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数値解法を用いた多原子分子の光解離過程とその逆過程の理論的研究

ランチョス漸化式法を有限要素法や有限差分法の行列に応用するには発散の困難がある.この困難を避ける漸化式を導入し,一自由度および二自由度系の有限要素法と結合することに成功した.テスト計算として連続状態に埋もれた共鳴準位の寿命幅の計算,Ar^+_3の光吸収スペクトルの計算を行った.終状態が束縛準位であっても,解離型の準位であってもこの方法では困難なく理論スペクトルが計算できることが明らかになった.応用計算として,HeLi^+とN^+_2のポテンシャルエネルギ-曲線を非経験的分子軌道法計算によって精度高く計算し,遷移スペクトルを求め,実験と比較し,実験結果を解析することに成功した.N_2については,フランクコンドン分布をこの新しい方法で計算することによって,20evから30eVの領域の光電子分光で観測されたいわゆる電子相関帯をはじめて疑いの余地なく帰属する事ができた.さらに,三原子分子SCOとFCOについてもポテンシャルエネルギ-曲面を求め,解離過程と放射会合過程を研究した.この研究には,時間依存シュレディンガ-方程式も併せて開発し,利用している.ランチョス漸化式法を有限要素法や有限差分法の行列に応用するには発散の困難がある.この困難を避ける漸化式を導入し,一自由度および二自由度系の有限要素法と結合することに成功した.テスト計算として連続状態に埋もれた共鳴準位の寿命幅の計算,Ar^+_3の光吸収スペクトルの計算を行った.終状態が束縛準位であっても,解離型の準位であってもこの方法では困難なく理論スペクトルが計算できることが明らかになった.応用計算として,HeLi^+とN^+_2のポテンシャルエネルギ-曲線を非経験的分子軌道法計算によって精度高く計算し,遷移スペクトルを求め,実験と比較し,実験結果を解析することに成功した.N_2については,フランクコンドン分布をこの新しい方法で計算することによって,20evから30eVの領域の光電子分光で観測されたいわゆる電子相関帯をはじめて疑いの余地なく帰属する事ができた.さらに,三原子分子SCOとFCOについてもポテンシャルエネルギ-曲面を求め,解離過程と放射会合過程を研究した.この研究には,時間依存シュレディンガ-方程式も併せて開発し,利用している.
開かれた制度における協力関係の形成と維持に関する研究

本研究は、開かれた社会における協力関係の形成および維持を目的とする制度の構築を目指す研究であり、21COE-GLOPEプロジェクトと連携しつつ、理論研究と実験研究を並行して行った。研究代表者と分担者は実験の実施や研究会の開催などで緊密に連絡をとり、本研究を推進してきた。(1)実験研究に関しては、合計12回(2004年12月2日、2005年2月3日、2005年7月29日2回、2005年12月2日2回、2006年2月2日(2回)、2月3日(2回)、2006年2月17日(中国、2回))の実験を21COE-GLOPEと共同して行い、その成果の一部は21COE-GLOPEの北京国際コンファレンスで報告され、雑誌論文(早稲田政治経済雑誌)にも公表されている。これらの実験結果の中でも、個人の特性と協力の形成・維持の間の関係、政治的制度決定と協力の形成・維持の間の関係などの被験者行動のデータは非常に興味深く、現在、データを整理し、研究協力者とともに投稿論文の準備中である。また、研究分担者はバブルの発生についての実験を、政策投資銀行設備投資研究所との協力で行っており、その結果も論文としてまとめている段階である。(2)理論研究に関して、研究代表者は協力の安定性を表現するコア、カーネルなどの協力ゲームの解の性質について研究をまとめ論文として公表した。(3)研究代表者と研究分担者は、多数の理論・実験・応用に関する国際学会、研究会、ワークショップなどに参加し、多様な研究者と有益な議論を行うことができた。また、早稲田大学においても多数のセミナーを主催し、著名な実験経済学者であるサンダー教授(イェール大学)や著名なゲーム理論家であるオーウェン教授(Naval大学院大学)などを招聘し、有意義な討論を行うことができた。(4)日本国内および海外から専門家や研究者約20名を招き、定期的に研究会を開催し、本研究に関連する内容の報告とそれに対する議論を行った。その成果は(1)の理論研究に反映されている本研究は、開かれた社会における協力関係の形成および維持を目的とする制度の構築を目指す研究であり、21COE-GLOPEプロジェクトと連携しつつ、理論研究と実験研究を並行して行った。その成果は(1)の理論研究に反映されている本研究は、平成15年度から開始された21世紀COEプロジェクト「開かれた政治経済制度の構築」における主要テーマの一つである政治経済実験の構築と連携した研究である。集団的な利益(パレート効率性)と個人的な利益(個人合理性)の乖離の問題は非常に重要な問題であるが、この問題を開かれた状況すなわちメンバーが固定化されない状況において分析することが本研究の目的である。本年度は本研究の初年度として、以前の研究成果およびCOEのプロジェクトの社会調査データ・アンケートの結果を整理し、観察された問題点を分析した。さらに本研究の主要目的である(1)グループのメンバーが変わる場合、どのような条件の下で協力関係が全員に伝搬するかと(2)金銭的誘因のみならず、社会的要因、政治的要因、道徳的要因、戦略的考察の有無など、被験者の個別的要因が協力関係の形成と維持にどのように影響するか、に関する実験のための理論モデルを協力ゲーム理論の最新の研究成果を用いて考察した。さらに、その理論の妥当性、頑強性を検証するために通常の経済実験および、新たに開発された研究手法である政治経済実験のパイロット実験を行った。この手法の開発は21世紀COEの主要テーマの一つであり、当該COEに属する多くの研究者との共同研究の成果の一つである。

