hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
等価すべり系の少ない多結晶体の高温変形

等価なすべり系の少ない単純なモデル合金として,多結晶体の変形に必要な5つのすべり系の活動を一次すべり系だけでは満たすことのできないマグネシウム-アルミニウム多結晶固溶体を選択し,高温における塑性変形挙動を実験的に明らかにした.本研究のモデル合金であるマグネシウム-アルミニウム固溶体の高温クリープでは,ひずみ速度の温度依存性が異なる温度域の存在すること,それぞれの温度域で,ひずみ速度の応力依存性が異なることが明らかにされた.低温域で確認される応力依存性の異なる領域間の遷移は,立方晶固溶体に比べて不明瞭であった.ひずみ速度の溶質濃度依存性も変形条件によって異なる.透過電子顕微鏡による変形後の転位組織の観察結果によれば,温度域によって活動する転位のバーガースベクトルが異なる.低温域ではa転位の活動が主であるが,高温域ではa+c転位の活動が顕著である.低温域での転位線形状の応力依存性からはすべり面によって溶質雰囲気が転位から離脱する条件が異なることが示唆された.これらの実験的に得られた高温変形挙動の遷移条件について,結晶構造,すべり面,拡散の異方性を考慮したモデルに基づき,転位のまわりの溶質濃度分布および転位の受ける粘性抵抗について数値計算を行ない,準定量的に検討を加えた.さらに,結晶粒の配向に強い方向性のあるマグネシウム-アルミニウム固溶体のクリープ特性の遷移挙動におよぼす応力負荷方向の影響を実験的に明らかにした.これらの結果を総括して検討し,低温域で観察される応力域間の不明瞭な遷移は,転位の溶質雰囲気からの離脱が段階的に進行するためと結論された.以上総括し,等価な一次すべり系の少ない多結晶固溶体では,すべり面によって溶質原子と転位との相互作用が異なり,巨視的変形挙動の様相も立方晶固溶体とは異なることが明らかにされた.等価なすべり系の少ない単純なモデル合金として,多結晶体の変形に必要な5つのすべり系の活動を一次すべり系だけでは満たすことのできないマグネシウム-アルミニウム多結晶固溶体を選択し,高温における塑性変形挙動を実験的に明らかにした.本研究のモデル合金であるマグネシウム-アルミニウム固溶体の高温クリープでは,ひずみ速度の温度依存性が異なる温度域の存在すること,それぞれの温度域で,ひずみ速度の応力依存性が異なることが明らかにされた.低温域で確認される応力依存性の異なる領域間の遷移は,立方晶固溶体に比べて不明瞭であった.ひずみ速度の溶質濃度依存性も変形条件によって異なる.透過電子顕微鏡による変形後の転位組織の観察結果によれば,温度域によって活動する転位のバーガースベクトルが異なる.低温域ではa転位の活動が主であるが,高温域ではa+c転位の活動が顕著である.低温域での転位線形状の応力依存性からはすべり面によって溶質雰囲気が転位から離脱する条件が異なることが示唆された.これらの実験的に得られた高温変形挙動の遷移条件について,結晶構造,すべり面,拡散の異方性を考慮したモデルに基づき,転位のまわりの溶質濃度分布および転位の受ける粘性抵抗について数値計算を行ない,準定量的に検討を加えた.さらに,結晶粒の配向に強い方向性のあるマグネシウム-アルミニウム固溶体のクリープ特性の遷移挙動におよぼす応力負荷方向の影響を実験的に明らかにした.これらの結果を総括して検討し,低温域で観察される応力域間の不明瞭な遷移は,転位の溶質雰囲気からの離脱が段階的に進行するためと結論された.以上総括し,等価な一次すべり系の少ない多結晶固溶体では,すべり面によって溶質原子と転位との相互作用が異なり,巨視的変形挙動の様相も立方晶固溶体とは異なることが明らかにされた.本年度の研究の結果、結晶の塑性異方性が存在する単純なモデル合金である六方晶Mg-Al固溶体の高温における塑性変形挙動を明らかにするとともに、その特徴的な遷移挙動およびその発現機構を明らかとした。六方晶Mg-Al固溶体(多結晶)では、高温クリ-プにおけるひずみ速度に対する温度依存性の異なる領域が存在する。また、見かけのクリ-プの活性化エネルギ-が拡散の活性化エネルギ-と大きくは異ならない温度域では応力依存性の異なる領域が存在するが、領域間の遷移は、立方晶固溶体で認められる明瞭な遷移挙動とは異なり、遷移応力域の存在が認められる。この遷移領域が存在することは、電子顕微鏡による高温変形後の転位組織の観察結果および結晶系を考慮して行った転位の溶質雰囲気引きずり抵抗の計算機シミュレ-ションの結果から以下の理由によるものと結論された。対称性の低い六方晶固溶体では、底面および非底面での転位と溶質原子との相互作用は異なり、溶質雰囲気からの転位の離脱応力は異なる。このため、結晶内での溶質雰囲気からの転位の離脱は段階的に進行し、高温クリ-プにおける遷移応力域の存在をもたらすものと考えられる。また、六方晶多結晶体では、結晶流界による変形の拘束が多結晶体の塑性変形挙動に大きな影響をもたらすことが考えられるので、結晶粒径の異なる多結晶固溶体について高温変形挙動を調べ、結晶粒界の効果についても検討を行った。結晶粒径のクリ-プ挙動に及ぼす効果は、結晶粒の塑性異方性が著しいと考えられる低温側で顕著である。準定量的な粒界移動量の測定の結果、結晶粒界の移動量と結晶粒径のクリ-プ速度に及ぼす影響との間には、試験温度によって異なる関係があることが見出された。

