hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
子どものターミナルケア技術構築と看護師のストレス緩和プログラムの開発

これまで小児がんを中心とした慢性疾患による子どもの死を多く体験した看護師のストレスに注目してきたが,文献検討から急性疾患によるターミナルケアを経験する看護師のストレスとの違いを比較したいと考え,救急救命センターで働く看護師とPICU(小児集中治療病棟)で働く看護師各1名にインタビューを行った。その結果,とくにPICUでのターミナルケアは比較の対象として有意義だと思われたので,次年度以降,データ収集と分析を続けて,比較したいと考える。平成24年度に引き続き,インタビュー法をもちいてのデータ収集と分析をおこなった。平成25年度までに,小児がん病棟で勤務している看護師58名,小児外科病棟で勤務している看護師10名,リエゾン看護師2名,医師6名,心理士2名,院内学級の教師15名,家族5名からデータを収集した。くわえて,比較のために英米の小児がん病棟で働く看護師9名,小児外科病棟で働く看護師2名,病院チャプレン3名,心理士1名,院内学級の教師3名からデータを収集した。以下,本研究の目的である「子どもへのターミナルケア技術の構築」と「看護師のストレスを緩和するプログラムの開発」にわけて本年度までにおこなったことを報告させていただく。1.子どもに対するターミナルケア技術構築データ分析を通して,看護師の子どものターミナルケアにかかわる技術として,以下のものが見出された。死の時期の予測,家族が子どもの病状の悪さを受け入れるための働きかけ,家族によい思い出を残すための関わり,ターミナル期の過ごし方と看取りについての家族の希望の引きだしとそれを実現するためのサポート,他児の死が起こったときに周囲の子どもにどう対応するか,医療者間の情報の共有である。現象の数は多いものの,まだどれも理論的飽和に至っていないため,助成終了後もデータ収集と分析を続ける予定である。2.看護師のストレスを緩和するプログラムの開発ターミナルケアに関わる看護師のストレスには,看護技術に関わるものと,自分が思い描く看護が実践できない状況,患者や家族とのコミュニケーションの難しさが見出された。これらの項目は多岐にわたっているため,現在,どのような形でプログラムとして組み立てるかを検討中である。「子どもに対するターミナルケア技術の構築」と「看護師のストレスを緩和するプログラムの開発」にわけて,本年度までにおこなったことと次年度のすすめ方を述べたい。1.子どもに対するターミナルケア技術構築昨年度までに引き続き,子どものターミナルケアに関わる看護師,医師,心理士,院内学級の教師からデータを収集しながら,子どもの死の予測,家族が子どもの病状の悪さを受け入れるための働きかけ,家族によい思い出を残すための関わり,ターミナル期の過ごし方と看取りについての家族の希望の引きだしとそれを実現するためのサポート,他児の死が起こったときの対応,医療者間の情報の共有などの現象についてデータ分析を続けた。
脳腫瘍における細胞内システム異常の網羅的解析とその治療への応用

本研究の目的は悪性グリオーマのゲノム・トランスクリプトームそしてプロテオームの網羅的データを、システム生物学的に解析し、癌のシステム異常に基づいた新しい概念の治療手段を開発することである。マイクロアレイを用いたCGHにてこれまで報告されていなかった新規ゲノム異常を発見した。また非線形解析により長スケール域におけるフラクタルスケーリング指数の高値が予後不良因子であった。SELDI-TOFマススペクトロメトリー法にて神経幹細胞の成長因子(pleiotrophin)および髄液中脳虚血特異的蛋白質(transthyretin)を同定した。またグリオーマ患者髄液からグリオーマに特異的な蛋白質ピークを検出した。ペトリネットによるFas/Fasリガンドアポトーシス誘導経路のシミュレーションにより、三量体のFasリガンドが高力価を有することを推測し、我々が作製したロイシンジッパー構造を有する可溶性Fasリガンドが強いアポトーシス誘導能を有することを予測した。生物の頑健性に関与するredundancy, diversity, feedback, modularityそしてdecouplingなどの分子機構が脳腫瘍においても存在していることを見出した。また文献情報に基づく分子相互作用ネットワークを構築し、ネットワーク理論から特徴を抽出すると、この生体分子ネットワークはスケールフリー・ネットワークの特徴(ハブの存在、べき分布、スモールワールド、蝶ネクタイ構造)を有していることが明らかとなった。蝶ネクタイ構造の芯となるハブ蛋白質(あるいはサブシステム)が治療標的分子候補として考えられた。佐賀大学医学部脳神経外科教室で過去に経験した900例の脳腫瘍症例のデータを日本脳腫瘍統計のデータフォーマットにしたがって入力し、データベースを作成した。脳腫瘍培養細胞を用いた論文300編を中心に、処理による細胞の反応を、材料・物質・処理・変化の4つの項目を中心にデータベースを作成した。脳腫瘍培養細胞にインターフェロンβを作用させ、細胞間における感受性の差を明らかにした。最も感受性の高かった細胞と、最も抵抗性を示した細胞を用いて、薬剤処理の前後でmRNAを抽出し、RT-PCR法にてcDNAを合成し、TAKARA IntelliChipを用いてトランスクリプトームの変化を検討した。その結果、感受性細胞ではアポトーシス関連サブシステムが、抵抗性株ではアミノ酸代謝関連サブシステムが更新していることが明らかとなった。現在細胞内サブシステムの詳細な変化をシステム生物学的情報解析技術を用いて解析中である。グリオーマ培養上清およびグリオーマ患者髄液中に含まれる微量蛋白質をSAX-2やWCX-2などのイオン交換チップ、さらにCuとNiの金属イオンチップを用いたSELDI-TOF mass spectrometryにて検出した。その結果数種類のグリオーマに特異的な分泌蛋白質候補を捕捉できた。現在peptide mass fingerprinting法などでその蛋白質の同定を行っているところである。グリオーマ培養上清およびグリオーマ患者髄液中に含まれる微量蛋白質をSAX-2やWCX-2などのイオン交換チップ、さらにCuとNiの金属イオンチップを用いたSELDI-TOF mass spect rometryにて検出した。
ネットワーク構成に柔軟性を有するマルチメディアプロトコルネットワーク

