hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
代数群のmodular表現

集会の組織委員であった川中教授に当科研費の分担者になって戴き、非常に有意義な支出が出来た。特に、集会後、上海のYe教授とG_2型のflag varietyの正標数におけるD-affinityに関する共同研究をはじめている。上記の解決の仕方は,正標数の単純代数群GのFrobenius kernel G_1に,Gのmaximal torus Tを付け加えたG_1Tの加群の圏を,1のpべき根を有理数体に添加した体上に定義された,対応する量子群の加群の圏に関係付け更に,それをaffine Kac-Moody Lie環上の加群の圏を通して,対応する無限次元flag varietyのD加群の圏に持っていって解決を計るのであるが,最初の,G_1Tから量子群への移行が,標数の違いが障害となって十全には旨くっていない。そこへ今初夏,Bezrukavnikov, MirkovicとRumyninはcrystalline differential operator ring Dを導入し,GのLie代数のある有限型加群の圏と,D上の対応するcoherent modulesの圏との間にderived equivalenceがあり,更に後者は,対応するSpringer fiber上のcohent sheavesの圏との間にequivalenceがあることを示した。この方法は,正標数内に留まって幾何学的に議論を展開しており,今後の展開が嘱望される。従って,当科研費を使って,Rumyninを大阪市立大学へ招請し親しく議論が出来たことは,非常に有意義であった。上記,Dに対応する量子環は,De Concini-Kac型のものであり,この上での表現論の研究も中島俊樹とはじめた。
カテコールアミン分泌過程における顆粒と細胞膜の融合

副腎髄質からのカテコールアミン(CA)分泌は、Caイオンに依存したexocytosisによりおこる。CA含有顆粒と細胞膜の融合がその基本となっているが、その分子機序とCa作用については不明である。本研究では、培養ウシ副腎髄質細胞を用いてCa作用発現機序を想定し、分離した顆粒の系においてそれを再現しようと試みた。(1)digitonin(20μM、5分間)処理によりpermeabilizeさせた細胞において微量(μMオーダー)のCaは、ATPーMgに依存したCA分泌をおこした。しかし、digitonin処理後10分間放置した後では、CaによるCA分泌は認められなかった。このことは、digitonin処理細胞にはCA分泌に必要な要素が全て保持されているが、そのあるものは比較速かに細胞外に漏出することを示すものである。(2)漏出性の要素は細胞質由来と考えられること、また顆粒と親和性をもつタンパクであると想定されるので、顆粒膜を固定したアフイニイテイカラムを作成し、Caの存在下にのみ顆粒と結合するタンパクを分離した。しかしこのタンパクは、顆粒からのCA遊離をおこさなかった。従って細胞構成々分を再構成するだけでは十分ではなく、空間的な再構成をおこなうことが重要であることがうかがわれた。(3)近年、CーkinaseがCaに依存した諸々の細胞機能の発現に関与することが知られるようになった。我々はdigitonin処理副腎髄質細胞において、アラキドン酸がCaとATPーMgに依存したCA分泌を促進すること、アラキドン酸は細胞質分画のCーkinaseを活性化することを認めた。このアラキドン酸の作用は、cis型不飽和脂肪酸に共通のものであることを明らかにした。現在、漏出因子とCーkinaseの関係、Cーkinaseの内因性基質について検索している。
移植骨採取から移植までの経過時間が骨生着に及ぼす影響に関する実験的研究

口腔外科領域では最近の各種再建術の開発により悪性腫瘍などの拡大手術が可能となり治療成績が向上している。その中でも骨移植による顎骨の再建術は適応範囲が広い。また、骨の採取から移植までの時間が短時間であればあるほど骨移植の成功率が高いことは周知の事実である。しかし、臨床的には各種再建術の併用により必ずしも骨採直後に移植できるとは限らない。そこで骨採取から移植までの時間経過による生着率の低下を検討すべく本研究を行った。本研究はWister系ラットを用い、下顎下縁に方形状骨欠損を作製した。当初は新鮮自家腸骨を採取する予定であったが、採取術式が比較的困難であったため、採取骨は脛骨とし、骨欠損部へ移植した。実験週例は術後1週、2週、4週、8週、12週とした。実験群は2群に分け、1群は脱灰後光顕資料とし、もう1群は未脱灰群とした。未脱灰群はホルマリン潅流固定後墨汁を注入し、血管構築を観察すると共に、屠殺1日前にテトラサイクリンでラベリングし、そのラベリング像およびコンタクトマイクロラジオグラフィー像を観察した。対照側は実験側の反対側とし、移植骨採取直後に移植した。なお、屠殺後すべてにX線撮影を行った。結果としては術後12週でわずかな変化がみられたものの、そのほかでは諸明な変化は認められなかった。しかし、今回の検討では採取骨の保存の際、血液を湿らせたガ-ゼに包み、さらに術野も可及的乾燥させないようにしたため差がなかったのではと考える。しかし、実際の臨床ではそのような環境が必ずしも得られるとは限らず、現在採取骨の保存環境を悪くした状態での実験を継続中である。
黄海における溶存物質の除去に果たす海洋光化学反応の役割

黄海は自然減および人為源物質の負荷量が極めて多い海域であるが、活発な除去機構が働いていて、陸起源物質の太平洋への拡散が防がれている。この除去作用の仕組みを、溶存物質の光化学分解の点から明らかにすることを目的として、次の観測的研究を実施した。1.人工衛星データ(SeaWiFS、Leve13)による、陸起源腐植物質の黄海・東シナ海における分布の解析。2.韓国海洋研究院所属の研究船OnnuriとEardoを傭船して、晩秋(2001年、10月末)と盛夏(2002年8月中旬)に、黄海上を航海し、海洋溶存有機ならびに無機成分、気体成分、堆積性成分の分布と季節変化を観測した。3.航海との比較のために、瀬戸内海と河川における観測を行い、化学成分の基礎的なデータを取得した。4.屋外および実験室での光化学シミュレーション実験を行い、分解速度ならびにラジカル生成のデータを得た。これらの観測・実験を通して、海洋光化学に関する以下の事実を明らかにすることができた。1.海に溶存する陸起源腐植物質は、沿岸部から沖に向かって濃度減少を示し・またその濃度は夏季に低下する。夏季の濃度低下は、腐植物質の光化学分解によって説明できる。2.瀬戸内海においても同様な結果がえられ、河川によって輸送された腐植物質が、沿岸海洋で希釈されつつ光化学分解を受けていることが示された。3.光化学生成化学種である一酸化炭素と過酸化水素の分布と季節変化は、水中の子化学反応の進行を支持した。4.黄海海水は高いOHラジカル生成脳を示した。またOHラジカルは硝酸イオンや過酸化水素からも生成するが、最も主要な起源は構造未知の海水溶存有機物であることがわかった。黄海に負荷された陸起原物質の光化学的分解過程を明らかにするために,黄海における溶存物質とその光化学分解物の分布に関する観測を実施した.観測は研究船と人工衛星によって行い,この観測に必要な準備と打ち合わせから本年度の研究活動を開始した.1.研究打ち合わせ第1回研究打合わせ会議を名古屋大学において開催し,観測方法の詳細を決定した(6月1,2日).第2回会議は,韓国海洋研究所において開催し,海洋観測に使用する研究船の運航と観測計画の細部を決定した(9月20,21日).第3回会議は広島大学において開催し,観測によって得られた情報を交換するとともに来年度の計画を決定した(平成14年1月9,10日).2.黄海の海洋観測韓国海洋研究所所属の研究船(オンヌリ号)による黄海の海洋観測を,研究代表者,研究分担者,海外共同研究者が参加して,10月21-24日に実施した.観測は,黄海沿岸と沖合いの2測線上に10の観測点を設けて行い,海洋の物理ならびに光学環境をモニターしながら,溶存物質の鉛直および水平分布,気体成分の濃度分布,堆積物と大気への移行を明らかにするための試料採取と,現場での測定を行った.その結果から,陸起原溶存成分が沿岸域においては十分に鉛直混合され,その一方,沖合いでは上下に隔離されていること,気体成分もほぼ同様な分布を示しつつも顕著な日変化を起こすこと,さらにこれら成分の濃度は他の海域に比べて高濃度であること等が明らかになった.3.人工衛星による観測人工衛星(センサー:Sea WiFS)観測結果は,研究船による観測結果と調和的であり,また陸起原溶存成分濃度が他の海域に比べて大きな季節変化を示すことを明らかにした.河川を経由して、あるいは沿岸からの直接排出によって、黄海に負荷された自然および人工陸起源物質の除去における光化学反応の役割を明らかにするために、以下の研究を行った。

