hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
MEMS構造体と磁性薄膜の融合による高効率電磁型環境発電デバイス

MEMS技術で作製した微小なシリコン構造体上に,スパッタ成膜したNdFeB磁性薄膜を用いた電磁型エナジーハーベスタの研究を推進してきた.6両面対称構造による平坦化と高効率化について,シリコンの両面にコルゲート構造(凹凸形状)を形成し,その表面にNdFeB磁性膜を両面対称に成膜することでシリコン構造体の反りを低減するため,試験サンプルに磁性体を成膜し白色表面形状計で評価した結果,曲率半径が5 mから40 mに向上した.この結果よりエアギャプを30μmから2μmまで低減できると仮定し,シミュレーションにより発電電力を190倍の48μWにできることを確認できた.シミュレーション結果を実験的に確認するため,考案した両面プロセスを用いて最終的な発電デバイスの作製に取りくんだ.エアギャップ規定に使用していたポジ型厚膜レジスト材料が廃番となったため,新規材料での最適化条件の導出に時間を費やしてしまった.また,使用しているMEMS用クリーンルーム施設の建屋引っ越し時期と重なったため,必要な実験装置が使用できなかったこともあり完成には至らなかった.派生研究として取り組んだ,コルゲート構造によって反磁界を低減した磁気反発構造と,静電エレクトレット型エナジーハーベスタを組み合わせ構造では,スリット形状のシリコンMEMS構造体を提案,試作し,磁気反発力の初期評価を行った.重力方向に磁気反発力が発生するジグと,精密電子秤の組み合わせで,定量的な磁気反発力計測が行えた.以上の結果を国内シンポジウムで報告している.H28年度の研究計画であった,1電磁界シミュレーションによるVDRGモデルから検証した電磁型エナジーハーベスタの設計手法の確立,2極狭ギャップを有する高効率エナジーハーベスタを実現のための高性能ホール素子,表面磁束分布計測の確立,3挟ギャップ化の妨げとなる磁性膜付シリコンウエハの残留応力による反りを極小化するための応力補正膜成膜プロセス最適化,についての研究を行った.課題1については,電磁界シミュレーションで,先行研究を模したシリコン凹凸とスパッタNdFeB膜厚を入力し,蛇行コイル位置での磁束分布を算出することで理論的な発電電力を求める手法を確立した.同時にVDRGモデルから最適な磁石ピッチと,発電時に発生するローレンツ力を有限要素解析ソフト(ANSYS)で計算し,100 Hz,3 &#181;mp-pの正弦振動を与えれば,従来の43倍の0.42 &#181;Wの電力が得られることを解析的に確認した.実測との比較によって提案解析モデルの実効性を検証する予定であったが,装置トラブルのため確認には至らなかった.派生テーマとして,磁性薄膜の磁気反発力を用いた接触防止機構についての解析を行い,国内外の学会で発表した.課題2については,課題3の遅れもあり,ホール素子に関する研究を進めることが困難であった.課題3については,NdFeB磁性薄膜の製造装置であるRFマグネトロンスパッタ装置にトラブルが発生したためほぼ進展がなかった.装置の復旧後,先行研究と同程度の磁気特性が維持できているか確認中である.解析,検証については計画通り,派生テーマを含めると計画以上に進んでいる.実デバイスの作製において重要な装置である4インチRFマグネトロンスパッタ装置のトラブルのため進捗が遅れている.同装置は4インチのTaターゲットと,NdFeBターゲットを交互にスパッタできるが,ターゲット切替時のマッチング不良,冷却機構の不具合など,先行研究で実現出来ていた高性能磁性薄膜が安定に製造出来ない状況に陥っていた.復旧後,成膜されたNdFeBの磁気特性を評価するため,外部の試験期間に依頼して,VSM計測を実施中である.市販のホール素子については,十分成熟した技術であり容易に入手できるが,高分解能で磁束分布計測を行うことが考えられてる構造ではないため,パッケージの切削など試行錯誤的な要素を多く含むため,研究が大きくは進まなかった.以上,総合的にみて(3)やや遅れていると評価した.まず前年度に発生したNdFeB磁性薄膜RFマグネトロンスパッタ装置のトラブルを解決した.成膜,着磁の試験の結果,規定通りの性能が得られていることを確認した.計画に遅れが生じていたため,H29年度以降の研究計画のなかで,6両面対称構造による平坦化と高効率化に取り組んだ.シリコンの両面にコルゲート構造(凹凸形状)を形成し,その表面にNdFeB磁性膜を両面対称に成膜することでシリコン構造体の反りを低減する.従来構造と異なり固定可動マス上にコルゲート磁性膜を作製し,両面に蛇行コイル付きウエハを貼り合わせた.最終工程であるチップへの切り分けにおいて,ダイサー装置にトラブルが発生したため,他機関の装置を用いた結果,大幅な歩留まり低下をまねき発電実験には至らなかった.しかしながら,磁性体を製膜したサンプルを白色表面形状計で評価した結果,曲率半径が5mから40mに向上した.この結果よりエアギャプを30μmから2μmまで低減できると仮定し,シミュレーションにより発電電力を190倍の48μWにできることを確認した.派生研究として,コルゲート構造によって反磁界を低減した磁気反発構造と静電エレクトレット型エナジーハーベスタを組み合わせ,静電型で問題となるプルイン現象を回避する構造を提案,試作した.

