hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軟骨細胞におけるシンデカンおよびインテグリンを介するCTGFの作用機構の解明

1.ヒト口腔扁平上皮癌細胞株HSCにCTGF遺伝子を強制発現させ、マクロアレイ解析を行ったところ、対照と比較して、インテグリンα_3β_1の遺伝子発現の上昇が確認された。2.ラットの成長板において、CTGFが増殖軟骨細胞層から肥大軟骨細胞層にかけて局在しているのに対し、ヘパラン硫酸は増殖軟骨細胞層から成熟軟骨細胞層にかけて局在することを明らかにした。3.ヒト軟骨細胞様細胞株HCS-2/8においてCTGFはヘパラン硫酸と局在が一致することを明らかにした。4.CTGFは特徴的な4つのモジュール構造、即ちIGFBP、vWC、TSP、CTモジュールで構成されているが、各モジュールの組換えタンパク質を作製し、ヘパリンがC末端モジュールであるCTに結合することを明らかにした。5.対数増殖期のHCS-2/8細胞にCTGFを添加するとDNA合成が冗進するが、ヘパリナーゼで前処理したHCS-2/8細胞ではCTGFのDNA合成促進作用は消失した。6.ヘパリナーゼで前処理したHCS-2/8細胞にCTGFを添加し、軟骨細胞の分化マーカーの一つであるアグリカンの発現をノーザンプロット法で解析すると、ヘパリナーゼで処理していないHCS-2/8細胞で見られるアグリカンの発現量の増加が認められなくなった。7.6.と同様の条件下でプロテオグリカンの合成量を^<35>S-硫酸の取り込みを指標にして測定すると、ヘパリナーゼで前処理したHCS-2/8細胞ではCTGFによるプロテオグリカン合成の促進効果が認められなかった。以上のことから、CTGFがHCS-2/8細胞に作用する際にヘパラン硫酸が必要であり、ヘパラン硫酸によって、CTGFの活性が制御されていることが示唆された。1.ラットの成長板において、CTGFが成熟軟骨細胞から前肥大軟骨細胞にかけて局在していることを明らかにした。2.ウサギ肋軟骨成長軟骨初代培養細胞増殖・分化系で、軟骨細胞が成熟し、さらに石灰化するに伴い、^<125>I標識CTGFの結合量が減少することを見い出した。3.ウサギ肋軟骨成長軟骨初代培養細胞を副甲状腺ホルモンで刺激し、軟骨細胞を成熟させると、^<125>I標識CTGFの結合量は減少し、一方、インターロイキン-1で分化を抑制すると、逆に結合量の増加が認められた。4.ウサギ肋軟骨成長軟骨初代培養系を用いて、軟骨細胞の細胞外基質を調製し、^<125>I標識CTGFと結合試験を行うと、^<125>I標識CTGFは軟骨細胞の細胞外基質と結合することを見い出した。5.ヒト軟骨細胞様細胞株HCS-2/8およびウサギ肋軟骨細胞において、^<125>I標識CTGFはヘパラン硫酸と結合するが、コンドロイチン硫酸やアグリカンには結合しないことを明らかにした。6.HCS-2/8細胞に組換えCTGFタンパク質を作用させると、ヘパラン硫酸プロテオグリカンであるパールカン遺伝子の発現量は著明に増加したが、他のヘパラン硫酸プロテオグリカンであるシンデカンファミリー遺伝子群には著明な発現量の変化は認められなかった。7.HCS-2/8細胞に^<125>I標識CTGFを細胞膜受容体にクロスリンクさせ、電気泳動してオートラジオグラフィーを行ったところ、リガンド・受容体複合体である280kDaのバンドを認めた。このバンドはヘパリナーゼあるいはコンドロイチナーゼ処理しても同様に認められた。8.放射性正リン酸存在下でHCS-2/8細胞にCTGFを作用させ、抗CTGF抗体で免疫沈降し、電気泳動してオートラジオグラフィーを行ったところ、280kDaのバンドのリン酸化の亢進が刺激後5分で認められ、その効果は60分で消失した。これらのことから、CTGF特異的受容体にはシグナル伝達に関係する高親和性受容体とプロテオグリカンなどの軟骨細胞の分化に伴って変動する低親和性受容体が存在することが示唆された。7.6.と同様の条件下でプロテオグリカンの合成量を^<35>S-

硫酸の取り込みを指標にして測定すると、ヘパリナーゼで前処理したHCS-2/8細胞ではCTGFによるプロテオグリカン合成の促進効果が認められなかった。以上のことから、CTGFがHCS-2/8細胞に作用する際にヘパラン硫酸が必要であり、ヘパラン硫酸によって、CTGFの活性が制御されていることが示唆された。
水田用調整池を利用した新潅漑システムに関する研究

1.水田用調整池システムにおける維持管理調査のうち水口取水方式について、5戸の農家に依頼して自動バルブと手動バルブの使用実績を調べた結果、自動バルブにより年間20時間の水管理労力の節減が図られることがわかった。2.最終的に平成2年度においても、頼成および安川の2地区において水田用調整池の水収支デ-タを収集した。3.今までの調査により、下記の期間の水収支デ-タが得られた。頼成調整池19831990年8年間安川調整池19871990年4年間井口調整池19861989年4年間庄川調整池19881989年2年間これを期間毎のデ-タとして電算処理した。4.3により次の項目について、経時的にグラフにより明らかにした。水田用調整池への流入特性水田用調整池から圃場への取水特性水田用調整池の有効利用特性本研究は平成元年と2年の2ケ年計画である。初年度の目的は水田用調整池に関して利水動向を調査すること。調整池に観測機器を設置し、水収支調査を実施することである。次年度は調査結果を解析し、水田用調整池システムの計画に必要な設計指針を明らかにする予定である。以下に平成元年度の実績について述べる。1利水動向調査1972年から1987年にかけて県下5地区で利水動向調査を行った。その結果を今回詳細に分析した。(1)このうち開水路により水田灌漑がおこなわれている鷹栖口若林口地区と富山県全県地区との調査により以下のことがわかった。すなわち耕地面積が大きいほど、営農意欲の旺盛な人ほど、用水の現状に不満を抱いており、又同時に水管理を担当しているのは比較的若い層が多い。富山県の水田整備率は全国的にもトップクラスであるが、用水状況に不満をもっている人が多く、その原因は灌漑時刻が早朝および夕方に集中するためとしている。そして投資面の不安さえなければ、これを解削する新しい灌漑方式に興味をもっている人は73.7%にのぼる。(2)調整池システムにより水田灌漑が行なわれている庄川地区、頼成地区、井口地区の調査により以下のことがわかった。いずれの地区でも調整池システムに対する評価は高く、ほぼ希望通りの時間帯に灌漑が行われている。又水管理に要する労働が大巾に減少したとしている。調整池の設計容量としては3時間分でやや過少、6時間分で十分との評価である。消流雪などの多目的利用も行なわれつつある。2水収支調査頼成、安川、井口、庄川の各水田調整池に水位計を設置し、5月から9月の間の観測を行った。この解析は次年度に行なう。水田用調整池への流入特性水田用調整池から圃場への取水特性水田用調整池の有効利用特性
中性子をプローブとした不安定核の核構造研究

