hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯肉上皮下層由来神経幹細胞由来の軸索様神経束の移植による脊髄再生促進

「歯の細胞バンク」事業で保存された抜歯後智歯の歯肉上皮下組織から幹細胞を分離し、分化した神経系細胞が存在するコロニーをcolonial cloningすることで純化し、500μmの穴と一方向に半円形の溝を作ったアクリル系樹脂に分化誘導した神経系細胞と血管のペリサイトにそれぞれ入れて培養した。歯髄から幹細胞を分離し、immatureな神経系細胞に分化誘導して、血管柄付き神経束の外周に線維芽細胞でつくった被膜を形成させることで、縫合が可能な神経束を作製し、技術的には1週間に2ー3本の神経束の作製が可能な体制が構築できた。作成した軸索様神経束を移植するラット脊髄完全切断モデルの作成を行った。モデルの作成は3種混合麻酔薬(ドミトール、ドルミカム、ベトルファール)腹腔内投与による全身麻酔後に背部を切開し、小リウエルで第10胸椎の椎弓切除を行ったのち、尖刃で鋭的に脊髄損傷させ、1.5mmの欠損を作成し、後肢運動麻痺の状態をBBBスコアで経時的に評価した。飼育は水ゲルを使用すること、飼料をケージ内に落とすこと、排尿障害に対して排尿補助(強制排尿)を行うことで生存期間が延びた。同モデルで歯肉上皮下層由来神経幹細胞より作成した軸索様神経束を移植し、経過を観察した。対照群10匹、移植群3例の作成を行い、約2週間の観察後にラット脳の運動皮質に順行性神経トレーサービオチン化dextran amineを注入、安楽死させ、ラットの脊髄を摘出し、組織切片を作成した。ラット脊髄損傷モデルを作成し、経過観察と行動評価が可能となっている。また脊髄損傷部頭側に神経トレーサーを注入し、標本の染色による可視化と軸索再生の評価に入っている。神経束移植効果の評価はこれからである。神経束の作製と実験動物数を増やし、われわれが作製し移植した神経束内を再生した軸索が行動回復に寄与していることを証明する。動物モデルの作成と移植手術の構築に時間を要したため、神経束の評価は今年度以降に実施するズレが生じたため
シリコン量子ドットへの原子膜物質の気相析出による界面制御

多成分ターゲットへの気中同時レーザー照射により、核形成・成長過程を制御し、表面にナノオーダーのハイブリッド構造を有するSi量子ドットを生成することに成功した。得られた構造体は、直径が10nm以下の球形Siナノ粒子の周囲に数nmの金属ナノ粒子が部分的に複合化したものであり、Agとのハイブリッド粒子においてラマン散乱における特徴的な表面増強効果により1オーダー以上のピーク強度の増幅を観測した。現在のところ、本課題の最終目標とした完全被覆膜は得られていないが、本課題で開発した実験系をさらに多種の物質系に適用することで、原子膜状物質が均一にハイブリッド化したSi量子ドットの合成が期待される。半導体量子ドットは,ナノ領域への励起子の閉じ込めによる量子効果が発現できる次世代材料系である。この量子ドットの実用化に向けた最も大きな課題の一つは表面状態の制御である。本提案では,申請者らが独自に開発してきたエアロゾルプロセスによって単分散シリコン(Si)量子ドットを合成し,その表面に単層あるいは多層の原子膜物質を結晶成長させたハイブリッド材料の合成に挑戦する。このために,レーザー照射により多成分ターゲットを同時に蒸発させ,それらの核生成・結晶成長過程を厳密に制御することでSi量子ドット表面のナノレベルでの制御を目指す。今年度は、シリコン量子ドット表面に単層・多層の原子膜物質をハイブリッド化するために,レーザーアブレーションによるSi量子ドット表面への前駆体被覆実験を中心に研究を行った。まず,これまで実績のあるオニオンライクカーボンとSi量子ドットのハイブリッド化を行うために、ガス状の炭素原料が流通する管型の反応装置内部にシリコンターゲットを設置し、そのレーザー照射によってシリコン量子ドットの合成と表面被覆を試みた。得られた粒子を高分解能電子顕微鏡や元素分析等により,界面構造を原子レベルで解析したところ、数nmの被膜を有するコアシェル構造の粒子生成が確認された。続いて、カルコゲナイドを形成する遷移金属(Mo,W等)によるSi量子ドット表面の被覆を試みるために、種々の硫黄化合物を形成する候補物質の選定を行った。次年度以降、これらの物質を用いた複合化を行うとともに、今年度導入した顕微鏡システムによって、その蛍光特性や電子輸送特性を解析する予定である。まず、表面被覆の予備的検討として,雰囲気ガスとして炭化水素を用いたSiターゲットへのレーザー照射により,カーボンで被覆されたコアシェルナノ粒子の合成を試みた。得られた炭素被膜は結晶性が低いものの、数nmの膜厚が得られていることが確認された。さらに、シリコン表面と炭素間の化学結合過程を解析するために、ガラス基板上へ堆積した炭素ナノ粒子をターゲットとして、X線光電子分析(XPS)を用いて、レーザー多回照射による化学結合の変化を解析した。今年度得られた知見をもとに、今後、複合ターゲットの構造,レーザー照射条件及び粒子合成場の雰囲気(温度,プラズマ状態)をパラメータとして実験,理論の両面から気中浮遊状態での被膜形成条件の最適化を行うことが可能となっている。さらに、来年度以降行う、カルゴゲナイド系の原子層被膜材料としての遷移金属の選定およびそのための複合ターゲットの基本設計を行った。得られた粒子の光物性および電子輸送過程を解析するための顕微鏡システムを導入した。このシステムにより、顕微鏡視野内において電流プローブを設置した状態で、その蛍光特性や電流電圧特性を解析することが可能となっている。以上より、おおむね当初計画通り順調に研究は進展している。次世代材料系として注目されている半導体量子ドットの表面制御を,独自のエアロゾルプロセスによって実現することも目標に,今年度はシリコン及びカルコゲナイド系化合物と銀のハイブリッド化に取り組んだ。二成分のレーザー照射ターゲットを新たに作製し,シリコンのみとハイブリッド粒子を基板上に堆積させて,その光特性を顕微ラマン散乱分光分析法によって解析した。その結果,銀をハイブリッド化した量子ドットにおいては,極めて高いラマン散乱シグナルが得られることが明らかになった。またプロセスの純度(残留ガス濃度)が,得られる量子ドットの特性に大きな影響を与えることも明らかにした。銀のハイブリッド化によるラマンシグナルの高強度化は,表面増強ラマン散乱現象として特定することができ,粒子の生成条件(量子ドットと銀の被覆の核生成のタイミング)を変えることで,種々のハイブリッド量子ドットを作製して,最も高い増強効果が得られる条件を明らかにした。これまでに解析を行った高分解能電子顕微鏡の結果においては,1nm程度の銀ナノ粒子がシリコン量子ドットの表面にハイブリッド化されている結果が得られており,このようなナノオーダーのハイブリッド化が量子ドットの光特性の増強に大きな影響を与えることをはじめて明らかにすることができた。また銀ナノ構造の表面増強効果については,これまで検討を行ってきたレーザーの他に,スパーク放電やスパッタリングなどを用いても同様の増強効果が得られており,量子ドットだけでなく,有機物の光特性の制御に対しても研究を展開することができた。これらの結果については,国際誌1報,国際会議招待講演1件の他,平成29年度粉体工学会春季大会で発表予定であり,また論文1報を投稿中,1報を投稿準備中である。