また磁性薄膜を振動型ハーベスタのバネ上に形成し,構造体衝突による破損を防止する機構も考案,試作している.以上の途中結果を研究会,学会で報告している.装置トラブルにより一部計画に遅れが生じたが,先行して両面対称構造に取り組み,初期実験結果より大幅な反りの低減すなわち狭エアギャップ化の可能性が実験により検証され,さらにシミュレーションによって発電量の向上が確認できた.引き続きプロセスの歩留まりを向上させ,発電実験に取り組む.以上を総合的に判断し(2)のおおむね順調に進展していると判断した.MEMS技術で作製した微小なシリコン構造体上に,スパッタ成膜したNdFeB磁性薄膜を用いた電磁型エナジーハーベスタの研究を推進してきた.6両面対称構造による平坦化と高効率化について,シリコンの両面にコルゲート構造(凹凸形状)を形成し,その表面にNdFeB磁性膜を両面対称に成膜することでシリコン構造体の反りを低減するため,試験サンプルに磁性体を成膜し白色表面形状計で評価した結果,曲率半径が5 mから40 mに向上した.この結果よりエアギャプを30μmから2μmまで低減できると仮定し,シミュレーションにより発電電力を190倍の48μWにできることを確認できた.シミュレーション結果を実験的に確認するため,考案した両面プロセスを用いて最終的な発電デバイスの作製に取りくんだ.エアギャップ規定に使用していたポジ型厚膜レジスト材料が廃番となったため,新規材料での最適化条件の導出に時間を費やしてしまった.また,使用しているMEMS用クリーンルーム施設の建屋引っ越し時期と重なったため,必要な実験装置が使用できなかったこともあり完成には至らなかった.派生研究として取り組んだ,コルゲート構造によって反磁界を低減した磁気反発構造と,静電エレクトレット型エナジーハーベスタを組み合わせ構造では,スリット形状のシリコンMEMS構造体を提案,試作し,磁気反発力の初期評価を行った.重力方向に磁気反発力が発生するジグと,精密電子秤の組み合わせで,定量的な磁気反発力計測が行えた.以上の結果を国内シンポジウムで報告している.復旧したスパッタリング装置の成膜性能を確認後,応力緩和による平坦化で狭ギャップ化を実現していく.これまでの成果として,ウエハ裏面より応力補正用NdFe膜を成膜することで比較的平坦な膜を得ているが,応力緩和であれば他の薄膜材料でも可能と考えられるので,例えばCrなどで実験的に検証していく.ピッチ短縮にともない溝構造が埋まることで,磁気ストライプパターンが十分得られない恐れがある.このため,スパッタ圧力,DCバイアスの条件変更により直進性が高く壁面に堆積しないスパッタ条件を確立していく.ローレンツ力を考慮した電気的および機械的減衰定数マッチングでは,VDRGモデル通りにギャップが縮まるとローレンツ力が上昇し,合成Q値が低下していくを確認している.同解析の有用性を試作デバイスとの比較を繰り返すことで実験的に確認する.解析にはFEMだけでなく,あらたに磁気モーメント法ソフトQmを導入し,動解析にも取り組んでいく.作製プロセスにおいて実績のある30μmエアギャップでの試作を完了させて発電実験を行う.同ギャップでの解析結果の比較検証から,低反り形状での狭ギャップの試作を続ける.またコルゲート形状の微細化によって反磁界の低減に取り組み,より高い表面磁束密度による発電量の向上にも取り組む.磁性薄膜製造スパッタリング装置の不具合で,実験に必要な消耗品等の消費が少なかった.装置復旧後は,計画通り進めていく.
ピラゾラト配位子による新規化合物群の構築

ピラゾラト配位子は市販のピラゾール(pzH)からプロトンが解離して生ずる陰イオン性配位子である.ありふれた配位子であるが,この配位子を用いて過去に合成された環状金属錯体は,Cu^I, Ag^I, Au^Iといった2配位構造を好む金属イオンが作る[M_3(μ-pz)_3](M=Cu, Ag, Au)と幾つかの四核,六核,および八核錯体のみである.我々は,ピラゾラト配位子が様々な重遷移金属イオンと環状三核錯体を形成し,カルボン酸イオンに匹敵するような化合物群を形成する可能性を秘めた配位子であることをいち早く見抜き,様々な金属イオンを用いて三核錯体の合成を試みて来た.本研究では,酢酸パラジウムの構造に類似した環状三核錯体[Pd_3(μ-pz)_6]を合成し,その構造を明らかにした.[Pd_3(μ-pz)_6]では,各々のPdイオンのd_z2軌道が錯体の中心方向に配向しており,これらの軌道間で結合性の相互作用が存在することが期待された.しかし,4d軌道の広がりがあまり大きくないために[Pd_3(μ-pz)_6]を酸化して金属間結合を形成することは困難である.そこで我々は,この化合物の白金類似体である[Pt_3(μ-pz)_6]の酸化を試み,2電子酸化体[Pt_3Br_2(μ-pz)_6]の単離と構造解析に成功した.構造解析の結果,2つのPt原子はBrイオンが配位し,金属間結合に関与しているPt原子も含めて歪んだ八面体構造を有するPt^<III>イオンであるが,残りの1つのPt原子は平面構造を有するPt^<II>イオンであり,[Pt_3Br_2(μ-pz)_6]はPt^<II>,^<III>,^<III>_3混合原子価錯体であることが分かった.この錯体は珍しい濃青色を呈している.分子軌道計算の結果,錯体の色はdσ→dσ^★遷移(HOMO-LUMO遷移)に起因していることも明らかになった.さらに我々は,3位にt-ブチル基を有するピラゾラト配位子(3-t-Bupz)を用いて混合金属錯体[Pd_2M_2(μ-3-t-Bupz)_6](M=Ag, Au)を合成し,Pd...Pd間を架橋した2つの配位子の置換基の方向により2種類の異性体が存在することを見い出した.二種類の異性体間には平衡が存在し,異性化反応の速度論の研究も行った.ピラゾラト配位子は市販のピラゾール(pzH)からプロトンが解離して生ずる陰イオン性配位子である.ありふれた配位子であるが,この配位子を用いて過去に合成された環状金属錯体は,Cu^I, Ag^I, Au^Iといった2配位構造を好む金属イオンが作る[M_3(μ-pz)_3](M=Cu, Ag, Au)と幾つかの四核,六核,および八核錯体のみである.我々は,ピラゾラト配位子が様々な重遷移金属イオンと環状三核錯体を形成し,カルボン酸イオンに匹敵するような化合物群を形成する可能性を秘めた配位子であることをいち早く見抜き,様々な金属イオンを用いて三核錯体の合成を試みて来た.本研究では,酢酸パラジウムの構造に類似した環状三核錯体[Pd_3(μ-pz)_6]を合成し,その構造を明らかにした.[Pd_3(μ-pz)_6]では,各々のPdイオンのd_z2軌道が錯体の中心方向に配向しており,これらの軌道間で結合性の相互作用が存在することが期待された.しかし,4d軌道の広がりがあまり大きくないために[Pd_3(μ-pz)_6]を酸化して金属間結合を形成することは困難である.そこで我々は,この化合物の白金類似体である[Pt_3(μ-pz)_6]の酸化を試み,2電子酸化体[Pt_3Br_2(μ-pz)_6]の単離と構造解析に成功した.構造解析の結果,2つのPt原子はBrイオンが配位し,金属間結合に関与しているPt原子も含めて歪んだ八面体構造を有するPt^<III>イオンであるが,残りの1つのPt原子は平面構造を有するPt^<II>イオンであり,[Pt_3Br_2(μ-pz)_6]はPt^<II>,^<III>,^<III>_3混合原子価錯体であることが分かった.この錯体は珍しい濃青色を呈している.分子軌道計算の結果,錯体の色はdσ→dσ^★遷移(HOMO-LUMO遷移)に起因していることも明らかになった.さらに我々は,3位にt-ブチル基を有するピラゾラト配位子(3-t-Bupz)を用いて混合金属錯体[Pd_2M_2(μ-3-t-Bupz)_6](M=Ag, Au)を合成し,Pd...Pd間を架橋した2つの配位子の置換基の方向により2種類の異性体が存在することを見い出した.二種類の異性体間には平衡が存在し,異性化反応の速度論の研究も行った.

