hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘムオキシゲナーゼ1欠損症の発見:血管内皮傷害病態の解明と遺伝子治療の基礎的研究

本研究の動機は,最近われわれが従来全く報告のない新しい疾患「ヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)欠損症」の症例を発見したことによる.世界最初の症例である.患児は2歳頃から,発熱,白血球増多,関節炎を伴う慢性炎症,肝腫大,赤ワイン色血清,赤血球破砕を伴う溶血性貧血を認め,さらに凝固,線溶系の異常亢進,vWF因子,トロンボモデュリン,血管内皮由来サイトカインの高値から毛細血管内皮細胞障害が疑われた.高血圧を認め,6歳で死亡した.高脂血症も認めた.本症例では溶血が存在するにもかかわらず,低ビリルビン血症,高ハプトグロビン血症がみられることが病態解明のきっかけとなり,検索の結果,本症の原因はヘモグロビンからビリベルディンへの代謝をつかさどるHO-1酵素蛋白の遺伝的欠損症であることが解明された.HO-1は感染,低酸素などにより強く誘導発現され,生体に対する酸化ストレス防御因子として重要である.さらにHO-1はCOを合成し,COは微小循環を確保し,毛細血管内皮の保護とその機能恒常性の維持に重要である.したがって本例にみられる多彩な症状は,HO-1欠損による血管内皮細胞障害,血液細胞障害やストレス防御機構の破綻に起因する可能性が高い.これまでに本症例の解析,および関連する研究で次の点が明らかになった.1)HO-1遺伝子解析から,母親ではエクソン2の欠損,父親ではエクソン3に2塩基欠損があることがわかり,患児はその複合へテロ接合体であった.さらに母親アリルにはAlu-Alu関連遺伝子再構成に基づく,エクソン2を含む大きな染色体遺伝子の部分欠損が証明された.2)正常HO-1遺伝子を含むレトロウイルスベクターの作成し,患児細胞株LCLへ遺伝子導入したところ,HO-1蛋白発現と機能の部分的正常化がみられた.ただしこのHO-1発現は恒常的で,生理的にみられるようなストレス誘導性発現ではなかった.3)本症例では特に,尿細管の傷害が経過とともに増悪した.電顕では血管内皮の剥離と異常物質の沈着が認められた.4)血管内皮細胞株ECV304にHO-1遺伝子をレトロウイルスベクターを用いてトランスフェクトし,HO-1蛋白発現の異なる種々の細胞株が樹立された.それらの細胞株のストレスに対する抵抗性を検討した.本研究の動機は,最近われわれが従来全く報告のない新しい疾患「ヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)欠損症」の症例を発見したことによる.世界最初の症例である.患児は2歳頃から,発熱,白血球増多,関節炎を伴う慢性炎症,肝腫大,赤ワイン色血清,赤血球破砕を伴う溶血性貧血を認め,さらに凝固,線溶系の異常亢進,vWF因子,トロンボモデュリン,血管内皮由来サイトカインの高値から毛細血管内皮細胞障害が疑われた.高血圧を認め,6歳で死亡した.高脂血症も認めた.本症例では溶血が存在するにもかかわらず,低ビリルビン血症,高ハプトグロビン血症がみられることが病態解明のきっかけとなり,検索の結果,本症の原因はヘモグロビンからビリベルディンへの代謝をつかさどるHO-1酵素蛋白の遺伝的欠損症であることが解明された.HO-1は感染,低酸素などにより強く誘導発現され,生体に対する酸化ストレス防御因子として重要である.さらにHO-1はCOを合成し,COは微小循環を確保し,毛細血管内皮の保護とその機能恒常性の維持に重要である.したがって本例にみられる多彩な症状は,HO-1欠損による血管内皮細胞障害,血液細胞障害やストレス防御機構の破綻に起因する可能性が高い.これまでに本症例の解析,および関連する研究で次の点が明らかになった.1)HO-1遺伝子解析から,母親ではエクソン2の欠損,父親ではエクソン3に2塩基欠損があることがわかり,患児はその複合へテロ接合体であった.さらに母親アリルにはAlu-Alu関連遺伝子再構成に基づく,エクソン2を含む大きな染色体遺伝子の部分欠損が証明された.2)正常HO-1遺伝子を含むレトロウイルスベクターの作成し,患児細胞株LCLへ遺伝子導入したところ,HO-1蛋白発現と機能の部分的正常化がみられた.ただしこのHO-1発現は恒常的で,生理的にみられるようなストレス誘導性発現ではなかった.3)本症例では特に,尿細管の傷害が経過とともに増悪した.電顕では血管内皮の剥離と異常物質の沈着が認められた.4)血管内皮細胞株ECV304にHO-1遺伝子をレトロウイルスベクターを用いてトランスフェクトし,HO-1蛋白発現の異なる種々の細胞株が樹立された.それらの細胞株のストレスに対する抵抗性を検討した.1)HO-1に対する単クローン抗体を用いた生検肝組織の免疫組織染色で患児肝にはHO-1が染色されなかった.2)HO-1欠損患児と家族および正常対照者から末梢血単核球を分離し,B95-8培養上清を使用して,EBV芽球化細胞株(lymphoblastoid cell line,LCL)を作成した.これら,および以下の研究においては,細胞採取等はすべて患児の家族および正常対照者の同意のもとに実施した.患児末梢血細胞およびLCL細胞株を用いてウエスタンブロッティング法を実施したところ,HO-2蛋白は対照と同等に発現がみられたが,HO-1蛋白はヘミン,亜ヒ酸,カドミウムなどのストレス刺激後でも全く発現がみられなかった.

3)HO-1mRNAはRT-PCR法により,その発現が確認された.PCRプライマーの定量的最適条件を決定するためにシーケンスデテクションシステムを使用した.4)患者LCL培養系にHO-1の基質であるヘミンを添加すると,患者細胞はヘミン濃度依存性に死滅した.5)患児および両親のHO-1遺伝子解析から,母親ではエクソン2の欠損,父親ではエクソン3に2塩基欠損があることがわかり,患児はその重複へテロ接合体であることが知れた.6)フローサイトメトリー法によるHO-1蛋白産生定量的評価:正常ヒト末梢血単核細胞をフローサイトメトリーで,単球,リンパ球に画分した.細胞刺激後,HO-1mRNA発現をRT-PCRで,HO-1蛋白発現をフローサイトメトリー法でみると,単球画分でHO-1発現が強く,リンパ球では逆に弱く,細胞系特異的なHO-1蛋白発現をフローサイトメトリー法でみると,単球画分でHO-1発現が強く,リンパ球では逆に弱く,細胞系特異的なHO-1発現調節機構の存在が示唆された.7)正常HO-1遺伝子を含むレトロウイルスベクターの作成し,患児細胞株LCLへ遺伝子導入したところ,HO-1蛋白発現と機能の部分的正常化がみられた.1)ヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)に対する単クローン抗体を用いた生検肝組織の免疫組織染色で患児肝にはHO-1が染色されなかった.2)HO-1欠損患児と家族および正常対照者から末梢血単核球を分離し,B95-8培養上清を使用して,EBV芽球化細胞株(lymphoblastoid cell line,LCL)を作成した.これら,および以下の研究においては,細胞採取等はすべて患児の家族および正常対照者の同意のもとに実施した.患児末梢血細胞およびLCL細胞株を用いてウエスタンブロッティング法を実施したところ,HO-2蛋白は対照と同等に発現がみられたが,HO-1蛋白はヘミン,亜ヒ酸,カドミウムなどのストレス刺激後でも全く発現がみられなかった.以上より本例のHO-1欠損症の診断が確定した.3)HO-1mRNAはRT-PCR法により,その発現が確認された.4)患児および両親のHO-1遺伝子解析から,母親ではエクソン2の欠損,父親ではエクソン3に2塩基欠損があることがわかり,患児はその複合ヘテロ接合体であることが知れた.さらに母親アリルにはAlu-Alu関連遺伝子再構成に基づく,エクソン2を含む大きな染色体遺伝子の部分欠損が証明された.5)正常HO-1遺伝子を含むレトロウイルスベクターの作成し,患児細胞株LCLへ遺伝子導入したところ,HO-1蛋白発現と機能の部分的正常化がみられた.ただしこのHO-1発現は恒常的で,生理的にみられるようなストレス誘導性発現ではなかった.
自己反応性Vα14T細胞と免疫異常

