hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺がん脳転移に対する非ステロイド系抗炎症薬による免疫学的予防法の確立

腫瘍増殖速度は個体によってさまざまであったが、はプラスミド導入後40日前後で可視化されるようになり、100日以降に全マウスにて致死的サイズにまで増殖した。一部の腫瘍組織は以後免疫学的評価に用いた。グリオーマ担がん状態のmiR-146a欠損マウスは野生型マウスと同条件の野生型マウスに比し著明に平均生存日数が低かった。またNSAID継続投与によりmiR-146aの生存率延長がみられた。以上の結果より、脳腫瘍形成初期にmiR-146aがNSAID感受性に影響を及ぼしていることが示唆された。マウス実験に加え、肺がん患者から臨床検体(末梢血、原発組織片、脳転移巣組織片)を入手し、COX-2およびPGE2発現量を定量的リアルタイムPCRあるいは免疫組織染色による評価を開始した。こちらの結果は現在臨床経過をモニターしているところである。愛知県がんセンターの臨床データベースHERPACC (Hospital-based Epidemiologic Research Program at Aichi Cancer Center)を解析し、NSAID服用歴、COX-2関連SNP、および転移性脳腫瘍発生率との関連についての評価を先日より開始した。また同時に肺がん患者から臨床検体(末梢血、原発組織片、脳転移巣組織片)の入手も開始し、COX-2およびPGE2発現量を定量的リアルタイムPCRあるいは免疫組織染色にて評価する予定である。同様に、培養肺がん幹細胞株に生理学的濃度のNSAIDを投与し、同様のサイトカイン測定を行い、COX-2阻害によるがん微小環境の免疫学的変化をin vivo/in vitroに評価する。以下のものを購入予定である。-マウス脳定位手術用フレーム(120万円)-マルチプレックスアッセイ用プローブ(100万円)-単色フローサイトメーター(90万円)-培養用試薬(30万円)
東南アジアに混在する有害赤潮原因シャットネラ新規系統群の識別と分布特性

有害ラフィド藻シャットネラは世界の温帯・亜熱帯沿岸域に分布が知られるが,近年では熱帯の東南アジアでも本属赤潮による漁業被害が発生している。東南アジア沿岸域には日本等に分布する系統群,地中海等に分布する系統群に加え,未報告の新規系統群も複数混在することが予備調査より確認されたことから,本研究では,東南アジア沿岸域を網羅した情報収集と試料採集を行い,新規系統群を固有形質に基づいて記載し,個体群ごとの分布,シスト形成能,増殖特性を把握する。
超音波による微小気泡群の自己組織化制御とその医療・バイオテクノロジへの展開

生体内の毛細血管をも通過できるようなミクロンサイズの微小気泡に薬液や遺伝子を付加し、これを血管内に導入して血流に乗せて患部にまで運び薬液や遺伝子を有効に細胞内に導入するドラッグ・遺伝子デリバリ・システムは夢の治療法として期待されている。しかし実現には、気泡を指定位置に留めるトラッピング、薬液や遺伝子を放出するコントロールド・リリース、放出した薬液等を効率的に細胞内部へ導入する吸収改善の3つの基盤技術開発が求められる。本研究では、多数の微小気泡が局在するような状況で気泡を効率よく捕捉しこれを新たな応用に結び付ける気泡"群"制御技術の開発を行った。本研究の成果を以下に挙げる。1.気泡群の運動を解析できる新たな数値シミュレーション法を提案した。本モデルでは、気泡に加わる力として入射音場による音響放射圧、周辺気泡からの2次超音波により生ずる音響放射圧、気泡の集合、周囲液体の粘性を考慮し、超音波場中で音響放射圧により気泡が集合する様子を解析した。2.遺伝子、ドラッグキャリアとして注目されている酵母菌の超音波捕捉技術を考案し、実験によりその有効性を確認した。3.気泡群の自己組織化(超音波で気泡群を制御して集合気泡を形成させる技術)を利用した新たな気泡操作技術を開発した。4.気泡コンプレックスの形成(集合気泡周囲にミクロン、ナノサイズの微小物体を超音波放射圧で付着させ、それを一体化し応用に役立てようとする技術)について、2種の異なる気泡をコンプレックス形成する技術を新たに開発した。これらは超音波による気泡マニピュレーションの基本技術開発であるが、これら新技術と本研究で得られた新たな知見は、将来のドラッグ・デリバリ・システムや気泡支援の遺伝子デリバリ・システム実現の基盤技術になるものと考えられる。本研究では、多数の微小気泡が局在するような状況で気泡を効率よく捕捉しこれを新たな応用に結び付ける気泡"群"制御技術の開発を目標としている。平成17年度は以下の成果を挙げることができた。1.気泡群の運動を解析できる新たな数値シミュレーション法を提案し解析を行った。本モデルでは、気泡に加わる力として入射音場による音響放射圧、周辺気泡からの2次超音波により生ずる音響放射圧、気泡の集合、周囲液体の粘性を考慮し、超音波場中で音響放射圧により気泡が集合する様子を解析してきているが、本年度これらに加え、応用上重要な意味を持つ気泡の非線形振動を考慮した数値モデルを考案し、解析を行った。2.遺伝子、ドラッグキャリアとして注目されている酵母菌の超音波捕捉技術を提案し、実験によりその有効性を確認した。従来、超音波に対して感度が低く捕捉やマニピュレーションが難しいと考えられてきた酵母菌について、シード気泡を用いる捕捉技術を新たに提案した。この方法は、本研究でのテーマである気泡群制御の検討から生まれた新たな方法である。3.気泡の非線形振動を積極的に用いるハーモニックトラッピング法を提案し、その有効性を実験的に確認した。これらの成果をまとめ本申請旅費により、第51回IEEE

超音波シンポジューム、2005年秋、オランダ、ロッテルダム)等で報告を行った。生体内の毛細血管をも通過できるようなミクロンサイズの微小気泡に薬液や遺伝子を付加し、これを血管内に導入して血流に乗せて患部にまで運び薬液や遺伝子を有効に細胞内に導入するドラッグ・遺伝子デリバリ・システムは夢の治療法として期待されている。しかし実現には、気泡を指定位置に留めるトラッピング、薬液や遺伝子を放出するコントロールド・リリース、放出した薬液等を効率的に細胞内部へ導入する吸収改善の3つの基盤技術開発が求められる。本研究では、多数の微小気泡が局在するような状況で気泡を効率よく捕捉しこれを新たな応用に結び付ける気泡"群"制御技術の開発を行った。本研究の成果を以下に挙げる。1.気泡群の運動を解析できる新たな数値シミュレーション法を提案した。本モデルでは、気泡に加わる力として入射音場による音響放射圧、周辺気泡からの2次超音波により生ずる音響放射圧、気泡の集合、周囲液体の粘性を考慮し、超音波場中で音響放射圧により気泡が集合する様子を解析した。2.遺伝子、ドラッグキャリアとして注目されている酵母菌の超音波捕捉技術を考案し、実験によりその有効性を確認した。3.気泡群の自己組織化(超音波で気泡群を制御して集合気泡を形成させる技術)を利用した新たな気泡操作技術を開発した。4.気泡コンプレックスの形成(集合気泡周囲にミクロン、ナノサイズの微小物体を超音波放射圧で付着させ、それを一体化し応用に役立てようとする技術)について、2種の異なる気泡をコンプレックス形成する技術を新たに開発した。これらは超音波による気泡マニピュレーションの基本技術開発であるが、これら新技術と本研究で得られた新たな知見は、将来のドラッグ・デリバリ・システムや気泡支援の遺伝子デリバリ・システム実現の基盤技術になるものと考えられる。
H.pylori感染が誘導する脱メチル化異常と染色体不安定性

