hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血液フラッシュによる肺保存の有効性の評価

方法:New Zealand White Rabbits18羽使用.PGE1前処置後,摘出時灌流および摘出肺の単純浸漬冷保存(18時間、10°C)を3種保存液にて行った.1)Euro-Collins液(E-C群; n=6)2)LPD液(LPD群; n=6)3)同種酸素化血液(O-B群; n=6).保存後の肺機能をex vivo兎血灌流モデルで評価し、血清学的測定も施行.結果:摘出時灌流の肺動脈血管抵抗:LPD群、O-B群、E-C群の順に低かった(p<0.05).保存後酸素化能(PaO2:mmHg):全灌流時間を通じてLPD群、O-B群、E-C群の順に高かったが、5分・10分後ではLPD群、O-B群間に有意差はなし.再灌流時平均肺動脈圧:全経過中を通じてLPD群・O-B群はE-C群に比較し有意に低かったがLPD群とO-B群は有意差はなかった.Wet/Dry ratio(%):E-C群はLPD群,O-B群間に比較し有意に高値であった.血清学的検討:Thrombomodulin(TM)、Endothelin(ET)は3群間に有意差は無かったが、O-B群、LPD群、E-C群の順に高値を示した.E-selectinはOB群が他の2群より有意に高値を示した.組織学的検討:保存液による組織学的差異は認めなかった.考察:OBが,E-C液より良好であった理由として1)細胞外液組成としての利点、2)酸素化による効果(肺血管拡張、有酸素代謝)、3)TMにより活性化されたprotein Cによる白血球活性抑制効果が考えられ、またLPDに比較して不良だった理由として、1)摘出時灌流の不均一、2)血液成分(白血球、血小板)による内皮細胞活性化などが考察された.方法:New Zealand White Rabbits18羽使用.PGE1前処置後,摘出時灌流および摘出肺の単純浸漬冷保存(18時間、10°C)を3種保存液にて行った.1)Euro-Collins液(E-C群; n=6)2)LPD液(LPD群; n=6)3)同種酸素化血液(O-B群; n=6).保存後の肺機能をex vivo兎血灌流モデルで評価し、血清学的測定も施行.結果:摘出時灌流の肺動脈血管抵抗:LPD群、O-B群、E-C群の順に低かった(p<0.05).保存後酸素化能(PaO2:mmHg):全灌流時間を通じてLPD群、O-B群、E-C群の順に高かったが、5分・10分後ではLPD群、O-B群間に有意差はなし.再灌流時平均肺動脈圧:全経過中を通じてLPD群・O-B群はE-C群に比較し有意に低かったがLPD群とO-B群は有意差はなかった.Wet/Dry ratio(%):E-C群はLPD群,O-B群間に比較し有意に高値であった.血清学的検討:Thrombomodulin(TM)、Endothelin(ET)は3群間に有意差は無かったが、O-B群、LPD群、E-C群の順に高値を示した.E-selectinはOB群が他の2群より有意に高値を示した.組織学的検討:保存液による組織学的差異は認めなかった.考察:OBが,E-C液より良好であった理由として1)細胞外液組成としての利点、2)酸素化による効果(肺血管拡張、有酸素代謝)、3)TMにより活性化されたprotein Cによる白血球活性抑制効果が考えられ、またLPDに比較して不良だった理由として、1)摘出時灌流の不均一、2)血液成分(白血球、血小板)による内皮細胞活性化などが考察された.冷却血液フラッシュによる肺保存と従来のasanguinous solutionのフラッシュによる肺保存の効果の差異を検討する目的にて最も重要な安定した実験モデルの確立に主眼をおき研究を重ねてきた。その結果以下の成果を得た。3.予備実験として、本モデルの潅流時間の限界を決定するため及びその際の肺機能の低下について検討するため、10組の非保存潅流を行った。(この10組は本実験のコントロール群と同一であるがrandomizeしていないのでデーターとしては採用しない。)結果として、本モデルにより1時間まで肺機能は良好に維持され、保存効果の評価に有用であることが再確認できた。上記にもとづき、現在非保存肺群、modified Euro-Collins群、UW群との保存効果の差異を肺血管抵抗、肺仕事量、酵素化能、肺水分量につき検討中である。また気管支動脈系への保存液分布を目的として、逆行性の保存液フラッシュ法についても手技確立のため基礎実験を行っているNewZealand White Rabbitの摘出肺保存における冷却血液の効果を、従来の標準的保存液であるEuroCollins液と比較検討している。実験モデルとして、当初交叉潅流による再潅流モデルを用いたが結果が安定しないため、平成6年度より貯留血液による再潅流モデルに変更して検討中である。1羽分の血液貯留に3-4羽の兎からの脱血を要している。現在PGE1処理後4度フラッシュ4度18時間保存、再潅流10分にて検討中である。

新鮮静脈血非再利用型肺再灌流モデルを用いたNew Zealand Whiterabbit摘出肺の4°C18時間保存において、酸素化血液フラッシュ浸漬群とEurocollins液フラッシュ浸漬群を検討し、以下の結果を得た。以上より稀釈血液によるflush-storageはEwocollins液に比し、initialflnch時の肺血管抵抗が低く良好なフラッシュがえられ、保存肺の酸素化能、肺血管抵抗ともすぐれているとの結果を得た。
進化的アルゴリズムとシミュレーションを活用した新規分子ワイヤ物質探索

