hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神疾患をもつ人々を対象とした、ポジティブな心理的変容を促す看護プログラムの開発

ベネフィット・ファインディング促進に関する先行研究の知見を整理した結果、認知行動療法・ポジティブ心理学の理論を包含する介入が有用である可能性が示唆された。本研究はまた、精神疾患をもつ人々におけるベネフィット・ファインディングの関連要因を検討した。さらに、日本語版Recovery Attitude Questionnaire(RAQ)の信頼性・妥当性を検討したところ、良好な妥当性が示されたが、信頼性は十分ではなかったため、今後のさらなる検証が必要であると考えられた。ベネフィット・ファインディングとは、慢性疾患などの逆境を経験した人が、逆境への対処を通して得られたものはポジティブな変化があったと感じることを指す概念である。本研究課題の目的は、精神疾患をもつ人を対象としたベネフィット・ファインディング促進プログラムを開発し、比較試験を行って介入効果を明らかにすることである。平成25年度はまず、ベネフィット・ファインディングやその近接概念の促進に関連する先行研究の文献検討を行い、実践的なプログラムを作成するための理論的枠組みや介入内容・方法について検討した。その結果、認知行動療法の理論を参考にすることや感情の表出を支援することなどが有用である可能性が示唆された。平成26年度は、介入プログラムを作成し、評価方法などについて検討することを計画している。平成26年度は、平成25年度から継続して、精神疾患をもつ人々を対象としたベネフィット・ファインディング促進の介入プログラムの開発に関する研究を進めた。平成26年度は、平成25年度に行ったベネフィット・ファインディングやその近接概念の促進に関する論文のレビュー結果を踏まえ、新たに出版された図書を含むさらに幅広い文献をレビューし、介入プログラムの理論的枠組みや介入内容・方法について検討を進めた。ベネフィット・ファインディング促進の介入研究は、これまでに乳がんや前立腺がんなどの患者をはじめ、患者を介護する家族や遺族などを対象として行われており、集団を対象とした認知行動アプローチによるストレスマネジメントやリラクゼーションなどを含むプログラムで介入効果が支持されていた。平成27年度は、平成26年度に検討した介入プログラムの試案の実行可能性について、精神疾患をもつ協力者の協力を得ながら検討していくことを計画している。平成27年度は、精神疾患をもつ人々のベネフィット・ファインディングの関連要因を縦断的に明らかにするために、精神疾患をもち地域で生活している人々を対象として、自記式調査票による縦断調査を行った。調査票には、研究者らが作成したベネフィット・ファインディング評価尺度のほか、Sense of Coherence評価尺度や、ソーシャルサポート、社会活動状況に関する項目などを含めた。また、精神疾患をもつ人々のベネフィット・ファインディングをサポートする上では、専門職者がリカバリー志向性を有していることが大切であると考えられ、リカバリーへの考え方を評価する日本語版尺度の信頼性と妥当性について論文発表した。平成28年度は、分析結果をふまえて、前年度までに検討した介入プログラムのベネフィット・ファインディング促進効果をさらに期待できるように修正し、実行可能性について検討していく予定である。平成27年度は、ベネフィット・ファインディングの関連要因を縦断的に検討する調査を実施したことで、より効果の高い介入プログラムの作成につながったと考えられる。ベネフィット・ファインディングとは、慢性疾患などの逆境を経験した人が、その経験によって得られたものがあったと感じることを指す概念である。精神疾患をもつ人々のベネフィット・ファインディングを促進するための効果的な介入について検討するために、これまでに実施した横断調査および縦断調査をもとに、地域で生活している精神疾患をもつ人々におけるベネフィット・ファインディングの関連要因について、さらなる分析を行い、学会発表を行った。ベネフィット・ファインディングは、リカバリーやSOC(首尾一貫感覚)、希望、精神症状などと密接に関連することが確認された。SOCのなかでは、特に有意味感が強く関連している可能性が示唆された。その一方で、1年間のフォローアップ調査においては、評価尺度スコアによって評価されるベネフィット・ファインディングには有意な変化は観察されなかった。このことからは、慢性疾患をもつ人々におけるベネフィット・ファインディングは、長い人生のなかで徐々に経験されるプロセスであると考えられ、その変化を縦断的に評価するためには、より長期間のフォローアップ調査が必要であると考えられた。さらに、ベネフィット・ファインディングを促進するための介入内容や方法について、Posttraumatic Growthなどの近接概念に関する介入研究も含めて最新の知見について文献をもとに整理し、精神疾患をもつ人々を対象とした介入方法に関する検討を行った。もともとは3年間の研究期間を設定していたが、平成25年度の産休・育休取得に伴い1年間延長した。2年目となる平成26年度は、概ね予定通りに進められたと考える。平成28年度は、精神疾患をもつ人々を対象として、作成した介入プログラムの実行可能性について検討していく予定である。精神看護学平成27年度は介入プログラムの実施可能性や修正点、介入方法などの検討を行い、最終年度となる平成28年度は比較対象試験を実施して、作成したプログラムの介入効果を検討する予定である。

平成25年4月頃より、妊娠による体調不良のため十分に研究を行えない状況となった。また、平成25年10月から産休に入り、出産後は育児休業を取得した。平成27年度は、自記式調査票による調査を行い、介入研究は実施しなかった。したがって、介入研究にかかる費用は平成28年度に支弁していく予定である。研究計画が順調に進んだ場合には、平成26年度にパイロット・スタディを行うことも視野に入れていたが、実際には平成26年度中には行うことができなかった。したがって、パイロット・スタディやその後のプログラムの修正等にかかる費用は次年度に支弁していく予定である。上記の理由により、平成28年度の研究活動で使用していく予定である。「産前産後の休暇又は育児休業の取得に伴う科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)補助事業期間延長」の承認を受けて、計3年間から計4年間の研究計画に変更したため、平成25年度に実施する予定であったが実施できなかった分の研究計画については、平成26年度に行うことで、研究を適切に遂行していく予定である。上記の理由により、平成27年度の研究活動で使用していく予定である。平成25年度は妊娠および出産・育児に関する事由により研究計画の変更や研究期間の延長を行うこととなった。そのため、当該年度に使用する予定であった研究費の一部を次年度に繰り越すこととなった。概ね、平成25年度に使用する予定であった使途に用いていく予定である。
セントロメアでのDNA相同組換えの分子機構と生理的意義の解明

