hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
火山性堆積物地域の埋没林の年輪年代学的解析による生態・環境情報の復元

本研究では、さまざまな埋没林・埋没材の年輪解析により、以下の成果が得られた。1.年輪幅変動に現れる生態特性青森県の大矢沢野田で約5000年前の十和田中セリ火山灰層の直下から出土したブナ材では、共通して見られる特徴として、10年程度の周期で極端に年輪幅の狭くなる年が出現した。並行して進めた現生のブナの年輪幅変動では豊作年に大きな年輪幅の落ち込みが確かめられたが、埋没林のブナではこれよりもはるかに強度の大きな落ち込みを示した。同様の強い落ち込みは福島県の沼沢湖火砕流(約5000年前)中から得られた炭化したブナ材にも見られ、この当時のブナの繁殖特性が現在とは異なり、繁殖への資源投資がより強く行われていたことが示唆された。2.成長曲線からみた更新特性大矢沢野田では十和田八戸火砕流(約13000年前)堆積物に覆われた氷期のカラマツ属を主体とする針葉樹埋没林が得られ、年輪解析の結果、当時の森林が開けた環境で更新していたことが明らかになった。中国・北朝鮮国境の約1000年前の白頭山の火砕流内で得られた針葉樹でも初期成長に被圧が無く、明るい環境での更新が示唆された。3.年代決定白頭山、大矢沢野田の火砕流中の針葉樹材は年輪解析で同一年枯死が確認できた。白頭山と沼沢の材については単年試料の切り分けが終了し、今後14Cウイグルマッチチングでの高精度噴火年推定を行う予定である。青田遺跡のコナラ属の柱材の年輪解析では、当時の建物の相対的な年代関係の概要を明らかにすることができた。年輪情報は、検証を経たデータをデータベース化する事により、年代決定や気象解析などさまざまな目的に利用できる。そこで、この研究で得られたデータのうち、手始めに青田遺跡出土材について、平成16年5月を目途にデータベース化し、ネット上で公開して他の研究者が利用できる体制を構築予定である。本年度の主な調査地として予定していた青森市大矢沢は、現地視察の結果、ヨシや、ガマ、ヤナギなどの植物の侵入が激しく、サンプリングが困難であることが判明したため、十和田八戸火砕流(13000BP)下の針葉樹材と、十和田中セリ火山灰層(5000BP)前後のブナ属、トネリコ属木材のうち保存の良いもの計10点の採取のみを実施した。針葉樹材はカラマツ属とトウヒ属からなり、年輪解析の結果、予備調査で得られた試料の年輪との同調性が認められ、樹皮の着いたものについては同一年に枯死したことが確認できた。また、青森県黒石市の同一火砕流層下でも4点の試料(いずれもトウヒ属)を採取したが、このうち1点が大矢沢のトウヒ属との年輪パターンが一致し、同一年に枯死していることが確認できた。十和田八戸火砕流は青森、秋田、岩手県の広域で認められているが、埋没材を含んでいる場合年輪解析によりテフラの同一性を確認できることが示された。

一方、埋没林に関する情報収集の過程で新潟県北部の加治川村で日本海沿岸東北自動車道建設に伴い出土した青田遺跡において埋没材が出土しているとの情報を得て、6月に現地視察を行い、ブナを多く含む大量の埋没材が得られることを確認した。近接する堆積層の一部には本研究のターゲットの一つである沼沢火山灰層(5000BP)も認められており、沼沢カルデラ噴火前後の年輪年代学的な編年に極めて有効であり、緊急性を要すると判断したため、新潟県埋蔵文化財調査事業団の協力を得て試料採取を実施し、12月発掘終了までに人為的な加工のない(埋蔵文化財とは認定されない)自然木の埋没材から年輪解析用ディスク試料500点以上を採取することができた。これらの試料については現在年輪解析を実施している。本年度はおもに安達太良山起源の酸川ラハール堆積物と沼沢火砕流堆積物の埋没材の現地調査を実施した。酸川ラハール堆積物の調査では山元(1998)のL1に比定される堆積物本体の上位に6層の泥炭層を介在する泥流堆積物が確認できた。これらの泥炭層のうち少なくとも3層に年輪試料として使える埋没材が含まれており、一部の材と大型植物遺体についてサンプリングを実施した。埋没材にはコナラ属など多くの樹種が含まれており、年輪解析での編年は今のところできていないが、花粉分析、14C年代測定を併用して火山活動史と植生変遷を明らかにする予定である。沼沢火砕流堆積物中の埋没材については従来の文献に記載のあった福島県内の炭化材出土地点とその周辺では木材の確認ができなかったが、新潟県内での情報を新潟大学の高濱教授から得て試料を得ることができた。今のところ年輪解析ではこれらの試料の同一年枯死の確認が得られていないが、さらに若干の試料を採取して年輪による同時代性を確認してウイグルマッチングにより噴火実年代を推定する見通しがついた。なお、研究成果の一部は、第1回高精度14C年代測定研究委員会公開シンポジウム(2002年3月、日本大学文理学部)において「縄文時代の高精度編年に向けて-年輪年代学からの取り組み-」として発表した。生態学では、現在の自然群集内での個々の生物種の生態的特性をもとに、個々の種の持つ形質の適応的意義が解釈され、将来の温暖化等の環境変動による生物群集の変遷の予測などがなされている。一方で、花粉分析などの古生物学的な研究は、現存する生物と種レベルではほぼ同一の種群からなる最終氷期以降においても、気候変動だけからは説明できない現在とは著しく異なった森林群集が存在していたことを示してるが、当時の生物種の具体的な生態特性などはほとんど明らかになっていない。本研究は、主に火山性堆積物に覆われた埋没林の年輪解析により、現在のものとの比較の上で過去の森林群集、構成種の生態特性を明らかにすることを目的とした。調査は、北海道から山口県にいたる11ヶ所の最終氷期から18世紀までの範囲の埋没林を対象に実施した。その中で、注目すべき結果として、約5000年前の青森市大矢沢の十和田中セリ火山灰層下の埋没林のブナと、ほぼ同時期の福島県の沼沢火砕流内の炭化ブナにおいて、極めて高いsensitivityを持った年輪幅変動が認められた。このような年輪変動は、東北地方6県の200個体のブナを調べた限りでは現在のブナには認められず、当時のブナが現在よりもより強い結実の豊凶変動を持っていたことを示唆している。並行して実施したブナの豊凶と年輪幅変動の関係に関する研究では、大豊作年に年輪幅の大幅な落ち込みが認められたが、埋没ブナ材のものそれをはるかに越える大きな落ち込みであった。これは、後氷期の分布拡大期にブナの繁殖に対する投資が増大していた可能性を示唆しており興味深い。また、青森市の十和田八戸火砕流下の氷期の針葉樹埋没林では、現在の亜高山帯の森林に多くみられる被圧稚樹型の初期成長が全くみられず、ほとんどの個体が極めて高い初期成長を持ち、当時の更新動態がPicea属やLarix属の優占する組成と対応関係を持つことなどが明らかになった。
新しい腫瘍増殖機構解明の試み -2種類の増殖速度の異なる腫瘍を用いた検討-

