hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
上皮増殖因子によるヒト顎下腺由来腺癌細胞株増殖機構の遺伝子レベルでの検索

RがEGF様分子と結合することによりレセプタ-のチロシンキナ-ゼが活性化され、リン酸化が惹起され、これに伴ってレセプタ-がモノマ-からダイマ-への二量体化を伴うか否かを調べるためにHSG細胞[ ^<35>S]メチオニンでラベルした後、一方はそのまま、他方はEGFあるいはEGF様分子で10分間処理後、膜画分を調製した。これをリン酸化チロシン抗体と結合させ、proteinAで分離後,SDSーPAGEを行い、フルオログラフィ-により、リン酸化されたバンドを同定した。この結合EGFあるいはEGF様分子処理群において分子量約340KDのバンドが新たに出現した。この分子がEGFーRの二量体である可能性は高く、現在特異抗体を用いたイムノブロット法により検索中である。ヒト顎下腺由来細胞株(HSG)は分子量46Kの上皮細胞増殖因子(EGF)様分子を分泌し、これをオートクリン増殖因子として自立的に増殖している。本課題ではHSG細胞におけるEGF様分子による細胞の増殖の遺伝子発現調節機構の解明を目的とし研究を進めてきた。平成3年度までに私共は、HSG細胞にはEGFセプターと、EGFレセプターに類似した他の増殖因子レセプターであるc-erbB2産物が同時発現していることを見いだした。本年度はまず、HSG細胞の無血清培養上清を多量に集めこれよりEGF様分子を精製した。EGF様分子によるシグナルトランスダクション誘導効果を調べるにはいかに活性のあるEGF様分子を精製するかが重要なポイントとなる。これまで私共の方法では、得られたEGF様分子が既に失活していることが多く、EGF様分子の物理化学的性状を調べるという目的のためには問題はなかったが、EGF様分子の生理効果を調べることは困難であった。しかし本年度に行った精製条件の再検討、具体的には培養上清の保存法やアフィニティーカラムから溶出後の試料の濃縮法等に改良を加えることにより、EGF様分子を活性を保持したまま得ることに成功した。この結果、EGF様分子のHSG細胞への生理的効果の検討が可能となった。次に、この精製EGF様分子をHSG細胞培養系へ加え自己リン酸化される分子を検索した。外来性のEGFはHSG細胞のEGFレセプターをリン酸化することをこれまでに認めているが、精製EGF様分子によるシグナルカスケードの活性化がEGFレセプターとc-erbB2産物のどちらを介して惹起されるかは興味深い問題である。HSG細胞培養系に精製EGF様分子を10ng/ml添加したところ、EGF様分子はEGFレセプターに直接結合しこれをチロシン特異的にリン酸化した。しかしながらc-erbB2産物をリン酸化させることはなく、EGF様分子はc-erbB2産物ではなくEGFレセプターを直接のレセプターとしてシグナルトランスダクションを活性化させることがわかった。ヒト顎下腺由来腺癌細胞株(HSG細胞)の上皮増殖因子(EGF)様分子によるオートクリン増殖のメカニズムをレセプターを中心として検索した。HSG細胞にはEGFレセプター(EGFR)と、やはりEGFR・ファミリーに属するcerbB2タンパクが発現しているが、EGF様分子に対する直接のレセプターはEGFRであることが判明した(Arch.Oral Biol.,1994,in press)。
シアリル T発現糖蛋白の腎癌血清マーカーとしての可能性

腎癌患者血清を非癌患者のそれと比較する過程で、淡明腎癌患者血清で減少するシアル酸を有する糖蛋白(GP-RCC)を同定した。淡明腎細胞癌患者63名、非癌良性疾患患者53名で比較したところ、癌患者でGP-RCCの血清レベルが有意に低下していた(p=0.0004)。現在までに6例の術前術後のレベル変化を検討したが、6例中5例で術後のGP-RCCの濃度が上昇していた。一方、腎癌細胞株における存在様式は、血清における存在様式(45-50kDa)よりも分子量が低下した状態(約38kDa)であった。グリコシダーゼ処理で低分子量化したため、血清とがん細胞内では糖鎖の付加に違いがあることが明らかとなった。研究代表者らは、シアル酸転移酵素ST3Gal II mRNAの発現が腎癌症例の大部分で亢進することを見いだした。ST3Gal IIは、分泌型糖タンパク上にも発現可能なsialyl Tを合成するため、sialyl Tを有する糖蛋白は腎癌の新たな血清マーカーとしての可能性がある。そこで、sialyl Tを特異的に認識するモノクローナル抗体( mAb )を作成し、sialyl Tを搭載する糖蛋白(マーカー)を同定、糖鎖と蛋白部に対する抗体でサンドイッチアッセイを構築し、多数の患者における当該マーカーの臨床的有用性を検証することを目的とした。そこで、まずsialyl Tと同じ先端糖鎖構造を有するGD1aを抗原としてmAbの作成を試みたが、陽性クローンを得ることはできなかった。次善策として、sialyl Tの先端構造を含む糖鎖構造を認識するmAb RM1にて、腎癌患者および良性泌尿器科疾患患者の血清を反応させたところ、両者で50kDaの糖蛋白への反応が認められた。50kDaの蛋白解析により、いくつかの糖蛋白が検出された。そのうちの1つ(GPX1)の血清レベル(抗体に対する反応レベル)を、1つの陽性コントロールのレベルによりnormalizeして測定したところ、腎癌患者63例のGPX1レベルは、良性泌尿器科疾患患者53例のそれよりも、抗体に対する血清反応レベルが有意に低下していることが判明した(p=0.0004)。このことから、GPX1は腎癌患者では正常よりも低下するマーカーとしての可能性がでて来た。まずシアリルTに対するモノクローナル抗体の作成のため、シアリルTを有する既知の糖脂質(GD1a)を抗原として抗体作成を試みるも失敗に終わった。次善策として、シアリルTを有する別な糖鎖(SSEA-4)に対するモノクローナル抗体RM1を用いて、腎癌患者血清を非癌患者のそれと比較した。複数の症例で変化するバンドが45-50kDa付近に観察されたため、ゲルを切り出しトリプシン消化後、LC-MS/MS分析を行った。主な蛋白として3種類同定されたが、そのうちの一つのシアル酸を有する糖蛋白(GP-RCC)が淡明腎癌患者血清で減少していた。そこで、淡明腎細胞癌患者63名、非癌良性疾患患者53名で血清レベルを比較したところ、癌患者で有意に減少しているのが観察された(p=0.0004)。さらに、腎癌の術前術後でGP-RCCのレベル変化を調べるため、患者の血清を集積中である。現在までに6例の術前術後のレベル変化を検討したが、6例すべてで術後のGP-RCCの濃度が上昇していた。血清をグリコシダーゼ処理したところ、GP-RCCが低分子量になったことから、血清とがん細胞内では糖鎖の付加に違いがあることが明らかとなった。以上から、GP-RCCは腎細胞癌内に取り込まれ、糖鎖や蛋白部分がシグナリングなどの自己の生存に合目的になるよう、血清中のGP-RCCを利用していると考えられた。現在、GP-RCCの動態を調べるため、GP-RCCのラベリングを試みている段階であるが、血清から糖鎖が多く付加した状態の45-50kDaのGP-RCCをintactな形で単離することが困難であり、別な方法によるGP-RCCの動態調査を予定している。以上の研究により、GP-RCCは淡明腎細胞癌において低下する血清マーカーとなりうる可能性がある。泌尿器系癌sialyl Tに対する特異的なモノクローナル抗体を作成するところは、うまく行かなかった。糖脂質を抗原としているため抗原性の低さが問題だった可能性は残る。

