hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遊離脂肪酸の病原細菌への効果の解明と熱傷局所療法への応用の研究

重症広範囲熱傷の治療では、感染制御目的で抗生剤含有局所療法剤を使用する場合が考えられるが、長期使用により抗生剤の耐性化が問題となることがある。遊離脂肪酸は皮膚組織にとって安全な物質であり、抗生剤の代替治療薬として期待できる可能性があり、実際に我々の研究でも抗菌活性については認められている。また熱傷治療で問題となる緑膿菌は軟膏成分などによく使用されているアミノグリコシド系の抗生剤に対して「Adaptive resistance」という耐性機構をもともと有していることが知られており、相乗効果がある治療を追加することで始めて本来の効果を発揮することができるといわれている。遊離脂肪酸がアミノグリコシドと相乗効果を示す結果がしめせれば、今後、抗生剤に遊離脂肪酸成分を添加することでアミノグリコシド系抗生剤軟膏を耐性化の心配なく熱傷創に使用することが可能となる。現在、緑膿菌に対する遊離脂肪酸の種類によるアミノグリコシドとの相乗効果を確認する研究を進めており、Adaptive resistance抑制の機序の解明やその効果の度合いに関しても実用化にたるレベルであるかも含めて探索中である。今後は緑膿菌と並び熱傷創で問題となる細菌であるMRSAに関しても同様な実験を実施するとともに、効果がある遊離脂肪酸について実験計画の4.細菌のQuorum sensing阻害作用を発揮するか?5.熱傷創への組織障害性の有無6.熱傷感染創の感染コントロールが可能か?を確認していく予定である。実験計画の詳細と遊離脂肪酸の適正濃度範囲確定に時間を要しており、予定よりもやや遅れている。研究計画に変更はないため、このまま実験をすすめて行きたい重症広範囲熱傷の治療では、感染制御目的で抗生剤含有局所療法剤を使用する場合が考えられるが、長期使用により抗生剤の耐性化が問題となることがある。遊離脂肪酸は皮膚組織にとって安全な物質であり、種類によっては抗菌活性を示すものが報告されており、抗生剤の代替治療薬として期待できる可能性がある。しかし遊離脂肪酸の種類による効果や熱傷創で問題になる細菌に効果があるか、またその効果の度合いや抗生剤と組み合わせによる効果はどうかなどいまだ不明な部分が多い。本研究では熱傷創で問題となるMRSAと緑膿菌に対する遊離脂肪酸の抗菌活性等を評価している。現在まで、緑膿菌標準株(IID1130)と多剤耐性緑膿菌熱傷創分離株(P072205)で、数種類(C14:1、C16:1,C18:1、C18:2,C18:3、C20:1,C22:1,C24:1等)の遊離脂肪酸の最小発育阻止濃度を測定中である。現在遊離脂肪酸の種類によって効果の違いがあることは確認しており、臨床的に意義がある可能性のある最小発育阻止濃度である遊離脂肪酸の絞り込みと、さらに効果的な遊離脂肪酸の探索を実施しているところである。また効果のあった遊離脂肪酸に関して抗生剤との相加・効果も順次確認中である。今後はMRSAに関しても同様な実験を実施するとともに、効果がある遊離脂肪酸について実験計画の3.アミノグリコシドによる緑膿菌の「Adaptive resistance」効果を抑制するか?4.細菌のQuorum sensing阻害作用を発揮するか?5.熱傷創への組織障害性の有無6.熱傷感染創の感染コントロールが可能か?を確認していく予定である。実験計画の詳細と遊離脂肪酸の適正濃度範囲確定に時間を要したため、予定よりもやや遅れている。研究計画に変更はないため、このまま実験をすすめて行きたい。研究計画に変更はないため、このまま実験をすすめて行きたい計画遅れにともない本年度の経費が予定よりも減っている、その分次年度に使用額が発生した。使用計画は主に抗生剤との相互作用への研究に使用する。計画遅れにともない本年度の経費が予定よりも減っている、その分次年度に使用額が発生した。
マルチプロセッサにおける細粒度並列処理に関する研究

大規模なマルチプロセツサにおける細粒度並列処理において重要な要件は、レイテンシ(通信遅延)の低い通信経路の確保と、プロセッサ間メッセージの高速な送受信機構の確立である。今回の研究では、比較的拡張性が高く、低いレイテンシでメッセージ転送を行うことのできるネットワークのモデルとしてハイパクロス結合ネツトワークを取り上げ、その性能を評価した。計算機シュミレーションの結果、ハイパクロスバ結合ネットワークは他の代表的な並列処理ネットワークの中でも特に低いレイテンシと比較的混雑の少ない転送経路を確保できることを確認した。このネットワークでの細粒度並列処理の例として。並列ソーティング問題を取り上げ、同ネットワークを基本とするマルチプロセッサ上で並列ソーティングが効率的に実現可能であることをシュミレーションにより確認した。さらに、ハイパクロスバ結合ネットワーク上において、細粒度かつ不均質なメッセージ転送によって並列処理が行われる場合のネットワークの性能について調べ、その特性を一層向上させるための数種のルーティング手法の改善を提案し、シュミレーションによる評価を行った。
マイクロ波急速加熱による薄膜シリコン結晶形成技術の開発

