hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音響型放射線検出器の医療支援への試み

放射線を媒質中に照射して発生する音圧を検出して、媒質中の放射線の振舞いを観測することを目的とした。そしてその成果を医療支援に応用することを検討する。媒質として水をとった。音響素子として圧電性のジルコン酸チタン酸鉛(PZT)を母材とする音圧に有感な素子を開発した。照射する放射線はエネルギー400MeV/nのキセノンイオンを用いた。キセノンイオンの強度は10^310^6/秒である。チョッパーを製作した。これにより、ビームの時間幅が100μ秒程度のパルス化ビームを調整できた。PZTの放射線に対する反応を調べた。直接PZTに照射して感度を調べた。素子感度の閾値は10^3/秒程度であることを確認した。出力波高値のPZT媒質の積算した厚さの関係を調べた。その結果、電離損失から予想される振舞いと相似することを確認した。水を媒質として、信号検出を試行した。ビームから15mm離した位置にPZT素子を置き、放射線照射に起因した信号を検出できた。出力振幅は概ね水中の電離損失を再現する。そして、キセノン粒子の飛程近傍で最大出力となり、次第に減衰することを確認した。キセノン強度にして、10^3/秒程度の強度であれば、電離損失が最大となる位置近傍で信号検出は可能である。電離損失から出力電圧発生にいたる過程を複合して、この現象のモデル化を試みた。水中の信号の配列から、放射線が停止した位置を決定できることが結論された。また水中を伝播する圧力信号の時間依存性から、3次元的に配列した検出器信号を解析して放射線の径路を決定できることを確認した。これらを総合して、音響的方法により、放射線照射に伴う径路と停止位置および放射線強度を正確に測定する原理とその応用について、肯定的結果を得た。研究成果は引続き学術誌に発表する。本年度の計画として、圧電性ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)を母材とする検出器の特性を調べることを主眼とした。検出器には放医研のHIMACで供給される高エネルギーゼノンビームを使用した。従来の実験から、PZTの反応は入射ビームの時間変化率に依存することが知られていた。しかしHIMACのビーム取出し方法では、ビームに急速な時間変化を与えることが出来なかったので、チョッパーを用いて、時間変化を与える方法を試行した。その結果100μs程度の変化率を持つ高エネルギーゼノンビームを取得できた。PZT素子の放射線特性を直接照射して調べた。PZTの出力波形がビームの時間変化に同期して得られることを確認した。その出力信号について、フーリエ解析を施した。この解析により、低周波成分と高周波成分の夫々の成分を有する雑音信号の弁別が可能となった。これらの雑音信号を除去して、出力電圧波形が双極性の信号に還元できることを確認した。信号の出力振幅として、当該周波数成分のピークーピーク値として定義することにした。この出力振幅の大きさの分布から、エネルギー損失の振舞いを調べた。その結果、この分布がBethe-Blochの式による計算で説明できることを認めた。さらに出力振幅値が素子の厚さに依存しないという圧電素子固有の特性を確認できた。ビームを水媒質に照射して発生する音響信号検出を試みた。実験環境から、雑音信号の除去が不十分と判明したので、雑音環境の低減化を次年度に継続する。検出器構成の面で、素子配列をスタッガーして、微弱信号の検出と水媒質の厚さによる依存性を検証する準備を進めている。さらに、フーリエ解析による解析方法の開発とその信頼性向上を図っている。

また水中を伝播する圧力信号の時間依存性から、3次元的に配列した検出器信号を解析して放射線の径路を決定できることを確認した。これらを総合して、音響的方法により、放射線照射に伴う径路と停止位置および放射線強度を正確に測定する原理とその応用について、肯定的結果を得た。研究成果は引続き学術誌に発表する。
南米の日本人移住地における持続的農牧業の展開とその教材化

【研究目的】世界有数の生産量を誇るパラグアイ共和国の大豆栽培は、1980年代に日本人移民が「不耕起栽培」と呼ばれる農法を導入してから拡大・発展してきた。一方、大豆栽培の拡大は森林伐採の一因にもなり、パラグアイにおいても森林保護に対する視線は厳しくなっている。このような中、日本人がどのような対策を講じているのかを調査し、そこから得られた成果を中等教育段階の南アメリカ州の地誌学習に活用し、効果的な教材のあり方について検討することが本研究の目的である。【研究方法】不耕起栽培発祥の地で、環境保護対策において新しい動きがみられる南部のイグアス移住地、開設時期や高知出身者が多いなどイグアス移住地と複数の共通点がみられる南部のピラポ移住地を訪問し、日本人会・農業協同組合・各農家などからの資料収集や聞き取り調査を行なった。なお現地調査は2017年8月25日から9月4日に行った。また、2018年2月に中学地理の南アメリカ州の学習において、作成した教材を利用した授業を行なった。【研究成果】イグアス移住地では、植林活動のほか、肉牛の処理施設の運営など日本人会や農業協同組合による大豆栽培以外の動きがみられた。ピラポ移住地でも農業経営の中心は大豆栽培であったが、環境保護政策等においてイグアス移住地ほどの顕著な取り組みは見られなかった。以上のようなパラグアイ国内の日本人移住地の共通点や相違点の一部が明らかになった。中学の授業では、森林を保護するための政策を考えさせた後に、実例としてイグアス移住地の取り組みを紹介した。政策として「植林」を挙げる生徒が多かったが、それらが実際に行なわれていることを知り、自分たちの考えが実際の政策と乖離したものではないことを実感させる一助となった。
高レベル放射性廃液ガラス固化体の浸出率

