hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動画像観測による生体の形態と機能の時空間融合計測評価に関する研究

対象の3次元形態特性や、対象システムの動的な機能特性を観測し理解するとき、観測画像間や画像と関連情報との対応づけ、そしてそこでの、時空間特性情報を強調した統合表示が課題となる。このための多次元情報取り扱いの基本的な技術の検討と、時空間情報を融合した画像総合理解手法を具体的対象に即しながら研究した。統合システムの具体例としては、心臓画像をとりあげ、異なるイメージング結果の相互に関連づけた表現の実現を試みた。同一患者の冠状動脈と心筋像のX線およびSPECTの動画像、知識としての解剖学模型を用い、これらを統合したものとして表示できた。このとき、3次元動態モデルの記述、画像間の照合に際して、中間物理モデルとして、心室および冠状動脈概形を回転楕円体モデルで近似して利用し、重ね合わせ3次元表示や心拍出量の推定が円滑に行えた。一方、このような目的で利用する画像の画質の改善放射光CTに適用し、放射光X線画像がマモグラムの高分解能撮像に有効であることを示した。同様に時空間情報の利用手法の応用として環境評価を目的にリモートセンシングのマルチスペクトル画像への適用を試み、植生分類とその経時的変化の抽出手法の検討も進めた。また、特に統合表示のための3次元表示手法に関連して、計算機内に適当なモデルを用意して、最小の観測でモデルに観測情報を付与するととで3次元表示する手法、3次元情報の簡便で高速な獲得手法の検討なども進めた。このとき遠隔医療の例のように、3次元情報の専門家間、あるいは専門家と一般人との情報の共有、利用を考えると、ネットワーク上での3次元表現が有効な手段となる。ここでの利用を考えたVRMLなどを利用した効率的システム試作も進め、本研究テーマの要素技術の開発とした。観測対象の3次元形態特性や、対象システムの動的な機能特性を計測し理解するとき、観測画像間や画像と関連情報との対応づけ、さらには、時空間特性情報を強調した統合表示が課題となる。このための多次元情報取り扱いの基本的な技術の検討と、時空間情報を融合した画像総合理解の具体的対象に即した手法の研究を進めた。まず、心臓画像を具体例に、イメージング法と画像と関連づけた知識表現方法を検討した。心臓血管、冠状動脈のX線動画像、核医学、SPECTの画像の同一対象者に対する時間変化を含めた観測画像情報データと、知識としての解剖学形態模型とを用い、それらを統合した動画として提示する3次元動画像処理システムを試作した。このとき、観測画像からの3次元動態モデルの記述方法、照合手順、を中間物理モデルとして心室の回転楕円体近似モデルを介することで、重ね合わせ3次元表示が出来、拍出量などの推定も出来ることを示した。また、計算機内にモデルを用意し、最小の観測データでこれに観測情報を付与した表現を実現し、これを利用することを考え、このためのデータ採取戦略、データ圧縮表現、表現結果の表示とその評価方法の検討も進めている。さらに、遠隔医療の例のように、これら情報の専門家間の、あるいは専門家と利用者との情報の共有、利用を考えたとき、ネットワークでの利用が有効なことになる。3次元動画として融合情報を表現し、利用する手法を、VRMLなどの導入を想定した検討も進めた。統合システムの具体例としては、心臓画像をとりあげ、異なるイメージング結果の相互に関連づけた表現の実現を検討した。

同一患者の冠状動脈と心筋像のX線およびSPECTの動画像、知識としての解剖学模型を用い、これらを統合したものとして表示する。このとき、3次元動態モデルの記述、画像間の照合に際して、中間物理モデルとして、心室および冠状動脈概形を回転楕円体モデルで近似して利用し、重ね合わせ3次元表示や心拍出量の推定ができることを示した。一方、ここで利用する画像の質の改善、画像に含まれている情報の検討を、放射光X線画像について進め、同様な手法の応用として環境評価を目的にリモートセンシングのマルチスペクトル画像への適用を試み、その経時的変化の抽出手法の検討も進めた。3次元表示手法に関連して、計算機内に適当なモデルを用意して、最小な観測でこれに観測情報を付与する手法、3次元情報の簡便な獲得手法の検討なども進めた。このとき、遠隔医療の例のように、3次元情報の専門家間、あるいは専門家と一般人との情報の共有、利用を考えたときに、ネットワーク上での3次元表現が有効な手段となる。VRMLなどを利用した効率的システム試作も進め、本研究テーマの要素技術の開発とした。
公共交通総合計画のための都心部短距離交通行動分析

都心流入自動車交通量抑制のためには都心部における公共交通サービス向上も重要な施策である。本研究では、循環バス導入などの都心部公共交通改善策を評価できるモデル開発のための基礎的研究として、既存のパーソントリップ調査データを用いて都心部短距離交通の特性を分析するとともに、都心部短距離交通機関分担モデルの精度について検討を行った。さらに、通勤及び業務交通を対象として交通行動実態調査及び循環バスに関する意向調査を実施し、都心循環バス路線及びサービスレベルについて検討した。都心部内々交通の機関分担モデルの精度検討では、パーソントリップ調査と独自調査によるモデルの比較からゾーン区分の細分化が必要であることが明らかになった。しかし、その他にも移動時間帯、個人属性、同行者などモデル上で考慮すべき可能性のある要因が指摘された。また、業務においては会社の意思が働くと考えられるが、自分の意思で決定しているという回答が圧倒的に多く、その場合コストも選択要因になっていることが明らかになった。都心部循環バスに対する利用意向は、通勤・業務とも回答者の8割程度と、回答者に偏りがあることを考慮しても非常に利用意向が高いことが分かった。利用意向は、現在の利用交通手段が自動車か公共交通かにはよらず、運賃よりも運行間隔の方が大きく影響する。このことから、都心部において時間的に高度なサービスレベルが確保されれば、循環バスの需要が見込まれ、さらには都心流入自動車交通量の削減が期待されることが明らかになった。本研究では,公共交通分担率低下原因の一つに都心部における公共交通サービス水準の低さがあると考え,仙台都市圏を対象として都心部交通の問題点の把握と公共交通サービス改善方策の検討を行った.まず,1972年,1982年,1992年のパーソントリップ調査データから都心部のアクセシビリティ指標を求めた結果,路面電車の廃止により都心部の公共交通利便性が著しく低下したこと,地下鉄の開業により地下鉄沿線では公共交通利便性が改善されたものの駅からlkm離れると自動車優位となっていることが明らかになった.通勤目的のJR仙台駅からのイグレス交通を分析した結果,乗り継ぎ抵抗が非常に大きく,特にバスの方が地下鉄より抵抗が大きいことが明らかになった.さらに,乗り継ぎ時間より運賃の方が弾力性が高く,また,運賃を下げることに事業者の総収入が増加することが示された.都心流入自動車交通量抑制のためには都心部における公共交通サービス向上も重要な施策である。
高歪多環ポリシランの異常挙動

