hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
病原微生物の潜伏環境としての原生生物の役割

タイ王国の類鼻疽流行地から採集した土壌および環境水およびザンビア共和国首都ルサカ近隣で採取した環境水を材料に原核生物16SリボソーマルRNA遺伝子および真核生物18SリボソーマルRNA遺伝子の超可変領域をPCR増幅し、Illumina MiSeqを用いてアンプリコン解析を実施した。タイ王国の類鼻疽流行地由来サンプルからは、類鼻疽病原体であるBurkholderia pseudomalleiに相同性の高い配列が多数得られた。一方で、解析した16SリボソーマルRNA遺伝子領域の配列のみではB. pseudomalleiと近縁である非病原性のB. thailandensisと区別が困難であり、今後MinIONなどのロングリードシーケンサーを用いた解析の必要性が明らかとなった。ザンビア共和国由来のサンプルからは、FusobacteriumおよびTermimonas等が最優占細菌属として検出されたが、当地で流行する感染症との関連は見出せなかった。真核生物18SリボソーマルRNA遺伝子の解析については、データベース整備が進まず、多くのリードのアノテーションが困難となる課題が残った。今後、データベースの拡充とリボソーマルRNA遺伝子間領域であるITS(internal transcribed spacer)1およびITS2等の他の超可変領域を追加した解析が必要と考えられた。本研究では、環境中に生息するアメーバ等の原生生物が感染症の流行に重要な役割を担うのではないかとの仮説を立て、原生生物が保有する微生物叢を解析した。タイ王国ナコーンナーヨック県で環境水および土壌を採取し解析に供した。その結果、各サンプルで約200属を超える細菌群を検出したが、当地で流行する感染症の病原体は検出されなかった。真核生物叢解析では得られた配列のほとんどが藻類由来のものとなった。ペプチド核酸を用いて、優占する生物由来の配列の増幅を抑制する解析系の開発に成功した。18SリボソーマルRNA遺伝子のデータベースを新たに構築し、初年度に得られたアンプリコン解析データについて、原虫生物叢の特定を行う。その後、細菌群の検出データと原生生物群の検出データを用いて相関解析を行い、関連する細菌ー原生生物間の関係性を抽出する。Burkholderia属との関連性が示された原生生物が特定された場合、類鼻疽流行地において再度サンプリングを行い、FISH法による原生生物とBurkholderia属との局在解析、および原生生物の分離および培養を試みる。【サンプルの収集】タイ王国中部の類鼻疽流行地において、類鼻疽が多く発生する雨季の前後のシーズンの土壌サンプリングをマヒドン大学の研究者と共同で実施する。また、タイ王国の隣国のミャンマー連邦共和国に調査地域を広げ、土壌および環境水の採集を計画する。【原核生物組成の解析】16SリボソーマルRNA遺伝子のV1-3、V3-4、V4の各領域をターゲットとしたPCRアンプリコンを得る。Illumina MiSeqにより解読し、それぞれの領域を対象とした時の細菌組成を取得し、比較する。【真核生物組成の解析】
抗癌剤起因性末梢神経障害に対するグレリンを用いた新規治療法の開発

殺細胞性抗癌剤のうち、特に乳癌、卵巣癌、肺癌など固形腫瘍で多くの適応疾患があるパクリタキセルは、有害事象として末梢神経障害の発現頻度が高く、重度の末梢神経障害により著しいQOL低下を来すことも稀ではない。またパクリタキセル以外でも大腸がんに対するオキサリプラチンや、造血器腫瘍に対するビンクリスチンなど末梢神経障害が問題となる薬剤は多数存在している。しかしながら、抗癌剤起因性末梢神経障害に対する画期的治療薬や予防法は未だに存在せず、鎮痛薬、抗うつ薬、漢方薬など対処療法を行っているのが現状である。近年グレリンの新しい生理活性として神経保護作用が推測されている。本研究は、合成ヒトグレリン補充下での化学療法を行うことで、抗癌剤起因性末梢神経障害を予防する新規治療法確立を目指している。平成2829年度の計画は、パクリタキセル投与患者の血中グレリン濃度を測定し、各々の末梢神経障害の程度を評価することであった。検体の集積は順調に進んでおり、中間解析にてグレリン濃度と抗癌剤起因性末梢神経障害の重症度が関連した傾向が得られた。平成30年度はグレリン投与により作成したマウスモデルおよびパクリタキセル投与によって作成した末梢神経障害マウスモデルを用いて、末梢神経障害に関与する様々な炎症マーカーの解析を行い、グレリン投与前後の末梢神経障害の程度をVon Fley Filamentテストにより解析し、病理学的な検討も加える実験計画であったが、進行が遅れており、平成31年度以降も継続する方針とした。研究代表者の病気療養のため研究を中断していた期間があり、研究全体の進行が遅延している。大学院生に研究協力を依頼し、予定通り動物実験等遂行していく。平成28年度の計画はパクリタキセル起因性末梢神経障害モデルマウスを作成し、マウスにおけるグレリンの抗癌剤起因性末梢神経障害予防効果および治療効果を検証することであり、同時に臨床研究としてパクリタキセル投与患者の血中グレリン濃度を測定し、各々の末梢神経障害の程度を評価することであった。マウスモデルについては現在作成中であり、末梢神経障害予防効果については、作成したマウスモデルを用いて今後確認していく予定である。臨床検体についてはパクリタキセル投与患者から随時検体を採取しており、検体がまとまり次第グレリン血中濃度と神経障害の関連を前向きに検討する予定である。過去の検体を用いた予備実験データにおいては既にグレリン濃度と抗癌剤起因性末梢神経障害の重症度が関連した傾向が得られており、今後前向きに集積したデータを詳細に解析することで真の関連性が明らかになると考えている。マウスモデル作成にあたっては、備品で計上したVonFrey式痛覚測定装置の調達が遅れたため、機器の扱いの習熟に時間がかかり大幅に遅延した。また、前年末に非小細胞肺癌の新規治療薬として免疫チェックポイント阻害剤が承認され、二次治療の標準治療薬として位置づけられたため、殺細胞性抗癌剤に先んじて免疫チェックポイント阻害剤を投与する機会が増えている。そのためパクリタキセル投与患者数が減少しており、臨床検体の集積が予定よりやや遅延している。平成29および30年度の計画は、パクリタキセル投与患者の血中グレリン濃度を測定し、各々の末梢神経障害の程度を評価することであった。検体の集積は順調に進んでおり、中間解析にてグレリン濃度と抗癌剤起因性末梢神経障害の重症度が関連した傾向が得られている。今後はグレリン投与により作成したマウスモデルおよびパクリタキセル投与によって作成した末梢神経障害マウスモデルを用いて、末梢神経障害に関与する様々な炎症マーカーの解析を行い、グレリン投与前後の末梢神経障害の程度をVon Fley Filamentテストにより解析し、病理学的な検討も加える予定である。研究代表者が病気入院、手術のため長期療養を要し研究を中断せざるを得ない状況であった。

