hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粒子線治療における原子核反応データの研究

研究代表者は、国内の原子核反応データベースを詳細に調べ、粒子線治療における原子核反応データが統計的に十分に測定されていないことと同一の反応における異なる実験グループの測定結果が一致していないことを指摘してきた。また、一般的な原子核反応モデルに基づく原子核反応断面積を計算し、既存のモデルでは十分に実験データを再現できないことを示した。本研究は、粒子線治療における原子核反応データを測定し、データを忠実に再現する原子核反応データモデルを構築した上で、実際に治療計画装置を必要とする医療現場に提供することが目的である。計画している具体的な研究項目は、測定すべきデータの選別、原子核反応データ測定のための検出器の開発、開発した検出器による原子核反応データ測定、測定データによる原子核反応モデルの構築及び粒子線治療における精度評価の4つである。今年度は、新しい研究環境を得て、原子核反応データ測定のための検出器の開発を進めた。当初計画していた設計のうち、シンチレーション部からの受光部について若干設計を見直し、より汎用的でかつ簡易的な形態での測定を可能にするべく対応中である。この変更は測定系の開発速度を速め、研究計画の遅延を改善する目的も含んでいる。また、昨年度に引き続き粒子線治療における原子核反応データの統計精度が、医療応用の観点からどの程度のインパクトを持ち得るのかを重点的に検証した結果について、論文を準備中である。2018年度からは研究継続に十分な研究環境を獲得したが、研究環境の整備に大幅な時間を要した。実際の測定系の準備段階においては遅れを生じているが、共同研究者等との必要な協力体制等を見直し、今後の進捗のスピードアップに努めたい。2018年度は、研究継続に十分な研究環境を獲得することが出来たが、研究環境獲得までの時間的損失を考慮し、研究継続年度を延長することにした。2019年度はより実際の測定についての準備を進めることに集中する。また、共同研究者との協力体制を見直し、作業効率を検証することで、研究進のスピードアップを図る予定である。研究代表者は、国内の原子核反応データベースを詳細に調べ、粒子線治療における原子核反応データが統計的に十分に測定されていないことと同一の反応における異なる実験グループの結果が一致していないことを指摘して来た。また、一般的な原子核反応モデルに基づく原子核反応断面積を計算し、既存のモデルでは十分に実験データを再現出来ないことを示した。計画している具体的な研究項目は、測定すべきデータの選別、原子核反応データ測定のための検出器の開発、開発した検出器による原子核反応データ測定、測定データによる原子核反応モデルの構築及び粒子線治療における精度評価、の4つである。今年度は、現状での原子核データの充足率について再度確認を行い、データの統計誤差等を加味した上で測定データの優先順位を決定した。更に同じ粒子線治療である重粒子線における原子核反応データについても必要となる原子核反応データの有無について精査した。重粒子線治療においては、陽子線よりも核子数の多い炭素を用いるため、陽子線治療よりも核破砕反応が非常に多く生じる。そのため、重粒子線治療における原子核反応による正常組織への被ばくを配慮することは、陽子線よりも重要になる。核破砕反応過程は、文字通り原子核が破壊され多くの粒子が同時に放出される現象であるため、測定に手間が掛ることもあり十分なデータが収集されているとは言えない。研究代表者は、本研究期間内に陽子線治療だけでなく重粒子線治療についても測定すべき原子核反応データを示した。また、シミュレーションを用いたシンチレーティングファイバー画像検出器の設計と仮想実験を行い、測定の実現可能性について十分な検討を行った。今年度は、測定データの選別、シンチレーティングファイバー画像検出器の開発、原子核反応データ測定における実験準備を予定していた。測定データの選別については、現状での原子核データの充足率について再度確認を行うとともにデータの統計誤差等を加味し、測定データの優先順位を決定した。更に同じ粒子線治療である重粒子線における原子核反応データについても必要となる原子核反応データの有無についても確認を行った。シンチレーティングファイバー画像検出器の開発については、まずシミュレーションにより画像検出器の設計を行った。その後測定予定の原子核データについて仮想実験を行い、本研究の実現可能性を確認した。画像検出器自体は作成中だが、研究開始時の想定よりも十分に検証を行った上での開発を行うことが出来ており、おおむね順調に研究が進展していると考えている。また、当初の予定を前倒しする形で、順天堂大学と粒子線治療における原子核反応をテーマに共同研究を展開し、本研究で精査した陽子線治療における原子核反応データを利用した照射領域の可視化精度についての論文を作成中である。

研究代表者は、国内の原子核反応データベースを詳細に調べ、粒子線治療における原子核反応データが統計的に十分に測定されていないことと同一の反応における異なる実験グループの測定結果が一致していないことを指摘してきた。また、一般的な原子核反応モデルに基づく原子核反応断面積を計算し、既存のモデルでは十分に実験データを再現できないことを示した。本研究は、粒子線治療における原子核反応データを測定し、データを忠実に再現する原子核反応データモデルを構築した上で、実際に治療計画装置を必要とする医療現場に提供することが目的である。計画している具体的な研究項目は、測定すべきデータの選別、原子核反応データ測定のための検出器の開発、開発した検出器による原子核反応データ測定、測定データによる原子核反応モデルの構築及び粒子線治療における精度評価の4つである。今年度は、粒子線治療における原子核反応データの統計精度が、医療応用の観点からどの程度のインパクトを持ち得るのかを重点的に検証した。まず、陽子線治療の際に体内で生じる陽電子放出核種を利用し、陽電子と体内の電子との対消滅により生じる2本のガンマ線をPETの原理で検出することで陽子線の照射野を確認するOn-LinePETについて、原子核反応断面積の観点から検証を行った。この結果については、論文を投稿中である。更に、粒子線治療において体内に生じる中性子線の線量評価が原子核反応データの統計精度のよってどの程度不確定性を持ち得るかを検証した。一方、原子核反応データ測定のための検出器開発におけるシミュレーション等は十分な進捗があったが、実際の測定系の準備段階においては遅れを生じている。共同研究者等との必要な協力体制等を見直し、今後の進捗のスピードアップに努めたい。
空間認知解析を応用したバーチャル都市の構築に関する研究

