hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
閉じ込め改善モード遷移に対する新古典イオン粘性の役割の解明

平成28年度はTJ-II装置を対象として、複数の磁場配位で電極バイアス実験を行い、イオン粘性のリップル構造依存性を取得する予定であったが、年度初頭にTJ-IIの基幹ハードウェアが故障し、割り当てられた実験時間が平成29年度に変更された。このため、平成28年度は実験を行わず、実験準備として以下を行った。TJ-IIのバイアス回路では、プラズマ中に挿入された電極とリミターとの間にバイアス電圧を印加しているため、回路はダブルプローブの呈をなしており、電極-リミター間の電位差を制御していることになっている。平成28年度はこのバイアス回路構成を変更した。すなわち、バイアス回路からリミターを除外し、代わりに真空容器に接続することで、電極-真空容器間でのバイアスが可能となった。これにより、電極電位を直接的に制御できるようになり、電極-プラズマ間の電位差(径電場)の制御が可能となった。また、TJ-IIバイアス実験用にバイアス電圧・電極電流の制御性向上のため、外部信号によって出力を制御可能な電源(松定プレシジョン, 500 V/ 30 A)を新たに導入した。平成28年度の初頭にTJ-IIの磁場コイル通電用の電動発電機が故障したために実験が中止になり、割り当てられた実験時間が平成29年度に変更された。このため、平成28年度は実験準備を進めるにとどまった。本研究ではトロイダルプラズマにおいて、新古典ポロイダルイオン粘性の非線形性が閉じ込め改善モード遷移に対して担う役割を解明する。そのため、大型ヘリカル装置(核融合科学研究所)と、TJ-II装置(スペイン, CIEMAT研究所)、Heliotron J装置(京都大学)において電極バイアス実験を行う。イオン粘性は磁場リップルとともに増加するが、TJ-II装置はLHDに比べて、実効ヘリカルリップルが10倍大きいため、粘性のフロー依存性や遷移に必要な駆動力に明確な違いが得られる。本研究ではさらに、東北大学ヘリアック装置、コンパクトヘリカルシステムでの電極バイアスHモード遷移との比較を行い、イオン粘性の磁場リップル構造依存性を明らかにする。従前、TJ-II装置で使用されていた電極バイアス用電源は、外部制御が不可能でありプラズマ放電中の適当なタイミングで電圧印加を行うことが不可能であった。このため、平成29年度は、核融合科学研究所から外部トリガー、外部参照入力波形によって、出力タイミングと出力波形を任意に制御可能な電源(松定プレシジョン, 500 V/ 30 A)をTJ-II装置に持ち込み、インストールを行った。本電源は外部制御が可能であることに加えて、定電圧運転モードと定電流運転モードを切り替え可能であり、実験の目的に応じて、プラズマ中の電場制御、あるいは、プラズマに与えるポロイダルトルク制御の両方を行うことが可能である。TJ-IIサイトにおいて、本電源のセットアップを行い、外部信号によって電源が適正に動作することを確認した。
大規模集積システムのチップインターフェースにおける消費電力削減に関する研究

本年度はコード帳符号化方式において、コード帳をデータに応じて更新し、時系列データのの繰り返しにたいして効果的に信号遷移頻度の削減を可能とする適応型コード帳符号化方式の検討を行い、試作したチップの測定評価を行った。この結果、乱数データを用いた場合、信号遷移頻度を25%から50%削減出来ることが分かった。この結果を実証するために次の特徴を有するチップの設計試作を行った。1)コード帳のコード数16,ワード幅:16ビット,2)距離最小コード検出回路としてはWallance-tree型コンプレッサー回路を使用。本チップの測定の結果、符号化回路の消費電力が電源電圧3.3V,動作周波数10MHzにおいて3.6mWとなり、16ビットのバスにおいては、負荷容量が30pF以上場合に本チップが有効であることが分かった。また、本チップは0.5umプロセスで試作を行っているが、現在の最先端プロセスである0.18umもしくはそれより微細なプロセスで試作することで符号化回路の消費電力の削減が可能となり、さらに適用範囲が広まるものと期待できる。また、更なる消費電力削減およびデータ転送効率の向上を目指して、これまでに提案されている圧縮アルゴリズムのうち代表的なものとして、ハフマン符号化、LZ77符号化,LZ78符号化手法を取り上げ、そのLSI化を行った場合のハードウエア量とデータ圧縮効率のトレードオフに関しての検討を行った。その結果、データが既知である場合にはハフマン符号化が圧縮率が最大となるが、一般の場合、過去のデータ列を保持し、その最大一致長を送信するLZ77方式およびその派生の符号化方式であるLZSS方式が、ハードウエア量に制約を課した場合、他と比較して圧縮率が高くなることが分かった。本年度は、コード帳符号化方式を小規模なハードウエアで実現するために、時間領域-最小ハミング距離検出回路の検討を行い、チップ試作により遅延時間、消費電力の評価を行った。その結果、1.2μmプロセスにおいて、符号化1回あたりの遅延時間31ns,消費電力335pJであることがわかった。このことから微細化されたプロセスを用いることにより、十分実用的な遅延時間において効果的に消費電力の削減が可能であることがわかった。また、コード帳符号化方式において、コード帳をデータに応じて更新し、時系列のデータの繰り返しに対して効果的に信号遷移頻度を削減し、消費電力削減効果を増す、適応型コード帳符号化方式の検討を行い、乱数データにおいても信号遷移数を25%削減可能であることを示した。一方、符号化方式の効果は、評価するデータ系列に大きく依存することから、マイクロプロセッサのバスにおけるデータ系列を統計的に処理し、データ符号化の評価に適した疑似データ系列の生成アルゴリズムの提案を行った。データの統計的な処理では、データの時間方向の相関および、同じデータが出現するまでの時間を指標として、いくつかのアプリケーションを実行した際のマイクロプロセッサのデータ系列の処理を行った。その結果、データ系列はデータ繰り返しの有無およびその周期によっていくつかの特徴的な部分に分けられることがわかった。このことから、時系列データの平均遷移数、同一データの平均繰り返し周期、および同一データの繰り返しの有無の情報を用いたデータ系列の発生方法を検討し、元のデータ系列および生成したデータ系列において、コード帳符号化方式の遷移数削減効果に差異が見られず、符号化方式の評価に適したデータ系列の生成が可能であることがわかった。
複数の癌特異的蛋白を同時標的とした肺癌の効果的な治療薬の開発

