hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラット同種肺移植における慢性拒絶反応の機能的解析

[背景と目的]肺移植後の慢性拒絶反応は遠隔期の死因の主因である。その機序は明らかにではないが急性拒絶反応の程度や頻度が危険因子とされることから、急性拒絶反応の早期診断・治療が重要であると考えられる。心や膵の臓器移植において急性拒絶反応時に一酸化窒素(NO)の産生が増加することが報告されているため、肺移植においてNOが拒絶反応の指標となりうるかを明らかにすべくラット肺移植モデルを用い異系肺移植における拒絶反応時に呼気中および気管支肺胞洗浄液(BNL)中細胞産主のNOが増加するか検討した。[方法と結果]平成7年から8年度にかけては実験1として、3群のラット同所性片肺移植(異系無治療群(Brown-Norway to Lewis),異系サイクロスポリン治療群,同系群(Lewis to Lewis))において、、呼気中のNOを移植後3、5日目に測定した。呼気中NOは、3日目には各群間で差はなかったが、5日目には異系無治療群で63.9±39.2,異系サイクロスポリン治療群で9.1±1.6,同系群で6.9±0.5ppbであり、異系無治療群で有意に(p<0.01)高値であった。また呼気中NO濃度は、組織学的拒絶反応の程度と有意に(p<0.01)正の相関を示した。次いで、平成8年から9年度にかけては実験2として、2群のラット同所性片肺移植(異系無治療群(Brown-Norway to Lewis),同系群(Lewis to Lewis))において、移植後3、5日目にBAL回収細胞(回収後3時間培養)の産生NOを測定し、さらにiNOSに対する免疫染色を行った。移植後3日目に異系無治療群で11.6±2.5ppbで,同系群での測定感度以下に比して有意に(p<0.01)高値を示し、5日目には拒絶の進行に伴い195.4±154.7ppbとさらに上昇した。マクロファージ、リンパ球、好中球にiNOSが染色された。[結論]以上の結果より、呼気中のNOは、異系肺移植後の拒絶反応の指標となる可能性がある。またBAL回収細胞産生NOは呼気中NOより、さらに鋭敏な拒絶反応の指標となる可能性がある。ラット同所性右肺移植後左肺全摘モデルを用い遠隔期移植肺機能と慢性拒絶反応組織像と対比し、運動負荷および炭酸ガス負荷による閉塞性細気管支炎早期診断の可能性と閉塞性障害発生時の免疫抑制剤投与による可逆性及び免疫抑制剤投与経路を検討するため、雄性ラットLEW(RT_1)、BN(RT_<1n>)を用い、I群(n=6)LEW→LEW、II群(n=6)BN→LEWシクロスポリン25mg/kg術後2、3日目筋注を作製し現在3カ月の経過を追っている。この間非侵襲的移植肺拒絶のモニターとして呼気中一酸化炭素(N0)の定量を行いその妥当性を検討した。

臓器移植片拒絶進行時にNOが産生され血清あるいは尿中硝酸塩の増加が報告されている。肺移植においても拒絶進行と共にNO産生が予測され、臓器の特性から呼気中にNOガスの排出が起こり得ると考えられる。ラット右片肺移植モデルを用い同系移植(I)群と異系移植(A)群における呼気中NOを経日的に定量し、胸部X-pおよび移植片組織と比較した。〈結果〉術後5日目4群の呼気中NOガスは術後2、3、4日に比し有意に増加し更にI群に比し有意に高値であった。しかしながら血清中NO2・NO3はA群:33.4±8.2ppbB群25.4±6.2と両群に有意差を認めなかった。脱血30分後A群において移植肺のみの呼気NOは826.5±416.1と脱血前両側換気の呼気(63.5±39.2)に比し有意に増加した。(p<0.05)ラット肺移植に於て拒絶反応の進行と共に呼気中NOガスは増加し、その産生の場は移植肺と考えられた。慢性期移植肺機能を運動負荷ならびに非侵襲的モニターとして呼気中NOの定量を加える予定である。前回の報告で、肺移植後急性拒絶反応の際に、移植肺での一酸化窒素(NO)産生によって呼気中のNO濃度が増加すること、また呼気中のNO濃度は非侵襲的な拒絶反応の指標となりうることを報告した。一方で、気管支肺胞洗浄(BAL)は肺のより局所的な状態を反映し、またNOを産生する細胞もBALで回収されると考えられる。従つて、より優れた拒絶反応の指標としてBAL回収細胞の産生するNOが有用ではないかと仮説し、以下の研究を行った。<方法>ラット同所性左肺移植を、異系群(Brown Norway(RT1^n)→Lewis(RT1^l),n=4)と同系群(Lewis→Lewis,n=4)にて行った。免疫抑制剤は投与せず、レシピエントは術後3または5日目に犠牲死させた。呼気中のNO、気密容器内で培養したBAL回収細胞から産生されたNO、血清NO_2^-/NO_3^-を測定した。組織学的に拒絶反応をスコア化した。<結果>BAL回収細胞から産生されたNOは術後3日目に異系群で11.6±2.5ppbと同系群(測定感度以下)に比して有意に高値で(p=0.0078)、これは5日目には195.4±154.7ppbと増加を認めた(p<0.0001)。呼気中のNOは異系群で5日目に13.2±2.6ppbと有意な増加を認めた(p=0.0004)。組織学的拒絶反応は異系群で3日目から5日目にかけて増悪を認めた(p=0.0209)。血清NO_2^-/NO_3^-は5日目に29.9±8.1μMと有意な増加を認めた(p=0.096)。<結論)BAL回収細胞から産生されたNOは呼気中のNOよりも拒絶反応のマーカーとして優っていると考えられた。今後、呼気中のNOあるいはBAL回収細胞から産生されたNOの、慢性拒絶反応の指標としての有用性を検討する予定である。[背景と目的]心や膵の臓器移植において、急性拒絶反応時に一酸化窒素(NO)の産生が増加することが報告されている。肺移植においてNOが拒絶反応の指標となりうるかを明らかにするために、ラット肺移植モデルを用い、異系肺移植における拒絶反応時に呼気中および気管支肺胞洗浄液(BAL)中細胞産生のNOが増加するか検討した。[方法と結果]実験1として、3群のラット同所性片肺移植(異系無治療群:Brown-Norway to Lewis,異系サイクロスポリン治療群,同系群:Lewis to Lewis)において。呼気中のNOを移植後3、5日めに測定した。
高次元離散空間上の分布形状解析手法の開発、及びその情報生命科学における応用

