hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心臓リモデリング抑制のための最適な抗炎症療法の検討

本年度はこれまでに行ったマウス心筋梗塞モデルでの各部位(梗塞巣、梗塞周囲巣および遠隔部位)において、どの領域でいつ炎症が最も活性化されるかについての組織学的な最終評価を行った。この結果からは本評価で測定した炎症性サイトカインの発現はすべて梗塞巣に近いほど高く、それぞれのピーク値とそのポイントは、TNFα= 14.5 (d1)、IL-1β= 206.1 (d1)、IL-6 = 315.4 (d1)、IL-8 = 69.4 (d1)と急性期に上昇しその後急激に低下したのに対し、IL-2 = 25.1 (d14)、IL-10 = 19.4 (d7)であり、IL-2は上昇が遷延しピークは14日であった。IL-10は5日目から上昇しその後14日目も上昇が続いた。血管マーカーであるvWFはd5から大きく上昇し、14日目にも増加傾向であった。PECAM-1も同様にd5でピークであった。VEGFはこの観察期間では有意な上昇を示さなかったがVEGF-R2はd5で軽度上昇がみられた。Collagen-1はd3に上昇をはじめd7がピークであった。心臓由来ホルモンであるBNPはd1で9.3であったのに対し、ANPはd7で7.7とそのピークに大きな違いが見られた。なおANPは心房で心室の40倍の発現が見られた。これらのことから、以下のことが推察された。1心筋梗塞後の組織炎症は1-2日目がピークでありその後は収束する一方、継続して炎症を引き起こす機序もあること、2血管新生は5日目から起こり、同時期に抗炎症性サイトカインの発現増加も見られたことから、このタイミングでの細胞投与が最も有効であると考えられた。昨年度はこれまでの結果を踏まえ実際の心筋梗塞モデルにおいて梗塞巣にリコンビナントタンパクを導入することにより治療効果にどのような影響を与えるかを検討する予定であったが、研究室の移転およびそれに伴う施設工事の影響で動物設備の使用制限があったため、予定を1年間延長し本年度はこれらのモデルを用いた検討を行うこととした。本年度前半は動物実験を中心に行い、後半はデータ解析及び学会発表、論文作成を行う予定である。このことから、研究の進め方としては大きな方向転換はなかったものの研究期間の延長を要したことで、やや遅延と判断した。前述のように、今後はこれらの炎症にかかわる因子の相互作用の検討を行い、炎症の機序を明らかにするとともに、この炎症をどのタイミングで抑制すべきか、また炎症のコントロールを行うことによりその後の心機能にどのような影響を及ぼすかの検討を行う。これまで我々が用いている心筋由来幹細胞や末梢血由来幹細胞には心筋への直接分化能が低いかほとんど見られないものの、炎症性サイトカインを抑制するとともに、血管再生能力を高めることが知られている。これらの細胞を1炎症極期に投与、もしくは2抗炎症サイトカインが発現する際に投与することによりサイトカイン発現の動向にどのような変化がみられるかを再び遺伝子発現をもとに検証するとともに、心機能を小動物用超音波機器を用いて測定する。これにより、心筋傷害後の「炎症」が細胞および臓器におよぼす影響をより詳細に解明できるとともに細胞治療の最適介入時期の決定に寄与できると考えている。本年度は心筋梗塞後に惹起される炎症のタイミングでピークを迎えるのか、その動態を探るため、まずは小動物を用いた検討を行った。週齢8週のC57/BL6の左冠動脈を結紮し心筋梗塞を作成した。心筋梗塞後1,2,3および14日目に心臓を摘出し、虚血領域のみを切り出してmRNAを抽出、RT-PCRにて炎症性サイトカインの発現をSham手術群と比較検討した。それぞれの遺伝子発現をGAPDHの発現と比較したところTNFαはd1 = 3.5, d2 = 0.5, d3 = 2.6, d14 = 5.6 [-fold]と1日目に上昇しその後は減少、しかし14日目に再上昇を認めた。IL-1βはd1=50.9, d2=11.1 d3 = 29.4, d14 = 9.5 [-fold]と同様に1日目にピークを認めた。またIL-1βは再上昇せず、その後は低下した。一方でIL-6はd1 = 19.6, d2 = 20.1, d3 = 16.5, d14 = 8.6 [-fold]と2日目で急性期に継続したピークを迎え、14日目にもその低下率は鈍かった。これらのことから、心筋梗塞後の組織炎症は1-2日目であり、その後は漸減するが、その程度はサイトカインによって異なることが示され、どのタイミングでどのサイトカインを抑制すべきかが今後の研究に焦点になると考えられた。まずは小動物を用いた動物実験を行った。実験の準備にやや時間を要したが、その後の心筋梗塞作成および解析はおおむね順調に推移した。本年度は昨年度の解析の測定ポイントを増やし、心筋傷害後に惹起される炎症性物質の発現がどのような動きを見せるのか、また虚血部位によってその発現がどのように異なるのかを測定した。マウスの心筋梗塞を作成し,梗塞後1,2,3,5,7および14日目に心臓を摘出した。

