hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
貴金属酸化物被覆電極を用いる電気二重層型大容量キャパシタの開発

本研究は、ラフネス・ファクターが約2000の大表面積の多孔質貴金属酸化物被覆チタン電極を作製して自動車に搭載可能な大容量キャパシタを開発することを目的としている。そのために、活性種(プロトンの吸着サイトになり得る物質)として酸化ルテニウムあるいは酸化イリジウムを主体とする貴金属と遷移金属、担体に酸化チタン、酸化バナジウム、あるいは酸化スズの各薄膜、これら複合酸化物薄膜の基板に金属チタン箔を用いる新規なDSA型電極を設計し、性能を検討した。成果の概要は下記の通りである。まず、酸化ルテニウム-酸化バナジウム系電極の表面積が非常に大きいことを発見し、その詳細を明確にすると共に、酸化物層の構造解析を行い、大表面積の発現機構を明確にした。すなわち、両酸化物が複合化することにより、ルテニウムのみならずバナジウムもプロトンの吸着サイトになることを明らかにした。次に、塩化ルテニウムに希土類元素の塩化物を加え、塗布法により複合酸化物電極を作製すると、電極表面積が10倍程度大きくなるということを発見し、その原因を検討した。これは希土類が酸化ルテニウムと複合化せず、単に酸化物の結晶化を抑制する種とした働き、電極を酸に浸すと希土類のみが溶出し、ラネ-型の多孔化酸化ルテニウムを設計できることが明確となった。さらには塩化ルテニウム-酸化ランタン系に関し詳細に調べるとともに、酸化イリジウム-希土類系電極でも同様の多孔化が達成できることを発見した。以上の各電極についてキャパシタを構成し、その特性を評価したところ、応答性の良好なキャパシタが作製可能なことが明らかとなった。静電容量は、塩化ルテニウム-酸化バナジウム系電極が最大で、次に希土類を用いた系、つづいて酸化チタン、酸化スズを担体に用いる系の順であった。本研究は、ラフネス・ファクターが約2000の大表面積の多孔質貴金属酸化物被覆チタン電極を作製して自動車に搭載可能な大容量キャパシタを開発する事を目的としている。そのために、活性種(プロトンの吸着サイトになり得る物質)に酸化ルテニウムを主体とする貴金属と遷移金属、担体に酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、これら複合酸化物薄膜の基板に金属チタン箔を用いる新規なDSA型電極を設計・制作した。本年度の主な実績は下記の通りである。塩化ルテニウムに希土類元素の塩化物を加え、塗布法により複合酸化物電極を作製すると、電極表面積が10倍程度大きくなる事を発見し、酸により希土類酸化物を溶解除去した後も、電極表面積は大きい事を確認した。高分解能SEMにより電極表面を観察したところ、希土類酸化物溶解前後の双方において、数十ナノメートルの細孔の生成が認められた。また、添加する希土類元素のイオン半径が大きいほど酸化ルテニウム電極の表面積は大きく、酸化ランタンが最大の表面積増大効果を示した。さらに、ルテニウムと、一連の第一遷移元素との複合酸化物電極を作製し、活性表面積を調べたところ、酸化ルテニウム一酸化バナジウム系が非常に大きな値を示す事を見出した。一方、上記の複合酸化物系がいずれも結晶度が低いため、それらの複合酸化物の構造解析を、高エネルギー研究所のEXAFSにより調べ、アモルファス状態から結晶相になる過程における相分離の様子を解明した。また、酸化ルテニウム一酸化タンタル系、酸化ルテニウム一酸化チタン系の各電極につきキャパシタを構成し、その特性を評価したところ、応答性の良好なキャパシタが作製可能な事が明らかとなった。

本研究は、ラフネス・ファクターが約2000の大表面積の多孔質貴金属酸化物被覆チタン電極を作製して自動車に搭載可能な大容量キャパシタを開発することを目的としている。そのために、活性種(プロトンの吸着サイトになり得る物質)として酸化ルテニウムあるいは酸化イリジウムを主体とする貴金属と遷移金属、担体に酸化チタン、酸化バナジウム、あるいは酸化モリブデンの各薄膜、これら複合酸化物薄膜の基板に金属チタン箔を用いる新規なDSA型電極を設計し、性能を検討した。本年度の主な実績は下記の通りである。まず、酸化ルテニウム-酸化バナジウム系電極の表面積が非常に大きいという昨年度の発見に基づき、その詳細を明確にすると共に、酸化物層の構造解析を行い、大表面積の発現機能を明確にした。すなわち、両酸化物が複合化することにより、ルテニウムのみならずバナジウムもプロトンの吸着サイトになることを明らかにした。次に、塩化ルテニウムに希土類元素の塩化物を加え、塗布法により複合酸化物電極を作製すると、電極表面積が10倍程度大きくなるという昨年度に発見した現象の原因を検討した。これは希土類が酸化ルテニウムと複合化せず、単に酸化物の結晶化を抑制する種とした働き、電極を酸に浸すと希土類のみが溶出し、ラネ-型の多孔化酸化ルテニウムを設計出来ることが明確となった。本年土は塩化ルテニウム-酸化ランタン系に関し詳細に調べるとともに、酸化イリジウム-希土類系電極でも同様の多孔化が達成できることを発見した。さらに、酸化ルテニウム-酸化モリブデン系、酸化ルテニウム-酸化カルシウム系電極が、酸化ルテニウム-酸化バナジウム系電極についで、共に非常に大きな表面積を有することを見出した。なお後者の電極は、アルカリ性水溶液でのみ安定に存在した。以上の各電極についてキャパシタを構成し、その特性を評価したところ、応答性の良好なキャパシタが作製可能なことが明らかとなった。
メラトニンの抗酸化作用と細胞増殖作用の分子機構

