hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アジア・太平洋海域における有用海洋生物資源調査

ミクロネシア、ヴェトナム、およびインドネシアの3か国で海洋生物の採集を行い、合計515検体のサンプル採集が達成できた。これらのサンプルをもとに、可能な範囲で混合抽出物、共生微生物、遺伝子を取り出し、それぞれのライブラリーとして保存した。現在、本ライブラリーをもとに有用生物活性および活性本体のデータベース化を行っている。また、調査活動を通じて現地の研究機関との強固な共同研究体制も築くことができた。平成21年度は、(アジア海域)8月24-30日の間、ニャチャンに滞在し、周辺の海域6か所(水深5-15m)で海洋生物サンプルの採集を行い、74検体のサンプルについて採集調査をおこなった。また、9月6-13日の間はミクロネシア・トラック環礁および君島環礁(太平洋州)海域水深0-40mにおいて、海綿・腔腸などの海洋無脊椎動物142検体のサンプルについて採集調査を行った。ヴェトナムにおいてはVAST(Vietna mise Academy of Science and Technologies)との共同研究によって調査を行い、また、ミクロネシアではミクロネシアカレッジとの共同研究により調査を行った。調査対象とした海洋生物は、陸上でサンプル番号を付けた状態でスチル撮影して記録に残し、水中での生態写真があるものは直ちに陸上で付けたサンプル番号をもとに整理した。さらに、調査場所および調査風景についても、水中スチル写真および水中ビデオ撮影を行って記録に残した。調査採集した海洋生物サンプルについては、帰国後研究室内でアルコールにて抽出・濃縮後、水とクロロホルムで二層分配して、それぞれの層を濃縮して、それぞれを水溶性および脂溶性画分とした。得られた各画分をスクリーニングサンプルとし、これらに対して細胞毒性・酵素阻害・細胞分化制御・抗原虫等の生理作用を調べる各種生物活性試験を開始し、採集サンプルに含まれる有用成分の分析を行っている。平成22年度は、太平洋海域であるミクロネシア・ヤップ島周辺の水深0-40mの海域において、8月24日から29日の期間に採集調査を行い、海綿・腔腸などの海洋無脊椎動物を中心に113検体の海洋生物サンプルを採集することができた。研究チームは研究連携者である北海道大学水産学部酒井隆一教授のグループと合同で結成し、日本水中科学協会に所属するプロダイバーに潜永作業の安全確保を依頼した。また、海外の共同研究先であるオランダライデン大学から海綿の生物学を専門とする研究者を招へいしてチームに加え、海洋生物のフィールドにおける生態調査を担当させた。実際の作業としては、調査対象とした海洋生物について、陸上でサンプル番号を付けた状態でスチル撮影して記録に残し、水中での生態写真があるものは陸上で付けたサンプル番号をもとに整理した。調査採集した海洋生物サンプルについては、帰国後研究室内で属・種名同定用サンプルを作成するとともに、アルコールにて抽出・濃縮後、水とクロロホルムで二層分配して、それぞれの層を濃縮して、それぞれを水溶性および脂溶性画分とした。得られた各画分をスクリーニング用の抽出物サンプルライブラリーとし、これらに対して細胞毒性・酵素阻害・細胞分化制御・抗原虫等の各種生物活性試験を開始し、採集サンプルに含まれる有用成分の分析を行っている。平成21年度は、(アジア海域)ヴェトナム・ニャチャン周辺の海域で海洋生物サンプルの採集を行い、74検体の採集調査をおこなうとともに、ミクロネシア・トラック環礁および君島環礁(太平洋海城)において、142検体の採集調査を行った。平成22年度は、太平洋海域であるミクロネシア・ヤップ島周辺の海域において採集調査を行い、海綿・腔腸などの海洋無脊椎動物を中心に113検体の海洋生物サンプルを採集することができた。平成23年度は、太平洋海域であるインドネシア・マナド周辺の海域にて180検体の採集調査を行った。全期間(3年間)を通して、アジア・太平洋の4海域で500を超える検体を採集し、採集サンブルライブラリーとするとともに、各サンプルの一部を抽出して抽出物エキスライブラジーを作成した。調査研究チームは研究連携者である広島大学堀寛治教授(ヴェトナム・インドネシア)、北海道大学水産学部酒井隆一教授(ミクロネシア)のグループと合同で結成し、日本水中科学協会に所属するプロダイバーに潜水作業の安全確保および水中写真・ビデオの撮影を依頼した。ヴェトナムではVAST(Vietnamise Academy of Science and Technology)、ミクロネシアではミクロネシアカレッジ、インドネシアではサム・ラトランギ大学との共同研究により調査を行った。調査対象とした海洋生物、調査場所および調査風景について、水中スチル写真および水中ビデオ撮影を行って記録に残した。調査採集した海洋生物サンプルについて、属・種名同定用サンプルを作成した。これらの資料をもとに海綿図鑑を企画している。
片麻痺患者に効果的な車椅子移乗の全介助方法の検討

1)車いす移乗介助方法に関する生体力学的特徴の検討前年度の結果から明らかになった3タイプの介助方法において、その生体力学的特徴を、画像、筋電図、体圧分布から明らかにした。その結果、介助者側のボディメカニクス上望ましいのは中足法であったが、患者側にとってボディメカニクス上望ましいのは前支持足法であった。これらをふまえて3タイプの介助方法のマニュアルを作成した。2)車いす配置に関する生体力学的特徴患者にとって車いすをどのように配置すると効果的であるかを検討した。生体力学的特徴として、画像と筋電図、主観調査を用いた。比較したのは車いすを0度、30度、45度で配置した場合の患者の姿勢・動作である。その結果、30度角度での車いす配置がもっとも安定して、少ないエネルギーで移乗できる角度であることが分かった。3)車いす移乗介助方法の実証研究3タイプの介助方法がどのように有効であるかの実証を試みるために、臨床場面で実際の患者と介助者の協力を得て、マニュアルに従って実施を試みた。その結果、中足法は患者の持ち上げに効果的であるが、患者にとっては自分で立ち上がれない方法と言えた。外支持足法は、患者の膝折れを防止し、かつ介助者側の腰の負担を少なくする上で効果的な方法であった。前支持足法は、立ち上がりの意志があり、多少なりとも自力で力を加えようとする患者に有効な方法であった。つまりは、昨年度の研究結果と同様であり、患者の身体条件に応じて3タイプの介助方法を使い分けられることが大事であることが分かった。1.臨床場面における片麻痺患者の身体状況および車椅子活用状況の観察片麻痺患者にとって効果的な車埼子移乗全介助方法を検討するために、1つの脳神経外科病院の病棟にて参加観察を行った。その結果、全介助を要する片麻痺患者にも3タイプあることが観察された。それは麻痺の状態に関連するというよりも、患者の筋活動の制御力、可動性にかかわるものであった。すなわち、筋緊張が正常であるもの、筋・関節が拘縮して可動性に制限がある者、筋緊張亢進のために筋活動制御ができない場合である。この3タイプの片麻痺患者の身体状況に応じて全介助の方法を検討する必要が考えられた。2.模擬片麻痺患者と看護者による車椅子移乗全介助方法の検討臨床場面で観察された片麻痺患者の筋活動状況を踏まえた対象者条件のうち、筋緊張が正常である者を想定して、健常女性を模擬片麻痺患者として23名の看護者より協力を得て3タイプの車椅子移乗介助方法を実施し、それらを画像による動作分析、表面筋電図による筋負担量比較、主観調査を行ってその効果を評価した。その結果、先行研究において外支持足法が最も両者にとって安定した方法であった結果と同様に、外支持足の方法がボディメカニクスの原則に適い、筋負担が少なく、両者の主観的にも安定して楽であり、かつ患者が最も立ち上がった姿勢のとれる方法であることが分かった。3.臨床場面での3タイプの足位置による実証2において明らかにした車椅子移乗介助方法とくに各足位置法の効果を臨床場面で検討するために2ヶ所の病院において入院している脳卒中片麻痺患者11名と看護者15名の協力を得て、3タイプの足位置による介助方法を実施し測定したところ、正常筋緊張状態の片麻痺患者には外支持足が最も有効であったが、その他の身体の状況タイプの片麻痺患者には有効とは言えなかった。つまり、片麻痺患者においても身体条件により介助者の足位置を変える介助方法をとった方が有効であると考えられた。
細胞内微小力学計測に基くマルチスケール心筋細胞シミュレーションモデルの開発

