hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
子宮内感染症に起因する脳室周囲白質軟化症・肺損傷に対する間葉系幹細胞治療法の開発

今後MSCの脳内到達度を確認し、MSCの効果機序として、MSCが分泌する成分などの解析も行っていきたい。またオリゴデンドロサイト前駆細胞の数や細胞死数、マイクログリア数、グルタミン酸濃度などを検討したい。発生発達病態学新生仔白質損傷モデルを作成するにあたり、個体間の差が大きくばらつきが大きかったため、投与時期・投与量に関して見直しが必要となった。投与する間葉系幹細胞の質に関して、ばらつきが大きかったため、より効果的な細胞を採取するにあたり、細胞の分化能や表面マーカーを評価し直し、試行錯誤が必要となった。データーの再現性をとるために追試を行いながら、適宜手技などを変更しながら進めたため。今回の実験で子宮内感染に起因する脳室周囲白質損傷に対して、出生後のUCMSC投与が有効である可能性が示された。しかし、有意差がでなかったことより、さらに効果的なMSCの採取法、培養上清調整法を検討する必要があると考えられた。またMSCの効果機序として、抗炎症効果以外に、オリゴデンドロサイト前駆細胞の数や細胞死数、マイクログリア数などを検討する予定である。引き続き、作製した実験的子宮内感染症モデルを用いて、子宮内感染症に起因する脳室周囲白質軟化症、慢性肺疾患の病態における内在性幹細胞の障害と疾患成立への関与を検討し、間葉系幹細胞を用いた新たな治療法を開発する。治療法については、妊娠母体への治療法、培養上清を用いた再生治療法、内在性幹細胞の機能を改善させることにより自己再生を誘導する治療法について検討し、安全で効率的な再生治療法の開発を目指す。さらに、これらの研究を通して治療の鍵となる生理活性物質を同定し、新たな創薬につなげることを目標とする。モデルの作成、細胞の評価に関し同じ実験を繰り返う期間が長かっため、次に必要な試薬を購入するにまで至らなかったため。間葉系幹細胞の脳室周囲白質損傷に対する治療効果の機序として、細胞死、前駆細胞数、炎症細胞数などを詳細に検討するにあたり、抗体などの試薬を購入する予定である。1.組織幹細胞の量的評価:羊水腔内LPS投与に起因するCLD・PVLにおける組織幹細胞数について、肺ではMSCマーカーであるABCG2、脳ではオリゴデンドロサイト前駆細胞のマーマーであるNG2の発現を組織免疫染色法およびRT-PCR法により調べ、正常母体から出生した児の組織と比較する。2.組織幹細胞の質的評価:羊水腔内LPS投与母体より出生した児と正常母体から出生した児の肺組織MSCを初代培養し、フローサイトメトリーによる細胞解析、Western-blot法によるタンパク質解析を行い、その培養上清についてLuminex法を用いて発現タンパクを調べる羊水腔内LPS投与に起因するPVL・CLDに対して、UCMSCあるいはその培養上清で治療を行った場合の、肺・脳組織幹細胞数および機能を1)と同様の方法で調べ、その作用機序における内在性MSCの関与を検討する。
私学教員養成における学生の指向性と実態に関する研究

平成2年度から4年度までの3年間にわたって、勉強会を開いて教員養成を中心課題とする討議を重ねながら、本学の教育学科と教職課程の学生に対するアンケートを経年調査として毎年実施してきた。また、教育実習に焦点をあてた調査、ならびに本学の卒業生の教員に対する調査を付加的におこなっただけでなく、さらには、科研補助金交付時期が終了した本年度も、卒業年度になった学生に対してアーンケート調査を追加した。これらのアンケート調査の結果については、本学ならびに本短期大学の紀要に「私学教員養成における学生の指向性と実態に関する研究」等のタイトルで順次掲載している。これらの結果からは、私立大学の教員養成課程の持つ様々な問題が浮き彫りにされた。ことに、学生たちがかなり強い専門職指向を示している事実が明らかになったことは有意義である。なぜなら、私立大学の大衆化と教職の専門性をいかに両立するかの真摯に対応すべき問題を提示しているからである。また同時に、学生たちが望んでいる実際的な教育技術を教員養成課程の中にどのように位置づけるのか、さらにはその実際的な教育技術の教育と本来の高等教育カリキュラムとをどうように調和させていくのかも、重要な問題となるだろう。これらの諸問題の詳細についての分析と提言は、添付の成果報告書を見られたい。これまでの研究で弱体であった視点を生かしたこの研究成果を、われわれは日々の教育に生かすとともに、私立大学の個性を生かした教員養成のあり方を考究していかなければならないと考えている。月一回程度の研究会を開いて、わが国やアメリカ合衆国などの教員養成について研究を深めて来た。また、本年度は、第1次アンケ-ト調査を、まず本年度入学生のうち教育学科の学生と教職課程と履習する学生を中心に、約8百名に対して実施した。アンケ-ト結果として、両親が教職に就いている者に教職志望率が高いこと、彼らが教職の専門的知識のみならず人間的な教養をも大学教育に求めていること、などの実態が明らかとなった。この調査結果は,単独では十分な意味を持たないため来年度以降次を追った調査が必要で、それを計画中である。本年度については、上記のアンケ-ト調査以外に、卒業生で教職に就いている者約5百名に対するアンケ-ト調査を、現在実施中である。結果はまだ集計されていないが、教員養成に対して在学生とかなり異なった意見を彼らが持っているように思われる。すなわち、現実の教員養成が現場の教員に必ずしも十分に役立っていないという印象を受ける。新入生は期待を抱くが、卒業生は否定的に見るというこの落差こそ、私学教員養成の置かれた現実をはっきりと反映している。この調査の集計を待って、各研究分担者がそれぞれの分野から、結果の分析をおこない、前回の調査結果と比較検討する予定である。また、来年度からも年次を追ったアンケ-ト調査を継続し、新入生から2年3年4年を経て卒業に至るまでの調査結果を得る予定である。その結果を通じて、私学教員養成の問題をより深くかつ構造的に分析することが可能となる。その成果は、詳細な報告書として刊行の予定である。1.諸外国並びにわが国の教員養成制度・理念に関する文献について、定期的に文献講読会を開いて、比較のための視座を明確にすることを試みた。2.本学の教職課程を履修している学生(前年度・新入生)を対象としたアンケ-ト調査の分析をすすめ、その履修の動機(教員志望動機)、教職課程観、教師観等について明らかになりつつあることを、本学紀要にその1として発表した。学生の指向が、非常に具体的で、かつ現場・子どもに強く向っていることを指摘した上で、教職課程を見直していくための示唆が得られた、と考える。3.本学を卒業して教職に就いている者に対して、教員養成課程で受けた教育への意見,望ましいとする教員の資質・能力等々についてアンケ-ト調査を実施した。これまでに集計を終え、その結果について現在定期的に会を開いて分析・検討を進めている。

