hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高キャリア濃度を有するアニオン伝導性高分子の合成と燃料電池への展開

効率的なアニオン輸送パスの形成を目指し、アニオン交換基を局所的かつ高濃度に導入した新規アニオン伝導性高分子を分子設計し、精度高く合成した。得られた高分子電解質膜は優れた化学的・機械的・熱的安定性を有していた。高分子骨格中にブロック構造を導入した新規電解質膜は非常に優れた水酸化物イオン導電率を示し、その発電特性も良好であった。以上より、新しいアニオン伝導性高分子の分子設計指針を示すとともに、アルカリ燃料電池への適用を実証した。新規アニオン伝導性電解質の構造として、熱的・機械的・化学的に優れた安定性を有するポリエーテル構浩および高いアニオン伝導性を示す4級アンモニウム基を選択した。電解質の高キャリア濃度化を目指して、嵩高く剛直な構造で、アンモニウム基を局所的かつ密度高く導入することができるフルオレニル基に着目し、側鎖にフルオレニル基を導入した電解質を分子設計した。種々の主鎖構造、イオン交換容量を有する新規アニオン伝導性高分子を合成し、水酸化物イオン導電率や熱物性、機械強度測定をはじめとする各種電解質特性を通して分子構造と電解質特性の相関を明らかにした。具体的には以下を実施した。1)主鎖構造としてポリアリーレンエーテルスルホンを合成した。続いてアンモニウム基導入に向けたクロロメチル化反応の条件を最適化し、高キャリア濃度(すなわちイオン交換容量IEC)を有する新規アニオン伝導性電解質を得た。その際、分子量やIECの異なる一連の電解質もあわせて合成した。2)新規材料の特性を明らかにするため、各種測定や安定性試験、すなわち水酸化物イオン導電率および含水率測定、熱物性評価や機械強度測定などを行った。また、水中または高温下での長期安定性試験など、新規アニオン伝導性電解質の基礎物性を明らかにした。3)高分子電解質構造(主鎖骨格、分子量、IEC)と各種物性の相関を議論し、さらなる導電特性、安定性向上に向けた指針を得た。さらに、本年度で得られた成果を踏まえ、次年度に向けた新たな分子設計を行った。昨年度、フルオレニル基を有するポリエーテルスルホンケトンの合成とクロロメチル化を経たアンモニオ基導入に成功し、新たなアニオン伝導性電解質を合成した.さらに初期物性としてアニオン導電率等を評価し、分子設計指針に基づく、優れた特性を有することを明らかにした。本年度は、さらなる特性向上をめざし、ブロック構造を有する新たなアニオン伝導性電解質の合成を行った。また、アニオン導電率測定に加え、耐久性試験や燃料電池特性評価なども行い、アルカリ燃料電池への適用可能性を実証した。1)昨年度の知見を基に、より高い特性が期待される親水/疎水マルチブロック構造を有するホリエーテルスルホンを合成した。アンモニオ基導入条件を最適化し、高キャリア濃度(すなわち高いイオン交換容量IEC)を有する新規アニオン伝導性電解質を得た。その際、分子量やIEC、親水/疎水鎖長の異なる一連の電解質もあわせて合成した。2)新規材料の特性を明らかにするため、各種測定や安定試験、すなわち水酸化物イオン伝導率および含水率測定、熱物性評価や機械強度測定などを行った。水酸化物イオン伝導率は従来報告されているアニオン電導性電解質膜中で最も高い値(水80°Cで144mS/cm)を示し、優れた特性を有することが示された。また走査型透過電子顕微鏡を用いたナノオーダーにおける膜のモルフォロジー観察など、新規アニオン電導性電解質膜の基礎物性を明らかにした。さらに水中または高温下での耐久性加速試験や長期試験などを行い、実用化に向けた特性もあわせて評価した。3)高分子電解質構造(ブロック鎖長、分子量、IEC)と各種物性の相関を議論し、さらなる特性向上耐久性向上に向けた指針を得た。さらに、本研究で得られた最良の電解質膜を用いて燃料電池発電特性を評価し、優れた特性(最大出力297mW/cm^2)を有することを明らかにした。
セメント質の発生に伴う細胞外基質の代謝とその制御機構の解明