100keV程度の遅発中性子を効率良く測定するための飛行距離50cmに置く検出器が完成し、中性子過剰核である、^<14>Beの崩壊観測の実験に用いた。この実験によって、0^+から1^+への強いβ-転移が観測された。さらに、前年度^<15>Bを用いて確認できた、Spin-Polarized Neutron Rich Nucleus+Delayed Particle Spectroscopyの実験手法を用いて、中性子過剰核の核構造研究を始めた。まず、我々が目指したのは、^<17>B崩壊に伴う^<17>Cの低励起状態の研究である。実験は、理化学研究所にて、1996年に行う予定で、今年度は、この実験のための実験条件の最適化、装置の設計・製作を主に行った。drip line近傍にある^<17>Bは、生成数がもともと小さいため、効率のよい測定が要求される。そこで、今までに製作した、すべての中性子検出器を置いて測定することにしている。このように大量の検出器を効率を落とさずに置くために、^<17>Bの偏極を保持しておくための静磁場は、空芯コイルを用いてかけることにし、このコイルを製作した。コイルは、すでに製作・テストを終えて、設計どおりの結果が得られている。また、スピン反転を行うためのrf-coilを新たに設計し直し、このコイルによる反転のシミュレーションコードを開発して、現在その性能を比較している。
音楽の学力を育てる小学校段階の学習指導のあり方-わらべ歌を教材として-

小学校段階における音楽の学力を育てる学習指導のあり方について解明するために、小学校音楽の授業構成に視点をおいて授業研究を行った。さらに、音楽の学力を育てる教材としてわらべ歌を使い、教材としてのわらべ歌の可能性を探った。実験授業の対象は、奈良女子大学附属小学校1年生と2年生で、どちらも《林の中から》や《あぶくたった》というわらべ歌を用いて授業を行った。実験授業では、わらべ歌で遊ぶところから学習活動を始め、「フレーズの繰り返し」や「問答」という音楽の構成要素を捉えるという課題ですすめた。分析の結果、授業構成の視点と教材としてのわらべ歌の可能性について、つぎの点が得られた。まず、授業構成の視点として以下の3点が明らかになった。(1)音楽の学力を育成するには、子どもが音楽の構成要素を知覚・感受できる学習場面を設定する。(2)構成活動に組みなおす学習活動の場をもつことで、知覚・感受したことを音楽の学力として確実に定着させる。(3)学力を育てる教材としてわらべ歌を扱った場合、わらべ歌で遊ぶ時間を十分にとり、その時間も学習活動の1つとして組み込む。教材としてのわらべ歌の可能性については、以下の通りである。わらべ歌は音楽の構成要素が捉えやすく、学習活動の中でわらべ歌の遊びとともに音楽の構成要素に気づかせていくことができるという点から、音楽の学力を育てるための教材として有効であることがわかった。今後は、幼稚園から小学校、小学校から中学校へと、音楽の学力を育てるための連続した学習指導のあり方についても探る必要がある。
エレクトロニクス用機能性色素材料の開発に関する研究

本研究課題についての研究成果は研究発表(論文21報、総設2報、著書7件と口頭発表65件)によって公表もしくは公表予定である。これらの成果によって、エレクトロニクス用機能性色素の分子設計と材料開発のための方法論が確立できた。機能性色素の分子設計を行う上で、色素の物性と化学構造の相関性を確立し、最適の発色素を選択する必要がある。そこで、色素の各種物性と化学構造の関係を知るための6000種類の色素を含むデータベースを完成させた。分子軌道法を用いて色素の吸収スペクトルの予測と発色機構の解析を行うための手法を完成された。MD計算によって色素発色系に及ぼす置換基効果を定量的に予測することが可能となり、吸収スペクトルからの分子設計が可能となった。光記録材料用近赤外吸収色素の合成デザインをMO法を用いて行い、分子内CT型発色素に及ぼす置換基効果を定量的に予測した。その結果を用いて各種の近赤外吸収色素を新規に合成し、その特性について検討した。分子間CT型錯体色素の吸収スペクトルをMO法を用いて解析し、スペクトルと構造の関係を定量化した。そして、近赤外吸収分子間CT型色素を合成した。また、テトラアミノアントラキノンガ分子間化合物の新規なドナーになり、その錯体が高い導電性を示すことを見出した。MD法による分子設計にって、有機非線形光学材料を開発していくための方法論を確立した。そして、分子内CT型発色素をもつ各種の複素還化合物を新規に合成し、その第二高調波発生(SHG)特性にて検討した。ゲスト-ホスト液晶表示素子の開発に関連して、新規な二色性色素の開発を行った。分子内CT型発色素をもつ深色性ポリアゾ色素では、共設鎖へのアネレーショが二色性と溶解性に有効なことを見出だした。また、アントラキノン系色素では、β位へのアリール基の導入が二色性に有効なことを見出だし、その実用性を公表した。エレクトロニクス分野の発展はめざましく、それにつれて関連する有機色素材料の応用研究が活発に行われている。ここでは、将来の光記録方式として注目されている半導体レーザ記録材料用色素と電子写真用有機導電性色素さらに光通信技術に関連する有機非線形光学材料用色素の開発などを目的として研究を遂行し、以下の成果をあげるとともに今後の展開を計った。1.光記録材料用近赤外吸収色素の合成デザインをPPPMO法を用いて行い、分子内LT型発色系におよぼす置換基効果を定量的に予測した。その結果を用いてフッ素置換アントラキノン系,フェノチアジンキノン系および2:1型フェニレンジアミンニッケル錯体系近赤外吸収色素を新規に合成し、その光記録特性について検討した。またキノン-キノニイミン互変異性による色調の変化を利用した表示材料への応用についても検討した。2.カルバゾール-ナフトキノン系分子内電荷移動錯体色素の吸収スペクトルをMO法を用いて解析し、スペクトルの定量化に成功した。そして近赤外吸収色素を合成し、そのOPC特性を検討した。またアクセプターにテトラシアノベンゼン類を用いた錯体はOPC特性にすぐれることが判ったので、それらの電子写真用感光体への応用について検討した。3.分子内LT型発色系をもつスチソル系色素を新規に合成デザインし、その第二次高調波発生(SHG)特性について検討した。そして、置換基による結晶構造の差異がSHG活性を大きく左右すること、SHG活性分子の設計にPPPMO法が有効なことを見い出した。

