hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カッティングスを用いた南海トラフ巨大分岐断層活動史の解明

(4)南海トラフで行った分岐断層上盤の発達史解明手法を陸上付加体に適用するため、美濃帯および四万十帯の過去の順序外衝上断層周囲の試料採取を行った。また、研究期間全体を通して得られた成果は以下の通りである。(5)南海トラフC0002地点での海底下約3000 mまでの被熱温度および砕屑性ジルコン年代を明らかにした。結果、分岐断層上盤に過去の分岐断層と推定される被熱温度および年代逆転をもたらす逆断層帯の存在が明らかになり、また、南海付加体上部では2 Ma以後の熊野海盆の形成に伴う沈降を反映して、断層上盤での大規模な物質の上昇は起こっていないことが判明した。地球深部探査船「ちきゅう」による南海トラフの現時点での最深部の掘削孔の、海底下約3000 mまでの最高被熱温度、および砕屑性ジルコンのウラン-鉛年代を約50-100 m間隔で測定した。これは現世沈み込み帯における世界初のデータセットであり、南海付加体と分岐断層の発達過程解明に重要な制約を与えるものである。結果、分岐断層上盤に、過去の分岐断層と推定される、被熱温度および年代逆転をもたらす逆断層帯の存在が明らかになり、また、南海付加体上部では200万年以後の熊野海盆の形成に伴う沈降を反映して、断層上盤での大規模な物質の上昇は起こっていないことが明らかになった。IODP第348次航海により採取された海底下3000mまでの試料の分析が軌道にのり、ルーチンを確立したためビトリナイト反射率分析が順調に進行した。年度初頭には海底下2000m以深では測定を行うのに十分な量のビトリナイト粒子が集められないことが懸念されたが、実際には測定可能な量のビトリナイト粒子が含まれていることが判明した。構造地質学海底下2000m以深の試料の一部は最高被熱温度100°Cを超えている可能性が示されたので、その試料を用いてアパタイトの分離を行い、フィッショントラック年代測定を試みる予定である。また、同時に比較のための陸上付加体の試料収集も進んでおり、ビトリナイト反射率とイライト結晶度を同一試料について測定し、結果を比較することで被熱温度-時間履歴の解明を目指す予定である。2012年度に行われたIODP第338次航海では、海底下3600 mまでの掘削が計画されていたものの、実際はトラブルにより2000 mまでしか掘削がなされなかった。その後、2013年度にIODP第348次航海が行われ、海底下3060 mまでの掘削・試料採取がなされた。得られた試料を慎重に解析したところ、第348次航海で得られたもののほうが試料の状態もよく鉛直方向の混合の度合いも低く、熱年代測定に適していることが判明した。これらの解析は第348次航海の終了を待たなければ行うことができず、そのために計画に若干の遅れが生じている。業者に外注する予定であったカッティングスからの測定試料分離作業の一部を、外注せず高知コアセンターで行ったため、外注費用が減った。ビトリナイト反射率測定はルーチンを確立したので、第348次航海で得られた試料を中心にデータを量産予定である。海底下約2500 m以深で砂の量比が減ることから、分析に十分な量のビトリナイトが得られない可能性があり、その場合には粘土鉱物のイライト結晶度分析から最高被熱温度を推定する予定である。アパタイト分離にかかる費用、および外部機関での分析のための出張旅費として使用予定である。2013年度にIODP第348次航海が行われ、海底下3060 mまでの掘削・試料採取がなされた。得られた試料の解析から、第348次航海で得られた試料のほうが第338次航海で得られたものよりも熱年代測定に適していることが判明した。この解析は第348次航海の終了を待たなければ行うことができなかったため、計画に若干の遅れが生じ、次年度使用額が発生した。カッティングスのビトリナイト反射率分析のための消耗品購入費、および外部機関で分析を行う際の出張旅費として使用する予定である。
gp130を介する情報伝達系(JAK-STAT系)の心筋細胞における機能解明

STAT3はインターロイキン-6(IL-6)サイトカインファミリーの受容体であるgp130の情報伝達系下流分子で、心臓、肝臓をはじめ種々の細胞で発現している。今回その機能を検討する為STAT3-Cdnaと変異STAT3-cDNAとを心筋特異的に高発現するトランスジェニックマウスを作製した(それぞれWT-TG、DN-TG)。WT-TGでは心筋肥大関連蛋白遺伝子((β-ミオシン重鎖(β-MHC)、心房利尿ホルモン(ANP)、並びにα-アクチン遺伝子))の過剰発現を認め、12週令で約20%の左室壁肥厚を認めた。又、ドキソルビシン(Dox)は心筋毒性を有し、拡張型心筋症様のドキソルビシン心筋症を誘導し早期に心不全死させることが知られている。Dox(15mg/kg)腹腔内投与にて10日目の生存率はコントロール(Cont)では25%に比し、WT-TGでは80%と著明に高いことが観察された。Dox投与後、Contではα-アクチン遺伝子発現の低下と心不全マーカーでもあるANP、β-MHC遺伝子発現の亢進を認めるがWT-TGでは変化を認めず心筋障害は軽度と考えられた。その機序としてDox投与後に関わらずWT-TGではSTAT3を介して収縮蛋白遺伝子発現が保たれる事、カルジオトロピン-I(CT-I)、ANP等の心筋保護因子発現が高い事等が考えられた。更に、STAT3を活性化するgp130刺激により心筋細胞において血管内皮増殖因子(VEGF)遺伝子の誘導がみられた。WT-TGの心筋ではVEGFの発現亢進が、DN-TGでは著明な発現低下がみられ、心筋のVEGF誘導にはこの系が重要な働きを及ぼすことが明らかとなった。以上から心不全や心筋虚血時に心筋から発現されるIL-6、CT-1によりSTAT3は血管形成の促進や細胞保護因子、心筋収縮蛋白発現の制御等を介し、幾重もの自己防衛機構に関与していることが明らかとなった。変異STAT3(DN-STAT3)と野生型STAT3 cDNA(WT-STAT3)を心筋特異モ-タ-に連結し、これらを高発現するトランスジェニックマウス(TG)をそれぞれ2ライン作製した。両TGにおいてSTAT3蛋白の発現は通常量の56倍以上認められたがDN-TGは出生例が少ないためWT-TGのみを検討した。WT-TGにおける心臓での肥大関連蛋白遺伝子(β-ミオシン重鎖、心房利尿ホルモン並びにα-アクチン遺伝子)の過剰発現を認め、12週令で約15%の左室壁肥厚を認めた。STAT3は他細胞で細胞保護に関与することが報告され、またドキソルビシン(DOX)は心筋細胞毒性を有する事が知られている。そこでWT-TGにおいてDOX投与での生命予後改善効果の有無につき検討した。DOX腹腔内投与(15mg/kg)にてコントロ-ル(Cont)では10日後の生存率27%に比し、WT-TGでは72%と生存率の改善を認めた。ContではDOX投与にてα-アクチン遺伝子は著名に減少するがWT-TGでは軽微であった。mitogen activated protein kinase familyは現在p38MAPK、JNKとERKの3種類が知られ、前2者は細胞障害誘導、ERKは細胞保護に関与すると考えられている。

