hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線を中心とした多波長観測による遠方銀河団と宇宙構造進化論の研究

銀河団の高温プラズマ(ICM)の性質はz<0.1と0.1<z<0.6のそれぞれの時期でほとんど違いが見られない。しかし、宇宙論的な研究から明らかなように、銀河団が平坦な宇宙から重力的に収縮し進化しているのは疑い無いとすれば、z>0.6のどこかの時期で近傍銀河団と性質が違う銀河団が見つかってくるはずである。その意図から我々はz>0.6の銀河団としてz1のAXJ2019+1127を観測したところ、近傍銀河団とは著しく違う性質を示すことが分かった。まず、銀河団の高温プラズマの量が少なく、近傍銀河団の1/51/2に過ぎない。このことはz=0.61附近で銀河団の収縮が進んだ可能性を示している。一方、この銀河団は近傍の銀河団に含まれる鉄とほぼ同量含んでいた。これはz1までに銀河からICMへの鉄の放出が終了することを示している。この鉄放出メカニズムを探るために、初期銀河のプロトタイプとして考えられているスターバースト銀河のうちM82を「あすか」で観測した。その結果、(1)プラズマに特有の輝線を検出し、スターバースト銀河で確かにプラズマが生産されていることが判明した。(2)しかし、そのアバンダンスは小さく、いずれの重金属でも宇宙組成の0.3倍以下であった。しかも、銀河団のプラズマで最も特徴的な鉄に関しても宇宙組成の0.1以下であり、銀河団の0.3を下回る。(3)このことは、スターバースト銀河で生産される重金属量では銀河団に含まれる重金属を説明できないことを示す。これは現在のスタンダードなシナリオを否定する重大な結論である。(4)一方、3keV以上のバンドで時間変動を検出した。これはM82にAGNが存在する確かな証拠である。この結果は、スターバースト活動からAGNが誕生する可能性を示す。本年度の目標は、A.「あすか」の検出器と他の衛星の検出器のクロスキャリブレーションを行うこと、B.各遠方銀河団でグローバルな温度、アバンダンス、総X線光度を測定し、近傍銀河団と比較し進化を調べること、C.温度関数、X線光度関数の進化を調べること、D.イメージ解析ソフトを開発することであった。まず同じ銀河団を「あすか」とEsinetinとで観測した例、および「あすか」と「ぎんが」で観測した例についてクロスキャリブレーションを行った(A)。これはX線フラックスと温度の両方について行い、システマティックエラーの1つとして取り込むことにした。次に「あすか」によって観測された17個の遠方銀河団についてスペクトル解析を行い、それぞれの銀河団の温度、重金属アバンダンス、総X線光度を測定した(B)。この結果より、アバンダンスと温度、温度とX線光度の相関を得た。この結果と近傍銀河団における相関を比較した(C)。またプレリミナリーな結果ではあるが、重金属に関して大きな進化は見られなかった。この結果は、銀河から銀河間空間への重金属放出は宇宙の比較的初期の時期に集中して行われたことを示している。以上の結果は1997年8月に行われるIAU国際会議で発表する予定である。以上に加え、より詳しい解析を行うために高速のDEC社製AlphaStationと大容量のハードディスクを導入し、ASCA-ANLと呼ばれるイメージ解析ソフトを準備している最中である(D)。これにより、各遠方銀河団毎の詳細な解析が可能となる。また、「あすか」AO-5に遠方銀河団の観測の申し込みを行い、受理されている。本年度の業績は主に以下の2つである。

まず、「あすか」によってz=1の非常に遠方の銀河団を検出したことである。これはz=3.27のQSOが重力レンズ効果を受けていることが光学観測から検出されていたことから、重力レンズを起こしている対応天体をX線天文衛星「あすか」で観測したところz=1に候補天体が検出された。その後ROSAT衛星で観測したところ拡がった放射が検出され、対応天体はz=1の非常に遠方の銀河団であることが判明した。この銀河団は温度が10keVと非常に高く、z=1という初期宇宙でも十分な重力収縮が行われていたことを示した。また、鉄の存在比が宇宙組成と同じであることが分かった。近傍の銀河団が宇宙組成比の0.3倍に過ぎないことを考えると非常に興味深い結果である。この結果はNatureに投稿論文として発表され、さらに新聞発表を行い、第一面に掲載された。もう一つは、z<0.1の銀河団、z=0.1-0.6の銀河団、及び前述のAXJ2019+1127を含むz>0.6の銀河団との比較から、z=0.1-0.6では大きな進化は見られない一方で、z>0.6で大きな進化を遂げている可能性があることが分かった。温度ガス質量関係で比較した場合、遠方銀河団は同じ温度の近傍に比べ数倍程度ガスが少ないことが分かった。また、近傍銀河団はβモデルで合わせた場合、β=0.6であるのに対して、遠方銀河団はβ1とコンパクトな形をしていることが分かった。これはX線として初めて銀河団の進化を捕らえた結果であり、1997年8月のIAU総会のシンポジウムHot Universeで口頭発表を行い、現在投稿論文としてまとめつつある。来年度の最初の目標は、この結果を4月中にサブミットし、投稿論文としてアクセプトされることである。z>0.6での、初期銀河から銀河団空間への重金属放出の過程を調べることが、銀河団進化を調べる上で極めて重要な意味を持つことが分かった。しかし、z>0.6での初期銀河を直接観測することは、現在のX線天文衛星のテクノロジーでは不可能である。そこで、初期銀河のプロトタイプとして考えられているスターバースト銀河のうち近傍のM82を観測している。「あすか」PVフェーズで観測された時のM82と、さらに以前に「ぎんが」衛星を用いて観測したM82では明るさに違いが見られた。そこで、1996年に「あすか」を用いて12回にも及ぶモニター観測を行った。その結果、3keV以下の銀河間空間に重金属を含む高温プラズマを放出しているX線成分については、時間変動が見られなかったにも関わらず、3keV以上では有為な時間変動を検出した。X線光度は3×10^<40>ergs/sec1×10^<41>ergs/secの間を10ksec月の時間スケールで変動していた。この成分のスペクトルの形は、有為に変化している。変動成分のみを取り出したスペクトルには10^<22>cm^<-2>の強い吸収が見られる。これらよりスターバースト銀河M82にはAGNが存在することが明らかになった。この結果は、1999年3月に東京で行われた"Heating and Accelarationin the Universe"で発表した。またPASJに投稿し間もなくアクセプトされる見込みである。
重いクォークを含むエキゾチックバリオン共鳴の研究

