hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変異酵素の分子認識解析に基づく耐性克服HIVプロテアーゼ阻害剤のデザイン

新しい作用機構によるHIVプロテアーゼ阻害剤の導入はエイズの多剤併用療法における新たな展開をもたらしているが,薬剤の投与量,経済性,副作用,耐性など問題点が山積みである.このような問題点を克服するため,分子認識解析研究により得られたデータに基づいて,理想的な基質遷移状態ミミックであるヒドロキシメチルカルボニル(HMC)イソステアを含む小分子型のHIVプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成を行った.小分子型かつ高活性の阻害剤はコストの点で有利であり,また耐性発現の問題においても,分子認識の考察に基づき,変異酵素との相互作用部位が少ない点から有利であると思われる.さらに,逆転写酵素阻害剤とのハイブリッド型抗エイズ薬にすることにより細胞膜透過性に優れ,相乗効果をもつ本格的な第三世代の耐性克服エイズ治療薬のデザインと合成をめざした.その結果,ジペプチドKNI-727と逆転写酵素阻害剤AZTとを自発的切断可能なリンカーで結合させたダブルドラッグが高い抗HIV活性を示すことを見いだした.また,分子内アシル転位反応を利用した水溶性プロドラッグを合成し,プロドラッグから活性分子の遊離時間を目的に応じて操作することに成功した.新しいデザインの点では,L-テトラヒドロフラニルグリシンを含む阻害剤を合成し,S2位で酵素と好都合な相互作用をしていることを示した.また,P1-P1'位にヒドロキシメチルカルボニルヒドラジドを含む偽対称性阻害剤が高いHIVプロテアーゼ阻害活性を有することを示した.一方,ジペプチド耐性克服型HIVプロテアーゼ阻害剤KNI-727およびKNI-764は,マラリア原虫の増殖に重要な役割をはたすプラスメプシンIIも選択的に阻害することを示した.このプラスメプシンIIもアスパラギン酸プロテアーゼであり,我々の阻害剤デザインの方法論が,アスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤デザインに広く応用できることを示した.新しい作用機構によるHIVプロテアーゼ阻害剤の導入はエイズの多剤併用療法における新たな展開をもたらしているが,薬剤の投与量,経済性,副作用,耐性など問題点が山積みである.このような問題点を克服するため,分子認識解析研究により得られたデータに基づいて,理想的な基質遷移状態ミミックであるヒドロキシメチルカルボニル(HMC)イソステアを含む小分子型のHIVプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成を行った.小分子型かつ高活性の阻害剤はコストの点で有利であり,また耐性発現の問題においても,分子認識の考察に基づき,変異酵素との相互作用部位が少ない点から有利であると思われる.さらに,逆転写酵素阻害剤とのハイブリッド型抗エイズ薬にすることにより細胞膜透過性に優れ,相乗効果をもつ本格的な第三世代の耐性克服エイズ治療薬のデザインと合成をめざした.その結果,ジペプチドKNI-727と逆転写酵素阻害剤AZTとを自発的切断可能なリンカーで結合させたダブルドラッグが高い抗HIV活性を示すことを見いだした.また,分子内アシル転位反応を利用した水溶性プロドラッグを合成し,プロドラッグから活性分子の遊離時間を目的に応じて操作することに成功した.新しいデザインの点では,L-テトラヒドロフラニルグリシンを含む阻害剤を合成し,S2位で酵素と好都合な相互作用をしていることを示した.また,P1-P1'位にヒドロキシメチルカルボニルヒドラジドを含む偽対称性阻害剤が高いHIVプロテアーゼ阻害活性を有することを示した.一方,ジペプチド耐性克服型HIVプロテアーゼ阻害剤KNI-727およびKNI-764は,マラリア原虫の増殖に重要な役割をはたすプラスメプシンIIも選択的に阻害することを示した.このプラスメプシンIIもアスパラギン酸プロテアーゼであり,我々の阻害剤デザインの方法論が,アスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤デザインに広く応用できることを示した.新しい作用機構によるHIVプロテアーゼ阻害剤の導入はエイズの多剤併用療法における新たな展開をもたらしているが,薬剤の投与量,経済性,副作用,耐性,中枢神経系組織への移行性など解決しなければならない問題点が山積みである.このような問題点を克服するため,我々は,NMR構造解析並びに分子モデリング手法を用いる分子認識解析研究により得られたデータに基づいて,理想的な基質遷移状態ミミックであるヒドロキシメチルカルボニル(HMC)イソステアを含む小分子型のHIVプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成を行った.P2位にジメチル基を有するKNI-549がHIVプロテアーゼ阻害活性を示したのでこれをリード化合物としてオプチマイゼーションを進め,コンフォメーション制約型のKNI-577が,強い抗ウイルス活性を示すことを見いだした.さらに,HIVプロテアーゼの2量体対称構造を考慮したKNI-764が強い抗ウイルス活性を有し,野生型及び,合成HIVプロテアーゼアナログ両方に強い阻害活性を示すことすなわち薬剤耐性克服の可能性を秘めていることを見いだした.小分子型かつ高活性の阻害剤はコストの点で有利であり,また耐性発現の問題においても,分子認識の考察に基づき,変異酵素との相互作用部位が少ない点から有利であると思われる.さらに低分子になることにより組織移行性がよく体内動態の点でも有利であり,少量投与が可能となると期待される.このことからHMCイソステアを含むジペプチド型阻害剤は多剤併用療法における次世代耐性克服型HIVプロテアーゼ阻害剤として有望であることを示すことができた.

