hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
琉球語の敬語・指示詞の体系解明と南琉球八重山地方諸方言の総合的記述を行う研究

さらに宮良方言の指示副詞「こう,そう,ああ」に相当するanzi,kanziに関して未解明であるため,継続的に調査を行う。以上の点に関し、学会発表、研究会発表、全国学会誌への論文の投稿を行うこととする。敬語研究の中でも,今年度は謙譲語文法の調査を集中的に行った。宮良方言のuyoohuN(差し上げる)は,「知事が公民館長に花束をuyoohuN」と与え手上位者主語での使用が可能であった。共通語の謙譲語は補語尊敬機能があるが,宮良方言の謙譲語は加えて主語尊敬機能がある可能性があった。そこで,今年度,主語尊敬を確認する方法として,コインを用いる調査を考案した。コインで主語尊敬と補語尊敬の尊敬の度合いを数値化することを試みた。結果,主語尊敬があることを明らかにした。それに附随して,一人称主語をや一人称を含む補語を許容する仕組みも考察した。宮良方言の謙譲語と比較する八重山地方の方言として,石垣市中心部の四箇字の方言,石垣島北部の川平方言,竹富町の黒島方言,竹富町西表島の船浮方言,北琉球語の鹿児島県大島郡喜界島と与論島の調査を予定していたが,黒島と喜界島以外は調査が滞っており,来年度行う予定である。北琉球の敬語研究では,喜界島での授受動詞体系の概要を把握することができた。喜界島では聞き手が話し手より目上のときに敬語を用いる。聞き手と主語と補語の関係によって,動詞が選択される。そのため,非敬語体系と敬語体系が複雑な体系を成す。しかし,まだ不明な点もあるので次年度以降も調査を行う。文法調査をする一方で,八重山方言の自然談話収集を行った。石垣市の宮良方言・四箇字方言(登野城)と竹富町黒島方言と西表島船浮方言で収集ができ,現在,書き起こしの最中である。船浮方言に関しては,格助詞ととりたて助詞に関する論文をまとめた。西表島方言として,既存の研究論文がある祖納方言との比較をした結果,似ている文法体系を持っていることが明らかになった。また,共通語のとりたて助詞とは異なる機能も見つかり,新たな課題となっている。宮良方言での謙譲語uyoohuN(差し上げる)の機能が明らかにできたことは大きな成果である。主語尊敬機能を持つ謙譲語についての報告は,これまでの日本語の敬語研究の中で管見の限りない。全国学会誌への投稿を目指し,論文を執筆中である。周辺地域の方言で比較調査を行おうとするのだが,敬語の調査文が複雑なので,高齢の話者には負担が大きく,なかなか進まないのが現状である。また,北琉球語の喜界島の「差し上げる」相当語を調査するために,授受動詞体系を調査していると,聞き手が大きく関係していることが明らかになってきた。この指摘も今までの日本語における研究報告がないため貴重なデータである。しかし,指示詞の調査は思ったような成果が上げられなかった。談話資料は,順調に集まっている。今後,話者が少なくなることが考えると,談話資料が貴重なデータになるため,できるだけ多く採取する必要がある。以上,全体の調査状況と研究の進捗状況を鑑みると,おおむね順調に進んでいると考えている。敬語研究では、八重山地方の敬語体系が共通語の体系と根本的に異なる点があることに着目した。現代共通語では一人称複数が主語となる勧誘表現において、聞き手が上位者であっても「*先輩、一緒にいらっしゃいましょう」と尊敬語を使うことはできない。しかし、宮良方言では「先輩,一緒にoor-a(いらっしゃいましょう)」と尊敬語を用いることができる。
中間子・薄膜相互作用により発生する二次電子の研究

1.減速μのエネルギー分布の測定荷電粒子ー固体相互作用における荷電の符号依存性を研究するため, 1MeV/u程度の速度を持つμ^-ビームの生成を試みた.そのため65MeV/cのμ^-を数mmのアクリル板,プラスチックシンチレータ等により減速し,そのエネルギー分布をTOF(Time of Flight)法により測定した.スタートディテクタ,ストップディテクタともプラスチックシンチレータを用いた.ここで間題にするエネルギー領域のμに対して,直接的間接的にMCP(Micro Channel Plate)を用いた場合よりかなり検出効率の良いことが分かった.ストップパルスを発生するシンチレータは充分薄くし(0.2mm),我々に取って興味のない高速のμ^-やμ^-の崩壊した高速電子に対する検出効率を下げるように配慮した.大雑把に評価したところ,入射してくる65MeV/c μ^-の0.5%程度が興味のある速度領域(1MeV/u)にあることが分かった.低速μにより生成された二次電子のエネルギースペクトルを効率良く測定するため有効面積の大きな(60X10mm^2)位置敏感型SSDをSingle StageのMCPと組み合わせて電子の検出部とした分光器を製作した.電子銃や1MeV/u程度のp,Clイオンと炭素薄膜との衝突により生成されるConvoy電子測定による予備実験では分解能1.6%(fwhm)が得られ,予定どうり作動することが確認された.1.減速μのエネルギー分布の測定荷電粒子ー固体相互作用における荷電の符号依存性を研究するため, 1MeV/u程度の速度を持つμ^-ビームの生成を試みた.そのため65MeV/cのμ^-を数mmのアクリル板,プラスチックシンチレータ等により減速し,そのエネルギー分布をTOF(Time of Flight)法により測定した.スタートディテクタ,ストップディテクタともプラスチックシンチレータを用いた.ここで間題にするエネルギー領域のμに対して,直接的間接的にMCP(Micro Channel Plate)を用いた場合よりかなり検出効率の良いことが分かった.ストップパルスを発生するシンチレータは充分薄くし(0.2mm),我々に取って興味のない高速のμ^-やμ^-の崩壊した高速電子に対する検出効率を下げるように配慮した.大雑把に評価したところ,入射してくる65MeV/c μ^-の0.5%程度が興味のある速度領域(1MeV/u)にあることが分かった.低速μにより生成された二次電子のエネルギースペクトルを効率良く測定するため有効面積の大きな(60X10mm^2)位置敏感型SSDをSingle StageのMCPと組み合わせて電子の検出部とした分光器を製作した.電子銃や1MeV/u程度のp,Clイオンと炭素薄膜との衝突により生成されるConvoy電子測定による予備実験では分解能1.6%(fwhm)が得られ,予定どうり作動することが確認された.
環状空間内三次元乱流自然対流の直接数値計算およびその実験による検証