この研究では,コンピュータ上で体験できる3次元仮想空間の構造理解と利用者の行動様式の解明を目的としている。平成8年度は、オープンスペースに着目し、その形状・配置が大きさの認知にどのような影響を与えるのかを実験を通じて分析した。その結果、進行方向に向かって長いスペースの方が大きく認知されること、大きさの認知は頭の中の蓄積された面積が効いていること、などがわかった。平成9年度では、コンピュータ上の3次元空間内に迷路を発生させ,空間情報の与え方を変えることによって,迷路内を人間がどのように動くのかを追った。その結果、空間情報を提供する媒体の中でも地図、とくに,位置,距離,方角,といったさまざまな空間情報が盛り込まれていると有効であることがわかった。また、迷路内を歩く人にとって、現在位置と目的地との距離とその方角がもっとも重要であることもわかった。平成10年度では,VRML(Virtual Reality Modeling Language)によって構築された擬似的空間の中で、人間に空間オブジェクトを動かしてもらう実験を行った。ここでは,簡単な空間操作にとどめ,擬似的に構築した京都竜安寺の石庭の中で,二人の人間が互いに指示を出し合いながら個々の石を動かす様子を観察した。その結果以下のようなことがわかった。(1)右・左などの方向指示は容易だが,その程度の指示を出す伝達手段が必要である。(2)擬似的都市空間における空間操作伝達には,まだまだ課題が多いものの,現段階でもこの技術を都市計画策定過程に導入する意義は大きいこと,などである。本研究課題において今年度は,バーチャル都市の空間の中からとくにオープンスペースを採り上げ,その形状・配置が大きさの認知にどのような影響を与えるのかを実験を通じて分析した。また,そこから発展させ,われわれは一体どのように空地の広さを認知しているのかを捉える理論的考察を行った。実験に際しては,3次元ステレオGISによるバーチャル空間で行った。このことは,空地以外の条件を一定に保ちながら,3次元的状況のもとで,現実の都市空間に即した擬似的な街並みを被験者に提示することを可能にした。この実験の結果,空地の形状・配置がその大きさの認知に与える影響について次の2点が得られた。(1)奥行き方向に長く取るよりも,進行方向に細長く取る方が,同じ面積であっても大きく認知される。(2)見える面積が大きくなる位置にあると,同じ面積であっても大きく認知される。また空地の認知構造に関しては,空地の大きさの認知は,われわれの頭の中で蓄積される面積によることが示された。すなわち,まず空地の存在を認識すると,自分がその空地の内部にいるか外にいるかを識別する。そして,内部にいると感じている間,その空地で目に入る最大の面積を頭の中で加算・蓄積していく。そのようにして認知された面積の大小が,われわれが捉える空地面積の大小を決定している。この理論的考察は実験結果から統計的に確認された。以上の結果は,空間の認知構造から見た空地の配置計画として,バーチャル都市の構築さらには現実世界の都市計画に有効な示唆を与えると考えられる。この研究では,コン-ピュータ上で体験できる3次元仮想空間の構造理解と利用者の行動様式の解明を目的としている。平成9年度では,前年度までの成果をふまえて,新しい展開を試みた。前年度の成果の応用として,擬似的都市空間における人間の行動パターンを調べた。とくに,擬似的空間内での情報で人間の動きとの関係を実験を行うことによって探った。具体的には,コンピュータ上の3次元空間内に迷路を発生させ,空間情報の与え方を変えることによって,迷路内を人間がどのように動くのかを追った。擬似的な空間の迷路内で道を探る場合,人は,何らかの空間情報をきっかけにしようとする。

空間情報を提供する媒体の中でも地図は非常に有効なものであり,それは,地図に,位置,距離,方角,といったさまざまな空間情報が盛り込まれているからである。この研究で行った実験では,地図に盛り込まれている空間情報のそれぞれが,迷路内を歩く人にどのように役立っているのかを分析した。実験の結果,迷路内歩行者にとって,現在位置と目的地との距離とその方角がもっとも重要であることがわかった。擬似的空間において現在位置と目的地との距離と方角を知るには,サイン,ランドマーク,看板などが補助的な情報となり得るが,まずは,地図上で2点の位置関係を示すことが有効であるとわかった。この研究では,コンピュータ上で体験できる3次元仮想空間の構造理解と利用者の行動様式の解明を目的としている。平成10年度では,前年度までの擬似的都市空間における人間の行動パターンについて,さらに研究を進めた。具体的には,VRML(Virtual Reality Modeling Language)によって構築された擬似的空間の中での,空間オブジェクトの操作指示の伝達プロセスに着目した。実際に,VRMLを用いて擬似的空間を構築し,その中で人間に空間オブジェクトを動かしてもらう。ここでは,簡単な空間操作にとどめ,擬似的に構築した京都竜安寺の石庭の中で,二人の人間が互いに指示を出し合いながら個々の石を動かす様子を観察した。その結果以下のようなことがわかった。(1)右・左などの方向指示は容易だが,その程度の指示を出す伝達手段が必要である。(2)擬似的都市空間における空間操作伝達には,まだまだ課題が多いものの,現段階でもこの技術を都市計画策定過程に導入する意義は大きいこと,などがわかった。
転写因子IRF8による骨破壊の制御機構の解明

炎症性骨疾患は骨吸収の亢進により機能障害が生じ、患者のQOLが著しく低下することから、発症機序の解明と根本的治療法の開発が急務である。以前、転写因子Interferon regulatory factor 8 (IRF8)は免疫担当細胞である樹状細胞の分化制御因子として発見されたが、最近、骨吸収を担う破骨細胞の分化を抑制する因子であることも報告された(Zhao B. et al. Nat Med, 15, 1066-1071, 2009)。しかし、病的環境下でのIRF8の機能は未だ不明な点が多い。そこで、申請者は、「転写因子IRF8は免疫担当細胞を介した炎症反応と破骨細胞分化を介した骨破壊の両方のプロセスに重要な役割を担う」と仮設を立て、IRF8を中心とした炎症性骨疾患の発症機序の解明に取り組んだ。野生型マウスとIRF8遺伝子欠損(IRF8 KO)マウスにII型コラーゲン抗体誘導性関節炎モデルマウスを作製し、その機能解析を行った。関節炎の炎症の重篤度を示すRAスコアを算出したころ、野生型マウスと比較して、IRF8 KOマウスで誘導した関節炎はRAスコアが有意に高いことがわかった。つまり、IRF8が欠損した状態では関節炎の発症が重症化することが示唆される。また、膝関節を中心に大腿骨から頸骨の組織切片を作製しHA染色を行ったところ、IRF8 KOマウスの膝関節腔内に炎症性細胞の浸潤、滑膜の肥厚などが観察された。そこで、IRF8 KOマウスの関節炎を重篤化させる責任細胞の同定を試みた。その結果、IRF8 KOマウスの骨髄内でミエロイド系細胞が増加している可能性が示された。さらに、ミエロイド系細胞のうち、具体的にどの細胞が増加しているのか詳細に検討を行った。以前、転写因子IRF8は樹状細胞の分化制御因子として発見されたが、最近、骨吸収能を持つ破骨細胞の抑制性の分化制御因子であることが報告された(Zhao B et al. Nat Med, 15, 1066 - 1071, 2009 )。しかし、病的環境下でのIRF8の機能は不明である。申請者は「転写因子IRF8が免疫系細胞を介した炎症反応と破骨細胞を介した骨破壊の両方のプロセスに重要な役割を担う」と仮説を立て、IRF8を中心とした炎症性骨疾患の発症機序の解明ならびに治療法の開発に取り組む。平成27年度は、2型コラーゲン誘導性関節炎モデルを用いて関節炎におけるIRF8の役割を検討した。その結果、野生型マウスと比較して、IRF8欠損マウスで有意に関節炎スコアが上昇する傾向を示した。今後、関節炎惹起の責任細胞の同定、ならびにIRF8の標的因子の同定を試みる。2型コラーゲン誘導性関節炎モデルを用いた検討は、病態生理学的解析、ならびに病理組織学的解析を終了しつつある。また、IRF8の標的因子は、いくつか候補因子を挙げることに成功しつつある。そこで、申請者は、「転写因子IRF8は免疫担当細胞を介した炎症反応と破骨細胞分化を介した骨破壊の両方のプロセスに重要な役割を担う」と仮設を立て、IRF8を中心とした炎症性骨疾患の発症機序の解明に取り組んでいる。平成27年度では、野生型マウスとIRF8遺伝子欠損(IRF8 KO)マウスにII型コラーゲン抗体誘導性関節炎モデルマウスを作製し、その機能解析を行った。関節炎の炎症の重篤度を示すRAスコアを算出したころ、野生型マウスで誘導した関節炎と比較して、IRF8 KOマウスで誘導した関節炎はRAスコアが有意に高いことがわかった。そこで、平成28年度は、IRF8 KOマウスの関節炎を重篤化させる責任細胞の同定を試みた。現在、ミエロイド系細胞のうち、具体的にどの細胞が増加しているのか、さらに検討を行っているところである。野生型マウスおよびIRF8 KO

