hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
相対論的光電磁場とクラスターの相互作用による高エネルギー放射線発生

本研究では、分子のダイナミクス観測等に必要とされるレーザー励起の高輝度短パルス放射線源の開発を通じ、相対論的光電磁場(すなわち超強光子場)とクラスターの相互作用の解明を目的とする。具体的には、相対論的光電磁場発生に必要な10TW級レーザー開発を行い、これをクラスタージェットに照射してMeVの電子線やガンマ線、陽子線発生を観測する。また放射線発生効率を上げる方法を実験的に検討する。本年度では、昨年度の研究代表者の移動にともなう、レーザー装置を含む実験装置の移動を行った。クラスターと相対論的な強光子場を実質的に相互作用させるためには、パルス幅が20fs以下でプレパルスフリーのレーザー装置を作り上げる必要があることが判明しており、これを実現すべく、レーザー装置の大幅改造を試みている。具体的には、10TWチタンサファイアレーザーシステムの前置増幅段を、従来型の再生増幅器から光パラメトリック増幅器(OPCPA)に変更することで、再生増幅器で問題になっていた主パルスとプレパルスの間のコントラスト比10^6程度を、大幅に改良することを目指している。OPCPAで増幅率分のコントラスト10^6を、さらにパルススライサーを併用して総合で10^<12>のコントラスト比は可能と考えている。システムの発振器を100nmのバンド幅を有するものに変更し、オフナー型パルスストレッチャーを出た後で1nsのパルス幅までストレッチした。このパルスを図1に示す非同軸型位相整合を行うことで、広帯域の増幅が可能になる。インジェクションシーダを装着したQスイッチYAGレーザーの2倍高調波100mJでBBO結晶を励起し、1段で10^4倍、2段でトータルおよそ10^6倍以上の利得が得られていることを確認した。また増幅パルスのスペクトル波形が観測できる程度まで増幅することができたので、観測したところバンド幅62nmのガウシャンスペクトルが得られることが判明した。来年度前半までにOPCPAを完成し、クラスター照射及び放射線発生の実験を開始する予定である。本研究では超短パルス高出力レーザーを用いて超高強度光電磁場を発生し、クラスターやガスターゲットと相互作用を行い、高エネルギーの放射線を発生することを目的としている。本年度は、主に励起光源である超短パルス高出力レーザーの開発を行った。もともと筑波大学で稼動していたスペクトラ・フィジックス社製の1.5TWレーザー装置を改造し、パルス幅を100fsから40fs、出力エネルギーを150mJから400mJへ引き上げることにより、出力を10TWにすることができた。また開発したレーザー装置を用いてガスジェットターゲットを照射し、最大5MeVに到達する高速電子発生を観測した。また、クラスターが局所密度を固体密度に保ったまま超高強度光電磁場と相互作用するにはプリパルス抑制やレーザー波形制御が必要不可欠と考えられるが、それに必要な技術として光パラメトリック増幅を利用した超短パルス高出力レーザーの増幅特性を実験的に調べた。この結果、中心波長800nmで少なくなくとも帯域50nm以上の増幅が可能であることがわかった。この方式を用いれば、チタンサファイア結晶を用いたレーザー増幅器よりも短い利得時間が可能なので、プレパルスとのコントラストを桁違いに改善することができる。さらにTW光パルスの時間位相制御を行えるようにするため、1次元の空間光変調器や相対位相計測法としてSPIDERを作成し、発振器レベルで光位相制御が可能になった。

本研究では、分子のダイナミクス観測等に必要とされるレーザー励起の高輝度短パルス放射線源の開発を通じ、相対論的光電磁場(すなわち超強光子場)とクラスターの相互作用の解明を目的とする。具体的には、相対論的光電磁場発生に必要な10TW級レーザー開発を行い、これをクラスタージェットに照射してMeVの電子線やガンマ線、陽子線発生を観測する。また放射線発生効率を上げる方法を実験的に検討する。本年度では、昨年度の研究代表者の移動にともなう、レーザー装置を含む実験装置の移動を行った。クラスターと相対論的な強光子場を実質的に相互作用させるためには、パルス幅が20fs以下でプレパルスフリーのレーザー装置を作り上げる必要があることが判明しており、これを実現すべく、レーザー装置の大幅改造を試みている。具体的には、10TWチタンサファイアレーザーシステムの前置増幅段を、従来型の再生増幅器から光パラメトリック増幅器(OPCPA)に変更することで、再生増幅器で問題になっていた主パルスとプレパルスの間のコントラスト比10^6程度を、大幅に改良することを目指している。OPCPAで増幅率分のコントラスト10^6を、さらにパルススライサーを併用して総合で10^<12>のコントラスト比は可能と考えている。システムの発振器を100nmのバンド幅を有するものに変更し、オフナー型パルスストレッチャーを出た後で1nsのパルス幅までストレッチした。このパルスを図1に示す非同軸型位相整合を行うことで、広帯域の増幅が可能になる。インジェクションシーダを装着したQスイッチYAGレーザーの2倍高調波100mJでBBO結晶を励起し、1段で10^4倍、2段でトータルおよそ10^6倍以上の利得が得られていることを確認した。また増幅パルスのスペクトル波形が観測できる程度まで増幅することができたので、観測したところバンド幅62nmのガウシャンスペクトルが得られることが判明した。
プラスチック相における分子の回転-並進相互作用の温度・圧力効果の弾性的研究

本研究の目的はメタンおよび硫化水素のプラスチック相について、ブリュアン散乱測定を行い、音速、屈折率、弾性定数などの物理定数を温度・圧力を関数として決定、さらに弾性的性質を比較・考察することにより、分子の並進-回転相互作用による弾性的性質への影響について解明することである。以下に、本研究より得られた成果を示す。1.室温下で、メタンのプラスチック相は約1.5GPaから5.6GPaの圧力範囲で存在する。このメタンプラスチック相の単結晶に対し、超高圧ブリュアン散乱測定を行い、音速、屈折率、弾性定数、等の圧力依存性を決定した。この結果を用いて、各方位へ伝搬する音速の圧力依存性を解析することにより、[110]方向へ伝搬する低周波数側の横波の音速の圧力依存性が小さく、弾性的異方性は加圧と共に増加することがわかった。これに対し、硫化水素の弾性的異方性は加圧と共に減少することが同様の解析で得られた。これは同じプラスチック相でも、硫化水素のように水素結合をもつものは、加圧によって水素結合が分子の回転を妨げるため、分子の回転-並進相互作用が小さくなるのに対し、メタンの場合は加圧により純粋に相互作用が大きくなるためと考えられる。以上の結果は本研究によって初めて得られたものである。2.超高圧力発生用ダイヤモンド・アンビル・セルに温度制御用素子を取り付け、_-2050°Cの範囲で温度制御を行える超高圧ブリュアン散乱測定用セルを開発した。これによってこれまで困難であった超高圧力下における弾性的性質の温度依存性測定が可能となる。
褐炭を用いたイオン選択性・認識性材料の創製

