hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属代替としての新規ポリマー材料『スーパーエンプラ系アロイ』の創製

ポリフェニレンスルフィド(PPS)とポリ(エチレン-ran-グリシジルメタクリレート)(EGMA)(またはEGMA主鎖にPMMAやPSをグラフトした共重合体)から成る2成分系アロイ、さらにはポリ(フェニレンエーテル)(PPE)を加えた3成分系アロイを生成し、構造と物性の評価を行った。その結果、EGMAがPPSに少量加わると延性、靱性が著しく向上すること、EGMAはPPEよりもPPSと優先的に反応するが、PPEと相溶性を持つPS鎖がEGMA鎖にグラフトされるとPPEとの反応性が著しく向上すること、EGMAの種類により界面反応で生成した共重合体が界面に留まる場合とミセルを形成する場合があり、そのような違いがモルフォロジーや物性に影響を与えること、また3成分系では誘電率が3以下まで低下することなどが明らかになった。本プロジェクトはポリマー材料の中で最も耐熱性の高い(融点=285°C)ポリフェニレンスルフィド(PPS)(-C_6H_4-S-)に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックを用いて、その剛性、耐薬品性、超難燃性を生かして『金属代替としての新規ポリマー材料』を開拓することを目的とする。研究スケジュールでは初年度の平成22年度において予定通り「エチレン-グリシジルメタクリレート共重合体(EG倣)とPPSのアロイ化の検討」から研究を開始した。そして、EGMAだけでなく、EGMA主鎖にPMMAのグラフト鎖がついたEGMA-g-PMMAも加えて検討を行い、PPSとの高分子界面においてPPSと反応が進行することを確認した。そして、得られたアロイのモルフォロジーと物性(機械特性、熱的特性)の関連性について詳細な検討を行った。その結果は論文投稿まで行うことができた。さらに、平成23年度以降で行う予定であった3成分系アロイの研究にも着手した。まず、PPSとEGMAに、新規スーパーエンジニアリングプラスチックで非晶性であるポリフェニレルスルホン(PPSU)(ガラス転移点=220°C)を加えた3成分系アロイについて実験を行った。PPSUを選択したのは耐熱性、難燃性に優れるだけでなく、機械特性の劣るPPSの欠点をその優れた耐衝撃性で補うことができると考えたからである。PPSとPPSUは界面反応を生じず、部分相溶性を示すことを初めて明らかにした。それらの成果を4件(国際学会1件を含む)学会にて発表した。このPPSUについてはこれまでほとんど論文で報告例がないので、貴重な知見となるであろう。これらの研究成果より、特許申請(1件)も行った。本プロジェクトはポリマー材料の中で最も高い耐熱性を有する(融点=285°C)ポリフェニレンスルフィド(PPS)(-C_6H_4-S-)に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックを用いて、その剛性、耐薬品性、超難燃性を生かして『金属代替としての新規ポリマー材料』を開拓することを目的とする。研究スケジュールに沿い「エチレンーグリシジルメタクリレート共重合体(EGMA)とPPSのアロイ化の検討」から研究を開始した。そして、EGMAだけでなく、EGMA主鎖にPMMAのグラフト鎖がついたEGMA-g-PMMAも加えて検討を行い、PPSとの高分子界面において両ポリマーがPPSと反応することを確認した。さらに、PPSとEGMAに、ポリフェニレンエーテル(PPE)(ガラス転移点=209°C)または新規スーパーエンジニアリングプラスチックであるポリフェニルスルホン(PPSU)(ガラス転移点=220°C)を加えた3成分系PPSアロイについても実験を行った。H23年度は2成分系から3成分系の検討へ発展させ、PPS/PPE/EGMA系アロイの熱特性、機械特性、さらに誘電率測定まで行った。その結果、測定周波数が高い(10GHz)と組成によりアロイの誘電率が決定されたが、周波数が低い場合(1kHz)はモルフォロジーの影響が見られ、今後さらに詳細な検討が必要となることが分かった。(H24年度に実施予定)また、PPS/PPSU/EGMA系アロイは、初年度に検討したPPS/EGMAと比較して、耐熱性、耐衝撃性に優れた材料であることが分かった。それらの成果を3件(国際学会1件を含む)学会にて発表し、論文も2報受理された。

これらの研究成果より、特許申請(1件)も行った。本プロジェクトはスーパーエンジニアリングプラスチックを用い、その耐熱性、剛性、耐薬品性、超難燃性を生かして『金属代替としての新規ポリマー材料』を開拓することを目的とする。まず検討を始めたポリフェニレンスルフィド(PPS)は耐熱性に優れるものの機械特性に乏しく金属のような延性、耐衝撃性を持ち合わせていない。そこでエチレンーグリシジルメタクリレート共重合体(EGMA)とPPSのアロイ化の検討から開始し、機械特性の向上を目指した。この系では溶融混練中に界面で高分子間反応を生起することを確認し、延性、耐衝撃性の著しい向上を達成した。H24年度ではさらにエンジニアリングプラスチックであるポリフェニレンエーテル(PPE)を加えた3成分系を検討し、反応性共重合体としてPPEと相溶性を有するポリスチレンユニットの入ったエポキシ変性スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)とポリスチレングラフト鎖のついたEGMA(EGMA-g-PS)を検討した。これらの3成分系ではPPEとPPSの両末端基が共重合体中のエポキシ基と競争反応を生じることになる。その結果、TEM観察よりEGMAはPPSと優先的に反応するが、EGMA-g-PSはPPSとPPE両者と同程度に反応し、両末端にスチレンユニットを有するエポキシ変性SBSではPPEと選択的に反応するようになることが分かった。このように用いる共重合体によりPPSとPPEとの競争反応を制御することができ、生成したアロイのモルフォロジーも大きく変化することが分かった。またPPE成分を含む3成分系は誘電率が低くなり、電子・電気部品としての応用も期待できる。さらに、次への新たな展開として同じくスーパーエンジニアリングプラスチックに属するポリエーテルスルホン(PES)の検討も始めた。H24年度はこれらの成果を学会にて発表し、特許も1件出願した。スーパーエンジニアリングプラスチックであり、200°C以下では溶かす溶媒がない優れた耐薬品性を有するPPSを利用して、種々のアロイ、ブレンドを創出し、それらの検討を順調に進めている。PPSと界面で相互作用または反応を生じる系を見出し、界面という限定された領域がアロイ、ブレンド全体の構造と物性に大きな役割を果たす新たな知見を多く蓄積することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。PPSは耐熱性に優れているが誘電率が高く、電子・電気部品に用いるには不適切となる場合がある。そこで、H24年度ではエンジニアリングプラスチックで、かつ誘電率が低いPPEを加えたPPS/PPE/(エポキシ変性ポリマー)系アロイにおいて、誘電率特性を測定していく。エポキシ変性のポリマーとしてはこれまで検討してきたEGMAに加え、エポキシ変性したスチレンーブタジエンースチレン(SBS)ブロック共重合体などを新たに用いてアロイ化を試みる。特にアロイのモルフォロジーが誘電率に影響を与えるのか、2つの測定周波数(1kHzと10GHz)において詳細に検討を行っていく予定である。
ニューロプシン特異的インヒビター(SPI3)によるニューロプシン制御機構の解明

