hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハイスループットバイオフィルム薬剤感受性試験法の開発と抗バイオフィルム素材の探索

水溶性テトラゾリウム塩を用いた微生物検出法とペグ付きマイクロプレートフタへのバイオフィルム形成法を組み合わせることでバイオフィルム薬剤感受性試験法を開発した。本法によりBiofilm MIC、MBC、MECの逐次的定量が可能になった。本法は従来法と比較して迅速性及び簡便性において格段に優れていた。さらに、本法を素材ライブラリーへ適用した結果、ローズマリー(葉)、ウド(皮)、メース、イロコ、レッドパインなどのエタノール抽出液において90%以上のバイオフィルム破壊活性が得られた。これらの素材は、ε-ポリリジンと併用することで、幅広い菌種に対する抗バイオフィルム素材として利用できることが示唆された。本年度は1.ペグ付きマイクロプレートフタへの最適なバイオフィルム形成法の確立、2.バイオフィルム評価用微生物検出法の最適化、3.バイオフィルム形成法及び微生物検出法を組み合わせたバイオフィルム薬剤感受性試験法の確立を実施した。バイオフィルム産生菌としてPseudomonas aeruginosa、Staphylococcus aureus、Candida albicansなど11種類の微生物を対象として、ペグ付きフタへのバイオフィルム形成法を確立することができた。形成条件としては、ペグ素材、前培養法、培地種類、形成時間、振とう有無、温度を検討し、各種微生物に最適な条件を確立した。次に、P. aeruginosa、S. aureus、C. albicansの形成したバイオフィルム内の微生物を検出するために、電子メディエータ及び発色検出試薬水溶性テトラゾリウム塩WSTシリーズの中から最適な組み合わせを選抜した。微生物による代謝効率や培地成分による影響を考慮したところ、2-methyl-1,4-naphtoqiunoneとWST-8の組み合わせが最適であった。次に、バイオフィルム形成法及び微生物検出法を組み合わせることでバイオフィルム薬剤感受性試験法の確立を試みた。P. aeruginosa、S. aureus、C. albicansが形成したバイオフィルムを対象として、バイオフィルム最小発育阻止濃度(Biofilm MIC)、最小殺菌濃度(Biofilm MBC)及び最小撲滅濃度(Biofilm MEC)の逐次的測定を行うことが可能になった。本法は、従来法(マイクロウェルプレートの底に形成する方法)と比較して、洗浄などの操作性において格段に簡便な手法であった。また、Biofilm MECの検出時間は2時間程度であり、従来法の24時間を大幅に短縮することができた。本年度は、25年度に確立したバイオフィルム薬剤感受性試験法について、代表的な抗生物質及びバイオフィルム産生菌を用いて、本法の信頼性・妥当性評価を行った。さらに、本法を用いることで効果的な抗生物質の組み合わせを明らかにした。本法で得られたBiofilm MEC値を、従来法で測定した値と比較したところ、両者は良好に一致した。この結果から、本法の信頼性及び妥当性が確認された。また、従来法では1日に処理可能なプレートは1枚であるのに対して、本法では12枚程度の処理が可能であり、測定の迅速性及び操作性が格段に向上したと考えられる。次に、S. aureusのバイオフィルムを対象として、抗生物質の組み合わせの効果を検証した。単独ではVCMが有効であったため、各濃度のVCMと他の抗生物質の組み合わせの効果を検討した。その結果、VCM、ダプトマイシン及びテイコプラニンとの組み合わせが最適であった。VCM単独ではBiofilm MEC=512μg/mlであるの対して、VCM=8、ダプトマイシン=4、テイコプラニン=8μg/mlと低い濃度で効果を示すことが明らかとなった。さらに、この3抗生物質の組み合わせはMRSAを含む他のS. aureusへも有効であった。バイオフィルムは難治性・慢性感染症の大きな要因の1つであるため、形成されたバイオフィルムの薬剤感受性を迅速かつ正確に把握することは投薬・治療上非常に重要である。そこで、本研究ではハイスループットなバイオフィルム薬剤感受性試験法を開発し、さらに本試験を用いて抗バイオフィルム素材の探索を試みた。まず、水溶性テトラゾリウム塩を用いた微生物検出法とペグ付きマイクロプレートフタへのバイオフィルム形成法を組み合わせることで、バイオフィルム最小発育阻止濃度、バイオフィルム最小殺菌濃度及び最小バイオフィルム撲滅濃度(BiofilmMEC)の逐次的測定が可能な薬剤感受性試験法の開発を行った。本試験法は、従来法と比較して洗浄などの操作性において格段に簡便な手法であった。また、BiofilmMECの検出時間は25時間であり、従来法の24時間を大幅に短縮することが可能であった。次に、代表的な抗生剤及びバイオフィルム産生菌を用いて、本試験法の妥当性評価を行った。本試験法で得られたBiofilmMEC値を従来法で測定した値と比較したところ、両者は良好に一致した。また、黄色ブドウ球菌のバイオフィルムに対して、バンコマイシン、ダプトマイシン及びテイコプラニンの組み合わせが最適であることが明らかとなった。さらに、素材ライブラリー(約1000種類)を本試験法へ適用し、抗バイオフィルム素材のスクリーニングを行ったところ、黄色ブドウ球菌及びう蝕菌いずれのバイオフィルムに対しても90%以上の破壊活性を示したのは、ローブマリー(葉)、ウド(皮)、メース、イロコ、レッドパインなどのエタノール抽出液であった。しかし、これらの素材は大腸菌などのグラム陰性菌のバイオフィルムに対しては破壊活性を示さなかった。そこで、食品添加物であるε-ポリリジンとの併用を試みたところ、幅広い菌種のバイオフィルムに対して破壊活性が認められた。