今年度は褐炭中カルボキシル基の酸強度分布を変化させる目的で、事前処理として温和な条件下(25°C、1atm)での過酸化水素水を用いた酸化処理を行った。その結果、次の結果が得られた。1.酸化処理に用いる過酸化水素量を増やすことにより、褐炭中に存在するカルボキシル基量は約3.2mmol/gから最大で4.2mmol/gまで増加した。しかし、褐炭1gに対し、過酸化水素量9g以上を添加してもカルボキシル基量は4.2mmol/g以上には増加しなかった。2.滴定法により酸化炭中のカルボキシル基の酸強度分布を調べたところ、原炭と同様に幅広いpKa範囲に4つの酸性官能基群を持つことがわかった。更に、酸化炭の場合、全てのカルボキシル基群の増加が認められたが、特にpKa3.7付近の最も酸性の強いカルボキシル基が大きく増加していることがわかった。この酸化処埋炭を種々のpH条件下(pH4,6,7)でCdイオン交換に用いて、次の結果を得た。3.pHの上昇に伴い、いずれの酸化試料でもCdイオン交換量は増加した。4.いずれのpH条件下でも過酸化水素添加量の増加に伴い、Cdイオン交換量はほぼ直線的に増加した。しかし、カルボキシル基量の増加の傾向と同様に、過酸化水素添加量が9g/g-Coal以上の試料ではCdイオン交換量はそれ以上増えなかった。5.原炭と過酸化水素添加量9g/g-Coalの試料のCdイオン交換量の差はいずれのpHの場合でも約0.5mmol/gで同じであり、これは増加したカルボキシル基量と良く一致した。以上の結果から、Cdイオン交換に対しては酸化処理が有効であることがわかった。今年度はオーストラリア、ビクトリア州産のLoy Yang褐炭に事前処理を施し、そのイオン交換挙動を検討することにより、以下の知見を得た。1.カルボキシル基の酸強度分布に及ぼす事前処理の影響原炭中のカルボキシル基の酸強度にはpKa4.5を中心とした幅広い分布が存在することを見出した。これは原炭中に存在するカルボキシル基の周辺構造が多様であるためと考えられた。この酸強度分布を変化させるために以下の事前処理を施した。カルシウム、コバルト、ニッケル、又は亜鉛を褐炭中の一部のカルボキシル基とイオン交換し、その後300°Cで熱処理し、金属イオンと結合していないカルボキシル基のみを熱分解させた。更に、酸洗いを行い、カルボキシル基に結合している金属イオンを除去した。このような事前処理により、酸強度分布は大きく変化した。カルシウム、亜鉛を事前処理に用いた場合、pKa3付近のカルボキシル基が残存し、一方、コバルト、ニッケルを事前処理に用いた場合、pKa5付近のカルボキシル基が優先的に残存することが分った。2.イオン交換選択性の検討イオン記憶を目指して上述の事前処理を施したが、そのような効果は殆ど見られず、事前処理に用いた金属イオン種は殆ど再吸着しなかった。そこで、これらの試料を用い、鉛、カドミウムの吸着挙動を検討した。原炭では殆ど選択性は見られず、いずれの金属イオンも良く吸着した。一方、事前処理炭では鉛のイオン交換量は原炭と同程度であったが、カドミウムは吸着しなくなった。特に、カルシウムや亜鉛を用いた場合、その傾向は顕著であった。3.イオン交換速度の検討事前処理炭の鉛、カドミウム交換速度を検討した。事前処理炭ではカドミウムの吸着速度は原炭の約1/10まで減少したのに対し、鉛の吸着速度は原炭の約1/2までしか減少しなかった。

5.原炭と過酸化水素添加量9g/g-Coalの試料のCdイオン交換量の差はいずれのpHの場合でも約0.5mmol/gで同じであり、これは増加したカルボキシル基量と良く一致した。以上の結果から、Cdイオン交換に対しては酸化処理が有効であることがわかった。
ラット培養メサンギウム細胞の増殖調節因子とその生化学機構に関する研究

糸球体腎炎におけるメサンギウム細胞の増殖機構を解明するためにラット培養メサンギウム細胞を用いて、1.アンジオテンシン【II】(A【II】)及び血小板由来増殖因子(PDGF)の増殖効果,2.A【II】作用時のイノシトールリン脂質代謝(PI代謝)の変動について検討した。ラット培養メサンギウム細胞の培養はTanakaらの方法に準じて単離糸球体より培養した。1.A【II】及びPDGFの増殖効果:24時間incubation後の[【^3H】]-thymidineの取り込みを測定すること、すなわちDNA合成能を測定することにより増殖効果を判定した。A【II】単独ではDNA合成に影響を与えなかったが、insulinまたは10%-plasma derived serumを同時添加すると著明な合成亢進作用を認めた。このDNA合成亢進作用はA【II】受容体拮抗薬であるsaralasinにより抑制された。同様にPDGFもinsulinとの同時投与によりDNA合成を促進させた。2.A【II】作用時のPI代謝:A【II】は投与15秒以内にphosphatidylinositol 4,5-bisphosphate(PI【P_2】)の減少とdiacylglycerol(DG)の産生増加をもたらした。この効果はsaralasinにより抑制された。以上より、A【II】とPDGFは培養メサンギウム細胞に対し、増殖因子として作用する可能性が示唆され、A【II】作用時の細胞内情報伝達機構として、phospholipase CによるPI【P_2】の分解が重要と考えられた。この結果産生されるDGは蛋白質リン酸化酵素であるCキナーゼを活性化させ、また、もう一つの産生物質であるinositol-1,4,5-trisphosphateは小胞体からの【Ca^(2+)】遊離を促進することにより増殖作用の発現に寄与するものと考えられた。尚、ラット培養メサンギウム細胞におけるCキナーゼの存在についてはすでに報告済みである。しかしながら、A【II】のメサンギウム細胞に対するこの増殖作用がA【II】の直接作用なのか、またはprostaglandin等の産生亢進による二次的作用なのかに関しては今後の研究課題となっている。
β_2ーミクログロブリンのアミロイド線維形成と組織沈着機序に関する研究

長期の透析患者に合併するアミロイドーシスは,透析治療上の重大な問題となっている。本研究では,透析アミロイドーシスについての臨床病理学的検討を行った。同時に,アミロイド前駆蛋白であるβ_2ーミクログロブリン(β_2ーM)のアミロイド形成に関する生化学的検討により,以下の成果を得た。1、アミロイド沈着組織の電子線マイクロアナライザ-による分析・骨や滑膜のアミロイド組織のカラ-マッピング法(島津EPMA8705)による元素分析を行ったところ,Al,Fe,S,O,N,Pなどの元素はアミロイド部位に集積をみなかったが,Ca元素はアミロイドと密接に共在することが明らかになった。すなわち,本症のアミロイド形成にCa元素が大きな役割を持つことが分った。2、^<125>Iーβ_2ーMによるin vitroの実験:アミロイド前駆蛋白であるβ_2ーMを腎不全患者尿より抽出した。約8lの尿をカットオフ40,000の膜フィルタ-で濾過したのち,カットオフ5,000の膜フィルタ-で濃縮したのち,ゲル濾過とイオン交換クロマトHPLCによりβ_2ーMを純化した。次に, ^<125>IをクロラミンT法により標識し, ^<125>Iーβ_2ーMを作成した。手術時に採取した患者アミロイド組織を,水抽出法でアミロイド線維まで精製し, ^<125>Iーβ_2ーMとのin vitroの反応を検討した。その結果,in vitroでの^<125>Iーβ_2ーMのアミロイド線維への取り込みはみられなかった。Caイオン濃度を高くしてもこの両者の反応に変化はみられなかった。この成績から,β_2ーMのアミロイド形成には,細胞を含めた他の末知の因子の関与が示唆された。3、アミロイド骨病変のレ線学的検討:長期透析患者747名の骨アミロイド病変をレ線像で分析した。骨病変は透析期間の長期化に一致して強くなることが認められた。無症状の骨病変も2617%にみとめられた。以上,本研究によりβ_2ーMのアミロイドの病態についての知見を得た。
アルカリ金属を蒸着したタングステン表面からのポジトロニウムの放出

