadruplexを含む208kbpのDNAについて、全反射照明蛍光顕微鏡(TIRF)で一分子観察を行い、自己相関関数を調べ、緩和時間をG-quadruplexが含まれない場合と比較するの後半とIIIー3G-quadruplex構造を含む長鎖DNAのモデルの検討を行い、このモデルを用いたシミュレーション計算を行うことを予定している。また、TMPyPなどの小分子とG-quadruplexとの相互作用のDNAがブラスミドやBACなど様々の長さのDNAのなかに存在するときに、G-quadruplexの含まれるDNAの分子量依存性についても、コンピューターを用いたシミュレーションを行いこの実験結果と比較することにより、詳細な検討を行う予定である。IIー3については、BAC DNA分子量を変えることにより誤差範囲を小さくしたBAC DNAを用いてG-quadruplex構造をとるDNAがBAC DNAのなかに存在するとき存在しない時の緩和時間を比較することにより、DNA四重鎖構造をとることによるのDNA高次構造の変化を明らかにする。また、IIIー3については、今年度に導入を予定しているシミュレーション用ワークステーションを用いて、本格的な計算を行い、モデルの妥当性を評価するとともに、詳細な分子の挙動を明らかにする。208kbpおよび93kbpのBAC DNAを用いて環状および線状のDNAが時間とともにどのような挙動を示すのかを、全反射照明蛍光顕微鏡を用いて一分子観察を行うとともにシミュレーション実験を行なった。一分子観察ではコントラストを高めることによりある程度詳細な構造変化を調べることができるようになったが、光学顕微鏡の分解能の限界のためDNA鎖の詳細なからまり合いなどは観察することはできないが、この挙動をシミュレーションすることによりDNA鎖の微細な挙動を調べることが可能となる。ただし、現段階では、まだ完全にはDNA分子の挙動を再現することができていない。また、一分子測定において環状および線状のDNAの自己相関関数が分子量や粘性によってどのように変化するかを調べた。この結果を従来の高分子物理の理論(Rouse model, Zimm model)では説明できないことを示唆する結果を得た。これについてはデータの制度を含めて再検討を行なっているが、上記のシミュレーションを含めて慎重に解析を進めている。

G-quadruplexを形成するtel22配列(AGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG)を用いて、様々の条件下における四重鎖形成過程を円偏光二色性スペクトル測定およびストップトフロー測定により詳細に調べた。特に、これまで詳しく調べられてきたTMPyP4だけではなく、anti-cancer drugをはじめ様々の分子との相互作用を調べた。これらの結果からどのような分子がG-quadruplexと相互作用し、また相互作用する分子についても各分子の活性化エネルギーや複合体形成時のG-quadruplexの安定性の変化などを明らかにした。これらの複合体について分子動力学の計算を行い、得られた結果を実験結果と比較し詳細に検討した。計画書に記載した平成29年度に予定していた研究は以下の通りでそれぞれの進捗も併せて記載する。I.円偏光二色性スペクトル(CD)の経時変化からDNAの構造を明らかにする。ー1「G-quadruplexの形成過程をCDのストップトフローによって明らかにする。」については予定していた実験について予定通り行うことができ研究は予定通り進んでいる。ー2「小分子との相互作用によるG-quadruplex安定変化をCDのストップフローによって明らかにする。」は平成30年度研究予定課題であるが、この一部を平成29年度から開始することができた。II.全反射照明蛍光顕微鏡(TIRF)によるDNA一分子観察によってDNAの構造変化を明らかにする。ー1「線状、環状およびスーパーヘリックスのBACDNAについてTIRFで1分子観察を行い、自己相関関数を調べ、緩和時間を明らかにする。