共焦点手顕微鏡と原子間力顕微鏡の組み合わせおよび新たに開発した光ピンセットを用いた心筋細胞の微小計測システムを用いて心筋細胞の微細構造を明らかにした。さらにこれらの情報を基に心筋の電気現象、力学現象、代謝現象を微細構造を再現した有限要素法モデルの中で再現するシミュレーションモデルを開発した。モデルは細胞内のイオン代謝産物について実験で得られる解像度を超えた詳細な情報を提供し病態生理の解明に有用であると考えられた。本年度は原子間力顕微鏡(AFM)と共焦点顕微鏡の画像組み合わせ法を確立しT管系を中心にした細胞微細形態の観察を行った。細胞内は膜染色によりT一管を描出し細胞表面はAFMにより3次元構造を記録したのちAFM探針を共焦点顕微鏡で撮影するという独自の方法で位置決めを行うことにより2つの方法による画像を3次元的に重ね合わせることができた。この結果細胞膜の陥凹から始まるT管構造を明らかにすることができたばかりでなく蛍光抗体法による細胞骨格分子の観察とも組み合わせ細胞内の力学支持組織についての情報を得た。さらに浸透圧ショック法によりT管構造を破壊しその心筋興奮収縮連関における意義を明らかにするとともにAFMによる押し込み試験でT管を中心とした細胞内構造の力学的意義についても考察した。細胞外への微小応力負荷システムについては光ピンセットシステムを基に製作しX-Y方向ばかりでなくZ方向にも自由に捕捉位置を調節できる実験系を確立した。細胞膜の接着斑の主要な構成要素であるインテグリンに特異的に結合するRGDペプタイドを表面修飾したラテックスビーズにコートし細胞表面に結合した後光ピンセットを用いて膜に平行に牽引することに成功した。心筋細胞においては引っ張りに対する剛性は明らかな異方性を示し細胞長軸において高い剛性を示した。さらに細胞骨格の構成要素である微小管を脱重合することが知られているコルヒチンで細胞を処理したところこの剛性は低下した。ところが他の要素であるアクチンに対する処理は変化をもたらなかった。これらの物性と構造の関係について考察を進めている。接着分子インテグリンに対する抗体を介して心筋細胞表面に固定した微小粒子を光ピンセットを用いて捕捉し操作することによってメカニカルストレスを膜タンパクに与えた。共焦点顕微鏡を用いて細胞内のカルシウム応答(カルシウムスパークの発生)を観察したところ細胞長軸方向、短軸応答の刺激に対しほぼ同等の発生頻度が記録された。先行研究では細胞長軸方向に配向する微小管を介してメカニカルストレスが伝達され筋小胞体からのカルシウムスパークが誘発されることが示唆されており短軸方向の刺激にも反応するという結果は予想に反するものであった。そこでメカニカルストレスが細胞内に伝達する様式を明らかにする目的で核を蛍光染色し(SYTO)長軸、短軸方向への引っ張りに対する位置変化を記録したところ核は引っ張りを加えた方向に関わらず常に長軸方向に移動することが分かった。さらに薬剤の処理により微小管、アクチンを脱重合した条件で同様の実験を行ったところ核の移動は減衰ないし消失した。これらの結果より接着分子に加えられたメカニカルストレスは細胞骨格を介して細胞内小器官に伝達されるが心筋細胞においては細胞骨格の構造が力を長軸方向に変えるように働いているという興味深い事実が示唆された。マイクロインジェクションを活用して微細構造の詳細な観察を進める予定であったが現在のところ十分な成功率が得られておらず次年度も継続して進めることとなった。モデル化についてはT-管を中心にしたカルシウム信号が代謝のシグナルとして有効に働くか否かについてミトコンドリアまでを含めたモデルを製作中である。細胞の微小計測についてはRGDペプチドをコートしたビーズを光ピンセットで捕捉・操作するシステムをさらに改良し変位と力の同時計測を可能とした上で実験を行った。細胞の応答は核の変位および細胞内カルシウム濃度の変化によって評価した。さらに少数の細胞についてはマイクロインジェクションによってビーズを細胞内に注入し細胞内での操作を試みた。ビーズを細胞の長軸および短軸方向に動かしたところ核はいずれの場合も短軸方向に移動する傾向が認められた。変位量は核と刺激点間の距離には依存しなかったが薬剤による細胞骨格の修飾によって小さくなる傾向が認められた。これの結果はインテグリンから核への細胞骨格を介した力学的な結合の存在を示している。細胞への力学的刺激が細胞内情報伝達系を通じて核に伝わり細胞のリモデリングを惹起することが知られているが今回の結果は力学的刺激が直接核に伝達される可能性を示唆するものであり心臓の適応現象にとって重要な知見である。心筋細胞内での操作については抵抗が大きく反応は得られなかった。こうした心筋細胞の微細構造の観察および微小力学計測の結果に基づいて電気現象、力学(収縮・弛緩)現象および代謝を構造に局在を再現しながら統合した有限要素法モデルを構築した。

この枠組みの中でCaの放出、拡散、結合くみ上げ、収縮タンパク相互作用による力の発生と収縮、ミトコンドリアによるATP合成とクレアチンシャトルによるエネルギー輸送、ミオシンやイオンポンプによるATPの消費分解が互いの相互作用の基に計算された。その結果からミトコンドリアにおけるATP合成の調節に関わる代謝産物ADPと細胞内カルシウムの役割が明らかになった。このような心筋の電気現象、力学現象、代謝を統合したモデルは世界初であり心筋研究に大きな役割を果たすと期待される。以本研究において実験とシミュレーションモデルを相補的に組み合わせて両者の限界を越えるという試みを行った。
韓国語慶尚道方言のアクセント研究