まず、タングステン表面にナトリウムを蒸着し、その表面から放出するポジトロニウムの運動エネルギー分布を清浄な表面における運動エネルギー分布と比較を行った。この測定には、アルカリ金属の蒸着により増加したポジトロニウムの生成過程を調べる目的がある。今回の実験により、ナトリウムをタングステン表面に蒸着すると、主に高エネルギー成分のポジトロニウムが増加していることが明らかとなった。この結果は、試料に入射した陽電子が金属内部から表面に戻ってきた際に直接ポジトロニウムを形成する過程が、ナトリウムの蒸着により増加したことを表している。一方、一旦表面ポテンシャルに束縛された陽電子がポジトロニウムを形成する過程については、今回観測することができなかった。また、ナトリウムの蒸着量を仕事関数の低下量が極大とされる1原子層未満とその2倍以上となる2原子層で比較を行ったが、実験結果に有意な差は見られなかった。次に、平成26年度に行う予定であった、ナトリウムの蒸着によるポジトロニウムの増加量を精密に測定することも行った。測定の結果、ナトリウム蒸着後は清浄なタングステン表面と比較して、約3倍に増加していることが明らかになった。これは、表面に戻った陽電子のほとんどがポジトロニウムとして真空中に放出していることに相当する。この性質は、加熱を許容できない環境におけるポジトロニウム放出源として、ナトリウムを蒸着したタングステン表面が利用できることを表している。多結晶タングステンにおいて、その表面に蒸着するアルカリ金属や温度を変化させた際の、表面試料から放出するポジトロニウムのエネルギーや放出量の依存性を測定した。年度末には、後任への技術教育も完了し、今後は他の金属基板についても同様の研究が行われる予定である。現在は、この結果をまとめ、論文を執筆中である。蒸着物質にセシウムを用いた場合、ナトリウムを蒸着した場合と比較して、ポジトロニウムの放出量は変わらないが、そのエネルギー分布に大きな違いが現れた。この変化について詳細な調査を行うことで、金属表面でのポジトロニウム形成過程について新たな知見が得られる可能性がある。そこで、今後の研究推進方策としては、蒸着物質およびに基板となる金属を変化させ、表面から放出するポジトロニウムのエネルギーを系統的な測定を行うことが考えられる。この研究は、研究代表者が所属する研究機関の大学院生へ引き継がれ、次年度より行われる予定である。
大豆イソフラボンのアレルギー抑制作用に関する研究

大豆イソフラボンのロイコトリエン放出抑制作用のメカニズム解明を目的として、マスト細胞株を用いたロイコトリエン放出調節機能検定系の確立を試みた。マスト細胞株はマウス由来PT-18およびPB-3cを用いた。培地にアラキドン酸を添加して種々の条件で培養し、カルシウムA23187刺激により細胞外に放出されたロイコトリエンB4(LTB4)放出量を高速液体クロマトグラフィーにて測定した。PT-18およびPB-3cのLTB4産生能を比較した結果、PB-3cがPT-18の約2倍のLTB4産生能を有することを見出した。次に、PB-3cにアラキドン酸ナトリウム(AANa)もしくはアラキドン酸メチルエステルを添加して培養した場合を比較した。その結果、AANaを添加した細胞の方がLTB4産生能が高くなることが明らかとなった。また、AANaの添加濃度および添加時間の検討を行い、50100μMのAANaを添加して48時間培養した細胞においてLTB4産生量が最も高くなることを見出した。さらに、この条件で培養したPB-3cをすでにLTB4放出抑制作用が確認されている茶カテキン類(カテキン;C,エピガロカテキン;EGC,エピガロカテキンガレート;EGCg)共存下でカルシウムイオノフォア刺激した時のLTB4放出量を調べた。その結果、茶カテキン類のLTB4放出調節作用は、既報のラット腹腔内滲出細胞を用いた結果と同様の傾向を示していた。これらの結果は、本実験方法が大豆イソフラボンのロイコトリエン放出抑制作用のメカニズム解明に利用可能であることを示すものである。大豆イソフラボンの抗アレルギー作用のメカニズム解明を目的として、β-ヘキソサミニダーゼ活性(脱顆粒の指標)およびロイコトリエンB_4(アラキドンサンカスケードの指標)放出量が測定可能なマスト細胞株の実験系確立を試みた。マスト細胞株はRBL-2H3およびPT-18細胞を用いた。各細胞株の細胞膜表面IgEレセプターの発現量は、RBL-2H3で95%以上、PT-18で90%以上であった。IgEと抗原の架橋結合による細胞刺激の結果、RBL-2H3は脱顆粒されたが、PT-18はされなかった。PT-18の細胞内β-ヘキソサミニダーゼ活性を測定した結果、PT-18はRBL-2H3と同程度のβ-ヘキソサミニダーゼを顆粒内に有しており、PT-18をカルシウムイオノフォアで刺激した場合は脱顆粒されたこと、PT-18のIgEレセプター発現量が90%以上であったことから、PT-18はIgEレセプターからのシグナルが伝達されていないと考えられた。今後、PT-18を用いた実験系を確立する場合には、マスト細胞からの脱顆粒促進作用を有するフォスファチジルセリンを添加する、IgE-抗原刺激下で脱顆粒が惹起される細胞をクローニングするなどの手段が必要であると考えられる。RBL-2H3およびPT-18のIgE-抗原刺激下におけるロイコトリエンB_4放出量をHPLCで測定した結果、ロイコトリエンB_4は検出されなかった。この結果は、マスト細胞株にはロイコトリエンB_4の基質となるアラキドン酸がほとんど含まれずロイコトリエンB_4が産生されなかったためと思われる。従って、アラキドン酸を添加して培養したマスト細胞を用いることにより、ロイコトリエンB_4が測定可能になると考えられる。今後、アラキドン酸の至適添加条件などについて検討する必要がある。
神経投射再生を目指した評価系の構築とそれを制御する低分子化合物の探索