ー2「長さの異なるBACを用いて、長さによる緩和時間への影響を明らかにする。」についても予定していた実験について予定通り行うことができ研究は予定通り進んでいる。(平成30年度も当初の計画通り研究を継続する。)III.分子動力学(MD)によるG-quadriplex形成過程および小分子との相互作用を明らかにするとともに、長いDNAの形状変化を、モデルを作成し計算によって再現する。ー1「G-quaruplexの形成過程のMD計算によるシミュレーション」についても予定通り開始することができた。ー2「1分子観察を行う長鎖DNAきモデルを用いたシミュレーション計算を行ない自己相関関数を求める。」についても予定通り開始することができた。)TMPyPおよび類似の分子とDNA G-quadruplexとの相互作用を円偏光二色性(CD)スペクトルおよびCDストップトフローにより調べた。
低次元 強誘電性を有する分子集合体の合成と物性

新しい有機強誘電体の候補物質として、本年度は、主に水素結合鎖を有する分子固体を合成し、誘電特性を含む基礎物性を研究した。具体的には、両末端に、ーC=0基と=CーOH基を有するオキソカ-ボン系分子、Squaric Acid(H_2SQ)、Cycrohexanedione(CHD)、Phenylmalondialdehyde(PMDA)、Dimedone、Naphtalenone等の単結晶を育成し、それらの赤外ー紫外吸収スペクトル、ラマン散乱スペクトル、誘電率、電気伝導度を温度及び圧力の関係として測定した。その結果、以下のような成果を得られた。1.特に、二次元強誘電性を示すSquaric Acid結晶については、初めて温度ー圧力相図を完成した。また、圧力下での赤外吸収バンドとラマンバンドの強度変化や同位体置換効果等からプロトンーπ電子系の動的特性を明らかにした。2.また、一次元強誘電性の発現が期待できるPMDAなどの分子固体については圧力下での分光測定を進めた。その結果、高圧下でのプロトン格子の無秩序化の証拠をとらえ、これによって強誘電(常圧下)ー常誘電(高圧下)相転移を起こしてしることが推論された。また、一次元系の特徴を反映して、ドメイン壁(ソリトン)励起による新しい赤外振動、及びπ電子吸収帯を見いだした。
アミド基含有環状抽出剤の新規合成による白金族リサイクル技術の革新的開発

本研究の目的は、導入する官能基によって多様な金属に配位できる新たな抽出剤を開発することである。特に、官能基の種類によって選択性を持たせることが可能なカリックスアレーンの優れた性質を最大限に生かし、白金族金属のパラジウムや白金、ロジウム等を選択抽出する新規抽出剤の開発を目指す。平成29年度に関しては主に以下の研究成果を得ることができた。まず、チオアミド基をカリックスアレーンの水酸基側(ーOH基)に導入するための合成実験を検討した。合成手順は次の通りである。カリックス[4]アレーンのーOH基にブロモ酢酸エチル(BrCH2COOC2H5)を作用させ、エステル基(ーCOOC2H5基)を導入した。その後、1級アミンのn-オクチルアミン(C8H17NH2)をーCOOC2H5基と反応させることで、アミド基(ーNH-C(=O)ー基)へと変換した。さらに、ローソン試薬を用いて、ーNH-C(=O)ー基の酸素元素(O)を硫黄元素(S)へと硫化することで、目的物として定めたチオアミド基含有カリックス[4]アレーンを高収量・高収率で合成することに成功した。次いで、合成したチオアミド化体の白金族親和性および抽出能力を評価するために、パラジウムや白金、ロジウムの各単独あるいは混合塩酸溶液からの抽出実験を行った。その結果、今回合成した抽出剤は、パラジウムに高い選択性と親和性を有することがわかった。さらにスロープ解析を使った考察により抽出モデルを検討した結果、抽出剤とパラジウムの化学量論比が抽出剤:金属=1:1で抽出していることを確認した。また、抽出剤と金属イオンがキレート錯体を形成してパラジウムを捕捉するという抽出メカニズムについても、赤外吸収スペクトルを使って解明することができた。