研究目的本研究は、メラトニンによるγ-グルタミルシステインシンテターゼ(γ-GCS)の遺伝子発現の遺伝子発現調節機構を明らかにすることと、血管増殖や細胞増殖に関与する因子への影響を明らかにすることを研究目的とした。具体的には下記の4項目を到達目標とした。(1)血管内皮細胞と神経細胞を用いて、細胞膜のメラトニン受容体後の細胞内情報伝達機構を解明する。(2)メラトニンがγ-GCS遺伝子発現を制御する機序を明らかにする。すでに申請者らは、転写因子activator protein-1がメラトニンによって活性化を示すことを観察しているが、その機序を明らかにする。更にメラトニン核受容体RZR/RORとの関連性を明らかにする。(3)血管内皮細胞増殖因子(VEGF)遺伝子発現に働くメラトニンの作用機構を明らかにする。(4)細胞増殖、分化、アポトーシスを制御するメラトニンの意義を明らかにする。研究成果(1)についてactivator protein-1の活性化にextracellular regulated kinases (ERK) 1/2が関与することが示唆された。(2)、(3)、(4)についてヒトの生理的濃度の50100倍濃度の110nMメラトニンは神経細胞株PC12細胞に対して、VEGF遺伝子発現を抑制し、核受容体RZR/RORのDNA結合活性を増強させ、細胞の分化を抑制することが示唆された。現在のところ報告をまとめるまでの有意な結果は得られていないが、別の視点から検討を行いERK1/2からactivator protein-1の活性化経路によるVEGFの発現制御機構を検討し論文に報告した。更に同様の経路でのγ-GCSの発現調節機構を検討し投稿準備中である。なおγ-GCSにより合成されるグルタチオンは抗酸化物質として知られるが、ERK1/2の活性化には負の調節に関与すると考えられるデータを得ている。また高濃度のメラトニンは、抗酸化能を示すことが知られておりこれらがどのように関与しているのか報告をまとめるために検討を重ねている。(1)γ-GCS重鎖、軽鎖及びVEGF遺伝子の構造解析及び、メラトニン添加による転写因子の活性測定。γ-GCS軽鎖の転写調節領域のクローニングは現在進行中で、その一次構造解析を行っている。またVEGFのプロモター領域は転写開始点より0.6kbpを得ているがさらに複数の転写因子結合部位が存在している更に1kbp上流まで含めたDNA断片のクローニングと一次構造解析を進めている。ルシフェラーゼ法用のレポーターベクターに、得られたγ-GCSとVEGF転写活性調節領域を含むDNA断片、またそれに転写因子結合部位の削除あるいは変異などを加えた人工的に作製したDNA断片を挿入し、これらを血管内皮細胞株、神経細胞株にトランスフェクションを行い、定常状態及びメラトニンを添加した条件下で、RZR/ROR、AP-1、SP-1、NF-κB等のプロモーター、及びエンハンサー活性を調べた結果RZR/ROR、AP-1が有意に働くことが解った。(2)血管内皮細胞株、神経細胞株の遺伝子修飾。現在トランジェントで遺伝子発現ベクターであるpCMVにγ-GCS重鎖、軽鎖のcDNAを挿入し、γ-GCSの酵素蛋白質の活性発現を行った、現在、安定したGSH濃度の上昇条件を検討中である。

またγ-GCS重鎖、軽鎖に対して構築したリボザイムをトランスフェクションし細胞内のGSH濃度を低下させることを検討した結果、GSH濃度をコントロールの50%まで低下させることができた。研究目的本研究は、メラトニンによるγ-グルタミルシステインシンテターゼ(γ-GCS)の遺伝子発現の遺伝子発現調節機構を明らかにすることと、血管増殖や細胞増殖に関与する因子への影響を明らかにすることを研究目的とした。具体的には下記の4項目を到達目標とした。(1)血管内皮細胞と神経細胞を用いて、細胞膜のメラトニン受容体後の細胞内情報伝達機構を解明する。(2)メラトニンがγ-GCS遺伝子発現を制御する機序を明らかにする。すでに申請者らは、転写因子activator protein-1がメラトニンによって活性化を示すことを観察しているが、その機序を明らかにする。更にメラトニン核受容体RZR/RORとの関連性を明らかにする。(3)血管内皮細胞増殖因子(VEGF)遺伝子発現に働くメラトニンの作用機構を明らかにする。(4)細胞増殖、分化、アポトーシスを制御するメラトニンの意義を明らかにする。研究成果(1)についてactivator protein-1の活性化にextracellular regulated kinases (ERK)1/2が関与することが示唆された。(2)、(3)、(4)についてヒトの生理的濃度の50100倍濃度の110nMメラトニンは神経細胞株PC12細胞に対して、VEGF遺伝子発現を抑制し、核受容体RZR/RORのDNA結合活性を増強させ、細胞の分化を抑制することが示唆された。現在のところ報告をまとめるまでの有意な結果は得られていないが、別の視点から検討を行いERK1/2からactivator protein-1の活性化経路によるVEGFの発現制御機構を検討し論文に報告した。更に同様の経路でのγ-GCSの発現調節機構を検討し投稿準備中である。なおγ-GCSにより合成されるグルタチオンは抗酸化物質として知られるが、ERK1/2の活性化には負の調節に関与すると考えられるデータを得ている。また高濃度のメラトニンは、抗酸化能を示すことが知られておりこれらがどのように関与しているのか報告をまとめるために検討を重ねている。
形態・組織形成時における生理的細胞死の分子機構

形態組織形成、生体防御に関連して観察される生理的細胞死(アポトーシス)は、生物学的にも医学的にもその重要性が注目されている。アポトーシスの多くの初期過程に見られるDNAのリンカー域での切断、すなわち特定のエンドヌクレアーゼの活性化を指標として、(1)生体防御に関与するT細胞の分化過程におけるアポトーシスの誘発、制御因子、細胞内情報伝達機構、エンドヌクレアーゼ活性化機構の解析。(2)ヒト唾液腺癌細胞(HSG)、扁平上皮癌細胞(KB細胞)でのアポトーシスの誘発制御機構を白血病細胞と対比して行った。その結果、(1)胸腺組織形成(T細胞レパートリー形成)にはアポトーシスによる自己反応性細胞の除去が極めて重要であり、多様な因子により複雑な細胞内情報伝達系のクロストークにより制御されている。(2)代謝拮抗剤Ara-Cは膜リン脂質代謝障害を介し、細胞内情報伝達機構とクロストークしアポトーシスを誘発する。これらは全て遺伝子発現に依存していた。そこで遺伝子発現の解析のためDNAトポロージーに直接作用するトポイソメラーゼ阻害剤により検討した。トポイソメラーゼ阻害剤により細胞死に必須なタンパクリン酸化に関与するタンパクが新しく発現されることが示唆された。(3)白血病細胞(RVC)はAra-Cやトポイソメラーゼ阻害剤により典型的なアポトーシスが誘発されたが、HSG細胞はアクチトマイシンDにより電顕像ではアポトーシスであるがDNA切断はみられず、異った機構の存在が示唆された。表皮細胞のプライマリーカルチャーではDNA切断による細胞死がみられたが、KB細胞ではアポトーシスは誘発されず、癌化によるアポトーシス過程の変異、またはアポトーシス阻害因子の存在が示唆された。以上、生理的な細胞死が壊死とは異った能動的な過程であり、しかも極めて多様な機序が示唆され、今後さらにその分子機構の解明を行いたい。形態組織形成、生体防御に関与する生理的細胞死は、アポト-シスとして生物学的にも医学的にもその重要性が注目されるにいたっている。我々は免疫担当細胞の中枢となる胸腺細胞を試料としてアポト-シスの初期過程にクロマチンリンカ-域でのDNAの切断、すなわちエンドヌクレア-ゼの活性化が起きる事を明らかにした。本年度はこのDNA切断を指標として(1)胸腺細胞死の分子機構の解析、及びサイトカインの作用。(2)さらに白血病細胞にこれらの機構が誘発されるかを解析し、これらの知見を基に(3)唾液腺細胞、表皮細胞での終末分化に伴う細胞死の解析のためヒト唾液腺癌細胞(HSG)、扁平上皮癌細胞KB細胞を試料としてDNA切断を指標として解析を行った。(1)胸腺細胞では、カルシウムイオン、Aキナ-ゼ、Cキナ-ゼ、チロシンキナ-ゼのクロスト-クにより細胞死が制御されている事が明らかにされた。(2)T細胞の分化度により制御機構が異ることから細胞死への準備状態(プライミング)過程と、negative regulatorの可能性が示唆された。(3)サイトカイン、TNFーαはAキナ-ゼを介し、正(増殖)と負(死)の二重作用を持つ事が質唆された。(4)白血病細胞にもDNAのトポロジ-に関与するトポイソメラ-ゼ阻害、及びある種の代謝括抗剤によりアポト-シスが誘発され、癌治療との関連性が示唆された。(5)HSG、KB細胞では、胸腺細胞、白血病にアポト-シスを誘発する因子ではアポト-シスは誘発されず、トポイソメラ-ゼ等細胞毒性を示す薬剤ではDNAのスメア-の切断が観察された。このことはこれら細胞でのプライミングの欠如、negative regulatorの存在、エンドヌクレア-ゼの欠損等が考えられ、又HSGもKB細胞もトランスフォ-ムした細胞であり、プライマリカルチャ-での終末分化の実験系の必要と考えられるにいたった。