多結晶体の塑性変形挙動に及ぼす結晶粒界による結晶粒の変形の拘束の効果は、結晶粒の塑性異方性の程度によって異なると考えられる。平成2年度までの研究の結果,塑性変形挙動に異方性が存在する単純なモデル合金であるマグネシウムーアルミニウム固溶体の高温における塑性変形挙動を実験的に明らかにするとともに,その特徴的な遷移挙動とその発現機構に関する知見を得た。平成元年度までに,本研究のモデル合金の一つとして選択したMgーAl固溶体(多結晶)の高温クリ-プでは,ひずみ速度の温度依在性が異なる温度域の存在すること,それぞれの温度域で,ひずみ速度の応力依存性が異なっていることを実験的に明らかにした。低温側で確認される応力依存性の異なる領域間の遷移は,立方晶固溶体に比べて不明瞭になるが,これは結晶の対称性が低いために,すべり面によって溶質原子と転位との相互作用が異なり,転位の溶質雰囲気からの離脱が段階的に進行するためと理解される。平成2年度は,すべり系の活動が低温域におけるそれとは異なると考えられるとともにクリ-プ変形のみかけの活性化エネルギ-が拡散の活性化エネルギ-とは異なる高温度域でひずみ急変試験を行ない,転位の運動様式に関する知見を得た。実験の結果,実験を行なった応力範囲においては明らかに有効応力が存在し,転位は粘性的に運動していることが強く示唆された。従来,固溶体における転位の粘性的な運動は,拡散がその運動を支配しているものと考えられてきたが,本系固溶体のみかけの活性化エネルギ-の値は,従来の知見とはかならずしも一致しない。このほか有効応力と溶質濃度との関係についても検討し,有効応力が無視できるような変形条件の下では,クリ-プ速度の濃度依存性が消失することが見出された。さらに,参照のために等価なすべり系の数が多い立方晶固溶体のクリ-プ変形における有効応力の溶質濃度依存性についても実験的に明らかにした。対称性の低い固溶体のモデル合金である六方晶MgーAl固溶体の高温に於ける変形挙動を調査し,六方晶固溶体特有のクリ-プ特性の遷移挙動を明らかにするとともに,その遷移挙動の出現機構について検討した.六方晶金属の高温クリ-プのみかけの活性化エネルギ-は温度によって異なるが,みかけの活性化エネルギ-が拡散の活性化エネルギ-と大幅には異ならない温度域では,立方晶固溶体と類似の,合金型から純金属型へのクリ-プ挙動の遷移が観察される.この領域間の遷移は,六方晶固溶体では立方晶固溶体とは異なり,不明瞭なものである.この不明瞭な遷移は,転位と溶質原子との相互作用がすべり面によって異なり,溶質雰囲気からの転位の離脱が異なるすべり面で段階的に進行するためと考えられる.本年度は,押出しによって作成されたMgーAl固溶体のクリ-プ特性を応力を押出し方向に平行に付加した場合・垂直に付加した場合について調べ,応力方向に対する結晶粒の配向が異なる場合の高温クリ-プ特性とその遷移を実験的に明らかにした.押出しによって作成されたMgーAl固溶体は,押出し方向に対して底面がほぼ平行に配向した強い集合組織をもち,応力方向によって底面に作用する分解せん断応力が大きく異なる.実験の結果,MgーAl固溶体では合金型挙動がみられる条件では応力方向の影響は小さいが,純金属型挙動が観察される条件ではクリ-プ挙動が異なることが見出された.また,合金型からの遷移応力は,応力方向によって異なる.これらの結果は分解せん断
血流増加時の肺循環の適応におけるEDRF及びEDHFの役割

正常ラットより作成した摘出生理食塩水灌流肺の灌流圧が安定した後、生理食塩水(CON)、EDRF阻害剤(Nitro-L-arginin;NLA,100μM)、またKチャンネル阻害剤(Tctracthylammonium;TEA,10mM)を灌流液中に投与し(n=各3)、10分後より灌流量を0.04/ml/g/minから3分毎に0.02/ml/g/min増量し圧-流量曲線を作成した.各阻害剤投与前の灌流圧には各群で有意差を認めなかったが、TEA投与により10分間で約4mmHgの灌流圧の上昇を認めた。灌流量0.04-0.18ml/g/minの間で、圧一流量関係は各群ともほぼ直線の関係を示したが、その傾きには各群間で有意差を認めなかった(灌流量0.18/ml/g/minでの灌流圧はCON,NLA,TEA群で各々26±3,28±2,30±1mmHgであった).各群全ての肺において灌流量0.20/ml/g/min以上では、肉眼的に明らかな肺水腫が発生し実験継続不能であった.灌流液が生理食塩水(Ficoll4g/100mlを含む)では粘調度が低く、血管壁にかかるshear stressが十分には得られない可能性を考え、より生理的状態に近くするたみ灌流液を血液に変えて同様の実験を行った。血液環流肺ではベースライン灌流圧、および単位灌流量上昇に対する灌流圧の上昇が増大したが、灌流量0.04-0.18ml/g/minの間では圧一流量直線の傾きに各群で有意差を認めなかった.灌流量0.02/ml/g/min以上では、生理食塩水灌流肺と同様に肉眼的に明らかな肺水腫が発生し実験継続不能であった.本研究ではラット摘出生灌流肺において、低灌流量(<0.20/ml/g/min、実際のラットの心拍出量の1/5以下)では灌流量の増加に伴う灌流圧の変化にEDRFまたはEDHFの関与がないことを示唆している.しかし、これらの因子の関与が最も問題となる高灌流量での評価は、摘出生灌流肺では不可能であった.今後カテーテル留置ラットを用いてin vivoでの検討を行う予定である.正常ラットより作成した摘出生理食塩水灌流肺の灌流圧が安定した後、生理食塩水(CON)、EDRF阻害剤(Nitro-L-arginin;NLA,100μM)、またKチャンネル阻害剤(Tctracthylammonium;TEA,10mM)を灌流液中に投与し(n=各3)、10分後より灌流量を0.04/ml/g/minから3分毎に0.02/ml/g/min増量し圧-流量曲線を作成した.各阻害剤投与前の灌流圧には各群で有意差を認めなかったが、TEA投与により10分間で約4mmHgの灌流圧の上昇を認めた。血液環流肺ではベースライン灌流圧、および単位灌流量上昇に対する灌流圧の上昇が増大したが、灌流量0.04-0.18ml/g/minの間では圧一流量直線の傾きに各群で有意差を認めなかった.灌流量0.02/ml/g/min以上では、生理食塩水灌流肺と同様に肉眼的に明らかな肺水腫が発生し実験継続不能であった.本研究ではラット摘出生灌流肺において、低灌流量(<0.20/ml/g/min、実際のラットの心拍出量の1/5以下)では灌流量の増加に伴う灌流圧の変化にEDRFまたはEDHFの関与がないことを示唆している.しかし、これらの因子の関与が最も問題となる高灌流量での評価は、摘出生灌流肺では不可能であった.今後カテーテル留置ラットを用いてin vivoでの検討を行う予定である.
日本における女性の健康障害に関する疫学的研究

本年度の研究では日本の女性の健康問題研究の基礎資料とするために、最近の人口動態調査(死亡票)統計および患者調査により解析を行った。方法としては19952000年までの人口動態死亡統計により昭和60年モデル人口を標準人口として直接法による年齢調整死亡率を計算し、女性に多い死因の年次推移及び性比の地域・年齢群別分布を観察した。1996および1999年の患者調査により女性が男性より受療率が高いとされてきた疾患を選出し、受療率の年齢分布の特徴を検討した。1990年人口動態職業・産業統計より全死因の職業・産業別の年齢群別死亡率を算出して、男女を比較した。これまでの解析結果では死亡率の年次推移をみることにより胆のうがん、くも膜下出血、慢性リウマチ性心疾患及び慢性非リウマチ性心内膜疾患が女性に多いことを確認した。年齢群別の比較では、女性に多い死因の中でも死因により死亡率の年齢分布はそれぞれの特徴があることが認められたが、性比に関しては大きな地域差は見られなかった。全年齢群で、女性の受療率が男性より高い疾患はカンジダ症、甲状腺中毒症、神経症性障害・ストレス関連および身体表現性障害、結膜炎、メニエール病、胃炎および十二指腸炎、便秘、頚腕症候群および膀胱炎であった。理由としては、これらの疾患では女性ホルモンの変化との関連が少なく、女性自身の生理構造などに関連していることが考えられる。25歳以上から女性受療率が高くなる甲状腺の悪性新生物および骨粗しょう症に関しては女性ホルモンの部分的な影響があると思われる。45歳以上から女性受療率が高くなる高脂血症、アルツハイマー病、白内障、本態性高血圧、慢性リウマチ性心疾患、くも膜下出血および大腿骨骨折では女性ホルモンが予防因子であることが考えられ、閉経後に男女の生活習慣の差の影響が明らかになってきたことが推測される。全死因の職業別死亡率ではすべての年齢群が精神的ストレスの多い管理的職業で女性の死亡率が男性より高かった。
移植のための心臓保存ー心筋浮腫軽減法に依る効果の検討と評価ー

