hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホスホジエステラーゼを標的とした精神疾患の新規治療法開発

DISC1(Disrupted-In-Schizophrenia 1)遺伝子異常は、統合失調症やうつ病のリスク因子と考えられている。我々はこれまでに、抗うつ薬の作用発現に海馬歯状回のドパミンD1受容体シグナルの増強が重要であることが明らかとした。したがって本研究では、DISC1遺伝子改変(変異型DISC1過剰発現)マウスのうつ病モデルとしての可能性を検討するとともに、臨床応用可能な作用薬が存在しないドパミンD1受容体に代わりホスホジエステラーゼ(PDE)の阻害薬の新規うつ病治療薬としての可能性を検討した。DISC1遺伝子改変マウスおよびその野生型マウスを、ヒトの思春期に相当する生後5週齢から3週間、隔離飼育によるストレスを負荷すると、大脳皮質、海馬歯状回においてドパミンD1受容体シグナルに差があるような知見が得られた。環境エンリッチメントな飼育条件(身を隠せる小屋をに設置)、または、個別飼育(ストレス環境)で飼育したところ、個別飼育群では、野生型マウス及びDISC1遺伝子改変マウスともにうつ様行動を示した。野生型マウスにおいて、歯状回スライスにPDE4阻害薬rolipram付加を行ったところ、エンリッチメント環境下で飼育していた多頭飼育群ではPKAシグナルが増強したが、個別飼育群ではPKAシグナルは減弱していた。一方、従来の飼育環境で飼育していたマウスでは、多頭飼育群と個別飼育群との間でrolipram付加によるPKAシグナルの変化に差は認められなかった。本研究により、DISC1遺伝子改変マウスは環境ストレスを負荷により、野生型マウスとの差異はわずかではあるが、うつ様行動を呈することが明らかとなった。より顕著な表現型を検出するためには、対照群を含め、環境エンリッチメントを始めとする飼育環境の条件設定を厳密に行う必要があることが明らかとなった。DISC1(Disrupted-In-Schizophrenia 1)遺伝子異常は統合失調症やうつ病等に共通するリスク因子と考えられている。これまでに、DISC1遺伝子改変マウスの脳内で、ドーパミンD1受容体シグナルを中心に、統合失調症やうつ病の病態を説明し得る異常を見いだしており、D1受容体刺激薬が治療効果を示すことを示唆する結果を得ている。本研究課題では、臨床応用可能な作用薬が存在しないD1受容体に代わり、その下流のcAMP/PKAシグナルを制御するcAMP分解酵素ホスホジエステラーゼ(PDE)の阻害薬を用いた新規治療法の開発を行っている。本年度は、DISC1遺伝子改変および慢性拘束ストレスに加え、個別飼育などの要因を組み合わせた各種精神疾患モデルマウスを作成し、ドーパミンD1受容体シグナル関連分子やPDE活性を始めとした細胞内シグナル伝達の解析ならびに行動学的解析を行った。DISC1遺伝子改変マウスおよびその野生型マウスを、生後5週齢から集団飼育群と隔離飼育によるストレスを加えた群に分けて3週間飼育し、精神疾患との関連の大きい各脳部位(大脳皮質、海馬歯状回)における細胞内シグナルの変化を検討したところ、ドーパミンD1受容体シグナルに差があるような知見が得られた。DISC1遺伝子改変マウスの繁殖に当初の予定より少し時間を要してしまっているが、その他はほぼ計画通りに進展している。DISC1遺伝子変異に加え、生後の環境要因が表現系に与える影響を精査するため、環境エンリッチメントな飼育条件(身を隠せる小屋を飼育ケージ内に設置)、または、個別飼育(ストレス環境)で飼育し、行動解析並びに生化学的検討を行った。行動解析としては、新規環境摂食抑制試験、尾懸垂試験、新規環境における自発運動量の測定を行い、生化学検討としては、ドーパミンD1受容体シグナル関連分子やPDE活性をはじめとした細胞内シグナル伝達の解析を行った。野生型マウスにおいて、エンリッチメント環境下で飼育していたマウスを多頭飼育群と個別飼育群に分け、歯状回スライスにPDE4阻害薬であるrolipram付加を行ったところ、多頭飼育群ではPKAシグナルが増強したが、個別飼育群ではPKAシグナルは減弱していた。この結果より、コントロール群は、環境エンリッチメント条件による飼育を行うこととした。行動解析の結果、個別飼育群では、野生型マウス及びDISC1遺伝子改変マウスともに摂食までの時間が延長したが、DISC1遺伝子改変マウスの方が幾分延長が短い結果が得られている。この結果より、新環境における不安に対する応答の変化が生じている可能性が考えられる。尾懸垂試験においては、野生型マウス及びDISC1遺伝子改変マウスともに同程度の無動時間の延長が見られた。今後は、他の不安の指標、認知機能の指標となる行動解析を追加する予定である。実験動物センターの移設に伴い、使用する遺伝子改変動物の繁殖の規模を縮小したため、必要な動物の確保が困難となり、多少の遅れが生じている。

DISC1遺伝子改変マウスおよびその野生型マウスを、ヒトの思春期に相当する生後5週齢から3週間、隔離飼育によるストレスを負荷すると、大脳皮質、海馬歯状回においてドパミンD1受容体シグナルに差があるような知見が得られた。環境エンリッチメントな飼育条件(身を隠せる小屋をに設置)、または、個別飼育(ストレス環境)で飼育したところ、個別飼育群では、野生型マウス及びDISC1遺伝子改変マウスともにうつ様行動を示した。野生型マウスにおいて、歯状回スライスにPDE4阻害薬rolipram付加を行ったところ、エンリッチメント環境下で飼育していた多頭飼育群ではPKAシグナルが増強したが、個別飼育群ではPKAシグナルは減弱していた。一方、従来の飼育環境で飼育していたマウスでは、多頭飼育群と個別飼育群との間でrolipram付加によるPKAシグナルの変化に差は認められなかった。本研究により、DISC1遺伝子改変マウスは環境ストレスを負荷により、野生型マウスとの差異はわずかではあるが、うつ様行動を呈することが明らかとなった。より顕著な表現型を検出するためには、対照群を含め、環境エンリッチメントを始めとする飼育環境の条件設定を厳密に行う必要があることが明らかとなった。次年度も引き続き、精神疾患モデルマウスの作成および行動解析、生化学的・分子的解析を行う。また、結果を基に精神疾患の治療ターゲットとして特定したPDEサブタイプの阻害薬を投与して治療効果を評価する。実際に動物個体レベルで影響しうるものであるかどうか否かを検討することにより各種精神疾患の病態および治療のメカニズムを探る。さらに、走査型電子顕微鏡(FIB/SEM)を用いた神経細胞の3次元的形態解析を行うための条件検討を行う。次年度は安定した動物の繁殖が可能となる見込みであることから、引き続き、精神疾患モデルマウスの作成および行動解析、生化学的・分子的解析を行う。さらに、走査型電子顕微鏡(FIB/SEM)を用いた神経細胞の3次元的形態解析を行うための条件検討および解析を行う予定である。研究成果の発表と情報収集のために、海外での学会への出席を予定していたが、次年度に延期したため、その分を持ち越すこととなった。理由:動物センター移設の影響で、実験動物の繁殖が思うように進まず、予定していた実験に使用する試薬等の購入を持ち越したため。また、成果の発表も次年度に持ち越したために、次年度使用額が発生してしまった。使用計画:遅れている実験と、成果の発表を次年度に予定しており、その費用として使用する予定である。次年度に、ある程度の成果を持って、複数の学会での発表と情報収集を予定しているため、翌年度請求分と併せて旅費へと当てる予定である。
タンパク質修飾酵素PAD4の構造生物学的研究

