hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
免疫グロブリンの体細胞突然変異誘導に関与する分子機構の解明

免疫グロブリン遺伝子への体細胞突然変異は、転写に共役した機構で誘導されている。一方、免疫グロブリン遺伝子の転写反応は、プロモーター領域のDNAメチル化により厳密な制御を受けていることが知られている。本研究では、DNAメチル化による転写制御システムが、体細胞突然変異誘導にいかに関与しているか明らかにする。メチルDNAによる転写制御は、数種のメチルDNA結合タンパク質(MBD)により遂行されている。まず、そのうちの一種MBD2に結合する分子を酵母ツーハイブリット法により検索し、新規分子(MIZF)のクローニングに成功した。以下に、本解析により得られた結果について記述する。1、全長のcDNAクローニングから、MIZFは7つのZnフィンガーモチーフを有する新規分子であった。2、MIZFの発現ベクターを用いた解析から、MIZFは核に局在していた。3、MBD2とMIZFの結合にはMIZFのC末端の4つのZnフィンガーが重要であった。4、ルシフェラーゼ活性測定の結果、MIZFには転写抑制活性があった。5、この転写抑制活性はC末端の4つのZnフィンガーを含むMBD2結合領域に存在し、トリコスタチンA感受性であることから、MBD2が関与するヒストン脱アセチル化酵素依存性の抑制反応であることが示唆された。6、MIZFmRNAの発現をノーザンブロット法で解析したところ、脾臓で発現が認められ末梢血リンパ球では低下していた。以上の結果より、MIZFはDNAメチル化による転写制御において、MBD2依存性の転写抑制反応に関与していることが判明した。一方、MIZFは体細胞突然変異が盛んに行われている脾臓組織において発現が高いことが明らかとなった。今後は、B細胞分化誘導や体細胞突然変異誘導へのMIZFの関与を、我々が構築したJ558L細胞を用いた体細胞突然変異検出系にて詳細に解析していく方針である。申請者はこれまで、マウスミエローマ細胞株NS0とマウスB細胞株J558Lに終止コドンを導入した非分泌型Igを強制発現した細胞株を樹立し、体細胞突然変異の培養細胞検出系として解析を進めている。体細胞突然変異を積極的に起こすNS0細胞は、突然変異誘導因子やDNA修復阻害因子を発現していると仮定し、体細胞突然変異を起こさないJ558L細胞とでcDNAサブトラクション法を行い、NS0細胞に特異的に発現している新規遺伝子のクローニングに成功した。以下に、本年度の研究によって得られた成果と、今後の研究の計画について記述する。1)得られたcDNA断片をもとに、5RACE法にて全長のクローニングを行ったところ、7つのZnフィンガーモチーフを有する新規遺伝子であることが明らかとなった。2)この新規分子の発現ベクターを作製して、動物細胞で強制発現させたところ、核に強い染色像が得られたことから、本分子は核に局在するタンパク質であることが判明した。さらにこの解析から、本分子は核小体には存在せずヘテロクロマチン領域に多く局在していることが明らかとなった。3)本分子の生理学的機能を明らかにするため、本分子の組換えタンパク質を作製し、特異的抗体を作製した。今後は、各組織での本分子の発現を、得られた抗体で解析予定である。4)J558L細胞を用いた体細胞突然変異の検出系に本分子の発現ベクターを遺伝子導入し、分泌Igを酵素抗体法で調べることにより、本遺伝子の体細胞突然変異に与える影響や、DNA修復に対する作用を解析する。
難治性網膜疾患に対する移植治療の試み

我々は自己の虹彩色素上皮細胞(IPE)であれば培養して網膜下に移植しても安全であることを報告してきたが、移植細胞に神経栄養因子などの遺伝子導入を利用することで、連続光照射によるラットの視細胞変性を保護することを報告した。この遺伝子導入にすでに臨床応用されており、しかも病気との関連が知られていないアデノアソシエイトウイルス(AAV)を使用することを検討した。AAVにBDNF遺伝子を導入し(AAV-BDNF)、IPEに感染させ(AAV-BDNF-IPE)、この細胞を移植すると、局所的にも全身的にも副作用は見られず、視細胞の光障害に対する保護効果は3か月を過ぎても見られた。またAAV-BDNF濃度は1x10^7capsids/ml以上で保護効果があることが判明したが、濃度依存的な効果ではないと考えられた。BDNFの効果はリセプターTrkBを介するがこのリセプターの発現と局在の変化を調べた。その結果、TrkBは網膜内で複数のisoformが存在し、それらは必ずしも同じ細胞に発現するものではないことも判明した。しかも、BDNFや光刺激によりそれぞれのisoformは主としてミューラー細胞で発現誘導がおきるが、細胞内の局在も異なる可能性が示唆された。さらにこの発現誘導は刺激時間によりそれぞれ違った時期に発現が誘導されることが判明した。これらの結果は免疫染色、western blotting、ならびにin situ hybridlzationで確認した。ミューラー細胞のラット細胞株rMC-1が入手できMicroarrayによる遺伝子発現を比較したが、これまでに推測された既知の神経栄養因子の発現・誘発だけでは説明のつかない、網膜下の微小環境などの検討する必要性があると思われた。我々はこれまでに、自己の虹彩色素上皮細胞(IPE)移植を培養して、加齢黄斑変性の患者の新生血管抜去後に直接網膜下に移植することをおこなってきた。過去の報告と異なり、拒絶反応を含めた合併症がなく細胞移植は自己IPEであれば安全に施行できることが判明した。そこで移植細胞に遺伝子導入などの操作を加えて、移植が可能かどうか検討した。まずIPEと発生学的に起源が同じと考えられる網膜色素上皮細胞(RPE)にbFGFをはじめとする細胞増殖因子を導入を試みたが、ベクター内の抗生物質耐性遺伝子を利用して目的遺伝子が安定して発現するための細胞を作成することができた。しかもこの場合、導入された細胞増殖因子が誘導する一連の遺伝子の動きがあることが判明した。脳由来神経栄養因子(BDNF)導入と繊維芽細胞増殖因子(bFGF)導入では変動した遺伝子は必ずしも両者で一致せず、個々の導入遺伝子に対して検討が必要であることが判明した。免疫反応の主役をなすと考えられる主要組織適合抗原の発現を誘発する分子の存在も確認された。また、遺伝子導入細胞をラット網膜下に移植しても局所に炎症を誘発することもなく、細胞増殖因子とともに螢光色素でもラベルした細胞の移植では、移植後12週でも網膜下に確認できた。さらに、細胞増殖因子のなかでもBDNFなどを導入された細胞の移植を受けたラットの血清は移植細胞に対して抗体反応を示すことはなかった。視細胞変性をコントロールできる光障害ラットモデルを作製し、移植を利用して細胞増殖因子の働く部位を制御すれば、光障害による視細胞の変性の進行を部分的に抑制できた。細胞増殖因子遺伝子を導入した細胞を移植に利用して、難治性網膜疾患に再生医療を適応できる可能性が考えられた。そこで移植細胞に遺伝子導入などの操作を加えて、移植が可能かどうか検討してきた。

