hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小腸におけるポリアミン合成を介したビタミンD依存性のカルシウム吸収機構の解明

我々は、小腸に対する1α,25(OH)_2D_3の作用機構を調べている過程で、1α,25(OH)_2D_3が小腸のCa吸収に先行して、細胞の増殖・分化と密接に関与しているポリアミン、特にプトレッシン合成をオルニチンからのclassicalな経路とスペルミジンからの内部転換経路の双方から亢進していることを見いだした。そこで、2種のポリアミン合成阻害剤を投与して、プトレッシン欠乏動物を作製して、Ca吸収へのプトレッシンの関与を検討した。1.活性型ビタミンDの小腸に対する作用とプトレッシン小腸のプトレッシンはオルニチンとスペルミジンの2種類の前駆物質より合成される。そこで、オルニチン脱炭酸酵素(ODC)の阻害剤α-ジフルオロメチルオルニチン(α-DFMO)とポリアミン酸化酵素の阻害剤を併用投与してプトレッシン欠乏動物を作製した。プトレッシンを欠乏させると、小腸絨毛の短縮とCa吸収の低下がもたらされた。また、プトレッシン欠乏動物にプトレッシンを経口投与すると、絨毛は伸長しCa吸収も阻害剤非投与郡のレベルまで回復された。2.腸管のCa吸収におけるCa結合蛋白質の役割以上のことから、小腸におけるCa吸収にはプトレッシン合成を介した絨毛の伸長と漿膜側のCa-ATPase活性の亢進が関与することが示された。活性型ビタミンD[1α,25(OH)_2D_3]は、小腸及び骨に作用してCa吸収の促進並びに骨塩動員促進作用を示すCa代謝調節ホルモンであるが、その作用機序は未だ明らかでない。我々は、小腸に対する[1α,25(OH)_2D_3]の作用機構を調べている過程で、[1α,25(OH)_2D_3]が小腸からのCa吸収に先行して細胞の増殖・分化と密接に関与しているポリアミン、特にプトレッシン合成をオルニチンからのclassicalな経路とスペルミジンからの内部転換経路の双方から亢進している事を見いだした。そこで、2種のポリアミン合成阻害剤を投与することによりプトレッシン欠乏動物を作製して、Ca吸収へのプトレッシンの関与を検討した。1.活性型ビタミンD依存性腸管Ca吸収とプトレッシンビタミンD欠乏のニワトリヒナに[1α,25(OH)_2D_3]を投与すると、小腸のCa吸収は著しく亢進する。この亢進は細胞の増殖・分化と密接に関与するポリアミン、特にプトレッシン合成の促進と並行して起こった。ポリアミン合成阻害剤の投与によりプトレッシンを欠乏させると、小腸絨毛の短縮とCa吸収の低下がもたらされた。また、プトレッシンを経口投与すると、絨毛は伸張しCa吸収も阻害剤非投与時のレベルまで回復した。2.活性型ビタミンD投与による腸管Ca吸収の促進部位の検索
中性子の生物影響に関する実験的研究

本研究の目的は広島・長崎両市における原爆被爆試料を利用しての中性子及びガンマ線量の再評価,並びに両市の被曝者における線量効果関係の再検討を行うと同時に,広島大学原医研に導入された252Cf線源による核分裂中性子の各種生物効果の検索を通じて中性子のヒトに対する生物学的影響を総合的に解明することである. 3年間の研究期間に得られた成果は以下の如くに要約される.(1)本班研究者の被爆試料による中性子及びガンマ線量の実測は1986年3月に開かれた日米原爆線量再評価委員会の上級委員会において承認された新線量評価システム(DS86)の成立に多大な貢献をした.(2)DS86の承認後においても新たに発見された被爆試料を利用して広島原爆の出力がDS86で言われているよりやや大きく,約18ktであった事を示唆する所見が得られている.(3)爆心地近くの墓石,橋柱などの152Eu, 154Eu, 60Co,更に遠距離被爆試料中の152Euを濃集することにより中性子線量の推定が可能となった.(4)ガンマ線量の評価にはTLD法及びESR法が用いられたが,一般にDS86より高い線量が得られた.特に広島において爆心から2kmの場所ではDS86より平均約80%大きいという結果が得られた.これらの所見から,原爆放射線の方向性なども含めて,今後とも線量再評価作業は継続されるべきであると結論された.(5)DS86による広島原爆の中性子線量が大幅に減少したため,中性子のRBEは推定できなかったが,仮にRBEを10とした場合, 10^4人中Sv当りの過剰死亡数は各種腫瘍で約1.12.3倍と評価された.(6)252Cf核分裂中性子の生物影響を,マウスにおける催奇形性,生殖細胞致死効果, invitro cell transformation,ヒト骨髄細胞の染色体変化,ショウジョウバエ突然変異誘発効果及びマウスにおける腫瘍誘発効果をガンマ線のそれらと比較した結果,中性子のRBEは220と推定され,更に基礎的データの集積が不可欠と結論された.本研究の目的は広島・長崎両市における原爆被爆試料を利用しての中性子及びガンマ線量の再評価,並びに両市の被曝者における線量効果関係の再検討を行うと同時に,広島大学原医研に導入された252Cf線源による核分裂中性子の各種生物効果の検索を通じて中性子のヒトに対する生物学的影響を総合的に解明することである. 3年間の研究期間に得られた成果は以下の如くに要約される.(1)本班研究者の被爆試料による中性子及びガンマ線量の実測は1986年3月に開かれた日米原爆線量再評価委員会の上級委員会において承認された新線量評価システム(DS86)の成立に多大な貢献をした.(2)DS86の承認後においても新たに発見された被爆試料を利用して広島原爆の出力がDS86で言われているよりやや大きく,約18ktであった事を示唆する所見が得られている.(3)爆心地近くの墓石,橋柱などの152Eu, 154Eu, 60Co,更に遠距離被爆試料中の152Euを濃集することにより中性子線量の推定が可能となった.(4)ガンマ線量の評価にはTLD法及びESR法が用いられたが,一般にDS86より高い線量が得られた.特に広島において爆心から2kmの場所ではDS86より平均約80%大きいという結果が得られた.これらの所見から,原爆放射線の方向性なども含めて,今後とも線量再評価作業は継続されるべきであると結論された.(5)DS86による広島原爆の中性子線量が大幅に減少したため,中性子のRBEは推定できなかったが,仮にRBEを10とした場合, 10^4人中Sv当りの過剰死亡数は各種腫瘍で約1.12.3倍と評価された.(6)252Cf核分裂中性子の生物影響を,マウスにおける催奇形性,生殖細胞致死効果, invitro cell transformation,ヒト骨髄細胞の染色体変化,ショウジョウバエ突然変異誘発効果及びマウスにおける腫瘍誘発効果をガンマ線のそれらと比較した結果,中性子のRBEは220と推定され,更に基礎的データの集積が不可欠と結論された.本研究の目的は広大原医研に設置された【^(252)Cf】線源による核分裂中性子の生物効果の検索、原爆被爆試料からの中性子、ガンマ線量の再評価及び被爆者における死因調査の再検討を通じて、中性子の人に対する生物学的影響を総合的に解明することである。本年度中に得られた成果は以下の如く要約される(1)【^(252)Cf】による核分裂中性子低線量標準場の特性試験、東大弥生炉において岩石中の【^(152)Eu】放射能量の定量分析、及び京大炉にある中性子核分裂板の改良などを行った。(2)広島元安橋柱及び他の数ケ所の岩石中における【^(152)Eu】残留放射能値から広島原爆の中性子線量再評価を行ったが、得られたデータは米国のそれとよく一致した。長崎爆心地岩石の【^(152)Eu】量から中性子の深度分布を確定したことから、中性子線量の推定が可能となった。広島原爆被爆タイルを用いてガンマ線量をTL法で決定した。

