hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔白板症の悪性化を予測可能にする遺伝子診断法の開発・研究

これは日本人の口腔癌ではあまり認められないことから、噛みタバコの成分中にp53遺伝子のエクソン5に特異的に異常をきたす因子が含まれていることを示唆している。なお前癌病変では今だ異常は認められていない。その理由として、正常組織の混入が避けられないために、異常がわずかに起こっていても検出できないのではないかと考えられたために、現在microdissection法を用いて、前癌病変の組織のみを顕微鏡で切り出して、解析を進めている。一方、DMBA誘発ハムスター頬粘膜癌ではp53遺伝子の異常の好発部位であるエクソン5から8まですべてに異常が認められ(第50回日本口腔科学会総会にて発表)、それぞれの発癌機序の違いについて今後検討が必要であると考えられた。現在、口腔癌、前癌病変でのDNA修復遺伝子の解析、および遺伝子の不安定性の検索を口腔癌組織、あるいは前癌病変組織より採取したDNAを用いて検索中である。申請者らは病理組織学的に扁平上皮癌と診断された患者を対象に、その生検組織、あるいは外科切除組織を用い、p53遺伝子の異常ならびにヒトパピローマウイルス(HPV)の感染について検索し、高頻度にp53遺伝子の異常、HPVの感染を認めた(Oncogene,12:1663-1668,1996)。また、噛みタバコの習慣のあるスリランカの口腔癌、前癌病変(International Journal of Cancer投稿中)、あるいは口腔癌の動物モデルであるDMBA誘発ハムスター頬粘膜扁平上皮癌、前癌病変(日本口腔外科学会雑誌,42:347-362,1996)についても同様の検索を行い、それぞれの遺伝子異常の相違について検討した。その結果、スリランカの口腔癌ではp53遺伝子のエクソン5に遺伝子の一部欠失を含む比較的大きな遺伝子異常が数多く認められた。これは日本人の口腔癌やDMBA誘発ハムスター頬粘膜扁平上皮癌ではあまり認められないことから、噛みタバコの成分中にP53遺伝子のエクソン5に特異的に異常をきたす因子が含まれていることを示唆している。このように遺伝子の特定の部位に異常が集積することから噛みタバコ中の特定の成分が発癌物質としてp53遺伝子をはじめ、他の遺伝子の特定の部位にも異常をきたしたり、修復障害をきたすという可能性が示唆された。このp53遺伝子の異常を同定する方法の一つとして新たにycast functional assayを導入し、より簡便、かつ正確な診断を可能にした(Oncogene,15:2667-2674,1997)。現在さらにras遺伝子群についてもMASA(mutant allele specific amplification)を用いて詳細に検討を行い、DMBA誘発ハムスター頬嚢粘膜癌では比較的早期に異常が起こっていることを明らかにした(未公表)。またこれらの異常が癌化のどの段階で起こっているかを前癌病変の組織を用いて検討している。申請者らは病理組織学的に扁平上皮癌と診断された患者を対象に、その生検組織、あるいは外科切除組織を用い、P53遺伝子の異常、HPV(ヒトパピローマウィルス)の感染について検索し、高頻度にp53遺伝子の異常、HPVの感染を認めた(Oncogene,12:1663-1668,1996)。
低分子量G蛋白質とその標的蛋白質の機能修飾物質の開発と有効利用

3年間の研究により、Rasの下流分子を同定し、それらの抗体や変異cDNAを作製して、その機能解析に応用した。(1)Ralの下流分子の同定とその性状解析ーRalの標的蛋白質RalBP1の新規結合蛋白質を見出し、POB1(Partner of RalBP1)と名付けた。POB1はGrb2と結合し、EGF刺激によりチロシンリン酸化され、EGF受容体と複合体を形成した。POB1のN末端側にはEHドメインと呼ばれる領域が存在した。POB1のEHドメインに結合する蛋白質としてEps15とEpsinを見出した。両蛋白質ともクラスリンやAP-2と複合体を形成して、受容体のエンドサイトーシスを制御する重要な蛋白質であることが報告されていた。(2)抗体の作製ー抗Ral抗体により、Ralは顎下腺、大脳、小脳、胸腺、心臓、肺、脾臓、副腎、精巣に存在することが明らかになった。大脳内ではシナプス小胞に最も高い割合で存在していた。POB1とEpsinは種々の組織や細胞に存在した。(3)機能解析ーRalとRalBP1、POB1、Epsinの種々の変異cDNAを作製して、エンドサイトーシスにおける役割を解析したところ、RalとRalBP1、POB1はトランスフェリン受容体のエンドサイトーシスには関与しないが、インスリンとEGFの受容体のエンドサイトーシスを制御した。一方、Epsinはいずれのエンドサイトーシスも制御した。したがって、Ral/RalBP1/POB1のシグナル伝達経路はインスリンやEGFのようなリガンド刺激を受けると、そのシグナルをEps15とEpsinに伝達して、リガンド依存性の受容体のエンドサイトーシスを引き起こすが、トランスフェリン受容体のように恒常的なエンドサイトーシスには関与しないと考えられた。以上の研究過程で得られたRalやRalBp1、POB1、Eps15、Epsinの種々の変異体や抗体はエンドサイトーシスに関する実験に役立てることができると考えられる。さらに、エンドサイトーシスに関する分子に遺伝子異常のあるヒトがんが報告されているので、Ralの下流の分子の遺伝子異常を探索することにより、新しい種類の癌遺伝子診断法が確立される可能性がある。本年度はRalの抗体と変異体の作成を行った。抗Ral抗体はHa-Ras、Ki-Ras、Rac1、CDC42、RhoAを認識しなかった。ラットの種々の組織におけるRalの発現を解析したところ、顎下腺、大脳、小脳、胸腺、心臓、肺、脾臓、副腎、精巣に分子量28,000の本抗体により検出される蛋白質がそれぞれの膜画分で認められたが、肝臓、膵臓、骨格筋には認められなかった。大脳内におけるRalの局在を解析すると、Ralが膜画分の内でもシナプス小胞に最も高い比活性で存在していた。Ralの23番目のグリシンをバリンに置換したRalG23Vを作成した。そのGTPとGDPに対する親和性や野性型と変化がなかったが、RalGDS(RalのGDP/GTP交換反応促進蛋白質)に対する応答性が40%に減弱していた。

