hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発のための中性子捕獲反応断面積の系統的研究

本研究では、長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発のための中性子捕獲反応断面積データベースの高精度化に資することを目的とした。まず、長寿命核廃棄物のZr-93, Tc-99, Pd-107, I-129, Np-237, Am-241, Am-243, Cm-244, Cm-246、及び関連する安定同位体の中性子捕獲反応断面積の高精度測定を行った。そして、測定結果の系統的理論解析を行い、長寿命核廃棄物の中性子捕獲反応機構の解明を行った。そして、測定できない核種・中性子エネルギー領域の中性子捕獲反応断面積を理論計算によって提供した。本研究では、大強度陽子加速器施設の物質・生命科学実験施設に設置されている中性子核反応測定装置(ANNRI)、東工大ペレトロン、京大炉ライナックを用いた長寿命核廃棄物の中性子捕獲断面積等の高精度測定、測定結果の統一的理論解析等を通して、長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発に必須な中性子捕獲断面積データベースを高精度化することを目的としている。ANNRIでの測定準備として、まず、Geスペクトロメータの較正を実施するとともに、スペクトロメータの応答関数をシミュレーションにより導出した。また、Xステージコリメータを設計・製作・設置し、S/N比が高い測定を可能とした。さらにAm-241,Np-237,Pd-107,I-129,Cm,Zr-93等の長寿命核廃棄物核種について予備測定を行った。NaI(T1)スペクトロメータについては、補助遮蔽体を設計・製作・設置した。また、計測回路の高速度化を行うとともに応答関数をシミュレーションにより導出した。中性子ビームの高度化については、シミュレーション・モデルを構築し、コリメータの新設・改良が中性子ビームの成形等に及ぼす効果を調べた。また、中性子モニターを導入し、加速器によるパルス中性子生成に同期させて動作するように整備した。東工大における測定では、Pd安定同位体試料を調達・整備し、Pd-105について30keV付近における中性子捕獲断面積の測定を実施した。京大における測定では、Pd-107に対する熱eV領域における中性子捕獲断面積を導出した。理論解析では、パラジウム安定同位体に対して、測定された30keV付近の捕獲ガンマ線スペクトル及び捕獲断面積を基にガンマ線強度関数を決定し、中性子断面積の評価計算を実施した。ANNRIでの研究では、前年度までにGe検出器を用いて取得したCm-244,246データの解析を進めて中性子捕獲断面積を導出するとともに、Am-241,Pd-107,Zr-93データについて中性子捕獲断面積の予備解析を実施した。また、NaI検出器を用いて取得したNp-237データについて中性子捕獲断面積の予備解析を実施した。また、Se,Sn安定同位体の予備測定を実施した。さらに、中性子モニターの高速度化計測回路を整備して時間分解能を向上させ、中性子モニターのガンマ線感度を調べるとともに、中性子モニターを用いて中性子透過法による全断面積の基礎実験を行うことによって幾つかの共鳴構造を確認した。東工大における測定では、Pd-104,106,108,110について30keV付近の中性子捕獲断面積の測定を実施して中性子捕獲断面積とガンマ線スペクトルを導出した。京大における測定では、Am-243に対する熱eV領域での測定を実施して中性子捕獲断面積を導出した。また、Se安定同位体濃縮試料を整備し、Se安定同位体の中性子捕獲断面積測定の予備実験を行った。理論解析では、東工大で測定されたPd安定同位体の中性子捕獲断面積及びガンマ線スペクトル等を用いてPd同位体の電気的双極子放射に関するガンマ線強度関数を系統的に評価し、Pd同位体の高速中性子捕獲反応について理論解析を行った。本研究では、大強度陽子加速器施設(J-PARC)に設置されている中性子核反応測定装置(ANNRI)、東工大ペレトロン、京大炉ライナックを用いた長寿命核廃棄物の中性子捕獲断面積等の高精度測定、測定結果の統一的理論解析等を通して、長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発に必須な中性子捕獲断面積データベースを高精度化することを目的としている。

ANNRIのGeを用いた測定では、平成24年度に取得したPd-105,108、Sn-112,118のデータ解析を進めて中性子捕獲反応断面積の暫定値を導出するとともに、平成25年度はZr-91,96、Pd-105,107,108、Sn-120,122,124の測定を実施し、そのデータ解析を進めた。また、Ge検出器による測定のエネルギー範囲拡張技術開発のために、keVエネルギー領域に分離共鳴が存在するNi-61の測定及びそのデータ解析を進めた。また、成果を纏めて国際シンポシウムにて招待講演を行った。NaI検出器を用いた測定では、Pd-107及びAm-241の測定を行い、中性子捕獲断面積を導出した。中性子ビーム高度化等では、中性子透過法による全断面積測定の予備測定を、装置を高度化させTc-99等に対して行った。東工大における測定では、中性子エネルギー550keVにおいてPd-110の中性子捕獲断面積及びガンマ線スペクトルを導出した。また、Pd-105の測定結果を論文として発表した。京大炉における測定では、Am-243に関する追加実験を行い、中性子捕獲断面積測定の統計精度を向上させた。理論解析では、Am-241,243、Pd-107、Zr-90,91,92,93,94,96に対する捕獲断面積及び捕獲ガンマ線スペクトルの理論解析を実施し、ガンマ線強度関数の違いによる断面積及びスペクトルの変化について検討した。また、Am-243の共鳴領域における捕獲断面積について、測定データと評価済核データライブラリJENDL-4.0の評価値と比較検討した。本研究では、大強度陽子加速器施設の物質・生命科学実験施設に設置されている中性子核反応測定装置(ANNRI)、東工大ペレトロン、京大炉ライナックを用いた長寿命核廃棄物の中性子捕獲断面積等の高精度測定、測定結果の統一的理論解析等を通して、長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発に必須な中性子捕獲断面積データベースを高精度化することを目的としている。ANNRIのGeを用いた測定では、Cm-244,246のデータから中性子捕獲断面積を決定し、論文として発表し、「第45回日本原子力学会賞」論文賞を受賞した。また、遮蔽強化してTc-99及びPd,Se,Snの安定同位体について測定を行った結果、過去に報告されている共鳴には誤ったものがあることを見出した。ANNRIのNaIを用いた測定では、Np-237データから中性子捕獲断面積を決定し、論文として発表した。また、データ収集系を高速度化し、中性子エネルギー上限を100keV迄高めた。さらに、Tc-99,I-129及びSe,Snの安定FP核種の測定を行った。中性子ビーム高度化等では、Xステージコリメータによってビーム形がシャープになっている事を測定により確認した。さらに、中性子透過法による全断面積測定法を高度化し予備測定を行った。東工大における測定では、Pd-104,105,106,108について550keV付近、Ba-138について30keV付近で中性子捕獲実験を行い中性子捕獲断面積とガンマ線スペクトルを導出した。京大における測定では、Se-74,76,77について熱keV領域で中性子捕獲実験を行い、捕獲断面積を導出した。理論解析では、Pd安定同位体に対して、東工大での測定結果に光吸収断面積の情報を加えて評価を行い、評価済核データライブラリJENDL-4.0と比較して、keV領域の捕獲断面積が824%小さくなることを示した。
租税法における知的財産権の評価手法の構築

