hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クロマチン免疫沈降法を利用した色素体分化機構の解析

本研究では、クロマチン免疫沈降(ChIP)法を用いて多様な色素体分化の分子機構を明らかにすることを目的とした。葉緑体分化をより高い時間分解能で捉えるため、シロイヌナズナT87培養細胞を用いた分化誘導系を構築し、分化に関わるシグマ因子の標的プロモーターの認識における役割分担の一端について明らかにした。また、これまで研究の立ち遅れていた非光合成色素体アミロプラストへの分化に際した遺伝子発現調節メカニズムについても、分化に関わる転写因子の候補の特定など、一定の知見を得ることができた。高等植物の色素体は、光合成組織では葉緑体、貯蔵組織ではアミロプラストやクロモプラストなど、多様に分化することが知られており、それぞれの色素体に特徴的な遺伝子の発現調節が重要である。成長初期の植物では、光に依存した葉の発達に伴って、細胞中の色素体は未分化な原色素体から葉緑体へと分化するが、この過程においては、核ゲノムと葉緑体ゲノムに分かれてコードされる遺伝子群の協調的な発現が必須である。これまでに、葉緑体分化に関わる様々な転写制御因子が報告されているが、それらによる調節メカニズムの全体像の理解には至っていない。本研究では、シロイヌナズナの葉緑体RNAポリメラーゼの調節サブユニットとして転写制御に関与する6種のシグマ因子のうち、特に葉緑体分化に深く関わるSIG2とSIG6に着目し、これらの役割分担や各々の特異的な機能の解明を目指した。本研究では葉緑体分化のプロセスをより詳細に調べるため、均一なサンプルを得やすく、経時的な回収が容易なシロイヌナズナの葉組織に由来するT87培養細胞を材料とし、初年度までに明暗処理による可逆的な分化誘導系を構築した。葉緑体分化過程における様々な遺伝子発現量の変化をノザン解析により調べた結果、核遺伝子であるSIG2とSIG6に加えて、葉緑体の光合成遺伝子であるpsbDやrbcLの発現が活性化することを見いだした。また、SIG2とSIG6のC末端にFLAGタグを付加した形質転換T87細胞を構築し、クロマチン免疫沈降(ChIP)法を用いてin vivoにおけるシグマ因子-プロモーター間の結合レベルを調べた結果、SIG2の発現上昇とターゲットプロモーターへの結合レベルの変化に相関が見られた。しかしながら、SIG2とSIG6の発現時期が重複しているなど、新たな問題点も見受けられ、この系を用いた詳細な解析にはさらなる条件検討が必要であると考えられた。ChIP法は、生細胞中のDNA-タンパク質間の結合を固定し、目的タンパク質の抗体で免疫沈降することで、ターゲットの同定のみならずin vivoでの動態をリアルタイムにモニターすることのできる優れた手法である。本研究では、ChIP解析系を多様な色素体分化における転写制御ネットワークの理解に適用することを目指し、以下の通り研究を行った。1. ChIP法を用いた葉緑体分化解析系の確立光に依存した葉緑体分化プログラムの基本機構については未だ不明点が多い。本研究では、サンプリングなどの取り扱いがが容易なシロイヌナズナの培養細胞系を用いて、分化メカニズムの解明を目指した。葉組織に由来するT87培養細胞を暗所で培養したところ、45週間かけてクロロフィル量が段階的に減少し、細胞中の葉緑体が原色素体に脱分化したものと考えられた。また、4週間暗条件下で培養した細胞に再び光を照射したところ、速やかなクロロフィルの再蓄積と光合成遺伝子の転写活性化が見いだされ、適切に分化誘導系が構築できたと考えられた。さらに、葉緑体シグマ因子SIG1の蓄積量とそのプロモーターへの結合も緑葉組織における結果と相関しており、T87細胞を用いたChIP解析系の有用性が確認できた。2.非光合成色素体における転写制御の解析アミロプラストはデンプンの合成と貯蔵に関わる色素体であるが、タバコBY-2細胞では培地中の植物ホルモンの置換によってその分化が誘導されることが示されている。本研究ではポストゲノム解析を進めるため、シロイヌナズナの培養細胞Alexを用いた。分化誘導条件を検討した結果、BY-2細胞とは異なり培地中のショ糖濃度に依存してデンプンの蓄積が制御されることを見いだした。また、アミロプラスト分化に関わる転写制御系を理解するためマイクロアレイ解析を行い、分化誘導前後で大きく発現レベルが変動する遺伝子群を同定した。初年度の研究計画として掲げた項目は概ね終了しており、クロマチン免疫沈降(ChIP)法を利用して、色素体分化における転写制御機構の実体を明らかにするという本研究の目的の達成に向けて順調に進行していると考えられる。当初の研究目的、研究計画にしたがって次年度の研究を遂行する。特に大きな問題は現時点では挙がっていないが、研究の進行に応じて方向性や内容を微調整しながら進める。当初の計画に掲げた内容を上回る実績が得られるよう、効率的、効果的な研究の推進に努める。本研究では、クロマチン免疫沈降によって得られたDNA量を測定するために定量PCR解析を行う。

この実験においてある程度まとまった量の試薬が必要となるが、サンプルの確保に少し時間を要したこともあり、一部の大規模解析を二年目の初頭に行う形に変更した。そのため、本解析に関係する一連の経費を次年度に使用する。なお、次年度分に請求する予定の研究費は、2年目の研究計画の遂行のために当初の予定通り使用する。
アカシア植栽農業を海域漁業と栄養塩類フロ―から考える－ベトナム中部を事例に－