本研究計画では、ラット臼歯歯根を研究対象とし、コラーゲン等の細胞外基質分子と共に、組織細胞内でのMMPsとTIMPsの遺伝子発現の動態を検索して、セメント質の発生過程における細胞外基質の産生及び分解とその制御機構を明らかとすることを目的とした。また、比較の対象として、セメント質と類似した組織構造をもつ骨の発生過程に関しても同様に検討し、細胞外基質の産生と分解について、セメント質と骨、それぞれの発生における特異性も併せて検索した。平成13年度では、コラゲナーゼであるMMP8とMMP13に着目し、骨の発生過程を検討した。胎生期及び成長期のラットの下顎骨と脛骨を研究対象として、RT-PCRとin situ hybridizationを利用しMMP8とMMP13遺伝子発現をI型コラーゲンと比較して検討した。MMP8は骨膜細胞、骨細胞、扁平な骨芽細胞に広く発現していたが、I型コラーゲンを活発に産生する立方形の骨芽細胞には発現が認められなかった。一方、MMP13の発現は、骨細胞及び扁平な骨芽細胞に限られていた。骨の発生過程において、骨芽細胞と骨細胞がMMP8とMMP13を発現し、細胞外基質の分解に関与する可能性が示めされた。この研究成果は、Sasano et al.(2002)J Histochem Cytochem 5O:325-332の誌上で既に発表している。平成14年度では、ラット臼歯歯根を研究対象とし、セメント質の発生過程においてRT-PCRとin situ hybridizationを用いて同様の検索を行い、セメント芽細胞とセメント細胞がMMP8を発現する一方で、MMP13をほとんど発現しないことを明らかとした。さらに骨芽細胞・骨細胞とセメント芽細胞・セメント細胞が細胞外基質分子およびMMPsと共にTIMPs1、2、3を併せて発現し、MMPsの機能を制御する可能性についても示した。この研究成果は、Tsubota、Sasano et al.(2002)J Dent Res 81:673-678の誌上で既に発表している。本研究計画では、ラット臼歯歯根を研究対象とし、コラーゲン等の細胞外基質分子と共に、組織細胞内でのMMPsとTIMPsの遺伝子発現の動態を検索して、セメント質の発生過程における細胞外基質の産生及び代謝とその制御機構を明らかとすることを目的としている。また、比較の対象として、セメント質と類似した組織構造をもつ骨の発生過程に関しても同様に検討し、細胞外基質の産生と代謝について、セメント質と骨、それぞれの発生の特異性も併せて検索する。胎生期及び成長期のラットの下顎骨と脛骨を研究対象として、RT-PCRとin situ hybridizationを利用しMMP8とMMP13の遺伝子発現をI型コラーゲンと比較して検討した。MMP8は骨形成領域の間葉細胞集合、骨膜細胞、骨細胞、扁平な骨芽細胞に広く発現していたが、I型コラーゲンを活発に産生する立法形の骨芽細胞には発現が認められなかった。

結論として、骨の発生過程において、MMP8とMMP13がコラーゲン等の細胞外基質の改変に関与する可能性が示された。この研究成果は、Sasanoet al.(2002)J Histoshem Cytochem. 50 : 325-332の誌上で既に発表している。平成14年度では、セメント質の発生過程においても同様の検索を行い、さらにMMP2やMT1-MMP等のMMPsやTIMPsの発現についても検討を加え、骨と比較してセメント質発生における細胞外基質代謝の特性を明らかにしたい。本研究計画では、ラット臼歯歯根を研究対象とし、コラーゲン等の細胞外基質分子と共に、組織細胞内でのMMPsとTIMPsの遺伝子発現の動態を検索して、セメント質の発生過程における細胞外基質の産生及び分解とその制御機構を明らかとすることを目的とした。また、比較の対象として、セメント質と類似した組織構造をもつ骨の発生過程に関しても同様に検討し、細胞外基質の産生と分解について、セメント質と骨、それぞれの発生における特異性も併せて検索した。平成13年度では、コラゲナーゼであるMMP8とMMP13に着目し、骨の発生過程を検討した。胎生期及び成長期のラットの下顎骨と脛骨を研究対象として、RT-PCRとin situ hybridizationを利用しMMP8とMMP13の遺伝子発現をI型コラーゲンと比較して検討した。MMP8は骨膜細胞、骨細胞、扁平な骨芽細胞に広く発現していたが、I型コラーゲンを活発に産生する立方形の骨芽細胞には発現が認められなかった。