hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗炎症蛋白プロテイン1の遺伝子多型、結合蛋白解析と病態検査診断への展開

プロテイン1(P1)は、肺クララ細胞10kDa蛋白(CC10)、uteroglobin、PCB結合タンパクとも呼ばれる分子量14,000ダルトンの非糖たんぱく質で、7kDaのhomodimer構造をとる。平成14-16年度に渡り研究が実施され、以下の成果を得た。Alleic PCRによる疾患感受性の検索を進め、サルコイドーシスのG38A多型では、38Aアレルに優位な集積があり、肺胞細胞洗浄液においても38A/Aでは、38G/G,38G/Aに比べ低値であり、プロモータ活性の低下が関連している可能性をreporter assayで証明した。IgA腎症でも38A/A優位の疾患感受性を認めた。uteroglobinは子宮内膜上皮細胞に豊富に存在する。月経周期の分泌期において、表出が増加することを免疫組織ウエスタンブロットにより示した。子宮内膜症では陽性細胞の染色性が減少しており・子宮頚膜癌では他の癌、同様消失していた。ロジェステロン濃度とP1の産生能との関連性が疑われた。検査室で常温の条件でSNPタイピングを可能にするLAMP法を栄研化学(株)で開発中である。現在CYP2C19遺伝子のprimer設計の基礎設定条件に従って、複数セットのLAMP法のSNPタイピング用のallele specific primerの設計は煩雑でありほとんどが手作業で、確立に至っていない。プロトタイプであるが、マイクロフローによるG38A SNPs測定系を確立した。recombinant P1が枯渇したため、新たにバキユロの産生システムを確立して、無血清で大量に収拾率の高いP1を得た。尿中P1は、尿中プロテアーゼ切断部位が2箇所でしかもリガンドと結合状態にあるため、高い安定性が維持されていると推定された。本年度は概ね計画に従い研究が行われ、応分の成果を得た。protein 1(P1)遺伝子のSNPの検出法でAlleic PCR法を確立した。至適プライマーを設計して同時に4箇所のSNP(G38A,-A908G, C1225T, Gl18A)の分析が可能である。本法で、サルコイドーシスにおいて38Aの頻度が増加する予備的結果を得た。今後、症例を増やし種々の疾患での遺伝子多型の検索を進め疾患感受性、予後などとの関連性を追及する予定である。検査室で常温の条件でSNPタイピングを可能にするLAMP法を栄研化学(株)で同時に開発中である。チトクロームp450 CYP2C19遺伝子のSNPタイピング試薬を用いて、ヒトゲノム検体でSNPタイピングが可能であることを確認した。2種類のプライマーをallele specific primerとして用いることでallele specific PCRよりも精度が高くなり、さらにprimerの設定領域を増やして、P1をより特異的に増幅することが可能と期待される。現在は上記CYP2C19遺伝子のprimer設計の基礎設定条件に従って、複数セットのprotein1SNPタイピング用primerの設計を準備中である。LAMP法のSNPタイピング用のallele specific primerの設計は煩雑でありほとんどが手作業で、しばらく時間を要する。P1と結合するdefensin様物質をtwo-hybridsystemで見いだし、ペプチドを合成、家兎抗体を作製した。現在肺組織を中心に酵素免疫組織染色を行い局在の有無を検索中である。もし陽性所見が得られた場合には、測定システムの構築、さらにはBALFからnative proteinを精製し、新たな蛋白成分についてP1との相互作用との関連性も含め研究を進めたい。

プロテイン1(P1)は14kDaの蛋白で、uteroglobin、肺CC10と同一物質である。本年度も、概ね計画通り研究を進め応分の成果と新たな課題を得た。1)Alleic PCRによる疾患感受性の検索を進め、1)サルコイドーシスのG38A多型では、38Aアレルに優位な集積があり、肺胞細胞洗浄液においても38A/Aでは、38G/G,38G/Aに比べ低値であり、プロモータ活性の低下が関連している可能性をreporter assayで証明した。CC10の産生低下があるいは相対的な炎症の亢進にも関与するものと思われた。現在、結核などの肺疾患についても検索中である。2)uteroglobinは子宮内膜上皮細胞に豊富に存在する。月経周期の分泌期において、表出が増加することを免疫組織、ウエスタンブロットにより示した。子宮内膜症では陽性細胞の染色性が減少しており、子宮頚膜癌では他の癌、同様消失していた。これらの結果から、プロジェステロン濃度とP1の産生能との関連性が疑われた。3)recombinant P1が枯渇したため、新たにバキユロの産生システムを確立して、無血清で大量に収拾率の高いP1を得るべく培養中である。これを用いて自己抗体の検索、さらにはP1の機能評価実験を進める予定である。4)P1がある種のペプチドと結合する可能性が示され、このペプチドを合成して、放射免疫測定法を確立した。P1との相互機能作用、体液中の臨床的意義について追及予定である。5)LAMPについては、至適primerの作製が予想以上に困難に困難を極め、検出が出来ていない。そこで、本法に代わる新たなSNP簡易検査法を開発中で、基礎検討を終わり検出の可能性を得ている。本年度も研究計画に従って進め、以下に示す成果を得た。ヒトプロテイン1(P1)は、分子量が16kDaで低分子で非糖蛋白であるにも関わらず尿中安定性が高く変性が少ない。疎水性のポケットに種々のリガンドが結合し強固な構造を採ることで、複数の尿中酵素の消化作用に対して高い抵抗性が与えられると推定される。最近尿中から同定した消化酵素の1つであるcathepsin Dは、尿中β2-ミクログロブリンを分解作用する。ペプチド結合の切断部位はよく知られており、P1一次構造上は僅か1箇所であり、酸性尿中での安定性の向上に寄与すると考えられた。LAMP法の原理を用いたSNPタイピングはwild typeあるいはmutant typeそれぞれに対するプライマーを設計した2種の増幅試薬を準備し、蛍光インターカレーターを使用することにより一定温度(約60°C)下で約30分の増幅反応後直ちにタイピングが可能である。LAMP法によるSNPタイピングには2つのプライマーをallele specific primerとして使用するが、特異性を完全にし、wildあるいはmutantのみを増幅させる系とするためにはプライマーと試薬組成の組合せの最適化をはかる必要がある。現在、ターゲットである6種のSNPs (A-908G、G38A、G118A、C1225T、G1226A、及びG477G)の各セットに対するプライマー設計を進行中である。
色彩調和の神経科学的モデルの構築

