hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トラヒックの実測データを利用した情報伝達品質の制御手法に関する研究

その結果、裾野の長い分布であることがわかり、ロングテールやヘビーテールな分布であるLog-NormalやPareto分布に近いことが実証された。このようなファイル長の分布は、トラヒックの長期依存性ができる原因の一つであることが考えられる。今後、観測されたトラヒックデータを利用して、品質制御のための検討を進めると同時に、Gigabit Ethernetインターフェースを利用したより高速なネットワークのトラヒックモニタリングを行っていく予定である。ネットワークの広帯域化、ネットワーク上のアプリケーションの普及によって、情報伝達サービスの品質に対する要求も多種多様となり、これらを満足することは重要な課題になっている。本研究では、高速情報通信ネットワーク上に流れるトラヒックに対する実測や分析を行い、実測されたトラヒックデータを利用して、品質制御方法の有効性を検証し、より現実に即したトラヒック記述、品質制御の手法を見出すことが目的である。本年度では昨年度に続いて、観測された広域ネットワーク(学術情報ネットワーク-SINET)上のトラヒックとローカルエリアネットワーク(国立情報学研究所LAN)上に流れるトラヒックのデータを用いて、トラヒック特性と、サービス品質に対する影響に関する理論解析とシミュレーションを進めた。実測トラヒックで代表されたような、漸近的自己相似性ないし長期依存性をもつインターネットトラヒックは、一般に、時間スケール上における相関特性の変化が厳密な自己相似性よりも複雑な形態を有することが統計解析で明らかになった。特に、時間スケールの短い領域では、ポアソン性に近い性質を示し、時間スケールの長い領域では、より強い長期依存性を示している。前者は、TCPのSelf-Clocking効果などによるものと考えられ、局所ポアソン性と呼ばれている。したがって、このような複雑な相関特性を持つトラヒックの性能と品質への影響を予測することが必要であり、そのための近似解析方法が検討された。その結果、時間スケール上におけるトラヒックの相関特性を利用すれば、これまでに提案されたFBMモデルなどに適用することによって近似解析が可能であることが明らかになった。それは、相関特性の異なる複数の時間スケールのそれぞれに対して、別々なFBM過程をあてはめ、それぞれのFBM過程による解析の結果を合成して元のトラヒックの性能として近似する方法である。このような近似解析によって得られた結果がシミュレーションの結果と比較的に一致していることも確かめられた。ネットワーク技術の進歩により、情報伝達の速さや、伝達方式も目まぐるしく変化している。
In vivo光学的計測法を用いた聴覚皮質機能の研究

144チャンネル光学的計測法を用いてモルモットの大脳皮質聴覚領の活動を時空間的に計測した。計測は(1)音源方向に対する活動と(2)FM音や鳴き声に対する活動について行なった。音刺激としては、鈍音、4→16kHzの上向きFM音、16→4kHzの下向きFM音、モルモットの2種類の鳴き声(雄が雌を呼ぶ声)を用いた。音源方向に関しては、聴覚皮質(A野とDC野)の神経活動は、音源が観測皮質の対側30度付近で最大になり同側では活動が減少すること、音源の周波数が高いほど方向選択性が鋭いこと、主として対側耳刺激に対しては興奮性に、同側刺激に対しては抑制性に応答すること、また同側性の抑制の起きる場所は対側性の興奮の起きる場所に一致していることがわかった。しかし、聴覚皮質の特定の場所が特定の方向に同調するというような方向に関する局在については見つからなかった。FM音に対しては、上向きFM音と下向きFM音では聴覚皮質に現れた活動のスポットの移動する方向が逆になった。FM音に選択的に応じるニューロンの集団は観察されなかった。これらの結果は純音を処理する周波数局在機構の中の単純なニューロンがそれぞれの特徴周波数に対応するFM音成分に応じることによって、FM音を全体として処理することを示している。動物の鳴き声に対する応答は純音やFM音に対する応答と大きく異なった。純音に対しては、音の初めに一過性に興奮しその後に長い抑制が続く単純な応答となるのに対して、鳴き声に対しては興奮と抑制が交互に続く複雑な応答となった。このような応答の空間的および時間的パターンが刺激の波形やスペクトルの時間構造とどのように関係するかを検討した。方向知覚に関連する両耳性の神経機能を調べる目的で、麻酔下のモルモットの大脳皮質聴覚領の活動を左右の耳に鈍音を別々に与えて計測した。計測には144チャンネルの光学的計測法を用い、皮質神経細胞の電位活動を時空間的パターンとして記録した。いろいろな音の強度差と両耳間時間差について応答を調べ、次のような結果を得た。1)モルモットの聴覚領には両耳性応答の局在がみられる。聴覚領の腹側では対側耳の刺激に対して興奮性に応答し、同側耳の刺激に対しては抑制性に応答する。聴覚領の背側では対側耳と同側耳の両方の刺激に対して興奮性に応答する。2)同側性の抑制の効果は両耳刺激のときにのみ見られ、同側耳だけを刺激した場合には見られない。同側耳だけの刺激に対しては、興奮性応答のみが見られる。3)同側性の抑制の潜時は30-50msで、対側性の興奮応答よりも遅く起こり、興奮応答の遅い成分が特に抑制される。4)対側性の興奮応答は前腹側部に始まり背側部方向に移動する。これに対して、同側性の抑制応答は前背側部に始まり腹側部方向に移動する。5)両耳性応答は両耳間時間差により大きく影響を受ける。特に同側性に抑制される領域では、抑制の大きさがこの両耳間時間差によって変化する。同側の音が対側の音よりも早い場合には抑制の効果が大きくなり、その逆の場合には抑制の効果が小さくなる。6)同側性の抑制が見られる両耳間時間差には範囲があり、同側音があまり早すぎても、遅すぎても抑制の効果がなくなる。また、時間差を変えたときの抑制の効果は聴覚領の場所によって異なる。音刺激として4→16kHzの上向きFM音、16→4kHzの下向きFM音、モルモットの2種類の鳴き声(雄が雌を呼ぶ声)を用いた。

FM音に対する聴覚皮質の光学的応答は周波数のスイ-プの方向により明瞭に異なる。上向きFM音では聴覚皮質のA野(1次聴覚皮質)とDC野の境界線に向かって背側方向に移動し、下向きFM音ではA野とDC野のに現れた活動のスポットがA野とDC野境界近くに現れた2つの活動がA野とDC野の境界線から離れる方向にやはり背側方向に移動した。これは、A野とDC野における周波数配列が鏡像対称になっており、境界付近の特徴周波数が高く境界から離れるにしたがって低くなるという構造であること(周波数局在機構)に関係している。A野とDC野にはFM音に選択的に応じるニューロンの集団は観察されなかった。これらの結果は純音を処理する周波数局在機構の中の単純なニューロンがそれぞれの特徴周波数に対応するFM音成分に応じることによって、FM音を全体として処理することを示している。動物の鳴き声に対する応答は純音やFM音に対する応答と大きく異なる。純音に対しては、音の初めに一過性に興奮しその後に長い抑制が続く単純な応答となるのに対して、鳴き声に対しては興奮と抑制が交互に続く複雑な応答となる。その波形は2種の鳴き声に対しても時空間的に異なる。このような応答の空間的および時間的パターンが刺激の波形やスペクトルの時間構造とどのように関係するかを検討した。
迅速な医療診断を支える先進的イメージレジストレーション技術の研究

