hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん患者の主体的療養を支援する外来看護モデルの外来看護実践への適用に関する研究

また、研究フィールドの外来看護師、研究フィールドを管理する外来看護師長および看護部長、チーム医療の協働者である外来担当医師に対して聞き取り調査を行う予定であり、これら4調査の結果をもとに、構築した外来看護モデルを研究フィールドに適用するための具体的な外来看護実践方法を考案する予定である。1.外来通院するがん患者の療養生活および外来看護の活用の実際に関する調査の実施開発した質問紙を用いて、研究フィールドに外来通院するがん患者を対象に質問紙調査を実施した。質問紙配布数は433、回収数は354(回収率82.0%)であった。約6070%の者は、がん・がん治療に起因する身体・社会的問題および生活上の問題に対処できていたが、心理的問題に対しては、5060%ほどの者しか対処できていなかった。ほぼ100%の者が自分の疾患や治療について理解し、約70%の者は自分の意思で治療法を選択・決定できていたが、約20%の者は、疾患や治療に関する情報を十分に得ていない、あるいは、治療法の選択・決定に自分の意思があまり反映されていないと回答した。約70%の者は疾患や治療に関する知識を得るための設備(資料室など)の設置を望んでいた。問題解決や意思決定などにおいて、外来看護師はあまり活用されていなかった。2.外来看護モデルに基づく具体的な外来看護実践方法の考案と実施準備上記1の調査結果に基づき、具体的な外来看護実践方法を考案した。考案の要点は、(1)患者-看護師関係を確立し、患者個々に対する看護過程の展開を可能にする外来看護実践システムの構築、(2)患者自身および患者の抱える問題を理解し、継続した関わりを可能にする外来看護記録の作成、(3)患者の抱える問題の理解を助け、また、患者の主体性を育むことができる患者手帳の作成、(4)看護相談室や患者専用資料室の設置を含む、待合室・診察室の整備、などである。そして、考案した実践方法が研究フィールドにおける各システムと適合するよう、診療科、看護部、事務部、情報管理部などと調整を図った。また、考案した看護実践に従事するスタッフの実践能力の向上を図るために学集会の開催等を行った。さらに、実施にあたって必要な物品を購入・整備した。1.がん患者の主体的療養を支援する外来看護モデルに基づく外来看護実践の実施研究フィールドに外来通院するがん患者の療養生活および外来看護活用の実際に関する調査(平成16年度実施)の結果に基づいて考案した具体的な外来看護実践方法を、研究フィールドで約1年間(平成17年3月平成18年3月)、研究者、外来看護師、研究協力者(大学院生)共同で実施した。実施期間中は適宜会議をもち、実践方法の検討・修正を行った。2.外来看護モデルに基づく外来看護実践の評価外来看護モデルに基づく外来看護実践を評価することを目的に質問紙調査を実施した。)調査用質問紙の作成質問紙は、外来看護モデルに基づく外来看護実践実施前との比較を可能にするために、平成16年度に使用した質問紙における項目を含む計54項目から構成した。2)調査の実施外来(研究フィールド)を受診し、研究協力への同意を示した対象者に、質問紙と返信用封筒をセットにして手渡し返送を依頼した。調査の実施計画については、千葉大学看護学部倫理審査委員会から承認を得た。
ポリ臭素化ジフェニルエーテル(PBDEs)の沿岸生態系における生物濃縮機構

本研究では、震災の影響により予算申請時の研究を実施することが困難であったため、計画の変更を行いPBDEsの生体内における脱臭素化をより詳細に調べるために平成22年度に実施した実験の発展を試みた。本実験では、平成22年度にも用いたマコガレイについて、肝ミクロソーム画分のほかに肝サイトソル画分、また両者を分離する前の肝S9画分による、PBDEsの脱臭素化実験を実施した。これは、ミクロソームに存在する脱ヨウ素酵素(DI)が脱臭素化に関与しているとの仮説を検証するとともに、S9画分を用いた実験手法で脱臭素化を評価することにより、より簡便な化学物質リスク評価手法としての提案を視野に入れたためである。用いたPBDEは、平成22年度の実験で最も脱臭素化をしやすい同族異性体であった5臭素のBDE99とした。結果、BDE99が脱臭素化をして4臭素のBDE47-BDE49を生成する「脱臭素化率」は、予想をしていたミクロソーム画分よりもサイトソル画分の方が高く、S9画についてもサイトソル画分と同程度であった。これは、DIが脱臭素化に関与しているという仮説と矛盾する結果となり、今後注目していくべきポイントであると言える。本実験ではさらに、PBDEsの脱臭素化とその他の代謝経路との違いについて研究を行った。PBDEsの脱臭素化率が同種の魚類でも生息域によって異なるという知見より、化学物質暴露によって脱臭素化を決定づける酵素の誘導が生じている可能性を検証するためである。また、PCBsの水酸化反応ではCYP誘導と水酸化位置に法則性があり、PBDEsの脱臭素化位置についても同様の傾向があるかを確認すべく、本実験を実施した。2種のCYP誘導済みラット肝S9を購入し、BDE99/CB99、BDE100/CB100について脱ハロゲン化と水酸化を比較した結果、CYP誘導によるPBDEsの脱臭素化に差はみとめられず、魚類では脱ハロゲン化をしやすかったPBDEsに対してラットではPCBsのほうがより水酸化を受けた。以上より、PBDEsの生体内における代謝にはDIの関与やCYPの関与の可能性が低いことが示唆され、何によって起因するかを今後も追究をしていきたいと考えている。本研究では、PBDEs生物濃縮をより詳細に調べるためにin vitro代謝実験とin vivo取り込み実験を行った。In vitro実験では、マコガレイの肝ミクロソームを用いた分解実験を実施した。その結果、対象とした6種類のPBDEsのうち3種で脱臭素化が認められた、その分解の程度も同属異性体によって異なった。このことより、PBDEsの脱臭素化は同属異性体特異的であることが明らかになった。一方、PBDEsと類似した構造を持つポリ塩化ビフェニル(PCBs)については水酸化・脱塩素化のどちらについても認められなかった。脱臭素化の認められなかったPBDEs同属異性体は、沿岸海洋生態系内において食物連鎖を通して濃度増幅する同属異性体と一致していた。また、BDE209から脱臭素化が起こった位置はpara位>meta位>ortho位の頻度であった。以上により、BDE209の生体内での代謝では、生体内に蓄積しやすい脱ortho位PBDEsが生成されにくいことが示唆された。In vivo実験では、マコガレイへの餌と堆積物からの曝露実験を行った。その結果、6種のPBDEs、20種のPCBsともに、濃度の曝露期間での増加・排泄期間での減衰が確認された。ただし、餌中にBDE209を含む堆積物曝露区において、BDE209の濃度増加は認められなかった。PBDEs・PCBsの排泄速度定数を算出したところ、PBDEsは同属異性体によって排泄速度定数が大きく異なったものの、PCBsは疎水性と排泄速度定数の間に負の相関が見られ、異なる傾向を示した。吸収効率は、PCBs堆積物<PBDEs堆積物<PBDEs生物<PCBs生物、の順に高くなった。ただし、環境中・生物中の濃度を考慮すると、実際の吸収量は異なってくることが推定された。以上のことから、PBDEsの生物濃縮は餌由来が主であるが、BDE209の取り込み・生体内での脱臭素化は起こりにくいと考えられた。