1.環状空間内乱流自然対流実験装置を制作し、作動流体として空気を用いて実験を行った。また、実験にあわせて、直接数値計算(DNS)を行い両者を比較した。その結果以下のことがわかった。(i)平均温度分布、平均ヌセルト数あるいは局所ヌセルト一数等、平均的諸量については、計算は実験を精度良く再現できる。(ii)高レイリ-数域では、格子巾よりも小さい渦構造が存在すると考えられるが計算で把えることはできず、それによる誤差が発生する。これは乱流量を過大評価する方向に働いている。2.プラントル数が小さい場合(Pr=0.02)のDNSを行った。Pr→0の極限では流れ場は不定になる。従って、安定な分布が得られる迄の計算時間は、Pr【approximately equal】1の場合と比べて数倍長くかかった。更に計算格子分割に対する要求も厳しくなるので、DNSは非常に困難であった。また計算と同じ条件で実験を行い両者を比較した。Ra=39000の場合の結果より次のことがわかった。本条件では条分乱れは高波数域にまで広がっているにもかかわらず、大きなスケ-ルの渦も残っており、計算においては広範なスケ-ルの渦を把える必要があり、DNSには3スマゴリンスキ-・モデルを用いたラ-ジ・エディ・シミュレ-ション(LES)コ-ドを作成しRa【less thanor equal】1.18×10^9、Pr【approximately equal】0.7の範囲で計算を行った。これをDNSの結果や、種々の実験結果と比較した。これより次のことがわがった。DNSではRa【approximately equal】10^7位迄は計算可能であるが、高波数領域にエネルギ-が蓄績する傾向があり乱流量に関する結果は信頼性に乏して。また、Raが高い場合は計算が発散してしまう。一方、DNSは10^9以上で計算が可能であり、高波数域での特性も良好であった。更に、あらゆる入手できる実験結果と比較しLESの妥当性を確認1.環状空間内乱流自然対流実験装置を制作し、作動流体として空気を用いて実験を行った。更に、あらゆる入手できる実験結果と比較しLESの妥当性を確認熱工学問題の基礎形状の一つである環状空間内の流体層の乱流自然対流について解析および実験を行った。解析的にはス-パコンピュ-タを用い、乱流自然対流の温度や速度分布およびそれらの変動量を求めた。特に変動量については統計処理を行い、パワ-スペクトルおよびエネルギ-スペクトルを得、後者では乱流現象に特徴的な慣性小領域の存在を確認した。更に、空気を作動流体として実験を行った。すなわち、温度場および特にその測定が困難である速度場を、それぞれ熱電対および熱線風速計を用いて求め、それらの平均分布形状、パワ-スペクトル、乱流強度分布あるいは振動周期等を得、解析結果と比較して良い一致を得た。特にパワ-スペクトルの比較より、低レ-レ-数域では流れの周期的振動を示す明瞭な線スペクトルであるのが、レ-レ-数が高くなるにつれて周期性がこわれ、次第に連続スペクトルに移行することを確認した。また振動周期および振動の発生限界についても実験と解析の良い一致を得た。

速度の乱れ強度はレ-レ-数が3×10^5程度を越えると急激に大きくなり、その分布は壁からわずか離れたところでピ-クを持つ分布であること、あるいは温度の乱れ強度についても、やはりレ-レ-数が3×10^5を境にその分布が大きく変化し、壁付近でピ-クを持ち、半径方向中間位置では乱れが抑えられる傾向を示すことなどを見出した。更に種々の研究者によって与えられた実験デ-タについても解析を行い極めて良い一致を得た。現時点で入手しうる限りのデ-タはすべて、本解析手法の妥当性を支持しており、解析上の微妙な問題点を実験により明らかにしていくことは、むしろ後者に限界があることがわかった。従って数値計算同士の比較も非常に重要であった。差分格子点数や管軸方向周期長のエネルギスペクトルや、乱流強度分布に及ぼす影響について詳細に検討した。(1)プラントル数が小さい場合の直接数値シミュレ-ション(DNS)を行った。鉛ービスマスを対象として、Pr=0.02とし、Ra【less than or equal】6×10^4の範囲で計算を行った。Pr→0の極限では流れ場は不定になる。従って、安定な分布が得られる迄の計算時間は、Pr【approximately equal】1の場合と比べて数倍長くかかった。更に計算格子分割に対する要求も厳しくなるので、DNSは非常に困難であった。また計算と同じ条件で実験を行い両者を比較した。Ra=39000の場合の結果より次のこ本条件では充分乱れは高波数域にまで広がっているにもかかわらず、大きなスケ-ルの渦も残っており、計算においては広範なスケ-ルの渦を把える必要があり、DNSには限界がある。(2)スマゴリンスキ-・モデルを用いたラ-ジ・エディ・シミュレ-ション(LES)コ-ドを作成しR_Q【less than or equal】1.18×10^9,Pr【approximately equal】0.7の範囲で計算を行った。これをDNSの結果や、種々の実験結果と比較した。これにより次のことがわかっDNSではRa【approximately equal】10^7位迄は計算可能であるが、高波数領域にエネルギ-が蓄積する傾向があり乱流量に関する結果は信頼性に乏しい。また、Raが高い場合は計算が発散してしまう。一方、DNSは10^9以上で計算が可能であり、高波数域での特性も良好であった。更に、あらゆる入手できる実験結果と比較した結果、平均量については極めて良い一致をみた。乱流量については実験結果と若干差異が認められたが、厳しい条件での実験であり、もはやブジネ近似が成立しない可能性があるので、LESの妥当性をこれにより判断することはできない。この限りにおいて、LESの問題点は見当らなかった。
矯正力の3次元成分の測定に基づく矯正シミュレータ

