hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生命応答制御におけるプロスタグランジン最終合成酵素群の包括的解析

本研究では、プロスタグランジン(PG)最終合成酵素群に注目し、PG様脂質性メディエーター産生フローの全体像を明らかにすることを目的としている。本年度は、昨年度に引き続き、PGE合成酵素(PGES)の1つmPGES-1とPGI合成酵素(PGIS)、各々の単独KOマウスおよび二重欠損(WKO)マウスの表現型を解析し、以下の点を明らかにした。1)発がん:アゾキシメタン投与により生じる化学発がんの初期に観察される異常腺窩巣(ACF)の形成も、ポリープの形成同様、mPGES-1 KOマウスでは抑制されるのに対し、PGIS KOマウスでは逆に促進されること、DKOマウスではその中間の表現型を示すことを明らかにした。また、PGISは腫瘍組織周囲の血管に発現し、PGIS KOマウスでは血管の形態異常が見られることも見出した。さらに、培養癌細胞を移植した際の増殖も、mPGES-1 KOマウスでは抑制されるのに対し、PGIS KOマウスでは逆に促進されることを明らかにした。PGISを介し産生されるPGI2は発がんの初期段階から増殖の過程に至る多くの段階を抑制することが示唆された。2)肥満:野生型マウスでは高脂肪食負荷によって体重が顕著に増加するのに対し、PGIS KOマウスでは体重増加の抑制が認められ、DKOマウスではさらにこの体重増加が抑制された。組織学的解析より、DKOマウスでは、高脂肪食負荷による脂肪細胞の肥大、脂肪肝の形成も抑制されることがわかった。PGISを介したPGI2の産生低下は高脂肪食負荷による肥満の抑制につながること、mPGES-1とPGISをともに欠損させるとPGF2αなどが増加し、PGISのみを欠損させるよりも脂肪量を減少させることが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、主に、PGE合成酵素(PGES)の1つmPGES-1とPGI合成酵素(PGIS)、各々の単独KOマウスおよび二重欠損(WKO)マウスを用い、以下の点を明らかにした。1)腎臓の形態:PGIS KOならびにWKOマウスで、成長に伴い腎臓の形態異常が観察され、PGI2が腎臓の維持に重要であることが示唆された。2)雌性生殖系:mPGES-1 KO、PGIS KO、WKOいずれのマウスにおいても、卵胞形成や排卵に顕著な異常は認められなかった。mPGES-1以外のPGESを介し産生されるPGE2が他のPG類の機能を補填している可能性が考えられた。3)炎症・疼痛応答:チオグリコレート誘導腹膜炎、酢酸ライジング反応は、いずれの単独KOマウスにおいても抑制されたが、WKOマウスではこの抑制が相加的に促進された。mPGES-1、PGIS両酵素を介し産生されるPG類が炎症・疼痛応答を協調的に促進することが示唆された。4)化学発がん:アゾキシメタン投与による大腸化学発がんは、mPGES-1 KOマウスで抑制されたのに対し、PGIS KOマウスでは逆に促進された。また、WKOマウスではその中間の表現型を示した。発がんに関しては、mPGES-1とPGISを介し産生されるPG類が逆の作用を示すことが明らかとなった。5)shunting現象:各KOマウスの腎臓、肝臓、肺といった組織を用い、shunting現象(KOされた酵素とは異なる別のPG類の産生が増加する現象)について検討したところ、組織によりshuntingのされ方が異なることが明らかとなった。

PGISを介したPGI2の産生低下は高脂肪食負荷による肥満の抑制につながること、mPGES-1とPGISをともに欠損させるとPGF2αなどが増加し、PGISのみを欠損させるよりも脂肪量を減少させることが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。PG最終合成酵素mPGES-1、PGISの単独KOマウスならびにWKOマウスの表現型の解析を通じ、生命応答制御におけるPG最終合成酵素間のクロストークについて、多くの新たな知見を得ることができた。mPGES-1、PGISの単独KOマウスならびにWKOマウスの表現型の解析をさらに進めるとともに、他の最終合成酵素の単独KOマウスやKOマウスについても導入あるいは作製を行い、これらについても解析を開始する。また、マウスを用いた解析を通じ得られた知見とヒト疾患との関連についても解析を行う。
天然物質の効率的分離精製を目指した高速向流クロマトグラフィー質量分析法の開発

本研究では、天然由来の機能性物質を対象とした効率的かつ高精度な分離・精製を目指して、高速向流クロマトグラフィー/質量分析法(HSCCC/MS)の開発を行った。HSCCC/MSは、液-液分配の原理に基づき、大量注入したサンプルを効率的に分離精製ができ、同時に質量分析・解析ができる新規の分析技術となり得た。本方法は、天然由来の抗生物質、食品添加物などに応用でき、薬学全体への波及効果も高いものと考えられる。また、実際には、抗生物質であるゲンタマイシン、エンラマイシンなどへ応用でき、いずれも数mg単位で単離精製を行いながら、MS解析も達成でき、本研究としての一つの目標を達成した。高速向流クロマトグラフィー(HSCCC)/質量分析法を用いた新規天然機能性物質の探索を主目的としている。そのために初年度として、HSCCCによる分離検討および新規機能性物質のスクリーニングに主目的を置き、検討を実施した。主な目的対象物質は、ウコン(ターメリック)中のクルクミン類の効率的な単離精製法の開発やアミロイドβの抗酸化作用の探索を実施した。その結果、HSCCCを利用することにより、ウコンから効率的にクルクミン類を単離精製することが達成でき、オフラインで質量分析の解析を実施することができた。その結果、クルクミン、ディメトキシクルクミン、ビスディメトキシクルクミンの95%以上の高純度標準品を単離精製することが達成できた。また、ESI-ネガティブモードより質量分析法による解析及び分析がそれぞれでき、構造の確認もできた。更に、それらのクルクミンに新たな抗酸化作用を見出すため、アミロイドβペプチドの酸化的修飾反応を抑制する効果も見出すことができた。ウコンの混合物では、そのような作用を見出せないが、単離精製することにより、様々な天然機能性物質を見つけ出すことができることが判明した。2年目以降では、更に効率的な単離精製法を確立するため、HSCCC/MSをシステム化して、他の天然機能性物質の探索を実施することとする本研究目的としては、高速向流クロマトグラフィー質量分析法(HSCCC/MS)の開発検討を行い、具体的に新規天然機能性物質の探索やスクリーニングを実施することにある。それと同時に、その生理活性を示す分析技術の開発も行う。本年度では、新たな抗酸化活性物質をターゲットとするため、HPLC/DPPHラジカル消去活性法及びアミロイドβ酸化修飾抑制試験を開発し、HSCCC/MSでの効率的な単離精製へ応用することを目指した。その結果、アントシアニン系色素(シソ色素、赤キャベツ色素、エルダーベリー色素)の抗酸化成分を効率的に単離精製することが達成できた。また、抗生物質のひとつである環状ペプチドエンラマイシンの単離精製に対しても、HSCCC/MSを応用することが可能となり、その有用性を示すことができた。最終年度では、HSCCC/MSをルーチンシステムとすることを目指し、更なる抗生物質や天然抗酸化物質を対象とした効率的な単離精製を目指す。本研究では、新規高速向流クロマトグラフィー質量分析法(HSCCC/MS)の開発とそれを応用した天然機能性物質の単離精製とライブラリー作成を目的とした。初年度では、装置の開発に特化し、そのシステムを構築した。更に本年度が最終年度となり、HSCCC/MSの構築および応用性の検証が完了した。その結果、ESIによるモニタリングと同時に単離精製を行うことができた。本手法を用いて、具体的な天然機能性物質である抗生物質ゲンタマイシン(C1,C2,C1a)、エンラマイシン(A,B)、アバメクチン(B1a,B1b)の主成分を獲得することに成功した。実際には、数数十mgで各種成分を純度90%以上で獲得することができた。その他に、各天然色素の成分の抗酸化作用の評価なども行い、様々な試験系へ応用できることも立証している。また、未知成分の単離を目指したグラジエントHSCCC/MSに関しても各種条件検討を行っており、コーヒー成分の単離プロファイリングが実施することができ、クロロゲン酸類の獲得することが達成できた。現在、各成分の標準品化を目指した液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィー評価を行い、純度を明確にした天然機能性物質のライブラリーを構築している。HSCCC/MSは、数数十mgの高純度成分を単離しながら、質量分析を実施する画期的な分析手法と位置付けられ、今後、様々な生体高分子化合物や天然有効性成分へ応用可能と思われる。
職種別農業従事者の頸椎変性疾患の発生状況に関する疫学的研究