東南アジアを中心とする熱帯地域では、自然林の伐採に伴うプランテーション農業の拡大に伴う植生変化、種多様性の減少が指摘されている。ベトナムにおいても、山間地域におけるアカシアの植栽が盛んに実施され、地域の人々の生業となる一方、沿岸域への影響が懸念されている。本研究は、熱帯域の自然林やアカシア林は、1海への栄養塩供給に貢献しているのか?2海で生産される牡蠣は、どれだけ陸域起源の栄養に依存しているのか?3アカシアプランテーションは、「悪」なのか?の以上3つの問いに答えるべく、1)アカシア林、自然林などの陸域からの栄養塩類のフローの明示、2)湾内の牡蠣に関するフードウェブと陸性食物起源の寄与についての推定、3)湾内の一次生産、牡蠣生産量と栄養塩類の現況の理解と赤潮・貧栄養リスクの検討、4)アカシア植栽農業の生業を左右する内的・外的要因の把握を目的に、ベトナム中部An Cu湾流域において研究を実施する。研究の方法として、1)アカシア植栽と自然林がもたらす沿岸域への栄養塩類のフローを明らかにすべく、森林、土地利用、集水域の把握、各流系の表層流(河川、小川、水路)の雨季・乾季における採水と栄養塩類の分析により、栄養塩類のフローを求めた。2)牡蠣の食性・フードウェブから見た陸域起源の栄養塩類、餌の寄与については、次年度実施する予定である。3)湾全域の一次生産および牡蠣の生産量の推定については、湾内の実測と衛星画像による解析により、牡蠣の現存量の推定を行った。次年度実施予定の一次生産量(基礎生産量)の推定より、湾全体の一次生産と牡蠣生産の関係を今後明示する予定である。4)現地住民から見たアカシア植栽農業の利点、問題点、放棄や代替案の可能性の明示については、現段階の聞き取り調査で得られたものと、補足的に実施した溶存酸素分布などから、現時点でのリスクや現況についての検討を実施した。平成30年度は、「研究の方法」で述べた1)の項目と、3)と4)の予備調査を実施し、当初より早く、順調に研究を進めることができた。主な成果は、以下の通りである。【アカシアプランテーションと自然林がもたらす沿岸域への栄養塩類のフローについて】アカシア(Acacia auriculiformisおよびMelaleuca sp.)が高密度(3,781本/ha)に植栽され、3から5年を周期とした継続的な林業が行われていた。湾に流入する河川集水域の天然・二次林、人工林それぞれの濾過サンプル水の栄養塩類(NH4, NO3, PO4)は、雨季において、乾季と比べると高い値を示したものの、各流域において低い値であり、森林構成の違いに起因した各栄養塩濃度への顕著な影響は認められなかった。このことから、施肥に起因するアカシア植林地から水域への栄養塩類負荷は大きくないことが考えられた。【湾全域の牡蠣の生産量の推定】湾内ではマガキの仲間(Crassosteria iredalei)の養殖が行われており、実測した養殖基盤付着個体数と養殖基盤数の推定から求めた養殖漁場中の個体密度は3,613個/m2であった。加えて、衛星画像を用いて特定した養殖漁場の湾内の総面積は0.45km2であり、推定算出されたむき身生産量は約4,000 tであった。【現在の湾内環境とリスク】湾の閉鎖度指数は9であり、その形状から考えて閉鎖性が高く、水質汚濁や富栄養化のリスクを有していることが明らかとなった。一方で、現状からはDIN/DIP比が概ね16以下であり、水域全体の栄養塩類のバランスは適度に保たれていると考えられた。調査期間中に実施した溶存酸素分布の調査においても、貧酸素水塊や赤潮の発生が認められないことも踏まえ、湾内の水産資源に悪影響を及ぼすことがない状態で、森林・水産資源の利用がなされていることが、現時点では示唆された。今年度の研究により、アカシアのプランテーションによる栄養塩の湾への流入が少ないことが明らかになったが、懸濁物の解析が途中であり、次年度は、懸濁物のサンプルについても栄養塩類を分析し、各流域の溶存態だけでなく懸濁態の栄養塩類も踏まえた評価を実施する。加えて、牡蠣の養殖、生産が盛んに行われている対象地において、牡蠣が一次生産者を適度に利用し、植物プランクトンの大量発生を抑制する働きをしていることも考えられるため、次年度は、この牡蠣をめぐるフードウェブ(各域における植物プランクトンの寄与、種組成)と一次生産量についての理解を深めるための調査、分析を実施していく。今年度の結果から、栄養塩類の流入源が森林でなく、居住区域を含む、その他の土地利用からの栄養塩流入が主と考えられたため、今後、これらについての解析を検討していく。さらに、海水交換率の推定を行うことで、湾全体における具体的な栄養塩類の供給源、寄与率を把握し、各土地利用がもたらす湾への負荷、貢献、現在のバランスについて、データを掲示していく方針である。以上より、陸域から海域への栄養塩のフロー、そしてそれらが取り込まれ、海産物となるまでのプロセスを把握し、各流域の寄与や湾内のリスクや良好な林業・漁業の生産体系の可能性について、明示されることが今後2年の研究より期待される。

東南アジアを中心とする熱帯地域では、自然林の伐採に伴うプランテーション農業の拡大に伴う植生変化、種多様性の減少が指摘されている。ベトナムにおいても、山間地域におけるアカシアの植栽が盛んに実施され、地域の人々の生業となる一方、沿岸域への影響が懸念されている。本研究は、熱帯域の自然林やアカシア林は、1海への栄養塩供給に貢献しているのか?2海で生産される牡蠣は、どれだけ陸域起源の栄養に依存しているのか?3アカシアプランテーションは、「悪」なのか?の以上3つの問いに答えるべく、1)アカシア林、自然林などの陸域からの栄養塩類のフローの明示、2)湾内の牡蠣に関するフードウェブと陸性食物起源の寄与についての推定、3)湾内の一次生産、牡蠣生産量と栄養塩類の現況の理解と赤潮・貧栄養リスクの検討、4)アカシア植栽農業の生業を左右する内的・外的要因の把握を目的に、ベトナム中部An Cu湾流域において研究を実施する。研究の方法として、1)アカシア植栽と自然林がもたらす沿岸域への栄養塩類のフローを明らかにすべく、森林、土地利用、集水域の把握、各流系の表層流(河川、小川、水路)の雨季・乾季における採水と栄養塩類の分析により、栄養塩類のフローを求めた。2)牡蠣の食性・フードウェブから見た陸域起源の栄養塩類、餌の寄与については、次年度実施する予定である。3)湾全域の一次生産および牡蠣の生産量の推定については、湾内の実測と衛星画像による解析により、牡蠣の現存量の推定を行った。次年度実施予定の一次生産量(基礎生産量)の推定より、湾全体の一次生産と牡蠣生産の関係を今後明示する予定である。4)現地住民から見たアカシア植栽農業の利点、問題点、放棄や代替案の可能性の明示については、現段階の聞き取り調査で得られたものと、補足的に実施した溶存酸素分布などから、現時点でのリスクや現況についての検討を実施した。平成30年度は、「研究の方法」で述べた1)の項目と、3)と4)の予備調査を実施し、当初より早く、順調に研究を進めることができた。主な成果は、以下の通りである。【アカシアプランテーションと自然林がもたらす沿岸域への栄養塩類のフローについて】アカシア(Acacia auriculiformisおよびMelaleuca sp.)が高密度(3,781本/ha)に植栽され、3から5年を周期とした継続的な林業が行われていた。湾に流入する河川集水域の天然・二次林、人工林それぞれの濾過サンプル水の栄養塩類(NH4, NO3, PO4)は、雨季において、乾季と比べると高い値を示したものの、各流域において低い値であり、森林構成の違いに起因した各栄養塩濃度への顕著な影響は認められなかった。このことから、施肥に起因するアカシア植林地から水域への栄養塩類負荷は大きくないことが考えられた。【湾全域の牡蠣の生産量の推定】湾内ではマガキの仲間(Crassosteria iredalei)の養殖が行われており、実測した養殖基盤付着個体数と養殖基盤数の推定から求めた養殖漁場中の個体密度は3,613個/m2であった。加えて、衛星画像を用いて特定した養殖漁場の湾内の総面積は0.45km2であり、推定算出されたむき身生産量は約4,000 tであった。【現在の湾内環境とリスク】湾の閉鎖度指数は9であり、その形状から考えて閉鎖性が高く、水質汚濁や富栄養化のリスクを有していることが明らかとなった。一方で、現状からはDIN/DIP比が概ね16以下であり、水域全体の栄養塩類のバランスは適度に保たれていると考えられた。
X線検出器の絶対検出効率測定の新手法(斜入射較正法と超小型軟X線源)