本研究では韓国語慶尚北道大邱方言、慶尚南道釜山方言のアクセントについて、特に名詞、動詞・形容詞を対象に分析を進めた。主要な研究成果は以下の通り。慶尚道方言のアクセントパターンと語幹の分節音との間には統計学的に有意な相関性がある。慶尚北道・南道方言のアクセントはともに中期朝鮮語アクセントと規則的に対応し、不規則的対応は様々な音韻論的特徴により説明される。慶尚北道・南道方言のアクセント分布は互いに類似するが、中期朝鮮語からの異なるアクセント変化を反映した違いも見られる。釜山方言の舌頂音阻害音末子音を持つ一音節語名詞は、アクセントと基底末子音が連動してデフォルト型へ類推的に変化する傾向がある。平成26年度は、慶尚道方言(慶尚北道:大邱、慶尚南道:釜山)の名詞について、アクセント調査・研究を行った。主な研究成果は以下の通りである。1)大邱方言については、固有語単純語について調査・研究を進めた。5人の話者から得られたデータを元に、各アクセント型の比率、話者間のアクセント型の一致率、分節音や音節量、使用頻度との相関性、中期朝鮮語アクセントとの規則的対応率等について明らかにするとともに、どのような原因で例外的パターンを見せる語彙が現われるかについても考察を進めた。更に、無意味語に付与されるアクセント型についても、調査・分析を行った。得られた結果について釜山方言との比較も行い、両者は固有語の各アクセント型の分布においては基本的に似た傾向を示すものの、アクセント体系の違いに基づき、特に無意味語テストにおいて顕著な差異が見られることを明らかにした。b)釜山方言については固有語・漢字語について調査を進めた。このうち固有語については、特に舌頂音阻害音を末子音に持つ一音節語について、40名の釜山方言話者を対象に調査を行い、アクセント変化と分節音の変化が連動する傾向があることを明らかにした。これは、韓国語名詞の舌頂音末子音において/-s/が最も高い異なり頻度で現われ、また慶尚南道方言の固有語一音節名詞において、H(H)型がH(L)型よりも多く現われる、という二つの分布上の偏りを反映したものと解釈される。更に、各アクセントクラスが単独形・曲用形において実際にどのような音調型で現われるかについて、6名の話者の録音に基づき、音響学的分析を行った。漢字語については、特に2音節語について、資料収集を進めた。また、原則的に漢字語である人名のアクセントについても調査を進め、特に姓においては中期朝鮮語アクセントとの規則的対応がほぼなくなり、一定のアクセントで現われる傾向が強いことを見いだした。平成27年度は、慶尚道諸方言の固有語・漢字語名詞、人名、用言のアクセントについて、資料収集及び分析を進めた。具体的な研究内容は以下の通りである。(1)慶尚北道大邱方言固有語名詞アクセント研究:前年度に引き続き、大邱方言固有語名詞(13音節語)アクセントの詳細な分析を進め、中期朝鮮語からの歴史的発展や、アクセントと分節音・音節量との相関性における、慶尚南道方言との違いについて明らかにした。(2)慶尚北道方言漢字語アクセント研究:1・2音節漢字語のアクセントについて、慶尚北道方言母語話者を対象に調査を行い、中期朝鮮語アクセントとの対応及び分節音との相関性について明らかにした。それにより、少なくとも一部の話者においては、中期朝鮮語上声に対応する長母音が、閉音節及び、激音・濃音頭子音に先行する音節において短母音化する傾向があることを見いだした。(3)人名(原則として漢字語)アクセント研究:慶尚道方言(大邱・釜山)の複数の話者を対象に、a)約290種の名字単独のアクセント、b)各名字に、4種のアクセントパターンを持つ2音節語の名前を組み合わせた場合のアクセントパターン、の調査を行った。その結果、慶尚南道方言では、名字単独のアクセントがH(L)クラスに大きく偏っている(最も大きい異なり頻度のアクセントクラスに類推的に変化したと見られる)のに対し、慶尚北道方言では該当漢字音の中期朝鮮語におけるアクセントがある程度保存されていること、また、人名アクセントは通常の漢字語アクセントと異なり、左方アクセント移動が適用されない場合があることなどを明らかにした。(4)慶尚南道方言における動詞/形容詞アクセント調査:慶尚南道方言の1・2音節動詞/形容詞語幹について、5活用形のアクセントパターンについて調査を行い、中期朝鮮語アクセントとの対応関係、分節音との相関性について明らかにした。前年度に引き続き、慶尚道方言(北道・南道)のアクセント調査は順調に進んでおり、複数の話者から、固有語名詞(単純語・複合語)、漢字語名詞、人名、動詞/形容詞のデータを収集している。また、様々な発話の録音も行い、音響音声学的分析を進めている。これら収集データの分析結果に基づき、現在、研究成果の一部を論文にまとめているところである。平成28年度は、慶尚道方言のアクセントに関し、以下のような調査・研究を進めた。(1)慶尚北道方言借用語研究:慶尚南道方言に比べ、報告の少ない慶尚北道方言の借用語アクセントについて調査を行い、借用語には固有語には見られない様々なアクセント型が見られること、長母音の分布にかなりの個人差・世代差が見られること、音節量とアクセント型との相関性が慶尚南道方言ほど強くないこと、日本語借用語については、原語のアクセント及び長短の区別が反映されている可能性があることなどを見いだした。

(2)漢字語3音節語アクセント調査:慶尚北道方言・慶尚南道方言の漢字語3音節語について簡易的な調査を行い、両者のアクセント分布は類似する傾向があるものの、アクセント体系及び合流するアクセント型の違いを反映して、異なるアクセント上の類推変化を見せていることを確認した。(3)慶尚北道方言若年話者における長母音消失に関する音響音声学的研究:慶尚北道方言の若年話者においては、長母音/短母音の対立が次第に失われつつあると言われているが、両者の対立を依然として保持している話者を対象に、長短の対立が、異なる音韻論的環境によりどのように実現されるのか、発話を録音し、音響音声学的分析を進めた。(4)慶尚北道方言の固有語アクセントに関する研究:慶尚北道方言の固有語アクセントが、通時的にどのような変化を遂げ、また共時的にどのようなゆれが見られるか明らかにし、共著論文として刊行した。慶尚道方言のアクセント調査は順調に進行しており、予定していた量のアクセント資料が収集できた。また、それに基づき、慶尚北道方言の借用語、慶尚北道・南道方言の漢字語3音節語について、アクセント型の分布、分節音・音節量との相関性、類推変化傾向等、基本的な分析を進めることができた。更に、一部の話者については発話の録音を行い、その音響音声学的分析も行っている。本年度は、韓国朝鮮語諸方言(慶尚道方言、延辺朝鮮語等)において、語彙種(固有語、漢字語、借用語)の違いがピッチアクセントパターンの分布に影響するという前提のもと、語の音韻論的諸特徴(頭子音、母音、末子音、及びそれらの連続)のみで、語彙種の分類が可能であるか、「韓国語慶尚道方言のアクセント研究(国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)H28H30)」と連繋しつつ、検討を進めた。Maxent Grammarモデル(Hayes & Wilson 2008)を用い、同一パラメータ設定で、複数回、固有語・漢字語・借用語データの学習を行わせ、全ての学習に共通して現れた制約群・最低二回の学習に共通して現れた制約群・各学習に見られた制約群の合成等、様々なパターンについて、モデル精度の比較を行った。また、データ全体において漢字語の比率が高いことから、全ての語がデフォルトの漢字語であると想定するベースモデル、各語彙種の比率に基づきランダムに語彙種を想定する異なり頻度モデル、ngramを用いたモデル等との比較も行った。これらにより、韓国朝鮮語の語彙種は、音韻論的特徴(素性を用いた制約群)により、最も正確に分類されることを見出した。また、同分析結果に基づき、韓国朝鮮語母語話者を対象に、無意味語を用いた初歩的な実験を行った。それにより、モデルの推定は概ね妥当であるが、特に漢字語に関し、実在語以外の音節構造を許容しない傾向があることを確認した。これにより、語彙種の違いを一要因として設定した、韓国朝鮮語諸方言におけるアクセント変化に関するモデル構築のための基礎を築いた。本研究では韓国語慶尚北道大邱方言、慶尚南道釜山方言のアクセントについて、特に名詞、動詞・形容詞を対象に分析を進めた。主要な研究成果は以下の通り。
鮭皮コラーゲンとイカ甲キチンを利用した高性能代用皮膚の開発

