hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロRNAとタンパクの網羅的解析による熱性けいれんに関する分子生化学的研究

本研で100例の熱性けいれん患者における末梢血タンパク成分の解析を行った。MAS解析で、ある一定の増加するタンパクの傾向がみられた。そのデータを基に、患者血液のmiRNAパターンの解析を行っている。まだ、有意なmiRNAの変化はみられていないが、熱性けいれんの誘因になる候補タンパクの研究を継続している。患者および保護者に研究についてのインフォームドコンセントを行った上で熱性けいれん症例の解析を行っている。これまで患者80例の末梢血を採取し解析を行っている。1)熱性けいれん患者における末梢血タンパク成分の解析:患者末梢血より遠心分離により血漿成分を分離している。血漿タンパクの二次元電気泳動し、タンパク成分をナイロンメンブレンに転写したのち、タンパクを染色し特異低に増加するタンパクスポットの検討を行った。患者の血漿タンパク泳動パターンより、発症時に特異的に変化するタンパクスポットについてMAS解析を行った。この結果をもとに、熱性けいれんに特異的に増加する候補タンパクの同定を行っている。2)熱性けいれん患者におけるmiRNA発現パターンの解析:採取した末梢血よりnirvana PARIS Kitを用いてtotal RNAを抽出し、Megaplex human poolによりmiRNAの逆転写を行った上で、human pool Aprimerを用いてreal time PCRを行った。その後、miRNA array解析では、熱性けいれん患者で特異的に変化するmiRNA候補を検索している。現在のところ、変化するmiRNAの傾向は把握できているが、まだ、病因にたどり着くmiRNAの同定には至っていない。熱性けいれん患者の末梢血における、タンパク成分の変化とmiRNAの発現パターンの変化の両方向からの解析により、熱性けいれん発症時の引き金(病因)と結びつく成分の同定を試みている。研究期間に患者100例の末梢血を採取し解析を行った。その後、miRNA array解析では、熱性けいれん患者でで特異的に変化するmiRNA候補を検索している。症例の確保に時間がかかっているため、計画のやや遅れがみられている。熱性けいれん症例は、救急での対応が多く、発症時の受診の現場では本研究への同意取得を行える環境(時間や家族の受け入れ)に制限があり、必ず再診され、研究に導ける訳ではない。小児神経積極的な症例のリクルートをおこない、解析予定の症例を確保する。熱性けいれんによる患児受診時に研究への参加の同意取得とできなくとも、必ず再診していただき、熱性けいれんについての診療を行い、研究への参加をしていただく環境整備を行う。そのため、インフォームドコンセントを行うための資料を作成し、多くの症例の解析を行えるシステムを構築する、また、特異的に増加するタンパクスポットのMAS解析により、熱性けいれんで特異的に増加する候補タンパクのを絞り込み、siRNAによる、熱性けいれん誘発の候補遺伝子の解析をすすめ、研究期間内で候補遺伝子の同定を行う。
保育者が日常的に使える携帯端末を利用したダウン症身体発育評価システムの開発

病院カルテと保護者へのアンケートから、ダウン症の男児275名、女児219名の身長や体重などの測定データを入手した。それを基に成長曲線や年齢別の身長・体重増加率などを計算し、男女別の比較や健常児との比較を行った。ダウン症児は健常児に比べて、出生時の体重や身長が有意に小さく、13か月の身長や体重の増加率が低いようである。また、10歳前後の身長や体重の増加率も健常児と違っていた。さらに、パソコンやスマートフォン上に、成長曲線や今後の身長・体重目標をチャートで表示することにより、保護者や保育者がダウン症児の日常的な体重コントロールが容易になる「ダウン症身体発育評価システム」を開発した。S県のダウン症親の会を対象にして2012年12月に行ったアンケートの125名分のデータ「男69名(55.7%)、女56名(44.3%)」に関して、入力作業とデータクリーニングが終了した。身体測定点としては、男1221点、女1118点であり、一人当たり平均18.7点であった。また、都内のダウン症療育施設利用者を対象にして2013年1月に行ったアンケートの126名分のデータ「男71名(57.1%)、女55名(42.9%)」に関しても、入力作業とデータクリーニングが終了した。身体測定点としては、男1352点、女1027点であり、一人当たり平均18.9点であった。身長の成長を正常児と比較すると、出生時には男女ともー2cm程度の違いであったが、1歳児にはー4cm、2歳児にはー67cmとなり、成人になった時点では、男でー17.8cm、女でー15.5cmとダウン症児の方が有意に低身長であった。体重に関しては、出生時には男355g、女214g軽いだけであったが、1歳時には1.3kg、2歳時には2.1kgと差が開き、成人では約9kg軽く、ダウン症児の方が正常児に対して有意に軽いという結果であった。WEB上のアプリケーションに関しては、サーバを帝京大学から移動する必要があったため、現在は一時的に「http://simutechs.net/suk/」に移動している。ユーザIDとパスワードを入れると、該当するユーザの発育チャートを表示するだけでなく、新規にデータを入力したり、入力済みのデータを修正したり等もできるようになり、スマートフォンにも対応するようになった。夏までに正式なサーバの設置場所やURLを決定し、アンケートの対象者に実際に利用して、使用感に関するコメントをもらえるような環境を整えているところである。都内にあるダウン症相談外来のカルテデータに関しては、現時点で267名分のデータ入力が終了している。身体測定点としては、1人平均15.6であり、合計4164点のデータを入手することができた。ただし、発育曲線としては利用できない20代以上のデータも434点ほど含まれていた。身長の成長を正常児と比較すると、出生時には男女とも2cm程度の違いだったが、1歳時には5cm、2歳時には78cmとなり、最終的に成人になると男19.9cm、女12.6cmの違いがみられた。また、体重では、出生時には男412g、女253g軽かったが、1歳時には1.3kg、2歳時には2kg程度と差が開いた。ところが、成人になると男は6.8kg軽いものの、女は0.4kg重いという結果であった。さらに出生年代や合併症の有無等を考慮してダウン症児の発育曲線を検討していく予定である。S県のダウン症親の会に対するアンケートは、2012/11/28に429通発送した。あて先不明が2通あったが、4月現在で130通回収できており、回収率は30.4%であった。現在、これらのデータは入力作業(データクリーニングを含む)が終了したところである。都内のダウン症療育施設の利用者に対するアンケートは、2013/1/9に320通発送した。あて先不明が2通あったが、4月現在で118通回収できており、回収率は37.1%であった。現在、これらのデータは入力作業中である。WEB上のインターフェイスに関しては、帝京大学内のサーバ上にプロトタイプを作成した。通常のパソコンから、「http://202.253.111.119/GSSDS/」でアクセスできるようになっている。現状ではデータを入力すると、それをグラフに表示するのみである。発育曲線のデータベースに関しては、アンケート等のデータ入力終了し、ある程度解析した後に開発に着手する予定である。2カ所で行ったアンケート結果と、都内のダウン症外来におけるカルテデータについて、その違いを解析した。対象人数は男子278人(55.8%)、女子220人(44.2%)の計498人であり、3カ所のデータで特に男女の割合に有意な差は見られなかった。さらに、それぞれの出生年(p=0.619)、出生時身長(p=0.612)、出生時体重(p=0.606)でも特に有意な差は見られなかった。これらの結果から、3カ所のデータには大きな差異は見られないため、合わせて解析用データ、及び成長曲線の基本データベストすることにした。出生体重の平均値を性別にみると、男子2761 g、女子2820 gであり、有意な差は見られなかった(p=0.164)。