データマイニングの材料関連分野への応用可能性を探るため,例題として発火点予測および発火点決定ルール抽出を試みていたが,基礎的な化合物群について一通りの調査が終わった.対象とする化合物は,炭素,酸素および水素からなる化学物質に限り,記述子は,分子の基礎的な量と炭素原子個数,酸素原子個数,さらに,炭素,酸素,水素からできている化学物質の特徴的な部分構造を使用し,あわせて18個とした.データは全部で294件用意できたため,テストデータは10%程度の30件,学習データを残りの264件とした.学習データに対してデータマイニング手法の決定木とランダムフォレストを適用した.その結果,ランダムフォレストを用いると30件中26件は100K以内の誤差で発火点を予測することができた.決定木では,30件中22件で100K以内の誤差で発火点を予測することができた.また,決定木では,これまで経験的に知られていた発火点に関するルールのいくつかを確認することができ,またそれらのルールにおける閾値を定量的に調べることができた.以上の内容を国内学会口頭発表,国際学会口頭発表,情報処理学会論文誌「数理モデル化と応用」論文として発表することができた.最終年度では,分子間力を扱うような内容で,材料関連分野の研究者,特に研究協力者が興味を持つような,分子ワイヤにつながっていくような例題を調査した.今後はそれらに関する調査を行なっていく予定である.具体的には,2種類の原子が1個ずつ結合した分子である「ダイマー」の結合距離を,周期表上で83番まで程度の,非放射性元素で材料によく用いられるような種々の原子の組み合わせについて総当たり的に数値計算で生成する.そして,得られた結合距離と目的とする材料群のうち,知られている物質の物性値との関係をあらかじめ機械学習し,知られていない物質の物性値の予測を試みる.本年度はデータマイニングを用いたデータ分類に力点を置いて研究を行った.例題として発火点を使用し,化学分野で「基」と呼ばれる分子の部分構造の頻出パターンと,発火点の間に何らかの関係があるかどうか,知られた関係を実際に抽出できるかどうかを調べた.これまでに240件のデータを用いて試験的な数値実験を行っていたが,結果が良くなかったため,新たな手法の利用とデータ件数および記述子の増加を本年度行った.また,その作業に際してデータ内容を確認したところ,誤りが多数あったため,それらを修正した.これまでは「決定木」と呼ばれるデータマイニング手法を用いていたが,これまでの結果では過学習が起こっていたため,過学習に強い手法として知られているランダムフォレストを使用し,学習データとは異なるテストデータ10件に対して発火点予測を行い,これまで知られている発火点と比較した結果,決定木よりも予測精度が改善した.ランダムフォレストでは,記述子の重要度が得られるので,それも調査した結果,これまで知られていたように,ベンゼン環の有無が最も重要な記述子であることが確認できた.次に重要な記述子として,分子量や炭素原子個数などの,分子サイズに関連の深い記述子がこれまで知られており,決定木でも同様の結果が得られていたが,ランダムフォレストでも同様に分子サイズに関連の深い記述子が発火点決定に重要な記述子である結果が得られた.また,データの訂正とともに記述子をより詳細に見直して,特に基に関する記述子を追加した結果,決定木を使用した場合でも予測結果の改善が見られた.現在使用している分子に関するデータは,複数のデータベースを使用しており,手作業でデータ管理を行っているため,データ作成作業に時間がかかる.また,基に関するデータは現在あまり整備されておらず,構造式を目視して作成する必要がある.今年度はデータの試験作成の側面もあるため研究代表者自身でデータ作成を行ったが,次年度は今年度のデータ作成手法を踏まえて研究補助者にデータ作成支援を委託し,データの一層の正確さと作成における迅速さ,また扱うデータ範囲の拡大を行う予定である.本年度は,前年度に実施した決定木を用いた発火点決定ルールに関する研究において,データ内容を精査して記述子を見直した.さらに新規データを追加することで,使用データを全面的に改訂した.そのデータを使用して決定木を再度作成したところ,前年度の実施結果をはるかに上回る興味深い結果が得られた.さらに,同じデータセットに対してランダムフォレストを適用し,決定木の結果と合わせて発火点と分子の部分構造の関係を調査した.その結果,発火点の予測性能の期待値としては決定木よりも良い結果が得られたが,予測発火点の最悪値の観点からは,決定木からの顕著な改善は得られなかった.以上の研究結果を国内会議および国際会議で発表し,さらに論文投稿を行って採択された.本年度は,分子ワイヤ類例物質の調査を行った.重要な分子ワイヤ類例物質の一つは導電性高分子であり,ポリアセチレン,ポリチオフェンなどが知られていて,材料として実用化もされている.それらのうちで構造がもっとも簡素なものはポリアセチレンである.最も簡素な直鎖分子であるアルカンでは主鎖部分を含め全ての原子間結合が単結合であるが,ポリアセチレン類例の直鎖分子では,主鎖部分に二重結合を持つ.Gaussian09を使用して,炭素原子個数812個のポリアセチレン類例分子の構造最適化における実行時間を試験的に評価した.その結果,以下のことがわかった.1.主鎖に二重結合を持つ分子では,主鎖部分が同じ長さの単結合分子に比べて実行時間が2倍程度になる.

2.主鎖部分が12個の炭素原子からなるポリアセチレン類例分子(2, 4, 6, 8-ウンデカテトラエン)の構造最適化では,デスクトップ計算機上で半経験的手法(PM3)を使用すると10秒程度,基礎的な量子化学手法(RHF/6-31G(d))では1000秒程度,第一原理手法(MP2/6-311+G(d,p))では数万秒を要した.データマイニングの応用可能性の検討については,当初計画の「検討」という位置づけを大幅に超え,成果を得ることができている.さらに,国内外で口頭発表を行うとともに,ジャーナル論文の採択に至っている.一方で,分子ワイヤ物質の探索については基礎調査までにとどまっている.以上を総合して,研究計画調書に記載した目的と対比すると,次年度はもっと分子ワイヤ物質に関する内容を充実させたいところである.データマイニングの材料関連分野への応用可能性を探るため,例題として発火点予測および発火点決定ルール抽出を試みていたが,基礎的な化合物群について一通りの調査が終わった.対象とする化合物は,炭素,酸素および水素からなる化学物質に限り,記述子は,分子の基礎的な量と炭素原子個数,酸素原子個数,さらに,炭素,酸素,水素からできている化学物質の特徴的な部分構造を使用し,あわせて18個とした.データは全部で294件用意できたため,テストデータは10%程度の30件,学習データを残りの264件とした.学習データに対してデータマイニング手法の決定木とランダムフォレストを適用した.その結果,ランダムフォレストを用いると30件中26件は100K以内の誤差で発火点を予測することができた.決定木では,30件中22件で100K以内の誤差で発火点を予測することができた.また,決定木では,これまで経験的に知られていた発火点に関するルールのいくつかを確認することができ,またそれらのルールにおける閾値を定量的に調べることができた.以上の内容を国内学会口頭発表,国際学会口頭発表,情報処理学会論文誌「数理モデル化と応用」論文として発表することができた.最終年度では,分子間力を扱うような内容で,材料関連分野の研究者,特に研究協力者が興味を持つような,分子ワイヤにつながっていくような例題を調査した.今後はそれらに関する調査を行なっていく予定である.具体的には,2種類の原子が1個ずつ結合した分子である「ダイマー」の結合距離を,周期表上で83番まで程度の,非放射性元素で材料によく用いられるような種々の原子の組み合わせについて総当たり的に数値計算で生成する.そして,得られた結合距離と目的とする材料群のうち,知られている物質の物性値との関係をあらかじめ機械学習し,知られていない物質の物性値の予測を試みる.本年度の研究内容をとりまとめて対外発表を行い,また適切な記述子を選択するために必要な,内容の理解を深めるとともに,進化型計算手法の実装を行う.現在使用している記述子は互いに中程度以上の相関を持つと予想されるものが複数存在するため,最近注目される手法の一つであるスパースモデリングなどの利用を試み,適切な記述子の選択を試みる.分子ワイヤに近く,よく調べられている物質が導電性高分子であるため,導電性高分子に関するデータを集積するとともに構造に関するシミュレーションを行い,分子ワイヤを扱うための知見を得る.今後は,分子ワイヤ物質の類例物質の調査をさらに進める予定である.
思いやり目標は異論・批判の表明を促すか