殺細胞性抗癌剤のうち、特に乳癌、卵巣癌、肺癌など固形腫瘍で多くの適応疾患があるパクリタキセルは、有害事象として末梢神経障害の発現頻度が高く、重度の末梢神経障害により著しいQOL低下を来すことも稀ではない。またパクリタキセル以外でも大腸がんに対するオキサリプラチンや、造血器腫瘍に対するビンクリスチンなど末梢神経障害が問題となる薬剤は多数存在している。しかしながら、抗癌剤起因性末梢神経障害に対する画期的治療薬や予防法は未だに存在せず、鎮痛薬、抗うつ薬、漢方薬など対処療法を行っているのが現状である。近年グレリンの新しい生理活性として神経保護作用が推測されている。本研究は、合成ヒトグレリン補充下での化学療法を行うことで、抗癌剤起因性末梢神経障害を予防する新規治療法確立を目指している。平成2829年度の計画は、パクリタキセル投与患者の血中グレリン濃度を測定し、各々の末梢神経障害の程度を評価することであった。検体の集積は順調に進んでおり、中間解析にてグレリン濃度と抗癌剤起因性末梢神経障害の重症度が関連した傾向が得られた。平成30年度はグレリン投与により作成したマウスモデルおよびパクリタキセル投与によって作成した末梢神経障害マウスモデルを用いて、末梢神経障害に関与する様々な炎症マーカーの解析を行い、グレリン投与前後の末梢神経障害の程度をVon Fley Filamentテストにより解析し、病理学的な検討も加える実験計画であったが、進行が遅れており、平成31年度以降も継続する方針とした。研究代表者の病気療養のため研究を中断していた期間があり、研究全体の進行が遅延している。当初の研究計画通りに研究を進める。マウスモデルで十分な成果が得られない場合は、グレリン以外に抗炎症作用が確認されている他の薬剤を新たな候補として選定し直し基礎的検討をやり直す必要がある。研究代表者の手術に伴う長期療養のため進捗が遅れていたが、現在は復帰出来ており研究の遂行が可能と思われる。また新たに大学院生に研究協力を依頼する予定であり動物実験などの実施が容易になると思われる。大学院生に研究協力を依頼し、予定通り動物実験等遂行していく。本来測定されるべき臨床検体をストックしており、グレリン血中濃度等の測定を次年度に回したため、繰り越しが生じた。また試薬や消耗品については他の財源ですでに購入済みのものを使用したため次年度使用額が生じた。研究代表者の病気療養のため研究を中断する必要があった。次年度使用額が生じた理由は、研究の全体的な遅延により必要物品の新規購入が滞ったためであり、次年度は計画通りに研究を遂行し予算を執行する。保存臨床検体が目標数まで集まり次第、次年度に繰り越したグレリン血中濃度等の測定を行う。
腎細胞癌におけるvon Hippel-Lindau(VHL)遺伝子の機能解析

1.細胞形態変化と細胞骨格wild-type VHL株で、細胞は、有意にフラットな形状となり、フラスコとの接着面には、有意に多数の接着斑が形成されていた。また、これに連結するアクチンファイバーは、親株に対して有意に多く、また、太いファイバーが形成されていた。細胞内に存在するビンクリンの発現量には変化がなかったが、接着斑に存在するビンクリンの蛋白量は増加しており、ビンクリンの細胞内局在が変化し、active formが増加したものと考えられた。それに伴う細胞接着力の増加は、細胞形態の維持に影響を及ぼすものと考えられた。2.マイクロアレイwild-type VHL株とその親株を用い、マイクロアレイにて遺伝子発現について検討した。wild-type VHL株での、カルポニン発現の減少は、細胞内ミオシンのアクチンとの結合を低下させて、細胞運動能力を低下させるものと考えられ、臨床的には、癌細胞のmalignant potentialを低下させているとも考えられた。3.温度感受性wild-type VHL株、及びその親株を用いて、42°Cで培養した後、細胞増殖曲線を比較した。培養後48時間で、親株はwild-type VHL株に比べて、有意に細胞数は減少していた。同様に、45°Cで培養した場合、細胞は24時間でほとんど死滅したが、seeding後16時間までで、細胞数に有意差が見られ、wild-type VHL株は、親株に比べて強い温度耐性を獲得したと考えられた。しかし、フローサイトメーターでのアポトーシス細胞数には有意差は見られなかった。高温度負荷した細胞のアクチンの形態については、親株では、アクチンファイバーの構造は、ほとんどの細胞で破壊され、ドット状の構造物として確認された。一方、wild-type VHL株では、アクチンファイバーの構造は、比較的保たれていた。親株では、温度負荷によってアクチンの分解が進み、細胞形態の変化が起こっており、wild-type VHL株では、VHL蛋白が何らかの形で、アクチンファイバーの分解あるいは変性を阻害し、高温度耐性を獲得しているものと考えられた。今回我々は、腎細胞癌の浸潤、転移におけるVHL遺伝子の作用およびストレス下での耐性の変化のメカニズムを明らかにし、VHL遺伝子のターゲットを同定することで腎細胞癌病態解明および細胞骨格関連の遺伝子を利用した治療および新規薬剤開発に貢献することを目指した。まず我々は、VHL遺伝子の欠損した腎細胞癌を用いて、Wild-type-VHL発現株およびmutantをいくつか作成した。Wild-type-VHL発現株では、細胞増殖が、やや抑えられていた。温度感受性については、Wild-type-VHL発現株で、感受性の低下が見られ、VHL遺伝子の温度感受性因子への影響が示唆された。さらに我々は、これらの細胞株を高温、低温下で培養し、時間的な細胞骨格の変化を蛍光抗体法にて観察した。VHL欠損株、Mutant-VHL発現株では、アクチンのファイバー形成は、早期より分解され、アクチンの凝集が多く見られた。これに対して、Wild-type-VHL株では、アクチンファイバーの形成は、比較的保たれていた。以前に、我々は、アクチンの安定化にVHL蛋白が関わっていることを報告しているが、腎細胞癌においては、ストレス負荷時にも、VHL蛋白は、アクチンを安定化していることが示唆された。今後、我々は、これらの細胞株を用いて、ストレス負荷時におけるアクチン以外の細胞骨格成分(サイトケラチン、微小管)および細胞骨格

