hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
悪性腫瘍治療法の確立を目的とした中性子測定技術開発

BNCT照射場における1keV付近の熱外中性子スペクトルの効率的な測定を目的として、フッ素含有減速球を用いたボナーボール型中性子検出器の開発を行った。実験検証により、本検出器の熱外中性子場における適用性を示した。また、患者被ばく線量を最適化するため、小型中性子検出器を用いた測定技術の開発を行った。本開発では、光ファバー型リアルタイム中性子検出器の劣化・損傷に関する実験データを取得し、その結果に基づいて耐放射性リアルタイム中性子検出器を製作した。加速器BNCT照射場の1keV付近の熱外中性子スペクトルを最も効率良く測定できるボナーボール型中性子検出器の開発に関し、He-3検出器を対象としたボナーボール用フッ素含有減速球の設計及び製作を行った。応答関数解析より、種々の材質及び減速球直径について評価を行った。この結果より、材質はLiF粉末入りポリエチレンとLiF粉末入りテフロンの2種類を選定した。LiF粉末入りテフロン減速球の応答関数特性は、応答関数のピーク部をシャープにすることができるが、減速球直径が大きくなるという欠点が見られた。一方、LiF粉末入りポリエチレン減速球の応答関数特性は、応答関数のピーク部は滑らかとなるが、減速球直径を小さくすることができる利点が見られた。このため、LiF粉末入りポリエチレン減速球を対象として、加速器BNCT場でのアンフォールディングで必要となる最適な応答関数を計算解析により決定した。その中の2個の減速球(直径12.08cm及び15.08cm)については、実際に製作を行った。次年度以降、JAEAのFRS施設、加速器BNCT施設で検証実験を行う予定である。患者被ばく線量最適化のための測定技術として、H26年度は光ファイバー型リアルタイム中性子モニタの開発を行った。これまでに報告されている中性子モニタは、照射に起因する光ファイバーの劣化・損傷により感度が低下することが報告されているため、光ファイバーは、耐放射性として知られている石英光ファイバーを採用した。一方、シンチレータについては、放射線による劣化・損傷に強いEu:LiCAFシンチレータを採用した。これらを組み合わせて、石英型中性子モニタを製作した。更に、プラスチック型中性子モニタも製作し、光ファイバーの劣化・損傷に係るデータを次年度の実験で取得する予定である。加速器BNCT照射場における1keV付近の熱外中性子スペクトルの測定を目的として、ボナーボール型中性子検出器の開発を行った。本研究では、フッ素含有減速球の特性を評価し、その結果に基づいて、最適形状である2種類のLiF粉末入りポリエチレン減速球(直径12.08cm及び15.08cm)を作成し、He-3検出器と組み合わせて、検出器を制作した。その特性を検証するため、検証実験を日本原子力研究開発機構のFRS施設で行った。実験では、Scターゲットによる8keV、26keVの単色中性子、及びLiターゲットによる144keV、250keV、565keVの単色中性子を用いた。その中性子場において、本検出器に照射し、応答関数に係る実験データを取得した。計算解析との比較では、計算値は実験値に対して約15%以内で一致する結果となり、本検出器の応答関数が妥当であることを検証し、本検出器の熱外中性子場における適用性を示した。また、患者被ばく線量最適化のための測定技術として、小型リアルタイム中性子検出器にかかる、光ファイバー型リアルタイム中性子モニタの劣化・損傷に関する実験データを取得することで、耐放射性リアルタイム中性子モニタとしての妥当性を検証した。これらの成果は、韓国で開催された国際会議(ISORD-8)で発表した。次年度は、実機において、医療機器としての課題を検討し、治療に資するシステム構築について検討を行う。製作したボナーボール用フッ素含有減速球の応答関数を確認するため、FRS単色中性子場で検証実験を行い、計算手法が妥当であることを確認した。また、患者被ばく線量最適化のための測定技術で使用する光ファイバー型リアルタイム中性子モニタについては、劣化・損傷に強い特性を有することを実験的に検証した。加速器BNCT照射場での妥当性確認は、筑波大学の都合で実験を行うことは出来なかったが、本研究の課題は順調に進展していると評価できる。本研究では、フッ素含有減速球の特性を評価し、その結果に基づいて、最適形状である2種類のLiF粉末入りポリエチレン減速球(直径12.08cm及び15.08cm)を作成し、He-3検出器と組み合わせて、検出器を制作している。昨年度実施した日本原子力研究開発機構のFRS施設での検証実験の結果を纏めて、米国のミズーリ大学で開催された国際中性子捕捉療法学会で発表を行い、成果を広く公開するとともに、実用化のための課題等について専門家と意見交換を行った。また、患者被ばく線量最適化のための測定技術として、小型リアルタイム中性子検出器にかかる光ファイバー型リアルタイム中性子モニタの劣化・損傷に関して、昨年度取得した実験データを纏めて、韓国の学術雑誌に投稿し成果を広く公開した。小型リアルタイム中性子検出器を実用化するための検討として、これまで得られた実験結果に基づいて先進医療で要求される測定精度、再現性等の課題を克服するための検討を開発メーカーと行い、治療に資するシステムについての仕様を決定した。

実験検証により、本検出器の熱外中性子場における適用性を示した。また、患者被ばく線量を最適化するため、小型中性子検出器を用いた測定技術の開発を行った。本開発では、光ファバー型リアルタイム中性子検出器の劣化・損傷に関する実験データを取得し、その結果に基づいて耐放射性リアルタイム中性子検出器を製作した。H26年度はボナーボール用フッ素含有減速球の設計が順調に進み、計画通り減速球を製作した。患者被ばく線量最適化のための測定技術で使用する光ファイバー型リアルタイム中性子モニタについて、耐放射線の仕様を持たせた中性子モニタを計画通り製作することができた。施設の都合により、本年度は実験を行うことが出来なかったが、本研究の課題は順調に進展していると評価できる。科研費で製作したボナーボール用フッ素含有減速球と小型リアルタイム中性子検出器を用いて、筑波大学の加速器BNCT装置で照射場のビーム変動に対する評価を実施し、医療現場で使用するリアルタイム中性子モニタとしての妥当性を検証する。加速器BNCT照射場で小型中性子モニタを照射し、劣化・損傷に係る定量的データを取得し、これまで得られた実験データ及び計算解析結果より、医療機器としての課題を検討し、治療に資するシステム構築について検討する。医学物理学本年度に製作したボナーボール用フッ素含有減速球に対し、JAEAのFRS施設及び筑波大学の加速器BNCT装置で特性測定実験を行い、計算解析結果との妥当性検証を行い、測定法の確立を行う。製作した光ファイバー型リアルタイム中性子モニタに対しては、京大KURが再稼働すれば、照射実験を行い、光ファイバーの劣化・損傷に係るデータを取得する。また、筑波大学の加速器BNCT装置の中性子ビーム場で、製作した中性子モニタをファントム表面に設置して中性子ビームをリアルタイム測定し、放射化法による測定結果との比較から本中性子モニタの適用性を検証する。更に、製作したボナーボール用フッ素含有減速球と本中性子モニタを組み合わせて、筑波大学の加速器BNCT装置で特性測定実験を行い、その妥当性を実験的に検討する。製作した小型中性子モニタは、京大の研究炉原子炉KURで照射実験を行う予定であったが、施設の都合により共同利用実験が中止となったため、当該助成金を旅費及び実験装置輸送費として使用できなかった。製作した中性子モニタは、京大の研究用原子炉KURで照射実験を行う予定であったが、施設の都合により共同利用実験が中止となったため、当該助成金を旅費及び実験装置輸送費として使用できなかった。研究用原子炉KURが再稼働して共同利用での実験が実施できる場合には、照射実験を行うため、旅費及び実験装置輸送費として使用する。また、実験に必要な消耗品等の購入も行う。KURが再稼働しない場合には、筑波大学の加速器BNCT装置で実施する照射実験の消耗品等の購入を行う。研究用原子炉KURで照射実験を行うため、旅費及び実験装置輸送費として使用する。
並列分散環境を前提とした完全メッシュレス法の開発