表皮細胞のプライマリーカルチャーではDNA切断による細胞死がみられたが、KB細胞ではアポトーシスは誘発されず、癌化によるアポトーシス過程の変異、またはアポトーシス阻害因子の存在が示唆された。以上、生理的な細胞死が壊死とは異った能動的な過程であり、しかも極めて多様な機序が示唆され、今後さらにその分子機構の解明を行いたい。
寒冷地水稲における収量性の品種間差異および年次変動とその要因の解明

20012003年に,東北地方中北部における主要普及品種である「あきたこまち」および「ひとめぼれ」と当地方を対象に最近育成された遺伝的関係の明瞭な10品種を供試し,収量性の品種間差異および年次変動をもたらす要因について,乾物生産およびその分配に着目して比較検討を行った.得られた結果の概要は,以下の通りである.1)供試品種の坪刈収量は,2001年が765968g/m^2,2002年は700770g/m^2,2003年は230660g/m^2であった.なお,2003年は,6月末以降7月末までの長期にわたり低温・日照不足が続いたこともあり,不受精籾が多発し,登熟歩合が著しく低下した結果,いずれの品種も著しい低収となった.しかしながら,耐冷性程度が極強にランクされている「はなの舞」,「はたじるし」および「ひとめぼれ」は,同じ熟期の品種に比べて不受精籾の割合は小さく,収量の年次間差異も小さかった.2)2003年を除く過去5ヶ年の平均収量は,「あきたこまち」の735g/m^2から「おきにいり」の817g/m^2まで約80g/m^2(11%)の品種間差異が認められた.収量レベルが低かった「あきたこまち」および「はなの舞」は,登熟歩合は高いもののシンクサイズ(m^2当たり籾数と玄米千粒重の積)は明らかに小さかったのに対して,収量レベルが高かった「ふくひびき」,「おきにいり」,「めんこいな」および「岩南7号」は,シンクサイズが大きい割に登熟歩合も高く維持されていた.3)登熟期前半はいずれの品種においても全乾物重増加量に比べて穂重増加量は明らかに大きく,その相違が大きい品種ほど葉鞘+稈重の減少量は大きく,登熟歩合が高い傾向がみられた.4)長稈品種ほど倒伏指数は大きいものの,普及品種に比べて断面係数および曲げ応力がともに大きいことによって稈の挫折時モーメントが大きい品種がいくつかみられた.20012003年に,東北地方中北部における主要普及品種である「あきたこまち」および「ひとめぼれ」と当地方を対象に最近育成された遺伝的関係の明瞭な10品種を供試し,収量性の品種間差異および年次変動をもたらす要因について,乾物生産およびその分配に着目して比較検討を行った.得られた結果の概要は,以下の通りである.1)供試品種の坪刈収量は,2001年が765968g/m^2,2002年は700770g/m^2,2003年は230660g/m^2であった.なお,2003年は,6月末以降7月末までの長期にわたり低温・日照不足が続いたこともあり,不受精籾が多発し,登熟歩合が著しく低下した結果,いずれの品種も著しい低収となった.しかしながら,耐冷性程度が極強にランクされている「はなの舞」,「はたじるし」および「ひとめぼれ」は,同じ熟期の品種に比べて不受精籾の割合は小さく,収量の年次間差異も小さかった.2)2003年を除く過去5ヶ年の平均収量は,「あきたこまち」の735g/m^2から「おきにいり」の817g/m^2まで約80g/m^2(11%)の品種間差異が認められた.収量レベルが低かった「あきたこまち」および「はなの舞」は,登熟歩合は高いもののシンクサイズ(m^2当たり籾数と玄米千粒重の積)は明らかに小さかったのに対して,収量レベルが高かった「ふくひびき」,「おきにいり」,「めんこいな」および「岩南7号」は,シンクサイズが大きい割に登熟歩合も高く維持されていた.3)登熟期前半はいずれの品種においても全乾物重増加量に比べて穂重増加量は明らかに大きく,その相違が大きい品種ほど葉鞘+稈重の減少量は大きく,登熟歩合が高い傾向がみられた.4)長稈品種ほど倒伏指数は大きいものの,普及品種に比べて断面係数および曲げ応力がともに大きいことによって稈の挫折時モーメントが大きい品種がいくつかみられた.平成13年度は,東北地方中北部における主要普及品種である「あきたこまち」および「ひとめぼれ」と当地方を対象に最近育成された遺伝的関係の明瞭な10品種を供試し,農学部構内の水田に前年度までと同様な方法で栽培し比較検討を行なった.得られた結果の概要は,以下の通りである.1)2001年の坪刈収量は765908g/m^2であり,収量レベルは年次によってかなり変動はあるものの,1996年以降各年次で得られたと同程度の品種間差異(130140g/m^2程度)が認められた.