マウスを用いたII型コラーゲン誘導性関節炎モデルマウスの確立ならびに解析は概ね順調に進んでいるが、平成28年度内に、IRF8 KOマウスの関節炎を重篤化させる細胞分画を同定するはずだったが、ミエロイド系細胞の中で、どの細胞群が責任細胞か同定するに至っていない。平成29年度は、早急に責任細胞を同定し、その細胞特異的に発現する遺伝子群を指標に、IRF8を中心とした関節炎の発症機序の解明を進めていきたい。炎症性骨疾患は骨吸収の亢進により機能障害が生じ、患者のQOLが著しく低下することから、発症機序の解明と根本的治療法の開発が急務である。以前、転写因子Interferon regulatory factor 8 (IRF8)は免疫担当細胞である樹状細胞の分化制御因子として発見されたが、最近、骨吸収を担う破骨細胞の分化を抑制する因子であることも報告された(Zhao B. et al. Nat Med, 15, 1066-1071, 2009)。しかし、病的環境下でのIRF8の機能は未だ不明な点が多い。そこで、申請者は、「転写因子IRF8は免疫担当細胞を介した炎症反応と破骨細胞分化を介した骨破壊の両方のプロセスに重要な役割を担う」と仮設を立て、IRF8を中心とした炎症性骨疾患の発症機序の解明に取り組んでいる。平成27年度では、野生型マウスとIRF8遺伝子欠損(IRF8 KO)マウスにII型コラーゲン抗体誘導性関節炎モデルマウスを作製し、その機能解析を行った。関節炎の炎症の重篤度を示すRAスコアを算出したころ、野生型マウスと比較して、IRF8 KOマウスで誘導した関節炎はRAスコアが有意に高いことがわかった。つまり、IRF8が欠損した状態では関節炎の発症が重症化することが示唆される。また、膝関節を中心に大腿骨から頸骨の組織切片を作製しHA染色を行ったところ、IRF8 KOマウスの膝関節腔内に炎症性細胞の浸潤、滑膜の肥厚などが観察された。そこで、平成28年度は、IRF8 KOマウスの関節炎を重篤化させる責任細胞の同定を試みた。その結果、IRF8 KOマウスの骨髄内でミエロイド系細胞が増加している可能性が示された。さらに、平成29年度では、ミエロイド系細胞のうち、具体的にどの細胞が増加しているのか、さらに検討を行ったところ、好中球が責任細胞である可能性が高い結果が得られた。野生型マウスおよびIRF8 KOマウスを用いたII型コラーゲン誘導性関節炎モデルマウスの確立ならびに解析は概ね順調に進んでいるが、平成28年度内に、IRF8 KOマウスの関節炎を重篤化させる細胞分画を同定するはずだったが、ミエロイド系細胞の中で、どの細胞群が責任細胞か同定するに至らなかった。平成29年度は、平成28年度に引き続いて責任細胞を検討したところ、好中球がその責任細胞になり得る可能性がでてきた。平成30年度は、その好中球に特異的に発現する遺伝子群を指標に、IRF8を中心とした関節炎の発症機序の解明を進めて、研究成果を発表したい。そこで、申請者は、「転写因子IRF8は免疫担当細胞を介した炎症反応と破骨細胞分化を介した骨破壊の両方のプロセスに重要な役割を担う」と仮設を立て、IRF8を中心とした炎症性骨疾患の発症機序の解明に取り組んだ。野生型マウスとIRF8遺伝子欠損(IRF8 KO)
原子層エピタキシーにおける最表面層の元素置換現象

最近、我々はGaAsの原子層エピタキシーにおいて、成長後の表面をP雰囲気中に置くと、表面のAs元素がP元素に置換する現象を見出している。このような現象の理解は、原子レベルでの界面急峻性を必要とする超格子デバイスの作製、またALE成長メカニズムの解明などに対して、新しい知見を与えてくれるものと考えられる。そこで本研究では、原子層エピタキシーにおける最表面層の元素置換現象が、III-V族半導体においてどのような条件でどのように起こるのか、III族元素の置換現象とV族元素の置換現象にどのような違いがあるのか、などの点を研究することを目的としている。これまでに、III族元素をGaに固定し、V族元素の置換現象、特に表面のAs元素がP元素に置換される現象について、P雰囲気への接触時間やP_4分圧、成長温度などをパラメータとして成長実験を行った。そして、これらの成長結晶の組成変化を二結晶X線回折およびESCAにより測定することにより、置換量の定量的な測定を行った。その結果、P_4接触時間、P_4分圧、成長温度の増加とともに成長層中のP組成が増え、As元素がP元素に置換されていく様子が定量的に求められた。その置換量のP_4接触時間および分圧依存性から、反応速度論的な検討を行っている。また、この置換現象の温度依存性から、表面のAs元素がP元素に置換する際の見掛けの活性化エネルギーとして、81.8kJ/molという結果を得た。現在、V族元素の組み合わせを逆にし、表面のP元素がAs元素に置換される現象についての実験を開始している。
幹細胞遺伝子治療を実現する非伝播型エピソーマルRNAウイルスベクターの創製