結果、BDE99が脱臭素化をして4臭素のBDE47-BDE49を生成する「脱臭素化率」は、予想をしていたミクロソーム画分よりもサイトソル画分の方が高く、S9画についてもサイトソル画分と同程度であった。これは、DIが脱臭素化に関与しているという仮説と矛盾する結果となり、今後注目していくべきポイントであると言える。本実験ではさらに、PBDEsの脱臭素化とその他の代謝経路との違いについて研究を行った。PBDEsの脱臭素化率が同種の魚類でも生息域によって異なるという知見より、化学物質暴露によって脱臭素化を決定づける酵素の誘導が生じている可能性を検証するためである。また、PCBsの水酸化反応ではCYP誘導と水酸化位置に法則性があり、PBDEsの脱臭素化位置についても同様の傾向があるかを確認すべく、本実験を実施した。2種のCYP誘導済みラット肝S9を購入し、BDE99/CB99、BDE100/CB100について脱ハロゲン化と水酸化を比較した結果、CYP誘導によるPBDEsの脱臭素化に差はみとめられず、魚類では脱ハロゲン化をしやすかったPBDEsに対してラットではPCBsのほうがより水酸化を受けた。以上より、PBDEsの生体内における代謝にはDIの関与やCYPの関与の可能性が低いことが示唆され、何によって起因するかを今後も追究をしていきたいと考えている。
ニホンウズラの拡張ＭＨＣ領域に関する多様性解析

1.拡張MHC領域の構造解析ニホンウズラの主要組織適合性複合体領域(拡張MhcCoja領域)にTRIM亜領域およびCD1亜領域を同定した.2.多型カタログの作成(1)高密度DNA多型マーカーの設計:TRIM亜領域に4種類,MHC class IIB亜領域に3種類,MHC class I亜領域に4種類,CD1亜領域に2種類,計13種類のマーカーを構築した.(2)ハプロタイプ解析:各亜領域内の遺伝子は,それぞれ連鎖しているが,一方,各亜領域間には組換え領域が存在することを示唆した.(3)各ハプロタイプの遺伝子構造:機能的なMHC class IIB遺伝子座数のハプロタイプ間差を示唆した.1.拡張MHC領域の構造解析ニホンウズラ主要組織適合性複合体領域(拡張MhcCoja領域)のもっともセントロメア寄りにBG/LEC亜領域に隣接するTRIM亜領域(5遺伝子座)を同定した.またもっともテロメア寄りにMHC class I亜領域に隣接するCD1亜領域(6遺伝子座)を同定した.これら亜領域の位置関係はニワトリと相同であったが,CD1亜領域の下流にニワトリでは染色体上の位置が特定されていない精子尾部構成タンパク質をコードするODF3遺伝子2座位を確認した.(2)ハプロタイプ解析:11系統642個体を供試して,上記13マーカーのタイピングとハプロタイプ解析を実施中である.これまでに,DCB1TAPBPDBB1,DMB1DMB2,TAP1TAP2およびCD1.1CD1.2は,それぞれハプロタイプブロックを形成していること,ならびにそれ以外の遺伝子座間には組換え領域が存在すること示唆された,(3)各ハプロタイプの遺伝子構造の比較:DBB1TapasinDCB1,DMB1DMB2,TAP1TAP2およびCD1.1CD1.2の構造は主要8ハプロタイプで共通していたが,MHC class IIB遺伝子座数のハプロタイプ間差が示唆された.1.拡張MHC領域の構造解析ニホンウズラの主要組織適合性複合体領域(拡張MhcCoja領域)にTRIM亜領域およびCD1亜領域を同定した.2.多型カタログの作成(1)高密度DNA多型マーカーの設計:TRIM亜領域に4種類,MHC class IIB亜領域に3種類,MHC class I亜領域に4種類,CD1亜領域に2種類,計13種類のマーカーを構築した.(2)ハプロタイプ解析:各亜領域内の遺伝子は,それぞれ連鎖しているが,一方,各亜領域間には組換え領域が存在することを示唆した.(3)各ハプロタイプの遺伝子構造:機能的なMHC class IIB遺伝子座数のハプロタイプ間差を示唆した.1.拡張MHC領域の構造解析ニホンウズラ主要組織適合性複合体領域(拡張MhcCoja領域)のもっともセントロメア寄りにBG/LEC亜領域に隣接するTRIM亜領域を同定した.またもっともテロメア寄りにMHC class I亜領域に隣接するCD1亜領域を同定した.これら亜領域の位置関係はニワトリと相同であったが,CD1亜領域の下流にニワトリでは染色体上の位置が特定されていない精子尾部構成タンパク質の一種をコードするODF3遺伝子2座位を確認した.(2)ハプロタイプの解析:11系統321個体を供試して,12種類のDNA多型マーカー(HEP21,TRIM39.2,BTN2,DBB1,Tapasin,DCB1,DMB2,DMB2-DMB1遺伝子間,TAP1,TPA2,CD1.2およびCD1.1)を用い46種類のハプロタイプを確認した.AMRP系を除く10系統は複数のハプロタイプを含んでいたが,AMRP系は1種類のハプロタイプに固定されていた.DBB1TapasinDCB1は完全連鎖(ハプロタイプブロック)であったが,主要8ハプロタイプ以外のハプロタイプは組換えによって生じたことが示唆された.(3)各ハプロタイプの遺伝子構造の比較:DBB1TapasinDCB1およびCD1.1CD1.2の構造は主要8ハプロタイプで共通していたが,MHC class IIB遺伝子座数のハプロタイプ間差が示唆された.1.拡張MHC領域の構造解析ニホンウズラ主要組織適合性複合体領域(拡張MhcCoja領域)のもっともセントロメア寄りにBG/LEC亜領域に隣接するTRIM亜領域(5遺伝子座)を同定した.またもっともテロメア寄りにMHC class I亜領域に隣接するCD1亜領域(6遺伝子座)を同定した.これら亜領域の位置関係はニワトリと相同であったが,CD1亜領域の下流にニワトリでは染色体上の位置が特定されていない精子尾部構成タンパク質をコードするODF3遺伝子2座位を確認した.(2)ハプロタイプ解析:これら13マーカーのうちDCB1TAPBPDBB1,DMB1DMB2,TAP1TAP2およびCD1.1CD1.2は,それぞれハプロタイプブロックを形成していることを考慮し,羽装等の異なる6系統270個体を供試してマーカーIVIIのタイピングに基づきハプロタイプを解析し,IIIとIVおよびIVとVの間に組換え領域が存在することを示唆した.(3)各ハプロタイプの遺伝子構造の比較:DBB1TapasinDCB1,DMB1DMB2,TAP1TAP2およびCD1.1CD1.2の構造は主要8ハプロタイプで共通していた.しかし,RT-PCR産物の機能的MHC class IIB遺伝子座の数にハプロタイプ間差が示唆された.動物分子免疫学

