hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性腎臓病の新しい臨床栄養教育ー変化ステージ・栄養アウトカム・指導媒体の構築ー

H28年度の4月には、手術・入院に伴い半期間休職、仕事復帰後も業務軽減処置を受けなければならない状況下でした。このため研究を進めることができませんでした。これまで集積してきたデータの解析も共同研究の協力を得て少しは進めることはできましたが、研究内容をまとめ上げての学会発表、原著論文作成までには至りませんでした。4年にもおよぶ入退院、特にH28年度は前期半年間の休職と後期半年の業務軽減処置を受けなければならないほどの体調回復に時間を要し、平素は学生教育業務を優先、研究を行う時間の確保までには至りませんでした。このため、27年度に実施した栄養教育を継続している患者への変化ステージの当てはめた解析を実施したに留まりました。延長1年処置を頂きまいたが、病状好転せず結果的には、論文作成中であり投稿までには至りませんでした。現時点では、慢性腎臓病(非透析)382例(男207例,女175例,年齢51±17歳)を対象とし、血清クレアチニンに影響する問題点を患者の栄養食事記録から選択し、食生活習慣,栄養素等摂取不良,食環境要因,社会的背景の4分野に分け、患者の性別、年齢別、ステージ別による問題点の特徴を検討した。血清クレアチニン、臨床検査値とこれら4分野との関連性はパス解析を行った。栄養教育上一番目の問題は、食生活習慣(外食・中食,欠食,治療用特殊食品未利用)、二番目には栄養素等摂取量(エネルギー・食物繊維摂取不足,たんぱく質過不足,カリウム・リン・食塩摂取過剰)が挙げられた。パス解析では、栄養素等摂取量、臨床検査値は血清クレアチニンの上昇に直接的な影響をもち、食生活習慣、食環境要因、社会的背景の3分野が、栄養素等摂取量と臨床検査値を介して、間接的にも影響することが明らかとなった。栄養教育では、社会的背景を考慮することの重要性が示唆された。次に考案した栄養教育媒体は、慢性腎臓病(非透析)222例(男139例,女83例,年齢55±9歳)を対象とし、栄養教育に導入。栄養評価は、患者には自己評価を記入させ、管理栄養士は食事管理の実践度の確認、前回の問題点、栄養評価、計画を重点的にチェックし、栄養評価表の充足率に従って判定を実施した。双方結果の相違点を分析し、到達意識の是正を図った、foll-up計画はSOAP方式で記入し次回までの教育計画を立案。臨床検査値(血清クレアチニン、尿素窒素など)、栄養素等摂取量の充足率は改善傾向を示した。家庭での食事管理の継続が可能となった栄養教育媒体は有用であった。また今回用いた自己管理評価と栄養評価表は、患者との相違点が容易に知り得、今後栄養教育への導入の必要性が示された。慢性腎臓病(非透析)の栄養食事記録の分析では、栄養教育上問題は、1栄養素等摂取量、2食生活習慣、3社会的背景、4食環境要因が挙げられた。パス解析では、1、5臨床検査値はクレアチニン上昇に直接的な影響をもち、2、3、4が、1と5を介し間接的にも影響することが明らかとなった。考案した栄養指導媒体は栄養教育に導入。患者には自己評価の記入、管理栄養士は食事管理の実践度確認、前回の栄養教育計画をチェックし、各充足率に従って栄養評価を実施。相違点は分析し、到達意識の是正を図った。1、5の充足率は改善傾向を示した栄養教育媒体の導入は有用であった。
動的光散乱法によるイオン性高分子溶液中の協同運動と単独運動の特異性に関する研究

高分子溶液は、溶質である高分子そのものが「複雑」なものとして「複雑液体」の範疇に含められる。イオン性高分子溶液においては、溶質が高分子である上にイオン性基を有しており、分子内および分子間に強い静電的相互作用が存在すること、かならずカウンターイオンが存在し、静電的相互作用が存在することを考えると、イオン性高分子溶液は「超複雑液体」とも言える。特に、電気的中性の原理の要請から、高分子イオンとカウンターイオンは溶液中でもあるディメンジョン以下のスケールでは一体として存在する必要がある。このように、大きな高分子と小さなカウンターイオンが拡散挙動中においても、一体として運動することが、イオン性高分子の動的挙動の特異性発現の根源であると考えられる。本研究では、動的光散乱法(DLS)により,特に低イオン強度下における高分子イオンの動的特性を調査した。ラテックス粒子分散液系に関しては、粒子間相互作用がほとんど存在しないと考えられる希薄系において動的光散乱により粒子の拡散係数のラテックス濃度依存性を調査した。その結果、拡散係数はラテックス濃度減少とともに小さくなっていく傾向が確認された。これは、ラテックス濃度減少にともない、系のイオン強度が減少しデバイ長(ラテックス粒子周りのカウンターイオンの広がり)が大きくなり、拡散挙動において余計なエネルギーロスを起こしていることを反映していると考えられる。また、偏光解消動的光散乱により、異方性(回転楕円体)ラテックス粒子の回転拡散挙動を調査したところ、剛体の場合に予想される理論値にくらべ遅い回転拡散挙動が観察された。また、この傾向は、粒子が小さいほど顕著であった。これは、デバイ長が同等の場合、その影響は粒子が小さいほど大きくなることで説明でき、やはりカウンターイオンの影響と考えられる。
肺上皮幹細胞の増殖因子Tweak/Fn14シグナルの検討と再生治療への応用

Fn14とTweakは細胞の増殖過程で重要な因子として考えられており、本研究は再生時おける肺幹細胞における役割や、疾患モデルを用いて治療応用の可能性を検討した。急性肺傷害モデルにおいて、これらのノックアウトマウスは修復が遅れるものの長期的には正常に帰することが確認された。次に反復する刺激下においての検討を行うために慢性的な上皮傷害をマウスに対し行い、気道上皮細胞の再生様式を検討したが有意差を得なかったが、早期の治癒起点において重要な役割があると考えられた。気道上皮傷害モデルと肺胞上皮傷害モデルをFn14 KOマウス、Tweak KOマウスについて作製した。気道傷害モデルの再生過程を免疫染色、走査型電子顕微鏡を用いて評価した。Fn14KOマウスでは、ナフタレン肺障害により、中枢側の気道上皮細胞、特にはクラブ細胞の修復に乏しく、線毛上皮細胞の増生を認めた。しかしながら長期間の観察における最終表現型は野生型とFn14KOマウスに有意差を認めなかった。気道上皮細胞の増殖に関しては、Fn14KOマウスで有意に下がっていた。異常の結果から、短期的な増殖過程に重要でありことが証明された。長期的にはalternative pathwayやcompasateするpathwayが存在することが示唆された。肺胞領域における傷害モデルでは、気道傷害モデルと同様に短期的な増殖抑制が観察された。肺傷害後におけるII型肺胞上皮細胞の反応や分化/増殖に向かうためのprogenitor functionの獲得過程の証明のため、傷害後から継時的にII型肺胞上皮細胞の単離を行い、マイクロアレイにより網羅的解析を行った。現在はprogenitor cellの表面抗原となりうる対象を検索している。また、増殖期におけるFn14の下流シグナルの選定に尽力しており、今後の作業により一定の見解が得られると確信している。短期的なprogenitor cellの増殖に関与していたことから、慢性刺激のような繰り返される刺激もモデルが有用と推察し、慢性喫煙暴露モデルを作成した。Fn14KOマウスでは野生型と比較して有意に重篤な肺気腫病変を認め、再生過程にFn14が関与している可能性が示唆されてた。早期に喫煙モデルに移行できたため、平成28年計画を前倒しで行うことができている。今後の解析結果よりさらなる知見が期待される。網羅的解析のデータの拡充が終了し、膨大なデータを得たので解析を開始している。喫煙暴露モデルを引き続き作成し、計画通り実験を進める。呼吸器内科結果が順調であり、次年度の計画に資金を振り返るため。遺伝子解析の拡充を行う。
タンデム双ロール法による革新的軽量クラッド材料の開発