新しい作用機構によるHIVプロテアーゼ阻害剤の導入はエイズの多剤併用療法における新たな展開をもたらしているが,薬剤の投与量,経済性,副作用,耐性,中枢神経系組織への移行性など解決しなければならない問題点が山積みであるこのような問題点を克服するため,我々は,NMR構造解析並びに分子モデリング手法を用いる分子認識解析研究により得られたデータに基づいて,理想的な基質遷移状態ミミックであるヒドロキシメチルカルボニル(HMC)イソステアを含む小分子型のHIVプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成を行った.小分子型かつ高活性の阻害剤はコストの点で有利であり,また耐性発現の問題においても,分子認識の考察に基づき,変異酵素との相互作用部位が少ない点から有利であると思われる.理想的なHMCを含むジペプチド型HIVプロテアーゼ阻害剤KNI-727やKNI-764が高いHIVプロテアーゼ阻害活性を有することを見いだした.このKNI-764は,酵素結合の熱力学的解析により,変異HIVプロテアーゼに対しても高い結合能力を保持しており耐性克服の可能性が高いことを示した.さらに,逆転写酵素阻害剤とのハイブリッド型抗エイズ薬にすることにより細胞膜透過性に優れ,相乗効果をもつ本格的な第三世代の耐性克服エイズ治療薬のデザインと合成をめざした.その結果,ジペプチドKNI-727と逆転写酵素阻害剤AZTとを自発的切断可能なリンカーで結合させたダブルドラッグKNI-1039が高い抗HIV活性を示すことを見いだした.また,このダブルドラッグが生体内と同じ条件下で,実際に分解されてKNI-727とAZTが再生されることを示し,抗エイズ薬として有望であることを示した.新しい作用機構によるHIVプロテアーゼ阻害剤の導入はエイズの多剤併用療法における新たな展開をもたらしているが,薬剤の投与量,経済性,副作用,耐性など問題点が山積みである.このような間題点を克服するため,分子認識解析研究により得られたデータに基づいて,理想的な基質遷移状態ミミックであるヒドロキシメチルカルボニル(HMC)イソステアを含む小分子型のHIVプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成を行った.小分子型かつ高活性の阻害剤はコストの点で有利であり,また耐性発現の問題においても,分子認識の考察に基づき,変異酵素との相互作用部位が少ない点から有利であると思われる.さらに,逆転写酵素阻害剤とのハイブリッド型抗エイズ薬にすることにより細胞膜透過性に優れ,相乗効果をもつ本格的な第三世代の耐性克服エイズ治療薬のデザインと合成をめざした.その結果,ジペプチドKNI-727と逆転写酵素阻害剤AZTとを自発的切断可能なリンカーで結合させたダブルドラッグが高い抗HIV活性を示すことを見いだした.また,分子内アシル転位反応を利用した水溶性プロドラッグを合成し,プロドラッグから活性分子の遊離時間を目的に応じて操作することに成功した.新しいデザインの点では,L-テトラヒドロフラニルグリシンを含む阻害剤を合成し,S2位で酵素と好都合な相互作用をしていることを示した.また,P1-P1'位にヒドロキシメチルカルボニルヒドラジドを含む偽対称性阻害剤が高いHIVプロテアーゼ阻害活性を有することを示した.一方,ジペプチド耐性克服型HIVプロテアーゼ阻害剤KNI-727およびKNI-764は,マラリア原虫の増殖に重要な役割をはたすプラスメプシンIIも選択的に阻害することを示した.
B細胞抗原受容体を介した細胞内情報伝達と免疫寛容の分子機構

1.WEHI-231細胞のアポトーシスに対するLynキナーゼの関与について知る為に、IPTGの添加により発現が抑制されるオペレーター・プロモーターの下流に活性化型lyn cDNAを組み込んだ。しかしながら、IPTG添加のみのWEHI-231細胞に対する影響を調べたところ弱いながらも増殖阻害活性のあることが判明し、現在至適条件の検討を行っている。また、WEHI-231細胞に無害と思われるテトラサイクリンにより発現抑制の可能な系も併せて検討している。2.野性型・活性化型lyn cDNAを免疫グロブリンエンハンサー、SV40プロモーターの制御下で発現するトランスジェニックマウスに関しては、一部にウイルスの感染が認められた為、帝王切開によるSPF化を行い、少なくとも一系統ずつのSPFトランスジェニックマウスを樹立し解析を続けている。3.lyn遺伝子欠損マウス樹立の為にマウスlyn遺伝子の単離を行ったところ、ゲノム上のlyn遺伝子に対応する領域として、塩基配列上極めて相同性の高い二つの領域が見い出された。また、両領域を識別し得るプライマーを用いてB細胞のhnRNAに対するRT-PCRを行い、転写活性のあるlyn遺伝子を同定した。すでに、lyn遺伝子のエクソン2-4を含むゲノムDNAを用いて遺伝子破壊ベクターを構築し、ES細胞に導入している。4.B細胞受容体刺激直後にチロシンリン酸化される蛋白質の同定に関しては、6.4×10^9個のヒトDaudi B細胞から抗フォスフォチロシン抗体を用いて精製された75kd蛋白質の部分アミノ酸配列を決定し、血球系細胞特異的に発現する細胞内蛋白質HS1がB細胞受容体刺激直後に最も強くチロシンリン酸化される分子であることを発見した。
対話能力発達における身体性表現の役割-言葉と体と音楽が出会うところ-