実験計画では,AH109Aラット腹水肝癌細胞と吉田肉腫を用いる予定であったが,これら細胞間にはin vitroにおいて同時に培養した場合に,各々の細胞間に細胞増殖促進作用あるいは抑制作用は認められず,また,in vivoにおいて同時に移植しても時期をずらして移植を試みても,腫瘍の増殖に単独で移植した群との間に明かな差異を認めず,腫瘍を移植した全ての群は腫瘍非移植群と比較して腓腹筋のグルタミン濃度,血中グルタミン濃度,グルタミンシンテシス活性は低下しており,各群間の腫瘍組織のグルタミン濃度とグルタミナーゼ活性を比較する明かな有意差はなかった。これらの結果は,腫瘍移植によるNitrogen trap theoryを説明するに過ぎず,本実験の目的とする腫瘍組織間の相互作用を検討するに値しなかった。そこで他の種類の癌細胞を用いてin vitroにおいて腫瘍間の相互作用を検討したところ以下のごとく興味深い結果を得た。すなわち,AH109Aラット腹水肝癌細胞とヒト食道癌細胞株TE-9を同時に培養した際にはTE-9の増殖が抑制され,また,吉田肉腫とヒト食道癌細胞株TE-9,KE-3,YES-2を各々同時に培養した場合にはYES-2並びにTE-9は増殖が抑制され,KE-3は増殖が促進された。これらの結果に基づき,各々の組み合わせでin vivoにおける癌細胞組織間の相互作用を検討すべく,nude miceを用いて二種類の細胞を移植して観察を行ったが,in vitroから期待した結果は得られず,単独移植群と二種類移植群に現在のところ明かな有意差は認められていない。今回の検討では,グルタミン関連酵素群ならびにグルタミン濃度についての検討であったために差異が明かにならなかった可能性もあり,今後は他の増殖因子等に研究を拡げて行き,更なる検討が必要と考えている。
Toll様受容体アゴニストを用いた上気道粘膜免疫誘導と機序の解明

粘膜アジュバントとしてMonophosphoryl lipid A (MPL: TLR4アゴニスト)を用いた場合の鼻粘膜獲得免疫応答につき検討した。動物はBALB/cマウスを用い、抗原はインフルエンザ菌由来外膜蛋白(OMP)とし、MPLと共に経鼻免疫を行った。対照はリン酸緩衝液を投与した。経鼻免疫後にインフルエンザ菌溶液を経鼻投与し、系時的に鼻腔洗浄液を採取し生菌数を計測した。鼻腔洗浄液、血清中のOMP特異的抗体価をELISAにて測定した。インフルエンザ菌数は対照群と比べ、MPL投与群では減少し、MPL投与群において鼻腔洗浄液及び血清ではOMP特異的IgAもしくはIgG抗体価がより上昇した。外来微生物に対する生体防御機構において自然免疫および獲得免疫の関与は非常に重要である。monophosphoryl lipid A (MPL)はTLR4 agonistの1つであり、全身免疫としてのワクチンアジュバントとして実際の臨床に応用されている。今回、我々はMPLを粘膜アジュバントとして用いて鼻咽腔粘膜局所における獲得免疫応答が誘導されるかどうか検討している。実験動物はSPF下にて飼育した、雄性、6週令、BALB/cマウスを用いた。ワクチン抗原として無莢膜型インフルエンザ菌strain76から抽出した外膜蛋白(OMP)10μgを用いている。人工合成したMPLを粘膜アジュバントとして使用した溶液を10μlづつ週1回計3回経鼻免疫を行った。マウスを4群に分け、1群は対照としてリン酸緩衝液(PBS)投与し、2群はOMP投与のみ、3群はOMPとMPL 10μgを、4群はOMPとMPL 20μgをマウスに経鼻投与している。経鼻免疫後にインフルエンザ菌溶液(107cfu/mouse)を経鼻投与行い、投与後6、12時間後に鼻咽腔洗浄液を採取し、鼻腔洗浄液中のインフルエンザ菌生菌数を計測した。OMP特異的抗体価測定をELISA法にて鼻腔洗浄液中、血清中のOMP特異的抗体価を測定した。インフルエンザ菌の鼻咽腔クリアランスは、対照群と比較してMPL投与群では促進しており、MPL投与群において鼻腔洗浄液についてはOMP特異的IgA、血清ではOMP特異的IgGの上昇が認められた。また、鼻腔洗浄液中のOMP特異的IgA値と血清中OMP特異的IgGは、鼻咽腔クリアランスと有意な相関関係を認めた。monophosphoryl lipid A (MPL)はTLR4 agonistの1つであり、全身免疫としてのワクチンアジュバントとして実際の臨床に応用されており、肺炎球菌ワクチンや子宮頸癌予防ワクチン等に使用され安全性も確立されている。今回、我々はMPLを粘膜アジュバントとして用いて鼻咽腔粘膜関連リンパ組織における粘膜免疫応答について検討した。ワクチン抗原として無莢膜型インフルエンザ菌strain76から抽出した外膜蛋白(OMP)を用い、人工合成したMPLを粘膜アジュバントとして使用した溶液を10μlづつ週1回計3回経鼻免疫を行った。対照はリン酸緩衝液(PBS)投与マウスとした。経鼻免疫後21日目に、鼻粘膜関連リンパ組織、頸部リンパ節、脾臓を各マウス5匹から採取し、スチールメッシュを用いて各組織の懸濁液を作成し、鼻粘膜懸濁液はパーコールを用いた比重遠沈法にて単核球を採取した。各組織から得られた単核球をCD11c、IA/IE染色し、各組織中の樹状細胞比を計測し、またCD11c陽性細胞をCD11b、CD80およびCD86にて染色する事により、骨髄系樹状細胞における活性化率について検証した。MPLを粘膜アジュバントとして用いた場合は、鼻粘膜関連リンパ組織、頸部リンパ節、脾臓における樹状細胞数の増加を認め、骨髄系樹状細胞における活性化率も増加していた。前回は鼻腔洗浄液中のインフルエンザ菌の鼻咽腔クリアランスは対照群と比較して、MPL投与群では促進しており、MPL投与群において鼻腔洗浄液についてはOMP特異的IgA、血清ではOMP特異的IgGの上昇が認められており、これらのより強固な免疫誘導は、各種免疫組織における樹状細胞数の増加と、骨髄系樹状細胞における活性化率に関与するものと思われた。ワクチン投与マウスにおいて、対照としたリン酸緩衝液(PBS)投与のみならず、OMP投与マウスと比較しても、粘膜アジュバントの効果が鼻粘膜関連リンパ組織、頸部リンパ節、脾臓などのリンパ組織中心に樹状細胞数の増加と活性化を認める事が一因と推測できるデータが得られたから。今回はMPLの粘膜アジュバント効果についてin Vitroにおいて検証を行なっている。マウス脾臓から、CD11c MicroBeadsによりMagnetic cell sorterを用いてCD11c陽性樹状細胞をpositive selectionを行い分離し、RPMI1640培地にて培養を行なった。MPL 0μg、10 μg、20 μgを異なった量により樹状細胞培養液に加えたのちに、6、12、24時間後に培養液を採取分離した。