心筋梗塞中心部(MI)、周囲巣(PMI)および遠隔部位(RM)をそれぞれ切り出しmRNAを抽出、RT-PCR法にて炎症性サイトカインの発現をMI群と非手術群(CTL)と比較検討した。各群における遺伝子発現の最大(小)値(-fold, CTLとの比較発現量)とその時間ポイント(日)とはそれぞれ、TNFα: MI=14.5, PMI=9.3, RM=1.9 (d1), IL-1β: MI=206.1, PMI=127.0, RM=7.9, IL-2: MI= 25.1, PMI=14.7, RM=4.7 (d1), IL-6: MI= 315.4 , PMI=133.7, RM=2.9, IL-10: MI= 19.4, PMI=12.9, RM=2.2 (d7)と、TNFα, IL-1β, IL-6はMI後1日目でピークを迎え、その後急激に低下したのに対し、IL-2は上昇が遷延した。IL-10は5日目から上昇しその後も上昇が続いた。vWFは5日目から急に上昇し、14日目にも増加傾向であった。一方でVEGFおよびVEGF-R2はこの観察期間では有意な上昇を示さなかった。ANG1は軽度上昇を認め、ANG2に14日目も20.1と大きな発現増加を認めた。これらのことから、心筋梗塞後の組織炎症は1-2日目であり、その後は漸減するが、その程度はサイトカインによって異なること、血管新生は5日目から継続して起こり、また抗炎症性サイトカインの発現増加も見られたことから、このタイミングでの細胞投与が最も有効であると考えられた。実際のin vivoの検証にて炎症性および抗炎症性サイトカインや組織修復にかかわる因子の遺伝子動向を確認できた。また当初の研究計画では、心筋梗塞巣のみの遺伝子発現を比較検討していたが、群間内においてもばらつきがみられたこと、また心筋梗塞後の遺伝子発現のピークの経時変化にも多様性がみられた。この要因として群間内のばらつきに関しては、心筋梗塞巣とその周囲とで炎症の発現に大きな差が生じている可能性が考えられ、また炎症のピークを確実にとらえるため、より細かな経時変化の検討が必要であると考えられた。これらの結果を踏まえ本年度は、1梗塞巣と周囲巣、遠隔部位とを厳密に区別するとともに梗塞巣は中心部のみの組織を採取、2より細かいタイムポイントの設定を行い検討をした。すると当初の予測よりも部位による遺伝子発現の際がみられたこと、また遺伝子によっては遠隔部位にも影響を与えるものと、そうでないものとの明確な違いが明らかになった。また心筋梗塞後の遺伝子発現はよりダイナミックな動向を示していることが明らかになった。一方でタイムポイントを増やした分、動物モデル作成に予定以上に時間がかかったが、炎症の動向を知るという目的は達成できた。また実験方法そのものには大きな変更は必要なく、これまでのところおおむね順調に経過していると判断した。本年度はこれまでに行ったマウス心筋梗塞モデルでの各部位(梗塞巣、梗塞周囲巣および遠隔部位)において、どの領域でいつ炎症が最も活性化されるかについての組織学的な最終評価を行った。この結果からは本評価で測定した炎症性サイトカインの発現はすべて梗塞巣に近いほど高く、それぞれのピーク値とそのポイントは、TNFα= 14.5 (d1)、IL-1β= 206.1 (d1)、IL-6 = 315.4 (d1)、IL-8 = 69.4 (d1)と急性期に上昇しその後急激に低下したのに対し、IL-2 = 25.1 (d14)、IL-10 = 19.4 (d7)であり、IL-2は上昇が遷延しピークは14日であった。IL-10は5日目から上昇しその後14日目も上昇が続いた。
炭化シリコンヘイオン注入された窒素およびリンの置換格子位置の同定と電気的活性化

本研究によって、炭化シリコンヘイオン注入された窒素およびリンの置換格子位置の電気的活性化について以下の知見を得た。1.炭化シリコンヘイオン注入された窒素の挙動についてイオン注入量が1×10^<15>/cm^2以下、窒素濃度に換算して約2×10^<20>/cm^3以下の濃度でイオン注入された窒素の電気的活性化は1,200°Cにおける活性化熱処理によって達成される。イオン注入された窒素の結晶格子位置の置換はイオン注入損傷の熱処理による除去と同時に起こっていることが、イオン散乱実験結果との比較から導ぎ出される。上記のイオン注入量を超える濃度でイオン注入された窒素不純物窒不純物から発生する炭化シリコン注入自由電子濃度はむしろ減少する傾向にある。これは、過剰にイオン注入された窒素不純物が電気的に不活性な状態にあり、結晶格子置換位置に存在しないことを示唆する。2.炭化シリコンヘイオン注入されたリンの挙動についてイオン注入層が非晶質化する条件においてリン不純物が炭化シリコンヘイオン注入された場合、非晶質層が単結晶層に再結晶化する過程で、イオン注入されたリン不純物はすでに結晶Si格子位置を置換し、速やかに電気的に活性化し、炭化シリコン中に自由電子を発生する。一方、イオン注入時におけるイオン注入層の非晶質化を避けるために、イオン注入時に炭化シリコンを過熱する昇温注入されたリン不純物の場合、活性化熱処理温度の増加とともに自由電子濃度が増加することから、昇温注入時に結晶Si格子位置を置換できなかったリン不純物の結晶Si格子位置の置換が、熱処理温度の増加とともに進行していることを示している。しかしながら、この実験試料から得られた自由電子濃度は非晶質化したイオン注入層が単結晶へ再結晶化した場合に得られた自由電子濃度を下回る。イオン注入されたリン不純物を不活性化する欠陥が存在するか、もしくは過剰にイオン注入されたリン不純物は、結晶Si格子位置ではなく、結晶格子間を占めていると考えられる。今年度の研究計画に沿って、1.炭化シリコンの購入、2.イオン注入用ガスの購入、3.購入した炭化シリコンへのリンおよび窒素の注入(注入量:5x10^<14>から3x10^<15>/cm^2)、4.注入した試料の熱処理(1000から1500°C)を行い,注入された不純物の電気的活性化およびイオン注入層の結晶性について詳細に調べた.リンイオン注入試料において、不純物の電気的活性化を表すキャリア濃度は、イオン注入量の増加とともに増加する傾向にあることがわかり、3x10^<15>/cm^2のリンイオン注入量に対して4x10^<14>/cm^2のキャリア濃度が得られた.しかしながら,窒素イオン注入試料においては、イオン注入量の増加とともにキャリア濃度が減少する傾向があきらかになった。3x10^<15>/cm^2の窒素イオン注入量に対して4x10^<13>/cm^2のキャリア濃度が得られている。この結果は、高濃度窒素が分子を形成し不活性になるとの従来の示唆と矛盾しない.従来炭化シリコンへイオン注入された不純物の活性化には1500°C以上の熱処理が必要とされていたが,本研究において、イオン注入層を非晶質とする3x10^<15>/cm^2のリンを注入した場合,1000度で熱処理した場合にもっとも高いリン不純物の活性化が得られ,7x10^<14>/cm^2のキャリア濃度が得られた。