代わりに、sialyl Tを含む糖鎖構造に対するmAb RM1(研究代表者が作成したもの)を用いて、腎癌患者の血清中で良性疾患患者のそれにおいてよりも低下する糖蛋白(マーカー)を同定できたため、80点くらいの達成度と思われた。GPX1の腎癌組織における発現状況、GPX1の生物学的役割、血清でGPX1が低下するメカニズム、等について検討を予定している。同時に、sialylに対する特異的mAbの作成に代わるものとして、sialylを特異的に認識するreagentの開発も行っている。当初の見込み金額よりも安くプラスチック製品を購入することが出来たため。次年度、消耗品の購入にあてる予定です。
理論解析結果に基づく適応制御を用いたエルミート対称符号化ＯＦＤＭ方式

電波を利用した無線通信では,回折や反射が原因で電波の受信電力が著しく変動する.受信電力が低下した場合,OFDM方式における複数の無線チャネルを使用して同一の変調信号を送信(繰り返し符号化)し,受信側で合成することで伝送品質の劣化を防ぐことができるが,伝送レートの低下を招く要因となっていた.一方,エルミート対称性を考慮した繰り返し符号化を施すことで,伝送品質と伝送レートの両方を維持・向上することができるが,電波の状態や繰り返し符号化数によってその度合いは大きく異なる.本研究では,理論解析による定量評価手法を確立し,常に最良の効率が得られるような適応制御を実装した伝送特性を明らかにした.従来の繰り返し符号化OFDM方式(RC-OFDM方式)では,伝送品質を向上させる目的で同一のディジタル変調信号(PSKまたはQAM)を2つの離れたサブキャリアで送信し,チャネル利用効率を向上させる目的で変調方式を多値化していたが,多値化による電力利用効率の劣化が懸念材料となっていた.一方,提案方式であるエルミート対称符号化OFDM方式(HC-OFDM方式)では,エルミート対称性を考慮して2つのサブキャリアに同一の変調信号を配置し,生成されるOFDM信号が実数成分のみとなる離散フーリエ変換の性質を利用した符号化を採用しているため,無線チャネルの同相成分と直交成分とで別々のデータ系列を送信できる.すなわち,繰り返し符号化による伝送レートの低下を補償するための多値化が不要となり,電力利用効率を劣化させることなくチャネル利用効率を理論上2倍に増加できるのが特徴である.H24年度は,同相・直交チャネルの分離が理想的に行えるものと仮定して伝送特性を理論的に解析していたが,H25年度は,両チャネルを分離して復調する方法を確立した.チャネル情報が既知である状態を仮定した計算機シミュレーション結果が理論値通りの伝送特性を示していることから,両チャネルの信号を完全に分離できることを確認した.実際は,チャネル情報の推定誤差が原因で互いのチャネルへ漏れ込み干渉が発生し,伝送特性が劣化するが,提案方式ではディジタル変調の多値化を回避できることから,漏れ込み干渉が軽減され,従来方式よりも特性劣化が少ないことを確認した.次に,受信信号電力が著しく低下した場合を想定し,ディジタル変調信号の繰り返し送信数を4まで拡張したときの伝送特性を理論的に解析して閉じた形の計算式を導出した.また,符号化方向(ダイバーシチ方向)を周波数軸方向だけでなく時間軸方向へも拡張し,更なる特性改善効果を理論的に確認した.電波を利用した無線通信では,回折や反射が原因で電波の受信電力が著しく変動する.受信電力が低下した場合,OFDM方式における複数の無線チャネルを使用して同一の変調信号を送信(繰り返し符号化)し,受信側で合成することで伝送品質の劣化を防ぐことができるが,伝送レートの低下を招く要因となっていた.一方,エルミート対称性を考慮した繰り返し符号化を施すことで,伝送品質と伝送レートの両方を維持・向上することができるが,電波の状態や繰り返し符号化数によってその度合いは大きく異なる.本研究では,理論解析による定量評価手法を確立し,常に最良の効率が得られるような適応制御を実装した伝送特性を明らかにした.本年度は,まず初めに,OFDM変復調のベースである離散フーリエ変換の性質を積極的に活用するための符号化(エルミート対称符号化)を採用したHCーOFDM方式の伝送特性(ビット誤り率特性およびスループット特性)を理論的に解析し,閉じた形の計算式を導出した.従来の繰り返し符号化を施したOFDM(RCーOFDM)方式では,チャネル利用効率を向上させる手段として変調方式を多値化しているが,その結果,電力利用効率は劣化することになる.一方,提案方式では,生成されるOFDM信号が実数成分のみとなる離散フーリエ変換の性質を利用しているため,無線回線の同相チャネルと直交チャネルとで別々のデータを送信することができ,多値化することなくチャネル利用効率を理論上2倍に増加させることができる.本検討により,RCーOFDM方式を対象とした解析手法を応用することで,HCーOFDM方式の伝送特性を解析できることがわかり,HCーOFDM方式の優位性を理論的に証明した.次に,雑音およびフェージング対策技術として知られている各種無線通信技術をHCーOFDM方式に適用したときの特性改善効果について解析するべく,本年度はその基礎検討を行った.具体的には,シングルキャリア方式を前提とし,誤り訂正符号化として注目を浴びているLDPC符号化と,フェージングチャネル推定が不要で同期検波に匹敵する復調特性を示す多シンボル遅延検波を同時に実装する方法について検討した.また,HCーOFDM方式におけるOFDM信号が実数成分のみであることを活用し,各種ベースバンド伝送への適用の可能性も検討した.具体的には,無料で使用できる無線音声回線への適用や,可視光通信への適用の可能性について検討した.本検討は次年度も引き続き行う予定である.従来の繰り返し符号化OFDM方式(RC-OFDM方式)では,伝送品質を向上させる目的で同一の変調信号を2つの離れた無線チャネルで送信し,チャネル利用効率を向上させる目的で変調方式を多値化していたが,多値化による電力利用効率の劣化が懸念材料となっていた.