多様性に富む神経の可塑的変化を語るには、たんぱく質の翻訳後修飾の作用を考える必要がある。そこで本申請者は、細胞外や細胞膜上に位置するプロテアーゼ修飾に着目し、マウス脳を用いて、個体レベルから細胞・分子レベルにわたる神経可塑性の理解を追及してきた。特に、S1(clan SA)セリンプロテアーゼ・ニューロプシンは、海馬・扁桃体に発現し、長期増強への関与も示唆されており、脳内における本酵素の機能発現を明らかにすることは、神経が可塑性を獲得する機序を解明することにつながる。本研究期間内に、本申請者は、ニューロプシンの脳内・内在性特異的インヒビターが、Serphinb6(SPI3)であることを生化学的・形態学的に明らかにし、さらに皮膚においても、ニューロプシンの特異的インヒビターがSerphinb6であることをつきとめた。脳における知見は、本申請提出後論文に掲載された。一方で、ニューロプシンは、先に述べたようにS1(clan SA)セリンプロテアーゼに属し、同じファミリーに属する他の酵素と構造上酷似しているにもかかわらず、独立した基質特異性を持ち、特異的なインヒビターによりその活性は厳密に制御される。そこで、Serpin6によるニューロプシン制御機構を解明するためには、ニューロプシン基質結合部位周囲に位置するループ構造における構造機能相関を知る必要があると考え、ニューロプシンの基質特異性と刺激応答性分泌について検討した。その結果、ニューロプシンに付加されているN-結合型糖鎖が、基質特異性及び刺激応答性分泌に影響する知見等を得、論文に掲載されるに至った。さらに本申請者は、Serpinb6の脳内発現をmRNAレベル・蛋白質レベルにわたり、ニューロプシンの発現と詳細に比較検討した。その結果、ニューロプシンの発現がまったく観察されない後脳の神経細胞において、Serpinb6は強い発現を示し、Serpinb6が認識する新たなプロテアーゼの存在を提示し、この結果も論文に掲載されるに至った。以前より海馬初代培養において、ニューロプシンが神経細胞に、SPI3が一部のマイクログリアに発現することがわかっていたが、本研究課題以前は、初代培養におけるニューロプシンの機能及び、分泌経路は不明であった。加えて、インヒビターによるニューロプシン制御機構を解明するためには、ニューロプシンの基質特異性に関わる構造の解明も必須であった。そこで本年度は、(1)海馬初代培養において、ニューロプシンの神経細胞内外の細胞内局在を明らかにし、ニューロプシン添加による神経細胞の形態変化を観察し、(2)ニューロプシンが、刺激応答性の分泌をおこなうかどうかを検証した。さらに、(3)ニューロプシンの基質結合部位周囲に位置するループ構造に変異を導入した15種類のミュータントを作製し、ニューロプシンの基質特異性と分泌への機能構造相関を検討した。(1)ニューロプシンは、細胞体・神経突起内の分泌小胞に存在し、細胞外に分泌された後は、神経突起を含む細胞膜表面に局在することが明らかとなった。加えて、ニューロプシン添加は、神経突起の出現を増大させ、突起の束化を更新させたが、突起進展には影響を示さなかった。以上の結果は、Neurosci Lettに掲載された。(2)刺激応答性の分泌経路を持つPC12細胞にニューロプシンcDNAを導入後、高カリウム刺激によりニューロプシンが分泌応答を示すかどうかを検討した。

結果ニューロプシンは、ヒトgrowth hormoneと同様に刺激応答性分泌を示すことが明らかとなった。(3)ニューロプシンはS1(Clan SA)ファミリーに属するセリンプロテアーゼで、基質結合部位周囲に8種のループ構造を持つ。このうち6種のループは、S-S結合により形成され、残りのループは、基質のC-末に位置するループCとN-結合型糖鎖を持つループDから構成されている。これらループ構造と、基質特異性及び分泌との機能構造相関に関する結果、(2)の結果と合わせて、J Biol Chem掲載される予定である。多様性に富む神経の可塑的変化を語るには、たんぱく質の翻訳後修飾の作用を考える必要がある。そこで本申請者は、細胞外や細胞膜上に位置するプロテアーゼ修飾に着目し、マウス脳を用いて、個体レベルから細胞・分子レベルにわたる神経可塑性の理解を追及してきた。特に、S1(clan SA)セリンプロテアーゼ・ニューロプシンは、海馬・扁桃体に発現し、長期増強への関与も示唆されており、脳内における本酵素の機能発現を明らかにすることは、神経が可塑性を獲得する機序を解明することにつながる。本研究期間内に、本申請者は、ニューロプシンの脳内・内在性特異的インヒビターが、Serpinb6(SPI3)であることを生化学的・形態学的に明らかにし、さらに皮膚においても、ニューロプシンの特異的インヒビターがSerpinb6であることをつきとめた。脳における知見は、本申請提出後論文に掲載された。一方で、ニューロプシンは、先に述べたようにS1(clan SA)セリンプロテアーゼに属し、同じファミリーに属する他の酵素と構造上酷似しているにもかかわらず、独立した基質特異性を持ち、特異的なインヒビターによりその活性は厳密に制御される。そこで、Serpinb6によるニューロプシン制御機構を解明するためには、ニューロプシン基質結合部位周囲に位置するループ構造における構造機能相関を知る必要があると考え、ニューロプシンの基質特異性と刺激応答性分泌について検討した。その結果、ニューロプシンに付加されているN-結合型糖鎖が、基質特異性及び刺激応答性分泌に影響する知見等を得、論文に掲載されるに至った。さらに本申請者は、Serpinb6の脳内発現をmRNAレベル・蛋白質レベルにわたり、ニューロプシンの発現と詳細に比較検討した。その結果、ニューロプシンの発現がまったく観察されない後脳の神経細胞において、Serpinb6は強い発現を示し、Serpinb6が認識する新たなプロテアーゼの存在を提示し、この結果も論文に掲載されるに至った。
クラスターの構造と機能発現との相関に関する理論的研究