4.これまでの研究を通じて、学生の教職に対する指向性を時系列的に追っていくことの必要性が、強く意識されてきた。そこで、次年度には新入生時にアンケ-ト調査を行った学生について、3年次の時点で再度調査を実施して、その指向性の変化を追跡しいみたいと考えている。5.また、本学では4年次に行われる教育実習が、学生の指向性にどのような影響を与えるかについても、次年度において予備的な調査を実施したい。本年度も2ケ月に1回程度の講読会を継続し、教員養成に関する研究を進めた。これに並行して、以下の諸点を主とする研究を行なった。(1)昨年に引き続いて、本学の教員養成課程を履習している学生を対象にアンケート調査を実施した。このアンケート調査は、教育実習の前後2回にわたって実施し、主として教育実習が学生に与える影響について調査することを目的とした。(2)昨年度実施した本学の卒業生の教員へのアンケート調査の結果を一昨年実施した学生へのアンケート調査の結果と比較しつつ、本学紀要(教育学)に「私学教員養成における学生の指向性と実態に関する研究(その2)」として、まとめた。(3)一昨年アンケート調査を行なった学生が来年度4年生となるため、この学年に対す経年調査を行なう準備を進行中である。この調査は来年度早々にも実施の予定である。(4)卒業生の教員への面接調査が不十分に終っているため、これらの教員の中から無作為抽出で10名程度を選んで「教員養成についての討論会を行なって、データの充足を図ることを計画中である。(5)本年度が科学研究費補助金の最終年度にあたるため、これまで続けて来た講読会の成果と数度にわたるアンケート調査の結果とを中枢として、私学教員養成の問題に関する著作を刊行する予定である。現在、その共同著作の構成や執筆について、検討作業を進めている。
果樹の遺伝資源の収集保存とその利用に関する研究

果樹の遺伝資源の収集保存とその利用に関する研究を行い、次のような成果をあげた。1.日本ナシの遺伝資源としての古い栽培品種を66品種収集した。自家和合性二十世紀の遺伝分析を行うと共に、それを母体とした交雑・自殖第1代より自家和合性で黒斑病抵抗性をもつ有望系統を18個体選抜した。耐乾性ビ耐湿性を合せもつ優良台木を収集選抜し、組織培養による繁殖法を確立した。2.モモの在来種及び野生種を13種111系統収集保存した。これらより、矮性台木を調査し、アメリカスモモとユスラウメより数系統選抜した。さらにその大量繁殖のための組織培養条件を検討し、培養方法を確立した。3.カンキツ類およびミカン亜科植物の収集につとめ、国内外より約3000系統保存した。これらを用いて生食用ミカンおよび酢ミカンの品種改良につとめ、有望系統を得た。ウンシュウミカンについて、プロトプラストから植物体を再生する培養系を確立した。4.アイソザイムによるカキの品種類別の方法を検討し、成葉のGDH(グルタメートデハイドロゲナーゼ)とPGM(ホスホグルコムターゼ)の分析による識別同定法を確立した。5.In vitroにおける台木用モモおよびクリの大量繁殖の方法を検討した。モモにおいては胚より直接的に不定胚を分化させる培養系を、またクリにおいては、実生の新梢を用いた増殖ならびに発根の培養系をそれぞれ確立した。6.リンゴのクローン茎頂の凍結保存方法を検討した。耐凍性の強い茎頂の得られる培養日数、凍結前の処理方法、ならびに凍結媒液と融解後の培養条件を明らかにし、リンゴにおける茎頂凍結保存法を確立した。落葉果樹とカンキツの野生種および栽培種について、収集・保存とその利用,繁殖に関する次の研究を行った。1.自家結実性日本ナシ品種「おさ二十世紀」を母本とする【F_1】を470系統養成し、自家結実性で黒斑病抵抗性の個体を18系統選抜した。ナシのユズ肌病抵抗性の台木も10数系統収集した。2.リンゴのシュート茎頂の凍結保存方法を検討し、生長抑制ホルモンのABAを添加した培地で茎頂培養すると耐凍性を有する茎頂が得られ、保存が可能なことを認めた。3.カリフォルニア州よりミカン亜科5種および国内より20品種収集した。収集・保存した系統のウイルスフリー化は珠心胚実生を用いて行っている。4.四国・新潟県・沖縄県の各地方で野生ブドウの分布調査を行い、収集した。すでに収集した野生ブドウ間の交雑を行い多数の種子を得た。5.国内各地よりPurunus属約10数種を収集し、これらの形質特性を調査し保存した。6.葉のカルス形成能のちがいを落葉果樹のリンゴ,ナシ,モモ,クリで比較した。またこれらの果樹の種子の発育段階における胚の生長・分化能力を調査した。7.カキの種および品種間の類縁関係を明らかにするための電気泳動法について検討した。葉のGPI,MDHの2酵素について明瞭な電気泳動像が得られた。果樹の遺伝資源の収集・保存とその利用に関する研究を行ない,昭和62年度に次の成果を上げた.1.世界で唯一の自家和合性日本ナシ'おさ二十世紀を母本とする自殖