横型タンデム双ロールキャスターを使用して革新的軽量クラッド材料を開発した.開発したクラッド材料は二層クラッド材Al/Mg合金、および、Al/Mg/Al合金クラッド材料である.コア材として用いたMg合金はAlの濃度を9%12%まで高めた高強度Mg合金であり,Al含有量12%を有するAZ121材では,引張強度420MPa,0.2%耐力が380MPaであることが示された.界面の分析の結果、接合界面には15μmの金属間化合物の混合層の析出がある.この領域には硬度の高いAl3Mg2およびMg17Al12の析出があるものの、90°曲げ試験の結果,界面では剥離することなく接合していることを明らかにした.本研究では,3段の横型タンデム双ロールキャスターを開発し,1段目で母材となるAZ91D合金薄板材を双ロール法により作製し,2段目で表材となるAA1050合金薄板を下方メルトドラッグ法により作製した.さらに,3段目のロールでは,材質の異なる2つの合金を積層させることでクラッド材の作製を実現した.以下のことを明らかにしている.(1)溶湯の液面を一定にする数理モデルを用いて,注湯システムのさらなる改良を行った.高精度なフィードフォワードシステムを開発し,遅れのない制御系を構築することができた.(2)AA1050の下方メルトドラッグでの表材作製においては,ノズルの先端で形成された凝固層をロール側に押し付ける方法によって板表面温度を下げる方法を見出した.これにより,困難であった下方メルトドラックによるAA1050合金薄板の製造を可能にした.さらにノズル部分に耐熱クロスを貼り付けることによって溶湯もれが防止でき,表材の作製を行うことが可能であることを明らかにした.(3)接合部の混合層厚さおよび各元素の分布を調査するため, EPMAによる接合部の反射電子像観察,面分析,元素マッピングを行なった.その結果,AA1050とAZ91Dの接合部における混合層の厚さは約15μmであった.各層の硬さ平均は,Al層でHV26,Al及びMgの混合層でHV227,Mg層でHV86であることを明らかにした.(4)本実験で得られたクラッド材の板厚は5.4mmであり,Al層は1.1mm,Mg層は4.3mmであった.今後,最適プロセス確立するためには,個々のパラメータおよび各ロールにおいて生じる現象を明らかにすることが重要であり,各種パラメータおよび各ロールにおいて生じる現象を解明し,軽量・高強度のAl/Mgクラッド材の製造方法の確立をめざすものである.本研究では,AZ31/AZ121の二層クラッド材を製造する実験を行った.本実験では、1対の上下ロールを使用して実験を行なった.その結果,As-cast板のクラッド比はAZ31とAZ121の板厚さの比で,0.58:1,50%圧延後のクラッド比は0.6:1,さらに75%圧延後のクラッド比は0.61:1であった.As-cast板は板厚3.7mm,50 %圧下後の板厚は1.8mm,75%圧下後の板厚は1mmであった.圧延後のAZ31とAZ121のクラッド比はas-castのクラッド材の場合とほとんど変わらず,これらの結果から二層材料のクラッド比は,鋳造時のロール周速度および凝固長さによって制御できることを確認した.また、Al/Mg/Alの三層クラッド材料の実験として横型タンデム双ロールキャスターを用いてAl/Mg/Alクラッド材の製造を行い,製造したクラッド材の接合部に存在する混合層厚さの調査,金属間化合物の調査を行った.その結果,得られたAl/Mg/Alの三層クラッド材料のクラッド比は.2:4.2:0.7であった.また,接合界面における混合層の厚さはAl/Mg層の混合層厚さは約10μm程度,Mg/Al層の混合層厚さは同じく約10μmであった.混合層の金属間化合物を同定したところ混合層に存在している化合物は,Al3Mg2とMg17Al12であることを確認した.界面における混合層の存在比率としては,Al3Mg2の方がMg17Al12より多く存在していることを明らかにした.これらの実験の結果,得られたAl/Mg/Alの三層クラッド材料はタンデム双ロール法によって製造することができ,急冷凝固の効果によりそれぞれ微細な結晶を有している.接合界面にはAlとMgの金属間化合物が析出するが,本実験の範囲においてはAlの化合物,Al3Mg2の方が多く析出していることが判明した.横型タンデム双ロールキャスターを使用して革新的軽量クラッド材料を開発した.開発したクラッド材料は二層クラッド材Al/Mg合金、および、Al/Mg/Al合金クラッド材料である.コア材として用いたMg合金はAlの濃度を9%12%まで高めた高強度Mg合金であり,Al含有量12%を有するAZ121材では,引張強度420MPa,0.2%耐力が380MPaであることが示された.