今回合成したチオアミド基を有するカリックス[4]アレーン抽出剤に関しては、白金族金属のパラジウムに対する選択的な親和性、抽出性を有していることがわかった。さらにパラジウムの抽出メカニズムに関する各種の解析結果から、抽出モデルと化学量論的な抽出機構を大まかに明らかにすることができた。以上の結果より、研究は計画通りに進展し、全体を通して期待した成果が得られていると考えている。また現在は、自動車排ガス触媒を酸浸出し、この浸出液からの抽出実験に加え、逆抽出や抽出剤の再利用性を考慮した実験を計画するなど、研究は当初予定通り、順調に進んでいると判断している。今後の研究計画として、合成したチオアミド基修飾カリックス[4]アレーン抽出剤の選択性を確認・検証するために、自動車排ガス触媒に使用される金属を選定し、塩酸に溶解したモデル溶液を使って抽出能力を評価する。これにより白金族金属への抽出能力やパラジウムをはじめとする白金族金属への抽出特性を明らかにする。さらに、自動車排ガス触媒由来の酸浸出液を対象に、パラジウムを抽出するための最適条件を調査し、効率的な抽出条件を実験的に究明する。また、逆抽出に使用する剥離剤の検討や抽出剤の再利用性に関して検討を重ね、抽出プロセス全体を通した条件の解明を試みる。本研究の目的は、白金族金属のパラジウムや白金、ロジウムの湿式リサイクルに焦点を当て、導入する官能基によって様々な金属に選択的に認識できる「カリックスアレーン」の性質を最大限に引き出す抽出剤の開発を進めることである。本年度は以下の成果を得ることができた。アミノ基を有するカリックスアレーン抽出剤の合成では、カリックスアレーンのベンゼン環部位にジアルキルアミノ基を導入したアミン誘導体を開発した。合成に成功したのはジプロピル化体とジブチル化体である。これら2種類の内、プロピル化体は抽出実験後に第3相の形成が確認されたため、ジブチル化体を用いてパラジウムや白金、ロジウムの各金属を単独で含む塩酸溶液に対し抽出実験を行った。その結果、今回の誘導体(抽出剤)はパラジウムと白金に高い親和性を示し、パラジウムや白金、ロジウムを混合したモデル溶液に対してもパラジウムと白金に高い抽出能力を有することを確認した。塩酸濃度を変化させた実験では、塩酸濃度が増加するのに伴い、パラジウムの抽出率が大きく減少する一方、白金の減少はわずかであり、白金に高い親和性をもつ抽出剤であることが示唆された。また、抽出機構に関する考察としてスロープ解析を行った結果、抽出剤とパラジウム、白金に対する化学量論比が抽出剤:金属=1:1であることが明らかになった。このことから抽出剤と金属イオンがイオン対を形成して捕捉、抽出していることが推察されたほか、自動車排ガス触媒由来の白金族を含む酸浸出液に対し抽出実験を行った結果、モデル溶液と同じくパラジウムと白金に高い抽出能力を示すことを確認した。アミノ基を有するカリックスアレーン抽出剤では、白金族への親和性を確認したほか、自動車排ガス触媒の白金族金属についても抽出能力を評価した。いずれも高濃度塩酸溶液で溶解した白金族金属であるが、パラジウム、白金に対し高い抽出能力を有することを確認した。この点については、当初計画以上の成果が得られたと考えている。また、アミド基の導入に関しては現在も研究を進めている段階であり、今のところ2種類のアミド化体の合成を継続している。以上を総括すると、当該年度の研究計画としてはおおむね順調に進んでいると判断している。

特に、官能基の種類によって選択性を持たせることが可能なカリックスアレーンの優れた性質を最大限に生かし、白金族金属のパラジウムや白金、ロジウム等を選択抽出する新規抽出剤の開発を目指す。平成29年度に関しては主に以下の研究成果を得ることができた。まず、チオアミド基をカリックスアレーンの水酸基側(ーOH基)に導入するための合成実験を検討した。合成手順は次の通りである。カリックス[4]アレーンのーOH基にブロモ酢酸エチル(BrCH2COOC2H5)を作用させ、エステル基(ーCOOC2H5基)を導入した。その後、1級アミンのn-オクチルアミン(C8H17NH2)をーCOOC2H5基と反応させることで、アミド基(ーNH-C(=O)ー基)へと変換した。