現在のところ、本課題の最終目標とした完全被覆膜は得られていないが、本課題で開発した実験系をさらに多種の物質系に適用することで、原子膜状物質が均一にハイブリッド化したSi量子ドットの合成が期待される。来年度は、遷移金属前駆体からのカルコゲナイド系原子膜物質の析出とSi量子ドットとのハイブリッド化が中心的な課題となる。その合成のために、まず,複合ターゲットのレーザー同時照射により,カルコゲナイド系化合物を形成する遷移金属(Mo,W等)を前駆体としてSiの表面に被覆させる。このコアシェル粒子を気相浮遊状態のまま,二硫化水素などの雰囲気と混合させ,表面反応により硫化物を形成させる。一方で,この前駆体粒子にレーザーが多回照射される条件を整え,シリコンとの界面における相互作用を促進させる。この際,レーザー励起相転移プロセスによってアモルファス炭素からグラフェンが析出するのと同様に,レーザーが原子間の金属結合やカルコゲナイド結晶の欠陥を選択的に励起し,透明物質(=原子膜化合物)を残存させる。さらに、界面において遷移金属がシリコンに部分溶解・析出すれば,Si表面との接合された状態で結晶が成長したハイブリッド構造の形成が期待できる。予備的な検討として、本年度行ったように、ガラス等の透明基板上にナノ粒子を堆積させ、レーザーを多回照射する条件を整えることも併せて検討する。基板上および気中のレーザー照射実験ともに、そのパラメータとして,物質系(金属材料,ガス種)に加えて,装置内部の温度,圧力及びレーザーの照射強度を変えてハイブリッドSi量子ドットが形成できる最適条件を探索する。化学工学見積金額と実際の納入額に差が生じたため。来年度消耗品費として使用予定。
遠距離観察に必須な広い視域を自律的に実現可能な遠距離・大画面3D表示技術の研究

パブリックビューイングなどの公共的な場において,数10 m以上から遠距離観察できる大画面の裸眼3D表示技術が実現できれば,大きなインパクトを与えられる.応募者が研究しているアーク3D表示方式では,3D像を構成する輝点が左右眼に自律的に提示され,かつ眼の左右/奥行き方向の動きに対して,輝点が自律的かつ連続的に移動し,広い視域と連続的な運動視差を実現できる.但し,本方式には表示の書き換えが困難という大きな欠点があった.本研究では,遠距離観察時に,このアーク3D表示の書き換えを,構成要素の線刻の2次元位置と知覚される奥行きを変化できる新提案により達成し,遠距離・大画面3D表示の実現を目指す.パブリックビューイングなどの公共的な場において,数10 m以上から遠距離観察できる大画面の裸眼3D表示技術が実現できれば,大きなインパクトを与えられる.応募者が研究しているアーク3D表示方式では,3D像を構成する輝点が左右眼に自律的に提示され,かつ眼の左右/奥行き方向の動きに対して,輝点が自律的かつ連続的に移動し,広い視域と連続的な運動視差を実現できる.但し,本方式には表示の書き換えが困難という大きな欠点があった.本研究では,遠距離観察時に,このアーク3D表示の書き換えを,構成要素の線刻の2次元位置と知覚される奥行きを変化できる新提案により達成し,遠距離・大画面3D表示の実現を目指す.
常温再結晶を利用したステンレス鋼の組織制御と超強靭化

メカニカルアロイング(MA)やメカニカルミリング(MM)は,アトライターやボールミルにより素粉末や合金粉末に大きなひずみエネルギーを加えて非平衡化する手法である.MAやMM処理を施した後,熱処理し焼結する「高ひずみ付加粉末冶金プロセス(HS-PMプロセス)」は,粉末に対する新しい加工熱処理技術であり,結晶粒を超微細化させることが可能である.工業的な観点からいえば,非平衡PMプロセスは[1]非平衡相を生成する[2]ナノスケールの微細結晶をもつ材料を作ることができる[3]成形性に優れるなどの特徴を持つ.室温で高ひずみを付加させると,多数の格子欠陥が導入され,低温で原子の拡散が引き起こされる.そして,過飽和固溶体となった微結晶粒やアモルファス相などの非平衡状態から,相分解や回復・再結晶,粒成長を利用してナノスケールの超微細結晶材料を作ることが可能となる.結晶粒の微細化により材料は,強靭化するだけでなく,超塑性変形が可能となる.したがって,高ひずみ付加PMプロセスは機械的性質の向上だけでなく加工性も向上する,最も効率的で有用な加工熱処理方法であるといえる.本研究では,以上のような特徴をもつ高ひずみ付加PMプロセスをSUS316Lオーステナイト系ステンレス鋼に適用し,組織制御を行い高強度化,強靭化を試みた。その結果、プラズマ回転電極法により作製した同粉末をMM処理し,その後HIP焼結した材料は組織が非常に微細化し、かつσ相を均一に分散させることができた。さらに、このHIP焼結体は優れた高温特性を有することを明らかにした。「高ひずみ付加PMプロセス」は、化学組成に全く手を触れずに材料の超強靭化を達成しうる画期的な手法である。しかしながら、その組織制御メカニズムには不明点が非常に多く、常温での再結晶挙動や蓄積された過剰の欠陥の回復挙動、加熱時の相変態挙動、などの詳細は明らかにされていない。本研究では、高ひずみ付加PMプロセスによる組織制御メカニズムについて検討を行った。超強靭化のために重要な条件として結晶粒が微細であることがあげられる。超強加工された粉末の加工プロセスと積層欠陥エネルギーとの関連性、さらに、粉末の加熱(焼結)過程での相変態挙動や粒成長過程と組織の微細化との関連性について詳細な検討を行い、超微細結晶粒形成メカニズムについて検討した。積層欠陥エネルギーの影響に関しては、オーステナイト系ステンレス鋼、Cu、においては、積層欠陥エネルギーが小さな場合は、不均一変形を起こしやすいために、変形が集中した領域で微細な結晶粒回転を起こし、それが再結晶核として働くことを見出した。一方、Niなとの積層欠陥エネルギーが大きな場合には、サブグレインの形成とサブグレインの回転によって徐々に微細化が進行することを明らかにした。したがって、粉末の結晶粒微細化には材料の変形機構が密接に関わっている。さらに、本申請に関わって、高効率のアトライターを申請した。本装置を用いて超強加工における効率についても詳細な検討を行った。その結果、一定時間の高速回転と低速回転を繰り返し行うことにより、粒子径約10ミクロンの均一なミリング粉末が得られることが明らかとなった。この結果から、粉末の射出成形において重要な粉末の均一性を達成できることが示された。新素材の作製方法として,混合した素粉末や合金粉末に,大きなひずみエネルギーを与え非平衡化するメカニカルアロイング(MA)やメカニカルミリング(MM)を用いた高ひずみ付加PMプロセスが注目されている.このように粉末に強加工を施すことができる高ひずみ付加PMプロセスをオーステナイト系SUS316Lステンレス綱粉末に適用すると,オーステナイト相(FCC)と少量のフェライト相(BCC)からなる微細粒結晶粒組織が形成される^