本研究の主題は入射角度を変えたX線を検出器に照射する(斜入射実験)ことで、その表面不感層の厚みを測定することにある。昨年度は表面照射型のX線CCD素子に0.4keVから2keVの範囲のエネルギーのX線を照射し、X線検出効率の比(45度入射/0度入射)から表面不感層の厚みを算出しCCD素子の設計値に近いことを確認した。本年度は不感層のより薄い裏面照射型CCD素子に対して斜入射実験を行った。表面不感層の厚みが薄いために0.27keVのX線の検出にも成功したが、X線がCCD内部で吸収される際に生じる電荷が複数のピクセルにわたって大きくひろがり、従来の解析方法でX線イベントを抽出することが難しいことがわかった。我々は、X線吸収量を測定する新たな指標PHSUMを考案して解析を行い、入射角度による検出効率の比から表面不感層の厚みを算出した。同様に入射角度を変えたX線を薄膜ガス比例計数管に照射し、その検出効率の比からX線検出効率を測定する実験も行った。測定結果は過去に測定された薄膜単体のX線透過率と0.6keV以上で矛盾がない値を与えた。0.2-0.6keVでの測定結果は有意に異なるが、この食い違いはガス表面に不感層が存在すると仮定すると説明できることを明らかにした。このような不感層は、我々の考案した斜入射法では検出できるが、窓単体の透過率を測定するだけでは決して見つからないものである。斜入射法のメリットの一つを新たに認識できた。また、この方法で検出効率を測定した薄膜ガス比例計数管は、Astro-E2衛星搭載用のX線CCDカメラの較正実験のリファレンス検出器として利用した。一方、超小型軟X線源としてはAMPTEK社が製品化したCOOL-Xを購入し、その基本特性を測定した。X線強度は十分に強く、これを試料にあてた蛍光X線を利用することで超小型較正装置が作成できる目途がたった。本研究の主題は入射角度を変えたX線を検出器(特にX線CCD)に照射することで、その表面不感層の厚みを測定することにある。昨年度より予備実験を行ってきたが、本年度は研究室現有の冷却X線CCDカメラ装置とX線スペクトルメータを利用し、入射角度を変えてX線を照射する実験を行った。スペクトルメータを利用したことで、0.4keVから2keVの範囲でエネルギーの関数として連続的にX線検出効率の比(45度入射/0度入射)を求めることができた。このX線検出効率の比から算出した表面不感層の厚みはCCD素子の設計値に近いことを確認した。今回の測定に用いたCCDは表面照射型あったが、裏面照射型のCCDの実験を計画している。一方、超小型軟X線源の作成については、密封線源を使う方法と高圧電源で電子を加速する方法の両面から検討を加えた。前者は十分な強度を確保するという面で、また、後者は安定した動作という面で技術的障壁がある。ところが、調査の過程で、パイロエレクトリック結晶を加熱冷却させることでX線を発生させる装置が最近発売されたという情報を得た。AMPTEK社が製品化したCOOL-Xがそれで、X線発生部分は高さ10mm直径15mmの円筒形で、我々の開発目標をはるかに凌駕するほど小型である。このX線発生装置は、時間的にX線強度が大きく変動するという欠点をもち、一般的な較正用途には大きな問題になる。しかし、X線CCDの斜入射較正法では、角度を変えたX線を同時に、CCDの別の場所に照射することでこの欠点をカバーできる。来年度早々に、この超小型X線発生装置を取得し実験に使用したい。

また、この方法で検出効率を測定した薄膜ガス比例計数管は、Astro-E2衛星搭載用のX線CCDカメラの較正実験のリファレンス検出器として利用した。一方、超小型軟X線源としてはAMPTEK社が製品化したCOOL-Xを購入し、その基本特性を測定した。X線強度は十分に強く、これを試料にあてた蛍光X線を利用することで超小型較正装置が作成できる目途がたった。
多価カチオン伝導性を有するフレームワーク構造体の電解合成

本研究では,ミクロ孔を有するフレームワーク構造体材料を合成し,室温で多価カチオンを伝導する,多価カチオン蓄電池用材料としての可能性について検討した.特に,プルシアンブルーおよびその類似体を用いて,二価のカチオンであるマグネシウムイオンの挿入・脱離が可能であることを明らかにした.また,対アニオンの脱離・挿入や溶媒和分子の共挿入が進行する可能性があることを示した.さらに,共挿入溶媒和分子が静電的な相互作用を軽減し,イオンが拡散しやすくする効果があることを明らかにした.以上の知見は,フレームワーク構造を有する材料を蓄電池用材料として応用する際に特に重要となる.本研究では,ミクロ孔を有するフレームワーク構造体材料を合成し,室温で多価カチオンを伝導する,多価カチオン蓄電池用材料としての可能性について検討した.特に,プルシアンブルーおよびその類似体を用いて,二価のカチオンであるマグネシウムイオンの挿入・脱離が可能であることを明らかにした.また,対アニオンの脱離・挿入や溶媒和分子の共挿入が進行する可能性があることを示した.さらに,共挿入溶媒和分子が静電的な相互作用を軽減し,イオンが拡散しやすくする効果があることを明らかにした.以上の知見は,フレームワーク構造を有する材料を蓄電池用材料として応用する際に特に重要となる.本年度は研究計画に従って、フレームワーク構造体材料であるプルシアンブルーやその類似体の薄膜を電解法により合成するとともに、その電気化学的特性について解析を行った。特に、プルシアンブルーやその類似体の酸化還元反応にともなうカチオンの挿入・脱離について、電気化学QCM(水晶振動子マイクロバランス)法を用いて詳細に調べた。リチウム(イオン)電池用電解液中において、プルシアンブルーを還元することによりリチウムイオンが挿入され、逆に酸化することによりリチウムイオンが脱離されることが知られているが、本研究によって、リチウムイオンの挿入・脱離のみならず、対アニオンであるヘキサフルオロリン酸イオンの吸着・脱離が同時に進行することを明らかにした。プルシアンブルーの酸化還元反応にともなうヘキサフルオロリン酸イオンの吸着・脱離反応は電気化学キャパシタ的な挙動であり、ヘキサフルオロリン酸イオンの吸着の度合いが大きい場合、リチウムイオンの脱離反応を阻害する挙動が観察された。すなわち、プルシアンブルーおよびその類似体を蓄電池(二次電池)の活物質やイオンの導電体として使用する場合、フレームワーク構造やカチオンの大きさのみならず、アニオンの大きさやその挙動についても検討しなければならないことが示唆された。以上の結果についてまとめた論文がJ. Mater. Chem. A誌に掲載予定である。プルシアンブルーやその類似体析出のメカニズムについても電気化学QCM法を用いて詳細に検討した。昨年度に引き続き、フレームワーク構造体材料であるプルシアンブルーやその類似体の薄膜および粉末を電解法や化学析出法により合成するとともに、その電気化学的特性について解析を行った。昨年度はリチウムイオンやカリウムイオンなどの1価カチオンの挿入・脱離反応について解析を行ったが、本年度はそれらに加えて2価のカチオンであるマグネシウムイオンの挿入・脱離反応について電気化学水晶振動子マイクロバランス法(EQCM法)などを用いて、詳細に検討を行った。その結果、マグネシウムイオンの挿入・脱離反応が進行するのみならず、イオンの大きさにもよるが、対アニオンの脱離・挿入も同時に進行することを明らかにした。マグネシウムイオンの挿入・脱離反応は、銅・鉄・ニッケル・マンガンなどのフレームワーク構成元素の還元・酸化を伴うが、これらの元素の価数変化をX線吸収分光法により調べた所、反応の経路によらず最終保持電位によって価数が可逆的に変化することを明らかにした。また、これらの材料の電子伝導性は低かったものの、水などの小さな溶媒の電解液中では、溶媒和構造を保ったままマグネシウムイオンがフレームワーク内を拡散することや、挿入・脱離反応が非常に速く進行することを明らかにした。一方で大きな溶媒分子を選択すると、完全に脱溶媒和しなければ挿入反応は進行しないので、反応が遅くなることが分かった。以上の成果は、フレームワーク構造を有する材料を蓄電池用の活物質として利用する際に重要となる知見である。26年度が最終年度であるため、記入しない。材料電気化学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた、プルシアンブルーおよびその類似体の電解合成反応のメカニズムの明確化のみならず、数種類のプルシアンブルー類似体の薄膜の合成に成功している。また、合成した薄膜電極活物質を使用し、カチオンの挿入・脱離挙動について電気化学QCM法により解析を進めることができた。以上の成果の一部については論文として掲載が決定しており、研究はおおむね順調に進展しているといえる。現在は基礎的な知見を幅広く得ることを目的に、主に1価のカチオンの挿入・脱離反応を解析しているが、次年度は多価カチオンの挿入・脱離反応についても詳細に検討を行う。この場合も主に電気化学QCM法により、挿入・脱離過程のその場観察を行い電極活物質やイオン導電性材料としての可能性を調べる予定である。またこの先も順調に研究が進展した場合、他のフレームワーク構造材料についても合成法を検討し、その電気化学的特性について調べる予定である。
先見情報を利用した画像再構成理論の構築とPETへの適用

