hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
末梢血管病変患者の周術期循環系評価法としての心拍変動

本研究の目的は大血管手術を受ける末梢血管病変を持つ患者の周術期リスク指標としての心拍変動解析の有用性を明らかにすることである。そのために、我々は名古屋大学医学部附属病院で行われる血管外科予定手術症例を対象として、術前および周術期心拍変動解析を自律神経活動と密接に関連のある線形解析と生体の動的恒常性に強く関与している非線形解析(カオス解析)より検討をおこなうために1993年2月より1996年1月までの症例の術前評価のためにホルター心電図よりRR間隔の解析をおこなった。心拍変動解析の血管外科麻酔の術前評価法としての有用性を明らかにした。術後RR間隔の"ゆらぎ"が極端に失われるために、RR間隔測定の誤差が16ミリ秒あるホルター心電図を用いることができないので、新たに1msecの精度で2日間のRR間隔を連続測定可能なAC300(諏訪トラスト)を購入した。また、心拍変動カオス解析をストレンジアトラクターの埋込み次元、相関次元より検討する解析システムを開発・完成させた。これらのシステムを用いた末梢血管外科患者の周術期心拍変動解析より、周術期の侵襲と神経系反応を検討する上で、時間経過を含めたHRV profileによる線形・非線形HRVパラメータの総合的な評価の必要性が示唆された。また、HRV profileは周術期ストレスを制御し、生体機能を有利に維持するためのモニターとなる可能性を明らかにした。これらのけっかの一部を日本集中治療医学会(1997年5月、盛岡)で"腹部大血管手術後患者における心拍変動profile"として報告した。そのために、我々は名古屋大学医学部附属病院で行われる血管外科予定手術症例を対象として、術前および周術期心拍変動解析を自律神経活動と密接に関連のある線形解析と生体の動的恒常性に強く関与している非線形解析(カオス解析)より検討をおこなうために1993年2月より1996年1月までの102例の術前評価のためにホルター心電図よりRR間隔の解析をおこなった。その結果の一部は第3回日本麻酔学会(1996年3月、岡山)で"血管外科麻酔の術前評価プロトコールの試み"として発表する。本年度は心拍変動カオス解析をストレンジアトラクターの埋込み次元、相関次元より検討する解析システムを開発・完成させた。このシステムを利用して、従来蓄積したデータの解析してシステムの有用性を検討した。その成果より、日本集中治療医学会東海北陸地方会(1995年9月、岐阜)では冠動脈疾患患者では術後動的恒常性の低下がみられたことを、日本臨床モニター学会総会(1996年3月、福岡)では、吸入麻酔薬により容量依存性に埋込み次元、相関次元が低下したことを報告した。このカオス解析システムとAC300により得られたRR間隔より末梢血管外科患者の周術期心拍変動解析が可能となった。そのために、我々は名古屋大学医学部附属病院で行われる血管外科予定手術症例を対象として、術前および周術期心拍変動解析を自律神経活動と密接に関連のある線形解析と生体の動的恒常性に強く関与している非線形解析(カオス解析)より検討をおこなうために102例の術前評価のためにホルター心電図よりRR間隔の解析をおこなった。

心拍変動解析の血管外科麻酔の術前評価法としての有用性を明らかにした。術後RR間隔の"ゆらぎ"が極端に失われるために、ホルター心電図を用いることができないので、1msecの精度で2日間のRR間隔を連続測定可能なAC300(諏訪トラスト)を購入した。また、心拍変動カオス解析をストレンジアトラクターの埋込み次元、相関次元より検討する解析システムを開発・完成させた。これらのシステムを用いた末梢血管外科患者の周術期心拍変動解析より、周術期の侵襲と神経系反応を検討する上で、時間経過を含めた、HRV profileによる線形・非線形HRVパラメータの総合的な評価の必要性が示唆された。また、HRV profileは、周術期ストレスを制御し、生体機能を有利に維持するためのモニターとなる可能性を明らかにした。これらの結果の一部を日本集中治療医学会総会(1997年5月、延岡)で"腹部大血管手術後患者における心拍変動profile"として発表予定である。
糖尿病患者・家族の「家族マネジメント力」を育成・強化する家族への教育とその評価

糖尿病患者の家族は、病気から派生する影響を生活の一部として取り入れ、病気に左右されない、自分たちらしい家族生活を維持するように取り組んでいるが、その一方で、病気の管理に関する具体的な取り組みや、病状や家族生活の変化への準備性は低いことが明らかになった。また、家族内や周囲の人々との関係性の変化を体験しており、看護師に対して、家族の個別性に目を向けた援助を求めていることが明らかになった。この結果から、糖尿病患者とその家族への看護支援として、画一的に行われる教育的な支援のみでなく、個々の家族のニーズや価値観に合わせた支援の必要性が示唆された。本研究では、糖尿病患者とその家族が、療養行動を生活に組み込み、病状の悪化を防ぎながら家族全体の健康を維持し家族生活を再構築していく力を「家族マネジメント力力」ととらえ、その育成・強化を目的とした家族への教育に焦点を当てた看護介入方法を開発し、その効果を評価することを目的とし、糖尿病患者とその家族の「家族マネジメント力」を育成・強化するために(1)看護者が行っている看護活動の明確化、(2)看護活動を評価するための指標の明確化、(3)看護活動がどの程度実施されているかの実態の明確化を行い、さらに(4)糖尿病患者とその家族の「家族マネジメント力」を育成・強化するための家族教育プログラム(案)を作成、(5)実際の患者・家族に用いて評価を受けて洗練化し、最終的には(6)実際の患者・家族に用い、その効果を評価することを目標としている。本年度は、目標(1)、(2)を達成するために、糖尿病患者とその家族への看護に関する国内外の文献から、糖尿病患者とその家族の「家族マネジメント力」を育成するために看護者が行っている看護活動、ならびにこれらの看護活動を評価するための指標について抽出を行ってきた。その結果、糖尿病患者に対する看護活動のキーワードとして、近年は「自己効力感」「生活」「患者・家族参加型」などが注目されており、本研究の中心概念である「家族マネジメント力」に共通する内容が含まれていることがわかった。現在、文献から抽出した看護活動と「家族マネジメント力」の構成要素を比較検討しながら、糖尿病患者・家族の特徴を加味し、糖尿病患者・家族の「家族マネジメント力」の構成要素を検討しつつあるところである。看護活動を評価するための指標については、収集した国内外の文献から、抽出している段階である。当初の研究計画では、本年度は、糖尿病患者とその家族の家族マネジメント力を育成・強化するための家族への教育内容について、ケア提供者(看護者)が実践している看護活動を明らかにすることを目指していたが、既存の研究等について検討を行った結果、糖尿病患者の家族を対象とした家族への教育についてはほとんど取り上げられておらず、看護者へのインタビューあるいは質問紙調査を実施したとしても、この目標を達成することは難しいと考えられた。そこで、本年度は、ケアの受け手である糖尿病患者の家族を対象とした質問紙調査から、家族への教育の実態や必要性を明らかにすることを目指し、質問紙の作成に取り組むこととした。質問紙には、糖尿病患者とその家族の「家族マネジメント力」の実態を明らかにするために、先行研究で本研究者が開発した「家族マネジメント力測定スケール(47項目版)」を用いることとした。また、研究者の先行研究において、「家族マネジメント力」に影響を及ぼす要因と考えられた罹病期間や家族の病気の認知などを尋ねる項目、これまでの治療や療養の経過および看護者から受けた教育の内容、患者の病状などについて尋ねる質問項目を作成した。さらに、糖尿病が家族に及ぼす影響について知るために、既存のスケールの中から活用できるものを探索中であり、来年度は、それを加えた質問紙を用いて、糖尿病患者の家族を対象とした調査を実施予定である。本年度は、糖尿病患者の家族が有している「家族マネジメント力」の実態を明らかにし、これらの家族が糖尿病患者とともに健康的な家族生活を営んでいけるようにするための家族教育のポイントを明確にすることを目標として、糖尿病患者の家族を対象とした質問紙調査を実施した。質問紙は、先行研究で本研究者が開発した「家族マネジメント力測定スケール」と、家族の行動には家族が持っている健康に対する価値・信念が影響すると考えられるため、回答者の健康に対する信念を問う「日本版HLC(主観的健康統制感)尺度」(堀毛,1991)を用いた。対象者は、3県5病院に通院中の糖尿病患者の家族270名で、155名から回答を得た(回答率57.4%)。回答の詳細な分析はまだ終了していないが、ほとんどが外来通院のみ(入院経験なし)の患者の家族であり、看護師から具体的な家族教育を受けた経験はなく、患者を通して得た知識、あるいは自ら探索して得た知識に基づいて患者の療養行動を支援し、病気の管理や家族生活の維持に取り組んでいる様相が見られた。

