hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体組織の機能的適応反応の解析と材料・構造設計法開発への応用のための基礎研究

我々は,腱および靭帯の適応現象を,ミクロなレベルからマクロなレベルまで,詳細に調べてきた。ミクロレベルの検討では,家兎膝蓋腱の線維束を培養系において観察し,負荷と適応現象の関係を定量的に求めた。また,マクロレベルの検討では,家兎膝蓋腱の負荷を増大・減少させ,腱の構造と力学的特性の変化を求めた。本研究ではこれらの研究の延長として,靭帯内に作用する負荷が,靭帯の部位に依存することに着目し,靭帯内の負荷の分布と力学的特性の分布を調べ,両者の関係を調べた。ヒトおよびヤギ膝の前および後十字靭帯を研究対象として,健常状態における力学的負荷と力学的特性を調べた。その結果,以下のことを明らかにした。1)前十字靭帯・負荷は,屈曲角度依存性,および部位依存性を示し,伸展位および軽度屈曲位では後外側部に,屈曲位では前内側部に,より大きな負荷が生じる。・力学的特性は,屈曲角度依存性,および部位依存性を示し,屈曲するにつれて後外側部の剛性が低下する。2)後十字靭帯・負荷は部位依存性を示し,前外側部に大きな負荷が生じる。・力学的特性は部位依存性を示し,前外側部の剛性が高い。以上から,負荷の分布と剛性の分布がほぼ一致していることが示された。このことから,膝靭帯は,本来的に,特定の屈曲角度において効率的に支持機能を発現するための力学的特性および構造を持つ.いわゆる最適設計性を有しており,この最適設計性が力学的負荷により維持されていることが示唆された。この生体組織特有の適応現象に基づく支持機能発現のメカニズムを模倣することにより,従来では得られなかった高機能を有する機械部品の設計が可能になると考えられた。力学的負荷に対する生体組織の機能的適応制御と再構築に関するマクロな現象を解析するために、以下の3つの実験を行い、それぞれ重要な結果を得た。1)家兎膝蓋腱を断裂させ、腱組織の治癒・回復に及ぼす負荷の影響を調べた。その結果、断裂後3週において、負荷を与えた治癒組織の引張強度と弾性係数が、無負荷の場合に比べて有為に大きいことが示された。また長期的にも、負荷により治癒組織の引張強度と弾性係数が増大することが示された。2)成長過程の家兎の膝蓋腱に生じる負荷を除き(除負荷)、腱組織の力学的特性と形態の変化を調べたところ、除負荷によって膝蓋腱の力学的特性が劣化すること、その劣化が若い家兎で顕著であることが分かった。3)摘出した家兎胸大動脈および総頸動脈に対し内圧負荷試験を行ったところ、負荷履歴が両動脈の力-ひずみ関係に影響を及ぼさないことが分かった。生体組織の機能的適応制御と再構築現象に関するミクロな現象を解析するために、以下の2つの実験を行い、それぞれ重要な結果を得た。1)家兎膝蓋腱から抽出した線維束をin vitroで培養し、静的および動的負荷を与えた。その結果、静的および動的な負荷応力が線維束の力学的性質に影響を及ぼし、その値が、生理的応力の最大値の半分であるときに、線維束の強度が維持されることが分かった。2)シリコンシート上に培養したマクロファージに動的なひずみをあたえ、マクロファージの形態および貪食能の変化を調べた。その結果、動的ひずみはマクロファージの形態には影響を及ぼさないが、貪食能を低下させることが分かった。

また,マクロレベルの検討では,家兎膝蓋腱の負荷を増大・減少させ,腱の構造と力学的特性の変化を求めた。本研究ではこれらの研究の延長として,靭帯内に作用する負荷が,靭帯の部位に依存することに着目し,靭帯内の負荷の分布と力学的特性の分布を調べ,両者の関係を調べた。ヒトおよびヤギ膝の前および後十字靭帯を研究対象として,健常状態における力学的負荷と力学的特性を調べた。その結果,以下のことを明らかにした。1)前十字靭帯・負荷は,屈曲角度依存性,および部位依存性を示し,伸展位および軽度屈曲位では後外側部に,屈曲位では前内側部に,より大きな負荷が生じる。・力学的特性は,屈曲角度依存性,および部位依存性を示し,屈曲するにつれて後外側部の剛性が低下する。2)後十字靭帯・負荷は部位依存性を示し,前外側部に大きな負荷が生じる。・力学的特性は部位依存性を示し,前外側部の剛性が高い。以上から,負荷の分布と剛性の分布がほぼ一致していることが示された。このことから,膝靭帯は,本来的に,特定の屈曲角度において効率的に支持機能を発現するための力学的特性および構造を持つ,いわゆる最適設計性を有しており,この最適設計性が力学的負荷により維持されていることが示唆された。この生体組織特有の適応現象に基づく支持機能発現のメカニズムを模倣することにより,従来では得られなかった高機能を有する機械部品の設計が可能になると考えられた。
α-置換セリン構造を持つ生理活性アミノ酸の合成に関する研究

最近、酵素阻害剤などの開発に関連してα-置換セリン構造を持つアミノ酸類が大きな注目を集めている。さらにまた、ミリオシン、コナゲニン、やラクタシスチンなどのようにα-置換セリン構造を持ち、免疫抑制活性など特異な生物活性を示す天然アミノ酸も単離構造決定され、これらをリ-ド化合物とする医薬開発の観点から、非常に大きな感心が持たれている。そこで今回、幅広い一般性を持ったα-置換セリン誘導体のキラル合成法を開発し、これらアミノ酸類の供給の途を拓くとともに、その方法に基づきミリオシン、コナゲニン、ラクタシスチンの合成を行うことを目的として研究を行った。その結果以下に示す成果を得ることができた。1)種々の2,3-エポキシトリクロロアセチミデ-トのLewis酸触媒下の環化反応について詳細に検討し、本反応が極めて高い立体および位置選択性で進行することを明確にできた。2)上記反応を鍵段階とする一般性の高いα-置換セリン誘導体の簡便キラル合成法を開発できた。3)上記合成法に基づきコナゲニンとミリオシンの各天然物の全合成に成功した。これらの成果については第37回天然有機化合物討論会(徳島)において口頭発表し、現在一つは投稿中であり、二つは投稿準備中である。
ガンマ線及び中性子発生を伴った太陽フレア起源の重元素組成の研究