我々の発見したVα14T細胞は均一なVα14Jα281受容体を発現し、末梢リンパ球の1-2%を占め、殆どはCD4^-/CD8^-集団に属する。全てのマウスに例外なく発現し、ヒトに至るまで同様の特徴的発現を示すことから、極めて普遍的で重要な生物学的意義を有すると考えられる。実際、自己免疫発症マウスでは、Vα14T細胞の選択的消失に伴って自己免疫病、抗DNA抗体産生が惹起される。すなわち、生下時抗Vα14抗体投与によって早期から自己免疫病が発症することによって確かめられた。Vα14受容体のリガンドは自己成分であり、第1、第6、第15染色体上の遺伝子支配を受けている。さらに他のTリンパ球と異なりVα14T細胞は胸腺外で分化することを分子生物学的に決定した。主として肝および骨髄が主たる分化組織であることを受容体遺伝子再構成に伴って出現する環状DNAを定量することによって証明した。さらにこのT細胞の胸腺外分化を証明するためにVα14Jα281遺伝子導入トランスジェニックマウスを作製し、Vα14T細胞の発現が胸腺か末梢組織か調べたところ、殆ど全て末梢組織でのみ検出されたことからVα14T細胞の胸腺分化は決定的となった。Vα14T細胞受容体の構造に関しては、極めて興味深い結果が得られた。すなわち、Vα14受容体はTCRααホモダイマーとTCRαβヘテロダイマーが存在する。ホモダイマーには分子量30KDの新しい分子が結合しているが、ヘテロダイマーには結合していない。ホモダイマーとヘテロダイマーの比率は2:1であることも判明した。PCR法によりVα14-Jα281遺伝子再構成の場を特定し、環状DNAを定量する方法を確立した。その結果、Vα14-Jα281環状DNAは胸腺よりも骨髄、肝、消化管において多く産生されていた。これらの組織における対リンパ球比では胸腺の320倍の頻度であったことから、胸腺外分化を強く示唆した。一方胸腺の無いヌードマウスにおいても上記胸腺外組織でVα14-Jα281環状DNAを検出したが胸腺分化型のVα1.1Jα281環状DNAは検出しなかったことからVα14T細胞は胸腺非存在下でも分化できることを示した。2.自己免疫マウスにおけるVα14TCRの発現:lprマウスやgldマウスはリンパ球増多とともに自己疫病を発症する。RNaseプロテクション法で経日的に発現を調ベると疾患発症とともにVα14Jα281TCR発現T細胞が選択的に低下し、正常の1/201/30にもなることが判った。またヌードマウスにVα14キメラ蛋白を投与することによって糖尿病の発症を予防できた。3.Vα14TCRに会合するCD3分子:モノクローナル抗Vα14抗体を用いた免疫沈降反応の結果、Vα14TCRα鎖は主として通常のCD3γδεとは弱いかまたは殆ど会合していない。その代わり、16KD/14KD分子が結合していることが判明した。これは新しいT細胞受容体複合体の関与を示唆する。

すなわち、生下時抗Vα14抗体投与によって早期から自己免疫病が発症することによって確かめられた。Vα14受容体のリガンドは自己成分であり、第1、第6、第15染色体上の遺伝子支配を受けている。さらに他のTリンパ球と異なりVα14T細胞は胸腺外で分化することを分子生物学的に決定した。主として肝および骨髄が主たる分化組織であることを受容体遺伝子再構成に伴って出現する環状DNAを定量することによって証明した。さらにこのT細胞の胸腺外分化を証明するためにVα14Jα281遺伝子導入トランスジェニックマウスを作製し、Vα14T細胞の発現が胸腺か末梢組織か調べたところ、殆ど全て末梢組織でのみ検出されたことからVα14T細胞の胸腺外分化は決定的となった。Vα14T細胞受容体の構造に関しては、極めて興味深い結果が得られた。すなわち、Vα14受容体はTCRααホモダイマーとTCRαβヘテロダイマーが存在する。ホモダイマーには分子量30KDの新しい分子が結合しているが、ヘテロダイマーには結合していない。ホモダイマーとヘテロダイマーの比率は2:1であることも判明した。
生活活動リズムに整合したポスト思春期（性成熟完成期）女性の食育プログラムの提言

