hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古代大宰府の部内諸司に関する基礎的研究

第2年次の平成30年度は、集成した大宰府の「司」関係の史料の検討を行い、諸司の役割や構成について検討を行った。1史料における大宰府の「諸司」の用例について検討することにより、奈良時代の大宰府において「諸司」という概念がすでに存在したことを明らかにした。あわせて、大宰府において諸司印が早期に成立した理由についても中央における諸司印の成立の契機と照らし合わせることで考察を深めることができた。2大宰府政庁周辺官衙出土文字資料だけでなく、周辺遺跡の出土文字資料の集成も拡大して行うことで、「城司」や「匠司」の墨書土器を検討材料として加えることができた。また、大宰府関連の史料に加えて、同じく被管官司を擁する斎宮寮関係の史料との比較検討をあわせて行うことで奈良時代にすでに十二の「司」が存在していた可能性が高いことを指摘できた。3最新の発掘成果である蔵司地区官衙跡の遺構の検討と中央の大蔵省との比較を通じて蔵司の役割や構成について現段階での見解を明らかにした。さらにすでに調査研究が進んでいる不丁地区官衙跡のついても新知見を公表している。また、考古専門職員との協業により大宰府政庁周辺官衙跡の変遷について一定の見通しを得ることが」できた。以上の成果については、論文「大宰府官司制論ー被管官司の検討を中心にー」(『大宰府の研究』高志書院、2018年11月)や「出土文字資料で読み解く大宰府の軍制」(『都府楼』50号、2018年11月)で詳述しているほか、シンポジウム「大宰府史跡発掘調査50年」(太宰府市中央公民館、2018年11月10日)やシンポジウム「大宰府の官衙ー大宰府政庁周辺官衙跡の調査からー」(九州国立博物館、2018年12月15日)などで報告している。2018年度が大宰府史跡発掘50年の節目の年であることから、九州歴史資料館大宰府史跡発掘50年記念特別展「大宰府への道ー古代都市と交通ー」の開催やその記念図録のほか、大宰府史跡発掘50周年記念論文集刊行会編『大宰府の研究』の執筆や記念シンポジウム「大宰府史跡発掘調査50年」「展望・大宰府研究大宰府の官衙ー大宰府政庁周辺官衙跡の調査からー」・太宰府学講演会「大宰府とは何かー大宰府研究50年のあゆみー」など成果発表の機会に恵まれた。それにより大宰府の諸司関係の文献史料や出土文字史料の検討が予想以上に進んだ一方で、集成した史料の整理やデータ化などの作業が思い通りに進まなかった面も多少あるが、総体的には順調に進捗していると考えている最終年次においては、研究補助員とともに集成史料の整理やデータ化などの地道な作業を重点的に進めるとともに、考古学の成果との更なる照合を連携研究者および協力者の助けを借りて精力的に行い、諸司の比定に努めたいと考えている。「司」関係の資料の収集はほぼ完了しているが、さらに発展させて「政所」以外の「所」関連史料の収集にも努め、個別史料の検討はもとより、「司」と「所」の相違や関係について検討し理解を深めたいと考えている。また、木簡についてもこれまでの検討や作業の成果をうけて、文献史学専門の連携研究者や協力者とともに再検討や報告の場を設けたいと考えている。その際には考古学の連携研究者や協力者にも参加してもらい、協業できれば思っている。さらに多賀城の研究成果との比較にも取り組む計画である。これまでに成果については、すでに展覧会やシンポジウムで報告しているので、今年度は、予定通り、研究成果報告書という形で公表するつもりでいる。第1年次の平成29年度は、大宰府の機能や役割に関する史料を集成し、諸司ごとに分類する作業を主として行った。1大宰府の被管官司に関わる基本文献(研究書・研究論文)を収集し、研究史の整理を行った。その過程で中央官司との比較が必須であることを実感し、あわせて中央官司に関わる文献も収集することにし、研究協力者の赤司善彦氏に奈良文化財研究所にも協議に行ってもらった。また、大宰府研究のパイオニアである故・鏡山猛氏(九州大学名誉教授・九州歴史資料館初代館長)の『大宰府都城の研究』清書原稿をはじめとした研究資料を購入した。2関連史料の収集については、関連論文や『大宰府・太宰府天満宮史料』などの史料集から大宰府の司・所にかかる史料を抽出、あわせて大宰府史跡の出土文字資料の実見調査および大宰府条坊跡をはじめとした関連遺跡の発掘報告書の総覧を通じて、司・所銘墨書土器を新規に発見した。国立公文書館所蔵の観世音寺文書の実見調査も行い、新規写真撮影をした。3所・司ごとに史料を分類し、一覧を作成した。今年度は明確に「所」や「司」名が確認できる史料を確実に押さえることに努めた。多くの調査員を動員しての作業をするところまでには至らなかったが、史料抽出の方針の確定や試行はできた。平成29年度は、大宰府研究会を主宰し、当館研究員はもとより関連自治体の専門職員にも呼びかけ、6回の研究会を実施した。その第1回目として「大宰府官司制論ー被官所司の検討を中心にー」の研究報告を行った。

当初、予定していた研究内容については、ほぼ予定どおりに進捗している。あえて言うとすれば、大宰府と中央の官司との比較研究の重要性を再認識しており、それらの基本文献の収集に手間取り、大宰府関連史料の収集がようやく軌道に乗ったというところである。しかしながら、第3年次で行う予定の比較研究のための文献収集をあわせて前倒しでできたことは、作業効率を考えると最善であった。第2年次の平成30年度は、集成した大宰府の「司」関係の史料の検討を行い、諸司の役割や構成について検討を行った。1史料における大宰府の「諸司」の用例について検討することにより、奈良時代の大宰府において「諸司」という概念がすでに存在したことを明らかにした。あわせて、大宰府において諸司印が早期に成立した理由についても中央における諸司印の成立の契機と照らし合わせることで考察を深めることができた。2大宰府政庁周辺官衙出土文字資料だけでなく、周辺遺跡の出土文字資料の集成も拡大して行うことで、「城司」や「匠司」の墨書土器を検討材料として加えることができた。また、大宰府関連の史料に加えて、同じく被管官司を擁する斎宮寮関係の史料との比較検討をあわせて行うことで奈良時代にすでに十二の「司」が存在していた可能性が高いことを指摘できた。3最新の発掘成果である蔵司地区官衙跡の遺構の検討と中央の大蔵省との比較を通じて蔵司の役割や構成について現段階での見解を明らかにした。さらにすでに調査研究が進んでいる不丁地区官衙跡のついても新知見を公表している。また、考古専門職員との協業により大宰府政庁周辺官衙跡の変遷について一定の見通しを得ることが」できた。以上の成果については、論文「大宰府官司制論ー被管官司の検討を中心にー」(『大宰府の研究』高志書院、2018年11月)や「出土文字資料で読み解く大宰府の軍制」(『都府楼』50号、2018年11月)で詳述しているほか、シンポジウム「大宰府史跡発掘調査50年」(太宰府市中央公民館、2018年11月10日)やシンポジウム「大宰府の官衙ー大宰府政庁周辺官衙跡の調査からー」(九州国立博物館、2018年12月15日)などで報告している。2018年度が大宰府史跡発掘50年の節目の年であることから、九州歴史資料館大宰府史跡発掘50年記念特別展「大宰府への道ー古代都市と交通ー」の開催やその記念図録のほか、大宰府史跡発掘50周年記念論文集刊行会編『大宰府の研究』の執筆や記念シンポジウム「大宰府史跡発掘調査50年」「展望・大宰府研究大宰府の官衙ー大宰府政庁周辺官衙跡の調査からー」・太宰府学講演会「大宰府とは何かー大宰府研究50年のあゆみー」など成果発表の機会に恵まれた。それにより大宰府の諸司関係の文献史料や出土文字史料の検討が予想以上に進んだ一方で、集成した史料の整理やデータ化などの作業が思い通りに進まなかった面も多少あるが、総体的には順調に進捗していると考えている第2・3年次で行う予定の作業であっても、あわせて行った方が効率的な作業については当初の研究計画にとらわれることなく、行うように努める。とりわけ文献目録からの論文の抽出や史料集からの関連史料の抜出作業においては効率的である。古代史の院生の確保が難しい状況があるので、募集対象を中世の専門生まで広げ、とにかく基礎作業をしてもらう人員の確保を行うことが急務である。最終年次においては、研究補助員とともに集成史料の整理やデータ化などの地道な作業を重点的に進めるとともに、考古学の成果との更なる照合を連携研究者および協力者の助けを借りて精力的に行い、諸司の比定に努めたいと考えている。「司」関係の資料の収集はほぼ完了しているが、さらに発展させて「政所」以外の「所」
著しい格子軟化を利用した弾性熱量効果―新しい冷凍材料としての可能性