元々の研究計画に従えば、本年度については大きく分けて、1.開発したソフトウェアによるこれまでの分析によって特に面白い知見が得られたものについてより詳細な解析手法を開発2.開発したアルゴリズムの新しい課題への適用3.分布形状を理解するための更なる理論を開発の三点を行う計画であった。より具体的には、1. RNA二次構造に特に注目し、解の信頼度を定量的に評価する指標を提案する(よく知られている各種RNAを用いて性能評価及び手法の洗練を行う)2.これまでに実装評価を行う事を通じて得た経験を生かし、情報生命科学の他の重要問題へ展開してゆく3.ウェブサーバーの構築を行い広く利用可能な環境を整えるとしていた。このうち1.に関してはRNA二次構造のCredibility Limitという概念を提案し、それに基いてRNAの推定二次構造を評価する手法を開発・分析を行った。(現在論文投稿準備中)2.に関しては当初は情報生命科学の諸問題への適用ということを考えていたが、RNA二次構造について、解の信頼性推定以外の課題についても同様の枠組みで解けるということに気づき、それらの実装を優先した。具体的には、RNA二次構造に割り当てられる整数スコアについて、ある一定の条件下でその確率分布を正確に計算することができるという手法を考案した。更に、それをより拡張し、整数スコアのみならず実数スコアについてもその確率分布を計算する手法を考案した。(現在論文投稿準備中)3.に関しては、RNA二次構造の様々な解析を一括で行うことができるウェブサーバーを構築した。(論文採択済み)今年度以降については、2.で新しく開発した一般的枠組みを様々な具体的未解決問題へ適用していき、生物系の幅広い研究者の役に立ち、また使いやすいと思ってもらえるようなソフトウェアの提供を行っていきたい。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度については提案手法をRNA二次構造関連問題に応用し、また自ら実際に開発ソフトウェアを用いた解析を行い、生物学的知見の発見を狙いながら高速化や分布情報の表現方法に関する改善を行う計画であった。具体的には、1.RNA二次構造予測に対して提案手法を適用したものを実装、評価すること、2.速度と厳密さのトレードオフ調整オプションの実装やGPUによる高速化に取り組むこと、3.新規機能性RNAの探索や熱力学的ゆらぎと進化的保存度の関係のような本手法により可能となる解析を行うということとしていた。このうち2.に関しては本手法実装時点での性能のベンチマークによって、優先度が低いと判断し、代わりに第二年度に取り組む予定であった内容の一部である、RNA二次構造予測問題以外への応用として、4.RNA二次構造の5 ́-3 ́距離と呼ばれる物理量の長さの分布を高速かつ厳密に計算する手法の開発、実装した。1.に関しては主にJSBi2013にて「A method for calculating stability of RNA secondary structure」という題目で、4.に関しては主にBiWO2013にて「A fast and exact calculation for various score distributions of RNA secondary structure」という題目で成果発表を行った。現在は、本手法を一般化したアルゴリズムに関する議論及び1.4.を組み合わせた内容で論文の投稿準備を行っており、また、3.に関しても得られた知見をまとめた論文を執筆中である。これらの研究成果によって、RNAの高次構造に関して、これまでは見落とされてきたような熱力学的ゆらぎや準最適構造の存在を始めとする様々な重要な特徴・情報の抽出を行う事が可能となった。本アルゴリズムを利用することで、今後生物学的な知見に関するより深い議論や知見の発見が期待される。元々の研究計画に従えば、本年度についてはRNA二次構造推定に関してより実用的な解析ソフトウェアの開発を行うとともに、情報生命科学の他の様々な問題に対して提案手法の応用を行う計画であった。具体的には、1研究内容の項目に記したような分布形状要約ソフトウェアを開発する-よく知られている各種RNAを用いて性能評価及び手法の洗練を行う、2初年度に実装評価を行う事を通じて得た経験を生かし、情報生命科学の他の重要問題へ展開してゆく-重要な問題や、特に威力を発揮しそうな問題から適用していく--配列アラインメント及び配列相同性探索問題の信頼性評価--モチーフ探索問題における準最適モチーフ探索やモチーフの分布による表現--クロマチン構造予測問題における信頼性評価及び準最適構造探索--その他この年において注目されている問題など、3ウェブサーバーの構築を行い広く利用可能な環境を整えるとしていた。このうち2.に関しては、初年度に取り組んだRNA二次構造予測問題について、より掘り下げるべき課題を発見したため、そちらを優先することにした。1.に関しては開発アルゴリズムをRNA二次構造予測問題へ適用した一般的アルゴリズムと、その具体的応用について研究成果をまとめ、報告を行った。(主に学会誌等への発表の1番、学会発表の4番)3.に関しては開発アルゴリズムをrtoolsの一部としてウェブ上で利用可能な形で公開を行った。(http://rtools.cbrc.jp/cgi-bin/index.cgi)今年度においては、2に示したような他の生物学上の問題への適用を模索しつつ、引き続きRNA二次構造のより深い解析を行い、RNA二次構造の分布様態について、生物系の研究者が統合的に理解できるようなソフトウェアの提供を目指したい。元々の研究計画に従えば、本年度については大きく分けて、1.開発したソフトウェアによるこれまでの分析によって特に面白い知見が得られたものについてより詳細な解析手法を開発2.開発したアルゴリズムの新しい課題への適用

3.分布形状を理解するための更なる理論を開発の三点を行う計画であった。より具体的には、1. RNA二次構造に特に注目し、解の信頼度を定量的に評価する指標を提案する(よく知られている各種RNAを用いて性能評価及び手法の洗練を行う)2.これまでに実装評価を行う事を通じて得た経験を生かし、情報生命科学の他の重要問題へ展開してゆく3.ウェブサーバーの構築を行い広く利用可能な環境を整えるとしていた。このうち1.に関してはRNA二次構造のCredibility Limitという概念を提案し、それに基いてRNAの推定二次構造を評価する手法を開発・分析を行った。(現在論文投稿準備中)2.に関しては当初は情報生命科学の諸問題への適用ということを考えていたが、RNA二次構造について、解の信頼性推定以外の課題についても同様の枠組みで解けるということに気づき、それらの実装を優先した。具体的には、RNA二次構造に割り当てられる整数スコアについて、ある一定の条件下でその確率分布を正確に計算することができるという手法を考案した。更に、それをより拡張し、整数スコアのみならず実数スコアについてもその確率分布を計算する手法を考案した。(現在論文投稿準備中)3.に関しては、RNA二次構造の様々な解析を一括で行うことができるウェブサーバーを構築した。(論文採択済み)今年度以降については、2.で新しく開発した一般的枠組みを様々な具体的未解決問題へ適用していき、生物系の幅広い研究者の役に立ち、また使いやすいと思ってもらえるようなソフトウェアの提供を行っていきたい。初年度取り組んだRNA二次構造予測問題に関連してより掘り下げるべき課題があったため現在はそちらを優先しているため、当初の計画にあったRNA以外の問題に対しての応用はやや遅れているが、ウェブサーバー構築などその他の点については概ね計画通り進んでいるため。27年度が最終年度であるため、記入しない。幾つか完成しているアルゴリズムがあるため、早急に実装・実験・対外発表を行う。研究の進捗のみに注目すれば当初の申請書に従えば本来二年度目に行うとしていたものに関してもすでにアルゴリズムの開発が成功し計画以上の進展と言うことができるが、対外的な発表という意味においては論文化が当初の予定よりやや遅れてしまっているため。RNA二次構造に関する様々な情報科学的解析を一括で行えるウェブサーバーまずは現在までの研究成果を早急に論文の形としてまとめ、それからは当初の研究計画に従い、RNA二次構造推定に関してより実用的な解析ソフトウェアの開発を行うとともに、RNAにかぎらず情報生命科学の他の様々な問題に対して提案手法の応用を行っていく。
ポルフィリンを用いる微量イオンの高感度光散乱分析法