租税法分野における知的財産の評価では、知的財産の評価をめぐる訴訟で採用された証拠や評価手法、そして評価額算定のプロセスを参考に、知的財産の評価額の妥当性が検証されるべきである。知的財産の価値は固有性に見出されることから、類似比較対象を用いた評価は難しい。もっとも、アメリカの裁判例では、実質的に同質な比較対象取引が存在するか否かについて具体的に検討している。評価の客観性を担保するため、他の資産評価と同様に知的財産の評価も、まずは類似比較対象を用いた評価ができるか否かが検証されるべきである。アメリカと我が国の知的財産法制度の差異を踏まえて、我が国の知的財産の評価手法が構築されなければならない。本研究では、知的財産権をめぐる課税問題のうち、知的財産の評価をめぐる問題を検討した。本研究の目標は、知的財産権の固有性を評価に反映しつつも、評価に合理性、客観性を持つ評価手法を明らかにし、知的財産権の評価の適正性を歪める納税者と租税行政庁の恣意性を排除する仕組みを構築することにある。本年度(第1年度)は、我が国の知的財産権の評価をめぐる課税上の問題点を以下のとおり指摘した。第1に、国外関連取引においては、知的財産権取引では比準可能な外部データ(独立当事者間取引)を探し出すことが難しいことから、独立企業間価格の算定が難しい。我が国では、客観的な算定方法が十分に確立しておらず、移転価格税制の適用において納税者の予測可能性が十分に確保されていないことが問題であると指摘した。第2に、租税法領域では、知的財産法領域における評価とは別に評価手法を構築することが可能である。しかしながら、実際には、知的財産権の評価をめぐる具体的な取扱いは、租税法実務に委ねられている。ルールが設けられなければ、強力な課税権限を持つ租税行政庁が恣意的課税を行い、納税者の予測可能性が害されるという問題が生じると指摘した。知的財産権は、通常資産とは異質なものであることから、通常の資産課税と同一に取扱うことには限界がある。合理的かつ客観的な知的財産権の評価手法を広く社会に提示し、速やかに知的財産権の評価のルール策定しなければ、知的財産権取引課税が租税行政庁の恣意的課税の温床となりかねない。租税行政庁の裁量や通達に頼らざるを得ない知的財産権の評価をめぐる課税の現状が確認できた。租税行政庁の恣意性を排除し、納税者の権利である租税法律関係における予測可能性の確保に寄与するためには、知的財産権の評価手法が明確化されなければならない。本研究によって、以上のことを明らかにすることができた。本研究の目的は、知的財産法分野の先行研究を租税法領域に持ち込むことができるか否かを検討し、さらに、アメリカ租税法との比較法研究の手法を用いることで、知的財産権の固有性を評価に反映しつつも、評価に合理性、客観性を持つ評価手法を、具体的に提示することにある。本年度は、アメリカでの現地調査を行い、知的財産権の保護を重視するアメリカでは租税法上いかなる立法措置が講じられているかを検証し、合理的かつ客観的な知的財産権の評価の仕組みをいかに構築すべきかを提示することを目指した。そこで、知的財産の評価の妥当性を検証するための一つの手段として、アメリカにおける知的財産法制度が知的財産の評価に及ぼす影響をめぐる議論を研究した。研究の結果、以下のことを明らかにすることができた。租税法分野における知的財産の評価でも、知的財産の評価をめぐる訴訟で採用された証拠や評価手法、そして評価額算定のプロセスを参考に、知的財産の評価額の妥当性が検証されるべきである。また、知的財産の価値はその固有性に見出されることから、類似比較対象を用いた評価は難しいとされつつも、検討を行ったアメリカにおける裁判例では、実質的に同質な比較対象取引が存在するか否かについて具体的に検討している。評価の客観性を担保するためには、他の資産評価と同様に知的財産の評価でも、まずは類似比較対象を用いた評価ができるかどうかが検証されるべきであるいえる。もっとも、アメリカと我が国での知的財産法制度の差異に十分に注意を払ったうえで、今後の我が国における知的財産の評価手法が検討されなければならないと結論付けることができた。本研究では、知的財産法分野の先行研究を租税法領域に持ち込むことができるか否かを検討し、さらに、アメリカ租税法との比較法研究の手法を用いることで、知的財産権の固有性を評価に反映しつつも、評価に合理性、客観性を持つ評価手法を提示することを目指している。

平成24年度(第1年度)は、租税法や知的財産法に関する著作や論文等を所蔵する研究機関で文献収集を行うとともに、租税法実務家へのインタビューを行った。そして、知的財産権の評価をめぐる具体的問題を明らかにし、知的財産法分野における財産評価に関する先行研究を租税法領域に持ち込むことができるか否かを検討した。具体的には、租税法関係の著作・論文等を多数所蔵する、公益財団法人日本税務研究センター租税図書室(東京都品川区)公益財団法人租税資料館(東京都中野区)にて、文献収集を行った。知的財産権の評価に関する知的財産法領域の先行研究の調査を目的として、公益社団法人著作権情報センター資料室(東京都新宿区)、一般財団法人知的財産研究所図書館(東京都千代田区)にて、文献収集を行った。知的財産権の評価が争点となった租税争訟(裁判例・裁決事例)の検討を通して、知的財産権の評価をめぐる具体的問題を明らかにした。裁判例・裁決事例の検討からでは明らかにすることができない、未だ我が国では潜在化している知的財産権の評価をめぐる課税上の問題点や、租税法実務における具体的な取扱いについて、租税法実務家にインタビューを行うことで、知的財産権の評価をめぐる今後生じうる問題を明らかにした。知的財産法領域の評価手法を租税法実務に取り入れることの可否ついても、インタビューした。以上のとおり、本研究は、順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度(第2年度)は、前年度に引き続いて、租税法や知的財産法に関する著作や論文等を所蔵する研究機関で文献収集を行うとともに、アメリカのワシントン大学での現地調査を行い、知的財産権の保護を重視するアメリカでは租税法上いかなる立法措置が講じられているかを検証する。そして、合理的かつ客観的な知的財産権の評価の仕組みをいかに構築すべきかを提示する。平成24年度(第1年度)の研究によって明らかにできた我が国における知的財産権の評価をめぐる課税上の問題点の解決を図るために、知的財産権の保護を重視するアメリカとの比較法研究を行うことで、合理的かつ客観的な評価手法を提示することを目指す。具体的には、第1に、アメリカ租税法との比較法研究のため、アメリカにおける知的財産権取引をめぐる課税問題に関する文献収集を行う。また、国内文献についても、適宜、文献収集を行う。第2に、アメリカのワシントン大学にて現地調査を行う予定である。ワシントン大学では、知的財産法及び租税法を専門とされる研究者に対するアメリカの知的財産権課税の現状、とりわけ、アメリカではいかに知的財産権の適正評価を行っているかについてインタビューを行う。第3に、アメリカとの比較法研究を通して導出できた知的財産権の評価手法には合理性と客観性が担保されているか、また、実際に運用可能な評価手法といえるかを、論文発表や学会報告を通して、研究者や租税法実務家に意見を求める。専門家からの批判的意見を踏まえて、最終的な研究成果(知的財産権の評価手法)をまとめあげる予定である。なお、現在のところ、本研究を遂行するうえでの問題は生じていない。
人工心臓およびキャンドポンプ用の高性能ベアリングレスモータの開発