<1)>.このとき,さらなる強加工を施すと,フェライト相の割合が増加し,ほぼフェライト単相状態にすることができる。本研究では,SUS316L鋼粉末にMMを施し,結晶粒微細化とフェライト変態について詳細に検討した.3.6KsMM後のSUS316L粉末のTEM組織観察より,BCC相からなる微細結晶粒組織とFCC相からなる粗大結晶粒組織との境界が確認された.これは,MMにより,FCC→BCC変態だけでなく,結晶粒微細化も同時に起こっていることを示している.BCC粒には加工誘起マルテンサイト変態に特有な形態的な特徴が認められず、したがって、結晶粒超微細化によって、界面エネルギーが相対的に上昇した結果、フェライト変態するだけの駆動力が発生したと推定される。また、これ以外にも母相中の自由エネルギーの格子欠陥密度の上昇による増大の結果、フェライト変態を起こしたと推定される現象も確認された。
家族性アルツハイマー病とNotchシグナル伝達経路の接点

プレセニリン1およびプレセニリン2は変異により若年発症型家族性アルツハイマー病を引き起こすが、同時に、線虫およびノックアウトマウスでの解析からこれらが分化調節に重要であるNotch情報伝達系に関与している事が示唆されている。本研究では、これらアルツハイマー病とNotch情報伝達系との接点に位置する分子としてのプレセニリンの分子レベルでの機能を解明し、さらには、アルツハイマー病発症におけるプレセニリンを介したNotch情報伝達系の関与の有無を検討するための第一歩として、特にプレセニリン分子の構造面に焦点を当て、他の因子との相互作用を考える上で重要である膜配向性についての詳細な検討をおこなった。さらに、プレセニリンとNotch分子とが直接相互作用する可能性を検討した。1、プレセニリン1の膜配向解析:試験管内転写系および小胞体膜存在下での試験管内翻訳系を利用してプレセニリン1とレポーター蛋白との融合蛋白を発現させ、糖鎖付加、および、プロテイナーゼKに対する感受性を指標にして、プレセニリン1の膜における配向性を解析した。その結果、特にC端領域においてこれまでに報告されているモデルとは異なる膜配向をとることを示唆する結果を得た。この結果と他の実験結果に基づき、プレセニリンが7回膜を貫通し1個所で貫通することなく膜に埋め込まれているとのモデルを提唱する。2、プレセニリン1とNotchとの相互作用の解析:プレセニリン1がNotchと直接相互作用する可能性を検討するため、酵母Two Hybrid法を用いて、プレセニリンのN端、親水性ループ、C端の各領域とNotchのサイトゾル側領域との相互作用を解析した結果、有意な相互作用は検出されなかった。少なくともNotchのサイトゾル側領域とプレセニリン1とは相互作用しない事が示唆された。S182(プレセニリン1)とSTM2(プレセニリン2)は家族性アルツハイマー病に連鎖する遺伝子である。線虫では、プレセリニンと神経細胞などの分化を司るNotchの間に遺伝学的相互作用があることが知られている。本研究では、Notchシグナル伝達経路とアルツハイマー病発症の関連の有無を解明するとともに、Notchシグナル伝達機構の制御におけるプレセニリンの役割を明らかにすることを目的とする。本年度は以下の実験を行い、本研究を推進する基盤を構築した。Notchシグナル伝達因子とアルツハイマー病の解析に必要な抗体の作成Notchシグナル伝達経路とアルツハイマー病の発症の関連を解析するために、1)Notch蛋白質の細胞質部分に存在する各機能ドメイン(核移行シグナル、アンキリン、PEST配列)の融合蛋白質2)プレセニリンの膜から露出した部分(N-末端、ループ部分、C-末端)の融合蛋白質を大腸菌で大量発現、精製するとともに、抗体を調製した。プレセニリンの膜配向性解析in vitro転写、翻訳系とイヌ膵臓ミクロソームを用いた再構成系を用いてプレセニリンの膜配向性を明らかにした。現在、投稿準備中である。Notch蛋白質とプレセニリンの相互作用解析酵母細胞を用いたtwo-hybrid法により、Notch蛋白質の細胞質部分に存在する各機能ドメインと、プレセニリンの膜から露出した部分の相互作用を解析して予備的知見を得た。2)生化学的解析上記の融合蛋白質のうちの一部は、可溶性画分に回収され、生化学的解析に使用できることが明らかになった。今後、in vitro系による相互作用解析系の構築、バイオセンサーによる相互作用解析、制御因子の検索が可能になった。培養細胞を用いた解析系の構築培養細胞にNotch蛋白質の細胞質領域を発現させて、シグナル伝達に伴うプロセシングを詳細に解析している。

また、この発現系を発展させて、ルシフェラーゼの活性を指標としてNotchシグナル伝達系の活性化を定量するシステムを作成する。この系を用いてNotchシグナル伝達におけるプレセニリンの役割を定量的に解析する。システム構築に必要な遺伝子の単離を行った。プレセニリン1およびプレセニリン2は変異により若年発症型家族性アルツ-ハイマ病を引き起こすが、同時に、線虫およびノックアウトマウスでの解析からこれらが分化調節に重要であるNotch情報伝達系に関与している事が示唆されている。本研究では、これらアルツ-ハイマ病とNotch情報伝達系との接点に位置する分子としてのプレセニリンの分子レベルでの機能を解明し、さらには、アルツ-ハイマ病発症におけるプレセニリンを介したNotch情報伝達系の関与の有無を検討するための第一歩として、特にプレセニリン分子の構造面に焦点を当て、他の因子との相互作用を考える上で重要である膜配向性についての詳細な検討をおこなった。さらに、プレセニリンとNotch分子とが直接相互作用する可能性を検討した。1、プレセニリン1の膜配向解析:試験管内転写系および小胞体膜存在下での試験管内翻訳系を利用してプレセニリン1とレポーター蛋白との融合蛋白を発現させ、糖鎖付加、および、プロテイナーゼKに対する感受性を指標にして、プレセニリン1の膜における配向性を解析した。その結果、特にC端領域においてこれまでに報告されているモデルとは異なる膜配向をとることを示唆する結果を得た。この結果と他の実験結果に基づき、プレセニリンが7回膜を貫通し一個所で貫通することなく膜に埋め込まれているとのモデルを提唱する。2、プレセニリン1とNotchとの相互作用の解析:プレセニリン1はNotchと直接相互作用する可能性を検討するため、酵母Two Hybrid法を用いて、プレセニリンのN端、親水性ループ、C端の各領域とNotchのサイトゾル側領域との相互作用を解析した結果、有意な相互作用は検出されなかった。少なくともNotchのサイトゾル側領域とプレセニリン1とは相互作用しない事が示唆された。
バイオ3Dプリンターを用いた尿管創生に向けた基礎的研究