具体的には、(1)研究協力者として、はこだて未来大学の川越先生を加え、理論モデルに関する考察および共同研究会を行った。(2)モバイルPCによる移動型の実験を実施した。(2回)(3)2005年1月に完成した政治経済実験室において、パイロット実験を実施した。(3回)(4)上記結果の整理・分析を行っている。(進行中)(5)本研究に関連する外部研究者によるセミナーを開催した。(15回)(6)本研究の分析手法に関する定期的研究会を開催した。(11回と夏期集中2日間)本研究は、開かれた社会における協力関係の形成および維持を目的とする制度の構築を目指す研究であり、21COE-GLOPEプロジェクトと連携しつつ、理論研究と実験研究を並行して行った。研究代表者と分担者は実験の実施や研究会の開催などで緊密に連絡をとり、本研究を推進してきた。理論研究に関して、研究代表者は協力の安定性を表現するコア、カーネルなどの協力ゲームの解の性質について研究をまとめ論文として公表した。実験研究に関しては、合計10回以上の実験を行い、その成果の一部は21COE-GLOPEの北京国際コンファレンスで報告され、下記の雑誌論文でも公表されている。これらの実験結果の中でも、個人の特性と協力の形成・維持の間の関係、政治的制度決定と協力の形成・維持の間の関係などの被験者行動のデータは非常に興味深く、現在、データを整理し、投稿論文の準備中である。また、研究分担者はバブルの発生についての実験を、政策投資銀行設備投資研究所との協力で行っており、その結果も論文としてまとめている段階である。上記研究期間中、研究代表者と研究分担者は、多数の理論・実験・応用に関する国際学会、研究会、ワークショップなどに参加し、多様な研究者と有益な議論を行うことができた。また、早稲田大学においても多数のセミナーを主催し、著名な実験経済学者であるサンダー教授(イェール大学)や著名なゲーム理論家であるオーウェン教授(Naval大学院大学)などを招聘し、有意義な討論を行うことができた。
新生鎖による小胞体レドックス制御－新生鎖による還元力の獲得

我々は、小胞体で初めて還元活性に特化した還元酵素ERdj5を発見し、小胞体関連分解における分解基質のジスルフィド結合を還元し、再び一本のポリペプチド鎖にすることによって小胞体からサイトゾルへ効率よく逆行輸送させていることを示した(R. Ushioda et al. Science 2008、R. Ushioda et al. Mol. Biol. Cell. 2013)。また我々はERdj5全長の結晶構造を解き(M.Hagiwara et al. Mol. Cell 2011)、構造解析を基盤としたより詳細な分子メカニズムの解明に貢献してきた。さらに研究期間内で、ERdj5の新しい機能として、小胞体内腔のカルシウム調節にも関わることを明らかにし(R. Ushioda et al. PNAS 2016)、小胞体内腔の還元酵素の重要性を高めた。本研究では、ERdj5の還元メカニズムに関して新生鎖に着目し、小胞体に挿入された新生鎖の還元力が小胞体のレドックス環境に与える影響、およびERdj5の還元力の供給に着目して研究を行ってきた。ジスルフィド結合依存的クロスリンカーDVSFを用いることで、これまで同定された結合タンパク質とは異なるタンパク質を同定した(K.Araki et al. Anal. Biochem 2017)。ERdj5との結合タンパク質を同定し、酸化酵素Ero1が新生鎖からERdj5の電子の移行を仲介している可能性が強く示唆された。また、結合サイトの同定にも成功し、両タンパク質のドッキングシュミレーションでは構造的にも電子伝達の可能性を示唆するデータを得ることが出来た。28年度が最終年度であるため、記入しない。小胞体内腔のレドックス制御機構はいまだ不明な点が多い。特に、小胞体における還元ソースとそのパスウェイは全く同定されていない。我々は、小胞体で初めて還元活性に特化した還元酵素ERdj5を発見し、小胞体関連分解における分解基質のジスルフィド結合を還元し、再び一本のポリペプチド鎖にすることによって小胞体からサイトゾルへ効率よく逆行輸送させていることを我々は示した(R. Ushioda et al. Science 2008、R. Ushioda et al. Mol. Biol. Cell. 2013)。本研究では、未だにわかっていないERdj5の還元メカニズムに関して新生鎖に着目し、小胞体に挿入された新生鎖の還元力が小胞体のレドックス環境に与える影響、およびERdj5の還元力の供給に着目して研究を行ってきた。我々は小胞体環境中を低カルシウム濃度での環境中でERdj5が機能的に働けるかを検証し、イギリスケンブリッジ大学David Ron博士との共同研究で報告した(Avezov E et al. BMC Biol. 2015)。また、ERdj5と結合する因子からERdj5の還元ドナーを探索し、いくつかの候補タンパク質を得ている。これら候補からERdj5のレドックス状態を変化させる因子を突き止めた。ERdj5の活性に対する影響をin vitroおよびin vivoで今後検証したいと考えている。また、候補タンパク質とERdj5の共結晶にも挑戦し、電子のやり取りを構造学的見地から追求したいと考えている。最大の目的であるERdj5の還元ドナーとしていくつかの候補を得ており、また実際に、それら因子がERdj5のレドックス状態が変化することを確認している。これは当初、次年度の計画に含まれていたもので、順調に研究が進展していると考えている。また、次年度の計画には含まれていなかったが、候補因子のノックダウンを哺乳類細胞以外で観察することも視野に入れている。我々はC.elegansの系を用いて、哺乳類細胞で得られた情報を元にノックダウン解析を行い、レドックスネットワークの破綻とフェノタイプ解析を進めている。C.elegansはレドックス因子が哺乳類細胞と比べて少なく、大きなフェノタイプが期待されるのではないかと考えている。今後の研究推進に支障が出ないよう留意しながら研究を進めていきたいと考えている。

ジスルフィド結合依存的クロスリンカーDVSFを用いることで、これまで同定された結合タンパク質とは異なるタンパク質を同定した(K.Araki et al. Anal. Biochem 2017)。ERdj5との結合タンパク質を同定し、酸化酵素Ero1が新生鎖からERdj5の電子の移行を仲介している可能性が強く示唆された。また、結合サイトの同定にも成功し、両タンパク質のドッキングシュミレーションでは構造的にも電子伝達の可能性を示唆するデータを得ることが出来た。当初計画していた通り、以下の3つを中心に研究を推進していくつもりである。(1)無細胞系によるレドックス変化(レドックス測定)、in vitro translationでマイクロソームに挿入する。導入されているroGFPにより、マイクロソームのレドックス変化を追跡する。翻訳される新生鎖の量やシステイン含有を調節し、レドックス環境がどのように変化するか観察したい。(2)同定因子によるERdj5のレドックス状態への影響、同定した因子がERdj5のレドックス状態を変化させるか、同定因子の過剰発現およびsiRNAによるノックダウンで確認する。レドックス状態はPEGマレイミドおよびDNAマレイミドで確認する。もしレドックス状態に影響を与えるならば、シクロヘキシミドなどのタンパク質合成阻害剤で新生鎖の小胞体への挿入を抑制した状態で検証したい。この時点で新生鎖からERdj5までの還元力の受け渡しが立証されれば、インパクトは大きい。(3)小胞体ストレス時における小胞体内腔のレドックス環境の変化、無細胞系を利用し、小胞体ストレス時のレドックス環境を観察したいと考えている。小胞体ストレス時には小胞体内腔で多くのタンパク質がミスフォールド状態にあるといえる。ミスフォールドを引き起こしたタンパク質はジスルフィド結合が正しく架けられていないケースが多く、ジスルフィド結合を形成できないチオール基が小胞体内腔のレドックス状態を攪乱する可能性は高い。我々は新生鎖によるレドックス制御の研究と同時に、分解されるべき運命にあるタンパク質が引き起こす小胞体内腔のレドックス変化に着目し、モニタリングする予定である。小胞体ストレス誘導剤やすでに知られているミスフォールド基質を用いて、小胞体内腔のレドックス状態を観察する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
アレルギー性疾患におけるI型反応とIV型反応の相互関係-マウスを用いた基礎的研究-

