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透析施設における「臨床倫理委員会設置とその活用に関する指針」の活用に関する研究

日本看護協会が、倫理的問題に直面した看護職がその解決に向けて組織的な検討ができるよう、2006年に発表した「臨床倫理委員会の設置とその活用に関する指針」の、透析施設での活用に関して実態調査を行った。今年度は、アンケート調査と専門家からのヒアリング調査を行った。アンケート調査は、日本腎不全看護学会ホームページ透析療法指導看護師分布マップより透析治療を行っている施設を抽出し、全国511施設のうち研究への同意が得られた130施設の看護管理者が対象となった。その結果、活用している施設28.2%(36施設)、活用していない施設71.7%(93施設)であった。活用している施設の施設形態は、一般病院が100%であり、無床の一般診療所は0%であった。「臨床倫理委員会設置とその活用に関する指針」の活用はしていないが、倫理的問題に関する事例検討会を行っている施設は、活用していない施設のうち51.5%であった。自由記述からは、「活用必要性の認識があるがどう活用するか分からない」、「多職種間で倫理的問題を検討する機会が不足している」、「透析拒否等関わりに困難感を抱く事例が増えてきている」、「業務の多忙さやマンパワーの少なさから倫理的問題検討の環境がない」などの意見があった。ヒアリング調査は、透析看護経験10年以上の看護師5名に行い、指針の認知状況の低さとともに、透析看護特有の倫理的問題の解決に向けた新たな指針の必要性を認識していることが分かった。アンケート調査とヒアリング調査を通して、指針は一般病院で活用している病院があるが研究倫理等に限られている場が多く、事例の検討に活用している施設は少ない現状が明らかとなった。更に、無床施設では、看護師が倫理的問題に直面した場合の解決方法として統一した方法がないことから問題意識を抱いている看護師の存在が明確となった。透析施設における「臨床倫理委員会の設置とその活用に関する指針」の活用状況の調査の為の準備を行った。アンケート作成段階において、内容の妥当性や答えや易さなど、透析看護認定看護師に対し意見交換を行った。また、学会参加の際、様々な研究結果から慢性看護、透析看護における倫理的課題を見出し、研究内容に反映した。プレアンケートを作成し、透析施設管理者3名に協力を求め、プレアンケートを実施しアンケートの修正を行った。アンケート修正内容を平成27年度は郵送し、分析、インタビュー可能な施設の選定を行う予定である。エンドオブライフ期にある透析患者に対する看護介入に関する文献検討をもとに、研究内容の検討に関する資料の作成を行った。今後、資料をもとに研究依頼を進めていくにあたり、依頼対象施設への送付分を印刷した。エンドオブタイフ期にある透析患者の看護は、広く浸透しておらず、研究依頼を行うにあたり施設の看護責任者への説明時に使用する資料を作成することが出来た。研究14の段階のうち現在研究1であり、遅れている。今後の研究を進めていく上での文献検討や専門者会議を行っている段階である為、今年度は研究13を同時に進めていく。アンケート郵送に伴う準備を行った。また、エンドオブライフ期における透析患者への看護介入についての研究発表を行い、今後の研究発展に向けての意見交換を行った。エンドオブライフ期における透析患者への看護介入のプロセスにおいては、看護師が倫理的問題を認識しているかどうか、倫理的問題解決に向けての取り組みといった視点も今後合わせて明示していくことで、介入の一般化につながる点が確認された。更に、現場の看護師が介入した結果を質的な分析だけでなく、量的な分析も取り入れて有効性を示し説得力をもたせていく必要性に関する意見が得られた。臨床で看護師がどのような倫理的問題を感じているか、及び倫理的問題の解決方法の具体を様々な文献及び研修会で学び、それらの比較検討を行い、現在臨床で実践されている倫理カンファレンスや倫理問題検討会の状況から「臨床倫理委員会設置とその活用に関する指針」を活用している場合や活用していない場合どのように取り組まれているのかを検討した。検討結果をもとに、透析看護師が直面する倫理的問題に関し、国外文献から検討し透析看護における倫理的問題の特徴を見出した。透析看護師が直面する倫理的問題に関する研究は、今後学会にて発表を予定している。透析看護師が直面する倫理的問題の内容及びその解決方法に関する検討結果から、透析看護管理者と透析看護実践者へのインタビュー内容とインタビュー項目の妥当性に関して検討を行った。その結果からインタビューガイドを作成し、透析室看護管理者1名、透析看護実践者へプレインタビューを実施し、インタビューガイドの修正を行った。インタビュー回数を1回と計画している為、回数の妥当性に関してもプレインタビューを行うことで検討した。修正したインタビューガイドをもとに今後データ収集を行う。研究14段階のうち現在研究1であり、昨年度からの実質的な研究の進行が行えていない。プレアンケートやプレインタビューが終わっていることから、今年度はデータ収集を早期に実施し、短いデータ収集期間でデータの収集が可能となるよう、インタビュー対象者を出来るだけ研究者の所属施設付近の施設から選定していく。また、所属施設の倫理審査に申請中であるが、1年以上承認が得られていないことが遅れている原因である為、倫理委員会のヒアリングで研究14を分けて倫理審査の申請をするように意見があった内容を反映し、研究14を4つの研究に分けて倫理申請を行う。倫理審査の承認が得られ次第データ収集を実施していく。第18回日本赤十字看護学会学術集会において研究発表を行った。

題目は、「透析看護師が直面する倫理的問題に関する文献検討」であり、国内外の文献検討を行った。その結果、透析看護師が直面する倫理的問題は、【治療選択への関わり】【治療に対し非協力的な患者・家族】【患者・家族の希望と医療者の見解との対立】【医療チーム間の不十分な信頼関係】【十分でない患者への日常的なケア】の5つの倫理的問題が明らかになった。先行研究から、透析患者に関わる看護師が直面する倫理的問題には、透析中止や非導入などの治療選択に関わる際のみならず、日常的に自己管理指導や透析治療における看護援助を行う際に生じるという点が明確となった。また、透析施設約500施設にアンケートの発送を行い、「臨床倫理委員会の設置とその活用に関する指針」活用の有無の実態調査を行っている。現在分析を行っている段階である。更に、透析看護師が直面している倫理的問題に関して、今後看護師へのインタビューを予定しており、インタビューガイドの作成及びプレインタビューを実施した。3段階を経て行う計画であるが、現在第1段階の分析段階と第2段階及び第3段階の倫理申請を同時並行で行っている。日本看護協会が、倫理的問題に直面した看護職がその解決に向けて組織的な検討ができるよう、2006年に発表した「臨床倫理委員会の設置とその活用に関する指針」の、透析施設での活用に関して実態調査を行った。今年度は、アンケート調査と専門家からのヒアリング調査を行った。アンケート調査は、日本腎不全看護学会ホームページ透析療法指導看護師分布マップより透析治療を行っている施設を抽出し、全国511施設のうち研究への同意が得られた130施設の看護管理者が対象となった。その結果、活用している施設28.2%(36施設)、活用していない施設71.7%(93施設)であった。活用している施設の施設形態は、一般病院が100%であり、無床の一般診療所は0%であった。「臨床倫理委員会設置とその活用に関する指針」の活用はしていないが、倫理的問題に関する事例検討会を行っている施設は、活用していない施設のうち51.5%であった。自由記述からは、「活用必要性の認識があるがどう活用するか分からない」、「多職種間で倫理的問題を検討する機会が不足している」、「透析拒否等関わりに困難感を抱く事例が増えてきている」、「業務の多忙さやマンパワーの少なさから倫理的問題検討の環境がない」などの意見があった。ヒアリング調査は、透析看護経験10年以上の看護師5名に行い、指針の認知状況の低さとともに、透析看護特有の倫理的問題の解決に向けた新たな指針の必要性を認識していることが分かった。アンケート調査とヒアリング調査を通して、指針は一般病院で活用している病院があるが研究倫理等に限られている場が多く、事例の検討に活用している施設は少ない現状が明らかとなった。更に、無床施設では、看護師が倫理的問題に直面した場合の解決方法として統一した方法がないことから問題意識を抱いている看護師の存在が明確となった。アンケート内容に関する専門家との意見交換や、アンケートの試行にあたり、協力者との日程調整に時間を要し、当初の計画からやや遅れている状況である。
動物モデルを用いた運動器に起因する慢性痛に対するストレッチングの効果検証