さらに、ローソン試薬を用いて、ーNH-C(=O)ー基の酸素元素(O)を硫黄元素(S)へと硫化することで、目的物として定めたチオアミド基含有カリックス[4]アレーンを高収量・高収率で合成することに成功した。次いで、合成したチオアミド化体の白金族親和性および抽出能力を評価するために、パラジウムや白金、ロジウムの各単独あるいは混合塩酸溶液からの抽出実験を行った。その結果、今回合成した抽出剤は、パラジウムに高い選択性と親和性を有することがわかった。さらにスロープ解析を使った考察により抽出モデルを検討した結果、抽出剤とパラジウムの化学量論比が抽出剤:金属=1:1で抽出していることを確認した。また、抽出剤と金属イオンがキレート錯体を形成してパラジウムを捕捉するという抽出メカニズムについても、赤外吸収スペクトルを使って解明することができた。今回合成したチオアミド基を有するカリックス[4]アレーン抽出剤に関しては、白金族金属のパラジウムに対する選択的な親和性、抽出性を有していることがわかった。さらにパラジウムの抽出メカニズムに関する各種の解析結果から、抽出モデルと化学量論的な抽出機構を大まかに明らかにすることができた。以上の結果より、研究は計画通りに進展し、全体を通して期待した成果が得られていると考えている。また現在は、自動車排ガス触媒を酸浸出し、この浸出液からの抽出実験に加え、逆抽出や抽出剤の再利用性を考慮した実験を計画するなど、研究は当初予定通り、順調に進んでいると判断している。カリックスアレーンへのアミド基の導入について合成条件を検討し、合成実験を継続する。合成後は直ちに、白金族金属のパラジウムや白金、ロジウムの単独溶液に対する抽出実験を行い、抽出能力を評価する。特に着目する点として、濃度依存性や抽出率に与える影響などを中心に調査し、抽出条件の最適化を図る。また、モデル溶液からの白金族金属の抽出実験により、抽出機構の検証やスロープ解析を行う。これらの試験と解析により、白金族金属の抽出に与える主要な影響因子を突き止めるとともに、自動車排ガス触媒などリサイクル原料由来の試料に対しても選択的な抽出特性を発揮できるのかその可能性を探索する。今後の研究計画として、合成したチオアミド基修飾カリックス[4]アレーン抽出剤の選択性を確認・検証するために、自動車排ガス触媒に使用される金属を選定し、塩酸に溶解したモデル溶液を使って抽出能力を評価する。これにより白金族金属への抽出能力やパラジウムをはじめとする白金族金属への抽出特性を明らかにする。
生態・生理学的モデルを利用した苗場山ブナ天然株の動態に関する研究

本研究の目的は海抜高の異なるブナ林におけるダイナニズムを表現するに、成長固定試験地のデータを時系列に解析すること。この場合に、生態・生理学的シミュレーションモデルの開発とその問題点を考慮することなどである。(1)モデルの開発:先に東京大学大型コンピュータで動作したプログラムをパーソナルコンピュータで動作するよう、プログラムを改変しパソコン上で可能とした。具体的にギャップを中心に、光環境が大きく異なる林床レベルおよび林冠レベルで相対的な光強度を推定することが可能になった。(2)写真の画像情報化:成長固定試験地における画像データ(たとえば樹冠の映像)を、市販のアプリケーションソフトを用いてモデルに導入できるかどうか検討したが、今回研究期間では時間の制約がありその実用性を評価するまでには到らなかった。今後継続して研究を続けることにした。(3)成長固定試験地のデータ処理:8カ所の成長固定試験地において、毎木調査を行い25年目のデータを収集した。データは計算機システムに記録され、立体画像として記録された。固定試験地内のギャップにおいて、オオバクロモジ、ウリハダカエデ、ハウチワカエデなど初期成長速度の速い樹種に絞って成長解析を行った。その結果、これらの種の成長速度はブナのそれの数倍に及んだ。この原因として今後ギャップにおける光環境の把握と光合成速度のアダプテェーションについて研究を進める必要があることを確認した。