hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
患者の自己決定を支える看護実践モデルの構築

患者の自己決定や意志決定を支えることのできる看護介入を発展させていくことを目指し、患者の意志決定を支える看護実践モデルの開発を行うことを目的として、本研究を企画した。本研究は、患者の意志決定を支えた看護場面を想起して記述する自由記載法とアンケートによる実態調査とを行った。本研究の結果から、看護者は、患者が【自分らしさの保持】【現在の生活の維持】【自己の力の発揮】【希望の探求】【再編成に向かう力の充填】などを重視しながら、《病気を持ちながらの日常生活の調整》《生き方の選択》《病気をもった自己の受け入れ》《治療の選択》《家族との関係の調整》などの領域に関して、患者が積極的に意志決定をしている様子を捉えていた。また、看護者の内的取り組みとして、(1)患者の力を信じること、(2)患者の意志や意向を重視して添う関係を形成すること、(3)看護者自身が自己をコントロールしながら看護にあたること、(4)患者にとって最善の選択を願い模索すること、をあげることができよう。看護者が用いていた方略として、《共にいる》《守る》《保つ》《保証する》《整える》《補う》《広げる》《導く》《引き出す》の方略が抽出され、それらは直接患者を支える【患者の力の発揮を支える】側面と、それまでの前段階としての【看護の力を集約する】側面に分類された。【患者の力の発揮を支える】側面において看護者は、患者との関わりの中で、患者の迷いに付き合いながら共に過ごしたり、生活や身体状況を整えながら、患者の行動を見守るなかで、患者を知り、相互の理解を深めていた。そして、患者が安心感をもてるような状況を整え、意志決定に向かう意欲を育むと共に、患者のもつ力を高めながら、患者の意志決定を支えていた。【看護の力を集約する】側面には、《把握する》《判断する》《方向性を探る》《体制を作る》の4つが含まれていた。看護者は、専門的な知識や技術を駆使して患者のおかれている状況を捉え、アセスメントを行って必要な援助を判断すると共に、利用可能な資源や力を集めて患者の意志決定を支えることのできる体制を整えていた。さらに、意志決定を支える看護の特徴として、1具体的ケアを通しての支援、2患者の意志決定への自信を高める支援、3意志決定のプロセスにおける体験や学びの活用、4プロセスとしての意志決定を支える看護、5看護者が陥るジレンマなどが浮かび上がってきた。患者の自己決定を支える看護について得られたデータを研究グループメンバーで討議しながら内容分析を行った結果、以下のことが明らかになった。1.患者の自己決定のテーマ看護者が支えている患者の自己決定のテーマとして、(1)病気を持ちながら日常生活を調整する(2)生き方を選択する(3)病気を持った自分を受け入れる(4)治療を選択する(5)家族との関係の調整が抽出された。

2.自己決定を支える看護者の技患者の自己決定を支える看護を実践する際の技として、以下のことが明らかになった。(1)看護者の姿勢看護者の姿勢として〈患者の力を信じる〉〈患者らしさの重視〉〈患者を取りまく人々の重視〉〈看護者の自己コントロール〉が抽出された。(2)看護の方向性看護者は、自己決定できるように様々な状況を整える〈意志決定の下準備〉を行い、患者の迷いにつきあったり、安定させるなど〈患者の居場所の確保〉を行っていた。患者自身に主体性を持たせることにより、〈患者の自主性の尊重〉に注意し、達成感を持たせることにより〈患者の意欲を引き出す〉ようにしていた。さらに、多くの選択肢を持てるように情報を提供したり、患者の望みを明確化することにより、〈患者の自己決定の方向づけ〉を行い、慎重に患者のペースで最善の決定ができるように、〈患者の自己決定の方向付け〉を行っていた。患者の自己決定を支える看護に必要な能力看護者は、患者の自己決定を支える看護を実践していく上で、(1)患者を知るための能力(共感力・許容力・思いやり)(2)患者を理解するための能力(観察力・洞察力・判断力・分析能力・見通す力)(3)患者に関わるための能力(確実性・決断力・行動力・指導力・信頼を得る力)(4)自分自身を洗練化する能力(看護観・責任感・自己洞察)が必要であると認識していた。今後は、分析結果を構造化し、患者の自己決定を支える看護モデルを構築していく。本年度は、昨年度に引き続き精神科の看護者よりデータを得て、どのように患者の意志決定を支えているかを明らかにした。1)精神科の看護者は、患者の病状や個性を考慮しながら患者の意志決定を支えていた。患者の認知能力にあった方法、例えば、認知が否定的な方向にゆがんでいれば視点を変換したり、また、漠然とした予期不安が強ければ具体的な将来像をイメージさせることで予期不安を軽減したりしながら、意志決定に至る患者の現実認識を深めていた。2)決断能力が低下している患者への支援:看護者は、日常的な小さな決定を患者にゆだねるなどしながら患者の決定能力を段階的に高めていた。さらに、その時々に、患者の決定に協力することを保証しながら患者の迷いにつきあい、決定したときには決断したことの重要性を誉めたり評価したりしながら、患者の次の意志決定へのエネルギーを高めていた。3)患者は決定を行動化する力も低下していたため、決定を下したときの患者のエネルギーを行動化に結びつけるために、ロールモデルを提示したり、ロールプレイをするなど、より具体的な教育的な関わりを展開していた。また、本年度は、看護者500人を対象として、看護者がどのようにして患者の意志決定を支えているかを明らかにする実態調査を行った。質問紙には、3つの事例を取り上げて、それぞれの患者に看護ケアを提供する場合に、重視することやケアの方向性についてそれぞれ1722項目の質問を行った。次に、日常の看護場面を振り返って頂き、どの程度患者の意思決定を支える看護を実施しているかについて52項目、患者の意志決定を支える看護ケアをさらに進めていくために、どのような知識や技の修得が必要であるかについて17項目の質問を行った。現在アンケートを集計し、このデータを分析中である。
慢性歯周炎進展機序におけるＴ細胞浸潤の解明　－骨免疫の解明－

