hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子線エピタキシ-法によるSi/銅フタロシアニンヘテロ接合ダイオードの作製

水素終端したSi(111)基板上に室温で分子線エピタキシ-法にて、銅フタロシアニン(CuPc)薄膜を作製した。作製された薄膜における分子の分子結晶の配向性をX線回析により評価した結果、X線回析ピークが二rheta=6.8°にのみ表われた。このピークは、α型CuPc結晶の(200)面に対応し、CuPc薄膜は、a軸配向し、CuPc分子がSi基板上に垂直にたって並んでいることが理解される。CuPc薄膜がα型の結晶構造をとるという結果は、X線全反射測定による電子密度の計算結果やFT-IRスペクトルによる結晶型の判定結果と一致する。さらに詳細に配向性を調べるために上記の回析条件付近でのX線ロッキングカーブを測定した。スペクトルは非常にシャープなピークとその両端のブロードな部分にはっきりわかれ、配向性のよい部分と悪い部分の2層から薄膜は形成されていると推察される。特に、配向性のよい部分は単結晶にも匹敵するほどシャープなピークなので、偏向顕微鏡で試料を回転しながら観察したところ試料全体が常に明るかったので単結晶ではないと判断される。配向性のよい部分の膜厚は薄膜成長前のSi基板表面の化学処理法に依存し、自然酸化膜が残るほど配向性のよい部分は少なくなるようである。また、通常ノンドープの銅フタロシアニンはP形の導電性が得られることより、n形Si基板を用いることにより、金電極を形成しSi/銅フタロシアニンのpnヘテロ接合ダイオードが作製し、そのl-V特性を測定した。ダイオードとして漏れ電流も多く、整流性も悪くまだまだ改善の余地があるが、光を照射すると太陽電池として起電力を示した。大きなバンドギャップを有する銅フタロシアニンはSiの窓となり高効率太陽電池が期待される。
CT検査における特発性正常圧水頭症の診断支援システムの開発

CT画像上の側脳室拡大指標の自動計測法の開発と,脳梁角自動計測法の開発を行った.両者とも脳形態を標準化したうえで処理を行った.側脳室拡大指標の自動計測法では,計測に用いる側脳室と脳実質それぞれの領域をリージョングローイン法を用いて抽出した.次に,画像の左右両側からそれら二つの最外側点を自動的に検出した.得られたそれぞれの外側点を基に,側脳室拡大指標を求めた.評価結果から,提案した自動側脳室拡大指標計測法は,正確に指標を計測できると示唆された.脳梁角自動計測法では,3次元CT画像から,計測に必要とされる冠状断面を自動的に切り出した.ここでは,我々が開発した自動CT画像断面再構成法(米国特許取得済み)を利用した.その後,側脳室領域をリージョングローイング法を用いて抽出した.抽出した領域上から自動的に脳梁角上端輪郭を検出した.次に,輪郭線を直線近似して得られた両側上端線から,脳梁角を計測した.評価結果から,提案した自動脳梁角計測法は,正確に計測できることが示唆された.これら二つの自動計測法は,CT画像における特発性正常圧水頭症の診断の支援につながると考える.当該年度の研究から,本研究は臨床において十分に特発性正常圧水頭症の診断の補助になると考えられ,開発の重要性が明らかになった.特発性正常圧水頭症発見は,高齢者にとって重要課題であり,CT画像における発見率の向上に寄与できるよう本研究を継続していく.研究計画の通り,本年度に正常圧水頭症の臨床画像を用いた性能評価実験を行い,良好な結果がえられたため.今年度提案した2つの自動検出法の性能をさらに向上させるために,適用症例数を増やして,最適な脳室の抽出方法を検討する計画である.さらに,特発性正常圧水頭症の画像診断指標の一つであるDESH(脳溝・くも膜下腔狭小化・シルビウス裂拡大)の自動検出方法を開発していく.CT画像上の側脳室拡大指標の自動計測法の開発と,脳梁角自動計測法の開発を行った.両者とも脳形態を標準化したうえで処理を行った.側脳室拡大指標の自動計測法では,計測に用いる側脳室と脳実質それぞれの領域をリージョングローイン法を用いて抽出した.次に,画像の左右両側からそれら二つの最外側点を自動的に検出した.得られたそれぞれの外側点を基に,側脳室拡大指標を求めた.評価結果から,提案した自動側脳室拡大指標計測法は,正確に指標を計測できると示唆された.脳梁角自動計測法では,3次元CT画像から,計測に必要とされる冠状断面を自動的に切り出した.ここでは,我々が開発した自動CT画像断面再構成法(米国特許取得済み)を利用した.その後,側脳室領域をリージョングローイング法を用いて抽出した.抽出した領域上から自動的に脳梁角上端輪郭を検出した.次に,輪郭線を直線近似して得られた両側上端線から,脳梁角を計測した.評価結果から,提案した自動脳梁角計測法は,正確に計測できることが示唆された.これら二つの自動計測法は,CT画像における特発性正常圧水頭症の診断の支援につながると考える.当該年度の研究から,本研究は臨床において十分に特発性正常圧水頭症の診断の補助になると考えられ,開発の重要性が明らかになった.特発性正常圧水頭症発見は,高齢者にとって重要課題であり,CT画像における発見率の向上に寄与できるよう本研究を継続していく.研究計画の通り,本年度に正常圧水頭症の臨床画像を用いた性能評価実験を行い,良好な結果がえられたため.今年度提案した2つの自動検出法の性能をさらに向上させるために,適用症例数を増やして,最適な脳室の抽出方法を検討する計画である.さらに,特発性正常圧水頭症の画像診断指標の一つであるDESH(脳溝・くも膜下腔狭小化・シルビウス裂拡大)の自動検出方法を開発していく.(理由)計画していたコンピュータが約30万円であったが,研究の進捗状況により次年度に延期になった.(使用計画)翌年度に,コンピュータ購入に使用する計画である.
骨髄組織形成に関与する10型コラーゲン遺伝子発現動態と造血構成細胞への分化の影響人工骨髄マトリックスへの基礎的研究