1.拡張MHC領域の構造解析目標としたTRIM亜領域およびCD1亜領域の構造解析は概ね達成され,それぞれ雑誌論文として発表した.加えてCD1亜領域の下流にニワトリでは染色体上の位置が特定されていない精子尾部構成タンパク質の一種をコードするODF3遺伝子2座位を確認した.2.多型カタログの作成(1)高密度DNA多型マーカーの設計:それぞれTRIM亜領域およびCD1亜領域に鳥類における最初のDNA多型マーカーを4種類および2種類,計6種類設定した.また,MHC class IIB亜領域に3種類,MHC class I亜領域に4種類のDNA多型マーカーを設定した.約300-kbの領域に既存のマーカーを併せ,計13種類のDNA多型マーカーを整備した.今後,MHC class I亜領域のうちTAP2の下流にDNA多型マーカーを設定する必要がある.(2)ハプロタイプの解析:ハプロタイプブロックの検出:8種類の主要ハプロタイプを検出すると共に,DCB1TAPBPDBB1,DMB1DMB2,TAP1TAP2およびCD1.1CD1.2はハプロタイプブロックを形成していることを確認したが,一方,他の遺伝子間領域の組換えを示唆するハプロタイプが検出された.特に,BTN1とBTN2との間(2.4-kb),ならびにCD1.1とCD1.2との間(1.2 kb)の狭い遺伝子間領域に組換え領域が存在するこが示唆された.1.拡張MHC領域の構造解析目標としたTRIM亜領域およびCD1亜領域の構造解析は概ね達成され,それぞれ雑誌論文として発表した.加えてCD1亜領域の下流にニワトリでは染色体上の位置が特定されていない精子尾部構成タンパク質の一種をコードするODF3遺伝子2座位を確認した.2.多型カタログの作成(1)高密度DNA多型マーカーの設計:TRIM亜領域およびCD1亜領域に鳥類における最初のDNA多型マーカーを計5種類設定した.また,MHC class IIB亜領域に2種類,MHC class I亜領域に1種類のDNA多型マーカーを設定した.約250 kbの領域に既存のマーカーを併せ,計12種類のDNA多型マーカーを整備した.今後,MHC class I亜領域を中心にさらにDNA多型マーカーを設定する必要がある.(2)ハプロタイプの解析:ハプロタイプブロックの検出:8種類の主要ハプロタイプを検出すると共に,DBB1TapasinDCB1およびTAP1TPA2は完全連鎖(ハプロタイプブロック)であることを確認したが,一方,他の遺伝子間領域の組換えを示唆するハプロタイプが検出された.特にCD1.1とCD1.2との間の狭い遺伝子間領域(1.2 kb)に組換え領域が存在するこが示唆された.1.DNA多型マーカーの特徴付け(1)主要ハプロタイプにおけるMHC class IIBの機能的遺伝子座の同定と各遺伝子座の抗原結合領域の多様性とmRNA転写量との関係の解析.2.各ハプロタイプの遺伝子構造の比較(1)MHC classIIBの機能的遺伝子座数のハプロタイプ間差異の精査.(2)各ハプロタイプの多型カタログの整備.
重粒子線CTに関する基礎的研究

1.研究目的X線に比べ優れた線量分布及び生物学的効果を持つ重粒子線による癌の放射線治療の重要性が益々大きくなっている。現在重粒子線と性質の異なるX線を用いたCT画像により重粒子線治療計画が行われているが、より精度を高めるためには重粒子線そのものを用いて生体内の特性を計測する必要がある。そこで、重粒子線治療の精度向上を目的として、重粒子線治療の計画線量分布を得るための重粒子線CTの基礎的研究を行う。2.研究方法2.1解像力特性評価用ファントムの作成空間分解能評価用ファントム(壁厚2mm、外径6,8,10mmのPMMAパイプを水中に置いたもの)と密度分解能評価用ファントム(密度の異なる6種類の材質からなる円柱を水中に置いたもの)を作成した。2.2残留飛程分布の測定と再構成ステージコントローラを用いてファントムを回転させ、レンジシフタの厚さを変化させて得られたファントムの投影像より任意の回転角における残留飛程分布求め、CT画像の再構成を行った。3.研究結果Shepp-Loganフィルタを用いた逆投影法により再構成を行った。その結果、空間分解能評価用ファントムの再厚構成画像では壁厚2mmのアクリルパイプ全ての断面像がはっきりと描出された。また、密度分解能評価用ファントムの再構成画像では密度1.00g/cm^3である水の中に置かれた密度差0.15g/cm^3以上のNylon、PMMA、POM Duraconの3本が描出された。4.考察(結論)空間分解能評価ファントムと密度分解能評価ファントムを作成し、近似的の電子密度の空間分布に関する重粒子線CT画像を再構成することができた。その結果、このシステムの空間分解能は約2mm、また密度分解能はおよそ0.1g/cm^3程度であることが明らかとなった。このことから重粒子線治療計画線量分布を検証する一手段として重粒子線CTが有用な方法となりうると考えられる。今後の課題として、短時間で残留飛程分布が得られる自動化された撮像システムを構築するとともに高感度でかつノイズの少ない検出系の選択や被写体の被曝線量と画質特性の評価が挙げられる。2.研究方法2.1撮像システムの構築再構成に必要な投影像のパソコンヘの高速取り込みを可能にするマイクロチヤンネルプレートII付きビデオカメラと蛍光板を組み合わせたシステムを構築した。2.2再構成アルゴリズムの開発重粒子線と物質との相互作用を表すベーテ・ブロッホの式^<1)>に基づく重粒子線CT画像再構成法を定式化し、取得した投影像より残留飛程分布を求め再構成を試みた。3.研究結果3.1撮像システムの構築と残留飛程分布の測定II付きビデオカメラをパソコンに接続し、ステージコントローラを用いてファントムを回転させることにより、任意の投影像を遠隔操作により取得することができた。さらに、レンジシフタの厚さを変化させて得られたファントムの投影像より、残留飛程分布求めることができた。3.2再構成アルゴリズムの開発ベーテ・ブロッホの式に投影断面定理を応用することにより、近似的に電子密度の空間分布を求める方法を定式化することができた。さらに、得られた実験データから近似的に電子密度の空間分布に関するCT画像再構成の可能性を示した。4.考察(結論)重粒子線治療計画線量分布を検証する一手段としての重粒子線CTの可能性が示唆された。今後、短時間で残留飛程分布が得られる自動化された撮像システムを構築するとともに重粒子線CTの画質特性を明らかにする必要がある。