特別支援学校の授業で教師が発話するオノマトペ表現においては、運用時の韻律とリズムが身振りや動作と連動することが発信効果を高め、教育的発話意図が効果的に知的障害児童に伝わり、教師-児童間の対話が促進されることがわかった。初年度となる平成20年度は、前年度3月末に実施した韓国の養護学校見学時に採取した貴重な映像資料について、授業場面の中で、オノマトペが多用されている揚面を取り上げ、それらのビデオ起こしを行い、書き取られたビデオ起こし資料に基づいて、韓国語から日本語への翻訳を施す、という基礎作業をまず実施した。それにより、養護学校の教室という場の対話性の豊かさについて、具体性及び観察的妥当性がより高い現象記述が可能となった。SUGI AMLYZERなどの音声分析ソフトや、Photoshop Elements6.0、ペンタブレットBamboo MTE-450などの画像処理ソフトなどのツールを用いたことも、具体性のある音声・運動情報の記述に役立った。知的障害児たちに向けた教師の発話行動の中で、発信性の高さにおいて際立っていると認識された発話行動要素を取り出し、その特徴を記述しつつ、表現された形式の特徴が、発話行動の動機や目的(談話機能)に、どのように関連づけられるかを考察した。その結果、対話能力にハンディのある知的障害児たちに対峙する教師は、対話の意図や発信内容を子どもに伝えるために、音声表現と運動表現が効果的に調和する対話行動を示していることがわかった。本年度の活動状況概要としては、映像資料の精査・分析・打ち合わせを経て、平成20年8月3日に日本発達障害学会ポスター発表(高野・有働)、9月14日に日本認知言語学会口頭発表(有働・高野)、9月21日に日本特殊教育学会ポスター発表(高野・有働)、平成21年2月末日に日本言語学会論文集投稿(有働・高野)、さらに査読過程にあるが、平成20年12月から現在にかけて日本特殊教育学会誌『特殊教育学研究』への論文投稿(高野・有働)を行った、という経過である。韓国語の映像資料を分析するかたわら、平成20年から21年にかけて、国内近隣府県の養護学校二校においても、見学をさせていただいた(匿名性への配慮の必要があり、学校名は明記しない)。平成20年度(初年度)に行った映像資料分析により、特別支援学校における授業において、オノマトペ表現が発話促進に貢献している/貢献しやすい場面や状況への気づきがあったことを受けて、平成21年度(2年目)は、より踏み込んで、オノマトペ表現そのものを言語教育教材に積極的に組み込んだ授業場面の観察・分析・考察を行なった。関西圏の特別支援学校の重度重複障害児童のクラスに、2週間に1回程度の頻度で計数ヶ月、1回あたり12時間の授業を観察しに通い、映像記録を採取したり、担当教師と意見交換を行なったりした。記録の中で特に、積極的な教師の働きかけ/声かけと児童の活発な反応が響き合っていると思われる対話場面を取り出し、教師発話の音声的特徴の表現効果、発話に随伴する身体的特徴(表情、身振り)、周囲にいる他の教師とのインタラクションなどが、発話の意図を有機的かつ効果的に伝達する構図をとらえ、記述した。特に、教師の発信した身体性表現の有り様(運用状況の音声的特徴)と、その表現が促進する対話交換の文脈(特に教師の教育的な発話意図)の関連性について考察した。本年度は、論文掲載が『日本認知言語学会論文集』(平成21年5月:有働・高野)及び『兵庫教育大学研究紀要』(平成22年2月:高野・有働)、日本特殊教育学会第47回大会ポスター発表(平成21年9月:高野・大川・有働)、日本発達心理学会第21回大会ポスター発表(平成22年3月有働・高野、高野・有働)が具体的な成果として既定した。また、平成20年12月に『特殊教育学研究』に提出した論文(高野・有働)が今年度査読を経て、平成22年3月に採択が内定した。さらに、平成22年7月開催の国際ジェスチャー学会(於フランクフルト)及び平成22年10月開催の国際知的障害研究学会(於ローマ)への発表申請の採択も、最終年度となる平成22年度の研究活動につながる今年度の成果である。最終年度である平成22年度は、平成20年度の成果(韓国のオノマトペ表現の分析、日本の特別支援学校の授業観察)、及び平成21年度の成果(日本の特別支援学校の授業場面で用いられるオノマトペ表現の調査・分析・考察)をふまえて、より普遍性の高い考察としてまとめ、分析の適切性を検証することに研究の重点を置いた。特に、教師発話中のオノマトペ表現の音声的特徴と対話意図・機能の関係、オノマトペ表現に随伴するジェスチャーの特徴と対話機能との関係について検討することを、研究の軸として考察した。さらに、ハンディを負う知的障害児と、教育を担う教師の間で、観察された音声や身振りの相互作用が、どのような形で対話を発生させているのか、手がかりを求めて、詳細な観察・考察を試みた。

その結果、オノマトペ表現が使用される状況は、一定のパタン化・分類が可能であり、教室という教育的文脈に特有の対話の構図が見られることがわかった。また、音声表現と身振り表現の絶妙な調和によって、発話意図が、より効果的に相手に伝わる様子が明らかにされた。即ち、発話の韻律とリズムが、ジェスチャーや単純な身体動作と連動することで、音声信号が視覚化される効果を生み、合図や指示、寄り添いなど、障害を持つ子どもたちへの働きかけとして有効に機能する様子が観察された。研究結果については、国際ジェスチャー学会(平成22年7月於フランクフルト)及び国際知的障害研究学会(平成22年10月於ローマ)、及び日本特殊教育学会(平成22年9月於長崎)などの学会発表や学会誌論文(『特殊教育学研究』)において、成果を発表した。さらに、本研究には、対話能力発達を目指す子どもたちのために役立つ研究でありたいという、社会貢献的動機が根底にあったが、そのための努力として、特別支援学校校長・教師や、知的障害者のケアに携わる人々を交えて、研究会を開催した(平成23年2月於神戸)。
電荷移動型自己組織化単分子膜による有機電子デバイスの界面ナノ空間の制御

本研究では、有機電子デバイスのナノ界面空間の接合の問題を電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs: Self-assembled Monolayers)を用いた界面化学修飾により解決しようと試み、研究期間内に下記の四項目について研究成果を得た。1)電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs)用分子群の設計、合成、構造解析を行った。2)SAMsの精密構造を制御し、その形成条件を確立した。3)ナノ界面空間の接合問題の理論的考察を行った。4)有機電子デバイスの試作評価を行った。本研究は、π電子系有機化合物あるいは有機金属化合物を用いた3種類の有機電子デバイス(三種の神器)である有機TFT(有機薄膜トランジスタ)、有機EL(有機エレクトロルミネッセンス)、有機薄膜SC(有機薄膜太陽電池)に共通するナノ界面空間の接合の問題を電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs: Self-assembled Monolayers)を用いての界面化学修飾により解決しようとするものである。今年度(平成24年度)の研究では、ナノ界面空間制御をより効果的な電荷移動型SAMsを用いて行うため、研究期間内に以下のことを明らかにした。1ナノ界面空間の接合問題の理論的考察2有機TFT電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs)修飾による伝導チャンネルのキャリアー移動度の制御非経験的分子軌道計算により、合成を達成したSAMs分子の長軸方向の長さを算出し、斜入射X線構造解析結果から実験的に得られた単分子膜の厚さとの一致を確認した。また、界面問題は、以下の二つに大別され、いずれも有機化合物(有機半導体)と無機化合物(絶縁体基板や電極)との間のナノ界面空間の接合の問題である。(1)有機半導体ー絶縁体(キャリアー密度に関わるナノ界面空間問題)、(2)有機半導体ー電極(電荷注入に関わるナノ界面空間問題)。そこで、ナノ界面空間制御をより効果的なSAMsを用いて実施するため、単に電気双極子を有するSAMsを用いるのではなく、積極的に界面電子移動を起こすような電荷移動型SAMsを用いてナノ界面空間を化学修飾し、伝導チャンネルのキャリアー移動度を向上させ、実用的な電子デバイスの実現に繋げた。本研究は、π電子系有機化合物を用いた3種類の有機電子デバイスである、有機薄膜トランジスタ、有機EL、有機薄膜太陽電池に共通するナノ界面空間の接合の問題を電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs: Self-assembled Monolayers)を用いての界面化学修飾により、解決しようとするものである。本研究では、研究期間内に下記の四項目について研究成果を得た。1.電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs)用分子群の設計、合成、構造解析を行うことを目的とし、電荷移動型SAMs分子群として電子供与(ドナー)型と電子受容(アクセプター)型の二種類のカテゴリーの双方とも複数種の分子群の設計を行い、有機合成の手法を活用し、高効率で精密合成を達成した。また、合成を達成した分子群については、核磁気共鳴、質量分析、単結晶X線構造解析等の手法を用い、その分子構造を確定した。2.電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs)の精密構造を制御することを目的とし、シリコン酸化膜基板に電荷移動型SAMsを溶液法により作製し、その膜構造を、接触角、斜入射X線構造解析、X線光電子分光等の手法を用い決定した。また、SAMsの形成段階についても前記手法により観測し、最適な膜形成条件を確立した。3.ナノ界面空間の接合問題の理論的考察を行うため、非経験的分子軌道計算により、分子の長軸方向の長さを算出し、斜入射X線構造解析結果から実験的に得られた単分子膜の厚さとの一致を確認した。さらに、理論的に得られる電子移動能と、電気化学的手法により実験的に得られる値との相関を検証した。4.電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs)修飾による有機電子デバイスの試作評価を目的とし、有機TFTについて、ガラス基板上に所定の電極を配置し、その上に電荷移動型SAMsを形成させ、所定のデバイス構造を作製し、その出力特性を評価した。本研究は、π電子系有機化合物あるいは有機金属化合物を用いた3種類の有機電子デバイス(三種の神器)である、有機TFT(有機薄膜トランジスタ)、有機EL(有機エレクトロルミネッセンス)、有機薄膜SC(有機薄膜太陽電池)に共通するナノ界面空間の接合の問題を電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs: Self-assembled Monolayers)を用いての界面化学修飾により、解決しようとするものである。今年度(平成23年度)の研究では、ナノ界面空間制御をより効果的な電荷移動型SAMsを用いて行うため、研究期間内に、以下のことを明らかにした。1電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs)用分子群の設計、合成、構造解析2電荷移動型自己組織化単分子膜(SAMs)の精密構造制御電荷移動型SAMs分子群としては、電子供与(ドナー)型と電子受容(アクセプター)型の二種類のカテゴリーがある。