また、GTPアーゼ活性は約1/3に低下して、RalGAPに全く反応しなかった。また、RalG23Vの細胞内でのGDP結合型とGTP結合型の量を測定すると、野生型ではほとんどがGDP結合型であるのに対して、RalG23Vでは50%がGTP結合型であった。これらの結果からRalG23Vは活性型であることが明らかになった。RalS23NはGTPに対する親和性が著しく減少して、また、RalGDSに対する応答性も野生型の20%以下になった。GTPアーゼ活性は測定不能であった。したがって、RalS28Nはドミナントネガティブ型として細胞内で機能すると考えられた。RalG86EはGTPとGDPに対する親和性がいずれも低下したが、GDPに対する親和性の低下が著しかった。RalGDSに対する応答性は野生型の20%以下になったが、GTPアーゼ活性およびRalGAPに対する反応性には変化がなかった。今後、これらのRalの抗体や変異体を用いることによりRalの機能解析が行えると考えている。昨年度はRalの抗体や変異体を作製して、Ralの機能解析に応用することを試みた。本年度はRalの機能をさらに明らかにするためにRalの下流分子を探索した。Ralの標的蛋白質はRalBP1である。RalBP1はRacやCDC42に対するGAP活性を有するために、RalからRacやCDC42へ伝達されるシグナル伝達経路が存在すると考えられていたが、これまでにこの可能性を支持する結果は得られなかった。酵母のtwo hybrid法にてRalBP1と結合する蛋白質をスクリーニングした。その結果、新規蛋白質を見出し、POB1(Partner of RalBP1)と名付けた。POB1はRalBP1のRal結合部位とは異なる部位に結合して、Ral、RalBP1、POB1の三者は複合体を形成した。さらに、POBlはGrb2と結合し、EGF刺激によりチロシンリン酸化され、EGF受容体と複合体を形成した。POB1のN末端側にはEHドメインと呼ばれる領域が存在した。EHドメインは酵母のエンドサイトーシスに必須の因子であるPan1やEnd3にも認められ、その機能にEHドメインが重要であることが明らかにされている。POB1のC端側半分を細胞内に導入するとEGFとインシュリン受容体のエンドサイトーシスが阻害された。したがって、POB1はリガンド依存性のエンドサイトーシスを制御すると考えられる。Ralが細胞膜と共に種々の細胞内小胞や分泌小胞に局在することをあわせて考えると、Ral/RalBP1/POB1を介するシグナル伝達系がエンドサイトーシスを制御する可能性が高い。昨年度はRalの標的蛋白質RalBP1の新規結合蛋白質POB1を同定して、その機能解析を行った。その結果、POB1はEFGのシグナルを受け、受容体のエンドサイトーシスが制御されることが示唆された。本年度は、POB1の機能をさらに明らかにするために、POB1のEHドメインに結合する蛋白質を牛大脳から精製した。2種類の蛋白質が精製され、Eps15とEpsinであることが判明した。両蛋白質ともクラスリンやAP-2と複合体を形成して、受容体のエンドサイトーシスを制御する重要な蛋白質であることが報告されていた。
疎水性共役高分子の新規分子組織化手法の開発と界面超階層構造の構築

単分子膜形成が困難である疎水性共役高分子、立体規則性および非規則性のポリ(3-ヘキシルチオフェン)[HT-P3HTおよびP3HT]、立体規則性ポリ(3-ドデシルチオフェン)[HT-P3DT]やポリ(ジオクチルフルオレン)[PFO]に、我々が提案する液晶混合展開法を展開し、広がった単分子膜およびその多層積層膜の調製を試みた。これらの疎水性共役高分子は、液晶分子4'-ペンチル-4-シアノビフェニル(5CB)と水面上に共展開することで、主鎖が水面に二次元的に広がった理想的な単分子膜となることを明らかにした。水面に形成される単分子膜を水平付着法により固体基板に転写し、5CBを揮発除去することにより多層累積膜を構築した。また、その際、比較的高い表面圧にて転写を行うと、これら疎水性共役高分子が、基板面内に一軸配向した構造が得られることが、斜入射X線回折や吸収スペクトルによって明らかとなった。よって、これらの結果から、本手法が、立体規則性や置換基のアルキル鎖の鎖長に依らず、多くの疎水性共役高分子に対して、配列や配向を制御できる有用な分子組織化手法であることを示した。さらに、PFO単分子膜では、水面上にて圧縮することにより、主鎖の配向とともにβ相の発現が吸収スペクトルや蛍光スペクトルにより認められた。また、斜入射X線解析や偏光発光特性によっても、主鎖配向が誘起されたβ相の構造が明らかとなった。β相は、発光輝度が高いPFOの優れた電子状態であるとされ、本手法がその新たなその発現方法として提案できることがわかった。現在、PFOおよびHT-P3HT主鎖配向多層累積膜の電界効果トランジスタ特性を評価したところ、基板面内に異方性のある移動度が観察され、現在その解析を領域内の共同研究者と進めている。前年度までに、多くの疎水性共役高分子が、液晶分子4'-ペンチル-4-シアノビフェニル(5CB)と水面上に共展開することで、新規な分子組織状態である広がった単分子膜となることを明らかにした。本年度は、この結果を踏まえ、これらの単分子膜を多層積層する新たな分子組織化手法の提案を行った。有機薄膜トランジスタへの応用が期待されている立体規則性および非規則性のポリ(3-ヘキシルチオフェン)[HT-P3HTおよびP3HT]、立体規則性ポリ(3-ドデシルチオフェン)の単分子膜を共展開にて調製し、水平付着法により固体基板に転写することで多層累積膜を構築した。得られた多層累積膜をそれぞれ斜入射X線回折により構造解析し、スピンコート膜の構造との比較を行った。その結果、スピンコート膜は、配向方向の異なるラメラ構造を持つドメインが混在するのに対し、調製した多層累積膜は、基板に平行なラメラ構造を有することが明らかとなった。よって、本手法により、立体規則性や置換基のアルキル鎖の鎖長に依らず、いずれも電界効果トランジスタに理想的な配向を有するラメラ構造を構築でき、疎水性共役高分子の有用な分子組織化手法として提案できることがわかった。現在、これらポリ(3-アルキルチオフェン)およびポリ(9,9-ジオクチルフルオレニル-2,7-ジイル)-co-(ビチオフェン)[F8T2]の水面単分子膜を交互積層できることもわかり、新たな分子組織体への展開をすすめ、トランジスタ特性の検討も進めている。
上皮由来ＣＴＧＦは歯肉上皮細胞間結合因子を制御するか―ＲＮＡｉを用いた先駆的探索