網膜色素上皮細胞(RPE)にも虹彩色素上皮細胞(IPE)にも脳由来神経栄養因子(BDNF)遺伝子などの神経保護因子遺伝子をプラスミドベクターを利用して導入することで、光障害やMNU注入視細胞変性モデル動物の視細胞を保護する効果のあることを報告した。このBDNFは免疫反応の主役をなすと考えられる主要組織適合抗原の発現を誘発しないことも判明した。さらに網膜変性の治療の臨床応用に向けてRPEやIPEにウイルスベクターを利用して神経保護因子遺伝子を導入することを検討した。アデノウイルスは感染効率がよく導入遺伝子がよく発現することが確認されたが、発現は一過性であり、また炎症を誘発することが報告され、人と病気の関係が知られていない、アデノアソシエイトウイルス(AAV)を使用することを検討した。AAVにBDNF遺伝子を導入し(AAV-BDNF)、IPEに感染させ(AAV-BDNF-IPE)、この細胞を移植するとこの細胞は少なくても3ヶ月は網膜下でBDNF遺伝子が発現することが判明した。しかも神経保護因子遺伝子を導入した細胞は、視細胞の光障害に対する保護効果が3か月をすぎても見られたが、この移植細胞は視細胞に対してだけでなく自己の細胞の生存に対しても有効に働く可能性があり現在検討中である。さまざまな病的な網膜下に移植した場合に移植細胞の長期生存は不可欠と思われる。我々は自己の虹彩色素上皮細胞(IPE)であれば培養して網膜下に移植しても安全であることを報告してきた。また、この移植細胞である網膜色素上皮細胞(RPE)やIPEに脳由来神経栄養因子(BDNF)遺伝子を導入することで、光障害視細胞変性ラットモデルの視細胞を保護する効果のあることを報告した。この遺伝子導入にあたりlipofection法を用いたが、将来の臨床応用を考慮し、より能率よく遺伝子導入できる方法として、すでに臨床応用されており、しかも病気との関連が知られていないアデノアソシエイトウイルス(AAV)を使用することを検討した。しかもAAV-BDNF-IPE移植は、視細胞の光障害に対する保護効果が3か月をすぎても見られた。また、AAV-BDNF-IPEが長期間網膜下に存在しても網膜電図や蛍光眼底検査では有意な異常所見は見られなかった。次にAAV-BDNFの至適濃度の検討を行ったが、IPEに感染させるかぎり、我々の条件では移植細胞に毒性はみられず、光障害に対する視細胞保護効果は1x10^5細胞に対して1x10^7capsids/ml以上のAAV-BDNFを感染させたIPEを使用すれば保護効果が高まることが判明した。
メタトランスクリプトーム的手法による重要ウリ科作物の植物微生物相互作用の研究

平成30年度はビニールハウスにて水耕栽培したマスクメロンについて、菌叢解析とRNA-seq解析のためのサンプリングを行い、植物側トランスクリプトームと植物体付着菌叢情報を同時解析するためのバイオインフォマティクス解析手法を検討した。まず手法検討のためのサンプリングとして、直径1cm程度のうどんこ罹病部位を持つ葉を対象にして、罹病部位と無害部位(コントロール)を春季と秋季のそれぞれにおいてリーフディスクとしてサンプリングした。同一サンプルからDNAとRNAを同時精製する分子生物学実験手法を考案し、前者についてはrDNA領域を対象にしたバクテリア、真菌類の菌叢解析を実施した。後者についてはショートリード型次世代シークエンサーによるRNA-seqを行った。真菌類については菌叢解析によって42種のtaxonomic groupが検出され、秋季サンプリング由来のデータでは既知のうどんこ菌の存在が示唆された。RNA-seq情報については、はじめにメロンのゲノムリファレンスに発現配列情報をアライメントして植物体側トランスクリプトーム情報を取得した後、非マップリード情報(非メロン由来の情報)をさらに分離して、これをパブリック・データベースから取得した菌類のメタゲノム情報に再アライメントすることでtaxonomic groupをカウントした。秋季データについては菌叢解析とRNA-seqで結果が類似しており、本手法によりRNA-seqからうどんこ菌存在率と植物体側トランスクリプトーム情報を同時解析できることが示唆された。春季データでは、rDNA菌叢解析ではうどんこ菌の存在は強く示唆されなかったものの、RNA-seqに基づく解析ではこれを示唆する情報が得られた。本研究で構築した情報解析パイプラインはスクリプトで自動処理することができ、その他の検体についても同様の解析を行った。本研究ではマスクメロン(品種名:アールスフェボリット春系3号)を実験対象として、RNA-seq情報に混在する微生物由来リードを分析し、メロン植物体トランスクリプトームと微生物群の相互作用をバイオインフォマティクスの視点から解析することを目的としている。平成29年度は、取得済のRNA-seq情報に加え、新規データを収集することに主眼を置いた。栽培を2017年春季から夏季にかけて筑波大学内の水耕栽培ビニールハウス温室にて実施し、それまでに未取得であった植物体組織あるいは発達タイミングでサンプリングを行ってそれぞれ次世代シークエンサー(next-generation sequencer, NGS)によるRNA-seq解読を実施した(いずれもHiseqペアエンド解析による)。微生物由来NGSリードの存在を大まかに知るために、bacteria 16S rDNA sequence database、fungi ITS sequence database等をリファレンスとして、これらの微生物核酸配列に完全一致するNGSリードを各サンプルで分析した。その結果、各サンプルの全リード本数(6.4940.6 million read)のうち、0.0051.54%が完全一致を示した。今回、解析したサンプルは根から葉、茎、果実、発芽種子、実生に至るメロンのほぼすべての組織を網羅していたが、組織による微生物由来リード本数の違いは認められなかった。本研究ではその他に、QIIMEによる菌叢解析を試行し、微生物群プロファイルに基づく情報解析を行った。また、温室栽培メロンの発現遺伝子情報等を公開するためのデータベースを構築し、発表した。平成29年度のサンプリングで、ほぼ全てのメロン植物体組織のRNA-seq情報を網羅した。一方、平成29年度の栽培では農薬散布を徹底したため、病害の発生が肉眼ではほぼ認められなかった。したがって、取得したRNA-seq情報では、当初の研究目的の1つである病害菌(うどんこ等)と植物体トランスクリプトームの関連解析が難しい可能性も考えられる。このため、栽培方法やサンプリング方法を次年度の課題とする。アールスフェボリット系メロンは特に栽培が難しく、綿密な水分調整と農薬散布が要求される。

平成29年度は植物体の管理を徹底したため病害が発生しにくい良好な状態であったが、逆に、本研究の目的である病害菌が発生した状態(あるいはしかけた状態)での情報収集が困難であった可能性もある。このため、平成30年度はハウス外あるいは無薬散区での栽培試験を設定して、RNA-seq情報を取得する。また、同じうどんこ病でも春期と秋期では原因が異なる可能性もあり、このような点にも注目してサンプリングを実施する。菌叢情報解析については、QIIMEの他に公表されている手法あるいは独自の方法を検討する。次年度使用額(B-A)は610円が生じたのは、予定していたよりも支出を抑えられたためである。来年度の物品購入に使用する計画である。
細胞マイクロチップを用いた肝炎ウイルスに対するリコンビナント抗体の作製

