hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
頭頚部管腔臓器再生における血管新生と組織修復機構の解明

(4)生体材料の移植と組織学的評価SD系ラットを用いて気管欠損モデルを作製し、コラーゲンスポンジ片を移植した。ラット気管を摘出し、コラーゲンスポンジの経時的変化を組織学的に観察した。術後3日ではスポンジ周囲に細胞浸潤を認めたものの内部への浸潤は軽度で、血管新生は認められなかったが,術後7日では内部への細胞浸潤は増加し血管新生が認められた。本研究の目的は、頭頸部管腔臓器再生における血管の新生と組織修復過程を免疫組織学的、生理学的に調べ、組織再生のメカニズムを明らかにすることにある。平成17年度の本研究にて、骨髄間葉系幹細胞の採取とコラーゲン内での3次元立体培養、血管前駆細胞、線維芽細胞、脂肪組織由来幹細胞の採取と培養、標識法を確立した。平成18年度は頭頸部管腔臓器の切除モデルを作製し、生体材料とともにこれらの細胞を移植し、レシピエント組織における血管新生、組織再生の経時的変化、移植細胞の分化を解析した。実験動物の取り扱いに関しては福島県立医科大学動物実験ガイドラインに沿って、愛護的に行った。ラット気管の欠損部にm-YFPで標識した線維芽細胞とコラーゲンスポンジを移植したところ、多くの円柱線毛上皮細胞が認められ、上皮層の増殖、移動、分化などを促進することが判明した。一方、移植した線維芽細胞は2週間でほぼ消失し、早期の創傷治癒と上皮化促進に寄与しているものと考えられた。自己のラット脂肪組織由来幹細胞とマトリゲルを皮下に移植すると、細胞を含まないコントロールに比べて著明な血管新生を認めた。次にラット気管に自己の脂肪組織由来幹細胞とコラーゲンスポンジを移植したところ、コントロールに比べて、血管新生が多くみられ早期に上皮化し円柱状の線毛細胞に分化した細胞や偽多列線毛上皮層が認められた。イヌ口蓋の欠損部に骨髄間葉系幹細胞とβ-TCPを移植し、粘膜上皮、結合組織、一部骨の組織再生を得た。イヌ声帯および甲状軟骨の欠損部にコラーゲンスポンジとポリプロピレンメッシュを移植したところ、粘膜上皮、結合組織の再生を得たが、安定した声帯の隆起形態は得られなかった。今後の研究発展が望まれる。これらの結果から頭頸部管腔臓器再生において血管の新生の誘導が重要であり、早期の組織修復を得るためには適切な細胞の移植が効果的であることがわかった。
遺跡調査に基づく中国仏教の地域的歴史文化の研究

本研究は、中国四川省の安岳地方・湖北省の荊楚地方・江西省の宜春と〓州などの地域を中心として、各地の仏教遺跡の現地調査を行い、これに文献史料の考察も加えることによって、それぞれの仏教遺跡の確認や新しい史料の発見、また、明代前期四川仏教の代表的人物の思想や経歴、天台智者の出身地の所在、当陽玉泉寺関羽信仰の発生・変化の経過、江西地方の禅宗発達の原因等の解明、という成果を挙げた.本研究は、中国四川省の安岳地方・湖北省の荊楚地方・江西省の宜春と〓州などの地域を中心として、各地の仏教遺跡の現地調査を行い、これに文献史料の考察も加えることによって、それぞれの仏教遺跡の確認や新しい史料の発見、また、明代前期四川仏教の代表的人物の思想や経歴、天台智者の出身地の所在、当陽玉泉寺関羽信仰の発生・変化の経過、江西地方の禅宗発達の原因等の解明、という成果を挙げた.1)「智者大師出身地考辯」は、天台智者の出身地を検証したものである。天台智者は天台宗の創立者であるため、彼に関する研究は数多い。しかし、彼の出身地がどこであったかは、従来、曖昧なままにされてきた。最古の文献の記録によれば、智〓の出身地は「荊州の華容県」であった。しかし従来の研究ではその華容県がどこなのか不明確であったために、研究者は、一般的な歴史地理関係の辞書に頼って解説するほかなかったのである。本論は、文献資料の再検討、華容県の歴史的沿革の考察、従来の諸説の分析、及び公安県における天台智者の遺跡調査などを踏まえ、天台智者の出身地が現在の湖北省公安県であったことを明らかにした。2)「古拙俊和尚及びその資料と遺跡」は、古拙俊の経歴や伝承、資料や遺跡などを検証した論考である。古拙俊は、明代初期臨済宗の禅僧で、「宋元以来の径山師範の禅系」から「明代前期の四川仏教」への移行に際して、多大な貢献をした人物である。しかし、従来、彼の法名すら不明とされ、彼に関する研究は皆無であったといってよい。本論は、「明代前期四川仏教の研究」の一環として、関連文献や遺跡の調査を踏まえて、古拙俊の生涯や中国国家図書館所蔵の遺著について、また、南京天界寺の遺跡について明らかにした。3)「当陽玉泉寺元代鐘銘及関公顕聖伝説之考察」は、当陽玉泉寺の元代鐘銘の内容、関連史実、及び関羽と仏教との伝説について考察したものである。湖北省当陽県の玉泉寺は荊楚地方の仏教聖地であり、天台宗や関羽信仰の発祥地でもある。玉泉寺の元代の鐘銘には、関羽の魂が、玉泉山で御利益を示し、天台智者を助けて玉泉寺を建てさせた、という伝説が記録されている。本論は、この元代の鐘銘を手がかりとして、元代玉泉寺の歴史と、玉泉山における関羽信仰の伝説とを考察し、隋唐時代から宋代にかけて、関羽信仰には様々なバージョンがあったことを明らかにした。「道林無際禅師考」は、明代臨済宗の僧道林無際(1381-1446)の経歴と思想などについて考察したものである。無際禅師は明代前期四川仏教の代表者であるが、従来、彼に関する研究は殆どなされていない。本論文は、関係史料の記載を分析し、彼の早期の経歴・古拙禅師との関係・四川地方での活動・北京での活動、語録の記載・「心薬方」との関係・関係遺跡などについて明らかにした。「関於古拙・無際的資料与遺跡」(古拙・無際の資料と遺跡について)は、研究代表者が遺跡調査によって収集した、古拙・無際師弟2人の関係資料及び遺跡の調査報告である。内容は、(1)古拙和尚の遺著、(2)道林寺の碑文、(3)木門寺の碑文、(4)寂光寺の碑文、(5)古拙・無際の遺跡など五つの部分から成り、文字の校勘・遺跡の歴史と現状に関する説明を加え、一般の歴史文献記載には見られない資料集となっている。「当陽玉泉寺関公顕聖伝説考」(当陽玉泉寺における関羽の御利益を示す伝説の考察)は、関羽を仏教の護法神とする信仰は如何に発生・変化したのを考察するものである。本論文は、当陽玉泉寺の元代鐘銘および他の文献資料の記載を手かがりとして、関羽信仰は、最初は玉泉寺の仏教とは無関係であったが、宋代に玉泉寺仏教の護法神となり、明代にその護法神は普浄禅師に変わった、という事実を明らかにした。他の三本は、本研究課題の範囲外のものであるが、何れも遺跡調査の方法を用いて中国仏教の歴史文化を考察したものである。「寧波七塔寺相関史実考略」は、寧波七塔寺に関する一部の史実を、また「関於仏教的『天』与世界図式」(仏教の「天」と世界図式について)は、仏教における「天」及び世界図式を、「関於朱弁的追跡調査」(朱弁に関する追跡調査)は、遺跡調査によって宋金時代の朱弁に関する種々の事実を、それぞれ明らかにしたものである。1、論文発表は4本あり、内容と意義は以下の通り。

