hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軽い不安定核の構造と天体核反応への応用

確率論的変分法による少数系の厳密計算を確立した。任意にサンプルされた複数の基底の候補のなかから、最もエネルギーを稼ぐものを選ぶことにより、相互作用や系の性質によらずに少ない次元でかつ偏見なく精密な解を得ることができることを示した。具体的応用として、平均場を仮定しないで軽い核(A=610)のエネルギースペクトル、電磁遷移確率を分析し、微視的多クラスター模型が妥当であることを示した。不安定核にみられる共鳴を調べるために共鳴を局所化する方法をテストした。一つは複素スケーリング法で複素平面で座標を回転させるもの、他は相互作用の強さを変化させて束縛状態の解析接続として共鳴状態をもとめるものである。両者は多くの場合良い一致を与えたが、^9Be、^9B等における極めて敷居値に近いS波の共鳴の予測は後者の方が成功することを確認した。質量数60-80のZ=N陽子過剰核の非軸対称8重局変形の存在をSkyrme力を用いたハートリーフォック法で検討し、特に^<68>SeではY_<33>に、^<80>ZrではY_<32>に変形し易いことを示した。^<10>Beにおける分子的共鳴の有無を調べる上で、^6He+α反応は重要である。非常に興味深いことは敷居値から4-5MeVのエネルギーのところに共鳴が存在するような痕跡をえたことである。計算をすすめて確認する必要がある。銀河の化学的・動力学的進化のモデルを精密化し、最新の原子核・素粒子反応データを取り入れて、元素量の時間発展にみる宇宙・銀河・星の進化を研究した。宇宙論パラメータ、新星や超新星における元素合成と物質混合過程について成果を得た。軽い不安定核の束縛状態や共鳴状態の精密な研究のために,確率論的変分法による理論を進展させた。これは変分試行関数を相関ガウス基底を重ね合わせて表現し,変分パラメータを含む基底をその貢献度を評価しながら選択するものである。現実的核力による4核子系の結合エネルギー計算に適用し,方法論的に正しいことを証明できた。核子数が増えるにつれて全ての核子自由度を活性化させた精密計算はまだ出来ないが,部分的に自由度を凍結した微視的多クラスター模型計算は可能である。アルファ粒子,^3H^3He,陽子,中性子を単位とした微視的多クラスター模型により,A=711の領域の多くの原子核の詳細な記述が可能になり,中性子・陽子密度分布,電磁気的性質,ベータ崩壊などの実験データと比較検討し,概して良い一致を得ることに成功した。とりわけ^<10>Beにおける^9Be+η,α+^6He的構造を取り入れた励起状態の研究が進展した。束縛状態の精密計算が可能になったことにより,共鳴状態の研究に新しい可能性を拓くことができた。引力ポテンシャルの結合定数を弱めることにより束縛状態は共鳴状態になるという仮定のもとに,束縛状態のエネルギーを結合定数の解析関数として連続状態に解析接続することにより,共鳴パラメーター(共鳴エネルギー,共鳴幅)を決定するものである。^6He,^6Liを三体模型で扱い,他の理論的方法(複素スケール法)と比較し良い結果を得たので,この新しい考えは共鳴が重要な役割をもつ不安定核研究において有効なものとなると期待される。ガウス相関基底を用いた確率論的変分法は,原子核以外にも原子・分子など他分野に応用できるものであることが多くの例で示すことができたので,一般的プログラムをつくり希望者が使用できるように公開した。不安定核を含む核反応の研究のために,核構造計算コードと核反応計算コードとを結合できるように改良している。^6He+^4He

散乱におけるハロ-中性子の役割を調べることが目的になるがこのためにR行列反応コードの改良が必要で,現在テスト計算中である。また,不安定核の破砕反応による運動量分布の分析にメッシュ計算の結果が使用できるように拡張をはかった。不安定核反応と元素合成の問題について,弱い一次の宇宙QCD相転移を種とするフラクタル的な非一様バリオン密度揺らぎを幾何学的非一様構造として近似してとり入れビッグバン元素合成計算を行った。現在の天文観測から得られているD,He,Li量に対する制限を満たし,しかも銀河団スケールの最近の天文観測が示す大きなバリオン質量密度パラメータΩ_B=0.1-0.3を説明できる可能性があることを明らかにした。一様元素合成モデルに比べて千倍から一万倍ものBe,B等の重元素がビッグバン元素合成で作られた可能性がある。確率論的変分法による少数系の厳密計算を確立した。任意にサンプルされた複数の基底の候補のなかから、最もエネルギーを稼ぐものを選ぶことにより、相互作用や系の性質によらずに少ない次元でかつ偏見なく精密な解を得ることができることを示した。具体的応用として、平均場を仮定しないで軽い核(A=610)のエネルギースペクトル、電磁遷移確率を分析し,微視的多クラスター模型が妥当であることを示した。不安定核にみられる共鳴を調べるために共鳴を局所化する方法をテストした。一つは複素スケーリング法で複素平面で座標を回転させるもの、他は相互作用の強さを変化させて束縛状態の解析接続として共鳴状態をもとめるものである。両者は多くの場合良い一致を与えたが、^9Be、^9B等における極めて敷居値に近いS波の共鳴の予測は後者の方が成功することを確認した。質量数60-80のZ=N陽子過剰核の非軸対称8重局変形の存在をSkyrme力を用いたハートリーフォック法で検討し、特に^<68>SeではY_<33>に、^<80>ZrではY_<32>に変形し易いことを示した。^<10>Beにおける分子的共鳴の有無を調べる上で、^6He+α反応は重要である。非常に興味深いことは敷居値から4-5MeVのエネルギーのところに共鳴が存在するような痕跡をえたことである。計算をすすめて確認する必要がある。銀河の化学的・動力学的進化のモデルを精密化し、最新の原子核・素粒子反応データを取り入れて、元素量の時間発展にみる宇宙・銀河・星の進化を研究した。宇宙論パラメータ、新星や超新星における元素合成と物質混合過程について成果を得た。
最適採餌戦略:海馬・基底核・上丘系による予期報酬の空間表現と最適移動投資