【目的】本研究は,ギプス固定モデル動物を用いて運動器に起因する疼痛に対するストレッチングの効果を検証し,そのメカニズムの解明を進めることを目的とした。【方法】Wistar系雄性ラットを用い,両側足関節を最大底屈位の状態でギプス包帯を用いて2もしくは4週間,不動固定することでギプス固定モデルを作製した。2週間固定した群は,その後固定を除去し,通常飼育する群(2週通常群)と通常飼育に加えて2週間ストレッチングを行う群(2週ストレッチ群)に振り分けた。また4週間固定した群は,固定のみを実施した群(固定群)と固定期間の後半2週間にストレッチングを行う群(固定+ストレッチ群)とした。ストレッチングには小動物用足関節運動装置を用い,1日30分間,4秒に1回のサイクル(角速度20°/秒)で足関節底背屈運動を行い,下腿三頭筋を周期的にストレッチングした。モデル動物における疼痛の発生状況の評価は,刺激に対する逃避行動によって疼痛閾値を測定するRandall-Selitto testを腓腹筋に,von Frey hair testを足底ならびに下腿皮膚に対して行った。【成果】2週間ギプス固定を行った2群では,腓腹筋,足底および下腿皮膚における疼痛閾値がギプス固定により低下し,固定除去後は上昇する傾向を示したが,群間に有意な差を認めなかった。また,4週間ギプス固定を行った群では,ギプス固定によって各部位における疼痛閾値は低下し,ストレッチングによって腓腹筋における疼痛閾値の低下のみ軽減された。これらより,ストレッチングは2週間のギプス固定後の疼痛を軽減しないこと,不動期間中で疼痛発生後からストレッチングを行うと骨格筋の疼痛を軽減するが皮膚の疼痛は軽減しないことが推察された。すなわち,不動状態に曝された場合生じる疼痛に対するストレッチングの効果は疼痛が発生する以前から行うことで得られる可能性がうかがわれた。
リニアモ-タを使用した精密植物茎径多点計測システムの開発

植物体内の水分状態の非破壊・連続的に測定することは重要である。また、水分状態の変化は茎径の変化として外部に現われる。茎径の変化は共に数十μmと微小であるので、リニア直流モ-タ(LDM)と光センサを組合せ、非接触で周期的な測定を可能にした。LDM本体は、固定子、可動子及び可動子支持用板ばねの三部からなる。固定子は、継鉄と2対の永久磁石で構成されており、各永久磁石の周りには樹脂絶縁導線を巻いた位置検出用2次コイルを配してある。可動子は樹脂絶縁導線を巻いた駆動コイル兼位置検出器励磁用へん平コイルとその支持体からなり、固定子の磁極間に位置される。可動子先端には、赤外発光ダイオ-ド(LED)とフォトダイオ-ド(ph.D)が対向して取りつけられている。LDMで重要な可動子の支持機構は、E形板ばねから成り、摺動することなくx軸方向にのみ可動子を移動可能にしている。可動コイルには直流駆動用電圧と3.4KHzの交流の電圧を重畳して加える。直流電流が駆動力を生み出す一方、交流成分は可動子の変位に影響を与えずに駆動コイルを励磁する。この駆動コイルを1次コイル、上記位置検出コイルを2次コイルとして、位置検出用の差動トランスを構成し、小形、かつ比較的簡素な方法で制度の高い位置決めや制御を行うことができる。非接触茎径計測は光信号系を一定速度で移動させ、光信号を被測定対象物が遮った場合、ph.Dの出力はロ-レベルになる。遮光開始位置と終了位置を測定し、被測定物の長さに比例する値を得ている。位置信号は12ビットのD/Aコンバ-タを用い、1Bit5μmの高精度を得ている。従来不可能であったストレスに弱いよう苗き生長計測なども応用可能とした。本モ-タのように、摺動部を持たずに微小な直線変位をすることができるモ-タは、この様な計測装置以外にもクリ-ンル-ム内使用など様々な用途が期待される。
都市域における熱とCO2環境緩和をめざした保水性建材による緑化の試み