1.ラダ-ポリシランの異常挙動を調べる目的のもとに、デカイソプロピルトリシクロ[4.2.0.0^<2.5>]オクタシランを1,1,2,2ーテトラクロロー1,2ージイソプロピルジシランと1,2ージクロロー1,1,2,2ーテトライソプロピルジシランの交差カップリングによって合成した。この化合物にはアンチおよびシン体の立体配座異性体が存在するが、分取液体クロマトグラフィ-を用いて、これら異性体の単品を得た。なお、両異性体は空気中で安定である。2.アンチおよびシンの立体配座はX線結晶構造解析により定めた。アンチおよびシンの間で、若干構造パラメ-タ-に違いが見られた。たとえば、両異性体において、トリシクロ環形成する3個の四員環は折れ曲がった構造をとっているが、それらの折れ曲がりの程度(二面角)はアンチ体よりもシン体において小さい。また、シン体におけるケイ素ーケイ素結合距離の平均値はアンチ体における値よりも大きい。これらの傾向は、シン体において置換基(プロピル基)の立体反発が大きいとして説明される。3.アンチ体は無色であるが、シン体は黄色結晶性固体である。紫外・可視スペクトルにおいて、アンチ体の最長波長吸収極大は355nmに現れるが、シン体では400nmに移動する。これはケイ素ーケイ素σ結合系において立体配座の違いにより吸収極大の位置が変化する最初の例であり、今後この遷移エネルギ-の変化に関する理論的考察を行う予定である。4.トリシクロオクタシランは対応する炭素化合物よりも熱安定性が高い。すなわち、炭素化合物の環開裂による異性化は140°C付近でも生起するが、トリシクロオクタシランでは190°C以上に加熱されてはじめて、シン体はアンチ体に異性化することがわかった。なお、アンチ体からシン体への異性化は起こらなかった。
脱合金化によって形成される金ナノ粒子の多孔質構造の形成メカニズム

合金金属の腐食は合金金属の耐用年数や様々な環境下における合金性能を決める上で非常に重要な研究対象である。腐食の現象は数百年前から知られている現象にも関わらず、腐食の過程を原子レベルで完全に理解されていない。本研究は金銀合金の腐食が起こる過程を電子顕微鏡を用いて原子レベル観察し、それらの結果から腐食過程の物理的メカニズムの解明を目指した。合金は、13 nm以上の十分大きい領域でバルク合金と同様に溶け易い金属が選択的に溶出(選択的腐食)することがわかった。一方で、合金が原子レベルで小さい領域(10 nm以下)では、幾何学ポテンシャルエネルギーが大きくなるため、構造を保てず崩壊することがわかった。昨年度、金銀合金ナノ粒子の脱合金化の実験を行い、脱合金化のメカニズムが粒子の粒径に依存しているかどうか調べた。脱合金化処理後、電子顕微鏡を用いて粒子を観察したところ、脱合金化されて穴の開いている粒子と穴の開いていない粒子が点在していることがわかった。粒径サイズが13 nm以上の場合、バルク合金と同様に標準電極電位が大きい銀が選択的に溶出して多孔質を形成した。一方で、穴が開いていない粒子の粒径とEDSで原子濃度を計測したところ、銀の原子濃度が高いことがわかった。これはつまり、粒径サイズが10 nm以下の場合、標準電極電位による銀の選択的溶出エネルギーよりも粒径が小さいことによる幾何学ポテンシャルエネルギーのほうが大きくなるため、安定である金も銀と同時に溶出し始めたと解釈することができ、脱合金化による多孔質形成はある一定化のサイズ(10 nm)では起こらないことを実験的に示せた。さらに、これらのパラメーターを用いて、金銀合金ナノ粒子の脱合金化を電子顕微鏡を用いて液体中その場観察を試みた。実験はまだ途中であるが、脱合金されていく過程を秒単位で測定することに成功している。しかしながら、技術的な問題点は多く、まだまだ改善をしなければいけない状態である。以上の成果は、学会発表(分子科学討論会、日本化学会年会)を行った。本研究は粒径依存した金銀合金ナノ粒子の脱合金化メカニズムの解明を通して腐食の原子レベルの挙動を理解する研究である。昨年度の結果より、硝酸を用いて脱合金化した試料を電子顕微鏡を用いて粒子形状の観察し、また、エネルギー分散型X線分析を用いたその場元素分析も行い金と銀の原子濃度比について調べた。それらの結果から、ナノサイズにおける脱合金は幾何学エネルギーの増大による自己溶解エネルギーと化学ポテンシャルの差による合金の溶出エネルギーのバランスで成り立っているという実験結果を得た。電子顕微鏡観察より、同条件同試料の中において、脱合金化されて穴の開いている粒子と穴の開いていない粒子が点在していることがわかり、その境界が粒径サイズが10-13 nmであることがわかった。粒径が大きい場合、バルク合金と同様に標準電極電位が大きい銀が選択的に溶出して多孔質を形成した。一方で、粒径サイズが10 nm以下の場合、標準電極電位による銀の選択的溶出エネルギーよりも粒径が小さいことによる幾何学ポテンシャルエネルギーのほうが大きくなるため、安定である金も銀と同時に溶出し始めた。本年度はこれら実験解釈が正しいか検証するためにどのくらいの粒径のときに幾何学ポテンシャルと化学ポテンシャルが拮抗するかどうか計算した。化学ポテンシャルの式であるネルンストの式を用いて化学ポテンシャルの値を計算したところ、金銀合金粒子のサイズが6-8nmのときに幾何学ポテンシャルと化学ポテンシャルが拮抗するという結果が得られた。これは実験的に得られた多孔質化が始まる平均粒径10-13nmと良い一致をしており、幾何学ポテンシャルと化学ポテンシャルが脱合金、つまり、多孔質化の始まる粒径サイズよく説明できるモデルであることが証明された。本成果は投稿準備が終わり次第、発表する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノマテリアル26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の課題である「脱合金化によって形成される金ナノ粒子の多孔質構造の形成メカニズム」にあるように金ナノ粒子が多孔質構造を形成メカニズムを調べた。多孔質形成初期、中期、後期に相当する状態の試料を個別に作成することによって断片的に解明することが出来た。これにより、粒子粒径が13 nm以上ではバルクと同様の多孔質化現象が起こり、10 nm以下では多孔質化が起こらず、粒子自身が持つ幾何学ポテンシャルエネルギーによって構造の自己崩壊が起こることまで明らかに出来た。本年度は去年度成功した同様の条件を用いて電子顕微鏡内に試料を入れて多孔質化させながら状態を連続その場観察を行い、さらに詳しく多孔質形成メカニズムを調べる予定である。