界面の分析の結果、接合界面には15μmの金属間化合物の混合層の析出がある.この領域には硬度の高いAl3Mg2およびMg17Al12の析出があるものの、90°曲げ試験の結果,界面では剥離することなく接合していることを明らかにした.(1)150mm幅のクラッド製造のための横型ロールキャスターを製作した.ロール表面にはディンプルをつけることで,表面付近の急速冷却条件を緩和し,健全な板材を製造できるようにロールを改善した.また,クラッド材の製造条件については,ロールの周速度が一定の場合,マグネシウム溶湯の液相線温度の40°C程度上の温度,アルミニウム合金の液相線温度の50°C程度上の温度で製造できることを明らかにした.(2)溶湯を注油する数理モデルを構築した。数理モデルを用いて注湯をフィードフォワード制御するシステムを構築し、開発した注湯系によって,注湯の際に液面変動の少ない安定した注湯系を確立することができた.この成果は,国際会議AMPT2012において発表する予定である.(3)150mm幅のクラッド製造実験を行い,製造された板材の評価を行った.(1)長手方向,幅方向の板厚分布の測定をおこなったところ,板厚のばらつきは5%以内であることを確認した.(2)結晶組織の観察を行い,高アルミ含有マグネシウム合金AZ101、AZ110、AZ120,アルミニウム合金の結晶組織の平均結晶粒径求めたところ,それぞれ38ミクロン,33ミクロン、25ミクロン、55ミクロンであることを明らかにした.(3)クラッド材の引張試験の結果,板材の製造条件によってはマグネシウム,アルミニウムの界面に剥離が発生することが判明した.剥離の対策にについては23年度引き続いて継続して実験を行う予定であるが、健全な接合界面を保証するためには、以下の二点の改善が必要である。(1)ロール間における凝固面の酸化防止(2)ロール間における板材の温度低下の防止研究の目標としていたタンデム双ロールキャスターによって得られたクラッド材の材料特性の評価をほぼ行なうことができた.24年度は目標としていた適切な鋳造条件の調査(鋳造温度,ロール周速,上下ロールクリアランス,ロール接触長さ)を行い,150mm幅のロール表面における冷却条件を安定させる機構を開発した. AA1050の下方メルトドラッグでの表材作製においては,ノズルの先端に凝固層をロール側に押し付けるシステムを開発し,板表面温度を下げることが可能であることが判明したので,最終目標であるAl-Mg-Alの三層クラッドの製造実験を進めていくことが可能である.横型双ロールクラッド材の凝固解析においては,各鋳造条件下における凝固点を予測するために凝固解析を行なった.これによって各鋳造条件における板厚予測,リダクションを予測し,解析から得られた板材の板厚と実験値として求められた凝固板厚を比較することが可能となり,熱伝達などの解析条件や境界条件の妥当性を検討することができた.また,得られた二層クラッド材料に対して,各実験条件での材料の機械的性質(硬さ等)を調査し,予定していたクラッド材料の界面の接合状態の線分析による評価も実施した.上術した理由により,当初の研究計画に対してはほぼ90%以上の達成度であると判断し,研究は概ね順調に進展していると考えている.今後は,最適プロセス確立するために,個々のパラメータおよび各ロールにおいて生じる現象を明らかにすることで軽量・高強度のAl/Mgクラッド材の製造方法を確立することができると考えて,今後も研究を進めていく.(1)クラッドおよび凝固解析については次のような達成度であった.すなわち、(a)タンデムにおいた銅製ロールを使用し,大きな冷却速度(表面で最大3000°C/s)を利用してコアとなる高強度マグネシウム合金を製造し,さらに表面に接合するアルミニウム合金を半凝固状態で接合することが本研究の重要な点である.これらを可能にする最適な製造条件の調査を行い基礎的な製造条件を得たため、本項目は100%の達成度であった.
重症心不全の補助人工心臓治療における臨床的緊急課題の早期解決のための総合研究

重症心不全への補助人工心臓治療に関する臨床的課題について研究を行った。連続流式補助人工心臓の回転数一定管理下における補助流量日内変動の発現,長期在宅治療に向けた補助人工心臓装着患者管理法の課題,補助人工心臓装着患者施設間搬送の課題,血液凝固能,血小板機能の複合的モニタリングによる抗凝固療法,抗血小板療法管理の有用性,PT-INR在宅モニタリングの可能性,小児への補助人工心臓治療施行に関する課題,左心室内血栓形成抑制の可能性を有する補助人工心臓カニューレ設計条件とカニューレ材料,およびCT画像三次元構築法による補助人工心臓解剖学的適合性検討の可能性といったことが明らかとなり,これらの成果は補助人工心臓治療への貢献となることが期待される。重症心不全の補助人工心臓治療に関する臨床的緊急課題の早期解決に向けて以下のような項目について研究を行った。抗凝血療法のプロトコールに関する研究においては計7例の補助循環施行例においてThrombelastography法および血小板マッピング法を用いて抗凝血療法のモニターとその検討を行なった。基本プロトコールはワーファリンにてINR2.5-3.5でコントロールし、抗血小板剤はアスピリン100mgで開始し、血小板マッピング法を用いてCOX依存血小板凝集の抑制程度の測定を行い、75%以上となるように300mgまでアスピリンを増量するものとした。7例中2例においては100mgで目標の75%以上の抑制が可能であったが他の5例では200-300mgの投与となった。2例においては血栓塞栓症を認めたが他の症例では血栓塞栓症フリーであった。現在ワーファリンの使用状況をモニターするためにはINR法が取られている。補助人工心臓埋め込み患者の在宅管理のためにはINRの在宅における管理体制の確立が重要であると考えられるが従来法では頻回の外来通院が必須である。5例の補助循環施行症例において在宅使用型INR測定法コアグチェック法および従来法による測定を同時に行なった。その結果、コアグチェック法は従来法と強い相関関係があり、臨床使用上有効である可能性が認められた。さらには、従来法において測定比を算出するための標準血漿の標準化がなされていないことによる施設間格差の問題の解決の一助になりえる可能性が示唆された。人工心臓用カニューレ開発の指針に関する研究に関しては、流体工学的な視点から、先端部の口径は管内の流速を決定し心室内挿入管長は先端部と心室内壁の相対的位置関係や心室底部の流動状態に多大な影響を与えると考えられることから、先端部の切断面形状に焦点を当て,切断面が管軸となす角度を変更した場合に脱血管内ならびに周囲の流動状態に関して数値計算モデルを用いて検討した。切断面の角度が大きい場合には脱血管入り口での流速分布に大きな偏りが発生し、管内でも流れが逆流する剥離領域の形成や,流速が遅く血栓の後発部位となる可能性がある領域が確認された。この傾向は角度を小さくするにつれ減少し,先端を管軸に対し垂直に切断したものでは流入する流れ自体は偏りが小さくなった。流入の際の抵抗は,切断面の角度をつけることにより脱血管への流入方向を曲げることができ,脱血の抵抗を下げることが可能であることも明らかとなった。補助人工心臓による循環補助管理に関して、循環補助と生体の活動との間の関連性について補助流量の概日リズムを人工心臓パラメータの一定駆動状態において検討を行ったところ、補助流量に近似される消費電流は昼間に上昇する概日リズムを有しえることが明らかになった。補助人工心臓装着患者の搬送において、空気圧駆動式補助人工心臓を使用の場合、従来の大型駆動装置では電源確保、駆動装置の移動性の問題等により搬送を困難にしていたが開発した携帯型駆動装置の使用によって安定した循環補助下の搬送が可能となることが示唆された。補助循環時の抗凝血療法において、ワーファリンコントロールはPT-INRに基づいて行われるが携帯型PT-INR測定器を使用した場合と従来法の間に高い相関関係があり臨床上有効であるが、在宅管理のためには管理訓練とその実際運用に関する検討が重要である。抗凝血療法の管理法に関して、トロンボエラストログラフィ、血小板機能検査を用いてモニターを行ない、血液凝固能や血小板機能の変化の検討、抗血小板剤の効果判定を行いうる可能性が示唆された。小児用補助人工心臓の解剖学的フィティングに関してCT画像の三次元構築法を施行することによって体外式補助人工心臓の送脱血管が周辺臓器へ与える影響の形式の評価が可能であり、埋込型補助人工心臓においては血液ポンプが周辺臓器へ与える影響、最適形状検討のためのパラメータの検討を行い、各種パラメータの複合的な解析を要することが示唆された。

