hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
連続繊維補強ポリマ形材とその接合部の力学性状に関する研究

本研究では,長寿命型FRP建設構造部材接合部の破壊性状や力学特性の解明および光ファイバセンシングによる損傷評価法の確立を目的とし,(1)帯板要素の引張載荷実験,(2)円孔母材の引張載荷実験,(3)継手接合部の引張載荷実験を行った。試験体には,ガラス繊維を用いた引抜成形FRP箱型断面形材(100×100×5.5mm)から部材軸方向に帯板に切り出したものを用いている。光ファイバセンサとしては,現状で最も精度が良好なFBG(fiber Bragg grating)センサを採用した。FBGセンサは,厚さ5.5mmのFRP材の表面に深さ約0.5mmのV字型の溝を設け,その溝にFRP母材のマトリクスと力学性状が類似の2液系エポキシ接着剤を充填し埋め込んでいる。計測システムには,従来の歪量を得るための波長測定に加え,材料内部の損傷をモニタリングするために波形測定も行った。帯板要素の引張載荷実験では,負荷・除荷を繰り返しながら25kNづつ増加させ破壊に至るまで載荷を行った。結果として,波長測定から,FRP材が破壊に到るまでの歪レベルまでは十分に測定可能であり,その出力値と従来の歪ゲージとの値の差は最大でも10%程度であり,非常に精度良く測定できることを明らかにした。波形測定より,光パワースペクトル形状を連続的に計測した結果,トランスバースクラックに関係した内部損傷によると考えられる歪の不均一性が顕著になることによって,単一ピークのスペクトル形状から,複数ピークのそれに大きく変化する現象があることを発見し,そうしたスペクトル形状の変化をモニタリングすることで内部損傷の進展を評価できることを明らかにした。継手接合部の終局強度の推定に必要となる円孔母材の引張載荷実験では,欠損断面積を一定とし円孔径の大きさをパラメータとした場合,円孔径が大きくなるに従って母材終局強度は低下する傾向にあることを示した。FRPボルト接合における摩擦の効果を明らかにするために,ボルト径及びボルトの締付けトルクを実験変数とし重ね継手接合部の引張載荷実験を行った。結果として,ボルト径と板厚の比d/tが1.1,1.8の場合には,ボルト張力の増加に伴い,最大耐力および接合部剛性は上昇するが,d/tが2.5では,接合部剛性は上昇するものの,最大耐力はボルト張力が増加してもほとんど上昇しないことを明らかとした。更に,母材に埋込んだFBGセンサの出力結果より,ボルト張力を導入することで,母材に摩擦力が働き,ボルト孔周りの極めて局所的な損傷を抑制することで,母材全体での損傷の蓄積によって破壊に至ることを明らかとした。本研究では,建設資材の廃棄量を低減し,環境維持とエネルギコスト削減に寄与するため,使用年数をできる限り長くすることを目標とした長寿命型FRP建設構造を提案しており,そうした構造物の構造上の重要な部位の損傷評価を任意に確認(モニタリング)するシステムの確立および健全性評価法の確立を目的とし,FRP材に光ファイバセンサを埋め込んだ帯板試験体の引張載荷実験を実施した。試験体は,ガラス繊維を用いた引抜成形FRP箱型断面形材から部材軸方向に帯板に切り出したものを用いている。FBGセンサは,厚さ5.5mmのFRP材の表面に深さ約0.5mmのV字型の溝を設け,その溝にFRP母材のマトリクスと力学性状が類似の2液系エポキシ接着剤を充填し,埋め込むと共に,もう一枚のFRP帯板に接着した。FBG計測としては,従来の歪量を得るための波長測定に加え,材料内部の損傷をモニタリングするために波形測定も行った。載荷は,負荷・除荷を繰り返しながら25kNづつ増加させ破壊に至るまで行った。波長測定より,FRP材が破壊に到るまでの歪を定量的に求めた結果,その値と従来の歪ゲージとの値は最大でも10%程度の誤差範囲であり,非常に精度良く測定できることを明らかにした。

帯板要素の引張載荷実験では,負荷・除荷を繰り返しながら25kNづつ増加させ破壊に至るまで載荷を行った。結果として,波長測定から,FRP材が破壊に到るまでの歪レベルまでは十分に測定可能であり,その出力値と従来の歪ゲージとの値の差は最大でも10%程度であり,非常に精度良く測定できることを明らかにした。波形測定より,光パワースペクトル形状を連続的に計測した結果,トランスバースクラックに関係した内部損傷によると考えられる歪の不均一性が顕著になることによって,単一ピークのスペクトル形状から,複数ピークのそれに大きく変化する現象があることを発見し,そうしたスペクトル形状の変化をモニタリングすることで内部損傷の進展を評価できることを明らかにした。継手接合部の終局強度の推定に必要となる円孔母材の引張載荷実験では,欠損断面積を一定とし円孔径の大きさをパラメータとした場合,円孔径が大きくなるに従って母材終局強度は低下する傾向にあることを示した。FRPボルト接合における摩擦の効果を明らかにするために,ボルト径及びボルトの締付けトルクを実験変数とし重ね継手接合部の引張載荷実験を行った。結果として,ボルト径と板厚の比d/tが1.1,1.8の場合には,ボルト張力の増加に伴い,最大耐力および接合部剛性は上昇するが,d/tが2.5では,接合部剛性は上昇するものの,最大耐力はボルト張力が増加してもほとんど上昇しないことを明らかとした。更に,母材に埋込んだFBGセンサの出力結果より,ボルト張力を導入することで,母材に摩擦力が働き,ボルト孔周りの極めて局所的な損傷を抑制することで,母材全体での損傷の蓄積によって破壊に至ることを明らかとした。
プリオン遺伝子欠損細胞の株化と種々のプリオン遺伝子再導入による感受性細胞株の樹立