性成熟過程にある女性の食生活は、以後の母性を担う時期の女性のQOLに重要な影響を与えるという仮説のもと、アンケート調査および動物による検証実験を実施した。その結果、大多数の学生のエネルギー摂取量が食事摂取基準を平均20%下回っており、朝食の欠食が月経異常に関係していた。また動物実験において生活活動期である暗期に食餌制限を課した場合には、障害された性機能の回復に長期間を要することが観察された。これらの知見は日常生活リズムにおける食事制限のタイミングが若年女性の性機能に悪影響を与える可能性を示しており、若年女性のダイエットに関して生殖機能障害のリスクを下げるプログラムの作成に貢献すると評価できる。性機能成熟期である思春期の食生活の重要性についてはこれまで多くの報告がなされてきたが、思春期以後さらに性機能が完成しつつある女性(18-22歳)には適切な医学的分類用語が存在せず、食生活において自立を始めつつある時期にもかかわらず彼女達を対象とした将来の疾患に対する予防的な食生活指導および指標は十分でなかった。そこでこの時期を「ポスト思春期」と位置づけ、食生活習慣と生殖機能障害間の関係を明らかにする目的で、性成熟完成期にあるポスト思春期の女子学生のダイエット経験や生活習慣と月経障害について実態調査を実施し、カロリー制限下での卵巣機能の状態の検証を動物実験により試みた。その結果、生活習慣の中で睡眠時間が6時間未満の場合に月経周期が不規則となる割合が高いことが確認された。一方で月経痛についてはこれまで報告してきた通り,過去にダイエットを経験した群において強い傾向が見られたが,睡眠時間が6時間未満でさらにその傾向が顕著となり、睡眠不足はダイエットによる若年女性の生殖機能障害の増悪因子となる可能性が示された。また50%カロリー制限下でポスト思春期モデルの雌性ラットの性周期の変化と卵巣の様態変化を観察した結果、カロリー制限によって性周期の乱れがみられ、コントロール群に比して卵巣の大きさや卵胞、黄体の個数に著しい変化が認められた。さらに視床下部と下垂体について、マイクロアレイ法によって遺伝子を網羅的に解析したところ、非活動期にカロリー制限食を給餌した群において発現変動した遺伝子が多く見られた。本研究により得られた結果はダイエットに加えて、睡眠不足といった生活リズムに関わる要素が卵巣機能に悪影響を及ぼす可能性を示唆しており、近い将来に母性を担う時期にある「ポスト思春期」の若年女性に対する効果的な教育プログラムの開発を進める上で意義ある知見といえる。そこでこの時期を「ポスト思春期」と位置づけ、食生活習慣と生殖機能障害間の関係を明らかにする目的で、性成熟完成期にあるポスト思春期の女子学生のダイエット志向と月経障害について実態調査を実施し、カロリー制限下での卵巣機能の状態の検証を動物実験により試みた。その結果、若年女性には全ての体型においてダイエットを望んでいることが確認され、現在の体型が標準あるいはやせ型であるにも関わらずBMI値18.5未満を理想体型とする者においては、より強い月経痛を訴えていることが示された。本研究により得られた結果はダイエットが卵巣機能に悪影響を及ぼす可能性を示唆しており、近い将来に母性を担う時期にある「ポスト思春期」の若年女性に対する効果的な教育プログラムの開発を進める上で意義ある知見といえる。現在、日本の若年女性層には不妊症に繋がる婦人科疾患が増加しており、生活環境の変化が重要な因子である可能性が考えられる。これまで性機能の成熟期である思春期の食生活の重要性については多くの報告がなされてきたが、思春期以後さらに性機能が完成しつつある女性(18-22歳)には適切な医学的分類用語が存在せず、食生活において自立を始めつつある時期にもかかわらず彼女達を対象とした将来の疾患に対する予防的な食生活指導および指標は十分でなかった。そこでこの時期を「ポスト思春期」と位置づけ、食生活習慣と生殖機能障害間の関係を明らかにする目的で、女子大学生を対象に、ダイエット経験や生活習慣と月経障害についての実態調査を実施し、さらにカロリー制限下での卵巣機能の状態の検証を雌性ラットを用いた動物実験により試みた。アンケート調査から、過度なダイエット経験及び短い睡眠時間によっていずれも月経周期が不規則となることが明らかになった。

一方で月経痛については、これまで報告してきた通り過去にダイエットを経験した群において強い傾向が見られたが、睡眠時間が6時間未満でさらにその傾向が顕著となった。また、ポスト思春期モデルの雌性ラットによる実験的検証から、50%カロリー制限下のラットにおいて性周期の乱れが見られ、発育卵胞と黄体の形成に変化が認められた。マイクロアレイ法によって遺伝子を網羅的に解析したところ、非活動期に50%カロリー制限を行った群において、発現変動した遺伝子数が多くなった。本研究により得られた結果は、ダイエットによるカロリー制限に加えて、短い睡眠時間や非活動期での食餌といった不規則な生活リズムが重なることで、相加的に生殖機能に悪影響を及ぼす可能性を示唆しており、近い将来に母性を担う時期にある「ポスト思春期」の若年女性に対する効果的な教育プログラムの開発を進める上で意義ある知見といえる。食生活学成人女性の生殖機能の健全性確保を目指して、性成熟完成期である「ポスト思春期」女性に対する適切な食生活の提言のための知見を得る目的で、アンケートによる実態調査と雌性ラットによる検証実験を実施し、生殖機能に影響を及ぼす要因として、ダイエット行動に加えて、生活リズムの乱れのなかでも睡眠不足因子を抽出することができた。この結果は次年度に予定している食生活改善プロトコールに反映させる必要のある重要な成果であり、今後の研究の方向性がより明確なものとなった。成人女性の生殖機能の健全性確保を目指して、性成熟完成期である「ポスト思春期」女性に対する適切な食生活の提言のための知見を得る目的で、アンケートによる実態調査と雌性ラットによる検証実験を実施し、生殖機能に影響を及ぼす要因には、ダイエット行動そのものだけでなく、ダイエット志向も関わるという新たな可能性を確認した。この結果は次年度以降に予定している食生活改善プロトコールに反映させる必要のある重要な成果であり、今後の研究の方向性がより明確なものとなった。食生活調査に並行して「ポスト思春期」の食生活ラットモデルを用いた動物実験を引き続き行い、ダイエット下での食生活習慣や摂食リズムと生活リズムの乖離が性機能に対する影響の検証と作用メカニズムに関しての情報を得て、ダイエット志向の「ポスト思春期」の女性に対する生殖機能障害のリスクを下げる食育プログラムを提案する。食生活調査に並行して「ポスト思春期」の食生活ラットモデルを用いた動物実験を行い、ダイエット下での食生活習慣や摂食リズムと生活リズムの乖離が性機能に対する影響の検証と作用メカニズムに関しての情報を得て、ダイエット志向の「ポスト思春期」の女性に対する生殖機能障害のリスクを下げる食育プログラムを提案する。最終年度に追加実験の必要が生じたが、予算では不足があるため、今年度の動物実験の個体数を調整して、最終年度である次年度に繰り越すこととした。追加実験を行うための試料等の購入に使用する。平成24年の結果をもとに修正しながら平成25年度以降も引き続きアンケートによる実態調査や動物実験を進めて食育プログラムの作成に有用な情報を収集する。実態調査からは食生活改善プロトコールを作成して実行する。動物実験によるメカニズムの解析ではSerotonin、β-endorphin、Ghrelinの変化を測定する。
Rhポリペプチドの一次構造とその多様性