農業従事者に対して頚椎検診を行い、頚椎障害の発生について疫学的検討を行った。作業肢位が頚部の後屈動作を要する、ぶどう作物従事者177名(後屈+群)を対象として検診を行った。頚部の後屈動作を要さない、なす作物従事者191名(後屈-群)を対照とした。検診内容は、自覚症状・既往症状・農業従事状況の問診、整形外科学的理学所見の診察、頚椎の単純X線(側面機能撮影)を施行した。自覚症状で、頚肩腕痛は後屈+群92名(52.0%)、後屈-群43名(22.5%)に認められ統計学的に有意であった。頚椎の退行変性に関して、後屈+群は他群に比べ低年齢より退行変性の発生を認め、どの年代においても重症度が高かった。作業年数と頚椎退行変性重症度の相関関係を検定した。年齢・性別で補正し、老化現象による退行変性の影響を除外した偏相関において後屈+群に有意な相関関係を認めた。脊柱管の狭窄因子に関しては、頚椎中間位での脊柱管前後径が12mm以下を静的狭窄(static factor+)とした。そして頚椎後屈位で上位椎体後下角と下位椎弓先端との距離が12mm以下の場合を動的狭窄(dynamic factor+)とした。dynamic factor+を有する者が、後屈+群44名(24.9%)、後屈-群42名(20.0%)と、後屈+群に多く認められた。自覚症状において、両手指のしびれを今までに1度でも認めたことがある者が後屈+群に19名(10.7%)、後屈-群に14名(7.33%)存在した。それらの狭窄因子の有無を調べた。後屈+群において、19名中10名がdynamic factor+であった。今回我々の調査で、長期的な後屈負荷労働により頚椎退行変性が早期より起こることが解った。また、長期的な後屈負荷労働によって、頚椎の動的脊柱管狭窄が誘発され、更なる後屈負荷によって脊髄症が引き起こされると考える。以上より、頚椎の後屈負荷を受ける農作業者に対して、頚椎X線撮影を含めた検診や頚椎疾患予防の指導が必要である。我々の調査理由の一つに、一般的に頚椎変性の程度と症状発生の間には相関は認められず、変形性頸椎症における症状発現に、職種の違いなどから生じる作業時の肢位や動作などの動的因子の関与が考えられているからであるが、我々が分類した調査対象群では、動的因子への曝露状態に差が認められるため、それぞれの群において、いかなる時期から症状が発現し医学的治療を要するようになるかをprospectiveな調査から観察するには、その調査期間を適切に設定しなければならない。このため今回、本調査に先立ち、当科にて頚部神経根症あるいは頚部脊髄症で加療され、それらの原因が頚椎の退行変性と考えられた症例をretro-spectiveに調査し調査期間設定の一助とした。対象は1981年から1996年の間に当院で加療された患者のうち上記の条件を満たしていた875例である。調査は、(1)我々が作成した調査票によるアンケート調査と(2)直接検診により行った。調査票は、当院での治療開始までの既往歴、現病歴、などの医学的内容に加え、幼少時からの家屋や通学方法などを含めた生活環境の変遷、運動種目などの身体活動の内容とその変遷、職種の内容とその変遷など、頚椎への負荷因子と考えられるものが網羅できるように作成した。直接検診は(1)の調査票によるアンケートが回収できた者に対して施行し、整形外科的理学所見、機能撮影を含めたX線検査を施行し、必要に応じて頚椎のMRIを追加した。また作業時の肢位を再現させ普通写真と同状態でのX線写真を撮影した。

