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歯科用金属へのプラズマＣＶＤによるチタニアコーティング－白い金属を目指して－

歯科用金属の白色化を目的として,最先端成膜プロセス技術の一つ,マイクロ波プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)成膜を応用し,純チタン,白金加金および高純度の白金基板を用い成膜実験行った.生成されたチタニア膜はいずれの金属でもルチル型であった.純チタン,純白金試料における色調は成膜条件で違いが認められ,白色から灰白色なった.白金加金では含有する銀の影響で灰白色となった.いずれも良好な接着強度は得られなかった.今後の課題は,より接着強度が得られる条件を検討することである最先端成膜プロセス技術の一つ,マイクロ波プラズマCVD (Chemical Vapor Deposition)成膜技術を歯科分野に応用し,歯科用金属表面へのチタニアコーティングによる,いわゆる「白い金属」を歯冠修復物に応用することを目的に、これまで,歯科用合金である金銀パラジウム合金,純チタンについて研究を行ってきた.本年度は歯科用金合金である白金加金(金70、銀4.7、白金6.0、銅19、その他:イリジウム)表面へのチタニアコーティングを試みた。前年度の純チタン表面への成膜条件を基に、マイクロ波出力、成膜圧力を各3段階に変化させ、プラズマCVDコーティング行った。コーティング後の試料について、(1)X線回折による結晶相同定、(2)高速分光光度計による測色、(3)SEMによる微細組織観察、以上を行った。その結果、(1)結晶相はいずれの条件においても,主要な生成物としてルチル型チタニアおよびTiO2が認められた.(2)測色結果では、白金加金は表面にチタニア皮膜が生成されているもののその色調はチタニア本来の白色ではなく灰白色であり、金属色を十分に遮蔽しているとはいえない結果であった。これは、当分野で今までに行った、金銀パラジウム合金を基板とし実験を行った際の結果同様であり、基板に銀が含まれていることが、原因と思われる。(3)SEMによる観察では、等方性の結晶組織が観察されたが,結晶構造が粗造であり組織的にはまだ脆弱であった。以上の結果から、白金加金を基板とした場合も、合金に含まれる銀(Ag)がマイクロ波プラズマCVDによるチタニアコーティングによる白色化の阻害因子と考えられた.本研究は最先端成膜プロセス技術の一つであるマイクロ波プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)成膜技術の応用により,歯科用金属の白色化を目的とするものである.平成25年度は,より高純度の白金(99.99%以上)基板を用い成膜実験行った.成膜条件は平成23年度に行ったチタンへのチタニア膜生成および,24年度に行った白金加金へのチタニア膜生成を試みた成膜条件を基に,マイクロ波出力(PM)を0.8 kW,1.0 kW, 1.2 kW,および成膜圧力(Ptot)を0.1 kPa,0.2 kPa,0.4 kPaとし,各組み合わせの条件下で,プラズマCVDコーティングを行った.コーティング後の試料について(1)X線回析による結晶相同定,(2)高速分光光度計による測色(3)デジタルロックウェル硬度計による付着強度の評価,(4)SEMによる微細組織観察を行った.(1)X線回析による結果はいずれに条件においても生成されていたのは主にルチル型のチタニアであった.(2)測色結果では、すべての条件にて金属表面にチタニア膜が生成されており金属色を遮蔽する結果得られた.しかし,白色というよりは灰白色に近い色調であった.(3)接着強度は低く,ロックウェル試験による付着強度評価においてマイクロ波出力(PM)0.8 kWの条件のものでは評価分類class3,マイクロ波出力(PM)1.0 kW, 1.2 kWの条件ではclass2の評価であった.(4)SEMによる微細組織観察では比較的緻密な結晶が見られるが,組織的にはまだ脆弱であり,十分であるとは言えない.以上より、金属色を遮蔽するという観点ではある程度の成果が得られた.しかし,接着力が不十分であり今後の課題として検討を要する.歯科用金属の白色化を目的として,最先端成膜プロセス技術の一つ,マイクロ波プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)成膜を応用し,純チタン,白金加金および高純度の白金基板を用い成膜実験行った.生成されたチタニア膜はいずれの金属でもルチル型であった.純チタン,純白金試料における色調は成膜条件で違いが認められ,白色から灰白色なった.白金加金では含有する銀の影響で灰白色となった.いずれも良好な接着強度は得られなかった.今後の課題は,より接着強度が得られる条件を検討することである最先端成膜プロセス技術の一つ,マイクロ波プラズマCVD (Chemical Vapor Deposition)成膜技術を歯科分野に応用し,歯科用金属表面へのチタニアコーティングによる,いわゆる「白い金属」を歯冠修復物に応用することを目的に、本年度は純チタン表面へのチタニアコーティングを試みた。予備実験の結果、チタン基板には予め800°Cから900°Cの予備酸化が必要であることが判明した。その上で、マイクロ波出力、成膜圧力を各3段階に変化させ、プラズマCVDコーティング行った。

その結果、(1)結晶相はいずれの条件においても,主要な生成物としてルチル型チタニアおよびTiOが認められた.(2)測色結果では、予備酸化温度850°C,成膜圧力=0.2 kPa,マイクロ波出力1.0 kWおよび予備酸化温度850°C,成膜圧力=0.4 kPa,マイクロ波出力=1.2 kWの条件で成膜した試料が,標準白色板との色差が小さく,チタン基板との色差が大きい値を示し、金属色隠蔽度が高く白色に近い試料が得られた。(3)SEMによる観察では、CVDにて成膜後では,予備酸化温度850°C,成膜圧力0.2 kPa ,マイクロ波出力1.0 kWにて成膜したもので,等方性の結晶組織が観察されたが,組織的にはまだ脆弱であった。本研究の目的は、歯科用金属への白色コーティングによる審美性の改善である。平成24年度に行った、白金加金へのプラズマCVDコーティングの実験結果からは、白金加金金属色の十分な遮蔽効果が認められたとは言いがたい。過去の金銀パラジウム合金の結果と今回の結果を合わせ考察すると,その原因として基板合金に含まれている銀が原因であることを明らかにすることができた.白色コーティングに向けて基板条件を検討するにあたり、この解明は大きな前進である。本研究の最終的な目的は、歯科用金属への白色コーティングによる審美性の改善である。平成23年度に行った、純チタンへのプラズマCVDコーティングの実験結果から、チタン金属色の隠蔽効果が認められた。その隠蔽効果は臨床的にはまだ十分とはいえないが、白色化の可能性があることが示唆され、本年度の目標はおおむね達成できたものと思われる。平成25年度は、前年度の研究結果を基に、引き続き純白金を基板とした成膜実験を行い,白色化への銀成分の影響について明らかにする.その結果銀成分の影響が明らかになれば,銀成分を含まない歯科用合金を試作し,基板条件、成膜条件を検討しつつ、より白色化できる条件を探すと伴に、臨床応用への必須条件である、付着強度の評価を実施していく予定である。平成24年度は、前年度の研究結果を基に、成膜条件をさらに検討し、より白色化できる条件を探すと伴に、臨床応用への必須条件である、付着強度の評価を実施していく。また、チタンのみならず、金合金等歯科応用されている合金についても、研究を進める予定である。次年度の研究費は、主として試作合金を含め,歯科用金属材料費、研究打ち合わせ及び成果発表旅費が主たる部分を占める予定である。次年度の研究費は、主として歯科用金属材料費、研究打ち合わせ及び成果発表旅費が主たる部分を占める予定である。
高周波駆動マイクロプラズマ・ディスプレイパネルの開発

