hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
導電性高分子によって固定化された金属およびダイヤモンド粒子の電解触媒

金属微粒子上で電極反応が起こると、通常には見られない触媒反応が観察される。申請者は以前、平板電極上に分散させたサブミクロン粒子を電極として、メタノール・ぎ酸・フェノールの酸化およびグルコース検出の際の過酸化水素の還元において、電位に利得があることを見出した。本研究では、金属微粒子を導電性高分子によって、固定化・安定化した膜を用いて触媒機能を調べることを目指した。グルコースオキシデーズ(GOD)を含む溶液中で、ロジウムを電解析出したポリピロール被覆電極に0.0Vをかけたときに流れる電流は、グルコースの添加量と共に増加した。定常電流値に達するのに15分かかった。電流のグルコースに対する変化はほぼ一次であったが、原点を通らなかった。遅い応答は反応の遅さによるのではなく、溶液中の酸素の不足または膜内の遅い拡散による。これまでの理論によると反応拡散電流密度はj=-2F s^*κ√kD tanh[(L/2)√(k/D)]で表せる。ここでLは膜の厚さであり、s^*はGODの濃度である。この式を用いて、電流のLに対する変化からk/Dを算出した。D=2×10^<-5>cm^2s^<-1>を用いるとkκ^2=8×10^<-3>s^<-1>となった。次に、ロジウム微粒子の代わりに酸化チタン粒子を溶液内に分散させ、光応答を測定した。紫外光を照射すると、電流は流れたが、ポリピロールがさらに酸化する電流と思われた。酸化チタン粉末を膜に取り込まずに溶液に分散させたところ、酸化電流はあまりに小さかった。類似の測定を、ダイヤモンド粒子を用いて光を照射せずに測定した。ロジウム粒子に見られた酸化電流の触媒効果は見られなかった。ダイヤモンド粒子の活性化またはイオンによるドーピングが必要と思われる。ダイヤモンドの粒子の電気化学的酸化では、活性とはならなかった。粒子の合成過程から考察する必要があることがわかった。本研究では、金属微粒子を導電性高分子によって固定化・安定化した膜を用いて触媒機能を調べることを目指した。グルコースオキシデーズ(GOD)を含む溶液中で、ロジウムを電解析出したポリピロール被覆電極に0.0Vをかけたときに流れる電流はグルコースの添加量と共に増加した。これまでの理論によると反応拡散電流密度はj=-2Fs^*k√<KD>tanh[(L/2)√<K/D>]で表せる。この式を用いると、電流のLに対する変化からK/Dを算出できる。解析した結果、D=2×10^<-5>cm^2s^<-1>を用いるとk^2K=8×10^<-3>s^<-1>となった。この値は電極反応速度としては不合理な値である。ひとつの理由として、負の電位ではポリピロールが絶縁体となることが考えられる。

ロジウム粒子に見られた酸化電流の触媒効果は見られなかった。ダイヤモンド粒子の活性化またはイオンによるドーピングが必要と思われる。ダイヤモンドの粒子の電気化学的酸化では、活性とはならなかった。粒子の合成過程から考察する必要があることがわかった。
肝臓におけるプリオン発現とその臨床病態学的意義の解析

PCRを利用したDNAサブトラクション法を用いてラット活性化星細胞にプリオン遺伝子が発現することを見いだした.ノーザンブロット解析の結果,プリオンmRNAは静止期の星細胞には全く発現しておらず,活性化星細胞に限って発現していた.抗プリオン抗体(これはPrPcにもPrPscにも交差反応する)を用いて検討した結果,蛋白レベルでもプリオンは活性化星細胞のみに発現していた.一方、各種in vivo肝障害モデルを用いてプリオン遺伝子発現を検討した.各モデルにおいて,in situ hybridizationと抗体を用いた免疫染色を行い,in vivo肝におけるプリオンmRNA発現とその局在を確認した結果、障害肝部や線維性隔壁に沿って.プリオン遺伝子および蛋白が発現することを見い出した。さらに肝生検で得たヒト肝組織におけるプリオン蛋白とそのmRNA発現を,正常肝,慢性肝炎(HBV,HCV,アルコールなど),肝硬変や自己免疫性肝炎別に免疫染色やin situ hybridizationで比較検討した.その結果、ヒトの肝臓でもプリオンが発現すること、発現は障害肝で増強し、炎症の程度と相関することが明かとなった。プリオンの発現部位は平滑筋型アクチンの発現する部位と一致することから、ヒトの閑組織においてもプリオン発現細胞が星細胞に限局することが判明した。従って、プリオン蛋白は肝障害の新しいマーカーになる可能性がありさらに検討予定である。PCRを利用したDNAサブトラクション法を用いてラット活性化星細胞にプリオン遺伝子が発現することを見いだした.得られたcDNAフラグメントのシークエンスは既報のラットプリオン遺伝子の一部と100%一致していた.ノーザンブロット解析の結果,プリオンmRNAは静止期の星細胞には全く発現しておらず,活性化星細胞に限って発現していた.また,市販の抗プリオン抗体(これはPrP^CにもPrP^<SC>にも交差反応する)を用いて検討した結果,蛋白レベルでもプリオンは活性化星細胞のみに発現していた.一方、各種in vivo肝障害モデルを用いてプリオン遺伝子発現を検討した.急性肝細胞障害モデルとしては,四塩化炭素単回投与と胆管結紮モデル,肝線維化モデルとしては,四塩化炭素慢性投与とブタ血清による肝線維症モデルを用いた.各モデルにおいて,in situ hybridizationを行い,in vivo肝におけるプリオンmRNA発現とその局在を確認した結果、障害肝部や線維性隔壁に沿って.プリオン遺伝子および蛋白が発現することを見い出した。さらに肝生検で得たヒト肝組織におけるプリオン蛋自とそのmRNA発現を,正常肝,慢性肝炎(HBV,HCV,アルコールなど),肝硬変や自己免疫性肝炎別に免疫染色やin situ hybridizationで比較検討した.その結果、ヒトの肝臓でもプリオンが発現すること、発現は障害肝で増強し、炎症の程度と相関することが明かとなった。
集合知の認知・生態学的基盤