また、密度分解能評価用ファントムの再構成画像では密度1.00g/cm^3である水の中に置かれた密度差0.15g/cm^3以上のNylon、PMMA、POM Duraconの3本が描出された。4.考察(結論)空間分解能評価ファントムと密度分解能評価ファントムを作成し、近似的の電子密度の空間分布に関する重粒子線CT画像を再構成することができた。その結果、このシステムの空間分解能は約2mm、また密度分解能はおよそ0.1g/cm^3程度であることが明らかとなった。このことから重粒子線治療計画線量分布を検証する一手段として重粒子線CTが有用な方法となりうると考えられる。今後の課題として、短時間で残留飛程分布が得られる自動化された撮像システムを構築するとともに高感度でかつノイズの少ない検出系の選択や被写体の被曝線量と画質特性の評価が挙げられる。
肝癌切除後再発防止を目的とした肝癌特異的モノクローナル抗体の応用

樹立ヒト肝癌細胞株HT-17の特徴を検討したところ、doubling time 5060時間、染色体数63にピークを有する腫瘍であることが明らかにされた。本腫瘍をヌードマウス肝被膜下に移植し、in vitroにて摘出肝潅流を施行し、マウスモノクローナル抗体L-8-1を潅流液に混じ、経門脈的に投与したところ、抗体は移植腫瘍部に集積した。L-8-1は国立がんセンターより供与をうけた肝癌細胞Li7の細胞膜分画を抗原として作成した。また、ヌードマウス肝被膜下にHT-17をIX10^6個を移植し、4日後に^< (3) >I標識L-8-1を経肝動脈的に投与し、in vivoにおいても抗体が腫瘍部に集積することを確認した。さらに、異種動物におけるマウスモノクローナル抗体投与の効果、副作用についての検討を行った。SD系雄性ラット肝の被膜下にHT-17をIX10^6個移植したしころ、数日後には直径約3mmの固形腫瘍を形成することを確認した。そこで移植4日後に^<131>I標識L-8-を経肝動脈的に投与し、シンチグラムを施行したところ、腫瘍部に抗体の集積を認めた。また、ラットの動脈圧をモニターしたところ、異種動物の抗体投与による有意の変化はみられなかった。これらの実験によりL-8-1の今後の臨床応用の可能性が示唆されたが、L-8-1はヒト肝硬変細胞とも弱陽性ながら反応することが明らかとなった。故に、肝硬変症合併肝癌に対する本モノクローナル抗体の応用は難しいと考えられるが、肝硬変症の程度等に関し今後の検討が必要である。また、今後さらにL-8-1の特性を検討するとともに、より特異性の高いモノクロナール抗体の作成にむけて努力したい。マウスモノクローナル抗体のヌードマウス移植ヒト肝癌の増殖に対する影響を検討する目的で,肝癌手術症例より肝癌細胞株(HT-17)の樹立に成功した.まず,この樹立肝癌細胞の形態,染色体,腫瘍抗原,酵素活性などの特徴につき検討を加えた.この肝癌細胞膜分画を抗原としてマウスモノクローナル抗体L-8-1を作成した.本抗体と肝癌組織との反応性は6例中5例に陽性で,肝細胞腺腫及び正常肝とは反応しなかった.また,ヌードマウス大腿皮下にH-T-17を15×10^6を移植し^<131>I標識L-8-1を投与したところ, 3日及び5日後のシンチグラムにより腫瘍部に抗体が集積することを確認した. 3日後の腫瘍1g当たりに集積したL-8-1抗体の量は,投与量の6.7%で,肝,脾,腎,肺に比べ有意に高かった.細胞数が12×10^6個では抗体投与による腫瘍増殖が抑制されたが, 35×10^6では抑制効果は認められなかった.ついでヌードマウス肝にHT-17を1×10^6個移植したものを摘出し, TN式摘出臓器潅流装置を用いて肝潅流を施行した.希釈血液を用いた灌流液中にL-8-1を投与し,それが特異的に肝癌に集積することを確認した.補助金はすべて培地その他の消耗品に使用した.今後は,マウスモノクローナル抗体L-8-1を^<131>Iにて標識し,皮内反応等にて安全性を確認後,その微量を肝癌患者の肝動脈内に投与し,その肝癌集積性及び副作用の検討を行う.それで安全性に問題がない場合には,肝切除術後の再発防止を目的として肝切除後肝動脈よりL-8-1を投与し,経過をtumor marker及び画像診断などにて詳細にfollow-upする予定である.樹立ヒト肝癌細胞株HT-17の特徴を検討したところ、doubling time 5060時間、染色体数63にピークを有する腫瘍であることが明らかにされた。

故に、肝硬変症合併肝癌に対する本モノクローナル抗体の応用は難しいと考えられるが、肝硬変症の程度等に関し今後の検討が必要である。また、今後さらにL-8-1の特性を検討するとともに、より特異性の高いモノクロナール抗体の作成にむけて努力したい。
生体膜構造制御タンパク質を利用した感染能を指標としたウイルスセンシング