自覚症状において、両手指のしびれを今までに1度でも認めたことがある者が後屈+群に19名(10.7%)、後屈-群に14名(7.33%)存在した。それらの狭窄因子の有無を調べた。後屈+群において、19名中10名がdynamic factor+であった。今回我々の調査で、長期的な後屈負荷労働により頚椎退行変性が早期より起こることが解った。また、長期的な後屈負荷労働によって、頚椎の動的脊柱管狭窄が誘発され、更なる後屈負荷によって脊髄症が引き起こされると考える。以上より、頚椎の後屈負荷を受ける農作業者に対して、頚椎X線撮影を含めた検診や頚椎疾患予防の指導が必要である。前回の報告書において、我々は研究に対する調査期間設定の必要性を述べた。昨年度、本研究に先立って施行した、当科外来患者875例に対するのRetrospective調査の結果をまず報告する。調査内容は、1)アンケート調査と2)直接検診であった。アンケートが回収できたのは236例(26.9%)であった。その結果、既往歴、幼少期の生活環境においては注目すべき結果は得られなかったが、職業内容においてはデスクワーク職に比べ、農業従事者、建設重労働者や運転手など、頚部負荷を曝露しやすい職業の患者が多かった。また直接検診は外来再来予定の患者にしか施行できておらず、軽快治癒した患者に対しては今後施行予定である。対象患者のほとんどが当院受診前に他院にて保存的治療を経験しており、その治療内容、期間が様々で調査期間設定には結論が出ていないが、少なくとも複数年以上の調査の必要性を考慮している。平成12年度までに本研究の結果を提出するためには、対象群の年齢区分、従事年数を明確にすることで対処できると思われる。今年度は、まずコントロール群を獲得する目的で、本研究のため計画した1)アンケート、2)理学所見診察、3)単純X線撮影を当院デスクワーク職員に施行し不備がないことを確誌したうえで、本研究の対象群に対する疫学的調査を施行し、頚椎退行変性の発生頻度、頚部神経症状の発生状況などを比較し、その症状発現に対する動的因子の関連性について検討する。平成11年度、頚椎の慢性的後屈負荷による早期退行変性を検討するために、我々は、30歳60歳代の作業肢位で頚部の後屈動作を要する高所収穫農業従事者(ぶどう・なし)208名に検診を行った。検診内容はアンケート調査及び問診、整形外科学的理学所見の診察、頚椎の単純X線(側面機能撮影)を施行した。また、対照群として、頚部の後屈動作を要さない農業従事者(なす・稲)196名に対しても同様の検診を行った。現在検診結果について、(1)アンケート調査による自覚症状、(2)単純X線による頚椎退行変性及び脊柱管狭窄因子の有無、(3)理学所見による脊髄症の有無を検討中である。また、11月には中間報告として、ぶどう作業者131名となす作業者122名を比較した結果を第98回西日本整形・災害外科学会で発表した。発表内容は、以下の如くであった。(1)自覚症状では、頚肩腕痛はぶどう作業者に多く認められ、腰痛は共に50%近く認められた。(2)単純X線において、ぶどう作業者に早期退行変性発生を認めた。(3)頸椎退行変性重症度を評価した結果、ぶどう作業者はどの年代においても重症度が高かった。(4)頚椎後屈位における動的脊柱管狭窄、いわゆるDynamic factorの陽性者もぶどう作業者に多かった。平成12年度では、一般群(非農業従事者)に対する検診も行う予定である。以上3群に対する検診結果に統計学的処理を加え分析し、慢性的後屈負荷による頚椎退行変性への影響及び脊髄症発症との因果関係を検討する。平成12年度は、昨年度施行した農業従事者の頚椎検診の結果を統計学的に処理し分析した。
イメージング質量分析による混合体液斑の新しい識別法に関する研究

ボランティア10人の精液及び精液斑抽出液に特徴的な巨大分子として高い強度でm/z2890が検出された。さらに、精液、血液、尿、唾液の模擬混合体液斑を導電性両面テープに転写により複写物を作製し、m/z2890を用いたMALDIイメージングにより転写資料上の精液斑の場所の検出が可能であった。MALDIイメージングは、現在信頼され使用されてきた検査の前の精液斑の付着場所のスクリーニングとして有効と思われる。イメージング質量分析を用いて各種体液斑の網羅的鑑別及び正確な試料採取を可能にすることを目的とした。ヒト体液およびヒト体液斑簡易抽出物を対象にMALDI-TOF-MSのスペクトルパターンの取得を試みた。実験方法は、体液斑を滅菌水に浸しボルテックスミキサーで簡易抽出し、体液斑抽出サンプルとした。これをマトリックス溶液(0.3%TFA 50%ACN含有10 mg/mlCHCA溶液)に1:4で混和し、Bruker Daltonics社のAutoflex II (MALDI-TOF-MS)で解析を行った。ボランティア由来の唾液・鼻汁および膣内容物は、特徴的なマススペクトルパターンは得られなかったが、精液・尿・汗・血液はいくつか特徴ピークが観察され、マススペクトルパターンのバラツキは少なく思われた。特に、精液希釈液または精液斑抽出液からは、安定したマススペクトルパターンが得られ、高感度に検出される特徴ピークとしてm/z 2890が観察された。よって得られたm/z 2890を用いて精液斑のMALDI-TOF-MSによるイメージングを行った。模擬混合体液斑は、精液、血液、尿、唾液の4体液を晒し布に付着させ作製した。検出条件は、転写媒体として導電性両面テープ、マトリックス溶液としてCHCA溶液、噴霧方法はスプレー法を適用した。Bruker Daltonics社のflexImagingソフトウェアによるm/z 2890のMALDI imaging massにより精液斑が検出され、スキャナ画像と重ね合わせることで、他種の体液斑の混在する資料から精液が高濃度で付着する場所の検出が可能であった。このようにMALDI-TOF-MSを用いた体液斑検査法は、付着場所の特定や、抽出による高感度検出が可能であるため、迅速な1次スクリーニング方法の一つになる可能性があると思われる。近年、DNA型検査法の感度及び精度が高まるに伴い、これまで以上に試料が正確に取り扱われていることを明確に示す必要がある。特に性犯罪に関しては、精液及び膣液を証明した上で、混合斑の中から精液及び膣液の単独斑の位置を画像化し、ゲノム採取を確実に行なうと共に、再鑑定を想定した原試料の保存を確保できる技術の開発が求められている。そこで、近年目覚ましい進歩を遂げているイメージング質量分析を用いて、各種体液斑の人獣鑑別を含めた網羅的鑑別及び正確な試料採取を可能にすることを目的とする。初年度はまず、各種体液のMALDI-TOF-MSによるスペクトルパターンの取得条件の検討から行なった。ヒト体液斑の簡易抽出物を対象にMALDI-TOF-MSのスペクトルパターンの取得を試みた。実験方法は、体液をティッシュペーパーに染み込ませ、室温で3日間風乾し体液斑を作成した。これを水に懸濁し、ボルテックスミキサーで簡易抽出し、体液斑抽出サンプルとした。これをマトリックス溶液に1:4で混和し、MALDI plateのスポットにアプライした。常温で風乾後、Bruker Daltonics社のAutoflex II (MALDI-TOF-MS)で自動測定し、専用解析ソフトウェアで解析を行った。検討の結果、ボランティア由来の精液、尿、汗、血液、膣液は特異ピークが観察されマススペクトルパターンのバラツキは少なく同定が容易と思われる。一方、唾液、鼻汁は構成分子の絶対量が少ないうえ、湿潤外部環境に分泌されるためにパターン変動が激しいと思われ、精度の高い同定のためには多くのパターンを取得する必要があると思われる。このように、MALDI-TOF-MSを用いた体液の検査法は、各体液種の特異ピークが観察されるため、体液種識別のための迅速な1次スクリーニングとして有効と思われる。精液、尿、汗、血液、膣液、唾液、鼻汁の各種体液および体液斑のスペクトルの取得に、マトリックスはCHCAを用いた時に有効ピークが多数存在するため最適と判断することが出来た。マススペクトルの取得領域は低分子量側は分解物により不安定で、高分子量側は有効ピークの出現頻度が低いことを考慮し、1000 m/zから10000 m/zの領域が最適であると判断した。各種体液のMALDI-TOF-MS取得時の性状も、精液、尿、汗、血液、膣液は特異ピークが観察されマススペクトルパターンのバラツキは少なく、唾液、鼻汁は構成分子の絶対量が少ないうえ、湿潤外部環境に分泌されるためスペクトルパターンの変動が激しいなどが明らかにすることが出来た。