上清からは樹状細胞からのサイトカイン産生についてBio-Plex Pro&#8482; Mouse Cytokine Assaysを用いてTh1/2各種サイトカイン濃度を測定し、沈殿した細胞からはRNAを抽出したのちに各種サイトカインにおけるサイトカインmRNAの発現について計測を行なった。MPL付加により、培養上清中のTNF-α, IL-10濃度が明らかに対象と比して増加しており、TNF-α濃度は経時的に減少するものの、IL-10濃度は経時的に増加していた。TNF-α, IL-10 mRNAの発現においても同様の経過を認めた。TNF-αは樹状細胞による抗原呈示を促進し、制御性T細胞の活性を抑制することが知られており、IL-10はエンドトキシンなどの毒素活性を減弱することが知られており、MPL投与により、樹状細胞におけるTNF-αによる抗原呈示能の活性化とIL-10による炎症反応の抑制を来すものと考えられ、MPLをアジュバントとして用いた粘膜免疫において過剰な免疫応答を抑制しつつ、効率よく獲得免疫を誘導するものと推測された。粘膜アジュバントとしてMonophosphoryl lipid A (MPL: TLR4アゴニスト)を用いた場合の鼻粘膜獲得免疫応答につき検討した。動物はBALB/cマウスを用い、抗原はインフルエンザ菌由来外膜蛋白(OMP)とし、MPLと共に経鼻免疫を行った。対照はリン酸緩衝液を投与した。経鼻免疫後にインフルエンザ菌溶液を経鼻投与し、系時的に鼻腔洗浄液を採取し生菌数を計測した。鼻腔洗浄液、血清中のOMP特異的抗体価をELISAにて測定した。インフルエンザ菌数は対照群と比べ、MPL投与群では減少し、MPL投与群において鼻腔洗浄液及び血清ではOMP特異的IgAもしくはIgG抗体価がより上昇した。ワクチン投与マウスにおいて、対照としたリン酸緩衝液(PBS)投与のみならず、OMP投与マウスと比較しても、粘膜アジュバントとしてMPL 10μg、およびMPL 20μg投与マウスにでは、粘膜免疫応答がより強固に惹起されていることが判明したため、概ね順調に進展している。MPL経鼻投与における粘膜免疫応答のさらなる検証を行う。次にMPLと共にOMP/経鼻ワクチン投与モデルに対して、中耳炎粘膜、鼻粘膜、肺組織、唾液腺、腸管粘膜、NALT頸部リンパ節、脾臓など粘膜およびリンパ組織における樹状細胞の活性化、T細胞の相互作用についてCD3,CD4, CD8, CD11c, CD123,CD25など各単核球マーカー染色により免疫担当組織以外の粘膜組織における動態や活性化について対照マウスと比較検討を行う。樹状細胞においてはplasmatoidおよびmyeloid typeまた磁気分離式セルソーターを用いて、MPL刺激における樹状細胞の応答についてbioplex cytokine assay、real time RT-PCRなどを行いて、樹状細胞のMPL刺激によるサイトカイン発現について測定する。また、可能であれば各種粘膜組織における様々なヘルパーT細胞、細胞障害性T細胞、制御性T細胞、Th17細胞などを分離採取のちに、各粘膜組織とくに鼻粘膜におけるサイトカイン、ケモカインなど各種mRNAレベルにおいて発現動態についても検討を行う。免疫組織学的検討や共焦点レーザー顕微鏡による組織学的検討も含めて樹状細胞やリンパ球における免疫学的動態について検討を行う。医歯薬学MPL経鼻投与における粘膜免疫応答の検証を行う。次にMPLと共にOMP/P6経鼻
超広帯域レーダによるドローンの遠隔検知・識別技術の研究

超広帯域(UWB)レーダによるドローンの検知の可能性を検討するための初期検討としてH29年度よりドローンの反射信号特性の調査を行っており,H29年度までに,準ミリ波帯(24/26GHz)において典型的なドローン(DJI Phantom3)のレーダ反射断面積(RCS)と実際に飛行させた場合の特性を実験的に明らかにしている.本レーダにより,ドローン固有の特徴的な反射波が得られることが判明したが,特定のドローンに対してのみの検討に留まっており,一般性の実証には至っていない.そこで,H30年度はH29年度に引き続き以下の検討を行い,学術論文3件,国内学会発表2件の成果をあげた(2019年4月現在).1.複数の種類のドローンに対するRCS計測及び反射特性解析大きさやローターの数の異なる5種類のドローンに対してRCS計測とUWBレーダによる反射信号計測実験を行い,ドローンの反射特性の解明と特徴の一般性の実証を行った.その結果,各種ドローンの平均的なRCSは-10-20dBsmであることを明らかにした.また,UWBレーダにより,本体形状やローターの数に関わらず,ドローン固有の反射波が得られることを明らかにした.2.ミリ波帯(79GHz)でのRCS計測及び飛行時の反射特性解析近年,準ミリ波帯以上の広帯域が占有できることで(より高分解能化できる)研究開発が活発化しているミリ波帯(79GHz)でのシステム実現も視野に入れてこれまでと同様の計測実験を実施し,準ミリ波帯の結果と比較評価を行った.その結果,ミリ波帯におけるドローンのRCSは準ミリ波帯(24GHz)と比べて約9dBsm大きくなることを明らかにした.また,ドローンを実際に飛行させて反射信号計測実験を実施したが,ミリ波帯を使用してもドローン固有の反射波が得られることを明らかにした.おおむね当初の研究計画通りに進捗しており,学術論文3件,国内学会発表2件と研究成果をあげている.このような状況から,おおむね順調に進展していると判断した.本年度は当初の研究計画通り,ドローンと他の飛来物の分離識別法の開発を行う.ここでは,前年度までに明らかにしたドローンの反射特性のデータをベースに開発を実施するが,各種ドローンの反射特性について飛行時のデータが一部不足しているため,年度初めより計測に取りかかる.その後,これまでの計測実験で蓄積したデータから分離識別に有効な特徴量の抽出を行い,分離識別法を確立する.超広帯域(UWB)レーダによるドローンの検知の可能性を検討するための初期検討としてH29年度よりドローンの反射信号特性の調査を行っており,H29年度までに,準ミリ波帯(24/26GHz)において典型的なドローン(DJI Phantom3)のレーダ反射断面積(RCS)と実際に飛行させた場合の特性を実験的に明らかにしている.本レーダにより,ドローン固有の特徴的な反射波が得られることが判明したが,特定のドローンに対してのみの検討に留まっており,一般性の実証には至っていない.そこで,H30年度はH29年度に引き続き以下の検討を行い,学術論文3件,国内学会発表2件の成果をあげた(2019年4月現在).1.複数の種類のドローンに対するRCS計測及び反射特性解析大きさやローターの数の異なる5種類のドローンに対してRCS計測とUWBレーダによる反射信号計測実験を行い,ドローンの反射特性の解明と特徴の一般性の実証を行った.その結果,各種ドローンの平均的なRCSは-10-20dBsmであることを明らかにした.また,UWBレーダにより,本体形状やローターの数に関わらず,ドローン固有の反射波が得られることを明らかにした.2.ミリ波帯(79GHz)でのRCS計測及び飛行時の反射特性解析近年,準ミリ波帯以上の広帯域が占有できることで(より高分解能化できる)研究開発が活発化しているミリ波帯(79GHz)でのシステム実現も視野に入れてこれまでと同様の計測実験を実施し,準ミリ波帯の結果と比較評価を行った.その結果,ミリ波帯におけるドローンのRCSは準ミリ波帯(24GHz)と比べて約9dBsm大きくなることを明らかにした.また,ドローンを実際に飛行させて反射信号計測実験を実施したが,ミリ波帯を使用してもドローン固有の反射波が得られることを明らかにした.おおむね当初の研究計画通りに進捗しており,学術論文3件,国内学会発表2件と研究成果をあげている.このような状況から,おおむね順調に進展していると判断した.本年度は当初の研究計画通り,ドローンと他の飛来物の分離識別法の開発を行う.ここでは,前年度までに明らかにしたドローンの反射特性のデータをベースに開発を実施するが,各種ドローンの反射特性について飛行時のデータが一部不足しているため,年度初めより計測に取りかかる.その後,これまでの計測実験で蓄積したデータから分離識別に有効な特徴量の抽出を行い,分離識別法を確立する.次年度使用額が生じた理由は研究発表における掲載費用を所属研究機関の研究費にて処置したためである.今後の推進方策に記載した内容に従い,研究を実施するが,当該研究結果を国内会議と国際会議および学術論文で報告するために,研究費を使用する予定である.さらに実験を実施する際に必要な物品の購入にも充当する予定である.
低温・連続可変静水圧下における比熱測定システムの開発