形状記憶合金が典型的な1次の応力誘起マルテンサイト変態ならびに逆変態するときに発生・吸収する変態潜熱にともない試料温度が大きく変化する.この効果は近年新たな冷凍方法として期待されている.しかしながら,多くの形状記憶合金では,ヒステリシス損失と繰り返しによる特性劣化が問題となっている.本研究では,弱い1次のマルテンサイト変態を示すFe-Pd系の形状記憶合金を用いることで,これらの問題が解決できることを示した.この合金では変態潜熱を利用するのではなく,弾性変形の温度依存性を利用することにより,顕著な弾性熱量効果があらわれる.Fe-31.Pd合金ならびにFe3Ptはいずれも,温度低下に伴い,立方晶から正方晶へと弱い1次のマルテンサイト変態を示す.これらのマルテンサイト変態は弾性定数C'の顕著な軟化を伴うため,[001]方向のヤング率は,変態温度に近づくにつれて大きく変化する.そのため,一定応力下における弾性歪の大きさは温度に大きく依存することとなる.このように,弾性歪が温度に大きく依存する場合,熱力学におけるマクスウェルの関係式から,応力付加ならびに除去にともなう大きな熱量効果が出現することが期待できる.本研究はこのような弾性熱量効果を実証することを目指している.Fe-31.2Pd合金の単結晶を育成し,[001]方向が圧縮方向となるような試験片を切り出した.マルテンサイト変態温度は230Kである.この試験片に熱電対を溶接し,[001]方向から断熱的に応力を付加・除去し,その際の温度変化を測定した.その結果,175Kから335Kという広い温度範囲において,200MPaの応力付加に際して1.5K以上の温度上昇が起き,かつその応力除去に際して,同程度の温度低下が起きることを確認した.温度変化が最も大きく現れる温度は,変態温度より少し高温側にあり,250 Kで200MPの応力ろ付加・除去すると3Kを超える温度変化が現れる.これらの温度変化の実測値は,マクスウェルの関係式から予想される温度変化と比べると明らかに小さい.これは,本実験に用いた断熱条件が不十分であることを意味する.すなわち,断熱条件を改善することで,さらに大きな熱量効果の実現が期待できる.Fe-Pd合金ならびにFe-Pt合金は,温度低下に伴い立方晶から正方晶へと弱い1次のマルテンサイト変態を示す.これらの合金におけるマルテンサイト変態は弾性定数C'の顕著な軟化を伴うため,[001]方向のヤング率もまた極めて顕著な温度依存性を示す.そのため,一定応力下における弾性歪が温度に大きく依存する.このような場合,熱力学におけるマクスウェルの関係より,応力付加ならびに応力除去にともなう顕著な熱量効果が現れることが期待できる.本研究は,上記の弾性熱量効果を実証することを目指している.これまでに,Fe-31.2Pd合金単結晶を育成し,[001]方向に圧縮応力を付加する際に数Kの温度上昇と応力を除去する際に同程度の温度低下が生じることを確認した.また,この効果の試料温度依存性ならびに最大負荷応力依存性を系統的に調査するとともに,これらの温度変化のうち,試料の潜熱に依存する部分と純粋な弾性変形に依存する部分への分離も行った.さらに,応力付加に伴い,弾性定数がどのように変化するかを共振法により評価した.その結果,応力下では軟化する変形モードと硬化する変形モードがあることを見出した.加えて,応力下での中性子回折を行い,格子定数が応力下でどのように変化するのかを調査した.Fe-Pt合金についても単結晶を用いて,[001]方向に圧縮応力を付加・除去することで,数Kの温度変化が実現できることを確かめた.Fe-31.2Pd合金の弾性熱量効果について系統的な実験データを得ることに成功し,国内学会ならびに国際学会において成果を報告するとともに,学術誌Acta Materialiaに論文を投稿し,受理された.さらに,応力下での弾性定数の測定にも成功しその結果をActa Materialiaに投稿し,受理された.また,応力下での格子定数の測定にも成功し,現在その成果を取り纏めている最中である.加えて,Fe-Pt合金についても,弾性熱量効果の検出に成功し,その成果を取り纏めている最中である.Fe-PdならびにFe-Pt合金は,立方晶から正方晶への弱い1次のマルテンサイト変態を示す.これらの合金におけるマルテンサイト変態は,弾性定数C'の顕著な軟化を示すため,[001]方向に1軸応力を加えた際の,ヤング率もまた,極めて顕著な温度依存性を示す.そのため,これらの合金における一定応力下における弾性歪の大きさは,温度に大きく依存することになる.このような場合,熱力学におけるマクスウェルの関係式より,応力付加ならびに除荷にともなう顕著な熱量効果が現れることが期待できる.本研究では,これら合金における顕著な弾性熱量効果を実証するすることを目指した.Fe-31.2Pd合金の単結晶ならびにFe-25Ptの単結晶を育成し,[001]方向が応力付加方向となるような試料を作製した.これらの試料に圧縮応力を断熱的に付加・除去し,その際の試料の温度変化を検出した.