実用化されている低周波駆動のプラズマディスプレーパネルは低発光効率とLSI回路不整合性が本質的な課題である。本研究はこれら課題を革新的にブレークスルーする全く新しい高周波駆動マイクロセルプラズマ(MCP)をプラズマモデリングから提案することを目的とした。今年度は、1)慣用的なPDP、すなわち、誘電体3電極型の低周波(100kHz)駆動プラズマの書き込み、維持、消去の各フェーズをシミュレーションし、3つの電極それぞれの機能を把握し、入力電力にたいする発光種生成功率が低い事実を総合的に評価した。2)原料ガスXe/Ne系の科学イオン化作用が全電離過程に与える影響を定量的に把握するために、Xe/Ne系の電子輸送パラメータをボルツマン方程式の直接解法(DNP)から解析しデータベースを構築した。3)高周波駆動、特に、50MHzで円筒状誘電体で囲まれたリング電極を有する容量結合マイクロセル内のプラズマ構造と維持特性を解明した。マイクロオーダーのセルを用いる限り、セル側壁からの荷電粒子の損失とセル内での発生の比は大略代表的なセル長さに逆比例し増大する。結局、MCP実現の鍵はセル壁でのプラズマ損失過程をできるだけ防ぐことができるセル構造の具体化である。4)本研究では具体的なセル構造を提案し、そのプラズマモデリング予測から50MHz駆動MCPの優れた具体的特性を明らかにした。低周波駆動に比較してイオンが担う電力が減少し、従って、電子衝突を経た光発光効率が実現できることを論じた。現用機プラズマディスプレイパネルが内包する本質的な低効率とIC不整合性を、革新的にブレークスルーする全く新しい高周波駆動マイクロプラズマセルの開発を学術的モデリングを通して、提案し、続いて先端技術を駆使して、この新概念にもとづくプロトタイプPDPを制作することを目的とした。本目的のもとで、今年度は、(1)駆動周波数と励起効率の定量的把握;申請者のオリジナル2次元RCTモデルを応用し、Xeの中で100kHz<f<100MHzの範囲で、2次元高周波プラズマ構造を明らかにした。(2)駆動周波数とプラズマサイズ効果の理論化;PDPが実用化された時代にあって、f-マイクロプラズマセル効果が未解明であり、至急の学術的課題であった。そこで、一次元プラズマリアクターにおいてすでに申請者が明らかにしたf-pd、Vsus-pd特性(pはガス圧力、dは電極間距離、Vsusはプラズマ維持電圧)をもとに2次元リアクターのサイズ効果をモデリングから調査した。その結果、マイクロセルでは平板電極内に高周波(13.56MHz)プラズマを維持することが難しいことを例証した。その上で、高周波マイクロプラズマを維持できる電極系を提案し、モデリングから具体像を明らかにした。マイクロセルプラズマが容量結合で高周波駆動される場合、一般的には(a)低維持電圧、(b)セルの等価静電容量が最大の利点・欠点となっている。従来から高周波放電のブレークダウン電圧は外部パラメータpd(ガス圧力×電極間隙)とrd(駆動周波数×電極間隙)に依存することはよく知られている。定性的には、2fd>v_d(v_d:実効ドリフト速度)の条件でプラズマは維持可能であり、セルサイズがμnオーダの極小サイズに減少するに従い、次第に維持が難しくなる。従って、維持電圧は上昇せざるを得ない。この意味で(a)の事実はセルサイズに強く依存することに注意すべきである。また、駆動周波数がkHz→数10MHzに上昇した際の(b)に基づくパルス電圧の遅延効果も無視出来ない。そこで本研究では、安価で安定性、精度の高い13.56MHzの産業用高周波をマイクロセルの駆動源として採用している。3組のμmオーダの軸対称3次元セル内に維持される高圧(100Torr)Xe高周波プラズマをRCTモデルをもとにデデザインしプラズマ諸量を検討した。先に述べた2fd>v_dの非維持条件下でも、ある複雑なセル構造のもとで10^<13>cm^<-3>の密度RFプラズマが実現出来ることを予測している。

さらに、現行蛍光体を考えて150nm,173nm,147nm発光強度の外部パラメータ依存性を見積もっている。結論として高密度のマイクロセルプラズマは300V程度の維持電圧が必要であることがわかった。実用化されている低周波駆動のプラズマディスプレーパネルは低発光効率とLSI回路不整合性が本質的な課題である。本研究はこれら課題を革新的にブレークスルーする全く新しい高周波駆動マイクロセルプラズマ(MCP)をプラズマモデリングから提案することを目的とした。今年度は、1)慣用的なPDP、すなわち、誘電体3電極型の低周波(100kHz)駆動プラズマの書き込み、維持、消去の各フェーズをシミュレーションし、3つの電極それぞれの機能を把握し、入力電力に対する発光種生成功率が低い事実を総合的に評価した。2)原料ガスXe/Ne系の化学イオン化作用が全電離過程に与える影響を定量的に把握するために、Xe/Ne系の電子輸送パラメータをボルツマン方程式の直接解法(DNP)から解析しデータベースを構築した。3)高周波駆動、特に、50MHzで円筒状誘電体で囲まれたリング電極を有する容量結合マイクロセル内のプラズマ構造と維持特性を解明した。マイクロオーダーのセルを用いる限り、セル側壁からの荷電粒子の損失とセル内での発生の比は大略代表的なセル長さに逆比例し増大する。結局、MCP実現の鍵はセル壁でのプラズマ損失過程をできるだけ防ぐことができるセル構造の具体化である。4)本研究では具体的なセル構造を提案し、そのプラズマモデリング予測から50MHz駆動MCPの優れた具体的特性を明らかにした。低周波駆動に比較してイオンが担う電力が減少し、従って、電子衝突を経た高発光効率が実現できることを論じた。
リアルタイム光電子分光による半導体表面準位の新解析法