また、その中では、自己流のやり方に不安を抱いていたり、療養行動に対する考え方が患者とは異なっているために、家族内のコミュニケーションにも困難を感じていたりするケースも見られた。今後、分析を進め、糖尿病患者の家族が看護師からどのような支援を求めているのかを明らかにするとともに、それらを具体的に実践していくための方略について提案したい。
免疫応答を導く魚類ケモカインの初期制御機構

ヒラメが持つ2種類のケモカイン(IL-8およびCXCL13)が白血球(IL-8は好中球、CXCL13はBリンパ球)の走化性を誘導することを明らかにした。各ケモカインに対する抗体を作製し、本抗体を用いたケモカインの定量法を確立した。定量解析の結果、IL-8の産生動態は病原体の種類によって異なることを明らかにした。ヒラメの感染症では、病原体の種類によって免疫応答が異なるが、IL-8の産生動態がそれに関連していることを示唆した。病原体に応じた免疫応答の選択機構を明らかにするために、免疫応答の初期制御を決定するケモカインの白血球機能調節作用について検討する。本研究では、白血球への機能調節作用の解析に組換えケモカインを利用する。本年度、2種のCXCケモカイン(IL-8、CXCL13)および2種のCCケモカイン(CCL4、CC-CLM)のヒト細胞培養系による組換体を作出した。また、これらケモカインに対するモノクローナル抗体(各2クローン)を作製し、ケモカインタンパクの定量および結合解析の準備を整えた。組換えケモカインを用いた機能解析により、IL-8およびCXCL13はヒラメ白血球の走化性を誘導することが明らかとなった。特に、IL-8は顯粒球に対し、CXCL13はリンパ球亜集団に対し作用していることが推定された。ケモカインによる細胞分化作用を調べるために、ヒラメ白血球培養技術の開発に取り組んだ。ヒレ由来細胞株(JFF07-1)をフィーダー細胞に用いた培養技術により、腎臓由来の白血球を長期間培養することを可能にした。一方、細胞分化解析に利用予定である単一細胞培養は、同技術の適用だけでは困難であることが示され、細胞増殖を支持する添加因子に関する検討を引き続き行うこととした。また、長期培養が可能である集団細胞培養を細胞分化解析に適用することも並行して検討していくこととした。本研究では、ケモカインの作用を受けた白血球における遺伝子発現をDNAマイクロアレイにより解析し、細胞の機能発現および分化誘導効果について評価することを試みる。本年度は、ヒラメESTデータの整理、およびチップに搭載するプローブの準備を行い、約6,000遺伝子をスポットしたチップの作製を計画した。数種のヒラメケモカインの組換体を作製し、ヒラメ白血球の走化性を調べたところ、IL-8およびCXCL13に活性が認められた。IL-8に対し走化性を示した白血球は、大型で細胞内に顆粒を有し、ザイモザンに対する貪食能を示したことから、好中球であると同定された。CXCL13に対し走化性を示した白血球は、小型で細胞内顆粒が乏しく、細胞表面上にIgMを発現していたことから、Bリンパ球であると同定された。また、IL-8のN末端の一次構造を明らかにし、走化性機能を担う分子領域に関する研究(変異体作製による機能解析)に着手した。ヒラメにおけるこれらケモカインの標的細胞を明らかにしたことで、免疫応答誘導における各種ケモカインの機能的役割の解明へと迫ることができる。一方、ケモカインによる造血細胞に対する顕著な細胞分化能は認められなかった。ケモカインの細胞分化誘導能の有無について、メチルセルロース軟寒天培養法によるコロニー観察手法および造血組織未発達の孵化仔魚へのマイクロインジェクション手法を活用し、最終評価することとした。ヒラメ白血球走化性誘導能が確認されたIL-8およびCXCL13に焦点を当て、新たに複数のラットモノクローナル抗体を作製した。昨年までに作出したマウスモノクローナル抗体を組み合わせたサンドイッチELISA法をCXCL13について確立することができた。IL-8に対するサンドイッチELISA法の開発は継続して進めることとした。確立したサンドイッチELISA法は、感染局所やリンパ組織におけるケモカインタンパクの定量解析を可能にし、感染時におけるケモカインの動態を時間的・空間的に理解することを助ける。各ケモカイン刺激により誘導される好中球およびBリンパ球の発現遺伝子を解析するため、アジレントチップ(約6000遺伝子に対応)の作製および細胞ソーティングにより回収した好中球およびBリンパ球を各種ケモカイン刺激して得られたRNAサンプルの調整を行った。ヒラメを研究対象魚種として、免疫応答の初期制御を担うケモカインの白血球調節機能(細胞走化性誘導および細胞分化誘導)について研究を進めてきた。ケモカインによる細胞分化の誘導については、白血球長期培養技術および孵化仔魚へのマイクロインジェクション技術により検討したが、顕著な作用は認められなかった。一方、細胞走化性の誘導については、IL-8(好中球の走化性誘導)およびCXCL13(B細胞の走化性誘導)について明らかにした。