1.神経幹細胞賦活作用の評価系の構築中脳初代培養細胞を用いた神経幹細胞賦活作用の評価系の構築を目的とした。中脳初代培養細胞に神経幹細胞が存在することは確認できたが、神経幹細胞からドパミンニューロンへの分化は起こっていなかった。GABAAアンタゴニストであるビククルンおよびピクロトキンの処置により神経系細胞のうち成熟神経細胞の割合が上昇し、ドパミンニューロン数が増加した。このことから、GABAAアンタゴニストは中脳初代培養細胞において神経前駆細胞からニューロンへの成熟過程を促進することが示唆された。また神経系細胞のうち成熟神経細胞の割合を算出する方法は神経分化成熟過程を評価できることが分かった。2.神経投射再生作用の評価系の構築黒質-線条体神経投射をin vitroで再構築し、評価系として有用であるか検証した。シリコン製隔離壁を用い領域内に中脳細胞を播種し、領域外へ進展した成長円錐の距離を測定する。この方法では、主に軸索を評価できていることが分かった。プロテインキナーゼ阻害薬スタウロスポリンおよび神経栄養因子GDNFがドパミンニューロンの突起伸長を促進することを確認し、さらに、薬剤処置による突起伸長様式の違いが観察された。また、前述のシリコン製隔離壁外に線条体細胞を播種したところ、線条体細胞に向けてドパミン神経突起が伸長することを明らかとした。したがって、本評価系は黒質から線条体へのドパミン神経投射をin vitroで反映しており有用なものであることが分かった。
高分解能3次元CT画像データを用いた肺がんの進行度診断アルゴリズム

本研究は、マルチスライスCTで得られる高分解能3次元CT画像による肺がんデータをもとにしたデータ主導型アプローチによるCT画像上の時空間的な特徴量の体系的な解析を徹底的に行い、この解析によって病期分類、野口分類の病理的な分類を発展させた肺がんの臨床レベルで意義のある新しい分類法の構築とそれに基づく肺がんの進展度診断アルゴリズムを研究開発する。早期肺がん候補陰影として発見される肺がんのサイズ、内部濃度及び、形態は多彩であり,CT像上にがん組織型に応じた好発部位や進展様式を呈するといわれている。そこで,本研究では、肺がんデータをサイズ、内部濃度、発生部位などによって大分類し、マルチスライスCT像を用いた肺がんの3次元形態解析、内部構造解析、経時的ながん進展過程の定量的な解析によって得られる時空間的な特徴と病期分類、野口分類との関係を徹底的に調査し、それらを体系的に表現する分類法の研究開発をする。この分類にもとにした肺がん進行度を定量的に評価するアルゴリズムを研究開発する。臨床への応用のために、これらの技術を統合した診断支援システムのプロトタイプを開発して臨床データに適用し、その可能性を見極める。本年度は,以下の2つについて実施した。・肺がんの分類法に基づく肺がん病期分類診断アルゴリズムの研究肺がんの時空間的な特徴量と病期分類、野口分類との関係に基づいて肺がんデータを体系的に分類する手法の研究開発を行った。肺がんの時空間的な特徴と病期分類、野口分類の関係に現れるパターンの確率・統計的性質を調査して、CT像上に呈する時空間的な特徴量に基づいた肺がんの分類法の開発を行った。この肺がんの分類をもとにした肺がん進行度を定量的に評価するアルゴリズムを研究開発した。・臨床応用のための評価臨床への応用のために、肺がんの分類法と肺がん病期分類診断アルゴリズムを統合した診断支援システムのプロトタイプを開発して各施設の汎用パーソナルコンピュータ上で専門医が容易に利用できるシステム環境を構築し、肺野小型結節データベースに適用してその有効性を評価した。早期肺がん候補陰影として発見される肺がんのサイズ、内部濃度及び、形態は多彩であり、CT像上にがん組織型に応じた好発部位や進展様式を呈するといわれている。そこで、本研究では、肺がんデータをサイズ、内部濃度、発生部位などによって大分類し、マルチスライスCT像を用いた肺がんの3次元形態解析、内部構造解析、経時的ながん進展過程の定量的な解析によって得られる時空間的な特徴と病期分類、野口分類との関係を徹底的に調査し、それらを体系的に表現する分類法の研究開発をする。臨床への応用のために、これらの技術を競合した診断支援システムのプロトタイプを開発して臨床データに適用し、その可能性を見極める。本年度は、以下の2つのついて実施した。1.CT画像を用いた肺がんの時空間的特徴量と病期・野口分類の対応付け肺がんの高分解能3次元CT画像のデータベース構築を行う.このデータを用いて肺がんの辺緑性状、内部構造、既存構造の関与形態及び、肺がんの時間経過に伴う形態変化を定量的に解析し、肺がんのサイズ、内部濃度別にマルチスライスCT像上に呈する時空間的な特徴量と病期分類、野口分類との関係の調査を行った.2.肺がんデータをもとにしたデータ主導型アプローチによる肺がんの分類法の研究肺がんの時空間的な特徴量と病期分類、野口分類との関係に基づいて肺がんデータを体系的に分類する手法の研究開発を行った。肺がんの時空間的な特徴と病期分類、野口分類の関係に現れるパターンの確率・統計的性質を調査して、CT像上に呈する時空間的な特徴量に基づいた肺がんの分類法の開発を行った.本研究は、マルチスライスCTで得られる高分解能3次元CT画像による肺がんデータをもとにしたデータ主導型アプローチによるCT画像上の時空間的な特徴量の体系的な解析を徹底的に行い、この解析によって病期分類、野口分類の病理的な分類を発展させた肺がんの臨床レベルで意義のある新しい分類法の構築とそれに基づく肺がんの進展度診断アルゴリズムを研究開発する。

肺がんの時空間的な特徴と病期分類、野口分類の関係に現れるパターンの確率・統計的性質を調査して、CT像上に呈する時空間的な特徴量に基づいた肺がんの分類法の開発を行った。この肺がんの分類をもとにした肺がん進行度を定量的に評価するアルゴリズムを研究開発した。・臨床応用のための評価臨床への応用のために、肺がんの分類法と肺がん病期分類診断アルゴリズムを統合した診断支援システムのプロトタイプを開発して各施設の汎用パーソナルコンピュータ上で専門医が容易に利用できるシステム環境を構築し、肺野小型結節データベースに適用してその有効性を評価した。
水分との相互作用に及ぼす固体医薬品の結晶性質と表面状態の影響

