hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日帰り全身麻酔及び静脈内鎮静法における動的平衡機能の回復に関する総合的研究

背景:重心の移動を伴う動的平衡機能の評価は、静脈内鎮静法(IVS)および日帰り全身麻酔における歩行帰宅許可の最重要課題の一つである。研究1:ボランティアを対象としたcross over法にて、IVS後の動的平衡機能の回復過程をプロポフォールとミダゾラムとで比較した。IVS後40分において精密動的平衡機能検査値の回復は、プロポフォールの方がミダゾラムに比べて有意に早かった。握力検査および簡易精神運動機能検査であるdigit symbol substitutiontestにおいても同様に、プロポフォールの回復の方が早かった。したがって、IVSにおいて、ミダゾラムと比較してプロポフォールのほうが動的平衡機能の回復が早い理由として、筋力および精神運動機能の回復の早さの関与が示唆された。研究2:セボフルレン全身麻酔下に2時間以内の口腔外科手術が予定された患者を対象に、種々動的平衡機能検査を用いてその回復過程を調べた。精密動的平衡機能検査として、不安定板上で予測できない外乱刺激に対する姿勢制御能力を評価する外乱刺激テスト、指標に追従して意図的に体位を傾斜させる意図的傾斜テスト、足圧センサーシートと歩行分析システムを用いた歩行分析検査を行った。椅座位から立ち上がり、3m前方のマーカーとの間をできるだけ速く往復歩行し、再び椅座位になるまでの時間を、簡易動的平衡機能テストとして用いた。その結果、通常歩行能力、意図的傾斜時および外乱刺激時の姿勢制御能力の回復時間はいずれも麻酔終了2時間30分以内であった。着座からの素早い起立、高速歩行、方向転換しながらの素早い着座などの総合的平衡・運動機能の回復時間は、麻酔終了3時間30分以内であった。上記各能力の回復症例の割合は、麻酔終了3時間30分後では約8割以上に達していた。目的:日帰り全身麻酔および静脈内鎮静法の帰宅許可時間の決定には、精神運動機能同様、平衡機能の評価が重要項目であり、とりわけ、歩行帰宅を念頭に入れた場合、重心の移動を伴う動的平衡機能の評価が大切となる。今回、propofol静脈内鎮静法からの動的平衡機能の回復について、midazolamとの比較を交え、明らかにすることを目的に検討した。方法:対象は、日を違えてpropofolおよびmidazolamによる静脈内鎮静法を1時間受ける青年男性ボランテイア14名とした。propofolおよびmidazolam持続投与中止20分、40分、60分、80分、100分後に動的平衡機能検査を行った。精密動的平衡機能検査として不安定床を用いた外乱刺激テスト(PCPST)、簡易動的平衡機能検査として、TUGtest(座位から5m間を最速歩行で往復しまた着座するまでの所要時間を測定)および10mの最速歩行テストを行った。また、簡易精神運動テストとして、DSSTおよびTDTも行った。結果:全ての動的平衡機能検査における回復時間は、propofolで投与終了後40分、midazolamで60分であった。精神運動機能の回復についてみると、propofol、midazolamの順に、DSSTでは30分、70分、TDTでは、50分、50分であった。結論:動的平衡機能に関する詳細な評価から、静脈内鎮静法を受けた成人患者は、平衡機能回復の面から見ると、propofolなら投与中止40分後、midazolamなら投与中止60分後に、付き添い無しで歩行帰宅できることが示唆された。目的:近年、医療費削減や日常生活リズムへの早期復帰の面から、日帰り麻酔が普及してきた。したがって、安全でかつ時間的にも無駄のない帰宅許可基準の確立が今後益々必要になる。帰宅許可基準における重要な評価因子の一つに平衡機能の回復が挙げられる。

とりわけ、重心の移動を伴う動的平衡機能の回復の評価は、street fitness、すなわち、安全な歩行帰宅のための最重要課題である。今回、手術時間が2時間以内と予定された手術のための全身麻酔後における、体位変換などの重心移動能力、歩行を含めた運動能力、および予期せぬ外乱刺激時の姿勢調節能力の回復過程を明らかにすることを目的に検討した。方法:対象は、歯科口腔外科手術(手術時間が2時間以内と予定)のための全身麻酔を受ける青壮年患者6名とした。麻酔法は空気-酸素-セボフルレンとし、前投薬はH2ブロッカーのみとした。麻酔終了1時間半後、2時間半後、2時間半後に、3種の精密動的平衡機能検査を行い、麻酔前の対照値と比較した。Computerizeddynamic posturographyを用いて、意図的体位傾斜時検査としてLimits of stability testを、外乱刺激時の姿勢調節能検査として不安定床を用いた外乱刺激テストを、また、歩行分析装置を用いて、歩行検査として歩幅・歩隔比、歩行速度および歩調測定を行った。結果:Limits of stabilitytest、外乱刺激テスト、歩行検査の回復は、それぞれ、麻酔終了1時間半後、2時間半後、3時間半後であった。結論:麻酔終了後2時間半後までは、ふらつき感を自覚しているが、意図的傾斜能の回復は早く、また、ふらつき感は、歩行テストでは、歩幅の減少と歩隔の増加に反映されていた。
コンポジット溶融塩電解質を用いた溶融亜鉛メッキ浴用AIセンターの開発