肺癌はがん死因の主要なの一つである。しかし、既存の抗癌薬による治療では限界があり、新しい薬剤の導入が望まれている。肺癌細胞が増殖するためには、増殖シグナル、細胞の不死化、アポトーシス回避が不可欠である。EGF receptor遺伝子変異、telomerase、survivinは癌細胞に過剰発現しており、これらの要因に関わる。これらを標的とする薬剤を開発することは有望である。今回の研究ではhistone deacetylase(HDAC)阻害薬FR901228とEGF receptor tyrosine kinase(EGFR-TK)阻害薬gefitinibがこれらを標的とするかどうかについて検討した。肺小細胞癌ではFR901228はミトコンドリア経路を介したカスパーゼ依存性アポトーシスを誘導するとともに、BCL-2、BCL-xL、survivin発現を抑制した。また、FR901228はtelomerase活性も抑制した。一方、肺非小細胞癌ではgefitinibの細胞増殖抑制効果には、telomerase活性の抑制とE2F-1発現の抑制が関与していた。また、gefitinibは抗癌薬耐性株に高発現している薬剤排出ポンプBCRPやP糖蛋白の機能を阻害し、アポトーシス回避を抑制する作用があった。さらに、bronchioloalveolarcarcinomaではAKTの発現が認められ、gefitinibはシグナル伝達を介して抗腫瘍効果とともに、肺癌細胞からの粘液産生を抑制した。以上の結果より、HDAC阻害薬とEGFR-TK阻害薬は、増殖シグナル、細胞の不死化、アポトーシス回避を同時に阻止することが示唆された。肺癌細胞が無限に増殖するためには、過剰な増殖シグナル、細胞の不死化、アポトーシス回避が不可欠である。また、増殖シグナル,不死化、アポトーシス回避はクロストークしている可能性があり、これらを同時に標的とする薬剤を開発すれば、正常細胞への影響を少なくし、肺癌の増殖に壊滅的な打撃を与えることが可能である。我々は、これまで新規分子標的薬であるヒストン脱アセチル化酵素阻害薬が肺癌細胞でアポトーシス誘導とテロメラーゼ遺伝子発現抑制を示すことを報告してきた。本年度は、このヒストン脱アセチル化酵素阻害薬によるアポトーシス誘導の機序について、さらに検討をおこなった。その結果、ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬はミトコンドリアを経由したカスパーゼ依存性アポトーシスを誘導し、その調節因子であるbcl-xL、bcl-2、survivinの転写を抑制した。さらに、現在、注目されている遺伝子治療薬bcl-2アンチセンスの併用は、ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬の抗腫瘍効果を増強した。BCL-2やBCL-xLは抗癌剤耐性に関わっていると考えられていることより、これらの転写を抑制できることは、耐性克服ができる可能性が示唆された(Mol Cancer Ther 2004)。また、survivinは腫瘍特異的物質としても重要であり、survivinの転写抑制は腫瘍選択的な治療の可能性を示唆した(第45回肺癌学会総会、2004年で発表)。さらに、上皮増殖因子受容体阻害薬が肺癌のテロメラーゼ活性を抑制することを見出し、増殖シグナルと細胞不死化のクロストークが示唆された。また、上皮増殖因子受容体阻害薬が抗癌剤排出ポンプの乳癌耐性蛋白の機能を阻害することを明らかにするとともに(Cancer Res、出版中)、肺癌の分化の指標である粘液産生を抑制する可能性も発見した(Lung Cancer出版中)。このように、今回の研究では多くの新知見が得られ、全て英文論文として発表している。我々はこれまでヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害薬が肺小細胞癌のテロメラーゼ遺伝子発現を抑制すること、また、そのアポトーシス誘導がミトコンドリアを介したカスパーゼ依存性アポトーシスであることを見いだした。

さらに、Bcl-2およびBcl-xLの遺伝子発現を抑制し抗腫瘍効果を増強することを証明した(Molecular Cancer Therapeutics,2004)。今年度は、腫瘍細胞に特異的に発現しているSurvivinに対してIIDAC阻害薬が同様に遺伝子発現抑制効果があり、survivinの転写抑制には新規の蛋白合成が必要であることが判明した。これらの転写抑制は薬剤投与後6時間で認められるが、蛋白レベルの低下は24時間後であり、アポトーシスの直接的な誘因というよりも増強因子であった。HDAC阻害薬は肺小細胞癌の不死化とアポトーシス回避の抑制効果を有し、肺小細胞癌の有望な分子標的薬の可能性が示唆された。一方、肺非小細胞癌では上皮増殖因子受容体(EGFR)阻害薬が治療薬として使用されている。EGFR阻害薬は細胞増殖抑制効果とともにテロメラーゼ活性の抑制があり、細胞増殖因子と細胞不死化のクロストークが示唆された。また、EGFR阻害薬が腺癌での奏効率が高いことより、粘液産生への効果を検討したところ、細胞増殖抑制効果とは別に粘液産生抑制効果を認め、AKTおよびMAPKシグナル伝達系の両者が関わっていた(Lung Cancer,2005)。さらに、薬剤排出ポンプへの影響を検討したところ、EGFR阻害薬はBCRPやP糖蛋白の機能を阻害しアポトーシス回避を抑制する作用が判明した(Cancer Research,2005;Lung Cancer,2005)。現在、EGFR受容体阻害薬の効果とEGFR遺伝子変異との関係を臨床検体にて解析を行っている(Lung Cancer,印刷中)。我々はこれまでヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害薬が肺小細胞癌のテロメラーゼ遺伝子発現を抑制すること、また、そのアポトーシス誘導がミトコンドリアを介したカスパーゼ依存性アポトーシスであることを見いだした。さらに、Bcl-2およびBcl-xLの遺伝子発現を抑制し抗腫瘍効果を増強することを証明した(Molecular Cancer Therapeutics, 2004)。腫瘍細胞に特異的に発現しているSurvivinに対してHDAC阻害薬が同様に遺伝子発現抑制効果があり、survivinの転写抑制には新規の蛋白合成が必要であることが判明した。HDAC阻害薬は肺小細胞癌の不死化とアポトーシス回避の抑制効果を有し、肺小細胞癌の有望な分子標的薬の可能性が示唆された(AACRミニシンポジウム発表)。EGFR阻害薬のテロメラーゼ活性阻害作用はE2F-1の転写抑制作用を伴っていることを見いだした(Anticancer Research, 2006)。
液中イオン銃による不働態皮膜の局部破壊に関する研究