同所性心移植でのグラフト保存の許容時間は,低体温保存下でも4-5時間が一般的である.虚血再灌流後に生じる浮腫は,保存心グラフトのviabilityに影響を与える.ヒアルロニダーゼは心臓リンパを積極的に誘導し,間質浮腫の軽減に効果があるといわれている.本研究では,まずglobal ischemiaにおいて,ヒアルロニダーゼの心臓リンパ動態におよぼす影響と心筋浮腫軽減効果を検討し,つぎに同所性心林植でグラフトのviabilityを総合的に評価した.実験1.雑種成犬を体外循環下に30分の常温虚血後,30°C低体温を導入し,心停止60分を負荷した.その間4°CSt.ThomasHospital液を2回(1回20ml/kg)を順行性あるいは逆行性に冠灌流し,ヒアルロニダーゼ3000U/Lの添加の有無で4群に分けた.大動脈遮断前に対する遮断解除後心拍再開後のリンパ流量の比率は,順行性逆行性投与ともヒアルロニダーゼの添加により増加し,心機能,心筋内ATP値も維持された.左室心筋水分含有量は順行性逆行性投与ともヒアルロニダーゼの添加により低下した.実験2.ビーグル成犬の心臓を,上下大静脈からの急速脱血後死体内で30分間常温で放置した.4°CのSt.Thomas Hospital液25ml/kgで冠灌流し,4°C生理食塩水で3時間単純浸漬保存した後,再度同液で冠灌流し同所性に移植した.冠灌流液へのヒアルロニダーゼ3000U/Lの添加の有無で2群に分けた.ヒアルロニダーゼの添加により,血行動態は体外循環離脱直後から良好で,離脱後2時間後の心筋内ATP値は高値を維持,心筋水分含有量も低値であった.ヒアルロニダーゼの冠灌流液5の添加により,心臓リンパは積極的に誘導されて心筋浮腫は軽減し,虚血再灌流後の心機能は良好に保たれた.心臓移植においてヒアルロニダーゼの使用は,心グラフトの保存に有用であると考えられる.同所性心移植でのグラフト保存の許容時間は,低体温保存下でも4-5時間が一般的である.虚血再灌流後に生じる浮腫は,保存心グラフトのviabilityに影響を与える.ヒアルロニダーゼは心臓リンパを積極的に誘導し,間質浮腫の軽減に効果があるといわれている.本研究では,まずglobal ischemiaにおいて,ヒアルロニダーゼの心臓リンパ動態におよぼす影響と心筋浮腫軽減効果を検討し,つぎに同所性心林植でグラフトのviabilityを総合的に評価した.実験1.雑種成犬を体外循環下に30分の常温虚血後,30°C低体温を導入し,心停止60分を負荷した.その間4°CSt.ThomasHospital液を2回(1回20ml/kg)を順行性あるいは逆行性に冠灌流し,ヒアルロニダーゼ3000U/Lの添加の有無で4群に分けた.大動脈遮断前に対する遮断解除後心拍再開後のリンパ流量の比率は,順行性逆行性投与ともヒアルロニダーゼの添加により増加し,心機能,心筋内ATP値も維持された.左室心筋水分含有量は順行性逆行性投与ともヒアルロニダーゼの添加により低下した.実験2.ビーグル成犬の心臓を,上下大静脈からの急速脱血後死体内で30分間常温で放置した.4°CのSt.Thomas Hospital液25ml/kgで冠灌流し,4°C生理食塩水で3時間単純浸漬保存した後,再度同液で冠灌流し同所性に移植した.冠灌流液へのヒアルロニダーゼ3000U/Lの添加の有無で2群に分けた.ヒアルロニダーゼの添加により,血行動態は体外循環離脱直後から良好で,離脱後2時間後の心筋内ATP値は高値を維持,心筋水分含有量も低値であった.ヒアルロニダーゼの冠灌流液5の添加により,心臓リンパは積極的に誘導されて心筋浮腫は軽減し,虚血再灌流後の心機能は良好に保たれた.心臓移植においてヒアルロニダーゼの使用は,心グラフトの保存に有用であると考えられる.低体温保存した同所性心移植でも保存の許容時間は4-5時間が一般的で,保存,移植後には再灌流障害も加わり移植心の機能は低下の傾向にある.我々のこれまでの研究によると,ヒアルロニダーゼの心臓リンパ流量が増加して虚血によってもたらされた心筋の状況を好転させる.今年度は,犬で基礎的な病態生理の解明を目的とし,ヒアルロニダーゼ投与で虚血再灌流前後の心臓リンパの動態,心機能,心筋水分含有量,心筋ATP値を中心に検討した.右第4肋間開胸下に心臓リンパ節への輸入リンパ管にカニュレーションし,心臓リンパを採取した.体外循環下に30分の常温虚血後,30°C低体温を導入し心停止60分を負荷した.その間心筋保護液として4°CのSt.ThomasHospital液を2回(1回20ml/kg)