(1)人工衛星からの海色モニタリング人工衛星(センサー: Sea WiFS)から得られるデータのうち腐植物質(主波長443nm)に相当する海色データを収集し、季節変化を解析した。典型的な陸起源物質である腐植物質濃度は沿岸域と渤海および長江河口域で高く、また冬に比べて夏に低くなり、沿岸域に供給される腐植物質が拡散しつつ、特に夏季に活発に分解・除去される可能性を示唆した。(2)黄海の海洋観測韓国海洋研究院所属の研究船Eardo号を借上げて、平成14年8月中旬(4日間)に黄海の観測を行った。観測船は沿岸と沖合いに2本設け、海洋物理パラメーターを測定しつつ海水サンプリングを行い、船上で気体成分(一酸化水素、水素、メタン、硫化物)、過酸化水素、有機過酸を定量した。海水試料はさらにろ過し、研究室へ持帰って溶存腐植物質を定量した。腐植物質濃度の水平分布は人工衛星からの分布パターンをよくシーツルースしており、また複数地点での夏季(8月)と秋季(昨年度の観測結果、10月末)との比較から、夏季においては平均的に20%の濃度低下がもたらされることが示された。このことは、一酸化炭素や過酸化水素の分布とも調和的であり、溶存物質が黄海において光化学的に分解・除去されていく過程が確認された。本研究においては、一昨年(平成13年)10月末と昨年(平成14年)8月中旬に、陸源物質の負荷と除去が活発な黄海において研究船による海洋観測を実施し、海洋物理パラメータ、溶存有機・無機成分、気体成分、堆積性成分の分布などに関するデータを取得した。本平成15年度は、上記観測結果を踏まえて以下の研究を行った。(1)観測結果の季節比較海洋水中における光化学反応の指標化合物である溶存腐植物質、芳香族炭化水素、過酸化水素、一酸化炭素、気体硫黄成分についての水平ならびに鉛直分布を、10月末と8月中旬で比較し、黄海における溶存成分の光化学分解の可能性を導き出した。また腐植物質の水平分布のパターン、特に10月末のそれが人工衛星による観測結果と矛盾するところから、衛星アルゴリズム上の問題点を指摘した。(2)室内光化学実験太陽光および人工光を用いた水中光化学実験を行い、OHラジカルの起源物質と生成速度、溶存腐植物質の光化学分解速度、腐植・金属キレートならびに腐食・フェノール錯体の光分解特性に関して、黄海水中での光化学を支持する結果を得た。(3)データ検討会議8月に韓国海洋研究院(巨済市、韓国)においてシンポジウムを開いた。ここでは、2回の海洋観測とこれに関連する室内実験によって得たデータに基づいて議論し、海洋光化学反応が黄海における物質除去に果たしている役割を総合的に評価した。(4)結果の発表本研究において得られた研究成果を、国内外の学会と論文で発表した。
新たな遺伝子治療のコンセプトを用いたアミロイドポリニューロパチーの治療研究

家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)に対する治療として、これまで我々は、single stranded oligonucleotides (SSOs)による原因遺伝子である異型トランスサイレチン(TTR)の遺伝子変換に成功した。そこで、本研究ではFAPの遺伝子治療の実用化に向けて、更に変換効率を上げるため、SSOsを細胞内で発現させるSSOs発現ベクターによる遺伝子変換システムを確立した。家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)は成人発症の常染色体優性遺伝を呈する神経難病である。血中の異型トランスサイレチン(TTR)のほとんどが肝臓から産生されることから、近年、肝移植が行われるようになり、肝臓の異型TTR遺伝子を移植により正常化すると、全身症状が進行しなくなることが判明した。これまで我々は、single standard oligonucleotides (SSOs)を用いて、トランスジェニックマウスの肝臓の異型TTR遺伝子の正常化(約10%)に成功した。Chen Yらは、single-stranded DNA expression vectorを開発し、single-stranded DNAであるDNAエンザイムの細胞内発現で7080%の標的遺伝子の発現抑制が得られたことを報告した。そこで、本研究ではEAPの遺伝子治療の実用化に向けて、更に変換効率を上げるため、SSOsを細胞内で発現させるsingle-stranded DNA expression vectorを作成することを目的とした。まず、Chen Yらにより提唱された発現ベクターがsingle-stranded DNAを産生するかどうかを検討した。TTR遺伝子を抑制するDNAエンザイムを発現するsingle-stranded DNA expression vectorをTTR遺伝子を発現するHepG2細胞にトランスフェクションしたところ、TTR遺伝子の発現抑制が起こることをリアルタイムRT-PCR (7075%の抑制)およびwestern blot法にて確認した。次に、TTR遺伝子変換を起こすように設計したsingle-stranded DNA expression vectorを作成した。現在、最適なトランスフェクション法を検討しているところである。家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)は成人発症の常染色体優性遺伝の神経難病である。血中の異型トランスサイレチン(TTR)のほとんどが肝臓から産生されることから、近年、肝移植が行われるようになり、肝臓の異型TTR遺伝子を移植で正常化すると、全身症状が進行しなくなることが判明した。これまで我々は、single stranded oligonucleotides (SSOs)によるTTRの遺伝子変換に成功した。Chenらは、single-stranded DNA expression vectorを開発し、DNAエンザイムの細胞内発現による標的遺伝子の発現抑制を報告した。そこで、本研究ではFAPの遺伝子治療の実用化に向けて、更に変換効率を上げるため、SSOsを細胞内で発現させるsingle-stranded DNA expression vector(SSOs発現ベクター)による遺伝子変換システムの確立を目的とした。昨年度、Chenらの提唱する発現ベクターが実際に機能するかを確認するために、Chenらにより提唱された発現ベクターの構築をもとにTTR遺伝子を抑制するDNAエンザイムを発現するように設計した発現ベクターを作成し、HepG2細胞に導入したところ、TTR遺伝子の発現抑制が起こることをリアルタイムRT-PCRおよびwestern blot法にて確認した。本年度は、TTR遺伝子変換を起こすように設計した2種類のSSOs発現ベクター(50bpと74bpのSSOsを発現)を作成した。まず、遺伝子導入効率の高いHEK293細胞にTransIT-293を用いて導入し、アレル特異性を利用したリアルタイムPCR法にて遺伝子変換率を算定したところ、50bpのSSOsを発現させたもので1.85%、74bpのSSOsを発現させたもので4.78%の遺伝子変換が認められた。次に、FAPの標的臓器である肝細胞(HepG2細胞)でのTTR遺伝子の変換をTransITなどの各種の遺伝子導入剤、エレクトロポレーションなど様々な導入方法を用いて試みた。HEK293細胞と異なり、遺伝子変換はほとんどの系で得られなかったが、炭酸アパタイトナノ粒子と遺伝子導入助剤を用いた系で、50bpのSSOsを発現させたもので0.61%、74bpのSSOsを発現させたもので1.47%の遺伝子変換が認められた。以上より、今後課題は多いものの、本法よるFAPの遺伝子治療の可能性が考えられた。
液体の表面張力によるマイクロマクチュエーションの解明

