hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PIV機能を有するレーザ干渉粒子径測定法の開発改良と噴霧流の流動解析

混相流体の研究はPDAやPIVの展開により進んだように見えるが,粒子まわりの流れ,流体中の粒子挙動が手法が点計測のため空間的な相互関係が取れない.またPIVによる空間にベクトルフィールドを見る手法では粒子径の情報が欠落しているために力学的に影響を与える分散相の粒子であるか,または連続相の流体を追うトレーサに用いられる粒子であるかなどの区別はつかない.ここに提唱するレーザ干渉による粒径の測定法はPIV(PTV)に用いられる巾の薄いレーザシート照射に対して約50度の傾きをもって液滴の画像を採取することにより表面から反射してくる光と内部で屈折反射して来る光の干渉で粒子画像に干渉縞を得,縞数により粒径を得る方法を開発することを目的としている.昨年度の研究成果よりは,小型30HzパルスYAGレーザと高解像度のデジタルカメラを用いて粒子の像を撮り,最適な干渉縞があらわれる条件を,光線追跡法により数値的に明らかにし,さらに実験的にレーザ光強度,レーザシート光の厚みの計測システムの諸条件が明らかにされた.本年度はこれらの実績をもとに,より高濃度場へ適応するために,受光光学系に2枚のペアなる円筒面レンズを挿入し画像を干渉縞情報を残したまま圧縮することによって重畳を避け,空間分解能の向上を図り,高濃度場における粒子像の弁別を可能とした.パルスレーザを2台用いてCCDカメラにより取得したペアなる2枚の干渉画像において,干渉縞という特徴をもった個々の粒子像に対して,径の算出にはFFTを速度の算出には相互相関法を適用し,精度良く径と速度の算出を可能にする画像処理アルゴリズムを構築した.定常噴霧の実流動場の計測を行った結果,粒径速度測定の精度に関して4%以内の誤差で,速度測定に関しても従来のレーザ流速計の測定結果と良い一致が見られ,瞬時の空間分布の計測が可能であることが示された.開発したPIV機能を有するレーザ干渉粒子径測定法は,従来のPIV/PTV法に用いられる巾の薄いレーザシート照射に対し,約70度の傾きをもって液滴の画像を採取することにより表面から反射してくる光と内部で屈折反射して来る光の干渉で粒子画像に干渉縞を得,縞数により粒径を得る方法である.まず光透過性の球形粒子の光散乱に関する基礎理論,レーザ光を照射した際に空間に生じる散乱光を数値的に予測する解析手法を用い,粒子径や偏光の違いが散乱パターンに与える影響を解析し粒径算出式を得た.干渉像を非焦点撮影する独自の光学装置を開発し,粒子高濃度場における干渉像検出の困難さを光学的に解消する機構を提案しその効果を数値実験ならびに応用実験によって評価した.さらに粒径分布と同時に個々の粒子に着目した速度分布を計測するためにPTV法の方式を応用した測定法を新たに考案し,高精度化を目的とした画像取得光学系の最適化,画像処理による高精度粒径同定法,粒子画像流速測定法の原理を利用した個別粒子の速度算定法を開発し,自動粒子弁別ソフトウエアを構築した.LDV法,拡大投影法を用いて速度・粒径をそれぞれ計測し比較検定を行い極めて良好な一致を得た.定常および非定常噴霧を測定対象として計測システムの検証実験を行い,過去に行われた研究結果と良好に一致した.流れ場の全体的な構造,その時々刻々の変化を凍結画像として取得し,指定されたある時刻の流れ場を把握するために噴射開始後から一定時間経過後の噴霧場を撮影し結果を評価し,径による粒子挙動の相違やその空間分布を明確に示すことに初めて成功した.噴霧流の特徴である外部からの気流のまき込みなど重要な情報を提供することが初めて可能となった.混相流複雑系流れにおける移動現象を追ってPIV改良に務め液滴などの微粒子の乱流中での挙動についてより広い面内の挙動について知見を得た.
液相拡散を利用した超高温耐熱セラミックスの接合プロセス開発研究

超高温耐熱セラミックスの効果的な接合法を開発することは,同系セラミックスのアプリケーションを広げるために不可避な命題である.本研究では代表的な超高温耐熱セラミックスである二ホウ化ハフニウム(HfB2)系セラミックスを,焼結助剤を用いる常圧焼結によって作製し, PTLP接合法に用いるNi-Nb合金融体に対する高温濡れ性を系統的に評価した.その結果,純Ni融体はHfB2基コンポジットに対して著しい界面反応を示したが, Nbの添加によってその界面反応を抑えることが可能であることが明らかとなった.これは, HfB2のNi系合金融体中への溶解度の変化もしくは溶解速度の低下によるものあると考えられる.また, Ni/Nb/Niインサート層を用いたHfB2コンポジットの接合を行った結果,接合体は非常に良い密着性を示したものの,接合界面には焼結助剤起因の金属間化合物が生成し,この化合物層が接合体の機械的強度の低下を招くことがわかった.今後は接合体界面部における金属間化合物の生成を低減することのできる焼結助剤の選択および接合条件の策定が望まれる.超高温耐熱セラミックスの効果的な接合法を開発することは,同系セラミックスのアプリケーションを広げるために不可避な命題である.本研究では代表的な超高温耐熱セラミックスである二ホウ化ハフニウム(HfB2)系セラミックスを,焼結助剤を用いる常圧焼結によって作製し, PTLP接合法に用いるNi-Nb合金融体に対する高温濡れ性を系統的に評価した.その結果,純Ni融体はHfB2基コンポジットに対して著しい界面反応を示したが, Nbの添加によってその界面反応を抑えることが可能であることが明らかとなった.これは, HfB2のNi系合金融体中への溶解度の変化もしくは溶解速度の低下によるものあると考えられる.また, Ni/Nb/Niインサート層を用いたHfB2コンポジットの接合を行った結果,接合体は非常に良い密着性を示したものの,接合界面には焼結助剤起因の金属間化合物が生成し,この化合物層が接合体の機械的強度の低下を招くことがわかった.今後は接合体界面部における金属間化合物の生成を低減することのできる焼結助剤の選択および接合条件の策定が望まれる.当該年度はまず,Nb-Ni系およびNb-Co系溶融合金の二ホウ化ハフニウム焼結体に対する濡れ性(接触角)を評価するために用いる超高温濡れ性評価炉を設計・作製した.このNb-Ni系およびNb-Co系合金系はPTLP(Partial Transient Liquid Phase)接合法により,二ホウ化ハフニウムを代表とする超高温耐熱セラミックス(UHTCs)を接合する際に用いるインサート材の候補である.また,この合金組成はPTLP接合中において連続的に変化することが予想されるため,より幅広い組成・温度範囲で測定を行える様に黒鉛製の発熱体および断熱材を用いている.結果として2273K程度の超高温の不活性ガス雰囲気下において静滴法による濡れ性の評価が行える様になった.また,昇温時の界面反応を防ぐために所定の温度に到達した時点で,基板上部より金属融体を滴下する機構を設計し装置上部に設置した.これによって,滴下後の界面反応による接触角の変化も連続的に測定することが可能となった.また,当該年度に導入したジルコニア製粉砕メディアを使用する遊星ボールミルによって,二ケイ化ハフニウムおよび二ケイ化モリブデンを焼結助剤とする二ホウ化ハフニウムの焼結体作製用混合粉末を作製した.当該年度は,本研究課題における被接合セラミックスであるニホウ化ハフニウムの焼結プロセスについて系統的な調査を行った.具体的には,純度99.5%,-325meshのニホウ化ハフニウム試薬を出発原料として,焼結助剤(ニケイ化ハフニウム,ニケイ化モリブデン,炭化ホウ素および炭化ケイ素)を520vol%添加した粉末を,ジルコニアをミリングメディアとする遊星ボールミルおよびボールミルによって粉砕混合を施した.その後,真空および各種不活性ガス雰囲気中においてホットプレスおよびCIP成形を施した成形体の焼結を行い,焼結体の微視的構造および相対密度に及ぼす,焼結助剤,焼結条件(温度,時間,雰囲気,プロセス等)の影響を系統的に調査した.その結果,10および20vol%のニケイ化モリブデンを添加したサンプルをアルゴン雰囲気中において1950°C,1時間の条件で焼結を施すことによって相対密度98.5%のバルク体を得られることが明らかとなった.次年度はこの焼結体を中心に各種溶融金属との濡れ性およびTLP接合法によるセラミックスの接合を進める予定であるここで,他の焼結助剤を添加したサンプルについては芳しい成果を得ることができなかったが,この過程においてミリングメディアであるジルコニアからコンタミネーションおよびセッターとして用いている窒化ホウ素ルツボからのBN蒸気がニホウ化ハフニウムの緻密化に大きな影響を及ぼしていることが明らかとなった.当該年度は平成21年度に試作建造した超高温濡れ性評価装置を用いて,平成22年度に作製したHfB_2-MoSi_2セラミックス複合体の溶融金属に対する濡れ性を系統的に評価した.