本研究の目的は,高エネルギー核反応がおきたことの直接の証拠となるガンマ線,中性子の発生が観測された太陽フレアで加速された粒子中の重元素組成の特徴を探り,フレアでの高エネルギー現象を研究することにある.観測データはISEE-3に搭載されたシカゴ大学のMEH宇宙線検出器によるもので,観測期間は1978年から1982年の4年間にわたっている.解析方法は,ツンチレータCI(D4)をEカウンター, 2つのSi半導体検出器(D1, D3)を△Eカウンターとして用いた△E-E法による.このためにはまず検出器の検定,即ち各検出器のパルス波高をエネルギーに変換する換算係数の決定が必要となる.本研究では検出器系の新しいエネルギー較正法,即ち,同程度の大きさの宇宙線検出器には無く, MEHが備えた最大の特徴であるチェレンコフ閾値5と1.58の2つのチェレンコフカウンターにより,inflightのデータから複数のminimum ionizing heavy ion(MIHI)を選び,これらのMIHIがD1, D3中で失うエネルギーの計算値と実際のパルス波高との比較からD1, D3を検定し,次にD1-D4, D3-D4平面上の各重元素のトラックを使い,非線型な応答特性を示すD4の検定と行うという新方法を開発し,その有効正を実証した.この新方法により△E-E法の解析に必要なすべての検出器の較正は矛盾なく完了した.この方法をπ°崩壊によるγ線と中性子の生成,異常に硬い陽子のエネルギースペクトルが観測されている1982June3の太陽フレアからのHeに適用し,そのエネルギースペクトルが陽子の場合と同様に硬く,少くとも50MeV/nまでのHeが加速されていることを確認した.今後はひきつづき,このフレアを重点対象として,核反応生成物としてのLi, Be, B等の軽元素,及びFe以下の他の重元素の存在度とスペクトルを解析する予定である.本研究の目的は,高エネルギー核反応がおきたことの直接の証拠となるガンマ線,中性子の発生が観測された太陽フレアで加速された粒子中の重元素組成の特徴を探り,フレアでの高エネルギー現象を研究することにある.観測データはISEE-3に搭載されたシカゴ大学のMEH宇宙線検出器によるもので,観測期間は1978年から1982年の4年間にわたっている.解析方法は,ツンチレータCI(D4)をEカウンター, 2つのSi半導体検出器(D1, D3)を△Eカウンターとして用いた△E-E法による.このためにはまず検出器の検定,即ち各検出器のパルス波高をエネルギーに変換する換算係数の決定が必要となる.本研究では検出器系の新しいエネルギー較正法,即ち,同程度の大きさの宇宙線検出器には無く, MEHが備えた最大の特徴であるチェレンコフ閾値5と1.58の2つのチェレンコフカウンターにより,inflightのデータから複数のminimum ionizing heavy ion(MIHI)を選び,これらのMIHIがD1, D3中で失うエネルギーの計算値と実際のパルス波高との比較からD1, D3を検定し,次にD1-D4, D3-D4平面上の各重元素のトラックを使い,非線型な応答特性を示すD4の検定と行うという新方法を開発し,その有効正を実証した.この新方法により△E-E法の解析に必要なすべての検出器の較正は矛盾なく完了した.この方法をπ°崩壊によるγ線と中性子の生成,異常に硬い陽子のエネルギースペクトルが観測されている1982June3の太陽フレアからのHeに適用し,そのエネルギースペクトルが陽子の場合と同様に硬く,少くとも50MeV/nまでのHeが加速されていることを確認した.今後はひきつづき,このフレアを重点対象として,核反応生成物としてのLi, Be, B等の軽元素,及びFe以下の他の重元素の存在度とスペクトルを解析する予定である.本年度は予定通りミニコンピュータECLIPSE/MV/2000DCを導入し、現在は、シカゴ大学から送られたISEE-3による宇宙線観測データを収めた磁気テープ(MT)の再編集を行っている。ミニコンピュータのディスク容量は70Mbyteであるが、OSその他で使った残り約30Mbyteがデータ処理に使用可能である。元のデータは11巻のMTに収められており、データ量は約40Mbyte/巻である。このデータを、各検出器からのパルス波高を主としたもの(Eventファイル)、時間その他各イベントのpriority等を主としたもの(Livetファイル)に大別し、1日毎のデータを1つのファイルとして仕分ける作業を行っており、現在約7巻のMTの処理を終えた。1巻の処理には実時間で約2日間が必要であり、今年度中にはこの作業が終了する見込みで、この後はEventファイルに書き込んだデータのみを用いて、△E-E法による粒子弁別を行うための解析を予定している。即ち計数率その他は全て無視して、各イベントのパルス波高を4種類のモードに分けて(Flagの情報により仕分ける)、夫々を△E-E平面にプロットし、各元素のトラックを決める。目的とするフレアのうち、1980年6月21日のフレアについての処理は終了した。途中の解析から、このフレアに付随して2144ケの重元素が観測されていることが解った。この粒子数があれば、△E-E法さえ確立されれば本研究の初期の目的である特異なフレアの重元素組成の解析は十分可能であると考えられる。

また他の大きなフレアでは、23万ケの粒子が検出されていることが確認できたので、普通のフレアの重元素組成についても、今までの他の飛しょう体による観測を上まわる質のデータが得られる見通しがついた。
昆虫類に見られる化学言語の進化とその多様性・特に社会性昆虫の情報化学物質を求めて

1)ニホンミツバチ(Apis cerana japonica Rad.)の雄蜂を採取し、大顎腺を摘出・抽出してガスクロ質量分析によりその成分を検討した。女王蜂および働き蜂の大顎腺成分との比較から、雄特異的な成分として4種類の脂肪酸メチル及びエチルエステルを同定した。3)トウヨウミツバチに属する他の3亜種(Apis cerana cerana,A.c.indicaおよびA.c.himalaya)のうち、中国産のApis cerana ceranaについて、各分泌腺成分を検討する機会を得た。ナサノフ腺、大顎線、針および付属腺の各分泌腺成分はニホンミツバチのそれらと類似し、ナサノフ腺および大顎腺成分はセイヨウミツバチの物と異なることが判明した。4)スズメバチの働き蜂を野外から採取し、腹板腺を摘出・抽出して、成分の同定を試みた。また、吸着剤捕集法により、生きたスズメバチ働き蜂の体臭成分を捕集し、成分の同定を試みた。腹板腺成分はスズメバチ働き蜂の餌場マーキングフェロモンとして、また、腹板腺成分と体臭成分はニホンミツバチの防衛行動を開始させる情報化学物質として機能すると言われている。ニホンミツバチ働き蜂の触角の応答を指標に抽出物及び捕集物を検索した結果、4種以上の活性成分を見出し、そのうち炭化水素およびラクトンを機器分析及び合成により同定した。1)つくば市内でニホンミツバチの分封群6群を新たに誘引・捕獲した。飼育管理方法を工夫・改良し、次項の実験に用いることができた。現在、そのうち4群が越冬中である。2)ニホンミツバチの女王蜂・雛蜂・働き蜂を採取し、各種分泌腺(ナサノフ腺、大顎線、針および付属腺、ワックス腺等)を摘出・抽出して、各分泌腺成分の同定を試み、各成分の化学構造をセイヨウミツバチのものと比較検討した。その結果、ニホンミツバチ女王蜂の大顎腺主成分として(E)-9-oxo-2-decenoic acidおよび(E)-9-hydroxy-2-decenoic acidを同定した。これら2成分はセイヨウミツバチ女王蜂の大顎腺主成分と一致した。ニホンミツバチ働き蜂(外勤蜂)の大顎腺からセイヨウミツバチ働き蜂にはない成分を主成分として検出し、機器分析及び有機合成により(R)-(-)-3-hydroxyoctanoic acid(3-HOA)と同定した。羽化直後の働き蜂にマーキングを施し、羽化後の日齢に応じて大顎腺成分に変化が見られるか否かを検討した結果、羽化後18日までは(E)-10-hydroxydecenoic acid(10-HDA)および10-hydroxydecanoicacid(10-HDAA)が主成分であったが、21日以降はこれら2成分が急激に減少し、3-HOAが主成分となった。セイヨウミツバチ外勤蜂の大顎腺主成分は10-HDAおよび10-HDAAであった。今後、ニホンミツバチ働き蜂の大顎腺成分の変化について分子レベルの研究へ展開したい。3)トウヨウミツバチに属する他の3亜種(Apis cerana cerana,A.c.indicaおよびA.C.himalaya)について、各分泌腺成分を検討する機会を得た。4)マルハナバチ働き蜂の大顎腺からニホンミツバチ働き蜂にみられた3-HOA等を同定した。
前立腺癌増悪機構における上皮間質相互関係の役割