人工心臓カニューレに関する研究では心室内への脱血管の挿入深さと角度を変更した場合の脱血管内や周囲の流動状態に関して数値計算モデルを用いて検討した。脱血管の挿入深さは心室内部における血液の洗い流しに関して大きな影響を持ち、脱血管挿入深さが浅い場合には大部分の血液は僧帽弁から脱血管までスムースに流れるが、深い場合には血液は心室底部から上部に向かって旋回した後に脱血管に流入する割合が多くなることが明らかとなった。脱血管挿入角度に関しては脱血管先端が僧帽弁中心に向かって挿入されている場合は鉛直方向に比べ僧帽弁から脱血管までスムーズに流入する流体の割合が大きく増加することが明らかになった。すなわち、僧帽弁から脱血管に至る距離あるいは角度が変化することにより心室内部での血液の流れパターンには明確な変化が生じうることが明らかとなった。補助人工心臓の循環補助管理に関し,連続流式補助人工心臓の回転数一定管理においても補助流量に近似される駆動消費電流は昼間に上昇する概日リズムを有し,これは長期間にわたり維持されうることが明らかとなった。小型PT-INR測定器の在宅モニタリング応用は,PT-INR管理上有用である可能性が示唆された。血液凝固能・血小板機能検査は,血液凝固や血小板機能の変化のモニタリング,抗凝血・抗血小板療法の管理上有用である可能性が示された。植込み型補助人工心臓の普及により,在宅治療,外来管理の推進が見込まれ,管理チーム構築,病院間連携,社会的環境整備,在宅モニタリングシステム開発が重要であると考えられた。小児における体外設置型補助人工心臓使用症例は,短期間隔の血液ポンプ交換を要する可能性が高く,厳重な全身管理を要する。CT画像三次元構築法を用いた体外設置型補助人工心臓送脱血管や,植込み型補助人工心臓血液ポンプの解剖学的適合性に関する解析は,適応判断,植込法,管理法の指標となる可能性が示唆された。補助人工心臓カニューレ形状に関して,左心室内脱血管をモデル化し,流れ場数値計算により検討を行い,脱血管先端角度の増加と共に脱血管先端部剥離領域は増大するが,心室内部洗い流し効果は低下し,脱血管固定位置が深くなると,脱血管挿入部付近を含む心室内部全体に流れが広がる傾向を認めた。また,脱血管開口部が僧帽弁方向の場合には流れは脱血管へ直接流入するが,心室内部の洗い流し効果は小さく,僧帽弁方向からの変位により洗い流し効果は増大する可能性が示唆された。補助人工心臓カニューレ材料に関して,ラフサーフェイス構造のチタンメッシュを左心室内脱血管外周へ応用することにより,心室内膜から連続する内皮細胞に覆われた組織の誘導が可能であり,誘導過程,誘導組織構造の検討によって血栓形成抑制等に貢献しうる可能性が示唆された。
低および中高エネルギー領域の核衝突の微視的研究

本研究計画は1995年度から1997年度までの3年間にわたって進められたもので、それはわが国における低エネルギーから中高エネルギーの領域での原子核衝突の理論的研究が微視的研究を中心にして国際的に第一級の独創的研究が数多く活発に為されている状況を背景としたものである。代表的な研究課題として、(1)「中高エネルギー重イオン反応の量子力学的微視的シミュレーション理論による研究」、(2)「中性子過剰あるいは陽子過剰の不安定核による種々の反応過程の研究」、(3)「宇宙における元素合成の研究の為の低エネルギー核反応の精密理論計算」、(4)「クラスター模型による核反応研究」がある。これら主要課題毎に目立った実績のほんの一部の例を挙げると以下のようである。詳細は研究成果報告書に譲る。(1)については反対称化分子動力学による研究が、陽子非弾性前平衡反応から“Au+Au"という重核系の研究までを対象として推進され、実験が理論により良く表現され、破砕反応の動力学の理解が著しく進展した。(2)については複素回転法による不安定核共鳴状態の研究が大きく進展を遂げ、TDHF法による不安定核融合反応の微視的研究が実験と対比出来る結果を出す段階に至った。(3)については、低エネルギー重イオン融合反応研究が精密化して分光学的研究に資するほどに至り、また銀河の化学進化モデルと原子核素粒子理論を結合させて元素の起源と進化を研究するモデルが一層精密化された。(4)については、中性子過剰核のクラスター構造を破砕反応で研究する新しい考えが提案され、また天体核反応のクラスター模型計算が大きな進展を見せた。本研究計画実施の3年間には、当初の目的に叶った豊富な研究成果が得られているが、それには理論的研究独自の展開が強力に進められたことを中心とはするが、同時におよびその背景に実験的研究との実り多い交流・協力関係の果たした役割が大きかった。特に不安定核研究に代表されるようにわが国は実験と理論が強い協力関係を持った形で国際的にも指導的な役割を果たしており、それを受け継ぎ新たな興隆を作り出す上で本研究計画は非常に有用な役割を果たしてきたと考えている。本研究計画の扱う研究分野はどれも国際的協力や交流が盛んに行われているので、最終年度には海外からも第一線の研究者を多数招聘しての国際研究集会を行った。この国際研究集会は本研究代表者が組織委員長の一人として平成9年11月に大阪で開催した「原子核多体問題における革新的計算方法に関する国際会議」であって、研究の最前線に関する多くの研究発表や活発な議論が行われ大変に意義深く研究計画実行に大いに寄与した。本研究計画の主要課題毎に研究実績の概要を述べると以下のようである。(i)「核反応の微視的シミュレーション理論による研究」の課題については、反対称化分子動力学(AMD)理論の統計的性質が古典的か