一方、イオン注入層が非晶質化していない場合には不純物の活性化は熱処理温度とともに増加した。イオン注入層が非晶質化している場合,1000度の熱処理ですでにイオン注入層は良質な結晶に回復しているが,非晶質化していない場合には、熱処理温度の増加とともに欠陥が消滅する過程がイオン散乱法から明らかになっている.この結果は、上記の不純物の活性化過程とよく一致する。本年度研究より、次年度予定の不純物の格子位置の同定実験のための試料条件を確定することができた。前年度研究の成果をもとに、炭化シリコンへリン不純物の表面での濃度が1.5x10^<21>/cm^3となるように、イオン注入を行った(イオン注入量:1.4x10^<16>/cm^2)。本試料に関して、下記の知見を得た。1.イオン注入されたリン不純物は1000度における熱処理によって15%程度の活性化率(シートキャリア濃度/イオン注入量)を示し、イオン注入層の再結晶化とともに格子位置を置換する。しかしながら、シート移動度は4cm^2/Vs程度である。2.低シート移動度の原因を調査するために、断面透過電子顕微鏡法を用いてイオン注入層中の結晶性を評価したところ、柱上欠陥が観察された。この欠陥は、1500度における熱処理を行った試料には観察されず、この試料のシートキャリア移動度は30cm^2/Vsであった。イオン注入層中に残存するこれらの欠陥が、キャリア移動度の低下の原因であることを突き止めた。3.1500度において熱処理を行った試料のシート抵抗は200Ω/□程度であり、十分に低いが、シートキャリア濃度は約1x10^<15>/cm^2に低下した。4.前記のシートキャリア濃度の低下を調査するためにリン不純物分布を2次イオン質量分析法により評価したところ、リン不純物濃度の低下と再分布が確認され、イオン注入層からのリン不純物の外向拡散が原因であることがわかった。5.以上の試料に対して、リン不純物の格子位置を同定するイオン散乱実験を行ったが、バックグランドノイズが予想したよりも大きく、リン不純物からの有意な信号を捕らえることができなかった。バックグランドノイズを除去する測定法が必要であることが判明した。
インプラント周囲炎における特異的血清抗体価を用いた客観的診断法の開発

被験者16名のインプラント20本を対象に研究を行った。レントゲン写真上で2mm以上の骨欠損を認めるインプラント周囲炎(以下、周囲炎)は9本であった。歯周病原細菌検査では周囲炎の有無に関わらずT.forsythesisが高頻度で検出された。さらに被験者9名のインプラント11本(周囲炎7本)、天然歯9本を対象にマイクロバイオーム解析を行った。その結果、歯周炎および周囲炎ではG.Alkalibacterium属、G.Halomonas属、G.Treponema属、G.Acidaminococcus属の割合が高かった。特にG.Acidaminococcus属は周囲炎で顕著に高かった。本研究課題は、インプラント周囲炎により口腔内に曝露したインプラント表面に特異的な細菌(Staphylococcus aureus、以下Sa菌)が感染し、それに伴いSa菌血清抗体価が上昇し、インプラント周囲炎の診断に応用できるだろうとの研究デザインである。現在までに被験者15名、インプラント19本よりサンプリングを行い、現時点で以下の結果を得ている。X-P写真上で2mm以上の骨吸収がある者が7名(最大5.27mm)。歯周病菌血清抗体価検査で歯周病原細菌の感染者(抗体価2.5以上)が8名、P.gingivalis菌(以下Pg菌)の抗体価5以上の重度感染者4名。他の菌種(A.actinomycetemcomitans(以下Aa菌)、P.intermedia菌、E.corrodens菌)の感染者はいなかった。インプラント周囲溝のプラークをPCR法でSa菌およびPg菌の細菌感染の有無を判定した結果、Pg菌(+)が5名、Sa菌(+)は0名であった。本研究でSa菌の検出が重要事項となるため、計3種のprimerでインプラント19本全てにおいて各2回のPCRを行ったが、Sa菌の検出をできなかった。インプラント周囲溝の歯周病菌の存在を外部委託してPCR-Invader法を用いて検査した結果、Aa菌0名、Pg菌3名、T.forsythenis菌7名、T.denticola菌3名で検出された。細菌検出部位と骨欠損量および、細菌検出部位と臨床指標(歯肉出血やプラーク付着)との統計学的関連は見い出せなかった。インプラント2次手術から経時的に3名のインプラント周囲溝の細菌検査を行った。その結果、healing abutment装着の段階でP.g菌が検出された。その後、プロイジョナル(即時重合レジン製)や上部構造(メタルボンド)装着の段階で細菌検出がリセットされたが、装着後の時間経過と共に細菌が検出された。当初計画していたS.aureus菌はインプラント周囲の浸出液からPCRにて検出できなかったため、最終年度であるH25年度は、インプラント周囲炎に特異的な浸出液中の細菌をマイクロバイオーム解析にて網羅的に分析した。サンプルとして1歯周病に罹患した天然歯、2健全なインプラント、3レントゲン写真上で2mm以上の骨吸収を認めるインプラント周囲炎部位から計20サンプルの浸出液を採取し、採取した浸出液から核酸画分を分離した。分離したインプラント浸出液由来DNAを外部委託にて(タカラバイオ:ドラゴンジェノミクスセンター)次世代シークエンサー分析した。16S rRNA菌叢解析および菌叢比較解析を行った結果、S.aureusの属するG.Stapylococcus属では1天然歯の1サンプル、3インプラント周囲炎の2サンプルで検出されたがインプラント特異的ではなかった。3インプラント周囲炎に特異的に検出された菌は残念ながら確認できなかったが、1および3に優位に存在する菌が複数確認された。それらは、G.Alkalibacterium属、G.Halomonas属、G.Treponema属、G.Acidaminococcus属などであった。特にG.Acidaminococcus属は3周囲炎で高割合で存在していた。細菌叢の解析より天然歯とインプラントの差異、健全なインプラントと周囲炎の差異があることが示唆される結果を得られた。1菌種のみでインプラント周囲炎の判別を行うのは困難と思われる解析結果であったが、複数の菌種を組み合わせることでインプラント周囲炎の早期判別が可能になるかもしれない。そのためには上記の属の菌種のさらなる解析が必要であると考える。(1)研究実績の概要本研究課題は、インプラント周囲炎に罹患して口腔内に曝露したインプラント表面に特異的な細菌(Staphylococcus aureus、以下Sa菌)が感染し、それに伴いSa菌血清抗体価が上昇し、インプラント周囲炎の診断に応用できるだろうとの研究デザインである。