本研究では、以下に示す固体のNaClで飽和したNaCl-AlCl_3系コンポジット溶融塩電解質を用いたAl濃淡電池を構成し、亜鉛浴中のAlセンサーとしての作動特性の検討と平衡起電力の理論的考察を行なった。1.本センサーは約100ppmAl以上でAl濃淡電池として作動する。2.隔壁としてβ-アルミナを用いたセンサーとこれを用いない場合についてセンサーの比較を行い、短時間では両者の起電力がほとんど一致すること、前者は初期応答性、亜鉛浴のAl濃度変動に対する応答性、センサー寿命において優れていることがわかった。3.このセンサーを用いた起電力法で希薄なZn-Al合金中のAl活量を450500°Cの範囲で測定し、その熱力学的性質を明らかにした。また、Zn-Al-Fe三元系についても測定を行ない、無限希釈におけるAlの活量係数に及ぼすFeの影響について検討した。4.鋼板の連続浴融亜鉛めっき・合金化亜鉛めっき製造現場におけるAlセンサー試験を行ない、確度約30ppm、寿命約10日程度の性能が得られ、実用センサーとして充分な性能を有していることが明らかになった。5.実機操業においては、主として(1)亜鉛浴と接する電解質への酸化亜鉛の付着、(2)浴融塩電解質の蒸発による液体電解質逸失によってセンサー寿命が決まる事が明らかになった。6.センサー寿命判定について交流抵抗測定による方法を検討し、(1)、(2)の原因ともにインピーダンスの増加によって評価できることがわかった。7.コンポジット溶融塩電解質の特徴である種々の塩類の組合せによって様々な金属成分のセンサーを構成する可能性について検討を行ない、Cd浴中のZn、溶鋼中のAlのセンシングの可能性を実験的、理論的に示した。以上のように、実験室規模でのセンサーの基礎特性はほぼ当初の計画を満足するものであり、亜鉛メッキプラントおよびその他の溶融亜鉛メッキプロセスにおける実用化が期待される。またコンポジット電解質を用いた種々のセンサー開発が期待される。本年度の研究では,以下に示すような固体のNaClで飽和したNaCl-AlCl_3系コンポジット溶融塩電解質を用いたAl濃淡電池を構成し,亜鉛浴中のアルミニウムセンサ-としての作動を検討し,14の知見を得た.1.本研究で用いたセンサ-は約100ppm Al以上でAl濃淡電池として作動する.これより低いAl濃度では,亜鉛,アルミニウム塩化物の置換反応が生じ,溶融塩化物中のAlCl_3の活量の変動の影響を考慮する必要がある.2.隔壁としてβ-アルミナを用いたセンサ-とこれを用いない場合についてセンサ-の比較を行い,短時間では両者の起電力がほとんど一致するが,前者はセンサ-浸漬後に平衡起電力を示すまでの時間が短く,亜鉛浴のAl濃度変動に対する応答性,センサ-寿命において優れている.3.NaCl-AlCl_3系は,吸湿性が高く,水を含んだ場合にはガスを放出し,起電力の挙動に悪影響を与える.4.このセンサ-を用いた起電力法で希薄なZn-Al合金中のAl活量を450500°Cの範囲で測定し,約3000ppmAl以下でヘンリ-の法則に従うことがわかった.

この結果より,無限希釈におけるAlの活量係数を新たに求めた.以上のように,実験室規模でのセンサ-の基礎特性はほぼ当初の計画を満足するものであり,今後,センサ-寿命およびその判定法,亜鉛メッキプラントおよびその他の溶融亜鉛メッキプロセスにおける実機試験を行う予定である.またコンポジット電解質として用いる複合ハライド系について幅広い物質系について検討を行う計画である.本研究では,以下に示す固体のNaClで飽和したNaCl-AlCl_3系コンポジット溶融塩電解質を用いたAl濃淡電池を構成し,亜鉛浴中のAlセンサーとしての作動特性の検討と平衡起電力の理論的考察を行なった.1.本センサーは約100ppmAl以上でAl濃淡電池として作動する.2.隔壁としてβ-アルミナを用いたセンサーとこれを用いない場合についてセンサーの比較を行い,短時間では両者の起電力がほとんど一致すること,前者は初期応答性,亜鉛浴Al濃度変動に対する応答性,センサー寿命において優れていることがわかった.3.このセンサーを用いた起電力法で希薄なZn-Al合金中のAl活量を450500°Cの範囲で測定し,その熱力学的性質を明らかにした.また,Zn-Al-Fe三元系についても測定を行ない,無限希釈におけるAlの活量係数に及ぼすFeの影響について検討した.4.鋼板の連続溶融亜鉛めっき・合金化亜鉛めっき製造現場におけるAlセンサー試験を行ない,確度約30ppm,寿命約10日程度の性能が得られ,実用センサーとして充分な性能を有していることが明らかになった.5.実機操業においては,主として(1)亜鉛浴と接する電解質への酸化亜鉛の付着,(2)溶融塩電解質の蒸発による液体電解質逸失によってセンサー寿命が決まる事が明らかになった.6.センサー寿命判定について交流抵抗測定による方法を検討し,(1),(2)の原因ともにインピーダンスの増加によって評価できることがわかった.7.コンポジット溶融塩電解質の特徴である種々の塩類の組合せによって様々な金属成分のセンサーを構成する可能性について検討を行ない,Cd浴中のZn,溶鋼中のAlのセンシングの可能性を実験的,理論的に示した.以上のように,実験室規模でのセンサーの基礎特性はほぼ当初の計画を満足するものであり,亜鉛メッキプラントおよびその他の溶融亜鉛メッキプロセスにおける実用化が期待される.またコンポジット電解質を用いた種々のセンサー開発が期待される.
距離空間における次元、距離及び計算可能性理論に関する研究

服部は、V.Chatyrko(研究協力者)との共同研究において、可分距離空間における閉集合の和をとることによる,大コンパクト次数Cmpと大超限帰納的次元trIndの振る舞いについて考察した。Kをある位相空間のクラスとし、α,βをβ<αである順序数、XをdX=αであるKに属する空間とする。ここで、dは閉集合に対してmonotonicである次元関数とする。m(X,d,β,α)=min{k:Xがk-個の閉集合X1,...,Xk with d(Xk)≦βの和となる},mK(d,β,α)=min{m(X,d,β,α):X is in K}とし、MK(d,β,α)=sup{m(X,d,β,α):X is in K}とする。順序数αに対してα=λ(α)+n(α),ただし、λ(α)は極限順序数、n(α)は自然数と表す.順序数β<αに対して、p(β,α)=(n(α)+1)/(n(β)+1)とし、q(β,α)をp(β,α)より小さくない最小の自然数とおく.このとき、次が成り立つ:(1)Pを完備可分距離空間のクラスとし、α,βをβ<αなる自然数とするとき、mP(Cmp,β,α)=q(β,α)、MP(Cmp,β,α)=∞となる。(2)α、βが無限順序数でβ<αのとき,λ(β)=λ(α)ならば、mP(trInd,β,α)=q(β,α),MP(trInd,β,α)=∞であり、λ(β)≠λ(α)ならば、mP(trInd,β,α)とMP(trInd,β,α)は存在しない。また、コンパクト距離空間のクラスを法とする超限コンパクト次数trcmpについても考察し、距離空間のクラスにおいてはtrcmpの上限が存在しないことを示した。また、服部と立木は、距離空間(X,d)に対する形式的球体集合BX=X×R_+のドメイン構造と位相構造について考察し、次を得た:(1)(X,d)が全有界ならば、直積位相とLawson位相は一致する。(2)ヒルベルト空間lp(P>1)に対して、直積位相とLawson位相は一致する。(3)単位区間上の実連続関数空間、およびl1においては、直積位相とLawson位相は一致しない。横井は、W.Parryにより導入されたグラフ自己写像に対する推移性と強推移性について考察した。小山は、コホモロジー次元論に帰納的次元の考え方を導入し,可分ANR距離空間や有限次元距離空間において、コホモロジー次元との関連を調べた。また、前田と木村は微分幾何学的側面、そして、古用は微分方程式側面の研究を行った。