他者に対して思いやりをもって接しようとする思いやり目標と,他者に自己の好ましい印象を与えようとする自己イメージ目標が,所属する集団に対する異論の表明をどう予測するかを(1)日米でのウェブ調査と(2)アメリカ人を対象とした実験室調査で検討した。(1)日本人354名とアメリカ人378名を対象にウェブ調査を行い,対人目標と異論の表明の関係が日本特有の現象ではなく,アメリカ人でも同様の結果が得られることを確認した。具体的には,日米両国において,思いやり目標の高い人ほど異論の表明は集団にとって有益であると感じ,より頻繁に,また,自分の意見として,よりはっきりと責任を持って異論を表明することが明らかになった。一方,自己イメージ目標については,どのようなイメージを相手に与えたいかによって,異なる結果となった。日米両国において,他者に有能であることを印象づけたいと思う傾向のある人ほど,より頻繁に異論を表明するのに対し,他者に「いい人」であることを印象づけたいと思う傾向のある人や,他者に悪い印象を与えたくないと思う傾向のある人ほど,異論の表明の頻度が少なかった。また,有能な自己イメージを与えたい人や,悪い自己イメージを与えたくない人ほど,異論の表明は自分のためであると考える傾向が強く,自分の意見としてでなく,一般論として異論を述べる傾向が見られた。(2)アメリカ人大学生240名の思いやり目標と自己イメージ目標を測定した上で,実験室にて意見の異なる他の大学生3名(サクラ)とのディスカッションでどの程度,自分の意見を表明するかを測定した。思いやり目標の高い学生ほど,異論の表明は他者のためになると考え,よりはっきりと自分の意見を述べる傾向が見られた。有能な印象や「いい人」である印象を与えたい学生ほど,異論を述べることは自分のためになると考える傾向があったが,実際の表明行動は予測しなかった。本研究の目的は、思いやり目標(他者のためになることをしようとすること)は異論や批判の表明を促し、自己イメージ目標(他者にいい人だと思われようとすること)はそのような行動を抑制するかを明らかにすることである。そのために、まず、思いやり目標・自己イメージ目標尺度の改良を行った。アメリカで開発された尺度を翻訳した従来の尺度(Niiya, Crocker, & Mischkowski, 2013)は、日本文化における好ましい自己イメージを的確に反映していなかった可能性があったため、より日本文化に適した項目を追加した。複数回にわたるインターネット調査により、改良版尺度の信頼性と妥当性が確認できた。さらに、800人の実験参加者の思いやり目標と自己イメージ目標を測定した上で、「問題を指摘すべきだが、一方で他者に嫌われる可能性のある状況」を描いたシナリオを提示し、その状況でどの程度、問題を指摘すると思うかを評定してもらった。その結果、仮説通り、思いやり目標の高い人ほど、問題を指摘すると思うと回答する傾向が見られたが、シナリオの内容によっては異なった結果になることがあることも明らかになり、調整変数が存在する可能性が示唆された。また、批判や異論の表明を行うには、それが自分のためにも他者のためにもなるという非ゼロサム的な考え方をし、ストレスを抑制する必要があることから、思いやり目標とこれらの変数の相関を調べた。その結果、思いやり目標の高い人ほど非ゼロサム的思考をする傾向があり、そのような傾向の強い人ほど他者のために時間を提供する傾向があり、それがストレスを抑制し、ウェルビーイングを高めることも明らかになった。平成27年に計画していた研究は予定通り実施できた。さらに、当初の計画にはなかったが、思いやり目標が批判や異論の表明を行うメカニズムとして、非ゼロサム的思考や他者に時間を提供する傾向、さらにそれらの変数とストレスやウェルビーイングの関係も明らかにできた。実験的に、一時的に思いやり目標を高めるための方法が明らかになれば、思いやり目標と異論や批判の表明の因果関係を明らかにすることができる。そこで本年度の研究は、思いやり目標を実験操作で高めるための方法を確立することを目的とした。63名の大学生の実験協力者を(1)自分は恵まれていると感じたときのことについて書かせる群、(2)自分が周りの人からどのような人だと思われたいと思うかについて書かせる群、(3)前日の主な活動について書かせる統制群、の三群にランダムに振り分け、作文課題を行わせた後、「今現在」の思いやり目標と自己イメージ目標を測定した。自己の恩恵について記述した群は、統制群よりも思いやり目標が高く、他者への印象操作について記述した群は、統制群よりも自己イメージ目標が高くなると予測していた。しかし、思いやり目標も自己イメージ目標も三群間で有意な差が見られなかったため、操作は効果がないことが明らかになった。また、前年度に明らかになった思いやり目標と非ゼロサム的思考との関連をより詳しく検討するため、ウェブ調査を二回実施した。一回目の調査(n = 501)では、対人目標、関係性・能力感・自律性のニーズの充足、ウェルビーイング、ストレス、時間に対する考え方、客観的な忙しさを測定した。その結果、自己イメージ目標が高い人ほど、ゼロサム的な時間の捉え方をし、ニーズが充足されにくく、ウェルビーイングが低く、ストレスが高い反面、思いやり目標の高い人ほど、時間をゼロサム的に捉えず、ニーズが充足されやすく、ウェルビーイングが高く、ストレスが低いことが明らかになった。