しかし、1992年の全国平均値(男子3140 g、女子3060 g)と比較すると、それぞれ男子で379 g、女子で240 g有意に出生時体重が少なかった(p=0.000)。出生身長の平均値を性別にみると、男子47.4 cm、女子47.5 cmであり、有意な差は見られなかった(p=0.809)。しかし、1996年の全国平均値(男子49.3cm、女子48.8cm)と比較すると、それぞれ男子で1.9 cm、女子で1.3cm有意に出生時身長が低かった(p=0.000)。5歳時点の体重平均値を性別にみると、男子15.3 kg、女子15.1 kgであり、有意な差は見られなかった(p=0.362)。一方、5歳時点の身長平均値を性別にみると、男子98.0 cm、女子96.4 cmであり、有意に男子の方が高かった(p=0.001)。なお、ダウン症児が正常5歳児とほぼ同じ身長になるのは、男女共に7.5歳ごろであり、約2.5歳分だけ身長の伸びが遅れていると考えられた。さらに、正常10歳児とほぼ同じ身長になる時点で、男子では5歳児の時と同様に約2.5歳分の遅れだったが、女子は約4歳分の遅れがあり、男女で成長曲線の推移に違いがみられるようである。東京・静岡の2カ所で行ったアンケート結果と、都内のDown症外来におけるカルテデータを解析した。516歳の身長と体重について、1か月あたりの増加率を計算し、男女別に正常児と比較してみた。身長については、男児では1112歳にピークがある形状は正常児と似ていたものの、その前後の10、13歳の増加率が有意に低かった。女児では、正常児のように910歳のピークが見られず、710歳で有意に増加率が低かった。ただし、1314歳では正常児よりも有意に増加率が高かった。体重については、正常男児では、1114歳でピークが見られたが、Down症児ではピークは12歳のみであり、9、12歳を除く514歳の間で正常児よりも増加率が有意に低かった。女児では1011歳にピークがある形状は正常児と似ていたものの、6歳を除く512歳まで正常児よりも増加率が有意に低かった。さらに最終的な体型を推定するため、年齢が18歳以上の対象者の中で、最近のデータのみを集計したところ、男(58名)の最終身長は152.8±6.7cm、最終体重は56.3±11.0kg、BMIは24.1±4.5であり、女(50名)の最終身長は142.5±4.8cm、最終体重は50.8±10.4kg、BMIは25.0±5.1であった。黒木ら(1995)のDown症の最終報告「男145cm、女141cm」と比較して、男女ともに最終身長が有意に伸びているようであったが、正常児の場合で考えれば、男は1213歳程度、女は1011歳程度の身長にしかなっていないことが分かった。一方、通常2029歳のBMIは、男22.3、女20.4であり、男女ともにDown症では、有意にBMIが大きいことが分かった。本来ならば、研究終了年度であったが、WEB上のサービスの使い勝手を評価するための調査が未だに行えていない。当初の予定では、最初にアンケートに協力してもらった団体に、WEBサービス完成後には使用感の調査をお願いするはずであったが、団体の活動自体が休止してしまったり、団体の幹部が交替してしまったりしたためになかなか協力が得られていない。個人情報を保護するために、名簿は各団体で管理しており、研究者の手元にはないため、アンケート対象者に直接連絡を取ることができない。そのため、アンケート協力者に、自分の子供のデータにアクセスするためのIDとパスワードを配布できない状態である。
伝統織物の素材特性に基づく新たな感性価値の設計

人類の福祉を支える豊かな衣生活を営むためには、ヒトの感性に適合した感性価値を持つ繊維製品が求められる。本研究は、伝統織物の素材特性から新たな感性価値を設計することを目的としている。伝統織物としては滋賀県湖西の綿クレープ織物を対象とする。感性価値としては、婦人ドレス地としての質感や審美性、シルエットの美しさなどヒトの感性を動かす感覚に焦点を絞り、感覚評価法により指標化を進める。本年度は、布の質感・三次元曲面の美しさを定量化するために、婦人服の装飾技法であるフレアーに着目して、20歳代の女子大学生を被験者として感覚評価を実施した。布の織構造と加工条件を系統的に変化させた試料を用いて、前中心の布目方向を変化させたフレアー衿を縫製して感覚評価の提示試料とした。綿クレープ織物の素材特性に基づくシルエット分析により、ハリのあるシルエットの婦人服に適用できることを確認した。フレアー衿のシルエットの美しさには布の厚さ、曲げ特性とせん断特性が関与した。よこ糸方向のせん断剛性G2が大きい布で作られた衿はシルエットが美しいと評価された。綿クレープ織物の凹凸(しぼ)形状の影響については、ファインピケ加工の試料が美しいと評価された。クレープ織物のSD法による手触り評価と一対比較法による見た目(視感)の評価においても、ファインピケ加工布は好まれる傾向が捉えられ、ワイドピケ加工布や自然しぼ布よりも肌触りがよく、美しいと評価された。これらの研究成果を学術論文として投稿し、掲載可となった。また、高島綿織物の製織仕上げに関わる熟練技術者と協働して、化学繊維を混紡または交織した綿クレープ織物を試作し、その力学特性・表面特性、風合い特性を測定して、新素材併用による新たなクレープ織物を設計するための基礎的指針を得た。本年度は女子大学生を被験者として、綿クレープ織物の婦人用ドレス地としての質感や審美性、シルエットの美しさなどについて、感覚評価法により指標化を進めた。綿クレープ織物を用いたドレープ衿のシルエットの美しさと布のせん断特性を関連付けた。この研究成果を国際学術誌に投稿し、掲載が受理された。また、クレープ織物の材質感についても一対比較法による主観評価を進め、表面加工と視覚的な美しさの関係について検討しており、概ね順調に進展していると考える。なお、仕立て映えや快適性に関わる素材特性の評価については、ニ軸伸長特性と熱水分移動特性の測定を進めているが、感覚評価に対応する素材特性の測定方法・最適な測定条件の検討に時間を要している。令和元年以降も感覚評価と素材特性の測定を継続する。感覚評価の被験者数を増やし、評価項目・評価方法を精査して、量・質ともに充実を図る。平成30年度に女子大学生によるドレープ衿の感覚評価値と素材特性に基づくシルエット分析結果が得られている綿クレープ織物については、服飾デザイナーや服飾デザインを専門分野とする大学教員に当該織物を提示し、これを活かした服種・服飾デザイン等に関する聞き取り調査を実施する。それに基づいて婦人服を製作し、シルエット分析や感覚評価の妥当性を実践的に検証する。研究成果を関連学会で発表する。また、滋賀県工業技術センターが地場産業振興用に試作したゆかた用の伝統織物(長浜縮緬、近江麻、高島縮)の素材特性を測定して、夏の衣料としての機能性の評価とシルエット分析を行う。さらに、滋賀県湖西地域の地場産業に関わる企業の熟練技術者との協働により、新規用途への展開、新素材と伝統技術を併用した伝統織物を試作し、感性価値の創造に寄与する。