水中離解した精製イカ甲キチンホモジネートから減圧下で均質なイカキチンシートを調製し、代用皮膚材料のべースとした。これにアテロ化した鮭皮コラーゲンをラミネートすることにより代用皮膚試料を調製し、ヒト真皮由来の細胞接着数及び増殖数の測定を行った。キチンシート単体に比べ、鮭皮コラーゲン、仔牛皮コラーゲンをラミネートした試料の接着数が明らかに多いことが確認された。また、増殖能は鮭皮コラーゲンをラミネートしたものは、細胞播種から8日後仔牛皮コラーゲンの1.3倍、イカキチン単体の1.5倍も増殖を活性化した。これは、鮭皮コラーゲンの変性温度が低いため、仔牛皮コラーゲンのような37°Cの生理的条件下での繊維化高次構造による細胞増殖の抑制が起こらないためと考えられる。増殖細胞のDNAラベリングインデックスを測定した結果、キチンシート単体、鮭皮コラーゲンおよび仔牛皮コラーゲンをラミネートした試料のいずれも正常ヒト真皮細胞のDNAラベリングインデックスと同様の値であることから、各試料上の皮膚細胞はガン化によって増殖が活性化されているのではなく正常な増殖である事を確認した。従って、鮭皮コラーゲンは、イカ甲キチンシートにラミネート(最適量0.1g/cm^2)することにより細胞接着力、増殖力に優れた高性能代用皮膚材料として利用できる。更に、本研究では均質な代用皮膚を大量に製造する装置の開発も行った。平成3年度4年度科学研究費補助金(試験研究(B)(1))で試作した連続抄紙機を改良した。代用皮膚の通気性を向上させるための穿孔部分と温度制御可能な鮭皮ラミネート部分を具備した構成となっている。本抄紙機の性能は抄紙速度50cm/min,抄紙幅16cm,抄紙長30mで巻き取りボビンでの平均湿度は40%以下である。また、マウス、ラット、兎を使った安全性試験(急性毒性、発熱性、溶血性、皮内反応、移植、抗原性)はいずれも高い適合性を示した。イカ甲のキチン含量は約34%、灰分はカニおよびエビ類の3045%に比較して0.5%と極端に低い。アルカリによる除蛋白と酸による中和と水洗で容易に精製キチンが得られる。水中難解したイカ甲キチンホモジネートから減圧下で均質な手漉きイカキチンシートを調製し、代用皮膚材料のベースとした。鮭皮コラーゲンの単離精製はクロロホルム-メタノール・水で脱脂を行い、クエン酸水溶液中で酸可溶性コラーゲンを抽出(4°C)し、ペプシン処理を行ってアテロ化鮭皮コラーゲンを調製した。鮭皮コラーゲンの全収量は原料皮に対して約20%であった。変性温度は約17°Cであった。アミノ酸組成はヒドロキシプロリンの量が仔牛皮コラーゲン(変性温度37°C)の約2/3と少なかった。ヒドロキシプロリンはコラーゲン分子の分子内水素結合に関係していることから、このことが鮭皮コラーゲンの変性温度低下の原因と考えられる。イカ甲キチンシートにアテロ化鮭皮コラーゲンをラミネートすることにより代用皮膚試料を調製し、ヒト真皮由来の皮膚細胞の接着数、増殖数の測定を行った。DNAラベリングインデクスも測定した。

キチンシート単体に比べ、鮭皮コラーゲン、仔牛皮コラーゲンをラミネートしたものの接着数が明らかに多いことが確認された。また、増殖能を調べた結果、鮭皮コラーゲンをラミネートしたものは、細胞播種から8日後仔牛皮コラーゲンの1.3倍、イカキチン単体の1.5倍も増殖を活性化した。これは、鮭皮コラーゲンの変性温度が低いため、仔牛皮コラーゲンのような37°Cの生理的条件下での繊維化高次構造による細胞増殖の抑制が起こらないことによるものと考えられる。増殖細胞のDNAラベリングインデックスを測定した結果、キチンシート単体、鮭皮コラーゲンおよび仔牛皮コラーゲンをラミネートしたもののいずれも正常ヒト真皮細胞のDNAラベリングインデックスと同様の値であることから、各試料上の皮膚細胞はガン化によって増殖が活性化しているのではなく正常な増殖をしていることが確認された。従って、鮭皮コラーゲンは、イカキチンシートにラミネートすることにより、細胞接着力・増殖力に優れた高性能代用皮膚材料として利用できるものと考えられる。平成9年度は、水中離解したイカ甲キチンホモジネートから減圧下で均質な手漉きイカキチンシ一トを調製し、これにアテロ化鮭皮コラーゲンをラミネートすることにより代用皮膚試料を作製した。また、この代用皮膚はヒト真皮由来の皮膚細胞の接着力、増殖力に優れた高性能代用皮膚材料として利用できることを確認した。平成10年度は、特殊な手漉技術を必要としない連続抄紙機の試作を行った。この抄紙機の機構上の特徴をまとめると次のようになる。(1)上下一対の無終端ベルトが先導部に向かって間隔が絞られるように配置されている。これにイカキチンを含む原料液を一対の上下リザーバーで挟み、保持した状態で供給し、上下無終端ベルトによって上下リザーバーと一緒に吸引・圧延・乾燥して水分を分離・除去する。(2)上下のリザーバーに多孔質(150#)のナイロン織布を使用している。また上部リザーバーに綿布(ガーゼ)やレーヨン繊維不織布を用いると、キチンが接着した複合紙が出来る。(3)上下のポリエステル製無終端ベルトから構成されている。(4)脱水用の吸引プレートを備えている。(5)本抄紙機の抄紙能力は50cml/min.、抄紙幅16cm、抄紙長20mで巻取りボビンでのキチン紙の平均湿度が40%以下で連続抄紙出来る。(6)一度巻き上げたイカキチン紙を最終行程のローラーを通してアテロ化鮭皮コラーゲンをラミネートする。本抄紙機は試料が極少量(5g)でもバインダーや有機溶剤を用いることなく抄紙可能である。水中離解した精製イカ甲キチンホモジネートから減圧下で均質なイカキチンシートを調製し、代用皮膚材料のベースとした。これにアテロ化した鮭皮コラーゲンをラミネートすることにより代用皮膚試料を調製し、ヒト真皮由来の細胞接着数及び増殖数の測定を行った。キチンシート単体に比べ、鮭皮コラーゲン、仔牛皮コラーゲンをラミネートした試料の接着数が明らかに多いことが確認された。また、増殖能は鮭皮コラーゲンをラミネートしたものは、細胞播種から8日後仔牛皮コラーゲンの1.3倍、イカキチン単体の1.5倍も増殖を活性化した。これは、鮭皮コラーゲンの変性温度が低いため、仔牛皮コラーゲンのような37°Cの生理的条件下での線維化高次構造による細胞増殖の抑制が起こらないためと考えられる。増殖細胞のDNAラベリングインデックスを測定した結果、キチンシート単体、鮭皮コラーゲンおよび仔牛皮コラーゲンをラミネートした試料のいずれも正常ヒト真皮細胞のDNAラベリングインデックスと同様の値であることから、各試料上の皮膚細胞はガン化によって増殖が活性化されているのではなく正常な増殖である事を確認した。
地方中心都市における気候変動抑制と地方創生の両立を目指す政策の実証分析