感染症はワクチンの開発等で制圧せしめたかに思えたが、エイズの世界的な広がり、アジアにおけるSARSやトリインフルエンザの感染の急激な広がりに見られるように、従来の治療法では制圧できない新興感染症が台頭してきており、近未来の人類の脅威になってきている。その中で、近年、標的特異的医薬としての抗体医薬が見直され、その特異的な作用機序から感染症に対する特効薬として、また、からだに最も優しい医薬として注目を集めている。我々は、最近、Bリンパ球が1個入る大きさのマイクロウェルが10万から100万ウェル、アレイ状に規則正しく配置されたチップ(マイクロウェルアレイチップ)を作製し、その各ウェルにBリンパ球を1個ずつ配置して抗原で刺激し、個々のBリンパ球の抗原に対する応答を解析できる細胞マイクロチップシステムの開発を行ってきた。本研究では、このシステムを応用し、B型肝炎ウィルスに特異的なBリンパ球を検出し、B型肝炎ウィルス特異的リコンビナント抗体を作製することを試みた。まず、ワクチン接種ですでにHBs抗体陽性になっている健常人ボランティア数名にHBsワクチンを追加免疫し、末梢血よりBリンパ球を調製した。マイクロウェルアレイチップにBリンパ球を播種し、細胞をHBs抗原で刺激して細胞内カルシウムが上昇した細胞をスキャナーで検出し、マイクロピペットで回収した。回収したBリンパ球から抗体遺伝子をRT-PCR法を用いて増幅し、動物細胞で発現後、抗原特異性と親和性を調べた。その結果、いくつかの高親和性のHBs抗原特異的モノクローナル抗体を作製することができた。その抗体の一部はHBウィルスに対する強い中和能を持つことが確認された。これらの結果より、細胞マイクロチップシステムが新興感染症に対する抗体医薬の作製に貢献できる可能性が示された。我々はBリンパ球がちょうど1個入るマイクロウェルが規則正しく配置されたチップを用い、各マイクロウェルに1個ずつBリンパ球を播種し、抗原で刺激することにより抗原により活性化される抗原特異的Bリンパ球を検出するシステムの開発を行ってきた(細胞マイクロチップ)。本研究においては、開発中の「細胞マイクロチップ」を用いて、肝炎ウィルス感染症患者の病原体将異的なBリンパ球を効率良くクローンレベルで同定し、同定した肝炎ウィルス特異的Bリンパ球の産生する抗体遺伝子をクローニングすることで肝炎ウィルス感染症に対する抗体医薬品を効率良く開発するシステムを開発する目的で以下の研究を行った。(1)日立ソフトウェアとの共同研究により、抗原刺激前後のBリンパ球の細胞内カルシウム濃度をカルシウゥム依存性蛍光色素を用いてスキャナーで検出し、刺激前後の蛍光の比を自動的に計算するソフトウェアを開発した。これにより、これまで観察者の目により活性化細胞を探索していたが、自動的に活性化リンパ球の同定が可能になった。(2)マイクロウェルへの細胞の分注方法を検討し、チップへ播種する際のサンプルの細胞密度を高くすることにより、また、マイクロウェルの密度を高めることにより細胞のウェルへの充填率を向上させることが可能になった。また、吸引法を用いることにより少ないサンプルを効率よくウェルへ分注できることを確認した。(3)以上の結果を基に、HBsワクチン接種によりHBs抗原陽性の健常人をボランティアとし、細胞マイクロチップを用いてHBs抗原特異的Bリンパ球の同定および抗体の作製を試みた。その結果、「細胞マイクロチップ」システムを用いてHBs抗原特異的Bリンパ球の同定および抗体が作製できることを確認した。現在、以上の結果を基に「細胞マイクロチップ」システムの精度、信頼度、効率を高めるべく研究を進めている。

感染症はワクチンの開発等で制圧せしめたかに思えたが、エイズの世界的な広がり、アジアにおけるSARSやトリインフルエンザの感染の急激な広がりに見られるように、従来の治療法では制圧できない新興感染症が台頭してきており、近未来の人類の脅威になってきている。その中で、近年、標的特異的医薬としての抗体医薬が見直され、その特異的な作用機序から感染症に対する特効薬として、また、からだに最も優しい医薬として注目を集めている。我々は、最近、Bリンパ球が1個入る大きさのマイクロウェルが10万から100万ウェル、アレイ状に規則正しく配置されたチップ(マイクロウェルアレイチップ)を作製し、その各ウェルにBリンパ球を1個ずつ配置して抗原で刺激し、個々のBリンパ球の抗原に対する応答を解析できる細胞マイクロチップシステムの開発を行ってきた。本研究では、このシステムを応用し、B型肝炎ウィルスに特異的なBリンパ球を検出し、B型肝炎ウィルス特異的リコンビナント抗体を作製することを試みた。まず、ワクチン接種ですでにHBs抗体陽性になっている健常人ボランティア数名にHBsワクチンを追加免疫し、末梢血よりBリンパ球を調製した。マイクロウェルアレイチップにBリンパ球を播種し、細胞をHBs抗原で刺激して細胞内カルシウムが上昇した細胞をスキャナーで検出し、マイクロピペットで回収した。回収したBリンパ球から抗体遺伝子をRT-PCR法を用いて増幅し、動物細胞で発現後、抗原特異性と親和性を調べた。その結果、いくつかの高親和性のHBs抗原特異的モノクローナル抗体を作製することができた。その抗体の一部はHBウィルスに対する強い中和能を持つことが確認された。これらの結果より、細胞マイクロチップシステムが新興感染症に対する抗体医薬の作製に貢献できる可能性が示された。
パルスパワー生成プラズマを用いた大気・水環境浄化