1「再論智者大師的出生地ー関于『智者故里』之我見」(智者大師の出生地再論ー「智者故郷」に関する私見)は、天台智者(538-597)の出身地問題について、以前発表した自身の論文「智者大師出身地考辯」の内容を要約した上で、最近湖北省荊州地方で生じた「智者の故郷」をめぐる論争に答えたものである。2「再論智者大師的出身地ー関于『智者故里之争』的看法」(智者大師の出身地再論ー「智者の故郷論争」に関する見方)は、上記の1と重なる内容もあるが、作者の該当問題に関する検討の経緯や「智者の故郷論争」に於ける「潜江説」に賛同できない理由を加えたものである。この1と2は、天台智者の出身地を更に明らかにした成果である。3「四祖道信的伝記和遺跡」(四祖道信の伝記と遺跡)は、文献史料における道信(580-651)の経歴に関する記載の変化、および湖北省黄梅県にのこる道信の遺跡について考察したものである。4「海雲印簡禅師相関遺跡漫談」(海雲印簡禅師関係遺跡漫談)は、「海雲碑」・海雲像・海雲塔など海雲印簡(1202ー1257)に関する元代の仏教遺跡を検討したものである。この3と4は、遺跡調査の方法をより広い範囲の対象に用いた試論である。2、学会発表は4件あり、内容と意義は以下の通り。1「仏法与王権ー以道安・慧遠・神会為例」(仏法と王権ー道安・慧遠・神会を例として)は、襄陽地方に関わる仏教歴史人物を具体例として、仏法と王権との関係を論考したものである。2「従地方性看禅宗的形成与発展」(地方性から見た禅宗の形成と発展)は、早期禅宗の地方意識、及び黄梅地方の特殊な地縁と中国禅宗の形成・発展との関係を論じたものである。3「北京広通寺小考」は、北京広通寺の遺跡、及び広通寺関係の人物や史実を考察したものである。4「海雲印簡禅師相関遺跡漫談」は、論文4と同じ。23年度には、当初の計画以上に、多くの論文や学会での発表を行うことができた。その理由は、1、限られた研究時間の中で、研究代表者は一生懸命努力した。2、研究代表者には、これまでの遺跡調査と資料の蓄積がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、本研究課題の3年目にあたり、当初の研究計画にしたがって推進したいと考えている。具体的には、(1)これまで取り上げていない部分の検討(例えば、江西禅宗遺跡の調査および資料の分析整理、荊楚仏教研究の補足など)。(2)これまでの研究成果をまとめる。(3)本研究課題に関する報告書の作成。なお、将来的には、本研究課題と同じ方法によって、遼金元時代における北方仏教の歴史文化的研究を計画している。
産業デザイン分野におけるデザイン評価が及ぼす影響の解明と価値創造の実現

本研究はデザインの創造行為に対する評価行為に着目した研究であり,過去のデザイン評価が及ぼした影響を考察し,次なる創造行為に効果的な評価を与える項目を明らかにすることが目的である.これまでの研究ではデザイン領域の拡がりによって創造行為に新たな選択肢が与えられる事象に着目し,領域拡大を促すデザイン評価を検討した.デザイン対象を創造する際,デザイン対象を製造する以前の企画構想段階や試作段階においてもその経過ごとにデザイン評価を多く与えている.これまでの研究における主となるデザイン評価は、デザイン対象の製造後に与えられる評価であったが、その評価の中で重要視される「デザイン意図の明確性」と製造以前の評価が深く関わっていることを本研究では指摘し,各段階におけるデザイン評価基準の必要性を言及した.そこで,新規事業企画提案を目的とした「東京ビジネスデザインアワード」を調査し企画立案に必要な審査視点・審査基準を整理した.整理された視点及び基準をアワードの理念と照らし合わせ,審査基準の明文化を行った.得られた企画構想段階である審査員の発言と,製造後段階としてのグッドデザイン賞審査員の発言を比較し分析した.繰り返し発言されるキーワードと語句の希少さによる重み付けを行い,言語として現れる両審査内で評価される価値を抽出した.大きく偏りを見せた語句をまとめると「期待」と「成果」に二分され,デザイン評価を再定義した.価値創造プロセスに必要な要件を整理した.企画段階に領域を超越する可能性があるか.与えられる評価が成果以外に次なる期待を含む評価となるか.領域が増加した際に細分化可能か,付属領域が過小評価されていないか,対象を違う視点で捉え直すことは可能か,領域に含まれるコンテクストに新たな概念が含まれていないか.これらを段階的に確認することによって,価値創造を実現するデザイン評価プロセスモデルとなる.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。【研究計画】本研究はデザインの創造行為にたいする評価行為に着目した研究であり、過去のデザイン評価が及ぼした影響を考察し、次なる創造行為に効果的な評価を与える項目を明らかにすることが目的である。デザイン評価による価値創造の実現とそのプロセスの構築を目指すため、今年度は代表的なデザイン表彰制度であるグッドデザイン賞を調査しデザインの変遷及びデザイン評価の変遷を辿り、評価される価値とその評価項目の解明を試みること、価値と評価項目の関係性から新たな価値を創造するプロセスの検討を計画した。【研究内容】デザイン評価の調査として、2015年度のグッドデザイン賞審査に帯同し、評価視点である産業視点・利用者視点、有形・無形の区分に合わせて調査した。審査員の言動を中心に撮影し1828分に渡る会話内容の文字起こしを行った。57年にわたるグッドデザイン賞の歴史を5段階に分類し、社会事情に合わせた価値基準を確認した。産業領域の拡充・新たな価値基準の登場・領域の多様化複雑化はデザインの評価と密に関係していると改めて考察され、デザイン対象の領域変化を樹形図として体系化した。過去の審査コメントを収集し、デザイン領域の変化に合わせ評価された関連語句を抽出、領域変化と同様な形で評価語句を整理することで各段階における評価目的と評価対象の関連を明示した。これらによってデザイン評価項目を目的と種類によって、各時代に分けて分類した。デザイン樹形図の枝分かれ点であるデザイン領域が拡大される際のデザイン評価に着目し、領域開拓のプロセスを考察した。筆者はこの領域開拓がデザインにおける新たな選択肢の創造、価値の創造であると捉え、デザイン評価が与える影響について考察した。領域開拓には技術革新・社会動向・経済状況などの関連事項が見受けられ、開拓したことに対する評価項目は明らかではあるが、領域開拓を導く評価項目は示されなかった。【進捗状況】予定通り、過去から現在に至るまでのグッドデザイン賞審査概要及び審査プロセスを記述化することにより、入力データを収集、得られたデータをテキストマイニングにより分析が行われた。またその分析結果に対し、適切かつ詳細に考察を行い、デザイン評価のメカニズムを明らかにしさらにデザイン評価のあるべき方向性を明らかにした。それらの結果からさらに得られた考察点に対し再度調査し、それら成果を論文としてまとめ投稿を行った。本研究はデザインの創造行為に対する評価行為に着目した研究であり,過去のデザイン評価が及ぼした影響を考察し,次なる創造行為に効果的な評価を与える項目を明らかにすることが目的である.これまでの研究ではデザイン領域の拡がりによって創造行為に新たな選択肢が与えられる事象に着目し,領域拡大を促すデザイン評価を検討した.デザイン対象を創造する際,デザイン対象を製造する以前の企画構想段階や試作段階においてもその経過ごとにデザイン評価を多く与えている.これまでの研究における主となるデザイン評価は、デザイン対象の製造後に与えられる評価であったが、その評価の中で重要視される「デザイン意図の明確性」と製造以前の評価が深く関わっていることを本研究では指摘し,各段階におけるデザイン評価基準の必要性を言及した.そこで,新規事業企画提案を目的とした「東京ビジネスデザインアワード」を調査し企画立案に必要な審査視点・審査基準を整理した.整理された視点及び基準をアワードの理念と照らし合わせ,審査基準の明文化を行った.得られた企画構想段階である審査員の発言と,製造後段階としてのグッドデザイン賞審査員の発言を比較し分析した.