具体的には,アルゴン雰囲気中において1950°C,1h保持の条件で作製したHfB_2-MoSi_2セラミックス(相対密度:98%程度)の表面にダイヤモンドスラリーを用いて鏡面研磨を施し,濡れ性評価装置に設置した.また,高真空雰囲気下で溶解作製したNi-Nb合金(0,20,Or40at%Nb)を切断,表面の酸化皮膜を硝酸水溶液により除去した合金サンプルを濡れ性評価装置内のHfB_2-MoSi_2セラミックス上部に設置し,高真空雰囲気下において1600°Cまで昇温し,30分間保持した.昇温時および保持中のNi-Nb合金融体形状を高解像度CCDカメラによって,連続的に記録し濡れ性を評価した後,急冷試料断面の光学顕微鏡,SEM-EDSおよびEPMA観察を行い界面における反応を詳細に調査した.いずれの溶融合金も昇温時にHfB_2-MoSi_2セラミックスに対して濡れ広がり,融体の大半がセラミックス中に消失することがわかった.これは,EDSおよびEPMAの分析結果からNi基溶融合金のHfB_2セラミックスに対する固溶反応によるものと考えられる,また,Ni-Oat%Nb融体はセラミックス中に800ミクロン程度の界面反層を形成したのに対し,Ni-20および40at%Nb融体では反応層が数百ミクロンと低減されることがわかった.これは,HfB_2のNi-Nb系融体に対する溶解度の減少によるものであると考えられる.高温における濡れ性を評価したNi-Nb系合金をインサート材とするHfB_2-MoSi_2セラミックスのPTLP接合も試みた.具体的にはNiを蒸着しだNb箔をセラミックス聞に挿入し,1600°C,真空雰囲気,8.5MPa接合圧の条件下で接合を行った結果,非常に強固な接合体が得られることがわかったが,接合界面に複数層の金属間化合物が生成することが明らかとなった.
メソ細孔誘起結晶歪みとスピン－フォノン相互作用によるマルチフェロイック化の実現

既報のゾルゲル法を用いたチタン酸ユウロピウムの作成方法に、申請者が既に手法を確立している両親媒性界面活性剤のミセルを有機鋳型として用いるsoft-template法を組み合わせることで、メソ細孔構造を有するチタン酸ユウロピウム薄膜を作製する手法の確立を目指した。出発原料としては既報を参考に酸化ユウロピウム粉末とチタンテトライソプロポキシド(液体)を選択した。酸化ユウロピウム粉末を硝酸に溶解した後、化学量論に基づいた量のチタンテトライソプロポキシドを加えることでチタン酸ユウロピウムの合成を行った。また、有機鋳型となる界面活性剤を含む溶液を添加し、前駆溶液を作成した。作成した前駆養液をシリコン基板上に滴下した後、スピンコート法により成膜した。次いで電気炉を用いて800°Cで焼成を行い、界面活性剤の除去と骨格結晶化を行った。透過電子顕微鏡により作成した薄膜の構造観察を行ったところ、想定していたナノ細孔構造が形成されていることが確認できた。しかしながら、薄膜X線回折測定を行ったところ、チタン酸ユウロピウムに起因する回折ピークは現れず、出発原料である酸化ユウロピウムに起因する回折ピークしか現れなかった。このことから、酸化ユウロピウムとチタンテトライソプロポキシドとの反応が不十分であったことが示唆された。初年度では多孔性チタン酸ユウロピウム薄膜の作成手法を確立する予定であった。これまでの研究で、多孔性構造の作成には成功した。その一方、前駆溶液作成時における化学反応が不十分であり、細孔骨格が原料物質のチタン酸ユウロピウムのままであったため。まずはチタン酸ユウロピウムの合成を早急に実現する。既報では酸化ユウロピウムをユウロピウム源としていたが、チタン源と同じアルコキシドであるトリ-i-プロポキシユーロピウムもユウロピウム源として検討する。チタン酸ユウロピウム合成が実現したら、メソ多孔性薄膜の作製を行い、マクロスコピックな物性評価(薄膜全体の強誘電性、強磁性評価)に取り組む。申請時当初、スピンコーターは購入する予定であたったが、所属研究機関の共通機器を使用できることとなったため、購入する必要がなくなった。また、強誘電性・強磁性の評価用に分析機器使用料を計上していたが、サンプル作成に時間がかかり、分析機器の使用まで至らなかったため。
新しい企業成長の源泉‐企業データを用いた実証研究‐