以上の成果は学会誌10報(1986以降)によって公表した。また、研究は既存設備とともに、主要設備備品である自記分光光度計と高速液体クロマトグラフを用いて行った。これらの研究成果をもとに、本研究課題をさらに発展させていく予定である。エレクトロニクス分野の発展はめざましく,それにつれて関連する有機色素材料の応用研究が活発に行われている.ここでは,将来の光記録方式として注目されている半導体レーザ光記録材料用色素,レーザプリンタ等の電子写真用OPC材料や,光通信や半導体レーザの波長変換に利用される有機非線形光学材料の開発を目的として研究を行い,以下の成果をあげるとともに今後の展開を計った.1.光記録材料用近赤外吸収色素の合成デザインをPPPMO法を用いて行い,分子内CT型発色系におよぼす置換基効果を定量的に予測した.その結果を用いて,フェノチアジンキノン系および2:1型フェンレンジアミンニッケル錯体系近赤外吸収色素を新規に合成し,その物性について検討した. 2.カルバゾールーナフトキノン系分子間LT型色素の吸収スペクトルをMO法を用いて解析し,スペクトルと構造の関係を定量化した.そして,カルバゾールヒドラゾンをドナー分子として用いることによって赤外領域に吸収をもつCT型色素を合成し,そのOPC特性について検討を行っている.3.分子内CT型発色系をもつ各種の複素環化合物を有機非線光学材料として新規に合成デザインし,その第二高調波発生(SHG)特性について検討した.そして,置換基による結晶構造の差異がSHG活性を大きく左右すること,SHG活性分子の設計にPPPMO法が有効なことを見い出した.そして,シアノスチソル系化合物や,カルバゾールー3ーアルデヒド誘導体にすぐれたSHG活性が見い出された.以上の成果は学会誌14報(1987年)と投稿論文7報によって公表している.また研究は既存設備とともに主要設備備品である分光光度計を用いて行った.これらの研究成果をもとに,本研究課題をさらに発展させていく予定である.本年度の研究成果は研究発表(論文11報、総説4報、著書6件、口頭発表25件)によって公表、もしくは公表予定である。以下にその概要を示す。エレクトロニクス用機能性色素の分子設計と材料開発のための方法論を確立した。すなわち、色素の物性と化学構造の相関性を確立するための色素データベースを構築した。このデータベースには6000種の色素についての吸収スペクトルと各種物性値がまとめられており、パソコンによって必要なデータの検索ができるようになっている。このデータベースと分子軌道計算法を組み合わせることによって色素の分子設計が可能となる。光記録材料用近赤外吸収色素の合成に関連してクロコニウム系色素の合成と物性について検討を行った。カルバゾール-ナフトキノン系分子間化合物の吸収スペクトルをMO法を用いて解析し、スペクトルと構造の関係を定量化した。そして、近赤外吸収CT型色素を合成した。また、分子内CT型発色系をもつテトラアミノアントラキノンが分子間CT錯体の新規なドナーになることを見出した。TCNQとの錯体は高い導電性を示すことを見出した。MO法による分子設計によって、有機非線形光学材料を開発していくための方法論を確立した。分子内CT型発色系をもつ各種の複素環化合物を新規に合成デザインし、その第二高調波発生(SHG)特性について検討した。
嫌気性流動層造粒分離・接触曝気プロセスによる下水の高度処理

嫌気性流動層造粒分離プロセスと接触曝気プロセスを組み合わせた簡単な新しい下水処理システムによって、下水中に含有される汚濁物質の除去に関して検討を行い、次の知見を得た。1.流動層造粒分離プロセスにおいて、ポリ塩化アルミニウムおよび弱アニオン系ポリマーを併用すると、下水中のSSおよびリン成分を高速度で造粒汚泥として除去することができると同時に、窒素成分も脱窒反応によって効率よく窒素ガスとして環元除去できた。また高水温期(15°C以上)に生成される造粒汚泥は冬期の造粒汚泥に比べて空隙率の小さい高密度汚泥であった。その生成には糸状性細菌が関与することおよび汚泥内に多数の球菌が存在することが顕微鏡観察で明らかになった。また脱窒菌も10^7個/ml以上存在しており、流動層造粒分離プロセスが脱窒などの生物機能を有することが裏付けられた。2.少なくとも水温10°C程度までは、全滞留時間23時間で操作するとSSおよびCOD成分の90%以上、リン化合物の95%以上が除去できた。窒素除去に関しては、水温15°C以上では、滞留時間を4時間、循環比を約3に設定して運転すると、ほぼ完全な硝化・脱窒反応が起こり、窒素除去率は80%以上に達した。しかし、水温が15°C以下になると除去率6090%、硝化率7085%と変動し、さらに水温が1012°Cになると、その除去率は低下するが、滞留時間を大きくすることによって窒素の除去が可能であることが示唆された。3.汚濁物質の物質収支の結果から、流動層造粒分離プロセスは下水中に含まれる大部分の汚濁物質を除去することができ、好気性処理プロセスへの負荷を大幅に削減できることが明らかになった。また窒素成分の45%が脱窒により、37%が造粒汚泥として除去できることが判明した。
ラット脳に発現する新規な7回膜貫通型受容体遺伝子の単離・解析

前年度にラット脳より単離したクローンRBU-15は、新規なcDNAであるが、完全長ではなかった。この遺伝子の全体像を明らかにする目的で、前年に使用したライブラリーとは別個のものを作成したり購入したりして完全長cDNAを得ようとしたが、不成功に終わった。RBU-15に特異的なオリゴヌクレオチドプライマーを用いてcDNAライブラリーを作成しようとしたが、失敗した。また、PCRに基づくRACE法を用いて5′領域を増幅しようとしたがア-ティファクトによると思われるDNA断片ばかりが回収され、成功には至らなかった。最後の手段としてRBU-15の対応する染色体クーロンを単離して5′領域の構造を明らかにしようとしたが、cDNAの5′末端からわずか20bpあまり上流に、長大なイントロンがあることが判明し、この試みも頓挫した。ここに至り材料をヒトに切り替えることにした。RBU-15をプローブにヒト脳cDNAライブラリーを検索したところ、HB-954と名付けた完全長クローンを得ることができた。HB-954がコードするタンパク質には、4箇所のN末端糖鎖結合部分、7回膜貫通部分ならびに比較的大きな細胞質部分が見い出された。HB-954やRBU-15にコードされる受容体のアミノ酸配列は、ヒトとラットの間で高度に保存されていた。しかし7回膜貫通型受容体スーパーファミリーに属する既知の受容体で特に近縁なものは見あたらず、このタンパク質が新しいサブファミリーに含まれる可能性が示唆された。7回膜貫通型受容体超分子族の構造において、3番目と6番目の膜貫通部分のアミノ酸配列をもとにプライマーを合成した。ラット脳cDNAライブラリーを鋳型としてPCRを行なったところ、約440bpのDNA断片群が増幅された。これをプラスミドベクターにサブクローニングしてDNA塩基配列を調べたところ、従来報告されていたエンドセリン受容体やヒスタミンH2受容体などの他に、データベースに登録されていない新規なDNA断片が2種類見つかった。そこで次に、このうちのひとつをプローブにして、ラット脳cDNAライブラリーよりRBU-15と名付けたクローンを単離した。RBU-15は3,477bpのインサートをもち、そのうち5'側の1,341bpには447個のアミノ酸からなるオープンリーディングフレームが見いだされた。RBU-15の蛋白質産物の疎水性を調べたところ、6つの膜貫通部分があることが推定された。ノーザンブロッティングの結果より、RBU-15は脳に主として発現し、脾臓にも発現していることが示された。しかし、3.8kbのシグナルは弱いものであることから、その発現量はアクチンおよそ400分の1前後ではないかと推定した。以上の結果よりRBU-15は脳における新規な7回膜貫通型受容体のcDNAクローンであるが、5'部分において1番目の膜貫通部分を含む約300bpが欠落していると結論した。完全長cDNAを得ることを目的として、cDNAライブラリーの再検索、特異的オリゴヌクレオチドをプライマーとした新たなライブラリーの作成、PCRを用いたPCRE法などを試みたが、これまでのところ、いずれも不成功に終わっている。また、PCRに基づくRACE法を用いて5′領域を増幅しようとしたが、ア-ティファクトによると思われるDNA断片ばかりが回収され、成功には至らなかった。最後の手段としてRBU-15の対応する染色体クローンを単離して5′領域の構造を明らかにしようとしたが、cDNAの5′末端からわずか20bpあまり上流に、長大なイントロンがあることが判明し、この試みも頓挫した。