本研究では、双方とも複数種の分子群の設計を行い、有機合成の手法を活用し、高効率で精密合成を実施した。合成を達成した分子群については、核磁気共鳴、質量分析、単結晶X線構造解析等の手法を用い、その分子構造を確定した。分子設計については、十分な電子移動能を有するかについて、非経験的分子軌道計算により、ドナー型SAMs分子については、そのHOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)軌道のエネルギーレベル、アクセプター型SAMs分子については、そのLUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)軌道のエネルギーレベルを算出することにより、実施した。三種類の有機電子デバイスの作製のうち、有機TFTデバイスの試作を行った。高ドープしたシリコンをゲート電極に用い、その上にSiO2ゲート絶縁膜と金・クロムで作製されたソース、ドレイン電極を配置し、ソース、ドレイン間の電流値を、ゲート電圧によって制御できる構造を作製した。SAMsはゲート絶縁膜上に溶液法により作製し、その膜構造は、X線光電子分光(XPS)、X線反射率等により決定した。また、SAMsの形成段階についても接触角測定やXPSにより観測し、最適条件の確立に役立てた。最適条件で形成したSAMsの上に超高真空下(UHV)でペンタセンあるいはフラーレンを蒸着し、TFT特性を評価した。この際、数種のSAMsにおけるデバイス特性の比較評価のため、同時に同一条件で有機半導体の成膜を行い、SAMsが直接デバイスに与える影響のみを観測できるように注意した。膜構造の解析には、接触角測定、斜入射X線構造解析装置、X線光電子分光装置、さらに、関連する有機TFT評価装置群を利用した。標的分子群は、申請者独自の合成経路に従い、有機合成の手法により高効率で精密合成した。例として、ドナー型SAMs分子は、チオフェノールを出発物質として、芳香環を有するチオンを合成する。また、二硫化炭素を出発物質として、シアノエチル保護基を有するケトンを合成する。得られたチオンとケトンをヘテロカップリングすることにより、テトラチアフルバレン(TTF)型化合物を合成する。さらに得られたTTF型化合物にブチルリチウム、引き続いて3-ブロモプロピルトリエトキシシランを作用させることにより、ドナー型SAMs分子の合成を達成した。また、アクセプター型SAMs分子は、2-クロロ-1,4-ナフトキノンと3-ブロモプロピルトリエトキシシランから合成した。同様な手法により、その他のSAMs分子についても、合成経路を確立した。合成したSAMs分子群については、融点、赤外吸収スペクトル、紫外可視吸収スペクトル、核磁気共鳴、質量分析、元素分析、およびX線構造解析装置により、構造を確定した。さらに、シリコン酸化膜基板に電荷移動型SAMsを溶液法により作製し、その膜構造を、接触角、斜入射X線構造解析、X線光電子分光等の手法を用い決定した。SAMsの形成段階についても同な手法により観測し、最適な膜形成条件を確立した。
頭頸部再建外科における術後せん妄の発症予測モデルならびに治療法の確立