矯正力の3次元成分を測定可能な矯正シミュレータの開発を行って次の結果を得た.1.歯牙移動装置と多軸力計および人工歯を組み合わせて歯牙モデルを試作した.このモデルでは回転ステージの回転中心が歯牙の抵抗中心と一致する設計であることから,抵抗中心回りの歯牙の回転移動,また回転ステージの下におかれたXステージにより歯の口蓋側方向への平行移動を再現することができるようになっている.試作したモデルでは,期待した運動が再現されることを確認できた.2.歯牙に作用する荷重を測定するために起歪部を薄肉円筒構造で試作した.ひずみゲージを4枚接着することにより,4つのひずみデータから口蓋側方向への引張力,および抵抗中心回りのモーメントが計測できるようにした.較正実験を行ったところ,測定結果の直線性は充分であり,力とモーメントの2成分が同時測定可能であるを確認できた.3.歯牙モデルの上部構造にはレジン人工歯を用い,歯牙モデルに臨床的な形態を付与することができた.4.4前歯分の計装歯牙モデルと臼歯部用の歯牙モデルより歯列を構成し,歯列モデルを試作した.そして人工歯部にブラケットを接着し,矯正装置を装着して矯正力の分布について測定をおこなったところ,物理的に妥当な測定結果が得られた.またブラケットとワイヤーの間隙の効果の影響が明瞭に観察されるなどの興味深い知見も得られた.このように開発した装置は,矯正力のシミュレータとして有効であることが確かめられた.矯正力の3次元成分を測定可能な矯正シミュレータの開発を行って次の結果を得た.1.歯牙移動装置と多軸力計および人工歯を組み合わせて歯牙モデルを試作した.このモデルでは回転ステージの回転中心が歯牙の抵抗中心と一致する設計であることから,抵抗中心回りの歯牙の回転移動,また回転ステージの下におかれたXステージにより歯の口蓋側方向への平行移動を再現することができるようになっている.試作したモデルでは,期待した運動が再現されることを確認できた.2.歯牙に作用する荷重を測定するために起歪部を薄肉円筒構造で試作した.ひずみゲージを4枚接着することにより,4つのひずみデータから口蓋側方向への引張力,および抵抗中心回りのモーメントが計測できるようにした.較正実験を行ったところ,測定結果の直線性は充分であり,力とモーメントの2成分が同時測定可能であるを確認できた.3.歯牙モデルの上部構造にはレジン人工歯を用い,歯牙モデルに臨床的な形態を付与することができた.4.4前歯分の計装歯牙モデルと臼歯部用の歯牙モデルより歯列を構成し,歯列モデルを試作した.そして人工歯部にブラケットを接着し,矯正装置を装着して矯正力の分布について測定をおこなったところ,物理的に妥当な測定結果が得られた.またブラケットとワイヤーの間隙の効果の影響が明瞭に観察されるなどの興味深い知見も得られた.このように開発した装置は,矯正力のシミュレータとして有効であることが確かめられた.本年度は、主として矯正シミュレータに組み込まれる歯牙モデルについて研究を行って次の結果を得た。1.歯牙移動装置と多軸力計および人工歯を組み合わせて歯牙モデルを試作した。このモデルは前歯1本のモデルで、回転ステージの回転中心が歯牙の抵抗中心と一致する設計であることから、抵抗中心回りの歯牙の回転移動、また回転ステージの下におかれたXステージにより歯の口蓋側方向への平行移動を再現することができるようになっている。試作したモデルを実験したところ、概ね期待した運動が再現されることを確認できた。2.歯牙に作用する荷重を測定するために多軸力計については、起歪部を薄肉円筒構造で試作した。ひずみゲージを4枚接着することにより、4つのひずみデータから歯軸方向の圧縮力、口蓋側方向への引張力、および抵抗中心回りのモーメントが計測できるような設計となっている。試作した多軸力計では、肉厚が充分薄くできなかったためにひずみ量がやや小さめとなっているが、測定結果の直線性は充分であった。現在キャリブレーションを実施中であるが、概ね良好な結果が得られつつある。しかしひずみ量が小さいことが誤差の要因となるようであれば、ひずみゲージを現在の金属箔ゲージから半導体ゲージに変更する必要がある。モデル上部については、レジン人工歯を用いることにより、歯牙モデルに臨床的な形態を付与することができた。多軸力計との接合部についてはやや製作上の問題点が残されているが、本質的な困難ではなく解決は難しくないものと考えている。本年度は,主として荷重計つき歯牙モデルを歯牙移動装置に装着した計装化歯牙モデルの試作,およびこれらを歯列に構成した歯列モデルの構築についての研究を行って,次の結果を得た.1.多軸力計および人工歯を組み合わせて歯牙モデルを試作した.さらにXステージおよびゴニオステージよりなる歯牙移動装置上にこの歯牙モデルを装着し,計装化歯牙モデルとした.試作したモデルで移動状況を実験したところ,歯牙の抵抗中心回りの歯牙の回転移動,および歯の口蓋側方向への平行移動を再現できることが確かめられた.2.歯牙に作用する荷重を測定するための荷重計については,起歪部を薄肉円筒構造で試作し,ひずみゲージを接着して構成した.キャリブレーションを実施した結果,良好な直線性が得られ,抵抗中心周りのモーメントと口蓋側方向へのせん断力が測定可能であることが確かめられた.3.4前歯分の計装化

歯牙モデルと臼歯部用の歯牙モデルより歯列を構成し,歯列モデルを試作した.そして人工歯部にブラケットを接着した.現在,このブラケットに矯正装置を装着して,矯正力の分布について検索を進めているところである.予備的な結果であるが,ブラケットとアーチワイヤとの接触状態により,矯正力が大きく影響されることなどが判明しつつある状況である.計画の最終年度である平成9年度は、前年度までに完成した歯牙移動装置と2軸力計および人工歯を組み合わせた計装化歯牙モデルを4個,さらに固定源となる臼歯部モデルを2個,計6個の歯牙モデルを組み合わせて,平均的歯列に配列して歯列モデルを完成させた.較正実験を行ったところ,製作した歯牙モデルにより,口蓋側方向の力と矢状面内のモーメントが十分な精度で測定できることが確かめられた.矯正装置の発現する矯正力の測定実験においては、前歯の口蓋側移動を想定して歯牙モデルにブラケットを接着した後に角ワイヤを装着した.そして牽引力を負荷するとともに,歯牙の口蓋側移動,さらに歯牙の回転中心周りの回転を与えて,矯正装置により各歯牙に発現している矯正力がどのように変化するかを調べた.角ワイヤとしては,ブラケットのスロットとの間でほとんど遊びのない,太さ0.18インチのステンレスステ-ルワイヤ,およびやや細く多少の遊びのある0.16インチのステンレススチールワイヤを利用した.実験の結果,歯牙を人為的に移動させると,歯牙を初期の位置に復元しようとする力およびモーメントの矯正力が発現した.この矯正力は太いワイヤーの方が細いワイヤーよりも大きかった.また細いワイヤーを装着して歯牙に傾斜を与えた場合には,ある程度まで傾斜しないと矯正力が生じなかった.これはスロットとワイヤー間の遊びの効果と考えられる.このように,製作した矯正シミュレータの測定結果は妥当であり,十分有効に用いられると判断される.
ホルモン不応性前立腺癌におけるガラクトース結合レクチンの腫瘍制御機構の解明