2018年には同年9月および2019年3月に2回の研究打ち合わせを実施した。その結果、研究費の額や共同研究者の業務状況を考慮し、2018年度中に実施予定であった自治体調査は見送ることとした。2019年度に全国の個人を対象としたWEBアンケート調査を実施することで合意をした。地方創生を議論する際に、住民の移動を無視することはできない。そこで、2019年実施予定の調査では人口移動にかかわる質問と公共交通・自動車利用に関する質問を重点的に行うこととする。人口移動、つまり引っ越しの要因については、医療助成(子供向け)と災害、労働、相続について質問をする。なぜなら、自治体によって子供向け医療助成制度は様々であるし、災害に関するハザードマップも積極的に公表する自治体もあればそうではない自治体もある。また、アンケート調査を実施することで、どのような個人が移動をするかという、人的資本の面も考慮した人口移動も議論することができる。人口動態統計などでは移動した人口総数しかわからないため、どのような人が移動したかは不明である。こうした点で移動要因をアンケート調査によって把握することは利点がある。地方創生にかかわる企業側の行動分析については、自治体毎に設定されている自治体内と自治体外の企業関連諸税の税率差や自治体間の広域連携が企業誘致にどのような影響を与えているかのモデルを精査した。また、データの収集も行った。2019年度中にこの分析に関するモデルを作成して簡便な分析結果が出せることを目指す。共同研究者との打ち合わせも予定通り2回実施し、2019年度に家計向けのWEBアンケート調査を実施することとした。また、共同研究者が同アンケートでどのような質問を担当するかについても検討をした。家計向けの調査については、2019年9月10月までに家計向けのアンケート調査の草案を作成する。そして、2019年12月を目安に調査を業者に委託し実施する。同調査の設計としては、住居変更(居住地移動)についての質問を主とする。特に、子供医療と災害、労働、相続などの状況や認識についての質問と、過去2年以内に引っ越しをしたことがあるかどうかという質問との関係性を調べることとする。この引っ越しの要因として子供の医療助成や災害リスク、転職といった労働環境や親兄弟との相続関係問題などがありえるのかということを精査する。企業行動については、自治体データを活用しつつ、自治体内外の企業向けの助成に差があるかどうかということが自治体の財務状況や雇用経済状況にどのような影響があるかを調査する。
EBウイルス関連腫瘍に対するiPS細胞由来T細胞療法の開発

抗原特異的細胞傷害性T細胞(CTL)を体外で増幅して再び患者体内に戻す養子免疫T細胞療法は、悪性黒色腫などの一部の腫瘍で持続寛解を得ることができるが、多くの腫瘍では慢性的な抗原暴露によりCTLが疲弊し、期待した程の効果を得ることができない。我々の研究グループでは抗原特異的CTLをiPS技術を用いて機能的に若返らせる技術を開発した。2015年にはiPS細胞由来EBウイルス特異的CTLがEBウイルス関連腫瘍を効率よく縮小させることをマウスモデルで証明し、現在医師主導型臨床研究を目指して前臨床試験を行なっている。現在までに13名のEBウイルス関連リンパ腫患者(節外性NK/T細胞リンパ腫鼻型3名、ホジキンリンパ腫2名、び漫性大細胞型B細胞リンパ腫3名、メソトレキセート関連リンパ増殖性疾患5名)と1名の健常人ドナーにご登録いただいた。最初にHLAを調べたところ、14名中12名のドナーがA2402, A0201もしくはA1101のHLA型を持っていることがわかった。その後誘導開始した8名のドナー末梢血よりLMP1, LMP2, BZLF1など様々なEBウイルス抗原に特異的なCTLクローンの誘導に成功し、T-iPS細胞樹立とiPS細胞由来CTLの誘導を行なった。今回の検討のもと、臨床用にプロトコールを改善し、作成期間を大幅に短縮することができた。またマウスモデルを用いて強力な抗腫瘍効果と投与したiPS細胞由来CTLの生体内での生存の有無などをin vivoで確認した。前臨床試験のドナー登録は順調に進み、当初の目標を大きく超え多くの患者にご登録いただくことができた。そのため様々な疾患,様々な病状の患者末梢血より誘導を試みることができたことが非常に役立った。本研究課題で抗がん剤、ステロイドなどで治療中でCTL誘導の難しい症例でも、多くの症例では誘導が可能となった。また、臨床で用いることが可能である資材を用いたプロトコールの改訂と誘導期間短縮にも成功した。in vitroでは誘導したiPS細胞由来CTLそれぞれについて強力な細胞傷害性を証明でき、マウスモデルでも長期にわたるEBウイルス関連リンパ腫の排除を示すことができた。そのため、現在までの進捗状況はおおむね順調に進行したと考える。今後は本研究課題で得た新しい知見を報告予定である。また、医師主導型臨床研究を目指し、申請のために必要な安全性試験を行う予定である。具体的には、セルプロセッシングセンター内で臨床プロトコールに沿って作成したiPS細胞由来CTLを用い、造腫瘍性試験などを行う予定である。iPS細胞から誘導した抗原特異的細胞障害性T細胞(CTL)はもとの末梢血由来抗原特異的CTLと比較し、強い増殖力、テロメア長の伸展など機能的な若返りが特徴である。我々はマウスモデルを用い実際の抗腫瘍効果も検討したところ、強力な抗腫瘍効果と、もとの末梢血由来CTLで治療したマウス群より有意な生存期間の延長を確認できた。更に安全性を高めるため自殺遺伝子iCaspase9による細胞死誘導システムを導入し、副作用を薬剤で制御できることを確認した。有効性と安全性を確認できたので、臨床研究を目指し現在前臨床試験を行なっている。本研究では節外性NK/Tリンパ腫鼻型、ホジキン病などの複数のEBウイルス関連リンパ腫の患者末梢血からLMP1/2, EBNA, BZLF1抗原などの様々な抗原特異的CTLクローンを誘導後、T-iPS細胞を樹立、その後iPS細胞由来EBウイルス抗原特異的CTLを誘導しEBウイルス関連リンパ腫に対する抗腫瘍効果を検討している。現在10名のEBウイルス関連リンパ腫患者末梢血より、複数のEBウイルス抗原に対するCTL誘導に成功している。その後T-iPS細胞を樹立してiPS細胞由来CTLを誘導しており、EBウイルス感染細胞に対する抗原特異性や殺細胞効果を検証中である。T細胞機能評価後は、安全システムとして自殺遺伝子iCaspase9を、樹立したT-iPS細胞に導入し同様に安全性と有効性を検証する予定である。免疫チェックポイント阻害剤との併用効果の有無についても検討を行なっている。前臨床試験にご登録いただいた患者数も当初の目標を大きく超え、多くの検体より抗原特異的CTLを誘導でき順調にT-iPSを樹立できている。既に若返りCTLを誘導確認後、T細胞機能評価を行えているものもあり、計画どおりおおむね順調に進展していると考えている。iPS細胞より再分化誘導されたCTLはもとの抗原特異性を保ったまま、より強い増殖能を持つ。2015年にはiPS細胞由来CTLがEBウイルス関連腫瘍を効率よく縮小させることをマウスモデルで証明し、現在医師主導型臨床研究を目指して前臨床試験を行なっている。現在までに13名のEBウイルス関連リンパ腫患者(節外性NK/T細胞リンパ腫鼻型3名、ホジキンリンパ腫2名、び漫性大細胞型B細胞リンパ腫3名、メソトレキセート関連リンパ増殖性疾患5名)と

