hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移動用リフトにおける筋緊張緩和効果の検証と評価指標の開発

本研究は移動用リフトの使用について被介助者の視点からエビデンスを構築するための基礎的なデータ収集を目的として行った。特に移動用リフトの吊姿勢が、被介助者にとって安楽か否かについて、筋緊張の緩和を指標とする可能性を模索した。リフトの吊姿勢とベッド上仰臥位の比較において、体表面圧と表情筋電図の測定を行い、リフト乗車中の吊姿勢では、体表面圧が均等に分散されることが分かった。また、リフト使用前の仰臥位と比較して、リフトの吊姿勢の後の仰臥位では、体表面圧が分散されている傾向にあることが分かった。研究の休止により当該年度の成果はありません。本研究の目的は、移動用リフトの吊姿勢における筋緊張緩和効果を測ることである。すなわちリフトの吊姿勢では、重力の影響から解放されることで筋緊張が緩和される機会になっているのではないかという仮説を検証するものである。当初の実施計画では今年度、臨床での本実験を行う予定であったが、初年度に計測方法の検討で時間がかかり、パイロットスタディーを行うことができなかったため、今年度実施した。実験室にて健常成人9名に、心電図、下顎筋電図、体表面圧の測定を行い、筋緊張の状態を把握した。移動用リフト上でバランスがとれている吊姿勢を基本として、ベッド上での安静仰臥位と移動用リフトのバランス不均衡な吊姿勢との比較を行った。その結果、被験者による差異はあるものの、バランスのとれた吊姿勢の時に、最も筋緊張が緩和する傾向にあった。また、移動用リフトの吊姿勢をとった後に仰臥位になる毎に、体表面圧が分散される傾向にあった。以上のような結果の理由については、今後さらに分析を進めていく。また、今後患者を対象とした本実験を行うために、パイロットスタディーの結果を踏まえて、プロトコールを洗練させたうえで実施する。本研究の目的は疾病や障害を持ちながら生活を送る人々が利用する移動手段のひとつである移動用リフトの効果を、被介助者の観点から検証することである。研究実施計画では今年度、健常者を対象としたパイロットスタディーを実施する予定であったが、計測方法の検討に時間がかかり実施に至らなかった。計画では筋電図と脳波、唾液中ストレスホルモン値の計測を予定していたが、実際に先行研究等での調査により、さらに筋緊張緩和効果を効果的に計測できる可能性のある計測方法を発見することができた。計画とは異なる方法での計測機器は申請の予算に含めていなかったため、計測機器の入手方法や実際の計測方法の訓練を含めて、その準備が必要となった。現在、実験を行うための機器や環境については整備できたので、次年度のパイロットスタディー実施を目標にさらに計画を進める。現在検討中の計測方法では、筋の収縮ではなく筋の疲労度を測定できるため、長期臥床中の患者の硬直した筋肉の微細な動きの測定が可能と考えている。また、計測機器の特徴上、電極を装着する際の被験者への侵襲が少ないため、少しの刺激で筋緊張が高まる患者への測定にとっては適切である。以上の理由から、パイロットスタディーで下肢の各筋群や呼吸筋を中心に測定する筋を探索し、第二段階での本実験で測定する筋の特定を行う。筋疲労の測定以外の項目については、研究協力者との連携が図れる状況であれば実施する。本研究は、移動用リフトの使用について被介助者の視点からエビデンスを確立する基礎的なデータ収集を目的として行った。具体的には、リフトによる移動は被介助者の筋緊張を低下させる、という仮説のもと、被介助者の筋緊張の緩和の程度がどのような方法で測定可能であるかを探索した。筋緊張が緩和するという現象を定量的に測定する方法は先行研究にはなく、実践者の主観的判断による表現である。本研究では、体表面圧の測定と心拍変動、表情筋の筋電図測定を実施し、被介助者の身体の変化をそれらの側面から捉え、リフト移動が被介助者の生体反応にどのように影響するのかを調べた。その結果、体表面圧からとらえた体圧分散は、リフトの吊姿勢が最も分散しており、吊姿勢前後の仰臥位の比較では、吊姿勢前よりも吊姿勢後の方がマットレスへの設置面積が増加傾向にあり、体圧が分散されやすくなっていることが分かった。この結果と筋緊張緩和との関係性については、今後、心拍変動や表情筋の解析結果と合わせて考察していく。最終年度では、昨年度までに行ってきた健常者での実験を踏まえて、実際に移動用リフトでの介助を必要とする被験者に実験を行う計画を考えていたが、被験者の協力を得ることが難しく、計測機器の準備が整わなかったため、実施に至らなかった。しかし、健常者を対象とした実験により、リフト移動が被介助者にとって有効であるとのエビデンスを構築する第一段階の研究を実施できたことは、今後、本研究の構想を進めていくうえで大変意義深いことである。

また、リフトでの移動介助が介助者の視点から奨励されている中で、被介助者にとってのリフト移動の意義についてエビデンスを提示できる点で社会的にも意義があると考えられる。看護学前年度の段階で予定通り進んでいなかったが、休止していたことにより進展がなかったため、状況として変わっていない。予備実験までは終了しているが、本実験として計画している臨床での実験が計画段階であり、予定より遅れていると判断する。計測方法の選択を吟味することで時間を費やしたため、今年度予定していた予備実験の実施に至らなかったため。予備実験の実施を再開し、本実験の実施にむけて準備を行う。研究期間内に予定している実験を終了できるよう進めていく。予備実験の結果分析を早急に進め、本実験の計画実施につなげる。平成24年度中に予備実験の実施を行い、メインの実験に取りかかる準備を行う。平成24年度49月は産前・産後休業と育児休業を取得するため、計画の遅れが見込まれる。従って、進行の状況によっては研究期間の延長を申請する。実験実施の謝金と調査のための交通費を執行予定である。実験を実施するための機器は前年度までに揃えたので、主に実験実施の謝金と調査のための交通費を執行予定である。
量子暗号のセキュリティ理論の構築と量子通信の理論限界の解明

量子暗号の実現に向けた研究を行い、以下に示す3本の論文を発表した。また、量子インターネット上での量子通信の理論限界の成果を国際学会で発表した。1.簡易な実装で量子鍵配送(QKD)が実現可能な方式として将来の実装が期待されている差動位相シフト(DPS)方式について、任意のブロック長に対して解析的に閉じた安全性証明を与えた。既存の証明手法とは異なり、量子力学の相補性を用いた手法を採用し、盗聴量の推定が既存よりもタイトになることが分かった。その結果、DPS方式はより高効率な鍵生成が可能であることを明らかにした。本成果はQuantum Science and Technology誌から出版された。また、国内外で学会発表を行った。2.現実の広範な光源装置に適用可能なQKDの安全性理論を構築した。本研究では、送信パルス間の相関を送信者が選択した過去のビット情報等に依存する相関(SCDC)と依存しない相関(SCDC)に分類し、SCICの枠組みで光源装置の支配的な不完全さである「位相と強度の揺らぎ」を取り入れた安全性証明を与えた。SCDCは、QKDシステムが高速に動作するときに起こることが先行研究で示されているが、送信器を並列に並べて切り替え、各送信器をゆっくり動かすことでSCDCは取り除くことが可能だと考えられる。安全性証明の結果、現実的な位相揺らぎである±0.03 rad、強度揺らぎ±3%を仮定した場合、75 kmの光ファイバーリンクで1Mビットの秘密鍵が0.3時間以内に配送可能であることが分かった。本成果はarXiv.org e-Print archiveで発表した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
フェロ-フェリ混合分子磁性薄膜の創製と微小領域の磁性