タンパク質の翻訳後修飾は細胞内の様々な機能の制御を行っている重要な生体内現象である。その中でも近年、Peptidylarginine deiminase 4 (PAD4)によるタンパク質のシトルリン化に注目が集まっている。PAD4はCa^<2+>依存的にタンパク質中のアルギニン残基を脱イミノ化して、シトルリン残基を産出する反応を触媒するタンパク質修飾酵素である。PAD4はヒストン修飾による遺伝子発現の制御、および慢性関節リウマチの発症との関連が示唆されており、近年その生理機能に注目が集まっている。これまでに、Ca^<2+>によるPAD4の新規の活性制御機構を明らかにし、さらにヒストンN末端の領域のペプチドとの複合体結晶構造解析から詳細な基質認識機構の解明をおこなった。タンパク質修飾酵素Peptidylarginine deiminase 4(PAD4)によるより詳細な基質認識機構を構造科学的な観点から解明するために、生体内での基質であるヒストンのN末端領域のペプチドとPAD4との複合体結晶を調製し、X線結晶構造解析を試みた。PAD4はヒストンH3,H4の複数のアルギニン残基(ヒストンH3のArg2,8,17,26,H4のArg3)をシトルリン化することにより、遺伝子発現の制御(エストロゲン応答遺伝子の転写の抑制)に関与していることが報告されている。今回は、ヒストンH3のアルギニン8(H3-1ペプチド),ヒストンH3のアルギニン17(H3-2ペプチド)、ヒストンH4のアルギニン3(H4ペプチド)をそれぞれ含む3種類のペプチド(10残基)を用いてPAD4との複合体構造解析をおこない、以下のことを明らかにした。1)各々のヒストンペプチドはターゲットとなるアルギニン残基を含んで前後2残基、計5残基の電子密度が観測され、PAD4との相互作用にはこの5残基の領域が必要であることを明らかにした。2)PAD4とヒストンペプチドの相互作用は主にヒストンペプチドの主鎖の部分を介して行われており、その認識は非常にlooseであった。3)ヒストンペプチドのターゲットとなるアルギニン残基より2残基N末端側のアミノ酸残基(N-2)は、小さな側鎖を持つアミノ酸でないとPAD4と立体障害を起こすことを明らかにし、PAD4による基質のアミノ酸認識配列の特異性を明らかにした。4)PAD4によって認識されるヒストンペプチドの構造は非常によく似ており、その構造はβターン様の構造をとっていた。本研究によりPAD4によるヒストンN末端の認識は、アミノ酸配列の特異性が非常に低いことを明らかにし、この配列特異性の低さが、PAD4が生体内でヒストンの複数のアルギニン残基をシトルリン化できる機構につながることを明らかにした。また、PAD4のようにヒストンのN末端をβターン様の構造に誘起するのは他のヒストン修飾酵素で観測されたことがなく、新しいヒストン認識機構であった。
ガラス転移における結晶的中距離構造の発達とその役割

非平衡状態であるガラス状態において、系がより安定な状態へと変化するエイジング現象について、エイジングの完了を実験的に観測できない低温では、一般的に、エイジングを支配する時間スケールを評価することは困難である。そこで、一部のパラメーターの高温側での振る舞いから低温側での振る舞いを予測するとともに、物理的要請を考慮に入れることで、これまでに得た実験結果の詳細な解析を行った。その結果、ガラスのエイジング現象を特徴づける時間スケールは、従来、支持されてきたような、低温で発散的傾向を持つものとは異なり、時間スケールの増加は、これよりはるかに緩やかであることが明らかとなった。一方、ガラス形成物質の破壊現象については、理論的考察を行った結果、亀裂生成時の試料内応力が亀裂の特徴的長さを支配するという解釈を裏付ける理論的根拠を与えることができた。ガラスの特徴的時間スケールの低温での振る舞いについて定量的評価を行うことができ、新しい知見が得られたほか、ガラス形成物質の破壊現象について、これまで得た実験結果の解釈に理論的根拠を与えることができた。ガラス転移温度より低温側での、深い非平衡状態において、系の振る舞いが、高温側での準安定状態と異なるかどうか、熱測定データを検討する。破壊現象については、薄い試料で、破壊が段階的に進むことについて、その説明を試みる。また、原子間力顕微鏡実験の補足実験と解析を行う。水は通常の冷却方法でガラス状態を実現することは不可能とされているが、塩添加や圧力印可によりガラス化する。このことは、塩や圧力によって変化する液体の中距離構造が、ガラス転移の起源に対して重要な役割を担うことを示している。また、単成分の液体が2種類の構造を取り得ることを示す液体・液体転移においても、局所安定構造などの液体の中距離構造が重要な役割を示すと考えられる。本研究の目的は、こうした液体の中距離構造が、ガラス転移や液体の挙動に果たす役割を明らかにすることである。分子性液体の亜リン酸トリフェニルは、ガラス転移温度近くの過冷却状態において、新しいガラス相が出現することが知られており、液体・液体転移との関連が指摘されていたが、決定的な証拠がなく長年論争が続いていた。この新しいガラス相はナノメートルオーダーの微結晶を含むため、もとの液体に戻すために温度を上げる際、結晶成長を免れず、いわゆる逆転移、すなわち、第二のガラス相からもとの液体相へ、結晶状態を経ずに直接戻る過程を観測することは極めて困難であった。本研究では、従来より約4桁速い高速冷却・昇温が可能な超高速DSC(示唆走査熱量測定)を用いることにより結晶化の問題を克服し、逆転移過程の観測に成功した。また、液体にしか存在しないガラス転移現象の観測を通し、もとの液体相と第二のガラス相が共存し、2つの液体間で互いに移り変わる様子を詳細にとらえることに成功し、この現象が一次相転移であることを証明した。分子性液体の亜リン酸トリフェニルにおける液体・液体転移の存在可否については、長年論争が続いてきたが、本研究により、液体・液体転移の存在を実験的に証明することができた。2枚の基板に挟んだガラス形成物質を冷却すると、基板と、間に挟んだ試料の熱膨張係数の違いにより、亀裂パターンが形成される。このようなパターンは、泥の乾燥や、陶磁器の貫入などでもみられる普遍的な破壊現象である。従来の破壊工学においては、亀裂パターンの特徴的長さは、試料の厚みによって決まるとされてきた。一方、破壊現象は確率過程であるので実験によるばらつきが存在するが、それについての物理的考察はされてこなかった。われわれは、亀裂の特徴的長さを決定する真の要因を探るため、インドメタシンを対象として実験を行った。その結果、亀裂の特徴的長さを支配するのは試料の厚みではなく、亀裂生成時の試料内応力であることが明らかになった。ガラス形成物質の破壊現象について、新たな知見を得ることができた。非平衡状態であるガラス状態において、系がより安定な状態へと変化するエイジング過程について、熱測定で観測されるキネティクスの普遍性を検討し、ガラス転移温度以下での系の時間スケールについて考察する。また、エイジング過程では系のエンタルピーが小さくなることから、熱力学的にはより結晶に近い状態へ変化すると予想できる。そこで、液体の中距離秩序の発達との関連に着目した実験を行う。