繰り返し発言されるキーワードと語句の希少さによる重み付けを行い,言語として現れる両審査内で評価される価値を抽出した.大きく偏りを見せた語句をまとめると「期待」と「成果」に二分され,デザイン評価を再定義した.価値創造プロセスに必要な要件を整理した.企画段階に領域を超越する可能性があるか.与えられる評価が成果以外に次なる期待を含む評価となるか.領域が増加した際に細分化可能か,付属領域が過小評価されていないか,対象を違う視点で捉え直すことは可能か,領域に含まれるコンテクストに新たな概念が含まれていないか.これらを段階的に確認することによって,価値創造を実現するデザイン評価プロセスモデルとなる.【今後の課題】領域開拓を導くデザイン評価項目の存在について、評価を与える対象や段階と評価に含有される意味合いについて考察を行った。デザインに評価を与える際、多くは創造された対象に対して評価を与えるが、創造する前の企画段階や創造中の製造段階においても評価を与えている場合がある。これは、今までの研究で重要視されていたデザイン意図の明確性と深く関わっており、デザイン意図の善し悪しを判断する基準の存在が指摘された。そこで、デザインが製品開発フローに関わる業務を調査し、段階的にデザイン行為を分類する必要がある。主に商品企画とプロタイプ制作において評価が必要とされており、判断基準の明確化を行う必要性が示された。同時に、評価に含まれる期待と効果について整理し、期待する効果と得られた効果の両者の区分を明確にする必要がある。また、領域開拓、価値創造を導くデザイン評価に関連する語句は調査の中では示されなかった。これは価値として認められた結果に対する評価が主として述べられ、これから導くべき価値への希望や促進意見などが独立して見受けられなかったことが要因と考えられる。先述したように、デザインの開発段階別に判断基準を整理することで評価による価値創造プロセス構築の検討を目指す必要がある。また、段階別にしたことによって評価と期待、効果に関連する語句や関係性が複雑化するため、明確な整理と定義づけを行うべきである。28年度が最終年度であるため、記入しない。
海洋藻類の無機炭素取り込み機構と藻類群集構造の変動メカニズムに関する研究

本研究は、主要藻類の無機炭素(Ci)取り込み機構と藻類間の環境場に対する光合成代謝の応答の違いについて検討し、両者の関係を明らかにすることを目的としている。今研究を遂行するに当たり、H16年度は、珪藻類Thalasiosira weissflogii (TW)に対し、窒素栄養塩(NO3-)供給で成長速度をコントロールする連続培養装置を立ち上げた。これに、CO2ガス供給に変化を付けることで、異なる[CO2]条件に応答した光合成代謝活性を持つTW株を培養した。H17年度は、別途、名古屋大学のアイソトープ総合センター内実験施設で検討を行ってきた14C非平衡実験法を用いて、培養したTW株のCi取り込み特性の違いについて調査した。その結果、同CO2条件下では、成長速度が異なっていても、TW株のHCO3-/CO2取り込み比にあまり違いはなく、むしろCO2条件によって取り込み比が変化することが判明した。一方、FRRF法によって求められた光化学系IIパラメータ(Fv/Fmなど)に大きな変化は見られないことから、今実験のような連続光下(光が十分)では、Ci取り込み特性の違いが光合成エネルギーコストに与える影響はあまり大きくないと考えられる。このようなCi取り込み特性とエネルギーコストの関係を更に明らかにするには、上記結果の再現実験を行うと共に、弱光条件の実験が必要である。又、今年度はTW株以外にも、ハプト藻株についても同様の実験を行う予定であったが、培養条件の設定が難しく、14C非平衡実験まで行うことが出来なかった。このため、今回の実験結果からは、藻類群集の遷移メカニズムについて、言及することが出来なかった。しかしながら、今研究結果は、大気CO2レベルの上昇が海洋藻類に与える直接的な影響を評価する上で、重要な知見を与えるものである。本研究は、主要藻類の無機炭素取り込み機構と藻類間の環境場に対する光合成代謝の応答の違いについて検討し、両者の関係を明らかにすることを目的としている。今研究を遂行するに当たり、初年度は、先ず、海洋藻類が行う光合成の主要な制限要因の一つである窒素栄養塩(NO_3)に加え、溶存態二酸化炭素(CO_<2aq>)の供給に対する光合成代謝の変化を定量的に捉えるために、藻類株の連続培養装置を立ち上げた。藻類株は珪藻類Thalasiosira weissflogii(TW)を用いた。チャンバー内のTW株生物量を顕鏡法とクロロフィル測定によりモニターすることにより、定常的なTW株の対数増殖を確認した。最終的に、4段階の[NO_3]と[CO_<2aq>]条件に応答した成長速度(もしくは代謝活性)を持つTW株を培養することに成功した。今後、TW株に加え、ハプト藻類Isochrysis galbana(IG)株についても同様の培養系を立ち上げる予定である。この培養系の立ち上げと平行して、藻類株の無機炭素種(HCO_3 vs CO_<2aq>)の取り込み比を推定するための^<14>C非平衡実験法の検討を、名古屋大学のアイソトープ総合センター内実験施設で行った。短時間での細かい実験操作を必要としたが、結果について一定の再現性を確認することができた。又、試料株の無機炭素取り込み機構を検証するために行う炭素安定同位体比の測定法についても検討・確認を行った。来年度(H.17)は、上記のように確立したプロトコルに従って実験・測定を行い、環境条件に応答したTW株とIG株のHCO_3/CO_<2aq>取り込み比と成長速度や光化学系IIパラメータ(Fv/Fm : FRRF法)との関係について評価する。
ラットの内耳破壊後に前庭小脳で増加する脱リン酸化酵素の平衡代償における機能解析