小山は、コホモロジー次元論に帰納的次元の考え方を導入し,可分ANR距離空間や有限次元距離空間において、コホモロジー次元との関連を調べた。また、前田と木村は微分幾何学的側面、そして、古用は微分方程式側面の研究を行った。研究代表者の服部は、海外共同研究者であるChatyrko氏、及びCharalambous氏(エーゲ大学・教授)との共同研究で、可分距離空間における超限次元、特にCmpとtrInd、の有限和及び可算和に対する評価を与えた。この成果は、日本数学会の欧文機関誌「Journal of the Mathematical Society of Japan」誌に掲載された。次元論において、「非退化な距離連続体は、高々可算個の空でないコンパクト部分空間の分割を持たない。」は、シェルピンスキの古典的な定理としてよく知られている。これよりただちに、正の次元を持つコンパクト距離空間は、その補空間が高々可算個の空でないコンパクト部分空間の分割を持たないような一点を持つことがわかる。一方、局所コンパクト部分空間への分割はまったくこれと状況は異なる。そこで、研究代表者は、Vitalij Chatyrko氏が昨年8月に島根大学を訪れた際に、大田春外氏(静岡大学・教授)を交えて局所コンパクトな部分空間の和と分割に関する研究を行った。その成果として、有限個(または可算個)の局所コンパクト空間の分割となっている可分距離空間の構成を行うとともに、高々可算個の局所コンパクト部分空間の和となる空間は、同じ個数の局所コンパクト部分空間の分割を持つことを証明した。このことが、より高い濃度(従って、非可算濃度)について成立するかは興味深い未解決問題であり、現在、研究を進めている。これらの成果は、.昨年12月にメキシコのオアハカ市で開催された国際会議「第3回日本-メキシコ合同トポロジーシンポジウム」において発表され、またHouston Journal of Mathematics誌に掲載されることが決定している。メキシコでの国際会議に出席した際、共同研究者のガルシア教授(メキシコ国立自治大学・教授)と会い、位相群における次元論に関して研究連絡を行った。また、服部は研究分担者の立木秀樹氏とドメイン理論について共同研究を行い、形式的球体に関する2,3の知見を得た。これらについてはさらに研究を進めている。また、立木は、コンパクト距離空間における次元を、あるドメインの極小集合におけるボトム列の長さにより表現できることを示した。研究分担者の前田、木村の両氏は、微分幾何学的側面からの研究を行った。また、小山と横井は主にコンパクト距離空間上のコホモロジカル次元について研究を進めてきた。研究代表者の服部泰直は、Vitalij Chatyrko(研究協力者:リンショーピン大学)、大田春外(静岡大学)と、局所コンパクト部分空間の和と分割の違いに関して共同研究を行い、ハウスドルフ空間Xが可算個の局所コンパクト部分空間の和集合として表されるならば、Xは可算個の局所コンパクト部分空間の直和として表されること、また、Xが距離空間であれば連続体仮説のもとで、局所コンパクト空間の和と直和として表すときに必要な個数が等しいことを示した。服部とChatyrkoは、コンパクト次数cmpの超限拡張であるtrcmpについて考察し、任意に高いtrcmpの値を持つ距離空間が存在することを示した。また、服部と立木秀樹(研究分担者:京都大学)は、計算機理論と次元論の境界分野について研究を行い、距離空間(X,d)に対する形式的球体からなるドメインの位相構造について考察した。そして、距離空間(X,d)に対して、BXをXの形式的球体の集合とするとき、(X,d)が全有界であれば、BXの直積位相とLawson位相は一致することを示した。また、ヒルベルト空間に対しても、一致することを示した。一方、単位区間における実連続関数空間においては、直積位相とLawson位相は一致しないことを示した。
韻律情報が長音の知覚に与える影響に関する実験音声学的研究

日本語の特殊拍の一つである長音の知覚において、韻律情報、とりわけ基本周波数(F0)の変動がどのように影響するかを調べるために知覚実験を実施した。日本語の方言間の比較(東京・愛知・三重)や日本語母語話者と韓国語を母語とする日本語学習者の比較を通して、母音持続時間以外にもF0変動や語内の位置などの様々な要因が日本語の母音の長短の知覚に影響することが明らかとなった。前年度の成果を踏まえて、最終年度では、長音の知覚とF0変動の間に言語普遍的な関係があるかどうかを調べるため、日本語を母語としない日本語学習者が日本語の長音の知覚においてF0変動の影響を受けるか否かという点に注目して研究を行った。語頭・語末位置における母音の持続時間とF0を共に操作した刺激を用いて、長音の知覚に関する知覚実験を日本語母語話者と韓国語母語話者に対して行った結果、日本語母語話者と韓国語母語話者ではF0変動の影響の受け方が異なっていること、また、韓国語母語話者はF0変動を非言語音の知覚に近い様式で処理しているが、その様相は語頭と語末とでも異なることが明らかとなった。さらに、日本語の長音の特徴を明らかにするためには、その他の現象とも比較してみることが重要であることから、前年度に引き続き、日本語の音韻論において長音と同じ特殊拍に分類される促音の知覚に関する研究も実施した。事業全体を通して、母音持続時間以外にもF0変動や語内の位置などの様々な要因が日本語の母音の長短の知覚に影響することが明らかとなった。さらに、こうした要因の影響を、被験者の母語や言語音と非言語音の知覚様式の違いなどの要因と組み合わせて考察することによって、F0変動の影響の言語普遍性や、長音の知覚に対してF0変動が影響を及ぼすメカニズム解明にとって有益な知見が得られることが示された。日本語の特殊拍の知覚と韻律情報の関係を明らかにすることを目的とし、韻律情報、とりわけ基本周波数(F0)の変動が日本語の特殊拍の一つである長音の知覚にどのような影響を与えるかを調べた。母音の持続時間とF0を共に操作した刺激を用いた知覚実験を愛知・三重方言話者に対して実施した結果、長音の知覚はF0変動の影響を受けることが、また、F0変動の影響は語内の位置によっても異なることが明らかとなった。実験で観察されたF0変動の影響の現れ方は愛知・三重方言でほぼ一致しており、東京方言話者に関して報告されているものとも同様の傾向を示すものであった。23年度前半に得られた以上の成果は、論文として『名古屋芸術大学紀要』と『Philologia』に投稿した。長音の知覚に対するF0変動の影響が東京方言のみならず愛知・三重方言においても観察されたという事実から、長音の知覚とF0変動の間に言語普遍的な関係がある可能性が示唆された。そこで、日本語以外の言語を母語とする話者にもF0変動の影響が観察されるか否かを調べるための研究に着手することとし、平成23年度後半には、韓国語を母語とする日本語学習者を対象として、日本語の長音の知覚とF0変動の関係を調べるための予備実験を行った。さらに、日本語の長音の特徴を明らかにするためには、その他の現象とも比較してみることが重要であることから、以上の事柄と並行して、日本語の音韻論において長音と同じ特殊拍に分類される促音の知覚に関する研究も実施した。促音に関する実験結果は、日本音韻論学会において発表を行った他、学術誌『音韻研究』に投稿した(採録決定済、印刷中)。平成23年度の実施計画内容を順調に実施することができただけでなく、研究のメインテーマである長音に密接に関連する領域である促音の研究も並行して実施したことなどにより、平成24年度も順調に計画を遂行するための見通しが立っている。また、実験結果も期待通りのものが得られており、学会発表に加えて音声学関連の研究会への招聘発表や、論文3篇の投稿・採択へとつながった。なお、次年度への予算の繰り越しは、投稿して採択された論文掲載料の支払いを24年度にすることになった(所属機関の事務規定による)ために生じたものであり、研究の進捗状況、予算使用状況ともに研究計画通りに進んでいる。以上の事柄から、当初の計画以上に進展していると判断できる。平成23年度の研究が順調に進み、実験結果もおおむね良好なものであったことから、その成果を踏まえて知覚実験を実施する。具体的には、日本語以外の言語の話者にも日本語母語話者と同様の傾向が見られるかどうかを、知覚実験を実施することにより調べる。また、長音に観察された傾向が長音以外の特殊拍(促音など)にも観察されるかを調べることで、当該分野における研究のさらなる発展を目指す。平成24年度は、前年度に引き続き知覚実験を実施し、その成果を学会や学術史などで発表する。研究費はそのための費用として、実験実施のための資材購入、実験補助を雇用するための費用、被験者への謝金、成果発表のための旅費、学術誌への投稿料等として使用する。