高繰り返しパルスパワー電源と大気環境浄化用プラズマ反応容器を用いて、排ガス処理に関する研究を行うとともに、水中大容量生成プラズマを用いて水環境浄化の研究を行った。得られた結果は下記のようである。1.模擬ガスを用いた窒素酸化物と硫黄酸化物処理の実験を行なった.実ガスの模擬のため、フライアッシュを入れて、その効果を調べた.フライアッシュは排ガス処理に効果的であった.さらにアンモニアの排ガス処理への影響を調べた.これら得られた結果は、パルスパワーによる排ガス処理を実用化へ向けて大きく前進させる結果であった。2.線対円筒電極間に水道水や蒸留水を入れて、出力電圧200kV、パルス幅1μsのパルスパワーを印加したところ、水中で長さ数十cmに渡って均一なストリーマ状放電プラズマを生成できた。水の導電率が水中放電プラズマにどのような影響を与えるかを調べたところ、ある導電率以下でのみ大容量放電プラズマを生成できた。この境となる導電率は湖沼や汚泥のそれより大きく、湖沼や汚泥の処理をすることが可能であることがわかった。3.水中にマイクロバブルをいれてパルスパワーをかけると活性酸素やオゾンができ、水の脱色・脱臭が可能であることを見出した。4.パルスパワーを用いたオゾン生成を行なった。従来より高効率(高濃度時)でオゾン生成に成功した。パルスパワーを用いると、大気中や水中で大容量プラズマを生成でき、又高電界により加速された電子が化学的活性種を豊富に生成し、高効率で、窒素酸化物や硫黄酸化物の除去、ダイオキシン除去、上下水の殺菌、オゾン生成、冷却水中幼虫の除去等が可能である。本研究目的は、これまで行ってきた基礎実験を踏まえ、パルスパワー生成プラズマを用いた新しい大気・水環境浄化システムを開発・研究することである。平成10年度は、大気・水環境システムの最適設計を行うと共に、高くり返しパルスパワー電源を製作し、その特性を調べた。高繰り返しパルスパワー電源として,磁気飽和トランス,電圧反転回路,磁気パルス圧縮回路,半導体オープニングスイッチをを組み合わせた誘導性エネルギー蓄積方式パルスパワー発生装置をSPICEを用いてシミュレーションを行い、最適設計を行った。その後,シミュレーション結果に基づいて装置の試作を行い,短パルス動作では有るが,出力150kV、パルス幅50ns、電力4.5J、負荷へのエネルギー転送効率40%を得た。今後,このパルスパワー装置の高繰り返し化を行う予定である。他に,絶縁油を用いたブルームライン線路を試作し,パルス幅10nsのパルスパワーを得た。今後、さらに短パルス化の研究を行う。水環境浄化用プラズマ反応容器を製作し,均一放電プラズマの生成に成功した。昨年度製作したパルスパワー電源と大気環境浄化用プラズマ反応容器を用いて、排ガス処理に関する研究を行うとともに、水中大容量生成プラズマを用いて水環境浄化の研究を行った。1.模擬ガスを用いた窒素酸化物と硫黄酸化物処理の実験を行い、100%近い処理が行えることが分かったパルスパワーのパルス幅を変化することにより、パルス幅が40ns程度で最大の処理効率が得られた。レーザ誘起蛍光法により、NOの時間的変化を測定した。2.線対円筒電極間に水道水や蒸留水を入れて、出力電圧200kV、パルス幅1μsのパルスパワーを印加したところ、水中で直径8cm、長さ数十cmに渡って均一なストリーマ状放電を生成することに成功した。電極間隔を短くすると、ストリーマ状放電からアーク放電に転移する。電極間隔を広げると、ストリーマ状放電が電極に達することなく電極間隔のかなりの部分で放電が起こった。3.水道水や蒸留水の代わりに汚泥を入れて、パルスパワーを印加したところ、水道水や蒸留水同様、均一なストリーマ状放電プラズマの生成に成功した。今後、汚泥処理を試みる予定である。

1.模擬ガスを用いた窒素酸化物と硫黄酸化物処理の実験を行なった.実ガスの模擬のため、フライアッシュを入れて、その効果を調べた.フライアッシュは排ガス処理に効果的であった.さらにアンモニアの排ガス処理への影響を調べた.これら得られた結果は、パルスパワーによる排ガス処理を実用化へ向けて大きく前進させる結果であった。2.線対円筒電極間に水道水や蒸留水を入れて、出力電圧200kV、パルス幅1μsのパルスパワーを印加したところ、水中で長さ数十cmに渡って均一なストリーマ状放電プラズマを生成できた。水の導電率が水中放電プラズマにどのような影響を与えるかを調べたところ、ある導電率以下でのみ大容量放電プラズマを生成できた。この境となる導電率は湖沼や汚泥のそれより大きく、湖沼や汚泥の処理をすることが可能であることがわかった。3.水中にマイクロバブルをいれてパルスパワーをかけると活性酸素やオゾンができ、水の脱色・脱臭が可能であることを見出した。4.パルスパワーを用いたオゾン生成を行なった。従来より高効率(高濃度時)でオゾン生成に成功した。
食生活を中心とする生活リズムと精神的安定度との関係

今日生活リズムを乱し、心身の健康を損なっている人も少なくなく、特に精神面に問題のある生徒、学生が増加の傾向にあることもあって、青少年の心の問題は社会的にも関心が高まっており、食生活との関連性も論じられている。しかし、心理面の調査と食生活を中心とする生活リズムについて同時に、総合的に検討した例は見あたらない。そこで、食生活を中心とする生活リズムとUPI(University Personality Inventory)やレジリエンスなどから評価する精神の安定度について、中・高等学校の生徒と大学生それぞれ約300名を対象に調査を行った。その結果、いずれの場合にも日常生活に関わる健康状態、睡眠、ストレス度、相談できる友人の有無と、精神的安定度との間に相関があった。中・高生の場合にはほとんどが自宅通学のため食事のバランスがとれているせいか、大学生と比し食生活と精神安定度とに関連を示す項目が少なかった。食生活のバランスを欠くものの割合は男子学生の方が高かったが、食品の摂取頻度が精神的安定度と相関をもつものは女子学生に多く、特に野菜の摂取頻度との相関が高かった。女子学生では牛乳・乳製品の摂取頻度との相関も高かったが、同様の関係が中・高生の場合にも認められた。また、大学生の場合とは逆に、男子生徒の方が食品の摂取頻度と精神的安定度と相関の認められるものが多く、肉類や魚介類の摂取頻度とにも相関があった。これらのことから食生活、なかでも食品の摂取の仕方と精神的安定度との関連性が示唆された。
差分方程式の表現論的研究

非形場理論に現れる微分方程式である,Knizhnik-Zamolodchikov(KZ)方程式の解の積分表示の理論のq-変形をアフィン量子代数(量子群)の表現論的な観点から構成することに取り組んだ。まず,前年度の研究によって得られたアフィン量子代数U_q(sl_2)のボゾン表現の構造を調べた。この表現からある種のスクリーニング作用素を用いて部分表現を取り出し,その指標をEuler-Poincareの原理で計算した。その結果はアフィンリー環sl_2の脇本表現の指標と一致し,我々の表現が脇本表現のq-変形であることが示された。このボゾンのなす代数は正規化を除いて通常のハイゼンベルグ代数と一致しているので,通常の計算方法が原理的にはほぼそのまま適用可能である。そこで,表現のintertwinerを構成することにより,その相関函数のJackson積分の形でq-KZ方程式の解を表示した。特に積分変数の個数が1の場合には,以前に得られた解と一致することを確かめることができた。さらに,積分変数の個数が2以上の場合にも計算を試みたが,複雑な有理式の積分の計算に帰着し直接計算は極めて困難であったため,結果を具体的な形で表示するためにはよりシステマチックに計算すべきであることが判明した。そのための準備として,Tarasov氏らのBethe仮説に関する研究結果を調査し,Bethe仮説の方法を我々の問題に組み合わせることを考察した。その結果,Yangianとよばれる対称性を取り込むことでうまく計算が進む可能性があることが分かった。
二重活性化を目指した触媒設計と分子変換反応の開発