強相関電子系における圧力下での超伝導と磁性の共存の可能性について、詳細な圧力相図に基づいた研究を行うため、低温での連続可変静水圧下における比熱測定システムの開発を行った。これと平行して将来的な圧力下比熱測定を主眼とした、最近高い超伝導転移温度を実現し圧力下において磁性との共存が期待されることで注目されている鉄砒素系超伝導体の熱伝導率測定を行った。対象とした物質はCo元素をドープすることで反強磁性相が抑制され超伝導が発現するBa(Fe_<1-x>Co_x)_2As_2である。測定の結果、超伝導状態において準粒子の平均自由行程が著しく増大することから、常伝導状態において反強磁性揺らぎなどによる非弾性散乱の存在を示唆する結果を得た。また、熱ホール伝導率と熱伝導率の結果を組み合わせることで得られる非局在準粒子の磁場依存性は超伝導ギャップにノードが存在する場合の低磁場における強い磁場依存性とは対照的なフルギャップ超伝導体と類似した弱い磁場依存性を示すことを明らかにした。一方、希釈冷凍機を用いた極低温領域までの熱伝導率測定から通常はノードをもつ超伝導体において観測される、温度に比例した残留項の存在を見出した。この残留項の起源として、ギャップの符合反転を伴うフルギャップの拡張型s波対称性におけるドープされたCo元素による非磁性不純物誘起の残留状態密度が考えられる。また、これらの結果は理論的予測とも良く一致する。上記の成果は日本物理学会において発表を行った。
コンテナ型仮想化環境を用いる低負荷高速で低消費電力なビッグデータ処理基盤

オープンソースのコンテナ型仮想化環境インプリメンテーションであるドッカー(Docker)を用いて,コンテナ型仮想化環境の動作観察システムの構築を行った.そして,当該動作観察システムに基づく性能向上についての考察を行い,初期段階のものに関しては性能向上の実現も達成した.また,コンテナ型仮想化環境用ファイルシステムの構築にも着手し,既存のファイルシステムインプリメンテーションより10倍以上高速なファイルシステムの構築を実現している.具体的には,コンテナ型仮想化環境の動作観察システムとしては,オープンソースであるコンテナ型仮想化システムDockerと同じくオープンソースであるオペレーティングシステムインプリメンテーションLinuxを用いてコンテナ環境を構築し,これらオープンソース実装のソースコードを改変して動作観察システムを構築した.そして,コンテナ型仮想化環境用ファイルシステムとしては,オープンソースであるコンテナ型仮想化環境用ファイルシステムのオーバーレイファイルシステム(OverlayFS)の改良し,コピーアップ処理時の性能の課題(下位ディレクトリにのみ存在するファイルに対して書き込みを行うと,そのファイルの上位ディレクトリへのコピーが発生し,さらに必ずキャッシュの同期処理が発生して性能を著しく下げる現象)の指摘し,コピーアップ処理の課題の解決による大幅な性能向上などを実現した.そして,これらの成果を国内外で開催された学会(複数の査読付き国際会議など)にて発表した.学会発表では受賞もし,高い評価を得ている.当初に平成30年度以降の計画に掲げた目標のうち,基礎性能評価実行時の仮想化環境の動作観察,それに基づく性能向上,コンテナ型仮想化環境用ファイルシステムの構築,並列コンテナ型仮想化環境とその動作観察システムの構築が達成されており,概ね順調に進展していると言える.また,複数の査読付き国際会議にて論文が採択されており,国内外においても高い評価を得つつある.現在,概ね当初の計画通りに順調に進展しているため,大きな変更は行わず当初の計画通りに進める予定である.具体的には,平成30年度以降の計画に掲げた目標のうちのビッグデータアプリケーションの動作観察とそれに基づく性能向上を主に行う予定である.また,可能な範囲で多くの論文投稿に努める予定である.IoTやクラウド環境が普及し、大規模データ(ビッグデータ)の処理を仮想化環境で行う機会が増えている。また、近年はより低負荷で高性能なコンテナ型仮想化環境が注目を集めている。本研究ではコンテナ型仮想化環境を用いて低負荷高性能で低消費電力なビッグデータ処理基盤を構築し、ビッグデータ処理アプリケーションの性能向上を実現する。そのために主として、コンテナ環境の動作観察システムとコンテナ環境用ファイルシステムを構築する。本年度は、単一計算機コンテナ型仮想化環境の構築とその基礎性能の評価、そして同環境の動作観察システムの試作を主に行った。具体的には、オープンソースのコンテナ型仮想化システム(DockerとLinux)を用いて、一台のPCで構成されるコンテナ型仮想化環境を構築した。そして、ファイルの作成やファイルの削除の性能、ファイルの読み込みやファイルの書き込みの性能の評価、ファイル数とこれらの性能関係の調査を行った。特に、ファイルシステムの構築に向けて各種ストレージドライバと性能関係や、オーバーレイファイルシステムにおけるファイルの状況(上位ディレクトリにおいて当該名のファイルが存在するか否か、下位ディレクトリおいてに当該名のファイルが存在するか否か)と性能関係を調査した。そして、DockerとLinuxを用いた本コンテナ型仮想化システムの実装を改変し、簡易な同環境の動作観察システム(試作版)の作成を行った。当初の予定にて、本年度は単一計算機コンテナ型仮想化環境の構築とその基礎性能の評価、同環境の動作観察システムの試作を主に行うことを想定していた。そして、実際に本年度は、単一計算機コンテナ型仮想化環境の構築とその基礎性能の評価、同環境の動作観察システムの試作を行った。当初の予定とほぼ一致する進捗状況であり、おおむね順調に進展していると考えられる。オープンソースのコンテナ型仮想化環境インプリメンテーションであるドッカー(Docker)を用いて,コンテナ型仮想化環境の動作観察システムの構築を行った.そして,当該動作観察システムに基づく性能向上についての考察を行い,初期段階のものに関しては性能向上の実現も達成した.また,コンテナ型仮想化環境用ファイルシステムの構築にも着手し,既存のファイルシステムインプリメンテーションより10倍以上高速なファイルシステムの構築を実現している.具体的には,コンテナ型仮想化環境の動作観察システムとしては,オープンソースであるコンテナ型仮想化システムDockerと同じくオープンソースであるオペレーティングシステムインプリメンテーションLinuxを用いてコンテナ環境を構築し,これらオープンソース実装のソースコードを改変して動作観察システムを構築した.そして,コンテナ型仮想化環境用ファイルシステムとしては,オープンソースであるコンテナ型仮想化環境用ファイルシステムのオーバーレイファイルシステム(OverlayFS)の改良し,コピーアップ処理時の性能の課題(下位ディレクトリにのみ存在するファイルに対して書き込みを行うと,そのファイルの上位ディレクトリへのコピーが発生し,さらに必ずキャッシュの同期処理が発生して性能を著しく下げる現象)の指摘し,コピーアップ処理の課題の解決による大幅な性能向上などを実現した.そして,これらの成果を国内外で開催された学会(複数の査読付き国際会議など)にて発表した.学会発表では受賞もし,高い評価を得ている.