1.実験ガラス固化体を0.5x3.0x25mm^3に成形研磨した後、浸出液18mlとともにテフロン容器にいれ所定の温度、時間(40150°C、最大60日)で静的に浸出させた。中性子照射し放射化したガラス固化体についても同様に浸出実験を行なった。浸出終了後浸出液とガラス固化体を分離し浸出液中の元素を未照射のガラス固化体についてはICPを用いて、放射化させたガラス固化体についてはICPとGe半導体検出器を用いて定量した。Ge半導体検出器を用いた定量では^<134>Csのγ線がバックグラウンドを著しく高め他の元素定量の妨害となるため、共沈分離によりCsと他の元素を分離し定量を行なった。一方、浸出終了後のガラス固化体については走査型電顕(SEM)、X線マイクロアナリシス(EPMA)を用いて表面観察を行なった。2.結果および考察ガラスの主構成元素であるSi、Bとアルカリ金属であるNa、Kの浸出はほぼ同様な傾向を示し、浸出初期に急激に増加した後緩やかに増加した。この浸出初期の急激な増加は温度が高いほど顕著であった。一方、溶解度の低いFeについては他の元素よりも12桁低い浸出量で全ての浸出期間についてほぼ一定の値となった。この様な浸出挙動は未照射、および照射後ガラス固化体の両者で大きな違いは見られなかった。また表面観察の結果、表面析出層の厚さ1はSiの浸出量Lに比例し1=qx(L-Lo)で表される事がわかった。これらのことよりガラス固化体の浸出挙動に及ぼす照射効果は小さく、WallaceとWicksの浸出モデルを改良したモデルで表され、最初固化体表面の均一な溶解で進行し、表面析出層が形成されることにより浸出が抑制されるものと考えられる。また、岩石-地下水系での浸出は析出層を形成する溶解度の低い元素が岩石に収着され浸出を抑制する析出層が形成されにくくなるものと考えれる。ガラス固化体を低速ダイアモンドカッターで、0.5×3.0×25mmに切り出し、エメリ紙と0.3μmアルミナ粉末で表面仕上げを行なった。この試料を中性子照射し、ガラス中の成分元素を放射化した。この試料を蒸留水18mlとともにテフロン容器に入れ、所定の期間70°Cの恒温槽内で静的に浸出させた。浸出終了後、浸出液をテフロン容器ごとGe半導体検出器で測定し、核種の定量を行なった。定量のための検出効率とエネルギーの関係は、IAEA標準点線源、天然存在比のK-40を含むKcl溶液を用いて行なった。微量浸出元素の定量分析では、Cs-134のγ線がバックグラウンドを著しく高くし、測定の妨害になるので、FeCl_3溶液を加え、NH_4(OH)でpHをアルカリ側へ調製してFe(OH)_3とともに共沈させ、Csとこれ以外の元素を化学分離した。沈澱を硝酸で溶解しテフロン容器に入れ新ためてGe半導体検出器で、Cs以外の微量浸出元素の定量を行なった。この測定結果をもとに、ガラス固化体の浸出挙動について解析を試みた。解析には、1982年WallaceとWicksによって提出されたモデルを用いた。

このモデルは、ガラス表面からのシリカの溶解と、溶解により形成されるFe(OH)_3、Al(OH)_3等の表面析出層中での各元素の拡散からなる。このモデルによると、浸出の初期はtに比例し、浸出の進行とともにt^<1/2>に比例する浸出挙動を示す。本実験のCsの浸出量の経時変化はこのモデルで説明できた。従って、ガラスの溶解と、析出層の形成過程の2つの過程により浸出が支配されていることが分かった。現在、これ以外の元素の浸出挙動を説明するため、熱力学計算コードを利用し、検討中である。1.実験ガラス固化体を0.5×3.0×25mm^3に成形研磨した後、浸出液18mlとともにテフロン容器にいれ所定の温度、時間(40150°C、最大60日)で静的に浸出させた。中性子照射し放射化したガラス固化体についても同様に浸出実験を行なった。浸出終了後浸出液とガラス固化体を分離し浸出液中の元素を未照射のガラス固化体についてはICPを用いて、放射化させたガラス固化体についてはICPとGe半導体検出器を用いて定量した。Ge半導体検出器を用いた定量では^<134>Csのγ線がバックグラウンドを著しく高め他の元素定量の妨害となるため、共沈分離によりCsと他の元素を分離し定量を行なった。一方、浸出終了後のガラス固化体については走査型電顕(SEM)、X線マイクロアナリシス(EPMA)を用いて表面観察を行なった。2.結果および考察ガラスの主構成元素であるSi、Bとアルカリ金属であるNa、Kの浸出はほぼ同様な傾向を示し、浸出初期に急激に増加した後緩やかに増加した。この浸出初期の急激な増加は温度が高いほど顕著であった。一方、溶解度の低いFeについては他の元素よりも12桁低い浸出量で全ての浸出期間についてほぼ一定の値となった。この様な浸出挙動は未照射、および照射後ガラス固化体の両者で大きな違いは見られなかった。また表面観察の結果、表面析出層の厚さIはSiの浸出量Lに比例し1=qx(L-L_0)で表される事がわかった。これらのことよりガラス固化体の浸出挙動に及ぼす照射効果は小さく、WallaceとWicksの浸出モデルを改良したモデルで表され、最初固化体表面の均一な溶解で進行し、表面析出層が形成されることにより浸出が抑制されるものと考えられる。また、岩石ー地上水系での浸出は析出層を形成する溶解度の低い元素が岩石に収着され浸出を抑制する析出層が形成されにくくなるものと考えられる。
シングルチャンネル・ヘテロダイン検出和周波発生分光法の開発と応用