平成19年度は最適採餌戦略の脳内機構に関して、以下の知見を得た。(1)収益逓減:即時利益率が徐々に逓減する餌場を作り、離脱までの餌場利用時間を計測した。結果、利用時間は試行毎に大きく異なり、その分散値は平均の二乗にほぼ比例した。よって、離脱決定はポアソン過程によって近似できると推定された。すなわち、離脱確率の第一次近似は利益率に独立な値をとる。しかし、採餌経験を重ねると共に離脱確率は高まることから、ヒヨコは経験によって場の収益逓減を繰りこんでいると判断される。さらにSSRI(セロトニン選択的再取り込み阻害剤)の投与が利用時間を有意に延長した。基底核におけるセロトニン放出量が離脱決定確率を支配しているとの予測の下、現在、インビボ・マイクロダイアリシス法によるセロトニン量の計測を行っている。(2)競争採餌と衝動性:「小さくて近い餌」と「大きくて遠い餌」の二者択一における選択を、ヒヨコで計測した。「大きい餌」よりも「近い餌」を優先する行動形質を、衝動性と呼ぶ。単独で採餌経験を積んだ個体は、「大きい餌」が遠ざかるほど、それを選ぶ頻度を優位に減らした。他方、他個体と同時にトレーニングすることによって競争的状況に置かれた場合には著しい衝動性の亢進をしめし、「近い餌」を選ぶ頻度が著しく高まった。このことは、競争採餌が衝動性を高めるとする仮説を支持する。さらにSSRIの投与は、「近い餌」を選ぶ頻度を低下させ、その結果、ヒヨコの採餌収量は有意に増加した。この結果は、セロトニンが時間経過の知覚を統制する脳内機構に対して、修飾作用を持つことを示唆する。現在、基底核の単一ニューロン活動を導出し、衝動性関連の活動の解析を始めている。鳥類は正確な視覚弁別に基づく選択行動を示す。特に孵化後間もない雛は手掛かりとなる視覚刺激と直後に得られた餌報酬の間の連合を速やかに学習し、その後の選択行動に反映させていく。採餌選択の決定にあずかる神経機構を明らかにするために、本年度はニワトリの雛に対象を絞って、投機性(リスク感受性)と背景文脈に対する依存性を吟味した。1.変動する「量」に対するリスク回避選択自然界では餌資源の量は常に変動している。動物はこの変動に対して最適な行為を選び取っている、と仮定できる。利益率を最大化する行為か(期待効用最大化)、それとも最悪の状況で得られる最低限の利益を最大化する行為か(max-min原則)。これを明らかにするために、変動する餌場(雛は餌量を予期することができない)と、常に一定量の餌を与える餌場との二つを用意し、雛の二者択一選択を調べた。その結果、雛は変動する餌場を嫌い、たとえ少ない量であっても安定した餌場を選ぶことが判明した。雛は負の投機性を持つ。2.変動する「近さ」に対する衝動性の亢進変動していても、それを毎回、何らかの手がかりで知ることができた場合、その状況は動物の選択をどのように変えていくだろうか。餌の量が変動する条件と、餌場の近さが変動する条件で、衝動性を比較した。「近くて小さな餌」と「遠くて大きな餌」の間の、二者択一選択を調べた。その結果、近さの変動にさらされた雛は衝動性が高く、「近くて小さな餌」をより好むことがわかった。変動する因子が、選択の重要因子となる。
マルチスケール的視点を導入した異種材料ナノ界面の密着特性評価法の構築

界面の密着・剥離特性を正確に評価するためには、ミクロな微小欠陥の挙動を3次元的に取り扱え、かつ、異材ナノ界面のマクロな特性との相関を推定できるようなマルチスケール的視点に立った計算手法の確立が必要である。初年度は、原子系と連続体系とを空間的にカップリングさせた分子動力学/有限要素法シミュレーターを開発し、達成コードの高速化・ダイナミクス化・大規模化を達成した。次年度では、シミュレーターを、Ru/Cu/SiO2系へのナノインデンテーション計算に実際に適用した。これにより、半導体デバイスの典型的界面であるCu/SiO2界面のクラック発生と進展挙動に関する原子レベルの知見を得ることに初めて成功した。界面の密着特性を正確に評価するためには、ミクロな微小欠陥の挙動を3次元的に取り扱え、かつ、異材ナノ界面のマクロな特性との相関を推定できるようなマルチスケール的視点に立った計算手法の確立が必要である。そのためには、長距離応力場をもつ微小欠陥の挙動を再現でき、かつナノデバイススケールを取り扱えるシミュレーション技法を構築しなければならない。そこで初年度は、原子系と連続体系とを空間的にカップリングさせたメインシミュレーターの開発に着手した。従来のような、系全体を完全に原子系で解くモデルは、未だ計算機負荷が高く実スケールには遠く及ばない。本モデルでは、欠陥(界面・転位・き裂等)周辺は原子系で解き、基板のバルク領域は連続体近似を遂行することで、計算自由度の飛躍的削減を実現する。現在、基礎的コードは出来、高速有限要素法解析ソルバーの搭載まで完成した。さらに、ランジュバン型の運動方程式を分子動力学と有限要素法の界面部分に取り込むことで、従来の静的な解析から動的な有限温度解析への拡張に成功した。また、連成コード全体に対して、MPIを用いた並列化を行い、大規模計算の実行を可能とした。シミュレーターには異種金属界面ポテンシャルの取り込みも実現した。これらの開発コードを用いて、金属表面への弾性球衝突シミュレーションならびに異種界面からの転位生成シミュレーションを実施し、結果、上記のシミュレーターで達成した高速化・ダイナミクス化・大規模化の妥当性を明らかにした。19年度は、原子系と連続体系とを空間的にカップリングさせたシミュレーターを開発し、連成コードの高速化・ダイナミクス化・大規模化を達成した。20年度では、開発した分子動力学/有限要素法シミュレーターを、RWCu/SiO2系へのナノインデンテーション計算に実際に適用した。本シミュレーションの結果、界面から射出される転位核生成プロセスが、界面クラック発生の引き金となっていること、また、本シミュレーションから得られた座屈による剥離モードが、ナノインデンテーション法による従来実験観測結果と定性的に一致することを示した。さらに、Ruキャップ層を使用しないcu/SiO2系へのナノインデンテーション計算との比較を行った。Ruキャップ層がある場合、一度クラックが生成すると、クラックはその後脆性的に界面を進展する。一方で、Ruキャップ層がない場合、荷重が増すにつれ、Cu膜内に多くの塑性変形プロセスが発生する。これらの塑性プロセスの蓄積により界面で発生したサブクラックは、メインクラックの先端応力場を弱め、結果、クラックの進展は強く抑制される。すなわち、高い弾性率を有するRuキャップ層を利用したナノインデンテーションが、Cu薄膜の剥離試験に極めて有用といえ、その具体的な物理的描像を本シミュレーションにより示した。
転写因子による染色体複製開始調節機構の解析