本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討した。社会性昆虫であるアリの研究者と連携し、不確実性状況における資源探索行動について、アリのコロニー40程度(1コロニーの個体数は平均200個体くらい)と、ヒト集団40程度(1集団あたり200人くらい)における集合的な情報探索パターンの違いを実験的に検討した。検討の結果、アリ集団に比べて、ヒト集団は頻度依存的な同調バイアスを強く示しやすく、そのことが環境変化に対する可塑性を低くしていることなどが明らかになった。「個人のもつさまざまな情報をよりよい社会的決定のためにどのように集約できるのか」という問いは、21世紀の科学の直面する重要課題の1つである。本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討する。社会性昆虫であるアリの研究者と連携することで、人間集団において集合知の生まれる認知的・生態学的な条件について、数理モデル、コンピュータ・シミュレーション、種間比較実験(アリとヒトとの比較実験)、インターネット実験などを組み合わせることで、理論的・実証的に明らかにする。本研究は「集合知」の成立要件に関する基礎的な知見を提供すると同時に、インターネットを介した情報の効率的集約や社会的な合意形成のあり方についても重要な応用的示唆を与える。本年度は、ヒトーアリ比較実験に向けての基礎作業を行った(プログラム開発とヒト、アリの2種を対象とするパイロットデータの収集)。また、5人からなる実験集団を作り、Multi-armed bandit(MAB)と呼ばれる不確実性下の資源探索状況における社会学習の機能を実験的に検討、機械学習モデルと用いて解析した。Arizona State UniversityのStephen Pratt教授研究チームとの共同研究として「ヒトーアリ比較集合知実験」を進めた。亀田チームは、Amazon Mechanical Turkを用いたインターネット実験を設計、3000名を超える被験者の参加を得て、多腕バンディット状況におけるヒトの集合知の発生状況に関するデータを収集した。Prattチームは、同様の実験プラットフォームを用いて、アリのコロニーにおける集合知の発生に関するデータを収集した。この検討から、ヒト、アリという2つの高次の社会性をもつ生物種の間で、個体間での社会的影響アルゴリズムの微細な差異が、集合レベル・コロニーレベルでの可塑性に大きな違いを生み出すことが明らかになった。また、10名前後の小集団を用いて情報カスケードの発生プロセスを調べる実験を、課題や状況パラメターを変化させながら合計4つ行った。1つは、Toyokawa, Kim & Kamedaの論文としてPlos Oneに刊行されている。残りの3つについては、解析を進めていると共に、論文化に向けて執筆を開始している。また、これらの研究成果に基づき、亀田は、Heidlberg Universityで開催されたNeuroeconomics Summer Schoolおける招待講演・招待講義を行った。前年度に引き続き、「ヒトーアリ比較集合知実験」の解析とフォローアップを進めた。前年度のPrattチームによるアリデータの収集方法に若干の問題があったため、その点を修正した再実験を行った。ヒト実験については、学習モデルを用いた解析を進めた。また、集合場面での分業と協力を促進させる条件を進化ゲームモデルで探り、罰則の仕方によって協力の促進のされ方も異なること、分業数を最小減に押さえた場合の安定解と分業数を現実に近づけた場合の安定解は同じにならないことを示した。さらに、経済理論を背景とする集合行動および集団行動に関する複数の行動実験を実施した。同時に、実験結果の頑健性を検討するための追加実験の実施や実験データをもとにした行動理論モデルの構築作業を行った。これらの検討の結果は、複数の学術論文としてまとめられ、数篇の論文についてはすでに国際学術誌への掲載が決定している。本研究の成果は、上述のHeidelberg Universityにおける招待講演に見られるように、すでに一定の国際的注目を受けている。また、これらの成果を知ったフランスCNRSの複雑系研究者から共同研究の申し出があり、2015年の夏に共同実験が行われる。27年度が最終年度であるため、記入しない。社会心理学、意思決定科学、行動生態学計画通り、人間集団において集合知の生まれる認知的・生態学的な条件について検討を進める。上述の国際共同研究に加え、新たに数理情報学の研究者との共同研究を開始することで、本研究の実証データと、物理・情報科学的な数理モデルとのマッピングを行う。予定していた工程に従って、モデル開発、実験、およびパイロットデータの収集が進んでいる。申請書の計画通り、平成26年には、(a)種間比較実験の実施と解析; (b)実験データに基づく理論モデルの再検討;

(c)インターネット上の間接的相互作用場面における大型集団実験の準備;(d)国内外における18年度時点までの研究成果の発表と議論;(e)国際ワークショップの開催、を行う。平成27年度には、(a)インターネット大型集団実験の実施と解析; (b)実験データに基づく理論モデルの再検討; (c)国際学会における研究成果の発表と公刊;(d)国際ワークショップの開催; (e)研究成果に関する公開シンポジウムの開催;(f)新たな研究発展方向を探る理論的検討、を行う。
超高線量率四次元動体追跡照射の高精度化に向けた新しい品質管理法の開発