Rh血液型抗原ポリペプチドの構造とその多様性を探るため、抗原に対応する各ポリペプチドに特異的な内部アミノ酸配列を明らかにし、その情報を基に対応するcDNAをPCR法で増幅してその全塩基配列を明らかにすることを試みた。そこで、まずCcDEe型の表現型を持つ赤血球膜を調製し、既存の抗RhDまたはRhC抗体を用いた免疫沈降法で抗原の分離を行った。しかし、膜上でのRhDおよびRhCポリペプチドの存在量が少なく、また、これらのポリペプチドは、使用した界面活性剤であるTriton X-100に不溶性の細胞骨格成分と結合しているため、内部アミノ酸配列を決定するのに必要な量を確保できなかった。加えて、これらの抗体は抗原への結合に関して高次構造にも依存しているため、可溶化したポリペプチドの同定に使用できないという欠点がある。以上の問題点を解消するためには新たなRhポリペプチド抗体が必要であった。そこで、Rhポリペプチドに共通であろうと考えられている領域についてペプチドを合成し、その抗体を作製した。この抗体は、予想されたようにRhの表現型の違いにかかわりなくすべてのヒト赤血球に結合し、その活性は抗原の高次構造には依存せず、ウェスタンブロッティング後の抗原に対しても使用可能であった。現在、抗原ポリペプチドをこの抗体および一次、二次元電気泳動法を用いて分離し同定し、その多様性を調べている。これと同時に行ったcDNAライブラリーの作製については、Wadaらにより報告された赤血球前駆細胞の二段階液体培養法によるRh抗原のin vitro発現系はその条件設定が難しく、結局は網状赤血球mRNAから合成したcDNAをテンプレートとし、Rh抗原ポリペプチドに共通であろうと予想されている部位に対し作製したプライマーセットを用いたPCR法により作製した。このライブラリーは、サイズの異なるいくつかのcDNAを含んでいる。
抗癌剤封入W/O/W型エマルションによる食道癌及びリんパ節転移の治療

食道癌特にリンパ節転移に対して、抗癌剤封入W/O/W型リピオド-ルエマルション(以下LE)をキャリア-とした新たなTargeting療法を考案し、その臨床応用を図るべく基礎実験を行った。作製したLEは、平均粒子径約58μmであり安定性が高い。雑種成犬をもちいた基礎実験として、先ずメチレンブル-を封入した青色のLEを胸部食道粘膜下層に注入し、直視下にLEのリンパ指向性、リンパ節移行性を確認した。また7日後に胸控内リンパ節を摘出し、X線学的にLEのリンパ節内停滞性を証明した。次に、peplomycin(PEP)封入LEを調製し、同様な実験で注入7日後の食道注入部のPEP濃度は非常に高く、またLE停滞リンパ節内PEP濃度は停滞のないリンパ節に比し有意に高値を示し、LEの薬剤(PEP)徐放性作用を認めた。さらに病理組織学的に、LEはリンパ節の辺緑洞、髄洞および髄質内に停滞することが確認された。抗癌剤封入LEの抗腫瘍効果を、抗癌剤としてPEP 20mgおよび(2"R)ー4'ーOーTetrahydropyranylーadriamycin(THP)20mgをLEに封入し、ヌ-ドマウスのヒト食道癌移植性腫瘍(3株)に対してそれぞれの薬剤量として10mg/kgの腫瘍内局所投与を行った。(但し、THPーLEにおいては、まだその調製に問題があり、形態が不均一で安定性に欠ける)。3週間後の腫瘍抑制率(I.R.)では、PEPーLEに有効性は認めず、THPーLEにおいて2株に有効性を認めた。改良型THPーLEとしてTHP5mg封入LEを調製したが、I.R.で1株のみに有効性が認められた。またヌ-ドマウスの体重減少や死亡も認めず、抗癌剤副作用の軽減に有用性が示された。現在、PEPーLE,THPーLEほか他抗癌剤封入LEの改良と調整を行っているが、本LEのリンパ指向性、リンパ節内停滞性および抗腫瘍効果、抗癌剤副作用の軽減の面から臨床応用の有用性が示唆される。ペプロマイシン封入W/o/W型リピオド-ルエマルション(以下LE)を調製した。LE粒子は平均8μmであり、内水相にペプロマイシン(以下PEP)を20mg/リピオド-ル2.4mlを封入した。本LEの特徴は、注入部停滞性が強いが、リンパ指向性,リンパ節移行性,リンパ節内停滞性に富み、X線学的にLEの検出が可能である。実験は、雑種成犬の胸部中部食道の粘膜下層へ内視鏡的にLEをPEP量として1020mgを注入し行った。経時的PEP血中濃度と,1週間後に屠殺解剖し、胸腔内,腹腔内臓器と後縦隔リンパ節を摘出し各々のPEP濃度を測定した。PEP血中濃度は、注入後3時間より検出不能となった。注入部食道のPEP濃度とLE停滞は高度であったが,肺、脾、肝、腎、胃のPEP濃度は低く、LE検出は認めなかった。後縦隔リンパ節は、1頭平均5.7個を摘した。

LEを検出したものは1頭平均1.3個であったが、LEの停滞を認めたリンパ節のPEP濃度は、LE停滞を認めないリンパ節に比し有意に高値を示した。またコントロ-ルとして、生食溶解PEP注入群との比較では、LE停滞の有無にもかかわらず、LE投与群のリンパ節PEP濃度は有意に高値を示した。このことよりLEの組織内停滞性と薬剤徐放性効果が実証され,食道癌及びリンパ節転移治療への応用が期待された。血液生化学検査においては,LE投与群では,一過性に肝機能の軽度の上昇を認めたが,一週間後には,軽快している。病理組織学的には,食道注入部の粘膜下層の著明な肥厚とリンパ管の拡張,形質細胞の細胞浸潤を認め,リンパ節においても辺縁洞,中間洞の拡張を認め同様な細胞浸潤を認めるとともに、ズダンIII染色においては、同部でのLE渟滞を証明した。W/O/W型リピオド-ルエマルション(以下LE)の抗腫瘍効果に関し、抗癌剤として、Peplomycin(PeP)20mgおよび(2"R)ー4'ー0 Tetrahydropyranylーadriamycin(THP)20mgを内水相に封入したエマルション(以下PEPーLE,THPーLE)を作製し検討した。これらの抗腫瘍効果と徐放性作用を観察するために、各々制癌剤量として10mg/kgをヌ-ドマウスのヒト食道癌移植腫瘍3株(Oh,Ka,Ma)に対して腫瘍内注入し、経時的(1、2、3週)に体重、相対平均腫瘍重量(Wn/wO)と腫瘍抑制率(1R)を観察した。対照群は無投与とした。また抗腫瘍効果は、制癌剤適応研究会の基準にしたがって、3週間後の1R58%以上を有効とした。その結果は以上である。(1)観察期間に死亡したヌ-ドマウスはなく、体重の推移には有意差は認めなかった。(2)PEPーLE群と無投与群には、Wn/WOに有意差は認めなかったが、THP群のMa株W2/WOとOh株W2/WO,W3/WOは無投与群に対し有意に(P<O.01)低値を示した。(3)3週後のIRは、THPーLE群のMa株に59.0%、Oh株に71.3%とその有効性を認めた。しかしながらTHPーLEの形態は疎雑で安定性(平均粒子径50μm)に欠けており、改良を行った。またPEPーLEにおいてはTHP封入エマルションに比較して、制癌剤の徐放作用が遅く、抗腫瘍効果の発現が少ないものと思われた。THPーLE改良型(THP 5mg封入)は,エマルションの形態、安定性を改善させたものであるが、まだその粒子径は1ー50μmと一様ではない。この抗腫瘍効果を、THP2.5mg/kg腫瘍内(Ma,Oh,Tk3株)に投与し観察した。3週間後のIRは、Ma株21.7%、Oh株54.5%、TK株69.9%とTk株に有効性を認めたが、THP投与量の減少に伴って、Ma、Oh株に対する効果は減少した。しかしながら、腫瘍内投与に伴う局注エマルション量は0.1ml程度に限られており今後さらに検討する予定である。
シリア・デデリエ洞窟発見のネアンデルタール幼児四肢骨の人類学的研究