慢性歯周炎進展機序におけるT細胞浸潤とSTATとの関係を解明するために実験を行った。T細胞においてCXCL12刺激によりI型コラーゲンへの細胞浸潤が増強した。STATノックダウンT細胞においてはCXCL12刺激によるI型コラーゲンへの浸潤の増強は認めなかった。CXCL12刺激によりSTATのリン酸化が増強した。STATはCXCL12刺激によりI型コラーゲンへの細胞浸潤に関与する事が示唆された。さらに共焦点レーザー顕微鏡にてCXCL12刺激によるSTATの局在は核に移行する事を観察した。CXCL12刺激によりSTATは細胞質から核の移動しMMPsの産生に関与する可能性が示唆された。本研究では、慢性歯周炎症組織に発現が見られる炎症性ケモカインCXCL12(SDF-α1)刺激によるT細胞の慢性歯周炎症組織浸潤機序についての解明を進め、特にその機序におけるSTATとの関係についての解明をするために実験を行っている。STATノックダウンT細胞のCXCL12刺激による細胞内タンパク質のチロシンリン酸化を検討するために、STATノックダウンT細胞をCXCL12刺激し、細胞を可溶化しリン酸化抗体を用いウエスタンブロッテイングを行った。STATノックダウンT細胞とwild typeの細胞と比較してCXCL12刺激ではリン酸化に影響が認められた。次にリン酸化が変化しているタンパク質を同定するために、CXCL12刺激後に得られた可溶性タンパク質を抗リン酸化抗体で免疫沈降を行い、タンパク質の同定を行っている。現在、guanine nucleotide exchange factor, serine/threonine-protein kinases, nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated Bcells, Extracellular Signal-regulated Kinaseなどのタンパク質を反応させた。CXCL12刺激によるSTAT1の細胞内局在を明らかにするために、CXCL12刺激した細胞を0.2% Triton X-100と細胞を2分間反応させ、抗STAT抗体と細胞を反応させた後、FITC標識IgG抗体と反応させ3.7%ホルマリンで固定し、共焦点レーザー顕微鏡にてSTATの局在を観察した。CXCL12刺激によりSTATの局在は、核の移動などが起こる可能性が示唆された。本研究では、慢性歯周炎症組織に発現が見られる炎症性ケモカインCXCL12(SDF-α1)刺激によるT細胞の慢性歯周炎症組織浸潤機序についての解明を進め、特にその機序におけるSTATとの関係についての解明をするために実験を行った。T細胞においてCXCL12刺激し、細胞を可溶化しリン酸化抗体を用いウエスタンブロッテイングを行った。STAT2のリン酸化は認められた。さらに、シ密度勾配遠心分離法にてSTAT2の核内への移行を確認した。次にSTATノックダウンT細胞のCXCL12刺激による細胞内タンパク質のチロシンリン酸化を検討するために、STATノックダウンT細胞をCXCL12刺激し、細胞を可溶化しリン酸化抗体を用いウエスタンブロッテイングを行った。次にリン酸化が変化しているタンパク質を同定するために、CXCL12刺激後に得られた可溶性タンパク質を抗リン酸化抗体で免疫沈降し、タンパク質の同定を行っている。現在、guanine nucleotide exchange factor, serine/threonine-protein kinases, nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated Bcells, extracellular signal-regulated kinaseなどのタンパク質との影響は認めなかった。共焦点レーザー顕微鏡にてSTATの局在を観察した。炎症の発症機序において、T細胞などの免疫担当細胞は、重要な役割を担っている。ケモカインやサイトカインなどにより活性化したインテグリンなどの接着分子の影響により血管から遊走し、炎症組織への浸潤が進む。慢性炎症局所では、免疫細胞が発現するRANKL, IL-1やTNF-αなどにより破骨細胞の分化が促進され、骨破壊を伴う炎症病態に進行する。そのため、T細胞の活性化機序の解明が不可欠である。慢性歯周炎症組織に発現が見られる炎症性サイトカインCXCL12(SDF-α1)刺激によるT細胞の慢性歯周炎症組織浸潤機序についての解明を進めるために、本年度は以下の実験を行った。プラズミドpcDNA6.2-GW/EmGFP-miR Signal Transducers and Activator of Transcription (STAT)1,2,3を作製し、Jurkat細胞にリポフェクタミンを用いて遺伝子導入を行った。

FACSで遺伝子発現効率を確認し、さらに、ウエスタンブロット法を用いてSTAT1,2,3のタンパク質発現も確認した。抗生剤により、STAT1,2,3 knockdown細胞を作製し、各々のクローンを3種類作成した。作成したSTAT1,2,3 knock down細胞にCXCL12刺激を行い、タンパク質分離泳動装置とパワーサプライを用いて、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)の産生を検討した結果、MMP-1産生の減少傾向が認められた。しかしながら、他のMMPについては、その影響をほとんど認めなかった。CXCL12刺激によるSTATの下流に存在するシグナル伝達物質の同定を行っているが、その物質がはっきりと同定できていない。当初の計画通り、STAT1,2,3 knockdown細胞が作製出来き、MMPの産生についても実験を行い、おおむね順調に進展している。実験の遂行状態では、マイクロアレイなどによりタンパク質のターゲットを絞って行きたい。今後、CXCL12刺激によるSTATの活性化をIPで確認を行い、STAT1,2,3 knock down細胞のI型コラーゲンへの浸潤能を検討する。浸潤能を解析する事により、I型コラーゲンの浸潤能に関与しているSTATを同定し、そのSTATの下流に存在するJAKの同定を行う予定である。in vitroでの研究のために必要な培地、ディッシュやピペットなどの細胞培養関連消耗品および抗体、各種試薬や阻害剤を研究費として使用する。また、情報収集および研究成果の発表のために学会への出張費も使用する予定である。その後、成果を発表する予定であり論文投稿料も計上する。上記研究を遂行するための抗体、各種試薬を研究費として使用する。また、情報収集および研究成果の発表のために国内外の学会(日本歯周病学会、American Academy of Periodontology)への出張費も使用する予定である。
ワクチンハザードの克服を目指した新規経皮ナノキャリアの設計