肺・肝腫瘍に対して,腫瘍近傍に留置された金属マーカの位置を、透視画像を用いてリアルタイムに認識する新しい動体追跡システムを用いた四次元動体追跡照射の品質管理手法の開発を行った。動体追跡システムより出力されるログファイルを解析可能なソフトウェアを開発し、腫瘍の呼吸性移動を定量化することを可能とした。また、動体追跡システムと治療用X線により取得される連続画像を用いて、治療中の精度を検証するソフトウェアを開発し、治療精度は±3 mmの精度で実施可能であることを証明した。さらに、治療中の透視による被ばく線量計算システムを構築し、患者体内の被ばく線量を定量化、管理可能とした。呼吸性移動を伴う腫瘍に対する4D放射線治療が普及しつつある。動体追尾照射や動体追跡照射の開発により、技術的に治療実施が可能となってきた。しかし、技術のみが高精度化する一方、技術精度を担保する品質管理法が確立されていない。そこで、肺・肝腫瘍近傍に留置された金属マーカを用いて行う動体追跡放射線治療にて記録される腫瘍の動きのログファイルを解析するソフトウェアの開発を行い、肺がん・肝がんの7症例に対して、動体追跡放射線治療中の肺腫瘍の呼吸性移動量と腫瘍の存在確率分布の再現性を定量化した。肺腫瘍の呼吸性移動量は、左右方向で5.11 mm (2.58-9.99 mm)、腹背方向で7.81 mm (2.87-15.57 mm)、頭尾方向で11.26 mm (3.80-21.27 mm)となった。肺腫瘍は、呼吸運動よりヒステリシス運動を行うことが確認され、それを可視化することを可能とした。肝がんの症例に対して、三次元的な呼吸性移動量は、17.8±5.9 mmとなった。また、肝腫瘍は、呼吸運動により、直線的な運動をすることが確認された。また、肺・肝腫瘍に対して、治療期間中において、頭尾方向では、腫瘍の呼吸性移動量が大きくなるにつれて、さらに、治療が進むに従って患者の呼吸の再現性が低下していくことを示唆した。開発したソフトウェアを用いて、呼吸性移動の移動量や経時的変化・再現性を解析し把握することで、治療をより高精度に実施することが可能となる。患者個別の呼吸性移動を様々な形で定量化することに成功し、マージン算出の高精度化および呼吸性管理の必要性の有無の判断に役立つと考える。今年度の研究計画として、肺・肝腫瘍の呼吸性移動解析ソフトウェアの開発をあげていた。その開発が完了し、ソフトウェアの解析結果を基に、次年度計画している超高線量率動体追跡治療の精度検証法の開発に研究を移行することが可能である。呼吸性移動を伴う部位に対する放射線治療の対策として、新型動体追跡装置の研究開発を進めており、開発した装置を臨床導入した。この装置を安全に臨床導入するために、1.線量分布の検証2.装置間の通信速度による精度検証3.動体追跡装置の追跡精度検証4.動体追跡装置による被ばく線量測定を行った。人間を模擬したファントムをベースとした検証であったが、安全に臨床導入可能であることを証明した。この成果は、Jornal of Applied Clinical Medical Physicsに掲載された。また、上記結果より、新型動体追跡装置を用いた肺腫瘍に対する体幹部定位放射線治療を臨床開始した。しかし、実際の治療中の治療精度を検証する方法がなかったが、治療中に取得されるcine EPID画像と腫瘍の動きが記録されているログファイルを解析することで、実治療中の治療精度を検証する手法を開発した。肺腫瘍に対して新型動体追跡装置を用いた肺腫瘍に対する体幹部定位放射線治療を実施した3症例を、開発手法を用いて解析した。本治療は、呼吸性移動の影響を、左右、背腹、頭尾方向に対して、3 mm以内に抑制することが可能となり、更に、腫瘍の日間変動に対しても、各方向3 mm以内に抑制することが検証され、高精度に治療が実施されていることがわかった。この成果は、Physics in Medicine and Biologyに掲載された。本年度研究予定であった新型動体追跡装置の精度検証を完了した。更に、臨床時の精度検証法の開発を完了し、成果報告も行うことができたため。呼吸性移動を伴う部位に対する放射線治療の対策として、新型動体追跡装置の研究開発を行い、臨床導入を行ってきた。この装置は、2方向からのX線透視画像を用いることで、腫瘍近傍に留置した金属マーカの動きを画像処理により認識させ、腫瘍位置座標を算出する。この情報を基に、ある特定位置に金属マーカがきたときのみ放射線を照射する呼吸同期照射を可能とする。この治療は、X線透視による金属マーカのリアルタイムモニタリングにより初めて可能となる。しかし、ここで問題となるのが、X線透視による患者への被ばく線量である。我々は、DICOM-RT情報、動体追跡装置のログファイルおよびモンテカルロ法を用いた動体追跡装置による被ばく線量計算システムを開発し、患者個別の被ばく線量を臓器毎に計算することを可能とした。本システムは、実測による測定値と2%以内の計算精度を達成することができた。また、本システムを使用し、動体追跡装置を用いて肺腫瘍に対して体幹部定位放射線治療を実施した10症例において、被ばく線量を算出した。計画標的体積に対して、処方線量の最大で1.9%の線量増加、リスク臓器には高線量領域を確認したが、放射線障害が起こるほどの線量は確認しなかった。

また、被ばく線量を低減するためには、呼吸同期照射の効率を向上させることを定量的に明らかにした。この成果は、Physics in Medicine and Biologyに掲載された。肺・肝腫瘍に対して,腫瘍近傍に留置された金属マーカの位置を、透視画像を用いてリアルタイムに認識する新しい動体追跡システムを用いた四次元動体追跡照射の品質管理手法の開発を行った。動体追跡システムより出力されるログファイルを解析可能なソフトウェアを開発し、腫瘍の呼吸性移動を定量化することを可能とした。また、動体追跡システムと治療用X線により取得される連続画像を用いて、治療中の精度を検証するソフトウェアを開発し、治療精度は±3 mmの精度で実施可能であることを証明した。さらに、治療中の透視による被ばく線量計算システムを構築し、患者体内の被ばく線量を定量化、管理可能とした。開発したソフトウェアを用いて、腫瘍の呼吸性移動量のデータを整理し、このデータを用いて、超高線量率四次元動体追跡照射の検証方法の開発を行う。具体的には、呼吸データを入力して駆動する動体ファントムを用いて、超高線量率四次元動体追跡照射の治療計画シミュレーションと測定値の比較を行い、その精度を確認する。また、治療の際に取得される画像を用いて、照射実績の精度検証を行うソフトウェアの開発を行う。当初の研究計画通り、動体追跡装置に搭載されている透視装置の被ばく線量の最適化のために、患者の体内での被ばく線量を計算するシステムの構築を目指す。医学物理学研究成果を学会発表で行ったが、論文としての発表が行えていない。論文の英文校正および掲載料として計上していたが、論文作成が遅れており、使用することができなかった。本年度は研究を推進するための研究環境整備のために、研究費を使用した。その研究成果報告を学会発表で行うことができたが、論文としての報告ができていないのが現状である。論文校正費用として考えていた費用が次年度使用額として生じた。研究成果の発表として、論文発表のための英文校正および掲載料に使用する予定である。英文論文投稿のための、英文校正費用として使用する計画である。
産業廃棄物を利用したコンクリートの諸性質とその実用化に関する研究