本研究では、まず単純な二色配色刺激に対する色彩調和感を色の三属性(明度・彩度・色相)から説明するための実験を行った。その結果、不調和刺激では刺激の属性から予測される式の説明力が高いものの、調和刺激では説明力が低下することがわかった。次に機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて、調和刺激と不調和刺激を観察しているときに特異的に活動する脳領域を探索した。調和刺激では内側前頭前野が、不調和刺激では扁桃体が主に活動することが明らかになった。最後に色彩調和を判定している段階のfMRI実験を行い、判断そのものには紡錘状回と下前頭回が関与していることを明らかにした。2012年5月には日本色彩学会第43回全国大会に参加し、23年度までに得られたfMRI実験の成果をまとめて「調和配色・不調和配色における脳活動の差異」の題目で口頭発表を行った。同じく5月に第30回日本生理心理学会大会に参加し、ERP実験に取り組むための予備段階として行った言語性ワーキングメモリ課題の成果を「リーディングスパンテスト課題遂行時の事象関連電位変化」の題目で口頭発表を行った。2012年9月には日本心理学会第76回大会に参加し、これまでに実験の予備調査として取得した色彩調和と心理物理的特性のデータを再分析し「調和・不調和個別の色彩調和予測式の検討」の題目でポスター発表を行った。2013年2月には株式会社ATR-Promotions所蔵のMRIスキャナをレンタルし、色彩調和判定課題遂行中の脳領域間のネットワーク解析に向けたfMRI実験を行った。現在、この実験にて取得したデータの解析を進めている。平成25年度は、これまでの機能的磁気共鳴画像法(fMRI)実験の成果をまとめ、平成25年9月に開催された日本心理学会第77回大会において発表を行った。「二色配色を用いた調和感・不調和感の神経基盤」の題目で、色の組み合わせを観察しているときの調和感は内側前頭前野で、不調和感は扁桃体および外側の下前頭回で表現されていることと、不調和感には刺激そのものの色度が強い影響力を持っているが、調和感には刺激の色度からの予測がほぼあてはまらないことを明らかにした。昨年度までに取得したfMRIデータは解析を完了させ、平成26年5月に行われる日本色彩学会第45回全国大会にて発表予定である。色彩調和を判断している課題と、色差の大きさを判断している課題を比較した際の脳活動の差を検討し、ネットワーク解析への足がかりを得た。本研究課題にて取得したデータは英文誌への投稿準備を進めており、成果の一部は書籍「美しさと共感を生む脳ー神経美学からみた芸術」として平成25年9月に新曜社より出版された。色の組み合わせによる美しさである色彩調和について、神経科学的に妥当なモデルを構築することが本研究の目的である。神経基盤の解明には2つの手法を用いる。責任領域の同定には空間分解能に優れた機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging: fMRI)を、責任領域内でのタイムコースの測定には時間分解能に優れる事象関連電位(event-related potential: ERP)を使用する。これらのデータを統合して脳領域間のネットワークモデルを作成し、解析する。本研究は色彩調和を基軸として、神経美学・感性研究という現在注目を集めている研究分野を先導するものである。fMRI実験からは、調和する配色を観察しているときには内側前頭前野の活動が高まることが明らかになった。また、色彩調和感と心理物理的特性に関するデータを平成23年5月に行われた国際シンポジウムにて発表した。ERPによる実験は現在検討を重ねており、予備調査を進めている。fMRI実験に必要なMRIスキャナのレンタルに関しては前年度よりやや遅れが生じていたが、2013年2月に実現した。これによりネットワーク解析に向けた実験を開始することができ、当初の計画に沿って研究を進めることが可能となった。京都大学医学部附属病院所蔵のMRIスキャナを用いて取得したfMRIデータをもとに、色彩調和の責任領域に関する解析を行った。この結果、調和する配色を観察しているときには内側前頭前野の活動が高まることが明らかになった。このデータは平成24年5月に行われる日本色彩学会第43回全国大会にて発表を行う予定であり、現在英文誌への投稿準備を整えている。これまでに脳機能イメージング実験の予備調査として取得した色彩調和と心理物理的特性のデータの一部を平成23年5月に行われた国際シンポジウムにて発表した。現在予備調査にとどまっているERP実験を引き続き行う。これと24年度に取得したfMRI実験データに関して解析を進めて論文にまとめる。平行して学会での発表を行い、最終年度の25年度には3年間の研究をまとめ上げる予定である。

まずは株式会社ATR-Promotions所蔵のMRIスキャナをレンタルし、脳領域間のネットワーク解析に向けたfMRI実験を開始する。また、平成24年夏頃より色彩調和の神経基盤について、ERPを手がかりとして色彩調和に関する時間的変化に着目した実験を行う。これまでに脳機能イメージング実験の予備調査として取得した色彩調和と心理物理的特性のデータに関しても再分析の後に発表を行う予定である。得られた結果は、日本色彩学会第43回全国大会・日本心理学会第76回大会・日本基礎心理学会第31回大会にてそれぞれ発表を行う予定である。既取得のfMRI実験の結果に関しては今年度中の論文採択を目指す。ERP実験に関しては、実験参加謝金と実験に必要な消耗品を計上する。ここまでに得られた成果発表のため、日本色彩学会第43回全国大会・日本心理学会第77回大会・日本基礎心理学会第32回大会への参加に必要な旅費と、論文投稿に際して必要な英文校閲費用を計上する。その他必要に応じて消耗品・書籍を購入する予定である。fMRI実験に関しては、MRIスキャナのレンタル代と実験参加謝金を計上する。成果発表のため、日本色彩学会第43回全国大会・日本心理学会第76回大会・日本基礎心理学会第31回大会への参加に必要な旅費と、論文投稿に際して必要な英文校閲費用を計上する。
バングラデシュ産ハーブからの有用生理活性物質の探索

