hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レム睡眠行動障害の実態調査とアルファシヌクレイノパチーへの発展予測因子の解明

本邦におけるレム睡眠行動障害(RBD)の実態調査、ならびに同疾患からα-シヌクレイノパチーへの発展予測因子の解明を試みた。はじめに、RBD患者の服薬状況について調査し、RBD症状およびREM sleep without atonia(RWA)に対するドーパミンアゴニストの効果への関連要因を探索した。三か月以上同薬剤を服薬している98名の連続例について後方視的に調査したところ、61.7%で効果が認められており、その効果を規定する要因はRWAの出現量であった(カットオフ値:16.8%)。本結果より、RWA出現量の少ない軽症例ではドーパミンアゴニストが効果的であることが示唆された。次いで、国際共同研究により、RBD症状がなくRWAのみ出現している者(isolated RWA)についての調査およびRWAの定量評価を行ったところ、RBD症状はなくともRBDの診断カットオフ値を超える者が50名中7名(14%)にも上った。本結果より、isolated RWA例が潜在的RBDといえるか否かを明らかにする追跡調査の必要性が示唆された。最後に、RBD患者における認知機能低下に関連する要因の探索を行った。31名の特発性RBD患者(70歳以下:17名、70歳以上:14名)と70歳以下の患者例に年齢・性別をマッチさせた健常群17名について、認知機能検査(MoCA, MMSE)および夜間睡眠脳波の周波数解析を行ったところ、患者全例の76.5%で軽度認知機能低下が認められ、さらに70歳以下の者では健常群に比して覚醒中とレム睡眠中の速波成分の減少を示した。また、重回帰分析を行ったところ、認知機能検査得点と関連するのはレム睡眠中の後頭の徐波成分量と嗅覚機能得点であった。これら一連の研究により、本邦における特発性RBDの実態、潜在例の存在ならびに同疾患における認知機能低下の関連因子が明らかにされた。睡眠中に暴力的な行動を呈し、将来的なアルファシヌクレイノパチーへの発展リスクを有するレム睡眠行動障害(RBD)の実態調査と発展関連因子の探索を行った。RBDではドーパミンアゴニストが61.7%で有効であり、筋活動抑制を伴わないレム睡眠量(RWA)がこの効果に関連した。RBD症状がなくRWAのみ出現するisolated RWAの調査および定量評価では、RWAのRBD診断カットオフを超える者が14%にも上っていた。また、特発性RBD患者の76.5%で軽度認知機能低下が認められ、健常群に比して覚醒中とレム睡眠中の脳波速波成分の減少を示し、レム睡眠中の徐波成分が認知機能低下に関連していた。レム睡眠行動障害におけるレビー小体症との共通所見の探索は順調に進んでおり、検討した各種生理・神経心理所見はレビー小体症への発展の早期予測マーカーとなることが期待される。本邦におけるレム睡眠行動障害患者のレビー小体症への発展率の調査を準備中であり、これまで明らかにした生理・神経心理所見とフォローアップによる実際の発展との関連性を調べることが課題として残っている。臨床神経生理学研究代表者の所属する睡眠専門クリニックにおいて、レム睡眠行動障害患者のリストを作成し、初診時の検査データの整理は完了した。今年度、抽出したリスト上の患者個々に連絡し、研究主旨を説明した上で再診察と再検査を施行し、現在のレビー小体症症状の有無を確認する。これにより、本邦におけるレム睡眠行動障害患者のレビー小体症への発展率の調査を行う予定である。
上咽頭癌におけるGalectin-3の機能解析

1.上咽頭癌及び正常組織におけるGalectin-3の発現の解析当施設の上咽頭癌約50症例が研究対象である。Chemo-Radiation前の上咽頭癌及び周囲正常組織の生検標本を用いてABC法にて顕微鏡下にGalectin-3を同定しまた同時に良性腫瘍や異形成等の前癌病変においても同様にGalectin-3を同定しその比較定量を行なった。正常粘膜ではGalectin-3の発現は抑えられているが上咽頭由来のポリープでは炎症細胞浸潤の程度によりその発現レベルが左右されることが判明した。加えてGalectip-3の発現が正常粘膜、異形成、癌といった一連の過程で正の相関をもって増加することも判明し一定の研究成果があったがGalectin-3の発現の程度と腫瘍分化度等の予後因子ならびに再発、生命予後との関連については症例数を増やして解析中である。2.上咽頭癌の薬剤耐性におけるGalectin-3の関与上咽頭癌細胞株が得られなかったため生検目的で切除した上咽頭癌組織切片から細胞浮遊液を作製した後Single Cell Cultureを行い現在新たな上咽頭癌細胞株を樹立した。樹立後この上咽頭癌細胞株にベクタを用いてGalectin-3のcDNAを形質導入し(以下Transfectantと記す)、このTransfectantのおいてGalectin-3の発現が増大されることを確認し、次にベクタのみを形質導入した対照との間でシスプラチン感受性、シスプラチンによるアポトシス誘導等を細胞生物学的手法を用いて比較検討した。結果Transfectantはシスプラチン抵抗性を持ちシスプラチン処理におけるGalectin-3の抗アポトーシス機能の関与が示唆された。加えてGalectin-3の発現が正常粘膜、異形成、癌といった一連の過程で正の相関をもって増加することも判明し一定の研究成果があったがGalectin-3の発現の程度と腫瘍分化度等の予後因子ならびに再発、生命予後との関連については症例数を増やして解析中である。2.上咽頭癌の薬剤耐性におけるGalectin-3の関与上咽頭癌細胞株が得られなかったため生検目的で切除した上咽頭癌組織切片から細胞浮遊液を作製した後Single Cell Cultureを行い現在新たな上咽頭癌細胞株を樹立中である。樹立後この上咽頭癌細胞株にベクタを用いてGalectin-3のcDNAを形質導入し(以下Transfectantと記す)、このTransfectantのおいてGalectin-3の発現が増大されることを確認し、次にベクタのみを形質導入した対照との間でシスプラチン感受性、シスプラチンによるアポトシス誘導等を細胞生物学的手法を用いて比較検討する予定である。
超軽量カルシウム-リチウム系ラーベス相合金の水素化特性