順行性に投与し,ヒアルロニダーゼ3000U/Lの添加の有無で実験を2群に分けた(C群:対照群(n=5)),H群:ヒアルロニダーゼ添加群(n=5).大動脈遮断解除心拍再開後の平均のリンパ流量を,大動脈遮断前の平均のリンパ流量と対比すると,C群165±55%,H群580±322%とC群に比しH群は有意に高値を示した.左心室圧(C群71±1%,H群100±11%),LVdp/dt(C群68±7%,H群112±31%),心拍出量(C群74±15%,H群112±10%),心筋ATP値(C群51±23%,H群89±21%)はC群に比しH群で有意に良好に保値であった.心筋保護液へのヒアルロニダーゼの添加は,心臓リンパを積極的に誘導して心筋浮腫を軽減しグラフトのviabilityを良好に保った.来年度以降はこの成績をもとに同所性心移植でヒアルロニダーゼの効果を検討する.低体温保存した同所性移植の保存許容時間は一般に4-5時間とされている.昨年までの研究で,心筋保護液へのヒアルロニダーゼの添加は,心臓リンパを積極的に誘導して心筋浮腫を軽減しグラフトのviabilityを良好に保つことが示された.今年度は,ヒアルロニダーゼ投与方法の影響について心臓リンパの動態,心機能,心筋ATP値,心筋水分含有量を中心に検討した.右第4肋間開胸下に心臓リンパ節への輸入リンパ管にカニュレーションし,心臓リンパを採取した.体外循環下に30分の常温虚血後,30°C低体温を導入し心停止60分を負荷した.その間心筋保護液として4°CのSt.ThomasHospital液を2回(1回20ml/kg)順行性および逆行性に投与し,ヒアルロニダーゼ3000U/Lの添加の有無で実験を4群(A(-)群順行性投与でヒアルロニダーゼ非添加,A(+)群:順行性投与でヒアルロニダーゼ添加,R(-)群:逆行性投与でヒアルロニダーゼ非添加,R(+)群:逆行性投与でヒアルロニダーゼ添加,nはそれぞれ5)に分けた.大動脈遮断解除後心拍再開後の平均のリンパ流量を,大動脈遮断前の平均のリンパ流量に対する比率(%)で比較すると,A(-)群165%,A(+)群580%,R(-)群146%,R(+)群372%と順行性逆行性投与ともにヒアルロニダーゼの添加によりリンパ流量は増加した.回復率で比較した心拍出量(A(-)群74%,A(+)群112%,R(-)群56%,R(+)群88%),心筋ATP値(A(-)群51%,A(+)群89%,R(-)群40%,R(+)群81%)は順行性逆行性投与ともにヒアルロニダーゼの添加で良好に保たれた.左室心筋水分含有量はA(-)群80.5%,A(+)群78.9%,R(-)群81.0%,R(+)群80.0%と順行性逆行性投与ともにヒアルロニダーゼの添加で有意に低下したが,中隔(A(-)群80.6%,A(+)群79,6%,R(-)群81.5%,R(+)群81.3%),右室(A(-)群80.0%,A(+)群78,8%,R(-)群81.9%,R(+)群81.0%)の心筋水分含有量は順行性投与ではヒアルロニダーゼの添加で低下したが、逆行性投与では差は認められなかった.逆行性冠潅流法では中隔・右室の潅流が不十分となることが示唆されたが,心筋保護液へのヒアルロニダーゼの添加により,グラフトのviabilityは良好に保たれた.来年度以降はこの成績をもとに同所性心移植心で今回成績を検討する.今年度は,実際に同所性心移植での成績を検討した.ビーグル成犬(体重7.0-11.8kg)10組の同所性心移植を行ない,冠灌流液組成の差で2群に分けた.C群(n=5)は,4°CSt.Thomas′II液単独で,H群(n=5)では,3000U/Lのヒアルロニダーゼを混合した.右第4肋間開胸で心臓に到達した.全身へヘパリンを投与後,上下大静脈から急速に脱血し,心停止させ,in situで30分間放置した.順行性に冠灌流した後,4°C生理食塩水へ浸漬,3時間保存した. Shumway変法で移植した。ドナーおよびレシピエントの体重および移植前の血行動態は,群間で有意差を認めなかった.移植後,両群ともすべて,体外循環を離脱した.体外循環離脱2時間後の左室圧(LVP),左室圧一次微分(LV dP/dt),心拍出量(CO)で群間に有意差を認め,H群で良好であった.
可視化によるランゲルハンス島細胞の新規調節因子の探索

本研究では膵ラ氏島細胞α細胞、β細胞、δ細胞に特異的な蛍光蛋白を発現する3重トランスジェニックゼブラフィッシュを作成し膵ラ氏島細胞の量・比率の制御のための分子メカニズムに迫ろうとする試みである。蛍光顕微鏡下の画像解析でβ細胞数に対するα細胞数の割合が5dpfと比較して7dpf以降に急速に増加した。ゼブラフィッシュ膵ラ氏島細胞のフローサイトメトリーでの解析、セルソーターでの膵ラ氏島細胞の採取に係る技術開発に成功した。これらは、膵ラ氏島細胞の正確な採取を可能とし膵ラ氏島内の細胞間相互作用・制御の分子メカニズムの解明につながる重要な技術であり、今後様々な膵ラ氏島関連の研究に寄与してゆくものである。本研究では光学的に透明であるというゼブラフィッシュに対し、膵ランゲルハンス細胞の構成細胞であるα細胞、β細胞、δ細胞の各細胞に特異的な蛍光蛋白を発現する3重トランスジェニックゼブラフィッシュ(α細胞:gcgaプロモーター、mTurquoise、β細胞:insプロモーター、mCherry、δ細胞:sst2プロモーター、mVenus)を作成し解析することで生体のエネルギー代謝において特に重要な機能を持つ膵ランゲルハンス島細胞の量や比率の制御のための分子メカニズムに迫ろうとする試みである。膵ランゲルハンス島細胞の蛍光顕微鏡下の画像解析を5dpf(days post fertilization)、7dpf、9dpfにおこなった。これよりβ細胞数に対するα細胞数の割合は5dpfと比較して7dpf以降に急速に増加するということを明らかにした。さらに、5dpf、7dpf、9dpfの各時期における種々の膵島細胞の遺伝子発現を個別に検討するために、ゼブラフィッシュ膵島細胞のフローサイトメトリーによる解析およびセルソーターによる膵島細胞の採取に係る技術開発を行いこれに成功した。フローサイトメトリー及びセルソーターによるゼブラフィッシュの膵ランゲルハンス島細胞の解析は過去に報告はなく新規性が高い。今回の成果によって今後膵島細胞の正確な採取を行うことが可能となる。このことは従来検討が困難であった膵島内の細胞間相互作用・制御の分子メカニズムの解明につながる重要な技術であり、今後様々な関連する研究に寄与してゆくものである。内分泌学
新合金理論に基づく鉄基オーステナイト合金の耐熱、耐食機能設計

耐熱、耐食、耐照射などの高機能を有し、各種先端技術で重要なFe基オーステナイト(fcc)合金について、われわれの開発した新しい合金理論(分子軌道法による)に基づく合金設計手法を確立することを目的として系統的な研究を行った。得られた結果をfcc、Niクラスタを用いて計算した。合金元素Mのd軌道レベル(Md)と結合次数(Bo)のパラメータを用いて評価した結果、新しいFe基オーステナイト合金の"相安定性指標図"を開発することができた。本合金の組織や相安定性は従来経験的に作られた"シェフラーの組織図"に頼ってきたが、これは極めて不正確であった。相安定性指標図では高温より溶体化処理状態のγ/γ+α_M(bccマルテンサイト)、γ/γ+α(δ)(bccフェライト)相境界がより表せる。さらにシェフラー図と異なり、低温で時効した場合のTCP相(σやμ相などで脆化相)境界もよく示すことができる。本図を基い核融合炉壁用の低照射化鋼のコンピュータ援用設計を行った。これでは高放射化元素のNiとNをそれぞれ0.9%および0.3%以下に抑制する必要がある。1008種の計算した合金組成から、条件に合った候補合金、12%Cr、18%Mn、0.9%Ni、0.1%C、0.3%N、残Feを迅速に選定することができた。本合金は硬度も低く、非磁性で安定なγ相より成ることがわかつた。
極端な異常走時波による、西南日本下フィリピン海プレ-トの3次元精密構造の推定