入手したバングラデシュ地域に生育する30種類あまりの薬用植物の有用な生理活性を探索した。これらの試料はバングラデシュにおいて、実際に食用あるいは民間療法に利用されているものなので、有用活性が期待され、また安全性にも問題がないものと考えられる。野菜や果物のポリフェノールが抗酸化活性を中心に有用生理活性が報告されているため、まずポリフェノールに注目して次のような実験を行った。1)総ポリフェノール量をFolin-Cicalteu法により測定した。Mangrove apple (Sonneratia caseolaris)などが高い値を示した。2)抗酸化活性を検討するため、DPPHラジカルの捕捉活性を測定した。一般的に総ポリフェノール量と相関関係を示したが、特にS. caseolarisの活性は薄めても非常に高い活性を示した。3)山口県立大学の高杉博士の指導を受けて、ラットの腹腔から肥満細胞を調製し、Caイオノフォアで刺激した時のヒスタミン放出量を測定して試料による抑制効果を検討した。測定したほとんどの試料が抑制傾向を示したが、特にwhite mangrove (Avicennia officinalis)、Excoecaria agallochaは高い活性を示した。4)アフリカツメガエル卵母細胞に試料を与えて膜電位を測定したが、特に細胞毒性を示す試料は見られなかった。5)卵母細胞にcRNAを注入してGABA受容体を発現させて、応答への効果を検討した。S. caseolarisはそれ自身は応答を引き起こさなかったが、GABAと同時に与えると応答を昂進させた。以上のようにいくつかの試料から複数の有用生理活性が見出された。6)次に生理活性を示す物質を同定するために、様々な溶媒を用いて分画し、HPLCによる精製を試みた。まだ完全には精製できていないが、今後構造を決める予定である。入手したバングラデシュ地域に生育する30種類あまりの果物や薬用植物の有用な生理活性を探索した。S.caseolaris, T.arjuna, T.chebula, E. officinalis, D.spinosa, T.betiricaなどが高い値を示した。一般的に総ポリフェノール量と相関関係を示したが、特にT.arjunaの活性は薄めても非常に高い活性を示した。T.arjuna, S.cumini L., E.officinalis, T.betiricaなどが高い活性を示した。4)アミラーゼを阻害することにより、食事後の血中グルコース濃度の上昇速度を抑制し、糖尿病予防に効果があることが知られている。ヨーソーデン粉発色法により、アミラーゼの阻害を測定し、数種類の試料が高い活性を示すことを見出した。5)アフリカツメガエル卵母細胞に試料を与えて膜電位を測定したが、特に細胞毒性を示す試料は見られなかった。6)卵母細胞にcRNAを注入してGABA受容体を発現させて、応答への効果を検討した。S.caseolarisはそれ自身は応答を引き起こさなかったが、GABAと同時に与えると応答を昂進させた。
脳ｆＭＲＩ研究・機械学習・複雑ネットワークを融合した計算神経グラフ言語学の試み

本研究ではfMRI実験を行い、言語の連想タスクを行っている脳画像データを統計解析し、特に機械学習の方法(MVPA)を用いて、実験参加者の各時点での思考を分類し、予測するモデルを立てた。特に実験参加者間での予測モデルの精度劣化という問題を解決するため、データの時空間双方に亘る事後分析を行い、意味認知をめぐって、独自の素性選択法を提唱することにより、集団レベルでのMVPAの精度を向上させた。そのほか、バイリンガル話者のfMRI実験を行い、意味処理を行いながら言語を切り替える際の脳反応についても、一般的なGLMばかりでなく、MVPAを応用していくつかの重要な脳領域を抽出した。本研究においては、計算神経言語学の分野における国際共同研究(カーネギーメロン大学・トレント大学)が進行し、その成果は、申請者を第一著者として、Frontiers in Neuroinformatics誌にDecoding semantics across fMRI sessions with different stimulus modalities: a practical MVPA studyとして発表され、Science Newsの一面にも掲載された。この実験では、言語刺激として、日本語の名詞40個(哺乳類20種、道具類20種)を表す「写真」と「名前読み上げ音声」を同期させたものを利用し、典型的な属性・印象を想起させて得られた脳画像データを機械学習にかけ、実験参加者が考えている内容を予測するという解読モデルを構築して、8090%の分類精度を得ることに成功した。この手法は複数voxelパターン分析Multi voxel pattern analysis(以下MVPAと略する)と呼ばれるもので、実験参加者の認知的状態を脳の賦活パターンから推定する、いわば心を読むことを目的としている。この論文では、実験参加者ごとの脳反応の違いを時間的、空間的にどのように分析するか、個人差を考慮しながらMVPAの最適条件を探索的に求める体系的な方法が提示された。またMVPAで分析した場合、言葉の意味処理に関して、特定の概念に関連して強く賦活するvoxelは、特定の解剖学的部位に集中せず、脳全体にわたってやや異なる形で分散し、これが個人間のモデリングを難しくしていることが判明した。さらにこの実験の中からバイリンガル研究の側面に絞り、言語を切り替えてもものモデルが成立することを示すため、認知科学の国際会議大会CogSci2012でポスター発表している。fMRI脳研究において、脳の発火パターンを分類することで、未知の刺激による賦活反応を予想する多変量パターン分析(MVPA)は、脳科学の分野で期待されている革新的な方法である。MVPAでは脳神経の反応データを機械学習にかけて、脳が何を考えているか予測分類モデルを構築するが、本研究グループは独自の方法で、脳fMRIデータの機械学習のアルゴリズムを発展させることができた。特にMVPAでは、脳の個体差もあり、異なる個人間で精度の高いモデルを計算することが困難である。しかしSpringer論文では、その問題を克服するため、個人のデータを素性選択用と交差検証用に分割し、素性選択用のデータからのみヴォクセルを選択し、他の個人を訓練例にして機械学習を行った結果、横断的な被験者「間」脳反応解読モデルの精度向上に成功した。単語のネットワークから神経ネットワークを予測するという形での、MVPAへの複雑ネットワーク導入に関しては、計算神経グラフ言語学ともいうべき基礎研究を行い、その成果がPloS One誌に4月掲載が決定され、公刊待ちである。計算神経言語学用の統一的ソフトパッケージの開発するという目標は、そのベータ版を作成することができ、成果をパッケージを補助資料とする国際論文にすべく、現在執筆中である。最終年度では、特に中国人留学生が母語である中国語と第二言語である日本語を併用させ、脳内でそれらを切り替えるときの脳画像を取得するfMRI実験を行った。それらのデータは現在解析中である。知能情報学本研究においては、既に14人の実験参加者(7人の中国人留学生で日本語学習者と7人の韓国語・中国語バイリンガル)が2回に亘りfMRI実験に参加し、第一論文のタスクの大枠を踏襲しながら、言語刺激と概念想起の言語が異なると言う条件で脳反応データを取得した。現在、このデータをもとに第二の国際学術雑誌論文投稿を準備中で、分析の最終フェーズに入り、論文はほぼ完成し、投稿直前の段階である。これは、MVPAにおいて、ある人の脳から計算された反応予測モデルを他の人の脳に適用しても精度が落ちない、素性選択のアルゴリズムを新たに提案するものである。この実験参加者間モデリングでは70%に近い予測精度を得た。さらにそれに加え、一方で、本実験課題の要である、「言語コーパスの情報からfMRI反応データを予測する」計算神経言語学の論文も、第三論文として執筆を開始している。ここでは、まず、Edinburgh Association Thesaurusなど連想辞書データを複雑ネットワーク(グラフ)という形で捉え、その中の点ノードに置かれた単語間の距離を独自のアルゴリズムMiFで計算した。

