hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ベイジアンネットワークによる遺伝子制御予測に基づく細胞多様性の解析手法の開発

1.1細胞トランスクリプトーム解析による細胞の疑似時系列の推定手法の開発1細胞シーケンシングにより得られた各細胞単位の遺伝子発現量のセットを、各細胞の時系列上で占める位置を推定する手法のプロトタイプを開発した。これにより、マウスの骨髄や末梢血由来の好中球や単球等の免疫細胞の1細胞トランスクリプトームのRNAシーケンスデータを取得し、マクロファージや樹状細胞に分化することができる単球と、分化が完了している好中球など、複数種類の免疫細胞の状態に応じた順序を付けて、細胞分化の疑似的な経過時間として推定することができた。従来、このような細胞の順序付けは、個々の生体現象ごとに、そのときの細胞の状態を反映していると考えられるマーカー遺伝子を使って行われてきたが、この方法だと他の大多数の遺伝子の発現が反映されないことになり、細胞状態の多様性の情報が失われる。このような観点から、細胞の分化過程等の統一的な順序付けと。細胞集団の持つ多様性を共に扱えるような、多方向の分岐を許すような疑似時系列の推定手法の開発を今後目指していく。2.乳がん培養細胞における融合遺伝子の探索手法の開発がんの進行過程でがん細胞に生じる変異の蓄積過程を解析するため、融合遺伝子を探索する手法を開発した。遺伝子のmRNAをシーケンスして得られるリード配列(読み取り断片配列)を高速にソーティングするSlideSortを応用し、部分的に重複するリード配列を重ね合わせて伸長することによりmRNA配列を再構築する。再構築したmRNA配列をゲノム上にマッピングすることで、リード配列の異なる部分がゲノム上の別々の位置にマッピングされる場合に融合遺伝子の候補として提示する。本手法を、乳がん培養細胞から得たトランスクリプトームデータに適用し、一部、PCR実験結果等との比較も行い、新規の融合遺伝子を探索できていることを示した。1細胞シーケンシングにより得られた各細胞単位の遺伝子発現量のセットを、各細胞の時系列上で占める位置を推定する手法のプロトタイプを開発し、独自に取得したマウスの骨髄や末梢血由来の好中球や単球等の免疫細胞の1細胞トランスクリプトームのRNAシーケンスデータに適用できている。また、トランスクリプトームデータから再構築されたmRNA配列をゲノムにマッピングすることで、融合遺伝子などゲノムでの変異を探索する手法を開発した。これにより、1細胞レベルでゲノム変異を求めることが可能となり、細胞の時系列での変化に伴う変異の蓄積を評価することが可能となった。以上のことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられる。開発したプロトタイプを基にして、1細胞シーケンシングにより得られた各細胞単位の遺伝子発現量のセットを、各細胞の時系列上での推定する手法を、多方向への分岐などにも対応できるように拡張する。具体的には、免疫系の細胞について、前駆細胞から単球や好中球などへ分化する細胞集団に対して、各細胞を前駆細胞の状態から、分化が完了した成熟細胞の状態までの範囲で、分化過程の方向に応じて分岐を含んで順序付けする手法を開発する。さらに、疑似時間で並べられた1細胞発現データを、時系列発現プロファイルとみなして、動的ベイジアンネットワークによる遺伝子制御ネットワークの推定を行う。時系列上の各時点で、ベイズ情報量基準を用いてネットワーク中の遺伝子間の制御関係の強さを時点ごとに求める手法を既に開発しており、この手法を分岐を伴う疑似時間の発現プロファイルに適用できるように拡張する。また、個々の細胞相互に、遺伝子間の制御関係の強さを比較することで、細胞間の疑似時間と遺伝子間の制御関係の相関についての知見を得る。

1細胞シーケンシングにより得られた各細胞単位の遺伝子発現量のセットを、各細胞の時系列上で占める位置を推定する手法のプロトタイプを開発し、独自に取得したマウスの骨髄や末梢血由来の好中球や単球等の免疫細胞の1細胞トランスクリプトームのRNAシーケンスデータに適用できている。また、トランスクリプトームデータから再構築されたmRNA配列をゲノムにマッピングすることで、融合遺伝子などゲノムでの変異を探索する手法を開発した。これにより、1細胞レベルでゲノム変異を求めることが可能となり、細胞の時系列での変化に伴う変異の蓄積を評価することが可能となった。以上のことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられる。開発したプロトタイプを基にして、1細胞シーケンシングにより得られた各細胞単位の遺伝子発現量のセットを、各細胞の時系列上での推定する手法を、多方向への分岐などにも対応できるように拡張する。具体的には、免疫系の細胞について、前駆細胞から単球や好中球などへ分化する細胞集団に対して、各細胞を前駆細胞の状態から、分化が完了した成熟細胞の状態までの範囲で、分化過程の方向に応じて分岐を含んで順序付けする手法を開発する。さらに、疑似時間で並べられた1細胞発現データを、時系列発現プロファイルとみなして、動的ベイジアンネットワークによる遺伝子制御ネットワークの推定を行う。時系列上の各時点で、ベイズ情報量基準を用いてネットワーク中の遺伝子間の制御関係の強さを時点ごとに求める手法を既に開発しており、この手法を分岐を伴う疑似時間の発現プロファイルに適用できるように拡張する。また、個々の細胞相互に、遺伝子間の制御関係の強さを比較することで、細胞間の疑似時間と遺伝子間の制御関係の相関についての知見を得る。
外科的免疫能低下病態での成長ホルモンとインスリン様成長因子Iの免疫賦活作用の検討

本研究は、老人・低栄養・外科浸襲後等の免疫低下状態におけるGrowth hormone(GH)及びInsulin-like growth factor I(IGF-I)の免疫能改善効果の検討を目的とする。本年度は、GH・IGF-Iの外科患者周術期抹消血好中球機能に及ぼす効果を検討した。【方法】外科手術患者の周術期(術前,術後代1,3,7病日)に採取した全血より血漿を除去し、mediumのみ(対照)またはGH(100ng/mL),IGF-I(500ng/mL)で4時間培養した。その後、好中球の以下の項目を検討した。1)自己血清opsonin化蛍光ビーズ貧食能、2)PMA刺激下活性酸素(ROI)産生能、3)LPS刺激下TNF receptor(TNFR)p55,p75発現能、4)LPS刺激下細胞内TNF-α産生能。【結果】1)GHは術後の、IGF-Iは周術期の好中球貧食能を増強した。2)GHは術後の、IGF-Iは周術期の好中球ROI産生能を増強した。3)TNFR発現能は各群とも術後低下したが、GH・IGF-Iは第3病日のTNFR p55発現能を増加させた。4)好中球細胞内TNFα産生能は、各群とも第1病日に上昇した後減少したが、群間で有意差はなかった。【結語】GF・IGF-Iは周術期好中球の貧食能・ROI産生能・TNFR発現を増強した。従って、GH・IGF-Iの周術期投与は、特に高齢や低栄養等で血中GH・IGF-I濃度が低下し、免疫低下状態にある外科患者において、好中球殺菌能を増強することで感染性合併症の予防・治療に有用な手段となり得ると考えられる。本研究は、高齢や糖尿病、肝硬変などにおける免疫低下状態の病態生理をGH及びIGF-1との関連で解明し、これらの病態におけるGH及びIGF-1の免疫能改善効果を検討することを目的とする。本年度は、以下のような研究実績を得た。1、マウスにGH(4.8mg/kg/日)・IGF-I(24mg/kg/日)・生食を6日間皮下注後、致死量のE.coliを腹腔内投与し、腹腔炎惹起4,6時間後の腹腔内浸出細胞(PEC)数、腹腔洗浄液(PLF)・肝生菌数を検索した。またPLF及び血中TNF・IL-1・IL-6濃度を測定した。GH・IGF-I投与はPECの浸出・殺菌能に重要なPLF中サイトカイン濃度には影響せず、PEC数を増加し、PLF・肝生菌数を減少させた。
山谷地域の簡易宿泊所長期滞在者の実態と社会参加のための地域資源形成の試み