ウルソデオキシコール酸結晶を粉砕あるいは噴霧乾燥、溶融急冷することにより得た非晶界質試料の物理化学的性質について検討した。粉末X線回折では各非晶質とも同様なハローパターンを示したが、熱的挙動や固体状態NMR測定の結果には違いが現れ、非晶質の微視的構造には差があるものと考えられた。水蒸気吸着等温線と比表面積との比較から、水分子は非晶質表面への吸着だけでなく内部への吸収が起こっているものと考えられ、また、各非晶質の水蒸気吸着等温線には若干の違いが認められた。しかし、異なる温度で測定した水蒸気吸着等温線からクラウジウス-クラペイロン式を用いて等量微分吸着熱を算出したところ、それぞれの非晶質は同一の吸着熱曲線を示すという興味のある結果が得られた。クロモグリク酸ナトリウム結晶は90%RHに保存することにより20%以上の水分を吸収する。その水蒸気吸着等温線は緩やかなカーブを描き、脱湿過程では大きなヒステリシスを示した。調湿チャンバーを装備した粉末X線回折により、水和状態の異なる3つの結晶構造が存在することが明らかとなった。クロモグリク酸ナトリウムを2-プロパノールを貧溶媒とする方法で結晶化させることにより多形を得た。この結晶は階段状の水蒸気吸着等温線を示し、各ステップに対応して少なくとも4つの水和状態の異なる結晶形が存在することが明らかとなった。その他、薬品非晶質の結晶化におよぼす水分の影響、多孔性添加剤への薬品の吸着に及ぼす水分の役割、アミノ酸結晶の粉砕試料の水分吸着特性、直鎖アミロースの密封加熱による複合体形成に及ぼす水分の影響などについて、興味ある知見が得られた。ウルソデオキシコール酸結晶を粉砕あるいは噴霧乾燥、溶融急冷することにより得た非晶質試料の物理化学的性質について検討した。粉末X線回析では各非晶質とも同様なハロ-パターンを示したが、熱的挙動や固体状態NMR測定の結果には違いが現れ、非晶質の微視的構造には差があるものと考えられた。水蒸気吸着等温線と非表面積との比較から、水分子は非晶質表面への吸着だけでなく内部への吸収が起こっているものと考えられ、また、各非晶質の水蒸気吸着等温線には若干の違いが認められた。調湿チャンバーを装備した粉末X線回析により、水和状態の異なる3つの結晶構造が存在することが明らかとなり、低湿度側から三斜晶、単斜晶、三斜晶の結晶状態をとっていることが明らかとなった。加熱や調湿操作では、この2つの多形間の転移は観察されていない。また別の調製法により新たな構造をもつ結晶が得られており、現在詳細を検討中である。

水蒸気吸着等温線と比表面積との比較から、水分子は非晶質表面への吸着だけでなく内部への吸収が起こっているものと考えられ、また、各非晶質の水蒸気吸着等温線には若干の違いが認められた。しかし、異なる温度で測定した水蒸気吸着等温線からクラウジウス-クラペイロン式を用いて等量微分吸着熱を算出したところ、それぞれの非晶質は同一の吸着熱曲線を示すという興味のある結果が得られた。クロモグリク酸ナトリウム結晶は90%RHに保存することにより20%以上の水分を吸収する。その水蒸気吸着等温線は緩やかなカーブを描き、脱湿過程では大きなヒステリシスを示した。調湿チャンバーを装備した粉末X線回折により、水和状態の異なる3つの結晶構造が存在することが明らかとなった。クロモグリク酸ナトリウムを2-プロパノールを貧溶媒とする方法で結晶化させることにより多形を得た。この結晶は階段状の水蒸気吸着等温線を示し、各ステップに対応して少なくとも4つの水和状態の異なる結晶形が存在することが明らかとなった。その他、薬品非晶質の結晶化におよぼす水分の影響、多孔性添加剤への薬品の吸着に及ぼす水分の役割、アミノ酸結晶の粉砕試料の水分吸着特性、直鎖アミロースの密封加熱による複合体形成に及ぼす水分の影響などについて、興味ある知見が得られた。
溶液のモデルとしての溶媒和金属クラスターの電子構造の解明

本研究においては、溶媒和金属原子クラスターの電子構造を負イオン光電子分光法によってサイズ毎に直接に観測することを目的とした。特に、アルカリ金属原子を水やアンモニアなどの極性溶媒分子で配位させたクラスターの電子構造を知ることは、凝縮相における溶媒和電子状態の微視的な理解において不可欠と考えられる。本年度は、その予備実験として銅原子水和クラスターCu(H_2O)_nにこの方法を適用し、n=3までのクラスターについて、電子親和力及び励起状態の安定化に関する知見を得た。銅原子は基底状態において^2S(3d^<10>4s^1)の電子配置をとり、アルカリ金属と同様に正の電子親和力(1.23eV)を持つ。さらにこの電子基底状態よりも約1.3eV上に^2D(3d^94s^2)状態が存在する。Nd:YAGレーザーの三倍波355nm(3.49eV)による電子脱離によって、Cu^-に水分子が1-3個配位したクラスターでは1.23eVのピークがそれぞれ1.7,2.1,2.5eVにシフトすることが確認された。ただし、n=2,3ではピークは複雑に分裂しており、その帰属は現在のところできていない。この結果は水分子一個の配位によって約0.4eV電子親和力が増加することを示している。これは以前にCheshnovskyらが報告しているI^-(H_2O)_nの電子親和力のサイズ依存性ときわめて近い傾向を示している。この場合には余剰電子はI原子に局在化していると考えられている。このことから、銅-水系においても余剰電子は銅原子に局在していると予想される。さらにKrFエキシマーレーザー248nm(4.99eV)による電子脱離では水分子の配位による^2D状態の変化が観測された。このとき、Cu(H_2O)^-では、^2Dに起因すると考えられるバンドが2.8eV付近に観測された。この結果から、Cu(H_2O),Cu(H_2O)^-における水分子の結合エネルギーがどちらもおよそ0.4eVと見積もることができた。
高齢者施設における宗教的関わりの実践性と評価に関する研究

高齢者施設の利用者のQOLの向上を図る上では、身体的・心理的・社会的側面に加え、スピリチュアルな側面への理解とケアが有益であり、方法の1つとして宗教的な関わりの可能性やニーズが指摘されている。本研究では、施設の宗教的背景やスピリチュアルケアの体制の違いを踏まえた複数の施設の実態的データを扱い、介護職員及び利用者家族の視点から宗教的な関わりの実践性及びその効果について実証的検討を行う。これら結果をもとに、高齢者施設における宗教的な関わりのあり方を検討する講習会を開催し、その評価や宗教的な関わりについての認識の拡大、実践の普及、質の向上の検討を行う。
新たなゴンドワナ大陸の復元