その結果,Fe-31.2Pd合金では,1K以上の温度変化が,100Kを超える広い試験温度範囲で実現できることを見出した.また,Fe-25Ptについても1Kを超える断熱温度変化を検出した.また,引っ張り応力を付加した場合においても,明瞭な弾性熱量効果が現れることを明らかにした.Fe-PdならびにFe-Pt合金において現れる弾性熱量効果は,マルテンサイト変態による潜熱と用いるというよりは,弾性変形の温度依存性を利用している.そのため,繰り返しによる疲労蓄積も極めて小さく,安定した弾性熱量効果が継続して現れるという利点を有している.形状記憶合金が典型的な1次の応力誘起マルテンサイト変態ならびに逆変態するときに発生・吸収する変態潜熱にともない試料温度が大きく変化する.この効果は近年新たな冷凍方法として期待されている.しかしながら,多くの形状記憶合金では,ヒステリシス損失と繰り返しによる特性劣化が問題となっている.本研究では,弱い1次のマルテンサイト変態を示すFe-Pd系の形状記憶合金を用いることで,これらの問題が解決できることを示した.この合金では変態潜熱を利用するのではなく,弾性変形の温度依存性を利用することにより,顕著な弾性熱量効果があらわれる.Fe-31.2Pd合金の単結晶を育成し,応力の付加・除去にともなう温度変化を目的通りに測定することに成功した.また,研究成果を,学会発表するとともに,金属系の材料においては,高い評価を得ている学術雑誌(Acta Materialia)に発表することができた.これまでは,圧縮応力の付加・除去により顕著な弾性熱量効果が現れることを,Fe-Pd合金ならびにFe-Pt合金を用いて実証してきた.今後は,引っ張り応力下においてどの程度の弾性熱量効果が実現可能であるのかを系統的に調査する.また,弾性熱量効果を実用化する際には,疲労特性が重要となると考えられる.そこで,繰り返し応力付加に伴う疲労特性についても,調査を行う予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。材料組織学,金属物性当初の計画通り,平成27年度はFe3Ptにおける弾性熱量効果の実測を行う.また,得られた研究成果を学会発表するとともに,学術雑誌に投稿する.Fe3Ptの単結晶育成は,これまでに何度も成功しており,特に問題なく試料は作製できると考えられる.一方,断熱温度変化の測定に関しては,測定温度がFe-31.2Pd合金と比較して低温側にあるため,測定冶具を改造する必要がある.現在,冶具のテスト中であるが,今年度中には断熱温度変化の測定ができる予定である.試料作製に用いる高純度金属材料や測定の際に用いる寒剤が想定していたよりも少ない量で済んだ.また,予定していた装置のメンテナンスも,延期することができた.これらの理由により,予定していた研究を遂行しながらも,予算の一部を次年度に繰り越すことができた.28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では,高純度Feと高純度Pdの材料費が物品費に占める割合が非常に高くなる予定であった.しかし,本年度はFe-31.2Pd合金の単結晶育成が非常に効率よく行うことができた.また,当初予定していた90K400Kの温度範囲における応力下温度変化測定冶具も,他の実験で用いていた冶具を流用することで,当初予定より,低価格にて測定を実現することができた.本年度は,単結晶引っ張り試験片を大量に作製する必要がある.また,昨年度以上に寒剤を用いた実験を行う必要がある.さらに,前年度から延期した装置のメンテナンスも行う必要がある.繰越金は,これらの用途に利用する予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,Fe3Pt単結晶を育成する.溶解原料であるPt価格は高騰しており,この材料費として,次年度使用額を一部利用する.
鉄酸化物分別溶解法を用いた土壌から地下水への砒素溶出メカニズム解析手法の開発

埼玉県中西部地域では、自然由来の地下水砒素汚染が頻繁に認められている。この地域の地下水質特性は概ね共通しており、還元環境下の地下水から砒素とともに高濃度の鉄が検出されている。本研究では、鉄酸化物分別溶解法を適用して本地域における地下水への砒素溶出メカニズムを解析した。砒素及び鉄の回収率試験の結果から、クエン酸ナトリウムージチオナイトの混合溶液を用いるDC法が砒素溶出メカニズムの解析手法として最適であることが分かった。本地域の地下水砒素汚染は鉄還元型であり、砒素の供給源は主として鉄酸化物であることが分かった。鉄酸化物分別溶解法としては、ジチオナイトークエン酸ナトリウム混合溶液を用いる方法(DC法)、塩化ヒドロキシルアンモニウムを用いる方法(TS法、改良BCR法)、シュウ酸ーシュウ酸アンモニウム法(Tamm法)などが採用されている。今年度は、これらの抽出方法を用いて砒素溶出メカニズム解析手法としての適用性について比較検討した。抽出液中の鉄及び砒素濃度を測定したところ、DC法では両者の間に良好な相関性が認められ(R2=0.754)、抽出液中と地下水中の鉄と砒素の濃度比は概ね一致した。一方、TS法や改良BCR法では、どちらもDC法やTamm法に比べて砒素や鉄の抽出量が低値を示すとともに、両者の相関性も低いことが分かった(TS法:R2=0.083、改良BCR法=0.150)。TS法や改良BCR法では、抽出後も土壌試料は茶褐色であったことから、鉄酸化物の抽出が不十分であったものと考えられる。砒素のように鉄酸化物に強く吸着する元素は、残存した鉄酸化物に再吸着して抽出量が低値を示す可能性が高い。このことを確認するため、改良BCR法で試料を抽出後、連続的にDC法を行った。その結果、鉄とともに高濃度の砒素が抽出された。Tamm法では、DC法に比べ砒素抽出量は概ね一致したものの、鉄抽出量は約2倍となった。Tamm法は、砒素吸着量の少ないマグネタイトも溶解することが知られている。Tamm法では、マグネタイト含有量の多少により、砒素と鉄の相関が得られなくなる可能性が示唆された。今年度の研究成果から、砒素溶出メカニズム解析手法として適用可能な鉄酸化物分別溶解法はDC法であることが分かった。Tamm法は、マグネタイト含有量が少ない粘土層を調査対象とする場合には適用できる可能性がある。TS法や改良BCR法は、砒素溶出メカニズムの解析手法として適用することは困難であることが示唆された。今年度は、土壌から地下水への砒素溶出メカニズムの解析手法として有用なジチオナイトクエン酸塩抽出法(DC法)について、抽出溶媒の最適化と抽出時間の迅速化について検討を行った。検討の結果、抽出溶媒として使用するクエン酸ナトリウムの濃度を0.25wt%以下に設定すると砒素の抽出率が低下し、逆にクエン酸ナトリウムの濃度を7wt%以上に設定すると鉄の抽出率が低下する傾向を示した。砒素の溶出メカニズムを解析するためには、砒素及び鉄の抽出濃度の相関関係を確認する必要があることから、クエン酸ナトリウムの最適濃度は15wt%であることが判明した。また、砒素及び鉄の抽出率から、抽出操作時に添加するジチオナイトの最適量は土壌試料0.5gに対して少なくとも0.2g以上必要であることが分かった。上記の結果を基に抽出時間の迅速化について検討したところ、室温条件では約3時間の連続振とうで砒素及び鉄の抽出率は概ね100%となることが分かった。DC法の抽出時間は従来16時間と設定されており、本研究結果から抽出時間は約1/5以下に短縮できることが判明した。更なる抽出時間の迅速化を達成するために、加温抽出(5060°C)を行ったところ、僅かに抽出時間が短縮され、約1時間の抽出で概ね100%の砒素及び鉄が抽出されることが分かった。超音波を照射して抽出操作を行うことにより、抽出時間の迅速化を試みている研究も数多く報告されているが、本研究では超音波照射の効果は認められず、抽出時間の短縮は確認できなかった。土壌中の鉄酸化物としては、フェリハイドライト、ゲータイト、ヘマタイトが存在するが、それぞれの鉄酸化物に対して抽出実験を実施したところ、どの鉄酸化物でも13時間の抽出操作で砒素及び鉄は十分に抽出されることが確認できた。砒素による地下水汚染は、日本をはじめ世界各地で大きな環境問題となっている。砒素汚染に有効な対策を実施するには、汚染源や汚染範囲の特定とともに土壌から地下水への砒素溶出メカニズムの解明が不可欠である。本研究では、鉄還元型の砒素溶出メカニズムに着目し、土壌中の鉄酸化物を選択的に抽出する鉄酸化物分別溶解法を適用した砒素溶出メカニズムの解析手法を開発した。最終年度は、開発した解析手法を用いて、埼玉県中西部地域(砒素が検出される井戸が多数存在)における砒素溶出メカニズムについて解析を試みた。解析の結果、当該地域では水田用灌漑用水の利用に伴い地下水位が一時的に低下し、このことにより帯水層直上のシルト層から砒素が溶出したことが判明した。