我々は、陰イオン性ポリマ-であるモリブドリン酸塩と陽イオン性ポルフィリンとの反応を調べたところ著しい光散乱強度の増大を見いだした。本研究ではテトラキス(1ーピリヂニウムー4ーイル)ポルフィリン(H_2tmpyp^<4+>)を用いてリン酸イオンのppbレベルの光散乱分析法の確立と海水の分析を行なった。1.イオン対生成リン酸イオンは酸性溶液中でアンモニウムモリブデンと反応してヘテロポリモリブドリン酸塩を生じる。そしてそれはポルフィリンと反応してイオン対を生成する([H_4tmpyp^<6+>]・[PMo_<12>O_<40>^<3->])イオン対はRayleigh散乱を生じ、最大散乱強度は475nmに現れた。2.最適定量条件と海水中のリン酸イオンの定量ポリモリブドリン酸塩とポルフィリンの結合比はモル比法により1:1であることがわかった。イオン対生成による散乱強度は、モリブデン酸アンモニウム2ー7.5×10^<-4>moldm^<-3>の範囲でほぼ一でであり、0.2moldm^<-3>の硫酸濃度でブランク値の値は最小となった。イオン対は反応2分後から一定になり10分たっても変化しなかった。検量線は3ー100ugdm^<-3>のリンの濃度範囲で直線となった。相対標準偏差は1.7%であった。塩化物イオンは0.5moldm^<-3>濃度でも、また珪酸イオンイオンは10^<-3>moldm^<-3>濃度でもリン酸イオンの定量を妨害しなかった。この結果に基づいて海水中のリン酸イオンを定量した。光散乱法は物理化学の分野でタンパク質やコロイドミセルの高分子の研究に用いられている。しかし、本法におけるリン酸の分析のように選択的高分子生成反応を用いると、分析への広い応用の可能性が期待される、本法は溶媒抽出やメンブランフィルタ-による予備濃縮の必要もなく簡単に高感度にリン酸イオンを定量することができる。
Ｘ線偏光観測に向けた超小型衛星ＣｕｂｅＳａｔの開発

本研究は、超小型衛星CubeSatを利用し、NASAで進行中(2021年打ち上げ予定)のX線偏光観測を目的とした衛星プロジェクト(IXPE)と相補的なX線偏光観測を行うことを最終目的としている。IXPEは典型的なX線天体でフラックスの高い2ー10 keVの帯域において数十天体の観測を予定しているが、フラックスは小さくとも依然として偏光観測の科学的重要度の高い10ー30 keVにおいて、単一天体の長時間観測により偏光検出を目指す。前年度は、本研究の先行プロジェクトで使用していたTime Projection Chamber (TPC)型偏光計を拡張し、10 keV以上での偏光観測の性能を実証した。平成30年度は、現行のTPC偏光計においてもっとも改良が必要とされていた「偏光方向に対する検出器応答の角度依存を調査するための回転機構」を新たに備えた軽量TPC偏光計を製作し、検出器応答の角度依存を詳細に調査することをが目標であった。偏光計の角度依存が少なく回転動作がスムーズになるデザインを検討し製作し、従来のTPC型偏光計で前年度に実証していた性能との比較試験を行った。具体的には、X線発生装置を用いあるエネルギー範囲で、異なる偏光度(<0.5%, 20%)を持つX線を発生させ、偏光計で得られるデータの違いを検証する。この実験により、従来の偏光計と新しく製作した軽量TPC偏光計の性能はほぼ同等であることを確認した(15ー17 keVレンジにおける偏光測定性能を示すモジュレーションファクターは50%)。結果は投稿論文として準備中である。平成30年度は、偏光計の小型化および性能試験、衛星バスシステム開発について、我々の目的にあった企業の検討と選定を計画していた。偏光計の製作と性能評価を予想以上に進めることができた反面、衛星搭載に十分なサイズには縮小できなかったこともあり、並行して進める予定であった衛星バスシステム開発についての企業検討・選定は進まなかった。本研究では、引き続き偏光計の性能の定量的な評価を進める予定であり、そのためにはより高い偏光度を持つX線が必要となる。そのため、シンクロトロン放射光施設KEK-PFのビーム利用に申請・採択済みで、現在、令和元年度5月に行われるビーム実験の準備を進めている。
東京都知事とプロジェクトをめぐるイメージの通時的連関構造分析のためのパネル調査

本研究の目的は、現象としての「東京都知事石原慎太郎」を経験的データにより再構成することにある。このために、(1)知事についてのイメージ変数(非政治的領域)、(2)同(政治的領域)、(3)オリンピック招致について形成されるイメージ、(4)都市東京についてのイメージ、(5)日本の政治状況(国政および地方選挙をめぐるイメージ)を諸変数に質問紙を設計。平成21年から23年度まで計6回インターネットによるパネル調査実施。時点比較可能なデータを収集した。これをもとに、現象としての「東京都知事石原慎太郎」という研究書をまとめている。東京都知事のイメージについて、(1)知事自身についてのイメージ〔「人物」「能力」「人気」など〕、(2)オリンピックについてのイメージ〔「都市発展」「スポーツ」「土木事業優先」「財政負担」「著名建築家設計の意味」「石原知事主導の意味」〕、(3)都市東京についてのイメージ〔「便利」「雑然」「人口過多」など過去の調査結果をもとに設計〕、(4)国政における政権交代の影響、以上基本4変数(すべて4点尺度)を軸にした、パネル法による時系列変化を記録・再構成し、都市東京、都知事、プロジェクトを結びつけて形成されている複雑なイメージの生成過程を分析していく研究の3分の1部分を完了した。2009年9月に予定されていた国際オリンピック委員会による開催地決定の前(8月)と後(12月)に質問票調査を実施し、すでに概要と招致賛否についての主要結果については公表した。Macro Mill社のモニタのうち東京在住者から、性別と20歳から79歳まで10歳きざみで各12セルを選び、各セルから80サンプル、各回合計960サンプルを回収できるように設計し実施した(第1回平成21年8月末、第2回平成21年11月末(ともに質問数30問960から1680サンプル)。オリンピック招致失敗の影響、ならびに国政における政権交代が与える影響についても分析できる質問構成を採用、これから2011年4月の次回都知事選挙まで3回にわたって、当該知事のパーソナリティ特性、オリンピックのイメージ、社会経済状況の推移を重ねて、東京を軸に日本の政治状況についてのイメージ尺度による変化の記述をするためのデータの収集・分析を重ねる。主因子法、クラスター分析を重ね、連続的な数量変化として日本政治、政治家人格、プロジェクト、そして選挙民のイメージ形成の推移を、21世紀の最初の10年の日本の典型的なポピュリズム現象のプロセスを記録する独自の研究となる。東京都知事のイメージについて、政権交代による変動する日本の政治家のイメージについても含めて前年度のパネル調査を同形式で継続した。すなわち、(1)知事自身についてのイメージ〔「人物」「能力」「人気」など〕、(2)オリンピック招致失敗後のイメージ変化〔「都市発展」「スポーツ」「土木事業優先」「財政負担」「著名建築家設計の意味」「石原知事主導の意味」〕、(3)国政における政権交代の影響、とりわけ民主党政権と代表的政治家たちについてのイメージ、(4)民主主義についてのイメージ、以上基本4変数(すべて4点尺度)を軸に、サンプルの脱落率を踏まえて年度を限定したパネル法により、時系列変化を記録・再構成し、東京、都知事、プロジェクト、政権交代、民主主義制度の変化を結びつけて形成されている複雑なイメージの生成過程を再構成するための研究の2年目部分を完了した。鳩山政権総辞職、管政権誕生後の変化について、2010年8月に第1回目の調査を行い、2011年1月に同年4月に予定されている東京都知事選挙への動向予測を含んだ第2回目調査を行った。すでに概要と招致賛否についての主要結果については公表している。Macro Mill社のモニタのうち東京在住者から、性別と20歳から79歳まで10歳きざみで各12セルを選び、各セルから80サンプル、各回合計960サンプルを回収できるように設計し実施した〔今年度第1回(通算第3回)平成22年8月末実施:質問数20問1444サンプル、今年度第2回(通算第4回)平成23年1月末実施:質問数13問832サンプル〕。主要な関心である東京都知事のイメージについて、永年の人気に明らかな陰りが出てきていることがわかる結果を得た。本研究の主要な目的は、21世紀初頭欧米諸国でも観察されたポピュリズムについて、日本における特異例として、現象としての東京都知事石原慎太郎」を経験的データにより再構成するということにあった。このために、(1)知事についてのイメージ(非政治的領域)、(2)知事についてのイメージ(政治的領域)、(3)オリンピックとその招致について形成されるイメージ、(4)都市東京についてのイメージ(「利便性」「経済性」その他)、