採用第2年度目となる今年度は日本学術振興会優秀若手海外派遣事業を通じてフランスのパリ市立工業物理化学高等大学の研究室にて研究をおこなった。当該研究室は表面張力が構造に及ぼす作用についての知見が豊富である。液滴上に薄膜を配置した際に観察される薄膜の変形、および濡れている球面上に薄膜をのせた時に現れる模様についての理論、シミュレーション方法を学んだ。薄膜と液滴を組み合わせれば新たな機能を実装したアクチュエータができると当初構想していたが実現には至らなかった。しかしながら、上記研究を通じて習得したソフトウェア(Surface Evolver)を用いてシリコンで形成される微小構造を液滴上に配置した際の安定性をシミュレートした。シミュレーション、実験、理論的考察を通じて、液滴が1mm程度の場合液滴に浮かぶ構造は表面張力および内圧により支えられていることがわかった。この結果は論文にまとめJournal of Micromechanics and Microengineeringに投稿し現在リバイズ中である。また、今年度は研究成果の発表を積極的に行った。今年度の初めには液滴の形状をエレクトロウェッティングで連続的に変化させることで液滴上の構造物を運動させるデバイス「キャピラリーモーター」が学会誌Lab on a chipにて出版された。研究内容は学会誌の表紙を飾ると共に、webマガジン「Highlights in Chemical Technology」に掲載された。また、出版社Springerの刊行物「Surface Tension in Microsystems」において液滴上の構造が回転する際にはたらくトルクに関する理論を執筆することが決定している。研究計画において、液滴上の構造物の運動する際の慣性および粘性の影響を考察する予定だった。前年度までに代表長さ1mmから10mmの間では回転の際に慣性は代表長さの5乗、長さは代表長さの3乗に比例することを実験的に求めた。今年度は上記結果の適用できる範囲を考察したかったが1mm以下のサイズでの実験の困難さから、明らかな進展は得られなかった。本研究の目的は,液体と接触している微小構造が液体から受けるトルクを解明し,液体上の微小構造の回転運動を解明することである.液体の表面張力がおよぼす動的特性を解明することは微小領域でのセルフアライメントやハンドリングに対してはば広い応用が期待できる.従来研究が扱っているのは構造が軸対称の場合や構造と接触している液体が微小量である場合に限られている.また液体と接触する微小構造にくわわる静的な力や安定性が多く論じられている反面,液滴上で運動する微小構造を詳しく説明したものは少ない.液滴と微小構造の力学を明らかにすれば表面張力を用いたマイクロアクチュエーションの設計指針となりうる。本年度は水滴上の微小構造の挙動を理論的にしらべると共に、その理論に基づくデバイスの特性を調べた。エレクトウェッティングを用いて,基板の親水性,疎水性を制御することにより液滴状の構造の連続回転を実現した.直径2mmの板を水滴にのせた場合,電気的に液体を支える基板の表面を変化させることで最大で720rpmの回転を実現した。この回転素子は素材が全て透明なもので製作可能なので光学素子としての応用も可能できる.回転素子がある程度の重さを持った構造物でも機能する利点もっている.この利点を用いてプリズムを回転素子に組み込みスキャナとして機能することを確かめた.工学的なアプリケーションを示すと共に理論との整合を調べた.回転の挙動は理論と整合性がとれ,本研究で得られた知見がマイクロマニピュレーションに応用できることを示した。
３つの低pH応答機能によって高いガン選択性を有する光ガン治療薬の創製

ガンの光化学的治療において高い治療効果と弱い副作用を両立させるために、ガン特異的な環境である低pH環境によって光活性が著しくON/OFFスイッチング可能な低pH応答性光増感剤を創製することを目指す。申請者らは最近、治療の鍵となる一重項酸素の生成量子収率だけでなく、光吸収波長(生体組織の光透過性に影響)と光吸収効率も制御可能なトリプルpH応答性光増感剤を見出した。この分子系に基づき、従来よりも飛躍的に高いガン選択性を有するトリプルpH応答性光増感剤を創製することを目的とする。
インパクトメタラジーによる革新的高強度・高靭性ライトメタルの創成

