hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝悪性腫瘍に対するバルーン閉塞下温熱動注療法の開発

本研究の目的は、肝悪性腫瘍に対するバルーン閉塞下温熱抗癌剤動注化学療法の臨床応用にむけ、基礎実験を行う事である。兎単発肝細胞癌腫瘍モデルを用いて、超小型マイクロバルーンを用いた温熱抗癌剤動注療法の安全性と有効性について検討する。家兎を用いた。兎へVX2肝腫瘍の移植を行い、造影CTにて確認し、兎単発肝細胞癌腫瘍モデルの確立が確認できた。家兎の肝動脈にカテーテルを挿入する実験を行い、技術的に兎肝動脈に安定的にカテーテルを挿入できる手技が確立できた。実験群は、コントロール(肝腫瘍未治療)群2CDDP5mg動注(TAI)群3加熱生食動注群4バルーンカテーテル閉塞下加熱CDDP5mg動注。腫瘍を確立できた兎をランダムに124群へ割り付けを行い治療を行った。2週後の造影CTによる局所評価と予後(カプラン=マイヤー法)にでついて評価を行った。評価可能な兎は1コントロール群は5羽、2TAI群は5羽、4B-TAI群は8羽の割り付けであった。生存期間中央値は、1コントロール群174日2TAI群26日3B-TAI群9日であり、有意にコントロール群が他の2群よりも良好な予後を示した(p=0.0215)。2腫瘍制御腫瘍制御は14日後のCT腫瘍直径で測定し、2TAI群3B-TAI群がコントロール群より増大を示していた。追加実験で6羽の腫瘍をミリプラチン肝動注群、バルーン閉塞下ミリプラチン動注群に分け検討を行った。結果、前実験と同様であった。CDDP治療群の腫瘍制御・予後ともに不良な結果を示した。一部治療後多数の肝梗塞・胆管瘤がある個体が存在していた。早期に死亡に至る個体の中には肝機能低下や、全身状態悪化による免疫機能低下が起こっていることが考えられた。当実験でプラチナ系製剤のバルーン閉塞下動注が、VX2担癌兎の予後延長・腫瘍制御を示すことができなかった。種を変えたより大型動物での実験が望まれる。本研究の目的は、肝悪性腫瘍に対するバルーン閉塞下温熱抗癌剤動注化学療法(Baloon-occuluded thermal transarterial chemo-infusion: BT-TAI)の臨床応用にむけ、基礎実験を行う事である。肝悪性腫瘍に対する抗癌剤動注療法は、原発性肝癌に対して行われているが、奏効率は満足できるものではない。本研究では、兎単発肝細胞癌腫瘍モデルを用いて、近年臨床応用された超小型マイクロバルーンを用いた温熱抗癌剤動注療法の1安全性2直接効果判定3予後4抗腫瘍免疫の賦活について検討する。本研究で用いる機材、薬品はすべて臨床応用されているものを用いるため、有効性が証明されれば、原発性肝癌に対する有効なアプローチとして早期に臨床応用が可能となると考えられ、抗腫瘍免疫の賦活も証明されれば、転移性肝癌への適応拡大も考えられる。本年度に関しては、モデルの安定した確立を目的とし、基礎実験を行った。兎単発肝細胞癌腫瘍モデルとして、VX2を用い、肝腫瘍を作成した。作成した肝腫瘍は耳介にて確保した静脈ルートからシングルヘリカルCTを用いた造影CTにて確認し、兎単発肝細胞癌腫瘍モデルの確立が確認できた。また、カテーテルの挿入の基礎実験を行い、肝動脈にカテーテルを挿入する実験を行った。鼠径部を切開した後、18インチマイクロガイドワイヤーを挿入し、工夫点であるマイクロパンクチャーキットを用いて外筒を挿入し、35システムから最終的には4Frのロングシースの挿入が可能であった。腹腔動脈へのカテーテル挿入の後、順次マイクロカテーテルの挿入による肝動脈造影を行うことができた。総合的には、これらの2つの実験を同時に円滑に行うことができる機器的、手技的な準備ができ、今後の抗腫瘍効果を確認するために実験の流れを確立できた。途中当施設に備え付けのデジタル血管撮影装置(Digital Subtraction Angiography)の故障がおこり、血管造影を行うことが困難になった。予算確保、修理依頼を行い現在は修理できたが、実験の遅れを生じた。本研究の目的は、肝悪性腫瘍に対するバルーン閉塞下温熱抗癌動注化学療法(Baloon-occuluded thermal transarterial chemo-infusion: BT-TAI)の臨床応用にむけ、基礎実験を行う事である。肝悪性腫瘍に対する抗癌剤動注療法は、原発性肝癌に対して行われているが、奏効率は足できるものではない。本研究では、発肝細胞癌腫瘍モデルを用いて、近年臨床応用された超小型マイクロバルーンを用いた温熱抗癌動注療法の1、安全性2、直接効果判定3、予後4、抗腫瘍免疫の賦活について検討する。本研究で用いる機材、物品はすべて臨床応用されているものを用いるため、有効性が証明されれば、原発性肝癌にする有効なアプローチとして早期に臨床用が可能となると考えられ、抗腫瘍免疫の賦活も証明されれば、転移性肝癌への応用も考えられる。本年度に関しては、昨年度に確立した腫瘍モデルを用い、手義を行った。肝細胞癌悪性腫瘍モデルとして、VX2を用い、肝腫瘍を作成した。腫瘍は植え付けから10ー12日後に耳介にて確保した静脈ルートからシングルヘリカルCTを用いた造影CTにて生着を確認した。