Monte Carlo法による計算方法が確立されたことから、ガンマ線、中性子ともにDS86線量が妥当であることが強く示唆された。(3)放影研の寿命調査対象者のうに、日本家屋内での被爆者について遮蔽線量及び臓器線量を再計算するとともにDS86線量を用いて悪性腫瘍死亡率についてのリスク再評価を開始した。(4)【^(252)Cf】線源及び14.1MeV速中性子発生装置を用いて中性子の細胞致死効果、先天異常誘発性、ヒト骨髄間質前駆細胞障害性並びにマウスにおける腫瘍誘発効果などに関する中性子のRBEを【^(60)Co】、【^(137)Cs】ガンマ線のそれらと比較検討したが、全ての実験系において、照射線量に依存性を示す中性子の高いRBEが観察されつつある。以上の如く研究は順調に進行しているが、これらの系において結論を得るまでには今後数年間にわたる研究の続行が必要と考えられる。
赤外スペ-ス天文台(ISO)による赤外天体の構造と進化に関する国際共同研究

本研究では、画期的な成果が期待される赤外スペ-ス天文台(ISO)のセントラルプログラム(優先的に与えられる観測時間、CP)にふさわしく、科学的に重要で、かつ日本の特色を持った観測計画を立案した。1.まず広く日本の研究者に参加の呼びかけを行ない、関心ある研究者と議論、意見交換を行なった。その結果、日本の特色を生かしたISOのCP観測計画立案のため、3つの中心になるテ-マ(星、星間物質、銀河・宇宙論)を選び出し、ワ-キングル-プを作った。2.それらワ-キンググル-プはそれぞれ数回程度の会合を待った。そこでは現在までの知識を集約、問題点を明らかにし、その問題解決のためにどの様な観測がISOにより可能であるかを議論した。それら議論をもとにISOの特徴を最大限に利用し、かつ比較的まとまった時間のとれるCPにふさわしい科学的に重要な問題解決のための観測計画を立案した。3.本研究に関わる研究者全員による会合を数回開催、それぞれのワ-キンググル-プが作成した観測計画を批判的に検討し、修正を行ない、最終的に以下のような観測計画の決定を行なった。a).恒星進化終末期のにおける質量放出とその進化へ与える影響の系統的研究。b).暖かく拡がった低密度星間雲の物理、化学状態の研究。c).超遠方銀河、原始銀河の探査。
膀胱内反型乳頭腫におけるウィルスゲノムと細胞間接着因子に関する検討

膀胱内反性乳頭腫5例について手術標本からゲノムDNAを抽出し,ヒトパピローマウィルスとEpstein-Barrウィルスのプライマーを用いてPCR法により増幅し,DNAの増幅を確認した.【結果】5例全例でヒトパピローマウィルスとEpstein-BarrウィルスのプライマーによるDNAの増幅は確認されなかった.膀胱内反性乳頭腫のDNAには,両ウィルスのDNAは組み込まれていないと判断された.膀胱内反性乳頭腫5例について手術標本からゲノムDNAを抽出し,ヒトパピローマウィルスとEpstein-Barrウィルスのプライマーを用いてPCR法により増幅し,DNAの増幅を確認した.【結果】5例全例でヒトパピローマウィルスとEpstein-BarrウィルスのプライマーによるDNAの増幅は確認されなかった.膀胱内反性乳頭腫のDNAには,両ウィルスのDNAは組み込まれていないと判断された.
地球温暖化問題と世代間衡平性:公理的アプローチ

鈴村(2002,『経済研究』)によれば、世代間衡平性の問題を分析した研究の流れは二つある。一つは、イギリス・ケンブリッジの伝統(倫理学者シジウィックの影響の下に経済学者アーサー・ピグー、数学者フランク・ラムゼーが展開した功利主義的な規範的経済学)であり、もう一つは、アメリカ・ケンブリッジの伝統(哲学者ジョン・ロールズの『正義の理論』を異時点間の資源配分問題に適用した経済学者ケネス・アローおよびロバート・ソローの研究)である。イギリス・ケンブリッジの伝統では効用の割引を世代問の衡平性の観点から否定するのに対し、チャリング・クープマンスとピーター・ダイヤモンドが創始した効用の無限流列の評価についての公理的研究は、効用流列の評価法が満たすべき要請と世代間の衡平性の要求が両立しないという不可能性定理を確立した。鈴村=篠塚(2004,『経済研究』)において,我々は,1960年代以降の世代間衡平性の厚生経済学についての研究の主要な成果を展望して,研究の現状の評価を行ない,この分野において一層の研究が期待される問題のいくつかを指摘した。とりわけ、シジウィック=ピグー流の手続き的衡平性の公理に代えて、帰結主義的衡平性の公理を使った鈴村=篠塚の新しい研究成果の一部を紹介した。原千秋氏とヨンシェン・シュー氏を新たに共同研究者として迎え入れ、4人の共同論文"On the Possibility of Acyclic, Continuous, Paretian and Egalitarian Evaluation of Infinite Utility Streams"として、研究成果を取り纏めた。異時点間の資源配分問題の文脈で世代間の衡平性と異時点間の効率性の両立可能性について研究するため、サミュエルソンの重複世代モデルの枠組みで、鈴村(2002)が提示した3つの世代間衡平性概念を検討した。すなわち、生涯消費に関する無羨望衡平性、重複世代の消費に関する無羨望衡平性、生涯収益率に関する無羨望衡平性である。これら3つの無羨望衡平性の概念の間に成立する論理的関係を検討したのが、須賀晃一氏、鈴村興太郎氏および蓼沼宏一氏との共同論文である。イギリス・ケンブリッジの伝統では効用の割引を世代間の衡平性の観点から否定するのに対し、チャリング・クープマンスとピーター・ダイヤモンドが創始した効用の無限流列の評価についての公理的研究は、効用流列の評価法が満たすべき要請と世代間の衡平性の要求が両立しないという不可能性定理を確立した。鈴村=篠塚(2004,『経済研究』)において,我々は,1960年代以降の研究の主要な成果を展望して,研究の現状の評価を行ない,この分野において一層の研究が期待される問題のいくつかを指摘した。