1段式火薬銃(SSPG)で高ひずみ速度変形(105sー1)を与えた6061アルミニウム合金の100 °Cおよび175 °Cにおける時効硬化特性および水素脆化感受性を調査した。溶体化処理後に変形(軸ひずみ50%)を与えた試料の硬さは,変形前と比べて硬度が2倍以上に上昇した。この変形による初期硬さの増分は変形速度の違いによらずほぼ同程度である。しかしながら,その後の100 °Cおよび175 °Cでの時効硬化は,作用する変形速度の違いによって異なった。すなわち,高ひずみ速度で変形を作用させた場合では,いずれの時効温度においても,その後の時効最高硬さに増加がみられた。高ひずみ速度変形では,その後の100 °C時効,あるいは175 °C時効において,ピーク硬さ値として,それぞれ158 Hv, 136 Hvを示しており未加工材の時効による最高硬度(120 Hv)を上回った。またスプリットホプキンソン棒(SHPB)を用いて溶体化処理後の6061合金に高ひずみ速度変形を与えた場合についても傾向は類似であり,時効温度100°Cと175°Cにおいてピーク時効硬さが未加工材と比べて増加することも確認された。一方,低速変形後の時効硬さの増分は小さく,得られる最高硬さは,100°C時効で123 Hv,175°C時効で122Hvであり,時効前に加工を行わなかった試料とほぼ同程度であった。高分解能TEMを用いて高ひずみ速度変形を与えた溶体化直後の6061合金と7075合金の高倍率観察を行った結果、高ひずみ速度変形を作用させると,直径2-5nm程度の白色粒子が結晶粒内に高密度に観察されることが明らかになった。観察された白色粒子は高速度変形によって導入された格子欠陥であると判断することができる。TEMにおいて観察される格子欠陥は[110]からみた場合に三角形形状を呈しているため,三次元的な四面体構造を有していると判断できる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。溶体化処理後に1段式火薬銃(SSPG)で高ひずみ速度変形(105sー1)を与えた6061アルミニウム合金の100 °Cおよび175 °Cにおける時効硬化曲線を調査した。一方,低速度変形後の時効硬さの増分は小さく,得られる最高硬さは,100°C時効で123 Hv,175°C時効で122Hvであり,時効前に加工を行わなかった試料とほぼ同程度であった。当初計画していたように、6061および7075アルミニウム合金に対する高ひずみ速度塑性変形の付与において、従来純アルミニウムで報告されたものと同様の積層欠陥四面体の大量生成を確認することができた。また、いずれの合金についても、その後の時効硬化特性に対して正の効果を持つことも明らかにできた。したがって、初年度の計画で想定している結果が得られているため、研究計画はほぼ順調に進展していると判断できる。

すなわち,高ひずみ速度で変形を作用させた場合では,いずれの時効温度においても,その後の時効最高硬さに増加がみられた。高ひずみ速度変形では,その後の100 °C時効,あるいは175 °C時効において,ピーク硬さ値として,それぞれ158 Hv, 136 Hvを示しており未加工材の時効による最高硬度(120 Hv)を上回った。またスプリットホプキンソン棒(SHPB)を用いて溶体化処理後の6061合金に高ひずみ速度変形を与えた場合についても傾向は類似であり,時効温度100°Cと175°Cにおいてピーク時効硬さが未加工材と比べて増加することも確認された。一方,低速変形後の時効硬さの増分は小さく,得られる最高硬さは,100°C時効で123 Hv,175°C時効で122Hvであり,時効前に加工を行わなかった試料とほぼ同程度であった。高分解能TEMを用いて高ひずみ速度変形を与えた溶体化直後の6061合金と7075合金の高倍率観察を行った結果、高ひずみ速度変形を作用させると,直径2-5nm程度の白色粒子が結晶粒内に高密度に観察されることが明らかになった。観察された白色粒子は高速度変形によって導入された格子欠陥であると判断することができる。TEMにおいて観察される格子欠陥は[110]からみた場合に三角形形状を呈しているため,三次元的な四面体構造を有していると判断できる。溶体化処理後に1段式火薬銃(SSPG)で高ひずみ速度変形(105sー1)を与えた6061アルミニウム合金の100 °Cおよび175 °Cにおける時効硬化曲線を調査した。溶体化処理後に変形(軸ひずみ50%)を与えた試料の硬さは,変形前と比べて硬度が2倍以上に上昇した。この変形による初期硬さの増分は変形速度の違いによらずほぼ同程度である。しかしながら,その後の100 °Cおよび175 °Cでの時効硬化は,作用する変形速度の違いによって異なった。一方,低速度変形後の時効硬さの増分は小さく,得られる最高硬さは,100°C時効で123 Hv,175°C時効で122Hvであり,時効前に加工を行わなかった試料とほぼ同程度であった。当初計画していたように、6061および7075アルミニウム合金に対する高ひずみ速度塑性変形の付与において、従来純アルミニウムで報告されたものと同様の積層欠陥四面体の大量生成を確認することができた。また、いずれの合金についても、その後の時効硬化特性に対して正の効果を持つことも明らかにできた。したがって、前年度の計画で想定している結果が得られているため、研究計画はほぼ順調に進展していると判断できる。
飼育下アジアゾウにおける行動の左右差を用いた物体認知能力の解明

昨年度、アジアゾウ1頭の行動の左右対称性を調査し、肢の動かし方、および鼻を巻く方向に左右差がみられたが、鼻では飼料の提示方法等によってその方向に一貫性がないことがわかった。供試個体は形状や提示方法を認知し、鼻の巻き方向を変えていることが考えられた。供試個体が1頭だったことから、本研究では行動の左右差を種レベルで確認するため、国内ゾウ飼育施設を対象にアンケート調査、および複数頭において鼻を使う行動の左右対称性を調査した。また、昨年度の供試個体に異なる飼料提示方法を用いて、鼻を使う行動の左右対称性をさらに調査した。1)国内ゾウ飼育施設36施設、81頭を対象にアンケート調査を実施し、回答率は83%であった。回答した施設の80%がゾウの行動の左右差を知っており、72%の個体で行動の左右差がみられるとの回答を得た。2)落花生を透明円筒内中央に入れて50回提示し、4施設8頭(雄2頭、雌6頭)を供試し、鼻の巻き方向を調査した。左巻きで獲得した個体は5頭(雄1頭、雌4頭)、右巻きで獲得した個体は3頭(雄1頭、雌2頭)で、供試個体全てで鼻の巻方向に左右差がみられたが、その方向に種としての一貫性はなかった。3)雌1頭を供試し、棒状のサトウキビを異なる高さ(4mと0m)で提示した時と、落花生を太さの異なる透明円筒(鼻で直接獲得できる太さ直径11.5cmと獲得できない太さ直径6cm)の中央に入れて提示した時における、鼻の巻き方向を調査した。サトウキビ給餌では高さ4m、0mともに右巻きで獲得し、落花生給餌では直径11.5cm、6cmともに左巻きで獲得した。以上より、国内のアジアゾウにおいて行動の左右差がみられたが、その方向に種レベルでの一貫性はなかった。飼料提示時の高さや太さを変化させ、鼻でつかむ、吸うなどの使用方法を変えた場合でも獲得方向に違いがみられなかった。飼料そのものの違いにより鼻の動かし方を変えている可能性もあり、さらなる検討が必要であると考えられた。
放射温度計を用いた気象および天体観測とその教材化について