一方、MMP13の発現は、骨細胞及び扁平な骨芽細胞に限られていた。骨の発生過程において、骨芽細胞と骨細胞がMMP8とMMP13を発現し、細胞外基質の分解に関与する可能性が示された。この研究成果は、Sasano et al.(2002)J.Histochem.Cytochem.50:325-332の誌上で既に発表している。平成14年度では、ラット臼歯歯根を研究対象とし、セメント質の発生過程においてRT-PCRとin situ hybridizationを用いて同様の検索を行い、セメント芽細胞とセメント細胞がMMP8を発現する一方で、MMP13をほとんど発現しないことを明らかとした。さらに骨芽細胞・骨細胞とセメント芽細胞・セメント細胞が細胞外基質分子およびMMPsと共にTIMPs1,2,3,を併せて発現し、MMPsの機能を制御する可能性についても示した。この研究成果は、Tsubota, Sasano et al.(2002)J.Dent.Res.81:673-678の誌上で既に発表している。
ストリーミング技術を利用した遠隔教育支援システムの開発

本研究は、動画像・音声をインターネットを介して配信するストリーミング技術を用い、講義、実習・実験の補助教材等をオンデマンド遠隔利用するための映像・音声ライブラリーシステムを、特に比較的安価な機材で構築し、その安定運用のノウハウの蓄積と実際の授業等での教育効果を検討することを目的として行った。昨年度構築した、ストリーミングによる動画音声配信サーバシステムを学内のLANにおいて試験的に運用し、引き続き、その配信性能やコンテンツ等のデータ品質と回線品質との相関を調べ、適正な配信パラメータの評価を行い、安定した運用に対する基礎データを更に蓄積した。一方で、昨年度作成した、医療基礎技術の演習に対するストリーミングによる動画を組み合わせたWeb教材を改良し、これを元に新たな教材を多数作成した。これらを実際の授業やモニターに対して運用し、テキスト教材やビデオ教材などの他のメディア教材との教育効果の比較や、個別利用時とグループ学習利用時での比較を行い、ストリーミングを利用した演習補助教材、自己学習教材が、技術教育の理解と行動化の促進に有効であるという昨年度の成果を補強することが出来た。またさらに、Web教材にCGIを組み込むことにより、より双方向的(対話的)な要素を取り入れた教材も作成し、自ら考える力を養うといった思考援助の側面においてもこのような教材が有用であるという示唆を得た。これらの成果は、教育工学関連学協会連合第6回大会[2件]や平成12年度情報処理教育研究集会[1件]、等でも報告している。また、これら一連のノウハウは、今後このような教材を導入する多くの教員に広く供用するために、下記のサイトにて順次公開されている。本研究は、動画像・音声をインターネットを介して配信するストリーミング技術を用い、講義、実習・実験の補助教材等をオンデマンド遠隔利用するための映像・音声ライブラリーシステムを、特に比較的安価な機材で構築することを目的として行っている。本年はまず、基幹となる動画音声配信サーバシステムの構築を行った。ストリーミングサーバとしては、当初、MPEGベースのサーバを導入する予定であったが、本年度始めApple Computer Inc.から公開されたQuick Time Streaming Serverを採用することにより、同等の機能を有しつつ、当初の予定より格段に低コスト(サーバソフトのみでは10分の1以下)での導入が可能になった。このサーバシステムを学内のLANにおいて試験的に運用し、その配信性能やコンテンツ等のデータ品質と回線品質との相関を調べ、適正な配信パラメータの評価を行い、安定した運用に対する基礎データを得た。一方で、実際に利用できるコンテンツとして、当大学で行われている医療基礎技術の演習に対するWeb教材を作成し、これにストリーミングによる動画を組み合わせた。100人程度の既習者によるモニターと実際の演習の中で、ストリーミングを利用した演習補助教材、自己学習教材が技術教育の理解と行動化の促進に有効であるという成果を得た。(教育工学会第15回大会la-D-07、laM-03、平成11年度情報処理教育研究集会G3-02等)また、動画や図表の有効な用い方に関しても様々な知見を得ている。次年度に関してはこれらのコンテンツを改良・拡充させる一方、同様のコンテンツ群を基礎科学実験(特に基礎物理学実験)に対しても展開していく。さらに、Web教材にCGIを組み込むことにより、より双方向的な要素も付け加えていく予定である。これらの成果は一連のノウハウを広く供用するために、下記のサイトにて順次公開されている。