RBU-15をプローブにヒト脳cDNAライブラリーを検索したところ、HB-954と名付けた完全長クローンを得ることができた。HB-954がコードするタンパク質には、4箇所のN末端糖鎖結合部分,7回膜貫通部分ならびに比較的大きな細胞質部分が見い出された。HB-954やRBU-15にコードされる受容体のアミノ酸配列は、ヒトとラットの間で高度に保存されていた。しかし7回膜貫通型受容体スーパーファミリーに属する既知の受容体で特に近縁なものは見あたらず、このタンパク質が新しいサブファミリーに含まれる可能性が示唆された。
受精に関与する配偶子プロテアーゼの生化学的・生理学的研究

1.(1)マボヤ精子から, DEAE-セルロース,ハイドロキシアパタイトおよびセファロース6Bを用いた3段階のクロマトグラフィーでキモトリプシン様酵素を精製した.精製酵素は分子量610Kの高分子で,ディスク電気泳動および等電点電気泳動で一本のバンドを与えるが, SDS電気泳動では数本のバンドを与える.電子顕微鏡観察ではシリンダー状の形態を示す.また,トリプシン活性をも合わせもつ.以上の性質は,本酵素が高分子量多機能プロテアーゼであることを示している.今後,本酵素による卵膜消化を調べる予定である.(2)3種のホヤ類での受精に対する3種のキモスタチン誘導体の阻害作用の強さの順序が,精子抽出液中に検出されるキモトリプシン様酵素に対する阻害作用の強さの順序とよく一致することから,いずれのホヤでもキモトリプシン様酵素がライシンとして機能していると結論した. 2.(1)カルシウムイオノフォアばかりでなく,ホルボールエステルでも卵膜上昇が誘起され,いずれもロイペプチンとカルモジュリン阻害剤で阻害された.さらに,マボヤ卵からカルモジュリンを単離したところ,その性質が哺乳類のものとよく類似していた.(2)百日咳毒素とボツリヌス毒素でそれぞれADPリボシル化される59Kと24Kの蛋白質がマボヤ卵細胞膜に存在することが示された.(3)カルモジュリンやGTP結合蛋白質が卵膜上昇機構にどの様に関与するかが今後の研究課題である.3.マボヤ卵から,精子の場合と同様の精製操作でキモトリプシン様酵素を精製した.精製酵素は,電気泳動上の挙動,電子顕微鏡観察,高分子であり,トリプトシン活性をも合わせもつことから,高分子量多機能プロテアーゼであることが示された.その性質は精子の酵素とよく類似していた.本酵素が卵内においてどの様な蛋白質の分解に関与するかが今後の研究課題である.1.(1)マボヤ精子から, DEAE-セルロース,ハイドロキシアパタイトおよびセファロース6Bを用いた3段階のクロマトグラフィーでキモトリプシン様酵素を精製した.精製酵素は分子量610Kの高分子で,ディスク電気泳動および等電点電気泳動で一本のバンドを与えるが, SDS電気泳動では数本のバンドを与える.電子顕微鏡観察ではシリンダー状の形態を示す.また,トリプシン活性をも合わせもつ.以上の性質は,本酵素が高分子量多機能プロテアーゼであることを示している.今後,本酵素による卵膜消化を調べる予定である.(2)3種のホヤ類での受精に対する3種のキモスタチン誘導体の阻害作用の強さの順序が,精子抽出液中に検出されるキモトリプシン様酵素に対する阻害作用の強さの順序とよく一致することから,いずれのホヤでもキモトリプシン様酵素がライシンとして機能していると結論した. 2.(1)カルシウムイオノフォアばかりでなく,ホルボールエステルでも卵膜上昇が誘起され,いずれもロイペプチンとカルモジュリン阻害剤で阻害された.さらに,マボヤ卵からカルモジュリンを単離したところ,その性質が哺乳類のものとよく類似していた.(2)百日咳毒素とボツリヌス毒素でそれぞれADPリボシル化される59Kと24Kの蛋白質がマボヤ卵細胞膜に存在することが示された.(3)カルモジュリンやGTP結合蛋白質が卵膜上昇機構にどの様に関与するかが今後の研究課題である.3.マボヤ卵から,精子の場合と同様の精製操作でキモトリプシン様酵素を精製した.精製酵素は,電気泳動上の挙動,電子顕微鏡観察,高分子であり,トリプトシン活性をも合わせもつことから,高分子量多機能プロテアーゼであることが示された.その性質は精子の酵素とよく類似していた.本酵素が卵内においてどの様な蛋白質の分解に関与するかが今後の研究課題である.
ストレスマーカーとしての唾液中コルチゾルを指標として新しい口臭症診断法の開発