一方,提案方式であるエルミート対称符号化OFDM方式(HC-OFDM方式)では,OFDM信号が実数成分のみとなる離散フーリエ変換の性質(エルミート対称性)を考慮して繰り返し符号化しているため,チャネルの同相成分と直交成分とで別々のデータ系列を送信できる.すなわち,繰り返し符号化による伝送レートの低下を補償するための多値化が不要となり,電力利用効率を劣化させることなくチャネル利用効率を理論上2倍に増加できるのが特徴である.受信信号電力が著しく低下した場合,特性改善の手法の一つとして誤り訂正方式が挙げられるが,計算量削減という観点では,誤り訂正方式を採用するよりも繰り返し符号化方法を拡張した方が効率が良い場合がある.誤り訂正方式はチャネルの時間的・周波数的変動が比較的大きい環境において強力な誤り訂正能力を発揮するが,変動が比較的小さい環境や,センサネットワークなど端末の性能に限界がある場合は,繰り返し符号化してダイバーシチ合成した方が効率が良い.H26年度はH25年度に導出した理論式を用いて,上述の適用範囲・条件について検討した.また,チャネルの状態に応じて繰り返し符号化数と変調多値数を適応的に変化させ,常に最良のスループットが得られるような理論解析方法を検討した.さらに,OFDMをベースとしたスループットの改善が期待できる技術として,データ系列に応じて異なる拡散符号(直交符号)を割り当てるM-ary/OFDM方式があり,特性改善の相乗効果を狙ってM-ary/OFDM方式のHC-OFDM方式への応用を検討した.通信工学HC-OFDM方式における伝送特性は,無線チャネルの状態を決定するパラメータ(搬送波電力対雑音電力比(CNR),移動に伴うドップラー周波数変動,マルチパスの遅延広がりなど)と,送受信機の設定パラメータ(変調方式,同一ディジタル変調信号の繰り返し送信数,サブキャリア数,ガードインターバル長,パケット長など)によって変化する.それらの値を代入するだけで伝送特性が計算できる「閉じた形の計算式」を導出したことによって,最終目標である「無線チャネルの状態に応じて常に最良の伝送特性が得られるような,理論解析結果に基づいた送受信機の適応制御方法」を実現するために必要な準備が着実に整っているといえる.H25年度は,従来方式であるRC-OFDM方式を検討対象とし,同一ディジタル変調信号の繰り返し送信数と変調多値数を適応的かつ理論的に制御する方法を確立できたので,「研究実績の概要」で述べた同相・直交チャネルの分離技術を実装したHC-OFDM方式への応用は十分可能である.また,受信信号電力が著しく低下した場合を想定した検討として,繰り返し符号化方法の拡張(繰り返し送信数および符号化方向の拡張)による特性改善効果が理論的に解明できたので,適応制御における選択幅が広がった点は意義深い.実用化という観点では,HC-OFDM方式を光通信に応用したasymmetrically clipped optical OFDM(ACO-OFDM)方式や,
高等植物の雌雄性分化における植物ホルモンの作用機作

昨年度、キュウリ芽生え茎頂部よりクローニングしたACC合成酵素遺伝(CSACSI)について発現解析を行ったところ、CSACSIは雌花発現に関わるACC合成酵素遺伝子をコードしており、雌花発現はCSACSIの発現レベルで制御されている可能性が示唆された。そこで、CSACSIの一次構造を決定するために、ACC合成酵素遺伝子断片の塩基配列を基にPCR primerを合成し混性型キュウリ(品種王金女神2号)の茎頂部より単離したmRNAを鋳型として、CSACSIの全長鎖cDNAをRACE法により増幅した。RACE法の結果得られたPCR産物はpUCベクターにクローニングした後、その全塩基排列の決定を行った。その結果、この遺伝子は445アミノ酸からなる蛋白質をコードしており、既知のACC合成酵素と高い相同性が見られた。さらに、この遺伝子の推定アミノ酸排列の系統分析の結果、この遺伝子はオーキシン、傷害、追熟誘導性のACC合成酵素のグループとは異なり、ヤエナリのVR-ACS4やVR-ACS5、ポテトのST-ACS2と同じグループに属することが考えられた。現在、CSACSIの雌花発現への関与をより明確にするために、CSACSIのアンチセンス遺伝子を導入するためのベクターを構築し、形質転換植物の選抜を行っている。一方、エチレンにより調節を受ける遺伝子を単離するために、Differential Displayを行った。その結果、エセフォン処理により発現が増加または減少する遺伝子が複数検出された。さらに、これらの遺伝子をクローニングし、ノーザン法により確認した結果、現在までにエセフォン処理により発現が増加するクローンが12クローン、減少するクローンが2クローン得られている。現在、残りのクローンの発現解析を行っており、今後、得られたクローンの塩基配列の決定を行うとともに、センス及びアンチセンス遺伝子を導入した形質転換植物の作出を行い、その機能を解明していきたいと考えている。
高温高湿度の高度利用のための湿度測定法と精度評価技術に関する研究