細胞膜を模倣した生体膜で導電性素子を被覆することで、ウイルスの感染を指標とする新たな電気化学的ウイルスセンサの開発について研究を行った。当初の研究計画の通り、機能性ペプチド(センサ素子認識ペプチド、生体膜認識ペプチド、ウイルス認識ペプチド)をそれぞれ同定し、これらを統合的に利用したポアセンサデバイスにより、1インフルエンザウイルスを検出できることが示されるとともにウイルス種を判別できる可能性が示唆された。今後、活性をもつウイルスと不活化したウイルスとの比較解析を詳細に実施することで、偽陽性検出の問題を解決できる新たなデバイスが創出できると期待される。本研究開発では、細胞への侵入などのウイルスが持つ機能を検出することで、既存の偽陽性検出の問題を解決し、確実性の高いウイルスセンサを開発することを目的としている。本年度は、導電性材料表面に細胞膜を模倣した生体膜を安定的に配置するために、センサ素子認識ペプチド、生体膜認識ペプチド、ウイルス認識ペプチドの探索を実施した。それぞれの対象について、候補ペプチドを取得し、特に導電性材料として期待している金ナノ材料に対する認識ペプチドの探索に関しては、金ナノ材料に対して結合性を示すペプチド中に存在するアミノ酸を参考に、ペプチド配列の改良を加えることで、数百種類の金ナノ粒子結合性ペプチドを同定できた。また、本研究開発を進める過程で、得られた金ナノ粒子結合性ペプチドライブラリーの中から金イオンを還元する二機能性ペプチド(金ナノ粒子結合能、金イオン還元能)を同定することができた。この二機能性ペプチドを探索できる方法は、今後、金ナノ粒子合成を触媒するペプチドの効率的な探索技術として提案できる可能性があり、研究計画段階では予想できなかった研究成果を得ることができた。本内容についても、次年度以降継続的に研究開発を進める予定である。また、次年度については、本年度に同定したセンサ素子認識ペプチド、生体膜認識ペプチド、ウイルス認識ペプチドを統合的に利用し、センサ素子表面に安定に生体膜を配置した電気化学的なウイルスセンサの開発を行う。申請段階での研究計画で示した項目に従い研究開発を実施し、各項目について概ね順調に成果が挙げられている。特に研究項目の一つである導電性素子表面への生体膜の安定的な配置に向けた生体膜や導電性材料を認識するペプチド配列を同定できたことから、次年度はこれを統合的に利用することで、以降のセンサ開発を中心とした研究項目を適切に推進できると考えられる。また、本研究を実施する中で、研究計画内では予想できなかった金イオンを還元する反応を触媒するペプチドを同定することができた。これは温和な条件でのナノ材料合成技術へと展開できる可能性があり、今後の研究の発展が期待される。本研究開発では、確実性の高い高感度なウイルスセンサを開発することを目的としている。本年度は、昨年度までに同定したセンサ素子認識ペプチド、生体膜認識ペプチド、ウイルス認識ペプチドを利用した電気化学的センサの開発を行った。特に、インフルエンザウイルス結合性ペプチドをセンサ素子表面に修飾することで、鶏卵中で培養された1インフルエンザウイルスを検出できることが示されるとともに、ウイルスの種類を判別できる可能性が示唆された。今後は配列の最適化や不活化したウイルスとの比較検討を詳細に実施することで、偽陽性検出の問題を解決できる新たなセンサデバイスを創出できると期待される。また研究開発を進める過程で同定された複数のセンサ素子(金)認識ペプチドに金ナノ粒子の合成を触媒するペプチドが含まれることが明らかになった。また各配列に応じて、合成されるナノ粒子の物性が大きく異なることが示され、今後温和な条件での物性選択的な機能性ナノ粒子の合成に利用できることが期待される。さらに、生体膜結合性ペプチドについては、指定難病の一つとして知られる原発性抗リン脂質抗体症などの疾病に関与するだけでなく、細胞膜の構造制御に重要な陰イオン性リン脂質であるカルジオリピンに高い結合性を示すことなどが示され、今後新たな脂質プローブとしての利用が期待される。以上のように、適切に研究計画に従いセンサデバイスの開発を推進するとともに、計画時には予想できなかった研究成果も複数取得でき、それぞれについて今後の発展が期待される。初年度である今年度中に、細胞膜を模倣した生体膜を素子表面に配置することに必要な認識分子を適切に同定できたことから、次年度はこれらを統合的に利用し、当初の予定通り、センサの開発を進める。また、本研究開発で新たに見つかった二機能性ペプチド配列やその探索手法については、今後の発展性が期待されることから、当初予定した内容とは異なるが、並行して研究開発を進める。国際学会への参加を見送ったため。次年度に追加で参加予定。当初の計画に従い予算を使用することに加えて、国際学会に一件追加で参加する。
粉体抽出法による乾式高品位炭分離プロセスの開発

石炭には1020%の灰分や硫黄分のパイライトが含まれており、石炭の利用に際しては、それらを分離し、高品位化することが望まれている。本研究は石炭を粉砕し、比重と粒子径の両者に分布をもつ粒子群から、高品位炭を得るために乾式で安価に、かつ大量に分別するプロセスの開発を目的とする。本研究では粉体抽出操作を石炭の高品位化に適用し、省エネルギ-の乾式プロセスの開発を行った。微粉炭では灰分の比重は石炭分のほぼ2倍あり、一方とは混ざり、他方とは混ざらない条件を持つ第3成分を加えることによって灰分などの不用成分を取り除く事が出来る。本研究ではセレホン炭について粉砕粒度と脱灰性能、分配係数を測定し、第3成分として最適な成分を求めた。結果の概要を以下に示す。1.石炭の前処理として灰分を分離し易い粉砕条件を明らかにした。2.流動化粉体抽出を構成する系、即ち一方とは混ざり、他方とは混ざらないような第3成分の条件を実験的に明かにし、風速、混合比、粒子径、密度、分配係数の関係を求め、その結果より最適操作条件を明らかなった。3.高品位炭を分離するため実験を行い、操作条件と分離効率、脱灰率、石炭回収率の関係を明らかにした。4.連続多段操作を行い、性能の向上をはかった。5.脱灰、脱硫率の向上のため、数十ミクロンまでの微粒化を行なった。6.石炭分を粉体抽出するよりも、灰分を抽出する方が、乾式高品位炭分離プロセスとして性能がよいことが明らかになった。本研究では、100ミクロン程度で灰分含有率23%の微粉炭を乾式で分離できるプロセスを開発できた。
クレロダン型生物活性天然物の効率的不斉合成を志向した鍵中間体の開発とその応用

生物活性クレロダン型ジテルペン類の合成を目的として応用性と汎用性に富む二つの鍵中間体の設計と合成を行った。1.(3S,4R,4aS,8S,8aR)-7,7-エチレンジオキシ-3,4,8,8a-テトラメチル-4-ビニル-3,4,4a,5,6,7,8,8a-オクタヒドロナフタレン-2(1H)-オン(1)の合成:(+)-ノピノンのアルキル化、シクロブタン環の開環、分子内エン反応による環化などにより好収率で(4aS,8S,8aR)-7,7-エチレンジオキシ-4,8,8a-トリメチル-4a,5,6,7,8,8a-ヘキサヒドロナフタレン-2-(1H)-オンを合成した。このエノン系にビニル系核試薬を共役付加させ、生成するエノレートをヨウ化メチルで捕捉して鍵中間体(1)の立体選択的合成を達成した。ビニル基はクレロダン類の特徴的な側鎖部構築に有利であり、またAB環の酸素官能基は両環が酸素化された天然物合成の手掛かりとなる。2.(3S,4R,4aS,8aR)-3,4,8,8a-テトラメチル-4-ビニル-3,4,4a,5,6,8a-ヘキサヒドロナフタレン-2(1H)-オン(2)の合成:1の合成の途上で得た中間体を利用して(4aR,8aR)-4,8,8a-トリメチル-4a,5,6,8,a-テトラヒドロナフタレン-2-(1H)-オンを導いた。このエノン系に上述の操作を用いて第2の鍵中間体(2)を合成した。この化合物は多くのクレロダン類に共通してみられるC-4オレフィンメチル同族体の重要合成中間体となる。現在これら鍵中間体を利用する生物活性天然物の合成を検討している。多様な生物活性を持つクレロダン型ジテルペン類の多くは、C (9)位の炭素6個からなる側鎖部が高度に酸素化され、変形した同族体とみなすことができる。そこでこれらの合成を行うに際し、最初に汎用性に富み、divergentな鍵中間体; 7, 7-ethylenedioxy-4, 8, 8a-trimethyl-4a, 5, 6, 7, 8, 8a-hexahydronaphthalen-2 (1H)-oneを考案し、その合成を行った。容易に、かつ多量に得られる(-)-β-ビネンから導かれる(+)-ノピノンから出発し、(1S, 3S, 4R)-4-(2-acet-oxyethyl)-3, 4, 6, 6-tetramethylnopinoneおよびそのエナンチオマー; (1R, 3R, 4S)-nopinone体を合成した。前者のシクロブタン環の開環、側鎖部の化学変換と分子内エン反応などにより好収率で上述の(4aS, 8S, 8aR)-鍵中間体を合成した。この鍵中間体の持つ共役エノン系に、標的クレロダンジテルペン類のC (9)位側鎖部と合成上等価なアルキル鎖を立体選択的に共役付加させ、生成するエノレートをメチル基で捕捉すれば本研究の目的に適った合成中間体が得られる。