1非晶質ナノシリカ皮膚曝露による抗体産生の変化ヤケヒョウダニ抽出物(Dp)、牛血清アルブミン(BSA)、鶏卵白アルブミン(OVA)をそれぞれ粒径30 nmの非晶質ナノシリカ(nSP30)と混合し、粒径分布を測定した。その結果、OVAとnSP30とを混合したサンプルは、nSP30単独と同等の粒径であったのに対し、BSAとnSP30を混合したサンプルでは、平均二次粒子径が2685 nmであり、Dp同様にnSP30とBSAが相互作用していることが明らかとなった。また、nSP30とDpを混合したサンプルの平均二次粒子径は3193.3 nmであり、nSP30とDpが溶液中で凝集を伴う相互作用をしていることが示された。これらのサンプルをNC/Ngaマウスの両耳介の内側、および除毛した上背部に塗布した。その結果、BSAを用いた検討においてのみ、Dpと同様に、IgGの産生が抑制される可能性が示された。以上の結果から、nSP30と相互作用する抗原を皮膚から曝露した際に、抗原特異的IgG産生の減少が生じるのではないかと推察している。2非晶質ナノシリカの共塗布によるアレルギー応答の変化一般にアレルギー性疾患の病態において、IgEの誘導が主な発症原因となっていることが知られている。その際、IgGが共存下においては、IgGがIgEを競合的に阻害することでアレルギー応答を抑制することが明らかとなってきている。従って、nSP30の塗布により、抗原特異的IgGの産生が顕著に減少した状況下では、IgE性のアレルギー応答に対する感受性が高まる可能性が考えられた。そこで、アナフィラキシーモデルを用い、nSP30経皮曝露の影響を評価した。その結果、Dp/nSP30塗布群においてのみ顕著なアレルギー応答が観察された。本結果から、nSP30の経皮曝露によりIgGの産生が抑制された状態では、通常ならばアレルギーを誘導しないほどの少量の抗原曝露によっても、アレルギーが誘導されるようになるのではないかと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。申請者は当該年度において、IgE非誘導性経皮抗原キャリアを開発し、ワクチンハザードを克服した経皮ナノワクチンを開発することを目的に、非晶質ナノシリカの皮膚曝露と免疫誘導能との連関情報の収集を試みた。ヤケヒョウダニ抽出物(Dp ; 1 mg/mL)、或いはDpと粒子径30nmの非晶質ナノシリカ(nSP30)の混合溶液(Dp ; 1 mg/mL、nSP30 ; 12.5 mg/mL)をNC/Ngaマウスに20μ1/ear、80μ1/backで両耳介の内側、および除毛した上背部に塗布した。また、塗布は週3回、4週間投与し、抗原特異的に誘導される抗体について解析した。その結果、Dp塗布群、Dp/nSP30塗布群の両群において、コントロール群と比較して抗原特異的IgE産生が有意に上昇した。一方で、Dp塗布群、Dp/nSP30塗布群との間では有意な差は認められなかった。また、抗原特異的lgGの産生においては、Dp塗布群ではコントロール群と比較して産生量が有意に増加していた。一方で、Dp/nSP30塗布群では、抗原特異的IgG産生がDp塗布群よりも有意に減少していた。次に、Dp/nSP30塗布群で産生が抑制されていたIgGについて、サブクラス毎に評価した。その結果、評価したすべてのサブクラスにおいてDp/nSP30塗布群で産生が抑制されていた。本結果から、全身のTh1/Th2型の獲得免疫の誘導が減弱している可能性が示された。そこで次に、全身のTh1/Th2型獲得免疫応答をELISPOTアッセイ、及びフローサイトメトリーにて評価した。本検討では、抗原特異的にIFN-γを産生する脾細胞をTh1型の免疫応答の指標として、IL-4を産生する脾細胞をTh2型の指標として評価した。その結果、非晶質ナノシリカは全身性の獲得免疫応答の誘導を減弱することなく抗原特異的IgGの産生のみを抑制することが明らかとなった。

その結果、BSAを用いた検討においてのみ、Dpと同様に、IgGの産生が抑制される可能性が示された。以上の結果から、nSP30と相互作用する抗原を皮膚から曝露した際に、抗原特異的IgG産生の減少が生じるのではないかと推察している。2非晶質ナノシリカの共塗布によるアレルギー応答の変化一般にアレルギー性疾患の病態において、IgEの誘導が主な発症原因となっていることが知られている。その際、IgGが共存下においては、IgGがIgEを競合的に阻害することでアレルギー応答を抑制することが明らかとなってきている。従って、nSP30の塗布により、抗原特異的IgGの産生が顕著に減少した状況下では、IgE性のアレルギー応答に対する感受性が高まる可能性が考えられた。そこで、アナフィラキシーモデルを用い、nSP30経皮曝露の影響を評価した。その結果、Dp/nSP30塗布群においてのみ顕著なアレルギー応答が観察された。本結果から、nSP30の経皮曝露によりIgGの産生が抑制された状態では、通常ならばアレルギーを誘導しないほどの少量の抗原曝露によっても、アレルギーが誘導されるようになるのではないかと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度においては、非晶質ナノシリカを抗原と共に皮膚曝露することでIgE抗体のみが誘導されるという申請者らが発見した現象のメカニズム解明に向け、非晶質ナノシリカ曝露後に誘導される免疫を抗体産生と全身の獲得免疫の誘導という視点から解析した。その結果、非晶質ナノシリカの曝露は、全身の獲得免疫の誘導を抑制しない一方で、様々なサブタイプのIgG抗体の産生のみを抑制することが明らかとなった。本検討はまだまだ基礎的な検討ではあるものの、非晶質ナノシリカのIgG抗体誘導を抑制するメカニズム解明に向けた貴重な一歩であると考える。当該年度に検討において、非晶質ナノシリカは全身性の獲得免疫応答の誘導を減弱することなく抗原特異的抗体の産生のみを抑制することが明らかとなった。一方で、全身の免疫応答がTh1型、Th2型に大別されることは事実であるが、近年、獲得免疫応答を制御するT細胞の分類が進み、過剰な免疫応答を抑制する様々なT細胞サブセットがそれぞれ独自に獲得免疫応答の制御に関わっていることが明らかとなってきている。そこで今後は、獲得免疫応答を制御するこれらT細胞サブセットについて解析することで、抗体産生メカニズムの解明を、ひいてはIgE非誘導性経皮抗原キャリアの開発及びワクチンハザードを克服した経皮ナノワクチンの開発を目指す。
実時間動力学シミュレーションと複合現実を用いた手術支援システム