1名の健常人ドナーにご登録いただいた。最初にHLAを調べたところ、ほとんどのドナーがA2402もしくはA0201などの一般的なHLA型を持っていることがわかった。その後末梢血よりLMP1, LMP2, BZLF1など様々なEBウイルス抗原に特異的なCTLの誘導に成功し、更にT-iPS細胞樹立とiPS細胞由来CTLの誘導に成功した。誘導開始した患者で、CTLを誘導できなかった患者はステロイドを長期間内服している患者1名のみであった。臨床用プロトコールを作成し、作成期間を大幅に短縮することができた。現在マウスモデルを用いて,投与方法や投与量を検討している。前臨床試験のドナー登録は順調に進み、当初の目標を大きく超え多くの患者にご登録いただくことができた。そのため様々な疾患,様々な病状の患者末梢血より誘導を試みることができたことが非常に役立った。また、プロトコールの改善と誘導期間短縮にも成功した。抗原特異的細胞傷害性T細胞(CTL)を体外で増幅して再び患者体内に戻す養子免疫T細胞療法は、悪性黒色腫などの一部の腫瘍で持続寛解を得ることができるが、多くの腫瘍では慢性的な抗原暴露によりCTLが疲弊し、期待した程の効果を得ることができない。我々の研究グループでは抗原特異的CTLをiPS技術を用いて機能的に若返らせる技術を開発した。2015年にはiPS細胞由来EBウイルス特異的CTLがEBウイルス関連腫瘍を効率よく縮小させることをマウスモデルで証明し、現在医師主導型臨床研究を目指して前臨床試験を行なっている。現在までに13名のEBウイルス関連リンパ腫患者(節外性NK/T細胞リンパ腫鼻型3名、ホジキンリンパ腫2名、び漫性大細胞型B細胞リンパ腫3名、メソトレキセート関連リンパ増殖性疾患5名)と1名の健常人ドナーにご登録いただいた。最初にHLAを調べたところ、14名中12名のドナーがA2402, A0201もしくはA1101のHLA型を持っていることがわかった。その後誘導開始した8名のドナー末梢血よりLMP1, LMP2, BZLF1など様々なEBウイルス抗原に特異的なCTLクローンの誘導に成功し、T-iPS細胞樹立とiPS細胞由来CTLの誘導を行なった。今回の検討のもと、臨床用にプロトコールを改善し、作成期間を大幅に短縮することができた。またマウスモデルを用いて強力な抗腫瘍効果と投与したiPS細胞由来CTLの生体内での生存の有無などをin vivoで確認した。本研究課題で抗がん剤、ステロイドなどで治療中でCTL誘導の難しい症例でも、多くの症例では誘導が可能となった。また、臨床で用いることが可能である資材を用いたプロトコールの改訂と誘導期間短縮にも成功した。
測度値拡散過程の研究とその集団遺伝学への応用

集団遺伝学における地理的構造をもつ無限サイトモデルをあらわす数学モデルであるstepping stonc Fleming-Viot過程について研究をし,成果をあげることが出来た。本研究では,次の2つの問題を検討した。(1)2つの集落からそれぞれ無作為に1つずつ抽出した遺伝子が共通の祖先をもつかどうか,(2)共通の祖先を持つ場合,それらは共通の祖先からそれぞれ何回の突然偏位を経ているか。これらの問題は純粋に数学の問題として定式化される。これらの問題は,一般化されたKingmanの合着過程の研究に帰着されることが分かった。ランダムな運動をする2個の粒子の合着時間の分布がわかれば問題は解決される。集落の構造が,1次元または2次元の格子点であり移住は最隣接格子点にたいして起こり移住率は空間的に一様であるとき,確立1で上のような2個の遺伝子は共通の祖先をもつことが分かる。上記の1次元の場合,合着時間の分布のLaplace変換が陽に計算出来て,この場合はすべての問題が解決される。この研究結果はシンポジウム,他大学における集中抗議等において既に発表済みであるが論文としては現在準備中である。別記の論文は本研究の前段階の内容である。なお,研究分担者は別記のようにトポロジー,微分方程式および確立論の各分野において業績をあげている。
新生鎖テイルアンカー型タンパク質（TA）の輸送・膜挿入と品質管理