マイクロ波急速加熱装置の高度化:マイクロ波を効率的に吸収して発熱する炭素粉末の粒径、粉末の充填率などの最適化について平成28年度に調査し、そこで得られた結果をもとに、平成29年度に石英管内に炭素粉末とアルゴンガスを封入した発熱構造体(カーボン・ヒーティング・チューブ)を試作した。さらに、マイクロ波の多重反射を用いて、より効率的にカーボン・ヒーティング・チューブにマイクロ波が吸収されるように加熱炉の筐体形状を調整した。開発したカーボン・ヒーティング・チューブ加熱炉は、出力200Wのマイクロ波照射時に最高温度1300°Cに達した。最終年度の平成30年度には、加熱炉に放射温度計の計測値をもとにマイクロ波の出力を制御する温度調整機構を組み込み、設定温度1100°C時に±10°C以内の温度制御を達成した。カーボン・ヒーティング・チューブを発熱体として用いることにより、炭素粉末により被加熱体を覆って加熱する従来手法で懸念された加熱時の炭素粉末による試料への還元効果および炭素不純物の混入を完全に遮断することが可能となり、本手法の適用領域を大幅に拡大することに成功した。カーボン・ヒーティング・チューブには電極がなく、配線を必要としないため、耐久性に優れており、且つ、配線を通じた熱の逃げが発生しないため、これまでにない省エネルギー・タイプの発熱源として活用が期待できる。シリコン薄膜の結晶化:カーボン・ヒーティング・チューブ加熱炉を用いて、石英ガラス基板上に形成した膜厚50nmのアモルファスシリコン薄膜の加熱結晶化を達成した。分光反射率スペクトルとラマン散乱スペクトルの多点測定により得られたシリコン薄膜の結晶化率は4インチ基板全面に渡って0.95と見積もられた。この値は実用化されているレーザ結晶化膜の結晶化率0.9を上回り、高品質のシリコン結晶化膜作成手法として本加熱手法の可能性を示した。マイクロ波加熱処理の高度化:マグネトロンから放射されたマイクロ波を効率的に反射する金属網ドーム構造を有する改良型のマイクロ波加熱装置を試作した。出力700 Wのマグネトロンを2基用いて、マイクロ波導波管を介して金属網ドーム内にマイクロ波を入射する。マイクロ波は金網ドームにより反射を繰り返し、石英容器内に置かれた試料に接するよう配置した発熱体の炭素粉末に効率よく吸収され、炭素粉末の発熱とともに試料は加熱される。装置に設置した放射温度計で測定した炭素粉末の温度は加熱開始から18秒で1600°Cに達した。発熱温度に関する本研究の到達目標として設定した加熱開始から20秒で1400°Cを上回る成果を達成した。高融点化合物半導体試料の不純物活性化実現のための要素技術として意義がある。不純物の熱拡散ドーピング:n型シリコン基板上に真空蒸着法により形成したBOx膜およびp型シリコン基板上にスピンコート法により形成したPOx膜を不純物注入層として、出力1000W、29秒のマイクロ波加熱を用いて、不純物の熱拡散ドーピングを実施した。Bドープ試料のシート抵抗は1700Ω/sqから29Ω/sq、Pドープ試料のシート抵抗は460Ω/sqから16Ω/sqにそれぞれ減少し、B, P不純物の熱拡散および活性化を確認した。さらに、真空蒸着法によりAl電極を試料の表裏面に形成して電気特性を測定し、PN接合ダイオード特性およびAM1.5光照射下でのソーラーセル特性を確認した。低コストが強く要求されるソーラーセル製造プロセスにおいて不純物の熱拡散ドーピングは有用であり、熱効率に優れたマイクロ波加熱のソーラーセル製造プロセスへの導入は更なるコスト低減の可能性を示唆する。研究実施計画に沿っておおむね順調に進展している。マイクロ波加熱処理の高度化については加熱装置の改造によって、最高温度1600°Cを超える本研究の研究目標を上回る成果を達成した。並行して実施した炭素粉末マイクロ波吸収体の抵抗率、粉末サイズ、密度、充填率と発熱温度との関係の調査も順調に進展し、平成29年度に実施を計画している炭素粉末発熱構造体および試料サセプタの試作に取り掛かったところである。マイクロ波加熱技術の半導体デバイス作製への応用に関しては、シリコン基板の不純物活性化について、BおよびPの熱拡散ドーピングを試み新たな知見を取得した。一方、シリコン薄膜の結晶化については検討時間が不足したこともあって、平成28年度中に新規の成果を取得するには至らなかった。マイクロ波急速加熱装置の高度化:平成28年度に実施したマイクロ波により効率的に加熱される炭素粉末吸収体に関する調査結果をもとに、石英管内に炭素粉末とアルゴンガスを封入した発熱構造体(カーボンヒーティングチューブ)を試作した。さらにマイクロ波加熱炉の形状を検討し、マイクロ波の多重反射を利用してカーボンヒーティングチューブにマイクロ波がより効率的に吸収されるよう改造を施した。開発したカーボンヒーティングチューブはマイクロ波電力投入時に非常に強い赤外発光を示し、分光光度計を用いた温度解析により算出したピーク温度は100Wマイクロ波照射時に960°C、200W照射時には1300°Cに達した。カーボンヒーティングチューブを発熱体として用いることにより、炭素粉末により被加熱体を覆って加熱する従来手法で懸念された加熱された炭素粉末による試料への還元効果および試料への炭素不純物の混入を完全に遮断することが可能となり、本手法の加熱技術としての適用可能領域を大幅に拡大することに成功した。シリコン薄膜結晶化条件の検討:

石英ガラス基板上に形成した膜厚50nmのアモルファスシリコン薄膜のカーボンヒーティングチューブを用いた加熱結晶化を試みた。試料は基板ステージ上に設置し、マイクロ波により加熱されたカーボンヒーティングチューブ直下を掃引して4インチ基板全面の結晶化を達成した。分光反射率スペクトルの多点測定により得られたシリコン薄膜の結晶化率は0.95と見積もられた。この結晶化率は実用化されているレーザ結晶化膜の結晶化率0.9を上回り、本加熱手法により高品質の結晶化膜が形成されたことが分かった。現在までにマイクロ波加熱装置の高度化として当初計画していた試料サセプタの試作段階が完了した。カーボンヒーティングチューブの試作およびマイクロ波の多重反射を利用したカーボンヒーティングチューブの効率的な加熱が実現した。さらに、放射温度計の計測値に基づきマイクロ波の出力を制御することによる温度調整機能を加熱炉に実装した。これらの研究開発によって、イオン注入不純物活性化条件の検討、拡散ドーピング条件の検討、アモルファスシリコン薄膜結晶化条件の検討のためのマイクロ波加熱実験を進める準備が概ね整った。マイクロ波急速加熱装置の高度化:マイクロ波を効率的に吸収して発熱する炭素粉末の粒径、粉末の充填率などの最適化について平成28年度に調査し、そこで得られた結果をもとに、平成29年度に石英管内に炭素粉末とアルゴンガスを封入した発熱構造体(カーボン・ヒーティング・チューブ)を試作した。さらに、マイクロ波の多重反射を用いて、より効率的にカーボン・ヒーティング・チューブにマイクロ波が吸収されるように加熱炉の筐体形状を調整した。開発したカーボン・ヒーティング・チューブ加熱炉は、出力200Wのマイクロ波照射時に最高温度1300°Cに達した。最終年度の平成30年度には、加熱炉に放射温度計の計測値をもとにマイクロ波の出力を制御する温度調整機構を組み込み、設定温度1100°C時に±10°C以内の温度制御を達成した。カーボン・ヒーティング・チューブを発熱体として用いることにより、炭素粉末により被加熱体を覆って加熱する従来手法で懸念された加熱時の炭素粉末による試料への還元効果および炭素不純物の混入を完全に遮断することが可能となり、本手法の適用領域を大幅に拡大することに成功した。カーボン・ヒーティング・チューブには電極がなく、配線を必要としないため、耐久性に優れており、且つ、配線を通じた熱の逃げが発生しないため、これまでにない省エネルギー・タイプの発熱源として活用が期待できる。シリコン薄膜の結晶化:カーボン・ヒーティング・チューブ加熱炉を用いて、石英ガラス基板上に形成した膜厚50nmのアモルファスシリコン薄膜の加熱結晶化を達成した。分光反射率スペクトルとラマン散乱スペクトルの多点測定により得られたシリコン薄膜の結晶化率は4インチ基板全面に渡って0.95と見積もられた。この値は実用化されているレーザ結晶化膜の結晶化率0.9を上回り、高品質のシリコン結晶化膜作成手法として本加熱手法の可能性を示した。炭素粉末マイクロ波吸収体に関する平成28年度の調査結果をもとに、炭素粉末発熱構造体および試料サセプタを試作し、短時間・高温加熱に適したマイクロ波加熱装置の構造を検討する。
配位子による金属元素の酸化状態の制御