徳島大学病院臨床研究倫理審査委員会の承認を得てから被験者を募り、現在までに12名の被験者が参加している。口腔内からのサンプリングの結果、現時点で以下の結果を得ている。X-P写真上での骨吸収がある者が4名。歯周病原因菌血清抗体価検査で歯周病原因細菌の感染が疑われる者が7名。内訳はP.gingivalis菌(以下Pg菌)が7名で陽性、その内の4名が抗体価5以上で重症が疑われた。血清抗体価検査を行った他の菌種(A.actinomycetemcomitans(以下Aa菌)、P.intermedia菌、E.corrodens菌)に関しては抗体価2.5以上の者はいなかった。インプラント周囲からペーパーポイントにてプラークを採取し、PCR法にてSa菌およびPg菌の細菌感染の有無を判定した結果、インプラント周囲からPg菌が確認されたのが5名いたがSa菌が確認された者は0名であった。外部検査機関に委託して5名のインプラントでPCR-Invader法を用いて検査した結果、Aa菌0名、Pg菌2名、T.forsythenis菌4名、T.denticola菌2名の感染が確認された。24年度は23年度でSa菌感染者を検出する前提で、(1)無歯顎インプラント患者における血清抗体価測定と(2)インプラント患者の横断的調査を当初計画していた。しかしながら、Sa菌の検出に失敗したために、当初の計画が頓挫している状況である。同一患者の複数個所のインプラントを検査した結果、部位により細菌検出や細菌種の比率の相違があることを見い出すことができた。また、同一インプラントであっても検査の時期により細菌検出や細菌種の比率の相違があることを見い出せた。23年度は(1)インプラント周囲炎とSa菌の関連性の検討と、(2)ELISA法を用いたSa菌血清抗体価測定法の確立を実施する計画であった。(1)では20名、50本のインプラントを対象にサンプル採取を行う計画だったが、臨床研究倫理審査委員会の承認が得られたのが23年11月末となり、サンプル採取できたのは12名、13本のインプラントに留まっている。臨床研究開始が遅れたためだが被験者数の不足しているが、被験者12名に合計43本のインプラントが埋入されており、今後検査部位を増やしていくことは可能である。(2)に関しては、Sa菌の感染が確認された被験者が現在のところ現れず、ELISA法による血清抗体価の測定を行うに至っていない。Sa菌を利用したインプラント周囲炎の診査診断を行うことが本研究の主眼であったが、これまでに述べたように、Sa菌の検出に失敗している状況が続いている。そこで、Sa菌に拘らずにインプラント周囲溝のマイクローバイオームを網羅的に検索していくことを計画している。マイクロバイオームの検索で天然歯vsインプラント、健全インプラントvs周囲炎罹患インプラントの比較を行い、単独もしくは組み合わせで、インプラント周囲炎の診査診断を行うことができる可能性の細菌種を見出せればと期待している。今年度はまず、Sa菌に感染している被験者を早く検出して、ELISA法での検討を一刻も早く開始することを目指している。PCR法でのSa菌感染のスクリーニングではprimer設計を再検討し、被験者のn数をできるだけ多くしていき、Sa菌感染の頻度も含めて検討予定である。
予後予測因子としての癌免疫微小環境の意義

尿路上皮癌(腎盂尿管癌、膀胱癌)および胃癌組織内における免疫微小環境の状態と予後との相関を検討した。腎盂尿管癌および膀胱癌では、CD204陽性腫瘍関連マクロファージの浸潤が多い症例が有意に予後不良であった。さらに、膀胱癌におけるCD204/CD8比はより強力な予後予測因子であった。胃癌でも、CD204陽性腫瘍関連マクロファージの浸潤が多い症例が有意に予後不良であった。以上、複数の癌種において、免疫微小環境の状態、特にCD204陽性細胞密度が予後不良因子となりうることを明らかにした。近年、各種癌組織において、癌細胞周囲のリンパ球やマクロファージの浸潤パターン、すなわち免疫微小環境が有用な予後予測マーカーとなりうることが報告されている。今年度は、いまだ有用な予後予測分子マーカーが存在しない上部尿路上皮癌(腎盂癌および尿管癌)における免疫微小環境の状態を解析し、新たな予後予測因子となりうるかどうか検討した。腎尿管全摘術を施行された上部尿路上皮癌171症例を対象とした。パラフィンブロックから組織マイクロアレイを作成し、Tリンパ球表面マーカーであるCD3, CD4, CD8, CD45ROおよび腫瘍関連マクロファージのマーカーであるCD204に対する免疫組織化学染色を行った。免疫染色標本をバーチャルスライドスキャナを用いてデジタルデータとして取り込み、各マーカーの陽性細胞の密度を画像解析ソフトを用いて定量的に測定し、生存解析を行った。いずれのマーカーに対しても良好な染色が得られ、全症例に対して解析を行うことが可能であった。各マーカーにつき、陽性細胞密度の中央値で2群に分け、生存解析を行った。その結果、CD3, CD4, CD8, CD45ROについては腎尿管全摘術後の転移再発、癌特異的死亡との間に有意な相関は認められなかった。一方、CD204陽性細胞の密度が高い症例群は、早期の術後転移再発および癌特異的死亡と有意に関連していた(いずれもlog-rank P <0.001)。癌の進行度やその他の臨床病理学的因子で調整を行った多変量解析でも、CD204陽性細胞の密度が高い症例群は早期の術後転移再発と有意に関連していた(P <0.05)。以上の結果より、高密度のCD204陽性マクロファージの存在は上部尿路上皮癌の術後転移再発を予測する新規バイオマーカーとなりうることが示唆された。本研究は、各種癌組織におけるリンパ球やマクロファージの浸潤パターン、すなわち免疫微小環境が有用な予後予測マーカーとなりうるかどうか検討することを目的としている。今年度は、胃癌におけるCD204陽性腫瘍関連マクロファージの密度が予後予測因子となりうるかどうか検討した。119例の胃癌手術検体から組織マイクロアレイを作成し、CD204に対するモノクローナル抗体を用いて免疫組織化学染色を行った。免疫染色標本をバーチャルスライドスキャナを用いてデジタルデータとして取り込み、CD204陽性細胞密度を画像解析ソフト(Tissue Studio)を用いて定量的に測定し、生存解析を行った。CD204陽性細胞の密度は高齢者、進行癌、脈管侵襲陽性の症例で有意に高く、EBウイルス関連胃癌で有意に低かった。単変量解析にて、CD204陽性細胞の密度が高い症例群は、全生存期間および癌特異的生存期間が短かった。多変量解析でも、CD204陽性細胞密度が高い症例群は、癌特異的生存期間が短かった。以上の結果より、胃癌における高密度のCD204陽性マクロファージの存在は新たな予後不良因子となりうることが示唆された。各種免疫細胞のマーカーを免疫組織化学的に染色し、陽性細胞の密度を画像解析ソフトで定量的に測定した。腎盂尿管癌では、CD204陽性腫瘍関連マクロファージの浸潤が多い症例が有意に予後不良であった。リンパ球表面マーカーであるCD3, CD8, CD20, CD45RO陽性細胞密度は予後と有意に相関しなかった。また、癌精巣抗原であるMAGE-Aの癌細胞における発現はCD3, CD8およびCD45RO陽性Tリンパ球の浸潤と有意に相関していたが、CD20陽性Bリンパ球の密度とは関連がなかった。MAGE-Aの発現は臨床病理学的因子やリンパ球浸潤とは独立した予後不良因子であった。膀胱癌でもCD204陽性腫瘍関連マクロファージの浸潤が多い症例が有意に予後不良であった。EBウイルス関連胃癌では、CD66b陽性好中球の多い症例は有意にリンパ節転移が少なかった。