二回目の調査(n= 349)は、時間に対する捉え方尺度の再テストによる信頼性を確認するために、約二週間後に行ったが、時間に対する捉え方は中程度の相関を示したことから、ある程度、状況によって変化しうるものであることが明らかになった。思いやり目標を実験的に高める方法を確立し、それを用いた実験を計画していたが、計画していた方法では思いやり目標が高まらなかったため、次の実験に移行できなかった。思いやり目標の操作方法について他の研究者と意見交換を行い、情報収集を行った結果、新たな方法が見つかったので、実験を再開した。当初の計画よりは遅れてはいるものの、その間、思いやり目標とウェルビーイングやゼロサム的な時間の捉え方に関する知見も得ることができたので、「やや遅れている」とした。思いやり目標と自己イメージ目標を高める操作を再検討し,Kao, Su, Crocker, & Chang (2016)の方法を応用した実験を大学生47名を対象に実施した。思いやり目標に関連する価値観について記述させる群と自己イメージ目標に関連する価値観について記述させる群の比較を行ったが,群間の比較においても,課題の前後の比較においても,対人目標のスコアに差が見られなかった。研究計画では,対人目標を操作した上で,これらの目標が批判・異論の表明にどのような影響を与えるかを検討する予定であったが,昨年度の実験結果と今回の実験結果から,操作により対人目標を操作するのは困難であることが明らかになったため,個人差変数として対人目標を測定することとした。一つ目の調査(n = 499)では,「自分にとって重要な集団」または「あまり重要でない集団」に対して意見の不一致があった状況について,異論を表明した頻度とその理由について尋ねた。二つ目の調査(n = 389)では,重要な集団に対して異論の表明をしたことがあると回答した者に対して,表明の頻度と表明の理由に加え,どのように表明したかについて尋ねた。その結果,思いやり目標をもつ人ほど重要な集団に対してより頻繁に,よりはっきり,かつ相手が受け入れやすいように異論を表明することが明らかになった。また,異論の表明がしやすくなるのは,異論の表明が集団のためになると考えているためであることも明らかになった。一方,自己イメージ目標をもつ人ほど,異論の表明の頻度が低いことも明らかになった。さらに大学生94名を実験室に呼び,思いやり目標の高い人ほど,実際の行動として異論の表明を行うかを測定したところ,調査結果に合致する結果を得たことから,頑健な知見が得られたと言える。思いやり目標と自己イメージ目標の実験操作方法が確立できなかったために,当初予定していた介入実験が実施できなかった。途中で方法を調査に変更し,データ収集・分析を終えたが,年度末までにそれを論文にして発表することができなかった。他者に対して思いやりをもって接しようとする思いやり目標と,他者に自己の好ましい印象を与えようとする自己イメージ目標が,所属する集団に対する異論の表明をどう予測するかを(1)日米でのウェブ調査と(2)アメリカ人を対象とした実験室調査で検討した。(1)日本人354名とアメリカ人378名を対象にウェブ調査を行い,対人目標と異論の表明の関係が日本特有の現象ではなく,アメリカ人でも同様の結果が得られることを確認した。
心臓神経堤由来における冠動脈脈管形成の研究

心臓神経堤細胞と冠動脈脈管形成の関与について検討を重ねた。心臓神経堤細胞自体は冠動脈中膜等に直接分布しないとされているが、心臓神経堤の除去により作成可能な総動脈幹心では冠動脈パターン異常が比較的多く認められる。そこで、ウズラ内皮特異抗体QH1を利用して冠動脈について検討を進めるため、ウズラ胚を用いて総動脈幹心を作成し、冠動脈形態について検討した。ウズラ2日胚の心臓神経堤細胞を電気的に焼灼除去し、ニワトリ卵殻へ移動した後、更に艀卵を続け、9日胚を中心に冠動脈開口部について観察した。126例の生存胚のうち、コントロール群による正常心は30例、焼灼術96例による総動脈幹心が47例(49%)、焼灼不十分で正常心が得られたものが30例(31%)、両大血管右室起始等の異常心ができたものが19例(20%)であった。正常心は全て、左右2本の冠動脈を有し、右冠尖から右冠動脈が、左冠尖から左冠動脈が起始していた。総動脈幹心では、9例が単一冠動脈、38例が左右の冠動脈を有したが、その起始部は様々であった。左右の冠動脈は右の方が有意であった。昨年度作成したモデルについて、血管内皮成長因子であるVEGF、血管新生過程において重要なTie2、ウズラ内皮特異抗体QH1を用いて免疫染色を施行したところ、各々、分布領域が異なることが判明した。昨年度の検討では、VEGFは冠動脈内皮に分布すると判断したが、QH1との2重染色を施行したところ内皮自体には分布しておらず、周囲の支持組織に発現していることが判明し、これは血管平滑筋に相当することが推測された。一方、前年度血管の太さによって分布が異なることが判明していたTie2は、冠血管内皮ではQH1の分布と一致した。また、8日胚では、コントロールにおいても冠血管の脈管形成は不十分であり、VEGF, Tie2の発現もばらつきが認められており、更に詳細を検討中である。心臓神経堤細胞と冠動脈脈管形成の関与について検討を重ねている。心臓神経堤細胞自体は冠動脈中膜等に直接分布しないといわれているが、心臓神経堤の除去により作成可能な総動脈幹心では冠動脈パターン異常が比較的多く認められる。そこで、本年度はウズラ内皮特異抗体QH1を利用して冠動脈について検討を進めるために、ウズラ胚を用いて総動脈幹心を作成し、冠動脈形態について観察を施行した。126例の生存胚のうち、コントロール群による正常心は30例、焼灼術による総動脈幹心が47例、焼灼不十分で正常心が得られたものが30例、両大血管右室起始等の異常心ができたものが19例であった。総動脈幹心では、9例が単一冠動脈、38例が左右の冠動脈を有していたが,その起始部は様々であった。血管内皮成長因子であるVEGF、血管新生過程において重要なTIE2、ウズラ内皮特異抗体QH1を用いて免疫染色を施行したところ、それぞれ、分布領域が異なる傾向にあることが判明した。QH1はウズラ内皮特異抗体のため、これを目安として以下の因子を検討した。VEGFは冠動脈内皮では検出できたが、大血管内皮では検出されず、また、心筋でも検出されたが、緻密層と肉柱とで分布が異なった。TIE2はVEGFとは異なり、血管内皮も全てにおいて検出できるわけではなかった。神経軸索ガイダンス因子であるニューロピリン1、セフォマリン3C等、他の因子については現在検討中である。

昨年度作成したモデルについて、血管内皮成長因子であるVEGF、血管新生過程において重要なTie2、ウズラ内皮特異抗体QH1を用いて免疫染色を施行したところ、各々、分布領域が異なることが判明した。昨年度の検討では、VEGFは冠動脈内皮に分布すると判断したが、QH1との2重染色を施行したところ内皮自体には分布しておらず、周囲の支持組織に発現していることが判明し、これは血管平滑筋に相当することが推測された。一方、前年度血管の太さによって分布が異なることが判明していたTie2は、冠血管内皮ではQH1の分布と一致した。また、8日胚では、コントロールにおいても冠血管の脈管形成は不十分であり、VEGF, Tie2の発現もばらつきが認められており、更に詳細を検討中である。
食品中のコリン含量のデータベース作成