本研究では積分セルを必要としない領域型及び境界型メッシュレス法を再定式化し,従来法と比較することによって,同法の性能を評価した.従来のメッシュレス法では,領域積分や境界積分を計算するため,領域や境界を積分セルに分割する必要がある.これに対して,提案法では境界のベクトル方程式を用いることによって,積分を直接計算している.数値計算の結果,従来法に内在する欠点はある程度解決することができた.本研究では積分セルを必要としない領域型及び境界型メッシュレス法を再定式化し,従来法と比較することによって,同法の性能を評価した.従来のメッシュレス法では,領域積分や境界積分を計算するため,領域や境界を積分セルに分割する必要がある.これに対して,提案法では境界のベクトル方程式を用いることによって,積分を直接計算している.数値計算の結果,従来法に内在する欠点はある程度解決することができた.境界節点法(BNM)を用いて楕円型偏微分方程式の境界値問題を解く場合には,境界要素法とは異なり,前処理として対象領域の境界を要素の集合に分割する必要がない.それ故,入力データを著しく簡素化できる.しかしながら, BNMでも境界積分を評価する場合,境界を積分セルの集合に分割しなければならない.この操作には要素分割とほとんど変わらないコストが伴う.一方,コンピュータ・グラフィックスの分野では物体表面を陰関数によって表現する方法が,近年,注目を集めている.同法では,物体表面上の節点データから陰関数を決定し,その零等値面を描くことによって,物体表面の形状を再現するのである.陰関数曲面を用いて境界積分を評価できれば, BNMの欠点を完全に解消できる. 20年度の研究では,陰関数曲面法に基づいた積分セルを用いない2次元BNMを開発することを目指した.この目的のため,同法を二重相反法(DRM)と比較することによって,同法の性能を評価した.本年度の研究により,境界節点数,境界条件,境界形状に依存することなく,提案法はDRMより高精度であることが示された.さらに,提案法はDRMとほとんど同じ計算速度を示すことも判明した.境界節点法(BNM)はメッシュレス法の一種であるため,前処理として対象領域を要素の集合に分割する必要がない.これは入力データを著しく簡素化できることを意味している.しかしながら,積分を数値的に評価する場合,他のメッシュレス法と同様に積分領域を積分セルの集合に分割しなければならない.この操作には要素分割とほとんど変わらないコストが伴うため,メッシュレス法の利点を著しく損なってしまう.近年,コンピュータ・グラフィックスの分野では,物体表面を陰関数によって表現する方法が注目を集めており,多くの優れた研究成果が生まれている.同法では,物体表面上にある節点データを用いて物体表面の形状を再現している.それ故,陰関数曲面法をBNMに適用すれば,BNMの欠点を完全に解消できる可能性がある.これまでの研究によって,積分セルを用いない2次元境界節点法(X-BNM)の開発し,二重相反法(DRM)と比較することによって,同法の性能を評価してきた.この結果,X-BNMはDRMより高精度な解が得られることが示されただけでなく,X-BNMはDRMとほとんど同じ計算速度を示すことも判明した.また,従来のX-BNM法で使用されてきた形状関数は弧長に沿って周期的な関数になるように重み関数を決定していたが,形状関数をローカルな領域でのみ成り立つように改良した結果,X-BNMの簡素化にも成功した.メッシュレス法の一種であるElement-Free Galerkin法(EFGM)や境界節点法(BNM)を用いて楕円型偏微分方程式の初期値・境界値問題を解く場合,前処理として対象領域の領域や境界を積分セルの集合に分割しなければならない.何故ならば,積分セルを用いて,EFGMもBNMも領域積分や境界積分を数値的に評価しなければならないからである.しかしながら,積分セルを用いることは要素を作成することとほぼ同じであるため,要素分割とほとんど変わらないコストを前処理に要してしまうことになる.結局,メッシュレス法には要素の概念が一部残ることになる.一方,コンピュータ・グラフィックスの分野では物体表面を陰関数によって表現する方法(陰関数曲面法)が,近年,開発された.陰関数曲面法をメッシュレス法に適用できれば,数値積分の評価に対する欠点を完全に解消できる.これまで研究によって,陰関数曲面法に基づいた積分セルを用いない2次元EFGMやBNMを開発し,境界節点数,境界条件,境界形状に依存することなく,提案法は従来法よりも高精度であることを示すことができた.平成22年度には,基本境界条件を弱形式に組み込むためのEFGMの新たな定式化法を提案した.さらに,非線形問題へ適用することにより,提案法と従来法との比較評価を行った.その結果,提案法は従来のEFGMより高精度かつ高速に計算できることを示した.また,新たな定式化法により,提案法は基本境界条件を厳密に満足させることも可能となった.
熱エネルギーの高効率利用に関する研究(総括班)