アトピー性皮膚炎ではIgE上昇などのI型反応と、湿疹病変のみられるIV型の反応が共存している。I型反応がIV型反応と同時に起こりうるか、また起こっているとしたらいかなる機序によるのかを解明するのが、この研究の目的である。この目的のため、今回はマウスにおけるIV型反応であるDNFB、NiSO_4を抗原に用いた遅延型過敏反応を惹起し、この反応にI型反応が関与しているかを検討した。マウスを用いて、DNFB、NiSO_4を抗原とした遅延型過敏反応の系を確立した。まずDNFB抗原を抜毛したマウス腹部に塗布し、5日目に耳介にチャレンジした。チャレンジ2時間後、24時間後に耳翼腫脹を計測した。すると2および24時間後の両者において高値を示した。またこれらの反応に関与する細胞を抗体処理とトランスファーの系で検討したところ、反応早期(2時間後)にはCD345^+823^+、B220^+のThy-1^+細胞、24時間後にはCD3^+4^+5^+823、B220のThy-1^+細胞が関与していた。早期に出現する細胞は24時間後の反応に必須で、かつ肥満細胞の存在が必要であった。これは肥満細胞のないマウスでは2時間後、24時間後の反応が観察されなかったことから判明した。一方、NiSO_4抗原を抜毛したマウス腹部に塗布し、7日目に足蹠にチャレンジした。チャレンジ2時間後、24時間後に足蹠腫脹を計測した。結果はDNFB抗原を用いたときと同様であった。以上よりIV型反応(24時間後の反応)には、肥満細胞の存在下で出現するI型反応(早期反応)の存在が必要であることを示しおり、アトピー性皮膚炎でI型反応(IgE高値等)とIV型反応(湿疹病変)が同時に観察されることの、ひとつの説明になる可能性がある。免疫反応には抗原が生体に侵入すると早期に反応するもの(I型)と、ある一定の時間経過後に反応するもの(IV型)がある。すなわちアトピー性皮膚炎ではI型とIV型の反応が同時に起こっていると考えられる。この目的のため、まずマウスにおけるIV型反応であるDNFB、NiSO_4を抗原に用いた遅延型過敏反応を惹起した。この反応にI型反応が関与しているかを検討した。まずDNFB抗原を抜毛したマウス腹部に塗布し(0日目、1日目の2回)、5日目に耳介にチャレンジした。またこれらの反応に関与する細胞を抗体処理とトランスファーの系で検討したところ、反応早期(2時間後)にはCD3^〓4^〓5^+8^〓23^+、B220^+のThy-1^+細胞、24時間後にはCD3^+4^+5^+8^〓23^〓、B220^〓のThy-1^〓細胞が関与していた。

これは肥満細胞のないマウスでは2時間後、24時間後の反応が観察されなかったことから判明した。同様の結果はNiSO_4を抗原として用いても観察された。これらの結果はIV型反応(24時間後の反応)には、肥満細胞の存在下で出現するI型反応(早期反応)の存在が必要であることを示している。
ブール環を用いた代数的手法による帰納論理の基礎理論

本研究の目的はブール環特有の計算手法を積極的に利用した帰納推論方式を構成である.本年度は,最終年度として,(1)3年間の研究成果を理論としてとりまとめるとともに,(2)代数的性質を用いた帰納論理の具体的アルゴリズムを設計をサポート・ベクトル・マシンを利用して行った.具体的には,(1)の理論構成では、普遍代数を用いた代数を対象とした帰納推論の統一的な特徴づけを行い,これまで解明してきた帰納推論と環論との一致性と不一致性をまとめた.その結果,代数と帰納推論の関係が非常に明瞭になった.さらにその結果を利用し,代数を対象とした帰納推論のマインド・チェンジの複雑さを順序数を用いて分析し,従来知られている順序数よりも高い順序数の複雑さが必要となる対象を具体的に構成した.この成果は,数学基礎論に一石を投じるものとして予想している.一方,(2)のアルゴリズム設計では,イデアルの束論的な抽象化である下方集合を利用して,サポート・ベクトル・マシンにおける構造データに対する新しいカーネル関数を設計した上で,その数学的性質を解明し,計算量の評価を行った.このカーネル関数は,構造データに対して従来一般的に用いられている合成積カーネルとは全く異質のカーネルである.これらの研究成果は,すべて国際会議で発表し,論文はすべて国際的に出版された.さらに,本研究の成果を含めた招待講演を行った.本研究は,知能情報学の一分野である帰納論理と代数学という異分野の研究者との合同研究であることから,年度前半はセミナーを数回開催することにより,計算論的学習,帰納論理,可換環の関係について,研究代表者と研究分担者の間で理解の疎通を図ることを行った.具体的には計算論的学習における,(1)概念空間,(2)仮説空間,(3)正の訓練例,(4)仮説生成アルゴリズム,(5)極限同定という概念が,多項式環においては,(1)ある環のイデアル全体,(2)Groebner基底,(3)イデアルの要素,(4)Buchbegerアルゴリズム,(5)Noether性にそれぞれ対応することを確認した.さらに,この対応関係を帰納論理に応用するために,概念空間とイデアルの束論的な特徴である下方集合の関係について検証し,両者は酷似するものの,微妙な違いが存在することも明らかになった.すなわち,極限同定学習の概念空間は,その全ての要素が例示として学習者に与えられることを仮定するが,イデアルや下方集合においては,極大元が例示されれば十分であることが判明した.次にプール環を用いた帰納論理として,ブール値データに対するサポート・ベクトル・マシンを取り上げ,そこにおける下方集合の役割を考察した.ブール値データに対するサポート・ベクトル・マシンの従来研究においては,DNFカーネルや単調DNFカーネルを用いた判別関数の計算法が考案されているが,本研究ではこれらのカーネルの計算がブール値ベクトルからなる下方集合の最大元の計算に一致していることを明らかにした.また,一階述語項からなる線形下方集合の最大元の計算は,無限次元のプール値ベクトル空間を用いることにより,単調DNFカーネルの計算と一致することを示した.この観察に基づいて極限同定学習とサポート・ベクトル・マシンを比較することにより,サポート・ベクトル・マシンに分類可能性の概念を導入し,それを下方集合を用いて特徴付ける研究が未着手であるという結論に至った.本研究の目的はブール環特有の計算手法を積極的に利用した帰納推論方式を構成である.本年度は,(1)環論と帰納推論の関係解明を展開するとともに,(2)イデアルの束論的な特徴である下方集合を積極的に用いたサポート・ベクトル・マシンの研究をさらに推し進めた.(1)については,昨年度は,極限同定学習における概念空間とイデアルの束論的な特徴の関係について検証を行ったが,本年度はさらにその結果を展開し,正データからの極限同定学習可能性の十分条件という形で定式化することに成功した.すなわち,イデアルの束論的性質は「有限の弾力性」という性質を満たしていることを示した.この条件は正データからの極限同定学習可能であるための十分条件ではあるが必要条件ではないため,環という代数構造は,学習可能性に対して,より強い条件を自然に導いていることになる.(2)については,ブール値データに対するサポート・ベクトル・マシンにおける内積を計算する関数(カーネル関数)がブール値ベクトルのなす下方集合の最大元の計算に一致していることを明らかにしたが,本年は,それをブール値データ以外の完備束をなすデータを対象としたカーネル関数に一般化した「説明カーネル」を定式化した.そして,述語論理の項(木)構造データを対象とした具体的な説明カーネルの計算手法を開発し,そのカーネルが,従来の木構造データに対するカーネル(合成積カーネル)とは異なることを考察した.本研究の目的はブール環特有の計算手法を積極的に利用した帰納推論方式を構成である.本年度は,最終年度として,(1)3年間の研究成果を理論としてとりまとめるとともに,(2)代数的性質を用いた帰納論理の具体的アルゴリズムを設計をサポート・ベクトル・マシンを利用して行った.具体的には,(1)の理論構成では、普遍代数を用いた代数を対象とした帰納推論の統一的な特徴づけを行い,これまで解明してきた帰納推論と環論との一致性と不一致性をまとめた.その結果,代数と帰納推論の関係が非常に明瞭になった.