当初に平成30年度以降の計画に掲げた目標のうち,基礎性能評価実行時の仮想化環境の動作観察,それに基づく性能向上,コンテナ型仮想化環境用ファイルシステムの構築,並列コンテナ型仮想化環境とその動作観察システムの構築が達成されており,概ね順調に進展していると言える.また,複数の査読付き国際会議にて論文が採択されており,国内外においても高い評価を得つつある.本年度に構築した単一計算機コンテナ型仮想化環境と、本年度試作した同環境の動作観察システムに基づき、基礎性能評価実行時の仮想化環境の動作観察とそれに基づく性能向上、コンテナ型仮想化環境用ファイルシステムの構築、並列コンテナ型仮想化環境とその動作観察システムの構築、ビッグデータアプリケーションの動作観察とそれに基づく性能向上を主に行う。現在,概ね当初の計画通りに順調に進展しているため,大きな変更は行わず当初の計画通りに進める予定である.具体的には,平成30年度以降の計画に掲げた目標のうちのビッグデータアプリケーションの動作観察とそれに基づく性能向上を主に行う予定である.また,可能な範囲で多くの論文投稿に努める予定である.旅費を節約することにより次年度使用額が生じた。より良いストレージを用いて実験を行う。研究は順調に進展し、その成果を国際会議などに投稿したところ複数の国際会議の全てに採択されるなど当初の予想以上の評価を得られる状態となった。これを受けて、査読無し国内研究会などへの投稿を取りやめ、査読あり国際会議への投稿を目指すこととした。次年度開催の国際会議に論文を投稿する計画である。
米国のハイスクールにおける学校から職業への移行支援に関する研究

米国のハイスクールにおける職業教育改革の展開と外部機関の位置づけと役割を、アカデミックな科目と職業教育科目との統合(以下、「統合」)に着目して明らかにすることが、本研究の目的である。具体的には、以下の2点を研究課題として設定した。すなわち、(1)1990年代以降の米国のハイスクールにおける職業教育改革の展開を明らかにすること、(2)南部地域教育連盟(以下、SREB)のHigh Schools That Work(以下、HSTW)における、ム実践校に対するSREBからの支援を「統合」の変化に対する支援を中心に解明することである。本年度の研究では主に上記(1)の解決を行った。主な研究成果は次のとおりである。(1)1990年代以降のハイスクール職業教育改革に関する連邦施策の解明である。ここでは、全米職業教育協会の発行する諸資料を中心に、2006年に制定されたカール.D.パーキンス職業教育法(以下、06年パーキンス法)の特徴を明らかにした。(2)HSTWにおける「統合」の変化を、SREBにおける資料収集と、学校改善コンサルタント(実践校に対する直接支援を担うSREB職員)に対するインタビュー調査から明らかにした。ここでは、08年7月の渡米調査においてコンサルタント(5人)にインタビュー調査を行った。具体的には、「統合」が以前よりも非常に重視され、現在ではカリキュラム開発が盛んに行われていることが明らかになった。また特にジョージア州で積極的な施策が行われていることも明らかになった。したがって、同州における職業教育施策の展開を解明するため、2009年1月に調査を行った。ここでは、州教育省担当官・同州担当SREB職員にインタビュー調査を行った。また、同州クレイトン郡学区における取組についてフィールドワークを行った。
半絶縁性シリコン・カーバイド基板を用いた鉄シリサイド半導体の電気特性評価