液体や固体の表面の振動スペクトルを選択的に測定するための新しい方法,シングルチャンネルヘテロダイン検出和周波発生(HD-SFG)分光法を開発した.この方法ではサンプルの表面からの和周波信号光と位相制御された局部発振器光との間の光干渉を利用する.シングルチャンネルHD-SFGでは干渉測定と分光測定がIRレーザーを特定の波数範囲でスキャンすることで同時に実行される.これにより既存の位相敏感和周波発生分光法に比べて測定に要する時間が大幅に短縮される.また,既存のマルチプレックスHD-SFGより約6倍優れた4 cm-1という高い波数分解能を達成した.シングルチャンネル・ヘテロダイン検出和周波発生分光装置を完成した.この装置は,ピコ秒挟帯域赤外光,モノクロメーター,PMTを利用する方法である.今回の新方法は干渉測定を分光測定と同時に周波数領域で行うため,従来の位相敏感SFGよりも測定の効率が良い.測定効率の点でマルチプレックスヘテロダイン検出和周波発生には及ばないものの,新方法は4 cm-1という高い波数分解能を有しており,これはマルチプレックスHD-SFGよりも6倍優れている.今回開発した装置で得られた水の表面のデータから,これまで広く信じられていた水の表面の振動スペクトルに訂正が必要であることを示した.大きな問題が発生せず,ほぼ思い通りに事が運んだ.液体や固体の表面の振動スペクトルを選択的に測定するための新しい方法,シングルチャンネルヘテロダイン検出和周波発生(HD-SFG)分光法を開発した.この方法ではサンプルの表面からの和周波信号光と位相制御された局部発振器光との間の光干渉を利用する.シングルチャンネルHD-SFGでは干渉測定と分光測定がIRレーザーを特定の波数範囲でスキャンすることで同時に実行される.これにより既存の位相敏感和周波発生分光法に比べて測定に要する時間が大幅に短縮される。また,既存のマルチプレックスHD-SFGより約6倍優れた4 cm-1という高い波数分解能を達成した.これを利して,水の表面のフリーOHを研究した.水の表面の振動スペクトルは,長い間OH伸縮が最も徹底的に研究され,さらに最近ではHOH変角やlibrationの研究も報告されている.そのような中で,フリーOH伸縮バンドの低波数側3640 cm-1付近の幅の広い小さなバンドの帰属は不明のまま残されていた.H2O表面のスペクトルでは,3697 cm-1のフリーOHバンドの低波数側に問題の3640 cm-1バンドが見られる.D2Oで3倍希釈した表面のスペクトルでは,3640 cm-1バンドはほぼ消失する.フィットによって得たフリーOHの単一ピークの面積比(希釈水/純水)は0.49となった.これは希釈比から期待される値1/3を大きく超え,一見矛盾であるが,3640 cm-1バンドまで含めて面積比をとると0.31となり,希釈比と整合する.このことは,3640 cm-1バンドがフリーOHから強度を借りて現れていることを意味する.このintensity borrowingの最も自然な機構は,結合音とフリーOHの間のフェルミ共鳴である.ここで結合音とは, 3450 cm-1の水素結合OHの伸縮と200 cm-1の低波数分子間振動の結合音である.液体や固体の表面の振動スペクトルを選択的に測定するための新しい方法,シングルチャンネルヘテロダイン検出和周波発生(HD-SFG)分光法を開発した.この方法ではサンプルの表面からの和周波信号光と位相制御された局部発振器光との間の光干渉を利用する.シングルチャンネルHD-SFGでは干渉測定と分光測定がIRレーザーを特定の波数範囲でスキャンすることで同時に実行される.これにより既存の位相敏感和周波発生分光法に比べて測定に要する時間が大幅に短縮される.また,既存のマルチプレックスHD-SFGより約6倍優れた4 cm-1という高い波数分解能を達成した.これまでにヘテロダイン検出和周波発生分光が適用されていない界面(例えば脂質膜の内部,氷の表面など)に今回の装置を適用して,界面の分子科学の新展開を図る.レーザー分光学最も単純な試料(水)の測定に注力する必要が生じたため,より費用のかかる複雑な試料調製への支出が予定より減ってしまった.次年度使用額は,より費用のかかる複雑な試料調製に利用する.
真空調理過程における食中毒起因菌の消長と分子疫学的検討

食中毒起因菌を接種した挽肉を用いて、真空調理過程における消長を検討した。サルモネラ菌、カンピロバクター菌、ブドウ球菌では二次加熱で死滅したが、ウェルシュ菌が産生する耐熱性芽胞菌では死滅しなかった。また、市販の輸入トリ肉から分離したサルモネラは、日本ではほとんど検出されない血清型で、その薬剤耐性も希な伝達性のある薬剤耐性プラスミド〔R(TC.KM)〕を保有するものがあった。輸入鶏肉から分離したSalmonellaについて、血清型別、薬剤耐性型別、パルス電気泳動を行ったところ、国内から分離報告例がきわめて希なSalmonella Nessziona(Sn)とSalmonella Minesota(Sm)を検出し、輸入鶏肉を介して、新しい血清型菌が海外から日本国内に侵入していることがわかった。Snは薬剤感受性であったが、SmはTC、KMの両剤に耐性のものと感受性のものがあった。このTC、KM耐性も伝達性のあるR-plasmidと伝達性のないものがあった。特定の血清型を除きヒトから分離されることが少ないR(TC, KM)が検出されたことから注目してゆく必要があることがわかった。また、PFGE像におけるSnは同一像を示したことから、養鶏場内での伝搬、食鳥処理場や包装施設などでの汚染の拡大が考えられた。一方、分離したこのSnを混入させたハンバーグを調製し、それを用いて、真空調理過程における消長を検討したところ、一次加熱(60°C、30分)で死滅し、二次加熱(80°C、3分)を行わなくても安全性を確保することができることがわかった。次に、食中毒例のヒトから分離したClostridium perferingenesを混入させたハンバーグを調製し、それを用いて、真空調理過程における消長を検討したところ、一時加熱で、芽胞を形成しない条件のもとではほとんど死滅するが、芽胞を形成する条件のもとではほとんど死滅せず、二次加熱でもその菌数はほとんど減少せず、問題点があることがわかった。平成21年度の食中毒では、件数は少ないが患者数が多く、一件当たりの患者数が多いことから、問題点を解析していく予定である。平成23年度は、食中毒菌(ウェルシュ菌)を挽肉(トリ肉と牛肉の合挽)に接種・混合した後、ハンバーグとして調製し、真空調理法での一時加熱後における急冷、室温放置での細菌の消長、二次加熱による細菌の消長について検討した。耐熱性芽胞菌では、一時加熱ではほとんど死滅せず、急冷後、低温で保存したものは高温での二次加熱してもその菌数には変化がなかった。しかし、一時加熱後、室温に放置したときは、加熱により、ヒートショックを受け、その菌数は急増するが、その多くのものが栄養型菌であり、高温での二次加熱で激減した。食中毒を防止するためには、喫食直前での再加熱が有効であることが科学的に裏付けられた。栄養型菌では一時加熱でほとんどのものが死滅した。・調理課程で使用される器具(まな板))による汚染の拡大も考えられることから、まな板に付着した細菌の除去効果を検:討するため、油脂を多く含む食品に大腸菌(K-12株)を接種・混合し、それをまな板に塗布し、洗浄・消毒を行った。塗布したまな板にあっては、たわしを用いて水道水で洗浄しても、その洗浄効果はほとんど認められなかったが温湯水や洗剤での効果は大きかった。また、次亜塩素酸ナトリウム液での消毒効果においても、その液のみでの効果はほとんどみられなかったが界面活性剤を加えることにより、その効果は増大した。さらに、まな板に多数の傷のあるものとほとんど傷のないもと比較すると、洗浄後、傷の少ないものに比べて、傷のあるものは多数の細菌が残り、使い古したまな板においては、使用しないようにするか、傷のある部分を削り取るなどの再生をする必要性があることがわかった。本年度は、食中毒起因菌であるCampylobacter jejuni(Cj)及びStaphylococcus aureus(Sa)を挽肉(トリ肉と牛肉の合挽)に接種・混合後、ハンバーグとして調整し、真空調理課程における食中毒起因菌の消長を検討した。Cjは、一次加熱(60°C30分)したところ、微好気性下で増菌しても集落の再形成は見られなかった。25°Cで前培養したSaでは、一次加熱でほぼ死滅した。しかし、45°Cで前培養したSaでは、完全には死滅されず培養温度により死滅の差異が認められた。平成23年度の実験で、耐熱性芽胞形成菌のウェルシュ菌(Clostridium perfringens:Cp)の芽胞が真空調理課程で死滅しないことから食品等における耐熱性芽胞(SP)の形成について検討した。Cpの増菌によく用いられているチォグリコレート培地では、栄養型菌はよく増菌するがSPの産生はほとんど見られなかった。この培地にリン酸一水素二ナトリウムや重炭酸ナトリウムを加えるとSP産生量が増加した。