本年度は女子大学生を被験者として、綿クレープ織物の婦人用ドレス地としての質感や審美性、シルエットの美しさなどについて、感覚評価法により指標化を進めた。綿クレープ織物を用いたドレープ衿のシルエットの美しさと布のせん断特性を関連付けた。この研究成果を国際学術誌に投稿し、掲載が受理された。また、クレープ織物の材質感についても一対比較法による主観評価を進め、表面加工と視覚的な美しさの関係について検討しており、概ね順調に進展していると考える。なお、仕立て映えや快適性に関わる素材特性の評価については、ニ軸伸長特性と熱水分移動特性の測定を進めているが、感覚評価に対応する素材特性の測定方法・最適な測定条件の検討に時間を要している。令和元年以降も感覚評価と素材特性の測定を継続する。感覚評価の被験者数を増やし、評価項目・評価方法を精査して、量・質ともに充実を図る。平成30年度に女子大学生によるドレープ衿の感覚評価値と素材特性に基づくシルエット分析結果が得られている綿クレープ織物については、服飾デザイナーや服飾デザインを専門分野とする大学教員に当該織物を提示し、これを活かした服種・服飾デザイン等に関する聞き取り調査を実施する。それに基づいて婦人服を製作し、シルエット分析や感覚評価の妥当性を実践的に検証する。研究成果を関連学会で発表する。また、滋賀県工業技術センターが地場産業振興用に試作したゆかた用の伝統織物(長浜縮緬、近江麻、高島縮)の素材特性を測定して、夏の衣料としての機能性の評価とシルエット分析を行う。さらに、滋賀県湖西地域の地場産業に関わる企業の熟練技術者との協働により、新規用途への展開、新素材と伝統技術を併用した伝統織物を試作し、感性価値の創造に寄与する。素材特性の測定に必要な治具や消耗品の追加購入を予定していたが、年度内に追加で必要な消耗品が生じなかったため、次年度助成金と合わせて使用する。
砥石の曲げ振動音とＡＥ波観測による研削作業の最適化に関する研究

研削作業の自働化を目的とする加工状態の認知技術に関する研究は幾つかの方法が報告されている.しかし,これらの研究報告は同一材料であっても研削盤の精度や剛性など,実験環境や研削条件によりしきい値が異なり,その評価法は未だ確立されず,実用化には至っていない.本研究では,研削盤の剛性や研削条件に依存しない自働化技術として,小型マイクロフォンを用いた砥石の曲げ振動音観測およびAE波観測による研削作業の自働化技術の確立を目指した.その結果,砥石の曲げ振動音観測により,加工環境に依存されず研削作業を自働化できることが確認できた.本年度は,精密平面研削盤(工作機械)を購入設置し,研削といしの曲げ振動音を測定する計測システムおよび研削現象を把握するためのAEセンサ,電力計,動力計を研削盤に組み込み,研削現象をモニタリングするための自働化システムを構築した.そして,主として,研削といしの曲げ振動観察における研削現象の認知について実験的に検討した.その結果,以下のことを明らかにした.1)研削といしの曲げ振動は,研削盤主軸の影響をほとんど受けず,垂直な(法線方向)加振について測定可能である.また,研削といしの曲げ振動は振動音によって測定置換できる.2)開発した振動音測定装置を用いて,研削といしの特定周波数における音圧レベルを測定することにより,研削形態を推察することができる.3)ドレッシング作業中における研削といしの曲げ振動音を測定することにより,その良否を判別することができる.研削作業の自働化を目的とする加工状態の認知技術に関する研究は幾つかの方法が報告されている.しかし,これらの研究報告は同一材料であっても研削盤の精度や剛性など,実験環境や研削条件によりしきい値が異なり,その評価法は未だ確立されず,実用化には至っていない.本研究では,研削盤の剛性や研削条件に依存しない自働化技術として,小型マイクロフォンを用いた砥石の曲げ振動音観測およびAE波観測による研削作業の自働化技術の確立を目指した.その結果,砥石の曲げ振動音観測により,加工環境に依存されず研削作業を自働化できることが確認できた.本年度は,主として,精密平面研削盤(工作機械)を使用しない基礎的実験およびシミュレーション解析を実施した.具体的には,打撃試験により研削といしの曲げ振動における固有振動数を測定し,研削といしの仕様と固有振動数の関係性を明確にした.また,研削といしを近似した円板モデルによるシミュレーション解析と固有振動数の理論計算式から固有振動数を導出した.そして,打撃試験で得られた固執振動数とシミュレーションおよび理論式から得られた固有振動数を同定することにより,円板モデルとシミュレーションの妥当性を検証した.その結果,研削といしを精密平面研削盤に取り付ける際に使用するフランジ(治具)が曲げ振動に大きく影響することが確認できた.現在,フランジは研削といしの破損などを抑制するための安全上の観点からのみ設計されており,曲げ振動との関連性はない.本研究の主目的は研削といしの曲げ振動をインプロセスで観測することにより研削加工の最適化を試みることであるが,この一方で,研削加工の加工精度を向上させるためには曲げ振動を抑制することが必須と言える.つまり,研削といしが研削抵抗により微小量でもたわんでいれば加工精度は向上し得ない.したがって,フランジは安全面のみだけではなく,曲げ振動を抑制する新しい形状を検証することが必要であり,研削加工における新しい課題が明確になったことは本年度の大きな成果であったと言える.研究計画段階で使用する予定であった精密平面研削盤(工作機械)が学内の事情により使用できなくなった.本研究は,精密平面研削盤に自作した曲げ振動音計測装置およびAEセンサを組み込み,臨床的に研削現象をセンシングし,研削加工の自動化を試みることが目的であったことから,本研究の進行は遅れている.しかし,前述のように,精密平面研削盤を使用しない基礎的な実験およびシミュレーションに注力できたことにより,研削といしを取り付けるフランジ(治具)が曲げ振動に大きく影響を及ぼすことが明確になり,研削加工の高精度化を実現するための新しい研究の芽を見出せたことは大きな成果と言える.本研究は,理論的考察に加え,実験による臨床的考察が不可決である.したがって,本年度は精密平面研削盤(工作機械)を導入した後,各種測定器を組み込み,基礎実験の結果と関連付けながら臨床的実験を実施する.本年度繰り越した直接経費を含め助成金全額を精密平面研削盤(工作機械)の購入に充当し,速やかに研究の実施に取り組む.精密研削盤に組み込む測定器および研削といし,材料などは別途研究助成金で購入する.
病院看護師と訪問看護師における看看連携モデルプログラムの開発と評価