(5)日本の政治状況(国政ならびに重要な地方首長選挙結果についてのイメージ形成)を主要変数とし、技巧を凝らした質問紙を設計し、平成21年から23年度、各年度2回ずつ、計6回のインターネットを介したパネル法調査により時点比較可能な時系列データを収集した。調査期間中、オリンピック東京招致運動とその失敗、国政における自民党から民主党への政権交代、内閣総理大臣の繰り返しの交代、東日本大震災および東京電力福島第一原子力発電所大事故、東京都知事四選出馬当選など、特異かつ重要な出来事が発生し、これに関連させて他に類例のないデータを収集することができた.調査途中のデータを用いて、ドイツ日本社会科学会大会においても報告を行ったが、3年の調査期間終了により完結したデータをもとに、とりわけ選挙民に形成されていった諸イメージとその変化について再構成を行いモデル化することが可能となった。石原慎太郎支持者には、年齢変数が大いに影響していることはこれまでも確認してきたが、オリンピックに関わる事象についても、別なふうに年齢別、性別の差異を確認することができた。また国政上重要な政治家について選挙民が抱くイメージについても時点ごと変化を確認できるデータを得た。これを背景にしつつ、現象としての「東京知事石原慎太郎という経験的社会科学研究をまとめ段階にある。
糖尿病患者が補助循環中に受ける炎症と臓器傷害の機序解明　-小動物モデル評価-

本研究では、糖尿病患者が補助循環中に受ける炎症と臓器傷害のメカニズムを解明することを目的とし研究を行ってきた。非糖尿病および糖尿病に群分けし、補助循環後の各種臓器における病理評価の結果、腎臓の近位尿細管領域において、糖尿病群で傷害のレベルが高い傾向であることが分かった。また、糖尿病群で炎症を受けやすく、さらに酸化ストレスが高いことが示された。本研究成果は、糖尿病患者が補助循環中に受ける炎症と臓器傷害のメカニズムおよび酸化ストレスの関連性を解明する材料となり得る。近年、補助循環は循環器疾患のみならず呼吸器疾患まで適応を拡大し、全世界で約6万症例、本邦でも4千症例以上施行されており、今後も症例数の増加が予測されている。また、世界の糖尿病患者数は約4億人と言われており、本邦でも800万人(糖尿病予備軍の人口を合わせると2000万人)を超えるとされている。総人口に占める糖尿病患者の増加に加え、糖尿病患者は健常人に比べ、心疾患合併率が24倍高いことや、呼吸器合併症のリスクも高いということも重なり、糖尿病患者に対する補助循環施行数も増加している。このような背景のもと、今回、我々は、糖尿病患者において非糖尿病患者に比べ、炎症反応が強く活性化されるため、補助循環中および補助循環離脱後の臓器傷害並びに、その他の合併症の発生率が上昇するのではないか?という仮説を立てた。加えて、実際の補助循環中は慣例的にPaO2:300 mmHg以上の高酸素状態で管理されることが多い。酸化ストレスを容易に受けやすいと言われている糖尿病患者に対して、過剰な高酸素管理がさらに炎症反応を助長しているのではないかという仮説も立てている。この仮説を証明するために、課題1.糖尿病ラットにおいて補助循環中の炎症反応が増大していることを証明する。課題2.糖尿病ラットにおいて補助循環中の臓器傷害のメカニズムを解明する。課題3.酸化ストレスが主要臓器に引き起こす傷害の評価。補助循環中の酸化ストレスと糖尿病の病態との関連性を解明する。という3つの課題を掲げて実験を行ってきた。昨年度は、主に課題1に取り組み、肥満2型糖尿病モデルラットにに補助循環を導入した場合、非糖尿病ラットに比べ、補助循環前、補助循環開始60分、120分(補助循環終了時)のすべての時点で炎症反応(血漿中のサイトカインレベル)が高く、さらに補助循環中の増加率も高いという結果が得られた。当初の予定通り、課題1.糖尿病ラットにおいて補助循環中の炎症反応が増大していることの証明に取り組み、データを収集することができている。学会や論文での対外的な発表に向けて準備を進めている。加えて、酸化ストレスを容易に受けやすいと言われている糖尿病患者に対して、過剰な高酸素管理がさらに炎症反応を助長しているのではないかという仮説も立てている。昨年度は、主に課題2に取り組み、各群で主要臓器を体外循環後に摘出し、組織形態的評価のためにHematoxylin-Eosin (HE)染色を行った。補助循環により腎臓(特に近位尿細管領域)にダメージを受けていることが分かった。さらに、糖尿病ラットにおいて傷害のレベルが高い傾向にあった。設定した課題に沿って当初の予定通り研究が進みデータを収集することができている。これまでに非糖尿病ラットと比較して糖尿病ラットにおいて、補助循環の炎症反応が高いこと、組織形態的に傷害を受けていることが分かってきている。近年、補助循環は循環器疾患のみならず呼吸器疾患まで適応を拡大し、症例数は急激に増加している。また、糖尿病患者も増加の一途を辿っている。総人口に占める糖尿病患者の増加に加え、糖尿病患者は健常人に比べ、心疾患合併率が高いことも重なり、糖尿病患者に対する補助循環施行も増加している。しかしながら、糖尿病患者の補助循環中の生体反応を緻密に分析した研究は世界的に見ても少なく、未解明なことが多い。