去年度の終わりから始めた電子顕微鏡を用いた金ナノ粒子の多孔質化の液体中その場観察を続ける予定である。電子顕微鏡観察は電子線を発生させ試料に透過させて結像し観測する手法のため、試料を乗せる窒化ケイ素セルの工夫が必要である。セル自身の厚い場合、電子線が透過しなくなるので解像度が著しく下がり原子分解能観察が出来ないため、原子分解能観察するために液体観察用セル窒化ケイ素の膜を可能な限り薄くしなければならない。しかし、セルが薄いほど作成するのが非常に困難であり、また、機械的強度が著しく弱いという問題点がある。そこで申請者は東北大MEMSと連絡を取り、液体観察ホルダーに適応した厚さ10 nmの窒化ケイ素セルの設計を行う。窒化ケイ素の10 nmの超薄膜を持つセルの到着後、申請者が液体観察用に加工し、液体を流しながら電子顕微鏡内で自作セルの品質チェックを行う予定である。
リサイクルのための不純物含有合金素形材化プロセス技術開発に関する研究

資源循環型社会の構築においては,ゼロエミッションが不可欠な課題となる.しかしながら,製品に使用される材料には高機能化により材料の複合化や,各種材料が組み合わせられるなどリサイクルの点で問題が多い.最終的に破砕された製品や,部品では残滓として各種金属や合金が分離不能として存在し,埋め立て処分される.このような分離不能の回生原料中の不純物を積極的に利用し素形材化するプロセスの開発が望まれている.そこで本研究では,銅とアルミニウムが不純物として入った鉄スクラップの有効利用法について研究した.銅含有鉄スクラップでは,粉末冶金法の技術を用い,急冷凝固粉末中に不純物を封じ込めたまま,温間域で強加工成形する技術を検討した.アルミニウム含有鉄スクラップでは,不純物に対して許容量が鋼より大きい鋳鉄に着目し,アルミニウム含有鋳鉄の創製実験を試みた.アルミニウム中に不純物の鉄が混入すると,凝固時に粗大針状の金属間化合物が生成しリサイクルが困難となる.そこで凝固時に超音波振動を付加して形状を制御することを実験した.Al-Si合金中に4mass%Feを入れて溶解し実験を行った.銅を多量に含む鉄スクラップの利用法として,Fe-Cu急冷凝固粉末にして強加工成形を施すことで,銅を含まない鉄鋼素材を上回る機械的特性に優れた素形材創製の可能性を見いだした.鉄にアルミニウムが複合化されたスクラップの有効利用法として,アルミニウム含有鋳鉄を製造した.この鋳鉄でのアルミニウムの影響を検討し,耐摩耗性に優れた鋳鉄素形材化の可能性を見いだした.Al-6Si-4Fe,Al-12Si-4Fe合金では,粗大針状に金属間化合物が生成するが,超音波振動で微細粒状になった.Al-18Si-4Fe合金では,粗大粒状組織を微細粒状組織に変えることができた.資源循環型社会の構築においては,ゼロエミッションが不可欠な課題となる.しかしながら,製品に使用される材料には高機能化により材料の複合化や,各種材料が組み合わせられるなどリサイクルの点で問題が多い.最終的に破砕された製品や,部品では残滓として各種金属や合金が分離不能として存在し,埋め立て処分される.このような分離不能の回生原料中の不純物を積極的に利用し素形材化するプロセスの開発が望まれている.そこで本研究では,銅とアルミニウムが不純物として入った鉄スクラップの有効利用法について研究した.銅含有鉄スクラップでは,粉末冶金法の技術を用い,急冷凝固粉末中に不純物を封じ込めたまま,温間域で強加工成形する技術を検討した.アルミニウム含有鉄スクラップでは,不純物に対して許容量が鋼より大きい鋳鉄に着目し,アルミニウム含有鋳鉄の創製実験を試みた.アルミニウム中に不純物の鉄が混入すると,凝固時に粗大針状の金属間化合物が生成しリサイクルが困難となる.そこで凝固時に超音波振動を付加して形状を制御することを実験した.Al-Si合金中に4mass%Feを入れて溶解し実験を行った.銅を多量に含む鉄スクラップの利用法として,Fe-Cu急冷凝固粉末にして強加工成形を施すことで,銅を含まない鉄鋼素材を上回る機械的特性に優れた素形材創製の可能性を見いだした.鉄にアルミニウムが複合化されたスクラップの有効利用法として,アルミニウム含有鋳鉄を製造した.この鋳鉄でのアルミニウムの影響を検討し,耐摩耗性に優れた鋳鉄素形材化の可能性を見いだした.Al-6Si-4Fe,Al-12Si-4Fe合金では,粗大針状に金属間化合物が生成するが,超音波振動で微細粒状になった.Al-18Si-4Fe合金では,粗大粒状組織を微細粒状組織に変えることができた.現在の社会基盤をなす施設・設備が近い将来大量に更新期を迎え、大量の鉄系およびアルミニウム系の金属材料が回生原料として出現しようとしている。そのためリサイクルの重要性が大きくなっている。回生原料中には分離不能、あるいは分離に大量のエネルギーが必要な不純物が存在することが多く、問題となっている。従来のリサイクル研究では、いかに不純物を取り除くかにあったが、本研究では発想を転換し、不純物を無害化さらには特性改善因子として積極的に利用できるプロセスの開発を目指す。本研究では鉄スクラップ中への銅やアルミニウムが多く混入した材料およびアルミニウムスクラップに鉄が混入した材料のリサイクル技術の開発を目指した。銅含有鉄スクラップ利用では、銅を0.5-15%含有した鉄を水アトマイズし、銅がナノオーダーで微細に分散した急速凝固粉末を得た。得られた粉末を銅の液相が生じない973-1273Kで圧延強加工により固化成形した。いずれの温度、銅濃度でも空孔率1%以下の緻密な固化成形体が得られた。この強化機構は組織の微細化と銅が入ることによる析出効果および再結晶によって形成された非常に微細な結晶組織を持つことで強化されることが明らかになった。アルミニウム含有鉄スクラップ利用では、鋳鉄中にアルミニウムを添加することで、耐摩耗性、対高温酸化性や制振性の向上を明らかにした。またこの鋳鉄を1073Kから1273Kの大気中で保持することで表面部の黒鉛がアルミナに置換することを見いだした。アルミニウム量が増すと炭化物が増え耐摩耗性は向上するが、脆くなる。この表面のアルミナ化の改質は低いアルミニウム量でも耐摩耗性に優れた材料の創製ができる。