Si基板上の3C-SiCエピタキシャル薄膜上に、スパッタ法にて鉄シリサイド(ss-FeSi_2)薄膜のエピタキシャル成長を実現した。(100)面及び(111)面いずれの3C-SiC上においても(100)配向したss-FeSi_2薄膜がエピタキシャル成長することが確認され、(100)3C-SiC上には2回対象を有するss-FeSi_2薄膜が、(111)3C-SiC上には3回対象を有するss-FeSi_2薄膜がそれぞれエピタキシャル成長した。半絶縁性4H-SiC基板上に成長したエピタキシャルss-FeSi_2薄膜の電気伝導特性評価より、正孔が伝導キャリアとなるp型であり、室温でのキャリア濃度は1.5×1018 cm^3であった。さらに、室温及び30Kでのキャリア移動度はそれぞれ12及び140 cm^2/Vsであり既報の溶媒法にて作製された単結晶データを上回る高い結晶性が確認された。高純度で高品質な鉄シリサイド半導体(β-FeSi_2)結晶がSi上でのみ形成されているためにデバイス設計が限定される,電気伝導特性評価にて基板Siの影響が無視できない,という現状をシリコン・カーバイドというSi以外の半導体基板上への結晶成長技術を確立することで打破し,β-FeSi_2の真の電気伝導特性を明らかにすることを目的として行う。このため平成20年度は,SiC半導体上へのβ-FeSi_2の結晶成長技術の確立することを目的として、スパッタ法及び有機金属気相成長法(MOCVD法)により検討を行った。成長させる3C-SiCは、減圧気相成長法を用いてシリコン(100)面及び(111)面上にエピタキシャル薄膜を1.5μm堆積させ、これを3C-SiC(100)面(111)面基板として用いた。有機金属気相成長法(MOCVD法)にてこれら基板上へのβ-FeSi_2薄膜のエピタキシャル成長を検討した場合にはエピタキシャルβ-FeSi_2薄膜の成長の再現性が悪いため、アルゴン雰囲気下で高温に加熱した3C-SiC/Si基板にスパッタ法にて鉄とシリコンを供給し、エピタキシャルβ-FeSi_2薄膜の成長を確認した。(100)面及び(111)面いずれの3C-SiC上においても(100)配向したβ-FeSi_2薄膜がエピタキシャル成長することを確認した。高分解能X線回折評価より(100)3C-SiC上には2回対象を有するβ-FeSi_2薄膜が、(111)3C-SiC上には3回対象を有するβ-FeSi_2薄膜がそれぞれエピタキシャル成長することが確認された。高純度で高品質な鉄シリサイド半導体(β-FeSi_2)結晶がシリコン(Si)上でのみ形成されているためにデバイス設計が限定される、導特性評価にて基板Siの影響が無視できない、という現状をシリコンカーバイド(SiC)半導体基板上への結晶成長技術を確立することで打破し,β-FeSi_2半導体の真の電気伝導特性を明らかにすることを目的として行う。平成21年度は半絶縁性SiC基板として、パワーデバイス作製で実績がある4H-SiC基板を用いて検討を行った。RFマグネトロン・スパッタ法にてβ-FeSi_2結晶の初期核を形成し、有機金属気相成長法にて結晶成長させることによって、(100)単一配向したβ-FeSi_2薄膜のエピタキシャル成長を実現した。このβ-FeSi_2相の220面をX線回折法による極点評価より、六方晶の4H-SiC基板上に面内に3回対称なドメイン構造を有するエピタキシャル薄膜の形成が明らかとなった。有機金属気相成長法にて直接結晶成長させた場合には、数百nmの微細な結晶粒で構成されるβ-FeSi_2薄膜が、スパッタ法で形成した初期核上では数十μmの粗大粒からなることが確認された。この場合明瞭な粒界は確認されなかった。

ホール効果測定法による電気伝導特性評価より、いずれの薄膜試料においても伝導キャリアはホールであり、その移動度は数百nmの微細な結晶粒で構成されるβ-FeSi_2エピタキシャル薄膜では0.10.2cm^2/V・sであったのに対して、粒界が見られないβ-FeSi_2エピタキシャル薄膜では13.8cm^2/V・sであり、既報でのバルク単結晶と同レベルであることが明らかとなった。高純度で高品質な鉄シリサイド半導体(β-FeSi_2)結晶はシリコン(Si)上でのみ形成されているためにデバイス設計が限定される、導特性評価にて基板Siの影響が無視できない、という現状をシリコンカーバイド(SiC)半導体基板上への結晶成長技術を確立することで打破し,β-FeSi_2半導体の真の電気伝導特性を明らかにすることを目的として行った。H23年度は、半絶縁性の4H-SiC基板にバッファ層技術を積極的に用いた大粒径からなるβ-FeSi_2半導体薄膜成長を検討し、既報の単結晶データを上回る高結晶品質な薄膜作成技術の確立を目指しながら、この半導体の伝導機構評価を行った。スパッタ法によるβ-FeSi_2初期層の微細構造及び結晶完全性を最適化させることにより、その後の有機金属気相成長法にて成長させたβ-FeSi_2エピタキシャル薄膜のキャリア移動度は、室温にて87cm^2/V・s、77Kにおいて540cm^2/V・sとなり既報の溶媒法にて作製された単結晶データを上回った。いずれの測定温度でも伝導キャリアは正孔であった。ゲルマニウム(Ge)添加よる低温バッファ層形成とその後の有機金属気相成長でのさらなる高結晶品質化、及びバッファ層内の禁制体幅狭小化による伝導キャリア閉じ込め効果を期待しβ-Fe(SiGe)_2バッファ層を検討した。スパッタ法によってGe添加した試料の格子定数の増大化が確認され、β-Fe(SiGe)_2の形成を確認した。このβ-Fe(SiGe)_2バッファ層上への有機金属気相成長法での結晶成長では、成長過程中にバッファ層中のGe昇華が発生しβ-FeSi_2エピタキシャル薄膜成長が実現しなかった。有機金属気相成長での低温化およびキャップ層の導入といった検討が今後必要となる。
疾患由来iPS細胞を用いたCML幹細胞におけるイマチニブ耐性機構の解明