10匹中9匹に腫瘍を確認できたため、それらの腫瘍に対し、14日後にIVRを行った。初期検討として、計9匹に対して、3匹はコントロール、3匹はシスプラチン動注、3匹はバルーン閉塞下シスプラチン動注を行った。シスプラチンは既報のとおり、5mlをそれぞれ動注、静脈注射を行った。6匹に対するカテーテル治療は予定どおり行え、術当日、翌日の死亡なく現在経過観察中である。この結果を踏まえ、今後の治療計画を立てる予定である。昨年度の機器(血管造影装置)の故障により全体的に遅延傾向ではある。そこから想定できる範囲で、現在おおむね予定どおりに進行してはいるが、1匹につき植え付けおよびCTでの確認、およびIVR手技を行うが、それぞれ時間がかかり、特にIVRが1匹につき2時間程度かかることがあり、一度に多数行うことが困難であることが判明した。本研究の目的は、肝悪性腫瘍に対するバルーン閉塞下温熱抗癌剤動注化学療法の臨床応用にむけ、基礎実験を行う事である。兎単発肝細胞癌腫瘍モデルを用いて、超小型マイクロバルーンを用いた温熱抗癌剤動注療法の安全性と有効性について検討する。家兎を用いた。兎へVX2肝腫瘍の移植を行い、造影CTにて確認し、兎単発肝細胞癌腫瘍モデルの確立が確認できた。家兎の肝動脈にカテーテルを挿入する実験を行い、技術的に兎肝動脈に安定的にカテーテルを挿入できる手技が確立できた。実験群は、コントロール(肝腫瘍未治療)群2CDDP5mg動注(TAI)群3加熱生食動注群4バルーンカテーテル閉塞下加熱CDDP5mg動注。腫瘍を確立できた兎をランダムに124群へ割り付けを行い治療を行った。2週後の造影CTによる局所評価と予後(カプラン=マイヤー法)にでついて評価を行った。評価可能な兎は1コントロール群は5羽、2TAI群は5羽、4B-TAI群は8羽の割り付けであった。生存期間中央値は、1コントロール群174日2TAI群26日3B-TAI群9日であり、有意にコントロール群が他の2群よりも良好な予後を示した(p=0.0215)。2腫瘍制御腫瘍制御は14日後のCT腫瘍直径で測定し、2TAI群3B-TAI群がコントロール群より増大を示していた。追加実験で6羽の腫瘍をミリプラチン肝動注群、バルーン閉塞下ミリプラチン動注群に分け検討を行った。結果、前実験と同様であった。CDDP治療群の腫瘍制御・予後ともに不良な結果を示した。一部治療後多数の肝梗塞・胆管瘤がある個体が存在していた。早期に死亡に至る個体の中には肝機能低下や、全身状態悪化による免疫機能低下が起こっていることが考えられた。当実験でプラチナ系製剤のバルーン閉塞下動注が、VX2担癌兎の予後延長・腫瘍制御を示すことができなかった。種を変えたより大型動物での実験が望まれる。確立した実験手技を用いて、単発肝癌モデル兎を、造影CTにて、治療前、治療後10日にVX2腫瘍のサイズを確認する。治療は、4Frカテーテルを通して先述のマイクロバルーンカテーテルから薬剤を動脈投与(動注)する。動注はCDDP3mg/兎(3kg)を用いる。加温は湯煎し、70度に加熱した生食またはCDDP溶液を、MRT加温キットで包み、熱を下げないようにしながら、約10分間かけて動注する。
致死活性を有する新奇表皮剥脱毒素の作用機構に関する研究

黄色ブドウ球菌、大腸菌で作成したリコンビナントETDは新生児マウス皮内投与により水疱を形成した。大腸菌で作成したリコンビナントETDを作用させたマウス皮膚を用いてdesmoglein1の染色性が低下することを明らかにした。さらにリコンビナントETDがin vitroで昆虫細胞で発現させたヒト、マウスdesmoglein1を選択的に消化することを明らかにした。etd陽性と判定された広島で分離された株2株、大阪で分離された株1株、ドイツで分離された株15株についてパルスフィールド電気泳動を行った結果、これらの株が同一のクラスターに属することが示唆された。また種々の毒素遺伝子特異的プローブを用いたSouthern blot分析の結果、これらの株の内9株がSECあるいはSEB遺伝子陽性であることが明かとなった。
肺ブラ・ブレブの発生、組織構築に関する病理組織学的検討

ブレブは胸膜内へ気腔を形成し、ブレブ壁と基底部で構成されている。ブレブ壁の弾性線維は不連続か消失し、膠原線維沈着が著明である。基底部の肺胞部にはエラストーシスを伴う器質化巣を持つ。病変内の異常弾性線維のみがα1-antitrypsin陽性を示し、周囲正常肺の弾性線維は陰性である。MMP-1、MMP-2、MMP-9、TIMP-2はブレブ壁の線維化巣、基底部の器質化巣内の線維芽細胞に認めた。その他、マクロファージ、気管支・肺胞上皮も陽性であった。基底部の器質化巣内の線維芽細胞と比較すると、ブレブ壁内の線維芽細胞は大型で、有意にTIMP-2は陽性を示し、cellular fibronectin、I、IIIcollagenの沈着をみた。この大型の線維芽細胞は、α平滑筋アクチン陽性で筋線維芽細胞と判明した。また、病変部の異常弾性線維はα1-antitrypsin陽性であるが、MMP-1、MMP-2、MMP-9、TIMP-2は陰性であり、ブレブの発生は、前回の報告の通り、局所の炎症によりエラスターゼとα1アンチトリプシンとの間に不均衡が生じ、弾性線維が障害されることが原因と考えた。また、MMP-1、MMP-2、MMP-9、TIMP-2は、線維化に関与するが、ブレブ壁での盛んな線維化にもかかわらず弾性線維破壊がブレブ気腔を拡大させる原因と考えた。ブレブ壁の弾性線維は不速続か消失し、膠原線維沈着が著明である。基底部の肺細胞部にはエラストラシスを伴う器質化巣を持つ。病変内の異常弾性繊維のみがα-1antitrypsin陽性を示し、周囲正常肺の弾性繊維は陰性である。MMP-1、MMP-2、TIMP-2はブレブ壁の線維化巣、基底部の器質化巣内の線維芽細胞に認めた。基底部の器質化巣内の線維芽細胞と比較すると、ブレブ壁内の繊維芽細胞は大型で、有意にTIMP-2は陽性を示し、cellular fibronectin、I、III、collagenの沈着をみた。この大型の繊維芽細胞はα平滑筋アクチン陽性で筋線芽細胞と判明した。また、病変部の異常弾性繊維はα-1antitrypsin陽性であるがMMP-1、MMP-2、TIMP-2は陰性であり、ブレブの発生は、前回の報告の通り、局所の炎症によりエラスターゼとα-1アンチトリプシンとの間に不均衡が生じ、弾性繊維が障害されることが原因と考えた。また、MMP-1、MMP-2、TIMP-2は、線維化に関与するが、ブレブ壁での盛んな線維化にもかかわらず弾性線維破壊がブレブ気腔を拡大させる原因と考えた。基底部の器質化巣内の線維芽細胞と比較すると、ブレブ壁内の線維芽細胞は大型で、有意にTIMP-2は陽性を示し、cellular fibronectin、I、III collagenの沈着をみた。

また、病変部の異常弾性線維はα1-antitrypsin陽性であるが、MMP-1、MMP-2、MMP-9、TIMP-2は陰性であり、ブレブの発生は、前回の報告の通り、局所の炎症によりエラスターゼとα1アンチトリプシンとの間に不均衡が生じ、弾性線維が障害されることが原因と考えた。また、MMP-1、MMP-2、MMP-9、TIMP-2は、線維化に関与するが、ブレブ壁での盛んな線維化にもかかわらず弾性線維破壊がブレブ気腔を拡大させる原因と考えた。
新組織切片培養で誘導された前立腺癌関連遺伝子の機能的解析と診断・治療への応用