水溶性テトラゾリウム塩を用いた微生物検出法とペグ付きマイクロプレートフタへのバイオフィルム形成法を組み合わせることでバイオフィルム薬剤感受性試験法を開発した。本法によりBiofilm MIC、MBC、MECの逐次的定量が可能になった。本法は従来法と比較して迅速性及び簡便性において格段に優れていた。さらに、本法を素材ライブラリーへ適用した結果、ローズマリー(葉)、ウド(皮)、メース、イロコ、レッドパインなどのエタノール抽出液において90%以上のバイオフィルム破壊活性が得られた。これらの素材は、ε-ポリリジンと併用することで、幅広い菌種に対する抗バイオフィルム素材として利用できることが示唆された。本年度は、25年度に確立したバイオフィルム薬剤感受性試験法について信頼性・妥当性評価を行った。さらに、本試験法を用いることで効果的な抗生物質の組み合わせを明らかにすることができた。その結果、本試験法と従来法で得られたBiofilm MEC値は良好に一致し、本試験法の信頼性及び妥当性が確認できた。さらに、大量の試料を測定する場合、本試験法は測定の迅速性や操作性の面で優れていることが実証できた。また、バンコマイシン、ダプトマイシン及びテイコプラニンの組み合わせが、S. aureusのバイオフィルムに対して効果的であることを明らかとした。以上の理由から、当初の計画通り進展している。達成度100%微生物検出平成27年度は、当研究所保有の素材ライブラリーを本試験法へ適用し、抗バイオフィルム素材のスクリーニングを行い、抗バイオフィルム候補素材を絞り込みと有用性の検証を行う。さらに、ハイスループットなバイオフィルム薬剤感受性試験法の確立、抗バイオフィルム活性を有する抗生物質の組み合わせに関する知見、抗バイオフィルム素材に関する知見について得られた成果をとりまとめ、学会発表及び論文投稿を行う。本年度は、1.ペグ付きマイクロプレートフタへの最適なバイオフィルム形成法の確立、2.バイオフィルム評価用微生物検出法の最適化、3.バイオフィルム形成法及び微生物検出法を組み合わせたバイオフィルム薬剤感受性試験法の確立を試みた。その結果、1.Pseudomonas aeruginosa、Staphylococcus aureus、Candida albicansなど11種類の微生物でペグへのバイオフィルム形成条件を確立することができた。2.バイオフィルム評価用の検出試薬(2-methyl-1,4-naphtoqiunoneとWST-8)を選抜することができた。2時間でバイオフィルム内の生菌を検出することができた。3.バイオフィルム形成法及び微生物検出法を組み合わせることで、バイオフィルム最小発育阻止濃度(Biofilm MIC)、最小殺菌濃度(Biofilm MBC)及び最小撲滅濃度(Biofilm MEC)の逐次的測定を行うことが可能になった。当初は、26年度中に論文投稿を計画しており、英文校正等の経費を執行する予定であった。
硝子体増殖膜の形成機序の解明および形成防止に関する研究

1.組識培養ヒトの手術材料から得た増殖膜の培養においては、培地としてRPMI1640よりHAMF12とMEMを用いたほうが、培養系を確立させるのに良好であることが判り、この培養系に細胞運動を抑制する薬剤であるサポニンを投与したところ、高濃度では細胞の壊死が、低濃度では細胞運動の抑制が認められた。細胞増殖を抑制すると考えられる薬剤である【PGE_2】,【F_(2a)】,【D_2】では有意の結果は得られなかった。しかし、ラット新生児の大脳皮質から得た星状膠細胞の培養系においては、5FUで0.5μg/ml以上、デキサメサゾンで10μg/ml以上の濃度で細胞増殖の抑制がみられた。また、ラットの網膜色素上皮細胞の培養系においても、ほぼ同様の濃度において細胞増殖の抑制が確認された。今後は、これらの濃度における薬剤が、周囲の眼組織にいかなる毒性を有すかを検討する必要がある2.動物実験家兎眼の硝子体をヒアルロニダーゼにより融解し、人工的網膜裂孔を作って網膜剥離を形成させた場合には、硝子体増殖膜が形成される確率は1020%であった。細胞増殖抑制をする薬剤を硝子体内に投与して、増殖膜形成の抑制を試みたが、硝子体増殖膜が形成される確率が低いため、今回の実験群では有意の結果が得られなかった。家兎新生児から得た星状膠細胞を培養し、その母親の硝子体中に培養星状膠細胞を注入したところ、100%に硝子体増殖膜が形成され、増殖膜の構成細胞成分はほとんどが星状膠細胞であることが判明した。硝子体増殖膜を効率良く形成させる方法が確立されたので、今後各種薬剤によるin vivoでの実験をする必要がある。
日本語音声における韻律的特徴ー東日本における音声の収集と研究ー

本研究は、東日本地域をフィ-ルドとして、全国的視野から計画された地点の方言的音声を各世代について良質な音声を収録し,新しい方法と観点によってそれを分析することを目的とするものである。これには2種類の作業がある。第1は、東日本地域を、北海道から岐阜県にいたるまでの約20地点において、老年、中年について、全国共通調査票により一定の音節,語、文、文章を高音質のテ-プレコ-ダ-によって収録し、それらに音声デ-タ-ベ-ス化のため1か所に集めた。これらによって、昨年度までと合わせて合計40地点近くとまり、東日本における韻律の地方的分布をある程度明らかにするとともに、老年層と若年層の音声の全国的な相違も従来の方言学における方言音声分布ともある程度異った新しい動向も明らかにすることができた。特に、東日本地域においては東京語、共通語の影響が音声面においても大きいことが確認された。第2は、東日本の将来の音声をリ-ドする土地として、主要5都市を選び、今年度は音森県弘前市と宮城県仙台市の2地点について、各都市とも、小学生、中学生、若年、中年、老年の年齢、男女別に計約100名を対象として、その地方における問題や全国共通の問題について項目を定めという各人数調査を行った。これにより、都市における各年齢層の実態を録音に収めるとともに、音声、韻律の現在および将来の動向を把握することができた。なお、以上の作業によって、従来の個々の音声や単語アクセントにとどまらない、もっと大きな単位の音連続、文アクセント、イントネ-ション、生きた談話、朗読の研究法の開発をすることができた。
参加・共生型集合住宅の研究-その物理的環境形成,コミュニティ形成及び個人の生活の質に関わる長期的効果について