腹腔鏡手術は低侵襲で患者への負担が少ない反面,手術器具操作の自由度が制限される,器具から受ける力を術者が感じにくい,カメラに死角が存在する,出血時の止血が難しい,などの理由により高度な手術手技が要求される.本研究は,腹腔鏡手術中のヒューマンエラーを未然に防ぎ,安全性を高めつつ手術を容易にする手術支援システムを開発することを目的とする.この目的の達成のために,研究開発項目を大きく,1手術支援システムの開発,2アニマル実験での手術支援システムの評価,に分け,小課題として,1-1手術手技の定量的評価法の確立,1-2医用画像からの臓器モデル自動生成法の確立,1-3臓器変形・発生応力実時間推定,1-4臓器プロジェクションマッピング,2-1アニマル実験での手術手技の記録と解析,2-2臓器変形,発生応力実時間推定の実験・評価,2-3手術支援システムの評価・検証,を設けた.平成30年度は1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 2-1の小課題に取り組んだ.課題1-1, 2-1では,赤外線反射マーカーを取り付けた腹腔鏡手術器具(把持鉗子,はさみ鉗子,持針器,血管用クリップ結紮器)を用いて,40名の泌尿器科外科医(そのうち泌尿器腹腔鏡技術認定医は9名)および5名の医学生にブタ臓器を用いたリンパ節郭清と腎実質縫合を行ってもらい,熟練医師と初学者で,どのような指標で有意差が生じるのかを解析した.課題1-2,1-3では,医用画像から臓器の有限要素モデルを「埋め込み」と呼ばれる手法で半自動的に生成する手法を開発し,その臓器有限要素モデルを用いて模擬手術での反力と変形を実時間で計算するシミュレーション技法を開発した.課題1-4では,実時間手術シミュレーションで予測した臓器の状態を実際の患者に投影して表示する技術の開発に取り組んだ.腹腔鏡手術の支援を行うためには,手術器具の動きから現在医師が行っている手術を推定する必要があるが,手術器具に簡単に取り付け可能なマーカー冶具の開発により手術中の器具の動き,交換作業を計測することが可能となった.また,合計45人の泌尿器科医の模擬手術を計測,数値化することにより,医師の技量を定量的に評価する目途が立った.この成果は,査読付き国際会議論文として投稿中である.そのほか関連技術に関して2018年度中に3件の査読付き国際会議で発表を行い,1件の査読付き国際会議に論文を投稿中であるなど,期待した成果が得られている.2018年度は45名の泌尿器科外科医にブタ臓器を用いたリンパ節郭清と腎実質縫合の模擬手術を行ってもらったが,この模擬手術を対象に,実時間手術シミュレーションを行い,医師の手術に対する臓器の変形・切断・剥離を推定し,その推定結果を模擬手術中のブタ臓器に重畳表示を行うことを2019年度の目標とする.2020年度,2021年度では腹腔鏡手術の対象となることが多い肝臓,胆嚢,膵臓および腹部周辺の臓器モデルを用いて,マーカー付き手術器具による医師の操作から臓器の変形,発生応力を実時間推定し,手術者に提示するシステムとして完成させる.腹腔鏡手術は低侵襲で患者への負担が少ない反面,手術器具操作の自由度が制限される,器具から受ける力を術者が感じにくい,カメラに死角が存在する,出血時の止血が難しい,などの理由により高度な手術手技が要求される.本研究は,腹腔鏡手術中のヒューマンエラーを未然に防ぎ,安全性を高めつつ手術を容易にする手術支援システムを開発することを目的とする.この目的の達成のために,研究開発項目を大きく,1手術支援システムの開発,2アニマル実験での手術支援システムの評価,に分け,小課題として,1-1手術手技の定量的評価法の確立,1-2医用画像からの臓器モデル自動生成法の確立,1-3臓器変形・発生応力実時間推定,1-4臓器プロジェクションマッピング,2-1アニマル実験での手術手技の記録と解析,2-2臓器変形,発生応力実時間推定の実験・評価,2-3手術支援システムの評価・検証,を設けた.平成30年度は1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 2-1の小課題に取り組んだ.課題1-1, 2-1では,赤外線反射マーカーを取り付けた腹腔鏡手術器具(把持鉗子,はさみ鉗子,持針器,血管用クリップ結紮器)を用いて,40名の泌尿器科外科医(そのうち泌尿器腹腔鏡技術認定医は9名)および5名の医学生にブタ臓器を用いたリンパ節郭清と腎実質縫合を行ってもらい,熟練医師と初学者で,どのような指標で有意差が生じるのかを解析した.課題1-2,1-3では,医用画像から臓器の有限要素モデルを「埋め込み」と呼ばれる手法で半自動的に生成する手法を開発し,その臓器有限要素モデルを用いて模擬手術での反力と変形を実時間で計算するシミュレーション技法を開発した.課題1-4では,実時間手術シミュレーションで予測した臓器の状態を実際の患者に投影して表示する技術の開発に取り組んだ.腹腔鏡手術の支援を行うためには,手術器具の動きから現在医師が行っている手術を推定する必要があるが,手術器具に簡単に取り付け可能なマーカー冶具の開発により手術中の器具の動き,交換作業を計測することが可能となった.また,合計45人の泌尿器科医の模擬手術を計測,数値化することにより,医師の技量を定量的に評価する目途が立った.この成果は,査読付き国際会議論文として投稿中である.

そのほか関連技術に関して2018年度中に3件の査読付き国際会議で発表を行い,1件の査読付き国際会議に論文を投稿中であるなど,期待した成果が得られている.2018年度は45名の泌尿器科外科医にブタ臓器を用いたリンパ節郭清と腎実質縫合の模擬手術を行ってもらったが,この模擬手術を対象に,実時間手術シミュレーションを行い,医師の手術に対する臓器の変形・切断・剥離を推定し,その推定結果を模擬手術中のブタ臓器に重畳表示を行うことを2019年度の目標とする.2020年度,2021年度では腹腔鏡手術の対象となることが多い肝臓,胆嚢,膵臓および腹部周辺の臓器モデルを用いて,マーカー付き手術器具による医師の操作から臓器の変形,発生応力を実時間推定し,手術者に提示するシステムとして完成させる.
A-GTRによる唇顎口蓋裂の破裂縁組織延長

【材料の選定】(1)伸展拡大用の金属メッシュ:市販医療材料を転用(L社製ほか)=ランダム型と丸穴型を用いた。組織の性質や厚み、拡大の範囲に適した選定の条件を検討した。メッシュの緻密性については、肉芽組織の侵入を生ずることなく、加えて、口腔粘膜組織の血行障害を回避できる要件はメッシュの形態ではなく拡大速度が速くなるほどメッシュ孔からの繊維組織の侵入が増す傾向が確認された。(2)延長用スクリュー:市販医療材料を転用(L社製)=歯科用(歯槽骨延長用)のものを使用することにより、実験の目的に適合する進展が可能だった。(3)延長速度の決定:一日一回0.05、0.1、0.15、0.2を検討した。遅い方が線維性の組織の形成が最少に抑えられ、0.1mmが最良の骨形成をもたらすと共に、歯肉の欠損を生じないことが観察された。骨質は皮質骨に類似する形態の骨が新生した。【実験動物種の妥当性】今回用いたラットは頭蓋の大きさはメッシュ孔に対して小さく将来は比較的大きめの動物種に移行して歯肉組織に被覆される骨面を使用する必要が示された。【結論】GTRは骨表面に添加性の骨を新生した。現時点で使用した材料の制約から拡大速度に見合ったメッシュ緻密度と拡大伸展速度が必ずしも最適であったとはいえないが、新生骨の所見は将来的にGTRの調節性をもたらす手法としての可能性を示唆するものといえる。専用の機材を用いた次段階の試験の必要性がある。【ラット頭頂骨を用いたA-GTR予備実験】麻酔(イソフルレン吸入)下にA-GTRデバイス(チタンランダムメッシュ+歯槽骨用ディストラクションデバイスの進展スクリューとナット)を頭頂骨の骨膜下に埋入した。伸展スクリューは頭皮上に3mm露出させた。治癒待機時間1週間の後に緩速拡大を開始した(グループA:0.25mm/回、グループB:0.5mm/回)。延長は4日に1回、延長距離は2mmまでとした。【結果】グループAおよびBともに皮膚の欠損によるプレートの露出は生じなかった。被覆皮膚色に異常は認められなかった。いずれもメッシュ下面に接する骨に肥厚を生じていた。拡大速度の違う2グループで骨質の厚みは肉限的に同等であったが、組織学的にはグループBでは形成骨の間にあるいは表層に線維性の組織の介在が多く認められた。【考察】拡大距離によって増生骨範囲の体積に違いはなかったが、骨密度という点では緩徐な拡大が効果的であることが組織学的に示唆された。拡大可能な距離については、今回は2mmまでの拡大にとどめているが、メッシュ下面までに新生骨が接近していれば、表皮の欠損を生じない範囲で拡大量の増加は可能であると考えられた。【今後の方針と検討項目】延長過程に生ずる組織変化の動態の観察(PCNA免疫組織染色)、マイクロCTによる形成骨量の解析、家兎を用いた粘膜被覆部の骨延長の試み、計画する。
心筋虚血再潅流障害における特異的遺伝子発現からみた心筋保護の研究-特に高齢心筋・病的心筋における虚血応答分子メカニズムについて-