また、培養に用いたペプトンの種類によりSPの産生量に大きな差異が生じた。食品、食品に含有物や香辛料の中に、抑制するものや促進させるものがあるか検討した結果、タマネギや牛乳等には促進作用が、砂糖やバリン等には抑制作用があった。ブッラックペッパーやグローブ等には、抗菌作用があったが、その微量を加えるによりSPの産生の促進作用があった。また、Cpは好気性下では発育できないが、糞便中に多く含まれる好気性菌であるAlcaligenes faecalisを共存させることにより、Cpもよく発育し、高率にSPを産生することがわかった。学会発表等の準備をしている段階であり、追加実験等の必要性が生じる恐れがある。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、最終年度に当たるので、補足のための追加実験を含め、共同研究者及び連携研究者と協議して研究報告書がまとめられるよう努めたい。
睾丸下降における会陰大腿神経およびカルシトニン遺伝子関連ペプチドの意義の解明

正常ラットと2つの停留睾丸ラットモデルを用いて、これらの睾丸導帯のカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)レセプターに違いがあるかどうか、また会陰大腿神経(GFN)切断の睾丸導帯への影響について、さらにマウスを用いて、CGRPによる導帯収縮の性質について検討した。Sprague-Dawleyラット(SDラット)を正常対照モデルとし、TSラット(約85%に停留睾丸が出現し、内分泌学的な異常は認められていない)とフルタマイドラット(SDラットの胎生16日から19日に抗アンドロゲン剤のフルタマイドを投与したラットで、約40%に停留睾丸が出現)を停留睾丸モデルとした。生後2日の睾丸導帯を摘出し、凍結切片を作製、これを^<125>I標識CGRPと様々な濃度の非標識CGRPを含む溶液中で培養した。培養後、切片を洗浄し乾燥、^<125>Iマイクロスケールと共にX線フィルム上に感光させた。現像したフィルムはコンピューターに接続したデンシトメーターにより測定した。移動中のラット睾丸導帯の挙睾筋にCGRPレセプターが証明され、正常ラットと停留睾丸ラットでレセプター濃度に差異のあることが示された。この違いはTSラットでは過剰のCGRP分泌によりレセプターのdown regulationが、フルタマイドラットでは過少のCGRP分泌によりレセプターのup regulationがおこっているものと解釈できた。またSDラットとTSラットのGFNを生後0日に切離、72時間後に睾丸導帯を摘出し、CGRPによる睾丸導帯の収縮性とレセプターの変化を調べると、SDラットと同じくTSラットにおいてもGFNの切離により、レセプター濃度が増加し、収縮する睾丸導帯数も増加することが示された。マウスの睾丸導帯のCGRPに対する反応をみると、CGRPを加えた培養液中では、導帯は胎児の心筋のような速い規則的な収縮がみらる。しかし他のニューロペプタイドやアセチルコリンでは収縮はみられなかった。またこの規則的な収縮は、クラ-レで抑制されず、デハイドロビリジンで抑制された。以上より睾丸導帯の移動には、GFNより分泌されるCGRPが深く関与しており、適量のCGRP分泌が睾丸導帯を正常な位置に移動するために必要であることが示唆された。1. TSラットの睾丸導帯におけるCGRPレセプターの量は正常ラットよりも少なく,フルタマイドラットの睾丸導帯は正常ラットよりも多い(いずれも有意差あり)ことが解かった.こらはGFNより分泌されるCGRPの量によって睾丸導帯のCGRPレセプターに調節がかかっているものと解釈できる.すなわち,GFN中のCGRP量の多いTSラットで睾丸導帯のCGRPレセプターのdown

regulationが,CGRP量の少ないフルタマイドラットでup regulationがかかっていると思われる.2.豚の停留睾丸モデルのうち睾丸下降の第II相(鼡径管から陰嚢への下降)の異常による停留睾丸モデルの入手は困難であった.しかし腹腔内睾丸を持つ豚の大多数において,左右の睾丸にブリッジが架かるかのように索状物が存在し,あたかも人でのPersistent Mullerian Duct Syndromeのようであることが確認された.睾丸下降における腹腔内下降の相(Hutsonらの言う睾丸下降の第I相)での障害による停留睾丸と考えられ,今後も検討していく必要がある.睾丸下降のメカニズムのうち,第I相はMISが重要な働きをしているとされている.またこの時期にMISは睾丸の成熟にとっても重要な働きをしているとの報告が最近なされている.しかしTSラットもフルタマイドラットも第I相は正常に完了しており,むしろ第II相の時期に何らかの異常により睾丸発育の異常が引き起こされると考えられる.これまでのラットの研究で,第II相にはGFNからの適切な量のCGRP分泌が必要と思われ,CGRPの血管拡張作用や局所の温度の調節作用を考えると,CGRPが第II相での睾丸発育に何らかの役割を持つものと推測される.正常ラットと2つの停留睾丸ラットモデルを用いて、これらの睾丸導帯のCGRPレセプターに違いがあるかどうかを検討した。Sprague-Dawleyラット(SDラット)を正常対照モデルとし、TSラット(SDラットの突然変異種で、約85%に停留睾丸が出現し、内分泌学的な異常は認められていない。)とフルタマイドラット(SDラットの胎生16日から19日に抗アンドロゲン剤のフルタマイドを投与したラットで、約40%に停留睾丸が出現する。)を停留睾丸モデルとした。生後2日の睾丸導帯を摘出し、凍結切片を作製、これを^<125>I標識CGRPと様々な濃度の非標識CGRPを含む溶液中で培養した。培養後、切片を洗浄し乾燥、^<125>Iマイクロスケールと共にX線フィルム上に感光させた。現像したフィルムはコンピューターに接続したデンシトメーターにより測定した。今回の研究では、移動中のラット睾丸導帯の挙睾筋にCGRPレセプターが証明され、正常ラットと停留睾丸ラットでレセプター濃度に差異のあることが示された。この違いはTSラットでは過剰のCGRP分泌によりレセプターのdown regulationが、フルタマイドラットでは過少のCGRP分泌によりレセプターのup regulationがおこっているものと解釈できた。またSDラットとTSラットのGFNを生後0日に切離、72時間後に睾丸導帯を摘出し、CGRPによる睾丸導帯の収縮性とレセプターの変化を調べると、SDラットと同じくTSラットにおいてもGFNの切離により、レセプター濃度が増加し、収縮する睾丸導帯数も増加することが示された。以上より睾丸導帯の移動には、GFNより分泌されるCGRPが深く関与しており、適量のCGRP分泌が睾丸導帯を正常な位置に移動するために必要であることが示唆された。
ユビキチン系によるDNA損傷修復の調節と発がん制御