さらにその結果を利用し,代数を対象とした帰納推論のマインド・チェンジの複雑さを順序数を用いて分析し,従来知られている順序数よりも高い順序数の複雑さが必要となる対象を具体的に構成した.この成果は,数学基礎論に一石を投じるものとして予想している.一方,(2)のアルゴリズム設計では,イデアルの束論的な抽象化である下方集合を利用して,サポート・ベクトル・マシンにおける構造データに対する新しいカーネル関数を設計した上で,その数学的性質を解明し,計算量の評価を行った.このカーネル関数は,構造データに対して従来一般的に用いられている合成積カーネルとは全く異質のカーネルである.これらの研究成果は,すべて国際会議で発表し,論文はすべて国際的に出版された.さらに,本研究の成果を含めた招待講演を行った.
自己情報へのプライバシー意識が迷惑行為被害に与える影響

本研究課題では、プライバシーの観点から迷惑行為被害につながる個人情報公開を抑止する方策を提言するため、プライバシー意識の特徴を明らかにする(研究1)、自己情報へのプライバシー意識が未知の他者への自己情報の公開に及ぼす影響を検証する(研究2)ことを目的とした。研究1では、プライバシー意識を測定する、プライバシー意識尺度が開発された。研究2では、相手との関係予期によって、未知の他者への自己情報公開を規定する要因に違いがみられた。自己情報の公開の程度を高めていたのは、関係予期低条件では識別情報(自分を特定できる情報)へのプライバシーの低さ、関係予期高条件ではコミュニケーション期待の高さであった。本研究課題は、自己情報へのプライバシー意識が迷惑行為被害に与える影響を心理学的観点から検証することを目的としている。自己情報を必要以上に公開すると、見知らぬ者から連絡を受けるといった迷惑行為被害を受けやすくなると想定される。このような迷惑行為被害は、詐欺などの犯罪被害につながる可能性もあるため、迷惑行為被害を未然に防ぐための方策が必要となる。平成25年度は、自己情報へのプライバシー意識が低いと、自己情報を未知の他者に公開しやすいか否かを、実際の行動を測定する実験的手法により検証した。その際、相手とのその後の関係が予期される場合とされない場合を設定し、未知の他者への自己情報公開を規定する要因に違いがみられるか否かを検討した。大学生の実験参加者を対象に、他大学の学生と10分間、パソコンでチャットしてもらう旨を説明した。そして、チャット前に、パソコン画面上で相手に示すプロフィールを作成してもらうと告げ、示したい情報のみ入力するように求めた。関係予期高条件では、相手と後日、実際に会ってもらう予定であると教示した。低条件では、上記の教示は行わなかった。最後に、ネット上での情報プライバシー(自己情報を他者に伝達しようと思う程度)、相手とのコミュニケーション期待に関する項目などに回答するように求めた。分析の結果、関係予期によって、未知の他者への自己情報公開を規定する要因に違いがみられた。すなわち、低条件では、識別情報(名前などの、自分を特定できる情報)へのプライバシーが低いほど情報入力数が多かった。したがって、相手との関係予期がないと、自分を特定できる情報にプライバシーを感じないほど未知の他者に自己の情報を公開しやすいと解釈される。一方、高条件では、コミュニケーション期待が高いほど情報入力数が多かった。したがって、相手との関係予期があると、情報プライバシーの影響が弱まると解釈される。本研究課題では、ある自己情報へのプライバシー意識が低いと、その自己情報を他者に公開しやすいか否かを、実際の行動を測定して実験的に検証することを目指す。平成24年度は、プライバシー意識尺度の作成のための実証研究を実施した。申請者は、これまでの研究において、それぞれの自己情報について他者に知られたくないと思う程度を測定する尺度(プライバシー次元尺度)を開発している。しかし、個人が自他のプライバシーを意識する程度の個人差に着目すると、自己情報へのプライバシー意識が自己情報の公開に与える影響を多面的に検討することができると考えられる。以上のことから、平成24年度は、個人が自他のプライバシーを意識する程度を測定する尺度(プライバシー意識尺度)を作成するために、二つの質問紙調査を実施した。研究1では、プライバシー意識を測定するための項目を選定し、それぞれの項目に自分が当てはまる程度を評定するように求めた。評定得点を因子分析した結果、“自己のプライバシーへの意識"、“他者のプライバシーへの意識"、“他者のプライバシー維持行動"の3因子を抽出した。加えて、3因子の信頼性を確認した。研究2では、研究1で抽出した3因子の妥当性を検討し、抽出した3因子の概念的妥当性を確認した。なお、研究1の結果は、日本心理学会第77回大会(平成24年9月実施)にて発表した。平成24年度は、当初の研究計画では、ある自己情報へのプライバシー意識が低いと、その自己情報を他者に公開しやすいか否かを、実際の行動を測定して実験的に検証することを予定していた。そこで、実験の準備段階として、個人が自他のプライバシーを意識する程度を測定する尺度(プライバシー意識尺度)を作成することとした。二つの質問