一側の内耳前庭障害後に発現する著明な平衡障害は、時間の経過とともに次第に軽減してゆく。この前庭代償と呼ばれる現象は、中枢神経系の可塑性に基づく現象である。前庭代償に関連する分子を同定する目的で、ラットの一側内耳破壊後に小脳片葉で転写の促進あるいは抑制を受ける遺伝子をdifferential display法により検索した。内耳破壊後に小脳片葉でprotain phosphatase2A-β(PP2A)catalytic subunit mRNAの発現が上昇することが認められた。PP2A mRNAの発現は両側の小脳片葉において内耳破壊後2時間で最大に達し、内耳破壊後の前庭代償による眼振の消失に伴って、2週間以内にもとのレベルに回復した。また、PP2A mRNAの発現は小脳片葉のプルキンエ細胞層に認められた。さらに、小脳片葉にPP2Aの阻害薬であるokadaic acidを注入したところ、内耳破壊後の眼振の消失が延長し、前庭代償が遅延した。以上の結果から、内耳破壊後に小脳片葉のプルキンエ細胞において発現が上昇するPP2Aが、前庭代償に重要な役割を担っているものと考えられる。内耳破壊後に小脳片葉でグルタミン酸レセプターのδ-2 sibunit(δ-2) mRNAの発現が減少することが認められた。δ2mRNAの発現は両側の小脳片葉において内耳破壊後12時間で最低に達し、内耳破壊後の前庭代償による眼振の消失に伴って、1週間以内にもとのレベルに回復した。また、δ2 mRNAの発現は小脳片葉のプルキンエ細胞層に認められた。さらに、δ2を欠損するミュータントマウの内耳破壊を行ったところ、前庭代償の初期過程が障害された。以上の結果から、内耳破壊後に小脳片葉のプルキンエ細胞において発現が減少するδ2が、前庭代償に重要な役割を担っているものと考えられる。PP2Aとδ2は、小脳の長期抑制を調節することにより、前庭代償を誘導している可能性が考えられた。一側の内耳前庭障害の後に発現する著明な平衡障害は、時間の経過とともに次第に軽減してゆく。この前庭代償と呼ばれる現象は、中枢前庭神経系の可塑性に基づく現象である。ラットの内耳を破壊した後、2日目に小脳片葉を術側、健側に分けて取り出し、さらに正常動物の片葉からそれぞれtotal RNAを抽出した。forwardおよびreverse primerにはそれぞれ全く任意のプライマーを用い、^<32>Pを用いたPCR法により増幅し、その産物をゲル上に電気泳動でdisplayした。PCR産物をフィルム・オートラジオグラフィーにて比較し、正常動物と比較して内耳破壊後の動物の両側小脳片葉で増加しているDNAフラグメントをゲルより採取した。その塩基配列をシークエンスした結果、protein phosphatase 2Aβcatalytic subunit(PP2A)の塩基配列と100%一致した。in situ hybridization組織化学法を行ったところ、PP2Aは小脳片葉もプルキンエ細胞層において発現が上昇していた。また、小脳片葉におけるPP2Aの発現の経時的変化をノザン・プロット法により検討した。

PP2Aは内耳破壊後12時間目より発現が上昇し始め、2日目に最高値に達し、2週間以内に元のレベルに戻ることが認められた。PP2Aが中枢神経系のシナプスの長期抑圧現象に関与していることが知られている。また、我々の以前の研究より、前庭代償の初期過程において小脳片葉から前庭神経核への抑制パターンが変化することが重要であることが明らかになった。本研究の結果から、内耳破壊後に小脳片葉で一過性に上昇するPP2Aが前庭神経核に対する抑制パターンの変化に関与している可能性が示唆された。一例の内耳前庭障害後に発現する著明な平衡障害は、時間の経過とともに次第に軽減してゆく。この前庭代償と呼ばれる現象は、中枢神経系の可塑性に基づく現象である。前庭代償に関連する分子を同定する目的で、ラットの一側内耳破壊後に小脳片葉で転写の促進あるいは抑制を受ける遺伝子をdifferential display法により検索した。昨年度の本研究において、内耳破壊後に小脳片葉の脱リン酸化酵素のmRNAの発現が増加することを見い出し、その機能解析を行った。本年度の本研究では、同様に一側の内耳破壊後に小脳片葉を取り出してtotal mRNAを抽出し、differential display法により内耳破壊後に小脳片葉で両側性に発現が減少しているバンドを切り出した。切り出したバンドからcDNA断片を回収し、PCRにより増幅した。次に、増幅された反応産物をクローニングした。その結果、このcDNAはglutamate receptor δ-2 subunit(δ2)と100%ホモローグであった。小脳片葉のδ2の内耳破壊後の経時変化を、northan blotting法により検討した。δ2は内耳破壊後6時間頃より減少し、12時間後に最低値に達し、1週間以内に対照動物と同じレベルまで回復した。in situ hybridization histochemistryを行ったところ、δ2は内耳破壊動物の両側の小脳片葉のプルキンエ細胞層において発現が減少していた。δ2を欠損するミュータントマウス(東京大学、三品昌美教授より供与)の耳の右内耳破壊を行った。内耳破壊後12時間まではミュータントマウスの左向きの眼振の頻度は、ワイルドタイプのマウスと比べて、高かった。しかし、その後は両者の眼振頻度に差はなく、48時間後までに徐々に消失した。以上の結果から、内耳破壊後に小脳片葉のプルキンエ細胞において発現が減少するδ2が、前庭代償に重要な役割を担っているものと考えられた。
制限増殖型ウイルス治療におけるPETを用いた新規評価法の開発