少子高齢化、家族の小規模化・多様化、都市化、地球規模の環境問題などの課題を抱える現代社会において、ライフスタイルの選択および住居形態として参加・共生型集合住宅が注目されている。本研究は、計画段階から意図され住まわれている参加・共生型集合住宅の物理的、非物理的環境が、生活者個人の生活の質にどのような効果を与えるのか、また、その要因について考察することを目的とした。調査事例はいずれも公的賃貸住宅であるが、計画のテーマ、計画・供給主体、計画から入居までのプロセス、入居者特性、入居後の運営・管理システムにおいて異なる特徴を持つ海外3つの先行事例をとりあげた。第一部では、参加-共生型集合住宅の概念、および第二部でとりあげたスウェーデンおよびドイツに於けるコレクティブハウジングや環境共生ハウジングなどの出現と動向、その社会的背景を明らかにした。第二部の事例調査の結果を含めた考察は以下のようである。1.物理的環境(モノ)と居住者(ヒト)、管理・運営方法(システム)は相互に響きあっていること、特に居住者により共感されるテーマやコンセプトが物理的環境に反映され、その維持管理や運営が誰にも分かりやすく開示され、居住者の主体的参加の動機を醸成する仕組みが生きていることが重要である。2.プロジェクトの始動や主導がユーザー、設計者、供給者に関り無く、実現には地域のニーズに対応した公的セクターの積極的関与が有効であるが、「共生の暮らしと環境を育て維持していくのは居住者である」ことが把握されていること。3.入居後のコミュニティの質には、単なる仕組みではなく、事業者、設計者、入居者相互の良好な信頼関係、が影響すること。4.人と環境の対話的環境は、必ずしも空間の共用化や生活の共同化を伴わなくても可能である。以上、社会的に今日的意味を持つ参加・共生型集合住宅の取組みに有用な知見が得られた。本年度の研究は、参加・共生型集住に関する資料・文献整理、および海外先行事例をとおして、その物理的、人間的環境と個人の生活の質との関係を明らかにし、わが国における実現普及のための環境的整備、および計画論構築の基礎的資料とすることを目的とした。研究実績および経過の概要は以下の様である。1.参加・共生型集住に関する海外資料・文献の整理分析:主に住宅、コミュニティ設計に係わるエコロジカルデザインの理論、計画論、実践例の資料・文献を新たに収集。すでに手持ちのコレクティブハウジング関係の資料・文献とともに抄訳付きのリストを作成中である。2.海外2事例の参加・共生型集住の調査概要:(1)ストックホルム(スウェーデン)にある『フェルドクネッペン』は、43戸(1ルーム2LDK)からなり40才以上を入居対象にしたコレクティブハウジングである。公共の賃貸住宅であるが居住者イニシアティブのプロジェクトで入居3年(1996年6月現在)後、一般集合住宅には見られないいきいきとした住環境とコミュニティが形成され、特に高齢者の生活の質において積極的な社会参加がみられるのが特徴である。(2)チュービンゲン(ドイツ)にある『シャーフブリュール』は、生命保険会社が所有する110戸(1LDK3LDK)からなる賃貸のバオビオロギ-実験住宅である。「住む人が我家とおもえるような、隣人とともに我家をつくっていけるような賃貸コミュニティの実験」は、入居11年を経て多世代、多様な世帯、多様な主義主張を内包しつつ、オープンな気持ちのよいコミュニティが形成されている。

(1)は居住者間の民主的合意形成と共食がコミュニティの要であるのに対して、(2)は団地の管理はハウスマイスター(重要)や庭管理人により、特に居住者による計画的な協同はないが、健康や自然との共生をテーマにした物理的環境そのものが、コミュニティの揺らん器となっている。研究の経過:平成8年度は、国内外の関連文献・資料を収集し、主要なものについて抄訳をつけデータベース化を試みた。その作業は9年度も継続して行われている。また事例研究として、筆者が計画時から追跡調査をしている公共賃貸コレクティブハウス「フェルドクネッペン」(スウェーデン、ストックホルム市)、およびバウビオロギ-+コミュニティをコンセプトとする民間賃貸集合住宅「シャフブリュール」(ドイツ、チュービンゲン市)について文献とヒアリングによる実態把握調査をおこなった。平成9年度には上記2事例のアンケートおよびヒアリングによるPOEに加えて、新たに計画段階における入居者参加をテーマとし低所得者を対象にした公共住宅「ト-ア・ツ-ア・シュッドシュタット」(ドイツ、レックリングハウゼン市)について計画プロセス調査とPOEを行った。当初計画では国内のモデル的なコ-ポラティブ住宅の事例調査を予定していたが、兵庫県と神戸市が震災復興公営住宅として、主に高齢者を対象としたシルバ-ハウジングにコレクティブハウジングの考えを取り入れ供給が始まったのを受け、対象を低所得層に限定した実験的な海外事例を取り上げることにした。わが国でスタートした公営住宅の参加・共生型集住の課題と可能性を見出すことを期待した。新たな知見:前2事例の参加・共生型集住の調査から、一方は参加のプロセスを持つセルフモデルのコレクティブハウジングとして、一方は、バウビオロギ-環境とハウスマイスターの存在が、一般の賃貸住宅では見られない明らかに良好な物理的環境の維持保全、コミュニティ形成、居住者の生活の質に関わっていることがわかった。しかし後者事例は計画段階での入居者参加のユニークな試みが評価されるが、入居後1年を過ぎ実験住宅としてのサポートの打ち切り、その他の要因で、コミュニティ形成の面において足踏み状態である。特に居住者特性により継続的な生活サポート体制の必要性が認められた。
ローダミン色素の消光メカニズム解析と蛍光プローブ開発への応用

本研究は、計算化学を利用した論理的な分子設計に基づく新たな蛍光制御原理の確立(A)、及びそれによって得られた知見を基にした新規蛍光プローブの開発(B)を目的としている。本年度はまず、計算化学を利用した論理的な分子設計に基づく新たな蛍光制御原理の確立(A)を行った。具体的には、計算化学から得られた知見を基にした分子設計に則ったローダミン色素の誘導体合成を行い、一般的に強蛍光性を示すローダミン色素に対して、キサンテン環上ジアルキルアミノ基のオルト位にかさ高い置換基を導入することで基底状態においてキサンテン環-N原子間結合にねじれを生じさせ、励起状態においてねじれ型分子内電荷移動状態(TICT state)を形成させ無蛍光性化することができることを見出した。また、開発したこれら無蛍光性ローダミン類が、N-脱アルキル化に伴うキサンテン環上アミノ基とオルト位上置換基間の立体反発の緩和により蛍光性を回復できることを見出し、本分子設計によって開発した無蛍光性ローダミン類を基にした新規蛍光制御原理を確立することに成功した。さらに、上記で確立した蛍光制御原理に基づく新規蛍光プローブの開発(B)にも取り組んだ。種々の検討の結果、薬物代謝酵素であるシトクロムP450によってローダミン類のキサンテン環上アミノ基においてN-脱アルキル化が起こることを見出し、シトクロムP450のN-脱アルキル化反応によって発蛍光性となる蛍光プローブの開発に成功した。また、開発した蛍光プローブについて更なる構造展開を行うことで、シトクロムP450サブタイプの中でもヒトにおいて最も主要なP450分子種であるCYP3A分子種に選択的に代謝され蛍光性となる無蛍光性ローダミンを見出すことにも成功した。計算化学を利用した論理的な分子設計に基づく新規無蛍光性ローダミン類の開発、及びそれを利用した新規蛍光制御原理の確立に成功し、初年度の計画を達成した。さらに確立した新規蛍光制御原理に基づいたCYP3AのN-脱アルキル化活性を検出する新規蛍光プローブの開発にも成功しているため、当初の計画以上に進展していると判断した。開発したCYP3A検出蛍光プローブを用いて、ヒト肝初代培養細胞等の生細胞におけるCYP3A活性の蛍光検出を行っていく。また、本年度の検討で得られた新規無蛍光性ローダミンに関する知見、及び確立した蛍光制御原理を用いた更なる蛍光プローブの開発を試みていく予定である。
組織幹細胞のリプログラミングに着目したケロイド発生機序の解明