本研究は産業廃棄物の有効利用を計ることを目的としたもので、コンクリート用材料としての利用価値を明らかにしようとしたものである。コンクリート混入の廃棄物として、スラッジ固形分(生コン工場で発生する)、廃触媒FCC(石油精製工場で触媒として使用されたもの)、珪藻土を用いて実験を行った。限られた範囲の実験ではあるが、下記の結果が得られた。1.スラッジ固形分(乾燥スラッジ,スラッジ水)(1)生コン工場で大量に発生するスラッジ水をコンクリート練り混ぜ水として利用する場合、どの程度の濃度のものまで性能的に許容できるかという実験では、水セメント比が60%程度の比較的高いコンクリートについては、スラッジ混入量が対セメント重量比で10%以内において、スラッジを混入することによるコンクリート性能面への不利な点は無く、場合によっては強度が増加する有利な面がありえることも確認した。しかし、水セメント比が低い場合には、単位水量の増加に対応しての乾燥収縮量が増加し、調合面での注意を要する。(2)乾燥スラッジを混和材的に積極的に用いる実験については、セメント量の510%程度を乾燥スラッジを代用しても、強度的にも乾燥収縮ひずみの点からも性能的には殆ど問題を生じない結果が得られた。2.廃触媒FCC、珪藻土廃触媒FCCを用いたコンクリートブロック製品ないしは珪藻土混入コンクリートについて、その混和率(セメントの一部を混和材で置換した率)が5%程度まではプレーンコンクリートの強度と大差なく、充分、実用に供しうるコンクリートが作られることが判明した。コンクリート混入の廃棄物として、乾燥スラッジ、廃触媒FCC、珪藻土を用いて実験を行っている。強度試験、乾燥収縮試験等、長期間の試験結果を待たないと結論は出ないが、それぞれの研究経過は以下のようである。1.乾燥スラッジ(1)生コン工場で大量に発生するスラッジ水をコンクリート練り混ぜ水として利用する場合、どの程度の濃度のものまで性能的に許容できるかという実験については、本実験範囲内(スラッジ混入量が対セメント重量比で10%以内)において、フレッシュコンクリートの性状ないしは強度面については特に問的点はないようである。しかし、水セメント比が低いコンクリートについては乾燥収縮が問題点として残る可能性がある。(2)乾燥スラッジを混和材的に積極的に用いる場合のモルタル実験においては、セメント量の5%程度を乾燥スラッジを代用しても、強度的にも乾燥収縮ひずみの点からも性能的には殆ど問題を生じない結果が得られた。普通コンクリートブロックにFCCを混入した場合の強度試験を行った。JIS規格による最低セメント量の5%程度を減らしてFCCを代用しても、遜色のないコンクリートブロックが得られることが確認できた。3.珪藻土極めて多孔質なため吸水性が大きく、コンクリート用材料として用いられる際には減水剤の併用が必要となろう珪藻土を用い、今年度は基礎データを求めるとの観点から減水剤なしのモルタルについて物性を調べた。その結果、珪藻土の存在によるところの強度上昇が確認できた。コンクリート混入の廃棄物として、スラッジ固形分(生コン工場で発生する)、廃触媒FCC(石油精製工場で触媒として使用されたもの)、珪藻土を用いて平成4年度から継続実験を行っているが、本年度は特にスラッジ固形分をコンクリートに混和した場合の物性変化把握に重点を置いて実験を行った。1.スラッジ固形分(乾燥スラッジ,スラッジ水)(1)生コン工場で大量に発生するスラッジの廃棄量を減らすという消極的立場からの実験では、乾燥スラッジを用いた場合でも、また、生のスラッジ(スラッジ水)を用いた場合でも、水セメント比が60%程度の比較的高いコンクリートについては、スラッジ混入量が対セメント重量比で10%以内において、スラッジを混入することによるコンクリート性能面への不利な点は無く、場合によっては強度が増加する有利な面がありえることも確認した。

しかし、水セメント比が低い場合には、単位水量の増加に対応しての乾燥収縮量が増加し、調合面での注意を要する。(2)スラッジ固形分を混和材的に積極的に用いる実験については、乾燥スラッジを用いた内割混入率10%の実験について強度低下量は僅かで、生のスラッジを用いた場合にはさらに有利になるものと考えられる。2.廃触媒FCC、珪藻土廃触媒FCCを用いたコンクリートブロック製品ないしは珪藻土混入コンクリートについて、その混和率(セメントの一部を混和材で置換した率)が5%程度まではプレーンコンクリートの強度と大差なく、充分、実用に供しうるコンクリートが作られることが判明した。
広角及び小角X線異常散乱法による沃化銀系超イオン伝導ガラスの構造解析

室温で電解質溶液に匹敵するイオン伝導度を有するガラスが沃化銀-酸素酸銀系で見出され、高イオン伝導性はもちろんのこと、その透明性、等方均質性、薄膜化が容易であることからニューガラスと呼ばれる機能性材料の一つとして注目を集めている。今日まで、主にその電気的特性に関する研究が国内外で活発に展開されてきたが、イオン伝導機構を議論する上で基礎となるガラス構造に関しては、多元系非晶質のため従来のX線あるいは粒子線回折法による定量的解析は事実上不可能であり、赤外吸収スペクトル等の観測に基いて提唱されている構造モデルの検証は非常に難しく未解決の部分が多い。この様な研究上の支障を克服するため、目的元素の環境構造を距離の関数として導出できるX線異常散乱(AXS)法を用いて(AgI)_<0.6>(Ag_2MoO_4)_<0.4>超イオン伝導ガラスの詳細な構造解析を実施した。得られた平均動径分布関数に見られる第1ピークと第2ピークは、結晶Ag_2MoO_4における各種原子対間の距離および液体Ag_2MoO_4の動径分布との対応からそれぞれMo-OとAg-Oペア相関と同定できた。このことはMoの環境動径分布関数にAg-O原子ペア相関がほとんど観測されないことからも支持される。また、Ag-Iのペア相関と予想されるピークもMoの環境動径分布関数には観測されず、期待された通りMo-O原子ペアが分離し観測できた。更に詳細な動径分布関数の定量的解析の結果から以下のことが判明した。(1)Moは0.18nmの原子間距離で約4個の酸素原子に囲まれている。この結果はガラス構造中の基本構造単位はMoO_4四面体が支配的であることを示し、赤外分光実験等による指摘と対応する。(2)Agは距離0.287nmで平均1.9個のIイオンに囲まれており、この配位数は結晶および溶融AgI(配位数4)よりも少ない。しかし、AgIとして添加されたAgイオン1個あたりのIイオンの配位数は約4.4と換算できる。したがってガラス構造中のAgイオンは、結晶あるいは溶融AgIと類似の環境下に置かれており、この種のAgがイオン伝導に寄与するものと理解できる。
睡眠中の咀嚼筋群の活動が頸部筋群に及ぼす影響