2)2001年を含めた過去5ヶ年平均収量は,「あきたこまち」の735g/m^2から「おきにいり」の817g/m^2まで約80g/m^2(11%)の品種間差異が認められた.そして,収量レベルの低かった「あきたこまち」および「はなの舞」は,登熟歩合は高いもののm^2当たり籾数と玄米千粒重の積で表されるシンクサイズは明らかに小さかったのに対して,収量レベルの高かった「ふくひびき」,「おきにいり」,「めんこいな」および「岩南7号」は,シンクサイズが大きい割に登熟歩合も高く維持されていた.3)各生育時期における全乾物重,穂重および葉鞘+桿重の変化量を比較すると,成熟期の穂重の5065%は登熟期前期の穂重増加によって占められていた.登熟期前半はいずれの品種においても全乾物重増加量に比べて穂重増加量は明らかに大きく,その相違が大きい品種ほど葉鞘+桿重の減少量は大きい傾向がみられた.一方,登熟期後半は穂重増加量に比べて全乾物重増加量が大きいことから,葉鞘+桿へ同化産物が再蓄積されており,その程度は品種によって異なっていた.4)長桿品種ほど倒伏指数は大きいものの,普及品種に比べて断面係数および曲げ応力がともに大きいことによって桿の挫折時モーメントが大きい品種がいくつかみられた.平成14年度は,東北地方中北部における主要普及品種である「あきたこまち」および「ひとめぼれ」と当地方を対象に最近育成された品種・系統および遺伝的背景の明瞭に異なる品種を供試し,農学部構内および附属農場の水田に前年度までと同様な方法で栽培し比較検討を行なった.得られた結果の概要は,以下の通りである.1)2002年の坪刈収量は700770g/m^2であり,2001年度に比べて何れの品種も812%程度収量レベルは低かった.主要な要因として,8月上旬から中・下旬に掛けての日照不足と低温に伴う登熟歩合の低下によることが示唆された.2)前年度の結果を受けて出穂前および出穂後における光条件の相違が乾物生産および収量に及ぼす影響を検討するために,それぞれ約1320日間の遮光処理を行った.その結果,処理期間の違いはあるものの登熟期前半遮光の影響が強くあらわれ,無処理区に比べて前者は1316%,後者は2531%程度減収となり,何れの処理区においても登熟歩合の大幅な低下とm^2当たり籾数の減少とによっていた.なお,減収の程度には,「ふくひびき」は他の品種に比べて減収程度は小さかったものの,「あきたこまち」および「奥羽316号」は減収の程度がやや大きいことから,遮光に伴う減収の影響は品種によって異なることが推察された.3)出穂期以降の乾物生産および穂重増加に及ぼす生育温度の影響を検討したところ,登熟期前半および中盤のいずれにおいても,全乾物重増加量と生育温度との間には一定の関係は認められなかったものの,生育温度の低下とともに穂重増加量は減少しており,出穂の遅い品種ほど温度の影響を強く受けていた.4)2001および2002年の倒伏指数との間には有意な相関関係が認められたものの,2002年度のそれはいずれの品種もやや小さく,節間伸長期以降の天候の影響を強く受けていることが示唆された.また,飼料用水稲品種は,普及品種に比べて断面係数および曲げ応力がともに大きいことによって稈の挫折時モーメントが明らかに大きくなっていることがわかった.平成15年度は,東北地方中北部における主要普及品種である「あきたこまち」および「ひとめぼれ」と当地方を対象に最近育成された品種・系統および遺伝的背景の明瞭に異なる品種を供試し,農学部構内および附属農場の水田に前年度までと同様な方法で栽培し比較検討を行なった.得られた結果の概要は,以下の通りである.1。2003年は6月下旬まで平年並みかそれ以上の気温および日射量で経過したものの,それ以降7月末までの長期間日平均気温が平年より1.54.5°C程度低く,日照時間も平年の67割程度で推移した.その結果,いずれの品種も穂首分化期頃までは順調に生育したものの,減数分裂期は7月中下旬の低温期と重なった結果,不受精籾が多発し,登熟歩合が著しく低下した結果,坪刈収量は230660g/m^2であり,2001年および2002年と比べていずれの品種も著しい低収となった.主要な要因としては,7月第3半旬を除く6月下旬以降7月末までの低温と日照不足に伴う不受精籾増大による登熟歩合の低下と玄米千粒重の低下が挙げられる.2。不稔籾の発生程度は,品種の熟期と耐冷性程度の相違によって著しく異なっており,晩性品種に比べて早生および中生品種において,また,耐冷性程度の低い品種において不受精歩合が高いことから登熟歩合が低下し減収となっていた.
距離空間の一般化と、その関連する諸分野について

距離空間とコンパクト空間の両者の一般化であるパラコンパクト空間は、位相空間論においては重要な柱の一つであるが、そのパラコンパクトの特徴付けは、古今東西多方面から試みが行われている。我々は今年度、その特徴付けを、与える開被覆を全ての開被覆ではなく、単調増加な開被覆に対してのみ、ある性質をみたす細分があれば、パラコンパクトと全く同質なものであることが判明した。その結果は位相空間論のみならず他方面にも応用性があることもわかった。又その関連分野としては、パラコンパクトよりは真に弱い空間族であるが、随分とすっきりした特徴付けが可能であった。それらは今迄離解であったNavyの空間が、その性質を持つことも上記の特徴付けで容易にチェックできる。
角膜細胞間(上皮細胞-実質細胞)ならびに角膜上皮細胞とリンパ球との細胞間相互作用

(1)IFN-γは、複数の細胞内蛋白質チロシンリン酸化を誘導した。(2)IFN-YはMHC class I発現増強作用ならびにMHC class II発現誘導作用を有するが、これらは、蛋白質チロシンキナーゼ阻害剤であるherbimycin Aにより、両作用ともに抑制された。(3)IFN-γはICAM-1発現増強作用を有するが、HMAは、このIFN-γの作用に対しては充分な抑制を示さなかった。(4)HMAは、IFN-γの誘導する蛋白質チロシンリン酸化を抑制した。(5)HCE細胞で、チロシンキナーゼであるJak1,Jak2分子が確認された。〈結論1〉HCE細胞において、IFN-γは、Jak1,Jak2により誘導される一連のチロシンリン酸化を介して、MHC class I,class II分子を誘導するが、ICAM-1分子の誘導は、重複するも異なる刺激伝達系を介して行われることが示唆された。また、(7)TNF-αはIFN-γのMHCclass II分子誘導作用を阻止するが、HMAはこのTNF-αの作用を抑制した。〈結論2〉TNF-αによるIFN-γのMHCclass II誘導に対する抑制作用は、IFN-γのMHC class II誘導作用と同様に、チロシンリン酸化を介することが示唆された。2.角膜細胞間の相互作用に関しては、以下の結果を得た。角膜実質(HCF)細胞の存在下で培養されたHCE細胞をIFN-γで刺激すると、単独培養したHCE細胞には発現されないB7-1分子が細胞表面に発現した。この結果から、HCE細胞の免疫学的機能は、HCF細胞との相互作用によるB7分子発現を介して高められることが示唆された。I.結果(経過)結果:角膜上皮細胞におけるこれらの分子の発現がタンパクレベルで確かめられた。結果:IFN-y、TNF-aともに角膜上皮細胞のtyrosine kinase活性を増強した。(4)の場合、その活性はそれぞれ単独のものと差がなかった。3.角膜上皮細胞でのB7-1,-2分子の発現を、cytokine刺激(+)or(-)、角膜実質細胞存在(+)or(-)培養でflow cytometryを用いて調べた。結果:角膜実質細胞存在下培養-IFN-y刺激角膜上皮細胞のみにB7-1の発現をみた。II評価1.角膜上皮において、MHC class II分子はIFN-yで誘導され、IFN-yとともにTNF-aで処理するとclass II分子は誘導されないが、その機序として、IFN-y,TNF-aともに同一のtyrosine kinase routeをその細胞内刺激伝達系として使っているための競合作用である可能性が示唆された。2.角膜実質細胞の存在下で培養された角膜上皮細胞をIFN-yで刺激すると、単独培養した上皮細胞には発現されないB7-1分子が細胞表面に発現し、これが角膜上皮細胞の抗原呈示能を増強する機序の一つである可能性が示唆された。ヒト角膜上皮(HCE)細胞におけるMHC分子及びICAM-1分子発現において、IFN-Y,TNF-qはすでに報告したように重要な鍵を握るが、本年度はその作用機序について更に検討を進め、以下の結果を得た。培養HCE細胞において、2.IFN-YはMHC class i発現増強作用ならびにMHC classii発現誘導作用を有するが、これらは、蛋白質チロシンキナーゼ阻害剤であるharbimycin Aにより、両作用ともに抑制された。(by Westernblotting, flow cytometry)