本年度は、研究代表者及び分担者全員参加の2回の合同討論会、ならびに昭和61年度研究分担予定者が参加した昭和61年度研究計画発表会を開催した。第1回合同討論会では研究計画の発表と研究の進め方に対する専門的討議を行い、研究の全体計画の徹底をはかった。第2回合同討論会では、本年度の研究成果の発表と討論を行い、研究成果の成果報告書を作成して取纒めた。昭和61年度研究計画発表会では、各研究分担予定者の研究計画の発表を行い、研究の完結に向けての討論と研究計画の調整を行った。総括班会議を3回開催し、本年度の研究計画、研究成果の検討ならびに評価、次年度の研究計画の検討を行った。本年度の研究成果として、中低温熱エネルギーの高効率利用に関する研究では、乱れ促進体による強制対流伝熱の最適促進法、中低温熱エネルギー回収用熱交換器の気相側伝熱特性の診断法、電場による直接接触伝熱の促進、沸騰および蒸発伝熱の促進法と限界性能、フロン蒸気発生器の伝熱性能とその向上、低温機器における相変化不安定に基づく性能限界、二成分蒸気凝縮の最適作動条件、二成分混合物を作動流体とするヒートポンプ、超弾性を利用するエネルギー貯蔵装置、非共沸冷媒を用いる高効率冷凍システム、ミスト冷却熱交換器の高性能化、狭い流路における伝熱促進について、また高温熱エネルギーの高効率利用に関する研究では、高温面の膜沸騰伝熱特性と膜沸騰下限界、高効率沸騰系実現のための気泡の微細化、過渡沸騰除熱の高効率化、ガスタービンの高温化のための全面膜冷却、輻射変換体による超低品位燃料の燃焼促進、アルコール燃料の燃焼特性、内部熱循環による超過エンタルピー火炎の燃焼特性、自己排熱循環による低品位固体燃料の2段燃焼、超希薄混合気を酸化剤とする拡散燃焼、限界熱流束の統一的把握と予測法、輻射性ガスを利用した高効率熱交換器、水素混合噴射気流の着火限界について、成果が得られた。
化学物質過敏症患者の日常生活における化学物質曝露と健康影響に関する研究

化学物質過敏症患者に対して、呼気中化学物質の測定及びTVOC曝露濃度と心拍変動のリアルタイムモニタリングを行った。呼気分析では、日常生活での曝露を示す体負荷量がわかり、身体状況との関連が確認された。また、曝露濃度と心拍変動のリアルタイムモニタリングでは、曝露濃度と自律神経機能の関連が示唆され、患者によって異なる傾向が得られたことから、患者個々の病態を客観的に捉え、症状の予防対策を提言するために役立つと考えられた。本研究は、化学物質過敏症患者の化学物質への曝露と症状を調査し、病態の把握や診断及び具体的な対応方策のための客観なデータを得ることを目的としている。当該年度は、日常生活下でのVOCへの曝露の経時的な測定に加えて、自覚症状や心拍変動の評価を行った。健常者7名と患者8名に対し、VOCモニタとHolterモニタを用いて、TVOC個人曝露濃度の測定と心拍変動の記録を24時間連続で行った。また、行動記録表へ行動と自覚症状の記入を依頼した。TVOCに関しては、5分間隔の濃度の平均値、最大値、最小値を求めた。また、変化量の指標として、最大値と最小値の差を求めた。心拍変動に関しては、RR間隔の時系列データを対象にwavelet解析を行い、HFとLF/HFの平均値を5分間隔で求めた。交絡因子となる活動時のデータを除去後、TVOCと心拍変動の指標の間のSpearmanの順位相関係数を調べたところ、健常者7名のうち6名においてHFとTVOC変化量の間に有意な負の相関が、4名においてLF/HFとTVOC変化量の間に有意な正の相関が確認された。一方、患者8名についてはHFとTVOC変化量の間に有意な負の相関が4名、LF/HFとTVOC変化量の間に有意な正の相関が1名確認された。また、患者に関して症状出現時と通常時での比較(wilcoxonの検定)を行ったところ、5名はTVOC変化量が症状時に上昇し、そのうち1名は有意に上昇していた。HFは5名が症状時に減少し、そのうち3名は有意に減少した。以上の結果より、健常者と患者ともにTVOCと心拍変動が相関するケースがあり、自覚症状の出現にかかわらず、VOC曝露によるなんらかの影響があることが示唆された。また、症状自覚時にTVOC濃度と心拍変動の変化が確認されたため、本調査は、患者の病態を把握して診断や対策をするための有益な情報となると考えられた。化学物質過敏症患者の化学物質への曝露と症状を調査し、病態の把握や診断及び具体的な対応方策のための客観なデータを得ることを目的とした。健常者7名と患者8名に日常生活下でHolterモニタとVOCモニタを携帯してもらい、心拍変動とTVOC個人曝露濃度を24時間記録した。同時に行動・症状記録表に滞在した場所と活動の種類、自覚症状の種類の記入を依頼した。心拍変動はRR間隔の時系列データをwavelet解析して10秒間毎のHFとLF/HFの平均値を求め、5分間の平均値とした。TVOCは、20秒1分間毎の平均値、最大値、最小値を記録し、5分間隔の値とした。また、変化量の指標として最大値と最小値の差(△TVOC)、5分前からの濃度増加量と減少量を求めた。これらの指標について交絡因子となる活動時のデータを除去後、解析を行った。TVOCと心拍変動の指標の相関を確認したところ(Spearmanの順位相関係数)、TVOC濃度の変化量とHFの間に負の相関、LF/HFの間に正の相関が見られる例が多く、TVOC濃度の変化が、増加あるいは減少にかかわらず、引き続く自律神経活動と関連していることが示唆された。症状自覚時と通常時で比較すると、1名を除く全ての患者において、TVOC濃度または△TVOCが症状自覚時に高値を示したため、患者はTVOC濃度が高いか、変化量が大きいときに症状を自覚する可能性が示唆された。また、症状自覚時にHFが低下する被験者が多かった(8名中6名)。個々の患者のTVOC濃度と心拍変動の時系列データをみると、症状と心拍変動が良く関連しているようにみえる患者とそうでない患者がいたことから、本測定法によりVOCの曝露を避けたほうが良いのか、神経学的な治療を心がけたほうが良いのか等、それぞれの結果を基に症状への対応方策を提言することができると考えられた。
言語発達とコミュニケーション-「香り」が及ぼす脳への影響を活用した言語訓練-