保水性建材の実用化自的の1つに保水性道路がある。今年度は、緑化実験と並行して、東京都土木研究所が実際に試験施工を行った都内5箇所の道路について、保水性道路と通常道路の表面温度と地上気温の観測結果を解析し、保水性建材の実際の利用が都市域の熱環緩和に寄与しているのかを検証した。解析の対象とした都道は南北方向に沿っており、車道全面を保水性舗装とし、それが200mにわたって施工されている。東西には高いビルが建っているため日中日陰が形成される。しかし、都心の道路の多くはこのような状況にあり、対象区間は典型的なモデル地区と言える。時期は2002年8月5日8日を選んだ。4日の午後10時から12時にかけて32mmもの集中的な降雨があり、その後、晴れまたは快晴の天気が続いた。保水性舗装は通常舗装に比べて、表面温度は最大57°C、路面上の気温は最大1°C低い値を示した。日向の実験とは異なり、日陰であるため温度差が生じたのは日中の数時間であるが、水分の保持効果は4日間程度持続した。次に、保水性道路と通常道路上高さ1.5mと3.0mに設置した多数の気温と湿度の観測データを解析し、温位と混合比の勾配を見積もると、両者の傾向は全く逆であり、それぞれの道路上の微気侯は全く独立して形成されていることがわかった。バルク法と傾度法から顕熱輸送量と潜熱輸送量を見積もった結果、両者はおよそ同じ規模であり、もともと日陰であるため通常舗装においても顕熱輸送量は少ないが、保水性舗装は表面温度と気温の差が数°Cに留まりさらに少ない値であった。よって、百葉箱高さにおいては地表面状態の影響を強く受けることから、特に高いビルに囲われたところでの気温緩和効果は0.5から1°C生ずる。ただし、有意な差はこのレベルまでである。一方、こうした材料の緑化の可能性について、別途、日本芝と西洋芝の種を植えて生育状況を調べた。もともと多量の水分補給が必要であるため、生育は可能であるが、実用化にはコストが高くつくという問題が生ずる。また、在来種である日本芝の利用が生態的観点からより好ましいが、冬季に枯れるという欠点がある。よって、実験では生育可能であることを実証したが、実用化は難しい。このことは他の植物を考えても同様な結論になる。建材の保水効果は夏季の自然条件下では35日間程度と限界があるため、適度な散水を行なうなど課題があった。本年度は、緑化材のベースとして利用する前に、建材の保水効果を高めることを主眼に置き、夜間における屋外の多湿度・高水蒸気圧状態から、塩化物の潮解・吸湿作用を加味した建材の吸水がどの程度利用可能であるかを検証し、さらに、どの程度の保水期間を維持し、表面熱収支にもどの程度影響を及ぼすのかを実験によって調べた。実験は、塩化カルシウムを保水性建材に混入して、恒温恒湿機内にて湿度95%の条件で行った。この結果、塩化カルシウム5gを添加した場合とそうでない場合とでは、6時間後の単位面積当たりの累積吸水量差は5リットルに達した。様々な条件で行なった結果、吸水量は塩化物量、含水量、建材の表面積および空隙によって変化し、それらを定量的に表現した。これらの結果を踏まえ、塩化物を含んだ保水性建材が、夏季にどの程度の期間水分を保持し、熱収支特性がどのようであるのかを検証した。その結果、塩化物を混入することにより日中過剰な水分蒸発は抑えられ、夜間には吸水が生ずることから1週間以上は一定の含水量を保つものと見積られた。潜熱による効果に加えて、熱容量も大きくなるため、表面温度は通常の保水性建材と比較してさらに低く抑えられた。ここで、塩化物が水に溶けると雨天時には溶出の問題が生ずる。そこで、高分子材と混ぜて粘性を高めた結果、溶出割合を50%以上抑えられることもわかった。以上のこのように、塩化物を添加した保水性建材は、従来の性能を飛躍的に上昇させることが可能となった。ただし、植生に与える影響については次年度の課題である。

次に、保水性道路と通常道路上高さ1.5mと3.0mに設置した多数の気温と湿度の観測データを解析し、温位と混合比の勾配を見積もると、両者の傾向は全く逆であり、それぞれの道路上の微気侯は全く独立して形成されていることがわかった。バルク法と傾度法から顕熱輸送量と潜熱輸送量を見積もった結果、両者はおよそ同じ規模であり、もともと日陰であるため通常舗装においても顕熱輸送量は少ないが、保水性舗装は表面温度と気温の差が数°Cに留まりさらに少ない値であった。よって、百葉箱高さにおいては地表面状態の影響を強く受けることから、特に高いビルに囲われたところでの気温緩和効果は0.5から1°C生ずる。ただし、有意な差はこのレベルまでである。一方、こうした材料の緑化の可能性について、別途、日本芝と西洋芝の種を植えて生育状況を調べた。もともと多量の水分補給が必要であるため、生育は可能であるが、実用化にはコストが高くつくという問題が生ずる。また、在来種である日本芝の利用が生態的観点からより好ましいが、冬季に枯れるという欠点がある。よって、実験では生育可能であることを実証したが、実用化は難しい。このことは他の植物を考えても同様な結論になる。
膵β細胞の自己障害性cytokine産生に関する研究

I型糖尿病の膵島炎においては浸潤した免疫細胞がサイトカインを放出するだけでなく,膵β細胞自体もサイトカインを産生する可能性がある。実際,in vitroでIL-1により誘導される膵島細胞のTNF-αは生物活性を有しており,膵島細胞自体に作用しうると考えられる。IL-1αにより誘導されるマウス膵島細胞のTNF-α産生は,nicotinamideおよびhydrocortisoneにより抑制されたが,cyclosporinとFK506は抑制効果を示さず,TNF-α自体によるnegative feedbackも見られなかった。Northern blot法により,nicotinamideとhydrocortisoneはいずれもTNF-αmRNA発現を抑制することが示された。また,nicotinamideとhydrocortisoneは,IL-1αによる膵島細胞障害に対し抑制効果を示した。以上の検討により,サイトカインによる膵島細胞障害機序はpoly(ADP-ribose)合成に伴うNAD含量の減少など、streptozotocinやalloxanによる膵島細胞障害と共通した機序を有しており,nicotinamideはNO産生の抑制とpoly(ADP-ribose)合成抑制の少なくとも2つの作用点において膵島細胞障害を抑制することが示された。TNF-alphaは単独では膵島細胞障害作用が弱いが,IFN-gammaとの併用すると著明な細胞障害作用を示す。しかし,この協調作用の機序はこれまで明かではなかった。私どもはTNF-alpha,IFN-gammaの両者を併用するとマウス膵島細胞のnitric oxide(NO)産生を引き起こすことを明らかにし,このNO産生作用がマクロファージ型のNO合成酵素のmRNA誘導によることを証明した。NO産生を阻害することにより細胞障害を抑制できたことから,NOがeffector moleculeとして作用していると考えられる。今後,NODマウス等を用いてin vivoでのNO合成酵素の誘導を検討する予定である。1.膵島細胞のTNF-α産生の抑制5U/mlのmouse IL-1αにより誘導されるマウス膵島細胞のTNF-α産生は,nicotinamideおよびhydrocortisoneにより抑制されたが,cyclosporinとFK506は抑制効果を示さず,TNF-α自体によるnegative feedbackも見られなかった。Northern blot法により,nicotinamideとHydrocortisoneはいずれもTNF-αmRNA発現を抑制することが示された。2膵島細胞のNO産生の抑制IL-1またはIFN-γ/TNF-αによるマウス膵島細胞のNO産生は,5-10mMのnicotinamidcにより著明に抑制された。RT-PCR法による検討では,nicotinamideの抑制効果はiNOS mRNAのレベルで認められた。一方,hydrocortisoneはIL-1αによるNO産生に対しても,IFN-γ/TNF-αによるNO産生に対しても有意の抑制効果を示さなかった。3膵島細胞に対するNOの作用以上の検討により,サイトカインによる膵島細胞障害機序はpoly(ADP-ribose)合成に伴うNAD含量の減少など,streptozotocinやalloxanによる膵島細胞障害と共通した機序を有しており,nicotinamideはNO産生の抑制とpoly(ADP-ribose)合成抑制の少なくとも2つの作用点において膵島細胞障害を抑制することが示された。
無集光で発振する太陽光励起ファイバーレーザー