ボルナウイルス(BoDV)は幹細胞へ持続感染するRNAウイルスである。本研究ではBoDVを用いて幹細胞治療を実現する長期遺伝子導入系の構築を目指した。X-SCIDの原因遺伝子であるIL2RG発現BoDVベクターを作製して造血幹細胞へ接種した。同ベクターは目的の遺伝子を発現したが導入効率は低かった。G蛋白質をCnBV-1に置換したベクターは効率が15倍上昇した。同ベクターはiPS細胞を含む幹細胞への導入効率も上昇させた。X/P遺伝子をVSBVの配列に置換したBoDVベクターも効率を上昇させた。本研究で作製した改良型BoDVベクターは幹細胞遺伝子治療の新しいプラットフォームになりうると考えられた。本研究は、伝播に必須の遺伝子を欠損しても核でエピソーマルな状態のまま持続的に遺伝子を発現できるボルナウイルスの特徴を活かし、難治性遺伝子疾患の幹細胞治療を実現する長期安定型遺伝子発現デリバリーシステムを構築することを目的とする。平成28年度においては、幹細胞遺伝子治療のターゲットであるX連鎖重症複合免疫不全症(X-SCID)のモデルラットへの導入を目指し、原因遺伝子であるIL2RG(ヒトまたはラット)を発現する伝播型および非伝播型のボルナウイルスベクターを作製した。X-SCIDはX染色体上のサイトカインレセプター共通γ鎖(IL2RG)の変異により、T細胞とNK細胞がほとんど産生されずB細胞が機能不全を起こす難治性遺伝子疾患である。作製したIL2RG発現ボルナウイルスベクター感染細胞では、IL2RGが恒常的に発現しておりウイルスの配列上に変異はなかった。これらのベクターは今後、モデルラットへのex vivo投与に用いる予定であり、現在はラットを用いた骨髄細胞からのCD34陽性細胞の単離を試みている。ボルナウイルスに抵抗性を示すマウスに順化したウイルスを細胞-細胞間継代により作製し、配列を解析することで、マウスへの順化に重要なウイルスの候補遺伝子配列を同定した。さらにマウス順化候補遺伝子を持つウイルスを人工合成した。ボルナウイルスベクター感染個体でのウイルスの体内分布を評価するためのツールとして、GFPとルシフェラーゼ遺伝子を発現するベクターを作製した。これらのベクターを用いることでマウスおよびラットにおけるボルナウイルスの感染動態を評価することが可能となった。X-SCIDを治療標的とした幹細胞遺伝子治療評価については、ベクターの作製および実験動物を用いた実験系の評価等、順調に進展している。一方でiPS細胞を用いたベクターの安定性の検討については、次世代シーケンサーを用いたウイルスRNA配列評価の実験系立ち上げに時間がかかっており当初の予定より少し遅れている。ボルナ病ウイルス(BoDV)ベクターは、iPS細胞を含む様々な幹細胞に対して、分化能に影響を与えず、ゲノム非侵襲性に遺伝子を長期間導入することが可能な新しいツールである。本ベクターの特徴を活かし、難治性遺伝子疾患の幹細胞治療を実現する新しい長期安定型遺伝子発現デリバリーシステムを構築することを目的に研究をおこなった。昨年度は、X染色体上のサイトカインレセプター共通γ鎖(IL2RG)の変異により、T細胞とNK細胞がほとんど産生されずB細胞が機能不全を起こす難治性遺伝子疾患である、X連鎖重症複合免疫不全症(X-SCID)への遺伝子治療の有効性を評価するため、原因遺伝子であるIL2RG(ヒトまたはラット)を発現する伝播型および非伝播型のボルナウイルスベクターを作製した。同ベクターは目的の遺伝子を安定的に発現したが、標的細胞である造血幹細胞への導入効率が低かったため、本年度では同ベクターの改良を試みた。非伝播型BoDVベクターの表面に発現するG蛋白質を、BoDVと近縁の鳥ボルナウイルスの7遺伝子型に各々置換したベクターを作製して外来遺伝子の導入効率そ評価した。その結果、カナリアボルナウイルス1型のGを用いたベクターはBoDVと比較して効率が15倍上昇した。同改良型ベクターは、ラット初代培養細胞およびヒトiPS細胞に対しても、従来型と比較して導入効率を有意に上昇させた。またBoDVのRNA依存性RNAポリメラーゼの補因子であるP遺伝子を近縁のカワリリスボルナウイルスの配列に置換したBoDVベクターは、導入効率およびウイルス回収効率を有意に上昇させた。これらのことから、本研究で作製した改良型BoDVベクターは、幹細胞遺伝子治療の新しいプラットフォームになりうると考えられた。GFPおよびルシフェラーゼ発現ボルナウイルスベクターを用いて、細胞移植、静脈内投与、脳内投与をおこなった場合の、ベクターのラットおよびマウスの体内分布を評価する。X-SCIDを治療標的とした幹細胞遺伝子治療評価については、CD34陽性細胞へのベクターの導入および移植をおこない、移植個体での免疫応答を評価する。

またIL2RG発現ボルナウイルスベクターを同様にCD34陽性細胞へ感染させ、X-SCIDモデルラットへの移植をおこない、T細胞への分化、B細胞、NK細胞へのウイルス感染を評価する。ボルナウイルスベクター感染幹細胞における、ウイルスのRNA配列の安定性をMiSeqまたはMinIONを用いて検討する。ウイルス学
高齢化戸建て団地の住民組織形成モデル構築とその過程における住民と保健師の役割分析