ガレクチン-3はホルモン不応性前立腺癌で強発現しており、ホルモン不応性前立腺癌細胞株のPC-3ではガレクチン-3の発現とアンドロゲンレセプターの発現に負の相関を認めた。ガレクチン-3はミトコンドリア膜を安定化させカスパーゼ3の活性を抑制することで、シスプラチンによるアポトーシス抵抗性と放射線治療抵抗性に関与していた。以上よりガレクチン-3はホルモン、抗がん剤、放射線治療抵抗性に関与し治療ターゲットとなる可能性が示唆された。ガレクチン-3はガラクトース結合レクチンの1つで、細胞の増殖、血管新生、アポトーシス調節等に関与し、癌の浸潤・転移に重要な分子の1つであることが示唆されている。われわれは、ホルモン不応性前立腺癌細胞株のPC-3、DU145でガレクチン-3が強発現し、ホルモン感受性前立腺癌細胞株のLNCaPでは発現していないことを見出しているが、ヒト検体におけるガレクチン-3の発現の評価は十分できていない。今回、2例のホルモン不応性前立腺癌と2例のホルモン感受性前立腺癌の摘出標本でガレクチン-3の発現をreal-time PCR法で検討し、ホルモン不応性前立腺癌ではホルモン感受性前立腺癌よりガレクチン-3が約1.7倍強発現していることを見いだした。さらに免疫染色ではガレクチン-3は主に細胞質に局在していることも見いだした。ホルモン不応性前立腺癌に対して、ガレクチン-3がホルモン耐性の獲得および抗がん剤、放射線治療抵抗性の獲得にいかに関与しているかを検討するために、siRNAを使用して、ガレクチン-3強発現細胞株(PC3およびDU145)からガレクチン-3をノックアウトし、ガレクチン-3の発現が10分の1以下に抑えられた細胞株を構築した。現在、ガレクチン-3を発現していないホルモン感受性株(LNCaP)のガレクチン-3発現細胞株を構築しており、今後、これらの細胞株におけるアンドロゲンレセプター、グルココルチコイドレセプターの発現への影響、血管新生、アポトーシスへの影響を評価する予定である。さらに、放射線照射やシスプラチン、ジェムシタビン、タキサン系抗がん剤による化学療法の際の、血管新生、アポトーシスへのガレクチン-3の有無による影響をin vitroで評価し、カスパーゼ、ミトコンドリア関連分子、ミトコンドリア膜の安定化、MAPキナーゼ等への影響についても分子生物学的に解析する予定である。ガレクチン-3はガラクトース結合レクチンの1つで、アポトーシス調節に関与し、癌の浸潤・転移に重要な分子の1つであることが示唆されている。われわれは、ホルモン不応性前立腺癌に対して、ガレクチン-3がホルモン耐性の獲得および抗がん剤、放射線治療抵抗性の獲得にいかに関与しているかを検討するために、siRNAを使用して、ガレクチン-3強発現細胞株(PC3およびDU145)からガレクチン-3をノックアウトした細胞株を構築した。これらの細胞株において、アンドロゲンレセプター、グルココルチコイドレセプターの発現に有意差は認めなかったが、ガレクチン-3をノックアウトしたPC3では、シスプラチン誘導によるアポトーシスが32%増加した。さらに、ガレクチン-3ノックアウトPC3は、シスプラチン投与時にミトコンドリア由来と思われる細胞質からのチトクロムCの放出が増加し、カスパーゼー3の活性化が有意に促進されることを見いだした。放射線照射に関しては、ガレクチン-3ノックアウトPC3では、PC3と比較してアポトーシスが14%増加した。以上の結果より、ホルモン不応性前立腺癌細胞株(PC3)では、ガレクチン-3が抗がん剤および放射線治療の耐性に関与していることが示唆された。さらに、われわれは、ガレクチン-3のリコンビナント蛋白質をマウスに免疫し、ガレクチン-3の発現を抑えるブロッキング抗体を網羅的に抽出しており、現在、候補になる抗体を数種類作成している。今後、ガレクチン-3を強発現したホルモン不応性前立腺癌の細胞株にこれらの抗体を投与することでガレクチン-3の発現を抑えるかを検討する。さらに、ガレクチン-3ブロッキング抗体の抗腫瘍効果を検討し、治療への応用を目指すものである。ガレクチン-3を強発現しているホルモン不応性前立腺癌細胞株のpc-3に対して、siRNAを使用してガレクチン-3をノックアウトし、ガレクチン-3の発現が約10分の1以下に抑えられた細胞株を構築し、ホルモン不応性前立腺癌に対するホルモン耐性の獲得および抗がん剤、放射線治療抵抗性の獲得へのガレクチン-3の関与を検討した。その結果、1.ガレクチン-3強発現細胞(PC3)ではガレクチン-3をノックアウト細胞と比較してアンドロゲンレセプター、グルココルチコイドレセプターの発現が低い傾向があること2.ガレクチン-3強発現細胞ではシスプラチンにより誘導されるアポトーシスに有意に抵抗性であること(sub G1期の割合が11.2%vs45.5%)

3.ガレクチン-3強発現細胞ではシスプラチン投与時にミトコンドリア膜が安定化され、カスパーゼ3の活性が抑制されることを見いだした。ミトコンドリア関連分子(Bcl-2、Bax)およびMAPK、Aktの発現およびリン酸化の程度には有意差を認めなかった。さらに、ガレクチンー3強発現細胞(PC3)では放射線照射により誘導されるアポトーシスに対してカスパーゼ3の活性を抑制することで抵抗性を示す傾向があった。これらの結果より、ホルモン不応性前立腺癌細胞において、ガレクチン-3は抗がん剤の耐性に関与し、ホルモン不応性および放射線治療抵抗性に影響を及ぼしていることが示唆された。本研究の結果より、ガレクチンー3をターゲットとした遺伝子治療の可能性が示唆された。
オゾンホール発生時の南極における紫外線カット素材の人工皮膚への防御効果

南極ではオゾンホールが出現し、紫外線照射量が増している。また、真夏の南極は、日照時間や雪の照り返し、低湿度、空気の清浄さにより、赤道直下よりも積算紫外線量が多いことも知られている。本研究では危険な紫外線から人体を守るべく、酸化チタンなどの紫外線防御剤を添加した種々のUVカット素材を作製した。そして、人間の皮膚を想定して人工皮膚(コラーゲンシート)とUVカット素材を貼合わせて曝露した。曝露時期は、真夏時、秋季時、春季時の各々30日間であり、それらの季節による違いを評価した。さらに、それらのサンプルとUV照射装置を用いてUV曝露したサンプルについて分析を行なった。その結果、真夏時の曝露サンプルは、秋季時、春季時の曝露サンプルに比べて大幅に劣化しており、末端アミノ基濃度は8.77nmol/mlにまで達した。また、真夏の曝露においても、酸化亜鉛の添加量の増加に伴って末端アミノ基濃度は低下し、添加量が0.40v%に達すると曝露前とほぼ同程度にまで至った。但し、紫外線カットフィルムで覆っても、ポリペプチドのα鎖、β鎖、γ鎖の分子鎖のバンドは紫外線によって消失していた。また、異なる紫外線防御剤を添加したポリアミド6フィルムで人工皮膚を覆って曝露を行ったところ、紫外線吸収剤を添加したフィルムを用いると紫外線に対する損傷は最も小さかった。なお、以下に実験を行なった具体的な項目を示す。1)UVカット素材に添加する紫外線散乱剤や紫外線吸収剤の種類、添加量、粒径とUVカット効果の解明2)UVカット素材のベースポリマーの種類(ポリエステル、ナイロン6、ポリエチレン、ポリプロビレン、アクリル)とUVカット効果の解明3)コラーゲン架橋密度(各年齢層を想定)を変化させた人工皮膚の南極曝露の実施4)コラーゲン人工皮膚を用いたUVカット評価法の確立南極ではオゾンホールが出現し、紫外線照射量が増している。1)UVカット素材に添加する紫外線散乱剤や紫外線吸収剤の種類、添加量、粒径とUVカット効果の解明2)UVカット素材のベースポリマーの種類(ポリエステル、ナイロン6、ポリエチレン、ポリプロビレン、アクリル)とUVカット効果の解明3)コラーゲン架橋密度(各年齢層を想定)を変化させた人工皮膚の南極曝露の実施4)コラーゲン人工皮膚を用いたUVカット評価法の確立本研究では危険は紫外線から人体を守るべく、各種の紫外線カット素材を作製した。また、皮膚細胞を想定して架橋密度の異なるコラーゲン人工皮膚も作製した。白内障の影響も調べるため、牛眼も100眼(50頭分)手配した。本年度は、南極にそれらのサンプルを持ち込み、オゾンホール発生時と発生していない時期にUVカット素材と人工皮膚を貼合わせて曝露している。一部のサンプルはすでに日本に持ち帰っており、それらのサンプルとUV照射装置を用いてUV曝露させたサンプルについて分析を行なった。そして、紫外線の皮膚や眼球へのUVに対するダメージを調べている。また、UVカット素材やサンスクリーン剤(化粧品)の防御効果も調べた。なお、以下に実験を行なった項目について、具体的に示す。1)UVカット素材に添加する紫外線散乱剤や紫外線吸収剤の種類、添加量、粒径、化学的安定性などと、UVカット効果を系統的に解明した。2)UVカット素材のベースポリマーの種類(ポリエステル、ナイロン6、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル)と人工皮膚へのUVカット効果の関係を解明した。3)コラーゲン架橋密度(各年齢層を想定)、メラニン色素量を変化させた人工皮膚を南極で曝露し、UV曝露の影響を皮膚への浸透深さの観点も含めた解明した。そして、人工皮膚を用いたUVカット評価法を摸索している。4)各種のサンスクリーン剤(紫外線散乱剤、紫外線吸収剤)を人工皮膚に塗布し、UV照射を実施した。そして、人工皮膚へのダメージ分析を実施した。今後、それらの結果を用いて、オゾンホール発生時の紫外線の影響を体系的にまとめる予定である。フロンガスの放出によって南極ではオゾンホールが出現し、紫外線照射量が増している。