また原資料保存のため体液斑のレプリカを転写膜で作成するが、膜素材もポアサイズ0.2μmのPVDF膜が最適と思われた。このように体液斑のMALDI-TOF-MSによるイメージングデータの取得の準備を整えることが出来た。想定鑑定資料からの体液斑のイメージングを行なう。1.陳旧化の条件である温度・湿度・明かり条件(日光及び照明)を設定し、マススペクトル及び特異ピークの変化データを取得する(残存し易い高分子の検索)。2.混合体液斑のイメージングの画像中で、単独体液領域と混合領域を色分けする。3.イメージングの画像を実物大で透明フィルムにカラー印刷し、実試料に重ね合わせ、正確に体液ごとに試料採取する。4.無菌状態の体液斑と比較し、常在微生物による崩壊の影響を検討する。5.本検出系へ混入し得る、夾雑物混入の影響を検討する。6.ヒト以外の動物体液との違いを判別できるかどうかの人獣鑑別に対して検討する。7.試料が平面に近い場合、特に微細な場合、ターゲットプレート上に直接載せて、試料直接からのイメージングを行う。8.試料から直接マススペクトルデータを取得した場合、レーザー照射ポイント間が残存試料となるが、その時の残存試料のDNAが損傷しているかどうか、精製DNAのフラグメント化で検証する。研究計画が当初計画どおりに進まない時は、体液中のイオン(Na+, K+など)がイオン化の阻害物質となることがあるので、試料を転写固定後のフィルムを洗浄し、脱塩処理を加え再検討する。機器の購入は無く、消耗品のみの購入を予定している。消耗品は、一般器具、一般試薬、MALDI-TOF-MS用Matrix、抗体液抗体、体液検出試薬、動物体液、試料転写用シートの購入を予定している。また国内旅費の国内での成果発表や謝金等の論文の校閲料、その他費用として印刷費および研究成果投稿料を予定している。
光力学的診断を用いた尿中剥離腫瘍細胞の遺伝子変異解析システムの開発

膀胱癌を対象とした従来の尿細胞診は、特異度は高いが、low-grade/low-stage腫瘍に対する感度が低く、スクリーニングのツールとしては満足できる検査ではない。本研究では、尿中の腫瘍細胞において蓄積した光感受性物質アミノレブリン酸によって誘導されるプロトポルフィリンIX(PpIX)の光力学反応を利用し、尿中剥離細胞から腫瘍細胞を検出する蛍光尿細胞診とPpIX特異的な蛍光陽性細胞を自動検出する装置の開発ならびに実用性の評価を行い、さらに尿中剥離細胞の膀胱癌関連遺伝子(FGFR3、p53、第9染色体)の異常を解析し、蛍光陽性細胞の分子生物学的意義を検討した。その結果、蛍光尿細胞診も蛍光陽性細胞検出装置も、従来の尿細胞診に比べlow-grade/low-stage膀胱癌患者尿から高率に蛍光陽性細胞を検出し、尿中に剥離した腫瘍細胞の検出感度を向上させた。一方、尿中剥離細胞からは高率に遺伝子異常が検出され、蛍光陽性細胞を含む検体では第9染色体欠失が最も高率に、続いてhigh-grade腫瘍ではp53遺伝子欠失、low-stage腫瘍ではFGFR3遺伝子変異の順に異常が検出された。また、尿中剥離細胞が少数の場合でも、peptide nucleicacid real-time PCR clamping法やpyrosequencingによって効率的に遺伝子異常を検出できることを確認した。現在、本システムをmicro-electro-mechanical systemsやマイクロPCRプレートを取り入れたハイスループット型マイクロ流路遺伝子診断システムに改良中であり、ワークステーションとしての高速化にも取り組んでいる。また、腹水、喀痰、血液などの体液検体を対象にした細胞診への応用の可能性も示唆された。27例の膀胱癌患者と10例の非膀胱癌患者の尿中剥離細胞を対象に、5-aminolevulinic acid (ALA)誘導蛍光陽性細胞を検出する尿細胞診およびフローサイトメトリー(FCM)を行った。ALA濃度を200μg/mLに調整した無血清培養液に尿沈渣を溶解し、37°Cで2時間暗室保温したin vitroincubation法による蛍光陽性率は、グレード別ではG1 : 50%、G2 : 67%、G3 : 82%、ステージ別ではpTa : 50%、pT1 : 64%、pTis : 100%、pT2≦: 100%であった。膀胱癌患者20例の膀胱内で2時間保持した1.5g ALA/50mL緩衝液(ALA溶液)から回収した尿沈渣を用いたin vivo incubation法での陽性率は、G1 : 50%、G2 : 80%、G3 : 100%、pTa : 60%、pT1 : 75%、pTis : 100%、pT2≦: 100%であった。一方、従来法の細胞診では陽性率はG1 : 0%、G2 : 50%、G3 : 100%、pTa : 20%、pT1 : 37.5%、pTis : 100%、pT2≦: 100であった。さらに、FCMによる陽性率は、in vitro incubation法ではG1 : 50%、G2 : 55%、G3 : 80%、pTa : 40%、pT1 : 55%、pTis : 80%、pT2≦: 100%であった。非膀胱癌患者は蛍光細胞診およびFCMともに全例陰性で、ALA誘導蛍光尿細胞診は従来の尿細胞診に比べlow grade腫瘍でも感度が高く、尿中に剥離した癌細胞の診断に有用であった。