本研究の目的は、近年発見された重いクォークを含むペンタクォーク系をバリオン-メソンの共鳴状態として記述し、その構造と反応を調べること、また、同様のエキゾチックバリオンを作る可能性のある他のチャネルを探すことにある。さらに、これらの系を系統的に調べ、現象論的なハドロン間相互作用と格子QCDから得られる相互作用とを比較し、低エネルギー領域におけるQCDの性質についての情報を得ることである。平成30年度は、平成29年度に引き続き、バリオン・メソン模型に、コンパクトな5クォーク状態の中でも軽いクォーク3個がカラー8重項に組んだ配位を有効ポテンシャルとして組み込み、クォークの自由度とπ中間子交換を同時に考慮したハドロン有効模型を用いて、アイソスピンが1/2の負パリティ系について研究した。その結果、CERNのLHCbグループのペンタクォーク生成実験において2019年に新たに報告された、4450 MeV領域でのダブルピークの振る舞いを説明できる可能性を示すことができた。我々の模型からは、これら2つのピークは、クォーク芯の部分のスピン依存性と、π中間子交換より現れるテンソル力のチャネル依存性より、スピン1/2と3/2の縮退の解けたΣcDbar*の共鳴状態だと考えられる。また、平成29年度に行った,4クォーク状態が2メソン系の共鳴として現れる可能性を示した研究を進め、位相のずれやチャネル混合に関する観測量を計算し、これらが、既知の共鳴を説明する、あるいは、新たなエキゾチックハドロンの候補となる可能性を示した。当初の計画に含まれるのは、1.「エキゾチックバリオンの存在可能性の評価」を軌道角運動量が0と1の系について行い、2.エキゾチックバリオンの定量的な評価を、クォーククラスター模型、ハドロン模型による実験の観測量の計算などで行う、3.格子QCDの結果との比較する、4.空間的なクォーク相関を取り入れた共鳴状態の計算、5.軽いクォーク対を含むエキゾチックバリオンの研究であった。このうち、項目2.に対応する、ハドロン間にπ中間子交換を入れた計算を行い、特徴的な実験結果を解明できる可能性を示せており、これは研究計画よりも進んでいる。3は現在検討中である。また、同じく研究計画にはないが、昨年度より、1.の軌道角運動量が1の場合と、4.と5.については、実験結果の多い4体系である2メソン系について研究している。これらの仕事は、関与する粒子数は少ないがチャネル数が多いことから、当初の計画を発展させたものとも考えられ、全体をみると、おおむね順調に進展していると言える。引き続き、当初の計画、および、それを現状の実験結果に対応して発展させた研究を続ける。具体的には、4クォーク系で軌道角運動量が1、正負パリティおよび荷電がゼロでない系についてその性質を研究し、ハドロン模型により実験の観測量に対応する物理量を求めること、ストレンジネスや軽いクォーク対が入った系について調べること、それらを5体系に拡張すること、また、現象を説明できている理由を、より明確化すること等を中心に研究を進めていく予定である。本研究の目的は、近年発見されたPc(4380)、Pc(4450)をはじめとする重いクォークを含むペンタクォーク系をバリオン-メソンの共鳴状態として記述し、その構造と反応を調べること、また、同様のエキゾチックバリオンを作る可能性のある他のチャネルを探すことにある。平成28年度は、エキゾチックバリオンの存在可能性の評価として、Pc(4380)とPc(4450)に対応すると考えられる、uudccbarという重いクォーク反クォーク対を含み、かつ、軌道角運動量が0のクォーク5体系について、群論を用いて状態を分類し、クォーククラスター模型を用いてその性質を調べた。その結果、群論を用いて、軽いクォーク3個がカラー8重項に組んだ配位がバリオン・メソン間に引力をもたらすことを明らかにできた。また、クォーククラスター模型を用いて、実際に束縛状態や共鳴状態が存在しうることを定量的に示した。これらの状態が、実際に観測されているPc(4380)、Pc(4450)のピークに対応するか否かは未だ結論できてはいないが、チャームクォーク対を含んだアイソスピン1/2の負パリティバリオン状態においてエキゾチックハドロンの存在の可能性を示すことができた。さらに、バリオン・メソン模型に軽いクォーク3個がカラー8重項に組んだ配位を入れる方法によって、上記メカニズムをハドロン模型に導入したところ、クォーク模型と同様な束縛状態や共鳴状態をもたらすことを示すことができた。これにより、このメカニズムがある程度頑健であることを示し、また、高い軌道角運動量状態の寄与を含むエキゾチックハドロンの研究を進めることを可能にできた。当初の計画では、1.平成28年度に「エキゾチックバリオンの存在可能性の評価」を軌道角運動量が0と1の系について行い、2.エキゾチックバリオンの定量的な評価を、クォーククラスター模型、ハドロン模型による実験の観測量の計算などで行う、3.格子QCDの結果との比較する等とであった。