本研究は,クラスターおよび分子集合体の示す諸機能がそれらの構造とどのような相関関係にあるかを理論化学の立場より解明し、クラスターの発現する諸現象の理解に役立つ新しい概念と理論的方法論の提出を目的としている.本年度は,(1)リン酸エステルのエステル交換反応における5配位中間体の擬回転反応に関する研究,(2)遷移金属イオンの水交換反応に関する研究,(3)化学反応ポテンシャル・エネルギー曲面を高精度に記述する理論の開発等を行った.(1)第3周期以降の元素は,異常原子価状態を容易にとり,多様な反応性を示す.このため,生体内での触媒反応や,合成反応において重要な役割を果たしている.昨年度に引続き本年度もリン化合物を取り上げ,ジアルキルヌクレオチドのモデル分子の擬回転反応を分子軌道法を利用して研究し,特にエステル交換反応に対する置換基効果を調べた。擬回転反応の反応障壁は非常に小さくジメチル,ジ-t-プチル基の間の置換基効果の差は認められなかった.計算結果より,一旦5配位中間体が形成されれば,擬回転反応は容易に進行することが示された.ジ-t-プチルエステルの反応が低いのは,5配位中間体の擬回転反応に伴って起こるリポース環の反転が起こり難いせいではないかと結論された.(2)第1遷移金属のイオンには,酵素の活性中心となって酸化環元反応,加水分解反応,転移反応などの触媒として作用しているものがあり興味がもたれている.本研究では,第1遷移系列の金属イオンの溶媒交換反応,反応機構や反応経路を理論的に研究した.亜鉛二価イオンの水交換反応では,3角両錐または正方錐構造の5配位構造に水分子が2個弱く結合した中間体を経て進行し,5角双錐構造の7配位中間体は不安定である.これは,実験的にいわれている解離機構で反応が進行し,交換機構ではないことが明らかになった.本研究は,クラスターおよび分子集合体の示す諸機能がそれらの構造とどのような相関関係にあるかを理論化学の立場より解明し、クラスターの発現する諸現象の理解に役立つ新しい概念と理論的方法論の提出を目的としている.本年度は,(1)リン酸エステルのエステル交換反応における5配位中間体の擬回転反応に関する研究,(2)遷移金属イオンの水交換反応に関する研究,(3)化学反応ポテンシャル・エネルギー曲面を高精度に記述する理論の開発等を行った.(1)第3周期以降の元素は,異常原子価状態を容易にとり,多様な反応性を示す.このため,生体内での触媒反応や,合成反応において重要な役割を果たしている.昨年度に引続き本年度もリン化合物を取り上げ,ジアルキルヌクレオチドのモデル分子の擬回転反応を分子軌道法を利用して研究し,特にエステル交換反応に対する置換基効果を調べた。擬回転反応の反応障壁は非常に小さくジメチル,ジ-t-プチル基の間の置換基効果の差は認められなかった.計算結果より,一旦5配位中間体が形成されれば,擬回転反応は容易に進行することが示された.ジ-t-プチルエステルの反応が低いのは,5配位中間体の擬回転反応に伴って起こるリポース環の反転が起こり難いせいではないかと結論された.(2)第1遷移金属のイオンには,酵素の活性中心となって酸化環元反応,加水分解反応,転移反応などの触媒として作用しているものがあり興味がもたれている.本研究では,第1遷移系列の金属イオンの溶媒交換反応,反応機構や反応経路を理論的に研究した.亜鉛二価イオンの水交換反応では,3角両錐または正方錐構造の5配位構造に水分子が2個弱く結合した中間体を経て進行し,5角双錐構造の7配位中間体は不安定である.これは,実験的にいわれている解離機構で反応が進行し,交換機構ではないことが明らかになった.
各種モノクローナル抗体を応用した腫瘍の免疫組織学的研究(内分泌系腫瘍を主体として)

我々の使用しているモノクローナル抗体はA2B5、4F2、PKK-1の3種類である。A2B5は報告のごとくAPUD系細胞とその腫瘍(甲状腺髄様癌、副腎褐色細胞腫、膵内分泌腫瘍)に結合し、これらの有力なマーカーとなることが判明した。またPPK-1は上皮細胞由来のケラチンを抗原とする抗体であるが甲状腺腫瘍の中で当初は、組織学的に鑑別困難な未分化癌(特に小細胞癌-上皮性)と悪性リンパ腫(非上皮性)の識別が可能であるかどうかの検討からスタートしたが、満足できる結果は得られなかった。しかしこの研究の過程で乳頭状増殖を呈する悪性腫瘍(乳頭癌)に高率に(95.2%)陽性所見が得られ、濾胞状増殖をする腫瘍(濾胞癌、0%、濾胞腺腫2.0%)には殆ど結合しないことが判明した。このことは両者の発育、転移形式上の生物学的な相違の一つの裏づけを意味し、その鑑別上に有力な手段となることが確認された。モノクローナル抗体4F2は、human T cell leukemiacell lineを抗原として作成された抗体であるがactivated lymphocyte、proliferating cell、またmaligrant cellに結合するとされている。我々は現在まで、parathyroid cellとその腫瘍、ガストリノーマに結合することを確認しているが、更に平抗体の幅広い有用性を求めて、各種甲状腺悪性腫瘍。他臓器の悪性腫瘍に対してその反応性について検討中である。平抗体は凍結生標本切片、アセトン固定に有動であり、フォルマリン固定、パラフィン切片には無効であるため、多数の症例数を重ねるに時間を要するるのは否めない状況にある。又、本抗体はparathyroidからのPTHのreleaseをブロックするとされており、その臨床応用(再発性上皮小体癌の治療)を最終目的としたいが、未だその使用には至っていない。更に前段階でのin vitroでの実験が必要である。我々の使用している3種類のモノクローナル抗体を応用して甲状腺を主体とした内分泌腺腫瘍の組織化学的診断を試みた.モノクローナル抗体A2B5はAPUD系腫瘍に対して特異的に反応する.本抗体を応用し120例の甲状腺腫瘍に対して蛍光抗体法による検索を試み髄様癌のみに陽性所見を得,この疾患の診断に特異マーカーとして有用であることを確認した.また他の内分泌腺腫瘍であるpheochromocytome, insulinomaにも陽性反応を示した.次に上皮細胞由来のケラチンに対するモノクローナル抗体PKK-1を使用して甲状腺未分化癌(上皮細胞由来)と甲状腺悪性リンパ腫の鑑別を試みた.この結果は満足すべきものが得られなかったが各種甲状腺腫を検索した中で乳頭癌に極めて陽性率が高くこの診断に有用であることが判明した.この抗体はフォルマリン固定パラフィン切片の永久標本にも使用できることが利点でありこの報告は本年3月号の外科会誌に原著として掲載予定である.モノクローナル抗体4F2はやはりペプタイドホルモン産生腫瘍に特異的に反応することが知られておりヒトlymphoma cell lineを抗原として作成された.本抗体は上皮小体に陽性となりまた増殖細胞(悪性増殖を含む)にも結合するなどがA2B5と異る点である.本抗体を用いて各種腫瘍に対して組織化学的な検討を施行中で現在上皮小体腫瘍gastrinoma, insulinomaに陽性所見を得ている.これら3種の抗体を応用した腫瘍に対する組織化学的研究は62年9月オーストラリア,シドニーに於ける第32回国際外科学会の内分泌外科部門(IAES)に於いて発表した.なお科研費にて購入したパーソナルコンピューターを応用して組織化学的検討に使用した標本の患者の臨床データを入力し,基礎,臨床の両面からの比較検討,分析を行っており今後新知見が期待できる.我々の使用しているモノクローナル抗体はA2B5、4F2、PKK-1の3種類である。