本研究は、口腔内において病原性微生物や化学物質などの外来要因の侵入に対し最前線に位置する歯肉のバリアー構造の機能的構造維持を制御するメカニズムを解明するために、口腔内を想定した湿潤条件下で短期間に効率的に核酸医薬を導入する方法を模索し、心血管系への導入がすでに確立しているマイクロバブル溶液と超音波刺激が歯肉上皮・結合組織に対し核酸医薬を導入する方法として有用であることが分かった。また、歯肉上皮の炎症を制御するためにNK-kBデコイの導入をマイクロバブル溶液と超音波装置を用いて行ったところ、ICAM-1, IL-6などの炎症性サイトカインの発現を効率よく抑制することができた。in vitro実験に関しては、前年度に確立した歯肉上皮細胞株(GE1)の培養細胞を利用し、低出力パルス超音波(LIPUS)刺激を加えた際のCTGF発現についてRT-PCRを用いて詳細な調査を行ったが、安定した結果を得ることができなかった。理由として、LIPUS刺激により発生する熱が考えられたため、LIPUSについて新たに発表された論文をもとに様々な条件について検討を重ねた結果、ようやく安定した実験系を確立することができた。また、LIPUS刺激の実験系確立に遅れが生じたため、siRNAを持ちいた発現抑制の実験は、実験方法の変更はせずに平成26年度に継続して実験を行う予定である。また、in vivo実験に関しては、マウス歯肉溝にP.Gingivalisの菌液に浸した絹糸を留置し、歯周病惹起モデルを安定して供給できるようになったため、上皮細胞間結合因子の発現胴体を詳細に調査するために用いるdecoyやsiRNAの導入法の確立を試みた。結果、皮膚や血管などこれまでに実績のある組織と比較し、歯肉は導入効率が極端に低いことが判明し、超音波導入装置などを併用することで、ようやく歯肉上皮層にdecoyを導入することに成功した。本研究結果については、本年度の日本歯周病学会にて発表予定である。平成26年度に上記実験系についても、従来の予定通り進めていくことを考えている。まずは、in vitro実験にて用いる歯肉上皮細胞株(GE1)の培養するための準備を行い、GE1細胞培養系を確立した。その後、LIPUS刺激による歯肉上皮培養細胞におけるCTGF誘発を促すため、さまざまな条件を与え各サンプルに対しRT-PCRを用いてCTGF発現量を評価し、LIPUSによる歯肉上皮細胞における効率的なCTGF発現誘導条件を決めた。この結果については、今年度開催される日本歯周病学会に発表予定である。また、今年度使用するCTGFの発現抑制を行うためsiRNAを用いる予定であるが、その設計について業者を交えて行った。大きな変更点として、従来のin vivoの実験計画では、上顎臼歯抜歯による歯肉上皮内CTGF発現の上昇を促す実験系を用いる予定であったが、上顎臼歯抜歯による外科的侵襲や咀嚼サイクルの変化などが副次的に起こることから、抜歯モデルが生理的な状態との乖離が大きくなるためモデルとして不適当であると判断し、動物実験系の変更するに至った。今後の動物実験への応用は、マウス歯周病菌感染モデルを作成し、歯周病菌感染による上皮細胞間結合分子およびCTGFの発現動態を観察することで、その制御機構を解明することとした。歯周病による歯槽骨欠損状態の精査のため、マイクロCTで用いる画像解析ソフトを購入した。マウス歯周病菌感染モデルの作製であるが、確立された方法はいまだ無く、実験モデルの確立を最初の課題として取り組んだ。さまざまな条件下でmicroCTを用いて歯周病罹患状態について検討を行った結果、マウスにて2週間で歯周病を惹起できる手技を確立できた。このモデルに関しても、安定したマウス歯周病惹起モデルとして、今後学会にて発表予定である。in vitroにおけるLIPUS刺激による歯肉上皮細胞のCTGF発現の促進を狙ったが、安定した促進効果を期待できる条件を探し出すことが困難であった。理由として、LIPUS刺激による温度変化が考えられたが、一定の温度条件を満たしながらエネルギー波を与える実験系を構築することが期間内には難しいと判断し、歯肉上皮細胞間結合因子を制御する他のシステムを模索し、核酸医薬を用いた実験系に移行した。現在は、口腔内を想定した湿潤条件下で短期間に効率的に核酸医薬を導入する方法について研究を行っており、その結果について今年度論文投稿予定である。

今後も発現制御を目的とした核酸医薬により、上皮細胞間結合因子を制御するシステムの探索研究を継続していく。矯正歯科学上記の通り、GE1のCTGF発現誘発刺激として文献よりLIPUS刺激を採用したのだが、当初安定した誘発結果を得ることが困難であった。その理由を探索し、対応するために時間がかかったことが一因としてあげられる。また動物実験については、当研究機関の動物実験施設が平成25年8月より改修工事に入ってしまい、動物実験を計画通り進めることが困難であったことが主な理由である。動物実験系の変更を行ったため、新たな実験系の確立を行う必要があり、実験計画とくらべ動物実験系の研究に遅れが生じた。また、細胞系の実験に関しても、LIPUSの刺激に関して、参考文献から実験系を作成したが、当初はRT-PCRの結果が安定せず、苦労した。in vitroの実験系に関しては、その原因を追究できたため、現在は安定したCTGF発現を誘導できるようになったが、以上の理由により実験計画に若干の遅れが生じている。実験の進行は上記理由より遅れてはいるものの、遅延した要因に対するトラブルシューティングが概ね実行できていること、また実験の方向性については予定していた通り進行していることから、今後予定していた研究計画を一つ一つ実施し、研究結果として広く発表する予定である。今年度の研究は、1)in vitroの実験系は、歯肉上皮細胞における細胞間接着因子の発現動態を免疫組織化学的手法を用いて観察し、LIPUS刺激を与えた際にどのような変化をきたすか検討する、2)上記実験系において、CTGFとTGFβをそれぞれsiRNAにて発現コントロールを行い、上皮細胞間接着因子の制御にCTGFおよびTGFβが関わっているのかを検討し、そのメカニズムについて詳細に探求する、3)in vivoの実験系では、確立した歯周病感染モデルを用いて、その歯肉上皮における細胞間接着因子の発現動態を、免疫組織化学的に観察する、4)siRNAを上記歯周病感染モデルに応用し、歯肉上皮細胞における細胞間接着因子発現にどのような影響を及ぼすのか検討する、ことを行っていく予定である。平成25年度に、マウス歯肉にsiRNAを導入し、ターゲット因子が初期歯周炎の進行に与える影響を調査し、in vitroの結果と合わせて学会において発表する予定であったが、平成25年8月より、当大学の動物飼育施設の改装により動物飼育ができなくなってしまった。そのため、in vivo実験が予定通り行えず、その研究計画に係る実験費用を使用することができなかった。平成26年7月より、動物実験施設の改装が終了し、再び使用が可能になる予定であるので、in vivo実験を再開し、研究計画通りに実験を進めていこうと思っている。そのため、in vivo実験の研究計画に係る実験費用に未使用経費をそのまま充てることとしたい。前年度購入予定であったミクロトームは、研究室改修のため購入することができなかった。今年度回収が終了次第購入予定である。それ以外については、今年度の実験計画において、概ね当初の実験計画に近い形で研究費を使用する予定である。
二次体の類数の可除性に関する研究