本研究では、これまでに強磁性的相互作用(J>0)と反強磁性的相互作用(J<0)を混合する(フェロ-フェリ混合磁性)ことにより、各種磁気特性が制御できることを三元系金属プルシアンブルー類似体で見い出している。今回は電気化学的に合成した、(Fe^<11>_xCr^<11>_<1-x>)_<1.5>[Cr(CN)_6]フェロ-フェリ混合分子磁性薄膜の光学的および磁気的物性の解析並びに磁気光学効果に関して検討を行った。試料の(Fe^<11>_xCr^<11>_<1-x>)_<1.5>[Cr(CN)_6]磁性薄膜は、K_3Cr(CN)_6、FeCl_3およびCrCl_3の混合水溶液中で-0.84V以上の還元電位を加えて合成した。膜の評価にはUV-vis、IRスペクトル、X線粉末回折を用い、磁気測定はSQUIDで行った。得られたフェロ-フェリ混合磁性体である(Fe_xCr_<1-x>)_<1.5>Cr(CN)_6磁性薄膜は溶液の混合比および成膜電位を変えることで、その磁気特性を自由に制御できた。例えば、飽和磁化は、x=00.11の間では線形的に減少し、x=0.11でほぼゼロになり、x=0.111の間で線形的に増加した。また、磁化の温度依存性は、0.11<x<0.15では補償点ともなく負の磁化が観測された。さらに、膜の色も、混合比に応じて変化し(黄色、赤、紫、透明)吸収極大が混合比により連続的にシフトしていることがわかった。この強い吸収は金属間の混合原子価に基ずくITバンドである。従って、三元系にすることにより非局在電荷の状態が制御されていると考えられる。従来の強磁性体は黒色かあるいは金属光沢を示し、可視部の光を透過しにくいのに対し、この磁性材料は透過する。これは、分子磁性体ならではの大きな特徴の一つである。また、吸収極大では、カー効果などの磁気光学効果が異常に大きな値を示すことが期待されるので、ファラデー効果を検討した。この材料のTcは220Kであり、それよりも高い温度では信号は観測されなかったが、低い温度で強い信号が観測された。
促進老化の進展における免疫異常の関与についての研究!自然発症老化促進モデルマウス(SAM)に対する免疫抑制剤投与の効果

1。SAMーP/1系マウスにおいては老化諸徴候とともにIgG型抗DNA抗体及びIgM型NTAが出現する。IgG型抗コラ-ゲン2型抗体・RF・抗DNPーBSA抗体も、4ー6ケ月以降でお互いに密接に相関して出現する。抗体間に交差反応性は見られず、特異性が異なると考えられる。これらの抗体は正常老化系SAMーR/1では認められないか、または出現時期が遅れ、老化促進現象との病因的関連が示唆された。2。SAMーP/1・SAMーR/1系マウスに、生後4週より、20mg/kg/weekの免疫抑制剤Cyclophosphamide(Cy)の腹腔内投与を開始し、屠殺する1週間前まで投与し、各月齢のマウスの腎系球体病変・小腸パイエル板構成細胞の変化・血清抗DNA抗体値の変化を検討した。(1)SAMーP/1系マウスでは、加齢に伴い免疫複合体腎炎が生じるが、Cy投与により、10ヶ月齢にて、メサンジウム基質の増加及び管内性細胞増殖が認められるのみで、蛍光抗体法による免疫染色にて、糸球体への各種免疫グロブリンの沈着程度も抑制された。(2)SAMーP/1系マウスでは、加齢に伴って小腸パイエル板T細胞領域の増大及び、アミロイド沈着が生じる。Cy投与により、T細胞領域の拡大は抑制されたが、アミロイド沈着は抑制されなかった。(3)Cy投与により、血清抗DNA抗体値の加齢による上昇は有意に抑制された。又、Cy投与によりSAMーP/1系マウスlife spanは有意に延長された(mean life spans;9.4→10.2)。1。2。以上の結果から、SAMーP/1系マウスにおいては、加齢に伴う各種自己抗体のpolyclonal activationが糸球体腎炎の出現に関与し、又、Cy法によるspontaneous B cell activationの抑制が小腸パイエル板T細胞の異常増殖及び免疫複合体腎炎を伴う免疫異常を抑制していることが示唆された。
マクロファージの活性化を指標とした動脈硬化症における不安定プラーク検出法の開発

動脈硬化症を来たすプロセスでは、特に酸化変性LDLがMφに際限なく取り込まれて動脈硬化の初期病変である泡沫細胞の集積をもたらし、ついには多量の脂質を含む不安定なプラークとなる。本研究は、申請者が開発したMφ型sFcγRIIIa^<Mφ>測定法の不安定プラーク検出法への応用を目的とするものである。すなわち、不安定プラークでは多量の脂質と共に活性化したMφが観察されることから、生体内におけるMφ活性の測定が不安定プラークの検出に有用と考えられる。血漿sFcγRIIIa^Mは、健常者では加齢とともに増加した。成人病検診症例では動脈硬化症のリスクファクターが増すに従い増加し、頸動脈エコー検査のIMTとよく相関した。虚血性心疾患症例では明らかな高値を示し、冠動脈の有意狭窄数が増すに従い増加した。頸動脈エコー検査施行患者では低エコープラーク群で最も高く、プラークの最大径と正の相関を示し、sFcγRIIIa^M測定が新しい不安定プラーク検出法になる可能性が示唆された。IgGレセプターHI(FcγRIII:CD16)には、NK細胞とマクロファージ(Mφ)に発現しているIIIa型と、好中球に発現しているIIIb型があり、両者とも細胞の活性化によって細胞表面から放出され、可溶型(sFcγRIII)として血漿中に存在している。すなわち、これら可溶型を個々に測定することにより、生体内での好中球,NK細胞あるいはMφの活性化を知ることができる。そこでIIIa型およびMφ由来のIIIa型に特異的なモノクロナル抗体を作成し、血漿中のsFcγRIIIaおよびsFCYRIIIa^<Mφ>測定法を構築した。さらに、化学発光系を利用して、約80倍の高感度化に成功した。3種のsFcYRIIIs測定系の感度差より、正常プール血漿に含まれるsFcYRIIIaは大部分がNK細胞由来、総sFCYRIIIは大部分が好中球由来であった。現在、これら可溶型の絶対値を算出するために、リコンビナントsFCγRIIIaを精製中である。sFcYRIIIa^<Mφ>測定が生体内におけるMφ活性を表すことに着目し、血漿sFcγRIIIa^<MΦ>を測定したところ、健常者では加齢とともに増加した。成人病検診症例では動脈硬化症のリスクファクターが増すに従い増加し、頸動脈エコー検査の結果と非常によく相関した。虚血性心疾患(CAD)症例では明らかな高値を示し、冠動脈の有意狭窄数が増すに従い増加した。また、動脈硬化病変の認められる腎生検施行患者では血漿総sFcγRIIIおよびsFcγRIIIaは軽度の増加であったが、sFcγRIIIa^<Mφ>は健常者の約3.6倍であり、瀰漫性よりも局所性の方が高値を示した。IgGレセプターIII(FcγRIII:CD16)には、NK細胞とマクロファージ(Mφ)に発現しているIIIa型と、好中球に発現しているIIIb型があり、両者とも細胞の活性化によって細胞表面から放出され、可溶型(sFcγRIII)として血漿中に存在している。そこでIIIa型およびMφ由来のIIIa^<Mφ>型に特異的なモノクロナル抗体を作成し、血漿中のsFcγRIIIaおよびsFcγRIIIa^<Mφ>測定法を構築した。sFcγRIIIa^<Mφ>測定が生体内におけるMφ活性を表すことに着目し、血漿sFcγRIIIa^<Mφ>を測定したところ、健常者では加齢とともに増加した。成人病検診症例では動脈硬化症のリスクファクターが増すに従い増加し、頸動脈エコー検査の結果とよく相関した。