又、本抗体はparathyroidからのPTHのreleaseをブロックするとされており、その臨床応用(再発性上皮小体癌の治療)を最終目的としたいが、未だその使用には至っていない。更に前段階でのin vitroでの実験が必要である。
福島県における特異な被災状況が子どもと家族に及ぼす中期的影響

複合災害を体験した子どもと家族にどのような影響が現れるのかというリサーチクエスチョンを明らかにするために、家族や子どもの被災状況やその後の生活、メンタルヘルスの状況を把握するための面接や心理検査を施行する。1:家族への面接は、特に子育て中の親たちが体験する震災や復興に伴う心理的問題を尋ね、子どもへの面接は、被災体験とその後の生活状況について聞きとり、心理的問題を探る。2:心理検査は、震災や復興に伴うと思われる子どもの行動特徴を明らかにするために行う。3:1・2より、問題点の経緯の分析を行う。(本調査は倫理的観点から、必要なケアは提供しながら行うこととする)複合災害を体験した子どもと家族にどのような影響が現れるのかというリサーチクエスチョンを明らかにするために、家族や子どもの被災状況やその後の生活、メンタルヘルスの状況を把握するための面接や心理検査を施行する。(本調査は倫理的観点から、必要なケアは提供しながら行うこととする)
慢性関節リウマチ患者の関節局所においてクローナルに増殖しているT細胞の解析

[目的]慢性関節リウマチ(RA)および全身性エリテマトーデス(SLE)などの膠原病患者では、末梢血および病変局所にてクローナルに増殖したT細胞が検出され、特定の抗原に対しての免疫反応が亢進していることが示唆される。本研究では、これらの増殖T細胞クロノタイプが認識する抗原を同定するために、TCRα/β鎖の組み合わせを細胞のクローン化を行わず試験管内で簡便に同定、再構築することを目的とする。今回は、SLE患者末梢血中増殖T細胞クロノタイプを例にとり、T細胞受容体(TCR)αβ鎖の組み合わせを単一細胞からの遺伝子増幅法(single cell PCR法)にて同定し、同TCR分子を試験管内で再建する。[方法]患者末梢血より単核球を分離、抗TCRAV12抗体で染色し、陽性細胞を単一細胞として分取する。各細胞よりRT-PCR法にてTCRα鎖遺伝子を増幅し、塩基配列決定法にて増殖T細胞クロノタイプのTCRα鎖CDR3領域の配列を同定する。増殖T細胞クロノタイプ由来のcDNAより、TCRβ鎖遺伝子をPCR法にて増幅し、塩基配列決定法にて同クロノタイプのTCRβ鎖CDR3領域の配列を決定する。ペアと同定されたTCRα、β両鎖の全長の遺伝子をリンカーを介してタンパク発現用のプラスミドベクターにサブクローニングし、大腸菌内で一本鎖のタンパクとして発現させ、高次構造を再構築する。[結論]膠原病患者由来増殖T細胞クロノタイプのTCRαβ鎖の組み合わせが、single cell PCR法にて同定された。試験管内で再構築したTCR分子は、高次構造が再建されていた。今後このTCR分子を用いて増殖クロノタイプが認識している抗原を検出することが可能であり、各種膠原病の病因抗原が発見されることが期待される。[目的]慢性関節リウマチ(RA)の滑膜において個々のT細胞の機能を解析する.[方法]RA患者の関節液より単核球を分離、特定のBVファミリーに対する抗体で染色し、セルソーターによりそのBV陽性T細胞を単一細胞に分離、採取する。個々の細胞から、RNAを抽出しcDNAに変換、PCR法によりT細胞受容体β3鎖を増幅し(single cell PCR法)、個々のT細胞によって配列の異なるCDR3の部分の塩基配列を決定し、クローナルに増殖しているT細胞を同定する.個々のT細胞について、CD4、CD8、CD25、CD69、IL-10、IFN-γなどのmessenger RNAが発現されているか否かを同様にsingle cell PCR法にて検討する.これらの細胞表面分子の発現またはサイトカイン産生のパターンから各T細胞の機能を評価し、局所で実際に機能しているT細胞クローンを同定する。[結果]22個のRA関節液由来がBV8陽性T細胞が得られた。CD4陽性は14個(74%)、CD8陽性は6個(27%)で、CD4^+CD8^+、CD4^-CD8^-が各1個ずつ検出された(4%)。CD69陽性が10個(45%)、CD25陽性が1個(4%)、IFN-γ産生細胞が5個(23%)認められた。全てのIFN-γ産生細胞はCD4陽性であり、うち4個がCD69陽性(18%)、そのうち1個はさらにCD25B性であった(41%)。IL-10産生細胞は認められなかった。増殖T細胞クローンは、細胞数で各2個ずつ3クローン検出された(全19クローン).CD4陽性が2クローン、CD8陽性が1クローンであり、CD4陽性のうち1クローンがCD69陽性のIFN-γ産生クローンであった.[結論]CD4陽性CD69陽性のIFN-γ産生クローンが、増殖T細胞クローンおよび増殖していないT細胞クローンの両集団に認められ、このThl型T細胞がRAの関節において機能し、病因に関与している可能性が示された。[結論]膠原病患者

由来増殖T細胞クロノタイプのTCRαβ鎖の組み合わせが、single cell PCR法にて同定された。試験管内で再構築したTCR分子は、高次構造が再建されていた。今後このTCR分子を用いて増殖クロノタイプが認識している抗原を検出することが可能であり、各種膠原病の病因抗原が発見されることが期待される。
フラボノイドをベースにした抗がん作用をもつサプリメントの開発