本研究は、スフェロイドに微小環境が加わった前立腺癌細胞の新組織切片培養で、発現が増強される遺伝子群よりKIF22遺伝子が抽出され,その機能的解析及び診断・治療への応用展開を目的とした。いずれの細胞株においても、細胞成長は抑制され、G2/M期に停止し、またアポトーシスも増加することが認められた。2Dおよびスフェロイド培養において、KIF22遺伝子に対するsiRNA併用による抗癌剤(ドセタキセル)の効果増強を確認することができた。これらの結果により、KIF22遺伝子の前立腺癌への関与および治療への応用の可能性を示すことが出来た。本研究では,スフェロイドに微小環境が加わった新組織切片培養において発現が増強された遺伝子群の機能的解析及び診断・治療への応用展開を図ることにある。例えば、スフェロイドの研究は比較的多いが,間質の影響下でのがん細胞の局所増殖,スフェロイド形成に関わる遺伝子の抽出とその抗癌剤の効果を増強する報告はない。これら遺伝子のsiRNAと抗癌剤,放射線の併用による効果増強あるいは遺伝子発現から各種薬剤あるは放射線に対する効果の予想システムの開発への可能性があると考える。また,局所増殖から周囲との相互作用による進展機構の解明に繋がり,診断マーカーあるいは治療標的として捉えることが出来ると考えられる。本年度は,前立腺癌細胞におけるKIF22遺伝子の機能的解析を行った。使用した前立腺癌細胞株は、DU145、LNCaP、PC-3を用いた。単層培養で、各細胞株間の発現の差を認めた。また、DU145およびLNCaPの次元培養とスフェロイド培養時におけるKIF22遺伝子の発現の比較では、いずれもスフェロイド培養時に発現が上昇した。siRNAを用いて、その発現をノックダウンした時、単層培養での増殖脳の低下およびスフェロイド形成の低下を認めた。これらの結果より、KIF22遺伝子は、細胞増殖、特にスフェロイド形成時に重要な役割を果たす、すなわち腫瘍の局所増殖に重要な役割を果たすと考えられ、今後の前立腺癌の治療へ繋がる可能性が示された。KIF22遺伝子の機能解析が順調に進み、予想された結果が得られつつある。ただし、新培養法については、十分に検証はされていない。本研究は、スフェロイドに微小環境が加わった新組織切片担体培養において発現が増強された遺伝子の機能的解析および診断・治療への応用展開をはかる事を目的にしている。KIF22遺伝子についての機能解析を行い、既にスフェロイド形成に関わる事を報告している。スフェロイド形成時に発現が増強されるPLK2遺伝子がスフェロイド形成および抗癌剤抵抗性の関与する事を報告しているが、KIF22遺伝子も同様に前立腺癌の抗癌剤抵抗性との関係を解析した。同遺伝子のノックダウンにより、前立腺癌細胞株DU145はアポトーシスの増加及びG2/M期の集積を認め、抗癌剤ドセタキセルとの併用において、効果の増強を認めた。同遺伝子の前立腺癌の挙動への関与を明らかにし、また癌生物学への新組織切片担体培養法の応用展開の可能性を示した。KIF22遺伝子の機能解析が進み、同遺伝子の重要性を明らかにしつつある。同内容について、日本癌学会やアメリカ癌学会で発表を行っている。新組織切片担体培養法について、さらなる検証を必要とする。本研究は、スフェロイド(first selection)に腫瘍周囲環境が加わった新組織切片培養(second selection)において,KIF22, Plk2を含む発現上昇遺伝子群が抽出され,これら遺伝子の機能的解析及び診断・治療への応用展開を図った。具体的には,(1)前立腺癌細胞におけるKIF22遺伝子の病理組織学的,機能的解析,(2)抗癌剤とsiRNAの組み合わせで,抗癌剤抵抗性の検討,(3)異種間の相互作用(ヒト前立腺がん細胞株ーラット各臓器組織片)と同種間のモデルの構築を目指す同方法の標準化を図るなどを目的とした。KIF22遺伝子の機能解析は、siRNAを用いて前立腺癌細胞株(DU145, LNCaP)培養系で行った。その結果、いずれの細胞株においても、細胞成長は抑制された。さらに、細胞周期およびアポトーシスについて解析した結果、いずれの細胞株においても、G2/M期に停止し、集積が起こり、またアポトーシスも増加することが認められた。一方、細胞の遊走能や浸潤能には影響を与えなかった。KIF22遺伝子が属するkinesin superfamilyは微小管に結合するモーターたんぱく質であり、癌との関係についての報告は1報のみである。少なくとも前立腺癌細胞株においては、細胞周期およびアポトーシスに関与することが明らかにできた。最終年度において、KIF22遺伝子発現を抑制させるためにsiRNAを処理し、抗癌剤(ドセタキセル)の効果については、併用による抗がん剤の効果増強を確認することができた。加えて、組織雪片上でのスフェロイド培養においては、立体構造を保ちつつ、培養できることが確認できた。

2Dおよびスフェロイド培養において、KIF22遺伝子に対するsiRNA併用による抗癌剤(ドセタキセル)の効果増強を確認することができた。これらの結果により、KIF22遺伝子の前立腺癌への関与および治療への応用の可能性を示すことが出来た。(1)前立腺癌細胞におけるKIF22遺伝子の病理組織学的,機能的解析,(2)抗癌剤とsiRNAの組み合わせで,抗癌剤抵抗性の検討,(3)臨床検体での発現解析及び臨床病理学的検討を行う。スフェロイドの研究は比較的多いが,間質の影響下でのがん細胞の局所増殖,スフェロイド形成に関わる遺伝子の抽出とその抗癌剤の効果を増強する報告はない。これら遺伝子のsiRNAと抗癌剤,放射線の併用による効果増強あるいは遺伝子発現から各種薬剤あるは放射線に対する効果の予想システムの開発への可能性があると考える。また,局所増殖から周囲との相互作用による進展機構の解明に繋がり,診断マーカーあるいは治療標的として捉えることが出来ると考える。加えて,潜在癌あるいはラテント癌のメカニズム解明に繋がる可能性もある。新組織切片培養は類似の培養系(脳腫瘍,乳癌)の報告があるが,長期の培養が難しい,異種間にかかわる反応など不明瞭な問題などがあり,(4)系の構築を含む同方法の標準化を図る。KIF22遺伝子の機能解析を進め、同遺伝子の前立腺癌の挙動への関与を明らかにする。また、臨床検体を用いた発現解析で、その遺伝子の診断・治療への有用性を明らかにする。腫瘍病理、ナノメディシン
α-アミノニトリルの電気合成法の開発