迅速な医療画像診断を支える技術として,複数の医療画像を同一の座標系に空間補正するイメージレジストレーション技術の開発を行う.医療画像処理の分野においては,同種の技術は数多く提案されてきたが,実用的な性能を引き出すには,計測系の個性に応じて様々な前処理やレジストレーションパラメータを調整しなくてはならない.そこで本研究では,カーネル密度推定とトポロジー保存のアイディアに基づき,事前の試行錯誤を可能な限り低減でき,かつ実用的な位置合わせが実現できる先進的なイメージレジストレーション技術を確立する.迅速な医療画像診断を支える技術として,複数の医療画像を同一の座標系に空間補正するイメージレジストレーション技術の開発を行う.医療画像処理の分野においては,同種の技術は数多く提案されてきたが,実用的な性能を引き出すには,計測系の個性に応じて様々な前処理やレジストレーションパラメータを調整しなくてはならない.そこで本研究では,カーネル密度推定とトポロジー保存のアイディアに基づき,事前の試行錯誤を可能な限り低減でき,かつ実用的な位置合わせが実現できる先進的なイメージレジストレーション技術を確立する.
ヒバクシャ・コミュニティの国際的連携構築に向けた比較研究

放射線被ばくの健康面への影響に関する知見は多くあるが、本研究は放射線被ばくの社会的・文化的影響について歴史的・比較文化的検証を行った点において、初の研究であると言える。世界各地で放射線に被ばくした人々やその家族、また核実験へ参画した人々などへ数多くの聞き取り調査を実施した。社会的・文化的影響の一端としては、仮設住宅への移住、食生活の変化や制限、宗教や伝統の分裂・崩壊、伝統的知識の途絶などが挙げられる。被ばくの実相は家庭内においても、子や孫の世代へ受け継がれぬまま隠される傾向がみられ、個人、家族、地域社会のあらゆるレベルにおいて社会的・文化的崩壊を招くことが分かった。平成23年度は、いくつかの主たる研究群において大規模な予備的研究を行い、世界各地の核実験国において一次資料調査を実施した。また、放射能の影響を過去に受けたり、現在も受けているコミュニティに住む若者間の連携構築などの応用研究に着手した。また、国際学会での研究発表、論文審査付のジャーナルへの論文掲載やメディアから当研究に関して多くのインタビューを受けるなどした。1)オーラル・ヒストリー聞き取り調査:フランス、英国、および米国の核実験に参加した軍関係者へ聞き取り調査を行った。また、様々な団体が運営する核実験に関する資料館において、資料調査を行った。オーストラリアと米国(ネバダ)の核実験場において調査活動を行うとともに、それぞれにおいてヒバクシャから聞き取り調査を行った。2)資料収集:フランス、英国、オーストラリア、および米国の核実験に関する資料を収集し、放射能に汚染された個人やコミュニティに関する文献資料を得た。3)放射能の影響を受けるコミュニティの若者間の対話と連携を構築するため、ソーシャルネットワーキング技術を利用する活動を開始した。マーシャル諸島の「核の犠牲者および生存者追悼記念日」である3月1日に、広島市立大学においてスカイプを利用し、広島市立大学とマーシャル諸島の学生が対話を行ったのはその一例である。4)いくつかの国際会議において研究成果を発表、複数のジャーナルに関連論文を掲載し、複数の国々のローカル・全国メディアから、当研究に関する多くのインタビューを受けた。本研究(グローバル・ヒバクシャ・プロジェクト)では、新たな国際的ヒバクシャ研究の構築を目指し、これまで世界各地のヒバクシャ・コミュニティにおいて、ヒバク体験がもたらした影響や各コミュニティの社会的・政治的活動を多角的に調査・分析し、各地のヒバク体験を歴史的・比較文化的に検証してきた。3年目である本年度は、すでに調査したいくつかのヒバクシャ・コミュニティにおいて追跡調査を行ったり、英国、フランス、ニュージーランド、オーストラリアでは、核実験に関与した退役軍人からの聞き取り調査を行った。また新たに、フランス領ポリネシアのヒバクシャ・コミュニティでの聞き取り調査や、ヒバクシャ問題に関する提言を行うとともに、現地大学の研究者とも意見交換を行った。加えて、1966年、米軍機墜落事故により多くのプルトニウムが飛散したスペイン南部のパロマレスでも調査を行い、ヒバクシャやその2世、及び地元の活動家、ジャーナリストからも聞き取り調査を実施した。また最終年度として、次世代へのヒバク体験の継承を目指し、1954年のブラボー水爆実験から60年を迎えたマーシャル諸島では、ヒバク3世の世代を集めたワークショップを行い、若い世代がヒバク体験を継承するための方法論を紹介した。さらにスカイプを利用してマーシャル諸島やオーストラリアのヒバクシャを親に持つ若者、及びワークショップメンバーが参加する国際的なウェブ会議も開催し、ヒバクシャ・コミュニティの国際的連携を構築した。当プロジェクト研究は日本のみならず、世界各地のメディアでも取り上げられたほか、ジャーナルへの論文掲載や国際的な学会へも招待を受け論文発表を行うなどした。平成24年度は主に次の活動を行った。1)アルジェリア及びカザフスタンにおいて、文献資料の収集やオーラル・ヒストリー聞き取り調査を実施し、現地の指導者やヒバク3世との繋がりを得た。2)英国マンチェスター大学のIn Place of Warプロジェクト及び豪州のNuclear Futuresプロジェクトなど学術的プロジェクトとの協力関係を確立した。3)予備調査の内容は、国際的学会での発表やジャーナルへの寄稿、また国内外の複数のメディアから多くのインタビューを受けるなどの形で発信した。4)広島と長崎のヒバクシャに関する短編ドキュメンタリー・フィルムを制作し、豪州で開催された行事で上映した。核実験による被害者を筆頭とする多くのヒバクシャ・コミュニティは、同じような経験や苦難を抱えているが、そのほとんどが完全に孤立しており、ヒバクシャ医療の問題や、ポスト植民地主義、また他のコミュニティに関する情報が遮断された状態にある。これらのコミュニティ間の国際的連携を構築することにより、ヒバクシャ自身のみならず、ヒバク2世、3世の医療問題に関する情報を共有し、団結して補償の問題に取り組むことが可能となる。