【研究目的】遺伝子異常とともに、DNAメチル化のような遺伝子配列の変化を伴わない遺伝子修飾の異常は、発癌の背景となる慢性胃炎や潰瘍性大腸炎等の非癌部組織にも観察されるため、潜在的な癌の発生母地(field defect)を捉えるのに有効であると考えられる。我々は反復配列における脱メチル化異常に着目し、癌易罹患性、field defect同定への応用が可能かを検討した。【研究実績】当施設で施行した胃癌切除症例のうち、研究への同意が得られた103例を対象とした。単発胃癌症例83例(GS群)と同時性多発胃癌症例20例(GM群)の2群に分類し検討を行った。切除検体の腫瘍近傍の非癌部粘膜を採取しDNAを抽出した。DNAはBisulfite処理を行い、定量的メチル化特異的PCR法であるMethyLight法を用いて反復配列(Satα)の相対的脱メチル化レベル(RDL)を算出した。Satα配列においてGM群の方が、有意にRDLが高かった(P<0.001)。年齢とSatelliteαRDLが逆相関する傾向が見られる一方で、TP53発現型別ではTP53野生型でSatαRDLと年齢とに正相関が認められた(P=0.003)。ROC曲線ではRDLカットオフ値を0.55とした場合、多発胃癌予測能の感度86%、特異度61%、AUC 0.757であった。SatαRDLの独立性を多変量解析で評価したところ、年齢、Diffuse type胃癌、そしてSatαRDLが多発性胃癌の存在を予測する独立因子である事が分かった。(年齢オッズ比= 1.080、P = 0.008、Intestinal typeオッズ比= 9.321、P = 0.001、SatelliteαRDLオッズ比= 5.690、P = 0.008)。DNAメチル化のような遺伝子配列の変化を伴わない遺伝子修飾の異常は、発癌の背景となる慢性胃炎や潰瘍性大腸炎等の非癌部組織にも観察されるため、潜在的な癌の発生母地(field defect)を捉えるのに有効であると考えられる。今回我々は反復配列における脱メチル化異常に着目し、癌易罹患性、field defect同定への応用が可能かを検討した。またそのような遺伝子修飾異常における発癌のメカニズムを解明すべく追加実験を行った。当施設で施行した胃癌切除症例のうち、研究への同意が得られた症例を対象とした。単発胃癌症例(GS群)と同時性多発胃癌症例(GM群)の2群に分類し検討を行った。同時性多発胃癌症例群の平均年齢が単発胃癌症例群と比較して有意に高かったため、それぞれの年齢層でSatelliteαRDLを再度比較検討した。その結果、45歳から74歳まで年齢層ではSatelliteαRDLが単発癌症例より同時性多発胃癌症例で有意に上昇しており、統計学的な相関は認めなかったが、年齢とSatelliteαRDLが逆相関する傾向が見られた。またTP53発現型別ではTP53野生型でSatαRDLと年齢とに正相関が認められた(P=0.003)。臨床検体を用いた検討で、H.Pylori菌感染を契機としたDNA脱メチル化異常を見いだしたことから、現在in vitroでの検討を行っている。これは、当初提唱した研究仮説を証明するためには計画的に進捗していると考えられる。DNAメチル化のような遺伝子配列の変化を伴わない遺伝子修飾の異常は、潜在的な癌の発生母地(field defect)を捉えるのに有効であると考えられる。今までの臨床検体を用いた検討から、年齢、Diffuse type胃癌、そしてSatαRDLが多発性胃癌の存在を予測する独立因子である事が分かった。前年度はさらにSatelliteαRDL上昇が、染色体不安定性を惹起するのかを細胞レベルで検討した。すなわちSatelliteαRDL上昇により同部位でのnon-coding RNAであるSatelliteαtranscriptの発現亢進と、セントロメア蛋白であるCENPAのmRNAの発現を検討した。2種類の胃癌細胞株(AGS, HGC27)を用いて研究に使用した。

DNAメチル化阻害剤の5-Aza-dCにより、脱メチル化条件で細胞培養を行い、5-Aza-dC処理を行った細胞株群(5-Aza-dC群)とコントロール群(Control群)に対して、Satelliteαtranscript, CENPA mRNAはRT-PCR法で、CENPA蛋白は蛍光免疫染色法を利用してその発現を検出し比較検討した。Control群に対する5-Aza-dC群のSatelliteαtranscript、CENPA mRNAともに5-Aza-dC群で有意に発現量が亢進していた。臨床検体を用いた検討で、H.Pylori菌感染を契機としたDNA脱メチル化異常を見いだしたことから、in vitroでの検討を行った。これは、当初提唱した研究仮説を証明できたと考えられる。現在、細胞株でのDNA脱メチル化異常と染色体不安定性の関連性の証明を行うために、脱メチル化アッセイにおけるライブセルイメージをはじめとした染色体不安定性の解明を行っている。【研究目的】遺伝子異常とともに、DNAメチル化のような遺伝子配列の変化を伴わない遺伝子修飾の異常は、発癌の背景となる慢性胃炎や潰瘍性大腸炎等の非癌部組織にも観察されるため、潜在的な癌の発生母地(field defect)を捉えるのに有効であると考えられる。我々は反復配列における脱メチル化異常に着目し、癌易罹患性、field defect同定への応用が可能かを検討した。【研究実績】当施設で施行した胃癌切除症例のうち、研究への同意が得られた103例を対象とした。単発胃癌症例83例(GS群)と同時性多発胃癌症例20例(GM群)の2群に分類し検討を行った。切除検体の腫瘍近傍の非癌部粘膜を採取しDNAを抽出した。DNAはBisulfite処理を行い、定量的メチル化特異的PCR法であるMethyLight法を用いて反復配列(Satα)の相対的脱メチル化レベル(RDL)を算出した。Satα配列においてGM群の方が、有意にRDLが高かった(P<0.001)。年齢とSatelliteαRDLが逆相関する傾向が見られる一方で、TP53発現型別ではTP53野生型でSatαRDLと年齢とに正相関が認められた(P=0.003)。ROC曲線ではRDLカットオフ値を0.55とした場合、多発胃癌予測能の感度86%、特異度61%、AUC 0.757であった。SatαRDLの独立性を多変量解析で評価したところ、年齢、Diffuse type胃癌、そしてSatαRDLが多発性胃癌の存在を予測する独立因子である事が分かった。(年齢オッズ比= 1.080、P = 0.008、Intestinal typeオッズ比= 9.321、P = 0.001、SatelliteαRDLオッズ比= 5.690、P = 0.008)。細胞株でのDNA脱メチル化異常と染色体不安定性の関連性の証明を行うために、脱メチル化アッセイにおけるライブセルイメージを初めとした染色体不安定性の解明を行う。私たちの現在までの研究では、ゲノムワイドな脱メチル化異常までは現象を解明できたが、その先の発癌に至る原因や機序の解明まではできなかった。このことは、本来染色体不安定性を修復するまたは細胞死に至らす機構が備わっていて、その機構にさらなる異常が加わった時のみ発癌に至るのではと考えた。今後の研究ではゲノムワイドな脱メチル化異常とそれにより引き起こされる染色体不安定性が、どのような修復機構、とりわけどのような細胞周期チェックポイント機構の破綻と関連するのかを明らかにしたい。
次世代パーソナル通信へ向けた映像の構造的符号化・伝送方式に関する研究