研究の全体構想は、来る医療制度改革に向けた新しい地域完結型退院計画システムを構築することである。その中で本研究の目的は、同システムにおける病院看護師と訪問看護師の緊密なる連携の学術的・施策的根拠となる「看看連携」モデルプログラムの開発と評価を行うことである。「退院患者の動向に関する全国調査」(日本看護協会, 2003)によると、退院後も入院中と同様の医療管理を在宅でも継続する必要性のある退院患者は約20%に上っている。わが国で今後推進される在院日数の短縮化の下では、現行以上に医療依存度の高い退院患者が増加することが自明である。病院から在宅へ移行する患者に対する、シームレスな医療やケアの提供は、病院と地域における関係機関の連帯責任であるが、その中にあって両者の看護職は互いに緊密に連携し、患者の生命と生活の継続を保障する責務を有する専門職と認識されるべきである。看看連携をめぐっては、病院から在宅療養に移行する患者に対し看護職が協働して専門性を発揮していくことが重要であるとの報告(柳澤, 2006、大森, 2004)や病院と地域の連携では各機関の看護職の役割が重要であるとの報告(佐藤, 2006)がある。しかしながら、これらは看看連携の重要性について指摘する程度に留まるものであり、その実践を示唆する実証研究ではない。すなわち看看連携のための具体的な実践モデルを示すような検討は未だ学術的にも施策的にも行われていない。以上より、本研究では、病院看護師と訪問看護師における看看連携モデルプログラムの開発と評価を行うことを目的とする。今年度は小児在宅療養者に焦点を当て、Y市における小児訪問看護サービスの提供ならびに連携に関する実態を把握するため、質問紙調査(郵送法)を実施した。調査対象はY市における訪問看護ステーション150ヶ所とし、調査内容は小児訪問看護サービスの基本属性(設立主体、就業職員数、小児病棟経験者の有無、訪問総数)、小児訪問看護の実施状況、連携を行っている機関、小児訪問看護を行う上での課題についてである(回答数69ヶ所、回答率46.0%、有効回答数68ヶ所、有効回答率97.4%)。結果、小児訪問看護実施施設は38ヶ所(58.5%)、未実施施設は27ヶ所(41.5%)であった。小児訪問看護における課題は、家族との信頼関係の形成8件(28.5%)、家族とのコミュニケーション7件(25.0%)、家族へのケア・支援6件(21.4%)医療機関との連携5件(17.9%)長時間の訪問、知識と経験、地域との連携それぞれ3件(10.7%)、そのほか、24時間体制の整備、医療機関からの支援の継続、行政、学校との連携が挙げられた。今後、訪問看護ステーションならびに連携が行われている機関の看護職の連携について、その行為に焦点を当てて研究を進めて行きたい。小児訪問看護における課題は、家族との信頼関係の形成8件(28.5%)、家族とのコミュニケーション7件(25.0%)、家族へのケア・支援6件(21.4%)医療機関との連携

5件(17.9%)長時間の訪問、知識と経験、地域との連携それぞれ3件(10.7%)、そのほか、24時間体制の整備、医療機関からの支援の継続、行政、学校との連携が挙げられた。今後、訪問看護ステーションならびに連携が行われている機関の看護職の連携について、その行為に焦点を当てて研究を進めて行きたい。
無機化合物準結晶の可能な立体構造

ペンローズパターンの折り紙モデル(PPOモデル)に用いた正八面体の骨格構造(スケルトン)が、三次元ペンローズタイリングの三次元準周期構造を構成する二種類の菱形六面体のうちのアキュート六面体に含まれる黄金八面体に対応していることが示唆され、黄金八面体のスケルトンを折り紙で制作して、PPOモデルの黄金八面体に特定の配向があることを明らかにした。国際会議や学会等で研究成果の発表を積極的に行い、大量の八面体のスケルトンを作ってポータブルなPPOモデルを新たに組み立て、三次元準周期構造が八面体のみで表現できること、および、面と角を共有して接続された黄金八面体の配向を立体モデルによって具体的に説明した。アキュート菱形6面体中に含まれる2個の黄金4面体の折り紙モデルを制作し、ペンローズ・パターンの折り紙モデル(PPモデル)の示す準周期構造と、実験的に示唆されている合金系準結晶の準周期構造との関連性について、黄金四面体で形成される正20面体に着目して考察し、合金系準結晶相の格子点とPPモデルの格子点が一致する可能性を指摘した。2012年6月にハンガリーのブタペストで開催された、伝統的建築物に関する国際会議において、原子・分子で構成された建築物としての結晶構造に関する講演を行い、結晶構造の特徴を折り紙モデルを用いて説明するとともに、多種多様な構造物の一例として、PPモデルを用いて準結晶の準周期構造を紹介した。協力者が制作した、8面体のスケルトン615個(折り紙3,690枚使用)を用いて、携帯可能なPPモデルを新たに制作した。この新たなPPモデルを使用して、PPモデルの板状構造間に8面体で作られる正12面体の構造体を挿入することによって、どのように準周期構造が形成されるかを検討した。この結果、8面体を基本構造とする準周期構造は、板状構造の積み重ね方により、多種・多様な準結晶構造となることが示された。今後、携帯用のPPモデルを用いて、準周期構造中の8面体中に存在する陽イオンと陰イオンの価数を検討し、可能な化合物の組み合わせを考察するとともに、PPモデルから示唆される無機化合物準結晶の準周期構造について、国際会議等における研究発表を行い、国内外の研究者との間で、積極的に情報交換することを予定している。八面体の骨格構造(スケルトン)を基本構造とする、ペンローズパターンの折り紙モデル(PPOモデル)は、ペンローズタイリング(PT)の2次元準周期構造を表現する板状構造を表現するとともに、従来の合金系準結晶の準周期構造とは異なる、無機化合物準結晶の一つの可能な3次元準周期構造を示唆している。本件研究は、無機化合物準結晶合成への第一歩として、PPOモデルを複数制作し、面と角を共有する八面体のスケルトンが作る板状構造を板面に垂直な方向に積み重ねることによって得られる3次元準周期構造の特徴を明らかにすることを目的として開始された。また、無機化合物の結晶構造のデータベースを検索して、3次元準周期構造の特徴に類似する結晶構造を持つ化合物を抽出し、無機化合物準結晶の可能な化学組成を検討することを目指している。平成25年度において、3次元PTの幾何学的構造とPPOモデルの関連性を考察するため、3次元PTを構成する2種類の菱面体の一つであるアキュート菱面体と、アキュート菱面体に含まれる黄金四面体と黄金八面体の折り紙モデルを新たに制作した。最終年度である平成25年度は、新たに制作したポータブルなPPOモデルを活用して、八面体のスケルトンが形成する3次元準周期構造に関するこれまでの成果を国内外において研究発表した。海外においては、9月にギリシャで開催された第9回対称性に関する学際的国際会議、国内においては、9月に開催された京都大学数理解析研究所共同研究「タイル張り力学系とその周辺」の研究会、11月に開催された第76回形の科学シンポジウム、および、平成26年3月に開催された第69回日本物理学会年次大会で研究成果を発表した。なお、無機化合物準結晶の化学組成に関する検討は、データベースへのアクセス権の問題で制限があり、3年間に亘る文献調査では十分な情報収集ができず、今後の課題となっている。八面体の折り紙モデルを大量に制作するため、電動カッターを設置して作業環境の整備を行うとともに、結晶構造のデータベースを含む結晶構造の可視化システムを設置して、折り紙モデルから示唆される可能な準結晶構造から無機化合物の化学組成をシミュレーションするための研究環境を整備した。本年度前半は、八面体を基本構造とする折り紙モデルの板状構造を板面に垂直方向に積み重ねる方法を検討した。