そこで、本研究では、糖尿病患者が補助循環中に受ける炎症反応と臓器傷害のメカニズムを解明するため、糖尿病モデルラットおよび、これまでに我々が構築してきた小動物補助循環モデルを用いて病態を明らかにすることを目的とし研究を行ってきた。前年度までの研究成果としては、SDラット群(非糖尿病モデル)およびSTDfattyラット群(肥満2型糖尿病モデル)に群分けし、補助循環後の各種臓器における組織形態的評価の結果、腎臓の近位尿細管領域において、糖尿病群で傷害のレベルが高い傾向であることが分かった。最終年度の研究成果としては、血液中のサイトカインを計測した結果、糖尿病群で高く、炎症を受けやすいことが証明できた。また、主要臓器の酸化ストレスにフォーカスを当て、直接的にスーパーオキサイドの測定が可能であるDihydroethidium(DHE)染色の結果から、糖尿病群で補助循環中の酸化ストレスが高いことが示唆された。これらの成果は、糖尿病患者が補助循環中に受ける炎症反応と臓器傷害のメカニズムおよび酸化ストレスの関連性を解明する材料となり得ると考えられる。本研究では、糖尿病患者が補助循環中に受ける炎症と臓器傷害のメカニズムを解明することを目的とし研究を行ってきた。非糖尿病および糖尿病に群分けし、補助循環後の各種臓器における病理評価の結果、腎臓の近位尿細管領域において、糖尿病群で傷害のレベルが高い傾向であることが分かった。また、糖尿病群で炎症を受けやすく、さらに酸化ストレスが高いことが示された。本研究成果は、糖尿病患者が補助循環中に受ける炎症と臓器傷害のメカニズムおよび酸化ストレスの関連性を解明する材料となり得る。28年度の着手予定である、課題2.糖尿病ラットにおいて補助循環中の臓器傷害のメカニズムの解明に取り組む。前年度行った課題1での結果を踏まえ、今年度の実験を遂行する。具体的には、どの程度の炎症や傷害が、どの臓器で起こっているか検討していく。各群で主要臓器(心臓・肺・肝臓・腎臓など)を体外循環後に摘出し、組織形態的評価のためにHematoxylin-Eosin (HE)染色および、炎症性サイトカインを放出するとされるマクロファージの検出が可能なGiemsa染色を行なう。これらの結果と、これまでに我々のグループで得られてきた糖尿病の病態に関係する見地(Shirai M, et al. J Physiol Sci.2012, Jenkins MJ,et al.Arterioscler Thromb Vasc Biol.2012)とを融合し補助循環中の臓器障害のメカニズムの解明につなげる。順調に遂行できれば、計画を前倒して実験を行っていきたい。最終年度は課題3.酸化ストレスが主要臓器に引き起こす傷害の評価。補助循環中の酸化ストレスと糖尿病の病態との関連性を解明に取り組む。課題1、2で得られた結果を踏まえ、今年度の実験を遂行する。具体的には、各群の主要臓器(心臓・肺・肝臓・腎臓)で活性酸素の検出が可能なDihydroethidium (DHE)染色を行い、補助循環中の活性酸素の発生、炎症反応、組織形態的傷害の関連性を明確にし補助循環中の臓器障害のメカニズムの解明したい。この成果から適切な補助循環管理方法を提案したいと考えている。
カジカ科魚類における卵保護から卵隠蔽への進化に伴う生殖関連形質の進化とその意義

交尾を行う単系統のニジカジカ属グループについて、繁殖生態、分子系統関係、生殖関連形質を調べた。分子系統解析の結果、雄卵保護型のニジカジカ属とベロ属からなるクレードAと卵隠蔽型のサラサカジカ属、アナハゼ属、スイ属、及び繁殖様式不明のイダテンカジカ属からなるクレードBに分けられた。クレードBで最初に分岐したイダテンカジカ属は、生殖関連形質については雄卵保護型と同様の形質を持っていたことから、雄卵保護型であることが示唆された。つまり、本グループでは雄卵保護型が2つのグループに分岐し、一方(クレードA)は雄卵保護型を維持し続け、もう一方(クレードB)では雄卵保護型から卵隠蔽型を進化させたと考えられた。カジカ科ニジカジカグループに属するニジカジカ属2種(雄卵保護型)、ベロ属1種(雄卵保護型)、イダテンカジカ属1種(生殖様式不明)、サラサカジカ属2種(卵隠蔽型)、アナハゼ属4種(卵隠蔽型)、スイ属1種(卵隠蔽型)について、分子系統解析を行った。外群としてフタスジカジカ属2種(雄卵保護型)を用いた。その結果、本グループは雄卵保護型2属からなるクラスターと、イダテンカジカ属を含む卵隠蔽型3属からなるクラスターに分かれた。この結果により形態形質によって単系統とされていた本グループの系統関係が分子系統からも裏付けられたとともに、雄卵保護型と卵隠蔽型が姉妹関係になるという、繁殖生態と一致した系統関係が示された。雄卵保護型のニジカジカ、ベロ、卵隠蔽型のサラサカジカ、アサヒアナハゼ、スイについて雄の生殖突起の形状、精巣組織の構造、精子の形態、卵巣での精子の貯留形態について調べた。雄卵保護型と卵隠蔽型では、生殖突起の形状、精巣内での精子形成の進行の部位差、精巣付随構造としての貯精嚢の有無、卵巣内での精子の貯留形態に明瞭な差がみられた。一方、精子の頭部の形態は両繁殖様式の違いとは無関係であることが示された。以上の結果から、分子系統でみられた雄卵保護型と卵隠蔽型の2系統における生殖関連形質の違いが鮮明となり、各形質が繁殖様式とどのように関連しているのかを考察する上で重要な知見が得られた。複数種のホヤやカイメンから本グループのものとみられる卵が採集され、これら卵についてミトコンドリアDMAにより種判別した結果から、6種の卵隠蔽種(サラサカジカ、アナハゼ、アサヒアナハゼ、アヤアナハゼ、キリンアナハゼ、スイ)における産卵場所が明らかとなり、種特異的な産卵場所の選択性が示された。ニジカジカ属グループ全属のDNAサンプルを調達し、前年度以上に精度の高い分子系統解析結果を得た。これにより、本研究課題の目的の一つが完結した。ニジカジカ属グループは単系統であるものの、大きく2つのグループに大別できることがわかった。第1グループは、ニジカジカ属・ベロ属からなり、雄卵保護型の繁殖様式を持つ。一方、第2グループはイダテンカジカ属・サラサカジカ属・アナハゼ属・スイ属からなり、これらのうちの多くの属は卵隠蔽型の繁殖様式を持つ。ニジカジカ属グループ全属の生殖関連形質についての解析を進めるために、これまでサンプルが得られず、生殖関連形質についてても全く不明であったイダテンカジカ属について、成熟個体の採集に力を入れてきた。その結果、精子を持つ雄と成熟卵を持つ雌のサンプルを得ることに成功し、数多くの新知見が得られた。第2グループの中で最も早い時期に分岐したイダテンカジカ属は、卵隠蔽型の多い第2グループに属するにもかかわらず、雄卵保護型と同様の生殖形質を有することがわかった。つまり、第2グループ内において雄卵保護型(イダテンカジカ属)から卵隠蔽型(サラサカジカ属・アナハゼ属・スイ属)への進化が起きたことが強く示唆された。周年採集が可能な種としてサラサカジカ属のキヌカジカを選び、本種を1年間にわたって採集および予備的な飼育実験を実施した。このサンプルを用いて、本種の生殖年周年期を明らかにした。その結果、本種の雌雄の成熟時期を確定することができ、次年度に向けて生殖形質の詳細な解析が可能となった。予定していた計画内容と前後する項目や使用する魚種の違いは多少あるが、2年目までの計画をほぼ順調にこなすことができた。カジカ科魚類には交尾を行い体内で配偶子会合を起こし体外で受精するという特異な繁殖生態をもつ種が多数存在する。その中でニジカジカ属グループ6属(ニジカジカ属、ベロ属、イダテンカジカ属、サラサカジカ属、アナハゼ属、スイ属)は日本近海で分化した単系統のグループであると認識されている。本グループ内には、雄の縄張り内で雌が産んだ卵を雄が保護する型(雄卵保護型)と、交尾を受けた雌が単独で無脊椎動物の体内に卵を隠蔽する型(卵隠蔽型)の2型の繁殖様式がみられる。雄卵保護型から卵隠蔽型がどのような要因・過程を経て進化したのかを調べるために、本研究ではニジカジカ属グループ6属の分子系統解析を行うとともに、繁殖生態や生殖関連形質を調べた。分子系統解析の結果、雄卵保護型のニジカジカ属とベロ属からなるクレードAと、卵隠蔽型のサラサカジカ属、アナハゼ属、スイ属、及び繁殖様式不明のイダテンカジカ属からなるクレードBに分けられた。