および交雑第1代について遺伝分析を行なうとともに,自家和合性で黒斑病抵抗性を有する系統を選抜し,組織培養による大量増殖の技術を確立した.2.リンゴ茎頂の凍結保存方法について検討し,保存用のシュートは老化させ,さらにBAと塩類を少なく,糖を多くした培地にABAを加えて培養すると凍結解除後の生存率を高められることを明らかにした.3.ユズ類の品種改良のため,ユズ,スダチ,ハナユ,カボスの交雑を行ない2000個体育成中である.さらにカンキツとcitropsisとの属間交雑,シキキツとオレンジの細胞融合を行ない,それぞれ個体を得た.4.モモの胚より直接的に不定胚を分化させる培養系を確立し,さらにin vitroにおけるクリの大量増殖には,WPM培地に低濃度BAを添加した培地がよいことを明らかにした.リンゴ組織からのプロトプラスト分離条件を調べ種子起源のカルスからの分離条件を明らかにした.5.アイソザイムによるカキの品種類別の方法を検討し,成葉のGDH(グルタメートデハイドロゲナーゼ)とPGM(ホスホグリコムターゼ)を分析すれば,前者のみで14品種,後者のみで43品種の識別同定が可能であることを明らかにした.6.収集した日本産野生ブドウについて,台木としての有用性を判定するため,休眠と耐凍性,挿木繁殖の難易,接木の親和性と繁殖,接木個体の生長反応の調査を行ない,優良種を選抜した.果樹の遺伝資源の収集・保存とその利用に関する研究を行ない、昭和63年度に次の成果をあげた。1.自家和合性日本ナシ'おさ二十世紀'を母本とする自殖および交雑第1代より、自家和合性と黒斑病抵抗性を合せもち、さらに果実のすぐれる有望系統を18個体選抜した。また収集した野生ナシより、耐乾性と耐湿性のすぐれた系統を選抜し、その大量増殖方法を確立した。2.リンゴのクローン培養茎頂の凍結保存法の確立のため、使用するクローン培養シュートの老若と凍結抵抗性を調べた。培養日数3050日のシュートがすぐれることを明らかにした。また凍結媒液と融解後の培養に用いる培地についても検討した。3.生食用カンキツおよび香酸カンキツの品種改良のため、導入外国品種を用いて交雑を行なった。生食用カンキツでは清見タンゴールとカラとの交雑で1個体、フエアチャイルドとの交雑で2個体有望なものを選抜した。香酸カンキツでは、ユズや花柚の単胚種子を選び育成中である。4.In Vitroにおけるクリの増殖と発根について検討した。新梢伸長を良好にする培地は、MS1/21/4、BA0.050.1ppm、MS培地組成中の貯蔵液1中のN濃度を下げるとよいことを認めた。新梢の発根には、発根処理後、ホルモンフリーのMS低濃度培地あるいは蔗糖と寒天のみの培地が適した。5.カキの既存品種間の交雑で得た実生群について、葉のアイソザイムの遺伝解析を行なった。またカキのカルスから個体再生のための培養条件を検討し、MS(1/2NO_3)培地にZEA10μM+IAA0.1μM、12時間日長が最もすぐれることを認めた。6.モモの優良台木大量繁殖のための組織培養条件について検討した。シュート増殖・伸長にはMS1/2培地にBA0.5ppm、IBA0.01ppmを加えた培地がすぐれ、発根には発根処理後150ppmフロログリシン添加MS1/2培地がよかった。
ゲル化駆動部位を持つ新規高分子ゲル化剤の開発と応用

本研究では、L-アミノ酸誘導体を結合させた新規高分子化合物を合成しそれらの各種溶媒に対するゲル化能評価およびその応用研究について検討する。平成18年度は、L-バリンやL-イソロイシンを基盤とした化合物の合成とそのゲル化能について検討した。まず、L-バリンおよびL-イソロイシンを出発物質として、末端にイソシアネート基を持つ化合物を合成した。NMR、元素分析、マススペクトル、FT-IRによって同定を行なった結果、各合成段階において90%以上の高収率で目的物質を得ることに成功した。これらのイソシアネート基を持つ低分子化合物を、末端にアミノ基やヒドロキシル基をもつポリジメチルシロキサン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールへ導入し、新規高分子化合物を合成した。次に、合成した化合物を使って約40種類の油や有機溶媒に対するゲル化テストを行い、ゲル化する溶媒に関して最小ゲル化濃度を算出した。その結果、これらの高分子化合物が多くの有機溶媒を比較的少量の添加でゲル化できる優れた有機ゲル化剤として機能することがわかった。そして、低分子ゲル化剤と匹敵するかあるいはそれらより優れたゲル化能を示すこともわかった。さらに、ゲル化機構の詳細な検討は、電子顕微鏡観察(TEM-FE-SEM)、赤外吸収スペクトル測定、1H-NMR測定によって行なった。その結果、高分子ゲル化剤のゲル化は、導入した低分子ゲル化剤セグメントが超分子ポリマーを形成し、高分子セグメントは補足的な役割を果たしていることがわかった。言い換えると、高分子鎖に導入した低分子ゲル化剤部分がゲル化駆動部位として機能することで種々の溶媒をゲル化する。また、溶液からゲルへの転移やゲル強度測定をレオメーターによって測定し、ゲル強度とゲル化の関係について系統的な研究ができた。平成17年度は、化合物の合成とそのゲル化能について検討した。まず、L-リシンを出発物質として、エステル化に続いて末端にイソシアネート基を持つ化合物を合成した。NMR、元素分析、マススペクトル、FT-IRによって同定を行なった結果、90%以上の高収率で目的物質を得ることに成功した。次に、末端にアミノ基やヒドロキシル基をもつポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールならびにポリシロキサンへ導入した高分子化合物を合成した。この反応も収率90%以上であった。その結果、これらの高分子化合物が多くの有機溶媒を比較的少量の添加でゲル化できる優れたゲル化剤であることが明らかとなった。また、低分子ゲル化剤と比較して、それに匹敵するかあるいはそれらより優れたゲル化能を示すこともわかった。そして、ゲル化機構を詳細に検討するために、電子顕微鏡観察(TEM・FE-SEM)、赤外吸収スペクトル測定、1H-NMR測定を行なった。その結果、高分子ゲル化剤のゲル化は、導入した低分子ゲル化剤セグメントがゲル化駆動部位として超分子ポリマーを形成し、高分子セグメントは補足的な役割を果たしていることがわかった。
気泡ポンプを内蔵したマイクロヒートパイプの開発