本研究は、次世代パーソナル通信において要請される通信メディア・通信モードの多様化に対応すべく、高機能なマルチメディア移動通信ネットワークの基盤技術を確立することを目的としている。これに向けて、以下の項目について検討を行った。1.次世代パーソナル通信のビジョンと移動通信のマルチメディア化の課題に関する検討次世代パーソナル通信においては、高機能なマルチメディア移動通信ネットワークを構築することが求められる。このような観点から、マルチメディア化、大容量化、種々の伝搬環境への適応化に向けた基盤技術の整理・検討を行った。なかでも、最重要技術となりうるメディアアクセス制御(MAC)プロトコルに関して重点的に多面的な検討を進め、予約処理を導入した時分割型パケットアクセス方式の開発を進めた。あわせて、パーソナル通信の一形態として、移動通信技術とナビゲーション技術の融合に関しても検討を進めた。2.移動通信に適した映像の構造的記述方式に関する検討加工・処理・編集を施せるような映像情報の記述方式として、映像の構造的性質に着目した2次元/3次元構造記述モデルを導いた。これに基づいて階層的映像記述方式の検討を行い、データの視覚的重要度に応じた可変的情報伝送の可能性を探った。3.映像の構造的記述を利用する階層的伝送方式に関する検討2.で検討を進めた映像の階層的記述の無線伝送に向けて、音声のみならず映像、データなどの多様な情報の統合を図る時分割型パケットアクセス法の検討を行った。具体的には、情報スロットとは別に予約スロットを設けて予約を行う手法に関してネットワーク的な視点から理論的検討ならびにシミュレーションに基づく検討を行い、周波数再利用距離、サイトダイバーシティ、タイムスロット割当、スロット構成等に関する知見を得た。
グラフェン／半導体接合からの光励起テラヘルツ波発生とガスセンサー応用

グラフェンを堆積したInP上にフェムト秒パルスレーザーを照射し、発生するテラヘルツ波の波形が、レーザー照射時間によって変化をする事を見いだした。また、このような波形の変化は、雰囲気ガスの種類や紫外光の照射によっても発現する事を確認した。これらの結果は、酸素分子のグラフェンへの吸着によりグラフェンとInPの界面に電気双極子が形成され、その影響でInPの表面バンド構造が変化するためと解釈できる。この現象を利用することでグラフェンへの酸素の吸着状態をイメージング可能であること実証した。この様な現象はテラヘルツ波によるグラフェン薄膜およびデバイスの局所状態評価や、2次元センサーとして展開可能である。本研究の目的は、InP、InAs、GaAsなど様々な半導体ならびにその半導体上に作成するメタマテリアルとグラフェンとの接合を作製し、フェムト秒パルスレーザー照射によって表面から発生するテラヘルツ波を観測することで、界面における光励起キャリアダイナミクス、バンド構造、ポテンシャル変化を評価する。また、グラフェン表面に吸着した気体分子がグラフェンのフェルミ準位や半導体の表面ポテンシャルに作用しテラヘルツ波の放射効率が変化する可能性がある。このような仮説に基づき、様々なガス雰囲気中でテラヘルツ放射特性を検証し、ガスセンサー応用の可能性を探求する。この時、外部バイアスによるフェルミ準位制御手法も用いることで、微量検出など新機能も探索する。本年度は、先ず、グラフェンを転写した半絶縁性InPにフェムト秒パルスレーザーを照射し、放射テラヘルツ波形計測およびその強度のマッピングを行った。その結果、InPだけの場合は、テラヘルツ波形は主に一つの大きなピークから成るが、グラフェンコートInPの場合は、測定初期段階では2つのピークが存在し、第1ピークは計測を続けると時間が経過するごとに増加し、第2ピークは逆に減少することを見いだした。一方、InPから放射されたテラヘルツ波形に関しては時間とともに変化が見られなかった。さらに、Graphene/InPからの放射テラヘルツ波を酸素、窒素、乾燥空気雰囲気中で測定をし、比較を行った。その結果、窒素ガス雰囲気中では、放射波形の時間変化は見られなかったが、酸素雰囲気中では大気中と同様の変化が見られた。以上の実験結果から、酸素分子のグラフェン表面への吸着・脱離が放射テラヘルツ波の波形に大きく影響を与えていることが確認できた。前年度は、グラフェンをコートした半絶縁性InP(100) (Graphene/InP)からの放射テラヘルツ波をレーザーテラヘルツ放射顕微鏡(LTEM)を用いて測定し、グラフェンの堆積がInPからの放射テラヘルツ波に与える影響を計測した。その結果、大気中、及び真空中でGraphene/InPからの放射テラヘルツ波の波形が時間変化し、その変化が酸素の吸着・離脱によるものであることを明らかにした。今年度は、UV光を照射することにより、Graphene/InPからの放射テラヘルツ波の波形が劇的に変化することを見いだした。さらに、基板がInAsや電子ドープもしくはホールドープされたInP基板を用いた場合は、大きなテラヘルツ波の波形変化は観測されなかった。これらの実験結果を基に、酸素分子の吸着によりグラフェン/InP基板界面で双極子が形成され、InP表面のポテンシャルが増加することによりテラヘルツ波の波形が変化すると言うモデルを提案した。また、グラフェンと同様に二硫化タングステン(WS2)を用いて同様の実験を行った結果、グラフェンの場合と同じく、大気中では酸素吸着によるテラヘルツ波形の変化が観測されたが、グラフェンとは酸素の吸着・離脱の条件が異なることを見いだした。これらの結果は、このような2次元ナノ材料と半絶縁性InP基板の接合により、ナノ材料表面の酸素の吸着・離脱(酸化・還元)反応の計測が可能であることを示しており、また2次元ナノ材料の新規な評価法としてての展開も期待できる。テラヘルツ工学本研究で取り組む課題は、1)InP、GaAs、InAs基板(様々な方位・ドーピング)上にCVD法を用いてグラフェン薄膜を積層し、フェムト秒パルスレーザーを照射する。発生したテラヘルツ波の分光およびイメージングを行い、グラフェンのテラヘルツ時間領域分光および10μm以下の空間分解能でイメージングを行こと。2)ガス吸着・反応による放射テラヘルツ波の変化を観測すること。3)グラフェンと半導体の間にメタマテリアルを導入し、特定の周波数の応答や、テラヘルツ波増強による応答の変化、高いテラヘルツ電界による吸着分子の影響計測など評価すること。ならびに4)表面グラフェンに電界を印加することで、フェルミ準位などポテンシャル制御によるテラヘルツ放射特性の観測により、表面電荷ダイナミクスを調べることである。