本研究では、上場企業の財務データより、無形資産を計測し、無形資産が企業価値に与える影響を観察した。その結果、設備投資行動のモデル化に当たって、無形資産を考慮する必要性が確認された。加えて、無形資産を含んだ設備投資モデルの推定結果から、より強い資金制約に直面している企業ほど、無形資産を含む設備投資が阻害されている可能性が示唆された。次に、無形資産が先進諸国、特に米国と日本の経済にどのような影響を与えるのかを分析した。ミクロ(企業)レベルの分析において、米国では、無形資産投資が生産性成長の重要な要因であることが示されたが、同様の結果は、日本では観察されなかった。企業が保有する資産は、建物や構築物などの「見える資産(有形資産)」と、知識・技術や人的資本などの「見えない資産(無形資産)」に大別される。近年、後者を定量的に評価(可視化)し、その役割を正確に理解しようとする試みが進んでいる。本研究では、企業別の無形資産を計測した。加えて計測された無形資産が、企業成長にどのような影響を与えるのか、そして、どのような種類の無形資産投資が、企業価値を増やすのかを実証的に分析した。具体的には、上場企業の財務データより、研究開発ストック、組織資本という2つの無形資産を計測し、無形資産が企業価値に与える影響を観察した。また、情報の非対称性などの問題で、資本市場が不完全であった場合、無形資産投資を行おうとしている企業にはより強い資金面での制約がかかっている可能性がある。そのため、本研究では、どのような企業が無形資産投資を円滑に行うことができているのかを、資金制約との関連で分析した。分析の結果は以下の通りである。日本の場合、計測された無形資産は、研究開発ストック、および組織資本ともに企業価値に正の効果をもたらしていることがわかった。また日本では米国よりも、組織資本が企業価値へ与えるプラスの効果が強いことが観察された。このことは、日本においては企業内の組織資本の蓄積が企業価値にプラスの影響を与え、これらへの投資が減少することで企業価値が損なわれる可能性があることを示唆している。また、設備投資の十分統計量であるトービンのQを説明変数とする通常の設備投資関数を、有形資産のみの場合と無形資産も含む場合の2通りで推計した。その結果、無形資産も含む場合で、トービンのQの係数が正で有意な結果が得られた。以上より、設備投資行動のモデル化に当たって、無形資産を考慮する必要性が確認された。以上の研究成果は経済産業研究所のディスカッションぺーパーとして公開した。企業の生産要素である労働や有形の資本の他に、『無形資産』が企業成長に果たす役割について企業財務データを用いた分析を行った。また、新規企業の参入が経済を活性化させると指摘されているが、企業が成長し、IPO(新規株式公開)を行うまでのベンチャーキャピタルなど資金出資者が、IPOまでの期間に与える影響について、最新の統計的手法を用いた分析を試みた。無形資産に関する研究では、研究開発投資のみではなく、企業別の無形資産をソフトウェア、広告宣伝、人的資本、組織資本の5つの項目別に、国際的にも比較可能な形で包括的に計測した。その結果、以下のことが明らかとなった。通常の(有形資産のみの)トービンのQは1を超えるが、無形資産を分母に含んだトービンのQは1に限りなく近くなった。特にIT関連産業は無形資産を含んだ場合のトービンのQでも平均して1を超えていた。そのため、IT関連産業はより投資を拡大する余地があると考えられる。無形資産の多い企業ほど企業価値が高い。IT関連産業に属する企業の方が、無形資産の蓄積が大きく、またそれが企業価値に寄与している。この分析の結果から、政府は、IT関連産業の無形資産への投資を促進させるような成長戦略を取るべきであるとの主張ができる。IPOに関する研究では、IPOのダイナミクスを、IPO前の期間におけるベンチャーキャピタル(VC)の関与に注目しながら実証的に分析した。その結果、IPOのハザードが、シンジケーションに含まれるVC数が増加する場合に加えて、VCタイプ数が増加する場合において上昇することを確認した。特に後者の結果は、多様なVC間に案件のスクリーニングや投資後のコーチングといった点に関する補完性が存在していることを示唆している。以上の研究成果は、国際学会や国内の学会等で報告をし、ディスカッションペーパーとして発表した。無形資産に関しては、国際的に注目が集まっているが、マクロや産業レベルの国際比較データは存在しても、ミクロ(企業)レベルでの国際比較分析は未だ少ない。

本研究では、無形資産投資が先進諸国、特にアメリカと日本において、マクロ及び産業レベルの生産性成長や、ミクロレベルの企業成長にどのような影響を与えるのかを分析することを目的としている。得られた主要な結果は以下のとおりである。マクロ及び産業レベルの分析では、GDPに占める無形資産投資の割合が一人当たりGDPと正の相関を示していることが明らかとなった。日本とアメリカで、マクロレベルで成長会計分析を行うと、アメリカの成長の要因が無形資産の深化にあるのに対して、日本は労働の質(例えば高学歴化など)にあることがわかった。ミクロレベルで日米比較を行うために、S&P社の提供するCapital IQデータをつかって、日米企業の無形資産投資を計測した。その結果、米国では、無形資産投資の総資産に対する比率が大きい企業の労働生産性が高いことがわかった。一方で、日本ではそのような結果がえられなかった。加えて、金融危機前後の企業の生産性の変化を日米で比較したところ、米国では無形資産投資が多い企業グループの方が、少ない企業グループと比べ生産性の低下が小さく済んだことがわかったが、日本ではそのような結果は得られなかった。マクロ経済学生産性分析コーポレートファイナンス平成25年度以降の研究計画・方法に記載した、企業別の無形資産の計測も終了し、論文としてまとめ上げ、ディスカッションペーパーとして公表した。加えて新たな無形資産に関連した研究にも着手している。そのため、おおむね、研究が順調に進展していると考えられる。研究計画・方法に記載した、企業別無形資産の研究、及びベンチャーキャピタルがIPOまでの期間に与える研究についての、大容量のデータベースの構築作業も終了し、企業ごとの無形資産計測も終了した。加えて、無形資産投資が企業価値に与える影響の分析も終了し、論文としてまとめ上げた。平成25年度以降予定していた、ベンチャーキャピタルがIPOまでの期間に与える影響についての推計も終了し、ディスカッションペーパー等で発表した。そのため、当初の計画以上に、研究が順調に進展していると考えられる。日本における無形資産と企業価値に関する研究を終えたため、無形資産の国際比較を試みる。日米を始め、中国、韓国、ヨーロッパ各国企業における無形資産投資の推計と、無形資産投資と生産性の関係を検証する。平成24年度に行った企業別無形資産に関する研究をまとめ上げ、海外専門誌への投稿を試みる。さらに、構築したデータベースを基に、関連した発展研究を行う。具体的には、企業別無形資産を日本のほか、韓国や中国、米国などその他の国々でも計測し、国際比較を行う。また、無形資産とトービンのQを説明変数とする通常の設備投資関数を有形の資産のみの場合と無形資産を含む場合の二通りで推計し、無形資産への投資と資金制約の関係を明らかにする。IPOに関する研究も引き続き、投稿作業等を行うが、加えて、株式非公開化の分析を試みるために必要なデータベースの整備作業にも着手する。大容量データベースの整備、処理に必要な、高性能のノートパソコンを購入する。また、国際学会での発表を予定しているため、旅費に研究費を使用する。英文での論文執筆後の校閲費用にも可能であれば研究費を使用したい。加えて、統計分析ソフトであるSTATAの最新版も購入したい。
他者の不安表情の知覚が実践的な運動パフォーマンスに及ぼす影響