本研究の目的は、リアルタイム光電子分光による新たな半導体表面準位同定法を開発することにある。そのため、薄膜結晶成長中に光電子スペクトルを測定でき、かつ同一装置、同一時間に角度分解光電子分光測定を可能にする実験装置の整備・開発を行なった。この装置を用いてSi(100)清浄表面の電子状態について実験・解析した。この表面はダイマーダングリングボンドに由来する表面準位が0.51eVの結合エネルギーをもって存在する事が既に知られている。本研究によって得られた新しい知見等の成果を以下にまとめる。1.結合エネルギー02eVの表面準位光電子強度振動法により、上で述べたダングリングボンド準位とは別の新しい表面準位が1.3eVに存在することを明らかにした。この準位はバックルドダイマーによる局所的な長周期構造が存在し、これにより表面ブリルアンゾーンが折り込まれた効果と考えられ、本研究で得られた結果は妥当なものである。2.結合エネルギー2eV以上の表面準位光電子強度振動法により、2eVよりも深い結合エネルギーに表面準位が存在することを明らかにした。これまで表面準位の研究に用いられてきた角度分解型光電子分光では深い準位はバルク準位に隠れてしまいその同定が困難であったが、本研究方法により明確に分離することに成功した。この新しく得られた準位は4eV付近に存在し、理論的に予測されていたダイマーボンドに由来する準位と考えられる。以上の成果から本研究により新たな半導体表面準位同定法の開発に成功したと言える。本研究の目的は、リアルタイム光電子分光による半導体表面準位同定法を開発することにある。そのため、薄膜結晶成長中に光電子スペクトルを測定でき、また同一装置、同一時間に角度分解光電子分光測定を可能にする必要がある。本年度は実験装置の整備を行い、これを用いて予備的な幾つかの成果を挙げた。以下にそれらをまとめる。1.実験装置の整備リアルタイム対応光電子アナライザーを製作・設置し、その測定制御システムを立ち上げた。この装置は光電子励起源と光電子アナライザー、パルス型試料通電回路、及び光電子検出と試料通電との同期制御を含む自動測定システムからなっている。2.リアルタイム光電子分光測定リアルタイム光電子分光を用いてシリコン表面の初期熱酸化過程の予備的な測定を行った。酸素ガスによるSi(100)表面の熱酸化中にSi2p内殻準位を測定した結果、酸化温度により2種類の酸化様式が存在することが判明した。1つは650°C以下でのランダム吸着様式で、1つは650°C以上での2次元核成長様式である。さらにSi2pサブオキサイド成分を解析し、清浄表面から酸化がどのような経路を通って進行するかをシミュレートした。
有尾目ペプチドフェロモンの分子生物学的研究

申請者らは脊椎動物で初のペプチドフェロモン、両生類で初のフェロモン(雌誘引活性を持つ)をアカハライモリ肛門腺より単離同定した。本研究ではこのフェロモン(ソデフリン)の抗体を用いてソデフリンの定量化(ラジオイムノアッセイ)に成功した。ラジオイムノアッセイ法によりソデフリンの作られる肛門腺におけるソデフリン量の、ホルモン処理による変動について調べたところ、プロラクチンやテストステロンによって有意に含量が増えること、両者の同時投与でさらに効果が高まることがわかった。さらにこれらホルモンの内、プロラクチンは明らかに自然界で見られる求愛行動の発現に関与していることも明らかになった。すなわち、野外で求愛行動を行っているオスイモリにプロラクチン抗体を投与すると求愛行動の頻度と発現率の低下を示し、抗体投与をやめてプロラクチン投与を開始すると回復することが示された。一方ソデフリンの遺伝子に関してはその部分的cDNAのクローニングに成功し、その解析から10個のアミノ酸より成るソデフリンは、肛門腺が分泌するより大きい分子の一部であることがわかった。またアカハライモリと同族異種の相当部分の塩基配列に2カ所変異のあることもわかった。このソデフリン変異体を化学合成し、シリケンイモリ雌でその活性を試したところ、誘引活性を有することが判明した。そして興味あることにアカハライモリには効果がないことも判明した。
脊椎脊髄手術時の神経機能モニタリングにおける新しい大脳刺激法の開発

脊椎脊髄手術時の運動機能モニタリングに用いる経頭蓋電気刺激複合筋活動電位は小さく、記録ごとに変動し、電位変化の判定に困難を要してきたが、5Hzでの多連発刺激(MTS)による振幅増大効果を報告してきた。今回、より高頻度MTSの有用性が示唆され、その安全性についても行動学的、組織学的に問題は認めなかった。術中モニタリングにおける高頻度MTSの導入による更なる振幅増大効果が期待できる。脊椎脊髄手術時の運動機能モニタリングに用いている大脳刺激筋記録法における新しい刺激法、多連発刺激の有用性について、成ラットを用いて電位の記録を行った。プロポフォールによる全身麻酔下に連発(トレイン)刺激を異なる頻度で経頭蓋的に大脳運動野に適応し、下肢の下腿三頭筋より電位を記録した。刺激頻度1Hzに対する5Hz、10Hz、20Hz、50Hzにおける電位振幅の割合はそれぞれ1.16±1.36、1.22±1.78、0.71±0.77、0.37±0.41であった(n=9)。トレイン刺激をより高頻度に適応すると電位振幅が増大すると仮説を立てていたが、今回の結果は仮説と異なった。この理由としてはラットでは脊髄前角の運動神経細胞への入力がヒトとは異なり、錐体路ではなく網様体脊髄路が大きく関与していることも一因と考えられるが、実験開始当初は全身麻酔の安定性も欠如していたため個体差も大きく、今後は記録数を増やして、至適刺激条件について検討を進めていく予定にしている。また、高頻度電気刺激の安全性についても行動学的、組織学的に併せて検討していく予定にしている。脊椎脊髄手術時の運動機能モニタリングに用いている大脳刺激筋記録法における新しい刺激法、高頻度多連発刺激の安全性について、成ラット24匹を用いて行動学的に評価した。メデトミジン、ミダゾラム、ブトルファールによる全身麻酔下に連発(トレイン)刺激を50Hzで7回繰り返す多連発刺激(MTS)を10秒に一回の頻度で計100回、経頭蓋的に大脳運動野に適用した。刺激強度は電位がかろうじて記録できる、刺激閾値の3倍、9倍、15倍とし、刺激終了後にConditioned tasteaversion法を用いて学習・記憶への影響について評価した。評価の基準として、Aversion index (0.8以上で学習・記憶への影響はないと判断)を用いたところ、それぞれの刺激強度で平均(±標準偏差)0.92 ±0.09、0.96 ±0.10、0.98 ±0.10であり、高頻度MTSの安全性が行動学的に示唆された。今後は摘出した大脳を組織学的にも評価して、安全性の評価を行っていく予定にしている。平成27年度の研究計画に沿って連発(トレイン)刺激を高頻度に反復する多連発刺激を経頭蓋的に大脳運動野に適用し、その安全性を行動学的に評価できた。脊椎脊髄手術時の運動機能モニタリングに用いている大脳刺激筋記録法における新しい刺激法、高頻度多連発刺激の安全性について成ラット24匹を用いて行動学的に評価し、高頻度MTSの安全性が行動学的に示唆された。その際用いた刺激条件は、50Hzで7回繰り返す多連発刺激を10秒に1回の頻度で計100回、経頭蓋外的に大脳運動野に適用した。刺激は閾値の3倍、9倍、15倍としている。その後、潅流固定を行い、大脳を10% sucrose-buffered formalin固定を行を行ったのち、ヘマトキシリン・エオジン染色を行い顕微鏡学的検索を行ったところ、全ての個体において壊死や出血、脱ミエリン等のいかなる組織学的な異常所見については見いだすことができず、病理組織学的にも高頻度MTSの安全性が証明された。平成28年の研究計画に沿って連発刺激を高頻度に反復する多連発刺激を経頭蓋的に大脳運動野に適用し、その安全性を病理組織学的にも評価、確認した。脊椎脊髄手術の神経合併症の発生予防を目的として脊髄機能モニタリングが行われるが、近年は経頭蓋電気刺激末梢筋記録による運動路モニタリングが頻用されている。本法は発生した電気信号が、麻酔法や筋弛緩薬といった麻酔条件の影響を受けやすく、誘発筋電位波形の記録が不安定となることが多い。特に脊髄障害の強い症例の場合には顕著である。そのためこれまで、経頭蓋電気刺激を行うにあたっては、その促通効果を向上させるためにpaired刺激やトレイン刺激など様々な工夫がなされてきた。我々は、動物実験によりマルチトレイン刺激によって、より安定した筋誘発電位の記録が可能であることと、その安全性を行動学的、組織学的に証明した。即ち、実験動物としてラット38匹を用い、高頻度マルチトレイン刺激を経頭蓋的に行い、下腿三頭筋から経頭蓋電気刺激による運動誘発電位の記録を行い、高頻度マルチトレイン刺激によって誘発される運動誘発電位の振幅増強を確認した。その結果として、マルチトレイン刺激の刺激頻度が5Hz、10Hz、20Hz、50Hzになると、得られる運動誘発電位における振幅の増強はそれぞれ、1.3倍、2.1倍、1.9倍、2.0倍となった。更に、高頻度マルチトレイン刺激を受けた脳への安全性を確認するために実験終了後ラットの脳標本を作製し、組織学的な評価を行った。