さらにカーネギーメロン大学との共同研究として、Mitchell et alのScience論文で知られるfMRI反応予測アルゴリズムにこの成果を適用し、意味素性の重み行列として、基本動詞の共起確率行列の代わりにMiF行列を利用し、75%を超える精度を得ている。fMRI実験設備が周囲の建物改築・新築工事などで一時期閉鎖されたことと、実験参加者の音声を収録するなど実験デザインを若干修正した追加fMRI実験を行う必要が生じたこともあり、研究に遅れが生じた。しかし、本研究のコア目標に関しては、原著論文にまとめることができ、国際的なトップジャーナルで現在査読を受けている。また、本課題研究のうち、第一論文としてまとめたDecodingsemantics across fMRI sessions with different stimulus modalities: a practical MVPA study(Frontiers in Neuroinformatics誌)のアクセス率が極めて高いということから、Frontiers誌より、さらに一般向けに同研究をFocused Review Articleという招待論文の形でまとめ直すよう、依頼を受け、現在執筆中である。研究代表者の所属する東京工業大学のfMRI(機能的磁気共鳴画像法)の管理グループメンバーとして、機材の管理・メンテナンス、および本研究課題を含む他のfMRI実験のオペレーションをすべて研究代表者が行い、機材の理解と実験経験を飛躍的に豊富なものにし、それを本研究課題遂行に当たって、データ取得上の質の良化に反映できた点は「期待以上」と評価できる。また、mvpaの分析のため、Pythonを用いたPyMVPAソフトウェアのプログラミングを集中して行ったが、その面でも、ヴォクセルの特徴抽出、特に発火パターンの時系列解析で幾つかの独自スクリプトを作ることができ、及び、それと従来研究代表者がパッケージ化してきたMathematica, Matlabプログラムとの間で連携もうまくいきつつある。一方、脳神経ネットワークも一種の複雑ネットワークであるとの観点から企画された連想辞書データに関しては、fMRI実験刺激に関連する連想情報を日本語、中国語に関して拡大することができたが、そうしたデータのグラフ解析、およびそれと脳グラフ解析(fcMRI)との連携はまだ端緒についたばかりである。最終年度なので、研究のまとめのフェーズに重きが置かれる。具体的には、この3年間の成果を最終的には3本の国際学術雑誌(1本は掲載済み)に投稿し、遅くとも最後の1本については採録の通知をいただくことを目標としている。現在、Cross-subject Modeling Based on Joint Ranking Feature Selection for Conceptual Decoding--An fMRI Studyという題名でFrontiers in Neuroinformatics誌に投稿を準備中である。
新しいAu（I）−Au（I）間相互作用をもつ超分子構造の合成的開拓

ジシアノ金酸塩の紫外光照射下における蛍光発光は、単結晶構造に基づく分子軌道計算、高圧下での結晶構造解析および蛍光測定の結果などから、d^<10>金属であるAu(I)の間の結合性相互作用により固体中に生じた新たな電子構造に起因するとされている。本研究では、Au(I)-Au(I)間相互作用とその蛍光特性との関係を更に探究すべく、構造既知の蛍光物質であるK〔Au(CN)_2〕,Cs〔Au(CN)_2〕などとは異なる新規化合物を〔Au(CN)_2〕^-と遷移金属Cd(II)の組み合わせにより開拓することを試みた。
フリーラジカル消去による自然発癌および癌化学療法後の二次発癌の防止に関する研究

雌雄のC3H/Heマウスを用い、抗癌剤シスプラチン(CDDP)による腫瘍誘発能について検討するとともに、フリーラジカル・スカベンジャーによる自然発癌およびCDDP誘発腫瘍に対する抑制効果を検討した。スカベンジャーとしては、ビタミンCの誘導体の2-O-オクタデシル・アスコルビン酸(CV-3611)を用いた。CDDP 2mg/kgの10回腹腔内投与はマウスの発癌率を高め、腫瘍死までの生存日数を短縮した。そしてCV-3611 5mg/kgの10回皮下投与はマウスの自然発癌率を低下させ、腫瘍死までの生存日数を延長するのみならず、CDDPによる誘発腫瘍の発生率を低下させ、腫瘍死までの生存日数を延長した。雌雄のマウスを比較すると、雌マウスの方がCDDPやCV-3611の作用が効果的に発揮された。CDDPにより誘発された腫瘍と自然発生腫瘍につき、病理組織学的特徴、CDDPに対する耐性および発癌遺伝子、癌抑制遺伝子、P糖蛋白などの免疫組織染色性を検討した。C3H/Heマウスの自然発生腫瘍は雌では皮下の線維肉腫、雄では肝癌が大部分を占めるが、CDDPにより皮膚癌、子宮腫瘍、甲状腺癌、腎・副腎の腺癌、悪性リンパ種など多彩な腫瘍が誘発された。これらの腫瘍につきCDDPに対する感受性を調べると、CDDP誘発腫瘍の方が自然発生腫瘍よりもCDDP感受性であるものが多かった。CDDP感受性および非感受性の腫瘍につきPCNA、ras、p53、P糖蛋白、α-、μ-、π-GSTの免疫組織染色を行ったところ、P糖蛋白は感受性腫瘍の3/11に陽性であったが非感受性腫瘍で陽性のものは0/6という予想外の結果であった。他の項目については感受性・非感受性とも同等の陽性率であった。感受性・非感受性腫瘍の増殖曲線を比較すると、全般的に感受性腫瘍の方が増殖速度が速かった。マウスを用い、抗癌剤シスプラチン(CDDP)による腫瘍誘発能について検討するとともに、フリーラジカル・スカベンジャーによる自然発癌およびCDDP誘発腫瘍に対する抑制効果を検討した。フリーラジカル・スカベンジャーとしては、ビタミンCの誘導体の2-0-オクタデシル・アスコルビン酸(CV-3611)を用いた。C3H/Heマウスの自然発癌率および腫瘍死までの平均生存日数はそれぞれ雌21.7%、645.2日、雄44.4%、607.4日(対照)であったが、CV-3611 5mg/kgを10回皮下投与すると発癌率は雌で11.8%に低下し、生存日数は710.5日と延長の傾向が認められた。CV-3611投与の雄では発癌率は40.4%と大差なかったが、生存日数は700.0日と有意に延長した(P<0.05).雌マウスにCDDP2mg/kgを10回腹腔内投与すると発癌率は86.7%と自然発癌率より有意に増加し(P<0.05)、生存日数も対照に比較し539.5日と有意に短縮した(P<0.05)。CDDP投与の雄マウスでも発癌率は57.1%と増加し、生存日数は565.5日と短縮の傾向が認められた。CV-3611 5mg/kgの皮下投与とCDDP2mg/kgの腹腔内投与をそれぞれ10回ずつ交互に行うと、雌マウスの発癌率は61.1%とCDDP単独投与に比較し低下の傾向を示し、生存日数は664.5日と有意に延長した(P<0.05)。CV-3611とCDDP併用投与の雄マウスではCDDP単独投与に比較し発癌率は33.3%と低下の傾向が、生存日数は668.4日と延長の傾向が認められた。なお各実験群のマウスの匹数は14匹から27匹であった。以上の結果より、CDDPはマウスの発癌率を高め、腫瘍死までの生存日数を短縮する。そしてCV-3611はマウスの自然発癌率を低下させ、腫瘍死までの生存日数を延長するのみならず、CDDPによる誘発腫瘍の発生率を低下させ、腫瘍死までの生存日数を延長すると考えられた。