ケロイド病変部と正常皮膚における遺伝子発現パターンをマイクロアレイ解析により比較したところ、ケロイド病変部では、通常皮膚では発現しないような遺伝子が、強く発現していることを発見した。これらのケロイド組織に特徴的な遺伝子発現パターンをさらに検討した結果、ケロイド病変部の遺伝子発現パターンは、sox9、cbfa1などの転写因子を発現し、1型コラーゲンを大量に発現し、X型コラーゲンも発現しているが、II型コラーゲンは発現しないことを見出した。この発現パターンは、腱や靭帯に含まれる多能性組織幹細胞の遺伝子発現パターンと非常に似通っていることを発見した。さらに、腱や靭帯に存在する組織幹細胞に特異的に発現することで知られる遺伝子「scleraxis」が、ケロイド組織由来線維芽細胞様細胞(継代2回まで)で発現していた。このことから、ケロイドを構成する細胞は、腱や靭帯に存在する組織幹細胞の特徴を有することを示した。次に、組織より幹細胞を採りだし、効率よく採取する培地成分を検討した。その結果、Tomaら(Nat.Cell.Biol.3:778-784,2001)の方法に準じて作成したものをベースに、サプリメントAを添加した場合に、効率的に幹細胞数が採取できることがわかった。得られた幹細胞の性質を、ケロイド病変部由来と正常皮膚由来で比較するため、両細胞からトータルRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を試みた。両者は共通した遺伝子発現パターンを示す一方で、ケロイド幹細胞にのみに特徴的な複数の転写因子を見いだした。これにより、真皮内病変であるケロイドを構成する細胞が、異所性の組織幹細胞の性質を有していることが示された。すなわち、我々の提案する「ケロイド構成細胞は、組織幹細胞がリプログラミングされたものではないか」、という仮説を支持する成果を得られた。これらのケロイドに特徴的な遺伝子発現パターンをさらに検討した結果、ケロイド病変部の遺伝子発現パターンは、sox9、cbfa1などの転写因子を発現し、I型コラーゲンを大量に発現し、X型コラーゲンも発現しているが、II型コラーゲンは発現しないことを見出した。そこで腱や靭帯に存在する組織幹細胞に特異的に発現することで知られる遺伝子「scleraxis」が、ケロイド病変部で発現しているかどうかを、RT-PCRにより調べた。ケロイド組織での発現は確認できなかったが(実験感度の問題と考えられる)、ケロイド組織から採取した線維芽細胞様細胞では、継代数が2回までのもので、scleraxisの発現が確認できた。17年度ではさらに、ケロイド幹細胞を効率よく、安定して採取可能なケロイド検体処理方法ならびに培地成分を決定したため、今後、この培養法により得たケロイド幹細胞と正常皮膚幹細胞の相違点を明確にし、リプログラミングの原因を解明することを目標とする。

我々は17年度から継続して、ケロイド病変部と正常皮膚における遺伝子発現パターンをマイクロアレイ解析等により詳細に比較検討し、ケロイドを構成する細胞は、腱や靭帯に存在する組織幹細胞の特徴を有することを示した。これにより、真皮内病変であるケロイドを構成する細胞が、異所性の組織幹細胞の性質を有していることが示され、すなわち、我々の提案する「ケロイド構成細胞は、組織幹細胞がリプログラミングされたものではないか」、という仮説を支持する成果を得られた。さらに、組織より幹細胞を効率よく、安定して採取可能な検体処理方法ならびに培地成分の検討を行った。採取検体を5mm角程度に細切後、デイスパーゼによる処理法は37度、1.5時間、その後引き続き行うコラゲナーゼ処理は、組織片をさらに細切して37度、2.5時間が適当という結果を得た。培地は、Tomaら(Nat.Cell.Biol. 3: 778-784, 2001)の方法に準じて作成したものをベースに、これにサプリメントAを添加した場合に、得られる幹細胞数が約1.5倍となることがわかった。得られた幹細胞の性質を、ケロイド病変部由来と正常皮膚由来で比較するため、両細胞からトータルRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を試みた。両者は共通した遺伝子発現パターンを示す一方で、ケロイド肝細胞にのみに特徴的な複数の転写因子を見いだした。また、これらの幹細胞をヌードマウスに移植し、ケロイド様組織が再現されるか否かを試みたが、経過観察期間2ヶ月では、ケロイド様組織は再現されなかった。移植細胞数、経過観察期間の条件検討を行っている。
触覚テクスチャ遠隔計測法の研究

人間が物体表面に触れた際に生じる「ざらざら」「つるつる」といった触覚テクスチャ情報の遠隔・非接触計測法の確立に取り組んだ。超音波を物体表面に照射しその反射波の空間分布をもとに対象の表面形状を推定する手法を提案した。研究最終年度までに以下の通り基礎技術を確立した。(1)物体表面に超音波を照射した際の反射・干渉の物理モデルを構築した。(2)表面凹凸形状に応じて形成される反射波分布のシミュレーションプログラムを実装した。(3)測定系を構築し反射波分布の測定を実施した。得られた分布がシミュレーションと矛盾しないことを実証した。(4)反射波分布をもとに表面凹凸形状を推定可能であることを数値的に実証した。本研究は人間が物体表面に触れた際に感じる「ざらざら」「つるつる」といった触覚テクスチャの遠隔計測法の確立を目指している。触覚テクスチャ知覚に関連する物理量は複数あるがその中でもテクスチャ知覚に主要な影響を与えると予想される物体表面の微細な凹凸形状、すなわち表面粗さを測定対象として研究を進めている。ヒトがテクスチャとして感じる表面粗さはナノメートルからミリメートル程度の形状までを含むが、ミリメートル程度の凹凸形状を表面の光学的性質によらずに測定するために超音波の反射・干渉を利用した手法を提案している。今年度の成果は第一に提案する測定系で生じる物理現象をモデル化したこと、第二に構築したモデルの有効性を検証する実験系を完成させ基礎的なデータを取得したことである。モデル化については当初予測していた超音波スペックルパターンを用いた測定は物理現象のモデル化および測定系の構築が困難であったことから、測定対象表面に超音波を照射した際の反射・干渉により生じる音圧分布を理論的に考察した。任意の表面形状入力に対して生じる反射波音圧分布を計算するプログラムを作成し、反射・干渉モデルに基づく表面粗さ計測が可能であることを示唆する結果を得た。以上のモデルの有効性を実験的に検証するための実験系を構築した。実験では40kHzの超音波を用い、数十センチメートル程度離して置かれた測定対象に照射した超音波の反射分布を測定する装置を開発した。表面に複数の溝を刻んだ試料について、溝幅に応じて反射波音圧分布が変化すること、音圧分布の形状がモデルに基づく計算結果と一致することを確認している。本研究は人間が物体表面に触れた際に生じる「ざらざら」「つるつる」といった触覚テクスチャの遠隔計測法の確立を目指している。触覚テクスチャ近くに関連する物理量は複数あるがその中でもテクスチャ知覚に主要な影響を与えると予想される物体表面の微細な凹凸形状、すなわち表面粗さを測定対象として研究を進めている。ヒトがテクスチャとして感じる表面粗さはナノメートルからミリメートル程度の形状までを含むが、ミリメートル程度の凹凸形状を表面の光学的性質によらず測定するために超音波の反射・干渉を利用した手法を提案している。今年度の成果は、第一に前年度までに完成させた測定装置を用いて提案する測定系で生じる物理現象のモデルをおおむね良好に再現するデータの取得に成功したこと、第二に測定データから対象表面の凹凸形状を推定する逆問題解法に着手しシミュレーションにおいて基礎的な結果を得たことである。測定については前年から引き続き様々なパターンの凹凸を与えた測定対象に40kHzの超音波を照射した際の反射波の空間分布を取得した。凹凸パターンによってシミュレーションの結果と整合性のとれるものと一致しないものが現れ、その原因についてさらに考察を進める実験も行うことができた。現在の測定装置ではおよそ5-10mm程度のサイズの凹凸について数値計算結果とよく一致する測定が可能であることを確認している。また逆問題解法については今年度までにシミュレーションで設定した測定対象の凹凸形状と良好に一致する推定結果を示す解法を確立した。モデル・測定系の双方について、球面波近似の導入、温度や湿度などの周囲の環境による誤差要因の考慮や直接波の除去手法の確立など行い、よりシミュレーションと実験結果が一致するよう改善がなされた。また逆問題解法についても実験結果への適用を次年度に残すものの、シミュレーションでおおむね良好な結果を示す手法が確立できた。最終年度での研究の完成に必要な手法・装置については準備ができていることから、おおむね順調に進展していると考えている。触覚情報はバーチャルリアリティや遠隔コミュニケーションの場で視聴覚情報では伝わりにくい手触りや情動の伝達に極めて重要な要因であると考えられ、その記録・伝送・再生の研究は重要な研究課題である。ヒトがテクスチャとして感じる表面粗さはナノメートルからミリメートルオーダーの形状までを含むが、ミリメートルオーダーの凹凸形状を表面の光学的性質によらず測定するために超音波の反射・干渉を利用した手法を提案している。最終年度までの成果は以下のとおりである。第一に超音波の反射・干渉についての物理現象をモデル化し測定対象の表面形状により生じる音圧パターンのシミュレーションを可能にした。第二に構築したモデルの有効性を検証する測定系を構築し、異なる表面パターンを持つ複数評価対象について超音波を照射した際に形成される音圧パターンの取得に成功した。また取得した音圧パターンがシミュレーションにより得られたパターンと一致することを確認しモデルの有効性を確認した。