紙調査により、プライバシー意識尺度の信頼性、妥当性を検証することができた。また、他者に公開された情報を測定する実験研究の準備を進めている。実験参加者同士がお互いのプロフィールを公開しながらチャットを行う状況を設定し、実際に他者に公開すると選択された自己情報を測定する研究を実施することを予定している。平成24年度中に実験参加者にパソコンを用いて呈示するプロフィール画面を作成し終えており、現在、実験実施のための準備を進めている。平成25年度初頭には実施予定である。平成25年度は、(1)実証研究の実施、(2)研究結果の公表を予定している。以下、具体的に示す。(1)実証研究の実施:ある自己情報へのプライバシー意識が低いと、その自己情報を他者に公開しやすいか否かを、実際の行動を測定して実験的に検証する研究を実施する予定である。現在、実験実施のための準備を進めている。実施後、得られたデータを分析し、研究結果の公表のための準備を順次進めていく予定である。なお、上記の研究結果を詳細に分析することが本研究課題の解明に重要であると考えたため、当初の研究計画で予定していた、自己情報へのプライバシー意識と迷惑行為被害の因果関係を検証する調査研究は実施を見送ることにする。(2)研究結果の公表:平成24年度に実施した研究の結果は、以下の二つの方法で公表する準備を進めている。第一に、研究2の結果については、本年度開催される、日本心理学会第78回大会にて発表する。第二に、研究1、研究2の結果を併せ、学会誌(「パーソナリティ研究」を予定)に論文を投稿する。平成25年度は、現在準備している、ある自己情報へのプライバシー意識が低いと、その自己情報を他者に公開しやすいか否かを、実際の行動を測定して実験的に検証する研究を実施する予定である。実験を実施するにあたり、実験参加者への謝礼品、実験説明やデータ入力を担当する実験補助者への人件費が必要となる。また、得られたデータを分析する際に使用する統計的分析に関する図書費、研究結果の公表する際に使用するプライバシーに関する図書費が必要となる。さらに、昨年度の研究成果の公表や情報収集のための国内学会(日本心理学会、日本社会心理学会、日本グループ・ダイナミックス学会など)への旅費、学会参加費、研究結果の公表のための論文アブストラクトの校閲費が必要となる。
甲状腺刺激ホルモン(TSH)受容体抗体の新しい検出法とその臨床応用の研究

1.我々が開発した血中の甲状腺刺激IgG(TSI)の測定法(論文1,3)(豚甲状腺細胞を用いcAMPの増加を指標)を用いバセドウ病患者の内科的治療によるTSIの変化を検討した。2年後に約70%の患者で陰性化し。陽性の患者は再発を繰り返していることが明らかとなり、本法が臨床上有用であることが確認された。2.豚甲状腺可溶化TSH受容体,アデニル酸シクラーゼ(Ac)蛋白を用いたTSI検出法を検討し、(1)バセドウ病患者IgGは可溶化蛋白のAcを刺激する(2)本蛋白は-70゚Cで長期間保存した後も被刺激性は保持される(3)凍結乾燥した場合でも同様に被刺激性を有す等を確認した。以上より簡便で再現性のある検出感度の高い新しいTSI測定法の開発の可能性が示唆された(論文2)。3.人甲状腺の単層培養細胞を用い培養液中のサイログロブリンの放出を指標とするTSIの検出法を検討した(論文4)。(1)本法による人甲状腺刺激IgGはこれまで報告されているTSIとは異なるIgGの部分を検出しており、又いわゆるTBIIとは全く異質のものであることが明らかとなった(2)本法によるバセドウ病患者血中IgGの刺激活性の検出感度は臨床検討から充分にその有用性が示され、従来の種々の指標とは異なる新しい指標として有用であることが確認された。4.我々は人,豚,ラット等の甲状腺細胞の培養を行ってきたが最近甲状腺細胞が自からの細胞の成長(DNA合成)を促がす物質を放出している事実を見出した。この物質はFRTL-5細胞(ラット甲状腺細胞)のDNA合成を促進しないことからepidermal growth Factor(EGF)とは異なっており、甲状腺細胞に特異的な成長因子である可能性が示唆され、現在その純化及び性質の分析を進めている。
非侵襲的心機能推定システムの臨床評価