DOX投与後ERK活性には差を認めなかったが、p38MAPK並びにSAPK活性はContでは上昇を見るが、WT-TGではほとんど上昇は見られなかった。以上よりDOX投与後にWT-TGにおける生命予後改善にはp38MAPK及びSAPK活性化の抑制が重要な機序の一つであることが示唆されJAK-STAT系-特にSTAT3を介する系-が心筋細胞障害抑制機構に関与していると考えられた。STAT3はインターロイキン-6(IL6)サイトカインファミリーの受容体であるgp130の情報伝達系下流分子で、心臓、肝臓をはじめ種々の細胞で発現している。今回その機能を検討する為STAT3-cDNAと変異STAT3-cDNAとを心筋特異的に高発現するトランスジェニックマウスを作製した(それぞれWT-TG、DN-TG)。WT-TGでは心筋肥大関連蛋白遺伝子((β-ミオシン重鎖(β-MHC)、心房利尿ホルモン(ANP)、並びにα-アクチン遺伝子))の過剰発現を認め、12週令で約20%の左室壁肥厚を認めた。又、ドキソルビシン(Dox)は心筋毒性を有し、拡張型心筋症様のドキソルビシン心筋症を誘導し早期に心不全死させることが知られている。Dox(15mg/kg)腹腔内投与にて10日目の生存率はコントロール(Cont)では25%に比し、WT-TGでは80%と著明に高いことが観察された。Dox投与後、Contではα-アクチン遺伝子発現の低下と心不全マーカーでもあるANP、β-MHC遺伝子発現の亢進を認めるがWT-TGでは変化を認めず心筋障害は軽度と考えられた。その機序としてDox投与後に関わらずWT-TGではSTAT3を介して収縮蛋白遺伝子発現が保たれる事、カルジオトロピン-I(CT-1)、ANP等の心筋保護因子発現が高い事等が考えられた。更に、STAT3を活性化するgp130刺激により心筋細胞において血管内皮増殖因子(VEGF)遺伝子の誘導がみられた。WT-TGの心筋ではVEGFの発現亢進が、DN-TGでは著明な発現低下がみられ、心筋のVEGF誘導にはこの系が重要な働きを及ぼすことが明らかとなった。以上から心不全や心筋虚血時に心筋から発現されるIL-6、CT-1によりSTAT3は血管形成の促進や細胞保護因子、心筋収縮蛋白発現の制御等を介し、幾重もの自己防御機構に関与していることが明らかとなった。
不斉求核触媒を用いる不斉合成

4-ピロリジノピリジン(PPY)に代表される求核触媒は水酸基のアシル化触媒としてよく知られているが、この他にもラクトン化などのC-O結合形成や多くのC-N、C-C結合形成を温和な条件下に触媒する。PPY型不斉求核触媒の開発ははこれら一連の反応の不斉触媒化を可能にし、常温、常圧で有効に働く環境調和型触媒的不斉プロセスにつながるものと期待される。本研究では我々が既に開発している不斉求核触媒CPPがアミノアルコール類の優れた不斉アシル化触媒となることを示した。またCPPによる不斉アシル化の機構を詳細に検討し、遷移状態での水素結合を基調とする新しい機構を明らかにした。この機構ではCPP触媒の特徴であるエナンチオ選択的な反応加速性をうまく説明することができる。L-プロリンから容易に誘導できるPPY型不斉求核触媒を開発した。本触媒はCPPと同様、活性部位であるピリジン窒素の近傍に不斉置換基を持たないにもかかわらず高度な不斉誘導を起こす。しかし本触媒はCPPとは異なり水素結合駆動ではなくπ-π相互作用を基調とした不斉誘導機構を持つ。この知見を元に2つの官能基側鎖を持つ新世代の不斉求核触媒を設計し、4-ヒドロキシ-L-プロリンを出発物質としてそのコンビナトリアル合成を行なった。2つの官能基側鎖の内ひとつはπ-π相互作用により基質の接近方向を制御し、もうひとつは基質の運搬や認識に関ると想定した。本触媒はメソージオール類の不斉非対称化において従来の触媒よりも優れた化学選択性とエナンチオ選択性を示した。またこれらの触媒を用いてアミノ酸混合物を基質とする配列特異的ペプチド結合形成を検討した結果、トリプトファンに特異性を示すという予備的知見を得た。代表的な求核触媒である4-ピロリジノピリジン(PPY)は水酸基のアシル化などの炭素-酸素結合形成をはじめ、種々の炭素-窒素、炭素-炭素結合形成を温和な条件下に触媒する。これら一連の反応の不斉触媒化を目的として筆者らはPPY型不斉求核触媒を開発した。本年度はこの触媒を用いたラセミ体アミノアルコール誘導体の速度論的光学分割を行った。数種の環状アミノアルコール誘導体の水酸基のアシル化を本触媒(5mol%)の存在下、酸無水物を用いて室温で行った。本反応の選択性は酸無水物に依存し、イソ酪酸無水物を用いた時にいずれの基質についても99%ee以上の光学活性体を得ることができた(変換率6473%、選択性S=1021)。また触媒量を0.5mol%としても同様に有効な速度論的光学分割が進行した。本触媒は酸無水物との結合によりinduced fit型構造変化を起こすため、高い触媒活性を損なうことなく、高度なエナンチオ選択性を発現するという特徴を持つ。速度論によるPPYとの触媒活性の比較を行ったところ、1)本触媒はPPYと同等以上のアシル化触媒能を持つ、2)エナンチオ選択性が基質特異的な加速性によって発現している、ことがわかった。今後、新しい不斉求核触媒の合成及びこれらの触媒を用いた種々の基質(アミド、α-アミノ酸)の速度論的光学分割やσ-対称ジカルボン酸の不斉ラクトン化を検討して行く。代表的な求核触媒である4-ピロリジノピリジン(PPY)を基本骨格しinduced fit機能を持つ不斉求核触媒を既に開発している。昨年度は本触媒がアミノアルコール類の速度論的分割に有効に作用することを見出した。本触媒は基質特異性が高くp-ジメチルアミノベンゾイル基を持つ基質においてのみ有効に働く。