整数論のうち、二次体の類数の非可除性や岩澤不変量について研究を行った。本研究では、岩澤λ不変量が1となる虚二次体、0となる実二次体の無限族の具体的な構成や分布の考察を主な課題としている。岩澤不変量は多くの研究者によって研究されているが、その中での本研究の位置づけは、すでに代数的に証明されている結果の仮定を満たすものの個数評価と分布の考察・具体例の構成に該当する。具体的には、(1)「扱う二次体の基本判別式に勝手な合同条件を課した場合に、岩澤λ不変量が1となる虚二次体、0となる実二次体はそれぞれ無限に存在するか?」,(2)「岩澤λ不変量が1となる虚二次体、0となる実二次体の無限族をそれぞれ具体的に構成することはできるか?」という問題に取り組んだ。数値実験によるデータから、虚二次体の円分Zp拡大の岩澤λ不変量は0または1となることが非常に多いと考えられている。また、総実代数体の円分Zp拡大の岩澤不変量は、任意の素数pに対してλp=μp=0となることが予想されている(Greenberg予想)。実二次体は総実代数体である。そのため、(1)は成り立つ可能性が高いと考えられる。実際にそれを証明することが問題(1)を考察する目的である。問題(2)を考察する目的としては、他の結果への適用や数値実験への適用などの実用性を挙げることができる。問題(1)は二次体の類数の非可除性の問題と密接に関係していて、問題(2)は二次体の類数の可除性の問題と関連している。問題(1)に関しては、部分的に肯定的な結果が得られた。問題(2)に関しては、与えられた奇素数pに対して、岩澤λp不変量が1となる虚二次体を少なくとも一つ具体的に構成することができた。交付申請書に記載した当初は二次体の類数の可除性のみを研究する予定であったが、実際には二次体の類数の非可除性や岩澤不変量の研究にも取り組むことができ、両方の分野で成果をあげることができたため。二次体の類数の可除性と非可除性の両方のテーマに取り組むことで、新たな研究課題も見出すことができたため。今後の研究の推進方策としては、二次体の類数の可除性・非可除性と岩澤不変量に関する研究をさらに進展させることを挙げる。昨年度は主に、岩澤λ不変量が1となる虚二次体の個数評価に関するlower boundについて研究を行ったが、今年度は個数評価に関するupper boundについての研究に取り組みたい。「条件を満たす二次体が無限に存在するか?」という問題の考察から「条件を満たす二次体がどのくらい存在するか?」と真のオーダーを求める問題の考察へと研究を進展させたいと考えている。また、実二次体の類数の非可除性と岩澤λ不変量に関する研究を昨年度から行っているが、この研究での未解決部分に取り組むことも計画している。整数論のうち、二次体の類数の可除性・非可除性、岩澤不変量などについて研究を行った。ディオファントス方程式の正の整数解の個数に着目し、扱う二次体の仮定から「平方因子を持たない」の条件をはずして類数の可除性を考察すること、Lucas数列のprimitive divisorに関する性質に帰着させて解くことのできる類数の可除性やディオファントス方程式の整数解の個数の問題を考察することなど、昨年度から続いているテーマに取り組み、いくつかの結果を得ることができた。また、類数が3で割れる二次体の組・類数が3で割れない二次体の組がそれぞれ無限に存在するかを考察し、結果を得ることができた。具体的には、square-freeな整数m_1,m_2が与えられた時、Q(√<m_1D>),Q(√<m_2D>)の類数がともに3で割れるm_1,m_2と互いに素な二次体の基本判別式Dが無限に存在することを示した。これは小松亨氏の結果の精密化になっている。逆に、Q(√<m_1D>),Q(√<m_2D>)の類数がともに3で割れないm_1,m_2と互いに素な二次体の基本判別式Dが無限に存在することも示した。これはD. Byeon氏の結果の一般化になっている。さらに、保型形式の性質を用いて二次体の類数の非可除性や岩澤不変量に関する問題にも取り組み、虚二次体の類数の非可除性に関する木村巌氏の結果の精密化や岩澤λ不変量が1となる虚二次体に関するD. Byeon氏の結果の精密化を得ることができた。具体的には、「岩澤λ不変量が1となる虚二次体が無限に存在するか?」という問題に関して、扱う虚二次体の基本判別式に合同条件を課した場合についての部分的な結果を得ることができた。これらの結果は、類数の非可除性や岩澤不変量に関する条件を満たす二次体の分布についての問題への一つのアプローチと見ることができるため、必要な研究であると考えている。繰越分の科研費を使用して岩澤理論に関する研究集会に参加し、岩澤理論の専門家に自身の結果を報告することができた。研究内容に関して色々とアドバイスを伺うことができたので、有意義な時間を過ごすことができたと考えている。

整数論のうち、二次体の類数の非可除性や岩澤不変量について研究を行った。本研究では、岩澤λ不変量が1となる虚二次体、0となる実二次体の無限族の具体的な構成や分布の考察を主な課題としている。岩澤不変量は多くの研究者によって研究されているが、その中での本研究の位置づけは、すでに代数的に証明されている結果の仮定を満たすものの個数評価と分布の考察・具体例の構成に該当する。具体的には、(1)「扱う二次体の基本判別式に勝手な合同条件を課した場合に、岩澤λ不変量が1となる虚二次体、0となる実二次体はそれぞれ無限に存在するか?」,(2)「岩澤λ不変量が1となる虚二次体、0となる実二次体の無限族をそれぞれ具体的に構成することはできるか?」という問題に取り組んだ。数値実験によるデータから、虚二次体の円分Zp拡大の岩澤λ不変量は0または1となることが非常に多いと考えられている。また、総実代数体の円分Zp拡大の岩澤不変量は、任意の素数pに対してλp=μp=0となることが予想されている(Greenberg予想)。実二次体は総実代数体である。そのため、(1)は成り立つ可能性が高いと考えられる。実際にそれを証明することが問題(1)を考察する目的である。問題(2)を考察する目的としては、他の結果への適用や数値実験への適用などの実用性を挙げることができる。問題(1)は二次体の類数の非可除性の問題と密接に関係していて、問題(2)は二次体の類数の可除性の問題と関連している。問題(1)に関しては、部分的に肯定的な結果が得られた。問題(2)に関しては、与えられた奇素数pに対して、岩澤λp不変量が1となる虚二次体を少なくとも一つ具体的に構成することができた。交付申請書に記載した当初は二次体の類数の可除性のみを研究する予定であったが、実際には二次体の類数の非可除性や岩澤不変量の研究にも取り組むことができ、両方の分野で成果をあげることができたため。二次体の類数の可除性と非可除性の両方のテーマに取り組むことで、新たな研究課題も見出すことができたため。今後の研究の推進方策としては、二次体の類数の可除性・非可除性と岩澤不変量に関する研究をさらに進展させることを挙げる。昨年度は主に、岩澤λ不変量が1となる虚二次体の個数評価に関するlower boundについて研究を行ったが、今年度は個数評価に関するupper boundについての研究に取り組みたい。「条件を満たす二次体が無限に存在するか?」という問題の考察から「条件を満たす二次体がどのくらい存在するか?」と真のオーダーを求める問題の考察へと研究を進展させたいと考えている。また、実二次体の類数の非可除性と岩澤λ不変量に関する研究を昨年度から行っているが、この研究での未解決部分に取り組むことも計画している。
肝細胞移植の新しい工夫:MICROCARRIERを用いる分離肝細胞の門脈内移植