鉄など金属材料の局部腐食は,最も危険な腐食形態である。しかし,局部腐食の反応機構,特に前駆過程には不明な点が多い。本研究は,溶液環境中で金属表面を覆う不働態皮膜に対して,攻撃性アニオンを打ち込むことのできる"液中イオン銃"を開発し,局部腐食前駆過程の解析に適用した。1.液中イオン銃には,直径180μmの銀線をガラス管に封入し,先端をディスク状に研磨した後,塩化銀を被覆した微小電極を用いた。液中イオン銃の電極チップからの塩化物イオンの発生は,カソード分極により行った。塩化物イオンの発生効率は,ほぼ100%であり,カソード電気量に比例することを確認した。また,塩化物イオンの発生後には,液中イオン銃の電極チップは,不働態皮膜から溶出する鉄(III)イオン等の検出にも有用であることを確認した。2.被測定物である金属試料の電極電位を制御しながら,液中イオン銃を作動させるために,当研究室で開発した走査電気化学顕微鏡を応用した。すなわち,コンピュータにより制御された走査ステージに液中イオン銃を取り付け試料電極との距離を制御し,バイポテンショスタットを用いて試料電極および液中イオン銃の電位の制御と電流の検出を行った。3.鏡面研磨した鉄試料表面に,pH6.5のホウ酸塩水溶液中,一定電位E_aでアノード分極することにより不働態皮膜を作成した。引き続き,試料電位をE_aに保持したまま,試料電極表面の上方75μmに配置した液中イオン銃を塩化物イオンを生成する電位-0.1V_<SHE>に電位規制した結果,数十秒の誘導時間の後,鉄試料に流れるアノード電流が急激に増加し,イオン銃直下の不働態皮膜は局部的に破壊した。一方,アノード電流の増加する間,イオン銃に流れるカソード電流は塩化物イオンの生成電流よりも,異常に増加した。この異常電流は,鉄(III)イオンの還元反応に起因するものであり,皮膜が局部的に破壊される前に塩化物イオンにより,不働態皮膜から鉄(III)イオンが溶出するものと示唆された。皮膜破壊後,試料アノード電流は定常値となり,腐食サイトの窪みは深くなった。一方,イオン銃のカソード電流は,ほとんど零になった。すなわち,皮膜破壊部から鉄(II)イオンが溶出する反応機構で局部腐食が進展することを確認した。これらの局部腐食発生過程は,皮膜作成電位E_aにより異なった。鉄などの金属材料の局部腐食,特に前駆過程の発生機構には不明な点が多い。本研究は,溶液環境中で金属表面を覆う不働態皮膜に対して,攻撃性アニオンを打ち込むことのできる"液中イオン銃"を新たに開発し,局部腐食前駆過程の解析に適用することが目的である。本年度は,液中イオン銃の開発を試み,液中イオン銃によって実際に鉄不働態皮膜の破壊が起きるかを検討した。1.液中イオン銃には,直径200μmの銀線をガラス管に封入し,先端をディスク状に研磨した微小電極を用いた。これを1Mの塩酸中で酸化と還元を分極により繰り返して銀/塩化銀電極とした。塩化銀は難溶性の塩あるが,カソード分極することにより,液中イオン銃の電極チップから塩化物イオンを発生することができた。2.被測定物である金属試料の電極電位を制御するため,および液中イオン銃を作動させるために,当研究室で開発した走査電気化学顕微鏡を応用した。すなわち、バイポテンショスタットを用いて試料電極および液中イオン銃の電位の制御と電流の検出を行い,コンピュータにより制御された走査ステージに液中イオン銃を取り付け試料電極との距離を制御した。3.鏡面研磨した鉄試料表面に,0.1moldm^<-3>の硫酸溶液中,1.2V_<SHE>で定電位アノード分極することにより不働態皮膜を作成した。引き続き,試料電位を1.2V_<SHE>に保持したまま,試料電極表面の上方約200μmに配置した液中イオン銃を電位掃引速度2mVs^<-1>,掃引範囲0.4V_<SHE>-0.8V_<SHE>でサイクリックボルタンメトリーを行った結果,1回目のカソード分極中,電位の減少にともなって試料電極電流が増加した。特に,約-0.6V_<SHE>以下の電位領域では,電流の急激な増加と減少を繰り返した。この現象は,不働態皮膜の局部的な破壊と修復に対応するものであり,液中イオン銃によって発生された塩化物イオンによて誘導されたものと示唆された。一方で,液中イオン銃をアノード電位に分極した場合には,試料電極電流は一定であり,この間には不働態皮膜の破壊は起こらなかった。以上のように,液中イオン銃を用いて鉄不働態皮膜の局部的な破壊を誘導することが可能であることが明らかとなった。次年度では,溶液種,pH,不働態皮膜の膜厚などの条件を変えて実験を行い,より詳細な局部腐食前駆過程の発生機構の解析を行う予定である。

本研究は,溶液環境中で金属表面を覆う不働態皮膜に対して,攻撃性アニオンを打ち込むことのできる"液中イオン銃"を開発し,局部腐食前駆過程の解析に適用した。1.液中イオン銃には,直径180μmの銀線をガラス管に封入し,先端をディスク状に研磨した後,塩化銀を被覆した微小電極を用いた。液中イオン銃の電極チップからの塩化物イオンの発生は,カソード分極により行った。塩化物イオンの発生効率は,ほぼ100%であり,カソード電気量に比例することを確認した。また,塩化物イオンの発生後には,液中イオン銃の電極チップは,不働態皮膜から溶出する鉄(III)イオン等の検出にも有用であることを確認した。2.被測定物である金属試料の電極電位を制御しながら,液中イオン銃を作動させるために,当研究室で開発した走査電気化学顕微鏡を応用した。すなわち,コンピュータにより制御された走査ステージに液中イオン銃を取り付け試料電極との距離を制御し,バイポテンショスタットを用いて試料電極および液中イオン銃の電位の制御と電流の検出を行った。3.鏡面研磨した鉄試料表面に,pH6.5のホウ酸塩水溶液中,一定電位E_aでアノード分極することにより不働態皮膜を作成した。引き続き,試料電位をE_aに保持したまま,試料電極表面の上方75μmに配置した液中イオン銃を塩化物イオンを生成する電位-0.1V_<SHE>に電位規制した結果,数十秒の誘導時間の後,鉄試料に流れるアノード電流が急激に増加し,イオン銃直下の不働態皮膜は局部的に破壊した。一方,アノード電流の増加する間,イオン銃に流れるカソード電流は塩化物イオンの生成電流よりも,異常に増加した。この異常電流は,鉄(III)イオンの還元反応に起因するものであり,皮膜が局部的に破壊される前に塩化物イオンにより,不働態皮膜から鉄(III)イオンが溶出するものと示唆された。皮膜破壊後,試料アノード電流は定常値となり,腐食サイトの窪みは深くなった。一方,イオン銃のカソード電流は,ほとんど零になった。すなわち,皮膜破壊部から鉄(II)イオンが溶出する反応機構で局部腐食が進展することを確認した。これらの局部腐食発生過程は,皮膜作成電位E_aにより異なった。
ドパミントランスポーターイメージングと次世代MRIによるパーキンソン病の病態解明