新規制限増殖型アデノウイルスベクター(Ad-CMVsr39TK-OCE1a)を作製し、Positron Emission Tomography(PET)を用いてマウス前立腺癌モデルに対する遺伝子治療の治療効果ならびに遺伝子導入効率を評価した。[^<18>F]FDGを用いたPET撮影は、遺伝子治療における抗腫瘍効果の画像評価として有用であり、また[^<18>F]FHBGを用いたPET撮影は、遺伝子導入効率の評価法として有用であることが示唆された。本研究の目的は、前立腺癌に対する制限増殖型アデノウイルスベクターを用いた遺伝子治療の治療効果およびの各臓器へ及ぼす影響をPETにより経時的に評価することである。本年度は、治療に使用する前立腺癌に対する新規制限増殖型アデノウイルスベクターの作製を行った。本研究に用いるアデノウイルスベクターは、前立腺癌細胞において特異的に増殖するように設計するため、オステオカルシン(OC)プロモーターを組み込んで、OCプロモーターによりアデノウイルスのEl領域をドライブする必要がある。さらに、アデノウイルスベクターによる遺伝子治療における遺伝子導入効率を、フッ素18で標識したグアニン誘導体([18F]FHBG)を用いたPET撮像で評価するため、アデノウイルスファイバー遺伝子のC-terminal末端にHSV-TK(wild typeおよびSR39mutant)遺伝子を挿入する必要がある。そこで、まずE1欠損領域に組み込むOCプロモーターについては、前立腺癌に特異的なOCプロモーターがユニバーサルプロモーターと比較してそのプロモーター活性が比較的弱いため、OCEla領域をpBPAOCEIプラスミドから制限酵素を用いて切り出し組み換えを行い挿入した。また、ファイバー遺伝子のC-terminal末端に組み込むHSV-TK(wild typeおよびSR39mutant)遺伝子は、pCDNA3.1(+)プラスミド内に組み込まれているHSV-TK(wild typeおよびSR39mutant)から制限酵素を用いて切り出し、HSV-TK(wild typeおよびSR39mutant)の発現をCMVプロモーターで制御させ、さらにHSV-TK(wild typeおよびSR39mutant)遺伝子の下流にIRES(internal ribosomal entry site)-hrGFP(humanized recombinant green fluorescentprotein)を組み込んだ形で組み換えを行い挿入し、本研究で用いるアデノウイルスベクターAdOCEI-TKおよびAdOCEla-TKMを作製した。マウス前立腺癌モデルに対する遺伝子治療の治療効果ならびに遺伝子導入効率を評価するために、フッ素18標識フルオロデオキシグルコース([^<18>F]FDG)をトレーサーとして用いたPositron Emission Tmography(PET)撮影を施行し、コントロール群と遺伝子治療群について[^<18>F]FDGの集積を比較し治療効果判定を行った。まず、Balb/Cヌードマウスを用いてヒト前立腺癌細胞株であるPC-3の皮下腫瘍を形成した。腫瘍径が5mmとなった時点で、コントロール群ではPBSを、治療群では1.0×10^9plaque-formingunit(PFU)の非増殖型アデノウイルスベクター(Ad-CMVsr39TK)および制限増殖型アデノウイルスベクター(Ad-CMVsr39TK-OCE1a)を治療1日目、8日目の計2回皮下腫瘍内に注入した。また、マウス腹腔内には10mg/kg/日のアシクロビルを1日目から21日目まで投与した。治療前、治療後8、15、21及び28日目に[^<18>F]FDGを尾静脈から投与し、経時的にPET撮影を施行した。コントロール群は、腫瘍部位に一致して[18F]FDGが高い集積を示したが治療群では、腫瘍部位への[18F]FDG集積が低く、その傾向はAd-CMVsr39TKと比較してAd-CMVsr39TK-OCElaで顕著であった。一方、マウス前立腺癌モデルに対する遺伝子導入効率を評価するために、PC-3皮下腫瘍モデルにPBS、Ad-CMVsr39TKおよびAd-CMVsr39TK-OCElaを治療1日目、8日目の計2回皮下腫瘍内に注入し、治療後1、4、10、16及び28日目にフッ素18で標識したグアニン誘導体([^<18>F]FHBG)を用いたPET撮影を施行することで、治療部位におけるHSV-sr39TKの発現を検討した。コントロール群と比較して治療群では、治療部位に[^<18>F]FHBGの高い集積を認め、その傾向はAd-CMVsr39TKと比較してAd-CMVsr39TK-OCElaで顕著であった。さらに、Ad-CMVsr39TK-OCEla群では、時間経過に伴って[18F]FHBG集積部位の拡大を認めた。以上から、[^<18>F]FDGを用いたPET撮影は、遺伝子治療における抗腫瘍効果の画像評価として有用であり、また[^<18>F]FHBGを用いたPET撮影は、遺伝子導入効率の評価法として有用であると考えられた。
閉経後における肥満・サルコペニア予防のための運動がエネルギー基質選択に与える影響

本研究は,「脂質酸化能の低下が肥満につながる」という仮説を解明するため,脂質酸化能に対する食事と運動の相互作用について,食事摂取状況を統制した条件下でヒューマンカロリメーターを用い,24時間のエネルギー代謝量や脂質酸化量をモニタリングして,安静時や運動後にエネルギー基質がどのように選択されるかを検証することを目的としている.本年度は,前年度に引き続き,本試験を実施した.ヒューマンカロリメーター入室前に,問診・診察及び身体組成測定,基礎代謝量,採血,OGTT(糖負荷試験),筋力測定,最大下運動負荷試験,アンケート調査を行う事前測定を行った.事前測定を行ったあと,対象者は,ヒューマンカロリメーター入室2日前から高糖質食を摂取し, 3日目の夕方にヒューマンカロリメーターに入室し,24時間の測定を行った.4日目はヒューマンカロリメーター内で高脂肪食を摂取し,決められた時間に自転車運動を行った.ヒューマンカロリメーター内では,座位安静及び食事,採尿,自転車運動,就寝といった決められた行動以外は,自由行動とした.本年度は,ヒューマンカロリメーターの質量分析計が長期にわたって故障し修理していたため,測定実施可能な期間が短く,10名の被験者をリクルートするにとどまった.測定を実施していく中で,1名の被験者が体調不良によりドロップアウトしたため,実際には9名のデータを得た.したがって,当初の測定実施目標対象者数20名に対し,昨年度と併せても若干及ばなかった.測定を完了した15名は,6名が習慣的に運動を行っている閉経後中高年女性,9名が習慣的な運動を行っていない閉経後中高年女性であった.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,「脂質酸化能の低下が肥満につながる」という仮説を解明するため,脂質酸化能に対する食事と運動の相互作用について,食事摂取状況を統制した条件下でヒューマンカロリメーターを用い,24時間のエネルギー代謝量や脂質酸化量をモニタリングして,安静時や運動後にエネルギー基質がどのように選択されるかを検証することを目的としている.本年度は2つの予備試験を実施し,その後,食事摂取状況を統制した条件下で脂質酸化能に対する食事と運動の影響を検討した.予備試験1は,低強度の身体活動を評価できる3軸加速度計を身体のどの部位に装着すれば,ヒューマンカロリメーター内での自由活動をより正確に評価できるのかを検討した.その結果,腰部に加速度計を装着し,個人ごとに合成加速度からエネルギー消費量を推定する式を作成することで,より正確に評価できることが示唆された.(学会発表)予備試験2は,エネルギー収支を一致させた条件下で1日のエネルギー必要量を3食均等に摂取した場合にどのような脂質酸化能を示すのか,健康な成人男女を対象にして検討した.その結果,呼吸商や脂質酸化量に男女差は認められず,成人男女の除脂肪量あたりの脂質酸化能に違いがないことが示唆された.また,除脂肪量あたりの脂質酸化能において,食事摂取のタイミングで違いがあることが分かった。今後の試験では食後の脂質酸化能を検証する際に,食事のタイミングに注意する必要があることが分かった.本試験として,エネルギーバランスを統制した状況下で高脂肪食を摂取した後に長時間・連続的な運動を行った場合,脂質酸化能がどのように変化するのかをヒューマンカロリメーターを用いて検討した.本試験では,まず,基本的データを取るために健康な成人男性(女性ホルモンの分泌量が低い健康な成人を想定)を対象として実施した.その結果,高脂肪食摂取後には脂質酸化量が増えることが示唆された.本研究は,「脂質酸化能の低下が肥満につながる」という仮説を解明するため,脂質酸化能に対する食事と運動の相互作用について,食事摂取状況を統制した条件下でヒューマンカロリメーターを用い,24時間のエネルギー代謝量や脂質酸化量をモニタリングして,安静時や運動後にエネルギー基質がどのように選択されるかを検証することを目的としている,本年度は,昨年度に引き続き,予備試験として下記のことを検討しつつ,本試験のプロトコールの作成及び準備を行った.本試験では,高脂肪食を摂取した後及び運動中や運動後にエネルギー基質がどのように選択されるかについて,経時的に検証することを目的としているため,ヒューマンカロリメーターを使用する際に食事や運動の影響を考慮した分析方法を採用することが必要となる.予備試験では,24時間のエネルギー代謝量から食事誘発性体熱産生(DIT)を分けて評価する新たな方法を提案し,従来より使用されてきたSchutz法と比較しながら,その妥当性・再現性を検証した.DITの新しい評価方法として,空腹時における4種類の活動中に,3軸加速度計から得られた合成加速度値とエネルギー消費量から回帰式を作成し,身体活動によるエネルギー消費量を推定する.食後のエネルギー消費量について,実測値から身体活動量より推定したエネルギー消費量を差し引いてDITを求めた.妥当性については,空腹状態でDITを算出し,その値がゼロ(真値)になるのかを検証した。また,再現性については,同一内容の食事を夕食・朝食・昼食に提供し,食後のDITを算出する試行を3日以上開けて2回行って比較した.その結果,ヒューマンカロリメーターにおける3軸加速度計を用いた新しいDITの評価方法について,妥当性及び再現性を検証できたが,いずれも,Schutz法を上回る結果は得られなかった.(学会発表)