シアン化ナトリウムを含むメタノール溶液に1-メチルイミダゾールを溶かし,1.75V vs.SCEの定電位で電極酸化反応を行った。生成物は,本研究課題のために新規に購入した液体クロマトグラフィーを用いて分析定量した。カラムクロマトグラフィーあるいは分取ガスクロマトグラフィーを用いて生成物を単離し,別途に合成した標品とIR,^1H NMRスペクトルを比較した。2-,4-,および5-シアン化物が17%,8%および42%の収率で得られた。1,2-ジメチル-および1,5-ジメチルイミダゾールも同様にα-アミノニトリルを与えた。一方,1,2,4,5-テトラメチルイミダゾールは異なるタイプのα-アミノニトリル(2,5-シアノ付加物)を生成した。これまでに,陽極シアノ化反応はカチオンラジカル中間体を経ることを明らかにしてきた。カチオンラジカルのMO計算(INDO-UHF法)により求めた正電荷分布およびLUMO電子密度を実験結果と比較したところ計算値は,実測値と一致しなかった。これは,1-メチルイミダゾールのシアノ化が,従来の陽極シアノ化の機構と異なる機構によって起こる可能性を示唆するものと思われる。同じ電解質-溶媒に1-メチルピラゾールを溶かし,2.0V vs.SCEの定電位で電極酸化反応を行った。生成物は,同様に処理した。4-および5-シアン化物が23%および8%の収率で得られた。3-シアン化物は検出されなかった。さらに新物質として4電子酸化物4-メトキシ-5-シアン化物が5%の収率で得られた。1-メチルイミダゾールの計算結果と実験による配向性の不一致さらに1-メチルピラゾールで3-シアン化物が得られないことは本置換反応がカチオンラジカル中間体へのCNアニオンの攻撃による単純な環置換反応ではなくCNアニオンの2,5-(1-メチルピラゾールのときは4,5-)付加とそれに続くHCNの脱離によるものと思われる。
低放射化バナジウム合金による核融合炉ブランケット部材の製作要素技術開発

核融合炉液体リチウムブランケットへの適用に向けたバナジウム合金の製作技術開発を進めるとともに、内部組織の評価に基づいた基礎メカニズムの解明を進めた。金属バナジウムおよびV-4Cr-4Ti合金4mm板を用いてレーザー溶接試験機により、ビードオンプレートおよびつき合わせ溶接の試験を行なった。金属バナジウムおよびバナジウム合金は、不純物の混入により敏感に硬度が増加するが、溶接用遮蔽クローブボックスを作製しArガス置換、溶接中吹き付けに条件での溶接を行うことにより、殆ど不純物混入の無い溶接が可能になった。この溶接部の破壊特性を調べたところ、DBTTの増加は観察されなかった。JMTRによって核分裂中性子照射を行ないと若干のDBTTの増加が見られた。しかし、溶接後適切に熱処理を行なう事で、DBTTの上昇を押さえる事が出きる事が明かになった。組織観察の結果、微細なチタン析出物が熱処理によって局所集合し、その他の部分の不純物濃度が下がり、靭性が回復した事が分かった。液体リチウムブランケットのMHD圧力損失低減のためのバナジウム合金への酸化エルビウム被覆法の開発と評価を進めた。スパッタ被覆装置などを用いたV-4Cr-4Ti試料への酸化エルビウムへ被覆材について、高温液体リチウムへの高温長期浸漬試験を行い、700°C、1000時間まで安定であることが分かった。これは、当面の核融合ブランケットでの要求を満たすものである。V-4Cr-4Ti合金の管財製作と、高圧ヘリウム封入による内圧管クリープ試験片の製作技術開発を行った。管財の品質向上により、クリープ試験の精度も大幅に向上した。製作した試験片を用いて、真空中および液体リチウム中の熱クリープ速度の測定を行った。その結果、液体リチウム中では、真空中に比べ5-10倍変形速度が上昇することが分かった。試料の化学分析を行った結果、バナジウム合金から液体リチウムへ酸素が流出していることが分かり、これがクリープ速度の上昇をもたらしていると解釈された。液体リチウムブランケットのMHD圧力損失低減のためのバナジウム合金へのY203、AIN、ErO2被覆法の開発と評価を進めた。まずこれのバルク試料の液体Li中での安定性と絶縁性の変化を明らかにし、高純度、高結晶状態では高温長時間安定であることを明らかにした。続いて、スパッタ被覆装置(共同利用設備)により、V-4Cr-4Ti試料にこれらのセラミックス膜を被覆した。被覆中に不純物濃度を測定し、高純度皮膜のできる基板温度、スパッタ条件などを明らかにした。得られた被覆の形状、組成、結晶性を走査電子顕微鏡、エネルギー分散型X線分光器、X線光スぺクトル測定装置(現有)にて評価し、高い絶縁性と結晶性を有することが示された。被覆の接合強度については更に向上させるための高度化が必要であることが分かった。金属バナジウムおよびV-4Cr-4Ti合金4mm板を用いてレーザー溶接試験機(現有)により、ビードオンプレートおよびつき合わせ溶接の予備的な試験を行なった。この溶接部の硬さや破壊特性などを求め、母材と遜色の無い強度特性を有することが明かになった。

溶接部および熱影響部の組織観察を行い、析出物の再固溶が硬さの上昇をもたらすことが明かになった。液体リチウムブランケットのMHD圧力損失低減のためのバナジウム合金へのY203、AlN、Er2O3被覆法の開発と評価を進めた。スパッタ被覆装置(共同利用設備)により、V-4Cr-4Ti試料にこれらのセラミックス膜を被覆した。高温液体リチウムへの浸漬試験の結果、高温基板温度で成膜を行なったEr2O3が最も安定性が高い事が分かった。一方、液体リチウム中でその場補修が可能な被覆を目指し、リチウムにErを溶解させ、予め酸素をドープしたバナジウム合金の浸漬試験を行ない、安定したEr2O3被服が形成することが確かめられた。この被覆は800時間まで安定である事が確かめられ、複雑形状コンポーネントへの安定被覆形勢の手段としての有効性が確かめられた。金属バナジウムおよびV-4Cr-4Ti合金4mm板を用いてレーザー溶接試験機(現有)により、ビードオンプレートおよびつき合わせ溶接の試験を行なった。金属バナジウムおよびバナジウム合金は、不純物の混入により敏感に硬度が増加するが、溶接用遮蔽クローブボックスを作製しArガス置換、溶接中吹き付けに条件での溶接を行うことにより、殆ど不純物混入の無い溶接が可能になった。この溶接部の破壊特性を調べたところ、DBTTの増加は観察されなかった。JMTR(共同利用施設)によって核分裂中性子照射を行ないと若干のDBTTの増加が見られた。しかし、溶接後適切に熱処理を行なう事で、DBTTの上昇を押さえる事が出きる事が明かになった。組織観察の結果、微細なチタン析出物が熱処理によって局所集合し、その他の部分の不純物濃度が下がり、靭性が回復した事が分かった。液体リチウムブランケットのMHD圧力損失低減のためのバナジウム合金への酸化エルビウム被覆法の開発と評価を進めた。昨年度までに製作した、スパッタ被覆装置(共同利用設備)などを用いたV-4Cr-4Ti試料への酸化エルビウムへ被覆材について、高温液体リチウムへの高温長期浸漬試験を行い、700°C、1000時間まで安定であることが分かった。これは、当面の核融合ブランケットでの要求を満たすものである。ただし、被覆製作時の基板温度が十分高くないときは、被覆の結晶性が低下し、リチウム中の安定性も低下することが分かった。昨年度手法の実証を行った酸化エルビウムその場被覆は、高温でも十分な抵抗を示すことがわかり、MHD絶縁被覆としての有効性が確かめられた。V-4Cr-4Ti合金の管材製作と、高圧ヘリウム封入による内圧管クリープ試験片の製作技術開発を行った。管材の品質向上により、クリープ試験の精度も大幅に向上した。製作した試験片を用いて、真空中および液体リチウム中の熱クリープ速度の測定を行った。その結果、液体リチウム中では、真空中に比べ5-10倍変形速度が上昇することが分かった。試料の化学分析を行った結果、バナジウム合金から液体リチウムへ酸素が流出していることが分かり、これがクリープ速度の上昇をもたらしていると解釈された。液体リチウムへの酸素の流出は、加工熱処理条件の変更により酸素を析出中に閉じ込めることにより抑制できるので、液体リチウム環境で強度を保つ熱処理の最適化が必要であることが分かった。
多自由度の協力現象として現れる量子効果とダイナミクスの研究