とりわけ、シジウィック=ピグー流の手続き的衡平性の公理に代えて、帰結主義的衡平性の公理を使った鈴村=篠塚の新しい研究成果の一部を紹介した。この鈴村氏との共同研究の成果は、別の機会に本格的に取り纏める予定である。世代間衡平性問題の情報的基礎を考察するための足ががりとして、ゲーム理論における情報および知識の取り扱いを学ぶため、科研費によって、大阪大学杜会経済研究所講師の高宮浩司氏を小樽商科大学主催の経済研究会に招き、共有知識の理論を使うアプローチについて研究報告してもらった。地球温暖化問題のゲーム理論的分析について学ぶため、早稲田大学政治経済学部教授の船木由喜彦氏を小樽商科大学主催の経済研究会に招き、共有資源問題について研究報告してもらった。日常的な経済活動から生ずる温室効果ガスが蓄積されることから、地球全体の天候に極めて複雑な形で影響が及ぶのが地球温暖化問題である。しかも、蓄積された温室効果ガスは長期間にわたって存続するために、我々の現在の経済活動から生ずる温室効果ガスが、はるか将来の世代の環境に影響を及ぼすことになる。かくて、地球温暖化問題を規範的な観点から考察するためには、世代間衡平性の問題を検討することが不可欠となる。鈴村=篠塚(2004,『経済研究』)において,我々は,1960年代以降の世代間衡平性問題の研究の主要な成果を展望して,研究の現状の評価を行ない,この分野において一層の研究が期待される問題のいくつかを指摘した。この結果に関連した研究を行っているYongsheng Xu氏(ジョージア州立大)および原千秋氏(京都大学経済研究所)を共同研究者に迎え入れ、4人の研究成果の取り纏めを行っている。今年度は、須賀晃一氏(早稲田大学)、鈴村興太郎氏(一橋大学経済研究所)および蓼沼宏一氏(一橋大学)との共同研究により、重複世代経済における世代間衡平性と効率性の問題にも取り組み、新たな研究成果を得た。鈴村=篠塚(2004,『経済研究』)で紹介した三つの世代間衡平性概念の間の論理的関係を明らかにした。得られた研究成果を、2005年3月1012日に箱根「山のホテル」で開催されたInternational Economic Association RoundtableMeetingにおいて、"Equity and Efficiency in Overlapping generations Economies"というタイトルで報告した。同コンファレンスで報告された全ての論文は、参加者による査読を経てConference ProceedingsがJohn Roemer and Suzumura Kotaro eds. Intergenerational Equity and SustainabilityとしてPalgrave社から出版される予定である。上記論文の主要な結果を、厚生経済学の専門家以外にもアクセスできるように、日本語による解説論文も作成した。これは、鈴村興太郎【編】『世代間衡平性の論理と倫理』(東洋経済新報社)、第13章として公刊される予定である。
他者との親密さと感情表出成分および感情行動成分との関係

従来の感情表出の研究では、表情や姿勢等に研究の対象が集中しており、行動レヴェルの反応についての研究は僅少である。また、他者を弁別的に取り扱った試みは、顔の感情表出研究では、友人かあるいは見知らぬ人と同席するかによって表出結果の検討を行ったもの等があるのみである。本研究の特色は、上述のような心理学の分野における感情研究の現況を鑑み、他者を親密度の違いによって弁別的に取扱い、感情反応についての検討を加えるところにあった。具体的な研究は以下のように行われた。親密度の違いにより3種の他者(無縁、知り合い、親しい他者)を分類し他者を弁別的に取り扱い、予備調査において、行動、表出から感情推測が容易な感情を選定した。それらを刺激感情として、当該感情の表出成分および行動成分の推測について心理学的実験研究を実施した。本研究では次のような仮説が設定された。感情が対人場面で表される場合、正の感情にせよ、負の感情にせよ、知合い他者に対してなされる際に、制御される程度が最大であると考えられる。つまり、少なくとも日本人の場合、この関係において相手の受取り方に最も敏感になることが想定されるので、通常相手に不快感を与えるような負の感情の表出のみならず、正の感情もそのまま表出されず、制御される可能性が、知合い他者との関係で最大であると考えられる。逆に、親しい他者に対しては、自己開示が十分可能で、感情の表出の制御が、最小であると考えられる。本研究で行われた実験の結果は、おおむね仮説を支持し、感情のコミュニ-ケーションスタイルに他者との親密度の違いが影響する可能性が示唆された。
肺音中の副雑音の分離技術と統計的モデル化手法を融合した肺疾患者識別手法の研究