これらの腫瘍につきCDDPに対する感受性を調べると、CDDP誘発腫瘍の方が自然発生腫瘍よりもCDDP感受性であるものが多かった。CDDP感受性および非感受性の腫瘍につきPCNA、ras、p53、P糖蛋白、α-、μ-、π-GSTの免疫組織染色を行ったところ、P糖蛋白は感受性腫瘍の3/11に陽性であったが非感受性腫瘍で陽性のものは0/6という予想外の結果であった。他の項目については感受性・非感受性とも同等の陽性率であった。感受性・非感受性腫瘍の増殖曲線を比較すると、全般的に感受性腫瘍の方が増殖速度が速かった。抗癌剤シスプラチン(CDDP)によりマウスに誘発された腫瘍と自然発生腫瘍につき、病理組織学的特徴、CDDPに対する耐性および発癌遺伝子、癌抑制遺伝子、P糖蛋白などの免疫組織染色性を検討した。発癌実験の方法については前年度の通りである。雌C3H/Heマウスの自然発生腫瘍はほとんどが皮下の線維肉腫であるが、CDDP単独投与群ではこのほか皮膚癌、子宮腫瘍、甲状腺種瘍、肝癌、悪性リンパ腫など多彩な腫瘍が生じ、しかも重複癌もみられた。CV-3611単独投与群では自然発生腫瘍とほぼ同様の腫瘍が生じ、CV-3611とCDDPの併用群ではCDDP単独投与群とほぼ同様の多彩な腫瘍が生じた。雄マウスでの自然発生腫瘍はほとんどが肝癌であるが、CDDP単独投与では肝癌以外に皮膚癌、腎・副腎の腺癌、悪性リンパ腫など多彩な腫瘍が生じた。CV-3611単独あるいはCDDPとの併用投与により発生した腫瘍は自然発生腫瘍と同様であった。雌雄マウスに発生した腫瘍につきCDDPに対する感受性を検討したところ、(1)自然発生腫瘍の4/8、(2)CV-3611単独投与群の4/9、(3)CDDP単独投与群の8/9、(4)CV-3611とCDDPの併用群の8/8が感受性で、(1)+(2)の8/17は(3)+(4)の16/17より有意に少なく(p<0.01)CDDP誘発腫瘍の方が自然発生腫瘍よりもCDDP感受性であるものが多いことが判明した。感受性・非感受性腫瘍の増殖曲線を比較すると、全般的に感受性腫瘍の方が非感受性腫瘍よりも増殖速度が速かった。本実験系ではCDDPに対する感受性は、その腫瘍の増殖能が最も重要なファクターであると考えられた。
チューブポンプの脈動モデルの構築と繰返し制御理論に基づく脈動抑制制御

U字状に曲げられたチューブを複数のローラで押しつぶし,そのローラを公転させることによってチューブ内の液体を移送させるチューブポンプは,そのすべてのローラを同様の速度で公転させる場合,ローラがチューブから離脱する際のチューブ復元体積分に相当する液量を補填できないため,その送液は,瞬間的な流量・流速低下,さらには逆流を伴う脈動流となることが知られている.本研究では,このポンプの脈動モデルを構築し,繰返し制御を用いた低脈動流化の実現を目的としている.平成30年度は,これまでの内容(脈動モデルの構築,繰返し制御を用いたモデルの検証,非円形歯車と繰返し制御を用いた単一モータでの低脈動化の実現)が日本機械学会論文集に載録されたため(DOI: 10.1299/transjsme.17-00474),残る課題である,チューブポンプに付加した流量計からの情報を元にした脈動モデルの構築や複数あるローラの公転速度の自動調整化について検討した.しかし,流量計から得られる「流量」という一つだけの情報をどのよう活用すれば良いのか,その本質的な解決策が見いだせず,研究期間内において最終的な目標を達成するには至らなかった.今後は当初の研究計画とは異なるアプローチからも考察を行い,チューブポンプの低脈動流化を考えていきたい.具体的には,これまでに考察してきた内容は若干チューブポンプの機構を複雑にするものであったため,機構の簡素化と送液の低脈動流化のバランスを考えたチューブポンプの実現を考察していきたい.チューブをいくつかのローラによって押しつぶすことにより,その中の液体を移送させるチューブポンプは,その構造上,ローラがチューブから離脱する際にチューブの復元に伴う流量低下や逆流を引き起こす.本研究では,このポンプの脈動モデルを構築し,そのモデルに基づいてローラを非等速に動かすことで,このポンプの無脈動化を実現することを目的としている.平成27年度は,このうちU字型チューブポンプを対象に,その脈動モデルを構築し,実機を用いた検証を行った.ローラがチューブから離脱する際のチューブの復元に伴う流量の減少量と,他のローラにより押し出される流量との合算がポンプから吐出される流量になるため,連続の式に基づき,脈動を抑えるためのローラの動かし方を理論的に導出した.この結果,やはり無脈動化のためには本質的にそれぞれのローラを非等速に動かす必要があり,それらを独立のモータで制御できる実機を製作した.繰返し制御を用いてこのローラの非等速運動を再現し,その脈動を計測,通常のポンプと比較して,その有効性を確認した.一方で,この非等速運動は各ローラに対応するモータによって必ずしも実現する必要は無く,非円形歯車を利用すれば1つのモータで各ローラの非等速運動を実現できる.このことから,その設計理論に基づき非円形歯車を製作し,この効果についても検証した.各ローラを各モータで動かした場合と同様の結果を得ることが出来た.概ね研究の見通しが立っていたため.U字状に曲げられたチューブを複数のローラによって押しつぶし,そのローラを公転させることによってチューブ内の液体を移送させるチューブポンプは,その構造上,すべてのローラが同様の速度で公転するため,ローラがチューブから離脱する際のチューブの復元体積分に相当する液量を補填できず,その送液は,瞬間的な流量・流速低下,さらには逆流を伴う脈動流となることが知られている.本研究では,このポンプの脈動モデルを構築し,繰返し制御によるその低脈動化の実現を目的としている.これまでに,脈動モデルの構築,繰返し制御を用いた実機検証を行った.従来のポンプに比べ低脈動の送液が実現できること,また,非円形歯車を用いれば複数のローラを単一のモータで駆動させることができ,同様の性能を得ることができることを確認した.しかしながら,あくまでここでは理想的な動作実現の結果,その低脈動流化を達成したにすぎなかったため,平成28年度においては,流量計からの情報をフィードバックして,より良い脈動低減化が図れないか検討した.しかしながら,決定的な打開策を見つけることができず,今にいたっている.これまでの内容を学術会議において発表するとともに,学術論文として投稿するための準備を行った.当初予定した進度に比べて進んでいるものの,流量計からの情報を活用した制御について解決の目処がたっていないため.U字状に曲げられたチューブを複数のローラによって押しつぶし,そのローラを公転させることによってチューブ内の液体を移送させるチューブポンプは,その構造上,すべてのローラが同様の速度で公転するため,ローラがチューブから離脱する際のチューブの復元体積分に相当する液量を補填できず,その送液は,瞬間的な流量・流速低下,さらには逆流を伴う脈動流となることが知られている.本研究では,このポンプの脈動モデルを構築し,繰返し制御によるその低脈動流化の実現を目的としている.平成29年度は,これまでに行った内容,すなわち脈動モデルの構築,繰返し制御を用いた実機検証,非円形歯車を併用した単一モータでの実機検証を整理し,学術論文として投稿した(平成30年5月21日現在査読中).非円形歯車の設計についての詳細な記述を加え,従来のポンプと比べて低脈動流化が実現できること,ただし種々の仮定との乖離が大きいと脈動流が発生してしまうことなどを整理してまとめた.