戸建て団地におけるコミュニティづくりの展開は、1.地域診断による健康課題の明確化とビジョンの共有2.コミュニティづくりを目指す住民組織づくり3.住民組織のコミュニティ・エンパワメントであった。住民は住民組織を結成し、民主的組織運営をしながら団地の実態把握に基づく主体的学習を基に直接住民に関わる役割を担い、支援者は活動の道筋を示しつつ、住民組織の地域志向性を目指した主体的活動を支援する役割を担うことであった。高齢化戸建団地は、共同体意識の希薄化、家族の小規模化などの要因により、高齢者の孤立化や生活共同体としての機能崩壊等の課題を表出させている。このような状況に鑑み、皆が高齢になっても安心して暮らせるコミュニティづくりを住民との協働で目指すことが急務となる。そこで、住民自身が地域の問題に主体的に取り組む自主組織形成モデルの構築を目指すことにし、初年度は,住民組織の発足支援と自主活動能力の育成支援、さらに住民組織による活動成果の発信および他地域への波及を目指す取り組みを以下の内容で実施した。これらが自主組織形成モデルの基盤づくりに繋がった。1住民組織の発足支援と自主活動能力の育成支援(1)住民組織「くらしを考える会」の発足支援、(2)住民組織「くらしを考える会女性部」の発足支援、(3)団地内の家族構成調査、(4)要援護高齢者のマップづくり、(5)住民組織会員への研修会開催(個別支援の方法、集団支援の方法、地域づくりの必要性)。以上の(1)(5)の内容を実施したことで、住民自身が要援護高齢者への家庭訪問やミニデイサービス等を開催するようになり、自主的活動の第一歩を踏み出すことなった。2住民組織による活動成果の発信および他地域への波及「団地サミット2009住民で創るすごやかコミュニティ」を開催した(参加者220名)。(1)基調講演:「ソーシャルキャピタルと健康」、(2)シンポジウム:「つながり、助け合う向こう3軒両隣」、シンポジスト:住民、行政職、研究者。以上の内容を実施したことで、住民と共にコミュニティづくりについて考える機会となり、さらに住民によるコミュニティづくり推進の機運を高めることに繋がった。高齢化戸建て団地では、共同体意識の希薄化、家族の小規模化、加齢に伴う健康問題や立地環境などの要因により、高齢者の孤立化問題を表出させている。そこで、本研究グループは、A団地を対象に、団地の将来を見据え、皆が高齢になっても安心して暮らせるコミュニティづくりを目指した予防的実践研究に取り組んでいる。コミュニティづくりの中核には、住民組織活動を位置づけ、住民組織と保健師等との協働活動をとおした住民組織形成モデルを構築し、住民と保健師の役割を明確にすることを目的にしている。初年度は、住民組織の発足支援と住民組織の個別支援能力および集団支援能力の育成支援を行い、本年度は住民組織への継続的介入および他地域への波及を目指すとともに、協働活動の評価を行った。1.住民組織への活動支援と評価(1)住民組織が団地高齢者を対象に実施している集団支援(ミニデイ)への1年間の参加状況を分析した。約5割の高齢者が参加しており、団地高齢者同士の交流促進に効果的であることが認められた。また、非参加者についても、日頃の見守り活動によって全高齢者を把握しており、住民組織による個別支援および集団支援は、高齢者の関係的孤立予防や早期発見に効果的であることが認められた。(2)住民組織活動が団地住民の健康と暮しに及ぼした影響については、22年2月に、団地全高齢者104名を対象にアンケートを実施した。分析については、継続的に行う予定である。2.他地域への波及事業および評価A団地におけるコミュニティづくりを他地域に波及させることを目的に「団地サミット2009」を実施し、参加者204名にアンケート行った。その結果、コミュニティづくりへの参加意識が芽生えた人の割合が約9割を占めた。さらに、2つの戸建て団地からコミュニティづくりを始めたいという表明があり、サミット実施の効果が認められた。団塊的高齢化が特徴の戸建団地のコミュニティづくり取り組む住民組織形成モデルの構築とその過程における住民と保健師の役割を明らかにした。戸建て団地におけるコミュニティづくりの展開は、1)地域診断による健康課題の明確化とビジョンの共有((1)戸建て団地の健康課題の明確化と協働活動、(2)団地住民代表とのコミュニティづくりの合意形成、(3)住民同士の出会いと対話を促進する場の設定、(4)健康課題の認識とコミュニティづくりのビジョンの共有)、2)コミュニティづくりを目指す住民組織づくり((1)健康づくりに取り組む自主グループの結成、(2)コミュニティづくりに取り組む住民組織の結成、(3)住民組織の活動体制の整備)、3)住民組織のコミュニティ・エンパワメント((1)住民組織の地域活動力育成、(2)住民組織の地域志向性の拡大)であった。コミュニティづくりの展開過程における住民と保健師の役割は、夫々の強みや専門性を発揮する役割と協働の役割があった。

住民は組織を結成し、民主的組織運営をしながら、団地の実態把握に基づく主体的学習を行い、団地住民への個別支援、集団支援、世代間交流行事の開催という直接住民に関わる役割を担っていた。その際、住民組織メンバーのリーダーシップの発揮とメンバーが中心となるネットワークによって住民の生活の場に出向き、団地全高齢者をつなぐアプローチは、特に重要な役割であった。一方、支援者は活動の道筋を示しつつ、住民組織の地域志向性を目指した主体的活動を支援する役割であった。その根底にはパートナーとしての信頼関係を基盤に、住民の認識段階を的確に捉え、その認識に即した具体的内容や方法の提案を適時に示す役割、つまり住民の中にある漠然とした判断を読み取り、意図的に明確にする役割を果たしていた。尚、保健師等支援者間の協議や研究活動によって根拠を探索し続ける役割の重要性も明らかになった。
震災時における避難所への機能転換と機能復帰を想定した施設空間構成手法に関する研究

代表者らが1995年より継続的に行ってきた、阪神・淡路大震災において避難所として使われた地域施設の調査のデータを分析することにより、避難所としての空間の使われ方の実態について明らかになったことは以下の通りである。(1)地震発生当初、避難者の占有面積が1人1畳を下回る避難所が多く存在した。(2)学校や集会施設、公園など多数の公共施設が避難所として使われたが、学校運動場や公園などのオープンスペースは屋内空間に比べ天候への対応に難がある一方用途の制限が少なく、炊き出しや物資保管、就寝、駐車など多様な機能に使われた。また学校運動場はその他に授業再開のための仮設校舎の建設用地としても使われた。(3)地震発生当初、学校などの大規模な避難所では、避難者の生活のための機能以外に、救護・物資配給・広報など様々な機能を有したものが多く、被災者救援の拠点としての役割を担っていたが、避難者の減少や周辺地域の復旧、施設の本来機能の再開にともない、就寝、便所、洗濯など住居的な機能に収束していった。一方、地域福祉センターなど小規模な避難所では、避難生活のための諸機能を他の施設との連携などにより確保していた。(4)避難者の立場における避難所での問題は多様であった。その問題の多くは、(1)ライフラインや交通網の寸断などの地震被害、(2)避難所に転用された施設やオープンスペースの居住空間としての不完全さ、(3)集団生活、(4)本来機能の再開、にともなうものであると考えられる。(5)避難所となった施設の種類は多様であり、その敷地や建築・設備の環境、また機能がそれぞれ異なるため、施設ごとに避難所生活を送るうえでの利点と欠点もそれぞれ異なっている。以上のことを踏まえ、非常時における地域施設の避難所としての長期利用を考慮した空間構成を提案していくことが今後の課題となる。
1細胞蛍光検出技術を用いたがん特異的免疫細胞の遺伝子スクリーニング法の開発

本研究では、静岡がんセンターにおいて樹状細胞によるワクチン投与を受けた転移性メラノーマ患者よりえあれたTおよびB細胞からのがん特異的抗体、及び特異的T細胞リセプター遺伝子のスクリーニングを行なうため、1細胞レベルでの細胞分離が可能なアレイ、標的細胞の検出、1細胞からのmRNA抽出技術を開発することを目的とする。CTL細胞に関しては、HLA拘束性のMART、gp100ペプチド及びA24拘束性MAGE1、MAGE3ペプチドにそれぞれ特異的なテトラマー試薬を用いて、ペプチドの特異的なCLT lineを数種類樹立し、発言するT細胞リセプター遺伝子のクローニングに成功している。(特許出願済)。この中で、メラノーマ患者のgp100 A2ペプチドに特異的なCLT lineを使用して、CD8+/gp100 A2 tetramer+画分の細胞をsortingした。東京農工大のグループが開発したセルチップを用いて蛍光標識されたCTL細胞を1細胞レベルで検出することが可能となった。セルピッカーを使用して1個のCTL細胞を採取し、total RNAの抽出・cDNA化後、特定のTCRレパトワ特異的なプライマーおよびGAPHDプライマーを使用してPCR増幅を行なった。採取した5個のTCL細胞のうち3個で特異的なTCR遺伝子が効率的に増幅された。一方、GAPHD遺伝子は、全細胞において増幅が確認された。増幅された特異的なTCR遺伝子産物を切り出し、クローニングを施行し、最終的なgp100ペプチド特異的なTCR遺伝子配列を得ることができた。またB細胞においてもEB virusにより不死化したB細胞株についてHLA-A24拘束性MAGE1ペプチドに特異的な細胞を同定することが可能となり、今後セルチップを用いてCTLと同様のアプローチによりペプチド特異的な抗体遺伝子のクローニングを行なう予定である。(特許出願済)。
肝細胞癌切除後肝再発予防を目的とした新しい免疫療法の確立