我々はすでに、2種類のプリオン遺伝子欠損マウス(I型、Zur Iマウス、II型Riknマウス)の骨髄細胞を用いてマクロファージの株化に成功し、数クローンを維持した。したがって株化されたマクロファージ細胞を用いて、マクロファージの機能を検索するとともに、病原体の増殖能を検討した。ハムスターPrP遺伝子をプリオン遺伝子欠損マクロファージに導入して、再導入細胞株を得る。この細胞に263Kプリオン病原体を感染させ、プリオン増殖のシグナルが得られるかを検討する。陽性対照としては263K株を接種したハムスター脳乳剤を用いた。病原体増殖のシグナルが、ウエスタンブロッティングにより見られたものにおいて、細胞乳剤のハムスター脳内接種を行った。この際、培養細胞で12回継代したものを用いた。さらに、通常のハムスター継代263K株との差異を観察した。その結果一部の動物において発症が見られた。本研究では、正常プリオン蛋白質の機能の解明、またプリオン病の機構解明を目的として、プリオン遺伝子欠損マウスよりマクロファージ細胞株を作成し、その基本的機能について解明した。マクロファージ細胞は強い貪食能力を持つため、プリオン病原体に対して高感受性細胞となりうる可能性がある。まず始めに、プリオン遺伝子欠損マウスZrchI型およびRikn型の骨髄細胞をM-CSF(マクロファージコロニー刺激因子)を用いてマクロファージへと分化させた。その後、不死化遺伝子であるSV40LargeT遺伝子を導入し、クローニングを行った。得られた細胞株について、免疫化学分析やLatex beadsを用いた方法により、マクロファージとしての機能を保持していることが確認された。そして、PrP遺伝子欠損細胞(ZrchI型)に、マウスおよびハムスターPrP遺伝子を導入し、無血清培地でのアポトーシスに与える影響について観察した。以前、当研究室で作成した神経細胞やグリア細胞においては、再導入によりアポトーシスの抑制が認められたが、今回のマクロファージ細胞株では、マウスPrP導入細胞の一部クローンおよび、ハムスターPrP導入の全クローンにおいて、非導入細胞と比較してアポトーシス抑制が認められた。ただし、ハムスター導入細胞のほうが、より長い期間抑制された。これらの結果については、遺伝子導入部位の違い、または異種遺伝子導入による細胞内分子機構の違いが原因として考えられる。プリオン遺伝子欠損細胞はPrpcの機能解析やプリオン病感染機構解析及び病原体分離において有用であり、今回作成したマクロファージ細胞株もそれらの研究における貢献が期待される。我々はすでに、2種類のプリオン遺伝子欠損マウス(1型、Zur Iマウス、II型Riknマウス)の骨髄細胞を用いてマクロファージの株化に成功し、数クローンを維持した。
吊り下げ式垂直軸型潮流タービンの開発

2018年度の研究では、オープンソースの3次元風車シミュレーターQBladeにより、垂直軸型タービンと水平軸型タービンが流れに対して傾斜した際の性能低下を評価し、垂直軸型の出力低下が水平軸型よりも低い事を確認した。垂直軸型の受流面積は、回転するブレードが描く円筒面の前面投影面積であるため、アスペクト比(=高さ/直径)が1程度の垂直軸型では、傾斜により前面投影面積が増えるため、20-20度程度の傾斜時に最大出力を得る。提案のタービンは、高アスペクト比(2以上)のデザインであるため、傾斜による出力増加は僅かであるが、高アスペクト比により重量あたり受流面積が増え低コストとなる。大阪大学の水槽での性能評価を予定していたが、地震被害の補修工事により使用不可であった。このため前年度に別プロジェクトで実施した1kW型海上曳航実験の発展として、佐賀県唐津市呼子港内で係留実験を実施した。潮流速度が期待できない港内の実験となったのは、現在の規模では港外の波浪荷重への備えが困難なためである。また設置許可は、交通を邪魔しない岸近くに限られるため、潮流の二次的な流れ(渦)の中に入りやすく、潮流速度は低いものとなった。係留実験は、陸上と有線接続できないため、バッテリーを装置近くに浮かべて発電電力の貯蔵と計測機器への電力供給に用いた。潮流速度、GPS位置、バッテリー・発電機のログ、Webカメラ、過充電を避けるためのヒーター等を1台のノートPCで管理した。このPCをWiMAXでインターネットに繋ぎ、リアルタイムの操作・監視システムと、クラウドを用いたデータ取得システムを構築した。提案のコンセプトは、数値シミュレーションと水槽実験、曳航実験で実効性を確認できた。係留実験は、流速不足のため有意なデータを得られなかったが、次段階の港外での係留実験の計測システムを構築するための経験が得られた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。傾斜した潮流タービンの特性を流体数値計算で把握するため、まず、オープンソースの風車シミュレーターであるQBladeの揚力線理論モデルによる評価を行った。適度な傾斜では、風車ローターの前面投影面積が増えるため出力も増加する事などが確認できた。ただし、ブレードの空力係数を2次元計算で解析する際に粘性の影響が過小評価されるため、既存の実験データと比較して出力が過大に評価される傾向がある。これは、空力係数についても既存の風洞試験結果等を参照する事で解決できると思われる。また連携研究者である原(鳥取大学)が、Reynolds averaged Navier-Stokes(RaNS)計算による垂直軸型タービンのシミュレーションを行った。この中で、垂直軸型タービンのブレードを支えるアームの抵抗を評価し、その影響が従来考えていたよりも大きい事を示した。これは、アームを省略した流体計算結果と実験の対照が難しい事、よく参照されてきた風洞実験データの精度に疑いが持たれる事を示している。この計算は、クラウドコンピューティング環境で行った。水槽実験で提案コンセプトを検証するため、直径800mm、高さ1600mmの潮流タービンモデルを製作し、曳航試験を行った。ただし今回の試験では、ブレードの周速と翼弦長を基準とするReynolds数が低いため揚抗比が低くなった事、ブレードとアームの結合部の流線型処理が十分でなく抵抗が大きかった事などから、発電に十分な回転に達する事は出来なかった。次の平成29年度に行う水槽実験では、ブレードを翼弦長の長いものに変更するとともに、ローター強度を増やして曳航速度を上げる、この問題を解決できる見込みである。RaNS計算および揚力線理論に基づく2種類の流体数値解析で検討したところ、各手法の問題点および既存の不動実験データの不十分さが認識された。把握された問題点を解消する必要がある。水槽曳航による初期の実験では、十分な回転・トルクが得られなかった。この原因はある程度理解できており、次回の実験で解消できる。2016年度の水槽実験の結果をふまえ、コンセプトの改良を行った。揚力型の垂直軸型タービンでは、ブレードの揚力方向が一回転の間に反転するため動的失速かそれに近い作動状況となる。このため、小型タービン模型では、粘性影響による揚抗比の低下に加え、ブレード失速状態が想定実機の場合よりも長くなり、実機との性能差が非常に大きい事が判ってきた。このため、本研究の採択後に始まった産学連携プロジェクトでの海上実験(曳航実験)と協調して実施できる項目を先に進め、本学で行う水槽曳航実験は、海上曳航実験の結果を待ってから、可能な限りタービン模型を大型化して実施する方針とした。海上曳航実験は、本研究でも2018年度に実施を予定していたため、これを先取りした形となる。本研究では、オープンソースの3次元風車シミュレーションであるQBladeを使った潮流タービンの性能予測法の開発を続ける一方、波浪中で回転する円筒浮体の浮体運動シミュレーターの開発を行った。浮体運動シミュレーターは、オイラー角による剛体姿勢の表現法に代えて、クォータ二オンを使ったシミュレーションとする事で、高速回転する浮体の運動を効率よく評価し、ジャイロ効果も考慮できるようにした。回転浮体に作用する波浪外力は、モリソン式とマグヌス力の式から求める。係留索の挙動はランプトマス法による。前述の別プロジェクトによる海上曳航試験は、2018年2月に行われ。この成果も取り入れた水槽実験用モデルを準備中である。