なお、次年度への繰り越し予算は、投稿して採択された論文掲載料の支払いを24年度にすることになった(所属機関の事務規定による)ために生じたものであり、前年度に投稿して採択された論文の投稿料の支払いに使用する。
「細胞診断分子」を用いる糖鎖疾患診断法の開発

「細胞診断分子」であるドデシルラクトシドを細胞培養の培地に加え、数時間で細胞内の糖鎖合成の状態が観察できることを見出した。ドデシルラクトシドと同時に糖鎖合成に影響する分子を投与すると、細胞内での糖鎖合成の変化を観察できた。また、糖タンパク質の糖鎖にドデシル基を結合させても、糖鎖の伸長が容易に確認できた。さらに、フルオラスグリコシドを用いても同様のことができることが分った。先ず、最適な診断条件を確立することを目的として研究を行った。ドデシルラクトシドを細胞培養の培地に添加すると、細胞内に取り込まれ、ゴルジ体に輸送された後、糖転移酵素の作用で糖鎖伸長が起こり、再び細胞膜を通過して細胞外に放出される。細胞への取り込み、ゴルジ体への輸送、糖転移反応の有無、細胞外への放出、という4つの過程それぞれについて要する時間を測定した。培地中へのドデシルラクトシド(診断分子)の添加から一定時間後の細胞画分と培地画分の化合物組成を分析することにより、診断に要する時間を推定した。取り込みに要する時間は、細胞内のプライマー濃度変化から推測した。ゴルジ体への輸送は、蛍光ラベル化合物を用いたが、細胞質にも移動したため、対策を検討中である。また、糖転移反応に関しては、細胞画分と培地画分の糖鎖伸長化合物の時間変化量から推定した。放出速度に関しては、細胞画分と培地画分に存在する糖鎖伸長化合物の比の時間変化によって推測した。次に、薬剤投与における細胞の糖代謝異常を診断分子で測定した。病変のモデル系として酵素阻害剤などの薬剤を投与した細胞を用いて、ドデシルラクトシドの「細胞診断分子」としての可能性を探った。GI-1細胞、ONS-76細胞、MDCK細胞、Cos7細胞、RERF細胞などの細胞培養系に、酵素薬剤を投与し、前述のドデシルラクトシドの同時投与により、糖鎖伸長の変化を観察した。薬剤を投与した群と投与していない群でのドデシルグリコシド画分のHPTLCプロフィールを比較することにより、薬剤投与による影響(細胞の糖代謝異常)を測定することに成功した。さらに、糖タンパク質糖鎖の異常合成を診断することも検討した。細胞にドデシル(N-アセチルグルコサミニル)マンノシドを投与して、ジストログリカン糖鎖の形成を観察した。フルオラスグリコシドに関しても同様の検討を行った。本年度はB16メラノーマ細胞を用いて行った。さらに、放出速度に関しては、細胞画分と培地画分に存在する糖鎖伸長化合物の比の時間変化によって推測した。本研究では、病変細胞に「細胞診断分子」を投与することによって、病変細胞の糖代謝異常に関する知見を得、診断に用いることができるかどうかについて検証する。また、薬剤投与と同時に「細胞診断分子」を投与することによって、細胞に対する薬剤の副作用をより明確に観察する手法を開発する。研究期間内には、細胞内における糖転移酵素の機能異常を診断する方法を確立することを目的としている。本年度は、上記目的に沿い、診断分子の細胞内への取り込みを観察し、糖鎖伸長された分子を細胞外へ放出するまでの過程を追うことに成功した。

また、種々の化合物を用いた疑似病変とも言える細胞における糖鎖合成異常に関しても観察することに成功した。さらに、N-アセチルグルコサミニルマンノシドを用いて、ジストログリカン糖鎖の合成を観察した。以上の結果より、研究はおおむね順調に進行していると言える。【フルオラスグリコシドを用いて診断する】ドデシルラクトシドの炭化水素(ドデシル基)の一部をフルオロアルキル基で置き換え、同様の分析を行うとともに、より簡便な診断法について検討する。フルオロアルキル基は「フルオラス性」という特殊な性質を持ち、水とも有機溶媒とも混合しない。そのため、細胞などの生体試料から得られる複雑な混合物からの単離精製が比較的容易である。本研究では、フルオラスグリコシドを投与した細胞培養の培地から得られた糖鎖伸長生成物の分離を、フルオラスアルコールによる抽出またはフルオラスシリカゲルによる極小カラムクロマトグラフィーにより行う。この方法でのサンプル調整が可能となれば、HPTLCの前処理が極めて簡素化される。また、ハイブリッドタイプの長鎖アルキル基を用いて、フルオロメチル基の疎水性を評価する。通常、フルオロカーボンはハイドロカーボンと混合しないが、両親媒性の化合物同士が混合することを利用して、ハイブリッドタイプの長鎖アルキル基を有するオリゴ糖(ラクトシド)を用いて、フルオロメチル基の疎水性を評価する。その結果、細胞膜を自由に出入りできる細胞診断分子として最適の長さのフルオロアルキル基を求める。次に、フルオロアルキル基が実際に診断に使えるかどうかを確かめるため、フルオラスに変えたことによる糖鎖伸長効率など(取り込み速度など)を検討する。【ガン細胞の転移性を診断する】ガン細胞が転移する要因の一つに、血流中のガン細胞が血管内皮細胞と糖鎖ー糖鎖相互作用して速度を緩めることが挙げられる。本研究では、ヒト各種臓器ガンの細胞にドデシルN-アセチルグルコサミニド(細胞診断分子)を投与し、糖鎖ー糖鎖相互作用を生み出すルイス型糖鎖の合成量について調べ、正常細胞との生産量を比較する。また、実際の転移性ガン細胞について検討する。本研究の遂行に必要な研究設備として、化合物の同定などは600MHzNMR(現有設備)およびLC-MS(現有設備)で行う。また、細胞培養は現有のクリーンベンチおよびCO2インキュベーターで行う。従って、本研究費で購入予定の設備備品はない。消耗品費は、分離用の逆相クロマトゲルやイオン交換カラムの他、原料となる糖鎖などの試薬および細胞培養用の試薬・器具に用いられる。国内旅費は国内研究者との研究打ち合わせ(情報収集)、国内学会における調査・研究旅費として用いられ、外国旅費は国際シンポジウムにおける調査・研究旅費として用いられる。具体的には、2012年7月にスペインのマドリードで開催される国際炭水化物シンポジウム(ICS2012)に出席、研究発表を行う予定である。
電子回路CAIシステムのための知的ソフトウェアの開発