口臭の原因の多くは口腔局所に由来し、その主要な原因物質は硫化水素やメチルメルカプタンである。これら揮発性硫化物(VSC)は臨床診断においても指標として利用されているが、各揮発性硫化物の発生が口腔内の病態とどのように関わっているのか、明らかではない。歯周病発症の直接的原因は細菌であるが、宿主要因も大きく関与しており、精神的なストレスもその要因のひとつといわれている。本研究の目的は、口臭症患者の唾液よりストレスマーカーで免疫能に関与しているホルモンのひとつであるコルチゾルの検出を行うとともに、揮発性硫化物および歯周組織の健康状態の評価といった口臭関連因子との関係を明らかにすることである。1年目である平成12年度は、呼気中VSCと唾液中コルチゾルとの関係を調べた。36人の口臭症患者の初診時と再来時のVSCの変化の違いにより、口臭症患者を2つに分けたところ、VSCの変化の幅が大きいグループは、初診時と再来時の唾液中のコルチゾル濃度の変化が大きく、変化の幅が小さいグループはコルチゾル濃度の変化が小さく、両群の間には有意差が認められた。すなわち、呼気中揮発性硫化物濃度と唾液中コルチゾル濃度は有意に関連していることが明らかとなった。次年度は、ストレスとコルチゾルの関係およびVSCの関係について明らかにし、さらにはこれらの相互関係を基礎データとして口臭症の診断、タイプ別分類、およびそれに基づいた治療法の確立を試みたい。
被災地域で絶滅の危機にある伝統芸能における継承者支援法の開発

本研究では東日本大震災の被災地の郷土芸能を支援することを目的に、モーションキャプチャで18演目、立体視映像で60演目、映像で230の芸能を記録した。そしてその一部をWeb上に公開した。その結果映像は、45,000回以上の視聴があり広く社会に郷土芸能を知ってもらう一助となった。また、実際の郷土芸能の継承者らにモーションキャプチャを使ってもらい練習してもらったところ、舞踊に上達が見られた。また、モーションキャプチャなどのテクノロジーが継承者の情熱を高めるはたらきがあることが明らかとなった。平成25年度はモーションキャプチャや立体視カメラ等を用いて東北地方の伝統的民俗芸能の記録を中心に行った。具体的には伝統芸能の継承の場、発表の場に行きモーションキャプチャおよび立体視カメラによる芸能の撮影を行った。モーションキャプチャを行った芸能は、福島県1、宮城県1、岩手県1、秋田県1、青森県1、北海道1である。立体視カメラで撮影した映像は、宮城県の30芸能である。また、記録するだけでなく、そのデータをもとにコンピュータ・グラフィックス・アニメーションの作製を試みる。加えて、成果を社会への還元するため博物館等での活用についても検討をはじめた。さらに継承者らにインタビューを行い言葉による芸能の記録も同時に行うとともに、テクノロジーを活用した継承方法について意見をもらい、次年度以降具体的に行うテクノロジーを活用した継承支援の方法について各団体の実情に合わせて検討を行った。そして、それらを実践する団体として秋田県横手市の民俗芸能1団体、岩手県大船渡市の民俗1団体の承諾を得て、26年度より本格的に実践することとした。また、これらの成果を広く社会に公開するために、一般公開用に専用のWEBサイトを立ち上げた。WEBサイトで紹介した芸能の動画では多いもので年間2000回再生されている。加えて被災者支援も目的の一つとして仙台市の仮設住宅において伝統芸能の公演を企画した。その他、研究成果をED-Media(カナダ)において発表しOutstanding Poster Awardを受賞した、その他教育工学会において研究発表を行っている。平成26年度も、25年度同様にモーションキャプチャによる伝統芸能の動作記録、また立体視カメラによる映像記録を行った。実際にモーションキャプチャを行ったのは、福島県飯館村の芸能1種、秋田県の芸能2種(秋田市等)、岩手県大船渡市の芸能1種である。立体視カメラによる記録は宮城県を中心に10程度の芸能に対して行った。その他ビデオ映像により10種ほどの芸能を撮影した。また、わらび座デジタルアートファクトリーおよび劇団わらび座養成所の協力により秋田の芸能3種(大仙市等)のモーションキャプチャデータを得た。これらのデータをもとに芸能練習用のCGアニメーションを作製した。さらに後継者不足により笛の演奏が途絶えてしまった芸能に対し、古いテープ音源から笛の音のデジタルによる再現を行った。現在は、これらのCGアニメーション等を継承者らに練習に用いてもらっているところである。特にリアルタイムで自分のモーションを振り返えったり、タブレット端末を用いた振り返り等による練習の効果について研究中である。また、継承者らにインタビューをしながらこれからの芸能の継承継続についての問題点や解決策、そしてモーションキャプチャー等のICTがそれにどう貢献できるかについて検討している。広く一般に研究成果を公開するためにWEBサイトを開設し、更新を続けている。現在まで、静止画・テキスト中心の芸能情報を80種、動画による情報をCGアニメーション・ビデオ映像合わせて約100種類公開した。なお、2015年4月までの動画再生回数は合計約20000回である。また2014年の研究成果の一部についてはEdーMedia2014で発表した。その他、学会や研究会等で研究成果を発表している。また教育情報学研究に論文を発表した。本研究は被災地(東北地方)の伝統芸能・民俗芸能に対しテクノロジー(情報技術)を用いることによって保存し、継承を支援することを目的とした。そこで、3年間で東北六県と北海道の伝統芸能・民俗芸能をモーションキャプチャ及び立体視(3D)カメラで計測した。3年間で記録した演目数はモーションキャプチャ18演目、立体視映像は60演目となった。これらのデータの一部はWEBページに公開したことで、広く社会に研究について知らせるとともに、伝統芸能・民俗芸能を知ってもらう一助となった。26・27年度は、25年度にモーションキャプチャ等を行った民俗芸能の中から、3つの芸能を選び、モーションキャプチャや立体視映像を用いた継承の支援を行った。具体的には右図のように、リアルタイムでモーションキャプチャのコンピュータ・グラフィックス、または立体視映像を見ながらの学習や、後で自分や師匠のコンピュータ・グラフィックスや映像を振り返ると言った活用を行い、モーションキャプチャ活用により舞踊の上達が見られることが明らかとなった。さらには、踊りのみの再現でなくCGによる笛の音の教材作製し練習に活用してもらい継承の支援を行った。さらにはデータをAR等に加工し継承者らモチベーションの向上をはかった。このようなテクノロジー活用により、芸能を記録し後世へ伝えるとともに、地域住民への広報、さらには継承者らの情熱の高まりがみられることが明らかとなった。