このうち1の軌道角運動量が0の場合、および、2のクォーククラスター模型の計算の全部と、ハドロン模型の計算の一部は終了している。3は現在検討中である。また、研究計画にはないが、ハドロン間にπ中間子交換を入れた計算を行い、それが全体像を変えないことを確認した。これらの仕事は、当初の28年度の計画のおおよそ半分程度であり、本研究の予算執行の開始が平成28年10月下旬からとなったことを考えると、おおむね順調に進展していると言える。本研究の目的は、近年発見された重いクォークを含むペンタクォーク系をバリオン-メソンの共鳴状態として記述し、その構造と反応を調べること、また、同様のエキゾチックバリオンを作る可能性のある他のチャネルを探すことにある。さらに、これらの系を系統的に調べ、現象論的なハドロン間相互作用と格子QCDから得られる相互作用とを比較し、低エネルギー領域におけるQCDの性質についての情報を得ることである。平成29年度は、コンパクトな5クォーク状態をクォーク殻状態の基底状態として捉え、バリオン・メソン模型に、このコンパクトな5クォーク状態の中でも軽いクォーク3個がカラー8重項に組んだ配位を組み込む方法によって、ハドロン模型にクォーク自由度を起因とする有効ポテンシャルを導入し、クォークの自由度とπ中間子交換を同時に考慮したハドロン有効模型を作った。これにより、π中間子交換を考慮しても、クォーク模型と同様な束縛状態や共鳴状態が見えることを示し、従って、クォーク自由度の影響が観測で見える可能性のあることを示した。また、エキゾチックバリオンと同様のメカニズムによって4クォーク状態が2メソン系の共鳴として現れる可能性を示し、実際に簡単化したクォーククラスター模型を用いてその存在について調べた。その結果、多数(14チャネル)のチャネル結合を入れたc-cbar-q-qbarより成る2メソン系には、観測されるY(4260)の質量に近いところに共鳴が現れる可能性があること、また、ストレンジネスを含むs-sbar-q-qbarより成る2メソン系にも3個程度の共鳴がある可能性があり、これらが、既知の共鳴を説明する、あるいは、新たなエキゾチックハドロンの候補となる可能性を示した。当初の計画に含まれるのは、1.「エキゾチックバリオンの存在可能性の評価」を軌道角運動量が0と1の系について行い、2.エキゾチックバリオンの定量的な評価を、クォーククラスター模型、ハドロン模型による実験の観測量の計算などで行う、3.格子QCDの結果との比較する、4.空間的なクォーク相関を取り入れた共鳴状態の計算、5.軽いクォーク対を含むエキゾチックバリオンの研究であった。このうち、3は現在検討中である。また、研究計画にはないが、ハドロン間にπ中間子交換を入れた計算を行った。1.の軌道角運動量が1の場合と、4.と5.については、5体系であるエキゾチックバリオンに取りかかる前に、4体系である2メソン系について研究している。これらの仕事は、当初の計画のおおよそ1/3程度であり、本研究の予算執行の開始が平成28年10月下旬からとなったことを考えると、2年目の終わりとしては、おおむね順調に進展していると言える。
大型鋼構造物の製造時における安全性の評価を考慮する設計手法に関する研究

本研究では,生産活動において,安全管理の観点から作業の危険性を認識し,現場作業者に適切な安全指示情報を提供することが重要であるとの立場から研究を行い,労働安全データベースと組立シミュレーションの組合せによって,実際の生産現場で有用な安全知識を抽出することができる情報システムの枠組みを実現することができた。(1)安全情報の収集と構造化災害を実作業に伴う要素(生産資源,作業環境,製品特性)によりハザードが発生し,ハザードと人の接触が災害を生じるとして整理し,Cognitive Mapや連想構造などの構造化手法を参考に,労働災害の要素(要因/対策)とハザードの因果関係を用いて記述モデルである労働安全ユニットを提案した。(2)安全情報としての抽出労働安全データベースで管理されているデータを有効に利用するために,組立シミュレーションを利用した安全情報の抽出を検討した。組立シミュレーションを用いることにより,安全対策を検討したい状況を明確に宣言し,その状況に応じた安全情報を労働安全データベースから検索する処理を導入した。これにより,安全情報が目的に応じて絞り込まれ,価値ある情報として抽出されることを実現した。(3)安全情報の知識化と安全対策の意思決定上記(2)のプロセスによって抽出された安全情報に対して,リスクやコストなどの定量化に必要な情報を付加することにより,望ましい安全対策の選出を支援することを検討した。また,労働安全データベースから対話的に危険源や対策を知ることができるプロトタイプ・システムを構築し,現場作業者に適切な安全情報を付加した作業指示情報を提供することができる可能性を示した。(1)作業情報の抽出まず,安全性評価において評価する対象となる作業の抽出過程を明確にした。具体的には,研究代表者が構築している造船CIMシステムのプロトタイプ・システムをベースに,製品モデルの情報から,製造時の作業情報を抽出する方法を検討した。(2)作業情報と過去の事故事例との関連付け抽出された作業情報をもとに,過去の事故事例との関連付けを行う。そのために事故事例のデータベースを作成する必要がある。本研究では既存の事故事例データベースを利用して,作業情報とハザード(危険物)とをマッチングして,関連事例を次々と引っ張り出せるように過去の事故データを構造化したデータベースを構築した。この構造化されたデータベースに蓄積されている事故事例は,現在のところ十分に満足できるものではないが,このデータベースを利用して,過去の事故事例との関連付けを行う手法を考案した。(3)作業の安全性の評価抽出された作業の安全性を評価するためには,定量的に評価を行う必要がある。そのためには,評価機能を明確にする必要があり,評価モデルを定義する必要がある。本研究では,リスクアセスメントの概念を採り入れた作業の安全性/危険性の評価方法を考案した。これは,作業とハザードから災害の作業の重大災害誘引度と発生頻度をもとに,作業の安全性/危険性を定量的に評価しようとする試みである。具体的には,高所作業・溶接作業などの具体的な作業を例にあげて,作業の安全性に関して整理を行った。本年度の研究では,安全性を作業性との相関から整理し,作業の安全性の評価の考え方を明確にした。また,評価方法だけではなく,その評価の設計へのフィードバックも検討した。そのための必要な柔軟な製品モデルの定義や,柔軟な設計変更機能に関して検討した。具体的な研究実施項目の実績を以下に挙げる。(1)安全情報のナレッジサーバーの構築と,そのための構造化手段の検討既存の安全情報のデータベースはテキスト中心であり,実際に安全情報を効果的に獲得するには構造化が必要である。本年度は,実際に知識を構造化し,利用するためには事故のプロセスを明らかにした。すなわち,災害の直接的原因となる「ハザード」とそのハザードに影響を与える他の「要素」に大別し,過去の事故事例などを安全管理のためのナレッジとして構造化するモデルを提案した。