平成30年度は、同義コドン置換導入法により翻訳速度を変動させた種々の改変型ペルオキシソーム局在性テイルアンカー型膜タンパク質(TA)モデルを用いて、軽度の翻訳遅延がTA新生鎖のペルオキシソームへの局在化効率に関与する結果を得た。また、前年度までに同定したペルオキシソーム局在性TAと結合するサイトゾルタンパク質因子に関して、これが新生鎖TAのペルオキシソーム輸送過程での品質管理に関与することを見出し、さらに追究している。また、ペルオキシソームと小胞体に両局在性のN末アンカー型I型膜タンパク質であるプラスマローゲン(Pls)生合成経路第3段階触媒酵素DHRS7Bに関し、その両局在化機構をほぼ明らかにした。Plsの合成障害マウスの小脳では、Pls生合成律速酵素Far1 (TA)のタンパク質レベルの増加とともに、コレステロールの生合成抑制によるミエリン形成の障害を見出し病態発症機構として捉えた(改訂論文投稿中)。また関連した成果として、遺伝性の聴覚障害患者の全エクソームシーケンス解析により、病因遺伝子変異としてペルオキシソーム局在性TAであるPex26pのF51L変異を同定した。これまでに報告されている重篤なペルオキシソーム欠損症とは全く異なる病態として、この症例ではPex26pのF51L変異に起因するペルオキシソームタンパク質の膜透過輸送装置複合体の主要構成因子Pex14pとの結合能の低下が、ペルオキシソームタンパク質輸送の輸送効率低下をもたらすことが、聴覚低下・損失の病因となることを見出し、国際誌Cold Spring Harb. Mol. Case Stud.に公表した。さらにStanford大学Bassik研究室との共同研究で、過酸化水素分解酵素カタラーゼのサイトゾルへの局在化が酸化ストレスに対抗する細胞応答として機能することを明らかにした(論文投稿中)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。分子内C末端に1つ存在する膜貫通領域により脂質膜にアンカーされるテイルアンカー型タンパク質(TA)は、リボゾームで翻訳された後サイトゾルを介して直接各オルガネラ標的膜へ輸送される。最近の研究により、TAの翻訳後輸送はその局在先によって異なる分子機構を必要とし、TAの運命決定はより上流のリボソームでの新生鎖翻訳段階において品質管理を含めた形で実行されることが示されつつある。しかし、その実態は不明であり喫緊の課題として、本研究では、TAをモデルとした新生鎖の運命決定機構の分子メカニズムの解明を目的とする。H26年度はC末膜貫通ドメインに含まれる局在化シグナルの認識および翻訳速度の調節などの解析の基盤となる実験系の構築を試み、無細胞翻訳系と中性条件下でのSDS-PAGEの組み合わせることで翻訳途上の新生鎖TAの検出が可能となった。また、小胞体局在性TAやペルオキシソーム局在性TAのC末膜貫通領域に疎水性度の変化などを導入した種々のモデルTAを作製し、上記無細胞翻訳系により解析を行ったところ、あるペルオキシソーム局在性TAの翻訳速度が遅延していることを強く示唆する結果を得た。小胞体局在性TAは、翻訳後TRC複合体を介してその標的化因子であるTRC40へ受け渡され、小胞体へ標的化されることが見出されている。In vivoの解析により、ペルオキシソーム局在性TAがBag6を含むTRC複合体による認識を回避して標的化因子であるPex19pと結合することが明らかになりつつある。テイルアンカー型タンパク質(TA)は、分子内C末端に1つ存在する膜貫通領域により脂質膜にアンカーされる膜タンパク質である。リボゾームで翻訳されたTAは広く知られた翻訳共輸送によらず、サイトゾルから各オルガネラ膜へ直接輸送される。TAの翻訳後輸送は各々の局在先によって異なる分子機構を必要とすることが見出されつつある。従って、TAの運命決定はリボソームでの新生鎖翻訳時およびその直後から品質管理を含めた形で実行されると考えられているが、その分子機構は不明な点が多い。本研究では、TAをモデルとしたリボソーム翻訳時における新生鎖の運命決定機構の分子機構を解明することを目的としている。H27年度は、前年度までに確立していた無細胞翻訳系と中性条件下でのSDS-PAGEを組み合わせて翻訳途上の新生鎖TAを検出する実験系を用いて、膜貫通ドメインを含むC末領域を改変したPex26pなど種々のペルオキシソーム局在性モデルTAの翻訳速度解析を行った。翻訳速度遅延に関わるアミノ酸配列を見出し、C末膜貫通領域からその配列の相対的位置がペルオキシソーム局在性を決定する要素の一つであることを明らかにしつつある。また、Pex19pの共存下でペルオキシソーム局在性TAの免疫沈降および質量分析による解析を行い、この複合体に特異的に結合するサイトゾルタンパク質を同定した。このタンパク質がペルオキシソーム局在性TAを特異的に認識する可能性を想定し、解析を進めている。新生鎖TAの認識機構について、確立した翻訳途上の新生鎖TAを検出する実験系を用いて、ペルオキシソーム局在性モデルTAの翻訳速度と細胞内局在の関連性を明らかにしつつある。また、新生鎖TAのオルガネラ選別輸送の解明に関しても、Pex19pと複合体を形成した状態のペルオキシソームTAタンパク質に特異的に結合するタンパク質を同定できた。このタンパク質は小胞体局在性TAを認識するBag

6複合体と対抗してペルオキシソーム標的化に機能する可能性が考えられ、翻訳直後におけるTAの輸送標的化の選別の分子機構を明らかにする上で新規かつ重要な発見と考えられる。リボゾームで翻訳されたテイルアンカー型膜タンパク質(TA)はサイトゾルへ放出され、各オルガネラ膜へ直接輸送される。TAの翻訳後輸送は各々の局在先によって異なる分子機構を必要とし、TAの運命決定はリボソームでの新生鎖翻訳時およびその直後から品質管理を含めた形で実行されると考えられているが、その分子機構は不明な点が多い。本領域課題研究では、TAをモデルとしたリボソーム翻訳時における新生鎖の運命決定機構およびオルガネラ選別輸送・膜挿入の分子機構を解明することを目的としている。H28年度は改変型ペルオキシソーム局在性モデルTAのBag6複合体およびPex19pとの結合、in vivoにおける細胞内局在およびタンパク質安定性の解析を統合的に行った。また、H27年度研究で同定したペルオキシソーム局在性TAのサイトゾル局在性結合タンパク質に関して種々の解析を行い、新生鎖TAのペルオキシソーム輸送およびTAの運命決定における役割を解明しつつある。また、関連した特筆すべき成果を以下に記載する。過酸化水素分解酵素カタラーゼをはじめとするペルオキシソーム内腔タンパク質の輸送障害性CHO変異細胞ZP114の相補遺伝子として、ミトコンドリア外膜タンパク質(ポリン)をコードするVDAC2を単離した。詳細な解析の結果、VDAC2を受容体としてミトコンドリアに輸送され、アポトーシス促進因子として機能するTAの1つであるBAKがVDAC2欠損によりペルオキシソームにも一部局在化し、カタラーゼをペルオキシソームからサイトゾルへ移出させることを発見した。ペルオキシソーム局在性BAKの活性化はカタラーゼの放出を介して抗酸化ストレス反応として作用するという世界で初めてのアポトーシス制御機構を明らかにし、一流国際誌に発表、大きな反響を得た(J. Cell Biol. 216: 709-721, 2017)。新生鎖TAの認識機構およびオルガネラ選別輸送について、新規同定したペルオキシソームTAと特異的に結合するとみられるタンパク質を含め、Pex19pを介したペルオキシソームTAの認識、輸送機構を明らかにしつつある。さらにBag6複合体を介した小胞体局在性TAとの比較を通じて、新生鎖TA合成時のオルガネラ選別および品質管理システムについて新たな知見を得ている。また、上記研究実績に記載したように、ミトコンドリア局在性TAでありアポトーシス促進因子として知られているBAKがペルオキシソームにも一部局在化し、カタラーゼのペルオキシソームからサイトゾルへの放出させることで、酸化ストレス抵抗性および抗細胞死作用を発揮することを発見した。この極めて重要な知見は、J. Cell Biol.誌に“Spotlight"とともに公表、その発見の意義と重要性については、Proc. Natl. Acad. Sci. USA誌の“Journal Club"やMol. Cell. Oncol.誌の“Author's View"などで大きく取上げられ高い評価を得ている。テイルアンカー型膜タンパク質(TA)は広く知られた翻訳共役輸送系に依らず、リボソームからサイトゾルへ放出された後に各オルガネラ膜へ直接輸送される。
遷移金属を含むフリーラジカルの高分解能分光とセラミックス合成過程診断への展開