さらに、プロトポルフィリンIX封入巨大リボゾームを用いて、マイクロニクス社と共同開発した尿中異型細胞検出収集装置の検出条件や感度設定を行い、膀胱癌患者の尿中から蛍光陽性細胞の検出と回収を行ったが、今後の遺伝子解析の結果から蛍光陽性細胞の意義の解明が期待された。膀胱癌患者(69例)と非膀胱癌患者(10例)を対象に、蛍光顕微鏡下の蛍光尿細胞診と当施設が開発した蛍光陽性細胞自動検出装置を用いて、5-aminolevulinic acid(ALA)で誘導されたprotoporphyrin IX(PpIX)特異的な蛍光陽性細胞の検出を行った。蛍光尿細胞診(69例)の陽性率は、グレード別ではG1:78%、G2:74%、G3:85%、ステージ別ではpTa:72%、pT1:77%、pTis:100%、pT2≦:92%であった。一方、従来の尿細胞診での陽性率はG1:22%、G2:85%、G3:73%、pTa:44%、pT1:46%、pTis:100%、pT2≦:100%であった。さらに、蛍光陽性細胞自動検出装置による陽性率は、G1:50%、G2:77%、G3:89%、pTa:67%、pT1:89%、pTis:100%、pT2≦:100%であった。非膀胱癌患者では、蛍光尿細胞診も蛍光陽性細胞自動検出装置も全例陰性であった。ALA誘導蛍光陽性細胞診は従来の尿細胞診に比べlow grade/stage腫瘍でも高感度で、尿中に剥離した癌(腫瘍)細胞の検出に有用であった。現在、効率的な蛍光陽性細胞検出分離を実現するため、MEMS(micro-electrical mechanical system)のフォトリソグラフィー技術(移動マスク露光法)を用いて三次元微細構造を数十ミクロン厚の厚膜レジストに作製し、フローセル・微細切替弁システムを組み込んだハイスループット蛍光細胞診断装置を作製中である。本装置により尿検体を用いたPpIX特異的蛍光陽性細胞の検出分離が可能であり、分離した蛍光陽性細胞のFGFR3、第17染色体短腕のp53遺伝子、あるいは第9染色体の欠失や変異を解析する準備を行っている。5-aminolevulinic acidで誘導されたprotoporphyrinIX(PpIX)特異的な蛍光陽性細胞自動検出装置による蛍光陽性検出を行い、尿中剥離細胞の遺伝子解析を行った(75例)。9qのLOH(ヘテロ接合性喪失)がG1:0%、G2:14%、G3:30%、Ta:20%、T1:46%、T2≦:28%であった。9pのLOHはG1:100%、G2:65%、G3:79%、Ta:71%、Tl:79%、T2≦:78%であった。また、17pのLOHはGl:0%、G2:19%、G3:59%、Ta:21%、T1:53%、T2≦:78%であった。さらに、FGFR3の変異についてはG1:0%、G2:11%、G3:7%、Ta:9%、T1:13%、T2≦:0%であった。いずれかの遺伝子異常が認められたのはG1:100%、G2:71%、G3:76%、Ta:70%、T1:80%、T2≦:78%で、従来の細胞診陽性率がG1:0%、G2:25%、G3:60%、Ta:24%、T1:63%、T2≦:61%、であったことと比較して、遺伝子変化で診断する方が、従来の細胞診判定より感度が高かった。遺伝子解析にはPCR-SSPC法以外に、パイロシークエンスを用いて解析した。また、前立腺癌患者の前立腺分泌液中剥離細胞の蛍光細胞診は、直腸診や超音波検査より感度が高く、PSAよりも特異度は高かったことから、前立腺癌のスクリーニング法としての可能性が示唆された。以上より、従来の尿細胞診では検出の難しかったlow-grade/low-
ケアマネジメントにおける知識管理・共有・伝承を指向した教育支援システムの研究開発

我々はケアマネジメントを担う人材育成のためのコンピュータを利用した教育支援システムの開発を目指している.ケアの実践現場からのコンピュータを利用した教育支援に対する要望を徹底して収集・分析した.その結果からケアアセスメント結果を読取るプロセスが最も重要かっ難しいため、このプロセスの支援の要望が強かった。これに対応すべくケアプラン策定過程におけるノウハウ情報共有システムを開発した.熟達者が策定したケアプランを様々な形態で視覚化して,初心者に見せることで,その違いを気づかせることを考えた.この気づきの中にノウハウ情報が含まれると考えている.具体的には,熟達者がアセスメントの結果を読取った文書間の類似度を2次元に配置して視覚化した.また,観点の変更を行うごとに,類似度を計算し,その結果を2次元に配置した.さらに,気づきを促進させるために,初心者の読取り文書や一人のケア対象者を複数の人がアセスメントし,読取った文書を手本事例と同じ2次元に配置して比較検討することを可能にした.これまでの経過から本システムはノウハウ情報の抽出・共有に有効であることがわかった.短期間では精度の高い評価は難しいため,さらに,ケアの現場で1年間の試用を行っている.今後は試用実験の結果のデータを分析し,本システムがノウハウ情報の抽出・共有に有効であるか,ノウハウ情報抽出、共有がもたらす教育的な効果の検証を行いたい.将来はこれらの結果を踏まえて,システムを改善し,実用化したい.また,Web上でも学習できるようなシステムに進化させ,ケアマネジメントを担う人材育成に貢献できることを望んでいる.我々はケアマネジメントを担う人材育成のためのコンピュータを利用した教育支援システムの開発を目指している.ケアの実践現場からのコンピュータを利用した教育支援に対する要望を徹底して収集・分析した.その結果からケアアセスメント結果を読取るプロセスが最も重要かっ難しいため、このプロセスの支援の要望が強かった。これに対応すべくケアプラン策定過程におけるノウハウ情報共有システムを開発した.熟達者が策定したケアプランを様々な形態で視覚化して,初心者に見せることで,その違いを気づかせることを考えた.この気づきの中にノウハウ情報が含まれると考えている.具体的には,熟達者がアセスメントの結果を読取った文書間の類似度を2次元に配置して視覚化した.また,観点の変更を行うごとに,類似度を計算し,その結果を2次元に配置した.さらに,気づきを促進させるために,初心者の読取り文書や一人のケア対象者を複数の人がアセスメントし,読取った文書を手本事例と同じ2次元に配置して比較検討することを可能にした.これまでの経過から本システムはノウハウ情報の抽出・共有に有効であることがわかった.短期間では精度の高い評価は難しいため,さらに,ケアの現場で1年間の試用を行っている.今後は試用実験の結果のデータを分析し,本システムがノウハウ情報の抽出・共有に有効であるか,ノウハウ情報抽出、共有がもたらす教育的な効果の検証を行いたい.将来はこれらの結果を踏まえて,システムを改善し,実用化したい.また,Web上でも学習できるようなシステムに進化させ,ケアマネジメントを担う人材育成に貢献できることを望んでいる.「ケアマネジメントにおける知識管理・共有・伝承を指向した教育支援システムの研究開発」の一環として、開発した「ケアプラン策定過程におけるノウハウ情報共有システム」の有効性を評価した。実証実験を行なう看護・介護の現場を選別し、公立の小規模な病院で実証実験を行なった。実験を行なうために、その病院の実状の適合させるために、現場からの要望に応えて、システムの機能を追加した。実験の結果、看護の現場での実証実験の難しさが浮き彫りとなり、貴重な知見を得た。また、12名の看護・介護の専門家によるシステムの評価も行なった。これらの実験や評価の結果から、以下のようなシステムの改善を行なった。1.手本となる事例の改善手本事例は少なくとも100事例は必要である。病院、福祉施設、在宅ケア施設などや各地で行なわれている研修会や学習会から収集した事例の中から106事例を選抜した。ノウハウ情報は組織の特質に強く依存したものであるとの認識から、実証実験を行なう現場から提供される事例をそのまま使うことを原則としていたが、現場での選抜では手本の質を保証できないことが明らかになった。そのため、この106事例が手本として適切であるか複数の専門家による検証を行なった。また、事例の状態を4つの段階に分類して、色分けも行なった。2.機能の追加実験を行なう同じ組織の他の初心者の事例をも見て比較したいとの要望に対応するために、一人の患者や対象者を複数の人がアセスメントして、ケアプランを作成した結果を比較できる機能を装備した。3.実験を行なうために、実験のデザインを作成した。実験の対象者、目的、方法、期間、期待できる教育的な支援の有用性など分析して明確にした。現在、ヘルパーステーションでこれらの改善したシステムの実験を継続中である。また、中規模の病院での実験も準備している。これらの成果を2007年7月に開催される国際会議ICALT2007にて発表する予定である。我々はケアマネジメントを担う人材育成のためのコンピュータを利用した教育支援システムの開発の一環として、ケアプラン策定過程におけるノウハウ情報共有システムを開発した。熟達者が策定したケアプランを様々な形態で視覚化して、初心者に見せることで、その違いを気づかせることを考えた。この気づきの中にノウハウ情報が含まれると考えている。具体的には,熟達者がアセスメントの結果を読取った文書間の類似度を2次元に配置して視覚化した。