大陸の分裂機構とその原動力の解明は、地球科学の大きな問題のひとつである。インド洋に面した南極大陸縁辺海域は、超大陸のフラグメンテーションのメカニズムとそれに伴う海洋底の発展史を検証できる格好のフィールドである。これまでに、ゴンドワナ大陸復元のモデルは国内外で数多く提案されているが、南インド洋の観測が不十分であるため白亜紀以前の大陸分裂過程は未知の部分が多く残されている。本研究課題では、特に白亜紀以前のゴンドワナ大陸の分裂過程に焦点をしぼり、インド洋のゴンドワナ大陸の復元および詳細な大陸分裂過程を明らかにする事を目的とした。本研究課題で得られた結果を以下に示す。新たな衛星高度計データ解析方法による構造検出と地磁気異常の結果から、コンラッドライズとグンネラス・リッジ間で白亜紀に活動を停止した海嶺と考えられる構造物を検出した。これを元に大陸分裂過程の復元を行った。その結果、コンラッドライズ南のリニアメントは、初期ゴンドワナ分裂に関係した構造物であると結論した。また、コンラッドライズの一部が、初期分裂時のプルーム活動に関与している可能性を示した。東エンダビー海盆の構造物の走向を類推した結果、南ケルゲレン海台の西側では、V型の形の構造物が多く存在し、これらが、ケルゲレン・ホットスポットと当時の海嶺系との相互作用によって形成された構造物であると結論した。しかしながら、南ケルゲレン海台の西側でも、東経60度付近より西では、V型の形の構造物は見られなくなり、ほぼNW-SE走向の構造物が卓越する。この海域の海洋底が、ケルゲレン・ホットスポットの影響を受けなかったと考えられる。また、エラン・バンクの北側が、初期分裂時に形成された海洋底である可能性が高い事がわかった。本研究課題で得られたこれらの結果は、今後のゴンドワナ復元に関して、新たな制約を与えるものである。本研究の目的は、新たなデータセットを用いた新たなゴンドワナ大陸の復元とその検証、インド洋の大陸分裂および海洋底形成過程モデルの作成である。本年は初年度として以下の作業を行った。1.新たな衛星高度計データ解析方法による、テクトニック・リニアメントの検出。2.データベースを編集構築するための、システム設計および環境整備。3.地磁気、重力、古地磁気および年代データの編集・解析。4.国内外の最新のデータ、資料および情報収集。1の新たな衛星高度計データ解析方法による構造検出の結果、コンラッドライズ南のリニアメントは、初期ゴンドワナ分裂に関係した構造物であると結論した。さらに、3のデータ編集・解析により、アムンゼン湾内の地磁気異常データの編集から、最古のナピア岩体と初期分裂過程に関係する構造物を地磁気異常データから推定し、初期分裂過程と大陸内変形についての考察を行った。また、南インド洋東エンダビー海盆に関しては、ケルゲレン・ホットスポットとそれに関係した初期分裂時に活動していた海嶺軸の発展に関する推定も行った。2に関しては、デジタイザーおよび大容量ハードディスク等を本科学研究費で購入し、データベースを編集・構築できるシステムを立ち上げた。4では、国内外で地磁気、測地、地震学的情報を中心に、ゴンドワナ復元に関する最新の情報交換および資料収集を行った。また、観測船「よこすか」によるYK01-11航海のマリアナ背弧海盆の地球物理探査航海に参加し、南極スコチア背弧海盆との比較研究を行った。これにより、初期ゴンドワナ分裂過程と島弧海溝系に伴う現象の関係を考察する上での貴重なデータセットを得ることができた。

昨年度に引き続き、ゴンドワナ再構築に関わるデータベースの編集・構築シテムの環境整備を行い、また、既存のデータベースの最新情報、特に南極関連の情報収集を引き続き行った。南ケルゲレン海台に隣接する東エンダビー海盆に関しては、ケルゲレン・ホットスポットとそれに関係した初期分裂時に活動していた海嶺軸の発展に関する推定も行った。東エンダビー海盆の構造物の走向を類推した結果、南ケルゲレン海台の西側では、V型の形の構造物が多く存在し、これらが、ケルゲレン・ホットスポットと当時の海嶺系との相互作用によって形成された構造物であると結論した。しかしながら、南ケルゲレン海台の西側でも、東経60度付近より西では、V型の形の構造物は見られなくなり、ほぼNW-SE走向の構造物が卓越する。この地域の海洋底は、ケルゲレン・ホットスポットの影響を受けなかったが、ケルゲレン・ホットスポットの影響を受けた海嶺とほぼ同時期に形成された海洋底であると考えられる。また、エラン・バンクの北側では、ほぼNSからNNW-SSE走向の構造物が卓越している。南極大陸近傍のNNW・SSE走向の構造物は、初期分裂時の方向を示している可能性が強く、エラン・バンクの北側の走向とほぼ同じであることから、エラン・バンクの北側も初期分裂時に形成された海洋底である可能性が高い事がわかった。また、南極、リーセルラルセン山地域のナピア岩体に貫入する太古代塩基性貫入岩類から得られた試料に対して古地磁気測定を行った。その結果、ほとんどの塩基性貫入岩類の試料が、13成分の安定な残留磁化成分をもつこと、低消磁段階で認められる残留磁化成分は、最近、地球磁場で獲得された二次的磁化成分と考えられるものが多いこと、また、高消磁段階で認められ残留磁化成分の方向は、NE系の走向を示す貫入岩類とN-S系の走向を示す貫入岩類とでは異なる可能性があること等がわかった。・昨年度に引き続き、ゴンドワナ再構築に関わるデータベースの編集・構築システムの環境整備を行った。データ整備の終了したデータセットから随時公開していく予定である。・南インド洋西エンダビー海盆の重力異常データの新たな解析により、エラン・バンクとグンネラス・リッジ間で白亜紀に活動を停止した海嶺と考えられる構造物を検出した。この結果を元にした、西エンダビー海盆の海洋底の構造物に関する論文を現在投稿中である。また、重力異常と地磁気異常の結果を組み合わせたゴンドワナ分裂に係わる西エンダビー海盆の海洋底拡大様式を推定した論文も現在投稿中である。・南極ドロンニングモードランドおよびエンダビーランドに分布する原生代古生代のレイナー岩体・リュツォ・ホルム岩体および太古代のナピア岩体のモナザイト試料のEPMA年代測定(CHIME法)をおこなった。その結果、レイナー岩体のモナザイトの一部はやや古い900Maの年代値を示し、またナピア岩体からはジルコン年代では得られなかった1900-1700Maの後退変成作用の年代が得られた。・南極・中央ドロンニングモードランドおよびアフリカ・モザンビーク帯を対象に、ジルコン試料の反射電子像およびカソードルミネッセシス像観察による結晶内部構造の検討を行った。・ゴンドワナ分裂に係わる海洋底拡大や年代測定等の成果を、EGS-AGU-EUG合同大会(ニース2003年4月)、地球惑星科学関連学会2003年
ケーラー・アインシュタイン計量の双有理幾何学的研究