睡眠中の歯ぎしりなどは起床時の咀嚼筋の違和感や筋痛,さらに一過性の頭痛も併発する.一方,臨床的に起床時の頸部筋肉の違和感や痛みの訴えを聞くこともある.そこで,本研究は睡眠中の頸部筋群の活動は咀嚼筋群の影響を受けるかを明らかにする事を目的としている.30歳までの被験者で,睡眠質問表と睡眠検査を行ったところ,咀嚼筋群との頸部筋群との関連は余り認められなかった.逆に睡眠により疲れが取れた結果が多く認められた.肩こりなどに関しては,日中の生活の中で引き起こされ,それが睡眠により軽減もしくは持ち越されている可能性が考えられる.また,睡眠係数においても歯ぎしりや肩こりが睡眠の質に影響を及ぼしていなかった.平成25年度は睡眠中の生体活動計測のための研究環境整備を行った.本研究は,睡眠中の咀嚼筋群の筋活動が頭頸部筋群におよぼす影響を調査することを目的としている.そのため,測定装置の備品および消耗品を購入した.また,睡眠解析ソフトウェアによる解析方法の検討および今後の研究打ち合わせとして,本研究代表者がモントリオール大学に出張した.当初は研究協力講座の睡眠生体活動測定装置を利用して行う予定だったが,モントリオール大学の睡眠ポリグラフシステムの方が本研究に十分適合し,また新たな解析方法が組み込まれているため,汎用性および実用性において優れていると考えた.そのため,新たに購入した測定装置および解析システムの構築・実用化を目指し,研究環境の整備を行った.現在は睡眠解析ソフトウェアを用いて,モントリオール大学の睡眠データを解析し,ソフトウェアの使用方法を確認している.これは平成26年度以降に行う予定であるCyclic Alternating Pattern解析を導入するためのものである.また,当大学職員および研修歯科医師に,起床時の頭頸部筋群の疲労に関しての問診を行い,平成26年度より始まる研究の被験者として協力を依頼した.今後は測定装置の動作確認とプレ測定を半年以内に行い,研究依頼した被験者の睡眠計測を順次行っていく.また,計測データに関しても睡眠解析ソフトウェア上で十分な解析が出来るかどうかを検証し,随時解析を行う.そして,本研究の目的である睡眠中の咀嚼筋群の筋活動と頸部筋群の筋活動の関連を明らかにしていく.平成26年度は平成25年度より進めてきた睡眠中の生体活動計測のための研究環境整備を行い,完成をした.本研究は,睡眠中の咀嚼筋群の筋活動が頭頸部キングに及ぼす影響を調査することを目的としているため,環境の整備は重要と考える.そこで,購入企業と計測機器のセットアップを繰り返し,動作確認をした.また,モントリオール大学で行った実験データを元に睡眠解析ソフトウェアによる解析を行った.その結果の検討のために,横浜にてモントリオール大学のLavigne教授と討論を重ねた.データ解析方法に関して十分に打ち合わせを行った.実験日前日および当日起床時に行う睡眠質問表の内容を十分に検討した.睡眠生体計測は被験者の状態を客観的に評価できるもので,睡眠質問表は被験者の睡眠状況を主観的に評価できるため,本実験には欠かせない者となってくる.平成26年度の予定していた動作確認は行うことができたが,プレ計測を行うまでに至らなかったが,実験に必要な準備を行う上で,需要かつ有意義と考える.本年度は睡眠計測を行い,睡眠中の咀嚼筋群の筋活動と頸部筋群の筋活動の関連を明らかにできると考える.本研究においては平成25年度に睡眠中の生体活動計測のための測定器を導入した.この測定装置によるセットアップと操作方法の確認と使用方法について検討を重ね,購入したソフトで,研究代表者が留学していたモントリオール大学のデータを用いて,解析を行った.その成果はWorld Association of Sleep Medicine主催の学会で発表を行い,解析方法について当研究を追考する事に十分であることが確認された.さらに,平成27年度にプレ実験を行い,当研究の目的に適していることも確認できた.測定に際して,測定直前の1晩目と測定直後の1日目早朝に痛みや眠気などについてのアンケート調査を行った.さらに,続けて2晩目と2日目早朝の痛みや眠気などについても同様のアンケート調査を行った.睡眠アンケート調査の項目に関しては,それを利用した臨床研究で解析および検討を行い,日本顎関節学会で発表を行った.つまり.元来ある睡眠質問表に我々が考案した質問項目を組み込んで睡眠の質や痛みや睡眠中の歯ぎしりについて,解析を行った.また,睡眠実験に際しては30歳以下の睡眠障害もしくは薬物を服用していない健康な若い成人を睡眠計測を行った.貼付電極についても,咬筋,側頭筋と僧帽筋上部とした.その他の電極に関しては,American Association of Sleep Medicine (AASM)のマニュアルに従って行った.主に睡眠2夜目のデータを用いることとした.研究結果として,咀嚼筋群との頸部筋群との関連は余り認められず,頸部筋群の痛みや疲労は前日から睡眠を通して翌日まで持ち越され,睡眠中の咀嚼筋群の活動が頸部筋群への疲労や痛みに関連しにくいと考えられる.しかし,今後解析方法を再考することで,新たな知見が得られると考える.睡眠中の歯ぎしりなどは起床時の咀嚼筋の違和感や筋痛,さらに一過性の頭痛も併発する.一方,臨床的に起床時の頸部筋肉の違和感や痛みの訴えを聞くこともある.

そこで,本研究は睡眠中の頸部筋群の活動は咀嚼筋群の影響を受けるかを明らかにする事を目的としている.30歳までの被験者で,睡眠質問表と睡眠検査を行ったところ,咀嚼筋群との頸部筋群との関連は余り認められなかった.逆に睡眠により疲れが取れた結果が多く認められた.肩こりなどに関しては,日中の生活の中で引き起こされ,それが睡眠により軽減もしくは持ち越されている可能性が考えられる.また,睡眠係数においても歯ぎしりや肩こりが睡眠の質に影響を及ぼしていなかった.現在までの研究に関しては,本年度は十分に達成できたと考えられない.初年度と本年度では睡眠生体活動測定装置の構築を目指した.構築に関して何度も業者と討論を繰り返した.また,ビデオモニターの増設を行い,その動作確認にもかなりの時間を費やしてしまった.現在は,測定可能な状況まで達したが,プレ計測にまでには至っていない.また,測定本体の使用方法を勉強するために,関西電力病院に赴き,実際の計測に立ち会い細かい注意点について打ち合わせを行った.そして,ソフトウェアの解析方法に関してもモントリオール大学のLavigne教授と討論を重ねた.このような事に,時間を割いてしまったことが,当初に立てた研究計画からやや遅れたと考える.しかし,睡眠第1夜と第2夜の就寝時と起床時に行う睡眠の質をはかる質問法と痛みにかんする質問表の整備を行うことができた.このことは本年度の予定していた内容と合致しており,十分な進歩が合ったと考える.歯科補綴学本研究の目的である睡眠中の咀嚼筋群の筋活動と頸部筋群の筋活動の関連を明らかにするため,今後の研究に対して推進方策を策定した.1.被験者2名を用いて第1夜のみのプレ測定を行う.この際,測定機器の使用方法,測定方法,電極貼付部位,測定環境,操作方法,計測データ格納方法,解析方法飲み直しを行う.2.咀嚼筋群と頸部筋群の筋活動量項目の再検討を行う.咀嚼筋群の解析には両側咬筋の筋活動を用いる.筋活動はLavigneの方法に準じて,3種類の筋活動に分類する.頸部筋群に関しては,プレ測定により僧帽筋と胸鎖乳突筋のどちらかを用いることになるが,それらはWestgaardの方法に準じて,筋活動を解析する.それぞれ抽出した筋活動に関しては睡眠ステージ毎に分析を行う.そして,それらの相関関係を算出する.3.睡眠の質と痛みにかんする質問表の評価を行う.被験者には睡眠台1夜と第2夜の就寝時と起床時のそれぞれ睡眠と痛みに関して質問表を記入し,それぞれの相関関係および睡眠計測データとの相関を算出する.現在までの研究に関しては,十分に達成していないと考えられる.初年度には,協力講座の睡眠生体活動測定装置を利用し,今までとは異なる頸部筋群の測定を行い,測定方法の検討を行う予定だった.しかし,新たに睡眠生体活動測定装置を購入することになったため,未だ測定方法の検討を行うことが出来ていない.そのため,プレ実験もできず,測定方法や解析方法に対しては十分なFeedbackを行っていない.今回,新たに睡眠生体活動測定装置を購入した理由は,数多くの測定可能チャンネルを有しており,同時に数多くの生体リズムの計測が可能な点である.また,この測定装置は軽量で持ち運びが容易であるため,室温などが一定に保たれ防音設備の整った睡眠検査室だけではなく,自宅などでの測定を行うことが出来る.
新規なインターカレーションに基づく超高速充放電可能なLiイオン2次電池の開発