液相内の蒸気相界面に空間的曲率差が存在すると,表面張力効果により,蒸気相重心の移動や蒸発凝縮を伴う蒸気相内部での蒸気輸送が生じる.本研究では,この蒸気泡ポンプ効果を効果的に利用するマイクロループヒートパイプの開発を目的とし,マイクロチャンネルプレートを積層したループヒートパイプを試作し,その流動伝熱特性を調べた.プレートには,長さ76mm,幅19mm,厚さ0.20.25mmのSUSプレートにレーザー貫通加工で最小流路幅250μm,最大流路幅2mmの面内ループを形成したもの,同長,同幅,厚さ0.3mmのPETプレートに最小流路幅4mm,最大流路幅15mmの面外ループを形成するものの2種類を準備した.エタノールを冷媒とし,水平設置条件でループヒートパイプの動作実験を行った.結果として,面内循環式のSUSプレートを用いた場合,積層厚さ0.42.6mmの範囲内では,厚さ2.1mmにおいて熱輸送量が最大となり,最大熱輸送量が9.7Wおよび熱伝導率550W/mK(@ΔT=13.2K)を記録した.また,熱輸送量が限界に達すると加熱部でドライアウトが生じ,急速に熱輸送性能が低下する現象が見られた.面外循環式のPETプレートを用いた場合,積層厚さ1.8mmで良い性能を発揮し,等価熱伝導率500W/mK,最大熱輸送量12.8W(@ΔT=34.2K)を記録した.また,実験範囲内ではドライアウトは観察されず,耐熱温度の高い部材の利用で,さらに高い性能が期待される.さらに,循環流と熱抵抗によるループヒートパイプの熱輸送モデルを構築し,解析を行った結果,加熱部と冷却部の熱抵抗を低減することで,さらなる熱輸送性能の向上が期待できることが示された.液相内の蒸気相界面に空間的に曲率差が存在すると,表面張力の効果により,蒸気相重心の移動や蒸気相内部での蒸気の輸送が生じる.この気泡ポンプ効果を熱輸送デバイスへ応用するため,本研究では,微小流路(マイクロチャンネル)群がより大きな流路へつながる構造を持つループヒートパイプを試作し,その特性を調べる.本年度は,D-RIEや陽極接合といった微細加工技術を用い,シリコン基盤へ幅50umのマイクロチャンネル列と幅500umのチャンネルを備えたループ流路を形成し,ガラスプレートを接合し,プレート型ループヒートパイプを試作し,冷媒の流動特性および熱輸送特性を調べた.水を冷媒とした場合,僅かな冷媒の循環とその循環による熱輸送を確認したが,マイクロチャンネルにおける流動抵抗が非常に大きく実用的ではないという結論となった.エタノールを冷媒とした場合,水よりは活発は循環が観察され,冷媒の循環による熱輸送は,基盤熱伝導の約60%程度であった.さらに,流動抵抗を低減したヒートパイプを試作するため,厚さ200umのSUSプレートにレーザー貫通加工により形成した最小幅250umのループ流路を形成し,上下よりSUSとアクリル製フランジでプレートを挟み込んだループヒートパイプを製作した.結果として,エタノールを冷媒とし,プレートを積層し流路厚さ400umとした場合,活発な冷媒の循環を確認し,水平設置において等価熱伝導率400W/mK,縦設置において940W/mKを記録した.また,水を冷媒とするとSUSプレートの濡れ性の低さから,キャピラリー効果による冷媒の循環は不十分な結果であった.今後,試作ループヒートパイプの熱輸送特性を,冷媒の種類,流路の水力直径,流路パターンに対して調べ,気泡ポンプ構造を内蔵する熱輸送デバイスの実用化の可能性を明らかにする.液相内の蒸気相界面に空間的曲率差が存在すると,表面張力効果により,蒸気相重心の移動や蒸発凝縮を伴う蒸気相内部での蒸気輸送が生じる.本研究では,この蒸気泡ポンプ効果を効果的に利用するマイクロループヒートパイプの開発を目的とし,マイクロチャンネルプレートを積層したループヒートパイプを試作し,その流動伝熱特性を調べた.プレートには,長さ76mm,幅19mm,厚さ0.20.25mmのSUSプレートにレーザー貫通加工で最小流路幅250μm,最大流路幅2mmの面内ループを形成したもの,同長,同幅,厚さ0.3mmのPETプレートに最小流路幅4mm,最大流路幅15mmの面外ループを形成するものの2種類を準備した.エタノールを冷媒とし,水平設置条件でループヒートパイプの動作実験を行った.結果として,面内循環式のSUSプレートを用いた場合,積層厚さ0.42.6mmの範囲内では,厚さ2.1mmにおいて熱輸送量が最大となり,最大熱輸送量が9.7Wおよび熱伝導率550W/mK(@ΔT=13.2K)を記録した.また,熱輸送量が限界に達すると加熱部でドライアウトが生じ,急速に熱輸送性能が低下する現象が見られた.面外循環式のPETプレートを用いた場合,積層厚さ1.8mmで良い性能を発揮し,等価熱伝導率500W/mK,最大熱輸送量12.8W(@ΔT=34.2K)を記録した.また,実験範囲内ではドライアウトは観察されず,耐熱温度の高い部材の利用で,さらに高い性能が期待される.さらに,循環流と熱抵抗によるループヒートパイプの熱輸送モデルを構築し,解析を行った結果,加熱部と冷却部の熱抵抗を低減することで,さらなる熱輸送性能の向上が期待できることが示された.
アパタイト不織布を用いた生体親和性複合材料の創成に関する基礎的研究