本年度は基質特異性を任意にデザインすることを目的として、意図した基質に目的の反応を起こすことができる"基質適合型求核触媒"の開発を検討した。基本骨格に4-ヒドロキシプロリンを用い、その2-カルボキシル部に立体制御を行なう芳香族置換基を、4-ヒドロキシ部に基質認識を行なうアミノ酸誘導体を、プロリン窒素に活性中心となる4-ピリジル基を導入した。これらはいずれもアシル化触媒としての高い活性を示した。立体制御を行なう芳香族置換基の効果を検討するため、より単純化した系としてプロリンを基本骨格とし種々の芳香族アミドまたはエステル部を持つ不斉求核触媒を合成した。これらを用いた速度論的分割から、L-トリプトファンアミドが立体制御に優れた特性を示すことがわかった。そこでL-トリプトファンと4-ヒドロキシプロリンから成るアミドを基本骨格とし、4位に種々のアミノ酸側鎖を持つ不斉求核触媒を合成した。これらはアミノアルコール類の速度論的分割で比較的高い選択性を示した。現在、メソジオール類に適合した認識部位を持つ不斉求核触媒の設計、開発を行なっている。代表的な求核触媒である4-ピロリジノピリジン(PPY)を基本骨格とする不斉求核触媒を既に開発している。本年度はプロリン及び4-ヒドロキシプロリンを基本骨格とし、触媒部位にPPY構造を持つ種々の不斉求核触媒を設計、合成した。これらはいずれもアルコールのアシル化触媒として高い活性を示した。特にL-トリプトファンとL-プロリンから成る不斉求核触媒はラセミ体アルコールのアシル化による速度論的分割で高いエナンチオ選択性を示した。この不斉識別の機構を精査し、新たな不斉誘導メカニズムを提唱した。またこれらの触媒を用い、σ-対称ジオールカルボン酸のエナンチオトピックグループ選択的な環化反応による触媒的不斉ラクトン化反応を開発した。本反応は5、6員環ラクトン合成よりも7員環ラクトン合成において高いエナンチオ選択性を示す。さらにこれらの求核触媒をアミノ酸の縮合反応に適用したところ、トリプトファンとプロリンの縮合を特異的に加速することがわかった。即ちC末端アミノ酸15種類の混合物をカルボニル基を活性化したN末端アミノ酸と上記触媒存在下、競争的縮合反応に付すと、トリプトファンとプロリンを含むジペプチドが選択的に生成した。また4-ヒドロキシプロリンの水酸基にエステル結合を介して種々の基質認識側鎖を有する不斉求核触媒を合成した。これらはプロリンを出発物質として得た不斉求核触媒と類似の反応性と選択性を示した。
マダガスカルにおける中等教育拡大の再検討―就学から就業への移行に着目して―

本研究は、アフリカ地域における最貧国の一つであるマダガスカルを事例として、就学から就業への移行について、家庭状況、家族構成、ジェンダー、地域特性等を個別に照合しながら、国際的な潮流となっている中等教育拡大の妥当性を再検討することを目的とする。研究方法は、インタビューと参与観察を中心としつつも、コミュニティ単位で相対的にマクロな状況を把握するために、質問紙調査も行う。就学から就業への移行に焦点を当て、個別のケースを追い、どのように就学と就業が有機的に関連しているのか、中等教育を拡充することが農村コミュニティにとってどのようなインパクトをもたらすのかを明らかにする。
国際化時代に対応する発信型英語教育の観点から試みた英語スピーキングテストの開

本研究はスピーキングテスト開発に取り組んだものであり,9つの特性(語り,文法,発音など)がスピーキング能力を構成する妥当かつ弁別的要素であるかどうかを多特性・多方法(MTMM)法により明らかにすることを目的とした。研究結果は次の3点に集約できる。1.スピーキング能力においては直接コミュニケーション能力と半直接コミュニケーション能力は異なる能力であることがわかった。2.9つの特性は直接コミュニケーション能力と半直接コミュニケーション能力においてそれぞれ異なった働きをもつと考えられる。本質的には直接コミュニケーション能力の文法力と、半直接コミュニケーション能力の文法力とでは異なった特性をもっており、このことは9つの特性すべてにわたって同様のことがいえる。3.直接コミュニケーション能力と半直接コミュニケーション能力はいずれも他のものの代用によって測定されることのできないコミュニケーション能力全体の重要な部分を構成していることが明らかになった。従って,多肢選択テストや筆記テストのみならず,スピーキングテストにおいても直接テスト・半直接テストなど,できる限り多方面からの測定を行い,学生の能力の公平かつ正確な評価をすることが望まれる。今後の課題としてコンピュータを利用したComputeri2ed Adaptire Speaking Testのような簡易で正確なテストの開発も時代の要求となろう。本研究ではまずコミュニケーション論,及びテスト論などに関する文献研究を行い,理論背景をさぐった。次にTOEFL Research Report等の実証的先行研究の資料により現在までの分析方法に関する情報を入手した。以上のことを踏まえて,MTMM(多特性・多方法)分析のためのマトリックスを次にように作成しパイロットテストを実施した。多特性については9つの特性(文法・発音・流ちょうさ・理解・一貫性・内容・語り・対話能力・社会言語能力)を考え,また多方法に関しては3つの方法(ライティングテスト・インタヴューテスト・テープスピーキングテスト)を作成した。テストは大学生30名に実施し,それぞれのテストを最低2人以上の英語母国語話者(教員)に評価してもらった。テストの評価後これら9つの特性と3つの方法を相関係数,因子分析により分析検討した結果次のことが判明した。3つのテスト方法は言語能力の3つの能力つまりライティング能力,インタヴュー能力,テープスピーキング能力と限りなく類似している。また各方法に備わった各特性は3つの言語能力にそれぞれ固有のものである色彩が強い。言いかえれば,3つのそれぞれの能力は他の2つの能力と区別されうる独自の要因・要素を含んでいるため,例えば作文における文法の力はインタヴューの際の文法の力を必ずしも正確に示してくれないといえるのではないかということである。本研究はパイロットテストの段階であるため一般化するにはまだ少々困難な面も残しているが,スピーキングテスト開発に不可欠な構成概念の用案に方向性が見出せたという点において,本テストに向けて一応の結果が得られたと言える。〈研究の目的〉本研究は英語教育におけるコミュニケーション能力の育成と指導というものを測定と評価という観点から捉え,英語4技能の中で最も開発が遅れているスピーキングテスト開発に取り組んだものである。研究では,主に次の4つの点を多特性・多方法(MTMM)法により明らかにすることを目的とした.1)9つの特性(語い,文法,発音,デイスコースなど)がスピーキング能力と構成する妥当かつ弁別的な要素であるかどうか。2)テスト方法と言語能力との結びつきはあるのか。3)9つの特性は言語能力の基準的要素といえるかどうか。4)9つの特性はテスト方法とどのように関連しているのか。〈研究結果〉研究結果は主に次の3点に集約できよう。1)因子分析,クラスター分析の結果,スピーキング能力においては直接コミュニケーション能力(インタビューによる測定能力)と半直接コミュニケーション能力(テープなどの録音で測る能力)は異なる能力であることがわかった。特に中位レベルから下位レベルの学生に上の現象が見られるようである。2)9つの特性は直接コミュニケーション能力と半直接コミュニケーション能力においてそれぞれ異った働きがもつと考えられる。9つの特性の名称が文法,語い,発音のように双方の能力テストにおいて同じものがあるため運用上の混乱が生じていると思われる。本質的には,例えば直接コミュニケーション能力の文法力と,半直接コミュニケーション能力の文法力とでは異なった特性をもっており,このことは9つの特性すべてにわたって同様のことがいえる。