量子的かにつき国際的にも論議をよび、その解明が著しく進展した。また軽イオン反応にAMD、量子分子動力学(QMD)がともに適用されて多くの成功を収めるとともに、「直接反応理論による研究」の分野の研究者との間に活発な研究交流が為されようになっている。QMDへの相対論的運動学導入や、QMDでの波束幅の時間変化などの研究も興味深い結果を得た。またハイパー核生成反応の研究も進展した。(ii)「直接反応理論による研究」の課題については、準弾性散乱領域でのスピン・アイソスピン励起が△粒子励起も扱い応答関数法とDWIAで研究され、重陽子分解反応が偏極量を中心に広いエネルギー領域で研究された。また、天体物理学的エネルギー領域での核子移行反応や中性子捕獲反応が研究され、後者は中間子交換電流の研究に進展を与えた。(iii)「不安定核の構造と反応」の課題については、中性子過剰核を用いた時間依存Hartree-Fock法による反応研究、中性子過剰核構造の変形殻模型、RPA法や共鳴準位まで含めた少数多体クラスター理論による研究、中性子過剰核における種々の構造変化の反対称化分子動力学による研究など強力且つ斬新な研究が展開されています。また相対論的平均場近似と非相対論的スカ-ムHartree-Fock法による陽子及び中性子密度分布や変形の研究が進展し興味深い知見が得られた。(iv)「分子的構造と核反応機構」の課題については、我国のクラスター模型研究の卓越した研究実績に基づいた様々な進展が新しい理論の開発を伴いつつ行われた。例えば、軽い中性子過剰核での新たなクラスター構造の発現のAMDによる研究、中性子過剰核の反応研究における分子軌道法の適用などである。^<12>C、^<16>Oのαクラスター単位のAMD法による研究、pf-殻領域のクラスター構造研究、6α鎖構造研究、複合粒子間相互作用理論を導入したFaddeev計算などにおいても多くの成果を挙げた。本研究計画の主要課題毎に研究実績の概要を述べると以下のようである。(i)「核反応の微視的シミュレーション理論による研究」の課題については、反対称化分子動力学(AMD)理論により衝突核の構造が殻模型構造かクラスター模型構造かが反映される反応過程の研究に大きな進展があり、これは量子力学的理論にして始めて可能となったものである。また、量子分子動力学(QMD)を広い入射エネルギー範囲に亘って適用し多くの興味深い結果が得られた。またクォークグルオンプラズマ生成の問題に対する種々のアプローチの間の研究交流も行われた。(ii)「直接反応理論による研究」の課題については、keV領域での核子移行反応や輻射中性子捕獲反応の研究が天体に於ける元素合成の問題にも関係して行われ、また現実的核力を用いた少数多体系での核反応の研究が核融合の素過程にも関連して進展し、さらに重陽子散乱の反対称化や分解効果を取り入れた研究の進展、更に又重い原子核の融合反応については表面振動や変形の効果を取り入れて精密な分光学的研究として大きく進展を見るなど、多彩な反応過程の研究が中間子発生エネルギー領域までに亘って進められた。(iii)
チューブリン重合阻害剤の抗腫瘍効果発現機構に対する再検討

1.ERK-MAPキナーゼ系が恒常的に活性化されている癌細胞において、MEK阻害剤処理で細胞をG1期に停止させる事で、チューブリン重合阻害剤のアポトーシス誘導作用が顕著に増強されるが、このような条件下では細胞周期非依存的にアポトーシスが誘導される事を見出した。これはチューブリン重合阻害剤の標的が、間期に存在する細胞質微小管である可能性を強く示唆するものである。2.チューブリン重合阻害剤処理じた癌細胞ではc-Jun N-terminal Kinase(JNK)の持続的な活性化が誘導された。また、JNK阻害剤(SP600125)添加した癌細胞においては、チューブリン重合阻害剤に応答したアポトーシス誘導が大幅に抑制される事を見出した。3.チューブリン重合阻害剤によるアポトーシス誘導は、タンパク合成阻害剤の共存下において顕著に抑制され、とのような条件下ではJNKの活性化が起こらなくなった。これより、細胞質微小管の機能阻害を契機としてJNK活性化に関与する何らかのタンパク質の発現が誘導される可能性を考え、具体的にはDeath Receptor経路(FasL、TRAIL、TNFα経路)に焦点をあて、RT-PCR法によって上記リガンド及びその受容体の発現量の変動を解析した。その結果、チューブリン重合阻害剤処理に応答して乱FasL、Fas、TRAIL、TNFα受容体の発現量には有意な変化が認められゆなかったが、一方、TNFα及びDR5 (TRAIL受容体)の発現が亢進する事を見出した。すなわち、ここではまずTNFα及びTRAIL経路が活性化され、それがJNKの活性化に連動し、最終的にアポトーシス誘導に至る可能性が示唆された。1.ERK-MAPキナーゼ系が恒常的に活性化されている癌細胞において、MEK阻害剤処理によるG1期集積が、チューブリン重合阻害剤のアポトーシス誘導作用を、極めて顕著に増強することを見いだした。これまで、チューブリン重合阻害剤の抗腫瘍(アポトーシス誘導)作用は、G2/M期における紡錘体微小管の機能阻害(染色体分配阻害)を介して引き起こされるとされていた。一方、G1期集積によってそれが増強されたことより、チューブリン重合阻害剤は、間期に存在する細胞質微小管の機能阻害を契機として、何らかの細胞死誘導シグナルを惹起する可能性を見出した。2.MEK阻害剤とチューブリン重合阻害剤の併用によるアポトーシス誘導は、微小管構造に顕著な影響を及ぼさない低濃度のチューブリン重合阻害剤によっても引き起こされることを見出した。これは、チューブリン重合阻害剤の抗腫瘍効果が、紡錘体微小管の崩壊を介して引き起こされるのではない可能性を側面から支持するものである。3.チューブリン重合阻害剤によるアポトーシス誘導は、タンパク合成阻害剤の共存によって完全に抑制された。また、チューブリン重合阻害剤処理によって、c-Jun N-terminal kinase (JNK)が活性化されること、タンパク合成阻害剤存在下ではJNKの活性化が誘導されないことを見いだした。さらに、チューブリン重合阻害剤によるアポトーシス誘導は、JNK阻害剤によって大幅に抑制された。上記条件下において、JNKの発現レベル自体には有意な変動が認められなかったことより、チューブリン重合阻害剤によるアポトーシス誘導においては、細胞質微小管の崩壊を契機として新たに合成された何らかのタンパク質によってJNKが活性化され、それが重要な役割を果たしていることを明らかにした。
中枢神経原発悪性リンパ腫の生物学的特性の解明と治療効果予測因子の同定