ベアリングレスモータは、固定子に電動機巻線と支持巻線の2種類の巻線を備えることで、電動機と磁気軸受の機能を一体化したモータである。ベアリングレスモータ単体でトルクの発生と回転子主軸の非接触支持を同時に実現できる。従って、磁気軸受の利点に加えて、電動機と磁気軸受を併用した場合よりもコストダウン、小型化、軸長の短縮による危険速度の向上などが期待される。このように、ベアリングレスモータは非常に付加価値の高いモータである。現在、ベアリングレスモータの非接触・無潤滑・メンテナンスフリー・小型化といった特長を最大限に利用できる人工心臓やキャンドポンプに、ベアリングレスモータを適用する研究開発がヨーロッパや日本の企業・大学で盛んに行われている。そこで研究代表者は、人工心臓やキャンドポンプ用に大きな支持力を発生できる構造として、支持磁束が磁気抵抗の大きな永久磁石を通らない構造を持つ永久磁石型ベアリングレスモータを新たに提案している。そこで、本年度は、以下の研究を行った。(1)前年度までに明らかにした磁気飽和を考慮した支持力と電流の関係を用いて、高出力運転に対応した軸支持制御系を構築した。(2)複数のCPUを用いることで、汎用のパーソナルコンピュータを用いても高速な演算能力を持つデジタルコントローラを開発した。(3)開発したデジタルコントローラに同期するインバータドライブを製作し、磁気飽和が発生するような高出力運転時に安定な軸支持を実現できる試作機とそのドライブシステムを開発した。(4)さらに、本研究テーマを実現する上で必要となる周辺技術の確立も行った。(5)開発したドライブシステムの実負荷試験により、研究代表者が提案しているベアリングレスモータの有効性を確認した。なお、これらの研究を通じて得た研究成果を学会などで報告した。ベアリングレスモータは、1つの固定子に電動機巻線と軸支持巻線の2種類の巻線を備えることで、電動機と磁気軸受の機能を磁気的に一体化したモータである。そこで研究代表者は、人工心臓やキャンドポンプ用に大きな軸支持力を発生できる構造として、軸支持磁束が磁気抵抗の大きな永久磁石を通らない構造を持つ永久磁石型ベアリングレスモータを新たに発明した。本年度の研究成果は、第一に、発明した永久磁石型ベアリングレスモータを実際に試作した。その際、回転子の設計において、これまでに明らかにしてきた設計指針に基づき有限要素法による非線形磁場解析を詳細に行い、提案する構造の中でも最適な回転子寸法を導出した。第二に、磁気飽和が発生するような高出力運転時において安定な軸支持を実現する上で不可欠な磁気飽和の影響を考慮した支持力と電流の関係を導出した。第三に、高速・高出力用の負荷試験装置を開発した。さらに、本研究テーマを実現する上で必要となる周辺技術の確立も行った。
傍系球体装置のシグナル伝達:ギャップ結合・カルシウムウェーブの役割

レニンは輸入動脈平滑筋が特殊化した顆粒細胞から産生され、輸入動脈の内圧上昇、緻密斑管腔内ナトリウム濃度により分泌調節されていると考えられている。しかしこの精巧な細胞間相互作用、細胞内情報伝達機構についてはほとんど解明されていない。本研究の目的は、1)レニン産生細胞の初代培養細胞におけるギャップ結合蛋白(コネキシン)の機能を検索し、レニン産生・分泌に関与する特異刺激物質とコネキシンとの機能連関を解析する、2)単離かん流法を用いて、コネキシンに作用する物質とレニン産生・分泌の関連をex vivoで解析し、レニン分泌機構を明らかにする事である。得られた成果としては、(1)傍糸球体細胞(レニン産生細胞)の初代培養法を確立したが、初代レニン産生細胞にはコネキシン43は存在せず、色素伝播法により、ギャップ結合介在性細胞間交通は認められなかった。(2)機械的刺激により、この初代培養細胞の細胞内Ca^<++>濃度が上昇し、レニン分泌が誘導されるが、この反応はギャップ結合非依存性で、プリン受容体介在性である。(3)単離腎かん流法を用いたex vivoモデルでは、かん流圧の減少によるレニン分泌が促進するが、ATPはこの反応を抑制する。結果として、細胞伸展などによる機械的刺激によるレニン産生細胞からのレニン分泌はCa++シグナルを誘導し、ATP介在性でギャップ結合依存性では無い、ことが明らかとなった。この成果は2002年11月、米国腎臓学会で発表され(Yao J, et al. : ATP, but not gap junction, medi-ates the mechanical strain-elicited intercellular calciumwave propagationin rat juxtaglomerularcells. J Am Soc Nephrol 2002(13) : SA-P0340)現在原著論文を作製中である。傍糸球体装置は様々な構成要素が集まった機能単位であり、腎微小循環の調節やレニン・アンジオテンシン・アルドステロン系を介する全身の循環にも重要な働きをしている。ギャップ結合はイオン、cAMP、アミノ酸など直径2nm以下(分子量1000)の小分子物質を自由に通過させることができ、細胞の同期、情報伝達に大きな役割を果たす事が考えられる。実際、細胞の遊走、弛緩、増殖、分化、細胞間のCaシガナルの伝達などに重要な役割を果たしていることが、同期が機能制御の重要と考えられる心筋細胞などで近年明らかになってきている。傍糸球体装置を構成する細胞には豊富なギャップ結合が見られ、ギャップ結合が糸球体装置の情報伝達に関与することが考えられる。本研究は傍糸球体装置のシグナル伝達におけるギャップ結合・カルシウムウェーブの役割を検討することであり、以下における知見を得た。1.培養ラットメサンギウム細胞のギャヅプ結合の存在を機能解析法、免疫組織化学的解析法で確認した。2.メサンギウム細胞間のCa波伝達にギャップ結合が関係することを証明した。3.この細胞間のCaシグナルは、メサンギウムの同期収縮が関わっていることをあきらかにした。(第34回米国腎臓学会、第25回日本IgA腎症研究会発表)4.培養ラットレニン産生細胞にギャップ結合蛋白の存在を認めなかった。5.レニン産生細胞間のCaシグナルは、ATPが関連することを見出した。
肝臓表面からの吸収を利用した抗癌剤や遺伝子医薬品の局所標的化