大気圧、沸点温度以上の湿り空気並びに過熱水蒸気を食品加工や乾燥時の熱風として利用するための技術向上のためには、湿度の計測が必要不可欠である。本研究では、湿度計の開発、精度の検証と校正に必要不可欠な、標準湿度の発生装置の構造提案と試作を行った。また、発生湿度の不確かさ解析を国際的なガイドラインであるGUMに基づいて行った。その結果、過熱水蒸気を含めた広範囲の湿度条件において高い精度で湿度を発生できることを示した。大気圧近傍で、沸点温度を超える高温高湿度の気体(過熱水蒸気を含む)は、樹脂材料の加速耐久試験、農水産物の乾燥・消毒などの加工、塗料や樹脂の熱処理などで利用されている。更に近年は内燃機関の効率向上のために高温気体の湿度測定が普及してきた。これらの装置の高性能化やプロセスの最適化のためには、安価で手軽に利用できる湿度(水蒸気と空気の混合割合、水蒸気モル分率)の計測が有用である。そのため、すでに複数のメーカーより高温用の湿度測定装置が販売されているが、高湿度の上限である空気を含まない過熱水蒸気までを測定範囲の湿度条件として想定したものは少なく、高温かつ高湿度域での測定精度が明確になっていない場合も多い。本年度は、まず近年の高温高湿度の利用と現場ニーズについて、研究者や計測器メーカの協力のもとでヒアリング調査を行った。その結果、測定ニーズがある一方で、湿度の表現方法が複数あり、特に高温高湿度域でその値の物理的な意味が分かりにくいこと、汚れが付きやすい環境で使用されることが多く測定装置の価格と耐久性の改善を期待されていることが把握できた。続いて、高温高湿度域での湿度計の測定精度を評価するために、300°C以上、水蒸気モル分率0.01(室内空気)1.0(過熱水蒸気)の湿度標準を発生できる装置を試作した。NMIJによる校正済みの露点計を二次標準として発生湿度(水蒸気モル分率)の精度を露点温度50°C95°Cの範囲において確認し、その最大偏差は0.007であった。また、研究代表者らが開発を進めている乾湿計の原理を用いた湿度計の精度について検証し、同範囲での湿度標準との最大偏差は0.011であり簡便で実用的な方法であることが確認できた。また、ふく射、圧力、温度の測定精度に基づく不確かさ解析と寄与率について考察を加えた。当初の計画に沿って研究を進めることができており、湿度標準の発生装置の試作とその精度評価を行った結果、新たに購入した露点計による計測可能範囲において、比較的高い精度の湿度が得られていることがわかった。ただし、湿度の安定性においては、当初より想定していた水蒸気供給量の不安定に起因する課題が残された。湿度の計測は,身近な生活の中では空調機や室内環境の最適化のために必要であり,工業においては,種々の材料の製造過程の制御に用いられる.近年は,発電所や内燃機関の燃焼制御にも用いられており,高温環境での測定の必要性が増してきている.一方,高温での湿度計測は,過熱水蒸気や沸点温度を超える高温気流を利用する食品加工等で必要性が指摘されているが,普及しているとは言い難い状況である.その一つの要因として,湿度標準が提供されていないことがあげられる.本研究では,高温用の湿度センサの校正に使用できる湿度標準の発生装置の開発と,乾湿計の原理による高温高湿度域での湿度測定の実用性と精度に関する検討を行うもので,初年度は装置の試作を行った.2年目(本年度)は試作装置の改良を行ったうえで,その不確かさ解析を行った.その結果,発生させる湿度によって不確かさは変化すること,その複数の不確かさの要因の寄与率について理論及び試作装置に基づいた評価結果を示した.なお,本研究では,分流法を改良した湿度発生方式として混合法を提案している.分流法を応用した本発生方法では,流量計測が発生湿度の不確かさを決定する重要な因子となるが,装置配管中の流量計の取り付け位置や発生湿度の流量によって,発生湿度の不確かさに与える影響が異なる.本年度は,取り付け位置が異なる2種類の構造を考え,それぞれの不確かさについても評価を行った.また,多孔質セラミックスを湿球部のウィックとして用いる計測方法により,沸点温度以上での湿度(水蒸気モル分率)の測定が可能であることと,その測定精度の検証を行うことができた.湿度校正装置試作機を対象に不確かさ解析を行うことができている.また,湿度センサの校正試験も実施した.一部の研究成果は学術講演会にて報告した.近年,大気圧近傍の過熱水蒸気(沸点よりも高い温度の水蒸気)の用途開発が食品加工,熱風乾燥などの分野で進められている.また,食品加工や乾燥,殺菌の分野では,従来から100 °Cを超える高温度域の高湿度空気が広く利用されている.このような利用分野における研究開発,技術向上のためには,実際の利用現場での湿度の直接測定が必要不可欠である.その一方で,露点温度(大気圧では100 °C)よりも高い温度で,過熱水蒸気に少量の空気が混入している高湿度(高露点域)において,簡便な標準湿度発生装置は存在しない.また,汚損が激しい環境での測定になる場合が多く,センサ(乾湿部)の劣化が問題となることから,湿度計測に基づいた高温・高露点雰囲気の利用技術の向上のためには,現場で手軽に使用できる湿度校正装置の開発が必要である.

本研究課題では,水蒸気混合法(空気と水蒸気の流量の測定に基づく流量比混合法)を用いた湿度発生装置を提案し,試作装置を用いて発生湿度の精度や実用性について考察した.最終年度となる本年度は,湿度発生装置の改良(小型化,高精度化)を行い,その後,改良した装置を用いて湿度センサの校正実験を実施した.最終年度は新たにマスフローコントローラを導入した.発生湿度を,産業技術研究所(AIST)が有する一次標準とのトレーサビリティが確保されている露点計で測定した値と比較するとともに,発生気体を冷却することで水蒸気を凝縮(液化)させ,重量法による露点温度の検証も行った.比較試験の結果,本装置による発生湿度の露点温度の最大偏差は0.39 °Cであった.今後,長期安定性や発生条件を広げて発生湿度の不確かさ評価を行いながら,装置を小型化し,可搬性の高い装置として引き続き開発を進める予定である.大気圧、沸点温度以上の湿り空気並びに過熱水蒸気を食品加工や乾燥時の熱風として利用するための技術向上のためには、湿度の計測が必要不可欠である。本研究では、湿度計の開発、精度の検証と校正に必要不可欠な、標準湿度の発生装置の構造提案と試作を行った。また、発生湿度の不確かさ解析を国際的なガイドラインであるGUMに基づいて行った。その結果、過熱水蒸気を含めた広範囲の湿度条件において高い精度で湿度を発生できることを示した。本研究は、高温高湿度域の湿度利用技術の向上を目指しており、昨年に引き続いて高湿度を利用している現場の状況調査とニーズ把握について、引き続き連携研究者らの協力のもとで推進する。また、これまでに湿度の校正範囲として扱われることがなかった露点温度95°C100°C(大気圧での沸点)の湿り空気や過熱水蒸気中での湿度の測定精度を確認するため、前年度に試作した高温空気と過熱水蒸気の混合方式による湿度発生装置について、空気と過熱水蒸気のそれぞれの流量計測と制御、飽和槽を用いた空気調湿の有効性について検討し、更に改良を行う予定である。改良後の湿度発生装置により、計測器メーカーの協力のもとで、市販品の過熱水蒸気近傍の高温高湿度域での精度評価と課題抽出を行う。また、乾湿計の原理による湿度測定装置についても、不確かさ要因の解析を行いながら、安価で手軽な測定装置として開発を継続し、測定精度の向上のために計測環境の影響を抑えるための改良を行う。実験データの一部の追加取得を行い,当初の3年目の計画通りに学術論文としてまとめる予定である.また,これまでの開発研究から,装置の新しい構造の知見を得ており,最終年度であるが,改良試作の可能性も検討したい.また,これまでの研究成果を,連携研究者らとも共有できるように研究会の開催を行う予定である.乾燥工学,食品工学,熱工学,計測工学露点計と露点計測のための部品選定に十分に時間をかけたために、購入時期は当初計画よりも遅れた。しかし、高露点で実績のある製品に変更し、露点計の仕様にあわせた保温機能のある配管材料を同時に選定し購入することができた。その結果、購入時期が遅れ、湿度発生装置の試作とその検定も年度末にずれ込んが、試作した湿度発生装置により目標としていた精度の湿度を得られることが確認できた。当初、初年度に予定していた湿度発生装置の改良を2年目に先送りしたことで、次年度使用額が生じた。二年目の実験装置の改良が小規模で終了したこと等から,残額が生じた.現状の課題をふまえながら、予算内で最も合理的な方法で湿度発生装置の改良を行う。繰越額については,主に調査旅費並びに新たに小型の実験装置の試作に使用予定.また,学術雑誌への掲載料として予定通り使用予定.
グラフ複体と種々のモジュライ空間のコホモロジー環の構造の解明