工業生産用監視センサーとして市販されている816μmの中間赤外線検出素子を備えた「放射温度計」を使って観測・実験を行った。温度計は、測定範囲が広く(-50500°C)、狭視野(2°)、デジタル出力可能、短い応答時間(1秒以下)という特徴をもつ。観測対象は、層雲、乱層雲などの雲底、月面からの熱放射である。絶対値の較正と感度分布の検定には、暖房用のハロゲンファンヒーターを用いた。下層雲の雲低温度は、高層気象の観測データと数°Cの範囲内で整合性があり、凝結高度を説明するための実習に活用できることが確かめられた。一方で、光学的に薄い高層雲では、放射効率の補正を行っても十分な精度が得られなかった。しかし、可視光の全天カメラと組み合わせることによって、雲の高低と天気の変化という直感的に理解しやすい教材作成が可能である。月の観測は位相角68°258°で行い、月表面からの熱放射の変化を捉えることに成功した。水蒸気の少ない冬場では、約0.06等の誤差で測定可能であったが、夏場では大きな吸収が起にり、概ね1.5等ほど低い値となった。また、位相角180°における月面温度の観測から放射平衡を仮定して求めた可視域のアルベドは約0.05となり、惑星科学の実習として十分に実用的であることがわかった。さらに、直径30cm弱の砂団子型の月モデルを作成した。ヒーターで表面を加熱し、熱放射を測定したところ、モデルの位相角依存性は、観測とよく一致した。ステファン・ボルツマンの式のみで解析することができるため、高校や大学の基礎実験として効果的である。
トリウム炉の核特性・炉設計の研究

トリウムを燃料とする原子炉(トリウム炉)の核特性と工学的諸特性を解明し、併せてそれらのデータをもとにして、実際にトリウム炉の設計研究を行った。得られた主な成果を箇条書きにする。(1)トリウム関連核種の中性子断面積の精密測定:ウラン233の核分裂、共鳴領域におけるトリウム232の共鳴捕獲などに関する新しいデータを求めた。また一方、関連する核種の中性子断面積の理論的研究を行い、その結果を生かして評価済核データファイルを作成した。(2)トリウム装荷臨界実験その他炉物理的実験研究:京大臨界装置および近大炉にトリムを装荷した実験を行い、理論解析の結果と比較してほぼよい一致を得た。また、ウラン233試料板などの反応度測定を行った。結果は摂動計算の結果とよく一致した。(3)溶融塩炉の工学的研究:トリウムを含む溶融塩の熱物性値を精密測定した。溶融塩を模擬したループで不純物等の壁面付着現象を観測した。また、溶融塩と水(ここではエタノール使用)接触時の現象を詳しく調べ、蒸気爆発の機構を明らかにした。さらに、各種コーティングを施した構造材の溶融塩による耐食性について比較し、レーザー照射したアルミナ被膜の有効性を見いだした。(4)トリウム炉の設計研究:スペクトルシフト炉(軽水と重水を混合)にトリウムを装荷した原子炉を長期間運転した場合の核設計を行い、優れた特徴を指摘した。その他、ペブルベッド型高温ガス炉の設計研究を行った。以上のように、トリウム炉の核特性と炉設計に関する多くの知見が得られ多くの論文やレポートを公刊することができた。
キラル2-メチル-2-シクロペンテノール素子の集約的活用

計画に従いまず、リパーゼを用いてラセミ2-メチル-2-シクロテノールの有機溶媒中のアシル化分割ならびにリン酸バッフファー溶液中での脱アシル化分割を検討した。その結果、アシル化分割によりほぼ完全な分割がなされることを見出した。しかしながら長鎖カルボン酸を要することを2-メチル-2-シクロペンテノールの高揮発性から実用的活用は困難と判断し、その等価体として、水溶液中のホーナー・エモンズ反応によって容易に得られる2,2-カルボエトキシ-2-シクロペンテノールを用いて研究を継続した。その結果、有機溶媒中のアシル化ならびにバッファー溶液中の脱アシル化条件下のそれぞれがほぼ完璧なエナンチオ特異性かつ高収率で分割できることを見出した。さらに両手法はエナンチオ相捕的関係にある成績体をもたらすことも明らかにした。得られた光学的に純粋な基質を有用なキラル素子とするために、まず2級水酸基中心のキラリティーをシモンズ・スミス反応によってオレフィン上のシンクロプロパン化によって伝達し、活性型ビタミンDの鍵中間体に誘導することが出来た。さらにラジカル環化反応を適用することによって2級水酸基中心のキラリティーの伝達をはかり、隣接位炭素上に4級中心をエナンチオ特異的に構築し、新たなキラリティーと官能基を導入した。これを基礎として4級キラル中心を含む脳血管拡張作用を持つインドールアルカロイドであるビンカミンのエナンチオ制御合成を検討し、出発物質の両対掌体のそれぞれから同一のキラリティーを持つビンカミンに至るエナンチオ集約合成法を確立した。多機能性キラル合成素の創生を的的としキラル2ーメチルー2ーシクロペンテノ-ルに代表される2位置換シクロペンテノ-ル単位のキラル合成を計画した.これ迄,ラセミ2ーメチルシクロペンテノ-ルに対するリパ-ゼ存在下の不斉エステル化反応を検討し,90%ee以上の光学純度で分割し得ることを見出した.ワ-トン反応を適用する1,3ーアリルアルコ-ル転位反応を用いる両対掌体間の反応は2ーメチル体に関しては中間体となるキラルエポキシケトン体の揮発性が高く実用化は困難であることがわかった.光学活性体が得られるようになったので,計画に従いまずシクロペンテノイドテルペンであるヒルステンの合成を検討している.すなわち得られた(S)ー対掌体を用い,[2,3]ーウイティッヒ型シグマトロピ-転位によるキラリティ-転位と増炭後,ジメドンと結合後,光誘起の分子内[2+2]ー付加反応を行い位置選択的に機構的にはより不利な付加体を得ることが出来た.ついで逆アルド-ル型開環によって8員環ジケトン体とし,チタニウム触媒存在下にこれを還元的に閉環しヒルスチン環の基本骨格を持つ3環性ジオ-ル体を得た.現在,これよりヒルスチンへの変換を行っている.一方,メチルシクロペンテノン誘導体の高い揮発性という観点から,より取扱い易い等価体としてジシクロペンタジェン型キラル単位に着目した.リパ-ゼによるより効率的なジシクロペンタジェノ-ルの不斉分割を検討すると共に,この単位の持つ高い立体並びに化学的機能性を知るために水産ベンゾモルヒネン型アルカロイドであるアファノルフィンのエナンチオ制御合成を検討し,最初の天然型対掌体の合成を実現することが出来た.さらにこの間,キラル2級アルコ-ル類のキラリティ-並びに光学純度の決定法を検討し,モッシャ-法の適用限界をさらに拡張することの出来る一般則を見出すことが出来た.2ーメチルー2ーシクロペンテノ-ルとしての機能のみならず,さらに高度の機能性を内在した素子としてジシクロペンタジエノ-ルならびに2ーカルボエトキシー2ーシクロペンテノ-ルの効率的な分割法の開発を検討した。