本研究では、大量メソトレキセート/放射線併用療法をうけた中枢神経原発大細胞性B細胞性リンパ腫を対象とし、MGMT、CDKN2A、DAPK1、LINE1のプロモーター領域のメチル化状態を検討し臨床病理学的検討を行った。各遺伝子のメチル化割合はパイロシークエンス法により解析し、割合の中央値をカットオフとして2群化し、統計解析を行い、以下の点が明らかとなった:1)LINE1およびDAPK1の低メチル化は、生存期間の延長と関連していた。2)治療効果との関連性では、CDKN2A及びDAPK1の低メチル化群の治療奏効率が高かった一方、LINE1とMGMTのメチル化状態では奏効率に差は認められなかった。本研究は中枢神経原発大細胞性B細胞性リンパ腫(CNS DLBCL)を対象として行う研究であり,[1]生物学的特性を解明し,[2]既存の治療に対しての治療効果予測因子を見出し,[3]新しい治療ターゲットになり得る分子について解析することを目的としている.H24年度には,[1]生物学的特性の解明としてa)免疫学的形質(IHC)のプロファイリングb)分子病理学的解析による増殖活性の検討を行い,さらに[3]既存の治療に対しての治療効果予測因子の検討のため,新規治療ターゲットとなりうる分子として,a) MGMT (O6-methylguanin-DNA methyltransferase)のメチル化に関しIHC検討を終了していた.H25年度では,上記課題[3]に関して,a) MGMTIHCの結果と予後解析,b)対象症例のパラフィン切片からDNAを抽出し,methylation-specific PCR (MSP)によりMGMTメチル化の検討と予後解析を行った.a)腫瘍細胞はMGMTIHCで比較的均一な染色性が得られ,4段階評価にてIHC陰性をscore 0, IHC陽性をscore 13とし予後解析を行ったところ,IHC陰性にて全生存期間が短い結果が得られた.b)解析が可能であったのは22例,平均年齢62歳,男:女=11:14であった.MSPでは10例でメチル化が認められた(MSP陽性).またa)でおこなったIHCとの有意な相関が認められた.さらに予後解析では,MSP陽性症例にて無増悪生存期間,全生存期間いずれも短いという結果が得られた.以上本結果からは,MGMTのメチル化のある症例は生存期間が短いという結果が得られた.今後は検討が遅れた課題[2]についてパイロシーケンサーを用いたDNAのメチル化解析を継続する予定である.本研究では、大量メソトレキセート/放射線併用療法をうけた中枢神経原発大細胞性B細胞性リンパ腫を対象とし、MGMT、CDKN2A、DAPK1、LINE1のプロモーター領域のメチル化状態を検討し臨床病理学的検討を行った。本研究は中枢神経原発大細胞性B細胞性リンパ腫(CNS-DLBCL)を対象として行う研究であり、1)生物学的特性を解明し、2)既存の治療に対しての治療効果予測因子を見出し、3)新しい治療ターゲットになりえる分子について解析することを目的としている。そのうち本年度は以下の点に関して課題に取り組んだ。1)生物学的特性の解明:b)分子病理学的解析による増殖活性の検討:Ki-67抗体にて免疫組織化学にて増殖活性を検討し、Ki-67標識率を画像解析システムにて解析を行った。結果、標識率は2698%とであった。うち24例は85%を越えて増殖活性の高い腫瘍であると推測された。目視で行った解析では全症例が80%を越え、乖離4例を検討した。画像解析システムでは領域で解析していたが、非腫瘍細胞が多数混在し、これらの非腫瘍細胞も解析対象細胞としてしまい、画像解析での標識率が低くなってしまったと推測された。2)治療ターゲットとなりうる分子の検討:既存の脳腫瘍適応薬剤の治療効果と相関があるといわれているMGMT(O6-methylguanin-DNA methyltransferase)のメチル化の検討を行うため、パラフィン切片からDNAを抽出し、MGMTのメチル化の予備実験を行い手技を確立し、現在対象症例に関して解析中である。同時に免疫組織化学にてMGMTの検討を行った。本研究は中枢神経原発大細胞性B細胞性リンパ腫(PCNS DLBCL)を対象として行う研究であり,[1]生物学的特性を解明し,[2]既存の治療に対しての治療効果予測因子を見出し,[3]新しい治療ターゲットになり得る分子について解析することを目的としている.H2425年度では,[1]生物学的特性の解明としてa)免疫学的形質(IHC)のプロファイリングb)分子病理学的解析による増殖活性の検討を行い,[3]に関して,a) MGMTIHCの結果と予後解析,b)対象症例のパラフィン切片からDNAを抽出し,methylation-specific PCR (MSP)によりMGMTメチル化の検討と予後解析を行った.H26年度では,上記課題[2]に関して,現在標準治療法となっているメソトレキセート(MTX)の大量化学療法と全脳照射による放射線療法の併用(HD-MTX + RT)療法を受けた28患者のFFPE検体を用いた検討を行った.

FFPE検体からDNA抽出・バイサルファイト処理を行ったのち,悪性リンパ腫でメチル化することが知られているLINE1,CDKN2A,DAPK1,MGMT遺伝子プロモーターのメチレーション解析を,パイロシーケンサーを用いて行った.治療効果との関連性に関する解析では,CDKN2AおよびDAPK1の低メチル化群で,HD-MTX + RT治療の奏効率は共に100%であったのに対し,高メチル化群の奏効率は共に45%と,高メチル化群で有意に低下した(共にp=0.006).生存期間解析では,DAPK1の低メチル化群で有意な無増悪生存期間(PFS)の延長が(logrank, p=0.027),またLINE1の低メチル化群で有意な全生存期間の延長が認められた(logrank, p=0.017).臨床病理H24年度はCNS DLBCLの生物学的特性の解明(上記[1])に関して終了し,またH25年度は病理組織検体を用いたMGMTタンパク発現(IHC法)およびメチル化(MSP法)と臨床予後との関係性の検討(上記[3])を終了した.一方で上記[2]の検討では,global methylationの指標であるLINE-1に着目し検討を進めていたが,これまでMSP解析により進めていた検討では,治療効果予測に関する検討が十分にできなかったため,H25年計画を変更しパイロシーケンサーを用いた定量解析に検討方法を切り替えることとしたが,その結果遅れが生じ,研究期間延長することとなった.以上の状況から,自己点検による評価を(3)とした.平成24年度に終了予定であった、CNS-DLBCLの生物学的特性の解明に関しては終了している。また、25年度予定の研究内容に関しても、パラフィン固定検体からのDNA抽出やMGMTのメチル化の検体もすでに着手している。一方で、24年度後半から開始予定であった臨床病理学的解析に関しては解析が終了していないことから、早急に着手する必要がある。以上の状況から、自己点検による評価の区分を(2)とした。上記[2]の検討については,上述の通り,パイロシーケンサーを用いたLINE-1メチル化の定量解析を行い,この指標がMTXの大量投与および放射線療法の治療効果予測因子となり得るかについて検討を行う.生物学的特性に関しての免疫組織化学における解明が終了した。またパラフィン検体からのDNA抽出も行い、次年度の研究の基盤が整ったところである。本年度は研究計画の中の(2) CNS-DLBCLの臨床病理学的解析対象症例の臨床病理学的解析とともに、24年度に開始していた(3)新規の治療ターゲットとなりうる分子の検討を中心に行っていく予定である。(2)に関しては、予後解析を行い、24年度のデータと併せ予後予測、治療効果予測因子の同定を試みる。(3)に関してはMGMTのメチル化をPCR法、免疫組織化学にて検討し、その結果の解析とともに、放射性感受性の有無などその他の予後予測因子に関して解析を進めていく予定としている。本研究におけるDNAメチル化解析では,当初メチル化特異的PCR法による定性解析により検討を進めてきたが,その後メチル化レベルの定量評価が研究上不可欠となった.
ミトコンドリアにおける自然免疫応答ゾーンの解析