この計画に沿った研究では、まず最初の共役付加をビニルGrignard試薬を用いて行い、続いてヨウ化メチルで処理したところ、予想通りの立体選択的な置換基導入が進行し、合成中間体; (3R, 4R, 4aS, 8S, 8aR)-7, 7-ethylenedioxy-3, 4, 8, 8a-tetramethyl-4-vinyl-3, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a-octahydro-naphthalen-2 (1H)-oneを得ることができた。この事実はこれのエナンチオマー; (3S, 4S, 4aR, 8R, 8aS)-合成中間体の合成をも意味し、同一不斉源から天然物の持つ絶対構造に合わせた不斉合成が展開できることが明らかとなった。また上述の共役付加を、ビニルGrignard試薬以外の、標的天然物合成に則した求核試薬の利用も可能であり、種々の光学活性合成中間体を得ることができる。現在は、各合成段階の反応条件の最適化を検討し全収率の向上を計ると共に、当初のクレロダンジテルペンの全合成スキームが妥当であることを、最初に(3R, 4R, 4aS, 8S, 8aR)-合成中間体から出発して、構造的に比較的単純なneo-trans型の(-)-コラベン酸の合成で実証すべく検討を進めている。以上述べた結果の概要は、速報の形で投稿準備中である。クレロダン型ジテルペン類の合成にとって汎用性に富み、divergentな展開を可能とする二つの鍵中間体の設計と合成を行った。1.(3S,4R,4aS,8S,8aR)-7,7-エチレンジオキシ-3,4,8,8a-テトラメチル-4-ビニル-3,4,4a,5,6,7,8,8a-オクタヒドロナフタレン-2(1H)-オンの合成: (+)-ノピノンのアルキル化、シクロブタン環の開環、側鎖部の化学変換と分子内エン反応などにより好収率で(4aS,8S,8aR)-7,7-エチレンジオキシ-4,8,8a-トリメチル-4a,5,6,7,8,8a-ヘキサヒドロナフタレン-2-(1H)-オンを合成した。これの持つエノン系にビニル求核試薬を共役付加させ、生成するエノレートをヨウ化メチルで捕捉して表題化合物の立体選択的合成を達成した。ビニル基はクレロダン類の特徴的な側鎖部構築に有利であり、またAB環の酸素官能基は両環が酸素化された天然物合成の手掛かりとなる。2.(3S,4R,4aS,8aR)-3,4,8,8a-テトラメチル-4-ビニル-3,4,4a,5,6,8a-ヘキサヒドロナフタレン-2(1H)-オンの合成:上述の合成の途上で得た中間体を利用して(4aR,8aR)-4,8,8a-トリメチル-4a,5,6,8a-テトラヒドロナフタレン-2-(1H)-オンを導いた。このエノン系を利用してビニルおよびメチル基を立体選択的に導入し、表題化合物を合成を達成した。この化合物は多くのクレロダン類に共通してみられるC-4オレフィンメチル同族体の重要合成中間体となる。現在これら鍵中間体を利用する生物活性天然物の合成を検討している。
次世代シーケンサーを用いた粘液線維肉腫の網羅的解析と新規治療標的の探索

本研究は粘液線維肉腫の遺伝子変異の詳細と、予後不良因子である低分化な成分が生じてくる遺伝学的機序や治療標的となりうる遺伝子異常を解明することを目的としている。遺伝子変異の詳細:全61症例の原発性MFSに対し、全エクソンシーケンスデータを用いて遺伝子変異の解析を行った。同時にシーケンスデータを用いて腫瘍内染色体のコピー数異常の解析も実施した。61症例で合計4,613個の遺伝子変異が検出され、中央値は44個であった。最も多くの症例で遺伝子変異を認めた遺伝子はTP53で、ATRX、RB1がそれに続いた。コピー数異常、ないしは免疫染色でのp53強陽性を含めた場合、合計56症例でTP53に関する異常が検出された。低分化な成分が生じてくる機序の解明について:5症例に対し、同一腫瘍内の別部位から採取したサンプルに対して全エクソンシーケンスを実施し、腫瘍内多様性の検討を実施した。サンプル間で共有される遺伝子変異は29%未満であり、MFSにおける非常に高い腫瘍内多様性が確認された。6症例に対し、原発腫瘍、再発腫瘍からサンプリングし全エクソンシーケンスを実施、遺伝子変異の経時的変化を検討した。いずれの症例においても再発病変における遺伝子変異の増加を認めており、経時的に遺伝子異常が蓄積している様子が観察された。いずれの検討においても、形態学的特徴と遺伝子変異の相関の検討を実施したが、予後不良因子である低分化な成分に特徴的にみられる遺伝子異常に関しては現時点では発見されていない。治療標的となりうる遺伝子異常に関して:上述の通り、現時点でMFSにおいて検出されている遺伝子異常はTP53の点突然変異やコピー数異常などの分子標的治療薬の対象となりがたいものであり、MFSの治療成績を劇的に向上させる遺伝子異常に関しては検出されていない。全エクソンシーケンスに関しては予定通りのサンプルが処理できた。しかしながら、主としてホルマリン固定後パラフィン包埋組織に対して全エクソンシーケンスを実施した際、ホルマリン固定によるDNAの断片化・変性のためDNAの質が低下しており、変異解析に時間を要した。検出した変異に対する裏付けは実施中であり、最終的に報告する遺伝子変異の数には多少の増減が見込まれる。当初、遺伝子コピー数解析の研究手法としてSNPアレイの実施を考慮していたが、試薬の都合やホルマリン子固定後組織での技術的な困難存在したため、全エクソンシーケンスデータを用いた解析に切り替えた。解析は全てのサンプルに置いて実施できたが、DNAの質の低下により解析に時間を要した。RNAシーケンスに関しては一部のサンプルにおいて実験・解析が完了しているが、共同研究期間におけるサンプルの採取・保存状況の影響で当初予定していたよりも解析可能なサンプルが減少した。FFPE由来のRNAの使用に関して各種条件検討を試みたが、DNAと同様質の低下が生じていることなどから実施を断念する必要があった。当初予定していたDNAメチル化アレイを用いた解析に関しては、上述のDNAの質の低下による影響が大きいことが見込まれたため、凍結組織由来DNAに絞って解析を実施した。現在、データベースに登録されている腫瘍由来のメチル化アレイデータと比較検討し解析を実施している。既存組織の形態学的評価に関しては実施が完了している。変異の数などに関する解析は終了しているが、予後不良因子である低分化な成分に特徴的にみられる遺伝子異常に関しては現時点では発見できておらず、さらなる詳細の検討が必要な状況となっている。当初はこれらのデータを発見し、それに基づいて培養細胞などを用いた実験・解析を実施する予定をしていたが、これらの発見の遅れに伴いそうした実験の開始が遅延している。解析対象としているサンプル数に関しては、遺伝子変異の詳細解明には十分な数が集まっているものの、低分化な成分を含む腫瘍サンプルに関してはいまだ十分な数の解析を実施できていない。引き続きサンプルの収集につとめ、不足しているデータを補完できる様に努める。遺伝子変異の詳細解明に関しては、引き続きサンガーシーケンスなどを用いて検出した変異の裏付けを実施する。後述の解析を進める中で、特定の遺伝子に標的を絞ったターゲットシーケンスを実施する必要が生じた場合は、適切な遺伝子に標的を絞ったプローベ(ベイト)を作成し、腫瘍組織内に存在する遺伝子変異の高感度な検出を試みる。染色体コピー数異常の解析に関してもデータの解析を続行し、異常検出に用いたパラメータを微調整することで、確証の得られるデータの取得を試みる。RNAシーケンスによる融合遺伝子検索ができなかった症例に関しては、全ゲノムシーケンスを実施し、DNAに生じた構造異常やコピー数異常、遺伝子変異シグニチャ解析などを網羅的に実施し、各種データの補完に努める。低分化な成分が生じてくる機序に関しては、現在取得済みの腫瘍組織から得られたデータに対してより詳細なデータの検証を試み、場合によっては上述のターゲットシーケンスを実施して解析を進めてゆく。DNAメチル化アレイによって得られたデータに関しても各種標準化を実施しデータベース上にあるデータとの適切な結合ができる様前処理を実施し、解析を進めていく。上述の解析を早期に収束させ、治療標的となりうる遺伝子異常を検出し、それに対して有効な治療薬などを検索し、培養細胞やマウスモデルを用いた検証に移行する。