染色体再編や異数化などの染色体不安定化は癌などの遺伝病の原因となる。染色体の中でもセントロメアは正確な染色体分配を行う上で極めて重要な領域である。興味深いことに、セントロメアは他の染色体領域とは異なるクロマチン構造が形成すること、また、我々ヒトを含む多くの真核生物ではDNAリピート配列により構成されることが知られている。これまでに我々は分裂酵母Schfzosaooharomycespombeを用いた研究から、DNA相同組換え因子Rad51がセントロメアの構造や機能に重要な役割を果たすこと明らかにした。しかし、実際にセントロメア・リピート配列間で相同組換えが起こるのかは明らかとなっていなかった。そこで、異なる2つのade6変異遺伝子(ade6Bとade6X)を分裂酵母のセントロメアに導入した株を作成し、自然発生的に起こるDNA組換えを解析した。その結果、複雑なクロマチン構造を持つセントロメアに於いても染色体腕部と同程度の頻度で組換えを起こすことが分かった。ところが、染色体腕部に比べて、セントロメアでは逆向きリピート間の配列の反転(交叉型組換え)が抑制されることが明らかとなった。そこで、セントロメア組換えに於けるRad51の寄与を解析したところ、rad51遺伝子破壊株では組換え頻度が大きく低下すること、また、このとき交叉型組換えの割合が増加することが分かった。これらの結果から、Rad51依存的な非交叉型組換えによりセントロメアのDNA配列が維持されていると考えられる。セントロメアは染色体の正確な分配に必須な領域である。クロマチン構造の特徴として、セントロメアはCENP-A蛋白を含むヌクレオソームが存在するキネトコア領域とヒストンH3のK9のメチル化が起こるヘテロクロマチン領域とにより構成されることが知られている。一方、多くの生物種に共通するセントロメアのDNA配列上の特徴として、リピート配列の存在が挙げられる。しかし、その生理的意義は明らかとなっていない。興味深いことに、DNA相同組換え蛋白Rad51がセントロメアの機能に重要な役割を果たすことが示唆されている。そこで、分裂酵母を用いてセントロメアのキネトコア領域に存在するリピート間でのDNA組換えについて解析を行った。近接するヘテロクロマチン構造が組換えにどのような影響を与えるのかを知るために、H3K9のメチル化酵素Clr4の遺伝子破壊株と野生株を用いて自然発生的に起こるセントロメア組換えを測定した。その結果、clr4変異株ではセントロメア・リピート間での組換えが野生株に比べて高頻度に起こることが分かった。分裂酵母ではヘテロクロマチン構造により姉妹染色体の接着に必要なコヒーシン蛋白がセントロメアにリクルートされることが知られている。そこで、コヒーシン蛋白の染色体結合に必要なMis4/Scc2の温度感受性変異株を用いてセントロメア・リピート間の組換えを測定した。その結果、mis4変異によっても組換え頻度が上昇することが分かった。これらの結果から、ヘテロクロマチン構造により誘導される姉妹染色体接着はセントロメア・リピート間の組換えが過剰に起きてしまうことを防ぐ役割を果たしているのではないかと考えられる。
日英語の強調とぼかしの語用論的メカニズム

本研究の成果は,強調とぼかしのメカニズムを語用論的に解明し,その普遍性を日本語と日本語以外の言語で示したことにある。具体的に述べると次のようになる。文献(中西久実子(2012)『現代日本語におけるとりたて助詞と習得』ひつじ書房)で明らかにした日本語におけるとりたて助詞の語用論的特徴(肯定的用法と否定的用法)が,とりたて助詞以外の形式「ておく」「だって」「てしまう」「かな」など,および,英語のjustにも適用できることを論証し,国内外の学会・論文で発表した。平成25年度は当初の計画のとおり,仮設の検証をおこない,強調とぼかしのメカニズムを日本語だけでなく英語でも確認できるか分析を進めた。分析の結果は以下の学会で発表した。口頭発表1)は英語の強調とぼかしについての発表(英語による)で,それ以外は日本語の強調とぼかしについての発表(日本語による)である。口頭発表2)中西久実子(2013)「強調の「だけだ」が不自然になる原因ー「それは千円だけだ」はなぜ不自然なのかー」日本語文法学会第14回大会(於早稲田大学)平成25(2013)年12月.口頭発表3)中西久実子(2013)「終助詞「かな」の語用論的特徴-「疑念」「ぼかし」「非難」の違い-」日本語用論学会第16回大会研究発表(会場:慶應義塾大学)2013年12月.論文1)中西久実子(2014)「とりたて助詞「でも」で言い換えられない「だって」」『研究論叢』LXXXII82号、pp.227-239、京都外国語大学,2014年1月.平成26(2014)年度は,以下の1)2)の研究をおこなった。前年度までの研究成果を学会誌に発信し,さらに次年度への研究の完成をみすえてより汎用性のある理論であることを検証している段階である。1)前年度(平成25(2013)年度)の研究成果を論文にまとめて(i)(ii)(iii)の学会誌(レフェリー付き)に掲載された。(i)中西久実子(2014)「「名詞+だけだ」が不自然になる原因ー「弟は10歳だけだ」はなぜ不自然なのかー」『日本語教育』159号,pp.17-29,日本語教育学会. (ii)中西久実子(2014)「とりたて助詞「でも」で言い換えられない「だって」」京都外国語大学『研究論叢』LXXXII82号、pp.227-239、京都外国語大学.(iii)中西久実子(2015)「終助詞「かな」の語用論的特徴ー「非難」「ぼかし」の用法ー」『無差』22,pp.22-37,京都外国語大学日本語学科.3)日本語における強調とぼかしのメカニズムを日本語学習者の語彙の習得という側面から分析し,以下の研究発表をおこなった。「日本語ピア・ラーニングにおけるジグソー学習法の活用と語彙のインテイクー『みんなの日本語中級I』を使った実践を中心にー」香港日本語教育研究会第10回国際大会日本語教育・日本語研究シンポジウム「変化する国際社会における課題と可能性」(於:香港大学専業進修学院)平成26(2014)年11月15日16日,SOCIETY OF JAPANESE LANGUAGE EDUCATION HONGKONG.本研究の実績は,下記の2点に集約される。第一に,投稿論文が採用にいたったことである。この学会誌(日本語教育学会学会誌『日本語教育』)は世界各国の日本語教育関係の研究者が数万におよぶ投稿をおこなうなか査読が厳しいと言われており,採択率も極めて低い。本研究の代表者(中西久実子)は本研究費の助成を受けてこの査読を通過し,採択にいたった。中西久実子(2014)「「名詞+だけだ」が不自然になる原因ー「弟は10歳だけだ」はなぜ不自然なのかー」『日本語教育』159号,pp.17-29,日本語教育学会.この論文の要旨は次のとおりである。日本語学習者は「弟は10歳だけだ」など不自然な「だけだ」を多用するという問題があった。先行研究ではこのような「だけだ」は質を規定する名詞述語に接続すると不自然になるとされていた。これに対して,本研究では「だけだ」が質を規定する名詞述語に接続しても不自然にならない反例があることを指摘し,「だけだ」が不自然になる原因を解明した功績は大きい。本研究では,上記の論文でとりたて助詞「だけ」による強調とぼかしのメカニズムを明らかにしている。さらに,「だけだ」の英語訳「just」についても研究発表をおこない,日英語の強調とぼかしの語用論的メカニズムを明らかにした。これが本研究の第二の成果となる。日本語とりたて表現の強調とぼかしのメカニズムを英語などほかの言語で検証し,それを国際的な学会,論文において英語で発表できたことは研究費の助成を受けてこそ実現できた成果である。文献(中西久実子(2012)