将来,周辺領域の各分野で利用され,化学の進展に大いに貢献するような新しい物質群の開発が真に必要である.このようなポテンシャルのある化合物群を開発する上で重要となるのが錯体の基本骨格ユニットの設計であり,配位子の選択である.例えば10族元素はカルボン酸イオンと様々な構造の錯体を形成する(Ni(II):ランタン型二核錯体;Pd(II):三核錯体;Pt(II):ランタン型二核錯体および四核錯体).これは,カルボン酸イオンの配位結合のフレキシビリティーによるものである.ところが,ピラゾラト配位子の配位結合にはさほどフレキシビリティーが存在しないため,中心金属イオンが異なっても類似した構造の化合物を形成する傾向にある.本研究では,ピラゾラトおよびその誘導体を配位子として「歪みを有する」遷移金属錯体を合成し,これまでに様々な骨格構造と性質,機能の相関が詳しく調べられているカルボキシラト架橋錯体との比較を目的として研究を行なった.トリエチルアミンの存在下,アセトニトリル中で[PdCl_2(CH_3CN)_2]にピラゾール(Hpz)および4-メチルピラゾールを反応させることにより,Pdとピラゾラトの比が1:2でほとんどの有機溶媒に難溶な白色沈澱と,クロロホルムやジクロロメタンに可溶な淡黄色結晶を得た.前者はポリマー[Pd(R-pz)_2]_n (R=H,4-Me),後者は三核錯体[Pd_3(R-pz)_6]であり,後者についてそれぞれX線構造解析を行ない構造を明らかにした.また,銀イオンの存在下で反応を行なうと,パラジウムイオンと銀イオンを2つずつ含む混合金属多核錯体が生成することも明らかにした.ピラゾラト配位子は市販のピラゾール(pzH)からプロトンが解離して生ずる陰イオン性配位子である.ありふれた配位子であるが,この配位子を用いて過去に合成された環状金属錯体は,Cu^I,Ag^I,Au^Iといった2配位構造を好む金属イオンが作る[M_3(μ-pz)_3](M=Cu, Ag, Au)と幾つかの四核,六核,および八核錯体のみである.我々は,ピラゾラト配位子が様々な重遷移金属イオンと環状三核錯体を形成し,カルボン酸イオンに匹敵するような化合物群を形成する可能性を秘めた配位子であることをいち早く見抜き,様々な金属イオンを用いて三核錯体の合成を試みて来た.昨年度の研究では,酢酸パラジウムの構造に類似した環状三核錯体[Pd_3(μ-pz)_6]を合成し,その構造を明らかにした.[Pd_3(μ-pz)_6]では,各々のPdイオンのd_Z2軌道が錯体の中心方向に配向しており,これらの軌道間で結合性の相互作用が存在することが期待された.しかし,4d軌道の広がりがあまり大きくないために[Pd_3(μ-pz)_6]を酸化して金属間結合を形成することは困難である.そこで本年度我々は,この化合物の白金類似体である[Pt_3(μ-pz)_6]の酸化を試み,2電子酸化体[Pt_3Br_2(μ-pz)_6]の単離と構造解析に成功した.構造解析の結果,2つのPt原子はBrイオンが配位し,金属間結合に関与しているPt原子も含めて歪んだ八面体構造を有するPt^<III>イオンであるが,残りの1つのPt原子は平面構造を有するPt^<II>イオンであり,[Pt_3Br_2(μ-pz)_6]はPt^<II,III,III>_3混合原子価錯体であることが分かった.この錯体は珍しい濃青色を呈している.分子軌道計算の結果,錯体の色はdσ→dσ^*遷移(HOMO-LUMO遷移)に起因していることも明らかになった.さらに我々は,3位にt-ブチル基を有するピラゾラト配位子(3-t-Bupz)を用いて混合金属錯体[Pd_2M_2(μ-3-t-Bupz)_6](M=Ag,Au)を合成し,Pd・・・Pd間を架橋した2つの配位子の置換基の方向により2種類の異性体が存在することを見い出した.二種類の異性体間には平衡が存在し,異性化反応の速度論の研究も行った.
生体特異的界面応答機能を有する材料の合成と機能制御

長さ5cmのポリウレタン管の内壁に細胞増殖因子と接着因子を共固定化し,管の一端にシードした内皮細胞が培養によって成長し,他端まで管壁を一様に覆うのに要する時間が約1/2に短縮された。また,90日以上培養を続け,管壁が完全に内皮細胞層で覆れたあとも,細胞層ははく離しなかった。さらに,共固定化PMMA膜を用いて培養した内皮細胞のプロスタサイクリン分泌量は,流殖因子だけを固定化した場合の約1,7倍であった(今西)。ボロン酸素含有率を高めた水溶性ポリマーは,リンパ球の増殖能を有し,リンパ球増殖促進剤としてレクチン様の機能を有することが明らかとなった。このような合成ポリマーによるリンパ球活性化は,非抗原性,安定性など,天然レクチンに比して優れた特徴が期待され,新しい生物応答調節剤としての展開が考えられた(片岡)。表面構造をさまざまな制御した高分子ミクロスフェアを用いて,表面構造との生体成分との相互作用性の関係を解析した。また,DNA固定化ミクロスフェアを用いてDNA結合性転写活性因子の精製効率を上げるためDNAの固定化量を高めることを試み,成功した。さらに,細胞接着因子の活性部位テトラペプチド(RGDS)を固定化したミクロスフェアに対する顆粒球の認識応答として,特異的な活性酸素に基づく酸素消費を観察した(川口)。人工基底膜や平滑筋細胞を組め込むことにより安定性を高めた内皮細胞層は,非凝血性を著明に促進し,また,階層性構造をとることにより,高次の配向組織化をもたらした。平滑筋細胞の形質転換は,(1)生体中の環境因子(体液性因子および内皮細胞との細胞間相互作用),(2)拍動,および(3)三次元環境による細胞の形態,などの諸因子によって起こると考えられた(松田)。
内部被曝検査通知における医療従事者と来院者の相互行為分析

本研究は,福島第一原発事故の影響下で暮らす住民と医療従事者らとの医療面談場面の会話分析研究である.具体的に,内部被ばくの検査結果を伝える面談場面において,来院者が抱える内部被ばくの可能性という恒常的な不安・心配,避難生活や生活条件の変化によるストレス,それに起因する慢性疾患等の健康問題がどのように語られるのかに着目し,原発事故後7年が経過した今観察される人びとの認識を相互行為から読み取る.即ち,実際の健康をめぐる相互行為における発話,身体,物理的環境,道具の使用などを詳細に分析し,原発事故による人びとの日常的営みや健康への影響が,災害復興期の現在どういう経験として知覚されているのかを解明する.本研究は,福島第一原発事故の影響下で暮らす住民と医療従事者らとの医療面談場面の会話分析研究である.具体的に,内部被ばくの検査結果を伝える面談場面において,来院者が抱える内部被ばくの可能性という恒常的な不安・心配,避難生活や生活条件の変化によるストレス,それに起因する慢性疾患等の健康問題がどのように語られるのかに着目し,原発事故後7年が経過した今観察される人びとの認識を相互行為から読み取る.即ち,実際の健康をめぐる相互行為における発話,身体,物理的環境,道具の使用などを詳細に分析し,原発事故による人びとの日常的営みや健康への影響が,災害復興期の現在どういう経験として知覚されているのかを解明する.
拡大気管支鏡による異型扁平上皮化生の診断と多段階発癌過程における血管新生の解析