25年度は、当初の予定どおり1)および2)を中心に実験を行い、2)のグラフェン/半導体基板からのテラヘルツ放射に関しては、様々な基盤、ガス雰囲気下でのテラヘルツ波放射波形を計測し、ガス雰囲気によりテラヘルツ波形が劇的に変化することを見いだし、そのメカニズムを考察した。1)の空間分解能に関しては、グラフェンに関してはまだ十分評価できていないが、テストサンプルでは1μm程度の分解能を達成している。この様に、実験の進捗はほぼ当初の予定どおりであり、一部は計画より進んでいる。本研究で取り組む課題は、1)InP、GaAs、InAs基板(様々な方位・ドーピング)上にCVD法を用いてグラフェン薄膜を積層し、フェムト秒パルスレーザーを照射する。発生したテラヘルツ波の分光およびイメージングを行い、グラフェンのテラヘルツ時間領域分光および10μm以下の空間分解能でイメージングを行こと。2)ガス吸着・反応による放射テラヘルツ波の変化を観測すること。3)グラフェンと半導体の間にメタマテリアルを導入し、特定の周波数の応答や、テラヘルツ波増強による応答の変化、高いテラヘルツ電界による吸着分子の影響計測など評価すること。ならびに4)表面グラフェンに電界を印加することで、フェルミ準位などポテンシャル制御によるテラヘルツ放射特性の観測により、表面電荷ダイナミクスを調べること、である。項目1)については、引き続き放射テラヘルツを観測するが、ポンププローブ法を用いてダイナミックな計測を実施するとともに、CW光源による光励起も併用し、テラヘルツ放射電荷ダイナミクスを詳細に調べる。最終的には、テラヘルツ放射モデルを構築する。項目2)については、酸化および還元ガスの影響について、どのよう応答の差がみられるかを明らかにし、ガスによるグラフェンポテンシャルの変化と、テラヘルツ放射の関係を明らかにする。項目3)ではメタマテリアルを導入することで、周波数に依存した、テラヘルツ放射特性を明らかにし、センサーとしての高感度化を目指す。項目4)では、グラフェン表面に電界を印加し、その放射特性を明らかみすることで、グラフェン・半導体接合における光励起ダイナミクスを詳細に科学し、グラフェンの新しい物性と機能を露わにする。最終的には、他のデバイス開発の助けとなる知見を得る。
生体活性チタン材料の高機能型運動器再建医療への応用

本研究では、生体活性処理チタン製インプラントに軟部組織結合能を付与することで高機能の運動器再建を可能にする技術を開発した。具体的には生体活性処理を行った多孔性チタンに骨形成タンパク(以下BMP)を含有させることで、チタン材料周囲に骨組織を形成させ、骨組織と周囲の腱組織を接着させる技術である。BMP含有インプラントをウサギ膝蓋腱内に埋入することでBMP非含有インプラントに比較して、術後8週での優れた骨形成及び腱接着性が獲得されることを確認した。生体活性処理チタン製インプラントに軟部組織結合能を付与することで高機能の運動器再建を可能にすることを目的とする。そのため平成20年度は、(1)インプラント表面に効果的に骨を形成させる技術の開発、(2)インプラント表面に形成させた骨組織と軟部組織を接着させる技術の開発を行った。(1)インプラント表面に効果的に骨を形成させる技術の開発。我々の生体活性処理チタンインプラントとBMPを組み合わせることで金属材料表面に骨組織を効率的に形成させる技術を確立した。同時に表面処理やチタン表面の多孔構造が材料表面に形成される骨組織にどのような影響を与えるのかを評価した。具体的には、以下のことを行った。多孔性のチタン材料を作成し、生体活性処理を行った。同チタン材料にBMPを含有させてウサギの腱内に埋入させたところ、腱内でチタン板内及びチタン板周囲に大量の骨組織が形成されることが確認できた。興味深いことに、BMPを含有させなかったチタン板の内部にも量は少ないものの骨組織の形成を認めた。生体活性処理の条件としてはアルカリ希塩酸温水加熱処理が、チタン板の気孔率としては強度ともバランスをとって検討したところ、気孔率50%のものが適当であることを確認した。(2)インプラント表面に形成させた骨組織と軟部組織を接着させる技術の開発。インプラント表面に形成させた骨組織と軟部組織を結合する技術、その結合強度を測定する方法や実験系を確立した。具体的には(1)で行った腱内埋入実験をさらにすすめ、気孔率50%チタン板をウサギ腱内に埋入した後、一定期間経過後に屠殺して腱内から引き抜く実験系を開発した。この実験により、BMP含有生体活性処理チタン製インプラントが腱と接着することが確認できた。組織学的検討により、この接着はインプラント周囲に形成された骨を介したものであることを確認した。そのため平成21年度は、インプラント表面に形成させた骨組織と軟部組織を接着させる技術の開発と評価を行った。インプラント表面に形成させた骨組織と軟部組織を結合する技術、その結合強度を測定する方法や実験系を確立し、経時的に結合強度の測定を行った。使用した材料は気孔率50%の板状多孔性チタン材料である。同材料に対し、生体活性処理を行った後、BMPを含有させてウサギの腱内に埋入した。生体活性処理後、BMPを含有させなかったチタン板をコントロールとして使用した。一定期間経過後に屠殺し、腱内からの引き抜き試験及び組織学的検討を行った。引き抜き強度は4週でBMP含有チタンが25.1N、コントロールチタンが9.3Nであった。同様に8週ではそれぞれ、142.4Nと12.9Nであった。BMP含有チタンでは非常に強い結合強度を有することが判明した。組織学的には腱内でチタン板内及びチタン板周囲に骨組織が形成されること、この骨組織を介して周囲の腱とインプラントが接着していることが確認できた。コントロールチタンの内部にも量は少ないものの骨組織の形成を認めた。材料内部の骨の形成量はBMP含有チタンでは、4週、8週それぞれ、0.039mm^2、1.1mm^2であった。材料周囲の骨形成量は、4週、8週それぞれ、2.6mm^2、6.0mm^2であった。インプラント周囲により多くの骨組織が形成されていることが判明した。以上の実験により実験により、BMP含有生体活性処理多孔性チタン材料が腱と接着し、その機械的結合強度が非常に高いことが明らかとなった。平成22年度は、インプラント表面に形成させた骨組織と軟部組織を接着させる技術の開発と評価について平成21年度までの研究を継続するとともに、骨欠損及び軟部組織を効果的に再建するためのインプラントデザインを行った。平成21年度までの成果により、インプラント表面に形成させた骨組織と軟部組織を結合する技術が確立した。具体的には多孔性チタン材料に対し、生体活性処理を行った後、BMPを含有させて腱内に埋入するというものである。