陽電子放射断層撮影法(PET)は,最尤推定に基づく統計的画像再構成法の導入により画質が改善したが,元々の測定データの統計誤差が大きいため,画質は依然として低い.本研究では,PET画像の大幅な品質改善を目的として,再構成対象である薬剤分布を,患者の正常時の画像(背景画像)と局所的病変の写った画像(スポット画像)の和により表現し,背景画像とスポット画像を別々に且つ同時に推定する,という革新的な概念を提案し,具体的な計算アルゴリズムを開発する.本年度は,提案手法の性能評価のために,コンピュータオブザーバと呼ばれる数値計算による観測者モデルを用いて,提案手法の病変検出性能を評価した.また,提案手法を臨床全身PETデータに適用し,実環境での動作を確認した.その結果,提案手法は,背景画像の滑らかさを決定する正則化パラメータの値を十分に大きな値とし,且つスポット画像の疎らさを決定する正則化パラメータを病変の誤検出・誤消失が過度に発生しないような値とすることで,従来手法と比較して病変検出能が高くなること,腫瘍のコントラストと検出能の両立性が高いことが分かった.また,臨床全身PETデータの再構成実験からは,提案手法のコントラスト対雑音特性が従来手法と比較して優れることが示され,また,異なる体軸断面に存在する複数の腫瘍(今回は肺腫瘍と腹部腫瘍)をスポット画像上に同時に検出でき,提案手法の目的である薬剤分布の正常部位と病変部位の分離再構成を概ね達成できた.ただし,脳や膀胱などの薬剤が生理的に多く集積する部位も誤って病変として検出されたため,そのような擬陽性部位の削減は今後の研究課題となる.核医学診断技術であるPET(陽電子放出断層撮影法)では,最尤推定に基づく統計的画像再構成法の導入により画質が改善したが,測定データの統計誤差が大きいため,画質は依然として低い.本研究ではPET画像の大幅な画質改善を目指し,最大事後確率(MAP)推定に基づく新しい画像再構成法を開発する.MAP法に限らず従来の画像再構成法は患者体内の放射性薬剤分布を1つの画像により表現し,その画像を直接推定するのに対し,提案手法では薬剤分布を患者の正常時の画像(背景画像)と局所的病変の写った画像(スポット画像)の和により表現し,背景画像とスポット画像を別々に且つ同時に推定する.このような体内の正常部位と病変部位を別々に再構成する手法はこれまでに提案されておらず,PET画像再構成に対する革新的なアプローチである.結果的に提案手法では,計算機が実行する画像再構成と医師が担う病変検出の2つの処理を,計算機が単一のアルゴリズムに従って統一的に実行するため,画像再構成と同時に異常な薬剤集積部位を病変候補として検出することを可能にする.統計的推定に基づき得られる画像は何らかのコスト関数を最小化するパラメータであるため,本年度は提案手法におけるコスト関数およびその最小化アルゴリズムを開発した.コスト関数には背景画像が非常に滑らかであること,スポット画像がスパース(疎)であることを先見情報として組み入れ,両画像を別々に且つ安定に求められるようにした.計算機シミュレーション実験により提案手法が病変をうまく検出すること,また,既存手法と比較して非常に優れた画質性能を有することを確認した.核医学診断技術であるPET(陽電子放出断層撮影法)では、最尤推定に基づく統計的画像再構成法の導入により画質が改善したが、測定データの統計誤差が大きいため、画質は依然として低い。本研究ではPETの画像の大幅な画質改善を目指し、最大事後確率(MAP)推定に基づく新しい画像再構成法を開発する。MAP法に限らず従来の画像再構成法は患者体内の放射性薬剤分布を1つの画像により表現し、その画像を直接推定するのに対し、提案手法では薬剤分布を患者の正常時の画像(背景画像)と局所的病変の写った画像(スポット画像)の和により表現し、背景画像とスポット画像を別々に且つ同時に推定する。このような体内の正常部位と病変部位を別々に再構成する手法はこれまで提案されておらず、PET画像再構成に対する革新的なアプローチである。本年度は、提案手法の性能評価実験の一環として、コンピュータオブサーバーと呼ばれる数値モデルを用いて、提案手法の病変検出性能を評価した。今回は、ヒトの胴体部にある腫瘍および脳内にある病変(腫瘍や血流低下部位)を検出の対象とした。結果としては、提案手法は信号対雑音比の比較的高い領域では良好に病変を分離して推定でき、病変検出能も従来のMAP画像再構成法と同等かそれ以上となった。一方、信号対雑音比の低い領域では病変を誤って消失させる場合があり、病変検出能にも低下がみられた。このことから、提案手法を単独で用いることには多少のリスクがあるため、従来の再構成法による画像と提案手法による画像を併用して医師の判断を補助することが、提案手法の現実的な利用方法と考えられる陽電子放射断層撮影法(PET)は,最尤推定に基づく統計的画像再構成法の導入により画質が改善したが,元々の測定データの統計誤差が大きいため,画質は依然として低い.本研究では,PET画像の大幅な品質改善を目的として,再構成対象である薬剤分布を,患者の正常時の画像(背景画像)と局所的病変の写った画像(スポット画像)の和により表現し,背景画像とスポット画像を別々に且つ同時に推定する,という革新的な概念を提案し,具体的な計算アルゴリズムを開発する.本年度は,提案手法の性能評価のために,コンピュータオブザーバと呼ばれる数値計算による観測者モデルを用いて,提案手法の病変検出性能を評価した.また,提案手法を臨床全身PETデータに適用し,実環境での動作を確認した.