これまで作文の文法力,リスニングの文法力,スピーキングの文法力などを同一視しがちな傾向にあったが今回の結果は教育者に新しい情報を提供したものと考えられる。3)直接コミュニケーション能力と半直接コミュニケーション能力はいずれも他のものの代用により測定されることのできないコミュニケーション能力全体の重要な部分を構成していることが明らかになった。従って多肢選択テストや筆記テストのみならず,スピーキングテストにおいても直接テスト.半直接テストなどできる限り多方面からの測定を行い,厚生の能力の公平かつ正確な評価をすることが望まれる。今後の課題としてコンピュータを利用したComputerized Adaptive Speaking Testのような簡易で正確なテストの開発も時代の要求となろう。本研究の成果はTESOL'96(シカゴ・アメリカ,1996年3月),AILA'96(イヴアスキラ・フィンランド,1996年8月)の両学会で口頭発表を行い,Educational studies(ICU教育研究所発行)のVol.39CPP.144-167)に掲載されている。
清拭のもつ物理的刺激が肥満度の異なる皮膚に与える影響

肥満者の皮膚は、皮膚構造や内部炎症所見から、外界からの刺激に対して脆弱であると考えられるが、皮膚表層の所見を有することなく内部変化を起こしやすいという特徴があるが故に、これまで、日常の看護場面で特段注意を向けられることはない現状にある。あらゆる看護技術は、看護師の手を通し、患者に直接実践される。なかでも、我々は皮膚に直接的に物理的刺激を与えることで皮膚の清潔を保つ『清拭』技術に着目し、清拭のもつ物理的刺激が与えうる皮膚への影響を、皮膚構造、バリア機能、発赤・炎症、皮膚温度といった観点から明らかにすることで、より安全な清拭技術の確立を目指す。
ヌクレオチド除去修復におけるXPA蛋白質の機能解析

我々は以前に、XPA蛋白質(XPA)の損傷DNA結合能がRPAにより上昇すること、また抗XPA抗体による免疫沈降で細胞抽出液よりRPAがXPAと共沈することを示しているが、ヌクレオチド除去修復(NER)におけるXPAとRPAの結合の意味については明らかではなかった。そこで、RPAの70kDaサブユニットとの結合に必要な領域を含むXPAのDNA結合ドメインに対するモノクローナル抗体を作成した。得られた抗体のうち2クローンは、試験管内無細胞DNA修復反応を阻害した。またこれらの抗体は、XPAとRPAの結合を阻害したが、XPAの損傷DNA結合活性は阻害しなかった。これらの結果より、XPAとRPAの結合のNERにおける重要性が示唆された。出芽酵母におけるXPAのホモローグであるRad14も酵母RPAと結合したので、酵母RPA各サブユニットの遺伝子(RFA1,2,3)に突然変異を導入し、UV高感受性株、温度(高温および低温)感受性変異株のスクリーニングをプラスミド・シャッフリング法により行った。UV高感受性株はrfa1変異株で2株、温度感受性変異株はrfa1変異株で1株、rfa2変異株で4株、rfa3変異株で3株の計8株を単離し、変異部位を決定した。
破骨細胞の分化段階および活性状態の組織化学的方法による解明

本研究では、破骨細胞および前駆細胞を同定する従来の組織化学的方法を再検討すると共に、新しい組織化学的方法の開発も試み、以下の結果を得た。I.<既存の組織化学的染色法の再検討>___ー新生児および成長ラット、マウス、モルモットと成長ウサギの脛骨。脾、肺、腎を10%中性ホルマリン液で固定後、各組織における酸フォスファタ-ゼ(ACP)、酒石酸低抗性酸フォスファタ-ゼ(TRACP)、酒石酸低抗性アデノシントリフォスタ-ゼ(TRATP)の活性を組織化学的に検出した。各動物の各蔵器における活性を凍結切片で検出した場合は、TRATPは破骨細胞を含む骨組織のみに認められた。一方、JBー4樹脂または低融点パラッフィン切片では、強いTRACP,ARTAP活性が破骨細胞に認められたが、同活性は骨芽細胞、脾および肺のマクロファ-ジにも認められた。そのため、樹脂およびパラフィン切片では、TRACP,TRATP活性が破骨細胞以外の細胞系にも認められることが再確認できた。II.<新しい組織化学的染色法の開発>___ー研究代表者の吉木は骨組織を塩化シアヌルで処理すると脱灰切片でも容易に類骨組織を同定できることを既に報告している。そこで本研究では塩化シアヌル処理組織でのACP活性の検出を試みた。その結果、塩化シアヌルで種々の組織を48時間処理後、ACP活性を検出すると同活性は破骨細胞と骨表面に隣接する単核細胞のみに認められることが明かとなった。また、塩化シアヌル処理後の組織ではATP活性も破骨細胞にかなり特異的に認められることも見いだした。従来の染色法と比較すると、塩化シアヌル処理後に認められるACP活性は、破骨細胞の分化過程でTRACP,TRATP染色で認識されるものより、より分化した細胞系を認識できる可能性が示唆された。また、本法ではエオシンとACPの二重染色を行うことにより、破骨細胞と類骨組織を同一切片上で容易に同定することも可能であった。
歯周病罹患歯の残存歯根膜を組織培養した歯の移植による歯周組織再生療法の開発