(2)既存の設計・生産計画支援システムとの統合により設計者・計画者が容易に扱えるシステムを構築する研究代表者らが構築している設計生産計画支援システムにおいて,前年度の研究成果によって,製品情報から製品を製造するために必要な作業情報の抽出モデルが検討さした。今年度は,さらに引き続いて,上記(1)の安全情報のナレッジサーバーとの統合化を目的に,作業に関係する生産資源,作業環境に関係する情報の管理,抽出の具体的手法を明確にした。(3)作業の安全性の評価抽出された作業の安全性を評価するためには,評価を数値化する必要がある。そのために,評価機能を明確にした評価モデルを定義にした。本研究では,作業性に関係する量的な部分と質的な部分を整理し,評価モデルのベースを検討し,提案した。本年度は,船舶などの大規模な溶接構造物を建造する際に重要な位置付けにある溶接作業を研究における具体的な対象作業に選定して研究を進めた。溶接作業の安全性の検討は,溶接脚長などの強度確保から溶接施工さらには運用後の溶接品質保証までを検討する溶接設計において重要な課題である。そこで,計画段階で設計者が事前に安全性を検討するために,計算機上で詳細に製造過程をシミュレーションできる環境の重要性に着目し,接合情報とVirtual Assembling機能という仮想生産をシミュレーションするシステム機能を利用し,溶接施工に関する開先・溶接法・溶接姿勢等の情報が新たに獲得されて溶接作業の具体的な詳細情報が決定される安全設計のシナリオを具体的に想定した。以上より,溶接作業情報から,高所作業や不安定部材などの作業時における危険源を特定することを可能とする。接合情報から獲得される溶接作業情報を有効に活用して,作業の安全性に関するリスクアセスメントを行い,適切な対策を講じる。この支援システムの基本構想を整理し,プロトタイプシステムを構築した。このシステムにおいては,事故発生の原因やプロセスを「原因・対策」「ハザード」というノードから構成される有向グラフによって表現する安全情報の構造表現を導入し,事故に関係する原因や事故発生のプロセスを「要素→ハザード→要素」の一纏まりとして表現するユニットを情報モデルとして定義した。さらに,このユニットを複数記述し,それらを意味的に連結することによってネットワークという形で構造化し蓄積し,安全設計において重要な情報をマネジメントするナレッジ・サーバを構築した。この安全情報(事故事例情報)のネットワークと仮想生産をシミュレーションするシステムを統合化することにより,作業に伴うリスクのアセスメントを行うことが可能な安全設計支援システムのプロトタイプシステムを構築した。既に構築した安全設計支援システムのプロトタイプをベースに,現実の労働災害データを考慮した実用システムへの展開において解決すべき課題を抽出し,プロトタイプシステムを完成した.以下にその具体的内容の概要を示す.(1)安全情報のナレッジ・サーバの構築
上腹部MDCTにおけるスカウト像を用いた患者体格自動測定プログラムの開発

含有脂肪率を変化させられる模擬腹部ファントムによる基礎開発を行った.スカウト画像のピクセル値とファントムサイズから線減弱係数に相当する定数(μ)を求め,計算から得られたファントム厚と実測のファントム厚との関係について評価した.2種類の管電圧によるスカウト画像から得られる投影データとファントムを構成する物質の厚さは強く相関し,構成物質それぞれの厚さを算出する可能性が示された.含有脂肪率を変化させられる模擬腹部ファントムによる基礎開発を行った.スカウト画像のピクセル値とファントムサイズから線減弱係数に相当する定数(μ)を求め,計算から得られたファントム厚と実測のファントム厚との関係について評価した.2種類の管電圧によるスカウト画像から得られる投影データとファントムを構成する物質の厚さは強く相関し,構成物質それぞれの厚さを算出する可能性が示された.本年度は研究の第1段階として,含有脂肪率を変化させられる模擬腹部ファントムによる基礎開発を行った.模擬腹部ファントムは,脂肪含有量が変化させられ、かつ腹部領域の形状に近い楕円錐チャンバーの中心部分にある水成分部(20cm径)と、その周囲をサラダオイルで満たした脂肪成分部からなるように作成し,脂肪部分の面積によって全体的な脂肪含有量が変化させることができる.CT装置のスカウト撮像から得られる投影データは径路上の線減弱係数の線積分値を表している.2種類の管電圧でスカウト撮像(デュアルエナジースカウトイメージング)を行うと,対象物が2つの物質で成り立っている(本検討では水と脂肪)と仮定すれば,2つの管電圧に対する既知の減弱係数を用いることで理論的にはそれぞれ2種類の物質の径路長が求められる.本年度は研究の第1段階として,含有脂肪率を変化させられる模擬腹部ファントムを用いて径路長計算の検証を行った.径路長情報を利用した対象物の含有成分,輪郭を自動抽出するアルゴリズムを開発中でとの相関性を暫定し,スカウト撮像を行うことにより含有成分および体輪郭が自動抽出できるようなアルゴリズムを開発中で,臨床応用への最終調整段階である.来年度は,臨床応用として,実際の臨床で撮像されているCT検査のローデータを用いる.患者情報(年齢,性別,身長,体重,体外式計測による体脂肪率)とともにCT装置と同様の記憶媒体に連結不能匿名化した患者データとして保管し,これらの情報にファントムでの基礎研究により得られたアルゴリズムを適用し,その精度を臨床の情報を使用して確認していく予定である.研究の第1段階として,含有脂肪率を変化させられる模擬腹部ファントムによる基礎開発を行った.直径20cm,高さ30cmの円筒を内部に挿入した楕円錘(最大長径40cm,最大短径30cm,楕円率4:3)からなる体模擬ファントムを作成し円筒を水,楕円錘部分をサラダオイルで満たした.投影データは被検体を構成する物質の線減弱係数とその厚さの積の線形和となっているため,2種類の管電圧(80kVp,140kVp)でスカウト像を撮像すれば,それぞれの物質の厚さが算出可能である\投影データはそれぞれのスカウト画像のピクセル値とし,楕円錘の長軸方向に沿ったプロファイルカーブから得た.ピクセル値とファントムサイズから線減弱係数に相当する定数(μ)を求め,計算から得られたファントム厚と実測のファントム厚との関係について評価した,結果,水および油の線減弱係数は,80kVで3.05,1.97,140kVで2.68,1.76であった.連立方程式を解くことによって得られた算出オイル厚と実測厚の単回帰直線はy=1.0538x-9.1054 R2=0.8694(P<0.001)であり,強い相関を示した.また,算出した水厚は200.7mm±8.3とファントム圧(20cm)と誤差の小さい値を示し,2種類の管電圧によるスカウト画像から構成物質それぞれの厚さを算出することが確認できた.研究の第二段階として,実際の臨床で撮像されているCT検査のローデータを用いた解析を行っている.患者情報(年齢,性別,身長,体重,体外式計測による体脂肪率)とともにCT装置と同様の記憶媒体に連結不能匿名化した患者データとして保管し,これらの情報にファントムでの基礎研究により得られたアルゴリズムを適用し,その精度を確認していく予定である.研究の第1段階として,含有脂肪率を変化させられる模擬腹部ファントムによる基礎開発を行った.直径20cm,高さ30cmの円筒を内部に挿入した楕円錘(最大長径40cm,最大短径30cm,楕円率4:3)からなる体模擬ファントムを作成し円筒を水,楕円錘部分をサラダオイルで満たした.投影データは被検体を構成する物質の線減弱係数とその厚さの積の線形和となっているため,2種類の管電圧(80kVp,140kVp)でスカウト像を撮像すれば,それぞれの物質の厚さが算出可能である.投影データはそれぞれのスカウト画像のピクセル値とし,楕円錘の長軸方向に沿ったプロファイルカーブから得た.