CaLi_2を母合金とする新たな置換系化合物群を系統的に合成し,その結晶構造と水素化特性および水素吸蔵放出に伴う結晶構造変化を明らかにした。今回作製したCaLi_2基の置換型化合物群では,可逆的に水素を吸蔵放出する化合物を発見することはできなかったが,室温で57mass%の多量の水素と反応する新たな単相C14相化合物群を見出すことができた。CaLi_2とLaNi_5を用いて,アーク溶解法,高周波溶解法およびボールミリング法により新規水素化物の合成を試みた。いずれの方法においても,CaLi_2とLaNi_5の新規複合化物質が得られ,特にボールミリング法による複合化物の水素化特性は興味深い性質を示すものと期待される。CaLi_2をベースにした水素雰囲気下でのメカニカルミリングによる新規ペロブスカイト型水素化物の探索を行い,結晶性の良いペロブスカイト型水素化物SrLiH_3およびBaLiH_3を得ることができた。作製した試料のうちCaLi_2およびNi系のx=0.1,Mg系のx=0.1,Y系のx=0.1,0.3,La系のx=0.2,y=0.1について,室温での水素圧力-吸蔵水素量等温線(PCT曲線)を測定した。また,PCT曲線測定後の試料のXRD測定を行って,水素化による試料の結晶構造変化を調べた。その結果,これらいずれの物質も室温で水素と反応し,4MPaの水素圧における水素吸蔵量は57mass%という大きな値を示したが,室温での可逆的な放出反応は見られず,水素化によりCaLi_2とLiHに分解することが分かった。CaLi_2については高温での水素放出に伴うCaLi_2再結合反応の有無を調べたが,300°Cでは再結合反応は起こらなかった。以上のように,今年度の実験では今回新たに作製したCaLi_2置換物質群の結晶構造とその水素化特性を系統的に明らかにすることができた。次年度以降は,これらの実験結果による知見をもとにしながら,さらに高周波溶解法やボール・ミル法による試料作製も行って,可逆性を有する高容量Ca-Li系水素貯蔵物質群の探索とその水素化特性の研究を行う予定である。前年度は,新たな擬2元系化合物であるCa(LiM)2系(M=Ni,Mg)および(CaR)Li2系(R=Y,La)を作製して,その構造と水素化特性を調べ,室温において56mass%という非常に多量の水素と反応するが,反応後はCaH2,LiHなどに分解し,可逆的な水素吸蔵・放出特性が得られないことが分かった。本年度は,典型的なAB5型水素貯蔵合金であるLaNi5とCaLi2との合金・化合物系を作製し,CaLi2の有する軽量性,水素との高い反応性,AB5型化合物との複合化および積層化の可能性を利用して,新たな高容量水素吸蔵合金を開発することを目的とした。1.試料作製CaLi2とLaNi5の単相試料をアーク溶解で作製したのち,両者をそれぞれ組成比9:1,1:1,1:9の比で秤量後,それぞれをアーク溶解法により合金化した。合金化後の目的試料を(CaLi2)_<1-x>(LaNi5)_xと表記する。作製後の結晶構造を粉末X線回折(XRD)実験により調べた結果,x=0.5ではCaLi2とLaNi5およびCaの混相が生成し,x=0.1ではLaNi5の回折線のみが観測された。一方,x=0.9ではアーク溶解の際に,溶解時の融解反応相からの蒸発が大きく合金化はできなかった。これは,CaLi2とLaNi5の融点(それぞれ230°Cと1350°C)が大きく異なること,および両者の比重が大きく異なるためと考えられる。次に,高周波溶解法により上記組成(x=0.5,0.9)の試料の合金化を試みた。溶解前にCaLi2とLaNi5を粉末化し,上記組成になるように秤量・混合後に加圧して,(φ3mm)×(t=2mm)の円柱状のペレットを作製し,これを加熱用のカーボンるつぼ中にモリブデン箔に包んでセットしてヘリウムガス1気圧中で高周波溶解を行った。温度や加熱時間の調整をいろいろ行ったが,両組成ともモリブデン箔と反応し,目的の新組成の化合物を得ることはできなかった。

今後,カーボンるつぼのみでの作製,及び,ボールミリングによる合成を試みる予定である。2.水素化反応装置の作製スエジロック,電気炉,ターボポンプ等を使って,自作の水素化反応装置を作製して水素化を行った。本年度は,超軽量ラーベス相化合物CaLi_2(アルゴンアーク溶解で作製)を母合金とし,(1)これに,Ikeda^<[1]>等によって予測されたペロブスカイト水素化物の生成可能領域を参考にして,CaH_2,SrH_2およびBaH_2の試薬をそれぞれ等モル比で混合した粉末系について,水素中でのメカニカルミリング法とそれに引き続く熱処理を行うことにより,CaLi_2を用いた新規ペロブスカイト型水素化物の合成とその水素化特性の解明を試みた。(2)また,LaNi_5にCaLi_2を粉末混合した系を,アルゴンガス中でメカニカルミリングすることによって,両者による新規積層型化合物および両者が微細に複合化した試料の作製とその水素化特性の解明を試みた。(1)については,それぞれ3MPaの水素ガス中で20時間のミリングを行った後,300°Cまたは400°Cで3MPa水素中3時間の熱処理を行った結果,わずかな不純物(CaH_2, Li, CaO)を含むものの,XRD測定において鋭い回折パターンを示す結晶性の良いペロブスカイト型水素化物SrLiH_3およびBaLiH_3が得られた。一方CaLiH_3は生成せず,この結果は上記Ikeda等の予測と一致した。次に(2)については,それぞれアルゴンアーク溶解で作製したCaLi_2とLaNi_5を,モル比1:1(試料A)およびモル比1:9(試料B)で粉末混合したものを,アルゴンガス0.1MPa中で12時間ミリングして複合化試料を作製した。XRD測定では,両試料ともにCaLi_2の回折ピークは消失し,ブロードで強度の小さなLaNi_5の回折パターンのみが観測された。現在,これらA, Bの試料について熱分析を行い,新たな積層物質を得るための熱処理温度の推定を行っている。また,本研究で得られたペロプスカイト型水素化物およびCaLi_2とLaNi_5による新規複合化化合物の水素化測定については,現在進行中である。
産業、環境および地域保健における免疫および分子遺伝学的研究

本研究では、二重染色法によるリンパ球分画の詳細な解析法を導入することによって、産業・環境および地域保健における免疫学的研究を行った。さらに産業医学上の問題の解決に分子遺伝学的手法を用いることを試みた。これらの研究から以下の知見が得られた。1.芳香族アミン暴露者では、CD4+T細胞数の中でもナイ-ヴT(CD4+CD45RA+T)細胞数が低下し、さらにナチュラルキラー(NK)細胞活性が最も低いNK細胞分画であるCD57+CD16-細胞の数が増加していた。2.二重染色法による喫煙の影響を詳細に調べた結果、喫煙者ではCD4+CD29+細胞数が選択的に増加していることが示された。3.芳香族アミン暴露者とクロム暴露者のリンパ球分画を喫煙習慣も考慮して解析した結果、喫煙によってCD4+T細胞数が上昇することと、クロムのよるCD4+TおよびCD8+T細胞数の低下作用は、芳香族アミンによるCD4+T細胞数低下作用よりも強いことが示唆された。4.クロム暴露作業者では、CD4+TおよびCD8+T細胞のいずれも減少していた。また、CD4+T細胞数のうち、CD4+CD45RA+T細胞数が選択的に減少していた。また、中等度のNK細胞活性を有するCD57+CD16+NK細胞分画が減少していた。5.鉛作業者では、年齢、喫煙を調整後もCD3+CD45RO+T(メモリーT)細胞数が有意に減少していた。また、高濃度の鉛暴露を受けている2名の鉛業者に対して各々10週間および6週間、週3回ずづCa-EDTAを投与した結果、IgG値が上昇するという抗体産生機能の改善を示唆する所見が得られた。6.水銀暴露作業者ではCD4+CD45RA+T細胞及び総CD4+T細胞分画数が対照群よりも有意に低かった。7.7例の悪性胸膜中皮腫の病理標本組織からDNAを抽出し、K-ras、H-rasおよびp53遺伝子の突然変異の有無をSSCP法およびシークエンス法によって解析した結果、これらの遺伝子にはいずれも突然変異が認められないことが示された。1.喫煙者によるCD4+CD29+細胞数の選択的増加は喫煙という慢性抗原暴露に対する反応と考えられる。喫煙者および非喫煙者の主要組織適合抗原(HLA)のD領域を同定し、CD4+CD29+細胞数の増加の有無との関連を検討することによりこの反応の差異が遺伝的素因によるものか否かを明らかにするための研究を行なった。本年度はまずパイロットスタデイとして35名の喫煙者のCD4+CD29+細胞数の測定ならびにHLAのD領域の同定を実施し、喫煙によってCD4+CD29+細胞数が増加する群ではHLA-DP0501遺伝子保有率がCD4+CD29+細胞数が増加しない群よりも有意に高いことを見出した。さらに約400名の喫煙者のリンパ球分画を測定し、現在HLAのD領域の同定のためのDNA抽出が進行中である。来年度以降にHLAのD領域の同定ならびに解析を行なう予定であり、本研究は計画どおりに進んでいる。2.韓国の水銀暴露者の免疫能を調べる目的で昨年9月に韓国にて水銀取り扱い作業者ならびに対照群の健診および採血を行ない、日本にて免疫指標を測定した。現在、結果の解析中である。