6.IFN-Y刺激で、HCE細胞にJak1,Jak2のチロシンリン酸化が誘導された。(by Western blotting, lmmunoprecipitation)<結論1>HCE細胞において、IFN-Yは、Jak1、Jak2の活性化に始まる一連のチロシンリン酸化を介して、MHC class I, class II分子を誘導するが、ICAM-1分子の誘導は、重複するも異なる刺激伝達系を介して行われることが示唆された。また、<結論2>TNF-aによるIFN class II誘導に対する抑制作用は、IFN-YのMHC classII誘導作用と同様に、チロシンリン酸化を介することが示唆された。
アト秒パルスラジオリシスの構築

広帯域THzマイケルソン干渉計を構築し、アト秒電子線パルスの測定が可能となった。再現良く8.7fsの電子線パルス発生に成功した。ダブルデッカーTHzパルスラジオリシスシステムを構築して、Si中の準自由電子の減衰を観測できた。パルスラジオリシスの測定波長を拡張し、ドデカンの放射線分解に励起ラジカルカチオンが直接関与していることを見出した。エタノールでは、近赤外領域に溶媒和前電子が観測され、時定数から水素結合の切断が溶媒和前電子生成に関係することが分かった。ポリスチレンの放射線分解と保護効果について研究を行い、ダイマーラジカルカチオンとエキシマーの生成を観測し、反応の分岐比に関する知見を得た。1加速器の移設:RF電子銃加速器の移設により、電源、雰囲気、振動、温度等の環境安定化を行った。加速器およびレーザー、測定装置の安定化によりパルス幅、電子ビームと分析光パルスの同期時間ジッター、強度等の変動の改善が期待され、これにより時間分解能を向上することができると考えられる。2干渉計の感度モデルを用いた超短パルス電子ビーム計測:電子ビーム計測で用いる干渉計の周波数特性を赤外光源により評価を行い、電子ビーム計測に適用した。ボロメータおよびMCT(HgCdTe)検出器を用いて、電子ビームが放射するコヒーレント遷移放射の計測を行った。電子ビーム計測で得られた周波数スペクトルは、感度モデルにより得られる周波数スペクトルから予測できることが明らかとなり、8.9フェムト秒の電子ビームの発生・計測に成功した。32段階励起パルスラジオリシス測定系の準備:ドデカンの分解過程における励起ラジカルカチオンの役割を解明するために、フェムト秒電子線照射によりラジカルカチオンを生成し、フェムト秒光パルスで再励起し、フェムト秒分析光でアルキルラジカルをモニターする必要がある。そのための電子線-レーザー複合照射パルスラジオリシス測定系を構築した。2015年度にこれを用いた実験を行う。4ドデカンにおける励起ラジカルカチオンの存在に関する研究:最も簡単なポリエチレンのモデル化合物として、直鎖ドデカンにフェムト秒電子線を照射し、240 nmでアルキルラジカルの生成過程を観測した結果、3 psで生成することを見出し、励起ラジカルカチオンからの直接分解が示唆された。耐放射線高分子材料開発のみならず、次世代半導体ナノファブリケーションのためのレジスト材料開発にも設計指針を与えるので、この知見は非常に重要である。1パルスラジオリシスの安定化:現在までに発生可能な電子パルスは、パルス幅20 fsで電荷量2 pC程度であり、これまでにパルスラジオリシスで利用してきた電子パルスの電荷量の1/20に相当するため、平成27年度は、パルスラジオリシスシステムの光吸収の測定精度の向上を主に行った。他の加速器からのノイズが大きい従来の照射室から加速器を移設し、電源、空調、アース、熱源配置の装置環境を改善した。その結果、レーザー等、測定システムの安定性が向上し、リファレンスを測定するダブルビーム法を実装することができた。更に、測定プログラムの更新により、統計的なデータ処理を備え、安定したS/N比の測定が可能となった。これらの改善により、フェムト秒パルスラジオリシスの過渡吸収測定におけるS/Nを従来の10倍まで改善し、吸光度0.001の過渡吸収を測定できるようになった。2フェムト秒電子線-光複合照射パルスラジオリシス測定系の構築:電子ビームを用いた試料のイオン化後、800 nmのレーザー光による光励起を行い、別途入射する検出光800 nmでの吸収測定ができるようになった。これにより、ドデカン中のラジカルカチオンを光パルスで再励起したことによるブリーチが観測できた。これは、電子線照射により生成したドデカンラジカルカチオンが800 nmの励起パルス光により再励起されて、ドデカンの放射線分解の鍵となる励起ラジカルカチオンが生成することを意味し、より精細な放射線化学反応を解析する手法の開発に成功した。3干渉計を用いたコヒーレント遷移放射(CTR)測定:電子ビームのパルス幅・バンチ形状を測定するため、磁気パルス圧縮により発生したフェムト秒電子ビームからCTRを発生させ、干渉計により測定した。パルス幅だけでなく、CTRのパルスあたりのエネルギー測定も可能となり、従来よりも詳細な電子ビーム診断を行えるようになった。アト秒パルスラジオリシスを実現するために、電源、空調、アース、熱源の配置等の装置環境を改善するとともに、光吸収の測定精度を10倍に向上した。電子ビームのパルス幅を従来の1/10に低減することができ、アト秒パルスラジオリシスへの適用が行われつつある。また、多数の試料を続けて測定できるようにサンプルチェンジャーを導入し、温度を変えて測定できるようにクライオスタットを装備した。測定の自由度や条件設定は大きく変化できるようになっている。過渡吸収測定系の広帯域化により波長掃引しながら過渡吸収スペクトルを得ることがより簡単となった。ナノテクノロジー、材料開発で重要である高分子材料中での電子の移動について、高分子の簡単なモデル化合物であるドデカン中の電子移動について、非常に高速に移動する電子が存在していることがはじめて明らかとなり、基礎的な知見を得ることができた。また、パルスラジオリシスに光励起を組み合わせたことにより、放射線によって誘起された活性種を、フェムト秒領域で制御、詳細な反応機構解明に役立つ手法が新たに導入された。