本研究は,「脂質酸化能の低下が肥満につながる」という仮説を解明するため,脂質酸化能に対する食事と運動の相互作用について,食事摂取状況を統制した条件下でヒューマンカロリメーターを用い, 24時間のエネルギー代謝量や脂質酸化量をモニタリングして,安静時や運動後にエネルギー基質がどのように選択されるかを検証することを目的としている.本年度は,本試験を実施した.ヒューマンカロリメーター入室前に,問診・診察及び身体組成測定,基礎代謝量,採血, OGTT(糖負荷試験),筋力測定,最大下運動負荷試験,アンケート調査を行う事前測定を行った.事前測定を行ったあと,対象者は,ヒューマンカロリメーター入室2日前から高糖質食を摂取し, 3日目の夕方にヒューマンカロリメーターに入室し, 24時間の測定を行った.4日目はヒューマンカロリメーター内で高脂肪食を摂取し,決められた時間に自転車運動を行った.ヒューマンカロリメーター内では,座位安静及び食事,採尿,自転車運動,就寝といった決められた行動以外は,自由行動とした.10名の被験者をリクルートし,本測定を行った.測定を実施していく中で,ヒューマンカロリメーターで使用している質量分析器に不備が生じ, 1名のデータが不採用となった.また, 3名の被験者が体調不良及び怪我によりドロップアウトしたため,実際には6名のデータを得た.したがって,当初の目標測定数10名に及ばなかった.測定を完了した6名は, 3名が習慣的に運動を行っている閉経後中高年女性, 3名が習慣的な運動を行っていない閉経後中高年女性であった.測定完了者が少ないため,統計的な分析は来年度追加試験を行い,測定数を増やしてからの予定である.本研究は,「脂質酸化能の低下が肥満につながる」という仮説を解明するため,脂質酸化能に対する食事と運動の相互作用について,食事摂取状況を統制した条件下でヒューマンカロリメーターを用い,24時間のエネルギー代謝量や脂質酸化量をモニタリングして,安静時や運動後にエネルギー基質がどのように選択されるかを検証することを目的としている.本年度は,前年度に引き続き,本試験を実施した.ヒューマンカロリメーター入室前に,問診・診察及び身体組成測定,基礎代謝量,採血,OGTT(糖負荷試験),筋力測定,最大下運動負荷試験,アンケート調査を行う事前測定を行った.事前測定を行ったあと,対象者は,ヒューマンカロリメーター入室2日前から高糖質食を摂取し, 3日目の夕方にヒューマンカロリメーターに入室し,24時間の測定を行った.4日目はヒューマンカロリメーター内で高脂肪食を摂取し,決められた時間に自転車運動を行った.ヒューマンカロリメーター内では,座位安静及び食事,採尿,自転車運動,就寝といった決められた行動以外は,自由行動とした.本年度は,ヒューマンカロリメーターの質量分析計が長期にわたって故障し修理していたため,測定実施可能な期間が短く,10名の被験者をリクルートするにとどまった.測定を実施していく中で,1名の被験者が体調不良によりドロップアウトしたため,実際には9名のデータを得た.したがって,当初の測定実施目標対象者数20名に対し,昨年度と併せても若干及ばなかった.測定を完了した15名は,6名が習慣的に運動を行っている閉経後中高年女性,9名が習慣的な運動を行っていない閉経後中高年女性であった.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。
好酸球性中耳炎の病態解明による難治性中耳炎に対する治療戦略