本研究では将来的に3Dプリンターを用いた尿管の作成を目標として、その基礎となる研究を行った。具体的には、用いる細胞種の選定、そして3Dプリンターには直径約0.5mmのスフェロイドと呼ばれる細胞槐を用いるが、その培養方法の確立をまず行った。当初の予定通りヒトiPS細胞から作成した中間中胚葉からFoxD1、HoxB7陽性細胞への分化、培養を行う準備を行いながら、まずは簡便に直接FoxD1、HoxB7陽性細胞のスフェロイド形成が可能かどうか、マウスの胎児よりFoxD1陽性細胞、HoxB7陽性細胞を直接抽出、初代培養することでスフェロイドの形成を試みた。FoxD1に関して、免疫染色により胎生17.5日のマウスにFoxD1陽性細胞が存在することを確認し、Collagenase処理を行いFoxD1陽性細胞を初代培養することが可能であった。そしてそれをスフェロイド培養用のNanoCulture&#174; Plateへ継代培養したものの、FoxD1の発現が維持されなかった。継代を経ずに直接NanoCulture&#174; Plateへ細胞を撒布するなどの工夫によりFoxD1陽性が維持したうえでスフェロイドの構築が可能か検討中である。更に直接的にFoxD1陽性細胞をCre-LoxPシステムを用いてFACSで集めることも考え、遺伝子改変マウスであるFoxD1-Creマウスを徳島大学より譲り受け、同マウスとレポーターマウスであるR26tdTomatoマウスと交配を開始する予定である。HoxB7陽性細胞に関して、Cre-LoxPシステムにより直接マウスの胎児内でレポーター遺伝子を発現させた後にFACSにより細胞を集め、その細胞を培養しスフェロイドを作成することとした。遺伝子改変マウスであるHoxB7-Creを徳島大学から譲り受け、レポーターマウスであるR26tdTomatoマウスと交配を開始する予定としている。
金属フリー成長した一次元ナノカーボン構造体の磁性に関する研究

「金属フリーアークプラズマ加熱法」による、グラファイトナノプレート(GNP)の高効率形成条件を見出し、約0.1 kOeの保磁力を観測した。さらに水素還元雰囲気で熱処理することで、GNPのグラファイト性が向上することを見出した。一方「金属フリー熱化学気相成長法」で得られるカーボンナノファイバーに関しては元素分析により、わずかに(約0.02%)硫黄がカーボンネットワークにドープされていることが明らかとなった。また、生成法の改良により、石英フロストガラス表面に従来の約30倍の高効率生成を可能にした。研究期間全体を通じて、「金属フリーアークプラズマ加熱法」と「金属フリー熱化学気相成長法」によって得られるナノカーボン構造体の生成条件の検討と構造解析、磁気特性評価を行った。まず「金属フリーアークプラズマ加熱法」に関しては、研究実施計画にある金属フリー多層カーボンナノチューブ(CNT)の生成条件と磁気特性の検討を行う過程で新たに、グラファイトナノプレート(GNP)の高効率形成条件を見出した。この金属フリーかつ高純度GNPの磁気特性を評価したところ、約0.1kOeの保磁力を観測することができた。最終年度には詳細な生成条件の検討を行い、特に大気圧以上のCO2ガス中で放電を行うことでも、GNPが生成できることを見出した。各条件で得られたGNPの結晶性等をラマン分光ならびにX線回折によって解析した。研究期間中に多層CNTやGNP構造と磁気特性との関連性を解明するまでには至らなかった。しかし本研究で得られたGNPは、特に高性能二次電池の金属不純物をまったく含まない負極材料して有望であると考えられる。そこで、GNPシートを作製したところ、約1S/cmの導電率を得ることができた。一方「金属フリー熱化学気相成長法」で得られるカーボンナノファイバー(CNF)に関しては、不純物の有無をより明確にするため、X線光電子分光法による元素分析を行った。その結果、わずかに(約0.02%)硫黄がカーボンネットワークにドープされていることが明らかとなった。このCNFの構造と磁気特性との関連を、研究期間中に明確にすることはできなかった。それは生成量が極めて少ないためであり、最終年度には生成法の改良を行った。石英フロストガラス表面に従来の約30倍の高効率生成を可能にし、今後の分析評価へ展開できる結果を得ることができた。研究代表者らが開発したナノカーボン構造体形成のための2つの新規成長法である「金属フリーアークプラズマ加熱法」と「金属フリー熱化学気相成長法」のうち、平成23年度は「金属フリーアークプラズマ法」によって得られるナノカーボン構造体の生成条件の検討と、磁気特性評価を行った。研究実施計画のとおり金属フリー多層カーボンナノチューブの生成条件と磁気特性の検討を行う過程で新たに、グラファイトナノプレート(大きさが約300 nmで50層程度のグラフェン様構造体)の高効率形成条件を見出した。ある条件では純度はほぼ100%あり、金属フリーかつ極めて高純度での生成が可能であることがわかった。また、純度はわずかに減少するものの、約98%でさらに大量の生成も達成した。不純物はバルーン状粒子と多面体粒子であり、これらもナノカーボン構造体の一種であった。そこで、生成直後の未処理の純度100%グラファイトナノプレートの磁気特性評価をおこなったところ、約0.1 kOeの保磁力を観測することができた。さらに「金属フリー熱化学気相成長法」で得られるカーボンナノファイバーに関しては、磁気特性評価をおこなう前に不純物の有無をより明確にするため、X線光電子分光法による元素分析をおこなった。その結果金属不純物はもとより、反応用石英管からの混入の可能性が大きいと予想されたケイ素もまったく検出されなかった。わずかに(約0.02%)硫黄がカーボンネットワークにドープされていることが明らかとなった。これらの構造と磁気特性との関連を明確にする上で、新たに重要な知見を得ることができた。「金属フリーアークプラズマ加熱法」によって得られるナノカーボン構造体の生成条件の検討は、全検討内容の半分以上完了した。また、未処理試料の磁気特性評価も実施した。現在までに、比較的大きな保磁力などいくつかの測定データを得ることができている。さらに再現性や、構造や組成に起因するものであるのか見極めるためにも、詳細な構造解析とともに、熱処理試料との比較も重要な検討課題であると考えている。また、「金属フリー熱化学気相成長法」で得られるカーボンナノファイバーに関しては、X線光電子分光法による元素分析により、カーボンネットワークに硫黄原子がドープされているという知見を得ることができた。この硫黄置換構造がナノカーボン磁気特性にどのような影響を与えるのか、極めて興味深い検討課題を新たに見出すことができた。