IL-8の機能領域に関する研究では、N末端領域を削除した組換えIL-8に対する好中球の走化性を調べ、N末6-8残基(ロイシン-グリシン-バリン配列)が機能調節に関与することを示唆した。さらに、IL-8 N末領域に対するウサギポリクローナル抗体を作製し、本抗体によるIL-8の機能阻害に成功した。また、IL-8に対するモノクローナル抗体も複数クローン作製し、ヒラメIL-8タンパクを定量するサンドイッチELISA法を確立した。ヒラメ病原体(Edwardsiella tardaおよびNocardia seriolae)で感作された白血球はIL-8を産生・分泌することを確認し、その産生動態は病原体により異なることを明らかにした。本結果は、各感染症で生じる炎症反応の違いと関連している可能性があり、興味深い知見となった。IL-8およびCXCL13により活性化された好中球およびB細胞の発現遺伝子について調べた結果、好中球はIL-8遺伝子を、B細胞はCXCL13遺伝子をそれぞれ発現することが分かった。このことから、各ケモカインにより遊走誘導された各細胞は、同種の細胞をさらに誘導する働きを持つことが推測された。本研究は、免疫応答の初期制御機構におけるIL-8およびCXCL13の役割を提示すると共に、生体内の解析に不可欠な機能阻害およびケモカイン検出技術を生み出した。研究目的であるケモカインの機能解析および標的細胞の特定に関し、IL-8およびCXCL13について明らかにすることができた。また、各種ケモカインに対するモノクローナル抗体も順調に蓄積され、CXCL13に関しては、サンドイッチELISA法を確立し、定量解析を可能にした。最終年度(24年度)に各標的細胞の発現遺伝子プロフィールを解析することで、本課題の研究目的を達成することができる。24年度が最終年度であるため、記入しない。IL-8およびCXCL13の標的である好中球およびBリンパ球における各ケモカイン刺激後の発現遺伝子プロフィールについてDNAマイクロアレイを基本に解析を進める。これにより、ケモカインによる免疫応答の初期制御機構の概要が理解できる。ケモカインの持つ細胞分化能については、従来の培養技術に加え、孵化仔魚へのマイクロインジェクションによる生体内での解析も合わせて行い、多方面からの検討を行うこととした。
relがん遺伝子産物の活性制御機構及び生理機能の解析

研究課題を達成するため、提唱した四つの目的各々に対して以下に記す成果を挙げた。1.Rel/lκB複合体を活性化するシグナルの解析:Rel蛋白質の活性化には制御因子lκB蛋白質のシグナルに依存した急速な分解による不活化が必要である。lκBの分解を分子レベルで解明するため、lκB中に存在する分解に必須な領域を同定した。その結果、lκB分子C末端側のPEST配列は分解に必要でなく、分子中央に存在するアンキリンリピート構造を欠失させると外来シグナル存在下でも安定であることが明らかとなった。2.Bcl-3による癌化機構の解析:Bcl-3とc-Ablが各々のプロリンに富む領域及び、SH3領域を介して結合することを明らかにした。しかも、その相互作用によりc-Ablのチロシンリン酸化活性が上昇することを見出した。Bcl-3による癌化機構の解明に、新たな糸口がつかめると考えられる。3.アフリカツメガエルの胚発生におけるrel関連遺伝子の機能:アフリカツメガエルのrelB及びlyt10遺伝子cDNAを単離し、胚発生の各段階及び成熟後の各臓器における発現を解析した。現在それぞれの産物に対する抗体を用いて発現部位及び細胞内局在性について解析している。4.B細胞分化におけるRel蛋白質の機能:CD40からのシグナルはB細胞受容体からのシグナルによって誘導される細胞死を抑制する。我々は、細胞死を制御するCD40のシグナルを解析し、このシグナルによってRelが活性化されること及びBcl-X_L,CDK4,CDK6蛋白質の発現誘導が起こることを見い出した。種々のCD40の変異体を用いてRelの活性化及びbcl-x遺伝子の発現誘導に必要な領域を同定した。今後、細胞死抑制におけるRel蛋白質の必要性を詳しく解析する。
喉頭乳頭腫における宿主局所免疫応答の解明

組織学的ならびに分子生物学的検討を進めるに先立って、対象症例の臨床的解析を行った。喉頭乳頭腫では成人型よりも若年型の方が多発・再発する例が多いとされているが、若年型でも補助療法として抗DNAウイルス薬であるシドフォビルの局注療法を行った例では、再発が抑制される傾向があった。また、シドフォビル局注療法前と同療法後の治療・再発回数には正の相関があり、同療法は個々の症例でその効果に差があることがわかった。。シドフォビルの局所注入は抗ウイルス薬であるが、過去に免疫賦活作用のあるインターフェロンやヨクイニンの投与が喉頭乳頭腫に効果を示したとの報告もあることから、喉頭乳頭腫の多発・再発には宿主の免疫環境関与していることが予想された。続いてホルマリン固定パラフィン包埋した喉頭乳頭腫検体より作成したHematoxylin-Eosin染色標本を観察し、乳頭腫組織における炎症細胞浸潤に関して個体差があるかを検討した。その結果、乳頭腫組織においては、腫瘍内あるいは腫瘍周囲の炎症細胞浸潤が明らかな例と少ない例があることが分かった。炎症細胞浸潤の程度の違いは宿主における腫瘍周囲の免疫環境が異なることを示唆するものと思われた。また、浸潤する炎症細胞はリンパ球が主体であり、好中球は少数であったことから、腫瘍部位における慢性的な炎症の存在が示唆された。免疫環境を解明するためのPD-1、PD-L1等に関する分子生物学的実験については、ホルマリン固定パラフィン包埋切片に対する酵素抗体法を用いた免疫組織化学染色法とコントロール標本の確立ができた段階にある。本年度は上記の染色標本の観察により、各検体の採取方法や包埋・保存状態に個体差があることがわかった。そのため、実際の採取検体を分子生物学的実験に使用するに先立って、実験プロトコールの調整や解析手法の検討に当初予定していた以上の時間を要した。過去には検体を生検として採取した例が多かったが、近年の対象症例においては病変を全切除した状態で採取しているため、検体の保存状態が向上している。これらを用いて実験・解析が可能であるため、当初の予定通り研究を進める。。(理由)当該年度に購入すべき備品(免疫組織染色用抗体など)があったが、実験がやや遅れており、今後の実験に必要な分を次年度に購入するため。(使用計画)上記備品を購入する予定である。
位相的場の量子論と4次元計量の幾何学

1.4次元ケーラー多様体上の反自己双対接続を記述する場の理論として、ケーラーWess-Zumino-Witten(KWZW)模型を研究した。KWZW模型は、共形場理論の典型的な例である2次元Wess-Zumino-Witten模型の一つの高次元化とみなすことができ、共形場理論の手法を用いて4次元多様体の幾何学を研究するという立場から興味深い。我々は、この模型のもつ無限次元対称性の構造を調べ、2-トロイダルリー代数となることを示した。これまでも、(反)自己双対方程式がもつ無限次元対称性が議論され、それに基づいて、可積分性が研究されてきたが、今回、我々が明らかにした無限次元対称性は、幾つかの点でこれと異なる性質を持っている。これまで知られていた対称性との関係や、理論の可積分性との関係については今後の研究課題である。2.別の視点として、位相的場の量子論を用いた4次元多様体の研究を目的としていたが、4次元を離れて、より高次元の多様体上での位相的場の理論の構成について研究を行った。その結果、高次元では一般のリーマン多様体上で位相的場の理論を構成することは難しいが、ホロノミー群がSO(n)の部分群に簡約された空間では可能であることが明らかになった。具体的には、8次元でホロノミー群がSpin(7)の場合(Joyce多様体)とSU(4)の場合(Calabi-Yau多様体)について位相的Yang-Mills理論を構成することができた。
心筋収縮タンパク・ミオシンの構造改変とその心筋細胞内発現による心機能改善に関する研究