リーマン面のモジュライ空間や計量グラフのモジュライ空間は数学の様々な分野と関連した重要な研究対象である.これらの空間を有理コホモロジー群の構造を通じて位相幾何学的に理解することが研究の主目的であり,そのためにKontsevichの理論を通じて,グラフホモロジー群と呼ばれる,巨大な組み合わせ的対象の構造の研究へと問題を帰着させる.そこで,代表者と2人の分担者がこれまでに進めてきた理論的手法や計算機による計算技術を用いて,モジュライ空間の特性類を構築することを主目的とした一連の課題に取り組む.また,得られた結果を対応するモジュラー群の言葉を用いて変換し,3次元多様体論へと応用していく.リーマン面のモジュライ空間や計量グラフのモジュライ空間は数学の様々な分野と関連した重要な研究対象である.これらの空間を有理コホモロジー群の構造を通じて位相幾何学的に理解することが研究の主目的であり,そのためにKontsevichの理論を通じて,グラフホモロジー群と呼ばれる,巨大な組み合わせ的対象の構造の研究へと問題を帰着させる.そこで,代表者と2人の分担者がこれまでに進めてきた理論的手法や計算機による計算技術を用いて,モジュライ空間の特性類を構築することを主目的とした一連の課題に取り組む.また,得られた結果を対応するモジュラー群の言葉を用いて変換し,3次元多様体論へと応用していく.
高分子混合系におけるミセル・ヴェシクル形成

高分子混合系のメソフェイズ、および、関連するテーマに関して次の理論的研究を行った。1.化学反応を伴う2成分溶液系の相分離の計算機シミュレーションを行なった。反応速度と反応開始時刻をパラメータとして相分離ドメインの形態と形成キネテックスが化学反応によって大きく影響されることがわかった。2.粉体の流動特性を複雑液体のそれと比較して調べるため、衝突によってエネルギー散逸を生ずる格子ガスオートマトンの計算機シミュレーションを行ない、その結果を解釈する現象論を作った。パイプ中を重力によって流動する状況下で半径方向の速度分布、密度分布のエネルギー散逸率依存性を詳細に調べ次の結果を得た。(i)エネルギー散逸率が有限のとき、速度分布はニュートン流体でみられる放物型関数から大きくずれ、パイプの中心でもっと平らな分布になる。(ii)平均流量は散逸率、重力加速度、パイプ巾のベキ則に従う。これらの結果は現象論的に理解できることを示した。散逸率、重力加速度、パイプ巾から無次元量がつくられ、これが衝突における散逸の大きさを表す。この無次元量を基本として、次元解析、および、重力加速度依存性に対する要請をおくと、速度分布、平均流量が求められ、それらはシミュレーションと非常によい一致を示した。3.高分子共重合体とホモポリマー混合系で、共重合体が2重膜を形成する可能性を理論的に検討した。ヘルフリッヒ自由エネルギーを計算し膜の曲げ弾性率とガウス弾性率をブロック化、および、A-Cドメイン間の界面張力の関数として計算した。
三次元発光分光法の開発と非軸対称アークプラズマの熱源特性の解明

本研究では,複雑な溶接プロセスの熱源特性を捉えるための三次元発光分光法を開発している.本研究の特徴は,非軸対称な様相を呈する溶接アークであってもトモグラフィに基づく多色多方向同時計測を行うことによって,その複雑な三次元(x,y,z)的な温度分布や金属蒸気分布が求められる点である.昨年まではシールドガスが不活性ガスArのみであるMIGアーク溶接を対象にしてきたが,最終年度は計測対象をCO2アーク溶接,およびCO2とArの混合ガスであるMAG溶接へと対象を拡大した.それぞれで計測に用いる線スペクトルは異なるものの,温度などの算出理論をそれぞれで構築し,確立することができた.例としてCO2アーク溶接で見られる反発移行形態では,溶滴成長方向と逆側に電流経路が偏ることを見出し,従来の定説とは異なる機構の存在を示すに至った.また,分光計測時に用いる干渉フィルタの半値幅および連続スペクトルの影響を実験的に検証し,本研究で用いた1.8nm程度の半値幅の干渉フィルタであれば,シールドガス部分の温度については真値との誤差は許容できるといった結果も得た.さらに,溶接アークに対するトモグラフィ計測法の応用として,回転式分割水冷銅板を用いた新しい入熱計測法を提案し,傾斜TIGアークの入熱分布を実験的に計測することに成功した.溶接アークプラズマに関する先行研究では,現象を軸対称と仮定する研究がほとんどであるが,本研究により溶接アークの温度分布や金属蒸気分布を三次元的に計測することが可能となった.産業界においては,施工の高効率化や省力化として,複数の熱源を同時に用いるような,そもそも非軸対称となる施工法も多くある.しかし現象が複合的になるため支配要因の抽出,最適化は非常に困難である.そうした現象の計測手法が求められているのも事実であり,本研究の手法は今後多く応用されていくと期待できる.本研究では,複雑な溶接プロセスの熱源特性を捉えるための三次元発光分光法を開発している.アークプラズマの発光分光計測には現象を軸対称と仮定しアーベル逆変換を用いる二次元(r,z)計測が頻繁に用いられている.一方,本研究で開発している計測法は,多方向からの発光情報を元にトモグラフィにより断面発光強度分布を再構成していく三次元的(x,y,z)な計測法であり,非軸対称現象にも適用可能である.これまでに,時間的変動の少ないTIGアークプラズマ(H24年度採択:若手研究(B)24760600)や,溶滴移行を伴うMIGアークプラズマ(H26年度採択:若手研究(B)26820307)を対象とした研究報告を行ってきた.特に,MIGアークについてはプロセス中の金属蒸気挙動も同時に捉えることができるよう,計測装置は2波長同時に検出できるものとし,世界で初めて非軸対称MIGアーク中のアルゴンプラズマ,鉄蒸気プラズマの分布を明らかにすることができた.しかし,計測結果としては各種の発光分布のみであったため,プラズマの温度や鉄蒸気濃度といった定量的な議論が出来ていなかった.そこで本年度は非軸対称MIGアークに対してその温度分布や金属蒸気濃度分布といった定量的な計測を可能にすることを目的とした.手法としては,アルゴンの1種,鉄2種,合計3種類の波長に対する線スペクトル強度を,それぞれ4方向からの情報を使って再構成し,これらの強度比を使う理論や,熱平衡状態を想定した計算,絶対感度較正法を駆使することで定量化に成功した.具体的な対象として,周期的な1パルス1ドロップ状態のMIGアークを計測した結果,温度分布や鉄蒸気濃度分布が溶接線後方に引きずられたようになる分布を計測することができ,またパルス中の鉄蒸気の濃度変化も3次元的に捉えることができた.平成28年度は既報の単なる発光分布といった定性的な計測結果から,プラズマ温度や各種の数密度,濃度といった定量的な計測結果が導かれるよう,装置の改良と理論を確立させた.理論を概説すると次のとおりである.鉄蒸気が存在する領域については,鉄原子の2波長の線スペクトル強度を用いて,相対強度比法から温度を算出した.さらに局所熱平衡を近似することによりサハの熱電離平衡式を適用するが,計測強度を絶対感度較正しておくことで,当該箇所の粒子組成も計算することができ,結果として鉄蒸気濃度分布がわかる.鉄蒸気の存在しない外周領域については同じく熱平衡を仮定した状態でアルゴン原子1波長の線スペクトル強度から温度を求めた.これらを実現するために,まずは分光器を用いてMIGアークを計測し,使い勝手の良い各種波長を選定した.それらを取得するための干渉フィルタを用意し,全12方向からなる,MIGアーク定量化のための三次元発光分光計測装置を作製した.以上全て当初予定通りである.本研究では,複雑な溶接プロセスの熱源特性を捉えるための三次元発光分光法を開発している.アークプラズマの発光分光計測には現象を軸対称と仮定しアーベル逆変換を用いる二次元(r,z)計測が頻繁に用いられている.