本研究で2018年度に予定していた海上実験を、2017年度に別プロジェクトと協調して実施できたため、予定の一部を予定よりも早く実施できた事になる。ただし、その分、水槽実験、数値シミュレーションなどの解析が後回しになっているため、これを実施していく必要がある。2018年度の研究では、オープンソースの3次元風車シミュレーターQBladeにより、垂直軸型タービンと水平軸型タービンが流れに対して傾斜した際の性能低下を評価し、垂直軸型の出力低下が水平軸型よりも低い事を確認した。垂直軸型の受流面積は、回転するブレードが描く円筒面の前面投影面積であるため、アスペクト比(=高さ/直径)が1程度の垂直軸型では、傾斜により前面投影面積が増えるため、20-20度程度の傾斜時に最大出力を得る。提案のタービンは、高アスペクト比(2以上)のデザインであるため、傾斜による出力増加は僅かであるが、高アスペクト比により重量あたり受流面積が増え低コストとなる。大阪大学の水槽での性能評価を予定していたが、地震被害の補修工事により使用不可であった。このため前年度に別プロジェクトで実施した1kW型海上曳航実験の発展として、佐賀県唐津市呼子港内で係留実験を実施した。潮流速度が期待できない港内の実験となったのは、現在の規模では港外の波浪荷重への備えが困難なためである。また設置許可は、交通を邪魔しない岸近くに限られるため、潮流の二次的な流れ(渦)の中に入りやすく、潮流速度は低いものとなった。係留実験は、陸上と有線接続できないため、バッテリーを装置近くに浮かべて発電電力の貯蔵と計測機器への電力供給に用いた。潮流速度、GPS位置、バッテリー・発電機のログ、Webカメラ、過充電を避けるためのヒーター等を1台のノートPCで管理した。このPCをWiMAXでインターネットに繋ぎ、リアルタイムの操作・監視システムと、クラウドを用いたデータ取得システムを構築した。提案のコンセプトは、数値シミュレーションと水槽実験、曳航実験で実効性を確認できた。係留実験は、流速不足のため有意なデータを得られなかったが、次段階の港外での係留実験の計測システムを構築するための経験が得られた。平成28年度の水槽実験では、ローター仕様を再検討し、実験時のReynolds数上昇と抵抗削減によりトルク不足の問題を解消する予定である。また乱流促進のためのトリップワイヤーの使用も検討する。層流乱流遷移が起こるReynolds数領域を十分に超える条件では安定したトルクが得られる事は別のプロジェクトで確認している。いずれにせよ、これは水槽実験のサイズ制限から来る問題であり、より大型となる実用機には影響しない。風洞実験や水槽実験の低Reynolds数条件では、層流剥離や、乱流遷移と再層流化に伴う不安定があるため、この付近のRaNS計算の結果を解釈する際には注意が必要である。また、アームの抵抗およびブレードとの干渉は無視できないレベルである事が28年度の検討で分かっている。これらを考慮しながら、RaNS計算と揚力線理論計算の手法を見直し、再評価を行う。
三次元顔面表情運動モデルを利用したエピテーゼ製作法の開発

顔面領域に生じた欠損に対し,複雑な顔面形態の回復,患者の社会復帰のためには,エピテーゼによる治療は有用な選択肢の一つである.本研究では適合性の高いエピテーゼの製作を行うために,モーフィング法(ある物体から他の物体へ変化する過程をコンピュータによって補完する手法)を用いてコンピュータ上にて表情筋の動きを導入し,より生体に近い,`三次元顔面表情運動モデル'の製作方法を確立することにより,静止状態のみならず,運動時にも欠損部に適合したエピテーゼの製作方法を確立し,顔面の動きに追随するより自然な装着感のエピテーゼを製作することができた。エピテーゼの製作法は複雑な工程と熟練した技術,芸術的な感性が必要とされて来た.申請者らはこれまで,エピテーゼを製作する上で,患者・術者双方に負担の少ない簡便な方法の確立を目指して研究を進めてきた.本研究ではさらに適合性の高いエピテーゼの製作を行うために,モーフィング法(ある物体から他の物体へ変化する過程をコンピュータによって補完する手法)を用いてコンピュータ上にて皮膚表面の弾性や表情筋の動きを導入し,より生体に近い,`動く顔面模型'の製作方法を確立することを目的とする.研究の趣旨を説明し,同意の得られた,顔面に欠損や顔面表情筋の運動に支障の無い,健常成人5名を対象とし.3次元表面形状計測装置(RexcanIII,Solutionix社,既に保有)を用いて,顔面の表面形状をスキャンし,3次元形状データを得た.被験者には,無表情のまま静止するように指示した.更に,以下に示す表情を指示し,スキャンを行った.a;最大開口・・・耳介エピテーゼを製作する際に,エピテーゼの前縁は顎関節周囲にとどまることが多く,開口時にその部分の顔面表面の形状が変形することによりエピテーゼが脱落しやすいため.b;口角挙上(笑う)・・・外鼻欠損に対する鼻エピテーゼを製作する際にエピテーゼの側方の辺縁が口角・上唇の運動によって脱落しやすいため.c;閉眼・・・眼窩エピテーゼを製作する際に,エピテーゼの辺縁(特に側方)が脱落しやすいため.得られたデータを3次元データ処理ソフトウェアGeomagic DesignX (3Dsystem社)を用いた編集した.年度途中より、代表者の産前産後休暇および育児休業により中断しているため。エピテーゼの製作法は複雑な工程と熟練した技術,芸術的な感性が必要とされて来た.申請者らはこれまで,エピテーゼを製作する上で,患者・術者双方に負担の少ない簡便な方法の確立を目指して研究を進めてきた.本研究ではさらに適合性の高いエピテーゼの製作を行うために,モーフィング法(ある物体から他の物体へ変化する過程をコンピュータによって補完する手法)を用いてコンピュータ上にて皮膚表面の弾性や表情筋の動きを導入し,より生体に近い,`動く顔面模型'の製作方法を確立することを目的とした.研究の趣旨を説明し,同意の得られた,顔面に欠損や顔面表情筋の運動に支障の無い,健常成人5名を対象とし,様々な表情で顔面の3次元表面形状計測を行った.得られたデータをSTLデータに変換して保存し,ソフトウェアに入力する.モーフィングを行うためには、得られたそれぞれのデータのポリゴン数,頂点数が一致し,また各頂点が対応している必要がある.このため、まず単純なデータを用いてテンプレートモデルを作成し、このテンプレートモデルを用いてスキャンモデルと同様の形状を有する相同モデルを作成し、各表情の相同モデルをモーフィング機能を用つなぎ合わせ,補完し,動画データを作成した.完成したモデルと被験者を並列させて表情を再現させ,研究分担者,研究協力者(大学院生3名)計5名により,表情の開始停止まで再現性・円滑性・変形量が適切か,等について詳細な検討をおこなった.研究代表者が育児休業に伴い、研究の中断を余儀なくされたものの、中断前および再開後に鋭意研究を進めている。エピテーゼは,腫瘍などにより生じた顔面を含む実質欠損に対する補綴装置である.エピテーゼは通常,従来の印象法または3Dスキャンによって得られた静止状態の無表情の模型上に製作される.しかし,顔面は様々な表情を持つため複雑に動くという特徴があり,エピテーゼの辺縁部分を可動部に設定しなければならないことが多い.そのため,顔面表情の変化に伴いエピテーゼの辺縁が浮いてしまうことが問題となっていた.そこで,辺縁の浮き上がりを補償するため,顔面表面の変形量を想定して作業用模型におけるエピテーゼの辺縁相当部を削合する方法が提案された.しかし,顔面の複雑な動きを予想し削合することは困難であり,適応症例も限定されていた.そこで我々は,「顔面の動きを再現した模型上に製作されたエピテーゼは,表情変化に対応できるように設計でき,エピテーゼの適合性が向上するため,辺縁が浮いたり脱落したりしてしまう危険性が下がるのではないか」という仮説を立てた.健常者8名に対して3Dスキャナを用いて無表情時および笑顔時の顔面形状を採得し、あらかじめ作成したテンプレートモデルを用いて相同モデルを作成した.相同モデル同士をモーフィングすることにより三次元顔面表情運動モデルを完成させた.完成した三次元顔面表情運動モデルの精度を評価したところ,モデルの精度・再現性が確認されたため,エピテーゼ製作への有用性について評価を行った.エピテーゼ製作には,顔面に欠損を有する患者8名に対し,顔面表情運動モデルを用いてエピテーゼを製作し,表情運動時の適合について評価した.