高齢日本白ウサギ(年齢3歳以上)の摘出心を心灌流装置(ランゲンドルフ灌流装置)にて灌流した後、30分間の虚血再灌流を行い心筋保護液の効果について検討を行った結果、心筋保護液投与群ではほぼ100%の心機能の回復がみられたのに対し、心筋保護液非投与群では心機能の回復の低下を認めた。再灌流障害の結果として心筋細胞のアポトーシスがみられるかどうかを検討するために、組織切片上でend nick labelling法(以下TUNEL法)を用いたが、結果は虚血及虚血再灌流の両群においてもアポトーシスは検出できなかった。Free radicalは老化や虚血再灌流の際の細胞障害の重要な因子と考えられており、また細胞核に直接働いてDNA fragmentationを起こすとされている。心筋細胞はミトコンドリア豊富な細胞であるため、再灌流時には大量のfree radicalが産生されると考えられる。そこで、成熟日本白ウサギの冠動脈左前下行枝の結紮による局所的虚血再灌流モデルを作成し、end nick labelling法(TUNEL法)によるアポトーシスの発生を検討した結果、虚血再灌流モデルでは、15分以上の虚血時間でTUNEL法陽性の心筋細胞が認められた。以上より、TUNEL法を用いることで早期の虚血再灌流障害の検出が可能であり、心筋保護効果の判定に有用と考えられた。心筋保護に関する研究は対象として主に幼若心あるいは成人正常心を用いたものが多く,病的心や高齢心を用いた研究は希有であり、我々の研究を通じて、心筋障害を助長するものか否かを検討してきた。実験モデルとして、高齢日本白ウサギ(年齢3歳以上)の摘出心を心灌流装置(ランゲンドルフ灌流装置)にて灌流した後、虚血再灌流を行い心筋保護液の効果について検討を行った。研究には虚血時間(30分)再灌流時間(30分)のプロトコールで行い、効果の判定には心機能の改善率を指標とした結果、心筋保護液投与群ではほぼ100%の心機能の回復がみられたのに対し、心筋保護液非投与群では心機能の回復の低下を認めた。現在までの我々の研究成果より高齢心においては虚血耐性が低下しその原因として心筋細胞の核DNAにおけるfragmentationを報告してきた。そこで今回は再灌流障害の結果として心筋細胞のアポトーシスがみられるかどうかを検討するために、組織切片上でend nick labelling法(以下TUNEL法)を用いてアポトーシスを検出することとしたが、結果は虚血及虚血再灌流の両群においてもアポトーシスは検出できなかった。しかし、冠動脈結紮によるregional ischemiaではTUNEL法により同部のアポトーシスの出現が確認されており、電気泳動法とTUNEL法自体のsensitivityの相違と考えていおり、現在、TUNEL法を用いて心筋虚血再灌流による心筋アポトーシスの出現の再現性を検討中にある。Free redicalは老化や虚血再潅流の際の細胞障害の重要な因子と考えられており、また細胞核に直接働いてDNA fragmentationを起こすとされている。心筋細胞はミトコンドリア豊富な細胞であるため、再潅流時には大量のfree radicalが産生されると考えられる。品質液潅流実験で虚血によるアポトーシスの検出が困難であったため、血液潅流実験を行うことでより大量のfree radicalが生じさせ、DNA fragmentationを起こし、実験的検討を行った。成熟日本白ウサギを全身麻酔下に開胸し、冠動脈左前下行枝の結紮により局所的虚血再潅流モデルを作成し、end nick labelling法(TUNEL法)によるアポトーシスの発生を検討した。その結果、1)虚血再潅流モデルにおいて、再潅流2時間としてアポトーシスの発生におよぼす虚血時間の影響を検討したところ、15分以上の虚血時間でTUNEL法陽性の心筋細胞が認められた。

2)虚血時間30分で再潅流時間のアポトーシス発生に及ぼす影響をみたところ、30分の再潅流によりTUNEL法陽性の心筋細胞が認められた。3)再潅流を行わず、虚血のみでアポトーシスが発生するかを検討したところ、120分虚血でTUNEL法陽性の心筋細胞が認められた。以上より、TUNEL法を用いることで早朝の虚血再潅流障害の検出が可能であり、心筋保護効果の判定に有用と考えられた。
パラジウム膜反応器内の物質移動解析と反応器設計

脱水素反応は可逆反応であり、その反応成績は熱力学的平衡によって制限される。いま、反応系内から水素のみを分子選択的に除去し得れば、平衡上の制約条件が解除され、反応の効率化が促進される。こうした目的で、水素のみを選択的に透過するパラジウム及びその合金に注目し、反応器内にパラジウム膜を設置する、パラジウム膜反応器が注目されている。本研究は、脱水素反応における平衡制約条件を解除し、高効率反応系を実現するためのパラジウム膜反応器の設計にかかわる化学工学的基礎指針を提案することを目的とする。昨年度はセラミック膜に銀-パラジウム合金を無電解メッキした複合膜反応器について、実用条件を考慮した反応システムを試作した。水素透過特性についての基礎的な知見を得るため、水素透過実験を行い、コンピュータシミュレーションにより理論との一致を検証した。これらの知見を基に、新しい膜反応器への展開を試みた。特定分子を原料として供給する方向への拡張を行い、MCFC型膜反応器の可能性を示唆した。本年度は、反応工学的観点から、あらたにトータルな反応装置としての総合的評価を加えた設計指針を提案する.このため反応器の最適操作条件を決定するための物質移動の詳細な解析と膜反応器に必要な触媒の設計要件について検討を行うとともに、新しい反応器の提案を行った。1セラミックス緻密層を持つ、パラジウム-セラミックス複合膜の水素透過特性の解析を行い、緻密層の水素の拡散抵抗を考慮することで、水素分圧依存性や、透過の方向依存性を解明した。2膜反応器内では半径方向の水素の拡散が問題となることを指摘し、触媒層内に整流板を設置することで、これらの影響を抑制する新しい反応器を提案した。3膜反応器の特殊性を考慮し、低温、低スチーム量でも動作するエチルベンゼン脱水素触媒の選択を行った。2以上の知見をもとに、PSA反応器やMCFC反応器など特定分子の除去や供給を行うための新しい反応器の提案を行った。前者は水素吸蔵材量と触媒のハイブリッド化、後者は電極触媒の設計を中心に検討した。しかし、膜の透過性能の向上に比べ、反応器としての実用化は進んでいないのが現状である。従来、膜の無機化学的性質を向上させることを中心とした検討が主であったが、本研究では、反応工学的観点から、あらたにトータルな反応装置としての総合的評価を加えた設計指針を提案する。このため反応器の最適操作条件を決定するための物質移動解析を中心に検討を行った。またこの考え方を応用して、新しい型の膜反応器設計に展開するための検討を併せて行い、特定原料供給型反応器の可能性を提案する。1セラミック膜に銀一パラジウム合金を無電解メッキした複合膜反応器について、実用条件を考慮した反応システムを試作した。反応速度と水素透過速度のバランスをとりやすいよう、パラジウム管を内管とし、任意の大きさの外管を採用し内管と外管の隙間部分に触媒を充填する外部充填式とした。2当該パラジウム膜の水素透過特性についての基礎的な知見を得るため、水素透過実験を行った。コンピュータシミュレーションを行い理論との一致を検証するとともに、さらに効率的な反応器設計の指針を提案した。3上記の膜反応器に対する知見を基に、新しい膜反応器への展開を試みた。特定分子を原料として供給する考え方へと発展させることで、MCFC型膜反応器の可能性を示唆することができた。