多自由度の協力現象、特に、メゾスコピックな空間スケールにおいて、多数のスピンやフォトンなどの量子離散自由度が、織りなす集団運動での量子効果の特徴について研究に関して2018年度は以下の研究を行った。反強磁性体において不均一性から誘起される局在磁化に関しては、エネルギーギャップがあるスピン系(gapped spin系)において不純物によって誘起される実効的なスピン状態を行列積波動関数(MPS)を用いてあらわすことを定式化し、その特徴を明らかにした。波動関数が厳密に知られている典型的なgapped spin系であるAKLT模型において系の端ではなく中間に実効スピンが誘起されている状態の厳密なMPSを求め、その状態の外部磁場への応答の特徴を明らかにし、複数個の誘起スピンを独立に操作する方法について調べた。また、一般のgapped spin系としてボンド交替反強磁性ハイゼンベルク模型鎖の近似的なMPS状態を具体的に構成し、そこでの交替欠陥における実効スピンの誘起状態を表すコンパクトなMPSを具体的に求め、誘起スピン間の相互作用などを明らかにした。また、光子自由度によって結合したキャビティ内スピン集団が光照射など周期外場駆動下でみせる光相安定性などの動的相転移における量子効果、磁化反転過程に現れる巨視的準安定性の崩壊過程の量子効果に関して、高度な数値解析法を開発した。それを用いて双安定性をこの系の秩序変数である光子数あるいは磁化の分布関数に関する1次相転移の観点から解析し、特にキャビティ系が格子の量子性が重要となるいわゆる強結合状態での光相安定性の特徴を特に、散逸を含めた量子ダイナミクスを表すが量子マスター方程式の時間発展演算子の固有値問題として明らかにした。gapped spin系での誘起スピンを記述する具体的な行列積波動関数の定式化を厳密に解ける系であるAKLT模型と、実際のボンド交替反強磁性ハイゼンベルク模型鎖でも同様な波動関数の構成ができることを具体的に示し、誘起スピン間の相互作用について定量的な評価法を開発できたことは重要な成果と考える。光相安定性のミクロな表式から具体的な現象のシミュレーションを行える一般的な数値解析アルゴリズムを完成し。これまで世界的にも実現されていない大きな系での量子散逸現象のデータを得ることができ、それから無限系でに1次相転移が有限サイズからいかにして起こるかを初めて明らかにできたことは重要な成果と考える。この研究において、光双安定状態での不連続な状態変化は熱力学の1次相転移相転移の場合とは異なり、ダイナミクスから求めた自由エネルギーに対してはマクスウエルの面積則規則のような方法が使えず、サイズ依存性から求めなくてはならないことがわかった。不純物誘起実効スピンの相互作用に関して、より詳しい解析を行い、誘起されたスピンがどの精度で独立に操作できるか、また外部磁場への依存性がどのような形のなるか、さらには実験的に観測されている特徴あるESRスペクトルが波動関数のどのような特徴に依るのかなどについて研究を進める。また、スピン状態のエンタングルメントのための相互作用と独立操作のための非エンタングルメント性の関係についても研究を進める。また、動的な外場での駆動に関してギャップの上の励起状態がどのように混入してくるかについても調べる。キャビティ内スピン集団量子運動に関しては、双安定状態の間の遷移の困難さからくる履歴現象を明らかにしたが、さらに駆動外場の強度が周期的に変動する場合の周期的に変動する定常状態をあたわす状態をフロケ演算子の方法で明らかにしていく。そのため、散逸量子系でのフロケ演算子の固有値問題に関する研究を進めていく。このような量子系での一次相転移に関する現象を一軸的な異方性を持つ磁性体の準安定性が崩壊するStoner-Wohlfarth(SW)現象などでも調べて行く。とくに、多数のスピンが短距離相互作用で結合した系での核形成過程などにおける量子効果を明らかにし、磁気記録媒体の微小化に伴う量子効果を明らかにする。より一般に、マクロな現象における特異性(カタストロフィ)のメゾスコピック系での量子力学的機構は興味深いものであり、たとえば、3重臨界点での量子効果などにおける共通の特徴を逐次的ランダウ・ゼナー遷移構造をもつ準位レベルの観点から明らかにする。

また、光子自由度によって結合したキャビティ内スピン集団が光照射など周期外場駆動下でみせる光相安定性などの動的相転移における量子効果、磁化反転過程に現れる巨視的準安定性の崩壊過程の量子効果に関して、高度な数値解析法を開発した。それを用いて双安定性をこの系の秩序変数である光子数あるいは磁化の分布関数に関する1次相転移の観点から解析し、特にキャビティ系が格子の量子性が重要となるいわゆる強結合状態での光相安定性の特徴を特に、散逸を含めた量子ダイナミクスを表すが量子マスター方程式の時間発展演算子の固有値問題として明らかにした。gapped spin系での誘起スピンを記述する具体的な行列積波動関数の定式化を厳密に解ける系であるAKLT模型と、実際のボンド交替反強磁性ハイゼンベルク模型鎖でも同様な波動関数の構成ができることを具体的に示し、誘起スピン間の相互作用について定量的な評価法を開発できたことは重要な成果と考える。光相安定性のミクロな表式から具体的な現象のシミュレーションを行える一般的な数値解析アルゴリズムを完成し。これまで世界的にも実現されていない大きな系での量子散逸現象のデータを得ることができ、それから無限系でに1次相転移が有限サイズからいかにして起こるかを初めて明らかにできたことは重要な成果と考える。この研究において、光双安定状態での不連続な状態変化は熱力学の1次相転移相転移の場合とは異なり、ダイナミクスから求めた自由エネルギーに対してはマクスウエルの面積則規則のような方法が使えず、サイズ依存性から求めなくてはならないことがわかった。不純物誘起実効スピンの相互作用に関して、より詳しい解析を行い、誘起されたスピンがどの精度で独立に操作できるか、また外部磁場への依存性がどのような形のなるか、さらには実験的に観測されている特徴あるESRスペクトルが波動関数のどのような特徴に依るのかなどについて研究を進める。また、スピン状態のエンタングルメントのための相互作用と独立操作のための非エンタングルメント性の関係についても研究を進める。また、動的な外場での駆動に関してギャップの上の励起状態がどのように混入してくるかについても調べる。キャビティ内スピン集団量子運動に関しては、双安定状態の間の遷移の困難さからくる履歴現象を明らかにしたが、さらに駆動外場の強度が周期的に変動する場合の周期的に変動する定常状態をあたわす状態をフロケ演算子の方法で明らかにしていく。そのため、散逸量子系でのフロケ演算子の固有値問題に関する研究を進めていく。このような量子系での一次相転移に関する現象を一軸的な異方性を持つ磁性体の準安定性が崩壊するStoner-Wohlfarth(SW)現象などでも調べて行く。とくに、多数のスピンが短距離相互作用で結合した系での核形成過程などにおける量子効果を明らかにし、磁気記録媒体の微小化に伴う量子効果を明らかにする。より一般に、マクロな現象における特異性(カタストロフィ)のメゾスコピック系での量子力学的機構は興味深いものであり、たとえば、3重臨界点での量子効果などにおける共通の特徴を逐次的ランダウ・ゼナー遷移構造をもつ準位レベルの観点から明らかにする。招待を考えていた外国人研究者の訪問が、来年度に延期になり、そのため考えていた古知多からの訪問も延期になったため。これらを2019年度に行い、それに加えて2019年度は計画通り予算を執行する。
近代フランス文学における散文の研究