フラボノイドは多くの野菜や果物に含まれる有機化合物で、いわゆるポリフェノールと呼ばれる、より大きな化合物の中の一つである。抗がん作用、抗酸化作用、抗アレルギー作用、血圧上昇作用を抑える作用、などの健康効果が得られることが知られている。しかしながら、どのような構造を持ったフラボノイドが有効なのかといった解析はなされていない。フラボノイドはその構造から大きく6つのグループに分類されることに着目し、各フラボノイドの代表として、アピゲニン(フラボン類)、フィセチン(フラボノール類)、ダイゼイン(イソフラボン類)、リクイリチゲニン(フラバノン類)、カテキン(フラバノール類)、シアニジン(アントシアニジン類)、を用いて骨に対する解析を行ってきた。一昨年度および昨年度の結果から、6つのフラボノイドの中で、長期投与の観点からリクイリチゲニンがもっともサプリメントとしての可能性が高いことが明らかとされた。そこで今回は、抗がん作用についての解析を行った。口腔内扁平上皮癌のCa9-22, SAS, HSC-2, HSC-3, HSC-4、それから、コントロールとして、口腔粘膜上皮のRT-7に関して細胞毒性の解析を行ったが、各がん細胞増殖能のばらつきが非常に大きいため、はっきりとした結果は得られていない。その一方、やや構造は違うものの、抗炎症作用、抗がん作用を持つDihydroartemisinin (DHA)についての破骨細胞に関する解析も行った。DHAはNFATc1の発現を抑え、IκBのリン酸化を抑制することで破骨細胞形成を抑制することが明らかとなった。今後は、リクイリチゲニンの構造に加え、DHAの構造も加味したサプリメントの探究を行いたい。各フラボノイドの代表として、アピゲニン(フラボン類)、フィセチン(フラボノール類)、ダイゼイン(イソフラボン類)、リクイリチゲニン(フラバノン類)、カテキン(フラバノール類)、シアニジン(アントシアニジン類)、を用いることにしているが、現在、フィセチン(フラボノール類)、リクイリチゲニン(フラバノン類)、シアニジン(アントシアニジン類)、の細胞毒性試験を行った。口腔扁平上皮がん細胞に関しては、株化されているHSC2, HSC3, HSC4, SAS, SCC25, Ca9-22, OSC20を用いた。口腔内がん細胞を96穴プレートにまき、これに各フラボノイドを0-100 μMの濃度で添加し、細胞毒性試験(Cell Counting kit-8)を行った。50 μMの濃度以下で細胞毒性がみられたフラボノイドを選択するが、今のところ50 μMの濃度以下で細胞毒性を認めたがん細胞はなかった。現在、アピゲニン、ダイゼイン、カテキンの細胞毒性試験を行っている。口腔扁平上皮がん細胞に関しても、まだフラボノイドに関する細胞毒性が認められないので、絞り込めていない。リクイリチゲニン、フィセチンに関しては、再度破骨細胞への細胞毒性を調べてみた。以前実験したように、リクイリチゲニンでは、10μl以上、フィセチンでは、1μl以上で破骨細胞抑制効果が認められたが、フィセチンが10μl以上で細胞毒性が認められたのに対し、リクイリチゲニンでは、逆に細胞増殖傾向が認められた。これらのことから、がんの予防に関して、リクイリチゲニンの方が長期投与という点においては可能性が大きいと考えられる。フラボノイドが5種類、がん細胞が7種類あるため、予定より時間がかかってしまっている。また、使用したがん細胞によって細胞増殖に差が生じるため、それぞれの細胞の増殖を統一するのに時間がかかっている。そのため、予定しているフラボノイド全てについてまだ細胞毒性試験が終了していない。フラボノイドは大きく6つのグループに分類されている。各フラボノイドの代表として、アピゲニン(フラボン類)、フィセチン(フラボノール類)、ダイゼイン(イソフラボン類)、リクイリチゲニン(フラバノン類)、カテキン(フラバノール類)、シアニジン(アントシアニジン類)、がある。今回の申請では、骨粗鬆症や口腔内がんにおける予防および治療後のサプリメントの開発のための基礎的研究として、上述の6つのフラボノイドの各細胞における影響を検討した。当該年度は、アピゲニン(フラボン類)とシアニジン(アントシアニジン類)に関して、破骨細胞形成能を調べた。細胞毒性のない濃度での破骨細胞形成能を調べたが、アピゲニンに関しては、10uMまでほとんど影響を認めなかった。また、シアニジンに関しても、10uMまで破骨細胞形成において、やや減少傾向を認めるものの、明確な有意差は認められなかった。一昨年度破骨細胞抑制能を認めたリクイリチゲニンに関して、骨芽細胞への影響を調べてみた。破骨細胞の形成を抑制する濃度で、骨芽細胞をむしろ増殖させる結果となった。以上の結果から、アピゲニンやシアニジンより、リクイリチゲニンをベースにした構造の探究が必要であると考えられる。

当該年度、研究機関を異動したため、研究機関における動物実験や遺伝子組換え実験における講習会、また実験する際の申請・審査に思いの外時間がかかってしまった。また、今まで前研究機関で使用していた機器、抗体等がなくその準備のために時間を費やされてしまったため、昨年度の予定よりやや遅れている。フラボノイドは多くの野菜や果物に含まれる有機化合物で、いわゆるポリフェノールと呼ばれる、より大きな化合物の中の一つである。抗がん作用、抗酸化作用、抗アレルギー作用、血圧上昇作用を抑える作用、などの健康効果が得られることが知られている。しかしながら、どのような構造を持ったフラボノイドが有効なのかといった解析はなされていない。フラボノイドはその構造から大きく6つのグループに分類されることに着目し、各フラボノイドの代表として、アピゲニン(フラボン類)、フィセチン(フラボノール類)、ダイゼイン(イソフラボン類)、リクイリチゲニン(フラバノン類)、カテキン(フラバノール類)、シアニジン(アントシアニジン類)、を用いて骨に対する解析を行ってきた。一昨年度および昨年度の結果から、6つのフラボノイドの中で、長期投与の観点からリクイリチゲニンがもっともサプリメントとしての可能性が高いことが明らかとされた。そこで今回は、抗がん作用についての解析を行った。口腔内扁平上皮癌のCa9-22, SAS, HSC-2, HSC-3, HSC-4、それから、コントロールとして、口腔粘膜上皮のRT-7に関して細胞毒性の解析を行ったが、各がん細胞増殖能のばらつきが非常に大きいため、はっきりとした結果は得られていない。その一方、やや構造は違うものの、抗炎症作用、抗がん作用を持つDihydroartemisinin (DHA)についての破骨細胞に関する解析も行った。DHAはNFATc1の発現を抑え、IκBのリン酸化を抑制することで破骨細胞形成を抑制することが明らかとなった。今後は、リクイリチゲニンの構造に加え、DHAの構造も加味したサプリメントの探究を行いたい。だいたいがん細胞の増殖については統一されてきたので、今後はそれに沿って実験を行っていく予定である。しかしながら、それでもうまくいかなかった場合には、一番低濃度で効果の上がるフラボノイドを用いて、がん細胞の浸潤能などを調べていく。また、その場合には、シグナル解析も同時に行っていく。破骨細胞や骨芽細胞に関しては、すでにリクイリチゲニン、フィセチンでは行ってきているので、他のフラボノイドに関しても同様に行っていく予定である。まだ必要な抗体等全てが揃ってはいないが、当該年度遅れていたリクイリチゲニン、フィセチン以外のフラボノイドについて実験を行っていく予定である。具体的には、まだ行っていない、ダイゼイン(イソフラボン類)、カテキン(フラバノール類)を中心に、破骨細胞形成能をTRAP染色にて、細胞毒性をCCK-8にて、がん浸潤能、遊走能をマトリゲル等を用いて調べる。アピゲニンとシアニジンに関しては、当該年度は10uMまでしか調べていなかったが、細胞毒性のない濃度までさらに添加濃度を上げることも検討したい。がん細胞浸潤能を調べるためのマトリゲルチャンバー(ゲル無し)が国内に在庫が無く海外から取り寄せとなった。そのため納期に時間がかかり、今年度内に納入できないことがわかったため、次年度に発注を行うことにしたため。(理由)当初計画どおり使用し、端数が生じたため。(使用計画)
心的外傷後成長は長期の心理的適応と健康行動を維持するか－がんと糖尿病の比較から