来年度に成果の公表が可能であり本研究も計画どおりに進行中である。3.混合有機溶剤暴露作業者16名のリンパ球分画を高暴露時と低暴露時に測定し、血中トルエン濃度との関連とともに免疫指標の変動を検討し、混合有機溶剤高暴露時ではナチュラルキラー(NK)細胞数ならびにCD4+CD45RA+T細胞数が低下する一方でB細胞数が上昇することを見出した。さらにこれらのリンパ球分画数の変動が血中トルエン濃度の変動と密接に関連していることを明らかにした。当初予定していたバングラデシュにおける癩病に関する研究が不可能となった代りに本研究を含め来年度以降、産業、環境および地域における免疫および分子遺伝子的研究をさらに発展させていく予定である。今年度は、水銀が細胞性免疫に及ぼす影響を明らかにする目的で、蛍光燈製造工場に勤務中の水銀暴露歴を有する健康な男子作業者25名(平均年令24才)と免疫系に影響を及ぼす有害物質への暴露が無い25名のリンパ球分画を比較、検討した。我々はこれまでに芳香族アミン暴露者およびクロム暴露者のリンパ球分画の詳細な解析を行なうとともに喫煙習慣が免疫系に及ぼす影響を検討してきた。本年度はこれらの知見と経験をもとに研究を発展させ、以下の内容を論文として公表した。1)芳香族アミン暴露者(52名)、クロム暴露者(19名)および非暴露健常者(33名)のリンパ球分画を喫煙習慣も考慮して解析した結果、喫煙によってCD4+T細胞数が上昇することと、クロムによるCD4+TおよびCD8+T細胞数の低下作用は、芳香族アミンによるCD4+T細胞数低下作用よりも強いことが示唆された。2)71名の鉛作業者(鉛血中濃度750μg/dl)と鉛作業に従事していない健常者28名のリンパ球分画を比較した結果、年齢、喫煙を調整後も鉛作業者ではCD3+CD45RO+T(メモリーT)細胞数が有意に減少していることが示された。3)高濃度の鉛暴露を受けている2名(鉛血中濃度81および68μg/dl)の鉛蓄電池解体業者に対して各々10週間および6週間、週3回ずつCa-EDTAを投与した結果、血中鉛濃度の低下とともに、IgG値が上昇するという抗体産生機能の改善を示唆する所見が得られた。4)30名の健常者を対象として、喫煙の有無によるリンパ球分画の差違を検討した結果、喫煙者ではCD4+CD29+細胞数が選択的に増加していることが示された。5)産業医学における分子遺伝学的研究として、7例の悪性胸膜中皮腫の病理標本組織からDNAを抽出し、発癌遺伝子であるK-ras、H-ras遺伝子おび癌抑制遺伝子であるp53遺伝子の突然変異の有無をSSCP法およびシークエンス法によって解析した。その結果、これらの遺伝子にはいずれも突然変異が認められないことが示された。
心疾患に合併した肺高血圧に対する新治療法の開発のための疾患モデル動物を用いた研究-内因性センドセリンの病態生理液役割の解明とその拮抗薬を用いた新治療法の開発-

【目的】Endothelin-1(ET-1)は、肺血管を強力に収縮させることが知られている。心筋梗塞(Ml)による心不全には肺高血圧が合併するが、内因性ET-1がこの合併症の進展に関与するかは不明である。今回、肺うっ血および肺高血圧をおこしたMlラットの肺でのET-1の産生を検討し、そしてET受容体遮断薬の2週間の投与がこのラットの血行動態をどのように改善するかを検討した。【方法と結果】ラットの左冠動脈を結紮してMlを作成した。Ml作成翌日より浸透圧ミニポンプにてET受容体遮断薬であるBQ123(15mg/rat/day)を2週間持続投与(Ml+BQ群)した。対照群にはMl作成翌日より生食を同期間持続投与した(Ml+生食群)。またSham手術群にも生食を持続投与した(Sham+生食群)。投与開始2週後に血行動態を測定した。(Ml+生食群)において、(Sham+生食群)と比較すると、右室収縮期圧及び中心静脈圧の著名な上昇が認められたが、BQ123の投与(Ml+BQ群)はどちらの変化も有意に改善した(上の表)。BQ123の投与は、Ml群の血圧には影響を与えなかった(上の表)。Ml作成2週後の肺におけるET-1mRNAの発現をノーザン解析にて調べたところ、Sham群に比べて著明に亢進していた。【総括】心筋梗塞ラットの肺において、ET-1の産生が増大していることが示唆された。ET受容体遮断薬の2週間の投与は心筋梗塞ラットの肺高血圧および右心不全(中心静脈圧の上昇)を著名に改善し、この病態に対する治療薬になりうる可能性が示唆された。
微粒子分散ガラスのレーザ加工特性に関する研究