前立腺癌細胞株LNCaPはDihydrotestosteroneによりその増殖が増強され、sonic hedgehog (Shh)シグナル伝達系の阻害剤であるCyclopamineの添加によりそれが抑制された。さらに前立腺間質細胞において、癌関連部位ではなく非癌部位由来間質細胞のみが同様の結果を示し、ShhシグナルとAndrogen receptorのLinkに関与する可能性が示唆された。また前立腺癌摘出標本を用いた免疫染色において前立腺間質領域でのOsteonection (ON)の過剰発現が主に前立腺上皮から発生する血清PSA値が有意に相関する結果を示し、これらから前立腺上皮間質相互作用により前立腺癌の増悪さらには骨転移能の獲得に寄与する、という可能性が示唆された。本研究は前立腺癌の増悪機構に関して、前立腺の上皮と間質がどのように関わって、それに影響を及ぼすか、を検討したものである。前立腺癌、特に転移を有する例では一般的にはじめにホルモン治療が行われるが、ホルモン療法抵抗性になったときに現在のところコンセンサスの得られている治療は少ない。そしてその治療戦略の解明のためにその増悪機構さらにはホルモン抵抗性を獲得する機構の研究は重要である。通常前立腺上皮から発生する、と言われているが、特に今回我々はその増悪機構になかで前立腺間質がどのように上皮に関わって、上皮より発生する癌の増悪にかかるかを、胎児の尿路原基などで過剰発現するsonic hedgehog(Shh)タンパクとその下流シグナルである、Gli1タンパクさらには生存タンパクであるKi67との発現との関連とを通じて研究した。本研究は最終的にはホルモン抵抗性前立腺癌の治療法開発を目指すことからまず我々は実際の生体でかつタンパクレベルでの検討を行い、そこで起こっていることを把握するため、さらに文献的にComparative expression of Hedgehog ligands at different stages of prostate carcinoma progression.(Azoulay, et.al. J Pathology 2008 ; 216(4) : 460-70)で、より高い浸潤能力を有しかつホルモン抵抗性の前立腺癌ではHedgehog分子の発現は上皮で上昇し間質で低下することを示し、かつhedgehogリガンドの発現はmRNAレベルと免疫染色では一致しない、ことから、それとの比較という意味もあり、前立腺癌での前立腺摘出標本を用いての免疫染色を行った。現在までのところ、非癌部位に比べて癌部位で特に上皮の細胞質でShhの発現が過剰である傾向が見られた。さらにその下流シグナル、すなわちShh-Gli1細胞内シグナル伝達系において、Glilが非癌部位に比べ、癌部位で、さらに過剰発現しており、そしてその発現は多くは、細胞質内で起こっているが、特にGleason scoreが高い例や精嚢浸潤例など進行例では間質の核内での発現が見られている。さらにそのような進行例ではKi67の発現も多い傾向が見られた。前立腺癌の増悪機構に関して、前立腺癌細胞株ならびに前立腺間質細胞を用いて、それらがどのように関わりあってそれに寄与しているか、さらにはある種の生存に関係するといわれているタンパクの前立腺癌組織での発現レベルを調べ、clinical dataとの相関を検討した。すなわち胎児の尿路原基などで過剰発現するsonic hedgehog(Shh)シグナル伝達系が、これらとどのように関わるかを、その阻害剤である、Cyclopamine(Cyc)を用いて検討し、さらにそのShhシグナル伝達とAndrogen receptor(AR)シグナル伝達がどのようにLinkするかも検討するため、dihydrotestosterone(DHT)を上記細胞株にin vitroで作用させて、それらが、CycでBlockされ得るかを検討した。その結果、前立腺癌細胞株LNCaPはDHTの作用により、その細胞の増殖が増強され、Cycの添加によりそれが抑制される事を見出した。またその抑制はCycの濃度依存性であった。さらに前立腺間質細胞においても同様の実験を行い、癌関連部位由来間質細胞、非癌部位由来間質細胞での差異を認めた。すなわち前立腺非癌部位由来間質細胞のみがShhシグナルとARのLinkに関与する可能性が示唆された。また前立腺癌摘出標本を用いた免疫染色において、骨、生存マーカーとして知られるOsteonection(ON)、Shh、Shhシグナル伝達系の下流タンパクであるGli 1、さらにAR、Ki67に関して検討し、これらの過剰発現と臨床の現場で患者の前立腺癌の悪性度を測る指標として知られるGleason score、さらに前立腺癌の腫痛マーカーである前立腺特異抗原PSAの2つのマーカーとの関連を統計学的に検討し、前立腺間質領域でのONの過剰発現と血清PSA値が有意に相関し、さらにKi67の過剰発現とGleason scoreとが有意に相関する結果を示した。

これらのdataから、ONのむしろ前立腺上皮(癌は主に上皮より発生)よりも間質においてその発現は前立腺癌の生存さらには骨化(骨転移能の獲得)に、上皮間質相互作用により寄与する、という知見が得られ、ホルモン抵抗性前立腺癌の一つの生存シグナルとなりうる可能性が示唆された。
先進アルミニウム合金基複合材料の摩擦・磨耗特性に関する研究