本研究の目的は海抜高の異なるブナ林における林内構造の変化を表現するため、25年間におよぶ成長固定試験地のデータを時系列に解析すること。この場合に、新たに生態・生理学的シミュレーションモデルの開発を行いその過程で生じる問題点を考慮することなどである。本年度は初年度にあたるので、研究機材の整備を行った。導入した機材:(1)画像処理:これまで記録された、成長固定試験地における画像データ(たとえば樹冠の映像)を、市販のアプリケーションソフトを用いてモデルに導入できるか、その可能性テストを街路樹等を用いて予備試験をはじめた。通常混在して成育している樹冠画像から特定の樹冠画像をマークし引き出す作業は相当の熟練を必要とすることが分かった。作業工程の評価はまだ不十分である。今後一層の努力が必要である。(2)成長固定試験地のデータ処理:8カ所の成長固定試験地データは計算機システムに記録され、立体画像として記録された、固定試験地内のギャップにおいて、オオバクロモジ、ウリハダカエデ、オオバクロモジなど初期成長速度の速い樹種に絞って成長解析を行った。現在解析中で次年度もさらに検討を続ける予定である。(2)樹冠写真の画像情報化:成長固定試験地における画像データ(たとえば樹冠の映像)を、市販のアプリケーションソフトを用いてモデルに導入できるかどうか検討したが、今回の研究期間では時間の制約がありその実用性を評価するまでには到らなかった。
Frailtyの加齢変化パターンの類型化及び医療費・介護費との関連

計画通りに草津スタディを継続的に実施し、2002年から2018年までの間地域在宅高齢者を対象とした疫学調査が完了した。これまでの調査参加者数は2105名で、述べ参加者数は10266名である。当該データを用いて、Frailtyと関連性の強い低栄養に着目した研究を先行して実施した。血液バイオマーカーのうち、血清アルブミン値及びヘモグロビン値の加齢変化パターンを類型化し、低水準で加齢変化を示す群(アルブミン値で約10%、ヘモグロビン値で約20%)の要介護認知症発症リスクは高い水準で推移する群(アルブミン値で約25%、ヘモグロビン値で約24%)に比べて約2倍高まることを明らかにした。本研究については、現在、Frailtyの評価尺度として、Friedらの定義及びFriedらの基準に対して併存的・予測的妥当性が確認されているFrailty Index for Japanese elderly(FI-J)のどちらを選択するかにちて、サンプルサイズ及び調査期間の両面から複数の研究者間で検討している。本研究と関連した研究テーマを先に遂行する必要が生じた。また、研究計画期間中の異動に伴う追加業務が発生した。従来の研究計画からは若干遅れているが、研究期間内に計画は完了する見通しである。次に、Frailtyの加齢変化パターン毎にベースライン時の身体、心理、社会的機能を比較し、関連要因についての予備分析を行う。最後に、Frailtyの加齢変化パターン毎の総医療費及び総介護費の加齢変化を一般化推定方程式により算出する。当該年度の調査において、他の研究資金により当初予定していた人件費及び旅費が支払われた。次年度の調査においては、本研究費から当該年度分と合算した予算で人件費及び旅費を支出する予定であり、研究期間を通じて研究が円滑に進むように計画している。
脊髄小脳変性症6型の発症機序の解明と治療法の開発

脊髄小脳変性症6型(SCA6)の発症機序を解明し、治療方法を確立するために、SCA6マウスモデル、細胞モデル、SCA6患者剖検脳を用いて病態の解析を行うとともに、ポリグルタミン毒性を抑制する治療法の開発を推進してきた。本研究の主な成果は以下のとおりである。1)SCA6ノックインマウスモデルの作製に成功し、その解析から、SCA6変異はCav2.1チャネルの基本的性質には変化を及ぼさないこと及び年齢依存的に変異チャネルがマウス小脳に蓄積し、凝集体を形成することをあきらかにした。2)SCA6変異のCAGリピートの伸長に伴って、ポリグルタミンをコードするMPI型スプライスアイソフォームの発現比率が増大することを細胞モデル,マウス小脳,患者剖検脳で確認し、SCA6変異が遺伝子発現のレベルでも病態に寄与することを見出した。