パーキンソン病(PD)を対象として、黒質線条体ドパミン神経評価のゴールデンスタンダードであるDAT-SPECTと種々のMRI技術による評価を行った。その結果、PD及びレビー小体型認知症の診断には磁化率強調像によるnigrosome-1評価が有用で、DAT-SPECTと同様の正診率を示した。新たな拡散MRI解析NODDIでは、被殻におけるOrientation Dispersion(OD)とDAT-SPECTの半定量値specific binding ratioが良く相関した。ODは神経突起配向の程度を反映する定量値であり、被殻における黒質ドパミン神経終末の変性を評価しうる。パーキンソン病では、中脳黒質緻密層腹外側に位置するnigrosome-1のドパミン神経変性が強く、近年nigrosome-1の変性をsusceptibility weighted imaging(SWI)を用いて検出できうることが報告され注目を浴びている。パーキンソン病やレビー小体型認知症における黒質線条体ドパミン神経変性の評価のゴールデンスタンダードはdopaminetransporter(DAT)ーSPECTを用いる方法であった。そこで、我々はSWIとdopamine transporter(DAT)SPECTを用いてパーキンソン病やレビー小体型認知症などLewy小体病における黒質線条体ドパミン神経を評価し、診断精度を検討した。その結果、SWIを用いた中脳黒質緻密層腹外側に位置するnigrosome-1の評価は、DAT-SPECTに匹敵するパーキンソン病、レビー小体型認知症の診断能を持つことを示した。特にSWIを用いた中脳黒質nigrosome-1の評価はAlzheimer病とレビー小体型認知症との鑑別に非常に有用であった。ただし、DAT-SPECTと同様、SWIを用いても、進行性核上性麻痺や多系統萎縮症、大脳基底核変性症などの神経変性型パーキンソニズムとパーキンソン病との鑑別は困難であった。SWIによる評価はDAT-SPECTと比較してコストが安く、放射線被ばくもない。そのため、病勢評価のために繰り返して検査する事が可能である。診断だけでなく、病勢評価の客観的なバイオマーカーとして、今後の臨床応用に期待がもたれる。研究目的を達成するために、PDを対象として、黒質線条体ドパミン神経変性の評価のゴールデンスタンダードであるdopamine transporter(DAT)-SPECTと種々のMRI技術(拡散MRI、磁化率強調像)を用いた評価を行った。ODは神経突起配向の程度を反映すると言われる定量値であり、この結果はODが被殻における黒質ドパミン神経終末の変性を評価しうる可能性があることを示している。27年度が最終年度であるため、記入しない。神経放射線27年度が最終年度であるため、記入しない。
食欲不振を引き起こすメカニズムの解明

食欲不振など胃を中心とした上部消化器症状を慢性的に訴える一方で、器質的異常は見つからない機能性ディスペプシア(functional dyspepsia, FD)は、多くの日本人が罹患しているが、病態解明がなされていない。本研究では、食欲不振の一端を示すFDモデルマウスを独自に作製し、行動解析と形態組織学的解析を総合した評価法を新規に開発する。胃・十二指腸において新たな細胞保護機構が明らかになれば、細胞自身が本来持つ新生体防御システムの発見やFD治療法開発への基盤データとなる。
鼻腔NK/T細胞リンパ腫発生要因の系統的解析

鼻腔NK/T細胞性リンパ腫(NKTCL)の発症要因としてはEBウィルス他に社会環境要因が考えられる。研究者はビニールハウス内で大量の農薬使用を行ってきた父と息子に発生したNKTCLについて報告した。この例は疾患発生状況から農薬使用の影響が強く疑われた。そこで20002005年に本邦、韓国の疫学調査を行い農薬使用者、ゴミ焼却場住民に発生危険率が高いという結果を得た。本研究の目的はこれらの化合物が(1)EBウィルスのNK細胞への易感染性をもたらすか、(2)EBウィルスのNK細胞内での再活性化を誘導するか、(3)実験動物を用いて、個体の免疫力低下を招いて腫化を促進するかを検討することである。具体的には農薬のNKTCL由来の培養細胞への影響を調べる。EBウィルスドネシア、中国)での「生活環境要因と鼻腔NK/T細胞リンパ腫発生」についての知見を得ることを計画している。この過程で収集される症例についてはPCR-SSCP法、直接シークエンス法を用いた癌遺伝子、癌抑制遺伝子の変異パターンの地域差についても検討することを目的とした。EBウィルス感染あるいは非感染NK細胞培養株7株を入手し、検討したところ3株が実験に使用可能となった。研究協力者の大阪府立大学農学部切畑光統教授の指導のもとに16種類の農薬を調剤し、実験に供した。うち1種においてEBウィルスの再活性化を認めた。この細胞株の特性をSCIDマウスへの移植を含め検討を開始したところである。アジア地域での疫学的検討についてはインドネシアでの検討が進みつつあり、これまでに20例をこえるNKTCL症例の調査を終了している。本年6月にはインドネシアを訪問し、更なる症例の検討を進める予定である。(1)2000-2005年に本邦の5大学、中国医科大学、延世大学医学部(ソウル)の耳鼻科を受診した鼻腔NK/T細胞リンパ腫と対照患者につき、農薬を含む生活環境要因と疾患発生との関連を明らかにすることを目的として、症例、対照研究を行った。88症例と305対照例(耳鼻科領域の非腫瘍性疾患患者)が集まった。解析の結果、オッヅ比(OR)の高かったものは農業従業者、穀物栽培者、農薬使用者、ゴミ焼却場近くに住んでいる人であった。穀物栽培者のうち手袋や眼鏡を使用したり、風下に向けて撒布することにより農薬への曝露を減少させている人ではORが低くなった。以上の結果は農薬や化学溶媒への曝露が本疾患発生の危険要因であることを示している(Int J Cancer 2006)。(2)鼻腔NK/T細胞リンパ腫(NKTCL)は複雑な核型異常を示すことから、染色体不安定性が存在するものと考えられる。そこで、NKTCLの臨床サンプルと培養細胞を用いてDNArepair遺伝子の一つであるATR変異について検討した。ATRは8細胞株のうち2株に、又、10例の臨床サンプル中4例について変異が確認された。変異を有するATR細胞株はDNA二重鎖、一重鎖切断からの修復遅延がみられた。このことはATR変異がNKTCLの発症要因となりうることを示している。(3)インドネシアの27例のNKTCLと14例の鼻腔B細胞リンパ腫(NBCL)についてp53,K-ras,c-kit,-(catenin,bak遺伝子の変異をPCR-SSCP法とダイレクトシークエンスにより検討した。NKTCLの約85%はEBウィルスゲノムが陽性であるがNBCLは全例陰性であった。遺伝子変異はNBCLでNKTCLよりも高い傾向にあった。このことはNBCLでは遺伝子変異がNKTCLではEBウィルスが発生に重要であることを示唆している(Oncol Rep 2006)。
複雑流体の記憶効果とマルチスケールモデリング