また、真夏の南極は、日照時間や雪の照り返し、空気の清浄さにより、赤道直下よりも積箕紫外線最が多いことも知られている。本研究では危険な紫外線から人体を守るべく、酸化チタンなどの紫外線防御剤を添加した種々のUVカット織物を作製した。そして、人間の皮膚を想定して人工皮膚(コラーゲンシート)とUVカット素材を貼合わせて曝露した。曝露時期は、真夏時、秋季時、春季時の各々30日間であり、それらの季節による違いを評価した。その結果、真夏時の曝露サンプルは、秋季時、春季時の曝露サンプルに比べて大幅に劣化しており、末端アミノ基濃度は8.77nmol/mlにまで達した。また、真夏の曝露においてもUVカット織物でコラーゲンシートを覆った場合にはUV防御効果が認められ、酸化チタン添加量が0.3wt%でもコラーゲンシートの劣化が抑制されることなどがわかった。さらに、三ツ葉形断面の繊維の方が、丸断面の繊維に比べてコラーゲンシートに対する紫外線ダメージがかなり小さくなることもわかった。今後、それらの結果を用いて、オゾンホール発生時の紫外線の影響を体系的にまとめる予定である。大気中に放出されたフロンガス等によるオゾン層破壊の影響は、南極上空で顕著に観測され、毎年春先にオゾンホールが発生している。太陽光線、なかでも皮膚ガンや白内障を引き起こす可能性のあるB領域の紫外線が増し、オーストラリアでは皮膚癌患者増加の傾向も報告されている。我々は南極昭和基地に人工皮膚、各種の布地、牛眼(水晶体、角膜)を運搬し、紫外線に曝露した際の影響を定量的に解析する実験を平成16年度から開始している。平成19年度は、第49次南極地域観測隊(夏隊)として、南極地域において紫外線曝露し、皮膚細胞に与える影響を調べた。また、平成19年度は本研究の実施計画を立案、装置の設計、研究に必要な機材の選定や発注なども主に実施した。これらの研究は南極大陸に降り注ぐ紫外線を利用するものも含まれており、貴重な科学的データを集積できる可能性が非常に高い。48次隊によって日本に持ち帰った夏季と秋季の曝露試料(コラーゲン分解酵素を含む抽出液など)、49次隊によって日本に持ち帰った春季の曝露試料のザイモグラフィー分析等を行なった。具体的には、UV照射による皮膚へのダメージとしてのコラーゲン分解酵素、細胞死、細胞膜の破綻、核DNA切断などの細胞障害や、抗酸化ビタミンなどによる人為的防御について調べた。
昆虫脳からの概日リズム調節ペプチド・PDFの単離・精製

近年、生物時計の研究が進み、その分子機構解明のために様々な種の生物において、概日リズムに関するタンパク質、遺伝子解析が実施されている。こうしたなか、18アミノ酸残基からなる神経ペプチド・PDHは、昆虫脳における時計ニューロンに特異的に存在し、概日リズム発現のペースメーカーホルモンとして働いている。このペプチドは神経軸索、シナプス、細胞質のみならず細胞核にも存在し、その機能に大きな注目が寄せられている。しかしながら、受容体をはじめ、分子挙動に関する分析はほとんど手付かずの状態である。本研究では、PDFの分子機構の解析を目的に、以下の実験を行なった。前年度に引き続き、カイコPDFについて精製実験を実施した。脳からの抽出物について固相抽出、逆相HPLCで分画を行なった。同定には抗体を用いたELISA法を用いた。HPLCでの分離後、マススペクトルおよびプロテインシーケンサーでの配列解析を実施したが、PDF全構造は解析できなかった。そこで、まずPDFペプチドの標準品として配列既知のPDFペプチドを化学合成し、その精製時における挙動と構造について検討した。ペプチドはFmoc固相合成法で化学的に合成し、純品を得た。その結果、PDFのN末端に存在するAsn-Gly配列は、ペプチド合成時に不安定であることが明らかとなり、単離・精製時に分解を受ける可能性が示唆された。この事実より、PDFのアミノ酸配列を決定するため、cDNAクローンニング法を用いることとした。その結果、イエバエおよびコオロギPDFの2種をPDFペプチドのアミノ酸配列を決定した。それらの配列情報より相当するペプチドを化学合成し、CDスペクトル測定したところ、リン酸水溶液中ではβシート構造を、膜環境に類似した結果を与えるTFE濃度を増加させるとPDFペプチドの2次構造がαヘリックス構造を多く含む立体構造に変化することが観測された。CDスペクトル解析の結果は2つのPDFでほぼ同一で、受容体結合構造はPDFペプチドに共通であると推定された。カイコガ脳よりのPDFの単離・精製業者より購入のカイコガ(600匹)を顕微鏡下に解剖し、脳を摘出し液体窒素で凍結後、凍結乾燥した。それらに50%酢酸水溶液を加え、ホモジナイズしてペプチドを含む溶液を抽出した。抽出液を遠心、ろ過し、沈殿物を除いたものを、固相抽出カラム(C18)で予備精製した後、吸着した画分を逆相HPLC(C18)で精製した。逆相HPLCは、これまでに行ったコオロギPDFの合成研究の結果を基に、オクタドデシルシリル(C18)カラムを用い溶媒系は0.1%TFA/水-アセトニトリルのリニアグラジェント、検出はUV215nmで行った。各フラクションに分画後、PDF画分をPDF抗体で追跡した。各フラクションはペプチド結合性ポリソープ処理された96穴プレートに分注し、それらのPDFの含量はELISA法により、プレート上のPDF(ペプチド・抗原)に結合したPDF抗体(1次抗体)を認識する2次抗体に結合しているペルオキシダーゼの酵素活性によるオルトフェニレンジアミンの発色量により定量した。使用したPDF抗体は当研究室にて調製した。ELISA法の確立のため、合成ペプチドを作製し検量に用いた。現在、固相抽出物のELISA法による同定が完了し、最初のロットについて精製第3段階を検討中である。また、出発原料のカイコガ脳の一部(10個)からtotalRNAを抽出し、oligo-dTカラムでmRNA(ポリA+RNA)を精製、これを基にカイコガ脳cDNAライブラリーを作製した。それに対し、他の生物で既知のPDHの塩基配列を基にPCR法で使用する鋳型プライマーを作製し、目的cDNAの増幅を行なった。その結果、増幅したDNA断片が幾つか確認されたので、現在それらの配列解析をDNAシーケンサーで実施している近年、生物時計の研究が進み、その分子機構解明のために様々な種の生物において、概日リズムに関するタンパク質、遺伝子解析が実施されている。