アニオン性配位子を有する遷移金属錯体が水やアルコールなどのプロトン性溶媒中において穏やかな酸・塩基触媒として機能することに着目し、生物活性化合物の合成を指向した環境調和型不斉触媒反応の開発研究を行った。これまでパラジウムを中心金属とする触媒を利用してきたが、本研究ではより安価で入手容易な金属として銅、ニッケル、および亜鉛に焦点を当てた。アニオン性配位子としては、水酸化物イオンや酢酸イオンなどの酸素アニオンを有する配位子を用いて、各種金属錯体を合成しその合成化学的機能を検証した。その結果、以下のような具体的な結果が得られた。1、水酸化物イオンを配位子とする錯体の合成:銅ヒドロキソ錯体がナフトールのカップリング反応に用いられるという知見を基に、光学活性な銅ヒドロキソ錯体またはその複核錯体を合成した。合成した銅錯体は期待通り、アルコール中において酸・塩基触媒として機能し、これまで他の金属錯体の場合適用できなかった求核剤も活性化できることを明らかにした。2、酢酸イオンを内因性塩基として用いる不斉触媒反応と生物活性化合物への応用:アルカリ金属の酢酸塩はよく用いられる塩基であるが、遷移金属の酢酸塩の利用は十分に検討されていない。種々検討の結果、酢酸ニッケル錯体が1,2-ケトエステルを求核剤として選択的に活性化し、ニトロレフィンとの共役付加反応を高収率および高立体選択的(ジアステレオ比>30:1,エナンチオ選択性94%ee)に進行させることを見出した。これは、1,2-ケトエステルの不斉共役付加としては最初の例である。本反応は生成物選択性が高く、1,2-ケトエステルの自己縮合やエビ体の生成は殆ど見られなかった。本反応を鍵反応としてグルタミン酸受容体の強力なアゴニストの短段階不斉合成にも成功した。カチオン性遷移金属錯体が酸・塩基触媒として作用するという独自の知見に基づき、エノラートと酸性成分の共同作業を反応開発の指針とする研究を行い、以下のような新反応の開発に成功した。1)キラルエノラートとプロトン酸の共同作業:酸性条件で生成するエノラートの特徴を活かし、プロトン酸で活性化される反応剤としてアセタールを利用する新規不斉触媒反応を開発した。この反応のメカニズム解析をもとに中間体を酸化的に生成させる別法を新たに考案し、高選択的な不斉酸化的マンニッヒ反応を開発した。また、アミン塩とホルマリを用いた活性メチン化合物のアミノメチル化反応が良好な収率およびエナンチオ選択性で進行することを見出した。2)キラルエノラートとルイス酸の共同作業:ニッケル触媒、アキラルなルイス酸、および適切な塩基からなる三成分活性化系を用いることで、アリーレ酢酸誘導体のモノフッ素化か円滑に進行することを報告している。比較実験から、本反応では3つの成分が協調して反応剤を活性化していることが示唆された。本年度は、反応の基質一般性を拡大する目的で様々な添加剤や基質の構造を検討した。また、ルイス酸で活性化されると期待できる様々な反応剤との反応を検討した。その中で、クロロ化が円滑に進行することを見出した。これはカルボン酸誘導体に適用できるクロロ化としては極めて稀な例であり、今後の発展が期待される。現在、基質一般性および不斉収率の改善を検討中である。3)カウンターアニオンの反応性に期待した金属錯体の合成と骨格構築反応・:酸性条件でのエノラートの適用範囲を拡大する目的で、金属触媒の対アニオンに注目した検討を行った。弱酸の共役塩基が塩基として作用し、中心金属と協調的にカルボニル化合物を活性化すれば、弱酸の遊離を伴うキラルエノラートの生成が実現できる。新たにカウンターアニオンとしてアセテートイオンや水酸化物イオンを有する錯体を調製し、カルボニル化合物との反応を検討した。

これは、1,2-ケトエステルの不斉共役付加としては最初の例である。本反応は生成物選択性が高く、1,2-ケトエステルの自己縮合やエビ体の生成は殆ど見られなかった。本反応を鍵反応としてグルタミン酸受容体の強力なアゴニストの短段階不斉合成にも成功した。
HIV感染によるインターロイキン2受容体の変化

HIV感染により引き起こされる免疫不全は主としてT4細胞の数とその機能の低下に起因する。また、V3 loopは細胞性及び液性免疫のエピトープとして重要な領域である。我々はT細胞増殖に必要なサイトカインであるIL-2に着目し、T細胞のIL-2依存性増殖に対するV3 loopの影響を検討した。まず、HTLV-III BH10のアミノ酸配列に従いV3 loop及びlinear V3 peptidesを合成した。用いた細胞は、IL-2依存性及び非依存性細胞株(いずれもCD4陽性),PHA blast,PHA刺激後IL-2培養したPBMCから分離したT8細胞である。以上の細胞を用い、V3 loopのIL-2依存性増殖に対する影響を^3H-TdR uptakeにて検討した。PHA blastではIL-4,IL-7による増殖への影響も見た。V3 loopは10μMでIL-2依存性細胞株のIL-2依存性増殖を95%以上抑制するが、IL-2非依存性細胞株の増殖は抑制しない。PHA blastを用いた実験ではIL-2,IL-4を介する増殖は抑制されたが、IL-7を介する増殖の明らかな抑制は認められなかった。これはγ鎖を共有するIL-2及びIL-4シグナル伝達経路が少なくとも一部で共通しそこにV3 loopが作用している可能性を示唆している。この点の検討が今後の研究課題の一つとなろう。また、これらの著明な抑制はT8細胞でも認められ、CD4の存在は必ずしも必要ではないと考えられる。以上の効果はlinear V3peptidesでは認められなかったことからループ構造が重要であると考えられる。また、IL-2依存性株の細胞周期への影響も検討した。V3 loopによりG1 arrestを認めたが、この際DNA断片化の誘導は認められなかった。V3 loopが^<125>I-IL-2の細胞表面のIL-2Rへの結合を阻害するか否か調べたが結合阻害は認められなかった。これより、V3 loopの作用点はIL-2が受容体に結合以後のIL-2シグナル伝達経路下流に存在している可能性が考えられる。また、IL-2刺激後出現するチロシンリン酸化タンパクへの影響をwestem blottingにて調べたがV3 loopによっては影響を受けなかった。V3 loopによるT4細胞及びT8細胞のIL-2依存性増殖の抑制は、HIV感染者におけるT4細胞の抗原に対する増殖反応の低下とそれに続く細胞死、T8細胞のうち細胞障害性T細胞(CTL)、特にHIV特異的CTLのIL-2による誘導障害の原因となる機構の一つを示していると考えられ、感染に続く免疫不全発症機構解明にとって重要な現象ではないかと考えている。今後この現象の分子生物学的機構解明とその制御方法の開発を行いたいと考えている。V3 loopによるT4細胞及びT8細胞のIL-

2依存性増殖の抑制は、HIV感染者におけるT4細胞の抗原に対する増殖反応の低下とそれに続く細胞死、T8細胞のうち細胞障害性T細胞(CTL)、特にHIV特異的CTLのIL-2による誘導障害の原因となる機構の一つを示していると考えられ、感染に続く免疫不全発症機構解明にとって重要な現象ではないかと考えている。今後この現象の分子生物学的機構解明とその制御方法の開発を行いたいと考えている。
「ことばの力」をはぐくむ幼児と絵本のかかわりに関する研究