また、観点の変更を行うごとに、類似度を計算し、その結果を2次元に配置した。さらに、気づきを促進させるために、初心者の読取り文書や一人のケア対象者を複数の人がアセスメントし、読取った文書を手本事例と同じ2次元に配置して比較検討することを可能にした。これまでの経過から本システムはノウハウ情報の抽出・共有に有効であることがわかった。短期間では精度の高い評価は難しいため、さらに、ケアの現場で1年間の試用を行っている。今後は試用実験の結果のデータを分析し、本システムがノウハウ情報の抽出・共有に有効であるか、ノウハウ情報抽出・共有がもたらす教育的な効果の検証を行いたい。将来はこれらの結果を踏まえて、システムを改善し、実用化したい。また、Web上でも学習できるようなシステムに進化させ、ケアマネジメントを担う人材育成に貢献できることを望んでいる。
異常蛋白が細胞内蛋白の集合に与える影響についてのプリオン遺伝子を用いた解析

プリオンはヒトなどに海綿状脳症を起こす病原体である。その本体は、通常の病原体と異なり、核酸を含まず、主に蛋白から成るという説(プリオン仮説)が有力な考えとなっている。つまり、正常宿主がコードしているプリオン蛋白(PrP^C)の高次構造が変化したもの(PrP^<SC>)が、PrP^CをPrP^<SC>にする能力を持つという機構によって、この蛋白が感染性(複製能)を有する理由が説明されている。確かに、"予めPrP^<SC>が存在すれば"、正常な高次構造のPrP^CがPrP^<SC>に変化するのを試験管内で観察することができる。しかしながら、プリオン増殖の第一歩である、"自然発生的な"、PrP^CのPrP^<SC>への変化は生体内でしか起こらず(家族性プリオン病、トランスジェニックマウス実験)、試験管内で再現されていない。本研究は、このステップを試験管内で起こす試みである。この目的のため、報告者は、i)正常マウスプリオン遺伝子のクローニングを行い、ii)これの変異体を数種作成し、iii)これら変異体蛋白を培養細胞で発現させた。発現蛋白の高次構造の検定はプロテアーゼ感受性の有無を調べることによって行った。その結果、i)発現した変異体蛋白はプロテアーゼ耐性ではなく、また、ii)これらは、共発現した正常PrP^Cをプロテアーゼ耐性にはしなかった。現在、変異体蛋白をウサギ網状赤血球ライゼ-トの系で発現させる実験を行っており、これら変異体蛋白の生体膜への転移状態を調べている。この実験で変異体蛋白の白の性状を明らかにすることにより、本研究成果として公表に持っていきたい。
幾何学的特異点論の展開と応用

本研究課題では,対称性をもつ幾何構造という空間概念において自然に現れる方程式の幾何学的解を,特異性に注目して研究する.幾何構造に付随して必然的に現れる特異性に着目し,幾何学的動機付けのもとで特異性の解析・分類をすると共に,その幾何学的意味を明らかにし,幾何学の新たな方法を提示・応用することを目的とする.具体的な研究目標として,特異微分式系,非線形制御系に関わる微分方程式の対称性と幾何学的解の特異性の分類を行い,制御系の変分問題に基づく拘束ハミルトン系などに現れる特異性の解明をし,凸サブ・フィンスラー計量と錐構造に関する距離と測地線の対称性・特異性の研究を行うものである.平成30年度は,6月に広島工業大学の特異点研究会に出席し,特異点と実代数幾何,特異点の実形に関する研究連絡を行い,7月にブラジルにおいて開催された「15th International Workshop on Real and Complex Singularities 2018」に参加・講演し,フロンタル特異性に関する情報交換・成果発表を行った.12月には,京都大学数理解析研究所の特異点論研究集会に参加・講演し,研究課題を通して発見された新たな概念である「コフロンタル」に関する成果発表を行った.その他,研究代表者は,分担者,連携研究者は代表者と綿密に連携し,分担金に基づいて研究課題の解決・推進のための共同研究,成果発表,および広報活動を継続して実施した.課題解決の過程で,共著論文Goo Ishikawa, Yumiko Kitagawa, Asahi Tsuchida, Wataru Yukuno, Duality of (2,3,5)-distributions and Lagrangian cone structures,を完成させ,現在,国際的学術雑誌に投稿中である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では,対称性をもつ幾何構造という空間概念において自然に現れる方程式の幾何学的解を,特異性に注目して研究する.幾何構造に付随して必然的に現れる特異性に着目し,幾何学的動機付けのもとで特異性の解析・分類をすると共に,その幾何学的意味を明らかにし,幾何学の新たな方法を提示・応用することを目的とする.具体的な研究目標として,特異微分式系,非線形制御系に関わる微分方程式の対称性と幾何学的解の特異性の分類を行い,制御系の変分問題に基づく拘束ハミルトン系,ポート・ハミルトン系に現れる特異性の解明をし,凸サブ・フィンスラー計量と錐構造に関する距離と測地線の対称性・特異性の研究を行う.特異微分式系,非線形制御系に関わる微分方程式の対称性と幾何学的解の特異性の分類を行い,制御系の変分問題に基づく拘束ハミルトン系,ポート・ハミルトン系に現れる特異性の解明をし,凸サブ・フィンスラー計量と錐構造に関する距離と測地線の対称性・特異性の研究に関して,具体的な方程式(シンプレクティック幾何における特別ラグランジュ多様体の幾何,共形幾何の特異性等と関連する偏微分方程式,に関する問題を幾何と解析の両面から研究し,関連する対称性・特異性の解析・分類を行い,研究分担者,連携研究者と共に,全国の関連研究者を巻き込んで,研究テーマにアプローチしていて成果が挙っていることから,おおむね順調に進展していると考えられる.本研究課題では,対称性をもつ幾何構造という空間概念において自然に現れる方程式の幾何学的解を,特異性に注目して研究するものである.幾何構造に付随して必然的に現れる特異性に着目し,幾何学的動機付けのもとで特異性の解析・分類をすると共に,その幾何学的意味を明らかにし,幾何学の新たな方法を提示・応用することを目的とする.具体的な研究目標として,特異微分式系,非線形制御系に関わる微分方程式の対称性と幾何学的解の特異性の分類.制御系の変分問題に基づく拘束Hamilton系,port-Hamilton系に現れる特異性の解明,凸sub-Finsler計量と錐構造に関する距離と測地線の対称性・特異性の研究を行う.具体的な研究課題である特異微分式系,非線形制御系に関わる微分方程式の対称性と幾何学的解の特異性の分類.制御系の変分問題に基づく拘束Hamilton系,port-Hamilton系に現れる特異性の解明,凸sub-Finsler計量と錐構造に関する距離と測地線の対称性・特異性の研究に関して,波動方程式,Hamilton-Jakobi方程式の特異性,Lorentz幾何に関連して現れる特異性に関する分類をさらに推進し,計量から現れる2次錐構造を一般化し,非退化な錐構造に関して,特異性の分類のロバスト性を発券することに成功していて,今後の研究の方向性を明確にすることができたので,未完成な課題に関しても,研究を推進する視点・研究方法が新たに見つかり,解決達成に向けた研究の推進がより現実的になってきたため.