補助人工心臓装着患者の心機能推定は人工心臓離脱時期決定に重要である.本研究では,われわれが提案した1拍内だけの情報に基づいて心機能の指標であるE_<max>を推定する方法であるパラメ-タ最適化法が,補助人工心臓装着時循環系における心機能推定に対しても有効かどうかを検討した.ヤギを用いた動物実験により検討した結果,パラメータ最適化法は,ポンプの回転数に依存せず,補助人工心臓装着時循環系における心機能の推定が可能であることが明らかとなった.補助人工心臓装着患者の心機能推定は人工心臓離脱時期決定に重要である.本研究では,われわれが提案した1拍内だけの情報に基づいて心機能の指標であるE_<max>を推定する方法であるパラメ-タ最適化法が,補助人工心臓装着時循環系における心機能推定に対しても有効かどうかを検討した.ヤギを用いた動物実験により検討した結果,パラメータ最適化法は,ポンプの回転数に依存せず,補助人工心臓装着時循環系における心機能の推定が可能であることが明らかとなった.Sugaらが提案した心室の最大エラスタンスEmax(あるいは収縮末期エラスタンス)は,心機能評価のよい指標であるにもかかわらず臨床応用が進んでいない.その理由は,Emaxを十分な精度で求めるための従来法が,心室容積と心室圧の直接計測および心負荷の大幅な変動を必要とし,これらの侵襲性がかなり強いからである.これを克服するために,これまでわれわれは,左心室容積の代わりに超音波診断装置のドプラ画像から非侵襲的に計測できる大動脈流量を用い,左心室圧の代わりに大動脈圧を用いて,しかも1拍内だけの情報に基づいてEmaxを推定する方法であるパラメータ最適化法を提案し,その妥当性を動物実験により確認してきた.ところが,本方法では心負荷の変動と左心室容積の計測は必要なくなったが,依然として圧の計測が必要である.そこで本研究では,Emaxの臨床応用を推進するために,侵襲的な直接計測量を全く必要としない非侵襲的でかつ精度と再現性の高いパラメータ最適化法に基づくEmax推定システムを完成させ,その臨床評価を行うことを目的とした.Emaxを推定するために,1拍内の大動脈流量と左心室圧の2つを計測するだけで推定することが可能であるパラメータ最適化法を適用する.本年度では,本方法と同様に1拍内の情報に基づき非侵襲的に推定することができるChenらの方法とShishidoらの方法とをできる限り定量的に比較するために,左心室に結合した静脈系・動脈系のウィンドケッセル・モデルに対して最適制御モデルを導入し,シミュレーションによる検討を行った.その結果,パラメータ最適化法は,他の2つの方法と比較して静脈系・動脈系パラメータ変動に対してロバストな推定が可能であることが明らかとなった.さらに,補助人工心臓装着時循環系におけるEmax推定を行うための基礎的検討をヤギを用いた動物実験で検討した.Sugaらが提案した心室の最大エラスタンスEmax(あるいは収縮末期エラスタンス)は,心機能評価のよい指標であるにもかかわらず臨床応用が進んでいない.その理由は,Emaxを十分な精度で求めるための従来法が,心室容積と心室圧の直接計測および心負荷の大幅な変動を必要とし,これらの侵襲性がかなり強いからである.これを克服するために,これまでわれわれは,左心室容積の代わりに超音波診断装置のドプラ画像から非侵襲的に計測できる大動脈流量を用い,左心室圧の代わりに大動脈圧を用いて,しかも1拍内だけの情報に基づいてEmaxを推定する方法であるパラメータ最適化法を提案し,その妥当性を動物実験により確認してきた.ところが,補助人工心臓装着患者の心機能推定は,人工心臓離脱時期に重要であるにもかかわらず,補助人工心臓装着患者における心機能推定が本方法で可能かどうかの検討が十分なされていなかった.本年度では,補助人工心臓がない状態で提唱されたEmaxが,補助人工心臓装着時循環系における心機能に対しても適用可能かどうかの理論的および実験的検証を行った.まず,定常流補助人工心臓装着時循環系における心機能がEmaxで表現できるかどうかシミュレーションおよびヤギを用いた動物実験により検討したところ,実用的に十分であることを確かめた.また,本方法と同様に1拍内の情報に基づき非侵襲的に推定することができるChenらの方法とShishidoらの方法とをできる限り定量的に比較した結果,パラメータ最適化法は,補助人工心臓装着時循環系においても他の2つの方法と比較して静脈系・動脈系パラメータ変動に対してロバストな推定が可能であることが明らかとなった.Sugaらが提案した心室の最大エラスタンスEmax(あるいは収縮末期エラスタンス)は,心機能評価のよい指標であるとされている.これまでわれわれは,左心室容積の代わりに超音波診断装置のドプラ画像から非侵襲的に計測できる大動脈流量を用い,左心室圧の代わりに大動脈圧を用いて,しかも1拍内だけの情報に基づいてEmaxを推定する方法であるパラメータ最適化法を提案し,その妥当性を動物実験により確認してきた.ところが,補助人工心臓装着患者の心機能推定は,人工心臓離脱時期に重要であるにもかかわらず,補助人工心臓装着患者における心機能推定が本方法で可能かどうかの検討が十分なされていなかった.昨年度は, Emaxが補助人工心臓装着時循環系における心機能に対しても有効かどうかを検討した結果,シミュレーションおよびヤギを用いた動物実験により検討し,十分実用的であることを確かめた.

そこで今年度は,パラメータ最適化法と同様に1拍内の情報に基づき非侵襲的に推定することができるChenらの方法とShishidoらの方法を使ってヤギを用いた動物実験から得たデータについて解析したところ,パラメータ最適化法は,ポンプの回転数に依存せず,補助人工心臓装着時循環系における心機能の推定が可能であることが明らかとなった.しかし,パラメータ最適化法には他のShishidoらの方法と比べ計測雑音に弱いという欠点がある.また,本方法を含めこれまでの方法では,心室容積あるいは大動脈流量の計測が必要であるため,今後,心室容積あるいは大動脈流量の計測の代わりにポンプの回転数や消費電力だけからEmaxを推定する方法の開発が必要であることが明らかとなった.
植物から抽出した天然色素を用いる有機発光ダイオードの開発