本研究では,イオン交換法を用いた微粒子分散ガラスにNd:YAGレーザ第4高調波(波長:266nm,パルス幅:6ns)を照射し,主として下記の点について検討を行った.1)レーザ光吸収特性及びレーザ加工特性に対するイオン交換条件の影響前年度に得られたガラス表面近傍での透過・吸収率分布推定結果に基づき,表面近傍に不均一な吸収率分布を有したガラスのレーザ加工プロセスを数値解析した.その結果,表面近傍に高濃度でイオンを含有するガラスと,未処理ガラスとの加工実験結果の差異を説明する計算結果を得た.また,イオン交換領域と未交換領域での加工特性の比較を行い,加工閾値,加工レートの算出を行った.その結果,交換表面から加工を行った場合,交換領域から数μm深い部分で,加工レートが大幅に低下することが分かった.また,非常に低濃度のイオン含有量であっても,未交換ガラスに比べて加工特性が大幅に向上することが分かった.2)マイクロマシンの構成要素となりうる3次元形状物の作成上述の結果に基づき,微粒子分散ガラスのマイクロ3次元加工を行った.この際,加工目的形状にあわせて,複数回のイオン交換を実施し,常に加工表面近傍に微粒子分散領域が存在するよう留意した.その結果,多方向からの斜面加工,円柱・球形状加工等,自在な加工が可能となった.これらの形状作製が従来法では困難であったこと,またナノ秒レーザ加工法が比較的安価であることを考慮すれば,本研究によりマイクロマシン等の微細メカニズムの実現に寄与できるものと考える.本研究では,Ag-Naイオン交換ガラスにNd:YAGレーザ第4高調波(波長:266nm,パルス幅:6ns)を照射し,主として下記の点について検討を行った.1)レーザ光吸収特性及びレーザ加工特性に対するイオン交換条件の影響各種イオン交換条件(溶融塩濃度:0.10.5%AgNO_3-NaNO_3,交換時間:0.936ks)において作製した試料について,背面側から板厚40100μmまで鏡面研磨を行い,交換面近傍の透過率を測定した.また電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)分析を行い,それぞれの試料内部へのAgイオン/微粒子の浸入深さを計測した.これらの結果に基づいてガラス表面近傍での透過・吸収率分布を推定した.また,これらの各種試料に対して短パルスレーザ照射を行い,その加工形状(加工径・加工深さ)及び加工閾値を測定した.その結果,表面近傍にAgイオンを多く含有し,吸収率の高い試料ほどアスペクト比(加工深さ/加工径)の小さな加工痕となった.これらの試料においては,未交換ガラスに対して加工閾値の大幅な低下が認められ,また,溶融痕の見られない極めて良好な加工部外観を呈していた.2)マイクロマシンの構成要素となりうる三次元形状物の作成上記結果に基づき,現在の実験範囲内で最も加工品質の良好と考えられる条件を用いて,マイクロファン,マイクロ歯車の作製を行った.その結果,羽根形状部では緩やかな斜面を有する一方,母材からの切抜き部ではシャープなエッジを有するマイクロ構造物の製作が可能となった.本研究では,イオン交換法を用いた微粒子分散ガラスにNd:YAGレーザ第4高調波(波長:266nm,パルス幅:6ns)を照射し,主として下記の点について検討を行った.1)レーザ光吸収特性及びレーザ加工特性に対するイオン交換条件の影響前年度に得られたガラス表面近傍での透過・吸収率分布推定結果に基づき,表面近傍に不均一な吸収率分布を有したガラスのレーザ加工プロセスを数値解析した.その結果,表面近傍に高濃度でイオンを含有するガラスと,未処理ガラスとの加工実験結果の差異を説明する計算結果を得た.また,イオン交換領域と未交換領域での加工特性の比較を行い,加工閾値,加工レートの算出を行った.その結果,交換表面から加工を行った場合,交換領域から数μm深い部分で,加工レートが大幅に低下することが分かった.また,非常に低濃度のイオン含有量であっても,未交換ガラスに比べて加工特性が大幅に向上することが分かった.2)マイクロマシンの構成要素となりうる3次元形状物の作成上述の結果に基づき,微粒子分散ガラスのマイクロ3次元加工を行った.この際,加工目的形状にあわせて,複数回のイオン交換を実施し,常に加工表面近傍に微粒子分散領域が存在するよう留意した.その結果,多方向からの斜面加工,円柱・球形状加工等,自在な加工が可能となった.これらの形状作製が従来法では困難であったこと,またナノ秒レーザ加工法が比較的安価であることを考慮すれば,本研究によりマイクロマシン等の微細メカニズムの実現に寄与できるものと考える.
日向灘沿岸地域における完新世の海岸環境の変化に関する研究

昨年度に引き続き,宮崎県北部の延岡市に位置する二つの小規模溺れ谷低地(沖田川低地・稲葉崎低地)を研究対象地域に選択し,合計8地点においてハンドボーリング調査を実施して,完新世堆積物の観察と採取を行った.8地点のうち3地点では,採取部口径6cmのハンドオーガーを使用し,標高-2.5m以浅の海成沖積層(上部浅海帯,潮間帯堆積物)に含まれる貝類化石を採取した.各ボーリング地点の地盤高度は,オートレベルを使用して水準点から測量した.同定された貝類化石は,巻貝類26種,角貝類1種,二枚貝類21種の合計48種で,そのすべてが内湾性種で占められていた.とくに沖田川低地の海成沖積層から得られた内湾性貝類は,内湾泥底群集(イヨスダレ,ウラカガミなど),干潟群集(イボウミニナ,カモノアシガキなど),内湾砂底群集(ハマグリ,シオヤガイなど)が混合したものであり,完新世海水準変動に伴う環境変遷(縄文海進)を経験した小規模溺れ谷低地の典型的な貝類群集の特徴を示した.さらに,沖田川低地の海成沖積層に含まれていた6点の貝類化石(干潟群集・内湾砂泥底群集構成種)について,加速器質量分析(AMS)法による放射性炭素年代測定を実施した結果,暦年較正した年代で約7200cal. yr BPから約2400cal. yr BPを示した.これらの^<14>C年代値に基づき,延岡市土々呂における現在の平均大潮差2.0mを考慮して旧海水準を検討した結果,中期完新世(約7000cal. yr BP)の相対的海水準が現海面か若干低い位置(O-1mTP付近)にあったこと,その後も約4000cal. yr BP頃まで海水準は長期的にみて上昇傾向であったことが推定された.本研究で明らかとされた延岡付近の中期完新世の海水準高度は,宮崎市青島における同時期の相対的海水準が最高で約8mに達するのと対照的であり,日向灘沿岸地域の完新世テクトニクスは北への傾動(南高北低)傾向にあることが指摘できる.今年度は,小規模な溺れ谷低地が典型的に発達する宮崎県北部の延岡市・日向市付近の海岸沖積低地を研究地域として,地形・地質に関する調査を行った.米軍撮影4万分の1モノクロ空中写真を判読し掘削地点を選定した後,合計14地点においてハンドオーガーによるボーリング調査を実施して,完新世堆積物の観察と採取を行った.その結果,完新統上部は,貝殻を多数含む潮間帯(干潟)堆積物を陸成(氾濫原・低湿地)堆積物が覆う構造であることが判明した.さらに,2地点のボーリングコアの潮間帯堆積物最上部より採取した巻貝(ヒメカニモイガイ),二枚貝片,木片など合計4点について,加速器質量分析(AMS)法による放射性炭素年代測定を実施した.その結果,同位体分別を補正した^<14>C年代で,5750±403200±40BPを示した.ボーリング地点の地盤高を延岡市発行の2500分の1都市計画図(独立標高点)で読みとり,海成層上限高度の標高(年代)を求めると,約0.5m(5750BP),約1.0m(3200BP)となる.日向市細島検潮所の平均最大潮位差1.5mを考慮すると,延岡日向付近における完新世中期の相対的海水準は,現海面付近か,わずかに低い位置にあったことが明らかとなった.このことは,宮崎平野(青島)における完新世中期の相対的海水準が,最高で約8mに達するのと対照的であり,日向灘沿岸地域の完新世テクトニクスに地域性(南高北低傾向)があることが指摘できる.昨年度に引き続き,宮崎県北部の延岡市に位置する二つの小規模溺れ谷低地(沖田川低地・稲葉崎低地)を研究対象地域に選択し,合計8地点においてハンドボーリング調査を実施して,完新世堆積物の観察と採取を行った.8地点のうち3地点では,採取部口径6cmのハンドオーガーを使用し,標高-2.5m以浅の海成沖積層(上部浅海帯,潮間帯堆積物)に含まれる貝類化石を採取した.各ボーリング地点の地盤高度は,オートレベルを使用して水準点から測量した.同定された貝類化石は,巻貝類26種,角貝類1種,二枚貝類21種の合計48種で,そのすべてが内湾性種で占められていた.とくに沖田川低地の海成沖積層から得られた内湾性貝類は,内湾泥底群集(イヨスダレ,ウラカガミなど),干潟群集(イボウミニナ,カモノアシガキなど),内湾砂底群集(ハマグリ,シオヤガイなど)が混合したものであり,完新世海水準変動に伴う環境変遷(縄文海進)を経験した小規模溺れ谷低地の典型的な貝類群集の特徴を示した.さらに,沖田川低地の海成沖積層に含まれていた6点の貝類化石(干潟群集・内湾砂泥底群集構成種)について,加速器質量分析(AMS)法による放射性炭素年代測定を実施した結果,暦年較正した年代で約7200cal. yr BPから約2400cal. yr BPを示した.これらの^<14>