コリンは、メチル基の代謝や脂質の輸送に関係し、膜リン脂質であるレシチンやスフィンゴミエリン、プラズマロゲン、神経伝達物質であるアセチルコリン、血小板活性化因子などの多くの重要な生体化合物の構成成分であるが、ヒトでは必須ではないとされてきた。しかしながら、最近の臨床研究により、コリンは肝機能を正常に維持するために必須であることが示唆されており、最近米国では適性所要量が提唱された。現在非栄養性機能物質のデータベース作りが進められているが、コリンはビタミンに準ずるものでありながら、わずかな食品を除いて、食品中の含有量はほとんど調べられていない。また実際の食事でどれほど摂取しているかの調査もほとんどされていない。そこで一日の食事、特に病院で提供される治療食中の遊離コリンの含量の測定を行った。遊離コリンの測定は、Barak(Lipids,14,304-308,(1979))らの方法を改良して行った。まず食品をホモジナイザーで粉砕し、5%トリクロロ酢酸で抽出した。次にエーテルでトリクロロ酢酸を洗浄した後、pHを7-8に調整し、活性炭で脱色して試料溶液とした。その試料溶液に、ヨウ素・ヨウ化カリウム溶液を加え沈殿を作り、上層を除いて沈殿をジクロロエタンに溶解し、分光光度計(365nm)で比色定量した。陰膳方式で4つの病院で提供されている一日分の食事を集めそれを試料とし、70日分の治療食について遊離コリンの摂取量を測定した。その結果、一日の食事の摂取重量は平均1886gで、遊離コリンの摂取量は平均91.4±29.2mgであった。以前の研究で女子大生および小学生児童の一日の遊離コリン摂取量を測定しており、それらの平均値と比較すると食事の摂取重量はほぼ同程度であるが、遊離コリン摂取量は治療食の方が多く摂取していた。しかじながら、最近の臨床研究により、コリンは肝機能を正常に維持するために必須であることが示唆されており、最近米国では適正所要量が提唱された。そこでまず一日の食事中の遊離コリン含量の測定を行った。小学生児童62名分の一日分の飲食物を集め、それを試料として遊離コリンの摂取量を測定した。その結果、一日の食事の摂取重量は平均1850gで、遊離コリンの摂取量は平均72.6±46.0mgであった。以前の研究で女子大生の一日の遊離コリン摂取量を測定しているが、ほぼ同程度の摂取量であった。

以前の研究で女子大生および小学生児童の一日の遊離コリン摂取量を測定しており、それらの平均値と比較すると食事の摂取重量はほぼ同程度であるが、遊離コリン摂取量は治療食の方が多く摂取していた。
微量元素―原子空孔複合体の形成に基づく合金の新しいクリープ変形抑制メカニズム

本研究は、実用合金学の世界に"原子空孔(Vacancy)"の考え方を導入するための萌芽研究である。純金属では原子空孔が原子拡散に不可欠であることは良く認識されているが、実用合金の世界では原子空孔の役割について、ほとんど論じられていないのが現状である。原子拡散が重要である高温クリープ変形の場合でも、原子空孔及びその平衡濃度が重要であるにもかかわらず、転位と析出物の相互作用のみに議論が集中している。最近の研究から、高クロム・フェライト系耐熱鋼に硼素(B)及び窒素(N)を100-200ppm添加すると、650°Cクリープ強度が著しく増加することが分かっている。その理由は不明であるが、ppm程度の微量元素が有効である理由として、ppmオーダーの原子空孔と複合体を作り、それがかなり高温まで安定であるため、有効原子空孔濃度が低下し、クリープ変形抵抗が増加したと考えることが最も妥当であるように思われる。この考え方を実証するため、本研究では、高純度鉄及びFe-100ppmB,Fe-100ppmB-200ppmNのモデル合金を作り、B、Nと原子空孔の複合体の形成とその安定性を陽電子消滅法で調べた。まず、バンデグラフ加速器を用いて、電子線照射(照射量:約8x10^<17>e/cm^2)を行い、空孔量を増やし、陽電子実験の感度を上げた。その後、各合金試料を室温から700°Cまで50°C刻みで上げながら、陽電子寿命を測定し空孔の回復過程を調べた。その結果、予想どおり、B、N添加合金は高純度鉄に比べ、空孔の回復が遅れ、複合体が高温(例:B添加合金では約600°C)まで安定に存在しうることが分かった。本研究により、原子空孔を考慮した高温材料の合金設計への道が新しく拓けようとしている。
核成分に対する免疫寛容の破綻からSLE発症に至る機序の解明