以上、複数の癌種において、免疫微小環境の状態、特にCD204陽性細胞密度が予後不良因子となりうることを明らかにした。当初の予定通り、免疫微小環境を反映する分子マーカーが複数の癌種において新たな予後予測因子となりうることを示した。人体病理学さらに癌種を増やして検討する。また、癌精巣抗原の発現など、免疫微小環境に影響を及ぼしうる癌細胞の因子についても検討を行う。当初の予定通り、免疫微小環境を反映する分子マーカーが癌の新たな予後予測因子となりうることを示し、英文誌に報告した(Ann Surg Oncol 2014)。必要な試薬は5万円以上のものが多いため、5万円に満たない残額は次年度の予算と合わせて使用することとした。上部尿路上皮癌以外の癌についても検討を行う。また、FOXP3, PD-L1等のマーカーについても検討を追加する予定。抗体などの物品費に使用する予定。
急性膵炎発症の分子メカニズムの解明と新たな膵炎治療法の開発

急性膵炎発症のメカニズムは不明であり、治療方法に近年進歩はみられない。我々が2011年に明らかにした急性膵炎の初期像のモデルであるIRF2 KOマウスで著明な発現レベルの変化を来す遺伝子群から様々な手法を用いて絞り込みを行い、最終的にカルシウム結合タンパクの2種類の遺伝子にたどり着いた。S100g、Anxa10の機能解析を培養細胞、マウスを用いて行い、S100gが膵炎発症に関与していることを見出した。昨年度までの検討で急性膵炎発症に関わる蛋白を絞り込み、S100ファミリー、アネキシンファミリーに属する2種類のカルシウム結合蛋白質が急性膵炎の発症と重要な関連を持っていることを明らかにした。これらの因子と急性膵炎との関連を詳細に検討するために、国際ノックアウトマウスコンソーシアムよりES細胞を購入し、ノックアウトマウスの作成を試みた。しかし、キメラマウスは作成できたものの、そこからヘテロマウスを作成することができなかった。つまり、変異が生殖細胞にまで反映されておらず、これは他のプロジェクトの進行とも照らしあわせるとES細胞の不良が考えられた。文献を検索するとS100ファミリー蛋白のノックアウトマウスはウィスコンシン大学、忠北大学校(韓国)が保有していた。ウィスコンシン大学のマウス杯はトラブルにより利用不可能となっていたが、韓国のグループとは共同研究が可能で、2014.6月にノックアウトマウスが届く予定となっている。届き次第に解析に移行する。野生型マウスに実験的膵炎を惹起し、急性膵炎反応の前後でS100ファミリー、アネキシンファミリーの蛋白の変化を免疫組織化学を用いて検討した。予想通り、急性膵炎の発症に伴い、これらの蛋白は早期に発現レベルが上昇し、膵炎発症との密接な関連が示唆された。細胞レベルでどのような機能をはたしているかを明らかにするために、ラット膵腺房細胞由来のAR42J細胞にレトロウイルスを用いて遺伝子変異を起こさせ、1コントロール細胞、2S100ファミリー蛋白過剰発現細胞、3アネキシンファミリー蛋白過剰発現細胞を樹立した。今後これらの細胞の性質の変化、カルシウムシグナルに及ぼす影響、膵炎反応時の挙動等を検討してゆく。IRF2KOマウスの膵臓では、SNARE蛋白の変異により調節性外分泌が障害され、急性膵炎発症初期の像を模倣することを我々は明らかにした(Mashima H et al. Gastroenterology 141: 1102-1113, 2011)。IRF2は転写因子であるが故に、SNARE蛋白の転写を直接制御していることが予想された。しかし、その後検討をすすめてゆくと、mRMAの発現とタンパクの発現変化に乖離があり、SNARE蛋白はIRF2の直接的なターゲットではないことが分かった。そこで、IRF2の直接的な標的の同定、膵炎発症のメカニズムの解明、および新たな治療法の可能性を探ることを本研究の目的とした。まず初めに、Irf2+/-、Irf2-/-膵の遺伝子発現レベルの変化をcDNAマイクロアレイを用いて検討した。全膵および単離腺房の比較より、Irf2-/-膵で発現が高度に変化する遺伝子群(亢進39個、低下7個)を同定した。次に、野生型マウスにセルレイン膵炎を惹起した際の発現変化、膵外分泌のin vitroモデルである膵腺房細胞株AR42J細胞にIRF2を過剰発現させた場合やドミナントネガティブ変異体を過剰発現させた場合の発現変化を指標に候補遺伝子の絞り込みを行った。最終的にRIKEN cDNA 1810009J06 gene (trypsinogen 4)とS100ファミリー、アネキシンファミリーに属する2種類のカルシウム結合蛋白の計3個が急性膵炎関連遺伝子として抽出された。この中でtrypsinogen 4は膵炎発症への関与が当然とされる遺伝子である。カルシウムシグナルは分泌機構において重要な役割を果たしている。このシグナル伝達に異常を起こせば、外分泌異常、膵炎発症に関与することは容易に想像される。現在次年度の検討にむけて、この二つの遺伝子のKOマウスを作成している。前年度までの検討で、膵炎発症に関与する遺伝子としてcDNAマイクロアレイ, qPCR等を用いて絞り込みを行い、最終的にカルシウム結合タンパクのS100gとAnxa10が候補として残った。本年度はこの二つの機能解析を行った。次に野生型マウスにセルレイン膵炎を惹起し、S100g、Anxa10の変化を検討した。セルレイン膵炎を起こすとS100gは約2.5倍の発現レベルの上昇がみられ、免疫組織化学では細胞質にpatchyに染色された。Anxa10は生理条件下のマウス膵では発現がなかったが、セルレイン膵炎によって発現がみられ、細胞質全体が染色された。韓国Chungbuk National UniversityのEui-Bae Jeung教授よりS100g KOマウスの供与を受けた。このマウスは生理条件下では異常を認めなかった。