今回の研究は、「香り」の心身への影響を科学的に確認し、くわえて先行研究の少ない中枢神経(脳の電気活動)に与える「香り」の影響を追究することで、「香り」が脳に与える影響を判明したい。ひいては脳の言語領域に与える「香り」を用いながら、自閉症児をはじめ、言語訓練の必要な対象者への活用を試みることにより、言語によるコミュニケーション発達プロセスの新しいデータとすることを意図したものであった。しかし、脳波計を備えたシールドルーム内での「香り」の研究においては、残り香の問題を解決することが困難であり、一度使用したアロマオイルの香りがリネン類に残存するなどの問題が常に残される中で、多種のアロマオイルを対照とした手法を用いることができず、研究の目的を完遂することができなかった。この研究の経過においては、第29回日本看護研究学会(2003年7月)での(1)アロマオイルを用いた温足浴の効果(第1報)-心理学的効果と自律神経系への影響-,(2)アロマオイルを用いた温足浴の効果(第2報)中枢神経系への影響、第22回日本生理心理学会(2004年5月)での(1)ラベンダーオイルを用いた温足浴のリラックス効果の検証-香りに対する嗜好の違いによるリラックス効果の比較-,(2)ラベンダー香を付加した足浴効果に関する生理心理学的検討(4)-自律神経系指標を中心に-の口頭発表と、原著論文1本の業績に留まってしまった。今後は、これらの研究データを再検討し、「香り」が及ぼす脳への影響についての更なる研究に望みたいと考える。本年度は、ラベンダーオイルを用いた温足浴の効果について、中枢神経系・自律神経系からの検証に加え、主観的な評価も行ったが、ここでは中枢神経系評価に絞って報告する。中枢神経系評価は、国際脳波学会連合標準電極配置法に基づき計19ヶ所で測定し、脳波解析プログラム(FOCUS/QP-211A)により解析した。また、温足浴中・温足浴後安静の脳波の周波数解析についてはATAMAP II(KISSEI COMTEC)により、α波をα_1.α_2、θ波、δ波に分け各周波数帯域のパワー値を算出し、周波数マップを作成した。その結果、「香りなし」では、温足浴中の右後頭部から頭頂部にかけてα_1帯域の成分が見られた。またα_2帯域の成分が右後頭部に優位に見られた。その後、α_2帯域の成分が継続して右後頭部優位に見られたが、α_1帯域の成分のパワー値と範囲は時間の経過とともに減少した。「香りあり」では、α_1帯域の成分は後頭部に一過性に見られ、α_2帯域の成分は後頭部から頭頂部かけて広く見られ、パワー値は、「香りなし」に比較し高く見られた。その後、右後頭部から頭頂部や前頭部へα_2帯域の成分の広がりが見られた。温足浴中を通してα_1帯域であるslowα波の成分のパワー値は、「香りなし」の方が「香りあり」に比較しわずかに高く見られたが、「香りなし」に比べα_2帯域の成分が「香りあり」の方がより広範囲でパワー値が高く見られた。リラックスという観点から見ると、ラベンダーオイルの付加による比較で、「香りなし」ではα波帯域の成分が右後頭部に限局されて見られたのに対し、「香りあり」では後頭部全体に広がりがあったことから、香りの刺激によりリラックス情報が後頭部全般に伝播された結果であろうと推測される。また、睡眠段階においては、温足浴中・温足浴後安静ともに、「香りあり」の方がより深い睡眠段階に至り、睡眠が持続する人が多かった。3年にわたりアロマセラピーを用いたリラクゼーションの効果を検討してきたが、被験者の香りに対する嗜好が、脳への反応に影響をもたらせているのではないかとの疑問が生じてきた。そこで、本年度は、本実験に使用しているラベンダーのエッセンシャルオイルに関し、「ラベンダーの香りが好きな群」「ラベンダーの香りが嫌いな群」の2群にわけ、中枢神経・自律神経・心理的側面からの分析を試みた。その結果、脳波においては「好きな群」では、α_1・α_2成分がともに増加し、特にα_2帯域の成分の増加が顕著であった。「嫌いな群」では、α_1帯域の成分の増加が顕著に見られる反面、α_2帯域の成分が減少した。睡眠段階においては「好きな群」は「嫌いな群」に比較し、実験全過程において睡眠へ移行する傾向が見られた。逆に「嫌いな群」では、約6割の被験者が実験中覚醒を維持していた(このことは、主観的な眠気尺度からも実証された)。心理的側面においては、気分プロフィール検査(POMS)で、実験前後における気分の変化率をみたところ、「緊張-不安」「抑うつ」「怒り-敵意」「疲労」「混沌」の項目で、「好きな群」のほうが「嫌いな群」に比べ、有意に実験後において低くなっていた。心拍数・呼吸数においては、「好きな群」「嫌いな群」の両者に、特徴的な変化を見ることができなかった。2004年度は、香りが言語中枢へどのような刺激をもたらすのかを追究したいと考える。

ひいては脳の言語領域に与える「香り」を用いながら、自閉症児をはじめ、言語訓練の必要な対象者への活用を試みることにより、言語によるコミュニケーション発達プロセスの新しいデータとすることを意図したものであった。しかし、脳波計を備えたシールドルーム内での「香り」の研究においては、残り香の問題を解決することが困難であり、一度使用したアロマオイルの香りがリネン類に残存するなどの問題が常に残される中で、多種のアロマオイルを対照とした手法を用いることができず、研究の目的を完遂することができなかった。この研究の経過においては、第29回日本看護研究学会(2003年7月)での(1)アロマオイルを用いた温足浴の効果(第1報)-心理学的効果と自律神経系への影響-,(2)アロマオイルを用いた温足浴の効果(第2報)中枢神経系への影響、第22回日本生理心理学会(2004年5月)での(1)ラベンダーオイルを用いた温足浴のリラックス効果の検証-香りに対する嗜好の違いによるリラックス効果の比較-,(2)ラベンダー香を付加した足浴効果に関する生理心理学的検討(4)-自律神経系指標を中心に-の口頭発表と、原著論文1本の業績に留まってしまった。今後は、これらの研究データを再検討し、「香り」が及ぼす脳への影響についての更なる研究に望みたいと考える。
局所脳虚血モデルに対する神経再生治療法の検討

我々は、砂ネズミ局所脳虚血モデル(脳梗塞モデル)を使用し、神経再生治療法の治療効果を検討している。平成16年度に報告した論文では、ヒト胎児全脳由来の神経幹細胞(Neurosphere cell)を局所脳虚血モデルの線条体に移植することにより、神経脱落症状が著明に改善することを見いだし、脳梗塞後遺症に苦しむ非常に多くの患者さんに対する治療法として期待のもてる結果であった。しかしながら、移植した細胞は約8%が虚血脳内で生存するのみであり、神経幹細胞の増殖のメカニズムの解明が重要と考えた。平成17年度には、慶応大学生理学教室岡野研究室との共同実験により、ガレクチン-1が神経幹細胞の増殖を制御していることを世界に先駆けて発見し特許を習得した。ガレクチン-1の脳室内投与実験では、我々の脳虚血モデルにおいて、虚血後に増殖する内因性神経幹細胞をさらに増加させることができ、また中和抗体投与では内因性神経幹細胞の増殖が抑制された。また、内因性神経幹細胞の増殖を制御することにより、脳梗塞後の神経脱落症状の改善効果を得ることができ、ガレクチン-1が新規脳梗塞治療薬として期待できると考えた。さらに、神経幹細胞の脳内での増殖効果及び生存率上昇を目的に、ガレクチン-1遺伝子を強制発現させた神経幹細胞(neurosphere cell)を虚血脳内に移植した。しかしながら、神経保護作用による梗塞体積の著明な減少効果を認めるものの移植細胞の生存率の上昇効果は認められず、より詳細な神経幹細胞生存のメカニズム解明が必要と考えた。現在、より効率の良い神経再生治療法を開発するため、転写因子の強制発現、脳内炎症の制御などによる神経幹細胞の生存、分化の制御法及び治療効果の有無を検討している。平成16年度に報告した論文では、ヒト胎児全脳由来の神経幹細胞(Neurospherre cells)を脳虚血4日後に局所脳虚血モデルの線条体に移植することにより、神経脱落症状が著明に改善することを見いだし、脳梗塞後遺症に苦しむ非常に多くの患者さんに対する治療法として期待のもてる結果であった。我々は、局所脳虚血後の神経症状を長期に評価できるシステムを報告し、本年もさらに錐体外路症状を選択的に評価できる方法を開発し報告した。すなわち、神経幹細胞移植に対する神経症上改善効果は非常に信頼できるデータ」であると考えている。移植された神経幹細胞の、約8%は生存し、生存細胞の40%程度が神経細胞へと分化し、さらにはホスト神経細胞とシナプス結合することを、蛍光蛋白遺伝子をレトロウイルスベクターにて導入したヒト神経幹細胞を用いた検討でつきとめたが、移植群は梗塞体積の減少効果もあり、神経幹細胞移植が脳梗塞の神経症状を改善させるメカニズムは今後解明するべき課題と考えられた。そのメカニズムを解明する一つの方法として、我々は細胞に遺伝子導入することによりほぼすべての細胞を神経細胞へ分化させ移植することにより、移植細胞の神経細胞への分化が重要であるか否かを判断する予定である。現在、神経細胞を純粋に増殖させることには成功しており、着実に成果があがっていると考えている。また、移植された神経幹細胞からは様々な液性因子が放出されており、液性因子による神経保護作用、あるいは内因性神経前駆細胞増殖の賦活化作用があるかどうかを検討している。今後、臨床応用へ向け上記の詳細な神経幹細胞移植治療法の治療効果とそのメカニズムを解明し、霊長類脳梗塞モデルでの検討を行いたいと考えている。
罹患同胞対法を用いた胃がん関連遺伝子の解明