1年目に炭素の種類を最適化するとともに、支持塩を最適化した。そこで、2年目は主に電解液と電解液の添加物についての最適化を主に行なうとともに、電極反応の解析を行った。その結果、正極においては容量はPF6->BF4->CCl04-順に大きくなることがわかった。一方、in-situ XRD測定からアニオンが電気化学的にインターカレートしていることがわかった。(002)面の回折角度から充放電の測定を行っている電位ではステージ3構造まで進行しており、理論容量は124mAh/gであることがわかった。炭素の前処理条件を検討した。一般的には水蒸気処理で、表面積を増加すると容量は増加すると考えたが、水蒸気処理により初回の容量は増加するものの、繰り返し特性はむしろ低下した。これは結晶性の低下によると推定される。一方、表面への添加物効果を検討した。その結果、Fe203の添加が容量の向上に有効であることを見出した。両極に炭素を用いたフルセルを検討した頃、負極炭素の特性に依存して容量と繰り返し特性は大きく変化することがわかった。負極にはLiイオン2次電池で、良好な性能を示す炭素の応用が効果的であり、とくにホウ素を添加した結晶性の高いグラファイト炭素を用いると比較的大きな容量と安定な繰り返し特性が維持されることがわかった。さらに容量の向上を目的に、正極と負極に用いる炭素の使用量関係を検討した。その結果、負極容量が大きいことからほぼ1:1になるように用いると、最も大きな電池容量をえることができた。このとき、容量は110mAh/gと理論容量の約80%近い値となることがわかった。以上のように本研究ではアニオンのインターカレーションを利用した新型2次電池を検討し、現状のLiイオン2次電池を凌駕する性能が得られることを示した。本研究では炭素がPF_6^-などの陰イオンを電気化学的にインターカレートできる点に着目し、正極および負極でそれぞれ、支持電解質のLi^+および対アニオンのインターカレーションに基づく新しい概念の2次電池の開発を検討した。まず、種々の炭素のインターカレーション容量を検討したところ、グラフェンシートの面間隔の小さくなる(002)面の面間隔が小さくなるほど、PF_6^-のインターカレーションを生じ易いことを明らかにした。とくに、面間隔0.334nmの結晶性グラファイトが大きなインターカレーション容量を示すことを明らかにした。次にインターカレーションできる電位について検討したところ、PF_6^-のインターカレーションできる電位は4.5,5.0,5.2V付近にあり、デインターカレーションする電位は5.0,4.7,4.2Vにあるので、Liイオン電池の正極として十分使用可能なことがわかった。5.4Vまで充電電位を向上させることで、正極容量は約90mAh/gと大きくなることがわかった。電解液について検討したところ、電解液としてはEC-DMC系の電解液が適し、可逆容量は110mAh/g程度まで増加することがわかった。さらに、表面への添加物がPF_6^-のインターカレーション容量の変化に及ぼす影響を検討した。種々の金属の添加を検討したところ、AgまたはAuを添加すると初期容量の向上には有効であったが、これらの金属は電解液を分解する触媒としても作用するので、現在までのところ、添加物を用いない方が繰り返し特性に優れることがわかった。
熱力学的定式化によるメルト-固相平衡関係の再現

本研究の目的は、地球や惑星内部での動的な溶融過程(すなわち溶融と同時に液相の分離や固相の変形が進行する場)にも適用し得るメルトと固相の平衡関係の記述法・パラメター化の方法を探ることである。このためにまず2相流の質量・運動・エネルギーの保存および高圧融解実験から得られる相平衡の制約(すなわち圧力-温度-溶融度の関係)に基づき、様々な溶融条件(分別-バッチ溶融および無水-含水溶融)に対応する溶融の圧力-温度-溶融度経路を計算する方法を開発した。その結果、一次元等エントロピー過程では(1)無水溶融の場合、あるポテンシャル温度・圧力のもとで生成されるメルト量は、メルトが科学的に隔絶される場合(すなわち分別溶融)、化学的に隔絶されない場合(バッチ型の溶融)に比べて5-15%減少すること、(2)含水溶融の場合、2.5-3.0GPa付近で無水の時とは反対の挙動である減圧固結-増圧溶融が起こる(バッチ溶融の場合)ことが分かった。(2)の振る舞いは沈み込み帯のような水が比較的多量に存在していると考えられる場所では溶融の分布を規制する重要な要因となりうる。このことを定量的に評価するために沈み込み帯での流れ・熱伝導を考慮した溶融を数値計算によって見積った。その結果、従来の予測とは異なり、沈み込むプレートに沿った下降流の中での増圧溶融が大規模に起こりうることが分かった。その深さは90km付近であり火山フロントの位置とも対応する。
ナノエネルギーシステム創生の研究