Ndドープガラスファイバーをダイクロイック入射窓を持つ箱に入れ,色素による波長変換で光を閉じ込めることで太陽光を増強,無集光で発振する太陽光励起レーザー実現を目指す.太陽光の20倍相当の白色光で43dB/kmの利得を得た.これを,無集光の太陽光における利得に換算すると2.2dB/kmとなり,ファイバーの損失を上回ることはできなかった.問題点はフォトン増強率が4.1倍と低い事で,原因は箱の側壁反射率の低さと色素溶液の励起光波長帯における吸収である.Ndドープガラスファイバーをダイクロイック入射窓を持つ箱に入れ,色素による波長変換で光を閉じ込めることで太陽光を増強,無集光で発振する太陽光励起レーザー実現を目指す.太陽光の20倍相当の白色光で43dB/kmの利得を得た.これを,無集光の太陽光における利得に換算すると2.2dB/kmとなり,ファイバーの損失を上回ることはできなかった.問題点はフォトン増強率が4.1倍と低い事で,原因は箱の側壁反射率の低さと色素溶液の励起光波長帯における吸収である.太陽光を直接励起光源に利用する固体レーザーである「太陽光励起レーザー」がエネルギー応用を目指して研究されている.しかし一般に太陽光励起レーザーは発振に必要な利得を得るために太陽光をおよそ10,000倍に集光する必要があるため実用化が遅れている.我々は「集光せずに発振する太陽光励起レーザー」を実現する手段として色素増感と赤外線閉じこめチャンバーを組み合わせた型太陽光励起ファイバーレーザーを提案した.アイデアの成立性を証明するため理論計算を行い,太陽光の可視成分を効率50%で808nm帯に変換できたとして,直径30cmのディスク型に整形したファイバーで無集光の太陽光からレーザー発振が可能であることを示した.増感色素として808nm帯に蛍光をもつStyry 19Mを選択,特性を計測した.予想に反して量子効率(吸収フォトンと蛍光フォトンの比率)が5%と低く,他の候補を捜す必要が明らかとなった.最近バイオ分野で注目されている無機量子ドットが候補の一つである.上面に赤外阻止フィルター,下面に広帯域反射鏡を持つチャンバーを作成,基礎特性を測定した.808nmの増大率は僅か6倍であったが,これは市販の光学部品を組み合わせたため反射率が90%と低く,かつ反射受容角が狭いことが原因である.本研究の目的に特化した光学薄膜の仕様なら一桁の増大率向上が見込める.チャンバーにファイバーを貫通させ,色素を満たしたセルを太陽光で照射,ファイバーに1064nmのYAGレーザーを通して増幅を観測した.上述の理由により励起高密度が低く増幅は観測されなかった.太陽光を直接励起光源に利用する固体レーザーである「太陽光励起レーザー」がエネルギー応用を目指して研究されている.しかし一般に太陽光励起レーザーは発振に必要な利得を得るために太陽光をおよそ10,000倍に集光する必要があるため実用化が遅れている.我々は「集光せずに発振する太陽光励起レーザー」を実現する手段として色素増感と赤外線閉じこめチャンバーを組み合わせた型太陽光励起ファイバーレーザーを提案した.昨年度,無機量子ドットの有効性に言及したが,試験を行ったところ蛍光変換効率が10%程度と本研究の目的には不適であることがわかった.現在までに,可視光を50%を越える量子効率で赤外光に変換する増感剤は見つかっていない.Ndドープガラスファイバー(三菱電線)を100巻きのコイル状にして,45mm角の開口を持つ色素チャンバー内を貫通させた.この構成では太陽光はファイバー全長の10%程度の領域にしか照射されないが,単位長さあたり利得を計測する事は可能で,原理的に発振が可能かどうかの検証が目的の実験である.ここに,太陽光の40倍の強度の白色光(セリックXC-500)を照射した.ダイクロイックミラーと赤外色素(Styryl9M)を組み合わせた構成で最大利得は1.7dB/kmと目標に遠く及ばなかったが,ダイクロイックミラーをガラス窓に交換,色素を可視(600nm)で蛍光するRhodmine6Gに変えたところ30dB/kmの利得を得た.これは,一般的なアクティブファイバーの損失を上回るもので,レーザー発振が可能な利得である.著者の知る限り太陽光励起でアクティブファイバーが発振閾値を越えたのは初めてのことである.太陽光を直接励起光源に利用する固体レーザーである「太陽光励起レーザー」がエネルギー応用を目指して研究されている.しかし一般に太陽光励起レーザーは発振に必要な利得を得るために太陽光をおよそ10,000倍に集光する必要があるため実用化が遅れている.我々は「集光せずに発振する太陽光励起レーザー」を実現する手段として色素増感と赤外線閉じこめチャンバーを組み合わせた型太陽光励起ファイバーレーザーを提案した。昨年度はNdドープガラスファイバー(三菱電線)を110巻きのコイル状にして,45mm角の開口を持つ色素チャンバー内を貫通させた.

この構成では太陽光はファイバー全長の10%程度の領域にしか照射されないが,単位長さあたり利得を計測する事は可能で,原理的に発振が可能かどうかの検証が目的の実験である.本年度は可視光で蛍光する色素(Rhodamine6g)とダイクロイックミラーを組み合わせ,太陽光の20倍の強度の白色光(セリックXC-500)を照射した.得られた利得は1.0%/m(43dB/km)で,これは固体レーザーの高効率発振に充分な水準である.太陽光横励起および閉じ込めチャンバーの解析的シミュレーションを構築し,現状の性能が理論的に期待される水準にあるか,現状の構成のどこに問題があるかについて検討した.閉じ込めチャンバー無しでの利得は実験結果と15%未満の誤差で一致し,シミュレーションの妥当性が示された.現状の構成での問題点は励起光増強率が4.1倍と低い事で,原因は側壁反射率の低さと色素溶液の励起光波長帯における吸収であることが明らかになった.いずれも原理的な困難で無く技術的問題であるが,とくに増感剤の選定については本研究期間内に適切なものが見つからなかった点が残念である.しかし,シミュレーションにより問題の在処と解決の方向が示された点は評価できる.
水波と浮体の複雑な相互干渉問題を取り扱う高速計算法の開発