細胞内でのエネルギー工場とよばれるミトコンドリアは、融合と分裂を繰り返す動的なオルガネラである。近年、ミトコンドリアの新たな生理機能としてRNAウイルスに対する自然免疫が周知されてきた。この自然免疫では、ウイルス感染後の細胞内シグナル伝達反応がミトコンドリアの外膜上で行われる。本研究では、抗ウイルス自然免疫におけるミトコンドリアの関わりに着目し、一連のシグナル伝達におけるプラットフォームとしての役割以外の「潜在的なミトコンドリアの活性と免疫応答との繋がり」を分子基盤に即して解明することを目的とした。該当年度は、ミトコンドリア内膜領域における免疫応答ゾーンの解析を中心に行った。該当年度は、ミトコンドリア内膜の形成に関わるタンパク質(PHB2)の構造機能解析を細胞レベルで行い、PHB2との新たな結合分子を同定することを目標とした。まず初めに、PHB2のC末端にビオチンリガーゼを付加した組換え体遺伝子を構築し、その遺伝子をHEK293等の細胞に導入して安定発現株の作製を行った。得られた安定発現株内のPHB2融合タンパク質は内在性のPHB2と同様の細胞内局在であることが細胞分画法や免疫染色法による実験結果から確認できた。次に、この安定発現株を用いてビオチン添加によるラベル実験を行い、PHB2との隣接距離内の相互作用分子の探索をプロテオーム解析により進めた。その結果、期待していた以上の相互作用分子の同定に成功した。現在は、これら候補因子のクローニングを進めており、今後のPHB2を中心とした相互作用ネットワークの構築を目指していく。当初計画では、PHB2の安定発現株をHEK293を用いて約半年かけて構築する予定でいたが、実験が順調に進み、大幅にその時間を短縮することが出来た。その結果、PHB2安定発現株を用いて、プロテオーム解析を行い、新たな相互作用因子を複数同定することに成功した。現在では、これらの探索因子の構造機能解析を中心に行っており、今後の相互作用ネットワーク解明へ向けて実験を進めていきたい。該当年度は、ミトコンドリア・ゾーンの中で、内膜、特にクリステ構造の役割に関する研究を中心に進めた。今後の研究では、PHB2を中心としたタンパク質間の相互作用ネットワークとクリステ構造の維持に関する相関解析を行い、その相関が自然免疫とどのように結びつくのかを明らかにしていきたい。クリステ構造の形成異常は、ミトコンドリアの品質低下や疾患とも大いに関連するため、その分子的な詳細を明らかにしたい。
遺伝子改変マウスを応用した肺胞上皮幹細胞の同定

SPC-rtTA & TRE-H2BGFPマウスにドキシサイクリン(DOX)を胎生6.5日から生後14日まで投与すると、肺胞上皮系細胞の核がGFPにより標識されていた。DOXを中止すると、経時的に大部分の肺胞上皮細胞は標識を失っていったが、6週間後でも標識が核内に残存している細胞群(LRCs≒肺胞上皮幹細胞)を確認した。LRCsの表面マーカーの発現をフローサイトメトリーにて解析を行った所、beta4-integrinの発現明らかに上昇していた。LRCsは明らかにコロニー形成率が高く、またコロニーの大きさも大きかった。LRCsの局在を共焦点顕微鏡にて解析した所、肺胞領域に散在して存在していた。前年度の実験により、標識が核内に残存している細胞群(LRCs≒肺胞上皮幹細胞)を確認しているが、本年度はこのLRCsを標的に各種実験を行った。まずこのLRCsの解析を行うために、SPC-rtTA & TRE-H2BGFPマウスにドキシサイクリンを投与したマウスより、LRCsを遺伝子解析を行うためセルソーターによる分離を繰り返した。得られたLRCsよりTotal RNAを抽出し、cDNAを作成し、mRNA及びmicroRNAをターゲットにした網羅的遺伝子発現解析を行った。その結果、LRCsにはこれまで報告されている、幹細胞マーカーの発現が、コントロール細胞群(H2B-GFPlow細胞)に比べ高いことが明らかになった。またmicroRNAについてはmiR-21の発現がコントロールに比し高かった。miR-21の肺上皮幹細胞での機能を解析するため、まず、肺胞上皮細胞でのmiR-21の動態をコントロールマウスおよびブレオマイシン肺傷害モデルにおいて解析を行った。miR-21の発現はコントロールマウスにおいても、肺胞上皮で発現していたが、肺傷害時にmiR-21発現は増加していた。miR-21はTGF-betaシグナルを増強することから、培養肺胞上皮細胞にmiR-21阻害剤を投与し、TGF-betaによる培養肺胞上皮細胞の上皮間葉移行に与える影響を解析した所、miR-21阻害剤は上皮間葉移行を抑制した。このことから、miR-21は肺胞上皮の上皮間葉移行を促進する事が判明した。DOXを中止し、2、4、6週間後の肺を観察すると、経時的に大部分の肺胞上皮細胞はGFP標識を失っていったが、6週間後でも標識が核内に残存している細胞群(LRCs≒肺胞上皮幹細胞)を確認した。セルソーターを用い、LRCsを分離し、マトリゲル・コラーゲン上で培養を行い、増殖能・コロニー形成率についてH2B-GFPlow細胞と比較検討した。LRCはH2B-GFPlow細胞に比し、明らかにコロニー形成率が高く、またコロニーの大きさも大きかった。LRCsの解剖学的位置を確認するため、DOX投与を中止後6週間後のSPC-rtTA & TRE-H2BGFPマウス肺組織切片を作成し、共焦点顕微鏡による観察を行った。これまでの報告(Kim CF et. al; Cell. 2005 121:823など)では、肺胞と細気管支の接合部に気管支肺胞幹細胞(BASCs)が存在すると報告されていたが、LRCsは同部位に特化して局在しているわけでなく、肺胞領域に散在していた。最近の報告に、成人肺では肺胞上皮幹細胞はSPCを発現していない細胞群に存在するという報告があった。そこで我々はSPC-rtTA & TRE-H2BGFPマウスにドキシサイクリン(DOX)を胎生6.5日から生後1日まで投与し、胎生期にSPC陽性である細胞をラベリングした場合と生後2週間から8週間までDOXを投与し、生後にSPC陽性細胞をラベリングした場合のLRC細胞を分離し、増殖能、コロニー形成率について検討した。成体期LRCは胎生期LRCに比べ、増殖能、コロニー形成率が有意に低く、また成体期H2B-GFPlow細胞に比しても増殖能、コロニー形成率が有意であるも若干上昇しているのみであった。フローサイトメトリーにて上皮幹細胞マーカー候補分子(Sca-1, CD34, CD