ハードウェア、ソフトウェアの両面から大きく進展した。これらを用いることにより、原子力分野の核燃料再処理で溶媒として用いられているドデカンの放射線分解初期過程など、放射線化学の重要な知見を得ることに成功している。電子ビーム測定では、従来のボロメータを用いた測定系を拡張し、コヒーレント遷移放射のパルスあたりのエネルギー測定にも応用可能であることが分かった。また、半導体の過渡的なキャリアの時間応答性の測定や、テラヘルツ発生・検出素子である光伝導アンテナと電子ビーム研究へ応用に着手している。平成28年度は、10fs以下の超短パルス電子ビームを積算測定時間(数分間)発生し、コヒーレント遷移放射のスペクトルを測定することによりパルス幅を評価した。超短パルス電子ビームは電荷量が小さいので、過渡吸収測定を高精度化した。放射線化学初期過程の研究では、有機液体中で電子輸送・移動・溶媒和に関する興味深い新しい発見がいくつも得られた。フェムト秒領域では同期をしても時間的にゆらぎ、積算測定時間内でビーム変動が生じる。それでは困るので、比較的短い時間内でのビームの安定化とパルスラジオリシス測定の高速化を行った。コヒーレント遷移放射スペクトルを測定してパルス幅を評価した。10fs以下の電子ビームの積算測定により、8.7fsのパルス幅を得た。瞬間値でなく、実際に測定に使うことができた。過渡吸収測定を高精度に測定することにより、可測吸光度を0.001まで改善した。水500μmの試料を測定したところ、ビームを集束すれば、水和電子のピーク波長である720nmなら71μm厚まで測定できる事が分かった。試料中の電子と光の速度差による時間分解能劣化を従来の3分の1まで低減できる。放射線化学初期過程の研究では、興味深い新しい知見が得られた。鎖長の異なる棒状の直鎖アルカンと、分岐鎖を持つ球状のアルカンで、ビフェニルをプローブ分子としてフェムト秒パルスラジオリシス測定を行って電子輸送・移動過程の研究を行った。以前から、ドデカン中で拡散律速反応よりも1桁以上大きなビフェニルラジカルアニオン生成を観測していたが、この現象が他のアルカン中でも観測された。この事は、飽和炭化水素中の放射線化学初期過程における複数の電子輸送機構を示唆している。また、極性溶媒中でも溶媒和途中での電子捕捉反応を調べたところ、同様に非常に早い電子捕捉過程が観測された。液体中の電子輸送・移動現象に関する新しい知見を得た。広帯域THzマイケルソン干渉計を構築し、アト秒電子線パルスの測定が可能となった。再現良く8.7fsの電子線パルス発生に成功した。ダブルデッカーTHzパルスラジオリシスシステムを構築して、Si中の準自由電子の減衰を観測できた。パルスラジオリシスの測定波長を拡張し、ドデカンの放射線分解に励起ラジカルカチオンが直接関与していることを見出した。エタノールでは、近赤外領域に溶媒和前電子が観測され、時定数から水素結合の切断が溶媒和前電子生成に関係することが分かった。ポリスチレンの放射線分解と保護効果について研究を行い、ダイマーラジカルカチオンとエキシマーの生成を観測し、反応の分岐比に関する知見を得た。アト秒パルスラジオリシスの実現には、あらゆる変動要因を排除する必要がある。
MR(磁気共鳴)画像を用いた心筋壁の運動能評価システムの構築

MRIは、測定対象(人体各部位)を静磁場の中に置き、RFパルスと呼ばれるラジオ波と傾斜磁場パルスを与えることで測定対象内の水素の原子核(プロトン) ^1Hの反応(とくにスピンの方向変化より放出される運動エネルギ-)を検出し、^1Hの密度などを画像化するという医用画像診断技術である。このRFパルスと傾斜磁場パルスの組み合わせはパルスシ-ケンスと呼ばれ、その組み合わせを工夫することにより様々な画像情報を種々の角度から得る事ができる。ここでは、これら2つの新しい組み合わせを理論的に選び出し、MR画像内に格子状タグ(格子状磁気指標)を付加する撮影法を構築した。更にここでは、磁気共鳴映像法の弱点である計測時間が長いという事を克服するため、例えば心臓一心拍内に16ー32枚のタグ付き画像を得る事の可能な超高速撮影法を開発した。ここで使用されたMR装置は三重大学医学部に現有のシグナ1.5Tである。次にこのタグ付きMR映像法を用いて、ヒト心臓左心室の心筋壁の断面像を心時相に応じて撮影し、心臓左心室の各部位の移動を捕られることができた。ここでは、健状人ボランテアィア、および下壁心筋梗塞患者の2例について行なった。さらに、これらの画像をコンピュ-タ処理することにより、心筋壁内に生じる歪分布およびその時間変化を算出することができた。これらの結果の一部は、学会にて既に発表した(次ペ-論文リストの最初の2つ)。また、この研究と関連して、平行して行なっている心臓左心室の挙動に関する研究は次ペ-ジ論文リストの最後の2論文に記した。
示範の提示方向の違いによる看護技術教育効果に関する研究

本研究では、示範の提示方向の違いによる看護技術教育効果の比較検証を行うことを目的として検討を行った。研究期間内に研究に取り組んだ結果、本研究で実験対象とした看護技術については、示範の提示方向は看護技術習得にあまり影響を及ぼさないことが示唆された。しかし、示範の提示方向は看護技術を模倣するためのイメージ生成に影響する可能性が示唆された。本研究では看護技術習得過程の初期段階に位置する模倣に着目した。すなわち、学生が看護技術を模倣するためには、その看護技術のイメージを生成することが必要であり、そのイメージ生成には看護技術を観察させることが必要であることから、本研究では看護技術を観察させイメージ生成させる視覚的教示方法について検討を行った。特に本研究では、視覚的教示方法における示範(視覚的に模範的な看護技術)の提示方向の違いによる教育効果の比較検証を行うことを目的として検討を行った。本研究では、教育効果を比較検証するために、同じ方向を向いているモデルが示範を提示するビデオと対面したモデルが示範を提示するビデオを作成した。実験では示範の提示方向の異なるビデオを1種類視聴してもらった後、技術テストおよびインタビューを実施した。なお、技術テストおよびインタビューは1回目をビデオ視聴直後とし、2回目はビデオの視聴内容が短期記憶として記憶されている1週間後、3回目はビデオの視聴内容が忘却される2週間後の3回を設定し、実施した。本研究を実施した結果は次のとおりである。まず、技術テスト結果を分析したところ、本研究で対象とした看護技術に関しては、示範の提示方向は看護技術習得にあまり影響を及ぼさないことが示唆された。しかし、インタビュー結果を分析したところ、看護技術習得の初期段階の模倣のためのイメージ生成に示範の提示方向が影響する可能性があることが示唆された。今後は、示範の提示方法を再検討したり、様々な看護技術を実験対象技術として実験を行うなど、示範の提示方向による教育効果についてさらに検証を重ねていきたいと考える。本研究では看護技術習得過程の初期段階に位置する模倣に着目している。学生が看護技術を模倣するためには、その看護技術のイメージを生成することが必要であり、そのイメージ生成には看護技術を観察させることが必要である。そこで、本研究では看護技術を観察させイメージ生成させる視覚的教示方法について検討を行う。特に本研究では、視覚的教示方法における示範(視覚的に模範的な看護技術)の提示方向の違いによる教育効果の比較検証を行うことを目的とする。今年度は上記目的のために平成24年度に実施する実験の準備を中心に実施した。はじめに、(1)専門知識学習のための資料の作成、(2)専門知識の学習状況を評価するための知識テストの作成、(3)技術提示のためのビデオの作成、(4)インタビューガイドの作成を行った。特に(3)技術提示のためのビデオについては、教育効果が比較検証できるビデオとなるよう試行を繰り返し作成した。そして、同じ方向を向いているモデルが示範を提示しているものでモデルの手元のみが撮影されているもの、対面したモデルが示範を提示しているものでモデルの手元のみが撮影されているもの、対面したモデルが示範を提示しているものでモデル全体が撮影されているものの計3パターンのビデオを作成した。これらは従来の看護技術教育で用いられているビデオには見られない新たなビデオとして完成させることができた。(1)(4)を作成したうえで、実験の実施手順および技術の実施状況を評価するための技術テストの実施方法等について検討を行った。さらに、研究実施における人権の保護および法令等の遵守への対応のために、研究者の所属する研究機関の研究倫理委員会の審査を受け、承認を得ることができ、平成24年度の実験実施に向けた準備を完了することができた。本研究を実施するにあたり、基礎看護学を専門とする複数の教員から専門知識学習のための資料の内容、専門知識の学習状況を評価するための知識テストの内容、技術提示のためのビデオの内容、インタビューガイドについて意見をいただき、その内容をふまえ、これらについて検討を繰り返した。また、当初、実験対象技術は「滅菌手袋の装着」を予定していたが、技術の実施状況を評価するためには実験対象技術の単純化を図る方が効果的であり、技術の変更を行っても本研究の目的達成には問題はないと判断し、「滅菌手袋の装着」から「無菌操作による創傷処置」に変更した。上記のような経過で平成23年度の研究を遂行し、その結果、専門知識学習のための資料、知識テスト、ビデオ、インタビューガイドが完成し、実験の実施手順、技術テストの実施方法等についても検討を終了することができた。このように平成24年度に実施する実験へ着手できる準備が整ったことから、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。平成24年度の具体的な実施計画として、必要物品の手配および実験環境の整備等、実験実施に向けた準備を45月に行う。特に実験環境の整備については、十分なスペースを確保し、また全ての研究協力者が同じ条件で実験を実施できるよう音や人の遮断等に配慮しながら整備を行う。そして、6月に研究者の所属する研究機関の学生に実験協力を依頼し研究協力者を募る。