1073Kではおおむね直線的にアルミナ層が生成するが、1273Kにおいてはある時間をすぎるとほとんど厚くならないことがわかった。アルミニウムスクラップに鉄が混入した材料では、鉄の化合物が粗大針状に晶出する。これに超音波振動を付加することにより、微細粒状化できることが明らかになった。循環型社会の創製にはリサイクルが重要となる.回生原料中には分離不能、あるいは分離に大量のエネルギーが必要な不純物が存在することが多く、問題となっている。従来のリサイクル研究では、いかに不純物を取り除くかにあったが、本研究では発想を転換し、不純物を無害化さらには特性改善因子として積極的に利用できるプロセスの開発を目指す。本研究では鉄スクラップ中への銅やアルミニウムが多く混入した材料およびアルミニウムスクラップに鉄が混入した材料のリサイクル技術の開発を目指した。銅含有鉄スクラップ利用では、銅を0.5-15%含有した鉄を水アトマイズし、銅がナノオーダーで微細に分散した急速凝固粉末を得た。得られた粉末を銅の液相が生じない873-1273Kで圧延強加工により固化成形した。873Kで成形した試料は強度延性バランスの優れたものとなった。この強化機構は組織の微細化と銅が入ることによる析出効果および再結晶によって形成された非常に微細な結晶組織を持つことで強化されることが明らかになった。アルミニウム含有鉄スクラップ利用では、鋳鉄中にアルミニウムを添加することで、耐摩耗性、対高温酸化性や制振性の向上を明らかにした。またこの鋳鉄を1073Kから1273Kの大気中で保持することで表面部の黒鉛がアルミナに置換することを見いだした。アルミニウム量が増すと炭化物が増え耐摩耗性は向上するが、脆くなる。この表面のアルミナ化の改質は低いアルミニウム量でも耐摩耗性に優れた材料の創製ができる。表面のアルミナ層への改質は,アルミニウム含有量が6mass%のものが優れていることがわかった。銅含有鉄スクラップ利用では、銅がナノオーダーで微細に分散した急速凝固粉末を作製し,この粉末を銅の液相が生じない873-1273Kで圧延強加工により固化成形した。銅を封じ込めた状態で成形することで高強度材が創製できた.この強化機構は急速凝固粉末による組織の微細化と銅が入ることによる析出効果および再結晶によって形成された非常に微細な結晶組織を持つことで強化されることが明らかになった。アルミニウム含有鉄スクラップ利用では、鋳鉄中にアルミニウムを添加することで、耐摩耗性,高温酸化特性や制振性など多くの特性が向上することを明らかにした。これら特性のうち制振性を重点に評価した結果,アルミニウム含有量が6mass%のものが特に制振性が優れていることがわかった。
冷保存前灌流及びプロスタグランディンE1による肝温阻血再灌流障害抑制の試み

脳死心停止した提供者から摘出した肝臓をそのまま冷たくして保存して(冷保存)移植した場合、肝臓の機能は著しく低下する。本研究では、心停止したラットから肝臓を摘出して、冷保存前に肝臓を酸素と血管拡張作用等を持つプロスタグランジンE1を含んだ液を血液の代わりのように30分間肝臓の血管から流す新しい方法を試した。尚、方法として、実際に移植するのではなく、冷保存後に更に血液のかわりに酸素を含んだ液を一時間肝臓の血管から流して、胆汁の流れ、肝細胞の生死、肝細胞のミトコンドリアの状態を観察した。その結果、心臓が停止したラットから摘出した肝臓を冷保存前に酸素やプロスタグランジンE1を与えると、心臓が動いているラットから摘出した肝臓と同等の機能が得られることが分かった。肝温阻血再灌流障害軽減目的に、開胸により心停止誘導(約10分間)した後に30分の温阻血を与えたラット肝臓において、冷保存前に37°Cの95%酸素で飽和させたKerebs-Henseleit buffer(KH液)による灌流を行い(冷保存前灌流)、6時間UW液にて冷保存した後、1時間のKH液による再灌流を行い、門脈流量、胆汁産生量を検討した。本研究では、申請物品であるPerfusion system PS-1を用いて、灌流圧を正確に10cmH_2Oに制御した。又、微小循環を改善させる目的で、冷保存前灌流液に10ng/mlのプロスタグランジンE1を添加した実験群を設けた。結果は、門脈流量(ml/肝重量g)及び胆汁産生量(ml/肝重量g)が心拍動下摘出肝グラフト群では289.5及び0.035、温阻血肝グラフト群では211.6及び0.024、冷保存前灌流を行なった温阻血肝グラフト群では236.9及び0.030、冷保存前灌流液にPGE1を添加した温阻血肝グラフト群では263.2及び0.035であった。門脈流量及び胆汁産生量は、温阻血肝グラフトにおいて減少するが、冷保存前灌流、更に前灌流液にPGE1を加える事で増加傾向を示した。これらの結果から、PGE1の前灌流への添加は、温阻血肝グラフトの微小循環を改善すると共に、肝臓の総体的機能を表す胆汁産生能の向上をもたらす事が分かった。一方、PS-1の輸入に手間取り、入手後には新しい装置を使いこなす為に時間を要した為、細胞内シグナル伝達系の解析等がまだ中途である。平成22年度は、PGE1の冷保存前灌流液への添加による肝グラフト機能向上のメカニズム解析とラット肝移植実験を行なう予定である。ラット肝を用いたex vivo灌流実験モデルを用いて、温阻血再灌流障害軽減目的で酸素化バッファーでの冷保存前灌流及び前灌流液へのProstaglandin E1(PGE1)添加効果について検討した.温阻血群では、30分のラット肝温阻血後に6時間冷保存し1時間再灌流した.前灌流群では、冷保存前に30分間常温酸素化バッファーにて灌流し、PG群では、前灌流液にPGE1(10ng/ml)を添加した。胆汁産生量、門脈灌流良の増加が前灌流群、PGE1添加群で認められたことは昨年度の研究実績にて報告した。本年度は、グラフト機能軽減効果の機序について検討を行なった。再灌流時の肝静脈からの灌流液の解析において、温阻血群より前灌流群ではALT、TNFα共に低下し、PG群では有意に低下した。再灌流後のネクローシス領域を肝組織のHE染色標本にて検討したところ、心拍動群では2.9%、心停止群では13.8%、前灌流群では8.1%、PG群では3.7%であった。又、TUNEL染色によるアポトーシス細胞数の検討では、心拍動群では7.4個/mm^2、心停止群では56.3個/mm^2、前灌流群では31.2個/mm^2、PG群では18,6個/mm^2であり、PGE1添加により細胞死の抑制が有意に認められた。更にウエスタンブロッティングにてBax、JNKのミトコンドリアへの移行を調べたところ、Baxの移行がPG群では抑制されていた。これまでの解析とあわせると、PGE1を添加した酸素化バッファーにて冷保存前に温阻血を被った肝臓を灌流する事によりグラフト機能が改善した要因として、ミトコンドリアへのBaxの移行を抑制し、ネクローシス・アポトーシスを抑制していることが関与していると考えられた。