『現代日本語におけるとりたて助詞と習得』ひつじ書房)で明らかにした日本語におけるとりたて助詞の語用論的特徴(肯定的用法と否定的用法)が,とりたて助詞以外の形式「ておく」「だって」「てしまう」「かな」など,および,英語のjustにも適用できることを論証し,国内外の学会・論文で発表した。本研究の目的は,下記の(a)(b)に示すとおり,強調とぼかしのメカニズムを語用論的に解明し,その普遍性を示すことである。下記の(a)(b)のどちらについても調査・分析をほぼ終え,全国大会・国際大会などの学会で成果を発表する段階に至っている。(a)まず,とりたて助詞の語用論的特徴(肯定的用法と否定的用法)をもとに,日本語における強調とぼかしのメカニズムを明らかにする(日本語の強調とぼかしのメカニズムの解明)。(b)次に,日本語における強調とぼかしのメカニズムは,とりたて助詞以外の形式にも英語など日本語以外の言語にも適用できるという仮説を立ててこれを検証する。そして,強調とぼかしのメカニズムを示して,その普遍性を実証する(英語の強調とぼかしのメカニズムの解明)。日本語教育2015年度は研究実績の概要1)2)3)をさらに国際的な学会で研究発表する予定である。海外学術雑誌への投稿もおこなう予定である。本研究の実施期間に発表した研究論文等を成果報告書として刊行・発信する予定である。さらに余力があれば,本研究の成果を,日本語教育だけでなく,日本語母語話者の日本語コミュニケーション力の強化に活用し,相手を不快にさせないコミュニケーション教育の強化について本研究の成果を援用して考察する。本研究の目的は,以下のとおりで,強調とぼかしのメカニズムを語用論的に解明し,その普遍性を示すことである。おおむね(a)を終了し,(b)を進めているところである。そして,強調とぼかしのメカニズムを示して,その普遍性を実証する(英語の強調とぼかしのメカニズムの解明)海外学術雑誌への投稿は翻訳作業に労力を要しているため,まだ実現していない。平成26年度予算が残っているのはこのためである。平成26年度は次の2点を中心に研究を進める。1)平成25年度に口頭発表した英語の分析を,論文として投稿する。2)英語コーパスで英語の大量の例文を収集することによって研究目的の(b)をさらに進め,英語においても仮説が検証できることを示す。そして,その分析結果を海外学術雑誌への英語で投稿する。本年度は海外学術雑誌への投稿・国際学会での研究発表を実現させるため,予算が残らず支出できる予定である。平成26年度は平成25年度に口頭発表した内容を英語で学術雑誌に投稿する予定である。海外の学術雑誌への投稿に際しては,より精密な翻訳(和文翻訳)が必要となる。そのため学術論文翻訳サービス(editage)を利用して(http://www.editage.jp/),完成度を上げる。
プログラムのメタ情報を利用したソフトウェアの部品化手法の研究

本研究の目的は,近年になって注目されている次世代のオブジェクト指向技術である自己反映計算の技術を応用して,新たなソフトウェアの部品化の手法を開発することであった.本研究は,我々の研究グループで既に開発した自己反映計算に基づいた言語処理系OpenC_<++>を研究開発の基盤として利用した.まず,プログラムの部品間の依存関係をあらわすメタ情報を記述しやすくなるよう,OpenC_<++>の改良をおこなった.さらに部品化の対象となるソフトウェアの範囲を広げ,現状の自己反映計算の能力でもうまく部品化できないソフトウエアを部品化するのに必要な基礎技術の開発を行った.そのひとつとして,フランスの国立研究所LAASの研究グループと協力し,ソフトウェアの耐故障性を高める機能を部品化する研究,オペレーティング・システム(OS)のサブシステムを部品化する研究,分散ミドルウェアを部品化する研究を行った.OS機能の部品化では,実行時性能の他に,故障時の安全性が重要であり,実行時性能と安全性とを両立させる手法の開発を行った.また,OpenC_<++>のようにコンパイル時にメタプログラムを解釈実行する方式では,プログラムの実行時にしか行うことのできないソフトウェア部品間の保護を行うのは難しい.そのため,互いに保護を必要とするようなソフトウエア部品では,部品化することによって性能の劣化が起ってしまう.この性能劣化を押さえるため,部品間の保護を実現しながらも部品間の呼び出しによるオーバヘッドを削減できるような,仮想記憶機構を新たに開発を行った.本研究の目的は,近年になって注目されている次世代のオブジェクト指向技術である自己反映計算の技術を応用して,新たなソフトウェアの部品化の手法を開発することであった.本研究は,我々の研究グループで既に開発した自己反映計算に基づいた言語処理系OpenC_<++>を研究開発の基盤として利用した.まず,プログラムの部品間の依存関係をあらわすメタ情報を記述しやすくなるよう,OpenC_<++>の改良をおこなった.さらに部品化の対象となるソフトウェアの範囲を広げ,現状の自己反映計算の能力でもうまく部品化できないソフトウエアを部品化するのに必要な基礎技術の開発を行った.そのひとつとして,フランスの国立研究所LAASの研究グループと協力し,ソフトウェアの耐故障性を高める機能を部品化する研究,オペレーティング・システム(OS)のサブシステムを部品化する研究,分散ミドルウェアを部品化する研究を行った.OS機能の部品化では,実行時性能の他に,故障時の安全性が重要であり,実行時性能と安全性とを両立させる手法の開発を行った.また,OpenC_<++>のようにコンパイル時にメタプログラムを解釈実行する方式では,プログラムの実行時にしか行うことのできないソフトウェア部品間の保護を行うのは難しい.そのため,互いに保護を必要とするようなソフトウエア部品では,部品化することによって性能の劣化が起ってしまう.この性能劣化を押さえるため,部品間の保護を実現しながらも部品間の呼び出しによるオーバヘッドを削減できるような,仮想記憶機構を新たに開発を行った.今年度は計画の初年度であるので、まず、部品化の対象となる実際のソフトウェアを作成した。これらは次年度以降の研究の基礎データとなる。まず、Tcl/tkを元にしたGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)ライブラリをC_<++>で作成し、現在の標準的な言語機能では、どのような機能の部品化が可能で、どのような機能は特別な処理系などを用いないと部品化できないかを検討した。その結果、ラムダ関数や、特別なシンタックスを必要とするような機能を、うまく部品化できないことが明らかになった。また、ベクターライブラリやSTL(標準テンプレート・ライブラリ)と、同様の機能をライブラリを使わずに記述した場合とを比較し、どのような原因で実行効率が低下しているのかを考察した。そして、オブジェクトなどの高度な抽象化機能が、コンパイラの最適化を邪魔し、結果として実行効率を低下させていることがわかった。一方、ライブラリを用いない場合は、プログラマが高度な抽象化をおこなわずに、低レベルな記述をおこなっているので、実行効率がよいことが判明した。さらに、ライブラリの他に、オペレーティング・システムのモジュールの作成もおこなって、部品化の可能性を研究した。作成したモジュールは、分散共有メモリ、分散ファイルシステム、Webサーバ、マルチスレッド、仮想記憶管理、などである。これらの作成をとおして、従来型のモノリシック・カーネルでは個々のモジュールを密接に結合させることで、高い実行効率を達成していること、一方、個々のモジュールを部品として独立させようとすると、実行効率が犠牲になることがわかった。また、部品化した場合の実行効率の低下をおさえるには、特別なインタプリタをカーネルに組みこむ手法が有効であることを明らかにした。本年度は自己反映言語処理系OpenC++を改良し、その上で効率のよいソフトウェア部品の作成を試みた。まず、今までは構文木をメタプログラムで変形するという、比較的単純な機能しか提供してこなかったが、これまでの経験に基づいてこれを改良し、クラスやメンバーなど、より高い抽象概念を使ってプログラムを変換できるようにした。これによって多くのメタプログラムの記述を短く簡潔することができた。さらにこのOpenC++を使い、並列処理用のメタプログラムを作成した。これは並列計算機Sun Starfireの上で、並列オブジェクトを使ってプログラムを書けるようにするものである。このような並列オブジェクトは、クラスライブラリの形では提供できないので、従来は部品化できなかった。しかし自己反映計算を使うことで、メタプログラムという部品の形で提供できるようになった。さらにこのメタプログラムをライブラリ化することで、類似の部品を容易に作成できるようにした。