伊予灘で発生する深さ数十kmの地震の波形は、初動の後に顕著な後続相を示す場合がある。この後続相の走時や振幅を説明する地殻とフィリピン海プレ-トの構造モデルを推定するのが目的であった。1.まず、事実の把握を試みた。当該域で最近約5年に発生したM>3.5の地震を、気象庁ファイルから選び、近傍大学の観測網デ-タで震源座標を確認した。発震機構解は、観測点配置が不適当で求め得なかった。2.地震波形を近傍大学で収集し、ディジタル化して京都大学のデ-タと併せてアレンジ波形表示した。震源分布や、既報の論文調査から、西南日本下のフィリピン海プレ-トの速度構造モデルを作成した。これに基づき、Ray-tracing法で走時を計算した。観測走時を説明できるモデルは、フィリピン海プレ-ト上面に、厚さ10km弱の海洋性地殻が存在する事を示唆した。また、地震がこの海洋性地殻の中で発生することが後続波生成の必要条件であることも分かった。4.ガウシャンビ-ム法で、後続相が実際に観測可能な振幅を持つかどうかを計算した。結果は、海洋性地殻が下部地殻と接するような構造があれば、観測可能であることを示した。5.研究課程で、鳥取での観測を説明するモデルから類推して、高知の下でも海洋性地殻が存在し、それが下部地殻と接している筈であるとの、新しい知見が得られた。6.モデルでは、海洋性地殻とプレ-トの境界が既報のモホ面より深いと仮定した。これまでの知見とは異なるので、海洋性地殻の存在やモホ面の深さについてさらに研究してみたい。
心不全における臨床的カルシウム過負荷の評価

心不全において心筋細胞の収縮力低下の主因にカルシウム過負荷が考えられているが、患者さんの心臓で直接カルシウム過負荷を示す方法はない。我々はカルシウム過負荷の定義を「筋小胞体内のカルシウム含量が多くなり、心拍間の時間が短いときに放出できる許容量を超え、収縮効率が低下した状態」とした。実際、心房ペーシングで心拍数をあげて、左室収縮力を心臓カテーテル検査で測り、心不全患者さんでは、本来増強すべき左室収縮力の増強程度が小さい一方、ペーシングをやめて心拍間時間が長くなると有意に大きな収縮力増強効果が得られた。その他の結果も合わせ、心不全でカルシウム過負荷が示唆された。昨年度は、これまで紙媒体で打ち出したデータを定規で測り解析していたデータを、PowerLabを購入させていただいたことで、計測・解析時間の短縮をはかり、拡張機能の計測もできる体制づくりを進めました。その中で、昨年度は検査症例は5例にとどまりました。現在、さらにもう一報報告準備中です。心不全における臨床的カルシウム過負荷の評価として、これまで当施設で行ってきた検査に新たな検査結果を合わせて、論文投稿、学会発表を行っている。ペーシングによる評価が滞っており、心不全患者さんの心筋組織の検討も始めており、カルシウム過負荷に関連するような所見が得られないかの検討もしている。学会発表では、2015年10月第18回日本心不全学会学術集会、2015年12月第37回心筋生検研究会で、生検の意義や電子顕微鏡所見について発表した。予定していたペーシングの研究は、検査枠の確保が難しくなり、現在休止中である。論文は、これまでのデータでIn Pressになっているが、次のデータを得るのには、別の方法論を必要としてる。心不全において心筋細胞のカルシウム過負荷が心筋細胞の働きを低下させる主因のひとつとされているが、臨床的にカルシウム過負荷を示すことが難しい。そこで心拍数を変えたときや期外収縮のあったときに、短い連結期でも十分な収縮力を発揮できる場合には細胞内でカルシウムハンドリングが良好で、収縮力が落ちたり、収縮力の増強が遅れたりする場合はカルシウムハンドリングが不良で細胞内にカルシウムがたまる過負荷の状態であると判断することとして、「頻度収縮力関係」「刺激後増強反応」「交互脈」を指標に用いて評価をおこなった。平成25年から平成28年の研究期間で、これらに関する論文として、Heart Vessels 2013;28(3):336-344. Pacing Clin Electrophysiol 2014;37:197-206. Intern Med 2015;54:2273. Int Heart J. 2016;57:317-322.を発表できた。これらの中で示したのは、拡張型心筋症では、「頻度収縮力関係」が不良で頻脈時の収縮力増強に乏しい一方で、頻脈刺激後に心拍間隔が伸びると強い収縮となる「刺激後増強反応」が強く、このような症例では「交互脈」が出やすいこと、さらに閉塞性肥大型心筋症でも高度の圧較差により収縮のエネルギーを要する時には「交互脈」が出現しておりカルシウム過負荷が示唆された。今回の検討が侵襲的検査をもとにしていため、今後は心エコーを用いて低侵襲にデータを得たい。また、カルシウム過負荷を生じる原因については、心筋生検の所見やサンプルを用いた研究に発展させたく、今回の臨床データは、臨床で直接示すことが難しいカルシウム過負荷そのものを示すための基礎研究につながると考えている。あらたな症例の登録が遅れており、以前の症例を主体のデータの解析を進めている。本研究が、心臓カテーテル法を用いた侵襲的検査であり、全症例に一様に行うことが難しくなりつつあり、研究の進行を遅くしている。心エコーを用いた「頻度収縮力関係」「刺激後増強反応」の解析がかのうかどうか、準備をしている。既報では、可能と考えられ、現在、試行中である。この方法は、繰り返し行うことができるため、短期の薬効評価も可能と考えられる。心不全患者さんの心筋生検では、カルシウム過負荷と関連するような臨床的・組織学的変化がないか検討することとしている。循環器内科学現在、心エコーを用いた同様の研究方法について検討中であり、非侵襲的な方法であることから、今後の伸展が多いに期待できる。これまでの方法では同一症例で繰り返し検査を行うことが出来なかったが、今後は繰り返し行うことで、カルシウム過負荷の改善を経時的に示すことを行っていき、また予後との関連も示せるように研究を組みなおす。また、侵襲的検査を行う症例については、心筋生検による心筋組織の検討を行っており、心不全における臨床的カルシウム過負荷と、組織所見の間に、関係があるかどうかの検討を同時進行で行う。