ラット肝を用いたex vivo灌流実験モデルを用いて、温阻血再灌流障害軽減目的で酸素化バッファーでの冷保存前灌流及び前灌流液へのProstaglandin E1(PGE1)添加効果について検討した.温阻血群では、30分のラット肝温阻血後に6時間冷保存し1時間再灌流した.前灌流群では、冷保存前に30分間常温酸素化バッファーにて灌流し、PG群では、前灌流液にPGE1(10ng/ml)を添加した。胆汁産生量、門脈灌流量の増加が前灌流群、PGE1添加群で認められたことは21年度の研究実績にて報告した。又、グラフト機能軽減効果の機序については、温阻血群より前灌流群ではALT、TNFα共に低下し、PG群では有意に低下し、PGE1添加により再灌流後のネクローシス/アポトーシスの抑制が有意に認められ、Baxの移行がPG群では抑制された事を昨年度の実績として報告した。本年度は、まず肝組織HE染色にて肝類洞の開存面積を調べたところ、温阻血群では冷保存前つまり温阻血により類洞開存面積が心拍動群に比べ約半分に減少するが、前灌流及びPE1群では心拍動群とほぼ同様であり、再灌流後では、前灌流群では心拍動群より減少する一方で、PGE1群では心拍動群と同様の類洞開存を示した。又、肝組織の温阻血/低酸素状態をHIF-1αの免疫染色にて調べたところ、心拍動群では冷保存前再灌流後においてHIF-1αの染色は少なかった一方で、最も低酸素の影響を受けると思われた温阻血群では、温阻血後/冷保存前にはほとんど心拍動群と同様で、前灌流群及びPG群では著明に増加していた。ところが、冷保存後1時間の再灌流により温阻血群では急激にHIF-1α陽性細胞数が増加する一方で、PG群ではおよそ1/3ほどに減少していた。現在、ミトコンドリアのオートファジーについて免疫染色を用いた解析とラット肝移植を用いた検証を行なっている。
培養ヒト褐色細胞腫を用いたカテコーラミンの分泌・制御に関する研究

【目的】PC12を代表とするラット褐色細胞腫の株化細胞は、神経細胞の分化・増殖の機構を解明するための研究に極めて有用である。PC12に対応するヒト由来の株化褐色細胞はない。本研究では、約10ヵ月にわたりヒト褐色細胞の初代細胞培養を経験した。ヒト褐色細胞腫の培養細胞では、国内外で報告のみられないレプリカ法をもちい微細形態を詳細に検討した。【方法】症例は、37歳、男性で血中アドレナリン383pg/ml(正常値100pg/ml以下)、ノルアドレナリン1309pg/ml(正常値100-450pg/ml)とカテコーラミンが高値の褐色細胞腫である。切除標本を酵素法で細胞を単離し培養した。培養細胞の形態は倒立顕微鏡および透過型電子顕微鏡EOL1200EXと走査型電子顕微鏡JSM-35で観察した。細胞を3次元的に観察できるレプリカ法は、プラスチック皿上の培養ヒト褐色細胞をPBSで処理を行い、グルタールアルデヒドで固定した後、培養皿をプラズマ重合膜作成のため小分割した。低真空槽内の陰極板上に静置した試料にグロー放電を行いエチレンガスのpolymerizationによる薄いfilmを付着させた。この被膜した試料のプラスチック皿片をプロピレンオキサイドで溶解し、付着している培養細胞を次亜塩素酸ソーダで溶解したfilmを透過型電顕にて観察した。【結果】培養細胞を倒立顕微鏡で観察すると、7-10日目後より数本の神経様突起が伸展し、他の細胞に接合しているのが観察された。透過型電子顕微鏡では、もとの腫瘍細胞に認めた200nm前後のカテコーラミンを含むと思われるelectron denseな顆粒を培養4週間後の細胞にも認めた。培養6ヵ月後のヒト褐色細胞腫の培養細胞は、走査型電子顕微鏡では、倒立顕微鏡でもみられた神経様突起が確認された。透過型電子顕微鏡では、胞体内にみられたerectron denseな顆粒は減少し細胞の変性もみとめられた。レプリカ法による電顕像では、神経様突起に数珠状に付着する物質がみられ長期培養による変性像が観察された。【目的】ヒト由来の褐色細胞腫を用いた細胞レベルの研究解析は、神経細胞の分化・増殖の機構を解明するために有用である。ヒト褐色細胞腫の初代細胞培養を試み、培養細胞の形態学的変化や培養液のカテコーラミンの濃度を検討し、神経成長因子(nerve growth factor:NGF)やステロイドホルモン添加の培養細胞へ及ぼす影響をみた。【方法】症例1は37歳男性、症例2は48歳男性で、血中アドレナリン、ノルアドレナリンが高値の褐色細胞腫である。腫瘍をdispase溶液にて消化し、単離細胞を回収し、10%FBS添加Williams-E培養液に細胞を希釈し、plastic dish上に播種した。2週間後にヒトrecombinant型NGF 100ng/ml、あるいはdexamethasone 10^<-5>Mを添加した。培養液のカテコーラミン3分画を測定し、培養細胞の形態は倒立顕微鏡および電子顕微鏡JEOL1200EXにて観察した。【結果】