レーザビーム制御による造船用厚鋼板溶接技術に関する研究

本研究では,レーザスポット形状制御が容易な半導体レーザによるビーム形状制御およびウィービングヘッドを用いた開先内高速ウィービングによる高裕度・高精度入熱制御と,入熱低減・高能率溶接技術として実績のあるホットワイヤとを組み合わせた,ホットワイヤ・レーザ溶接法による低入熱中厚鋼板溶接技術の開発を検討した.開先をガスカトしたままの板厚約28mmの厚鋼板を,低入熱で1パス溶接可能な溶接プロセスおよび適正条件の導出を実現した.作製した継手は,溶融境界部で一部問題はあるものの,十分な強度・靭性を有することも明らかにした.以下の項目について研究を実施した.(1)マルチセンサーカメラを用いたモニタリング技術の開発:マルチセンサーカメラ中の2つのセンサーを用いた2色法による温度計測と同時に,可視化画像の取得を可能にする,合計4つの各種センサーを有するカメラを設計・開発した.溶融池およびその周辺の温度場計測には2つのCMOSセンサーを,溶融現象の可視化画像取得には他の2つのCMOSセンサーを用いるシステムとなっている.開発したカメラを用いて,ホットワイヤ・レーザ溶接中の温度計測,溶融池挙動,ワイヤ送給挙動などの取得を試みた.(2)半導体レーザによるビーム形状制御の検討:「反射レーザ光」による壁面溶融およびホットワイヤ送給による溶融池形成を安定かつ効率的に実現するため,半導体レーザによる「ビーム形状制御」を行い,その影響を調査した.本年度は,供試材料(母材,添加ワイヤ)を限定し,各種溶接パラメータ(レーザスポット幅・長さ,レーザ出力,溶接速度,ワイヤ送給速度など)それぞれが,溶融現象,欠陥生成に及ぼす影響を詳細に調査した.特に,レーザビーム形状(幅,長さ)およびレーザ出力が変化した場合の溶融現象の変化を,高速度カメラを用いた詳細な観察を行い把握した.(3)小型溶接継手部の各種特性評価:溶接部の詳細な観察およびシャルピー衝撃試験等により,各種溶接条件下でのビード形状,欠陥形成特性,冶金的特性,溶接部強度特性などを定量的に把握した.初年度は,主に,組織観察,硬さ計測を行い,本溶接法によって作製される継手の特長(特に,溶接金属および熱影響部の特長)を明らかにした.適正溶接条件を用いて小型試験片を作製し,シャルピー衝撃試験を一部実施した.以下の項目についての研究進捗について,当初予定通りにおおむね順調に進展していると考えている.(1)マルチセンサーカメラを用いたモニタリング技術の開発:本研究で使用するマルチセンサーカメラは,新しく設計・開発するものであるが,順調に試作機を導入できた.センサー性能は次年度にバージョンアップ予定であるが,現状,試作機としては十分な機能・性能を有している.キャリブレーションも問題なく終わり,トライアル実験も順調に進んでいる.(2)半導体レーザによるビーム形状制御の検討:高出力半導体レーザを用いて,矩形ビームの形状制御に関して基礎実験が順調に進んでいる.矩形レーザビームの長さ,幅をパラメトリックに変化させ,その影響を詳細に調査することができた.ウィービング装置も併用し,本溶接法でのエネルギー分布制御に関する基礎的知見を幅広く,定量的に取得するめどが得られた.(3)小型溶接継手部の各種特性評価:上述の基礎検討結果から,現状での適正条件を導出することができた.板厚12mmではあるは,高張力鋼板の突合せ継手を作製することができた.当該継手からシャルピー衝撃試験片を切り出して,一部実験を実施し,十分な靭性値を得ることができた.追加の継手も作製済みであり,シャルピー衝撃試験および引張試験片を加工中である.以下の項目について研究を実施した.