その結果、15個の八面体を組み合わせたリング状構造で正十二面体が形成され、この正十二面体を2つの板状構造間に挿入することで、板状構造が互いに36°回転しながら積み重なって立体構造を形成し、正十二面体を挿入する場所によって多様な準結晶の立体構造が可能となることが示唆された。なお、正十二面体の制作に用いた八面体のスケルトンは、研究協力者が制作した折り紙を使用した。本年度後半は、充填構造を基本とする準結晶の理論的解釈に用いられている2種類の菱形平行六面体(アキュート平行六面体とオブテューズ平行六面体)と、八面体のみで構成された折り紙モデル示す準結晶構造との関連を考察した。その結果、折り紙モデル中の八面体がアキュート平行六面体(1つの黄金八面体と2つの黄金四面体で構成されている)を構成する黄金八面体に対応する可能性が示唆された。このため、アキュート平行六面体の折り紙モデルを制作して検証した。平成23年度に得られた研究成果は、2回の形の科学シンポジウムにおいて発表した。8面体を基本構造として、2次元ペンローズ・パターンに対応した準周期構造の立体モデルを制作することは、従来の準結晶研究においては試みられてはいない、全く新しい研究手法であり、ペンローズ・パターンの折り紙モデル(PPモデル)は準結晶研究に新たな道を開くものといえる。平成24年度の取り組みにより、この新たに提案されたPPモデルが従来の準結晶構造に関す研究成果と矛盾せず、準周期構造を考察するためのより単純、かつ、明快な構造モデルとして利用できることが示唆されている。また、携帯可能なPPモデルを制作したことにより、具体的なモデルを示しながら、準周期構造に関する議論を行うことができるようになり、今後、準結晶の研究者との活発な議論が期待される。(1)折り紙モデル制作の作業環境と準結晶の立体構造から可能な化合物の化学組成を抽出するためのシミュレーションシステムが整備された。(2)研究協力者による折り紙制作の支援が得られたことにより、大量の折り紙を用いた準結晶の折り紙モデルが短時間で制作可能となった。(3)アキュート平行六面体と折り紙モデルの八面体の対応関係が示唆されたことにより、これまでに蓄積されている合金系準結晶の研究成果と、八面体を基本構造とする折り紙モデルの準結晶構造を比較検討することができるようになっている。以上の3つの成果から、数種類の準結晶構造を制作することが可能となり、第1年目の目標はほぼ達成することができた。平成23年度当初立案した3年間の研究計画に従い、平成25年度の研究活動に取り組む。また、本研究のこれまでの成果を積極的に公表すとともに、共同研究への参加を国内外に広く呼び掛け、平成25年度中に、無機化合物準結晶の合成に向けた具体的な研究計画を新たに立案して、無機化合物準結晶合成に向けた共同研究グループの形成を目指す。合金系準結晶に関するこれまでの研究成果に関する知見を広めるため、国内、および海外の研究者との情報交換に努める。また、制作した準結晶の折り紙モデルを示して、充填構造を基本とする従来の理論的解釈と、八面体を基本とする八面体の網目構造による淳周期構造の表現方法にどのような相違があるかを検討する。今後2年間を通して折り紙モデルの制作を常時行い、数種類の準結晶の折り紙モデルを制作して、それぞれの折り紙モデルの構造と類似な構造の化合物をデータベースから抽出して、無機化合物準結晶の可能性のある候補化合物とその化学組成を具体的に提案することを目指す。
植物の環境応答におけるフィトクロムの教材化

高校生物で学習する植物の環境応答において、光受容体フィトクロムは重要な学習内容であり、新課程の教科書の全てで取り扱われている。その学習内容においてはフィトクロムが光を環境からの信号として捕捉し、光発芽種子の発芽,花芽形成の調節,概日リズムなどの生理的反応に関わることを学ぶ。また、フィトクロムの特徴として、赤色光と遠赤色光により光可逆性を示すことも学ぶ。平成24年から実施されている新学習指導要領の「植物の環境応答」では、観察・実験を通して、その働きや環境変化に反応する仕組みを理解させることが望ましいとされている。しかし、現在フィトクロムを教材化した試みは非常に少なく、レタス種子の光発芽(安斎(1992)など),オジギソウの葉の就眠運動(瀬戸口(1987)・山口(2011)),野生種子の発芽(岡崎ら(2004)・八ツ橋&栗丸(2011))などの個体の生理的反応を扱ったものが主である。また、光受容体であるフィトクロムが赤色光吸収型(P_r型)と遠赤色光吸収型(P_<fr>型)との光可逆性を示すことは、知識として教えられるだけであって、実際に観察・実験で調べることはない。そこで本研究では、赤色光吸収型(P_r型)と遠赤色光吸収型(P_<fr>型)との光可逆性を調べることを目的として、LEDとフォトセル(CdSセル)を利用した660nm(R)および735nm(FR)での吸収(率)を測るための透過率測定用装置(通称「フィトクロム君」)を開発した。この装置を用いて、カリフラワー花蕾組織の660nmおよび735nmでの吸収率を測定して、比較することで以下の点を確認することができた。(1):赤色光を照射した組織では遠赤色光の方が吸収率が高くなり、遠赤色光を照射した組織では赤色光の方が吸収率が高くなった。(2):赤色ー遠赤色光の交互照射により、吸収率変化の光可逆性も見られた。この簡便な装置を用いることで、フィトクロムによる赤色ー遠赤色光光可逆性の分光学的特性を確認することができたので、今後この装置を用いて行える生徒実験を計画・実施していきたい。
脂肪組織中に存在する心筋幹細胞の単離及びその虚血性心疾患への応用