電子素子・回路技術の教育支援と電子回路設計支援のための知的ソフトウェア開発を推進してきたが電子回路ITS(知的個別教授システム)と電子回路設計エキスパ-トシステムの完成、その統合化を目指した。電子回路ITSにおいて、学習者フレンドリなユ-ザインタ-フェイスのための知識処理機能をLISP処理にて実現した。独立したモジュ-ル化を進め、学習実行画面において、学習者の意図や要求をシステムへ伝達するための回路図作成機能、動作を表現する各種数式を入力できる数式処理機能を作成した。更に、教授モデル、学習者モデルを構築し教育順序の柔軟化を図り、学習者の理解・進度に応じた個別指導を可能とした。その結果、システムがその回路構造や物理数式の表現の意味の認識、正誤の解析・診断評価するITSを構築することができた。設計エキスパ-トシステムの完成を目標に、C言語による記号処理にて、連立方程式などの認識・計算処理を行う推論機構の拡張を行った。この結果、物理数式を表現する断片的なル-ルの相互依存関係を構造解析し、回路定数決定の最適手順を作成する知識獲得の市援手法確立することができた。さらに、数式処理、数値計算の充実、日本語出力にの実現を図り、最適設計のための、数理計画法、ファジィ推論の導入を試みた。即ち、新たに関数の特定変数に対する代入式への自動変形機能、関数の目的値を満足する変数値の決定機能や、関数の最大値を求める機能などを付加した。また、C言語での日本語の出力によるCAI対話が実現できた。更に、回路定数値を厳密決定するための最適化法として、複数の、かつトレ-ドオフが存在する要求仕様の場合の問題解決を目指し、各要求仕様を満足度で表現し、満足度を含んだ回路特性の拡張ファジィ集合のファジィ決定により、最適決定することができた。しかし、2つの知識システムを統合化するには時間的余裕がなかった。電子素子・回路技術の知識体得と電子回路設計支援のための知的CAI(計算機支援による教育)ソフトウェアの開発を推進した。今年度の研究実績を報告する。汎用多段増幅回路に対して、実装可能な素子特性を精密実測した大量データベースを利用して、回路定数を数値計算的に厳密かつ迅速に決定するパーソナルコンピュータによる対話型CAI数材を実現した。その結果、実際の体験的学習と同等な修得効果が期待されるシミュレーション学習の実施が可能という新たな知見を得た。更に、電子回路設計という処理手順が複雑で明確でない設計問題を規則化し、かつ、個々の設計問題に対する処理手順の変更も容易な拡張システムとして、また、設計の実行段階で、学習者の理解度をチェックし適切な学習を行い得るシステムとして、SUNワークステーション上のUNIXーC言語にて、より多機能な専用AI構築ツールの独自開発を推進した。そして、計算機の高度な数値計算、処理能力の助援を活用しながら、設計専門家の思考、推論過程を模倣し、かつ設計値の曖昧性や不完全性を解消した電子回路設計、教育支援のための設計型エキスパートシステムの開発を目指した。即ち、新たなツール機能として、基本的な事実ベース、規則ベースに加えて、電子回路設計に必要なデバイスデータベース、数式ベース、及び、CAIベースなど各種知識ベース・ブロックの拡張を図った。また、推論機構では、設計型の推論に有効なプロダクションルール表現と後向き推論を持ち、数式処理、数値計算処理を可能にした。更に、数値計算的な回路定数決定法を発展させファジィ推論を利用した新しい最適設計法を確立した。その結果、複雑、多様性のある個々の電子回路設計法の確実な構築が明らかとなった。

今後、知的CAI効果を有し、断片的な知識に対して最適ルール構造を作成する知識獲得支援機能を追加しシステムの拡張を推進したい。昨年に引き続き、アナログ電子回路の設計支援と電子素子・回路技術学習のための知的CAIの構築を目指し、そのためのソフトウェアの開発を行った。今年度の研究実績として、回路定数決定の最適化のための制約条件の相互評価を実現するファジイ理論の適用の拡充を行い、半導体パラメトリックシステム上で実現した設計手順、定数値の算出のための数値計算処理プログラムにてその具体的検証を行った。その結果、(1)ファジィ演算による最適設計原理を確立し、設計法の一般化、標準化と設計結果の厳密化が得ることができた。(2)回路定数値の変化による動作特定の変化が把握し易く、回路定数値の微妙な調正法をより的確に指摘することが出来た。(3)目標仕様の設定の妥当性を把握でき、設計ミスにおける原因を指摘し、理由を的確に説明できるなどの知見を得た。また、設計エキスパ-トにおいて、設計知識の獲得支援のため、C言語による記号処理にて、連立方程式などの認識、計算処理を行う推論機構の拡張を行った。この結果、抽出された物理数式を表現する断片的なル-ルの複雑な相互依存関係を構造解析し、回路定数決定の最適手順を作成する知識獲得、体系化の支援手法の枠組みを得ることができた。更に、電子素子・電子回路技術修得のための知的CAIとして、学習者フレンドリなユ-ザインタ-フェイスのための知識処理機能をC言語により構築したLISP処理系にて実現した。学習実行画面において、学習者の意図や要求をシステムへ伝達するために、学習者が電子回路構造図を簡単に入力することができる回路図作成機能、及び、動作を表現する各種数式を入力できる数式処理機能を作成し、システムがその配線図、数式表現の意味の認識、正誤の解析・診断評価する意味ネットワ-ク、フレ-ム、及びプロダクション規則の各表現を組み合わせた複合的な知識表現により構築することができた。電子素子・回路技術の知識体得のための知的ソフトウェア開発を推進し、本年度は最終年度として電子回路ITS(知的個別教授システム)と設計エキスパ-トシステムの完成を目指した。電子回路ITSにおいて、KCL(Kyoto Common Lisp)にシステムを移植し、プログラムの簡素化、高速化を図った。また、回路図作成にSunPHIGSを用い、機能の追加と種々のグラフィックスの利用も可能とした。システム構成では各モジュ-ルの独立性を高め、教授モデル、学習者モデルを構築し教育順序の柔軟化を図り、学習者の理解・進度に応じた個別指導を可能とした。知識獲得の簡略化を図り、デ-タ変換プログラムにて、階層構造の教授に関する知識(メタ知識)を表現し、学習者モデルを自動生成することができる。知識ベ-スは電子回路構造知識ベ-スとしてシステムに自動生成させる手法を確立した。設計エキスパ-トシステムはその完成を目標に、数式処理、数値計算の充実、日本語出力にの実現を図り、更に最適設計を考慮し、数理計画法、ファジィ集合論の導入を試みた。新たに数式処理機能として、関数の特定変数に対する代入式への自動変形機能を付加し、ル-ル表現がわかりやすく、設計者の負担を軽減した。
満洲における政府系企業集団の財務分析