金属元素の酸化状態の安定度を決める要因としては、1)その金属に配位する配位子の電子状態と、2)配位構造が挙げられる。今回の研究は、配位子を適当に選ぶことにより通常不安定と考えられている金属の酸化状態を金属キレ-トとして安定化させようと試みたものである。一般に、配位原子の電子密度が大きく電子供与性が高いほど中心金属の高い酸化数が安定化される傾向がみられる。この目的に合致した配位子としてNー(2ーヒドロキシフェニル)サリチルアミドおよびその誘導体を用いた。これにより数種のマンガン(IV)・(V)錯体を単離することができた。また銅(III)、コバルト(IV)錯体も溶役中で生成していることを確認した。これらに錯体について、置換基を変えて還元電位の変位をみることにより、配位原子上の電子密度と中心金属の酸化状態の安定度に及ぼす効果を定量的に評価することができた。コバルト(II)のアンミンあるいはアミン錯体は空気中で容易に酸化されてコバルト(III)錯体となることはよく知られている。しかし、8個のアミノ窒素をもつ1、4、8、11ーテトラキス(2ーアミノエチル)ー1、4、8、11ーテトラアザシクロテトラデカン(taec)の錯体(たとえば[Co_2OH(taec)]ー(C10_4)_3となると、非常に酸化され難くなる。これは、配位子taecの立体規制によりコバルトは六配位をとり難いために特に六配位を好むコバルト(III)に酸化されないのだろう、と推論された。この推論に基づいて結晶状態で空気中でも安定なtaecクロム(II)錯体を合成することができた。更にこの考えの正しいことは、炭酸イオンの特殊な架橋構造のために六配位が可能となった[Co_2CO_3(taec)](C10_4)_2が容易に酸化されることから証明された。本研究の成果は、錯体化学に新しいフィ-ルドを開拓すると共に、選択性の高い酸化還元試薬を組帯的に創出する可能性を与えるだろう。N-(2ーヒドロキシフェニル)サルシルアミド(H_3L)およびその2ーヒドロキシフェニ基を種々の置換基を導入したものを配位子として二核銅(II)錯体を合成し、その中の一つ(TBP)_2[Cu_2L_2]についてX線構造解析をおこなった。これらはフェノール酸素で架橋された二核構造を有し、強い反強磁性的相互作用を示す(21=-293ー-449cm^<-1>)。これらのサイクリックボルタムグラム(CV)は二つの陽極波を0.33ー0.71および1.02ー1.16V vs.SCEに示し、それぞれ、Cu(III,II)/Cu(II,II)とCu(III,III)/Cu(II,III)に相当する。また、N,N'ービス(3ーオキシー5ーアミノベンチル)マレインイミド(H madpl)を用いて、二核銅(II)錯体[Cu_2(madpl)]を得た。これはCu(II,III)/Cu(II,II)に相当すると考えられCV波を示した。以上の電位は通常の単核及び二核銅(II)錯体の酸化電位に比べて著しく低い。これは、脱プロトン化したアミド窒素の強い電子供与によってCu(III)が安定化した事によると考えられる。taec

コバルト(II)錯体の異常な安定化コバルト(II)アミン錯体の化学の常識に反し、[Co_2OH(taec)](Clo_4)_2は化学的並びに電気化学的酸化に対し強い抵抗を示す。これは、taecの立体効果によりコバルトが六配位を取りにくい事に原因すると考えられた。そこで[Co_2CO_3(taec)](Clo_4)_2ではCO_3^<2->の特異な架橋構造によってコバルトが六配位を取ることに着目し、その酸化を試みた。この錯体のCVは0.50V vs.SCE.に不可逆波を示した。また、H_2O_2で酸化すれば、Co(III)と考えて矛盾のない吸収帯(531nm、ε=353)が観測された。現在、この溶液から得た[Co_2CO_3(taec)](Clo_4)_4と考えらる粗結晶の精製を行なっている。鉄(IV)錯体の合成とその性質ニッケル(II)、パラジウム(II)錯体の酸化Nー(2ーヒドロキシフェニルサリチルアミド及びその同族体のNi(II)、Pd(II)錯体を合成した。X線結晶解析の結果、2個の配位子の一つは単座配位子としてフェノ-ル酸素で結合している珍しい構造であることが分かった。これらのNi、Pd錯体共に通常の錯体と比較してずっと低い電位で一電子酸化されることがCVの測定から分かった。定電位電解した溶液のESRスペクトルはNi(III)およびPd(III)錯体のシグナルを明瞭に示した。コバルト(II)酸化状態の安定化既に前年度の研究で、[Co_2(OH)taec](CIO_4)_3(taec=1,4,8,11ーテトラキス(2ーアミノエチル)シクラム)では、配位環境の特殊な効果によってCo(II)の酸化が著しく阻害されることが分かった。今年度はtpmc(1,4,8,11ーテトラキス(2ーピリジルメチル)シクラム)およびtcoa(1,5,8,12,15,22,26ーオクタアザトリシクロ[17,9,2,^<25,15>]ドトリアコンタン)の錯体について研究した。tpme,tcoaのCo(II)錯体もtaecの場合と定性的には同様で、空気中で安定であるが、CVの測定などから、酸化され難さは、tcoa<tpmc<taecの順になっている。この結果は最初予想したのとは逆で、配位子のかさ高さがCo(II)の酸化を抑制する因子ではないことを示している。1.二つの異なった配位サイトを持つ配位子,N,N'ービス(5ーアミノー3ーヒドロキシーペンチル)マロンアミド(H_4madpl)およびN,N'ービス(5ーアミノ2ーヒロキシーペンチル)ー2'ーフェニルマロンアミド(H_4phmadpl)と酢酸ニッケルとを反応させて,二核錯体[Ni_2(madpl)]・C_2H_5OH(1)および[Ni_2(phmadpl)]・3H_2O(2)を得た.これらの錯体は,共にNi(II,II)/Ni(II,III)とNi(II,III)/Ni(III,III)に相当する陽極波を0.55と1.0V vs.SCEに観測され,容易にNi(III)に酸化が起こることが分かった.室温における有効磁気モ-メント(分子あたり)2.68(1)と3.00(2)と反射スペクトルの結果から,これらの錯体は反磁性正方平面配位のNi(II)と常磁性四角錐配位のNi(II)から成ることが分かった.
子宮腫瘍(頸癌・体癌)及び子宮内膜における糖脂質糖鎖の生理機能