3)患者脳において、Cav2.1チャネルから伸長したポリグルタミン鎖を含むCav2.1チャネルC末端断片が切断されることを確認した。4)主に細胞モデルを用いて、Bax-inhibiting polypeptideがKu70のアセチル化を介してポリグルタミンの細胞毒性を抑制することを発見した。5)SCA6などの優性遺伝性神経変性疾患に対してsiRNAを用いて変異遺伝子産物を特異的に分解する方法を細胞レベルで確立した。6)4-diaminopyridineをSCA6患者9例に投与し、服用前後で比較して、臨床所見の改善を認めた。7)過剰伸長CAGリピートとスプライス変異を同時にCacnala遺伝子エクソン47領域にノックインすることにより、変異Cav2.1チャネルを過剰にプルキンエ細胞に発現する新たなSCA6マウスモデルを作製した。このモデルでは若年より著明な小脳失調とプルキンエ細胞変性を示した。今後このモデルの詳細な解析から病態の解明が加速することが期待される。従来のHEK細胞の他にCAGリピートを含むCACNA1A断片を発現するテトラサイクリン誘導性PC12細胞を用いて、変異タンパクの細胞内動態とそれに伴う細胞内変化を明らかにすることを試みた。CACNA1A断片のN末とC末をそれぞれHAとMycにより標識しウエスタンブロットと免疫染色にて検索したところ、リピート数の長い方で変異蛋白の凝集体が形成されやすいことを確認した。一部はポリユビキチンを認識する抗体で染色されユビキチン・プロテアソーム系の関与が示唆された。異常伸長CAGリピートとその周辺の配列をマウスcacna1aのエクソン47にノックインしたマウスについては、すでに行動解析や神経病理学的検索でも異常を呈することを観察しており、プルキンエ細胞特異的プロモーターであるL7とともに全長の変異ヒトCACNA1Aを過剰発現したトランスジェニク・マウスもほぼ作製できた。前者ではプルキンエ細胞内の特異的封入体の存在が示唆されており、モデルとしての有用性が確認された(投稿準備中)。全長の変異ヒトCACNA1Aトランスジェニックマウスは繁殖力が弱くまだ十分な観察ができていないがさらに工夫を続ける。SCA6を含む脊髄小脳失調症の根本的治療法の開発のため、siRNAを用いた遺伝子治療の研究を進め、CAGリピートの長さに頼らない新しい方法で変異蛋白のみを抑制することに成功した(業績参照)。その他、関連するRNAiの手法に関してsiRNAトランスジェニックマウスによるその有効性の証明、静脈投与で脳血管内皮へのデリバリーの成功など多数の業績をあげた(業績参照)。従来のHEK細胞の他にCAGリピートを含むCACNA1

A断片を発現するテトラサイクリン誘導性PC12細胞を用いて、変異タンパクの細胞内動態とそれに伴う細胞内変化を明らかにすることを試みた。CACNA1A断片のN未とC末をそれぞれHAとMycにより標識しウエスタンブロットと免疫染色にて検索したところ、リピート数の長い方で変異蛋白の凝集体が形成されやすいことを確認した。一部はポリユビキチンを認識する抗体で染色されユビキチン・プロテアソーム系の関与が示唆された。異常伸長CAGリピートとその周辺の配列をマウスcacnalaのエクソン47にノックインしたマウスについては、すでに行動解析や神経病理学的検索でも異常を呈することを観察しており、プルキンエ細胞特異的プロモーターであるL7とともに全長の変異ヒトCACNA1Aを過剰発現したトランスジェニク・マウスもほぼ作製できた。前者ではプルキンエ細胞内の特異的封入体の存在が示唆されており、モデルとしての有用性が確認された。全長の変異ヒトCACNA1Aトランスジェニックマウスは繁殖力が弱くまだ十分な観察ができていないがさらに工夫を続ける。SCA6を含む脊髄小脳失調症の根本的治療法の開発のため、siRNAを用いた遺伝子治療の研究を進め、CAGリピートの長さに頼らない新しい方法で変異蛋白のみを抑制することに成功した。