いずれの場合も有機溶媒中リパ-ゼを用いる不斉アシル化によって高エナンチオ特異的な不斉アシル化が起こることを見出し,それぞれ両対掌体を光学的に純粋に得,目的を達成することが出来た。さらにジシクロペンタジェノ-ル素子についてはワ-トン転位反応を適用することによって相互反転法(エナンチオメリゼ-ション)を確立した。まず得られたキラルなジシクロペンタジエノ-ルを用いることによって最近淡水産の藍藻から見出された最初のノルベンゾモルファン型天然物アファノルフィンのエナンチオ制御下の合成を検討し,これに成功した。一方,光学的に純粋に得た2ーカルボエトキシー2ーシクロペンテノ-ルを活用することによって1,25ージヒドロキシビタミンD_3の鍵中間体のエナンチオ制御合成を検討した。その結果,既存の手法を凌ぐ効果的な合成法を確立することに成功した。非揮発性キラル2-メチル-2-シクロペンテノール素子等価体として開発した光学的に純粋な2-カルボエトキシ-2-シクロペンテノールの両対掌体のより効率的な合成上の開発と新たな活用を検討した.まず新たな合成法に関しては従来の有機溶媒中でのリパーゼ存在下の不斉アシル化分割に加え,ホスフェートバッファー中同一のリパーゼを用いてラセミアセチル化体の加水分解下の分割を検討した.その結果,ほぼ完壁なエナンチオ特異性と定量的な化学収率で分割が行なわれることを見出した.得られた成績体は酵素反応の特性を良く反映し,有機溶媒中のアシル化の場合と同一のキラル中心で特異的に反応するものであった.すなわち,有機溶媒およびバッファー水溶液中では対掌関係となるアシル化体とアルコール体をもたらすことが示された.このことによりエナンチオ相補的な基質の合成が可能となった.活用に関してはラジカル反応を利用した.すなわちキラル2級水酸基をN-ブロモコハク酸イミドの存在下にエチルビニルエーテルによって捕捉し,混合ブロモアセタール体としてラジカル反応に付したところ,ほぼ定量的な閉環反応が起こり2級水酸基上のキラリティーを4級炭素上に立体特異的に伝達することが出来た.これより脳血管拡張作用を持つインドールアルカロイドであるビンカミンを効果的に合成する手法を確立した.
超高角度分解能エックス線望遠鏡からエックス線干渉計への発展的研究

補償光学を使用したX線望遠鏡を開発し、X線による撮像実験を行った。補償用の参照光源と撮像する物体との行路差を補正する方法を適用し、分解能を改善させることができた。その結果、1.55秒角の角度分解能を達成した。また、X線干渉計を製作するための検討を行った。X線用として有望な形状で可視光実験を行い、必要精度等を検証した。その結果、ピエゾ素子等を使うことでX線干渉計が作成可能という結論を得た。本年度は,13.5nm直入射望遠鏡の撮像実験で進展を見せることができた。まず,レーザープラズマ光源の導入とデブリシールドを設置する事で,13.5nmX線照射実験の準備が整った。望遠鏡は,直径80mmの主鏡,可変形状鏡を使用した副鏡を用い,焦点面にX線用のCCD,また,シャックハルトマン型の波面センサーを所定の場所に置き全系を整えた。その状態で,レーザープラズマ光源のX線をシミュレートするアラインメント用のレーザを使い,可視光の実験であるが補償光学系を動作させた。80mm直径の主鏡で,630nmのレーザーを用いているので,2.1秒角が回折限界であるが,ほぼ回折限界の性能を出すことができた。この結果は,SPIEの国際学会および,第9回X線結像光学シンポジウムで報告した。まもなくX線による撮像実験をスタートできる予定である。また,補償光学の制御方法にて可視光とX線の行路の違いによる収差を補正するという課題がある。本年度は,そのためのプルグラムを制作している。これから,実験を進めつつ改良していく予定である。また,斜入射光学系への応用を進めた。1次元楕円鏡と平面可変形状鏡を使った10度入射光学系を組み上げ,撮像実験を行った。制作した楕円鏡には,Niの蒸着を行った。10度入射では,全反射にて炭素K-X線の反射率がおよそ10%であることを実験で確かめた。また,可視光ではあるが,撮像実験および,補償光学系の動作試験を行った。性能はまだ低いが,補償光学系の働きによる像の改善を確かめることができた。この結果は日本天文学会にて報告した。X線干渉計の検討を進めている。放射光によるX線干渉計実験を進める研究者との勉強会を行い,可能性を探っている。本年度は、13.5nm直入射望遠鏡の撮像実験で大きな進展を見せることができた。昨年度、ほぼ全系を整えたX線望遠鏡の試作機とレーザープラズマ光源とで、光学系の収差を定量的に測定できるようになった。そして、重要課題であった、光学系補償用のレーザー光と目的の撮像したいX線等との行路差による違いを克服するための実験を行うことができた。さらに、X線による撮像で、撮像性能を分解能として測定することもできるようになった。まず、補償用のレーザーと目的の光との行路差の違いは、レーザープラズマ光源と同じ経路を通る別の可視光レーザーを用いて、補正方法の考案とその有効性の検証を行った。同時に光線追跡プログラムで計算機上での補償のシミュレーションを行った。実験では、測定波面をZernike展開することで、補正を各成分毎に行った。低次の項から系統的に補正を加えていくことで、最良の目的像が得られるパラメーターを探した。現在ザイゼルの5収差までを補正する量を決定した。その結果、経路による違いを補正することで、解像度が大きく改善することを実験的に明らかにした。結果として2.1秒角という、可視光での回折限界の光学系とすることができた。さらに、レーザープラズマ光源を使ったX線撮像実験を行った。X線でも同様に行路差による補正項を求める必要があるが、現在のところ、まだその補正に至っていない。さらにまだ、可視光の混入という問題が残っており、現状での性能は可視光の回折限界である2.1秒角にとどまっている。X線によりたいへん効率的であると思われる干渉計の構成を考えつき、現在その実証への準備を始めたところである。この研究は将来、ブラックホールをはじめとする天体の超精密撮像観測を目指すための基礎実験であり、段階的にまた継続的に研究を進める予定である。本申請研究では、ふたつの目標を掲げ、以下の成果を上げる事が出来た。(1)これまでいろいろな研究費を投入して、多層膜反射鏡を使った直径80mmの口径で波長域を13.5nmに特化した直入射X線望遠鏡である「X-mas Telescope」を作り上げてきた。この望遠鏡は補償光学を搭載したX線望遠鏡である。本研究課題は、X線撮像実験を実行し、撮像能力の改善を定量的に評価することである。

本望遠鏡の特徴である、補償用の参照光源が撮像光と行路が異なる点を、補償光学で用いる目標波面を修正することで、像の改善を目指す方法を試みた。レーザープラズマ光源を導入してX線により撮像実験を行い、角度分解能を補償前の3.10秒角から、補償後の2.08秒角への改善を確認した。これで、補償光学望遠鏡としての機能を確かめる事ができた。(2)X線干渉計の開発を始めた。新しいタイプのX線干渉計として、ビームスプリッターを使った斜入射型の干渉計の可能性を検討した。そのために、同じ形式で可視光レーザーを使った干渉計を作成し、干渉縞の取得を行い、それぞれの鏡の取り付け精度の検討を行った。鏡がずれた時の干渉縞のデータから、検討結果の妥当性を確かめた。X線の干渉計は、ピエゾ素子を使用し、駆動精度を数nm程度にすることで可能であるという結果が得られた。さらに、X線による干渉計の実験のための、コヒーレントX線光源を製作した。これは、高輝度のレーザープラズマ光源からのX線をキャピラリーで集光し、集光点に12μmのピンホールを設置することで実現した。
歯科治療恐怖症患者における音楽鎮静の効果ー自律神経活動の面からの検討ー