不安感情の情動伝染と実践的な運動課題における運動パフォーマンスの関係を調べる(本研究の全体目的).本研究で明らかにすること他者の不安感情の知覚がダーツ課題における運動パフォーマンスに及ぼす影響を明らかにする(目的1).また情動伝染には個人差があることから(木村ら, 2007),個人の情動伝染のしやすさが他者の不安感情知覚時の運動パフォーマンスに及ぼす影響を調べる(目的2).本研究は集団種目における“あがり"のメカニズム解明に貢献できる.また,新たな“あがり"克服法の提案も期待され, “あがり"に悩むスポーツ選手の助けとなる.不安感情の情動伝染と実践的な運動課題における運動パフォーマンスの関係を調べる(本研究の全体目的).本研究で明らかにすること他者の不安感情の知覚がダーツ課題における運動パフォーマンスに及ぼす影響を明らかにする(目的1).また情動伝染には個人差があることから(木村ら, 2007),個人の情動伝染のしやすさが他者の不安感情知覚時の運動パフォーマンスに及ぼす影響を調べる(目的2).本研究は集団種目における“あがり"のメカニズム解明に貢献できる.また,新たな“あがり"克服法の提案も期待され, “あがり"に悩むスポーツ選手の助けとなる.
18世紀「生気論」論争とドイツ自然哲学(シェリング及びロマン主義自然哲学)の形成

この1年間にわたしが行うことができたのは、シェリングを中心とする「生気論」に関係する文献の収集と関係する論文の収集であった。それに基づき、わたしはシェリング文献から「生気論」に基づくシェリングの見解の整理を行った。その結果、明らかになったのは、シェリングは基本的に「生気論」の問題を「機械論対生気論」という18世紀の基本的な理解を示しながら、「生気論」に対して批判を行っており、「生気論」に与していないということである。これが第1点である。第2点としては、1800年前後の「生気論」の流れをフォローすることである。シェリングはとフーフェラント派の理論的対立は、すでに確認していたので、それ以後特に反対派の流れがどこに結びつくかをフォローした。それによって、わたしは、アンリ・ベルクソン、ハンス・ドリーシュらの、現代に至る「生気論」の流れを汲む潮流を確認し、それとの関係で、「実験医学」の流れが「生気論」と対決する基本的潮流であることを確認した。だから、今年度の研究から課題として明らかになってきたことは、第1に、シェリングを中心に「生気論対機械論」の枠組みを組み替え、それによって「実験医学」の問題性と連結することが課題となるだろう。第2に、シェリングを中心にした議論の広がりをさらに文献的に確認していくことである。これが第1点である。
低アレルゲン性リン酸化抗原による経口免疫寛容誘導機構の解明

アレルギー疾患に対する治療は未だ確立されていない。近年「食べて治す」という免疫寛容誘導を利用した経口減感作療法が注目されているが、アレルギー原因物質(アレルゲン)を摂取させる方法であるため、アナフィラキシー等の重篤な副反応の誘発リスクがあり、標準的治療法とは成り得ていない。申請者は、蕎麦の主要アレルゲンFag e 1のアレルギー性が糖鎖修飾やリン酸修飾により低減化すること、分子修飾Fag e 1の経口摂取は免疫寛容を誘導できることを見出した。本研究では、より安全で有効性の高い経口免疫寛容誘導剤の開発を目指し、低アレルゲン性リン酸化抗原の免疫寛容誘導機構を解明することを目的とした。本年度は、蕎麦アナフィラキシー症状の要因とされるFag e 2を対象にリン酸化の効果を検証した。はじめにドライヒーティング法により作製したリン酸化Fag e 2(P-Fag e 2)は患者血清中IgE抗体との結合能を低減化させることを確認した。続いて、Fag e 2感作マウスを用いてP-Fag e 2のin vivoでの効果を検証した。マウスは1未感作群、2抗原感作群、3抗原感作後-抗原摂取群、4抗原感作後-リン酸化抗原摂取群の4群に分け、抗原感作後、通常飼料、Fag e 2混餌飼料、またはP-Fag e 2混餌飼料を6週間自由摂取した。その結果、P-Fag e 2摂取により血清中の特異IgE濃度が低下する一方、特異IgA濃度が増加することが明らかになった。このとき、P-Fag e 2摂取群において、パイエル板細胞での濾胞性ヘルパーT細胞(Tfh)が増加することが示された。パイエル板細胞では、Th2型サイトカインであるIL-4の低下、およびTfh関連サイトカインのIL-21の増加が認められた。以上の結果より、Fag e 2のリン酸化はTfh細胞の分化誘導によりTh2細胞の分化機能を制御してアレルギー反応を抑制させることが示唆された。マウス実験では大量のFag e 2を必要とするが、酵母発現系により十分量のFag e 2を調製できており、当初計画していたマウス実験を円滑に実施することができた。現在、並行して別の抗原の酵母発現にも取り掛かっている。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。今後は、LC-TOF-MSを用いて、抗原中のリン酸修飾されたアミノ酸部位を同定する。また、より詳細な作用機序を解明すべく、DCreg (CD11c+CD103+)を採取し、サイトカイン産生量を測定し、樹状細胞の制御に及ぼす影響について検討する。さらに、スギ花粉抗原Cry j1、ダニ抗原Der f1など別の抗原を対象とした実験を行い、本手法の応用可能性を検証する。

また、より詳細な作用機序を解明すべく、DCreg (CD11c+CD103+)を採取し、サイトカイン産生量を測定し、樹状細胞の制御に及ぼす影響について検討する。さらに、スギ花粉抗原Cry j1、ダニ抗原Der f1など別の抗原を対象とした実験を行い、本手法の応用可能性を検証する。
サルコペニア、フレイル、動脈硬化、インスリン代謝と認知機能の相関解析