基礎研究:ラットに70%肝切除を施行し,interleukin-2 (IL-2)を持続門注し,肝再生に与える影響を検討した.IL-2投与により死亡したラットは認めなかった.肝再生は,BrdU Indexおよびmitotic Indexにて観察したが,IL-2による影響は認めなかった.さらに,GPT, ALP, Albuminの各値にも影響を与えなかった.Gap-junctionの染色では,IL-2投与群でやや再発現が遅れたものの,肝切除後6日目には対照群と同様であった.以上より,肝切除後の肝血管内IL-2投与は肝再生に対してほとんど影響せず,安全に行えることが判明した.臨床研究:肝細胞癌患者に対して、肝切除を施行し、術後2週目より肝動注免疫療法(recombinant interleukin-2の持続肝動注(800,000JRU/day x6, 4週間),OK-432の肝動注(5KE/2W, 2回)と筋注(5KEx3/4W),および極めて少量のadriamycin (10mg/2W, 2回)とcyclophosphamide (300mg/2W, 2回)の肝動注、famotidine (40mg/day)の経口投与)を施行した。本療法施行12例と非施行38例を比較したところ,施行例の3年生存率が100%であったのに対し,非施行例では60%有意差を認め,本療法の有効性が確かめられた.また,本療法施行後に肝切除を施行した症例の切除標本での検討により,本療法が細胞障害性T細胞を活性・浸潤を誘導し,癌細胞をアポトーシスに陥らせることが示唆された.基礎研究:ラットに70%肝切除を施行し,interleukin-2 (IL-2)を持続門注し,肝再生に与える影響を検討した.IL-2投与により死亡したラットは認めなかった.肝再生は,BrdU Indexおよびmitotic Indexにて観察したが,IL-2による影響は認めなかった.さらに,GPT, ALP, Albuminの各値にも影響を与えなかった.Gap-junctionの染色では,IL-2投与群でやや再発現が遅れたものの,肝切除後6日目には対照群と同様であった.以上より,肝切除後の肝血管内IL-2投与は肝再生に対してほとんど影響せず,安全に行えることが判明した.臨床研究:肝細胞癌患者に対して、肝切除を施行し、術後2週目より肝動注免疫療法(recombinant interleukin-2の持続肝動注(800,000JRU/day x6, 4週間),OK-432の肝動注(5KE/2W, 2回)と筋注(5KEx3/4W),および極めて少量のadriamycin (10mg/2W, 2回)とcyclophosphamide (300mg/2W, 2回)の肝動注、famotidine (40mg/day)の経口投与)を施行した。本療法施行12例と非施行38例を比較したところ,施行例の3年生存率が100%であったのに対し,非施行例では60%有意差を認め,本療法の有効性が確かめられた.また,本療法施行後に肝切除を施行した症例の切除標本での検討により,本療法が細胞障害性T細胞を活性・浸潤を誘導し,癌細胞をアポトーシスに陥らせることが示唆された.基礎研究:呑竜ラットを使用し、Higgins-Andersonの方法にて約70%の肝切除を施行、無拘束下に4.5万JRUのinterleukin-2(IL-2)門脈内持続投与を6日間行い、生食投与群と肝再生の面から比較検討した。血中のAlbumin、GTP、GOT、alkaline phosphataseを比較したところ、両群間に差を認めなかった。BrdUの取り込みはIL-2投与群において、投与開始後2日目で有意に低下しており、IL-2投与により肝再生が障害される可能性が示唆された。一方、肝湿重量の比較では両群間に差を認めず、現在、組織学的検討を行っている。また、IL-2投与群に死亡例は認めていない。臨床的検討:肝細胞癌肝切除例を対象に、術後seldinger法により肝動注用カテーテルを肝動脈内に留置し、皮下埋め込み式ポートに接続、肝動注免疫療法を施行した。肝動注免疫療法は、recombinant IL-2を持続肝動注(80万JRU/day、6days/W、4W)を中心に、OK-432の肝動注(5KE/2W X2)と筋注(5KE X 3/W)、ADR(10mg)とCy(300mg)を2週に1回、さらにFamotidine(40mg/day、経口)よりなっている。現在、5例に施行したが、全例重篤な副作用もなく完遂した。末梢血のリンパ球サブセットの解析では、natural killer(NK)細胞の比率が増加しており、NK活性も有意に増強された。今後、血中サイトカインの解析も行う予定である。また、術前投与例の検討では、肝動注免疫療法により明らかに癌周囲の細胞浸潤が増強され、その主体がcytotoxic T-cellであることを免疫組織染色により確認した。今後、再発率の検討および癌局所の免疫組織染色により本療法の作用機序について検討する予定である。

基礎研究:呑竜ラットを使用し、Higgins-Andersonの方法にて70%肝切除(Hr)を施行、さらに脾摘(Sr)を付加する群も作成し、門脈内にカニュレーション、同部より無拘束下に4.5万JRUのinterleukin-2(IL-2)あるいは生食を6日間持続門注し、Hr+生食群、Hr+1L-2群、Hr+Sr+生食群、Hr+Sr+1L-2群の4群で肝再生を比較検討した。IL-2あるいは生食投与開始後1、2、4、6日目に採血後に屠殺し、肝を摘出以下の検討を行った。1L-2投与による死亡例はなく、屠殺時まで全例生存した。血中のAlbumin、GOT、GPT、Alkaline phosphatase値には各群間で差を認めなかった。さらに、肝湿重量およびBrdUの取り込みによる肝再生の比較においても各群間で差を認めなかった。一方、免疫組織蛍光染色により、細胞間のcommunicationに重要な役割を持つ、Gap junctionを観察すると、肝切除後1日目には全群Gap junctionの消失を認め、2日間には再現し、6日目には正常肝とほぼ同程度に発現することが観察されたが、IL-2投与により4日目のGap junctionの発現が生食群に比較して抑制されていた。また、摘脾の肝再生に及ぼす影響は認められなかった。肝細胞癌患者に対して、肝切除を施行し、同時に肝動脈内にカテーテルを挿入、皮下埋め込み式ポートに接続し、肝動注に備える。術後2週目より肝動注免疫療法(recombinant interleukin-2の持続肝動注(800,000JRU/day x6,4週間),OK-432の肝動注(5KE/2W,2回)と筋注(5KE x 3/4W),および極めて少量のadriamycin(10mg/2W,2回)とcyclophosphamide(300mg/2W,2回)の肝動注、famotidine(40mg/day)の経口投与)を施行した。本療法施行12例と非施行38例を比較したところ,施行例の3年生存率が100%であったのに対し,非施行例では60%有意差を認め,本療法の有効性が確かめられた.また,本療法施行後に肝切除を施行した症例の切除標本での検討では,主病巣周囲に著しいリンパ球浸潤を認め,免疫組織染色にてCD8陽性細胞およびHLA-DR陽性細胞が主たるリンパ球であることが判明した.また,抗Fas抗体を使用した免疫組織染色により,リンパ球浸潤部と一致して,肝細胞癌細胞がFas陽性となり,核の断片化も観察された.このことにより,本療法により細胞障害性T細胞が活性・浸潤し,癌細胞をアポトーシスに陥らせることが示唆された.
鍼治療に於ける手技（鍼刺激方法）の意義：治療効果との関連の科学的解明