また、この地域一帯には泥炭土が堆積していることが認められた。泥炭土による地下水の還元化と水田利用に伴う地下水位の低下により、本地域では自然由来の砒素が溶出したことが明らかとなった。3年間の研究成果からは、1鉄還元型の砒素溶出メカニズムの解析手法として鉄酸化物分別溶解法は非常に有用であること、2鉄酸化物分別溶解法としてはDC法(ジチオナイトークエン酸ナトリウム抽出法)が最適であること、3DC法を埼玉県中西部地域で掘削採取した地質試料に適用して砒素と鉄の間に良好な相関性を見いだしたこと、4本地域の地下水砒素汚染は有機物含量の高い泥炭土の存在と農業利用に伴う地下水位の低下が原因で発生していること等を明らかにした。鉄酸化物分別溶解法として一般的に用いられている改良BCR法(塩化ヒドロキシルアンモニウム抽出法)やTamm法(酸性シュウ酸塩抽出法)では、砒素と鉄の抽出量の間に良好な相関性は認められなかった。本研究の成果は行政施策にも活用されており、埼玉県が実施している地下水質管理事業における継続監視調査や周辺調査の効率化等にも多いに役立っている。埼玉県中西部地域では、自然由来の地下水砒素汚染が頻繁に認められている。この地域の地下水質特性は概ね共通しており、還元環境下の地下水から砒素とともに高濃度の鉄が検出されている。本研究では、鉄酸化物分別溶解法を適用して本地域における地下水への砒素溶出メカニズムを解析した。砒素及び鉄の回収率試験の結果から、クエン酸ナトリウムージチオナイトの混合溶液を用いるDC法が砒素溶出メカニズムの解析手法として最適であることが分かった。本地域の地下水砒素汚染は鉄還元型であり、砒素の供給源は主として鉄酸化物であることが分かった。本研究課題の一つである、鉄酸化物分別溶解法の簡略化及び迅速化を今年度に達成していることから、おおむね順調に進展している。分析化学平成25年度に、砒素溶出メカニズムとして適用可能な鉄酸化物分別溶解法の選定を行い、平成26年度には、その鉄酸化物分別溶解法(DC法)の簡略化及び迅速化について検討を実施した。平成27年度は埼玉県内で地下水砒素汚染が認められている地域の地質試料を掘削採取し、この地質試料を用いて本研究で選定した鉄酸化物分別溶解法(DC法)を実施しすると共に、当該地域の砒素溶出メカニズムを解明し、得られた知見や情報を埼玉県の各行政機関に提供する。様々な鉄酸化物分別溶解法を実施し、抽出液中の鉄と砒素濃度の相関性から最適な抽出方法(ジチオナイトークエン酸抽出法)を選定することができた。また、抽出試薬の濃度や抽出時間についても検討を行ったため、現在までの達成度は「おおむね順調に進展している。」とした。平成26年度は、先行して鉄酸化物分別溶解法で使用する抽出溶媒の最適化及び抽出時間の迅速化について研究を行ったため、地質試料の掘削採取は実施しなかった。平成25年度及び平成26年度で得た研究成果を基に、最終年度で地質試料の掘削採取を行う。掘削採取には多額の費用を要するため、平成26年度の繰越金と平成27年度の予算を利用して、最終年度に掘削作業を実施する。今後は、抽出方法の迅速化とダウンサイジングについて検討するとともに、埼玉県内で採取した地質試料を用いて鉄酸化物分別溶解法(ジチオナイトークエン酸塩抽出法)を実施する。抽出液中の鉄と砒素の相関性を確認し、実試料への適用性を調べる。埼玉県内で地下水砒素汚染が認められている地域において、地質試料を掘削する。その際の業務委託費として繰越金を利用する。本研究では、平成26年度に埼玉県内の地質試料を掘削採取する予定になっている。
筋萎縮、筋繊維化、脂肪化病態を制御するTGF-βファミリーの解析