一方,本研究で開発している計測法は,多方向からの発光情報を元にトモグラフィにより断面発光強度分布を再構成していく三次元的(x,y,z)な計測法であり,非軸対称現象にも適用可能である.これまでの成果として,複数台のカメラと干渉フィルタの組み合わせからなる三次元発光分光計測装置を構築し,TIGアークプラズマやMIGアークプラズマを対象とした,温度と金属蒸気濃度の非軸対称三次元分布を計測することに成功している.ただし,MIGアークにおいては下記の理由からプラズマ全体を評価しきれていなかった.MIGアークは溶滴移行を伴う溶接アーク現象であるが,トモグラフィを行う際に用いた画像再構成手法,ML-EM法では,再構成範囲に溶滴のような遮蔽物の存在を許していない.そのため,移行中の溶滴を含む高さ位置は計測対象とすることができなかったという事情があった.しかし,構築した装置は様々な方向から現象を計測するものであるため,ある検出器からは影になって観察できない領域でも別の検出器からは観察できる.この情報を活かして溶滴を含む断面での再構成を実現するために,再構成面の輝度分布に関数系を当てはめるフーリエベッセル級数を利用した再構成法を導入した.これにより,溶滴が存在する高さ位置も含んだMIGアークプラズマ全体の発光強度分布・温度分布の算出が可能となった.これまでに議論できなかった,複雑な溶接アークプラズマ全体の挙動を本手法によって明らかにすることができると考えられ,経験的にしかデザイン出来ていない様々な溶接手法の物理的理解が広がり,その改良や新プロセスの創出といった展開が期待される.平成28年度に計測結果の定量化(単なる発光強度から温度分布や鉄蒸気濃度への展開)に成功し,平成29年度には遮蔽物のあるプラズマに対するトモグラフィ方法の提案と評価を行った.トモグラフィは,溶接アークプラズマの放射強度分布を算出する空間分解手法として用いられるが,この手法としてフーリエベッセル級数を用いた画像再構成手法を導入した.そして,仮想強度分布による画像再構成シミュレーションとミグアークプラズマの実験計測においてその適用性を検証した.シミュレーションでは,フーリエベッセル展開は従来用いてきたML-EM法よりも良好な画像再構成結果を示した.また,遮蔽物のある断面での画像再構成も可能であることを示した.以上全て当初予定どおりである.本研究では,複雑な溶接プロセスの熱源特性を捉えるための三次元発光分光法を開発している.本研究の特徴は,非軸対称な様相を呈する溶接アークであってもトモグラフィに基づく多色多方向同時計測を行うことによって,その複雑な三次元(x,y,z)的な温度分布や金属蒸気分布が求められる点である.昨年まではシールドガスが不活性ガスArのみであるMIGアーク溶接を対象にしてきたが,最終年度は計測対象をCO2アーク溶接,およびCO2とArの混合ガスであるMAG溶接へと対象を拡大した.それぞれで計測に用いる線スペクトルは異なるものの,温度などの算出理論をそれぞれで構築し,確立することができた.例としてCO2アーク溶接で見られる反発移行形態では,溶滴成長方向と逆側に電流経路が偏ることを見出し,従来の定説とは異なる機構の存在を示すに至った.また,分光計測時に用いる干渉フィルタの半値幅および連続スペクトルの影響を実験的に検証し,本研究で用いた1.8nm程度の半値幅の干渉フィルタであれば,シールドガス部分の温度については真値との誤差は許容できるといった結果も得た.
耐熱性エンテロトキシン受容体のグアニル酸シクラーゼ活性制御蛋白質

毒素原性大腸菌の産生する耐熱性エンテロトキシン(STa)は、腸管上皮細胞膜上に存在する受容体蛋白質(STaR/GC-C)に特異的に結合して、ヒトや家畜に急性の下痢を引き起こす毒素である。STaRの構造と活性の相関を明らかにするには、動物細胞に発現させたSTaRは蛋白質の発現量が少なく、あまり蛋白量を分取できない。また、STaRを大腸菌に発現させると、蛋白量は分取できるが、生物活性を失っていた。そこで、バキュロウイルスを用いて昆虫細胞にSTaRを発現させたところ、大量の蛋白質の発現が認められ、生物活性も認められた。リコンビナントSTaRは、STa結合活性(Kd=62nM)を示し、グアニル酸シクラーゼ活性も、動物細胞に発現させたSTaRと同じ生物活性を示した。次に、STaRの細胞外領域の部分蛋白質を、昆虫細胞に大量に発現させた。光親和性官能基を持つSTaアナログを用いて、分取したSTaRとインキュベーションして光架橋をおこない、Lys-Cにて酵素消化して、STaの結合している領域を質量分析器にて解析した結果、387残基めから393残基めの部分に結合していることがわかった。この結果は、STaRの細胞膜に近い部分でSTaが結合していることが示唆された。STaRのNリンクの糖鎖の役割を調べるために、Nリンク糖鎖付加のコンセンサスの配列部分のAsn、Ser、Thrの配列をAlaに変えた変異体を作製した。6つのSTaR変異体(N9A,S11A,N172A,N174A,N379A,T381A)を作製して調べた。その結果、wild-type STaRと比較して、すべてのSTaR変異体のSTa結合活性(Kd)は変わらないにもかかわらず、STa結合量に低下が認められた。特に、N379AとT381Aの蛋白質の発現量はwild-type STaRと変わらないにもかかわらず、STa結合量の著しい低下が認められた。さらに言えば、N379AのSTaR変異体は、wild-typeのSTaRと比較して、変性状態に対する安定性が低い結果が得られた。これらの結果はSTaRの379残基めのAsnは、STaRの安定性、STa結合能力、グアニル酸シクラーゼの活性化に重要であることがわかった。(今年度は特に上記のことについて研究をおこなった)毒素原性大腸菌の産生する耐熱性エンテロトキシン(STa)は、腸管上皮細胞膜上に存在する受容体蛋白質(STaR/GC-C)に特異的に結合して、ヒトや家畜に急性の下痢を引き起こす毒素である。
エナメル質の石灰化機構と結晶基質蛋白の相互作用に関する研究