膵腺房を単離して、恒常性外分泌及びCCK-8刺激による調節性外分泌を検討した。S100g KOマウスにおいて両者ともに増加していた。次に、セルレイン膵炎を惹起してコントロールマウスと比較した。血清アミラーゼに変化はなかったが、膵炎スコア(浮腫、出血、壊死、炎症細胞浸潤)ではKOマウスが低い傾向があり、膵ホモジェネート中のトリプシン活性は有意に低下していた。S100g KOマウスでは膵炎が軽減する可能性があり、その機序として膵炎発症に伴う外分泌の低下が抑制され、膵内でのトリプシンの異所性活性化が抑制される可能性が考えられた。今後検討を重ねる必要がある。消化器内科学、膵臓病学研究実績の概要の項でも述べたが、ノックアウトマウスの作成が思うように進んでいない。国際ノックアウトマウスコンソーシアムから購入したES細胞ではキメラマウスは作成できるものの、ヘテロマウスが生まれなかった。韓国のグループがS100ファミリーノックアウトマウスを有していることがわかり、共同研究することでマウスが入手可能となった。アネキシンファミリーノックアウトマウスは検索しても存在せず、本研究期間中では使用できない可能性が高い。急性膵炎発症関連遺伝子の候補遺伝子の抽出、絞り込みを行うことができた。1S100ファミリー蛋白ノックアウトマウス、IRF2ノックアウトマウス、S100ファミリー蛋白+IRF2ダブルノックアウトマウスを作成し解析する。生理条件下、実験的膵炎誘導下で膵腺房細胞にどのような変化が生じるかを詳細に検討する。2遺伝子操作を施した膵腺房培養細胞株AR42Jを用いて、増殖・分化、外分泌、カルシウムシグナル、膵炎誘導時の挙動の変化等を詳細に検討する。以上のin vivo、in vitro実験を通じて、膵炎発症時に膵腺房細胞内でどのような変化が生じるかを明らかにし、膵炎を発症させるinitial triggerは何であるかを解明してゆく。遺伝子発現の網羅的解析から抽出された二つのカルシウム結合蛋白に絞って検討を進めてゆく。KOマウスを作成して以下の検討を行う。1.膵腺房細胞に生ずるカルシウムシグナルの異常を電気生理学的に検討する。2.実験的膵炎を発症させた際の反応を野生型マウスと比較検討する。ES細胞をNorcommより購入し、現在作成を試みているが、キメラマウスからヘテロマウスが生じないという事態が生じている。異なるES細胞を用いて再作成を試みているが、KOマウスが得られない可能性もある。その場合は膵外分泌のin vitroモデルであるラット膵腺房細胞株AR42J細胞にレトロウイルスを用いて遺伝子変異を導入し、機能解析を行う。KOマウスの作成、飼育管理およびその機能解析に使用する。
個人情報保護における看護職者の法的責任に関する日米比較

ここ数年、日本社会の大きな変革期において、医療制度も改変した。2006年に医療法は患者の視点を重視し、効率的で安全な質の高い医療を提供すべく改正された。患者が医療施設から退院後、継続してケアが必要な場合、保健医療施設、医師、保健師、ケアマネジャーおよび訪問看護スティション等が連携し、地域連携パスに基づき医療提供を行っている。看護職者はこの地域連携パスにおいて調整役として重要な役割を有しているが、各職種間および施設間で連携する際、看護職者は必要な患者の医療情報を患者からの同意を得て入手している。しかしながら、この同意に関し、いつ、どのような内容をどのように入手するかは明らかではない。そこで、様々な事例分析を通して、どのようことが個人情報保護と言えるのかを明らかにした。これに対し、アメリカ合衆国の看護職者は、Health Insurance Portability and Accountability Act(HIPAA)に基づき、各医療機関の個人情報保護に関する方針のもと、個人情報を入手し医療記録に記載している。同国でも医療記録の電子化が進められているが、アクセス権限のない人々からの情報保護が課題である。日本の医療機関は、個人情報保護法および厚生労働省の個人情報保護に関するガイドラインを参考に、個人情報のための方針を明らかにする必要がある。そこで勤務する看護職者は、その方針に従って、個人情報保護に努めなければならない。もし、看護職者が過失により知りえた個人情報をインターネット上に流失したような場合には、刑法上の責任及び損害賠償責任が問われることとなる。日本の看護職者には、様々な保健医療福祉場面で、患者、住民、およびその家族等から得た個人情報の保護が求められている。看護職者が所属する保健医療福祉施設・機関では、個人情報保護法、および厚生労働省の「診療情報の提供等に関する指針」「医療・介護関係事業者における個人情報の適切な取扱いのためのガイドライン」等に関する研修を実施し、個人情報保護の重要性を認識するとともに、具体的な取扱い方法の検討が行なわれている現状である。特に、入院期間が短縮する中で、医療施設と在宅ケアの連携、医療施設と福祉施設の連携、行政機関と医療施設・福祉施設の連携等での、個人情報の取扱い上の問題点が抽出された。連携における情報伝達方法は、手紙等の書面、FAX・E-mailでの送受信、電話等、多様である。封書の宛名(患者名、診療科名の記述を含む)そのものが個人情報となる、との受止めがある一方、患者の特定は必要不可欠だとして、情報の確実性、安全性を重視した取扱い、すなわち、必要な情報は明記するということを、患者、住民等に説明し、理解を得るように努めている現状である。しかし、多くの施設では、FAXでの誤送信が問題となっていた。これはE-mailでも同様と推定される。看護職者が記載する記録には、看護記録、助産録、看護サマリー、看護添書、ベッドプレート等がある。いずれも、個人情報の保護の観点により、記載目的、利用目的、利用者の範囲等を説明し、同意のうえで、情報管理を行なっている。しかし、医療施設は、教育機関でもあるため、学生等、施設職員でない者が情報にアクセスしやすいのも事実である。各医療施設は、個人情報保護のために、関係者自身の自覚を促すような研修を企画し、情報の取扱いに関するマニュアルを作成している。この遵守をどのように行なうかが現在、重要な課題となっている。我が国は人々の健康を維持、向上するために、急速な少子高齢社会に対応すべく、患者の視点を尊重した医療に関する情報提供を行い、質が高く効率的な医療提供をめざす大変革のときを迎えている。病院等への入院の短縮化が図られているため、医療依存度の高い患者は、各医療機関およびかかりつけ医、市町村保健師、ケアマネジャー、訪問看護ステーション等と間で、治療やケア、相談や指導を受ける際、密な情報交換を行っており、そこでは地域連携パスの活用が推進されている。看護職者は、この地域連携パスにおいて、重要な役割を果たす。