先進摺動材料として期待されるAl合金基複合材料の摩擦・摩耗特性を系統的に調べることを目的にして、Al合金ーグラファイト複合材料(Al-Gr材)ピンと軸受鋼ディスクを用いて、接触荷重一定の空気中及びArガス中で相対湿度RHを変数として、またイオン交換水中で、一方向すべり摩擦・摩耗試験を行い、雰囲気中の酸素と水分の影響を調べた。空気中の摩擦係数μは低RMで高く、RMの増加と共に低下し、RM=50-60%の範囲で極小値を示し、高RMレベルで上昇する。Arガス中のμはRM=20%以上で一定値をとる。イオン交換水中のμはガス環境中と比較して低い。空気中及びArガス中の摩耗率wは乾燥状態で極めて高く、RMの増加と共に低下し、RM=40-60%付近で極小値が見られ、70-80%でwは増大する。Arガス中と空気中のwには大差がない。摩耗が極小値を示すRM範囲で、ディスク摺動面にAl合金摩耗粉とgraphite粉の混合した付着膜が帯状に形成され、金属接触による凝着を緩和される。空気飽和状態のイオン交換水中のwは空気中の相対湿度70%でのwにほぼ等しく、腐食摩耗が生じていると考えられる。Ar飽和状態のイオン交換水中では腐食摩耗が緩和され、そのwは空気飽和状態のwより低い。次に、アルミナ短繊維強化Al合金基複合材料(AFRMMC材)ピンとAl合金(AC8A材及びA2017材)ディスクの組合わせによる潤滑油中摩擦・摩耗特性を調べた。マシン油及びエンジン基油中の一方向すべり荷重漸増摩擦・摩耗試験を行い、μ及びwを測定した。両潤滑油中ともAFRMMC材対A2017材では、ある荷重レベルでμが急増し、摩擦モードは境界潤滑領域へ遷移するが、AFRMMC材対AC8A材ではμの急増する荷重レベルが現れない。エンジン基油中の方がμは小さく、AFRMMC材対AC8A材では700Nの荷重まで流体潤滑領域にある。さらに、AFRMMC材及びAl-Gr材のfretting摩擦・摩耗特性を調べた。空気中で相対すべり振幅Sを変数としてfretting試験を行い、基材のAl-Si合金や相手材の軸受鋼の摩擦・摩耗特性と比較しながら、複合材料のfretting特性に及ぼすSの影響を考察した。Al-Gr材のμ(≒0.2)はAFRMMC材や基材のμと比較してかなり低く、空気中でも摺動材としての使用が期待される。また、wは低S域で他の2つの材料と比してやや大きいが、相手材の鋼球に全く損傷を及ぼさない。これはAl-Gr材中のグラファイトが保護皮膜として相手材に付着するためである。AFRMMC材のμ(=0.55-0.7)はやや高い。Wは他の2つの材料と比してかなり小さいが、相手材の鋼球の摩耗を著しく増大させる。これはアルミナ短繊維やその破片のアブレシブ作用によるためと考えられる。

また、wは低S域で他の2つの材料と比してやや大きいが、相手材の鋼球に全く損傷を及ぼさない。これはAl-Gr材中のグラファイトが保護皮膜として相手材に付着するためである。AFRMMC材のμ(=0.55-0.7)はやや高い。Wは他の2つの材料と比してかなり小さいが、相手材の鋼球の摩耗を著しく増大させる。これはアルミナ短繊維やその破片のアブレシブ作用によるためと考えられる。先進摺動材料として期待されているアルミニウム合金基複合材料の摩擦・摩耗特性を系統的に調べることを目的にして、本年度ではまずAl合金-グラファイト複合材料(Al-GrC材)ピンと軸受鋼ディスクを用いて、接触荷重一定、空気中で相対湿度曲を変数として一方向すべり摩擦・摩耗試験を行った。試験中摩擦と摩耗の変化挙動を測定した。得られた主な結果は以下のようである。(1)荷重100Nでは摩擦係数μは低湿度で高く、RHの増加と共に低下し、RH=5060%の範囲で極小値を示し、高湿度で上昇する。荷重10Nではμの値はばらつくが、RHに対してあまり変化しない。(2)摩耗率wは乾燥空気中で極めて高く、RHの増加と共に低下してRH=4050%付近で極小値を示し、RH=7080%の高湿度で増大する。(3)摩擦・摩耗が極小値を示す中湿度レベルの範囲において、ディスク摺動面にAl摩耗粉とgraphite粉の混合した帯状付着膜が形成し、金属接触による凝着を緩和して、摩擦・摩耗が低下する。ついで、軽量化自動車エンジン摺動部材料として期待されるアルミナ短繊維強化Al合金基複合材料(AFRMMC材、ビン)と相手材料(Al合金AC8A材及びA2017材、ディスク)の組合わせによる潤滑油中摩擦・摩耗特性を調べた。マシン油及びエンジン基油中の一方向すべり摩擦・摩耗試験を行い、μ及びwを測定した。AFRMMC材の潤滑油中摩擦・摩耗特性について以下の結果を得た。24時間連続摩耗試験(全すべり距離13,000m)においては、(1)両潤滑油中とも,AFRMMC材はいずれの試験条件でも全く摩耗を生じない。これはピンの摺動面に付着皮膜が形成されるためと考えられるが、その組成は現在不明である。(2)相手材には摩耗が生じるが、AC8A材はA2017材に比べて良好な耐摩耗性を示す。(3) μは試験条件であまり変わらず、0.02-0.08の流体潤滑領域にある。荷重漸増試験においては、(4)両潤滑油中ともAFRMMC材対A2017材ではある荷重レベルでμが急増し、境界潤滑領域へ遷移するが、ISFRMMC対AC8A材ではμが急増する荷重レベルは現れない。(5)エンジン基油中の方がμは小さく、AFRMMC材対AC8A材では700Nの荷重まで流体潤滑領域にある。先進摺動材料として期待されているアルミニウム合金基複合材料の摩擦・摩耗特性を系統的に調べることを目的にして、平成11年度ではまず、耐摩耗性に優れたAl-Si合金を基材としたアルミナ短繊維教化Al1合金基複合材料及びAl合金-グラファイト複合材料のフレッティング摩擦・摩耗特性を調べた。空気中で相対すべり振幅を変数としてフレッティング試験を行い、試験中の摩擦係数や試験後の摩耗痕寸法、摩耗深さなどを測定した。
高等動物ゲノム配列と染色体構造の統合をめざす複製タイミングの高精度地図作成

染色体バンドと塩基配列を直接的に関係づけ、統合的に理解することは、ゲノム研究の重要な課題の一つである。昨年度までに、ヒト21番と11番染色体長腕の全域について、S期内の複製時期の測定を行い、詳細な複製時期地図を作成した(Hum Mol Genet,11,13-21,2002)。11番染色体については、draft配列を用いていたので、新規な配列を加えた再解析を行い、複製時期の転換部位のさらに詳細な特定を行った。複製時期の転換部位には癌関連遺伝子を含む病因遺伝子が集中する傾向を見い出していたが、この傾向はより明らかになった。マウスゲノムのdraft配列が発表になり、両ゲノムでのsyntenyの実体が判明してきた。ヒト21番と11番染色体について、マウスとのsyntenyを解析したところ、syntenyの切断部位が複製時期の転換部位の近傍に位置する例が多く見い出された。染色体転座の高頻度領域が、複製時期の転換部位に存在するとの前年度までの結果との関連が興味深い。広範囲の生物種を対象に複製時期地図を作成するためには、in silico法の可能性を検討することが重要である。ヒト染色体で蓄積したデータを基礎に、S期の前・後半期に複製する領域ならびに複製の転換領域の塩基配列上の特徴について、情報学的な抽出を試みた。前・後半期に複製する領域では、GC%に差異が存在することは明らかであるが、より複雑な構造が関与している可能性が高い。24連続塩基の頻度に着目して、前・後半複製領域の特徴抽出することが有効に思える。連続塩基の頻度に着目した、ゲノム配列からの知識発見については、自己組織化地図法(SOM)を導入した。SOMは当初の予想を遥かに超えた解析能力を示しており、塩基配列が既知の全ゲノムを対象にした解析を行い、各ゲノム配列に潜む特徴をgenome signatureとして抽出が可能になった(Genome Research Vol.13 in press,2003)。複製時期との関係については、ヒト配列を対象にSOM解析を行っているが、chromosome signatureと呼べるような、染色体間での興味深い差異が明らかになっている。
脳脊髄液中の新しい疼痛制御物質とプロテアーゼによる活性発現メカニズムの解析

