hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチターゲットメタボロミクスを用いたがん診断システムの開発

はじめに、4つの血中代謝物分析プラットホームを構築し、その分析手法を用いて、がん患者血清の分析を行い、バイオマーカー候補となりうる代謝物を見出した。さらに、「2-phase screening」という代謝物データを用いた新たな診断方法を提唱することができた。平成26年度は、イオンペア液体クロマトグラフトリプル四重極型質量分析計のプラットホームに基づいた血清中代謝物データベースの改良の必要性が出てきたため、その改良を完了した。また、液体クロマトグラフトリプル四重極型質量分析計によるカチオン代謝物分析系も構築し、血清中代謝物データベースを更新した。さらに、各種プラットフォームによる患者、ならびに、健常者検体の分析を進め、目標に近い検体数までの分析は終了したものの、目標数までには達することができなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学平成26年度終了時点で、各種プラットホームに基づいた血清中代謝物データベースも完成され、さらに、消化器がん患者、ならびに、健常者血清の分析も継続的に実施できている。平成27年度も、引き続き、消化器がん患者、ならびに、健常者血清の分析を進めるとともに、「血清メタボロームデータベースの評価とその実用化へ向けた検討」のための各種基礎データ取りを進めていく。平成25年度は、ガスクロマトグラフ四重極型質量分析計、液体クロマトグラフトリプル四重極型質量分析計、イオンペア液体クロマトグラフトリプル四重極型質量分析計の3種類のプラットホームにより分析可能な血清中代謝物データベースの作成を計画し、予定通り、血清中代謝物データベースを完成できた。続いて、患者血清検体の分析を計画しており、目標とした検体数には到達できなかったが、目標に近い検体数までの分析は終了した。平成26年度中に実施する計画をしていたヒト血清分析検体の目標分析数まで少し届かなかった。そのため、平成27年度に、一部、予算を繰越すこととなった。平成25年度に血清中代謝物データベースを完成でき、そのデータベースに基づき、現在、胃がん、大腸がん、すい臓がん、肝臓がん、そして、健常人の血清検体の分析を進めている。当初、平成25年度には、2つのがん種において優先的に血清検体の分析を進める予定にしていたが、健常人とともに、胃がん、大腸がん、すい臓がん、肝臓がんの血清検体を平均して分析していくことに変更した。しかし、この変更は、研究を進めていく上での問題とはならず、基本的に、本研究課題内容には、全く逸脱していないことから、平成26年度も引き続き、血清検体の分析を進める。平成27年度には、繰越した予算を用いて、平成26年度中に分析できなかった血清検体の測定・分析に使用するために必要な消耗品等の購入を行い、実験を実施する予定である。平成25年度では、当初の計画通りに、血清中代謝物データベースの作成が完了したが、ヒト血清分析検体数が、目標としていた数まで少し届かなかった。そのため、次年度に、一部、予算を繰越すこととなった。
哺乳類および鳥類における染色体相同領域の比較マッピングとその応用に関する開発研究

ヒト21番染色体は医学的見地から重要な染色体と考えられ、現在最も遺伝子構造の解析が進んでいる染色体のひとつである。一方、プリンヌクレオチドの新生経路は、PRPPからIMPに至るまでの10段階の反応からなるが、ヒト21番染色体には、第2段階を触媒するGARS、第3段階を触媒するGART、第5段階を触媒するAIRSの遺伝子が連なって存在している。本研究の結果より、GARS-AIRS-GART融合酵素遺伝子とともにGARS単独の遺伝子が存在し、それぞれの遺伝子よりGARS-AIRSGART多機能酵素あるいはGARS単独酵素が生成することが示唆された。そこで、GARS遺伝子に注目し、この酵素のC末端領域について、霊長類のゲノムDNAをテンプレートとしたPCR解析を行った。まず、GARS-AIRS間のコネクター領域に設計したプライマーを用いてヒト・チンパンジー・ニホンザル・ヒヒのゲノムDNAをPCRしたところ、GARS-AIRS間にイントロンは存在せず、いずれの種でも塩基配列が一致していた。一方、既に明らかになっているGARS単独タンパク質のcDNA配列をもとにプライマーを設計し、GARS遺伝子の3'末端領域からGARS3'非翻訳領域にかけてPCRを行ったところ、霊長類の狭鼻猿類以上においては、GARSのみをコードする遺伝子とGARS-AIRS-GRATの融合遺伝子が存在することが明らかとなった。さらに、GARSのみの遺伝子の3'末端翻訳領域の塩基配列を比較したところ、前者ではヒト・チンパンジー・ニホンザル・ヒヒのゲノムDNAにおいて塩基配列が完全に一致したのに対して、後者ではヒトに比較してニホンザルで1塩基、ヒヒでは2塩基の置換が観察された。一連の結果は、GARSの単独遺伝子が他の遺伝子と進化の過程で融合して、GARS-AIRS-GART遺伝子を形成した可能性を示している。ヒト染色体21番上には、プリン生合成酵素遺伝子の内、GARS、AIRS、GARTという酵素をコードする遺伝が存在しており、それらの遺伝子からはGARS-AIRS-GARTという構造の酵素蛋白質が合成される。また、この酵素をコードするmRNAの他に、GARSのみをコードするmRNAがヒトにおいて存在することが示されてきていたが、GARSモノクローナル抗体を用いたヒトの前頭葉におけるウェスタンブロッティングにより、GARSのみの蛋白質の存在が確認された。そこで、GARSに注目し、特に多くのメッセージを含んでいると思われるその3′末端について霊長類のゲノムDNAをテンプレートにしたPCRによって解析を行なった結果、GARS-AIRS間のコネクター領域と呼ばれる位置に設計したプライマーで、今回行った全サンプル(ヒト、チンパンジー、ニホンザル、ヒヒ)において、ゲノム上でGARS-AIRS間にイントロンが存在しないことが確認され、さらに全サンプルにおいて同一の塩基配列が得られた。また、GARSのみのcDNAの配列をもとにGARS3′末端からGARS3′非翻訳領域3′末端にかけてのPCRを行った結果、この領域にもイントロンが存在しないことが確認された。従って、従来考えられていた選択的スプライシングによる2種の蛋白質の生成は少なくとも霊長類の狭鼻炎類以上においては成り立たないことが示唆された。つまり、GARS遺伝子の3′末端は少なくとも2つ存在しており、GARS遺伝子に関してはゲノム上では2つ存在していることが考えられた。このことは、この遺伝子が大腸菌においてGARS、AIRS、GART遺伝子が別々に存在し、その後進化の過程で融合してきたことを考えるとむしろ自然のことのように思われる。リボース-5ーリン酸からイノシン酸モノリン酸をde novoで10段階を経て合成する.