寄せ場地域である山谷地域には簡易宿泊所が夊数存在し、生活保護受給者を含めた長期滞在者は健康の問題を抱える人も夊い。「簡易宿泊所の長期滞在者を対象とした健康・生活実態調査」(対象簡易宿泊所25軒、調査協力者164名)の対象者の大多数は生活保護受給者であり、他は年金受給者や労働者である。全体的に一般的信頼感や社会的スキルが低い傾向にある。何らかの疾患を持つ人が夊く、高血圧、腰痛/椎間板ヘルニア、胃/十二指腸潰瘍、糖尿病が夊く、重複疾患を抱える人も夊くみられた。それと関連して健康関連生活満足度も低い対象者が夊い。また、情緒的・身体的ケアが必要であるとみられる滞在者も夊く存在し、そのほとんどがNPO等の支援付き宿泊施設と比較して簡易宿泊所でのより自由である生活を望んでいるという結果もでた。簡易宿泊所が利用しやすい地域ケアシステムを構築し、福祉的ケアを伴った簡易宿泊所の運営を図ることが長期滞在者のより身体的・精神的な自立的な生活の継続のためにも効果的であると考えられる。寄せ場地域である山谷地域には簡易宿泊所が多数存在し、生活保護受給者を含めた長期滞在者は健康の問題を抱える人も多い。本研究においては彼等を対象に「簡易宿泊所の長期滞在者を対象とした健康・生活実態調査」及び「社会参加を通した簡易宿泊所長期滞在者の精神的・身体的健康状態の変化に関する調査」を行い、簡易宿泊所の長期滞在者の実態を明らかにし、地域資源を利用した社会参加による健康状態の変化を測定することで、山谷地域の共生のまちづくりを実践に移行するための科学的示唆とする。平成22年度は「簡易宿泊所の長期滞在者を対象とした健康・生活実態調査」のプレ調査及び約30軒の簡易宿泊所に住まう約200名の長期滞在者を対象とした本調査を行った。対象者の大多数は生活保護受給者であり、その他は年金受給者や労働者である。調査対象者は建設業の日雇いをはじめとした非正規雇用に従事した経験がある人が多く、全体的に一般的信頼感や社会的スキルが低い傾向にある。なんらかの疾患を持つ人が多く、高血圧、腰痛/椎間板ヘルニア、胃/十二指腸潰瘍、糖尿病が多く、重複疾患を抱える人も多くみられた。それと関連して健康関連生活満足度も低い対象者が多い。また、中には有る程度の情緒的・身体的ケアが必要であるとみられる滞在者も多く存在したが、そのほとんどがNPO等の支援付きの宿泊施設と比較して簡易宿泊所でのより自由で自立的な生活を望んでいるという結果もでた。簡易宿泊所にいながらの介護を求める声もあることから、簡易宿泊所が利用しやすい地域ケアシステムを構築することが効果があると考えられる。本研究では彼等を対象に「簡易宿泊所の長期滞在者を対象とした健康・生活実態調査」を行い、簡易宿泊所滞在者の実態を明らかにし、山谷地域の共生のまちづくりを実践に移行するための科学的示唆とする。平成24年度は当初23年度に予定していた「社会参加を通した簡易宿泊所長期滞在者の精神的・身体的健康状態の変化に関する調査」を引続き実施する予定であったが、東日本大震災による心理的影響、23年度の異常気象により農園参加者の確保が難しく、更に24年4月に地権者の関係で農園場所が移転、その後も農作業及び調査協力の呼びかけに尽力したが参加者を確保することができなかった。よって研究計画を大幅に変更した。上記の「健康・生活実態調査」から自立支援施設に対する否定的なコメントが多く聞かれたことをきっかけに、当事者を対象とした自立に関する非構造化面接を実施した。信頼関係を構築できた当事者(簡易宿泊所に滞在したことがある人、野宿経験のある人)14名を対象として、「自立的な生活とは何か」、「自立のために何が必要と思うか」、「当事者のための自立支援活動のあり方」等に関して語ってもらい、語りの様子をビデオ撮影した。

代表的な意見では、自立のためにはやはり支援者と当事者の信頼関係は非常に大事であること、仕事をすることは精神的によい効果がありその人の健康に資すること、野宿の理由は人それぞれであるが、障害がある、借金の問題がある、肉親に知られたくないため生活保護の受給を避ける、そして自立支援施設での人間関係が煩わしいこと、運営団体側との信頼関係の問題等あり、行政側が提供する自立支援システムが描く自立の筋道は現実的には難しいことなどが語られた。動画の編集を行った上でのウェブ公開が可能か尋ねているところである。23年度が最終年度であるため、記入しない。
胃腸管間質腫瘍(GIST)におけるアンギオポエチンとTIE受容体の発現と作用

手術により切除されたヒトGIST(30例)のパラフィン固定標本を用い、アンギオポエチン(Ang)-1及びAng-2の免疫組織化学染色を行った。Ang-1は約68%、Ang-2は約84%に発現が認められた。また、アンギオポエチンの特異的受容体であるTie-2の免疫染色を行い、約10%発現が認められた。腫瘤の悪性度、腫瘍サイズや核分裂数等の悪性に関する臨床病理学的指標との関連を検討中である。同時に、比較検討のため、良性腫瘤である消化管に発生した平滑筋腫17例、神経鞘腫6例にてAng-1、Ang-2およびTie-2の免疫組織化学染色を行い、GISTでは、平滑筋腫と比べてTie-2発現が有意に低い結果が得られた(p<0.001)。同時に、ヒト線維芽細胞培養細胞(TIG109)を用い、Ang-1,2、Tie-2の発現と発現量をWesternblot法により検討を行ったところ、Ang-2とTie-2の発現が認められた。現在、アンギオポエチン投与による細胞増殖・分化・浸潤能への影響、アンギオポエチン投与による腫瘍細胞内シグナリング(特に、MAPkinase系, PI3kinase系の活性化)への作用の解明、シグナリング阻害剤の効果等の検討を継続中である。詳細な検討結果をまとめ、研究会等にて報告予定である。手術により切除されたヒトGIST(20例)のパラフィン固定標本を用い、アンギオポエチン(Ang)-1及びAng-2の免疫組織化学染色を行った。Ang-1は約67%、Ang-2は約83%に発現が認められた。また、アンギオポエチンの特異的受容体であるTie-2の免疫染色を行い、腫瘤の悪性度、腫瘍サイズや核分裂数等の悪性に関する臨床病理学的指標との関連を検討中である。同時に、比較検討のため、良性腫瘤である消化管に発生した平滑筋腫10例、神経鞘腫5例にてAng-1及びAng-2の免疫組織化学染色を行い、検討中である。現在、手術切除標本からのヒトGIST細胞のPrimary cultureを試行中である。今後は、培養細胞を用い、Ang-1、2、Tie-2の発現と発現量をWestern blot法により明らかにし、組織学的特徴や臨床病理学的指標との関連を検討する。また、GIST培養細胞を用い、アンギオポエチン投与による細胞増殖・分化・浸潤能への影響、アンギオポエチン投与による腫瘍細胞内シグナリング(特に、MAPkinase系、PI3kinase系の活性化)への作用の解明、シグナリング阻害剤の効果等を検討する予定である。研究は現在進行中であり、詳細な検討を今後行う予定である。また、手術切除標本からのヒトGIST細胞のPrimary cultureを試行中である。