遺伝性および非遺伝性の筋疾患・筋損傷や加齢、悪液質で生じる筋機能低下、特に、筋萎縮、筋の脂肪変性、異所性骨化に焦点を当てて、研究を進展させた。筋発生過程では、MyoDファミリーが、タイミングをずらしながら発現誘導され、筋衛星細胞からの増殖、分化、融合筋線維形成過程を経て骨格筋が構築される。神経遮断、筋損傷時の筋萎縮時においては、マイオジェニンの発現誘導、ユビキチンタンパク質分解系の活性化により筋量の減少が観察される。マイオジェニンのプロモーター領域から発現する新規非翻訳RNA核酸を発見した。新規非翻訳RNAは胎児筋発生時や初代筋培養細胞分化時にマイオジェニンと共に発現誘導される。TGF-βファミリー/Smad系がその発現に関与していた。RNA捕獲法と質量分析装置を駆使して、結合分子を網羅的に探索した。RNA免疫沈降法、クロマチン免疫沈降法を駆使して、MyoDのコファクターでRNA結合タンパク質のDEAD boxタンパク質の一種が同定された。新規非翻訳RNAのマイオジェニンの転写活性化に重要であることを示した。マウスの前脛骨筋に損傷を最小限に抑えながら、阻害核酸を遺伝子導入する条件を決定した。そして、坐骨神経切断時の筋萎縮過程で、新規非翻訳RNAのノックダウン核酸を導入すると、筋萎縮が緩和されることを見出した。その系で、RNA-seq法を用いて、筋萎縮阻害効果のあるBMPファミリーの分泌因子としてGdf5が誘導されることを示した。正常ヒト骨格筋由来の、筋衛星細胞と間葉系細胞系譜に分化する幹細胞を培養して薬剤候補ライブラリーをスクリーニングする手法を整備した。筋分化を染色イメージングでスクリーニングする手法、間葉系幹細胞から脂肪細胞、骨芽細胞分化を定量してスクリーニングする手法を開発した。筋の脂肪化の抑制剤候補と骨化抑制剤候補薬を同定した。加齢や筋疾患・筋損傷等で生じる筋機能低下の分子機構を解明し新治療法開発に挑む研究を遂行した。筋肥大モデルであるミオスタチン遺伝子破壊マウスモデルを用いて、複数のmiRNAの分子変動がミオスタチンの下流で作用することを示した。筋分化、神経遮断、筋損傷時には、MyoD,マイオジェニン等の筋分化制御転写因子が絶妙なタイミングで発現誘導される。マイオジェニンのプロモーター領域からアンチセンス方向に発現する新規非翻訳RNA核酸を発見した。新規非翻訳RNA核酸は胎児筋発生時や初代筋培養細胞分化時にマイオジェニンと共に発現誘導された。発現変化にTGF-βファミリー・Smad系が関与する機構が存在していた。LC/MS/MSや新たな原理の質量分析装置を駆使して、結合分子を探索した。RNA免疫沈降法を駆使して、直接結合する分子を複数選択した。DEAD boxを含む分子やhnRNPファミリーの会合が確認された。新規非翻訳RNA核酸を会したマイオジェニンの発現機構を解析した。新規非翻訳RNA核酸はマイオジェニンの転写発現に重要であり、ノックダウンすると、RNA polIIのマイオジェニンプロモーターへの結合が弱まることを見出した。マウスの前頸骨筋に遺伝子導入する至適な条件系をブラッシュアップし、筋への損傷が比較的弱い条件で遺伝子を導入が可能になった。坐骨神経切断時にマイオジェニンが誘導され筋萎縮に至るが、上記手法を駆使して、新規非翻訳RNAのノックダウン核酸を導入すると、萎縮経路が抑制されることを見出した。正常ヒト骨格筋由来の市販細胞は純度が高くなく分化能も高くない問題があった。そこで、高品質の筋衛星細胞や脂肪前駆細胞を単離し培養する系を独自に開発した。ハイスループットな薬剤のスクリーニングが可能な系を構築している。実際に、脂肪前駆細胞からの脂肪分化を抑制する候補薬を複数種見出した。筋の脂肪化の抑制が確認された。当初、次年度に計画していた骨格筋への遺伝子誘導手法もすでに取り組み、マイルドな条件で遺伝子導入可能な条件が整っている。新規非翻訳RNA核酸の解析も研究は大きく進展しており、新たな筋分化制御の経路が明らかになりつつある。ヒト正常骨格筋由来の幹細胞を高純度で分取する技術は他にない技術である。その系を用いて、既存薬の脂肪化抑制や繊維化抑制、骨化抑制剤の開発にすでに取り組んでいる。極めて、順調に研究は推移していると考えている。また、データベースを駆使して、神経切断時の筋萎縮、悪液質時の筋萎縮などで共通に変動する分子の検索も行なっている。加齢、悪液質、筋損傷、遺伝性筋疾患で生じる筋萎縮とそれに伴う脂肪化、繊維化病態の分子機構とその制御による治療法開発を目指した研究を遂行した。筋発生時・神経損傷時には、筋分化制御転写因子が絶妙なタイミングで巧妙に発現誘導される。新規非翻訳RNA核酸が胎児筋発生時や筋分化時にマイオジェニンと共に発現誘導され、発現変化にTGF-βファミリーシグナルが関与すことを示した。RNA沈降法と質量分析解析を駆使し、会合分子を発見した。新規非翻訳RNA核酸を会したマイオジェニンの発現機構を解析し、マイオジェニンの転写発現に重要であること、transに作用し、miRNAの発現制御に関与することを示した。マウスの前頸骨筋に遺伝子導入する至適な条件系をブラッシュアップし、筋への損傷が極めて少ない条件で導入可能になった。

坐骨神経切断時にマイオジェニンが誘導され筋萎縮に至るが、上記手法を駆使して、新規非翻訳RNAのノックダウン核酸を導入すると、萎縮経路が抑制されることを見出した。高純度で、ヒト骨格筋から筋衛星細胞や脂肪細胞・骨芽細胞などの基になる間葉系前駆細胞を単離し培養する系を独自に開発した。ハイスループットな薬剤のスクリーニングが可能な系を構築している。実際に、脂肪細胞分化を抑制する候補薬を見出した。生体内でも筋内脂肪化を抑制することを示し英文論文発表を行った。外傷性脳損傷で骨格筋内に異所性骨化が生じる。遺伝性のFOPと呼ばれる難病でも筋内異所性骨化は主要な病態である。上記の薬剤スクリーニング系を駆使して、間葉系前駆細胞の骨芽細胞分化抑制薬候補の同定にも成功した。候補薬は骨形成因子(BMP)シグナルの抑制に関与するという予備的結果を得ている。生体内投与でも、筋肉・靭帯への異所性骨化を抑制することを示した。非翻訳RNA核酸の解析は極めて独自性が高い。脂肪化抑制薬候補に加えて、骨化抑制薬候補も同定できたので、計画以上の進展だと判断している。遺伝性および非遺伝性の筋疾患・筋損傷や加齢、悪液質で生じる筋機能低下、特に、筋萎縮、筋の脂肪変性、異所性骨化に焦点を当てて、研究を進展させた。筋発生過程では、MyoDファミリーが、タイミングをずらしながら発現誘導され、筋衛星細胞からの増殖、分化、融合筋線維形成過程を経て骨格筋が構築される。神経遮断、筋損傷時の筋萎縮時においては、マイオジェニンの発現誘導、ユビキチンタンパク質分解系の活性化により筋量の減少が観察される。マイオジェニンのプロモーター領域から発現する新規非翻訳RNA核酸を発見した。新規非翻訳RNAは胎児筋発生時や初代筋培養細胞分化時にマイオジェニンと共に発現誘導される。TGF-βファミリー/Smad系がその発現に関与していた。RNA捕獲法と質量分析装置を駆使して、結合分子を網羅的に探索した。RNA免疫沈降法、クロマチン免疫沈降法を駆使して、MyoDのコファクターでRNA結合タンパク質のDEAD boxタンパク質の一種が同定された。新規非翻訳RNAのマイオジェニンの転写活性化に重要であることを示した。マウスの前脛骨筋に損傷を最小限に抑えながら、阻害核酸を遺伝子導入する条件を決定した。そして、坐骨神経切断時の筋萎縮過程で、新規非翻訳RNAのノックダウン核酸を導入すると、筋萎縮が緩和されることを見出した。その系で、RNA-seq法を用いて、筋萎縮阻害効果のあるBMPファミリーの分泌因子としてGdf5が誘導されることを示した。正常ヒト骨格筋由来の、筋衛星細胞と間葉系細胞系譜に分化する幹細胞を培養して薬剤候補ライブラリーをスクリーニングする手法を整備した。筋分化を染色イメージングでスクリーニングする手法、間葉系幹細胞から脂肪細胞、骨芽細胞分化を定量してスクリーニングする手法を開発した。筋の脂肪化の抑制剤候補と骨化抑制剤候補薬を同定した。今後は、新たに見出した、長鎖非翻訳RNAの筋分化における研究をまとめて、論文として公表していく予定である。ヒト骨格筋由来の筋管細胞を用いて、染色及びそれを指標とした薬剤スクリーニングを行う。
1次元量子反強磁性体におけるスピンの動的相関