従来の研究では、肺音の時系列に対して、各時刻の音響特徴をパラメータ(ベクトル)として抽出し、隠れマルコフモデル(HMM)を用いて、異常肺音と正常肺音として学習を行った。その音響特徴を学習したモデルを用いて、異常肺音と正常肺音の識別、さらにその結果(異常肺音と正常肺音としての尤度)を用いた疾患者と健常者の識別の研究を行ってきた。本研究の困難さは肺疾患の病状、疾患の箇所、被験者の年齢や体格により、異常肺音中に含まれる副雑音と呼ばれる異常音の音響特徴が多様であることであり、また聴診時には多くの雑音が混入することにある。そのため副雑音の音響特徴をモデル化するためには多くの学習データを必要とすることが問題であった。一方で、学習データに医師等の専門家による副雑音の正確なラベル付けが要求されるため、学習データを大きく増やすことは難しかった。そこで本研究では、スパースモデリングにより聴診音から連続性の音響特徴を持つ成分(具体的には呼吸音と連続性の副雑音)と断続性の特徴を持つ成分(具体的には断続性の副雑音)の信号として分離した二つの音信号を用いることにより、少ない学習データの状況でも異常音と正常音をより高精度に識別する方式を検討した。また、その方式の効果を確認するために識別実験を複数の代表的な聴診箇所で行った。また、近年、ニューラルネットを用いた識別方式が大きな進歩を遂げている。そのため、従来のHMMではなくニューラルネットとスパースモデリングを融合した肺音検出方式の検討を開始した。またスパースモデリングを用いて断続性及び連続性の音を抽出する方式は他の生体音の識別にも応用できると考えられるため、乳児の泣き声から情動を推定する課題に適用しその効果を確認した。1)スパースモデリングを用いた副雑音(連続性副雑音と断続性副雑音)の抽出に関しては、副雑音区間とそれ以外の呼吸音区間のパワー比の変化を比較することで、概ね抽出できていることを確認した。また、波形とスペクトルの目視による検証も行った。その結果、連続性副雑音の立ち上がり部分を断続性副雑音として誤検出する場合があることを確認した。また、心音やパルス性の雑音等が分離した信号に残るため、今後の対応が必要であることがわかった。次に、従来、スパースモデリングを適用していた聴診箇所が限られていたため、聴診箇所を増やして副雑音の抽出を行った結果、一部の聴診箇所ではその効果を、異常肺音と正常肺音の識別実験において確認できた。しかしながら、心音が混入する箇所等、その効果を確認できない聴診箇所も存在するという課題が明らかになった。そこで、あらかじめ肺音中に混入する(検知できる)心音の割合を推定し、その混入の頻度が高ければ心音に関する統計モデルを用い、そうでなければ用いないという手法と組み合わせる効果について検討している段階である。以上の進捗状況であるため、概ね順調に進展している。2)スパースモデリングを用いて連続性と断続性の音を分離する際に、フーリエ成分とコサイン成分のパラメータを事前に与えているが、これをニューラルネットにより学習する枠組みを作成し、さらにその学習した特徴パラメータを用いて、正常肺音と異常肺音を後段のニューラルネットにより識別する枠組みを作成できた。このことにより、正常肺音と異常肺音の識別を最大化するように特徴パラメータを学習することが可能となる。現在は、前段の特徴量の学習の可能性を示せた段階である。これは当初の計画より若干進展している。1),2)より全体では概ね順調に進展していると判断した。スパースモデリングを用いた異常肺音と正常肺音の識別における概ねの処理の流れの設計を平成30年度までに行うことができたため、今後はその枠組みで学習と評価を実行できるようにする必要がある。主な研究項目の推進方策は以下である。1)スパースモデリングを用いた副雑音に特有の音響特徴の抽出に関して-----まず、多様な肺音に関して、連続性の音響特徴を持つ信号と断続性の音響特徴を持つ信号に効率よくかつ頑健に抽出できるフーリエ成分とウェーブレット成分のパラメータについて検討する。次に、連続性副雑音の立ち上がり部分を断続性副雑音として誤検出する問題の解決方法を検討していくとともに、元の聴診音に含まれている心音等の雑音が分離した信号に残されるため、心音の混入に頑健なスパースモデリングの検討を行う。2)識別方式と音響パラメータの設定に関して-----これまでは、スパースモデリングを適用して、連続性の音響特徴を持つ信号と断続性の音響特徴を持つ信号に分離し、その二つの信号を用いて異常肺音の識別をHMMを用いて行った。今後は、事前にフーリエ成分とウェーブレット成分のパラメータを与えるのではなく、ニューラルネットを用いた機械学習の枠組みを用いて、異常肺音と正常肺音の識別能力、及び連続性の副雑音を含む異常肺音と断続性の副雑音の識別能力が最大化できるようなフーリエ成分とウェーブレット成分のパラメータを求める枠組みとし、またこの識別系をいろいろな聴診箇所から聴取した肺音に関して適用を試みる。3)肺音データの拡張に関して-----これまで、主に同一箇所から収録した肺音データを用いて学習してきた。本研究では、学習データ量の増加は避けられないため、他の聴診箇所から収録したデータを適切に利用する(選択する)ことにより、識別性能の高精度化を狙う。

従来の異常肺音の検出に関する研究では,統計的手法であるHMM (Hidden Markov Model、隠れマルコフモデル)を用いて正常肺音と副雑音を含む異常肺音との識別を行ってきた.これまでの研究では,異常肺音中に含まれる副雑音に関して,音響特徴の異なる断続性副雑音と連続性副雑音を区別してHMMを学習することが識別に有効であることを示してきたが,それぞれのモデルの学習データを十分に用意する必要があることや,聴診時に混入する雑音を副雑音と誤識別することで識別性能が低下することが課題であった.この課題を解決するために,本研究では聴診時に混入する雑音を事前に除去することにより識別性能を向上させることができると考えた.一方,共同研究者の酒井らは事前知識を用いた手法であるスパースモデリングによって肺音から断続性副雑音と連続性副雑音を分離できる例を示した.しかし,すべての肺音に対して有効であるわけではないという問題点があった.そこでスパースモデリングにより聴診音から連続性の音響特徴を持つ成分(具体的には呼吸音と連続性の副雑音)と断続性の特徴を持つ成分(具体的には断続性の副雑音や)副雑音として分離した二つの音信号を用いて異常音と正常音を識別することで、異常肺音検出を行うことを検討した.また、音響特徴パラメータにフィルタバンクの出力を用いて、深層学習により異常音と正常音を識別する方式について検討を開始した.これは従来の音響特徴パラメータであるMFCC(メルケプストラム係数)では断続性複雑音の検出では十分ではないと考えたためである.1)肺音の異常音と正常音の識別性能を向上させるための事前処理を手法として、スパースモデリングを用いる方式を検討した.聴診音をスパースモデリングにより連続性の音響特徴を持つ成分(時系列信号)と断続性の音響特徴を持つ成分(時系列信号)の二つに分離した.この分離の際に用いる音響特徴として、連続性としてはフーリエ成分を、断続性としてはウェーブレット成分を用いて分離を行う処理系を構築できた.次に、この処理系の評価方式として,それぞれの時系列信号に対して,連続性の副雑音区間及び断続性の副雑音区間に対して,分離前の原音(聴診音)と比較してどの程度のパワー値の変化が生じているかを測る処理系を構築した.この結果,連続性の音響特徴を持つ時系列信号では断続性の副雑音区間でのパワー値が大きく減少し,断続性の音響特徴を持つ時系列信号に対しては連続性の副雑音区間のパワー値が大きく減少し,スパースモデリングが聴診音を効率よく断続性の音と連続性の音に分離できることを示せた.一方で、スペクトグラムを詳しく調査すると断続音と連続音が分離できていない箇所(特に連続音の立ち上がり部分)があることがわかった.すべての肺音に最適なフーリエ成分とウェーブレット成分を定めることは難しいが,より最適な成分を決定する方式を検討しなければならないという課題が残った.2)異常肺音と正常肺音の識別方式に関しては,分離した連続性の音響特徴を持つ成分(時系列信号)と断続性の音響特徴を持つ成分(時系列信号)の二つの扱い方に課題が残った.二つの信号系列を扱うことで連続性の副雑音と断続性の副雑音の分離精度は向上したものの,異常肺音と正常肺音の識別精度の向上は見られなかった.従来の研究では、肺音の時系列に対して、各時刻の音響特徴をパラメータ(ベクトル)として抽出し、隠れマルコフモデル(HMM)を用いて、異常肺音と正常肺音として学習を行った。
ω中間子光生成による原子核束縛状態探索と中間子－原子核相互作用の精密測定