本研究では、SLEにおけるるIRF7とIRF8の役割をプリスタン誘発性SLEモデルマウスを用いて検討した。IRF7欠損マウスは野生型マウスと同程度に糸球体腎炎を発症したが、自己抗体の産生は認められなかった。IRF8欠損マウスでは、自己抗体の産生はみられず糸球体腎炎も軽減した。野生型、IRF7欠損マウスにおいては腹腔内、腎臓等に炎症性単球が浸潤しており、炎症性サイトカインを産生していたが、IRF8欠損マウスでは浸潤がみられなかった。自己抗体の産生にはI型IFN経路が、糸球体腎炎等の臓器障害には炎症性単球由来のNF-κB経路依存性の炎症性サイトカインが重要な役割を果たしていることが考えられた。プリスタンを野生型マウスに投与すると、約10ヶ月後に糸球体腎炎、自己抗体の産生等がみられ、ヒトのSLEに類似した症状を呈する。一方、IRF7KOマウスにプリスタンを投与すると、野生型と同様に糸球体腎炎は認められるが、血清中の自己抗体は検出されず、自己抗体の産生と糸球体腎炎の発症の間に解離がみられた。すなわちIRF7KOマウスにおいても、プリスタン投与10ヶ月後には、尿蛋白が検出されるとともに、蛍光抗体直接法にて腎糸球体にIgGの沈着が認められたが、ELISA法にて血清中の抗核抗体、抗dsDNA抗体、抗ssDNA抗体、抗Sm抗体、抗RNP抗体は検出できなかった。またHep-2細胞を用いた蛍光抗体間接法においても、IRF7KOマウスの血清中には、抗細胞質抗体を含めたいかなる抗体も検出できなかったことより、腎におけるIgGの沈着は炎症後に二次的に生じている可能性が考えられた。プリスタン投与2週間後の脾臓を用いてreal-time PCRを施行すると、野生型マウスではIFN-stimulated genesの発現の上昇は認められるが、IRF7KOマウスでは認められなかった。このことよりIRF7を介するI型IFN pathwayが自己抗体の産生に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。ところがNF-κB target genesの発現は、両系統のマウスで同程度に認められたことより、inflammationに中心的な役割を果たすNF-κB pathwayの活性化は、IFN pathwayとは無関係に起こっており、臓器障害に関与している可能性が示唆された。そこでIRF7KOマウスにNF-kB阻害剤を投与した上でプリスタンを投与したところ、尿蛋白は著明に減少し病理組織学所見上も腎臓病変に改善がみられたことより、NF-kB pathwayが糸球体腎炎の発症に関係していることを証明できた。IRF7KOマウスを用いた実験計画についてはほぼ完成し論文投稿中である。IRF8KOマウスを用いた実験計画についてはマウスの繁殖が困難なためやや遅れている。総合的に判断するとおおむね順調に進展している。インターフェロン制御因子(IRF)7、8は、全身性エリテマトーデス(SLE)の疾患感受性遺伝子であることが知られているが、SLEの病態における役割についてはよく分かっていない。野生型マウスにプリスタンを投与すると、自己抗体の産生、糸球体腎炎等、ヒトのSLEに類似した症状を誘発することができる。我々はまずSLEにおけるIRF7の役割を検討するために、IRF7ノックアウト(KO)マウスにプリスタンを投与した。IRF7KOマウスは、野生型マウスと同程度に糸球体腎炎を発症したが、自己抗体の産生は認められず、糸球体腎炎の発症と自己抗体の産生の間に解離がみられた。我々は、自己抗体の産生にはIRF7/I型IFN経路が、糸球体腎炎等の臓器障害にはNF-kB経路が重要な役割を果たしていることを証明し、昨年論文に報告した。また昨年度よりIRF8KOマウスにも同様の実験を行っている。予備実験では、IRF8KOマウスにプリスタンを投与すると、野生型マウスよりも糸球体腎炎の程度が軽減するという結果が得られている。野生型マウス、IRF7KOマウスではプリスタン投与により腎障害が生じてくることより、これらのマウスにおいて腎障害を含めた臓器障害の原因となりうる細胞の同定を試みている。予備実験では、野生型マウス、IRF7KOマウスにおいてはプリスタン投与により炎症性単球が浸潤してくるが、IRF8KOマウスでは浸潤がみられないことよりIRF8KOマウスの腎障害に炎症性単球が関与している可能性があり、現在解析中である。IRF7KOマウスを用いた実験計画は完成し、昨年国際誌に論文を発表した。IRF8KOマウスを用いた実験計画については、現在実験を進めている最中である。全身性エリテマトーデス(SLE)の発症にはI型インターフェロン(IFN)が大きく関与しており、インターフェロン制御因子(IRF)は、I型IFNの転写制御に中心的な役割を果たしている。本研究では、SLEの疾患感受性遺伝子であるIRF7とIRF8のSLEの病態における役割について、プリスタン誘発性SLEモデルマウスを用いて検討した。我々は既にIRF7ノックアウト(KO)マウスにプリスタンを投与すると、野生型マウスと同程度に糸球体腎炎を発症したが、自己抗体の産生は認められず、糸球体腎炎の発症と自己抗体の産生の間に解離がみられることを報告した。

さらに我々は、自己抗体の産生にはIRF7/I型IFN経路が、糸球体腎炎等の臓器障害にはNF-kB経路が重要な役割を果たしていることを報告した(Miyagawa F etalJ Immunol 2016)。一方IRF8KOマウスにプリスタンを投与すると、自己抗体の産生はみられず、糸球体腎炎の程度も野生型マウスよりも軽減するという結果が得られた。IRF7KOマウスおよびIRF8KOマウスの結果より、自己抗体の産生にはI型IFNが重要な役割を果たしていることが明らかとなった。野生型マウス、IRF7KOマウスにおいてはプリスタン投与により腹腔内に炎症性単球が浸潤してくるが、IRF8KOマウスでは浸潤がみられない。さらに炎症性単球はIL-6、TNF-α等の炎症性サイトカインを産生しており、野生型マウス、IRF7KOマウスの腎臓にも浸潤していたことより、炎症性単球がこれらのマウスにおいて腎障害を含めた臓器障害の原因となりうると考えられた。本研究では、SLEにおけるるIRF7とIRF8の役割をプリスタン誘発性SLEモデルマウスを用いて検討した。IRF7欠損マウスは野生型マウスと同程度に糸球体腎炎を発症したが、自己抗体の産生は認められなかった。IRF8欠損マウスでは、自己抗体の産生はみられず糸球体腎炎も軽減した。野生型、IRF7欠損マウスにおいては腹腔内、腎臓等に炎症性単球が浸潤しており、炎症性サイトカインを産生していたが、IRF8欠損マウスでは浸潤がみられなかった。自己抗体の産生にはI型IFN経路が、糸球体腎炎等の臓器障害には炎症性単球由来のNF-κB経路依存性の炎症性サイトカインが重要な役割を果たしていることが考えられた。平成28年度の研究の方向としては、IRF8がSLEの臨床症状に及ぼす影響についての検討を主に行う予定である。具体的な方法としては、野生型マウスとIRF8KOマウスに、プリスタンあるいは陰性コントロールとしてPBSを各0.5ml単回投与し、約10ヶ月の経過の後に、マウスより尿検査、静脈採血、腎臓の採取を行う。尿蛋白の量は、採取した尿を用いて尿試験紙により定量し、腎障害の有無を両系統のマウスで比較する。静脈血からは遠心により血清を分離し、血清中の抗核抗体の有無をHep-2細胞を用いた蛍光抗体間接法で確認する。さらにELISA法を用いて、抗核抗体および、抗dsDNA, ssDNA, Sm, RNP抗体等の抗核抗体の種類を検討する。採取した腎臓からは凍結切片を作成し、蛍光抗体直接法により腎糸球体への免疫グロブリンの沈着の程度をスコア化することにより定量する。また、プリスタン投与後2週間経過した野生型マウスとIRF8KOマウスより、静脈採血、腹水の採取、脾臓の採取を行う。静脈血より分離した血清を用いて、ELISA法によりI型IFN (IFN-α、IFN-β)およびTNF-α、IL-6の測定を行う。脾臓よりRNAの抽出を行い、real-time PCRによりIFN-inducible genesの測定を行い、両系統のマウスで比較する。腹水からは遠心分離によりperitoneal exudate cellを回収する。回収したperitoneal exudate cellは抗active-caspase 3抗体、抗Annexin V抗体/PIで染色し、flow cytometerによりアポトーシスの有無を検出する。
好酸球の増殖・分化とその機能発現調節機構の解析