重喫煙者の肺癌検診の喀疾細胞診要精査(D/E判定)の症例を対象として、蛍光気管支内視鏡LIFE lung-systemで確認された異常蛍光部位を中心に、また正常蛍光部位も含めた拡大気管支ビデオスコープを用いた気管支粘膜の微細観察を行った。拡大気管支ビデオスコープ(XBF+200HM2)は、気管支鏡として許容できる6mmの外径で、観察深度は13mm、倍率は最近点で110倍観察となり、TVモニターを通して気管支粘膜の詳細な観察が可能である。白色光気管支ビデオスコープの観察の後、蛍光気管支鏡による観察を施行、更に拡大気管支ビデオスコープを用いた気管支粘膜の詳細な観察を行った後生検を施行した。生検組織の病理組織学的所見と画像解析装置を用いた生検部位の血管パターンの血管面積比を算出し比較検討した。これら31例から21部位立のsquamous dysplasiaの局在診断がなされたが、全例拡大気管支ビデオスコープの観察では、気管支粘膜の微細血管網が増生しており、特に15例(71.4%)では血管網の増生、蛇行、錯綜が顕著であった。また21部位中17部位では、病理組織学的にangiogenic squamous dysplasiaの所見が確認された拡大気管支ビデオスコープにて観察される血管パターンの血管面積比は、病理組織学的に、正常気管支上皮(N=16)、気管支炎(N=22)、異型扁平上皮化生(N=21)と診断された部位では、それぞれの平均値(95%CI)をみると、正常気管支上皮では、0.054(95%CI=0.0390.07)、気管支炎では、0.104(95%CI=0.0720.118)、異型扁平上皮化生では、0.205(95%CI=0.1430.203)であり、各グループ毎に推計学的有意差を認めた。以上から肺扁平上皮癌の多段階発癌における異型扁平上皮化生における血管増生の発現が明らかになった。拡大気管支ビデオスコープ(XBF-200HM2)は、気管支鏡として許容できる6mmの外径で、観察深度は13mm、倍率は最近点で110倍観察となり、TVモニターを通して気管支粘膜の詳細な観察が可能である。重喫煙者(平均喫煙指数は1240±660)の肺癌検診の喀痰細胞診要精査(D/E判定)の症例31例を対象として、蛍光気管支内視鏡LIFE lung-systemで確認された異常蛍光部位を中心に、拡大気管支ビデオスコープを用いた気管支粘膜の微細観察を行った後、生検を施行し病理組織学的所見と拡大気管支ビデオスコープ画像所見とを比較検討した。31例の肺癌検診喀痰細胞診要精査(D/E判定)症例から21部位の異型扁平上皮化生の局在診断がなされたが、全例拡大気管支ビデオスコープの観察では、気管支粘膜の微細血管網が増生しており、特に15例(71.4%)では血管網の増生、蛇行、錯綜が顕著であった。以上から肺扁平上皮癌の多段階発癌における異型扁平上皮化生においては、血管増生の発現が明らかになった。重喫煙者の肺癌検診の喀疾細胞診要精査(D/E判定)の症例を対象として、蛍光気管支内視鏡LIFE lung-

systemで確認された異常蛍光部位を中心に、また正常蛍光部位も含めた拡大気管支ビデオスコープを用いた気管支粘膜の微細観察を行った。拡大気管支ビデオスコープ(XBF-200HM2)は、気管支鏡として許容できる6mmの外径で、観察深度は13mm、倍率は最近点で110倍観察となり、TVモニターを通して気管支粘膜の詳細な観察が可能である。白色光気管支ビデオスコープの観察の後、蛍光気管支鏡による観察を施行、更に拡大気管支ビデオスコープを用いた気管支粘膜の詳細な観察を行った後生検を施行した。生検組織の病理組織学的所見と画像解析装置を用いた生検部位の血管パターンの血管面積比を算出し比較検討した。拡大気管支ビデオスコープにて観察される血管パターンの血管面積比は、病理組織学的に、正常気管支上皮(N=16)、気管支炎(N=22)、異型扁平上皮化生(N=21)と診断された部位では、それぞれの平均値(95%CI)をみると、正常気管支上皮では、0.054(95%CI=0.0390.07)、気管支炎では、0.104(95%CI=0.0720.118)、異型扁平上皮化生では、0.205(95%CI=0.1430.203)であり、各グループ毎に推計学的有意差を認めた。以上から肺扁平上皮癌の多段階発癌における異型扁平上皮化生における血管増生の発現が明らかになった。Angiogenic squamous dysplasia(ASD)は、最近提唱された概念でありsquamous dysplasiaの上皮組織内に毛細血管のloopが突出する像が観察される病態で、癌化との関連が検討されている。詳細な検索の結果squamous dysplasiaの約40%にASDが認められるとの報告もある。重喫煙者(平均喫煙指数は1240±660)の喀痰細胞診要精査(D/E判定)の症例31例を対象として、蛍光気管支内視鏡で確認された異常蛍光部位を中心に、拡大気管支ビデオスコープを用いた気管支粘膜の微細観察を行った後、生検を施行し病理組織学的所見と拡大気管支ビデオスコープ画像所見とを比較検討した。これら31例から21部位のsquamous dysplasiaの局在診断がなされたが、全例拡大気管支ビデオスコープの観察では、気管支粘膜の微細血管網が増生しており、特に15例(71.4%)では血管網の増生、蛇行、錯綜が顕著であった。また21部位中17部位では、病理組織学的にangiogenic squamous dysplasiaの所見が確認された。
新型および多機能性テルペン環化酵素の解析を軸としたテルペン創出経路の拡充