抗加齢ドック受診者を対象として大腿筋断面積の計測、認知機能評価、血液検査、皮下組織AGEs蓄積値、頚動脈エコー、アンケートなど関連因子の情報収集を前年度に引き続き行った。これまで蓄積したデータとあわせて、後向き解析の準備のため、得られたデータの入力、解析の下準備を前年度に引き続き行った。これまでの研究結果の蓄積、解析から、サルコペニア・フレイルは動脈硬化性変化や認知機能低下と密接にリンクしているだけでなく、皮下組織AGEs蓄積値とも密接な関連がみられた。皮下組織AGEs蓄積値はサルコペニア・フレイルの新たなバイオマーカーとして有用なものである可能性が示唆される。順調に症例を蓄積しており、情報収集・データ入力が進んでいる。解析作業も開始しており、発表準備を進めている。得られた結果から解析を行い、サルコペニア、フレイル、動脈硬化、インスリン代謝、認知機能の相関および関連因子の抽出、相互に及ぼす影響、考察をすすめていく。抗加齢ドック受診者を対象として大腿筋断面積の計測、認知機能評価、血液検査、皮下組織AGEs蓄積値、頚動脈エコー、アンケートなど関連因子の情報収集を行った。これまで蓄積したデータとあわせて、後向き解析の準備のため、得られたデータの入力、解析の下準備を行った。これまでの研究結果の蓄積から、サルコペニア・フレイルは動脈硬化性変化や認知機能低下と密接にリンクしている可能性が考えられており、より簡便・非侵襲的な計測が可能である皮下組織AGEs蓄積が新たなバイオマーカーとして有用か検討していく。順調に症例の蓄積があり、情報収集が進んでいる。並行して解析のためのデータ入力も進行している。得られた結果から解析の下準備を行い、サルコペニア、フレイル、動脈硬化、インスリン代謝と認知機能の相関および関連因子の抽出をすすめていく。本年度は物品調達と旅費の予算執行がほぼ予定通り進行した。本年度の残額と次年度の予算額で引き続き物品調達などを適正に行い、研究を進めていく。本年度の残額と次年度の予算額を引き続き物品調達、旅費などに計画的に使用し、研究成果のまとめにつなげる。
自然免疫の制御による角膜感染に伴う炎症の抑制

C57BL/ 6マウスにLPSにて角膜炎を発症させた。角膜内に浸潤した好中球とマクロファージの出現時期は異なっていた。種々の液性因子の発現時期も異なっていた。マウス緑膿菌角膜炎モデルを作成した。緑膿菌の臨床分離株5×10^6 CFU濃度により強い角膜炎を安定して誘導することができた。C57BL/ 6マウスに比し, BALB/cマウスでは、角膜炎の臨床症状が軽度であった。C57BL/6マウスに26G針にて角膜上皮に擦過傷を作ったのちに緑膿菌由来のLPS 1μgを点眼した。LPS点眼後6時間および24時間後にマウスを安楽死させ,角膜を摘出した。摘出した角膜はOCTコンパウンドに包埋し,凍結切片を作成した。好中球およびマクロファージに対する抗体を用いて免疫染色し,角膜へ浸潤した炎症細胞数を定量化した。好中球は6時間から角膜内へ浸潤して,24時間後もほぼ同数であった。マクロファージは,6時間で浸潤が有意に増加したが,24時間後にさらに増加していた。また摘出した角膜をホモジナイズして,角膜に含まれる23種類のサイトカイン,8種類のケモカインを網羅的にmultiplex bead array法を用いて検討した。その結果,LPS角膜炎において,炎症性サイトカイン(IL-1α, IL-1β, TNF-α, IL-6),Th1サイトカイン(IL-12, IL-15, IL-18),ケモカイン(KC, MCP-1, MIP-1β, RANTES, MIP-2, MIG),成長因子(G-CSF, M-CSF, PDGF-BB, VEGF)の発現が上昇した。これらのうち,IL-6, IL-12, IL-18, MCP-1, M-CSF, PDGF-BBはLPS点眼後6時間のみで上昇し,これら以外は6時間後と24時間後共に上昇が認められた。またTh2サイトカインであるIL-13の発現のみ24時間後に減少した。これらの結果より,LPS刺激後の種々の液性因子の発現時期が異なり,生体防御・炎症の発症や維持に異なる役割を果たす事が示唆された。また緑膿菌の臨床分離株を用いて,マウス緑膿菌角膜炎モデルを作成した。C57BL/6マウスおよびBALB/cマウスに26G針にて角膜上皮に擦過傷を作ったのちに,種々の濃度の緑膿菌を点眼し,経時的に臨床所見を観察した。その結果,5×10^6 CFUの濃度の緑膿菌により強い角膜炎が安定して誘導されることが分かった。C57BL/6マウスにおいては,感染1日後は輪状膿瘍の所見を呈し,3日後は角膜全体が白濁し,5日後は角膜が穿孔するマウスが多く見られた。一方,BALB/cマウスにおいては,同濃度の緑膿菌を感染させてもC57BL/6に比し,角膜炎の臨床症状が軽度であり,マウスの系統により臨床所見に差が認められた。現在緑膿菌感染後の角膜における炎症細胞や生細菌数,サイトカインやケモカインなどの発現を検討している。本年は,緑膿菌性角膜炎のマウスモデルの確立とそのモデルを用いてIL-17Aの役割を検討した。C57BL/6およびBALB/cマウスに、26G針にて3本の直線の角膜上皮欠損を作製し、緑膿菌の臨床分離株(5×10^6CFU/5μl)を点眼して感染させ、その後経時的に角膜の臨床所見を観察した。感染後5日目にマウスを安楽死させ、眼球を摘出し、角膜内の生細菌数や切片、あるいはRNAを抽出した。臨床所見はC57BL/6マウスにおいて、経時的に増悪していき、感染5日後にはほとんどのマウスで角膜が穿孔していた。組織学的検討およびミエロペルオキシダーゼ活性の測定により、角膜病巣部には多数の好中球が浸潤していた。一方、BALB/cマウスにおいては、C57BL/6マウスに比して角膜混濁などの臨床所見は軽度であり、感染5日後の角膜内生細菌数および浸潤した好中球数もC57BL/6に比して低かった。近年種々の臓器で微生物感染においてサイトカインIL-17が重要な役割を果たしていることが報告されてきている。そこで我々はIL-17A遺伝子欠損/(KO)マウスを用いて,緑膿菌性角膜炎におけるIL-17の役割について検討した。

C57BL/6背景のIL-17A KOマウスにおいては,野生型マウスに比して臨床所見が重篤で,感染5日後の角膜内の生細菌数および好中球薮が多い傾向が認められた。反対にBALB/c背景のIL-17A KOマウスにおいては,野生型マウスに比して臨床スコア,角膜内の生細菌数および好中球数共に低い傾向にあった。これらの結果より,C57BL/6マウスにおいてはIL-17Aは緑膿菌感染に対して抑制的に働き,緑膿菌に対して抵抗性であるBALB/cマウスにおいてはIL-17Aは感染を増悪させている可能性が示唆された。
都市部在住高齢者の外出特性と外出頻度低下をもたらす物理的環境因子に関する研究