胃がんの発症に寄与するがん関連遺伝子の単離を目的として、胃がん罹患同胞対検体収集、若年発症弧発胃がん症例検体の収集を継続し、罹患同胞対法による全ゲノムスキャニングを行った。1.17施設の臨床グループにより、胃がん同胞発症対から、インフォームド・コンセントに基づいて採血を行い、DNAの抽出・保存を行った。これまでに70組の同胞対検体が収集された。2.上記の胃がん同胞発症対57組に対して、4施設の解析グループにより400個のマイクロサテライトマーカーを用いたDNA多型解析を行った。MAPMAKER/SIBのプログラムを用いた連鎖解析を、全染色体について終了した。第1、8、9、11、21染色体において1.0以上のLOD値を示す領域を見出した。3.健常対対照群326人のDNAを利用して、日本人集団における各マーカーのアリル同定の作業を4施設の解析グループにより完了した。4.若年胃がん発症例(弧発例)の末梢血の採取を開始し、これまでに100人(発症時平均年齢41.6歳)のDNAが抽出・保存された。これまでの57組を対象とした解析において、1以上のLOD値を示す上記染色体が同定されたことは注目に値する。解析数を増やすこと、若年発症弧発例を用いて解析すること等により胃がん発症との関連を確認する。がんの発生には、遺伝要因と環境要因の相互作用が重要な役割を演じている。臓器特異的な、あるいは臓器特異性を問わないがんの多発家系が存在することは臨床的によく知られており、これまでにも大腸がんや乳がんの多発家系を解析することにより種々のがん抑制遺伝子が単離されてきた。本研究においては、胃がんの若年同胞発症例を対象として、罹患同胞対法により400個以上のDNA多型マーカーを用い連鎖解析を行い、胃がん発症を規定している遺伝子座を同定し、最終的には胃がんに関するがん抑制遺伝子あるいは発がん関連遺伝子を単離することを目的とする。平成10年度より、14施設臨床グループと、4施設の解析グループが設立され、インフォームド・コンセントを書式化し、これを用いて患者よりの末梢血採取およびDNA抽出を開始した。患者名は完全に記号化し、プライバシーの保護を遵守する。臨床グループは、過去10年間の胃がん例の情報を関連病院も含め収集し、同胞発症例の追跡を行うと同時に、胃がんの同胞発症例の頻度の統計学的調査を行った。臨床グループにより確認された胃がん同胞発症例は、これまでに160組存在することが確認された。これらの中から現在採血が進められ、DNA解析のため保存中である。胃がんの発症を規定している遺伝子座の同定は、蛍光標識された400個のマイクロサテライトマーカーを用いてアリルの同定を行い、罹患同胞対法による統計学的解析を行い、LOD値を算出することにより行う。現在、約30組の罹患同胞対に対して、解析を進行させている。さらに、健常対照群約350人のDNAを抽出し、健常群の各マーカーのアリル頻度の同定を行っている。この結果は、統計学的解析の質を向上させるのみならず、平成11年度に行う若年胃がん孤発例の相関解析にも必須の情報となる。研究代表者は既に自己免疫性甲状腺疾患、を用いて、これらの解析方法を樹立したので、他の解析グループに解析技術を指導し、解析の速度を速めることに努めている。
iPS細胞技術を用いた造血器悪性腫瘍の病態解明

血液疾患由来iPS細胞の樹立、および機能解析について、研究チームの一員として取組み、チームとして、慢性骨髄性白血病・骨髄線維症・本態性血小板増多症などの血液疾患由来iPS細胞の樹立に成功した。樹立に関しては、当初はレトロウイルスを用いて山中4因子(KLF/Oct4/Sox2/cMYC)を感染させる方法であったが、疾患由来のゲノムに影響を与えない方法でiPS細胞を樹立することを模索し、センダイウイルスを使用した方法を現在は使用している。トランスポゾンを用いた方法も試行中である。樹立した慢性骨髄性白血病由来iPS細胞を用いて、イマチニブ耐性や各種キナーゼ活性の解析を行った。iPS細胞の段階ではイマチニブに耐性だが、血球に再分化させると、造血幹細胞分画では耐性だったが、骨髄球形に分化した細胞ではイマチニブ耐性が解除されていた。研究成果の一部については、現在学術誌に投稿中である。さらに、骨髄線維症由来のiPS細胞に関しても、樹立したiPS細胞でJK2V617F陽性を確認し、血球への再分化でどのような表現型を示すかを確認中である。また、これらの細胞をNOG-SCIDマウスに移植し、血液疾患を再現可能か否か実験中である。これらの技術を確立するで、疾患細胞を直接免疫不全マウスに移植しても生着しない血液疾患において、iPS細胞から血球への再分化の途中で移植を行うことで、生着を得る可能性があると考えている。iPS細胞の樹立、培養自体が、疾患由来細胞の性質に依存しており、非常に難しいが、チームで取り組むことで効率化を図り、おおむね予定通り進展している。樹立したiPS細胞を免疫不全マウスに移植し、血液疾患を再現可能か否か実験中である。
九州の3カルデラ火山の比較研究およびマグマ供給系過程の解明