本研究の目的は、鍼治療時の鍼刺激の方法(いわゆる手技)の意義を科学的に解明することである。現在、鍼治療で用いられる鍼刺激方法は、治療者の経験と勘に基づく選択に委ねられている現状がある。そこで研究期間内に、(1)鍼刺激方法による効果の評価法確立、(2)鍼刺激方法の違いの解明、(3)治療目的に最適な方法の検討、を行う。そして、エビデンスに基づく治療法選択の実現に道を拓く。
MRによる臓器酸素消費量の測定

[検討項目]12年度の研究にて、MRIで血液のT2^*を測定することにより半定量的な血液酸素飽和度測定が可能となったが、精度向上のため引き続き1.受信コイルの検討を行った。酸素消費量測定の予備実験として、2.T2^*値と酸素飽和度の関係の近似曲線を求めた。3.膝の屈伸運動に伴う下肢の酸素消費量の変化を大腿静脈における血流量とT2^*値測定により検討した。[方法]1.受信コイルの検討は、固定アガロースゲルファントムを用いT2^*測定の精度を、表面コイル・フェーズドアレイコイル・全身コイル間で比較した。2.血液のT2^*値と酸素飽和度との関係は、血液を様々な程度に酸素化し、自動血液ガス分析装置で測定した酸素飽和度とMRIで測定したT2^*値の関係を近似曲線化した。3.膝の屈伸運動に伴う酸素消費量の変化は大腿静脈においてT2^*値と血流量を運動開始前と運動開始3分後に測定し、動脈中の酸素飽和度は一定として酸素消費量を計算した。[結果]1.受信コイルは現状では感度分布の点より全身コイルが最も精度良好であった。2.血液の酸素飽和度(x)と血液のT2^*値(y)の関係の近似曲線は酸素飽和度が65%から100%の間でy=-0.0025x^3+0.6378x^2-50.729x+1292.7(R^2=0.8176)であった。3.大腿静脈の運動前のT2^*値は右61ms、左55msで血流量は右184ml/min、左221ml/minであった。計算された酸素飽和度は右87%、左85%である。左足のみ運動させるとT2^*値は右72ms、左37msで血流量は右289ml/min左414ml/minであった。酸素飽和度は右90%、左80%となる。動脈血の酸素飽和度を98%、ヘモグロビン量を14g/100mlとして計算した酸素消費量は運動の前後で、運動した左足は5.4mlから14.0mlへ増加したが、運動していない右足では3.8mlから4.4mlであった。[考察]本法は血液中に溶解している酸素量が評価できない点で正確な評価とはいえないが、左右差の比較や運動などの負荷前後の検討には非侵襲的な評価方法になり得ると考えられる。臨床応用に至るには精度の向上が望まれる。【検討項目】血液のT2^*は酸素飽和度により変化する。高精度のT2^*の測定が非侵襲的臓器酸素消費量の測定に重要となる。血液のT2^*測定の精度向上のため以下の検討を行った。1)静止ファントムにおける表面コイルによるT2^*測定、特にコイルからの距離と測定値の関係について。2)流体ファントムでのT2^*測定、特に流速が測定値に及ぼす影響と至適撮像パラメータの設定について。【方法】1)アガロースゲルファントムの表面に5インチの表面コイルを置きコイル表面よりの距離を変化させてgradient echo法(TE=8,40ms)にてT2^*の測定を行った。2)ファントム内にT1およびT2^*を動脈血(T1=786,T2^*=102)、静脈血(T1=781,T2^*=57)に疑似させた溶液を流し、流速や撮像パラメータ(TR、TE)を変化させてT2^*測定を行った。いずれの検討もT2^*の計算は次の式にて行った。【結果と考察】1)T2^*=215ファントムの測定値はコイル表面からの距離が4cmより順に3cmづつ離れるに従い、82,152,107,186,168と変化した。これは、4cm程度ではTEの長い画像での信号低下のためT2^*が短く計算されるが、さらに距離が離れるとTEの長短に関わらずノイズの影響が大きくなるものと考えられた。表面コイルを使った測定は現状では補正式による補正は非現実的であり、コイル自体の変更が必要と考えられた。2)撮像パラメータの検討では、静止体の測定ではTEがある程度長いほうが正確なT2^*値が得られたが、流体ではTEをある程度短くしないと精度が低下した。TRの延長は撮像時間の延長につながるが、流体における測定ではTRが短いと流速の変化に伴い測定値の変化が大きくなった。今回検討で至適と考えられるTR=100、TE=8,32msの検討では、流速を15,31,51,78cm/sと変化させるとT2^*値の測定値は動脈血疑似溶液では155,160,178,181であり、静脈血疑似溶液では74,73,91,73であった。静止している場合と比べると流入効果により測定値は大きくなるものの、それ以上の流速による変動は大きくなく、半定量的酸素飽和度の測定が可能であると考えられた。定量化にはさらなる精度の向上が望まれる。

酸素消費量測定の予備実験として、2.T2^*値と酸素飽和度の関係の近似曲線を求めた。3.膝の屈伸運動に伴う下肢の酸素消費量の変化を大腿静脈における血流量とT2^*値測定により検討した。[方法]1.受信コイルの検討は、固定アガロースゲルファントムを用いT2^*測定の精度を、表面コイル・フェーズドアレイコイル・全身コイル間で比較した。2.血液のT2^*値と酸素飽和度との関係は、血液を様々な程度に酸素化し、自動血液ガス分析装置で測定した酸素飽和度とMRIで測定したT2^*値の関係を近似曲線化した。3.膝の屈伸運動に伴う酸素消費量の変化は大腿静脈においてT2^*値と血流量を運動開始前と運動開始3分後に測定し、動脈中の酸素飽和度は一定として酸素消費量を計算した。[結果]1.受信コイルは現状では感度分布の点より全身コイルが最も精度良好であった。2.血液の酸素飽和度(x)と血液のT2^*値(y)の関係の近似曲線は酸素飽和度が65%から100%の間でy=-0.0025x^3+0.6378x^2-50.729x+1292.7(R^2=0.8176)であった。3.大腿静脈の運動前のT2^*値は右61ms、左55msで血流量は右184ml/min、左221ml/minであった。計算された酸素飽和度は右87%、左85%である。左足のみ運動させるとT2^*値は右72ms、左37msで血流量は右289ml/min左414ml/minであった。酸素飽和度は右90%、左80%となる。動脈血の酸素飽和度を98%、ヘモグロビン量を14g/100mlとして計算した酸素消費量は運動の前後で、運動した左足は5.4mlから14.0mlへ増加したが、運動していない右足では3.8mlから4.4mlであった。[考察]本法は血液中に溶解している酸素量が評価できない点で正確な評価とはいえないが、左右差の比較や運動などの負荷前後の検討には非侵襲的な評価方法になり得ると考えられる。臨床応用に至るには精度の向上が望まれる。
巨大ひずみ加工により作製した超微細粒材料の疲労破壊メカニズムの解明