アレルギー炎症の成立に重要な役割を果たす好酸球の、増殖、分化、活性化機構を明らかにする目的で、ヒト好酸球性白血病細胞株EoL-1,EoL-3,および,正常ヒト好酸球を用いて、(1)好酸球性白血病細胞分化因子の性状、(2)好酸球の細胞接着分子発現、遊走能、IgG受容器発現の調節機構を解析した。その結果、(a)ヒト成人型T細胞性白血病細胞株HIL-3はEoL-1細胞を骨髄芽球から好酸球へと分化させる因子を産生しており、この因子がこれまでに明らかにされている因子とは異なる分子量3040Kdの糖タンパクであること、(b)EoL-1細胞はcAMPによるプロテインキナーゼAの活性化により、好酸球遊走因子であるPAF,fMLP,C5aに対する反応性を獲得すること、(c)EoL-3細胞における細胞接着分子LFA-1やICAM-1の発現は、ガンマ-インターフェロン(γ-IFN)とフォルボールエステルにより、それぞれ異なる作用機序を介して調節されていること、(d)正常末梢血好酸球および臍帯血単核細胞よりIL-5による培養で誘導された好酸球はIgG受容器(FcγR)のうちFcγRIIを発現しており、FcγRIやFcγRIIIの発現は無いか、あったとしても極めて少ない。末梢血好酸球ではγ-IFN刺激によりFcγRIIIBが発現し、cAMPはこの発現を抑制するが、IL-5により誘導された好酸球ではγ-IFNによるFcγRIIIB発現が見られないこと、(e)EoL-1細胞,EoL-3細胞も正常好酸球と同じくFcγRIIのみを主に発現しているが、正常末梢血好酸球と異なり、γ-IFNとcAMPの両者で刺激された時のみ、FcγRIIIBを発現することが判明した。これらの成果により、好酸球の増殖、分化、活性化機構がより明らかとなった。各種アレルギ-症患において重要な役割を果している好酸球の機能とその調節機構を明らかにするために、ヒト好酸球性白血病細胞株EoLー1、EoLー3および臍帯血より誘導される好酸球を用いて、好酸球の分化および活性化に対する各種サイトカインの影響を調べ、さらにその情報伝達機構について検討した。EoLー1細胞の分化に関しては、GーCSFが好酸性顆粒を誘導し、TNFーαとの併用により顆粒誘導効果が増大したことより、EoLー1細胞の分化にGーCSFとTNFーαが関与していることが明らかとなった。EoLー3細胞の活性化指標としてFcαRの発現を調べたが、FcαRI,II,IIIは、IFNーγにより発現が増強した。ILー5により〓帯血から誘導された好酸球においても、IFNーγによりFcαRIIの発現が増強した。好酸球の分化や活性化に、さまざまなサイトカインが関与していることが示唆された。次に、好酸球の分化、活性化における細胞内情報伝達機構について調べた。ジブチリルcAMPは細胞内cAMP濃度を上昇させるが、EoLー1細胞をジブチリルcAMPとともに培養すると、各種刺激後のActin polymenーzationや細胞内Ca^<2+>濃度の変化が増強し、またEoLー3細胞のFcαRの発現も増強することが示された。

一方、ホルボ-ルエステルは、プロテインキナ-ゼCを活性化するが、EoLー3細胞のFcαRIIの発現を増強すると同時に、プロテインキナ-ゼC阻害剤であるHー7は、IFNーαやホルボ-ルエステルによるFcαRの発現増強を抑制したことより、EoLー3細胞のFcαRの発現に、プロテインキナ-ゼCが関与していることが示された。すなわち、好酸球の分化および活性化における細胞内情報伝達に、cAMPおよびプロテインキナ-ゼCが関与していることが示された。今後はさらに好酸球やEoL細胞表面のその他の蛋白、例えば接着分子などについても検討する予定である。アレルギー炎症の成立に重要な役割を果たす好酸球の、増殖、分化、活性化機構を明らかにする目的で、ヒト好酸球性白血病細胞株EoL-1、EoL-3、および、正常ヒト好酸球を用いて、(1)好酸球性白血病細胞分化因子の性状、(2)好酸球の細胞接着分子発現、遊走能、IgG受容器発現の調節機構を解析した。その結果、(a)ヒト成人型T細胞性白血病細胞株HIL-3はEoL-1細胞を骨髄芽球から好酸球へと分化させる因子を産生しており、この因子がこれまで明らかにされている因子とは異なる分子量3040Kdの糖タンパクであること、(b)EoL-1細胞はcAMPによるプロテインキナーゼAの活性化により、好酸球遊走因子であるPAF、fMLP、C5aに対する反応性を獲得すること、(c)EoL-3細胞における細胞接着分子LFA-1やICAM-1の発現は、ガンマーインターフェロン(γ-IFN)とフォルボールエステルにより、それぞれ異なる作用機序を介して調節されていること、(d)正常末梢血好酸球および〓帯血単核細胞よりIL-5による培養で誘導された好酸球は、IgG受容器(FcγR)のうちFcγRIIを発現しており、FcγRIやFcγRIIIの発現は無いか、あったとしても極めて少ない。末梢血好酸球ではγ-IFN刺激によりFcγRIIIBが発現し、cAMPはこの発現を抑制するが、IL-5により誘導された好酸球ではγ-IFNによるFcγRIIIB発現が見られないこと、(e)EoL-1細胞、EoL-3細胞も正常好酸球と同じく主にFcγTIIのみを発現しているが、正常末梢血好酸球と異なり、γ-IFNとcAMPの両者で刺激された時のみ、FcγRIIIBを発現することが判明した。これらの成果により、好酸球の増殖、分化、活性化機構がより明らかとなった。
Sirtuin阻害による急性前骨髄球性白血病細胞の分化誘導