現在、転写因子が染色体複製の制御にもかかわることを示す結果が蓄積されつつある。ポリオーマウイルス(Py)はその染色体複製に転写のエンハンサー領域を必要とし、転写因子による染色体複製制御の良いモデル系となる。すでに我々を含むいくつかのグループがc-JunやGal4等の転写活性化因子がPy DNA複製を促進できることを示してきた。さらに、我々は核マトリクスに結合する転写因子PEBP2がPy DNA複製を促進し、その促進には核マトリクスにPEBP2が結合することが必須であることを示した(Chen et al.Mol.Cell.Biol.18,4165-4176(1998))。一方、真核細胞のDNA複製はBrdUの取り込みなどで可視化できるReplicaton Fociで起こる。このFocjは核マトリクス上に形成されDNA複製に必要な蛋白質を含み、「複製ファクトリー」と呼ばれる。そこで、PEBP2の各マトリクス結合と複製ファクトリー形成の関係を調べるために、蛍光免疫染色法と共焦点顕微鏡を用いた解析をおこなった。PEBP2とPy複製のイニシエーターであるT抗原の核マトリクス上での局在を調べたところ、どちらの蛋白質も核マトリクス上にドット状の局在を示すがcolocalizeはしなかった。しかしPy複製開始点とPEBP2結合配列を持つ複製の鋳型となるDNAをcotransfectionすると両者の局在が一致する。Pyが複製できるマウスの細胞ではさらに両蛋白質は大きなfociを形成するが、Pyが複製できないヒトの細胞では鋳型DNA依存的なcolocalizationは見られるが大きなfociの形成は起こらない。さらに、BrdUの取り込みがこのfociで起こることから、このfociは複製ファクトリーに相当するものと考えている。また、chromatin immuno-precipitation assayを用いてT抗原がPy複製開始点に結合するにはエンハンサーが必要であることを明らかにした。以上の結果は、転写因子がイニシエーターであるT抗原を複製開始点にrecruitし、そこでの複製ファクトリーの形成をうながしていることを示唆している。現在、この仮説を検証すべく解析を続けている。
歯髄高次血管構築におけるＴＰＯシグナル制御機構の時空的解析と臨床応用の検討

本研究はTPO/MPLシグナルと血管形成関連遺伝子との相互作用の分子機構を明らかし、歯髄再生の臨床応用の可能性を検討することを目的とし研究を行った。in situ hybridization法を用いて経時的なTPO/MPLシグナル関連遺伝子発現状況の解析を行った結果歯胚領域における時期特異的TPO/MPLシグナル関連遺伝子発現を認めた。他方in situ hybridization法を用いてVEGFR-2遺伝子の経時的発現状況の解析を行った結果時期特異的なVEGFR-2遺伝子の発現が歯胚領域に認められた。本研究成果が歯髄血管構築制御機構解明の一助となることが期待される。本研究は、歯髄幹細胞および幹細胞ニッチ相互間における時空的(spatiotemporal)なWntシグナル制御機構の解明を基盤とし、TPO/MPLシグナル、NotchシグナルおよびAng1/Tie2シグナルとの相互作用の分子機構を明らかにすることにより、歯髄再生の臨床応用の可能性を詳細に検討することを目的とする。本年度は、胎生10.5日から18.5日齢のマウス胎児の歯胚領域におけるTPO/MPLシグナルの発現状況の詳細な解析を中心に研究を行った(研究課題1)。免疫染色法による各種蛋白発現解析:胎生10.5日から18.5日齢のマウス胎児を用いて、免疫染色法により、歯胚領域におけるTPO/MPLシグナルに関与する蛋白の発現状況に関して経時的に詳細な解析を行った。c-Mplの発現に関しては、明瞭な陽性反応を得るために、染色法にさらなる工夫が必要であると考えられた。また、今後他のc-Mpl抗体を用いた染色を行い、経時的発現状況に関して比較検討することが必要であると考えられた。他方、血管内皮細胞における増殖シグナルにはPKCの活性化が必須であるとの報告があることから、研究課題2に関連し、これまで得られたPKC発現状況の解析結果をふまえて、TPO/MPLシグナル発現状況およびPKC発現状況について比較検討を行った。本解析結果が歯髄血管形成過程の分子メカニズム解明の糸口となることが期待される。in situ hybridizationによる遺伝子発現解析:マウスの歯胚領域におけるTPO/MPLシグナル関連遺伝子発現状況に関する経時的解析を行うため、TPO/MPLシグナル関連遺伝子のアンチセンスプローブおよびセンスプローブの作製を行った。現在ポジティブコントロール及びネガティブコントロールを用いて、作製したプロープが正常にworkするか否か確認を行っている。作製プローブが正常にworkすることが確認出来れば、in situ hybridization法により、経時的なTPO/MPLシグナル関連遺伝子発現状況の解析を行いたいと考えている。本研究により、歯髄における高次血管構築制御機構の基盤となる分子機構解明の一助となることが期待される。シグナル制御機構の解明を基盤とし、TPO/MPLシグナル、NotchシグナルおよびAng1/Tie2シグナルとの相互作用の分子機構を明らかにすることにより、歯髄再生の臨床応用の可能性を詳細に検討することを目的とする。免疫染色法による各種蛋白発現解析:前年度、胎生10.5日から18.5日齢のマウス胎児を用いて、歯胚領域におけるTPO/MPLシグナルに関与する蛋白の発現状況に関して経時的な解析を行ったが、c-Mplの発現は確認出来なかった。本年度は、染色法にさらなる工夫を加え、他種のc-Mpl抗体も併用しc-Mpl発現状況の解析を行ったが発現を確認することは出来なかった。今後の方針としては、新規c-Mpl抗体を入手し染色を行い、経時的発現状況を比較検討することが必要であると考えられた。in situ hybridization法による遺伝子発現解析:マウスの歯胚領域におけるTPO/MPLシグナル関連遺伝子発現状況に関する経時的解析を行うため、本年度は、TPO/MPLシグナル関連遺伝子のアンチセンスプローブおよびセンスプローブの作製を行い、ポジティブコントロール及びネガティブコントロールを用いて作製したプロープが正常にworkすること確認した。そこでin situ hybridization法により、経時的にTPO/MPLシグナル関連遺伝子発現状況の解析を行った結果、時期特異的に発現が認められたため、TPO/MPLシグナルが、歯胚発生過程において重要な役割を果たす可能性が示唆された。申請者らは、本研究により、歯胚発生過程における時空間的(spatiotemporal)なWntシグナル制御機構の解明を基盤とした、TPO/MPLシグナル、Ang1/Tie2シグナルおよびNotchシグナルとの相互作用の分子メカニズムを明らかにすることにより、歯髄再生の臨床応用の可能性を検討することを目的し研究を行った。