顔面表情運動モデル上で製作したエピテーゼは、従来法の静止状態で得られた模型上で製作したエピテーゼに比較し,高い適合が得られ,顔面表情運動モデルがエピテーゼ製作に有用であることが示された.顔面領域に生じた欠損に対し,複雑な顔面形態の回復,患者の社会復帰のためには,エピテーゼによる治療は有用な選択肢の一つである.本研究では適合性の高いエピテーゼの製作を行うために,モーフィング法(ある物体から他の物体へ変化する過程をコンピュータによって補完する手法)を用いてコンピュータ上にて表情筋の動きを導入し,より生体に近い,`三次元顔面表情運動モデル'の製作方法を確立することにより,静止状態のみならず,運動時にも欠損部に適合したエピテーゼの製作方法を確立し,顔面の動きに追随するより自然な装着感のエピテーゼを製作することができた。代表者の復職後は、モーフィング法を用いてこれまでに採得したデータをつなぎ合わせて補完し,動的な3次元顔面表情運動モデルを作成し,その精度,有用性を検討する.さらに顔面欠損を有する被験者に対して同様に3次元顔面表情運動モデルを作成し,エピテーゼ用シリコーン材料の弾性,厚み,エピテーゼを装着した場合に顔面表情の変化に追随するのに最適なシリコーンの材料特性(弾性,厚みなど)についての探索,従来法との比較を行う予定である.完成した顔面表情運動モデルを用いてエピテーゼを製作し、さらにはエピテーゼ用シリコーン材料の弾性情報も取り入れ,エピテーゼを装着した場合に顔面表情の変化に追随するのに最適なシリコーンの材料特性(弾性,厚みなど)についての探索する.歯科補綴学産前産後の休暇および育児休業により中断しているため産休および育児休業に伴う中断により、28年度の支出実績がなかったため。休業より復職後、研究計画を継続して行う予定である。完成した顔面表情運動モデルを用いてエピテーゼを製作し、さらにはエピテーゼ用シリコーン材料の弾性情報も取り入れ,エピテーゼを装着した場合に顔面表情の変化に追随するのに最適なシリコーンの材料特性(弾性,厚みなど)についての探索する.
オン・デマンド・ダイレクト・ティシュ・エンジニアリング法の基礎研究

○研究の主旨と目的:組織工学や再生医療でこれから対象とする組織は、細胞や細胞外マトリクスがμmのオーダーで適材適所配列構成されている複雑組織である。このような生体組織や臓器を細胞や生体材料から人工的に構築するために、本研究では、「生きた細胞や生体材料をオンデマンドで適材適所配置して、直接組織や臓器構造を再構築する」、という新しい組織工学アプローチ「オンデマンド・ダイレクトTissue Engineering法」を提唱し、その基礎検討をおこなった。○取り組みと成果:設計図(バイオCAD)として組織標本から三次元モデルの作製を試みた。造形工学技術(バイオCAM)の研究では、インクジェット3Dバイオプリンターを作製し、様々な3次元細胞組織の作製を試みた。さらに、細胞組織へと発展させる育成技術研究に取り組んだ。1)バイオCAD:幼若マウスの心臓組織の連続組織切片から、三次元CADデータの作製をおこなった。2)バイオCAM:インクジェット技術で個々の細胞を積層造形して三次元構築する技術に取り組んだ。インクジェット過程が生存率、増殖能で生きた細胞への影響がないことを確認し、インクジェット液滴のゲル化手法を考案し、三次元造形用の3Dバイオプリンターを作製した。ゲルによるファイバー、シートの作製、さらにシートの積層や三次元チューブの作製に成功した。また、直接細胞を吐出して、生きた細胞をゲルに包埋しての細胞パターニング、同様な三次元構造の作製にも成功した。加えて、多色化機能を追加し、2つのインクジェットヘッドを利用して、2つの異なる材料での三次元構築に挑戦し、2色ゲルでの立体構造を作製できた。今年度は、3つの大きなテーマにおいて、そのための装置を選定・購入し、本格的な実験に取り組み始めた。(1)バイオCAD・CAE(中村;東京医科歯科大学)●組織標本の三次元CADデータ化:幼若マウスの心臓組織の連続組織切片を作製し、画像データ化、三次元CADデータ化を行った。●培養細胞の動画撮影とデータ集積:細胞培養を行い、接着する細胞の挙動をTime-lapseで撮影を行い、動画データベースを集積しつつある。(2)バイオCAM(中村;東京医科歯科大学、西山;神奈川科学技術アカデミー)●インクジェット式三次元造形の基礎検討:インクジェットで安定に飛ばす方法を検討中。●インクジェットの細胞への影響の検討:細胞学的機能評価:現有のインクジェット装置で様々な細胞を飛ばし、その影響を調べている。9割以上の生存が確認できた。また、細胞機能評価のため、マイクロプレートリーダー・蛍光イメージアナライザーなどを購入した。●マイクロゲルビーズの作製と機能性ゲルビーズの作製と評価:オンデマンドで作製するマイクロゲルビーズに細胞機能性物質を加え、DDS機能添加を検討している。●現有インクジェット実験機の能力アップ:シングルヘッド→マルチヘッドシステムへ。●三次元ゲル組織作製用三次元プリンターの設計と製作を行っている。(3)三次元組織培養(中村;東京医科歯科大学、西山;神奈川科学技術アカデミー):●細胞を造形した三次元ゲル内で培養し、その影響を調べるために、顕微鏡用培養装置を購入し、観察装置、培養装置、三次元イメージング法、評価装置を工夫しながら試行錯誤、改良し、最良な培養系の確立を目指している。○取り組みと成果:設計図として組織標本から三次元データを作成し(バイオCAD)、その造形を可能にする工学技術とマシン技術(バイオCAM)の研究、さらに、この技術での細胞入り造形体から細胞組織へと発展させる育成技術研究に取り組んだ。