この反応のうちglycinamide ribonucleotide synthetase(GARS),aminoimidezole ribonucleotide synthetase(AIRS),glycinamide ribonucleotide transformylase(GART)という3つの酵素の遺伝子はいずれもヒト染色体21上に存在している.これらの遺伝子の進化について次の諸点が明らかになった(2)トリではGARS,GARS-AIRS-GARTという2種の遺伝子が存在している(3)いずれからもmRNAが転写されしかも翻訳されている(4)GARSについてヒトのDNAから推定される塩基配列を基にprincerを設計して霊長類に於てDNAを増巾し塩基配列を決定した.ヒト、チンパンジー、ゴリラではいずれも増巾されるがヒヒでは合成されないことが分った.この様な簡単な方法で哺乳類、トリで比較が可能になった.ヒト21番染色体は医学的見地から重要な染色体と考えられ、現在最も遺伝子構造の解析が進んでいる染色体のひとつである。一方、プリンヌクレオチドの新生経路は、PRPPからIMPに至るまでの10段階の反応からなるが、ヒト21番染色体には、第2段階を触媒するGARS、第3段階を触媒するGART、第5段階を触媒するAIRSの遺伝子が連なって存在している。さらに、これらの遺伝子から、GARS-AIRS-GATR融合酵素が生成することが明らかとなっている。そこで、GARS遺伝子に注目し、この酵素のC末端領域について、霊長類のゲノムDNAをテンプレートとしたPCR解析を行った。まず、GARS-AIRS間のコネクター領域に設計したプライマーを用いてヒト・チンパンジー・ニホンザル・ヒヒのゲノムDNAをPCRしたところ、GARS-AIRS間にイントロンは存在せず、いずれの種でも塩基配列が一致していた。一方、既に明らかとなっているGARS単独タンパク質のcDNA配列をもとにプライマーを設計し、GARS遺伝子の3′末端領域からGARS3′非翻訳領域にかけてPCRを行ったところ、この領域にもイントロンが存在せず、霊長類の狭鼻猿類以上においては、GARSのみをコードする遺伝子とGARS-AIRS-GRATの融合遺伝子が存在することが明らかとなった。さらに、GARS-AIRS-GART遺伝子由来のGARS遺伝子部分の3′末端非翻訳領域とGARSのみの遺伝子の3′末端翻訳領域の塩基配列を比較したところ、前者ではヒト・チンパンジー・ニホンザル・ヒヒのゲノムDNAにおいて塩基配列が完全に一致したのに対して、後者ではヒトに比較してニホンザルで1塩基、ヒヒでは2塩基の置換が観察された。ここまで得られた結果と今回の結果は、GARS-AIRS-GARTの融合遺伝子が、GARSの単独遺伝子が他の遺伝子と進化の過程で融合して形成された可能性を示している。
幼児による物語の「分かりやすさ」を支援する画面構成の役割

幼児がテレビから物語性のある映像を理解する際には、カット技法が重要な役割を果たす。カット技法とは映像を人工的に寸断する技法であり、画面構成の基礎である。そこで、本研究では、画面構成と理解の関係について、カット技法を中心に先行研究を概観するとともに、実験研究を行うことが目的であった。この目的を達成するために、まず、カット技法と理解との関係について先行研究を概観し問題点を明確にした。概観にあたっては、カット技法の実態とその役割に絞って考察した。その結果、カット技法の出現頻度がアニメで平均すると約14回であること、カット技法が同時カットと継時カットに分類できること、カット技法と幼児のアニメ視聴とが関連すること、が示された。また、カット技法の役割については、カット技法が理解を抑制する役割と理解を促す役割の二つを持つことが示された(本研究は、「物語理解におけるカット技法の実態と役割」と題して、教育心理学研究に投稿中)。先行研究の概観から、カット技法を受け手の認知特性に対応させることが理解を支援するための最適条件であると考えられたので、この点を考慮して、次に、実験研究を行った。実験は年長組を被験児にした。課題としては、簡単な出来事について数枚の絵画物語を作った。ただし、同じ内容でも、重要度の異なる行為系列が描かれた画面系列を作成した。絵画配列課題を実施し、課題の違いが配列行動にどうような効果を及ぼすか分析したところ、重要度の高い行為系列により作成された絵画の有為性が認められた。以上から、幼児の物語理解を支えるカット技法については、その最適条件を考案することが「分かりやすさ」と結びつくことが推察された。しかし、今回の実験は予備的な性格が強いものであり、さらに統制を加えた条件下での実証研究が望まれる。
植物プランクトンの産生する生理活性ペプチドに関する研究

植物ブランクトンの産生する生理活性ペプチドの探索を行い、以下の成果をあげることができた。1. OO生理活性ペプチドのスクリ-ニングWWーPP国内外より入手した24種植物プランクトンの培養藻体から水溶性と脂溶性画分を調整し、5種の酵素の阻害活性を、得られた両画分について検討した。アンジオテンシン変換酵素阻害活性が11藻種の水溶性画分と、8藻種の脂溶性画分に認められた。パパイン阻害活性は14藻種の水溶性画分と23藻種の脂溶性画分に、エラスタ-ゼ阻害活性は1藻種の水溶性画分と2藻種の脂溶性画分に、トリプシン阻害活性は5藻種の水溶性画分と11藻種の脂溶性画分に、キモトリプシン阻害活性は5藻種の水溶性画分と8藻種の脂溶性画分に認められた。2. OOアンジオテンシン変換酵素阻害ペプチドの単難・構造決定WWーPPアンジオテンシン変換酵素阻害活性のスクリ-ニングで活性の認められた緑藻OODunaliellaWWーPP OObardawilWWーPPとOOBotryococcusWWーPP OObrauniiWWーPPの水溶性画分により、ゲルろ過などにより阻害物質を精製した。それらは、酸加水分解後のアミノ酸分析により10種のアミノ酸が認められ、いずれもペプチドであると推定され、50μg/mlの濃度で阻害活性を示した。さらに、藍藻OOMicrocystisWWーPP OOaeruginosaWWーPPよる、溶媒分画、イオン交換および逆相系の高速液体クロマトグラフィ-により阻害ペプチドを単難した。その物質の構造を、アミノ酸分析、FABMS、HMBCなどの各種NMRにより新規アミノ酸を含むペンタペプチド1IIーJJであると決定した。本物質は、7μg/mlの濃度でアンジオテンシン変換酵素阻害活性を示した。植物プランクトンの産生する生理活性ペプチドの探索を行い、以下の成果をあげることができた。1.生理活性ペプチドのスクリ-ニング国内外より入手した各種植物プランクトンを大量培養し、18種の凍結乾燥藻体から、水溶性と脂溶性画分を調整し、アンジオテンシン変換酵素、パパイン、エラスタ-ゼ、トリプシンおよびキモトリプシンの阻害活性を、得られた両画分について検討した。アンジオテンシン変換酵素阻害活性が、藍藻Microcystis aeruginosa、M.viridisおよびM.wesenbergiiの水溶性と脂溶性の両画分に0.25mg/mlで認められたほか、緑藻Botryococcusbraunii、Dunaliellabardawilをはじめ8藻種の水溶性画分と、5藻種の脂溶性画分に認められた。パパイン阻害活性は14藻種の水溶性画分と全藻種の脂溶性画分に、エラスタ-ゼ阻害活性は2藻種の脂溶性画分のみに、トリプシン阻害活性は5藻種の水溶性画分と8藻種の脂溶性画分に、キモトリプシン阻害活性は4藻種の水溶性画分と7藻種の脂溶性画分に認められた。2.アンジオテンシン変換酵素阻害物質の単離・精製アンジオテンシン変換酵素阻害活性のスクリ-ニングで活性の認められた緑藻DunaliellabardawilとBotryococcus brauniiの水溶性画分より、ゲルろ過などにより阻害物質を精製した。得られた阻害物質を酸加水分解後アミノ酸分析したところ、それぞれ10種のアミノ酸が認められ、いずれもペプチドであると推定され、50μg/mlの濃度で阻害活性を示した。