1.1,2,10型コラーゲン遺伝子の細胞特異的ならびに分化特異的発現の証明:10型コラーゲン(以下「コ」)遺伝子は鶏胚椎体組織では2型「コ」遺伝子を優位に発現する小型軟骨細胞が肥大軟骨細胞への分化とともに出現(Stage36)し,Stage38では椎体中央部骨膜の軟骨組織内への侵入とともに活発な10型「コ」遺伝子発現の場が長軸方向へ広がり,侵入した血管周囲未分化間葉細胞の一部は強い1型「コ」mRNAのシグナルを持つ骨芽細胞への分化を示していた。明瞭に「コ」の産生細胞を同定し,そのシグナルの推移により細胞の分化動態を証明した。2.実験的異所性内軟骨性骨化組織の作製法の確立と,同組織の「コ」の生化学的解析:生後1日目幼鶏脛骨より骨膜を分離採取し,同種幼鶏大胸節筋膜上に移植し,組織学的および生化学的に解析した。移植後5日目の移植片は膜性骨化と内軟骨性骨化を示す異所性骨軟骨組織を形成していた。移植後7日目の組織から「コ」を抽出し,50-60kDaの蛋白を精製し,Western blot法で10型「コ」と同定した。3.実験的異所骨化過程における各型(1,2,10)「コ」遺伝子発現の解析:上述2つの方法で移植後5日目の細織像の中に10型「コ」mRNAの強いシグナルを示す多くの小型軟骨細胞を認め,Alcian blue弱陽性の非定型軟骨様組織を認め,移植後9日目では明らかな骨基質内にも10型「コ」mRNAの高いシグナルをもつ小型ないし肥大化軟骨細胞が散在していた。骨髄形成過程および骨折部仮骨過程においても,実験的異所性骨化過程にみられる早期に10型「コ」遺伝子を発現する非定型的軟骨細胞が重要な役割を担う可能性が示唆された。1)in situ hybridization法によるコラ-ゲンmRNAの組織学的局在と動態:10型コラ-ゲンは主として肥大軟骨細胞により合成されるが,鶏胚椎体組織における内軟骨性質化過程においては肥大軟骨細胞において10型コラ-ゲンmRNAの増量と2型コラ-ゲンmRNAの減少が観察された。この結果は軟骨マトリックスのdynamicな政策が示唆され,引き続いて起こる骨膜皮質からの血管侵入や侵入血管周囲の未分化間葉細胞の骨芽細胞への分化と密接な関連性があるものと示唆された。2)出生後ラット大腿骨遠位側骨端部における二次性化骨現象においても軟骨マトリックスに侵入したcartilage canalは血管内皮とともに血管周囲未分化間葉細胞よりなり,肥大軟骨細胞巣にcartilage canalが達した後,骨髄組織が形成された。3)10型コラ-ゲン蛋白の精製:軟骨細胞の培養系からの精製は収量が少なく,孵化後鶏脛骨骨膜を剥離採取し,同種鶏大胸筋筋膜上に移植し,移植後異所性の内軟骨性骨化巣を形成させ,コラ-ゲンの抽出をおこなった。移植後7日目の組織で10型コラ-ゲンは中性塩可溶性分画で5060KDaの蛋白として電気泳動で確認し,抗10型コラ-ゲン抗体によるウエスタンブロット法で10型コラ-ゲンと同定した。同様の手法で2型コラ-ゲンも同定し,単離精製をおこなっている。4)上記1),2),3)の結果をもとに骨髄形成と骨膜血管や血管周囲未分化間葉細胞の密接な関係を追及する予定である。実験的異所性骨化過程における各型(1,2,10)

コラーゲン遺伝子発現の解析:内軟骨性骨化過程および骨折創仮骨形成過程において最も重要な細胞供給源とされる骨膜細胞(cambium layer)の骨、軟骨細胞への多分化能について実験的異所性骨化過程について、in situ hybridization法によりコラーゲン遺伝子発現について検索した。採取直後の骨膜細胞は低レベルのI型コラーゲンmRNAのシグナルを認めたが、2,10型コラーゲンmRNAのシグナルは検出出来なかった。移植後5日目より骨膜間葉細胞は密に増殖し、骨,軟骨細胞への分化像がみられた。この移植片の組織像の中で10型コラーゲンmRNAの強いシグナルを示す多くの小型軟骨細胞を含み、Alcian blue弱陽性の非定型的軟骨様組織を認めた。移植後9日目では膜性骨化と内軟骨性骨化の両分化能を示す組織像が明瞭な境界をもって存在し、骨髄の形成も認められた。また、両者が混在して存在する領域が観察され、骨基質内に10型コラーゲンmRNAのシグナルをもつ小型ないし肥大化軟骨細胞が散在していた。即ち、骨膜未分化間葉細胞は、1型コラーゲン遺伝子を主として発現する骨芽細胞、2型コラーゲン遺伝子を優位に発現する軟骨細胞、さらに、早期より10型コラーゲン遺伝子の強いシグナルをもつ非定型的軟骨細胞への分化像を確認出来た。骨髄形成過程および骨折部仮骨過程においても、この早期に10型コラーゲン遺伝子を発現する軟骨細胞が重要な役割を担うものと考えられた。
骨再生のための高機能付加型人工骨の開発

力学的負荷のかかる荷重部の骨再生方法を開発するため、気泡ゲル化法を応用し、内部は多孔体(10MPa)、外郭は緻密体(500MPa)の多孔体・緻密体コンポジット人工骨を開発した。骨形成蛋白OP-1と連通多孔体ハイドロキシアパタイトセラミックスIP-CHAのハイブリッドにより骨再生を増強すること、軟骨下骨の再生および、関節軟骨の再生に有効であることが証明された。犬脊椎における胸椎椎体摘出し、欠損部に対し、本人工骨を移植し、プレート固定を行った。術後6ヶ月でX線、CT画像による画像評価、力学的評価、組織学的評価を行った。画像評価において、上下椎体との良好な骨癒合を認めた。組織学的には、上下の多孔体部分より、豊富な血管の侵入、骨の再生を認めたが、側面の緻密体部分からは、血管や骨細胞の侵入は認めなかった。圧縮強度は、700MPaを獲得し、荷重部にも対応できることが明らかとなった。本コンポジット人工骨に骨形成蛋白(OP-1)10-100μgを含浸させ、脊椎固定を施行し、対照群と比較し、有意な骨再生の促進を認めた。骨再生に最適の人工骨内部構造を明らかにするため、材質、ミクロ気孔の異なる高気孔率連通多孔体人工骨3種(ハイドロキシアパタイト製ミクロ気孔あり、ハイドロキシアパタイト製ミクロ気孔なし、β-TCP製ミクロ気孔あり)を用いて、ウサギ大腿骨での骨再生、圧縮強度、材料吸収を検討した。力学的強度は全ての材料で移植後数週間、低下したが、ハイドロキシアパタイト製の2種では、その後回復し、10MPa以上の強度を維持した。ミクロ気孔を有する人工骨2種では、材質に関わらず、血管の侵入、破骨細胞の出現を早期に認め、相対的に早い気孔内骨侵入、血管新生、生体内での人工骨吸収を認めた。人工骨内での再生骨の吸収阻害薬の開発のため、NF-κBデコイのサイズダウン、ライゲーション方法の検討、結合能力の検討などを加えデコイの最適化を行い核酸分解酵素等による分解を受けにくい形のリボン型デコイなどの開発を行った。作成したリボン型NF-κBデコイを人工骨の気孔内表面にコーティングし、ラット脛骨内に埋植した。液性担体としては、PLA、PEG合成ポリマー、ポリリン酸を使用した。移植後4週で、リボン型デコイをコーティングした人工骨内に旺盛な骨形成を認め、移植後8週で骨吸収抑制効果を認めた。液性担体の検討では、ポリリン酸を用いた場合に骨再生量が最も多かった。骨形成蛋白の担体は、欧米ではウシコラーゲンが広く用いられており、病原伝搬の可能性のため本邦での薬事認可が困難である。臨床応用を目指し、骨形成蛋白OP-1の新たな担体として、非動物由来マテリアルのスクリーニングを行った。コラーゲン、Ca架橋アルギン酸、共有結合架橋アルギン酸にOP-1(3-30μg)、PLA-PEGを含浸させ、マウス皮下に移植した。3週後の異所性骨形成をX線、骨塩定量、ALP活性、組織学的評価を行った。3μgで骨形成を示したのは、コラーゲン、Ca架橋アルギン酸のみであり、Ca架橋アルギン酸は、コラーゲンと同等以上の骨形成量、骨密度を示した。Ca架橋アルギン酸は、非動物由来であり、低用量のOP-1でも、骨形成に有効な担体であることを明らかにした。骨形成蛋白OP-1の担体として連通多孔体ハイドロキシアパタイトセラミックスIP-CHAの脊椎椎間固定術での有効性を検討した。18月齢の雄ビーグル犬に対し、L4-5の後側方固定術を自家腸骨(A群)、自家腸骨+IP-CHA(B群)、OP-1+IP-CHA(C群)を用いて行った。手術後8週間のX線、CTによりC群は他群と比べて旺盛な骨形成を認めた。骨塩定量、力学的強度試験においてもC群は良好な結果を示した。組織学的評価により、C群ではIP-CHA顆粒の周囲や気孔内に新生骨が観察され、IP-CHAと宿主骨の骨性癒合を全例で認めた。本研究で用いたOP-1の量は、コラーゲンを担体として用いた過去の文献で報告されている量の約3分の1であり、IP-CHAを担体として用いることでOP-1の骨形成作用を増強し得ることが示された。IP-CHAを担体とし、OP-1の軟骨再生における効果をウサギ、ブタ膝関節骨軟骨全層欠損モデルで評価した。24週齢のNZWウサギの両側膝蓋溝に直径6mm×深さ6mmの骨軟骨全層欠損を作成した。