非平衡状態であるガラス状態において、系がより安定な状態へと変化するエイジング過程について、熱測定で観測されるキネティクスの普遍性を検討するとともに、ガラス転移温度より低温側に温度を下げていくことによって、高温側と比べ、本質的な変化が検出されるかどうかを検討する。また、原子間力顕微鏡を用いた、ガラス形成物質の粘弾性測定について、さらなる検討を進める予定である。ガラス転移温度より低温側での、深い非平衡状態において、系の振る舞いが、高温側での準安定状態と異なるかどうか、熱測定データを検討する。破壊現象については、薄い試料で、破壊が段階的に進むことについて、その説明を試みる。また、原子間力顕微鏡実験の補足実験と解析を行う。熱測定による研究を優先したため、原子間力顕微鏡を用いた実験に関する支出が当初の予想より少なくなった。熱測定や光学顕微鏡実験を優先したため、原子間力顕微鏡実験による支出が当初の予想より少なかった。今後、原子間力顕微鏡実験や、国内外の学会での成果発表に使用する予定である。解析や理論的考察に時間を要したため、実験の支出が当初の予想より少なかった。さらに、現在までに得た結果について、昨年、フォースカーブ測定に精通している研究者らと議論し、追加の実験や解析をした方が研究の質を高められることが明らかになった。そこで、今後は追加の実験と解析をし、論文投稿を行うこととした。また、重要な国際会議も開催されるため、それにも参加して、成果を発表したいと考えている。原子間力顕微鏡を用いた実験を行うためのカンチレバー等で支出するほか、国際会議での成果発表に使用する予定である。
誘導自己組織化を用いたsub-20 nm解像度での有機デバイス作製技術

本研究の目的はナノリソグラフィを利用して、機能性有機材料のナノ構造化・配向制御を行うことにより、従来性能を大きく凌駕するデバイス応用の可能性を探索することである。ナノ構造化のために重要なプロセスの最適化を行った。その結果、チエノアセン誘導体(C8-BTBT)において、特異な1次元配向ナノワイヤの作製に成功した。典型的なナノワイヤは厚さ15nm、幅100nm、長さ100μm以上の高いアスペクト比を有していた。また、基板のナノ構造に沿ってナノワイヤの配列構造を形成させることにも成功した。サイズ制御性も高く500nmから100nmまでの幅制御性を有し、高いデバイス応用可能性を示唆した。本研究で取り扱う、機能性有機材料でsub-20nm以下の3次元ナノ構造を作製した例は僅少である。特に、光物性評価、トランジスタ特性などの物性評価を行い、系統的に議論した例はない。本研究で用いるペリレン系(PTCDI)誘導体は、ナノ構造と分子配向が大きく物性に影響することが知られている。それゆえ、液晶性の機能性有機分子のナノ構造化と配向制御、デバイス化が可能となれば、PTCDIに限らず数多くの液晶性の機能有機材料へ広く利用できるようになる。電子移動度、励起子拡散長などの物性値などと分子配向、サイズ、形状を系統的に議論する。具体的には、ナノインプリントリソグラフィを利用して、機能性有機材料のナノ構造化・配向制御を行うことを目指している。また、デバイス応用が可能な機能性有機材料について構造解析により分子配向の評価をおこなう。加えて、ナノ構造のサイズおよび分子配向の方位に適したデバイス構造を試作し物性測定を行う。配向制御によりトランジスタやアクチュエータなどのデバイスについて発光寿命測定やトランジスタ測定、電気測定などの手法を用いて、ナノ構造・配向制御された電子移動度、イオン伝導、励起子拡散長の評価を行い基礎物性の解明とデバイス特性の向上を期待し、研究を推進してきた。また、ナノ構造化のために重要なSiO2のナノパターン作製のためのエッチング、残膜除去プロセスの最適化を行った。加えて、機能性有機材料のナノ構造の作製と配向の評価を行った。当初計画と異なるグラフォエピタキシによるナノ構造作製にも挑戦し、本手法のほうが当初計画の熱ナノインプリント法よりも有力であることが判明した。初年度の計画では、ナノインプリントリソグラフィによりパターン作製、エッチング、残膜除去プロセスによりSiO2のナノパターン作製を目標に実験を実施した。当初計画どおり、エッチング条件、残膜除去プロセスを実施することで、再現性よくナノパターンを作製することに成功した。また、熱ナノインプリントにより機能性有機材料のナノ構造作製を計画していたが、研究進行中の結果から、グラフォエピタキシによるナノ構造作製のほうが有力であることが判明し、ダメージ無く機能性有機材料のナノ構造を作製できることが明らかとなった。また、PTCDI誘導体は高い電子移動度を有する有機半導体であるが、これ以外の有機半導体材料2種についても検討を行った。その結果、PTCDI誘導体よりも移動度が高い新規有機半導体材料については、配向制御を行った高いアスペクト比を有するナノワイヤの作製に成功した。本研究の目的はナノインプリントリソグラフィを利用して、機能性有機材料のナノ構造化・配向制御を行うことにより、従来性能を大きく凌駕するデバイス応用の可能性を探索することである。配向制御によりトランジスタやアクチュエータなどのデバイスについて発光寿命測定やトランジスタ測定、電気測定などの基礎物性評価手法を用いて評価した。ナノ構造・配向制御された電子移動度、イオン伝導、励起子拡散長の評価を行い基礎物性の解明とデバイス特性の向上を期待し、研究を推進してきた。初年度には、ナノ構造化のために重要なSiO2のナノパターン作製のためのエッチング、残膜除去プロセスの最適化を行った。当初計画と異なるグラフォエピタキシによるナノ構造作製にも挑戦し、本手法のほうが熱ナノインプリント法よりも有力であることが判明した。本年度は、より有効であると判明したグラフォエピタキシによるナノ構造作製によりデバイス作製を行った。またデバイス応用可能な有機材料について構造解析により分子配向の評価を行った。加えて、ナノ構造のサイズおよび分子配向を考慮したデバイス構造を試作し物性測定を行った。その結果、当初想定していなかったチエノアセン誘導体(C8-BTBT)において、特異な1次元配向ナノワイヤの作製に成功した。一方で試作したナノワイヤのFETデバイスの動作は確認されなかった。これは、ナノ構造化によりマクロなデバイスでは伝導パスを十分に確保できなかったためではないかと考えられる。今後、有機ナノワイヤに適したデバイス設計や伝導評価の検討が必要である。