同時に、ヒト線維芽細胞培養細胞(TIG109)を用い、Ang-1,2、Tie-2の発現と発現量をWestern blot法により検討を行ったところ、Ang-2とTie-2の発現が認められた。現在、アンギオポエチン投与による細胞増殖・分化・浸潤能への影響、アンギオポエチン投与による腫瘍細胞内シグナリング(特に、MAPkinase系, P I 3kinase系の活性化)への作用の解明、シグナリング阻害剤の効果等の検討を継続中である。詳細な検討結果をまとめ、研究会等にて報告予定である。
細胞骨格、細胞運動制御の情報伝達

我々は細胞先端部でのアクチン重合に関与する蛋白質としてN-WASPやWAVE1-3を採り、糸状仮足及び葉状仮足形成を行う蛋白質であることを提唱してきた。WAVEには3種存在するが、中でもWAVE2は普遍的に存在し、細胞運動の先端部に局在して、細胞の遊走に必須の役割を果たしている。WAVE1と2のノックアウトマウスを作成し、胎児線維芽細胞株を確立して、方向性をもった細胞遊走に関与しているかどうか調べた。WAVE2の欠損細胞では化学遊走因子に応答しての、細胞先端部での葉状仮足形成が起こらず、遊走速度も極めて遅くなっていた。一方、WAVE1の欠損細胞では、細胞先端部での葉状仮足形成は正常に生じたものの、上方に生じる膜ラッフル形成が生じなかった。これらの結果からWAVE2が細胞先端部で葉状仮足を形成し、細胞に推進力を与える本体であると考えられた。浸潤、転移のモデル細胞としてよく使われている、B16とその高転移細胞F10を用いて、WAVE2の関与を調べた。これらの細胞ではWAVE1とWAVE2が発現し、F10細胞において両者の発現が上昇していた。WAVE1とWAVE2をRNAiでノックダウンしたF10細胞を用いて、浸潤、転移能を調べた。WAVE1のノックダウンでは3次元コラーゲンゲル中の運動や浸潤には影響なかったが、WAVE2をノックダウンしたF10細胞は遊走能、浸潤とも抑制された。またWAVE2ノックダウンした細胞の肺へぼ転移も抑制されていた。これらの結果から、主にWAVE2が細胞の浸潤転移の際の、細胞運動に関与していると考えられた。N-WASPにはverprolin(V),cofilin(C)様の配列と酸性アミノ酸に富む領域(A)がC末に存在した。その部位の欠失はフィロポジア形成能を失うことやV領域にアクチンが結合し、CA領域にアクチンの重合を行う複合蛋白質、Arp2/3が結合することからこの部位が重要な役割を果しているのであろうと考えられた。様々なN-WASPのコンストラクトを作成して、Arp2/3複合体によるアクチン重合への影響をin vitroで調べたところ、VCA領域が最少必要なArp2/3複合体活性化領域であった。しかし全長のN-WASPによるArp2/3活性化はVCA領域のみの場合程強くなく、他の因子が必要であると考えられた。驚いたことにこの系にCdc42とPIP2を入れるとVCA蛋白と同程度までArp2/3によるアクチン重合を促進した。これらの事実からN-WASPは静止期にはAsh/Grb2などのアダプター蛋白質と複合体を形成して存在する。細胞が活性化され、チロシンキナーゼが活性化されると、チロシンリン酸化部位にリクルートされ膜近辺でCdc42とPIP2がN-WASPに結合する。するとN-WASP分子が開裂して、VCA領域が露出する。その結果、Arp2/3複合体がCA領域に結合してアクチン重合を促進し、フィロポジア形成に至る、と考えられた。N-WASPのverprolin,cofilin様ドメインは直接アクチンフィラメントと結合し、その部位の欠失は機能を失ってしまうので、重要な役割を果していると考えられた。そこで、verprolin,cofilin様ドメインを持つ新しい蛋白質を検索した。すでにデータベニス上に機能は分からないが、verprolin,cofilin様ドメインを持つ蛋白質の記載があった。この蛋白質を解析したところ、膜ラッフリング形成にかかわっている蛋白質であったので、WAVEと名付けた。WAVEをRacとともに発現させると膜ラッフルの形成が見られ、WAVEはラッフリング部位に局在した。