展示会場では、展示会の開催ごとに各ブースの位置や大きさは変化し、収容される端末機器の接続や切り離しがよく行われる。このような環境において、公平なサービスだけではなく優先サービスも可能で、負荷の増加に伴う廃棄を完全に抑制できるなど、柔軟な構成能力を有するネットワークの開発が望まれる。そこで、本研究では平成15年16年にわたり、ブース内を接続するサブネットワークと、サブネットワーク同士を結合する幹線ブリッジネットワークに分けた階層構造を採用したネットワーク方式を提案・評価した。提案方式では、それら両ネットワークにおいては中継ブリッジのバッファオーバーフロー発生時にスロットが廃棄されることを防ぐため、スロットにループバックビット領域を設けた。ブリッジのバッファがオーバーフローしている場合には、バッファに収容できないスロット中のループバックビットをセットしてそれを下流に中継する。スロットターミネータがそのスロットを受信すると、ループバックビットをリセットして逆方向のバスに送信する。この迂回再送動作を当該ブリッジのバッファに空きが生じるまで繰り返すことにより、ブリッジネットワークの廃棄を完全に抑制できるだけでなく、サブネットワークでもループバック再送を用いることによって廃棄を完全に抑制できることを確かめた。また、外部ネットワークのサーバとの間で行われる信頼性マルチキャストにおいて、ルータ間でループバック再送を採用することにより、下位のルータ向けのバッファオーバーフローによる廃棄の発生と、その廃棄に伴う受信不可端末からの再送要求による再送を抑制し、遅延を大幅に減少できる方式を提案し、その性能評価を行って提案方式の有効性を確かめた。また、QoSを確保するための無線ネットワークに関し、マルチメディア伝送に適した直交周波数多重方式の伝送特性改善のためのピーク電力削減方式を提案した。これは、直交多重の各搬送波をクラスタに分割し、クラスタごとに位相回転を与えることにより全体のピーク電力を削減するものである。受信側で位相回転に関係したシンボルの情報を破棄する方式ならびに位相回転情報を再生する方式について、それぞれの誤り率特性を明らかにした。また、無線ネットワークでは、多種、多様な変調信号によりネットワークが構成されているが、各種の変調方式を受信信号の結合モーメントを用いて識別する方式を提案しその有効性を明らかにした。ノード位置による不公平性の抑制や、優先帯域割り当てが可能な分散待ち行列方式を考え、これを、ノードを収容するサブネットワークと、これらサブネットワークを結合するブリッジネットワークに適用した場合の高負荷時のデータ(スロット)廃棄特性を明らかにした。次に、ブリッジネットワークにおけるスロットの廃棄を防ぐため、スロットにループバックビット領域を設け、宛先サブネットワーク向けブリッジのバッファがオーバフローしている場合にはそれをセットして下流に中継する。ネットワーク終端に位置するスロットターミネータでそのようなスロットを受信した場合には、ループバックビットをリセットして、逆方向のスロットジェネレータから送信する。この迂回動作を、当該ブリッジのバッファに空きが生じるまで繰り返すことにより、ブリッジネットワークにおけるスロット廃棄を完全になくすことを可能にした。同様に、サブネットワーク間で伝送されるスロットのブリッジにおける廃棄に関しては、当該スロットを元のサブネットワークヘ優先的にループバックさせ、端末は次に送信するスロットの送信順位を、ループバックスロットの通過を検出した数だけ遅らせて負荷を低下させ、廃棄を完全に抑制できる制御方式を提案した。提案制御方式は、ループバック再送を行わない方式における廃棄発生直前の負荷におけるスループット値を、廃棄を発生させることなく維持できることを確かめた。また、無線ネットワーク方式を構成する変調方式として、直交周波数分割多重(OFDM)を取り上げ、符号化によるQoSの確保について検討を行った。OFDMに符号化を適用することにより誤り率を改善すると同時に、OFDM伝送で問題となる送信信号のピーク

電力を抑圧するトレリス符号化OFDM方式の提案を行った。提案方式は、情報伝送速度をほとんど低下させずにピーク電力の削減と誤り率の改善が可能となることを明らかにした。昨年度に引き続き、展示会場など、ブースの場所や大きさなどが頻繁に変更され、それに伴いネットワーク構成が変化するだけではなく、端末の追加・切り離しが容易に行えるような小領域ネットワークを対象として、ネットワーク構成に柔軟性を有するマルチメディアプロトコルネットワークについて研究を行った。すなわち、ネットワーク構成が頻繁に変化するようなネットワーク環境中の端末に対する外部サーバからの信頼性マルチキャスト通信において、中継器のバッファオーバーフロー廃棄によって引き起こされる、端末での未着パケットに対する再送に関する遅延の減少を目的としたルータ間でのループバック再送についての研究と、無線接続の場合の電力削減などついて研究を行い、以下の成果を得た。まず、外部ネットワーク上のサーバと上述の小領域マルチメディアプロトコルネットワーク内の端末との間の信頼性マルチキャスト通信を考え、途中で生じる廃棄によって正常受信端末と非受信端末との間で行われる再送によって遅延が生じるのを防ぐために中継ルータ間でループバック再送を行い、再送遅延を大幅に低減できる方式を提案し、従来の遅延タイマにより端末が再送要求信号を発生し、それを受信した正常受信端末がさらに遅延タイマにより再送を行う方式に比べ、大幅に遅延を改善できることを確かめた。本方式は外部ネットワークのルータ間で再送処理が行えるので、端末収容ネットワークの組み替えに影響を受けることはなく、ネットワーク構成の柔軟性にさらに貢献できる。つぎに、受信側で位相回転に関係したシンボルの情報を破棄する方式ならびに位相回転情報を再生する方式について、それぞれの誤り率特性を明らかにした。また、無線ネットワークでは、多種、多様な変調信号によりネットワークが構成されているが、各種の変調方式を受信信号の結合モーメントを用いて識別する方式を提案しその有効性を明らかにした。
多発性筋炎／皮膚筋炎に伴う急速進行性間質性肺炎の病態解析と新規治療に関する研究