ピクセル値とファントムサイズから線減弱係数に相当する定数(μ)を求め,計算から得られたファントム厚と実測のファントム厚との関係について評価した.結果,水および油の線減弱係数は,80kVで3.05,1.97,140kVで2.68, 1.76であった.連立方程式を解くことによって得られた算出オイル厚と実測厚の単回帰直線はy=1.0538x-9.1054 R^2=0.8694(P<0.001)であり,強い相関を示した,また,算出した水厚は200.7mm±8.3とファントム圧(20cm)と誤差の小さい値を示し,2種類の管電圧によるスカウト画像から構成物質それぞれの厚さを算出することが確認できた.研究の第2段階として,実際の臨床で撮像されているCT検査のローデータを用いた解析を行っている.患者情報(年齢,性別,身長,体重,体外式計測による体脂肪率)とともにCT装置と同様の記憶媒体に連結不能匿名化した患者データとして保管し,これらの情報にファントムでの基礎研究により得られたアルゴリズムを適用し,その精度を確認していく予定である.
電子線位置制御による高密度極微電極島の自然形成

Si基板上のエピタキシャルCaF_2薄膜表面にGa、Al等の金属ドロップレットを位置制御しながら自然形成し、これを単電子素子の極微細電極島として利用する新しいプロセス技術の開発を目的として行った。ここで、位置制御は、集束電子ビームによるCaF_2の局面的表面改質を利用する方法と、CaF_2表面の分子層高さのステップ構造を利用する方法の二つを検討している。電子ビームを用いる方法では、既に、CaF_2上にGaの金属ドロップレットを、2次元的に位置制御してビーム照射位置のみに選択的に形成し、2次元ドットアレイ構造が形成できることが示されていた。本研究では、これを電子の横方向のトンネルが可能になる10nm程度まで微細化する方法を検討した。シミュレーションの結果、ビーム照射時に表面に堆積していた金属Asでの電子の散乱が問題であることがわかり、この層を用いないプロセスとして、ビーム照射後のCaF_2表面の清浄化を真空中の熱処理で達成する方法を検討し、その有効性を示した。CaF_2のステップ構造を利用する方法では、GaおよびAlいずれでも堆積温度を選ぶとこれらのドロップレットがほぼ完全にステップエッジ上に1次元的に高密度配列できることを明らかにした。さらに、Alの核を形成してからGa堆積する2段階堆積法を新しく提案し、この方法で、隣接電極間隔が4nm以下の構造を実現した。さらに、この1次元アレイを横方向多重トンネル接合とするダイオードおよびトランジスタを試作し、室温でクローンブロッケイド特性を観測した。これにより、この材料系と基本構造で単電子素子を構成できることを示した。今後、電子ビームを組み合わせた位置制御法の組み合わせで制御性の高い単電子素子のプロセス技術が実現できると考える。
正と負の小胞体品質管理機構

小胞体関連分解(ERAD)および小胞体におけるproductive foldingがテーマである。ERADに関しては、Man8レクチン様因子EDEMを発見し、その役割に関する研究を行ってきた。EDEMはマンノーストリミング依存的に、ミスフォールドしたタンパク質のERADを促進する。本研究期間中に、EDEMのホモローグをほかに2種類発見し、クローニングして、特にEDEM3について機能解析を進めた。EDEM3はEDEMと同様、ERAD促進活性をもち、その活性にはEDEM3がマンノシダーゼ様の活性を有することが必須であった。EDEM1にはそのようなマンノシダーゼ活性は認められておらず、また、組織分布もEDEM1とEDEM3とでは大きく異なっていた。特にEDEM3は小脳のプルキンエ細胞をはじめ、脳神経系に強い発現を認め、副腎にも発現していた。EDEMファミリー間の機能分担については今後の課題であり、現在、EDEMノックアウトマウスの解析を行っている。いっぽう、EDEM1は正しくフォールドしたタンパク質には相互作用せず、また分解にも、分泌にも影響を与えないことを明らかにした。すなわちEDEM1は正しくフォールドしたものとミスフォールドしたものとを見分けて、分解にまわすか、正しい分泌経路にまわすかを決定する因子である可能性がある。またEDEM1がミスフォールドした基質(a1-antitrypsin null HongKong, NHK)のジスルフィド結合による2量体形成を抑えることも明らかにし、EDEM1が分子シャペロン様の機能を持つことを発見した。EDEM1自体がそのような機能をもつのか、それともEDEM1に結合する他の因子がそれらの役割を分担しているのかを明らかにするため、EDEM1結合タンパク質のクローニングを試みた。その結果、ERdj5がEDEM1と結合することを見出した。ERdj5は小胞体内で還元活性を持つ初めてのタンパク質であり、ミスフォールドしたタンパク質のジスルフィド結合を解離し、分子間ジスルフィド結合による高分子凝集体を単量体にまで戻すことによって、ERADを促進することを明らかにした。分泌タンパク質や膜タンパク質など、小胞体において合成されるタンパク質は、正しくフォールディングされて機能を獲得したものだけが、分泌経路に乗って、下流へ輸送され、正しい構造を獲得できなかったものは、品質管理機構によって適正に処理される。小胞体品質管理機構には、正しいフォールディングを促進するproductive foldingが行われる他に、もし変性タンパク質が蓄積されると、1)分子シャペロンを合成誘導して、変性タンパク質の再生を促す、2)作っても変性タンパク質ができてしまう状況下では、多くのタンパク質の翻訳を停止して、変性タンパク質の量を減少させる、3)変性したタンパク質を分解処理する、4)アポトーシスによって、変性タンパク質を生じるような細胞ごと死滅させる、という4つの戦略を備えている。当研究室では小胞体関連分解を通じて、新生タンパク質の品質管理機構に関わる新規タンパク質EDEMの機能解析を進めている。EDEMは小胞体膜に局在するタンパク質であり、Mannose 8型糖鎖を特異的に認識すると考えられている。EDEMを導入すると、分解されるべき基質タンパク質(われわれの実験系ではα1アンチトリプシンの変異体)の分解が促進され、この分解がプロテアソームによって担われていることを明らかにした。