本研究は水波と浮体の複雑な相互干渉、特に船舶や海洋構造物の厳しい波浪環境下での浮体挙動やそれに加わる荷重などを数値シミュレーションする手法を開発することを目的とした。そのために粒子法とそれを境界要素法と組み合わせたハイブリッド法のアルゴリズムを開発するとともに、MPIを用いて並列計算が可能な高速計算プログラムの開発を行った。これに伴って粒子法の境界表現について新たにより柔軟性と汎用性を持つアルゴリズムが開発された。本研究は船舶・海洋構造物が転覆や沈没に至るような荒天下の極限状態について、数値流体力学的手法を用いて数値シミュレーションを行う方法を開発することで、その安全設計に役立てることが最終目標である。そこで粒子法と境界要素法を組み合わせたハイブリッド計算法の開発を行う計画であり、平成20年度はおもに、開発上の技術的な問題点を明らかにするための動向調査や各種要素技術を取得するためにプログラムの試作・試計算を行った。粒子法と境界要素法のハイブリッド化で問題の一つとなるのは2つの分割された領域間での情報のやり取りにおける各種数値的な取扱いであり、細かな技術的問題点について検討を行った。具体的には以下のような作業が行われた。・境界面での圧力のやり取りに導入していた平滑化処理による減衰を避けるため、粒子法側での数値振動の少ない圧力計算法について導入を図った。・これまでは粒子法ソルバの固体境界面で、粒子数の低下と分布の偏りに起因する精度低下が起きていたため、非物理的な流動が計算されるケースがあった。これについても検討を行い、その除去を図った。また、上述のようなアルゴリズム上の問題の改善と共に、現在の電子計算機の開発動向で推し進められたマルチコア化に対応して、粒子法ソルバの並列化効率改善を図った。現時点では高速なネットワークを有する計算機上であれば粒子法単体での並列化率は97パーセント以上が確認され、CPU数にある程度準じた計算速度を期待できることを確認した。本申請課題の目的は、波浪環境下での船舶・海洋構造物の挙動や各種荷重をシミュレーションする手法を確立し、その安全設計に貢献することにある。特に従来型の計算手法では大きな困難が伴う転覆や沈没に至るような荒天下の極限状態を数値シミュレーションできるようにすることで、工学的な設計情報の取得手段として役立てることを最終目標としている。具体的にはこういった問題を効率的かつ安定的に計算可能な並列化された高効率の粒子・境界要素ハイブリッド計算法の開発を目的として研究を行った。本年度はそのために粒子法ソルバのさらなる計算速度の向上を目指すとともに、それと組み合わせる3次元境界要素法ソルバの開発を行う計画であった。粒子法ソルバの高効率化に関しては計算速度の向上とともに、3次元計算での計算安定性や汎用性の面で大きく改善が行われた。一方でそれと組み合わせる境界要素法ソルバに関しては、昨年度に実装を行った2次元版のプログラムにおける波の減衰問題を始めとした諸問題の解決に加え、粒子法との情報の相互交換アルゴリズムやその際に省略され失われる情報について十分な検討が完了しなかったため実際のプログラムの実装には至らなかった。特に波の減衰については粒子法プログラムの流場計算アルゴリズム自体の改善もかかわる問題のため、非圧縮性流体の計算におけるエネルギーの保存性などを十分に考慮して、慎重な取り扱いが必要であることが判明した。また粒子法ソルバの改良の際に副次的に得られた成果ではあるが、壁面境界などの取り扱いに関する効率的な取り扱い手法を開発し、プログラムへの実装も含めて試計算によりその有効性の確認が行われた。昨年度に引き続き、新開発、もしくは改良を行った各要素を用いて実際の大規模計算を目的とした3次元計算プログラムの構築を行った。プログラムの実装にあたっては前年度の検討内容を生かし、また昨年度同様プログラム部品のモジュール化を考慮し、再利用性、可読性を向上させ、以降の応用研究に有効活用が容易になるよう配慮を行った。3次元計算において使用可能なフリースリップ、ノンスリップ境界などを粒子配置の不均一な任意の曲面配置状態でも可能にしたものの、畠当初の予定3次元境界要素法ソルバ部、ハイブリッド計算インターフェース部が残念ながら完成には及ばなかった。この際境界表現については大きな進歩が得られ、粒子の貫通防止、境界条件などが鏡面粒子の動的な生成・配置を行うことで人工的な安定化処理を省く形で実現できたと考える。またこの手法では壁面境界上に配置した粒子は単なるマーカーとして取り扱われるため、形状の表現精度のみにかかわる組み込み法となっているため、粒子の粗密による計算の不具合回避やポリゴンメッシュなどから計算用粒子を自動配置する際に大きなアドバンテージがあるものと考えられる。これらを踏まえ、応用計算例としてLNGタンクのスロッシングについて各種の計算を行った結果を中心とする研究成果について国際会議(WCCM/APCOM2010)において発表を行った。なおこれには前年度までに行われた粒子法の高速化に関する各種の手法の適用方法と前述の複雑な3次元壁面形状を任意に配置した粒子列で表現する手法の紹介が含まれる。
日本近代化の地域的展開に関する基礎的研究ー歴史地図の作成に向けてー

この研究の目的は、日本の近代化の諸側面を総合的に、かつ地域的視点を重視して考察することにある。そのため、テーマを幅広く選択し、地域における個別調査と統計を活用した調査を並行して行なってきた。何度かの研究会で確認した分担テーマは、以下のようであった。秩父地域・茨城県などを対象にした農業・農村の近代化、農山漁村における近代化終焉としての高度経済成長期の意義(石井担当)、酒税資料に基づく近代化期の地域的特性、近代移行期の都市化(黒崎)、近代化期における鉱業の発達と変質(田中)、近代化と宗教(大濱)、日本各地と韓国をフィールドとした、魚肥生産からみた日本の近代化(古田)、キリスト教や西洋医薬といった新文明受容における伝統的習俗との相克とその地域的差異(小口)、近代化期における鉄道と河川交通との関係(小野寺)、奈良盆地における明治期築造の溜池とその意味(伊藤)、近代におけ人口の持続的成長の開始時期とその地域的差異(川口)、明治中期の牛馬耕普及の地域的差異、近代化期における農業経営の変遷と変質(中西)、近代化期における那須野ケ原の開拓(椿)、今回のプロジェクトで新しく発掘した資料を含む、近代化期における利用可能な統計資料一覧の作成(石井・黒崎)。プロジェクト期間中、各自が雑誌などで成果の公表に努めたが、最終年の平成4年度には未公表論説からなる報告書を作成した。ただし、上に述べた計画のうち、実現できなかった企画もいくつかある。しかし、私としては歴史地図の作成という目的に大きく近づいたと確信しており、既に発表した論考の改良や発表しえなかった論考の公表に努めるとともに、その目的に向かって努力を続けたい。そのため、農業・鉱工業といった産業、宗教や教育水準といった文化、食生活や風俗や犯罪といった生活、交通や流通、都市化や人口動態といったテ-マに関して、統計を活用した広い地域にわたる調査と、より小さな地域における個別調査を並行して行うことを企図している。平成2年度には、申請時より研究分担者が増えたこともあって、研究打ち合わせ会を行い直し、別紙のごとく、分担テ-マの割り振りを行い、各人は統計資料の収集・吟味や地域調査のための予備調査を行った。本部では、研究分担者から要望のあった統計資料のうち、利用頻度の高いと考えられる統計書(本邦商業会議所資料、地方巡察復命書、明治前期民情調査報告・偵察録、警察統計、近代日本商品流通史資料など)を購入し人口などの基礎資料の整理を行い、即座に研究分担者の利用に供せられるようにした。また、昭和初期と明治後期の郡別ベ-スマップなどを作成し、統計書を用いた広域的研究への準備を行った。個別的地域研究の対象地域は、研究分担者によって異なる。石井は関東、とくに秩父、黒崎は関西と関東、田中は新潟県北部と秩父、大濱は北海道、古田は山口県、小口は南西諸島八重山地方、川口は福島県会津地方、中西は兵庫県を中心的対象地域にして、フィ-ルドワ-クを行った。田中と石井の担当した秩父での予備調査では、別な目的もあって報告書を作成したが、その経験から、統計資料には信頼性に欠けるものもあり、量的研究のみならず、質的研究、つまり地域調査を、当所考えていたより重視することにした。地域調査によって、近代化の具体的プロセスのイメ-ジを明確にすることができるし、資料の有効性と限界を検討することもできるからである。そのためさまざまなテ-マに関して、統計を利用した広い地域にわたる調査と、より小さい地域における個別調査を並行して行ないつつある。