関連するRNAiの手法に関してsiRNAトランスジェニックマウスによるその有効性の証明、静脈投与で脳血管内皮へのデリバリーの成功など多数の業績をあげた(業績参照)。脊髄小脳変性症6型(SCA6)の発症機序を解明し、治療方法を確立するために、SCA6マウスモデル、細胞モデル、SCA6患者剖検脳を用いて病態の解析を行うとともに、ポリグルタミン毒性を抑制する治療法の開発を推進してきた。本年度の主な成果は以下のとおりである。1)SCA6ノックインマウスモデルの解析から、SCA6変異はCav2.1チャネルの基本的性質には変化を及ぼさないこと及び年齢依存的に変異チャネルがマウス小脳に蓄積し、凝集体を形成することをあきらかにした。2)SCA6変異のCAGリピートの伸長に伴って、ポリグルタミンをコードするMPI型スプライスアイソフォームの発現比率が増大することを細胞モデル及びマウス小脳で確認し、SCA6変異が遺伝子発現のレベルでも病態に寄与すること、及び3)このスプライス変化は小脳におけるスプライス因子の発現量の変化と関連していることを見出した。4)患者脳において、Cav2.1チャネルから伸長したポリグルタミン鎖を含むCav2.1チャネルC末端断片が切断されることを確認した。5)主に細胞モデルを用いて、Bax-inhibiting polypeptideがKu70のアセチル化を介してポリグルタミンの細胞毒性を抑制することを発見した。6)SCA6などの優性遺伝性神経変性疾患に対してsiRNAを用いて変異遺伝子産物を特異的に分解する方法を細胞レベルで確立した。7)CAGリピートとスプライス変異を同時にCacnala遺伝子エクソン47領域にノックインすることにより、変異Cav2.1チャネルを過剰にプルキンエ細胞に発現する新たなSCA6マウスモデルを作製した。このモデルでは若年より著明な小脳失調とプルキンエ細胞変性を示した。今後このモデルの詳細な解析から病態の解明が進展することが期待される。
ウイルスに対するパーソナルワクチンの開発

本研究は、MHC抗原が多様性に富んでいるヒトで有効なワクチンを作成するために、新しい概念に基づいたワクチンを作成することを目的とする。すなわち多数のHLAクラスIに提示されるCTLエピトープを同定し、これらを用いてヒトに有効なCTL誘導型のワクチンの開発をするためのCTLエピトープを同定する。1.HLA-A^*1101拘束性cladeBエピトープの同定:HIV-1リバース・イムノジェネテックス法を用いて3種類のHIV-1Pol蛋白および1種類のEnv蛋白由来のCTLエピトープを同定した。2.HLA-A^*1101拘束性HIV-1 clade Eエピトープの同定:すでに明らかになっている8種類のHLA-A11拘束性のHIV-1 clade Bに対するCTLエピトープを用いて、HIV-clade Eに対するCTLエピトープの同定を試みた。8種類のうち、3種類のエピトープはclade BおよびE間で一致していた。この3種類のエピトープはclade E感染者でもエピトープとして認識されていた。一方、他の5種類はclade Bとclade E感染者で調べたところ、3種類はエピトープとして認識されていた。これら6種類のエピトープに特異的なCTLはclade Eウイルス感染細胞を傷害し、clade E感染細胞の排除に重要な役割を果たしていると考えられた。3.HLA-A^*3303拘束性HIV-1 clade BCTLエピトープの同定:119種類のHLA-A^*3303結合HIV-1ペプチドを用いて、リバース・イムノジェネテックス法により6種類のHIV-1エピトープを明らかにした。4.HLA-A^*2402拘束性B型肝炎ウイルスCTLエピトープの同定:リバース・イムノジェネテックス法を用いて、2種類のHBV CTLエピトープを同定した。このエピトープに対するCTLは、HLA-A24をもっている急性B型肝炎患者で高頻度に見られた。本研究は、MHC抗原が多様性に富んでいるヒトで有効なワクチンを作製するために新しい概念に基づいたワクチンを作製することを目的とする。