C年代値に基づき,延岡市土々呂における現在の平均大潮差2.0mを考慮して旧海水準を検討した結果,中期完新世(約7000cal. yr BP)の相対的海水準が現海面か若干低い位置(O-1mTP付近)にあったこと,その後も約4000cal. yr BP頃まで海水準は長期的にみて上昇傾向であったことが推定された.本研究で明らかとされた延岡付近の中期完新世の海水準高度は,宮崎市青島における同時期の相対的海水準が最高で約8mに達するのと対照的であり,日向灘沿岸地域の完新世テクトニクスは北への傾動(南高北低)傾向にあることが指摘できる.
生態学的自然観を形成するための幼児教育実践の実態と課題に関する調査研究

地球温暖化等環境問題が深刻化する今、幼児期から環境教育を導入して環境破壊のない世界をよしとする価値観を育てることが重要である。本研究では幼児期の環境教育普及をめざして乳幼児期から生態学的自然観を育てるために農業などの伝統的第一次産業の体験が有効であるという仮説を立て、こども園に田んぼビオトープを造成し、稲作とそれに関わる文化を媒体に生態学的自然観の形成が可能か観察する。同時に、保育現場を対象として自然と関わる実践の実施実態・実践のねらい・伝統的第一次産業に関わる活動頻度等について質問紙調査を実施し、参与観察から得られた結果と合わせ、保育現場に環境教育を普及させるための具体的方策を提案する。
線形関数方程式系を満たす解析関数の数論的性質についての研究

K.Vaananen教授(オウル大学)との共同研究により、Mahler型線形関数方程式の鎖を満たす解析関数の特殊値について種々の結果を得た。特に、無限積で表される関数の場合に、それらの関数全体が乗法群を作ることを利用して、特殊値の代数的独立性を証明することに成功した。また、Y.Bugeaud教授(ストラスブール大学)との共同研究により、整数係数多項式の解の分離性について調べ、その応用として、ほとんどすべての数が満たす超越測度の上界を改良した。関数方程式の鎖を満たすMahler型関数の特殊値についての研究を行い,次に述べる成果を得た。第一に、Duverney,西岡両氏による結果(Acta Arith. 110,2003)を定量化するための新しい方法を開発した。これは、平成17年度科学研究費補助金(No.5540006)による補助を受けて開始した研究の継続であり、Galochkin氏の判定法(Moscow Univ.Math.Bull. 52,1997)を用いる当初の方法の難点(整数分の一での特殊値しか扱えない)を克服し、一般の代数的数での特殊値を扱うことを可能にするものである。第二に、Duverney-西岡による帰納的方法を無限積で表される関数に応用した立谷氏による最近の研究に関して、いくつかの新しい知見を得た。特に、関数についての種々の性質を、純代数的に示す方法を見出した。これにより「当該関数の超越性は、非有理性から従う」という基本的結果が、立谷氏が仮定した数論的条件とは無関係に成り立つことが判明した。さらに、当該関数の非有理性を判定する十分条件、および当該関数が有限な非有理度を持つための十分条件を得た。後者により、関数方程式の鎖を満たす無限積について、有限な非有理度を持つ具体例が初めて構成された。これらは、オウル大学のK.Vaananen氏(研究協力者)と共同で行われた研究であり、さらに発展させてから、共著論文として発表する予定である。研究代表者は,当該研究費補助金によりフィンランドへの渡航を行った(2006年8月27日9月24日)。具体的には,オウル大学のVaananen, Matala-aho両氏を訪ね,上記成果につながる研究討論を行った。1)当該科学研究費補助金による昨年度の研究を継続し,関数方程式の鎖を満たすMahler型関数の特殊値についての研究をK.Vaananen氏(オウル大学,海外研究協力者)と共に行った。その結果,無限積で表される関数については,それらが乗法群を作るという著しい性質に着目することにより,特殊値の代数的独立性を究明する手掛かりが得られた。その方針は,昨年度の研究により得られている超越測度についての結果を出発点にして,D.Duverney氏が導入した帰納的方法の最初の形(Math.Proc.Cambridge Phil.Soc.130,2001)を応用する,というものである。これについては,今後,詳しい検討を行う予定である2)Y.Bugeaud氏(ストラスブール大学)との共同研究により,整数係数多項式の解の分離性について,以前に得られていた結果を改良した。そのために,判別式を使う従来の方法を対称化する,新しい方法を開発した。さらに,同様の方法を使って,与えられた数と多項式の解との距離について,有用な評価を得た。その応用により,ほとんどすべての数が満たす超越測度について,大変良い上界が得た(Bugeaud氏との共著論文"Integer polynomials with multiple roots"がMathematikaに掲載される予定)。研究代表者は,当該科学研究費補助金により,K.Vaananen氏,Y.Bugeaud氏,およびG.Walsh氏(オタワ大学)を招聴した(それぞれ,2007年10月14-24日;2008年3月4-9日;2008年3月3-9日)。これにより,当該研究課題に関する有益な知見が得られた。特に,Vaananen氏およびBugeaud氏とは,今後の研究に向けて大変貴重な研究討論を行うことができた。当該科学研究費補助金による昨年度の研究を継続し、関数方程式の鎖を満たすMahler型関数の特殊値についての研究をVaananen氏(オウル大学、海外研究協力者)と共に行った。それにより、Duverney氏が導入した帰納的方法(Math. Proc. Cambridge Phil. Soc.130,2001)を応用することで、無限積で表わされる関数の整数分のーでの特殊値の代数的独立性についての結果が得られた。現在、主結果の応用に関する研究を続行中で、その成果をVaananen氏との共著論文として執筆する予定である。研究代表者は、当該研究費補助金によりハンガリーへの渡航(2008年6月1522日)およびフィンランドへの渡航(2008年8月1131日)を行った。これらの渡航は、上記研究成果を得るに当たって大変有益であった。
多能性幹細胞における免疫特権の分子基盤の解明