スタッフの入れ替わりがあり、心不全患者さんの心臓カテーテル検査を行うなかで、本研究のためのプロトコールをしばらく実施できなかったこと、PowerLabの導入にともなって体制を整えるのに時間を要したことから、症例数の蓄積が遅くなっていますが、今年度は症例数が増える予定です。心臓カテーテル法による方法を休止中であり、心エコー法による非侵襲的方法を試行中であり、期間を延長している。心臓カテーテル検査の件数に限りがありデータ収集が遅れている。現在心エコー法による非侵襲的方法を検討中であり、今後データ収集や解析などで使用する予定である。心エコー法による方法を行って非侵襲的に検査ができるようにし、症例によっては病理学的検討を加えられるよう、心筋生検の研究も平行して行う。心不全症例において、本研究の検査を連続症例で検討して解析を行います。また、圧トランスデューサー付のピッグテールカテーテルの左室内留置困難症例でプレッシャーワイヤーを持ちいる試みもしており、検査不可の症例をできるだけなくすようにします。心エコー法によるデータの解析を平行して行い、また、病理学的検査も加えることで、研究に幅をもたせられるよう、予算を有効に使う予定である。検査の立ち上げにあたり件数が少なかった分を次年度に施行するため、次年度使用額が多くなっております。今年度は件数をふやすことで使用額が大きくなることが予想されます。また解析や論文投稿にあたり、ソフトや校正などにも使用が予想されます。
分子血清学的方法(SEREX法)による胃癌抗原の同定

胃癌の治療は早期発見と外科的手術に頼らざるを得ないのが現状であり、進行・再発胃癌では有効な治療法が確立されておらず、免疫療法などの新しい治療方法の開発が望まれいる。本研究の目的は、胃癌の免疫療法のターゲットとなるべき癌抗原を同定し、さらに臨床応用のための基礎的データを得ることである。具体的には、近年開発されたSEREX法(Serological identification of antigen by recombinant cDNA expression cloning)を用いて、胃癌の癌抗原を同定することを試みた。SEREX法では、癌患者から摘出した癌組織由来のcDNA発現ライブラリーを患者の自家抗体を用いて検索し、反応する癌抗原を同定する。SEREX法の利点は、癌細胞の培養株の樹立を必要としないことであり、あらゆる癌で癌抗原を検索することを可能にした。これまでに、5症例の胃癌でSEREX法による癌抗原の検索を行い、癌患者の免疫系が認識する136種の抗原を同定した。これらの中から、胃癌の免疫治療・診断に有用な抗原を同定するために、抗原に対する免疫反応が癌患者で特異的に誘導されていることを基準として選択することにした。各々の抗原に対する抗体の存在を、44名の胃癌患者群と100名の非癌患者コントロール群で検索した。136種の抗原は、(1)複数の癌患者で抗体が検出されるがコントロール群では全くされない抗原:11種、(2)抗原を同定した患者のみで抗体が検出される抗原:40種、(3)癌患者群と非癌コントロール群の両群で抗体が検出される抗原:85種、以上の3群に分けられた。(1)のグループの抗原が最も期待される抗原である。加えて、(3)のグループの抗原にも癌患者での抗体産生の頻度がコントロール群に比べ有意に高い抗原が約10種あり、これらも有望と考えられる。約20種類の候補の抗原の選択を終え、各々の抗原の発現様式と遺伝子異常の解析を開始した。これらの抗原が患者の免疫反応を惹起した原因を解明することにより、診断・治療における有用性を検討して行く予定である。
レーザー反応場における高速化学気相析出のダイナミクスを利用した完全配向成長の実現

高強度の連続発振レーザー光をレンズで拡げて用いることで、大きな領域に活性な反応場を創り出すことができる。化学気相析出法は、気相からの析出反応により基材をコーティングする手法であり、合成温度や炉内圧力を変化させることで、多彩な構造制御が可能である。被覆性が高いことから、実用コーティング法として幅広く使用される。本研究課題では、レーザー照射により活性化させた反応場での化学気相析出プロセスにおいて、高過飽和度原料雰囲気下における高速化学気相析出のダイナミクスを利用することで、α-Al2O3をはじめとして、機能性および構造セラミックス材料の配向成長を実現する。本研究課題は、従来の熱プロセスでは難しいが、レーザー反応場で活性化したプロセスに、高過飽和原料蒸気を導入することで、セラミックスコーティングおける気相からの完全配向成長技術を達成し、レーザー反応場での気相成長の学理を追究することを目的とする。具体的には、多結晶基板上への完全c軸配向アルミナ(α-Al2O3)膜の合成プロセスを確立する。硬質材料であるα-Al2O3は、結晶配向により機械的特性が変化し、実用上ではc軸配向が求められる。c面は原子稠密面であり成長速度が低く、下地層なしでは気相からのc軸成長は不可能とされてきた。本手法は、高い原料供給量下でも高い反応性を保持できるため、強い配向性を持った膜の高速気相析出が可能である。これまで、α-Al2O3の合成において、供給原料の過飽和度が、配向成長に与える影響が顕著であることを明らかにしてきた。本年度は、多結晶AlN基板上にα-Al2O3を成膜し、合成条件が結晶配向や微細組織に与える影響を明らかにした。配向度を、X線回折強度を基に配向係数(Texture coefficient)として評価したところ、原料気化温度、成膜温度および炉内圧力を最適化することで、ほぼ完全にc軸配向したα-Al2O3膜を気相から合成できることを明らかにした。本研究課題は、従来の熱プロセスでは難しいが、レーザー反応場で活性化した化学気相析出プロセスに高過飽和原料蒸気を導入することで、セラミックスコーティングプロセスにおける気相からの完全配向成長技術を達成し、気相成長の学理を追究することを目的とする。具体的には、多結晶基板上への完全c軸配向アルミナ(α-Al2O3)膜の合成プロセスを確立し、究極の配向成長である単結晶厚膜の気相成長を実現する。これまで多結晶AlN基板上へのα-Al2O3の合成実験において、種々の合成条件(成膜温度、成膜雰囲気、成膜圧力、原料気化温度、キャリアガス流量)でα-Al2O3膜を合成し、これらが膜の結晶相や配向性、微細組織に与える影響を調べてきた。そして、供給原料の過飽和度が、配向成長に与える影響が顕著であることを明らかにした。本年度は、研究をTiO2やZrO2およびこれらとAl2O3とのコンポジット材料に展開し、レーザー反応場において羽毛状組織や樹枝状組織を有する特異なナノ構造を持つコーティング膜が得られることを明らかにした。これら得られた膜の電子顕微鏡観察を通じて、レーザー反応場における気相成長を議論するための知見を蓄積した。本研究課題では、従来の熱プロセスでは難しいが、レーザー反応場で活性化した化学気相析出プロセスに高過飽和原料蒸気を導入することで、セラミックスコーティングプロセスにおける気相からの完全配向成長技術を達成し、気相成長の学理を追及することを目的とする。具体的には、多結晶基板上への完全c軸配向α-Al2O3膜の気相合成プロセスを確立する。α-Al2O3は切削工具向けの硬質コーティング材料であるが、結晶配向により機械的特性が変化することから、実用上はc軸配向成長が求められる。しかし、c面は原子稠密面であり、成長速度が低いことから、下地層なしでは気相からのc軸配向成長は不可能とされてきた。これまでの研究において、合成条件(原料気化温度、成膜温度および炉内圧力)を最適化することで、多結晶AlN基板上に、配向係数90%のほぼ完全にc軸方向に自己配向成長したα-Al2O3膜を気相合成できることを示した。さらに研究対象材料をα-Al2O3からTiO2, ZrO2およびこれらのコンポジット膜に展開した。TiO2およびZrO2のコンポジット膜では、顕著な配向成長とともに、それぞれ羽毛状組織や樹枝状組織を有する特異なナノ構造を持つコーティング膜が生成することを明らかにした。