培養液のカテコーラミンの濃度は、症例1では培養6ヵ月後、症例2では約1ヵ月、特にノルアドレナリンは高値が維持された。NGFを添加すると無添加群に比べ培養液中のカテコーラミンの濃度は高い値が維持された。倒立顕微鏡で観察すると、培養1日目には胞体が暗色な小さい細胞であった。培養数日後には、数本の神経突起を伸ばし、他の細胞に接合しているのが観察された。培養細胞は、5ヵ月と10ヵ月と長期間にわたり維持された。NGFを培養液の2週間目に添加すると神経突起はより鮮明に促進され、dexamethasoneを添加すると神経突起の成長が抑制された。電子顕微鏡では、もとの腫瘍細胞に認めた200nm前後のカテコーラミンを含むと思われるelectron denseな顆粒を培養細胞にも認めた。NGF添加した電顕像では神経様突起と思われる像が随所にみられた。【結論】成人のヒト褐色細胞腫の培養細胞に対して、NGFは形態的にも機能的にも影響を及ぼすことがが判明し、副腎皮質ホルモンは副腎髄質を形態的に制御している可能性が示唆された。[目的]PC12を代表とするラット褐色細胞腫の株化細胞は、神経細胞の分化・増殖の機構を解明するための研究に極めて有用である。PC12に対応するヒト由来の株化褐色細胞はない。約10ヶ月間の長期にわたりヒト褐色細胞の初代細胞培養を経験したので報告する。[方法]症例は、37歳、男性で血中アドレナリン383pg/ml(正常値100pg/ml以下)、ノルアドレナリ1309pg/ml(正常値100-450pg/ml)と高値の褐色細胞腫である。切除標本を酵素法で細胞を単離し培養した。培養液を2-3日毎に交換し、培養液のカテコーラミン3分画の測定および、培養細胞の形態は倒立顕微鏡および透過型電子顕微鏡JEOL1200EX、さらに走査型電子顕微鏡JSM-35で微細形態を観察した。[結果]培養液中のノルアドレナリンの産生は培養90日でも1330pg/mlみられた。ノルアドレナリンの産生は培養180日で20pg/ml,300日で18pg/mlと維持された。倒立顕微鏡で観察すると、培養1日目には胞体が暗色調の小円形細胞であった。5日目頃より多角形に変化し、7-10日目後より、数本の神経様突起が伸展し、他の細胞に接合しているのが観察された。培養細胞は、10ヶ月と長期間にわたり維持された。電子顕微鏡による観察では、もとの腫瘍細胞に認めた200nm前後のカテコーラミンを含むと思われるelectron denseな顆粒を培養4週間後の細胞にも認めた。培養6ヵ月後のヒト褐色細胞腫の培養細胞は、走査型電子顕微鏡では倒立顕微鏡でみられた神経様突起が確認された。透過型電子顕微鏡では、胞体内にみられたerectron denseな顆粒は減少し細胞の変性もみられた。[結論]ヒト褐色細胞腫の長期培養細胞でも、カテコーラミンを含有していると思われるerectron denseな顆粒は存在した。培養液のカテコーラミンの濃度と一致して経時的に顆粒も減少することが確認された。【目的】PC12を代表とするラット褐色細胞腫の株化細胞は、神経細胞の分化・増殖の機構を解明するための研究に極めて有用である。
合法的に収集可能な個人情報に基づく小売・サービス業の科学的経営戦略に関する研究

様々な小売りやサービス業が,会員制度の導入により住所,氏名,年齢などの個人情報を取得し,この上で個々の会員の日々の購買データを合法的に取得しているのは周知の事実である.しかしそうした個人情報を戦略的に活用できている企業は少ない.本研究では,前述した個人情報を有効に活用するための科学的経営戦略の確立に貢献することを意図して,アパレル商品を扱う通信販売業や,ファッションブランドを扱う小売店舗がクイックレスポンスに対応する際の科学的管理手法を提案した.また,通信販売業とファッションブランド企業から,特定期間のデータの提供を受け,提案したモデルの有効性を検証するとともに,今後の課題も明らかにした.2013年度は精力的に文献収集を行い,様々な形態での小売りが実施している販売促進や経営戦略に関する研究の現状について調べ,研究レベルでの現状を概ね把握することができた.一方,婦人服飾などのファッション商品を主たる取扱い商品とするようなカタログ通信販売においては,各シーズンの数か月前にはそれぞれの商品の販売量を決定して,製造業者へ発注を行わなければならない.このとき,それぞれの商品にどの程度の需要量があるのかを適切に判断することが重要であるが,これは難しい問題であり,これまでのところ確立された理論的方法は存在しない.本研究では,現実がそうであるように,会員に対して予約カタログを送付し,各商品の予約販売を受け付けることを前提として考えた.これは,消費者にとっては,予約販売を受け付けてもらえることで確実に商品を購入できるというメリットを享受できるばかりでなく,通販企業にとっても実際の需要量に関する有益な情報を入手できるからである.ここでは(1)予約販売量,実際の需要量なる2種類の統計量が2変量正規分布に従うという仮定の下(2年分のデータで検証した結果この仮定には何ら問題はなかった),初めに前年度のそれらを用いて2変量正規分布のパラメータを推定し,(2)次に,今年度の予約販売量,実需要量も同じパラメータを有する2変量正規分布に従うものとして,今年度の予約販売量を与えることで今年度の実需要量の分布を導出するという方法を提案した.実需要量の分布さえ得られれば,対象がファッション商品であるがゆえに,次の問題は,品切れと余剰在庫のトレードオフを図る単なる新聞売り子問題となる.なお提案の方法では,各会員が予約販売でどのような商品を購入したかという情報は利用しておらず,単に予約販売個数しか利用していないが,それでもかなりの予測精度が得られることを実際のデータを用いて確認することができた.2014年度は昨年度に引き続き,ファッション商品を取り扱うカタログ通販における商品ごとの仕入れ量を決定することを意図して,次のような方法について検討を行った.それは,事前に会員に対する予約販売を行い,予約販売量を参考とし,2変量正規分布を用いた最終需要量の予測方法をである.次いで,現時点で保有しているデータを用いて提案の分析手法の有効性に関する検証を行った.こうした成果の一部は,IFORS2014およびAMSIE2014において公表した.特に後者での研究発表はWIT Transactions on Information and Communication Technologiesに掲載予定である.一方,実店舗およびネット店舗における購買データのRFMを記述するモデルをも構築した.そして,実際の購買データに適用した結果を用いて,顧客生涯価値とチャネル利用状況との関連について検討した.2014年度の派生的な研究として,ファッションあるいはアパレル関連企業のクイック・レスポンスにの同様の問題が存在することを発見した.このためクイック・レスポンスを前提としたファッション商品の最適仕入れ量(発注量)に関する研究の基盤を築くことで,2015年度への継続課題とした.また,一部の企業から特定エリアの店舗におけるPOSデータの提供を受けることができ,2015年度での本格的研究のためのデータの編集・整形を行ううためのシステム開発を行った.残念ながらこのデータには,当初想定していた詳細な個人情報は含まれていないが,各消費者の購買履歴は言うまでもなく,それぞれの消費者の居住エリアや来店のための交通手段などの個人情報が含まれている.これらデータの分析も2015年度の研究課題とした.昨年度までに構築した数理モデルが,クイックレスポンスに対してどこまで適用可能であるかについて追及した.今年度は,婦人服飾を中心としたファッションあるいはアパレル関連の小売業から,特定期間のIDデータ付きのPOSデータの提供を受け,昨年度までに開発した数理モデルを援用し,モデルの有効性について検証した.ここでは,新しいファッション商品を販売するにあたり,一定量を事前に初期発注しておき,発売開始後の1週間(程度)の売れ行きを観測した上で,追加の発注量を決定するという方法を前提とした.発売開始後の1週間(程度)の売れ行きと,最終的な需要量が2変量正規分布に従うと仮定すると,前者の値が与えられた場合の後者の条件付き分布が得られる.これを最終需要量の需要分布とみなすことで,各商品の最終需要量の分布を導出した.次に,最終需要量の需要分布を下に,過剰在庫が発生した場合の在庫処分費用と,品切れが発生した場合の機会損失費用のトレードオフを図るべく,追加の発注量の決定問題を新聞売り子問題として捉えた.さらに,上述した現実のデータの最終需要量が未知であるとして,提案モデルに基づいて追加需要量を求め,実際の最終需要量との整合性について分析した.この結果,70%以上の商品について良好な予測結果が得られた.しかし,残りの商品の一部は,小売り企業が予測し得なかったくらいに大ヒットし,急遽さらなる追加発注(追加生産の依頼)を行った商品である.この意味では,本研究で提案したモデルは前年度までのカタログ通販だけでなく,ファッション商品を対象としたクイックレスポンスにも有効であることが明らかとなった.