申請者は本研究で新たな幹細胞のソースと考えられる脂肪組織中の心筋幹細胞の単離及び分化誘導のメカニズムの解明を目指し、本年度は以下の成果を得た。1.脂肪組織中の心筋幹細胞存在の可能性培養条件の工夫により遺伝子操作無しで脂肪組織由来の細胞から自己拍動を有する細胞の誘導に成功した。特に、褐色脂肪組織由来の細胞から非常に効率よく同細胞が出現することが判明した(以下、本細胞をBATDC : battissue derived cellとする)。BATDCは毎分100から250回で収縮し、心筋特有の抗原をmRNAレベル及び蛋白レベルの双方で発現していた。また、電子顕微鏡による観察でも、細胞の中心に単核2核の核が存在し、細胞質には豊富なミトコンドリアとNa利尿ペプチドの存在が確認され、生体内に存在する心筋細胞と同じ表現型を呈していた。2.BATDCのin vivoにおける心筋再生の可能性BATDCがin vivoにおける心筋構築への貢献度を調べるためにラット心筋梗塞モデルを作成し、その虚血部位にGFPラット由来のBATDCを移植した。心エコー図による検討では、BATDCを移植したグループでは骨髄細胞を移植したグループに比し有意差を持って心機能の改善とリモデリングの抑制効果を認めた。また、免疫組織学的検討にて再生心筋細胞にGFPの発現を認めた。BATDCにおいて血管新生因子であるVEGF,b-FGF,HGFがいずれも高発現がしていた。以上よりBATDC自身が心筋細胞に分化する能力を有していること、BATDCが血管新生を促すVEGF,b-FGF,HGFを豊富に分泌することがin vivoにおける心筋再生に貢献していると考えられた。(以上B.B.R.C in press)3.BATDC中の幹細胞の自己複製に関わる因子及び心筋細胞誘導因子の存在の可能性BATDCと骨髄細胞(GFPマウス由来)の共培養を施行したところ、BATDCのある一部分の下に骨髄細胞が潜り込み、あたかも造血幹細胞のcobble stone現象の様な振る舞いが観察できた。また、骨髄細胞が高効率に自己拍動を有する心筋細胞に分化した。以上のことはBATDC中に自己複製に関わる因子と心筋細胞への誘導因子が存在することを示唆する。(以上論文投稿中及び特許出願済み)申請者は本研究で新たな幹細胞のソースと考えられる脂肪組織中の心筋幹細胞の単離及び分化誘導のメカニズムの解明を目指し、本年度は以下の成果を得た。(以上論文投稿中及び特許出願済み)
液晶の電気光学効果を利用した顕微鏡観察・計測システムの開発

複屈折による光線の横ずれ現象は、物理学の初歩的なテキストでも扱われる良く知られた現象であるが、通常の液晶セルは大変薄い為ほとんど認識されない。そこで、液晶セルにおける横ずれ特性を詳しく調べるために40μmの厚い液晶セルを作製し、微粒子を観察試料として横ずれ量の定量的な測定を行った。固体の一軸結晶と異なり、液晶セル内では緩やかに光軸が変形しているが、液晶の分子配向解析から試算される横ずれ量が観察される値に良く一致する事が確認された。実際に微分干渉(DIC)観察に用いるセルの厚さは通常のセルと同程度であり横ずれの直接観察は難しいが、液晶分子配向のシミュレーションにより予想が可能である事を明らかにした。次に、実際に固体のDICプリズムを液晶に置き換える為には、常光と異常光の位相差の補償が必要になる為、TN液晶セルを用いるアイディアを検討した。透明な接着剤に埋め込んだガラスロッドを観察試料として、液晶セルに適当な電圧を印加する事により光と影に特徴づけられる微分干渉コントラストが現れる事を確認した。また、光と影が現れる方向は横ずれ方向に限られるが、TN液晶における分子配向効果から予想される方向とほぼ一致する事も確認された。TN液晶を用いてDIC観察が可能になる事を実証したが、液晶を使う最大の意義はその制御性にある。そこで、横ずれ方向の制御の為に横方向への分子配向効果を併用する駆動方法について基礎的な検討を始めた。特に、横磁場を併用する液晶駆動法はほとんど検討されていないため、ミリ波用の超厚膜液晶セルを利用して磁場の効果について基本的な特性の評価を行った。この手法がDIC観察用の薄いセルに対してどの程度有効になるかは今後の検討課題であるが、市販の永久磁石程度の磁場でもある程度の配向効果が得られる事も明らかになった。はじめに、生体細胞のような弱位相試料の観察において強力なツールとして広く使われている微分干渉(DIC)観察法においてキーとなるDICプリズムの機能を液晶セルを使って実現できる事を実証する事が大きな課題である。まだメカニズムが良く分らない部分も残されているが、適当な印加電圧の範囲で明らかな微分干渉コントラストが現れる事を実験的に示す事が出来た。また、今後の定量的な議論を進める為に、非常に厚いホモジニアスセルを用いて液晶の複屈折による横ずれ効果を理論的および実験的に評価出来た事は予定通りの成果である。さらに、薄いセルでの有効性はまだはっきりしていないが、超厚膜の液晶において磁場の効果が極めて有効である事も明らかになっているため、今後のTN液晶をメインした本研究の取り組みに有用な知見が得られている。通常のTN液晶における磁場併用駆動による分子配向制御効果について詳しく調べる。ねじれ構造のスイッチングの可能性を検討する事が目的であるが、磁場による効果があまり得られない場合は、櫛歯電極による横電界を組み合わせた駆動法も検討する予定である。また、TN液晶における横ずれ効果についてはまだ分からない事も多い為、横ずれの直接観察および理論的計算との比較による現象の理解を進める。特に、中間状態における透過光の偏光状態は定性的にも理解できていない為、シミュレーションを基にした考察を進める予定である。

また、今後の定量的な議論を進める為に、非常に厚いホモジニアスセルを用いて液晶の複屈折による横ずれ効果を理論的および実験的に評価出来た事は予定通りの成果である。さらに、薄いセルでの有効性はまだはっきりしていないが、超厚膜の液晶において磁場の効果が極めて有効である事も明らかになっているため、今後のTN液晶をメインした本研究の取り組みに有用な知見が得られている。通常のTN液晶における磁場併用駆動による分子配向制御効果について詳しく調べる。ねじれ構造のスイッチングの可能性を検討する事が目的であるが、磁場による効果があまり得られない場合は、櫛歯電極による横電界を組み合わせた駆動法も検討する予定である。また、TN液晶における横ずれ効果についてはまだ分からない事も多い為、横ずれの直接観察および理論的計算との比較による現象の理解を進める。特に、中間状態における透過光の偏光状態は定性的にも理解できていない為、シミュレーションを基にした考察を進める予定である。当初は大型の電磁石装置を導入して実験を行う予定であったが、事前テストにより液晶の磁界に対する動作は当初予想してものと異なる事が分かり、既存の装置あるいは学外の装置を利用して詳しい検討を行った上で、装置の仕様あるいは実験方法の再検討を行う事としたため。
医療応用のための人体プロジェクションマッピングシステムの開発