61症例で合計4,613個の遺伝子変異が検出され、中央値は44個であった。最も多くの症例で遺伝子変異を認めた遺伝子はTP53で、ATRX、RB1がそれに続いた。コピー数異常、ないしは免疫染色でのp53強陽性を含めた場合、合計56症例でTP53に関する異常が検出された。低分化な成分が生じてくる機序の解明について:5症例に対し、同一腫瘍内の別部位から採取したサンプルに対して全エクソンシーケンスを実施し、腫瘍内多様性の検討を実施した。サンプル間で共有される遺伝子変異は29%未満であり、MFSにおける非常に高い腫瘍内多様性が確認された。6症例に対し、原発腫瘍、再発腫瘍からサンプリングし全エクソンシーケンスを実施、遺伝子変異の経時的変化を検討した。いずれの症例においても再発病変における遺伝子変異の増加を認めており、経時的に遺伝子異常が蓄積している様子が観察された。いずれの検討においても、形態学的特徴と遺伝子変異の相関の検討を実施したが、予後不良因子である低分化な成分に特徴的にみられる遺伝子異常に関しては現時点では発見されていない。治療標的となりうる遺伝子異常に関して:上述の通り、現時点でMFSにおいて検出されている遺伝子異常はTP53の点突然変異やコピー数異常などの分子標的治療薬の対象となりがたいものであり、MFSの治療成績を劇的に向上させる遺伝子異常に関しては検出されていない。全エクソンシーケンスに関しては予定通りのサンプルが処理できた。しかしながら、主としてホルマリン固定後パラフィン包埋組織に対して全エクソンシーケンスを実施した際、ホルマリン固定によるDNAの断片化・変性のためDNAの質が低下しており、変異解析に時間を要した。検出した変異に対する裏付けは実施中であり、最終的に報告する遺伝子変異の数には多少の増減が見込まれる。当初、遺伝子コピー数解析の研究手法としてSNPアレイの実施を考慮していたが、試薬の都合やホルマリン子固定後組織での技術的な困難存在したため、全エクソンシーケンスデータを用いた解析に切り替えた。解析は全てのサンプルに置いて実施できたが、DNAの質の低下により解析に時間を要した。RNAシーケンスに関しては一部のサンプルにおいて実験・解析が完了しているが、共同研究期間におけるサンプルの採取・保存状況の影響で当初予定していたよりも解析可能なサンプルが減少した。FFPE由来のRNAの使用に関して各種条件検討を試みたが、DNAと同様質の低下が生じていることなどから実施を断念する必要があった。当初予定していたDNAメチル化アレイを用いた解析に関しては、上述のDNAの質の低下による影響が大きいことが見込まれたため、凍結組織由来DNAに絞って解析を実施した。現在、データベースに登録されている腫瘍由来のメチル化アレイデータと比較検討し解析を実施している。既存組織の形態学的評価に関しては実施が完了している。
回転磁界による定常超高ベータプラズマの生成に関する理論研究

逆磁場配位(FRC)プラズマは超高ベータ(β>0.8)を実現できコンパクトな核融合発電プラントを実現できる磁場閉じ込め方式として注目されている。しかし、テータピンチにより造られたFRCの寿命はジュール損失に対して電流を維持する機構を欠いているため数百μsecに制限される。この欠点を克服すべく回転磁場を印加することにより定常を維持する研究が行われている。最近の実験結果で回転磁場はFRC内に完全には浸透せず、それにもかかわらずFRCが定常状態に維持されることが示されている。本研究で回転磁場がFRCに完全に浸透しない理由を、回転磁場による電流の駆動と抵抗による電流の減衰とDバランスにより決まる平衡を解析的に調べることによる説明を試みた。ここではイオンや電子が"剛体回転"しているとする簡単なモデルを用いプラズマは無限に長く、密度は空間的に均一であるとし、磁束保存容器内の"セパラトリクス半径の変化"と"イオン回転"の効果も考慮した。またイオン,電子流体の角周波数に関する平衡解から摂動方程式をもちいて線形安定性の解析を行い、平衡動作点の安定条件を導いた。現在の実験におけるFRCおよび回転磁場のパラメータはこの条件を満たし、部分的な浸透を示す平衡動作点が安定となるため、回転磁場が完全に浸透しないことが起こりうることを示した。また、時間依存方程式を初期値を与えて解くことにより線形安定解析の結果が正しいことを確認した。さらに、同じ理論モデルを用いて回転磁場による駆動力とイオンの摩擦力との大きさを比較することにより回転磁界の浸透に関する条件を導出した。磁場の浸透に関して、従来の判別式では完全には説明できなかったHugrassの数値シミュレーション、フリンダース大学およびワシントン大学での実験結果を矛盾なく説明することに成功した。回転磁場を用いて、FRCプラズマを定常維持すなわち電流駆動できることを示すことが本研究の目的である。FRCプラズマに回転磁界を印加したとき回転磁界がプラズマ中に浸透する過程で、本質的に重要ではあるが以前の解析では考慮されていなかったプラズマ平衡すなわちイオンの運動を解析することが具体的な目的である。本年度は早い時間スケールである回転磁界のベクトルポテンシャルの時間依存性をe^<jωt>と置き、遅い時間スケールで支配される駆動電流等の時間発展を解く2時間ステップ近似解法により基礎方程式を定式化した。それに基づきSOR時間発展方程式解法を用いて計算機コードを作成した。設備備品として購入したパソコンを用いて計算結果を従来の近似を用いない早い時間スケールで解いた解析結果と比較した。ほぼ、等しい結果が得られこの解法の妥当性を検証した。また、一次元のイオンの運動を定式化した式からイオンの方位角方向の運動が電子と回転磁場のスリップ比を通して回転磁界の浸透に重要な働きを持つ可能性を示した。次年度はこの効果を定量的に評価するためイオンの運動を数値的に解く計算機コードを作り、回転磁界の浸透および電流駆動の数値シミュレーションを解析して行く予定である。回転磁場(RMF)を用いて、自らは定常維持する機能のない逆磁界プラズマ(FRC)を定常維持すなわち電流駆動できることを示すことが本研究の目的である。FRCプラズマに回転磁界を印加したとき回転磁界がプラズマ中に浸透する過程で、本質的に重要ではあるが以前の解析では考慮されていなかったプラズマ平衡すなわちイオンの運動を考慮し、RMFの浸透を解析することが具体的な目的である。本年度は前年度行なったイオンの運動を考慮した解析モデルを用いて、磁束保存則を考慮に入れた物理モデルに基づいてRMFの駆動力とイオンとの衝突による抵抗力で決まる平衡点の安定性を線形安定解析により議論した。その結果、平衡解には完全浸透と浅い浸透の二つの解があり、以前は前者の解は安定で、後者の解は不安定であり実現されないとされていたが、後者も安定であることが示された。