この方法により、生体活性処理後、BMPを含有させなかったチタン板に比較して長期にわたり非常に強い結合強度で腱と接着することが明らかになった。さらに本年度は、この技術を実際に臨床応用するため、骨欠損及び軟部再建に適した人工骨及び人工関節の形状を解析し、選択的レーザー溶融法を用いたrapid prototyping (PR)法により実際にチタンインプラントを造形する技術の開発を進めた。その際、骨及び腱との接着部について、最適な多孔構造の検討を行った。以上の成果により、チタンインプラントの表面の多孔化及びBMP含有により、チタン材料と軟部組織を高い強度で接着させた、高機能型運動器再建医療への道筋が示された。一方、RP法ではこれまで採用してきた気孔形成剤を使用したチタン粉末焼結法に比較して大きなサイズの気孔となる。そのため、臨床応用を意図してRP法で造形したチタンインプラント多孔部と軟部組織の力学的接着についての評価と最適化を行う必要があり、現在準備を進めている。
アミロイドβ蛋白の代替物質として新規Notch-β蛋白を測定する。

アルツハイマー病(AD)脳にはAβ42が蓄積しておりAβ42産生はAD発症以前より上昇していると考えられる。Aβ42はAD研究をリードする「Aβ仮説」によると病原性物質でもあり、最高のADのバイオ・マーカー候補である。しかしながらその非常に凝集しやすい性質のためAβをADのバイオ・マーカーとして使うことは難しい。我々は新規ノッチβ蛋白(Nβ)がAβと同じメカニズムで切断され放出されることを利用してADの予期診断マーカー応用の可能性があると考えた。Nβのアッセイ系を確立するために異なった種から高感度モノクローナルあるいはポリクローナル抗体を作製し、それらを用いてELISAシステムを構築し培養細胞系でのマウス型Nβの測定が可能になった。重要なことにNβ21とNβ25がADの原因ペプチドである、Aβ40とAβ42に対応することを明らかにした。さらに孤発性AD環境に近い内因性プレセニリン存在下でAβ40およびAβ42産生に影響を与える薬剤が、極めて似通った効果をNβ21およびNβ25に与えることを明らかにした。これらの結果はNβなどのAβ様ペプチドをAβの代わりに測定することでADバイオ・マーカーとなることを示唆している。しかし、このELISAシステムがヒト型Nβを認識しなかったことは予想外であった。そこで急遽ヒト型Nβを認識する抗体の採取を試み成功した。ところが今度はAD患者の脳脊髄液中からヒト型Nβの認識が難しいことが明らかになった。そのためさらにヒト型Nβの代替として、ヒト型APLP-1およびAPLP-2を選択し、脳脊髄液中にヒト型APLP-1およびAPLP-2由来のNβ様ペプチドを同定することに成功した(投稿準備中)。現在当初の目的のためAβ様ペプチドとしてAPL1βおよびAPL2βを用いて検討中である。アミロイドβ蛋白の代替物質として新規ノッチβ蛋白を測定するアッセイ系を開発し診断薬応用するための基礎研究である。アルツハイマー病脳にはAβ42が蓄積しておりAβ42産生はアルツハイマー病発症以前より上昇していると考えられる。Aβ42はアルツハイマー病研究をリードする「Aβ仮説」によると病原性物質でもあり、最高のアルツハイマー病のバイオ・マーカー候補である。しかしながらその非常に凝集しやすい性質のためAβをアルツハイマー病のバイオ・マーカーとして使うことは難しい。我々は新規ノッチβ蛋白(Nβ)がAβと同じメカニズムで切断され放出されることを利用してアルツハイマー病の予期診断マーカー応用の可能性があると考えた。この目的のためにNβペプチドを特異的に高感度で認識するELISAシステムの作成を開始した。そして末梢中のNβの定量やアルツハイマー病との関連について検討する。生体内に含まれて機能しているような構造を持つ実際のNβを作成した抗体が認識するアフィニティーを測定する系を、マウスの野生型Notch-β蛋白を恒常的に細胞外に多量に放出する細胞培養系を確立することで作成することに成功した。Notch-βのアッセイ系を確立するために異なった種から高感度モノクローナルあるいはポリクローナル抗体を5種類以上作製し上記細胞培養系でその感度・特異性について検討した。そして免疫方法を決定し、抗血清およびモノクローナル抗体作成を行った。現在それらの抗体を用いてELISAシステムを構築中である。アルツハイマー病(AD)脳にはAβ42が蓄積しておりAβ

42産生はAD発症以前より上昇していると考えられる。Aβ42はAD研究をリードする「Aβ仮説」によると病原性物質でもあり、最高のADバイオ・マーカー候補である。しかしながらその非常に凝集しやすい性質のためAβをADバイオ・マーカーとして使うことは難しい。我々は新規ノッチβ蛋白(Nβ)がAβと同じメカニズムで切断され放出されることを利用してADの予期診断マーカー応用の可能性があると考えた。まず、生体内に含まれて機能しているような構造を持つ実際のNβを作成した抗体が認識するアフィニティーを測定する系を、マウスの野生型Notch-β蛋白を恒常的に細胞外に多量に放出する細胞培養系を確立することで作成することに成功した。さらにNotch-βのアッセイ系を確立するために異なった種から高感度モノクローナルあるいはポリクローナル抗体を5種類以上作製し上記細胞培養系でその感度・特異性について検討した。そして免疫方法を決定し、抗血清およびモノクローナル抗体作成を行った。その上、作成した高感度モノクローナル抗体を用いてELISAシステムを構築した。このELISAアッセイ系を用いてマウス細胞内のNβの測定が可能になった。しかし、このELISAシステムはヒト型Nβを認識しなかった。重要なことにこのアッセイシステムを用いてNβ21とNβ25がADの原因ペプチドであるAβ40とAβ42に対応することを明らかにした。最後に孤発性AD環境に近い内因性プレセニリン存在下でAβ40およびAβ42産生に影響を与える薬剤が、極めて似通った効果をNβ21およびNβ25に与えることを明らかにした。これらの結果はNβなどのAβ様ペプチドをAβの代わりに測定することでADバイオ・マーカーとなることを示唆している。
線形相補性問題に対する組合せ的なアルゴリズムの研究