関連蛋白の変化を解析し、同時にストレス蛋白の発現についても解析、VHL蛋白とストレス耐性のメカニズムを明らかにする予定である。今回我々は、腎細胞癌の浸潤、転移におけるVHL遺伝子の作用およびストレス下での耐性の変化のメカニズムを明らかにし、VHL遺伝子のターゲットを同定することで腎細胞癌病態解明および細胞骨格関連の遺伝子を利用した治療および新規薬剤開発に貢献することを目指した。まず我々は、VHL遺伝子の欠損した腎細胞癌を用いて、Wild-type-VHL発現株およびmutantをいくつか作成した。Wild-type-VHL発現株では、細胞増殖が、やや抑えられていた。温度感受性については、Wild-type-VHL発現株で、感受性の低下が見られ、VHL遺伝子の温度感受性因子への影響が示唆された。さらに我々は、これらの細胞株を高温、低温下で培養し、時間的な細胞骨格の変化を蛍光抗体法にて観察した。VHL欠損株、Mutant-VHL発現株では、アクチンのファイバー形成は、早期より分解され、アクチンの凝集が多く見られた。これに対して、Wild-type-VHL株では、アクチンファイバーの形成は、比較的保たれていた。以前に、我々は、アクチンの安定化にVHL蛋白が関わっていることを報告しているが、腎細胞癌においては、ストレス負荷時にも、VHL蛋白は、アクチンを安定化していることが示唆された。また、VHL遺伝子産物(VHL蛋白)の発現が欠損している786-0腎癌細胞株を親株として用い、Wild-type-VHL遺伝子を導入することで生じる遺伝子発現の変化を、マイクロアレイにより解析した。細胞をコンフルエントに培養した場合、親株およびベクターのみを導入した細胞株では野生型VHL導入株と比較して、calponine2、actin gamma1およびactin gamma2(smooth muscle enteric)等の細胞骨格・裏打ち蛋白質関連遺伝子の増加が認められた。一方、細胞をサブコンフルエントに培養した場合には、Wild-type-VHL遺伝子導入株と比較して親株でtalinやvimentin等の細胞骨格・裏打ち蛋白質関連遺伝子の発現の減少が認められた。
災害後の遊びは子どもに何をもたらすのか―「災害遊び」から生まれる文化―

本研究は、災害など非日常における遊びが子どもに何をもたらすのかを実証的に明らかにすることを目的とし、(a)文献調査、(b)遊びの実態調査、(c)支援者調査、(d)結果の公表の4つの枠組みで研究を遂行している。【具体的内容と意義・重要性】2018年度は、(a)児童館・学童保育を中心とした遊びの文献調査をもとに(b)遊びの実態調査の質問紙を作成した。実態調査は、被災地域にある472か所の児童館・放課後児童クラブを対象として調査票を配布し、回収率63.6%であった。この回収率の高さは一般財団法人児童健全育成財団および公益社団法人セーブ・ザ・チルドレン・ジャパンの協力によるものである。これを踏まえて、データの集計を行った結果、1支援者は、災害直後に遊び場とくに屋外の遊び場が減少したと感じていること、2災害遊びを目の当たりにした支援者にはゆらぎを感じている者が少なくないこと、3災害全般に対する児童館・放課後児童クラブの取り組みとして、防災キャンプや子どもとの話し合いなど子ども参加緒取り組みが全体的に低いこと、が明らかとなった。(c)支援者調査については、石巻市子どもセンターを中心に実施し、センター職員へのインタビューを実施した。石巻市子どもセンターは2018年度より市直営から指定管理となったため、これまでとの変化も踏まえて調査を行った。(d)結果の公表については、学会発表と論文を発表した。広く研究成果を社会に還元するためには、学会発表や論文発表だけでは不十分だと考えられるため、保護者や教育関係者、児童厚生員や放課後児童クラブ支援員といった専門職を対象とした講演(招待講演)・研修において、積極的に研究成果を発表するよう努めた。とくに大きな問題は見受けられない。(b)災害後の遊びの実態に関する調査は、一般財団法人青少年健全育成推進財団および公益社団法人セーブ・ザ・チルドレン・ジャパンの協力のもと、予想を上回る回収率となった。(c)支援者調査の対象である石巻市子どもセンターは、市直営から指定管理者である「いしのまき子どもセンターコンソーシアム」へ移行となったが、インタビューも特に問題なく実施することができた。なお、(d)と関連して、本研究のこれまでの成果は、2018年7月に発生した西日本豪雨の被災地域である岡山県倉敷市真備地区における災害後の遊び場づくりに関する評価検証に反映させた。また、子どもと直接かかわる保護者など一般向けおよび学校関係者、児童厚生員や放課後児童支援員など専門職向けの講演において、研究成果を踏まえて講義を行い、広く社会に向けた情報発信に努めるなど、リアルタイムで現場に還元するよう努めた。(a)(c)の研究遂行にあたっては、一般財団法人青少年健全育成推進財団、公益社団法人セーブ・ザ・チルドレン・ジャパン、いしのまき子どもセンターコンソーシアムをはじめとした団体や調査協力者の協力を得る。何か課題が生じた場合は、研究協力者(NGO学童アドバイザー:田代光恵公益社団法人セーブ・ザ・チルドレン・ジャパン国内事業部プログラムマネージャー、学校教育アドバイザー:三浦玲宮城県公立中学校教諭、文化論アドバイザー:間瀬幸江宮城学院女子大学准教授)との中間検討を実施し、助言を得て適宜、研究の修正をはかる。(d)研究成果をより広く社会に還元するものとして、学会発表のみならず一般向け・専門職向けの講演会などにおいて積極的にアウトリーチを行うことで研究のインパクトを高めたい。また考えうる課題として、研究実施期間中の大規模災害の発生がある。このような場合は、研究成果を被災地域での子ども支援に直接活かせるよう上記の団体等と連携する。

(c)支援者調査の対象である石巻市子どもセンターは、市直営から指定管理者である「いしのまき子どもセンターコンソーシアム」へ移行となったが、インタビューも特に問題なく実施することができた。なお、(d)と関連して、本研究のこれまでの成果は、2018年7月に発生した西日本豪雨の被災地域である岡山県倉敷市真備地区における災害後の遊び場づくりに関する評価検証に反映させた。また、子どもと直接かかわる保護者など一般向けおよび学校関係者、児童厚生員や放課後児童支援員など専門職向けの講演において、研究成果を踏まえて講義を行い、広く社会に向けた情報発信に努めるなど、リアルタイムで現場に還元するよう努めた。(a)(c)の研究遂行にあたっては、一般財団法人青少年健全育成推進財団、公益社団法人セーブ・ザ・チルドレン・ジャパン、いしのまき子どもセンターコンソーシアムをはじめとした団体や調査協力者の協力を得る。何か課題が生じた場合は、研究協力者(NGO学童アドバイザー:田代光恵公益社団法人セーブ・ザ・チルドレン・ジャパン国内事業部プログラムマネージャー、学校教育アドバイザー:三浦玲宮城県公立中学校教諭、文化論アドバイザー:間瀬幸江宮城学院女子大学准教授)との中間検討を実施し、助言を得て適宜、研究の修正をはかる。(d)研究成果をより広く社会に還元するものとして、学会発表のみならず一般向け・専門職向けの講演会などにおいて積極的にアウトリーチを行うことで研究のインパクトを高めたい。また考えうる課題として、研究実施期間中の大規模災害の発生がある。このような場合は、研究成果を被災地域での子ども支援に直接活かせるよう上記の団体等と連携する。【一般・専門職向け講演(招待講演)】災害と子ども支援ー首都直下型地震に向けて子どもたちは何ができるかー20180719(主催:横須賀市教育委員会)、特別講義2「子どもの参画と児童館活動」(平成30年度中堅児童厚生員等研修会、主催:一般財団法人児童健全育成推進財団、後援:厚生労働省)20181011、ほか7件
バスク語のヴォイスの対照言語学的研究