WAVEはRacとは直接結合しなかったが、両者を発現させた細胞において、WAVEはRacと複合体を形成した。これらの結果から、WAVEはRacの下流にあって、膜ラッフリング形成に関与する蛋白質であると結論した。このようなフィロポジアやラメリポジアの形成は細胞が運動、移動する際に細胞先端部で引き起こされる現象であり、細胞の浸潤、転移に関与していると考えられる。今後N-WASPやWAVEの細胞浸潤、転移への役割について明らかにしていきたい。癌細胞は運動能が亢進し、基底膜を破って浸潤し、転移していく。この浸潤の際に、ある癌細胞はpodosome/invadepodiaとよばれる突起を伸ばして浸潤する様子が観察されている。我々が数年前に採ったN-WASPはアクチン骨格の新たな重合を促し、細胞運動に関与していることを明らかとしてきた。今回、このN-WASPが癌細胞が浸潤する際に伸ばすinvadepodiaの形成に関与しているかどうか調べた。v-srcで癌化した細胞では著明なinvadepodiaの形成が観察されているのでv-srcで癌化させた3Y1細胞(3Y1 src)を用いた。3Y1 src細胞ではN-WASPはcortactinと複合体を形成し、両者ともinvadepodiaに局在していた。その複合体形成はcortactinのSH3ドメィンとN-WASPのプロリンに富む領域で生じていた。細胞の浸潤に重要な役割を果たすと考えられるメタロプロテアーゼもinvadepodiaに局在し、ファイブロネクチンよりなる基質の分解を起こした。更に、N-WASPのアクチンに結合できない変異体を発現させるとinvadepodiaの形成が生じなくなった。その上、メタロプロテアーゼによってのファイブロネクチンの分解も見られなくなった。これらの結果より癌細胞において、N-WASPはアクチンを重合させinvadepodiaを形成し、そこにメタロプロテアーゼを集めて細胞浸潤を行っていると結論した。我々は細胞運動を制御するタンパク質、WASPとWAVEを採り、WASPが糸状仮足形成を、WAVEが葉状仮足形成に関与していることを明らかにしてきた。これらのタンパク質が癌細胞の浸潤、転移に関与しているのではないかと考え、様々な癌細胞と正常細胞での発現量を調べた。その中で、メラノーマで転移能が亢進している細胞株、B16F10では低転移能の親株B16に比し、WAVE1の発現が著しく上昇していた。WAVE2,3の発現は変化なかった。B16にWAVE1やWAVE1ΔVを発現させた安定株を作成しファイブロネクチンへの遊走を調べた。しかしながらWAVE2を発現させたB16株においても遊走の亢進は見られなかった。一方ドミナントネガテイブに働くと考えられるWAVE1ΔVの発現では遊走が抑制された。WAVE1の発現量を減少させることで高転移能から回復するかも知れないと考え、RNAiにてB16F10細胞のWAVE1の発現量を減少させ、細胞遊走を調べた。するとWAVE1-RNAiにおいて顕著でないものの細胞遊走に抑制が見られた。更に、invasionアッセイを同様に行った。Invasionの阻害は遊走阻害よりもより顕著に起こった。次にWAVE1を減少させた場合の細胞増殖への影響を調べた。
酸化物超電導薄膜の機械的特性及び超電導特性の評価

本研究は,薄膜作製用のrfマグネトロンスパッタ装置を試作し,それを用いて,マイカ(001)薄板上に(111)に配向した銀膜,さらにその上に熱処理なしでc軸に配向したYBaCuO膜を作製し,その超電導特性の評価を行ったものである.rfマグネトロンスパッタ装置は陰極に陰極近傍のイオンの生成効率を高めるように内部に同心円上にマグネットを配置したマグネトロン陰極を採用した.基板は陽極上と両極軸から90°ずらした位置に配置して,基板配置による膜組成の影響を検討できるようになっている.まず,rfマグネトロンスパッタ法によりマイカ(001)上に銀(111)配向膜を作製するための最適条件の検討を行った.X線分析結果から,基板温度200°C,電源出力40W,スパッタ時間40分で厚さ約2μmの銀(111)配向膜が作製できることがわかった.また銀(111)配向膜の結晶方位を調べるために極点X線分析を行った結果,結晶方位も揃ったほぼ単結晶に近い銀(111)高配向膜であることがわかった.次に,得られた銀(111)高配向膜を用いてYBaCuO膜の合成条件を検討した.超電導特性の評価は交流磁化率による臨界温度の測定により行った.基板温度と酸素分圧について検討を行った結果,基板温度620°C,酸素分圧6.36×10^<-3>Torr,電源出力150W,スパッタ時間180minで合成を行うことにより,膜厚1μmで臨界温度84KのYBaCuO膜が得られることがわかった.またその条件で作製した膜のX線分析結果からYBaCuO膜はc軸に配向していることがわかり,さらに極点X線分析結果からa,b軸も銀(111)に沿った三方向に結晶方位が揃っていることがわかった.本研究は,薄膜作製用のrfマグネトロンスパッタ装置を試作し,それを用いて,マイカ(001)薄板上に(111)に配向した銀膜,さらにその上に熱処理なしでc軸に配向したYBaCuO膜を作製し,その超電導特性の評価を行ったものである.rfマグネトロンスパッタ装置は陰極に陰極近傍のイオンの生成効率を高めるように内部に同心円上にマグネットを配置したマグネトロン陰極を採用した.基板は陽極上と両極軸から90°ずらした位置に配置して,基板配置による膜組成の影響を検討できるようになっている.まず,rfマグネトロンスパッタ法によりマイカ(001)上に銀(111)配向膜を作製するための最適条件の検討を行った.X線分析結果から,基板温度200°C,電源出力40W,スパッタ時間40分で厚さ約2μmの銀(111)配向膜が作製できることがわかった.また銀(111)配向膜の結晶方位を調べるために極点X線分析を行った結果,結晶方位も揃ったほぼ単結晶に近い銀(111)高配向膜であることがわかった.次に,得られた銀(111)高配向膜を用いてYBaCuO膜の合成条件を検討した.超電導特性の評価は交流磁化率による臨界温度の測定により行った.基板温度と酸素分圧について検討を行った結果,基板温度620°C,酸素分圧6.36×10^<-3>Torr,電源出力150W,スパッタ時間180minで合成を行うことにより,膜厚1μmで臨界温度84KのYBaCuO膜が得られることがわかった.またその条件で作製した膜のX線分析結果からYBaCuO膜はc軸に配向していることがわかり,さらに極点X線分析結果からa,b軸も銀(111)に沿った三方向に結晶方位が揃っていることがわかった.
広域都市圏における固形廃棄物の発生・循環構造の解明とその管理計画論

1.家庭系ごみ資源化デ-タベ-スの作成とシステムの定量的評価文献調査により97自治体のデ-タを収集したが、欠落部分が多く十分なものではなかった。そこで、全国200自治体を対象に、アンケ-ト調査を実施した。(回収率83%)(1)資源化方法は、(1)収集前の分別かどうか、(2)資源ごみの分別数、(3)収集を自治体が行うかどうか、によって大きく4つに分類でき、各自治体はこのうちひとつ、あるいは複数の資源化方法の併用により、資源化を行っている。(2)方法別の資源回収量には差があり、また多くの回収方法を用いた方が多くの回収量を得ている。これは、方法別に回収される品目およびその回収量が異なるためである。(3)予想された資源化量とごみ収集量の関係(資源化量が多いとごみ量が減る)は、ごみ収集量デ-タのばらつきが大きく、明らかでなかった。各自治体の回収量を品目別に整理し、自治体が回収に関与しなくても別のル-トで回収されるのが普通である新聞・雑誌、リタ-ナブルびんを除き、資源化を熱心に行うことによるごみ減量効果は、160g/人・日と推定できる。2.家庭系ごみ売におよぼす収集有料化の影響ごみ収集の有料化によってごみ量が著しく減少した北海道伊達市において(事業系ごみを含めて、2年間に34%減少)、一般家庭220世帯を対象にアンケ-ト調査を実施した。集団回収の参加率(95%)、家庭ごみの堆肥化(51%)、家庭での可然ごみの焼却(59%)と、予想を越える数値を得たが、有料化以前から実施している家庭が多く、ごみが減った理由をこれらのみでは説明できない。また、ごみになるものの買い控え、家庭系ごみに混入する事業系ごみの減少については、現在、定量化をすすめている。
抗がん剤治療中の患者を看護する看護師の尿中抗がん剤モニタリングに関する研究