歯周炎によって失われた歯周組織再生に、歯根膜細胞が重要な役割を果たすと考えられている。そこで我々は、罹患歯を口腔外に摘出してin vitroにおいて歯根膜由来細胞を歯根全面に増殖させた後、歯の移植を行って、結合組織性付着の獲得をねらう新しい治療法を考案して、その可能性について研究を行ってきた。本研究期間においては、摘出歯の培養時にエナメルマトリックス蛋白の添加が、歯の移植後の治癒への影響、特に移植歯根面における結合組織性付着に与える影響を検索した。摘出歯の根尖側3mmの残存歯根膜はそのままにして、歯冠側根面の幅5mmの歯根膜、セメント質を除去した罹患歯モデルを作製して、移植後8週で病理組織学的に検索を行った。モデル作成後直ちに移植した場合のルートプレーニング面は根吸収と骨性癒着が生じたのに対して、歯根膜由来細胞を増殖させた根面は根吸収と骨性癒着を抑制することができた。しかし、歯根膜由来細胞には、歯根膜様組織を再生、形成する能力はあるものの、必ずしも歯根膜を形成するとは限らずに、根面に線維が平行に走行するのにとどまる治癒形態となることもあり、安定した結果が必ずしも得られない可能性を示唆された。一方、歯根膜由来細胞の培養時にエナメルマトリックス蛋白を添加することで、増殖細胞のALP発現細胞が増加して、歯の移植後においても積極的にセメント質を含む結合組織性付着、歯根膜様組織を形成した。以上より、エナメルマトリックス蛋白はin vitroで歯根膜由来細胞のALP発現を増加して、移植後の結合組織性付着形成を増加することが明らかになった。歯根膜は歯の支持組織であり、歯周組織再生に重要と考えられている。そこでこの歯根膜を歯周病で失われた根面に組織培養によって増殖被覆することができれば、歯周組織再生への応用が考えられる。そこで本研究では以下の培養法の検索を行った。歯根膜の構造は、根面から歯槽骨まで多層様であり、それぞれが機能を分担していると考えられているが、これまで摘出歯の残存歯根膜部からルートプレーニング面への細胞増殖方法として摘出歯を単に液体培地に浸漬して行っていたため、増殖細胞は歯根膜様構造ではなかった。そこで細胞増殖を歯根膜構造に類似したものになるか探索する目的で、3次元培養の検討をおこなった。また同時に、3次元培養用のジェルについて成長因子の徐放性を検討した。実験1ビーグル犬の前歯を摘出して試験歯を調整した後、3次元培養用のジェル(TGP)を用いて培養を行った。培養期間を6週として検索したところ、歯根膜細胞はルートプレーニング面を増殖被覆したが、3次元培養用のジェルが物性を失って試験歯を支えられなくなかったことより、本研究で使用したジェルは、試験歯の重量を支えつつ長期にわたる培養を行う研究には適さないことがわかった。実験2実験1と同じジェル(TGP)に成長因子としてrhBMP-2を配合して、ラットの背部皮下に移植した。移植後3週から8週まで観察した結果、全てに骨形成が認められたので、使用したジェルは配合したrhBMP-2の担体として有効な性質を持つことがわかった。そこで我々は、罹患歯を摘出してin vitroにおいて歯根膜由来細胞を歯根全面に増殖させた歯を作製して、口腔内に移植を行う新しい歯周組織再生療法を考案した。これまでおこなった研究結果では、組織培養を行った罹患歯モデルの移植後4週の初期治癒において、培養歯根膜細胞が上皮の根尖側移動を抑制し、骨性癒着も抑制することを明らかにした。しかし、根面の大部分には根面と平行に走行する線維のアダプテーションが形成するにとどまり、セメント質の形成はわずかであった。

そこで我々は、エナメルマトリックス蛋白(エムドゲイン【○!R】)に着目した。歯の発生期にエナメルマトリックス蛋白がセメント質形成に重要な役割を果たしていると考えられており、エムドゲイン【○!R】が再植歯のセメント質形成を促進するとの報告もある。そこで培養時にエムドゲイン【○!R】の添加をおこない、移植後の治癒に対するエムドゲインの影響を検索した。さらに移植後の観察期間を8過と延長した。培養せずにそのまま移植した場合、根面と既存歯周組織との間で骨性癒着や根吸収を生じたが、培養によって歯根膜細胞を露出根面に増殖した場合、8週の観察期間で、骨性癒着や根吸収はほとんど観られず、根面に新生セメント質を伴う結合組織性付着を形成するサンプルもみられた。しかしその形成量はサンプル間で差が著しく、培養歯根膜細胞の性質がサンプル間で異なる可能性が考えられた。一方、培養時にエムドゲイン【○!R】を応用したものは、すべてのサンプルに結合組織性付着を形成した。以上の結果から培養歯根膜細胞は根吸収、骨性癒着を抑制する性質を持ち、結合性付着を形成する場合もあるが、ばらつきを生じる可能性が示唆された。エムドゲイン【○!R】は、培養歯根膜細胞の歯根膜形成能力を高め、移植後の治癒の再現性を向上することが明らかとなった。
３次元載荷を受ける耐震壁の耐力，変形性能および破壊性状解明と最適な設計手法の開発

変動軸力を含む様々な軸力条件が,水平二方向載荷を含む水平方向変形時の鉄筋コンクリート造耐震壁の構造性能に及ぼす影響について検討を行うことを目的として,有限要素解析を用いてパラメトリックスタディを行った。一定軸力の大きさが最大耐力および履歴エネルギー吸収に及ぼす影響,および軸力の変動が最大耐力に及ぼす影響に関する知見が新たに得られた。また,面外方向変形が面内方向耐力を低下させるという既往研究による知見が,軸力の大きさおよび軸力変動に関わらず解析においても確認することができた。以下に得られた主な知見を示す。(1)軸力比0.20未満の一定軸力では,面内方向の曲げ終局耐力計算値(Qmu)とせん断終局耐力計算値を1.4倍した値(1.4 Qsu)のいずれか小さい方の値と水平一方向載荷時の面内方向最大耐力が概ね一致した。(2)軸力比0.20以上の一定軸力では,圧縮軸力が増加しても最大耐力が頭打ちまたは減少した。また,最大耐力時層間変形角が小さくなった。(3)いずれの一定軸力ケースにおいても,面外変形倍率の増加と変形量の増加に伴い,面内方向の等価粘性減衰定数は増加した。(4)変動軸力下で引張軸力を経験した場合,引張軸力の大きさに応じて面内方向耐力が減少した。(5)軸力比0.20での一定軸力の場合を除き,変動軸力を含めたすべての軸力条件において,面外方向変位が大きい解析ケースの方が面内方向最大耐力は小さくなる傾向が確認された。さらには,2015年度にE-ディフェンスで行った6層鉄筋コンクリート造建物震動台実験において破壊した1階耐震壁に作用したであろう軸力,せん断力,曲げモーメントを有限要素解析により追跡し,これに基づき,次年度の載荷実験における軸力変動範囲の設定などを行った。平成30年度の研究計画として以下の4点を挙げていた:1.過去に行われた耐力壁に対する実験結果を分析し,せん断耐力,曲げ耐力,および,すべり耐力の評価を行うとともに,変形能力評価に重要となる変数を抽出し,評価式作成の基礎データを得る。2.せん断破壊先行型およびすべり破壊型の壁に対して,FEMを適用し,耐力と変形挙動を把握する。また,載荷経路が耐力壁破壊モードに及ぼす影響を解析的に検討する。3.柱と梁を線材によりモデル化し,壁はマルチスプリングや適切な曲げバネ,せん断バネにより,層あるいは建物全体をモデル化,および,建物全体の動的解析4.E-ディフェンスにおいて使用した6層建物全体を3次元FEMにより数値解析し,破壊モードなどが実験の状況とは異なるところもあるので,その原因を追及し,さらに精度を高める。その上で,実験における測定からは得られないデータ,例えば,壁や柱の破壊モードに大きく影響する軸力を解析的に得て,部材の破壊モード判定に利用する。以上のような研究成果に基づき,平成31年度に行う耐力壁試験体の設計を行う。上記のような計画に対して,3のみはまだ検討中であるが,その他の項目はすべて完了し,現在平成31年度に行う耐力壁試験体載荷実験の試験体設計がほぼ完了した。試験体製作が5月中には始まるとともに,載荷装置も並行して検討している。以上のような進捗状況から,おおむね順調に進捗していると判断している。耐力壁試験体に対する3次元載荷を行い,面外方向載荷と軸力が,面内方向での破壊モード,耐力や変形性能に与える影響を把握する。軸力については,圧縮一定軸力(長期に相当する軸力と地震時に起こり得る高軸力),圧縮と引張間での変動軸力を設定する。破壊モードにはせん断破壊,曲げ破壊,すべり破壊が考えられるが,本載荷実験では,最も一般的であるせん断破壊型を選択し,長期軸力下で地震時水平力を受けた際に,せん断破壊するように試験体設計を行う。数値解析では,有限要素解析と線材置換の解析とを行う。解析変数としては,外力の設定,すなわち,軸力の大きさと変動,面外変形の大きさ,載荷経路などと,構造部材側の設定,すなわち,曲げとせん断強度の比率,壁筋量などとする。実験結果と数値解析による検討に基づき,軸力変動と面外方向への変形を考慮した耐震壁の破壊モード,耐力と変形性能評価法について検討する。また,二方向載荷の影響を,直交二方向に対して独立に検討を行っている現行の設計法にどのように組み入れていくかも検討する。(2)軸力比