術後せん妄とは手術後に意識混濁や幻覚、錯覚が見られるような状態のことであり、高齢者においては最も頻度の高い術後合併症である。高齢者外科手術の増加に伴い大きな問題となってきている。術後せん妄は一旦発症すると大量の薬物を投与する必要があり、患者への身体的影響が大きくなることが多く、死亡率にも関係していることが報告されている。したがって術後せん妄の発症リスクを予測し、その発症を未然に予防する方法が確立できれば、より簡便に術後せん妄の予測や治療が行えるようになると考えた。そこで、術後せん妄徴候をいち早く察知・評価し治療を開始するための方法の確立を目的として研究を開始した。初年度はIRB承認に手間取ったため症例の集積が行えず、代わりに派生研究を行った。高齢頭頸部再建手術の一つである鼻副鼻腔癌を集積し、その予後や臨床病理学的な見地から検討を行った。結果は臨床的頸部リンパ節陽性と切除断端陽性がχ二乗検定、ロジスティック回帰分析ともに有意に関係したことが示され、T4鼻副鼻腔扁平上皮癌において、術前検査における臨床的頸部リンパ節陽性が切除断端陽性を予測しうる可能性を示唆した。次年度は急遽、他院へ転勤することとなった。転勤先では頭頸部再建手術症例が滅多に施行されないため、当初年間100症例を見積もっていた症例集積が頓挫してしまった。その後も周辺の関連病院などへ働きかけて進行頭頸部癌症例を紹介していただくよう図ったが、それ以降も高齢頭頸部癌再建手術症例は思うように集まらなかった。そのため、計画していた研究は予定通りに進行することが不可能であった。術後せん妄とは手術後に意識混濁や幻覚、錯覚が見られるような状態のことであり、高齢者においては最も頻度の高い術後合併症であるため、したがって術後せん妄の発症リスクを予測し、その発症を未然に予防する方法、およびせん妄徴候をいち早く察知・評価し治療を開始するための方法の確立が望まれている。既存のアセスメントツールや煩雑な検査法ではなく、非侵襲的、連続的、即時的、客観的に評価を行える近赤外線分光法NIRSを用いた手法で頭頸部再建外科における術後せん妄発症予測モデルを検討することが目的である。患者の登録ならびに検査、治療の実施、評価項目に沿ったデータの収集予定であったが、IRBの申請が遅延したため実施開始に至っていない。研究対象患者の多くは、頭頸部再建手術を必要とする局所進行癌であることが多いため、並行する研究として当科で手術を施行した局所進行上顎癌患者を対象に後方視的な臨床病理学的研究を行い、論文化した。外科手術における切除断端陽性は予後不良因子であることは諸家の報告から明らかであるが、切除断端陽性を術前に予測するパラメータに関する研究はほとんど無い。よって術前パラメータによる切除断端陽性の予測について検討したところ、臨床的頸部リンパ節陽性が切除断端陽性と有意に関連することを認めた。切除断端陽性は局所再発や後療法の長期化に関連するため、治療中のせん妄発症の要因となりうることが予想される。IRBの申請遅延により研究開始が遅れたため。非侵襲的、連続的、即時的、客観的に評価を行える近赤外線分光法NIRSを用いた手法で頭頸部再建外科における術後せん妄発症予測モデルを検討することが目的である。患者の登録ならびに検査、治療の実施、評価項目に沿ったデータの収集予定であったが、研究代表者の異動に伴い、現在赴任中の医療施設では頭頸部再建外科手術の実施例が非常に少ないため症例登録に至っていない。研究対象患者の多くは、高齢者であることが多いため、並行する研究として当科で治療を施行した高齢頭頸部癌患者を対象にした併存疾患に関連した後方視的予後解析を行った。併存疾患の有無は耐術能や治療完遂率に影響すると予想していたが、実際に検討したところ併存疾患の有無が生命予後に有意に関連することを認めた。併存疾患を多数もつ高齢頭頸部癌患者では治療の長期化が予測され、治療中のせん妄発症の要因となりうる可能性がある。登録可能症例が極めて少ないため術後せん妄とは手術後に意識混濁や幻覚、錯覚が見られるような状態のことであり、高齢者においては最も頻度の高い術後合併症である。

転勤先では頭頸部再建手術症例が滅多に施行されないため、当初年間100症例を見積もっていた症例集積が頓挫してしまった。その後も周辺の関連病院などへ働きかけて進行頭頸部癌症例を紹介していただくよう図ったが、それ以降も高齢頭頸部癌再建手術症例は思うように集まらなかった。そのため、計画していた研究は予定通りに進行することが不可能であった。IRB申請を早急に行い、研究を開始する。ただし転勤に伴い本年度よりがん専門病院から大学病院へ異動となったため、症例数の集積が予定よりも遅延することが予想される。関連病院や地域診療所から症例収集を積極的に進めていく予定であり。関連病院や地域診療所からの症例紹介を促し、登録可能症例の収集を積極的に進めていく予定である。研究開始遅延に伴い、必要経費の計上していた物品(ソマセンサー)を未購入のため。前年度からの繰越金を合算した上で、データ解析用機器(パソコン)を購入したため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、平成30年度交付額と合わせて旅費、物品費に使用予定。研究を開始し、必要物品の購入に充てる予定である。
高齢者向け咀嚼力診断検査食と咀嚼力に対応する食物/調理法リストの作成

高齢者は加齢に伴い一般に食物を咀嚼する機能が低下し、若年者に比べ食べにくい食物が増加する。従って食物の選択範囲が狭められることになる。高齢者に取って、食物は生活の楽しみであるばかりでなく、健康維持の点からも食べにくい食物を調理の工夫によって食べやすくする必要がある。これまで、われわれは高齢者一人一人の口腔内状態を残存歯数、臼歯の組み合わせ数、デンタルプレスケールを用いた咬合力の測定などにより評価してきた。その評価に基づいて適切な白飯の加水量、加熱牛肉の加熱時間、野菜の加熱時間などについて検討してきた。しがし、口腔内状態を評価するために用いたデンタルプレスケールは測定に機器を要し、測定には熟練が必要である。また、高齢者には緊張を強いる可能性もある。そこで、どこでも簡便に口腔内状態を評価するための検査食を考案した。寒天濃度を1%と3%にかえて硬さの異なるゲルを調製した。ゲルにはグルコースを加えておき、一定時間咀嚼した後吐き出させて、溶出したグルコース量を測定することによって、咀嚼力を評価した。寒天の検査食:は食品を噛み砕くのに必要な口腔内状態の指標になることがわかった。グルコース溶出量と咬合力の間には正の相関があった。この結果をデンタルプレスケールの結果とあわせると、かなり良く置き換えることが可能であり、高齢考を4グループに分けることが出来た.すなわち、Aグループは1%寒天・3%寒天いずれもグルコース低溶出群、Bグループは1%寒天が高溶出群で3%寒天が低溶出群、Cグループは1%寒天低溶出群・3%寒天高溶出群、Dグループは1%寒天・3%寒天いずれも高溶出群であった。A、Bグループは残存歯数が少なく咬合力が弱かった。C、Dグループは残存歯数が多く咬合力が強かった。このグループと野菜の食べにくさとの関係を調べた。高齢者は多かれ少なかれ加齢に伴う身体機能の低下が起こり、食物を咀嚼する機能も例外ではない。若年者に比べ、高齢者は食べにくい食物が増加する。高齢者が食べにくいからといって、食べないと、食物繊維やビタミンなどの不足を招く。しかし、食べやすくするために必要以上に軟らかく、あるいは小さく切ることは、高齢者の歯や顎の関節の機能を低下させ、噛む能力を弱化させる。従って、高齢者に取って食べやすくかつ適度な咀嚼が必要な食べ物が必須である。高齢者の食べ物に対する感覚は個人差が大きいため、一人一人に適した物性を持つ食物が必要である。これまで、われわれはデンタルプレスケールを用いて咀嚼に関わる咬合面積、咬合圧などを測定し、高齢者の食物に対する食べやすさとある程度関連づけることが出来た。しかし、この方法は高齢者に緊張を強いる上、測定にも熟練が必要である。そこで、これにかわる検査食を調製した。これまで、濃度を2段階にかえた寒天ゲルを調製し、一定時間咀嚼してもらい、吐き出して、寒天中のグルコースがどのぐらい溶出するかを測定した。2種の寒天の溶出量によって高齢者をA、B、C、Dの4つのグループに分ける事が出来た。A群は咀嚼力が強く若年者に近いグループ、B群は中程度のぐるーぷ、C群は咀嚼力の弱いグループ、D群は少数であったが特殊なグループである。