本研究では、高分子液体の熱潤滑問題と走化性細菌(化学物質の濃度変化に応じて運動する)の構造形成問題の二つを具体の対象とし、それぞれの問題に対して有効な新しいシミュレーション手法の開発と、記憶効果という観点からそれぞれの問題に潜むマルチスケール機構の解明に取り組んだ。高分子液体の熱流動問題では、独自開発した分子動力学法と流体計算力学を相互接続させる新しいマルチスケール法を用いて、長い直鎖状高分子液体の高速潤滑の振る舞いを解析し、高速流動による粘性発熱と高分子鎖の遅い絡み合い運動の結合によって、外部駆動力に対して複雑な非線形時空間応答が生じることを明らかにした。また、走化性細菌の構造形成問題では、走化性細菌の集団挙動を記述するボルツマン型輸送方程式に基づく新しい確率的数値解法(モンテカルロ法)を独自開発し、細菌の個体レベルでの化学物質の濃度変化に対する時間応答特性と集団レベルでの構造形成との間のマルチスケール機構を解析した。モンテカルロ法による数値的な解析に加えて、ボルツマン型輸送方程式の線形不安定性解析や漸近解析を行い、走化性細菌の構造形成における数理的な階層性の一部も明らかにした。これら二つの問題において、その複雑な非線形現象を解明する上で記憶効果が重要であることは、理論的にも数値的にも明らかになった。しかし、二つの問題には、決定的に重要な違いがあることも明らかになった。即ち、高分子液体では、外部熱流動によって高分子鎖の構造が受動的に変化するのに対して、走化性細菌では走化性応答の鋭さによって周りの環境を能動的に変化させながら複雑な集団レベルでの構造を形成する点である。実際に、走化性細菌の応答の鋭さが集団の構造形成において重要な因子であることが明らかにされており、このような違いを明確に示したことで、今後の研究の新しい方向性も明確にできたことに本研究の重要性がある。ソフトマターや生物流体(細胞や微生物の集団挙動)に代表される複雑流体において、最も重要で扱いが困難な概念の一つとして“記憶効果"がある。記憶効果は、ソフトマターでは、材料を構成する分子の内部構造の遅い緩和によって、生物流体では、外部環境の変化に対する個体の適用の遅れによって生じる。これら二つのタイプの記憶効果は全く異なる発現機構を持っているが、どちらの場合も、本質的に非線形非平衡なマルチスケールの問題であり計算科学によるアプローチが重要となる。本研究では、(i)ソフトマターと生物流体のそれぞれに有効なシミュレーションを開発すること、(ii)複雑な流動現象やパターン形成の問題を“記憶効果"という統一的な視点から数理的に整理し、記憶効果が重要となる多様な現象の系統的な理解につなげることを目的とする。平成28年度は,次の二つの課題に取り組んだ.(1)走化性バクテリアの集団挙動に対する新しいシミュレーションの開発とパターン形成問題への応用(2)相変化を伴う液体の高速熱潤滑における分子動力学解析課題(1)では,走化性運動論モデルを基にモンテカルロシミュレーション法を独自に開発した.バクテリアが外部環境の短い時間変化を察知できる場合(短い記憶効果)について考え,一様なバクテリアの密度状態から周期的なパターンが形成される過程を,理論と数値計算の双方から調べ,パターン形成が起こる物理的な条件を明らかにした.この研究成果については,現在論文を投稿中である.課題(2)では,古典的な潤滑の問題設定であるが,高速な潤滑によって起こる発熱によって,流体が流路内で不均一な分布を持つ状況を考えている.直感に反して,発熱によって流路壁近傍で液体が固体化する現象を分子動力学シミュレーションで明らかにした.研究実績の概要で記述したとおり,平成28年度は,(1)走化性バクテリアの集団挙動に対する新しいシミュレーションの開発とパターン形成問題への応用(2)相変化を伴う液体の高速熱潤滑における分子動力学解析の二つの具体的な課題に取り組んだ.これら二つの課題は,どちらも研究開始当初に予定していた課題である.どちらの課題も論文執筆,国際会議の発表に繋がる成果を挙げており,現在までのところ研究進捗状況は,おおむね順調に進展していると言える.ソフトマターや生物流体に代表される複雑流体において、重要な概念の一つとして「記憶効果」がある。記憶効果は、ソフトマターでは、流体分子の内部構造の遅い緩和現象によって、生物流体では、個体の環境適用における遅れによって生じる。これらの現象は、本質的に非線形非平衡なマルチスケールの問題で計算科学によるアプローチが重要となる。本研究では、記憶効果が重要となるソフトマターと生物流体の具体の問題に対して、それぞれの有効なシミュレーション手法を開発するとともに、複雑な流動現象やパターン形成の問題を記憶効果とうい統一的な視点から物理的、数理的に整理し、記憶効果が重要となる多様な現象の系統的な理解に繋げることを最大の目標とする。具体の課題としては、走化性バクテリアのパターン形成の問題と高速熱潤滑の固体化現象の問題に取り組んでいる。走化性バクテリアのパターン形成の問題では、個々のバクテリアの走化性応答を確率的に記述するメゾスケールモデル(走化性運動論モデル)を基にした、モンテカルロシミュレーションを独自に開発し、パターン形成におけるマルチスケールメカニズムを解析した。また、運動論モデルの理論解析も行い、パターン形成が起こるパラメータ間の条件(線形不安定性条件)を明らかにし、理論とシミュレーションの両側面からパターン形成のマルチスケールメカニズムを明らかにした。走化性バクテリアの問題については、これまでに、4編の論文を執筆し、うち3編は既に採択または採択が決定された。高速熱潤滑の問題についても、粘性発熱が誘起する新しい固体化現象の発見という重要な研究成果があった。

これは、高速潤滑における発熱が逆に壁面近傍での流体を固体化させるという反直感的な現象であり、国際会議の発表では興味深い研究成果として注目を集めた。この問題については、最近、1編の論文が採択決定された。本研究では、複雑流体と生物流体における複雑な自己組織化現象に対して、「記憶効果」という観点からその現象の普遍的な側面を理解することを最大の目標としている。現在までの研究では、生物流体については、走化性バクテリアのパターン形成の問題について4編の論文を、複雑流体については、高速熱潤滑の固体化現象の問題について2編の論文を執筆した。これらの論文のうち4編については既に採択または採択が決定されており、研究成果については研究開始当初の目標以上の成果が上がっている。走化性バクテリアのパターン形成の問題では、大規模なパターン形成が起こるための物理的条件を、個々のバクテリアの走化性応答を特徴付けるパラメータを用いて明らかにすることに成功した。また、パターン形成の問題に限定しない、より一般な走化性バクテリアの集団現象に適用できる、新しいシミュレーション手法の開発に成功した。高速熱潤滑の問題では、分子動力学シミュレーションを用いて、粘性発熱が誘起する壁面近傍での新しい固体化現象を発見することができた。この現象は、壁面と流体分子のミクロな相互作用だけでは説明することができず、むしろ流路内のマクロな流体輸送現象が重要となる新しいタイプの壁面近傍の固体化現象であることが分かってきた。本研究では、高分子液体の熱潤滑問題と走化性細菌(化学物質の濃度変化に応じて運動する)の構造形成問題の二つを具体の対象とし、それぞれの問題に対して有効な新しいシミュレーション手法の開発と、記憶効果という観点からそれぞれの問題に潜むマルチスケール機構の解明に取り組んだ。高分子液体の熱流動問題では、独自開発した分子動力学法と流体計算力学を相互接続させる新しいマルチスケール法を用いて、長い直鎖状高分子液体の高速潤滑の振る舞いを解析し、高速流動による粘性発熱と高分子鎖の遅い絡み合い運動の結合によって、外部駆動力に対して複雑な非線形時空間応答が生じることを明らかにした。また、走化性細菌の構造形成問題では、走化性細菌の集団挙動を記述するボルツマン型輸送方程式に基づく新しい確率的数値解法(モンテカルロ法)を独自開発し、細菌の個体レベルでの化学物質の濃度変化に対する時間応答特性と集団レベルでの構造形成との間のマルチスケール機構を解析した。モンテカルロ法による数値的な解析に加えて、ボルツマン型輸送方程式の線形不安定性解析や漸近解析を行い、走化性細菌の構造形成における数理的な階層性の一部も明らかにした。これら二つの問題において、その複雑な非線形現象を解明する上で記憶効果が重要であることは、理論的にも数値的にも明らかになった。しかし、二つの問題には、決定的に重要な違いがあることも明らかになった。
関節リウマチにおける「喫煙」の生物学的製剤治療への影響とその分子メカニズムの解析