ほうれん草に含まれる色素をカラムクロマトグラフィーによる単離精製により抽出し、カロテノイド系色素であるβカロテンの抗酸化作用について詳細に検討した。蛍光色素にβカロテンを添加すると、抗酸化作用により発光寿命が改善されることがわかった。またそれだけではなく、ある蛍光色素に対しては、発光強度が増大することが確認され、また同時に発光波長も変化することがわかった。これらの事実は、カロテノイド系色素が自身のもつ抗酸化作用によって有機デバイスの動作寿命を改善できるだけではなく、発光強度や発光波長を制御できる可能性を示すものである。ほうれん草から抽出した色素を用いて作製した有機EL素子の発光特性と動作寿命の改善を目的とし、有機EL素子構造内部に薄膜正孔阻止層と薄膜電子輸送層を導入することで発光特性の改善を目指し、カロテノイドの抗酸化作用を用いることで動作寿命の改善を目指した.正孔輸送/注入層および電子輸送層を含む五層構造により発光輝度の改善に成功した。この電子輸送層は高分子TAZを用いており正孔阻止層の役割も持つことが効果的であった。また、抽出したカロテノイドの抗酸化作用を用いることで素子の酸化を抑え、動作寿命を延ばすことに成功した。カロテノイドを五層のどこに用いることが効果的かを調べた結果、活性層に隣接するTAZに用いると抗酸化作用が顕著に現れることが分かり、とくにTAZとカロテノイドの混合比が1:1のときに素子の動作寿命がもっとも長くなった。カロテノイドが無い場合、素子の輝度は4日後には3割程度まで低下したが、カロテノイドを含む素子では4日後でも輝度は7割以上を維持していた。ほうれん草はクロロフィルに起因する赤色の発光が実現できるが、幅広い応用を考えた場合、青色や緑色など波長の異なる発光材料の開拓が必要である。トマトから抽出した溶液のホトルミの光学特性を調べたところ、クロロフィルの発光以外に緑色(波長540nm)の蛍光が確認された。この緑色発光はリコペンによるものと考えられる。トマト以外の多くの野菜、植物から抽出した溶液の蛍光特性を調べた。バナナの皮やアオダモから青色で発光する色素が抽出された。蛍光物質はそれぞれクロロフィル異化生成物、エスクレチン等と考えられる。ほうれん草から抽出したクロロフィルを用いる発光ダイオードの効率改善のため、素子構造を正孔輸送層などを挿入した多層構造に変更した。その結果、発光効率が改善することを確認した。これは国際会議において発表した。しかし、この素子作製で用いた抽出方法は、複数の有機溶剤を用いる分離方法で、抽出液に含まれるクロロフィルの量が明らかではない。そのため、素子に含まれるクロロフィルの量を明らかにすることができず、最適なドープ材料の使用量を正確に評価できない。この問題を解決するため、カラムクロマトグラフィーによりほうれん草に含まれる色素の単離精製を行った。その結果、クロロフィルaおよびb、そしてカロテノイド系色素(βカロテン、ルテインなど4種類)を単独で抽出することが可能となった。抽出されたクロロフィルaおよびbの使用量に対するドープ材の最適量を検討した。またカロテノイド系色素4種類のもつ抗酸化作用を個別に調査した。その結果、クロロフィルの蛍光寿命がカロテノイド系色素によって改善されることが明らかとなった。またルテインの吸収波長がクロロフィルの発光波長と一致するため、ルテインは抗酸化作用材料には適さないことも明らかとなった。この結果は、平成27年6月の国際会議EM-NANO(新潟)にて発表する。また、クロロフィルは赤色の発光であるが、産業応用を考えた場合、三原色の発光を揃えることが重要である。そのため、ほうれん草以外の種々の植物から色素を抽出し、その発光スペクトルを評価した。その結果、例えば、アオダモからは青色の蛍光が確認された。平成27年度はほうれん草から抽出されたカロテノイド系色素の抗酸化作用の検討を中心に進めた。カラムクロマトグラフィにより4種類のカロテノイド系色素が単離精製されるが主にβカロテンを用いた。クロロフィルのPLスペクトルの時間変化の観察においてβカロテンの添加量依存性を詳細に調べた。その結果、まずβカロテンが無添加の場合は発光強度が単調に減少していく。これは酸化や湿気によるクロロフィルの劣化であり従来から知られている。しかしβカロテンを添加すると、発光強度が一時的に上昇し、そのあと低下していくことが明らかとなった。このβカロテンによる発光強度の増強効果を詳細に調べるため、元々発光強度の弱いクロロフィルに代えて、市販の蛍光材料であるMDMO-PPVにβカロテンを添加してそのPL強度の時間変化を測定した。その結果、同じようにPL強度が一度上昇してから低下するという現象が確認できた。しかしそれだけではなく、発光波長が時間とともに短波長シフトする新規な現象も確認できた。この短波長シフトは他の蛍光色素MEH-PPVなどでも確認された。βカロテンとの相互作用と思われる。その詳細については今後検討していきたい。またこれまでの一連の成果をまとめたものを以下の学会にて発表し、Best paperawardを受賞した。

これらの事実は、カロテノイド系色素が自身のもつ抗酸化作用によって有機デバイスの動作寿命を改善できるだけではなく、発光強度や発光波長を制御できる可能性を示すものである。カラムクロマトグラフィーによる単離精製が可能となり、クロロフィルおよびカロテノイド系色素の抽出量が明らかとなった。とくに4種類のカロテノイド系色素を明瞭に分離して、それぞれの抗酸化作用を評価できるようになったのは大きな成果である。これは素子設計にとって必須な事柄であるため、今後の研究進捗に好影響を与えると考えている。ほうれん草以外の植物において青色などの発光が確認できた成果も産業応用上重要なことである。またこのカラムクロマトグラフィーによる単離精製を他の植物に利用してアントシアニン系色素を抽出して太陽電池の作製も開始しており、波及効果が大きい。半導体光デバイス単離精製されたクロロフィルとカロテノイドを用いた素子では、まだ蛍光スペクトルと寿命しか評価できていない。よって最終年度では発光ダイオードを作製して、電流注入による発光を確認し、素子構造の最適化を試みる。またカカロテノイドの抗酸化作用についても電流注入時において検証する必要があり、素子動作寿命を最も改善できるカロテノイド系色素の使用方法を検討したい。ほうれん草以外の植物色素による発光はようやく確認されたばかりである。アオダモは青色発光をする珍しい植物であるが、あまり一般的ではない。今後は他の植物色素を検討しつつ多様な蛍光色を揃えていきたい。申請書の平成25年度実施計画には、主に3つの目標が掲げられている。(i)素子構造最適化の検討、(ii)カロテノイドの抗酸化作用の評価、(iii)クロマトグラフィによる色素抽出の高精度化、である。このうち、(i)については5層構造による発光効率の改善が達成されている。ただし、目標としていた天然色素ではなく市販の色素の利用である。また(ii)については一定の成果が得られたと考えている。(iii)については、実行しているがノウハウに依存する部分も多く成果が得られていない。しかし、(i)と(ii)の成果については国際会議ISOME2014(5月、東京)にて発表する予定であり、そのあと論文化する。平成26年度に引き継がれる研究課題も多いが、自己評価として(2)おおむね順調に進展している、としたい。多層構造化によって素子の発光効率は改善された。しかし、実用的なレベルには達していない。考えられる原因はいくつかあるが、抽出した色素の濃度に再現性が乏しく、濃度消光を抑えるためのホスト材料の濃度の決定が難しい。そのため、カラムクロマトグラフィなどの手法を用いて、抽出色素の濃度を定量化したい。また今回の成果では電流注入層にTAZを用いることが正孔阻止層の役割も果たすためたいへん効果的であった。しかしながら、正孔注入/輸送層の2層は従来からよく用いられている材料である。したがって、クロロフィルに適した正孔注入材料を検討する必要がある。
苔癬様組織反応発症機序の解析