また、類似部品を作る際には、不要な機能のために実行効率が不必要に低下すること避けるため、そのような機能を削除することができる。この他にオペレーティング・システム(OS)のモジュールの部品化についても研究した。OSの場合、部品の故障からシステムを守る保護機構と部品の実行効率の調整が難しく、部品化できないものが多い。我々は、部品を組みこむときに、どんな保護機構でシステムを守るかをユーザが選べるような機構を開発しこの問題に対処した。本研究の目的は,近年になって注目されている次世代のオブジェクト指向技術である自己反映計算の技術を応用して,新たなソフトウェアの部品化の手法を開発することであった.この手法を用いると,(1)部品同士が互いに複雑に依存し合うため,従来,部品化できなかったソフトウェアを部品化できるようになる.(2)部品の組み合わせとして実現すると,実行効率が低下するソフトウェアを,実行効率を低下させずに,部品の組み合わせとして実現できるようになる.本年度は,OpenC++を使ってソフトウェアの耐故障性(fault tolerance)を高める機能を部品化する研究をおこなった.さらに部品化の対象となるソフトウェアの範囲を広げ,現状の自己反映計算の能力でもうまく部品化できないソフトウェアを部品化するに必要な基礎技術の開発を行った.具体的には,従来は部品化が難しいとされてきたオペレーティングシステムや分散ミドルウェアを対象に研究を行ない,ファイルシステムやネットワーク,分散オブジェクトシステムを部品化するための方策を探った.また,OpenC++のようにコンパイル時にメタプログラムを解釈実行する方式では,プログラムの実行時にしか行うことのできないソフトウェア部品間の保護を行うのは難しい.そのため,互いに保護を必要とするようなソフトウェア部品では,部品化することによって性能の劣化が起ってしまう.この性能劣化を押さえるため,部品間の保護を実現しながらも部品間の呼び出しによるオーバヘッドを削減できるような,仮想記憶機構を新たに開発を行った.
虚血時不整脈におけるコネキシン43の関与

隣接する細胞間の情報伝達を担うGap junction(GJ)とその前駆体で細胞内外の低分子物質の授受を行うHemi-channel(HC)は、心筋において不整脈の発生や心筋傷害に関与していると考えられている。私は虚血による不整脈の発生や心筋傷害の関与のメカニズムを解明するために、今回、特に虚血におけるHCの活性の変化とその生理的意義として虚血再灌流傷害への関与について調べた。虚血心筋のモデルとして、心筋初代培養細胞をOxygen-Glucose deprivation(OGD)に曝露し、心筋HCの主要構成タンパク質であるコネキシン43(Cx43)の発現量、HC活性(HCの開閉による低分子物質の授受)、細胞内カルシウム濃度、細胞傷害等を解析した。その結果、以下のような新知見を得た。1.OGDによってCx43量の増加とHCの活性化が1時間をピークに一過性に起こる。2.OGDによる細胞内カルシウム濃度の上昇はHCの活性化が起こる30分頃から始まり、2時間には1μM以上となるが、HCの開口はこの細胞内カルシウム濃度上昇のトリガーとなっている。3.OGD30分のHC開口によって引き起こされたカルシウムのオーバーロードは、OGD1時間以降HCの閉口をもたらし、HC活性はOGD2時間にはベースに戻る。4.虚血再灌流傷害のモデルとして、HCが開口しているOGD1時間に細胞を通常の培養液に戻すと、約50%の細胞が傷害された。しかし、OGDの際にHC特異的ブロッカーペプチド(Gap26)を加えると細胞傷害が抑制された。このことは虚血再灌流傷害おけるHCの関与を示唆している。以上のように本研究は、虚血によるHC活性化が一過性であることのメカニズムを解明し、HCの開口がカルシウムオーバーロードを引き起こし、虚血再灌流傷害に関与していることを明らかにした。これまでの研究から、ラット心筋初代培養細胞のOxygen-Glucosedeprivation(OGD)による虚血モデルにおいて、(1)心筋コネキシン43(Cx43)のタンパク量が1時間をピークに一過性に上昇すること、(2)この時、GJを介した細胞感情報伝達およびHCを介した細胞内外における低分子物質の非選択的授受機能が上昇することを明らかにしている。そこで、これらの機能変化が心拍動リズムに影響を及ぼすのか否かをvideo edge-motion detectorsystemを用いて測定した。細胞をOGDに暴露すると直ちに拍動数は低下したが、一定のペースで拍動していた。しかし、HCのブロッカーであるLa^<3+>を加えてOGDにすると、不規則な拍動リズムが観察された。GJブロッカーであるOctanolでは拍動数をさらに低下させたが、リズムの乱れは生じなかった。2.虚血による心拍動リズムの変化とCa^<2+>トランジェントの関係について心拍動のOGDによる変化が細胞間の拍動の同調に影響を及ぼしているのか否かを明らかにするために、カルシウム蛍光指示薬Fura-redを細胞にローディングし、心拍動に伴うCa^<2+>トランジェントを観察することにより拍動の同期を評価した。その結果、OGD条件化において拍動の同期は保たれていることが明らかになった。3.虚血によるCx43増加とGJおよびHC発現との関係についてOGD1時間におけるCx43の増加を免疫染色法により形態学的に観察したところ、細胞膜上のCx43の染色が有意に増加していた。以上の結果から、OGD1時間において、細胞膜上のCx43の発現量が増加することによりHC機能が上昇し、心拍動のリズムに何らかの影響を及ぼしていることが示唆された。