本年度は、歯胚発生過程における前年度未解析の時期においてTPO/MPLシグナルおよびVEGFR-2の発現状況に関する詳細な解析を行い、歯髄における高次血管構築制御機構の基盤となる分子機構の解明および歯胚形成に関与する各種遺伝子との相互作用について解析・検討を行った。前年度、正常にworkすることが確認されたTPO/MPLシグナル関連遺伝子のアンチセンスプローブおよびセンスプローブを用いて、前年度未解析の時期においてin situ hybridization法を用いて経時的なTPO/MPLシグナル関連遺伝子の発現状況について詳細に解析を行った。TPO/MPLシグナルは、歯胚発生過程において時期特異的に発現が認められ、歯胚形成に重要な役割を果たす可能性が示唆された。他方、Ang1/Tie2シグナルとの相互作用の分子機構を明らかにするため、VEGFR-2のアンチセンスプローブおよびセンスプローブの作製を行い、プローブが正常にworkすることを確認後、in situ hybridization法を用いて、胎生12.5日齢,14.5日齢,16.5日齢,17.5日齢のマウス胎児歯胚領域におけるVEGFR-2遺伝子の経時的発現状況について解析を行ったところ、VEGFR-2遺伝子シグナルの発現が時期特異的に確認された。今後Ang1/Tie2シグナルの経時的発現状況を解析し、TPO/MPLシグナルとの相互作用の分子機構に関する解析をすすめ、Notchシグナルとの関連もふまえ検討したいと考えている。本研究で得られた新規知見が歯髄における高次血管構築制御機構の基盤となる分子機構解明の一助となることが期待される。本研究は、歯髄幹細胞および幹細胞ニッチ相互間における時空的(spatiotemporal)なWntシグナル制御機構の解明を基盤とし、歯髄発生過程におけるTPO/MPLシグナル、NotchシグナルおよびAng1/Tie2シグナルの相互作用分子間メカニズムを明らかにすることにより、歯髄再生の臨床応用の可能性を詳細に検討することを目的とする。in situ hybridization法による遺伝子発現解析:マウスの歯胚領域におけるTPO/MPLシグナル関連遺伝子発現状況に関する経時的な解析を行うため、前年度作製したTPO/MPLシグナル関連遺伝子のアンチセンスプローブおよびセンスプローブが正常にworkすること確認している。本年度はこのプローブを用いたin situ hybridization法により、経時的にTPO/MPLシグナル関連遺伝子発現状況の解析を行った結果、時期特異的に発現が認められたものの、シグナルの発現が認められても局在性が不明瞭な時期が存在するため、条件検討を再度行い、経時的発現状況の解析を継続して行う必要があると考えられる。不明瞭ながらもシグナルの発現が認められたことから、TPO/MPLシグナルが歯髄発生過程において重要な役割を果たす可能性が示唆された。
膜結合型ＴＮＦαとの複合体形成に着目した抗ＴＮＦα抗体医薬品の生物学的特性解析

抗TNFα抗体医薬品の生物学的特性の解析を目的として、抗原-抗体複合体形成能に着目した研究を行い、1)複合体形成能(形成される複合体の分子サイズ)は抗TNFα抗体医薬品の種類によって異なること、2)複合体形成能の差異がFcγ受容体の活性化に関与することを明らかにした。複合体形成能の差異は抗原結合能親和性のみならず抗原認識エピトープの違いに起因すると考えられ、抗原との複合体形成様式が各抗TNFα抗体医薬品を特徴づける重要な指標の一つであると考えられた。平成25年度は抗TNFα抗体医平成25年度は抗TNFα抗体医薬品の抗原ー抗体複合体形成能の差異が、抗体依存性細胞傷害(ADCC)活性およびリバースシグナル伝達に及ぼす影響を明らかにするため、以下の研究を実施した。1.抗体依存性細胞傷害(ADCC)活性の解析:独自に開発したレポーター細胞(Jurkat/FcγR/NFAT-Luc)を用いて、ADCC活性の発揮に密接に関与するFcγR受容体の活性化を測定した。まず本アッセイ系が抗TNFα抗体医薬品によるFcγ受容体の活性化を評価可能であるかを検討する目的で、可溶性TNFαの共存下で複合体形成能の異なるインフリキシマブおよびアダリムマブによるFcγ受容体の活性化を測定した。その結果、複合体形成能の高いインフリキシマブではアダリムマブに比べてより強いFcγ受容体の活性化が検出されたことから、本アッセイ系が複合体形成能の異なる抗TNFα抗体医薬品のFcγ受容体活性化能の評価に有用であることが明らかとなった。そこで本アッセイ系を用いて、前年度までに樹立した発現量の異なる複数の膜結合型TNFα発現細胞を標的としたレポーターアッセイを実施した結果、可溶性TNFαを標的とした場合と同様に、インフリキシマブはアダリムマブに比べてより強いFcγ受容体活性化能を示すことが明らかとなった。膜結合型TNFα発現細胞に対する結合親和性は両抗体で同等であったことから、認識エピトープの違いによる複合体形成能の差異が膜結合型TNFα発現細胞に対するエフェクター細胞の活性化、すなわちADCC活性の発揮に関与することが示唆された。2.リバースシグナル伝達の解析:インフリキシマブを試料として、前年度までに樹立した膜結合型TNFα発現細胞に対するアポトーシス誘導能測定系の最適化を行った。平成24年度は当初の研究計画に従って、既承認の抗TNFα抗体医薬品について、1抗原エピトープ解析および2膜結合型TNFα結合親和性解析を実施した。1抗原エピトープ解析: TNFα(全長233アミノ酸)について、ペプチド長15アミノ酸×72ペプチド(オーバーラップ13アミノ酸)からなるペプチドアレイを作成し、4つの抗TNFα抗体医薬品(Infliximab、Adalimumab、Golimumab、Etanercept)が結合するペプチドを解析した結果、何れの抗体医薬品についても共通に結合するペプチドが検出された一方で、各々の抗体に特異的に結合するペプチド(抗原エピトープ)は認められなかった。これらの抗TNFα抗体医薬品はTNFαの立体構造(コンフォメーショナルエピトープ)を認識する可能性が考えられた。2膜結合型TNFα結合親和性解析:標的細胞としてプロテアーゼ切断部位を改変した膜結合型TNFαを安定発現するJurkat細胞株を樹立し、抗TNFα抗体医薬品の結合親和性を解析した。また次年度に予定しているADCC活性の評価に先立って、膜結合型TNFαとの結合に依存したFcγ受容体活性化能について検討を行った。InfliximabはAdalimumabと比較して、可溶性TNFαに対して強い結合親和性を示すが、膜結合型TNFαに対する結合親和性は同程度であった。一方、膜結合型TNFαとの結合に依存したFcγ受容体活性化能は、Adalimumabに比べてInfliximabで有意に高く、Infliximabは膜結合型TNFαを発現する標的細胞に対してより強い細胞傷害活性を発揮する可能性が明らかとなった。抗TNFα抗体医薬品の抗原ー抗体複合体形成能の差異が生物活性に及ぼす影響を明らかにすることを目的として以下の研究を実施した。1.可溶性TNFαとの複合体形成能及びFcγ受容体活性化能:抗体医薬品インフリキシマブ、アダリムマブ、ゴリムマブ及びTNFR-Fc融合タンパク質エタネルセプトを試料とし、動的光散乱法を用いて可溶性TNFαとの複合体形成能を評価した。エタネルセプトと比較して3つの抗体医薬品は巨大な抗原-抗体複合体を形成すること、複合体形成能はインフリキシマブ>ゴリムマブ>アダリムマブの順に強いことが明らかとなった。独自に開発したレポーター細胞(Jurkat/FcγR/NFAT-Luc)を用いた解析の結果、可溶性TNFα存在下において複合体形