すなわち多数のHLAクラスIに提示されるCTLエピトープを同定し、これらを用いてヒトに有効なCTL誘導型のワクチンの開発をする。すでに約20種類のHIV-1特異的CTLエピトープを明らかにしているが、本年度あらたにHLA-A11によって提示される3種類のHIV-1特異的CTLエピトープをリバース・イムノジェネテックス法を用いて以下のように同定した。8-merから12-merのHLA-A^*1101に結合ペプチドモチーフに一致するPol,GagおよびNef由来の92種類のペプチドを合成し、RMA-S-A^*1101を用いた結合アッセイにより61種類のHLA-A^*1101結合ペプチドを同定した。2. HLA-A^*1101結合ペプチドを用いたCTLエピトープの同定これらのHLA-A^*1101結合ペプチドを用いて、HLA-A11をもったHIV-1感染者の末梢血リンパ球を刺激してCTLを誘導したところ、4種類のPol由来のペプチドが特異的CTLを誘導した。これらのぺプチドに特異的なCTLクローンを作製し、解析したところ、すべてCTLエピトープである事が明らかになった。このうち1種類は報告されているエピトープであり、他の3種類は新しいエピトープであった。

本研究は、MHC抗原が多様性に富んでいるヒトで有効なワクチンを作製するために新しい概念に基づいたワクチンを作製することを目的とする。すなわち多数のHLAクラスIに提示されるCTLエピトープを同定し、これらを用いてヒトに有効なCTL誘導型のワクチンの開発をする。既に25種類のHIV-1 CTLエピトープを明らかにしているが、本年度新たにHLA-A*1101拘束性、HIV-1 Env由来のエピトープを同定した。さらにHLA-B*3303結合HIV-1ペプチドを明らかにした。HLA-A*1101のモチーフをもった23種類のHIV-1 Env蛋白由来のペプチドのうち、20種類がHLA-A*1101に結合した。この結合ペプチドを用いてHLA-A11をもったHIV-1感染者のPBMCを刺激してCTLを誘導し、さらにクローンを作製しSF2-Env202-9(SVITQACPK)がエピトープである事を明らかにした。HLA-A*3303結合ペプチドのモチーフをもった8-merから11-merのHIV-1ペプチドを232種類作製した。これらのペプチドをRMA-S-A*3303細胞を用いたstabilization assayによってその結合を調べ、119種類のHLA-A*3303結合HIV-1ペプチドを同定した。現在これらのペプチドを用いて、リバース・イムノジェネテックス法でCTLエピトープ同定を試みている。本研究は、MHC抗原が多様性に富んでいるヒトで有効なワクチンを作成するために、新しい概念に基づいたワクチンを作製することを目的とする。既に30種類のHIV-1 cladeB CTLエピトープを明らかにしているが、本年度新たにHLA-A*1101拘束性のHIV-1 cladeEに対するCTLエピトープを同定した。また、HLA-A*3303拘束性HIV-1 cladeB CTLエピトープを同定した。すでに明らかになっている8種類のHLA-A11拘束性のHIV-1 cladeBに対するCTLエピトープを用いて、HIV-cladeEに対するCTLエピトープの同定を試みた。8種類のうち、3種類のエピトープはcladeBおよびE間で一致していた。この3種類のエピトープはcladeE感染者でもエピトープとして認識されていた。一方、他の5種類はcladeBとcladeE間で一致していなかった。そこで、cladeEにみられるシークエンスに基づいてペプチドを合成し、cladeE感染者で調べたところ、3種類はエピトープとして認識されていた。これら6種類のエピトープに特異的なCTLはcladeEウイルス感染細胞を傷害した事から、体内でcladeE感染細胞の排除に重要な役割を果たしていると考えられた。昨年度あきらかにした119種類のHLA-A*3303結合HIV-1ペプチドを用いて、リバース・イムノジェネテックス法により6種類のHIV-1エピトープを明らかにした。