患者や家族の同意を得たうえで、個人情報を収集し、関係機関・施設への連携の際にも、患者や家族の同意を得て伝達する。しかし、この同意はいつの時点で行うことが、本当の個人情報保護になっているのか、また、どのような説明や文書で足りるとするのか、看護職者、医療関係者、行政機関、施設等から問題点が指摘されている。また、このような場面で実習を行う看護学生には、どのように患者や家族の個人情報保護を行うかが、重要な学習内容である。そこで、看護学生が遵守すべき個人情報保護に関する学内規定を作成した。特に電子メール等に関する記述を加え、情報発信時に最も留意すべきこととして、インターネットの使用時を明記した。また、実習記録の作成時には、ハードディスクに保存しないことを遵守するよう指導者間で統一した。米国では、各施設および機関の規定において、看護職者が入手すべき情報や記述すべき記録が示されている。したがって、日本の各医療機関および施設は、個人情報保護法および厚生労働省の指針やガイドラインを参考に、内規を策定し、職員や各関係機関にその内容を公開すべき段階にある。患者や家族のプライヴァシーに最も近い看護職者には、個人情報保護に関する規定をどのように遵守するべきか、日常的な監視体制の強化が課題となっている。医療情報の電子化は、医療記録および看護記録を大きく変化させているが、電子記録は書面による記録と同様に公式な記録物として取り扱われる。日本では、病院等での入院期間の短縮化が図られている現在、医療依存度の高い在宅患者に対しては、各医療機関、かかりつけ医、市町村保健師、ケアマネジャー、および訪問看護ステーション等が地域連携パス等を活用し、治療やケア、相談や指導を行う際に密な情報交換や意見交換を行っている。この場合、問題となるのが個人情報の保護である。看護職者は医師等と同様に、患者や家族の同意を得たうえで、個人情報を収集するが、関係機関・施設への連携の際にも、改めて患者や家族の同意を得て伝達する。これは、厚生労働省の医療・介護関係事業者における個人情報の適切な取り扱いのためのガイドラインに示されている。米国では、2004年に連邦政府が、相互利用可能な健康に関する記録を安全に入力し、保存し、送受信することができるよう、各医療施設や医師等が医療記録を紙媒体から電子媒体に移行する10年計画を示した。そこで、個人情報を修正し消滅させることのないよう、権限のない人々の偶発的または意図的アクセスから情報を保護する必要が生じた。例えば無資格の看護助手は医師の指示や検査結果へのアクセスはできず、看護記録を記述することもできないとする方針である。この場合、Health Insurance Portability and Accountability Act(HIPAA)に従うことが前提である日本の医療機関及び施設は、米国と同様に、医療記録を電子化した場合であっても、個人情報保護法および厚生労働省の指針やガイドラインを参考に、内規を策定し、職員や各関係機関にその内容を公開すべき段階にある。
認知心理学アプローチと実証分析による過失犯抑止研究

本研究では、初めに、過失犯の予見可能性について論理的な思考方法より認知心理学的な思考方法への転換の必要性を主張している。次に、刑事法的な事後規制より行政法的な事前規制により過失犯は抑止しうることを実証的に示している。さらに、企業の過失犯の新しい制度として注目された景品表示法に関しても、心理学・経済学的にみると、必ずしも過失を抑止する制度とならないことを理論的に示した。これらにより、過失犯を認知心理学的に捉えることで抑止していく必要性を主張した。本研究では、過失の発生原因を認知心理学的に捉え、過失抑制のための因果関係分析を、労働安全衛生関係データ等をもとに計量的に検証し、その検証結果に基づき、健康的に問題のある人などへの過失責任のあり方や科学的法廷証拠に関する統計的因果の扱い、効果的な安全規制・政策のあり方、そして責任論のあり方を検討し、刑法の過失犯を再検討することとしている。そして、本研究は3年計画で、平成25年度においては、認知心理学的な「注意」「意思決定」「記憶」等についての知見の整理・刑法の過失に関する関係研究、計量経済学的分析の前提としての理論研究を、平成26年にデータベース作成、モデル作成、計量経済分析の実施を、平成27年度にそれらを踏まえた脳倫理の問題等を踏まえた責任論や抑止制度についての検討を行うことを予定している。これらの予定を踏まえて、平成25年度には、以下の通り行った。1認知心理学的な「注意」「意思決定」「記憶」等についての知見の整理を、予定どおりに行った。226年度に予定していた、データベース作成を先行して行うこととして、労働安全関係データについてはデータクリーニングを残しほぼ完了した。あわせて労働関係データ分析に関するモデル作成に当たっての先行研究の検討についても終了した。さらに、当初の研究の予定にはなかったが、新しい過失等の例として企業等の不祥事事例が現れたため、それらについても、データベースをつくり分析を行っている。本研究では、過失の発生原因を認知心理学的にとらえ、過失抑制のための因果関係分析を、労働安全衛生関係データ等をもとに計量的に検証し、その検証結果に基づき、健康的に問題のある人などへの過失責任のあり方や科学的法定証拠に関する統計的因果の扱い、効果的な安全規制・政策のあり方、そして責任論のあり方を検討し、刑法の過失犯を再検討することとしている。そして本研究は3年計画を予定し、一年目の平成25年度には認知心理学的な「注意」「意思決定」「記憶」等についての知見の整理を行った。二年目の、本年、平成26年度は、25年度から先行して作成していた労働安全衛生データに基づく計量分析を行い、過失の抑制には刑法的な事後的規制より、事前的な行政的な指導の重要性を明らかにすることができた。また、あわせて理論的な検討として、個人・企業の過失と企業制裁としての課徴金のあり方についての問題について、改正景表法を例に検討を行った。これらの結果については、『都市政策研究』『自治研究』上に公表されている。本研究では、過失の発生原因を認知心理学的に捉え、過失抑制のための因果関係分析を労働安全衛生関係データとウをもとに計量的に検証し、その検証結果に基づき、健康的に問題のある人などへの過失責任のあり方や科学的法定証拠に関する統計的因果の扱い、効果的な安全規制・政策のあり方、そして責任論のあり方を検討、刑法の過失犯を再検討することとしている。そして本研究は3年計画を予定し、1年目の平成25年度には認知心理学的な「注意」「意思決定」「記憶」等の知見の整理を行った。その結果については、「可能世界論による予見可能性の検討ー論理学から認知プロセスへー」高橋則夫他編『曽根威彦先生・田口守一先生古稀祝賀論文集[上巻]』555-575頁成文堂2014年3月に公表している。2年目の平成26年度には労働安全衛生データに基づく計量分析を行い、過失の抑制には刑法的な事後的規制より事前的な行政的指導が必要であることを明らかにした(「定期監督が労働災害防止に与える効果ーパネルデータのマルチレベルによる分析ー」共著『都市政策研究』第9号1-24頁2015年3月)。また、あわせて、個人の過失と企業過失との制裁の理論的な問題点を明らかにしたものとして、企業に対する課徴金のあり方について改正景表法をとりあげ、個人/企業の心理と経済行動を検討に加えた分析を行った(「改正景表法の評価と地方公共団体の役割-経済学・心理学からの考察』『自治研究』第91巻第2号42頁&#12316;58頁2015年2月、第91巻第3号81頁&#12316;95頁2015年3月)。3年目の28年度は過失の背景にある脳・心理的要素としてのストレス問題に関するデータベースをストレスの多い職業である警察官の不祥事データにより作成しそのとりまとめをおこなった。また、研究を通じた講演アンケートによりコンプライアンス教育のありかたについても取りまとめた。(理由)