マウスを用いてブレオマイシン低用量または高用量を気管内投与したところ、1週後にブレオマイシン低用量の投与では線維化病変が主体に形成され、高用量の投与ではびまん性肺出血の肺病変が形成され、難治性肺疾患の動物モデルが確立された。さらに治療薬のスクリーニング検査法としてヒト肺胞上皮細胞とヒト肺線維芽細胞を3次元で混合培養を行ったところ、血小板由来増殖因子(PDGF)刺激は線維芽細胞の増殖を選択的に促進し、これがイマチニブという慢性骨髄性白血病などの治療薬により抑制され、難治性肺病態に対する分子標的療法の可能性が開かれた。1)細胞培養系における検討ヒトII型肺胞上皮細胞株であるA591とヒト肺線維芽細胞を24-wellプレートを用いたI型コラーゲングル中でともに1×10^5cells/mlで混合培養を行った。PDGF10ng/mlをそれぞれのwellに添加し、14日間培養後、コラゲナーゼ処理によりゲルを可溶化し、細胞を回収した。細胞をバッファーで洗浄後、FACSによりアポトーシスを生じた細胞(アネキシンV陽性)と非アポトーシス細胞を別々にカウントし、II型肺胞上皮細胞と線維芽細胞(抗CD90抗体反応性)の各々の細胞の増殖やアポトーシスを解析した。PDGFは線維芽細胞の増殖を選択的に促進した。また、PDGF刺激の有無にかかわらず、A591細胞の共存の有無が線維芽細胞増殖に及ぼす明らかな影響を認めなかった。従って、間質性肺炎の病態において、肺胞上皮細胞障害と線維芽細胞増殖とは、非依存的に進行している可能性が示唆され、肺胞上皮細胞のアポトーシス抑制などの一方に対する治療介入のみでは不十分である可能性が示唆された。2)動物モデルにおける検討12-15週齢の雄性ICRマウスを用いて、麻酔下でday0にブレオマイシン2mg/kgまたは10mg/kgを気管内投与して、Day7に肺の出血および炎症や線維化を検討した。ブレオマイシン2mg/kgの投与では線維化による小結節状の隆起性病変が主体に形成され、肺出血はわずかであった。一方、10mg/kgの投与では高度のび漫性肺出血が観測された。肺出血の程度は肺胞洗浄液のヘマトクリット値で10mg/kgでは2mg/kgの5倍であった。こうして肺線維症と肺出血の2つの間質性肺炎モデルが、異なるブレオマイシン投与量により確立された。1)細胞培養系における検討ヒトII型肺胞上皮細胞株であるA591とヒト肺線維芽細胞を24-wellプレートを用いたI型コラーゲンゲル中でともに1×10^5cells/mlで14日間の混合培養を行った。コラゲナーゼ処理によりゲルを可溶化し、細胞を回収した。細胞をバッファーで洗浄後、II型肺胞上皮細胞と線維芽細胞(抗CD90抗体反応性)の各々の細胞の増殖やアポトーシスを解析した。PDGF 10ng/ml刺激は線維芽細胞の増殖を選択的に促進し、これはイマチニブにより抑制された。さらに、一部のA591細胞を機械的に剥離する傷害モデルを作製して、その線維芽細胞に及ぼす影響も検討したが明らかには認めなかった。従って、間質性肺炎の病態において、肺胞上皮細胞障害と線維芽細胞増殖とは、多くの部分は非依存的に進行していると考えられ、その治療においては肺胞上皮細胞のアポトーシス抑制と線維芽細胞の増殖抑制を同時に行う必要性が示唆された。2)動物モデルにおける検討12-15週齢の雄性ICRマウスを用いて、麻酔下でday 0にブレオマイシン2mg/kgまたは10mg/kgを気管内投与して、Day 7に肺の出血および炎症や線維化を検討した。昨年度、異なるブレオマイシン投与量により異なる肺病変生じることが判明したため、今年度は肺の病理組織学的な検討を行った。ブレオマイシン2mg/kgの投与では線維化病変が主体に形成され、一方、10mg/kgの投与ではびまん性肺出血が主体であった。従って、肺線維症と肺出血の2つのモデルが投与量依存性に形成され、間質性肺炎における肺出血の位置づけがより明らかとなった。1)細胞培養系における検討ヒトII型肺胞上皮細胞株であるA591とヒト肺線維芽細胞を24-wellプレートを用いたI型コラーゲンゲル中でともに1×10^5 cells/mlで14日間の混合培養を行った。

細胞をバッファーで洗浄後、II型肺胞上皮細胞と線維芽細胞(抗CD90抗体反応性)の各々の細胞の増殖やアポトーシスを解析した。PDGF10ng/ml刺激は線維芽細胞の増殖を選択的に促進し、これはイマチニブにより抑制された。今年度はIL-17の影響を検討したが、本実験系における線維芽細胞の増殖に及ぼす影響は明らかでなかった。さらに、肺胞上皮細胞の傷害・剥離と、線維芽細胞増殖の関連を明らかにするために、一部のA591細胞を機械的に剥離する傷害モデルを作製して、そこにPDGFなどのサイトカイン刺激の有無を加えることにより、線維芽細胞の増殖に及ぼす影響を検討中である。これらの検討によって、間質性肺炎の病態において、肺胞上皮細胞傷害と線維芽細胞増殖の連動や、そこに及ぼすサイトカイン・増殖因子の影響を明らかにすることで、かかる病態への分子標的療法の確立に向けた進展が期待出来る。2)動物モデルにおける検討12-15週齢の雄性ICRマウスを用いて、麻酔下でdayOにブレオマイシン2mg/kgまたは10mg/kgを気管内投与して、Day7に肺の出血および炎症や線維化を検討した。昨年度、肺の病理組織学的な検討を行い、ブレオマイシン2mg/kgの投与では線維化病変が主体に形成され、一方、10mg/kgの投与ではびまん性肺出血が主体であることが明らかとなったため、ステロイドやイマチニブを含めた治療検討に進んだ。さらに、動物モデルとして、最近急速進行性間質性肺炎のモデルとして報告されたIL-2+IL-18誘導性間質性肺炎を用いた検討も同時に行うこととして、実験系を確立している。1.細胞培養系における検討ヒトII型肺胞上皮細胞株であるA591とヒト肺線維芽細胞を24-wellプレートを用いたI型コラーゲンゲル中でともに1×10^5 cells/mlで14日間の混合培養を行った。コラゲナーゼ処理によりゲルを可溶化し、細胞を回収した。IL-17の影響も検討したが、本実験系における線維芽細胞の増殖に及ぼす影響は明らかでなかった。さらに、肺胞上皮細胞の傷害・剥離と、線維芽細胞増殖の関連を明らかにするために、一部のA591細胞を機械的に剥離する傷害モデルを作製して、そこにPDGFなどのサイトカイン刺激の有無を加えることにより、線維芽細胞の増殖に及ぼす影響を検討したが、PDGFなどの影響は明らかではなかった。2.動物モデルにおける検討12-15週齢の雄性ICRマウスを用いて、麻酔下でdayOにブレオマイシン2mg/kgまたは10mg/kgを気管内投与して、Day7に肺の出血および炎症や線維化を検討した。昨年度、肺の病理組織学的な検討を行い、ブレオマイシン2mg/kgの投与では線維化病変が主体に形成され、一方、10mg/kgの投与ではびまん性肺出血が主体であることが明らかとなった。さらに別の動物モデルとして、最近急速進行性間質性肺炎のモデルとして報告されたIL-2+IL-18誘導性間質性肺炎を用いた検討も行ったが、間質性肺炎の再現性が困難であり、ブレオマイシンモデルの方が適していると考えられた。
MRIアーチファクトを相殺する歯科用反磁性被覆材の新規開発