このことから、イダテンカジカ属は卵隠蔽型の繁殖様式をとることが示唆されたが、実際の繁殖生態を観察するには至らなかった。6属について雄の生殖突起の形態、精巣の構造、精子頭部の形態など生殖関連形質を調べて比較した結果、イダテンカジカ属ではいずれの形質も雄卵保護型のニジカジカ属と同様であり、卵隠蔽型のサラサカジカ属、アナハゼ属、スイ属とは大きく異なっていた。この結果は、イダテンカジカ属の繁殖生態が雄卵保護型であることを強く示唆している。以上の結果を総合すると、本グループでは雄卵保護型の祖先種から2つのクレード(クレードAとクレードB)が分岐し、クレードAは雄卵保護型を維持し続け、クレードBでは雄卵保護型から隠蔽型を進化させたと考えられた。クレードBにおいて卵隠蔽がなぜ進化したのか、あるいはなぜイダテンカジカ属だけが雄卵保護型を維持し続けたのかが今後の課題として残された。交尾を行う単系統のニジカジカ属グループについて、繁殖生態、分子系統関係、生殖関連形質を調べた。分子系統解析の結果、雄卵保護型のニジカジカ属とベロ属からなるクレードAと卵隠蔽型のサラサカジカ属、アナハゼ属、スイ属、及び繁殖様式不明のイダテンカジカ属からなるクレードBに分けられた。クレードBで最初に分岐したイダテンカジカ属は、生殖関連形質については雄卵保護型と同様の形質を持っていたことから、雄卵保護型であることが示唆された。つまり、本グループでは雄卵保護型が2つのグループに分岐し、一方(クレードA)は雄卵保護型を維持し続け、もう一方(クレードB)では雄卵保護型から卵隠蔽型を進化させたと考えられた。26年度に実施予定であった分子系統解析は予定通りに実施し、ほぼ完結できた。試料の採集については、富山湾、隠岐諸島、三浦半島で実施し、多数の試料を得ることができた。これらの試料を含めて、既存の試料について生殖関連形質の解析を進めることができた。また、無脊椎動物からの卵の採集と種判別も実施することができた。得られた結果については学会の大会にて発表することができた。以上の成果は当初の予定を上回ったものであり、研究は極めて順調に進行している。一方で、生殖関連形質の解析のための試料採集ができていない種(イダテンカジカ属)もあり、次年度は本種の試料採集が最重要課題となる。ニジカジカ属グループの雄の生殖関連形質に関して、さらに詳細な特徴と種間での比較を中心に実施してゆく。特に、精巣重量の体重比、精子の量、精子の運動速度、精子形成速度、交尾時の射精量などについて可能なかぎり調べる。そのためには成熟した個体を入手する必要があり、成熟時期での採集活動に力を入れる。雄卵保護型から卵隠蔽型への移行段階にある可能性があるイダテンカジカ属(イダテンカジカ・ムツカジカ)について、繁殖期の特定と、繁殖生態の解明に力を入れる。以上とこれまでに得られた結果を総合して「精子競争の激化が雄の成熟・交尾を早めた結果、雄による卵保護の機会が失われ、雌が無脊椎動物への卵隠蔽を進化させた」という仮説を検証してゆく。魚類生理生態学生殖年周期の解明を中心に進める。前年度に採集適地をみつけたことから、サラサカジカ属のキヌカジカとイダテンカジカ属のイダテンカジカを定期的に採集するとともに、稚魚からの飼育を試み、1年を通じた生殖腺の発達過程と生殖関連形質の発現状況を継続観察する。これにより、本研究における重要な課題の一つである、各属における生殖関連形質の解明を完了することを目標とする。また、これらの魚種の飼育によって、前年度に実施できなかった精子の運動に関する観察実験を実施する。ニジカジカグループの各属間の関係は前年度に完了できたが、各属内の種間の系統関係については未だ不明である。
異周速圧延法によるチタン板材の集合組織制御と高性能化