さらに、藍藻M.aeruginosaより、溶媒分画、イオン交換および逆相系の高速液体クロマトグラフィ-により阻害物質を単離した。この物質は、FABMS、各種NMRなどにより、Ala、Val、Tyr、N-methyltyrosineおよび2-amino-3-hydroxy-8-methylnonanoyl acidより成るペプチドであると推定され、7μg/mlの濃度で阻害活性を示した。植物プランクトンの産生する生理活性ペプチドの探索を行い、以下の成果をあげることができた。1.生理活性ペプチドのスクリ-ニング:国内より入手した6種の植物プランクトンを大量培養し、その凍結乾燥藻体から、水溶性と脂溶性画分を調製し、パパイン、エラスタ-ゼ、トリプシンおよびキモトリプシンの阻害活性を、得られた両画分について検討した。その結果、4藻種の脂溶性画分に100μg/mlの濃度でパパイン阻害活性が認められた。そのほか、弱いながらも、エラスタ-ゼ阻害活性が1藻種の水溶性画分に、トリプシン阻害活性が3藻種の脂溶性画分に、キモトリプシン阻害活性が両画分各1藻種に認められた。2.藍藻<Microcystis>___ー<aeruginosa>___ーのアンジオテンシン変換酵素阻害ペプチドの構造:藍藻M__ー.<aeruginosa>___ーより単離したアンジオテンシン変換酵素阻害ペプチドのアミノ酸配列を決定するために^1H NMR、^<13>C NMR、COSYスペクトルに加え、HMBCスペクトルを重DMSO中で測定した。主にα位のメチンプロトンとカルボニルプロトンのカップリングを検討することによって、その構造を1__と決定することができた。また、各アミノ酸の立体は、光学分割カラムを用いるガスクロマトグラフィ-における保持時間の比較により、Ala、Val、TyrはL型であると考えられた。他の2種のアミノ酸については現在検討中である。さらに、パパイン、エラスタ-ゼ、トリプシン、キモトリプシン、カルボキシペプチダ-ゼAに対する阻害活性を調べたが、200μg/mlの濃度で阻害せず、本物質はアンジオテンシン変換酵素を特異的に阻害すると考えられた。
近隣グラフに基づくシンボリック・データ・アナリシスの研究

本研究は、シンボリック・データ・アナリシズ(量的記述、質的記述の混在した対象に関する一般的なデータ解析法)に対する方法論の開発を目的としている。平成1415年度の研究成果は以下の通りである。1)判別分析のための特徴選択法「記述の一般性を考慮した相互近隣グラフ」とよぶ重み付きグラフと、「記述の一般性を考慮したクラス間相互近隣グラフ」とよぶ重み付きグラフを導入することによって、概念クラス間の違いを与えるサンプル群を、それらがどのような特徴組によって記述されるかを、単純な演算で抜き出す方法を提案した。本来、特徴選択には全数探索という計算量の爆発の問題がつきまとい、したがって特徴組の評価法を簡略化する妥協が強いられる。本研究では、複数の特徴組を同時に用いなければ識別出来ない問題を含め、提案の方法が高い特徴選択能力を有することを実験的に確かめている。2)相関分析のための一般化された相関係数相関分析において、特徴間の相関の程度を評価する尺度が有用である。本研究では、2つの特徴の間に因果性があれば、例えば任意の関数のグラフのように、サンプルの集団は、そのようなグラフに沿った幾何学的に薄い構造を有する。このようなサンプルの分布の幾何学的な厚みを合理的に評価する尺度として、カルホーン相関係数を握案した。しかし、3次元以上の高次元空間における幾何学的な厚みの合理的評価法に拡張することは難しい。そこで、相対近隣グラフとその一般型である記述の一般性を考慮した近時グラフの概念を導入して、これらのグラフの性質から幾何学的な厚みを評価する方法を考察した。多次元空間における単調なロープ状分布については、信頼性の高い評価が可能である。しかし、3次元パラボラのような空間的広がりを有する構造の合理的評価が、今後の課題である。本研究の平成14年度の目標は、シンボリック・オブジェクト(量的記述、質的記述の混在した対象)の識別問題において、「記述の一般性を考慮した相互近隣グラフ」とよぶ重み付きグラフと、「記述の一般性を考慮したクラス間相互近隣グラフ」とよぶ重み付きグラフを導入することによって、クラス概念間の違いを与えるサンプル群と、それらがどのような特徴組によって記述されるかを、単純な演算で抜き出す方法を提案することである。現時点で得られた成果は以下の通りである。(1)提案のグラフ概念を用いることによって、クラス概念間の分離に寄与する特徴組をサンプル毎に求め、そのような特徴組の共通組を求める単純なアルゴリズムによって、十分合理的に「特徴選択」の目標を達成できる見通しが得られた。人工的に、極めて複雑な特徴選択問題を構築し、提案のアルゴリズムが十分機能することを実験的に確認することを行った。これらの成果は、関連の国際会議(Workshop on Symbolic Data Analysis, Cracow, Poland, 2002)において報告した。尚、引き続き他の特徴選択法(例えばAICに基づく方法)との比較等も行い積極的に公表していく予定である。(2)(1)の特徴選択過程で得られたクラス間の分離とクラスの記述に重要なサンプル群を用いることで、識別対象とするサンプル毎に、動的に識別に用いる特徴組を変化させるような「動的特徴選択に基づく識別機構」の構成が可能であることを見いだした。本研究の平成15年度の目標は、シンボリック・オブジェクト(量的記述、質的記述の混在した対象)の集合に埋もれた、何らかの共変関係を探し出す方法の開発である。共変関係の検出は、特微(属性)間の因果関係を見いだすための基礎として重要である。数量的な特徴に関しては、ピアソンの積率相関係数が代表的であるが、非線形な関係を含み、より一般的なシンボリック・オブジェクトに対する多次元データには、拡張が難しい。