磁気共鳴画像(MRI)において、生体内金属による磁化率アーチファクトは大きな問題である。本研究ではその対応策として、常磁性材料と反磁性材料を組み合わせること(複合化)でアーチファクトの低減を図る概念に着目し、以下の3項目について検証を行った。1常磁性材料と反磁性材料を一体化させた複合線材の磁気的性質2歯科臨床での具体的対応策として、金属製矯正装置を二次的に反磁性材料で被覆3生体内金属製デバイスの設計や複合化を行う際の判断材料として、形状がアーチファクトに与える影響を検討。その結果、複合化はアーチファクトの低減に有効であるとともに、複合化の状態が重要である可能性が示唆された。本研究では、常磁性材料と反磁性材料を組み合わせること(複合化)でMRIアーチファクトの低減を図る概念に着目した。今年度はその基礎的な実験系として、以下の2項目について検証を行った。1常磁性材料と反磁性材料を完全に一体化させた複合材料のアーチファクト低減効果2同体積で形状の異なる試料(Ti)を用い、形状がアーチファクトに与える影響を検討とくに1について、以下の結果を得た。複合材料として外層にZr(常磁性)、内層にAg(反磁性)を配した二層構造の円柱状試料を準備し、芯材となるAgの割合を4,16,36,64,81%(充填時)と変化させた。それぞれの磁化率を複合則より算出した理論値と比較するとともに、MRI撮像を行い、三次元画像解析によりアーチファクト体積を算出した。その結果、Ag割合が増加するにつれ、磁化率・アーチファクト体積に減少が認められた。また磁化率は概ね理論値通りの低下を示し、アーチファクト体積との関係についても、われわれが行った先行研究(磁化率の異なる10種類の金属材料を用いて、磁化率とアーチファクト体積の関係を定量評価した)において得られたものとほぼ同等の関係式が導かれた。当初、複合材料の磁化率は異種材料の境界の存在等の影響により、予定通りの低下が得られないことも懸念された。しかし今回得られた結果より、二つの材料が緊密に一体化していれば、互いの磁性を相殺し磁化率およびアーチファクトの減少が理論通りの行われる可能性が示された。このことは複合化によるアーチファクト低減効果を裏付けるもので、本研究の主題である反磁性被覆材の開発を進める上でも非常に有意義であると思われた。まずは前述した基礎的な実験系により、複合化によるアーチファクト低減効果を実証することができた。この結果は反磁性被覆材の概念を裏打ちするものであり、今後スムーズに被覆材の研究へ移行することができると考えられる。また被覆材の形状を検討するにあたり、アーチファクトと形状の関係を明らかにするための実験も同時に進行中である。本研究では、常磁性材料と反磁性材料を組み合わせること(複合化)でMRIアーチファクトの低減を図る概念に着目している。今年度は基礎的な実験系12に加え、臨床的な実験系3についても検証を開始した。1常磁性材料と半磁性材料を完全に一体化させた複合材料の評価2同体積で形状の異なる金属試料を用い、形状がアーチファクトに与える影響を検討3歯列状に排列したメタルブラケットを二次的に半磁性材料で被覆することで、アーチファクトを低減(反磁性被覆材による二次的複合化)現在までに、それぞれに以下の結果を得ている。1複合材料として外層にZr(常磁性)、内層にAg(反磁性)を配した二層構造の円柱状試料を準備し、芯材となるAgの割合を4,16,36,64,81%(充填時)と変化させたところ、Ag割合が増加するにつれて磁化率・アーチファクト体積に減少が認められた。本内容については海外学術誌に投稿し、今年度論文受理に至った。2半径5mmの球体、ならびにそれと同体積となるよう加工した正四面体および立方体のTi試料を用いてMRI撮像を行い、そのアーチファクト体積について評価を行った。しかしながら、各試料間のアーチファクト体積の差異はわずかであり、今回の試料においては形状因子とアーチファクト体積の間に関係性を示すことができなかった。そこで現在、異方性を有する試料を用いて追加実験を行っている。3についても、現在進行中であるため、後述する。前述のように、実験2においては想定していた結果を得ること出来ず、試料形状を変更した追加実験を計画する必要が生じたことが挙げられる。また実験3についても、試料がこれまでよりも格段に大きくなったことにより、寒天包埋時の技術的問題や反磁性被覆材の試作など、MRI撮像に至る前段階での試行錯誤を繰り返すこととなり、当初の計画よりも遅れが生じている。本研究では、常磁性材料と反磁性材料を組み合わせること(複合化)でMRIアーチファクトの低減を図る概念に着目し,以下の3項目について検証を行ってきた。1常磁性材料と反磁性材料を完全に一体化させた複合材料の評価2同体積で形状の異なる金属試料を用い、形状がアーチファクトに与える影響を検討3歯列状に排列したメタルブラケットを二次的に反磁性材料で被覆することで、アーチファクトを低減(反磁性被覆材による二次的複合化)1については昨年度、海外学術誌へ論文を投稿し受理に至っている。今年度は、昨年度進捗に遅れが生じていた2、3について追加実験を行った。

2半径5mmの球体、およびそれと同体積となるよう加工した正四面体および立方体のTi製試料を用いてMRI撮像を行った際、各試料間のアーチファクト体積の差異はわずかであった。このため、今度は試料に異方性を持たせることで、形状とアーチファクト体積について関連性が得られないか検証を行った。その結果、静磁場方向に対する試料断面積(投影面積)とアーチファクト体積との間に相関関係が認められた。本内容については論文にまとめ、学術誌への投稿を予定している。3については、コバルトクロム合金製ブラケットのみを使用してMRIの撮像を行ったところ、生じたアーチファクトが想定よりも小さく、ステンレス製ブラケットのみを用いた場合にはアーチファクトが大きすぎ、反磁性被覆材による低減効果の検証が困難であった。このため最終的には実際の臨床同様、ステンレス製ブラケットとブラスチックブラケットを組み合わせて実験を行った。その結果、反磁性被覆材によりアーチファクトの形状や到達範囲を変化させることは可能であったものの、期待したような低減効果を得ることは容易ではないことが明らかとなった。磁気共鳴画像(MRI)において、生体内金属による磁化率アーチファクトは大きな問題である。本研究ではその対応策として、常磁性材料と反磁性材料を組み合わせること(複合化)でアーチファクトの低減を図る概念に着目し、以下の3項目について検証を行った。1常磁性材料と反磁性材料を一体化させた複合線材の磁気的性質2歯科臨床での具体的対応策として、金属製矯正装置を二次的に反磁性材料で被覆3生体内金属製デバイスの設計や複合化を行う際の判断材料として、形状がアーチファクトに与える影響を検討。その結果、複合化はアーチファクトの低減に有効であるとともに、複合化の状態が重要である可能性が示唆された。歯科臨床を想定した反磁性被覆材モデルを作製してMRI撮像を行い、二次的な複合化においてもアーチファクトの低減効果が得られるか検証を行う。反磁性被覆材として、比較的強い反磁性を有するグラファイト粉末を歯科用アルジネート印象材に混合したものを試作しているが、それを用いて矯正用メタルブラケット(Co-Cr製、SUS製)を被覆する。両者の磁化率からブラケットのアーチファクトを相殺するために必要な被覆材の体積を算出し、ブラケット単独、被覆材単独、ブラケットを被覆材で覆ったもの、の三種類の試料を準備し、MRI撮像を行う。三次元画像解析により得られた結果をフィードバックし、材料や配合、形状に検討を加え、より強い反磁性の獲得と操作性の向上を目指す予定である。現在、実験2について異方性を有する試料を用いた追加実験を行っており、形状とアーチファクト体積の間に何らかの関連性を見い出せないか、検証を進める予定である。また実験3については、コバルトクロム合金製ブラケットを使用してMRIの撮像を行ったところ、生じたアーチファクトが想定よりも小さく、反磁性被覆材による低減効果の検証が困難であった。このため今後はステンレス製ブラケットでの再実験を予定している。
階段マイクロインデンテーションによる電解めっき銅箔の弾・塑性・クリープマッピング