我々は、今までに内因性オピオイドであるエンケファリンを調節する物質としてウシ脊髄よりspinorphinを単離し、更にこれが痛みや炎症等の制御機構に深く関与している可能性のあることを明かにしてきた。又、末梢での鎖痛試験でspinorphinがブラジキニンの内因性アンタゴニスト候補である可能性があることも報告している。本研究では、痛みや炎症の存在下でヒト脳脊髄液中のspinorphinとその代謝酵素がどの様な動態を示すかについて探究することを目的とした。平成10年度では、本大学内倫理委員会で承認を得て脊椎麻酔時に脳脊髄液を採取し、これを検体として、ヒト脳脊髄液中には合成基質Ala-Ala-AMCを分解する酵素が豊富に含まれていることを明かにした。更にこの酵素がspinorphinの代謝酵素アミノペプチダーゼNであることを、プロテアーゼ阻害物質ロイヒスチン等を駆使して同定した。この酵素は正常群と比較して疼痛群で有意に上昇していた。本酵素が痛み等を調節する活性ペプタイドに要として働いていることが考えられた(平成11年、日本麻酔学会で発表。平成12年4月、臨床麻酔に掲載予定)。平成11年度ではspinorphinの定量法を新しい酵素免疫抗体法で確立した。本物質は脳脊髄液中に数百pg/mlで、エンケファリンと同じ高濃度に存在していた。今後spinorphinがどの様な病態で顕著な動きを示すか検討する予定である。ヒト脳脊髄液中のプロテアーゼを様々な蛍光基質を用いて活性を測定した結果、Ala-AMCを基質とした場合のaminopeptidase活性が優位であることがわかった。次にこのaminopeptidaseを特定するのにleuhistin,bestatin等のプロテアーゼ阻害物質を反応系に加えて阻害活性を比較したところ、leuhistinに特異的阻害活性がみられ、この結果aminopeptidase-Nが特定された。そして、脳脊髄液中のaminopeptidase-N活性をAla-AMCを基質として、遊離したAMCの蛍光吸光度を測定することで評価した。検体となる脳脊髄液は脊椎麻酔時に採取し、約40検体を得た。各検体のaminopeptidase-N活性を疼痛のない群と急性疼痛群と慢性疼痛群とで比較したところ、疼痛群で有意に高い値であることがわかった。急性群と慢性群では、慢性群でやや活性が高い傾向がみられたものの統計学的有意差はなかった。今回の研究により、脳脊髄液中にはaminopeptidase-Nが高濃度存在し、その酵素活性と疼痛との間に関連性が示唆された(第46回日本麻酔学会で発表予定、また「麻酔」に投稿予定)。このaminopeptidase-Nは我々がウシ脊髄より単離したspinorphinの代謝酵素であり、現在そのspinorphinの脳脊髄液中での定量を、作製したspinorphin抗体を用いた酵素免疫測定法によって試みている最中である。今後、両者の活性の関連性を探究していく予定である。
超低電力・多波長同時制御マイクロリング・マッハツェンダー光スイッチの開発

大きな電界誘起屈折率変化特性を有するポテンシャル制御量子井戸,マイクロリング共振器(MRR),マッハ・ツェンダー干渉計(MZI)を融合した,超低電力・多波長同時制御MRR装荷MZI光経路スイッチの提案と動作実証を目指した.各種素子パラメータと経路スイッチング特性との関係を明らかにし,その設計手法を確立した.さらに,設計した素子の試作を行った.まだ所望の経路スイッチング特性はまだ得られていないが,作製プロセスはほぼ確立し,素子実現の見通しがたった.さらに,シリコン細線導波路の熱光学効果を用いた同様の素子の試作も行い,低電圧動作と多波長同時スイッチ動作の実証に成功した.大きな電界誘起屈折率変化特性を有するポテンシャル制御量子井戸,マイクロリング共振器(MRR),マッハ・ツェンダー干渉計(MZI)を融合した,超低電力・多波長同時制御MRR装荷MZI光経路スイッチの提案と動作実証を目指した.各種素子パラメータと経路スイッチング特性との関係を明らかにし,その設計手法を確立した.さらに,設計した素子の試作を行った.まだ所望の経路スイッチング特性はまだ得られていないが,作製プロセスはほぼ確立し,素子実現の見通しがたった.さらに,シリコン細線導波路の熱光学効果を用いた同様の素子の試作も行い,低電圧動作と多波長同時スイッチ動作の実証に成功した.平成24年度は,以下の2項目の成果を得た.1.本研究で提案する光スイッチに用いる五層非対称結合量子井戸(FACQW)において,残留不純物イオンで形成された空間電荷層による電界強度の場所依存性により,電界誘起屈折率特性が大きく劣化してしまう問題があった.これに対する対策として,コア層の場所毎にFACQWの構造を変え,動作電界領域を変化させたものを組み合わせることで,特性劣化を抑制することができるかを理論的に検討した.その結果,コア層の中央部にはFACQWを配置し,端部には対称結合量子井戸層を配置することにより,電界誘起屈折率の劣化が十分抑制できることを見いだした.また,量子井戸導波路の偏光無依存化を実現するため,FACQWおよび対称結合量子井戸の井戸層に伸張歪みを導入した構造を検討し,偏光依存性を解消しつつ,さらに動作電圧を低減できる構造を考案した.これにより,提案する光スイッチの構造がほぼ確定できた.2.電子ビームリソグラフィによるマイクロリング共振器の作製プロセスの確立を行った.マイクロリング共振器部における位相変化増大効果は,マイクロリング共振器1周当たりの損失が小さいほど大きくすることができる.そこで,周回長を150ミクロン程度まで短縮化したマイクロリング共振器の試作を目指した.バスライン導波路とリング導波路の結合効率の制御性を改善するため,これまで行っていたフォトリソグラフィと電子ビームリソグラフィの組み合わせ描画から,全ての描画について電子ビームリソグラフィを利用する描画に変更し,素子作製プロセスを検討した.その結果,全電子ビームリソグラフィによる高精度なマイクロリング導波路作製が可能であることを明らかにした.本研究では、マイクロリング共振器を両側アームに装荷し、プッシュプル駆動によって低動作電圧化が期待できる2×2 MRR-MZ光スイッチを提案し、設計、理論解析を行っている。今年度は、マイクロリング共振器を1つずつ両アームに有する光経路スイッチの設計を行った。コア層は多重量子井戸として、巨大な電界誘起屈折率変化を得られるInGaAs/InAlAs五層非対称結合量子井戸を用いることを想定し、量子閉じ込めシュタルク効果によってマイクロリング共振器の位相変調するものとした。今年度設計した光経路スイッチについて理論透過特性及びスイッチング特性の解析を行い、リング共振器の周回長約480ミクロンの素子において駆動電圧0.24 Vの低電圧動作の可能性を示した。また関連研究として、2次直列結合および4次直列結合マイクロリング素子の作製を行い、動作実証に成功した。これらの結果は、提案する光経路スイッチの更なる高性能化に寄与する。さらに、上記で設計した素子の試作を行った。マイクロリング共振器とバスライン直線導波路との結合部は、微細な描画が必要で、またパターンの重ね描きによる位置ずれもできるだけ避けたい。そこで、導波路パターン、電極パターンの描画は全て電子ビーム露光装置を用い、誘導結合プラズマドライエッチングを用いて導波路構造を作製した。試作した素子の特性評価を試みたが、残念ながら、予期していた結果が得られなかった。その原因を調査したところ、結合部の溝が設計どおり形成されておらず、マイクロリング共振器とバスライン導波路と間の結合が大幅に低下していることが原因であることがわかった。そこで、プロセスの改善を検討した結果、溝部にリン酸が入り込まないプロセスを入れることで、この問題を解決できる見通しがたった。本研究では,マイクロリング共振器をマッハ・ツェンダー干渉計の両アームに装荷し,差動(プッシュ・プル)駆動により動作する2×2光スイッチ(MRR-MZ光スイッチ)の実現を目標としている.今年度は,昨年度までに設計した光スイッチの作製と動作実証を目指した.コア層となる量子井戸層には,新たに設計した五層非対称結合量子井戸を用いた.これは,残留キャリアによる電界不均一性がある場合でも電界屈折率変化特性の劣化を抑制する構造を採用した.有機金属気相成長法で成長した場合など,残留キャリアが比較的多い場合に有効な構造である.