結果として脳には組織学的に異常がないことを確認し、高頻度マルチトレイン刺激の脳実質に対する安全性についても証明することができた。脊椎脊髄手術時の運動機能モニタリングに用いる経頭蓋電気刺激複合筋活動電位は小さく、記録ごとに変動し、電位変化の判定に困難を要してきたが、5Hzでの多連発刺激(MTS)による振幅増大効果を報告してきた。今回、より高頻度MTSの有用性が示唆され、その安全性についても行動学的、組織学的に問題は認めなかった。術中モニタリングにおける高頻度MTSの導入による更なる振幅増大効果が期待できる。平成26年度の研究計画に沿って、プロポフォールによる全身麻酔下に連発(トレイン)刺激を異なる頻度で経頭蓋的に大脳運動野に適応(多連発刺激)し、下肢の下腿三頭筋より電位を記録し、解析することができた。平成28年度は高頻度多連発刺激の安全性について組織学的に検討を勧めていく。本結果に基づいて臨床応用を行い、より安全で確実な脊髄モニタリングの施行につき検討を行い、より至的な方法論を追求していく予定である。整形外科平成26年度で得られた結果は、より高頻度に刺激すると電位振幅が増大するという当初の仮説とは矛盾する結果であった。平成27年度はもう少しデータ数を増やし、高頻度のトレイン刺激が振幅増大効果を真に有するのか検討を進めていくとともに、高頻度電気刺激の安全性についても行動学的、組織学的に検討を勧めていきたい。未購入機器があるため当初からの計画を効率的、効果的に進めた結果、一定の成果を得ることができ、直接経費を節約することができた。但し、臨床を行うにはより至的な大脳刺激条件について検討する必要があり、そのためのデータ収集が必要と思われた。未購入機器があるため平成28年度の実験計画に沿って研究をすすめる。動物代・薬品代等に使用する予定である。また学会等での研究成果発表に研究費を使用する予定である。研究費の一部を延長し、得られた結果については随時論文への執筆と学会発表を予定しており、未使用額はその経費に充てることとしたい。平成27年度の実験計画に沿って研究をすすめる。また研究成果に応じて、学会等での研究成果発表に研究費を使用する予定である。
分光画像を利用した物体表面の色材要素解析と高質感画像の生成