本年度は、正しくフォールディングできず、分解されるべき基質は、まずカルネキシン相互作用し、カルネキシン上でフォールディングを試みるが、それでも正しくフォールディングできない場合は、カルネキシンからEDEMへ受け渡され、その後、トランスロコンを通してサイトゾルへ逆輸送され、プロテアソームで分解されることを明らかにした。また、EDEMには2つのホモローグが存在し、いずれもERADを促進することを示した。また、HSP47欠損マウスではIV型コラーゲン分子に異常を来たし、その結果基底膜形成に欠陥が生じて、マウスは胎生致死に至ることを示した。分泌タンパク質や膜タンパク質など、小胞体において合成されるタンパク質は、正しくフォールディングされて機能を獲得したものだけが、分泌経路に乗って、下流へ輸送され、正しい構造を獲得できなかったものは、品質管理機構によって適正に処理される。小胞体品質管理機構には、正しいフォールディングを促進するproductive foldingが行われる他に、もし変性タンパク質が蓄積されると、1)分子シャペロンを合成誘導して、変性タンパク質の再生を促す、2)作っても変性タンパク質ができてしまう状況下では、多くのタンパク質の翻訳を停止して、変性タンパク質の量を減少させる、3)変性したタンパク質を分解処理する、4)アポトーシスによって、変性タンパク質を生じるような細胞ごと死滅させる、という4つの戦略を備えている。当研究室では小胞体関連分解を通じて、新生タンパク質の品質管理機構に関わる新規タンパク質EDEMの機能解析を進めている。EDEMは小胞体膜に局在するタンパク質であり、Mannose8型糖鎖を特異的に認識すると考えられている。EDEMを導入すると、分解されるべき基質タンパク質(われわれの実験系ではα1アンチトリプシンの変異体)の分解が促進され、この分解がプロテアソームによって担われていることを明らかにした。本年度は、ほ乳類細胞におけるEDEMには2つのホモローグが存在することを示し、EDEM2,EDEM3と名付けてその機能の解析を行った。いずれもERADを促進するが、特にEDEM3においては、マンノースをトリミングするマンノシダーゼ様活性をもち、これが小胞体関連分解に必須であることを示した。小胞体関連分解(ERAD)および小胞体におけるproductive foldingがテーマである。ERADに関しては、Man8レクチン様因子EDEMを発見し、その役割に関する研究を行ってきた。EDEMはマンノーストリミング依存的に、ミスフォールドしたタンパク質のERADを促進する。本研究期間中に、EDEMのホモローグをほかに2種類発見し、クローニングして、特にEDEM3について機能解析を進めた。EDEM3はEDEMと同様、ERAD促進活性をもち、その活性にはEDEM3がマンノシダーゼ様の活性を有することが必須であった。EDEM1にはそのようなマンノシダーゼ活性は認められておらず、また、組織分布もEDEM1とEDEM3とでは大きく異なっていた。特にEDEM3は小脳のプルキンエ細胞をはじめ、脳神経系に強い発現を認め、副腎にも発現していた。
次世代ガンマ線源のための帯域可変分光器

レーザー・コンプトン散乱に基づく次世代高輝度ガンマ線源の性能を最大限に引き出し、利用範囲を拡大するためには、次世代ガンマ線源に適応したガンマ線光学素子が必要である。本研究では、次世代ガンマ線源のビーム発散角に適合した大きなアクセプタンスを持った1-2 MeV領域の回折素子として、モザイク結晶と櫛歯型結晶を提案し、これらを用いた二結晶分光器の設計・製作・評価を行うことを目的としている。モザイク結晶は厚みを変えることでアクセプタンス(入射ガンマ線の発散角度と分光帯域)を変えられる。櫛歯型結晶は、振動を印加することでアクセプタンスを可変とできる特徴を持つ新たなガンマ線光学素子である。本年度は、(1)シリコン・モザイク結晶によるガンマ線回折実験、(2)シリコン櫛歯型結晶の製作を行った。具体的な成果を下記に記す。ガンマ線回折実験は、兵庫県立大学ニュースバル放射光施設のビームライン、BL01にて行った。蓄積リングを周回する1GeV電子とC02レーザー(波長10.6μm)の衝突散乱で発生したレーザー・コンプトン散乱ガンマ線を直径2mmの鉛コリメータで切り出し、エネルギー1.7 MeVの準単色ガンマ線を得た。このガンマ線をシリコン・モザイク結晶に入射し、結晶の角度を変えながら回折ガンマ線の強度を測定した。得られたガンマ線の強度は、レーザー・コンプトン散乱ガンマ線の角度、エネルギー相関を考慮したモンテカルロ・シミュレーションの計算結果とよく一致した。また、結晶のアクセプタンスは、Co-60線源を用いた測定結果と矛盾しないことを確認した。前年度に行ったアルミ製モックアップの振動試験結果を参考に、シリコン櫛歯結晶の設計を行い、これを製作した。本研究では、モザイク結晶、櫛歯型結晶を用いたガンマ線分光実験を行う計画である。櫛歯結晶についてはアルミ製モックアップの試作と振動測定、および、有限要素法解析により振動の様相を明らかにし、帯域可変分光器の実現に必要な条件が整っていることを確認し、シリコン櫛歯結晶の設計と製作を終えた。へき開性のあるシリコン単結晶を櫛歯状に加工し、ホルダーに固定するにあたっては、結晶の加工に実績のあるメーカーの助言を受け、適切な形状および加工方法を選択した。完成したシリコン櫛歯結晶は、ピエゾ素子で振動印可できることを確認した。また、モザイク結晶を用いたガンマ線回折実験を完了した。本実験は、レーザー・コンプトン散乱ガンマ線の結晶による回折を世界で初めて測定したものである。実験結果の解析を行うため、電子ビームとレーザーのパラメータ(エミッタンス、衝突点におけるサイズと角度広がりなど)を任意に入力し、これから発生するレーザー・コンプトン散乱ガンマ線をシミュレーションするためのコードを開発し、汎用のモンテカルロ・シミュレーションコードであるGeant4に実装した。本コードを用いた実験結果の解析の結果、モザイク結晶は、当初の目的であるガンマ線分光に加えて、レーザー・コンプトン散乱ガンマ線の角度、エネルギー相関を測定するツールとしても利用できることを確認した。以上の進捗状況から、本研究が「おおむね順調に進展している」と判断した。平成30年度までに設計製作したシリコン製の櫛歯結晶について、レーザードップラー振動計による振動測定を行い、アルミ製モックアップの測定結果と比較検証する。兵庫県立大のニュースバル放射光施設にて、シリコン櫛歯結晶によるレーザー・コンプトン散乱ガンマ線の回折、分光実験を行う。櫛歯に与える振動の大きさを変えることで、帯域可変特性が得られることを確認する。開発したモンテカルロ・コードを用いて、実験結果の検証を行う。次世代レーザー・コンプトン散乱ガンマ線源として、光陰極電子銃からの低エミッタンス電子ビーム生成等の先端加速器技術、および、高出力レーザー、レーザー蓄積装置などを組み合わせた施設が世界中で検討され、一部、建設が進んでいる。このような次世代レーザー・コンプトン散乱ガンマ線源のパラメータを仮定したモンテカルロ・シミュレーションを行い、本研究で開発した帯域可変分光器を次世代レーザー・コンプトンガンマ線源に適用した場合の有用性を評価する。櫛歯型結晶は、振動を印加することでアクセプタンスを可変できる特徴を持つ新たなガンマ線光学素子である。本年度は、櫛歯型結晶の最適形状を求めるため、シリコン結晶を模擬するアルミ製のモックアップを製作し、ピエゾ振動源により励起される櫛歯の振動を測定した。アルミ製の櫛歯結晶の設計では、有限要素法による振動解析を参考にした。振動解析では結晶の固有振動周波数、櫛歯ごとの振動の振幅と位相を求め、分光帯域の拡大に寄与する振動モードが存在することを確認した。また、振動解析の結果から、振動の励起に必要なピエゾ素子の仕様を決定した。引き続き、設計に基づいて試作したアルミ製の櫛歯結晶について、ピエゾ素子による振動を印加し、レーザードップラー振動計を用いて10枚の歯の振動をそれぞれ独立して測定した。