(1)マルチセンサー高速度カメラの設計・製作:本研究にて新たに設計・開発した,2つのセンサーを用いた2色法による温度計測と同時に,可視化画像の取得を可能にする,合計4つの各種センサーを有するマルチセンサーカメラを用いて,ホットワイヤ・レーザ溶接中の温度計測,溶融池挙動,ワイヤ送給挙動などの取得を実施した.溶融池およびその周辺の温度場計測には2つのCMOSセンサーを,溶融現象の可視化画像取得には他の2つのCMOSセンサーを用いるシステムとなっている.本年度は,センサー性能をバージョンアップし,試作機としては十分な機能・性能を発揮できるようになった.(2)スキャナによるビーム精密制御の検討:壁面溶融およびホットワイヤ送給による溶融池形成を安定かつ効率的に実現するため,スキャナによる「精密ビーム制御」を行い,その影響を調査した.供試材料(母材,添加ワイヤ)を1つに限定し,各種レーザ照射条件(スポット寸法,スキャン寸法・形状・速度,レーザ出力など)それぞれが,溶融現象,欠陥生成に及ぼす影響を詳細に調査した.(3)ワイヤ種類の選択:本溶接法は,母材希釈の抑制,低入熱化,高冷却速度が実現できるため,特にワイヤ選択が重要になる.そこで,強度・靭性レベルの異なるワイヤを数種類適用し,溶融池形成現象,継手特製への影響などを調査した.ワイヤ種類を適正化し,板厚12mmの高張力鋼板の突合せ継手を作製し,シャルピー衝撃試験,引張試験を実施できた.以下の項目についての研究進捗について,当初予定通りにおおむね順調に進展していると考えている.(1)マルチセンサーカメラを用いたモニタリング技術の適用およびマルチセンサー高速度カメラの設計・製作:本研究で使用するマルチセンサーカメラは,新しく設計・開発したものであるが,当初予定通り,順調に計測に使用できている.本年度,センサー性能をバージョンアップし,試作機としては十分な機能・性能を発揮できるようになった.

(2)半導体レーザによるビーム形状制御の検討:スキャナによる精密ビーム制御を検討したが,本研究で対象とする厚板の溶接には,高出力半導体レーザを用いた矩形ビームの形状制御に多くの優位性が認められた.矩形レーザビームの寸法だけでなく,ウィービング装置も併用し,本溶接法でのエネルギー分布制御に関する基礎的知見を幅広く,定量的に取得するめどが得られた.(3)施工裕度の検討:上述の基礎検討結果から,ワイヤ種類の変更による影響を一部検討することができた.板厚12mmの高張力鋼板の突合せ継手を作製し,シャルピー衝撃試験,引張試験を実施できた.以下の項目について研究を実施した.(1)昨年度までに設計・製作したマルチセンサーカメラ(温度計測と同時に可視化画像の取得を可能にする,合計4つの各種センサーを有するカメラ)を用いて,ホットワイヤ・レーザ溶接中の温度計測,溶融池挙動,ワイヤ送給挙動などを取得した.約1,000°Cまでは安定した温度分布を計測することができた.また同時に,ホットワイヤおよび溶融池挙動を明瞭に取得することができた.さらに,取得したデータを用いた溶接欠陥検出に関する検討を行うことができた.(2)昨年度までの結果から,半導体レーザによるビーム形状制御の検討を行った.ホットワイヤと板厚程度の長い矩形ビームとを組み合わせてウィービング装置を併用することで,母材希釈を抑えつつ,融合不良を抑制できることが明らかになった.また,開先に比べて細い矩形ビームをウィービング装置を用いて揺動することで,母材壁面の適正な溶融を維持しつつ,開先幅の変動にも対応できることが明らかになった.(3)ワイヤ選択,溶接条件選択(溶接速度,開先幅)によって,溶接金属部幅,溶接金属部強度(硬さ),熱影響部幅,熱影響部強度(硬さ)を種々組み合わせた継手を作製することが可能となった.継手作製前に,FEMを用いて,継手強度,継手伸び,継手破断位置をあらかじめ予測し,実際に狙った特性を有する継手を製作できることができた.上記手法を用いて,母材破断する高強度・高延性かつ,溶接金属部ならびに熱影響部において十分な低温靭性を有する,理想的な継手を作製することができた.本研究では,レーザスポット形状制御が容易な半導体レーザによるビーム形状制御およびウィービングヘッドを用いた開先内高速ウィービングによる高裕度・高精度入熱制御と,入熱低減・高能率溶接技術として実績のあるホットワイヤとを組み合わせた,ホットワイヤ・レーザ溶接法による低入熱中厚鋼板溶接技術の開発を検討した.開先をガスカトしたままの板厚約28mmの厚鋼板を,低入熱で1パス溶接可能な溶接プロセスおよび適正条件の導出を実現した.作製した継手は,溶融境界部で一部問題はあるものの,十分な強度・靭性を有することも明らかにした.上記検討結果を元に,引き続き以下の項目を実施予定である.(1)マルチセンサーカメラを用いたモニタリング技術の適用およびマルチセンサー高速度カメラの設計・製作:27年度に開発・製作したマルチセンサーカメラを用いて,ホットワイヤ・レーザ溶接中の温度場・温度履歴の計測,溶融池状態・ワイヤ送給状態の可視化などを実施する.