その結果,提案手法は,背景画像の滑らかさを決定する正則化パラメータの値を十分に大きな値とし,且つスポット画像の疎らさを決定する正則化パラメータを病変の誤検出・誤消失が過度に発生しないような値とすることで,従来手法と比較して病変検出能が高くなること,腫瘍のコントラストと検出能の両立性が高いことが分かった.また,臨床全身PETデータの再構成実験からは,提案手法のコントラスト対雑音特性が従来手法と比較して優れることが示され,また,異なる体軸断面に存在する複数の腫瘍(今回は肺腫瘍と腹部腫瘍)をスポット画像上に同時に検出でき,提案手法の目的である薬剤分布の正常部位と病変部位の分離再構成を概ね達成できた.ただし,脳や膀胱などの薬剤が生理的に多く集積する部位も誤って病変として検出されたため,そのような擬陽性部位の削減は今後の研究課題となる.
高ベータ自己組織化プラズマの流れを持つ２流体平衡と安定性に関する基礎研究

軸対称2流体平衡方程式の特異摂動問題を解決するnearby-fluidsオーダリングは擬似的なアルヴェン特異性を生じさせる.同オーダリングを用いない高精度・高速化した2流体平衡コードを開発した.同コードでは高速反復解法であるMulti-Grid Method(MGM)を用いて電子系平衡方程式を解いている.球状トカマク装置NSTXの境界条件に適用し,平衡解の収束特性について調べた.平滑化ステップでdamped Jacobi法を採用したMGMは2流体平衡方程式を数値的に安定,高精度,高速に解くことができる有効な方法である.本研究は高ベータ自己組織化プラズマにおいて重要な役割を果たすと考えられているプラズマ中の流れに着目し,これまでのMHD(1流体)モデルの領域では説明できない2流体緩和の物理を探求することが目的である.27年度は,これまでSteinhauerと石田らによって定式化された,プラズマの密度が不均一な場合の2流体平衡モデルを理解し,その問題点を確認した.具体的には,イオンスキン長とプラズマの特性長の比で表される2流体パラメータは非常に小さいが有限であり,2流体平衡方程式を特異摂動問題にする.その特異性を取り除く方法として「nearby-fluidsオーダリング」が導入されている.同オーダリングが,擬似的なアルヴェン速度と音速度で特異点を生じさせる問題を確認した.そこで,高次の有限差分とグリッド数を多くすることによって,既存の2流体平衡コードを同オーダリングを用ない高精度の平衡コードに改良しているところである.既存のコードを用いて,マルチパルス同軸ヘリシティ入射(M-CHI)による球状トーラスの2流体平衡遷移について調べた.数値計算結果から以下のことを明らかにした.1)M-CHIは高磁場側のセパラトリクス付近で負の密度勾配の急峻化を引き起こす.2)セパラトリクス付近でのその密度の変化とともに,イオン圧力勾配も負に変化することから,イオンの反磁性ドリフト速度はExBドリフト速度と同じ向きに変化する.一方,閉じた磁束領域では径電場が,トロイダルイオン流速とポロイダル磁場との磁気力により負に変化し,イオンの反磁性ドリフト速度はExBドリフト速度と反対に向きに変化する.その結果,セパラトリクス付近でポロイダルイオン流速シアは強化される.3)このようなイオンの反磁性ドリフト速度の変化が反磁性ポロイダル電流密度分布に影響を与え,閉じた磁束領域でトロイダル磁場は反磁性から常磁性に変化する.27年度の1月末になってから,研究費の使用が可能なった.そのため,コードの開発をするための計算機サーバーとデータ解析や可視化のためのソフトの購入が遅れた.27年度中に既存の2流体平衡コードをnearby-fluidsオーダリングを用ない高精度の平衡コードに改良する予定であったが,できなかった.現在,高次の有限差分とグリッド数を多くすることによって,同オーダリングを用ない高精度の平衡コードに改良しているところである.流れのある2流体平衡問題を考える上で,イオン表皮長とプラズマの特性長の比で表される2流体パラメータは2流体効果の指標として重要である.このパラメータは一般的に0.03-0.2程度で小さく,平衡方程式系は特異摂動問題になる.この問題を解決するため,これまでnearby-fluidsオーダリングが用いられてきたが,このオーダリングが擬似的なアルヴェン速度と音速度で特異点を生じさせる.nearby-fluidsオーダリングを用いない,この問題を解決した2流体平衡コードを開発し,球状トーラス装置NSTXに適用した.具体的には有限差分されたグリッド数を多くとることにより,平衡解の高精度化を図った.グリッド数を多くとることにより生じる計算時間の増大を抑制するため,数値解法を古典的な反復解法であるSOR法から高速反復解法であるMulti-Grid Method(MGM)に変更した.MGMによる平衡解の収束特性について調べ,数値計算結果からMGMが平衡方程式を数値的に安定,高精度,高速に求めることができる有効な方法であることを確認した.HIST装置での同軸ヘリシティ入射実験の維持過程において,中心オープン磁束コラム(OFC)領域に反磁性トロイダル磁場が形成されていることから,既存のコードを用いて,2流体平衡の観点からポロイダル流速とトロイダル磁場の磁性の関係について調べた. OFC領域では電子流速に対する流れ関数が正,イオン流速に対する流れ関数が負で,イオンと電子の流速が反磁性に寄与し,閉じた磁束(CF)領域では電子,イオン流速に対する流れ関数が共に負で,電子流速が常磁性に,イオン流速が反磁性に寄与している.CF領域ではヘリシティ入射の増大に伴って,電子流速に対する流れ関数が減少しイオン流速に対する流れ関数に近づき,トロイダル磁場が反磁性から常磁性に近づくことが分かった.平成27年度の1月末に研究費の使用が可能になったため,コード開発用の計算機サーバーが使えるようになったのが,その年度末になってしまった.平成27年度は,実質,備品を購入するだけで終了してしまった.本格的なコード開発は平成28年度に入ってからであり,当初の計画よりも遅れている状況である.2流体平衡方程式系は2流体パラメータが非常に小さく,特異摂動問題になる.