典型的なナノワイヤは厚さ15nm、幅100nm、長さ100μm以上の高いアスペクト比を有していた。また、基板のナノ構造に沿ってナノワイヤの配列構造を形成させることにも成功した。サイズ制御性も高く500nmから100nmまでの幅制御性を有し、高いデバイス応用可能性を示唆した。2年目は、ナノ構造のサイズおよび分子配向の方位に適したデバイス構造を作製する。特に、当初計画では、熱ナノインプリント法による配向制御を目指していたが、1年目の成果によりグラフォエピタキシによるナノ構造作製のほうが有力であることが判明し、ダメージ無く機能性有機材料のナノ構造を作製できることが明らかとなった。この結果を踏まえ、配向制御によりトランジスタやアクチュエータなどのデバイスを作製し特性評価を行う。各種の物性測定、電気特性からナノ構造・配向制御された場合に、電子移動度、イオン伝導、励起子拡散長などの物性値の向上を目標に掲げ、基礎物性の解明とデバイス特性の向上、長寿命化を目指した実験を推進する。有機デバイス物性工学当初計画では、単純な機能性有機材料薄膜の蒸着を行うための単純な真空チャンバーを購入予定であった。しかし、研究の推進でグラフォエピタキシによる成膜が極めて有用であることが明らかとなった。このため、当初購入予定であった真空チャンバーの仕様を変更し、基板加熱機構が追加で必要となった。このため、本年は、基板加熱機構部のみを購入し、チャンバーその他の購入に予算を次年度に繰り越した。当初の計画から仕様変更のあった真空チャンバーに関して、次年度の初期に購入費用として予定している。仕様変更による金額変更分に関しては、本年度の予算と合算することにより問題なく購入が可能であり、執行予定である。その他の消耗品や、旅費等の金額については変更は無い。
高齢者の技能と健康に柔軟に対応する生産システムのための評価シミュレータの開発

高齢者の作業負荷や生産性などを事前に評価できるシミュレータの開発を目的とし,デジタルヒューマンモデルの評価機能の強化,ならびに高齢者の技能およぴ健康に関する諸特性を検討するための実験を行った。それらの結果は次のようにまとめられる。1.デジタルヒューマンモデル"Jack"に追加する次の3つの新しい評価機能を開発した。それらは3次元CGで構築された仮想作業空間において,作業が人間に適合しているか否かを判定するものである。(1)作業姿勢の安定・不安定,さらには余裕をもって作業が可能か否かを評価するための身体重心安定性評価機能(2)作業対象の視認峰を「視認不可」「凝視視認可能」「瞬時視認可能」「余裕視認可能」の4段階で評価する視認性評価機能(3)人体モデルの腕の高さと関節トルクから,上肢作業のつらさを容易た評価できる上肢作業評価機能2.単調作業における長時間の立ち作業を評価する方法として,脹ら脛のむくみを計測する装置を開発し,実際の立ち作業について計測した結果,むくみと疲労の間に有意な相関があること,作業中の運動によらてむくみが改善されることなどが明らかとなった。3.呼吸計,発汗計,瞬目計測器などを新たに開発し,授能の習熟と生理的特性変化の関連を調べる実験を行った結果,技能の習熟とともに種々の生理的特性が安定の方向へ向かうことが確認された。4.高齢者の技能や健康に関する諸特性データベースを容易に利用可能なGUIの開発,ならびに高齢者や女性の諸要因を組み込むことが可能な生産システム評価シミュレータを開発した高齢者の作業負荷や生産性などを事前に評価できるシミュレータの開発を目的とし,デジタルヒューマンモデルの評価機能の強化,ならびに高齢者の技能およぴ健康に関する諸特性を検討するための実験を行った。4.高齢者の技能や健康に関する諸特性データベースを容易に利用可能なGUIの開発,ならびに高齢者や女性の諸要因を組み込むことが可能な生産システム評価シミュレータを開発した高齢者の作業負荷や生産性などを事前に評価できるシミュレータの開発を目的とし,まず初年度においては,関連のシミュレータに関する現状調査,ならびに高齢者の技能および健康に関する特性を検討するための実験を行った。(1)生産システムの評価シミュレータには,生産工場を3次元コンピュータグラフィックスによって可視化し,各要素の物理的な干渉チェックや工程チェックなどが行えるものがある。一方,コンピュータグラフィックスによる人体モデルには,実際の人体寸法に基づいた自由度の高いものがあり,一部のタスク評価や人間工学的評価の可能なものがある。しかし,日本人の寸法や能力に基づいたモデルはなく,また,一般に人間の生理特性や心理特性,さらに行動特性などを扱えるモデルは皆無と言ってよい。(2)人間の生理的特性として皮膚血流量を取り上げ,種々の条件のもとに実験を行って,上肢作業のつらさと皮膚血流量の関係を定式化し,人体モデルに組み込むことを可能とした。(3)健康の一指標として皮膚血流量を取り上げ,それを効率的に増加させるような上肢,下肢,および胴体の運動について実験的検討を行った結果,末梢の血行をよくする運動が存在することが確認された。(4)単調作業における長時間の立ち作業を評価する方法として,脹ら脛のむくみを計測する技法を考案し,それに基づく計測装置を開発した。(5)心電図計,呼吸計,眼球運動計測器などを用いて,技能の習熟と生理的特性変化の関連を調べる実験を行った結果,技能の習熟とともに種々の生理的特性が徐々に変化することが確認された。高齢者の作業負荷や生産性などを事前に評価できるシミュレータの開発を目的とし,2年度においては,身体負荷評価方法の実態を調査するとともに,デジタルヒューマンシミュレータの作業応用,ならびに高齢者の技能および健康に関する特性を検討するための実験を行った。1.デジタルヒューマンシミュレータ"Jack"を用いて,新しい重心評価方法を開発した。これは両足接地面に下ろした身体重心点が作業の安定域,不安定域および立位不可域のどの領域にあるかを,色表示によって容易に判定できる方法である。安定性に関する領域は実験によって同定した。この方法を用いることによって,高齢者の作業姿勢が安定か不安定かの事前評価が可能となる。