好酸球性中耳炎の病態が明らかにした。好酸球性中耳炎は中耳腔内でTh2細胞関連炎症が優位な状態にある。発作が生じ、耳漏が増加するとTh1細胞関連炎症も生じる。また自然免疫系が通常の中耳炎に比べ、より活性化される。他施設と協力して診断基準を決めた。耳漏中の好酸球を証明することを必須の大項目とし、4つの特徴を小項目とし、小項目2つ以上で確定とした。この診断基準で集積した症例の99%が含まれる。本研究では好酸球性中耳炎の炎症病態を明らかにすることが主たる目的である。平成20年度研究で、好酸球性中耳炎の局所炎症反応は当初、Th2細胞性炎症によるものと考えられていた。しかし、本研究によって、Th2細胞性炎症のmain playerである好酸球に加えて、自然免疫、Th1細胞性炎症の主体である好中球の増加がみられた。しかも、その増加はTh2細胞性炎症を示す好酸球を上回っていた。しかし、耳漏の量が増加したときの炎症細胞を数えてみると、相対的にTh1細胞性炎症の割合が増えるが、Th2細胞の絶対数も増大することなどが明らかになった。同時に炎症性サイトカインを測定した。当初予定していた蛍光マイクロビーズアレーシステムでは感受性が高くない場合があり、一部の検体を従来のELISAを用いて、確認せねばならなかった。この結果、Th2細胞性炎症によってでてくるIL-5とIL-13の増加がみられた。IL-5は前例で増加しており、臨床で役に立つ活動性のindexとなりうる活性物質の候補としてあげられるが、アレルギー性鼻炎を合併している慢性中耳炎の耳漏でも高値のことがあり、その特異性が100%といかなかった。このため、本研究のメインテーマのひとつである容易な診断のためには、他の活性物質と組み合わせることで特異性をあげることができないか、検討を継続する必要がある。研究の目的として挙げた2項目について2009年度の成果は以下のとおりである。(1)好酸球性中耳炎の中耳炎炎症に特異的なサイトカイン、ケモカインを探る:初年度の研究結果より好酸球性中耳炎はTh2炎症を主体として、Th1炎症が混在していることが明らかとなった。このため、Th1およびTh2炎症に関わる代表的なサイトカインを選び、好酸球性中耳炎患者の耳漏上澄み液に含まれるかどうかをELISAで検討した。その結果、最も特異的なサイトカインはIL5であった。感受性はほぼ100%で、少量の耳漏でも検出することができた。しかし、好酸球性中耳炎でないアレルギー性鼻炎を合併する慢性中耳炎症例において、耳漏からIL5が検出され、偽陽性になることも数例あった。それに次ぐものはIL13であったが、感受性が70%と劣っていた。このため、臨床像のみで診断ができないものでもIL5の測定で診断できることが明らかになった。しかし、IL5陽性例でも臨床像を考慮したうえで診断しなくてはならないことが注意点として挙げられる。この点については引き続き、他のサイトカイン、ケモカインを探る必要性がある。(2)遷延した耳漏を有する患者でどのぐらい好酸球性中耳炎を診断できるか:本年度の結果までにおいてはサイトカインでスクリーニングは可能であることが明らかになった。しかし、前述した理由により、検査データのみでの診断には特異性に問題があり、臨床像も考慮した診断基準の作成が急務であると考える。複数施設との共同で診断基準の作成に取り掛かっている。研究の目的として挙げた2項目について2010年度の成果は以下のとおりである。(1)好酸球性中耳炎の中耳炎炎症の病期とサイトカイン、ケモカインの状態を調べる:前年度報告したようにTh2関連サイトカインとして化膿性慢性中耳炎に比べてIL5とIL13が有意に増加していた。しかし、耳漏が増加する発作時にIL5の濃度は有意に相関、増加したが、IL13では有意な相関はみられなかった。Th1関連サイトカインとしてIL2、TNF-α、IP-10、MIGを調べた。化膿性慢性中耳炎と好酸球性中耳炎で反応の差は見られなかった。自然免疫に関係するサイトカインであるGM-CSF、IL-6、IL-8、IL-1β、MCP-1を調べた。GM-CSF、IL-6、MCP-1の3種類について化膿性慢性中耳炎に比較して、好酸球性中耳炎で増加がみられた。昨年の結果とあわせて、本研究によって明らかになった好酸球性中耳炎の病態は以下の通りである。好酸球性中耳炎罹患者の中耳腔内においてはTh2炎症が優位な状態にある。発作が生じ、耳漏が増加すると耳漏中の白血球の割合が増すが、同時に好酸球の絶対数も増加する。

このとき、Th1関連炎症に関係するサイトカインも検出されるが、化膿性慢性中耳炎と変わらない。一方、自然免疫系は好酸球性中耳炎で化膿性慢性中耳炎に比べ、より活性化されている。この成果は耳鼻咽喉科学の英文学術誌であるActa Otolaryngologica (Stockholm)に掲載予定である。今後の検討課題として、なぜTh2炎症が優位な場が中耳で生じるのか、発作時はどのような機転でおきるか、解明する必要がある。(2)好酸球性中耳炎の診断基準の確立:他施設と協力して診断基準を決めた。この成果は耳鼻咽喉科学の英文学術誌であるANL誌に掲載予定である。詳細は様式C-19の結果報告書を参照すること。必須である大項目として、耳漏中の好酸球を証明することを大項目、4つの特徴を小項目とし、大項目+小項目2つ以上を確実例とした。この診断基準で集積した症例の99%が含まれる。
エキシマー蛍光誘導体化によるビスフェノール類に高選択的な簡易定量法の開発

昨年度に引き続き,エキシマー蛍光誘導体化によるビスフェノール類の分析についての検討を継続し,完結するとともに,他のフェノール類分析への展開について予備検討を行い,以下の成果を得た。1.実試料中ビスフェノールAの分析昨年度構築した,ビスフェノール化合物についての簡便,高感度かつ高選択的なエキシマー蛍光誘導体化-HPLC法の有用性を実証するため,実試料中ビスフェノールA(BPA)分析を行った。ポリカーボネート樹脂(BPAを原料とする樹脂)製品から溶出してくるBPAの定量を行ったところ,本誘導体化法と簡便な前処理操作との組合せで未使用・未洗浄のポリカーボネート製ほ乳びんから極微量のBPAの溶出が確認された。それらの定量値は,従来法から得られた結果と良く一致していた。一方、PBAを原料としないガラス製ほ乳びんからは,その溶出は全く認められなかった。これらのことから,本法が簡便かつ高感度な実試料分析に極めて有用であることが確認された。2.他のフェノール類の分析に向けての展開エキシマー蛍光誘導体化法を他のフェノール化合物の分析に展開するため,予備検討を行った。検討を行ったカテキンやレスベラトロールのようなポリフェノール類,カテコールアミン類やその前駆物質あるいは代謝物,さらにはセロトニンのような5-ヒドロキシインドールアミン類等がエキシマー蛍光誘導体化-HPLC法により,高感度かつ高選択的に分析できることが確認された。以上,エキシマー蛍光誘導体化の活用によりビスフェノール化合物に対する極めて有用な分析法を構築するとともに,他のフェノール関連化合物の分析に向けた新たな橋頭堡を確保することができた。ビスフェノール化合物に対するエキシマー蛍光誘導体化HPLC定量法の開発を行った。ビスフェノール化合物の標準品(ビスフェノールA, B, E, F, P及びAP)をモデル化合物とした実験で,以下の成果が得られた。1.最適誘導体化試薬の選択:市販のピレン構造を有する誘導体化試薬でモデル化合物をラベル化して,エキシマー蛍光発現の効率を精査した。最も発エキシマー蛍光効率に優れたピレン試薬4-(1-pyrene)butylic acid chloride (PBC)を見いだした。またPBCとの反応により,ビスフェノール化合物はジピレン誘導体構造を形成していることが確認された。2.誘導体化反応及びHPLC分離条件の最適化:選択したピレン試薬PBCについて,モデル化合物に対する誘導体化反応条件の最適化を行った。比較的簡便な操作のみで,エキシマー蛍光誘導体化が可能であった。さらに,ビスフェノール化合物の標準混合液を用いてエキシマー蛍光誘導体のHPLC分離条件の最適化を行い,上記ビスフェノール化合物の一斉同時分析を可能とした。3.分析バリデーションの確認:この方法論を,特に特異性及び感度の観点から詳細に検討し,バリデートするとともに従来法との比較を行った。本法の感度は従来の最高感度の方法と同程度であったが,本法は特に,多種多様なモノフェノール類の妨害を受けない極めて特異的な分析法であることが確認された。以上の結果から,本法がビスフェノール化合物に対する簡便,高感度及び高選択的定量法であることが示された。
高温高密度プラズマ中の低速重イオンの阻止能測定