バスク語のヴォイス現象、特に授与動詞を用いた使役に注目して現地調査を行った。この構文について以下の点を明らかにした。第1に、この構文の諸用法間で授与動詞の文法化の程度には差があること。第2に、授与動詞の文法化の程度と、それに従属する動詞の種類には相関があること。第3に、それに伴って従属する動詞の表す事態の実現が含意されるかどうかが異なること。第4に、従属する動詞の種類によって異なる構造の構文が可能になること。この現象をもとに、トルコ語、ウルドゥー語、英語の研究者の協力を得て、使役について対照言語学的な観点からワークショップを行なった。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、フランスのバスク語話者の協力のもと調査を行い、以下の成果を得た。まず、バスク語の重要なヴォイス現象の一つとして、「自動詞化」について調べた。バスク語における自動詞化とは、他動詞の結合価を減らして自動詞を派生する文法的プロセスである。自動詞化によって、能格項が消え、2項動詞は1項動詞に、3項動詞は2項動詞になる。自動詞化によって表現される主な意味は、「動作主の背景化」「再帰」「相互」である。これらの意味は、自動詞化によらず、他動詞によって表現することも可能である。今年度の調査では、これらの意味が自動詞化で表現される場合と、他動詞で表現される場合でどのような違いがあるのかを調べた。「動作主の背景化」については、自動詞化の場合の方が強く能格項が抑制されること、「再帰」については、他動性が高すぎたり低すぎたりする場合には自動詞化が行われないことが明らかになった。「相互」については明確な相違点を見つけることはできなかった。また、「逆受動化」(他動詞の主語と目的語を、それぞれ自動詞の主語と斜格語に変えるプロセス)を実現する方法の一つとして、コピュラ文の補語について調査、考察した。バスク語のコピュラ文には2種類が存在するが、それを類型論的に位置づけるために、コピュラ文の補語が二次述語としても用いられることに注目した。結論としては、2種類のコピュラ文のうち一方の補語は名詞句、他方の補語は副詞句として捉えられるという仮説を立てた。当初の計画において調査項目としていたヴォイス現象のうち、「自動詞化」および「逆受動化」について詳しい調査を行うことができた。特に、自動詞化については「動作主の背景化」と「再帰」の意味について、他の表現手段との対比を明らかにすることができた。また、逆受動化をヴォイス現象の中に位置づけるための前提となる議論として、コピュラ文について類型論的な位置づけを明確にすることができた。一方で、自動詞化の表す意味のうち「相互」については、他動詞で表される相互文との違いを確かめられなかった。今後は、まだ調べられていないヴォイス現象、特に結合価を増やす「使役」「与格構文」について調査する。「使役」については使役接辞を用いるものと、使役動詞を用いるものの違いを中心に調べる。「与格構文」については、それが表せる意味の範囲を確定することを目標とする。また、自動詞化のうち「相互」の意味について、さらに詳しい調査を行い、他動詞で表される相互文との違いを明らかにする。
ラジカルイオン活性中間体の構造と反応性に関する研究

電荷移動錯体は光励起により初期にイオンラジカル体を生ずるが溶媒の極性の増大やイオン対のエネルギーの程度に応じ溶媒和イオンへと解離する.この現象は分光学的には確められているものの実験的に確認された事はない.イオン対,溶媒和イオンラジカルを同時に化学的に捕捉し,それに対する溶媒効果と基質電子供与性との関連を調べる事がその一つの手段と考えられる. 25種の三受環化合物,例えばメチレンシクロプロパン,オキシラン,シクロプロパン,アジリジン等,とテトラシアノエチレンとの電荷移動錯体との光励起を酸素雰囲気下で行い,溶媒和ラジカルカチオンは酸素付加体として,イオン対はテレラシアノエチレン付加体として同時に補足することに成功した.このさい溶媒極性の増大と基質の酸化電伝の低下は著しく,酸素化反応を促進する事を見出し,分光学的事実を初めて実験的に認めた.また電荷移動錯体の光励起反応をシクロブテン環の開環の立体化学との関連で行い, 3, 4-ジアリーIVシクロブテンとテトラシアノエチレンとの電荷移動錯体の光励起でシクロブテン環は立体選択的に共施開環する事を初めて明らかにした.この立体選択的開環は光増感電子移動でも起る事をも同時に確めた.シクロブテンの異性体のメチレンシクロブタン透導体の光増感電子移動反応も検討し, 1,4-ラジカルイオンを中間体として縮退転伝の起る事を確めると共に構造を酸素付加体として単離することにより確めた.電荷移動錯体は光励起により初期にイオンラジカル体を生ずるが溶媒の極性の増大やイオン対のエネルギーの程度に応じ溶媒和イオンへと解離する.この現象は分光学的には確められているものの実験的に確認された事はない.イオン対,溶媒和イオンラジカルを同時に化学的に捕捉し,それに対する溶媒効果と基質電子供与性との関連を調べる事がその一つの手段と考えられる. 25種の三受環化合物,例えばメチレンシクロプロパン,オキシラン,シクロプロパン,アジリジン等,とテトラシアノエチレンとの電荷移動錯体との光励起を酸素雰囲気下で行い,溶媒和ラジカルカチオンは酸素付加体として,イオン対はテレラシアノエチレン付加体として同時に補足することに成功した.このさい溶媒極性の増大と基質の酸化電伝の低下は著しく,酸素化反応を促進する事を見出し,分光学的事実を初めて実験的に認めた.また電荷移動錯体の光励起反応をシクロブテン環の開環の立体化学との関連で行い, 3, 4-ジアリーIVシクロブテンとテトラシアノエチレンとの電荷移動錯体の光励起でシクロブテン環は立体選択的に共施開環する事を初めて明らかにした.この立体選択的開環は光増感電子移動でも起る事をも同時に確めた.シクロブテンの異性体のメチレンシクロブタン透導体の光増感電子移動反応も検討し, 1,4-ラジカルイオンを中間体として縮退転伝の起る事を確めると共に構造を酸素付加体として単離することにより確めた.
金属鏡望遠鏡の開発