0.20以上の一定軸力では,圧縮軸力が増加しても最大耐力が頭打ちまたは減少した。また,最大耐力時層間変形角が小さくなった。(3)いずれの一定軸力ケースにおいても,面外変形倍率の増加と変形量の増加に伴い,面内方向の等価粘性減衰定数は増加した。(4)変動軸力下で引張軸力を経験した場合,引張軸力の大きさに応じて面内方向耐力が減少した。(5)軸力比0.20での一定軸力の場合を除き,変動軸力を含めたすべての軸力条件において,面外方向変位が大きい解析ケースの方が面内方向最大耐力は小さくなる傾向が確認された。さらには,2015年度にE-ディフェンスで行った6層鉄筋コンクリート造建物震動台実験において破壊した1階耐震壁に作用したであろう軸力,せん断力,曲げモーメントを有限要素解析により追跡し,これに基づき,次年度の載荷実験における軸力変動範囲の設定などを行った。平成30年度の研究計画として以下の4点を挙げていた:1.過去に行われた耐力壁に対する実験結果を分析し,せん断耐力,曲げ耐力,および,すべり耐力の評価を行うとともに,変形能力評価に重要となる変数を抽出し,評価式作成の基礎データを得る。2.せん断破壊先行型およびすべり破壊型の壁に対して,FEMを適用し,耐力と変形挙動を把握する。また,載荷経路が耐力壁破壊モードに及ぼす影響を解析的に検討する。3.柱と梁を線材によりモデル化し,壁はマルチスプリングや適切な曲げバネ,せん断バネにより,層あるいは建物全体をモデル化,および,建物全体の動的解析4.E-ディフェンスにおいて使用した6層建物全体を3次元FEMにより数値解析し,破壊モードなどが実験の状況とは異なるところもあるので,その原因を追及し,さらに精度を高める。その上で,実験における測定からは得られないデータ,例えば,壁や柱の破壊モードに大きく影響する軸力を解析的に得て,部材の破壊モード判定に利用する。以上のような研究成果に基づき,平成31年度に行う耐力壁試験体の設計を行う。上記のような計画に対して,3のみはまだ検討中であるが,その他の項目はすべて完了し,現在平成31年度に行う耐力壁試験体載荷実験の試験体設計がほぼ完了した。試験体製作が5月中には始まるとともに,載荷装置も並行して検討している。以上のような進捗状況から,おおむね順調に進捗していると判断している。耐力壁試験体に対する3次元載荷を行い,面外方向載荷と軸力が,面内方向での破壊モード,耐力や変形性能に与える影響を把握する。軸力については,圧縮一定軸力(長期に相当する軸力と地震時に起こり得る高軸力),圧縮と引張間での変動軸力を設定する。破壊モードにはせん断破壊,曲げ破壊,すべり破壊が考えられるが,本載荷実験では,最も一般的であるせん断破壊型を選択し,長期軸力下で地震時水平力を受けた際に,せん断破壊するように試験体設計を行う。数値解析では,有限要素解析と線材置換の解析とを行う。解析変数としては,外力の設定,すなわち,軸力の大きさと変動,面外変形の大きさ,載荷経路などと,構造部材側の設定,すなわち,曲げとせん断強度の比率,壁筋量などとする。実験結果と数値解析による検討に基づき,軸力変動と面外方向への変形を考慮した耐震壁の破壊モード,耐力と変形性能評価法について検討する。また,二方向載荷の影響を,直交二方向に対して独立に検討を行っている現行の設計法にどのように組み入れていくかも検討する。
大規模計測データからの汎用的な天然物生合成経路予測