本研究を通して扱う線形相補性問題(Linear Complementarity Problems.LCP)とは最適化理論の基礎である線形計画問題、ポート・フォリオ選択問題を応用例にもつ2次計画問題、ゲーム理論での均衡点を求める問題等を実例とする、数理計画の分野の基礎的な数理モデルである。本研究では、この線形相補性問題というモデルに対し、組合せ的な基本性質を探りつつ、新しい解法の提案を行い、それを計算機プログラムとして実現しようと試みる、理論と実践の両面からのアプローチを目的とする。具体的な学術的な果としては、以下の3つを挙げる。まず第1に「Tne Existence of a Short Sequence of Admissible Pivots to an Optimal Basis in LP and LCP」という題目で、International Transactions of Oprations Researchと呼ばれる論文誌に掲載されたこと。この結果は、上の記述に従えば、ある条件の下では、任意の暫定解から最適解、或いは均衡解への最短の経路が存在することの証明であり、その解を求めるアルゴリズムの存在を示唆する重要な結果であると考えられる。次に.「EP Theorem and Linear Complementarity Problems」という題目で、Discrete Applied Mathematicsと呼ばれる論文誌に掲載されたこと。この結果は、一般には解くことが非常に難しいとされるクラスのLCPに対しての新たな解法の提案している点が重要である。最後にこれらの結果をまとめて、平成9年度にスイスで行われた第16回国際数理計画シンポジウムで発表したことを記述しておく。本年度は、まず相補解の列挙アルゴリズムの開発を行った。これは、マトロイドという線形独立性の抽象化の枠組みで論じることができ、マトロイドの極大な独立集合を列挙するアルゴリズムの提案に他ならない。ただし、これは、筆者らがすでに公表した論文「Finding all common bases of two matroid」と同様の理論展開は出来ず、実用的なアルゴリズムにするには、まだ少し時間がかかると思われる。更なる研究が必要である。第2に行ったことは、筆者が今までに考案してきた、線形相補性問題に対する組み合わせ的なアルゴリズムの実現である。具体的には、プログラムを開発してライブラリー化して、研究者に公開し、それをたたき台にして、更に効率の良いプログラムの開発を試みている。なお、上述の研究結果に関しては、9年度夏、スイスで行われた「国際数理計画シンポジウム」で発表した。
高頻度データを用いた外国為替市場のミクロ構造に関する研究

本研究は外国為替市場のミクロ構造を実証的に研究した成果を掲載している。具体的には情報の市場への流入に対して為替レートのボラティリティがいかに反応するかという問題を統計的に検証することで、ミクロ構造を考察した。情報として、主要経済指標の公表とディーラーが用いるすべての情報という二つを用いた。前者ではアメリカの主要経済指標の公表が為替レートのボラティリティとクォートの両者にどのように影響を与えるかを分析した。そこでは多くの指標が両者に影響を与えたが、物価指数はクォート間隔のみに影響を与えている。ディーラーが直接影響を受ける情報を用いた分析では、GARCHモデルを用いてボラティリティと情報流入の関係を検討している。そこではstrong formの市場の効率性が成立しているという推計結果を得た。同様のモデルを用いて、曜日効果、市場効果および経済指標の公表値に関するサプライズの影響を考慮した場合、それらはすべてボラティリティに影響を与えることがわかった。さらに、為替レートの時系列データからこれまでに明らかになった曜日効果や市場効果を除去したデータ系列を新たに構成し、情報の市場への流入の効果を検討した結果、そこでもこれまで同様にそれらは為替レートのボラティリティに有意に影響を与えることが示された。以上から、個別ディーラーの行動に注目したデータにより情報のボラティリティへの影響を分析した結果、曜日や市場などの制度的特異性要因のほか、私的情報を含むより広い意味での情報流入がボラティリティに影響を与えることが明らかになった。外国為替市場のミクロ構造分析理論からの分析の一環として、本年度は事前に予定される経済指標の発表と外国為替市場の関係および情報フロート為替レートのボラティリティの関係に関する実証分析を行った。前者については高頻度の円ドルレートを用いて、為替レートの変動と期間当たりのtickという二つの情報をもとに、事前に予定される経済指標の発表の外国為替市場に与える効果を分析した。そこでは、為替レートとtick間隔の二変量確率分布にもとづくわれわれ独自の検定統計量を用いている。これまでの分析結果と同様に、物価に関わる経済指標の発表の効果が相対的に低いこと、その他多くの経済指標の発表は有意な影響を与えることが確認された。またその効果は即時的であるが、どれくらい継続するかは経済指標の発表により異なり、全体として効果は逓減している。後者については、同様に高頻度の円ドルレートと、市場にもたらされるリアルタイムのニュースヘッドライン数と一定期間内に市場にもたらされるtick数を市場への情報フローの代理変数として、円ドルレートのボラティリティと情報フローの関係を分析した。そこでは情報フローが為替レートのボラティリティへ有意な影響を与えることが確認された。しかし、同時にその影響はデータ期間の選び方に依存していることも確認された。上記両者の成果に関する今後の課題を以下でまとめる。前者に関しては経済指標の発表のサプライズや事前の予想のばらつきの影響を今後さらに検討する予定である。後者に関しては、より広範な時間間隔の検証と、情報の代理変数の質的な改善、すなわち経済に関わるニュースのみを利用するなどのデータセットの改善を試みる予定である。外国為替市場のミクロ構造分析の一環として、本年度の為替レートのボラティリティの特徴と外国為替市場の効率性について実証的に研究を行った。分析で用いている円ドルの超高頻度データに時系列モデルを当てはめ、ボラティリティにGARCH効果があることが確認されたため、その効果の源泉を検討した。はじめに当該市場への情報の流入の影響を、分布混合仮説をもとに検証した。そこでは市場への情報の流入の変数として任意の期間あたりのtick数と同期間のヘッドラインニュース数を採用した。前者は私的情報を含むより広い定義である。いずれの情報変数もGARCH効果の源泉である可能性は認められるが、それだけですべてのGARCH効果を説明できるわけではないことが明らかになった。つぎに、情報の市場への流入以外のGARCH効果の源流として、曜日効果、市場効果、経済指標等の開示効果を検討した。超高頻度データを360分間隔のデータへ再構築し、1日24時間連続して取引されている外国為替市場を等間隔に4分割した。

GMTの0時0分0秒を基点とするため、それら分割された市場はその時間帯に開いている主要市場からそれぞれ東京(アジア)、ロンドン(ヨーロッパ)、ニューヨーク、そして環太平洋市場と考えられる。このデータを用いて為替レートの時系列モデルを構築し、上記の効果を主にダミー変数を用いてテストした。曜日効果はほぼ有意に推計されたが、市場効果、経済指標の開示効果の影響は明確ではなかった。さらに、これらの効果をコントロールしてもなおボラティリティにはGARCH効果が残ることが確認され、しかもその水準も高いものであった。以上からこれらの効果は為替レートの変動には影響するが、ボラティリティのGARCH効果の源泉である可能性は低く、外国為替市場の効率性には疑問が残るとの結論を得た。外国為替市場のミクロ構造分析の一環として、本年度は昨年度に引き続き、為替レートのボラティリティの特徴と外国為替市場の効率性について実証的に研究を行った。円ドルの超高頻度データに時系列モデルを当てはめ、ボラティリティにGARCH効果があることをまず確認した。当該市場への情報の流入の影響を、分布混合仮説をもとに検証し、市場への情報の流入の変数として任意の期間あたりのtick数と同期間のヘッドラインニュース数を採用した。いずれの情報変数もGARCH効果の源泉である可能性は認められるが、それだけですべてのGARCH効果を説明できるわけではないことが明らかになった。情報の市場への流入以外のGARCH効果の源泉として、曜日効果、市場効果、経済指標等の開示効果を検討した。超高頻度データを360分間隔のデータへ再構築し、1日24時間連続して取引されている外国為替市場を等間隔に4分割した。さらに、これらの効果をコントロールしてもなおボラティリティにはGARCH効果が残こることが確認され、しかもその水準も高いものであった。本年度は円ドル為替レートの高頻度データを用いて円ドル為替市場のミクロ構造を実証的手法を用いて研究した。これまでは為替レートの対数差分を用いて、非線形時系列モデルを用いて市場に流入する情報の効果を、東京、ロンドン、そしてニューヨークという世界の代表的な三つの市場を明示的に区分して検討した。
低品位銅精鉱の酸化焙焼とスラグ／マット融体形成・相分離過程