マイクロキャリアのレシピエント血球(細胞)成分を同定し得る抗体を作成し得かったためキャリア表面に付着する細胞を全てドナー由来の肝細胞かレシピエント以来梢血内細胞かの鑑別が困難となってしまった。今後ラットの同一系における組織特異的な細胞表面抗原、もしくは接着因子を同定する抗体の開発が必要と考えられた。もう1つの目的である肝細胞表面のアシアロ基に親和性の高い人工基質PVLAはin vitroでしか用いられていないので、実際にin vivoで生体に投与する場合の安全性が確立されてなかった。このモデルは慢性実験であるため如何にすぐれた人工基質であるといえども発癌性(急性毒性はもちろんであるが)の有無等のチェックは不可欠である。今後この点についてのデータをまず得る必要があると思われた。以上のような事情で、今年度の目的は達成されなかった。肝細胞分離の方法はコラゲナ-ゼ消化法が標準的な方法として広く普及しているものの安定した収量とviabilityを得るのは予想外に困難であった。当初Seglenの方法とほぼ同じ方法で行っていたが,さらに中村らの方法を取り入れたりしたが,今一つ安定せずそのまま先に進むことは却ってよくないと考えた。そこでまず若い動物例えばラットでは生後4週(160g前後)のものを用い,潅流法も従来の順行性から下大静脈からの送行性潅流に変更,コラゲナ-ゼ液も再循環方式から非再循環式にするため40%増量した。これらの工夫により分離直後のviabilityはそれまでの約50%から一挙に80ー90%へと向上した。ただし,これらの分離細胞は肝実貭細胞のほかKutter細胞など非実質細胞も相当量含んでいるためそれらの分離も必要である。それは次に述べるようにマイクロキャリアのコ-ティングに肝細胞に対してより特異性の高い接着因手を用いている方針であるからである。現在percollの濃度を変化させ至適濃度を検索中である。これまでの研究の結果,予定したコラ-ゲンをコ-トしたマイクロキャリア,cytodex3は予想外に肝細胞の接着性が悪く,特に肝内脈内に投与された場合は殆んどの場合レシピエントの血球(非赤血球)を接着してしまうという救命的な問題がみられた。そこで肝細胞により特異的な接着因子あるいは抗体を利用することを考えた。その有望な接着物質の1つに東京工大生命工学研究室の赤池が開発合成したLPVAがありそれをマイクロキャリア上にコ-トすることを企画して現在協同で実験を進める予定である。以上のような状況であるが,これらのメドが立てば予定の3.を開始したいと考えている。でキれば,マイクロキャリアとして,Cytodex3と新しいLPVAコ-トのマイクロキャリアを比較する形で内脈内直接投与法を行うつもりである。
パイピング型崩壊の発生メカニズムの解明と防災対策

本年度は,シラス地域において50m深の観測井の水位および空気流量を測定,大規模崩壊が発生した現地(宝川内および針原)における水位および空気流量の観測を継続した。また,熊本県八代市の調査地域においても,既存の地下水井からの空気の流出を測定した。その結果,宝川内においては降雨後空気の流出が認められたのに対し,シラス地域においては,空気の流出は少なかった。これに対し,熊本県八代市の調査においては, 18年7月の豪雨により,降雨のピーク時において,空気の流出が多量に認められた。また,空気の流出のピークの頃,深層のテンシオメータが急激に反応し,空気の流出が止まったときには,テンシオメータの値が低下した。このことから,岩盤内の空気流出が,地下水リッジングを形成し,降雨時の急激な流出を引き起こしていることを示唆する重要な結果が得られた。以上の現地観測結果を基に,本年度は,防災科学研究所において,崩壊実験を行った,幅1. 5m長さ8m,角度30度の実験土層を作成し,人工降雨を与え,流出量が一定になった後,斜面下部からコンプレッサーで空気を注入した.その結果,空気注入時に斜面下部で崩壊が発生した.崩壊発生メカニズムは,空気圧により不飽和土が正圧化し斜面が不安定になったものと考えられた。本年度は,現地観測のために,シラス地域において50m深の観測井を3本掘削し,水位および空気流量を測定開始した。また,大規模崩壊が発生した現地(宝川内および針原)においても,水位および空気流量を観測を開始した。その結果,宝川内においては降雨後空気の流出が認められた。シラス地域においては,ボーリングコアを精査し,空気の通り道がどこにあるかどうかを多数の調査によって確認した。ただ,今年度は,降雨が少なかったために,地下水位の変化,地中からの空気の流出はあまり認められなかった。これに対し,熊本県八代市の調査においては,降雨のピーク時において,空気の流出が多量に認められた。空気の流出は,降雨強度がある一定の値を超えると急速に流出が認められることから,他の地域においても,大規模な豪雨時においては,空気の流出が発生することが期待される。今年度は,取得されたデータを基に,研究分担者全員で議論を行い,来年度の調査項目等について考察を行った。これに対し,熊本県八代市の調査においては,18年7月の豪雨により,降雨のピーク時において,空気の流出が多量に認められた。また,取得されたデータを基に,研究分担者全員で議論を行い,来年度の実験に向けた考察を行った。

このことから,岩盤内の空気流出が,地下水リッジングを形成し,降雨時の急激な流出を引き起こしていることを示唆する重要な結果が得られた。以上の現地観測結果を基に,本年度は,防災科学研究所において,崩壊実験を行った.幅1.5m長さ8m,角度30度の実験土層を作成し,人工降雨を与え,流出量が一定になった後,斜面下部からコンプレッサーで空気を注入した.その結果,空気注入時に斜面下部で崩壊が発生した.崩壊発生メカニズムは,空気圧により不飽和土が正圧化し斜面が不安定になったものと考えられた.
神経回路網の形成に関与するラット海馬由来神経発育因子の神経化学的研究