以上のように本研究は、虚血によるHC活性化が一過性であることのメカニズムを解明し、HCの開口がカルシウムオーバーロードを引き起こし、虚血再灌流傷害に関与していることを明らかにした。
高品質な非ｃ軸配向Ｂｉ－２２２３単結晶薄膜の作製と新構造高出力ＴＨｚ素子への応用

我々は、実用レベルの出力を持つテラヘルツ(THz)素子を目指して、独自に開発した有機金属化学気相成長法(MOCVD)により、低誘電率の単結晶基板上に、c軸が1方向に約45度傾いて揃った、双晶のない高品質なBi系酸化物超伝導体の非c軸配向単結晶膜を作製した。薄膜の構造評価は新たに開発したX線回折による配向性評価法を用いて行った。さらに、世界で初めて、究極の配向制御である、Bi-2223のa軸配向単結晶膜の作製に成功した。これらの単結晶膜を用いると、今までにない全く新しい素子構造が可能になり、懸案の「THz波強度問題」を解決する画期的なTHz素子が期待できる。本研究で提案した新しいデバイス構造をもつテラヘルツ波の発振素子を実現するためには、高品質な非c軸配向のビスマス系銅酸化物の作製が不可欠である。我々は前年度に有機金属化学気相成長法(MOCVD法)によりビスマス系の各種超伝導酸化物、Bi-2201、Bi-2212、Bi-2223薄膜について、c軸、非c軸の配向制御に成功した。本年度はそれぞれの膜の高品質化を進め、最適な作製条件を明らかにするため、酸化物超伝導体の組成(あるいは単位胞中のCuO2面の数)、結晶の配向性、結晶基板の面方位、原料として供給するBi、Sr、Ca、Cuの有機金属や金属錯体の組成比、および成膜中の基板温度に着目して、各々の相関を調べた。その結果、(115)Bi-2201、(117)Bi-2212、(119)Bi-2223の非c軸配向膜の低温作製に成功し、さらに高品質化を行う手法を格子エンジニアリングの視点から明らかにした。これと同時に、高品質な非c軸配向膜を作製するためには、評価手法の開発も必要である。とくに、本研究で提案している新しい構造のテラヘルツデバイスは、電極間でc面が繋がっていると発振しないので、双晶のない非c軸配向の単結晶膜を作ることが重要である。そこで、X線回折を用いた構造解析により非傾斜の基板上に成長させた(117)配向薄膜の評価を行い、c軸配向膜とは異なる2回対称の空間対称性を持つことを明らかにした。この結果、テラヘルツ発振に向けて、双晶のない非c軸配向の単結晶膜の作製が必要であることがわかり、低誘電率の傾斜基板を用いた成長機構の制御を検討した。また傾斜基板上に成長した非c軸単結晶薄膜を評価するため、X線回折の評価手法の開発を進めた。本研究の分担者である立木昌は、非c軸配向膜を用いると、今までのバルクやc軸配向膜では実現不可能な、全く新しいデバイス構造が可能になり、テラヘルツ波の発振強度が飛躍的に上昇し、コンパクトな増幅器や検出器もできることを、理論的に示した。本研究では、有機金属化学気相成長法(MOCVD法)を用いて、Bi2Sr2CuO6+x (Bi-2201)薄膜を作製し、基板の格子との格子エンジニアリングにより、配向性の制御を行い、c軸配向(001) Bi-2201膜、およびc軸が基板に対して約45度傾いた非c軸配向(115)Bi-2201膜の作製に成功した。これにより、MOCVD法で、Bi系銅酸化物Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x (Bi-2223)、Bi2Sr2CaCu2O8+x (Bi-2212)、Bi-2201のすべての酸化物について、それぞれ(119)、(117)、(115)配向の非c軸配向膜を得ることができた。しかし、新規構造を持つテラヘルツ発信素子を作製するためには、双晶のない非軸配向膜が不可欠である。我々は、傾斜基板を用いることにより、双晶のない(119)Bi-2223および(117)Bi-2212薄膜を作製したが、もう一つのアプローチとして、c軸が基板に水平、即ちCuO2面が基板に垂直に配向した、「究極の非c軸配向」と言うべき、a軸配向の実現を追い求めてきた。非c軸配向の中でもa軸配向膜の場合、素子構造が最も簡単なプラナー型構造で、テラヘルツ波の入射、放射の方向が基板面に垂直なため効率が良いと考えられるからである。その結果、Bi-2223単位格子のb、c軸長と整合する格子を持つ基板を見出し、これを用いて、双晶のないa軸配向した(100)Bi-2223