臓器表面からの吸収を利用した局所標的化に基づいた新規投与法の、癌化学療法や遺伝子治療への臨床応用を究極の目的として、抗癌剤や遺伝子医薬品を肝臓表面投与後の臓器内分布と治療効果との関連性、および臨床応用に最適な製剤設計に主眼をおいて、抗癌薬5-fluorouracil(5-FU)を用いて、ラットにおける肝臓表面投与後の吸収性および吸収後の体内動態を検討した。その結果、肝臓表面投与により、5-FUの体内および肝臓内動態を制御できる可能性が示唆され、肝癌の化学療法に有用な基礎的情報となることが期待された。また、他の腹腔内臓器表面への適用の可能性も示された。さらに、遺伝子医薬品への応用をマウスを用いて検討し、安全な遺伝子ベクターであるプラスミドDNAの新規な投与経路としての肝臓表面の有用性が示された。一方、肝臓表面投与を実際に適用する肝疾患時には、薬物体内動態の変動が予想される。そこで、肝臓表面投与を臨床応用するための基礎的検討として、肝障害を引き起こす四塩化炭素(CCl_4)あるいはD-galactosamineで処理した肝疾患モデルラットにおける肝臓表面投与後の薬物吸収動態を検討した。コントロール(未処理群)と比較してCCL_4処理群では低分子性の色素フェノールスルホフタレインの肝臓表面からの吸収速度が若干上昇したのに対し、D-galactosamine処理群では逆に低下した。さらに、分子量の異なる他の化合物においても同様の傾向が見られた。したがって。肝臓表面からの薬物吸収性に関して、顕著な変化は認められないものの、肝疾患群により若干異なる可能性が示唆された。さらに、肝臓癌への適用を想定して、肝切除後3および7日後のラットを用いて検討したが、肝切除に伴う生理学的変化の影響で、肝臓表面からの薬物吸収に変動は見られたものの、極端な低下は認められなかった。したがって。臓器表面からの吸収を利用した局所標的化に基づいた新規投与法の、癌化学療法や遺伝子治療への臨床応用を究極の目的として、抗癌剤や遺伝子医薬品を肝臓表面投与後の臓器内分布と治療効果との関連性、および臨床応用に最適な製剤設計に主眼をおいて、特に抗癌薬5-fluorouracil (5-FU)を用いて、ラットにおける肝臓表面投与後の吸収性および吸収後の体内動態を検討した。1.肝臓表面からの5-FUの吸収特性を明らかにし、抗癌薬の吸収速度を分子量などの物性より予測できる可能性を示唆した。さらに、肝臓表面投与30,60,120,180および360分後において、5-FUは投与部位の直下部分にのみ分布し、その他の部位では検出されなかった。したがって、肝臓表面投与により、5-FUを肝臓内の投与部位近傍へ選択的かつ持続的に送達できる可能性を示すことができた。2.腹腔内投与された抗癌薬の吸収に対する各臓器の寄与を予測するために、肝臓、腎臓、胃漿膜、盲腸および小腸漿膜表面からの薬物吸収性を比較し、肝臓表面からの吸収の寄与を予測できた。3.5-FUを肝臓表面投与した場合、血漿中5-FU濃度は約1μg/mlの低い値で、投与360分後まで持続的に推移し、肝臓以外の臓器への移行はほとんど認められなかった。したがって、5-FUを肝臓表面へ投与することにより、全身性の副作用を軽減できる可能性を示した。4.肝血流を低下させる血管収縮薬epinephrineによる5-FUの肝臓内分布の制御を試みた。epinephrineの前処理投与でも、肝臓内の投与部位における5-FU濃度は、コントロールと比較して有意に高い値を示した。

以上、肝臓表面投与により、5-FUの体内および肝臓内動態を制御できる可能性が示唆され、肝癌の化学療法に有用な基礎的情報となることが期待され、現在遺伝子医薬品への応用を検討している。臓器表面からの吸収を利用した局所標的化に基づいた新規投与法の、癌化学療法や遺伝子治療への臨床応用を究極の目的として、抗癌剤や遺伝子医薬品を肝臓表面投与後の臓器内分布と治療効果との関連性、および臨床応用に最適な製剤設計に主眼をおいて、前年度においては、抗癌薬5-fluorouracil (5-FU)を用いて、ラットにおける肝臓表面投与後の吸収性および吸収後の体内動態を検討した。その結果、肝臓表面投与により、5-FUの体内および肝臓内動態を制御できる可能性が示唆され、肝癌の化学療法に有用な基礎的情報となることが期待された。さらに、遺伝子医薬品への応用をマウスを用いて検討し、安全な遺伝子ベクターであるプラスミドDNAの新規な投与経路としての肝臓表面の有用性が示された。一方、肝臓表面投与を実際に適用する肝疾患時には,薬物体内動態の変動が予想される。そこで、肝臓表面投与を臨床応用するための基礎的検討として、肝障害を引き起こす四塩化炭素(CCl_4)あるいはD-galactosamineで処理した肝疾患モデルラットにおける肝臓表面投与後の薬物吸収動態を検討した。コントロール(未処理群)と比較して,CCl_4処理群では低分子性の色素フェノールスルホフタレインの肝臓表面からの吸収速度が若干上昇したのに対し、D-galactosamine処理群では逆に低下した。さらに、分子量の異なる他の化合物においても同様の傾向が見られた。したがって。肝臓表面からの薬物吸収性に関して、顕著な変化は認められないものの、肝疾患群により若干異なる可能性が示唆された。さらに、肝臓癌への適用を想定して、肝切除後3および7日後のラットを用いて検討したが、肝切除に伴う生理学的変化の影響で、肝臓表面からの薬物吸収に変動は見られたものの、極端な低下は認められなかった。
食味嗜好に対応する温度調節型保湿法の開発とその有効性に関する多軸的評価