A.欠損のみ、B.円柱型IP-CHA、C.IP-CHAにOP-1(250μg)を添加したものを移植し、8週後に評価した。10ヶ月齢の雄ミニブタの両側大腿骨内顆関節面にφ7.5mm×深さ15mmの骨軟骨全層欠損を作成した。A欠損のみ、B.円柱型IP-CHA、C.IP-CHAにOP-1(250μg)を添加したものを移植し、12週後に評価した。評価はX線および組織学評価により行った。いずれもOP-1添加群で他群と比較し明らかに良好な修復を認めた。組織学的gradingにおいても有意に良好な結果であった。OP-1とIP-CHAのハイブリッドは、軟骨下骨の再生および、関節軟骨の再生に有効であることが証明された。
極軽量・原子層メカニカル構造の機能化

本研究の目的は、グラフェンメカニカル構造体を振動子センサとして機能化するための学術的,技術的基盤を築くことである。2015年度は、グラフェンメカニカル構造を光センシング素子へ機能化するための基礎的知見の獲得を狙い、主に光学特性とその電圧制御性に関する研究を行った。本研究では、光学特性の電圧制御性評価のために、Au電極を設けたグラフェン試料を作製した。グラフェンはキッシュグラファイトから作製し、そのサイズは、およそ20 μm×80 μmであった。顕微紫外可視近赤外分光光度計を用いて、グラフェン試料の光学特性(反射率)とその電圧制御性の評価を行った。計測波長範囲は、200 nm - 1600 nmであった。結果として、波長220 nm, 270 nm - 300 nm, 450 nm, 700 nm - 1200 nm付近において高い反射率を示すことが確認された。また、電圧制御性の評価は、グラフェン試料に0 - -400 Vの電圧を印加し、反射光スペクトルを計測することにより行った。340 nm - 1600 nmの波長範囲においては、反射光スペクトルに顕著な変化は見られなかったが、およそ200 nm - 340 nmの短波長領域において、印加電圧に対し反射光スペクトルに変化が観察された。この結果は、短波長領域において、反射強度を電圧印加により制御できる可能性があることを示唆している。光学特性の電気的制御は、センシング素子の光応答安定化や光学的チューニングのために必須であり、本研究で獲得した知見は、グラフェンメカニカル構造体により高機能な光センシング素子を実現する一助となると期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、グラフェンの優れた機械特性,軽量さ,電子デバイスとの親和性を様々なNEMS(Nanoelectromechanical systems)振動子高感度センサ作製へ応用するための学術的,技術的基盤を築くことを目的としている。具体的には、超高感度センシング達成に必須のグラフェンメカニカル振動子の高Q値化手法や高感度な電気的振動検出手法の構築,基礎的研究の完成を目指している。平成27年度は、高Q値グラフェン振動子作製の取り組みを進めた。グラフェンは原子層材料という特殊性からその表面状態や結晶性,内部応力等と共振特性の関係性が未だ不明瞭な材料であり、特に、加工に伴い変化すると推測されるそれら物性が共振特性へ与える影響を評価した。グラフェン振動子は、CVDグラフェンを利用し、SiO2基板上に作製した。作製したグラフェン振動子は正方型のメンブレン型振動子とし、その架橋部(振動部)の寸法は2μm6μmである。結果として、集束イオンビーム加工は、グラフェンの結晶性や表面粗さを悪化させるもののグラフェンへのGa混入の影響でQ値を上昇させること、また、グラフェン振動子に集束イオンビーム加工を行わずアニール処理(アニール温度:700°C,アニール時間:60分)のみを施すことにより表面粗さやたわみが低減,結晶性が向上しQ値は改善するが、集束イオンビーム加工を行った後のアニール処理は、Ga脱離の影響も現れ、Q値向上という点では効果的ではないことがわかった。また、アニール処理に伴うひずみ印加が、グラフェン振動子の熱弾性ダンピングを低減させ、Q値向上に大きく寄与していることを見出した。これらの本研究では獲得した作製プロセスと共振特性の関係性に関する知見は、振動子作製プロセスに柔軟に応用,適用させていくことができることから高Q値グラフェン振動子達成のために有効な学術基盤になると期待される。