「研究1」埋伏抜歯を静脈内鎮静法局所麻酔下に行う84名の患者を、歯科治療恐怖および音楽介入の有無で4群に分け、術前の音楽介入の効果を交感神経機能(LF/HF)の変化および主観的恐怖度(VAS)の変化にて評価した。音楽聴取は、歯科治療恐怖症患者で、来院時から手術室入室直前までの緊張緩和に有効であることが示された。「研究2」22名の健全若年成人ボランティアの体位変換、局麻時による交感神経機能(LF/HF)の変化を評価した。健全な若年成人では,音楽を聴くことにより局所麻酔前の座位時および仰臥位時において交感神経機能が低下する。まず、北海道大学病院臨床研究倫理委員会へ研究計画の申請を行った。当初H25年度は歯科治療恐怖症のない患者のみを測定する予定であったが、同委員会の勧めにより、歯科治療恐怖症のある患者も並行して研究対象とすることで承認を得た。したがって、両者の症例に対し研究を進めることになった。実施症例数は歯科治療恐怖症の患者、計34名に対して音楽鎮静有り20名、音楽鎮静なし14名の測定を行った。歯科治療恐怖症のない患者、計23名に対して音楽鎮静有り16名、音楽鎮静なし7名の測定を行った。測定の傾向として歯科治療恐怖症の患者では音楽鎮静有りの群で、音楽を聴くことにより心拍変動解析で交感神経活動の指標となるL/Hが有意に低下することがわかった。【目的】歯科手術は,患者にとって,循環変動の源となる自律神経系の変化を引き起こす大きなストレッサーとなる.効果が確実な静脈内鎮静法は,術中のストレスを大幅に軽減するが,来院時から薬液投与までのストレスを軽減することはできない.そこで,我々は,患者来院時から手術室入室直前までの音楽鎮静の効果を,自律神経系の評価を可能にする心拍変動解析を用いて明らかにすることを目的に検討を行った.【対象と方法】北海道大学病院歯科麻酔科外来で埋伏歯抜去術を静脈内鎮静法併用局所麻酔下に行う18歳以上の患者84名を対象とした.対象患者は事前アンケートにより恐怖層と非恐怖層に分けられ,その2層に対してそれぞれランダムに音楽群と非音楽群に細分した.音楽群では,来院時にベースライン値を測定した後から入室直前まで音楽を聴かせた.音楽介入による効果の指標としては,心拍変動解析による自律神経活動(LF/HF:交感神経活動の指標,CCVHF:副交感神経活動の指標),主観的緊張度を表すvisual analog scale(VAS),心拍数を用いた.各指標は各時点におけるベースライン値からの変化量により評価した.【結果】1恐怖層:LF/HFおよびVASは,音楽介入後ならびに,入室直前の値が音楽群で非音楽群と比較して有意に低かった.CCVHF,心拍数は,両群に有意差はみられなかった.2非恐怖層:いずれの評価項目にも有意差は見られなかった.【考察と結論】音楽鎮静は歯科治療恐怖症患者で,来院時から手術室入室直前までの緊張を有意に緩和した.また,音楽鎮静による緊張の緩和は交感神経活動が低下することにより起き,副交感神経活動は関与していないことが示唆された.以上,歯科治療恐怖症患者において,音楽鎮静が歯科外来手術室入室前の緊張緩和に有用であることを自律神経活動の面から証明し得た.平成27度分:【目的】本研究の目的は,局所麻酔を行った際の音楽鎮静法の効果について自律神経機能の面から評価することである.【対象と方法】22名(26.5±1.9歳)の健全な若年成人ボランティアを対象とした.非音楽鎮静群および音楽鎮静群に分け,麻酔前座位,麻酔前仰臥位,局所麻酔,麻酔後仰臥を順に行った際の自律神経機能(心電図のR-R間隔を高周波成分(HF)と低周波成分(LF)に周波数解析することから得られた交感神経機能(LF/HF))を評価した.【結果および結論】LF/HFは,両群ともに局所麻酔時に麻酔前座位時よりも有意に低い値を示した.また,麻酔前座位時および麻酔前仰臥位時に非音楽鎮静期よりも音楽鎮静期で有意に低い値を示した.健全な若年成人では,音楽鎮静法を行った際は,音楽鎮静法を行わなかった際と比較して局所麻酔前の座位時および仰臥位時において交感神経機能が低下する.過年度分:【目的】患者来院時から手術室入室直前までの音楽鎮静の効果を自律神経系の面から明らかにすることを目的に検討を行った。【対象と方法】北海道大学病院歯科麻酔科外来で埋伏歯抜去術を静脈内鎮静法下に行う18歳以上の患者、84名を対象とした。対象患者は事前アンケートにより歯科治療恐怖症患者層と非歯科治療恐怖症患者層に分けられ、その2層に対してそれぞれランダムに音楽群と非音楽群に細分した。音楽群では、来院時に対照値を測定した後から、入室直前まで音楽を聴かせた。心拍変動解析による自律神経活動を評価した。【結果と結論】歯科治療恐怖症患者層:交感神経活動を表す指標値において、音楽鎮静介入後ならびに、入室直前の値が音楽群で非音楽群と比較して有意に低かった。【考察と結論】音楽鎮静は歯科治療恐怖症患者で来院時から手術室入室直前までの緊張緩和に有効であることが示された。