分裂酵母rad6修復系(ubcP2(RAD6ホモログ)、rad18、rad8(RAD5ホモログ)、mms2、ubcP7(UBC13ホモログ))の目的でMms2と相互作用する蛋白質としてCpc2を同定した。Cpc2の欠損は弱いながらも紫外線感受性を示し、Rad6に同じエピスタシスを示した。Cpc2はmeiosisの開始因子Ran1やCキナーゼ、転写因子GCN4など、ストレス対応のタンパク質の核におけるAnchoring蛋白質で、且つそれらの負の調節因子として作用している。UbcP7/Mms2経路もCpc2により負に調節されると期待される。Cpc2の欠損はG2遅延を起こすのでチェックポイントにも関係していると思われ、DNA損傷時におけるUbcP2/UbcP7による複製修復シグナルの促進と細胞周期を止めるチェックポイントとのクロストーカーとして働いているとの我々の作業モデルを検証している。
神経疾患患者における中枢・末梢神経複合刺激による代償経路活性化と歩行機能の再建

本研究では、神経疾患による下肢機能障害患者を対象に、中枢・末梢神経刺激を組み合わせる新たな手法により、障害された神経経路の残存機能を活性化するとともに代償経路を新たに活性化させ、歩行機能を再建するとともに、脳内神経機構の可塑的変化を解明して、科学的根拠に基づいたニューロリハビリ開発を目指した。本研究の結果、慢性期脳卒中片麻痺患者において、歩行機能回復が可能となった。本研究の目的は、錐体路障害による下肢麻痺を呈する神経疾患患者において、侵襲的中枢・末梢神経刺激を組み合わせる新たな手法で錐体路にかわる代償経路を活性化させ、歩行機能を再建し、機能再建のメカニズムを解明することである。本年度は、慢性期脳卒中患者、6名において、非侵襲的脳刺激(経頭蓋直流電流刺激)による障害側脳刺激と歩行周期に依存した末梢神経筋電気刺激を用いて、介入を行った。本年度は、クロスオーバーにて、患者群を無作為に2群に割り付け、(a)歩行訓練と、非侵襲的刺激の組み合わせ、及び対照実験として、(b)歩行訓練のみ、の計2種類の介入を行い、各介入での効果を継続した。非侵襲的刺激法としては、経頭蓋的直流電流刺激(Transcranial Direct Current Stimulation: tDCS)を用いた。この刺激は、動物実験において直流電流を脳に与えると神経細胞の膜電位の変化に応じて、陽極刺激で発火頻度の増大、陰極刺激では低下が見られる。また、直流刺激の持続時間が5分以上の場合には、刺激後の1時間以上、発火頻度の変化が認められ、LTP/LTDと類似した可塑的変化が生じるものである。同様に微弱な直流電流をヒト頭皮上から与える手法にて運動皮質の興奮性を変化させることできるとされている。介入の効果であるが、歩行訓練のみの場合でも、下肢機能の変化はあったが、刺激を組み合わせた場合は、より長期に、機能の改善が認められた。また、電気生理学的評価により、組み合わせた場合のみ、障害側運動皮質での皮質脊髄路の興奮性が高まることもあった。次年度は、さらに患者数を増やし、長期の介入を行っていく予定である。本研究は、錐体路障害のある脳卒中片麻痺患者において、(a)非侵襲的脳刺激歩行訓練と、対照実験として、(b)歩行訓練のみ、を行い、歩行機能における脳刺激の効果を検討するものである。。各々の介入前後で歩行機能、及び下肢機能の評価を行う。平成27年度には、各々の介入前後で歩行機能、及び下肢機能の即時評価とともに、長期効果を確認するため、介入2週間後、1か月後の評価を行った。介入群においては、長期的にも、効果が持続する傾向が認められた。患者において長期効果を確認することができ、皮質脊髄路の機能と歩行機能の関係を検討することができたため。本研究により、錐体路障害による下肢機能障害を呈する神経疾患患者として、慢性期脳卒中後片麻痺患者において、非侵襲的中枢・末梢神経刺激を組み合わせる新たな手法で歩行機能を再建することができた。非侵襲的脳刺激として頚頭蓋直流電流刺激を運動野に行った。また末梢神経筋刺激として歩行周期のうち、遊脚期のみ下肢屈筋群を刺激する歩行特異的機能電気刺激を行った。その結果、脳刺激を組み合わせない介入に比較して、慢性期脳卒中片麻痺患者の歩行速度の上昇、歩幅の拡大が可能となり、歩行能力の回復が可能となった。また、下肢筋における皮質脊髄路の興奮性が増加し、脳における神経可塑性を誘導した結果、歩行機能が回復したと考えられた。従来、ヒトにおいて、皮質脊髄路(錐体路)の重度の損傷では、歩行機能は回復されなかった。また、脳卒中後片麻痺患者においてトレッドミル歩行訓練中に、一次運動野の下肢領域に非侵襲的脳刺激を行った報告はあるが、歩行特異的な刺激については報告がない。介入として、歩行訓練中に非侵襲的脳刺激+末梢神経刺激を同時に行った点も本研究の特色である。本研究の結果、車椅子での生活を余儀なくされている多くの患者にとって生活の質(QOL)、日常生活能力(ADL)の向上が期待される。また、車椅子では就労も制限されるため、車椅子の患者が歩行可能になれば、高齢化社会の日本において、生産人口の増加という点でも社会的意義は非常に大きい。錐体路障害患者である、脳卒中患者において、予定通り介入を行っているため。今後は、患者数を増やし、脳機能イメージングも合わせて行っていく予定である。リハビリテーション医学今後は、リクルートする患者数をさらに増やし、より長期の介入を行っていく予定である。
振動子強度ゼロのキラル分子の円偏光発光サイエンスとEL素子への応用