光学特性の電気的制御は、センシング素子の光応答安定化や光学的チューニングのために必須であり、本研究で獲得した知見は、グラフェンメカニカル構造体により高機能な光センシング素子を実現する一助となると期待される。当年度においては、当初の計画に従い、グラフェンメカニカル構造体の表面状態や結晶性,内部応力等と共振特性の関係性の評価を行った。上記したように、グラフェンは原子層材料という特殊性から、共振特性や材料物性の関係性や加工が共振特性に及ぼす影響について、未だ不明瞭な点が多い材料である。特に、加工と共振特性の関係性については、学術誌等で詳細に開示されていない部分でもあり、本研究で得られた一連の材料物性と共振特性の関係性は、グラフェンの機械振動物性についての理解をすすめ、センサ応用に向け優れた共振特性を実現していく上で、極めて有効な知見であるといえる。高Q値グラフェン振動子の作製に向け、一層効果的な適用法,プロセスを検証する必要はあるものの、その作製プロセス,高Q値化プロセス構築において共通性の高い成果であると期待される。そのため本研究はおおむね順調に進展しているといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、高Q値グラフェンメカニカル振動子達成に向け、Q値に大きく関係する振動状態におけるエネルギー散逸機構,高Q値化プロセスの研究を行う。エネルギー散逸機構については、前年度に獲得した知見をベースに、表面状態やひずみ、結晶状態等についての評価を一層詳細に行う。グラフェン振動子の表面状態やひずみを材料科学的アプローチで段階的に制御し、その影響の評価を行う。高Q値化プロセスについては、振動子作製プロセスへの表面状態改質プロセスやひずみ印加プロセスの適用性,組み込みを進めていく。なお、共振特性の評価は、光ヘテロダイン振動計測法,及び独自技術である原子間力顕微鏡を利用した振動計測法を活用し行う。加えて、振動変位の電気的検出に関する研究を行う。現在のところ周波数変調法による振動の電気的検出を行う予定である。振動子は、力学的,電磁気学的な物理量などさまざまな対象をセンシング可能な素子であるが、その多くは振動子自身の変位(振幅変化)の検出性能によりセンシング感度が決定される。そのため本研究では、変位検出感度を評価項目として研究をすすめる。高感度センシングに向け、電気信号処理方法やデバイス構造に関し検証を行い、振動(変位)ー電気信号変換の基礎的研究を行うことにより、センシング構造としてのグラフェンメカニカル素子機能化のための基盤構築を目指す。以上により、原子層材料であるグラフェンの実用極限センシング応用に資する共通基盤技術,知見の獲得を目指す。
精神障害者自立支援に必要な介護技術の明確化の試み

介護は、わが国に定着している家庭生活技術ではあるものの、学問としての介護教育は、未だ明確に確立しているとは言いがたい。その中で、精神障害者は、長期入院と社会的入院という処遇の長い歴史を経て、平成18(2006)年4月に、障害者自立支援法が施行され地域での自立生活支援がすすめられ始めている。本研究では、精神障害者に対する介護を学問として構築していくために必要な根拠を当事者、家族会、介護従事者、海外の現状、病院、教育機関に求め、幅広い現状を把握し、必要な介護技術を抽出しようと試みた。本研究は、精神障害者の在宅生活および自立支援するために、介護福祉士が学ぶべき教育内容をエビデンスとなる事象を抽出し、整理することを目標としている。そのために、当事者、家族会、介護従事者、海外の現状、病院、教育機関への調査を行い、幅広い現状を把握し、精神障害者の自立支援に必要な介護技術の抽出を試みる。平成19年度は、その中で介護従事者、病院(医療機関)への調査を実施した。介護従事者に対する調査は、精神障害者ホームヘルパーに対して行った。ここでは「日常生活の援助」の必要性が高く、「地域社会参加への援助」の必要性が低かった。また、ホームヘルパー自身が「研修、ケース会議や相談」を切望していることが明らかになった。一方、医療機関への調査は、都内の精神通院医療指定自立支援医療機関に対して行ったが、回収率が低く代表性を得ることはできなかった。回答者は医師が多く、居宅自立支援に必要なものとして「生活支援」の内容をあげる者が多く、「専門性」の必要性は低いという結果であった。同様に、平成20年度に当事者、家族会、介護教育機関および海外の状況を調査し、各々の立場からの自立支援に必要な項目を抽出し、その教育のあり方についてまとめる。本研究は、精神障害者の在宅生活、自立支援をするために、介護福祉士が学ぶべき教育内容を抽出し、整理することを目標としている。そのために、当事者、家族会、介護従事者、海外の現状、病院、教育機関への調査を行い、幅広い現状を把握し、精神障害者の自立支援に必要な介護技術の抽出を試みた。平成20年度は、前年度に引き続き、家族会、教育機関に対しての調査を行い、合わせて、イギリスおよびデンマークの視察を実施した。当事者調査も予定していたが、海外視察内容を加味したインタビューに変更するため、実施が遅れている。全国の家族会代表は、自立支援に必要な援助を「生活支援」に求めており、ホームヘルパーの活用に対する意識は低く、専門性を求めてはいなかった。また、教育機関調査では、精神障害介護教育においては症状や疾患の知識、症状への対処を重点においているものが多く、教育結果、疾患の理解や薬の知識などに学生の理解と教員の教えとの間に差があると認識されており、今後に力を入れて教育したい分野は人権、守秘主義、精神生活の安定などであった。加えてデンマーク・ミゼルファート市における精神障害者支援システムとイギリスにおける精神認定方法およびサービス支給方法(ダイレクトペイメント)について調査を行った。当事者に直接的な経済支援がなされ、当事者主体でサービス内容や量を決定していくことの効果が認められ、我が国でも応用の意義があると考えられた。これらの領域から得た調査内容から、家族、医療従事者と教育機関、ホームヘルパーに有意に専門性の必要性に差が見られた。しかし、いずれも直接的な生活支援項目に対するニーズが高いと認識しており、介護教育における「生活支援技術」の教育内容に、精神障害者に対する援助方法を加味していく必要があることが明らかになったといえる。これらの成果は、平成21年9月に予定されている日本介護福祉教育学会、日本病院・地域精神医学会、日本社会福祉学会において発表し、6領域のまとめからの分析結果を含めた総括を日本病院・地域精神医学会誌に投稿予定である。
副腎皮質のステロイド産生の細胞層特異性を決定づけるAP-1様転写調節蛋白質の精製

前年度までにマウス副腎皮質由来のY1細胞をもちいた実験から、CYP11B1遺伝子の転写開始点の上流にAP-1様DNA結合蛋白質が結合すること、この配列がプロモーター活性に不可欠であることが明らかになった。今年度は、Y1細胞の核抽出液に見いだされたAP-1様転写調節蛋白質の同定とその作用機序を明らかにすることを目的として解析を進めたところ以下の結果が得られた。1.ゲルシフト法により、このDNA結合蛋白質はCYP11B1遺伝子のプロモーター領域には結合するが、副腎皮質の別の細胞層に発現するB2遺伝子のプロモーター領域には結合しないことが判明した。2.AP-1配列の3'側にAd4配列結合蛋白質(Ad4BP)が存在したが蛋白質の結合は認められなかった。Ad4配列はステロイド合成遺伝子の共通に働く正の転写調節蛋白質として知られている。AP-1配列とAd4配列の転写活性化機能を調べた。その結果、AP-1配列が必須である一方、Ad4配列には転写活性化能は認められなかった。3.Y1細胞の核抽出液はAd4BPを含むことが知られている。そこで、AP-1配列とAd4配列へのそれぞれの蛋白質の結合を、Y1細胞の核抽出液と2つの部位を含んだプロモーター配列をもつプローブを用いてゲルシフト法とフットプリント法により、詳細に調べたところ、AP-1の結合活性は、Ad4BPの結合活性に比べて少なくとも5倍強いこと、両者の結合は競争的で同時にそれぞれの部位へ結合しないことが判明した。以上の結果は、AP-1がCYP11B1特異的な因子であること、さらにAP-1が、副腎皮質の全層に存在する転写因子であるAd4BPの結合を抑制して機能しうることを意味する。従って、Y1細胞に見いだされたAP-1は、CYP11B1遺伝子の副腎皮質内における細胞層特異的発現に関与する因子であることを強く示唆している。
山腹斜面における廃棄物の不法投棄に伴う汚染物質の拡散挙動の解明