それらの配列情報より相当するペプチドを化学合成し、CDスペクトル測定したところ、リン酸水溶液中ではβシート構造を、膜環境に類似した結果を与えるTFE濃度を増加させるとPDFペプチドの2次構造がαヘリックス構造を多く含む立体構造に変化することが観測された。CDスペクトル解析の結果は2つのPDFでほぼ同一で、受容体結合構造はPDFペプチドに共通であると推定された。
ソフトマター界面の理論・シミュレーション研究

ソフトマター系における界面のトポロジー変化をも含めた新しいシミュレーション法を確立するため、分子動力学的アプローチとスケール適合数理モデリングからのアプローチを並行して行い、スケールの整合性と統合の仕方の検証を行った。分子動力学的アプローチでは、脂質二重層の構造と流動性に関する粗視化分子動力学シミュレーションを行った。ここで扱った分子モデルは、2本の疎水性尾部を持つ脂質分子と水粒子から成る粗視化モデルである。脂質分子内の結合ポテンシャルとして、結合伸縮ポテンシャルと結合曲げポテンシャルを考えた。また、同種粒子同士、及び、親水基と水粒子との間の非結合ポテンシャルは、Lennard-Jones(LJ)ポテンシャルとし、疎水基と親水性粒子(親水基と水粒子)との間の非結合ポテンシャルは、LJポテンシャルの斥力部分のみとした。脂質二重層の流動性を決定する要因を明らかにするため、水粒子と親水基、親水基同士、及び疎水基同士の間の3種類の相互作用の強さを変えることにより、脂質二重層の構造と流動性がどのように変化するのかについて解析を行った。その結果、脂質分子の側方拡散定数は、脂質分子の占有体積及び膜内に入り込んだ水粒子の運動性で決まることが明らかになった。一方、スケール適合数理モデリングからのアプローチでは、異常拡散の確率模型を考え、定温定圧条件下で一成分ソフトコア系の分子動力学シミュレーションにより求められた非平衡定常状態(ガラス状態)の解析を行った。その結果、空間次元および粒子濃度により平均二乗変位などの動的振舞いに顕著な相違が見出された。さらに、分数微分によるメモリ効果を含むLangevin方程式の数理解析を行い、異常拡散の動的特性を考察した。ソフトマター系における界面のトポロジや変化をも含めた新しいシミュレーション法を確立するため、分子動力学的アプローチとスケール適合数理モデリングからのアプローチを並行して行い、スケールの整合性と統合の仕方の検証を行った。ここで扱う分子モデルは、2本の疎水性尾部を持つ脂質分手と水分子から成る粗視化モデルである。脂質分子内の結合ポテンシャルとして、結合伸縮ポテンシャルと結合曲げポテンシャルを考える。また、同種粒子同士、及び、親水基と水分子との間の非結合ポテンシャルは、Lennard-Jones(LJ)ポテンシャルとし、疎水基と親水性粒子(親水基と水分子)との間の非結合ポテンシャルは、LJポテンシャルの斥力部分のみとする。親水基同士、親水基とホ分子、及び、疎水基同士の間のLJポテンシャル・パラメータを変化させてシミュレーションを行つた。脂質分子1本あたりの占有面積と動径分布関数を解析した結果、親水基同士及び疎水基同士の間の相互作用の強さの増加、及び、親水基と水分子の間の相互作用の強さの減少により、脂質分子のパッキングが密になることが分かつた。一方、スクール適合数理モデリングからのアプローチでは、磁場中にあるチューブベシクルの平衡形状に関する数理解析を行った。両親媒性分子の自己集合体のひとつである「チューブ状ベシクル」を強磁場中に置くと、磁場による変形力とチューブ曲率に依存する弾性力との競合によって、チューブはさまざまな空間曲線の形状をとる。曲線に沿った長さを独立変数に取り、曲線の接ベクトルを従属変数に取って、この問題をモデル化することにより、結果としてさまざまな空間曲線形状が得られた。さらに、分数微分方程式によるソフトマターの動的特性の解析も行った。
アフリカツメガエル卵の蛋白質合成を介したM期誘導機構

アフリカツメガエルの未成熟卵はプロゲステロンの添加によって数時間後に減数分裂を開始する。プロゲステロンによるM期(減数分裂)の誘導には蛋白質の合成が必要ある。我々はアフリカツメガエル卵をプロゲステロン処理をすると蛋白質合成依存的にMPFの活性化ならびに核膜崩壊(GVBD)する活性が現れることを見いだし、この活性物質をCMFと名づけた。我々はさらにこのCMFをを単離精製することに成功し、CMFが分子量74Kのペプチドの2量体であることを明らかにしている。MPFをわずかに注入された卵もM期になると高いMPF活性を示すようになる。換言するとMPFには自身の活性を増幅させる作用がある。このMPFの活性増幅には蛋白質の合成が重要な役割を果たしていること、蛋白質の合成がないとMPF活性の増幅は1回目の注入では起こるが、注入を繰り返すと消失すること、すなわちMPF活性化のカスケードが存在すること、蛋白質合成を介して高いMPF活性の発現を引き起こす因子(AF)がM期の卵に存し、AFはMPFの注入によっても活性化されることが明らかにされた。我々はさらにこのようなMPF活性の増幅が溶液中でもみられることを明らかにした。すなわち、アフリカツメガエルの卵をβ-グリセロリン酸、EGTA、MgCl_2を含む抽出液中で遠心してパックし、その後強く遠心して卵をつぶし上清(未成熟卵抽出液)を得た。この液に種々の割合でM期抽出液を加えたところ、その後の溶液中のMPF活性ならびにヒストンH1キナーゼ活性は著しく増大した。
121Sbメスバウアー分光法によるアンチモン化合物の構造化学的研究