アルミを用いた金属鏡天体望遠鏡製作の要素技術の開発を行った。分光観測専用望遠鏡の主鏡面の結像性能はシーイングサイズと同程度の3秒角でよいと割り切り、主焦点から光ファイバーリンクを用いて分光器に直接入射する観測システムを構想した。アルミ合金には優れた機械切削性というガラスにはない特徴があるので、主鏡の軽量化を簡単に行うことができるメリットがある。従来の金属鏡の製作では柔らかいアルミを研磨して金属光沢を得るのは難しいとされ、硬いニッケルを無電解メッキしてその面を研磨していた。我々は上質な金属光沢にはこだわらず、反射率はニッケルと同等の60%程度を想定し、直接アルミ面を研磨するアプローチを試みた。直径2.1m・焦点距離3.5m・8分割鏡をデザインし、高精度に切削加工された(2μm rms)軽量な(17 kg)パネルを製作した。パネル支持は球面座と1軸ステージを組み合わせた簡素な3点支持法とした。切削加工による数cmスケールの周期的な凹凸パターンを除くためピッチ盤と耐水ペーパー(#2000-5000)や研磨剤(粒子径3μm)を用いた研磨を行った。Hartmann測定を行い、その解析から得られる鏡面形状を見ながら研磨を進め、0.5μm rms(結像性能約10秒角)の鏡面精度を得た。この数値は当初目標の3秒角と比べて約3倍悪く、今後に課題を残す結果となった。最終段階はピッチ盤にフェルト状のバフをつけて光沢研磨を行い、反射率60%を得た。2枚の分割鏡の相互アライメントは、現状の支持構造では約15分間で5秒角のずれが発生するが、事前誤差測定によるlookup-table方式で補正を行い、観測を進める予定である。光ファイバーリンクはコア径200μmファイバー(12秒角相当)を用いて製作した。低分散分光器(λλ430-800 nm、分解能約1.7nm)を用いて試験観測を行った。本研究は、これまであまり試みられてこなかった金属鏡を用いた天体望遠鏡製作の要素技術の開発を行い、実際に分光観測に用いてその科学的有用性を実証するものである。平成27年度、2枚目のアルミ反射主鏡を製作した。第一段階の切削加工では、鏡の鏡面精度1.6 μm rmsと1枚目(平成24年度製作)の2.1 μm rmsより良好な鏡面精度を達成した。第二段階の研磨作業において、1枚目の鏡では粒子サイズ3μmの研磨剤を用いてピッチ盤で研磨していたが、今回はピッチ盤に貼り付けた耐水ペーパー(#2000#3000)を用いて研磨する工程を加え、2つの工程を交互に行いながら慎重に研磨を進めた。こうすることで実効的に研磨作業を効率よく行うことが出来た。鏡面支持機構部の製作が遅れている。当初の計画より交付金が減額されたことを補うため、鏡面支持機構部を自作することになった。主たる経費である「アルミ反射主鏡」の製造契約が完了して残金の見通し出来てから、その製作を進めることになったためである。主要な構成部品の購入を行ったが、完成を平成28年度に延期した。また主鏡を望遠鏡架台に取り付け、星像検査と修正研磨も次年度に延期となった。一方で平成28年度に予定していた低分散分光器の製作を進めた。分光用CCDカメラのWindowsベースのソフトウェアを更新し、各種試験データを取得した。冷却温度がー70度以下になると動作不安定になることが判明したが、ー65度での運用で実用上は問題ないと判断している。本研究は、これまであまり試みられてこなかった金属鏡を用いた天体望遠鏡製作の要素技術の開発を行い、実際に分光観測に用いてその科学的有用性を実証するものです。第二段階の研磨作業において、1枚目の鏡では粒子サイズ3μmの研磨剤を用いてピッチ盤で研磨していたが、2枚目はピッチ盤に貼り付けた耐水ペーパー(#2000#5000)を用いて研磨する工程を加え、2つの工程を交互に行いながら慎重に研磨を進めた。平成28年度、鏡を望遠鏡架台に載せ、星の光を用いてハルトマン測定法により星像検査を行った。これをもとに修正研磨をすすめた。星像サイズは、1枚目と同じく10秒角となった。この数値は当初目標の3秒角と比べて約3倍悪い。修正研磨の技術の向上が課題である。一方、鏡面反射率は70%だった。今回のシステムでは主焦点で星の光を直接分光器に導く光ファイバーリンクを採用しているため、通常のカセグレイン光学系の反射鏡2枚システムに比較出来るレベルにあり、実用に十分耐えると判断している。達成出来る星像サイズの見極めがなかなか出来なかった。このため計画全体が遅れている。この時点で達成できた10秒角を受け入れ、主焦点と観測室に設置した低分散分光器とを結ぶ光ファイバーの開口径を200 μmとし、主焦点入射部と再出射部の設計を改めて行った。

主要な構成部品の購入を行ったが、制作を次年度に延期した。また、2枚の分割鏡が作る星像を合わせるアライメント補正の試験も出来ていない。本研究は、これまであまり試みられてこなかった金属鏡を用いた天体望遠鏡製作の要素技術の開発を行い、実際に分光観測に用いてその科学的有用性を実証するものです。平成27年度、2枚目のアルミ反射主鏡を製作した。第一段階の切削加工では、鏡の鏡面精度1.6 μm rmsと1枚目(平成24年度製作)の2.1 μm rmsより良好な鏡面精度を達成した。第二段階の研磨作業において、1枚目の鏡では粒子サイズ3μmの研磨剤を用いてピッチ盤で研磨していたが、2枚目はピッチ盤に貼り付けた耐水ペーパー(#2000#5000)を用いて研磨する工程を加え、2つの工程を交互に行いながら慎重に研磨を進めた。こうすることで実効的に研磨作業を効率よく行うことが出来た。平成28年度、鏡を望遠鏡架台に載せ、星の光を用いてハルトマン測定法により星像検査を行った。これをもとに修正研磨をすすめた。星像サイズは、1枚目と同じく10秒角となった。この数値は当初目標の3秒角と比べて約3倍悪い。修正研磨の技術の向上が課題である。一方、鏡面反射率は70%だった。今回のシステムでは主焦点で星の光を直接分光器に導く光ファイバーリンクを採用しているため、通常のカセグレイン光学系の反射鏡2枚システムに比較出来るレベルにあり、実用に十分耐えると判断している。平成29年度、6月に交通事故被害に遭い、ほぼ半年の間実験などの研究活動が出来なかった。年末から再開し、開口径200μmの光ファイバーリンク系と波長域475 nm - 730 nmをカバーする低分散分光器(分解能約1nm)を製作した。3年計画の最終年度であったH29年6月に交通事故被害に遭い、研究開発活動をほぼ半年間行うことが出来なかったため計画全体が遅れた。2枚の分割鏡が作る星像を合わせるアライメント補正の支持機構の試験や実際の天体の分光観測も行えていない。アルミを用いた金属鏡天体望遠鏡製作の要素技術の開発を行った。分光観測専用望遠鏡の主鏡面の結像性能はシーイングサイズと同程度の3秒角でよいと割り切り、主焦点から光ファイバーリンクを用いて分光器に直接入射する観測システムを構想した。アルミ合金には優れた機械切削性というガラスにはない特徴があるので、主鏡の軽量化を簡単に行うことができるメリットがある。従来の金属鏡の製作では柔らかいアルミを研磨して金属光沢を得るのは難しいとされ、硬いニッケルを無電解メッキしてその面を研磨していた。我々は上質な金属光沢にはこだわらず、反射率はニッケルと同等の60%程度を想定し、直接アルミ面を研磨するアプローチを試みた。直径2.1m・焦点距離3.5m・8分割鏡をデザインし、高精度に切削加工された(2μm rms)軽量な(17 kg)パネルを製作した。パネル支持は球面座と1軸ステージを組み合わせた簡素な3点支持法とした。切削加工による数cmスケールの周期的な凹凸パターンを除くためピッチ盤と耐水ペーパー(#2000-5000)や研磨剤(粒子径3μm)を用いた研磨を行った。Hartmann測定を行い、その解析から得られる鏡面形状を見ながら研磨を進め、0.5μm rms(結像性能約10秒角)の鏡面精度を得た。この数値は当初目標の3秒角と比べて約3倍悪く、今後に課題を残す結果となった。最終段階はピッチ盤にフェルト状のバフをつけて光沢研磨を行い、反射率60%を得た。
魚類の運動速度・加速度と側線器機能休止との関係