虚血性心疾患症例では明らかな高値を示し、冠動脈の有意狭窄数が増すに従い増加した。また、動脈硬化病変の認められる腎生検施行患者では血漿sFcγRIIIa^<Mφ>は健常者の約4.8倍であったが、びまん性よりも局所性の方が高値を示した。頸動脈エコー検査施行患者では総sFcγRIII、sFcγRIIIaは健常者と同程度であったが、sFcγRIIIa^<Mφ>は正常群、石灰化プラーク群、不安定プラーク群、混合群の順に高値を示した。また、sFcγRIIIaはIMTやプラークの大きさとsFcγRIIIa^<Mφ>は狭窄率と正の相関を示した。sFcγRIIIa^<Mφ>とプラークの大きさは石灰化群、不安定プラーク群内では正の相関を示したが、混合群内では負の相関を示した。
脂質二分子膜でのイオン透過過程および振動過程の解析と分析化学的利用

本研究では、新概念と新方法論に基くイオン脂質二分子膜(BLM)透過反応解析法の開発、BLMの持つ特異機能(選択的イオン透過、膜電位・膜電流振動など)の発現機構の解明、BLMの分析化学的利用の化学的基盤の確立、BLMの新利用分野の開拓を目的とした。平成7年度には、BLM作成装置、微少膜電流高精度測定装置、膜電位印加走引装置を整備し、膜物性評価法を確立した。その上で、各種のBLMを介した各種イオンの移動ボルタモグラム(膜電位-膜電流曲線)を測定し、これを液膜でのイオン移動ボルタモグラムと比較して、BLMでのイオン透過反応を解析した。平成8年度には、前年度の研究を継続し、1. BLMがイオンを自発濃縮して低抵抗であるとき、超薄膜であるBLMでのイオン透過反応といえども、厚膜である低抵抗液膜でのそれと類似し、イオン透過課程は膜系に存在する2つの水相/膜界面でのイオン移動反応によって制御される、2.イオンのBLMへの自発濃縮性は、イオンの疎水性およびBLMを形成する脂質が持つ官能基とイオンの錯生成の強さに依存する、3. BLMでのイオンの透過性は、BLMへのイオンの自発濃縮性を反映して4つのタイプに分類できる、などを明らかにした。これは、BLMの分析化学的利用に化学的根拠を与えるものである。一方、イオンの膜透過に伴う膜電流、膜電位の振動についても研究し、チャンネルタンパクを含まない膜系においても、"イオンチャンネル"によるとされている生体膜での振動と類似した特性の振動を観察できること明らかにした。また、液/膜界面でのイオン移動反応、吸着反応をボルタンメトリー的手法と概念に依って解析し、振動の発現、誘導、阻害の機構を一般論として提案した。この成果は、振動反応のイオン、分子センシングへの利用の基礎となる。本研究は、イオンの脂質二分子膜(BLM)透過反応の一般的特徴を明らかにするとともに、膜構成脂質やイオンの違いによる透過反応の差異、共存物の透過反応に及ぼす影響などを把握し、膜の機能(選択的イオン透過、振動の発現など)との関係を考察すること、およびBLMの分析化学的利用を目的としている。平成7年度には、特性の定まったBLMを作成するためのBLM作成装置および微少な膜電流の高精度測定のための電流増幅器を購入した。また、膜電位の印加走引用電圧源を自作し、膜物性評価のための全反射吸収観察法および電気容量測定法を確立した。本年度得られた主な知見を以下に記す。1.BLM作成装置で作成したBLMでのボルタモグラムは刷毛塗り法で作成したBLMでのそれとほぼ一致する。2.BLMがイオンを自発濃縮して低抵抗であるとき、超薄膜であるBLMでのイオン透過反応といえども、厚膜である低抵抗液膜でのそれと類似し、イオン透過過程は膜系に存在する2つの水相/膜界面でのイオン移動反応によって制御される。3.2の知見に基づくと、BLMを介したイオン移動ボルタモグラムを容易に解析できるのみならず、2界面で生じる異種イオンの相関した移動反応の理解も容易である。4.イオンのBLMへの自発濃縮性は、イオンの疎水性およびBLMを形成する脂質が持つ官能基とイオンの錯生成の強さに依存する。5.BLMでのイオン移動

ボルタモグラムは、BLMへのイオンの自発濃縮性を反映して4つのタイプに分類できる。本研究では、新概念と新方法論に基くイオンの脂質二分子膜(BLM)透過反応解析法の開発、BLMの持つ特異機能(選択的イオン透過、膜電位・膜電流振動など)の発現機構の解明、BLMの分析化学的利用の化学的基盤の確立、BLMの新利用分野の開拓を目的とした。平成7年度には、BLM作成装置、微少膜電流高精度測定装置、膜電位印加走引装置を整備し、膜物性評価法を確立した。その上で、各種のBLMを介した各種イオンの移動ボルタモグラム(膜電位-膜電流曲線)を測定し、これを液膜でのイオン移動ボルタモグラムと比較して、BLMでのイオン透過反応を解析した。平成8年度には、前年度の研究を継続し、1.BLMがイオンを自発濃縮して低抵抗であるとき、超薄膜であるBLMでのイオン透過反応といえども、厚膜である低抵抗液膜でのそれと類似し、イオン透過過程は膜系に存在する2つの水相/膜界面でのイオン移動反応によって制御される、2.イオンのBLMへの自発濃縮性は、イオンの疎水性およびBLMを形成する脂質が持つ官能基とイオンの錯生成の強さに依存する、3.BLMでのイオンの透過性は、BLMへのイオンの自発濃縮性を反映して4つのタイプに分類できる、などを明らかにした。これは、BLMの分析化学的利用に化学的根拠を与えるものである。一方、イオンの膜透過に伴う膜電流、膜電位の振動についても研究し、チャンネルタンパクを含まない膜系においても、"イオンチャンネル"によるとされている生体膜での振動と類似した特性の振動を観察できること明らかにした。また、液/膜界面でのイオン移動反応、吸着反応をボルタンメトリー的手法と概念に依って解析し、振動の発現、誘導、阻害の機構を一般論として提案した。この成果は、振動反応のイオン、分子センシングへの利用の基礎となる。
新生児高ビリルビン血症における光療法でのriboflavinの影響