本研究課題は,帯域の狭い波長ごとに撮影した分光画像から物体表面の色材要素分布を解析し,分布を変化させて画像を合成することにより、高質感画像を生成することを目的とした.研究方法としては,皮膚など層構造をなす物体表面について,各場所での分光反射率を分光画像計測システムで獲得する.そして,各画素について分光反射率および層を成す色材の分光特徴から色素の分量を推定することにより色素の分布を得る.この色素分布を解析し,変更することによって,異なった質感の画像を生成する.ここで,光源の分光分布や表面の反射特性を考慮して現実シーンに適合したカラー画像として合成する.研究は,主に皮膚を対象に解析と合成を行った.研究成果として,分光画像からの色素分布の抽出と,色素分布を変更することによる新たな皮膚画像合成が可能となった.具体的には,皮膚の分光画像を撮影し、ウェーブレット解析を用いて色素分布解析の妨げになる陰影や細かいしわの除去を行った.そして,クベルカ-ムンク理論を応用して,メラニン,ヘモグロビンおよびデオキシヘモグロビンの分布を解析した.解析の結果は,ほくろの部分にはメラニンが集中し、静脈血管の部分にはデオキシヘモグロビンが集中するなど,妥当なものであることがわかった.また,色素の分布に新たに色素濃度が高い領域を付加して,色素分布から色彩分布画像を生成し,解析で除去した陰影や細かいしわを再び合成して,しみや炎症,あざなどがある質感の異なる皮膚画像をカラー画像として生成できることを示した.合成については,さらに,空間周波数成分や皮膚の光学モデルを変更することにより,乳児の肌や蒙古班の合成なども行った.また,光源分光分布を考慮したカラー画像生成も行った.本手法は絵具の重ね塗りや植物表面など,色素を含む半透明層が積層された物体表面についても有効であり,これらについても研究を行った.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。質感の計測と表示において,物体表面の光学的特性の解析は重要であり,反射モデルが注目される.質感の表現では,反射特性と同時に表面上の色彩分布が重要である.従来は,あらかじめ記録されたカラーテクスチャ画像を用い,その上で,反射特性の表現が行われる場合が多かった.しかし,あらかじめ記録されたカラーテクスチャは,撮影時の照明条件の影響を受けており,質感を低下させる場合がある.また,単純にRGB値の分布を操作しただけでは,物理的に正確なカラーテクスチャを生成できない.本研究課題は,分光画像から物体表面の色材要素分布を解析し,分布を変化させて画像を合成し,高質感画像を生成することを目的とする.具体的には,層構造をなす物体表面について,各場所での分光反射率を分光画像計測システムで獲得する.そして,各画素について色素の分量を同定する.色素の分布を解析してテクスチャ特徴を抽出する.テクスチャの変更により分光テクスチャ画像を生成し,現実シーンに適合したカラー画像として合成する.本年度は特に皮膚を対象として研究を行った.まず,本研究費により購入した波長プログラマブル光源(品名:DLP分光器)を用いて分光画像計測システムを構築した.本計測システムにより,皮膚の分光画像を取得し,解析手法を検討した.まず,色素の分布に関係のないしわや陰影を除去し,その後色素の分布推定を行った.しわや陰影の除去においてはウェーブレット関数を用いた多重解像度解析を応用した.そしてKubelka-Munk理論を用いて,皮膚に含まれるメラニン,ヘモグロビン,デオキシヘモグロビンの各色素の分布の推定を行い,色素分布推定を行った.そして,この色素分布画像を変更して,分光画像を生成し,新たな皮膚のカラー画像として合成できることを確認した.本研究課題は,帯域の狭い波長ごとに撮影した分光画像から物体表面の色材要素分布を解析し,分布を変化させて画像を合成することにより、高質感画像を生成することを目的とした.研究方法としては,皮膚など層構造をなす物体表面について,各場所での分光反射率を分光画像計測システムで獲得する.そして,各画素について分光反射率および層を成す色材の分光特徴から色素の分量を推定することにより色素の分布を得る.この色素分布を解析し,変更することによって,異なった質感の画像を生成する.ここで,光源の分光分布や表面の反射特性を考慮して現実シーンに適合したカラー画像として合成する.研究は,主に皮膚を対象に解析と合成を行った.研究成果として,分光画像からの色素分布の抽出と,色素分布を変更することによる新たな皮膚画像合成が可能となった.具体的には,皮膚の分光画像を撮影し、ウェーブレット解析を用いて色素分布解析の妨げになる陰影や細かいしわの除去を行った.そして,クベルカ-ムンク理論を応用して,メラニン,ヘモグロビンおよびデオキシヘモグロビンの分布を解析した.解析の結果は,ほくろの部分にはメラニンが集中し、静脈血管の部分にはデオキシヘモグロビンが集中するなど,妥当なものであることがわかった.また,色素の分布に新たに色素濃度が高い領域を付加して,色素分布から色彩分布画像を生成し,解析で除去した陰影や細かいしわを再び合成して,しみや炎症,あざなどがある質感の異なる皮膚画像をカラー画像として生成できることを示した.合成については,さらに,空間周波数成分や皮膚の光学モデルを変更することにより,乳児の肌や蒙古班の合成なども行った.また,光源分光分布を考慮したカラー画像生成も行った.

本手法は絵具の重ね塗りや植物表面など,色素を含む半透明層が積層された物体表面についても有効であり,これらについても研究を行った.24年度が最終年度であるため、記入しない。分光画像の取得から色素分布の推定,色素分布を変更したカラー画像の合成まで,一連の流れを行うことが可能となり,研究計画通りに研究を遂行できた.24年度が最終年度であるため、記入しない。解析対象を広げ,また,質感画像の提示方法について検討する.
星形成コアの分子組成進化に関する理論的および観測的研究

星を形成する分子雲コアの物理的、化学的進化を数値形成によって調べた。重力と圧力の釣り合った等音平衡解であるBonnor-Ebert球の重力収縮過程を数値流体計算によって調べた。その結果、球の中心密度が分子雲コア程度まで上昇したとき、球の収縮速度と密度分布が観測値とよく合うことが分かった。さらに化学反応ネットワークモデルを用いて球内での分子組成分布の進化を調べた。その結果、L1544やL1517Bなどの分子雲コアで観測されている分子組成分布-中心部での炭素系分子の減損、窒素系分子のほぼ一定の存在度、中心部でのアンモニアの増加-を再現することができた。一方初期に平衡からずれたガス球の収縮では、分子雲コア程度の密度の至った段階では炭素系分子の減損等はほとんど見られなかった。観測ではL1517Bとほぼ中心密度が等しいにも関わらず一酸化炭素減損のみられないコアが見つかっており、本研究結果からその違いが収縮開始時の重力/圧力比に依存することを示唆する。またコア内での分子の重水素濃縮やダスト表面反応による氷組成進化も明らかにした。以上の結果は論文としてまとめ学術雑誌に掲載された(Aikawa et al. 2005 ; Kandori et al.2005)。(1)星は分子雲コアの重力収縮によって生まれる。収縮とともにガス密度は上昇するが、コアが光学的に薄い初期段階では温度は低温のままである。このような"星なしコア"における分子組成進化をダスト表面反応も含めた詳細な化学反応ネットワークを用いて数値計算によって調べた。得られた結果は以下の通りである。・一酸化炭素など重元素でできた分子の多くは星間ダストの表面に吸着され気相から抜けてしまう。更にダスト表面では吸着された分子・原子同士が化学反応を起こす。ダスト表面反応は、吸着分子の組成を大きく変えるだけでなく、窒素系分子や前期型分子などの気相組成にも大きな影響を与える。・モデル計算の結果は観測されている星なしコアの分子組成をよく再現する。・コア毎の組成の違いは、磁場などの影響による収縮速度の違いや進化段階を反映していると考えられる。・分子の水素/重水素比はコアの進化とともに上昇し、特にH_2D^+は中心部で最も主要なイオンとなる。このイオンは最近観測され、モデルでの予測と近い存在度が得られた。これら結果はすでに国際学会で口頭発表し、現在学術雑誌に投稿中である。(2)星形成コアのガスやダストの一部は角運動量を持っているため直接星には落ちず、星周円盤をつくる。この円盤は惑星系の母胎であり、星形成だけでなく惑星系形成にとっても重要な天体である。私は円盤の分子組成を数値計算によって求めた。その結果、分子組成は紫外線強度や温度に強く依存するので円盤内で不均一な分布をしていること、組成分布を正しく求めるには円盤内での紫外線輻射強度分布の見積もりが重要であることを明かにした。(3)LkCa15の干渉計観測を行い、星周円盤内のホルムアルデヒドガスを検出した。上記(2)(3)についてはすでに論文としてまとめ、学術雑誌に掲載された。分子雲コアの重力収縮を数値流体計算により求め、さら分子組成進化を解くことにより各収縮段階での分子組成分布を得た。コアの密度分布は重力と圧力の釣り合った平衡解に似ていることが観測から分っている。そこで計算ではまず中心密度が10^4 cm^<-3>の平衡解を作り、密度をわずかに増やした状態から収縮させる。中心密度がコアの典型的密度10^5 cm^<-3>に達した時、広い半径にわたって0.05-0.1 km s^<-1>程度の収縮速度が得られ、観測と合うことがわかった。一方、初期密度を平衡解の4倍としたより動的な収縮では収縮速度がより大きくなった。コア内の複数の流体素片において化学反応ネットワークを解き分子組成の空間分布を各進化段階で求めた。平衡解に近い状態から収縮させたモデルでは中心密度が3×10^5 cm^<-3>の段階で既にCO, CSなどの顕著な減少が見られ、L1517B等の観測とよく一致する。一方、より動的な収縮モデルでは中心密度が3×10^5 cm^<-3>の段階ではまだCOの減少は顕著でない。これはL1521Eの観測結果を説明する。即ち中心密度が推定されている様々なコアでの分子組成分布をモデルと比較すると、コアの収縮過程(動的な収縮か、平衡に近い状態からの収縮か)を判別出来ると考えられる。また本研究ではイオン分子の再結合に関する新しい実験結果をモデルに取り入れることにより、COの減少に伴ってNH_3の存在量がコア中心で増えることを示した。このような分布は今まで観測されていたが原因が不明であった。さらに本研究では近年検出の相次いでいる多重重水素化分子を化学反応ネットワークに取り込み、コア内での重水素比の分布を調べた。その結果NH_3,H_2COについて観測値と同程度の高い重水素比を得ることができた。以上の結果の一部はすでに国際学会で口頭発表した。また全結果をまとめた論文を現在学術論文として執筆中である。分子雲コアの重力収縮を数値流体計算により求め、さら分子組成進化を解くことにより各収縮段階での分子組成分布を調べた。収縮コアの速度場、気相分子の存在度分布については前年度の実績報告で詳述した。