以上のように当初計画はおおむね順調に進展していると言える。その一方で、新たな検討課題も浮上し、2つの生成法で得られるナノカーボン構造体の詳細な構造解析と磁気特性評価を効率よくコンカレントに推進する必要がある。「金属フリーアークプラズマ加熱法」によって得られるナノカーボン構造体の残りの生成条件の検討(アルゴン・水素ガス混合比変化の一部とアーク放電電流の変化)を行う。さらに得られた試料を熱処理することで、ナノカーボン構造体の結晶性などを変化させ、磁気特性との関連性を調べる。特に平成23年度中に検討した未処理の試料の磁気特性評価と比較しながら、ラマン分光、X線回折、X線光電子分光、熱重量分析などの分析結果にもフィードバックし同時に検討を進める。「金属フリー熱化学気相成長法」で得られるカーボンナノファイバーに関しても同様に、引き続き未処理試料と熱処理試料の構造と磁気特性との関連性について検討を進める。特にカーボンネットワーク中に存在する硫黄原子の効果に着目し、含有率と磁気特性との関連性を注視する。本研究で対象としているナノカーボン構造体は金属フリーであることから、磁気特性評価はもとより、様々な複合材料の候補としても有力である可能性がある。特に高性能二次電池の金属不純物をまったく含まない負極材料して有望であるかもしれない。この点も念頭に、金属フリーナノカーボン材料が次のステップへつながる基礎となる研究を推進する。「金属フリーアークプラズマ加熱法」による試料作製には、原料として炭素電極を使用するため次年度研究費としても購入予定である。また、アルゴンや水素などのガスも必要である。熱処理を行う際には不純物の混入を防ぐために、高品質かつ清浄な石英管や石英ボートを使用しなければならないため、これらも物品費として使用することを計画している。「金属フリー熱化学気相成長法」でも反応用に石英管を使用する。この石英管は実験回数が多いほど著しく劣化するため、こまめに交換する必要がある。またエタノールや二硫化炭素などの原料試薬も購入予定である。生成物評価の常套手段の一つとして透過型電子顕微鏡観察を用いている。そのための試料保持用グリッドや電子顕微鏡用フィルムにも研究費を使用する。
超低振動歯車装置設計のための振動挙動の精密な把握と解析

低燃費のために,自動車の歯車装置の重量を大幅に低減することが緊急の課題になっている.しかし軽量化は振動・騒音増加の方向に作用する.そこで低振動低騒音の歯車装置を得るためには,歯車単体以外の部位を低振動化のために積極的に活用する設計法を開発することが不可欠である.このためには歯車のかみあい部のみならず,歯車本体と軸の結合法,軸,軸受,軸受とハウジングの結合等のばね定数,減衰係数まで考慮に入れた系の振動挙動を正確にきめ細かく解析できる必要がある.そこで本研究では,各部位の剛性等,基礎的な価をより精密に同定することで現実の振動挙動を正しく描写できるようにすることを目指す.また,歯車装置の低振動設計の指針として,各部位が装置全体の共振周波数の移動および振幅の増減に及ぼす影響の度合いを明らかにすることを目的とする.以上の目標の実現のために,本研究では1.歯車系の多自由度振動解析法の開発2.歯車系の多自由度振動挙動の実験的把握3.歯車の誤差が振動挙動に及ぼす影響の解析について研究を行い,従来よりも精密な歯車系の振動挙動の予測を可能とした.その結果,軸や軸受が歯車系の振動挙動に及ぼす影響については明らかになってきたが,今後,歯車箱まで含めて,さらに詳細な系の振動モデルの同定を行う必要がある.低燃費のために,自動車の歯車装置の重量を大幅に低減することが緊急の課題になっている.しかし軽量化は振動・騒音増加の方向に作用する.そこで低振動低騒音の歯車装置を得るためには,歯車単体以外の部位を低振動化のために積極的に活用する設計法を開発することが不可欠である.このためには歯車のかみあい部のみならず,歯車本体と軸の結合法,軸,軸受,軸受とハウジングの結合等のばね定数,減衰係数まで考慮に入れた系の振動挙動を正確にきめ細かく解析できる必要がある.そこで本研究では,各部位の剛性等,基礎的な価をより精密に同定することで現実の振動挙動を正しく描写できるようにすることを目指す.また,歯車装置の低振動設計の指針として,各部位が装置全体の共振周波数の移動および振幅の増減に及ぼす影響の度合いを明らかにすることを目的とする.以上の目標の実現のために,本研究では1.歯車系の多自由度振動解析法の開発2.歯車系の多自由度振動挙動の実験的把握3.歯車の誤差が振動挙動に及ぼす影響の解析について研究を行い,従来よりも精密な歯車系の振動挙動の予測を可能とした.その結果,軸や軸受が歯車系の振動挙動に及ぼす影響については明らかになってきたが,今後,歯車箱まで含めて,さらに詳細な系の振動モデルの同定を行う必要がある.歯車装置の振動低減は,環境問題ばかりでなく省エネルギーを目的とした機械の低重量化のためにも重要な課題である。従来,歯車自体のみの振動に着目することで,低振動化の指針を得ていたが,僅か0.1μmにも満たない振幅の振動について,これ以上の低振動低騒音を実現するためには,軸や軸受,ハウジングなどを含めた振動系の正確な把握に基づいて,系をモデル化することが重要である。そこで,自動車などで今日もっとも一般的に用いられているはすば歯車の振動挙動について,1.まず,歯車本体に取り付けた加速度ピックアップによる計測では,従来単に振動の大きさだけしか計測できなかったのを,回転次数比解析を活用することによって,軸が軸直角方向にどのような運動(直線,楕円,円軌跡)をしているのかを推定できるように一般化できた。2.つぎに,歯車軸および歯車の軸直角方向振動を,歯車箱中においても計測できるようにレーザドップラ振動計による振動計測手法を確立した。これによれば,はすば歯車の軸は従来から考えられていた,作用線方向にのみ振動するのではなく,これと直交する方向に振動していたり,軸が両端軸受の間でS字状に振動していたり,さらには軸が必ずしも振動の節として作用していないことなどが分かった。3.一方,軸の弾性をも考慮に入れ,さらに歯車のかみあいを起振力とする振動を伝達マトリックス法によって解析することを試み,実験結果と,よく対応するようにパラメータの同定を行った。この結果,軸受のばねばかりでなく,軸受より外側の質量が軸の曲げの運動に作用して,系の振動に寄与していることが分かった。低振動低騒音の歯車装置を得るためには、歯車単体以外の部位を低振動化のために積極的に活用する設計法を開発することが不可欠である。このためには歯車本体と軸の結合法、軸、軸受、軸受とハウジングの結合等のばね定数、減衰係数まで考慮に入れた系の振動挙動を正確にきめ細かく解析できる必要がある。本年度に得られた成果は以下のとおりである。(1)比較的負荷の軽い状態で歯面誤差がある場合のはすば歯車の回転振動挙動を把握できるシミュレーションプログラムを完成した。このプログラムは、歯面誤差を加振力として取り込むことができ、回転方向の1自由度振動系としての振動の大きさを推定できる。これを用いて、いくつかの種類の歯面誤差を有するはすば歯車対の振動の大きさを、正面かみあい率と重なりかみあい率で表すかみあい率平面上にマップで表示した。(2)また、軸および軸受までを含めた振動系に対する振動挙動を全ての自由度を考慮に入れて推定できるシミュレーションプログラムにより、これらの要素が振動系に及ぼす影響の一部を明らかにすることができた。(3)はすば歯車系の振動挙動を、特に減速と増速の条件での違いに注目して計測を行った。