67種のアンチモン(III)化合物(うち結晶構造が既知のもの16種)の^<121>Sbメスバウアースペクトルを20Kで測定した.得られたメスバウアーパラメーター(特に異性体シフト, δと四極子結合定数, e^2qQ)とアンチモン(III)原子周囲の配位構造との関係を調べた結果,次の結論を得,従ってアンチモン(III)化合物の立体化学を理解する上で重要な孤立電子対の軌道の性格を決めることができた.1.窒素,酸素配位錯体でSbO_3E(擬四面体型, Sb_2O_3)≧SbO_4E(擬三方両錐型;〔Sb_2(tart)_2〕^<4->)>SbO_6E(Eはアキシアル位,擬五角両錐型,〔Sb(OX)_3〕^<3->>SbX_6E(Eはエカトリアル位,擬五角両錐型,〔Sb(Hedta)〕の順にδ, e^2qQが減少する.2.硫黄,塩素配位錯体でSbS_3E(擬四面体型,〔Sb(SR)_3〕)>SbS_4E(擬三方両錐型, KSbS_2)>SbS_6E型(擬単〓八面体型,〔Sb(S_2COR)_3〕,〔Sb{S_2P(OR)_2}_3〕SbS_6E(擬五角両錐型,〔Sb(S_2Pph2)_3〕>Sbcl_6(正八面体型, M_3〔Sbcl_6〕)の順にδ, e^2qQが減少することが明らかになった.孤立電子体のS軌道性はこの順に,左から右に行くにつれ増大し,逆にq軌道性はこの順に減少していると考えられる.3.δとe2qQの間に相関が存在しδの増大と共にe2qQは増大している.配位電子の種類により,異なる直線上にのり,同じδに対してe2qQは硫黄,塩素配位の方が窒素,酸化配位より小さい.さらに,凍結溶液中のアンチモン(III)錯体の構造,アンチモン(III)錯体の熱分解反応や放射線分解反応および有機アンチモン(V)錯体の構造等の研究にも, ^<121>Sbメスバウアー分光法を応用し,本法の有用性を示すことができた.67種のアンチモン(III)化合物(うち結晶構造が既知のもの16種)の^<121>Sbメスバウアースペクトルを20Kで測定した.得られたメスバウアーパラメーター(特に異性体シフト, δと四極子結合定数, e^2qQ)とアンチモン(III)原子周囲の配位構造との関係を調べた結果,次の結論を得,従ってアンチモン(III)化合物の立体化学を理解する上で重要な孤立電子対の軌道の性格を決めることができた.1.窒素,酸素配位錯体でSbO_3E(擬四面体型, Sb_2O_3)≧SbO_4E(擬三方両錐型;〔Sb_2(tart)_2〕^<4->)>SbO_6E(Eはアキシアル位,擬五角両錐型,〔Sb(OX)_3〕^<3->>SbX_6E(Eはエカトリアル位,擬五角両錐型,〔Sb(Hedta)〕の順にδ, e^2qQが減少する.2.硫黄,塩素配位錯体でSbS_3E(擬四面体型,〔Sb(SR)_3〕)>SbS_4E(擬三方両錐型, KSbS_2)>SbS_6E型(擬単〓八面体型,〔Sb(S_2COR)_3〕,〔Sb{S_2P(OR)_2}_3〕SbS_6E(擬五角両錐型,〔Sb(S_2Pph2)_3〕>Sbcl_6(正八面体型, M_3〔Sbcl_6〕)の順にδ, e^2qQが減少することが明らかになった.孤立電子体のS軌道性はこの順に,左から右に行くにつれ増大し,逆にq軌道性はこの順に減少していると考えられる.3.δとe2qQの間に相関が存在しδの増大と共にe2qQは増大している.配位電子の種類により,異なる直線上にのり,同じδに対してe2qQは硫黄,塩素配位の方が窒素,酸化配位より小さい.さらに,凍結溶液中のアンチモン(III)錯体の構造,アンチモン(III)錯体の熱分解反応や放射線分解反応および有機アンチモン(V)錯体の構造等の研究にも, ^<121>Sbメスバウアー分光法を応用し,本法の有用性を示すことができた.
もやもや病感受性遺伝子RNF213変異が脳梗塞をおこす機序の解明と治療戦略の探索

アジア人では欧米人と比較して脳血管狭窄による脳梗塞が多いが、その遺伝的背景は明らかでありませんでした。申請者らは東アジアに多い希少難病「もやもや病」の発症に関連する遺伝子(RNF213)の変異がアジア人の脳梗塞の発症に深く関連していることを発見しました。本研究ではRNF213の変異が脳梗塞を引き起こす機序の解明と新たな治療戦略の開発を目的として、血管壁の画像解析や、血液中の血管炎症物質の分析、脳血管病理解析、多施設共同前向き観察研究を組み合わせた多面的な解析を行います。本研究の成果は、脳梗塞領域における遺伝情報を用いたオーダーメイド医療の実現に貢献するものと期待されます。
高密度EEGと超高磁場fMRIを用いた読字機能における情報処理機構の非侵襲計測

本研究は読字機能における情報処理機構の大脳皮質局在と、その時間的経過を非侵襲的手法であるfMRIとEEGにより明らかにすることを目的としている。昨年からは、読字機能に含まれる各処理過程を調べるため、fMRIやEEGに適したパラダイムの作製と計測を行ってきた。パラダイムは、「認知」、「黙読」、「母音判断」という3つの課題を用い、刺激が常に呈示された固視点"+"の上に2文字と下に1文字を同時に持続時間90msで呈示した。「認知課題」では、読めないハングル文字を注意して見るコントロール課題であった。「黙読課題」では意味の持たない平仮名3文字を呈示されて消えた後、頭の中に発音して黙読する課題であった。この課題は、認知過程に加え、黙読の音韻変換過程を調べる。「母音判断課題」では、黙読の上で、最初の2文字のどちらかの音の母音が、3文字目の母音と同じか違うかを判断する課題であった。この課題では、認知、黙読過程の他、母音が一致するか否かについての判断過程も調べる。EEG計測においては課題遂行中の各処理過程の開始・終了時刻を推測するため、ボタン押し反応時間の記録も別のセッションで行った。すなわち、1文字目と3文字目を、頭の中で発音すると同時にボタンを押すことにより計測した。以上のパラダイムを用いて、EEG及びfMRIの実験が行った。これらの結果により、(1)反応時間により区切られた時間帯域において推測される処理過捏に対応する事象関連電位(ERP)成分、即ち持続陰性電位SN1とSN2がそれぞれ左後側頭優位(T5)と頭蓋中心(Cz)に観測され、またそれぞれ黙読の音韻変換と母音の比較判断過程に関連すると推定された。(2)fMRIの結果からこの2つの処理過程と対応する機能局在の検討とそのERRとの統合的な比較と解釈については、現在検討中である。
自由液面乱流と液面形状の同時可視化計測