フランスの近代文学、とりわけ1850年代以降の文学において、散文はある特別な言語形態とみなされるようになった。詩的強度をそなえるようになった散文は、小説、自伝、抒情詩、戯曲、批評等、ロマン主義以降、主要な文学ジャンルとなった形式そのものを破壊し、二十世紀にはいずれの形式にも区分できない作品が数多く書かれるようになった。どうしてこのような変化が起こったのか。本研究では、この疑問に〈語りの声〉という視点から分析を行った。テクノロジーの進展による知覚の変化と、言葉が古代からもってきた歌の力の緊張関係が、散文が近代もつようになった詩的強度の源泉のひとつとなった、というのが本研究で得た知見である。本研究は、なぜ散文による作品がフランス近代文学、とりわけ1850年代以降、強度としてのポエジーを体現する形式となってゆくのか、という疑問の解明を目指すものである。この問題に、われわれはフィクション論の展開という視点から取り組んでいる。〈小説〉という近代の意匠を取り払ったとき、文学に残されたものとして、虚構の力、模倣の価値が見直されつつある研究の流れを受けたものである。実際に資料調査、共同討議を進めてゆくと、フィクションをめぐる抽象的なモデル構築の分析の作業を進めるより、散文による個別作品の力をなしながら、まだ十分に論じられていない問題を扱うべきであることがわかってきた。個別の作品の価値を大切にする立場からは、フィクション論の中でも、とりわけ語りの問題、文学における声の問題を発展させることが重要であると判断した。実際、近代文学は、さまざまなテクノロジーによる知覚の変化によって大きく影響されてきた。映像(写真、映画、テレビ、漫画)、移動手段(車、列車、飛行機)と並んで、声をめぐるテクノロジー(電話、無線、ラジオ、オーディオ)の進展は、言葉によって表象される世界に根本的な変化をもたらした。では、それはどのような変化だったのか。伝統的な物語の語りに、こうした声のテクノロジーの進展はどのような影響を及ぼしたのか。より明確になったこれらの課題に、具体的に応えるプログラム作成に現在着手している。ここに至る過程で、研究代表者による「「ヴァレリーにおける「フィギュール」概念」などの研究発表を行った。研究進展のため、パリ第十大学教授ウィリアム・マルクス氏とも密接に連絡を取りあい、2014年4月にこの問題に関する講演会・セミナー・共同討議をお願いすることが決まった。これを皮切りに、2014年の間に早稲田大学教授鈴木雅雄氏に研究協力をお願いし、コロックを開催することを予定している。フランス近代文学では、とりわけ1850年代以降、散文による作品が強度としてのポエジーを体現するようになった。19世紀以降、〈小説〉や〈自伝〉という形式がそれ以降の文学の中心的ジャンルとなっているが、現代とではその形は大きく変わっている。〈小説〉、〈自伝〉という枠組み以上に、散文のもつ文学的造形力のほうが重要になってきているのだ。この現状を捉えるために、なぜ散文がひとつの芸術としてポエジーを体現できるのか、という疑問への考察を深めなければならない。この問題をめぐって文献調査を進め、共同討議を重ねるうちに、文学における語りの問題、とりわけ語りにおける声の問題を深めてゆくことが重要であるとわれわれは認識するようになった。この点について考えるため、2014年4月には、パリ第十大学のウィリアム・マルクス教授との共同研究を開催、さらに早稲田大学の鈴木雅雄教授に協力を依頼し、「声と文学」と題するシンポジウムを2回開催した(第1回目: 9月27日、東京大学文学部、発表者6名;第2回目:12月13日、早稲田大学文学部、発表者9名)。この研究会を通して、近代文学がさまざまなテクノロジーによる知覚の変化によって影響されてきた過程を跡づけることができた。「初音ミク」に代表されるボーカロイド(音声合成技術)は、百年前から顕著になってきた音声テクノロジーの延長上にあり、この技術について考察することはそのままこの百年の文学における声の問題を考えることにつながることも明らかになった。今後はこうした研究会で得た知見を綜合し、文学と声をめぐる考察をさらに展開する準備を進めていきたい。散文は、手紙、日記、書類など日常でも使われる雑多な形式であり、韻文と異なってそれ自体を芸術の形式とみなすことはむずかしい。ところが、フランスの近代文学、とりわけ1850年代以降の文学において、散文による作品が強度としてのポエジーを体現する形式として意識されるようになった。詩的強度をそなえた散文は、小説、自伝、抒情詩、批評等、ロマン主義以降、主要な文学ジャンルとなった形式を破壊し、二十世紀にはいずれのジャンルにも区分しがたい作品が書かれるようになった。散文において、日常言語と文学的言語を区別するこの考え方はどこから来たのだろうか。文学的言語とみなされた散文には、どのような特性があるのだろうか。当初はこの疑問に、フィクション論の再構築という視点から答えようとしたが、最終的に〈語りの声〉という問題に焦点を絞って研究を進めた。散文が詩的強度をもつようになった背景のひとつに、テクノロジーの進展による知覚の変化がある。