超伝導膜の作製に世界で初めて成功した。本研究では、薄膜を使って、実用レベルの発振強度を持つテラヘルツ(THz)素子を目指し、Bi系超伝導体薄膜の高品質化を進めてきた。その過程で、非c軸配向の単結晶膜を用いると、今までに無い全く新しいデバイス構造が可能になり、実用化に向けブレークスルーするべき最大の課題の「強度問題」を解決する、画期的なTHz素子ができることを着想した。すなわち、非c軸配向膜の表面に電極を設けるだけの極めて簡単な構造(プラナー型)では、電極間に多数の固有ジョセフソン接合(IJJ)が形成でき、IJJ数の2乗に比例するTHz波の発振強度の増加が期待される。これは、バルク結晶やc軸配向膜では不可能である。そこで、有機金属化学気相成長法(MOCVD)により、THz波が吸収されない低誘電率基板上に、基板と薄膜との格子整合性を使う格子エンジニアリングの手法を駆使し、Bi系超伝導体Bi-2201、Bi-2212、Bi-2223のすべての酸化物について、それぞれc軸が約45度傾き、新構造素子に適した(115)、(117)、(119)配向の非c軸配向膜を作製した。とくに、新構造のTHz素子では、電極間でc面が繋がっていると発振しないので、c面が一方向に揃った双晶の無い単結晶薄膜を作ることが重要である。本研究では傾斜基板を用いてステップフロー成長することにより、この「双晶問題」を解決した。これらの配向性を制御した非c軸配向の単結晶膜の評価は、新たに開発したψーφスキャンによるX線回折により可能になった。もう一つのアプローチとして、c軸が基板に水平、即ちCuO2面が基板に垂直に配向した、「究極の非c軸配向」と言うべき、a軸配向の実現を追い求めてきた。その結果、Bi-2223単位格子のb、c軸長と整合する格子を持つ基板を見出し、これを用いて、双晶のないa軸配向した(100)Bi-2223超伝導膜の作製に世界で初めて成功した。材料科学新構造のテラヘルツデバイスの実現に不可欠な高品質非c軸配向膜を得るための、クリアーすべき課題が順次解決されている。1層から3層まで、銅の層数が異なるビスマス系銅超伝導体の薄膜について、配向制御することができた。とくに、究極の配向と言うべきa軸配向の単結晶膜の作製に世界ではじめて成功した。高品質な非c軸配向膜の作製を進める。X線回折により、傾斜基板上の非c軸配向膜の構造解析を行う。また、非c軸配向の薄膜を走査SQUID顕微鏡で観察することにより、理論的に予測された発振のメカニズムの検証を行う。新しい構造のテラヘルツデバイスを試作し、発振動作を調べる。高出力のテラヘルツ波発振に向けて、面内に固有ジョセフソン接合を持つ新しい素子構造を作るため、Bi-2223のa軸配向膜の高品質化を進める。最終年度に向けて最適な作製条件の解明を続け、最高品質の非c軸配向の単結晶膜を作製し、これを用いた新しい構造のデバイスを試作する。傾斜基板の角度や薄膜の膜厚などを変えて行うため、実験の展開により消耗品の使用量が変わる。これを事前にできるだけ正確に予測することを試みた結果、次年度に繰越して、単結晶基板や原料などの消耗品代に充当することが良いと判断した。主として、MOCVD法によるBi系銅超伝導薄膜作製用の有機金属・金属錯体原料、高純度アルゴン・酸素のガス原料、単結晶基板、およびデバイス構造作製用材料・部品の購入に使用する。その他、真空ポンプ用フォンブリンオイル、ガスケット、サセプター、石英トレー等、装置のメンテナンス材料の購入に使用する。主として、有機金属化学気相成長法(MOCVD法)によるBi系銅超伝導薄膜の作製に必要な固体原料と高純度アルゴン、酸素のガス原料、結晶基板の購入に使用する。その他、消耗品として、ガスケット、真空オイル、サセプター、石英トレー等、MOCVD薄膜作製装置のメンテナンス材料の購入に使用する。
核酸搭載エクソソームによる腫瘍関連マクロファージを標的としたがん治療戦略の実証

牛乳からのエクソソーム精製について、牛乳に豊富に含まれているタンパク質成分を除くために、牛乳を酢酸で処理してタンパク質を沈殿させ、その上澄み分を超遠心によって分離することで、高度に精製したエクソソームを得ることができた。この方法は、従来報告されている牛乳からのエクソソーム精製法と比較しても、10倍程度の純度であり、エクソソームのマーカータンパク質を豊富に含んでいることが確認できた。なお、酢酸処理および超遠心法で精製したエクソソームは、マウス静脈内へ高用量投与しても(6 mg/kg)顕著な毒性を示さずアナフィラキシー症状などを誘導しないことを確認した。つまり、牛乳エクソソームの安全性を動物試験レベルで示すことができた。また核酸内封については、独自の方法によって、牛乳エクソソーム内に効率的に核酸を内封する方法を開発することができた。従来の電気穿孔法の核酸の内封率0.1%と比較して、本研究で開発した新規法では内封効率は最大40%程度となり、非常に高い効率での核酸内封に成功したと言える。最後にマクロファージの形質変化の誘導について、M2マクロファージをM1マクロファージに変化させると従来報告されていたmiRNAを5種類購入し、マクロファージ細胞株やマウス腹腔マクロファージにトランスフェクションしてその効果を評価したが、いずれのmiRNAについてもマクロファージの表面マーカーを変化させるような結果は得られなかった。今回の実験で用いた細胞モデルが腫瘍周辺に存在しているマクロファージと異なっており、詳細な検討が必要であると考えられる。また、エクソソームによるマクロファージの標的化については、エクソソーム表面の修飾によってマクロファージへの結合能を向上させるよう試みた。エクソソームの表面にマンノースを化学的に架橋すると、マクロファージへのエクソソームの取り込みが向上することを見出した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ダイナミカルマシンビジョン理論における運動物体の同定

3次元空間で運動方程式に従って運動している物体をCCDカメラで観測し、そこで得られたフィルム上で時間的に変化する視覚情報を射影空間上のダイナミカルシステムの出力とする透視的システムを構築し、運動の可観測性及び観測するアルゴリズムを考察した。有限個のパラメータを含む方程式に従ってアファイン運動する物体に対し、CCDカメラで観測し、物体の運動パラメータ及び空間的な位置を同時に同定するアルゴリズムを提案した。さらに、断続的に観測点を隠れられ、画像データを入手できないケースを想定し、同定アルゴリズムも提案した。物体の運動パラメータ及び空間的な位置を同時に推定するのは本研究がはじめてであった。考察している運動に対する制限が少ないため、提案した手法はかなり広い範囲の運動に対応でき、実用問題にも応用できると考えられる。厳密な数学解析により、提案したアルゴリズムの収束が速く、必要な観測時間が非常に短いという特長を明白にした。実験シミュレーションにより、従来の拡張カルマンフィルタと比較し、本手法の優れた性質を確認した。3次元空間で運動方程式に従って運動している物体をCCDカメラで観測し、そこで得られたフィルム上で時間的に変化する視覚情報を射影空間上のダイナミカルシステムの出力とする透視的システムを構築し、運動の可観測生及び観測するアルゴリズムを考察した。まず、運動パラメータが既知の運動に対し、1個のCCDカメラで観測し、その空間的な位置の可同定生及び同定アルゴリズムを考察した。収束の速度が速く、必要な観測時間が非常に短いという特長を理論上で解析した。従来のカルマンフィルタ法と比較し、実験シミュレーションにより本手法の簡潔さ及び実用性を明らかにした。そして、有限個のパラメータを含む方程式に従って運動する物体に対し、2個のCCDカメラで観測し、物体の運動パラメータ及び空間的な位置を同時に同定するアルゴリズムを提案した。実験シミュレーションにより、本手法の上記の優れた性質を確認した。
鱗翅目昆虫と寄生植物の関係を決定する遺伝子群とその機能