【目的】魚の漁具に対する反応行動感覚研究では感覚器の遊泳時の機能が問題になる。魚の遊泳によって体表に生ずる水流は、側線系管器の機械的刺激受容の大きな雑音にあるはずであるが、この点を考慮した感覚・行動研究はなかった。本研究では、側線系管器の機能が、ある遊泳速度と加速度において感度低下ばかりでなく、機能休止することとその神経機構を明らかにして、高速遊泳時の魚類の機械感覚と行動の関係の理解を深めることを目的とする。【方法】魚は回流水槽で直線遊泳させた。高速遊泳する魚の側線系管器神経の応答記録は前例がないので、その方法確立のために、頭部管器神経である第VII神経の分枝および体側管器神経である第X神経の分枝神経応答を次の方法で記録した。1)頭頂部から挿入した2本の電極を鰓蓋基部で第X神経分枝に結合させた。2)第VII神経束の記録のために頭頂部から挿入した2本の電極を眼球裏側で神経分枝に結合させるか、3)眼球摘出して上の方法と同様に電極を結合した後に結合部を流動パラフィンで充填した。【結果】1)の方法によって、魚の遊泳時に第X神経の機能が継続的に停止することを示す記録が得られた。2)の方法による第VII神経の記録から、この神経の機能が第X神経の機能と異ることが示唆された。3)の方法の方がartifactが少ないので、現在この方法で追試を行っている。遠心系神経による抑止効果をみるために、遠心系繊維と求心系繊維を明瞭に区別した単繊維からの応答記録も準備している。得られる結果から遊泳中の行動(成群、漁具への反応)における管器の関与が明らかになる。
安全工学へのアプローチに向けたデトネーションの伝播機構の解明

平成22年度は「デトネーションの伝播機構,崩壊機構の解明」および「気液圧縮性流体の数値解析コードの開発」を行った.1、デトネーションの伝播機構,崩壊機構の解明デトネーションの物理的研究を安全工学へ応用するために,数値解析によって円管内,正方形管内を伝播するスピンデトネーションの伝播機構および伝播限界に関する研究を行った.スピンデトネーションとは伝播限界近傍に観測される伝播形態であり,その崩壊機構,伝播維持機構を解明することによって安全工学へ応用することを考えた.本研究では異なる管形状にも関わらずスピンデトネーションが崩壊する物理的要因が一致することが明らかになり,8th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosionsにおいて円管形状の結果を報告した.現在は両形状の結果をまとめた論文を執筆中である.また,昨年度からの継続研究(二重セルデトネーションの伝播機構の解明)として研究実施計画に含まれていない研究成果がProceedings of the Combustion Instituteで掲載された.2、気液圧縮性流体の数値解析コードの開発過去に水面とデトネーションが干渉することによって生じた局所的な大荷重が管壁の耐久荷重を超えたことによって配管が破断したとされている浜岡原子力発電1号機の配管破断事故がある.このような事故を防ぐために本研究ではデトネーションの安全工学へのアプローチを重視するため,数値解析によって管内を伝播するデトネーションと液体の干渉に関する研究に取り組む.その第一段階として,二次元気液圧縮性流体(非反応)の計算コードの開発を行い,爆風と水の干渉について研究を開始し,水による爆風低減効果が期待できる結果を得た.平成22年度は「デトネーションの伝播機構,崩壊機構の解明」および「気液圧縮性流体の数値解析コードの開発」を行った.1、デトネーションの伝播機構,崩壊機構の解明デトネーションの物理的研究を安全工学へ応用するために,数値解析によって円管内,正方形管内を伝播するスピンデトネーションの伝播機構および伝播限界に関する研究を行った.スピンデトネーションとは伝播限界近傍に観測される伝播形態であり,その崩壊機構,伝播維持機構を解明することによって安全工学へ応用することを考えた.本研究では異なる管形状にも関わらずスピンデトネーションが崩壊する物理的要因が一致することが明らかになり,8th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosionsにおいて円管形状の結果を報告した.現在は両形状の結果をまとめた論文を執筆中である.また,昨年度からの継続研究(二重セルデトネーションの伝播機構の解明)として研究実施計画に含まれていない研究成果がProceedings of the Combustion Instituteで掲載された.2、気液圧縮性流体の数値解析コードの開発過去に水面とデトネーションが干渉することによって生じた局所的な大荷重が管壁の耐久荷重を超えたことによって配管が破断したとされている浜岡原子力発電1号機の配管破断事故がある.このような事故を防ぐために本研究ではデトネーションの安全工学へのアプローチを重視するため,数値解析によって管内を伝播するデトネーションと液体の干渉に関する研究に取り組む.その第一段階として,二次元気液圧縮性流体(非反応)の計算コードの開発を行い,爆風と水の干渉について研究を開始し,水による爆風低減効果が期待できる結果を得た.
トリチウムの体内代謝とその影響効果