本研究では振動子強度がゼロ近傍のキラルドナー(D)アクセプター(A)分子のニート薄膜を用いることで大きな発光量子収率と大きな円偏光発光の2色性因子を有する材料の構築を目指す。量子化学計算を用いて、振動子強度が大きいキラルドナー(D)-アクセプター(A)分子(Type 1)を設計し合成を行った。この分子はドープ薄膜では大きな発光量子収率を示したが、ニート薄膜では蛍光量子収率が10%以下にまで著しく低下した。このニート薄膜における蛍光量子収率の低下の理由は、励起子相互作用により蛍光速度定数が小さくなっていることに由来していることが確認された。次に、量子化学計算により最低一重項励起状態でHOMOとLUMOが大きく分離され、HOMOとLUMOの間に光学活性炭素を福井、そして振動子強度が著しく小さいキラルD-A分子(Type 2)を設計し合成した。Type 2の分子からは著しく小さい蛍光速度定数が確認され、固体ドープ薄膜およびニート薄膜において50%に迫る蛍光量子収率を示し、その大部分は熱活性化遅延蛍光によるものであることが確認された。湿式法でType 2の分子の結晶化薄膜を作製したところ、2色性因子が5×10-2の2色性因子を示す円偏光遅延蛍光が観測された。さらに蛍光量子効率の向上を狙い、HOMOとLUMOが大きく分離され、光学活性炭素をD部位に含むキラルD-A分子としてType 3群を合成した。Type 3群は固体中のドープ状態およびニート薄膜状態で80%に迫る蛍光量子収率と熱活性化遅延蛍光を示した。しかし、非晶薄膜および結晶化薄膜下では円偏光発光が観測されなかった。本研究では振動子強度がゼロ近傍のキラルドナー(D)アクセプター(A)分子のニート薄膜を用いることで大きな発光量子収率と大きな円偏光発光の2色性因子を有する材料の構築を目指している。次に、量子化学計算により最低一重項励起状態でHOMOとLUMOが大きく分離され、振動子強度が著しく小さいキラルD-A分子(Type 2)を設計し合成した。Type 2の分子からは著しく小さい蛍光速度定数が確認され、実際に振動子強度が著しく小さいことが確認された。振動子強度は小さいが、Type 2のD-A分子は固体ドープ薄膜およびニート薄膜において50%を超える蛍光量子収率を示し、その大部分は熱活性化遅延蛍光によるものであることが確認された。このType 2のD-A分子に関してのニート膜での大きな発光量子収率は、ニート薄膜時も励起子相互作用が小さいため、蛍光速度定数の低下しないことに依存することが確認された。このキラルD-A分子は溶液やドープ薄膜中においては円偏光発光の2色性因子が著しく小さかったが、スプレー法により作成したニート薄膜からは2色性因子が10-2を大きく超える円偏光遅延蛍光が観測された。振動子強度が小さいキラルD-A分子のナノ薄膜を用いることで、発光量子収率50%およびg値が0.01以上の薄膜の作成に成功している。また、振動子強度が小さいキラルD-A分子のナノ結晶薄膜がニート膜にも関わらず大きな発光量子収率を示す要因が、振動子強度が小さいことに由来して励起子相互作用が小さくなっていることを実験および計算化学の側面から確認している。

以上から振動子強度がゼロ近傍の分子の凝集構造を用いることが、ニート薄膜において大きな発光量子収率を得るための方向性として優れていることが確認されていることから、計画通りの方向性で研究が進んでいる。Type 2の分子設計のコンセプトを中心に新規キラルD-A化合物の合成を進め、より大きな発光量子収率と大きな円偏光発光の2色性因子を有するニート薄膜の作成を試みる。また振動子強度がゼロ近傍のD-A分子の凝集構造では、凝集構造の前後で蛍光速度定数が変化しにくいということは確認されているが、凝集構造戦後で内部転換速度も変化しないことが何に基づいているのかが論理的に明確になっていない。それゆえ、凝集前後での振電相互作用を計算することによりそれを明確にする。これにより振動子強度が小さい分子では凝集時にも蛍光量子収率が低下しない分子サイエンスの構築につなげる。さらに、Type 2の光学活性体からなるニート薄膜を搭載した発光ダイオードと、Type 2のラセミ体からなるニート薄膜を搭載した発光ダイオードを作成し、反射防止膜の有無での外部量子効率を計測し比較する。平成29年度は、研究代表者が平成30年1月から東京工業大学から電気通信大学に移籍した関係で、場所や設備に依存しないで研究を進めやすい量子化学計算および有機合成に力を注ぎ平成30年度に予定していた材料の合成を先に進めた。そのため当初平成29年度に予定をしていた設備導入等は行わなかったため、当初計画していた設備用の費用を平成30年度に繰り越した。平成30年度は、平成29年度末までに設備の再セットアップが終了したため、光学評価のための設備を早期に導入して、平成29年度に合成した材料の評価を中心に評価を進める。
垂直配向シリンダー型ナノ多孔膜を反応場とする光合成型光触媒フィルムの開発