第三に超音波の反射・干渉により生じる音圧パターンから表面形状を推定する逆問題の解法を検討し、シミュレーションにおいて有効性を検証した。また実測データについても基礎的な結果を得た。人間が物体表面に触れた際に生じる「ざらざら」「つるつる」といった触覚テクスチャ情報の遠隔・非接触計測法の確立に取り組んだ。超音波を物体表面に照射しその反射波の空間分布をもとに対象の表面形状を推定する手法を提案した。研究最終年度までに以下の通り基礎技術を確立した。(1)物体表面に超音波を照射した際の反射・干渉の物理モデルを構築した。(2)表面凹凸形状に応じて形成される反射波分布のシミュレーションプログラムを実装した。(3)測定系を構築し反射波分布の測定を実施した。得られた分布がシミュレーションと矛盾しないことを実証した。(4)反射波分布をもとに表面凹凸形状を推定可能であることを数値的に実証した。本研究では超音波を用いて触覚テクスチャを遠隔計測する手法の確立を目指している。H26年度中に、当初の計画通り物体表面に超音波を照射しその反射波の空間分布を測定する装置を完成させた。また、理論的な考察を行い実験結果と一致することを確認している。以上から、おおむね順調に進展していると考えている。最終年度では測定データからの物体表面凹凸形状の推定手法の確立を行う。これに向け、逆問題解法の改善および、測定データに含まれるノイズの要因の除去など実験系の改善に取り組む。計測工学H27年度はH26年度中に構築したモデルに基づく計測データの取得を引き続き行う。H26年度中には限られた表面粗さパターンのみで実験を実施したので、粗さ形状のパターンを増やしてモデルによる計算値と比較していく。また、音圧分布データからの表面粗さ形状の推定について手法を検討する。当初予定していた基板製作の外注費用が、新たに導入した基板加工機を用いて自作したために不要となったため余剰分が発生した。学内で自作を予定した測定対象試料については自作が困難であることが分かったためH27年度に外注して製作する予定でありH26年度の余剰分を充当する。
自己組織化によるセラミックス複合材料の微構造制御

本研究ではセラミックス系複合材料の微構造制御手法に関して検討を行った。複合材料の作製は、そのマトリックス相と第二相の原料となる粒子を混合し、マトリックス相の焼結進行過程において第二相を自己組織化させるという手法を用いた。粒径が均一な粒子や反応性の大きなナノ粒子を液相合成し、複合材料の原料として精選することにより、機械的性質の改善に効果的な微構造の構築が可能となった。本年度においては、複合体中の第二相成分の原料となる均一な粒子の調製に関しての検討および、ジルコニア/Baフェライト系およびジルコニア/Baヘキサアルミネート系コンポジットの自己複合化時において、原料粒子の形態が複合化組織に与える影響の検討を中心に行った。粒子の合成に関しては、フェライト複合化系において第二相の形態に最も大きな影響を与えるヘマタイトに関して詳細に検討を行った。従来までに、塩化鉄を高濃度の水酸化ナトリウムで加水分解し、水熱処理を行うことにより均一な粒径を有する立方体状のヘマタイト粒子が合成できることが明らかとなっているが、本研究において加水分解反応をより広範囲での恒温下で行うことにより、様々な粒径を有するヘマタイト粒子をそれぞれ調製することができた。上述の均一なヘマタイト粒子および共沈法により調製したBaフェライトのアモルファス粉末を、ジルコニア粉末と混合して成型・焼結を行うことによりジルコニア/Baフェライトコンポジットの自己複合化を試みた。その結果、粒径が均一なヘマタイトと炭酸バリウムのみを原料として用いた場合は、複合化されるBaフェライトの粒径は均一化するもののアスペクト比も減少する傾向にあったが、ジルコニアマトリックス中に反応性の高いアモルファス粉末を共存させることにより、第二相の粒径およびアスペクト比を制御可能であることを見いだした。また、アルミネート複合化系に関しても、共沈法により調製したBaアルミネートのアモルファス粉末と、α-アルミナおよび炭酸バリウム粉末を共存させて自己複合化を行うことにより、Baフェライトを複合化した場合と同様にコンポジットの微構造を制御できることも明らかとなった。本研究では、自己複合化手法を用いたコンポジットの作製時において、原料粉体が複合構造に与える影響を調べるとともに、セラミックス系コンポジットの機械的性質改善を目的とした。作製対象としては、ジルコニア/Baフェライト系およびジルコニア/Baヘキサアルミネート系コンポジットを選択した。Baフェライト系においては、均一かつそれぞれ粒径を制御したヘマタイト粒子と炭酸バリウムの混合粉末、共沈法により調製したBaフェライトと同組成を有するアモルファス粉体を第二相の原料として用いた。ジルコニア粉末と、第二相の原料粉末を混合して成型・焼結を行うことによりジルコニア/Baフェライトコンポジットの自己複合化を試みたところ、反応性の高いアモルファス粉末と、反応性が比較的低い炭酸バリウムとヘマタイトの混合粉末を系内に共存させることにより、粒径およびアスペクト比の制御を可能とし、機械的性質の向上も達成した。ジルコニア/Baヘキサアルミネート系においても、第二相の原料としてBaヘキサアルミネートと同組成を有するアモルファス粒子を用いてコンポジットを作製した。その結果、高温下で安定性の高いヘキサアルミネート相に関しては、Baフェライト系と異なり、アモルファス粉体からの結晶化後はほとんど拡散しないことが明らかとなった。そこで、第二相の原料として微細なアルミナ粒子と炭酸バリウムの混合粉末、アモルファス粉体を同時に用いたところ、アモルファス粉体から生成したヘキサアルミネートを核とし、さらにアルミナ・バリウムが拡散することによって、ジルコニア中におけるヘキサアルミネート結晶の粒径・アスペクト比を増大させることが可能となり、コンポジットの機械的性質の改善も達成できた。本研究の成果は、セラミックス系コンポジットの新たな構造制御手法が得られたとともに、その機械的性質改善も可能とした意義の大きなものとなった。
ベンゾフェナンスリジン化合物を先導とする抗腫瘍性化合物の開発