本研究の目的は、がん患者と糖尿病患者の心的外傷後成長(PTG)に焦点をあて、患者が持つ自己像や世界観についての認知の変化と行動変容との関係を明らかにし、健康行動の促進を目指すものである。まず、糖尿病罹患後に心的外傷後成長と同様の成長を示した患者について、その成長のプロセスを明らかにするために、平成30年度は、大学附属病院通院中で罹患歴2年以上、6か月以上HbA1cが8%未満、日本語版外傷後成長尺度(PTGI-X-J)の総得点が50点以上の2型糖尿病患者を対象にPTGI-X-Jの質問項目に沿った内容を含む半構造化面接による調査を、研究協力者・茅野綾子氏が実施した。12名に面接調査を実施し、7名についてはすでに面接内容の文章化を終え、修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ(M-GTA)により分析した。その結果、糖尿病罹患以前にPTGを示した場合は、行動変容なしの群と健康行動を促進した群が見出された。また、糖尿病罹患によりPTGを示した場合は健康行動を促進し、心理的適応にも繋がった。そして、健康行動が促進した2群では、PTG、糖尿病の受容、健康行動、良好なHbA1C値が円環的関係を作ることがわかった。これらを第78回米国糖尿病学会(ADA)で発表した。次に、長期生存しているがんサバイバーの心的外傷後成長と精神的苦痛の緩和や心理的適応、健康行動との関係を明らかにするために、研究協力者・児玉祐実氏とともに質問紙調査を実施している。すなわち、心的外傷後成長が維持される要因としてピアサポート、また心理的適応と健康行動の具体的な表れとして就労に着目し、PTGI-J、ピアサポート尺度、心理的適応尺度、精神的健康調査票、仕事意欲測定尺度、健康行動に関する項目からなる質問紙調査を実施している。現在103部を配布し34名から回答を得られ、さらに配布を準備している。糖尿病患者を対象とした調査については、平成30年度に、10名程度のインタビュー調査を実施することを予定した。既に12名のインタビューを終え、アンケート回答に不備があった3名を除いても、分析対象者が9名で当初の予定人数をほぼ確保出来ている。修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ(M-GTA)による分析も7名を終えており、おおむね順調に進展している。がん患者を対象とした調査については、量的調査と質的調査を同時に実施する計画をしていたが、ピアサポート尺度および仕事意欲測定尺度を導入したため調査対象者の負担を考慮し、量的調査を先行実施することとした。目標症例数40例(平成30年度中に15例)のうち、平成30年度には34例から回答を得たことから、おおむね順調に進展している。糖尿病患者を対象とした調査については、分析対象者が9名になり、M-GTAによる分析を進めている。分析の進捗を確認しながら理論的飽和化に達しなければ、令和元年後半に順次調査参加者を募っていく。がん患者を対象とした調査については、心的外傷後成長が維持される要因としてピアサポートを、また心理的適応と健康行動の具体的な表れとして就労を取りあげ、量的調査を実施している。引き続き、調査を継続し目標症例数に達するようにする。一方、量的調査と質的調査を併せて実施する計画については、調査対象者の負担を軽減するため、現在実施している量的調査の質問項目のうち、仕事意欲測定尺度等をQOLに関する尺度に変更し、また、質的調査については半構造化面接ではなく心的外傷後成長に関連する自由回答を用い、調査対象者も調査時点での就労の有無を問わずより多くのがん患者が該当するようにし、研究倫理審査委員会に申請することを検討している。

すなわち、心的外傷後成長が維持される要因としてピアサポート、また心理的適応と健康行動の具体的な表れとして就労に着目し、PTGI-J、ピアサポート尺度、心理的適応尺度、精神的健康調査票、仕事意欲測定尺度、健康行動に関する項目からなる質問紙調査を実施している。現在103部を配布し34名から回答を得られ、さらに配布を準備している。糖尿病患者を対象とした調査については、平成30年度に、10名程度のインタビュー調査を実施することを予定した。既に12名のインタビューを終え、アンケート回答に不備があった3名を除いても、分析対象者が9名で当初の予定人数をほぼ確保出来ている。修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ(M-GTA)による分析も7名を終えており、おおむね順調に進展している。がん患者を対象とした調査については、量的調査と質的調査を同時に実施する計画をしていたが、ピアサポート尺度および仕事意欲測定尺度を導入したため調査対象者の負担を考慮し、量的調査を先行実施することとした。目標症例数40例(平成30年度中に15例)のうち、平成30年度には34例から回答を得たことから、おおむね順調に進展している。糖尿病患者を対象とした調査については、分析対象者が9名になり、M-GTAによる分析を進めている。分析の進捗を確認しながら理論的飽和化に達しなければ、令和元年後半に順次調査参加者を募っていく。がん患者を対象とした調査については、心的外傷後成長が維持される要因としてピアサポートを、また心理的適応と健康行動の具体的な表れとして就労を取りあげ、量的調査を実施している。引き続き、調査を継続し目標症例数に達するようにする。一方、量的調査と質的調査を併せて実施する計画については、調査対象者の負担を軽減するため、現在実施している量的調査の質問項目のうち、仕事意欲測定尺度等をQOLに関する尺度に変更し、また、質的調査については半構造化面接ではなく心的外傷後成長に関連する自由回答を用い、調査対象者も調査時点での就労の有無を問わずより多くのがん患者が該当するようにし、研究倫理審査委員会に申請することを検討している。理由:2018年度に予定していた国際学会発表の1つを2019年度に発表することとしたため、旅費の支出額が少なくなった。使用計画:次年度の補助金の使用計画は、物品費(パーソナルコンピューター等)260千円、旅費(国内学会参加費2回程度、国際学会参加および情報収集(2名分))640千円、人件費・謝金(データ入力整理等)20千円、その他(学会参加費・国際学会参加費、翻訳代、テープ起こし代、通信費等)413千円である。なお、国際学会は2019年度に国際サイコオンコロジー学会(カナダ・バンフ)での発表を予定している。
ヒト新規全能性幹細胞（スーパーステムセル）創製と病理特性解析データベースの構築