本研究で開発されたLiHレーザープラズマ標的は,電子密度が目標の10^<19>cm^<-3>に達しなかったものの,レーザー干渉測定,分光測定等の診断手法により,温度1020eVでほぼ球対称なガウス分布に近い電子密度分布を有し,イオンビームの標的として十分使用できることが分かった.また加速器からの直流ビームをパルス化し,マイクロチャンネルプレートを用いた時間検出器により測定する飛行時間測定システムは,低速イオンの阻止能測定に十分な測定感度と時間分解能を有することが分かった.またスペクトロメーターにおけるイオン光学的最適化設計により,荷電状態毎に分離したイオンを検出器まで100%の透過効率で輸送することが可能となった.またプラスチックシンチレータを用いて十分な検出感度と時間分解能が得られた.測定によると^<16>O,^<28>Siイオンの阻止能は等価常温標的に比較して34倍に増加していることが確認された.一方,プラズマ診断測定の結果からクーロン対数を評価したところ,実験結果はクーロン対数の増加だけでは説明できないことが分かった.これらの考察から,阻止能の測定結果を用いて入射イオンの有効電荷を計算したところ,常温標的と比較して2030%ほど増大していることが判明した.荷電状態分布測定の結果,荷電数の分布は常温標的に比較して高荷電数側に大きくシフトしていることが分かった.この実験結果を受け,荷電変換のレート方程式を解き,荷電状態分布と平均荷電数を数値計算したところ,計算結果は誤差10%の範囲内で測定値と一致した.以上の研究により,特に低速の重イオンビームに対しては,プラズマ中で阻止能に影響を与えるクーロン対数が増加することの他に,電子捕獲確率が低下するために有効電荷数が上昇し,これが阻止能増大の主な理由になっていることが明らかとなった.平成9年度は高分解能スペクトロメーターによる入射イオンの荷電状態分布測定及び飛行時間法によるエネルギー損失測定系の準備及び試験を行った.並行して可視分光計測によるプラズマ標的の温度測定に関連した装置の開発,準備を行った.1.7MVタンデム型静電加速器を用いてエネルギー225keV/u(=3.6MeV),ビーム電流1μA程度の^<16>O^<2+>イオンビームを発生させた.100MHz同軸共振器を用いたチョッパーによりこの直流ビームをパルス化した.このパルスビームはLiHレーザープラズマ標的を通過後,高分解能スペクトロメーターに入射し荷電状態毎に分析された.パルスビームはマイクロチャンネルプレートを用いた時間検出器により測定された.各パルスの到達時刻から入射イオンのエネルギー損失を導出した.この方法により,プラズマ標的中の荷電変換により生じた^<16>O^<5+>イオンに対し,等価常温質と比べて阻止能が数倍増大していることが確認され,本研究の方法によるエネルギー損失・荷電状態測定系が十分な時間分解能及びイオン強度測定精度を有していることが分かった.一方,プラズマ電子温度の時間分解測定のために分光器とストリークカメラを用いた可視分光測定系を製作し,まず標準白色光源を用いてその絶対感度較正を行った.次に実際のプラズマ放出光を測定し,連続スペクトルの絶対分光放射強度を測定した.プラズマが光学的に薄いことを仮定し,この分光放射強度にKramers-Unsoldの式を適用し温度の評価を行った.結果として,プラズマが電離状態から再結合状態に遷移する途中では,色温度とほぼ等しい電子温度が得られることを確認できた.本研究で開発されたLiHレーザープラズマ標的は,電子密度が目標の10^<19>cm^<-3>に達しなかったものの,レーザー干渉測定,分光測定等の診断手法により,温度1020eVでほぼ球対称なガウス分布に近い電子密度分布を有し,イオンビームの標的として十分使用できることが分かった.また加速器からの直流ビームをパルス化し,マイクロチャンネルプレートを用いた時間検出器により測定する飛行時間測定システムは,低速イオンの阻止能測定に十分な測定感度と時間分解能を有することが分かった.またスペクトロメーターにおけるイオン光学的最適化設計により,荷電状態毎に分離したイオンを検出器まで100%の透過効率で輸送することが可能となった.またプラスチックシンチレータを用いて十分な検出感度と時間分解能が得られた.測定によると^<16>O,^<28>Siイオンの阻止能は等価常温標的に比較して34倍に増加していることが確認された.一方,プラズマ診断測定の結果からクーロン対数を評価したところ,実験結果はクーロン対数の増加だけでは説明できないことが分かった.これらの考察から,阻止能の測定結果を用いて入射イオンの有効電荷を計算したところ,常温標的と比較して2030%ほど増大していることが判明した.荷電状態分布測定の結果,荷電数の分布は常温標的に比較して高荷電数側に大きくシフトしていることが分かった.この実験結果を受け,荷電変換のレート方程式を解き,荷電状態分布と平均荷電数を数値計算したところ,計算結果は誤差10%の範囲内で測定値と一致した.以上の研究により,特に低速の重イオンビームに対しては,プラズマ中で阻止能に影響を与えるクーロン対数が増加することの他に,電子捕獲確率が低下するために有効電荷数が上昇し,これが阻止能増大の主な理由になっていることが明らかとなった.

平成10年度は前年度の準備作業を受け,実際に加速器からの低速重イオンビームを高温高密度プラズマ標的に通し,飛行時間法によるエネルギー損失測定,及び高分解能スペクトロメーターによる荷電状態分布測定を行った.まずタンデム加速器からのエネルギー180keV/u(=5MeV),ビーム電流1μA程度の^<28>Si^<4+>ビームを100MHz同軸共振器を用いたチョッパーに導入し,ビームのパルス化を行った.このパルスビームはLiHレーザープラズマ標的を通過後,マイクロチャンネルプレートを用いた時間検出器により測定された.各パルスの到達時刻からイオンのエネルギー損失を求めた.その結果,等価常温標的に比較して阻止能が34倍に増大していることが確認された.この測定結果を用いて入射イオンの有効電荷を計算したところ,常温標的と比較して2030%ほど大きくなっていることが判明した.一方,昨年と同様に225keV/uの^<16>O^<2+>イオンを加速してプラズマ標的を通過させた後,高分解能スペクトロメーターに入射させた.イオンは磁場により荷電状態毎に分析された後プラスチックシンチレーターと光電子倍増管から成る検出器に入射し,その強度比が測定された.その結果,荷電変換に良く用いられる常温炭素薄膜に比較して,荷電状態の分布が高荷電数側に大きくシフトしていることが分かった.この実験結果を受け,入射イオンの電離及び電子再結合に関する原子過程の断面積を用いて荷電変換のレート方程式を解き,荷電状態分布と平均荷電数を数値計算した.平均荷電数の計算結果は,誤差10%の範囲内で測定値と一致した,以上の研究により,特に低速の重イオンビームに対しては,プラズマ中で阻止能に影響を与えるクーロン対数が増加することの他に,電子捕獲確率が下がるために有効電荷数が上昇し,これが阻止能増大の主な理由になっていることが判明した.