GFP遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを用いGFPを発現したラット心筋細胞の機能をコントロールベクターを感染させた細胞およびウイルスを感染させない細胞と比較する実験を続けたところGFP発現細胞において等尺性張力のみが軽度であるが有意に低下することを確認した。このメカニズムを解明するためクロスブリッジレベルでの影響(in vitro motility assay)とskinned fiber標本(Ca感受性)を検討中である。一方心筋症ハムスター(TO-2株)から単離した細胞の機能低下の原因を明らかにするために収縮タンパクの解析、細胞内カルシウム濃度の測定などを行い細胞内カルシウム調節の異常が収縮力低下、拡張機能不全などの機能異常をある程度説明し得ることが分かった。また心筋症ハムスターの心筋細胞では細胞骨格の一部である微小管の密度が増加していることを確認したがこの意義を明らかにするため新しく単一細胞の引っ張り、圧縮、剪断剛性を測定する実験系を開発し検討したところ微小管の密度は剪断剛性のみに寄与しておりコルヒチン投与により微小管を脱重合させると正常化することなどを見出した。これらと平行して心筋ミオシン軽鎖に結合するペプチド(ミオシン軽鎖リン酸化酵素のミオシン結合部のみからなる)が機能に与える影響をin vitromotility assayを用いて検討しており正の変力作用を持つという結果を得つつある。
レーザーピーニングと自己き裂治癒によるセラミックスの高温域における信頼性向上

本年度は,窒化ケイ素単体およびアルミナ・炭化ケイ素複合材を対象に,種々の条件でレーザーピーニングを施工し,残留応力,表面粗さ,曲げ強度を測定した.レーザーピーニング時には,コーティングの有無,パス数を変化させた.また,アルミナ・炭化ケイ素複合材では,パワー密度も変化させた.両材料において,スポット径は固定させた.それぞれの材料において,得られた成果は以下のとおりである.(1)窒化ケイ素では,コーティングを付与することでレーザーピーニング施工による表面粗さの増加を防ぐことができたが,導入される圧縮残留応力の値が小さくなった.パス数を増やすと圧縮残留応力の値は増加したが,表面粗さも増加した.最適の条件でレーザーピーニングを施工した場合,表面から60μmまで圧縮残留応力を導入できた.(2)アルミナ・炭化ケイ素複合材では,コーティングを付与し,パワー密度を増大させると圧縮残留応力が増加することが明らかとなった.しかし,パワー密度が増加しすぎると,表面にき裂が生じるため,曲げ強度が低下する要因となった.そこで,き裂発生を抑制しつつ圧縮残留応力が導入できる最適な条件を選定した.(3)両材料ともに,最適な条件でレーザーピーニングを施工した試験片における曲げ強度のワイブル分布を測定した.その結果,両材料ともに,未施工の試験片に比べ,曲げ強度とそのばらつきが低減した.したがって,レーザーピーニングはセラミックスの曲げ強度改善において有効な表面改質法であることが明らかになった.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。セラミックスは,金属材料と比較して耐熱性や耐食性,耐摩耗性といった特性に優れ,軸受けなどの摺動部材や生体材料としての利用が期待されている.しかし,セラミックスは低破壊靭性であるため,使用時に導入される欠陥を起点として突発的な破壊が生じる危険性がある.このため,低破壊靭性の克服が実用に向けた課題となっている.これに対して過去の研究では,表面改質手法であるショットピーニング(SP)による圧縮残留応力の導入と,自己き裂治癒による強度回復を併用した,セラミックスの信頼性向上手法が提案されている.しかしながら,SP施工面は表面損傷が著しく,治癒不可能な剥離状欠陥が発生するという問題を有する.そこで本研究では,基材と物理的接触がないレーザピーニング(LP)という技術に注目した.さらに,LPとき裂治癒との併用により,各種セラミックスの更なる高強度化を目指す.高強度化の指標となる曲げ強度向上を達成するためには, LPにより基材の表面粗さや残留応力といった表面特性がどのように変化するかを調査する必要がある.その基礎研究として,本年度はLPの各パラメータが窒化ケイ素の表面粗さや残留応力といった表面特性に及ぼす影響を調査した.窒化ケイ素/炭化ケイ素複合材を供試材として,パワー密度とカバレージを変化させたLPを施した.その結果,表面粗さの増加と,カバレージが3000%以上の高い条件における表面き裂の発生が見られた.しかし,面取り部にSPのような著しい欠けを発生させることなく,表面に300MPa程度の圧縮残留応力を導入することができた.最適なパワー密度とカバレージを見出すことができた。レーザーピーニングにより窒化ケイ素に圧縮残留応力を導入できることが明らかとなった。さらに,同材料において最適なレーザーピーニングの条件を見出すことができた。本研究の目的は,レーザーピーニング(LP)と自己き裂治癒を併用して,セラミックスの高温域における強度および信頼性を大幅に向上させることである。本年度は,窒化ケイ素・炭化ケイ素複合材,窒化ケイ素単体,ジルコニア,アルミナ・炭化ケイ素複合材の各材料に対してLPを実施した。スポット径を固定し,パワー密度とカバレージの2つのパラメータを変化させることで最適なLPの条件の検討を行った。その結果,検討を行ったすべてのセラミックスにおいてLPにより圧縮残留応力を導入できることを見出した。窒化ケイ素・炭化ケイ素複合材に関しては,LP後の残留応力分布,表面粗さ,曲げ強度の測定を行った。残留応力はショットピーニングに比べて大幅に深い位置まで導入されたていた。しかし,同時に表面き裂も形成されていた。そのため,LP材の曲げ強度は未処理材に比べて低下する傾向があった。今後,き裂を抑制できるようなLPの条件を探す。さらに,ショットピーニングを施したジルコニアの摩擦摩耗試験を実施した。また,微小き裂を有するセラミックスの破壊強度評価式の提案を行った。これらの成果を学会で発表するとともに論文発表を行った。4種類のセラミックスに対してレーザーピーニングより圧縮の残留応力を導入できることを明らかにした。本年度は,窒化ケイ素単体およびアルミナ・炭化ケイ素複合材を対象に,種々の条件でレーザーピーニングを施工し,残留応力,表面粗さ,曲げ強度を測定した.レーザーピーニング時には,コーティングの有無,パス数を変化させた.また,アルミナ・炭化ケイ素複合材では,パワー密度も変化させた.両材料において,スポット径は固定させた.それぞれの材料において,得られた成果は以下のとおりである.(1)窒化ケイ素では,コーティングを付与することでレーザーピーニング施工による表面粗さの増加を防ぐことができたが,導入される圧縮残留応力の値が小さくなった.パス数を増やすと圧縮残留応力の値は増加したが,表面粗さも増加した.最適の条件でレーザーピーニングを施工した場合,表面から60μmまで圧縮残留応力を導入できた.(2)アルミナ・炭化ケイ素