我々はラット胎児大脳皮質の初代培養系を用い,中枢神経系に内在しかつ中枢ニューロンの発育に影響を与える因子につき検索を進めた結果,海馬組織中にニューロンの生存を維持する因子が高濃度存在することを見出した.本年度はこの海馬由来生存維持因子(HNSF)につき更に検討を加えた.まず海馬抽出液を100°C, 30分あるいは0.1%トリプシンにて30分処理すると, HNSF活性は完全に消失した.一方,培養液中にNerve Growth Factor(NGF)を添加してもニューロンの生存維持には何ら効果は認められなかった.このことからHNSFはNGFとは異なる蛋白性の因子であることが示された.本因子の分子量を推定するため, TSK-2000SWによるゲル濾過を行い,各溶出画分のHNSF活性につき検索してみると,活性は1020K, 2030K, 5060Kの分子量に相当する分画に回収された.このことからHNSFは単一蛋白ではなく複数の因子であることが示唆された.次にHNSFがいかなる種類のニューロンに対し生存維持効果を有しているかを調べるため, Tyrosine Hydroxylare, Choline aceyltransfirace, Glutamate decarboxylare(GAD)に対する抗体を用い,免疫組織化学的染色を行ってみると, GAD抗体でのみ陽性所見が得られた.この結果からHNSFは少なくともGABA作働性ニューロンには生存維持効果を有していることが明らかとなった.現在GABA作働性ニューロンに効果を有する成長因子の存在は世界的にも報告はなく,我々の検索しているHNSFは全く新しい神経発育因子であるものと考えられた.現在牛海馬よりHNSFの精製を試みている.我々はラット胎児大脳皮質の初代培養系を用い,中枢神経系に内在しかつ中枢ニューロンの発育に影響を与える因子につき検索を進めた結果,海馬組織中にニューロンの生存を維持する因子が高濃度存在することを見出した.本年度はこの海馬由来生存維持因子(HNSF)につき更に検討を加えた.まず海馬抽出液を100°C, 30分あるいは0.1%トリプシンにて30分処理すると, HNSF活性は完全に消失した.一方,培養液中にNerve Growth Factor(NGF)を添加してもニューロンの生存維持には何ら効果は認められなかった.このことからHNSFはNGFとは異なる蛋白性の因子であることが示された.本因子の分子量を推定するため, TSK-2000SWによるゲル濾過を行い,各溶出画分のHNSF活性につき検索してみると,活性は1020K, 2030K, 5060Kの分子量に相当する分画に回収された.このことからHNSFは単一蛋白ではなく複数の因子であることが示唆された.次にHNSFがいかなる種類のニューロンに対し生存維持効果を有しているかを調べるため, Tyrosine Hydroxylare, Choline aceyltransfirace, Glutamate decarboxylare(GAD)に対する抗体を用い,免疫組織化学的染色を行ってみると, GAD抗体でのみ陽性所見が得られた.この結果からHNSFは少なくともGABA作働性ニューロンには生存維持効果を有していることが明らかとなった.現在GABA作働性ニューロンに効果を有する成長因子の存在は世界的にも報告はなく,我々の検索しているHNSFは全く新しい神経発育因子であるものと考えられた.現在牛海馬よりHNSFの精製を試みている.
持続炎症モデルを用いた腸管上皮細胞スパイラル形質転換による発がん機構解析

本邦では潰瘍性大腸炎患者が急増しており、それに伴う発癌患者の増大が懸念されているがその分子機構は不明である。本研究では世界で初めてマウス大腸上皮幹細胞の初代培養系における持続炎症刺激モデルを構築し、長期間刺激にて自然免疫応答がスパイラル状態にあることを発見しており、疾患モデルであることが確認された。また炎症発癌における粘液産生癌形成機構を同定し、がん悪性度増悪機構を明らかとした。本邦では潰瘍性大腸炎患者が急増しており、それに伴う発癌患者の増大が懸念されている。炎症発癌の特徴は粘液産生癌が多いことであるが、我々は腸管上皮分化制御因子であるAtoh1の蛋白安定性がTNFαなどNFkBシグナルと関与することを見いだし、持続炎症状態における上皮細胞変化が粘液形質を伴った発癌形質に影響すると考えた。そこで我々は世界で初めてマウス大腸上皮幹細胞の初代培養系を確立し、初代培養細胞における持続炎症刺激モデルを構築し、長期間刺激にて自然免疫応答がスパイラル状態にあることを発見した。そこで、本研究では初代培養における応答スパイラル機構を解明し、潰瘍性大腸炎の大腸上皮初代培養細胞によるスパイラル状態評価法を構築することで、炎症発癌の発症を抑制することを目的とする。マウス大腸上皮初代培養細胞にFlagellin, LPSなどの菌体成分、TNFα, IL-6などの炎症性サイトカインを添加し自然免疫応答を確認する。長期刺激による大腸上皮細胞の網羅的遺伝子発現をマイクロアレイにて抽出し、刺激時間による応答差異を同定する。長期刺激における細胞形質転換解析として初代培養細胞のゲノム、エピゲノム変異の有無を確認しスパイラルとの関連機構を同定する。さらに健常人由来及び潰瘍性大腸炎患者由来の大腸初代培養細胞における定常状態の評価を行う。大腸幹細胞を可視化した後にマウス同様に刺激を行い、免疫応答スパイラルの存在を確認するとともに、潰瘍性大腸炎上皮幹細胞での過剰応答の有無を評価する。さらに長期刺激におけるがん化機構を解析し、新規治療薬開発への基盤を構築する。マウス大腸上皮から初代培養を樹立した。安定した持続培養が可能であり、各種サイトカイン添加による上皮応答も確認した。すでに1年間持続的に炎症刺激を行っており、炎症シグナルの亢進状態を認めている。マイクロアレイにより、長期持続特異的発現遺伝子も同定しており、これらの遺伝子の機能を解析中である。また一部細胞形質転換を認めており、炎症刺激を除去しても完全に元に戻らない現象も発見している。以上より、当初の予定通り概ね順調に遂行できている。酸化ストレス誘導遺伝子も同定し、炎症暴露による上皮細胞応答度を評価する良い指標であることが示唆された。以上の結果は炎症性腸疾患(IBD)患者の長期罹患による炎症暴露の影響を模倣したものであったことからIBD専門誌に投稿し、受理されている。また、プレスリリースも行うなど大きな反響を得ている。

そこで我々は世界で初めてマウス大腸上皮幹細胞の初代培養系を確立し、初代培養細胞における持続炎症刺激モデルを構築し、長期間刺激にて自然免疫応答がスパイラル状態にあることを発見した。そこで、本研究では初代培養における応答スパイラル機構を解明し、潰瘍性大腸炎の大腸上皮初代培養細胞によるスパイラル状態評価法を構築することで、炎症発癌の発症を抑制することを目的とする。マウス大腸上皮初代培養細胞にFlagellin, LPSなどの菌体成分、TNFα, IL-6などの炎症性サイトカインを添加し自然免疫応答を確認する。長期刺激による大腸上皮細胞の網羅的遺伝子発現をマイクロアレイにて抽出し、刺激時間による応答差異を同定した。長期刺激における細胞形質転換解析として初代培養細胞のゲノム、エピゲノム変異の有無を確認しスパイラルとの関連機構を解析した。1年間持続的に炎症刺激を行うことに成功しており、炎症シグナルの時間依存的な亢進状態を認めている。マイクロアレイにより、長期持続特異的発現遺伝子も同定しており、これらの遺伝子の機能を解析した。また一部細胞形質転換を認めており、炎症刺激を除去しても完全に元に戻らない現象も発見している。酸化ストレス誘導遺伝子も同定し、炎症暴露による上皮細胞応答度を評価する良い指標であることが示唆された。本邦では潰瘍性大腸炎患者が急増しており、それに伴う発癌患者の増大が懸念されているがその分子機構は不明である。本研究では世界で初めてマウス大腸上皮幹細胞の初代培養系における持続炎症刺激モデルを構築し、長期間刺激にて自然免疫応答がスパイラル状態にあることを発見しており、疾患モデルであることが確認された。また炎症発癌における粘液産生癌形成機構を同定し、がん悪性度増悪機構を明らかとした。持続炎症をさらに長期に進める。長期炎症刺激による細胞内シグナル伝達の異常、酸化ストレスなどを解析し発がん過程に該当するかを確認していく予定である。長期炎症刺激による細胞内シグナル伝達の異常を新たに発見しており、シグナル伝達異常の原因検索を行う予定である。さらに、ヒト細胞でも同様に炎症刺激を行い、真のIBD体外モデルの樹立を目指す。また、長期炎症によりがん形質の一部を獲得することから炎症発がんの経過を模倣していることが考えられ、炎症発がん機構の解明を試みる。29年度が最終年度であるため、記入しない。消化器内科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
回転椅子を用いた投球フォームの指導法の開発