看護師は点滴の混合調製などで抗がん剤を取り扱う際に、抗がん剤が体内に取り込まれ看護師の健康へも影響を及ぼすことが知られている。本研究では、化学療法中の患者を看護しているが、抗がん剤の点滴の準備など直接的な取り扱いを行っていない看護師の体内にも抗がん剤が取り込まれているのか検証することを目的に、看護師の勤務開始時から24時間後までの尿中抗がん剤の量を分析した。その結果、抗がん剤を直接取り扱わなかった看護師の尿中からも抗がん剤が検出された。体内への吸収経路は明らかではないが、抗がん剤治療中の患者を看護する看護師は、抗がん剤を混合調製などで取り扱う以外でも曝露されていることが明らかになった。目的:本研究では抗がん剤治療中の患者の看護を行っている日本の看護師を対象に、尿中の抗がん剤含有量を測定し、看護師の抗がん剤の職業性曝露の状況を検証することを目的とした。方法:対象は原則的に抗がん剤の混合調製を行っていない看護師とした。看護師の尿中の抗がん剤の定量は、日本で悪性腫瘍の治療に多く用いられているシクロホスファミド、5-フルオロウラシルを行った。なお、5-フルオロウラシルは体内で代謝されることからその代謝産物であるa-フルオロ-b-アラニンの定量を行った。また質問紙による対象の属性および看護の実践状況、健康状態を質問した。尿は勤務開始から24時間後の尿を採取してもらった。検体の尿は分析まで低温冷凍冷蔵庫(-20°C以下)で冷凍保存し、冷凍保存のままオランダのEXPOSURE CONTROL研究所に空輸し、抗がん剤の含有量を測定した。なお測定方法はガスクロマトグラフ質量分析(GC-MSMS)で行った。結果:2つの医療施設で合計10名の看護師から協力を得た。対象は全員女性であった。シクロホスファミドは9人の看護師の24の尿サンプルから検出された。またシクロホスファミドの排泄総量は5.444.2ng/24hであった。一人あたりの看護師のシクロホスファミドの排泄総量の平均は16.8 ng/24hであった。これらの看護師は何らかの機会にシクロホスファミドに接触していたと考えられた。αフルオロβアラニンはいずれの尿サンプルからも検出されなかった。αフルオロβアラニンの検出限界は1ng/ml尿であり、検出限界までに至らなかったと考えられた。1.目的:抗がん剤曝露と健康影響との関連を明らかにするためには、抗がん剤が実際に看護師の体内に取り込まれていることを実証することが必要である。本研究では抗がん剤治療中の患者を看護している看護師を対象に、尿中の抗がん剤含有量を測定し、看護師の抗がん剤の曝露状況を検証することを目的とした。2.方法:1)対象:抗がん剤治療中の患者を看護しており研究参加への同意が得られた女性看護師10名。原則として抗がん剤の混合調製を実施していない看護師とした。(2)調査項目:1尿中の抗がん剤の定量:シクロホスファミド(以下CP)と、5-フルオロウラシルの代謝産物であるαフルオロ-βアラニンの定量を行った。2質問紙調査:年齢、抗がん剤治療中の患者への看護内容とその際の防護方法、最近の健康状態(頭痛、めまい、脱毛、皮膚、胃腸、生殖器系症状の有無)3検体採取と分析方法:勤務開始から24時間後まで、排尿の度に全尿を取り、その内の5mlの尿を採尿管(EXPOSURE CONTROL B.V.製)に採取してもらった。検体尿は分析まで-80°Cで冷凍保存した。分析:尿検体を冷凍保存のまま空輸し、オランダのEXPOSURE CONTROL研究所においてガスクロマトグラフ質量分析による含有量の分析を実施してもらった。3.倫理的配慮:対象者及び対象者の所属施設長の同意と研究者の所属施設の倫理委員会の承認を得てから実施した。4.結果と考察:CPは9人の看護師の24の尿から検出された。総排泄量は5.444.2ng/24hであった。一人あたりの看護師のCP排泄総量の平均は16.8 ng/24hであった。抗がん剤を当日取り扱っていない看護師からもCPが検出されたことから、取り扱いの有無に関わらず抗がん剤に曝露されていることが明らかになった。

本研究では、抗がん剤による化学療法を行っている患者を看護している看護師への抗がん剤曝露の状況を検証することを目的とする。抗がん剤は患者の尿など排泄物からも未変化体で排泄されたり、輸液ルートが完全に閉鎖されていない場合には環境中に漏れ出ることが知られている。抗がん剤による化学療法中の患者を看護する看護師においては、抗がん剤の混合調製を行っていなくても、曝露の危険性があることも報告されている。そこで、本研究では抗がん剤の曝露状況を看護師の尿中の抗がん剤、またはその代謝産物の検出によって明らかにすることにした。東北地方の病院に調査の依頼を行い、同意の得られた2病院で勤務する看護師を対象とした。合計10名の看護師から研究参加の同意が得られた。対象の看護師らは原則として通常抗がん剤の混合調製には関わっていないものとした。尿の採取は、当日抗がん剤治療を行っている患者を看護した看護師の勤務前から24時間後まで行い、排尿ごとに専用のスピッツに10ml採取してもらい、-20°C以下で保存した。分析は尿中のシクロホスファミドと5ーフルオロウラシルの代謝産物であるα-フルオロβ-アラニンとした。尿は冷凍保存のまま、分析のためオランダのEXPOSURE CONTROL研究所へ空輸して、現在当該研究所において分析中である。また尿の採取とともに、対象看護師の勤務中における抗がん剤曝露状況を把握するため質問紙で調査した。調査項目は年齢、性別、抗がん剤治療中の患者への看護内容とその際の防護方法、抗がん剤取り扱い時の防護対策の状況、最近の健康状態として、頭痛、めまい、脱毛、皮膚症状、胃腸症状や生殖器系の症状の有無等であり、現在集計中である。2年目は更に10名の対象者の調査を行うことにしていたが、測定する尿中抗がん剤を日本でよく使用されるシクロホスファミドと5-フルオロウラシルの2種類としたため、経費に2年目の分析代金を充当させた。対象者数が予定の半数となったことから尿の採取、分析期間も短縮したことから、尿中抗がん剤の結果と看護師の取り扱い状況を分析することが早く進んでいる。研究の1年目は対象を抽出し、分析を開始するまでを計画していた。目標数とした対象数を得ることができ、尿の採取、質問紙調査も終了した。尿サンプルを分析機関へ空輸し、現在は分析中である。ほぼ計画通りに進行していることからおおむね順調に進展していると評価した。今年度は、オランダのEXPOSURE CONTROL研究所からの抗がん剤の含有量に分析結果と、看護師の抗がん剤の接触状況や健康状態について更に分析し、論文としてまとめて公表する。今年度はオランダのEXPOSURE CONTROL研究所から尿中のシクロホスファミドと5フルオロウラシル代謝産物のα-フルオロ-β-アラニンの含有量についての分析結果の報告を受ける。またそれらの結果と質問紙で得られた調査結果とあわせて、抗がん剤治療を受けている患者を看護している看護師の抗がん剤の曝露状況について検討する。研究経費は、分析費がユーロ/円の変動のため高額になることも考えられたことから、前倒して分析の費用を確保していた。次年度の研究経費は成果発表の旅費、及び論文投稿のための費用として使用する予定である。研究経費については分析費(5フルオロウラシル代謝産物としてα-フルオロ-β-アラニン、およびシクロホスファミド)、尿の分析用キット代、キット代の送料、情報収集のための国内旅費、消耗品費として主に計上する。分析費は10名から得られた尿サンプルがα-フルオロ-β-アラニンの分析用として77本、シクロホスファミドの分析用として77本であり、合計154本分となる。
水中テレビロボットによる海洋生物の生物形態学的解析システムの開発