歯や骨の硬組織における石灰化反応は、組織固有の分化した細胞群によって囲まれた微小環境下で時間的および空間的に秩序だった過程を経て進行する。本研究では、生体内で最も大きく成長するエナメル結晶の核生成から成長過程を明らかにするなかで、生体での石灰化に基本的な結晶化の駆動力と基質蛋白の役割の解明を目指している。この目的に沿って、本年度においては透析膜を応用した結晶沈殿装置を開発し、(1)Ca供給が律速となる条件下での沈殿反応と溶液組成の定常状態を測定、(2)種晶表面に吸着したアメロジェニンの分子形状を原子間力顕微鏡でin situ観察を行い、(3)アメロジェニンの溶液内分子構造の解析に向けては、FTIR全反射吸収法により生理的な溶液条件下(温度、塩濃度、pH)でのアメロジェニンの会合体形成過程を調べ、(4)結晶・基質蛋白・分解酵素(セリンプロテアーゼの代表としてトリプシンを選択)の相互作用が石灰化反応に及ぼす影響について解析した。これらの実験結果から、エナメル質成熟化に不可欠な基質蛋白の低分子化と可溶化に関与する分解酵素活性は、溶液組成と結晶成長反応自体によって制御されていることが判明した。また、ブタおよびラット形成期エナメル質における溶液相の組成(未知のイオン種、有機酸、アミノ酸、ペプチド)の同定とその定量、ブタ形成期エナメル質については、その発生段階に従って、可溶性成分(特に、有機酸)の組織内分布について検討した。さらに、マウス臼歯歯胚の発生過程と器官培養系における表現型の推移、腫瘍(エナメル上皮線維腫)でのアメロジェニンの発現と硬組織形成への関与について総括的なまとめを行った。以上の研究成果については、論文投稿に至っている。これらの石灰化反応に関連して、(1)生体内の水溶液相において、どのようにして最初の結晶核が生成され、いかなる頻度で現れるかという核生成機構と、(2)いかなる成長過程を経て組織特異な結晶の形態や大きさが決定されるのか、が多くの関心を捉えてきた。生体内で最も大きく成長するエナメル結晶は、これらの問題に解答を与える格好のモデルと考えられる。平成10年度の研究活動のなかで、(1)酸性アミノ酸残基が結晶表面への吸着反応を介して、結晶の核形成とその後の成長反応を制御していること、(2)基質形成期のエナメル芽細胞の近傍で観察される最も幼若なエナメル結晶は非常に薄いリボン状の形態を呈し、その結晶組成はリン酸オクタカルシウム(OCP)であること、(3)主な基質蛋白であるアメロジェニンが溶液内での伸展した柱状の粒子形状をとることを明らかにしてきた。これらの成果については、既に論文として発表した。次年度においては、当初の計画にしたがって、(1)ラット切歯の基質形成期エナメル質における溶液相の組成(未知のイオン種、有機酸、アミノ酸、ペプチド)の同定とその定量、とりわけ過飽和度の計算に必須なpHとCa活量の微小電極による測定、(2)マウス臼歯歯胚のin situと器官培養系において、生理的あるいは特定の外来刺激(フッ素投与や増殖因子の関与)の影響下におけるアメロジェニンの発現過程と結晶成長過程を検討していく。歯胚の器官培養については、必要とされる実験設備を平成10年度に購入し、予備検索を終えている。これらの石灰化反応に関連して、(1)生体内の水溶液相において、どのようにして最初の結晶核が生成され、いかなる頻度で現れるかという核生成機構と、(2)いかなる成長過程を経て組織

特異な結晶の形態や大きさが決定されるのか、が多くの関心を捉えてきた。生体内で最も大きく成長するエナメル結晶は、これらの問題に解答を与える格好のモデルと考えられる。平成11年度の研究活動のなかで、(1)CaイオンとMgイオンとが競合的にアパタイト結晶表面に吸着することから、エナメル結晶表面でのこれらの陽イオン種の吸着プールを求めた。さらに、全Caイオン量から吸着プールに属する分画を除くことにより、フリー状態にあるCaイオン量も推定することができた。(2)石灰化の制御因子であるフッ素イオンとピロリン酸イオンの作用機序とエナメル結晶との関わりについて報告した。また、(3)う蝕機構との関連において、口腔内でのエナメル質表面での化学反応機構についても、エナメル結晶の溶解度を踏まえて沈殿・溶解速度のシミュレーション解析を行った。最終年度においては、当初の計画にしたがって、エナメル溶液内の可溶性分子の同定、溶液組成に基づく過飽和度の評価、細胞膜を介した物質輸送を考慮した実験系でのエナメル蛋白共存下での結晶成長過程を検討していく。歯や骨の硬組織における石灰化反応は、組織固有の分化した細胞群によって囲まれた微小環境下で時間的および空間的に秩序だった過程を経て進行する。本研究では、生体内で最も大きく成長するエナメル結晶の核生成から成長過程を明らかにするなかで、生体での石灰化に基本的な結晶化の駆動力と基質蛋白の役割の解明を目指している。この目的に沿って、本年度においては透析膜を応用した結晶沈殿装置を開発し、(1)Ca供給が律速となる条件下での沈殿反応と溶液組成の定常状態を測定、(2)種晶表面に吸着したアメロジェニンの分子形状を原子間力顕微鏡でin situ観察を行い、(3)アメロジェニンの溶液内分子構造の解析に向けては、FTIR全反射吸収法により生理的な溶液条件下(温度、塩濃度、pH)でのアメロジェニンの会合体形成過程を調べ、(4)結晶・基質蛋白・分解酵素(セリンプロテアーゼの代表としてトリプシンを選択)の相互作用が石灰化反応に及ぼす影響について解析した。これらの実験結果から、エナメル質成熟化に不可欠な基質蛋白の低分子化と可溶化に関与する分解酵素活性は、溶液組成と結晶成長反応自体によって制御されていることが判明した。また、ブタおよびラット形成期エナメル質における溶液相の組成(未知のイオン種、有機酸、アミノ酸、ペプチド)の同定とその定量、ブタ形成期エナメル質については、その発生段階に従って、可溶性成分(特に、有機酸)の組織内分布について検討した。さらに、マウス臼歯歯胚の発生過程と器官培養系における表現型の推移、腫瘍(エナメル上皮線維腫)でのアメロジェニンの発現と硬組織形成への関与について総括的なまとめを行った。以上の研究成果については、論文投稿に至っている。
マルチスケール・バイオインスパイヤード表面に関する研究