1)バイオCAD:幼若マウスの心臓組織の連続組織切片から、三次元CADデータの作製をおこなった。2)バイオCAM:インクジェット技術を応用し、個々の細胞をゲルで積層造形して三次元構築する技術に取り組んだ。インクジェット過程が生存率、増殖能で生きた細胞への影響がないことを確認し、次にインクジェット液滴のゲル化手法を考案し、ゲルによるファイバー、シートの作製、さらにシートの積層や三次元チューブの作製に成功した。また、直接細胞を吐出して、生きた細胞をゲルに包埋しての細胞パターニング、同様な三次元構造の作製にも成功した。加えて、多色化機能を追加し、2つのインクジェットヘッドを利用して、2つの異なる材料での三次元構築に挑戦し、2色ゲルでの立体構造を作製できた。3)育成研究:三次元造形したゲル内での細胞の生存の確認とその効果的な評価法の検討を行った。○まとめ:「オンデマンド・ダイレクトTissue Engineering法」の実現可能性が示された。Tissue engineeringの新たな展開が期待される。(792文字)
噴霧生成機構のモデル化と噴霧流動の数値シミュレーション

本研究は,流れが比較的単純な単孔気流噴射弁を用いて液噴流の分裂過程を観察し,これらの観察結果をもとに気液界面の乱れの初生,乱れの成長過程をモデル化し,さらに噴霧流動の数値シミュレーションを行い汎用性のある数値シミュレーション手法を確立することを目的としている。まず噴流内部の乱れをランキン渦で模擬し,渦の特性が液噴流表面の乱れの初生にどのような影響を与えるかを数値シミュレーションによって調べた。その結果,界面を減速する向きに回転する渦が乱れの初生に大きく関与し,乱れの波長はそれらの渦間隔により決定されることを明らかにした。また,周囲気流速度は生成した乱れの成長に大きく関与することを明らかにした。実験については,壁面,表面張力等の影響により二次元流れを実現することが難しいことが判明したため,軸対称流れによって乱れの生成過程,液噴流の分裂過程を観察した。その結果,液噴流の分裂には微細な軸対称波ならびに比較的大きな非軸対称波が関与していることが分かった。これらの観察結果をもとに,液噴流の分裂モデルを作成した。液噴流表面からの液滴生成には全ての波長範囲の軸対称波が関与し,液噴流自身の破断には,最も成長速度の大きな非軸対称波が関与すると仮定した。このモデルを用いて液滴生成のシミュレーションを行った結果,分裂長さを除けば実験と比較してほぼ妥当な結果が得られた。最後にこれらのモデルを用いて噴霧流動の数値シミュレーションを行った。その結果,気流速度,液滴速度,液滴平均粒径等については実験値と比較してほぼ妥当な結果が得られた。ただし,噴霧の半径方向への拡散については予測値は実験値よりも小さな値となった。これは,液滴生成時の液滴速度評価,液滴の乱流拡散モデルに原因があると思われる。今後は以上の問題点を解決するとともに,液流内部の乱れと液噴流表面の乱れの関係をモデル化する必要がある。本研究は,比較的流れが単純な実験装置を用いた可視化実験や渦モデルを用いた数値シミュレーションを行って,ノズルより噴射された液柱表面の乱れの初生や乱れが増幅して分裂に至る過程をモデル化し,汎用性のある噴霧流動の数値シミュレーション手法を確立することを目的としている。まず初めに,渦モデルを用いた液柱表面の乱れの初生の数値シミュレーションを行った。液柱が高速でノズルより噴霧する条件では,液柱表面の乱れの初生に液柱内部の乱れが大きく関与しているとの報告がある。そこで本研究では,液柱内部の乱れをランキン渦で模擬し,この渦の特性が,液柱がノズルより噴出した後の表面の乱れの初生にどのような影響を与えるかを数値シミュレーション手法を用いて調べた。計算結果によれば,液柱内部に渦を重畳させた場合,周囲気流速度の大小に関わらずノズル出口近傍において液柱表面に乱れが発生した。一方渦を重畳させない場合は,静止気流中では乱れは発生せず,周囲気流速度が大きな場合にも乱れの発生位置はかなり下流で,液柱内部の乱れがノズル出口直後の液柱表面の乱れの初生に大きな影響を及ぼしていることが明らかとなった。また乱れは,表面を減速する向きの渦により発生し,その波長は表面を減速する向きの渦の間隔により支配される。周囲気流速度が大きな場合の乱れの成長速度は,渦が強いときには渦の誘起速度に,渦が弱いときには気液の相対速度に支配されることが明らかとなった。

一方可視化実験に関しては,当初計画していた二次元流路にカルマン渦を生成して液柱内部の乱れを模擬する方法では,可視化が容易な二次元的な流れを生成するのは難しいことが,予備実験により明らかとなった。そこで,液柱内部にせん断層を生成し,速度分布を制御することにより流れを不安定にし,乱れを発生させる方法を検討している。可視化実験については2年度も引き続き行う予定である。本研究は,流れが比較的単純な単孔気流噴射弁を用いて液噴流の分裂過程を観察し,これらの観察結果をもとに気液界面の乱れの初生,乱れの成長過程をモデル化し,さらに噴霧流動の数値シミュレーションを行い汎用性のある数値シミュレーション手法を確立することを目的としている。まず噴流内部の乱れをランキン渦で模擬し,渦の特性が液噴流表面の乱れの初生にどのような影響を与えるかを数値シミュレーションによって調べた。その結果,界面を減速する向きに回転する渦が乱れの初生に大きく関与し,乱れの波長はそれらの渦間隔により決定されることを明らかにした。また,周囲気流速度は生成した乱れの成長に大きく関与することを明らかにした。実験については,壁面,表面張力等の影響により二次元流れを実現することが難しいことが判明したため,軸対称流れによって乱れの生成過程,液噴流の分裂過程を観察した。その結果,液噴流の分裂には微細な軸対称波ならびに比較的大きな非軸対称波が関与していることが分かった。これらの観察結果をもとに,液噴流の分裂モデルを作成した。液噴流表面からの液滴生成には全ての波長範囲の軸対称波が関与し,液噴流自身の破断には,最も成長速度の大きな非軸対称波が関与すると仮定した。このモデルを用いて液滴生成のシミュレーションを行った結果,分裂長さを除けば実験と比較してほぼ妥当な結果が得られた。最後にこれらのモデルを用いて噴霧流動の数値シミュレーションを行った。その結果,気流速度,液滴速度,液滴平均粒径等については実験値と比較してほぼ妥当な結果が得られた。ただし,噴霧の半径方向への拡散については予測値は実験値よりも小さな値となった。これは,液滴生成時の液滴速度評価,液滴の乱流拡散モデルに原因があると思われる。今後は以上の問題点を解決するとともに,液流内部の乱れと液噴流表面の乱れの関係をモデル化する必要がある。
心筋再灌流障害における生体内フリーラジカルの役割に関する研究