最近,低次元磁性体で現れるスピンギャップ等の物理現象の研究が,高温超伝導の発現機構の解明を含む一連の研究の中で活発に行われている。1次元量子反強磁性体のスピンの動的相関を理解することは,そのような研究において基礎を与える点で,また,未だ完全には理解されていない1次元量子スピン系の物理自体を理解する上でも重要である。本研究では,特に適当な候補があまりなかった為にこれまで実験的研究がほとんどなされていないS=1/2の1次元ハイゼンベルグ反強磁性体を対象に,その有限温度でのスピンの動的相関を実験的に解明することを目的とした研究を行った。無機物質として初めてスピンパイエルス転移が発見されたCuGeO_3はまさにこの候補物質であり,核磁気共鳴法(NMR)と核四重極共鳴法(NQR)を用いて,その電子状態とスピンの動的相関を調べた。まず、単結晶試料を用いたNMRの詳細な研究から,銅サイトの超微細相互作用の構造と微視的な磁気的性質を理解すると共に,その電子状態はrhombicな対象性を持った結晶場中の単一イオンモデルで記述できることを明らかにした。さらに,NQRの核スピン格子緩和率1/T_1と核スピンスピン緩和率1/T_<2G>の温度変化の測定から,1次元ハイゼンベルグ反強磁性体に特徴的な1/T_<2G>の温度変化を見いだした。特に,最近進展したS=1/2の1次元ハイゼンベルグ反強磁性体の核磁気緩和の理論的研究との詳細な比較検討から、この系での動的帯磁率x(q,ω)と静的帯磁率x(q)の特徴を実験的に解明した。その結果,概略的には,S=1/2の1次元ハイゼンベルグ反強磁性体モデルで説明するが,鎖内第2近接相互作用を考慮する必要があることを明らかにした。
映像によるスポーツ・イメージの形成に関する実証的・理論的研究

本年度の研究実施計画に即して研究を展開した結果、ほぼ計画通り研究は達成されたといえる。研究実績をまとめれば以下のようになる。1.スポーツ写真のデータ・ベース・スポーツ写真のデータ・ベースについては、まだ予定された枚数には達していないが、逐次データを増やしつつある。問題点はスポーツ写真の分類基準であり、それについてはいまだなお改善すべき点がある。ヴィデオ映像の分析・処理はまだ手をつけていない。2.研究成果・スポーツ・イメージおよびスポーツ・メディアのイメージについて日本、ボリビア、スペインで調査を行った。今年度は、そのうち日本の分について分析し、論文として著した(平田)。・スポーツを主要なテーマとする映画における、スポーツ・イメージないしスポーツと社会との関係の分析では、レ二・リーフェンシュタールの「民族の祭典」を取り上げ、身体の美と政治的イデオロギーの関係について論文を発表した(坂根)。・スポーツ写真について、われわれのデータベースを活用し、そこに見られるスポーツ・イメージとその論理を現代社会の在り方と関連付けて論述した(小松)。これら3本の論文はいずれも、「仙台大学紀要」に発表された。平成9年度は、ほぼ次年度以降の研究の展開のために以下のような準備作業を行った。1.我々のテーマに関わる先行研究を、内外の論文・著作にわたって網羅的に収集した。さらに、研究の基礎資料となるべき映像資料(特にスポーツに関する写真集)を仙台大学の既存の資料と重複しないように収集した。2.画像のデータ・ベース化を進めるため、既存のコンピュータに必要な機器を取り付け、そのための環境を整備し、入力分類を開始した。3.我々のテーマに関する既存の研究の総括をするため、定期的に研究会を開催した。以上の結果、現在までのところ我々の認識は以下のような段階にある。1.スポーツ映像に関しては、映画よりもテレビの重要性が際だっており、日本のみならず海外との比較を含め、テレビにおけるスポーツの取り扱いを、包括的なメディア論・コミュニケーション論の中に位置づけることが重要であるという認識に達した。2.特にスポーツに関する写真の場合、予想したとおり、スポーツの構造の明確さあるいは単純さを反映して、かなりの程度パターンを指摘することが可能となるだろう。今後の課題は、それがどのような人々のスポーツ・イメージの反映であるか、また逆にそれがどのようにスポーツ・イメージに影響を与えているかという二重の問題である。3.我々のテーマに関連する既存の研究は、スポーツ映像個々の個別的報告の段階にとどまっており(特にアメリカの実証主義的研究に多い)、理論的抽象化の度合いにかなり不満が残る。平成10年度は、これまでの準備的段階から研究を本格化すべく、以下の点を重点的に取り上げた。1.昨年に継続して、スポーツ写真のデータベース化を推し進めた。その場合、多岐にわたる検索項目を設定し、CD-ROMとしてさまざまな検索が実行できるように努めた(これはまだ途上にある)。2.日本体育大学、国会図書館で研究資料の調査を行った。スポーツ科学関連の雑誌のみならず、社会学、哲学、心理学の分野で基礎文献のコピーを手に入れた。3.それらを含めこれまでに収集した文献を、共同研究者がそれぞれ分担して読み、その概要を定期的に報告しあい討議した。4.スポーツ・イメージにかんする調査を仙台地区における大学生を対象に実施した。その結果と分析は、数ヶ月後に論文としてまとめられる予定である(平田)。5.映画におけるスポーツの取り上げられ方について、共同で討議を重ね、その一部を論文として発表した(坂根)。6.現代におけるスポーツの動向は、現代社会の在り方を離れて論ずることはできない。そうであるとすれば、まずスポーツ映像といういわば特殊現象を見据えながらも、社会全体にたいする視野を確保しておかなければならない。そうした意味で、社会構造とスポーツとの関係、さらにはスポーツにおける映像の意味という三段構えの枠組で研究を展開した(小松)。
トポロジカルマッピングを用いた長時間生体時系列の非定常性検出法に関する基礎的検討