A、B、Cのグループについて野菜の食べやすさと関連づける事が出来た。なお、寒天では粘着性のような舌の動きも合わせた、咀嚼力を測定する事が出来ないので、さらにデンプン検査食を用いて、現在検討中である。高齢者は多かれ少なかれ、加齢に伴う身体機能の低下があり、食べにくい食物が多くなる。高齢者が食べにくいからといって食べないと栄養状態の低下を招く。しかし、食べやすくするために必要以上に軟らかく、あるいは小さく切ることは、高齢者の歯や顎の関節の機能を低下させ、噛む能力を弱化させる。従って、高齢者に取って食べやすくかつ適度な咀嚼が必要な食べ物が必須である。高齢者一人一人の口腔内状態に合わせた食べやすい食物に関する情報を提供しなければならない。これまで、われわれは歯の保存状態およびデンタルプレスケールを用いて口腔内状態を評価した。これに対応する食べやすい食物の状態を知るために18種の生及び加熱野菜を調製し、口腔内状態と野菜の食べやすさを検討してきた。しかし口腔内状態を評価するのに、デンタルプレスケールに変わる方法として、検査食を調製出来れば、もっと簡便に口腔内状態を評価出来る。これまで、濃度を2段階にかえた寒天ゲルを調製し、一定時間咀嚼してもらい、吐き出して、寒天中のグルコースがどのぐらい溶出するかを測定した。2種の寒天の溶出量によって高齢者をA、B、C、Dの4つのグループに、咀嚼力と野菜の食べやすさの関連づけにある程度成功した。しかし、寒天では粘着性のような舌の動きも合わせた、咀嚼力を測定する事が出来ないので、さらにデンプン検査食の調製を試みた。上新粉とジャガイキデンプンを組み合わせ、蒸し加熱したゲルを調製した。その過程で手で捏ねる段階があるが、作業は再現性に問題があり、さらに検討が必要である。加熱方法も均一に熱を伝えることが困難で再検討が必要である。また、老化に伴う物性変化があり、官能評価の前日にデンプンゲルを調製したものを、官能評価に用いることが良いと結論した。
挟帯域雑音信号除去用IIR形適応ディジタルフィルタの開発

音響系を介した信号帰還による高調波を伴った発振や機械制御系の制御信号に混入してくる機械系の複数の固有振動成分の除去、さらには、古い音響設備で録音された磁気テープ・レコードの再生の際に、本来の音に混入した狭帯域ノイズの除去などを応用目的として、IIR形適応ディジタルフィルタの開発を主目的として研究を進めてきた。既に提案している並列2次IIRフィルタによる狭帯域信号除去用適応ディジタルフィルタにおいて、実用化のために以下の検討を行なった。1.非除去対象信号が有色信号である場合の除去特性の解明非除去対象信号として、音声や制御信号等の情報伝達信号としての有色性を有する信号を用いた場合には、そのスペクトルが時々刻々変化するために、適応フィルタの制御にはほとんど影響を与えないことを確認した。2.収束高速化のためのアルゴリズム開発既に提案している制御アルゴリズムより高速に収束する新しいアルゴリズムを提案した。この方式は、フィルタの安定性を阻害しない範囲で、フィルタ係数の修正をサンプル毎に修正する効率的アルゴリズムとなっている。この方式により、従来の50倍程度の高速化が達成された。さらに計算量の増加がほとんど無い。3.現実の信号を用いての有効性の検証機械的な固有振動周波数に起因して発生し、機械制御系に混入する狭帯域雑音を実際にサンプルとして用い、提案する適応フィルタによって、狭帯域雑音を充分に抑圧でき、またその雑音周波数の変動に追従できることを確認した。4.実現性、実用性の検証TI社のディジタルシグナルプロセッサを使用し、提案する適応フィルタを実際に実現した。サンプリング周波数は10kHzと低めに設定したが、同時に10個の狭帯域雑音を除去できる能力を確認した。
溝付き多孔質静圧気体スラスト軸受の動特性に関する研究

静圧気体軸受の剛性とともに共振振動数近傍の減衰を高める,すなわち動特性の向上を図ることを目的として,軸受面に用いる円環状の多孔質材料表面をコーティングしたのちに,機械加工により浅い円周溝を複数設けることにより部分的にコーティングを剥離させ,軸受表面の溝部からのみ軸受面内に加圧気体が供給される形式の溝付き多孔質静圧気体環状スラスト軸受を提案し,その軸受動特性解析を行なった.まずはじめに,多孔質材料内部の流れに関してはDarcyの法則,軸受すきま領域の流れに関してはNS方程式に基づいて質量流量保存則により基礎式を導出し,軸受剛性および減衰を求める数値解析プログラムを作成した.そして作成したプログラムを用いて数値解析を行ない,以下のことを明らかにした.1.軸受両端に,給気のために2本の円周溝を設けることにより,同一の軸受内外径および軸受すきまの円周溝付き給気孔絞り形静圧気体軸受や多孔質絞り静圧気体軸受と比べ高い剛性を実現することができる.2.剛性を高めるためには,また一定の剛性を有しながら減衰の最大値を高めるためには,軸受両端に設ける2本の円周溝は極力軸受端に近くし,また溝は浅く,かつ狭くすればよい.3.円周溝が2本の溝付き多孔質静圧気体軸受は,同一の軸受内外径および軸受すきまの円周溝付き給気孔絞り形静圧気体軸受や多孔質絞り静圧気体軸受と比較して,軸受静剛性が一定の場合,高い減衰を実現することができる.4.2本の円周溝ではさまれた領域の幅が狭くなるほど,また軸受面内定常圧力が高くなるほど,減衰が最大となる周波数は高くなる.5.2本の円周溝によりはさまれた領域をさらに複数の円周溝で分割した場合,溝本数が多くなるほど減衰を最大となる周波数は高くなる.しかしこのとき,剛性が一定となるように軸受パラメータを決定すると,溝が多くなるほど減衰の最大値は低くなる.静圧気体軸受の剛性とともに共振振動数近傍の減衰を高める,すなわち動特性の向上を図ることを目的として,軸受面に用いる円環状の多孔質材料表面をコーティングしたのちに,機械加工により浅い円周溝を複数設けることにより部分的にコーティングを剥離させ,軸受表面の溝部からのみ軸受面内に加圧気体が供給される形式の溝付き多孔質静圧気体環状スラスト軸受を提案し,その軸受動特性解析を行なった.まずはじめに,多孔質材料内部の流れに関してはDarcyの法則,軸受すきま領域の流れに関してはNS方程式に基づいて質量流量保存則により基礎式を導出し,軸受剛性および減衰を求める数値解析プログラムを作成した.そして作成したプログラムを用いて数値解析を行ない,以下のことを明らかにした.1.軸受両端に,給気のために2本の円周溝を設けることにより,同一の軸受内外径および軸受すきまの円周溝付き給気孔絞り形静圧気体軸受や多孔質絞り静圧気体軸受と比べ高い剛性を実現することができる.2.剛性を高めるためには,また一定の剛性を有しながら減衰の最大値を高めるためには,軸受両端に設ける2本の円周溝は極力軸受端に近くし,また溝は浅く,かつ狭くすればよい.3.円周溝が2本の溝付き多孔質静圧気体軸受は,同一の軸受内外径および軸受すきまの円周溝付き給気孔絞り形静圧気体軸受や多孔質絞り静圧気体軸受と比較して,軸受静剛性が一定の場合,高い減衰を実現することができる.4.2本の円周溝ではさまれた領域の幅が狭くなるほど,また軸受面内定常圧力が高くなるほど,減衰が最大となる周波数は高くなる.5.2本の円周溝によりはさまれた領域をさらに複数の円周溝で分割した場合,溝本数が多くなるほど減衰を最大となる周波数は高くなる.しかしこのとき,剛性が一定となるように軸受パラメータを決定すると,溝が多くなるほど減衰の最大値は低くなる.
ATP発光をパラメーターとした生活環境汚染物質の細胞毒性評価