本研究では、多次元データに関数構造のような因果関係が存在するとすれば、データはその関数構造に沿って「幾何学的に薄い分布をしてる」という単純な事実を利用する。サンプル対の相対的な近隣関係を表現する、相対近隣グラフとその一般型である記述の一般性を考慮した近隣グラフの概念を導入して、これらの近隣グラフの性質から幾何学的な厚みを評価するのが目的である。幾何学的に薄い構造を有するデータ分布については、以下のような性質が見いだされており、今後このような性質を利用した効率的アルゴリズムの構築が目標となる。1)幾何学的に薄い分布構造にしたがう近接したサンプル対については、複数の特徴について記述の一般性が低い(各特徴について近隣関係にある可能性が高い)。2)1)の性質は、多次元空間に存在する単調なロープ状分布について顕著であり、3次元パラボラ状分布や、球面状分布のような広がりを有する分布においては、弱まる。1)の性質に基づいて、一般化された相関係数に該当する評価関数を種々実験的に考察している。また、2)に述べた3次元以上の空間で曲面に該当する幾何学的に薄い構造の評価法について、ある程度の見通しは得られているが、より頑健な方法の開発が必要である。今後、より多くの実験・考察を通して、実用的方法論の確立を目指したい。
レタス芽生えの低pHによる根毛形成誘導におけるエチレンの役割解析

レタスでは低pH処理により根毛形成が誘導される。この際、オーキシン並びにエチレンが関与していたので、エチレン合成酵素遺伝子、エチレン受容体遺伝子の発現を通してエチレンの関与を調べた。レタスよりエチレン受容体遺伝子4種(LsETR1,LsERS1-3)とACC合成酵素遺伝子2種(LsACS1-2)が単離できた。低pH処理によるこれら遺伝子の発現を調べると、LsETR2の発現量が低pHで低かった。ACS1は処理開始30分-2時間でpH6の2倍、ACS2は処理後30分にpH6の3倍と一過的に発現量が上昇した。これらの結果から、低pH処理によりACC合成酵素遺伝子の発現が増加することが判り、発現時期から根毛原基形成誘導にはACS2が根毛伸長にはACS1が関与する可能性が考えられた(2001年日本植物学会大会)。根毛伸長に必要な青色光照射によりACS1の発現量は上昇するが、ACS2の発現量は変化しなかった。ACCおよびIAA処理によりACS1の発現量は上昇したがACS2の発現量は変化しなかった。これらの結果から、根毛伸長を誘導するエチレンの合成にはACS1遺伝子産物が関与していると考えられた。低pH処理により根毛形成に先立って、根表皮細胞中の微小管配列が軸に垂直な状態からランダムな状態に変化するが、この変化はACCに因っても誘導され、エチレン効果の一環として微小管配向のランダム化が起こることが明らかとなった。根毛形成は低pH処理時後3-7時間目に根端から1.5-2mmの表皮のみで起こる。反応局在性の原因は、加齢細胞でのホルモン応答性の消失にあることが明らかとなった。現在、受容体遺伝子の発現が根端から2mmまでの若い表皮細胞のみに限られているか、並びにACC合成酵素遺伝子が表皮で発現しているのか、より内側の細胞で発現しているのか、in situハイブリダイゼイションで確認中です。低pHによる根毛形成におけるエチレンとオーキシンの役割を解析した結果、低pHはオーキシンを介しエチレン合成を誘導し根毛形成を誘導するだけでなく、オーキシンは別経路でも根毛形成を誘導しており、両者の存在が根毛形成に必須であることが明らかとなった。また、低pH処理によりエチレン感受性が上昇することも明らかとなった。(新井等、H12日本植物学会大会・静岡)。この現象においては光が必要であるが、根毛伸長誘導に必要な青色光照射によりエチレンの生成量が上昇することも認められた(井上等、H12東北大学遺生研シンポジウム、仙台)。低pHにより誘導される根毛形成部位は、低pH処理開始時根端から1mm付近の表皮に限られていることが判っていたが、オーキシン・エチレン・ACC処理による根毛形成誘導部位も同じ部位に限られており、根毛形成部位を決定している要因は、ホルモン合成あるいは移動部位の局在に有るのではなく、ホルモン感受以降にあることが判った。エチレン合成を律速しているACC合成酵素遺伝子に関しては、現在2種類のクローン化に成功しており、もう数種クローン化できそうである。エチレン受容体遺伝子に関しては4種のクローン化が行えた。これら遺伝子のアミノ酸配列を調べると、シロイヌナズナのエチレン受容体の内ERS2を除く4種とそれぞれ高い相同性を示すことが明らかとなった。現在、これら遺伝子の発現に対する低pHおよびオーキシンの影響を解析中である。

この際、オーキシン並びにエチレンが関与していたので、エチレン合成酵素遺伝子、エチレン受容体遺伝子の発現を通してエチレンの関与を調べた。レタスよりエチレン受容体遺伝子4種(LsETR1,LsERS1-3)とACC合成酵素遺伝子2種(LsACS1-2)が単離できた。低pH処理によるこれら遺伝子の発現を調べると、LsETR2の発現量が低pHで低かった。ACS1は処理開始30分-2時間でpH6の2倍、ACS2は処理後30分にpH6の3倍と一過的に発現量が上昇した。これらの結果から、低pH処理によりACC合成酵素遺伝子の発現が増加することが判り、発現時期から根毛原基形成誘導にはACS2が根毛伸長にはACS1が関与する可能性が考えられた(2001年日本植物学会大会)。根毛伸長に必要な青色光照射によりACS1の発現量は上昇するが、ACS2の発現量は変化しなかった。ACCおよびIAA処理によりACS1の発現量は上昇したがACS2の発現量は変化しなかった。これらの結果から、根毛伸長を誘導するエチレンの合成にはACS1遺伝子産物が関与していると考えられた。低pH処理により根毛形成に先立って、根表皮細胞中の微小管配列が軸に垂直な状態からランダムな状態に変化するが、この変化はACCに因っても誘導され、エチレン効果の一環として微小管配向のランダム化が起こることが明らかとなった。根毛形成は低pH処理時後3-7時間目に根端から1.5-2mmの表皮のみで起こる。反応局在性の原因は、加齢細胞でのホルモン応答性の消失にあることが明らかとなった。現在、受容体遺伝子の発現が根端から2mmまでの若い表皮細胞のみに限られているか、並びにACC合成酵素遺伝子が表皮で発現しているのか、より内側の細胞で発現しているのか、in situハイブリダイゼイションで確認中です。
乳酸菌における酸素分子認識機構の解明