関節リウマチ(RA)の臨床データベースを用いて、生物学的製剤の治療効果における喫煙の影響を治療標的別に多変量ロジステイック解析しオッズ比で検討し、喫煙がTNF阻害薬の効果不十分による治療中断を有意に増加させることを示し、喫煙がTNF阻害薬の効果減弱に影響していることを示した。また、RA患者由来の滑膜細胞株を用いた実験により、TNFaによるNF-kBの活性化、炎症性サイトカインの産生誘導が喫煙含有物の添加により増幅されることを示した。TNFaと喫煙(AhR)シグナルの間には、NF-kB活性化においてクロストークがあることが示唆され、喫煙によるTNF阻害薬の治療抵抗性のメカニズムと考えられた。本研究のメインテーマは、喫煙の関節リウマチ(RA)における生物学的製剤(とくにTNF阻害剤)の治療効果への影響(効果減弱)についての分子メカニズムを解明することである。TNFの炎症作用は、主として転写因子NF-&#61547;Bを介したものであることは周知の事実であるが、最近、喫煙物資がダイオキシンレセプター(AhR)を介してNF-kBを活性化し、炎症を惹起するとの報告があった。このことから、TNFとAhRシグナルにはクロストークがあり、喫煙習慣(+)のRA患者では、TNFによるNF-kB活性化の増幅があるのではないかとの発想に至った。当初の計画どおり、初年度(平成27年度)は、RA患者由来の滑膜細胞株(MH7A)を用いてin vitroでTNF、喫煙物質(AhRアゴニスト,Benzopyrene(BP))による共刺激で炎症性サイトカイン(IL-6、IL-1b)産生が増幅するかどうかを検討した。その結果、TNFとBPによる共刺激によりそれぞれの単独刺激より有意にIL-6、IL-1bの産生が増幅されることを実証した。現在、IL-6、IL-1bの増幅がNF-kBの活性化の増幅を介したものかどうかを検討中である。また、禁煙によるTNF阻害剤の効果復元の検証であるが、当初、禁煙介入の有無による群間比較試験を計画していたが、薬物治療を固定する必要があり、倫理的に困難と考え、まず、個別症例において縦断的解析を検討することにした。RA由来滑膜細胞株を用いてTNFと喫煙(AhR)シグナルの共刺激により、炎症性サイトカイン(IL-6、IL-1b)産生が増幅することを確認した。この結果は、これらの2つのシグナル間にクロストークが存在する可能性を強く示唆する有力な情報となった。一方、禁煙によるTNF阻害剤の効果復元の検証であるが、禁煙介入による群間比較試験は現実的な観点から変更し、個別症例において縦断解析を行うこととした。以上より、平成27年度の進捗状況について70%と評価する。本研究のメインテーマは、関節リウマチ(RA)における喫煙による生物学的製剤(とくにTNF阻害薬)の効果減弱の分子メカニズムを解明することである。我々は、分子メカニズムのひとつとして、TNFaによる炎症シグナルの主流であるNF-kB活性化において喫煙シグナル(AhR:arylhydrocarbon receptorシグナル)とのクロストークによるNF-kB活性化の増幅、さらには、増幅されたNF-kBにより誘導される炎症物質(炎症性サイトカインなど)の産生過剰が生じるためとの仮説を下にその実証実験を行った。昨年度、RA患者由来の不死化した滑膜細胞株(MH7A:キッセイ薬品・理研より供与)を用いてTNFaとAhRアゴニストによる共刺激で、それぞれの単刺激に比べ、RAにおける炎症の主役であるIL-1bやIL-6などの炎症性サイトカインの産生が増幅されることを示した。この成果は、2017年3月、第4回International Congress on Controversies in Rheumatology & Autoimmunity (Bologna, Italy)で発表した。さらに、MH7A細胞を用いて、TNFaとAhRアゴニストによる共刺激で、NF-kBの活性化が増幅されることをWestern blotting法でリン酸化したNF-kBを半定量し確認した。現在、その再現性とAhRアンタゴニストによるNF-kB活性化増幅の抑止について検討、確認している。この結果を待って、成果をまとめ論文化する予定である。また、これらの成果は、AhRアンタゴニストのRAにおける治療への介入の可能性を示唆するものと考えられる。TNFaシグナルと喫煙シグナルとの共刺激で、NF-kB活性化の増幅とNF-kBにより誘導される炎症物質(炎症性サイトカインなど)の産生過剰を実証することができた。これは、上記2つのシグナルの間にクロストークが存在することを示唆する結果であり、これまでに類似の報告はみられない。この2つのシグナル間のクロストークの存在が喫煙シグナルによるTNF阻害薬効果減弱の分子メカニズムのひとつであることを明らかにした。本研究では、主に2つのことを明らかにした。まず、本邦における最大級の国立病院機構(NHO)の主導で構築した関節リウマチ(RA)の臨床データベース(NinJa)を用いて、生物学的製剤の治療効果における喫煙の影響を治療標的別(TNF阻害薬、IL-6阻害薬、T細胞阻害薬)に多変量ロジステイック解析を行いオッズ比で検討した。その結果、喫煙は、とくにTNF阻害薬において効果不十分による治療中断を有意に増加させることが分かった(喫煙群vs非喫煙群:OR 2.189, 95%CI 1.3053.672, P=0.003)。他の治療標的(IL-6阻害薬、T細胞阻害薬)ではこのような傾向はみられなかった。