幼児の「ことばの力」と絵本とのかかわりの関連を検討した結果、家庭での絵本体験が豊かな幼児は、保育の場での絵本とのかかわりも多く、発揮される「ことばの力」も概して高かった。一方、家庭での絵本体験があまり豊かでない幼児の場合、両者との関連は見られなかった。また園での絵本体験は、家庭での絵本体験量を増やし、多様に変化させており、家庭の経験を補い、幼児と絵本との出会いを創り出す保育者の役割の大きさが指摘された。本研究の目的は、保育経験を一斉にスタートさせる幼稚園の3歳児を対象に、3年間の縦断的な観察研究を行い、保育の場で発揮され、はぐくまれる幼児の「ことばのカ」を捉えることにある。研究初年度である本年度は、所属大学附属幼稚園の3歳児1クラス(24名、内1学期末から転出2名)を対象に、園における絵本体験とことばの力、及び家庭での読み聞かせ調査を以下の通り実施し、成果をまとめた。1.研究経過(1)絵本体験(1)保育:(a)観察...06年4月07年3月の期間中、登園時から降園時までの観察を計33回行った。保育全般の流れをフィールドノートに記載すると同時に、幼児が絵本とかかわる行動及びことばのカが発揮されると予測される場面(一斉活動の生活報告など)をビデオで撮影した。(b)保育者への面接...観察後、保育と幼児の様子、絵本環境の設定意図、読み聞かせの意図などについて尋ねた。毎学期ごとに、観察結果を確認してもらい、意見交換を行った。(2)家庭:家庭での読み聞かせなど絵本体験に関するアンケートを06年7月に実施した。23名(回収率100.0%)から回答が得られ、分析を行った。(2)ことばの力:年度末、保育者と観察者双方が、幼児各人に対して、7つの観点から「ことばのカ」についての評定を行った。2.主要結果上記の研究の結果(1)絵本体験については、園、家庭とも保育者の影響が大きいことが明らかになった。幼児は、園で保育者に読んでもらった絵本を自分でも見ることが多く、そのような園での絵本体験を、家庭で語ることも多かった。(2)ことばの力に関しては、保育場面で言葉を発することが多い幼児が、必ずしも絵本体験が豊かであるわけではなかった。しかし、絵本をよく読む幼児の中には、特に読み書き能力の高い幼児が含まれており、関連が見られた。本研究の目的は,保育経験を一斉にスタートさせる幼稚園の3歳児を対象に,3年間の縦断的な観察研究を行い,保育の場で発揮され,はぐくまれる幼児の「ことばの力」を捉えることにある.研究2年目である本年度は,所属大学附属幼稚園の4歳児2クラス(60名,途中転出者2名を含む)を対象に,園における絵本体験とことばの力,及び家庭での読み聞かせ調査を以下の通り実施し,成果をまとめた.1.研究経過(1)絵本体験:(1)保育(a)観察07年4月08年3月に計29回行った.対象は,平成18年度末に3歳児クラスの担任と相談の上抽出した,絵本経験の豊かな幼児と少ない幼児各4名とした.(b)保育者への面接観察後,絵本環境や読み聞かせについて尋ね,学期終了時には観察記録をもとに意見交換を行った.(2)家庭家庭での絵本体験に関するアンケートを07年7月に実施した(回収27名,45.8%).(2)ことばの力:年度末,保育者と観察者双方が,幼児の「ことばの力」について7つの観点から評定を行った.2.主要結果(1)絵本体験:3歳に引き続き,4歳児も全体的に,園,家庭とも保育者の影響が大きかった.特に幼児が園で自発的に手に取る絵本の7割は,保育者が集団に対して読んだ絵本であり,保育者が絵本と子どもをつなぐ重要な役割を担っていることが確認された.抽出児の絵本体験は,園での友だち関係や遊びの広がりに関連し,いずれの幼児も3歳時に比べ絵本に接する量が減少した.(2)ことばの力:4歳児全般として10月の運動会以降,遊びの中で文字を書く活動が広がり,絵本をみる時も文字を読んだり,作品に自分の名前を書く幼児の姿が目立った.抽出児の絵本体験とことばの力に関して,話しことばとの関連は見いだせなかったが,絵本体験の豊かな幼児の中には文字の読み書き能力の高い幼児も含まれており,書きことばとの関連は見られた.本研究の目的は,保育経験を一斉にスタートさせる幼稚園の3歳児を対象に,3年間の縦断的な観察研究を行い,保育の場で発揮され,はぐくまれる幼児の「ことばの力」を捉えることにある.研究最終年度である本年度は,所属大学附属幼稚園の5歳児2クラス58名を対象に,園における絵本体験とことばの力,及び家庭での読み聞かせ調査を以下の通り実施し,成果をまとめた.1.研究経過

(1)絵本体験:(1)保育(a)観察08年4月09年3月に計31回行った.(b)保育者への面接観察後,絵本環境や読み聞かせについて尋ね,学期終了時には観察記録をもとに意見交換を行った.(2)家庭家庭での絵本体験に関するアンケートを09年3,月に実施(回収35名,60.3%).(2)ことばの力:年度末,保育者と観察者双方が,幼児の「ことばの力」について7つの観点から評定を行った.2.主要結果(1)絵本体験:5歳児では全体的に,科学絵本を初めとする多様な絵本とのかかわりが園,家庭とも顕著に見られた.そうした中でも,保育者が絵本と子どもをつなぐ重要な役割を担っていることが引き続き確認され,特に幼児が園で自発的に手に取る絵本の7割は保育者が集団に対して読んだ絵本だった.抽出児の絵本体験は,家庭ではひとり読みの増加,園では友だち関係や遊び(特に戸外の遊び)の広がりに関連し,いずれの幼児も4歳時に比べ絵本に接する量が減少していた.(2)ことばの力:5歳児全般として特に3学期には,自分の名前は大半の幼児が書け,文字を使って手紙を書く遊びに従事する幼児も増えた.抽出児の絵本体験とことばの力は,4歳時点と同様,話しことばとの関連は見いだせなかったが,絵本体験の豊かな幼児の中には文字の読み書き能力の高い幼児も含まれており,書きことばとの関連は見られた.
薄膜光導波路型センサによる微量生化学物質の高感度センシング