鱗翅目昆虫と寄主植物の間には特異的な関係がある。クワには有毒の糖類似アルカロイドが含まれており、クワ食の昆虫は、毒性を克服する必要がある。クワ食のカイコ・ウスバクワコ等と、近縁の非クワ食昆虫であるイチジクカサン等を対象にして、アルカロイドの標的となる中腸スクラーゼの機能を比較した。その結果、クワ植昆虫では耐性型スクラーゼの活性が他よりも高く、それは遺伝子の転写量が多いためであった。また、クワに含まれるフラボノイドの代謝に関与する重要な遺伝子を発見した。カイコ(Bombyx mori)は桑葉のみを食餌とする単食性の昆虫である。桑葉にはデオキシノジリマイシンなどの糖類似アルカロイドが多量に含まれており、通常の動物には毒性を示す。カイコは、β-フルクトフラノシダーゼを中腸で大量発現することにより、桑葉を食餌として栄養を摂取できるようになった、という仮説を検証するため、クワではなくガジュマルなどイチジク属の植物に寄生する近縁種、イチジクカサンTrilocha varians(カイコガ科)やテンオビシロカサンErnolatia moorei(同)などからβ-フルクトフラノシダーゼ遺伝子を単離した。イチジクカサンではカイコに比べると中腸のβ-フルクトフラノシダーゼ活性は非常に低く、β-フルクトフラノシダーゼmRNAの発現も低レベルであった。したがって、カイコガ科のなかでクワ食の昆虫が進化する際に、β-フルクトフラノシダーゼの転写量の増加が起きたと想像された。また、カイコのGb系統は、桑葉中に含まれるフラボノイドの一種、ケルセチンから特殊な配糖体を合成し、繭に蓄積させる。今年度、このGbの原因遺伝子のクローニングに成功した。一方、カイコにはクワ以外の植物を食ってしまう行動異常の変異体がある。本研究では、Beet feeder(Bt)、soft and pliable (spli)、Np Non-preference)、NP-A4などの変異体のポジショナルクローニングを試みた。その結果、Z染色体の染色体異常系統を利用することにより、Btおよびspliの原因遺伝子を明らかにすることに成功した。これは単食性の昆虫の食性遺伝子のクローニングとして初めてのものである。カイコBombyx moriは、桑葉のみを食餌とする単食性の昆虫である。カイコは、β-フルクトフラノシダーゼを中腸で大量発現することにより、桑葉を食餌として栄養を摂取できるようになった、という仮説を検証するため、カイコに近縁でありながらクワは食わずにイチジクを寄主とするイチジクカサンTrilocha varians(カイコガ科)のスクラーゼ遺伝子について解析を進めた,イチジクカサンのβ-フルクトフラノシダーゼ遺伝子はカイコと相同性が高いにもかかわらず、発現量が非常に少ないことが判明した。一方、カイコのマルターゼ型スクラーゼ(α-グルコシダーゼ)の遺伝子を探索したところ、ショウジョウバエのLarval visceral protein Hなどに相同性を示す3つの遺伝子が幼虫中腸で発現していることが判明した.いずれの発現量もβ-フルクトフラノシダーゼ遺伝子(BmSuc1)よりも低レベルであり、カイコの中腸スクラーゼの主成分はα-グルコシダーゼではなく、β-フルクトフラノシダーゼであると予想された。また、カイコの笹繭系統は、桑葉中に含まれるフラボノイドの一種、ケルセチンの5位にグルコースが結合した特殊な配糖体を合成し、繭層に蓄積させて虫体を紫外線から防護する。カイコの桑フラボノイドの利用機構の解明へ向けて解析を進るため、昨年度クローニングしたGb(緑繭b)遺伝子以外に、別の笹繭遺伝子についてもゲノム塩基配列上にマッピングした。カイコは、β-フルクトフラノシダーゼを中腸で高発現することにより、桑葉を食餌として栄養を摂取できるようになったと考えている。この仮説を検証するため、カイコに近縁でありながらクワではなくイチジクを寄主とするイチジクカサンTrilocha varians(Tv)とテンオビシロカサンErnoltia moorei(カイコガ科)(Em)のスクラーゼ遺伝子について解析を進めた。TvとEmのβ-フルクトフラノシダーゼ遺伝子はカイコと相同性が高いにもかかわらず、発現量が相対的に少ないことが判明した。

さらに、次世代シークエンサーを用いた中腸トランスクリプトームのデータを分析したところ、カイコ中腸では、β-フルクトフラノシダーゼ遺伝子だけでなく、2種類のα-グルコシダーゼ遺伝子も多く発現しており、イチジクカサンとテンオビシロカサンのα-グルコシダーゼ遺伝子の発現量よりも多かった。イチジクカサンやテンオビシロカサンにクワを与えたところ、食下したが、発育することはできず、やがて致死した。しかし、クワの葉を剪断して水中で乳液を洗い出した葉を与えたところ、ある程度生存し成長した。クワ乳液に含まれる糖類似アルカロイドが、主たる成長阻害因子と予想される。カイコがその毒性を克服している理由は、上記のとおり、β-フルクトフラノシダーゼ遺伝子とα-グルコシダーゼ遺伝子の両者が高発現することにより、アルカロイド存在下でも糖を分解吸収することであると予想される。β-フルクトフラノシダーゼ遺伝子の転写調節領域の配列をカイコとTv/Emの間で比較すると種間差異が存在した。
データ並列に基づくリフレクティブ計算モデルの研究