本研究で我々は、乳酸菌の酸素応答に関与する制御因子の探索を行い、Streptococcus mutansにおける抗酸化因子の酸素による誘導に関与する制御因子として、RNAポリメラーゼ結合蛋白質であるSpxを同定した。S. mutansは2つのSpx(SpxA, SpxB)を持つが、両spx遺伝子を欠損した株は、抗酸化因子の発現量が顕著に低下し、好気条件下での生育能を欠失した。また、大腸菌での組換え蛋白質としてSpxA、SpxB蛋白質を取得し、両蛋白質の酸化型・還元型を区別する評価系を構築した。乳酸菌は糖源を資化して乳酸を産生する菌の総称であり、人間や動物の腸管をはじめとして自然界に広く分布する。乳酸菌には発酵食品の製造に用いられる有用菌から人畜に感染症を引き起こす病原性連鎖球菌までが含まれ、有用・有害の両面から入類の生活に深くかかわる重要な菌群である。研究代表者は、乳酸菌と酸素との関係に注目し、新たな乳酸菌の培養・育種法の開発、宿主内における適応機構の解明を目指している。本研究では特に「乳酸菌の酸素分子認識機構」について解析を行った。昨年度までに、Streptococcus mutansの潜在的なレッドクスセンサーとしてspxAおよびspxB遺伝子を同定しており、本年度は両鋤遺伝子の抗酸化酵素の発現への関与および精製Spx蛋白質の取得について検討を行った。欠損株における各抗酸化因子の発現様式を野生株と比較した結果、soxA単独欠損株では各抗酸化因子(Dpr, AhpC, Nox-1, Nox- 2,およびSOD)の酸素による発現誘導量が大きく低下することが明らかとなった。一方、spxBの単独欠損は抗酸化因子の発現に影響を与えなかったが、spxA, apxBの2重欠損株では、spxA単独欠損株と比べ抗酸化因子の発現量が減少した。以上の結果から、SpxAが主要な、SpxBが補助的な制御因子として機能すると考えられた。また、SpxAおよびSpxB両蛋白質の制御機構について検討するため、大腸菌でのHis-tag融合蛋白質として発現させ、精製を行った。SpxAおよびSpxB蛋白質は不溶性蛋白質として発現したので、8M尿素で一旦可溶化した。次に尿素を段階的に除くことで高次構造の巻き戻しを行い、還元剤の添加により還元型蛋白質とすることで、可溶性蛋白質として回収することに成功した。現在Spx蛋白質抗体の作製および酸化・還元型蛋白質を区別する評価系を構築している。本研究では「乳酸菌の酸素分子認識機構」の解明を目指し、申請者がstreptococcus mutansのレドックスセンサーとして同定したSpxA及びSpxB蛋白質の酸素分圧認識機構について解析を行った。S. mutansのSpx蛋白質は、環境中の酸素分圧の変化に応じて各抗酸化蛋白質の発現を正に制御するが、Spx分子が酸素自身を直接認識しているのか、他の2次的な分子を認識しているのかは不明である。そこで本年度は、Spxレギュロンを活性化させる直接的な分子を同定するために、嫌気条件下でS. mutansの野生株とspx欠損株に誘導因子を添加した際の各抗酸化蛋白質のへ発現様式を解析するとともに、Spx蛋白質精製票品を用いSpx分子の酸化・還元状態を評価する系の構築を行った。嫌気条件下でS. mutansの菌体に誘導因子として過酸化水素及びチオール基の酸化剤であるダイアマイドを作用させた結果、ダイアマイドの添加により全ての抗酸化蛋白質の発現の誘導が確認された。また、このダイアマイドによる抗酸化蛋白質の発現は、両spx遺伝子に依存していたことから、チオール基の酸化がSpxレギュロンの活性化のシグナルとなると考えられた。次に、昨年度までに取得した可溶性SpxAおよびSpxB蛋白質を用い、酸化型・還元型の蛋白質を区別する評価系の構築を試みた。還元型・酸化型のSpxA及びSpxB蛋白質をチオール基の標識試薬である4-acetamido-4'-maleimidyl-stilbene-2,2'-disulfonic acidで処理した後、SDS-PAGEで分離した結果、標識された還元型のSpxが酸化型より高分子側に移動し、酸化型と還元型を区別できることが確認された。一方、Lactobacillus reuteriのspx欠損株については、ノックアウトプラスミドを作製したものの欠損株を得ることができなかったので、今後ベクターや欠損株取得の条件を検討する必要があると考えられた。
胆嚢癌における確証的なリンパ節転移分類法の確立を目指して