海洋生物の形態測定は,採集して海上や陸上で計測することが唯一可能な方法である。水中ビデオやカメラによる撮影で形態を測定するために,当初は3次元ステレオスチールカメラによる方法を考えていたが,対象との角度,十分な光量の必要性,シャッターチャンスなど問題点があった。そこで,我々は,デジタルカメラを装着した水中テレビロボット(三井造船RTV-100MKIIの改造)を開発し,実際の撮影とプールでの標準体の撮影をおこない,形態計測の可能性を導くことができた。装着したカメラの解像度は35万画素であり,現在入手できる市販カメラ350万画素の1/10であるために,解析精度は落ちるが,その利用法を確立できた。デジタルカメラは夜間撮影能力の向上にもなった。高感度性を利用して生物を極力驚かさずに夜間の走行を可能とした。種々の採集用具の取り付け,環境測定システムの装着は,操縦への支障および取り付け場所の狭さから,本研究で使用した小型ROVでは,別途に従来の方法による採集および環境測定と併用する作業をとらざるをえなかった。ビデオおよびデジタルカメラの撮影データは採集した生物を反映し,その環境調査と撮影データよる生物の生態を総合的に解析することが可能となった。ビデオとカメラのデータ処理は,市販のソフトComposerとβカム録画のシステムを準備したが,最終的には市販のソフトPhotoshopを使って,形態の測定と行動の解析を行った。画像処理ソフトの向上も著しく,開発よりも市販ソフトの機能を利用する方策を取った。解析の自動化に向けてソフトの選択が今後重要になってくるはずである。魚群探知機による定量解析へのサポートは,現在の魚探能力では無理があり,逆に,魚探を使わずに,デジタルカメラ装着のROVによる探索が有効であった。今後は,開発したROVを利用したデータ収集に努め,より精度の高い形態測定を目指したい。海洋での小型水中ビデオロボット(以下ROV)の改良とデータ処理システムの開発を目的とする。今年度はROVの改良とそのデータの収集をおこなったため、業績として公表できる成果はなかった。今年の実施で生じた問題点を来年度に改良する結果となった。以下に実施計画項目毎の実施内容を記す。1.ROV:三井造船との共同で、デジタルカメラをROVに搭載し、カラービデオ以外に解像度で勝るモノクロを取り付けた。証明は赤フィルターを使用した。これらの改良と調整後、実際に海洋研究所の淡青丸および東京大学理学部附属臨海実験所で試運転をおこなった。淡青丸では、悪天候のせいもあって、投入しても運転に支障があり、撮影できなかった。臨海実験所では、ビデオとデジタルカメラの双方の撮影ができた。以上の結果から、今年度におこなったデジタルカメラの装着は運転に支障が出ることと、赤フィルターの使用は成功であったが、ストロボ撮影に光強度と方向の問題が生じることがわかり、来年度は内部組込で伝送系とする改良を行うことになった。2.データ解析:映像データの入手がスムーズにいかなかったために解析への着手が遅れている。ビデオ画像処理はPhotoshopを使う予定であったが、実際には動画処理に不向きであり、また、静止画像では解像度が劣り、目的とするデータ処理ができなかった。そこで、ビデオ画像処理システムを新たに構築し、対応するアプリケーションの導入をおこなった。これらは試行中で、実際の映像処理法の開発は来年度に待ち越しとなった。水中デジタルカメラを水中ビデオロボット(ROV)に取りつける作業は三井造船昭島研究所においてほぼ完成した。3回目の改良型は、今まで使用してきたシャープ製デジタルカメラをROV本体内に取りつけて、ROV既存の伝送系ケーブルに内蔵して船上で操作できるようにしたものである。

照明はROV本体以外に連動するストロボを一台取りつけた。撮影データはROVの取り出し口から直接ケーブルでパソコンに接続し、吸い上げる方式とした。ビデオは白黒にしたが、デジタルカメラの画像はカラーの鮮明なもので、両者の使途目的には不都合なく、本研究の目的の一つであるデジタルカメラによる撮影は、達成できたと言える。データ解析については、映像・画像データと実際の底質データの解析との比較をおこなった。映像・画像データの編集作業では、ビデオからの静止画像よりもデジタル写真は解像度が高いが、例えば砂の粒径を画像と底質データで比較できるほどの精度はなく、今後の課題として残った。しかし、粒度組成のタイプ別比較には十分に利用でき、ビデオとデジタル写真とで底質判断をつけるための簡単な指標作成にとりかかることが出来た。係留式デジタルカメラの設置は電池系統の不具合で予定の作業が出来なかったが、2回の試みで、次年度への改良点を探ることが出来た。写真データには、撮影の目的とした夜間には砂中から出るといわれ生物が写っていなかったが、自然界ではそうである可能性は高く、次年度に確かめたい。生物形態解析システムの進展はなかったが、次年度のシステム構築をおこなうために、今年度の映像・画像データは役立つものである。水中デジタルカメラを水中ビデオロボット(ROV)に装着する作業は平成10年度に完成したので、今年度はそれ以上の改良は加えなかった。実際の撮影例を増やすことを目的として海洋研の淡青丸を利用して撮影を長時間おこなった。平成10年1月26日-27日に「生物学と映像の現状と未来」と題するシンポジウムを海洋研にて代表者の窪川が主催した。分担者の東が「動物行動学と映像」、山本が「水中テレビロボットによる水中生物撮影」と題する講演をおこなった。本研究にて開発したデジタルビデオカメラについての成果と問題点については窪川および東が説明した。プログラムの開発は、市販ソフト"Composer"の利用開発が進まず、結局、静止画像をトレースし、解析する原始的な方法に頼った。まず、小動物の行動をモデル化し、それを実際の写真やビデオに照らし合わせるために、実験室内での行動を撮影し、解析した。その成果は平成11年9月の動物学会大会にて発表した。現在論文にまとめているところである。実際には撮影した写真の解析は平成12年度に持ち越された。一方、写真およびビデオの画像・映像からサイズと距離を測定するための指標は高等学校のプールを借りて作成した。その解析は平成12年度であり、これをもとにして、実際のデータからサイズと距離を求めることで、本研究の目的を達成する方向に進める予定である。先述のプログラムの開発は、現有の市販ソフトでは無理であることがわかったため、最近販売され、より良い性能を持つようになったパソコンのソフトから新たなソフトを選択し、使用する予定である。本年度が最終年度であった。
フッ化物系高電気抵抗ナノグラニュラー薄膜の開発とデバイス応用