細胞膜上の糖鎖は、細胞相互の認識や分化などの機能に関与すると同時に、癌化に伴いその構造が変化し腫瘍マーカーとしても汎用されている。糖鎖は翻訳後修飾でありポストゲノム時代に突入した現在、腫瘍学においても特に注目されている。本研究では、子宮体癌では「糖脂質の硫酸化が体癌の分化に関与しており、その発現は硫酸基転移酵素(CST)によって調節されていること、レクチンアレイを用いた糖蛋白糖鎖分析により正子宮内膜、高分化型と低分化型癌の判別、低分化方癌では進行度の判別が可能であること」、子宮頸癌については「腺癌、小細胞癌においてのみ糖脂質の硫酸化が起こっていること、硫酸基転移酵素が癌浸潤に関与すること」を明らかにした。「高分化型内膜腺癌では硫酸化脂質の合成・発現が亢進している」糖脂質は、糖たんぱく質と同じように細胞相互の認識や分化などの機能に関与し、さらに癌化に伴いその糖鎖構造が変化することが明らかとなり、生殖医学や腫瘍学においても注目を集めている細胞膜上の分子である。我々はすでにヒト正常子宮体内膜及び子宮体癌の硫酸化糖脂質を分析し、内分泌環境及び癌化に伴う発現の変化を報告している。今回は体癌の分化度(腺腔形成の割合)に注目し、硫酸化脂質(スルファチド、コレステロール硫酸)の発現、合成を行う硫酸基転移酵素、糖転移酵素のmRNA発現を解析した。[方法]材料は、当科にて手術を施行した臨床進行期IC期以上の子宮体癌摘出組織12例(G1:7例、G3:5例)を用いた(患者の同意のもとに採取した)。(1)常法に従い脂質を抽出精製し、TLC及びTLC免疫染色にて硫酸化脂質の発現を、(2)RT-PCR法を用いて、コレステロール硫酸基転移酵素、硫酸化糖脂質硫酸基転移酵素、ガラクトース転移酵素、シアル酸転移酵素、Nアセチルガラクトサミン転移酵素、などのmRNA相対的な発現を、G1とG3における違い中心に解析した。[成績](1)硫酸化脂質、特にスルファチドの発現はG1例で有意差を持って亢進していた。(2)硫酸基転移酵素(コレステロール、スルファチド)はG3例に比較してG1例で相対的に発現が増強していた。ガラクトース、グルコース、シアル酸転移酵素、Nアセチルガラクトサミン転移酵素に関してはG1例とG3例ともに発現は観察されるが違いは認められなかった。[結論]子宮体癌における脂質の硫酸化という現象が体癌の分化、つまり腺腔形成に関与している可能性が示唆された。糖たんぱく質や糖脂質の糖鎖は、細胞相互の認識や分化などの機能に関与し、さらに癌化に伴いその構造が変化することが明らかとなり注目を集めている。昨年度、我々は「子宮体癌における糖脂質の硫酸化が体癌の分化、つまり腺腔形成に関与している」ことを明らかにした。本年度は、(1)糖鎖における硫酸化が頸癌においても起こっているのか、頸癌組織(扁平上皮癌、腺癌、腺扁平上皮癌、小細胞癌)を用いて分析した。(2)体癌に関しては低分化型体癌(G3)切片から高分化腺腔形成部分と低分化充実部分をレーザーマイクロダイセクション法でそれぞれ切り出し、同一個体癌組織上での硫酸基転移酵素mRNA発現を検討した。(3)レクチンアレイを用いて、高分化型体癌(G1)とG3、及び子宮内膜分泌期前期と中期(受精卵の着床期)での糖鎖の発現の違いを分析した。[成績](1)硫酸化糖脂質(スルファチド)の発現は頸部腺癌及び小細胞癌でみられるも扁平上皮癌ではみられなかった。(2)体癌の高分化腺腔形成部分には硫酸基転移酵素のmRNAの発現がみられるが、低分化充実部分ではみられなかった。(3)レクチンアレイを用いて、G1とG3、及び子宮内膜分泌期前期と中期を選別することが可能であった。[結論]糖脂質の硫酸化は、頸癌では腺癌あるいは小細胞癌に特徴的であり、体癌では高分化腺腔形成部分に特徴的に発現がみられたことから腺癌の分化に何らかの関与をしている可能性がある。レクチンアレイを用いて体癌の分化度、子宮内膜のフェイズを区別することが可能であり、子宮内膜の内分泌環境の変化、癌化、癌の分化において糖鎖が変化しており、婦人科領域でのテーラメイド医療にレクチンアレイ分析を使うことができる可能性が示唆された。糖蛋白質や糖脂質の糖鎖は、細胞相互の認識や分化などの機能に関与し、さらに癌化に伴いその構造が変化することが明らかとなり注目を集めている。

昨年度、我々は(1)糖脂質の硫酸化は、頸癌では腺癌あるいは小細胞癌に特徴的であること、(2)レクチンアレイを用いて体癌の分化度、子宮内膜のフェイズを区別できること、を明らかにした。本年度は、(1)頸部腺癌での糖脂質硫酸化の合成分解系の分析、(2)頸部腺癌での硫酸基転移酵素蛋白の局在分析、(3)子宮体癌におけるレクチンアレイプロフィールパターンと臨床病理学的因子との関連性についての検討、を行った。[成績](1)硫酸化糖脂質の発現を制御する硫酸基転移酵(CST)蛋白及びmRNAは腺癌においてのみ特徴的に発現しており、硫酸化糖脂質分解酵素(ASA)蛋白及びmRNAの発現は各組織型で違いは観察されないこと。(2)頸部腺癌でCSTは癌浸潤先端部分に特徴的に発現していること、(3)レクチンアレイプロフィールパターンが低分化型体癌の進行期分類によってことなること、以上のことが判明した。[結論]子宮頸部腺癌での糖脂質の硫酸化はCSTにより調整されており、癌の浸潤先端部分に局在していることから、CSTが癌の浸潤に何らかの関与していることが示唆された。レクチンアレイを用いて低分化型体癌の進行度を判別できることから、テーラメイド医療にレクチンアレイ分析を使うことができる可能性が示唆された。
衝突噴流を利用した地中熱交換器のバイパスファクタ低減化に関する研究