電解めっき銅箔の変形特性を正確に評価するための試験法を確立した.この方法により,電解めっき銅箔の変形は,室温でもクリープ変形の影響を受けることが明らかになった.繰返し引張・除荷による疲労試験も実施可能となった.また,クリープ構成則を導出し,これを用いた弾・塑性・クリープ構成則で電解めっき銅箔の変形が記述できることを明らかにした.一方で,階段マイクロインデンテーション試験によりクリープ構成則の材料定数を導出するための方法について検討した.電解めっき銅箔の変形特性を正確に評価するための試験法を確立した.この方法により,電解めっき銅箔の変形は,室温でもクリープ変形の影響を受けることが明らかになった.繰返し引張・除荷による疲労試験も実施可能となった.また,クリープ構成則を導出し,これを用いた弾・塑性・クリープ構成則で電解めっき銅箔の変形が記述できることを明らかにした.一方で,階段マイクロインデンテーション試験によりクリープ構成則の材料定数を導出するための方法について検討した.今年度は、(1)Sn/Ag合金を用いたインデンテーションのFEM解析、(2)電解めっき銅箔試験片の作製、(3)電解めっき銅箔の粘塑性変形挙動の調査、(4)マイクロインデンテーション試験機の製作を行った。(1)では、Sn/Ag合金のインデンテーションを、バルク試験片から得た弾・塑性・クリープ特性を表す材料定数を用いて、FEMで解析した。解析で得た荷重-押込み深さ曲線を従来のインデンテーションによる変形特性評価法に適用し、弾・塑性・クリープ特性に関する材料定数を得たところ、得られた値は解析に用いた値と異なっていた。これは、従来の評価法における応力とひずみの算出法に起因すると考えられる.今後はインデンテーションでの応力とひずみの定義について検討する必要がある。(2)では、フォトリソグラフィーで作製した銅基板の上に銅を電析させ、任意厚さのドッグボーン形状試験片を作製することができた。しかし、この方法で作製した試験片は引張試験で伸びがばらつく傾向がみられた。そこで、市販の電解めっき銅張積層板(CCL)の銅層をフォトリソグラフィーでドッグボーン形状にエッチングし、その後ポリイミド層を溶解除去して試験片を作製した。この試験片は、15%程度の伸びが得られ、ばらつきは非常に少ないものであった。但し、本研究では電解めっき銅箔の粒径と変形挙動の関係についても検討するため、今後は上述の電析による試験片作製法を改善し、任意の粒径をもつ試験片が作製できるようにする。(3)では、CCLから作製した試験片を用いて引張り、クリープ、応力緩和の試験を行った。その結果、電解めっき銅箔は、バルクの銅ではみられない時間依存の変形挙動、すなわち粘塑性変形挙動を示すことが判明した。今後、この結果から弾・塑性・クリープ特性を表す材料定数を導出し、インデンテーションで得られる値の参照値とする。(4)では、インデンターの位置制御などに問題があるため、今後も試験機の製作を継続する。今年度は、(1)電解めっき銅箔の弾・塑性・クリープ構成モデル、(2)電解めっき銅箔の疲労試験法、(3)電解めっき銅箔の疲労寿命評価法、(4)階段マイクロインデンテーションによるクリープ特性の評価法について検討した。(1)では、昨年度実施した試験結果に基づき、電解めっき銅箔の変形挙動がシミュレートできる弾・塑性・クリープ構成モデルを構築した。この結果、引張負荷におけるひずみ速度依存性、クリープ変形、応力緩和挙動のシミュレーションが可能となった。また,シミュレーションの精度は、クリープ構成モデルの記述精度に大きく依存することが判明した。(2)では、電解めっき銅箔は、繰返し引張り・除荷を与えることで引張方向にひずみが蓄積するラチェット変形を示し、最終的に破断に至ることが明らかとなった。この現象を疲労とみなし、最大応力や最小応力を変えた数種類の負荷条件で繰返し引張り・除荷による疲労試験を実施した。(3)では、(2)の試験で得た疲労寿命と応力-ひずみ曲線の関係を調査した。この結果、各試験におけるラチェットひずみ増分と疲労寿命は高い相関を示し、この関係は疲労寿命予測に適用できる可能性のあることが判明した。(4)では、Sn-3.0Ag-0.5Cu材を試験材料として、ビッカース圧子の押込みと位置保持を繰返す階段マイクロインデンテーション試験を実施した。また、昨年度実施したFEM解析結果を用いて、インデンテーションにおける応力の算出方法について検討し、ひずみ保持部での荷重緩和曲線から、クリープ構成モデルの材料定数を得る方法について考察した。
網膜色素上皮の機能検査法としてのERG・c波の臨床応用

上記の研究期間中に下記の成果を得た。1.動物眼のERG・c波を単離するために投与するアスパラギン酸Naあるいはヨ-ド酸Naの至滴濃度(家兎でそれぞれ452mM,30mg/kg)を定め,c波研究のための基礎を作った。2.単離したc波とslow PIIIの明暗順応による波形の変化から,両波ともその発生には杆体のみならず錐体由横の成分を含み、錐体一杆体相互作用が存在している所見を得た。3.網膜の内・外網状層で放出されるGABAとglycineおよびその拮抗剤はとヨコ摘出網膜のc波波形にそれぞれ特有の変化を及ぼしたことから,c波の発生への網膜内層の関与を証明した。4.錐体性c波の研究のため,ニワトリ眼を白色光あるいは色光で順応した上で単色光刺激によるc波を記録する装置および実験手技を確立し,この領域の研究の道を開いた。5.上記の装置で,暗順応あるいは白色光順応での単色光ERGを記録し,c波のスペクトル感度曲線を得た。この曲線は暗順応,募刺激では杆体ロドプシンの吸光度特性に,強刺激では錐体アイオドプシンの吸光度特性および明所視比感度曲線に近似していた。黄色あるいは赤色の順応下での単色光ERGからのc波スペクトル感度曲線はそのピ-クがいずれも白色光順応の場合よりも短波長側へ偏位していた。以上の結果から,c波の発生には錐体も関与し,記録条件によって錐体性c波を分離することが可能であり,c波の観察を介して錐体機能の検索が可能であることを示した。1.家兎in vivo ERGのPIおよびPIIを消去してslowPIIIを分離するためには,ヨ-ド酸ナトリウムおよびアスパルギン酸の,それぞれ30mg/kg静注および425mM溶液の0.1ml硝子体内注入が適当であることが確認された。この方法によって,網膜色素上皮由来のC波成分から網膜内層由来のslowPIII成分を分離し,それぞれの明・暗順応における波形変動を調べることが可能となった。2.家兎のC波と,上記によって分離したslowPIIIの明・暗順応による振幅の変動を,10秒と0.25秒の持続時間の光刺激を用いて調査し,また,C波振幅の変動にslowPIIIの変動がいかに関連しているかを検討した。その結果、C波およびslowPIIIの発生にはいずれも、杆体のみならず錐体が関与し、暗所視性と明所視性の2元的機構が相互に作用し合ってC波が形成され、明・暗の状況によって波形が変化していることが明らかになった。3.ヒヨコの摘出網膜に、網膜の神経伝達物質のうち、GABAあるいはグリシンを作用させると、その濃度によってC波は増大または減少した。GABAは特にC波のうちの早い成分(明所神性とされている)に強く影響を与えた。GABA,グリシンのそれぞれの拮抗薬であるピクロトキシン,ストリキニンの投与では、C波波形が大きく変化あるいは減弱し、特にC波のうち遅い成分(暗所視性とされている)が強く影響された。以上の結果から、1)C波は網膜色素上皮の機能をよく反映する。2)しかし、C波発現のトリガ-となる視細胞のレベルで考えれば、C波には杆体のみならず錐体の機能も関与し、方法によっては、C波を介して錐体の機能をも知り得ることが判明した。3)更に、C波の発現に、網膜内層の神経細胞のフィ-ドバックが作用している可能性が示唆された。以上の研究成果は、専門の学会で公表された。