1.簡単なフェネチルアミン体とベンズアルデヒド体から、同一の合成中間体を経由するプロトベルベリン及び13-メチルプロトベルベリンの新しい簡便な一般合成法を開発した。本法を用いて、ベルベリンを始め各種プロトベルベリンアルカロイドを合成した。2.プロトベルベリンからエナミン体を経由する、ベンゾフェナンスリジンの短工程による新しい生合成的合成法を開拓した。本法を用いて、ケレリスリンやニチジンなどのベンゾフェナンスリジンアルカロイドの全合成に成功した。3.パラジウム触媒を用いた、アルケニル安息香酸の閉環による簡便なイソクマリンの新規合成法を見出した。イソクマリン体は容易にイソキノリン体を与え、本法をベンゾフェナンスリジンの合成に応用した。4.13-メチルプロトベルベリンのコリサミンから生合成類似の変換経路を開発し、脂環式ベンゾフェナンスリジンアルカロイドのコリノリン及びその立体異性体である関連アルカロイドの合成に成功した。本法を応用して、特異な置換様式をもつ脂環式アルカロイドのアンビニンを全合成した。5.キノリン体とフェニルホウ酸又はスズ化合物とのカップリング反応を経るピリドアクリジン骨格の新規合成法を開拓した。本法を用いて、抗腫瘍性海洋産アルカロイドのシストジチンJ及びジプラミンの合成に成功した。6.以上のように合成された多数のベンゾフェナンスリジン化合物の中から抗腫瘍活性の高い化合物を見出した。本化合物は薬剤耐性がん細胞にも有効であった。1.種々のプロトベルベリンから生合成ルートによる骨格変換反応により、ケレリスリンなどの抗腫瘍性天然ベンゾフェナンスリジンアルカロイドの合成経路を確立した。2.o-スチリル安息香酸誘導体からパラジウム錯体を用いる新しい触媒的ラクトン化反応を開発し、本ラクトン成績体からベンゾフェナンスリジン骨格に誘導し、ニチジンなどのアルカロイドの形式合成を達成した。3.4-クロロキノリン誘導体とo-アミノフェニルホウ酸とのカップリング反応による芳香環結合反応並びにキノンとアミンとの閉環反応を活用して、抗腫瘍性海洋産アルカロイドの基本骨格であるピリドアクリジン骨格の新しい合成法を開発した。この反応経路による海洋産アルカロイドのシストジチンJの全合成に成功した。4.以上の合成品の制がんスクリーニングにより強い抗腫瘍活性を示す化合物を見出すことができ、更に今後の展開をはかる予定である。1.先にプロトベルベリンからベンゾフェナンスリジンアルカロイドへの変換合成法を確立したが、酸素官能基の種類、数、導入位置の異なった種々のベンゾフェナンスリジンアルカロイドを合成するため、出発原料となるプロトベルベリンの新規合成法を検討した。容易に合成できるベンジルフェネチルアミン類とα-クロロ-α-メチルチオアセチルクロリドとの縮合・閉環・還元を経由するプロトベルベリンの簡便合成法を開発した。2.ベンゾフェナンスリジン化合物の溶解性を高める目的で、水酸基、エーテル基、アミノ基等の導入を検討し、これら極性基の付加体の簡単な合成法を見出した。これら付加体は、生体内では元の活性ベンゾフェナンスリジンの再生が期待される。3. 13-メチルプロトベルベリンのジヒドロコリサミンから生合成類似の経路で、B/C脂環式アルカロイドのコリノリンを効率よく合成した。ジヒドロコリサミンのホフマン分解、引続く酸化・還元・閉環・再還元を一容器内で行い、コリノリンを主成績体として得ると共に、天然に産する3つの異性体も一挙に合成した。4.上記の合成法に基づいて、特異な酸素官能基形式を有するアンビニンを対応する13-メチルプロトベルベリンの合成を経て、立体選択的に効率よく合成した。

1.先に開発した生合成経路によるプロトベルベリンからエナミド体を経由するペンゾフェナンスリジンへの変換合成法を再検討し、収率の芳しくないエナミド体形成を経ず、より簡便で短工程のエナミン体を経由する新しい変換合成法を開発した。本法は先の方法に比べてより生合成に近似した効率よい合成法であり、本法を活用してペンゾフェナンスリジンアルカロイドのケレリスリン及び二チジンを対応するプロトベルベリンから合成した。2.アミノエチル側鎖を持つキノリン体と有機スズ化合物とのパラジウム触媒を用いたカップリング反応を経由してピリドアクリジン骨格を有する海洋産アルカロイドのシストジチンJ及びジプラミンを合成した。3.これまで合成したペンゾフェナンスリジン体並びに関連化合物について各種ヒト培養がん細胞に対する増殖阻害作用を試験した。シスプラチンやエトポシドより強い阻害作用を示すと共に、シスプラチンなどに交叉耐性を示すヒトがん細胞に対しても殆ど交叉耐性を示さない化合物を見出すことができた。
画像解析評価を用いた軽量高強度材料Al3Tiの延性改善と塑性変形メカニズムの解明