複合材では,コーティングを付与し,パワー密度を増大させると圧縮残留応力が増加することが明らかとなった.しかし,パワー密度が増加しすぎると,表面にき裂が生じるため,曲げ強度が低下する要因となった.そこで,き裂発生を抑制しつつ圧縮残留応力が導入できる最適な条件を選定した.(3)両材料ともに,最適な条件でレーザーピーニングを施工した試験片における曲げ強度のワイブル分布を測定した.その結果,両材料ともに,未施工の試験片に比べ,曲げ強度とそのばらつきが低減した.したがって,レーザーピーニングはセラミックスの曲げ強度改善において有効な表面改質法であることが明らかになった.窒化ケイ素以外の材料の機械的特性に対するレーザーピーニングの効果の解明や,レーザーピーニングとき裂治癒の併用による曲げ強度の向上等を行う。大きなき裂が導入されないようなレーザーピーニングの条件を見出すとともに,レーザーピーニングとき裂治癒の併用効果を明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ICT革新と人材の国際移動が経済に及ぼす影響：ネットワーク理論に基づく実証分析

・初年度にあたる平成30年度は、本研究に必要となる情報処理機器、統計処理ソフト、各種統計資料類の整備を行った。これに並行して、国際機関の統計類の渉猟・収集ならびに理論的枠組みに関する先行研究の渉猟を行い、それらに基づく考察を深めてモデルの特定化に必要な分析枠組みの再構成と実証分析に用いるデータセットの整備に重点的に取り組んだ。・具体的には、ICTの普及状況、人材の国際移動、GDP、人口、サービス貿易、識字率、就業者数などに関する統計類を整備・延長するとともに、グローバルな情報化の進展度合いと国境を越えた人材移動等を俯瞰するデータセットを構築し、データの加工・処理を経てデータ観察を行った。・また、ネットワーク理論や経済発展に関する国際経済学等の理論を渉猟するとともに、本研究の実証分析に向けた理論的枠組みを再検討し、先行研究における本研究の位置づけと意義を明確化した。・上記を踏まえて、理論的枠組みと分析対象の前半期に関する実証分析を行い、その結果をディスカッションペーパーおよび査読付きの英語論文等で公表した。・本研究領域は、変化のスピードが速いこともあり、最新動向について常に把握できるよう、関連資料の収集のみならず、多くの関係者との討論や意見交換に鋭意取り組んだ。特に、上海で開催された国際シンポジウムでは暫定的研究成果の一部を織り込んだ報告を行い、欧米アジアの研究者らとの討論を通じて、今後の研究につながる有益なコメントを得ることができた。・情報処理機器の整備、データベースの整備、関連資料の収集、理論的枠組みの考察、英語による査読付き論文への投稿等、大学のキャンパス移転に伴う時間制約はあったものの、当初計画通りに作業は進捗し、研究の進捗とさらなる成果に向けて、討論者や査読者から有益なコメントとアドバイスを得ることが出来た。・今後は、構築したデータベースと理論的枠組みを用いて実証分析を本格化し、情報技術革新と人材の国際移動がグローバル経済に及ぼす影響とその経路の解明を行う。特に実証分析では、リーマンショックなど2000年代に後半のグローバルな経済環境の変化を視野に入れ、パネルデータ解析やグラフィカルモデリング等の手法を採用した多面的なモデル分析を実施する。・上記で得られた暫定的な分析結果をもとに、国内・海外の研究者、政策当局者、企業家など国境を越えた経済活動の実態面に詳しい関係者の意見を聴取し、分析結果の解釈と追加的に取り組むべき課題の洗い出し等を行う。・その中で、モデルの特定化や推定など高度なプロセスについては、研究協力者の助言を得ると同時に、資料の収集とデータ整備等作業の一部は、大学院生等を臨時的に雇うなどして効率的で独創的な研究を推進したい。・2019年2月に予定していた台湾研究院との国際研究交流が日程調整の関係で翌年度に繰り越されたため、これに伴う英文校閲等の人件費・謝金とあわせて次年度に使用する計画である。
強度近視における脈絡膜新生血管の発生機序の解明

近年、近視は増加の一途をたどっており、なかでも近視の程度が強い強度近視は5%程度に認められ、我が国の中途失明の原因の上位を占めている。強度近視よる失明は主に脈絡膜新生血管およびそれにともなう網脈絡膜萎縮によって生じているにもかかわらず、強度近視眼における脈絡膜新生血管の発生機序は解明されていない。我々はゲノムワイド関連解析および動物実験によって、WNT7B、C1orf110、MMP20が強度近視眼における脈絡膜新生血管の発症に関与している可能性を明らかにした。近年、近視は増加の一途をたどっており、特にアジアでの近視の罹患率は40%程度と報告されている。その中でも近視の程度が強い強度近視は5%程度に認められ、我が国の中途失明の原因の上位を占めている。我々は強度近視症例の末梢血から得られたDNAサンプルを1000以上保有しており、これまでにも強度近視の発症に関わる感受性遺伝子を同定するために、ゲノムワイド関連解析等の研究を行い、その成果を発表してきた。本研究では上記サンプルのうち、脈絡膜新生血管を有するものを有さないものの遺伝子型を比較することにより、脈絡膜新生血管の発生原因を探求した。VEGF遺伝子の一塩基多型が脈絡膜新生血管の発生には関与していないものの、脈絡膜新生血管の病変サイズに影響を与えることが明らかとなった。さらに、この一塩基多型は強度近視眼における脈絡膜新生血管に対する抗VEGF治療の後の視力予後にも影響を与えており、その機序として病変サイズを介したものの他にVEGF遺伝子の一塩基多型が直接的に作用している可能性を明らかにした。本研究の結果は、強度近視眼における脈絡膜新生血管の発生・拡大機序の解明につながるだけでなく、その治療効果の違いをも説明できる可能性があり、強度近視を原因とする失明の予防につながると考えられる。本研究の結果は、強度近視眼における脈絡膜新生血管の発生・拡大機序の解明につながるだえけでなく、その治療効果の違いをも説明できる可能性があり、強度近視を原因とする失明の予防につながると考えられる。近年、近視は増加の一途をたどっており、特にアジアでの近視の罹患率は40%程度とされている。その中でも近視の程度が強い強度近視は5%程度に認められ、我が語句の中途失明の原因の上位を占めている。強度近視による失明はお持ち脈絡膜新生血管およびそれにともなう網脈絡膜萎縮によって生じているにも関わらず、強度近視の発症機序や、強度近視眼における脈絡膜新生血管の発症機序は解明されていない。我々は強度近視症例の末梢血から得られたDNAサンプルを1000例以上用いてゲノム賄おd関連解析を行うことによって、VEGF遺伝子の一塩基多型が脈絡膜新生血管の病変サイズに影響を与えることを明らかにした。さらに、この一塩基多型は強度近視眼における脈絡膜新生血管に対する項VEGF治療のあとの視力予後にも影響を与えていることも明らかになり、その機序として、病変サイズを介したものの他にVEGF遺伝子の一塩基多型が直接的に作用している可能性も示した。また、日本人の一般人コホートを用いた研究では、WNT7Bの一塩基多型が近視の発症に関与することを明らかにした。この関連は日本人だけではなくシンガポール等のアジア人および白人においても同様の関連を示すことも確認できた。