本研究では、広い濃度範囲の生化学物質やイオン量を僅少量で高感度に測定する薄膜光導波路型センサを理論的に検討するとともに最適設計したセンサを開発し、グルコース、コレステロール、酸化・還元へモグロン、Naイオン、Caイオンの濃度測定を可能にした。センサの基本構造は、3層からなるスラブ型薄膜光導波路であり、基盤層(クラッド層)にはパイレックスガラス(屈折率n=1.47)を用い、導波層(コア層)にRFスパッタリングした膜厚0.53μmのコーニング7059ガラス(屈折率n=1.58)を用いたガラス薄膜導波路と高分子複合材料(PVC・PVA,n=1.51)をスピンコーティングした有機薄膜導波路の2種類を製作した。トップクラッド層は試料層と空気層からなり、試料層に生化学物質やイオン溶液を滴下させることにより、エバネッセント波の吸収にともなう出力光の変化を検出し、濃度測定を行うことができる。検出原理は、(1)試料層の生化学物質の分子やイオンそのものの特定波長に対する吸光特性を検出するもの、(2)試料に反応試薬(酵素)を作用させ、その物理化学的変化に伴う吸光特性を検出するもの、(3)導波層の高分子材料に選択性のあるイオノフォアと色素をドープして、特定のイオンが反応したときに起こる吸光特性の変化を検出するものの3種類である。酸化・還元へモグロンの検出には(1)の方法、グルコースとコレステロールの検出には(2)の方法、Na、KおよびCaイオンの検出には(3)の方法を利用している。従来のATR法では、光センシング素子の導波層からセンシング対象へ浸み出すエバネッセント波強度が、本質的に低いために十分なセンシング効率を得ることができなかったが、本センサでは光波とセンシング試料間の高い相互作用を達成することが可能であり、高感度化と測定レンジの拡大がはかれた。また、センシングの時間応答が指数関数特性を有することから、その過渡特性を利用して試料の濃度測定を短時間に行う方法を考案した。本研究では、より少量で広い濃度範囲の生化学物質をより高感度に検出する薄膜光導波路型センサを開発し、Na、Caイオン及びグルコースのセンシングを可能にした。開発した薄膜光導波路型センサは基本的に3層構造を有するスラブ型導波路で、基盤層(クラッド層)はパイレックスガラス(屈折率n=1.47)、導波層(コア層)は膜厚0.53μmのコ-ニング7059ガラス(屈折率n=1.52)または高分子(PVC,PVA)複合材料であり、試料(トップ)層のクラッド層に生化学物質を点着または流出入させる。従来のATR法では光センシング素子の導波層からセンシング対象へ浸み出すエバネッセント光強度が本質的に低いために、十分なセンシング効率を得ることができないが、本センサでは光波とセンシング材料の高い相互作用を達成することが可能である。検出原理は、(1)試料層の生化学物質の分子やイオンそのものの特定波長に対する吸光特性を検出するもの、(2)試料に反応試薬を作用させその物理化学的変化にともなう吸光特性を検出するもの、(3)導波層の高分子材料に選択性のあるイオノフォアと色素をドープして、生化学物質を点着したとき特定イオンが反応したときに起こる吸光特性変化を検出するものの3種類である。

対象とした生化学物質やイオンは、(1)に関して溶血赤血球ヘモグロビンの酸素飽和度、(2)に関して血液・唾液中のグルコース濃度のGOD-POD酵素反応溶液、(3)に関してNa、K、Caイオンであり、いずれに対しても高感度のセンシングがなされた。今後の課題として、センサ感度及び時間応答性の改善、フローセルの作製、プリズム結合法に代わるレーザ光の端面入出射法の利用、波長可変パルスレーザの導入を検討する。本研究では、広い濃度範囲の生化学物質やイオン量を僅少量で高感度に測定する薄膜光導波路型センサを理論的に検討するとともに最適設計したセンサを開発し、グルコース、コレステロール、酸化・還元ヘモグロン、Naイオン、Caイオンの濃度測定を可能にした。センサの基本構造は、3層からなるスラブ型薄膜光導波路であり、基盤層(クラッド層)にはバイレックスガラス(屈折率n=1.47)を用い、導波層(コア層)にRFスパッタリングした膜厚0.53μmのコーニング7059ガラス(屈折率n=1.58)を用いたガラス薄膜導波路と高分子複合材料(PVC・PVA,n=1.51)をスピンコーティングした有機薄膜導波路の2種類を製作した。トップクラッド層は試料層と空気層からなり、試料眉に生化学物質やイオン溶液を滴下させることにより、エバネッセント波の吸収にともなう出力光の変化を検出し、濃度測定を行うことができる。検出原理は、(1)試料層の生化学物質の分子やイオンそのものの特定波長に対する吸光特性を検出するもの、(2)試料に反応試薬(酵素)を作用させ、その物理化学的変化にともなう吸光特性を検出するもの、(3)導波層の高分子材料に選択性のあるイオノフォアと色素をドープして、特定のイオンが反応したときに起こる吸光特性の変化を検出するものの3種類である。酸化・還元へモグロンの検出には(1)の方法、グルコースとコレステロールの検出には(2)の方法、Na、KおよびCaイオンの検出には(3)の方法を利用している。従来のATR法では、光センシング素子の導波層からセンシング対象へ浸み出すエバネッセント波強度が、本質的に低いために十分なセンシング効率を得ることができなかったが、本センサでは光波とセンシング試料間の高い相互作用を達成することが可能であり、高感度化と測定レンジの拡大がはかれた。また、センシングの時間応答が指数関数特性を有することから、その過渡特性を利用して試料の濃度測定を短時間に行う方法を考案した。
酸化物系バルク超電導体を用いた磁気勾配浮上に関する研究

酸化物系バルク超電導体と鉄などの軟磁性体から基本的に構成される磁気勾配浮上方式に関して,電磁力特性,特に安定な復元力が得られる変位範囲,およびその各種パラメータ依存性を数値電磁界解析に基づいて整理し,さらにそれらの結果を小型実験装置により検証し,この浮上方式のシステム応用可能性と課題を明らかにすることを目的としてきた。得られた研究成果は以下の通りである。(1)数値電磁界解析による電磁特性の解析:バルク超電導体と鉄レールの幾何学的な配置と浮上特性の関係を詳細に解析した。特に超電導体の臨界電流密度-磁界特性が浮上力特性に与える影響を解析し,安定浮上に必要な臨界電流密度を明らかにした.さらに,三次元数値電磁界解析を行い,三次元的な磁界構造を解析することにより,電磁力の不安定化の原因を明らかにすることができた。(2)永久磁石型Mixied-μ浮上系の電磁特性の測定:永久磁石・超電導体と鉄レール間に働く電磁力を測定し,超電導体によって電磁力特性が安定化され,復元力が得られることが確認できた。また,鉄レールが超電導体と比較して長くなると,電磁力特性が不安定になることが明らかになった。(3)バルク超電導磁気勾配浮上系の電磁特性の測定:バルク超電導体と鉄レールだけからなる浮上系に関して,電磁力特性およびバルク表面上磁界分布を測定した。その結果,鉄レールが超電導体等と同じ程度以下の長さの時には上下左右共に復元力が得られたが,鉄レールが長くなると不安定になる場合があり,鉄レールの長さが電磁力特性に与える影響が大きいことが明らかになった。(4)浮上システムの検討:リニア形の浮上搬送システムなどへの適用においては,走行する方向の磁界を磁気シールドなどによって抑制する必要があること,また,磁気軸受としては大いに可能性があることを示すことができた。本研究では、酸化物系バルク超電導体と鉄などの軟磁性体だけから基本的に構成される磁気勾配浮上方式に関して、浮上力特性、特に安定浮上が得られる変位範囲、およびその各種パラメータ依存性を数値電磁界解析により整理し、さらにそれらの結果を小型実験装置により検証し、この浮上方式のシステム応用可能性と課題を明らかにすることを目的とし,平成8年度は以下のような成果が得られた。(l)数値電磁界解析による浮上特性の解析:磁気勾配浮上方式におけるバルク超電導体と鉄レールの幾何学的な配置と浮上特性の関係を詳細に解析した。特にバルク超電導体の臨界電流密度-磁界特性が浮上力特性に与える影響を解析し,安定浮上に必要な臨界電流密度を明らかにした。(2)バルク超電導体と鉄レール間の電磁力測定装置および磁束密度分布測定装置の設計・製作:磁気勾配浮上方式の浮上特性を評価するために、浮上実験自体を行うのではなく、バルク超電導体と鉄レールを、様々な幾何学的な位置関係に設定して、それらの間に働く電磁力を測定する目的で、低温容器,ロードセルや可動架台などからなる電磁力測定システムを設計・製作した。また,バルク超電導体表面の磁束密度分布を測定する装置についても設計・製作した。(3)永久磁石型Mixed-μ浮上系の電磁力特性の測定:広義の磁気勾配浮上方式のグループに分類できる永久磁石型Mixed-μ浮上系に関して,上記の電磁力測定装置を用いて永久磁石・超電導体と鉄レール間に働く電磁力を測定し,超電導体がない場合には不安定な特性であったものが,超電導体を挿入することによって安定化され,復元力が得られることが確認できた。