この際、歯車に取り付けた加速度ピックアップの信号から、単に振動の大きさに加えて振動軌跡や、軌跡の向きを含めて詳細に明らかにすることができた。また、レーザドップラー振動計を用いて軸の振動挙動も明らかにして、歯車の振動が必ずしも作用線方向ばかりを向いているわけではないこが判明した。また増速状態と減速状態とで系のモデル化の見地からは違いがないこと、回転数などの運転条件の運転条件の違いが振動の差を産む可能性があることを推論した。(4)歯車に既知の質量を取り付けることによる系の固有振動数の変化を実験的に求めることから、歯車の振動系を同定する際の質量の取り扱い方について、その指針を得ることができた。低燃費のために、自動車の歯車装置の重量を大幅に低減することが緊急の課題になっているが、一般的に機械装置の軽量化は振動・騒音増加の方向に作用する。そこで軽量かつ低振動、低騒音の歯車装置を得るためには、歯車単体以外の部位を低振動化のために積極的に活用する設計法を開発することが不可欠である。このためには歯車本体と軸の結合法、軸、軸受、軸受とハウジングの結合のばね定数、減衰係数等の諸元を正確に同定する必要があった。しかし、歯車装置運転中の各要素の減衰を計測するのは困難であり、共振点の周波数は比較的高い精度で予測できるのに対して、その振動の大きさを予測するには従来の解析では精度が不十分であった。このような問題に対して本研究では、歯車装置各部の減衰が系全体の振動挙動に及ぼす影響を詳細な解析により整理し、実験結果と比較、検討した結果、従来の解析で用いていた歯のかみあいによる減衰比0.07が過大であったことが明らかとなった。これは平歯車の振動計測で得られた振動波形から実験的に求めた値であるが、実際には歯車と軸の結合部、軸受け等の減衰を含めた値であり、多自由度振動解析で歯のかみあい部単独の減衰として用いるのは不適切な値であった。さらに他の要素の減衰、ばねこわさについても詳細に検討した結果、実験とよく一致する精度の高い振動解析手法となった。また、軸等のばねによる変位を歯車取り付け位置に集約した等価モデルを用い、多自由度系の振動解析を簡便に行う手法の開発も行っている。さらに,歯すじ方向の誤差を持つ平歯車対の振動計測を行い、歯車の誤差が振動挙動に及ぼす影響について検証している。以上の研究により、歯車装置各部位の振動挙動への影響度を明らかにし、歯車装置の低振動設計法を開発するための基礎を確立した。
イヌのHSP70に結合する新規腫瘍抗原の同定と腫瘍免疫療法への応用

熱ショックタンパク質(Heat shock protein: HSP)は、分子シャペロンとして、細胞の生存に関わっている。HSPファミリーの1つであるHSP70は腫瘍細胞において強発現し、腫瘍細胞の生存や腫瘍組織の増大に関連していることが報告されている。また、HSP70は腫瘍細胞内の様々なタンパク質と結合し、細胞外へ放出されることが明らかとなってきており、腫瘍診断マーカーや腫瘍免疫療法への応用が期待されている。HSP70と他のタンパク質との複合体は、抗原提示細胞の細胞膜に結合し、細胞性免疫を賦活化することから、HSP70に結合する抗原タンパク質は強力な腫瘍免疫反応を誘導できる可能性がある。本研究ではこれまでに、イヌの乳腺腫瘍におけるHSP70の機能について検討するため、HSP70ノックダウン犬乳腺腫瘍細胞株を樹立した。その結果、ノックダウン細胞株では、細胞増殖活性が有意に低下し、さらにドキソルビシンによるアポトーシス誘導が促進される傾向が認められた。また、組換えイヌHSP70タンパク質を作製するとともに、それを抗原としたウサギポリクローナル抗体を作製した。ポリクローナル抗体を用いて、イヌの乳腺腫瘍組織におけるHSP70の発現について免疫組織化学により解析を行った。さらに、組換えイヌHSP70タンパク質とイヌの乳腺腫瘍のライセートを用いた共免疫沈降法により、HSP70に結合するタンパク質の同定を試みた。これまでに細胞分裂に関連するcyclinB1、細胞骨格タンパクであるvimentin、myosin-9、actinを同定することができた。これらについてそれぞれ組換えタンパク質を作成し、イヌHSP70との結合性を再確認中である。共免疫沈降法により得られたタンパク質の量が一部のものにおいて不十分であったため、アッセイを繰り返す必要があり、その結果、質量分析による解析に時間を要した。平成31年度は、イヌHSP70モノクローナル抗体の作成を進めるとともに、共免疫沈降で得られた各種組換えタンパク質を作製する。GST融合組換えイヌHSP70との結合性を抗GST抗体を用いたウエスタンブロンティングによって解析することで、共免疫沈降法との整合性を確認する。研究がスムーズに進むようであれば、イヌの末梢血単核球より分化させた樹状細胞をHSP70-腫瘍抗原複合体によって刺激し、抗原特異的細胞傷害性T細胞を誘導できるかどうかを検討する。イヌの乳腺腫瘍細胞株に対して、細胞傷害性T細胞による細胞死滅効果が得られたHSP70との複合体は腫瘍免疫賦活化分子として期待できる。熱ショックタンパク質(HSP)は様々な外的刺激によって変性したタンパク質の凝集を防ぎ、さらに変性タンパク質のリフォールディングを行うことによって、細胞を種々のストレスから防御する分子シャペロンとして働いている。その1つであるHSP70は、ATP依存型の分子シャペロンであり、細胞内で合成されたタンパク質と結合し、フォールディング・リフォールディングを行うだけでなく、複合体として細胞膜外へ輸送する機能を有している。近年、HSP70はヒトの様々な腫瘍細胞内で強発現していることが報告され、複数のアポトーシス関連タンパク質のフォールディングを行い、主にアポトーシスを抑制することで、腫瘍細胞の増殖や抗腫瘍薬への抵抗に関与していると考えられている。また、HSP70はイヌの乳腺腫瘍においても過剰に発現し、腫瘍増殖との関連性が示唆されている。H29年度は、イヌの乳腺腫瘍におけるHSP70の発現や機能を解析するために、GST融合組換えタンパク質を作製するとともに、それを抗原としたウサギポリクローナル抗体を作製した。作製したポリクローナル抗体を用いて、イヌの乳腺腫瘍組織におけるHSP70の発現について免疫組織化学により解析を行った。また、組換えタンパク質と乳腺腫瘍由来タンパク質を用いた共免疫沈降法により、HSP70に結合するタンパク質の同定を試み、いくつかの分子を同定することができた。これらの成果について、第160回日本獣医学会学術集会において発表した。H29年度内に実施予定の項目について、一部達成できていない内容があるものの、前倒しで開始できている内容もあり、概ね順調に進展していると考える熱ショックタンパク質(Heat shock protein: HSP)は、分子シャペロンとして、細胞の生存に関わっている。