ハイドロキシアパタイトは,骨・歯の主成分であり,歯の再石灰化などに用いられてきた.また,生体親和性などを利用して,骨の代替物や修復補助材として期待されている.通常,ハイドロキシアパタイトは粒子状またはスラリーペースト状で使用されるが,ハンドリング性が悪くその使用領域が限定されてきた.そこで,ハンドリング性がよく,複合材料の強化材として効果の大きい繊維化を試みた.新しく開発した紡糸装置を用いて,スラリー法によりアパタイト繊維および不織布を作成した.作成したアパタイト繊維の焼成温度を下げることにより,繊維の持つ生体活性および吸着特性を落とさずに,繊維の強度を向上させることができた.また,作成したハイドロキシアパタイト繊維を強化材として,一般に骨の治療に使用されているポリメチルメタクリレート(PMMA)骨セメントの複合化を行なった.アパタイト繊維の含有量を変化させ,力学物性・吸着特性などに及ぼす影響を調べた.アパタイト繊維強化骨セメントは,繊維含有量が増加するにつれて引張強度・クリープ特性・破壊じん性・疲労き裂進展抵抗が向上し,同含有量の粒子強化と比べて効果が著しく大きかった.また,術中に問題となる重合発熱を低減させた.吸着特性については,重合時のMMAモノマーの生体への流出を下げる効果があり,もっとも効果的な繊維含有量があることがわかった.繊維の焼成温度による影響を調べた結果,低温で焼成した繊維のほうが高いモノマー吸着特性を示した.以上の結果より,新しく作成したハイドロキシアパタイト繊維は,複合材料の強化材として優れた特性を有することが明らかとなった.ハイドロキシアパタイト繊維の成形条件を変化させて,繊維の強度・微視構造に及ぼす影響を調べた.繊維の紡糸には,開発した繊維紡糸装置を用いて,アパタイト微粉末,蒸留水,バインダー材料を混合したスラリーから作製した.高温炉中でバインダー材料の除去,アパタイトの焼結を行ない,純粋なアパタイト繊維を得た.強度は,ふるい振動法を用いて繊維の残留量から評価した.スラリーの配合比の影響を調べた結果,紡糸に最適な粘度は50200Pa・sであることがわかった.バインダーの配合比が高くなると、繊維表面に欠陥が多くなり,繊維強度が著しく減少することがわかった.また,アパタイトの粒子径をサプミクロンオーダーまで小さくすると,強度は40%程度上昇することがわかった.アパタイトの焼成条件を変化させ,焼結性と強度の関係を調べた.焼成温度を8001000°Cまで変化させたところ,800°Cまでは繊維表面に小さな凹凸が残り焼結が不十分であったが,900°Cを超えるあたりから焼結が起こり始め,1100°Cではアパタイト微粒子がみられないほど焼結が進んでいたことがわかった.強度は,焼結が進むにつれて高くなる傾向を示した.また,焼結時間は,繊維の表面状態,強度にはほとんど影響を及ぼさなかった焼成温度について検討を行なった結果,繊維中の水分が抜ける温度範囲である200°Cの昇温速度を低下させた場合,強度・繊維表面状態にはほとんど影響がなかった.バインダーが抜ける温度域200400°Cでの昇温速度の低下は,強度の著しい向上をもたらした.また,繊維の焼結も進んでいることがわかった.焼結が進む温度域400°C以上での昇温速度の低下もまた強度を向上させたが,200400°Cまでと比較すると小さかった.さらに,全温度範囲において昇温速度を低下させることによって,他の成形条件よりも強度は高くなった.また,成形温度が低いほど,昇温速度の低下が効果的であることが明らかとなった.ハイドロキシアパタイトは,骨・歯の主成分であり,歯の再石灰化などに用いられてきた.また,生体親和性などを利用して,骨の代替物や修復補助材として期待されている.通常,ハイドロキシアパタイトは粒子状またはスラリーペースト状で使用されるが,ハンドリング性が悪くその使用領域が限定されてきた.そこで,ハンドリング性がよく,複合材料の強化材として効果の大きい繊維化を試みた.新しく開発した紡糸装置を用いて,スラリー法によりアパタイト繊維および不織布を作成した.作成したアパタイト繊維の焼成温度を下げることにより,繊維の持つ生体活性および吸着特性を落とさずに,繊維の強度を向上させることができた.また,作成したハイドロキシアパタイト繊維を強化材として,一般に骨の治療に使用されているポリメチルメタクリレート(PMMA)骨セメントの複合化を行なった.アパタイト繊維の含有量を変化させ,力学物性・吸着特性などに及ぼす影響を調べた.アパタイト繊維強化骨セメントは,繊維含有量が増加するにつれて引張強度・クリープ特性・破壊じん性・疲労き裂進展抵抗が向上し,同含有量の粒子強化と比べて効果が著しく大きかった.また,術中に問題となる重合発熱を低減させた.吸着特性については,重合時のMMAモノマーの生体への流出を下げる効果があり,もっとも効果的な繊維含有量があることがわかった.繊維の焼成温度による影響を調べた結果,低温で焼成した繊維のほうが高いモノマー吸着特性を示した.以上の結果より,新しく作成したハイドロキシアパタイト繊維は,複合材料の強化材として優れた特性を有することが明らかとなった.
メタンモノオキシゲナーゼによる酸素活性化機構の解明に関連する二核鉄錯体の合成

従来から、ヘメリトリンやメタンモノオキシゲナーゼ(MMO)などの機能モデルを構築するためには、溶液中で安定なμ-oxo-di-μ-acetatodiiron(III)錯体が必要と考えられ、その合成が試みられてきた。このためには架橋基を持たない二核化配位子が必要である。しかし、このタイプの二核化配位子を用いて鉄錯体を合成すると、二核錯体は得られず四核錯体が生成してしまう。一方、我々は、架橋基を持たない二核化配位子としてヘキサピリジン配位子を合成し、世界で始めて二核化配位子によるμ-oxo-di-μ-acetatodiiron(III)錯体(1)の合成に成功した。化合物1は溶液中で安定であり、二核鉄錯体を活性部位に持つタンパク質の機能モデルとなることが期待された。実際に、1はm-クロロ過安息香酸(m-CPBA)を酸化剤とするアルカン類の水酸化を触媒しMMOの機能モデルとなることを見いだした。この系はMMOの反応性を忠実に再現することから、反応の活性種はMMOの活性種と類似していることが予測された。そこで、1を用いたアルカン水酸化反応の中間体の検出を試みた。まず初めに、m-CPBAを酸化剤とする系で中間体の検出を試みたが、反応が早すぎて中間体を検出することはできなかった。過酸化水素を酸化剤として用いた場合にもアルカン類の水酸化反応を触媒するので、1と過酸化水素との反応からも中間体の検出を試みた。塩化メチレン中で1に過酸化水素を加えるとアルカン水酸化と同時に過酸化水素の不均化反応が進行し、新たな化学種は検出されなかった。一方、アセトニトリルを溶媒として用い、少量の塩基を加えると、不均化反応は進行せず、600nm付近にブロードな吸収を示す新たな錯体2が生成した。共鳴ラマン、FAB mass、電子スペクトなどを用いてこの構造を調べた。FAB massスペクトルから、2は1から酢酸がはずれてパーオキシド(O-O)が結合した錯体であることがわかった。さらに、高分解能FAB massスペクトルから、2の組成が明らかになり、O-Oの存在が支持された。2の共鳴ラマンスペクトルは、O-O伸縮振動バンドを815cm^<-1>に示した。^<18>O_2の同位体シフトも確認された。従来の二核鉄パーオキソ錯体は、900cm^<-1>付近にO-O伸縮振動バンドを示すことから、2のO-Oが従来の錯体と異なる特異な結合様式を持つことが示唆された。今年度の研究によってMMO機能モデル系において、二核鉄パーオキソ中間体の検出及び単離に成功した。以上に関連して2報の論文が掲載された。今後は、二核鉄パーオキソ錯体の結晶構造解析、及び、O-Oの活性化によるアルカン水酸化の反応機構解明を試みる。

従来の二核鉄パーオキソ錯体は、900cm^<-1>付近にO-O伸縮振動バンドを示すことから、2のO-Oが従来の錯体と異なる特異な結合様式を持つことが示唆された。今年度の研究によってMMO機能モデル系において、二核鉄パーオキソ中間体の検出及び単離に成功した。以上に関連して2報の論文が掲載された。今後は、二核鉄パーオキソ錯体の結晶構造解析、及び、O-Oの活性化によるアルカン水酸化の反応機構解明を試みる。
悪性胸膜中皮腫に対するゾレドロン酸によるオートファジー誘導薬物療法の開発