in vitroの実験において、ビリルビン・ヒト血清アルブミン系にFMNを添加しblueーwhitelampとgreen lampの差異について検討し、blueーwhite lampはgreen lampに比較してビリベジンを含む多量のビリルビンの光酸化物質を生成することが判明した(安藤美智子ら、未熟児新生児学会雑誌投稿中)。また、その系においてurateは一重項酸素の消去作用を持ちallantoinに変化することにより処理していることを高速液体クロマトグラフィ-を用いて証明した(伊藤進ら、発達薬理・薬物治療研究会雑誌印刷中)。これらの研究途上においてin vitroでビリルビン・ヒト血清アルブミン複合体溶液への光照射において解決すべき重要な問題点を見いだした。それは、ヒト血清アルブミンは34番目のアミノ酸残基のcysteineがーSHであるメルカプトアルブミンとそのーSH基にcysteineやglutathioneがSーS結合したノンメルカプトアルブミンに分けられるが、そのアルブミンの構造の差異に対するビリルビンの光異性化反応において差異が存在するか否かを検討することは非常に興味深いことであるが、実際には両者の間に差は認められなかった(伊藤進ら、日本先天代謝異常学会雑誌、1989)。in vitroの実験において、ビリルビン・ヒト血清アルブミン系にFMNを添加しblueーwhite lampとgreen lampの差異について検討し、blueーwhite lampはgreen lampに比較してビリベジンを含む多量のビリルビンの光酸化物質を生成することが判明した(安藤美智子ら、未熟児新生児学会雑誌投稿中)。
二酸化塩素を用いた超高難易度酸化反応の開発

プラスチック材料の中で化学酸化処理が困難なポリプロピレンを光酸化させ、極性官能基を導入することに成功した。これまで、プラスチック材料の表面改質に用いられてきたプラズマ放電処理法やコロナ放電処理法では、酸素官能基導入反応が可逆過程であったため酸化状態の寿命が数日程度と短いのが問題であった。本研究において、ポリプロピレンやポリエチレンなど極性官能基の全くないプラスチック表面に二酸化塩素ガスを接触させ、光照射することによって、化学的に安定なヒドロキシ基やカルボキシ基などの極性官能基を不可逆的に導入できることを発見した。そのため、本手法による処理効果の寿命が、従来法に比べ飛躍的に向上した。また、光を当てたところのみをスポット酸化処理できることが大きな特徴である。導入された極性官能基は、有機合成化学的に様々な機能性分子に置換することが出来るため、プラスチック表面に親水性や染色性など様々な機能を付与することができる。二酸化塩素ガスへの光照射によって得られる化学種がプラスチックの炭素ー水素結合を切断することによって反応が始まるため、ほぼすべてのプラスチック材料に対し適用できる方法が確立されたこととなった。本研究成果により、プラスチック材料そのものの耐久性、柔軟性などを維持したまま、表面のみを機能化できることから、新しい機能性材料開発に繋がる技術となることが期待できる。一方、メタンからメタノールを酸化する技術開発については二酸化塩素とメタンガスを振動を与えながら行うことで顕著な加速効果を見いだした。本研究により、成形されたポリプロピレンシートの表面にアルコールやカルボン酸などの極性官能基修飾が可能となる技術を確立させることができた。この光酸化した部分は、さらなる化学修飾ができるので、新しい機能を付与することなどのさらなる展開が期待できるため。平成30年度で達成した技術をさらに発展させ、様々な用途展開を行いたいと考えている。除菌・消臭剤の有効成分として知られている二酸化塩素(ClO2)の特異な反応性に着目して研究を進めてきた。二酸化塩素は塩素1原子と酸素2原子からなる単純な分子である。この二酸化塩素だけでも酸化力を有するが反応性はそれほど高くなく、ごく限られたアルケンを酸化できることが数例報告されている程度であり、メタンを酸化するまでの強力な反応性は持ち合わせていなかった。しかし、この二酸化塩素に光照射をすると、酸素ー塩素結合が速やかに開裂し、塩素ラジカルと一重項酸素がそれぞれ1分子ずつ同時に生成することがわかった。塩素ラジカルはメタンから水素を引き抜くことができ、一重項酸素はメチルラジカルを酸素化して、メタノールとギ酸を与える。その結果、メタノールの収率は14%、ギ酸が85%得られた。メタンの代わりにエタンでも同様に反応は進行し、エタノールが19%、酢酸が80%の収率で得られた。いずれの場合もほぼ100%のガス燃料が二酸化炭素の排出なしに有用な液体化学物質に変換されることがわかった。メタンを酸化するためには、高活性な反応中間体の反応性の制御を行わなければならなかった。すなわち塩素ラジカルやメチルラジカルなどが失活しないような反応系を設計する必要があった。そこで我々は、フルオラス溶媒と水の二相反応系を考案した。このフルオラス溶媒として使用したパーフルオロヘキサンは、分子内にCーH結合がなくCーFとCーC結合だけで構成されている溶媒である。すなわち、反応中に生成する様々な高活性ラジカル種と反応することはない。またさらに都合が良いことに、メタンや酸素などのガスを多く溶かす性質を持ちあわせていたので、反応をより効率よく進めることができたと考えられる。当初予定したメタンの酸素による酸化反応の開発が計画通りに進んだ。メタンから,メタノールの収率も世界最高値を記録し、論文として発表することができた。メタンの酸化反応は最も難しい化学反応の一つと言われてきた。

すなわちこの反応方法を応用すれば、全化学工業プロセスの約30%を占めている酸化反応プロセスの大半を本反応あるいは関連反応によって置き換えることが可能になることを目指して研究を続ける予定である。平成30年度で達成した技術をさらに発展させ、様々な用途展開を行いたいと考えている。
幼児の心の豊かさを育てる身体表現の教材研究