本研究の目的は,これまで申請者らが行った口腔乾燥ならびに保湿剤に関する研究成果をもとに,保湿剤を加温や冷却して年齢,性の違いによる食味嗜好に対応する温度調節型保湿法を開発し,その有効性について評価するものである.平成30年度は,保湿剤の代表的な食味嗜好パターンの検討を行った.市販ジェル保湿剤10種を37°Cのインキュベーター内で保温し,開封直後のもの(0時間)と8時間保管したもの(8時間)を用い,男性20名(平均年齢35.4歳)と女性20名(平均年齢30.5歳)に試料を1g手指で舌背に塗布した時の香り,味,舌触り,潤い感,塗りやすさ,総合点について,100mmのVisual analog scaleを用いて評価させた.その結果,全ての試料で男女とも総合点と味の評価の間に強い正の相関関係が示され,保湿剤を選択する上で味が重要な要因であることが示唆された.次に,保湿剤の加温・冷却条件の検討のため,市販口腔保湿剤3種とこれらを混合したものについて,保管温度を37°C,25°C,4°Cに設定し,C. albicansに対する抗菌性を評価した.その結果,4°Cでは,ほぼ全ての口腔保湿剤が低濃度のAMPH-Bと同程度の抗真菌性であったのに対し,25°C,37°Cと保管温度が高くなるに従いその抗真菌性は高い値を示した.中でも,37°Cにおけるリキッドとジェル保湿剤の混合が最も高い抗真菌性を示し,その発育阻止円の大きさは,高濃度のAMPH-Bより大きかった.以上より,保湿剤の抗真菌性は,保湿剤のタイプと保管温度に関係し,37°Cで保管した場合の抗真菌性が最も高いことが示された.研究計画当初に予定していた市販口腔保湿剤について,いくつかが販売中止になり,新製品も販売されたため,再度,網羅的な調査が必要になったため.平成31年度は,C.Albicansに加え,C.glabrataに対する抗菌性の調査を行う.また,保湿剤の加温・冷却条件の検討のため,市販保湿剤の各温度における理工学的状性に関する調査も行い,代表的な加温,冷却温度との関係を検討する.上記で得られた保湿剤の食味嗜好パターンや設定温度のもと,年齢,性別,疾患別に横断的調査を行い,同一製品の異温度間ならびに同一温度での異種製品間について計測を行う.本研究の目的は,これまで申請者らが行った口腔乾燥ならびに保湿剤に関する研究成果をもとに,保湿剤を加温や冷却して年齢,性の違いによる食味嗜好に対応する温度調節型保湿法を開発し,その有効性について評価するものである.平成30年度は,保湿剤の代表的な食味嗜好パターンの検討を行った.市販ジェル保湿剤10種を37°Cのインキュベーター内で保温し,開封直後のもの(0時間)と8時間保管したもの(8時間)を用い,男性20名(平均年齢35.4歳)と女性20名(平均年齢30.5歳)に試料を1g手指で舌背に塗布した時の香り,味,舌触り,潤い感,塗りやすさ,総合点について,100mmのVisual analog scaleを用いて評価させた.その結果,全ての試料で男女とも総合点と味の評価の間に強い正の相関関係が示され,保湿剤を選択する上で味が重要な要因であることが示唆された.次に,保湿剤の加温・冷却条件の検討のため,市販口腔保湿剤3種とこれらを混合したものについて,保管温度を37°C,25°C,4°Cに設定し,C. albicansに対する抗菌性を評価した.その結果,4°Cでは,ほぼ全ての口腔保湿剤が低濃度のAMPH-Bと同程度の抗真菌性であったのに対し,25°C,37°Cと保管温度が高くなるに従いその抗真菌性は高い値を示した.中でも,37°Cにおけるリキッドとジェル保湿剤の混合が最も高い抗真菌性を示し,その発育阻止円の大きさは,高濃度のAMPH-Bより大きかった.以上より,保湿剤の抗真菌性は,保湿剤のタイプと保管温度に関係し,37°Cで保管した場合の抗真菌性が最も高いことが示された.研究計画当初に予定していた市販口腔保湿剤について,いくつかが販売中止になり,新製品も販売されたため,再度,網羅的な調査が必要になったため.平成31年度は,C.Albicansに加え,C.glabrataに対する抗菌性の調査を行う.また,保湿剤の加温・冷却条件の検討のため,市販保湿剤の各温度における理工学的状性に関する調査も行い,代表的な加温,冷却温度との関係を検討する.上記で得られた保湿剤の食味嗜好パターンや設定温度のもと,年齢,性別,疾患別に横断的調査を行い,同一製品の異温度間ならびに同一温度での異種製品間について計測を行う.研究計画の変更に従い,平成30年度に購入予定であった物品購入の一部を平成31年度に行う.
重症患者の早期経腸栄養における栄養剤組成が 血糖変動に及ぼす影響の検討

重症患者では侵襲に伴う耐糖能異常がしばしば認められ、生命予後や合併症に影響を及ぼすことが知られており、とくに非糖尿病患者での高血糖は死亡率を上昇させる要因である。近年重症患者に対する栄養管理として、入院早期からの経腸栄養が推奨されており、低糖質高脂肪栄養剤は2型糖尿病患者における長期投与中の血糖管理での有用性が示されている。しかしながら、集中治療領域での侵襲に伴う高血糖をはじめとした代謝異常に対する低糖質高脂肪栄養剤の有用性についての研究は少なく、本邦において重症患者を対象とした前向き研究は実施されていないのが現状であり、今回早期経腸栄養を施行する重症患者を対象に、栄養剤組成が血糖変動や臨床的予後に及ぼす影響を前向きに比較・検討する。大阪警察病院・救命ICUに入院し、人工呼吸を要する成人重症患者(糖尿病患者を除く)を無作為に標準流動食群と低糖質高脂肪栄養群に割り付け、早期経腸栄養として5日間以上投与し、両群での血糖変動に差があるかを検討する。合わせて、高血糖・低血糖時間帯の割合、インスリン使用量、術後感染性合併症の発生率、SIRS期間、P/F比、人工呼吸管理日数、消化器症状の発生率なども比較する。一昨年8月より登録を開始し、現在も患者登録を遂行中である。当初の見込みより対象患者が少ないため引き続き患者登録を続けていく。5月をめどに、集計を行い、結果をまとめて報告する。昨年8月より登録を開始し、現在も患者登録を遂行中である。当初の見込みより対象患者が少ないため重症患者では侵襲に伴う耐糖能異常がしばしば認められ、生命予後や合併症に影響を及ぼすことが知られており、とくに非糖尿病患者での高血糖は死亡率を上昇させる要因である。引き続き患者登録を続けていく。患者登録開始が遅れ、患者登録数も伸びなかったことで、必要な検査・消耗品の使用が少なくとどまった。登録症例数が予定より少なくなり、物品・検査の金額が少なくなったことや、研究成果発表が十分に行えなかったことがその原因と考えられる。次年度はさらに症例を集積し、研究発表を積極的に行う。
焼却残渣中におけるセシウムの存在形態把握と長期的安全性の評価