また核兵器廃絶に向けた運動や、核実験などで汚染された土地の修復・補償問題に関しても同様により大きな成果が期待される。当研究で実施する研修セミナーでは、疲弊したヒバクシャ・コミュニティの若い世代が必要とする情報を提供し、国際的連携を構築する道を提示する。また学術的にも当研究はヒバクの影響の歴史学的・社会学的理解を深めるため、福島第一原子力発電所の例など、新たに放射能被害を被るコミュニティへの道標となる。核実験の歴史を従来の軍事的枠組みによる理解からポスト植民地主義の枠組みによる理解へシフトさせることにより、健康被害と地域社会の被害の両方を被る人々の大幅な権利拡大に寄与している。多くの異なるコミュニティのヒバクシャ・グループとの連携や、核実験に関する資料収集およびオーラル・ヒストリー聞き取り調査は予定どおりだが、ソーシャル・ネットワーキング技術を用いて、放射能の影響を受けるコミュニティの若者間の対話と連携の構築を開始した点において、計画を上回る進展があり成果があがっている。これはそれぞれのヒバクシャ・コミュニティの年長者の要請によるところが大きい。25年度が最終年度であるため、記入しない。計画を順調に遂行し、予定したヒバクシャ・コミュニティや対象者集団の調査、オーラル・ヒストリー調査や核問題に関連する文化的遺物の収集、及びウェブサイトに必要な情報の収集を実施した。アルジェリアの核実験によるヒバクシャとの連携を構築し、カザフスタンではヒバクシャ3世への研修セミナー開催に向けた計画を現地の指導者と練った。また、福島の放射能被害者への直接的な聞き取り調査にも着手した。今後2年間、放射能の影響を受けた地域のヒバクシャに引き続きオーラル・ヒストリー聞き取り調査を行う。また、様々なヒバクシャ・コミュニティ間の若者のネットワーク構築をさらに押し進める。若者が自分自身で、各自のコミュニティにおいて聞き取り調査が行えるよう指導したり、ヒバク体験により産み出された文化的産物の収集・管理などを集中的に行い、当研究のためのウェブサイトの基本となるテンプレートの準備を行う。最終年度である本年度は、研究成果を研究者のみならず一般の人々へ公表するために、出版に向けた作業に取り掛かる。また研究を促進するために、ヒバクシャ・コミュニティで収集した資料を載せるウェブサイトの構築を始める。水爆実験による被災60周年であるマーシャル諸島においては、4つのヒバクシャ・コミュニティにおいて若い世代の指導者へ研修セミナーを開催する。英国、及びポルトガルの学会でも研究報告を行う。フランス領ポリネシアにおいては放射能被害についてコミュニティの人々を啓発し、他のヒバクシャ・コミュニティとの連携の道を提示する。また、論文審査のある専門誌やエディンバラ大学出版会から出版される本へ論文を掲載する。
地球内部における希ガス同位体比の進化モデルの構築

地球内部からの希ガスの脱ガスモデルを構築する上で、大陸・海洋地殻の形成過程および地殻における希ガスの親元素(U、Th、Kなど)のマクロな挙動を把握することは必要不可欠である。我々の研究グループではこれら希ガスの親元素に関して、現在観測される希ガスの同位体比を再現するため、いくつかの独自の仮定を導入している。そこで今年度はこれら希ガスの親元素に関する仮定を評価・補正し、さらに地殻の形成過程に関する希ガス以外の同位体比系の知見を取り入れるため、希ガスを含まない同位体比系で地球化学的に十分なデータが蓄積されているSr-RbおよびSm-Ndの各系について、マントル中の各化学的リザーバにおける濃度および同位体比の時間進化のシミュレーションを行った。計算の結果、希ガスと直接関係の無い同位体比系においても我々の採用するモデルの手法を用いて、現在の同位体比を再現可能であることがわかった。このことは、希ガスの親元素に関する仮定が実際のマントル中での元素移動と矛盾しないことを示している。さらに、地球形成初期の激しい物質移動を仮定したにもかかわらず、大陸地殻の形成によって不適合元素がマントルから大規模に抽出されるため、マントル内の同位体比の進化曲線が閉鎖系で予測された結果および実際の測定結果に近くなることが示された。この計算結果も、我々のモデルの手法が実際のマントルでの物質移動を再現できていることを支持している(勢田ほか、2002年度日本質量分析学会同位体比部会)。現在は、希ガスに関して現行のHe-U-Th系、Ar-K系に加えてXe-I-U-Pu系の同位体比進化計算に取り組んでいる。
機能的神経回路形成・シナプス可塑性に関わる新規シナプス蛋白質の同定と機能解析

本研究は、生後1日及び90日のラット脳シナプス膜画分を抗原として作成した2種の抗体で脳の遺伝子発現ライブラリーを差分スクリーニングし、神経回路の形成・成熟に関わる新たな蛋白の遺伝子を得ようとするものである。実験は(1)スクリーニングに用いる抗体の作製、(2)遺伝子発現ライブラリーの準備、(3)抗体を用いたライブラリーのスクリーニング、(4)遺伝子の単離とその構造(塩基配列)の解析、(5)遺伝子産物(蛋白)の機能の解析の5段階に大別され、10年度は(5)を中心として実施した。昨年度までの研究で、生後1日由来の抗体より生後90日由来の抗体と強く反応する未知遺伝子として、約9.5KbのmRNAに転写されるCAG repeatを有する遺伝子と約3.2KbのmRNAに転写されるγ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGTL)様蛋白の遺伝子が単離された。前者について、既知のCAG repeat病においてその原因遺伝子同様にこの遺伝子のCAG repeatも延長していないかを検討したが健常サンプルとの間に差異は認められなかった。後者については組み換え蛋白を作成し酵素活性(GGTL活性)について検討したが、活性は観察されなかった。実験は(1)スクリーニングに用いる抗体の作製、(2)遺伝子発現ライブラリーの準備、(3)抗体を用いたライブラリーのスクリーニング、(4)遺伝子の単離とその構造(塩基配列)の解析、(5)遺伝子産物(蛋白)の機能の解析の5段階に大別され、9年度は(4)を中心として実施した。生後90日ラツト脳より作製した遺伝子発現ライブラリー5×10^5クローンを上記2種の抗体でスクリーニングし、生後1日由来の抗体より生後90日由来の抗体と強く反応する3種類の未知遺伝子(RNAブロット解析によるそれらのmRNAの大きさは約9.5Kb・3.5Kb・3.2Kb)を同定した。塩基配列の解析から、約9.5KbのものはCAG repeatを有する遺伝子であり、また約3.2Kbのものはγ-グルタミルトランスペプチダーゼと類似したアミノ酸配列を持つ蛋白の遺伝子であることが示唆された。前者については抗ペプチド抗体を作製し、それも用いて現在蛋白の分布を組織・細胞レベルで調べている。また後者については組み換え蛋白を作成し、酵素活性(γ-グルタミルトランスペプチダーゼ活性)について検討している。
血管内皮細胞の動・静脈アイデンティティーを決定する細胞外環境