JIS2種の純チタンに対して異周速圧延を行い、プロセス条件が圧延材の集合組織に及ぼす影響を調査し、また、成形性に与える影響を調査した。また、異なる不純物濃度を持つJIS1種、2種と3種の純チタンに対して、等速圧延と異周速圧延を行い、不純物濃度が材料組織、成形性と機械的特性に与える影響を調査した。その結果、適正なプロセス条件を突き止め、集合組織の形成メカニズムを明らかにした。異周速圧延材は比較的に等方な集合組織を示し、面内異方性が相対的に低いため、すべての純度の純チタンにおいて、より高い張出し成形性を示した。平成25年度は、異なる不純物濃度を持つJIS1種、2種と3種の純Tiに対して、500°C700°Cの圧延温度で、等速圧延と異周速比1.36の異周速圧延を行い、不純物濃度が材料組織と成形性に与える影響を調査した。EBSD解析の結果、圧延まま材では、純Tiの純度の低下に伴って、等速圧延材と異周速圧延材は両方とも板幅方向へのc軸の傾斜角度が減少し、c軸が圧延面の垂直方向に近づくことがわかった。これは底面すべりの活発化によるものと考えられる。また、異周速圧延を用いたせん断歪みの導入により、いずれの種類の純Tiでも、c軸が相対的に圧延面の垂直方向にシフトした。結果として、JIS2種と3種の純Tiでは面内異方性の小さい底面集合組織を得ることができた。焼鈍を経ると、板幅方向にc軸傾斜を示す通常の集合組織に戻る傾向があるが、異周速圧延材は等速圧延材に比べ、板幅方向へのc軸の傾斜角度が比較的に小さく、より弱い面内異方性を示した。また、不純物の濃度の増大に伴って、焼鈍中の結晶粒成長が遅れ、焼鈍材の結晶粒径が小さくなることがわかった。高強度を示すJIS3種材は低い延性を示すため、圧延欠陥の発生を抑制するために、より高い圧延温度等、適切な条件で異周速圧延を行う必要があることがわかった。エリクセン試験を行った結果、純度の低下に従って、等速圧延材の室温エリクセン値はJIS1種、2種、3種の順で15.2、13.2と9.1と低下した。一方、異周速圧延材はすべての種類の純Tiにおいて室温エリクセン値は向上し、JIS1種、2種、3種はそれぞれ16.6、15.2と9.6の室温エリクセン値を示した。すなわち、せん断歪み導入により、JIS2種の張出し成形性をJIS1種と同等まで向上させることができた。これは異周速圧延材が集合組織的に比較的に小さい面内異方性を示すためと推測される。平成24年度は、JIS2種の純Tiに対して異周速比1.36の異周速圧延を行い、プロセス条件が材料組織と成形性に与える影響を調査した。また集合組織の形成メカニズムを調査した。室温700°Cの材料温度と室温300°Cのロール温度の温度範囲では、高い張出し成形性を得るための適正な圧延温度は、材料とロールの温度が同じ場合では300°Cであった。また、ロール温度が150°C以下の場合では材料温度が500°Cであった。いずれも、圧延後に面内異方性の小さい底面集合組織が形成しやすいことが理由であると考えられる。焼鈍の影響を調査したところ、500°Cでは残留歪みの除去が不十分で、700°Cでは結晶粒が粗大化するため、650°Cで焼鈍すると最も優れた張出し成形性が発現した。次に、異周速圧延(圧延温度500°C)の進行に伴う集合組織の変化をEBSDにより調べた。その結果、c軸が板幅方向に約35°傾く初期集合組織は、すべり変形により誘起される変形結晶の格子回転により、徐々にc軸が板面に垂直する集合組織に変化することを明らかにした。また、異周速圧延材の焼鈍前後の集合組織変化のメカニズムをEBSDにより調査した。異周速圧延材は、焼鈍を経ることにより、板幅方向にc軸傾斜を示す通常の集合組織に戻る傾向がある。その原因を究明するために、焼鈍に伴う組織変化をEBSDにより調査した。その結果、板幅方向に方位分散を持つ1μm程度の動的再結晶粒がせん断帯領域に存在し、焼鈍中に優先的に成長することにより、板幅方向にc軸傾斜を示す集合組織を形成することを明らかにした。

成形性向上のためには、焼鈍後も底面集合組織を維持する必要があり、そのためには、圧延せん断帯の組織形成を制御することが重要であることがEBSDの結果から示唆された。平成26年度は、異なる純度の純Ti(JIS 1種、2種、3種)の等速圧延材と異周速圧延材の機械的特性および引張変形中の組織変化を調査した。純Tiの等速圧延材と異周速圧延材は、純度の低下に伴って(JIS 1種、2種と3種の順に)強度が増大した。一方、延性は悪化した。圧延方向に対して0°、45°、90°の方向に引張試験を行った結果の平均値に注目すると、純度の低下に伴い、引張強度は261MPaから539MPaまで、耐力は138MPaから428MPaまで向上した。一方、破断伸びは71%から32%に、均一伸びは37%から12%に低下した。また、純度の低下に伴い、r値は9から5に、n値は0.19から0.13に低下した。なお、純Ti圧延材の機械的特性の面内異方性は、材料純度の低下に伴って低減した。異周速圧延材と等速圧延材の特性(強度、伸び、r値とn値)の平均値を比較した結果、双方に顕著な差は見られなかった。一方、異周速圧延材は、比較的等方的な集合組織を示すため、面内異方性に関しては等速圧延材よりも小さい値を示した。JIS 2種異周速圧延材はJIS 1種等速圧延材に比較して同等の張出し成形性を示した。一方、引張強度と耐力は、JIS 2種異周速圧延材の方が高い値を示した。異周速圧延材は比較的に等方な集合組織を示し、耐力とr値の面内異方性が相対的に低いため、純度が低い材料においても優れた張出し成形性が発現したと考えられる。次に、9%の引張歪みを加えた純Ti圧延材を対象として、EBSDを用いた組織解析を行った。JIS 1種合金には、85°引張双晶と65°圧縮双晶が同程度に発生し、JIS 3種合金には85°引張双晶が主に発生した。引張変形に伴う顕著な集合組織変化は確認できず、面内異方性は引張変形前後で大きく変化しないことが示唆された。工学JIS13種の純Tiに対して等速圧延と異周速圧延を行い、異なる種類のTiにおいても異周速圧延が成形性向上に有効であることを実証した。Tiの純度が集合組織形成への影響を明らかにした。JIS2種純Tiに対して高成形性を得るためのプロセス条件を突き止め、集合組織形成の挙動を明らかにした。JIS13種の純Ti圧延材に対して、不純物の量が引張特性に及ぼす影響を調べ、変形に伴う組織の変化を調べる予定である。今年度は得られた適正なプロセス条件をもとに、研究対象材料をJIS1種とJIS3種の純Tiに広げ、不純物の量が集合組織、結晶粒径、機械的特性と成形性に及ぼす影響を調べる予定である。引張試験片を作製するための治具の費用を次年度に残したため引張試験片作製治具、研磨用消耗品、電子顕微鏡用消耗品などの購入に使用する予定である。純Ti板材と研磨用消耗品などの購入と国際学会(THERMEC2013)出席費用に使用する予定である。
液晶と色素薄膜を用いた光ファイバマルチセンシングシステムに関する研究