2膜反応器内では半径方向の水素の拡散が問題となることを指摘し、触媒層内に整流板を設置することで、これらの影響を抑制する新しい反応器を提案した。3膜反応器の特殊性を考慮し、低温、低スチーム量でも動作するエチルベンゼン脱水素触媒の選択を行った。2以上の知見をもとに、PSA反応器やMCFC反応器など特定分子の除去や供給を行うための新しい反応器の提案を行った。前者は水素吸蔵材量と触媒のハイブリッド化、後者は電極触媒の設計を中心に検討した。
近世以降の都市河川災害の実相と対応策の変遷(鹿児島とフィレンツェ)

本研究は、平成5年8月の鹿児島市における都市河川災害を念頭に置いて、日本(鹿児島)とイタリア(フィレンツェ)の河川災害の様相の解明を試みたものである。1)鹿児島の市街地変遷過程と河川行政策の変遷小山田は、これまで蓄積した都市地図中心の資料をもとに、鹿児島の市街地の変遷過程を捉え、近世初期までの河川の度重なる氾濫が、大規模な河道の移転・固定・改修をもたらした。その結果、河道が近世中期にほぼ固定したことを明らかにし、以来、基本的に変化のない川筋に規定されて現代の都市化が進展した。そこに、今次の河川災害の主因があることもまた指摘している.続けて、これまでの日本の河川行政の変遷を、主として治水関連文献と建設白書を参考に調査し、都市河川災害対策が、昭和50年代から主要な目標となり、河川行政のみによらない地方自治体との協力によるリスク分散の手法である「総合治水」にその施策の重点が移行していることを指摘する.2)鹿児島の水害履歴調査と近代以前の河川対策揚村は、主として歴史資料を中心にして鹿児島の水害履歴を調査し、近世までの水害履歴の頻度を述べ、近世以降ではとくに都市開発の始まる昭和40年代から都市型水害が顕著にみられるようになったことを指摘している.3)フィレンツェの水害履歴と河川対策に関する資料収集フィレンツェを貫流するアルノ河に関しての水害履歴の資料により13c20c間の大洪水の頻度を知ることが出来、また、1177年から1761に至る月々の洪水の発生回数を記録した記録もあり、災害の防止に対しては、都市及び水源上流域の扱いにたいする森林水理学者の意見の記述がある。。一方、フィレンツェ国立文書館とトスカナ州文書館は、この1966年の洪水による文化財の損害調査記録を出版している。4)総合評価小山田が指摘した河川行政の「総合治水」への移行が、鹿児島に於いては多方面にリスクを分担させる方法として都市の安全対策としては扱われなかった.河川行政が都市の安全対策の中心課題に成り得なかったのは、依然として都市河川を土木(河川・治水)予算の発動としてしか捉えられていなかったことにその主要因があろうと結論した.本研究は、平成5年8月の鹿児島市における都市河川災害を念頭に置いて、日本(鹿児島)とイタリア(フィレンツェ)の河川災害の様相の解明を試みたものである。。4)総合評価小山田が指摘した河川行政の「総合治水」への移行が、鹿児島に於いては多方面にリスクを分担させる方法として都市の安全対策としては扱われなかった.河川行政が都市の安全対策の中心課題に成り得なかったのは、依然として都市河川を土木(河川・治水)予算の発動としてしか捉えられていなかったことにその主要因があろうと結論した.
脳磁図,近赤外線分光法を用いたニオイ刺激時の脳活動の計測