本研究では、骨盤の固定および回旋を容易に行える回転椅子を用いて、体幹から上肢に至る筋群を対象に伸張-短縮サイクル(stretch -shortening- cycle : SSC)作用をもたらす有効な投球の指導法を考案することを目的とした。一年目である2018年度は、投球時の体幹および上肢運動について、文献研究および予備実験から未熟練者および熟練者間の差異を明らかにし、投球動作の指導プログラムの作成を試みた。その結果、立位時の通常の投球では、以下の通り、指導プログラムを作成する上での重要な視点が得られた。1踏み込み脚接地時点での肩関節外転位90度以上を保持、肘関節屈曲位90度以下の保持、およびその後の胸部回旋主導の投球の実施、2肩関節の水平外転から水平内転への切り換え、3胸部回旋の最大加速度直後、肩関節水平外転とほぼ同じタイミングでの肩関節外旋(肩関節最大外旋位まで)、4肘関節最大屈曲から伸展への切り換え、5前腕回外から回内への切り換え、6手関節最大背屈から掌屈への切り換え。7骨盤後方回旋のタイミング(反動動作の開始)の学習、8骨盤および胸部の捻転肢位(より大きな反動動作)の形成、9骨盤および胸部の捻転肢位から胸部を急激に回旋させる胸部回旋主導の投球の実施、10骨盤回旋角速度の減速に伴う胸部回旋角度の増加。これらの視点を投球の指導プログラムに反映させるために、引き続き、予備実験を重ねていく。二年目である2019年度は、1)未熟練者および熟練者を対象とした上肢運動の技術指導法の介入前後の投球動作および球速を評価し、指導効果を検証する。2)未熟練者および熟練者を対象とした回転椅子を用いた投球における体幹運動の技術指導法の介入前後の投球動作および球速を評価し、指導効果を検証する。2018年度は、投球の体幹および上肢運動について、先行知見に関する文献研究を行い、予備実験にて未熟練者および熟練者の投球動作の相違点を三次元動作解析および筋電図解析から検討し、投球動作の指導プログラムの確立を目指してきている。今後、上肢運動および体幹運動の指導プログラムを確立できるよう、予備実験を重ねていく。予備実験では、未熟練者および熟練者を対象に、1立位時の投球および上肢運動での投球(段階1:手関節・前腕の投球、段階2:段階1に肘関節を加えた投球、段階3:段階2に肩関節を加えた投球)における各関節運動および筋電図活動を比較する。2立位時の通常の投球および回転椅子を用いた際の投球(段階1:胸部固定の体幹回旋、段階2:骨盤固定の体幹回旋、段階3:胸部固定を伴う体幹下部主導の回旋、段階4:体幹回旋投球)における各関節運動および筋電図活動を比較する。これらの結果をふまえ、指導プログラムを確立する。その上で投球の技術指導前後での効果を三次元動作解析および筋電図解析を用いて検証する。2018年度の実績をふまえ、2019年度では、未熟練者、経験者および熟練者を対象に、投球の体幹および上肢運動について、以下の内容を検討する。1.体幹では、1骨盤後方回旋のタイミング(反動動作の開始)の学習、2骨盤および胸部の捻転肢位(より大きな反動動作)の形成、3骨盤および胸部の捻転肢位から胸部を急激に回旋させる胸部回旋主導の投球の実施、4骨盤回旋角速度の減速に伴う胸部回旋角度の増加、が学習のポイントとなる。これらに対応する検討項目は、1骨盤回旋の非投球方向(マイナス方向)における回旋開始時点、2骨盤回旋に対する胸部回旋の角度差の最大値、3投球方向(プラス方向)における胸部回旋角度が骨盤回旋角度を上回る時点の角加速度、4骨盤回旋の停止タイミングとその時点の胸部回旋角度、である。2.肩関節では、1肩関節外転位90度以上を保持、2肩関節の水平外転から水平内転への切り換え、3胸部回旋の最大加速度直後、肩関節水平外転とほぼ同じタイミングでの肩関節最大外旋位、が学習のポイントとなる。これらに対応する分析項目は、1肩関節外転位90度以上を示した時間、2肩関節最大水平外転角および最大水平内転角速度、およびそれらの出現時間、3肩関節最大外旋角度および最大内旋角速度、およびそれらの出現時間、である。3.肘関節・前腕・手関節では、1肘関節屈曲位90度以下を保持し、胸部回旋主導の投球の実施、2肘関節最大屈曲から伸展への切り換え、3前腕回外から回内への切り換え、4手関節最大背屈から掌屈への切り換え、が学習のポイントとなる。これらに対応する分析項目:1肘関節屈曲位90度以下の保持時間、2肘関節最大屈曲角および最大伸展角加速度、およびそれらの出現時間、3前腕最大回外角度および最大回内角加速度、およびそれらの出現時点、4手関節最大背屈角度および最大掌屈角加速度、およびそれらの出現時点、である。