デバイス作製は,有機金属気相成長法で成長したエピタキシャルウエハを用い,フォトリソグラフィ法である縮小投影露光法と誘導結合プラズマドライエッチング法を用いて,導波路および電極パターンを形成した.最後に,樹脂による埋め込みや電極蒸着を経て完成した.作製した素子の動作の評価を行った.まず,マイクロリング素子単体は,ほぼ設計通りの共振波長間隔が得られ,また新たに設計した五層非対称結合量子井戸による電界屈折率変化特性の向上を確認した.しかし,動作実証を目指したMRR-MZ光スイッチについては,現時点では所望の特性は得られていない.その原因としては,エッチングプロセスの不具合で生じた導波路高さの不足による曲線導波路部の導波損失が考えられる.引続き評価を続けている.エッチング条件の微調整が必要であるが,デバイス作製プロセス全体としてはほぼ確立できたと考えている.26年度が最終年度であるため、記入しない。光エレクトロニクス26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究計画であった,多重量子井戸の偏光無依存化を実現できる構造を理論計算により設計を終えることができ,またマイクロリング共振器による位相増大効果についても,単一マイクロリング共振器を備えたマッハ・ツェンダー光変調器により実証することができた.従って,当初の計画どおり進展しているといえる.当初の予定では、平成25年度中にマイクロリング共振器を1つずつ両アームに有するマッハ・ツェンダー干渉計型光経路スイッチの試作を終え、動作実証を行う予定であった。しかし、素子は一応完成したものの、期待した光経路スイッチング特性が得られなかったので、「やや遅れている」との評価とした。期待した特性が得られなかった原因を調査したところ、マイクロリング共振器とバスライン導波路の結合部の溝が設計どおり形成されておらず、マイクロリング共振器とバスライン導波路と間の結合が大幅に低下していることがわかった。これは、作製プロセスにおける、金属電極形成前のリン酸による表面処理の際に溝部に酸が入り込み、導波路がサイドエッチングされてしまったことが原因と考えられる。そこで、プロセスを検討した結果、溝部にリン酸が入り込まないプロセスを入れることで、この問題を解決できる見通しがたった。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画どおり,まず1組のマイクロリング共振器を有するマッハ・ツェンダー光変調器の試作と評価を行った後,複数マイクロリング共振器を有する多波長制御光変調器へ展開する.素子の製作精度を高めるため,電子ビーム露光法を積極的に活用する.平成25年度に実証予定であったマイクロリング共振器を1つずつ両アームに有するマッハ・ツェンダー干渉計型光経路スイッチの試作について、プロセス改善を進めて完成させ,プッシュ・プル動作の実証を行う。次にマイクロリング共振器のペア数を服すに増やしてカスケード化し、多波長同時制御光経路スイッチの設計および試作を行う。さらに、可能であれば、10GHz程度までの高速スイッチング動作の実証も行う。
死生学教育(デスエデュケーション)プログラムの開発と効果測定