慢性骨髄性白血病(CML)はチロシンキナーゼ阻害剤(TKI)の登場により長期予後が大きく改善したが、TKIのみによるCMLの根治は達成できておらず、TKIに対する反応性が良好な患者群に対してもTKI中断後の再発を予測することはできない。本年度においては研究計画に基づき、第一にin vitroでのADAM8によるイマチニブ耐性化機序の解明を進めた。当初の予定通り、急性期慢性骨髄性白血病細胞株に遺伝子導入しADAM8安定発現株を樹立した。しかしながら、慢性骨髄性白血病細胞ADAM8安定発現細胞株では、イマチニブ感受性及びBCR/ABLの下流のシグナルのリン酸化に変化は認められなかった。一方で、CML-iPSC由来pre-HPCs(慢性期慢性骨髄性白血病:CML-CP幹・前駆細胞モデル)においては予想通りADAM8陽性細胞がイマチニブ耐性を示すことを見出した。これらの結果、ADAM8はCML-CPの幹・前駆細胞分画でイマチニブ耐性化に寄与している可能性が示唆されたため、CML-CP患者の初発時骨髄検体のうちCD34陽性幹・前駆細胞分画を用いて評価したところADAM8陽性細胞がイマチニブ耐性を示すことを明らかとした。同時に、ADAM8の発現が正常の骨髄細胞及び他の造血腫瘍患者の細胞と比較してCMLに特異的であることを見出した。CML-CP患者検体において上述の知見を得たため、CML-CP患者検体を用いてin vivoにおけるADAM8のイマチニブ耐性に対する寄与を当初の予定より早期に評価した。その結果、チロシンキナーゼ阻害剤を内服し良好な治療効果が得られているCML-CP患者の骨髄検体においても、ADAM8陽性分画では高頻度にCML細胞が残存していることを明らかとした。これらの結果により、ADAM8が残存CML細胞を評価する有効なバイオマーカーであることが示されると同時に、CML患者の再発予後予測及び根治のための新規治療標的となりうる可能性が示唆された。この結果をもとに、2017年2月15日に特許出願を行った。民間企業一社と秘密保持契約を締結済みであり、共同研究について検討を進めている。現在までの進捗は当初の計画以上に進展していると考えられる。その理由として第一に、当初の研究計画通りin vitroにおけるADAM8のイマチニブ耐性に対する寄与を明らかとした上で、H29年度に予定していたin vivoにおけるADAM8のイマチニブ耐性に対する寄与することを、より直接的な患者検体を用いて行いて明らかにできた点である。さらに、これらの知見をもとに特許出願を行い、民間企業と秘密保持契約を締結し共同研究の検討を進めることができた点も当初の計画以上の進捗と考えられる。本研究では疾患由来iPS細胞を用いてTKI耐性CML幹細胞モデルを構築し、TKI耐性に関わる細胞表面蛋白質ADAM metallopeptidase domain 8(ADAM8)を同定した。CML患者検体においてADAM8陽性細胞はTKI耐性を示し、ADAM8の主要な機能であるメタロプロテアーゼ活性を阻害することでTKI感受性が回復することを明らかとした。さらにTKIに対する反応性良好なCML患者について、ADAM8陽性分画に残存CML細胞が濃縮されることを明らかとした。本研究の重要性は、TKI耐性CML細胞をマークするADAM8の活用が治療標的化および検査感度の上昇につながる可能性を示したのみならず、疾患由来iPS細胞ががん幹細胞解析において有効なプラットフォームとなることを示した点にある。上記をもとに、2017年2月15日に特許出願を行った。H28年度にCML-CP患者骨髄幹・前駆細胞分画におけるADAM8のイマチニブ耐性に対する寄与が明らかとなったため、H29年度は患者検体を用いての解析を第一に進める。具体的には、幹・前駆細胞分画のうちどの分画においてADAM8のイマチニブ耐性に対する寄与が大きいかを評価する。さらに、CML-CP患者検体ADAM8陽性細胞のイマチニブ耐性における分子生物学的機構を明らかにするため、CML-CP患者検体を用いてBCR/ABLの発現及びBCR/ABLの下流のシグナルを評価する。同時に、in vivoにおけるADAM8のイマチニブ耐性に対する寄与をより明らかにするためマウスモデルを用いた解析を進める。具体的には、当初の研究計画通りBCR/ABLを採取したマウス骨髄細胞に遺伝子導入し骨髄移植を行うマウスCML骨髄移植モデルを使用し、イマチニブ投与下におけるADAM8陽性細胞のイマチニブ耐性を評価する。CML骨髄移植モデルにおいてADAM8陽性細胞のイマチニブ耐性が明らかとなった場合には、ADAM8ノックアウトマウスを用いてin vivoにおけるADAM8によるイマチニブ耐性の分子生物学的な機構を明らかとする。血液内科学
重要動物原虫症を一滴の血液で網羅的に診断可能なペプチドアレイの開発

バベシア病等の原虫感染症は、世界規模で家畜に甚大な被害を与えている。現在、多くの動物が海外から日本に輸入されており、これらの動物の原虫病の日本への侵入を水際で阻止することが重要である。そこで、本研究において、一滴の血液サンプルから多数の原虫感染症を網羅的に診断できる血清診断法の開発を目的とした。その結果、組換え抗原を用いて2種類のバベシア原虫を同時に検出可能なプロテインアレイの開発に成功した。今後、他の原虫を加えることにより、多数の原虫症を一度に診断可能な新規血清診断法となる事が期待される。本研究は一滴の血液サンプルから動物の原虫感染症を網羅的に診断できるペプチド(プロテイン)プロテインアレイを開発することを最終目的とし、以下の手順で実施する。(1)牛に感染し得る主要病原原虫の診断用抗原の発現精成、(2)ウシ実験感染血清を用いた試作プロテインアレイの最適反応条件の検討、(3)試作プロテインアレイによる野外検体の調査及びその総合評価、(4)本法の導入による原虫感染症に対する万全な監視体制の確立。本研究は、一滴の血液サンプルから動物の原虫感染症を網羅的に診断できるペプチドアレイを開発することを最終目的とし、以下の手順で実施する。1)各種原虫の主要抗原エピトープの解析、2)各種主要抗原のペプチド合成、3)各種主要抗原の感染血清を用いた合成ペプチドの抗原特異部位の決定、4)試作ペプチドアレイの作製と抗体の最適反応条件の検討、5)試作ペプチドチップの野外試験およびその総合評価、6)本法の導入による原虫症に対する万全な監視体制の確立することである。本年は、1)各種原虫の主要抗原エピトープの解析、2)各種主要抗原のペプチド合成を行った。1)各種原虫の主要抗原エピトープの解析ウシバベシア原虫,ネオスポーラ、トキソプラズマ原虫のこれまで報告されている抗原のなかから、これまでELISAにより特異性、感度が高い診断用の抗原として優れている抗原を検討した。その結果、ウシバベシア原虫B.bovis, B.bigeminaでは両方ともRAP-1抗原、Toxoplasmaでは、SAG2抗原,NeosporaではSAG1抗原が選択された。2)各種主要抗原のペプチド合成、、それぞれの原虫のRAP-1、SAG2、SAG1の抗原について、それぞれ10アミノ酸残基を5アミノ酸残基ずつずらしながらペプチドを合成した。次に得られた合成ペプチドをセルロース膜に塗布した。3)抗原エピトープの解析ウシバベシアのRAP-1の合成ペプチドを塗布したセルロース膜に感染血清および陰性血清をを反応させ、抗原性の高い部位を検索した。しかしながら非特異的反応が高く、抗原性の高い部位の特定には至らなかった。今後、ペプチドのアミノ酸数、血清濃度の希釈、非特性的反応を防ぐ方策について検討する必要がある。本研究は一滴の血液サンプルから動物の原虫感染症を網羅的に診断できるプロテインアレイを開発することを最終目的とし、以下の手順で実施している。1)牛に感染し得る主要病原原虫の診断用抗原の発現精成、2)ウシ実験感染血清を用いた試作プロテインアレイの最適反応条件の検討、3)試作プロテインアレイによる野外検体の調査及びその総合評価、4)本法の導入による原虫感染症に対する万全な監視体制の確立。1.牛に感染し得る主要病原原虫の診断用抗原の発現精成については、昨年度までにBabesia bovis及びBabesia bigeminaのRAP-1抗原、Toxoplasma gondiiのSAG2抗原、Neospola caninumのSAG1抗原の発現精成を完了しており、今年度はさらにCryptosporidium parvumのp23抗原の発現精成を行った。2.今年度はウシ実験感染血清を用いた試作プロテインアレイの最適反応条件の検討を重点的に行ってきた。これまでに発現精成を行った各種抗原は既にELISAにより特異性、感度が高い診断用の抗原として優れている抗原を選択しているため、これらの抗原を実際にスライドガラスに固着させ、それぞれの抗原について至適な反応時間、反応温度、各種試薬の濃度等の条件検討を行っている。本研究の性質上、3)試作プロテインアレイによる野外検体の調査及びその総合評価については、さらに幾つかの原虫由来抗原の発現精成及びプロテインアレイの条件検討が終了してから同時に行う必要があり、平成20年度後期からウシ野外血清を用いての調査を進めていく予定である。現在までのところ、(1)スライドガラスに専用スポッターを用いて標的抗原を一定量固着、(2)感染血清反応後に二次抗体としてHRP標識抗ウシイムノグロブリン抗体を反応、(3)化学発光(ケミルミネッセンス)によりイメージアナライザーで検出するという試験行程を確立しつつある。