におい刺激時における脳活動の変化とその局在を近赤外線分光法および脳磁図を用いて観察するために,それぞれ専用のにおい刺激装置を作成し,嗅覚正常者を対象として観察を行った。近赤外線分光法を用いた観察では,におい刺激により主に前頭葉を中心とした血流増加が観察された。一方,脳磁図を用いた観察では,におい刺激時と非刺激時との間に高速フーリエ変換による解析で有意な差は確認できなかった。人間の嗅覚機能を他覚的に評価することは容易ではない。その結果,嗅覚障害を訴える患者に対して,適切な診断を下すのに苦慮することがしばしばある。今回の研究では,脳磁図,近赤外線分光法など脳機能を他覚的に評価することが可能な機器を用い,人の嗅覚機能を測定することが可能となるか検討した。過去の研究において,ニオイ刺激装置を開発したが,今回の脳磁計による測定の場合,機器自体が持つ磁気への配慮,閉鎖空間におけるニオイガス発生装置の安全性などから,新たな刺激装置が必要であり,今年度は刺激装置の開発に日時を費やした。その結果,臭気判定用の気体採取具Flek-Samplerにニオイ物質を入れ,パーソナルコンピューターによる電磁弁の制御でニオイガスを出すことにより,時間的にも濃度的にも安定したニオイの刺激を行うことが可能となった。その安定性は,被検者を用いた官能試験において証明された。また,共同研究者の志賀は,嗅覚経路の連続性を可視化する目的で,アイソトープを鼻腔内に投与し,頭蓋内の嗅覚中枢への移行をSPECT/CTを用いて観察した。その結果,鼻腔に投与したアイソトープが,嗅覚系の一次中枢である嗅球へ集積することが証明された。(未発表)次年度はこれらの結果を踏まえて,ニオイ刺激時の脳活動を近赤外線分光法,脳磁図,さらには機能的核磁気共鳴画像なども用いて観察する予定である。また,正常者を用いて適切な刺激条件と測定条件がわかった後に,嗅覚障害者による検討も行う予定である。嗅覚機能を他覚的に評価する方法には、機能的MRI、脳磁図、ニオイ刺激誘発脳波計測などいくつかの方法が示されているが、その使用は実験室レベルにとどまり、実際の臨床ではまだ用いられていない。脳磁図は有力な測定方法ではあるものの、設備そのものが国内でも多くはなく、その使用には限度がある。近赤外線分光法に関して、その測定機器は急速に普及し、臨床でも用いられるようになってきた。しかし、ニオイ刺激時の本法による中枢での反応はいまだ確定されていない。今回の研究では、臨床で使用可能なニオイ刺激装置を作成し、脳磁図と近赤外線分光法と両方を行って、将来的には近赤外線分光法により嗅覚の他覚的検査法となりえるか検討するものである。前年度には脳磁計測に適したニオイ刺激装置を作製した。今年度は、その刺激装置を用いて、嗅覚正常な対照を用いて脳磁計測を行った。その結果、作製したニオイ刺激装置は脳磁計測にも十分に使用可能なものであることが判明した。現在、嗅覚正常者に対するニオイ刺激時の脳磁計測例を増やすとともに、その結果の解析を行っている。この結果をもとに、次年度は近赤外線分光法と脳磁計測を同一人に行うことにより、より臨床での使用可能なものに近付ける予定である。また、ニオイ刺激法として、カード式同定機能測定装置(OpenEssence)が使用可能かどうかも併せて検討中である。嗅覚障害の他覚的診断法の開発を目指して,脳磁計測,近赤外線分光法計測によるニオイ刺激時の脳の変化の観察を行った。脳磁計測にあたっては,磁場に影響を及ぼさない刺激装置を作製した。室外に設置した臭気発生装置から測定機器のある室内へニオイを送り込むため,長いチューブが必要となり,測定はニオイ刺激のON-OFFによる反応ではなく,刺激時の一定時間と非刺激時の一定時間との反応の違いを見ることとなった。嗅覚正常者を用いた脳磁測定では,ニオイあり/なしの時間帯でFFTにて各周波数帯を確認したが,大きな差異は確認できなかったものの,一部の被験者で,においありのβ帯域でわずかに反応らしい違いがありそうな部位があった。しかし,反応があったのは頭頂部と後頭部であり,本来の嗅覚中枢とは異なる部位であった。また,正常対象でも個体による差が見られた。大脳嗅覚野は眼窩前頭皮質ならびに島皮質あると言われているが,同部での反応は得られなかった。これは,脳磁計測,近赤外線分光法ともに同部をはじめとする,脳の底部の反応測定に不向きであることが理由として考えられる。本研究により測定機器に影響を及ぼすことなく他覚的診断に用いることができるニオイ刺激装置が完成し,ニオイ物質さえあれば今後も使用可能であることから,脳磁計測,近赤外線分光法に限らず,嗅覚をはじめとするニオイに関する臨床研究に幅広く活用できるようになったという点で意義のあるものと思われる。
転写メディエーターによる血球分化の制御とその破綻

メディエーターはDNA結合転写因子とRNAポリメラーを架橋する基本的な転写共役複合体である。サブユニットのMED1は転写因子GATA1を活性化し赤芽球分化を誘導する。本研究ではGATA1からMED1へのシグナルを検討した。GATA1結合領域を含まないMED1の断片によりGATA1が活性化し赤芽球分化が進むことから、MED1はGATA1と直接結合せずともシグナルを受け取る。私達はそのバイパスとしてCCAR1とCoCoAのペアを同定した。本研究により、GATA1の転写活性化の機序に、GATA1とMED1が直接結合する経路とCoCoAとCCAR1がバイパスする経路が存在することが明らかとなった。私はこれまでに、私達が発見したRNAポリメラーゼIIホロ酵素の構成成分である基本的転写共役複合体メディエーターが核内受容体を介する特異的な顆粒球・単球分化を担うことを報告した。本研究は、血球分化の転写制御のうちこれまで顧みられてこなかった転写因子後の核内シグナル伝達に注目し、GATA群など別のDNA結合転写因子によるメディエーターを介する血球分化を加えて、血球分化の転写制御でメディエーターが直接介在する経路とその間のバイパス経路の存在、即ちヒストン修飾以外にもDNA結合転写因子後のRNA転写までの核内シグナル制御機構の多様性により微妙な恒常性維持を可能にする機序が存在することを実証しようとするものである。24年度は研究計画に従い、K562赤白血病細胞のGATA1誘導性赤芽球分化において、MED1とGATA1が直接結合しなくとも、これらの結合をバイパスする分子として、先にエストロゲン受容体とMED1との間をバイパスする分子として同定されたCCAR1を同定した。また、CCAR1とペアを作る分子として知られているCoCoAについても調べたところ、CoCoA存在下でこれらの結合がさらに強固になることがわかった。これらの結合様式を調べたところ、GATA1がMED1分子の中ほどのドメインと結合する他にCCAR1とCoCoAにも結合し、CCAR1がMED1のN端に結合し、CoCoAがCCAR1と結合することかわかり、またその結合ドメインと結合様式を示すことができた。γグロビンプロモーターを用いた検討で、CCAR1やCoCoAがGATA1誘導性かつMED1のN端依存性の転写を強力に増強することが証明された。以上のように、CCAR1・CoCoAペアがGATA1とMED1をバイパスしうることが示され、これをもとにGATA1後の核内シグナルの多様性についてのモデルを構築しつつある。RNAポリメラーゼIIホロ酵素複合体を構成する基本的コファクター複合体メディエーターは、転写開始時に前イニシエーション複合体の構成を誘導し全転写に必須である一方で、そのサブユニット構造により特異性を併せ持つ。MED1サブユニットは核内受容体やGATA1の特異的コアクチベーターとして、細胞の増殖・分化・恒常性維持に重要な役割を持つ。私はこれまでに、MED1がレチノイン酸受容体を介する好中球分化やビタミンD受容体を介する単球分化を誘導することを証明した。同様に、GATA1誘導性の赤芽球分化にMED1がいかに関与するかを検討した。前年度までに、GATA1とMED1が直接結合する他に、これらを物理的にバイパスする経路の存在を予測し、エストロゲン受容体のバイパスとして知られるCCAR1とCoCoAがこれを担う可能性を指摘した。今年度は、実際にCCAR1やCoCoAが赤芽球分化に従ってGATA1標的遺伝子の発現を担うのかを分子細胞生物学的に検討した。K562赤芽球性白血病細胞をモデルに用い、分化を誘導した際にγグロビンプロモーターに転写因子がリクルートされる様式をChIPアッセイを用いて経時的に検討したところ、1日以内にはGATA1の増加はなくとも12時間以後にCCAR1やCoCoA、MED1のリクルートが増加した。2日目以後にはGATA1の占有が増加し、それに伴って他のコファクターの占有がさらに増加した。GATA1をノックダウンして同様の実験を行うと、上記コファクターの占有は著明に減少した。以上のことより、CCAR1やCoCoAおよびMED1はGATA1をプラットフォームとしてGATA1標的遺伝子プロモーターにリクルートされること、これらが転写活性化に実際に寄与することおよびそのメカニズムが明らかになった。私は、私達が発見したRNAポリメラーゼIIホロ酵素の構成成分である基本的転写共役複合体メディエーターが核内受容体を介する特異的な顆粒球・単球分化を担うことをこれまでに報告した。