外科手術支援のために、CT等によって得られた人体内部構造情報を体表面へプロジェックションマッピングするシステムの開発を行う。すなわち、プロジェクタの設置位置・姿勢をマーカーレスで自動検出し、投影方向の制約を受けずに、血管位置などの人体内部構造情報を体表面へプロジェクションマッピングするシステムの開発を行う。医療応用のための体表面へのプロジェクションマッピングシステムを開発するために、次の要素技術を完成させ、それらをコンピュータに組み込んでプロトタイプシステムの構築を行った。(1)臍と体側シルエットラインを用いたカメラ位置・姿勢の自動検出:しきい値処理やエッジ検出フィルタなどの画像処理を用いてカメラ画像から臍と体側シルエットラインを検出し、人体ボリュームデータのレンダリングと比較することによりカメラ位置・姿勢を推定する。(2)カメラ位置・姿勢からプロジェクタ位置・投影方向への変換:プロジェクタとカメラの両者間の位置・姿勢を、ステレオビジョンの原理を応用することによって算出し、位置・投影方向への変換を行う。(3)人体ボリュームデータの血管3次元位置の体表面への移動:プロジェクタの設置位置や投影方向に関わらず、体表面に投影された血管位置が人体真上から体表面に投影したときと同じ位置に表示されるようにするため、人体ボリュームデータから抽出された血管等の3次元データを自動的に体表面に移動する。(4)プロジェクタ位置・投影方向を仮想視点とした画像作成:プロジェクタの位置・投影方向に基づいて、血管等のボリュームデータを高速にボリュームレンダリングすることにより投影画像を生成する手法を開発する。そして、3Dプリンタで出力された人体腹部モデルを用いて構築したプロトタイプシステムの動作検証を行った。当初計画の通り、各要素技術の開発を行い、Wi-Fi接続小型カメラとLEDポータブルプロジェクタを用いて、それらをラップトップ型コンピュータに組み込んでプロトタイプシステムを構築した。そして、3Dプリンタで出力された1/2スケールの人体腹部モデルを用いてシステムの動作確認とプロジェクタの位置・投影方向の推定精度の検証を行った。また、投影方向を変えた場合でも、体表面に投影された血管位置が変化しないことを目視で確認し、開発した各要素技術と構築したシステムが計画通り動作していることを確かめた。今後は各要素技術における処理の高速化をはかる。特に、臍と体側シルエットラインを用いたカメラ位置・姿勢の自動検出とプロジェクタ位置・投影方向を仮想視点としたボリュームレンダリングによる画像作成は、プロジェクタ位置を変更する度にこれらの処理を行う必要がある。そのため、高速に最適解を求めることができる手法を導入してカメラ位置・姿勢の自動検出の高速化をはかり、ボリュームレンダリング手法を改良することにより高速に人体内部構造を含むボリュームデータからの画像生成を行い、一連の処理の高速化をはかる。そして、表示デバイスとしてシースルーHMDを導入することにより人体を観察しながら内部構造情報を重畳して表示することのできるARシステムへの拡張を試みる。

そして、表示デバイスとしてシースルーHMDを導入することにより人体を観察しながら内部構造情報を重畳して表示することのできるARシステムへの拡張を試みる。今年度構築したプロトタイプシステムは現有機器を一部使用したため次年度使用額が生じた。次年度使用額については研究成果を国際会議において発表するための旅費等ならびに高性能シースルーHMDを導入する経費に充てる。
機能性界面の調製とその状態計測

機能性界面の調製においてはポリマー製のマイクロチャンネルを開発することにより、大きな自由度で界面の設計ができるようになった。即ち、1)ポリマーとしてポリエステルを用い、ガラスなどの鋳型を用いてマイクロチャンネルを作製する方法の開発。2)不飽和ポリエステルの縮合の際に不飽和結合を持つ機能性分子を共存させることにより自動的に機能を組み込む方法の開発。3)機能性分子を更に結合させる方法の開発などに成功した。具体的には研究成果を参照してほしい。次に界面をプローブする全反射熱レンズ分光法を開発した。本法によりガラスー溶液界面における色素分子の状態をプローブすることが可能となった。即ち、本法によりガラス界面における色素の吸着平衡、吸着状態、吸着速度などについての知見をはじめて得ることができた。更に本法を拡張し液液・界面における錯形成挙動及び輸送系に適用した。また、高機能化、高精細化を目指し、全反射熱レンズ顕微鏡の開発研究を行った。本研究は全反射熱レンズ分光法の適用範囲を大幅に拡大する、もので細胞表面・材料界面などの位置分解測定という新分野を開拓できる可能性がある。顕微化に関して特に進展があった。即ちガラス空気界面にパターニングした種々の物質をイメージングするためマイクロ加工技術によって微細パターンを固体表面に作製し,励起光及びプローブ光ビームをx, y走査しイメージングした。光源には現有のアルゴンイオンレーザ、固体青色レーザーを用い,ビーム直径と走査速度分解能について検討した。(プローブ光にはHe-Neレーザーを使用),台形プリズムを新たに試作し、この底面にポジ型フォトレジスト塗布し種々の網目の大きさを持った顕微鏡用メッシュシートをマスクとしてパターニングした。励起アルゴンイオンレーザーをビームエクスパンダーで拡大後、ガラス・空気界面に集光照射することにより10μm以下の分解能を有する走査イメージができることがわかった。また、ビームを2次元的に走査することにより高熟変換イメージを得ることもでき物質の界面での存在状態に対応したイメージングの可能性を強く示唆した。本年度は固液界面として理想的な系である、石英・溶液界面を用いて研究を進めた。石英製半球プリズムと石英基板を用いて全反射光学系を形成し、石英基板側に溶液を置いた。半球プリズム側からアルゴンイオンレーザーを一定角度で入射し石英・ガラス界面で全反射させ溶液側に染み出るエバネッセント波で石英・溶液界面の分子を励起した。界面で励起された分子は無輻射失活により熱を発生しこれが溶液に屈折率勾配を生じる。この結果凹レンズ様の作用をもたらすのでこれをプリズムに垂直に入射したプローブ光の強度変化として捕らえる全反射熱レンズ分光測定装置を作製した。試料としてアクリジンオレンジ水溶液を用い、この石英ガラスへの吸着挙動を溶液のpHを変化させ測定した。これによりアクリジンオレンジが二量体以上の分子集合体として界面に吸着し易いこと、石英ガラス表面シラノール基の解離定数を間接的に求められることを示した。更に生体膜モデルとしてベシクル法によりリン脂質二重膜を石英ガラス界面に形成した。膜中に存在する色素の配向性を励起光の偏向面依存性を測定することにより解析した。また、現在国際共同研究を行っている米国マウントサイナイ医科大学から寄贈されたピコ秒Nd/YAGレーザーを用いた測定装置も現在検討中である。