本研究では、「胆嚢癌においてリンパ節転移個数(転移個数)、リンパ節転移部位(転移部位)、lymph node ratio(LNR)の何れが根治切除後の予後指標として優れているかを明らかにし、リンパ節微小転移(微小転移)の臨床的意義を解明する」ことを目的に、新潟大学大学院消化器・一般外科でリンパ節郭清を伴う根治切除が実施された胆嚢癌135例を解析した。その結果、胆嚢癌において転移個数は転移部位やLNRよりも予後指標として優れていること、微小転移は胆嚢癌において生物学的悪性度の指標となりうることを明らかにした。本研究の目的は、「胆嚢癌において、リンパ節転移陽性個数とlymph node ratioとのどちらが予後指標として優れているかを検討するとともに、リンパ節微小転移とリンパ節転移個数との関連およびlymph node ratioとの関連からリンパ節微小転移の臨床的意義を明らかにし、新たなリンパ節転移の分類法の確立を目指すこと」である.本年度は、当科において2001年から2010年度に根治切除がなされた胆嚢癌の中で患者様のインフォームドコンセントにより患者様の同意を得ている60症例を対象として、前年度と同様にHE染色を行い、症例ごとのリンパ節検索個数、リンパ節転移陽性個数、lymph node ratioを算出した。また、CAM5.2を用いた免疫染色を行い、切片を検鏡することによりリンパ節微小転移を検出し、その局在、数、分布を記録した。さらに、対象患者の臨床病理学的事項(年齢、性別、胆石の有無、術式、術後化学療法実施の有無、腫瘍径、臨床病期、組織型、組織分化度、リンパ管浸潤、脈管浸潤、神経浸潤など)、転帰(生死、再発の有無、再発部位など)を病歴または患者・家族へのアンケートによって調査した。平成25年度はこれらのデータを整理して統計解析を行い、「胆嚢癌において、当科のように適正なリンパ節郭清範囲の下でリンパ節の検索個数が多い施設ではリンパ節転移陽性個数の方がlymph node ratioより予後指標として優れていること」および「胆嚢癌におけるリンパ節微小転移は、悪性度の指標であるとともにリンパ節転移陽性個数やlymph node ratioと強い関連があること」を示すことができると考える。また、胆嚢癌根治切除症例をリンパ節転移陽性個数、リンパ節微小転移を用いて層別化することが可能となり、補助化学療法に適した患者群の選択の基準を示せると考える。本研究の目的は、「胆嚢癌において、リンパ節転移個数(転移個数)とlymph node ratio(LNR)との何れが切除後の予後指標として優れているかを明らかにし、リンパ節微小転移(微小転移)の臨床的意義を解明する」ことである。本研究のゴールは、「胆嚢癌においてリンパ節転移の合理的な分類法を確立すること」にある。1982年5月から2009年1月までにリンパ節郭清を伴う根治切除が実施された胆嚢癌135症例を対象とした。合計2245個の郭清された領域リンパ節について検討した。リンパ節転移部位(転移部位)はAJCC staging manualに従って分類した。転移個数、LNRのcut-off値はCox比例ハザード回帰モデルを用いて決定した。HE染色で検出可能な転移巣を「リンパ節転移」、(HE染色標本では検出できず)免疫染色(CAM5.2)により初めて検出可能となる転移巣(single cellまたはcluster)を「リンパ節微小転移」と定義した。リンパ節転移は59症例(44%)で陽性であった。転移個数、LNRのcut-off値は各々、3個、10%であった。単変量解析では、転移部位(pN0、pN1、pN2;P<0.001)、転移個数(0個、1-3個、4個以上;P<0.001)、LNR(0%、0-10%、>10%以上;P<0.001)の何れも有意な予後因子であった。多変量解析では、転移個数は有意な独立予後因子であったが(P=0.004)、転移部位、LNRは独立予後因子として残らなかった。微小転移は36症例(51%)で陽性であり、微小転移個数の総数は78個であった。微小転移は強い独立予後因子であった。以上より、胆嚢癌において転移個数は転移部位やLNRよりも予後指標として優れていることを明らかにした。胆嚢癌のリンパ節転移分類法として、転移個数を用いることを提案する。本研究の目的は、「胆嚢癌において、リンパ節転移陽性個数とlymph node ratioとのどちらが予後指標として優れているかを検討するとともに、リンパ節微小転移とリンパ節転移個数との関連およびlymph node ratioとの関連からリンパ節微小転移の臨床的意義を明らかにし、新たなリンパ節転移の分類法の確立を目指すこと」である。

本年度は、当科において1982年度から2000年度までに根治切除が施行された胆嚢癌症例の中でインフォームドコンセントにより患者の同意を得ている100症例を対象として、HE染色を行い、症例毎のリンパ節検索個数、リンパ節転移陽性個数、lymph node ratioを算出した。また、CAM5.2を用いた免疫染色を行い、切片を検鏡することによりリンパ節微小転移を検出し、その局在、数、分布を記録した。来年度以降も本研究を継続することで、「胆嚢癌において、当科のように適正なリンパ節郭清範囲の下でリンパ節の検索個数が多い施設ではリンパ節転移陽性個数の方がlymph node ratioより予後指標として優れていること」および「胆嚢癌におけるリンパ節微小転移は、悪性度の指標であるとともにリンパ節転移陽性個数やlymph node ratioと強い関連を示すこと」を示すことができると考える。さらに、胆嚢癌根治切除症例をリンパ節転移陽性個数、リンパ節微小転移を用いて層別化することが可能となり、補助化学療法に適した患者群の選択ができるようになるとともに、胆嚢癌根治切除の際の適切なリンパ節検索個数を明らかにすることができると考える。本研究は、計画した予定通りに概ね進んでおり、研究目的である「胆嚢癌において、リンパ節転移陽性個数とlymph node ratioとのどちらが予後指標として優れているかを検討するとともに、リンパ節微小転移とリンパ節転移個数との関連およびlymph node ratioとの関連からリンパ節微小転移の臨床的意義を明らかにし、新たなリンパ節転移の分類法の確立を目指すこと」が達成できると、現時点では考えているため。本研究は計画した予定通りに概ね進んでおり、研究目的である「胆嚢癌において、リンパ節転移陽性個数とlymph node ratioとのどちらが予後指標として優れているかを検討するとともに、リンパ節微小転移とリンパ節転移個数との関連およびlymph node ratioとの関連からリンパ節微小転移の臨床的意義を明らかにし、新たなリンパ節転移の分類法の確立を目指すこと」が達成できると現時点では考えているため。平成25年度は平成24年度までにそろえたデータを整理して統計解析を行い、以下の諸問題について結論を出し、英文論文を執筆してoncology関係の雑誌に投稿する。1)胆嚢癌根治切除症例におけるリンパ節転移陽性個数およびlymph node ratioのcut-off値の決定、2)胆嚢癌根治切除の際に必要なリンパ節検索個数のcut-off値の決定3)リンパ節転移陽性個数とlymph node ratioとの予後指標としての比較、4)リンパ節微小転移巣の検出頻度、5)リンパ節微小転移巣検出におけるCAM5.2を用いた免疫染色の有用性、6)リンパ節微小転移とリンパ節転移陽性個数との関連、7)リンパ節微小転移とlymph node ratioとの関連、8)リンパ節陽性個数、lymph node ratio、リンパ節微小転移の有無と再発率・再発部位との関連、9)胆嚢癌根治切除後の補助化学療法の適応、10)リンパ節微小転移は有用な予後因子であるか?平成24年度以降は、当科において2001年から2010年度に根治切除がなされた胆嚢癌の中で患者様のインフォームドコンセントにより患者様の同意を得ている60症例を対象として、前年度と同じ検討を行う予定である。以上で対象例(全160症例)のリンパ節転移に関する組織学的なデータはすべて揃うことになる。
HIV感染症の成立と進行におけるケモカイン受容体の役割