平成26年度は当初計画で予定していた労働安全衛生関係データを用いた実証分析を行うこととしていた。この分析は、理論研究を支える本研究の一つの柱でもある。実証分析では、全国労働局の入手可能なデータを用い「監督」が労働災害に与える効果を推計した。我が国の場合、データが産業別にしか得られないとの制約があるものの、一般予防効果がモデルでとらえられる可能性は高いと考えられたため、モデルの基本形としてGray and Scholz(1991)を採用した推計を行った。この際、都府県にネストした産業×時系列というマルチレベルモデルを用いた分析を行っている。結果を見ると、「監督」を2期前の変化率としているモデルでは、「監督」のパラメータが1%水準でマイナスに有意となっている。また、「雇用者数」と「労働時間」の変化率の符号はどちらもプラスとなり予測された符号と一致しており、また、雇用者数変化率についても10%ではあるが有意となっている。しかしながら、「監督」の変化率を、当期、1期前としたモデルについては、「雇用者数」と「労働時間」については符号条件が一致しているものの、「監督」については1%水準で負に有意となり、事前に予想した符号条件とは一致しなくなった。この解釈についてはさまざまな可能性が考えられようが、本推計の結果からは、日本においては、事業場が定期監督等を一般予防効果につなげるのは、監督実施のレベルではなく変化率であり、タイミングとしては2年程度前との変化率を認識しているのであるという解釈となる。このことにより、過失の抑制には刑法的な事後的規制より、事前的な行政的な指導の重要性を明らかにすることができた。また、あわせて理論的な検討として、個人・企業の過失と企業制裁としての課徴金のあり方についての問題について、改正景表法を例に検討を行った。社会科学(今後の推進方策)平成27年度は研究最終年度として、26年度の実証研究と25年度の「注意」などの基礎的な知見との融合による刑法的な理論化(脳倫理、責任論、刑事政策論)を行うこととしている。また、あわせて、26年度から開始した不祥事・過失の問題の背景にあるストレスなどに関するデータベース作成を行い、その取りまとめを行う。さらに、過失は避けられないものであるとした場合、企業や組織として、対処すべきことは何か、何を個人に向けて教育すべきか等についても考察を進める。平成25年度に予定していた、認知心理学的な「注意」「意思決定」「記憶」等についての知見の整理については予定どおり行っている。その成果は、社会貢献として、心理学的知見を利用したコンプライアンス研修(3回)を行うとともに、論文「可能世界論による予見可能性の検討ー論理学から認知プロセスへー」高橋則夫編『曽根威彦先生・田口守一先生古稀祝賀論文集[上巻]』555ー575頁成文堂(2014)の一部に現れている。また、26年度に予定していた、計量分析のための理論研究、データベース作成等についても先行して25年度に終了している部分がある。さらに、当初の研究では予定していなかった事例についてのデータを作成しており、これらを検討することで実証分析の厚みが増すものと考えられる。一方で、当初の予定では25年度行う予定であった「注意」等と刑法の過失との関係についての理論的検討は進展していない。これは26年度予定の研究の前倒しのためである。
固体表面反応における多体効果

固体表面上での気体分子の反応は、飛来分子、吸着分子、表面原子などの反応因子が独立に作用するのではなく、お互いに促進あるいは反発しながら表面反応場の状態を規定している。平成7年度に引き続き、分子の吸着過程におけるダイナミックスが、既に吸着している分子に対して及ぼす効果に関する研究を進めた。吸着分子の表面拡散が無視できるような低い温度領域では、ダイナミカルな吸着過程が終了した直後の吸着状態に関する情報が得られる。Ni(100)上に、20KでCO分子を吸着させ、赤外反射吸収分光(IRAS)により吸着直後の吸着サイト毎の占有確率を観察した。CO分子の吸着量が小さい領域では吸着分子間の間隔は大きく、相互作用は小さいと予想される。しかしながら、各吸着サイトの占有率は低被覆率領域で大きく変化することが見い出された。Ni(100)とPt(111)上での同様の研究との比較から、θ=0MLの極限では吸着ポテンシャルの深いサイトへの吸着が優先的に起こっていること、被覆率の増加に従いより浅いポテンシャルのサイトへの占有が増すことが明かになった。後者の原因としては、(1)1%ML以下の低被覆率領域における、基板を介した長距離の吸着分子間相互作用、(2)吸着の初期段階におけるエネルギー散逸過程での分子間相互作用が挙げられる。エネルギー散逸過程での直接的な分子間相互作用は、既に吸着している分子や吸着過程にある分子の質量によってその大きさが異なる可能性がある。そこで、異なる同位体を用いて、CO分子の各吸着サイトの占有率と吸着量との関係を調べた。その結果、吸着過程で直接的な分子間相互作用が働いていることが示唆された。今後、この相互作用の詳細を解明していく予定である。
光散乱法による超臨界流体のクラスタリングの研究

新しい可能性を持った溶媒として最近とみに注目を集めている超臨界流体の光散乱実験を試みることが本研究の目的であった。超臨界状態は高圧で実現するため、高圧実験の困難さと、わずかな温度・圧力で状態が大きく変わるため、試料の温度・圧力を、正確にコントロールしなければならないという難しさがある。ガラス製の光散乱用超臨界流体用試料ホルダーを試作した。光散乱の角度依存性を測定できるように、円筒形のガラス管を用い、温度・圧力をモニターする測定端子を試料中に直接封入できる形とした。この試料ホルダーの使用可能な温度範囲は0100°C、圧力は、10MPaまでである。ガラス製のため、圧力の上限が10MPaであるが、超臨界流体として最も研究され、実用的に利用されている二酸化炭素をはじめとして、トリフルオロメタンやエチレン、キセノンなどの超臨界状態の光散乱実験が可能になった。二酸化炭素を試料として、プレリミナリーな静的光散乱実験を試みた。温度制御など、まだ十分な精度は得られていないが、超臨界流体の物性の特質を最もよく表す「密度ゆらぎ」を反映した物理量を得ることができる実験法であることを確認した。本研究と並行して行っているX線小角散乱実験では、密度ゆらぎの等高線を相図上に描いた場合、気液曲線に沿って尾根を形成しており、この尾根線が臨界等密度線とは、わずかにずれており、物質依存性がないことを見出している。可視光とX線というプローブのちがいによるゆらぎに違いが現れるかどうか今後の課題である。