様々な小売りやサービス業が,会員制度の導入により住所,氏名,年齢などの個人情報を取得し,この上で個々の会員の日々の購買データを合法的に取得しているのは周知の事実である.しかしそうした個人情報を戦略的に活用できている企業は少ない.本研究では,前述した個人情報を有効に活用するための科学的経営戦略の確立に貢献することを意図して,アパレル商品を扱う通信販売業や,ファッションブランドを扱う小売店舗がクイックレスポンスに対応する際の科学的管理手法を提案した.また,通信販売業とファッションブランド企業から,特定期間のデータの提供を受け,提案したモデルの有効性を検証するとともに,今後の課題も明らかにした.ファッション商品を取り扱うカタログ通販における商品ごとの仕入れ量の決定方法を考案し,実データを用いた有効性の検証を行うとともに2つの国際会議で研究成果を公表することができた.また,ファッション業界におけるクイック・レスポンスにも同様の問題が存在することを発見し,特定の企業からのデータ提供を受けた.これを派生的研究として2015年度の研究課題と位置づけた.さらに,別の企業からは研究用としてID付きPOSデータの提供を受け,この分析も2015年度の研究課題とした.以上のように,モデルの構築と同時並行して着実に実データの提供を受けており,本研究プロジェクトは概ね順調に進展していると考える.27年度が最終年度であるため、記入しない。マネジメント・サイエンス上の【現在までの達成度】にも説明したように,2014年度にクイック・レスポンスに関する実データの提供を受け,さらには別途,ある特定業界におけるいくつかの小売店舗でのID付きPOSデータをも入手した.本研究プロジェクトの最終年度である2015年度は,これら2種類の情報のそれぞれを前提とした科学的経営戦略に関する数理モデルを構築するとともに,実データを用いてその有効性に関する検証を行う.併せて合法的に収集可能な個人情報に基づく小売・サービス業の科学的経営戦略の体系化を試みる.文献収集に関してはかなりの数の文献を渉猟でき,研究レベルでの現状を概ね把握することができた.また,婦人服飾などのファッション商品を主力商品とするカタログ通販に関しては,研究実績の概要に記載したような方法を現実のデータに適用したところ,ある程度満足のできる結果が得られた.以上のことから本研究は,概ね順調に進展していると判断する.27年度が最終年度であるため、記入しない。若干の端数が出てしまったため次年度に使用することとした.27年度が最終年度であるため、記入しない。
スイッチング機能をもつ電荷移動錯体の開発

伝導性やスイッチング機能を有する電荷移動錯体の開発をめざして、新しい有機電子供与体の合成とその錯体の物性探索を行った。まず、昨年度までに有機超伝導体の成分となることが見い出された電子供与体、DMETの発展として、トリメチレンジチオ基をもつTTF誘導体、DMTTを合成した。合成は非対称カップリングの方法を用い、電気化学的な方法でそのラジカル塩を10種ほどつくった。電気伝導度を測定した結果、PF_6,Au(CN)_2などの塩は100Scm^<-1>程度の高い室温伝導度を示した。また、Ag(CN)_2,Au(CN)_2塩は、それぞれ170K,130Kまで金属的な温度変化を示した。その他は半導体的であった。PF_6塩とReO_4塩についてはX線結晶解析を行なった。いずれも、カラム構造をとっているが、カラム間の相互作用が弱く、二次元性が低いことが分った。次に、ピラジン環をもつ非対称なTTF誘導体をいくつか合成した。それらのうちメチル基の置換したDMPについては、ClO_4、I_3塩がそれぞれ250K,120Kまで伝導度の金属的温度変化を示した。また室温伝導度が1000Scm^<-1>にも及ぶラジカル塩が、DMPETで見い出された。TTF骨格を含まない新しい電子供与体の開発も行なった。チオフェンを直線状に縮合させたチェノチオフェン化合物で、五員環縮台体(下図)まで合成し、優れた供与体となることを確かめた。
二言語併用者の言語情報処理に関する認知心理学的研究

二言語併用者に関する研究は、教育方法学の領域では、従来から、いくつかの手法を使って行なわれてきているが、いわゆる認知心理学的な研究は、残念ながら、質的にも量的にも充分に行われているとはいいがたい状況である。本研究では、認知心理学の領域で使用されている実験の技法をもちいて、二言語併用者一人ひとりの認知的側面について、詳細なデータを収集することを目的とした。また、通常の二言語併用者以外にも、手話と口話を併用するろう者も、調査対象とした。前年度までの文献レビューと調査研究に引き続き、上記の研究目的を達成するために、聾学校や難聴学級、あるいは、いわゆる帰国子女を生徒にもつ国際学校などの協力をえて、実証的な研究をすすめた。その結果、二言語併用者の言語情報処理に関する基本的な問題であるところの、認知発達と二言語教育の問題、二言語使用のドミナンスの問題、ろう者のバイリンガリズムの問題、第二言語習得時にそれを支援する具体的な方策の問題などについて、人間の情報処理と広い意味での教育との関わりなどがある程度明らかにされた。詳しくは、研究成果報告書にまとめられている。たとえば、ろう者においては、健聴者と情報の符号化の点において、音韻的符号化をするのではなく、手話的符号化をする可能性が大きいことが明らかにされた。また、第二言語が比較的弱い二言語併用者では、絵単語やイラストなどの視覚イメージ情報が言語理解にとっての有効な手がかりを提供することなど、教育的にみても意義のある内容が明らかにされた。本年の研究では、認知心理学の領域で使用されている実験の技法をもちいて、二言語併用者一人ひとりの認識的側面について、詳細なデータを収集することを目的としている。また、通常の二言語併用者意外にも、手話と口話を併用するろう者も、調査対象としているのが本研究の特徴といえる。これまでのところでは、認知心理学の領域で使用されている実験の技法のなかでもとりわけ、2ケタの数字の追唱課題とストループ課題、カテゴリー語連想などを検討した。研究の成果の詳細については、「教育文化,第6号」に発表している(印刷中)。これらの認知心理学の手法を用いた課題を遂行するうえで、二言語の間での測定値の評価など、分析するうえでいくつかの問題があることが明らかにされた。ただ、ここでもいいた3つの課題は、実際に課題材料を作製する段階で、十分な配慮をすれば、二言語併用者の言語の相対的優劣を測定するのに有効に用いられることが示唆された。今度は、同時に(1)二言語の熟達レベル、(2)個々人の生育暦と言語環境などを個人ごとに詳しく調査し、相互の関連を検討する。本研究では、認知心理学の領域で使用されている実験の技法をもちいて、ニ言語併用者一人ひとりの認知的側面について、詳細なデータを収集することを目的とした。また、通常のニ言語併用者以外にも、手話と口話を併用するろう者も、調査対象とした。今年度は、前年度までの文献レビューと調査研究に引き続き、上記の研究目的を達成するために、聾学校や難聴学級、あるいは、いわゆる帰国子女を生徒にもつ国際学校などの協力をえて、実証的な研究をすすめた。その結果、ニ言語併用者の言語情報処理に関する基本的な問題であるところの、認知発達とニ言語教育の問題、ニ言語使用のドミナンスの問題、ろう者のバイリンガリズムの問題、第二言語習得時にそれを支援する具体的な方策の問題などについて、人間の情報処理と広い意味での教育との関わりなどがある程度明らかにされた。
教育現場で使用可能な放射能分布観察教材の開発