本研究では,山腹斜面における有害廃棄物等の不法投棄に起因する地下水汚染問題に対して, 3次元斜面における水溶性物質の拡散・分散挙動の評価のためのシミュレーションコードを開発するとともに,周期的な降雨条件における汚染物質の挙動の解析,模型実験による斜面内の水分変化と溶質の輸送挙動の検討,および移流分散解析において重要となる巨視的分散長の定量的評価方法の検討を行った.本研究では,山腹斜面における有害廃棄物等の不法投棄に起因する地下水汚染問題に対して, 3次元斜面における水溶性物質の拡散・分散挙動の評価のためのシミュレーションコードを開発するとともに,周期的な降雨条件における汚染物質の挙動の解析,模型実験による斜面内の水分変化と溶質の輸送挙動の検討,および移流分散解析において重要となる巨視的分散長の定量的評価方法の検討を行った.本研究課題では,複雑な地形・地質と断続的な降雨のもとで,汚染物質がどのように拡散・分散するのかを定量的に把握するために,どの要因がどのような影響を与えるかをまず明らかにすることを目的とし,そのための手段として,3次元斜面における水溶性物質の輸送挙動を解析するシミュレーションコードを開発するとともに,模型実験による数理モデルの検証と,数値実験による詳細な検討を計画している.平成21年度においては,まず,これまでに作成してきた浸透流解析および移流分散解析手法を発展させ,3次元斜面における物質輸送に関する基礎的な検討を実施した.その結果,下流への汚染物質の到達状況は,地盤の平均的な透水性,および汚染源位置の違いに対して敏感に反応することを明らかにし,その成果は学術雑誌にて公表した.またフィールドスケールにおける移流分散解析の際に問題となる不均一浸透場における巨視的分散長の性質について検討し,比較的簡易なモデルによって表現できる可能性を明らかにした.この成果は平成22年度中の学会発表を予定している.これに加えて,室内模型実験を実施し,降雨浸透による鉛直不飽和浸透と,斜面に沿う飽和浸透流の混在する場における物質輸送現象について検討を行った.これにより,斜面内の流況に関しては数理モデルにより良好に再現可能であることを明らかにした.しかしながら,物質輸送状況に関しては,実験結果と解析結果の乖離が大きく,この点に関しては,実験装置に改良を加えた上で,平成22年度も引続き実験を継続する.本研究課題では,複雑な地形・地質と断続的な降雨のもとで,汚染物質がどのように拡散・分散するのかを定量的に把握するために,どの要因がどのような影響を与えるかをまず明らかにすることを目的とし,そのための手段として,3次元斜面における水溶性物質の輸送挙動を解析するシミュレーションコードを開発するとともに,模型実験による数理モデルの検証と,数値実験による詳細な検討を計画している.平成22年度においては,前年度に引続き室内模型実験を実施し,降雨浸透による鉛直不飽和浸透と,斜面に沿う飽和浸透流の混在する場における物質輸送現象について検討を行った.その際には,前年度の実験結果に基づき,降雨発生装置の改良および水分・塩分センサー配置の見直しを行った.これにより,斜面内の流況に関しては前年度と同様に数理モデルにより良好に再現可能であることを確認するとともに,物質輸送状況に関しても,実験結果と解析結果の乖離を減少させることに成功したこれに加えて,フィールドスケールにおける移流分散解析の際に問題となる不均一浸透場における巨視的分散長の性質について検討し,1次元的な流れ場における平均的な巨視的分散長に関して,3次元モデルおよび異方性不均一場モデルを用いた検討により,比較的簡易なモデルによって定量的に表現できる可能性を明らかにした.これらの成果の一部はすでに学術雑誌に投稿中であり,また平成23年度中の学会発表を予定している本研究課題では,複雑な地形・地質と断続的な降雨のもとで,汚染物質がどのように拡散・分散するのかを定量的に把握するために,どの要因がどのような影響を与えるかをまず明らかにすることを目的とし,そのための手段として,3次元斜面における水溶性物質の輸送挙動を解析するシミュレーションコードを開発するとともに,模型実験による数理モデルの検証と,数値実験による詳細な検討を計画している.平成23年度においては,自然斜面を模した数値地形モデルを用いて,複雑な3次元斜面内の降雨浸透過程および物質輸送過程について,降雨パターン,斜面条件や汚染源等の影響について数値シミュレーションにより検討した.つまりシミュレーションを「数値実験」と位置づけ,実測が困難な実物大斜面における降雨浸透挙動と汚染物質の挙動について検討した.これにより,斜面の透水性,降雨強度,地盤の層厚,汚染源と取水井戸の配置等が,浸出水濃度に与える影響について明らかにした.これに加えて,フィールドスケールにおける移流分散解析の際に問題となる不均一浸透場における巨視的分散長の性質について検討した.前年度までに,1次元的な流れ場における平均的な巨視的分散長に関して,2次元および3次元モデル,また異方性不均一場モデルを用いた検討を行ってきたが,平成23年度は横方向分散が生じる場,および不飽和鉛直浸透場を検討対象とした.この結果,何れの場合でも縦方向分散のみが生じる場合と同様に,比較的簡易な数式と無次元パラメータによって定量的に表現可能であることを明らかにしたが,得られた関数形はそれぞれ異なることを示した.これらの成果は学術雑誌に投稿,および平成23年度中の学会発表を予定している.
液体界面低振動スペクトル測定法の開発とその応用

本研究の目的は、液体界面の低波数領域(0数百cm-1)の振動スペクトル(低振動スペクトル)を測定するための計測法を開発し、液体界面における分子の集団運動や分子集合体の構造と分子間相互作用の関係を明らかにすることである。そのための手法として、コヒーレント振動分光法と第二高調波発生法を組み合わせた新たな測定法を考案し、極短パルスレーザーを光源とする測定装置の作製を行った。装置開発においては測定周波数領域の拡大と液体界面測定に向けた装置の高感度化が重要な課題である。前者については昨年度の取り組みの結果、高周波数領域の感度低下の原因であるレーザーパルスの時間幅の広がりを回折格子対とプリズム対を用いた光学系を用いて補正し、観測周波数領域を約2倍の0300cm-1まで拡大することに成功した。これにより、液体中の分子の並進・回転運動に加えて水素結合などを介したメソ構造を鋭敏に反映するphonon-likeな振動運動を観測することが可能となった。本年度はさらに、液体界面の測定に向けた装置の高感度化について検討した。光学系を一般的なポンプ-プローブ配置から過渡格子光学配置へと改良し、従来の測定において感度低下の大きな原因となっていたプローブ光の第二高調波の強度揺らぎの影響を除くことで装置の感度を大幅に向上させた。その結果、界面領域の分子間相互作用を議論するうえで重要な手がかりとなる光電場に対する分子の電子応答と配向変化を空気/水界面において非共鳴励起条件下で観測することにはじめて成功した。本研究の目的は、液体界面の低波数領域(0数百cm^<-1>)の振動スペクトル(低振動スペクトル)を測定するための計測法を開発し、液体界面における分子の集団運動や分子集合体の構造と分子間相互作用の関係を明らかにすることである。そのための手法として、コヒーレント振動分光法と第二高調波発生法を組み合わせた新たな測定法を考案し、極短パルスレーザーを光源とする測定装置の作製を行っている。本年度は装置作製における重要な課題の一つである測定周波数領域の拡大に取組んだ。高周波数領域の感度低下の原因であるレーザーパルスの時間幅の広がりを補正するために回折格子対とプリズム対を用いた光学系を導入した。半導体表面の格子振動の測定により観測周波数領域を評価したところ、これまで0150cm^<-1>であった観測周波数領域を約2倍の0300cm^<-1>まで拡大することに成功した。これにより、液体中の分子の並進・回転運動に加えて水素結合などを介したメソ構造を鋭敏に反映するphonon-likeな振動運動を観測することも可能となった。これは水やアルコールといった水素結合性液体の表面・界面における特異的な構造や物性(極性・粘性)の起源を議論するうえで重要な手がかりを与える。さらに、液体界面の測定に向けた装置の高感度化についても検討した。光学系を一般的なポンプ-プローブ配置から過渡格子光学配置へと改良することを着想した。過渡格子光学配置では従来の測定において感度低下の大きな原因となっていたプローブ光の第二高調波の強度揺らぎの影響を除くことができるため、大幅な感度の向上が期待できる。
乳癌における膜型ERの蛍光ナノ粒子による高精度定量化及び臨床検体におけるその応用