1.真空蒸着法によりコーナーキューブプリズム上に各種の色素薄膜を付け,微量ガスに対する呈色反応スペクトル,すなわち色素膜を付けた場合の吸収スペクトル及び蛍光色素薄膜を付けた場合の蛍光スペクトルと強度変化特性を測定し,各々の特性の評価を行うとともに,本研究に使用する色素の選定を行った。2.コレステリック液晶に添加するネマティック液晶の割合を調整することにより,1.3μm帯に選択反射波長を有するコレステリック液晶セルを作製し,同一の2枚のコレステリック液晶セルの間にネマティック液晶セルを挟み込んだ液晶セルを構成した。この液晶セルを用いて,選択反射波長内で透過光強度の電界強度依存性を測定し,電界センサとしての特性評価を行った。3.コーナーキューブプリズムの反射面に異なる色素薄膜を付けたセンサヘッドを構成し,酸・塩基ガスに対するスペクトルの変化を多変量解析の手法を用いて解析を行い,各々のガス種の分離・検出を行うことができた。4.以上の実験結果を踏まえて,色素薄膜を付けたコーナーキューブプリズムとロッドレンズを付けた光ファイバの間にコレステリック液晶セル及びネマティック液晶セルを挟み込んだ構造のマルチセンサヘッドを作製し,複数の機能を有するマルチセンシングシステムを構成して,その特性の測定及び評価を行った。5.液晶分子に対する配向規制力すなわちアンカリング強度がそれぞれ異なる配向膜を用いて液晶セルを作製し,電界に対する液晶分子の配向状態の変化を透過光強度の変化として測定し,アンカリング強度と電界に対する分子配向の関係について考察するとともに,電界センサとしての特性評価を行った。6.上記のマルチセンサヘッドを複数個光ファイバに接続し,光パルスの後方散乱効果の測定手法(OTDR)を用いることで,それぞれの複数の機器における異常現象を遠隔より同時にモニターすることができる装置を構成して,その特性の測定及び評価を行った。7.本研究を総括し,研究成果の取りまとめを行った。1.真空蒸着法によりコーナーキューブプリズム上に各種の色素薄膜を付け,反応ガスに対する呈色反応スペクトルを測定し,各々の特性の評価を行うとともに,本研究に使用する色素の選定を行った。2.コレステリック液晶に添加するネマティック液晶の割合を調整することにより,1.3μm帯に選択反射波長を有するコレステリック液晶セルを作製し,この2枚のセルの間にネマティック液晶セルを挟み込むことで,選択反射波長内で透過光強度の電界強度依存性を測定し,電界センサとしての特性評価を行った。3.コーナーキューブプリズムの反射面に異なる色素薄膜を付け,酸・塩基ガスに対するスペクトルの変化を多変量解析の手法を用いて解析を行い,各々のガス種の分離・検出を行うことができた。4.前記の結果に基づき,色素薄膜を付けたコーナーキューブプリズムとロッドレンズを付けた光ファイバの間にコレステリック液晶セル及びネマティック液晶セルを挟み込んだ構造のセンサヘッドを作製し,複数の機能を有するマルチセンシングシステムを構成して,その特性の測定を行った。5.光ファイバを用いて複数のマルチセンサヘッドを結合し,光パルスの後方散乱効果の測定手法(OTDR)を応用することで,多数の機器における異常現象等を同時にモニターすることができる装置を構成し,その基礎的な特性の評価を行った。6.以上の研究成果をとりまとめ,問題点や改善すべき点等について検討し,特性の一次評価を行った。1.真空蒸着法によりコーナーキューブプリズム上に各種の色素薄膜を付け,微量ガスに対する呈色反応スペクトル,すなわち吸収スペクトル及び蛍光色素薄膜を付けた場合の蛍光スペクトルと蛍光の強度変化を測定し,各々の特性についてそれぞれ評価を行った。

2.強いアンカリング又は弱いアンカリングを有する配向膜を用いて液晶セルを作製し,電界に対する液晶分子の配向状態の変化を透過光強度の変化として測定し,アンカリング強度と電界に対する分子配向の関係について考察し,電界センサとしての特性評価を行った。3.以上の実験結果を踏まえて,反応ガスに対して吸収スペクトルの変化及ぴ蛍光スペクトルや蛍光強度の変化としてそれぞれ感度を有する色素薄膜を付けたコーナーキューブプリズム及び光ファイバを付けたロッドレンズの間にコレステリック液晶セルとネマテイック液晶セルを挿入することでマルチセンサヘッドを構成し,その特性の測定を行った。4.上記のマルチセンサヘッドを複数個光ファイバに接続し,光パルスの後方散乱効果の測定手法(OTDR)を用いることで,それぞれの複数の機器における異常現象を遠隔より同時にモニターすることができる装置を構成して,その特性の測定及び評価を行った。5.光ファイバを用いて複数のマルチセンサヘッドを結合し,光パルスの後方散乱効果の測定手法(OTDR)を応用することで,多数の機器における異常現象等を同時にモニターすることができる装置を構成し,その基礎的な特性の評価を行った。6.以上,これまでの研究成果をとりまとめ,研究の総括を行った。
細胞老化のクリアランス機構とその破綻による疾患発生のメカニズム解明

老化細胞の蓄積が組織や個体に悪影響を及ぼす可能性があるため、恒常性維持のために老化細胞が除去される機構の存在が示唆される。しかし正常組織中の老化細胞の除去機構、またその仕組みの破綻と疾患との関連は不明である。マウス妊娠子宮への老化細胞の蓄積が早産の発症と関連することから、マウス妊娠子宮に着目して本研究を行った。その結果、妊娠子宮に生理的に存在する老化細胞は分娩後も子宮に残存し徐々に消失すること、そのクリアランスの機構にマクロファージが関与すること、分娩後子宮における老化細胞のクリアランスが子宮機能回復と密接に関連しその残存が子宮機能障害を引き起こすことが明らかとなった。細胞老化はテロメア短縮やDNA損傷等の細胞ストレスで起こるため、細胞に備わるストレス応答の1つと考えられる。老化細胞の蓄積が組織や個体に悪影響を及ぼす可能性が指摘されており、組織や個体の恒常性維持のためには老化細胞が除去される必要があると考えられるが、正常組織中の老化細胞の誘導及び除去機構、またその仕組みの破綻と疾患との関連は不明である。マウス妊娠子宮に老化細胞が生理的に出現することや、その過剰な蓄積が早産という子宮機能異常と関連すること、妊娠子宮の細胞老化が亢進した子宮特異的p53欠損マウスが早産をきたすことから、本研究ではこの動物モデルを用いて、分娩前後のマウス子宮に生理的に存在する細胞老化との除去機構と、その破綻による次回妊娠におこる表現型を調べた。その結果、分娩後のマウス子宮の胎盤剥離部位には老化細胞が残存し、徐々に細胞老化領域が減少して分娩後約1か月で消失した。分娩後子宮における白血球の局在を観察すると、F4/80陽性マクロファージが細胞老化領域周囲に集積した。マウス分娩後に抗F4/80抗体投与によるマクロファージ除去を行うと子宮の細胞老化領域の増大が認められた。さらにp53欠損早産マウスにおいて、分娩後子宮の老化細胞の増加と分娩直後の交配による妊娠率の低下を認めた。p53欠損早産マウスでは老化細胞周囲に集積するF4/80陽性細胞の減少と、老化細胞領域内におけるM1マクロファージのマーカーの1つであるCD11b陽性細胞の増加を認めた。本研究により、分娩後子宮におけるF4/80陽性マクロファージを介した老化細胞の除去機構の存在と、M1優位のマクロファージ極性変化に由来する老化細胞の蓄積によって子宮機能障害が起こることが示唆され、分娩後子宮における老化細胞の過剰な残存が子宮機能回復へ影響している可能性が明らかとなった。第29回日本生殖免疫学会での江頭真宏らの演題が学会賞および最高得点演題賞を受賞した。産婦人科学、生殖医学、生殖生物学