ホットサーモカップル法にて銅精鉱/珪石混合物にAr中で2秒間酸化性ガスを吹き付け急速加熱し、銅精鉱の着火反応、マット及びスラグ融体の形成、マグネタイト相の生成を各種顕微鏡で評価した。銅スラグ融体からジルコニアフィルターを通過させた後カーボン回転板で弾き飛ばし作製した粒状結晶化スラグでは、1 mol/Lの塩酸水溶液に対するAsとPbの溶出量について環境省告示第46号試験(As, Pbの含有量試験)を満足した。雰囲気制御可能な自作の粘度測定装置にて銅スラグ融体の粘度を測定した。マグネシア・クロム質耐火物と銅スラグ融体の界面反応を熱力学的反応相の予測と高温反応実験から評価しその決定因子を理解した。Cu, Fe, S品位の異なる複数の銅精鉱を国内製錬所等から入手し、また溶剤のSiO2をFe/SiO2比を考慮しながら銅精鉱に混合し、酸化反応並びにスラグ/マット融体形成・相分離プロセスへの影響を調査した。ホットサーモカップル(HTC)法を用いて急速加熱を行い銅精鉱の反応過程を調べた。Ar中の急速加熱時に約2秒間の酸素ガス吹き付けを行うことで、自熔炉等の乾式製錬プロセスでの銅精鉱の酸化反応過程の再現に成功した。HTC法を用いた、実体顕微鏡での観察によれば、銅精鉱の酸化焙焼過程において、硫化物の溶融、酸化物スラグ融体の形成、硫化物マット融体と酸化物スラグ融体の相分離、酸化物スラグ融体中に存在する硫化物等マット液滴の生成・合体・成長と酸化物スラグ融体から硫化物マット融体部への速やかな移動が確認された。酸化反応から融体形成・相分離過程での途中段階で、急冷した試料を作製し、微細構造の評価と組成分布の解析をSEM-EDSを利用して行い、反応・相分離過程の機構について検討した。また溶剤SiO2が融体の形成と相分離過程に及ぼす影響を明らかにした。縦型炉心管付雰囲気電気炉を設置し、試験的な立ち上げにより本導入装置において酸素分圧を制御する実験手法を検討し、酸素分圧を制御した雰囲気での熱処理が可能であることを確認した。国内の製錬所等から銅スラグを入手し、銅スラグの相と微細構造に及ぼす冷却速度の影響を調べ、さらにヒ素及び鉛の溶出性評価を行った。銅スラグの冷却速度を遅くすることで、ファイヤライトとマグネタイト相を晶出させ、その微細構造を制御することで、環境省告示第19号の含有量基準を満足するように、ヒ素と鉛の溶出量を低減させることが可能となった。当初の計画よりホットサーモカップル法を用いて、銅精鉱の酸化反応過程とスラグ/マット融体形成・相分離過程を直接観察できるか否かがもっとも重要な課題であったが、雰囲気をArとし、試料へ短時間直接酸素ガスを吹き付けるという新しい手法を考案することで、銅乾式製錬プロセスに近い反応過程を再現することに成功している。るつぼ溶融法及びスラグの溶融並びに融体物性評価のための特注の雰囲気電気炉の購入を行った。計画どおりに本申請者の仕様を満足する縦型電気炉(特注品)の購入が可能となっており、立ち上げ試験も順調に終了している。入手した銅スラグを用いて冷却過程での相と微細構造の制御を行うことで、ヒ素と鉛の溶出性を、環境省告示第19号試験に基づき、1桁あるいは2桁低減することに成功している。本研究成果は銅スラグを有効利用するために大いに有効なデータになるものと判断される。Cu, Fe及びS品位の異なる銅精鉱を国内製錬所等から入手し、溶剤のSiO2をFe/SiO2(重量比)を考慮しながら銅精鉱に混合し、酸化反応並びにスラグ/マット融体形成・相分離プロセスへの影響を、ホットサーモカップル(HTC)法を用いて調査した。Ar中で短時間(2秒)酸素ガス吹き付けでの急速加熱(3秒後に約1250°C)を行い、銅精鉱の酸化、FeO-SiO2系スラグ融体の生成とCu-Fe-S系マット融体の形成及びマット/スラグの相分離過程を実体顕微鏡にて観察し、急冷後試料をSEM-EDSで評価した。銅精鉱中のFe-S成分の酸化反応でFe3O4マグネタイト相とFeO-SiO2系スラグ融体の形成が認められた。SiO2無添加での銅精鉱の酸化反応と比較して、溶剤SiO2の添加により、スラグ中のFe品位の低下、マグネタイト相生成の抑制及びFeO-SiO2系スラグ中のFe/SiO2比の増大が認められた。また低品位銅精鉱を模倣するためにCuFeS2(カルコパイライト)相を主相とする銅精鉱にFeS2を添加しその酸化反応過程を調べた。FeS2の添加によりCu-Fe-S系マット中のCu品位の低下、FeO-SiO2系スラグ融体中のFe/SiO2比の増加が認められた。これらの実験結果を基に銅精鉱酸化反応過程に及ぼす決定因子の検討を次年度実施する計画に至った。銅乾式製錬の生成物として、製錬所等から銅スラグを入手し銅スラグの相と微細構造に及ぼす冷却条件の影響を検討した。