生活環境汚染物質が、細胞に毒性を示すには細胞の様々な生体防御バリアーを通過しなければならない。その間に代謝を受けて毒性や発癌性を示すようになる物質も知られている。そこで、発癌性は持つが短期試験法では変異誘発率の低い化学物質が細胞の代謝活性に与える影響をATPを指標にして評価する方法について検討を加えた。実験にはヘルパーT細胞由来の細胞株であるMOLT-4細胞を用いた。また、変異誘発率の低い化学物質としてPentachrolophenol(PCP)、Phenolを用いた。その結果、PCPとPhenolのMOLT-4細胞に対する毒性をCytotoxic concentration fifty(CC_<50>)でみると、PCPのCC_<50>は、Phenolの50倍であることが明らかになった。PCPは短期試験法では、遺伝子変異を誘発せず、変異原性は認められていない、にもかかわらず毒性はPhenolの50倍と高く測定された。以上のことから、本法は遺伝子変異を誘発しない化学物質の細胞毒性評価にも用いることのできる迅速で、精度の高い有効な方法であると考えられる。生活環境汚染物質が細胞の代謝活性に与える影響をATPLuminescenceを測定することにより調べるため平成7年度は、以下の実験を行った。細胞のATP発光量を測定する実験系の確立のためにATP発光阻害物質、用量-反応関係、再現性などについて検討を加えた。その結果、ATP発光に影響を与えるのは主に塩分(NaCl)濃度であり、塩分濃度17mmol以下(即ち、25mmol HEPES: PBS=7:1)とするときLuciferin-Luciferase反応は阻害を受けず、最も発光量は強くなることが明らかになった。さらに、この条件を用いて次の実験を行った。ヘルパーT細胞由来の細胞株、MOLT-4細胞を培養し、PBS洗浄、細胞希釈系列を作成しATP発光量を測定した。その結果ATP発光量と細胞数は10^110^4cell/mlの範囲で直線性が得られた。また、同時再現性について検討した結果10^3cell/ml以上の濃度で再現性が良く、10^3cell/mlのC. V.は、0.028であった。これらのことから、ATP発光量と細胞数の間には、用量-反応関係があることが明らかになった。平成8年度は、生活環境汚染物質が細胞の代謝系に与える影響を調べるために以下の実験を行った。その結果、ATP発光測定法から求めたPCPのCC _<50>は、0.11mmol/Lであり、トリパンブルー色素排出試験法で求めたCC _<50>は、0.13mmol/Lであった。また、Phenolについては、各々5.0mmol/L、5.2mmol/Lであった。このことから、ATP発光測定による細胞毒性評価法は、従来のトリパンブルー色素排出試験法より高感度であることが認められた。また、ATP発光測定法で求めたCC _<50>の値でPCPとPhenolの細胞毒性を比較すると、PCPはPhenolの約50倍の細胞毒性があることが明らかになった。以上の結果から、ATP発光を指標にした細胞毒性評価法は、高感度で、しかも迅速に生活汚染物質の細胞への影響を調べることのできる方法であると考えられた。
味覚性舌乳頭と味蕾の形成過程におけるシグナル分子の役割に関する分子細胞学的解析