2.人間の生理的特性として皮膚血流量を取り上げ,前年度において定式化した上肢作業のつらさ指数を,人体モデルに組み込み,モデルの腕の位置と関節トルクから,作業のつらさを事前評価する方法を提案した。3.単調作業における長時間の立ち作業を評価する方法として,脹ら脛のむくみを計測する装置を開発し,実際の2時間立ち作業や座位作業などについて計測した結果,むくみと疲労の間に有意な相関があることが明らかとなった。4.呼吸計,発汗計,瞬目計測器などを新たに開発し,技能の習熟と生理的特性変化の関連を調べる実験を行った結果,技能の習熟とともに種々の生理的特性が安定の方向へ向かうことが確認された。高齢者の作業負荷や生産性などを事前に評価できるシミュレータの開発を目的とし,3年度においては,ディジタルヒューマンモデルの機能強化設計およびそのための生体の諸特性計測実験,ならびに作業中の下肢疲労評価実験などを行った。それらの結果は以下のようにまとめられる。1.ディジタルヒューマンモデル"Jack"を用いて,新しい視認性評価システムを開発した。これは3次元CGで構築された仮想作業空間において,視認対象の表面にポインタを移動させることにより,ヒューマンモデルの眼との距離を自動算出し,それが視認可能か否かを色表示によって容易に判定できるシステムである。ここでは視認性評価を,「視認不可」「凝視視認可能」「瞬時視認可能」「余裕視認可能」の4段階に分け,それらの判定基準は実験によって同定した。このシステムを用いることによって,高齢者が余裕をもって視認できる作業場の設計が可能となる。2.前年度において開発した下腿部のむくみ計測装置が接触式であったのに対して,今年度は非接触式によるむくみ計測法を開発した。これによって下腿部のどの部分のむくみが最も大きいかなどの基本特性が明らかになるとともに,立ち作業中に運動を取り入れることによってむくみが改善し,また,生産性も向上することなどが明らかとなった。3.高齢者の技能や健康に関する諸特性データベースを構築し,パソコンによってそれらのデータを容易に利用可能なGUIの開発を行った。4.高齢者や女性の諸要因を組み込むことが可能な生産システム評価シミュレータを開発した。これによって,ライン作業における最適な人員配置や人員の組み合わせなどが可能となる。
膀胱癌の光半導体療法の開発と実用化の研究

特定の光によってのみ反応する光励起半導体の物理化学的特性はうまく利用すると医学、特に癌治療へ応用できると考え、種々の半導体微粒子の特性とその細胞への効果を検討してきた。本研究では、さらに一歩進め、このTiO_2微粒子と光照射を用いた膀胱癌の新しい治療を開発、実用化することを目的とした。ヒト膀胱癌細胞での検討の他、人体応用にあうTiO_2光半導体微粒子と光照射装置の試作と安全性の検討など、ヒト膀胱癌の治療への実際の応用の案件を探る目的で本研究がなされた。今回の研究により、TiO_2光半導体と光の組み合わせによるヒト膀胱癌細胞への殺細胞効果や抗腫瘍効果が明らかになり、ヒト膀胱癌治療への応用の可能性が示唆された。また、それに必要な諸条件を検討でき、さらに治療装置をも試作することができた。この研究がヒト膀胱癌のみならず、ファイバースコープによる光照射が可能なあらゆる他の癌腫の新しい治療法の開発の糸口になるものと考えられる。特定の光によってのみ反応する光励起半導体の物理化学的特性はうまく利用すると医学,特に癌治療へ用できると考え,種々の半導体微粒子の特性とその細胞への効果を検討してきた.この研究では,さらに一歩すすめこの半導体として代表的なTiO_2微粒子と光照射を用いたボウコウ癌の新しい治療法を開発,実用化することを目的とし,人体応用にあうTiO_2光半導体微粒子と光照射装置の試作と安全性の検討を行なった.本研究の成果として1)光半導体(TiO_2)の微粒子化とコロイド化の条件と,そのIn Vitroでの癌細胞や正常細胞への検討はほぼ終了した.その結果,正常細胞に比して,癌細胞は,TiO_2微粒子をよく取り込むこと,それに比例して光照射の殺細胞効果の増強が得られた.2)ヒトボウコウ癌細胞T-24細胞をヌードマウスに移植し,腫ようを形成させ,TiO_2と光照射の効果を検討し,HeLa細胞での効果と同等の抗腫よう効果が得られた.3)光照射装置と光導子ケーブルの試作は,旭工学KKの協力を得て進んだ.ボウコウ癌治癒へ応用可能な光励起半導体として、酸化チタン(TiO2)に注目し、このTiO2微粒子と光照射を用いたボウコウ癌の新しい治療法を開発、実用化することを目的し、人体応用にあうTiO2光半導体微粒子と光照射装置の試作と安全性の検討を行った。その結果、1.光半導体(TiO2)の微粒子化とコロイド化の条件と、そのin vitroでの癌細胞や正常細胞への検討はほぼ終了した。その結果は、正常細胞に比して、癌細胞はTiO2微粒子をよく取り込むこと、それに比例して光照射等の殺細胞効果の増強が得られている。2.ヒトボウコウ癌細胞T-24細胞をヌードマウスに移植し、腫瘍を形成させ、TiO2と光照射の効果を検討し、HeLa細胞での効果と同等の抗腫瘍効果が得られた。3.光照射装置と光導子ケーブルの試作は進んでいる。ボウコウ癌治療へ応用可能な光れいき半導体として、酸化チタン(TiO2)に注目し、このTiO2微粒子と光照射を用いたボウコウ癌の新しい治療法を開発、実用化することを目的とし、人体への応用にあうTiO2光半導体微粒子と光照射装置の試作と安全性の検討を行ってきた。1.ヒトボウコウ癌細胞T-24細胞をヌードマウスに移植し、腫瘍を形成させ、TiO2照射の効果を検討し、HeLa細胞での効果と同等の抗腫瘍効果がえられることを確認した。2.マウスに様々な量のTiO2微粒子を皮下に注射し急性および慢性の毒性を検討した。その結果TiO2微粒子は極めて安全であることがわかった。3.光照射装置と光ケイブルの試作を行い、内視鏡に挿入可能な光照射を開発した。
ジルコニア表面に発現するマルテンサイト型相変態は接着力を低下させる