過去の報告に基づき、マウス体節由来細胞が動脈・静脈両方の血管に寄与する様式に関して検討してきた。胎生8.75日目のマウス胚の体節内に血管内皮細胞マーカーPECAM-1陽性の細胞が認められ、その細胞はFlk陽性であったが、動脈特異性を示すephrinB2-lacZやNotchシグナル・レポーターTP-1-venusは陰性であった。胎生9.5日目の胚を良く観察したところ、Flk1は静脈により強く検出されることが分かった。つまり、体節に由来する血管内皮細胞は静脈アイデンディティーを持っている状態から分化していくと考えられた。体節に由来する細胞の系譜を検証するために、体節特異的にCreリコンビナーゼ遺伝子を発現するMoxl-Creマウスと、Cre-loxPシステムに依存してlacZレポーターを発現するRosa-floxed-lacZマウスを掛け合わせて得られる胚を解析した。血管内皮細胞マーカーとの共染色を行ったところ、心大血管流出路を形成する血管内皮細胞の一部がlacZ陽性であることが分かった。さらに、背側大動脈周囲の平滑筋細胞の多くもlacZ陽性であったが、背側大動脈・神経周囲血管叢・肢芽の内皮細胞にはlacZは検出できなかった。このことから、体節に由来する内皮細胞は低頻度にしか存在しないことが示唆された。また昨年度より、体節内に血管内皮前駆細胞が発生し高次血管構築に寄与する過程を観察するために、Flkl-EGFPマウス胚を用いてタイムラプス解析を試みてきた。明視野タイムラプス撮影は可能であったものの、水銀ランプ光を当てると器官発生の進行が傷害されていた。マウス胚組織を長時間培養しながら、水銀ランプ光源下でFlkl-EGFP陽性の血管内皮前駆細胞を観察するためには、さらなる条件検討が必要である。マウス体節をウズラ胚に移植したキメラ実験により、体節に由来する内皮細胞が動・静脈両方の血管へ寄与することが報告されている。この報告を非侵襲的に再検証するために、体節特異的にCreリコンビナーゼ遺伝子を発現するMoxl-Creマウスと、Cre-loxPシステムに依存してlacZレポーターを発現するCAG-CAT-Zマウスを掛け合わせて得られる胚をX-gal染色によって解析した。この結果、lacZ陽性細胞は体節領域においてもモザイク状にしか見られなかった。したがって、レポーターマウスをRosa-floxed-lacZマウスに代えて再解析したところ、胎生10.5日目において体節領域にlacZが強く検出された。次に、免疫組織学的方法でlacZレポーターと血管内皮細胞マーカーの共染色を行ったところ、lacZ陽性の血管内皮細胞が一部に認められた。しかしながら、lacZ陽性の血管内皮細胞が多いとはいえず、発生時期などを変えてさらに解析する必要があると考えている。また、体節内に血管内皮前駆細胞が発生し高次血管構築に寄与する過程を観察するために、Flk1遺伝子座に蛍光タンパクEGFP遺伝子をノックインした胚を用いてタイムラプス解析を試みた。体節と血管の位置関係を容易に観察できるように胎生8.5日目胚を横断し、50%DMEM/50%ラットIC血清を基礎培地として横断した組織を倒立顕微鏡のステージ上に設置したチャンバー内で静置培養した。この方法で、明視野タイムラプス撮影をすることができた。そこで、水銀ランプ光を当ててEGFP陽性血管内皮前駆細胞の観察に取り組んだが、この条件では器官発生の進行が傷害されていた。水銀ランプ光による組織障害や微妙な培養条件のブレなどが原因となっている可能性が高く、現在さらなる条件検討を行っている。マウス胚組織を長時間培養しながら、水銀ランプ光源下でFlkl-EGFP陽性の血管内皮
高速高効率で水中の重金属イオンを光応答で回収できる多孔性クリオゲルの合成と評価

スピロピランは重金属イオンと光可逆的に錯体を形成することが報告されている。本課題研究では、スピロピラン単量体と親水性単量体を凍結させた水溶液中で重合し、常温に戻した際に溶媒部分が孔として残る架橋型多孔性高分子スピロピランハイドロゲルを作製した。水の凍結が不均一に起こるため、得られた多孔性材料の孔径や孔の分布が均一ではなかった。次に、瞬間凍結させた後に重合を開始する手法で多孔性材料の作製をしたところ、比較的均一な孔の作成が可能となった。作製した多孔性高分子スピロピラン中を移動する金属イオンの拡散を金属イオンが結合すると色調変化するスピロピラン部位の変化面を経時追跡し拡散挙動を定量化した。申請者は、(1)水中における有害な重金属イオンの吸着状況を色調変化で知らせる機能と、(2)吸着した金属イオンを可視光照射だけで脱離回収できる機能、を併せもった機能性高分子材料を報告してきた。しかしながら、この高分子材料はゲルの形態をとるため、ゲル内部の極めて小さい水の拡散が金属イオン吸着回収の律速段階になっている。汎用のイオン交換樹脂は、疎水性なので水中で多孔構造を構築・維持でき、金属イオンの速い吸着回収を実現している。申請者の高分子材料は親水状態で初めて(1)と(2)の機能を発現するため、他の多孔構造構築法が必要である。そこで、ゲルの形態で高分子材料を多孔化するクリオゲルの作成と、この多孔性高分子ゲルを用いた金属イオンの速い吸着挙動および光照射による高効率な脱離回収の評価を研究目的とした。周辺の温度に感応して高分子材料全体の親水・疎水のバランス変化を示すアクリルアミドと、水中でも光学的に高い透明性と堅牢な骨格をもつヒドロキシメタクリレートを主要部位とするスピロピランとの共重合体をそれぞれクリオゲルの形態で重合・作製した。いずれのクリオゲルの作成に用いる反応溶媒にも、水の他にフッ化アルコールを加えて混合溶媒にすることで双方の部位の溶解性を向上させることができた。反応温度や反応時間を変えるなどの一連の作成条件を変えて、クリオゲルの多孔状態に変えることを試みた。作製したクリオゲルは、主にSEMを用いて観察を行った。初年度からいくつかのパターンで合成法を改良し、我々はスピロピラン単量体と親水性単量体を凍結させた水溶液中でレドックス重合反応を行い、常温に戻した際に溶媒部分が孔として残る架橋型多孔性高分子スピロピランハイドロゲルを作製することに成功した。しかしながら、水が凍結する際に、反応溶液の外部から凍結するためモノマーが材料の中心に凝集する現象が認められた。これにより、材料の内部において孔径や孔の分布が均一ではなかった。この解決策として、重合反応開始前に液体窒素で瞬間凍結させることで、孔径や孔が均一となるような多孔性共重合体の作製を試みた。この方法で得たハイドロゲルの孔は均一性が高いことが顕微鏡観察からも支持されたため、続けて、物質の拡散に関する基本法則であるフィックの法則を用いて拡散係数を算出した。スピロピランに金属イオンが吸着される際に色変化が生じるため、この色変化が拡散していく金属イオンの濃度として観測される。本研究で行った具体的な内容は、異なる瞬間凍結方法を用いて架橋型多孔性ポリ(2-ヒドロキシプロピルメタクリレート-コ-スピロピランメタクリレート) P(HPMA-SPMA)の作製及び走査型電子顕微鏡(SEM)によるゲルの表面構造の観測、Pb2+水溶液を添加した際のゲル内部のPb2+の拡散挙動の比較である。本研究課題のポイントは、次の2つである。(1)高分子ハイドロゲル内を金属イオンが素早く移動するための材料の多孔質化、(2)ハイドロゲル内部を移動する金属イオンの拡散係数の算出.(1)について、2種類の共重合体、すなわち、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミドーコースピロピランアクリレート)(略称P(NIPAAm-SPAA))およびポリ(ヒドロキシメタクリレートーコースピロピランメタクリレート)(略称P(HPMA-SPMA))においてクリオゲルの作成に成功した。P(HPMA-SPMA)の多孔質材料においては、μmオーダーのポアサイズで調製することができる。しかしながら、P(NIPAAm-SPAA)の多孔質材料におけるSEM画像などからの物性パラメータは、水中における状態を反映しないことが示唆された。これは、前者が真空状態で測定しているのに対して、後者は水中で膨潤しているためである。この点において、P(HPMA-SPMA)は堅牢な分子骨格を有しており問題ないようである。(2)について、(1)で作製したクリオゲルの他に、比較試料として孔のない緻密タイプのゲルも作製した。すべてのタイプの高分子ハイドロゲルにおいてその色調変化を利用した金属イオンの拡散挙動を定量的に測定することを試みた。ここで、P(NIPAAm-SPAA)のNIPAAm成分は感温性を示すため周囲の温度で容積が変化しやすい。一方、P(HPMA-SPMA)のHPMA成分は堅牢な骨格であるがためにわずかな応力でクラックする危惧が伴うことがわかった。そこで、外力が生じにくい配置でスピロピラン部位の色調変化を経時観測し、フィック型拡散として各種金属イオンの拡散係数を算出することに成功した。