申請者はSPring-8LEPS2施設においてω中間子を光生成しω中間子束縛エネルギーを精密測定することにより、ハドロンー核子相互作用を明らかにしたいと考えている。本実験ではω中間子の崩壊をBGO電磁カロリメータで検出し生成を同定した上でTOF検出器で欠損質量を測定するという新しい手法を確立することにより、明確な束縛エネルギーを得ることを計画している。本年度は本実験に必要な検出器である荷電粒子検出器の製作とBGO電磁カロリメータの製作とLEPS2でのデータの取得を行った。荷電粒子検出器はMPPCを用いた新光読出し方式プラスチップシンチレータとガスワイヤーチェンバーで構成され、高エネルギー加速器研究機構において製作した。本実験において時間分解能と検出効率を評価し、時間分解能250 psecと検出効率95%が得られ、本実験を遂行するにあたり十分な性能であった。BGO電磁カロリメータは本体の製作が完了し、最終的に1320チャンネルから成る読出しすべてのチャンネルの読出し回路を製作した上でLEPS2においてデータ取得を行った。各チャンネルのエネルギー分布とπ0中間子不変質量を用いることにより検出器の調整やデータ解析におけるエネルギー較正を行い、本実験に必要なハドロンの検出に成功した。また、本実験の先行実験であるELPHFOREST実験のデータを用いて、電磁カロリメータの解析とマルチメソン光生成の研究を行った。電磁カロリメータの荷電粒子に対する検出効率の評価などの解析を行い、最終的にπ0π±生成断面積を導出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。申請者はSPring-8LEPS2施設においてω中間子を光生成しω中間子束縛エネルギーを精密測定することにより、ハドロン-核子相互作用を明らかにしたいと考えている。本年度は本実験に必要な検出器である荷電粒子検出器の製作・性能評価、およびBGO電磁カロリメータの製作とLEPS2テストビームによるデータの取得を行った。荷電粒子検出器はプラスチップシンチレータとガスワイヤーチェンバーで構成され、高エネルギー加速器研究機構において製作と性能評価を行った。プラスチックシンチレータはMPPCを用いた新光読み出し方式を採用しその性能評価を行い、本実験で十分な性能である250 PSの時間分解能が得られた。ガスワイヤーチェンバーは設計・製作を完了し、検出器の動作テストを行った。ガスワイヤーチェンバーはイーサネット読み出しであり、この読み出しシステムを構築した。BGO電磁カロリメータは本体の製作が完了し.最終的に1320チャンネルから成る読み出しの内の420チャンネルの読み出し回路を製作した上でLEPS2においてビームテストを行った。各チャンネルのエネルギー分布とπ^0中間子不変質量を用いることにより検出器の調整やデータ解析におけるエネルギー較正を行い、ビームテストの目標であるπ^0、η中間子の検出するに至った。運動学的フィットによる電磁カロリメータの解析を行π^0π^±生成断面積を導出した。荷電粒子検出器の製作が予定より遅れた, BGO電磁カロリメータも本年度中にすべてのチャンネルで読み出し回路を作成するに至らなかった。高エネルギー加速器研究機構で製作した荷電粒子検出器の検出器テストを完了する。その後、荷電粒子検出器をSPring

-8 LEPS2ビームラインの電磁カロリメータBGOEGGの内側にインストールする。同時にBGOEGG電磁カロリメータにおいて、全1320チャンネルの光電子増倍管の信号をすべて読みだせるようにデータ収集システムを構築し、本実験のデータ取得を開始する。
運動量にロックされたスピン分極を持つ物質における電子構造の解明と新現象の探索

固体中の電子に働く相対論効果であるスピン軌道相互作用は、トポロジカル絶縁体やスピントロニクス機能を創出する鍵となっており、新しい量子状態や電気磁気効果を開拓するうえで注目されている。本研究では、固体中の電子のエネルギー、運動量、およびスピンを分解して測定できるスピン分解角度分解光電子分光という手法を用いることにより、超伝導体やトポロジカル半金属の候補物質の電子構造とスピン軌道相互作用の役割を解明した。本研究は、空間反転対称性の破れやトポロジカルな要因で生じる固体の電子バンドの自発スピン分極(spin-momentum locking)に注目し、その電子構造を運動量・エネルギー分解して直接観測することを目的とする。本年度は、主に強いスピン軌道相互作用を持つ超伝導体PdBi2および極性構造相転移を示す半金属MoTe2を対象とした研究を推進した。PdBi2はI4/mmmの空間群を持ち、臨界温度5.2 Kを示す超伝導体である。この物質を対象とし、角度分解光電子分光によりフェルミ面を構成するバンド構造を観測した。この結果、バンド計算とよく合うバルクのバンドとともに、スラブ計算でのみ再現される複数の表面状態を確認した。この表面状態を対象としてスピン分解実験を行ったところ、3次元トポロジカル絶縁体と同様のスピン偏極が確認され、この物質のフェルミ面近傍においてspin-momentum lockingを示す表面バンドが存在することが明らかとなった。さらに、バンドのパリティに基づくZ2トポロジカル不変量の解析により、その表面状態の起源がバルクのバンド反転に由来することを確認した。以上の結果は、本年度Nature Communications誌に掲載された。なお、1.5 Kにおける超伝導状態の測定にも着手し、実験を進めている。MoTe2は250 Kで非極性-極性構造相転移を示す半金属であり、2015年の理論予測によりトポロジカルワイル半金属であるとの提案がされている。レーザーを用いた高分解能角度分解光電子分光実験によりこの物質の電子構造の測定を行ったところ、数100ミクロン程度のサイズを持つドメイン構造の存在を発見した。レーザー光源を100ミクロン以下に絞り表面を走査した実験を行うことにより、それぞれのドメインのバンド構造を明らかにすることに成功した。PdBi2については、スピン偏極とバンド構造の実験的な解明に加え、第一原理計算と組み合わせることによりその起源まで明らかにすることに成功した。超伝導状態の測定については、極低温の必要性による困難を伴う実験であるが、すでに1.5 Kにおける超伝導ギャップの観測に成功している。今後は運動量空間全体にわたる超伝導ギャップ測定を進める。MoTe2については、計画当初は極性ドメインがサブミクロンサイズで混入すると予想し、通常の測定で分離は不可能であると想定していた。しかし実際には、実験を進めるにつれ、ドメインのサイズが数100ミクロン程度であることを示唆する結果を得た。これにより、レーザー光源を可能な限り小さくするなどの調整を行った。このため一部の計画に多少の遅れが出たが、結果的にはドメインを明瞭に分離した測定を行うことに成功し、当初の見込みを上回る成果を得ることができている。本研究は、空間反転対称性の破れやトポロジカルな要因で生じる固体の電子バンドの自発スピン分極(spin-momentum locking)に注目し、超伝導転移や極性-非極性構造相転移に伴う電子構造の変化を運動量・エネルギー分解して直接観測することを目的とする。本年度は、主に極性構造相転移を示すワイル半金属候補物質MoTe2、および特徴的なジグザグ鎖の構造相転移を示す(V,Ti)Te2を対象とした研究を推進した。またスピン分解実験を行い各バンドのスピン偏極を調べることにより、それぞれのドメインが互いに逆向きの極性に由来する逆向きのスピン偏極を持つバルクバンドで特徴づけられることを確認した。なお、第一原理計算によると、この物質で予測されるワイル点のエネルギー位置はフェルミ準位より6 -40 meV程度上側にあるとされ、通常の光電子分光実験による測定は難しい。これをふまえ、100 K程度に温度を上げた状態で角度分解実験を行うことにより、非占有側におけるフェルミアークを示唆する電子状態を観測することに成功した。これらの実験結果を第一原理計算によるバルクおよび表面スラブ計算と比較することにより、それぞれのドメインが(0 0 1)および(0 0 -1)表面と対応していることを明らかにした。この結果は、Phys. Rev. B誌に掲載された。このため一部の計画に多少の遅れが出たが、結果的にはドメインを明瞭に分離した測定を行うことに成功した。