本研究は,高周波ナノグラニュラー軟磁性膜の高抵抗化に関するものである.新しい試みとして,CoPd基磁性合金をナノグラニュール,フッ化物をマトリックスとした面内一軸異方性膜をタンデムスパッタ法で作製した.フッ化カルシウムをマトリックスとした膜は,従来膜の100倍以上の高い比抵抗を示し,これはフッ化カルシウム良好な結晶性に因ることを明らかにした.さらには,二倍以上の異方性磁界によって1.4倍以上の高い強磁性共鳴周波数を示す膜も得られた.この解明のため,ナノ組織の構造解析を行った結果,結晶配向など,一般的なナノ磁性体の軟磁性発現理論に反する結果を得て,異方性発現メカニズムに関する重要な知見を得た.本課題の目的は,従来の金属薄膜材料よりも比抵抗が極めて高い金属的磁性膜を開発することと,これらのデバイス応用に関する基礎検討を行うことである.25年度以降の計画には,1高抵抗のフッ化物系ナノグラニュラー軟磁性膜の作製と特性評価,および2磁気デバイスの基本設計および作製と評価の2項目を挙げた.1については,前年度までに有効性を見いだしているCaF2マトリックス相およびCo基合金グラニュール相を用いた膜の作製および評価を行った.まず,Co基合金グラニュールを,24年度に見いだしたCoPd合金からCoFePd合金への改良,即ち,Feの添加を行うと,膜の異方性は減少する代わりに磁化が高くなるため高透磁率化し,軟磁性体としての素性が良くなることがわかった.次に,本研究で採用しているタンデム法における基板回転が,膜の異方性付与に大きく寄与していることを見いだし,これを積極利用することで異方性がさらに強まり,かつ異方性分散が低減することがわかった.さらに,膜組成におけるグラニュールの量を増加させると,比抵抗は低下する一方で異方性は強くなることも見いだした.結果,一部の試料において,高周波限界がSHF帯(3 GHz)にまで及び,最高のもので7 GHzを超えた.これは,公表されているナノグラニュラー膜の結果の中で最高となるものである一方で,比抵抗の低下はCaF2による高抵抗化の恩恵を受けて許容範囲に留まった.ただし,これら現象の直接的な要因は未確認であり,デバイス応用に適するまで膜の性能を高めるに至っていないので,2については26年度に遂行するものとする.以上の進捗に基づき,直接的には,4件の論文掲載,1件の国際会議発表,および8件の国内学会発表を行った.国際会議発表については,新技術賞を受賞するに至った.関連研究においては,2件の論文掲載と10件の学会発表が行われた.本研究は,高周波ナノグラニュラー軟磁性膜の高抵抗化に関するものである.新しい試みとして,CoPd基磁性合金をナノグラニュール,フッ化物をマトリックスとした面内一軸異方性膜をタンデムスパッタ法で作製した.フッ化カルシウムをマトリックスとした膜は,従来膜の100倍以上の高い比抵抗を示し,これはフッ化カルシウム良好な結晶性に因ることを明らかにした.さらには,二倍以上の異方性磁界によって1.4倍以上の高い強磁性共鳴周波数を示す膜も得られた.この解明のため,ナノ組織の構造解析を行った結果,結晶配向など,一般的なナノ磁性体の軟磁性発現理論に反する結果を得て,異方性発現メカニズムに関する重要な知見を得た.本課題の目的は,優れた高周波透磁率特性に必要な金属的磁化特性を維持しながら,従来の金属薄膜材料よりも比抵抗が極めて高い膜を開発することと,これのデバイス応用に関する基礎検討を行うことである.24年度の計画には,1フッ化物絶縁層の検討,2磁性相材料の検討,3高周波電源の購入とスパッタ装置の改良,および4高抵抗フッ化物系グラニュラー軟磁性膜の作製の4項目を挙げた.1については,ナノグラニュラー構造における絶縁層の絶縁性を追求したところ,バンドギャップが大きく,成膜状態での結晶性に優れる材料が良いことがわかり,フッ化カルシウムが現在検討した中で最も所望のフッ化物材料であることを見いだした.2については,コバルト基合金の高磁化もしくは高異方性を利用することで,GHz帯対応材料とすることができることがわかった.選ばれたフッ化物および磁性体を採用し,既存スパッタ装置でのナノグラニュラー薄膜の試作によって4の基礎検討を行い,より良い試料作製を行うための装置改造項目を抽出した.この検討結果に基づいて専用の試料作製装置を整備したことで,3も達成した.以上の進捗に基づき,2件の学会発表および1件の特許出願を行うことができた.本課題の目的は,優れた高周波透磁率特性に必要な金属的磁化特性を維持しながら,従来の金属薄膜材料よりも比抵抗が極めて高い膜を開発することと,これのデバイス応用に関する基礎検討を行うことである.平成26年度の計画には,1膜の強い一軸異方性(高周波化)の要因やその分散低減に関する検討,および2磁気デバイスの設計・試作・評価の2項目を挙げていた.

平成25年度末までに課題として浮き彫りになっていた1について,透過電子顕微鏡(TEM)観察,X線極点図解析(XPFA),およびLLG方程式に基づく磁気特性の解析などを導入し,検討した.ナノグラニュラー膜も含まれるナノ磁性体の軟磁性は,磁性ナノ結晶がランダム配向することが前提として説明されてきたが,それに反して磁性ナノ結晶の形状および結晶方位に配向が見られることがTEM観察からわかった.また,XPFAにより,結晶配向は成膜における基板回転に依存して集中的に付与されており,これが強い一軸異方性の要因であるというモデルを立てるに至った.異方性分散についても,XPFAやX線回折による結晶性評価,および磁気特性の解析から,上記結晶配向に依存した角度分散,およびスパッタ条件に依存するナノスケールでの組成バラツキによる強度分散を見出した.これらは,ナノグラニュラー膜の研究において革新的な成果であり,今後の研究に寄与するであろう.以上に基づき,7件の論文発表(査読有り5件),および12件の学会発表(国際会議2件)を行った.2も行う予定であったが,当初の目的の一つであるナノグラニュラー軟磁性膜の高抵抗化のみならず高周波化も達成したため,その解析,即ち1を優先して研究を進めた.結果,上記のように多くの結果が得られたことから,3年間に渡る本研究助成の効果は目的以上に得られたと確信しているが,今後,機会を設けて本研究成果をデバイス応用にまで発展させたい.ナノグラニュラー膜「9.研究業績の概要」で述べたとおり,25年度は,予期せぬ多くの発見があったため,デバイス応用に適した膜にまで性能を高めるには,これらの直接的な要因を究明する必要がある.つまり,研究計画からやや遅れて進展しているのは,材料に関する検討事項が大幅に増加したことによるものであり,25年度当初に予定していた検討事項については,デバイス応用に関するものは除いて,概ね成果が出ているものと考えている.「9.研究業績の概要」で述べたとおり,24年度は研究計画を100%達成することに成功しており,研究計画がおおむね順調に進展している.これは,研究の着手以前の蓄積データがあり,かつ研究組織メンバーの着想と努力が見事に成功したことによって,比較的短時間に成果を得ることができたことに因る.実用的な磁気デバイス開発のためには,単に高抵抗で高周波限界性能がGHzに及んでいるだけではなく,異方性分散も小さくなければならない.異方性分散が大きければ,低周波から磁気損失成分が発生するからである.グラニュラー膜については,従来異方性分散が大きいことが知られている.しかし,「9.研究実績の概要」で述べたように,成膜方法であるタンデム法の特徴である基板回転を利用すれば,異方性分散が抑制されることを見いだしており,現在までに,従来の半分程度にまで抑えられている.ただし,優れた高周波特性を得るためには,さらに3分の1程度にまで分散は抑えられるべきである.このためには,材料の微細組織や特性を詳細に解析し,成膜条件の最適化をさらに進める必要があると考えられる.しかし,昨年度までに見いだした現象を論理的に考察した結果,研究組織メンバーの着想と努力が無駄なく遂行されたことによって,比較的短時間に成果を得ることができている.デバイスへの応用実験については,適する膜の開発にまで至っていないために未着手であるが,これも過去の成果による技術の蓄積があり,これらを活用することで遅れを取り戻し,短期に完了することができると考えている.研究費の使用計画については,研究費の大半を占めていた装置の整備は昨年度に完了しており,今年度以降は,残額による試料作製に消費する原材料および消耗品の購入,および成果報告の費用に特化して使用している.「9.研究業績の概要」で磁性体にはコバルト基合金が適していると述べたが,具体的には,現在のところ,優れた高周波磁気特性を得るために,高い磁化を得るにはCoFe合金,高い異方性を得るにはCoPd合金が適していることを見いだしてる.しかし,CoFeの異方性は低く,CoPdの磁化は小さい.また,CoやPdは高価な金属元素のため,これらを低減して行くことが必要である.
薬物誘発性歯肉増殖症におけるI型コラーゲン線維及びサイトカインのmRNAの発現