生物の体内では,限られた数の生合成単位を原料として,多くの二次代謝産物が産生されている.複雑骨格を持つ機能分子の生合成機構を推定するには,その構造を生合成単位まで分解することが重要となる.そこで,本研究では,二次代謝産物の生合成単位を自動的に予測し,出発物質の同定や生合成経路推定の支援を行うプログラムの開発を目的とした.本研究では,生合成単位の概念を拡張し,本来の意味のタイプA,代謝経路上の出発物質や重要な中間体であるタイプB,タイプBを構造変換したタイプCの三つのタイプに分類した.タイプBは二次代謝産物の生合成経路から収集され,タイプC(タイプA含む)はタイプBに構造変換ルールを適用して生成した.合計765種類の生合成単位がライブラリに収録された.次に,クエリ分子に対する生合成単位の組合せを自動推定するアルゴリズム(以下,提案手法)を検討した.処理の流れを次に示す.生成したコンパクトな生合成単位ライブラリを利用して,クエリ分子を次々と分解し,クエリ分子から生合成単位までを結ぶネットワークを生成する.そこから得られるフラグメント間の関係を利用して,クエリ分子中の生合成単位の組合せ候補を生成する.最後に,クエリ分子を生合成単位ごとに色分けした化学構造を出力する.KEGGPATHWAY 1.10クラスにある28代謝マップ中の943化合物を対象として,予測結果の正誤を判定した.その結果,全体の約95.8%の化合物に対して正しく予測することができた.また,約92.5%の化合物に対しては1分以内に計算が終了し,組合せ爆発を回避できたことが示された.予測に失敗した原因の約半数は部分構造検索に関するものであった.提案手法で用いた部分構造検索手法では,芳香族性の結合と通常の単結合または二重結合が区別された.その課題を解決するためには,部分構造検索手法を新規に開発する必要がある.英論文作成を進めており、間も無く投稿予定である。今後の展望として,生合成経路未知の二次代謝産物を生合成単位まで分解した後,各単位がどの順番で結合するか予測することで,生合成経路を予測できると期待される.生物は限られた数の基本部品から非常に多くの天然物を作る。本研究では生合成経路の解明および人為的な再設計を支援することを目的に、複雑骨格分子の生合成単位を自動的に予測する手法の開発を進めた。MOLファイル(MDL V2000)から原子と結合の情報を取得し、NetworkXによって化合物をグラフ化した。その後、任意の結合を切断し化合物断片に分解、各断片をRDKit fingerprint, Avalon fingerprint, MACCS keys, Morgan fingerprint, Pattern fingerprint, KCF-Sなどのベクトルとして表現した。続いて、KEGG内の代謝経路既知の化合物(2113個)を候補化合物とし、各化合物断片と候補化合物群との類似度をTanimoto係数で評価した。各化合物断片において類似度が最大の化合物を抽出した。この過程を遺伝的アルゴリズムで最適化した。結果として、KEGG内の代謝経路未知の化合物2012個において、アルカロイド、フラボノイド、フェニルプロパノイド、テルペノイドに分類される化合物において90%以上の正解率を示した。この手法の利点として、結合を切るか切らないかの組み合わせは膨大な数になるが、それら全てのパターンを試さず最適化ができることである。また計算にかかる時間は基本的には世代数に依存し、どの化合物に対しても同程度の計算時間で済む。遺伝的アルゴリズム特有の問題点として、結果のランダム性と評価関数の設定に対する課題がある。また、原子数の多い化合物や複雑な環構造を持つ化合物に対しては、全く異なる生合成単位を予測してしまうことがある。Fingerprintの設計と類似性指標の問題が考えられ、それぞれ適切に選択しなければならない。以上の知見を踏まえ現在はあらかじめ候補断片群を生成する別法を開発中である。提案手法1については国内のCBI学会でポスター発表を行いフィードバックを得て、提案手法2の開発によりいくつかの改善が得られている。生物の体内では,限られた数の生合成単位を原料として,多くの二次代謝産物が産生されている.複雑骨格を持つ機能分子の生合成機構を推定するには,その構造を生合成単位まで分解することが重要となる.そこで,本研究では,二次代謝産物の生合成単位を自動的に予測し,出発物質の同定や生合成経路推定の支援を行うプログラムの開発を目的とした.本研究では,生合成単位の概念を拡張し,本来の意味のタイプA,代謝経路上の出発物質や重要な中間体であるタイプB,タイプBを構造変換したタイプCの三つのタイプに分類した.タイプBは二次代謝産物の生合成経路から収集され,タイプC(タイプA含む)はタイプBに構造変換ルールを適用して生成した.合計765種類の生合成単位がライブラリに収録された.次に,クエリ分子に対する生合成単位の組合せを自動推定するアルゴリズム(以下,提案手法)を検討した.処理の流れを次に示す.生成したコンパクトな生合成単位ライブラリを利用して,クエリ分子を次々と分解し,クエリ分子から生合成単位までを結ぶネットワークを生成する.そこから得られるフラグメント間の関係を利用して,クエリ分子中の生合成単位の組合せ候補を生成する.最後に,クエリ分子を生合成単位ごとに色分けした化学構造を出力する.KEGGPATHWAY 1.10クラスにある28代謝マップ中の943化合物を対象として,予測結果の正誤を判定した.その結果,全体の約95.8%の化合物に対して正しく予測することができた.

また,約92.5%の化合物に対しては1分以内に計算が終了し,組合せ爆発を回避できたことが示された.予測に失敗した原因の約半数は部分構造検索に関するものであった.提案手法で用いた部分構造検索手法では,芳香族性の結合と通常の単結合または二重結合が区別された.その課題を解決するためには,部分構造検索手法を新規に開発する必要がある.英論文作成を進めており、間も無く投稿予定である。提案手法2として、あらかじめ候補断片群を生成して検索する手法を考えている。まだ試験的な結果しか得られていないが提案手法1よりも良好な結果が得られつつある。その他に、これを利用した逆合成的解析手法も検討している。今後の展望として,生合成経路未知の二次代謝産物を生合成単位まで分解した後,各単位がどの順番で結合するか予測することで,生合成経路を予測できると期待される.ポスター発表後、論文発表をし、その後追加実験を行う予定であったが、論文執筆の途中で年度終わりが来てしまい予算執行に間に合わなかった。そこで来年度に使用したい。論文作成が少し遅れ次年度に繰り越したため、次年度の使用額が必要。次年度は論文の英文校正と投稿および学会発表に主に用いる。
農業用ダムにおける水理破砕の原因となる亀裂の発達条件

農業用ダムにはフィルダムが多いが、その基礎は必ずしも水平ではなくある程度の凹凸(谷部や山部)が存在が考えられる。その場合、盛土の弾性係数が基礎の弾性係数より小さければ、谷底部は盛土の自重により引張力を受け、漏水や決壊の原因となる縦方向の亀裂が生じやすくなると考えられる。このことを確認するために、圧縮試験や引張試験等の室内実験を行うとともに有限要素法による3次元解析を行った。1.研究の目的岩に比べはるかに軟らかい土に対し引張試験を行う場合,通常土質試験で用いられるような円柱供試体は使用できない。円柱形以外の供試体を用いた引張試験としては,厚肉円筒形の供試体を用いた試験があるが,供試体の作成が難しいことや試験装置が通常の三軸試験機とは異なるため高価になるなどの問題点がある。また,内圧および外圧は空気圧か水圧により制御されるが,あらかじめ決めた増分ごとの測定になるため,圧縮試験のように連続した荷重(圧力)での測定は不可能であり,応力ひずみ関係を詳しく調べるのは困難である。そこで,本研究では粘性土の円柱供試体をI字形に成形した供試体を用いて直接引張試験を試み,引張強度および引張側の応力ひずみ関係を求める方法について検討した。2.本年度の研究結果新たに考案した試験装置を試作し,直接引張試験を行った結果を厚肉円筒供試体による引張試験結果と比較したところ引張強度はほぼ一致した。また,応力ひずみ関係は厚肉円筒供試体を用いた試験よりより細かなデータを得ることが可能となった。しかし,供試体作成時の締固めの不均一さや作用する引張力の偏心により必ずしも供試体の中央部で破壊せず,ペデスタルとの接触部付近での破壊も多く生じた。この場合には偏心した力による破壊となるため正確は引張強度を求めることはできない。また,供試体の試験装置への設置が難しく試験開始前に供試体を破壊してしまうなど成功率に問題を残した。今後は試験装置自体の改良を含めより簡単に実験が成功するよう実験方法について検討を行う必要がある。本研究ではフィルダムにおける水理破砕の発生を推定するうえで、その原因となる亀裂の発生および発達条件について検討する。実際の基礎は必ずしも水平ではなく、ある程度の凹凸(谷部や山部)が存在が考えられる。その場合、谷部に盛土をすることになるが、盛土の弾性係数が基礎の弾性係数より小さければ、谷底部は盛土の自重により引張力を受けることになる。したがって、谷部に盛土する場合は水平部分に盛土する場合よりも伸びによる縦亀裂が生じやすくなると考えられる。伸びによる亀裂の発生を検討するうえで引張試験は重要であるが、金属や岩石に比べ強度の低い粘性土においては金属や岩石と同様の直接引張試験を行うことはできない。また、厚肉円筒形供試体を用いた間接引張試験は内圧および外圧は空気圧か水圧により制御されるが、あらかじめ決めた増分ごとの測定になるため、圧縮試験のように連続した圧力での測定は不可能である。そこで、本研究では圧縮試験に用いる円柱型供試体をI字形状(直径7cm、高さ13cmの円柱供試体の中央部9cmの区間の直径を5cmに成形)に成形し、今回試作した引張試験用ペデスタルを用いて直接引張試験を行った。この結果を厚肉円筒供試体についての間接引張試験から求めた引張強度と比較するとともに、有限要素法により供試体内部に生じる応力を算出し、直接引張試験に有効な供試体形状について検討した。試験と解析の結果、I字形状では供試体とペデスタルの接触で破壊することが多く、引張強度を低く算定する危険性があることが分かった。このことを考慮してI字形状からさらに中央部のみを細くした供試体(中央部5cmの区間の直径を3.54cm)を用いて行った試験結果は厚肉円筒供試体による結果ともよく一致し良い結果が得られた。フィルダムにおける水理破砕の発生を推定するうえで、その原因となる亀裂の発生および発達条件について検討する。実際の基礎は必ずしも水平ではなくある程度の凹凸(谷部や山部)が存在が考えられる。このことを室内実験により確認するとともに、有限要素法によるフィルダムの築堤解析を行った。実験では、弾性係数の異なった土が層を成し凸凹の角度をもたせた場合における、伸びによる縦亀裂の発生状況を観察するとともに、縦亀裂が発生する圧縮応力・ひずみ状況について検討する。