高強度の連続発振レーザー光をレンズで拡げて用いることで、大きな領域に活性な反応場を創り出すことができる。化学気相析出法は、気相からの析出反応により基材をコーティングする手法であり、合成温度や炉内圧力を変化させることで、多彩な構造制御が可能である。被覆性が高いことから、実用コーティング法として幅広く使用される。本研究課題では、レーザー照射により活性化させた反応場での化学気相析出プロセスにおいて、高過飽和度原料雰囲気下における高速化学気相析出のダイナミクスを利用することで、α-Al2O3をはじめとして、機能性および構造セラミックス材料の配向成長を実現する。対象材料をα-Al2O3からTiO2, ZrO2およびこれらのコンポジットに拡げて研究を展開できた。さらに、これらの材料とAl2O3とのコンポジット材料にも研究を進め、レーザー反応場において羽毛状組織や樹枝状組織を有する特異なナノ構造を持つコーティング膜が得られることを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。無機材料合成配向制御したα-Al2O3およびコンポジット膜を合成する。レーザー照射や原料供給が気相成長に与える影響について詳細に議論する。レーザー反応場における高速化学気相析出・配向成長プロセスを、結晶成長論と照らし合わせながら解明する。原料気化温度、成膜温度および炉内圧力を最適化することで、配向係数90%のほぼ完全にc軸配向したα-Al2O3膜を気相から合成できた。試料合成に用いる有機金属原料の費用が抑えられたことと、現有装置で十分な成果が得られつつあったことから、次年度使用額が生じた。研究は順調に遂行しており、来年度に執行した方が研究が円滑に遂行できると判断したためである。各結晶面に完全配向したα-Al2O3膜を多結晶AlN基板上に合成し、結晶配向成長プロセスを議論するためのより多くの基礎的なデータを得る。さらに、電顕による組織観察の面から成長過程を検討する。本研究課題の総括に向けて、平成27年度は合成実験をより網羅的に行う計画である。そのため、平成27年度請求額とあわせ、平成27年度の研究遂行に使用する予定である。研究の進捗は当初の計画以上であり、順調に遂行している。次年度使用額が生じた理由は、試料合成に用いる有機金属原料の費用が抑えられたことと、当初本年度に実施する予定であった高飽和度原料安定供給装置およびその場分光観察用光源の導入について、現有装置で十分な成果が得らつつあったことから、来年度以降とした方が研究が円滑に遂行できると判断したためである。これらの経費を次年度に計上することとした。本研究課題を一段と推進するため、本年度はより多くの試料合成を行う計画であることから、これらの経費を平成26年度に使用する。また、真空装置の部品交換を最小限にしていたため、その分を次年度に実施する必要がある。以上のように、平成26年度請求額とあわせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。
脊髄損傷に対する磁気ターゲティング法を用いた神経幹細胞投与

よって本年度はこの神経幹細胞-磁気ビーズ複合体を用い,Oishiらの開発した脊髄への軸索伸長を定量的に評価できる脳・脊髄器官共存培養法を用いて,複合体の軸索伸長に与える影響を検討した.この共存培養組織に外磁場なしで複合体と非複合体を移植すると,どちらの細胞も組織近傍に散在し,組織内で伸長した軸索数はほぼ同等で有意差を認めず,磁気ビーズでラベリングすることによる影響が軸索伸長能力においても存在しなかった.それに対し複合体を外磁場により組織周辺に集積させると軸索伸長は有意に(約1.5倍)促進されていた.今後in vivoで脊髄損傷モデルを用いる必要があるが,磁気ターゲティング法は脊髄損傷部へ細胞を誘導・集積させ,その効果を増幅させる有効な細胞移植方法の一つとなりうるものと期待される.よって本年度はこの神経幹細胞-磁気ビーズ複合体を用い,Oishiらの開発した脊髄への軸索伸長を定量的に評価できる脳・脊髄器官共存培養法を用いて,複合体の軸索伸長に与える影響を検討した.この共存培養組織に外磁場なしで複合体と非複合体を移植すると,どちらの細胞も組織近傍に散在し,組織内で伸長した軸索数はほぼ同等で有意差を認めず,磁気ビーズでラベリングすることによる影響が軸索伸長能力においても存在しなかった.それに対し複合体を外磁場により組織周辺に集積させると軸索伸長は有意に(約1.5倍)促進されていた.今後in vivoで脊髄損傷モデルを用いる必要があるが,磁気ターゲティング法は脊髄損傷部へ細胞を誘導・集積させ,その効果を増幅させる有効な細胞移植方法の一つとなりうるものと期待される.本年度は神経幹細胞-磁気ビーズ複合体の作製に成功し,この複合体の性質について以下のとおり検討・実施した.(1)神経幹細胞はNeurosphere法に基づきGFP陽性ラットの胎仔海馬組織を用いて培養し,ペプチド付与磁気ビーズを神経幹細胞に作用させると神経幹細胞は磁気ビーズと複合体を形成することを,光学顕微鏡,電子顕微鏡で確認した.磁気ビーズは細胞内に取り込まれず,神経幹細胞の表面に存在していた。神経幹細胞は複合体を形成しても,そのほとんどすべての細胞が未分化神経系細胞のマーカーであるnestinに陽性であった.(2)神経幹細胞-磁気ビーズ複合体(以下複合体群)を磁気ビーズ付着後5日間培養し血球計算板にて計測した.実験の対照群として磁気ビーズを反応させない神経幹細胞のみの群(以下非複合体群)と比較した.複合体群の細胞数は,0,1,3,5日目いずれにおいても非複合体群と有意差を認めなかった.(3)神経幹細胞-磁気ビーズ複合体をbFGF非存在下で10日間培養し,MAP2,GFAP,Gal-C陽性細胞への分化を確認した.複合体もそれぞれMAP2,GFAP,Gal-C陽性細胞へと分化し,その分化率は非複合体群と同様であった.(4)複合体の外磁場による誘導能を検討した.Plate中央部底面に磁石を設置し複合体群と非複合体群を同数播種すると,複合体群は磁石設置部に集積して周辺部の各領域よりも,また非複合体群を播種した磁石設置部よりも有意に多く存在していた.よって本年度の研究結果から神経幹細胞-磁気ビーズ複合体は,神経系の未分化な細胞特性を保ち,非複合体群と同等の生存率と各種神経系細胞への分化能を保持しながら,外磁場への誘導能を獲得していることがin vitroで確認された.本年度はこの神経幹細胞-磁気ビーズ複合体を用い,Oishiらの開発した脊髄への軸索伸長を定量的に評価できる脳・脊髄器官共存培養法を用いて,複合体の軸索伸長に与える影響を検討した.この共存培養組織に複合体と非複合体を移植したところ,外磁場を作用させない環境下ではどちらの細胞も組織近傍に散在し,組織内で伸長した軸索数はほぼ同等で有意差を認めず,磁気ビーズでラベリングすることによる影響が軸索伸長能力においても存在しなかった.それに対し,外磁場を作用させることにより複合体を組織周辺に集積させると軸索伸長は有意に(約1.5倍)促進されていた.つまり供給に限界のある神経幹細胞を脊髄損傷部に集積させることで,より高い軸索伸長効果が得られ,効率的な脊髄再生能を発揮させる可能性が示唆された.今後in vivoで脊髄損傷モデルを用いる必要があるが,磁気ターゲティング法は脊髄損傷部へ細胞を誘導・集積させ,その効果を増幅させる有効な細胞移植方法の一つとなりうるものと期待される.(これらの結果は英語論文としてまとめ,現在投稿中である.)
肝特異的MRI造影剤を用いた腫瘍性・非腫瘍性肝疾患の描出と肝機能の評価