1993年出土幼児骨の保存処理と復元、レプリカの作成標本の同定交連骨格標本を用いて、手足骨、骨端部、仙骨肋骨部などの部位と左右の同定を可能な限り行なった。四肢骨形態の特徴についてネアンデルタールに特徴的な四肢骨形態が既にこの人骨に見られた。主要な計測値の収集主に長管骨の長さと恥骨について計測を行なった。計測値についてはまだ一部分のものしか計測できていない。来年度も継続しておこなう予定。腸骨による性別判定一般に幼児骨の性別判定は困難であるとされているが、腸骨を用いて70%から90%の正解率を報告しているものもある(Weaver,1980;Schutkowski,1993)。新生児から幼児段階の日本人骨格標本のうち、腸骨を用いて、マクロな形態における性差、その性別判定への応用を試みた。(平成7年4月、解剖学会にて発表予定)全身骨格の復元ほとんどの骨格が揃っているので全身像を復元してみることとなった。交連骨格とレントゲン写真を用いて、欠損部、軟骨部などを補い、他の専門家(美術解剖、生体機構、コンピュータグラフィクス)と共同で行なう予定。
アフリカの持続的な経済成長に貢献しうる金融のグローバル化

本研究では、以下の5点に関して実証分析する。1アフリカにおける金融グローバル化の実態と資本流入の決定要因2世界金融危機以降の先進諸国による金融緩和策が与えた、グローバル市場との連動性の変化3金融グローバル化が経済成長を促進させるために必要な国内金融発展の程度4金融グローバル化がアフリカ各国の生産性と貧困削減に与える影響5資本規制/為替制度の選択/マクロプルーデンス政策の実施など、金融グローバル化を享受するために求められる制度や政策の選択本研究では、以下の5点に関して実証分析する。1アフリカにおける金融グローバル化の実態と資本流入の決定要因2世界金融危機以降の先進諸国による金融緩和策が与えた、グローバル市場との連動性の変化3金融グローバル化が経済成長を促進させるために必要な国内金融発展の程度4金融グローバル化がアフリカ各国の生産性と貧困削減に与える影響5資本規制/為替制度の選択/マクロプルーデンス政策の実施など、金融グローバル化を享受するために求められる制度や政策の選択
思考脳波とカオス解析による大脳高次機能情報処理過程解明の基礎的検討

まず、健康な22歳の男性を被験者として、思考に際して重要な役割を行う記憶想起に関して、逐次差分法を用いて事象関連脳波を解析し、検討を行った。提示課題としては、3ビットの2進数は10進数ではいくつになるかを作業課題条件とした。計測された記憶想起課題関連脳波をトポグラフ表示した結果、記憶想起課題では、前頭前野を中心に負電位として脳波が現われている傾向が見られた。しかし、この課題条件では被験者によっては刺激数値の3ビットの2進数を一旦計算してしまっている者も見られ、厳密な意味では計算課題との心理作業において分離ができていないものと考えられる。したがって、他の条件を用いて記憶を想起させる適切な刺激条件を考案する必要がある。そこで、化学元素記号を提示して、その化学元素を想起させる課題を用いて同様に実験および解析を行った。トポグラフの解析によって解析した結果、記憶想起関連脳波は上記3ビットの2進数を10進数で想起する課題と同様に、前頭前野を中心に現われている傾向が見られた。次に、認知などの基本的な機能よりさらに高次の機能である論理数学的知性について調べた。被験者に二桁と一桁の数式を提示し、逐次差分法を用いて被験者が暗算を行っている場合の計算関連脳波を計測し、検討を行った。その結果、P300はほぼ頭頂部中央および右側頭頂部を中心に正電位として発生する傾向が見られるのに対し、暗算課題ではF4を中心とした左側前頭頂部から左側頭頂部に計算脳波成分が現われる傾向が見られた。最後に、被験者が暗算を行っているときの脳波を取得し、カオス解析を行った。解析例が少ないので明確ではないが、暗算を行うことで脳波のアトラクタは平静状態から変形し、積分相関曲線では傾斜に特徴が現われた。さらに微分相関曲線による解析でそのことが明確に示された。この特徴が頭部のどの部分で強く示されるかの検討は今後の課題である。
刑事手続外の調査手続により収集された資料の刑事手続における利用

行政調査手続の目的が達成する公共の利益や事案の類型的な複雑性を根拠として自己負罪特権侵害を正当化することは許されるべきではない。行政調査の重要性に一定の配慮を示しつつ、今日の行政調査権限の拡大による特権保障の形骸化を防ぐためには、調査段階における供述強制の場面に関しては、当該手続による強制の範囲などを詳細に検討して、特権の核心部分を侵害するか判断する相対的保障にならざるを得ない面もあるが、それにより得られた供述・情報を刑事手続に利用することに関しては、特権侵害を厳格に判断するべきであろう。本研究の目的である非刑事手続における調査によって収集された資料の刑事手続における利用可能性に関する検討の足がかりとして、イングランド・ウェールズ(以下イギリス)の会社法、倒産法等に規定される調査手続および重大不正捜査局(Serious Fraud Office)の権限が自己負罪拒否特権と抵触しないかについて、イギリスにおける議論および判例の動向を調査した。その結果、刑事手続以外の領域における特権保障は、およそ「公共の利益」および特権を主張する者の「特殊な地位」に集約される多種多様な根拠により制限され、ほぼ有名無実化されていたことが明らかになった。その後、80年代から90年代にかけて、欧州司法裁判所および欧州人権裁判所の判例が蓄積され、またイギリスにおいても人権法が制定されることにより、従来の刑事手続外における特権保障の不十分な状況の見直しが迫られる。人権裁判所の判断構造を分析すると、その際、公正な裁判の保障を根拠とする「特権の中核部分」を損なわない範囲の制限と相対的保障、「公共の利益」を特権侵害の正当化根拠とすることの否定が見直しの指針となる。このように、近年の欧州人権裁判所および欧州司法裁判所の動向を詳細に分析し、これに対するイギリス国内における裁判所や実務、制度的な対応、理論的な発展を検討することにより、同様の問題を内包する日本の現状を考察するにあたって、新たな知見が見出されてきている。さらに、以上の研究経過を踏まえて、平成22年3月に立命館大学で開催された刑事法関係の研究会(刑法読書会平成22年3月6日立命館大学)において、90年代までのイギリスにおける当該問題の動向と議論の状況を整理した外国の先行研究を紹介した上で、その後のイギリス国内における刑事手続外の調査手続と特権の調整問題について上述の経過と展望を示す報告を行う機会を得ることができた。本年度の調査は、行政調査手続ないし当該手続により得られた資料と自己負罪拒否特権の衝突が問題となったイギリスの判例、欧州司法裁判所判例および欧州人権裁判所判例等について、行政調査の中でもとりわけ競争法を中心に調査を行った。行政調査により得られた資料の刑事手続における使用の是非を論じる前に、当該調査手続自体が自己負罪拒否特権を侵害するか、つまり行政手続への適用可能性が問題となる。従来から、その行政調査から刑事訴追へとつながり、自己負罪証拠として利用されることに依拠して特権保障が及ぶというアプローチが見られたが、欧州人権裁判所を中心に、行政調査がもたらす処分の制裁的性質に依拠して当該調査にも特権保障が及ぶというアプローチが有力になっていることが確認できた。さらに、これまで「単なる事実に関する質問」と「違反行為の自認を求める質問」を区別することにより当該手続による特権侵害の存否を判断し、その後の刑事手続において証拠使用できるかどうかは別問題として捉えてきたイギリス国内裁判所および欧州司法裁判所の見解との比較検討をおこなうことにより、行政手続への特権適用の理論的根拠およびそこから導かれる射程の相異を明らかにできたことは、刑事手続における利用を論ずるための境界を示す大枠を画する重要な意義を有している。また、行政手続により提出を命じられた「既存の文書」の刑事手続における使用に関して、イギリス判例、欧州司法裁判所判例、欧州人権裁判所判例の論理を整理し、理論的な検討を行ったことは、行政調査権限が肥大化する現代における今後の特権保障の在り方を示すうえで、非常に重要な成果を得るものであった。以上を踏まえた今年度の研究成果ないし資料について、平成23年2月開催の刑法読書会および平成23年4月開催の経済刑法研究会において報告の機会を得て、特に競争法分野の専門家から貴重な意見をうかがうことができた。
象牙質リンタンパク質の成熟化機構の解明と象牙質再生療法への応用