5種類の乳癌細胞株において、ER,PgRを標的に蛍光ナノ粒子を標識した1次抗体を用いた免疫染色を施行し、各乳癌細胞株の異なるER,PgR発現状況に応じたER,PgR-蛍光粒子シグナルを検出することに成功した。また核内でのシグナルの局在に関しても明らかにした。FACSにてER,PgRの抗原量を測定し蛍光ナノ粒子のスコアを対比したところ、ER,PgRそれぞれにおいて強い正の相関を認めた(R:0.94-0.98)。本検討から、ER、PgRに関して核内・膜型を問わず高精度に定量化することに成功し、従来のDAB法と比較して精密のその多寡を評価することが可能であることを証明した。乳癌の70-80%を占めるエストロゲン受容体(ER)陽性乳癌において、内分泌療法は必要不可欠であるが、それらに耐性を示し予後不良な症例が散見される。内分泌療法耐性例ではエストロゲン枯渇により膜型ERが増殖し、Non-genomic actionとしてPI3K,Akt,MAPKなどのリン酸化を引き起こし、リガンド非依存性に腫瘍増殖を活発化し、予後に関与するといわれている。一方で、ヒト乳癌組織における膜型ERの発現量・発現部位に関して明確に示したものは無い。また、従来からのgenomic actionとして重要である核内ERに関しても従来法DAB染色では評価されているが、明確にその発現量を組織形態を保持した状態で定量化したものは無い。そこで、我々は独自の蛍光ナノ粒子を用いた高精度蛋白定量法を用いて核内ER,膜型ER,さらにはPgRについてもその発現量を定量化し、その下流シグナルと予後に与える影響を明らかにすることを目的とした。まず5種類の乳癌細胞株(BT474,MCF7,T47D,ZR-75-1,MDA-MB-231)において、核内ER, PgRを標的に蛍光ナノ粒子で標識した1次抗体を用いた免疫染色を施行した。その結果、各乳癌細胞株のPgR発現状況に対応したPgR-蛍光粒子シグナルが検出された。また、通常のDAB免疫染色では認識されないPgR、つまりPgR低発現細胞においてもPgR-蛍光粒子シグナルの検出が可能であった。同様に核内ERに関してもER-蛍光粒子シグナルによる染色性は確認済である。現在はFACSによる細胞株での蛋白量と蛍光粒子シグナルの対比を行っており、その後これらの因子と臨床動態との対比を行っていく予定である。手法の確立に時間を要しやや遅れているが概ね順調に進んでおり、これを基に次年度にさらに発展可能な状態である。現在、乳癌の治療はそのサブタイプに応じて治療を選択することが必要であり、そのなかでLuminal AとLuminal Bの区別が最も重要でありかつ難しくなっている。多遺伝子解析に行うことは出来るが、高価であるがゆえに実臨床で用いるのが難しい。一方で現行のDAB法では真にER,PgR発現量を精度よく判定できているかは疑問の残るところである。よって我々は独自の蛍光ナノ粒子を用いた高精度蛋白定量法を用いて核内ER、膜型ER、さらにはPgRについてもその発現量を定量化し、より精度よくER,PgR発現を見ることで予後に与える影響を明らかにすることを目的とした。前年度に確立された染色条件を用いて、乳癌細胞株(MCF-7,BT474,ZR-75-1,MDA-MB231)で通常のDAB染色と蛍光ナノ粒子を用いたIHCを施行し対比したところ、DAB染色に染色性と、蛍光ナノ粒子のスコアは相関関係にあった。続いて、FACSにてERの抗原量を測定し蛍光ナノ粒子のスコアを対比したところ、強い正の相関を認めた(R:0.98)。同様の検討をPgRに関して行ったところ、こちらも強い正の相関を認めた(R:0.94)。一方で、蛍光ナノ粒子を用いた検査法をすることによって、(臨床予後予測がより正確にできる)ことや(ホルモン療法の効果をより正確にできる)ことなど、具体的な臨床的メリットを証明することは困難であった。今後は技術の安定化を図り、そこで得られたER, PgRに関する高精度に定量化した値と、実際の臨床動態の対比を行う。主に乳癌予後、内分泌療法感受性に関して、従来のDAB法との差異を検討し、本法の有用性を検証する予定である。ナノ医科学効率的に研究を遂行できたため、消耗品費が当初の計画よりも少額で済んだため。次年度の消耗品代に計上する。
先天性肺低形成の胎内治療に関する実験的検討

Islanらはラット胎仔における先天性横隔膜ヘルニアの胎内治療における実験的研究で,肺発育はビタミンEにも影響されていると報告した(J Pediatr Surg 34:172-177,1999).したがって,肺発育において,ビタミンEが胎仔の肺発育に関与しているしている可能性がある。そこで今回,ラット胎児において、薬物により先天性横隔膜ヘルニアを作成し、これらにおいて、ビタミンE投与を投与することにより、胎仔の肺組織発育の肺発育が影響されるか、動物モデルで検討することを目的とした.方法)妊娠9日目に母体にnitrofenを投与し、先天性横隔膜ヘルニアを作成する。妊娠16-20日目にビタミンEを投与し、先天性横隔膜ヘルニアにおける肺低形成の程度を調べる(肺/体重比など)。胎仔肺組織において,ビタミンE剤の有無により,肺発育の違いを組織学的および生化学的に調べる(肺組織発育および肺サーファクタント)。これらの発現は免疫染色およびRT-PCRで検討する。結果)先天性横隔膜ヘルニア例では、ビタミンE投与により、肺/体重比、肺組織発育、肺サーファクタントが容易に増加した。これらは免疫染色およびRT-PCRでも確認された。結論)先天性横隔膜ヘルニアでは、ビタミンEを投与することで、胎仔肺発育が亢進することが示唆された。<平成13年度>薬物誘発性の先天性横隔膜ヘルニア症例(nitrofen誘発)において,ビタミンE剤を投与し肺発育を観察する。作成されたSDラット(先天性横隔膜ヘルニア誘発)を用いて、以下の肺重量計測、組織学的、免疫組織学的およびRT-PCR法による検討を行う.1.妊娠9.5日目にSDラットにnitrofenを投与し、先天性横隔膜ヘルニアを誘発する。2.妊娠15-20日目にビタミンE剤を投与する。3.妊娠21日目に胎仔肺組織を取り出し,ビタミンE剤の有無により,肺組織発育の程度を比較する(肺組織重量および肺病理組織検査などを検討する)。以上の検討を終了し、SDラットにおける薬物誘発性の先天性横隔膜ヘルニア症例(nitrofen)において,ビタミンE剤を投与することにより、肺発育を促進することが、免疫染色およびRT-PCR法において、証明された。今後さらにビタミンA投与実験を、SDラットにおいて計画中である。
C型解炎ウイルスコア蛋白質による細胞癌化機構の解析