数論的代数幾何の研究

2001年1月15日-18日に,東京大学大学院数理科学研究科において"Arithmetic and Algebraic Geometry"という標題の数論幾何と代数幾何に関する国際的なワークショップを行った.参加者は約120人を数え,選りすぐった18の1時間講演によりこの方面の現状の調査分析を行うとともに,これからの研究の方向を模索するハイレベルのワークショップとなった.海外からの招待講演者はG.van der Geer(Univ.of Amsterdam),I.Dolgachev(Univ.of Michigan),C.Faber(Royal Inst.of Tech.),N.Katz(Princeton Univ.),B.Moonen(Univ.of Utrecht),N.Shepherd-Barron(Cambridge Univ.),W.Lang(Brigham Young Univ.)の7名で,その他に韓国からKeum教授の参加を得た.日本人講演者は宮岡洋一(京大数理研),吉岡康太(神戸大理),斎藤政彦(神戸大理),金銅誠之(名大多元数理),塩田徹治(立教大理),島田伊知朗(北大理),斎藤毅(東大数理),辻雄(東大数理),斎藤秀司(名大多元数理),加藤文元(京大理),望月新一(京大数理研)の各氏であった.また,加藤和也(東大数理),織田孝幸(東大数理)らの参加によってモジュライ理論,モノドロミー理論,p-進Hodge理論から正標数の代数多様体にわたる広い範囲の数学が総合的に討論され有益な会となった.当初予定していたF.Oort(Univ.of Utrecht)教授は都合によりこの会に参加いただけなかったが,2月に同教授を2週間東大に招聘した.これにより,同教授には講演会などを通じて,この企画調査のプロジェクトに御協力いただいた.2001年1月15日-18日に,東京大学大学院数理科学研究科において"Arithmetic and Algebraic Geometry"という標題の数論幾何と代数幾何に関する国際的なワークショップを行った.参加者は約120人を数え,選りすぐった18の1時間講演によりこの方面の現状の調査分析を行うとともに,これからの研究の方向を模索するハイレベルのワークショップとなった.海外からの招待講演者はG.van der Geer(Univ.of Amsterdam),I.Dolgachev(Univ.of Michigan),C.Faber(Royal Inst.of Tech.),N.Katz(Princeton Univ.),B.Moonen(Univ.of Utrecht),N.Shepherd-Barron(Cambridge Univ.),W.Lang(Brigham Young Univ.)の7名で,その他に韓国からKeum教授の参加を得た.日本人講演者は宮岡洋一(京大数理研),吉岡康太(神戸大理),斎藤政彦(神戸大理),金銅誠之(名大多元数理),塩田徹治(立教大理),島田伊知朗(北大理),斎藤毅(東大数理),辻雄(東大数理),斎藤秀司(名大多元数理),加藤文元(京大理),望月新一(京大数理研)の各氏であった.また,加藤和也(東大数理),織田孝幸(東大数理)らの参加によってモジュライ理論,モノドロミー理論,p-進Hodge理論から正標数の代数多様体にわたる広い範囲の数学が総合的に討論され有益な会となった.当初予定していたF.Oort(Univ.of Utrecht)教授は都合によりこの会に参加いただけなかったが,2月に同教授を2週間東大に招聘した.これにより,同教授には講演会などを通じて,この企画調査のプロジェクトに御協力いただいた.