昨年度までの研究においてアセトニル基をもつノルイソプレノイド類(C5 x n + C3)であるC33のファルネシルファルネシルアセトン(FFA)を天然物として初めて単離、同定した。この天然物ファミリーの生合成研究はほとんど行われていない。in vivo, in vitroにおいてスーパーオキシドによって非酵素的な反応が行われている証拠を増やすため、以下の実験を行った。1スーパーオキシドを分解する酵素(スーパーオキシドディスムターゼ:SOD)の遺伝子破壊株(⊿sodA)の脂質成分を分析したところ野生株よりも菌体あたりのFFAを多く生産した。そこに抗酸化物質(システイン、グルタチオン)を添加し、各々培養を行ったところ、菌体あたりのFFA生産量が両者とも減少した。⊿sodA内で発生したスーパーオキシドを抗酸化物質が消去し、生産されるFFA量が減ったと考えられる。2抗酸化物質(ジブチルヒドロキシトルエン)を添加、けん化処理を行った結果、生産率が減少し、酸素が反応に関与する証拠をさらに得た。3枯草菌でMK-7が基質であることを明確にするため、ヘプタプレニル二リン酸合成酵素の遺伝子破壊株(⊿HepS/T)を作成し実験を行った。⊿HepS/TはFFAを生産しないのに対し、MK-7を添加すると生産した。MK-7がFFAの前駆体であることが強く示唆された。また、今回見出した生合成系を利用して、枯草菌によって甲殻類の雄ホルモン(C18)と昆虫フェロモン(C18)を生産する事にも成功した。本研究は、ノルイソプレノイドの生合成経路として、スーパーオキシドによるビタミンK類(メナキノンやフィロキノン)の非酵素開裂反応を初めて提案したい。ビタミンKは微生物のみならず、ヒトを含めた動物や植物に広く分布しており、そしてスーパーオキシドは全ての生物で発生していると考えられる。この経路は他の生物でも利用されている可能性があると考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。当研究室では枯草菌B. subtilisから新型のテルペン環化酵素(TS)を発見した。B. clausiiにおけるTSホモログ(Bcl-TS)は二機能性セスタテルペン(C25)/head-to-tail typeトリテルペン(C30)合成酵素であることを報告している。しかしながら、Bcl-TSの基質であるGFPPとHexPPのin vivoにおける確認はされていなかった。そこでB. clausiiにおけるE型イソプレニル二リン酸合成酵素(E-IDS)の同定とイソプレノイド代謝物の解析を行った。B. clausiiにおけるE-IDSのホモログはE-IDS1とE-IDS2-S/Lのみ存在した。E-IDS1は、すべての生物でイソプレノイド生合成のスターター基質として用いられるDMAPP(C5)からFPP(C15)とGGPP(C20)を生成した。一方、E-IDS2-S/Lは、DMAPP、FPPおよびGGPPをアリル型基質としたときに、C25, C30およびC35を生成した。二つのE-IDSの解析結果によってC35の経路が存在することが示唆されたため、B. clausii菌体内のイソプレノイドの詳細な解析を行った結果、微量成分の新規非環状C35炭化水素を同定した。また、GFPP, HexPP, HepPPはメナキノン(MK)の側鎖に利用されていることが知られていることから、MKの生産量を分析した。その結果、非環状テルペンの鎖長分布(C25:C30:C35 = 57:39:4)とは大きくことなっており、MK-7 (側鎖がC35)が主であることが判明した(MK-5:MK-6:MK-7 = 0:9:91)。今回E-IDS1とE-IDS2-S/Lを各々、二機能性FPP/GGPP合成酵素と三機能性GFPP/HexPP/HepPP合成酵素と同定し、Bcl-TSを三機能性テルペン合成酵素として再同定した。特に、本研究は、多機能性E-IDSの同定にイソプレノイド代謝物の解析が極めて重要であることを示している。以前、単機能E-IDSとして同定されているものも、酵素反応実験において複数の生成物を与えるものが多数報告されており、今後それらのイソプレノイド代謝物の解析によって多機能性E-IDSとして再同定されるかもしれない。マイコバクテリア由来新型テルペン環化酵素(HS)の探索について:現在1500種類のランダム変異体を作製し、順次解析を行っている。1,000種近い解析を行い、目的の変異体のようなものが得られているためおおむね順調である。TSホモログのゲノムマイニングについて:現在Alicyclobacillus acidocardariusのTS等の機能解析を行っており、おおむね順調である。Ambreinの大量合成系について:変異型酵素の作成や酵素反応条件の検討等を行い、ambreinの大量酵素合成法の確立を行ってきた。結果としてスクアレンから直接Ambreinが合成できるものが得られた。さらに詳細な酵素反応条件等を検討している段階であり、おおむね順調である。ポリプレニルアセトン類(C5 x n + C3)は、甲殻類ホルモンや昆虫フェロモンなどの生理活性物質も知られているが、生合成研究はほとんど行われていない。

Bacillus属細菌のユニークな生合成酵素の探索の中で、C33のファルネシルファルネシルアセトン(FFA)を天然物として初めて単離、同定した。FFAはメナキノン-7(MK-7)が活性酸素(スーパオキシドアニオン:O2-.)によって開裂して非酵素的に生産されることをin vitro実験によって証明した。またin vivoの実験において、MK-7生合成経路の上流遺伝子の枯草菌破壊株の脂質成分を分析したところ、両者からFFAを検出できなかった。したがって、枯草菌細胞内においてもMK-7がFFAの前駆体であることが強く示唆された。次に、O2-.を分解する酵素(スーパーオキシドディスムターゼ:SOD)の遺伝子破壊株を高温度と低pHのストレスにさらす実験を行った。つまり、ストレス時に発生するO2-.をSODが分解できないことによりFFA量が増加するか解析した。その結果、30°C培養において野生株の菌体乾燥重量に対するFFA量はほぼ同じであったのに対し、50°C培養においてFFA量が野生株の約3倍増加した。また、低pH(pH5.0)ストレスでもFFA量が野生株の約4倍増加した。以上のことからin vitro実験と同様に枯草菌細胞内においてもO2-.がMK-7を攻撃してFFAを生産していることが示唆された。ポリプレニルアセトン類の生合成経路として電子伝達系にて生じるO2-.によるメナキノン等のナフトキノン類の非酵素的開裂反応を提唱した。当初、ポリプレニルアセトンの生合成について新型酵素が寄与すると考えていたが、予想に反し、活性酸素によるメナキノンの非酵素的開裂反応であることを明らかにすることができた。その成果は第26回イソプレノイド研究会において奨励賞を受賞した。ポリプレニルアセトンはテルペン環化酵素の基質になるので、今後、多機能性解析に展開することができる。また、Ambreinの大量合成系の確立、Mycobacterim属由来の新型テルペン環化酵素の探索、Bacillus属由来新型テルペン環化酵素(TS)の変異酵素による非天然型テルペンの創出なども順調に進んでいるため。昨年度までの研究においてアセトニル基をもつノルイソプレノイド類(C5 x n + C3)であるC33のファルネシルファルネシルアセトン(FFA)を天然物として初めて単離、同定した。この天然物ファミリーの生合成研究はほとんど行われていない。in vivo, in vitroにおいてスーパーオキシドによって非酵素的な反応が行われている証拠を増やすため、以下の実験を行った。1スーパーオキシドを分解する酵素(スーパーオキシドディスムターゼ:SOD)の遺伝子破壊株(⊿sodA)の脂質成分を分析したところ野生株よりも菌体あたりのFFAを多く生産した。そこに抗酸化物質(システイン、グルタチオン)を添加し、各々培養を行ったところ、菌体あたりのFFA生産量が両者とも減少した。⊿sodA内で発生したスーパーオキシドを抗酸化物質が消去し、生産されるFFA量が減ったと考えられる。2抗酸化物質(ジブチルヒドロキシトルエン)を添加、けん化処理を行った結果、生産率が減少し、酸素が反応に関与する証拠をさらに得た。3枯草菌でMK-7が基質であることを明確にするため、ヘプタプレニル二リン酸合成酵素の遺伝子破壊株(⊿HepS/T)を作成し実験を行った。⊿HepS/TはFFAを生産しないのに対し、MK-7を添加すると生産した。
戦災復興の社会史的研究―「場」と戦争の記憶をめぐる広島の事例から―