NAD依存性脱アセチル化酵素であるSirtuinは、細胞内における様々な代謝反応、細胞の運命制御などの生命現象に関わっている。がんにおけるSirtuinの役割については、未だ、不明な点が多いが、固形がんにおいてSirtuinの過剰発現が報告されており、がん細胞の未分化状態の維持に関与していることを示唆する報告もある。我々は、これまでに、Sirtuinファミリータンパク質であるSIRT2の活性阻害により、急性前骨髄球性白血病(acute promyelocytic leukemia: APL)細胞を、好中球様細胞へ分化誘導させることを示している。昨年度までに、APL細胞の好中球分化誘導時SIRT2の活性抑制が惹起され、SIRT2の脱アセチル化基質であるeIF5Aのアセチル化が亢進するという仮説の元、検証を行ったが、eIF5Aのアセチル化に差は見られなかった。しかし、脱アセチル化酵素と拮抗するアセチル基転移酵素のひとつであるPCAFの著明な発現亢進を見出した。そこで、本年度は、APL細胞の好中球様細胞への分化誘導におけるPCAFの役割についてさらに研究を進めた。その結果、分化誘導薬ATRAによるAPL細胞の分化誘導には、PCAFが必須であること、分化誘導薬による治療を受けた患者骨髄中においても、PCAFの強い発現誘導が見出されることを発見した。これらのことから、APL細胞では、低レベルのPCAFに対してSirtuinの活性が高く、分化誘導が抑制されているものの、PCAF発現が惹起されると、Sirtuinの活性を上回り、好中球様細胞へ分化が誘導されるというモデルが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。SirtuinはNAD依存性脱アセチル化酵素で、代謝や細胞修復、分化などの基本的な生命現象に関わっている。一方、がんにおけるsirtuinの役割はよくわかっていないが、固形がんでsirtuinの過剰発現が報告されており、がん細胞の未分化状態の維持に関与している可能性がある。急性白血病は未分化な腫瘍細胞が骨髄中で異常増殖した疾患であるが、未分化な細胞を成熟細胞へ分化させ、細胞死を誘導する“分化誘導療法"は急性白血病の治療法の一つである。我々は、これまでにNAD依存的ヒストン脱アセチル化酵素SIRT2の活性の阻害が、急性前骨髄球性白血病(acute promyelocytic leukemia; APL)細胞株の好中球様細胞への分化を誘導することを示している。本研究課題では、APL細胞の分化誘導の分子メカニズムを解明する目的で、分化誘導時における、SIRT2の基質であるFOXO1やeIF5Aのアセチル化状態について解析を行ない、その意義について検討している。本年度は、主に、eIF5Aのアセチル化状態について解析を行なったが、予想に反して、APL細胞の分化に伴うeIF5Aのアセチル化状態の亢進は見られなかった。つまり、APL細胞の分化誘導は、eIF5Aのアセチル化を介していないことが明らかになった。現在、同様の解析をFOXO1について、行なっている。さらに、本研究課題を遂行中に、偶然、脱アセチル化酵素SIRT2と拮抗すると考えられる、アセチル基転移酵素PCAFの発現レベルが、APL細胞の分化誘導に伴い、著しく上昇していることを発見した。このことは、APL細胞の分化誘導が、SIRT2の酵素活性阻害による基質蛋白質のアセチル化状態の亢進と協調した、アセチル基転移酵素の発現上昇、ひいては、基質蛋白質のアセチル化の一層の亢進により引き起されることが強く示唆された。

当初の予定では、SIRT2の基質蛋白質であるFOXO1から解析予定であったが、アセチル化抗体の入手をいち早く行なうことのできたeIF5Aから解析を行なった。その結果、予想に反して、ATRAやSIRT2活性の阻害による、eIF5Aのアセチル化の亢進は観察されなかった。このことから、APL細胞の分化誘導における、eIF5Aのアセチル化の関与については、否定的な結果が得られた。一方、この解析中に、偶然、脱アセチル化酵素SIRT2と拮抗すると考えられる、アセチル基転移酵素PCAFの発現レベルが、APL細胞の分化誘導に伴い、著しく上昇していることを発見した。このことは、APL細胞の分化誘導が、SIRT2の酵素活性阻害による基質蛋白質のアセチル化状態の亢進と協調した、アセチル基転移酵素の発現上昇、ひいては、基質蛋白質のアセチル化の一層の亢進により引き起されることを示唆しており、研究目的である、白血病細胞の分化における蛋白質アセチル化制御機構の役割の解明に向け、一定の前進があった。今後は、解析が後回しとなった、FOXO1について、APL細胞の分化に伴うアセチル化の亢進の観察、アセチル化による局在変化と、APL細胞の好中球への分化におけるFOXO1のアセチル化亢進の意義について、詳細な解析を行なっていく。さらには、本年度の研究であきらかになった、アセチル基転移酵素PCAFの発現亢進の、APL細胞の分化における役割について、shRNAを用いてPCAFの発現を抑制し検討する。また、PCAFの発現亢進によりアセチル化状態の亢進する基質蛋白質の探索、ならびに、それらの基質蛋白質のアセチル化の亢進と、脱アセチル化酵素SIRT2の機能の減少との関連について、検討することで、白血病細胞の分化誘導時における蛋白質アセチル化制御機構の役割を明らかにすることを目標として、研究を推進することとする。
中性子線による構造学的理解が拓くガラス固化技術の高度化

ガラス固化体の原料となるホウケイ酸ガラスは、ガラスの融点降下を促すNa2OやLi2O、耐水性を向上させるAl2O3、分相を抑制するZnO/CaO等が添加されているが、これらの成分がガラスのナノ構造変化に対してどのような影響を与えるかを明らかにした結果は報告されていない。本年度は、まずガラス固化体の製造に供するガラス原料(ホウケイ酸ガラス)についてNa2O含有量の増加に伴うナノ構造変化を中性子小角散乱法により観察した。Al2O3/Li2O/CaO/ZnO/Na2Oを添加したホウケイ酸ガラス(質量%比SiO2/B2O3=60/20)について、Na2O含有量を0, 2, 4, 10wt%に調整した4種のガラス試料を作製した。作製手順は、アルミナルツボに入れた原料粉末を大気雰囲気で1150度に加熱して2.5時間保持後、溶融ガラスを黒鉛モールドへ流し込み、室温まで徐冷した。作製したガラス試料を直径30 mm,厚さ0.5 mmに加工し、下記の中性子小角散乱測定に供した。中性子小角散乱実験は米国オークリッジ国立研究所の核破砕中性子源(SNS)に設置された装置(EQ-SANS, BL-6)を用いて行った。入射中性子波長0.05から1.0 nmの中性子を試料に照射し、散乱された中性子をヘリウムガス2次元検出器で観測した。得られたデータは飛行時間法を用いて分析され、波数に対する絶対散乱強度を得た。その結果、数10 nmのドメインが形成されていることを示唆する散乱ピークが観測され、このドメインは周期性を保ちながら空間的に分布していることが明らかにされた。その周期サイズはピーク位置から定量され、Na2O添加量の増加に伴い小さくなることが示された。10 wt%以上のNa2Oを原料ガラスに添加した場合にはピークが消失しており、周期構造は形成されないことが示された。当初の見通しに沿って、中性子小角散乱法を用いた構造解析で新しい知見得ることができている。来年度は、Li2OやZnO/CaOの添加が原料ガラスのナノ構造に与える影響についても中性子小角散乱法を用いて検討する。また、X線や中性子回折測定を併用することで模擬廃液含有ガラス固化体中で結晶化する成分やガラスネットワークの構造解析を視野に入れた実験を進める。さらに、今年度は中性子イメージング測定のためのコリメータ設計(分解能、観測実空間スケールの計算)を完成させており、来年度以降にこれを用いてガラス固化体内部の不均一構造とその種類(化学種や形態)をマッピングすることを目指す。