実験は研究協力者の予定を最優先し、学業や日常生活等に影響を及ぼさないよう712月の6ヶ月間という十分な期間を確保し実施する。実験は1回目はビデオ視聴直後とし、2回目はビデオの視聴内容が短期記憶として記憶されている1週間後、3回目はビデオの視聴内容が忘却される2週間後の3回を設定し、実施する。実験終了後の平成25年13月に実験データの分析(技術テスト結果の統計的解析およびインタビュー内容の分析)を行い、技術テスト結果の分析結果から得られる行動側面とインタビュー内容の分析結果から得られる思考側面という2側面のアウトカム用いて3パターンのビデオによる教育効果を比較検証し、示範の提示方向の違いによる教育効果について明らかにする。そして、その検証結果をふまえて研究のまとめを行い、それらをもとに論文投稿・研究成果発表を行う計画である。平成23年度は本研究遂行に有用な知見等を得るための学会等への参加を予定していたが、日程等の都合により参加できなかったため、次年度に使用する予定の研究費が生じた。したがって、平成24年度は平成23年度に参加できなかった学会等に参加するための旅費として研究費を使用するとともに、今後の推進方策にしたがって、実験実施、研究のまとめおよび論文投稿・研究成果発表のために研究費を使用する計画である。具体的には、本研究の実験対象技術である「無菌操作による創傷処置」に必要な物品(攝子、膿盆、角バット、滅菌ガーゼ、ディスポーザブルシーツ、ディスポーザブル手袋等)、研究協力者の技術テストの実施状況を撮影するために必要な物品(デジタルビデオカメラ、三脚等)、文具等の購入を計画している。また、実験協力者に対する謝礼や研究協力者の技術実施状況を評価するために実施する技術テストの評価を依頼する基礎看護学の専門教員への謝礼等を計画している。そして、実験終了後は、研究のまとめおよび論文執筆に取り組むことから、これらに必要な文献等のための文献資料費、そして論文完成後の論文投稿に必要な諸経費(学会誌投稿費、別刷り印刷費等)および研究成果発表旅費に使用する計画である。
胃癌における分離癌腺管及び周囲粘膜の分離腸上皮化生腺管、非化生腺管のメチル化解析

本研究では腸上皮化生腺管を不完全腸上皮化生腺管(MUC5AC陽性腸上皮化生腺管)とそれ以外の腸上皮化生腺管に分けて胃癌腺管とのメチル化状態の対比を行った。これまでの研究成果として、1)胃癌周囲粘膜の不完全型腸上皮仮化生腺管とそれ以外の腸上皮化生腺管とのメチル化状態には差異がないことが明らかになった。しかし、胃癌腺管との比較においても、腸上皮化生腺管との間に明らかな差異が指摘できなかった。このことはメチル化の蓄積に関しては、腸上皮化生腺管と胃癌腺管との間の共通の分子異常であることを示している。2)一方混在している非腸上皮化生腺管ではメチル化の蓄積が低く、メチル化の蓄積は腸上皮化生の発生に関与していることを示している。上記の結果は、腸上皮化生と分化型胃癌の発生にはメチル化の蓄積が共通の分子基盤を形成しているが、癌化の直接の原因ではない可能性を示唆している。3)不完全型腸上皮化生とそれ以外の腸上皮化生腺管の発生にはメチル化の蓄積状態に差異がないことも示している。一方の癌との違いを解析するためには、腸上皮化生腺管と癌腺管のゲノムレベルの異常を解析することが必要で、現在染色体レベルの異常の関与が腸上皮化生腺管にみられるかどうかを検討したが、腸上皮化生腺管にはloss of heterozygosity (LOH)が各染色体レベルでは散在性にみられるが、LOHの蓄積はみられないことが明らかになった。胃癌発生における初期状態を知るためには、癌の周囲粘膜の異常を調べることが必要である。癌の周囲粘膜には腸上皮化生がしばしばみられ、従来から腸上皮化生と胃癌発生との関連が指摘されてきた。従って腸上皮化生における癌関連遺伝子のメチル化状態を解析することは、胃癌発生の初期の分子異常を解明するために重要である。一方腸上皮化生は単一ではなく、完全型腸上皮化生と不完全型腸上皮化生に分類されてきた。胃癌との関連においては、後者との関連が指摘されてきたが、両者の分子レベルの異常についてはわかっていない。一方DNAメチル化は主要な発癌メカニズムの1つとして近年注目されているが、腸上皮化性腺管と非化生腺管間におけるDNAメチル化の差異、完全腸上皮化生腺管と不完全腸上皮化生腺管間における差異などについては十分検討されていない。そこで癌関連遺伝子であるMLH1、p16、HPP1、RUNX3、ZFP64、SFRP1、RASSF2A、E-cadherinにおけるDNAメチル化について分離腸上皮化生腺管、分離非化生腺管についての解析を行った。また胃癌腺管と周囲腸上皮化生腺管、非化生腺管においても検討を行った。腸上皮化生腺管と非化生腺管においては、前者でDNAメチル化の頻度が有意に高かった。しかし、完全腸上皮化生腺管、不完全腸上皮化生腺管においては有意な差異はみられなかった。癌腺管と腸上皮化生腺管間の比較でもDNAメチル化には有意な差異はみられなかった。癌及び腸上皮化生の発生にはDNAメチル化が重要な役割を担っていることが示唆された。