本研究の最終目的は,巨大噴火をもたらすカルデラ火山では,どのようにその大量のマグマが生成し噴火に至るかを理解することにある.この目的のため,九州の3つのカルデラ火山(阿蘇,姶良,鬼界)を対象に,過去約10万年に噴火したマグマの性質と,その時間変化を明らかにする.カルデラ間の比較研究をもとに,マグマ生成・蓄積・噴火についての共通性・個別性を抽出し,普遍的なカルデラ火山のマグマ過程を明らかにする.研究は既存データに加え,同位体や微量元素の微小領域分析により,マグマ起源物質の特定,マグマ上昇中の進化過程,マグマ溜まりの深さや温度を高精度で明らかにし,カルデラ火山研究のブレークスルーに挑戦する.本研究の目的は、巨大噴火をもたらすカルデラ火山のマグマ供給系モデルを構築することにある。この目的のため、九州の3つのカルデラ火山(阿蘇、姶良、鬼界)を対象に、過去10万年に噴火したマグマの性質と、その時間変化を明らかにする。カルデラ間の比較研究をもとに、マグマ生成・蓄積・噴火をつかさどるマグマ供給系の進化について、共通性・個別性を抽出してモデルを構築する。カルデラ火山の本質に迫る包括的な研究であり、火山の多様性を物理化学的に説明し得るモデルの提示につながる重要な研究である。1万年に1回という巨大火山噴火がどのようにして起こるのか、という重要な問題に対して物質科学的立場から、マグマの進化、マグマ溜まりの物理化学的性質の時間変化を解明することで重要な知見が得られると期待できる。本研究の最終目的は,巨大噴火をもたらすカルデラ火山では,どのようにその大量のマグマが生成し噴火に至るかを理解することにある.この目的のため,九州の3つのカルデラ火山(阿蘇,姶良,鬼界)を対象に,過去約10万年に噴火したマグマの性質と,その時間変化を明らかにする.カルデラ間の比較研究をもとに,マグマ生成・蓄積・噴火についての共通性・個別性を抽出し,普遍的なカルデラ火山のマグマ過程を明らかにする.研究は既存データに加え,同位体や微量元素の微小領域分析により,マグマ起源物質の特定,マグマ上昇中の進化過程,マグマ溜まりの深さや温度を高精度で明らかにし,カルデラ火山研究のブレークスルーに挑戦する.
関節軟骨移植の力学的環境に関する研究

関節軟骨移植(ACI)は運動器疾患に対する代表的な再生医療である.本研究では,ACIの力学的環境に関する検討を行なった.培養軟骨片への圧迫負荷により,プロテオグリカン(PG)合成の抑制と活性酸素量の増加を認めた.そこで,酸化ストレスの緩和を目的にヒアルロン酸(HA)の添加を検討した.HAは活性酸素を抑制し,PG産生量を回復させた.このことから,ACIの環境改善におけるHA投与の有用性が示唆された.関節軟骨移植(ACI)は運動器疾患に対する代表的な再生医療である.本研究では,ACIの力学的環境に関する検討を行なった.培養軟骨片への圧迫負荷により,プロテオグリカン(PG)合成の抑制と活性酸素量の増加を認めた.そこで,酸化ストレスの緩和を目的にヒアルロン酸(HA)の添加を検討した.HAは活性酸素を抑制し,PG産生量を回復させた.このことから,ACIの環境改善におけるHA投与の有用性が示唆された.軟骨欠損や変性軟骨に対する軟骨移植は、運動器疾患に対する代表的な再生医療である。近年種々のscaffoldの開発により、小さな軟骨欠損に対しては良好な臨床成績が期待されるようになった。しかし、臨床的に最も問題となるのは、荷重部における大きな軟骨欠損である。このような場所では移植軟骨が機械的なストレスを受け、脱分化や線維化、脱落といった再生の阻害が誘導されると考えら.れる。本研究の目的は軟骨の機械的ストレスに対する応答を検討し、軟骨再生を促進させる環境を考察することである。我々はこれまでに軟骨細胞を対象として、機械的ストレスの影響を検討してきた。その知見を組織レベルに敷衍することを目的として、平成19年度には組織レベルで検討が可能なFX-4000を導入した。最初に我々が独自に開発したin situでのイメージングシステム(Arthritis Rheum.48:3151-3158, 2003)を用いて活性酸素の誘導を観察した。軟骨に圧迫ストレスを加えることにより活性酸素の明らかな増加が観察された。次に、このストレスによる活性酸素の誘導を免疫学的に観察した。活性酸素を直接組織学的に証明することは困難であるため、活性酸素とNOが反応することによって生じるパーオキシナイトライトの局在として証明した。一方ぐ軟骨のプロテオグリカン合成能は圧迫により有意に低下し、活性酸素の中和剤により回復された。従って、機械的ストレスによる基質合成能の低下は活性酸素によって生じることが証明された。軟骨欠損や変性軟骨に対する軟骨移植は、運動器疾患に対する代表的な再生医療である。このような場所では移植軟骨が機械的なストレスを受け、脱分化や線維化、脱落といった再生の阻害が誘導されると考えられる。本研究の目的は、軟骨の機械的ストレスに対する応答を検討し、軟骨再生を促進させる環境を考察することである。我々はこれまでに、軟骨に圧迫ストレスを加えることにより活性酸素の明らかな増加を証明した。一方、軟骨のプロテオグリカン合成能は圧迫により有意に低下し、活性酸素の中和剤により回復された。以上の結果を踏まえ、昨年度は治療の側面より検討を行なった。ビアルロン酸は関節内注入療法として広く臨床で利用されている。我々は、その作用機序の一つに抗酸化作用を提唱している。昨年までに確立された実験系を用いてヒアルロン酸の効果を検討した結果、ストレスによって起こるプロテオグリカン合成抑制の回復や、パーオキシナイトライトの中和などの抗酸化作用の一端が証明された。これらの検討により、機械的ストレスに対する軟骨の応答と軟骨再生を促進させる環境が明らかにされた。そこで次年度は軟骨移植に使用する細胞材料の開発に着手する。変形性関節症や関節リウマチに代表される関節症に対する軟骨移植は、運動器疾患に対する代表的な再生医療である。近年種々の成長因子の導入やscaffoldの開発により、小さな軟骨欠損に対しては良好な臨床成績が期待されるようになった。このような着想の元、軟骨の機械的ストレスに対する応答を検討し、軟骨再生を促進させる環境を考察してきた。これまでに、軟骨に圧迫ストレスを加えることにより活性酸素の明らかな増加を証明した。以上の結果を踏まえ、その制御を目的として関節内注入療法として広く臨床で利用されているヒアルロン酸に注目した。

昨年までに確立された実験系を用いてヒアルロン酸の効果を詳細に検討した結果、ストレスによって起こるプロテオグリカン合成抑制の回復や、パーオキシナイトライトの中和などの抗酸化作用の一端が証明された。さらに、外因性に加えたヒアルロン酸が組織内に浸透し、細胞外基質に再分布することも確認された。これらの結果はInflammation Resに受理された。
Ｋ中間子凝縮核の実験的理論的研究