奇形腫形成を評価を行う本研究では、生体バイオマーカー評価による細胞安全性と有効性を示すこことができた。また、本研究により、日本発のスーパーステムセル病理組織学的検定システムを体内表現型と種々の遺伝子型の相関といった形式で世界へ発信できた。本研究は今後の適切な新型多能性幹細胞研究の先駆けとなるものであり、また、再生医療の臨床応用に向けた世界をリードする研究であった。胚性幹細胞(Embryonic Stem cells: ES細胞)は、正常な染色体核型を保ちながら無制限に増殖でき、かつ分化多能性を持つ多能性幹細胞である。実験動物マウスで1981年に初めて報告され、1998年にヒトES細胞の樹立が報告された。ヒトES細胞は、発生分化にかかる基礎研究への応用のみならず、薬剤や治療法開発など医学・薬学研究や細胞治療などの再生医療への応用が期待されている。また、均質な細胞集団として大量培養が可能であり、これをバンキングすることにより長期安定して供給することが可能となる。このことは特に、大量の機能細胞を必要とする細胞移植医療への応用において重要な要素となる。本研究では、幹細胞を免疫不全マウスに移植し、一定期間(1ヶ月半年程度)経過後に体内動態について検証するとともに、腫瘍が形成された場合は組織学的な検証を加えた。通常移植後2ー3ヶ月で観察され腫瘍を取り出すところ本解析では生じた奇形腫が悪性化しないかについてさらに期間を延長し長期的観察を行い、組織学的な検証を行った。組織学的に悪性化の疑いが認められた場合には、組織切片の該当部位を採取してゲノムおよびRNAを抽出して、腫瘍化の主要因について検証した。また分化形質においては、移植前に未分化マーカーの遺伝子発現や外来遺伝子の発現の有無、分化マーカー等による分化度をモニタリングした上で、主成分分析を遂行した。細胞の移植や奇形腫の評価は、順調に推移しているため、概ね順調に進展していると判断された。ヒト多能性幹細胞には、ヒト胚性幹(ES)細胞及び人工多能性幹(iPS)細胞が存在する。これらのヒト多能性幹細胞は、体を構成するすべての細胞へと分化できる多能性を保持し、増殖し続けることができる極めてユニークな細胞である(Nishino K, Umezawa A, PLoS Genet, 2011)。現在我々は、これら二つの多能性幹細胞とは異なる新規ヒト多能性幹細胞(スーパーステムセル)の開発に成功した。本研究においては、この新規ヒト多能性幹細胞の奇形腫(テラトーマ)の特性解析を目的とする。従来の多能性幹細胞の特徴を有した上で、遺伝改変が容易な新規細胞由来奇形腫の解析は難病・希少疾患患者にとって大きな福音になる。体内動態試験については、株化細胞としてのヒトES細胞の独自性がある。米国FDAのPoints toConsider for Biologics Evaluation and Researchでの試験に準ずる。ヒト新型細胞による、奇形腫以外の悪性腫瘍、すなわち胎児性癌細胞ほか癌、その親細胞(TIG細胞)である間葉系細胞に由来する肉腫の形成ができないかを検討することも肝要となる。免疫不全動物は、ヌードマウス、SCIDマウス、NOGマウスを主に利用し、病理学的評価に関しては、解析期間は、3ヶ月から寿命までを期間とする。移植する細胞数は、106から109とする。細胞の品質検査におけるCGHによるゲノム安定性評価、染色体核型解析との相関を同時に検討し、考察する。細胞の移植や奇形腫の評価は順調に推移しているため、概ね順調に進展していると判断した。これらのヒト多能性幹細胞は、1.体を構成するすべての細胞へと分化できる多能性を保持し、2.増殖し続けることができる極めてユニークな細胞である。本研究においては、この新規ヒト多能性幹細胞の奇形腫(テラトーマ)の特性解析を実施した。奇形腫の体内動態を観察するため、幹細胞を免疫不全マウスに移植し、一定期間(1ヶ月半年程度)経過後に体内動態について検証するとともに、腫瘍が形成された場合は組織学的な検証を加えた。ヒト新型多能性幹細胞は無制限に増殖すると言う意味で腫瘍であるが、多くの場合は、周囲組織に浸潤したり遠くの組織に転移したりすることはなく、悪性腫瘍とは言えず、新しい細胞リソースとして期待されている。移植後2ー3ヶ月で観察された腫瘍について、悪性化しないかについてさらに期間を延長し長期的(半年1年)観察を行い、組織学的な検証を行った。組織学的に悪性化の疑いが認められた場合には、組織切片の該当部位を採取してゲノムおよびRNAを抽出して、腫瘍化の主要因について検討した。また分化形質においては、移植前に未分化マーカーの遺伝子発現や外来遺伝子の発現の有無、分化マーカー等による分化度をモニタリングした上で、主成分分析を行った。

本研究は今後の適切な新型多能性幹細胞研究の先駆けとなるものであり、また、再生医療の臨床応用に向けた世界をリードする研究であった。本年度の研究を継続し、特性解析指標のデータの積み上げを行っていく。ヒト幹細胞が示す品質項目の解析を行う。分化指向性解析では、幹細胞について、樹立された株毎、あるいは各種幹細胞毎の性質を規定している因子を探索・同定するとともに、分化指向性を判別するための基礎的知見を得る。免疫不全動物を用いた体内動態解析では、幹細胞について、樹立された株ごと、あるいは各種幹細胞ごとに免疫不全マウスへ移植して腫瘍形成能を検証する。特に新型幹細胞については、多分化能性を規定する奇形腫形成と区分するため長期的な観察を行い、悪性化を判別するための基礎的知見を得る。なお、比較対象としては、ES細胞、iPS細胞を利用する。医歯薬学予定していた出張を取りやめたため、旅費の支出を行わなかった。消耗品として支出する予定である。
疏水性ゼオライトの調製とサブナノオーダー細孔構造の新規解析方法の開発

一般的合成ゼオライトは親水性であるため、耐熱性、耐酸熱性などが低く、これら諸性状改善のため各種疎水化処理(脱Al処理)が報告されている。しかしこれらの処理の多くは、脱Alと同時にゼオライト骨格構造の一部破壊を伴い、ゼオライトが持つ規則正しく配置した分子レベル(37.4)の一次細孔以外にmeso pore領域(20100)に二次細孔が生成する。一般的な細孔構造評価方法として、BET法,Cranston-Inkley法,t-plot法,DR-plot法などが用いられているが、いずれもゼオライトのようなサブミクロ孔を有する系では正しい評価が行われない。そこでゼオライトが本来持つ一次細孔への吸着はLangmuir型の吸着理論に従い、処理により生じた二次細孔への吸着は一般的なシリカゲルなどと同じくBET型の吸着理論に従うという仮説のもとに、二次細孔を有するゼオライトへの窒素吸着等温線はLangmuir型とBET型の和として表される仮定し、Langmuir式とBET式の和の形の理論式から、水熱処理および酸処理を行った二次細孔を有するY型ゼオライトの窒素吸着等温泉を最小二乗法により解析した結果、Langmuir理論およびBET理論では高い相関性が得られなかったが、新規理論は高い相関性を示し、また得られた単分子吸着量も妥当な値となり、処理の度合いに伴って二次細孔への単分子吸着量も増大し、この新規解析方法の妥当性が示唆された。
TORE SUPRAトカマクの周辺プラズマ診断