このことはメチル化の蓄積に関しては、腸上皮化生腺管と胃癌腺管との間の共通の分子異常であることを示している。2)一方混在している非腸上皮化生腺管ではメチル化の蓄積が低く、メチル化の蓄積は炎症の発展の結果のみではなく、腸上皮化生の発生に蓄積が関与していることを示している。上記の結果は、腸上皮化生と分化型胃癌の発生にはメチル化の蓄積が共通の分子基盤を形成しているが、癌化の直接の原因ではない可能性を示唆している。3)不完全型腸上皮化生とそれ以外の腸上皮化生腺管の発生にはメチル化の蓄積状態に差異がある訳ではないことも示している。両者は単なる胃型形質の発現の差異に過ぎないのか、異なった分子異常を呈する異なった病態であるのか、メチル化の蓄積パターンからも検討をしてみたい。一方の癌との違いを解析するためには、腸上皮化生腺管と癌腺管のゲノムレベルの異常を解析することが必要で、現在染色体レベルの異常の関与が腸上皮化生腺管にみられるかどうかを現在検討している。【はじめに】腸上皮化生腺管の分子病理学的意義を明らかにするために、分離癌腺管および分離腸上皮化生腺管のLOH及びDNAメチル化解析を行った。【対象と方法】分化型胃癌60例を対象とし、癌組織及び背景粘膜より癌腺管及び非腫瘍性腺管を分離した。非腫瘍腺管はアルシアンブルー染色およびMUC5AC、CD10免疫染色を行い、完全型腸上皮化生腺管(CIM)、不完全型腸上皮化生腺管(ICIM)及び非腸上皮化生腺管(NIM)に分別した。DNAを抽出後、分子解析はLOH(1p、3p、5q、8p、13q、17p、18q、22q)及びメチル化(LOX、MINT31、RUNX3、ELOM1、NEUROG1、THBD、SOSC1)解析を行った。メチル化については高、中等度、低に分類した。【結果】癌腺管では各染色低領域で高いLOH頻度を示したが、CIM、ICIM及びNIMではLOH頻度は低かった。癌において高メチル化を示した腺管は18.3%にみられたが、CIM、ICIM及びNIMでは認められなかった。中等度メチル化は癌腺管では31.8%でみられたが、CIM、NCIM、NIMでは低頻度であった。低メチル化は癌腺管の約半数にみられたが、NCIM、CIM、NIMの多くが低メチル化を示した。【結語】腸上皮化生腺管は分子レベルでも安定した状態であり、前癌病変とすることは困難と考えられた。腸上皮化生腺管を不完全腸上皮化生とそれ以外の腸上皮化生に分別することは既に終了しているので、分子解析の追加を行うのみとなっている。加えて癌腺管の分子解析概ね終了している。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在採取されている腸上皮化生腺管は胃癌手術材料のもののみであるので、ESD(endoscopic submucosal dissection)材料において早期胃癌近傍の腸上皮化生腺管の採取も行っている。今後はこれらから得られた腸上皮化生腺管についても分子解析を行いたい。最終的には早期胃癌との分子比較も行う予定である(こちらの解析は順調に進展している)。
PDPマイクロ放電のレーザートムソン散乱法による研究

本研究では,PDPマイクロ放電を模擬した放電プラズマにレーザートムソン散乱(LTS)計測法を適用可能にするとともに,同法を用いてマイクロ放電の構造を詳細に明らかにした。成果の概要は,次の通りである。(1)全幅2mmの電極基板を新たに開発するとともにレーザービームのスポットサイズを50μmに制限することで,PDPマイクロ放電を模擬した放電プラズマに対して,基板表面から60μm離れた位置においてLTS信号を検出可能とした。その結果,マイクロ放電の2次元的な電子密度,電子温度の分布を詳しく調べることができるようになった。(2)定在縞構造をもつPDPマイクロ放電プラズマの電子密度と電子温度の分布を調べた。定在縞の構造を理解するため,Ne/Ar(10%)200Torrの混合ガス中の放電を対象として,電子密度と電子温度の分布の詳しい測定を行った。その結果,電子密度の変動が陽極上で明確に観測された。さらに,電子温度の変動も同時に観測され,その変動の位相は電子密度の変動とほぼ逆位相であることを明らかにした。(3)YAGレーザー第2高調波(波長532nm)を光源とした可視域のLTSシステムをNe/Xe混合ガス中の放電に適用すると,プラズマの状態を乱してしまうという問題が生じた。これは,532nm光の多光子吸収によってXe原子が電離されていることによると考えられる。そこで,多光子吸収の確率が大幅に減少するように光子エネルギーが半分のYAGレーザー基本波(波長1064nm)を光源とする,赤外域のLTSシステムの開発を行った。実際に,Ne/Xe混合ガス中の放電でトムソン散乱計測を実行し,赤外LTSシステムではレーザー擾乱が問題とならないことを実証した。また,測定された電子密度,電子温度の分布は,Ne/Ar混合ガス中の同様の放電条件下で測定されたものと大略一致することを示した。(1)本研究の課題の一つは、PDPマイクロ放電へレーザートムソン散乱計測法(LTS)を適用可能とできる電極基板の開発である。そのような電極基板を、韓国釜山大学電気工学科の朴正后教授の研究室と共同で開発した。電極基板は、ガラス板上に銀の電極パターンを形成し、それをガラス膜(数10μm厚)で覆い、さらにその上にMgOの保護層を被せた構造のものである。まずは、PDPの維持電極を模擬することを意図して、1mm幅、長さ20mmの電極が0.1mmのギャップでガラス板上に対向する形状とし、最終的には幅2mm長さ50mmの電極基板として切り出す加工を施した。このような電極基板を、目的に合わせて形成できる体制が整った。(2)上記の幅2mmの電極基板を用いてマイクロ放電を生成し、それを対象としてLTS計測を実行した。その結果、電極基板表面から60μm離れた位置においてもLTS信号を検出することができるようになった。(昨年度までは、この距離は100μmであった。)この結果、電極基板表面から上方の方向で電子密度・温度がどのように分布しているかを測定できるようになった。(3)電極基板表面の上方への方向(Z)で、電子密度と電子温度の空間分布を測定した。その結果、圧力200Torrの時の電子はZ<250μmの範囲に存在し、電子密度のピークはZ=100μmにあることを明らかにした。電子密度の絶対値は、10^<19>m^<-3>のオーダーであった。