悪性胸膜中皮腫は治療抵抗性できわめて予後不良の悪性腫瘍であり、従来とは全く異なる機序の治療が求められている。我々は骨粗鬆症治療薬であるゾレドロン酸の抗腫瘍効果、オートファジー誘導効果に着目し、ゾレドロン酸の悪性胸膜中皮腫細胞株に対する抗腫瘍効果を検討した。本研究において、我々はゾレドロン酸がヒト悪性胸膜中皮腫細胞株に対してin vitroで抗腫瘍効果(殺細胞効果、遊走抑制効果)を示すことを確認した。また、その抗腫瘍効果がオートファジー誘導を介したものであることを明らかにした。臨床応用に向けて、In vivoモデルでの抗腫瘍効果の検討、および詳細な作用機序の検討が今後の研究課題である。アスベスト暴露を原因として発症する悪性胸膜中皮腫は、本邦では202030年に患者数がピークを迎えると推定されている。しかし、治療抵抗性の悪性腫瘍であり、2年生存率は2030%と非常に予後不良である。また現在までに確立された化学療法はペメトレキセート+シスプラチンのみで(生存期間中央値12か月)、治療成績の向上には従来とは全く異なる薬物療法が必要である。本研究の目的は、悪性胸膜中皮腫に対するゾレドロン酸の抗腫瘍効果とその機序を明らかにし、臨床応用することである。平成26年度は細胞実験を中心に、ゾレドロン酸の抗腫瘍効果を検討した。【ゾレドロン酸の殺細胞効果】ヒト悪性胸膜中皮腫細胞株ACC-MESO-1を用いて、ゾレドロン酸の殺細胞効果を検討した。96ウェルマイクロプレートに翌日80%コンフルエントになるようにACC-MESO-1細胞を撒き、翌日からゾレドロン酸20100μMを投与した。48時間後にMTTを加え、さらにホルマザリンに対応する570nm吸光度を測定し、cell viabilityを評価した。ゾレドロン酸20100μMの投与により、ACCーMESO-1細胞のcell viablilityは1040%低下した。【ゾレドロン酸の細胞遊走抑制効果】60mmディッシュ上に、翌日80%コンフルエントになるようにACC-MESO-1細胞を撒き、翌日ディッシュの中央に線を引き左半分の細胞をスクレイパーで除去した。そして、ゾレドロン酸20100μMを投与して、48時間後に線より左側へ郵送した細胞数を顕微鏡下に計測した。その結果、ゾレドロン酸20100μMの48時間投与により、ACC-MESO-1細胞の遊走能は1040%低下した。以上より、ゾレドロン酸はin vitroにおいてACC-MESO-1細胞のviabilityおよび遊走能を低下させることが確認された。本研究の目的は悪性胸膜中皮腫に対するゾレドロン酸の抗腫瘍効果とその機序を明らかにし、臨床応用することである。【ゾレドロン酸の殺細胞効果(1)MTTアッセイ】ゾレドロン酸20100μMの投与により、ヒト悪性胸膜中皮腫細胞株ACC-MESO-1細胞のcell viabilityは1040%低下した。【ゾレドロン酸の細胞遊走抑制効果(2)Wound healing assay】ゾレドロン酸20100μM投与により、ACC-MESO-1細胞の遊走能は1040%低下した。前述のゾレドロン酸のACC-MESO-1細胞に対する抗腫瘍効果を踏まえ、平成27年度はその機序を検討した。【ゾレドロン酸によるアポトーシス誘導(1)Appopercentage kit assay】アポトーシス誘導細胞のみを選択的に染色する色素(Appopercentage kit)を用いて、ゾレドロン酸20100&#181;Mを48時間投与したACC-MESO-1細胞にアポトーシスが誘導されるか検討したが、いずれの濃度でもアポトーシス誘導は認めなかった。【ゾレドロン酸によるアポトーシス誘導(2)Caspase-3ウェスタンブロット】アポトーシスマーカーであるcaspase-3のウェスタンブロットにて、ゾレドロン酸20100&#181;Mを48時間投与したACC-MESO-1細胞にアポトーシスが誘導されるか検討したが、いずれの濃度でもアポトーシス誘導は認めなかった。以上の結果より、ゾレドロン酸のACC-MESO-1細胞に対する抗腫瘍効果はアポトーシスを介したものではないと考えらえた。ゾレドロン酸が悪性胸膜中皮腫細胞株ACC-MESO-1細胞に対してin vitroにて殺細胞効果、細胞遊走抑制効果を示すこと、さらにそれがゾレドロン酸の既知の抗腫瘍効果の機序であるアポトーシスを介したものではないことを確認できた。しかし、オートファジーの機序に関する検討はやや遅れている。【ゾレドロン酸の殺細胞効果MTTアッセイ】ゾレドロン酸20100μMの投与により、ヒト悪性胸膜中皮腫細胞株ACC-MESO-1細胞のcell viabilityは1040%低下した。【ゾレドロン酸の細胞遊走抑制効果Wound healing assay】

ゾレドロン酸20100μM投与により、ACC-MESO-1細胞の遊走能は1040%低下した。平成27年度はその作用機序を検討した。【ゾレドロン酸によるアポトーシス誘導1Appopercentage kitassay 2caspase-3ウェスタンブロット】アポトーシス誘導細胞のみを選択的に染色する色素(Appopercentage kit)およびアポトーシスマーカーであるcaspase-3のウェスタンブロットを用いて、ゾレドロン酸20100μMを48時間投与したACC-MESO-1細胞にアポトーシスが誘導されるかを検討した。いずれの濃度でもアポトーシス誘導は認めなかった。平成28年度も作用機序の検討を継続した。【ゾレドロン酸によるオートファジー誘導】アポトーシスマーカーであるLC3Bのウェスタンブロットを行ったところ、ゾレドロン酸20100μM投与したACC-MESO-1細胞でLC3B発現が増加しており、ゾレドロン酸によるオートファジー誘導を認めた。またオートファジー阻害薬である3メチルアデニンを同時投与したところ、ゾレドロン酸によるcell viablityの低下は部分的にレスキューされた。以上より、ゾレドロン酸のACC-MESO-1細胞に対する抗腫瘍効果には部分的にオートファジーが関与しているものと考えられた。悪性胸膜中皮腫は治療抵抗性できわめて予後不良の悪性腫瘍であり、従来とは全く異なる機序の治療が求められている。我々は骨粗鬆症治療薬であるゾレドロン酸の抗腫瘍効果、オートファジー誘導効果に着目し、ゾレドロン酸の悪性胸膜中皮腫細胞株に対する抗腫瘍効果を検討した。本研究において、我々はゾレドロン酸がヒト悪性胸膜中皮腫細胞株に対してin vitroで抗腫瘍効果(殺細胞効果、遊走抑制効果)を示すことを確認した。また、その抗腫瘍効果がオートファジー誘導を介したものであることを明らかにした。臨床応用に向けて、In vivoモデルでの抗腫瘍効果の検討、および詳細な作用機序の検討が今後の研究課題である。in vitroでの抗腫瘍効果を確認できたが、その作用機序に関してはまだ検討を行えていないため。H28年度はゾレドロン酸の悪性胸膜中皮腫細胞株ACC-MESO-1細胞に対する抗腫瘍効果の機序について検討していく。胸部外科学ゾレドロン酸の悪性胸膜中皮腫に対するin vitroでの抗腫瘍効果については、予想された通りの結果が得られている。今後はその作用機序について検討を進めていく予定である。ゾレドロン酸の抗腫瘍効果の機序についての検討が当初の計画よりやや遅れており、物品費の支出が少なくなった。試薬類の購入を、実験の進捗状況から次年度に延期したものがあったため。抗腫瘍効果の機序についての検討を早め、必要な物品を今年度中早めに購入する。タンパク実験関係の消耗品の購入に当てる予定である。
ヒトLAG3陽性制御性T細胞によるB細胞抑制能と、TGF-β3の作用機序解析