この問題を解決するため,これまでnearby-fluidsオーダリングという手法を用いていたが,同オーダリングは擬似的なアルヴェン速度で特異点を生じさせる.この問題を解決した高精度・高速化した2流体平衡コードを開発した.同オーダリングを用いず,高精度化するためにグリッド数を多くとることになるが,計算時間を多く必要とする.そこで,高速反復解法であるMulti-Grid Method(MGM)を採用し,電子系平衡方程式を解いた.米国の球状トカマク装置NSTXの境界条件に適用し,適用結果の妥当性を確認するために,先行研究(A. Ishida and L.C. Steinhauer, Phys. Plasmas Vol. 19, 102512 (20112))と比較検討を行った.その結果,電子系平衡方程式から得られる平衡解(ポロイダル磁束)が先行研究で得られているものと一致しており,平衡コードの正当性を確認した.さらに,数値計算結果から平衡解の収束特性について調べ,以下のことが判明した.(1)電子系平衡方程式の右辺の平均値は,グリッド数に対して逆2乗収束する.(2)平滑化ステップでDamped Jacobi法を用いたMGMの残差の縮小率は,同法による残差の高周波数成分の効果的な除去により,平滑化ステップでGauss Seidel法やSOR法を用いたMGMよりも大きい.(3)残差が8.7x10**-11では,平滑化ステップでDamped Jacobi法を用いたMGMが最も計算速度が速く,SOR法のみの60倍である.(4)Damped Jacobi法を採用したMGMは軸対称2流体平衡方程式を数値的に安定,高精度,高速に解くことができる有効な方法である.軸対称2流体平衡方程式の特異摂動問題を解決するnearby-fluidsオーダリングは擬似的なアルヴェン特異性を生じさせる.同オーダリングを用いない高精度・高速化した2流体平衡コードを開発した.同コードでは高速反復解法であるMulti-Grid Method(MGM)を用いて電子系平衡方程式を解いている.球状トカマク装置NSTXの境界条件に適用し,平衡解の収束特性について調べた.平滑化ステップでdamped Jacobi法を採用したMGMは2流体平衡方程式を数値的に安定,高精度,高速に解くことができる有効な方法である.高次の有限差分として4次精度を採用し,また,グリッド数を多くすることによって,既存の2流体平衡コードをnearby-fluidsオーダリングを用ない高精度の平衡コードに改良しているところである.コードの開発後,これまでに適用した経験のあるヘリシティ駆動球状トーラスに適用し,平衡計算結果から得られる平衡諸量とHIST装置(兵庫県立大学)で観測される実験結果と比較しながら,平衡の性質を調べる.HIST装置では,近年,トロイダル,ポロイダル両方向のプラズマ流の計測がマッハプローブとイオンドップラー分光器を使用して行われ,実験との詳細な比較を行うことができるようになってきている.HIST装置での適用結果と実験結果との比較検討の知見を得て,同軸ヘリシティ入射実験が予定されているQUEST装置(九州大学)を中心に適用を行い,実験結果と比較しながら,その平衡の性質を詳細に明らかにする.nearby-fluidsオーダリングを用いない2流体平衡コードを開発し,球状トーラス装置NSTXに適用した.
有機スズによる海洋汚染及び生物毒性に関する研究

有機スズ化合物は船底塗料や漁網の汚染防止剤などにつかわれ、世界各地で海洋環境に深刻な影響を及ぼしている。本研究では、中国と日本の代表的な水生動物に注目して、その汚染実態と生物影響を調査することを目的としている。(1)中国では、これまで有機スズの研究が少ないので、有機スズ化合物に関する規制が皆無である。本研究では、中国の太湖に五つの調査点を設け、指標生物ドブ貝(Anodonta woodiana)を採集し、プチルスズ(TBT、DBT、MBT)とフェニルスズ(TPT、DPT、MPT)化合物質を測定した。その結果、プチルスズとフェニルスズ化合物質が両方とも初めで検出された。その上、両類汚染物質が有意な地域の濃度差異が見られた。(2)日本三陸沿岸産イシイルカ(Phocoenoides dalli)の親子個体の組織濃度と負荷量を研究し、TBT、DBT、MBT及びTPT、DPT、MPTの蓄積の実態と親子の移行の実証及び特徴を明らかにした。更に、イシイルカ体内のプチルスズとフェニルスズ化合物質の代謝能力、特異的な蓄積臓器としての肝臓におけるチトクロムP450の活性の関係の比較研究を行った。その結果、プチルスズよりフェニルスズ化合物質に対する代謝能力が明らかに弱いことを発見した。これらの一連の研究は水生生物における有機スズ類汚染物資の蓄積、代謝及び毒性のメカニズムの解明に関する重要な知見が得られた。岩手県大槌町にある東京大学海洋研究所附属国際沿岸海洋研究センターに滞在し、冬季、三陸沿岸に来遊するイシイルカを調査し、肝臓、腎臓、肺臓、胃、腸、筋肉、脂肪、骨などの部位から必要な研究試料を採取した。年齢は、歯のセメント質の縞数から推定した。成熟オスは睾丸の組織的所見と睾丸重量の関係より、性成熟を判定した。成熟メスは胎児の有無、必乳の有無、卵巣による精査から性状態を判別した。現在、イシイルカの各部位に蓄積している有機スズ化合物を分析中である。イシイルカ体内に蓄積している重金属類については、Marine Pollution Bulletin, Vol.48:1122-1129(2004)に発表したので、その概要について次に示す。イシイルカ各個体に蓄積している重金属濃度を比較し、体内分布特性を明らかにした。また、母親の肝臓とその胎児に蓄積している重金属類(Zn,Cu,Se,Mn,V,Hg,Cd,Ag)の分布特性を調査し、体内における重金属類の存在形態を究明した。特に、細胞内分布を詳細に調査した結果、大部分の元素はcytosolに存在していることが明かになった。母親の肝臓では、Zn,Mn,Hg,Agは高分子量の基質に、SeとVは低分子量の基質に存在しており、CuとCdはメタロチオネインと結合していた。一方、胎児では、Zn,Mn,Hg,Se,Cd,Agは高分子量の基質に、Vは低分子量の基質に存在しており、CuとAgはメタロチオネインと結合していた。このように、母親と胎児の間では、分布傾向は非常に類似しているが、幾つかの重金属(Cd,Se,Ag)では存在形態は多少異なっていた。これらの重金属は胎盤を通じて母親から胎児へ移行することから、この存在形態の差違は、胎盤による通過システムが各重金属によって微妙に異なっていることが推定された。いままでの研究では、中国と日本の代表的な水生動物に注目して、その汚染実態と生物影響を調査することを目的としている。特に、伝統的なイルカ漁業で得られたイシイルカ(Phocoenoides dalli)の新鮮な組織サンプルを材料として、最新の分析方法を駆使して、イシイルカにおけるプチルスズ化合物質の蓄積特性及びその特性と他の14微量元素(Hg、Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Sr、Ag、Cd、V、Se、Pb、Mo、Fe)の蓄積、代謝の異同を解明してきた。同時に、イシイルカの親子個体の組織濃度と負荷量を詳しく調査して、プチルスズ化合物質の親子の移行とそのメカニズムを明らかにし、人間も含めて哺乳動物に対する影響を示唆した。更に、新しい試み"淡水Mussel Watch"の研究として、トブガイ貝類(Anodonta woodiana)は生物モニタリングの種類として確立され、有機スズが進んでいる中国の太湖に五つの調査点(湖州、宜興、武進、三山島と五里湖水域)を設け、そのサンプルを採集し、プチルスズと有機塩素系DDTsとHCHs化合物質を測定し、有機スズ化合物汚染の実態、地域の差異及びDDTsとHCHs化合物質の蓄積との関係を把握した。現在、イシイルカやトブガイ貝類におけるフェニルスズ化合物質を注目して、プチルスズ化合物質との代謝能力の比較を行っている。中国では、これまで有機スズの研究がほとんど実施されていないので、有機スズ化合物に関する規制が皆無である。したがって、上記の成果は、これから中国の水環境における有機スズを含む人工化学物質の汚染の規制などの総合的な対策を実施する際に重要な役割を果たすと考えられる。