本年度は、TiOの高分解能分光およびアモルファス窒化炭素(α-CN)薄膜生成過程に関する研究を行った。1.Davis教授(カルフォルニア州立大)により測定されたTiO(C^3Δ-X^3Δ)の高分解能発光スペクトルの解析を行った。この解析により、未知の^1ΠI状態の分子構造および電子構造に関する知見を得た。また、既に報告されている様々な電子遷移のデータを加えて総合的に解析することで、高い振動準位(ν【less than or equal】5)まで分子定数を精度良く決定した。このようにして得られた分子定数を用いてC^3Δ状態の分子ポテンシャルを計算した。新たに得られたC^3□状態のポテンシャルと報告されているX^3Δ状態のポテンシャルからスペクトル強度因子を高い信頼度で計算した。昨年度測定したスペクトル強度分布を解析することにより、電子遷移モーメントの核間距離依存性を高い精度で決定した。2.ECRプラズマ内に存在する自由電子が気相化学反応および材料の機能性に与える効果を調べる目的で、ArのECRプラズマを利用したα-CN薄膜の研究を行った。Arの分圧を一定にし、膜の前駆体であるBrCNの分圧を変化させて生成した薄膜の硬度を測定した。その結果、BrCNの分圧が増加するにつれ、硬度は減少することが見出された。この特性とプラズマとの関係を明らかにするために、ラングミュラープローブ法を用いてArプラズマ中に存在する自由電子の温度および密度を見積った。得られた自由電子の情報とα-CN膜の硬度との関係を検討したところ、自由電子の振舞いがα-CN薄膜の硬度に与える影響は次のように解釈された。(1)ECRチャンバー内で共鳴加速された高エネルギー電子は基板ステージに到達・流入することにより、基板に掛かる負の値を持つ自己バイアス電圧は増加する。(2)この電圧の増加により、基板近傍に存在するArイオンは基板の方に強く引き付けられる。そして、(3)優先的に弱い結合が切られ強い結合だけが残り膜は硬くなる。添加したBrCNは自由電子との衝突を通して電子の運動エネルギーを吸収して解離励起する。したがって、基板に到着する電子の運動エネルギーは大きく減少し、自己バイアス電圧の低下をもたらす。その結果、薄膜の硬度は減少すると考えられる。
CT画像を用いた微小血管解析による肺高血圧の診断

COPD患者の個人の肺内での気腫(LAA%)と5mm2以下の微小血管(%CSA<5)のばらつきについて明らかにするために、CTの全スライスのLAA%と%CSA<5の連続ヒストグラムを作成して解析を行った。COPD患者では、微小血管のばらつきに一定の傾向はみられなかった。COPDの肺内で、%CSA<5がLAA%と逆相関する群と逆相関しない群が存在した。喫煙曝露マウスの肺気腫の評価と、micro CTでの継時的変化を検討した。喫煙曝露後3か月、5か月のマウスの肺では平均肺胞の拡大が認められた。micro CT画像上は気腫を同定できなかったが、肺容積の増加を認めた。1.CT画像を用いたCOPD患者の肺高血圧の診断慶応義塾大学のCOPDコホートのCT画像を用いて、画像解析ソフトLexus(AZE,Tokyo,Japan)で、肺微小血管の面積の解析を行った。過去の研究では、水平断で円形として捕えられる血管のみを解析し、微小血管の面積が肺高血圧の程度と逆相関することを確認し、肺高血圧のCT診断の可能性を検討していた。本研究では、水平断・冠状断・矢状断の異なった3種類の断面で、全肺野の肺血管解析を試みた。これにより、水平断のみでの解析と比較して、より正確な血管解析が可能となった。今後は、血管解析結果を集め、この研究結果をもとにして、微小血管の体積の解析を行う予定である。2.マウスの喫煙暴露実験の確立とmicro CTを用いたマウス胸部画像の評価SIS-CS system(柴田科学社)を用いた喫煙曝露装置(SG-100)を使用し、短期喫煙で肺における急性炎症を、長期喫煙(3・5か月)で平均肺胞径の拡大を確認した。1か月の喫煙曝露後、マウスの気管支肺胞洗浄液(BALF)を回収し、細胞数測定・細胞分画を測定した。細胞数増加、マクロファージ/好中球/リンパ球の増加を認め、過去の報告と同様であった。3・5か月の喫煙曝露後、マウスの肺のHE染色標本を作製し、平均肺胞径(mean liner intercept : Lm)を測定した。両時点において同月齢の空気曝露対照群と比較して、有意に平均肺胞径の拡大を認めた。micro CT (RmCT2 by Rigaku, Tokyo, Japan)を用いて、マウス胸部の撮影を行った。設定は心拍同期モードを使用し、心臓周囲肺野もブレを低減させた画像を得ることが可能である。肺気腫を認めた3・5か月の喫煙曝露マウスにおいてもCT画像上は気腫を同定できず、CT値の平均に対照群と比較して差を認めなかった。1.多断面CTを用いたCOPD患者の微小血管解析と微小血管の肺内分布の検討過去の報告において、CTの水平断面に直交する5mm2以下の血管の肺野に対する割合(% cross sectional area (CSA) <5)が気腫や肺高血圧と関連することが示された。しかし、これらの%CSA<5は水平断3スライスの平均であり、多方向に広がる肺血管全てを反映していない可能性がある。今回、慶應義塾大学のCOPDコホートのCTを用い、水平断、冠状断、矢状断の血管、肺野を抽出(Lexus64,AZE Ltd.Tokyo)、ImageJで%CSA<5を解析した。水平断、冠状断、矢状断の%CSA<5は互いに相関し(p<0.01)、その平均%CSA<5は水平断3スライスの平均%CSA<5と相関した(R=0.93,p<0.01)。さらに、微小血管と気腫の程度の肺内分布に注目し、肺尖部肺底部にかけて各スライス毎の%CSA<5と気腫の程度(low attenuation area(LAA)%のヒストグラムを作成した。2つのヒストグラムの関連を検討した。3か月、5か月の喫煙曝露後、micro CT (RmCT2 by Rigaku, Tokyo, Japan)を用いて、マウス胸部の撮影を行った。心拍同期モードで、心臓周囲肺野もブレを低減させた画像を得ることができた。HE標本で平均肺胞系の拡大を認め、気腫が確認された3・5か月の喫煙曝露マウスにおいて、CT画像上は気腫を同定できなかったが、肺容積の増加を認めた。ヒトのCOPDでは病気の進行とともに肺過膨張を反映して、全肺容積増加を認める。マウスにおける同様の変化をmicro CTで定量的に評価できることが示唆された。COPD症例のCT水平断面に直交する5mm2以下の微小血管の肺野に対する割合(% cross sectional area:% CSA<5)を用いて解析を行っていく中で、微小血管と気腫との関連に注目した。過去の報告において、%CSA<5は気腫の割合(low attenuation area:LAA%)と逆相関することが報告されている。しかし、過去の研究は、各個人の肺野での平均%CSA<5と平均LAA%を求め、それらを集団において比較したものであった。微小血管と気腫性変化は、個体の肺内において不均一に分布すると考えられ、このばらつきについての検討をおこなった。