ヒトiPS細胞に対してIFNγで刺激を行い、HLAのわずかな発現上昇が認められることを確認した。しかし、その上昇幅は線維芽細胞に対し10分の1程度であった。一方で、申請者はヒト末梢血より効率よくiPS細胞を作製する方法を開発し報告した(Stem Cells, 31, 458-466, 2013)。この方法を発展させ、カニクイザルからiPS細胞の樹立に成功した。この細胞を用いると、ヒトの移植時における免疫原生の有無や程度を類推するモデルの作出が可能になると期待される。申請者が利用していた培養系ではマウスの胎仔線維芽細胞に由来するフィーダー細胞が混ざっており、iPS細胞そのものの反応を明瞭に捕えることが困難であった。そこで線維芽細胞とiPS細胞の比較を厳密に行うために、市販されている無フィーダー培養系の試薬の利用を検討した。ところがiPS細胞の継代を繰り返してみると、iPS細胞の形態が変形しディッシュから剥離していき、安定したiPS細胞の培養と実験系の構築は困難であった。この方法を発展させ、カニクイザルiPS細胞の樹立に挑戦し、これに成功した。そこで京都大学iPS細胞研究所の高橋淳先生と共同研究を行い、樹立したサルiPS細胞からドパミン産生神経細胞を作製し、カニクイザル脳内への自家および他家移植を実施した。その結果、他家移植の場合では免疫反応が認められるものの、自家移植ではほとんど免疫反応が見られないことが明らかとなった。また、自家移植の場合は、より多くの移植細胞の生着が確認された。同様の実験系を他の分化細胞や移植法で用いることで、ヒトの移植時における免疫原生の有無や程度を類推することが可能になると期待している。ところがiPS細胞の継代を繰り返してみると、iPS細胞の形態が変形しディッシュから剥離していき、安定した実験系の確立が難しいことがわかった。複数の試薬を取り寄せ、体細胞およびiPS細胞が安定して継代できる培地を検討している。それぞれの培養条件で培養したiPS細胞よりRNAを調製し遺伝子発現を見てみると、培地やディッシュのコートに依存した遺伝子発現が認められた。一方で、iPS細胞の樹立そのものに免疫系の活性化が必要であるという論文が発表された(Cell, 151, 547-558, 2012)。この論文ではpoly IC刺激によりiPS細胞の誘導効率の上昇が認められるという結果を示している。iPS細胞の細胞内の免疫機構を調べる上でも、非常に興味深い報告であり、再現を試みている。さらに、申請者はヒト末梢血より効率よくiPS細胞を作製する方法を開発し報告した(Stem Cells, 31, 458-466, 2013)。現在はこの方法を発展させ、サルiPS細胞の樹立に挑戦している。ヒトに近い動物において、iPS細胞を作製し、自家移植や他家移植を比較することで、ヒトの移植時における免疫原生の有無や程度を類推することが可能になると期待される。iPS細胞の培養が、マウスフィーダー細胞を利用した系であったためiPS細胞そのものの反応を明瞭に捕えることが困難であったため。無フィーダー系の培養を安定させ、iPS細胞を刺激後の遺伝子発現変化を計測し、体細胞と比較を行う。該当なし
外国語教員10年目研修制度の研究と分析-教員免許更新制導入に向けて-

本研究は英語教員の10年目研修3年間が対象である。時事英語を教材として、電子メールによるライティング指導をした研修は効果があった。個別指導が可能だからである。原文と最終原稿の量的分析をした結果、首尾一貫性が最も伸びた年がある。意見交換が最も活発な年であった。「効果的な教員研修」とは参加するうちに「真剣に学んでいた」と気づくものである。忙しい教員に個別指導を可能にする電子メールによる指導を提案する。「教員10年目」とは何を意味するのか。愛知県の中学校、高等学校の教員になって10年目を迎えた英語教員を対象に9年前から教科指導の教員研修を担当している。そのため、この問題を考える機会を得た。研修日に講演をし、その日だけでできる簡単な演習では現場の教員の真の英語力も、指導力も、教員研修の在り方についても十分考察ができないと考えた。平成21年度も教員研修を担当したが、研修予算の軽減化か、高校の教員研修のみとなった。そのため、教員の英作文収集と分析、スピーチ演習との比較も高校のみとなった。高校の研修には合計で16名が参加したが、研修当日を目指して一か月ほどメール交換による英作文修正過程を調べることができた。メール交換であったため、私信さえもファイルに集め、資料とすることができた。調査は、受講生が使ったCD,ディクテーションの成果を残した練習用紙を基礎資料とし、メール交換資料、木村のコメント、ネイティブ・スピーカーのコメントを第二次資料として、分析協力をしていただける先生方に郵送した。研究者が属する「英作文研究会」に研究協力を求め、4人の協力者を得た。ライティング研究の専門家、佐藤雄大氏を含め、5人に分析を依頼した。その結果わかったことは、研究者のコメントを受け取って、修正を試みる受講生に違いがあったことだ。コメントを自分なりに咀嚼してより良い文章を目指す人は、確実に「改善」が見られた。その逆にほぼコメントを無視している人はほとんど「改善はない」という判定を下された。一番多いタイプは一応はコメントを読むが、コメントに忠実で、自分ではあまり考えない人々は「改善もそこそこ」という段階に留まっている。分析者のコメントで、一番刺激的であったものは、ある受講生の原文が最も生き生きとして良く、講師(研究者)のコメントに従えば従うほど、標準的な文章になってしまったという指摘である。本研究も2年目になった。1年目は、質的分析を試みたが、2年目の本年は、1年目の受講生と2年目の受講生の「学び方の比較」とそれぞれの年の受講生のミニ・エッセー(原文、修正文1、修正文2)を結束性、首尾一貫性、語彙的複雑さという3つの指標から量的分析を試みた。この分析ではライティングの研究家の佐藤雄大氏の協力に依るところが大きい。まず学び方の比較では、実際に教えた研修担当者の感想は1年目の方が、2年目の受講生に比べ、「優れている」というものであった。つまり、講師から出されるコメントに対して、反応が多く、かつコメントをもらうごとにどのように反省し、考えて修正文を書いたかについてかなり明示的に示されていたからである。この感想が量的分析でも裏付けされた。Coh-Metrixを利用し、原文と最終文を2年間分t検定を行ったところ、1年目の首尾一貫性を表すLASがt(14)=-227(p<.05)となり、有意に最終文の首尾一貫性が伸びたことが分かったからだ。さらに、最終文について似た傾向のあるものをクラスター分析してみたところ、結束性と語彙的多様性に関しては1年目と2年目ではあまり差がなかったが、首尾一貫性においては下位層も上位層も平均が高くなっていることがわかった。ただし、量的分析の結果は、新たな問題点も提起した。研修担当者には、どの受講生がどのように課題をやり、どのように担当者とメールのやり取りをしたかが明確に思い出されるが、量的分析結果で、最も首尾一貫性がある文を書いた受講生は、実はすべての課題提出が最後だった。担当者とのやり取りも滞り気味で、提出された課題も「やっつけ仕事」でこなした感じが強い。そういう文がなぜ「一番首尾一貫性がある文」となったのか。テーマがいじめの問題でそれ以外は書いていない。つまり、「首尾一貫性がある」ことは「優れた文章」の一要素だが、それが即良い文章とはならないということだろうか。「外国語教員10年目研修制度の研究と分析」が主なテーマであるが、政権交代で免許更新制そのものの先行きが不透明になってしまったため、「英語の教員10年目研修制度の研究と分析」に限定した。平成21年度から23年度まで愛知県総合教育センターでそれまでの年と同じように、研修の準備、研修、研修後の指導を行った。