1.動物眼のERG・c波を詳細に観察する方法として,アスパラギン酸Naを投与してb波成分を消去してc波を単離する方法,さらには,ヨ-ド酸Naを投与して網膜色素上皮由来のc波成分を消去して網膜内層由来のslow PIIIを単離する方法などがある。家兎にこれらを適用し,その至適濃度は,前者は452mM,後者は30mg/kgである結果が得られ,以後の研究の基礎を作った。2.c波を分離したslow PIIIの明暗順応による波形の変化を経時的に調べた結果,両者とも錐体および杆体に由来する成分を含み,また波形の形成には錐体一杆体相互作用も関与していることを示唆する所見を得た。3.網膜の内・外網状層で放出される神経伝達物質であるGABAとglycineをヒヨコの摘出網膜に作用させると,c波の波形に変化がみられ,この変化はこれらの拮抗剤の投与によってさらに別の変化を示した。このことから,c波の発生には網膜内層の細胞も関与している可能性を推察させる知見を得た。4.錐体性c波の特性を調べ,ニワトリ眼を色光で順応した上で,単色光で刺激してc波を記録する方法を確立した。これによって,c波への錐体の関与を知ることが可能となった。5.人眼c波の記録方法の簡略化のための記録条件や装置の検討は,次年度へ持ち越すこととなった。上記の研究期間中に下記の成果を得た。1.動物眼のERG・c波を単離するために投与するアスパラギン酸Naあるいはヨ-ド酸Naの至滴濃度(家兎でそれぞれ452mM,30mg/Kg)を定め,c波研究のための基礎を作った。2.単離したc波とslow PIIIの明暗順応による波形の変化から,両波ともその発生には杆体のみならず錐体由来の成分を含み,錐体一杆体相互作用が存在している所見を得た。3.網膜の内・外網状層で放出されるGABAとglycineおよびその拮抗剤はヒヨコ摘出網膜のc波波形にそれぞれ特有の変化を及ぼしたことから,c波の発生への網膜内層の関与を証明した。4.錐体性c波の研究のため,ニワトリ眼を白色光あるいは色光で順応した上で単色光刺激によるc波を記録する装置および実験手〓を確立し,この領域の研究の道を開いた。5.上記の装置で,暗順応あるいは白色光順応での単色光ERGを記録し,c波のスペクトル感度曲線を得た。この曲線は暗順応,弱刺激では杆体ロドプシンの吸光度特性に,強刺激では錐体アイオドプシンの吸光度特性および明所視比感度曲線に近似していた。黄色あるいは赤色の順応下での単色光ERGからのc波スペクトル感度曲線はそのピ-クがいずれも白色光順応の場合よりも短波長側へ偏位していた。以上の結果から,c波の発生には錐体も関与し,記録条件によって錐体性c波を分離することが可能であり,c波の観察を介して錐体機能の検索が可能であることを示した。
新規ワクチンのスクリーニングに有用なマラリア防御血清の探索

高度マラリア流行地には、マラリアに感染しても発熱等の症状が出ない無症候原虫感染者が存在している。これらの人々の血清中にはマラリア原虫の増殖を阻害する抗体が存在することが知られている。そこで本研究は、新規マラリアワクチン候補抗原の探索に用いることの出来る、防御抗体を保有する流行地住民の血清をタイ国において入手することを目的に実施した。3年間にわたるタイ国西部のマラリア流行地調査の結果、マラリア防御抗体を保有する無症候感染者血清、及びその比較対照群となる有症患者血清を入手できた。高度マラリア流行地にはマラリアに感染しても感染赤血球率が上昇せず、発熱等の症状が出ない無症状感染者が存在している。これらの人々の血清中には赤血球期マラリア原虫の増殖を阻害する抗体が存在することが予想される。申請者らはハイスループット無細胞タンパク質合成法を用いて、ヒト血流中の原虫の増殖を阻害することの出来るマラリアワクチンの候補抗原の探索に着手した。このような血清がマラリア流行地の人々から入手できれば、我々が作製したマラリア原虫タンパク質アレイと組み合わせることにより、新規マラリアワクチン抗原の探索が可能となる。そこで本研究を、新規熱帯熱マラリア発病阻止ワクチン候補抗原の探索に用いる流行地住民の血清を系統的に入手することを目的に開始した。調査対象地域は、タイ国西部ミャンマーとの国境地帯にあるカンチャナブリ県サンクラブリ近郊のコン・モン・ター村である。初年度はインフォームド・コンセントの得られた数十名を対象に体温測定、症状等の聞き取り、末梢血液採血を実施した。得られた血液サンプルを用いて、マラリアの診断(顕微鏡法及びPCR法を用いる)、原虫感染率め算定、血清の分離を行った。これらの血清サンプルの一部を用いて、培養熱帯熱マラリア原虫粗抗原に対する抗体価を酵素抗体法で測定した。その結果、本流行地には、原虫粗抗原に対する抗体を持っている住民が多く存在していることが判明し、本対象地域におけるマラリアの流行は通年生じていることが判明した。したがって、本対象地域における調査研究を継続することにより、ワクチン候補抗原の探索に有用な血清サンプルの入手が可能と考えられた。なお、上記の個別情報はコード番号化され、個人の特定は出来ないようにしてコンピュータに記録しデータベース化を行った。高度マラリア流行地にはマラリアに感染しても感染赤血球率が上昇せず、発熱等の症状が出ない無症候原虫保有者が存在している。そこで本研究は、新規熱帯熱マラリア発病阻止ワクチン候補抗原のハイスループットスクリーニングに用いる流行地住民の血清を入手することを目的に、タイ国西部ミャンマーとの国境地帯にあるマラリア流行地を調査対象地域とし、昨年度と同様の下記の調査研究を継続実施した。1.住民からの情報及び血液サンプルの採取インフォームド・コンセントの得られた住民を対象に体温測定、症状等の聞き取り、末梢血液採血を実施する。得られた血液サンプルを用いて、マラリアの診断(顕微鏡法及びPCR法を用いる)、原虫感染率の算定、血清の分離を行った。2.血液サンプル中のマラリア原虫に対する抗体価の測定採取したそれぞれの血清サンプルの一部を用いて、熱帯熱マラリア原虫抗原に対する抗体価を測定した。3.個別情報のデータベース化上記の個別情報はコンピュータに記録しデータベース化を行った。なお、すべての記録はコード番号化され、個人の特定は出来ないようにしている。そこで本研究は、新規熱帯熱マラリア発病阻止ワクチン候補抗原のハイスループットスクリーニングに用いる流行地住民の血清を入手することを目的に、タイ国西部ミャンマーとの国境地帯にあるマラリア流行地を調査対象地域とし、一昨年度、昨年度と同様の下記の調査研究を継続実施した。その結果、これまでに感染歴、感染原虫種、等詳細に解析できたヒト血清試料を、タイでは非常に希な、無症候感染者血清として22名分、その比較対照群として有症患者血清22名分を入手できた。次に、これらの血清を用いて、原虫抽出抗原、既知のマラリアワクチン候補タンパク質であるMSP1,AMA1等に対する抗体の保有状況をELISAにより解析した。その結果、これら既知のワクチン候補抗原は無症候感染者及び有症患者いずれに対しても同レベルの抗体を保有していることが明らかとなり、防御抗体の有無とは相関しなかった。しかし、これらの血清を用いてマラリアゲノムワイドなプロテインアレイをスクリーニングすることにより、新規ワクチン候補抗原の同定につながる研究の準備は完了した。なお、上記の個別情報はコンピュータに記録しデータベース化を行い、すべての記録はコード番号化され、個人の特定は出来ないようにしている。
干潟の物質経済における二枚貝の生物生産過程と水の流動との機能的相互作用に研究