成能の高いインフリキシマブではアダリムマブに比べてより強いFcγ受容体の活性化を誘導することが明らかとなった。2.膜結合型TNFα結合親和性:標的細胞としてプロテアーゼ切断部位を改変した膜結合型TNFαを安定発現するJurkat細胞株を樹立し、抗TNFα抗体医薬品の結合親和性を解析した。インフリキシマブはアダリムマブと比べて可溶性TNFαに対する結合親和性が高いことが報告されている一方で、膜結合型TNFαに対する結合親和性はアダリムマブと同程度であることが明らかとなった。3.膜結合型TNFα発現細胞に対するADCC活性:膜結合型TNFα安定発現細胞およびレポーター細胞(Jurkat/FcγR/NFAT-Luc)を抗体医薬品存在下で共培養し抗原結合に依存したFcγ受容体の活性化を評価した。インフリキシマブはアダリムマブに比べてより強いFcγ受容体活性化能を示すことが明らかとなり、抗原認識部位の違いによる複合体形成能の差異が膜結合型TNFα発現細胞に対するエフェクター細胞の活性化、すなわちADCC活性の発揮に関与することが示唆された。生物薬品学本研究は既承認の抗TNFα抗体医薬品の抗原-抗体複合体形成能の差異に着目し、膜結合型TNFαを標的とした細胞傷害活性およびリバースシグナル伝達に及ぼす影響を解析することにより、抗TNFα抗体医薬品の薬効発現メカニズムを明らかにすることを目的としている。平成25年度は、独自に開発したFcγ受容体の活性化を評価可能なレポーター細胞を用いて、抗TNFα抗体医薬品の認識エピトープの違いによる複合体形成能の差異が膜結合型TNFα発現細胞に対する細胞傷害活性の発揮に関与する可能性を明らかにした。また、リバースシグナル伝達に関しても、抗TNFα抗体医薬品によるアポトーシス誘導能測定系の最適化が進行しており、研究全体として概ね順調に進展していると考える。本研究は既承認の抗TNFα抗体医薬品の抗原-抗体複合体形成能の差異に着目し、膜結合型TNFαを標的とした細胞傷害活性およびリバースシグナル伝達に及ぼす影響を解析することにより、抗TNFα抗体医薬品の薬効発現メカニズムを明らかにすることを目的としている。初年度である平成24年度は、抗原エピトープ解析については予定していた実験結果が得られなかったものの、本研究の主な目的である膜結合型TNFαを標的とした薬効発現メカニズムの解析については、当初予定していた標的細胞株の樹立、結合親和性解析に加えて、次年度以降に予定していた細胞傷害活性の比較ならびにリバースシグナル伝達の評価系の構築が進行しており、全体としては概ね順調に進展していると考える。前年度に引き続き、抗TNFα抗体医薬品の複合体形成能の差異が抗体依存性細胞傷害活性(ADCC活性)およびリバースシグナル伝達に及ぼす影響の検討を行い、膜結合型TNFα発現細胞を標的とした抗TNFα抗体医薬品の薬効発現メカニズムを明らかにする。加えてリバースシグナル伝達に介在する細胞内シグナル伝達経路の解析を実施する。複合体形成能の差異が抗体依存性細胞傷害活性(ADCC活性)およびリバースシグナル伝達に及ぼす影響の検討を行う。1ADCC活性の測定:前年度に作製した膜結合型TNFα発現細胞を標的細胞として、ヒト末梢血単核球細胞をエフェクター細胞として使用する。標的細胞の細胞死を指標に抗TNFα抗体医薬品のADCC活性を評価する。
鉄の化学状態と放射性セシウムから読み解く貧酸素水塊下にある東京湾底質の堆積環境

東京湾では浚渫窪地が貧酸素水塊発生のトリガーになっている可能性が指摘されている。我々は過去に発生した貧酸素水塊の履歴が直下の堆積物に記録されているものと捉え、堆積物を鉛直方向に採取し堆積年代別に元素の化学状態を分析することで、貧酸素水塊と浚渫窪地の堆積環境との関連性を明らかにすることを目的とする。そのために貧酸素水塊直下の堆積物を不攪乱型コアサンプラーで鉛直方向に採取し、可能な限り細かく裁断して分析試料に供した。我々はこれまでの研究により、底質中に含まれるframboidal pyriteの結晶の大きさが還元的環境の指標となることを見出した。本年度は、分析手法として非破壊状態分析が可能な57-Feメスバウアー分光法を用いてパイライト(FeS2)の直接的な定量を試みた。堆積物が嫌気的環境になると硫黄化合物の還元により硫化水素が発生し、堆積物中の鉄と反応してパイライトが生成すると考えられる。しかしながら、パイライトのピーク位置は、常磁性高スピン3価の鉄のピーク位置と近いため、高分解能のメスバウアー測定を要する。そのようにして得られた高分解能スペクトルを解析する事により、鉄の化学状態として、常磁性高スピン3価が1種類、常磁性高スピン2価が2種類、磁性成分が1種類と、パイライトのピークを区別することができた。現時点では、これまでに採取した千葉県幕張沖の浚渫窪地および平場に加え、貧酸素水塊の度合いの異なる地点として採取した神奈川県横浜沖の試料について、パイライトの定量を進めている。我々のこれまでの研究により採取した千葉県幕張沖の浚渫窪地および平場に加え、貧酸素水塊の度合いの異なる地点として採取した神奈川県横浜沖の試料について、放射化分析法による元素分析は既に終えている。しかしながら、メスバウアー分光法を用いた鉄の化学状態の分析・解析に時間を要している。一般的にメスバウアー分光法を用いれば、非破壊で固体試料中の鉄の価数を知ることができるが、本研究で着目しているパイライト中に含まれる鉄の化学状態は低スピン2価であり、底質中の粘土鉱物等に含まれる高スピン3価の鉄とピーク位置が非常に近い。そのため、通常の分解能のメスバウアースペクトルでは区別することが困難であった。そこで、測定範囲を狭めることにより分解能を上げて測定を行っているが、それでは測定範囲からはみ出た化学種の定量値が得られず、結局、同一試料を2度測定する必要があった。さらに精度を上げるためには長時間測定も必要であり、現状では1試料あたり47日を要している状況である。幸い、この方法を用いることにより、底質試料中のパイライトの定量は可能となった。貧酸素水塊の出現頻度とその強度は年によって異なるため、単年度の研究結果のみから普遍性を考察するわけにはいかない。そこで、今後も千葉県幕張沖にて堆積物試料の継続的採取を行う。特に、幕張沖の浚渫窪地は、水底土砂埋め戻し工事により順次埋め戻しが進められている。この効果が堆積物試料の化学状態にどのような影響を及ぼすのか、興味深いところである。今後は、新たに採取した堆積物試料に対して、メスバウアースペクトロメーターを用い、試料中の鉄の化学状態の測定を遅滞なく済ませる。また、元素分析については、機器中性子放射化分析を行う。そのために、既に2019年度の京都大学の原子炉共同利用課題申請を済ませ、採択されている。最終的に、状態分析及び元素分析により得られたデータを鉛直方向に解析することにより、過去の貧酸素水塊の規模や経年的な変化を過去数十年単位で明らかにする。また、放射性セシウムの鉛直分布の解析から、堆積物を記録媒体とした貧酸素水塊の履歴の記録精度を確認することを試みる。