さらにWNT7Bは日本人における強度近視の発症にも関係していた。マウスを用いた実験近視モデルではWNT7Bが角膜で発現抑制されており、網膜では発現亢進していた。今後、WNT7Bがどのように強度近視発症に関わっているのかを明らかにしていくことによって、強度近視の予防が可能となるかもしれない。さらに、強度近視眼における、脈絡膜新生血管の発生機序の解明につながれば、脈絡膜新生血管による失明を予防していくこともできるようになるかもしれない。眼科学強度近視症例の末梢血から得られたDNAサンプルのうち、脈絡膜新生血管を有するものを有さないものの遺伝子型を比較することにより、脈絡膜新生血管の病変サイズ拡大にVEGF遺伝子の多型が関与していることを明らかにしただけではなく、治療に対する反応性にも影響を与えていることが明らかとなり、強度近視を原因とする失明の予防につなげていくことが出来ると考えた。さらに1000ゲノムデータを用いたimputeを行い、新規遺伝子の発見に迫っている。また、マウスおよびラットをもちいた近視モデル作成を並行して行っており、動物実験の準備も整っている。強度近視症例の末梢血から得られたDNAサンプルのうち、脈絡膜新生血管を有するものを有さないものの遺伝子型を比較することにより、脈絡膜新生血管の病変サイズ拡大にVEGF遺伝子の多型が関与していることを明らかにしただけではなく、治療に対する反応性にも影響を与えていることが明らかとなり、強度近視を原因とする失明の予防につなげていくことが出来ると考えた。脈絡膜新生血管を有するものと有さないもののうち、550Kチップおよび610Kチップを用いて50万から60万の一塩基多型(SNP)を検出したサンプルを用いて、1000ゲノムデータを用いてimputeを行った後に比較検討を行っている。さらに海外の協同研究施設のデータとメタアナリシスを行うことで、新規遺伝子が発見できると考えている。平成24年度の研究では脈絡膜新生血管を有するものを有さないもののうち、550Kチップおよび610Kチップを用いて50万から60万の一塩基多型(SNP)を検出したサンプルを用いて、比較検討を行ったが、有意差を示すSNPが発見出来なかった。今後は1000ゲノムデータを用いてimputeを行った後に再度比較検討を行い、新たなターゲットを発見していく。新たに発見したSNP近傍の遺伝子をターゲットにして、全サンプルを用いて遺伝子内のSNPを検出し、候補遺伝子を絞っていく。また、我々は新たに近視発症の原因となる遺伝子を発見しており、その遺伝子が強度近視眼における脈絡膜新生血管の発症に関与している機序をゲノム研究および動物実験で示して行きたいと考えている。
酸化物磁性薄膜の創製とスピン工学への応用

磁性体と半導体の性質を兼ね備えた物質は省電力・省エネルギーの新しいタイプのトランジスタへの応用が可能である。また、透明な磁性体は光信号の制御に有効であるが、紫外から青色のGaN系半導体レーザーに対応するデバイスは未開拓である。本研究ではこのような新しい電子・光デバイスの基礎となる材料として、新規酸化物磁性薄膜を作製することに成功した。とりわけ地殻中に存在する鉱物と同じ組成の化合物で高機能の磁性薄膜を得ることができた。本研究ではスピンエレクトロニクスの世界で未開拓である酸化物結晶をもとに、磁性体および半導体として高い機能を持つ薄膜を精密な条件下で精度よく作製するとともに、電荷、スピン、光が高次に相互作用して現れる新しい現象を利用したスピン工学素子を創製することを目的としている。本年度は、物質探索と基礎的な磁性と電気伝導特性の評価に力点を置いた。まず、パルスレーザー蒸着法(PLD法)を用いて高品質のFeTiO_3-Fe_2O_3系およびFe_3O_4-Fe_2TiO_4系の磁性半導体薄膜を作製することを試みた。これまでの研究で、合成条件の制御により単相で秩序相がエピタキシャル成長したFeTiO_3-Fe_2O_3系薄膜の合成に成功しており、それが良好な磁気的・電気的特性を示すことを明らかにしたが、基板と薄膜の格子定数の違いにより界面には数原子層のディスロケーションが存在しており、デバイス化にはより優れた単結晶薄膜を作製する必要がある。また、これまではc軸配向した薄膜のみが得られており、さまざまな原理に基づくスピン工学素子を考えた場合、c軸が薄膜面内にある単結晶薄膜の作製も必要である。本年度はこのような課題に関する実験を行い、a軸配向したFeTiO_3-Fe_2O_3系薄膜の作製に成功した。また、基板と薄膜の格子定数の不整合を克服するためにバッファー層を導入して高品質の単結晶薄膜を作製することを試みた。この方法により質の良い薄膜を得ることに成功しているが、デバイス化に向けてさらに原子レベルでの界面制御が望まれる。また、Fe_3O_4-Fe_2TiO_4系でもPLD法による薄膜化に成功した。次年度はこれをより広範な組成範囲に展開する。これまでの成果は、高品質な室温フェリ磁性半導体薄膜の作製の観点から意義があり、今後デバイス化により省電力、高速のスピントランジスタやメモリが実現すれば、さらなる高度情報化社会への寄与は大きい。本年度も昨年度と同様、物質探索と基礎的な磁性と電気伝導特性の評価に力点を置いた。まず、パルスレーザー堆積法(PLD法)を用いて高品質のFeTiO_3-Fe_2O_3系およびFe_3O_4-Fe_2TiO_4系の磁性半導体薄膜を作製することを試みた。前者では合成条件の詳細な検討により、原子レベルで平滑な表面を持つ単結晶薄膜の育成に成功し、この薄膜が優れた磁気特性と電気伝導特性を有することを示した。最終年度ではこの成果に基づき強磁性ダイオードなどのスピン工学素子を試作する予定である。Fe_3O_4-Fe_2TiO_4系においてもPLD法によりエピタキシャル薄膜の作製に成功した。薄膜が室温以上にキュリー温度を持つフェリ磁性体であり、半導体としての性質を示すことも明らかにした。磁性半導体ならびにマルチフェロイクスの観点から興味が持たれるEuTiO_3の単結晶薄膜の育成にも成功した。ここでも合成条件を詳細に検討し、原子レベルで平滑な表面を持つ薄膜を得た。また、合成条件によっては安定相のG型反強磁性体のみならず強磁性体も作製できることを明らかにし、基板の影響による薄膜の体積変化に基づきスピン配列の安定性を考察した。さらに、酸化物磁性体に関連して、FeO-P_2O_5系の酸化物ガラスがほぼ無色透明な磁性体となることを見つけ、これが新たな磁気光学材料となる可能性を示唆した。本研究ではスピンエレクトロニクスの世界で未開拓である酸化物結晶をもとに、磁性体および半導体として高い機能を持っ薄膜を精密な条件下で精度よく作製するとともに、電荷、スピン、光が高次に相互作用して現れる新しい現象を利用したスピン工学素子を創製することを目的としている。