また、モーションキャプチャなどのテクノロジーが継承者の情熱を高めるはたらきがあることが明らかとなった。モーションキャプチャのセンサ故障があったり、CG作成に予定以上の時間がかかり教育効果等について深く検討できていないところがあるため、若干遅れている部分がある。一般向けに研究成果集発行(郷土芸能×デジタル)教育学平成27年度は、いくつかの芸能を対象とし、実際にモーションキャプチャのデータの活用法とその効果について検討する予定である。具体的には、タブレット端末を用いて自分や師匠の踊りの振り返り学習とその効果、ARやVRを用いた芸能の表現、またそれを用いた学習とその効果について考察する。これらを27年度いっぱい活用することで得られたデータ、継承者らへのインタビュー、現地調査をもとにデジタルデータを活用した伝統芸能の保存、また継承法についてまとめる予定である。計画時、概ね30団体の記録を目指したがその程度の撮影・記録を行うことができた。しかし、多くは宮城県の芸能にとどまったので、今年度は他県の芸能の記録を行っていきたい。また、研究成果発表のためのWEBサイトを構築し広く一般に公開することができる体制を早くから整えることができた。26・27年度は、25年度にモーションキャプチャ等を行った民俗芸能の中から、秋田県と岩手県の芸能を対象にし、モーションキャプチャや立体視映像を用いた継承の支援を行うこととした。具体的にはリアルタイムでモーションキャプチャのコンピュータ・グラフィックス、または立体視映像を見ながらの学習や、後で自分や師匠のコンピュータ・グラフィックスや映像を振り返ると言った活用を26年度、27年度にわたって継続的に行う予定である。そして、これらを継続的に活用して得られたデータ、また継承者らへのインタビューと現地での観察・調査をもとに、モーションキャプチャや立体視映像の学習効果やその効果的な使用法について、またテクノロジーの活用が継承者らに与えた影響について考察を行う。その結果をもとに、伝統芸能における継承者に対する支援方法を確立させたいと考えている。また、26年度以降も、25年度記録していない芸能の記録も継続的に行っていく予定である。
アルキル遷移金属錯体の固相特異的光反応

筆者らは、さきに、各種のβ-置換エチルコバロキシム錯体が固体状態で可視光により一方向的にα置換エチル錯体に異性化する、固相特異的なβ→α異性化反応をみいだしている。本研究では、さらに新規な固相特異的(光)反応をみいだすことを目的として、種々の光学活性CoおよびRh錯体の合成とその光反応を検討した。1.各種の軸配位子を配位した光学活性1-シアノエチルコバロキシム(1-CNE)錯体、1-メトキシカルボニルエチルコバロキシム(1-MCE)錯体、1、2-ジメトキシカルボニルエチルコバロキシム(1、2-DMCE)錯体を合成し、それらの固相光ラセミ化反応を調べたところ、いづれの錯体も固相光ラセミ化反応が起こることが解った。さらに、1-CNEの系統では、その反応速度は軸配位子の種類によらず、アルキル基の周りの自由空間のVOLUMEに存在すること、1-MCEおよび1、2DMCE錯体の系統では、軸配位子の違いによる反応速度の差は極めて大きく10000倍にも及ぶこと、ならびに、このような相違は(液相反応では見られない)固相特異的現象であることを明らかにした。また二三の光学活性Rh錯体の合成に成功し、反応性について若干の興味ある知見をえた。2.光ラセミ化反応速度の温度依存性から、その活性化パラメ-タ-を求めるための予備的実験として、まずdarkで熱ラセミ化反応を検討した(科研費で購入した恒温槽を使用)。反応速度は溶液中の同反応に比して、かなり高温が必要であり、活性化パラメ-タを求めると液相反応に比して、その活性化エントロピ-がかなり負に大きいことが解った(例えば、1-CNE(ピリジン)コバロキシムの場合ΔS^≠=-36cal/mol・k)。一次反応であるにもかかわらず活性化エントロピ-が負にかなり大きいことは注目に値する事実である。今後光反応に於ける速度の温度依存性を検討していく予定である。
工学日本語データ解析に基づく段階的学年別ESP教材開発：ESPの新視点

ESPにおいて語彙は重要な役割を担うが、学術論文の読解に必要な語彙を習得することは、日本人大学生にとって容易なものではない。その主な要因として、工学分野における知識の不足があげられる。特に、初年次学生にとっては内容が難しすぎるため、ただ単に、英語論文を分析して学習語彙を抽出し、それらを提示するだけでは、十分な学習効果が期待できない。そこで、本研究では、学習語彙の選択に、全く新しいアプローチを試みる。ここでは、日本語の教科書コーパスと、英語の教科書コーパスを構築し、それぞれの分析結果を統合することで、工学系大学の学生が最初に学ぶべきアカデミック語彙を抽出している。これまで、工学系英語論文の分析は広く行われ、研究成果を取り込んだESP教材も多数開発されてきた。しかし、大学新入生にとっては、扱われている内容が「日々の授業内容と連続していない」ために、必ずしも教育的に有効でないことが明らかになっている。本研究においては、英語教員と工学教員が協力し、工学授業内容の日本語データを幅広く網羅した、学年段階別工学日本語コーパスと、工学英語コーパスをパラレルに構築して、それぞれの解析で得られた結果を統合することで、日本の工学学生の現状を反映した、新たな工学ESP教材・ESPテストの開発を目指している。本年度は、研究の初年度として、以下のことを行った。(1)日本語コーパスの構築に必要となる日本語データの選択について、学内の工学系教員と研究会議を行い、それぞれの教員の研究協力を得て、工学系での教育内容・授業内容・教材に関する情報収集と資料収集集を行った。(2)工業系大学の英語教員および工学部担当の英語教員と会議を行い、ESP教育・ESP教材について意見交換、資料収集を行うとともに、協力して、学内外の工学系大学生・大学院生を対象にESPテストを行い、ひろく学習者の英語能力に関するデータ収集を行った。(3)コーパス構築・コーパスデータ分析や、コーパスを用いた教材開発に関する文献・資料を収集し、文献研究を行った。(4)コーパスを用いた教材開発や、教材のオンライン化など、課題に関する研究発表を行った。しかし、大学新入生にとっては、扱われている内容が「日々の授業内容と連続していない」ために、必ずしも教育的に有効でないことが明らかになった。本研究においては、英語教員と工学教員が協力し、工学授業内容の日本語データを幅広く網羅した、学年段階別工学日本語コーパスと、工学英語コーパスをパラレルに構築、それぞれの解析で得られた結果を統合することで、日本の工学学生の現状を反映した、新たな学年段階別工学ESP教材とテストを開発することを目標としている。本年度は、以下のことを行った。(1)物理・数学・化学など、工学系基礎科目に関する小規模な教科書コーパスを作成して、分析を行い、学部1年生または2年生の段階で、現在のESP教育語彙リストおいて訳語に修正を加えるべきもの、語彙リストに欠けているものを検討した。本研究に関し、関連学会および研究会において、研究発表を行った。(2)上記研究を踏まえ、「物理実験」など物理系科目、数学系科目、化学系科目について、本格的に教科書のコーパス化を開始した。(3)上記の3つの作業と同時に、工学系日本語コーパス研究に関する資料収集・研究を行った。さらに、研究を進めるために、日本語教育分野の研究者から分析方法に関する助言を得た。(4)工学系英語教育研究者と連携を取り、ESP語彙指導に関する共同研究を行うとともに、プレゼンテーション指導など発信活動に関する指導研究を共同で行い、共通の評価基準に基づく評価などを試み、評価研究を行った。しかしながら、大学に入学したばかりの新入生にとっては、こうした教材は、日々の学習内容との連続性を欠いているために、初年次学生を対象とした語彙教育においては、十分な教育効果を得られない場合がある。本研究では、大学1年生・2年生の学生を対象とした工学科目の日本語教材と英語教材のコーパスをパラレルに構築して、それぞれの解析で得られた結果を統合することで、日本の工学学生の現状を反映した、段階的ESP語彙教材の開発を目標としている。本年度は、これまでの研究を踏まえ、下記の研究を行った。(1)工学を専門とする教員・研究者の協力を得て、建築分野、物理学分野のコーパスを拡充・精製し、分析を行った。また、化学分野の日本語コーパスの構築と分析を行った。これらの分析結果と、25年度26年度の研究結果を加え、語彙表の修正を開始した。(2)ESP教材を用いた語彙教育、評価を行い、同時に、アンケートを実施して、どのような学習者がどのような学習を行う傾向があるのか、どのような効果が期待できるのか、調査を行った。(3)名古屋工業大学において、科研シンポジウムを開催し、英語教育・日本語教育に携わる研究者と意見交換を行い、それぞれの立場から、工学系語彙教育および語彙教育研究の現状と問題点を精査した。また、北京化工大学において、外国語教員・大学院生と、工業大学における英語教育日本語教育に関する研究会を行い、両国の言語教育における現状と問題点について意見交換を行った。(4)内外の学会や研究会に参加し、関連の資料収集を行うとともに、上記研究成果を学会・研究会において発表し、関係する研究者と広く意見交換を行った。