最近の審美歯科治療で使用されるジルコニア材料の表面には、応力が集中した時や小さな亀裂が生じた時にそれらを緩和することできる機能がある。これは、ジルコニアがマルテンサイト相変態と呼ばれる相構造の変化によってもたらされる。本研究課題はジルコニア表面に生じたマルテンサイト相変態が歯科用レジンセメントの接着性に与える影響について検討した。その結果、ジルコニア表面に発現するマルテンサイト相変態は接着力を増大させる可能性が示唆された。部分安定化ジルコニアはその表面に生じたマイクロクラックに対して,結晶構造が正方晶から単斜晶へのマルテンサイト型相変態を生じることによって応力を低下させ,クラックの進展を防止する応力誘起相転移機構を有している.被着面の機械的処理や装着後の咬合力などによってジルコニアコーピング表面に生じたマルテンサイト型相変態がレジンセメントどの接着強さにどのような影響を与えるかについて検討を加えることはジルコニアを使用した補綴処置の治療予後について重要な情報を与えるものである,そこで,本研究課題は部分安定化ジルコニア表面にマルテンサイト型相変態を固有する合成被膜をパルスレーザー・アブレーション法を用いて形成し,マルテンサイト型相変態がレジンセメントとの接着強さに対して及ぼす影響について検討を加えることを目的とした,ジルコニアには#320の耐水研磨紙で研磨したイットリア部分安定化ジルコニア(ZirCAD,Ivoclar Vivadent)を用いた.表面処理には5秒間のアルミナ(50μm)によるサンドブラスト処理(0.4Mpa, Hi-BlasterIII,松風),60秒間のレーザー照射(ジーシーナノレーザーGL-II,GC),レーザー照射後サンドブラスト処理および無処理の4種類を設定した,なお,レーザーの照射モードはノーマル発振の連続照射とし,出力は6,7,8,9および10Wとした.これらの処理後のジルコニア表面の特性解析を行うために,まず各処理後のジルコニア表面をSEMによる形態学的観察を行っている.現在までにレジンセメントのジルコニアに対する接着性に関する基礎的データについて報告した.部分安定化ジルコニアはその表面に生じたマイクロクラックに対して,結晶構造が正方晶から単斜晶へのマルテンサイト型相変態を生じることによって応力を低下させ,クラックの進農を防止する応力誘起相転移機構を有している.被着面の機械的処理や装着後の咬合力などによってジルコニアコーピング表面に生じたマルテンサイト型相変態がレジンセメントとの接着強さにどのような影響を与えるかについて検討を加えることはジルコニアを使用した補綴処置の治療予後について重要な情報を与えるものである.そこで,本研究課題は部分安定化ジルコニア表面にマルテンサイト型相変態を固有する合成被膜をパルスレーザー・アブレーション法を用いて形成し,マルテンサイト型相変態がレジンセメントとの接着強さに対して及ぼす影響について検討を加えることを目的とした.ジルコニアには#320の耐水研磨紙で研磨したイットリア部分安定化ジルコニア(ZirCAD, lvoclar Vivadent)を用いた.表面処理には5秒間のアルミナ(50μm)によるサンドブラスト処理(0.4Mpa, Hi-BlasterIII,松風),60秒間のレーザー照射(ジーシーナノレーザーGL-II,GC),レーザー照射後サンドブラスト処理および無処理の4種類を設定した.なお,レーザーの照射モードはノーマル発振の連続照射とし,出力は6,7,8,9および10Wとした.各処理後のジルコニア表面をSEMによる形態学的観察を行った結果,サンドブラスト処理あるいはGO_2レーザー処理によってジルコニア表面には異なる様相が観察され,CO_2レーザー処理ではその深度も深かった.接着性レジンセメントとの接着強さを計測した結果,CO_2レーザー処理後の剪断接着強さま,サンドブラスト処理に比べていずれの出力についても有意差を示さないものの,8W以上ではサンドブラスト処理に比べて大きな値を示した.部分安定化ジルコニアはその表面に生じたマイクロクラックに対して,マルテンサイト型相変態を生じることによって応力を低下させ,クラックの進展を防止する応力誘起相転移機構を有している.本研究課題はマルテンサイト型相変態がレジンセメントとの接着強さに対して及ぼす影響について検討を加えることを目的とした.ジルコニアには#320の耐水研層紙で研磨したイットリア部分安定化ジルコニア(ZirCAD,Ivoclar Vivadent)を用いた.表面処理には5秒間のアルミテ(50μm)によるサンドブラスト処理(0.4Mpa,Hi-Blaster III,松風),60秒間のレーザー照射(ジーシーナノレーザーGL-II,GC),レーザー照射後サンドブラスト処理および無処理の4種類を設定した.なお,レーザーの照射モードはノーマル発振の連続照射とし,出力は6, 7, 8, 9および10Wとした.サンドブラスト処理によってジルコニアと接着性レジンセメントの剪断接着強さは,無処理に比べて有意に増加するとともに,無処理ではすべての試料で界面破壊を示していたが,サンドブラスト処理では混合破壊を示す場合がみられた.

一方,CO_2レーザー処理後の剪断接着強さは,サンドブラスト処理に比べていずれの出力についても有意差を示さないものの,8W以上ではサンドブラスト処理に比べて大きな値を示した.また,混合破壊を示したサンプル数はサンドブラスト処理のそれに比べて増加した.8Wにおける照射時間の影響については60秒間照射に比べて45および90秒照射のいずれも有意差を示さないものの低い値を示した.CO_2レーザー処理後にサンドブラスト処理を行った場合にはサンドブラストのみあるいはCO_2レーザーのみの処理に比べで有意差を示さないものの高い値を示すとともに全ての試料が混合破壊を示した.
単層カーボンナノチューブの分離精製

Co/NiまたはFe/Niを触媒として、レーザー蒸発法およびアーク放電法で作製された単層カーボンナノチューブ(SWNT)の限外濾過膜を使った分離精製について、前年度、濾過膜の選定を行い、0.3μm程度の穴径を持つポリエーテルスルフォン製メンブレンフィルターが良い結果を与えることを見いだした。今年度は精製量の増大化を行い、精製された試料を用い各種物性を測定を行っている。精製量を増すためには、限外濾過を行う前にあらかじめ試料からある程度カーボンナノ粒子、触媒ナノ粒子等を取り除いておく必要がある。これは、試料中に多量のナノ粒子が存在すると、濾過膜にこれらのナノ粒子が蓄積されてしまい膜を失活させてしまうためである。ナノ粒子除去に関する前処理として1回に400cc程度の溶液を処理できる遠心分離機を用いている。遠心分離用の試料溶液は陽イオン系界面活性剤であるベンザルコニウム0.1%水溶液を用い、これにSWNTを含む試料を超音波振動を利用して分散させたものである。現時点において1回の精製処理行程で1030mgの純度90%以上のSWNTを得ることができる。さらに420°Cの乾燥空気中で40分間熱処理を行った後、塩酸処理を行うことにより試料中に残存している強磁性粒子をかなり取り除くことができる。現在、精製した試料を用い、電子スピン共鳴、ラマン散乱、およびアルカリ金属等のド-ピングの実験を行っており、将来、SWNTへの水素貯蔵に関する実験も行うことも計画している。単層カーボンナノチューブ(SWNT)は、Fe,Ni,Co等の遷移金属を触媒として炭素を低圧不活性ガス中で直流アーク放電により蒸発させることにより合成できる。1996年に、遷移金属を含有する炭素棒を高温低圧アルゴン雰囲気下でレーザー蒸発することによりSWNTを効率よく合成する方法が確立されたが、いずれの場合にも不純物として、カーボンナノ粒子、炭素皮膜された触媒金属ナノ粒子が含まれる。現在我々は、後者の方法で合成したSWNTを用いて分離精製を行っている。ナノ粒子除去に先立って、フラーレン等の溶媒で抽出可能な有機物を二硫化炭素を用いて抽出、除去する。溶媒に不溶な成分を、0.1%の陽イオン活性剤(塩化ベンザルコニウム)を含む水溶液に超音波振動を用いて分散させ、コロイド溶液を作る。つぎに、2000-5000rpm程度の回転数で遠心分離を行い、SWNT成分を沈殿させ濃縮する。レーザー蒸発で合成したSWNTは、それぞれのSWNTが束ねられロープ状になった試料が得られるが、直流アーク放電で合成したSWNTは、1本1本独立に存在し、遠心分離で15000rpmまで回転数を上げてもSWNTは分散液中に存在し、濃縮される。濃縮過程における両者の違いはこの点だけである。濃縮されたSWNTをさらに純度を上げるため、各種分画分子量範囲を持つ限外濾過膜を用いてナノ粒子のみを濾過することを試みた。用いた濾過膜は、ポア径0.45,0.3,0.2,0.1μmのマイクロフィルター、分画分子量300k,10k,のメンブレンフィルターである。いずれのフィルターも遠心分離法で十分に濃縮を行わない試料を用いると、膜面での粒子吸着により濾過膜がすぐに失活する。それぞれの濾過膜のナノ粒子の分離能力を電子顕微鏡観察により評価した結果、0.3μmまたは、0.2μmの濾過膜が最も優れていた。0.45μmの濾過膜では、SWNTもかなり通過してしまい、0.1μmのマイクロフィルター、300k,10kのメンブレンフィルターでは、ほとんどナノ粒子は通過せずに濾過膜表面に吸着されてしまうことがわかった。現段階で、0.3μmのマイクロフィルターを用いて、SWNTの濃度を90重量%以上に濃縮することに成功している。