これにより、極性ワイル半金属が持つ表と裏双方の表面において、それぞれ異なる形状を持つフェルミアークを示唆する結果を得ることが可能となった。また、紫外レーザー光源を用いたスピン分解光電子分光実験(東大物性研究所辛研究室)を行うことにより、当初計画よりはるかにエネルギー・波数分解能の高いスピン偏極観測を行うことが可能となった。この点では、当初の計画を越え、フェルミ準位近傍に半金属特有の複雑なバンド構造をもつMoTe2のトポロジカルな性質に踏み込むことができたと言える。一方VTe2は当初の計画では研究対象としていなかったが、本研究開始後にその特徴的な電子構造と構造相転移に注目し、実験に着手した。これまでVジグザグ鎖を形成する構造相転移が報告されているほかは、物性、電子構造ともほとんど解明されていない。今回角度分解光電子分光を行うことにより、初めてフェルミ面やバンド構造が明らかとなり、ブリルアンゾーンの一部においてトポロジカルに非自明な構造を有することが示唆されている。本研究は、結晶構造の持つ空間反転対称性の破れやトポロジカルな要因で生じる固体の電子バンドの自発スピン分極(spin-momentum locking)に注目し、様々な電子相転移や構造相転移にともなう電子構造の変化を直接観測により解明することを目的とする。本年度は、主に電荷密度波を示す層状遷移金属ダイカルコゲナイドVTe2を対象とし、そのトポロジカルな性質を明らかにした。VTe2は480 K以下でジグザグ鎖型の電荷密度波を形成する擬二次元物質であり、その際に極めて大きな原子変位をともなうことが特徴として挙げられる。また、VをTiに置換することにより電荷密度波形成を抑制し、高温三方晶を基底状態まで安定化することができる。本研究では、(V,Ti)Te2における電荷密度波状態および一様状態の電子バンド構造とスピン偏極を角度分解光電子分光実験により明らかにした。これにより、VTe2の電荷密度波形成に際し、2次元的なフェルミ面が極めて1次元的な構造へと変化すること、バンドの一部が極端に平坦化した局在的な電子状態を持つこと、ブリユアンゾーンの端(M点)におけるバンド反転が変化しトポロジカルな表面状態の一部が消失することなどを見出した。さらに第一原理計算を行い比較することにより、この系における電荷密度波、結晶構造とトポロジカルな相転移の関連を明らかにした。この他に、磁性元素や銀などの様々なイオンを層間にインターカレートした遷移金属ダイカルコゲナイドを対象とし、磁性金属状態におけるバンド構造とスピン偏極に関する知見を得た。固体中の電子に働く相対論効果であるスピン軌道相互作用は、トポロジカル絶縁体やスピントロニクス機能を創出する鍵となっており、新しい量子状態や電気磁気効果を開拓するうえで注目されている。本研究では、固体中の電子のエネルギー、運動量、およびスピンを分解して測定できるスピン分解角度分解光電子分光という手法を用いることにより、超伝導体やトポロジカル半金属の候補物質の電子構造とスピン軌道相互作用の役割を解明した。超伝導体PdBi2については、これまでの研究によりスピン偏極した表面バンドの存在とそれがフェルミ面を構成する様子が明らかになった。
疾病構造を考慮した日本人の理想的な体格を検討する前向きコホート研究

3年計画の3年目となる本年度は、まず昨年度にコホートデータの追跡期間が延長されたことを受けて、初年度に検討した性・年齢階級別のBMIと全死因死亡リスクの関連について再解析を行った。その上で本年度までに得られた性・年齢階級別のBMIと全死因死亡リスク・死因別死亡リスクの結果から、性・年齢階級に応じた日本人の死亡リスクの最も低いBMIを明らかにした。解析対象者は4079歳の43,972名(男性:21,038名、女性:22,934名)で、13年3カ月追跡している。BMIを<18.5(やせ)、18.5-20.9、21.0-22.9、23.0-24.9、25.0-27.4、27.5-29.9、≧30.0(肥満)に7区分し、年齢を中年者(4064歳)、高齢者(6579歳)に層別化して、BMIと全死因死亡リスク・死因別死亡リスクとの関連をCox比例ハザードモデルより求めた。共変量は喫煙習慣、飲酒習慣などである。BMI23.0-24.9を基準とした時、男性の全死因死亡リスクはやせの中年者で21%、高齢者で53%、肥満の中年者で65%、高齢者で13%上昇した。また、10%以上のリスク上昇が観察されないBMIの範囲は中年者において18.524.9kg/m^2、高齢者において21.029.9kg/m^2であった。女性の全死因死亡リスクはやせの中年者で32%、高齢者で34%、肥満の中年者で22%、高齢者で23%上昇した。また、10%以上のリスク上昇が観察されないBMIの範囲は、年齢階級に関わらず21.029.9kg/m^2であった。一方、死亡リスク上昇に寄与している死因は男女ともに年齢階級によって異なり、やせでは肺炎、女性及び男性中年者のCVD、肥満では男性及び女性高齢者のCVD、中年者のがんであった。死亡リスクを減少させるためにはやせ及び肥満を予防し、人々の体格を上記の範囲に収まるようにすると共に、やせ及び肥満に対して性・年齢階級に応じた死亡リスクの高い上記の疾病に対する予防を行うことが有効と考える。本研究にはいくつかの限界が含まれており、性・年齢階級別のBMIと全死因死亡リスク・死因別死亡リスクから日本人の死亡リスクが最も低いBMIを明らかにし、やせや肥満の死亡リスクを減少させるにはどのような対策が有効かを検討するためには、より大規模なデータを用いたさらなる詳細な研究が必要と考えられる。日本人の死亡リスクが最も低い体格を明らかにするため、本年度は性・年齢階級別にBody Mass Index(BMI)と全死因死亡リスクの関連を検討した。解析対象者は宮城県大崎保健所管内の4079歳の国民健康保険加入者、43,984名(男性:21,042名、女性:22,942名)である。BMIを<18.5(やせ)、18.5-20.9、21.0-22.9、23.0-24.9、25.0-27.4、27.5-29.9、≧30.0(肥満)に7区分し、年齢を中年者(4064歳)、高齢者(6579歳)に層別化して、性別、年齢階級別に全死因死亡リスクとの関連をCox比例ハザードモデルより求めた。共変量は喫煙習慣、飲酒習慣、身体活動時間/週などである。12年間の追跡でBMI23.0-24.9を基準とした時、やせの全死因死亡リスクは中年男性で26%、高齢男性で49%、中年女性で46%、高齢女性で47%上昇し、男女とも高齢者で有意であった。肥満は中年男性で71%、高齢男性で25%、中年女性で47%、高齢女性で26%上昇し、中年男性で有意であった。一方、18.5≦BMI<30.0では全死因死亡リスクの有意な上昇及び減少はみられなかった。BMIと全死因死亡リスクの関連は性別、年齢階級別に異なり、男性は中年者で肥満、高齢者でやせ、女性は中年者で肥満、年齢階級に関わらずやせでリスクが上昇した。日本人は欧米人に比しやせの割合が高く、多くの欧米人の痩身者はがんなどの既往歴が原因であると考えられている。よって、基礎疾患を有しないやせの死亡リスクは日本人を対象とすることで明らかとなる。また、わが国ではこれまで肥満についての対策が多くとられてきたが、高齢者では肥満のリスクは少なくむしろやせでリスクが高い。従って、年齢階級に合わせた対策が必要であり、肥満だけでなくやせの予防の重要性も示唆された。本年度は前年度得られた性・年齢階級別のBody Mass Index (BMI)と全死因死亡リスクの上昇に寄与する死因を明らかにするため、性・年齢階級別のBMIと死因別死亡リスクの関連について検討を行った。解析対象者は4079歳の43,972名(男性:21,038名、女性:22,934名)である。