成犬およびラット再灌流心モデルにおいて、心筋の虚血再灌流障害におけるフリーラジカルの関与を、電子スピン共鳴法(ESR)と心筋の生化学的微細構造学的分析により検討し、さらにsuperoxide dismutase(SOD)、catalase阻害剤(ATZ)の効果についても検討した。1.血中フリーラジカルのESR signalは虚血10分後でわずかに検出され、再灌流後に徐々に増大し、再灌流5分後に最も明瞭となった。SOD前投与群では再灌流後でもESR signalは検出されなかった。2.心筋小胞体(SR)のCa-ATPase活性は、10分単純虚血群では非虚血部と同程度に保たれたが、10分虚血30分再灌流群において非虚血部の60%まで有意に低下した。SOD投与群では30分再灌流後でも80%の低下にとどまった。3.SR蛋白のSDSゲル電気泳動による分画定量では、ATPase主蛋白は10分単純虚血、10分虚血後再灌流、SOD投与いずれの群においても有意な変化を認めなかった。4.ATZ投与によりcatalase活性は著明に抑制され、再灌流時の血行動態の悪化、SRのATPase活性の低下が増強され、電気泳動によるSR蛋白の分画定量でも、10分虚血後再灌流群においてATPase主蛋白の有意な崩壊を認めた。以上より虚血再灌流障害におけるフリーラジカル関与が強く示唆された。
ミセル電解法による有機顔料薄膜の作製

1。研究目的最近、我々はフェロセン導入した界面活性剤溶液(1__ー)に顔料を分散させ、基板上で、この活性剤を電気化学的に酸化して界面活性剤の分散能を失活させると顔料が放出され、基板上に顔料の薄膜が生成する新しい薄膜作製法を開発した。しかし、これらの薄膜の生成機構の詳細は不明な点が多い。そこで、本年度では、これらの点を明かにするために、薄膜の成長速度および界面活性剤の顔料表面への吸着挙動を調べ、薄膜の生成機構の詳細を明らかにすることを目的とする。2。研究実績2ー1。薄膜の成長速度。β型銅フタロシアニン(βーCuPc)等の薄膜の生成量の電解時間依存を検討したところ、(i)生成速度は加えた顔料の量に比例する。また、膜は1時間経っても成長し、さらに、10時間電解したところ膜厚は約10μmとなり、成長は長時間持続した。さらに対数プロットより生成量は時間のル-トにほぼ比例していることから膜の成長速度は顔料の拡散支配であることが明らかとなった。2ー2。界面活性剤の顔料への吸着挙動。βーCuPc顔料粒子への1__ーの吸着等温線より、1__ーの吸着量は、1__ーの平衡濃度(C_<eq>)の臨界ミセル濃度(cmc)付近まで急激に増加し、それ以上では飽和値に達する。また、C_<eq>がcmc以下では顔料がすべて沈降してしまった。このときの1__ーの吸着量が最大で飽和吸着量の約80%であることは、飽和吸着量の約20%が脱着すると顔料粒子は沈降してしまうことを示している。以上の結果より本法による薄膜生成の機構は以下のように推定できる。(i)吸着していない1__ーが電極上で酸化されて、その濃度がcmc以下となる。(ii)顔料に吸着していた1__ーが脱着し、その分散力が低下して顔料が電極表面に凝集沈着し、その薄膜を形成する。(iii)電極が薄膜で被覆されても、吸着していない1__ーは膜の顔料粒子の透き間を通して電極表面に拡散により到達して1__ーの電解が進行するので膜は成長を長時間持続する。1。2。研究実績2ー1。薄膜の成長速度。2ー2。
災害支援への対応が可能となる水陸両用バスの研究

災害支援への対応が可能となる水陸両用バスを目標として、その船体部形状の流体力学的性能に関する基礎的な検討を行う。バス形状は直方体に近いため水陸両用バスの水上性能は通常の船舶に比べて著しく低いが、その船体部について船型学的な検討を行うことにより、水上性能の向上を期待することができる。本研究では、(1)船首形状に関する研究、(2)車輪の抵抗影響に関する研究、という2つの研究を実施する。そのため、船首形状が変更できる船体部全体模型と車輪まわり部分模型を製作して回流水槽試験を実施したが、(1)についてはCFDに基づく数値計算による評価も行い、いずれも水中抵抗低減に関する知見を得ることができた。初年度の研究計画・方法として、基本的には水陸両用バスの調査研究とコンセプトデザイン、それらの結果に基づく車輪まわり詳細模型と船体部全体概要模型の設計製作、さらにそれらの実験および数値計算、が主な内容と予定していた。また関連して、車輪まわりのような複雑な流れの可視化についても、実験手法を確立しておきたいと考えていた。最初に、水陸両用バスの調査研究と調査結果の整理を行い、次に調査結果に基づく水陸両用バス船体部のコンセプトデザインを実施した。コンセプトデザインについては、車輪まわりに双胴の浮体を配置することを考えていた。しかしながら、車体の制約や軸径の配置等を勘案して、船体は単胴にせざるを得ないことが調査結果から分かったので、船体のコンセプトは単胴で進めることに変更し、抵抗性能のなるべく少ない船体形状を探ることにした。回流水槽実験については予定以上の実験を実施することができた。車輪まわり詳細模型については、車輪の前方後方のカバー部により抵抗特性がどのように減るか、ということに焦点を当てた模型を製作し、3ケースの実験を行ってカバー部の有効性について確認した。次に、船体部全体概要模型を製作することとし、原型の船首部と2種類の改良船首部、計3船首船型模型を製作して回流水槽実験を行い、陸上走行時の馬力以下で海上設計速力を達成できること、および船首形状の違いによる抵抗特性の把握を行うことができた。なお、流れの可視化手法の確立も目標に含めていたが、所有のレーザシート装置による可視化実験については、やや不十分という位置づけにならざるを得なかった。ただし、回流水槽実験全般について言えば、予定以上に研究が進んだと判断してよいと考えられる。反面、数値解析(CFD)的研究については、車輪のある船体まわりの計算格子をどのように作成するか等の準備を進めることはできたが、計算結果までは得られなかった。研究実績概要に記載したように、・船体コンセプトについては双胴から単胴に変更した、・回流水槽実験については予定以上のケースについて実験を実施することができた、・ただし可視化実験についてはやや不十分な結果であった、・数値解析的な研究については準備段階までしか研究が進まなかった、というのが進捗状況のまとめになるので、予定以上の部分と予定以下の部分があるので、上記の自己点検評価とした。本研究では、災害支援への対応が可能となる水陸両用バスを目標として、その船体部形状の流体力学的性能に関する基礎的な検討を行う。バスの形状は直方体に近いため水陸両用バスの水上性能は通常の船舶に比べて著しく低いが、その船体部について船型学的な検討を行うことにより、水上性能の向上を期待することができる。そのため、船首形状が変更できる船体部全体模型と車輪まわり部分模型を製作して回流水槽試験を実施したが、(1)についてはCFDに基づく数値計算による評価も行い、(1)および(2)いずれについても水中抵抗低減に関する知見を得ることができた。次年度については、初年度の回流水槽実験を予定以上に進めることができたので、各ケースの模型実験結果に基づき、さらに水上性能の高い船体形状について、数値解析(CFD)による検討を行うことを主な内容としたい。最終的に船体部の提案形状を決定したいと考えており、具体的には、水上性能向上(流体抵抗低減)の検討と提案形状の絞り込みを詳細な数値計算に基づいて行うこととし、必要があれば検討結果に基づく船体部全体模型の設計製作と回流水槽実験を実施することとする。最終的に、水陸両用バス船体部提案形状の決定を目標とし、回流水槽試験結果および数値計算結果のまとめ、および成果発表および報告書作成に結び付けたい。船舶海洋工学ほぼ計画通りに使用したが、端数585円が生じた。次年度交付金に含めて、消耗品を購入する予定である。
microRNA-33a/bによる包括的代謝調節機構の解明と特異的人工核酸の開発