満洲における政府系企業集団の集団としての実態解明を財務分析から接近することを課題とした。従来から南満洲鉄道株式会社の研究は盛んであるが、そのほか東洋拓殖株式会社、満洲重工業開発株式会社のほか満洲国政府が大規模企業集団を編成した。企業集団を満洲国政府直接出資を除き持株会社と位置付け、関係会社の設立と出資額、融資額にまで視野に入れ、企業集団の資産規模に注目して分析する。関係会社に対し50%を下らない出資を連結子会社、20%を下らない出資を持分法適用会社と位置付け、両方の会社数と総資産額を確認し、とりわけ連結子会社と持株会社の連結総資産を試算することで真の企業集団の事業規模の把握を可能とした。平成25年度は関連文献の収集に注力した。関連社史、関係者の回顧録のほか満洲国企業状況の背景を説明する図書等を古書店で調達した。集積した図書情報で企業活動、特に企業間結合に関する概要を把握する作業を続けた。併せて満洲で活躍した会社の営業報告書の複写作業を続け、マイクロフィルム版の複写を完了した。これらの作業により満洲で活動した法人の貸借対照表の接続作業を行った。もちろん入手可能な営業報告書は限定されており、欠落している法人や年期の補充が必要であり、そのため『満洲銀行会社年鑑』に掲載されている貸借対照表で補充した。ただしこの系列の数値は1941年前半までである。特に満洲事変期と日中戦争期の企業資料は比較的入手が容易なため、この時期については先行的に企業集団別の資産集計に着手した。一部未収拾の会社の営業報告書・決算広告を除き、貸借対照表を接続する集計作業は概ね終了した。アジア太平洋戦争期についてはさらに『満洲国政府広報』の決算広告で補充する作業を続けた。補充すべき会社の貸借対照表の件数が膨大となるため、平成25年度ではアジア太平洋戦争期については完了できていない。また欠落している会社と欠落年期の貸借対照表を埋めるため、年度末近くに、昨年度と同様に吉林省社会科学院満鉄資料館を訪問し、未点検の営業報告書の発掘と複写作業を行い、かなり補充できた。平成26年度には未発掘の法人の営業報告書の追加補充作業を続け、とりわけ1920年代の営業報告と決算広告、アジア太平洋戦争期関東州法人の決算広告の集積作業に重点を置いて行うことになる。満洲に本店を置く政府系企業集団の分析のため、該当する企業集団に属する会社の営業報告書の集積を続けた。所属大学図書館収蔵のマイクロフィルム版画像データの入力作業を行った。入手済み営業報告書の貸借対照表の入力作業を開始した。ただし国内入手可能営業報告書には欠落する部分が多いため、『満洲銀行会社年鑑』所載の貸借対照表と『満洲国政府広報』の決算広告を使って補充する作業も開始した。この作業においては入力すべき営業報告書の点数が多いため、資料発掘作業と平行して続けることになる。個別企業もしくは企業集団については、関連社史の収集により補強するため、古書店より関連する社史、回顧録等を10冊以上購入した。それにより当該法人の欠落年期の貸借対照表の補充と、関連する周辺情報や企業内情報の補強することが可能となる。その分析の作業にも着手した。とりわけ1930年代の営業報告書は、南満洲鉄道系、東洋拓殖系、満洲国政府系、満洲重工業開発系等のいずれも豊富であり、この時期の数値の接続作業と分析を先行させた。日本国内で入手不可能な満洲企業の営業報告書の欠落部分を補充するため、3月に中国・吉林省社会科学院満鉄資料館を訪問調査し、主として営業報告書の複写作業を行った。一度だけの訪問調査では点検もしくは複写しきれない分量が収蔵されているため、次年度以降も訪問調査を続け、でさらに収集作業を続けたい。そのほか満洲企業の個別情報の収集のみならず、満洲企業の全貌を把握し、それを満州における企業集団分析と連動させる必要がある。この基礎的作業として時期を限定したデータベース構築作業にも着手した。研究が相対的に遅れている第1次大戦期と、『満洲銀行会社年鑑』の刊行による情報開示が終了した1942年以降の時期を中心に企業データを入力している。入力すべきデータ分量が多いため、かなりの時間を要する作業となる見込みである。本研究は満洲における複数の持株会社が率いた企業集団の実態を総体的に分析する。満洲における持株会社として南満洲鉄道が知られており研究も豊富である。同社は100社を超える関係会社投資をし満洲産業化を強力に推し進めた。