本研究では、焼却主灰中に含有されるセシウム(Cs)が難溶性であるのは何故かを、その存在形態に着目して検討した。廃棄物に安定Csを添加して燃焼させ、Cs含有量を高めた主灰を作成した。電子顕微鏡と偏光顕微鏡の観察から、Csが主灰中の特定の粒子周辺に濃集していることを確認した。濃集部分にはガラス状非晶質が形成されており、Csはその中に物理的に封じ込められていた。特徴的にCsを捕捉する粒子はAl、Si、Oを主成分としていた。この粒子の由来を確認するために、無機材料や有機物を原料に同様の灰を作成したが、特徴的な粒子は確認できなかった。粘土鉱物は粒形が小さく、Csを捕捉している鉱物ではないことがわかった。福島原発事故以降、放射能に汚染された焼却灰(飛灰と主灰)の処分が問題となっているが、底灰中のセシウム(Cs)濃度は低く、従来どおり管理型埋立地に処分される可能性が高い。そこで、本研究では、通常の埋立地に埋め立てられた後、底灰中のCsは長期間、安定的に留まるのかについて、Csの存在形態と溶出特性の観点から検討している。初年度は、安定Csを用いて高濃度化した焼却灰を対象に、溶出試験、pH依存試験により溶出特性を把握すると共に、風化加速試験を実施し、焼却灰の性状変化がCsの溶出に与える影響についても検討した。その結果、極めて低いpHでなければCsの溶出が起こらないこと、低pHにおけるCsの溶出は、AlやSiと共に起こることが判明したほか、風化加速試験のうち、特にCO2暴露条件下でCsの溶出が著しく抑制されることを確認した。そこで、本年度は、Csの溶出が低pHでのみ起こり、Al、Siと共に溶出する要因を解明するために、EPMA、SEM-EDX、偏光顕微鏡を用いて、その存在形態の解明に取り組んだ。また、CO2暴露条件下において溶出が抑制される理由は、主灰中の主成分であるCaが炭酸Caに変化して表面を覆うためであると仮定し、CO2暴露した灰の表面分析を行っった。検討の結果、底灰中のCsは、特定の結晶鉱物の表面に濃集しており、その位置には、結晶鉱物が燃焼時の高温によって溶融して成長したガラス状非晶質が存在していた。このことから、高温によって廃棄物中に含まれる結晶粒子表面が溶け、そこにCsが物理的に捕捉されたと考えた。低pHでCsがAlやSiと共に溶出するのは、このガラス状非晶質が溶解するからであると考えられる。またCO2暴露した底灰の表面分析の結果、表面に明確な鉱物相が析出しており、主成分がCaであることを確認した。焼却主灰中に含まれるセシウムの長期安定性について検討するために、人工的にセシウムを高濃度化した灰を作成し、セシウムの溶出特性について検討した。また風化加速試験を実施し、焼却灰の性状変化がセシウムの溶出に与える影響についても検討した。本来、東関東で発生している放射性セシウムを含む焼却主灰を用いることが望ましいが、実際に発生している主灰は放射能濃度が数十から数百ベクレルあったとしても、総セシウム濃度は原子吸光光度計で測定するには低すぎたため、硝酸セシウムをRDFに添加して燃焼させることで高濃度化した焼却灰を得た。調整灰には約20%の易溶性Csが含まれていたが、L/S=50でほぼ完全に除去可能であった。なお、イオン交換態は含まれていなかった。実際の灰では、難溶性Csが大半であり、その挙動が重要であることから、水洗前処理を施した。pH依存試験において難溶性Csの溶出はpHの低下により増大した。また、pHの低下に伴いSi、AlもCsと同様に溶出が増大する傾向を確認したことから、焼却底灰中の難溶性Csは、何らかのアルミノシリケート化合物、もしくはガラス状の非晶質内に封じ込められている可能性が示唆された。長期安定性を確認するために実施した風化加速試験において風化系列は、ブランク、乾燥・湿潤、凍結・融解、CO2ガス暴露の4系列とした。Csの溶出は、ブランクでは水洗試料とほぼ同程度の溶出量で8週経過後まで変化しなかった。CO2暴露系では1週で大幅な溶出量の減少がみられ、2週でほぼ検出限界に達した。XRDにより主灰中にcalcite (CaCO3)の生成が確認され、それが易溶性Csの溶出抑制に機能していると考えられた。

乾燥・湿潤系、凍結・融解系では1週で溶出量の増加が見られたが、2週以降は両系ともに溶出量が減少し、最終的にブランクよりも少ない溶出量となった。福島原発事故以降、放射能に汚染された焼却灰(飛灰と主灰)の処分が問題となった。焼却によって発生する灰の内、底灰中のセシウム(Cs)濃度は低く、国の示した基準に基づき、管理型埋立地に処分されるものが多い。本研究では、通常の埋立地に埋め立てられた後、底灰中のCsは長期間、安定的に留まるのかを、Csの存在形態と溶出特性の観点から検討してきた。初年度は、安定Csを用いて高濃度化した焼却灰を対象に、溶出試験、pH依存試験により溶出特性を把握すると共に、風化加速試験を実施し、焼却灰の性状変化がCsの溶出に与える影響についても検討した。その結果、極めて低いpHでなければCsの溶出が起こらないこと、低pHにおけるCsの溶出は、AlやSiと共に起こることが判明したほか、風化加速試験のうち、特にCO2暴露条件下でCsの溶出が著しく抑制されることを確認した。翌25年度には、Csの溶出が低pHでのみ起こり、Al、Siと共に溶出する要因を解明するために、EPMA、SEM-EDX、偏光顕微鏡を用いて、その存在形態の解明に取り組んだ。また、CO2暴露条件下において溶出が抑制される理由は、主灰中の主成分であるCaが炭酸Caに変化して表面を覆うためであると仮定し、CO2暴露した灰の表面分析を行っった。検討の結果、底灰中のCsは、特定の結晶鉱物の表面に濃集しており、その位置には、結晶鉱物が燃焼時の高温によって溶融して成長したガラス状非晶質が存在していた。このことから、高温によって廃棄物中に含まれる結晶粒子表面が溶け、そこにCsが物理的に捕捉されたと考えた。H26年度は、このCsが濃集している部位の中心に存在する鉱物の由来を確認するために、様々な材料にCsを添加して加熱し、加熱後のCsの存在状態を確認した。廃棄物処分工学これまでのいくつかの研究から焼却底灰中のCsは難溶性であることが報告されている。しかし、何故、難溶性なのか、また、長期間に難溶性が維持されるのかは明らかにされていない。本研究では、まず、焼却灰中のCsが難溶性であり、極めて低いpHでなければ溶出が起こらないことを、pH依存試験から確認した。次に、何故、焼却底灰中のCsが難溶性かについて、試料中に存在するCsの存在位置をEPMAで確認し、それが、Al、Si、Oを主成分とする粒子の周りに存在していることを掴んだ。次に、同じ試料をSEM-EDXと偏光顕微鏡で観察することで、Csの存在位置は非晶質で透明なガラス状であり、Csが濃集する相が取り囲む粒子は、偏光性を有する結晶であることがわかった。すなわち、廃棄物中に存在した結晶鉱物(その組成からアルミノシリケート)が焼却時の高温で融解してガラス状になり、そこにCsが取り込まれているために、難溶性であることがわかった。ガラス状の非晶質に取り込まれていると言うことは、極めて安定であり、長期間難溶性の状態で存在し続けることが可能であると考えられる。さらに、風化促進試験から、焼却灰の重要な風化変質過程である炭酸化が、Csの溶出抑制に極めて有効であることもわかり、そのメカニズムについても炭酸Caの表面での析出であることを確認できた。さらに、この炭酸Caの溶出抑制効果についてpH依存試験を実施した結果、pHが8以下に低下しなければ、Csの溶出を抑制し続けることも確認した。残る課題は、何故、鉱物表面のガラス状非晶質にCsが濃集するのか、また、それはどの段階で起こるのかという点である。予定していた長期挙動シミュレーションについては、焼却灰からのシリカの溶出速度を実験的に求め、それを地球化学モデルと埋立地シミュレータに組み込む作業が完了した。
サイトカイン、エンドトキシンによる炎症反応の制御機構の解析