その主な要因として、工学分野における知識の不足があげられる。特に、初年次学生にとっては内容が難しすぎるため、ただ単に、英語論文を分析して学習語彙を抽出し、それらを提示するだけでは、十分な学習効果が期待できない。そこで、本研究では、学習語彙の選択に、全く新しいアプローチを試みる。ここでは、日本語の教科書コーパスと、英語の教科書コーパスを構築し、それぞれの分析結果を統合することで、工学系大学の学生が最初に学ぶべきアカデミック語彙を抽出している。(1)物理系、数学系の日本語教科書コーパスを構築した。(2)日本語分析について、日本語教育分野の研究者との研究協力体制を整えた。(3)学内外の工学系英語教育との協力の下、工学系大学の英語能力に関するデータ収集、英語プレゼンテーション能力に関するデータ収集を行った。(4)課題に関する研究発表を行った。外国語教育(1)化学系日本語教科書コーパスの構築とその分析および、物理系・数学系日本語教科書コーパスの拡充とそれらの分析を行い、ESP教育語彙リストの改定を行う。(2)学内外の工学系大学教員との協力の下、段階的学年別語彙リストを構築する。(3)課題に関する研究発表を行う。(1)学内外の工学系教員・英語教員との研究協力体制を確立し、授業内容・教材内容について研究会議を行い、教材開発に必要な資料を収集した。(2)学外の英語教員との協力の下、工学系大学生の英語能力に関するデータの収集を行った。(3)コーパス構築・コーパス分析・コーパスを利用した教材開発・教材のオンライン化に関する文献研究を行った。(4)カリキュラム構築や教材開発、学生の英語能力測定など、課題に関する研究発表を行った。日本語教育研究者との研究協力体制が整い、コーパス分析研究を先に行った。そのため、コーパス作成作業・分析作業・ESP語彙リストのチェック作業など、謝金を伴う作業が後回しになった。(1)学内外の工学系教員・英語教員との研究協力体制のもと、授業内容・教材内容について研究会議を行い、教材開発に用いる資料を確定する。(2)学外の英語教員との協力の下、工学系大学生の英語能力に関するデータを分析し、英語能力の測定方法に改良を加える。(3)コーパス構築・コーパス分析・コーパスを利用した教材開発・教材のオンライン化に関する文献研究に基づき、JSPコーパスを構築する。(4)課題に関する研究発表を行う。コーパス作成作業・分析作業・ESP語彙リストのチェック作業など、謝金を伴う作業を予定通り行う。
交通ネットワーク分割手法の改良を通した、MFD交通制御の向上

Macroscopic Fundamental Diagram (MFD)の基礎的性質として、MFDの道路ネットワーク構造依存性を数値シミュレーションによって調べた。粗密のある道路ネットワークのほうが、粗密のない道路ネットワークよりも流量が低下することを見出した。また、密度に依存してノードを開閉するネットワーク交通の制御方法について研究した。この密度依存型のノード開閉ルールによって、ネットワーク全体の流れの振る舞いの相として、free flow phase、dead lock phase、controlled phaseの3つの相が出現することを見出した。研究目的(1)「交通情報不足下でのMFD用交通ネットワーク分割」を達成するために研究を進めた。静的な分割手法の開発に成功したうえで、動的な分割手法に挑む予定であった。研究活動の一環として、ネットワーク科学分野の重要な国際会議であるNetSci 2014に出席し、ネットワーク分析方法や交通ネットワークの研究について情報収集した。しかし、交通情報不足下での交通ネットワーク分割手法の開発は、静的な手法であっても短期間で完成させることが困難であったため、研究成果はまだ結実していない状況である。上記の困難から、別の観点からも交通制御に関連する研究を並行して進めた。この研究は、東京大学江崎貴裕氏、東京大学西成活裕教授との共同研究である。都市交通を含む輸送ネットワーク上の流れは、移動体の密度に依存したダイナミクスに支配される。従って、輸送ネットワークの制御では、移動体の密度を基準とした流れの制御方法が求められる。そこで、輸送ネットワークの制御方法として、密度に依存してノードを開閉するという制御方法について研究を進めた。この密度依存型のノード開閉ルールによって、ネットワーク全体の流れの振る舞いが大きく変化すること、ならびに、流量が大きく改善される可能性があることが見出された。この研究成果をまとめた論文を論文誌に投稿しており、現在、査読を受けている段階である。また、プレプリント・サーバーのarXiv上で、論文のプレプリントを公開した。Macroscopic Fundamental Diagram (MFD)用に道路ネットワークを分割するにあたり,様々な道路ネットワーク構造におけるMFDの性質を把握する必要があると考えられる.そこで,MFDの道路ネットワーク構造依存性を研究した.研究手法としては,数値シミュレーションを用いた.具体的には,道路ネットワークを生成する数理モデルを用いて,粗密のない一様な道路ネットワークと,粗密のある道路ネットワークを生成した.なお,道路ネットワークの各リンクは,各方向1車線の対面通行道路であると設定した.それらの生成した道路ネットワークにおいて,自動車交通のエージェントベース・シミュレーションを実行して,MFDを取得した.エージェントベース・シミュレーションのソフトウェアとしては,MATSimを用いた.各車の移動方法は,下記のとおりである.まず,各車は,それぞれの出発地に出現して,それぞれの最初の目的地に移動する.その後,それぞれの次の目的地に移動することを繰り返して,最後に,それぞれの最終目的地に到着してから,道路ネットワークから退出する.上記のエージェントベース・シミュレーションを実施した結果,粗密のある道路ネットワークのほうが,粗密のない一様な道路ネットワークよりも,MFDの流量が下がるという,MFDの道路網構造依存性が見出された.当該年度で得られた上記の知見は,様々なサブ道路ネットワークが接合した道路ネットワーク全体を,MFD交通制御用に適切に分割する上で,寄与すると期待される.Macroscopic Fundamental Diagram (MFD)の基礎的性質として、MFDの道路ネットワーク構造依存性を数値シミュレーションによって調べた。年度中に所属研究機関を異動した。異動に関する準備や諸手続きのため、やや進展が遅れた。交通渋滞引き続き、MFD用の都市交通ネットワーク分割方法について研究を進める予定である。研究目的(1)「交通情報不足下でのMFD用交通ネットワーク分割」の遂行を、研究目的(2)「交通状態の情報不足に対して頑健な避難・誘導の交通制御」の遂行よりも優先する。もし、ネットワーク分割方法の開発に大きな困難がある場合は、より根本的な問題としてMFDの解明に研究をシフトし、都市交通制御への寄与を目指す。
連結された直方体容器の多液面間で生じる局所液面揺動メカニズムの解明