本研究の目的は地中熱・太陽熱併用冷暖房システムにおいて、デシカント空調機のロータを通過した後の高温空気を室温レベルにまで冷却できる衝突噴流型地中熱採熱パイプを開発することである。実験の結果、噴流衝突後の空気の逃げ道を適切に確保することにより、衝突噴流型地中熱採熱パイプの温度降下度は従来パイプの約2.0倍、バイパスファクタは約0.29倍となり、いずれも目標値をクリアできることが分かった。また、連続運転を行うと土壌内の熱の移流が追いつかずに熱効率が低下するが、1日8時間の間欠運転を行うことにより、1週間後もほぼ同じ冷却性能が得られることを確認した。本研究の目的は住宅用地中熱換気システムに使われている地中熱採熱パイプに衝突噴流を用いることにより、熱交換性能を高め、冷却能力の向上を目指すことである。25年度は、小型試験装置によって多孔板吹き出しによる衝突噴流の特性を把握した。小型噴流吹付装置(吹付部の大きさ:1000×600)を試作し、厚さの異なる3種類の多孔板(厚さ:1 mm、5 mm、10 mm)を用いて実験を行った。衝突噴流熱伝達の場合、吹付距離が孔径の46倍の時、よどみ点において最大の熱伝達係数が得られるとされているため、吹付距離を孔径5 mm×4 =20 mmに設定した。吹出風速は衝突噴流熱伝達でよく用いられる10 m/s程度とし、既存の地中熱採熱パイプで使われている風量と吹付部として確保できる面積とから孔ピッチを決めた。すなわち、孔ピッチ、穴径は文献に基づいて最適値を設定することによりパラメータから除外し、今回最も重要なパラメータとなる多孔板厚さを主パラメータとした。実験の結果、多孔板吹き出しによる衝突噴流で得られる平均熱伝達係数は、多孔板の厚さによらずほぼ一定値となることが分かった。従って、多孔板厚さが吹き出し気流性状に与える影響は小さいものと考えられる。今後実機に適用する際に、多孔板厚さを気にせずに設計が出来ることになる。また、従来の地中熱採熱パイプを用いた場合に比して多孔板による衝突噴流では、平均熱伝達係数が1.52倍程度となったが、ノズルから吹き出した理想的な2次元平板垂直衝突噴流の平均熱伝達係数(Gardonらの式より算出)の30%程度に留まることが分かった。これはノズルから吹き出した理想的な2次元平板垂直衝突噴流に比べて多孔板吹き出しの場合は吹き出し気流が拡散しやすいこと及び衝突後の空気の逃げ道が少なく、混合してしまうことが原因と考えられる。25年度に実施した小型試験装置を用いた実験により、従来の地中熱採熱パイプを用いた場合に比して高い熱伝達係数が得られるものの、本研究で採用する多孔板吹出しの場合、ノズルから吹き出した理想的な2次元平板垂直衝突噴流の平均熱伝達係数には及ばないことが分かった。多孔板吹出しの気流が拡散しやすいこと及び衝突後の空気の逃げ道が少なく、冷却された衝突後の気流が別の吹き出し気流と混合してしまうことが主な原因であると考えた。26年度は計画書に記載の通り、空気の逃げ道の確保のために多孔内管にめくら部を設けた地中熱採熱パイプの実機を用いた実験を行い、衝突後の気流の逃げ道確保の効果を調べた。内管と外管の間の流路の4箇所(円周方向45°×4箇所)に気流の逃げ道を確保した冬季実験の結果、温度上昇度が25%上昇することが分かった。また、実機で想定される吹き出し部長さ2mおよび3mの場合について夏季に温度降下度を調べた結果、吹き出し部長さ2mの場合の温度降下度の方が大きくなることが分かった。これは吹き出し部が短い方が衝突後の冷却された空気と他の小孔から吹き出された高温空気が混じりにくいためと考えられる。しかし吹出し部が短くなり過ぎると、衝突噴流域における熱交換面積の減少により熱交換性能が低下すると考えられるため、吹出し部長さには最適値が存在すると考えられる。26年度は25年度に実施した小型試験装置による実験で得られた多孔板吹出しの衝突噴流の熱伝達係数の値を用いて、衝突噴流パイプの性能予測を行うことが可能なシミュレーションプログラムを構築した。今後はこのプログラムを用いて衝突噴流を利用した地中熱交換パイプの種々の条件における熱交換性能やバイパスファクタの予測を行い、衝突噴流パイプの最適化をはかる予定である。本研究の目的は、地中熱・太陽熱併用冷暖房システムにおいて、デシカント空調機のロータを通過した後の高温空気を室温レベルにまで冷却できる地中熱採熱パイプを開発することである。本研究では、地中熱採熱パイプに衝突噴流を用いることにより、バイパスファクタの低減化をはかり、冷却能力の向上を目指した。25年度は、小型試験装置を用いた実験を行い、厚さの異なる3種類の多孔板から噴流を吹き出した場合の熱伝達率を把握した。実験の結果、平均熱伝達率は多孔板の厚さによって大きく変わらないことが分かった。26年度は、地中埋設パイプ(実機)を用いた実験を行い、パイプの円周方向に衝突後の空気の逃げ道を確保することによる冷却性能の向上を図った。

その結果、適切に空気の逃げ道を確保することにより、衝突噴流パイプの温度降下度は従来パイプの温度降下度の約2.0倍となり、目標値(デシカントロータを出た後の55°Cの空気が室温レベル27°Cまで冷却される時の温度降下度)とほぼ等しい温度降下度が得られることが分かった。また、バイパスファクタは平均約0.17となっており、目標値0.19以下の値が得られた。27年度は、小型試験装置による実験で得られた多孔板から流出する衝突噴流の熱伝達率を用いて、シミュレーションによって衝突噴流パイプの性能予測を行った。その結果、吹き出し部長さの違いによる冷却性能の変化は小さいことが分かった。また、地中熱埋設パイプ(実機)を用いた実験を行い、高温空気を地中熱採熱パイプに導入した場合の一定期間の冷却性能を実験的に調べた。1日8時間の間欠運転を1週間行った場合、および連続運転を1週間行った場合について取得熱量の変化などを調べた。その結果、連続運転を行うと土壌内の熱の移流が追いつかずに熱効率が低下するが、1日8時間の間欠運転を行えば、1週間後もほぼ同じ冷却性能が得られることが分かった。本研究の目的は地中熱・太陽熱併用冷暖房システムにおいて、デシカント空調機のロータを通過した後の高温空気を室温レベルにまで冷却できる衝突噴流型地中熱採熱パイプを開発することである。実験の結果、噴流衝突後の空気の逃げ道を適切に確保することにより、衝突噴流型地中熱採熱パイプの温度降下度は従来パイプの約2.0倍、バイパスファクタは約0.29倍となり、いずれも目標値をクリアできることが分かった。また、連続運転を行うと土壌内の熱の移流が追いつかずに熱効率が低下するが、1日8時間の間欠運転を行うことにより、1週間後もほぼ同じ冷却性能が得られることを確認した。当初の予定通り、26年度の主目的であった地中熱採熱パイプの実機を用いた実験による衝突後の空気の逃げ道確保の効果および吹き出し部長さの影響をほぼ明らかにすることが出来た。また、衝突噴流パイプの性能予測を行うためのシミュレーションプログラムを構築した。計画書記載の26年度実施内容は、実機試験については概ね達成できたものと考えている。シミュレーションについては、その構築といくつかの条件における試算結果を求める段階で終了した。種々の条件下における予測および最適化は27年度に実施する予定である。建築設備、建築環境シミュレーションの計算精度をさらに高めた後に、小型試験装置を用いた試験や埋設試験では実施できなかった種々の条件における衝突噴流パイプの熱交換性能やバイパスファクタの予測を行い、衝突噴流を利用した地中熱交換パイプの最適化をはかる予定である。地中熱交換パイプの最適化をはかったうえで、その能力を定量的に明らかにし、特許申請を行う予定である。当初の予定通り、25年度の主目的であった多孔板厚さが熱伝達係数に及ぼす影響を明らかにすることが出来た。最適な孔径と孔ピッチについては、文献値および実機に適用する場合の制約条件から決定し、パラメータから除外することによって、実験時間の短縮を図った。なお、(当初の計画には含まれていないが)多孔板厚さによって吹き出し気流性状が変わらないことを気流可視化装置によって確認することを試みたが、煙の混合が多く、気流性状の違いを確認するには至らなかった。計画書記載の25年度実施内容は概ね達成できたものと考えられる。特許申請を計画したため、学会発表を控えた。そのため、学会発表に伴う旅費を使用しなかったことが主原因である。上述のように、従来の地中熱採熱パイプを用いた場合に比して高い熱伝達係数が得られたものの、ノズルから吹き出した理想的な2次元平板垂直衝突噴流の平均熱伝達係数には及ばなかった。
分散型EXAFS法の高感度化とそれによる錯体,金属酵素の反応の動的解析