本研究では、長時間生体時系列における非定常性を検出するために、Kohonen形のニューラルネットワークによって実現されるトポロジカルマッピング(以下TMとする)を利用する方法について、基礎的な検討を行なった。その結果、以下の知見を得た。1.TMの性質を、適応的ベクトル量子化アルゴリズムの一種と据え、理論的に解析した。TMが形成する参照ベクトルの分布と入力信号の確率密度分布との関係を、Lyapunov関数を使った議論により定量的に求めた。2.TMのもつ、特徴次元の自動選択とよばれる性質が、信号の入力空間における構造をとり出すことに利用できる。また、TMによって形成される参照ベクトルの配置は、入力空間での座標のとり方に影響されにくく、従って信号自体の分析に都合の良い性質をTMは有している。3.TMによって形成される参照ベクトルの配置と、それから構成される連続化写像とを利用した、長時間生体時系列における非定常性検出法を提案した。4.上記の手法を、例題として実際に睡眠脳波に適用した。得られた結果が、臨床における知見と矛盾しない、妥当なものであることを確認した。5.本手法を実際の長時間生体時系列に適用する際に問題となる計算量を減らす方法について考察し、それによって計算時間を大幅に改善できることを確認した。以上の基礎研究の成果に基づいて、今後は連続化写像での計量に関する情報を積極的に利用する方法を考察すること、さらに多くの症例に対して本手法を適用し、臨床知見との比較を通して応用面での基礎的なでータを蓄積し、検出の信頼性を向上させること、などが課題である。本年度は,Kohonen形のニュ-ラルネットワ-クによって形成されるトポジカルマッピングの性質について検討し,次年度で具体的に生体時系列処理の問題を扱う際に必要となる基本的な知見を得た.本年度はKohonen形のニュ-ラルネットワ-クの性質に関する理論的側面の検討を主に行なった.具体的には,Kohonen形のニュ-ラルネットワ-クに確率的な信号が入力された場合に,入力信号の確率密度分布と,ニュ-ラルネットワ-クが形成する荷重ベクトル分布との定量的関係を明らかにした。また,この結果の安定性を考察することにより,荷重ベクトル分布がこの結果で示される分布へと安定に収束することを示す理論的結果を得た.以上の理論的成果を確認するために,本年度購入したシミュレ-ション用ソフトウェアを使って計算機シミュレ-ションを行ない,理論と適合する良好なシミュレ-ション結果を得ることができた。また,脳波などの長時間生体時系列はARモデル化などの前処理によって多次元ベクトル系列として表現される.この表現から,信号に関し本質的な低次元多様体構造をとり出すことが,本研究でKohonen形のニュ-ラルネットワ-クを用いる主な理由である.この点に関して本年度は,睡眠脳波を例題としてKohonen形のニュ-ラルネットワ-クによる低次元構造抽出の機構に関する基本的な検討を行なった.次年度もこの検討は引き続いて実施する.本年度購入のグラフィックスアクセラレ-タカ-ドは以上のような多次元の信号処理に際し処理の状況を視覚的に呈示することで,処理の細かい条件などの検討に対して効果的なフィ-ドバックを得るために用いる.そのための表示用ソフトウェアについては,本年度に基本的な仕様を検討した.次年度に具体的な構築作業を行なう予定である.本年度は、Kohonen形のニューラルネットワークによって実現されるトポロジカルマッピングを実際に長時間生体時系列処理に適用し、非定常性の検出を試みた。トポロジカルマッピングは入力に対する位相保存写像を形成することができ、また昨年度の研究結果によって分布の意味での収束が保証される。さらに、トポロジカルマッピングには信号に対する分解能に応じて信号の特徴的な次元を自動的に取り出すことができる。

以上の性質に基づいて、信号が高い次元の信号空間で表現されているけれども信号を特徴づける構造が信号空間で低次元の多様体構造をなしている場合には、参照ベクトルの配置という形でその低次元多様体構造を取り出す。取り出された低次元多様体構造からのデータの推移を観察することで、ある時点を境に性質が大きく変化するような非定常性を検出することが可能である。本年度は以上のような非定常性検出法を提案し、例題として睡眠脳波を使って方法論としての本手法の有効性を検討した。睡眠脳波データは適当な時間間隔で区切り、線形予測分析法で得られる予測係数を要素とするべクトルデータに変換し、それの時系列に対して処理を行った。まず、α波にspike波が混入した状況を想定して模疑波形を作成して本手法を適用し、spike波が正確に検出されることを確認した。次に実際の睡眠脳波に対して本手法を適用し、処理結果を臨床知見と比較して矛盾しない結果を得ることができ、本手法の有効性を確認した。また、実用的に問題となる計算量を削減するために、トポロジカルマッピングを階層的構成とする手法を考案し、計算時間を効果的に減少させることができることを確かめた。
アプリシアトキシン単純化アナログの標的同定と抗がん剤シーズとしての展開

当研究室で開発されたプロテインキナーゼC(PKC)活性化剤・10-Me-aplog-1のがん細胞増殖抑制機構の解明を目的として,増殖抑制に関わるPKCアイソザイムの同定と下流のシグナル伝達分子の解析を行った.これまでに,肺がん由来のA549細胞においてはPKCαおよびδが高発現しており,そのうちPKCαが細胞周期の停止を引き起こすことが明らかになったため,本年度は他のがん細胞株でも同様のメカニズムが働いているかどうかを検討した.新たに8種のがん細胞株に対する増殖抑制試験を行ったところ,10-Me-aplog-1は大腸がん由来のSW620およびColo-205の増殖を顕著に抑制した.さらにフローサイトメトリーを用いた細胞周期解析によって,10-Me-aplog-1はSW620の細胞周期をG1期およびG2期で停止させる一方で,Colo-205に対してはアポトーシスを誘導した.PKCアイソザイムの発現量の定量およびノックダウン実験より,これらの細胞株においてもPKCαとδが高発現しており,その両方が細胞周期の停止やアポトーシスに関与していることが判明した.一方,PKCαおよびδは10-Me-aplog-1に感受性の低い細胞株も含めたすべてのがん細胞株で発現していたことから,下流のシグナル伝達分子の変異や発現量の違いが感受性を決定しているものと考えられた.そこで,10-Me-aplog-1のA549細胞に対する増殖抑制活性をキャンセルする化合物を新学術領域研究・先端モデル動物支援プラットフォームが配布しているキナーゼ阻害剤ライブラリーの中から探索したところ,数種の阻害剤が増殖抑制活性を有意に低下させた.A549においてはPKCαが増殖抑制に関与していることから,10-Me-aplog-1はPKCαを介してこれらの阻害剤の標的酵素を活性化している可能性が示唆された.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,当研究室で開発された抗がん剤シード・10-Me-aplog-1のがん細胞増殖抑制機構を明らかにすることを目的としている.これまでに,aplog感受性がん細胞株の一つであるA549細胞に対する増殖抑制活性はPKCαを介してもたらされることが明らかになっているめ,本年度はPKCαの下流のシグナル伝達を調べることにした.フローサイトメトリーを用いた細胞周期解析によって,10-Me-aplog-1はPKCαの活性化を介してA549の細胞周期をG1期およびG2期で停止させることが判明した.そこで,抗体アレイを用いて細胞周期に関わるタンパク質のリン酸化状態を解析したところ,数種のタンパク質のリン酸化状態がPKCα依存的に変化することが明らかになった.現在,これらのタンパク質の細胞増殖抑制における役割を調べている.PKC以外のタンパク質が増殖抑制に関与している可能性も考えられたため,10-Me-aplog-1をビオチンプローブ化して標的分子探索を行った.A549細胞の破砕液から10-Me-aplog-1結合タンパク質を複数見いだしたが,細胞増殖抑制に関わるタンパク質の同定には至っていない.一方で,ビオチンリンカーの導入部位である10-Me-aplog-1の側鎖における構造活性相関を調べたところ,側鎖末端のフェノール基を取り除いた誘導体が顕著な発がん促進性および炎症性を示した.したがって,10-Me-aplog-1を抗がん剤として構造最適化するうえで,側鎖フェノール基は必須であることが明らかになった.PKCαの下流でリン酸化状態が変化するタンパク質を見いだし,細胞増殖抑制機構を解明するための手がかりを得た.また,10-Me-aplog-1をビオチンプローブ化することによって,A549細胞の破砕液からPKC以外の結合タンパク質を複数同定した.さらに,10-Me-aplog-1の側鎖における構造活性相関研究によって,側鎖フェノール基が発がん促進性および炎症性を低減させることを見いだし,本化合物を抗がん剤として構造最適化するうえで重要な知見を得た.以上より,本年度の目標をほぼ達成したと考えられる.当研究室で開発されたプロテインキナーゼC(PKC)活性化剤・10-Me-aplog-1のがん細胞増殖抑制機構の解明を目的として,増殖抑制に関わるPKCアイソザイムの同定と下流のシグナル伝達分子の解析を行った.これまでに,肺がん由来のA549細胞においてはPKCαおよびδが高発現しており,そのうちPKCαが細胞周期の停止を引き起こすことが明らかになったため,本年度は他のがん細胞株でも同様のメカニズムが働いているかどうかを検討した.新たに8種のがん細胞株に対する増殖抑制試験を行ったところ,10-Me-aplog-1は大腸がん由来のSW620およびColo-205の増殖を顕著に抑制した.さらにフローサイトメトリーを用いた細胞周期解析によって,10-Me-aplog-1はSW620の細胞周期をG1期およびG2期で停止させる一方で,Colo-205に対してはアポトーシスを誘導した.PKCアイソザイムの発現量の定量およびノックダウン実験より,これらの細胞株においてもPKCαとδが高発現しており,その両方が細胞周期の停止やアポトーシスに関与していることが判明した.一方,PKCαおよびδは10-Me-aplog-1に感受性の低い細胞株も含めたすべてのがん細胞株で発現していたことから,下流のシグナル伝達分子の変異や発現量の違いが感受性を決定しているものと考えられた.