本研究は2つの課題に対して以下のような結果を得た.(1)トーリック・ファノ多様体において,運動量写像の像の多面体の重心に対する極双対に相当すると期待されるファノ多面体の不変量を用いて(技術的な仮定のもと)ケーラー・アインシュタイン計量の存在性(またはK安定性)がより簡単に確かめられることを示した.(2)Donaldsonによる偏極多様体上の定スカラー曲率ケーラー計量のbalanced計量を用いた量子化を,微分幾何的なアプローチで端的ケーラー計量の場合に相対的balanced計量を用いて拡張した.特に端的ベクトル場に対する量子化を与えた.本研究課題の主目的は反標準束で偏極されたファノ多様体上のケーラーアインシュタイン計量の問題について取り組むことにある.このテーマに関しては,Chen-Donaldson-Sun, Tianにより,幾何学的安定性との対応という形で大きな進展があった.それをふまえて,今年度は以下のような問題について取り組んだが,現在も進行中であり,論文という形で発表するには至らなかった.1.一般の偏極多様体上の標準的な計量として端的ケーラー計量が知られている.Carl Tipler氏(Universite de Bretagne Occidentale)との共同研究において,端的ケーラー計量を近似するようなベルグマン計量(重み付きバランスド計量)を微分幾何的な観点から導入し,それらを特徴付ける汎関数を導入した.その応用として,端的ケーラー計量が修正された満渕汎関数の最小値を与えることを示した.この結果を精密なものとすべく,端的ケーラー計量の存在から重み付きバランスド計量の存在を示すことを試みている.その結果,Tipler氏との共同研究の結果をモーメント写像を用いて理解し,付随する端的ベクトル場を近似するようなベクトル場を得た.2.トーリックファノ多様体において,ケーラーアインシュタイン計量が存在することと二木不変量の消滅は同値であることがWang-Zhuにより知られている.一方で,二木不変量はモーメント写像の像である多面体の重心に対応していることが満渕氏により知られていた.これらの結果を,モーメント写像の像の極双対にある扇から得られる多面体の情報で記述することを試みた.現在も進行中である.本研究課題の目的は反標準束で偏極されたファノ多様体上のケーラーアインシュタイン計量の存在問題について,微分幾何・代数幾何の視点から取り組むことにある.今年度は,上記の目的に従って以下のような課題に取り組んだ.(1)球面上の錐特異点を持った勾配縮小リッチソリトンの研究(共同研究):定曲率計量の拡張の1つにリッチ流の自己相似解であるリッチソリトンが知られている.滑らかな場合には球面上の勾配縮小リッチソリトンは定曲率計量のみであることがHamiltonにより示されていた.この結果はKazdan-Warnerの等式から直ちに従う.この事実を錐特異点を許した場合に拡張した.特に,リッチソリトンのベクトル場が錐特異点の頂角によって一意的に決まることを示した.(2)トーリックファノ多様体のDelzant多面体の重心の研究:昨年度に引き続き,トーリックファノ多様体のDelzant多面体の重心を,その極双対であるファノ多面体の情報を用いて記述することを試みた.トーリックファノ多様体のDelzant多面体の重心は二木不変量と同等であり,それが原点にあるときはトーリックファノ多様体上にケーラーアインシュタイン計量が存在することと同値であることが知られている(Wang-Zhu).昨年度考えていた方針で修正すべき点を発見し,より有効であると思われるアプローチを得た.今年度は進捗状況を発表する機会を得たが,論文の形で発表するには至らなかった.本研究課題の目的は反標準束で偏極されたファノ多様体上のケーラー・アインシュタイン計量の存在問題について,微分幾何および代数幾何(特に双有理幾何)の視点から取り組むことにある.今年度は上記の目的に従って以下のような課題に取り組んだ.・トーリックファノ多様体のDelzant多面体の重心に関する問題:トーリックファノ多面体のDelzant多面体の重心は二木不変量に対応していることが知られている.この問題は極双対多面体であるファノ多面体の情報を用いてDelzant多面体の重心の双対を記述することである.昨年度までの方針を変更し,組み合わせ論的な観点から重心の双対を探すことにした.その結果,多面体のMinkowski問題を区分的多項式を用いて考察することで,重心の双対の候補となるファノ多面体の不変量を得ることができ,限定的な条件のもとで重心とその不変量の関係を論文にまとめた(現在投稿中).本研究課題の中心となる問題について限定的ではあるが進展を得,論文として投稿できた点で昨年度の遅れを取り戻せたが,予定された達成度からやや遅れている.その理由は,上記の問題の進展に時間がかかっていたためである.以下の2つの研究を行い結果を得た.(1)反標準束で偏極されたトーリック・ファノ多様体がケーラー・アインシュタイン計量を持つことと,運動量写像の像による多面体の重心が原点であることが同値であることが知られている(二木,満渕,Wang-Zhu).一方で,ケーラー・アインシュタイン計量が存在することと多様体がK安定であることが最近になり示された(Chen-Donaldson-Sun, Tian).

よってK安定性は運動量写像の像の重心が原点であることと同値である.トーリック・ファノ多様体は反射的多面体という特別な多面体に対応しており,運動量写像の像はその極双対多面体(ファノ多面体)と同等の情報を持っている.研究代表者は,運動量写像の像の重心の極双対に相当すると予想されるファノ多面体の不変量を導入し,多様体のピカール数が小さいという仮定のもと,重心が原点であれば新たな不変量が証明することを示した.(2)ケーラー・アインシュタイン計量の一般化であるCalabiの端的ケーラー計量を満渕が導入した相対balanced計量を用いて量子化を行った(Carl Tipler氏との共同研究).特に先行結果であるDonaldsonの運動量写像を用いたbalanced計量の特徴付けを相対balanced計量の場合に拡張した.具体的には相対balanced計量がDonaldsonの運動量写像を自己同型写像でツイストした運動量写像の零点として特徴付けられることを示し, Donaldsonの議論を直接拡張できることを示した.相対blanced計量は満渕氏により幾何学的不変式論の観点から研究が進められていたが,本結果では相対balanced計量に対して微分幾何的なアプローチを与えることができた.本研究は2つの課題に対して以下のような結果を得た.(1)トーリック・ファノ多様体において,運動量写像の像の多面体の重心に対する極双対に相当すると期待されるファノ多面体の不変量を用いて(技術的な仮定のもと)ケーラー・アインシュタイン計量の存在性(またはK安定性)がより簡単に確かめられることを示した.(2)Donaldsonによる偏極多様体上の定スカラー曲率ケーラー計量のbalanced計量を用いた量子化を,微分幾何的なアプローチで端的ケーラー計量の場合に相対的balanced計量を用いて拡張した.特に端的ベクトル場に対する量子化を与えた.各問題において,部分的な進展はあるものの,最終結果(論文発表)を達した課題が少ないという点において本研究全体の達成度は遅れていると判断する.その理由の1つは,課題の中心となる問題の解決に時間がかかっているためである.達成度は遅れているが,研究課題の中心的な問題について進展を得ることができたことにより,課題へのアプローチに大きな変更は行わない.今後は,得られた結果をより一般的にするために専門家とのコミニュケーションを増やし対応していく予定である.ケーラー幾何学達成度は遅れているが,課題に対するアプローチに問題はないと考えている.引き続き,現在の研究推進方策を維持する予定である.特に,トーリックファノ多様体の重心の問題はこの研究課題の中心的な位置にあり,この解決は課題の達成には不可欠である.よって,この問題へのエフォートを大きくし,必要な場合には共同研究者を探す予定である.各問題において,部分的な結果は得られているものの,全体として最終結果を得た課題がないという点において,本研究課題の達成度は遅れていると判断した.
核医学的腫瘍診断および治療へのリポソームの応用