ヒト歯髄細胞の培養とヒト象牙質シアロリンタンパク質のクローニングを行うため、矯正理由により便宜抜去された歯牙から無菌的に歯髄組織を取り出し、0.1%コラゲナーゼ処理後ディッシュに播種し、48継代後の歯髄細胞を得た。アスコルビン酸とβ-グリセロリン酸で1週間処理された歯髄細胞よりDNAを調整し、PCR法によりヒト象牙質シアロリンタンパク質の全長遺伝子の増幅を試みたが、発現量が少なく成功しなかった。次に、初代培養ラット歯髄細胞を調製し象牙質シアロリンタンパク質の全長遺伝子の増幅を行ったところ、象牙質シアロタンパク質と象牙質リンタンパク質の各々の遺伝子断片が得られた。さらに、象牙質シアロリンタンパク質発現ベクターの構築および安定発現株の確立を目指した。しかし、C末端にHis tagを有する哺乳類細胞発現ベクター(pGC dual vector)への象牙質シアロリンタンパク質のサブクローニングに成功しなかったので、N末端にGST tagを持つ大腸菌発現用ベクターにサブクローニングした。シークエンスにより遺伝子配列を確認したが変異や欠損は見られず問題なかった。作製されたプラスミドをBL21にトランスフォーメンションし、Glutathione Sepharoseにてリコンビナントタンパク質を精製した。象牙質シアロリンタンパク質の成熟化において機能するプロテアーゼを同定するため、ラット歯髄細胞の抽出液画分によるリコンビナント象牙質シアロリンタンパク質のプロセシングを解析したところ、MMPインヒビターにより顕著な抑制が見られた。さらに、精製MMP-2により同様のプロセシングが確認できた。以上の結果から、象牙質形成においてはMMPが重要な役割を担っていることが示唆された。ヒト歯髄細胞の培養とヒト象牙質シアロリンタンパク質のクローニングを行うため、はじめに北海道医療大学歯科内科クリニックにおいて、矯正理由により便宜抜去された歯牙から無菌的に歯髄組織を取り出し、0.1%コラゲナーゼ処理後ディッシュに播種し、48継代後の歯髄細胞を得た。アスコルビン酸とβ-グリセロリン酸で1週間処理された歯髄細胞(この条件で象牙質シアロリンタンパク質が発現してくることは、すでに多くの論文で報告されている。)よりDNAを調整し、PCR法によりヒト象牙質シアロリンタンパク質の全長遺伝子の増幅を試みたが、発現量が少なく成功しなかったため、次にラットの初代培養歯髄細胞を調製し象牙質シアロリンタンパク質の全長遺伝子の増幅を行った。結果として、象牙質シアロタンパク質と象牙質リンタンパク質の各々の遺伝子断片が得られたので、象牙質シアロリンタンパク質発現ベクターの構築および安定発現株の確立を目指した。現在、象牙質シアロリンタンパク質の成熟化において機能するプロテアーゼを同定するため、ラット歯髄細胞の抽出液画分によるリコンビナント象牙質シアロリンタンパク質のプロセシングを詳細に解析中である。
新しい社会基盤材料の為の新しい組織評価法の確立

X線回折と電子顕微鏡法を併用した微細組織解析手法の開発を行った。その結果、均一な転位組織を持つラスマルテンサイトではX線回折解析による有効な転位密度の測定法及び解析法を提唱することが出来た。不均一な転位組織を持つ加工組織では先の手法に加え局所結晶方位解析手法を併用することで転位組織を表現することが出来ることを示した。また、その手法を応用した組織解析も行い、微細な組織を持つ金属材料における加工組織の特異な発達過程を明らかにすることが出来た。平成20年度は主にラスマルテンサイトの組織解析を行った。用いた試料はFe-23mass%Ni合金とFe-0.2mass%C-2mass%Mn合金で、前者は1200°Cで3.6ksのオーステナイト化を行った後に焼入れし全面ラスマルテンサイトを得、後者は340と12μmの粒径を持つ二種類のオーステナイトから得たラスマルテンサイトを使用した。これらの試料については透過型電子顕微鏡による転位密度測定は行っており、Fe-Ni合金では9.8×10^<14>m^<-2>、Fe-0.2C-2Mn合金の微細粒,粗大粒ともに1.6×10^<15>m^<-2>であることが分かっている。また、転位組織はともにラス内に転位セルを組んでいない転位が存在し、らせん転位が多い。X線回折では精度を上げるためできるだけ長時間かつ高次の回折まで解析に使用した。転位密度はWilliamson-Hallプロットにより得られた結晶子と結晶の歪から転位密度を算出する解析手法により求めた。その結果、転位密度はFe-23Ni合金では9.8×10^<14>m^<-2>、Fe-0.2C-2Mn合金の微細粒は1.5×10^<15>m^<-2>,粗大粒は1.7×10^<15>m^<-2>となった。透過型電子顕微鏡観察結果とよく一致した理由は、先述の測定手法に加え、従来あまり重要視されていなかった結晶子を用いたためと考えられる。しかし、Fe-23Ni合金の結晶子は転位間隔にほぼ等しいのに対し、Fe-0.2C-2Mn合金では転位間隔よりも結晶子が大きくなっている。また、X線回折を用いて転位の性格を決定したが、らせん転位と刃状転位の比率がほぼ等しくなり、透過型電子顕微鏡観察の結果と異なっていた。これらはX線測定の際、侵入型固溶元素やラスなど比較的粗大な組織の影響を受けたためと考えられる。平成21年度は、平成20年度にラスマルテンサイトでの転位組織解析が成功したことを受け、より複雑な転位組織を持つフェライトの加工組織をX線回折と走査型電子顕微鏡/電子線後方回折図形(SEM/EBSD)を併用して解析することを目的とした。具体的には主にFe-1.5mass%Mn極低炭素鋼のフェライトに冷間圧延を施し、この加工組織に対しておける転位組織の解析を行った。まず、昨年度と同じくX線回折装置を用いた転位密度の測定を行った。この際、X線管球を鉄に対する吸収の高い銅からコバルトに変更した。その為、試料にX線が十分浸透し三次元的な平均組織を解析できると考え圧延面法線方向からの測定を行った。昨年度用いた解析手法ではラスマルテンサイトにおいては全く問題がなかったが、フェライトの冷問圧延組織に対しては異常な解析結果となり、実験方法および解析手法を再検討した。その結果、装置補正用の標準試料を極低歪ZnO粉末を使用したところ、正常な解析結果となった。ことから、マルテンサイトのような高密度の転位を含む組織なら厳密な校正は必要ではないが、比較的転位密度の低い転位組織については慎重な校正が必要であることが分かった。この手法で各圧下率の試料における転位密度を測定したところ、加工硬化のステージと転位密度がよく一致しており、転位組織の定量化に一定の目処がついた。さらに今年度は不均一な転位組織を定量化するためにSEM/EBSDを使った転位密度の解析も行った。その結果、SEM/EBSDで転位組織の不均一性を測定することが出来、SEM/EBSDを併用することで各集合組織の転位組織の違いを加味した定量解析が可能であることが明らかになった。平成22年度は前年度に続きフェライトの加工組織をX線回折と走査型電子顕微鏡/電子線後方回折図形(SEM/EBSD)を併用して解析することを目的とした。また、測定手法の応用として、マルテンサイト鋼の機械的性質や転位組織発達の特異性の解明するためX線回折とSEM/EBSDを用いた解析を行った。