金属錯体や金属タンパク質などの反応過程をX線吸収スペクトルの時間変化として捉える方法として、分散型測定法と急速凍結法について、装置の開発とその応用を行った。分散型測定では、試料は液体の溶液状態であり、測定中に機械的な動きがないために、スペクトルの微妙な差を検出できるという特徴がある。これまでに我々は、0.3M程度の鉄イオンの溶液反応を時間分解能5msで測定している。測定対象をさらに広げるための重要な条件は、より希薄な試料で質の良いデ-タを取れるようにすることである。このために測定系の改良に着手した。具体的には、X線検出用のフォトダイオ-ドアレイを低暗電流のMOS型のものに変え、これを低雑音の読み出し回路で駆動するようにした。これらを新しいデ-タ処理システムに接続して、動作テストを行った。実際のX線測定は今後行う予定である。希薄な試料のX線吸収スペクトルを測定するためには、蛍光法を利用することが必要になる。急速凍結法を用いれば、このような測定が反応を停止した試料について可能になる。この方法を用いて、シアンを結合した3価鉄ミオグロビンをジチオナイトで急速に還元したときに現れる中間体のX線吸収スペクトルを測定した。鉄吸収端付近の中間体のスペクトルの形は、初期状態のシアン型ものによく似ていて、最終状態の還元型のものとは異なっていた。吸収端の位置は、反応に伴って約4eV低エネルギ-側に移動するが、中間体ではこの値の約1/3だけしか移動していなかった。EXAFS部分をスペクトルから取り出して比較すると、中間体と初期状態は似ているが、最終状態はこれらと大きく異なっていた。以上のことより、中間体へ移行した段階では、シアンはヘム鉄に結合したままで、大きな構造変化は起こっていないことが結論できる。
原田病眼局所におけるHLA拘束性MART-1特異的キラーT細胞活性

眼内に活動性病変の原田病及び交感性眼炎における眼局所浸出細胞、脳脊髄液内浸出細胞(原田病のみ)及び末梢血単核球(PBMC)を採取して、rIL-2、feeder細胞(X線照射した混合健常人末梢血単核球)存在下にてT細胞クローンを樹立した。樹立したT細胞クローンのphenotype解析をフローサイトメトリーにて行ったところ、原田病由来T細胞クローンの大部分はCD3_+CD4_+CD8_-で、一部はCD3_+CD4_-CD8_+であった。またこれらのクローンは全てTCRα/β_+であった。次に樹立したT細胞クローンのサイトカイン産生能及びサイトカイン産生能に対する各種薬剤の効果をELISA法により検討した。測定したサイトカインはIL-1α,IL-2,IL-3,IL-4,IL-6,IL-8,IL-10,TNF-α,IFN-γ,GM-CSFで各疾患の無刺激下でのサイトカイン産生能は原田病でL-6,IL-8,IFN-γが高値を示し、交感性眼炎ではIL-8,IFN-γが高値を示した。又、このサイトカイン産生能に対する各種薬剤(プレドニン、タクロリムス、ジクロフェナックナトリウム、その他)の抑制効果について検討したところプレドニン投与は多くのサイトカインで有意な抑制があり、他の薬剤に関しては一部のサイトカインで抑制がみられた。次にHLA-A2(+)原田病及び交感性眼炎のT細胞クローン(CD8_+)がメラノーマ抗原MART-1分子を抗原として認識しているか細胞傷害性の検討を行った。原田病眼局所由来T細胞クローン2クローン、PBMC由来2クローン、交感性眼炎眼局所由来5クローンがHLA-A2拘束性MART-1特異的細胞傷害活性を示した。又、この中の原田病眼局所由来TCCの1クローンはメラノサイト細胞株、メラノーマ細胞株に対してもHLA-A2拘束性に細胞傷害性を示した。また同原田病患者のPBMCにMART-1ペプチドを加え培養することでペプチド特異的キラーT細胞(CTL)を誘導した。このCTLを用いて細胞傷害性を検討したところ、末梢血レベルでも同様にこのようなCTLが存在し、MART-1特異的細胞傷害活性を示した。
早期離職後、再就職し職業継続している新人看護師から考えるシームレスな教育支援

本研究は、早期離職をした新人看護師が再就職した医療施設で職業継続できている実態を、職業選択とその後の職場適応およびキャリア支援の点から明らかにするとともに、看護基礎教育から継続教育へのシームレスな教育支援のモデルを作成し、運用に向けた準備をすすめることである。今年度は国内外の文献レビューと病院管理者からの情報収集を行った。文献検討では、新人看護師の離職や離職願望に影響に関する研究として、職場適応やストレスといった観点から研究されているものが多く、職場内の人間関係や看護実践能力、業務への責任感、勤務環境などが離職に影響する要因として挙げられていた。また、早期離職をした新人看護師が再就職する上での体験として、不確かな職業意識が現実的な看護の職業につく自分に変化する過程が示されており、看護基礎教育の時点から継続的な支援が必要であることが示唆されていた。一方、看護学生の職業選択については、進路決定に影響した情報が明らかになっており、その中でも中小規模病院を選択した理由として、職場の魅力と安心感が示されていた。病院の管理者10名に対して情報収集を行った結果、早期離職をした新人看護師を採用したことがあったのは、病床数299床未満の病院がほとんどであり、300床以上399床以下では稀で、病床数が400床以上の病院では採用したケースがなかった。採用する背景には新人看護師の確保の難しさが関係していることが語られた。これらの結果を踏まえて、質問紙調査の枠組みを作成し、質問紙の項目および標本抽出方法の検討を行った。今年度は新人看護師が再就職した医療施設で職業継続している実態について、看護管理者または研修責任者を対象に質問紙調査で明らかにする予定であったが、再就職した新人看護師にも同時に質問紙調査を実施することで、当事者の捉える実態が把握できると考え、計画修正を行った。そのため、質問紙調査の時期が次年度になった。次年度の前半で質問紙調査を行い、後半でインタビュー調査を実施する。インタビューの参加者としては、1早期離職をした新人看護師を受け入れたことがある看護管理者または研修責任者、2早期離職後の再就職先で職業継続している新人看護師とする。看護管理者または研修責任者へのインタビューでは、早期離職をした新人看護師を受け入れた状況とその教育支援について調査する。新人看護師へのインタビューでは、職場選択とその後の職場適応および求めるキャリア支援について調査する。そのため、質問紙調査の時期が次年度になり、質問紙の印刷、郵送、入力等に係る経費を使用しなかった。
末梢血単核球を標的とした生活習慣病リスク診断法の開発