1)コレセプターCCR3のHIV感染に果たす役割CCR3は脳のmicrogliaに発現するケモカイン受容体であり、HIVのコレセプターの一つであることも明らかにされている.末梢血では好酸球に強い発現を認め、エオタキシンなどの好酸球走化性因子の受容体として機能するが、その他の血液細胞での役割は明らかにされていない.我々はCCR3に対するモノクローナル抗体を樹立し、レポーター遺伝子を利用した細胞融合系を用いて、この抗体がCCR3を介したHIVの細胞内侵入を阻害することを明らかにした.さらにこの抗体を用いて、末梢血由来の樹状突起細胞(dendritic cell;DC)がCCR3を発現していること、およびHIVのDC感染にCCR3が利用されていることを明らかにした.2) HIV感染におけるコレセプター刺激伝達系の関与サイトカラシンやチロシンキナーゼの阻害剤を用いた実験系から、HIVenv依存性の細胞融合には、アクチンの重合およびチロシンキナーゼが重要な働きをしていることが推察された.そこで各種のチロシンキナーゼ(Src,Fyn,FAK、Ablなど)を欠損する細胞を用いて検討したが、これらの変異細胞でもHIVenv依存性の細胞融合は誘導されることが明らかにされた.しかしながら、例えばFAK欠損細胞ではFAK関連のキナーゼCAKb(Pyk2)を発現していることを我々は見い出しており、上記の結果からこれらのキナーゼがHIV感染に全く無関係であることが直ちに示唆されるわけではない.実際に我々は、HIVのコレセプターの一つであるCXCR4をそのリガンドであるSDFlで刺激するとチロシンキナーゼの基質であるp105CasLのリン酸化が誘導されることを見い出した.p105CasLはT細胞の刺激伝達系に関与する情報伝達分子であることも我々は報告しており、HIV感染に伴うT細胞の機能異常にコレセプターを介した情報伝達系が関与している可能性も考えられた.1)コレセプターCCR3のHIV感染に果たす役割CCR3は脳のmicrogliaに発現するケモカイン受容体であり、HIVのコレセプターの一つであることも明らかにされている.末梢血では好酸球に強い発現を認め、エオタキシンなどの好酸球走化性因子の受容体として機能するが、その他の血液細胞での役割は明らかにされていない.我々はCCR3に対するモノクローナル抗体を樹立し、レポーター遺伝子を利用した細胞融合系を用いて、この抗体がCCR3を介したHIVの細胞内侵入を阻害することを明らかにした.さらにこの抗体を用いて、末梢血由来の樹状突起細胞(dendritic cell;DC)がCCR3を発現していること、およびHIVのDC感染にCCR3が利用されていることを明らかにした.2) HIV感染におけるコレセプター刺激伝達系の関与サイトカラシンやチロシンキナーゼの阻害剤を用いた実験系から、HIVenv依存性の細胞融合には、アクチンの重合およびチロシンキナーゼが重要な働きをしていることが推察された.そこで各種のチロシンキナーゼ(Src,Fyn,FAK、Ablなど)を欠損する細胞を用いて検討したが、これらの変異細胞でもHIVenv依存性の細胞融合は誘導されることが明らかにされた.しかしながら、例えばFAK欠損細胞ではFAK関連のキナーゼCAKb(Pyk2)を発現していることを我々は見い出しており、上記の結果からこれらのキナーゼがHIV感染に全く無関係であることが直ちに示唆されるわけではない.実際に我々は、HIVのコレセプターの一つであるCXCR4をそのリガンドであるSDFlで刺激するとチロシンキナーゼの基質であるp105CasLのリン酸化が誘導されることを見い出した.p105CasLはT細胞の刺激伝達系に関与する情報伝達分子であることも我々は報告しており、HIV感染に伴うT細胞の機能異常にコレセプターを介した情報伝達系が関与している可能性も考えられた.1.コリセプターの細胞、組織分布ならびに発現調節機構の解析(1)CXCR4およびCCR5のN末端に位置する20-30アミノ酸からなるペプチドを合成し、ラビットに免役して抗血清を樹立した.(2)CCR3を発現するトランスフェクタントをマウスに免疫しモノクローナル抗体を樹立した.この抗体はdual tropicなHIV株のCCR3依存性の感染を特異的に抑制することを明らかにした.(3)抗CCR3モノクローナル抗体を用いて、末梢血由来の樹状突起細胞がCCR3を発現していることを明らかにした.樹状突起細胞は主要な抗原提示細胞であり、HIV感染の成立と進展に重要な役割を演じていると考えられる.今後この細胞のHIV感染におけるCCR3の役割を解析していく予定である.2.コレセプター作用の分子機構の解析CCR5/gp120依存性の細胞融合系にサイトカラシンD、herbimycin、pertussis toxinをそれぞれ加え、β-gal活性によりcell fusionに対する効果を調べた。その結果、サイトカラシンDおよびherbimycinでは濃度依存性に細胞融合の抑制が認められたがpertussis toxinにその作用はなかった.このことからgp120依存性の細胞融合にアクチンの重合およびチロシンキナーゼが重要な働きをしていることが推察された。今後どのようなチロシンキナーゼ系が関与しているか解析する予定である.1)コレセプターCCR3のHIV感染に果たす役割

HIVのコレセプターの一つであるCCR3は末梢血では好酸球に強い発現を認め、エオタキシンなどの好酸球走化性因子の受容体として機能するが、その他の血液細胞での役割は明らかにされていない.我々はCCR3に対するモノクローナル抗体を樹立し、レポーター遺伝子を利用した細胞融合系を用いて、この抗体がCCR3を介したHIVの細胞内侵入を阻害することを明らかにした.さらにこの抗体を用いて、末梢血由来の樹状突起細胞(dendritic cell;DC)がCCR3を発現していること、およびHIVのDC感染にCCR3が利用されていることを明らかにした.2) HIV感染におけるコレセプター刺激伝達系の関与サイトカラシンやチロシンキナーゼの阻害剤を用いた実験系から、HIVenv依存性の細胞融合には、アクチンの重合およびチロシンキナーゼが重要な働きをしていることが推察された.そこで各種のチロシンキナーゼ(Src,Fyn,FAK,Ablなど)を欠損する細胞を用いて検討したが、これらの変異細胞でもHIVenv依存性の細胞融合は誘導されることが明らかにされた.しかしながら、例えばFAK欠損細胞ではFAK関連のキナーゼCAKb(Pyk2)を発現していることを我々は見い出しており、上記の結果からこれらのキナーゼがHIV感染に全く無関係であることが直ちに示唆されるわけではない.実際に我々は、HIVのコレセプターの一つであるCXCR4をそのリガンドであるSDF1で刺激するとチロシンキナーゼの基質であるp105CasLのリン酸化が誘導されることを見い出した.p105CasLはT細胞の刺激伝達系に関与する情報伝達分子であることも我々は報告しており、HIV感染に伴うT細胞の機能異常にコレセプターを介した情報伝達系が関与している可能性も考えられた.
完全防爆で無振動の可搬式レスキューシステムの開発