Pb(II), Zn(II)などの代表的なイオンの室温(25°C)における拡散係数は、おおむね10の-10乗(m2/sec)であった。スピロピランは重金属イオンと光可逆的に錯体を形成することが報告されている。本課題研究では、スピロピラン単量体と親水性単量体を凍結させた水溶液中で重合し、常温に戻した際に溶媒部分が孔として残る架橋型多孔性高分子スピロピランハイドロゲルを作製した。水の凍結が不均一に起こるため、得られた多孔性材料の孔径や孔の分布が均一ではなかった。次に、瞬間凍結させた後に重合を開始する手法で多孔性材料の作製をしたところ、比較的均一な孔の作成が可能となった。作製した多孔性高分子スピロピラン中を移動する金属イオンの拡散を金属イオンが結合すると色調変化するスピロピラン部位の変化面を経時追跡し拡散挙動を定量化した。重金属イオンのクリオゲル中の拡散を拡散係数の算出によって定量的に示せるようになったため。高分子化学再現性のあるクリオゲル作成方法の整理をして、多孔性の電子顕微鏡写真によるイメージを示す。さらに、クリオゲルの多孔性に関する物理パラメータと併せて、重金属イオンの拡散パラメータとの相関を評価していく。クリオゲル作製において、その物理的孔(ポア)の形状や大きさを左右する使用溶媒や重合温度などの条件を整理することができた。重金属イオンのクリオゲル中における拡散係数を測定するための吸着実験でいくつかの課題が残ったが、おおむねある程度の誤差範囲で算定できるまでになった。しかしながら、まだ改善の余地があるため、引き続き精度の高い実験を考案し実施していく予定である。薬品類でキャンペーン期間を利用して通常価格よりも安く購入できたことが主な理由である。作製したクリオゲルを用いたカラムにおける重金属イオンの拡散挙動を測定するにあたり、カラム内壁とゲル間での速いすり抜けが拡散実験の精度を下げてしまう課題がある。初年度での試行錯誤により調整箇所をいくつか見いだすことができたため、この方向で精度の高い実験を引き続き行う。また、適切なクリオゲルが得られた際には、多孔状態を各種物理的物性パラメータを測定しながら整理していく予定である。次年度においても前年度同様に、薬品購入に充当するのが適切と考えている。薬品類の使用額が予定よりも若干少なく済んだため。前年度に生じた薬品類に使用する予定の予算は、引き続き同じ薬品類の使用に充てる。
断層調査・変形試験・シミュレーションの融合による沈み込み帯の地震の発生機構の解明