まず、SEM/EBSDを使った解析では、当初近接測定域微小方位差(KAM)解析用いた転位密度測定を試みたが、転位密度が10^<16>m^<-2>と非常に大きな値になり手法の再考を行った。その結果、KAM解析の数値を用いるのではなく「転位組織」のパターンとして解析を行う手法に変更した。高Cr-高C鋼の力学的特性と微細組織との関係をX線回折とSEM/EBSDを用いた解析を行った。その結果、残留オーステナイトに含まれる炭素量が焼もどし温度の上昇に伴い増加することが明らかになった。また、細かいフィルム状残留オーステナイトは粗大なブロック状の残留オーステナイトと比べ低温の焼もどしで消失すること、フィルム状残留オーステナイトが消滅したときに脆化する事を明らかにした。低炭素ラスマルテンサイトは加工により非常に微細な組織が形成されることが知られている。本研究では初期微細組織と加工組織の関係の重点を置き解析を行った。その結果、低炭素鋼ラスマルテンサイトに含まれる残留オーステナイトフィルムには1mass%程度の炭素が含まれていることが明らかになった。このフィルムは加工初期で高炭素マルテンサイトフィルムに変態しており、この事が特徴的な微細加工組織を形成した事が明確になった。
階層構造を有するマイクロハイドロゲルの創製

機械的強度に優れた三次元構造物をハイドロゲルのみで構築する新規手法の開発を目指し、本研究では複数のゲル線維が集合した束状ゲルの合成法を着想した。温度応答性高分子であるヒドロキシプロピルセルロース(HPC)とアルギン酸ナトリウム(Na-Alg)の混合溶液からなる相分離溶液を調製し、マイクロ流路デバイスを用いた動的ゲル化によるゲルファイバーを作製した。高分子凝集体はフロー方向に引き伸ばされ、最終的にアルギン酸分子を除去することでHPCのみからなる束状の構造体の作製に成功した。束状構造ゲルは非束構造に比べ高い機械強度を有し、かつ細胞足場として利用できることが示された。本研究の目的は、分子の相分離現象を利用して階層構造を有するマイクロハイドロゲルを創製することである。具体的には、マイクロ流路デバイス中に、新疎水性、粘性等の物理化学的性質が異なる二成分の流体を導入し、流動場で瞬時にゲル化を行うことによりナノからマイクロスケールレベルの階層構造を有するハイドロゲルの形成手法を確立する。形成メカニズムを解明し、制御した階層性ハイドロゲルを作製することで、最終的には、組織医療のための細胞培養足場およびマイクロアクチュエータへの応用を目指す。平成25年度の研究では、相分離パターン挙動の調査および検討を行った。具体的には、下限臨界溶液温度をもつ種々のセルロースエーテルを主体としたポリマーブレンド溶液を調製し、温度、pH、濃度を変化に対する相分離パターンの形成を共焦点レーザー顕微鏡等により観察し、種々の条件における相分離パターン形成の最適化を行った。マイクロ流路デバイスを作製し、流路内に相分離パターンを形成したポリマーブレンドを流すことで、流動場におけるゲル化による、束状の構造を有するゲルを調製することを見出した。調製したゲルの構造を電子顕微鏡で観察し、強度を引っ張り試験機により評価した。一方で、得られた束状のゲル構造体に線維芽細胞を播種することで、細胞足場としての有用性について評価を行っている。マイクロ流路デバイス中に、親疎水性、粘性等が異なる複数成分の流体を導入し、流れ場で瞬時にゲル化を行うことによりナノからマイクロスケールレベルで階層的に変化した構造を有するハイドロゲルの形成手法を確立することである。形成メカニズムを解明し制御した階層性ハイドロゲルを作製することで、最終的には、マイクロ工学とバイオマテリアルとの融合を図り、組織医療のための細胞培養足場およびマイクロアクチュエータへの応用を目指す。H26年度の研究では、H25年度に引き続き温度応答性高分子であるヒドロキシプロピルセルロース(HPC)とアルギン酸ナトリウム(Na-Alg)の濃度比を変化させたときの混合溶液の相分離パターンの解析を行い、作製した階層構造(束状構造)ゲルの評価を、顕微鏡観察、引張試験、細胞接着評価から行った。各溶液の濃度比および温度を変化させることで、相分離の有無と相分離パターンの形状を制御可能であることを確認した。また、相分離パターン形状を制御することで、形成する束状構造の束の太さおよび力学強度の異なるゲルを作製することができた。さらに、本混合溶液にカーボンナノチューブ(CNT)を内包し、導電性のゲル形成について検討を行った。また、本階層構造ゲル上に線維芽細胞および神経細胞が接着および伸展性を有することが明らかとなり、組織医療のための細胞培養足場への有効性が示唆された。以上の研究成果はBMES Annual Meeting 2015(米国テキサス州サンアントニオ)等で発表し、論文誌へ投稿中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。組織工学26年度が最終年度であるため、記入しない。おおむね予定通り研究は進展している。得られた研究の結果も今後の研究予定に影響がないと思われる。平成26年度には、流動場条件を変化させることによる構造体の精密制御と、機能化による細胞足場材料およびアクチュエータとして利用できる材料の形成を目指す。
作用素論の研究