本年度は17年度からの研究計画の最終年として、これまでの研究をまとめるものである。17年度に死生学教育の文献収集、実践の行われている欧米の死生学教育のプログラム分析からそのフレームワークを分析し、18年度にはそれを元にモデルとなる死生学プログラムを作り実践した。本年度はそのプログラムの効果測定を目的とし、プログラム実施前後で、受講者の死に対する態度がどのように変化したかを、死生観尺と、記述式死のイメージ調査を用いてテストした。死生観尺度は、各因子の信頼性妥当性を検証し、死に対する態度のどの項目が変化しているかを明らかにした。死に対する直接的な感情が大きく変化するというよりは、死に対する態度が否定的受容から肯定的受容に変化していることが明らかとなった。また、記述式(文章による)死のイメージについては、テキストマイニングで分析を行ったところ、死に対するイメージは、終わりで悲しいものというものはあるものの、新しい出発や永遠や先に逝った人との再会など、受講前に見られなかった構成要素が増えた。これは死生観において、死を肯定的に受容する、あるいは、死について向き合う死生の表れともいえる。死生学教育は、医療の現場のみに必要なものではなく、「生きる人」に関わる(社会福祉を含む)全ての専門領域において必要であり、生きる人としての自分自身を考えるとき意味を持つものといえる。プログラム改良について情報収集するため、アメリカ(ハワイ大学・ワシントン大学)において死生学教育が実践に用いられているプログラムやセンターを訪ね情報収集を行った。詳しくは、社会福祉系もしくは死生学系の学会で発表する予定である。2.研究結果:死生学教育プログラム(Death Education Program)は、3つの側面からアプローチされている。1つ目は、人の生と死についてのミクロ的個別アプローチ(例えば、死にゆく人の心理、高齢者や子どもの死に対する態度等)、2つ目はメゾ・マクロ的アプローチ(生と死に関わる現場におけるケアや制度の視点、例えばターミナルケアやグリーフケア)、3つ目は、生と死そのものに関する倫理的アプローチ(倫理や価値観を問う安楽死、尊厳死、自殺、脳死臓器移植等)である。死生学教育においては、この3つの側面がバランスよく組み込まれる必要がある。当事者の感情論のみが議論の中心になることや、第3者的合理性からのみ議論を推し進めることを避け、ミクロからマクロ・倫理の側面が一つのプログラムの中に組み込まれることが必要である。死生学教育は、「答え」を提供するのでなく、なぜそう考えるのかという自分自身の価値観・人間観を掘り下げる機会を与えることが重要であり、そのため教育方法としても、理論的枠組みの理解に加え、歴史的理解、宗教的理解、当事者理解(ゲスト・参加)、体験的理解(ワークショップ)など多様な切り口でのアプローチが効果的である。3.次年度以降の展開:次年度は開発された死生学プログラムを大学教育で実施し、効果測定に用いる尺度開発を行う。最終年度では、その尺を用いて効果測定を行う予定である。1.本年度(平成18年度)の目的:具体的なモデルプログラムの開発と実施昨年度の成果(死生学教育について主に教育実践やプログラム開発が行われている欧米を中心にプログラムのフレームワーク分析)をふまえ、今年度は具体的なモデルを作り、実践のための啓発教育と、プログラム実践を行った。2.研究結果:死生学教育プログラム(Death Education Program)は、ミクロ的個別アプローチ(例えば、死にゆく人の心理、高齢者や子どもの死に対する態度等)、メゾ・マクロ的アプローチ(生と死に関わる現場におけるケアや制度の視点、例えばターミナルケアやグリーフケア)、生と死そのものに関する倫理的アプローチ(倫理や価値観を問う安楽死、尊厳死、自殺、脳死臓器移植等)3つの側面からアプローチすることが必要である。この3つのアプローチをプログラムの中に取り入れ、モデルプログラムを開発した。とくに、死生学教育で重要であるといわれている当事者の視点を明確にするため、当事者インタビューを行い、生と死や悲嘆の問題を抱える当事者が何を伝え何を理解してほしいかを掘り下げた。それらを元に開発したプログラムを用いて、大学教育における死生学教育実践を行った。来年度の効果測定につなげるため、教育実践のPre-Post Testとして、死観尺度と死生観記述アンケートを実施した。また、死生学教育実践のための基礎作りとして、兵庫県教育研修所の[命の大切さを実感させる教育プログラム]構想委員として、死生学教育について教育指導・執筆した。3.来年度の展開:これまでのプログラム分析、モデルプログラムの開発、実施をもとに、死生学教育の効果測定を行う。また、社会への死生学教育の必要性を訴え、その実践を広げるため、放送大学における講座として「死生学」を位置づける試みを行う。

また、記述式(文章による)死のイメージについては、テキストマイニングで分析を行ったところ、死に対するイメージは、終わりで悲しいものというものはあるものの、新しい出発や永遠や先に逝った人との再会など、受講前に見られなかった構成要素が増えた。これは死生観において、死を肯定的に受容する、あるいは、死について向き合う死生の表れともいえる。死生学教育は、医療の現場のみに必要なものではなく、「生きる人」に関わる(社会福祉を含む)全ての専門領域において必要であり、生きる人としての自分自身を考えるとき意味を持つものといえる。プログラム改良について情報収集するため、アメリカ(ハワイ大学・ワシントン大学)において死生学教育が実践に用いられているプログラムやセンターを訪ね情報収集を行った。詳しくは、社会福祉系もしくは死生学系の学会で発表する予定である。
電磁界数値解析による高齢者用医療機器システムの最適設計および実用化に関する研究

近年、社会の高齢化に伴い尿失禁患者が急増しており、その治療法の確立が急がれている。現在用いられている電気刺激療法は電気刺激による肉体的な痛みを伴う欠点があるため、最近、磁気刺激療法による治療が脚光を浴びている。この磁気刺激医療装置の実用化を達成するには、生体内の所望の部位において治療効果を上げるのに十分な大きさの渦電流を発生させるという制約条件下で、いかにして機器の電源容量を小容量化するかが最大のポイントとなる。本研究課題では、限られた電源容量下で最大の治療効果をもたらす生体内渦電流分布の形成を目標として計算機を用いた電磁界数値解析に基づく磁気刺激尿失禁医療装置の最適化設計を行い、その実用化を試みた。本年度では、前年度の「変動磁場発生コイルの断面形状・湾曲構造の最適化、および複数の独立コイルによる磁気刺激システムの構築」で得られた結果をさらに展開し、「複数コイルと磁性材料の併用による高効率な磁気刺激システムの構築・最適化」を検討した。一般に用いられている空芯の変動磁場発生コイルに対し適切に磁性材料を挿入、複数のコイルと結合させることを試み、形成可能な生体内渦電流分布の自由度を一層増加させることに成功した。具体的には、3次元電磁界解析と最適化手法を組み合わせることで磁性材料の最適な分布を探索し、同一電源容量下で単一コイルを使用した場合と比較して、特定の生体内刺激部位に発生する渦電流密度のピーク値を倍以上に増やせることを明らかにした。また、電磁界の3次元解析を行う際に複雑な外部回路の考慮方法を詳細に検討し、特に電源として外部回路内に蓄電池を導入した場合を視野に入れ、蓄電池充放電特性の高精度なモデル化手法を提案し、その妥当性を実験値と計算値の比較により明らかにした。近年、社会の高齢化に伴い尿失禁治療法の確立が急がれており、肉体的な痛みが殆ど無く医療機器と非接触で治療を受けることができる磁気刺激療法が脚光を浴びている。本研究課題では、限られた電源容量下で最大の治療効果をもたらす生体内渦電流分布の形成を目標として、計算機を用いた電磁界数値解析に基づく磁気刺激尿失禁医療装置の最適設計を行い、その実用化を試みる。本年度はまず(1)変動磁場発生コイルの断面形状・湾曲構造の最適化に関して3次元電磁界数値解析に基づき検討を行い、通常用いられている平形コイル構造に対して適切な鞍型湾曲構造を提案し、同一電源条件下においても、提案構造の採用により刺激を与える所望の部位において発生する渦電流密度のピーク値が効果的に増加することを明らかにした。次に(2)複数の独立コイルによる磁気刺激システムの構築・最適化に関して検討を行い、一つの主コイルと二つの副コイルからなる磁気刺激システムを提案した。その結果、(1)で示した空心の鞍型湾曲構造の単一コイルと比較して、同一電源条件下、同じパルス周波数でコイルを適切に3分割した場合、所望の部位において発生する渦電流密度のピーク値がさらに18%弱増加することを明らかにした。(1)(2)いずれの場合も、電磁界の3次元解析を行う際に、サイリスタ、充電用コンデンサ、昇圧トランスなどが組み合わさった複雑な外部回路の考慮方法も検討し、その動作を適切に模擬している。また、電源として外部回路内に蓄電池を導入した場合も視野に入れ、その充放電特性や残存容量推定に関する検討も行った。次年度はさらに、変動磁場発生コイルへの磁性材料の挿入等の検討を行い、形成可能な生体内渦電流分布の自由度を一層増加させ、一定の電源容量の条件下で生体内刺激部位に発生する渦電流を最大化する複数コイル磁気刺激システムの構築を目指す。以上,本年度は予定通りに研究が進行した。
非A非B型肝炎の血清学的診断法の確立