19年度前半(47月中旬)には、地震破壊の核形成時に重要となると思われる、中速速度領域(1mm/s10cm/s程度)における岩石の摩擦の構成則を、主に理論的、数値計算的手法を用いて構築した。本モデルは、低速、高速摩擦において提唱されている既存のモデルと矛盾せず、これまでに報告された幾つかの実験データと整合的である。本研究はJournal of Geophysical Researchへ投稿済みである。7月中旬10月初めまでの期間は、前年度に引き続き米国・ハーバード大学へ指導委託により訪問、断層の高速変位時における熱的な弱化機構を考慮に入れた、動的な破壊の進展様式に関する研究を行った。本研究の結し果はSCEC 2007Annual meeting及び2008 AGU Fall meetingにて報告し、後者ではOutstanding Student Paper Awardを受賞した。またAGU meetingでは、Texas A&M大学の北島氏と共同研究である、南海トラフで採取されたデニルマのサンプルを用いた摩擦試験の結果もポスター発表で一部報告された。10月より、花折断層の断層ガウジを用いた摩擦試験と、新しく考案したより正確な摩擦パラメータの決定法を論文にまとめ、Journal of Geophysical Researchへ投稿、またこれまでの研究成果をまとめた博士論文を執筆した。天然の断層は非常に広い変位遠度(10^-10以下から10^1m/s程度)を経験する。そのような多様な条件化での断層の力学的挙動の解明は本質的に重要な課題である。本研究では、野外調査、実験、理論、数値計算を複合的に用い、広い変位速度領域における断層構成則を提唱、またその動的な破壊の進展における重要性が明らかとなった。昨年度、前半は主に、ねじり式剪断試験機の立上げ、及び、ODP・Leg・1174により、南海沖のデコルマより採取されたサンプルを用いた二軸摩擦試験を行った。後半は、九月よりアメリカ、ハーバード大学へSpecial Studentとして渡航、Rice教授、Dunham博士と共同で、Spectral Boundary Integral Methodを用いた、弾性体中の破壊の伝播シミュレーションのコードにThermal Pressurization及びFlash Heatingによる、断層の高速運動時の動的な応力降下の影響を組み込む作業を行っている。また、Finite Difference Methodを用いた破壊の伝播シミュレーションにThermal Pressurizationを組み込んだ計算結果を論文にまとめ、J.Geoph.Res.へ投稿した。・ねじり式剪断試験機の立上げ電気系統、油圧系統の調整をほぼ終え、株式会社関ヶ原石材より、サンプルとして用いる斑レイ岩ブロックを購入した。また、本試験機に用いる記録計(白山工業、DATAMARK8000-SH)を購入した。・デコルマのサンプルを用いた摩擦実験現在、アメリカ、Texas・A&M Universityへ留学中の北島弘子氏からサンプルの提供を受け、二軸摩擦試験機を用いた摩擦試験を行った。常温、垂直応力30MPa、湿潤条件下では、摩擦構成則のパラメータの1つであるa-bは正の値を示した。・高速変位時の断層強度低下を組み込んだ破壊のシミュレーション理論、数値的研究Heaton(1990)は地震波の解析により、多くの地震破壊がSelf-healing pulse(破壊先端の背後で断層の滑りがストップする)のモードで伝播する事を明らかにした。昨今、地震発生時に相当する高速変位時の断層の摩擦に関する研究が進み、複雑な断層の力学挙動が明らかになりつつある。去年度は断層の高速摩擦時に作用すると考えられている弱化機構の内、多くの場合に起こっていると考えられる微視的アスペリティの閃光発熱に伴う弱化(Flash heating)と、間隙水の熱的膨張による有効垂直応力の減少(Thermal pressurization)を組み込んだ計算を行い、また理論的考察により、Self-healing pulseの起こる条件を明らかにした。Flash heatingは、高速変位時に非常に大きな断層の強度低下を引き起こすと考えられている。そのため、有効垂直応力が高い場合には、Self-healing pulseを起こすには初期の断層面の勇断応力は非常に低くなければならない。また、Self-healing pulseが発生する初期勇断応力の最大値は断層岩の水理学的物性値に影響される事がわかった(断層岩の透水性が高い方が高い)。今回導出したSelf-healing pulseの判定条件は、初期に与える擾乱のサイズに依存する。天然に適用するにはまだ課題が存在するが、地震破壊初期の破壊のサイズが大局的な破壊の伝播に影響を与える可能性を本結果は示唆している可能性がある。実験的研究花折断層の断層露頭から採取した断層ガウジの摩擦構成則をまとめた。論文は近々投稿の予定である。また、二軸試験機を用いた実験結果に対する最小二乗法フィッティングに対する試験機のバネ定数の不確かさの影響を調べた。この2つの論文は近々投稿の予定である。

本研究の結し果はSCEC 2007Annual meeting及び2008 AGU Fall meetingにて報告し、後者ではOutstanding Student Paper Awardを受賞した。またAGU meetingでは、Texas A&M大学の北島氏と共同研究である、南海トラフで採取されたデニルマのサンプルを用いた摩擦試験の結果もポスター発表で一部報告された。10月より、花折断層の断層ガウジを用いた摩擦試験と、新しく考案したより正確な摩擦パラメータの決定法を論文にまとめ、Journal of Geophysical Researchへ投稿、またこれまでの研究成果をまとめた博士論文を執筆した。天然の断層は非常に広い変位遠度(10^-10以下から10^1m/s程度)を経験する。そのような多様な条件化での断層の力学的挙動の解明は本質的に重要な課題である。本研究では、野外調査、実験、理論、数値計算を複合的に用い、広い変位速度領域における断層構成則を提唱、またその動的な破壊の進展における重要性が明らかとなった。
代数的符号理論における符号の一般化最小重みに関する研究

当初の計画に基づいて、本年度は自己双対符号の一般化ハミング重みと他分野への関連性について考察を行った。具体的には、以下の通りである。1.自己双対符号の一般化ハミング重みが、生成行列から構成される2元マトロイドのtruncationの最小サーキットの位数に対応することを証明し、このことで、特に2番目の一般化ハミング重みに関する限界式を作成した。2.2元体上の重偶自己双対符号のうち、最小ハミング重みがMallows-Sloane限界式の等号を満たすものを極値的な重偶自己双対符号という。特に、極値的な重偶自己双対符号からある種の組合せデザインが構成できることがAssmus-Mattsonの定理より知られている。本研究においては、構成されたデザインにおけるパラメータであるブロック交点数に着目し、特に最大ブロック交点数から極値的な重偶自己双対符号の2番目の一般化ハミング重みの決定へアプローチできることを証明した。また、一般化ハミング重みに付随した符号の多項式(台重み多項式)に関しても、ブロック交点数を用いて係数決定へのアプローチを行った。特に、符号長が144までの極値的な重偶自己双対符号に関しては、2番目の一般化ハミング重みを決定することができ、さらに、符号長32、48、56、72、96に関しては台重み多項式を一意的に決定することができた。当初の計画に基づいて、本年度は代数的符号理論における符号の一般化最小重みについての基礎的研究を行った。1.有限環、特に整数剰余環上の線形符号に対して、符号の階数を用いてベクトルのリー重みを一般化した一般化リー重みを定義し、その重みに関するシングレトン型とGriesmer型の様々な限界式を証明した。また、それらの限界式に関して等号を成立させる符号の性質の解析・具体的構成法を提案した。さらに、一般化リー重み分布を表す重み多項式を定義し、双対符号との関係を表すマックウィリアムズ型の恒等式を証明した。特に、4元整数剰余環上のReed-Muller符号に関しては、一般化リー重み分布を決定した。2.一般化ハミング重みに関する一般化シングレトン限界式の等号を満たす符号として一般化MDS符号がある。本研究においては、その符号をマトロイド理論を用いて構成する手法を提案し、様々な具体例の計算を行った。具体的研究手法としては、行列から作られる一般化pavingマトロイドの双対性を利用して、対応する符号のパリティ検査行列と生成行列との関係から構成法及び一般化ハミング重みの分布の考察を行った。また、一般化MDS符号の重み多項式とそのパリティ検査行列から構成される一般化pavingマトロイドのTutte多項式の関係からその符号の符号長に関する限界式を証明した。これらのすべての結果は、既に知られているMDS符号の結果を一般化しているものであることも同時に証明できた。当初の計画に基づいて、本年度は符号とマトロイド等の他の組合せ論の分野との関連性について研究を行った。1.一般化ハミング重みに関する一般化シングレトン限界式の等号を満たす符号として一般化MDS符号がある。2.符号理論において最も有用な恒等式の一つとして線形符号とその双対符号のハミング重み多項式に関するマックウィリアムズ恒等式がある。一方で、マトロイド理論は、符号理論と密接な関係にあるにもかかわらず、その多くの理論はグラフ理論の概念をマトロイドに拡張したものである。そこで、本研究ではマックウィリアムズ恒等式をマトロイド理論へ拡張したものがえられないかと考えた。新たな特性多項式を導入し、双対マトロイドとの関係を恒等式で表現した。また、それは符号のマックウィリアムズ恒等式を一般化したものであることが証明できた。