リフレクティブな並列論理型言語をC^*等のデータ並列言語で実装し、コネクションマシン等の汎用の並列マシン上で稼働させることを目的とし、コネクションマシンCM-5上のデータ並列言語C^*を用いて、並列論理型言語GHCのサブユニットの実装を行なった。実装を行うに際して、二つの並列性に着目した。一つは、並列論理型言語の基本部分である複数のゴールを同時に書き換える処理の並列性(Goalsによる並列性)、もう一つは、上の処理に伴う並列論理型言語の複数のデータを同時に扱う処理の並列性(Termsによる並列性)である。この二つの並列性を組み合わせることにより、並列論理型言語のデータ並列言語C^*によるポ-タビリティの高い実装を実現した。一方、リフレクションについては、継続情報(Continuation)を陽に扱い、配列のi番目の要素に定数時間でアクセス可能なBinPrologを用い、リフレクティブGHCの試験的な実装を通常のワークステーション上で行なった。この実装により、継続情報(Continuation)を陽に扱うことにより、リフレクションが効率的に実装されることを確かめた。本研究テーマにおいては、当初計画では、平成6年度に逐次的な処理系を実装し、並列版の実装は平成7年度に行なう予定であった。しかしながら、超並列計算機CM-5へのアクセスが平成6年度に可能となったため、逐次的な処理系の実装は行なわず、当初から超並列計算機CM-5を用いて研究を行なった。データ並列に関しては、平成6年度中に、CM-5上のデータ並列言語C^*を用い、並列論理型言語GHCのインタプリタに関して、試験的な実装を行なった。ここでは、C^*の提供する仮想プロセッサであるshapeを、ゴールの格納(ゴールキュー)、データ構造の格納(ヒ-プ)の二箇所に用いている。この実装について、基本的な評価を行なったが、実行するゴールの数が増加しても実行時間については、ほとんど変化しないという理想的な結果を得ることが出来た。また、プログラムを実行する物理プロセッサを増加させることにより、実行時間をほぼ線形に減少させることが出来た。これにより、「並列マシン上で、MIMD言語をデータ並列SPMD言語を用いて実装する」ことに関して、基本的なアイディアの正しさを確かめることが出来た。従来、汎用の並列計算機やデータ並列言語の応用分野は、一般的な数値計算や科学技術計算に偏っており、人工知能分野では、並列計算の恩恵に浴することが出来なかった。本研究では、リフレクティブな並列論理型言語をC^*等のデータ並列言語で実装し、コネクションマシン等の汎用の並列マシン上で稼働させることを目的とし、コネクションマシンCM-5上のデータ並列言語C^*を用いて、並列論理型言語GHCのサブセットの実装を行なった。Goalsによる並列性は、一つのゴールを一つの仮想プロセッサに割り当てることで、それぞれのゴールは同時に実行される。一方Termsによる並列性は、一つのデータを一つの仮想プロセッサに割り当てることで、それぞれのデータに同時にアクセスできるようになり、複数のゴールの同時処理を支援する。
分割照射の転移に対する影響

現在臨床では均等分割照射を用いているが、小線量照射の蓄積が肺転移を亢進させた例や転移能が一過性に亢進される結果が報告されており、転移制御の点から均等分割照射が最良なのか議論の余地が残る。本研究では、まず腫瘍細胞及び移植腫瘍に炭素線及びX線による均等分割照射を行い、細胞致死及び浸潤能抑制効果と分割回数及び1回線量との関係を明らかにした。ついで、細胞及びスフェロイドを用いて、初回高線量あるいは最後高線量などの不均等分割照射による細胞致死効果またはスフェロイド制御率と浸潤能抑制効果を調べることで、腫瘍制御と転移抑制の観点からより効率的な分割照射法の提案を行った。本研究は、既に得ている単回照射での生物効果を分割照射で評価し、転移抑制から見た至適分割照射法の提案を目的とする。その手法として不均等分割照射法について検討する。初年度は、X線及び炭素線による均等線量分割照射後の生物効果の違いを細胞実験で調べた。X線では分割回数の増加に伴い生物効果は減弱し、その減弱は細胞致死よりも転移能抑制で顕著だった。一方、炭素線では1回線量の減少による顕著な転移能の亢進は見られなかった。今年度は、まずマウス移植腫瘍モデルで均等分割照射の効果を調べた。その結果、分割回数の増加にともない腫瘍内細胞致死効果の減少及び肺転移数の増加傾向が観察され、その程度は炭素線に比べX線で顕著だった。炭素線は低LETであるビーム入口部でもX線より強い細胞致死効果、肺転移抑制傾向を示した。次いで、線量/線質配分を替えた不均等分割照射の効果を抗腫瘍効果と転移能抑制効果から調べた。その結果、初回に高線量、2回目に低線量X線を照射した群が、他の線量配分群(均等分割及び1回目小線量+2回目高線量)に比べ、どちらの生物効果においても優れていた。特に、初回高線量照射の有効性は細胞致死よりも転移能抑制効果で顕著であった。一方で、1回目炭素線、すなわち高LET照射群では、1回目X線(低LET)照射群に比べ顕著に細胞生存率及び転移能が減少した。この効果も1回目低線量域で両線質間に顕著な差が見られ、転移能抑制においてその差が特に顕著だった。以上の結果から、1)分割照射による抗腫瘍効果及び転移抑制効果がX線よりも炭素線でより顕著であることが、細胞実験だけでなく移植腫瘍モデルでも明らかとなった。また、2)初回高線量あるいは初回高LET放射線照射のように、最初に強い生物効果を与える照射法が細胞致死効果のみならず、転移能抑制効果の観点からの効率的な治療である可能性が示唆された。本研究は、既に得ている転移への放射線単回照射の効果を治療に適用するため分割照射を用い、転移抑制に繋がる知見の取得、及び転移抑制から見た分割照射方法の提案を目的とする。その手法として従来の均等分割に加え、最初だけ高線量を投与するなどの不均等分割照射法について検討する。初年度である今年度は、不均等分割照射の前段階として1)X線及び炭素線による線量均等分割照射後の生物効果の違いを、細胞実験にて調べた。細胞は、高転移性を有するマウス骨肉腫由来LM8細胞を用いた。X線はPANTAK 320型を用いて照射し(200 kV, 20mA)、炭素線は290 MeV/uで加速された6cm拡ブラッグピーク(SOBP)ビームのSOBP中心で照射を行った。分割回数は1回5回、分割間隔は24時間(1日)とした。細胞の転移能として遊走能と浸潤能をBoyden chamberassayとMatrigel invasion assayを用いてそれぞれ求めた。また、生物効果の基準として細胞致死についてコロニー形成法で調べた。X線の場合、1回照射に比べて分割照射では,分割回数が2回5回と増加する伴い遊走能および浸潤能の亢進が見られ,その程度は高線量域(4-8 Gy)よりも低線量域(0.25-2 Gy)でより顕著だった。炭素線照射群では分割回数の増加に伴う転移能の亢進がX線に比べ顕著では無かった。転移能解析で見られたのと同様の結果が、細胞致死解析の結果でも確認された。以上の結果から,他の生物学的エンドポイントと同様に高LETの炭素線では低LETのX線に比べ分割することによる効果の低減が少ないことが確認され、臨床で行われている分割照射でも,転移抑制の点で炭素線が優れている事が示唆された。2012年2013年度の結果を受け、本年度は多細胞球状体(スフェロイド)を用いて、不均等線量分割による細胞致死効果と転移能抑制効果を検証した。