河口域干潟の物質循環系における骨格構造として二枚貝類の物質経済に注目し、二枚貝類の生物生産過程と物理的環境条件、特に水の流動条件との結びつき方を明らかにするために、名取川河口域において研究を進めている。今年度は次のような結果を得ることができた。(1)二枚貝類の分布と環境、とくに水の流動条件の関係名取川河口域全体を網羅するように調査場所を50点選び、二枚貝類の分布と環境条件との関係について調べた。アサリ、サビシラトリなど7種類の二枚貝類の分布がみられ、優占種はイソシジミであった。環境条件についての主成分分析を行い、6つのクラスターに分けてみると、それぞれのクラスターは水の流動条件を反映していることが分かった。分布密度が高く、相対成長が最もよいところは、底質の含泥率は低いが、食物の指標であるクロロフィルaが高いという条件のクラスターに属し、水の流れがやや速いところであった。水の流動が悪いところでは、イソシジミの分布密度は低く、また、相対成長も低いことが示された。(2)干潟の二枚貝と他の生物との関係河口域で稚幼魚期を過ごすイシガレイは、イソシジミの水管を選択的に捕食しており、4月から6月の期間1日あたり60片の水管を食べていることが分かった。一方、イソシジミ自身の捕食された水管は24時間以内に再生が始まり、3週間程度で元の形態に修復していることも明らかにできた。河口域で採集したイソシジミの水管の形状からイシガレイによる捕食後の日数が推定できた。イソシジミへの摂食圧は季節によって大きく変化しており、4月から6月の間に高く、1日半に1回の割合で水管が捕食されていることになる。すなわち、再生する以前に再び捕食されている。しかし、イソシジミへの影響は現段階ではないと判断され、むしろ、捕食圧の低い場所よりも相対成長はよいことが分かっている。つまり、干潟においては非常に効率のよい生産システムが維持されているということを実証するものである。これらの事実は、水の流動状態が底質や水中および底土中の栄養塩の供給を規定し、基礎生産が場所によって異なり、それを食物とするイソシジミのような二枚貝の生産過程に反映し、さらには高次生産者であるイシガレイなど魚類の生産へと結びついていくことを示している。すなわち、環境と生物生産過程とを一体のものとして捉えることができるようになってきたこと、また、低次高次生産へのエネルギーの流れとして、干潟物質経済を一連の結びつきの中で論議できるようになってきたことを示している。

河口域干潟の物質循環系における骨格構造として二枚貝類の物質経済に注目し、二枚貝類の生物生産過程と物理的環境条件、特に水の流動条件との結びつき方を明らかにするために、名取川河口域において研究を進めている。今年度は次のような結果を得ることができた。(1)水の流動特性と場の分化の形成機構干潟は潮汐に伴う水の流動によって環境が大きく変化するが、変化の仕方は場所ごとに異なるが、水の流動と水中及び砂の間隙水中の栄養塩濃度に関する28時間連続観測により明らかになった。水の混合過程は非常に複雑であるが、その流動過程において、栄養塩は底土中から水中へ溶出して隣接する場所に運ばれていくという、場と場との結びつきかたがはじめて見えてきた。また、それぞれの場所の底質の粒度組成や間隙水の栄養塩の濃度は水の流動状態の違いをよく反映していると推察された。(2)二枚貝の生物生産過程干潟に卓越するイソシジミの生産過程については、環境の異なる場所における成長実験や飼育実験によって詳細に追跡できるようになった。また、河口域で稚幼魚期を過ごすイシガレイは、このイソシジミの水管を選択的に捕食していることが明らかになり、干潟物質経済を考える上での新しい知見を得ることができた。イシガレイはイソシジミの体の部分を食物として摂取するが、イソシジミ自身は成長していくこと、そしてイシガレイが高密度で分布しているような環境、すなわち、川の流水域で水深が浅いところで、底質の含泥率が低く、多種多様な付着珪藻類の分布がみられる場所が、イソシジミの成長は最もよいことが分かった。これらの事実は、水の流動状態が底質や水中および底土中の栄養塩の供給を規定し、基礎生産が場所によって異なり、それを食物とするイソシジミのような二枚貝の生産過程に反映し、さらには高次生産者であるイシガレイなど魚類の生産へと結びついていくことを示している。すなわち、環境と生物生産過程とを一体のものとして捉えることができるようになってきたこと、また、低次高次生産へのエネルギーの流れとして、干潟物質経済を一連の結びつきの中で論議できるようになってきたことを示している。(1)水中・砂中の栄養塩類の潮汐に伴う変動干潟は潮汐に伴う水の流動によって環境が大きく変化するが、変化の仕方は栄養塩の種類によって異なること、また、場所ごとにも異なることが、明らかになった。今年度はこれまで採集が難しいとされてきた川底近くの底土直上水や砂中の水を採集するための器具を考案し、それを用いて連続観測を行った。河川水と海水との混合過程は非常に複雑であるが、その流動過程において、栄養塩のなかでも硝酸態窒素は主に陸水により供給されるが、アンモニア態窒素は川底表面に蓄積した有機物の分解によって生成したものが、上げ潮時と下潮時の水の流動の激しい時間帯に水中へ溶出していることが分かった。その溶出の仕方は場所によってことなり、流れが緩やかで底質の砂の粒径が細かい場所においては溶出が多く、川の中心近くで底質の砂の粒径の粗い場所においては少ないことが分かった。しかしその栄養塩は水の流動に伴い、隣接する場所に運ばれていき河口域全体に供給されていることが分かった。すなわち、場所ごとの役割は異なるものの、水の流動によって場と場とが結びつき河口域の生産を支えていることを示している。(2)干潟の二枚貝と他の生物との関係干潟に卓越するイソシジミの生産過程については、環境の異なる場所における成長実験や飼育実験によってすでに、詳細に追跡できた。
バイオイメージング技術で検出される活性化シグナルを指標とした白血病幹細胞の解析