人々が安心かつ安全に暮らして行く上で,消防用の機器や技術の開発や改良は常に行われなければならないことの一つである.本研究では災害現場で手軽に利用可能なレスキューシステムを開発することを目標とし,完全防爆で無振動などの優位性を有するウォータージェット技術を活用したシステムに関する研究を行った.3年計画の初年度である平成15年度は現有の高圧発生装置を活用し,比較的高圧の条件で通常の水ジェットを災害現場で使用することを想定したノズル性能等に関する実験,および実際に手持ちで使用される場合を考えたノズルからの安全な距離や必要な個人保護具に関する実験を行った.併せて,本研究で開発するレスキューシステムに関し,必要機材の入手方法や開発に際し必要とされる種々の関連知識等の調査研究を行った.第2年度である平成16年度は,前年度の研究結果を踏まえて,アブレシブジェットの可燃性気体中での利用可能性に関する理論的考察を中心に研究を行った.最終年度である平成17年度は,それまでの研究結果を8月に米国テキサス州ヒューストン市で開催されたWater Jet Technology AssociationのConferenceにて,他の研究結果と合わせ"On the residual energy for cutting plastic materials with abrasive water injection jet"の題名の論文などで発表した.その上,前年度までの各種検討により比較的有効なことが判明したポンプユニットが車両等に搭載されポンプユニットから離したノズル部のみを手持ち可搬とする二つのユニットからなるアブレシブジェットシステムを組み立て,今回開発したシステムがレスキューシステムとして必要とされるレベルの穿孔能力を有していることなどを実験的に確認した.人々が安心かつ安全に暮らして行く上で,消防用の機器や技術の開発や改良は常に行われなければならないことの一つである.本研究では災害現場で手軽に利用可能なレスキューシステムを開発することを目標とし,完全防爆で無振動などの優位性を有するウォータージェット技術を活用したシステムに関する研究を行った.3年計画の初年度である平成15年度は現有の高圧発生装置を活用し,比較的高圧の条件で通常の水ジェットを災害現場で使用することを想定したノズル性能等に関する実験,および実際に手持ちで使用される場合を考えたノズルからの安全な距離や必要な個人保護具に関する実験を行った.併せて,本研究で開発するレスキューシステムに関し,必要機材の入手方法や開発に際し必要とされる種々の関連知識等の調査研究を行った.第2年度である平成16年度は,前年度の研究結果を踏まえて,アブレシブジェットの可燃性気体中での利用可能性に関する理論的考察を中心に研究を行った.最終年度である平成17年度は,それまでの研究結果を8月に米国テキサス州ヒューストン市で開催されたWater Jet Technology AssociationのConferenceにて,他の研究結果と合わせ"On the residual energy for cutting plastic materials with abrasive water injection jet"の題名の論文などで発表した.その上,前年度までの各種検討により比較的有効なことが判明したポンプユニットが車両等に搭載されポンプユニットから離したノズル部のみを手持ち可搬とする二つのユニットからなるアブレシブジェットシステムを組み立て,今回開発したシステムがレスキューシステムとして必要とされるレベルの穿孔能力を有していることなどを実験的に確認した.二次災害を発生させずに迅速に消火活動や救助活動を行うことは,今も昔も非常に重要なことである。本研究はその為の,水噴流を利用した災害現場で利用可能な可搬式レスキューシステムを開発することを目的とし,ノズル部・高圧配管・ポンプユニットなどから成るシステムを試作し,実験でその性能を確認しようとするものである.3年計画の初年度である本[平成15]年度は現有の高圧発生装置を活用し,超高圧と呼ばれる比較的高圧の条件で通常の水ジェットを災害現場で使用することを想定したノズル性能等に関する予備的実験,および実際に手持ちで使用される場合を考えたノズルからの安全な距離などに関する実験を行った.併せて,本研究で開発するレスキューシステムを完全防爆でかつ事実上無振動の状態で運用するためのシステムに関し,機材の入手方法等を含め種々の検討を行った.具体的には,ノズル口径0.2mmで最大吐出圧200MPaの水噴流によりヘルメット等の個人保護具に貫通痕が生じるスタンドオフ距離の測定を行い,水噴流を使用してのレスキュー活動が,必要な装備を整えることで十分安全に行い得ることを確認した.また,試作するシステムとしては,種々の検討の結果,ポンプユニットは車両に搭載され,ポンプユニットから離したノズル部のみを手持ちする二つのユニットからなるシステムが,救助活動の現場において完全防爆かつ無振動の状態で利用できる可搬式レスキューシステムとして非常に有望であるとの結論に達している.以上が現在までの研究実績である.二次災害を発生させずに迅速に消火活動や救助活動を行うことは,今も昔も非常に重要なことである.本研究はその為の,水噴流を利用した災害現場で利用可能な可搬式レスキューシステムを開発することを目的とし,ノズル部・高圧配管・ポンプユニットなどから成るシステムを試作し,実験でその性能を確認しようとするものである.3年計画の初年度である昨[平成15]年度は現有の高圧発生装置を活用し,超高圧と呼ばれる比較的高圧の条件で通常の水ジェットを災害現場で使用することを想定したノズル性能等に関する予備的実験,および実際に手持ちで使用される場合を考えたノズルからの安全な距離などに関する実験を行った.併せて,本研究で開発するレスキューシステムを完全防爆でかつ事実上無振動の状態で運用するためのシステムに関し,機材の入手方法等を含め種々の検討を行った。

第2年度である本[平成16]年度はアブレッシブジェットの可燃性気体中での利用可能性に関する理論的に研究などを行った.その結果の一部は2005年8月に米国テキサス州ヒューストン市で開催される米国Waterjet学会[WJTA]主催の講演会にて中国の研究者の研究結果と合わせた形で,On the residual energy for cutting plastic materials with abrasive water injection jet"の題名で講演予定[講演決定かつ論文投稿中]となっている.以上が現在までの研究実績である.人々が安全に暮らして行く上で必要な消防用の機器や技術の開発は,常に優先的に行われなければならないことの一つである.本研究では災害現場で手軽に利用可能なレスキューシステムを開発することを目標とし,完全防爆で無振動などの優位性を有するウォータージェット技術を活用したシステムに関する研究を行った.3年計画の初年度である平成15年度は現有の高圧発生装置を活用し,超高圧と呼ばれる比較的高圧の条件で通常の水ジェットを災害現場で使用することを想定したノズル性能等に関する予備的実験,および実際に手持ちで使用される場合を考えたノズルからの安全な距離などに関する実験を行った.併せて,本研究で開発するレスキューシステムに関し,必要機材の入手等を含む種々の調査研究を行った.第2年度である平成16年度は,前年度の研究結果を踏まえて,アブレッシブジェットの可燃性気体中での利用可能性に関する理論的研究などを行った.最終年度である本(平成17)年度は,それまでの研究結果を8月に米国テキサス州ヒューストン市で開催された米国ウォータージェット学会[Water Jet Technology Association]のConferenceにて,以前から協力して研究を行ってきている中国の研究者の関連する研究結果と合わせた形での"On the residual energy for cutting plastic materials with abrasive water injection jet"の題名の論文などで発表した.その上,前年度までの各種検討により比較的有効で実現性も高いことが判明したポンプユニットが車両等に搭載されポンプユニットから離したノズル部のみを手持ちする二つのユニットからなるアブレッシブジェットシステムを,市販機材等を活用して組み立て,その有効性の評価を行った.