我々は、C型肝炎ウイルスコア蛋白質がCDKインヒビターであるp21(Wafl)と結合すること、両者を細胞に共発現させるとp21の発現量が著しく抑制されることを見い出した。さらに、コア蛋白質によるp21の発現抑制には、p21の安定性に関わるサイクリン/CDK、PCNAは関与していないことを明らかにしてきた。本研究では、p21に対するコア蛋白質の作用機構について解析を行った。まず、両者の特異性について検討するため、コア蛋白質以外のC型肝炎ウイルス蛋白質とp21とを細胞に共発現させた。調べた限り(NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B)では、他のウイルス蛋白質が存在してもp21の発現量に変化は認められなかった。また逆に、p21以外の細胞蛋白質(2'-5'-オリゴアデニル酸合成酵素、RNA分解酵素L)の発現には、コア蛋白質は影響を与えなかった。よって、コア蛋白質の作用はp21に特異的であることが示唆された。次に、P21の発現抑制がどの段階で起こっているのかを調べるためノーザンブロッティングを行った。その結果、コア蛋白質の有無でp21mRNA量に差は認められなかった。これより。コア蛋白質は転写後のp21に作用することが明らかになった。また、このコア蛋白質の作用にはそのC末端領域(174から191アミノ酸)が必要であることを明らかにしてきた。そこで様々な大きさのC末端欠失コア蛋白質変異体を作製し、p21と共に細胞に発現させた。その結果、p21の発現に影響を与えない変異体は、野生型のコア蛋白質が細胞質に局在するのに対して、全て核内にその局在が認められた。この核内に局在する変異体(150アミノ酸)にC末端領域を結合させた変異体では細胞質にも局在するようになり、p21の発現抑制も弱いながら認められるようになった。以上より、コア蛋白質は細胞質内で転写後のp21の発現を抑制していることが明らかになった。我々は、C型肝炎ウイルスのコア蛋白質とCDKインヒビターであるp21とをHeLa細胞に共発現させると、p21の発現量が著しく抑制されることを見い出した。本研究ではp21と結合し、その安定性に関与することが知られているサイクリン、CDK、PCNAの関与について検討した。まず、サイクリン/CDK及びPCNAと結合できないp21の変異体を作製した。これらの変異体をコア蛋白質と共にHeLa細胞に発現させると、全て野生型p21と同じく、その発現は抑制された。また、p21はPCNA存在下では安定化されるが、この時さらにコア蛋白質を加えるとPCNAによる安定化は認められなかった。よって、コア蛋白質によるp21の発現抑制にはサイクリン/CDKは関与しておらず、またPCNAにより阻害されないことが明らかになった。次にp21の発現量の変化を調べるためHeLa細胞を^<35>S-メチオニンで標識した。高濃度の^<35>S-メチオニンを用い短時間標識した結果、コア蛋白質存在下ではp21はほとんど標識されず、コア蛋白質の作用はp21の急速な分解か、あるいは合成の抑制であることが示唆された。p21の発現抑制に必要なコア蛋白質の領域を調べるため、様々な大きさのC末端欠失変異体を作製した。これらコア蛋白質変異体をp21と共に細胞に発現させ、p21の発現量の変化を調べた。その結果、183アミノ酸からなる変異体では全長(191アミノ酸)と変らずp21の発現抑制が認められたが、173アミノ酸と150アミノ酸からなる変異体ではその作用が認められなかった。よって、コア蛋白質によるp21の発現抑制には、174から191アミノ酸のC末端領域が必要である事が明らかとなった。これより。

そこで様々な大きさのC末端欠失コア蛋白質変異体を作製し、p21と共に細胞に発現させた。その結果、p21の発現に影響を与えない変異体は、野生型のコア蛋白質が細胞質に局在するのに対して、全て核内にその局在が認められた。この核内に局在する変異体(150アミノ酸)にC末端領域を結合させた変異体では細胞質にも局在するようになり、p21の発現抑制も弱いながら認められるようになった。以上より、コア蛋白質は細胞質内で転写後のp21の発現を抑制していることが明らかになった。
信頼度の高い既存の科学知識に基づいた核融合炉の早期実現最適シナリオの確立

自己点火プラズマ達成を目指した次期核融合実験装置建設が目前に迫ってきている一方、より高性能な核融合炉を開発すべく多くの開発研究が精力的に推進されている。従来の核融合設計においては、その経済性に重点を置き、より廉価な核融合炉を設計し、そのための今後の開発要素の抽出を行い、開発目標を設定してきた。従ってすべての要素が開発された暁には、非常に魅力的な核融合炉が実現されると言える。また工学的実証を目指したデモ炉に対しても、このような魅力ある核融合炉であるべきとの考え方が流布されている。しかし、これらの開発要素は今後の長期にわたるR&Dが必要であり、このような核融合炉開発戦略ではデモ炉建設を遅らせ、核融合炉開発を長期化させる。また近年、地球環境問題等の観点から鑑み、より高品質のエネルギー源として核融合炉の早期実現が叫ばれてもいる。ここではデモ炉の早期実現という立場に立脚し、現在までに確立した信頼性の高い科学知識をベースとしてデモ炉を比較的保守的に設計・建設する事が核融合炉の早期実現に向けて急務であると考えた。核融合炉の実現を大きく左右している因子として、プラズマ閉じ込めの改善、ダイバータプラズマ制御等のプラズマ物理的要素と、高中性子壁負荷材料や高磁場コイルの開発等の炉工学的要素が挙げられる。これら因子に対して現在までに得られた知見及び達成された技術を基礎としてデモ炉を設計すると、装置主半径10m、核融合出力800MW、運転時間4時間と比較的大型装置とならざるをえない。しかしこのデモ炉では、オーステナイト系の材料が使え、十分高い稼動率も確保でき、発電用デモ炉としての要件はすべて具備しており、2030年後の早期実現が可能である。近年のトカマクプラズマ実験の進展に伴い、国際熱核融合実験炉ITERを初めとして次期装置や核融合炉の設計が、信頼度の高い科学的データベースに基づいて設計されるようになった。ここでは工学的開発要素を極力軽減化した開発戦略に基づき、より早期実現を目指した核融合炉設計を行なっている。非誘導電流駆動による定常運転トカマク型核融合炉は大変魅力的である。しかしここ10年間の非誘導電流駆動実験結果及び物理的検討の結果、その電流駆動効率がかなり低い事がわかってきた。この点を克服すべく、強磁場コイルや高エネルギービーム等を採用した定常核融合炉設計も提案されてはいるが、ここでは工学的開発要素の軽減化という観点に立脚し、誘導電流駆動のみによるパルス運転トカマク型核融合炉を再検討している。パルス運転の欠点として、繰り返し運転による材料疲労の問題と休止期間中の電力補償の問題が挙げられる。両者を同時に解決すべく、ここでは一回のパルス運転の時間が約10時間程度とし、従来の設計と比較して超長パルス運転炉を採用し、これをIDLT(Inductively operated Day-Long Tokamak)炉と命名した。これは同時に、電力需要のピークが昼間の数時間であるという現代の電力需要ともよく整合していると言える。中心ソレノイドコイルの磁束を十分確保するために、プラズマ主半径が10mとやや大きくなる。ただしプラズマ特性としては、閉じ込め改善度H=1.7、トロヨン係数g=2.7程度の比較的保守的な値である。プラズマ電流分布はベータ値限界、鋸歯状振動及びプラズマ崩壊等の観点から重要である。誘導電流駆動炉では、電子温度分布から決まる誘導電流分布とブートストラップ電流により自動的に電流分布が決まる。ここでIDLT炉の電流分布に対して、そのMHD的な安定性を検討した。パルス炉では、その運転シナリオが重要であり、休止期間が10分程度で充分であるかを物理的及び工学的観点から検討した。その結果的100秒の電流立ち上げ及び立ち下げ設計が可能であり、その時の電源容量は約1GW程度である事がわかった。