満洲には他に東洋拓殖株式会社、満洲国期には満洲国の直接出資会社が多数設置され、1937年には満洲重工業開発株式会社が多数の会社に出資した。そのほか南満洲電気株式会社・満洲電業株式会社等も事業持株会社となった。これらの事業規模比較を企業財務から試みることを課題とする。関係会社の営業報告書と関連社史の収集、政策資料の発掘等で基礎資料を固め、基礎資料としそれに基き企業集団比較を試みた。比較手法として関係会社を出資比率で50%を下回らない連結子会社、20%を下回らない持分法適用会社、それ以外のその他会社に分類し、出資比率の変動に留意しつつ、連結子会社・持分法適用会社の未払込資本金控除総資産(以下、総資産)を集計した。さらに満洲国政府出資会社を除き、持株会社との連結子会社の連結総資産を試算し、持株会社総資産との総資産連単倍率を試算し、持株会社本体との比較を試みた。さらに複数の満洲の政府系企業集団の連結総資産を事業規模を比較することが可能となった。従来の研究では持株会社の資本金、関係会社の社数と払込資本金を比較する手法が一般的であったが、その比較手法を大きく乗り越えた連結子会社総資産・持分法会社総資産及び連結総資産による比較を可能とした。さらに出資のみならず連結子会社の貸借対照表から借入金情報を補強して連結総資産統計を精査した上で、2016年度に研究単著を出版し成果を公表する。経済史平成25年度は関連文献の発掘作業に注力した。その結果、昨年度の購入を大きく上回る予算執行となった。調達した社史等に掲載されている企業間関係の分析作業に着手し、平行して、併せて集積した営業報告書で政府系持株会社の子会社の貸借対照表の接続作業を続け、連結総資産を把握するため基礎統計を蓄積した。その結果、資料状況の良い満洲事変期と日中戦争期の営業報告書の発掘と貸借対照表の接続作業は、満洲国法人については、一部資料発掘が難しい法人を除き概ね完了した。そのため平成25年度は研究活動において、昨年度の遅れを挽回する十分な達成を見せた。それは年度当初から社史等の調達を行う傍ら、貸借対照表の入力作業を早めに開始し、逐次欠落する営業報告等を補充しつつ、統計処理を続けた結果である。平成24年度末の研究の到達状況では、社史・事業史・会社関係者回顧録・企業一覧等の収集作業を行って、満洲重工業開発系の有力な資料を発掘できたが、幅広く集積するという目標に対しては、入手作業が当初の見込みよりかなり下回った。またそれに伴い入手済みの社史・事業史・会社関係者回顧録等の分析も遅れている。他方、営業報告書の複写作業はマイクロフィルムからの直接複写ではなく、画像データに移した上での一括複写で処理しているため、時間を節約して複写を積み上げることができた。そのため当初見込みよりなかり進捗している。それに伴い複写した営業報告書を使った貸借対照表の入力作業と分析作業は速めに着手することができた。また営業報告書が欠落している企業については、『満洲銀行会社年鑑』掲載の貸借対照表の入力作業に着手した。そのほか『満洲政府広報』所載の決算広告も利用し、貸借対照表の接続作業を続けている。ただし1920年代の営業報告書は未発掘のものが多く、1925年より前の時期については貸借対照表の補充が困難な事例も多い。その欠落を埋める手立てを別途必要としている。満洲の新聞の決算広告の点検がさらには必要となるが、マイクロフィルム版の新聞の点検作業の負担が重く、着手するかについて検討中である。
２次元微小共振器半導体レーザの動的特性の解明と制御

2次元微小共振器半導体レーザは,共振器形状に依存して多彩な発振現象を示す.本研究では,様々な形状の2次元共振器レーザの動的特性を調べ,次の3つの結果を得た.(i)カオス共振器と呼ばれる形状の2次元共振器レーザでは,発振モード間の同期現象により複数の発振モードの統合が起こり,単一波長の安定発振が可能となることを明らかにした.(ii)多重反射を利用して長光遅延を与える2次元共振器構造を提案し,それをあるレーザの外部共振器として用いることで,約1 GHzの帯域のレーザカオス現象を発生できることを示した.(iii)また,レーザ位相ダイナミクスにおいて共通ノイズ同期現象が生じることも明らかにした.本研究では,2次元微小共振器レーザの動的特性と共振器形状との関係を解明し,新しい光出力波形制御方法の確立を目的としている.昨年度は,カオス共振器レーザにおいて,同期現象によって発振モードの統合化が起こり,単一波長の安定発振が可能となることを明らかにした.一方,カオス性を有しない共振器(安定型疑似スタジアム共振器)では,注入電流値の増加に伴い,多モード発振化する傾向がみられた.今年度の成果のひとつは,昨年度の結果に基づき,レーザ発振状態を安定化させるだけでなく,高速に不規則に変動させることのできる2次元共振器構造を提案・実証したことである.その2次元共振器は,入射光を多重反射を利用して共振器内部で周回させ,遅延させることのできる形状となっている.その共振器をレーザと結合させることで,戻り光レーザカオス現象を発生できることを示した.半導体レーザにおけるカオス現象は,物理乱数生成,秘匿通信,リモートセンシング等へ応用することができる.特にその共振器と結合したレーザデバイスは,これまでにない超小型の高速エントロピー源として利用できると期待される.更に,2次元共振器レーザダイナミクスを利用した通信・情報処理への応用を想定し,その前段階として,2つの独立なレーザ間の位相同期現象を調べた.その結果,共通の光ノイズの注入によって,10ns以上のレーザ位相同期が達成できることを示した.この現象はレーザ位相における共通ノイズ同期現象として説明できることも示した.以上の3つの研究結果は、共振器形状を利用したレーザの新しいダイナミカル制御に繋がると期待できる.2次元微小共振器半導体レーザは,共振器形状に依存して多彩な発振現象を示す.本研究では,様々な形状の2次元共振器レーザの動的特性を調べ,次の3つの結果を得た.(i)カオス共振器と呼ばれる形状の2次元共振器レーザでは,発振モード間の同期現象により複数の発振モードの統合が起こり,単一波長の安定発振が可能となることを明らかにした.(ii)多重反射を利用して長光遅延を与える2次元共振器構造を提案し,それをあるレーザの外部共振器として用いることで,約1 GHzの帯域のレーザカオス現象を発生できることを示した.(iii)また,レーザ位相ダイナミクスにおいて共通ノイズ同期現象が生じることも明らかにした.本研究では,2次元微小共振器レーザの動的特性と共振器形状との関係を解明し,新しい光出力波形制御方法の確立を目的としている.平成24年度における研究成果は以下のとおりである:1.2次元微小共振器半導体レーザの製作評価及び実験系構築本研究で使用する2次元微小共振器半導体レーザは,AlGaAs/GaAs屈折率分布型分離閉じ込めヘテロ構造の単一量子井戸エピタキシャルウエハを用いて作製し,熱伝導率のよい窒化アルミニウムに搭載した.また,レーザの発振特性を系統的に評価するために,レンズと光ファイバを用いた光結合系を構築し,ほぼ全てのレーザで,設計通りのレーザ発振を確認することができ,今後の実験へと繋がる成果を得た.2.共振器形状と発振特性との関係の解明CW駆動時における2次元微小共振器レーザのスペクトル特性を調べた.その結果,共振器内部の光線軌道がカオスとなる,スタジアム型の共振器や不安定型疑似スタジアム共振器では,発振閾値以上の注入電流領域において,単一波長で発振できることを明らかにした.一方で,カオス性を有しない共振器(安定型疑似スタジアム共振器)では,注入電流値の増加に伴い,多モード発振化する傾向があった.このような傾向は,光とレーザ媒質との非線形相互作用を取り入れたモデル方程式によって再現でき,共振器形状により発振モード数や光出力波形の安定性を制御できることがわかった.これらの結果は空間自由度を有する微小レーザデバイスの安定化に役立つと考えられる.本研究では,様々な形状の2次元微小共振器半導体レーザにおける発振状態の動的特性と共振器形状との関係の解明,更にその動的特性の制御可能性を検討する.H24年度の研究計画では,(1)2次元微小共振器半導体レーザの評価系の構築及び(2)発振閾値特性の共振器形状依存性の解明の2つを目的とした.(1)に関しては,2次元微小共振器レーザの発振閾値やスペクトル等の基礎特性だけでなく動的特性を評価可能な実験系を構築し,当初の目的を達成した.(2)に関しては,疑似スタジアム型共振器レーザに関して,曲率半径を変化させた場合の発振閾値変化を調べ,曲率半径が大きく不安定型共振器になるほど閾値が増大することを明らかにした.