輸血後の非A非B型肝炎の血清診断の為の抗原抗体探しは1970年代後半B型肝炎と同じように感染初期の血清と回復期の血清を使って進められた。多くの報告で確かに沈降線が見られたがこれらは総て非特異的なものであった。血清の感染性からみても血清中に十分なウィルス抗原はないのである。また慢性化し易かったり、再感染があったり抗体反応もあまり強いとは思えない。そこで我々は十分な抗体はないにしろウィルスの抗原刺激を受けたリンパ球はあるはずであるから、そのリンパ球をとってモノクロ-ナル抗体を作ればよいという考えで作業を進めた。感染したチンパンジ-の回復期のリンパ球をEBウィルスで癌化させ、沢山のクロ-ンを得た後、その中から非A非B型肝炎に特異的なクロ-ンをピックアップしていったのである。確かに48ー1抗体という非A非B型肝炎に特異的なモノクロナ-ル抗体を得た。しかしこれに対応する抗原をコ-ドする遺伝子はsomaticな遺伝子とハイブリ、感染により特異的に発現される蛋白であることが明かになった。そこでC型肝炎ウィルス遺伝子のクロ-ニングを試み、NS5の部分の遺伝子をとることに成功した。このC型肝炎ウィルスの株はカイロン社のものとかなり塩基配列が異なることも明かになった。このNS5の部分を発現させて抗原とし抗体のアッセイ系を作った。陽性例はカイロン社のCー100抗体陽性とほぼ一致したが若干のディスクレパンシ-も見られる。これはウィルス株の違いによるものかも知れない。更に別々にNS5の領域及びNS3とNS4の間の領域を使いPCR法による核酸のアッセイ系を作った。日本の株の塩基配列を用いた場合とカイロン社の塩基配列を用いた場合の結果はおのずから異なる。現在更に別の部分の遺伝子により発現された蛋白を使って急性のC型肝炎の診断が出来るアッセイ系の確立を試みている。〈1.細胞培養下における顕微蛍光測光システムの試作開発と運用〉1)ハードの試作開発:倒立位相差顕微鏡(ニコンTMD)に落射蛍光装置、測光装置、自動ステージ、およびパソコン(NEC PC-9801 VM2)を結合したシステムを試作開発した。2)ソフトの試作開発:自動ステージ(0.25μmのX、Y軸ステップ)からの細胞の位置情報、位相差観察に基づくキーボードからの細胞形態情報、測光データの各入力、およびシステム全体の統合的制御のためのパソコン運用のソフトをMSーDOSのBASICで試作開発した。このシステムの利用を通じて、ハード・ソフト両面の改良・一般化を図った。〈2.生体蛍光染色法の開発〉1)核DNA蛍光染色法:生細胞の核DNA蛍光染色はHoechst 33342(0.005μg/ml・培養液)で15分間行うこと、および経時的測光解析にはその15分前にさらに蛍光色素を追加して染色を増強する(=DNA合成で複製されるDNAは新たに染色する必要がある!)ことを見出した。2)その他の生体蛍光染色法:carboxyflu orescein diacetateによるエステラーゼ染色とPI染色を重ねることによる生死細胞の分別蛍光染色、Fura2による細胞内自由Caイオンの蛍光染色、蛍光標識ピーズの細胞内取り込み法などを可能にした。〈3.本システムを用いた培養細胞機能の解析的研究〉1)培養細胞の増殖サイクル解析:V励起でDNA蛍光測光して個々の細胞の増殖サイクルの位置を決定し、その後経時的染色・測光解析により、それぞれの細胞のS期時間を図表計算から推定する方法を考案・標準化した。2)その他:生死細胞数の迅速な蛍光測光解析法、細胞のCaイオン濃度の蛍光測光法、細胞貪食能の蛍光測光法などの方法論を案出し確立した。細胞の蛍光画像解析法による形態・濃度分布の定量的解析も可能にした。以上、細胞培養下の機能・形態解析法の試作開発、一般化、有用性を示した。

これはウィルス株の違いによるものかも知れない。更に別々にNS5の領域及びNS3とNS4の間の領域を使いPCR法による核酸のアッセイ系を作った。日本の株の塩基配列を用いた場合とカイロン社の塩基配列を用いた場合の結果はおのずから異なる。現在更に別の部分の遺伝子により発現された蛋白を使って急性のC型肝炎の診断が出来るアッセイ系の確立を試みている。〈1.初年度に試作開発した細胞培養下の顕微蛍光測光システムの改良〉1)励起光照射法に関する研究:培養細胞を倒立位相差顕微鏡観察下からDNA顕微測光法を行うには、ハロゲンランプから水銀ランプに光源を切り替えるが、励起フィルターとダイクロイック・ミラーの切り替え動作および励起光の短時間照射・測光のための装置を考案した。2)解析プログラムの作成・改良:自動ステージを結合した位相差顕微鏡観察下における培養細胞の位置情報、形態情報、DNA顕微測光の各データを入力・解析するための、パソコン・プログラムを作成し、改良・一般化を図った。〈2.生体蛍光染色法の改良〉1)核DNA蛍光染色法:核DNA蛍光染色にはHoechst 33342が最適であり、細胞の種類に応じた、培養液中の染色濃度、染色後測光までの待ち時間(15ー30分)などの条件を検討し標準化した。2)その他:生死細胞分別染色法、自由Caイオン染色法を標準化した。〈3.本システムを用いた細胞培養下の解析的研究〉1)培養細胞の増殖サイクル解析:Hoechst 33342(0.005μg/ml)で染色して15分後にV励起でDNA蛍光測光し、各細胞の核DNA量に基づいて増殖サイクルの位置を決定する。その後、3、6、12時間後、または4、8、12時間後にそれぞれ同濃度で再染色し、同一細胞群のDNA蛍光測光を行い、時間軸に対するDNA量変動のグラフを求めて、個々の細胞のS期時間を推定することを可能にした(8ー12時間)。2)その他の生体染色・顕微測光法の応用:Fura 2による細胞内自由Caイオンの染色・濃度測光、carboxyfluorescein diacetateによるエステラーゼ染色とPI染色の重染色に基づく生死細胞の分別・測光解析、蛍光標識ビーズを取り込ませた細胞の貧食性の測光解析の各方法論を標準化した。3)生細胞の蛍光画像解析の可能性も示した。