今年度はダスト表面反応についてのモデルを改良し、氷組成の空間分布およびその温度依存性を調べた。低温・高密度なコアの中心では多くの分子種がダストの表面に吸着する。吸着した分子は氷マントルを形成するだけでなく、互いに化学反応を起こして新しい分子種を生成する。これらは原始星が誕生すると再び気相に戻って観測の指標となるだけでなく、気相中で新たな反応を引き起こす。よって詳細なダスト表面反応を含んだモデルは星形成コアの組成進化を解明する上で重要である。ダスト表面反応の計算法には平均場近似を用いたrate法と平均値からのずれをも考慮する確率論的な方法がある。水素原子など反応性の高い粒子が一つのダスト上に少数しか存在しない場合には平均場近似が成り立たなくなるので確率論的な方法を用いるべきである。しかしこの方法は計算量が非常に多く、多数の分子種を含むコア進化の計算には重すぎる。よって、確率論的な効果をrate法に組み込んだ最新の修正rate法を用いた。その結果、ダスト表面反応による二酸化炭素やメタノールの生成の定量的評価を行い、氷組成の非常に敏感なコア温度依存性等を求めることができた。この結果は学術論文として執筆しThe Astrophysical Journal誌に掲載決定となった。星を形成する分子雲コアの物理的、化学的進化を数値形成によって調べた。重力と圧力の釣り合った等音平衡解であるBonnor-Ebert球の重力収縮過程を数値流体計算によって調べた。その結果、球の中心密度が分子雲コア程度まで上昇したとき、球の収縮速度と密度分布が観測値とよく合うことが分かった。さらに化学反応ネットワークモデルを用いて球内での分子組成分布の進化を調べた。その結果、L1544やL1517Bなどの分子雲コアで観測されている分子組成分布-中心部での炭素系分子の減損、窒素系分子のほぼ一定の存在度、中心部でのアンモニアの増加-を再現することができた。一方初期に平衡からずれたガス球の収縮では、分子雲コア程度の密度の至った段階では炭素系分子の減損等はほとんど見られなかった。観測ではL1517Bとほぼ中心密度が等しいにも関わらず一酸化炭素減損のみられないコアが見つかっており、本研究結果からその違いが収縮開始時の重力/圧力比に依存することを示唆する。またコア内での分子の重水素濃縮やダスト表面反応による氷組成進化も明らかにした。以上の結果は論文としてまとめ学術雑誌に掲載された(Aikawa et al. 2005 ; Kandori et al.2005)。
中央ユーラシアにおける探検隊考古資料を活用した無形文化遺産の保存伝承研究