レーザー蒸発法で作製された単層カーボンナノチューブ(SWNT)の限外濾過膜を使った分離精製について、前年度、濾過膜の選定を行い、0.3μm程度の穴径を持つポリエーテルスルフォン製メンブレンフィルターが良い結果を与えることを見いだした。最終年度となる平成9年度は精製量の増大化を行い、精製された試料を用い各種物性を測定を行った。精製量を増すためには、限外濾過を行う前にあらかじめ試料からなる程度カーボンナノ粒子、触媒ナノ粒子等を取り除いておく必要がある。ナノ粒子除去に関する前処理は1回に400cc程度の溶液を処理できる遠心分離機を今年度購入し、遠心分離による方法を用いてた。遠心分離用の試料溶液は陽イオン系界面活性剤であるベンザルコニウム0.1%水溶液を用い、これにSWNTを含む試料を超音波振動を利用して分散させたものである。現時点において1回の精製処理行程で1030mgの純度90%以上のSWNTを得ることができる。さらに420°Cの乾燥空気中で40分間熱処理を行った後、塩酸処理を行うことにより試料中に残存しているSWNT作製時に触媒として不可欠なFe,Ni,Co等の強磁性粒子をかなり取り除くことに成功した。現在、精製した試料を用い、電子スピン共鳴、ラマン散乱、およびアルカリ金属等のド-ピング等の基礎物性実験を行っている。
生体超分子の自己組織化ナノ構造設計による高効率熱電材料の開発

酸化物材料(非晶質InGaZnO)に生体超分子により形成したナノ構造を埋め込み、熱電特性の改善を行った。ナノ構造導入の結果、ゼーベック係数は減少するが導電率は増加し結果として性能が約3倍改善された。高密度ナノ粒子を導入した試料ほど改善効果が大きく見られた。また粒子材料によって顕著な違いが見られなかった。この結果から、ナノ構造による特性改善は、熱電材料とナノ粒子界面で形成された欠陥が起因していると考えられる。さらにInGaZnOと透明電極を使用して素子の試作を行い透明熱電変換素子が実現できることを示した。これらの結果は、透明性やフレキシブル応用といった特殊用途の熱電材料として利用可能である。熱から電気エネルギーを取り出す熱電変換素子について、ナノ構造制御による高効率化を目標としている。初年度はナノ構造制御および薄膜熱電物性評価装置の立ち上げ、さらにナノ構造埋込膜評価を行った。ナノ構造を形成する基礎材料となる生体超分子の機能化を行い、ナノ粒子の分散配置について評価を行った。これまで平坦な基板上でのナノ粒子配置を実現してきたが、さらに、溶液塗布方法を変更することで凹凸表面や粉末上へのナノ粒子分散配置を実証した。また、薄膜の熱電特性を評価するために3オメガ法の立ち上げ、さらに電気伝導率およびゼーベック係数の測定環境を整えた。YSZ基板上に薄膜を形成することで正確に熱伝導率が測定可能であることが明らかとなった。BiTe系薄膜へのナノ粒子埋込を行い熱電性能測定した結果、電気伝導率は低下したが、ゼーベック係数の増加によりパワーファクターで評価した熱電性能の向上が見られた。また、将来の身近な場所での応用を考えて、透明・フレキシブル化が可能な酸化物系材料に注目し、まず酸化物薄膜の基礎的な熱電特性評価を行った。成膜時の酸素流量を調整しキャリア密度を制御したサンプルを作製し、熱電性能が最大となる条件を明らかにした。熱電発電素子においてナノ構造制御は重要な要素の一つである。一方、ナノ材料である生体超分子には、自己組織化能力や均一構造の利点があるため、機能性ナノ構造を形成することで熱電性能の向上が期待できる。本研究では、粒子間隔を制御するためにPEG修飾フェリチンを用いた。当初、熱電母体材料としてBiTeを用いる予定だったが、タンパク除去工程でBiTe表面が酸化され、熱電性能が低減することが明らかとなった。そのため、タンパク除去工程での影響がない酸化物熱電材料に転換した。また、ナノ粒子の効果のみを評価する必要があるため、粒界の影響を受けない非晶質材料を選択し、アモルファスInGaZnO(a-IGZO)を用いた。IGZOは透明・フレキシブル化が可能な酸化物半導体であり、ディスプレイ応用として広く研究されているが、熱電特性はほとんど評価されていなかった。そこで、まずa-IGZO薄膜の基礎的熱電特性評価を行った。キャリア密度を制御することで熱電性能が最大となる条件を明らかにした。さらに、パーコレーションモデルを利用した理論解析により測定結果が説明できることを示した。この酸化膜に対しフェリチンナノ粒子を埋め込み、熱電性能の評価を行った。ナノ粒子材料には酸化鉄、酸化コバルト、酸化インジウム、金、白金を用いた。ナノ粒子導入により、導電率は増加し、ゼーベック係数は減少した。導電率向上の効果が大きかったため、熱電性能(PF)値は約2倍に増加した。吸着密度を制御した結果、密度が高いほど性能向上がみられた。この向上効果は、ナノ粒子の材料元素による効果ではなく、ナノ構造により形成されたa-IGZO/基板界面での欠陥が影響していると考えられる。また、キャリア密度を最適化したa-IGZOを用いてITOを対電極とする薄膜熱電素子を試作し、透明熱電素子として利用可能であることを示した。ナノ構造形成の基礎となるナノ粒子複合体の形成や分散配置については、配置制御可能であることが明らかとなり、計画通りに進展している。また、薄膜熱電性能のうち熱伝導率を評価する方法である3オメガ法については、装置の立ち上げが終わっている。電気伝導率とゼーベック係数測定についても評価方法を確立し、薄膜材料においては、理論通りの測定値が得られている。Bi系材料から酸化物系材料に変更したが、材料組成の最適化と理論解析は順調に進んでいる。ナノバイオテクノロジー得られたナノ粒子分散配置方法と薄膜の熱電物性評価装置を用いて、制御されたナノ構造よる熱電物性への影響を調査する。材料には酸化物系材料を用いて、ナノ構造の埋め込みとその効果について実証を行う。また、ナノ構造により最適化した薄膜熱電変換素子の発電デモンストレーションを行う。
新規遺伝子ネットワークを利用した細胞周期制御と免疫機構賦活化による癌治療法の開発