ただし,計画では,オーバル型共振器に対して発振特性評価を行う予定であったが,レーザ光出力パワーが弱いことから,明確な依存性を発見できない可能性があったため,疑似スタジアム共振器を用いた.共振器形状は異なるけれども,当初の目的からズレはなく,2次元微小共振器レーザはうまく理論どおりに製作できていることがわかり,当初の目的を達成したと考えている.さらに,次年度に予定していた,光スペクトルからの発振モード数の共振器形状依存性の解明に取り組み,カオス共振器と非カオス共振器とで発振モード数が異なる傾向にあることを見出し,その目的も達成した.このように本研究は当初の計画以上の進展がある.当初の予定通りの以下の2つの評価実験を実施する:1.モード間競合作用ダイナミクスの解明カオス共振器レーザに注目して,発振モード間に生じるモード間競合相互作用のダイナミクスを評価する.本実験では,パルス電流でレーザを駆動する.なおパルス励起は広い電流領域をカバーできるようハイパワのパルス発生器を用いる.パルスの繰り返しは1kHzとして,デューティー比を0.01%から99%まで変化させて発振モード数がどのように変化していくかを評価する.これによりμsオーダーでのモード競合選択ダイナミクスの傾向を明らかにする.また比較対象として,非カオス的共振器レーザでも同様の実験を行い,その違いを明らかにする.2.カオス共振器レーザ発振の動的安定性に関する評価カオス共振器レーザから得られるダイナミクスを測定し,スペクトルアナライザ等を用いて解析する.また比較のため,非カオス的共振器レーザからの出力波形も測定し,その違いを明らかにする.なお比較は,光雑音強度の評価指数であるRIN(Relative Intensity Noise)評価で行う.また非カオス的共振器レーザでは複雑な不規則ダイナミクスの生成がその不安定化メカニズムも実験的に明らかにする.さらに進展によっては,2次元共振器レーザの複雑ダイナミクスを利用した物理乱数生成器への応用可能性も検討する.当初の使用計画では高速光検出器の購入を検討していたが,所望の機能を有する検出器を既に入手できた.しかし,2次元共振器レーザ評価実験系の上面観察系を改良することにより,より効率的に研究の進捗が可能となるため,検出器の費用をその実験系の改良に充てる.具体的には,上面観察系に必要なレンズや治具等の光学部品や機器の購入に充てる.また,当初予定した以上の研究成果が得られているため,成果発表のための旅費としても使用する.
細胞内生存シグナル阻害による放射線増感

放射線治療の治療効果には、放射線の癌患部への線量集中の技術に加え、腫瘍細胞の放射線感受性が大きく関与している。腫瘍細胞は一般的にアポトーシス抑制に関わる遺伝子の発現の増強、アポトーシスの誘導に関わる遺伝子の不活化などの変異が知られている。そのため多くの癌細胞は相対的に放射線抵抗性である。そのため、放射線感受性を増強する薬剤の開発は重要である。今回、我々はアブラナ科植物由来のイソチオシアネートの一種であるsulforaphanenについて、その癌細胞に対する細胞毒性および放射線感受性に対する増感効果について検討した。本研究ではin vitroのヒト膵臓癌細胞であるPANC-1とMIAPaCa-2細胞を用い、sulforaphaneと放射線との併用効果について細胞レベル、分子レベルの検討を進めた。細胞生存率はコロニー形成法、アポトーシスはTUIQEL法、蛋白発現はWestern blotting法で検討した。Sulforaphaneはヒト膵臓がん細胞に対して、放射線感受性を大きく高めることが示された。そしてその放射線増感効果に関わるメカニズムとして、アポトーシス抑制にかかわらXIAPの発現低下、アポトーシス促進に関わるApaf-1の発現増加が関与していることを見いだした。腫瘍細胞では細胞内生存シグナルの活性化が、多くの細胞で観察されることは良く知られた現象である。癌細胞はこの生存シグナルが抑制されると、アポトーシスが引き起こされ、細胞死が誘発されることが様々な癌細胞で観察されている。現在まで多くの生存シグナル阻害剤が、抗癌剤としての可能性について検討されてきた。そしてこのような生存シグナル阻害剤は、放射線との併用で、癌細胞に対して放射線増感効果が見られる場合がある。一方、癌の疫学研究より、植物由来のフラボノイドなどは癌発生の抑制作用があり、これには細胞内の生存シグナル阻害が関与していることが報告されている。そこで我々は植物由来のフラボノイドであるapigenin、あるいはブロッコリーの新芽に多く含まれるsulforaphane(SFN)と放射線との併用実験を行った。apigenin実験にはヒト肺癌由来のSQ-5細胞、sulforaphaneの実験にはヒト膵臓癌由来のMIA PaCA-2とPANC-1細胞を用いた。ApigeninとSFNは両者とも癌細胞の放射線感受性を大きく増強した。このメカニズムとしては、apigeninでは細胞内のアポトーシス抑制に働くBcl-2が薬剤により抑制され、またSFNではアポトーシス促進に働くApaf-1の発現の増強が観察された。さらにSFNではBcl-2のもともとの発現の見られない細胞では、放射線増感効果はあまり大きくなく、Bcl-2の発現が見られる細胞では非常に大きな放射線増感効果が観察された。これらの結果は、apigenin、SFNともに、放射線治療での放射線増感剤として有益である可能性を示唆する。本研究ではin vitroのヒト腫瘍細胞であるPANC-1とMIAPaCA-2細胞を用い、Sufforaphaneと放射線との併用効果について細胞レベル、分子レベルの検討を進めた。細胞生存率はコロニー形成法、アポトーシスはTUNEL法、蛋白発現はWestern blotting法で検討した。