ヒルベルト空間、およびバナッハ空間上の有界線形作用素について.作用素のノルム,スペクトル.および数域の研究を行った。まず.可換なエルミ-ト作用素のジョイント・ノルムは.一般に、スペクトル半径と等しくないことを示した。この論文は.Glasgow Math J.より受理された。次に.ワイルの定理の一般化について研究した。可換な.正規作用素族は.ワイルの定理が成立することを示した.この論文は.Acta Sci.Math.(Szeged)に受理された。ジョイント・スペクトル半径についての研究では、まず、幾何学的なスペクトル半径を与える点について.その特微として.ジョイントの近似壱スペクトルであることを示した.この論文は.Hokkaido Math.J.に受理された。また.中零作用素の和となっている。正規作用素族についは、ジョイント・スペクトル半径を与える代数的公式が存在することを示した.この論文は、Proc.Amer.Math.Soc.に受理された。また.Pーhyponrmal作用素についての研究を行い.Pーhyponormal作用素の点スペクトルは.正規点スペクトルであることを示した。また.Putnamの定理を弱くした性貭を持つことを示し.これにより.ノルムとスペクトル半径が等しいことの新しい証明方法を示した。これらの結果については、現在論文としてまとめている。一様凸なバナッハ空間上のhyponamal作用素のスペクトルの凸体は数域の閉包に等しいことを中心とした論文を.ActaSci.Math.(Szeged)より発表した.ワイルの定理のバナッハ空間上の作用素への拡張をあつかった論文を.J.Math.Analysis Applより発表した.厚限次元の空間上の可換な作用素族のジョイント・スペクトル半径の代数的公式についての論文はProc.Roy.IsishAcad.より発表した。現在,バナッハ空間上の作用素族のジョイント・スペクトル半径を与える代数的公式の発見について研究を行っている.ヒルベルト空間、およびバナッハ空間上の有界線形作用素について.作用素のノルム,スペクトル.および数域の研究を行った。現在,バナッハ空間上の作用素族のジョイント・スペクトル半径を与える代数的公式の発見について研究を行っている.
有機性廃棄物の再生利用とナノ炭素材料への転換に関する研究

有機性廃棄物(牛糞+米ぬか)を堆肥化し、有機肥料としての効果を検証した結果、その有効性を明らかにした。また、堆肥化燃料の燃焼カロリーは大きく、ボイラー燃焼用燃料へ応用できることが分かり、堆肥化燃料から温水を生成することに成功した。また、有機性廃棄物(おがくず、コーヒー粕)を炭化・賦活処理によりナノ炭素材料へ変換し、電気二重層キャパシタへの電極材料としての評価を行った結果、高い静電容量を得ることできた。平成21年度は有機性廃棄物として、牛糞、鶏糞、焼酎廃液、おかくずを用いて、原料混合比率や電圧印加の有無の違いによる発酵状態(温度、水分、pH、炭素/窒素比)などの計測を行った。その結果、有機性廃棄物を微生物が分解することによって発生する電子の量は、有機性廃棄物の温度の上昇と共に多くなる傾向があることが分かり、約2ヶ月間の長期計測において、原料混合比率や電圧印加の有無の違いによる発酵状態を明らかにすることができた。また、発酵終了後は有機堆肥として使用することができ、栽培試験での結果はドイツで開催された国際学会"International Conference on Soil Fertility and Soil Productivity"で"Effect of the Different Composts on Swiss Chard Growth and Soil Quality"として発表を行った。また、炭素の除草剤としての効果もフィールド試験で確認しており、光照射下で温度と相関があることも赤外線サーモグラフィーカメラ(備品で購入)で観察を行い、証明された。さらに、有機性廃棄物を燃料とするボイラについても開発済みであり、次年度ボイラ燃焼時の基礎特性を調査する予定である。炭素材料を使用した電気二重層キャパシタの開発においても、実験準備を進めており、次年度に詳細なでデータを取得する予定である。平成22年度は有機性廃棄物である牛糞堆肥(平成21年度に作製)をペレット化し、直接燃焼実験を行った。ペレット化した燃料の含水率と発熱量の関係を調査し、含水率が高くなると燃料の発熱量は低くなり、発熱量と含水率は比例しないことを明らかにした。また、燃料の燃焼カロリー、発火点、融点の調査も行い、含水率10%前後の燃料(牛糞)の発熱量は16.05MJ/kgであることが分かった。さらに、燃料の発火点は340°C付近、燃焼灰の融点は900度以上に存在する事が分かった。上記の内容とは別に、おがくずやコーヒー粕を利用し、ナノ炭素材料への転換方法に関する研究を行った。おがくずにおいては、ナノ炭素材料へ転換する際の最適な炭化時間や賦活時間を明らかにすることができ、作製した炭素材料を応用した電気二重層キャパシタ電極の評価について、第63回電気関係学会九州支部連合大会で2件発表(タイトル:有機性廃棄物による電気二重層キャパシタ用電極材料の作成、活性炭材料として有機性廃棄物を用いた電気二重層キャパシタの評価)した。また、コーヒー粕から得られたナノ炭素材料は、金属イオンが多く含まれており、酸処理により金属イオンを低減することができたが、更なる酸処理方法の検討が必要であることも明らかにした。次年度は金属イオンを除去したコーヒー粕からナノ炭素材料を作製する計画で研究を進めており、作製されたナノ炭素材料を使用した電気二重層キャパシタの開発を行い、詳細なデータを取得する予定である。平成23年度は有機性廃棄物であるコーヒー粕から、ナノ炭素材料を作製した。その時の最適な炭化時間や賦活時間、賦活ガス等を明らかにすることができ、作製された材料はミクロ孔(細孔径2nm以下)を多く含み、比表面積が最大で1800m^2/gに及ぶことが分かった。また、作製されたナノ炭素材料を電気二重層キャパシタの電極に適用し、静電容量を評価した結果、有機系電解液を用いた場合に146F/gの非常に大きな静電容量を得ることができた。このことは、現在電気二重層キャパシタ開発で問題となっているエネルギー密度の改善に大きく貢献する成果である。これらの成果は第64回電気関係学会九州支部連合大会で2件発表(タイトル:有機性廃棄物を用いた電気二重層キャパシタ用電極材料の最適作製条件の検討、コーヒー粕活性炭を用いた電気二重層キャパシタの特性評価)、平成24年電気学会全国大会で2件発表(タイトル:有機性廃棄物を用いた電気二重層キャパシタ用電極材料の特性評価と最適作製条件の検討、有機性廃棄物由来の活性炭を用いた電気二重層キャパシタの特性評価)を行った。さらに、国際学会2011IEEE Conferenceon Electrical Insulation And Dielectric Phenomenaにて、"Electrical Properties of Nano Carbon Producedfrom Organic Waste"というタイトルで発表を行った。本年度までの研究成果をまとめ、Journal投稿を予定している。