巨大ひずみ加工の一種である、繰返し重ね接合圧延(ARB : accumulative roll bonding)により作製した超微細粒材料の疲労特性について検討を行った。試料は、hcp系である工業用純Ti(JIS2種ASTM Grade2)とFCC系である工業用純Al(JIS1100)を用いた。工業用純Ti :前年度に、6サイクルまでのARB材を種々・作製し、疲労き裂進展試験を行った。超微細粒純Tiのき裂進展速度と応力拡大係数範囲の関係を明らかにした結果、ARBによる結晶粒超微細化により、下限界応力拡大係数範囲およびき裂進展速度が大きく低下することを明らかにした。この下限界応力拡大係数範囲の低下は、き裂閉口現象によるものと考えられているが、超微細粒材料のき裂閉口現象を実測した研究例はない。そこで、このき裂閉口現象を明らかにするために、ひずみゲージを用いたクリップゲージを作製し、き裂開閉口現象の測定を行った。その結果、確かに6サイクル材では、き裂閉口現象は生じないことを明らかにした。これは、微細化による高強度かのため、き裂先端の塑性域が小さくなったためと考えられる。工業用純Al :出発材とARB6サイクル材の定応力疲労試験を行った。巨大ひずみを導入することにより、疲労強度と疲労寿命が大きく向上することが明らかとなった。特に、疲労強度は、準静的強度である0.2%耐力に比例して、向上することが分かった。一方で、107サイクルで未破断の組織観察をした結果、0.2%耐力の40%の応力にも関わらず、明瞭なせん断帯が導入することを明らかにした。巨大ひすみ加工の一種である、繰返し重ね接合圧延(ARB:accumulative roll bonding)により作製した超微細粒材料の疲労特性について検討を行った。6サイクルまでのARB材を種々作製し、疲労き裂進展試験を行った。疲労き裂進展試験は、応力比R=0.1の条件でCT試験片を用いて行った。6サイクルARB-Ti材は、圧延方向(RD)に伸長した結晶粒と等軸粒が混在した組織であった。このような混在した組織は、ARBを施したAl等のFCC系、BCC系材料では観察されておらず、Ti特有であった。これは、材料中にき裂が存在した場合、6サイクルARB材のき裂は、粗大粒材に比べ、低い応力で進展するが、その速度は遅いことを示している。この下限界応力拡大係数範囲の低下は、き裂閉口現象によるものと考えられる。一般に、疲労破壊は、き裂発生、き裂伝播、最終破壊に分けられるが、その内、き裂伝播が大部分を占める。そのため、結晶粒超微細化による、き裂進展速度の低下は、疲労寿命の向上に大きく寄与すると考えられる。
ラン・菌根菌共生の安定化と窒素栄養との関係

ネジバナとこれに有効なリゾクトニア菌株との共生培養について窒素源の種類を比較した結果、通常の無菌培養培地の窒素レベルでは、アルブミンは無機態窒素に比べてはるかにすぐれた窒素源であった。しかし、アミノ酸は種類によって大きな差があったが、調べた24種のうち、この窒素レベルでも好適だったのはアルギニンのみで、程度の差はあっても一般に強い障害が表れた。また、エンバク、コムギなどの穀物粉とグルテンとの効果の比較では、高窒素濃度による障害がで始める濃度はグルテンのほうがはるかに低く、これは穀物粉は無機態窒素が多いためと考えられた。グルテン濃度を高、低2段階にとり、3共生菌株を生育障害発生とラン・菌の窒素含有量およびプロトコーム組織内の菌の分布の変化との関係を調べた。グルテン濃度の増加によって実生生鮮重が著しく減少するもの、この濃度ではまだそれほど影響のでないものなど菌株により差がみられた。またこの生育への影響が大きいものほど障害が強く表れ、窒素濃度は実生で高まり菌体では減少した。障害発生と菌の生育との間には直接的関係はみられなかった。障害のなかったプロトコーム組織内の菌感染部位は下部1/2以内で安定し、シュートの伸長、根の分化・伸長が急速に進み共生は持続した。障害がでた場合には、菌感染部位が維管束を残しこれを押上げるような形で急速に拡大し、多くは根が分化するに至らず、シュートは先端から褐変し始め、ついには感染がプロトコーム全体に及び、やがて感染部位の菌は消失しプロトコームは枯死褐変に至った。この所見は、本障害が明らかに共生から寄生への変化であることを示した。ネジバナとこれに有効な2核リゾクトニアNo.706菌株の共生培養において、培地に添加する基準窒素濃度を9meとして、窒素源の種類が実生の生育に及ぼす影響を検討した。セルローズを炭素源とし、各種のアミノ酸を窒素源とすると、アミノ酸の種類によって程度の差はみられたものの、いずれも無機熊窒素に比べて著しく実生の生育を抑制し、葉が褐変し枯死するに至った。エンバク熱水不溶性成分に、可溶性有機態窒素源としてアルブミンの量を変えて添加した共生培養においては、無機態窒素は倍量添加しても悪影響は見られなかったが、アルブミンは1/2量では実生の生育が促進されたのに、標準量では実生の葉に褐変が現れ始め、2倍量では著しく生育が抑制されすべての葉が褐変し、1割以上が枯死した。炭素源としてイヌリン、不溶性有機態窒素源としてグルテンの添加量を変えて効果を比較した。グルテンは低濃度では、無機態窒素に比べて実生の生育が優れたが、濃度が高くなるにつれて生育が抑制され葉の褐変を示す個体の割合が増加した。これらの事実から、アミノ酸を含む可溶性および不溶性の有機態窒素は、共生培養における窒素源としての効果は無機態窒素よりかなり高いが、培地中の濃度が高くなるにつれ、実生の生育に対する害作用が大きくなることが示された。このように、エンバク培地のエンバク濃度が高い場合に起こる害作用には、それに含まれる有機態窒素が関係すると考えられた。このような、ラン・菌共生の寄生性への傾斜に炭素栄養が関係するとするこれまでの説は支持されなかった。培養過程において採取・貯蔵したプロトコームおよび実生について、ラン組織内の菌の状態や窒素成分について調査・分析中である。