本研究では、我々の樹立した動物モデルを用いて苔癬様組織反応(LTR)の発症機序の解析を行い以下の事実が明らかとなった。1)in vivoにおいて表皮向性を示すepidermotropic T-cell cloneは、in vitroのagar plateを用いたmigration assayにおいても表皮向性遊走活性を示した。この遊走活性は、T-cell cloneの抗原特異性(I-A)とは無関係であり、表皮ケラチノサイトの産生するサイトカインに対する増殖依存性と関係すると考えられた。(J.Invest Dermatol in press)。4)cell adhesion moleculeなどのT細胞の接着に関与する分子の発現と表皮向性遊走活性の関係を調べるため多くのT-cell clone(epidermotropic,non-epidermotropic)のcell surface moleculeにつきflow cytometryにて検討した。種々の抗原のうち、LFA-1のup-regulationは、遊走活性の増強をもたらさなかった。以上、本研究により明らかにされた種々のdataは、reviewの形でInt.J.Dermatol(27:365-374、1988)にまとめられている。今年度の研究において苔癬様組織反応発症の第1のステップであるT細胞の表皮内遊走に関与する因子のいくつかが明らかになった.1)表皮classII抗原陽性ランゲルハンス細胞(LC)の役割:tape-stripping法によりLCを95%以上減少させたマウスに表皮向性T細胞クローンを移入したところ,未処置マウスと比べ,表皮向性浸潤は著明に抑制された.これが, tape-strippingにより表皮が障害をうけ, ETAF/IL-1産生が低下したための二次的なものでないことは,同時に検討した表皮細胞のETAF産生がtape-strippingにより,むしろ亢進することより明らかである.この実験結果は,ステロイド外用やUV照射は, LCを減少させる結果リンパ球の表皮内遊走をおさえる事により種々のリンパ球の関与する皮膚疾患に有効である可能性を支持する.2)表皮classII抗原陽性ケラチノサイト(KC)の役割:nudeマウスに正常マウス血清を移入することにより有意の炎症反応を伴うことなくKCにclassII抗原を発現させたのち,種々のT細胞クローンを移入し検討したところ, classII陽性KCは,表皮向性クローンの表皮内浸潤は著明に増強したが,非表皮向性クローンに対しては全く効果を認めなかった. classII_+KCは,表皮向T細胞の表皮内遊走を増強することにより,苔癬様組織反応の遷延化に働く.3)表皮向性クローンのin vitroの表皮向性遊走活性:Agar plateを用いたmigration assayにより,表皮向性T細胞クローンは,表皮に対し選択的に遊走活性を示すことが明らかとなった.抗I-A,抗L3T4抗体は,この遊走活性に影響を与えないが,抗LFA-1抗体は,この活性を著明に抑制することがわかった. 63年度の研究は,主に(3)の結果を元にして, T細胞の表皮内遊走におけるLFA-1moleculeの役割について明らかにしていきたいと考えている.昨年度の研究でT細胞の表皮向性遊走においてT細胞表面のcell adhesion moleculeの発現が重要であることが明らかになったため、本年度の研究では、その点を明らかにする研究を中心に行った。1)種々のT細胞クローンの表面抗原をflow cytometryにて解析し、表皮向性遊走活性との相関を調べたところ全ての表皮向性クローンではLFA-1が強く発現されており、一部の例外を除きnon-epidermotropic cloneではLFA-1の発現はごく弱いか欠如していた。CD3、CD2、CD4、CD8、Mac-1などの発現は表皮向性と全く無関係だった。LFA-1^<low>cloneもPhorbol ester(PhE)とincubateすることによりLFA-1はup-regulateしたが、表皮向性の形質を獲得出来なかった。3)表皮向性クローンの移入によるLTRは、recombinant IFN-γの前投与により著明に増強したがtumor necrosis factor α(TNFα)の前投与は特に影響を与えなかった。IFN-γの前投与によるLTRの増強効果には、IFN-γによるケラチノサイトのclass II抗原の発現誘導は本質的ではなかった。抗IFN-γ抗体投与によるLTRの発症の抑制は、認められたものの、IFN-γの増強効果に比べ、著明な抑制は認められなかった。
フリーラジカルによるウイルス遺伝子変異メカニズムの解明

ウイルス感染病態において誘導型NO合成酵素(inducible NO synthase,iNOS)から過剰に産生されるNOは、共存する分子状酸素(O_2)や酸素ラジカル(活性酸素)などと反応し、パーオキシナイトライト(ONOO^-)などの反応性窒素酸化物の生成を介して、宿主に酸化ストレスをもたらす。一方で、感染炎症における酸化ストレスは、生体内で増殖するウイルスそのものにも加えられることが予想される。RNAウイルスは、一回の複製でヌクレチド残基あたり10^<-5>10^<-3>という頻度で変異し、極めて高度な遺伝的多様性を有しており、様々な環境中のストレスにより淘汰されながら分子進化を繰り返している。この様なウイルスの多様性は、これまで主にRNA複製の不正確さにより説明されてきたが、その分子メカニズムは今だに不明である。そこで今回、NOよりもたらされる酸化ストレスのウイルスの分子進化への関わりについて検討した。このため、変異のマーカー遺伝子としてgreen fluorescent protein(GFP)を組み込んだセンダイウイルス(GFP-SeV)を用いてNOやパーオキシナイトライトによるウイルス遺伝子変異促進作用について解析した。その結果、in vitroの系において、パーオキシナイトライトはウイルスに対して非常に強い変異原性を示した。さらにiNOS欠損マウスおよび野生マウスのGFP-SeV感染系において、野生マウスではiNOS欠損マウスの7倍程度高いウイルス遺伝子変異率が認められた。これらの知見は、ウイルス感染・炎症反応にともない過剰に産生されるNOやパーオキシナイトライトが、ウイルスの変異速度を高め、その分子進化に関与していることを示唆している。感染・炎症において過剰に生成するスーパーオキサイドやNO由来のパーオキシナイトライトの有するユニークな化学的反応性に焦点をあて、感染・炎症にともない生ずることが予想される遺伝子損傷や遺伝子変異メカニズムの解析を行った。特に本年度は、変異のマーカー遺伝子としてgreenfluorescent protein(GFP)を組み込んだセンダイウイルス(GFP/ScV)を用いてin vitroとin vivoの系でパーオキシナイトライトなどのNO由来の反応性窒素酸化物によるウイルス遺伝子変異促進作用について検討した。その結果、(1)in vitroの系において、GFP/SeVを生理的濃度のパーオキシナイトライト(0.8μM)で処理すると、ウイルスの感染性が損なわれない条件下で、ウイルスゲノムに組み込まれたGFP遺伝子が変異した株が、0.5%-1.0%の頻度で出現した。また、パーオキシナイトライトが、ウイルスに対して99.98%の致死率を示す反応条件下では、100%の変異率が得られた。(2)in vivoの系におけるNOもしくはパーオキシナイトライトに依存したウイルス遺伝子変異を検証するするため、C57BL/6-iNOSノックアウトマウスおよびC57BL/6野生マウスを用いてGFP/SeV感染系を作製し、それぞれのマウス肺内で増殖したウイルスのGFP遺伝子変異率を比較検討した。その結果、野生マウス感染系においてはiNOSノックアウトマウスの34倍程度高いウイルス遺伝子変異率が認められた。以上の知見は、ウイルス性の感染・炎症反応にともない過剰に産生されるNOやパーオキシナイトライトが、生体やウイルスの塩基を損傷し、内因性の変異原性物質として作用することを示唆している。