測定の結果から、帯域可変を実現する条件が整っていることを確認した。本研究で提案している櫛歯型結晶を用いた帯域可変ガンマ線分光器が技術的に成立するためには、それぞれの櫛歯が異なる振幅と位相で振動する必要がある。研究の初年度となる今年度は、有限要素法解析、レーザードップラー振動計による測定の両者によって、櫛歯の振動の様相を解明した。数値解析、実験測定の両者から、帯域可変分光器の実現に必要な振動が得られることを確認したことから、本研究が「おおむね順調に進展している」と判断した。レーザー・コンプトン散乱に基づく次世代高輝度ガンマ線源の性能を最大限に引き出し、利用範囲を拡大するためには、次世代ガンマ線源に適応したガンマ線光学素子が必要である。本研究では、次世代ガンマ線源のビーム発散角に適合した大きなアクセプタンスを持った1-2 MeV領域の回折素子として、モザイク結晶と櫛歯型結晶を提案し、これらを用いた二結晶分光器の設計・製作・評価を行うことを目的としている。モザイク結晶は厚みを変えることでアクセプタンス(入射ガンマ線の発散角度と分光帯域)を変えられる。櫛歯型結晶は、振動を印加することでアクセプタンスを可変とできる特徴を持つ新たなガンマ線光学素子である。本年度は、(1)シリコン・モザイク結晶によるガンマ線回折実験、(2)シリコン櫛歯型結晶の製作を行った。具体的な成果を下記に記す。ガンマ線回折実験は、兵庫県立大学ニュースバル放射光施設のビームライン、BL01にて行った。蓄積リングを周回する1GeV電子とC02レーザー(波長10.6μm)の衝突散乱で発生したレーザー・コンプトン散乱ガンマ線を直径2mmの鉛コリメータで切り出し、エネルギー1.7 MeVの準単色ガンマ線を得た。このガンマ線をシリコン・モザイク結晶に入射し、結晶の角度を変えながら回折ガンマ線の強度を測定した。得られたガンマ線の強度は、レーザー・コンプトン散乱ガンマ線の角度、エネルギー相関を考慮したモンテカルロ・シミュレーションの計算結果とよく一致した。また、結晶のアクセプタンスは、Co-60線源を用いた測定結果と矛盾しないことを確認した。前年度に行ったアルミ製モックアップの振動試験結果を参考に、シリコン櫛歯結晶の設計を行い、これを製作した。本研究では、モザイク結晶、櫛歯型結晶を用いたガンマ線分光実験を行う計画である。櫛歯結晶についてはアルミ製モックアップの試作と振動測定、および、有限要素法解析により振動の様相を明らかにし、帯域可変分光器の実現に必要な条件が整っていることを確認し、シリコン櫛歯結晶の設計と製作を終えた。へき開性のあるシリコン単結晶を櫛歯状に加工し、ホルダーに固定するにあたっては、結晶の加工に実績のあるメーカーの助言を受け、適切な形状および加工方法を選択した。完成したシリコン櫛歯結晶は、ピエゾ素子で振動印可できることを確認した。また、モザイク結晶を用いたガンマ線回折実験を完了した。本実験は、レーザー・コンプトン散乱ガンマ線の結晶による回折を世界で初めて測定したものである。
ペプチド核酸を用いる遺伝子治療の開発研究

PNAの合成についてはすでに多くの報告があり、技術的にはかなり確立されているが、固相合成に関する検討は未だ不十分であり、ハイスループットにPNAを供給する効率的なシステムを構築する必要がある。特に様々な塩基配列のPNAを合成するためには、自動合成機の利用が将来的に必要不可欠となるものと考えられるので、本研究においては特に固相合成を用いるPNA合成の自動合成についてまず検討した。本研究者はヘテロ環化合物を中心とした生理活性小分子の固相自動合成について、ACT496という合成機を用いて検討しており、技術的には対応可能であったが、まだ細部においては最適化が必要である。固相合成については、修飾核酸に関連してデアザプリンのモデルとしてインドール誘導体の合成研究も行った。また、合成機を用いずにより簡便に合成するためにマルチピン法を用いるPNA合成法の検討も行なっている。また蛍光プローブであるFITCを分子内に導入して、その細胞内への取り込みを正確にモニターする方法について検討し、PNAの細胞膜の透過性を評価するために有用であることが明らかとなった。生理機能の評価はまだ予試験段階であるが、HEK細胞(ヒト胎児腎細胞由来細胞株)に修飾核酸キュウーオシンの合成酵素HuTGTをコードする遺伝子のアンチセンスおよびセンスの細胞内への導入を検討し、蛍光顕微鏡下でFITCの蛍光をもとに透過性の評価と生理機能解析を行なっている。いずれも細胞膜を透過しにくい傾向が見られたため、細胞内への核酸導入試薬であるFuGENE6とともに処理し改善が見られた。さらに標的タンパクの発現抑制およびPNAの細胞毒性の評価を行なっている。細胞株の種類によってPNAの透過性が異なることが予想されるため他の細胞についても検討を行なった。
多臓器障害進行防止のためのエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)発現調節