写真、映画、テレビ等の映像技術、車や飛行機等の移動手段と並んで、電話や無線等の声をめぐるテクノロジーの発展は、言葉によって表象される世界に根本的な変化をもたらした。この知覚の変化を取り込もうと力と、言葉が古代からもってきた歌の力との緊張関係が、散文の詩的強度の源泉のひとつとなった、という作業仮説を立てて「散文」研究を進めた。この変化を見極め、文学の可塑性に迫ることを目標に、早稲田大学の鈴木雅雄教授に協力を依頼、パリ第十大学のウィリアム・マルクス教授と元CNRS主任研究員のジャクリーヌ・シェニウー=ジャンドロン教授の講演会を開催、さらに「声と文学」と題するシンポジウムを2回開催した(第1回: 2014年9月27日、東京大学文学部、発表者6名;第2回:2014年12月13日、早稲田大学文学部、発表者9名)。この共同研究の成果は、2016年秋に論文集として刊行予定である。フランスの近代文学、とりわけ1850年代以降の文学において、散文はある特別な言語形態とみなされるようになった。詩的強度をそなえるようになった散文は、小説、自伝、抒情詩、戯曲、批評等、ロマン主義以降、主要な文学ジャンルとなった形式そのものを破壊し、二十世紀にはいずれの形式にも区分できない作品が数多く書かれるようになった。どうしてこのような変化が起こったのか。本研究では、この疑問に〈語りの声〉という視点から分析を行った。テクノロジーの進展による知覚の変化と、言葉が古代からもってきた歌の力の緊張関係が、散文が近代もつようになった詩的強度の源泉のひとつとなった、というのが本研究で得た知見である。フランス文学において、散文が言語芸術の形態として認められるようになったのは、近代になってからである。音の制約、主題の制約、朗読という条件など、さまざまな束縛を受けることで言語芸術としての強度を高めてゆく詩と比べ、散文には原則的に厳しい規定はない。それなのに、なぜ散文が高度な言語芸術のひとつの形式として認められるようになってのか。これはきわめて大きな問題であり、分析を進めてゆくためには、具体的にどのような課題があるかをまず見極めなければならない。この問題に研究開始当初はフィクション論の展開という形で取り組んだが、すでに抽象的な理論モデルがいくつも提出されている議論をそのまま使うのでは、個別の文学作品を解釈しようとするわれわれの基本的な姿勢とかけ離れてしまうことがわかった。そこでフィクション論の中でも難題である語りの問題に集中して取り組み、20世紀に起こったテクノロジー進展による知覚の変化がもたらした結果の分析と組み合わせることで、この問題に関する知見を深化させることが新たな目標となった。この課題について、パリ第十大学ウィリアム・マルクス教授の講演会、さらに東京大学文学部、早稲田大学文学部での2回のシンポジウム開催をおこない、この問題に関する知見を深めることができた。これらの研究をどのように綜合し、どのような見通しを新たに構築できるかは、今後の研究にかかっている。フランス文学今後は、これまで行ってきた講演会やシンポジウムについて、まず活字化を進め、同時にそれらの研究を綜合するどのような視点があり得るのかについて討議を重ねる。シンポジウムでの発表者は次の通りである。
感染対策の進むフィリピンにおけるマラリア免疫応答の記憶維持に関する国際共同研究

マラリア自然感染治癒後の免疫記憶が維持されるのか否かについては、諸説あり一定の見解は得られていない。ロンドン大学衛生学熱帯医学大学院(LSHTM)は、フィリピン共和国・熱帯医学研究所の研究者が共同で、フィリピンにおいてマラリア感染調査研究のフィールドを展開してきた。我々はこのフィールド研究に参加し、マラリア免疫記憶の維持に関する調査研究を共同で行う。マラリア撲滅地域、対策有効地域、流行地域の3地区において、末梢血免疫細胞の原虫抗原特異的免疫応答を解析する。B細胞はLSHTM、T細胞の解析は主として我々が担当する。今後のワクチン開発やマラリア再流行への対策に貴重な基礎データを提供する。
農地の流動化と大区画圃場整備に関する研究

1.圃場整備の農地の流動化に対する効果(1)農道(通作道)の整備により機械の利用が可能になる。(2)耕区の拡大によって機械の作業能率が向上する。(3)耕作地が集団化され耕区間移動時間が短縮する。(4)用水改良により代かき・田植え期間の自由度が増し,水管理も楽になる。2.機械の作業能率と圃場条件2農家(M氏とE氏)の大規模経営の植付期の作業を観察し,機械の作業能率と耕区の大小及び耕作地の分散の関係を定量的に検討した。(1)機械の作業能率と耕区の大小10a→30a→1haと耕区が拡大するにしたがって,M氏の代かき及び田植えの作業能率は1.4倍→1.1倍,1.1倍→1.1倍,E氏では1.7倍→1.3倍,1.4倍→1.1倍と10a→30aでは大きいが30a→1haの方は増加率が小さい。(2)機械の作業能率と耕作地の分散植付期の移動時間率(移動時間/耕区内作業時間)は,M氏で13%,E氏では8%となり,耕作地が完全集団化すると,機械の作業能率はM氏で1.3倍,E氏では1.1倍となり,耕区を30aから1haに拡大するより効果がある可能性があるという結果になった。3.大区画圃場整備1ha程度の大区画圃場整備を契機に農地の流動化を進めようとしているが,大規模経営が前提になければ大区画圃場整備が進まず,整備後畦畔を新たに作り小区画になってしまう。地主組合のような組織を作り一括して水田を委託農家に貸すことができれば10ha程度の大区画圃場整備が可能である。
ビオロゲン/バナジン酸複合LB膜の作製と光電気化学的挙動に関する研究

LB膜は水面上に展開された両親媒性分子を撥水性のバリヤで圧縮し、細密充填の単分子膜として固体基板に移し取る手法である。極めて規則的なナノ組織膜を任意の順序で積層できるため、光合成を模した効率的な光電子移動反応場として注目され、多くの研究がなされてきた。しかし、多くの分子を組み込んだ多層膜は不安定であり、安定で平滑性の高い膜が求められていた。これまでに粘土や層状覆水酸化物などの無機層状ポリイオンで裏打ち補強することにより、極めて高い安定化が実現しているが、粘土シートの粒界が欠陥となる恐れがあった。本研究では、無機層状ポリイオンの前駆体として、バナジン酸の希薄溶液を利用することにより、有機両親媒性分子の凝集、圧縮と連動して無機層の会合、縮合を促して単分子膜を作製することに成功した。この単分子膜は比較的固い膜であり、従来の水面上に展開するLB法では製膜できない分子(特にアルキル鎖長が短い分子)でも単分子膜を得ることができた。また、ガラス、シリコンウエハ、透明導電ガラス基板上に移し取ることが可能であり、シリコン基板に作製した単分子膜を原子間力顕微鏡で観察すると、1000nm角の観測領域中で最大高低差0.5nmの平滑な膜が得られた。使用した両親媒性ビオロゲン分子のサイズを考慮すると、粘土LB膜にで見られたシート状粒子の粒界は観察されなかった。また、得られた多層膜の吸収スペクトルはバナジン酸、ビオロゲンの吸収スペクトルの重畳した形となり、積層数に比例して増加したことから、均質な多層膜が得られたことが確認できた。この多層薄膜の電流電位曲線を測定すると、ビオロゲンの第1、第2還元に相当する2組の可逆的な酸化還元ピークが観測された。光照射によってこの電位のシフトは見られなかったが、周期的な電位掃引を操り返すと酸化還元ピークが若干増大することが判った。また、アルキル鎖長12 18のビオロゲン分子のLB膜を比較すると、電極での電子移動速度の指標となるピーク間電位差をビオロゲン分子のアルキル鎖長が短い場合に小さくなり、電子の授受が起こりやすいことが判った。また、光応答電流の励起波長依存性を測定すると、バナジン酸の吸収スペクトルと一致することから、バナジン酸層の光励起による電子移動促進効果が示唆された。
圧反射モデルを導入した循環動態モデル