本研究課題では,対称性をもつ幾何構造という空間概念において自然に現れる方程式の幾何学的解を,特異性に注目して研究する.幾何構造に付随して必然的に現れる特異性に着目し,幾何学的動機付けのもとで特異性の解析・分類をすると共に,その幾何学的意味を明らかにし,幾何学の新たな方法を提示・応用することを目的とする.具体的な研究目標として,特異微分式系,非線形制御系に関わる微分方程式の対称性と幾何学的解の特異性の分類を行い,制御系の変分問題に基づく拘束ハミルトン系,ポート・ハミルトン系に現れる特異性の解明をし,凸サブ・フィンスラー計量と錐構造に関する距離と測地線の対称性・特異性の研究を行う.平成29年度は,研究分担者,連携研究者と協力して,岩手,メキシコでのジェネリック幾何における特異点に関する国際研究集会に参加・講演し,世界の幾何学的特異点論研究者と情報交換を行った.極めて一般的状況の下,一般次元において接線曲面の特異性の分類を完成させ国際的学術雑誌に成果を発表した(G. Ishikawa, T. Yamashita, Singularities of tangentsurfaces todirected curves, Topology and its Applications, 234 (2018), 198--208).また平成29年度までの課題研究の成果をまとめてフロンタル,開化,分岐加群の一般論を展開した(Goo Ishikawa, Singularities of frontals, to appear in "Singularities in Generic Geometry", Advanced Studies in Pure Math., Math. Soc. Japan).さらに,G_2幾何における双対性を一般化することに成功している.本研究課題では,対称性をもつ幾何構造という空間概念において自然に現れる方程式の幾何学的解を,特異性に注目して研究する.幾何構造に付随して必然的に現れる特異性に着目し,幾何学的動機付けのもとで特異性の解析・分類をすると共に,その幾何学的意味を明らかにし,幾何学の新たな方法を提示・応用することを目的とする.具体的な研究目標として,特異微分式系,非線形制御系に関わる微分方程式の対称性と幾何学的解の特異性の分類を行い,制御系の変分問題に基づく拘束ハミルトン系などに現れる特異性の解明をし,凸サブ・フィンスラー計量と錐構造に関する距離と測地線の対称性・特異性の研究を行うものである.平成30年度は,6月に広島工業大学の特異点研究会に出席し,特異点と実代数幾何,特異点の実形に関する研究連絡を行い,7月にブラジルにおいて開催された「15th International Workshop on Real and Complex Singularities 2018」に参加・講演し,フロンタル特異性に関する情報交換・成果発表を行った.12月には,京都大学数理解析研究所の特異点論研究集会に参加・講演し,研究課題を通して発見された新たな概念である「コフロンタル」に関する成果発表を行った.その他,研究代表者は,分担者,連携研究者は代表者と綿密に連携し,分担金に基づいて研究課題の解決・推進のための共同研究,成果発表,および広報活動を継続して実施した.課題解決の過程で,共著論文Goo Ishikawa, Yumiko Kitagawa, Asahi Tsuchida, Wataru Yukuno, Duality of (2,3,5)-distributions and Lagrangian cone structures,を完成させ,現在,国際的学術雑誌に投稿中である.平成28年度以降も引き続き,平成27年度と同じ研究組織・担当のもと,国内研究者(研究拠点)と海外拠点を密接にリンクしながら研究を進めていく.若い人材も積極的に人的交流を行うことができるようにすることも継続する.
窒化物半導体を用いた遠赤外-テラヘルツ量子カスケードレーザの研究

窒化物半導体超格子を用いることにより、これまで未開拓周波数領域であった5-12THz帯量子カスケードレーザの開発を行った。原子層レベルで平坦なヘテロ界面を有するGaN/InAlGaN系無歪超格子量子カスケード構造の作製に成功した。また、GaN/AlGaN系量子カスケードレーザ構造を用い、世界で始めて電流注入による窒化物半導体からのテラヘルツ周波数帯のバンド内遷移発光を実現した。電波と光波の両方の性質を兼ね備え持つ、未開拓の光、テラヘルツ(THz)光は、特定試薬・化学物質・構造等を非破壊かつ安全に検出するテラヘルツ分光イメージングの光源として大変注目され幅広い分野での利用が急速に進みつつある。半導体サブバンド間発光を利用したテラヘルツ帯量子カスケードレーザ(QCL)は、小型、高効率、高出力、長寿命、狭線幅テラヘルツレーザ光源として大変に期待されている。本研究では、窒化物半導体を用いて量子カスケードレーザを作製することにより、これまで不可能であった4-10THz帯を含む遠赤外-THzレーザ発振を実現することを目的とする。本年度は、まず、高品質窒化物半導体QCL構造を作製するための、窒化物MBE装置の構築、ならびに結晶成長条件の立ち上げを行った。ウルツ鉱結晶窒化物では結晶のC軸方向に発生する超格子内のピエゾ分極によってQCLの設計は困難になる。そのため、本研究ではGaNに格子マッチングしたGaN/InGaAIN超格子を作製した。X解回折評価において良好な超格子を実現した。また、窒化物QCLを実現する準備として、GaAs/AlGaAs系材料を用いたQCLの試作を行った。金属プラズモン導波路の低損失化に有効である銀を金属層として用いQCL構造を試作した。銀を用いた半導体メタルボンディング技術の開拓を新たに行い、銀を用いた両面金属導波路構造QCLを試作した。また、THz-QCLの発振動作を確認するための、低温稼動サンプルホルダー付きTHをz-FTIR測定システムを新たに構築した。さらに、窒化物半導体QCL構造における電子・電子散乱及び電子・LOフォノン散乱の理論解析を行うことにより、窒化物QCL構造において反転分布が可能であることを見出し、4-10THz帯レーザ発振が可能であることを明らかにした。本年度は、昨年度立ち上げた窒化物MBE結晶成長装置を用いて高品質窒化物半導体の結晶成長条件を把握し、QCL構造に必要であるGaN/InAlGaN無歪超格子構造を作製した。MBE結晶成長において、成長温度を変化させることによって、InAlGaN4元混晶のInの組成をコントロールできることを明らかにし、GaNに性格に格子マッチングしたInAlGaN4元の成長に成功した。GaN/InAlGaN無歪超格子からなる5-12THz帯窒化物QCL構造を試作し、断面TEM観測とXRD観測から、原子1層の制度で制御された設計通りのQCL構造ができていることを確認した。さらにICPドライエッチングプロセスを用いてQCL共振器構造を作製し、金属を蒸着してシングルメタルプラズモン導波路構造を作製した。さらに、作製した5-12THz帯窒化物THz-QCL構造にパルス電流注入を行った。
セリア担持酸化ルテニウム触媒を活用する環境調和型高度分子変換プロセスの開発