本研究は敗血症から多臓器障害への進行の防止を、エンドトキシン受容体(TLR4,RP105)と各種サイトカインの発現・機能調節から試みる上での必要な実験で、病態の進行、すなわち敗血症から多臓器障害への進行中に見落とされがちな、初期自然免疫の中心ともいえるエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)が、病態の悪化に関与するか否かを解明するためのものである。敗血症患者30名(57検体)より末梢血を採取し、免疫細胞に対する抗体(CD3、CD19、CD14、およびCD11b)と抗TLR4抗体、抗RP105抗体による二重染色を行い、フローサイトメトリーでこれらの分子の発現を検討し、TLR4およびRP105の発現と、全身性炎症反応症候群(SIRS)の陽性項目数との関係、SOFAスコアとの関係を明らかにした。敗血症患者のうち炎症反応が強い(CRP高値、あるいはSIRSのスコア高値)ものはB細胞のうちRP105陰性細胞の比率が上昇した。次に、TLR4およびRP105の発現とCRPならびにpro-inflammatory cytokineの代表であるIL-6とanti-inflammatory cytokineの代表であるIL-10との関係を明らかにした。次にTLR4およびRP105の発現とMIF (macrophage migration inhibitory factor :近年エンドトキシンショックの主要な増悪因子として注目されている)と、HMGB1 (High mobility group box 1 :元来、非ピストン核蛋白の主要成分であり、転写調節因子として知られているが、近年、敗血症末期もしくは多臓器不全の際に血中に放出される分子として注目されている)の血中濃度との関係を明らかにした。敗血症から多臓器障害に進行するにつれエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)発現が低下することが、同条件でのサイトカインバランスの推移(IL-6,IL-10,MIF, HMGB1)を指標にすることにより敗血症から多臓器障害への進行の病態把握が可能になり、将来は各種薬剤の組み合わせによりエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)の発現・機能調節と、各種サイトカイン発現の選択的調節により多臓器障害への進行の防止に繋がる可能性が高い。TLR4(主に単球/マクロファージ系細胞に存在)とRP105(B細胞、単球/マクロファージ系細胞に存在)は新しく発見されたエンドトキシン受容体である。本研究は敗血症から多臓器障害への進行の防止を、エンドトキシン受容体(TLR4,RP105)と各種サイトカインの発現・機能調節から試みる上での必要な基礎的実験で、病態の進行、すなわち敗血症から多臓器障害への進行中に見落とされがちな、初期自然免疫の中心ともいえるエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)が、病態の悪化に関与するか否かを解明するためのものである。

これまでのエンドトキシン受容体の研究は、エンドトキシンがはじめて体内の免疫機構(多くはマクロファージ系細胞)に接する部分を中心に論じられてきたが、実際の敗血症患者は常に種々の濃度のエンドトキシン、種々の濃度の薬物やサイトカインに暴露さており、その混乱したメカニズムを正確に証明できるモデル確立は非常に困難であるが、本研究はマウス敗血症モデルとヒト末梢血単核球を用いて、敗血症から多臓器障害に進行するにつれエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)発現が低下(←予想)することが、同条件でのサイトカインバランスの推移を指標にすることにより炎症を抑制しようとする結果なのか、あるいは原因なのかが判明すれば、敗血症から多臓器障害への進行の病態把握が可能になり、将来は各種薬剤の組み合わせによりエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)の発現・機能調節と、各種サイトカイン発現の選択的調節により多臓器障害への進行の防止に繋がる可能性が高い。現在マウスおよび末梢血単核球でモデル作成中である。本研究は敗血症から多臓器障害への進行の防止を、エンドトキシン受容体(TLR4,RP105)と各種サイトカインの発現・機能調節から試みる上での必要な実験で、病態の進行、すなわち敗血症から多臓器障害への進行中に見落とされがちな、初期自然免疫の中心ともいえるエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)が、病態の悪化に関与するか否かを解明するためのものである。敗血症患者30名(57検体)より末梢血を採取し、免疫細胞に対する抗体(CD3、CD19、CD14、およびCD11b)と抗TLR4抗体、抗RP105抗体による二重染色を行い、フローサイトメトリーでこれらの分子の発現を検討し、TLR4およびRP105の発現と、全身性炎症反応症候群(SIRS)の陽性項目数との関係、SOFAスコアとの関係を明らかにした。敗血症患者のうち炎症反応が強い(CRP高値、あるいはSIRSのスコア高値)ものはB細胞のうちRP105陰性細胞の比率が上昇した。次に、TLR4およびRP105の発現とCRPならびにpro-inflammatory cytokineの代表であるIL-6とanti-inflammatory cytokineの代表であるIL-10との関係を明らかにした。次にTLR4およびRP105の発現とMIF(macrophage migration inhibitory factor:近年エンドトキシンショックの主要な増悪因子として注目されている)と、HMGB1(High mobility group box 1:元来、非ヒストン核蛋白の主要成分であり、転写調節因子として知られているが、近年、敗血症末期もしくは多臓器不全の際に血中に放出される分子として注目されている)の血中濃度との関係を明らかにした。敗血症から多臓器障害に進行するにつれエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)発現が低下することが、同条件でのサイトカインバランスの推移(IL-6,IL-10,MIF, HMGB1)を指標にすることにより敗血症から多臓器障害への進行の病態把握が可能になり、将来は各種薬剤の組み合わせによりエンドトキシン受容体(TLR4,RP105)の発現・機能調節と、各種サイトカイン発現の選択的調節により多臓器障害への進行の防止に繋がる可能性が高い。