正方晶DO_<22>型Al_3Ti、および立方晶L1_0型(Al,Ni)_3TiをSPS焼結法によって作製した。まず、Ti粉末を水素化してからボールミリングによって粉砕することによって1ミクロンまで微細化し、Al粉末と混合した後、700°Cで反応させAl_3Ti粉末を作製し、その粉末をボールミリングによって、微細化し、放電プラズマ焼結法によって反応させて、不純物相のないAl_3Ti多結晶体試料が得られた。Al_3Ti結晶の大きさは、焼結温度が800°Cから1000°Cの範囲で、ほぼ5ミクロンで、一定であった。その試料の引張試験を行ったところ、破断強度は200MPaで塑性変形はみられなかった。(Al,Ni)_3Tiの作製は、Al_3Tiの場合と同様に、水素化後粉砕したTi微細粉末を用い、焼結温度1000°Cで、放電プラズマ焼結法を用いておこなった。(Al+Ni):Tiを3:1に固定し、AlとNiの割合を変化させて試料を作製したところ、Alに対するNiの割合が10%から17%の範囲で、不純物相のない立方晶L1_0型(Al,Ni)_3Tiの多結晶体試料が得られた。結晶粒の大きさは20ミクロンであった。その試料の引張試験を行ったところ、破断強度は250MPaで、塑性変形はみられなかった。室温での引張試験では塑性変形が見られなかったので、高温(300°C)で引張試験をおこなえるように引張試験器の改造をおこなった。今後、焼結温度を変えて結晶サイズを変化させて、正方晶DO_<22>型Al_3Ti、および立方晶L1_0型(Al,Ni)_3Ti延性の改善を試みる予定である。また、高温での引張試験をおこない、塑性変形挙動を明らかにしていく予定である。正方晶Do_<22>型Al_3Ti、および立方晶Llo型(Al,Ni)_3Tiを、放電プラズマ焼結法を用いて、900°Cから1100°Cの範囲で、焼結温度を変えて作製した。正方晶Al_3Tiの結晶粒サイズは、焼結温度によって5ミクロンから20ミクロンまで変化したが、Al_3Tiの破断強度は200MPa、ビッカース硬度はHV=600で、結晶粒径によるちがいは特に見られなかった。画像解析による変形挙動解析をおこなったが、塑性変形は確認できなかった。立方晶Ll_0型(Al_<1-x>Ni_x)_3Tiで、Ni量xを7%から20%まで変化させたところ、Niが12%の場合にビッカース硬度は最も小さくなりHV=300が得られた。結晶粒サイズはNiが12%の場合に最大となり、約20ミクロンになった。引張試験をおこなったところ、破断強度は250MPaであった。高温で変形挙動を調べられるように、電気炉を取り付け、500°Cまでの引張試験が行えるように試験装置の改良をおこなった。今後、高温での引張試験を実施し、画像解析による変形解析を行う予定である。他に、正方晶Al_3TiへのTiB2の添加効果を調べた。Al3Ti焼結体の強度、変形挙動に対してTiB2添加の効果は、特に見られなかったが、TiB2の添加量を増やした場合、TiB2の焼結が顕著に促進されることがわかった。TiB2は、単独では、1000°Cでは、ほとんど焼結しないが、Al3Tiを重量比で20%50%添加した場合に、ビッカース硬度HV=10002000で、緻密な焼結体が得られることがわかった。正方晶DO_<22>型Al_3Ti、および立方晶Ll_0型(Al,Ni)_3Tiを、放電プラズマ焼結法を用いて、900°Cから1100°Cの範囲で焼結した。高温での変形挙動を調べられるように、引張試験機に電気炉を取り付け、500°Cまでの引張試験が行えるように装置の改良をおこなった。Al_3Tiの結晶粒サイズは、焼結温度が1000°Cのとき約5ミクロンで1100°Cのときは約20ミクロンまで増加した。1000°Cで焼結したAl_3Tiの、室温での引張強度は200MPaであるが、500°Cでの引張強度は100MPaに減少した。引張強度は結晶粒サイズが大きくなると低下した。Ni量xを7%に固定した立方晶Ll_0型(Al,Ni)_3Tiの引張強度は、焼結温度が1000°Cの試料が350MPaであり、正方晶DO_<22>型Al_3Tiの引張強度よりも高い値が得られたが、焼結温度が1100°Cの試料では引張強度は250MPaに下がった。画像解析による変形挙動解析をおこなったが、正方晶DO_<22>型Al_3Ti、および立方晶Ll_0型(Al,Ni)_3Tiのいずれでも塑性変形は認められなかった。破断面観察から破壊は粒界破壊であることがわかった。立方晶(Al,Ni)_3Tiの粒界強度を改善するためにTiB_2添加による効果を調べた。

10%のTiB_2の添加により(Al,Ni)_3Tiの引張強度は450MPaに改善された。また、TiB_2の添加量を増やした場合、1000°CにおいてTiB_2の焼結が顕著に促進され、緻密なTiB_2-30%(Al,Ni)_3Ti複合材が得られることがわかった。1000°Cで焼結したTiB_2-30%(Al,Ni)_3Ti複合材において引張強度800MPa、ビッカース硬度HV=1600の高強度、高硬度材料が得られることがわかった。
破骨細胞融合時の自他認識機構

前年度までに、破骨細胞融合時に出現する新規アクチン巨大構造体の構成タンパク質を明らかにしたので、本年度は、その生成機構および機能の解明を進めた。アクチン巨大構造体には、Nonmuscle myosin IIAが含まれていたので、RAW264.7細胞へ同分子のsiRNAを導入し、その後RANKLで刺激し破骨細胞分化を誘導する系でその機能を検討した。Myosinは、アクチンとの相互作用により張力を発生することが知られているので、融合時に大きな張力の必要性が求められていると仮定した。しかし、siRNAを導入しても融合反応は進行し正常な多核細胞が形成された。唯一の表現型の違いは、形成された多核細胞がより大きくなった点である。この結果から、融合時のアクチン構造体にmyosin IIAは局在するものの、機能的には必須の分子ではなく、その機能は分化終了後に形成されるアクチンリングを介した破骨細胞の構造維持に関与すると推測された。同様にアクチン構造体に共局在するE-cadherin, Arp2/3の機能についても、siRNAを用い検討したが、融合反応に特異的な変化は観察されなかった。一方、アクチン脱重合阻害剤Jasplakinolide添加あるいは、培養液中のカルシウム濃度を低下させると、融合反応が停止することから、RAW264.7細胞においてはアクチンの重合、脱重合サイクルは融合に必須であることは判明したが、その制御機構には未知の分子が関与すると考えられた。アクチン重合調節因子として、Rac1, Cdc42, RhoAの細胞内分布を蛍光抗体法で検討した。また、これらの因子に対する各種阻害剤を用いて融合阻害を検討したが、いずれの因子についても関与の可能性は確認されなかった。今後、アクチン繊維の構造変化に関与する新たな分子の探索が必要と考えられた。細胞の融合過程を明らかにする目的で、単核のRAW264.7細胞が融合により多核巨細胞(破骨細胞)を形成する際の細胞骨格アクチン繊維の構造変化をconfocal microscopyで観察した。RANKLで分化刺激を与えると、単核のRAW細胞は底面(ガラス付着面)にアクチンに富む円形の構造体を形成した。これは、大きさ、アクチンの配向からfocal adhesionではないと考えられた。RANKL刺激3日後に、RAW細胞は細胞膜レベルでの融合を開始した。融合の中間状態では、細胞膜は融合を終了しているにもかかわらず、核は融合体の中心上部に集まる状態が観察された。この状態の融合体では、単核で観察されたアクチンに富む構造体は、融合体底面で互いを認識するかのように、会合していた。融合の終わった破骨細胞では、核は辺縁部に分散し、また特異的なアクチン構造体は消失していた。このアクチン構造体は、ミオシンII、Arp2/3を含有することが蛍光抗体法で確認された。破骨細胞では、アクチンリングと呼ばれる構造が細胞の骨への付着に必要と考えられているが、破骨細胞同士が接触する辺縁部では、しばしばここで記載された新しいアクチン構造体に特有のアクチンの配向が観察された。これらのことから、新しいアクチン構造体は、細胞の融合時に互いを認識する装置であることが示唆された。しかし、融合細胞が必ずしもこの構造体を持つとは限らないことから、融合に必須の構造とは考えられなかった。融合現象とは別個の、細胞認識機構の1形態と考察された。
手術部位の薬剤耐性黄色ブドウ球菌感染症に対するファージ溶菌因子を活用する新制御法