本研究は、表現遊び「あおむしとんだ(あおむしが飛び立つまで)」を作成し、それを、幼稚園で実際に幼児が運動会で演じるまでのプロセスを観察した。そして、その教材が子どもの心を十分に反映できるものであるかどうかを分析した。平成10年度は、幼児が集団生活でどのような感情を表現しているかを保育者にアンケートで調査した。その結果は「喜ぶ」場面が最も多く観察された。その結果に基づき、今回は園の日常で観察される「喜ぶ」場面を中心に教材を作成した。研究手続きは次のようである。1)表現教材の作成、2)教材の発表、3)教材の実践に参加した保育者へのアンケート、4)園での日常保育、子どもたちの表現発表、5)表現遊びでの身体表現、6)検討である。そして、豊かな心を育てる身体表現の教材について次ぎのような結果を得た。(1)保育者は常に子どもの心を考えて表現遊びをケアすること。(2)子どもたちは互いに対話しながら表現遊びを行うことでより楽しく演じ、より想像力を膨らませることができる。また、小道具などの工夫も有効である。。(3)子どもが全身で表現を楽しめるようにする。(4)子どもたちが遊びに集中でき、自分を表現できること。(5)シンプルな小道具は子どもの心ををより豊かに引き出すことができる。。身体表現の教材を作成するにあたり、心の豊かな子どもを育てる観点から問い直すための第1歩として、10年度は次のような研究成果をみた。1.幼児の心についてのアンケート子どもの心をみるために、日常目にする感情表現についてアンケート調査を行った。対象は、大阪市・奈良市・豊中市・京都市の360人の幼稚園・保育所の先生である。その結果、本研究の対象児の3歳児になると、感情はしっかりとできており、日常多くの場面で身体で表現されていて、表現活動を行う心的基盤はできていることがわかった。中でも「喜び」の場面はどの年齢においても最も多く目にしており、今までできなかったことが成功したときに多くみられた等、各感情は年齢によって表現形態に特徴があることが明らかになった。2.身体表現の教材作成アンケートで得られた結果をもとに、子どもにとって感情が素直にでる場面を含むものとして、『あおむしとんだ』という話を作った。あおむしが蝶へ変身して、あこがれの「跳ぶ」ことができるまでを綴ったものである。子どもの心にそった表現をすることができるかを検討するために月に1回の研究会を行い、研究者同士で実践しながら作品の構成・作曲・振り付け等を行った。そして、幼児の心の調査の結果と合った内容になっているかについて、「喜ぶ」「やさしい」感情はどの年齢においても共通にできるが、「怒る」場面は加齢に伴い著しく減少することから、年長児では対話の流れで表現する等の工夫を要する等を検討しつつ、教材を作成した。
乱流予混合火炎におけるスカラー画像相関計測法の開発と火炎安定性への応用

本研究ではアセトン-LIFとレーリー散乱を組み合わせて2次元上での燃料と空気の混合挙動および温度分布を瞬時同時に計測する測定法を開発した.この測定法を層流予混合火炎の温度と濃度分布の同時計測に適用し.1次元予混合火炎の計算結果に基づき、温度と濃度分布計測の適用性を明らかにした.さらに、本測定法を希薄予混合火炎に適用し、燃料濃度分布の不均一性と火炎安定性の関連性を明らかにした.本研究ではアセトン-LIFとレーリー散乱を組み合わせて2次元上での燃料と空気の混合挙動および温度分布を瞬時同時に計測する測定法を開発した.この測定法を層流予混合火炎の温度と濃度分布の同時計測に適用し.1次元予混合火炎の計算結果に基づき、温度と濃度分布計測の適用性を明らかにした.さらに、本測定法を希薄予混合火炎に適用し、燃料濃度分布の不均一性と火炎安定性の関連性を明らかにした.環境適合の観点から希薄予混合火炎が工業用燃焼器に利用される場合が増加している.しかし,火炎の伝播性のために逆火による燃焼器の損傷の危険性が生じ,安定した火炎状態を維持するための燃焼法を確立することが重要となる.乱流燃焼場や乱流混合場では流速やスカラー量(温度,化学種濃度)が空間的に不均一かつ時間的に変動し,これらの特性が乱流混合や火炎構造を支配するため,乱流場での流速とスカラー量の瞬時分布計測方法の確立とその適用による現象の解明が肝要となる.1.本研究では微量のアセトン蒸気をトレーサとして燃料流に混入し,高出力のパルスNd:YAGレーザの4倍波を用いたレーザ誘起蛍光法を適用し,旋回流を伴う希薄予混合器内の燃料流と空気流の混合挙動計測を可能とする光学系を構築した.これを用いて,主流方向に平行な断面及び垂直な断面での燃料と空気の瞬時2次元濃度分布測定を行った.測定した瞬時濃度分布から燃焼器ノズル出口からの高さが増加するに従い,垂直な断面での燃料濃度分布のピーク値は減少し,そのピーク値が半径方向外側へ移動すること,濃度変動強さのピーク値が減少し,その位置も半径方向外側へ移動することを明らかにした.2.Nd=YAGレーザの2倍波と可視光用カメラレンズ,イメージ・インテンシファイア付きCCDカメラを用いてレーリ散乱による2次元瞬時火炎温度計測のための光学系を構築した.この温度計測法を希薄乱流予混合火炎に適用し,火炎帯形状および瞬時2次元温度分布の特性を明らかにした.3.アセトン蒸気を燃料濃度のトレーサとして混入し,レーザ誘起蛍光による燃料濃度分布とレーリ散乱による火炎温度分布を同時計測可能とする光学系を提案した.この計測光学系を希薄予混合燃焼場へ適用し,乱流燃焼場における燃料濃度と火炎温度の瞬時同時2次元分布計測を可能とした.環境適合の観点から希薄予混合火炎が工業用燃焼器に利用される場合が増加している.しかし,火炎の伝播性のために逆火による燃焼器の損傷の危険性が生じ,安定した火炎状態を維持するための燃焼法を確立することが重要となる.乱流燃焼場や乱流混合場では流速やスカラー量(温度,化学種濃度)が空間的に不均一かっ時間的に変動し,これらの特性が乱流混合や火炎構造を支配するため,乱流場での流速とスカラー量の瞬時分布計測方法の確立とその適用による現象の解明が肝要となる.このため,本年度は以下の項目を明らかにした.(1)アセトン-レーザ誘起蛍光とレーリ散乱を組み合わせて2次元上での燃料と空気の混合挙動および温度特性と瞬時同時に計測する測定法を提案した.この測定法をメタン希薄予混合火炎に適用し,その温度と濃度分布の同時計測法を開発した.均質混合と断熱火炎温度を仮定した濃度および燃焼温度と測定値を比較し,本測定法の有用性を明らかにした.(2)1次元自由伝播予混合火炎の計算結果から燃焼温度とメタン濃度の対応関係をもとめ,この対応関係に基づいて計測した燃焼温度から予測したメタン濃度と計測したメタン濃度分布を比較して,両者が良い一致を示すことを明らかにした.(3)未燃焼領域の燃料濃度分布と既燃焼領域の温度分布の対応関係に関して,未燃焼領域の燃料濃度分布は不均一な場合が多くみられたが,一方では燃焼ガスの温度分布は比較的均一な分布が多くの場合でみられた.ただし,燃料ガス領域中にある未燃焼の小領域では燃料濃度が低く,そのまわりには燃焼温度が高い領域がみられた.また,未燃焼領域での燃料濃度が比較的高いピーク値をもつ場合でも中心部付近の燃焼ガス温度が低い場合もみられた.環境適合の観点から希薄予混合火炎が工業用燃焼器に利用される場合が増加している.しかし,火炎の伝播性のために逆火による燃焼器の損傷の危険が生じ,安定した火炎状態を維持するための燃焼法を確立することが重要となる.また,逆火の危険性を考慮して燃料と空気は別々に供給されている.そのため均質混合が実現できないまま燃焼反応が進行していると考えられる.乱流燃焼場や乱流混合場では流速やスカラー量(温度,化学種濃度)が空間的に不均質かつ時間的に変動し,これらの特性が乱流混合や火炎構造を支配するため,乱流場での流速とスカラー量の瞬時分布計測方法の確立とその適用による現象の解明が肝要となる.