ラット歯肉増殖症モデルを用いて、免疫抑制剤サイクロスポリンA(CsA)或いは降圧剤ニフェジピン(Nif)を経口投与し、以下の方法にて歯肉増殖症の発症機構について考察した。薬物投与後、55日目まで経時的に下顎大臼歯部歯肉より全RNAを分離し、通報にてRT-PCR法を用いて各々I型コラーゲン、コラゲナーゼmRNA発現量をコントロール群と比較検討した。CsA投与群では8日目で対照群の約半分となり、それ以降も著明に抑制された。コラゲナーゼmRNAの発現レベルは、15日目以降有意に抑制された。Nif投与群においても、CsA投与群と同様に時間経過と共にそれぞれのmRNA発現量は抑制された。また、同様にRT-PCR法によりCsA投与ラット歯肉において、線維芽細胞の増殖及びコラーゲン線維産性を促進するTGF-β発現量を測定すると、30日まで差は認められず、55日では約半分に抑制された。この増殖歯肉部では炎症を認めず、炎症のない組織では線維芽細胞によるファゴサイトーシスにより主にコラーゲン線維が分解されるため、I型コラーゲン線維で表面処理したラテックスビーズを用いて、歯肉より線維芽細胞を分離培養しそのファゴサイトーシス能を測走した。CsA8日間投与群由来線維芽細胞のphagocyticcellの割合は5.8±0.8%、対照群は51.8±3.2%となる。CsA30日間投与した場合は、9.9±1.5%、Nif投与群は13.2±1.0%、対照群は33.3±4.9%となり、薬物投与によりコラーゲンファゴサイトーシスの抑制が明かとなった。以上のことから、コラーゲン線維の分解抑制により歯肉増殖症が惹起されることが示唆された。サイクロスポリンA(CsA)の副作用のとして、結合組織でのコラーゲン線維増生が著明な歯肉増殖症が知られている。そこで、結合組織の主成分であるI型コラーゲンの合成と分解について、ラットを用いたCsA誘発性歯肉増殖症モデル(Nishikawa et al.J Periodontol 1996,67,463-471)を用いて検討した。CsA投与開始後、55日まで経時的に下顎大臼歯部歯肉から全RNAを分離し、RT-PCR法により同線維及びコラゲナーゼmRNAの発現を測定し比較検討した。内部標準G3PDHにて補正し0日でのmRNA発現を1.0とすると、薬物投与群及び非投与群共に、3日後に各々1.3,1.2となり以降経時的に減少し、55日では非投与群は0.25、投与群は非投与群の約1.0%のmRNA発現量となった。コラゲナーゼmRNAの発現も、両群ともに経時的減少を認め、55日では非投与群は約0.7、投与群は約0.15と抑制された。今回使用した動物実験系では、歯肉結合組織において殆ど炎症を認めず、また正常歯肉においては、コラーゲン線維は主に線維芽細胞のphagocytosisにより分解されることが知られている。55日目の投与群及び非投与群の、各々下顎大臼歯部歯肉から線維芽細胞を分離培養後、Knowlesらの方法(J Cell Science 1991,98,551-558)に従い、collagen coated latex beadsの同細胞への取り込みをFACScanにて測定した。非投与群では、約30%の細胞がphagocytosis能を有しているのに対し、投与群では、殆ど取り込みはなく著しい抑制が認められた。

以上の結果から、CsA誘発性歯肉増殖症はコラーゲン線維の分解抑制によると強く示唆された。ラット歯肉増殖症モデルを用いて、免疫抑制剤サイクロスポリンA(CsA)或いは降圧剤ニフェジピン(Nif)を経口投与し、以下の方法にて歯肉増殖症の発症機構について考察した。薬物投与後、55日目まで経時的に下顎大臼歯部歯肉より全RNAを分離し、通報にてRT-PCR法を用いて各々I型コラーゲン、コラゲナーゼmRNA発現量をコントロール群と比較検討した。CsA投与群では8日目で対照群の約半分となり、それ以降も著明に抑制された。コラゲナーゼmRNAの発現レベルは、15日目以降有意に抑制された。Nif投与群においても、CsA投与群と同様に時間経過と共にそれぞれのmRNA発現量は抑制された。また、同様にRT-PCR法によりCsA投与ラット歯肉において、線維芽細胞の増殖及びコラーゲン線維産性を促進するTGF-β発現量を測定すると、30日まで差は認められず、55日では約半分に抑制された。この増殖歯肉部では炎症を認めず、炎症のない組織でぱ線維芽細胞によるファゴサイトーシスにより主にコラーゲン線維が分解されるため、I型コラーゲン線雑で表面処理したラテックスビーズを用いて、歯肉より線維芽細胞を分離培養しそのファゴサイトーシス能を測定した。CsA8日間投与群由来線維芽細胞のphagocyticcellの割台は5.8±0.8%,対照群は51.8±32%となる。CsA30日間投与した場合は、9.9±1.5%、Ni投与群は13.2±1.0%、対照群は33.3±4.9%となり、薬物投与によりコラーゲンファゴサイトーシスの抑制が明かとなった。以上のことから、コラーゲン線維の分解抑制により歯肉増殖症が惹起されることが示唆された。