2002年に予言された高密度K中間子核の実験的理論的研究が進められた。K-ppが陽子陽子衝突反応で強く生成されるとの予言どおり、DISTO実験pp->Λ+p+K+反応の解析から、100MeVもの深い束縛エネルギーをもつ状態K-ppが見つかった。Faddeev-Yakubovsky法を用いたK-pp, K-K-ppなどの構造計算がKbarN相互作用を広範囲に変えて行われた。K-ppの束縛エネルギーの観測値は、標準相互作用における計算値の約2倍もあり、カイラル対称性の部分的回復によるものと理解された。二重K中間子原子核K-K-ppは陽子陽子衝突反応で生成されることが理論計算によって示された。本研究課題に謳うK中間子凝縮核は、反K中間子(以下Kbarと記す)を構成子とする新しい原子核のことで、これまでのわれわれの理論的予言から通常核子密度の数倍に及ぶ高密度状態が自発的に生成する、と考えられている。このようなK中間子核の高密度凝縮性は「原子核密度は一定不変」とする核物理学の鉄則から大きく逸脱するため、学界ではいまだ半信半疑の状態にある。この状況を乗り越えるストラテジーとして、われわれはまず、K中間子核の最も原始的な形態であるK^-ppの研究を徹底的に行うことを掲げた。理論的には、この系では「実のボゾン粒子」が2個の陽子の間を回遊し、パイ中間子の媒介する核力よりはるかに強い核凝集力(超強核力と呼ぶ)が生ずることが明らかにされた[赤石ら発表論文]。実験的には、ドイツ・イタリアの研究者とともにDISTO実験の解析から、われわれの予言どおり、高エネルギーのpp衝突においてKpp核が大きな強度で生成することが判明し、Phys.Rev.Lett,に発表された[山崎ら発表論文、Maggioraら発表論文]。さらに確定的な知見を得るため、ドイツGSI研究所において同様な実験が行われ、データの解析が進んでいる。これと平行して、目下最もホットなテーマとなっているK-と陽子の結合状態がどこに現れるか、という問題を研究した。K-吸収過程では原子核中の陽子の束縛エネルギーに助けられて、K-陽子束縛状態が共鳴的に生成することを明らかしに、これまでに存在する実験データを理論的に解析した結果、共鳴エネルギーは1405MeVに近いことを明らかにした。[Jesmailiら発表論文]。K中間子核ができるか否かは、K-とpとの束縛状態の出来方にかかっている。最近、カイラルダイナミックス理論に基づく議論がなされ、われわれの出発点であるラムダ1405共鳴粒子の位置と幅と大きく異なるところに予言されている。したがって、実験的にK-p束縛状態を同定することが、緊急の課題となっている。既に、われわれが同定したK-pp束縛状態はp-p反応のDISTO実験データの解析から密度が高く、深いことが知られており(発表論文PRL,2010)、カイラル理論の予言から大きく離れている。理論的にも、カイラル理論の予言はこれまで知られている実験となじまない、ことを示した(発表論文Nucl.Phys.)。この問題を更に深めるため、d,3He,4HeによるK-吸収反応でK-p束縛状態がどう現れるかの理論的指針を作った(発表論文Phys.Lett.B,Phys.Rev.C)。これら共鳴的吸収反応における実験質量スペクトルのDeviation表示から、K-p束縛状態の質量と幅が精度良く決定されることがわかった。古い泡箱の実験データからでも、状態がラムダ1405粒子と一致することがわかった。とくに、重陽子標的の場合、この反応は有効で、J-PARCでの実験が期待されている。K中間子を2個含む原子核はこれまで殆んど研究されていなかった。われわれはDISTO実験で成功したp-p反応を拡張すると、K-K-ppという全く新しい原子核が生成することを予言し、発表した(発表論文Proc.Jpn Acad.)。それは、高エネルギーのp-p反応では、2個のラムダ1405粒子が短距離で同時生成するため、それらの高密度凝縮体であるK-K-ppが大量に出来るのである。*多重K中間子核の構造Faddeev-Yakubovsky法によるK-K-pp核の構造の計算を行った。2004年にこの核が強い束縛エネルギーをもつことがわれわれによって初めて予言されていたが、その結果をほぼ再現した。K-p束縛状態の強度を変化させることにより、K-pp,K-K-pp核の束縛エネルギーがどう変化するかも計算された。すでにK-pp

核の観測された束縛状態はもともとの予言より深く、これを説明するKN相互作用は20%くらい増大していることになる。これは、最近、GSI研究所のFOPI実験で同定されたK-ppn核の束縛状態からの知見とも一致している。この増強されたKN相互作用を考慮すると、K-K-ppの束縛エネルギーは極めて高くなり、K中間子凝縮に近づいていることがわかった。*多重K中間子核の生成反応では、そのようなK-K-pp核はどのようにして生成可能であるか?われわれは昨年に引き続き、このの生成反応をさらに深く研究し、その結果をPRC誌および国際会議において発表した。これは、将来、J-PARCにおいて実施可能なテーマであることが判明した。*さらに多くのK中間子を含む原子核の構造を計算する処方箋を研究した。これによって、多重K中間子核は準安定、もしくは安定なストレンジレットとなる可能性が予言され、その実験的探索法を研究した。pp反応から直接にK-K-ppが生成可能であることは、重イオン反応で高いエネルギーを与えれば、多重K中間子核が生成しうることを意味する。*pp反応におけるラムダ1405粒子の生成反応を解析し、その共鳴の位置と幅を決定する作業を行った。*K-吸収反応におけるラムダ1405粒子の生成反応を解析し、その共鳴の位置と幅を決定する作業を行った。反K中間子原子核は、2000年にわれわれによって予言され、以後今日まで開拓されてきた異常高密度をもつ原子核である。その探索のために、理論的枠組みを展開しながら、既存の実験データの解析、解釈を進めるてきた。主要な成果をまとめると以下の通り。1)サクレー研究所サチュールヌ加速器で行われたDISTO実験の解析からK-ppの存在が明らかになった。これは2.85GeVのpp衝突において発生するp+ラムダ+K+粒子の角度分布、pラムダーKラムダ対のダリッツ質量分布の解析から、質量2.27GeV/c2を持つ共鳴状態が見つかり、その生成断面積がラムダ1405共鳴と同程度の大きさをもつことから、それが高密度をもつK-pp核であることが判明した。この最初のストレンジダイバリオン核は、異常に高密度をもつ原子核の出発点である。2)ラムダ1405共鳴が反K中間子と陽子の強い束縛状態であることが実験的に示された。それをドアウェー状態とし、負K中間子が二つの陽子の間を回遊し、強い分子的共有結合をもたらすとする、新種のスーパー強結合核力が予言された。pp反応で生成するラムダ1405共鳴粒子のスペクトル形状を解析するため、極を中心とするBreit-Wigner型からのずれを考慮する一般的処方を確立し、実験データを解析した。3)ラムダ1405共鳴(L*)を種とする高密度核状態が予言され、その実験的生成法が示された。最も単純な二重K中間子核K-K-ppは、6GeV以上の衝突エネルギーをもつpp反応において生み出された二個のL*が大きなスティッキング確率をもって結合して生成する。これは近い将来、J-PARCにおいて可能な実験として検討されている。二重K中間子核K-K-ppを含む系の構造はFaddeevYakobski計算によって計算され、発表された。*多重K中間子核の構造昨年に引き続き、Faddeev-Yakubovsky法により4体系までのK核の構造の計算を行った。
高精度放射性炭素年代測定に向けて化石骨試料の精緻調整法の開発