これまでに、miR-33aとmiR-33bは標的遺伝子に違いがあるとの報告があり、それぞれが別の作用を持っている可能性がある。CRISPR-Cas9システムを用いて、miR-33a/bのそれぞれ、あるいは両方が無いヒトiPS細胞を作成した。その結果、新たに遺伝性痙性対麻痺(Hereditary Spastic Paraplegia; HSP)SPG4の原因遺伝子であるSPASTがmiR-33の標的遺伝子であることが明らかとなった。実際にSPG4の患者より樹立されたiPS細胞から神経細胞を誘導し、合成RNAオリゴヌクレオチドでmiR-33aを抑制したところ、SPASTから作られるタンパク(SPASTIN)が増加し、SPG4による神経細胞軸索の短縮が改善した。すなわち、SPG4に対して、miR-33aを抑制する合成核酸が新たな疾患治療薬として用いられる可能性がある。miR-33aとmiR-33bのコピー数の解析においては、肝臓ではmiR-33bがmiR-33aの10倍程度発現しており、miR-33bの影響が大きいと考えられる。また、マクロファージではこれらは同等である。そこで、臓器別のmiR-33a/bの役割の違いについて、臓器特異的遺伝子改変マウスを作成した。miR-33aflox/floxおよびmiR-33bflox/floxノックインマウスとAlbumin-Creマウス、LysM-Creマウスの交配を開始し、現在その表現型を解析中である。AAVウイルスを用いた標的遺伝子の生体での解析を行い、人工核酸の投与による効果を検討中である。1これまでに、miR-33aとmiR-33bは標的遺伝子に違いがあるとの報告があり、それぞれが別の作用を持っている可能性がある。上記内容についてすでに特許申請中である。2miR-33a/bコンディショナルKOマウスの表現型解析については正常食での臓器特異的KOマウスの解析がほぼ終了し、現在論文を作成中である。3miR-33a/bによる個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析については、個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析を行うために、ペンシルベニア大学から、AAVウイルスベクターを導入し、標的遺伝子の生体での解析を開始した。予定していたより、詳細な機能解析につなげることができると考えられる。4miR-33a/b特異的人工核酸の生体での効果解析については、miR-33aおよびmiR-33bのそれぞれを個別に抑制できる人工核酸の効果を検討中である。すでに容量反応試験は完了している。さらに疾患モデルでの検討を続ける。1miR-33a/bが司る、細胞、臓器、個体レベルの代謝調節機構の解明については、脂質ラフトの解析とラフトに存在する受容体の機能の変化を、miR-33a-/-およびmiR-33bノックインマウスの初代培養細胞、変異iPS細胞を用いて検討する。2miR-33aflox/floxマウス、miR-33bflox/floxノックインマウスを用いた臓器ごとの表現型解析については、それぞれの臓器特異的miR-33aおよびmiR-33b欠損マウスに高脂肪食負荷、高コレステロール負荷を行い、コントロールマウスと比較検討する。さらに脂肪組織においてもmiR-33bの発現は高く、特異的な作用を及ぼしている可能性がある。3miR-33a/bによる個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析については、さらにmiR-33aflox/floxマウスと各種-Creマウスを交配し、表現型を検討する。一方、miR-33bノックインマウスでは、欠損マウスと逆の表現型を呈するため、miR-33a/b欠損の表現型との比較に用いる。また、AAVウイルスベクターを用いて、miR-33a/b標的遺伝子の生体での役割の解析を行う。4miR-33a/b特異的人工核酸の生体での効果解析とドラッグデリバリーシステム(Drug delivery system; DDS)の検討については、病態モデルへの投与効果を検討するとともに、全身投与による副作用の有無について検討を行う。核酸の投与は、まず皮下注射によって全身投与し、その効果を検討する。その後に、必要なDDSについて検討を開始する。

その結果、新たに遺伝性痙性対麻痺(Hereditary Spastic Paraplegia; HSP)SPG4の原因遺伝子であるSPASTがmiR-33の標的遺伝子であることが明らかとなった。実際にSPG4の患者より樹立されたiPS細胞から神経細胞を誘導し、合成RNAオリゴヌクレオチドでmiR-33aを抑制したところ、SPASTから作られるタンパク(SPASTIN)が増加し、SPG4による神経細胞軸索の短縮が改善した。すなわち、SPG4に対して、miR-33aを抑制する合成核酸が新たな疾患治療薬として用いられる可能性がある。miR-33aとmiR-33bのコピー数の解析においては、肝臓ではmiR-33bがmiR-33aの10倍程度発現しており、miR-33bの影響が大きいと考えられる。また、マクロファージではこれらは同等である。そこで、臓器別のmiR-33a/bの役割の違いについて、臓器特異的遺伝子改変マウスを作成した。miR-33aflox/floxおよびmiR-33bflox/floxノックインマウスとAlbumin-Creマウス、LysM-Creマウスの交配を開始し、現在その表現型を解析中である。AAVウイルスを用いた標的遺伝子の生体での解析を行い、人工核酸の投与による効果を検討中である。1これまでに、miR-33aとmiR-33bは標的遺伝子に違いがあるとの報告があり、それぞれが別の作用を持っている可能性がある。CRISPR-Cas9システムを用いて、miR-33a/bのそれぞれ、あるいは両方が無いヒトiPS細胞を作成した。上記内容についてすでに特許申請中である。2miR-33a/bコンディショナルKOマウスの表現型解析については正常食での臓器特異的KOマウスの解析がほぼ終了し、現在論文を作成中である。3miR-33a/bによる個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析については、個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析を行うために、ペンシルベニア大学から、AAVウイルスベクターを導入し、標的遺伝子の生体での解析を開始した。予定していたより、詳細な機能解析につなげることができると考えられる。4miR-33a/b特異的人工核酸の生体での効果解析については、miR-33aおよびmiR-33bのそれぞれを個別に抑制できる人工核酸の効果を検討中である。すでに容量反応試験は完了している。さらに疾患モデルでの検討を続ける。1miR-33a/bが司る、細胞、臓器、個体レベルの代謝調節機構の解明については、脂質ラフトの解析とラフトに存在する受容体の機能の変化を、miR-33a-/-およびmiR-33bノックインマウスの初代培養細胞、変異iPS細胞を用いて検討する。2miR-33aflox/floxマウス、miR-33bflox/flox
新規抗原を用いた高悪性度軟部肉腫に対する免疫療法の樹立