平成30年度においては,引き続き流量計からの情報をフィードバックして用いることにより,より良い脈動低減化が図れないか検討したい.ただしその場合,そのフィードバック情報をもとにどのように複数あるローラを動かせば良いのかが問題となり,未だその制御手法についての決定的な打開策を見つけることができていない.このため,他の研究者に助言を求めるなど,研究の前進のため努力していきたい.目標の一つである単一モータによる低脈動流化は実現できたものの,もう一つの目標である複数モータを協調させることによる低脈動流化の実現の目処が立っていないため.U字状に曲げられたチューブを複数のローラで押しつぶし,そのローラを公転させることによってチューブ内の液体を移送させるチューブポンプは,そのすべてのローラを同様の速度で公転させる場合,ローラがチューブから離脱する際のチューブ復元体積分に相当する液量を補填できないため,その送液は,瞬間的な流量・流速低下,さらには逆流を伴う脈動流となることが知られている.本研究では,このポンプの脈動モデルを構築し,繰返し制御を用いた低脈動流化の実現を目的としている.平成30年度は,これまでの内容(脈動モデルの構築,繰返し制御を用いたモデルの検証,非円形歯車と繰返し制御を用いた単一モータでの低脈動化の実現)が日本機械学会論文集に載録されたため(DOI: 10.1299/transjsme.17-00474),残る課題である,チューブポンプに付加した流量計からの情報を元にした脈動モデルの構築や複数あるローラの公転速度の自動調整化について検討した.しかし,流量計から得られる「流量」という一つだけの情報をどのよう活用すれば良いのか,その本質的な解決策が見いだせず,研究期間内において最終的な目標を達成するには至らなかった.今後は当初の研究計画とは異なるアプローチからも考察を行い,チューブポンプの低脈動流化を考えていきたい.具体的には,これまでに考察してきた内容は若干チューブポンプの機構を複雑にするものであったため,機構の簡素化と送液の低脈動流化のバランスを考えたチューブポンプの実現を考察していきたい.これまでに行った内容・得られた成果は,いわばチューブポンプの脈動がなくなるように各ローラを理論通りに動かしたことによって脈動の低減化が達成できたというものであり,例えばチューブが劣化したり,モデリングの過程において仮定した条件が崩れた場合には,やはり脈動が発生してしまう.そのため今後は,流量情報がフィードバックできる場合にはどのように各ローラを動かす事が最適か,といった考察を行う必要がある.多入力1出力系としてポンプをモデリングし直し,協調制御等の制御理論の観点からのアプローチを試みる.協調制御,機械学習等,有効な手法がないか引き続き調査を進める.協調制御,機械学習等の面から有効な手法がないか引き続き調査を進める.当初,遠方の国際会議への参加を想定して旅費を見積もっていたが,今年度は本国周辺国にて開催がなされたため.国際会議への出席,学術論文投稿を予定していたが,どちらも実現できなかったため.平成28年度国立高等専門学校機構在外研究員として,平成29年3月1日から平成30年2月28日までの1年間,カナダのブリティッシュコロンビア大学(UBC)に滞在し,実験が行える設備環境から離れて研究を行ったため.研究の進度が概ね順調であるため,投稿論文費等に当てたい.国際会議への出席,とりわけ学術論文への投稿を完了させる.
確率的なシステム上の最適化問題に対する高速近似アルゴリズム