これまでに、通常の遺伝子欠損マウスが胎生致死となるSTAT3の機能を、マクロファージで特異的に欠失させると、IL-10の作用が消失しマクロファージは異常活性化を示すことを明らかにした。さらに、このSTAT3変異マウスは、強いTh1反応を示し、IL-10欠損マウスと同様に慢性腸炎を発症した。このことから、マクロファージでのIL-10によるSTAT3活性化が、マクロファージの機能抑制、さらには慢性炎症の抑制に必須であることを明らかにした。本研究では、STAT3変異マウスで発症する慢性腸炎が、どのような因子により引き起こされるかを、STAT3変異マウスとSTAT1, TNFα, IL12の各欠損マウスとの二重変異マウスを作製し、解析した。その結果、慢性腸炎の発症にはマクロファージ系細胞からの異常なIL-12産生が、強力なTh1反応を生体レベルで誘導することが大きな要因であることを明らかにした。さらに、STAT3の非存在下で、いかなる機構でマクロファージが異常活性化にいたるかを検討した。マクロファージ系細胞は、Toll-like receptor (TLR)ファミリーが病原体構成成分を認識することにより活性化されることが明らかになってきている。そこで、リポ多糖を認識するTLR4との二重変異マウスを作製した。TLR4/STAT3二重変異マウスでは、慢性腸炎の発症が優位に抑えられ、Th1反応も軽減されていた。この結果は、STAT3欠損マクロファージでは、TLR4を介したシグナルにより異常活性化状態になり、慢性炎症の引き金になることを示している。これまでに、サイトカインのシグナルに関わるSTATファミリーの機能を、遺伝子欠損マウスを作製することにより解析してきた。その中で、通常の遺伝子欠損マウスが胎生致死となるSTAT3の機能を、マクロファージで特異的に欠失させると、IL-10の作用が消失しマクロファージは異常活性化を示すことを明らかにした。今年度は、STAT3変異マウスで発症する慢性腸炎が、どのような因子により引き起こされるかを解析した。まず、マクロファージ活性化に必須のIFN-γのシグナル伝達分子STAT1とSTAT3の二重変異マウスを作製した。このマウスでは、IFN-γの作用が消失しているにも関わらず慢性腸炎を発症した。他に炎症を引き起こすサイトカインとしてTNF-αやIL-12が知られている。そこで、これらのサイトカインとSTAT3の二重変異マウスを作製した。TNF-α/STAT3二重変異マウスでは、STAT3単独変異マウスと全く同様に慢性腸炎を発症した。一方、IL-12/STAT3二重変異マウスでは、Th1反応が軽減され、慢性腸炎が発症しなくなった。さらに、B, T細胞の欠損するRAG2欠損マウスとSTAT3変異マウスを交配したところ、この二重変異マウスでも、慢性腸炎の発症が抑制された。以上の結果から、STAT3変異マウスにおける慢性腸炎の発症には、サイトカインでは、各種の炎症誘導に関与するTNF-αではなく、主にマクロファージから産生されるIL-12が重要であり、T細胞の存在も必要であることが明らかになった。この結果は、慢性腸炎の発症の最初のtriggerにマクロファージの活性化があり、その結果炎症性サイトカインが種々産生されるが、その中でIL-12が大変重要であり、IL-12によるTh1反応の強い誘導が慢性腸炎の悪化を導くことが示唆された。

これまでに、通常の遺伝子欠損マウスが胎生致死となるSTAT3の機能を、マクロファージで特異的に欠失させると、IL-10の作用が消失しマクロファージは異常活性化を示すことを明らかにした。さらに、このSTAT3変異マウスは、強いTh1反応を示し、IL-10欠損マウスと同様に慢性腸炎を発症した。このことから、マクロファージでのIL-10によるSTAT3活性化が、マクロファージの機能抑制、さらには慢性炎症の抑制に必須であることを明らかにした。そして昨年度、STAT3変異マウスとSTAT1,TNFα,IL12の各欠損マウスとの二重変異マウスを作製し、その病態の変化を解析することにより、慢性腸炎の発症にはマクロファージ系細胞からの異常なIL-12産生が、強力なTh1反応を生体レベルで誘導することが大きな要因であることを明らかにしてきた。今年度は、STAT3の非存在下では、いかなる機構でマクロファージが異常活性化にいたるかを検討した。マクロファージ系細胞は、Toll-like receptor(TLR)ファミリーが病原体構成成分を認識することにより活性化されることが明らかになってきている。そこで、リポ多糖を認識するTLR4との二重変異マウスを作製した。TLR4/STAT3二重変異マウスでは、慢性腸炎の発症が優位に抑えられ、Thl反応も軽減されていた。この結果は、STAT3欠損マクロファージでは、TLR4を介したシグナルにより異常活性化状態になり、慢性炎症の引き金になることを示している。
酵母プリオンの伝搬におけるAAAシャペロンHSp104の役割

プリオンはタンパク質性の感染因子である。感染の源は、タンパク質の構造変換である。プリオンでは、分子間βシートよりなるアミロイド様構造が増殖・伝播することで感染していくことが知られている。アミロイドは線維構造を形成するが、その線維がプリオンとして増殖していくためには、線維自身の自己触媒的な成長に加えて、線維の分断による増殖が必要である。プリオンの増殖の分子機構の詳細はまだ明らかではないが、出芽酵母のプリオンではHsp104というシャペロンがプリオンの次世代への伝搬に必須であることが証明されている。そのメカニズムとして提唱されているのは、Hsp104は熱変性によるタンパク質凝集をATP依存でほぐす能力があるAAAシャペロン(ClpBホモログ)なので、Hsp104はプリオン線維をATP依存で分断することによってプリオンの増殖を促進しているのではないかというものである。そこで本研究では、Hsp104がどのようなメカニズムでプリオン伝搬に関与するのかを、申請者がこれまでに確立してきた酵母プリオンの1細胞観察(in vivo)と1分子蛍光イメージング(in vitro)を組みあわせることで明確にすることを目的とする。20年度はHsp104依存のSup35線維の分断がどのような機構で行われるのかに関して詳細な解析を行い、4°Cで作成した線維ではHsp104単独で線維の分断が起こるらしいことを見出した。また、蛍光顕微鏡下にてプリオン線維の分断のようすを実時間でイメージングする道筋を付けた。19年度はHsp104に蛍光蛋白質を結合させたHsp104-mCherryの構築と細胞内での機能確認を行った上で、Hsp104-mCherryとSup35-GFP間の相互作用を蛍光相互相関分光法により検出することに成功した。
脳腫瘍の浸潤・播種・転移機序における腫瘍細胞膜の生物学的特性-基礎的臨床的研究-