(1)中国では、これまで有機スズの研究が少ないので、有機スズ化合物に関する規制が皆無である。本研究では、中国の太湖に五つの調査点を設け、指標生物ドブ貝(Anodonta woodiana)を採集し、プチルスズ(TBT、DBT、MBT)とフェニルスズ(TPT、DPT、MPT)化合物質を測定した。その結果、プチルスズとフェニルスズ化合物質が両方とも初めで検出された。その上、両類汚染物質が有意な地域の濃度差異が見られた。(2)日本三陸沿岸産イシイルカ(Phocoenoides dalli)の親子個体の組織濃度と負荷量を研究し、TBT、DBT、MBT及びTPT、DPT、MPTの蓄積の実態と親子の移行の実証及び特徴を明らかにした。更に、イシイルカ体内のプチルスズとフェニルスズ化合物質の代謝能力、特異的な蓄積臓器としての肝臓におけるチトクロムP450の活性の関係の比較研究を行った。その結果、プチルスズよりフェニルスズ化合物質に対する代謝能力が明らかに弱いことを発見した。これらの一連の研究は水生生物における有機スズ類汚染物資の蓄積、代謝及び毒性のメカニズムの解明に関する重要な知見が得られた。
東アジアをめぐる戦後の日米関係

三年計画の最後に当るため、各分担者とも分担課題について研究のまとめに努力した。細谷千博は全般的概観を試みるとともに、吉田茂首相の1954年外遊の目的、当時の吉田の対外政策構想についても論文を準備した。有賀貞はアメリカのアジア政策の概観を準備するとともに、アメリカの保守派の対外政策観におけるアジアの地位について考察する論文を用意し、報告した。五十嵐武士は9月より米国に出張中であるが、ニクソン・ドクトリンについての論文を作成中である。小此木政夫は1980年代の朝鮮半島をめぐる国際関係について報告し、とくに金日成暗殺誤報問題を分析した。また緒方貞子は対中国交正常化に関する比較研究について研究を進めるとともに、ワシントンでの実地調査に基づいてレーガン政権の対外政策決定過程の特色について報告し、政権上層部は穏健派だが、中堅層以下には教条的保守派が進出している等の事実を明らかにした。渡辺昭夫は防衛費1%枠問題を国際的文脈と国内政治の文脈で検討した報告を行なった。山本満は日米とアジアNICSとの投資貿易関係について分析する論文をまとめたが、さらに新資料により、最近の状況に触れた論文を作成中である。黒柳米司は、アセアン諸国の政治動向を分析し、それが日米両国の利害とどのようにかかわっているかを論じる論文をまとめつつある。宮里政玄は、ベトナム戦争が日本の世論にどのような影響を及ぼしたかを分析した論文をすでにまとめている。草野厚は海外出張中であるが、牛肉問題をめぐる日米豪の関係をそれぞれの国内政治をからませて考察する論文を準備している。3月の最後の研究会では、研究成果の刊行準備について協議し、昭和63年度に刊行することを目標とすることになった。
患者安全の経済的評価と看護師の人員配置に関する研究

【目的】病院と老人保健施設を対象に転倒発生率と看護師人員配置、転倒防止物品の数と購入費用、転倒リスクおよび転倒防止対策実施状況の関連を検討した。【方法】調査対象は、全国の9026病院から無作為抽出した1500病院と全国の3271老人保健健施設から無作為抽出した1090施設とした。調査期間は、病院が2007年2月10日から3月10日とし、老健は2007年1月25日から2月28日とした。調査項目は、病院の概要、病院全体の安全管理委員会の人数と開催時間、研修時間、転倒発生数、述べ患者数、看護等職員数、1人あたり受け持ち患者数、転倒リスクのある患者数、転倒防止対策実施患者数、転倒防止物品の数と購入費用とした。【成績】回収数は、病院が101施設(回収率6.7%)の259病棟であり、老健は104施設(回収率9.5%)の161病棟であった。転倒インシデント発生率は、病院1.83/1000病日、老健4.06/1000病日であり、転倒アクシデント発生率は、病院0.28/1000病日、老健1.08/1000病日であった。病棟患者のうち転倒リスク患者の平均割合は、病院が46.4%、老健が60.0%であった。日勤帯職員1人あたりの受持ち平均患者数は病院6人、老健11人であった。患者1人あたり転倒防止実施項日数では、病院4.0項目、老健8.9項目であった。転倒防止物品の数と費用は、病院が21.4個で約237万円、老人保健施設は8個で約11万円であった。病院では、低床ベッド7.5個、ベッド柵4.2個、抑制帯4.1個に比べてヒッププロテクター0.1個と少なかった。重回帰分析の結果、病院における転倒アクシデント発生率に関連する要因は、頻尿患者の割合、不穏患者の割合、床マットに患者を臥床させる対策の実施率、抑制帯の使用率、病棟看護師の人数であった。老健では、抗不安薬を使用する患者の割合、病棟看護師の人数であった。【結論】転倒・転落の発生率には、看護人員配置数が少ないことや、患者の転倒リスクや防止対策の実施率と関連があった。転倒予防物品は適切に利用されておらず数や購入金額や多いと、転倒発生率が低いという関連はなかった。今後は、適切な転倒リスクアセスメントに基づいた標準的な転倒防止プログラムを開発し、その投入費用と効果の関連の検討が望まれる。