より環境負荷の小さな有機合成プロセスの開発と、こうしたプロセスを可能にする新触媒の開発は重要な課題である。中でも不活性炭素-水素結合活性化を伴う分子変換反応は、有機合成化学における最重要課題として興味を集めているが、こうした反応については、均一系金属錯体触媒の使用が不可欠と信じられていたというのが実情である。本研究では、均一系金属錯体触媒を用いなければ達成し得なかった不活性炭素-水素結合活性化を伴う分子変換反応を対象として、錯体触媒が本質的に抱える環境上・実用上の制約を一気に解消できる、セリア担持酸化ルテニウム触媒を活用する環境調和型プロセスを構築する。本年度は、芳香族炭素-水素結合の直接アリール化およびアルキル化反応に対する、触媒の前処理の効果を検討した。水素雰囲気下で少量のトリフェニルボスフィンとともにセリア担持酸化ルテニウム触媒を100°C程度で20分60分間加熱したところ、これらの反応に対する活性が飛躍的に向上した。例えば、前処理なしでは反応温度170°Cで24時間を要したプロモベンゼンによるベンゾ[h]キノリンの直接アリール反応が、反応温度120°Cで90分以内に完結した。FTIR等による触媒の分析結果から、酸化セリウム上に歪んだ配位構造を有するRu=O種が特異的に生成し、これが前処理段階で還元されて触媒活性種が発生していると推察される。さらに、メシチレン等のSP^3 C-H結合の活性化を伴うホウ素化反応に有効な触媒の探索を行ったところ、酸化チタン担持パラジウム触媒が特に高い活性を示すことを見出した。特に、40°Cといった室温に近い反応温度でもメシチレンとビスピナコラートジボロン間の反応が円滑に進行し、ベンジル位がホウ素化された生成物が中程度の収率で得られた。本年度は、アルケンへの芳香族C-H結合のビニルシラン類への付加反応に対して、均一系Ru錯体触媒を凌駕する高活性を示す固体酸化物触媒であるRu/CeO_2およびRu/ZrO_2触媒を開発した。本触媒による反応は無溶媒条件下でも円滑に進行し、均一系触媒では到達困難な800以上の高ターンオーバー数を達成した。本反応には酸化セリウムあるいは酸化ジルコニウム担持触媒が特異的に有効であり、MgO、SiO_2、TiO_2、Al_2O_3等を担体として調製した触媒では全く反応は進行しなかった。固体触媒からのルテニウムの溶出はほとんど無く、本反応は優れた環境対応性能を有していることが示された。一方、さらに高活性を有する触媒開発のためには、適切な細孔構造を有する高比表面積セリアの調製が不可欠である。そこで、ソルボサーマル法で調製したセリアナノ粒子を種々の沈殿剤で処理して、メソ孔に加えてマクロ孔を豊富に有するセリアを合成した。さらに、本手法で合成したセリアを担体とすることで、ベンジルアルコールの空気酸化反応に対して通常の沈殿法で調製した触媒を上回る高活性を有するRu/CeO_2触媒を開発した。
骨格筋等尺性収縮における筋疲労特性

種々の骨格筋の筋疲労特性を明らかにするために、筋電図パワースペクトル解析を用いて検討した。脊柱起立筋を被検筋とし、trunk holding testとして汎用されているSorensen法に準じた等尺性収縮により、20から30歳の健常男女の筋疲労特性を比較検討した。中心周波数(MF)、平均パワー周波数(MPF)などの経時的減少率により、筋の易疲労性の評価指標とした。全例その周波数は経時的に直線的減少を示した。男性の減少率は女性より高く、男性に比し女性の方が有意に筋持久力に秀でていることが明らかとなった。脳卒中片麻痺患者に同様な方法(Sorensen法における、脊柱起立筋のパワースペクトル解析)で、左右脊柱起立筋の筋持久性の差を比較したところ、有意差を認めなかった。さらに、対麻痺者で車いすマラソントップ選手における、車いす駆動に重要な上腕三頭筋の筋疲労特性を検討した。十分筋がrecruitmentされる50%MVC(maximum voluntary contraction)の等尺性収縮時の筋電図パワースペクトル解析により、同様の尺度(MF、MPF)の経時的減少率をコントロールと比較した。その結果、車いすマラソン選手とコントロールには最大筋力に有意な差は認めなかったものの、MFおよびMPFの減少率は車いすマラソントップ選手が小さかった。車いすマラソントップ選手は車いす駆動に重要な上腕三頭筋は、持久性に優れた特性を持つことが明らかとなった。骨格筋の筋疲労特性を明らかにするために、筋電図パワースペクトル解析を用いて検討した。被検筋を脊柱起立筋として、Sorensen法に準じた等尺性収縮により、20から30歳の健常男女の筋疲労特性を比較検討した。その結果、男性の減少率が女性より高く、男性に比し女性の方が有意に筋持久力に秀でていることが明らかとなった。(Arch Phys Med Rehabil 79;536-538 1998)脳卒中片麻痺患者に同様な方法(Sorensen法における、脊柱起立筋のパワースペクトル解析)で、左右脊柱起立筋の筋持久性の差を比較したところ、有意差を認めなかった。(リハ医学36 1999 inpress)さらに、対麻痺者で車いすマラソントップ選手における、車いす駆動に重要な上腕三頭筋の筋疲労特性を検討した。50%MVC(maximum voluntary contraction)の等尺性収縮時の筋電図パワースペクトル解析により、同様の尺度(MF、MPF)の経時的減少率をコントロールと比較した。(日本パラプレジア医学会誌12 1999 in press)種々の骨格筋の筋疲労特性を明らかにするために、筋電図パワースペクトル解析を用いて検討した。十分筋がrecruitmentされる50%MVC(maximum voluntary contraction)の等

尺性収縮時の筋電図パワースペクトル解析により、同様の尺度(MF、MPF)の経時的減少率をコントロールと比較した。その結果、車いすマラソン選手とコントロールには最大筋力に有意な差は認めなかったものの、MFおよびMPFの減少率は車いすマラソントップ選手が小さかった。車いすマラソントップ選手は車いす駆動に重要な上腕三頭筋は、持久性に優れた特性を持つことが明らかとなった。