BMIを<18.5(やせ)、18.5-20.9、21.0-22.9、23.0-24.9、25.0-27.4、27.5-29.9、≧30.0(肥満)に7区分し、年齢を中年者(4064歳)、高齢者(6579歳)に層別化して、BMIと死因別死亡リスクとの関連をCox比例ハザードモデルより求めた。共変量は喫煙習慣、飲酒習慣などである。14年間の追跡でBMI 23.0-24.9を基準とした時、男性の中年者で死亡リスクが20%以上上昇した死因は、やせでがん(38%)、肺炎(60%)、肥満でがん(67%)、循環器疾患(113%)、脳卒中(103%)、肺炎(134%)であった。一方、高齢者では、やせで循環器疾患(52%)、虚血性心疾患(170%)、肺炎(182%)、肥満で循環器疾患(66%)、虚血性心疾患(107%)、脳卒中(51%)であった。女性の中年者で死亡リスクが20%以上上昇した死因は、やせで循環器疾患(61%)、肺炎(181%)、肥満でがん(36%)、であった。一方、高齢者では、やせで循環器疾患(20%)、虚血性心疾患(116%)、肺炎(149%)、肥満で循環器疾患(44%)、虚血性心疾患(81%)、脳卒中(21%)であった。BMIと全死因死亡リスクの上昇に寄与する死因は性・年齢階級別に異なることが明らかとなった。これよりやせ及び肥満の予防だけでなく、個人の体格に応じた死亡リスクの高い疾病に対する予防を行うことによって、より費用対効果に優れた死亡率の減少が期待される。3年計画の3年目となる本年度は、まず昨年度にコホートデータの追跡期間が延長されたことを受けて、初年度に検討した性・年齢階級別のBMIと全死因死亡リスクの関連について再解析を行った。その上で本年度までに得られた性・年齢階級別のBMIと全死因死亡リスク・死因別死亡リスクの結果から、性・年齢階級に応じた日本人の死亡リスクの最も低いBMIを明らかにした。解析対象者は4079歳の43,972名(男性:21,038名、女性:22,934名)で、13年3カ月追跡している。BMIを<18.5(やせ)、18.5-20.9、21.0-22.9、23.0-24.9、25.0-27.4、27.5-29.9、≧30.0(肥満)に7区分し、年齢を中年者(4064歳)、高齢者(6579歳)に層別化して、BMIと全死因死亡リスク・死因別死亡リスクとの関連をCox比例ハザードモデルより求めた。BMI23.0-24.9を基準とした時、男性の全死因死亡リスクはやせの中年者で21%、高齢者で53%、肥満の中年者で65%、高齢者で13%上昇した。また、10%以上のリスク上昇が観察されないBMIの範囲は中年者において18.524.9kg/m^2、高齢者において21.029.9kg/m^2であった。女性の全死因死亡リスクはやせの中年者で32%、高齢者で34%、肥満の中年者で22%、高齢者で23%上昇した。また、10%以上のリスク上昇が観察されないBMIの範囲は、年齢階級に関わらず21.029.9kg/m^2であった。一方、死亡リスク上昇に寄与している死因は男女ともに年齢階級によって異なり、やせでは肺炎、女性及び男性中年者のCVD、肥満では男性及び女性高齢者のCVD、中年者のがんであった。死亡リスクを減少させるためにはやせ及び肥満を予防し、人々の体格を上記の範囲に収まるようにすると共に、やせ及び肥満に対して性・年齢階級に応じた死亡リスクの高い上記の疾病に対する予防を行うことが有効と考える。本研究にはいくつかの限界が含まれており、性・年齢階級別のBMIと全死因死亡リスク・死因別死亡リスクから日本人の死亡リスクが最も低いBMIを明らかにし、やせや肥満の死亡リスクを減少させるにはどのような対策が有効かを検討するためには、より大規模なデータを用いたさらなる詳細な研究が必要と考えられる。
エキシマレーザを用いたチタン製インプラント表面処理の開発