本年度は,様々なグラフ最適化問題について確率変数の枝重みが与えられる場合に,最適解重みの分布を近似的に計算するための高速なアルゴリズムを2009年10月に国際会議のSAGA2009(査読つき)において発表した.この発表内容をもって,平成19年における本研究の申請時点での研究計画を達成した.また,前年度の研究成果を2009年4月に国際会議のAAAC2009,2009年5月に国際会議のTAMC2009(査読つき)においてそれぞれ発表した.2009年1月時点でJournal of Discrete Algorithmsに採録決定された論文が2009年12月に出版された.2009年11月24日から2010年2月23日にかけてサイモンフレーザー大学(カナダ)を訪問し,Joseph Peters教授・Binay Bhattacharya教授・Tiko Kameda名誉教授と確率的な最適化問題の解法についての共同研究を行った.SAGA2009において発表したアルゴリズムは,グラフ最適化問題の最適解重みの分布関数について下界を与える関数を高速に計算するものである.このアルゴリズムの計算時間は確定的な最適化問題を解く時間と,解候補の数を計算する時間の和として与えられ,論理的な近似比の保証がある.ここでいう近似比とは,(実際には計算の難しい)最適解の分布関数とアルゴリズムの出力した関数との間の逆関数の比の上界である.また,このアルゴリズムは最小全域木問題・最大マッチング問題・巡回セールスマン問題などの組み合わせ最適化問題について,その枝重みが互いに独立な確率変数として与えられる場合に用いる事ができる.次に,研究計画の範囲を超えて,TAMC2009において発表した結果を拡張する事を試みた.有向非巡回グラフの構造について,あるパラメータκ々を導入し,このκが定数で抑えられる場合にそのグラフ中での最長路長さの分布関数を近似計算する手法を対象とした.今年度はこのたが任意に大きいグラフに対応することを試みたが,そのようなグラフについて任意に小さな計算誤差で分布関数を効率的に計算する事は,今回のアプローチでは難しい.また,サイモンフレーザー大学における共同研究では類似の問題として,一通信路におけるメッセージ伝達時間が確率変数として与えられる計算機ネットワークでのブロードキャスト時間の分布を計算する問題について考察した.以上のように,本年度においては平成19年における本研究申請時点の目的を達成し,さらに今後の研究のための挑戦的な課題に対する解決法の検討を行うことができた.本年度は有向非巡回グラフ(Directed Acyclic Graph)の最長路問題について、枝重みが確率変数として与えられる場合について研究の成果が以下の3点1,2,3について得られた。1,最長路長さの分布関数の下界を得る方法についてFIT2008の査読つき論文に投稿し、採録された。この発表により、FIT論文賞およびFITヤングリサーチャー賞の受賞が決定した。2,最長路長さの分布関数を累次積分表示できることが研究開始直前に得られたことについて研究を進め、2008年度夏のLAシンポジウム、冬のLAシンポジウム、電子時報通信学会総合大会において発表を行った。また、これらの内容をブラッシュアップして査読つき国際会議であるTAMC2009に投稿し、採録決定された。3,最長路長さの分布関数の課界を得る方法について、上記1,の手法以前に発見した手法について、前年度にJournal of Discrete Algorithmsに投稿した内容が受理され、採録決定された。1,の手法はそれ以前に発見された3,の手法に対してほとんど同じ計算時間で、最長路長さの正確な分布関数に(理論的な近似保証の意味で)より近い関数を得る手法である。この手法はそれぞれ平均最大、分散最大の長さを持つ路を求め、次に入口から出口までの路の数を求める。アルゴリズムの出力は、得られた最大平均、最大分散を持つ正規分布の分布関数を路の数だけ累乗したものを近似計算したものである。また、2,の手法は1,3,の手法とは異なり、まず累次積分の形式でDAGの最長路長さの分布関数を表現したものである。この式表現はグラフの頂点数だけ積分計算を繰り返すことで計算できるため、積分計算が効率的に実行可能な場合を見つけることを行った。具体的には、対象のDAGのantichainの数がある定数以下で、枝重みの分布関数がいくつかの性質を満たす場合、最長路の長さの分布関数を多項式時間で計算可能である。DAGの最長路長さの分布関数を求めることは一般には難しい問題(#P完全)であるが、その難しさの本質を見極める上でこの研究は非常に重要である。平成19年度の申請時点で研究計画では1,3,の内容を予定していたがそれに加えて2,の結果も得られたため、計画していた範囲を超えた成果が得られたと言える。本年度は,様々なグラフ最適化問題について確率変数の枝重みが与えられる場合に,最適解重みの分布を近似的に計算するための高速なアルゴリズムを2009年10月に国際会議のSAGA2009(査読つき)において発表した.この発表内容をもって,平成19年における本研究の申請時点での研究計画を達成した.また,前年度の研究成果を2009年4月に国際会議のAAAC2009,2009年5月に国際会議のTAMC2009(査読つき)においてそれぞれ発表した.2009年1月時点でJournal of Discrete Algorithmsに採録決定された論文が2009年12月に出版された.

2009年11月24日から2010年2月23日にかけてサイモンフレーザー大学(カナダ)を訪問し,Joseph Peters教授・Binay Bhattacharya教授・Tiko Kameda名誉教授と確率的な最適化問題の解法についての共同研究を行った.SAGA2009において発表したアルゴリズムは,グラフ最適化問題の最適解重みの分布関数について下界を与える関数を高速に計算するものである.このアルゴリズムの計算時間は確定的な最適化問題を解く時間と,解候補の数を計算する時間の和として与えられ,論理的な近似比の保証がある.ここでいう近似比とは,(実際には計算の難しい)最適解の分布関数とアルゴリズムの出力した関数との間の逆関数の比の上界である.また,このアルゴリズムは最小全域木問題・最大マッチング問題・巡回セールスマン問題などの組み合わせ最適化問題について,その枝重みが互いに独立な確率変数として与えられる場合に用いる事ができる.次に,研究計画の範囲を超えて,TAMC2009において発表した結果を拡張する事を試みた.有向非巡回グラフの構造について,あるパラメータκ々を導入し,このκが定数で抑えられる場合にそのグラフ中での最長路長さの分布関数を近似計算する手法を対象とした.今年度はこのたが任意に大きいグラフに対応することを試みたが,そのようなグラフについて任意に小さな計算誤差で分布関数を効率的に計算する事は,今回のアプローチでは難しい.また,サイモンフレーザー大学における共同研究では類似の問題として,一通信路におけるメッセージ伝達時間が確率変数として与えられる計算機ネットワークでのブロードキャスト時間の分布を計算する問題について考察した.以上のように,本年度においては平成19年における本研究申請時点の目的を達成し,さらに今後の研究のための挑戦的な課題に対する解決法の検討を行うことができた.
光ファイバーを用いたチェレンコフ検出器の開発