本研究は核融合実用炉が運転される際にヒトがトリチウムの放料線によって受ける被曝線量を最小限に低減させる方法を確立することを目的とした.成果の概要を以下に述べる.1.トリチウムガス(HT),トリチウム水(HTD)からのトリチウム(T)の体内取り込み及びその阻止法の解明に関する研究では, (1)ラットがHTに暴露された時,血中T濃度は暴露後2時間で最高値に達し,その後2.9日の生物学的半減期で減少するが,クリンダマイシンを投与することによってこの半減期は1.7日になることを明らかにした.(2)ラット,ヒトの糞便から分離した微生物の中からHT酸化活性を持つ菌について抗生物質に対する抗菌性を調べたところ,クリンダマイシンが強く,他にリンコマイシン,エリスロマイシン等であることをみいだした.(3)HTOを投与したラットに断続的にリンゲル液,グルコース液を点滴してラットのT濃度の変化を調べた.リンゲル液やグルコース液の点滴は尿中のTの減少を促進し, 25日目では対照区の濃度の10%までに低下させることが出来た.75日目の組織中T濃度及び組織結合型のT濃度も減少がみられた(一政・秋田).2.農水畜産物の食品のTの許容濃度を試算する為の研究では(1)マウスの実験データに基づきモデル計算式を作った.これによりTによる線量の推定が可能になった.このモデルの正当性を検証するにはさらに種々のR値をもつ食品を長期間投与する研究が必要であるとの結論に達した(石田・斉藤).また尿中T濃度をTのリスク評価に於ける指標とするのは適当であることを追証し(松原),組織結合型T濃度の指標には体毛中T濃度で推定し得ることを示した(武田).日本人のTのリスクを評価する際には日本人のバックグラウンド値が必要になるが組織結合型Tは肝で750pCi/l,筋では600pCi/lであること(上野),東京の飲水T濃度はほぼ0.4780.3pCi/lの範囲であった(東郷).以上のように本年度の研究計画は一応達成された.本研究は核融合実用炉が運転される際にヒトがトリチウムの放料線によって受ける被曝線量を最小限に低減させる方法を確立することを目的とした.成果の概要を以下に述べる.1.トリチウムガス(HT),トリチウム水(HTD)からのトリチウム(T)の体内取り込み及びその阻止法の解明に関する研究では, (1)ラットがHTに暴露された時,血中T濃度は暴露後2時間で最高値に達し,その後2.9日の生物学的半減期で減少するが,クリンダマイシンを投与することによってこの半減期は1.7日になることを明らかにした.(2)ラット,ヒトの糞便から分離した微生物の中からHT酸化活性を持つ菌について抗生物質に対する抗菌性を調べたところ,クリンダマイシンが強く,他にリンコマイシン,エリスロマイシン等であることをみいだした.(3)HTOを投与したラットに断続的にリンゲル液,グルコース液を点滴してラットのT濃度の変化を調べた.リンゲル液やグルコース液の点滴は尿中のTの減少を促進し, 25日目では対照区の濃度の10%までに低下させることが出来た.75日目の組織中T濃度及び組織結合型のT濃度も減少がみられた(一政・秋田).2.農水畜産物の食品のTの許容濃度を試算する為の研究では(1)マウスの実験データに基づきモデル計算式を作った.これによりTによる線量の推定が可能になった.このモデルの正当性を検証するにはさらに種々のR値をもつ食品を長期間投与する研究が必要であるとの結論に達した(石田・斉藤).また尿中T濃度をTのリスク評価に於ける指標とするのは適当であることを追証し(松原),組織結合型T濃度の指標には体毛中T濃度で推定し得ることを示した(武田).日本人のTのリスクを評価する際には日本人のバックグラウンド値が必要になるが組織結合型Tは肝で750pCi/l,筋では600pCi/lであること(上野),東京の飲水T濃度はほぼ0.4780.3pCi/lの範囲であった(東郷).以上のように本年度の研究計画は一応達成された.
新奇ハロゲン芳香族群の環境汚染と生態影響評価

本研究では極めて情報が少ない未規制環境汚染物質である、ハロゲン化多環芳香族炭化水素(ハロゲン化PAHs)に焦点を当て、その環境汚染の実態と生体影響について検討した。全国14地点ならびに中国、韓国の大気を分析した結果、何れの地点からも塩素化PAHsが検出され、普遍的に塩素化PAHsが存在していることが分かった。さらにアジア沿岸地の底質試料を分析した結果、21種の塩素化PAHsが検出された。ラット経口投与による塩素化PAHの曝露試験では、PAHの塩素化によって特定の薬物代謝酵素の誘導が亢進することを明らかにした。最近、塩素もしくは臭素が12原子置換した多環芳香族化合物(PAHs)が大気中に存在することを見出した。これらの物質はダイオキシンと同等のリスク因子であることが環境濃度や毒性試験から推察されたが、同定した物質数が限られており、このようなハロゲン化PAHsの環境動態、生態影響は未だ不明な点が数多く残されている。そこで本年度は、高塩素PAHsの標準物質作製ならびに高感度分析法の開発、光分解による影響を明らかにすることを目的とした。高塩素化PAHsの合成として4環系のpyreneと5環系のbenzo[a]pyreneを母核とした24塩素置換体をそれぞれ合成し、ほぼ純品に精製することができた。また、塩素化PAHsの高感度簡易分析法の開発として、前処理カラムの種類ならびにGC/MSの分析条件を検討した。その結果、大気粉塵試料ではシリカゲルカラムを前処理に用いることで十分にクリーンアップできることが明らかとなった。一方、堆積試料や生体試料(魚)の分析に対してシリカゲルカラムやスルホキシドカラムのような順相系カラムでは爽雑物を除去することが困難であった。次に、四重極型GC/MSならびにイオントラップGC/MSを用いて最適な分析条件を検討し、最適なイオン化電圧ならびにイオン化エネルギーの値を決定することができた。また、イオントラップGC/MSにおいてもMS/MSのイオン化における最適電圧を種々決定し、20種からなる塩素化PAHsの一斉分析法を確立することができた。とくに、イオントラップGC/MS/MSでは爽雑物を含んだ生体試料において効果的に分析できることがわかった。最後に、塩素化PAHsの光毒性評価として、phenanthreneの13塩素置換体を用いて光分解試験を行い、分解生成物の遺伝毒性評価をAmes試験によって実施した。その結果、9,10-dichlorophenanthreneの光産物に遺伝毒性を有することが明らかとなった詳本年度は塩素化PAHsの広域な環境汚染評価として、韓国(釜山)、中国(北京)、日本(札幌等、4地点)の大気粒子の分析を実施した。さらに、塩素化PAHsの生体毒性評価として代表的なハロゲン化PAHsの一つである7-塩素化ベンゾアントラセン(7-ClBaA)を試験化合物として用い、ラットへの曝露によるCYP発現量を評価した。粒子状の塩素化PAHsの大気汚染の実態を海外と比較した結果、何れの地点、季節からも7種の塩素化PAHsが検出された。夏季の総塩素化PAHs濃度を比較すると、日本では0.761.54 pg/m3、中国(北京)では12.76 pg/m3、韓国(釜山)では1.17 pg/m3であり、日本と韓国は同程度の汚染状況、中国は日本に比べ約10倍高濃度であることが明らかとなった。また冬季においては日本の総塩素化PAHs濃度は3.2914.3 pg/m3、韓国では14.2 pg/m3、中国では211.6 pg/m3であった。いずれの地点においても夏季に比べ冬季に高濃度になる傾向が見られた。とくに中国では夏季から冬季にかけて約17倍も濃度が増加することから中国における冬季燃焼系が塩素化PAHsの発生に大きく寄与していることが示唆された。また、塩素化PAHsの組成比の結果を見ると、測定地点や季節によって大きく異なることから地域特有の発生源か存在していることが示唆された。ラットの7-ClBaA曝露による毒性は2週間の繰り返し投与により、肝臓中のシトクロムP450(CYP)ファミリーの発現量から評価した。その結果、親化合物であるBaAが肝臓中のCYP1A1、1A2、1B1の遺伝子発現を上昇させるのに対し、7-ClBaAはCYP1A2の発現のみを特異的に上昇させることがわかった。本年度は、これまでに開発した高感度分析法を用いて大気環境における塩素化多環芳香族炭化水素類(ClPAHs)の実態調査を実施した。大気試料は全国14地点で採取された粒子状物質とガス状物質を用いた。その結果、ガス状のClPAHsは13種、粒子状のClPAHsは8種が検出された。