このことから、喫煙がTNF阻害薬の効果減弱に影響していることが示唆された。一方、これまでに、喫煙含有物がダイオキシンレセプター(AhR)を介して、NF-kBを活性化し、IL-1bやIL-6などの炎症性サイトカインを誘導することが報告されていたが、本研究でのRA患者由来の滑膜細胞株(MH7A)を用いたin vitroの実験により、TNFaによるNF-kBの活性化、それに続く炎症性サイトカインの産生誘導が喫煙含有物の添加により増幅されることが実証された。この増幅はNF-kB阻害薬で抑止されたことから、TNFaと喫煙(AhR)シグナルの間には、NF-kB活性化においてクロストークがあることが示唆された。また、喫煙によるTNF阻害薬の治療抵抗性の原因(メカニズム)のひとつと考えられた。これらの成果は、さらなる分子メカニズムの解析により、RAの病態機構の解明や新たな治療標的の開発に役立つことが考えらえる。関節リウマチ(RA)の臨床データベースを用いて、生物学的製剤の治療効果における喫煙の影響を治療標的別に多変量ロジステイック解析しオッズ比で検討し、喫煙がTNF阻害薬の効果不十分による治療中断を有意に増加させることを示し、喫煙がTNF阻害薬の効果減弱に影響していることを示した。また、RA患者由来の滑膜細胞株を用いた実験により、TNFaによるNF-kBの活性化、炎症性サイトカインの産生誘導が喫煙含有物の添加により増幅されることを示した。TNFaと喫煙(AhR)シグナルの間には、NF-kB活性化においてクロストークがあることが示唆され、喫煙によるTNF阻害薬の治療抵抗性のメカニズムと考えられた。まず、TNFと喫煙(AhR)シグナルの共刺激による炎症性サイトカイン(IL-6、IL-1b)産生の増幅がNF-kBを介したものであることを実証する。また、当初の計画どおり、TNF阻害剤治療抵抗性におけるAhR遺伝子変異との関連をSNP解析により検討する。禁煙によるTNF阻害剤の効果復元の検証については、個別症例において縦断解析を行う。AhRアンタゴニストによるNF-kB活性化増幅抑止実験を行い、AhRアンタゴニストの治療への介入の可能性を検討する。この成果は、RAにおける新規の治療薬の開発に繋がる可能性がある。リウマチ学
泌尿器科癌の発生リスクおよび治療反応性に関与する遺伝子多型に関する解析

[背景]泌尿器科領域に発生する癌は多彩な治療反応性を示す。しかしながら、その反応性の程度には大きな個人差が存在し、その個人差を規定する遺伝的要因を解明することによって、真の意味でのテーラーメイド医療実現に貢献出来る可能性がある。[目的]腎細胞癌における免疫療法の効果に関連する遺伝子多型を決定する。また前立腺癌の予後に関与する可能性がある遺伝子多型を解析し、癌の悪性進展との関連について検討する。[方法]腎細胞癌では約10の泌尿器科施設と連携し、インターフェロンに効果のあった症例約50例、効果の無かった症例約50例から血液DNAを抽出し(各施設においては研究計画を倫理委員会で承認)、約1000の癌関連遺伝子に存在する多型をインベーダー法にて解析した。前立腺癌ではIGF-binding protein 3 (IGFBP-3)にある遺伝子多型と前立腺予後との関連を検討した。[結果]腎細胞癌の系統的多型解析は多型決定を終了した段階であり、現在統計解析中である。前立腺癌ではIGFBP-3のプロモーター領域に存在するSNP(-202 A/C)に関して307例の前立腺癌患者を対象に検討した。その結果、Cアレルが進行癌と関連すること(p for trend=0.002)、また局所癌ではその後の転移再発と関連すること(p=0.008)が明らかとなった。[考察と今後の方向性]昨年の検討で、我々は腎細胞癌の発生進展にIL-4R遺伝子多型が関連する可能性を報告したが、今回の系統的多型解析の結果が出れば、さらに興味深い遺伝子群が同定出来るものと思われる。前立腺癌においても血液中IGFBP-4濃度が前立腺癌に関連しているという報告もあり、今後、他の候補遺伝子における多型も含めて内分泌療法感受性との関連を検討していく予定である。
マイクロトレースアナリシスのためのトーチ内電熱気化/ICP-MSの開発と応用

マイクロトレースアナリシスの高感度化を目的として,ICP-MSのプラズマの直近で電熱気化が可能なトーチを試作した.このトーチはサンプルインジェクターが着脱でき,インジェクターの先端に固定したタングステンフィラメンを用いて微少量試料を電熱気化した.既報の蒸発チェンバーを用いるタングステンフィラメント電熱気化法に比べ,信号のピーク強度が約2桁増大し,高感度化を達成できた.本法の絶対検出下限は,As0.5pg, Se1.1pgであった.頭髪標準試料5mgを少量の硝酸及び30%過酸化水素水で分解後,標準添加法によりAs及びSeを定量した.試料溶液の5μlをトーチ内電熱気化/ICP-MSで測定した結果,定量値はAsが0.29±0.03,Seが1.8±0.2μg g^<-1>であり,認証値(As:0.31±0.02,Se:2.00±0.08μg g^<-1>)と良く一致した.さらに,頭髪1本相当(0.5mg)を用いてAs及びSeの定量を試みた.上記と同様に試料を酸分解した後,1μmol l^<-1>過マンガン酸カリウム溶液25μlを添加して蒸発乾固した.残留物を1mol l^<-1>硝酸500μlに溶解し,試料溶液とした.試料の前処理において,過マンガン酸カリウムを添加することにより,蒸発乾固の際の目的元素の損失(3050%)を防ぐことができた.As及びSeの定量値は認証値と良く一致し,満足すべき結果を得た.本法を高純度銅中の微量Seの定量にも適用した.試料を酸分解後,5μlを分取して直接本法で測定した.しかし,銅が共存しない溶液に比べ,Seの信号強度が大きく減少した.また,フィラメントの劣化も著しかった.水酸化鉄共沈分離により,銅の残存量を0.1mgまで低減させた結果,これらの問題点が大きく改善され,高純度銅中のppbレベルのSeを良好に定量できた.マイクロトレースアナリシスの高感度化を目的として,ICP-MSのプラズマの直近で電熱気化が可能なトーチを試作した.このトーチはサンプルインジェクターが着脱でき,インジェクターの先端に固定したタングステンフィラメンを用いて微少量試料を電熱気化した.既報の蒸発チェンバーを用いるタングステンフィラメント電熱気化法に比べ,信号のピーク強度が約2桁増大し,高感度化を達成できた.本法の絶対検出下限は,As0.5pg, Se1.1pgであった.頭髪標準試料5mgを少量の硝酸及び30%過酸化水素水で分解後,標準添加法によりAs及びSeを定量した.試料溶液の5μlをトーチ内電熱気化/ICP-MSで測定した結果,定量値はAsが0.29±0.03,Seが1.8±0.2μg g^<-1>であり,認証値(As:0.31±0.02,Se:2.00±0.08μg g^<-1>)と良く一致した.さらに,頭髪1本相当(0.5mg)を用いてAs及びSeの定量を試みた.上記と同様に試料を酸分解した後,1μmol l^<-1>過マンガン酸カリウム溶液25μlを添加して蒸発乾固した.残留物を1mol l^<-1>硝酸500μlに溶解し,試料溶液とした.試料の前処理において,過マンガン酸カリウムを添加することにより,蒸発乾固の際の目的元素の損失(3050%)を防ぐことができた.As及びSeの定量値は認証値と良く一致し,満足すべき結果を得た.本法を高純度銅中の微量Seの定量にも適用した.試料を酸分解後,5μlを分取して直接本法で測定した.しかし,銅が共存しない溶液に比べ,Seの信号強度が大きく減少した.また,フィラメントの劣化も著しかった.水酸化鉄共沈分離により,銅の残存量を0.1mgまで低減させた結果,これらの問題点が大きく改善され,高純度銅中のppbレベルのSeを良好に定量できた.マイクロトレースアナリシスの高感度化を目的として、ICP・MSのプラズマトーチ内で電熱気化が可能なトーチを試作した。このトーチはサンプルインジェクターが着脱でき、インジェクターの先端に固定したタングステンフィラメンを用いて微少量試料を電熱気化した。測定は以下のように行った。フィラメント上に試料溶液5μlを載せ、インジェクターをトーチに戻した。抵抗加熱により溶液を乾燥した後、コンデンサーの放電を利用してフィラメントを約2500°Cに加熱し、残留物を気化させた。試料蒸気をキャリヤーガスによりICPに導入し、^<75>As^+及び^<82>Se^+の信号強度を測定した。フィラメントは100回以上使用可能であった。既報の蒸発チェンバーを用いるタングステンフィラメント電熱気化法に比べ、信号のピーク強度が約2桁増大し、高感度化を達成できた。本法の絶対検出下限は、ヒ素が0.5pg、セレンが1.1pgであった。また、信号強度の相対標準偏差(n=10)はヒ素15pgで約10%、セレン100pgで約14%であった。標準添加法により、頭髪標準試料中のヒ素及びセレンの定量を試みた。