研究対象となる稀少な化石骨を入手し、それらを年代測定用試料に調製するため、コラーゲンの抽出を行い、さらに限界濾過により高分子画分を分取した。それらのアミノ酸分析を行った結果、外来炭素による汚染の可能性のあるアミノ酸を一部排除した上で、目的とするアミノ酸を含んだ状態で試料を分離できる可能性が示された。新たに確認された問題も多く、最終目標である、より高品質な年代測定用試料を分取するまでには、さらに検討を重ねなければならなくなったが、調製試料の質を確認できるシステムを構築することができた。初年度は、まず本研究で利用する化石骨試料の収集を行った。本研究では、分析用の骨試料の精製度を高めることを第一の目的としているが、併せて、希少性の高い試料を用いることから、精製後の回収率を高めることも目的としている。そのため、希少性の高い骨試料およびそれに関連する予備実験用の試料が必要である。そこで、東京大学総合研究博物館および沖縄県立博物館の協力を得て、各々に収蔵されている動物化石骨を観察・選定の後、借用し、分析用に採取を行った。また、初年度に計画していたアミノ酸分析器を購入した。本研究で最終的に目標とする分析では、一般的なアミノ酸分析器に、特殊な検出器を付属させて行うのが現在考えられる理想であるが、機器の専門の方々によく相談し検討を重ねた結果、技術的にも、機器の金額面でも、まだ困難な状況であると結論づけられ、若干方法を練り直す必要が生じた(これに費やすエネルギーが大であった)。通常のアミノ酸分析は予定どおりに行うが、特殊な検出器にかけるまでの前段階のデータ収集として、次年度に多く取り入れるべき作業が決まった。また、上記アミノ酸分析に用いる調製試料として、入手した骨化石からコラーゲンを抽出する作業を順次進めた。本研究で扱う試料は、稀少である上、通常どおりの前処理法では必要量を十分に回収できないような残存率の低い試料が多いため、コラーゲン抽出作業が非常に困難であり、予定以上の時間が必要であったが、試行錯誤の末、ある程度よい結果が得られている。2年目にあたる平成23年度は、初年度に引き続き、本研究で使用する化石骨試料を収集するため、東京大学研究総合博物館および沖縄県立博物館の協力を得て、試料採取を行うとともに、それらの限外濾過実験、アミノ酸分析、放射性炭素年代測定を行うための前処理実験を順次進めた。初年度に、関連する専門分野の研究者を交えて議論し、再検討を行った結果、研究内容が一部方針転換され、アミノ酸分取を行うことはせず、限外濾過をさまざまなパターンで試行し、それによる篩い分けを詳細に確認することにより、高精度な年代測定の鍵となる前処理試料の調製法を吟味することとし、平成23年度はそれにしたがって作業を進めた。特に平成23年度は、これらのより充実した基礎データを取るための準備に重点を置いた。本研究の意義として、より精度の高い年代測定を行うことが第一に掲げられているが、併せてもうひとつ、前処理段階で十分な試料量を回収できないような困難な試料について、精製度を下げることなく回収率を上げることが大きな目的となっている。特に、人類学的に重要性の高い骨試料は希少性が高く、他の実験に適した条件を有する関連の骨試料に取って代えた場合、データの価値が格段に変わってしまうため、困難な条件下で実験を行わなければならない場合が少なくない。このような困難な試料を扱う場合の適切な方法を常に追求しているが、先頃、他分野の研究成果により、より少量の試料で放射性年代測定が可能になったとの報告があった。これが近い将来、具体的な応用試料の測定も実施可能になった場合、現在、本研究でも進めている少量試料の精製・回収により処理された試料が、初めて測定可能になるかもしれないとの期待が高まりつつある。従来は測定の対象外と考えられていた試料についても改めて取り入れるよう再検討している。平成24年度は、前年度までに揃えた分析システムに不足分を追加して完成させ、本研究の目的に適う分析を目指して、さまざまに工夫を試みた。東京大学総合研究博物館および沖縄県立博物館の協力を得て入手した化石骨試料を中心に、骨象牙質試料、歯象牙質部試料、歯エナメル部試料のそれぞれについて、放射性炭素年代測定法に対して適切な前処理法を試み、比較検討した。本研究は、当初、主に骨象牙質における外来炭素の汚染の混入状態を精密に分析することを目差したが、昨年度までの進行状況から判断し、その目的のために、限外濾過による分析の効果をを試すことにした。これを試行した結果、当初期待したほどの成果は得られず、現時点においては効果的な方法として確立することができなかった。その原因として考えられるのは、限外濾過によって得られる分画試料が、ロスにより非常に少なくなってしまうことである。そのために最終的な放射性炭素測定に必要な前処理後試料の絶対量を確保することが非常に難しくなり、実用するにはまだ問題点の多いことが確認された。

この点については、今後引き続き改良を行っていくべきことと考えるが、これを保留したとして、次の段階におけるアミノ酸分析については、実際に分析を行える設備が整い、研究上大変有用な状況にもっていくことができた。本研究も含めた一連の研究で目指している最終的な目標に、本格的に切り込むことが今一歩できなかったが、極めてそれに近いところまで進めることができた。最終目標までには、まだまだ多くの問題を抱えている状況であるが、今後も引き続き検討を重ねるべき方向性が見えてきたことは、ある程度の成果であると考えている。もうひとつの大きな課題として、骨象牙質、歯象牙質、歯エナメルの部位ごとの事情による年代値のばらつきについての検討を行い、大変有用な結果が得られた。これについては、今後発表していく予定である。計画段階で予定していた骨試料の入手とアミノ酸分析および年代測定のための前処理は、進んでいる。また、アミノ酸分析のための機器関連はすべて揃い、予備実験を開始している。重要な前処理の困難な試料については、予想外に多大な時間が費やされているため、処理点数がなかなか伸びないが、予定した内容はほぼ進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。一昨年度の結果から、すでに一部、方針転換をし、骨試料のアミノ酸分取は行わず、限外濾過処理を施した試料について、アミノ酸分析による詳細な試料の吟味を行うこととしている。この方針に従って、昨年度は作業を進めた。現在までに進めている、分析にかかる一連の作業は、これからも引き続き行い、データを充実させる必要がある。第一には、基礎データを再度きちんと出すことが肝要であり、当初の目的どおり、そこに力点を置く。さらに、それに基づいて未知試料の本データも優先順に取っていく予定である。