本研究は、都市部に居住する高齢者を対象に、「外出行動の特性」および「外出頻度に影響を与える住環境やまちづくり等の物理的環境因子」の抽出を目的とする。東京都荒川区に居住する高齢者を対象に郵送調査とヒアリングを行った。その結果、1)外出頻度への影響は、物理的環境因子よりも主観的健康感が強く、バリアフリー整備のみでは外出頻度の低下防止に効果を得にくい、2)外出頻度低下者は地域社会との交流が減少し日常生活の行動範囲が狭小化している、3)都市整備には、トイレの増設と分散配置、ベンチと休憩場所の増設が必要である、等が明らかになった。本研究の2年度である平成24年度は、23年度に実施した東京都荒川区における大規模調査(荒川区重点整備地区指定5地区(公共交通機関拠点駅より半径500メートル以内の地域)に居住する高齢者人口の2分の1(約10,000人)を対象とした郵送調査)の結果の分析を進め、また、自由記載欄に記載された、約5000のコメントの内容別分類作業を進め、都市居住高齢者の考える外出環境の解明を試みた。調査対象者を交通の便が良いと考える主要駅より半径500メートル圏に居住する高齢者に限定したことから、屋外環境のばらつきや地域差をできるだけ排除することができたと考えられ、記載内容の指摘事項は有用な情報となることが期待できる。また、今年度は、同地域に居住する高齢者180名に対する面接調査を実施し、外出に関する意識の実態の把握を行った。外出先の把握と主に、外出時の持ち物に着目に、日常的に身に着ける衣類、カバン、カバンに入れる持ち物等を把握し、外出時の携帯品の傾向と外出する地域、生活圏等と組み合わせ、外出実態の分析を行っている。さらに、車いす使用者、視覚障がい者へのヒアリングも行い、高齢者の外出行動と比較することで、高齢者の外出時の携帯品や持ち物の特徴を抽出することを試みた。これにより、高齢者の日常着と外出着の違いや、その使い分けがみられ、外出行動範囲の違いが把握できた。なお、東日本大震災の発生により、高齢者の外出にみられる被災時対応や発生への不安感が調査結果やヒアリングから明らかになり、災害発生時の行動への関心の高さも把握され、25年度の課題として、検討が必要である。本研究は、都市部在住高齢者を対象に、高齢者の外出行動の特性と外出頻度に影響を与える住環境やまちづくり等の物理的環境因子の抽出を目的とした。一次調査は、東京都A区の重点整備地区3地区に居住する65歳以上の高齢者を対象とした郵送調査を実施した。外出頻度低下者は外出頻度維持者に比べ、通院を除く外出目的の上位3項目は買い物、散歩、友人に会う、で同一であったが、回答は有意に低く地域社会との交流の狭小化がみられた。公共交通機関の利用も有意に低下している。男性では、外出先も上位3項目は同一であったが有意に低いという結果を得た。住環境では、主観的健康感の低下と居住階に関連がみられた。主観的健康感の低下は外出頻度に影響を与えた。エレベーターの設置は、主観的健康感の低下者に対しては外出頻度の改善に影響することが示された。外出に不便を感じる理由としては、頻度低下者と頻度維持者共にトイレの不足とベンチの不足を挙げ、有意差はみられなかった。外出頻度別にみると、青信号の時間、荷物の持ち運び、自転車のマナーへの要望で有意差がみられた。二次調査は、外出頻度維持者を対象にヒアリングを行った。買い物は、ほぼ毎日徒歩または自転車で10分以内が70.4%を占め近隣へ頻繁に訪れる様子がわかった。これと比較して、病院への通院は、徒歩または自転車が多く公共交通機関の利用も増えるが、10分以内が59.1%を占めた。友人宅へは、週に1回から月に3回が65.9%を占め、公共交通機関を利用し20分程度をかけて出かける者が多くみられた。遠いと感じる外出先として公共交通機関を利用する場所を挙げる者が63.0%を占めたにもかかわらず、友人との交流は高齢者の外出意欲や移動範囲の拡大と維持に貢献することが示された。高齢者の外出を阻害する因子の抽出と共に、頻度維持に影響する外出行動の特性を把握することができた。研究初年度である平成23年度は、研究対象者の基本情報と特性を把握することを目標として研究を行った。東京都荒川区が重点整備地区として指定した5地区(公共交通機関拠点駅5駅より半径500メートル以内の範囲)のうち、平成22年度に予備調査を実施した1地区を除く4地区に居住する高齢者を対象に、荒川区と共同で郵送調査(地区居住高齢者人口の2分の1を抽出)を実施した。調査地区を駅より半径500メートル以内の範囲に限定することで、屋外環境の地域差やばらつきをできるだけ排除した対象者を抽出した。

調査票は、平成22年度に実施した予備調査の結果を検討し修正を加えてより研究目的に即した調査票に修正し使用した。また、選定した4地区について、各地区内の各種商業施設や医療機関、高齢者福祉サービス施設、地域活動拠点等を地図上にプロットし、高齢者の外出目的地を具体的に抽出して、外出動機や外出目的となる行為・活動を分類し調査項目として用いた。郵送調査により、健康基礎情報、外出頻度(外出頻度低下者の抽出)、外出行動の特性、外出目的、屋内外における物理的外出阻害因子、外出不安因子、自宅内における活動性低下をもたらす居住習慣、等の外出目的や外出行動を阻害または制約する物理的環境因子の抽出を行った。また、外出頻度維持者と閉じこもりを含む外出頻度低下者の比較を行い、外出頻度低下者の実態を把握し、外出阻害要因について考察した。初年度に東京都荒川区において荒川区都市整備部と共同で実施した大規模調査(荒川区重点整備地区指定5地区(公共交通機関拠点駅より半径500メートル以内の地域)に居住する高齢者人口の2分の1(約10,000人)を対象とした郵送調査)の結果の分析、特に自由記載欄の記述の集計と分析を進めたところ、当初把握した3500件の内容別にみると約5000件に上ることが明らかになり、分析の作業が計画以上に多く時間を要した。このため、初年度に計画した23、24年度の研究計画よりも、進行が遅れることとなった。遅れを取り戻すため研究補助員を雇用し、作業の効率化、作業速度の向上に努めた結果、24年度の当初計画の大幅な遅れを取り戻すことが可能になり、24年度の計画であった、ヒアリング調査を実施することができた。ただし、当初の遅れを完全に取り戻すことはできず、24年度ヒアリング調査の分析が遅れている。25年度はヒアリング調査の分析を急ぎ、現在の遅れを取り戻すことに努める予定である。今年度は、本研究の初年度であり、対象となる高齢者の基本情報を得るために、郵送調査を実施して、基本情報と、外出行動特性を把握する、また、外出目的地の確認など、次年度に向けた分析を実施したが、東日本大震災の影響により、研究対象者である高齢者の調査に対する興味に影響を受け、調査目的外の記述や、回答が多く、全調査票を読んで、有効票とするか確認が必要になり、その結果、データの入力までに時間を要して一次集計は終えたものの、多変量解析による結果因子の相互作用を確認するまでに至らなかった。また、同様の理由から自由記載欄の記述が3500件を上回り、この記載の判読、分類、集計に時間を要した。その結果として、詳細な多角的分析の結果を反映させて次年度(24年度)の調査に活かすことを当初の目標としていたが、次年度は一次集計結果を用いた多変量分析から開始することとなった。研究最終年度である25年度の研究計画は以下のとおりである。1研究初年度(24年度)に実施した大規模郵送調査の分析結果を投稿論文として取りまとめ、査読付き雑誌に投稿する。124年度に実施した高齢者180名へのヒアリング調査の結果の分析を行い、都市部居住高齢者の外出に関するさまざまな阻害因子の抽出を行う。特に外出頻度に影響する都市における外出目的物理的因子(都市整備状況)、外出目的、生活圏、活動拠点(外出目的地)、外出に関する不安感、居住習慣、等の因子について、分析を深め、初年度に実施した大規模郵送調査の結果と比較し、より実態に即した分析結果を導き出す。3調査の結果、当初予定に含まれていなかった、災害発生時の外出行動について、高齢者は非難に対する危機意識が強く、不安感を持っていることが初年度(23年度)
膜中におけるバンド３タンパク質の構造解析