情報通信分野や医療・福祉分野で切実に求められているマイクロエネルギー源について研究開発を実施した。周辺にある振動を電気エネルギーに変換する自立エレクトレット膜および広帯域構造による高効率マイクロ環境発電、マイクロコンビナトリアルチップと断熱構造技術による高出力マイクロ燃料発電および、カーボンナノチューブを利用した高性能酵素電極と自動スタック構造による高効率長寿命バイオ燃料発電を、新しいメカニズムを提案し基盤技術を確立することにより実現した。さらにマイクロエネルギー源の革新を図る先端技術として低温用固体電解質材料およびマイクロ爆轟技術を確立した。医療分野における生体センサや生体内治療などの医療用マイクロデバイスや情報通信分野におけるユビキタスネットワークシステムには、超分散発電システムが必須である。材料技術、マイクロ・ナノマシニング技術、システム構成、評価技術の各観点から研究開発を行い、(1)圧電、静電誘導、温度差などを用いて周辺環境のエネルギーを変換して発電するマイクロ発電システムの開発、(2)体液や糖分を燃料とする酵素触媒によるグルコース燃料電池および、水素、メタノールなどを燃料とするマイクロ燃料電池の開発、(3)新しい原理の高出力マイクロエネルギー源の探索、を行う情報通信分野や医療・福祉分野で切実に求められているマイクロエネルギー源について研究開発を実施した。振動,糖分,温度差などの低密度ナノエネルギーを効率的に電気エネルギーに変換する,超微小発電システムの実現を目的として以下の研究を実施.1)ナノエネルギーシステム最適化手法の開発:断熱マイクロ燃料改質リアクタの自己支持膜上に,局所的に触媒を形成する方法として,自己支持膜上マイクロヒータを用いた局所CVD技術を開発。マイクロ燃料改質リアクタの真空断熱パッケージングを開発,熱効率が8090%に向上,ナノエネルギーシステム評価法として走査型熱顕微鏡チップを考案し,基本機能を確認.2)酵素触媒による環境・生体適合型バイオ燃料電池:ビタミンK3/ジアフォラーゼ/グルコースデヒドロゲナーゼからなるグルコース酸化極とBOD修飾カソードと組み合わせたバイオ燃料電池の駆動を実現.微細加工技術を用いたセルの小型化とモジュール化を進め,マイクロ流路型小型燃料電池における流路形状や電極配置に関する最適化を実施,血清や血液を用いたモデル発電実験を行い,耐久性などを把握.生分解性高分子を用いた時差式発電による長寿命化に着手.3)微小振動発電に向けた高効率発電システムおよび発電薄膜作製・パタン形成法の検討:圧電エレクトレット,電磁などの各方式について高効率薄膜形成と微細構造形成について検討を行い,それぞれ数mm^2程度の大きさで発電機構を構築.パッシブ振動発電の限界を打ち破るアクティブ制御の理論的概念を考案し.実証実験に着手.4)電子トンネリングデバイスの作製:カーボンナノチューブからナノメートルギャップを介して対向電極に放出される熱電子により電力を得る熱電発電デバイスの開発のため,電子がトンネリングできるほどの微小なギャップ形成の検討を実施.カーボンナノチューブを絶縁膜に埋め込み,研磨により先端の高さをそろえることに成功.絶縁膜中に埋め込まれたカーボンナノチューブがエミッタとして機能することを確認.振動,糖分,温度差などを効率的に電気エネルギーに変換し,高付加価値でかつ環境問題に貢献する超微小発電システム実現を目的として以下の研究を実施.1)高付加価値マイクロエネルギーシステム:水素を用いる携帯型燃料電池に関して,マイクロ燃料改質器の真空断熱パッケージング技術を開発し,高い断熱性能を実証.水素貯蔵合金としてAIH_3では、A1系錯体水素化物類似の共有結合形成を発見。LiBH_4では、結晶構造変化によりリチウム超イオン伝導の発現を発見。マイクロ爆轟燃焼発電を目指し,アジ化銀微小爆薬の爆轟特性を検討.2)酵素触媒による環境・生体適合型バイオ燃料電池:マイクロ流路型バイオ燃料電池に関して,蓮の葉表面構造のアナロジーとして凹凸をセル間に造り込み,その超撥水効果によってセル間が自然に絶縁される機能の搭載に成功。これによって,自立的な直列化が可能となり,出力電圧の向上を達成.バイオ燃料電池システム長寿命化に向けて,生分解性高分子を活用した時差式発電システムを考案し,予備的な動作確認を実施.3)高効率マイクロ振動発電システム:マイクロマシニングにより圧電薄膜を用いた0.24mm^2の片持ち梁(厚さ50μm)形成を可能とし,0.5nW程度の圧電膜振動発電を実証.エレクトレット薄膜を用いた静電誘導発電について,自立エレクトレット薄膜構成を考案し,従来型に比し7倍程度の発電量を実証.マイクロ機械式整流に成功.パッシブ振動発電の限界を打ち破るアクティブ制御の理論的概念を提案し,実証実験を実施.4)熱電発電デバイス:カーボンナノチューブからナノメートルギャップを介して対向電極に放出される熱電子により電力を得る熱電発電デバイスを考案.電子がトンネリングできるほどの微小なギャップ形成を酸化膜に埋め込み後,研磨する方法を開発・実現.熱流制御を目的とし高効率輻射熱伝達薄膜を考案,実証実験に着手.振動,糖分,温度差などを効率的に電気エネルギーに変換し,高付加価値でかつ環境問題に貢献する超微小発電システム実現を目的として以下の研究を実施.1)環境発電(高効率マイクロ振動発電)

システム:マイクロマシニングによりエレクトレットを用いたマイクロ静電誘導発電デバイスを試作.耐久性と扱いやすさを考慮した両持ち梁構造でインピーダンス整合回路の付加により27nWの最大発電力を得た.また本研究で発明し実証した自立エレクトレット膜と合わせて用いることにより0.3mW程度の発電量が可能であることを確認.振動で得る電力は交流であり,整流することが重要な課題である.特に静電誘導発電の場合は、浮遊容量を除去し損失を最小とすることが必要であり,整流回路を小型化し発電デバイスの近傍に置くことが必須.このため,発電デバイスと整流回路を集積化し,工程数を削減する新しい技術を開発.2)酵素触媒による環境・生体適合型バイオ燃料電池:バイオ燃料電池の出力電圧の向上を目指し,直列化機構の開発を実施.グルコースオキシダーゼによるグルコース酸化アノードと,ビリルビンオキシダーゼによる酸素還元カソードによるバイオ電池を3セル,マイクロ流路内に配列し,微細加工を駆使して作製した超撥水バルブで区切った構造とした.その結果,燃料溶液の注入後に約1Vの出力電圧を確認.この直列化機構は,送液下においても作動することも確認.バルブ機構や流路構造の最適化によって,電流出力も確保した高出力化か期待できることを明らかにした.3)高付加価値マイクロエネルギーシステム:マイクロ固体酸化物燃料電池(SOFC)に用いる固体酸化物電解質を選択し,パルスレーザデポジション(PLD)によってGdドープCeO_2(GDS)の堆積条件を見出した.また,実際のセルに近い形に構造を作り,イオン伝導性の評価を行った。その結果,得られた膜が比較的低温で高出力を得るに十分な性能を有していることを明らかにした.また,別の電解質材料として, YドープBaZrO_3(BZY)も検討し,同様にPLDを用いて,自立膜を得ることに成功.また, 390K以上でのみ「リチウム高イオン伝導特性を示す結晶構造」が安定化すると言われていたLiBH_4に関し, LiBH_4を部分置換するリチウムョウ化物(LiI)の添加量を系統的に増加させることで,この結晶構造が室温でも徐々に安定化することを詳細な粉末X線回折と熱分析を用いて実験的に示すことに成功.振動,糖分,温度差などの微小エネルギーを効率的に電気エネルギーに変換し,高付加価値でかつ環境問題に貢献するマイクロ発電システムの基盤技術の確立と実現を目的として以下の研究を実施.1)環境発電(エナジー・ハーベスティング)システム:マイクロ静電誘導振動発電についてストライプ構造の最適化,考案した新構造整流回路の集積化を検討し,出力密度として従来比2倍程度を達成.マイクロ圧電振動発電について,PZT薄膜に関しては共振周波数350Hzの6μm厚のマイクロ自立カンチレバーデバイスを開発
肺移植後の慢性拒絶撲滅を目指す、自然免疫を温存した選択的免疫抑制療法の創出