これらの因子の測定は、生活習慣病につながる慢性炎症を評価する新たな指標になることが期待される。本研究は、食事負荷前後の末梢血単核球(PBMC)mRNA解析から、食後に生じる炎症や酸化ストレスを食前の採血で評価できる分子を同定し生活習慣病リスク診断法の開発につなげるものである。昨年度は、書面による同意を得た薬物療法を受けていない成人男性10名、女性30名に、12時間絶食後、テストミール(エネルギー460 kcal、蛋白質18 g、脂質18 g、キューピー社E460F18)を摂取してもらい、負荷前、30分、1、2時間後の各種代謝パラメータを測定した。負荷前、1、2時間後の血液からはPBMCも分離、RNAを抽出し、RT-PCR法を用いて、腫瘍壊死因子(TNF)-α、インターロイキン(IL)-1、IL-6及びsuppressor of cytokine signaling (SOCS) 1-3のmRNAレベルを定量した。炎症性サイトカインTNF-α、IL-1、IL-6 mRNA量は、食事負荷によりPBMCにおいて有意に増加した。食事負荷による血清中性脂肪値の変化はTNF-αの変化と、血糖の変化はIL-1の変化と有意な正相関を示した。食前のSOCS mRNA発現量と負荷による炎症性サイトカイン発現変化の解析では、食前のSOCS1およびSOCS3 mRNA発現量と炎症性サイトカインmRNAの発現変化に有意な負の相関を認めた。以上より、食事負荷によってPBMCに誘導される炎症反応の強度は、食前のSOCS1およびSOCS 3 mRNAレベルに影響を受けることが明らかとなった。従って、食前のPBMC中のSOCS1と3のmRNAを測定することは、生活習慣病リスクの評価につながることが推察される。食前採血で食後の炎症反応を評価する分子の同定を目的とし、食事負荷によって末梢血単核球に誘導される炎症反応の強度が、食前のSOCS1およびSOCS 3 mRNAレベルに影響を受けることを明らかにし、さらに新たな分子の同定に向けた解析を行っている。薬物療法を受けていない健常成人男性10名、女性30名に、12時間絶食後、テストミール(エネルギー460 kcal、蛋白質18 g、脂質18 g、キューピー社E460F18)を摂取してもらい、負荷前、30分、1、2時間後の、血糖や中性脂肪、リポポリサッカライド(LPS)を含む代謝パラメータを測定し、末梢血単核球(PBMC)も負荷前、1、2時間後に分離しRNAを抽出した。対象者全員の空腹時の血糖と中性脂肪は正常範囲であり、食後のLPS上昇と中性脂肪上昇の間には正相関が認められた。食後の血糖と中性脂肪の上昇が共に20mg/dL未満の低リスク群、上昇が共に60mg/dL以上の高リスク群、および中間群に分け、低リスク群と高リスク群のRNAを用いてマイクロアレイ解析を行った。平成27年度の成果として、食前のSOCS1およびSOCS3 mRNA発現量が、炎症性サイトカインmRNAの発現変化に有意な負の相関を認め、食前採血で食後の酸化ストレスが評価できると考えられた。そして、低リスク群と高リスク群のマイクロアレイ解析から、SOCS1やSOCS3と同様の変動パターンを示し、低リスク群の食前のPBMCにおいて高リスク群と比してSOCSより大きな変化を示す因子Aを同定した(未発表データ)。因子Aは炎症性サイトカインと拮抗するなど、炎症を制御する作用を持つ分泌蛋白であり、食事負荷によって生じる炎症反応の強度は、食前の因子A mRNAレベルによって評価できることが示唆された。以上より、食前のPBMC中因子A発現レベルを測定することは、生活習慣病リスクの評価につながることが期待される。今年度は、食事負荷により中性脂肪の上昇が認められ、IL-1とIL-6のmRNAが共に上昇した2名と、IL-1とIL-6のmRNAが共に変化しなかった2名のマイクロアレイ解析を行う。そして、食前後で2倍以上の変動があったmRNAについて、分子の機能や遺伝子間のつながりの解析、さらにクラスター解析を行い、SOCS1や3とも比較し、食後に生じる炎症や酸化ストレスを食前の採血で評価できる分子の候補を選定する。候補分子を、対象40名のPBMCにおいてRT-PCR法で定量し、PBMCにおけるIL-1とIL-6 mRNAの上昇や、食後血糖、脂質、の上昇との相関を検討する。また、候補分子のsiRNAを用いて培養細胞で発現を抑制し、炎症シグナル伝達経路への影響を検討する。この様にして、SOCS1やSOCS 3以外の、食前採血で生活習慣病リスクを評価できる可能性のある分子を同定し、その意義を解析する。臨床検査医学
早期分光測光観測で探る特異超新星

この研究では、超新星等の突発天体の発見報の収集とそれに即応した分光観測等により、その天体のタイプを判別し、IAUサーキュラーなどによる速報を迅速に行う。特異超新星などの重要な天体であった場合には、分光観測と赤外まで含めた測光観測を継続的に行い、その特徴を明らかにし、超新星の多様性やその爆発メカニズムを探ることを目的とした研究を行うものである。1.再帰新星さそり座U星のアウトバースト時の分光観測2010年1月に11年ぶりにアウトバーストを起こした再帰新星であるさそり座U星について、継続的な分光観測を行った。この観測データの解析を行い、これらの観測結果を天文学会(衣笠ら、2010年秋季天文学会)や国際会議「Physics in Accreting Compact Binaries」などで、アウトバースト早期でのスペクトル変化について発表した。2.超新星等の早期観測天候にあまり恵まれず観測できない日が多くあったが、以下の2例について早期分光観測を行い、報告を行った。SN2010dqの観測結果からは、その超新星が極大を過ぎたIa型であることがわかった(Central Bureau Electronic Telegrams,2328)。また、さそり座V1311の観測結果から、そのスペクトルの特徴からは、He/N型の新星であることがわかった(IAU Circ.9142)。年度後半(10月6日3月31日)については育児休暇を取得した。そのため、今年度の観測機器の整備などは見送り、来年度以降に行うものとした。
不動点定理の理論と応用