そこで本研究では燃料濃度分布の不均質性に着目し,混合区間距離の異なる燃料ノズルによる燃焼器を対象に,燃料濃度・火炎温度,およびOHラジカル・火炎温度を同時に瞬時2次元計測を可能とする光学系を構築した.そして,燃料濃度の不均質性が希薄予混合火炎の燃焼特性に与える影響について考察を行った.得られた結果は以下のとおりである.(1)燃焼場における燃料濃度分布計測から,燃料濃度分布の不均質性が高い場合には,火炎根元部での火炎位置の変位が大きくなることがわかった.これは燃焼速度に不均質が生じたことが一因と考えられる.また,燃料濃度・温度同時計測から,上流からの燃焼ガスと火炎面で形成される燃焼ガスとの混合によって,燃料濃度の不均質性に比べて燃焼場の火炎温度の不均質性が小さいことがわかった.(2)さらに,OH・温度同時計測から,火炎温度がほぼ同じでも,複雑な火炎面形状が現れる場合には,その周囲の燃料濃度の差によってOH濃度に差が生じる場合があることを明らかにした
小学生に対する危機管理能力を高めるための効果的な防犯教育のあり方

小学校での防犯教育のあり方を検討した。全国の小学校の防犯教育の実態調査からは、7割の小学校で「連れ去り防止」訓練が導入されていたが、体験型などの事例では実際に体験する生徒が限定的であることが課題であると認識した。保護者の学校での防犯教育に対するニーズは、子どもが実際に考え体験できる防犯教育への期待度が高かった。今後、学校、家庭の両方での防犯教育に向け、学年に合った体験型の防犯教育プログラムの開発が必要と認識した。本研究は、小学生を対象とした防犯教育の現状を把握し、今後の防犯教育のあり方を検討していくことを目的としている。本年度は、家庭での防犯教育の現状と学校での防犯教育に対する保護者のニーズを把握するため、アンケート調査およびワークショップを実施した。調査対象は、地域ぐるみで防犯に積極的な取組を行っている熊本市の小学校を選定した。アンケート調査から、保護者が小学校に対する防犯教育に関するニーズとして、犯罪の危険に遭遇した時においてのより具体的な対処方法の指導、集団下校の実施などがあった。また、具体的な防犯教育内容として、状況を想定した体験型の学習や、ロールプレイング型の学習方法への要望がみられ、警察官による防犯教育に対しても一定の期待があることが判明した。家庭での防犯教育としては、学校での話題、近所での問題を話し合うなどの取組は多くみられたが、危険時の具体的な対処方法について家庭内で話し合う取組を頻繁に行っているとの回答は2割程度にとどまり、防犯ブザーの点検などはほとんど行われていないことが判明した。アンケート調査の結果を踏まえ、保護者と防犯教育の対象となる小学生の意見を詳細に把握するため、ワークショップを実施した。保護者の間では防犯教育の現状と持続可能な地域の防犯活動の在り方を検討し、具体的な防犯教育の方法の確立とともに、既存の複数の地域主体による防犯活動を整理する必要があるとの認識を深めた。また、小学生の意見等から、実践的な体験型防犯教育により犯罪への恐怖感のみがいたずらに増幅されることを回避するためには、地域の見守り活動により地域に対する子どもの安心感の醸成が不可欠であり、体験型の防犯教育の前提として重要であることを認識した。以上を踏まえ、体験型の防犯教育の具体的な手法を検討するとともに、家庭、学校でのそれぞれの役割について検討していく方針である。平成24年度は、文部科学省によって「学校保健及び学校安全表彰」において表彰を受けた小学校および周辺校を対象に、防犯教育の取組実態および登下校の実態を把握するためにアンケート調査を実施した。このような全国的な実態は詳細がわからない部分が多く、また地域差などの比較を行い得る点により意義が認められる。調査票の配布数は3271票、回収票は900票、回収率27.5%であった。回答校の属性は、市街地に位置する学校が約半数を占め、適正規模校が約4割、児童の通学時間は1520分未満の小学校が約4割であった。防犯教育は、交通安全が9割、連れ去り防止訓練が7割と多くの学校で実施されていた。連れ去り防止訓練の内容は、「講話」の実施が64.8%と多く、「大声を出す訓練」、「連れ去り時のロールプレイング」は約4割程度の実施であった。対象学年は主に低学年であり、実施単位は全学年一斉での実施が多く、実施頻度は年に1回がほとんどであった。講師は警察関係者が中心であるものの、教員や少数であるが地域ボランティアが行っているケースが見られた。また訓練時保護者に参加を呼び掛けている学校は少ないが、家庭での教育を促している学校は約4割となっていた。具体的にどのようなことを家庭で行われているかは今後明らかにしたい。安全確保の一つの方法として集団登下校があるが、集団登校は比較的実施されているものの、集団下校は約2割にとどまっている。周辺環境との関係では、田畑が多い地域で集団登下校をしている割合が高い。通学時間との関係では、児童の通学時間が長い小学校ほど集団登下校をしている傾向がみられた。また地域的な傾向では、九州地方で集団登下校の実施率が10%未満で、全体の21%に対して低く、地域的な特徴がみられたこととその理由について明らかにすることが課題として得られた。本年度は、全国の小学校での防犯教育および登下校の実態について、アンケート調査を通じて把握することが目的であり、本年度予定通り調査が実施できたことより、順調に進展している。ただ、可能であれば次年度に向けての予備的調査としてヒアリングを実施したかったができなかったのは課題である。しかし、この点については本年度の研究計画のウエイトとして占める値は極めて低く、達成度には影響を及ぼさない。平成24年度の調査で得られた結果をもとに、先進的な取り組みを行っている小学校を選定し、ヒアリング調査を行う。またその小学校に対して、保護者または小学生を対象に意識調査を実施し、取り組みの成果について分析、考察を行いたい。