研究代表者らが同定したLAG3+Tregは、マウスで抑制性サイトカインTGF-β3を特異的に産生し、B細胞の抗体産生を強力に抑制する。本研究では、ヒトにおけるTGF-β3のB細胞に対する作用機序を解明した。TGF-β3は、初代培養のヒトB細胞の抗体産生を抑制し、ヒトB細胞の細胞死を誘導し、形質芽細胞への分化および増殖を抑制した。TGF-β3は、IRF4、Blimp-1、XBP1といった抗体産生細胞への分化に重要な遺伝子発現を抑制し、Sykのリン酸化を抑制していた。また、本研究ではヒト扁桃とヒト末梢血LAG3+Tregを解析し、関節リウマチ、abataceptとの関係を明らかにした。今年度は、ヒトB細胞に対するTGF-β3の作用機序の解明を行った。TGF-β1によるヒトB細胞抑制の作用メカニズムの検討は、悪性リンパ腫由来の細胞株を使用したものがほとんどであり、初代培養のヒトB細胞を用いた検討は少ない。しかし、がん化の過程で、細胞のTGF-βへの反応性が変化することは多いことを考え、初代培養のB細胞を用いて、正常な免疫系におけるTGF-βのB細胞への作用メカニズムを検討した。IL-21と可溶性CD40リガンド(sCD40L)刺激下における、TGF-β3の作用を確認したところ、ヒトB細胞のIgG、IgA、IgMの産生を抑制し、ヒトB細胞の細胞死を誘導し、CD38high形質芽細胞への分化および増殖を抑制していた。また、TGF-β1、β3のトランスクリプトームへの影響をRNA-Sequencing(RNA-Seq)にて評価した。トランスクリプトームは大きく変化しており、またTGF-β1とβ3による変化は類似していた。抗体産生細胞への分化に重要であるIRF4の発現は、いずれの刺激下においてもTGF-β3によって抑制された。また、Blimp-1、XBP1といった、抗体産生細胞への分化を担う遺伝子発現も抑制し、Sykのリン酸化を抑制することも明らかとなった。一方、ヒトLAG3陽性制御性T細胞(LAG3+Treg)に関しては、フローサイトメーターの解析によって、疾患活動性の高い関節リウマチ患者の末梢血において、健常人と比較して有意に減少していることが明らかとなった。また、同一患者内での生物学的製剤(Abatacept)使用前後で、LAG3+Treg有意に増加することが明らかとなった。また、Abatacept投与によってLAG3+Treg様細胞が誘導されることが試験管内実験で明らかとなった。現在RNA-Seqによる追加解析を行っている。本研究で予定していた、健常人と患者におけるヒトLAG3+Tregの量的・質的差異比較については、Abataceptによる誘導も含めて関節リウマチ患者を対象とした実験がなされ、結果を得ており、現在論文投稿中である。TGF-β3のヒトB細胞抗体産生抑制・増殖抑制についての解明は、今年度はIL-21と可溶性CD40リガンド(sCD40L)刺激されたヒトB細胞に対する解析を中心に順調に進み、Western BlottingやFACS、RNA-Seqの結果を得た。現在別の論文にまとめ投稿中である。ヒトLAG3+TregのTGF-β3産生については、最終的な至適刺激条件が見つかっていないが、強い刺激下で産生することが確認されており、今後の解析をすすめていく。そのため、まだヒトLAG3+TregのTGF-β3産生阻害によるB細胞抑制能の障害については検討できていない。今後は、TGF-β3のヒトB細胞抗体産生抑制・増殖抑制について、IL-21と可溶性CD40リガンド(sCD40L)刺激以外の刺激に対するTGF-β3の影響を見ていく予定である。SLEで重要とされているToll様レセプター刺激に対する影響を解明する予定である。ヒトLAG3+Tregに関しては、TGF-β3産生条件を明確にし、B細胞の抗体産生能を抑制する機構について明らかにしていく方針である。TGF-β3を作用させた刺激B細胞や、ヒト患者検体としてのLAG3+Tregについては、RNA-Seqを行い遺伝子発現解析を進めていくこととしている。免疫学購入金額の端数などの調整により、459円が残額として残った。次年度使用額は459円と少額ではあるが、抗体試薬代の補助に使用する予定である。
回転型データ収集を不要とする革新的SPECTシステムの開発