ウシ原虫感染症に関する条件検討が終わり次第、二次抗体をHRP標識プロテインGに切り替え、他動物種の血清においても同様に試験できることを確認した。本研究は一滴の血液サンプルから動物の原虫感染症を網羅的に診断できるペプチド(プロテイン)アレイを開発することを最終目的とし、以下の手順で実施している。1)牛に感染し得る主要病原原虫の診断用抗原の発現精成、2)ウシ実験感染血清を用いた試作プロテインアレイの最適反応条件の検討、3)試作プロテインアレイによる野外検体の調査及びその総合評価、4)本法の導入による原虫感染症に対する万全な監視体制の確立。昨年度までにBabes ia bovis及びBabesia bigeminaのRAP-1抗原、Toxoplsma gondiiのSAG2抗原、NEospola caminumのSAG1抗原、Cryptosporidium parvumのp23抗原の発現精成を完了した。平成20年度は2)ウシ実験感染血清を用いた試作プロテインアレイの最適反応条件の検討を重点的に行ってきた。その結果、(1)スライドガラスに専用スポッターを用いて標的抗原を一定量固着、(2)感染血清反応後に二次抗体としてHRP標識抗ウシイムノグロブリン抗体を反応、(3)化学発光(ケミルミネッセンス)によりイメージアナライザーで検出するという試験行程を確立した。続いてスライド上に抗ウシIgG抗体の10倍希釈系列のスポット列を作成し、陽性コントロール血清及び陰性コントロール血清の蛍光発光レベルを数値化することに成功した。Babesia bovis及びBabesia bigeminaについてはコントロール血清の10倍希釈系列を作成して既存のELISAとプロテインアレイによる検出感度を比較したところ、いずれもプロテインアレイはより高い感度を示し、フィールドサンプルを用いた比較試験において期待できる結果を得ることができた。昨年度までにウシバベシア組換え抗原を用いて試作プロテインアレイの最適反応条件を確立した。21年度は、野外のウシ血清サンプル53検体を用いて、ELISAとプロテインアレイの比較検証を行った。最初に、非感染ウシ血清20検体を用いてカットオフ値を算出した結果、B.bovisとB.bigeminaそれぞれ、8.012μg/ml、12.956μg/mlとなった。解析ソフトを用いて蛍光度算出を行ったウシIgGの発光量をもとに、プロテインアレイによる標準曲線を作成し、野外のウシ血清サンプル中の抗体量を算出した。
硬膜動静脈奇形の成因と進行機序に関する研究

1.本年度は既に採取してある硬膜動静脈奇形の詳細な組織病理学的検討を行った。その結果、本疾患の静脈洞内膜は肥厚し、弾性板には断裂や肥厚が見られた。また硬膜静脈は著しく肥厚して相互に連絡し、静脈洞内腔と交通していた。この変化は病歴の長い(数年の罹病期間)症例において、より顕著であった。また、動静脈瘻は硬膜動脈と硬膜静脈間に形成され、瘻の内腔は200ミクロン前後であった。この動静脈瘻は罹病期間の短い症例では静脈洞近傍の硬膜に存在するのに対し、罹病期間の長い症例では静脈洞内膜内にも観察された。さらに病理組織の連続切片をコンピュータで画像処理し、硬膜動脈、硬膜静脈、静脈洞を異なる色で立体構築することにより動静脈瘻の解剖学的構造が一層明確に表現された。これにより硬膜動脈と静脈洞間には直接の瘻形成はなく、本疾患の本態が静脈洞近傍における硬膜動脈と硬膜静脈間の瘻であることが示唆された。少数例での検討のため、この所見がすべての硬膜動静脈奇形に認められるか否かは不明であるが、この結果は本疾患の治療上、重要な意味を与えるものと思われた。即ち、経静脈的塞栓術による静脈洞閉塞は厳密には流出路の閉塞であって瘻自体の閉塞にはなり得ず、常に再発する可能性を含むと思われる点である。実際我々は、静脈洞塞栓術後に罹患静脈洞近傍の硬膜に新たな動静脈瘻を形成した症例を経験し、学会誌に掲載した。2.硬膜動静脈奇形においてしばしば観察される静脈洞狭窄が、静脈洞血栓ではなく、罹患静脈洞の著しい線維性肥厚に起因するものであることが病理学的に示唆された(平成7年度)。本年度は臨床例において、この静脈洞狭窄に対するステントによる拡張術とその組織学的検討を試みたが、狭窄病変の著しい硬度と手技上の問題点などにより成果は得られなかった。平成7年度までの研究経過1)正常硬膜及び硬膜静脈洞の血管構築: 5例の横・S状静脈洞及び周辺硬膜の血管構築を光顕的に調べた。静脈洞は通常一層の内皮細胞、一層の内弾性板からなる。硬膜血管は硬膜2葉の合流する隅角部で豊富である。動脈と静脈は密接しているが、光顕的には動静脈瘻は存在しない。2)硬膜動静脈奇形の病理組織像:横・S状静脈洞硬膜静脈奇形4症例の病理組織像を連続切片にて観察した。本疾患の静脈洞壁には正常では観察されない、硬膜血管の動静脈瘻が存在していること、さらに、随伴する血管写上の静脈洞閉塞性所見は必ずしも静脈洞血栓によるものではなく、罹患静脈洞の著しい線維性肥厚によるものであることを組織学的に証明した。平成7年度の研究の評価平成7年度に計画された研究のうち、光学顕微鏡を用いた、1)正常硬膜及び硬膜静脈洞の血管構築、及び2)硬膜動静脈奇形の病理組織像の検討に関してはほぼ満足すべき成果を得た。