特に、符号長が144までの極値的な重偶自己双対符号に関しては、2番目の一般化ハミング重みを決定することができ、さらに、符号長32、48、56、72、96に関しては台重み多項式を一意的に決定することができた。
健康課題へのエンターテイメント・エデュケーションの効果検証と教育プログラム開発

本研究では、健康医療課題に関し、既存の医療ドラマによる視聴者への影響を検証するとともに、ドラマや映画、漫画などのナラティブコンテンツの制作者を対象とした教育プログラムを開発する。H30年度では以下を実施した。・ナラティブコンテンツのひとつとして、NNNドキュメンタリー番組を対象に、患者の表象分析を行い、学会発表を行った。また、学術論文および書籍(共著)を執筆中である。・エンターテイメント・エデュケーション実証研究の研究者らによるネットワークを強化した。・国内の医療ドラマ制作者(脚本家およびプロデューサー)計5名に面接調査を実施し、教育プログラムに必要な要素を抽出した結果を学会発表した。さらに、一般社団法人日本放送作家協会とのコラボレーションにより、主に作家及び脚本家志望者を対象とした教育プログラムの試案を2019年2月に実施した。ナラティブ・コンテンツ制作者(志望者)のための教育プログラム開発において、医療ドラマ制作関係者へのヒアリングを引き続き行いつつ、志望者への教育機会を提供するために業界団体との調整に時間を要したため。[1]テレビ番組による心理・行動への影響に関する研究医療ドラマ視聴による視聴者への影響に関して論文投稿中である。また、NNNドキュメンタリー番組における薬害の表象について論文発表する予定である。同番組における患者の表象について、書籍執筆中である。エンターテイメント・エデュケーションの実証研究の研究者グループのネットワークを引き続き拡大する。[2]エンターテイメント・エデュケーションのための教育プログラム開発脚本家及びプロデューサーの面接調査結果に関し、論文発表する予定である。また、日本放送作家協会とのコラボレーションのもと、定期的に脚本家や作家志望者に対して、教育プログラムを展開し、プログラムを微調整する。コミュニケーション戦略のひとつに、エンターテイメント性の高いプログラムに教育的・社会的メッセージを織り込む手法(エンターテイメント・エデュケーション;EE)があるが、日本では認知度が低い。本研究では、保健医療課題に関して、既存のメディカルドラマによる視聴者の心理や行動への影響を検証するとともに、保健医療課題をナラティブ・コンテンツで伝えることのできるドラマや映画、漫画などの制作関係者を対象とした教育プログラムを開発する。今年度は、保健医療課題を取り扱ったプライムタイムテレビドラマの研究状況を文献調査から把握した。米国およびオランダのEE実施団体の代表者にインタビュー調査を実施するとともに、国内のEE関係者との実践者・研究者ネットワーク「メディアと医療をつなぐ会」を構築し、EEを含むメディアを通じてのヘルスコミュニケーションについて多様な観点から討議した。また、ナラティブ・コンテンツのひとつとして、テレビドキュメンタリー番組における保健医療課題の描かれ方について、表象分析を行った。既存のメディカルドラマによる視聴者の外科医に対するイメージへの影響について分析準備を行った。[1]保健医療番組による心理・行動への影響に関する実証研究メディカルドラマの医師-患者間コミュニケーションシーンが視聴者の、医師像の認知及び医師に対する信頼度にどのような影響を与えるのかを探索するために、海外尺度を用いて、影響を検証している。現在結果の分析中である。テレビドキュメンタリー番組における保健医療課題の描かれ方について、表象分析を行った。また、多様な保健医療課題を主題とするエンターテイメント・エデュケーション実証研究の研究者グループを構築した。[2]エンターテイメント・エデュケーションのための教育プログラム開発エンターテイメント・エデュケーションのための教育に資する教材及びカリキュラムの開発・普及のための調査研究を行った。米国およびオランダのメディア制作者対象プログラム実施団体の代表者に半構造化面接調査を行い、日本で開発する際の基礎資料を収集した。また、日本のメディア制作者育成について、医療者及びメディア制作者が集う座談会を通して、関係者にヒアリングを行っている。本研究では、保健医療課題に関して、既存のメディカルドラマによる影響を検証するとともに、保健医療課題をナラティブ・コンテンツで伝えることのできるドラマや映画、漫画などの制作関係者を対象とした教育プログラムを開発する。H29年度では以下を実施した。・ナラティブ・コンテンツのひとつとして、NHKテレビドキュメンタリー番組における保健医療課題の描かれ方について、表象分析を行った結果を国際誌にて論文発表した。現在、民放のNNNドキュメンタリー番組を対象に同様の分析を行い、NNNドキュメント研究会(2017年9月)にて予備結果を発表した。・医療ドラマの医師-患者間コミュニケーションシーンが与える視聴者の医師像の認知および医師への信頼度の影響を分析し、日本ヘルスコミュニケーション学会(2017年9月、京都)にて発表を行った。現在論文投稿準備中である。・国内の医療ドラマ制作者(脚本家およびプロデューサー)4名に面接調査を実施し、制作企画の意図、医療監修者とのコミュニケーション、制作の流れなど教育プログラムに必要な要素を抽出した。・メディア制作者及び医療者双方からの視点を検討するため、座談会(12017年4月19日「女性の健康」、22017年7月26日「在宅ケア(医療・介護)」、32018年3月8日「テレビ生活情報番組」)を開催した。各回約40名の参加者があった。詳細は「メディアと医療をつなぐ会」ホームページ(https://becreativeforhealth.org/)で一般公開している。また、一般社団法人日本放送作家協会とのコラボレーションにより、脚本家の浜田秀哉氏、東多江子氏のお話から得られたインサイトを月刊ドラマ6月号に寄稿させていただき、脚本家志望の方への関心を高める活動を行った。日本のメディア制作者育成について、医療者及びメディア制作者が集う座談会を通して、関係者にヒアリングを継続している。