我々のこれまでの研究により採取した千葉県幕張沖の浚渫窪地および平場に加え、貧酸素水塊の度合いの異なる地点として採取した神奈川県横浜沖の試料について、放射化分析法による元素分析は既に終えている。しかしながら、メスバウアー分光法を用いた鉄の化学状態の分析・解析に時間を要している。一般的にメスバウアー分光法を用いれば、非破壊で固体試料中の鉄の価数を知ることができるが、本研究で着目しているパイライト中に含まれる鉄の化学状態は低スピン2価であり、底質中の粘土鉱物等に含まれる高スピン3価の鉄とピーク位置が非常に近い。そのため、通常の分解能のメスバウアースペクトルでは区別することが困難であった。そこで、測定範囲を狭めることにより分解能を上げて測定を行っているが、それでは測定範囲からはみ出た化学種の定量値が得られず、結局、同一試料を2度測定する必要があった。さらに精度を上げるためには長時間測定も必要であり、現状では1試料あたり47日を要している状況である。幸い、この方法を用いることにより、底質試料中のパイライトの定量は可能となった。貧酸素水塊の出現頻度とその強度は年によって異なるため、単年度の研究結果のみから普遍性を考察するわけにはいかない。そこで、今後も千葉県幕張沖にて堆積物試料の継続的採取を行う。特に、幕張沖の浚渫窪地は、水底土砂埋め戻し工事により順次埋め戻しが進められている。この効果が堆積物試料の化学状態にどのような影響を及ぼすのか、興味深いところである。今後は、新たに採取した堆積物試料に対して、メスバウアースペクトロメーターを用い、試料中の鉄の化学状態の測定を遅滞なく済ませる。また、元素分析については、機器中性子放射化分析を行う。そのために、既に2019年度の京都大学の原子炉共同利用課題申請を済ませ、採択されている。最終的に、状態分析及び元素分析により得られたデータを鉛直方向に解析することにより、過去の貧酸素水塊の規模や経年的な変化を過去数十年単位で明らかにする。また、放射性セシウムの鉛直分布の解析から、堆積物を記録媒体とした貧酸素水塊の履歴の記録精度を確認することを試みる。(理由)本年度は、これまでに採取した千葉県幕張沖および神奈川県横浜沖の試料のうち、分析・解析が済んでいなかった部分について研究を進めてきたため、新たな試料の採取を行わなかった。そのため、調査船運航費を支出することがなく、また新たな57-Coメスバウアー線源の購入も行わなかったため、50万円ほどの次年度使用額が生じた。(使用計画)次年度は、千葉県幕張沖において新たな堆積物試料の採取を行う。そのため、調査船運航費が必要となる。また、新たな57-Coメスバウアー線源の購入を行い、1試料当たりの測定時間の短縮を図る計画である。得られたデータの解析には多くの時間を要するため、学術支援員を雇用したいと考えている。
トランスクリプトーム解析による術後せん妄・認知機能障害とエイジングの関連解析

若年マウス(8週)と壮年マウス(35週)をそれぞれセボフルランで麻酔し、それぞれの海馬を摘出後、トランスクリプトーム解析を行ったところ、遺伝子発現形式は麻酔前後で大きく変わっており、かつ週齢の違いによっても発現遺伝子が大きく変容することを証明した。同等のストレスであっても、週齢が違うことにより脳内での反応や炎症が異なる形で現れることが示唆された。特定の候補遺伝子の増減が術後認知機能低下と関連することを確認することができた。われわれは、トランスクリプトーム解析を用いて、脳内のmRNAの発現がどのように変化しているかを明らかにし、それらの変化が術後の精神にどのように変化するのか-具体的にはせん妄の出現や認知機能低下がいかにして発症するのかを解明するために研究を進めている。また、マウスの週数によって、セボフルラン暴露や手術ストレスの影響はどのように変化するかを突き止めることも目標としている。これら、術後せん妄・認知機能障害とエイジングの関連を解析することは、超高齢社会を迎える我が国の医療政策にも還元することができると考えている。以前われわれは、8週の若年マウスを用いてセボフルラン麻酔を行い、その前後の海馬におけるmRNA発現変化に関して検討を行い、論文化した。今回、われわれは若年マウス(8週)と壮年マウス(35週)をそれぞれセボフルランで麻酔し、それぞれの海馬を摘出、トランスクリプトーム解析を行った所、遺伝子発現は大きく変わっていたということを明らかにした。つまり、週齢の違いにより脳内での代謝や反応性に違いを生じることが示唆された。このように同様のストレスであっても、週齢が違うことにより、脳内での遺伝子発現の変化に違いが出現することは、術後認知機能低下の機序を解明するための一端となると考えており、今後の研究につながる結果であると確信している。また、外界の変化に対する反応の違いは、エイジングの影響であるととらえるならば、老化そのものに対する脳機能の変化と機序を明らかにできると考えており、更なる発展的な研究を期待できる。トランスクリプトーム解析にやや時間を要したため。また、われわれは若年マウス(8週)と壮年マウス(35週)をそれぞれセボフルランで麻酔し、それぞれの海馬を摘出、トランスクリプトーム解析を行ったところ、遺伝子発現は大きく変わっていたということを明らかにし、論文化した。つまり、週齢の違いにより脳内での代謝や反応性に違いを生じることが示唆され、非常に強い興味を抱いた。このように同様のストレスであっても、週齢が違うことで、脳内での遺伝子発現の変化に違いが出現することは、術後認知機能低下の機序を解明するための一端となると考えている。また、外界の物質暴露の影響の違いや、環境変化に対する反応の違いが、エイジングの影響であるととらえるならば、老化そのものに対する脳機能の変化と機序を明らかにできると考えており、更なる発展的な研究を期待できるだろう。同環境におけるマウスの飼育に時間を要したため。老齢マウスの確保に、難渋したため、現在のところやや遅れている。手術ストレスに対する、週齢による個体反応の違いを検討する予定である。引き続き手術ストレスに対する、週齢の違いによる個体反応の差異を比較、検討していく予定である。
月と水星の比較惑星学的研究