平成3年度には、8月に研究会をもち、それぞれの分担テ-マを確認した後、各人がその分担テ-マについて統計資料の収集と個別事例調査に従事した。共同研究者によって、以下のような研究が進められつつある。秩父地域・茨城県などを対象にした農村の近代化(石井)、農山漁村における近代化終焉としての高度経済成長期の意味(石井)、酒税資料に基づく近代化期の地域的特性(黒崎)、千葉における近代化期の中心地分布(黒崎)、近代化期における鉱業の発達と変質(田中)、近代化と宗教(大浜)、山口県と東北日本における魚肥生産からみた近代化の比較研究(古田)、長崎県における伝統的習俗とキリスト教の相克(小口)、奈良県吉野地域における民間和薬と西洋医薬の相克(小口)・近代化期における河川交通の盛衰(小野寺)、奈良盆地における明治期築造の溜池とその意味(伊藤)、南山御蔵入領における近代移行期の人口成長(川口)、兵庫県における近代化期の農業変質(中西)、近代化期における那須野ケ原の開拓(椿)。平成4年度には、これらの研究成果をとりまとめ、公表できるように、その準備を進めつつある。この研究の目的は、日本の近代化の諸側面を総合的に、かつ地域的視点を重視して孝察することにある。そのため、以下に述べるようなテーマを幅広く選択し、地域における個別調査と統計を活用した調査を並行して行なってきた。平成4年度には1月と9月に研究会をもち、それぞれの分担テーマを確認した。秩父地域・茨城県などを対象にした農業・農村の近代化。農山漁村における近代化終焉としての高度経済成長期の意義(石井担当)、酒税資料に基づく近代化期の地域的特性、近代移行期の都市化(黒崎)、近代化期における鉱業の発達と変質(田中)、近代化と宗教(大濱)、日本各地と韓国をフィールドとした、魚肥生産からみた日本の近代化(古田)、キリスト教や西洋医薬といった新文明受容における伝統的習俗との相克とその地域的差異(小口)、近代化期における鉄道と河川交通との関係(小野寺)、奈良盆地における明治期築造の溜池とその意味(伊藤)、近代におけ人口の持続的成長の開始時期とその地域的差異(川口)、明治中期の牛馬耕普及の地域的差異、近代化期における農業経営の変遷と変質(中西)、近代化期における那須野ケ原の開拓(椿)、今回のプロジェクトで新しく発掘した資料を含む、近代化期における利用可能な統計資料一覧の作成(石井・黒崎)。平成4年度には、前年に引き続き、各自が雑誌などで成果の公表に努めるとともに、未公表論説からなる報告書を作成した。ただし、上に述べた計画のうち、実現できなかった企画もいくつかある。しかし、私としては歴史地図の作成という目的に大きく近づいたと格信しており、既に発表した論考の改良や発表しえなかった論考の公表に努めるとともに、その目的な向かって努力を続けたい。
超低q領域におけるプラズマの閉じ込め特性

超低q領域のプラズマ平衝はトカマクとREPとの中間的な性質を持ち、高βであり且つ工学的安定性の高い閉じ込め形式として注目を集めている。超低qプラズマ(ULQ)は、東京大学のREPUTEー1実験装置によって世界に先駆けて研究が始められ、以来国内ではSTPー1M(名古屋大学)、TPEー1RM15(電総研)、海外でも米国のOHTE(GA Technologies)をはじめ英国、ブラジル、インド、ソ連などで研究が進められている。当研究費補助金による国際学術研究では、英国Culham研究所のHBTXー1Cを用いた共同実験を行い、REPUTEー1での実験デ-タとの比較検討を行うことにより、以下に述べるような成果を得た。(1)ULQ放電の特性(高イオン温度の達成): HBTXー1Cは本来RFPとして建設された装置であるが、これを用いてULQ放電を行い、安定なプラズマ閉じ込めを実証した。REPUTEー1が示したように、安定閉じ込めが得られるq値にはプラズマ自身による自己選択性があり、ULQ平衝の自己形成が再確認された。REPUTEー1及びOHTEでは200kA以上の大電流放電によって放射損失バリヤ-を越え200eV程度の電子温度を得ている。またREPUTEー1ではMHD揺動の励起に伴ったイオンの異常加熱が観測されており、最高1keV程度のイオン温度を得ている。HBTXー1CによるULQ放電でも同様に高い電子温度、イオン温度が観測された。プラズマ電流210kAに対し、電子温度(制動輻射X線のスペクトルによる)は800eV、イオン温度(中性粒子エネルギ-分析による)は1.2keV程度であった。密度は0.5_X10^<19>m^<-3>程度で、この値はREPUTEー1で得られている1^-2_X10^<19>m^<-3>よりも低い。これは真空容器壁面にloadされた水素量の違いによると考えられる。(2)ThinーShellの下での安定放電(RFPとの比較): HBTXー1Cはthinーshell(電気抵抗の大きなプラズマ安定化壁)を採用している。この点は将来の核融合炉炉心として工学的feasibilityを検証しようとする動機による物であり、REPUTEー1と同様の設計思想である。HBTXー1CによるRFP放電ではシェルの抵抗が大きいことによる不安定性(thinーshell mode)のために、プラズマの持続時間が著しく短いが、ULQ放電ではこの不安定性は起きず、安定な長時間放電(6ms以上;上限は電源の制約による物であり、プラズマの不安定性によらない)が達成された。これもREPUTEー1でのRFPとULQとの比較結果と全く同じ結果であり、工学的にfeasibleな装置環境下では、REPよりもULQの方が優れた安定性を持つことを示した。(3)粒子閉じ込めと不純物輻射(RFPとの比較): HBTXー1Cにおいても、プラズマの諸パラメ-タについて、ULQとRFPの比較を行った。上記二項において述べたように、ULQは良好な閉じ込め特性を示し、エネルギ-閉じ込め時間にして0.13msを得た。この値はRFPに関する0.15msと比較して、ULQのエネルギ-閉じ込め性能がRFPとほぼ同等であることを示している。この結論はREPUTEー1及びOHTEでの実験結果を再現するものである。一方、ULQとRFPの著しい違いを示したパラメ-タの一つに、不純物輻射量の違いが観られた。HBTXー1CのULQプラズマはRFPよりも4倍程度も高い電子温度を持つにも拘らず、軟X線領域の不純物輻射量がむしろRFPよりも1桁以上小さい。同様の傾向はREPUTEー1でも観られた。このことはULQプラズマがRFPと比べて短い粒子閉じ込め時間を持つことを示唆する。この点は将来炉心プラズマの候補として考えたとき、ULQの著しい利点となり得る。高純度プラズマの閉じ込めには、長いエネルギ-閉じ込め時間、短い粒子閉じ込め時間が好ましいからである。以上のように、本研究を通じてULQプラズマの総合的理解が深まり、基礎的なデ-タベ-スが広がった。また、今後のULQプラズマの閉じ込め特性に関する研究の、一つの重要な方向が得られた。