その結果、含水比(弾性係数)の異なる二層供試体による圧縮試験では谷部の角度が大きくなるにしたがい、伸び亀裂の生じる圧縮応力は小さくなることが分かった。また、二層の含水比(弾性係数)が同じであれば谷部の角度が大きくても伸び亀裂の発生は見られなかった。したがって、谷部へ築堤する際は谷部と築堤材の弾性係数に大きな差が無いように管理することが水理破砕の原因となる伸び亀裂の発生を防ぐために有効と考えられる。有限要素法による解析では、基礎が平坦な場合においては、二次元解析の結果を用いても支障がないと考えられる。しかし、基礎に谷部が存在する場合は、二次元と三次元の値が異なる部分が多いことから、三次元解析を用いることによって、より正確に水理破砕の発生する危険性を推定することができると考えられる。よって、今後はモデルを実際のダムに近づけて解析を行うことで、水理破砕が発生する危険性をより正確に推定することが望ましいと考えられる。
「自家リンパ球-磁気ビーズ」複合体及び磁性体リポソームを用いた癌治療に関する研究

研究計画調書に従い、以下の研究を行い、研究成果を論文発表した。1.「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体及び磁性体リポソームを用いた癌ターゲティング治療in vivo実験;「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体を作製するため、Natural Killer(NK)細胞は、健常者の末梢血からリンパ球分離液を用いて単核球を分離した。磁気細胞分離システムMACSを用いて、CD3 depletion CD56 positive selectionを行い「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体を作製した。分離精度は、フローサイトメーター(FACS Aria)にて解析した。「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体のin vivo実験における投与方法であるが、29G注射針付シリンジにて癌組織により近いところからの局所投与と、癌組織に近い静脈経由で投与する静脈内投与とを検討した。また、「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体を癌組織に投与した後の、癌組織の退縮や増殖阻止効果の評価のため、アポトーシスを検出するTUNEL法の確立と、パパニコロウ染色による細胞核の評価方法に関して、手技を確立した。一方で、腫瘍モデルの作製であるが、培養ヒト骨肉腫細胞株であるMG-63、HOS、Saos-2、HuO9N2を用いて、免疫不全マウスへの腫瘍細胞の植え込みを実施したが、うまく腫瘍を形成させることができなかった。注入する細胞数の増減や投与方法の改善が必要であると考えられた。文献などから腫瘍形成に関しての情報を収集し、確実な方法を選択し、腫瘍モデルを確立させ、「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体のin vivoでの効果を再度検証する必要がある。研究計画調書に従い、以下の研究を行い、研究成果を国内外の学会で発表している。1.「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体及び磁性体リポソームを用いた癌ターゲティング治療in vitro実験Natural Killer (NK)細胞は、健常者の末梢血からリンパ球分離液を用いて単核球を分離した。磁気細胞分離システムMACSを用いて、CD3 depletion CD56 positive selectionを行い、「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体を作成した。(当初Ferri Sphere 100Cを用いて作成を試みたが、困難であったため、市販キットを用いて作成した。)分離精度は、フローサイトメーター(FACS Aria)にて解析した。次に、plateのwell中央部に予めネオジウム磁石を設置した状態で、複合体を播種し、中央部とその周囲部での複合体の分布を検討した。さらに、培養したヒト腫瘍細胞株(K562,Hu09N2,MG-63,Saos-2)に対する、この複合体の細胞傷害性を測定した。中央部と周囲部での腫瘍細胞の変化を顕微鏡下に観察した。以上の検討を、磁石非設置群と比較した。MACSを用いて末梢血から分離されたNK細胞の分離精度は90%以上であった。磁石を設置した群では、複合体が周囲部に比べ中央部に有意に集積しており、顕微鏡下には、腫瘍細胞が中央でアポトーシスを起こしていることを認めた。磁石非設置群では、細胞の集積及びアポトーシスの有無に中央部と周囲部で差はなかった。複合体は外磁場によって局所に集積可能で、腫瘍細胞に対しアポトーシスを誘導できることが示唆された。よって、本複合体は磁気ターゲティング療法として有用であることが示唆された。研究成果は、第19回日本整形外科学会基礎学術集会及び51st Orthopaedic Research Societyにて発表した。1.「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体及び磁性体リポソームを用いた癌ターゲティング治療in vitro実験昨年度と同様に、「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体を作製し、HuO9N2細胞における細胞傷害アッセイを中心に研究した。Natural Killer(NK)細胞は、健常者の末梢血からリンパ球分離液を用いて単核球を分離した。磁気細胞分離システムMACSを用いて、CD3 depletion CD56 positive selectionを行い「ヒトNK細胞-磁気ビーズ」複合体を作成した。さらに、培養したヒト腫瘍細胞株(K562,HuO9N2)に対する、この複合体の細胞傷害性を測定した。磁石を設置した群では、複合体が周囲部に比べ中央部に有意に集積しており、顕微鏡下には、抗Caspase3抗体を用いた免疫染色法により腫瘍細胞が中央でアポトーシスを起こしていることを認めた。複合体は外磁場によって局所に集積可能で、腫瘍細胞に対しアポトーシスを誘導できることが示された。研究成果は、International Journal of Oncology(vol27:965-71,2005)に発表した。