都市間で濃度の比較を行ったところ、地域によって大きな濃度変動が見られ、ClPAHs特有の発生源が地域単位に存在することが示唆された。また、中国の都市大気においてもClPAHsの観測を実施し、曝露リスクを算出したところ、ClPAHsによる発がんリスクの寄与は0.1%以下であることが見積もられた。一方、ハロゲン化PAHsの毒性評価として細胞曝露による遺伝子発現レベルをPCRアレイによって網羅的に解析した。5環系PAHであるベンゾaピレンの塩素もしくは臭素置換体を乳がん細胞に暴露したところ、アレイ上に約90遺伝子の内、親化合物よりも塩素もしくは臭素置換体で発現量が増加した遺伝子は8種存在した。今後これら遺伝子発現が相互にどのように関わるか検討する必要がありと思われる。当初予定していた標準物質の作製、分析条件の検討は概ね予定通り遂行することができたが、海外での環境試料捕集において調整が難航したため国内でのサンプリングを重点的に行った。25年度が最終年度であるため、記入しない。現在までハロゲン化PAHsの分析法が確立され、環境試料の分析に着手し始めることができた。大気分析では日本全国や中国の大気分析が実施され、これまで限られていたClPAHsの大気濃度データを大きく拡充することができた。また、ハロゲン化PAHsの毒性評価においても、培養細胞を用いた評価法を構築し、PCRアレイにより網羅的に遺伝子発現を明らかにすることができた。来年度は確立した分析方法を用いて、大気、土壌、野生生物組織中のハロゲン化PAH分析を試み、環境動態解明を目指す。一方で、ハロゲン化PAHによる生体影響を評価するためにマウスへの曝露試験を実施し、生体残留性や遺伝子発現の変化を明らかにする。今後は、全国大気におけるハロゲン化PAHsの分析を継続的に実施するとともに、PMF法を用いた発生源解析を行う予定である。また、韓国やスリランカで採取された底泥の分析も実施する。生体試料についてはサンプル収集が順調に進み、現在のところウミネコやキツネといった野生生物を約80個体集めることができた。これら生体の各組織におけるハロゲン化PAHsの蓄積性についても明らかにする予定である。毒性評価に関してはマウスへの曝露試験を実施し、体内における蓄積性ならびに薬物代謝関連遺伝子の発現を明らかにする予定である。
フェライト粉末の高周波誘導加温を用いた癌焼灼システムの開発

多くの癌治療法の中に、熱を加えることで腫瘍を凝固壊死させる方法がある。例えば、ラジオ波焼灼療法では、患部に刺入した穿刺針(アンテナ)の先端から電磁波を照射して、腫瘍のみを選択的に6080°Cに加熱する。また、ハイパーサーミアと呼ばれる高周波誘電加温法は、生体間に挟んだ電極から8MHzのラジオ波を照射して、生体全体を約42°Cに加熱する治療法である。本研究プロジェクトでは、これらの治療法の問題点を克服した、新しい肝癌の高周波誘導焼灼治療システムの確立を目指した。焼灼用磁性材料として用いるMgフェライト粉末の作製には、出発材料を金属硝酸塩とする逆共沈法を用いた。また、これらの粉末をカテーテルで腫瘍に到達させるには、長時間放置しても沈殿しない磁性流体化を実現させる必要がある。各種の酸を用いてph調整を行った結果、調整剤として塩酸を用いた場合に、pH1pH3の範囲でマグネタイト粉末の微細分散状態が得られた。Mgフェライトの高周波誘導磁場中での加温特性は、焼結法で針状に成型した場合とチタン管に充填した場合について、磁場強度1.77kA/m、周波数370kHzの条件下で調べた。円柱状の粘土に刺入した針状Mgフェライトの上昇温度は16°Cであり、正三角形(1辺:6mm)の頂点位置に3本刺入した場合の中心位置における上昇温度は40°Cに達した。また、Mgフェライト粉末を生体適合材料であるチタン管に充填すると、著しい温度上昇が得られた。これらの結果から、Mgフェライト粉末の高周波誘導加温による肝癌の焼灼は十分に可能であることが分かった。治療装置の開発については、円筒型と曲面型の高周波誘導コイルを備えた、作動周波数370kHzの臨床試験用装置を試作した。ラットやウサギによる焼灼実験の結果、Mgフェライト粉末を用いた高周波誘導焼灼治療システムの動物実験レベルでの有効性が実証された。今年度、本研究において実施した実験内容、及び得られた結果は下記の通りである。1.粉末状Mg-Caフェライトの作製逆共沈法により、Mg_<1-x>Ca_xFe_2O_4系フェライト微粒子を作製して、交流磁場中での発熱特性を調べた。Mg_<0.5>Ca_<0.5>Fe_2O_4前駆体粉末を3001000°Cで焼成した場合、800°Cで発熱特性の著しい向上が認められた。X線回折結果によると、900°CでMgフェライト(立方晶)とCaフェライト(斜方晶)に分解する。立方晶を維持できる限界温度の800°Cで焼成することで、格子を最大限に歪ませることが可能となる。これにより、ヒステリシス損失が大きくなり発熱特性が著しく向上すると考えられる。2.Ti管被覆Mgフェライト針の作製針状フェライトは、粉末を成型・固形化したものであり、体外から超音波あるいはCTガイド下で腫瘍部に穿刺する。患者への若干の負担を伴うが、一旦フェライト針を留置すると繰り返し焼灼治療を行うことができる。本研究では、Mgフェライトを種々の金属細管(外径:1.4mm、長さ:20mm)に充填して高周波誘導加温特性を測定した。その結果、チタン管に充填した場合、焼結法で作製したMgフェライト針よりも大きな発熱特性が得られた。

3.高周波誘導焼灼装置の試作と動物実験臨床試験用の装置(高周波出力:2.0kW、磁場強度:2.8kA/m)を試作して、ラット及びウサギによる焼灼実験を行った。Ti管被覆Mgフェライト針を肝臓に刺入して、交流磁場中での十分な焼灼効果を確認した。来年度は、ミニ豚による動物実験を行って、臨床試験のための焼灼装置の改良と基礎データの蓄積を目指す予定である。今年度、本研究において実施した実験内容、及び得られた主な結果は下記の通りである。1.粉末フェライト投与剤(磁性流体)の作製各種の酸を用いてpH調整を行うことで、コロイド粒子の分散性を調べた。塩酸を用いた場合、pH1pH3の範囲で高い分散性が得られた。しかし、クエン酸、リンゴ酸、吉草酸を用いた場合には、いずれもすべてのpH領域で凝集が起こった。MgフェライトとMg_<0.5>Ca_<0.5>フェライトについては、調整剤として酢酸を用いた場合に、pH1pH3の範囲で分散性が認められた。マグネタイトのコロイド溶液については、ろ過のみを繰り返し行うことで分散性が著しく向上した。2.針状Mgフェライト針の作製と動物実験ウサギを用いた動物実験において、高周波誘導加温法による肝臓の選択的な凝固壊死が観察された。したがって、針状Mgフェライトは肝癌焼灼療法への適用材料として有望と考えられ、体内留置した際の安全性の確認が急務とされる。3.臨床試験用装置の試作と改良昨年度試作した、高周波誘導焼灼療法に用いる「臨床試験用装置」を改良した。コイル形状については、曲面型と円筒型の2種類を作製して動物実験を行った。これにより、本研究で試作・改良した装置による肝癌の高周波誘導焼灼は十分に可能であることが分かった。