また、過去に複数の医療ドラマ制作に携わった脚本家およびプロデューサー4名への面談調査を実施した。医療ドラマ制作に携わった医療監修者への面談調査が未実施であるため。本研究では、健康医療課題に関し、既存の医療ドラマによる視聴者への影響を検証するとともに、ドラマや映画、漫画などのナラティブコンテンツの制作者を対象とした教育プログラムを開発する。H30年度では以下を実施した。・ナラティブコンテンツのひとつとして、NNNドキュメンタリー番組を対象に、患者の表象分析を行い、学会発表を行った。また、学術論文および書籍(共著)を執筆中である。・エンターテイメント・エデュケーション実証研究の研究者らによるネットワークを強化した。・国内の医療ドラマ制作者(脚本家およびプロデューサー)計5名に面接調査を実施し、教育プログラムに必要な要素を抽出した結果を学会発表した。さらに、一般社団法人日本放送作家協会とのコラボレーションにより、主に作家及び脚本家志望者を対象とした教育プログラムの試案を2019年2月に実施した。ナラティブ・コンテンツ制作者(志望者)のための教育プログラム開発において、医療ドラマ制作関係者へのヒアリングを引き続き行いつつ、志望者への教育機会を提供するために業界団体との調整に時間を要したため。[1]保健医療番組による心理・行動への影響に関する実証研究分析している結果をまとめて、論文や学会等で発表する予定である。エンターテイメント・エデュケーション実証研究の研究者グループのネットワークを拡大する。[2]エンターテイメント・エデュケーションのための教育プログラム開発取材調査の結果をまとめて、論文や学会等で発表する予定である。また、日本のメディア制作者育成について、座談会などを通して、関係者にヒアリングを引き続き行うとともに、メディカルドラマ脚本家個人への取材調査を行い、育成カリキュラムを開発する。[1]テレビ番組(保健医療に関する)による心理・行動への影響に関する研究医療ドラマ視聴による影響に関して論文発表する予定である。また、ドキュメンタリー番組における表象についても学会・論文発表する予定である。エンターテイメント・エデュケーション実証研究の研究者グループのネットワークを引き続き拡大する。[2]エンターテイメント・エデュケーションのための教育プログラム開発医療ドラマ制作に携わった医療監修者への面談調査を実施する予定である。面接調査の結果をまとめて、論文や学会等で発表する予定である。
放射線治療にビスフォスフォネート製剤を併用した基礎実験及び臨床応用の研究

ヒト乳癌細胞(MDA、MCF-7)を培養し、bisphosphonate製剤を併用し臨床で使用する機械を用いて放射線照射を行い、その有用性を基礎的および臨床的に検討した。基礎的実験ではbisphosphonate製剤を併用することで癌細胞そのものの減少に寄与することが示唆された。また臨床では大腿骨転移の患者に対して、bisphosphonate製剤の併用と併用なしで、疼痛および骨密度、CTの吸収値の比較を行った。少数の症例であったため有意差はなかったが、基礎的実験結果からは併用の有用性が考慮された。ヒト乳癌細胞であるMCF7とMDAを選択し、細胞をインキュベータ内で培養増殖。シャーレに細胞培養し、放射線照射(以下RT群)のみとbisphosphonate剤(ゾメタ(以下zom)のみを加えた群(zom群)また放射線照射とzomを同時に併用した群(以下RT+zom群)に分け、control群と比較検討した。放射線はいずれにも1.5Gy、3Gy、9Gy、12Gy照射し、zomは5、10、100、200mmolずつ加えた。照射48時間後にMTTassayで、細胞周期を96時間後に比較検討した。放射線照射には当院で臨床に使用している治療装置を使用した。MCF7ではcontrol群と比較し、RT群で線量が多い程細胞の生存が低かった。zom群では、100、200mmolを加えた群がcontrol群より低かった。zomを一定にした揚合での比較では、照射線量が高い程、生存率は低い傾向にあった。しかし、12Gy照射したのみでは細胞の完全な死滅は得られなかつた。また細胞周期の比較では、zom群でG1期72.57%%、S期13.94%、G2期13.5%であったが、3Gy照射すると各々65.92%、14.83%、19.25%になった。MDAでも、zomを100、200mmol加え、放射線照射すると生存率は低下するものの、有意な差はなかった。また細胞周期の比較では、zom群でG1期66%、S期15.6%、G2期17.65%であったが、3Gy照射すると各々57.67%、21.22%、21.11%になり、MCF7とともにG1期の割合が増加した。bisphosphonate剤に放射線照射することで、細胞の変化がよりみられ、生存率の低下の傾向であり臨床でも骨転移症例に放射線治療を加えることはより効果が得られそうである。細胞照射とbisophosphonate剤との併用で放射線照射に臨床装置を使用している報告がほとんどないためか、結果は予想よりも低い結果であったので、今年も前年同様な実験を繰り返し行った。ヒト乳癌細胞のMCF7とMDAを使用している。照射48時間後、96時間後にMTT assayで比較検討している。MCF7は放射線照射とbisphosphonate剤を併用すると、生存率が低かった。MDAではbisphosphonate剤を併用しても、やはり生存率に有意差はなく、併用による効果は乏しい印象であった。これは細胞自体の影響もしくはホルモン感受性なども影響している可能性もあると思われた。臨床面に関しては、対象患者が薬剤投与を好ましく思われず、未だ行えていない状況である。また最近喚起されている顎骨壊死の発生の問題もあり、放射線治療の適応患者はいても、bisphosphonate剤を投与可能な症例がすぐいなかったのが原因である。また放射線治療機器の更新に伴って稼働制限もあったことも影響している。しかし近医などからの紹介で来年度から臨床面でも可能な症例がいた。早急に開始し、基礎実験での効果が臨床面でどのような効果として現れるか検査および経過の評価を行っていく。基礎的実験では、MCF7とMDAの乳癌細胞に対してビスフォスフォネート製剤併用の放射線照射での変化を検討した。アポトーシスに関しては、annexin陽性細胞を評価した。MDAではビスフォスフォネート製剤のみでも増加したが、放射線との併用では増加はみられなかった。MCF7では放射線照射した方に若干の増加がみられた。このことからはビスフォスフォネート製剤そのものにまず抗腫瘍効果があるものと推察されるが、癌細胞の種類により併用の有効性に差が生じる可能性がある。臨床面では当院で放射線治療を受ける乳癌患者の骨転移症例が減少しており、当初予定していた患者数を大幅に下回ってしまった。これは化学療法やホルモン剤の発達導入が大きいと思われる。大腿骨転移の3症例に対して放射線治療を行った。近年の臨床成績から危険臓器のない四肢には費用対効果の観点から短期間での照射を行うことが多い傾向にある。2症例は1回4Gyを5日照射し計20Gy、1症例は8Gy1回照射のみの放射線治療を行った。

1症例は放射線治療以前に投与されたゾレドロン酸の有害事象の下顎骨壊死を来たしており、治療中は併用できていないが、2症例には併用できた。いずれの症例とも治療後の評価では疼痛緩和がみられ、骨密度は健側よりも高い傾向にあった。病変部のCT値は治療前後で比較すると若干高い傾向にあり、再骨化が生じたことが示唆された。以上の結果からは、臨床の放射線治療機器を使った基礎実験は報告が少ないが、ビスフォスフォネート製剤と放射線治療の併用はその有用性に期待させる結果である。しかし実臨床面では顎骨壊死など患者の日常生活を低下させる有害事象に十分考慮すべきと考えられた。