その結果、立位時の通常の投球では、以下の通り、指導プログラムを作成する上での重要な視点が得られた。1踏み込み脚接地時点での肩関節外転位90度以上を保持、肘関節屈曲位90度以下の保持、およびその後の胸部回旋主導の投球の実施、2肩関節の水平外転から水平内転への切り換え、3胸部回旋の最大加速度直後、肩関節水平外転とほぼ同じタイミングでの肩関節外旋(肩関節最大外旋位まで)、4肘関節最大屈曲から伸展への切り換え、5前腕回外から回内への切り換え、6手関節最大背屈から掌屈への切り換え。7骨盤後方回旋のタイミング(反動動作の開始)の学習、8骨盤および胸部の捻転肢位(より大きな反動動作)の形成、9骨盤および胸部の捻転肢位から胸部を急激に回旋させる胸部回旋主導の投球の実施、10骨盤回旋角速度の減速に伴う胸部回旋角度の増加。これらの視点を投球の指導プログラムに反映させるために、引き続き、予備実験を重ねていく。二年目である2019年度は、1)未熟練者および熟練者を対象とした上肢運動の技術指導法の介入前後の投球動作および球速を評価し、指導効果を検証する。2)未熟練者および熟練者を対象とした回転椅子を用いた投球における体幹運動の技術指導法の介入前後の投球動作および球速を評価し、指導効果を検証する。2018年度は、投球の体幹および上肢運動について、先行知見に関する文献研究を行い、予備実験にて未熟練者および熟練者の投球動作の相違点を三次元動作解析および筋電図解析から検討し、投球動作の指導プログラムの確立を目指してきている。今後、上肢運動および体幹運動の指導プログラムを確立できるよう、予備実験を重ねていく。予備実験では、未熟練者および熟練者を対象に、1立位時の投球および上肢運動での投球(段階1:手関節・前腕の投球、段階2:段階1に肘関節を加えた投球、段階3:段階2に肩関節を加えた投球)における各関節運動および筋電図活動を比較する。2立位時の通常の投球および回転椅子を用いた際の投球(段階1:胸部固定の体幹回旋、段階2:骨盤固定の体幹回旋、段階3:胸部固定を伴う体幹下部主導の回旋、段階4:体幹回旋投球)における各関節運動および筋電図活動を比較する。これらの結果をふまえ、指導プログラムを確立する。その上で投球の技術指導前後での効果を三次元動作解析および筋電図解析を用いて検証する。2018年度の実績をふまえ、2019年度では、未熟練者、経験者および熟練者を対象に、投球の体幹および上肢運動について、以下の内容を検討する。1.体幹では、1骨盤後方回旋のタイミング(反動動作の開始)の学習、2骨盤および胸部の捻転肢位(より大きな反動動作)の形成、3骨盤および胸部の捻転肢位から胸部を急激に回旋させる胸部回旋主導の投球の実施、4骨盤回旋角速度の減速に伴う胸部回旋角度の増加、が学習のポイントとなる。これらに対応する検討項目は、1骨盤回旋の非投球方向(マイナス方向)における回旋開始時点、2骨盤回旋に対する胸部回旋の角度差の最大値、3投球方向(プラス方向)における胸部回旋角度が骨盤回旋角度を上回る時点の角加速度、4骨盤回旋の停止タイミングとその時点の胸部回旋角度、である。2.肩関節では、1肩関節外転位90度以上を保持、2肩関節の水平外転から水平内転への切り換え、3胸部回旋の最大加速度直後、肩関節水平外転とほぼ同じタイミングでの肩関節最大外旋位、が学習のポイントとなる。これらに対応する分析項目は、1肩関節外転位90度以上を示した時間、2肩関節最大水平外転角および最大水平内転角速度、およびそれらの出現時間、3肩関節最大外旋角度および最大内旋角速度、およびそれらの出現時間、である。
マイクロチャンネルを用いた多相エマルション生成デバイスの開発に関する研究

本研究は、マイクロチャンネルを用いて多相エマルションを生成する研究である。マイクロチャンネルで、O/ W(Oil in Water)液滴を生成するには、流路表面の濡れ性として親水性、W/ O(Waterin Oil)液滴を生成するためには疎水性である必要がある。ガラスマイクロチャンネルに、n-オクタデシルトリクロロシラン(OTS)の塗布ならびに紫外線照射の組み合わせにより、単一チップ上でのW/ O/ W(Water-in-Oil-in-Water)型多相エマルション生成に成功した。さらに、流路の集積化を行い、多相エマルションの大量生成が可能な系の開発を試みた。まず、単一のガラスチップ上に16のマイクロチャンネルが集積したものを設計した。すなわち、液の導入口を同心円上に配し、流路を放射状、液滴の排出口を中心とした点対称の構造にすることで、単一チップ内にて16流路にて多相エマルションの同時生成を実現しようとするものである。ガラスチップ内のマイクロチャンネルの表面改質を行ったところ、複雑な流路にもかかわらず1度の工程でガラスチップ全体を局部的に疎水性および親水性と濡れ性の異なる表面改質を行うことが出来た。当該チップを用いて、多相エマルションの生成に成功した。マイクロチャンネルで、O/W(Oil in Water)液滴を生成するには、マイクロチャンネルの濡れ性として親水性である必要があり、W/O(Water in Oil)液滴を生成するためには疎水性である必要がある。多相エマルションを1つのマイクロチャンネル中で生成するためには、疎水性マイクロチャンネルと親水性マイクロチャンネルが直列につながる必要があるため、微小なチャンネルに対する表面処理が難しく多相エマルション生成するのが困難であった。当該年度では、マイクロチャンネル中の表面改質に取り組み、表面処理剤としてn-オクタデシルトリクロロシラン(OTS)を用いて改質を試みた。ガラスマイクロチャンネルにOTSを導入すると疎水性表面となる。その後、フォトマスクを用意して親水化する部分に対して紫外線照射する。これにより、OTSは親水化する。これにより、局部的表面改質を行うことが出来た。それぞれ濡れ性の違うマイクロチャンネル交差部において、O/W(Oil in Water)液滴、W/O(Water in Oil)液滴を生成することが出来た。以上の過程を経て単一チップ上でのW/O/W型多相エマルション(Water-in-Oil-in-Water型)生成に成功した.内外液滴径および内包液滴数は,流量比を調節することにより柔軟に制御できた.内外液滴径の変動係数はいずれも2.54.0%と優れた単分散性を示した.また,第一生成部に十字型の流路を用い赤/青のインクをそれぞれ含んだ水滴を交互に生成させたチップでは,異なる2種類の水滴を内包した油滴を生成させることに成功した.本研究は,マイクロチャンネルを用いて多相エマルションを生成する研究である。マイクロチャンネルで,0/W(Oil inWater)液滴を生成するには,流路表面の濡れ性として親水性, W/0(Water in Oil)液滴を生成するためには疎水性である必要がある。昨年度までに,ガラスマイクロチャンネルに,n-オクタデシルトリクロロシラン(OTS)の塗布ならびに紫外線照射の組み合わせにより,単一チップ上でのW/0/W(Water-in-Oil-in-Water)型多相エマルション生成に成功した。当該年度は,流路の集積化を行い,多相エマルションの大量生成が可能な系の開発を試みた。まず,単一のガラスチップ上に16のマイクロチャンネルが集積したものを設計した。すなわち,液の導入口を同心円上に配し,流路を放射状,液滴の排出口を中心とした点対称の構造にすることで,単一チップ内にて16の多相エマルションの同時生成を実現しようとするものである。次に,ガラスチップに液を導入するためのホルダの設計を行った。2色微粒子内包の多相エマルションを生成するためにホルダには4種の液の導入用ならびに1つの排出用の合計5つの送液口を用意する必要がある。そこで,チップを押さえるブタと合わせて6段構造のホルダを設計した。