SYT-SSX Bペプチド(GYDQIMPKK)を単独で用いたワクチン臨床試験を終了した.6名の滑膜肉腫患者を対象として,ペプチド(0.1mgまたは1mg)を2週間ごとに6クール施行した.1例にGrade 1の発熱が生じた.1例で肺転移巣の増大が抑制された.現在,アグレトープ改変型SYT-SSXペプチドを用いた臨床試験を行っている.2.骨肉腫抗原の同定と軟部肉腫免疫療法への応用3.新規腫瘍抗原の同定骨MFH患者および軟部MFH患者より,自家腫瘍-CTL株を樹立した.現在,発現クローニング方により腫瘍抗原の単離を進めている.また,滑膜肉腫抗原SYT-SSXおよび骨肉腫抗原PBFに会合する蛋白を,酵母two-hybrid法により同定した.それらの会合分子からペプチドワクチンを作製する目的で,抗原性を解析している.SYT-SSX Bペプチド(GYDQIMPKK)を単独で用いたワクチン臨床試験を終了した.6名の滑膜肉腫患者を対象として,ペプチド(0.1mgまたは1mg)を2週間ごとに6クール施行した.1例にGrade 1の発熱が生じた.1例で肺転移巣の増大が抑制された.現在,アグレトープ改変型SYT-SSXペプチドを用いた臨床試験を行っている.2.骨肉腫抗原の同定と軟部肉腫免疫療法への応用3.新規腫瘍抗原の同定骨MFH患者および軟部MFH患者より,自家腫瘍-CTL株を樹立した.現在,発現クローニング方により腫瘍抗原の単離を進めている.また,滑膜肉腫抗原SYT-SSXおよび骨肉腫抗原PBFに会合する蛋白を,酵母two-hybrid法により同定した.それらの会合分子からペプチドワクチンを作製する目的で,抗原性を解析している.HLA-A24陽性で、かつSYT-SSX遺伝子の発現が確認されている滑膜肉腫患者(遠隔転移例)を対象とした第一相臨床試験を開始した。現時点で、対象症例は5例である。SYT-SSXペプチド(SS393:GYDQIMPKK)0.1mgを3例に、1.0mgを2例に2週間隔で皮下注した。ペプチドの毒性、免疫学的効果、腫瘍縮小効果を評価した。計24回ペプチドを接種し、1例にGrade 1(発熱)の毒性が生じた。他の4例では毒性はみられなかった。また、遅延型過敏反応は全例で陰性であった。テトラマー解析は4例において施行した。ペプチド/HLA-A24テトラマーと反応するT細胞の存在頻度は、4例中4例でワクチン接種前と接種後で増加がみられた。1例で肺転移巣の増大が抑制された。2.アグレトープ改変型SYT-SSXペプチドの作製と評価SS393ペプチドの9番目のアミノ酸を改変した4種類のペプチドを作製した。改変型ペプチドはSS393ペプチドよりも2.8-11倍高いHLA-A24親和性を示した。SS393ペプチドでは滑膜肉腫患者6例中15例より、改変型ペプチドでは11例中15例よりCTLが誘導された。改変型ペプチドで誘導されたCTLは、SS393ペプチドで誘導されたCTLよりも強い抗滑膜肉腫細胞障害活性を示した。改変型ペプチドで刺激したリンパ球は、滑膜肉腫細胞に対しては細胞障害活性を示したが、自己Bリンパ球に対する傷害活性は示さなかった。3.骨肉腫腫瘍抗原ペプチドの軟部肉腫に対する免疫原性の解析16歳女性の大腿骨骨肉腫生検組織より安定細胞株OS2000を樹立した.そして同一患者末梢血からCD8陽性CTL株を樹立したOS2000よりcDNAライブラリを構築しスクリーニングを行い骨肉腫抗原遺伝子Papillomavirus binding factor(PBF)を同定した。RT-PCR解析において、PBFは軟部肉腫細胞株12例中10例、および軟部肉腫組織64例中44例に発現を認めた。野生型SYT-SSXペプチド(SS393:GYDQIMPKK)を用いた試験は、滑膜肉腫患者6例をもって終了した。ペプチド0.1mg、1.0mgをそれぞれ3例に2週間隔で皮下注した。1例にGrade 1(発熱)の毒性が生じた。他の5例では毒性はみられなかった。テトラマー解析は5例において施行した。ペプチド/HLA-A24テトラマーと反応するT細胞の存在頻度は、5例中4例でワクチン接種前と接種後で増加がみられた。引き続いてアジュバント、サイトカイン、アグレトープ改変型SYT-SSXペプチドを用いる臨床試験を開始した。(2)骨肉腫腫瘍抗原ペプチドの軟部肉腫に対する免疫原性の解析新規骨肉腫抗原遺伝子Papillomavirus binding factor (PBF)を同定した。また、PBFに対する抗体を作成し、蛋白レベルでの発現を検索した。免疫組織染色を行い軟部肉腫組織51例中45例にPBFが発現していることを確認した。HLA-A2およびHLA-A24と結合するPBF

由来ペプチドを作製し、HLAがマッチした軟部腫瘍肉腫患者抹消リンパ球との反応性をテトラマーを用いて解析している。SYT-SSXBペプチド(GYDQIMPKK)を単独で用いたワクチン臨床試験を終了した.6名の滑膜肉腫患者を対象として,ペプチド(0.1mgまたは1mg)を2週間ごとに6クール施行した.1例にGrade 1の発熱が生じた.1例で肺転移巣の増大が抑制された.現在,アグレトープ改変型SYT-SSXペプチドを用いた臨床試験を行っている.2.骨肉腫抗原の同定と軟部肉腫免疫療法への応用3.新規腫瘍抗原の同定骨MFH患者および軟部MFH患者より,自家腫瘍-CTL株を樹立した.現在,発現クローニング方により腫瘍抗原の単離を進めている.また,滑膜肉腫抗原SYT-SSXおよび骨肉腫抗原PBFに会合する蛋白を,酵母two-hybrid法により同定した.それらの会合分子からペプチドワクチンを作製する目的で,抗原性を解析している.