本年度の未使用研究費についてであるが、次年度に向けてヒアリングなどの予備的調査を行うために計上されていたものである。しかし所属が変更になるという予測不可能の事態が発生し、さらに相手方(小学校)との時間的な確保が難しくなりヒアリング調査ができず、本年度未使用となったものである。よって、次年度はパソコン、ビデオカメラなどの物品購入、および調査に関係する送料や調査に伴う謝金の支払い、ヒアリング調査の現地視察で発生する旅費として使用する。
総括反応モデルから脱却する詳細微粉炭反応モデルの構築

不均一反応と均一反応を伴う単一微粉炭チャー粒子周りの熱・物質移動解析を実施した.その結果,均一反応を考慮することでチャーの消費速度が増加することがわかった.これは粒子近傍で生じるCO酸化反応により酸素が消費されることでChar-O2酸化反応が抑制されるものの,CO2が生成し,高温場が形成されることでChar-CO2ガス化反応が促進されるためである.さらに,種々のチャー粒子径,ガスの温度と組成に対して解析した結果を用いて,三次元微粉炭燃焼シミュレーションでは考慮することができない粒子近傍で生じる均一反応の影響を考慮した酸化反応とガス化反応を含む正味チャーの消費速度を推算可能なモデルを開発した.研究計画に従い,瀝青炭および褐炭を対象に,FLASHCHAINを用いて,常圧,不活性雰囲気,昇温速度100,000 K/sの条件において,揮発分放出速度を推算するとともに揮発分放出速度パラメータを決定した.また,瀝青炭と褐炭を対象に熱天秤を用いて酸化反応であるChar-O2に加え,ガス化反応であるChar-CO2およびChar-H2Oの反応速度を測定するとともにこれら不均一反応の速度パラメータを求めた.以上により,研究計画どおり,後述する不均一と均一反応を伴う単一微粉炭チャー粒子周りの熱・物質移動解析を実施するための入力パラメータを取得することができた.不均一反応を伴う単一微粉炭チャー粒子周りの物質移動解析を実施可能なIn-houseコードに均一反応であるCOの酸化反応およびエネルギー保存式を追加し,不均一および均一反応を伴う単一微粉炭チャー粒子周りの熱・物質移動解析を実施可能なコードに拡張した.均一反応を考慮する場合,考慮しない場合と比較して,チャー粒子周りの酸素濃度が低下し,粒子の表面温度が大幅に上昇した.これは,COの酸化反応により気相で酸素が消費され,この反応熱により粒子が加熱されるためである.また,予想どおり粒子表面温度について解析結果は実験結果を過大評価した.そこで,実際に生じる現象を表現するため,吸熱反応であるChar-CO2ガス化反応を追加するとともにふく射伝熱解析を連成した結果,粒子の表面温度について解析結果は実験結果とほぼ完全に一致した.そのため,不均一反応として微粉炭チャーの燃焼は酸化反応のみで進行するのではなく,常に酸化反応とガス化反応が並発して進行すると考えられる.この傾向は酸化反応速度が大きくなり,チャー粒子表面の酸素濃度が低下する高温ほど顕著になると考えられる.本研究は,a)揮発分放出速度の推算およびチャーの酸化・ガス化反応速度の測定と定式化,b)詳細化学反応を考慮した単一微粉炭粒子周りの熱・物質移動解析,c)詳細化学反応を考慮した微粉炭燃焼・ガス化のモデル化,d)詳細化学反応を考慮したCFDによる微粉炭燃焼解析に大別され,平成28年度にa)とb)を,平成29年度にc)とd)を実施する予定であった.a)についてはすでにすべて研究計画どおり実施済みであり,微粉炭燃焼解析に必要なモデルパラメータを決定した.b)については均一反応に総括反応モデルを用いた解析を実施するとともに,総括反応モデルの感度解析を実施した.その結果,用いる総括反応モデルによって解析結果が異なることから,当初の研究計画どおり,詳細化学反応の導入が必要不可欠であることがわかった.現在は均一と不均一反応を伴う単一微粉炭チャー粒子周りの熱・物質移動解析のコードに詳細化学反応を取り込んでいるところである.一方,d)詳細化学反応を考慮したCFDによる微粉炭燃焼解析の解析対象を決定し,簡易的な微粉炭燃焼解析を実施した.さらに,平成29年度に実施予定である微粉炭燃焼モデルの開発に先立ち,乱流燃焼のモデリングで有名なLoughborough UniversityのProfessor Malalasekeraを訪問し,有意なアドバイスをいただいた.そのため,b)詳細化学反応を考慮した単一微粉炭粒子周りの熱・物質移動解析の進捗に若干の遅れを生じているものの,d)詳細化学反応を考慮したCFDによる微粉炭燃焼解析の解析対象を決定し,簡易的な微粉炭燃焼解析を前倒しで実施していることから研究全体としてはほぼ予定どおりに進んでいると考える.去年度は不均一反応と均一反応を考慮した単一微粉炭チャー粒子周りの熱・物質移動解析コードを開発した.不均一反応には酸化反応であるChar-O2およびガス化反応であるChar-CO2を考慮した.均一反応にはCOの酸化反応を考慮した.本年度は去年度に開発したこの不均一反応と均一反応を考慮した単一微粉炭チャー粒子周りの熱・物質移動解析コードの均一反応を総括反応から詳細化学反応に拡張するとともに種々の条件においてケーススタディを実施した.具体的には,詳細化学反応に53の化学種と325の化学反応を含むGRI-Mech 3.0を採用するとともに常微分方程式の解法にVODEを適用し,化学反応速度を推算することで不均一反応と均一反応を考慮した単一微粉炭チャー粒子周りの熱・物質移動解析を実施した.その結果,沖合の温度が高くなるにつれて,Char-O2によるチャーの消費速度は増加した後に減少するのに対し,Char-CO2によるチャーの消費速度は単調に増加し,正味のチャーの消費速度も単調に増加した.Char-O2によるチャーの消費速度が増加した後に減少するのはCO酸化反応によりO2が消費され,チャー粒子表面のO2濃度が低下するためである.また,Char-CO2によるチャーの消費速度が単調に増加するのはCOの酸化反応によりチャー粒子表面の温度とCO2濃度が増加するためである.なお,COの酸化反応はチャー粒子のごく近傍で生じていることもわかった.