冷却速度の低下でファイヤライトやマグネタイト相が形成され、結果として残存非晶質相中のSiO2とAl2O3の含有量が増大しその非晶質相にAs, Pbが濃縮されることで、1 mol/Lの塩酸水溶液に対する結晶化銅スラグのAs, Pbの溶出特性が桁違いに低下し、環境省告知第46号試験(重金属の溶出濃度)を満足することが判明した。HTC法を用いて酸素ガス吹き付けAr中で銅精鉱の酸化反応過程と硫化物マット融体と酸化物スラグ融体の相分離条件を検討し、高温での保持条件および急冷試料に対するSEM-EDSによる評価解析によりこれらの過程に及ぼす決定因子に関する理解が深まった平成28年度は融体物性(特に粘度)を雰囲気中で測定する装置の立ち上げを行った。固体電解質を用いた自作酸素センサーによる酸素分圧の評価方法と、雰囲気中の酸素分圧を10の-6乗atm未満に制御する方法を確立するとともに、特注のスピンドルを用いることでの< 1Pa.sの低粘性性液体の粘度を測定する方法と雰囲気制御下での銅スラグ並びに合成スラグの溶融条件を確立した。銅スラグの冷却条件を検討することで相と微細構造の変化と重金属As, Pbの酸性溶液への溶出性の関係を明らかにした。さらに予定以上の成果として、銅スラグ融体とマグネシウムークロム質耐火物との界面反応を、FactSageデータベースによる熱力学的安定相の予測と、酸素分圧下での高温実験により調査・比較検討することで、熱力学的安定相の形成過程、融体物性(特に粘度と表面張力)並びに耐火物の微細構造の影響を明らかにした。Cu, Fe及びS品位の異なる銅精鉱について、所望のFe/SiO2(重量比)になるよう溶剤のSiO2を銅精鉱に混合し、酸化反応並びにスラグ/マット融体形成・相分離プロセスをホットサーモカップル(HTC)法を用いて調査した。Ar中で短時間(約2秒間)酸化性ガスを吹き付け、銅精鉱の着火反応及びCu-Fe-S系マット融体、FeO-SiO2系スラグ融体の形成とマグネタイト(Fe3O4)固相生成の有無を実体顕微鏡にて観察し、急冷後試料をSEM-EDSで評価した。銅精鉱中のS成分の部分的な揮発とそれに続くSO2形成の酸化反応がトリガーとなって、≦1秒の短時間で1200°C以上の高温に到達し、その後に引き続いてCu-Fe-S系マット融体の生成とマット/スラグ融体相分離プロセスが進行することが明らかとなった。銅乾式製錬副生成物の銅スラグを入手し、溶融後の冷却条件を制御して生成相、微細構造とAs, Pbの溶出特性を評価した。銅スラグ融体をAr雰囲気中で溶融後、低酸素分圧下でジルコニア製のふるいを通過させ、続いてカーボン製回転板上へ流し出し弾き飛ばすことで粒状の銅スラグを形成しかつ空冷にて室温まで冷却させた。得られた粒状スラグでは、マグネタイト相とファイヤライト相が生成し、AsとPbは、残存するAl2O3及びSiO2含有量の多い、アルミノケイ酸塩系非晶質相に濃縮された。結果として結晶化させた粒状の銅スラグ固化体では1 mol/Lの塩酸水溶液に対するAsとPbの溶出量が桁違いに低下し、環境省告示第46号試験(As, Pbの含有量試験)を満足した。基礎データとして銅スラグ融体の高温での粘度特性を雰囲気制御下で測定する装置を自作し銅スラグ融体の粘度を測定した。銅製錬プロセスで用いられるマグネシア・クロム質耐火物と銅スラグ融体の界面反応を調査し、同耐火物の耐腐食性を決定する因子を理解した。ホットサーモカップル法にて銅精鉱/珪石混合物にAr中で2秒間酸化性ガスを吹き付け急速加熱し、銅精鉱の着火反応、マット及びスラグ融体の形成、マグネタイト相の生成を各種顕微鏡で評価した。銅スラグ融体からジルコニアフィルターを通過させた後カーボン回転板で弾き飛ばし作製した粒状結晶化スラグでは、1 mol/Lの塩酸水溶液に対するAsとPbの溶出量について環境省告示第46号試験(As, Pbの含有量試験)を満足した。雰囲気制御可能な自作の粘度測定装置にて銅スラグ融体の粘度を測定した。
ソブリヌス菌の遺伝子検査法の開発

代表的な齲蝕原性菌の1つであるStreptococcus sobrinusは非常に高い非水溶性グルカン合成能を持つ。この能力はこの菌が齲蝕を誘発する上で特に重要である。今回、この菌の非水溶性グルカン合成酵素をコードするgtfI遺伝子に注目し、実際に口腔内から分離したS. sobrinusについてgtfI遺伝子の変異と非水溶性グルカン合成能との対応を検討した。その結果、gtfI遺伝子の3'末端側にあるデキストラン結合部位で比較的多くのミスセンス変異が見られ、またその中の1つの変異をもつ菌株で特に高い非水溶性グルカン合成能が認められた。臨床の場において、口腔内にStreptococcus mutansやStreptococcus sobrinusがそれほど存在していないにも関わらず、齲蝕が発症する児童に遭遇することがある。こうした児童においては、S. mutansやS. sobrinusの菌数は少ないが、存在しているこれらの菌株が、特に齲蝕を誘発する能力の高い菌株である可能性がある。我々はこの仮説に基づいて、分離したS. mutans株が強い齲蝕原性をもつ菌株かどうか判定する遺伝子検査法をこれまでに開発した。この検査法は、S. mutansの非水溶性グルカン合成能と有意な関連を示している。本研究では、もう一つの齲蝕原性菌であるS. sobrinusについても、菌株毎の齲蝕原性を判定する遺伝子検査法の開発を目的としている。S. sobrinusの非水溶性グルカン合成酵素GTF-IをコードするgtfI遺伝子について、S. sobrinus実験室株の既知のgtfI遺伝子塩基配列を基にgtfI全体を増幅するためのPCRプライマー及びシークエンシングプライマーを設計した。平成26年度中、小学生児童から分離した各S. sobrinus株について、gtfI遺伝子の塩基配列の決定を行った。今後、各S. sobrinus株の非水溶性グルカン合成能を測定し、これの強弱と関連性を認めるようなgtfI遺伝子の変異を検討していく予定である。これまでに小学生児童から分離した各S. sobrinus株についてgtfI遺伝子の塩基配列の決定を行い、また各S. sobrinus株について、ほぼ全ての株で非水溶性グルカン合成能の測定を行った。今後、この非水溶性グルカン合成能の強弱と関連性を認めるようなgtfI遺伝子の変異を検討していく予定である。本研究では、小学生児童から臨床分離したS. sobrinus株について、非水溶性グルカン合成能に影響を及ぼすようなgtfI遺伝子の変異を検索し、ひいてはS. sobrinusの菌株毎の齲蝕原性を判定するような遺伝子検査法の開発を目的としている。前回報告時に遅れていた、全S. sobrinus株の非水溶性グルカン合成能の測定作業がほぼ終了し、概ね予定通りの進捗状況となっている。我々はこの仮説に基づいて、まずS. mutansの臨床分離株について、強い齲蝕原性をもつ菌株かどうか判定する遺伝子検査法を以前開発した。今回、更にS. sobrinusについて、非水溶性グルカン合成能と関連を示すような遺伝子検査法を開発することを目的とした。S. sobrinusは非水溶性グルカン合成酵素としてGtfIを持ち、gtfI遺伝子がこれをコードしている。小学生児童の口腔内から分離した46株のS. sobrinus株において、酵素活性を考える上で重要と考えられる領域における変異を探索した。その結果、開始コドン上流のSD配列や開始コドンから114bpまでのシグナルペプチドをコードする領域、13241350bpのcatalytic domainをコードする領域のいずれにおいても、変異を認める菌株は存在しなかったが、gtfI遺伝子3'末端側1/3を占めるglucan binding domainには比較的多くの変異が認められた。