又ミクロ領域即ちマイクロチャンネルを用いた界面状態計測ではポリエステルマイクロチップの作製法を開発して独自の成果を上げつつある。本年度は研究の中間年度である。これまで熱レンズ分光法については主に固・液界面の系について多くの成果をあげてきた。本年度は従来行なってきた固液界面よりも応用範囲の広い液・液界面について検討すべく装置の改良、実験系の構築を行なった。即ち液・液界面として水・クロロホルム界面を用い、水相に金属イオンを有機相にキレート試薬としてPANを加え、液・液界面における反応、錯体の移動課程を熱レンズ分光法で追跡した。励起光源としてはマウントサイナイ医科大学より寄贈のピコ秒YAGレーザーの第二高調波を擬似CW光源として使用し、クロロホルム側から界面に斜め入射させ界面で全反射させ用いた。これにより液液・界面における金属イオンの水和状態が錯形成速度に大きな影響を与えることがわかった。また、固・液界面と液・液界面の関係の理解のためリン脂質二重膜・水溶液界面も同様の系について測定した。脂質二重膜中のPANと金属イオンの反応という深さ方向にはほぼ単分子の系で初めて熱レンズ信号を観測した。また液・液界面及び、固・液界面を利用した実際の分析法として液体クロマトグラフィーを用いた検討を行なった。セレクターとしてはシクロデキストリンにアゾベンゼンを修飾した分子をシリカゲルに化学修飾し固定相とした。この精密な評価のための装置の構築を行なった。次年度これら両者の結果を総合し、界面における分子認識課程について更に詳細を明らかにする予定である。昨年度まで石英・溶液界面における色素分子の状態を全反射熱レンズ法により解析してきたが,これを更に拡張し液液・界面における錯形成挙動及び輸送系に適用した。また、更なる高機能化、高精細化を目指し、全反射熱レンズ顕微鏡の開発研究を行った。本研究は全反射熱レンズ分光法の適用範囲を大幅に拡大するもので細胞表面・材料界面などの位置分解測定という新分野を開拓できる可能性がある。具体的に以下の点について検討した。1)熱レンズ分光法の顕微化とイメージング。2)装置の最適化。3)固液界面における分子の状態計測。顕微化に関して特に進展があった。即ちガラス空気界面にパターニングした種々の物質をイメージングするためマイクロ加工技術によって微細パターンを固体表面に作製し,励起光及びプローブ光ビームをx, y走査しイメージングした。光源には現有のアルゴンイオンレーザー,固体青色レーザーを用い,ビーム直径と走査速度,分解能について検討した。(プローブ光にはHe-Neレーザーを使用)台形プリズムを新たに試作し、この底面にポジ型フォトレジスト塗布し種々の網目の大きさを持った顕微鏡用メッシュシートをマスクとしてパターニングした。励起アルゴンイオンレーザーをビームエクスパンダーで拡大後、ガラス・空気界面に集光照射することにより10μm以下の分解能を有する走査イメージができることがわかった。また、ビームを2次元的に走査することにより高熱変換イメージを得ることもでき物質の界面での存在状態に対応したイメージングの可能性を強く示唆した。
法医学の立場からみた心臓性突然死-特にポックリ病-の原因究明に関する研究

われわれはポックリ病の原因として脂質の異常代謝産物レムナント・リポ蛋白(RLP)の生理活性を検討し、RLPの血小板凝集作用と血管の弛緩抑制作用を明らかにしてきた。本研究期間に於いてはRLPの生理作用のうちで、直接的にポックリ病の原因と考えられる冠攣縮について検討を重ねた。(1)家兎大動脈を用いたin vitroの血管攣縮実験で内皮依存性アセチルコリン弛緩がRLPで抑制されること、牛の肺動脈内皮の培養細胞を用いたin vitro実験でRLPの濃度に依存してNO産生が抑制され、NO合成酵素(eNOS)の活性が抑制されることを明らかにした。(2)豚冠動脈の外膜に、ポックリ病死症例の血漿から分離・精製したRLPを作用させ、その後セロトニン刺激により冠動脈の攣縮を誘発したところ、RLP処置部分にきわめて強い攣縮を起こした。この攣縮はRLPの作用した部分に特異的に認められ、同部位にはRho-kinaseのm-RNAが増量しており、Rho-kinaseの阻害剤Hydroxy fasudilで攣縮が完全に阻害されることを確認した。すなわち高レムナント血症が血管外膜のRho-kinaseを介して攣縮を誘発する可能性を示唆した。(1)(2)の結果はRLPが冠動脈の内膜・外膜両方を介して攣縮を誘発していることを示唆している。(3)死体血を用いたわれわれの研究の正当性を証明するために、各種脂質ならびに脂質代謝産物の死後変化をDry Chem TG法、Determiner L-TG法での比較検討、HPLC、電気泳動法、電顕、家兎を用いた実験等を行い、死体血における測定値が生前の値を反映していることを確認した。さらに、妊婦について検討したところ、(4)妊婦の血清TG,TCは健常人に比べて有意に高値であるのに、RLP-C/VLDL-Cの値ならびにRLP-TG/VLDL-TGの値が有意に低値であることを確認した。成人女性にポックリ病の発症例がないことの説明に有効なデータであると思われた。ポックリ病はフィリピンではBangungut(バグゴ)、米国では夜間突然死症候群と呼ばれ、もともと健康な青壮年に発症する原因不明の突然死である。われわれは多数のポックリ病死の解剖例を検討し、冠動脈が狭小であること、高トリグリセライド(TG)血症が特徴的であることに気づいていたが、更に注意深い観察により心筋に超急性期の虚血性変化が観察されることを見出し、その原因として強烈な冠攣縮の可能性を考えてきた。ちなみにポックリ病死が夜間就寝中に発症することは夜間狭心症との関連が示唆されるところである。一方、ごく最近われわれが新しく開発した方法により、脂質の異常代謝産物であるレムナントリポ蛋白(RLP)の定量が可能となり、ポックリ病死の症例ではTGの中でもとりわけTG-richリポ蛋白であるRLPの異常高値が特徴的である事実を明らかにした。今年度、われわれはRLPに強い冠動脈攣縮作用のあることを豚を使ったin vivo実験で明らかにした。すなわち、ブタ冠動脈外膜に、ポックリ死症例の血漿から分離・精製したRLPを染み込ませたコットンメッシュを巻きつけ、1週間後セロトニン刺激により冠動脈の攣縮を誘発したところ、RLP処置部分のみに特異的に極めて劇的な攣縮を起こすことに成功した。