バンド3の二次元結晶の改良を試みた。外向きに固定したバンド3では従来ベシクル状の結晶は得られていた。より分解能の向上を望めるシート状結晶を頻度よく得るために、精製条件から再検討した。特に精製標品に見られるグリコフォリンA(GPA)やアクアポリン-1等のマイナーなコンタミの除去を行った。内向きに固定したバンド3の精製も行い安定性を評価した。これらの結晶化とは異なるアプローチも行った。バンド3とGPAとの複合体に結合することが知られているモノクローナル抗体を精製に利用した。このモノクローナル抗体はWright抗体と呼ばれ、バンド3、GPAおよびWright抗体の三者複合体を精製することができた。本年度は内向き型B3MDの二次元結晶の作製に取り組んだ。サンプルは長崎国際大学薬学部濱崎グループから提供を受け、DEPC阻害剤によってHis834を修飾しB3MDを内向きに固定化(内向き型)したものである(Xiu et al., Biochemistry 2003, Takazaki et al., J.Biochem. 2006)。二次元結晶化はH2DIDSによって架橋されたB3MD(外向き型)の結晶化方法を踏襲すると2週間程度かかる。まずは外向き型の結晶化条件で二次元結晶化を試した。ボタン式透析で結晶化をセットアップし、2週間後に沈殿物を回収し負染色後、電子顕微鏡による観察を行ったがアグリゲーションのみであった。この結果を踏まえ、内向き型の安定性はそれほど高くないと予想された。そこで結晶化時間を短縮するため、カセット式透析によって再度結晶化を行ったが結果はボタン式透析と同じであった。以上の結果から内向き型は外向き型に比べて安定性が低いことがわかってきた。そこで内向き型の最適結晶化条件を見いだすためにゲルろ過カラムにより安定性試験を行った。内向き型を4、13、23°Cの3条件で保存し、途中でサンプリングしながらゲルろ過パターンを取得した。どの温度でも経過日数に依存してダイマー画分のピークが減少した。具体的には4°Cと13°Cではほとんど同じ減少パターン(一週間でピークの値の半分)を示したが、23°Cではより明らかに安定性が悪くなった(2日でピークの値の半分)。一方比較対象である外向き型では二週間後においてもゲルろ過パターンはほとんど変わらなかった。これまで、外向き型と並行して内向き型B3MDの二次元結晶の作製にも取り組んで来た。サンプルはDEPC阻害剤によってHis834を修飾しB3MDを内向きに固定化したもので、共同研究者から提供を受けたものである(Xiu et al. Biochemistry 2003, Takazaki et al. J.Biochem. 2006)。この結果から、内向き型の安定性はそれほど高くないと予想された。そこで結晶化時間を短縮できるカセット式透析によって再度結晶化を試みたが、やはりアグリゲーションのみであった。そこで内向き型の最適結晶化条件を見いだすためにゲルろ過カラムによる安定性試験を行った。安定性試験の比較対象には外向き型を用いた。具体的には4°Cと13°Cではほとんど同じ減少パターン(一週間でピークの値の半分)を示したが、23°Cでは明らかに安定性が悪くなった(2日でピークの値の半分)。一方外向き型の二週間後におけるゲルろ過パターンはほとんど変わらなかった。外向き型バンド3の二次元結晶の分解能を向上させるためにシート状結晶の作製に取り組んだ。まずは精製標品の再評価を行った。最終標品の電気泳動を行い銀染色による精製度のチェックを行った。その結果グリコフォリンAやアクアポリン-1等のマイナーなコンタミバンドを検出した。より精製度を向上させるためにイオン交換クロマトグラフィの溶出条件(NaClグラジエント勾配、ピークフラクションの取り方等)の最適化に取り組んだ。しかし精製バッチごとによるコンタミバンドの量の変化があったものの、バンドパターンには変化がみられなかった。これはB3MDとマイナーバンドの溶出保持時間がほぼ同じであるとともに、クロマトグラフィの条件以外にもコントロールできていない条件があることが考えられた。

そこで以下2つのアプローチについて二次元結晶化と並行して実験を行った。1.クロマトグラフィ操作の前段階であるグリコフォリンAの選択的可溶化条件と塩析条件の最適化を行った。データを積み上げるにつれて、選択的可溶化条件は最終標品の収率に直接影響がある事がわかってきた。その結果現在のところ、C12E8の濃度を0.04%と塩析の塩濃度を終濃度で0.5 Mとした時に収率がもっとも良くなった。これらの最適化によってグリコフォリンAのコンタミは改善したが、アクアポリン-1のコンタミを改善する事はできなかった。2.その他のクロマトグラフィによる精製度の改善を行った。クロマトフォーカシングによる条件検討を行ったがアクアポリン-1のコンタミは改善されなかった。一方ヒドロキシアパタイトカラムによるクロマトグラフィでは、アプライ量の半分以上がフロースルー画分になってしまったものの、カラムに吸着した画分にはアクアポリン-1のバンドは含まれなかった。期間延長をした本年度においては、新しい実験を始めることはせずに、これまでの成果をまとめてそれを発表することに専念した。幸いにも第76回日本血液学会学術集会に招待していただく機会を得られたので、バンド3の構造を中心とした講演を行った(2014年10月31日、大阪国際会議場)。このバンド3の構造は、まずバンド3の二次元結晶を作製し、それらの結晶を様々の傾斜角度で極低温電子顕微鏡により撮影してデータセットを収集し、7.5Åの分解能で解析されたものである。またその内容を総説としてまとめ、日本血液学会の学会誌「臨床血液」に投稿し受理された。その総説は平井と山口の共著として“ヒト赤血球膜タンパク質バンド3の構造ー膜貫通ドメインの二次元結晶構造解析ー"という題で「臨床血液」2015年7月号に掲載予定である。また、Wright抗体を使用したバンド3、GPA複合体の精製についての論文を現在第一著者と準備している。この論文では、バンド3、GPA両方に結合できるWright抗体を利用することによりバンド3、GPAおよびWright抗体の三者複合体を精製できたことや、またその複合体のストイキオメトリーについて分析した結果などを報告する予定にしている。複合体の作製では、トリプシン処理を行ってバンド3を膜貫通ドメインのみにした場合とトリプシン処理を行わずにバンド3全長を用いた場合の2通りの報告を含む。これから第一著者以外の共著者らとも相談して内容や表現をさらに検討後、近いうちに英文雑誌に投稿したいと考えている。電子線結晶学現時点での比較では内向きバンド3の安定性は外向きバンド3に対してかなり劣ると言わざるを得ない。今後は内向き型にグリセロールを添加したバッファ中で同様の安定性試験を行い、安定化剤の影響を調べる予定である。また外向きバンド3の精製純度も結晶化を目標とした場合には必ずしも十分とは言えずまた再現性に関しても改善の余地がある。1つの改善策としてヒドロキシアパタイトカラムを用いて精製度を向上できないかバッファ条件の最適化を進める予定である。内向き型についてはB3MDを安定に保つバッファ条件が得られておらず、電子顕微鏡解析を目的とする二次元結晶化を開始する段階には至っていない。
異種動物バイオチューブマトリックスを用いた二段階生体内組織形成技術の開発