そのため,このCO酸化反応はセル内の温度やガス濃度を一定とするCFDでは表現できない.当初の研究計画ではチャーの不均一反応とチャー粒子表面近傍の均一反応によるチャーの消費速度をテーブル化し,このテーブルを参照する燃焼モデルを開発する予定であったが,単純な相関式でチャーの消費速度を表現可能であったことから,この相関式を本研究で導出した燃焼モデルとした.不均一反応と均一反応を伴う単一微粉炭チャー粒子周りの熱・物質移動解析を実施した.その結果,均一反応を考慮することでチャーの消費速度が増加することがわかった.これは粒子近傍で生じるCO酸化反応により酸素が消費されることでChar-O2酸化反応が抑制されるものの,CO2が生成し,高温場が形成されることでChar-CO2ガス化反応が促進されるためである.さらに,種々のチャー粒子径,ガスの温度と組成に対して解析した結果を用いて,三次元微粉炭燃焼シミュレーションでは考慮することができない粒子近傍で生じる均一反応の影響を考慮した酸化反応とガス化反応を含む正味チャーの消費速度を推算可能なモデルを開発した.平成28年度は均一反応を考慮する足がかりとして,COの酸化反応について総括反応モデルを用いた.モデルの感度を確認するため,異なる2つの総括反応モデルを適用した結果,解析結果に若干の差異が生じた.そのため,当初の研究計画どおり,均一反応には,計算負荷は高いものの,調整パラメータを一切必要としない詳細化学反応が必要であると考えられる.平成29年度は引き続きb)詳細化学反応を考慮した単一微粉炭粒子周りの熱・物質移動解析のコードの完成を目指す.なお,詳細化学反応の解法には当初の研究計画どおりLSODEあるいはVODEを用いる予定である.完成させた不均一および均一反応を伴う単一微粉炭粒子周りの熱・物質移動解析コードを用い,微粉炭燃焼場として考えられる幅広い範囲における粒子の昇温速度と温度,ガスの温度と酸化剤・ガス化剤の分圧の条件下において,求めた各化学種生成・消失速度をデータベース化する.ここで,粒子温度,ガス温度,酸化剤・ガス化剤の分圧の6つのパラメータを入力すると,粒子周り近傍の詳細化学反応を考慮した各化学種の"見かけの"生成・消失速度を決定することができるデータベースにする予定である.最後に,平成28年度に選定した解析対象において微粉炭燃焼解析を実施し,燃焼ガスと微粉炭粒子の速度と温度,燃焼ガスの組成などを実験結果や他の研究者の解析結果と比較することで,構築した微粉炭燃焼モデルの妥当性を検討する.解析対象は現在微粉炭燃焼解析のターゲットフレームとして位置づけられており,豊富な実験結果だけでなく,他の研究者の解析結果と比較することができるため,平成29年度に開発する微粉炭燃焼モデルの妥当性の検討に最適な解析対象であると考える.化学工学次年度使用額は少額であり,ほぼ予定どおりに執行した.次年度使用額は少額であり,次年度も研究計画に基づき執行する予定である.
肝細胞増殖抑制因子の分離同定とその制御機構の研究

成人T細胞白血病ウィルス(HTLV-I)陽性白血病株ATL-2の培養上清にはインターロイキンー2レセプターを誘導し、細胞の酸化還元に深く関与する物質ATL-derived Factor(ADF)の存在が知られているが、同じ培養上清中に、コラゲナーゼ灌流法にて分離したラット肝細胞の上皮増殖因子(EGF)依存性増殖を抑制する蛋白(HGIと仮称)を認めた。その抑制作用は細胞障害的で、^3Hーチミジンの取り込みや細胞数の変化で確認された。またこの作用は濃度依存性で、EGFとは競合しなかった。^<125>I-EGFを用いた結合試験では、この培養上清はEGFの肝細胞への結合を抑制せず、親和性にも影響を与えないことから、レセプター結合以降の段階で抑制作用を示していると考えられた。ヒト肝癌細胞株PLC/PRF/5の自然増殖、並びにEGFにより促進される増殖は、HGIによって阻害されなかった。他のT細胞白血病株の培養上清中にもHGI活性がみられたが、その活性はHTLV-Iウイルスの感染の有無とは関連しなかった。ATL-2培養上清を濃縮し、セファクリルS200カラムによるゲル濾過を行うと、分子量3万前後の所に抑制活性が認められ、次にイオン交換カラムにて粗精製した所、ADFとも異なるピークを認めた。サイトカインの中では、インターロイキン-Iα、インターロイキンー2、インターフェロンーγ、腫瘍壊死因子(TNF)は検索した濃度の範囲では肝細胞の増殖に影響を与えなかったが、形質転換増殖因子(TGF)ーβは強い増殖抑制作用を示した。ノザンブロット分析にてATL-2の溶解質にはTGF-βのメッセンジャーRNAを認め、その培養上清を酸処理するとTGF-βの生物活性を認めるが、HGI活性は酸処理をしなくても出現することから、両者は異なる蛋白ではないかと考えた。2.HGIの抑制活性は濃度依存性で,どの濃度のEGFに対する増殖も同様に抑制した.抑制様式はcytostoticで, ^<125>I-EGFを用いた結合試験でHGIはEGFの肝細胞への結合を阻害せず, affinityを変化させることもなかった.また,ヒト肝癌細胞株PLC/PRF/5の自然増殖およびEGFにより増強される増殖のいずれに対してもHGIは抑制効果を示さなかった.3.他のT細胞白血病株の培養上清中にもHGIの活性がみられるが,その活性はHTLV-1の感染の有無に関連せず, ADFの活性に相関した.4.IL-2やγ-InterferonさらにはIL-2receptorを増加させるIL-1αには肝細胞増殖抑制作用はみられなかったが, Transforming growth factor-β(TGF-β)には強い抑制活性がみられた.しかし, ATL-2の培養上清は酸処理をしないとTGF-β活性が発現しないところから, HGIとTGF-βは異なるものと考えている.5.これらの結果を踏えて, HGIをさらに精製し,物理化学的性質を同定して, TGF-βとの異同を明らかにすること, HGIの肝細胞増殖抑制の機序を解析する研究計画を実行中である.1.成人T細胞白血病ウィルス(HTLVー1)陽性白血病株ATLー2の培養上清中にin vitroのラット肝細胞のEGF依存性増殖を抑制する因子(hepatocyte growthinhibitory factor HGI)活性が存在した。このHGIは、sephacryl S200のゲル

濾過にて分子量2万5千前後のところに回収され、また同上清中に存在することがすでに報告されているInterleukinー2(IIー2)レセプター/p55(Tac)を誘導する因子(ADF)とDEAE culumnにて分離できた。さらに精製を進めようとして、reverse phased chromatographyを試みたが、活性が失われたため、他の精製法を試みているところである。2.(1)HGIの肝細胞増殖抑制の作用機序はcytostaticで、EGF受容体を変化させないことが明らかになった。(2)HGIはヒト肝癌細胞株PLC/PRF/5の自然増殖、及びEGF依存性増殖のいずれに対しても抑制しなかった。(3)ADFがILー2R/Tac誘導活性に加えて、リンパ系細胞における増殖誘導活性や、各種サイトカインとの共同効果が認められるのに対し、HGIは増殖抑制活性を示すが、HGIの活性はADFの活性と相関した。3.(1)他のサイトカインのうちtransforming growthfactorーβ(TGFーβ)には強い肝細胞増殖抑制作用がみられたが、northern法により、このTGFーβのmRNAの発現していることをATLー2細胞において見いだした。(2)ATLー2の培養上清はそのままではTGFーβ活性を示さなかったが酸処理をするとTGFーβ活性が発現した。(3)しかし、TGFーβのmRNAの発現の見られる細胞株の中に培養上清中にHGI活性の見られないものがあることがわかり、半精製したHGIを用いてHGIとTGFーβの異同につき更に検討中である。