エネルギー・環境教育の実施にともない,放射線教育に対するニーズが高まっている。さらに,新しい中学校学習指導要領(理科第1分野)に,放射線の性質とその利用が明記され,今後も放射線教育の充実が期待される。しかしながら,教育現場で継続的にかつ柔軟に使用できる放射線教育用教材は,極めて少ないのが現状である。本研究では新しい放射線教育用教材として,イメージングプレートを用いた放射能分布観察装置を開発した。エネルギー・環境教育の実施にともない,放射線教育に対するニーズが高まっているにも関わらず,教育現場で継続的にかつ柔軟に使用できる放射線教育用教材は極めて少ない。本研究では,二次元放射線計測器として医療や理工学研究分野で利用されるイメージングプレート(IP)を用いた放射能分布観察教材を開発してきた。放射線をIPに照射すると,IP面に塗られた輝尽性蛍光体に照射線量に比例した数の電子が捕捉され線量情報が記録される。情報が蓄積されたIPに長波長の光(633nm)を照射すると,放射線照射によって準安定状態にあった輝尽性蛍光体は390nmの輝尽光を放出し,安定状態となる。この輝尽光の位置および強度を検出することで,放射能分布測定が可能になる。従来,IPから放出される輝尽光の読取装置は,光電子増倍管を検出器とする据付型で,かつ高価なものであった。本研究では,輝尽光の波長が紫外線領域にあることに注目し,可搬性に優れた紫外線撮影用CCDを輝尽光の検出器として採用した。また,CCDは検出効率が低く,放出される輝尽光は微弱であるため,長時間撮影に伴う暗電流によるノイズを低減させるために,冷却型のCCDを採用した。紫外線撮影用CCDは,633nmの励起光にも感度を有しているので,紫外線を透過させ可視光を遮断するバンドパスフィルターをCCD前面に設置した。しかしながら,ノイズとなる励起光を完全に除去できず,本装置で得られた放射能分布画像には,ノイズが含まれていた。今後,適切な光学フィルターを用いたノイズ対策を施すとともに,最適な画像処理について取組む。エネルギー・環境教育の実施にともない,放射線教育に対するニーズが高まっているにも関わらず、教育現場で継続的にかつ柔軟に使用できる放射線教育用教材は極めて少ないのが現状である。また,新中学校学習指導要領(理科第1分野)には,放射線の性質とその利用が明記され,今後さらに放射線教育教材の充実が期待される。本研究では新しい放射線教育用教材として,イメージングプレートを用いた放射能分布測定装置を開発した。エックス線フィルムに比べ,高い放射線感度を持つイメージングプレートは,植物に含まれる微量放射性同位元素の二次元分布画像も取得可能であり,放射線(能)の存在を視覚的に確認できる貴重な教材となる。しかしながら,光電子増倍管を検出器とする従来の読取装置は,据付型で高価な装置であるため,学校教育現場で使用する、ことは困難であった。本研究では,イメージングプレートから放射能の位置情報として放出される輝尽光を冷却型のCCDで検出する安価でコンパクトな読取装置を開発した。励起光には,均一照射が可能なHe-Neレーザを使用した。また,検出器となるCCDが励起光についても感度を持つため,励起光を遮断し,輝尽光のみを通過させるバンドパスフィルターをレンズの前に設置した。アルファ線を部分的に照射したイメージングプレートの読取画像には,照射部分を示す明瞭な像が確認できた。さらに,従来の読取装置に比べ,短時間で放射能分布画像を取得することができた。今後,装置の読取値と放射線量の関係が明らかになれば,放射能汚染を迅速に判断できる装置として,放射線管理分野での利用も可能になる。
Notchシグナルによる造血の制御

[目的]Notch受容体のシグナル発生機転と、Notchによる造血細胞の分化抑制およびその機序の解明を目的とした。[方法](1)Notch2に対する特異抗体を用い、リガンド刺激によるNotch2の切断、Notch2分子の細胞内移行、リン酸化を調べた。(2)造血系細胞株を用いて分化に対する活性型Notch1(aN1)の影響を調べた。一方、血球分化や増殖に関与する転写因子(HTF)について分化刺激による発現の変化を調べた。さらに、aN1を導入した細胞株にdominant-negative型GATA(DN-GATA)およびPU.1を発現させ、分化刺激に対する反応を観察した。[結果および考察](1-1)Delta1,Jagged1,Jagged2のいずれかのリガンドがNotch2に結合することにより、Notch2分子内に切断が生じ、細胞内部分が短時間で核内に移行した。(1-2)核内に移行するNotch2分子断片はリン酸化された。(1-3)リガンドはNotch2を介して細胞内の転写制御を行った。(2-1)aN1は、赤芽球系・顆粒系への血球分化を抑制した。(2-2)分化刺激により種々のHTFの発現が変化したが、GATA2以外のHTFの発現変化はaN1による修飾を受けなかった。GATA2については、野生型32DではG-CSF刺激によって発現量が著明に減少し、aN1導入32D(aN1/32D)では発現が維持されていた。aN1/32DにDN-GATAおよびPU.1を発現させたところ、aN1/32DはG-CSF刺激による分化能を再獲得した。従って、aN1はGATA2の発現・機能の維持を介して分化抑制を行うことが示唆された。[結論]Notch受容体のシグナル発生機転の一部を解明した。Notch活性化により造血細胞の分化が抑制され、その機序の一端がGATA2の発現・機能維持にあることを示した。