肺移植の長期予後を阻む最大の原因は、「慢性拒絶」が主体の、慢性期移植肺機能不全(CLAD)であるが、その病態は未だ不明で有効な治療法もない。申請者は、平成29年度までに、ラット左片肺移植モデルを用いて、CLAD解明のための小動物モデルを確立した。そこで、平成30年度は、同モデルを用いて、CLADの病態に迫る研究を行うことを大きな目標として本研究を始めた。肺は、外界と直接通じる臓器のため、免疫力が元来強く拒絶を起こしやすいが、感染症を併発する可能性も高い。よって、肺移植では、感染に対する免疫力を低下させない「選択的な免疫抑制」が重要である。そこで、「感染免疫を低下させない免疫抑制剤」として、免疫抑制剤としては新規のメカニズムを有する、MEK阻害剤に着眼し、平成30年度では、申請者が確立した小動物CLAD解明モデルに対して、MEK阻害剤(Trametinib)を投与する群との比較を行った。免疫抑制剤として、サイクロスポリンを最初の1週目は、25mg/kgbody weight, 4回/週で、第2週目は、2回/週の投与とし、その後はフリーとした。また、Flexiventを用いて呼吸機能の検討を行うとともに、犠牲死後の移植肺を用いて、病理学的にトラメチニブの効果を検討した。現在までに、トラメチニブの予想通りの効果を確認できたため、本結果について、国内の複数の学会での発表を終えた。また、その成果の一部を論文化して投稿済みであり、現在、reviewerから指摘に対する追加実験中である。なお、本研究については、造血幹細胞移植や他臓器・細胞移植などの研究者とコラボレーションを行っており、包括的な知財の獲得などを目指した点からも研究を推進している。本研究は、「感染免疫を低下させない免疫抑制剤」として、免疫抑制剤としては新規のメカニズムを有するMEK阻害剤に着眼した研究であり、開発において困難が予想されたが、現時点までは、一定の成果が得られていると考えられるため。しかしながら、今後の臨床応用などを考慮すると、さらなる研究の推進が必須であり、現在のペースを少なくとも守って開発を進める必要があると考えらえる。なお、本研究結果は、肺移植以外の臓器移植にも応用可能であり、今後、全臓器移植における新規免疫抑制療法への展開を進める方針であり、研究のスピードを緩めるわけにはいかず、予想以上の進捗とはいいがたい。本研究では、「感染免疫を低下させない免疫抑制剤」として、免疫抑制剤としては新規のメカニズムを有する、MEK阻害剤を軸に、肺移植におけるCLAD撲滅のための新規免疫抑制法を開発するための基礎研究を継続して行う。具体的には、本研究期間では、小動物CLAD解明モデルを用いて、MEK阻害剤投与による治療効果の多角的検討を行う。なお、MEK阻害剤として、トラメチニブを継続して第一候補とする。平成30年度では、MEK阻害剤にサイクロスポリンを併用したプロトコールと、Flexiventを用いた呼吸機能および病理学的検討モデルを確立できた。本成果を基に、平成31年度では、MEK阻害剤の有用性をさらに詳しく多角的に検討する。詳しくは、肺だけでなく、末梢血、脾臓、胸腺において、MEK-ERK pathwayに関連した炎症性サイトカインやリンパ球の増殖に関与するサイトカインの測定、FACSでの細胞分析を、経時的に行う予定である。とくに、T細胞だけでなく、B細胞の表現型や機能についても検討し、肺における抗体産生についても確認を行う予定である。可能であれば、臨床に直結するようなCFSE-MLRを行うことも考慮する。新しい知見については、京都大学の関連部門に適宜相談を行い、知財の取得も考慮する予定である。また、成果についても、適宜、知財発表のタイミングに合わせ、国内会の学会での発表や、論文執筆も行う予定である。さらに、今後の臨床試験など、臨床展開も考慮し他のMEK阻害剤についても、並行して形成31年度も企業との相談および実験的検討を続ける。トラメチニブの代替候補として、コビメチニブなどの予備実験についても、平成31年度から本格的に開始する予定である。

現在までに、トラメチニブの予想通りの効果を確認できたため、本結果について、国内の複数の学会での発表を終えた。また、その成果の一部を論文化して投稿済みであり、現在、reviewerから指摘に対する追加実験中である。なお、本研究については、造血幹細胞移植や他臓器・細胞移植などの研究者とコラボレーションを行っており、包括的な知財の獲得などを目指した点からも研究を推進している。本研究は、「感染免疫を低下させない免疫抑制剤」として、免疫抑制剤としては新規のメカニズムを有するMEK阻害剤に着眼した研究であり、開発において困難が予想されたが、現時点までは、一定の成果が得られていると考えられるため。しかしながら、今後の臨床応用などを考慮すると、さらなる研究の推進が必須であり、現在のペースを少なくとも守って開発を進める必要があると考えらえる。なお、本研究結果は、肺移植以外の臓器移植にも応用可能であり、今後、全臓器移植における新規免疫抑制療法への展開を進める方針であり、研究のスピードを緩めるわけにはいかず、予想以上の進捗とはいいがたい。本研究では、「感染免疫を低下させない免疫抑制剤」として、免疫抑制剤としては新規のメカニズムを有する、MEK阻害剤を軸に、肺移植におけるCLAD撲滅のための新規免疫抑制法を開発するための基礎研究を継続して行う。具体的には、本研究期間では、小動物CLAD解明モデルを用いて、MEK阻害剤投与による治療効果の多角的検討を行う。なお、MEK阻害剤として、トラメチニブを継続して第一候補とする。平成30年度では、MEK阻害剤にサイクロスポリンを併用したプロトコールと、Flexiventを用いた呼吸機能および病理学的検討モデルを確立できた。本成果を基に、平成31年度では、MEK阻害剤の有用性をさらに詳しく多角的に検討する。詳しくは、肺だけでなく、末梢血、脾臓、胸腺において、MEK-ERK pathwayに関連した炎症性サイトカインやリンパ球の増殖に関与するサイトカインの測定、FACSでの細胞分析を、経時的に行う予定である。とくに、T細胞だけでなく、B細胞の表現型や機能についても検討し、肺における抗体産生についても確認を行う予定である。可能であれば、臨床に直結するようなCFSE-MLRを行うことも考慮する。新しい知見については、京都大学の関連部門に適宜相談を行い、知財の取得も考慮する予定である。また、成果についても、適宜、知財発表のタイミングに合わせ、国内会の学会での発表や、論文執筆も行う予定である。さらに、今後の臨床試験など、臨床展開も考慮し他のMEK阻害剤についても、並行して形成31年度も企業との相談および実験的検討を続ける。トラメチニブの代替候補として、コビメチニブなどの予備実験についても、平成31年度から本格的に開始する予定である。