これまでに細胞分裂に関連するcyclinB1、細胞骨格タンパクであるvimentin、myosin-9、actinを同定することができた。これらについてそれぞれ組換えタンパク質を作成し、イヌHSP70との結合性を再確認中である。共免疫沈降法により得られたタンパク質の量が一部のものにおいて不十分であったため、アッセイを繰り返す必要があり、その結果、質量分析による解析に時間を要した。H30年度は、イヌHSP70のモノクローナル抗体を作製し、サンドイッチELISAの系を立ち上げ、末梢血中におけるHSP70濃度に関して健常犬と乳腺腫瘍罹患犬について検討する。また、組換えイヌHSP70と結合するタンパク質について、引き続き共免疫沈降法を用いて検索し、同定するとともに、複合体による樹状細胞の刺激効果について検討する。平成31年度は、イヌHSP70モノクローナル抗体の作成を進めるとともに、共免疫沈降で得られた各種組換えタンパク質を作製する。GST融合組換えイヌHSP70との結合性を抗GST抗体を用いたウエスタンブロンティングによって解析することで、共免疫沈降法との整合性を確認する。研究がスムーズに進むようであれば、イヌの末梢血単核球より分化させた樹状細胞をHSP70-腫瘍抗原複合体によって刺激し、抗原特異的細胞傷害性T細胞を誘導できるかどうかを検討する。イヌの乳腺腫瘍細胞株に対して、細胞傷害性T細胞による細胞死滅効果が得られたHSP70との複合体は腫瘍免疫賦活化分子として期待できる。モノクローナル抗体の作製が遅れており、それによる消耗品の使用額が減少したため。モノクローナル抗体の作製には実験動物の購入ならびにハイブリドーマ作製のための消耗品の購入が必要だが、研究に遅れが生じているために使用額が減少した。また、HSP70複合体による樹状細胞刺激の実験が未実施なために、同様に消耗品の購入が減少した。次年度はこれらの実験を進める上で、当初の使用予定額を上回る事が予測されるため、本年度の余剰分と合わせて執行予定である。
CD8陽性T細胞におけるIL-18によるオートファジーと腫瘍免疫に関する研究

基礎研究では、マウス脾臓より採取したnatural killer細胞(NK細胞)を用いた。このNK細胞はIL-15/18刺激によりIL-15/18受容体を介して増殖し、強い細胞傷害活性を示した。NK細胞は、IL-15/18刺激によりIL-12受容体(IL-12Rβ1)および免疫チェックポイント分子の一つであるPD-1の発現が増強した。IL-15/18刺激を受けたNK細胞はIL-12により、増殖能が抑制され、STAT4の活性化、IFN-γの分泌促進、免疫抑制性表面抗原(TIM-3, LAG-3, NKG2A)の発現が増強して、細胞傷害活性の低下を示した。IL-15/18刺激を受けたNK細胞はIL-2およびIL-18受容体の一部であるCD25およびIL-18Rαを発現しており、このNK細胞に対してIL-2/18にて再刺激を行ったところ再度増殖を認め、細胞傷害活性の上昇が確認された。これらの成果について、英文論文を作成して投稿している。本研究のもう一つ重要な臨床研究では、鼻科手術(内視鏡下副鼻腔手術)の症例に関する臨床的検討をテーマとした。主に慢性副鼻腔炎の手術症例を対象とし、術前、術中、術後のスコア化を提唱して検討した。本研究により、鼻症状アンケート(Nasal Symptom Questionnaire, NSQ)と手術所見のスコア(OPスコア)を提唱した。より簡易なアンケートであるNSQの内部一貫性と再現性を証明した。厚生労働省の指定難病である好酸球性副鼻腔炎例は、非好酸球性副鼻腔炎例と比較して、術前および術中所見(OPスコア)が重症例であり、術後も経過につれて鼻内所見が増悪した。OPスコアは、術中から術後の予後を推測できる指標として役立つことが示唆された。これらの成果について、国内外で学会発表を行い、英文論文を作成して受理された。基礎研究として、IL-18遺伝子欠損マウス脾臓のNK細胞を用いた実験を行っている。NK細胞はIL-18Rα・βを発現しており、IL-18が単独で直接シグナルを導入、NF-kBをリン酸化し、蛋白の合成を高め、様々な表面抗原を発現させること、IL-15とIL-18の共刺激によりNK細胞の増殖が促進されること、さらにIL-12単独刺激によってその増殖が抑制されることなどが明らかになった。またNK細胞の増殖と増殖抑制に伴い、B220, c-kit, NKG2D, CD69, CD25, Sca-1などの表面抗原や細胞傷害活性や産生されるサイトカインの種類が著しく変化することを観察した。IL-15とIL-18の共刺激を受けたNK細胞は高い抗腫瘍活性を示すが、IL-12を添加することでIFN-γを多量に産生した後、IL-10も産生して抗腫瘍活性が低下することを観察した。これらのことから、NK細胞の活性や増殖、機能分化は抗原刺激なしでサイトカイン刺激のみで誘導されることが考えられ、がんの免疫治療の進歩にも示唆を与えるものとして、論文の作成に取り組んでいる。臨床研究として、鼻科手術(内視鏡下副鼻腔手術)の対象となる症例の臨床背景について研究している。主な対象疾患は、アレルギー性鼻炎、慢性副鼻腔炎、鼻副鼻腔内反性乳頭腫などである。副鼻腔炎においては、好酸球性副鼻腔炎を非好酸球性副鼻腔炎と比較して検討している。とくに術前、術中、術後所見のスコア化を試みて、術後成績を左右する予後因子を検討した。嗅裂部の炎症所見が術後の嗅覚障害に大きな影響を及ぼしていることが分かった。これらの臨床論文の作成にも取り組んでいる。現在までは予定通り遂行できている。論文作成が遅れないよう鋭意つとめる。基礎研究として、大学院生とともにIL-18遺伝子欠損マウス脾臓のNK細胞を用いて実験した。NK細胞はIL-18Rα・βを発現しており、IL-18単独による直接シグナル導入、NF-kBリン酸化による蛋白合成亢進、IL-15とIL-18によるNK細胞増殖促進、IL-12による増殖抑制などを明らかにした。NK細胞増殖とIL-12による増殖抑制に伴う表面抗原(B220など)の著明な変化、産生されるサイトカインの種類変化などを観察した。IL-15とIL-18にて共刺激を行ったNK細胞は、高い抗腫瘍活性を示す一方、活性抑制する表面抗原(PD-1など)をすでに発現しており、IL-12添加によるIFN-γ多量産生後にIL-10産生、抗腫瘍活性の低下、2B4, Tim3, LAG3の増強などを観察した。NK細胞の増殖・表面抗原・機能変化は、抗原刺激なく誘導されることがわかり、NK-based cancer immunotherapyによるがん免疫治療の進歩にも示唆を与えるものとして、英文論文の作成に取り組んでいる。臨床研究として、鼻科手術症例の臨床背景、術前、術中、術後所見のスコア化を試みた。本年度は、とくに副鼻腔・嗅裂部の術中所見に着目して、そのスコア化を試みた(Tsuzuki K, et al., JLaryngol Otol. 2018; Okazaki K, Tsuzuki K, et al., Eur Arch Otorhinolaryngol. 2018)。