親・疎水鎖の連結点にポルフィリンまたはレニウム錯体を導入した両親媒性液晶ブロック共重合体を用いることによって、薄膜中で生ずる完全垂直配向シリンダー型のミクロ相分離界面をテンプレートとして、これらの色素分子が環状に集積化された構造体がスメクチック層状構造に従って一定の距離をもって周期配列した構造体を形成することに成功した。これらの共重合体を混合製膜したブレンド薄膜では、同様の垂直配向シリンダー型のミクロ相分離構造が維持されており、犠牲剤を含む二酸化炭素飽和溶液中でポルフィリンからレニウム錯体への光誘起電子移動に基づく光反応が進行することが示唆された。本年度は、光捕集色素と金属錯体触媒を連結点に導入した共重合体の分子設計について重点的に検討を行った。既に我々が開発したポルフィリンを相分離界面に位置選択的に集積化した薄膜について、緑色光合成細菌の光捕集複合体の構造に倣い、ポルフィリン環そのものの配向方向を精密に制御することを目的として、新たに中心金属に対して軸配位するトリアゾールをポルフィリンの直近に1つ導入した両親媒性液晶ブロック共重合体を合成した。まず従来の製膜条件でこの共重合体の薄膜を作製したところ、基板に対して水平に配向したシリンダー型のミクロ相分離構造を与えた。ポルフィリンをフリーベース化した共重合体では、シリンダーが垂直配向した構造を与えたことから、製膜段階で軸配位することが配向方向制御に悪影響を及ぼしていることが示唆された。そこで製膜段階での軸配位を抑制するために製膜溶液にイミダゾールを添加したところ、垂直配向したシリンダー型のナノ構造を作製することに成功した。しかしながら、薄膜の紫外可視吸収スペクトルによれば、ポルフィリンの二量体形成は確認されたものの、長寿命励起子の生成に必要とされるJ会合体の形成は認められなかった。TMS保護したエチニル基を有するピリジンを末端に導入したポリエチレンオキシドと、アジド基を末端に導入した疎水性液晶鎖をTBAF存在下でClick反応することにより、ピリジルトリアゾール(pyt)を親・疎水鎖の連結点に導入した両親媒性液晶ブロック共重合体を合成した。これに[(cymene)RuCl_2]_2とbpyを反応させることによって連結点にRu(bpy)_2(pyt)を導入したもの、及びK_2PtCl_4を反応させることによってPt(pyt)Cl_2を導入したものを合成したところ、いずれも薄膜中で基板に対して垂直配向したシリンダー型のミクロ相分離構造を維持することが判った。酢酸セルロースを犠牲層として、以上で得られたポルフィリンまたはpyt錯体を連結点に導入したブロック共重合体薄膜を作製し、紫外線架橋することによって、いずれもナノ自立膜の作製に成功した。1光捕集色素と金属錯体触媒を連結点に導入した共重合体の分子設計(a)光捕集アンテナ:5,15位に異なる保護基を持つエチニル基を導入したポルフィリンを合成し、これに親・疎水鎖を順次Click反応させることにより、二つのトリアゾール環を有するブロック共重合体の合成を試みたが、保護基による反応抑制が不十分であったため、親・疎水鎖による非対称置換が困難であった。今後、保護基の構造を再検討する必要がある。(b)触媒反応点:親・疎水鎖の連結点にbpyを導入したブロック共重合体を用いることにより、CO2還元触媒として知られるRe(bpy)(CO)3X錯体の導入に成功した。得られたブロック共重合体は、薄膜中で基板に対して完全垂直配向したミクロ相分離構造を与えることを確認した。2光捕集アンテナ-触媒薄膜の構成配位子の異なる数種類のRe錯体低分子モデル化合物を用いて、亜鉛ポルフィリンからRe錯体への光電子移動によって、効率よくCO2の還元反応が進行する系の探索を行った。ZnTPPの蛍光消光実験の結果から、Re(bpy)(CO)3Xで最も効率よく光誘起電子移動反応が進行することが分かった。また、CO2を飽和させたDMF中でZnTPPとRe(bpy)(CO)3Xを混合し、ZnTPPの励起波長で光照射を行ったところ、気体の生成を確認した。また、前項bで合成した共重合体と、ZnTPPを連結点に有する共重合体を混合し、薄膜を作製したところ、基板に対して垂直配向したシリンダー型のミクロ相分離構造を維持することも確認した。1金属錯体触媒を連結点に導入した両親媒性ブロック共重合体の分子設計初年度に合成したピリジルトリアゾール基を連結点に有するブロック共重合体を基に、レニウム錯体Re(CO)4(tpy)Brを形成させたポリマーを用いることによって、昨年度合成したビピリジンを連結点に導入した共重合体によるRe(CO)4(bpy)Brに比べ、薄膜中で生成する垂直配向シリンダー型ミクロ相分離構造の規則性が大幅に改善された。

斜入射小角X線散乱(GI-SAXS)測定において、面外方向に観測される液晶のスメクチック層状構造に起因する周期的な散乱ピークの両側に、特徴的なピークが観測されたことから、シリンダーの周りにRe錯体が環状に配列した構造が、スメクチック層間距離に等しい間隔を保って配列した周期構造を形成していることが確認された。また薄膜の断面TEM像より、200 nmの膜厚を完全に貫通した垂直配向シリンダー型ナノ構造が形成されていることを確認した。2光捕集アンテナ-触媒薄膜の構成とナノ自立膜の作製1で得られたRe(CO)4(tpy)Brを有する共重合体を、昨年度までに合成したZnTPPおよびRu(bpy)2(tpy)を連結点に有する共重合体と混合製膜することによって、光捕集アンテナ-触媒薄膜の作製を試みた。ZnTPPを有する共重合体との混合薄膜は規則性の高い完全垂直シリンダー型のミクロ相分離構造を維持したが、Ru錯体を持つものではやや構造規則性が乱れる傾向が見られた。酢酸セルロース薄膜上に、ZnTPPとRe(CO)4(tpy)Brを有する共重合体のブレンド膜を製膜し、紫外光照射により疎水性液晶鎖を架橋した後、酢酸セルロース層を溶解させることによって、自立膜化することにも成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。有機合成化学26年度が最終年度であるため、記入しない。25年度に予定している、光電流測定および光捕集部と触媒反応部の複合化に用いる両親媒性液晶ブロック共重合体の合成(但し、Re錯体については未合成)と、単独膜でのナノ構造制御をすでに達成している。光触媒系としては、ZnTPPとRe(bpy)(CO)3Xが最も効率がよいことを見出しており、それぞれを親・疎水鎖の連結点に導入したブロック共重合体を混合することによって、垂直配向シリンダー型のミクロ相分離構造の形成にも成功してる。ポルフィリンのJ会合体形成による光捕集アンテナの高効率化については進捗がやや遅れているものの、次年度に検討を予定している、薄膜中での光触媒反応の検討に必要とされる要素技術はほぼ揃ったものと考えており、おおむね順調に進んでいるものと考えている。現状では特に計画に遅れはないので、当初の研究計画通り研究を推進する。1光触媒反応系の構築:ZnTPP-Re(bpy)(CO)3X系については、固体膜系への展開を進める。また同時にRu錯体との組み合わせについても検討する。2複核錯体による光捕集系と触媒系の同軸配列の構築:光捕集色素と金属錯体触媒を連結したユニットを、親・疎水鎖の連結点に導入したブロック共重合体を合成し、光捕集系と触媒系がシリンダー周りに同軸配列した構造の構築を目指す。3自立膜の作製と特性評価:疎水性液晶マトリクス部の光架橋と犠牲層の導入を通じて自立膜化し、物質透過・光反応特性を評価する。また、シリンダー部における物質拡散をより効率化するため、シリンダー部の穿孔についても検討する。当初購入を予定していたフーリエ変換赤外分光装置(Nicolet is5)本体については、他の予算で購入した。残額については次年度の直接経費と合算することにより、合成と薄膜の作製を効率化するために必要な、ガス精製装置付きのグローブボックスを購入する.
運動と食品因子の併用によるマイオカイン（IL-6）を介した褐色脂肪細胞化の研究