2015年4月に観測を終了したアメリカの水星探査機メッセンジャーの全球データのうち画像と高度計のデータを解析して特徴的な地形「直線崖Rupes]を詳細に調べた。断層の高度差と断層が大円上に分布していることから、水星地殻の全球的な収縮で断層崖が形成されたことを明らかにした。また、月面上にある直線崖が玄武岩マグマが固化した海の周縁部に分布していることから月ではマグマの固化に伴って掃き寄せられる形で断層崖が形成されたことを比較惑星学的に明らかにした。本研究で獲得できた水星観測データの解析手法を使って日欧共同次期水星探査機ベピコロンボの観測計画の策定とデータ解析計画の立案を行えるようになった。本研究の目的は、昨年5月に観測を終了したNASA水星探査機MESSENGERの観測データを解析し、月と水星の類似点、相異点を明らかにすることによって小型の地球型惑星の起源と進化に手がかりを得ようとするものである。分光カメラMDIS観測では全球の表層画像を取得し、NASA PDSから公開された。月の画像データは「かぐや」、NASA月探査機「LRO」の高空間分解能のものが公開されているので水星との比較惑星学を開始する。申請者は、アメリカ地質調査所が無償公開している統合解析ソフトISISをLinuxワークステーション(新規購入)に搭載してPDSから画像データをダウンロードできる環境を整え、特徴地形毎にモザイク画像の作成を行った。約500カ所の特徴地形のモザイク画像を作成した。月画像は「かぐや」と「LRO」の高空間分解能画像に注目して水星地形と比較する目的で画像データをJAXAのDARTSとPDSから収集し、ISISを使ってモザイク画像を作成した。月・水星ともに絶え間なく現在まで降り注ぐ小天体が衝突クレータを形成し、内部熱活動により生成されたマグマの噴出、表層の冷却収縮による割れ目などの地形が見られる。月・水星の相異点は、1.クレータの形態ではボウル型、中央丘型、多重リング型が直径の小さいものから大きいものへ遷移することが共通にある。2.中央丘型・ボウル型遷移は月30km程度に対し、水星10km程度と小さくなっている。衝突速度、地殻物質の違いが反映されているのであろう。3.画像には反射スペクトルの不均一や縞模様が広範囲に見られ、組成の異なったマグマの複数回の噴出があったことを示す。4.月ではマグマの中に磁気異常により形成されたと思われる縞模様が見られるが、水星では見つかっていない。5.水星ではマグマに冷却過程で揮発性物質が突沸してできた泡状の地形や割れ目が見られる。本研究では、新たに得られた水星探査機の観測データ、特に詳細で大量な画像データを収集し、クレータなど特徴地形のモザイク画像を作成すること、大きさが近く、大気を持たない天体である月と水星の表層地形の比較惑星学のため、月の画像データも同じワークステーション上で共通ソフトウェアで取り扱う手法を確立することが、研究の出発点である。データの取り込み要領から統合ソフトウェアISISの取り扱いまで世界では実行している研究者が多数いると推測できるが、わが国ではポピュラーではない。特に水星の衛星データは未知である。したがって試行錯誤を繰り返さなければならないこともあったが、初年度の目的は達成できたと考えている。当該課題の推進には画像をより詳細に観察することが必要である。そのため、援用に必要な物質データ、地形データを吟味して的確なものをそろえることが要求される。これら次の発展への布石が十分にできなかったことが、計画以上の進展と言えない理由である。本研究の目的は、一昨年5月に観測を終了したNASA水星探査機MESSENGERの観測データを解析し、月と水星の類似点、相異点を明らかにすることによって小型の地球型惑星の起源と進化に手がかりを得ようとするものである。アメリカ地質調査所が無償公開している統合解析ソフトISIS(Integrated Software for Imagers and Spectrometers)をLinux Workstation(27年度購入)に搭載してPDSからMESSENGERデータをダウンロードできる環境を整え、特徴地形毎にモザイク画像の作成を行った。約500カ所のクレータや平原などの特徴地形のモザイク画像が完成した。平成28年度は特に崖(Rupes)に注目して水星と月の崖構造地域のモザイク画像の作成を行った。水星では31の崖地形がIAUに認定されているが、月では11カ所にすぎない。モザイク画像から崖地形の分布、大きさのちがいを明らかにした。水星では大規模な崖地形が顕著に見られ、大円上に分布していることからグローバルな収縮が断層崖を作ったと推測される。月では崖地形はあまり多くは無く、11カ所のうち10カ所が海の周辺部に分布しており、マグマが噴出し海を形成した後固化収縮により崖地形が生成したと推測される。月の直線壁として知られるRupe Rectaが代表である。崖の段差を実測するためMLA(MESSENGER Laser Altimeter)のデータも取得し、12 kmの段差が存在することもわかった。「かぐや」と「LRO」の高空間分解能画像に注目して水星地形と比較する目的でJAXA衛星情報センターDARTSとNASA PDSから画像データを収集し、ISISを使ってモザイク画像を作成する手法を確立した。またLALT、LOLAの月レーザー高度計データを取り込み、月での崖段差の実測を行った。

本研究では、新たに得られた水星の観測データ、特に詳細で大量な画像データを収集し、モザイク画像を作成すること、大きさが近く、大気を持たない天体である月と水星の表層地形の比較惑星学のため、月の画像データも同じワークステーション上で共通ソフトウェアで取り扱う手法を確立することが、研究の出発点である。昨年度データの取り込みからモザイク画の作成まで確立した。平成28年度は水星や月の表面に特徴的である収縮過程の痕跡をもとめ、崖地形のモザイク画を作成して月と水星の進化のちがい、類似性を考察した。またレーザー高度計のデータも取り込み、崖の段差のちがいなども明らかにした。これらの研究成果は平成28年7月に東北大学産学官連携セミナーで講演し、データ取得手順についてチュートリアルするためモバイルワークステーション(新規購入)を持参して実演した。崖地形の比較惑星学研究の成果は、平成29年5月の日本地球惑星科学連合学術講演会でポスター発表する。本研究の目的は、約3年前に燃料の消耗で観測を終了したNASA水星探査機MESSENGERと「かぐや」、NASA月探査機LROのデータとを比較して、月と水星の類似点、相違点を明らかにして地球型惑星の起源と進化に制約を得ようとするものである。水星探査機に搭載された分光カメラ、高度計などの観測データは、水星表面全体の観測に成功して、NASA PDSからデジタルデータが公表されている。月探査機「かぐや」はJAXA/ISAS-DARTSから、LROのものはPDSから生データを取得した。米国地質調査所が無償公開している統合解析ソフトウェアISISを使って画像と分光データに変換・補正しモザイク画を作成した。月・水星表面で最も顕著な地形はクレータで共通に多くの面積を占めている。月・水星が集積後期に小天体の重爆撃を同様に被ってきたことを示している。相異点が顕著な地形の代表は、Rupes(崖)と呼ばれる直線的に延びる崖構造である。IAUに認定されたRupesは、水星表面には31カ所、月表面では11カ所あり、水星に顕著な地形であると言える。長さは同様で200km程度であるが、分布は大きく異なっている。水星ではRupesがいくつかの大円上に分布しているのに対し、月では1カ所AltaiRupeを除き、海の外縁部に存在する。月の1.8倍の密度を持つ水星の地殻がグローバルに固化収縮した時、大円上の弱い部分にRupesが生じた、と推測される。月では地殻中でのマグマの活動が活発で噴出して海を形成した。マグマが外縁部で固化する時に掃き集められて崖が生じた。水星のような全球的な収縮はなく、マグマが地殻内で発生して応力が緩和してしまった、と推測される。密度差が地殻物質の相異を引き起こし、マグマ生成量に大きな違いをもたらしたものと考えられる。高度計データを使って断層崖の段差を計測し、応力ドロップを算出した。2015年4月に観測を終了したアメリカの水星探査機メッセンジャーの全球データのうち画像と高度計のデータを解析して特徴的な地形「直線崖Rupes]を詳細に調べた。断層の高度差と断層が大円上に分布していることから、水星地殻の全球的な収縮で断層崖が形成されたことを明らかにした。
局所伝熱制御を用いた高精度医療技術の開発に関する研究