本研究では、ラット・マウスの舌乳頭・味蕾形成における成長因子を含めたシグナル分子の役割が解析された。成長因子・シグナル分子の局在を明らかにするために、蛍光抗体法によるレーザー顕微鏡観察を採用し、舌上皮分化の指標としては、ケラチンサブユニットの局在も同様の方法で明らかにした。In vivoでの舌乳頭・味蕾形成に対する成長因子・シグナル分子の作用を明らかにするために、C0_2インキュべーターを用いたラット・マウス胎児舌の器官培養の予備的実験も行った。3.舌乳頭と味蕾の形成における、in vivoでのシグナル分子の作用を明らかにするためのラット・マウスの胎児舌の器官培養実験に関しても、平成15年度の本補助金によって購入した炭酸ガス培養装置によって、現在予備的な実験を行っている段階である。4.蛍光抗体法によるレーザー顕微鏡観察データと舌乳頭と味蕾の形成過程との関連性については、現在解析を進めている段階であるが、一部のデータについては既に国際的な科学雑誌に掲載済み、あるいは印刷中ないしは投稿中である。1.ラット・マウスの胎児および幼若動物(ラット,胎齢12日、14日、16日、18日、20日、生後0日、7日、14日;マウス,胎齢14日、16日、18日、20日、生後0日、7日、14日)の舌を麻酔下で灌流固定後採取し、4%paraformaldehyde in 0.1Mcacodylate bufferで固定、エポキシ樹脂で包埋した。茸状乳頭・有郭乳頭、葉状乳頭の形態形成とを関連付けて、Shh, Bmp-2,-4,Bdnf, Fgf-4,Egf, Tgf-β,Ngf, Kgfの蛋白の対する抗体を用い、Microprobe社のAlexa seriesよって蛍光抗体法で標識し、共焦点レーザースキャン顕微鏡で観察した。さらに、同試料をProtein A-colloidal gold法を用いて免疫標識した試料の電子顕微鏡観察は予備観察中である。2.1と同時期のラット・マウスの胎児および幼若動物の舌粘膜で、Shh, Bmp-2,-4,Bdnf, Fgf-4,Egf, Tgf-β,Ngf, Kgfの分子種のm-RNAに対するプローブでのin situ hybridization法を試み、whole-mount、光学顕微鏡(ジゴキシゲニン標識法)、での各シグナル分子のm-RNAの出現時期と分布の解析を、茸状乳頭・有郭乳頭、葉状乳頭の形態形成との関連性を検討するために観察を継続中である。透過電子顕微鏡(ジゴキシゲニン標識法またはProtein A-colloidal gold法)レベル観察については、現在準備中である。3.ラット・マウスの胎児(ラット,胎齢12日、14日、16日、18日;マウス,胎齢14日、16日、18日)の舌の器官培養に関しては、本補助金によって新規購入した炭酸ガス培養器によって、現在予備実験の段階である。4.尚、平成13年度分までの先行する科学研究費補助金での成果に関しても、裏面に記載の如く、本年度1報の論文を発表し、また、EGF、FGF-acidic、FGF-basic、FGF-7などのデータに関しても、現在論文として執筆中である。初めに作成した上記試料に加えて、ラットについては新たな試料を作成し、実験を継続中である。茸状乳頭・有郭乳頭、葉状乳頭の形態形成とを関連付けて、Shh,Bmp-2,-4,Bdnf,Fgf-4,Egf,Tgf-β,Ngf,Kgfに対する抗体を用い、Microprobe社のAlexa seriesで蛍光標識し、共焦点レーザースキャン顕微鏡で観察した。また、同試料をProtein A-colloidal gold法免疫電子顕微鏡観察は予備観察を継続中である。2.1と同時期のラット・マウスの胎児および幼若動物の舌粘膜で、Shh,Bmp-2,-4,Bdnf,Fgf-4,Egf,Tgf-β,Ngf,Kgfの分子種のm-

RNAに対するプローブでのin situ hybridization法を試み、whole-mount、光学顕微鏡(ジゴキシゲニン標識法)での各シグナル分子のm-RNAの出現時期と分布の解析を、茸状乳頭・有郭乳頭、葉状乳頭の形態形成との関連性を検討するために観察を継続中である。透過電子顕微鏡(ジゴキシゲニン標識法またはProtein A-colloidal gold法)レベル観察については、予備的な観察を行っている。3.ラット・マウスの胎児(ラット,胎齢12日、14日、16日、18日;マウス,胎齢14日、16日、18日)の舌の器官培養に関しては、本補助金によって新規購入した炭酸ガス培養器によって、現在予備実験の段階である。4.EGF、FGF-acidic、FGF-basic、FGF-7などの出現、分布様式に関する共焦点レーザースキャン顕微鏡で観察のデータについては、舌乳頭の形態形成との関連性が十分証明可能であることが明らかになってきたので、現在論文として執筆している段階であり、今年度中には出版する予定である。ラット・マウスの舌乳頭・味蕾形成における成長因子を含めたシグナル分子の役割が解析された。成長因子・シグナル分子の局在を明らかにするために、蛍光抗体法によるレーザー顕微鏡観察を採用し、舌上皮分化の指標としては、ケラチンサブユニットの局在も同様の方法で明らかにした。In vivoでの舌乳頭・味蕾形成に対する成長因子・シグナル分子の作用を明らかにするために、CO_2インキュベーターを用いたラット・マウス胎児舌の器官培養の予備的実験も行った。3.舌乳頭と味蕾の形成における、in vivoでのシグナル分子の作用を明らかにするためのラット・マウスの胎児舌の器官培養実験に関しても、平成15年度の本補助金によって購入した炭酸ガス培養装置によって、現在予備的な実験を行っている段階である。4.蛍光抗体法によるレーザー顕微鏡観察データと舌乳頭と味蕾の形成過程との関連性については、現在解析を進めている段階であるが、一部のデータについては既に国際的な科学雑誌に掲載済み、あるいは印刷中ないしは投稿中である。
プラズマ放電処理を利用したハイブリッド型人工肺構築

細孔経0.05×0.15μmである人工肺用のポリプロピレン製中空糸にアンモニアガス0.05mmHg雰囲気下で高周波印加(13.56MHz,30W)を行いプラズマ放電処理を行った。その中空糸を微生物培養用ディッシュ底面にシリコン接着剤により固定し、内皮細胞を接種し37°C、5%CO_2雰囲気下で5日間培養した。接種細胞密度が2×10^6cells/ディッシュの場合に、培養途中に2回2×10^6cells/ディッシュの細胞を再添加することにより、到達接着細胞密度はおよそ10倍に高まり4×10^4cells/cm^2となったが、培養に10日間も要した。これに対して、接種細胞密度を10倍の2×10^7cells/ディッシュとすると、わずか培養1日で到達接着細胞密度は1×10^5cells/cm^2にもなった。この短期間で高密度に達した細胞は、中空糸上で凝集したり局在化したりすることなく良好に接着していた。この中空糸上に接着した細胞に対して、血液循環時を模した層流を負荷した結果、1.6dyn/cm^2の専断力を30分間与えても30%以上の細胞が残存することがわかった。細孔径0.05×0.15μmである人工肺用のポリプロピレン製中空糸に、各種ガスの0.05mmHg雰囲気下で高周波印加(13.56MHz,30W)を行いプラズマ放電処理を行った。その後、各中空糸を微生物培養用ディッシュ底面にシリコン接着剤により固定し、内皮細胞を接種し37°C、5%CO_2雰囲気下で5日間培養した。培養1、5日後にそれぞれ中空糸を取り出し、接着細胞数を脱核染色法により計数した。その結果、酸素、水蒸気、アンモニアのいずれのガスでプラズマ放電処理しても、初期細胞接着密度および培養5日後の接着細胞密度は無処理のポリプロピレン製中空糸に比べてそれぞれ数倍、10-20倍に改善されることが判明した。なかでもアンモニアガスで処理した場合が最も優れており、アンモニアガスによるプラズマ処理時間は、5,10,20分のなかで5分が最適だった。さらに、5日後の中空糸上の細胞をギムザ染色し、顕微鏡観察したところ、中空糸表面で細胞は凝集することなく良好に伸展し接着しており、表面上に均一に分散していることが明らかとなった。以上、細胞接着を改善する目的に対してプラズマ放電処理による親水化処理が適していることが今期判明した。今後、より詳細な条件を検討すると共に、細胞接着の強度の評価や親水化の透水性への影響などを調べて、研究を進めたい。