そこで,10-Me-aplog-1のA549細胞に対する増殖抑制活性をキャンセルする化合物を新学術領域研究・先端モデル動物支援プラットフォームが配布しているキナーゼ阻害剤ライブラリーの中から探索したところ,数種の阻害剤が増殖抑制活性を有意に低下させた.A549においてはPKCαが増殖抑制に関与していることから,10-Me-aplog-1はPKCαを介してこれらの阻害剤の標的酵素を活性化している可能性が示唆された.現時点で最も重要な標的分子であると考えられるPKCαを介した細胞増殖抑制機構を,トランスクリプトームならびにリン酸化タンパク質の解析によって明らかにする.A549以外のaplog類に感受性の高い細胞株においても同様の機構が働いていることを確認する.また,移植担がんマウスを用いて,10-Me-aplog-1のin vivoにおける細胞増殖抑制機構を検証する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ウイルス感染後の自然免疫と獲得免疫の総合作用によるIgA腎症の発症機序の解析

早期のIgA腎症は,検診で血尿、蛋白尿で偶然発見される無症候性の腎臓病である.本研究では,早期IgA腎症,ANCA関連腎炎,膜性腎症の腎生検組織を用いて、Toll like receptor(TLR)と炎症性サイトカインのmRNAの発現解析を行った.その結果,早期IgA腎症では,他の腎疾患に比してTLR9の発現が優位に高く,サイトカイン解析では、IFNαの発現が著明に亢進していることが明らかとなった。これらの結果から,早期のIgA腎症では自然免疫が亢進した状態であることが明らかとなった.TLR9シグナルやIFNαを抑制することがIgA腎症の新しい治療法となる可能性が示唆された.早期のIgA腎症は,検診で血尿、蛋白尿で偶然発見される無症候性の腎臓病である.本研究では,早期IgA腎症,ANCA関連腎炎,膜性腎症の腎生検組織を用いて、Toll like receptor(TLR)と炎症性サイトカインのmRNAの発現解析を行った.その結果,早期IgA腎症では,他の腎疾患に比してTLR9の発現が優位に高く,サイトカイン解析では、IFNαの発現が著明に亢進していることが明らかとなった。これらの結果から,早期のIgA腎症では自然免疫が亢進した状態であることが明らかとなった.TLR9シグナルやIFNαを抑制することがIgA腎症の新しい治療法となる可能性が示唆された.IgA腎症(IgAN)は、糸球体メサンギウム領域にIgAが優位に沈着するメサンギウム増殖性腎炎である。IgA腎症の病因は腎既存細胞の応答性か、全身性の免疫反応や幹細胞レベルでの問題かは、長く討議されてきており、4半世紀を越えた病態解明を目指す研究が数多く続けられているが、未だ病因の解明には至っていない。我々は、IgANは上気道に起こったウイルス感染症のもと、ウイルスに対する自然免疫の反応と同時に獲得免疫反応が起こった結果、創りだされる病態ではないかと考えている。上気道に感染したウイルスは、自然免疫を誘導するToll like receptor 3 (TLR3)、TLR7、TLR9等に認識され、Plasmacytoid樹状細胞(DC)から大量のType I Interferon (Type I IFN)が産生される。TLR3はIFNβを、TLR7とTLR9はIFNαとIFNβ両方を分泌する。分泌されたType I IFNは、MonocyteをMyeioid DCに分化させ、このMyeloid DCは周囲の環境によって、Naive T細胞の分化の方向を決定する。CpG DNAやIL-40Lと協調した場合はTh1分化を惹起するが、IL-3の刺激がある場合は、Th2分化を促進する。そこで、ヒトIgAN生検組織を用いてサイトカインreal-time PCR法を行い、獲得免疫を司るTh1/Th2/Th17/Tregの分化パターンをサイトカイン発現で評価した。はっきりとした分化傾向を示すサイトカイン産生の結果は得られなかった。一方、自然免疫系では、TLR9の発現、IFNαの発現が著明であり、TNFαとIL-6の発現が他の増殖性糸球体腎炎に比較しても優位に増加していることが明らかとなった。今後は、このサイトカイン産生の程度と腎組織の重症度評価が関連しているかどうかなどの解析を続けていく予定である。IgA腎症(IgAN)は、我が国の原発性糸球体腎炎の約50%を占め、診断後20年以上の経過で、約40%が末期腎不全へ進行する疾患である。我々はIgANは、上気道に起こったウイルス感染症のもと、ウイルスに対する自然免疫の反応と同時に獲得免疫反応が起こった結果、創りだされる病態ではないかと考えている。実際にウイルスのDNA,RNAを認識するTLR3,7,9は腎臓糸球体の支持細胞であるメザンギウム細胞に多数発現している。感染後のウイルス血症の結果、この受容体にウイルスが直接的に作用し、シグナルを伝えることで、炎症性サイトカインの産生は高まり、糸球体に増殖性の変化が起こることは十分に考えられる。今回の研究では、腎臓糸球体の支持細胞であるメザンギウム細胞に多数発現しているToll like receptorに注目し、実際のIgAN組織内の発現を検討した。我々が今回の研究にて明らかに出来たことは、主に検診に於ける尿所見異常で発見され、腎生検にて診断が確定した患者の腎組織では、TLR9の発現が特異的に亢進し、その結果IFN-α、IL-6、TNF-αの産生が亢進しているということである。この結果は、早期のIgANでは獲得免疫に比して自然免疫優位の免疫反応下で病態形成が行われることを示唆している。今後は従来の予後を推定する根拠である病理分類とこれらのサイトカインの発現パターンを関連づけることで、病態形成へのサイトカインの関与が明らかにできると思われる。