本研究では、多剤耐性黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を伴う感染症を想定し、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)バイオフィルムに対するファージ由来溶菌酵素MV-L投与の効果、MRSA全身感染マウスに対するMV-L投与の効果、およびバンコマイシン低感受性黄色ブドウ球菌(VISA)に対するMV-Lの溶菌効果を検討した。(1)ポリスチレン96穴プレートにおいてMRSA計10株の培養を行ない、表面にバイオフィルムを形成させ、緩衝液およびMV-L処理後の残存菌量をクリスタルバイオレット染色し定量化した。その結果、検討した全ての菌株で、MV-L投与群において残存菌量が未処理群の1/2から1/3に低下したことから、MV-Lはバイオフィルム除去において有効である可能性が示唆された。(2)致死量のMRSA株をマウス腹腔内に接種後、緩衝液あるいはMV-Lを腹腔内投与後、30分で採血を行ない、血中菌数を計測した。その結果、MV-L投与群は緩衝液投与群と比較し、菌数が約1/8に低下しており、生体内でもMV-Lによる溶菌を起こしうると考えられた。(3)細胞壁が通常の黄色ブドウ球菌の2倍に肥厚しているVISA株は、MV-Lに対する感受性により2群に分けられた。一方は、MRSA株と同様にMV-Lに対して高感受性を示す群(全体の約1/3)、他方はMV-Lに対して低感受性の群である(全体の2/3)。しかし後者については、低濃度のバンコマイシン(4μg/ml)と低濃度のMV-Lの相乗作用を利用して溶菌可能であり、このタイプのVISAによる感染症に対してはこの相乗効果を利用して対処可能であると考えられた。以上から、今後更に検討を要するものの、バイオフィルム形成を伴う多剤耐性黄色ブドウ球菌全身感染症に対し、MV-L投与は有効な治療法である可能性が示唆された。研究実績の内容以前、ファージphiMR11保有溶菌酵素MV-Lは、in vitroで検討した場合、すべての黄色ブドウ球菌(黄色ブ菌)を溶菌可能であったことを報告した。本研究では、in vivoにおける投与効果、および安全性について検討した。(1)BALB/cマウス鼻腔にMRSA-STR株を2x109 cells接種後、60時間でbuffer或いはMV-L 310Uで処理し、6時間後に鼻腔中の菌数を、ストレプトマイシン含有ブレインハートインフユージョン培地でコロニーカウントを行ない定量した。その結果、MV-L投与群で有意の菌数減少が認められた。(2)BALB/cマウス腹腔に致死量のMRSA(5x109 cells)を接種後、MV-L 500Uを0,30,60分後に腹腔内投与した。この条件下では菌接種後30分で血中に菌が検出され、菌血症を起こしていると考えられた。MV-Lを投与しない場合24時間以内にすべてのマウスが死亡したが、MV-Lを菌接種後30分までに投与すると、1週間後の生存率は100%で、1時間後でも救命効果(生存率60%)が認められた。(3)MV-Lの大量腹腔内投与(2000U)を3日おきに3回行なっても、マウスの全身状態や生存率には全く影響が認められなかった。また2000UMV-L単回投与後、長期間(約1年)経過観察をおこなったが、生存率、全身状態に異常は認められなかった。以上からMV-L投与は低副作用と考えられた。以上からMV-Lは、多剤耐性黄色ブドウ球菌の除菌やこの菌による感染症の治療に利用できる可能性が示された。以上から、今後更に検討を要するものの、バイオフィルム形成を伴う多剤耐性黄色ブドウ
間欠流入・間欠曝気式オキシデ-ションディッチ法による脱窒素・脱リンに関する研究

本研究は、間欠曝気式オキシデ-ションディッチ法において、有機物・窒素・リンを同時に除去するための運転法の確率を計ったものである。まず、都市下水を用いた実規模オキシデ-ションディッチプラントにおいて、間欠曝気条件の基本的な操作パラメ-タであるサイクル時間比(サイクル時間/水理学的滞留時間)と好気時間比(好気時間/サイクル時間)を種々変化させて下水処理実験を行なった。その結果、以下の知見を得た。(1)有機物除去はサイクル時間比の影響を受けず、好気時間比が0.3以上であれば平均90%の除去率が得られる。(2)窒素除去からみた最適なサイクル時間比と好気時間比の範囲は、サイクル時間比が0.1程度、好気時間比が0.30.6である。この範囲で平均90%の窒素除去率が得られる。(4)リン除去率は好気時間比が大きくなるほど安定し、除去率も高くなる。0.5以上の好気時間比で60%以上の除去率が得られる。サイクル時間比の影響については明瞭でない。(5)リン除去からみれば負荷を高くする方が良いが、窒素除去からみた最適な負荷が存在する。(6)好気時間中のリンの摂取、無酸素時間中のリンの放出現象が生じている。また、汚泥内リン含有率は間欠曝気条件によって変化する。しかしながら、このようなリンの挙動とリン除去率との明瞭な関連は認められず、リンは主として汚泥増殖に伴い除去されている。次に、これらの結果を基に動力学的モデルを構築し、これが有機物、窒素除去並びに汚泥の増殖に伴うリン除去を再現できることを示した。最後に、以上の成果を総合的に検討し、本法の設計、運転操作条件を明らかにした。