現在臨床で応用されている冷却法は十分な制御がなされておらず、不十分な冷却や過剰な冷却により病巣の残留や手術痕の発生などの問題が生じている。本研究では工学的アプローチによる高精度な冷却治療の実現を目指し、治療時の冷却制御および内部温度の定量的評価を行った。特に、本研究では最も冷却制御が重要となる皮膚の凍結手術に着目し、動物実験および臨床実験による理想的な冷却条件の検討や細胞の致死温度の検討を行った。皮膚の凍結手術においては、皮下組織が損傷した場合手術痕が残留しやすいということが問題となっている。そのため、皮下組織への損傷を抑え、かつ表面付近の病巣を可能な限り低温に凍結させることが重要となる。しかしながら組織の冷却条件を検討した多くの研究は単細胞や組織薄膜が用いられており、現実的な治療へ応用することは困難であった。本研究では過去に開発されたペルチェ効果による高精度制御と液体窒素による高速度冷却を共に実現することのできるペルチェクライオプローブを用いたモルモットの皮膚冷却実験を行い、どのような冷却方法が最も理想的な冷却法となるかを調べ、最も治療効果の高く、皮下組織への損傷の小さい冷却条件を明らかにした。これは臨床にそのまま応用可能な冷却方法であり、新たな皮膚凍結手術の可能性を示したといえる。
一酸化炭素(CO)による血管弛緩作用の臓器特異性と揮発性麻酔薬の影響

揮発性麻酔薬は強い血管作用を有し、麻酔中の生理的臓器血流調節機構を波綻させる。われわれの教室では、揮発性麻酔薬がアセチルコリン惹起内皮依存性血管拡張を抑制し、その抑制が腸管膜動脈よりも大動脈において大きいことを報告し、揮発性麻酔薬の影響が動脈の中枢側と末梢側で異なることを示した。この結果から、内皮由来弛緩物質(NO)による血管弛緩経路以外への麻酔薬の影響が大きいことが示唆された。今回、われわれは、NO同様soluble guanylate cyclase (s-GC)を活性化し動脈を拡張させるCOの作用に対する揮発性麻酔薬の影響を検討した。【方法】(1)臓器血管特異性について検討する前に、摘出ラット大動脈を用いて、COによる血管弛緩作用に及ぼす揮発性麻酔薬の影響について調べた。内皮除去リング状標本を作製してKrebs Ringer液中に3gの静止張力で懸垂し、その等尺性張力変化を記録した。フェニレフリン(3×10^<-7>M)にて前収縮させ、CO飽和溶液の累積投与による弛緩反応をハロタン(1MAC、2MAC)、イソフルラン(1MAC、2MAC)存在下、非存在下で記録した。(2)フェニレフリンで前収縮させた各血管標本において、CO飽和溶液(10^<-4>M)投与後30秒後の血管平滑筋細胞内cyclic GMP (cGMP)の変化をハロタン(1MAC、2MAC)存在下、非存在下でラジオイムノアッセイ法により測定した。【結果】(1)ハロタン(1MAC、2MAC)、イソフルラン(2MAC)はCOによる弛緩反応を有意に抑制した。(2)CO飽和溶液(10^<-4>M)投与によりcGMP量は有意に増加し、ハロタン(1MAC、2MAC)前処置によりこの増加は抑制された。(3)同様のプロトコールをウサギの各種臓器血管についても試みているが未だ一定した結果が得られておらず検討中である。
黒鉛添加による塩と材料の高度脱塩素処理と廃プラスチックのゼロエミッション化

塩ビを含む廃プラスチックのゼロエミッション化のためには,脱塩素を化学反応支配として処理できる技術開発が必要である.本研究では,試料への伝熱速度を高めるため,PVCに黒鉛を添加し,脱塩素速度におよぼす影響について検討した.純粋PVCと黒鉛の混合比に対する速度定数の比は,伝熱支配の温度域である350°Cにおいては,脱塩素速度は1.41.5倍になり,伝熱係数の高いものを混合した方が効果的であった.黒鉛添加により脱塩素処理された残留物は石炭代替燃料として用いることができる.石炭を用いる電力・鉄鋼・セメントなどのエネルギー・素材産業は,それぞれ国内の主要CO_2排出源であるとともにエネルギー多消費産業である.これらの産業において,石炭の代替燃料として廃プラスチックを用いた場合には,CO_2削減とともに,エネルギーの有効利用の観点からもその有効性が期待できる.国内で埋立ておよび単純焼却された廃プラスチック984万tを全て熱エネルギーとして換算すると約8.61×10^<13>kcalにもなる.国内の石炭火力発電所,製鉄所,セメント工場および製油所の全設備から半径100km圏内の地域は,北海道東部,中部,東海,九州南部を除く国内のほとんどをカバーしていることから,これらの廃プラスチックを石炭の代替燃料に用いた場合のCO_2削減率は電力産業においては約7.5%,製鉄業においては約3.6%,セメント産業においては約23.5%のCO_2削減率となり,廃プラスチックを石炭の代替燃料として用いることは,期待される手段の一つである.塩ビを含む廃プラスチックのゼロエミッション化のためには,脱塩素を化学反応支配として処理できる技術開発が必要である.本研究では,試料への伝熱速度を高めるため,PVCに黒鉛を添加し,脱塩素速度におよぼす影響について検討した.純粋PVCと黒鉛の混合比に対する速度定数の比は,伝熱支配の温度域である350°Cにおいては,脱塩素速度は1.41.5倍になり,伝熱係数の高いものを混合した方が効果的であった.黒鉛添加により脱塩素処理された残留物は石炭代替燃料として用いることができる.石炭を用いる電力・鉄鋼・セメントなどのエネルギー・素材産業は,それぞれ国内の主要CO_2排出源であるとともにエネルギー多消費産業である.これらの産業において,石炭の代替燃料として廃プラスチックを用いた場合には,CO_2削減とともに,エネルギーの有効利用の観点からもその有効性が期待できる.国内で埋立ておよび単純焼却された廃プラスチック984万tを全て熱エネルギーとして換算すると約8.61×10^<13>kcalにもなる.国内の石炭火力発電所,製鉄所,セメント工場および製油所の全設備から半径100km圏内の地域は,北海道東部,中部,東海,九州南部を除く国内のほとんどをカバーしていることから,これらの廃プラスチックを石炭の代替燃料に用いた場合のCO_2削減率は電力産業においては約7.5%,製鉄業においては約3.6%,セメント産業においては約23.5%のCO_2削減率となり,廃プラスチックを石炭の代替燃料として用いることは,期待される手段の一つである.