研修そのものの評価は、本研究で参考にした受講生の書いた英作文の「使用許可承諾書」を何人の受講生からいただけるかどうかで判断した。研修終了後に承諾依頼文書を送り、受講生から「承諾書」を送付してもらう形を取った。切手を貼ってある返信用の封筒を同封したが、平成21年は16人中15人、平成22年は20人中15人、平成23年は21人中21人から承諾書を送付してもらった。研究のもう一つの中身は、受講生は全員が英語教員であるが、ライティングについても「ベテラン教師」と言えるかどうかを測定した。これは研究協力者の佐藤雄大氏の量的分析によるところが大きいが、結束性、首尾一貫性、語彙多様性という三つの尺度で測ると、結束性や語彙多様性が高いことが明確になった。だが、首尾一貫性は受講生の中でどこまで「思考」があったかによって異なることがわかった。首尾一貫性は2009年度の受講生が高かったがメール交換でも彼らが一番やり取りが充実していたことを思い出す。ただし昨年度の「研究実績の概要」で「首尾一貫性が最も高い」受講生について研究代表者は量的分析の結果に不満であると書いた。理由は、その受講生は最も遅く課題を出した人物だったからである。しかし、今年度、全くの偶然であるが、その受講生が研究代表者の担当する英語検定一級の面接試験を受けに来た時、その受講生の英語によるすぐれた「論理的構成力」を目の当たりにした時研究担当者が担当した「研修」も限られた期間の、限られた範囲の英語力測定に過ぎないことを思い知らされた。
水素社会実現に貢献する水素インフラ用構造材料としての「耐水素鋼」の開発研究

燃料電池自動車と水素ステーションの普及拡大には、水素脆化しにくく低コストの新しい構造材料の開発が必要である。本研究では、現在使用が認められている高合金高コストのSUS316L鋼と同等の材料強度特性を有し、コストをその半分以下にできる新しい汎用の鉄鋼材料の萌芽としてFe-高Mn系オーステナイト合金の開発検討を行った。その結果、水素環境下で疲労き裂進展速度が加速しない優れた合金としてFe-30Mn-4Si-2Al合金とFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金を見出した。本研究は、現在使用が認められている高合金高コストのSUS316L鋼と同等の材料強度特性を有し、コストをその半分以下にできる新しい汎用の鉄鋼材料の萌芽としてFe-高Mn系オーステナイト合金の開発検討を行うものである。オーステナイト相(FCC)の相安定性と塑性変形様式の新規着眼点からの新合金の設計と作製、新合金7種類の高圧水素ガス中での材料強度試験を行い、水素社会実現に貢献する水素ステーション用の「耐水素鋼」の材料萌芽を見出すことを目標とする。本年度はまず新合金候補材料の製造と引張強度特性の試験を行った。合金製造では、CALPHAD法によるFCC相の安定性の計画を主体とした合金成分の設計を行い、候補材料を7種類製造した。これらを水素ステーション用の構造材料の評価法として確立している手法の一つであり、比較的短時間で結果を出せる低ひずみ速度引張試験を高圧水素ガス中で行った。さらに引張試験前後のミクロ組織観察とX線回折測定により試料の相安定性を調査した。これらによって候補材料のスクリーニングを行った。さらに平成27年度に計画していた候補材料のCT試験片を用いたき裂進展試験まで遂行して、水素環境下で疲労き裂進展速度が加速しない鋼種(Fe-30Mn-4Si-2Al)を見出すことが出来た。またこのFe-30Mn-4Si-2Al合金と同等の相安定性を有して大量生産可能なFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金を作製した。オーステナイト相(FCC)の相安定性と塑性変形様式の新規着眼点からの新合金の設計と作製、新合金7種類の高圧水素ガス中での材料強度試験を行い、水素社会実現に貢献する水素ステーション用の「耐水素鋼」の材料萌芽を見出すことを目標とした。平成26年度は、新合金候補材料の製造と引張強度特性の試験を行った。合金製造では、CALPHAD法によるFCC相の安定性の計算を主体とした合金成分の設計を行い、候補材料を7種類製造した。これらを水素ステーション用の構造材料の評価法として確立している手法の一つであり、比較的短時間で結果を出せる低ひずみ速度引張試験を高圧水素ガス中で行い、候補材料のスクリーニングを行った。またこのFe-30Mn-4Si-2Al合金と同等の相安定性を有して大量生産可能なFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金を制作した。平成27年度は、Fe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金の高圧水素環境下での疲労き裂進展試験とともに試験後のミクロ観察を行い、本合金では水素環境下で疲労き裂進展速度が加速しないことを明らかにした。さらに、き裂進展挙動自体は水素によって変化することを見出した。以上、水素社会実現に貢献する水素ステーション用の「耐水素鋼」の材料萌芽を見出すことを達成した。平成26年度に当初予定していた合金の製造と引張試験を全て完了した。その上で、平成27年度に計画していた候補材料のCT試験片を用いた疲労き裂進展試験まで遂行して、水素環境下で疲労き裂進展速度が加速しない鋼種(Fe-30Mn-4Si-2Al)を見出すことが出来た。さらに、このFe-30Mn-4Si-2Al合金と同等の相安定性を有して大量生産可能なFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金を作製した。これらは少なくとも半年間分の研究加速につながる。機械材料学Fe-30Mn-4Si-2Al合金およびFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金の疲労き裂進展試験をさらに進めて、これら合金の優れた耐水素性のメカニズムを解明する。

さらに、サブゼロ処理や塑性加工処理など水素ステーション用の材料部品として想定される前処理による材料特性への影響を調査する。これらによって「耐水素鋼」としての新合金の開発を確かなものとする。H27年度分と合算することで有意義な使用が見込める。実験消耗費として使用する。
中性子捕捉療法による黒色皮膚癌治療のための水溶性BPAの設計と合成