本研究は、戦争被害地における人びとの生活再建がどのように行われたのかについて、特に広島市を事例とし、戦後都市を対象とする社会史研究の視点から明らかにするものである。本年度は、戦災復興計画における土地や居住に関する個人の経験に関する調査を行った。まず文献調査としては、所属大学を拠点とし、歴史学研究、戦争記憶研究、都市史研究の関連書籍を通じ、戦災復興、および戦後都市史研究の研究動向を把握した。その後、広島における戦後住宅政策史に焦点を当て、計3回の長期の資料調査を実施した。さらに、本研究の主たる資料である復興事務所資料について実証的研究を進め、一定の成果をあげた。加えて、本年度は新規のインフォーマントを含め、合計3件の聞き取り調査を実施した。建物疎開と戦災復興土地区画整理事業の経験、戦後の生活史など、重要な内容を記録することができた。この作業の過程で、本研究の研究史上の位置を明確化し、満洲の記憶研究会(2018年7月)、時間・空間研究会(2018年8月)、立命館史学会(2018年12月)、NPOサーベイ研究会(2019年2月)にて、それぞれ個人報告の機会を得た。また、本年度の成果を含む以下の2つの書籍、およびメディアに、研究成果が掲載された。1.東琢磨ほか編『忘却の記憶広島』月曜社、2018年(「〈そこにいてはならないもの〉たちの声ー広島・「復興」を生きる技法の社会史」を寄稿、ブックガイド・年表を執筆)2.『中国新聞』の文化欄コラム「緑地帯」(2019年3月6日から15日にかけて8回連載コラム「声を読みとく」を掲載)、3.杉原達編『戦後日本の帝国経験』青弓社、2018年(「第5章二つの大広島ー「軍都広島」と「平和都市」の貫戦史」を執筆)。1年目の研究内容として予定した事項におおむね着手した。2年目は、1年目に収集したものの分析・整理ができていない聞き取り調査の整理に着手し、成果公開を行う。また、2年目以降は広島だけでなく、他都市の事例との比較研究に着手する。
クォータ制導入による女性の政治参画とジェンダー秩序の変容：ネパールを事例に

本研究は、約20年ぶりに地方選挙が実施され、人々にとってより身近な政治領域である地方政治にクォータ制が導入されたネパールを事例に、急速に女性の政治参画が進むローカル社会のジェンダー秩序の変容について、質的調査(聞き取り調査と参与観察)方法を用いながら、公的領域および私的領域における人々の活動や日常的実践を明らかにし、ジェンダー・クォータ制の長期的なインパクトと効果を明らかにするものである。
フィトケミカルの乳癌細胞特性に基づいた抗癌作用による乳癌発症予防と再発抑制

我々はフィトケミカルが乳癌発症リスクを低下させるという疫学研究のエビデンスを乳癌発症モデルラットで検証を行うとともに、乳癌細胞を使用して単独や併用での抗癌作用の分子メカニズムを明らかにしてきた。大豆イソフラボンの成分であるゲニステイン(GEN)、ダイゼイン、グリシテイン、及びダイゼインの腸内細菌代謝産物であるエクオールについて、乳癌細胞で活性化されているSrc癌遺伝子に対する効果を検討した。Src癌遺伝子を導入したヒト癌細胞に対してGENは強い増殖抑制能を示したが、エコール、ダイゼイン、グリシチンは殆ど抑制効果が見られず抵抗性を示した。FACS解析ではGENの増殖抑制はアポトーシス誘導ではなく細胞周期をG2/Mに停止させることが主な機序であり、分子レベルではp53とp21の発現を上昇させ、p21のリン酸化を抑制したが、他の細胞周期関連分子には影響を及ぼさなかった(日本癌学会総会2018;欧州癌学会EACR 2018)。GENはSrcの活性化が関与している乳癌の発症に予防的役割を果たす可能性が示唆された。ブロッコリースプラウトに豊富なスルフォラファン(SFN)はリコペンやプテロスチルベンと同様に、トリプルネガティブ(TN)乳癌由来の細胞に強い増殖抑制効果を示し、細胞周期をG1期に停止させ、分子レベルではAKT-mTORのシグナルを抑制し、Baxの発現を高めてアポトーシスを誘導した。またSFNの経口投与は、TN乳癌細胞を移植した担癌ヌードマウスでの腫瘍増殖を著明に抑制した(栄養食糧学会2018)。このことはSFNは乳癌の中でも予後不良で治療の選択が化学療法に限定されているTN乳癌の発症のみならず治療にも応用できる可能性が示唆された。現在、有色豆に含まれているアントシアニンとプロシアニジンの抗癌効果を乳癌細胞で検討中である。In vitroでの種々のフィトケミカルによる乳癌細胞の増殖抑制の分子機序の研究はほぼ順調に進んでおり、とくにスルフォラファン経口投与による担癌動物での増殖抑制を見出すことができた。リコペンによる乳癌予防実験ではリコペンの血中濃度を上げるため油脂の添加を行い再実験しているため結論が出るのに時間がかかっている。また現在Src導入細胞を移植した担癌ヌードマウスでのゲニステインの抗腫瘍効果も検証中である。またアントシアニン類のデルフィニジン、マルヴィジン、ペチュニジン、シアニジンの乳癌細胞に対する抗腫瘍効果の研究にも着手しており、デルフィニジンのみが抗癌活性を有することが判明した。現在、この抗腫瘍効果の差の原因を解析中であるため、予定していた乳癌幹細胞に対するフィトケミカルの増殖抑制機序については着手できていない。乳癌細胞を使用してフィトケミカル単独でその作用機序を明らかにしてきたが、フィトケミカルは細胞内の多彩なシグナル分子に働くことがわかったので、今後は抗癌剤や分子標的製剤との併用での相乗作用とその機序を検討する予定である。また担癌ヌードマウスにおける実験ではフィトケミカル投与群での腫瘍増殖抑制効果をアポトーシス誘導から解析するため、TUNEL法による腫瘍組織でのアポトーシスの定量を行い、in vitroとin vivoの整合性を確認する。また胃癌、乳癌、肺癌、膵癌、大腸癌などで活性化しているHer2、Ras、EGFRなどの癌遺伝子を導入したヒト癌細胞に対して、フィトケミカルがどのように働くかを検証する予定である。また計画通り乳癌幹細胞を使用して、フィトケミカルの感受性や抵抗性を見ることにより乳癌再発予防を示すと考えられるフィトケミカルを選択する。以上の研究で乳癌発症リスクを低下させるという疫学研究のエビデンスの検証を行うとともに、異なる癌遺伝子に対するフィトケミカルの作用の違いを明らかにし、乳癌のみならず消化器癌や肺癌、膵癌のなどの発症や再発予防への応用の可能性を探る。