さまざまな材料(脆性材料・延性材料)を、(1)大面積・3次元曲面に加工・形成、(2)その曲面上に機械的除去加工でマイクロパターンを作成、(3)マイクロパターン創製中にコーティング層を“その場"形成、できる仕組みを構築する。蓮の葉や蛾の目など、生命体3次元表面上で発現している特異的な機能を、いつでも・どこでも人工材料上に容易にMultiscale Bio-Inspired Surfaceとして創成できるようにする。本研究ではBio-Inspired Surfaceの設計・作成・応用・分析での研究業績が顕著な海外3機関へ直接出向いて実施する研究活動が中核をなす“たすき掛け"共同研究を実施する。
多臓器不全患者における自己防御機能低下の機序

研究目的:多臓器不全の主要な原因として重症感染症があり、その感染症発生の要因として自己防御機能低下が重要視されている。本研究は、多臓器不全(MOF)患者における、感染に対する自己防御機能低下の機序を究明し、それにもとづき低下した機能を賦活する方法を探り、ひいては感染症合併多臓器不全(SMOF)発生の予防を目ざすものである。研究実施計画ICU入室のSMOF患者および対照群として予定手術術後患者を対象として以下の項目につき検討した。1.MOF患者の重症度評価法Cellular injury score(CIS)の確立。2.SMOF患者にける自己防制機構の評価。(1)好中球のO_2産生能測定(2)補体系の活性測定(a補体成分C3,C4.b.classical pathway活性、c.alternative pathway活性)(3)fibronectinの測定3.SMOF患者におけるCISによる重症度と自己防御機能低下の相関関係の検討4.低下した自己防御機能の賦活療法の検討成果1.MOF患者の重症度評価法として、細胞レベルの障害度を評価しうるパラメ-タ-であるOG,AKBR,lactateを用いてCIS考案した。CISは、MOF患者において不全臓器機、患者転帰ときわせて良い相関を示しMOF患者の重症度評価法としての有用性が認められた。2.SMOF患者における自己防制機能の低下の機序につき検討し,これらの患者は、感染に対する防御機能にうちでも最前線に位置する、好中球の殺菌能及び補体系alternative pathwayの活性が有意に低下していることが認められ、感染の重症化ひいてはSMOF発症にこれらの機能の低下が重要な役割を果していることが示唆された。SMOF患者におけるCISによる重症度と、感染に対する種々の自己防御機能低下との間に相関関係は認められなかった。好中球の殺菌能と補体系活性またはfibronectinとの間に相関が認められなかったことより、これらの低下した自己防御機能の賦活にあたっては、それぞれ別々の方法による賦活が必要と考えられた。本年度の研究の目的:重症感染症は多臓器不全(MOF)の主要な原因となっており、当科で過去5年間に経験したMOF症例104例中73例70%を占めていた。感染症の重症化の一因として自己防禦機能の低下が示唆されている。本年度は、自己防御機能のうちでも最前線に位置する比特異的防御機構の中心をなす補体系の機能につき検討した。また、MOF患者の重症度を適確に判定可能な重症度評価法の確立を目指した。対象:ICU入室の重症感染症症例(sepsis)10例、および重症感染症が原因でMOFとなった症例(septic MOF)5例。方法:(1)重症度評価法:動脈血中ケトン体比、乳酸値、osmolality gapより算出したcellular injury score(CIS)を新たに開発し、この方法によりMOF患者の重症度を判定した。(2)補体系機能の測定C3,C4,CH50,APH50結果:(1)CISは、不全臓器数とよく相関し、不全臓器数が増加する程高値を示した。またCISが増加するほど死亡率は高くなった。CISは多臓器不全患者の重症度を適確に反映する良い指標と考えられた。

(2)重症感染症患者(15例)の補体系の測定値は、C3 58.4±21.2mg/dl(50120),C4 19.4±8.6mg/dl(1550),CH50 32.3±8.6U/ml(3046),APH50(alternative pathway CH50)36.1±15.6U/ml(6680)であり、全項目正常値に比し低値であった。APH50以外は正常範囲内の変化であったが、APH50は有意に低値であった。(P<0.01)sepsis群とseptic MOF群との間にはCISでは有意差を認めたが、補体系の測定値には各々の項目において有意差を認めなかった。感染症の重症化の一因として、特異的抗原抗体反応を必要としないalternative Pathwayの重要性を示唆する結果が得られたことは、我々の仮説とも合致し、極めて興味深い。本年度の研究の目的:感染症合併多臓器不全(SMOF)は依然として増加しており、昨年1年間で当科に入室したSMOF症例は12例を数えた。感染症の重症化の一因として自己防禦機能の低下が示唆されているが、昨年度は、自己防御機能のうちで非特異的防御機構の中心をなす補体系のopsonic機能につき検討し、SMOFにおいてはAPH50(alternative pathway CH50)が有意に低下していることを認めた。またMOF患者の重症度を適確に判定可能な重症度評価法CISを確立し、臨床に応用している。感染に対する防御機構のうちでも最前線に位置するものは、液性因子としては補体系、fibronectinであり、細胞性因子としては好中球およびmacrophageであると考えられる。本年度は、細胞性因子として好中球の殺菌能につき検討した。対象:ICU入室の予定手術患者10例(control群)、および感染症合併多臓器不全症例(SMOF群)7例.昨年度の結果と本年度の結果から、SMOF群においては感染に対する防御機構のうちでも最前線に位置する液性因子及び細胞性因子ともに抑制されていることが判明した。今後はこれらの賦活につき検討していきたい。本年の研究目的:1.多臓器不全(MOF)患者の重症度評価法として考案したcellular injury score(CIS)の有用性が認められた。2.septic MOF患者における自己防御機能の低下の機序につき検討し,好中球の殺菌能及び補体系alternative pathwayの活性の低下が認められ、感染の重症化ひいてはSMOF発症にこれらの機能の低下が重要な役割を果たしていることが示唆された。以上2点の昨年までの結果をふまえて、本年は以下の2点につき検討した。1.SMOF患者におけるCISによる重症度と自己防御機能低下の相関関係2.低下した自己防御機能の賦活療法研究実施計画:ICU入室のSMOF患者10例および対照群として予定手術術後患者1例を対象とした。結果:(1)好中球の02産生能は、SMOF群(0.45±.19nmol/min/10^5)はcontrol群(0.67±0.29)に比し有意に低値であった。(P<0.05)(2)