本研究においては、口腔癌由来細胞株を用いてRIG-I遺伝子のシグナル伝達のネットワークを明らかにする。さらに免疫機構の賦活化と細胞周期を制御し、新たながん治療法の開発を行うことを目的とした。RIG-Iに加えてDAI(DLM-1/ZBP1)およびMDA-5についても種々の分子生物学的手法で検討を行った。その結果、RIG-Iはアポトーシスの過程でcaspaseの活性化に重要な役割を担っていることが示唆された。RIG-I(retinoic acid-inducible gene-I)はその機能はいまだ明らかにされていない新規の遺伝子である。申請者は本研究で新たな癌抑制遺伝子の可能性を有した同遺伝子を用いて口腔内の免疫機構を賦活化させ、さらに癌細胞の細胞周期を制御することによる、遺伝子治療としての新たな癌治療法の可能性に着目し、検討を進めることとした。既存の抗がん剤とRIG-I遺伝子導入での比較検討では、細胞へのウイルス感染や癌化への生体防御機構の一つとしてアポトーシスを引き起こすカスパーゼカスケードに着目して検討を行った。アポトーシス実行型のcaspase-3について蛍光染色を行ったところ、タキソテールで活性化したcaspase-3はRIG-IのsiRNAで著明に抑制することから、RIG-Iはタキソテールで引き起こされるアポトーシスの過程でcaspaseの活性化に重要な役割を担っていることが示唆された。申請者は過去に行った検討によって、同遺伝子が口腔内の感染防御機構に重要な役割を果たし、さらに口腔癌由来細胞株の細胞周期制御に深くかかわっていることを明らかにし、報告した。そこで、申請者は本研究で新たな癌抑制遺伝子の可能性を有した同遺伝子を用いて口腔内の免疫機構を賦活化させ、さらに癌細胞の細胞周期を制御することによる、遺伝子治療としての新たな癌治療法の可能性に着目し、検討を進めることとした。口腔癌由来細胞株としてCa9-22(歯肉癌由来細胞株)を継代培養した。既存の抗癌剤等で刺激、およびRIG-I遺伝子を細胞内に導入し、RNAまたは蛋白を回収。この際、随時、定量的RT-PCRおよびウエスタンブロッティングを施行し、癌細胞株に対し細胞周期抑制効果が期待できる至適な刺激条件を検討した。また、過去の検討ではRIG-Iの感染防御機構検討の際にウイルスによる刺激はRNAウイルスを疑似的に検討したのみであったが、本年からはdsDNAを用いてDNAウイルス感染も疑似的に検討している。今後、自然免疫アレイを施行しRIG-Iの感染防御機構について、特にDNAウイルス感染に対して検討し、同機構が細胞周期抑制による抗癌治療に関与する可能性を過去に行ったパスウェイ解析と併せて包括的に検討を行っていく予定である。東日本大震災後、政府から電力使用制限の要請があり、当研究機関においてもこの要請に対して積極的に協力したものである。このため、培養系の継時的な検討の遅れが生じたが、研究計画の変更は最小限にとどめ、次年度に繰り越しての研究が十分可能と考える。研究計画の大幅な変更はなく、申請書の予定通り研究を進めるものである。ただし、上記の理由で若干の研究達成度の遅延があるため本年度に繰り越して行う予定である。研究計画の大幅な変更はなく、申請書の予定通り研究をすすめるものである。ただし、上記の理由で遅延した研究については、研究費を使用せず繰り越したため、次年度の研究遂行において資金的に問題は生じない。
乳房温存術をうける患者の心理的苦悩と看護援助に関する研究

乳房温存療法をうけ退院後3カ月を経過した患者2名(女性。平均年齢55歳。TNM分類はT1aN0M0。病期分類は第I期)を分析対象とした。乳癌への罹患・治療体験では、術前は乳癌宣告、術式選択、再発の可能性、術後の上肢運動障害、術後の乳房や腋窩の変形、術創が、術後は退院後の放射線照射、タモキシフェン内服、再発の可能性、退院後の生活の注意が、退院後1カ月は再発の可能性、毎日の通院が、退院後3カ月は再発の可能性が苦悩を引き起こしていた。身体・生活の変化では、術前は食欲不振と不眠が、術後は不眠、上肢の運動障害、上肢運動障害に伴う不快感覚、腋窩と上腕内側の感覚鈍麻が、退院後は術後の苦悩に加え、上肢運動障害による生活の不自由、行動拡大に伴うむくみの出現、疲れ、照射部位の痛みと様相の変化が、退院後3カ月には上肢運動障害に関する問題は解決し、照射部位のかゆみ、疲れが苦悩を引き起こした。ボディイメージの変化では、術後の身体変化が苦悩を引き起こし、症状の緩和に伴い軽減していた。黒い切開創、消毒液による茶色、腋窩の創も苦悩を引き起こし、様相の改善に伴い軽減していた。変形した乳房は格好がいい、女としてはないよりはあったほうがいいと感じていた。家族関係の変化では、癌宣告により緊張感が高まり苦悩を引き起こしたが、夫との術式選択の検討、子供の励ましと家事協力により連帯感が高まった。退院後は家族が患者をいたわり協力して家事を行った。これは患者の癒しになったが,反面、苦悩を引き起こした。退院後3カ月には今までの家族関係に戻ってていた。社会活動・対人関係の変化では、術前は近所で噂される予感、社会への癌罹患の告知、治療のための仕事整理が、術後は近所で噂される予感、見舞客の同情的な言葉が、退院後は近所の噂、仕事や活動の再開が苦悩を引き起こしたが、退院後3カ月には近所の噂も軽減し仕事や活動が軌道にのり、苦悩は軽減した。平均年齢55歳。
「大望遠鏡の観測装置」国際会議にかかわる総合研究

大型光学赤外線望遠鏡のための観測装置開発の展望を検討するために、2回の全体会を開催した。第1回12月1-3日(於:西はりま)主題を大望遠鏡による観測的研究に置いて、銀河形成,星形成,惑星系形成の3テーマを中心に将来を展望し、観測装置に要求される精度、性能の検討を行った。今後の研究では赤外線域における高解像観測が重要だという共通認識に達した。第2回1月11-13日(於:三鷹)主題を観測装置のハードウェアにおいて、現在までに提案されている約15の装置計画についてレビューし、第1回会合での議論を踏まえて評価を行った。日本の大望遠鏡立ち上げ直後に成果を挙げうる装置と、不特定多数の共同利用に供しうる装置との両方の必要性を認識したが、開発体制などについての課題は整理するのみにとどまった。これらの全体会の他に、研究代表者が京都・名古屋などのグループと個々に討議を重ねて、1994年10月4・5・6日に東京において標記国際会議を行うこととし、その内容を詰めた。当初は「観測装置のハードウェア」にテーマを絞るという考えが強かったが、1年間の検討の結果、21世紀における観測研究テーマの展望も招待講演として取り込み、本研究の成果を充分に反映させようということになった。