近年、白血病,乳癌,大腸癌等、各種悪性腫瘍において腫瘍幹細胞の存在が報告されている。それらは細胞表面マーカーをもとに解析されたものであり、機能的な側面から同定された報告はない。今回我々は、正常幹細胞でその活性が高いことが知られている各種シグナル(Wnt, Notch, NF kB,テロメレース)を蛍光蛋白あるいはルシフェラーゼを用いて検出するレポーター法を開発した。この方法により、(1)細胞個別に、(2)細胞が生きたままの状態でのシグナル(レポーター)活性の解析が可能となった。また、レンチウイルスベクターの高い感染効率は、今まで困難であった初代培養細胞での解析を可能にした。以下に、得られた主な知見を示す。(1)各種造血器腫瘍細胞株におけるWnt, NF kB活性について解析した。この方法でシグナル活性を検出できる細胞株は限られたが、細胞株によりシグナル活性分布は特異的であった。NF kBシグナルは慢性骨随性白血病細胞株,成人T細胞性白血病株,骨髄腫細胞株において特に高く、Wntシグナルは慢性骨随性白血病細胞株,骨髄腫細胞株において特に高かった。今後、患者検体を用いて同様の解析を行い、臨床データと照合し、この方法が新たな予後予測因子となりうるかどうか検討したい。(2)ルシフェラーゼ発現ベクターを作製し、Ph染色体陽性急性リンパ性白血病細胞株におけるNF kBシグナルを調べた。TNFα刺激と骨随ストローマ細胞の共培養は、NF kBシグナルに対して相加的な効果を生じた。これにより造血微小環境(ニッチ)が白血病細胞に及ぼす効果を、細胞が生きたままの状態でイメージングすることが可能になった。今後、これらの幹細胞シグナル陽性細胞が機能的な腫瘍幹細胞活性を持っているかどうか、コロニーアッセイや免疫不全マウスへの移植実験等により調べたい。近年、造血器腫瘍・脳腫瘍・乳癌・大腸癌等において腫瘍幹細胞の存在が報告されている。しかし、それらは細胞表面マーカーをもとに解析されたものであり、機能的な側面から同定された報告はない。今回我々は、正常幹細胞でその活性が高いことが知られている各種シグナル(Wnt、Notch、NFκB、テロメレース)を蛍光蛋白あるいはルシフェラーゼを用いて検出するレポーター法を開発した。例えばWntシグナルに関しては、LEF/TCF分子の結合サイト+TATA boxをプロモーターとするタンパク質発現ユニットをレンチウイルスベクターを用いて細胞内に導入することにより、そのレポーター活性を指標として(LEF/TCFレポーターアッセイ)、Wntシグナル活性の高い細胞集団を単離することができた。その他の各種シグナルについても同様に、改変緑色蛍光タンパク質(d2Venus)とルシフェラーゼを発現タンパク質とするレンチウイルス・レポーターベクターを作製した。白血病・固形腫瘍細胞株を用いた実験において、これらのベクターは各種シグナル特異的な刺激に反応し、機能することが示された。この方法により、(1)細胞個別に、(2)細胞が生きたままの状態でのシグナル活性の解析が可能となった。今後、腫瘍幹細胞の機能的な同定を最終的な目標として解析を続ける予定である。今回我々は、正常幹細胞でその活性が高いことが知られている各種シグナル(Wnt, Notch, NFκB,テロメレース)を蛍光蛋白あるいはルシフェラーゼを用いて検出するレポーター法を開発した。

この方法により、(1)細胞個別に、(2)細胞が生きたままの状態でのシグナル(レポーター)活性の解析が可能となった。また、レンチウイルスベクターの高い感染効率は、今まで困難であった初代培養細胞での解析を可能にした。以下に、得られた主な知見を示す。1.各種造血器腫瘍細胞株におけるWnt, NFκB活性について解析した。この方法でシグナル活性を検出できる細胞株は限られたが、細胞株によりシグナル活性分布は特異的であった。NFκBシグナルは慢性骨随性白血病細胞株成人T細胞性白血病株骨髄腫細胞株において特に高く、Wntシグナルは慢性骨随性白血病細胞株,骨髄腫細胞株において特に高かった。今後、患者検体を用いて同様の解析を行い、臨床データと照合し、この方法が新たな予後予測因子となりうるかどうか検討したい。2.ルシフェラーゼ発現ベクターを作製し、Ph染色体陽性急性リンパ性白血病細胞株におけるNFκBシグナルを調べた。TNFα刺激と骨随ストローマ細胞の共培養は、NFκBシグナルに対して相加的な効果を生じた。これにより造血微小環境(ニッチ)が白血病細胞に及ぼす効果を、細胞が生きたままの状態でイメージングすることが可能になった。今後、これらの幹細胞シグナル陽性細胞が機能的な腫瘍幹細胞活性を持っているかどうか、コロニーアッセイや免疫不全マウスへの移植実験等により調べたい。
ポリマーゲル線量計を用いた人体リアルファントムの開発

人体等価ファントムの作製技術、ポリマーゲル線量計の作製技術、ボーラス型ゲル線量計の開発研究、およびフルモンテカルロ計算技術により、ポリマーゲル線量計による人体リアルファントムを開発する。人体リアルファントムは人体を忠実に模した組織等価な人体モデルであり、かつ、ポリマーゲルによる組織等価型の3次元線量分布測定ツールである。この性能を利用して、従来困難であった強度変調回転放射線治療(VMAT)や強度変調放射線治療(IMRT)に対する患者個別の3次元線量分布検証について検討する。平成30年度は、ポリマーゲルにゲル化剤としてアガロースおよび数種類の原料を調合して、水等価性能を有するポリマーゲル線量計を作製して線量応答性を検討した。また、フルモンテカルロ線量計算システムを用いて人体リアルファントム内の表面線量から体内の詳細な3次元線量分布を検討するため、高エネルギー放射線発生装置の加速器ヘッドシミュレーションを行った。その結果、アガロースを使用して作製したポリマーゲル線量計は従来のゼラチンを用いたポリマーゲル線量計によりも形状保持性や酸素阻害の少ない特長を有していることが示された。線量応答性においては、アクリルアミド系ではゼラチンと同様の線量応答性が得られた。また、人体リアルファントムの性能評価に使用するための高エネルギー放射線発生装置の2次コリメータ上流の位相空間データをデータベースに蓄積することができた。本年度は水等価性能を有するポリマーゲル線量計を作製したが、今後はより人体組織に対応した形状・性能をを有するポリマーゲル線量計を作製する。研究の進め方等には大きな変更はない。ポリマーゲル線量計の形状と硬度を調整してin vivoドジメトリが可能な人体リアルファントムを作製する。そして、人体リアルファントムに放射線治療ビームを照射して、実測とモンテカルロシミュレーションによる3次元線量分布の検証を行う。(理由)当初購入を予定してい解析ソフトウェアが想定よりも高価だったことや、安価なポリマーゲル原料を購入して自家製造したため。(使用計画)解析ソフトウェアの再検討を行い購入するとともに、ポリマーゲル原料や封入パック等の関連物品を入手して研究を進める。