今回の研究は、地域的にはおもに中国西北部とウズベキスタンとした。調査の対象は、ユネスコの無形文化遺産「ムカーム」(中国)、「シャシュマカーム」・「ナウルーズ」(ウズベキスタン)である。博物館では考古学及び民俗学資料について調査を行った。楽器製作技術および原材料の問題については、技術者に聞き取りを行った。2017年2月に「シルクロードの楽器作り」と題した写真パネル展を奈良市と東京都台東区で実施した。これにあわせ解説リーフレットも作成した。最終年度には考察論考も含めた調査記録集をまとめた。中国の新疆ウイグル自治区で伝承される十二ムカームは、歌舞、器楽が一体となった芸能で、ユネスコの無形文化遺産に登録されている。このムカームはトルディ・アホン(18811956)の伝承を元にして、現在まで保存・継承されてきた。最近、1951年に録音された彼の演奏や関係者のインタビュー資料が、新疆芸術学院で発見された。これは無形文化遺産の伝承のみならず、変容などを知る上で重要な資料となるので、収録時のことを知る関係者に聞き取り調査を行った。また、同市内にある新疆ムカーム芸術団において、日本との比較という観点から笛の形態とともに、その演奏方法について調査を行った。一方、新疆ウイグル自治区南部のホータンで日本の大谷探検隊資料に関連した芸能調査を予定していたが、新疆ウイグル自治区文化庁から現地の治安状況などを理由に調査の延期を打診された。そのため、代替措置として甘粛省、寧夏回族自治区、青海省において、芸能伝承と文化財保存技術という2つの観点から、楽器製作修理にかかる職人の所在調査を行った。その結果、ウイグル族における芸能伝承の種類の豊富さと密度の濃さが明らかになった。また、遼寧省、内蒙古自治区において芸能に関連する壁画や俑などの考古調査を行った。ウズベキスタンのタシケントにおいて、ナヴローズという祭りの際、バザール・公園・ショッピングセンターなどの日常的空間において、いかに伝統的な音楽が継承されているかを調査し記録した。これに加えて、ウズベキスタンの音楽文化に欠くことはできないドタールという弦楽器の伝承の実態を調査し、伝承者および指導者へのインタビューを行った。またタシケントにあるユヌス・ラジャビィ資料館で、シャシュ・マカームに関する古資料について調査を実施した。子息で館長のハッサン・ラジャビィ氏より、イギリスのランスデルの考古資料について教示を得た。中国では、内蒙古自治区や遼寧省の博物館などで、芸能に関する考古資料の情報収集を行った。また、新疆ウイグル自治区では、素材や工程などについて楽器職人の調査を行った。アゼルバイジャンのバクーでムカームに関する国際学会が開催されたため、これに参加して関連資料の収集を行うとともに、ウイグルのムカームについて発表を行った。中国の新疆ウイグル自治区のウルムチ、イーニン、カシュガル、ハミで楽器及び楽器製作者の調査を行った。またあわせてムカーム(ユネスコ無形文化遺産)の音楽調査を行った。平成27年11月ウルムチで行なわれた第11回日中音楽比較国際学術会議でこれまでの研究成果を発表をした。遼寧省の瀋陽市や朝陽市などで、無形文化遺産に関する取組みや現状等についての聞き取りを行った。また北アジア調査報告会に参加して、研究動向等の情報収集と学術交流を行った。ウズベキスタンのタシケントにおいてナヴルーズ(ユネスコ無形文化遺産)の現状と保護施策について調査を行った。タシケントにあるユヌス・ラジャビィ資料館でシャシュマコーム(ユネスコ無形文化遺産)に関する古写真を調査した。また、同国リシタン、アンディジャンにおいて楽器製作者の調査を行った。ユネスコの無形文化遺産になっているムカーム(中国)、シャシュマコーム、ナヴルーズ(ウズベキスタン)について現地調査を実施したが、日程の調整がつかず、当初想定した回数を行うことができなかった。ただ調査も3年目を迎え、これまでの成果を論文や学会発表という形で公開することができた。ウズベキスタンのタシケントで国立音楽院マチャクーボフ教授とこれまでの調査研究に関する意見交換を行った。同国ボイスン、テルメズおよびフェルガナ盆地のリシタン、アンディジャン、ナマンガン、マルギランで弦楽器を中心とした楽器製作技術とともに、原材料調査および博物館における展示資料の調査を実施した。中国の内蒙古自治区呼和浩特市で馬頭琴の製作技術および原材料の調査を実施した。また同自治区の赤峰市や錫林郭勒盟などの博物館で無形文化遺産に関する展示や、舞踊・音楽に関する歴史資料、考古遺物等について調査を実施した。これまでの調査で撮影した写真をもとに、奈良市と東京都台東区で「シルクロードの楽器作り」と題した写真パネル展を実施したところ、多数の来場者があった。また、これにあわせ解説リーフレットも作成した。これまで行ってきた調査成果をもとに、広く普及啓発を行うため写真パネル展を実施するとともに、解説リーフレットを作成したが、成果をまとめた報告書は刊行できなかったので29年度の課題としたい。これまでの調査成果をもとに、調査記録集を作成した。その内容は、以下のとおり大きく4つにわけることができる。1)ウズベキスタン及び中国内蒙古自治区における楽器製作技術者の事例報告とその製作工程、2)ユネスコの無形文化遺産に登録されている「ナウルーズ」の現状と国による保護施策、3)シャルク・タロナラル(東洋音楽祭)の概要と国際民俗芸能祭出演者の事例報告、4)ユヌス・ラジャビィ資料館に保存される古写真、といったものである。

またこれら以外に、考察及び関連資料として、シルクロードと呼ばれる地域に分布する楽器を壁画資料と照合した研究、契丹(遼)時代の楽舞に関する文物資料と歴史資料、古写真を活用した無形文化遺産研究、敦煌出土の山車図、などに関する論考も掲載した。これらをまとめる過程で補足調査が必要となったので、ウズベキスタン、カザフスタン、中国(内蒙古自治区)で古写真及び楽器素材に関する確認調査を行った。今回の研究は、地域的にはおもに中国西北部とウズベキスタンとした。調査の対象は、ユネスコの無形文化遺産「ムカーム」(中国)、「シャシュマカーム」・「ナウルーズ」(ウズベキスタン)である。博物館では考古学及び民俗学資料について調査を行った。楽器製作技術および原材料の問題については、技術者に聞き取りを行った。2017年2月に「シルクロードの楽器作り」と題した写真パネル展を奈良市と東京都台東区で実施した。これにあわせ解説リーフレットも作成した。最終年度には考察論考も含めた調査記録集をまとめた。新疆ウイグル自治区の治安状況から、申請書に記載した計画どおりの実施が困難であるが、代替措置として申請時にあげていたウズベキスタンで多大な成果をあげることができた。最終年度に当たるので、これまでの成果を報告書、写真パンフレット、DVDなどの形で記録を作成する。また、普及啓発活動の一環として、ムカームの演奏、ワークショップも実施したいと考えている。これまでの成果を報告書などにまとめ、関係機関に配布し、無形文化遺産の保存伝承に役立てる。特にこの報告書をもとに、各国の行政機関と意見交換をしたいと考えている。写真パネル展は好評であったので、29年度も専門家向けだけでなく、広く普及啓発につとめたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。考古学、芸能文化史学平成27年9月、新疆ウイグル自治区ウルムチ市の新疆芸術学院で、ムカームを中心とした国際音楽フォーラムが開催されるため、メンバーで参加してこれまでの成果を中間報告したいと考えている。そのため、引き続き同自治区の治安状況を注視していきたい。平成26年夏に実施したウズベキスタン調査では、ユヌス・ラジャビィ資料館の関連資料が多すぎて未調査分があったので、引き続き本年度も実施する。新疆ウイグル自治区の治安状況などから、南部での調査は延期となったが、こうしたことは当初の申請時から想定していたため、申請書に記していたとおり、新疆ウイグル自治区に隣接する甘粛省、寧夏回族自治区、青海省で、楽器製作修理という文化財保存技術の調査を実施した。その他については、おおむね順調である。旅費にあてる計画額のうち、日程が合わず代表者および研究協力者による海外調査が1回分少なくなったため。海外調査で旅費などに充てる計画額のうち、日程の調整がつかず、代表者および研究分担者、研究協力者による調査の回数、日程が少なくなったため。調査用機器を購入するため物品費を計上していたが、私物を使用し購入しなかったため残額が生じた。
スーパー抗原刺激したヒトリンパ球の増殖と制御性T細胞動態に及ぼす各種抗菌薬の効果