1.研究目的転倒・転落などの医療の有害事象の発生がもたらす経済的影響および安全対策に要する費用を明らかにする。また、病棟単位での人員配置および個々の患者への看護業務量と有害事象発生との関連を明らかにし、安全で良質な医療を提供するための看護人員配置について検討する。2.方法調査対象は、東京都(9病院)、神奈川(1)、静岡県(1)、愛知県(2)に所在する急性期病院の合計13病院の協力を得た。各病院の看護管理者または安全管理者に調査方法の説明を行い、病院長の承諾を得た。各病院の16病棟において、病棟看護師長を対象に調査方法の説明を行い、病棟単位で調査を行った。調査期間は、2006年2月8日22日の2週間とした。調査内容は、看護管理者、病棟看護師および財務課職員に以下の6種類の調査票へ記載を依頼した。A病院の概要、病院全体の安全管理に要する費用の調査:病床数、病棟数、設立主体、平均在院日数、延べ入院患者数、延べ外来患者数、転倒・転落患者数、誤薬・誤注射数、安全管理委員会の人数、年間活動日数、1回あたり活動時間、リスクマネージャーの人数、医療安全に関する集合教育の開催回数、集合教育に要する費用。B病棟での転倒防止対策に要する費用の調査:転倒防止のために使用している物品の種類、個数、購入価格など。C病棟の看護師人員配置、勤務交代:平均在院日数、病棟利用率、転倒・転落数、看護師数、超過勤務数、D病棟1日の重症者数調査:創傷処置実施患者数、蘇生術実施患者数、血圧測定実施患者数など。E転倒・転落チェックリスト(治療費用を含む)(転倒患者数分):年齢、疾患名、転倒リスクアセスメント、転倒防止対策の実施、転倒発生日、種類、場所、治療の有無。F入院患者一覧:年齢、性別、疾患名、入院日、退院日、転倒対策の実施数。3.結果調査票Aは9病院の記載があった。対象病院の病床数は、平均595床(最小97-最大1094)、転倒発生率は平均2.0/1000病日(2.9-1.4)、誤薬発生率は平均3.4/1000病日(1.2-5.4)であった。安全管理委員会に参加する委員数は、平均95人(24-184)、平均年間会議時間は79.9時間(30-205)であった。平均年間委員会費用は、573万円(84-1199)であり、1ベッドあたり平均9637円(5260-13200)、患者1人1日あたり平均29円(16-35)であった。安全管理に関する委員会活動に労務費を費やしている病院ほど、転倒や誤薬の報告数が多い傾向がやや見られた。1.研究目的:転倒・転落の発生率と病棟の看護師人員配置および患者への安全対策の実施状況と転倒・転落の防止の安全対策物品に要する費用との関連を明らかにし、安全で良質なサービスを提供するための人員配置や安全対策の実施のあり方について検討する。2.方法:調査対象は、平成17年度の全国病院名簿の9026施設から無作為抽出した1500病院および社団法人全国老人保健施設協会加入した3271施設から無作為抽出した1090施設とした。調査期間は、病院が2007年2月10日から3月10日とし、老人保健施設は2007年1月25日から2月28日とした。調査内容は、安全管理者、病棟看護師および財務課職員に調査票の記載を依頼した。調査項目は、病院の概要、病院全体の安全管理委員会の人数と開催時間、研修の開催時間、病棟・療養棟の転倒・転落の発生数、述べ患者数、看護等職員数、1人あたり受け持ち患者数、転倒リスクのある患者数と転倒防止対策の実施患者数および転倒防止物品の購入費用とした。3.結果:病院の回収数は、101病院(回収率6.73%)の259病棟であり、老人保健施設(以下、老健)の回収数は、104病院(回収率9.54%)161病棟であった。1病棟あたりの転倒インシデントの平均発生率は、病院1.83/1000病日、老健4.06/1000病日であり老健は病院の約2.2倍の転倒が発生していた。転倒アクシデント平均発生率は、病院0.28/1000病日、老健1.08/1000病日であり、老健は病院の約3.8倍の転倒による怪我が発生していた。
ハイブリッド型リポソームベクターを用いた膵癌切除後の遺伝子療法の確立

膵癌に対する切除術後の強力な補助療法を確立することを目的とし、申請者らは、targeting chemotherapyを目指した抗膵癌monoclonal antibody作成、liposome封入adriamycin、LAK cell+IL-2の門脈内投与、むどの実験的かた臨床的補助療法を試みてきた。本研究においてはcytosine deaminase(CD)とurasyl phosphoribosyl transferase (UPRT)の5FU代謝関連酵素を用いた自殺遺伝子療法の開発に取り組んでいる。また遺伝子導入用のベクターとして変異型アデノウイルスベクターの開発と応用に取り組むと伴に、fusion型リポソームの応用の可能性について検討を加えている。まず、CD及びUPRTの発現プラスミドを用い、これらを組み込んだ従来型のアデノウイルスベクター(AxCD, AxUPRT)を作製した。さらに癌細胞のみで増殖可能な変異アデノウイルスにLacZおよびUPRTのcDNAを組み込み、AxdlbLZ, AxdlbUPRTを作製した。膵癌細胞を用いた実験では、AxUPRTを併用することにより癌細胞の5FU感受性を最大100倍まで増加させることが可能であった。これに反してAxCDを併用した場合には感受性に変化を認めなかった。さらにマウス癌性腹膜炎モデルを用いた実験では、AxUPRTを腹腔内に投与することにより5FUの抗腫瘍効果が著しく増強されることが確認できた。増殖型のウイルスベクターAxdlbLZを同様に腹腔内に投与したところ、周囲組織に比較し腫瘍内に強い遺伝子の発現が確認された。また、AxdlbUPRTの併用により、UPRTによる5FUの抗腫瘍作用の増強が一層強まる実験結果が得られている。現在動物実験を更に進めている段階である。fusion liposomeを用いた実験結果は、これら特異的増殖型アデノウイルスベクターに比較し、導入効率、癌特異性、抗腫瘍効果のいずれもが著しく劣ることが判明したため、現状ではfusion liposomeの応用を中断している。癌に対する遺伝子治療法は大きな成果があげられていないが、この制限増殖型のアデノウイルスベクターを用いることにより、新しい局面が開かれるものと考えている。膵癌の治療成績はきわめて不良である。このため外科治療と組み合わせた術中放射線照射や動注化学療法などの各種集学的治療が試みられている。化学療法においても標準的なプロトコールは確立されておらず5-fluorouracil(5FU)に比較的良好な成績が認められている程度である。今回我々は、この5FU代謝経路を活性化させる大腸菌由来のpyrimidine salvage酵素のUracil Phosphoribosyltransferase遺伝子(UPRT遺伝子)に着目し、これを用いた自殺遺伝子療法の効果を検討した。UPRT遺伝子の導入方法として自己増殖能力を欠失した組み替えアデノウィルスを用いた。また、正常組織では増殖できないが、腫瘍細胞では増殖可能な変異アデノウイルスを応用し、UPRT遺伝子治療の抗腫瘍効果を飛躍的に改善させることを目的とし、この変異アデノウイルスにUPRT遺伝子を組み込んだ新たな変異ウィルスを作製した。3つの膵癌細胞株(PANC-1、AsPC-1、PK-1)を用いて上記遺伝子及びアデノウイルスベクターの効果を検討したところ5-FU感受性が顕著に増加することが3つの膵癌細胞株で確認された。p53のpoint mutationを検出したPANC-1では、変異アデノウィルスを単独で感染させた場合、細胞増殖抑制効果を認め、更にこの変異アデノウィルスを用いてUPRT遺伝子を導入した際には、5-FU感受性が増加し、さらに殺細胞効果が増強されることが明らかとなった。