我々はこれまでにリポソームを用いて十分量の放射性核種の腫瘍集積に成功している。しかし、この方法では血流中にも放射性核種が残存するため投与後短時間での腫瘍描画は難しい。またβ線放出核種を封入して核医学治療へ応用する際の妨げでもある。そこで本課題では血中残存放射活性の能動的除去法の開発、すなわち何らかの“引金"で血流中のリポソームを破壊もしくは透過性を増大させ、封入核種の放出と引続いての腎排泄の誘起を試みた。“引金"として以下の3項目を検討した。1.ホスホリパーゼA_2(PLA_2):ブタ膵臓由来PLA_2あるいは蛇毒PLA_2と種々の組成のリポソームをin vitroでインキュベーションし、リポソームから放出される放射活性を測定した。PLA_2の添加量と反応時間に応じた放射活性の放出が観察されたが、短時間にほぼ完全な放出を起こさせるには多量のPLA_2を必要とした。2.ポリミキシン:脂質二分子膜の透過性を高進させる抗菌性ペプチドの一種であるポリミキシンにつき、上記と同様の検討を行った。ホスファチジルグリセロールを添加して膜に負電荷を持たせたリポソームに対して、lmM濃度で短時間にほぼ完全な放出を引き起こした。しかしながら、負電荷リポソームは生体に投与した場合、細網内皮系に取り込まれやすく、結果として腫瘍到達量が減少することが明らかとなった。3.A23187:イオノフォアであるA23187をリポソーム膜に埋めこみ、これを通じてリポソーム内に封入された^<111>In^<3+>を外へ引き出すことを試みた。A23187に親和性の高いMn^<2+>やCa^<2+>とのインキュベーションにより^<111>In^<3+>の放出が観察された。A23187の埋めこみにより封入核種の自然漏出が見られるなど現時点では問題も多いが、この方法は生体への影響が上記1、2よりも低いと考えられることから、さらなる検討を予定している。
我が国亜熱帯地域の草地利用向上と保全に関する研究

本地域におけるイネ科マメ科混播草地の利用性向上と永続性についての知見を得るため、今回度造成したイネ科草草地の季節生産性と放牧強度の違いによる草地生産性を明らかにしようとした。本試験は、放牧利用を考慮した立性型イネ科2草種(ガットンパニック、ハイブリッドネピアグラス)に対し、踏圧を行った場合の生長に関する諸形質と乾物生産に及ぼす影響を解明するため、試作の踏圧装置を用いて検討した。試験期間は7月から10月まで4週間隔で3回の刈取り調査を行い、主区として、踏圧処理区と対照区を設け、副区として刈取り高さを2段階とする試験区を設けた。踏圧装置設定重量と接地圧は高い正の相関関係にあり、本試験では接地圧0.15kg/aとなるように設定した。両草種共に踏圧処理によって、乾物生産が抑えられる傾向を示した。しかし、その低下傾向には草種間の違いが認められず、対照区に対する踏圧区の相対値は各刈取り次を平均して、ガットンパニックで60、ハイブリッドネピアグラスで57を示した。草丈、茎数、葉面積についても、踏圧による低下傾向が認められた。葉部/茎部比については踏圧によって、両草種共に対照区と比較して増加した。乾物消化率は対照区と比較して葉部割合の高い踏圧区の方が、同等かより高い値となった。土壌硬度は刈取り回次の進行に伴い、対照区ではほぼ一定の値で推移するものの、踏圧区では高い値となった。試験圃場の土壌3相分布においては、気相の割合が踏圧区で低下する傾向であった。また、いずれの調査項目についても、刈取り高さの違いによる影響は認められなかった。踏圧によって、地上の乾物生産は抑えられたが、踏圧耐性能力に対する供試草種の差はほとんど認められなかった。また、踏圧装置に与って、踏圧耐性能力の比較検討が可能であると示唆された。以上の結果は取りまとめ、草地学会に投稿予定である。
糖鎖を表面に配する生分解性微粒子の標的指向性薬物担体としての応用

近年、薬物の放出速度制御および局所投与を目的として、薬物を含有させた生分解性高分子ナノ(マイクロ)スフィアの利用が注目されている。生分解性高分子ナノスフィアは、肝臓や膵臓の網内系(RES)などに非特異的に取り込まれやすい欠点があり、これらの非特異的な相互作用を抑制することが必要である。網内系細胞とナノスフィアとの相互作用は、ナノスフィアの粒径に加えその表面の物理化学的性状に大きく依存する。したがって、抗体や糖鎖のような特異性リガンドの導入、また非特異的相互作用を抑制のために、表面性状を任意に制御する方法が必要となる。しかし、一般に生分解性ナノスフィアはその特性上、分解性が高く、その表面を化学的に修飾することは困難である。さらに、調製したナノスフィア表面を、適当な両親媒性物質でコーティング処理する手法もあるが、分散性を劣化させナノスフィアの凝集を誘起しやすくする。そこで、親水性リガンドを有する両親媒性高分子を乳化剤として用いるのと同時に、調製後もナノスフィア表面に安定に吸着する吸着物質として用い、ナノスフィアを調製する調製法に着想し、我々は、糖鎖を高密度に表面に有するナノスフィアの新規調製法を確立することに成功した。ナノスフィアは、細胞認識リガンドである糖鎖(β・ガラクトース)を有する両親媒性高分子ポリビニルベンジルラクトノアミド(PVLA)を用い、液中乾燥法により調製した。レクチンによるナノスフィアの凝集挙動及びナノスフィア中に存在するPVLAの定量の実験により、ナノスフィアを洗浄あるいは凍結乾燥後もPVLAが表面に安定に吸着残留し、ナノスフィアが高密度の糖鎖で覆われていることが明らかになった。また、in vitroでの肝細胞によるナノスフィアの取り込みの実験から、ナノスフィア表面の糖鎖が細胞特異的リガンドとして機能していることが明らかになった。表面に糖鎖を配する生分解性高分子微粒子の調製:生分解性微粒子表面に糖鎖を導入する手法として、糖鎖を配する両親媒性高分子を乳化剤として微粒子を調製する手法を開発した。この手法は、粒子表面に化学修飾することなく糖鎖を固定できるため、生分解性高分子のような分解しやすい微粒子表面にも糖鎖を容易に導入できる利点がある。糖鎖が微粒子表面に存在することは、糖鎖と特異的に結合するレクチンによる微粒子の凝集試験により確認された。また導入された糖鎖の表面密度は、3-5糖鎖/nm^2であり、極めて高密度で糖鎖が表面に存在することが確認された。一方、微粒子上の糖鎖密度は、両親媒性糖質高分子とその類似体を適宜混合することにより、調整することが可能であった。微粒子の粒子系は、調製時の両親媒性高分子濃度を調製することにより、100nm500nmの範囲で制御できることが明らかになった。糖鎖を配した微粒子と細胞との相互作用解析:微粒子表面の糖鎖密度およびその分布状態が細胞による認識に与える影響について詳しく解析した。このために、ガラクトース残基を有する微粒子とガラクトース結合性レセプターを発現している肝実質細胞との相互作用を微粒子の結合性および内在化特性に着目し評価した。その結果微粒子の結合性は、特定の糖鎖密度を有する微粒子で最大となるのに対し、内在化は密度の増加につれ単純増加することが明らかにされた。つまり、微粒子の細胞への結合性と内在化速度を、糖鎖密度を制御することにより独立して調製できることがわかった。さらに、表面糖鎖の分布状態を制御した微粒子を用い解析を進めた結果、糖鎖の表面分布状態とりわけガラクトース残基の集合が、肝細胞への結合性を著しく高めることが明らかとなった。