肝臓のMRI診断において肝特異性造影剤の使用は腫瘤性病変の検出能を向上させることが報告されている。当該研究では、肝臓の網内系細胞(クッパー細胞)に集積するマグネタイト粒子による造影MRIの描出能を、ラットの実験モデルおよび肝機能障害患者において検討した。この結果、肝特異性造影剤を用いた通常の造影MRIでは、肝硬変症などの肝機能障害時に肝臓への取込みが不均一になったり、再生結節や門脈周囲の炎症細胞浸潤等の影響を受けて、画像上擬陽性または擬陰性を呈することがあることを問題提起した(第56回日本医学放射線学会,1st MR Contrast Media Forum:1997年)。また肝細胞癌等に対する塞栓療法後の経過観察においても、腫瘍内の活性部位と腫瘍内壊死・嚢胞成分等が鑑別不能であり、腫瘍再発等の診断が困難な場合があることを警告した。これらの質的診断における問題点は、肝特異性造影剤使用の際の血流情報の欠除によるものと考察し、肝血流および腫瘍血流を肝特異性造影剤を用いて画像的に解析することを検討した(perfusion study)。造影剤を急速投与し、各種の撮影条件によるダイナミック撮影(perfusion study)をラットの実験モデルを用いて実施し、至適撮影方法を設定した。得られた至適撮影条件を肝細胞癌・転移性肝腫瘍等の臨床例に応用し、腫瘍血流を介して肝腫瘍活動性を評価することが可能であった。以上の結果を踏まえて、肝網内系特異性造影剤を用いた腹部造影MRIが存在診断の際に注意を要することと、ダイナミック撮影を工夫することで血流情報が得られ、不十分と考えられた質的診断にも寄与し得るとの成果を1st MR Contrast Media Forumおよび国際造影剤学会(CMR97:1997年)で発表した。超常磁性酸化鉄粒子(SPIO)の肝臓への取り込みをMRI画像上で評価した。本薬剤は肝腫瘍性病変に対して一般臨床試験が実施されているが、肝機能障害の影響や肝血流・腫瘍血流の評価への応用は十分に検討されていない。本年度はダイナミックMRIを用いた血流情報の検討を試みた。SPIO:10mmol Fe/kgを静脈内投与したラット肝臓を潅流後摘出し、プルシアンブルー鉄染色にて病理組織像を検討したところ、正常肝網内系細胞内に鉄粒子の取り込みが証明された。MRI上、SPIOの強いT2短縮効果が正常肝臓の信号低下をきたし、網内系細胞を持たない腫瘍組織は相対的に高信号強度として検出された。ただし、この検査では血流の評価が全くできないため悪性腫瘍でも壊死組織や嚢胞などの非活動性の組織でも同様に高信号強度に抽出され、鑑別診断には役立たなかった。本学の1.5テスラMRI装置(GE:SIGNA)を用いて測定したSPIOのT1、T2短縮効果(R1値、R2値)はそれぞれ9.48mM^<-1>・sec^<-1>、229.5mM^<-1>・sec^<-1>であり、軽度のT1短縮効果と、選択的に強いT2短縮効果を有することが確認された。腫瘍検出に応用されているT2短縮効果とは別に、T1短縮効果に注目してダイナミックMRIの撮像パルス系列を各種検討し、T1強調マルチスライスグラディエントエコー法(FMPSPGR法:GE社)で4060%、通常のT1強調グラディエントエコー法(SPGR法)で3040%、高速スピンエコー法で20%以下のラット正常肝臓の相対的信号強度変化を得た。

この基礎検討をもとに、肝腫瘍検出を目的としたSPIOによる一般臨床試験10症例にダイナミックMRIを実施したところ、肝臓の相対的信号強度変化率は20%以下と低く、ラットの場合と異なり、画像上での血流評価は困難であったが、Time-Intensity Curveを作成することにより正常肝臓、肝腫瘍の血流の評価が可能であった。肝臓のMRI診断において肝特異性造影剤の使用は腫瘤性病変の検出能を向上させることが報告されている。当該研究では、肝臓の網内系細胞(クッパー細胞)に集積するマグネタイト粒子による造影MRIの描出能を、ラットの実験モデルおよび肝機能障害患者において検討した。この結果、肝特異性造影剤を用いた通常の造影MRIでは、肝硬変症などの肝機能障害時に肝臓への取込みが不均一になったり、再生結節や門脈周囲の炎症細胞浸潤等の影響をうけて、画像上擬陽性または擬陰性を呈することがあることを問題提起した(第56回日本医学放射線学会,1st MR Contrast Media Forum:1997年)。また肝細胞癌等に対する塞栓療法後の経過観察においても、腫瘍内の活性部位と腫瘍内壊死・嚢胞成分等が鑑別不能であり、腫瘍再発等の診断が困難な場合があることを警告した。これらの質的診断における問題点は、肝特異性造影剤使用の際の血流情報の欠除によるものと考察し、肝血流および腫瘍血流を肝特異性造影剤を用いて画像的に解析することを検討した(perfusion study)。造影剤を急速投与し、各種の撮影条件によるダイナミック撮影(perfusion study)をラットの実験モデルを用いて実施し、至適撮影方法を設定した。得られた至適撮影条件を肝細胞癌・転移性肝腫瘍等の臨床例に応用し、腫瘍血流を介して肝腫瘍活動性を評価することか可能であった。以上の結果を踏まえて、肝網内系特異性造影剤を用いた腹部造影MRIが存在診断の際に注意を要することと、ダイナミック撮影を工夫することで血流情報が得られ、不十分と考えられた質的診断にも寄与し得るとの成果を1st MR Contrast Media Forumおよび国際造影剤学会(CMR 97:1997年)で発表した。