本年度もこれまでの年度と同様、物質探索と基礎的な磁性と電気伝導特性の評価に力点を置くと同時に、得られた成果を整理して、デバイス応用への指針を検討した、昨年度までにパルスレーザー堆積法を用いてFeTiO_3-Fe_2O_3系およびFe_3O_4-Fe_2TiO_4系の磁性半導体薄膜を作製することに成功しているが、本年度はさらに合成条件の最適化を試み、前者ではc面のみならずa面配向したエピタキシャル薄膜の低温合成に成功し、後者では基板にMgOを用いることにより原子レベルで平滑な表面を持つ単結晶薄膜を育成することが可能となった。また、昨年度の成果として得られた強磁性EuTiO_3薄膜における磁気的相互作用の考察に基づき、Eu^<2+>を高濃度で含む酸化物ガラスあるいは非晶質薄膜を作製して、それらが明確に強磁性転移を示すことを明らかにした。さらに、EuTiO_3と類似の構造を持つ結晶としてEuZrO_3に着目し、その構造と磁性を調べた。EuZrO_3の構造と磁性に関する報告はいくつかあるものの統一的な結論は得られておらず論争の対象となっている。本研究ではEu^<2+>の価数制御を精密に行うことで高品質のEuZrO_3結晶を作製し、構造は斜方晶ペロブスカイトであり、約4Kにネール温度を持つ反強磁性体となることを明らかにした。一方、昨年度の成果であるFeO-P_2O_5系酸化物ガラスの可視域での大きな磁気光学効果に関連して、この系のガラスの磁性をスピンダイナミクスを駆使して詳細に調べ、Fe^<2+>の大きな磁気異方性に特徴的な磁気的性質を抽出することに成功した。
抗体凝集体による免疫原性関連シグナル誘導の物理化学解析と数理モデル構築

当初の計画通り、特定のサイズ分布を持つ抗体凝集体による炎症性サイトカインリリースの評価および凝集体の構造解析を実施した。こうした研究にはサイズ分布の取得が必須となるが、サイズによっては測定が容易ではなかった。そこで、これまで解析が難しかったサブミクロンサイズの凝集体のサイズ分布測定法の開発も進めた。プレフィルドシリンジタイプの蛋白質製剤の場合、保管中にシリコンオイルがドロップとして液中に放出される。そこで、シリコンオイルドロップと抗体の関係を調べたところ、シリコンオイルドロップと抗体を混合するとドロップに抗体が速やかに吸着し、主にサブミクロンからミクロンサイズの粒子を形成することが分かった。これは、まさに、特定サイズの凝集体と同等の粒子と解釈できる。抗体吸着シリコンオイルドロップをヒト末梢血単核球に添加してインキュベートしたところ、IL-6やTNFといった炎症性サイトカインが放出されていた。また、樹状細胞が抗体吸着シリコンオイルドロップを取り込みやすく、MHCの提示が促進されることも分かった。これらの結果からサブミクロンミクロンの抗体吸着シリコンオイルドロップは免疫原性の原因となり得ることが示された。また、加熱によりナノメーターサイズの凝集抗体を分画その後モノマーへと解離した抗体について、水素重水素交換質量分析計により構造変化部位を解析したところ、CH2中のI257-W281が加熱に伴い露出し、おそらくは凝集に寄与していることが分かった。サブミクロンミクロンサイズの凝集体の定量は定量的レーザー回折(qLD)法により実施し、同一試料を他の手法で評価した結果と比較した。その結果、これまで複数の手法を組み合わせる必要があったサイズ領域についてqLDでの一括評価が可能であることが判明した。以上の研究についての結果はJ. Pham Sci誌に3報の論文として掲載された。当初の計画にあった、凝集体と免疫原性の関係解明、凝集体構造の構造解析、を完了し、論文としての発表を実施できた。さらに、当初の計画には無かったサブミクロンからミクロンサイズの凝集体のサイズ分布の一括定量法の開発にも成功し、論文としての発表を実施できたことから、当初の計画以上に進展したといえる。最終年度である本年度は、これまでと異なるタイプの凝集体について確立した手法を利用して解析を実施する。まず、実際の製剤を想定して、プラスチックまたはガラス製のプレフィルドシリンジに抗体医薬を充填し、静置保管または振とうを行い、発生する凝集体のサイズ分布を解析する。次のそれぞれで発生した凝集体の免疫原性への可能性を評価するため、ヒト末梢血単核球に添加し、炎症性サイトカインリリースの放出を測定する。加えて、樹状細胞への取り込み、さらにはマウスに投与して抗薬物抗体の発生に与える影響を評価する。さらに水素重水素交換質量分析法により、凝集体の構造解析を行い、凝集体中で露出している部分を決定する。以上により、サイズ分布、免疫原性、構造変化、という物性ー機能ー構造、相関解析を行い、凝集と免疫原性の関係を明らかとすることで、安全性と有効性における蛋白質凝集体の位置づけを明確化することが最終目標である。抗原抗体複合体(免疫複合体)のサイズと免疫原性との関係に焦点を絞り、3種類の抗TNF抗体あるいはFc融合蛋白質を用いて研究を進めた。抗体に蛍光ラベルを施し蛍光超遠心分析法を駆使することで、実際の体内での濃度域(nM領域)での抗体濃度および抗原濃度での相互作用解析を実現した。PBSおよび血清中での解析の結果、アダリムマブは抗原であるTNFと濃度依存的に複合体を形成し、量は少ないものの分子量が数十万を超える大きな免疫複合体を形成していた。インフリキシマブも同様にTNFと濃度依存的に複合体を形成していたが、免疫複合体のサイズとしては、アダリムマブのケースよりも大きいものが観測された。一方、TNF受容体とFcドメインの融合蛋白質であるエタネルセプトはTNFと安定に結合するものの1:1複合体よりも大きなものは観測されなかった。次に複合体のサイズとFc受容体を介したシグナル伝達の関係を調べるため、FcRを細胞表面に発現させた組み替えJurkat細胞(FcR/Jurkat)を用いた細胞アッセイを実施した。FcR/Jurkatは、共同研究者らにより開発されたもので、FcRを介した信号伝達が誘導されるとルシフェラーゼが発現する。この細胞を使ったアッセイをアダリムマブ、インフリキシマブおよびエタネルセプトについて実施したところ、濃度依存的にルシフェラーゼレベルが上昇し、特にインフリキシマブで最も活性が強く、次にアダリムマブ、一方で、エタネルセプトはほとんど活性を示さなかった。蛍光超遠心分析の結果と照らし合わせて考えると、大きな免疫複合体を形成する傾向を持つ抗体はFcRを介した活性が強く、一方、エタネルセプトのように1:1よりも大きな複合体は形成しない場合、FcRを介した活性は発現しないことが分かった。以上の結果から、FcRを介した信号伝達は複合体のサイズにそのまま依存していることが分かった。免疫複合体はサイズが大きくなるとFcRを介して免疫系に信号伝達を促すことが確認され、論文化を行った。この結果は当初の計画を十分に達成している。加えて、抗体医薬にストレスがかかった際の凝集体のサイズ分布を定量するための手法として定量的レーザー回折法の開発を進めてきた。