また電流変動運転に伴う中心ソレノイドコイルの発熱等を評価し、既存の技術の比較的容易な延長として設計可能である事がわかった。核融合研究は科学的実証を目指した次期装置建設が目前に迫ってきているが,一方ではより高性能の核融合炉を開発すべく多くの開発研究が現在も精力的に推進されている.ところで近年,地球環境等の観点から鑑み,より高品質のエネルギー源として核融合炉の早期実現が叫ばれている.ここでは,現在までのより信頼度の高い科学知識を基に,早期実現を目指した核融合炉の開発戦略を構築すると同時に,そのための具体的な核融合炉の設計を行った,一般的に従来の核融合炉設計においては,その経済性に重点を置き,より廉価な核融合炉を設定し,そのための今後さらなる開発要素の抽出を行ってきた.従ってすべての要素が開発された暁には,非常に魅力的な核融合炉が実現されると言える.しかし一方では,これら開発要素は今後の長期にわたるR&Dが必要であり,核融合炉開発を長期化させている要因でもある.ここではコスト評価を中心とした経済性に対してその比重を軽減し,現在までに確立されたより信頼性の高い科学知識をベースとして核融合炉を比較的保守的に設計・建設する事が核融合炉の早期実現に向けて急務であると考えた.核融合炉の実現を大きく左右している因子として,プラズマ閉じ込めの改善,ダイバータプラズマの制御等のプラズマ物理的要素と,高中性子壁負荷材料や高磁場コイルの開発等の炉工学的要素が挙げられる.これらの要素に対して現在までに得られた知見及び達成された技術を基礎としてデモ炉を設計すると,装置主半径10m,核融合出力800MW,運転時間4時間と比較的大型装置とならざるをえない.しかしこのデモ炉では,オーステナイト系の材料が使え,十分高い稼働率も確保でき,発電用デモ炉としての要件をすべて具備しており,2030年後の早期実現が可能である.しかも将来プラズマ物理の進展や新材料の開発が進めば,このデモ炉で核融合出力3GW以上の実証実験も可能である.
脚橋被蓋核と大脳基底核出力系の分子形態学的解析

1.線条体のカイニン酸による傷害に対応した基底核Fos発現の分析成熟雄性SDラットの右線条体前半部にカイニン酸(KA)4μgを注入し,線条体ニューロン傷害を作製した.左線条体前半部には溶媒を注入し対照とした.術後0.5,1,2,4,8,16,24,48,96時間の生存ののち潅流固定を施行.Fos免疫染色によって淡蒼球(GP),Ep,STN,黒質(SNc・SNr),視床VL核の各切片から所見を得た.KA投与動物では,KA投与側のEp,STN,SNrにおいてKA投与2時間後からFos陽性ニューロンが出現し,24時間後ので持続した.GPでは4時間後から48時間後まで観察された.一方,VLでは2時間後から8時間後まで認められた.いずれの神経核においても4時間後に最大数の細胞が標識された.一方,SNcや反対側のすべての神経核のFos陽性ニューロンは終始僅少であった.2.線条体のMPP^+による傷害に対応した基底核Fos発現の分析MPP^+25μgを右線条体前半部に注入したSDラットで,上記時間経過ののち,Fos発現を検出した,MPP^+投与動物では,4時間後に投与側のGP,Ep,STN,SNrにおいて,KA投与動物より少数のFos陽性ニューロンが一過性に出現した.3.以上の結果(1)基底核出力系は線条体ニューロン傷害に対応してFosを発現すること,(2)視床下核はFos発現に関し,これら出力系に連動した変化を呈すること,(3)線条体入力線維の傷害後,基底核出力系に発現するFosは,より軽微かつ一過性であること,が明らかになった.1.線条体のカイニン酸による傷害に対応した基底核Fos発現の分析成熟雄性SDラットの右線条体前半部にカイニン酸(KA)4μgを注入し,線条体ニューロン傷害を作製した.左線条体前半部には溶媒を注入し対照とした.術後0.5,1,2,4,8,16,24,48,96時間の生存ののち潅流固定を施行.Fos免疫染色によって淡蒼球(GP),Ep,STN,黒質(SNc・SNr),視床VL核の各切片から所見を得た.KA投与動物では,KA投与側のEp,STN,SNrにおいてKA投与2時間後からFos陽性ニューロンが出現し,24時間後ので持続した.GPでは4時間後から48時間後まで観察された.一方,VLでは2時間後から8時間後まで認められた.いずれの神経核においても4時間後に最大数の細胞が標識された.一方,SNcや反対側のすべての神経核のFos陽性ニューロンは終始僅少であった.2.線条体のMPP^+による傷害に対応した基底核Fos発現の分析MPP^+25μgを右線条体前半部に注入したSDラットで,上記時間経過ののち,Fos発現を検出した,MPP^+投与動物では,4時間後に投与側のGP,Ep,STN,SNrにおいて,KA投与動物より少数のFos陽性ニューロンが一過性に出現した.3.以上の結果(1)基底核出力系は線条体ニューロン傷害に対応してFosを発現すること,(2)視床下核はFos発現に関し,これら出力系に連動した変化を呈すること,(3)線条体入力線維の傷害後,基底核出力系に発現するFosは,より軽微かつ一過性であること,が明らかになった.