術中所見から術後予後因子を統計学的に解析し、篩骨洞および嗅裂天蓋の炎症所見が大きく影響を及ぼしていることが分かった。現在、鼻症状と生活の質(Quality of life)が鼻副鼻腔における所見との相関性について着目し、英文論文の作成に取り組んでいる。最終年度となる2018年度は、成果のまとめ、英文論文作成と発表を行っていく。基礎研究では、マウス脾臓より採取したnatural killer細胞(NK細胞)を用いた。このNK細胞はIL-15/18刺激によりIL-15/18受容体を介して増殖し、強い細胞傷害活性を示した。NK細胞は、IL-15/18刺激によりIL-12受容体(IL-12Rβ1)および免疫チェックポイント分子の一つであるPD-1の発現が増強した。IL-15/18刺激を受けたNK細胞はIL-12により、増殖能が抑制され、STAT4の活性化、IFN-γの分泌促進、免疫抑制性表面抗原(TIM-3, LAG-3, NKG2A)の発現が増強して、細胞傷害活性の低下を示した。IL-15/18刺激を受けたNK細胞はIL-2およびIL-18受容体の一部であるCD25およびIL-18Rαを発現しており、このNK細胞に対してIL-2/18にて再刺激を行ったところ再度増殖を認め、細胞傷害活性の上昇が確認された。これらの成果について、英文論文を作成して投稿している。本研究のもう一つ重要な臨床研究では、鼻科手術(内視鏡下副鼻腔手術)の症例に関する臨床的検討をテーマとした。主に慢性副鼻腔炎の手術症例を対象とし、術前、術中、術後のスコア化を提唱して検討した。本研究により、鼻症状アンケート(Nasal Symptom Questionnaire, NSQ)と手術所見のスコア(OPスコア)を提唱した。より簡易なアンケートであるNSQの内部一貫性と再現性を証明した。厚生労働省の指定難病である好酸球性副鼻腔炎例は、非好酸球性副鼻腔炎例と比較して、術前および術中所見(OPスコア)が重症例であり、術後も経過につれて鼻内所見が増悪した。OPスコアは、術中から術後の予後を推測できる指標として役立つことが示唆された。これらの成果について、国内外で学会発表を行い、英文論文を作成して受理された。基礎研究においては、IL-15およびIL-18にて刺激したNK細胞にIL-12を加えることで、NK細胞はIFN-γやIL-10を多く産生する抗腫瘍活性が低い細胞へ変化することがわかった。今後は、このNK細胞の機能や表面抗原に関する実験を行っていく。臨床研究においては、鼻副鼻腔内反性乳頭腫、好酸球性副鼻腔炎と非好酸球性副鼻腔炎、副鼻腔真菌症などの鼻科手術症例における手術所見のスコア化、手術方法の工夫などについて探索して、術後成績の改善のための要点をまとめる。いずれも研究の結果を取りまとめて、海外誌への投稿を目指して論文を執筆する予定である。基礎研究において、IL-15およびIL-18にて刺激したNK細胞にIL-12を加えることで、抗腫瘍活性は低いが、IFN-γやIL-10を多く産生する細胞へと変化するが、前者のNK細胞はすでに活性を抑制するような表面抗原をすでに発現していることがわかった。現在、論文執筆と論文に掲載する図表を作成中である。臨床研究において、鼻副鼻腔疾患を対象として、術前、術中、術後の鼻副鼻腔領域の所見については、我々が提唱したスコアリングの研究を継続する。
変分的殻模型による不安定原子核の構造の研究

変分的殻模型に基づいてエネルギー極小値や一粒子波動関数を決定するコンピュータ用プログラムを最終的に完成させた。核子間相互作用はデルタ関数及びその微分に限られるが、以前に行っていた数値計算と違って原理的には厳密に解けるようになった。変分的殻模型によって、極端な条件下にあるものも含めて、様々な原子核の構造を統一的に記述する研究を行ってきた。最も標準的なものの-つであるスキルム3型相互作用を用いて^<11>Be原子核の中性子ハロ-や異常基底状態を変分的殻模型で再現してきた。同じ方法で、質量数が10前後の原子核のエネルギー準位、電気的四重極モーメントや磁気モーメントなどの様々な性質の記述にも成功してきた。中性子過剰核における核子間有効相互作用を調べるために、ハートリーフォック法に基づく計算を行った。その過程で、中性子スキンの存在を予言し、その性質を議論した。変分的殻模型では中性子ハロ-が安定核の励起状態で自然に現れるが、それらの波動関数を中性子直接捕獲によって実験的に検証できることを示した。変分的殻模型に基いてエネルギー極小値や一粒子波動関数を決定するコンピューター用プログラムを最終的に完成された。核子間相互作用はデルタ関数及びその微分に限られるが、以前に行っていて数値計算と違って原理的には厳密に解けるようになった。以前は波動関数を表わすのにモデル的な仮定をしていたのに対し、このプログラムでは微分方程式を解くので、アプリオリな予想なしに解を求めていける。それによって^<11>Beや^<13>Cなどの原子核の変分的殻模型の範囲内での、ある与えられた相互作用についての最終的な結果が得られた。これをさらに、質量類が816近辺の言わゆるp殻核に適用した。求められた波動関数を用いて幾つかの興味深い計算を行った。一つは直接中性子捕獲の断面積の計算である。中性子ハローが励起状態の中にあると、入射中性子がE1遷移によって、この中性子ハローを持つ一粒子軌道へ入りやすくなる。特に、入射エネルギーが低い時に、断面積が大きくなり、励起状態での中性子ハローを検出する実験手段として、今後発展させられるべきである。実際には^<13>Cの変分的殻模型波動関数を用いてこの事を初めて見出した。もう一つの計算は、^<11>Beの基底状態からのE1光破砕反応の励起関数である。1Mev付近に大きなピークが出る事を示し、今後の実験に示唆を与えた。最も標準的なものの一つであるスキルム3型の相互作用に密度依存型近似を入れたものを用いて、^<11>Be原子核の中性子ハローや異常基底状態を変分的殻模型で再現してきた。その過程で、中性子スキンに関する物理も展開してきた。最近の成果としては、中性子過剰核での陽子分離エネルギーの驚くほど単純な中性子数依存性がある。さらに、TDA及びRPA法をハートリーフォック法に組み合わせて、中性子スキンを持った中性子過剰核でのE2巨大共鳴モードの研究も行い、有効相互作用への芯偏極を通じての影響についての研究を行っている。実験で得られるエネルギー準位などを非常に良く再現するには、スキルム相互作用は柔軟性などに欠けるので、より現象論的な簡単化された変分的殻模型を現在考案中であり、それによって平均場とペアリングの競合などを考えていく予定である。また、変分的殻模型では中性子ハローが安定核の励起状態で自然に現れるが、それらの波動関数を中性子直接捕獲によって実験的に検証できることを示した。