すでに共振式質量法による数百ナノメートル領域の分布、およびフローイメージング法によるマイクロメートル領域の分布との対応関係を得ており、レーザー回折法はこれらの手法のいずれよりも3040%程度多く凝集体量を見積もる手法であることが分かった。この点は当初計画以上の進捗である。以上から、当初の計画以上に進展している、といえる。当初の計画通り、特定のサイズ分布を持つ抗体凝集体による炎症性サイトカインリリースの評価および凝集体の構造解析を実施した。こうした研究にはサイズ分布の取得が必須となるが、サイズによっては測定が容易ではなかった。そこで、これまで解析が難しかったサブミクロンサイズの凝集体のサイズ分布測定法の開発も進めた。プレフィルドシリンジタイプの蛋白質製剤の場合、保管中にシリコンオイルがドロップとして液中に放出される。そこで、シリコンオイルドロップと抗体の関係を調べたところ、シリコンオイルドロップと抗体を混合するとドロップに抗体が速やかに吸着し、主にサブミクロンからミクロンサイズの粒子を形成することが分かった。これは、まさに、特定サイズの凝集体と同等の粒子と解釈できる。抗体吸着シリコンオイルドロップをヒト末梢血単核球に添加してインキュベートしたところ、IL-6やTNFといった炎症性サイトカインが放出されていた。また、樹状細胞が抗体吸着シリコンオイルドロップを取り込みやすく、MHCの提示が促進されることも分かった。これらの結果からサブミクロンミクロンの抗体吸着シリコンオイルドロップは免疫原性の原因となり得ることが示された。また、加熱によりナノメーターサイズの凝集抗体を分画その後モノマーへと解離した抗体について、水素重水素交換質量分析計により構造変化部位を解析したところ、CH2中のI257-W281が加熱に伴い露出し、おそらくは凝集に寄与していることが分かった。サブミクロンミクロンサイズの凝集体の定量は定量的レーザー回折(qLD)法により実施し、同一試料を他の手法で評価した結果と比較した。その結果、これまで複数の手法を組み合わせる必要があったサイズ領域についてqLDでの一括評価が可能であることが判明した。以上の研究についての結果はJ. Pham Sci誌に3報の論文として掲載された。当初の計画にあった、凝集体と免疫原性の関係解明、凝集体構造の構造解析、を完了し、論文としての発表を実施できた。さらに、当初の計画には無かったサブミクロンからミクロンサイズの凝集体のサイズ分布の一括定量法の開発にも成功し、論文としての発表を実施できたことから、当初の計画以上に進展したといえる。凝集体のサイズや種類が免疫系に与える影響について、凝集体の分布を定量的に評価した上で炎症性サイトカインリリースアッセイおよびFcR/Jurkat細胞による測定を行い解明する。凝集体の作成方法として、加熱および撹拌の2種類を採用し、サイズ分布の経時変化を計測することで、サイズ分布が異なる試料を調製することとする。サイトカインリリースではTNF、IL-6、IL-2を中心にELISA法を用いて定量し、凝集体のタイプとの相関を求める。最終的には凝集体の状態をあらわす複数のパラメーターと免疫系あたえる影響の相関を数理的に求めることで、当初からの目的である凝集体と免疫原性関連シグナルの数理モデルを提唱する。
超高圧低温下における混晶の局在状態に関する研究

InGaP混晶の格子振動に於ける主のLOとTOモ-ドの中間にある混晶特有の弱い局在モ-ドを高圧力下の実験を行なうことにより、ブリルワン帯域端のモ-ドと分離し自然超格子に於ける格子振動モ-ドの起源を明らかにした。半磁性半導体CdMnTeのd電子の励起状態と格子緩和を明らかにした。およそ2eVの発光ピ-クはほぼ対称なガウス型でその温度依存性は吸収端発光と違い異常な振舞いし80以下では配位座標モデルでほぼ発光の形、幅を再現出来るが80Kより高温で配位座標模型の推測から大きくずれる。スト-クスシフトの大きさも高温になると小さくなる。このことより低温と高温では励起状態にあるMnの安定点が異なっていると推測される。また吸収端エネルギ-、Mn^<2+>のdーd遷移エネルギ-は格子定数に対し異なった振舞いをする。Mn^<2+>発光のピ-クエネルギ-は圧力とともに線形に減少する。この圧力係数はMn濃度に依らずほぼ一定であるが、その係数の大きさは大きい温度依存性を示す。吸収端発光位置の圧力係数はあまり温度に依存しない。Mn^<2+>のdーd遷移にのみ大きな変化がみられ、この温度依存性の折れ曲がり付近でMn^<2+>発光のFWHMの配位座標モデルの計算値からのずれも大きくなっている。これらのことからMn^<2+>発光にみられる変化はMnに局在した変化であると考え、Mnの安定点が80Kより高温で0.1A変化する事を示した。1.2eVにみられる発光の圧力依存性は吸収端発光と異なりMn^<2+>発光と同じ負の圧力係数をもち200Kで大きさは半分程度である。この圧力依存性からもMn^<2+>のdー状態に関連した発光であると考えられる。発光強度の温度依存性、圧力依存性からMn^<2+>の励起状態から赤外発光の励起状態へ励起の移動が起こり障壁は36meVであることを示した。この励起状態は大きい格子緩和を伴った状態と考えAlGaAs中DXセンタ-と比較検討した。発光機構を明確にする一つの手段として低温高圧下の実験は有力である。しかし低温における吸収端発光にも色々問題点が残されている。精製された単体の混合より作られたCdMnTeと精製されたCdTeとMnTeの混合より作られた混晶CdMnTeに著しい違いが見られた。CdMnTeにおける発光の精密実験を行い、これをCdTeの発光と比較検討することにより、後者混晶に於いては発光の励起強度変化(Ar^+レ-ザ-励起)の測定において無添加、Cd不足のp型CdTeで観測されている励起光強度の1.5乗に比例する中性アクセプタ-に束縛された励起子発光(A^0、X)線が見られ、無添加のp型低低抗結晶で支配的なD-A対発光も観測された。