平成30年度はマルチピンホールSPECT画像の画質の改善と動態解析のための時間放射能曲線の取得に関して研究を行った。ここで画質の改善に関しては、ガンマ線の吸収、散乱、コリメータの開口の補正の他、量子雑音の低減などを実施した。この結果、ピンホール開口の影響に関しては7rays法などの補正法を用いたが、結果的に十分な補正効果が得られず、他の補正結果にも影響を与えるので、さらに効果的な方法を開発しなければならないことが明らかになった。ピンホールコリメータを用いたリストモードデータ収集に関しては、シミュレーションによって再構成画像から時間放射能曲線を描くことに成功した。リストモード再構成画像に関しても、おおむね画質は安定したが、想定した定量性は一部得ることができなかった。これは前述のピンホール開口補正が十分な効果を示さなかったことに起因しており、今後、取り組む必要があると考える。研究期間を通じ、マルチピンホールコリメータを用いた3検出器型の検出器固定状態でのSPECTシステムの提案とそのコリメータ設計、製作および基礎実験ならびにGPUを用いた画像再構成計算の高速化を行った。対象臓器は脳と心筋であり、両者についてシミュレーションを実施して、ピンホールSPECTシステムの設計上の様々なパラメータが再構成画像の画質にどのような影響を与えるかを明確にした。また、マルチピンホールコリメータによって実施可能となる臓器の動態解析についても時間放射能曲線を得ることに成功した。マルチピンホールコリメータの設計におけるパラメータの最適化:当初の計画では、ピンホールの数を8として、研究計画を立てていたが、実際にガンマカメラに装着する場合、中心合わせなどの操作が困難になることが予想され、ピンホール数を811の範囲で実装できるパラメータを検討した。内容としては、孔を通過したガンマ線による投影データが重ならないという条件の下で、孔の位置、開口角、向きなどを最適になるように光線追跡法を用いたシミュレーションから検討した。マルチピンホールSPECTの画像再構成法の開発:画像再構成手法として最尤推定期待値最大化法を採用した。この画像再構成法では、物理現象を再構成のプロセスに組み込み補正することが可能であり、空間分解能補正、ガンマ線の減衰補正、散乱補正、感度補正などを組み込んだ。また、オーダード・サブセット法などを活用した高速再構成法を実装した。モンテカルロシミュレーションによる感度と画質の検討:実際とほぼ同様の系でのモンテカルロ法による光子輸送シミュレーションを行った。光子輸送シミュレーションではGPGPUを用いて、計算時間の短縮を図った。また、感度の影響を定量的に評価するために、ピンホールの径を様々に変えて、空間分解能、アーチファクト、統計雑音等の観点から検討を行った。脳SPECT用マルチピンホールコリメータおよび装着治具の設計、製作と基礎実験:脳SPECT用マルチピンホールコリメータを設計、製作し実験を行った。このシステムでは、孔の数を8個として空間分解能を重視した設計とした。実験では、空間分解能ならびにコントラスト分解能ファントム、Hoffman脳ファントム(京都科学社製)等を利用した。今回、予算の関係で回転軸精度を調べる治具は作製することができなかったので、実測された点線減の投影データから回転軸補正を実現させた。研究計画書に記載した、4つの項目について自己点検を行った結果を示す。モンテカルロシミュレーションによる感度と画質の検討に関しては、当初、ピンホールの数を8個とする形態を基本としていたが、シミュレーション上では孔の数は自由に設定できるものの、実際の装置に装着して種々の補正を実施するうえでは、ガンマカメラの中央に1つ孔があったほうが便利なため、ピンホールの数を811としてシミュレーションを行い、所定の検討を行った。脳SPECT用マルチピンホールコリメータおよび装着治具の設計、製作と基礎実験に関しては予算の関係で回転軸精度を調べる治具は作製することができなかったので、実測された点線減の投影データから回転軸補正を実現し、基礎実験を成功させた。マルチピンホールコリメータの設計におけるパラメータの最適化に関しては、特に問題も生じず、研究を遂行することができた。マルチピンホールSPECTの画像再構成法の開発についても、ほぼ計画どおりに実施することができた。これらのことから、当初の計画とは若干変更はあったものの、検討すべき内容に影響を与えなかったので、概ね研究計画にそった研究を行い成果が得られたものと考えている。平成29年度は心筋SPECTシミュレーションとマルチピンホールコリメータの設計、製作および基礎実験ならびにGPUを用いた画像再構成計算の高速化を行った。心筋SPECTシミュレーションに関しては、脳SPECTシステムと同様のピンホールコリメータを使うことでコリメータ交換の手間を省けるという臨床実施上の利便性を優先することとした。そのうえでピンホール位置や孔の角度などを最適化する計算を行い、11個のピンホールシステムを採用することとし、平成28年度に作成したプログラムを基本にモンテカルロ計算や画像再構成計算を行った。また、心筋の映像化の場合には、肝臓等に集積した放射性同位元素が再構成画像に擬似集積を発生させる可能性があるので、心筋以外の集積部で発生するガンマ線の影響を検討した。このシミュレーションでは心筋を模擬した数値ファントムであるMCATファントムを用いた。これらの詳細なシミュレーションの結果に基づき、コリメータの設計と製作を行い、実際の臨床SPECT装置に装着し基礎実験を行った。実験には心筋ファントム(京都科学社製)を用い、同時に脳ファントムも利用して、再構成画像から問題点などを検討した。

シミュレーションの結果からは、直径2mmのピンホールシステムは収集カウントが少ないのにも関わらず、高精細の画像を再構成できることがわかった。実験では直径5mmのピンホールで感度を重視した画像を得ることに成功した。また、グラフィックプロセッサユニット(GPU)を用いた画像再構成計算の高速化に関しては、CPUで動作するプログラムを書き換え、高速に画像再構成を行えるようにした。平成29年度の研究計画において、(1)心筋SPECTシミュレーション、(2)マルチピンホールコリメータの設計、製作および基礎実験、(3)GPUを用いた画像再構成計算の高速化を実施する予定であったが、これらの3つの項目をすべて実施することができたので、おおむね順調に進展していると考えている。ただし、マルチピンホールコリメータの製作に関しては、制作費用の関係から3台のガンマカメラすべてに装着できるマルチピンホールコリメータを作ることができなかったので、1個のマルチピンホールコリメータを試作し、これを3つの角度位置においてデータ収集を行い、あたかも3個のマルチピンホールコリメータがあるかのような形態にして実装した。平成30年度はマルチピンホールSPECT画像の画質の改善と動態解析のための時間放射能曲線の取得に関して研究を行った。ここで画質の改善に関しては、ガンマ線の吸収、散乱、コリメータの開口の補正の他、量子雑音の低減などを実施した。この結果、ピンホール開口の影響に関しては7rays法などの補正法を用いたが、結果的に十分な補正効果が得られず、他の補正結果にも影響を与えるので、さらに効果的な方法を開発しなければならないことが明らかになった。ピンホールコリメータを用いたリストモードデータ収集に関しては、シミュレーションによって再構成画像から時間放射能曲線を描くことに成功した。リストモード再構成画像に関しても、おおむね画質は安定したが、想定した定量性は一部得ることができなかった。これは前述のピンホール開口補正が十分な効果を示さなかったことに起因しており、今後、取り組む必要があると考える。研究期間を通じ、マルチピンホールコリメータを用いた3検出器型の検出器固定状態でのSPECTシステムの提案とそのコリメータ設計、製作および基礎実験ならびにGPUを用いた画像再構成計算の高速化を行った。対象臓器は脳と心筋であり、両者についてシミュレーションを実施して、ピンホールSPECTシステムの設計上の様々なパラメータが再構成画像の画質にどのような影響を与えるかを明確にした。また、マルチピンホールコリメータによって実施可能となる臓器の動態解析についても時間放射能曲線を得ることに成功した。今後の研究実施内容は以下のような項目である。1.心筋SPECTシミュレーションとマルチピンホールコリメータの設計、製作および基礎実験:心臓はSPECTシステムの視野の中心に位置していないので、SPECTデータ収集のために、ピンホールの孔の位置や向きを変更して効率よくデータ収集する必要があるか、否かを検討する。