現在、有色豆に含まれているアントシアニンとプロシアニジンの抗癌効果を乳癌細胞で検討中である。In vitroでの種々のフィトケミカルによる乳癌細胞の増殖抑制の分子機序の研究はほぼ順調に進んでおり、とくにスルフォラファン経口投与による担癌動物での増殖抑制を見出すことができた。リコペンによる乳癌予防実験ではリコペンの血中濃度を上げるため油脂の添加を行い再実験しているため結論が出るのに時間がかかっている。また現在Src導入細胞を移植した担癌ヌードマウスでのゲニステインの抗腫瘍効果も検証中である。またアントシアニン類のデルフィニジン、マルヴィジン、ペチュニジン、シアニジンの乳癌細胞に対する抗腫瘍効果の研究にも着手しており、デルフィニジンのみが抗癌活性を有することが判明した。現在、この抗腫瘍効果の差の原因を解析中であるため、予定していた乳癌幹細胞に対するフィトケミカルの増殖抑制機序については着手できていない。乳癌細胞を使用してフィトケミカル単独でその作用機序を明らかにしてきたが、フィトケミカルは細胞内の多彩なシグナル分子に働くことがわかったので、今後は抗癌剤や分子標的製剤との併用での相乗作用とその機序を検討する予定である。また担癌ヌードマウスにおける実験ではフィトケミカル投与群での腫瘍増殖抑制効果をアポトーシス誘導から解析するため、TUNEL法による腫瘍組織でのアポトーシスの定量を行い、in vitroとin vivoの整合性を確認する。また胃癌、乳癌、肺癌、膵癌、大腸癌などで活性化しているHer2、Ras、EGFRなどの癌遺伝子を導入したヒト癌細胞に対して、フィトケミカルがどのように働くかを検証する予定である。また計画通り乳癌幹細胞を使用して、フィトケミカルの感受性や抵抗性を見ることにより乳癌再発予防を示すと考えられるフィトケミカルを選択する。以上の研究で乳癌発症リスクを低下させるという疫学研究のエビデンスの検証を行うとともに、異なる癌遺伝子に対するフィトケミカルの作用の違いを明らかにし、乳癌のみならず消化器癌や肺癌、膵癌のなどの発症や再発予防への応用の可能性を探る。当初計画していたフィトケミカルの中でスルフォラファンの研究が進展し、分子メカニズムの解明とともに、ヒト乳癌細胞移植ヌードマウスに摂取させることで腫瘍の増殖を副作用のない濃度で抑制ができた。このため臨床応用に早期移行するため研究成果を本年度中に発表する必要があり、平成30年度の経費を増額する必要がでてきた。このため平成30年度中に計画した研究計画を遂行するため次年度使用額が生じた。
合成ガスからのメタノール合成用触媒の高性能化に関する研究

本研究は、合成ガスからのメタノール合成用触媒の高活性化を図ることを目的とし、そのために本研究室で開発しているマイクロエマルションを用いた新規調整法(ME法)を貴金属触媒に対して適用し、以下の知見を得た。1.ジルコニア担持貴金属触媒においてME法触媒は従来の含浸法触媒と比較して、生成物選択性はあまり変わらないが、活性が著しく高いことがわかった。また、その活性は長時間反応(20時間)においても低下しなかった。2.検討した金属種の中ではPdが高いメタノール合成能をもつことがわかり、ME法Pd触媒について各種検討を行った。3.透過型電子顕微鏡観察およびX線回折測定を行った結果、ME法Pd触媒のPd粒子径は従来の含浸法触媒よりも小さく(約3nm)かつ粒子径分布がシャープであることがわかった。したがって、ME法Pd触媒の活性が含浸法触媒よりも高いのは、Pd粒子径が小さいことが原因であることが示唆された。4.Pd触媒の活性向上のためにはPd粒子径を制御する必要があることがわかったので、マイクロエマルションの形成条件(金属塩水溶液濃度、水と界面活性剤モル比など)を変えることにより、Pd担持量が一定のもとでのPd粒子径の制御を試みた。その結果、原料Pd塩濃度を変化させて触媒を調整することによって、Pd粒子径が制御できることがわかった。また、それらの反応特性を調べたところメタノール選択性はPd粒子径には依存しなかったが、触媒活性はPd粒子径が小さいほど高くなることがわかり、Pd粒子径の最も小さい触媒(2.5nm)では含浸法触媒の約3倍もの高い活性を得ることができた。
海域固有のバイオセメントを用いた、環境負荷の無い革新的な海洋環境保全に関する研究

想定している海域より、5種のウレアーゼ生産菌が単離でき、それぞれの活性確認が完了している。その内の1種類が特異的に強い活性を示した。しかしながら、標準株のSporosarcina pasteurii株の活性値よりも低く、単離株(G6株)を用いた反応には時間を要することがわかった。一方で、最終的な炭酸カルシウム量はG6株の方が1.6倍多く、バイオセメントの一軸圧縮強度も4倍程度高い値を示した。現時点で、円筒型モールドにより固化したセメントの一軸圧縮試験および炭酸カルシウム析出試験が完了し、炭酸カルシウム析出量に依存した硬度が確認できている。現在、水槽内でアマモ種子を埋包した状態での発芽試験を実施しているところである。試験に使用している砂は、一環して沈設予定地より採取した海砂を用いている。2018年7月には、予定より早く海洋への試験沈設を実施した。しかしながら、台風21号の影響が大きく、沈設物が全て流されてしまった。今後は、台風のタイミングを事前に確認して沈設予定時期を定める予定である。様々な固化条件を検討した結果、水中での崩壊時間をコントロールできる可能性が出て来ており、この件について製造特許の出願にむけた検討を始めた。また、造粒化による固化試験を予備的に行った結果、20から30分程度の短い時間で成形できる上、そのまま1日程度風乾することで固化できる可能性が出てきた。これにより、当初の円筒型だけでなく、粒状のバイオセメントやポーラスバイオセメントなどが効率よく製造できる可能性がある。これまでの取り組みについて、試験的に得られた結果をもとにした簡単な論文が公開できた。その後も、測定が順調にすすんでおり、定量的議論ができる状態になっている。一方で、当初2年目に計画していた海洋での沈設が実施できたことも大きい。残念ながら、台風21号で全てのバイオセメントが流されてしまったが、沈設のタイミングの検討や、こういう自然災害時に海洋ゴミとならない、本技術の必要性を強く感じた。また、固化方法に関する技術特許について、現在製造特許の方向で出願の検討を始めている。沈設を通じて、円筒型のアマモポットの制作時間や製造技術開発が急務であるとともに、本技術のボトルネックになることがわかった。今年は、当初の計画に加えて、バイオセメントを造粒加工することを検討している。事前に実施した試験的な造粒化では、材料混合開始後約20分程度で、直径約5ミリメートル程度の造粒物を確認している。今後は、円筒型と同時に造粒加工したバイオセメントを用いたポーラスタイプなどを同時に製造し、アマモ場に必要な微生物群集を取り入れながらアマモ発芽条件の検討を行う予定である。