異種組織の応用技術の開発を進めた。異種組織の抗原性処理のために、複種の架橋剤で濃度・処理時間を比較検討したが、広く臨床応用されているグルタルアルデヒド処理を今回は用いた。ビーグル犬由来のバイオチューブを0.5%グルタルアルデヒド溶液で20分間処理した後、生理食塩水で十分に洗浄し凍結保存した。これを解凍してラットの腹部大動脈に異種移植した。1年以上の開存が得られ内皮化も良好に行われた。組織化は自家組織バイオチューブよりは遅れる傾向にあった。抗凝固処理や、動静脈シャントなどの高流量システムへの移植により、早期の開存性を確保すれば、自家組織由来のバイオチューブに近い結果が得られる可能性が示唆された。25年度は主に基盤技術の開発を行った。A.基材・形状設計による組織形成促進への試みバイオチューブマトリックス作成には治癒能力の高い小動物を用いる予定であるが、更にマトリックス形成の確実性を高めるために、鋳型基材の材質の違いが与える組織形成への影響を調べた。B.複雑な基材加工技術の確保これまではCADによる鋳型設計後、コンピューター制御のスクレイパーでアクリル樹脂を削り取り更にシリコン鋳型を作成する過程をとっていたが、3Dプリンターによりラボにおいても細かな設計変更を鋳型形成に迅速に反映する事が可能となった。C.組織剛性・弾性の非侵襲的評価法として、Scanning Haptic Microscope (SHM)を開発している。二段階移植における生成過程のバイオチューブを生体動静脈と比較できる見込みである。D.動物への移植を前提とした急性期抗血栓性付与移植後早期にバイオチューブマトリックスは宿主の血管内皮細胞に覆われ天然の抗血栓性を強力に発揮すると予想されるが、内皮化までの急性期には異種バイオチューブマトリックス自体に一時的な抗血栓性の付与が望ましい。現在は水溶性アルガトロバンを用いて検証をおこなった。平成26年度は支援技術を更に最適化し、作製された異種バイオチューブマトリックスを実際に宿主の動脈再建に用いて、組織治癒過程などヒトへの臨床応用の基礎となるデーター収集を開始した。●鋳型の最適化の後、ラット動物体内で作製したバイオチューブマトリックスをShelf Ready Graftとして保存した。一部は凍結保存とした。まずマトリックスの処理法について検討を行った。12%ホルムアルデヒド液、22%グルタルアルデヒド液、30.5%グルタルアルデヒド液、470%エタノール液、5生理食塩水を用いて、それぞれ処理時間を5分30分まで変化させて行い、最後に大量の生理食塩水で洗浄した。その後外科的ハンドリング評価のためにまず机上で血管縫合糸を用いて、チューブ同士の吻合を行った。ハンドリングでは、110分310分420分のものが、縫合性では優れていると判断された。そこで、実際にビーグル犬の頸動脈への移植実験を行い、これらが外科操作性で良好であると再確認できた。●次に観察モデルとして、逆にビーグル犬で作成したバイオチューブをラット腹部大動脈に植え込んだ。抗原処理性を考慮し、3の処理を行ったグラフトを用いたが、1ヶ月目の評価で開存が確認できた。27年度は26年度から行っている異種移植用マトリックスの化学処理の最適化を引き続き行った。結果として動物実験としては0.5%グルタルアルデヒド20分間の処理を行う事とした。ビーグル犬で作成した径2mmのバイオチューブを化学処理する事により、バイオチューブマトリックスを作成、生理食塩水で洗浄後、1週間凍結保存を行った。保存後マトリックスを解凍して、ラットの腹部大動脈に異種移植した。並行してこれまでの自家移植も行い、組織学的な比較を行った。最長1年間の開存が得られた。1年目では自家組織より内皮化などの組織化が遅れる傾向があったが、反面石灰化反応は少なく、興味深い所見であった。今後の展開として、脱細胞化などを含めた異種組織処理法の開発を進めて、異種バイオチューブ移植の新たな可能性を追求する予定である。現在行っている動物実験の進行がやや遅れており、4月以降に動物納入を一部行う必要が生じた。また成果発表の為の旅費も必要となった。血管外科学現在追加実験を行い、最大6ヶ月までの観察を行う予定である。また二段階移植を前提とした、動静脈シャントモデルについてもモデル開発を既に開始しているが、最適化をさらに推進する予定である。27年度半ばあたりには予定通りの研究を終了見込みである。上述のように、おおむね計画通りに研究は進行している。

現在行っている動物実験の進行がやや遅れており、4月以降に動物納入を一部行う必要が生じた。また成果発表の為の旅費も必要となった。27年度は研究計画書に基づき小動物移植実験を中心に進める予定である。27年度上旬中旬には予定通りの研究を終了見込みである。追加の動物および動物実験関連物品の購入と成果報告の旅費として使用する。基盤研究は予定以上に進行しつつあり、当初の計画より結果として経費が節減できた。そこで26年度以降に行う動物実験をについて前倒しで進める予定としたが、当施設の動物実験室への搬入手続き(動物実験委員会への申請)に時間を要し、新規の動物搬入が行えなかった。そのため、手持ちの動物を用いて実験に着手した(今回の支出に含まれず)。26年度は繰り越した予算を含めて予定通りに動物搬入を行い、動物実験を進める予定である。