「運動」は多様な面で恩恵をもたらす。近年、運動により骨格筋から「マイオカイン」と呼ばれるホルモン様の生理活性物質が分泌され、このシグナルを介して運動の効果が得られることが分かってきた。ヒトで運動により骨格筋から分泌され、血中濃度が上昇することが明確となった最初のマイオカインはインターロイキン-6(IL-6)である。その他にも同様の作用を持つマイオカインが同定されている。このような背景を踏まえて本研究は、運動と食品因子の併用によるマイオカイン分泌の増強を介した白色脂肪組織中での「褐色脂肪細胞化」誘導の促進作用を明らかにし、運動と食品因子の併用によるマイオカイン分泌を標的とする新しい肥満予防研究の視点と基盤を提示することを目的としている。今年度は、昨年度に引き続き運動によるマイオカイン分泌を増強する食品因子を明らかにするため、骨格筋モデルのマウスC2C12細胞を用い、定法により筋管細胞へ分化させ細胞レベルでの運動モデルの検討からのアプローチを行った。その結果、ある条件でのマイオカイン分泌促進、食品由来因子に関しても促進作用のデータを得た。しかし食品由来因子による検討については、細胞実験での限界があることから、マウスを用いて、トレッドミルによる運動負荷を実施した。その結果、食品由来因子と運動の併用は、褐色脂肪細胞化を誘導することを明らかにした。この作用に関してさらに作用機序を解明する必要があるため、一過性の運動と長期の運動の比較検討を行いながら、全貌を解明し、本研究を完成させる。すでに当該研究の要となる機能に関わる食品由来因子を明らかにしており、順調に推移していると判断できる。すでに実施条件や食品由来因子も明らかにしているので、引き続き2019年度の計画に従い、本研究を実施し完成させる。今年度は、運動によるマイオカイン分泌を増強する食品因子を明らかにするため、まず骨格筋モデルのマウスC2C12細胞を用い、定法により筋管細胞へ分化させ電気パルス刺激による筋収縮の条件を検討した。その結果、ある程度の条件を絞り込むことができたが、筋収縮とマイオカイン分泌をより明確にするために培地等の再検討を実施する必要性が出てきた。一方動物個体での運動条件に関しては、マウスのトレッドミルによる運動を実施して褐色脂肪細胞化誘導の条件の確立を試みた。その結果、褐色脂肪細胞化の誘導に関しては、必要な走行条件を得ることができた。なお、マイオカイン分泌促進作用に関する運動条件は、一過性の運動と長期の運動の比較検討を行う必要があるため、この点に関しては次年度に引き続き検討する。当初の予定では、マウス由来の骨格筋モデルの細胞であるC2C12細胞を用いて筋収縮装置の最適な条件を検討し、最適な評価法を確立するつもりであったが、単純に電気刺激のレベルのみに依存せず、細胞のロットや培地等でかなり筋収縮が影響を受けることが分かってきた。この点についいては、30年度で引き続き実施し、進捗の大幅な遅れがないようにする。細胞での一部の条件検討の課題など、若干の遅れはあるものの、ほぼ予定通り進めることができているので、計画に従い研究を進める。

すでに実施条件や食品由来因子も明らかにしているので、引き続き2019年度の計画に従い、本研究を実施し完成させる。(理由)消耗品の値引きで消耗品の支出がわずかながら少額となり端数(6円)が生じたため。(使用計画)平成30年度は29年度の予算と合わせて試薬類購入費用にあてる。(理由)平成30年度の実験が効率よく進み、消耗品の値引きがあったことから、消耗品の支出が予定より少額となった。さらに平成30年度に予定していた研究員の雇用が困難となり、繰り越すこととなった。(使用計画)2019年度は平成30年度の予算と合わせて研究員を雇用する予定にした。さらに物品費として2019年度に予定している動物実験のための関連物品、試薬類の購入費用にあてる。研究員雇用費:1,200,000円、その他を物品費(試薬類、実験動物購入等)にあてる(平成30年度残額の565,990円を含む)
人工臓器と補体系-新規医用高分子膜開発のための基礎的研究

本研究は補体非活性化膜の開発のための情報をえる目的で計画されたもので、次の諸点についての研究を展開した。1)人工膜表面に結合した補体成分の分析のための蛍光標識抗体の調整:人工膜による補体系の活性化機構を知るうえで、どのような補体成分が膜上に結合しているかを解析することは重要である。そのために、10種類のヒト補体成分に対する高力価の抗体を作成し、これを蛍光標識した。これら蛍光抗体の有用性を確認するため、糸球体腎炎の病理組織に適用した。その結果、これら蛍光性抗体は膜表面に沈着した補体成分の判定に有用なことが分かった。2)ネオ抗原特異的な単クローン抗体の調整:補体系の活性化に伴って、さまざまなフラグメントが生成する。これらフラグメントには元の補体蛋白にはみられない特異な抗原決定基(ネオ抗原)が現れることが知られている。それゆえ、このネオ抗原特異的な単クローン抗体は補体活性化の判定に有用なものと考えられる。これまでに、4種類の補体フラグメントのネオ抗原特異的単クローン抗体を分離することが出来た。今後、これら抗体を用いた酵素免疫測定法を開発し、人工膜による補体系活性化の定量法への活用を試みる。3)血漿分離膜の補体系活性化能の評価:北海道赤十字センターと旭メディカ社は、カートリッジ式の血漿分離装置の開発を進めつつある。そのさい使用される分離膜の改良設計を目的とした共同研究を行なった。基本的にはポリエチレン膜を用い、それに種々の親水性基を導入した分離膜を設計し、補体系を活性化しない膜を探索しつつある。これまでのところ、ポリエチレングリコールの導入がこの目的に適することが分かり、さらに詳細な検討・改良を計画している段階である。広く医用高分子膜開発において問題となっていることの一つに、補体系の活性化があげられる。本研究は、補体系との適合性の高い人工膜の開発に役立つ情報をえる事を目的としている。そのために、膜による補体系活性化の程度を簡便に測定する方法の開発を進めるのと平行して実際に開発チームと共同して、膜開発の問題点を検討した。現在、北海道赤十字センターは新しい血漿分離法として,膜モジュールを用いる落差式血液成分分離システムの開発を進めている。分離膜の設計は旭メディカが担当し、種々の分離膜が合成されている。我々は、これら種々の分離膜について,補体系活性化能を調査し、より補体適合性の高い膜を開発するための情報をえる研究を進めつつある。これまでに、ポリプロピレン膜、ポリビニルアルコール膜、セルロースジアセテート膜、ポリエチレン膜を基礎にした分離膜について、補体適合性をしらべてきた。これらのなかでは、セルロース系統やポリビニルアルコール系統の分離膜は古典的経路の活性化率が高く、ポリプロピレンやポリエチレン系統の分離膜は弱い活性化能を示した。これらから、補体古典的経路に関しては、疎水性表面膜の方が適合性が高いと推論できる。一方、第2経路との適合性に関しては、ポリビニルアルコールやセルロース膜も活性化率が高く、ポリプロピレンやポリエチレン膜の方が良い適合性を示す傾向がみられた。また、ポリビニルアルコール膜にエチレン含量を増減すると、補体適合性が変動すること、さらにまたポリエチレン系膜の場合ではポリエチレングリコールの導入率によっても適合性が変動することが分った。現在、これらの情報をフィードバックして、さらに適合性の高い分離膜の開発が進められつつある