本研究は、GATA群やC/EBP群など新たなDNA結合転写因子によるメディエーターを介する血球分化を加えて、血球分化の転写制御でメディエーターが直接介在する経路とその間のバイパス経路の存在、即ちヒストン修飾以外にもDNA結合転写因子後のRNA転写までの核内シグナル制御機構の多様性により微妙な恒常性維持を可能にする機序を実証する。本研究は、血球分化の転写制御のうちこれまで顧みられてこなかった転写因子後の核内シグナル伝達の全容を解明し、その破綻としての急性白血病や骨髄異形成症候群の病態の解明と分子診断に寄与することを目的とする。メディエーターは基本転写因子の性質の他、サブユニット構造による特異性が細胞の特異的な分化・増殖・恒常性維持に決定的な役割を担い、中でもMED1/TRAP220サブユニットは核内受容体やGATA群などのコアクチベーターとして極めて重要な特異的・生理的役割を果たす。メディエーターは特に造血組織において造血の鍵になるコファクターであること、すなわち造血細胞においては各種造血前駆細胞の分化・成熟に、造血ニッチにおいては造血微小環境への造血幹・前駆細胞支持のシグナルの萌出に、重要な役割を果たすことが明らかになりつつある。23年度は研究計画に則り、K562赤白血病細胞のGATA1誘導性赤芽球分化におけるMED1依存性を示し、またMED1とGATA1の結合のバイパス分子を同定してその分子機序の解析を進めた。また、GATA1が関与する代表的なプロモーターとして、γグロビンプロモーターの解析を行った。その結果、転写因子後の核内シグナルの多様性についてのモデルを得ることができた。GATA1とMED1をバイパスする分子群を同定し、GATA1による転写活性化の機序の多様性を世界で初めて示すことができた。GATA1は血球分化のマスター転写因子であることから、この成果の学問的意義が大きいと考えられる。当初の計画どおり、K562赤白血病細胞のGATA1誘導性赤芽球分化におけるMED1依存性を示し、またMED1とGATA1の結合のバイパス分子を同定してその分子機序の解析を進めることができた。また、GATA1が関与する代表的なプロモーターとして、γグロビンプロモーターの解析を行うことができた。GATA1による転写活性化の新しいバイパス経路の詳細な分子メカニズムを詰めて論文をしてまとめるほか、個体レベルでこれを証明するために、新しいモデルマウスの開発と解析を進めていく。赤芽球分化におけるMED1の役割を詰める一方、当初の計画に従って新たな遺伝子改変マウスの作成をすすめ、その解析を行う。また、リンパ球分化におけるメディエーターの役割についての解析を開始する。24年度末に61,408円の残余があったが、24年1月初旬に海外発注したバキュロウイルス作製システムが年度内に納入されなかったためである。同システムは特殊な系であって、製造元が規格にかなう商品の作製に手間取っている模様である。そこで、本研究費は基金化されたことから、この部分の消耗品費を次年度に繰り越すことにした。したがって、この繰越金は次年度予算のうち消耗品(試薬)に充てる予定である。23年度末に5260円という端数の残余があった。
スマートスタックによるペロブスカイト/結晶Siタンデム太陽電池の実現

本研究では、金属ナノ粒子配列を用いた接合技術「スマートスタック」により、トップにペロブスカイト太陽電池、ボトムに結晶シリコン太陽電池を用いたタンデム型太陽電池を作製し、良好なデバイス特性を確認することを目的としている。本年度は、スマートスタック条件の検討を行った。ペロブスカイト太陽電池はITO基板上に製膜されるため、まずはITOと結晶シリコン間でのスマートスタックを検討した。標準的なスマートスタック条件(室温、荷重5ニュートン程度)では接合させることは困難であったため、接合界面に極薄の酸化物層やポリマー層を介在させることを試みた。結果としては、極薄ポリマー層を導入した場合において、ITOと結晶シリコン間における接合が達成できることが確認できた。すなわち、スマートスタック技術を適用することによりITOを受光面電極とする結晶シリコン太陽電池を作製することに成功した。また、ペロブスカイト太陽電池は空気中ではデバイス特性が短時間のうちに劣化することが知られているため、特性評価の際には不活性ガス置換されたカプセル冶具を用いる必要がある。これまでは既存の(ペロブスカイト太陽電池単体用の)測定カプセル冶具にサポート基板を適用することでタンデム太陽電池の評価を試みていたが、測定の再現性の観点から課題があることが明らかとなった。そこで本年度、測定カプセルの改良を行った。サポート基板を用いることなく、タンデム太陽電池を測定することが可能となった。本年度中にペロブスカイト/Siのタンデム化を実証する予定であったが、ペロブスカイト太陽電池の安定的作製に時間を要しており、十分な試行が得られていないため。ペロブスカイト太陽電池が安定的に作製できるための条件出し等をできるだけ早期に行い、タンデム化を実証する。本年度(初年度)は、まず必要となる結晶シリコン太陽電池の作製に注力した。ペロブスカイト太陽電池の極性は上/下=+/ーであるため、結晶シリコン太陽電池も同様の極性構造を有する必要があった。そこでn型結晶シリコン基板を用い、表面にホウ素をドープ、裏面にリンをドープすることによりp+nn+型結晶シリコン太陽電池を作製した。単体セルとして外部量子効率測定を行った結果、タンデム時にはボトムセルとして良好な特性が期待できる(特に長波長領域において高い外部量子効率を有している)ことが確認できた。また、一般にペロブスカイト太陽電池は湿気や酸素等存在下ではデバイス特性が短時間のうちに劣化することが知られているため、デバイス作製ならびに特性評価の際には不活性ガス等で制御された雰囲気下で行われる必要がある。我々も(評価の際には)特殊なカプセル型冶具を用いて行うことを当初から想定しており、したがって作製するタンデム型太陽電池もこのようなセットアップに適合できるような工夫が求められた。そこでタンデム型太陽電池用サポート基板をデザインした。適切な電極配線等を持たせることにより、既存のカプセル型評価用冶具へも適用可能であることが確認できた。初年度はボトムセルの準備が終了し、トップセルは既存製法を適用する見込みのため、タンデム型太陽電池の実証に向けた要素は整えられた。したがって当初目標はほぼ達成したと考えている。タンデム型太陽電池を作製する環境は整っているため、早期に実行し問題点・課題を洗い出す。デバイス特性の観点のみならず、接合強度の観点からも評価を行う。光学シミュレーションも駆使した特性の解釈やフィードバックを行う。初年度での導入を検討していた装置(接合用雰囲気制御筐体など)の仕様決定に時間を要したためであり、次年度にずれこんで導入を行う予定。