高エネルギー素粒子実験では荷電粒子の種類を識別する測定器が必要である。低いエネルギー領域では速度を測定するTime of Flight測定器などが有効であるが、粒子速度が真空中の光速の99%以上の高エネルギー領域では粒子間の速度差が小さくなるためTOF測定器では十分な粒子識別効率が得られない。高エネルギー領域で最も有効な粒子識別装置はチェレンコフカウンターである。本研究では輻射体に透明光ファイバーケーブルを用いた2種類のチェレンコフカウンター(チェレンコフ発光の有無を測定するしきい値型と伝播時間を計測するTOP型)を新規に開発し、しきい値型では十分な粒子識別能力があることを証明した。高エネルギー素粒子実験では最近の加速器の進歩・ビーム強度の大幅向上によって、従来では実験不可能であった稀反応事象の研究が可能となり、粒子識別装置の重要性が増している。本研究では透明な光ファイバーを輻射体としたしきい値型とTOP型の2種類のチェレンコフカウンターの開発研究を行った。荷電粒子が光ファイバーに垂直に入射する場合は全てのチェレンコフ光が全反射しない。入射角度を傾けてゆくと一部のチェレンコフ光がファイバー端まで伝播する。このしきい値角度は1GeV/cのπでは約25度、Kでは30度である。またπでもKでも伝播する角度、例えば35度に設置した場合は伝播時間差はファイバー長1m当たり約60psecである。クオーツTOPカウンターの伝播長は最大4m程度であるが、ファイバーTOPでは3050m程度の伝播長が可能である。本研究では直径1mmで長さ50mの透明ファイバーを30本×10層束ねたファイバーシート等を作成し、東北大学電子光理学研究センターの500MeV陽電子ビームを用いてチェレンコフカウンターとしての性能評価実験を行った。一般にチェレンコフカウンターではknock-on electron(δ線)によるチェレンコフ発光が存在するため3%程度の粒子識別の誤りが生じる。そこでビーム入射角度を変化させてチェレンコフ光観測効率を測定し、入射角度の変化5度以内で測定効率が3%から97%に上昇するなら、しきい値型チェレンコフカウンターとして使用可能と判定した。実験結果は、伝播長50cmの場合は厚さ12層程度、伝播長10mの場合は厚さ20層程度で上記の条件を満たすことが分かった。時間分解能の伝播長依存性を測定することによってTOPカウンターの可能性を検討した。実験結果は時間分解能が伝播長にほぼ比例して悪化した。すなわちファイバーTOPは困難と判断した。素粒子実験
老年者呼吸器感染症の発症機序と至適治療に関する研究

1)誤嚥のリスクを早期に検出するために開発した嚥下誘発テスト(SPT)について、さらに検討を進めた結果、以下の点が明らかになった。(1)注入液として試みた5種類の溶液の中で、注入-嚥下潜時との間に用量依存関係がみられるのは蒸留水と50%ブドウ糖であった。(2)若年健康志願者18名について喫煙とSPTの関連を検査した。喫煙者では潜時の延長嚥下國値の上昇が観察された。最大注入量1.0mlまでは若年者では誤嚥はみられなかった。(3)仰臥位では坐位に比較して同一注入量に対する潜時が延長している傾向があった。(4)諸種神経疾患、糖尿病などで、SPTで多様な異常が観察できた。2)若SPTラット(10週齢)と老SPTラット(29ヶ月齢)にクレブシエラ菌を噴霧吸入させて実験的肺炎を惹起せしめた。清肺湯3週投与群と非投与群との対比も併せて施工した。デ-タ解析中である。3)ラットの気管内塩酸注入モデルについてステロイド投与の効果を、気管支肺胞洗滌(BAL)液とその細胞を用いて検討した。その結果、同剤によりBAL細胞からO_2フリ-ラジカルの放出は有意に抑制され、BAL液の炎症マ-カ-である15HETE濃度も減少することが認められた。4)血管内皮細胞から産生されるエンドセリン(ET1)は気管支筋収縮など肺への影響も大である。ラットにET1を1回静脈内注射しBALにより肺末梢部に及ぼす効果を研究した。その結果ET1は同部の15HETE,O_2フリ-ラジカルの産生を促進することが判明した。これらの研究結果から、誤嚥性肺炎について、予防のための体位、ステロイド投与の効果、炎症マ-カ-の把握などの点で、臨床応用が期待される。老年者の呼吸器感染症の中で頻度が高く生命予後を重篤なことが少くないのは誤嚥に続発する嚥下性肺疾患である. 62年度の研究により,嚥下性肺疾患の中には,病理所見に特徴があり臨床像が未詳のびまん性嚥下性細気管支炎(DAB)が16%もみられることを剖検所見で確認した.本症は発症,臨床症状,検査所見からみて通常の嚥下性肺炎(APN)びまん性汎細気管支炎(DPB)とは明らかに異なり,高年発症の気管支喘息と誤られやすいことが判明した.組織学的検討よりDABが中間領域を主に侵すことが確認されたが,異物や異物反応が中間領域に多く認められる点でDPBとは異っていた.APNとも臨床像,異物の局在等の相違点が明らかであった.DABの動物モデルとしてラットの気管内への塩酸反復注入を試みた結果,気道・肺胞への化学的損傷の強さ,そのもののDAB成立への関与は観察されなかった.しかし塩酸注入後に生じる気道への細胞侵潤の進展性と気流閉塞の強さに相関がみられた.以上より, DABは誤嚥による反復性の気道系損傷に,二次的な感染症等が加わって,中間領域に慢性炎症を生じるものと考えられた.今後は二次的感染のコントロール,少量の誤嚥の早期検出とその予防策が研究の課題として残されている.ウィスター系ラットに紙巻きタバコ30本を15分喫煙させた後に,気管支肺胞洗滌(BAL)を施行しBAL液の蛋白濃度,プロスタノイドの検索を試みた.・・・喫煙群(n=10,SM)非喫煙群(n=10,NSM)には蛋白濃度の差は認めなかったが, HPLCにより12HETEと思われるピークがSM群でNSM群より多数例に認められた.その濃度はSM群でNSM群より高値の傾向がみられた(P=0.053).この実験結果より,喫煙等による急性上皮障害のマーカーとして, BAL液中の12ーHETE濃度が重要な意義をもつ可能性が示唆された.1.呼吸器感染症モデルとしてマウス、ラットなどの小動物の吸入性肺炎に関する基礎的実験を行った。肺炎捍菌(Klebsieila Pn)、緑膿菌(PS、Aeruginosa)などを特に製作した吸入チャンバーを用いて吸入させた。対象としては、先ず老化促進マウス(SAM)を選び、コントロール動物のR系とSAMのP_2を用いた。一定量の菌数を吸入させた後に、24時間に至るまでに経時的に屠殺して肺を摘出、ホモジュネートを作成し、培地上に接種してCFUを算定した。クレブシュラ菌ではSAMP_2がR系より肺内菌数の有意の増多を示したのに対し、緑膿菌では両者に有意差を認めなかった。最近の気道付着、肺内増殖などに対する今後の研究の緒口となる所見が得られた。同様の緑膿菌吸入肺炎を老若ラットに製作し、その肺の形態組織学的検討、BAL液、BAL液中細胞の生化学的検討も進行中である。2.嚥下誘発テスト(SPT)の開発と臨床応用の検討