隔壁等で液面を分離することで多液面が生じる容器内で生じる液面揺動局所化のメカニズムの解明し,容器の大きさ,隔壁の位置,開口部の大きさ,液深等の条件が液面揺動の局所化の発生条件や,局所化時の液面揺動の大きさに与える影響に着目する.多液面間の非線形連成による揺動現象のメカニズムや発生条件等の基本特性を解明するために,局所化を左右する液面揺動モードを調べ,この固有モードを用いて非線形運動方程式を導き,揺動特性を考察する.それを実験によって確認するとともに,液面間の揺動特性(隔壁の位置や厚さ(液面間の距離),隔壁下の開口部の大きさが局所化現象の発生条件等)に与える影響を明らかにする.隔壁等で液面を分離することで多液面が生じる容器内で生じる液面揺動局所化のメカニズムの解明し,容器の大きさ,隔壁の位置,開口部の大きさ,液深等の条件が液面揺動の局所化の発生条件や,局所化時の液面揺動の大きさに与える影響に着目する.多液面間の非線形連成による揺動現象のメカニズムや発生条件等の基本特性を解明するために,局所化を左右する液面揺動モードを調べ,この固有モードを用いて非線形運動方程式を導き,揺動特性を考察する.それを実験によって確認するとともに,液面間の揺動特性(隔壁の位置や厚さ(液面間の距離),隔壁下の開口部の大きさが局所化現象の発生条件等)に与える影響を明らかにする.
G5PR過剰発現マウスにおけるB1細胞異常増加と自己免疫疾患発症機構の解明

自己免疫疾患では自己反応性B細胞の異常増殖、活性化により、自己抗体が産生され、障害を引き起こす。我々は、セリン/スレオニン脱リン酸化酵素PP2A制御分子であるG5PRの発現異常が、自己反応性B-1a細胞の異常増殖を引き起こし、自己免疫疾患を発症させることを見いだした。B-1a細胞におけるG5PRの過剰発現は、細胞死に関わる細胞内シグナル伝達の活性化を抑制し、抗原刺激による細胞死を顕著に抑制した。これらの結果から、G5PRが自己反応生B-1a細胞の生存、選択を制御し、自己免疫疾患発症に重要な役割を果たしていることが示唆された。全身性自己免疫疾患の患者では自己抗体を産生する自己反応性B細胞の増加が認められる。これは自己反応性B細胞が細胞死を誘導せずに、増殖・活性化するためと考えられる。このような自己反応性クローンの識別と排除、活性化には抗原受容体シグナルが重要な鍵を握っている。申請者はB細胞の抗原刺激による活性化誘導細胞死(AICD)を制御する分子G5PRに着目し、G5PRが自己免疫疾患モデルNZBマウスにおいて異常増殖するB-1細胞で高発現していること、雌性G5PR過剰発現マウスは加齢によりB-1細胞が増加し、自己免疫疾患を発症することを見いだした。これらの知見より、本研究ではG5PR過剰発現によるB-1細胞の異常増殖の原因を明らかにすることを目的とした。加齢G5PR過剰発現マウスの腹腔細胞の表現系を詳細に解析したところ、B-1a(CD5+CD11b+B220+)細胞が顕著に増加していた。B-1a細胞をセルソーターにより分離し、抗原受容体クロスリンクおよびLPSにより刺激したところ、誘導される細胞増殖に変化は認められなかった。一方で、誘導されるAICDは顕著に低下しており、細胞死の誘導に関わるJNKのリン酸化、活性化Caspase 3の低下が認められた。これらの結果から、G5PRは自己反応性B-1細胞の選択に関与し、その過剰発現は自己反応性B-1細胞の排除を阻害し、自己免疫疾患を発症させることが示唆された。また、G5PRはT細胞依存性抗原に対する免疫応答時に胚中心セントロサイトに選択的に発現上昇が起こり、胚中心での高親和性細胞の選択や自己反応性B細胞の出現に影響することが示唆された。これらの成果は第40回、第41回日本免疫学会総会・学術集会において口頭発表し、免疫学の専門誌である"Journal of Immunology"に掲載された。申請者はB細胞の抗原刺激による活性化誘導細胞死(AICD, activation induced cell death)を制御する分子G5PRに着目し、(1)G5PRが自己免疫疾患モデルNZBマウスにおいて異常増殖するB-1細胞で高発現していること、(2)雌性G5PR過剰発現マウスは加齢によりB-1細胞が増加し、自己免疫疾患を発症することを見いだした。一方で、抗原受容体クロスリンクによって誘導されるAICDは顕著に低下しており、細胞死の誘導に関わるJNKのリン酸化、活性化Caspase 3の低下が認められた。これらの成果は第40回日本免疫学会総会・学術集会において口頭発表した。本研究計画では、G5PR過剰発現によるB-1細胞の異常増殖の原因を明らかにすることを目的としており、その原因の一端がB-1細胞の細胞死の低下にあることを示せたため、おおむね順調に進展していると判断した。抗原受容体シグナルは自己反応性クローンの識別と排除、活性化に重要な役割を担っていると考えられる。G5PRは抗原受容体シグナルの強度を調節し、B-1細胞の選択と排除に機能することが示唆された。次年度はG5PR過剰発現によるB-1細胞を含むB細胞の選択、分化、活性化への影響を詳細に解析する。

購入試薬の納品の遅延等により未使用額があるが、おおむね予定通り研究費を使用し、成果を出した。次年度の研究費は、前年度の研究費の繰り越し分と合わせ、実験動物の維持および購入、実験試薬(抗体、蛍光色素、細胞培養関連試薬、分子生物学試薬等)の購入、プラスチック製品(培養および一般実験で使用するチューブ、ディッシュ、プレート等)の購入に使用する。また、成果発表のための費用(学会の参加費用、論文投稿費用、論文校正費用)、旅費等に使用する。