1.解析学方面.吉沢教授は浜谷助手と共同して,積分微分方程式(ここに,t,Fはtに関して概周期的)における概周期解の存在条件を,安定性との関係において考察し、それを応用して,n種の生物個体群の微分方程式に対し正の概周期解が存在することを示した。村上助教授は日野氏(千葉大)と共同して,線型ボルテラ系について,零解の一様漸近安定性とレゾルベントの漸近評價との関係を調べ,たたみ込型の場合についての既知の結果を非たたみ型の場合へ拡張し,さらに,周期解や概周解の存在について論じた。2.幾何学方面。3次元ユ-クリッド空間内の曲面が到る所一定な平均曲率をもつための条件については,閉曲面の場合についてはよく研究されているが,境界をもつ曲面については未開拓である.柴田はこれについて,体積および面積汎関数の第一変分を開いて研究し,とくに,そのような曲面は凸であることを示した.島田はLand weberーNoviKov代数Sの局所化S(p)を考察し,自明なS(p)加群Z(p)ー自由かつ非輪体なresolutionで,既知のバ-構成に比べて極めて小さいものを構成し,複素同境理論の応用面に貢献した.3.代数学方面.吉田と佐藤(院生)と共同して,可換環の拡大が平担であるための条件について研究し,最小公倍数の保存という性質を用いて,既知のものより良い判定法を得た.船倉は,周期係数をもつ数論的関数の同判Dirichlet級数を研究して,極限公式とその応用を与えた.橋爪は多面体の骨格グラフがassociate schemeになる場合を調べ,その球関数を決定した.1.解析学方面.吉沢教授は浜谷助手と共同して,積分微分方程式(ここに,t,Fはtに関して概周期的)における概周期解の存在条件を,安定性との関係において考察し、それを応用して,n種の生物個体群の微分方程式に対し正の概周期解が存在することを示した。2.幾何学方面。3次元ユ-クリッド空間内の曲面が到る所一定な平均曲率をもつための条件については,閉曲面の場合についてはよく研究されているが,境界をもつ曲面については未開拓である.柴田はこれについて,体積および面積汎関数の第一変分を開いて研究し,とくに,そのような曲面は凸であることを示した.島田はLand weberーNoviKov代数Sの局所化S(p)を考察し,自明なS(p)加群Z(p)ー自由かつ非輪体なresolutionで,既知のバ-構成に比べて極めて小さいものを構成し,複素同境理論の応用面に貢献した.3.代数学方面.吉田と佐藤(院生)と共同して,可換環の拡大が平担であるための条件について研究し,最小公倍数の保存という性質を用いて,既知のものより良い判定法を得た.船倉は,周期係数をもつ数論的関数の同判Dirichlet級数を研究して,極限公式とその応用を与えた.橋爪は多面体の骨格グラフがassociate schemeになる場合を調べ,その球関数を決定した.
インパルス電圧による健康及び魚病関連微生物の滅菌処理法の開発

ヒト腸管内の常在菌の1種である腸球菌は通常,健常者の場合は保菌していても無害である.しかし,免疫機能が低下した場合,心内膜炎や敗血症等の重篤な感染症を引き起こす恐れがあり,抗生物質による治療が行われてきた.しかし,その利用の拡大に伴い,抗生物質に耐性を持つ薬剤耐性菌Antibiotic Resistant Bacteria:ARB)が発現した.1980年代前半の欧州ではじめて発現が確認され,1990年代に入り米国などで急速に拡大した.我が国でも発生が報告されており,院内感染の原因菌として大きな問題となっている.現在の我が国の下水処理場の殺菌方法は,次亜塩素酸を用いた薬剤殺菌が主流となっているが,近年のARBの発現により薬剤殺菌では完全に処理できておらず,今日までに河川等の水環境における検出が報告されおり,水環境中でのARBによる汚染が深刻となっている.これまで塩素以外の手法として,オゾンや紫外線照射による殺菌方法が提案されてきたが,設備コストが高価であること,対象物の濁度によって殺菌効果が減衰するため十分な殺菌効果が得られない場合があるといった問題が生じており,大規模な普及には至っていない.本研究では,代替手法としてインパルス電圧による滅菌法を提案した.これは,電界により菌の細胞壁を物理的に破壊し,菌を滅菌するものであり,大腸菌や糸状菌に対して有効とされる.これまで,薬剤耐性菌であるバンコマイシン耐性腸球菌へインパルス電圧を印加し,印加電圧および印加時間の増加に従って生菌数が減少することが確認された.また印加電圧が高いほど印加後の菌液温度が高くなることが確認された.また,対象が海水等の低インピーダンスとなる場合でも電界が印加できれば不活化できることが示唆された.我が国において,下水道や浄化槽の整備,あるいは畜産等の産業排水の規制によって,水環境へ及ぼす健康関連微生物による汚染は劇的に低減・改善されたといってよい.しかしながら,各処理施設において健康関連微生物を完全に除去・不活性化することは困難とされており,塩素滅菌によって細菌自体は不活性化するが,耐性遺伝子は処理水中に残存したまま水環境へ放流されている可能性が示唆されている.そこで,耐性遺伝子の伝播による新たな多剤耐性菌の発現が危惧されるVREに対してインパルス電圧を用いた滅菌法を提案した.滅菌及び耐性遺伝子の不活化を目的として,薬剤耐性菌にインパルス電圧の印加を行った.その結果,一定値以上の印加電圧で印加時間を増加させれば,滅菌が可能であることを示した.(1) VREへのインパルス電圧印加を目的として,負荷の電圧を監視し出力電圧を変化させることができる電源を開発した.最大電圧30kVまで出力可能なフィードバック制御を行うインパルス電源を汎用性が高く入手が容易なPIC(ペリフェラルインターフェイスコントローラ)を用いた電源を開発した.(2)開発した電源を用いて立ち上がり時間が異なる2種類のインパルス電圧をVREに印加した.電流波形は,電圧波形とほぼ一致していることから,菌液は抵抗負荷であることが示された.(3)印加したインパルス電圧の値によってVREの不活化率に差が生じた.印加電圧及び印加時間を増加させれば完全に滅菌させられることが示された.(4)インパルス電圧印加時の菌液の温度を測定した所,菌の維持が可能な温度を超える場合もあったものの,電圧の印加開始時と比べて変わらない温度においてもVREを不活化できている結果を得ており,VREの不活化が温度だけでなく電界の影響であることが示唆された.滅菌及び耐性遺伝子の不活化を目的として,インパルス電源装置を開発し,薬剤耐性菌にインパルス電圧の印加を行った.その結果,一定値以上の印加電圧で印加時間を増加させれば,滅菌が可能であることを示した.また,VREの不活化と同様に,遺伝子も不活化できる結果を得ており,概ね計画通りである.抗生物質の利用の拡大に伴い,抗生物質の1つであるバンコマイシンに耐性を持つ薬剤耐性菌が発現し,大きな問題となっている.本申請では,電界により菌の細胞壁を物理的に破壊し,菌を不活化するものであるインパルス電圧による不活化を目的としている.対象はバンコマイシン耐性腸球菌(Vancomycin-Resistant E.faecium : VRE),印加装置として磁気パルス圧縮(Magnetic Pulse Compression: MPC)電源を用いた.本電源では回路中の一次側回路の線路長を変化させ,立ち上がり時間及び電圧パルス幅を可変することができる.菌液のインピーダンスを測定し,動作周波数は100 Hzとして,パルス幅を6.9 μs及び1.7 μsとして印加を行った.結果をまとめると以下の通りである.(1)立ち上がり時間が異なる2種類のインパルス電圧をVREに印加した.電流波形は電圧波形とほぼ一致していることから,本インパルス電圧を印加した場合,菌液は抵抗負荷であることが示された.(2)印加したインパルス電圧の値によってVREの不活化率に差が生じた.印加時間を増加させれば完全に滅菌させられることが示された.(3)各種菌液量におけるインピーダンス測定を測定周波数5 MHzまでの範囲で行った.菌液量が少ないほど高いインピーダンスを示し,いずれの菌液量においても測定周波数が高くなるにつれインピーダンスが低下したことより,印加したインパルス電圧に含まれる低周波数成分が大きく影響をあたえると考えられる.