90, c-kit, CD24, alpha-6-integrin, beta-4-integrin)の発現についても解析を行ったが、成体期LRCは胎生期LRCと異なり、beta-4-integrinの発現は有意に上昇しておらず、一方、Sca-1の発現が有意に上昇していた。細胞内の局在に関しては、胎生期LRCおよび成体期LRCともに肺胞領域に存在していた。これらの結果は、成体期LRCは胎生期LRCとは異なる細胞集団であることを示唆し、肺胞上皮幹細胞の起源となる細胞は胎生期にはSPCを発現しているものの、成体期ではSPCの発現を失っている細胞集団である可能性が示唆された。胎生期における肺の発生に関する研究報告でも、肺原基の末端に存在するSPC陽性の肺原基細胞が中枢側に移動・各種細胞に分化するに従い、SPCの発現を消失することが指摘されており、成体期に存在する肺胞上皮幹細胞も、肺の発生に伴い、SPCの発現を失っているという今回の研究結果は既存の肺の発生の報告にも合致する結果と考えられた。呼吸器内科学本年度は網羅的遺伝子解析を行うことができ、さらにその結果をもとに、miR-21の肺胞上皮細胞における機能、疾患モデル(ブレオマイシン肺線維症モデル)における動態を解析することができた。当初の研究計画では平成24年度に実施予定であった、LRCs(≒肺胞上皮幹細胞)の網羅的遺伝子発現解析(Affymetrix GeneChip解析)が実施できておらず、当初の計画よりもやや遅れている。これは、希少細胞群であるLRCsから品質の高いRNAサンプルを抽出するのに、セルソーターによるLRCsの分離を繰り返し行う必要が出たため、想定以上に時間を費やしたためである。現在、品質の高いRNAサンプルは得られており、平成25年度早期に、網羅的遺伝子発現解析を実施する予定である。今後は肺胞上皮幹細胞の増殖・保護因子の解析を進め、疾患モデル(LPS急性肺傷害モデルやブレオマイシン肺線維症モデル)にの増殖・保護因子を投与し、病態の改善効果があるかについて確認していく。平成24年度にて得られた成果および平成25年度早期に実施する予定の、LRCs(≒肺胞上皮幹細胞)の網羅的遺伝子発現解析の成果を元に、肺胞上皮幹細胞の増殖因子・保護因子の解析・同定、および疾患モデルマウスでの肺胞上皮幹細胞の動態解析を推進していく。当初の研究計画では平成24年度に実施予定であった、LRCs(≒肺胞上皮幹細胞)の網羅的遺伝子発現解析(Affymetrix GeneChip解析)をまず実施する。網羅的遺伝子発現解析の結果および平成24年度の成果をもとに、肺胞上皮幹細胞の増殖・保護因子の候補を推定する。そして、候補因子が肺胞上皮幹細胞の増殖・保護に対する影響を培養系にて確認し、培養系にて効果が確認できた増殖・保護因子(及び関連するアゴニスト・アンタゴニスト)をマウスに投与し、in vivoでの増殖・保護作用を確認する。さらに、疾患モデル(LPS急性肺傷害モデルやブレオマイシン肺線維症モデル)に肺胞上皮幹細胞の増殖・保護因子を投与し、病態の改善効果があるか確認する。今年度は前年度未使用額があったこと、および研究を効率よく行うことができたため、22,346円の次年度使用額が生じた。翌年分と合わせ、肺胞上皮幹細胞の増殖・保護因子の解析を進めるために、疾患モデルの作成、増殖・保護因子の投与実験に使用する予定である。次年度使用額は、当初平生24年度に計画していたLRCs(≒肺胞上皮幹細胞)の網羅的遺伝子発現解析を次年度に延期することによって生じたものであり、延期した網羅的遺伝子発現解析に必要な経費として、平成25年度請求額と合わせて使用する予定である。
酸浸出-沈澱分離法による溶融飛灰からの有価金属の回収

一般廃棄物の焼却灰を溶融してスラグ化させる際に発生する溶融飛灰からの有価金属の回収を目的として、溶融飛灰の酸浸出-沈殿分離法について検討を加えた。研究対象とした溶融飛灰は、市中の一般的な溶融飛灰である。なお、研究対象とした金属元素は、溶融飛灰に比較的多く含まれる鉛と亜鉛としたが、銅や鉄などの共存する金属元素の挙動についても検討を加えた。得られた結果の概要は、次の通りである。(1)溶融飛灰をpH=9で水洗することにより、飛灰中の塩素を約90%除去でき、同時にZn, Pb, Cuなどの金属を濃縮させることができた。(2)溶融飛灰を水洗するときに発生する水洗廃液は、そのままでは排水基準を超過したが、硫酸鉄による凝集沈殿処理により、排水基準を満たすことができた。(3)脱塩処理後に硫酸浸出することで、溶融飛灰中のPbの99%を残渣に残し、Pbと他の金属を分離させることができ、その後の回収工程で溶融飛灰に含まれるPbの93%を回収することができた。(4)脱塩処理を導入することで、Zn回収物中の塩素品位を低減させることができ、このときのZnの回収率は97%であった。(5)脱塩処理を導入することで、浸出残渣からのPbの溶出を低減させることができることが分かったが、これは、残渣中の可溶性の塩素を低減させたことによるものであると考えられる。これらの結果から、酸浸出-沈殿分離法によって、溶融飛灰からの有価金属の回収が可能であることが判明した。一般廃棄物の焼却灰を溶融してスラグ化させる際に発生する溶融飛灰からの有価金属の回収を目的として、今年度は溶融飛灰の塩酸浸出と硫酸浸出を行った。研究対象とした溶融飛灰は、飛灰捕集時にアルカリ成分を吹き込まずに捕集した飛灰、石灰乳を吹き込んで捕集した飛灰、炭酸ソーダを吹き込んで捕集した飛灰ならびに市中の一般的な溶融飛灰の4種類である。塩酸浸出では、溶融飛灰中の亜鉛、鉛、銅、鉄が非選択的に浸出された。このため塩酸浸出は、溶解した金属元素を分離するための後処理が複雑になるが、残渣に鉛が入らないため、溶融飛灰の無害化には有効な手段であると考えられる。硫酸浸出では鉛が硫酸鉛になるため、鉛は浸出されなかった。また、亜鉛と銅の選択浸出もある程度可能であった。なお、これらの金属元素を浸出するのに必要な酸濃度は、硫酸の方が塩酸よりも少なくて済むことが分かった。このため硫酸浸出は、有価金属の回収には好都合であるが、残渣に鉛が入るため、残渣処理をする必要がある。石灰乳を吹き込んで捕集した溶融飛灰では、どちらの酸を用いた場合でも、他の飛灰に比べ、金属元素の浸出率は低くなった。これは、酸が石灰の中和に使われたためであると考えられる。来年度は、これら金属元素が溶解した溶液からの金属元素の分離・回収について研究を行う予定である。

研究対象とした溶融飛灰は、市中の一般的な溶融飛灰である。なお、研究対象とした金属元素は、溶融飛灰に比較的多く含まれる鉛と亜鉛としたが、銅や鉄などの共存する金属元素の挙動についても検討を加えた。得られた結果の概要は、次の通りである。(1)溶融飛灰をpH=9で水洗することにより、飛灰中の約90%の塩素を除去でき、同時にZn,Pb,Cuなどの金属を濃縮させることができた。(2)溶融飛灰を水洗するときに発生する水洗廃液は、そのままでは排水基準を超過したが、硫酸鉄による凝集沈殿処理により、排水基準を満たすことができた。(3)脱塩処理後に硫酸浸出することで、溶融飛灰中のPbの99%を残渣に残し、Pbと他の金属を分離させることができ、その後の回収工程で溶融飛灰に含まれるPbの93%を回収することができた。(4)脱塩処理を導入することで、Zn回収物中の塩素品位を低減させることができ、このときのZnの回収率は97%であった。(5)脱塩処理を導入することで、浸出残渣からのPbの溶出を低減させることができることが分かったが、これは、残渣中の可溶性の塩素を低減させたことによるものであると考えられる。これらの結果から、酸浸出-沈殿分離法によって、溶融飛灰からの有価金属の回収が可能であることが判明した。