自由液面乱流場は多分に3次元的であり、また液面擾乱生成源である液面下の流場と液面自身との相互作用の解明が重要となる。その際、液面形状を定量的かつ3次元的に計測できる手法が必要であり、可干渉性の光を用いた液面計測手法であるスペックル法を開発した。本手法は計測が困難な透明物体である液面形状を、高精度かつ3次元的に測定可能な手法であり、自由液面乱流場における液面擾乱の測定には大いに威力を発揮した。一方、乱流場自体の測定にはステレオPIV法を用いたが、乱流解析に用いるにはその解像度、精度に疑問があり、そのまま実施することは出来ない。本研究では最新のPIV処理技術・画像処理技術を適用し、その解像度を向上させることが出来た。これらスペックル法とステレオPIV法の2つの光学的手法を組み合わせ、液面乱流解析にあらたな視点を導入することが、本研究のもう一つの目的であった。ステレオPIV法によって得られた速度ベクトル場はスペックル法で得られた液面形状データと完全に同期しており、全く同時刻の、非常に近接した領域での測定が実施された。本手法を自由液面乱流計測に適用した結果、3次元的な液面変動と液面直下の流速分布を同時に測定でき、その相関を捕らえることが可能となった。例えば高Re数・高Fr数流れでは、ノズルから噴出したジェットは液面と衝突した後、液面を隆起・振動させて扇状の液面波を発生させる。それに対して、低Re数・低Fr数流れでは、ジェットは下流方向に進むにつれ液面に接近し付着するが、その鉛直方向速度成分はレイノルズ応力(v'^2^^- - w'^2^^-)/U_e^2 (U_e:代表流速)となって液面表層にスパン方向流場を発生させる。これはRe数・Fr数によって液面での乱流境界条件がドラスティックに変化することを示す。今後、さらなるデータの蓄債により自由液面を有する体系での数値解析における境界条件、また種々の工業プラント内の貯蔵タンクの振動制御といった方面での活用が期待される。従来、自由液面と液面内部の流速との相互作用を計測した研究は、主としてLDVを用いて行われている。ところが、これらの研究のほとんどは、液体側の流速分布を測定しているに留まっており、液面変動の同時測定は行われていないため、液面の変動と内部流速分布の相互作用は明らかにされていない。また、その相互作用は3次元的であるので、空間的な情報を得る必要がある。LFDのような液位計やLDVといった流速計は測定の精度は高いが、点計測であるというデメリットがあり、液面と流場の相互作用の解析する上では、十分な情報を得ることができない。本研究では、自由液面の3次元計測手法であるSpeckle法を開発した。Speckle法は簡易な光学系で液面の形状を測定することができるuniqueな手法である。レーザ光が光ファイバやスリガラスを通過すると微小欠陥などによりスペックルパターンと呼ばれる微小な輝度むらが生ずる。液面にスペックルパターンを透過させ、そのパターンの変位を計測することで、液面の変動量を高精度で計測できる手法である。シンプルな光学系で高精度な情報を得ることができるという特徴をもっている。このスペックル法を応用し、さらにStereo-PIV等の他の流速測定法と組み合わせる事により自由液面と液面下流場の高精度同時計測システムの構築を推進している。本年度はシステムを組み上げるとともに、同時計測データが高精度で計測できることを確認した。さらに、本計測手法を適用して測定された自由液面下乱流場のデータをもとに、自由液面乱流のモデル構築を行う予定である。

それに対して、低Re数・低Fr数流れでは、ジェットは下流方向に進むにつれ液面に接近し付着するが、その鉛直方向速度成分はレイノルズ応力(v'^2^^- - w'^2^^-)/U_e^2 (U_e:代表流速)となって液面表層にスパン方向流場を発生させる。これはRe数・Fr数によって液面での乱流境界条件がドラスティックに変化することを示す。今後、さらなるデータの蓄債により自由液面を有する体系での数値解析における境界条件、また種々の工業プラント内の貯蔵タンクの振動制御といった方面での活用が期待される。
全ゲノムコピー数解析による口腔癌リンパ節転移の被膜外浸潤のメカニズム解明

口腔癌症例のうち頸部リンパ節転移を生じたものなかで、ECS陽性および陰性群にわけた。対象症例に関して、原発巣のFFPEサンプルからgenomic DNAを抽出し、それを用いてOncoScanFFPEassayにより全ゲノムコピー解析を行った。このSNPアレイによって、各サンプルにおけるコピー数の増加、減少およびLOHを示す染色体領域を同定した。ECS陽性群と陰性群の間で比較検討することで、ECS陽性群に特異的なコピー数変異の同定を行った。ECS陽性群と陰性群の間で、CANの分布が異なることが示された。口腔癌の治療成績の向上には、予後不良因子とされる頸部リンパ節転移の制御が極めて重要であり、なかでも転移リンパ節に被膜外浸潤(ECS)を認めた症例は予後不良であることが認められている。しかしながら、ECSの詳細なメカニズムはいまだ明らかには解明されていない。今回われわれは、口腔癌原発巣のゲノム情報の解析を行うことで、頸部リンパ節転移におけるECSの新たな分類法、詳細なメカニズムの解明を図り、さらには術前にECSの予測ができないか検討を加える。口腔癌症例のうち頸部リンパ節転移を生じたもののなかで、ECS陽性および陰性群に分け症例選択を行う。対象症例に関して、原発巣のFFPEサンプルからgenomic DNAを抽出し、それを用いてOncoScanFFPE assay (Affymetrix社)により全ゲノムコピー数解析を行う。このSNPアレイによって、各サンプルにおけるコピー数の増加/減少およびLOHを示す染色体領域の同定が可能となる。ここで得られたデータに関して、ECS陽性群と陰性群の間で比較検討することで、ECS陽性群に特異的なコピー数変異の同定を行う。ECS陽性群特異的なコピー数変異が検出された染色体領域上にコードされる遺伝子は、癌の増殖•進展•転移に関わると考えられ、それらについてFISH法、real-time PCR法、免疫組織化学染色など手法を用いて、発現•代謝解析を行う。ECS陽性群特異的なコピー数変異が検出された染色体領域上にコードされる遺伝子は、癌の増殖、進展、転移に関わると考えられ、それらについてFISH法、real-time PCR法、免疫組織化学染色など手法を用いて、発現、代謝解析を行う。今年度は、OncoScanFFPEassayは追加の症例は終了にし、データ解析を行っていた。以前の当科のマイクロアレイのデータを利用し解析を行っている最中である。これまで、頸部リンパ節転移を生じた舌癌12症例について、それぞれ原発巣のFFPEサンプルからgDNAを抽出し、OncoScanFFPEassayによる全ゲノムコピー数解析を行ってきた。この12症例の内訳として、被膜外浸潤(ECS)陽性症例は10例、ECS陰性は2例と症例の選択に若干の偏りが生じてしまった。原因の一つとして、ECS陰性の症例のうち、サンプル採取可能の症例が少なかったためである。対象症例( ECS+ (N=4) vs ECS- (N=4))に関して、原発巣のFFPEサンプルからgenomic DNAを抽出し、それを用いてOncoScanFFPE assay (Affymetrix社)により全ゲノムコピー数解析を行った。このSNPアレイによって、各サンプルにおけるコピー数の増加/減少およびLOHを示す染色体領域の同定した。ここで得られたデータに関して、ECS陽性群と陰性群の間で比較検討することで、ECS陽性群に特異的なコピー数変異の同定を行った。ECS+とECS-群の間で、CNAの分布が異なることが示された。ECS陽性群特異的なコピー数変異が検出された染色体領域上にコードされる遺伝子は、癌の増殖、進展、転移に関わると考えられる。