REPUTEー1及びOHTEでは200kA以上の大電流放電によって放射損失バリヤ-を越え200eV程度の電子温度を得ている。またREPUTEー1ではMHD揺動の励起に伴ったイオンの異常加熱が観測されており、最高1keV程度のイオン温度を得ている。HBTXー1CによるULQ放電でも同様に高い電子温度、イオン温度が観測された。プラズマ電流210kAに対し、電子温度(制動輻射X線のスペクトルによる)は800eV、イオン温度(中性粒子エネルギ-分析による)は1.2keV程度であった。密度は0.5_X10^<19>m^<-3>程度で、この値はREPUTEー1で得られている1^-2_X10^<19>m^<-3>よりも低い。これは真空容器壁面にloadされた水素量の違いによると考えられる。(2)ThinーShellの下での安定放電(RFPとの比較): HBTXー1Cはthinーshell(電気抵抗の大きなプラズマ安定化壁)を採用している。この点は将来の核融合炉炉心として工学的feasibilityを検証しようとする動機による物であり、REPUTEー1と同様の設計思想である。HBTXー1CによるRFP放電ではシェルの抵抗が大きいことによる不安定性(thinーshell mode)のために、プラズマの持続時間が著しく短いが、ULQ放電ではこの不安定性は起きず、安定な長時間放電(6ms以上;上限は電源の制約による物であり、プラズマの不安定性によらない)が達成された。これもREPUTEー1でのRFPとULQとの比較結果と全く同じ結果であり、工学的にfeasibleな装置環境下では、REPよりもULQの方が優れた安定性を持つことを示した。(3)粒子閉じ込めと不純物輻射(RFPとの比較): HBTXー1Cにおいても、プラズマの諸パラメ-タについて、ULQとRFPの比較を行った。上記二項において述べたように、ULQは良好な閉じ込め特性を示し、エネルギ-閉じ込め時間にして0.13msを得た。この値はRFPに関する0.15msと比較して、ULQのエネルギ-閉じ込め性能がRFPとほぼ同等であることを示している。この結論はREPUTEー1及びOHTEでの実験結果を再現するものである。一方、ULQとRFPの著しい違いを示したパラメ-タの一つに、不純物輻射量の違いが観られた。HBTXー1CのULQプラズマはRFPよりも4倍程度も高い電子温度を持つにも拘らず、軟X線領域の不純物輻射量がむしろRFPよりも1桁以上小さい。同様の傾向はREPUTEー1でも観られた。このことはULQプラズマがRFPと比べて短い粒子閉じ込め時間を持つことを示唆する。この点は将来炉心プラズマの候補として考えたとき、ULQの著しい利点となり得る。高純度プラズマの閉じ込めには、長いエネルギ-閉じ込め時間、短い粒子閉じ込め時間が好ましいからである。以上のように、本研究を通じてULQプラズマの総合的理解が深まり、基礎的なデ-タベ-スが広がった。また、今後のULQプラズマの閉じ込め特性に関する研究の、一つの重要な方向が得られた。
放射線難治性癌に対する遺伝子治療の基礎研究-DNA-PKI活性の放射線感受性予測指標としての利用及びアンチセンス法々による抑制

DNA2重鎖切断往復に関わる蛋白の発現の検討『目的』放射線治療に用いられるX線により引き起こされるDNA障害の中でX線照射された細胞の生死に最も重要な障害は、DNA2重鎖切断である。よって、その細胞のDNA2重鎖切断の修復能と放射線感受性は相関することが予想され、実際、様々な培養細胞を用いた実験でそれが証明されている。真核生物のDNA2重鎖切断修復は、non-homologous end-joining (NHEJ)が主体で行われ、DNA-PK_<cs>、Ku70、Ku80からなるDNA-PK(DNA依存症プロテインキナーゼ)、XRCC4、NBS1はそのNHEJにおいて中心的な役割を担っている。そこで、放射線感受性の異なる癌及び正常組織において、上記蛋白の発現を検討した。『方法』放射線感受性の癌としては、肺の小細胞癌、横紋筋肉腫(infantile type)、精上皮腫、非ホジキンリンパ種、放射線感受性が中等度の癌としては、頭頸部の扁平上皮癌、乳癌、放射線抵抗性の癌としては、能の鋼が膠芽細胞腫、悪性黒色腫、骨肉腫、肝細胞癌、膵臓癌、正常組織としては、精管、副腎、肝臓、膵臓、乳腺の合計134例の組織標本を用いた。4μm厚の薄切切片をスライドグラス上でABC法にて反応させ、DABで発色させた。一次抗体には、DNA-PK_<cs>、Ku70、Ku80、XRCC4、NBS1のモノクローナル抗体、あるいは、ポリクローナル抗体を用いた。『結果』免疫組織染色を施行した癌及び正常組織全例において、DNA-PK_<cs>、Ku70、Ku80、XRCC4、NBS1蛋白全ての発現が確認された。Ku70、Ku86、DNA-PK_<cs>は、モノクローナルあるいはポリクローナル抗体がいずれを用いても、細胞核のみが染色されたのに対し、XRCC4、NBS1は細胞核及び細胞質が染色された。この6種類の蛋白の発現は、正常組織と癌組織で明らかな差がみられなかった。また、放射線感受性の異なる腫瘍間では、非ホジキンリンパ種では、6種類の蛋白いずれに関しても、染色性が弱く、はっきりした染色がみられない細胞が20-30%程度みられた。しかし、他の腫瘍では、この6種類の蛋白の発現に明らかな差がみられなかった。『考察』放射線感受性が異なる癌細胞間で、非ホジキンリンパ種を除いて、DNA-PK_<cs>、Ku70、Ku80、XRCC4、NBS1の発現に差が見られなかったのは、(1)免疫組織染色の感度が低く、放射線感受性の原因となる6種の蛋白の発現の微妙な差を感知できなかった。(2)免疫組織染色では、6種類の蛋白の発現をみているのみで、その機能をみているわけではないので、発現は同じでも機能が異なり、それが放射線感受性の差を引き起こしている可能性が考えられる。『考察』放射線感受性が異なる癌細胞間で、非ホジキンリンパ種を除いて、DNA-PK_<cs>、