細菌由来スーパー抗原で刺激したヒト末梢血単核細胞(PBMC)ではIL-2産生量が持続的に亢進しており、その背景にはmitogen-activated protein kinase(MAPK)の異常な活性化が関与している。しかしこのような異常とPBMCにおける制御性T細胞(Treg細胞)動態との関連は明らかではない。免疫系の異常な活性化に伴うTreg細胞の変動や、免疫抑制薬治療抵抗性の背景を明らかとすることにより、免疫抑制薬の効果が出にくい患者に対する新たな治療法の開発に有意義な示唆を与えるものと考えられる。そこで本研究は、スーパー抗原刺激した健常者PBMCにおけるT reg細胞の解析、およびこれらの細胞に及ぼす種々の薬物の効果を検討した。細菌由来スーパー抗原やT細胞マイトゲンで刺激したPBMCでは、Treg細胞率が増加した。そこで次に、同実験系における種々の抗菌薬、亜ヒ酸(As_2 O_3)、抗腫瘍薬、あるいは脂溶性ビタミンの効果を検討した。As_2 O_3や各種抗腫瘍薬がPBMC中のT reg細胞率を増加させることを明らかとした。一方ロキシスロマイシンは、T reg細胞の比率を変えずにJNKの活性を抑制してPBMC増殖を抑えるものと思われた。また、脂溶性ビタミンのうち、ビタミンK3とK5が、PBMC中のTreg細胞の割合を顕著に増加させることを示した。さらに、SLE患者のPBMCの免疫抑制薬感受性とTreg細胞動態についても、関連を見出した。細菌由来スーパー抗原やT細胞マイトゲンで刺激したPBMCにはTreg細胞が減少しており、As_2 O_3やビタミンK3とK_5には、Treg細胞率を増加させて過剰な免疫反応を抑える作用があることを示唆した。細菌由来スーパー原で刺激した核細胞(PBMC)ではIL-2産生量が持続的に亢進しておりその背景にはmitogen-activated protein kinase(MAPK)の異常な活性化が関与している。しかしこのような異常と、PBMC中の制御性T細胞(T reg)率やT reg細胞の活性化マーカー発現量との関連は明らかではない。平成22年度は、T細胞マイトゲンやスーパー抗原で刺激した健常者PBMCにおけるサイトカイン産生量やPBMC中のTreg細胞率に及ぼすマクロライド系抗生物質や亜ヒ酸(As203)の効果を検討をした。in vitroにおいて、T細胞マイトゲンのコンカナバリンAで刺激した健常者PBMCと、S. aureus由来スーパー抗原のTSST-1で刺激した健常者PBMCの増殖は、増殖細胞への[3H]チミジン取り込み量により算定した。T reg細胞のマーカーとなるCD4抗原やCD25抗原、あるいはFOXP3やGITRは、特異的単クローン抗体による細胞染色とフローサイトメトリー法により検討した。また、細胞培養上清中の種々のサイトカイン(IL-2、4、5、10、インターフェロンγ、およびTNF-α)の濃度を、特異的単クローン抗体とフローサイトメトリーを用いたビーズアレイ法により検討した。まず抗原刺激したPBMCを、種々のマクロライド系抗生物質の存在下で96時間培養後、PBMCの増殖率を調べた。10μg/mlのロキシスロマイシン、クラリスロマイシン、あるいはアジスロマイシンは、コンカナバリンAやTSST-1で刺激した健常者PBMCの増殖を30-70%抑制した。中でもアジスロマイシンの効果は強く、PBMC増殖に対するIC50値は5μg/ml未満であった。アジスロマイシンは5μg/mlで、PBMCからの培養上清中へのIL-2、4、5、10、インターフェロンγおよびTNF-αの放出量を、65-98%抑制した。

一方、PBMC中のT reg細胞率に及ぼす種々の薬物の効果を検討したところ、As203が1μMで有意(p<0.05)にT reg細胞率を減少させた。As203は、抗原刺激したPBMCの増殖もほぼ同様の濃度で抑制した。以上平成22年度は、コンカナバリンAやTSST-1で刺激したPBMCの増殖や種々のサイトカイン放出に対し、マクロライド系抗生物質のロキシスロマイシンが強い抑制効果を示すこと、およびAs203がPBMC中のT reg細胞率を減少させることを明らかとした。これらの結果から、マクロライド系抗生物質やAs203が、スーパー抗原刺激したPBMCの増殖やサイトカイン産生を調節し得る可能性を提示した。細菌由来スーパー抗原やT細胞マイトゲンで刺激したヒト末梢血単核細胞(PBMC)の増殖や制御性T細胞(Treg)動態に及ぼす、種々の抗菌薬や亜ヒ酸(As203)の効果を検討した。前年度までに、マクロライド系抗生物質のロキシスロマイシンがPBMCの増殖やサイトカイン産生に対して抑制効果を示すこと、およびAs203がPBMC中の制御性T(Treg)細胞率を減少させることを明らかとした。平成23年度はまず、マクロライド系抗生物質の免疫抑制作用機序をより詳細に知るべく、ロキシスロマイシンがPBMC中のTreg細胞動態やMAPK活性に及ぼす効果を検討した。その結果、ロキシスロマイシンは、スーパー抗原刺激したPBMCにおけるTreg細胞の比率を変えるよりむしろ、同細胞のMAPKであるJNKの活性を抑制することにより、PBMC増殖を抑えるものと結論した。次に、As203が活性化PBMC中のTreg細胞動態に及ぼす効果を、PBMC培養の継時的に検討した。0.5-3.0μMのAs203は、PBMC中のCD4陽性細胞におけるTreg細胞の割合を変えなかったが、5.0μMのAs203は48時間処理によりPBMCにおけるCD4陽性細胞中のTregの割合を有意に減少させた(p<0.01)。一方5.0μMのAs203は、72時間処理によりPBMCにおけるCD4陽性細胞中のTreg細胞の割合を有意に増加させた(p<0.05)。このように、As203のTreg細胞動態に及ぼす効果は作用時間に依存しており、作用時間が比較的短い場合はCD4陽性細胞中のTreg細胞の割合を減少させ、一方長い場合は逆にTreg細胞を増加させるものと考えられた。この他、19種抗微生物薬やビタミンKがPBMC増殖に及ぼす効果などを検討し、そのうちの幾つかに比較的強い免疫抑制性の作用があることを、予備的知見から見い出している。細菌由来スーパー抗原やT細胞マイトゲンで刺激したヒト末梢血単核細胞(PBMC)の増殖や制御性T細胞(Treg)動態に及ぼす、種々の脂溶性ビタミンあるいは抗癌薬の効果を検討した。前年度までに、ヒ素化合物のAs2O3がTreg細胞の割合を有意に増加させることを示した。当該年度は主に、ビタミンK誘導体であるVK3とVK5、ならびに抗癌薬のダカルバジン、メトトレキサートおよび5ーフルオロウラシルが、細菌由来スーパー抗原やT細胞マイトゲンで刺激した健常者PBMC中のTreg細胞の割合に及ぼす影響について詳細に検討した。