今後は、円筒型と同時に造粒加工したバイオセメントを用いたポーラスタイプなどを同時に製造し、アマモ場に必要な微生物群集を取り入れながらアマモ発芽条件の検討を行う予定である。概算見積もりを取っていた、微生物生菌用電気吸着装置が大幅に減額することができたため、次年度繰り越し額が大きくなった。これは、装置組み上げに必要な部品が別で手配できたためであり、当初の本研究進捗に影響のあるものではない。一方で、研究課題に上げているフィールドテスト回数を増加できるため、効率かつ当初の計画以上に研究を進めることができる。
半導体レーザーを用いた新たな癌治療法開発とアブスコパル効果の検討

はじめにヌードマウス、ヒト扁平上皮癌細胞株を用いた皮下腫瘍モデルを作製し、腫瘍に対する半導体レーザーの効果を検討した。レーザー照射群ではコントロール群よりも腫瘍の増大が優位に抑制されることが明らかになった。組織学的に、照射群では腫瘍は線維性の組織に包まれるように縮小していた。レーザー照射により腫瘍細胞のアポトーシスが亢進することも明らかになった。次に野生型マウス、マウス扁平上皮癌細胞株を用いた皮下腫瘍モデルを作製し、腫瘍に対する半導体レーザーの効果を検討した。照射群ではコントロール群よりも腫瘍の増大が優位に抑制されたが、単回の照射では再増大をきたすことが明らかとなり、腫瘍を完全に消失させるためには複数回の照射が必要であると考えられた。さらに、局所(原発巣)に対する半導体レーザー照射が転移巣に与える影響(アブスコパル効果)を検討した。上記の野生型マウスとマウス扁平上皮癌細胞株を用いて皮下腫瘍+肺転移モデルの作製を試みたが、腫瘍細胞の肺への生着率が低く、安定したモデルとして使用し難いと判断した。代替案として、右側背部に皮下腫瘍を形成したのちに、左側背部皮下へ腫瘍細胞を接種するモデルを作製し、遠隔転移を模したモデルとして使用することにした。右側の腫瘍に半導体レーザーを照射すると、左側に接種した腫瘍が生着しない、あるいは消失する傾向にあることが明らかになった。半導体レーザーの照射は、照射された腫瘍だけでなく、直接照射されていない部位の腫瘍においても、腫瘍の形成・増大を抑制する効果をもつ可能性が示唆された。これにより遠隔転移への治療効果あるいは遠隔転移を予防する効果が期待できる。これまで遠隔転移を有する癌患者に行われてきた化学療法を中心とした治療とは全く違うアプローチであり、画期的な治療法となる可能性がある。次年度は効果をもたらすメカニズムを腫瘍免疫学的に検証する。はじめに皮下腫瘍モデルを作成し半導体レーザーの効果を確認した。ヌードマウスとヒト扁平上皮癌細胞株、野生型マウスとマウス扁平上皮癌細胞株を使用し、半導体レーザー照射後の腫瘍サイズ、組織学的観察(アポトーシス、免疫染色)を評価し、腫瘍に対する効果が明らかになった。ここまでの成果は国内の学会で公開することができた。次いで遠隔転移に対する効果を検証するにあたり、当初は皮下腫瘍+肺転移モデルを作製し検証をする予定であったが、肺転移の形成は安定感に欠け、今後実験に使用するのは困難と判断した。代替案として離れた部位に2つの皮下腫瘍を接種し一方を原発巣、もう一方を転移巣と見立てたモデルを使用することにした。得られたデータから照射された腫瘍だけでなく転移巣に対する効果をもつ可能性が示唆された。以上は予定通り平成30年度内に終えることができ、おおむね順調に進捗しているといえる。次年度は治療効果のメカニズムを腫瘍免疫学的な観点から検証していく予定であり、得られたデータから英語論文での公開を目標としている。次年度も2つの皮下腫瘍を用いた動物モデルを使用する。ひとつを原発巣、もうひとつを転移巣と見立て、一方にのみ半導体レーザーを照射する。原発巣に照射した場合の転移巣における効果を検証する。具体的には、免疫担当細胞(マクロファージ、樹状細胞、リンパ球)について蛍光免疫染色法で組織学的に評価する。また転移巣での遺伝子発現をリアルタイムPCR法で定量的に評価する。レーザー照射をした原発巣としていない転移巣での免疫担当細胞の違いを蛍光免疫染色法およびフローサイトメトリーで評価する。in vitroでは半導体レーザーを照射したマウスの脾臓より採取したリンパ球を扁平上皮癌細胞株と共培養しその生存率、死細胞数、アポトーシスなどを評価し半導体レーザーで誘導された免疫担当細胞の抗腫瘍性を明らかにする。

これまで遠隔転移を有する癌患者に行われてきた化学療法を中心とした治療とは全く違うアプローチであり、画期的な治療法となる可能性がある。次年度は効果をもたらすメカニズムを腫瘍免疫学的に検証する。はじめに皮下腫瘍モデルを作成し半導体レーザーの効果を確認した。ヌードマウスとヒト扁平上皮癌細胞株、野生型マウスとマウス扁平上皮癌細胞株を使用し、半導体レーザー照射後の腫瘍サイズ、組織学的観察(アポトーシス、免疫染色)を評価し、腫瘍に対する効果が明らかになった。ここまでの成果は国内の学会で公開することができた。次いで遠隔転移に対する効果を検証するにあたり、当初は皮下腫瘍+肺転移モデルを作製し検証をする予定であったが、肺転移の形成は安定感に欠け、今後実験に使用するのは困難と判断した。代替案として離れた部位に2つの皮下腫瘍を接種し一方を原発巣、もう一方を転移巣と見立てたモデルを使用することにした。得られたデータから照射された腫瘍だけでなく転移巣に対する効果をもつ可能性が示唆された。以上は予定通り平成30年度内に終えることができ、おおむね順調に進捗しているといえる。次年度は治療効果のメカニズムを腫瘍免疫学的な観点から検証していく予定であり、得られたデータから英語論文での公開を目標としている。次年度も2つの皮下腫瘍を用いた動物モデルを使用する。ひとつを原発巣、もうひとつを転移巣と見立て、一方にのみ半導体レーザーを照射する。原発巣に照射した場合の転移巣における効果を検証する。具体的には、免疫担当細胞(マクロファージ、樹状細胞、リンパ球)について蛍光免疫染色法で組織学的に評価する。また転移巣での遺伝子発現をリアルタイムPCR法で定量的に評価する。レーザー照射をした原発巣としていない転移巣での免疫担当細胞の違いを蛍光免疫染色法およびフローサイトメトリーで評価する。in vitroでは半導体レーザーを照射したマウスの脾臓より採取したリンパ球を扁平上皮癌細胞株と共培養しその生存率、死細胞数、アポトーシスなどを評価し半導体レーザーで誘導された免疫担当細胞の抗腫瘍性を明らかにする。半導体レーザー照射装置、温度コントローラーの調整、メンテナンス費用が想定よりもかからなかったため。照射プローブの固定具、マウスの固定具は本学実験動物部門より借用することで新調する必要がなくなったため。次年度には蛍光免疫染色、リアルタイムPCR、フローサイトメトリーといった比較的高価な試薬を必要とする実験が控えているため、本年度の残額はそれらに使用する。