1)脳腫瘍の悪性度および播種転移の診断について:脳腫瘍患者の髄液中シアル酸値を指標として、とくに悪性度との相関、および髄液腔内播種症例における治療による変化について検討した。髄芽腫膠芽腫等の悪性腫瘍群5.26±2.39mg/dl,良性腫瘍群1.82±1.61mg/dl非腫瘍性疾患群1.64±1.61mg/dl出悪性腫瘍群では有意の上昇がみられた。また髄液腔内播種症例では治療後シアル酸値の減少を認めた。かくして髄液腔内シアル酸値測定は脳腫瘍の悪性度の診断に有用であり、また髄駅腔内播種転移の各種治療効果判定にも有用であると考えられた。2)免疫組織学的検討では細胞凝集因子(AF)に関して良性星細胞腫、悪性星細胞腫の大部分で陽性であり、髄芽腫、松果体腫では陰性であったが、逆にファイブロネクチン(FN)は髄芽腫、松果体腫で陽性例が多かった。またPNAreceptorは未分化な髄芽腫では存在しなかった。臨床的に髄液腔内播種・転移を来した症例の脳腫瘍組織ではAF陰性、StromalFN陽性の傾向を示し、つまりAFの欠如が脳腫瘍細胞の解離、またStromalFNの存在が転移部での脳腫瘍細胞と基底膜との結合を促すことが転移成立に大きな役割をはたしているという知見を得た。3)髄液腔内播種転移の治療効果の増強のためにニトロソウレア系抗癌剤であるACNUの髄液腔内投与の基礎実験として雑種成犬3頭を用いて髄液腔内にACNUを投与し、神経毒性および薬物動態について検討した。その結果、神経症状の出現および脳脊髄の病理学的変化は見られず、灌流法によってのみ広くクモ膜下腔内にACNUを分布させることが可能であり、灌流液容量および投与時間をかえることにより最高濃度および濃度曲線下面積を種々調節することが可能であった。ACNU髄腔内灌流療法は脳腫瘍の髄液腔内播種・転移に対して有効な治療法となり得ることが示唆された。癌腫を主とする惡性新生物の増殖・浸潤・転移に関して、癌細胞膜の性状や若干の糖蛋白などの膜表面物質の役割が、次第に明らかにされてきた。脳腫瘍についてもその増殖と浸潤のみならず、転移についても臨床的知見や、病理学的所見が他の惡性新生物と類似の関係にあるものと考えられるが、いまだ脳腫瘍細胞膜についてのそれらの特性については詳細は不明であった。今回脳腫瘍細胞につき細胞膜に存在する凝集因子、ファイブロレクチン、ラミニンなどの接着因子、さらに細胞の浸潤と接着に関与すると推定されるピーナッツ・アグルチニン・レセプター、サイアリック酸などの検討を行なった。用いた脳腫瘍は外科手術により得られた各種のグリオーマと一部の原発性非グリア系腫瘍、及び実験脳腫瘍であり、それぞれ組織標体、培養細胞、ことに細胞スフエロイドについて調査を行なった。その結果極めて興味ある所見がそれぞれの調査項目につき観察され、中でも脳脊髄液腔の中に剥落、浮遊し、くも膜下腔や脳空壁に接種、転移しやすい脳腫瘍は凝集因子を欠くか、有意に乏しいことが判明し、ファイブロネクチンはその際に補足的役割を示すものと推定された。

この所見は髄芽腫、松果体腫瘍及び一部の上衣腫に著明であり、他のグリオーマと有意の差を示した。実験的には凝集反応を失活させるべき抗体を作製し、スフエロイド形成能の強い培養脳腫瘍細胞に投与した結果、スフェロイド形成が有意に阻害された。臨床的にはくも膜下腔への接種・転移を早期に診断すべく、核磁気共鳴法による脊髄液の検査を実施し、従来報告した酵素検定との他の方法よりも簡便、迅速な成績を得たが、その本態は不明であり、目下検討中である。髄液腔内脳腫瘍細胞播種・転移のメカニズムとして,フイブロネクチン,凝集因子,ピーナツアグリチニン,マクロファージケモタクテックファクター等の因子が複雑に関与している事を示し,これらの因子の相互関係について,より明確に証明し,髄液内転移に関する模式を作製して報告した.さらにヒト脳腫瘍のアポ蛋白Eの分布を光学顕微鏡レベルで免疫組織学的に検討し,俊来のグリオーマのマーカーであるGFAPより,より星細胞腫に特異的に陽性所見がみられ,培養細胞を用いた検討では,良性グリオーマに陽性で悪性グリオーマに陰性となり,アポ蛋白Eの発現はグリオーマの悪性度し逆相関する蛋白である事がわかった.髄液腔内に転移した星細胞腫においては原発部との比較において,転移巣における染色性は低下しており,ある程度組織学的にも生物学的にも悪化している事が示された,さらに電子顕微鏡レベルでの細胞内分布の検索ではGolgi装置とER(小胞体)に局在している事が判明した.スフェロイド培養を用いた研究では,抗凝集因子抗体を作製して検討すると明らかに,スフェロイド形成に影響を及ぼす事が判明し,臨床的には頭蓋内に広範に播種を示す腫瘍と孤立性に転移病巣を作製する腫瘍との間で細胞凝集活性の差がある事が判明した.髄液内転移のメカニズムの解明のために,ラット腹水肝癌細胞(109A,136B)を大槽穿刺にて移植して癌性髄膜炎のモデルを作製した.癌細胞凝集因子をつる109A細胞移植群は生存期間が長く,また転移病巣の範囲も限局する傾向があり,神経組織の破壊も少なかったが,一方,癌細胞凝集因子をもたない136B細胞移植群では生存期間は短く病巣もより広範で浸潤性が強い事が判明した.髄液腔内腫瘍細胞播種転移の病態の成立には腫瘍細胞相互の凝集活性も一端を担っている事が明確となった.1)脳腫瘍の悪性度及び播種・転移の診断について:脳腫瘍患者の髄液中シアル酸値を指標として、とくに悪性度との相関、および髄液腔内播種症例における治療による変化について検討した。髄芽種・膠芽種等の悪性腫瘍群を1群、髄膜種・聴神経腫瘍など良性腫瘍群を2群、非腫瘍性疾患群を3群として、採取した核群患者脳脊髄液についてシアル酸UVキットを用いて、酵素抗体法にて測定した。その結果、1群5、26±2、39mg/dl、2群1、82±1、61mg/dl、3群1、64±1、61mg/dlで1群では有意の上昇がみられた。また髄液腔内播腫症例では治療後シアル酸値の減少を認めた。かくして髄液腔内シアル酸値測定は脳腫瘍の悪性度の診断に有用であり、また髄液腔内播種・転移の各種治療効果判定にも有用であると考えられた。2)脳腫瘍の髄液腔内播種・転移の治療に関して:髄液腔内播種・転移の治療のために投与される薬剤にはMTX、Ara-C、NCS等が知られている。治療効果の増強のためにニトロソウレア系抗癌剤であるACNUの髄液腔内投与の基礎実験として雑種成犬3頭を用いて髄液腔内にACNUを投与し、神経毒性および薬物動態について検討した。その結果、神経症状の出現および脳脊髄の病理学的変化は見られず、潅流法によってのみ広くクモ膜下腔内にACNUを分布させる事が可能であり、潅流液容量および投与時間をかえることにより最高濃度および濃度曲線下面積を種々調節することが可能であった。ACNU髄腔内潅流療法は脳腫瘍の髄液腔内播種・転移に対して有効な治療法となり得ることが示唆された。