現在臨床応用されているBPAに,我々の新規開発した水溶性部位,枝分かれ型ポリグリセロールを結合させ,新しい誘導体を合成した。合成はBPAのカルボン酸末端とベンジルエーテルで保護された枝分かれ型ポリグリセロールの結合部位をアミノ基に変換した化合物の縮合反応でアミド結合として行い、その後に脱保護反応を行う経路による。水溶性部位により付加される水酸基の数により,BPA-(OH)1,BPA-(OH)2,BPA-(OH)4と名付けた。得られた3つの化合物BPA-(OH)1,BPA-(OH)2,BPA-(OH)4とBPAそれ自体の4つの化合物をB16メラノーマ細胞を癌細胞モデル,TIG-1-20ヒト乳児肺細胞を正常細胞モデルとして細胞増殖抑制機能やホウ素取り込み量を測定した。細胞増殖抑制機能はBPA,BPA-(OH)1,BPA-(OH)2,BPA-(OH)4の順に弱くなり,水溶性の増加に伴い,毒性が弱まる傾向を示した。致死機能は中性子照射で行うのであるからこうした変化は望ましい方向といえるし,正常細胞モデル側でも同様であった事はことさらである。癌細胞へのホウ素取り込み量の値はBPA,BPA-(OH)1,BPA-(OH)2,BPA-(OH)4の順に低下したが、その差はわずかであった。正常細胞においてもBPA,BPA-(OH)1,BPA-(OH)2,BPA-(OH)4の順に低下するが,これは望ましい変化である。重要なのは,癌/正常細胞取り込み率であり,これが癌細胞だけを選択的に致死させ正常細胞は無事にしておけるという中性子捕捉療法の利点をさらに向上する事になる。上記の2つの場合の取り込み値を除すると,BPA,BPA-(OH)1,BPA-(OH)2,BPA-(OH)4に上昇する。BPA-(OH)4ではBPAの実に3倍近い値となった。
マルチエネルギーCT像を用いた大腸がん検診促進システム

本研究では,大腸がん検診を促進するため,マルチエネルギーCTコロノグラフィ像を用いて,機械学習により大腸内の残渣領域を特定することにより,自動的に大腸内の電子洗浄を行う手法の開発を行うことを目的とした.実験の結果,マルチエネルギー画像を用いた電子洗浄法は,シングルエネルギー画像のみを用いた電子洗浄法の場合に比べて,電子洗浄時に生成されやすいアーティファクトを低減させることができた.大腸がんの検査は大腸内視鏡検査が一般的であるが、近年ではCT画像を用いたCTコロノグラフィが普及してきている。CTコロノグラフィは、肛門から内視鏡を挿入する際の抵抗感などがないため検査の受診率アップが期待されている。しかしながら、検査前は内視鏡検査と同様に、下剤を服用して腸管を洗浄する必要がある。そこで、本研究では、臨床導入が進んでいるデュアルエネルギーCT像の異なるエネルギー画像を用いることにより、計算機を用いて自動的に電子洗浄を行う手法の開発を行う。これによりシングルエネルギーCT像では困難な高精度なクレンジング処理を可能とし、前処置なしのCTコロノグラフィ検査を実現し、被験者が抵抗感なく大腸がん検診を受診できるシステムの開発を目指す。平成27年度はデュアルエネルギーCT装置で撮影された異なるエネルギー画像(80kVp、140kVp)を用いた大腸電子洗浄法の開発を行った。開発手法では、まず異なるエネルギー画像に物質分解処理を施し、複数の物質画像を生成した。その後、各画像から得られる局所特徴量を抽出し、機械学習法(Random Forest)を用いてCT画像上の各画素を組織別(空気、軟部組織、残渣など)に分類することにより電子洗浄された画像の生成を可能とした。開発手法はシングルエネルギーCT画像の情報のみでは困難であった部分容積効果を受けた画素も精度よく分類でき、CTコロノグラフィ像においても電子洗浄処理時に生成されるアーティファクトを削減させることができた。また、さらに精度高く分類するためDeep learningを用いた手法の開発も試みた。これらの結果をもとに、より精度高く電子洗浄可能な手法の開発を目指すとともに、ノイズが多く存在する超低線量CT画像においても精度高く電子洗浄を行うことができる手法を開発する。当初予定した計画通り、物質分解技術と機械学習を用いて大腸の残渣、軟部組織(ポリープ、ヒダなど)、空気などを組織別に識別する手法を確立することができ、従来法より精度高く大腸の電子洗浄が可能な手法を開発できた。また平成28年度以降に計画している超低線量CT画像に対する手法の開発の基礎的な実験を進めることができたことからおおむね順調に進展していると評価をした。大腸がんの検査は大腸内視鏡検査が一般的であるが、近年ではCT画像を用いたCTコロノグラフィが普及してきている。平成28年度は、前年度に開発した手法を超低線量CT画像に適用し、実験を行った。超低線量画像はビームハードニングやCT値の擬似強調などのアーティファクトを多く含み画像の劣化が大きいが、開発手法を用いることにより、従来法に比べ超低線量CT画像においてもヒダやポリープの欠損が少ない電子洗浄後のCTコロノグラフィの生成を可能にした。当初予定した計画通り、超低線量画像を用いた実験を行い、超低線量画像においても標準線量と同程度の大腸の電子洗浄が可能な手法を開発できたことからおおむね順調に進展していると評価をした。大腸がんの検査は大腸内視鏡検査が一般的であるが,近年ではCT画像を用いたCTコロノグラフィが普及してきている。CTコロノグラフィは,肛門から内視鏡を挿入する際の抵抗感などがないため検査の受診率アップが期待されている。しかしながら,検査前は内視鏡検査と同様に,下剤を服用して腸管を洗浄する必要がある。そこで,本研究では,臨床導入が進んでいるデュアルエネルギーCT像の異なるエネルギー画像を用いることにより,計算機を用いて自動的に電子洗浄を行う手法の開発を行う。これによりシングルエネルギーCT像では困難な高精度なクレンジング処理を可能とし,前処置なしのCTコロノグラフィ検査を実現し,被験者が抵抗感なく大腸がん検診を受診できるシステムの開発を目指す。平成29年度は,前年度までに開発した手法(Random Forestを用いた方法)を用いて電子洗浄した場合のCTコロノグラフィと従来法を用いて電子洗浄した場合のCTコロノグラフィとの比較実験を実施し,提案手法の性能評価を行った。前年度までは画素単位での定量評価であったが,平成29年度はCTコロノグラフィ像での定量評価を実施した。その結果,閾値処理による方法やk-nearest neighbor algorithmを持いた方法に比べて,Random Forestを用いた提案手法の方が電子洗浄時のアーティファクトが少なくなることがわかった。さらに,デュアルエネルギーCTから得られる2つの画像および,その画像から生成可能な物質画像を用いることにより,CTコロノグラフィ像においてもさらに精度高く電子洗浄を行うことができることが分かった。