本研究では、心筋梗塞等の病気によって生じる心臓の収縮効率の低下がもたらす心不全において、治療等の効果を定量的に評価するための基礎モデルとして、循環動態シミュレーションモデルに自律神経からの収縮力増大刺激となるβ刺激系を導入し、病態における心臓のエネルギー収支を評価した。心筋細胞のモデルとして多くの細胞内機能要素をモデル化した京都モデルを使用し、循環モデルの血圧から生成される自律神経信号を細胞に入力することで、起立性負荷等の血圧変動を高精度に再現することができた。心筋細胞において,β1受容体の活性化により,細胞内カルシウム動態が影響を受け,収縮要素に対する機能克進へとつながる.平成21年度は,β刺激系モデルを導入したモルモット心筋細胞モデルであるKYOTOモデルと,心臓及び動脈や静脈をモデル化した循環モデルとの統合を完了し,神経制御系(圧反射)モデルからの制御出力を細胞モデルに対するβ刺激量であるイソプロテレノール濃度に変換する経験的変換式を実装した.この結果,仰臥位から立位へと起立負荷を与えたときの,動脈,上半身,下半身,静脈の血圧変動が再現可能になり,ヒトの実験結果ともよく整合する結果が得られた.また細胞モデルを用いているため,仰臥位と立位における心臓エネルギー消費が比較可能であり,さらに心拍出量も計算可能であるので,姿勢による負荷変動に対する心臓ポンプ効率の差を評価することが可能となった.心臓のポンプ効率が低下する心不全では,病態の悪化を避ける目的で仰臥位において利尿剤等の総血液量制御が行われるが,このような全身循環動態の変化も再現可能である.このような状況は,臨床的にはある程度実験データがとられているので,従来解釈が困難であった実験データについて,シミュレーションによる再現とその状況の解析を進めていくことが可能になった.心筋細胞において,好気的条件では,血管から輸送される脂肪酸を酸素を用いて代謝することで高効率にATPを産生する.一方,嫌気的条件では,血管から輸送されるグルコース及び細胞内に蓄積されているグリコーゲンを解糖系で代謝することで,低効率ながらATPを産生する.平成21年度は,従来半球形状及びラプラス則を用いてモデル化していた心臓モデル,つまり細胞の長さと張力を心臓の内腔体積に変換するモデルとして,動物実験によって計測された実測値に基づいたモデルを構築し,また,これに伴って,成人モデルから乳児モデルへの変換に用いた変換係数について,総血液量及び体表面積比を用いた血管抵抗比を用いて,より現実的なモデル式を構築した.この結果,従来提案していたモデルで再現されていた動脈圧である54.388.1mmHgに対し,本モデルでは65.187.4mmHgとなり,より生理値に近くなっている.また,左心室,収縮末期圧,体積,拡張末期圧,体積は,13.4ml,88.0mmHg,27.2ml,6.1mmHgに対し,9.6ml, 88.2mmHg,17.9ml,3.6mmHgとなり,より乳児の標準値に近い値を再現することができた.このモデルによって,左心室内圧および冠動脈圧を一定の精度で再現できた.平成22年度は、詳細な心筋細胞モデルを導入した圧反射を含む循環モデル開発研究の最終年度として、解糖系とミトコンドリアにおけるTCAサイクルを連成させ、虚血状態におけるエネルギー代謝の評価が可能で、さらに血圧変動に対して、アドレナリン等の神経制御によるβ受容体刺激により変力作用を持つ細胞モデルと循環モデルの連成モデルを実現した。このモデルでは、部分的に低血流状態を生じている心臓における局所エネルギー代謝状態の評価等が可能であり、起立負荷等の負荷変動に対して、局所心筋状態がどのように変化するかを評価することができた。その結果、ミトコンドリア酸素分圧が低下するのに従って、電子伝達系の動きが止まり、NADHが不足することによりTCAサイクルが停止し、生成されたACoAが滞留するため、解糖系の動きも阻害される結果となった。また、ATP濃度の低下に伴いHexokinaseが停止するためグルコースから解糖系への基質供給が低下することが確認された。このような反応は個々の反応のバランスにより経過が大きく変化することが確認できた。このような評価が可能なモデルは世界的にも例がなく有用性が高いが、モデルの妥当性を検証するための動物実験結果が少ないため、現在、評価用データを調査中である。心筋エネルギー代謝では、心筋梗塞等によるクレアチン等のエネルギー物質のバッファが細胞に与える影響が研究されているが、本モデルでは、このような病的状態の評価も可能であり、現在シミュレーション実験を進めている段階である。
高原子価ハロゲン原子を組み込んだシクロファン等高歪化合物の合成、物性、反応性

高歪化合物としてシクロファン骨格を選び、その中に高原子価ハロゲン原子を組み込んだ化合物の合成経路を検討した。[3.3]メタシクロファンの9位、18位をハロゲンで架橋した高歪シクロファンを採用し、その中でも架橋部分の2位、及び11位をそれぞれメチレンあるいは窒素原子としたものをターゲット化合物に選んだ。側鎖部分がメチレンのものは、TosMICを用いる環化法により出発物質である8-ハロゲノ[3.3]メタシクロファンを合成した、また2および11位のジアサ体は、アミンのアルキル化の改良法によって合成した。2、11-ジアザ-8-ヨード[3.3]メタシクロファンを種々の酸化条件下でヨウ素架橋体ヘの変換を試みたが、いまのところ目的のヨードニウム体は得られていない。その代わりにヨウ素原子が取れてビフェニル体が得られる異常が起こった。また2、11位のジオキソ体をWolff-Kishner条件下で還元する際にもヨウ化水素がトランスアニュラーE2脱離したかたちの異常反応が起こり、[3.0.3]-(1、2、3)シクロファントでも呼ベる架橋ビフェニル誘導体が得られた。通常の反応ではハロニウム体は得られないので、ジアゾニウム塩とハロゲンとの反応によるルートを採用し、その原料として9-ハロ-18-アミノ体を合成するため、それの2、11-ジオキソ-ニトロ体のWolff-Kishner還元を行ったところ、目的のアミノ体は得られずジフェルアミン誘導体が得られた。この反応は通常に化合物では起こらず、この系のようにハロゲン原子と、この反応条件でニトロ基が還元されてできたアミノ基が無理に接近させられ、歪みがかかったためにこのような異常反応が起こったものと考えられる。