両元素とも、添加量(ヒ素:01.2ng、セレン:08.0ng)と信号強度との関係は、良好な直線性(相関係数ヒ素:0.994、セレン:0.998)を示した。3回の分析による定量値は、ヒ素が0.29^±0.03、セレンが1.8^±0.2μg g^<-1>であり、認証値(ヒ素:0.31^±0.02、セレン:2.00^±0.08μg g^<-1>)と良く一致した。本法の優れた絶対検出下限によれば、頭髪1本(約0.30.5mg)を用いて分析できる可能性があり、現在検討中である。トーチ内電熱気化/ICP-MSの生体試料分析への応用として,頭髪試料1本相当(0.5mg)を用いてAs及びSeの定量を試みた.頭髪試料を少量の硝酸及び30%過酸化水素水で分解後,1μmol 1^<-1>過マンガン酸カリウム溶液25μlを添加して蒸発乾固し,残留物を1mol 1^<-1>硝酸500μlに溶解した.この溶液の5μlを分取し,ETV用のタングステンフィラメントに載せ,プラズマトーチ内にセットした.タングステンフィラメントに電流を流して試料溶液を乾燥させた後,コンデンサーの放電を利用してフィラメントを約2500°Cに加熱し,残留物を気化させた.試料蒸気をキャリヤーガスによりICPに導入し,^<75>As^+及び^<82>Se^+の信号強度を測定した.試料の前処理においては,過マンガン酸カリウムを添加することにより,蒸発乾固の際の目的元素の損失(3050%)を防ぐことができた.これは,過マンガン酸カリウムの酸化作用とともに,蒸発乾固後の残留物の器壁への強い吸着が抑制されたためと考えられる.本法により頭髪標準試料中のAs及びSeを定量し,認証値と良く一致する結果を得た.トーチ内電熱気化/ICP-MSは,少量の試料や試薬を用いて分析できる可能性があるため,高純度金属中の微量不純物の定量にも有用と考えられた.そこで,高純度銅中の微量Seの定量について検討した.試料を酸分解して得られた溶液から5μlを分取し,トーチ内電熱気化/ICP-MSで測定した.しかし,銅が共存することによってSeの信号強度が大きく減少した.また,フィラメントの劣化も激しく,数回の測定で交換する必要があった.水酸化鉄共沈により銅の残存量を0.1mgまで低減させた.さらに,できる限り少量の鉄担体を用いて共沈分離を行った結果,上記の問題点が著しく改善され,高純度銅中の微量Seを良好に定量できた.
腎糸球体における細胞増殖と基質増加の機構

私どもは腎糸球体硬化病変形成の主因は、糸球体構成細胞による継続的な細胞外基質生産増加であると想定している。この作業仮説を確認するため昭和63年度、平成元年度の科学研究費の補助により、糸球体構成細胞、特にメサンギウム細胞の細胞増殖と細胞外基質生産機構を制御している因子を検索してきた。またこのようなchemical mediatorsが作動している実験腎炎モデルの開発にも取り組んできた。以下その成果の概要を述べる、1.実験腎炎およびヒト腎炎において単球-マクロファ-ジ系細胞が病態に関与していることについて(1)免疫組織学的、電子顕微鏡的検索によるそれら細胞の存在、(2)炎症所見、障害の程度と尿蛋白のSDS-ポリアクリルアミド電気泳動パタ-ンの間にある相関性、(3)蛋白尿の経過と相関する糸球体係蹄壁の陰性荷電部位の変化、の知見を得た。2.腎糸球体構成成分に対する単クロ-ン抗体を数種作製し、新しい糸球体内の細胞マ-カ-として利用した。3.糸球体培養法を用い、メサンギウム細胞増殖、細胞外基質産生を抑制する因子を解析し(1)ヒト単球のサイトカインのうち培養メサンギウム細胞を増殖させる因子を検出、(2)その性状が血小板由来成長因子(PDGF)に類似していることが判明した。また(3)単球由来のサイトカインのうちメサンギウム細胞の細胞外基質産生、特にプロテオグリカン産生を増大させる因子が存在することをつきとめた。最後に、4.上述の炎症細胞由来chemical mediatorsが作動しており、糸球体障害機序を細胞、分子レベルで解析できる実験腎炎モデルとして、(1)ハプテン(トリニトロフェニル基)-キャリア(塩基性蛋白)を用いたハプテン特異的障害機序のモデルを提唱し、(2)このモデルを使って炎症細胞の動員機序、免疫複合体形成と補体活性化を含む糸球体障害との関係を検索してきた。結論として実験レベルで糸球体硬化病変を解析するのに有用な検索法、腎炎モデルができあがったといえる。私どもは糸球体構成細胞による継続的な細胞外質産生増加が糸球体硬化病変形成の主因であると想定している。昭和63年度は糸球体構成細胞のうちメサンギウム細胞の細胞増殖と基質産生機構を制御している因子を、糸球体培養法を用いin vitroで検索してきた。1.培養メサンバウム細胞の増殖は細胞数、^3H-サイミジンのDNAへの取り込みで測定した。培養メサンギウム細胞の細胞外基質産生は^3H-グルコサミン、^<35>S-硫酸塩の取り込みによりプロテオグリカン産生を調べた。2.ヒト血液単球を最近由来のリポ多糖体で刺激すると、培養メサンギウム細胞を著明に増殖させる因子(単球由来因子;MDF)が産生される。この因子の性状を他の成長因子と比較検討すると、(1)MDFを抗IL-1抗体で吸収してもメサンギウム細胞増殖活性が低下しない。(2)培養メツンギウム細胞に市販のIL-1を加えても私どもの測定条件てぜは明らかな増殖活性を認めない。(3)抗PDGF抗体でMDF中の細胞増殖活性を一部吸収できる。(4)この因子は分子量、400600kd、1420kdの2成分に分離された。