「研究1」埋伏抜歯を静脈内鎮静法局所麻酔下に行う84名の患者を、歯科治療恐怖および音楽介入の有無で4群に分け、術前の音楽介入の効果を交感神経機能(LF/HF)の変化および主観的恐怖度(VAS)の変化にて評価した。音楽聴取は、歯科治療恐怖症患者で、来院時から手術室入室直前までの緊張緩和に有効であることが示された。「研究2」22名の健全若年成人ボランティアの体位変換、局麻時による交感神経機能(LF/HF)の変化を評価した。健全な若年成人では,音楽を聴くことにより局所麻酔前の座位時および仰臥位時において交感神経機能が低下する。平成25年度の歯科治療恐怖症のない患者の埋伏抜歯前の緊張に対する音楽鎮静の効果、および、平成26年度の歯科治療恐怖症のある患者の埋伏抜歯前の緊張に対する音楽鎮静の効果については、すでに検討済みで、国際学会でも2度報告済みである。おおむね順調に進展していると考えている。歯科麻酔学予定通り、対象を静脈内鎮静法を併用せず侵襲の少ない歯科処置を受ける歯科治療恐怖症患者を対象に音楽鎮静の効果を心拍変動解析を中心に検討していきたい。H25年度では、歯科治療恐怖症のない患者に対する研究は終了している予定であったが、対象症例数に遅れが生じている。しかし、本来H26年度に行う予定であった歯科治療恐怖症患者を対象とした研究は予定症例数の2/3以上が測定終了となっている。2015年3月13日ボストンでのIADR学会でポスター発表の共同発表者であある宮田氏と小田中氏の旅費等(213547円×2名)を当該科研費から支弁したが、引き落としが2015年4月初旬となったたため、3月31日付けでの2014年度使用内訳書に記載できず、次年度分に引き落としとなったH26年度は歯科治療恐怖症患者、歯科治療恐怖症のない患者ともに予定症例数を終了し、解析、統計処理を行っていく。また、それらのデータをまとめて学会への発表および学術雑誌への投稿を行う。H25年、26年度で行った研究結果の学術雑誌への投稿および英文校閲のために使用し、また、H27年度に行う予定の侵襲の少ない歯科治療時の音楽鎮静の効果の検討の研究および発表、論文投稿に使用する。H25年度に行う予定であった歯科治療恐怖症のない患者に対する学会発表および学術雑誌投稿がH26年度に行うことになったために差額が生じた。H25年度行う予定であった発表、学術雑誌への投稿を行うとともに、H26年度に行う予定である歯科治療恐怖症患者への研究および発表、論文投稿に使用する。
小胞体ストレスと抗原のクロスプレゼンテーションの関連と膠原病の発症機序の解明研究

1樹状細胞(DC)における小胞体ストレスが抗原のクロスプレゼンテーションを増強させて、全身性エリテマトーデス(SLE)の発症に関わるかをin vivoにおいて明らかにすることを目的として検討を行った。マウスにSLEの発症を誘導する際に、小胞体ストレス誘導剤を投与し、これらのマウスにおける組織傷害の程度、組織傷害を引き起こす細胞として私達が報告している細胞傷害性T細胞(CTL)の生成、抗原のクロスプレゼンテーションにおける重要分子として私達が着目しているSec61のDCにおける発現量を解析することを目標とした。しかし、本検討のターケット細胞であるDC以外の細胞への小胞体ストレス誘導剤の影響が見られ、小胞体ストレスによるDCでの抗原のクロスプレゼンテーションの増強とSLEの発症を正しく評価することができなかった。2私達は抗原のクロスプレゼンテーションにおける重要分子としてSec61に着目しているが、in vitroにおけるこれまでの検討において、小胞体ストレスがDC内のエンドソームにおけるSec61を増加させ、これにより抗原のクロスプレゼンテーションが増強した。これを踏まえ、Sec61と相互作用する分子について検討した。SLEを発症したマウスのDCから抽出したタンパク質を用いてSec61の免疫沈降を行い、質量分析によりSec61と共沈した分子を同定した。その結果、proteasomeやaminopeptidase、cathepsin等のタンパク質分解関連分子、RabやRap-1等の低分子Gタンパク質関連分子、H-2Kdやtapasin等のMHCクラスI関連分子が同定された。以上より、小胞体ストレスにより増加したSec61はこれらの分子と相互作用することで抗原のクロスプレゼンテーションを増強させ、これによりCTLを増加させてSLEの組織傷害に関与していることが示唆された。1. SLEの発症において小胞体(ER)ストレス応答が働いているかSLEを発症させたマウスのDCにおいてERストレス応答関連分子を検出し、SLEの発症においてERストレス応答が働いているかを検討した。マウスにOVAを繰り返し投与して、SLEの発症を誘導した。これらのマウスの脾臓DCにおいて、ERストレス応答関連分子の発現をウエスタンブロットにより検討した。その結果、OVA投与群では、Bip、PERK、IRE1 alpha、リン酸化eIF2 alphaの発現が増加し、またXBP1の核内移行が増加していた。このことから、SLEの発症時にDCにおいてERストレス応答が働いていることが分かった。2. ERストレスはどのように抗原のクロスプレゼンテーションに関わるか骨髄由来DC(BMDC)を用い、このDCにERストレスを与えた場合、どのように抗原のクロスプレゼンテーションに作用するかを検討した。健常マウスの骨髄細胞をGM-CSFの存在下で培養し、BMDCを作成した。このBMDCをERストレス誘導剤であるツニカマイシンと共に培養し、ERストレスを誘導した。その後、エンドソームマーカーであるEEA1の免疫沈降を行い、抗原のクロスプレゼンテーションの重要分子として私達が着目しているSec61をウエスタンブロットにより検出して、エンドソームに存在するSec61を検討した。その結果、ツニカマイシンとの培養により、EEA1と共沈降するSec61が増加した。また、このBMDCを更にOVAと培養し、細胞質に存在するOVAを検出した。その結果、ツニカマイシンとの培養により、細胞質に存在するOVAが増加した。これらのことから、ERストレスはエンドソームに存在するSec61を増加させ、これにより細胞質に放出される抗原が増加して抗原のクロスプレゼンテーションが促進されることが示唆された。全身性エリテマトーデス(SLE)の発症時の樹状細胞(DC)における小胞体ストレス応答の検出と、小胞体ストレスが抗原のクロスプレゼンテーションに及ぼす影響の検討を、概ね予定通りに完了できたため。これまでの検討から、1全身性エリテマトーデス(SLE)の発症時に樹状細胞(DC)において、Bip、PERK、IRE1 alpha、リン酸化eIF2 alphaの発現増加、およびXBP1の核内移行の増加が見られ、小胞体ストレス応答が働いていることが分かった。さらに、2小胞体ストレスはエンドソームに存在するSec61を増加させ、これにより細胞質に放出される抗原が増加して、クロスプレゼンテーションが促進されることが示唆された。そこで今年度は、小胞体ストレスがSLEの発症に関わるか否かをin vivoにおいて明らかにすることを目的として検討を行った。マウスにSLEの発症を誘導する際に、小胞体ストレス誘導剤または小胞体ストレス応答関連分子阻害剤を投与し、これらのマウスにおける組織傷害の有無、程度を検討するために、組織傷害を引き起こす細胞として私達が報告している細胞傷害性T細胞(CTL)の生成の有無、DCにおけるSec61の発現量および抗原のクロスプレゼンテーション能力を解析することを目標とした。まず、マウスへ投与する小胞体ストレス誘導剤および小胞体ストレス応答関連分子阻害剤の投与量を検討した。小胞体ストレス誘導剤をマウスに投与し、脾細胞における小胞体ストレス応答関連分子を検出し、小胞体ストレス応答が誘導されているかを検討した。これにより、in vivoにおいて小胞体ストレス応答を誘導できる投与量を決定した。また、小胞体ストレス誘導剤を投与したマウスに、さらに小胞体ストレス応答関連分子阻害剤を投与し、同様に脾細胞における小胞体ストレス応答関連分子を検出した。これにより、小胞体ストレス応答を阻害できる投与量を決定した。本課題とは別のテーマとして、SLEの病態形成においてエフェクターとして関与する自己応答性CD4 T細胞について、その表現型を解析しており、その検討に時間を要したため。