1.研究目的:定常核融合炉の開発を目指した高温プラズマの長時間閉じ込めに関する研究において、プラズマと壁との相互作用、燃料補給・灰排出等の粒子制御は不可避の研究課題である。フランス・カダラ-シュにある超伝導コイルを用いた長時間放電トカマク[TORE SUPRA]では、エルゴディックダイバ-タによる粒子制御実験を行おうとしているが、そのためには、周辺プラズマの電子密度分布を高い空間分解能をもって測定する必要がある。本研究の目的は、我々が独自に開発したビ-ムプロ-ブ分光法のTORE SUPRAトカマクへの適用性を調査し、周辺プラズマの電子密度分布測定法を確立することにある。2.研究経過:ビ-ムプロ-ブ分光法は、プラズマ中に中性粒子ビ-ムを入射し、プラズマ中での種々の原子過程、放射過程を利用して、プラズマの諸物理量を測定しようとするものである。当初は、レ-ザ-ブロ-オフ法により中性リチウムビ-ムを入射し、その発光分布から電子密度分布を求める手法を適用する計画で検討を進めたが、現地における度重なる研究打合わせ及び検討の結果、この手法は、TORE SUPRA装置に現存する不純物入射用ブロ-オフ源の使用が可能であり、むしろ、エルゴディックダイバ-タの作動によって実現しようとしている周辺部のより高密度の電子密度分布を高空間分解能(1cm)で測定し得る手法を開発して欲しいとの要請を受けた。そこで、当初計画されていたレ-ザ-ブロ-オフ法に加えて、高速のリチウム、水素、へリウムを用いたビ-ムプロ-ブ分光法について詳細な検討を行い、TORE SUPRAトカマクへの適用性を検討した。その結果次のような第1段階での結論が得られた。即ち、エルゴディック層における10^<14>cm^<-3>程度の電子密度分布は、1030keVの高速ビ-ムを用いれば原理的に測定可能である。まず、リチウムを用いる場合には、電子衝突による発光効率が大で、高い信号対雑音比での計測が可能ではあるものの、高電子密度でのビ-ム強度の減衰が大き過ぎる。次に、水素を用いる場合には、既存のビ-ム源を利用できる利点はあるが、発光強度の電子密度依存性が弱く、測定精度が問題となる。最後にヘリウムを用いる場合には、新たにビ-ム源を用意しなくてはならないことと、ビ-ム源からのへリウムガスの排気の問題はあるものの、測定精度、測定範囲等の点で最も優れている。しかし、真空紫外域の分光検出系を用意する必要がある。また、新たな問題点として、トカマクの漏洩磁場がビ-ム源の動作及び検出系の特性に影響を及ぼす可能性があることが分かり、その対策として、漏洩磁場分布を求め、影響の調査を行った。3.結論:高速粒子ビ-ムをプラズマに入射し、プラズマ電子との衝突による発光スペクトルのうち、二つの異なった遷移に対応するスペクトル線の強度比を測定することによって、電子密度分布を求めることが可能である。まず、水素を用いる場合には、真空紫外域の分光検出系を用意する必要があるが、既存のビ-ム源を利用できる利点がある。次に、ヘリウムを用いる場合には、新たにビ-ム源を用意しなくてはならないが、二つのスペクトル線の波長が近接しているため、分光検出系の感度較正が容易であるという利点を持つ。但し、ビ-ム源からのへリウムガスの排気の問題はあるが、測定精度、測定範囲等の点で最も優れており、現存する水素ビ-ム源にヘリウムをド-ピングして用いることも可能である。これらの結論に基づき、現在、プラズマからの背景光測定、漏洩磁場分布測定、ヘリウムビ-ム源及び真空紫外域分光検出器の仕様検討と、実機に装着し得る機器の設計を行い、高空間分解高電子密度分布計測装置の仕様書を完成されるための作業を続けている。なお、本研究は、当初予定されていた研究計画に対し、TORE SUPRAトカマクの予期せざる故障による実験計画の遅れ、名古屋大学プラズマ研究所の核融合科学研究所への移行と、それに伴う本研究組織の変更のため、研究遂行に支障を来し、不満足な部分を残したまま終了せざるを得なかった。従って、近い将来、実際にTORE SUPRAトカマクへ適用して、本研究で得られた成果の確認を行いたいと考えている。当初は、レ-ザ-ブロ-オフ法により中性リチウムビ-ムを入射し、その発光分布から電子密度分布を求める手法を適用する計画で検討を進めたが、現地における度重なる研究打合わせ及び検討の結果、この手法は、TORE SUPRA

装置に現存する不純物入射用ブロ-オフ源の使用が可能であり、むしろ、エルゴディックダイバ-タの作動によって実現しようとしている周辺部のより高密度の電子密度分布を高空間分解能(1cm)で測定し得る手法を開発して欲しいとの要請を受けた。そこで、当初計画されていたレ-ザ-ブロ-オフ法に加えて、高速のリチウム、水素、へリウムを用いたビ-ムプロ-ブ分光法について詳細な検討を行い、TORE SUPRAトカマクへの適用性を検討した。その結果次のような第1段階での結論が得られた。即ち、エルゴディック層における10^<14>cm^<-3>程度の電子密度分布は、1030keVの高速ビ-ムを用いれば原理的に測定可能である。まず、リチウムを用いる場合には、電子衝突による発光効率が大で、高い信号対雑音比での計測が可能ではあるものの、高電子密度でのビ-ム強度の減衰が大き過ぎる。次に、水素を用いる場合には、既存のビ-ム源を利用できる利点はあるが、発光強度の電子密度依存性が弱く、測定精度が問題となる。最後にヘリウムを用いる場合には、新たにビ-ム源を用意しなくてはならないことと、ビ-ム源からのへリウムガスの排気の問題はあるものの、測定精度、測定範囲等の点で最も優れている。しかし、真空紫外域の分光検出系を用意する必要がある。また、新たな問題点として、トカマクの漏洩磁場がビ-ム源の動作及び検出系の特性に影響を及ぼす可能性があることが分かり、その対策として、漏洩磁場分布を求め、影響の調査を行った。3.結論:高速粒子ビ-ムをプラズマに入射し、プラズマ電子との衝突による発光スペクトルのうち、二つの異なった遷移に対応するスペクトル線の強度比を測定することによって、電子密度分布を求めることが可能である。まず、水素を用いる場合には、真空紫外域の分光検出系を用意する必要があるが、既存のビ-ム源を利用できる利点がある。次に、ヘリウムを用いる場合には、新たにビ-ム源を用意しなくてはならないが、二つのスペクトル線の波長が近接しているため、分光検出系の感度較正が容易であるという利点を持つ。但し、ビ-ム源からのへリウムガスの排気の問題はあるが、測定精度、測定範囲等の点で最も優れており、現存する水素ビ-ム源にヘリウムをド-ピングして用いることも可能である。これらの結論に基づき、現在、プラズマからの背景光測定、漏洩磁場分布測定、ヘリウムビ-ム源及び真空紫外域分光検出器の仕様検討と、実機に装着し得る機器の設計を行い、高空間分解高電子密度分布計測装置の仕様書を完成されるための作業を続けている。なお、本研究は、当初予定されていた研究計画に対し、TORE SUPRAトカマクの予期せざる故障による実験計画の遅れ、名古屋大学プラズマ研究所の核融合科学研究所への移行と、それに伴う本研究組織の変更のため、研究遂行に支障を来し、不満足な部分を残したまま終了せざるを得なかった。従って、近い将来、実際にTORE SUPRAトカマクへ適用して、本研究で得られた成果の確認を行いたいと考えている。