また,上下左右の変位に関する安定領域を測定したところ,設定した浮上系においては現状のバルク超電導体の特性では,理想的な超電導体を仮定した数値解析から得られた電磁力を大きく下回り,安定領域も狭いことが明らかになった。本研究では、酸化物系バルク超電導体と鉄などの軟磁性体だけから基本的に構成される磁気勾配浮上方式に関して、電磁力特性、特に安定な復元力が得られる変位範囲、およびその各種パラメータ依存性を数値電磁界解析により整理し、さらにそれらの結果を小型実験装置により検証し、この浮上方式のシステム応用可能性と課題を明らかにすることを目的とし,平成9年度は以下のような成果が得られた。(1)バルク超電導体と鉄レール間の電磁力測定実験:超電導体および鉄レールの条件や初期励磁磁束密度などを広く変化させ,電磁力特性およびバルク表面上磁界分布を詳細に測定した。その結果,鉄レールの長さが電磁力特性に与える影響が大きく、鉄レールの長さが長い場合には,超電導体が無くても元々安定であった方向の鉄レールの変位に対して,却って不安定になる場合があることが明らかになった。(2)実験結果の解析:磁気勾配浮上の3次元数値電磁界解析を行って,実験結果との比較を行った。その結果,超電導体の臨界電流密度の磁界依存性によると考えられる差異を除いて,両者でよい一致が得られた。また,実験で得られた鉄レール長による電磁力の不安定化についても同様な結果が得られ,磁束密度や電磁力の分布など詳細に解析することにより,その原因を明らかにすることができた。(3)浮上システムの検討:これまでの数値解析および電磁力測定の結果に基づいて、バルク超電導体を用いた磁気勾配浮上システムの可能性を検討し,リニア形の浮上搬送システムなどへの適用においては走行方向の磁界を抑制する磁気シールドが必要であること,また,磁気軸受としては大いに可能性があることを示すことができた。
Id蛋白脱ユビキチン化酵素阻害による口腔癌分化誘導療法

研究者は口腔癌の悪性化に関与する転写調節因子Idの発現が主に脱ユビキチン化酵素によって制御されていること明らかにした。とりわけ口腔癌ではUSP-1の過剰発現がIdの発現を促進して、細胞増殖および浸潤などの悪性形質の獲得に至ることが解明された。動物実験モデルでは、USP-1の発現を低下させることで腫瘍の増大が抑制されることが示された。これらの結果は、ある種の脱ユビキチン化酵素阻害剤の応用が口腔癌の分化誘導に繋がり、新規治療法の確立に発展する可能性を示唆している。申請者は過去の研究において、口腔癌の悪性化に関わる転写調節因子Idの発現が、主に脱ユビキチン化によって生じていることを明らかにしてきた。また、すでに12種類の脱ユビキチン化酵素が口腔癌細胞で高発現することを確認している。本研究はまずこれらの脱ユビキチン化酵素を口腔癌細胞に強制発現させて、Id-1の発現変化を観察した。その結果、USP-1とUSP-3においてId-1の著明な発現上昇を認めた。とりわけUSP-1強制発現株はタンパクレベルで2倍以上の発現を認めるとともに、invasion assayにおいて浸潤能が上昇することが確認された。また同様にId-2および3の発現変化を解析した結果、Id-3において有意な発現上昇を認めた。脱ユビキチン化酵素の強制発現については、口腔扁平上皮癌細胞株(SAS、HSC-3)で検証した後、癌患者の組織から直接採取し培養した細胞でも同様の挙動を示すか否か実験を試みたが、導入するベクターの毒性のため安定した結果は得られなかった。USP-1強制発現細胞株におけるId-1の発現上昇が脱ユビキチン化によって起こっていることを検証するため、レポーターアッセイを行ったところmRNAレベルでは発現変化が見られなかった。この結果はUSP-1の強制発現によってId-1のユビキチン化が阻害され、増殖や浸潤等の悪性形質獲得に関与している可能性を示唆している。口腔癌細胞は悪性度が高いほどId-1が高発現する傾向があることからも、USPによId-1脱ユビキチン化が重要であることが推察される。申請者は過去の研究において、口腔癌の悪性化に関わる転写調節因子Idの発現が主に脱ユビキチン化によって生じていることを明らかにしてきた。本研究はこれらの脱ユビキチン化酵素を口腔癌細胞に強制発現させて、Id-1の発現変化を観察した。とりわけUPS-1強制発現株はタンパクレベルで2倍以上の発現を認めるともに、invasion assayにおいて浸潤能が上昇することが確認された。これらの現象が動物実験モデルでも確認されるか検討したところ、USP-1強制発現株の口腔癌細胞はコントロール細胞に比して有意に増殖活性が高かった。またこれらの腫瘍にUSP-1の酵素阻害剤を用いたところ、腫瘍の増大が抑制される結果が得られた。このことから口腔癌の悪性化に関与する転写調節因子Id-1の発現にはUSP-1による脱ユビキチン化が深く関わっており、治療標的になり得る可能性が示された。口腔癌当初予定していた12種類の脱ユビキチン化酵素の強制発現とそれに伴うId-1の発現変化については検証できた。癌組織から培養した細胞では十分な評価ができなかったが、概ね研究目的は達成されている。今後は口腔癌の悪性形質に関連すると考えられる脱ユビキチン化酵素の阻害を試みる。まずはshRNAによる発現抑制を試み、癌細胞の増殖および浸潤能の変化を観察する。また市販されている脱ユビキチン化酵素阻害剤の効果も検証する。抗腫瘍効果を有すると考えられるコンストラクトや阻害剤を同定できればxenograftモデルを作成し、in vivoで効果を検証する。予定購入物品を一部中止したため。前年度購入予定であった物品を次年度に購入する計画である。