超高齢社会における歯科医療において、歯科インプラント治療は選択肢の一つである。また、高い生体親和性から歯科インプラント体材料としてチタンおよびチタン合金が用いられ、さらに早く機能回復をもたらすためにさまざまな表面処理が検討されている。今研究においてエキシマランプ照射装置を新たに開発し、照射によりチタン製インプラント表面の生体親和性を向上させることが明らかとなった。今回申請者が提案・開発したエキシマUVランプの技術により、その封入体の材料を工夫することで他機関で既に報告のあるUVランプよりも、波長が短く、そのピークが極めて限局された歯科用機器を開発できた。前年度に試作機を製作し、波長特性を確認しており、その小型機器を開発できた。また現在、低圧水銀ランプにおいても一般的なものと違う波長分布がきわめて限局するランプを開発した。申請者が検討してきたワイヤ放電加工の技術と統合することで表面改質のメカニズムを解明でき、早期の機能回復および長期機能を明らかにした。グロー放電モデルを用いナトリウムを主体にしたバイオミネラリゼーションの機序を解明し(Biomaterials.2004 May;25(10):1805-11)、同モデルを応用することでタンパク吸着においてもナトリウムとリン酸基が主体であることを報告した(J Dent Res. 2005 Jul;84(7):668-71)。液中放電を用いたモデルではチタン表面に抗菌性と高い生体親和性の両方を併せ持つ処理についても言及した。(Nanomedicine. 2012Apr;8(3):374-82.)。その中で、チタン表面の酸化チタンがアナターゼ型であり適度な厚さを有すれば、紫外線照射により活性酸素が表面に発生し、その結果、骨質が改善されることを近年報告した(J Mech Behav Biomed Mater.2012 Jan 31)。ワイヤ放電加工表面も類似したアナターゼ型酸化チタン表層であることがすでに分かっており、上記の今まで検討した表面と比較検討することで新たな表面処理方法を提案した。本研究の目的は,チタン製インプラントの表面改質技術によって得られた高い生体親和性および抗菌性を持った表面を最大限活用させるため迅速的な表面改質技術の開発および生体適合性検討である.本研究では,エキシマ放電により得られたエキシマUV光を用い,新たな表面処理を検討している.具体的には,申請者が現在までに研究し表面での生体反応が解明されてきたワイヤ放電加工された表面(EDSurface)を用い,エキシマUV光を照射することで,様々な生体現象を比較している. 1年目ではエキシマUV光照射装置の作製をした.一般的に工業界で使用されているランプは大きく,我々が対象としているインプラント表面への照射には不向きであると考えたためである.さらに,エキシマUV光の特徴を明らかにするため.低圧水銀ランプを用意し,両者の波長特性を評価した.エキシマUV光は,175nmのところに最も高いピークがあり他にピークは見られなかったが,低圧水銀ランプは250nmにありブロード状の波長特性であった.エキシマUV光は均質な安定的な照射を行うことに有用であることが示唆された.また,研磨チタン表面は経時的に接触角が増し疎水性になるが,UV光照射により親水性に戻ることが分かった.この効果はエキシマUV光の方が高かった.ワイヤ放電加工表面は初期から親水性を示し,経時的にも研磨チタン表面ほど疎水性にはならず,親水性が継続することが示唆された.in vitroでは,骨芽細胞の培養系を用いた.細胞の活性酸素種の発現はreal-time PCRの評価でどの表面でも差が生じなかったが,データに安定性がなく再評価が必要と考えている.当研究資金交付後すぐに歯科用インプラントを対象にした小型エキシマUV装置の作製に取り掛かり,順調に実験が進んでいる.学内にある研究施設と連携し,実験データは着々と蓄積されてきている.国内外での学会発表においても貴重な知見が得られ実験の方向性も適宜修正されている.1.ワイヤ放電加工による試料の作製:申請者が現在まで検討してきたワイヤ放電加工処理を用い,試料の作製を行う.ワイヤ放電加工は,コンピュータ制御による超純水中での非接触の加工であり,均一な試料を作製するためには有用である.この資料作製部分は今までの蓄積したデータがあるので問題なく作製できた.2.エキシマ放電による表面洗浄改質処理:エキシマUV光を用いた処理を行う.エキシマ領域でのUV光を用いることで表面洗浄改質が期待できる.自作で小型のUV照射装置を作製し,機能を評価したが「研究実績の概要」に示したように特異的な効果を示すことができた.3:タンパク吸着の評価およびin vitro評価:他教室の協力も得ながら,新しい分析機器を用いて評価を行うことができた.Real-yime PCRについては再評価を行って安定したデータと再現性を求めたい.研究計画書に示した通り行う予定である.

本学における動物実験計画書の申請も完了し承認されている.以下3点に重点を置き,進めていく.1.in vitroでの評価:昨年度からの継続であるが,現時点ではセルラインの細胞を用いて評価をしてきた.今年度はさらにラット頭蓋骨より採取した,骨芽細胞を培養する.作製した試料上に培養した細胞を播種し,初期接着細胞量,また,分化誘導培地を用いて長期培養して骨形成の様子を染色し,骨形成能まで評価する.また,期間を区切り,RNAを抽出し,Real-time PCR法を用いて,接着,増殖,分化,骨形成能を遺伝子レベル(integrin a5, collagen, osterix, osteocalcin, osteopontin, cbfa-1. GAPDH)で評価する.2.in vivoでの生体適合性評価:動物実験で用いる被検体は最小限であることが望ましい.ウサギ大腿骨に,インプラント体を埋入し,1週間,2週間,4週間,8週間後にとさつし,マイクロCT撮影および,組織切片作製に取り掛かる.左右の大腿骨にランダムに複数種類のインプラントを埋入することができる.また,組織切片作製前にマイクロCT撮影を併用することで試料から得られるデータを比較できる.3.論文作成および投稿:適宜,学会報告を行い,他機関とデータを比較検討し,有識者の意見を参考に進めていく.必要があればその原因を突き止め,再実験が必要であると認めたときには遂行する.最終的に,論文(英文)を投稿し,評価を得る.研究計画書に示した通り行う予定である.データ整理および論文投稿も行うので,追加実験などが生じても問題ないように工夫して使用していく.1.物品費:細胞培養用の試薬および切片作製に主な費用が生じる.また,分析にあたっての前処理にも費用を計上している.2.旅費:昨年同様に学会発表は必要であるが,最終年度でもあるので体系的な発表を行い,広く意見を集めるために多岐にわたる研究者が集まる学会に参加するように研究費を使用する.海外学会での発表(10月)も計画している.3.謝金:動物実験等で複数人数の介助が必要な場合,および英文校正に使用する.4.その他:学会参加費に使用する.
抗ヒトマスト細胞特異単抗体による、微少生検からのマスト細胞の分離とその分類の再検討

1.ヒトマスト細胞の表面抗原に対する本抗体(5C12)を用いて、ヒト、サル、イヌ、ウサギ、ラット、マウス等の諸動物の各組織を免疫組織染色したところ、ヒト、サル、イヌにおいてはいずれも皮膚、肺の結合組織のマスト細胞が強く染色され、粘膜内のマスト細胞は薄く染色された。これらの結果は、動物のマスト細胞においてなされている2大別の分類(粘膜型、結合組織型)が、ヒトにおける分類(現行TC型、T型)にも適用されるべきではないかとの、我々の仮説に適合している。また本抗体を用いて、ヒト皮膚の垂直断片の切片を染色したところ、表皮近辺の浅部の真皮(乳頭層)に存在するマスト細胞と、脂肪組織近辺の深部の真皮(網状層)に存在するマスト細胞との間に、大きさの大小が有意にあった(浅部マスト細胞の平均面積=51.2μm^2、深部マスト細胞94.8μm^2)。この2倍にわたる面積の違いが、皮膚型マスト細胞の分裂と成熟をあらわしているのか、それとも質的に異なる、2種類のマスト細胞なのかは、今後の課題である。この点に関しては、現在まれに観察されるマスト細胞の分裂像の存在位置が、皮膚組織中の限定された局所にあるか否かとの観点からも、解析中である。2.抗原遺伝子の同定に関しては、共同研究者の((株))医学生物学生物学研究所に、培養マスト細胞のmRNAと本濃縮抗体とを提供し現在パンニング法で発現遺伝子を濃縮中である。この遺伝子が単離されれば、各マスト細胞の本抗原に関する違いが、この遺伝子の質的な違いによるのか、それとも発現タンパク量の量的な違いによるのかを明らかにすることが出来る。