Ku70、Ku80、XRCC4、NBS1の発現に差が見られなかったのは、(1)免疫組織染色の感度が低く、放射線感受性の原因となる6種の蛋白の発現の微妙な差を感知できなかった。(2)免疫組織染色では、6種類の蛋白の発現をみているのみで、その機能をみているわけではないので、発現は同じでも機能が異なり、それが放射線感受性の差を引き起こしている可能性が考えられる。免疫組織染色によるDNA-PKの発現の測定「目的」DNA-PK(DNA依存性プロテインキナーゼ)はセリン/スレオニンキナーゼで、触媒機能を担う分子量460kDaのポリペプチド(DNA-PKcs)と調節成分であるヘテロ2量体のKuタンパク質(Ku86/70)よりなる。それらいずれが欠損しても、X線による2本鎮DNA切断に対する修復能が低下し、放射線感受性になることが知られている。放射線治療前の生検組織のDNA-PK陽性率の照射効果予測指標としての意義についても検討した。「方法」1984年から1996年までの間に根治照射を施行された中咽頭癌42例及び下咽頭癌患者40例の照射前生検標本を用いた。4mm厚の薄切切片をスライドグラス上でABC法にて反応させ、DABで発色させた。一次抗体には、マウスの抗ヒトKu70モノクローナル抗体、マウスの抗ヒトDNA-PKcsモノクローナル抗体、ウサギの抗ヒトKu70ポリクローナル抗体、ウサギの抗ヒトKu86ポリクローナル抗体、ウサギの抗ヒトDNA-PKcsポリクローナル抗体を用いた。「結果」中咽頭癌42例及び下咽頭癌患者40例の全例において、Kuタンパク質は、Ku70、Ku86いずれも、モノクローナルあるいはポリクローナル抗体いずれを用いても、細胞核のみが濃染し、また正常上皮細胞及び癌細胞いずれもすべて染色された。正常上皮細胞と癌細胞で、あるいは、癌細胞間で染色性に差がみられなかった。DNA-PKcsの免疫組織染色に関しては、現在検討中である。「考察」Kuタンパク質の発現の減少あるいは欠損は、調査した82例の癌細胞ではみられず、これが放射線感受性に関与している証拠は得られなかった。これは、Kuタンパク質は、ヒト細胞において、DNA切断に対する修復に要する量より過剰に存在することと関係している可能性が考えられる。DNA2重鎖切断修復に関わる蛋白の発現の検討『目的』放射線治療に用いられるX線により引き起こされるDNA障害の中でX線照射された細胞の生死に最も重要な障害は、DNA2重鎖切断である。よって、その細胞のDNA2重切断の修復能と放射線感受性は相関することが予想され、実際、様々な培養細胞を用いた実験でそれが証明されている。真核生物のDNA2重鎖切断修復は、non-homologous end-joining(NHEJ)が主体で行われ、DNA-PKcs、Ku70、Ku80からなるDNA-PK(DNA依存性プロテインキナーゼ)、XRCC4、NBS1はそのNHEJにおいて中心的な役割を担っている。そこで、放射線感受性の異なる癌及び正常組織において、上記蛋白の発現を検討した。『方法』放射線感受性の癌としては、肺の小細胞癌、横紋筋肉腫(infantile type)、精上皮腫、非ホジキンリンパ種、放射線感受性が中等度の癌としては、頭頸部の扁平上皮癌、乳癌、放射線抵抗性の癌としては、脳の膠芽細胞腫、悪性黒色腫、骨肉腫、肝細胞癌、膵臓癌、正常組織としては、精管、副腎、肝臓、膵臓、乳腺の合計134例の組織標本を用いた。
細胞極性を制御する多機能タンパク質複合体の構造と機能

細胞の非対称分裂に代表される細胞極性は、様々な生命機能の発現の根幹にある重要な現象である。本研究では、出芽パターンの決定に関与する多機能タンパク質複合体(KEOPS/EKC複合体あるいはBud32複合体とも呼ばれている)の翻訳後修飾やタンパク質間相互作用の解析によって出芽酵母の細胞極性の決定機構を明らかにする。Bud32を欠損させるとランダムな部位から出芽が起こることは既に報告されていたが、複合体の構成タンパク質をコードする遺伝子の欠損株を用いた解析から、Bud32を含む複合体が、出芽部位選択に関与することを明らかにした。出芽部位選択には、Bud32のキナーゼ活性が必須であった。Bud32はSch9によってリン酸化されるが、このリン酸化は、Bud32複合体による出芽部位選択には関係していなかった。出芽部位のマーカーであるBud8とBud9のうち、Bud9を欠損させると、Bud32複合体の欠損によるランダムな出芽が観察されなくなったので、Bud32複合体はBud9の局在を制御していると考えられた。実際、Bud32複合体の欠損株では、Bud8の局在は正常であったが、Bud9の局在は異常であった。Bud8, Bud9の局在に関連しているRax2の局在は、Bud32複合体欠損株では正常であった。Split-GFP法による細胞内でのBud8, Bud9とRax2との相互作用を考慮すると、Bud32複合体は、Rax2とBud9との相互作用を制御していると考えられた。本研究では、出芽パターンの決定に関与する多機能タンパク質複合体(KEOPS/EKC複合体あるいはBud32複合体とも呼ばれている)の翻訳後修飾やタンパク質間相互作用の解析によって、出芽酵母の細胞極性の決定、発現に関わるプロテオームの機能ネットワークを明らかにする。本年度は、以下に述べるような成果を得た。Bud32欠損株と野生型株での翻訳後修飾やタンパク質発現の差異を検討するためにiTRAQによる定量プロテオミクス解析を行った。タンパク質の発現の差異に関しては、リボソーム関連分子が大きく変動していた。個々のタンパク質の翻訳後修飾の解析に関しては、現在解析を進めている。また、リン酸化を簡便に効率良く検出するために、チタニアなどコートしたMALDIプレートも用いてリン酸化ペプチドを選択的に濃縮する方法を検討し、ステンレス板でもリン酸化ペプチドを濃縮できることを明らかにした。Bud32欠損株で出芽マーカーであるBud8, Bud9の局在をGFP融合タンパク質として発現させ検討した。Bud32複合体は、Bud9の局在制御に関係していることを明らかにした。Bud32と相互作用するタンパク質を新たに検出する方法を検討した。GFPによる光増感を利用することを考えているが、より特異的にGFPシグナルを得るためにSplit GFP法を検討した。これは、GFPのN末端断片とC末端断片を別々のタンパク質に融合させ、相互作用があったときにGFP蛍光が検出できる方法である。Bud8とRax2との相互作用検出に応用し、細胞内での相互作用部位を特定できた。この特異的なGFP蛍光の発光を用いて、近傍タンパク質への標識転移を検討したい。Bud32と相互作用するタンパク質を新たに検出する方法として、Split GFP法を検討した。