ワシントン大学の電流駆動実験ではRMFがプラズマの深部(磁場中性点付近)まで浸透せず、電流が駆動されている結果が得られている。この解析は、実験事実を数値シミュレーションによらず解析的に説明できることになる。この結果は現在Physics of Plasmaに論文として投稿中であり、今年2月25-27日ワシントン大学で開催される「コンパクトトーラスプラズマの物理に関する日米ワークショップ」で発表予定である。逆磁場配位(FRC)プラズマは超高ベータ(β>0.8)を実現できD^-3Heを燃料と環境保全性に優れた核融合発電プラントを実現できる可能性を秘めた磁場閉じ込め方式である。しかし、テータピンチにより造られたFRCの寿命はジュール損失に対して電流を維持する機構を欠いているため数百μsecに制限されるが、ROTAMAKとよばれる回転磁場を用いた装置でFRCを定常状態に維持するための研究がおこなわれている。最近の実験で外部から印加した回転磁場はFRC内に完全には浸透せず、それにもかかわらずFRCが定常状態に維持されることが観測されている。本研究で回転磁場がFRCに完全に浸透しない理由を、回転磁場による電流の駆動と抵抗による電流の減衰とのバランスにより決まる平衡を解析的に調べることによる説明を試みた。ここではイオンや電子が"剛体回転"しているとする簡単なモデルを用いプラズマは無限に長く、密度は空間的に均一であるとし、磁束保存容器内の"セパラトリクス半径の変化"と"イオン回転"の効果も考慮した。またイオン,電子流体の角周波数に関する平衡解から摂動方程式をもちいて線形安定性の解析を行い、平衡動作点の安定条件を導いた。現在の実験におけるFRCおよび回転磁場のパラメータはこの条件を満たし、部分的な浸透を示す平衡動作点が安定となるため、回転磁場が完全に浸透しないことが起こりうることを示した。また、同じ理論モデルを用いて回転磁場による駆動力とイオンの摩擦力との大きさを比較することにより回転磁界の浸透に関する条件を導出した。磁場の浸透に関して、従来の判別式では完全には説明できなかったHugrassの数値シミュレーション、フリンダース大学およびワシントン大学での実験結果を矛盾なく説明することに成功した。
脊椎手術により発生する硬膜・神経組織癒着防止のための中間挿入材料の研究

脊椎・脊髄手術後に生じる脊髄・神経根周囲への炎症・癒着反応に対し、従来の脂肪移植にかわる癒着防止材として、その透過性および抗炎症作用に着目し、polyvinyl alcohol hydrogel膜(以下PVAH膜と略す)を中間挿入膜として使用後、硬膜や神経根周囲における癒着防止効果を検討した。雑種成猫60匹を使用し、無菌操作下で第5腰椎の広範椎弓切除を行い、硬膜と神経根周囲を厚さ200μmのPVAH膜で覆った群と、遊離脂肪移植群、コントロール群の3群に分けた。各群を術後の飼育期間によってさらに3群に分け、3週間飼育群(各群4匹づつ)、3カ月飼育群(各群6匹)、12カ月飼育群(各群10匹)とした.飼育後は手術部位の脊柱ならびに周囲の軟部組織を一塊として摘出し、ホルマリン固定後、HE、LFB-PAS、Laidlaw's silver、Masson's trichromeの各染色を行った.平成6年度は、12カ月長期飼育群の病理組織所見も追加して本実験の最終総合判定を行った.1)脊椎手術時の椎弓切除や硬膜、神経根周囲の操作によって局所の炎症反応を惹起し、硬膜や神経根の癒着を引き起こすことが多く、またこれらが再手術の同部位への侵入を危険で困難な状態にしていることが判明した。2)コントロール群、遊離脂肪移植群では硬膜上に強い細胞浸潤が見られ、癒着も露出硬膜全体に高度であり、硬膜が肥厚していた。PVAH膜群では癒着はまったく存在せず、PVAH膜の両側に薄い滑膜様物質が観察され、硬膜の肥厚は最小であった。遊離移植脂肪片は時間の経過によって縮小する傾向があった。3)コントロール群と脂肪移植群の神経根周囲には線維性瘢痕によって癒着が観察できたが、PVAH膜では癒着がまったく見られなかった。PVAHは水分量、強度が生体組織と酷似し、異物反応も少なく、表面には微小孔があり、蛋白等の低分子を透過しても、マクロファージのような高分子は透過しない。この選択的透過性が必要な栄養物は取り入れ、不必要な炎症細胞の脊柱管内への浸潤を防止し瘢痕組織形成や癒着を減少させると思われた。PVAH膜は、脊椎手術時の癒着防止材として遊離脂肪移植に優る有用な挿入膜と考えた。今回の研究の目的は、従来から行なわれてきた遊離脂肪による神経組織被覆が、必ずしも神経癒着防止に働かないという臨床的事実を動物実験によって確かめ、さらに水分透過性で組織癒着性が無いと言われるpolyvinyl alcohol hydrogel膜(以下PVAH膜)を用いて硬膜ならびに神経根を被覆し、脊椎椎弓切除後の神経組織癒着防止材になり得るかを調査することである。まず初年度の平成5年には、実験動物をPVAH膜、遊離脂肪群、無処置群のそれぞれ各群12匹からなる3群に分けて手術を行った。各群は手術後の動物飼育期間を1か月、3か月の短期群、6か月、24か月の長期群の4群にさらに分けた。