腸管自然リンパ球における腸管特異性規定遺伝子の役割

当研究ではNr4a3分子に着目しその腸管恒常性制御につき検討した。ヒトNr4a3遺伝子はヒルシュスプルング病の病因未同定領域である9q31領域に存在し、Nr4a3欠損マウスはヒルシュスプルング病類似疾患様の病態をとり、腸管神経叢が低形成になることが判明した。さらに、Nr4a3欠損マウスは急性腸炎抵抗性であり、一部のセロトニン受容体作動薬によりその差が解消され、消化管神経叢と急性腸炎の新たな制御メカニズムを見出すことに成功した。当研究は過去に報告を見ない消化管神経節形成を介した急性炎症制御メカニズムに迫り、新たな診断ならびに治療応用への突破口になるものと思われる。当研究では、核内オーファン受容体であるNr4a3分子に着目しその腸管恒常性制御につき検討した。T細胞におけるNr4a3分子は制御性T細胞の発生に大きく関与していることはすでに当研究室から報告されているが、Nr4a3分子は他のヘルパーT細胞だけでなく、ナチュラルキラー細胞/自然リンパ球(NK/ILC)にも発現が認められ、同分子欠損マウスは急性腸炎に抵抗性であることがすでに分かっていた。しかしながら、腸管ILCを単離し数々のサイトカイン産生を評価したものの、GM-CSF産生がわずかに増加するのみであった。さらに骨髄移植実験により非免疫細胞におけるNr4a3分子の重要性が明らかとなったため、方向性を転換せざるを得なくなった。そこでNCBIデータベースにあるNr4a3に関連するマイクロアレイデータをメタ解析してみたところ、腸管神経叢への関与の可能性が見いだせたため次にNr4a3分子の腸管神経叢への関与につき検討することとした。興味深いことに、Nr4a3分子はHirschspring病のunidentified disease lociである9q31領域に存在し、同分子欠損マウスはHirschsprung病類似疾患であるImmature Ganglia様の病態をとり、消化管神経叢が低形成になることが判明した。さらに、急性腸炎も一部のセロトニン受容体作動薬によりその差が詰まることがわかり、消化管神経叢と急性腸炎の新たな制御メカニズムを見出すことに成功した。さらにその分子メカニズムを追うため、マクロファージと神経伝達物質との関連性を検討したところ、CGRP分子が同定でき、炎症制御に寄与していることが明らかとなった。当初の予定とは方向性が変化しているものの、Nr4a3分子の腸管恒常性の意義をある程度突き止めることができ、現在論文作成段階まで進んでいる。したがって、おおむね順調に進んでいると思われる。まずNCBIデータベース上のNr4a3に関連するマイクロアレイデータをメタ解析し、Nr4a3遺伝子の多寡によるDifferentially expressed gene clusterを調べてみたところ、すべてのDatasetに多数の神経系に特異的に発現する遺伝子群の変動が見られた。Dataset間における共通遺伝子群は存在せず、Nr4a3分子はCell-intrinsicな神経系遺伝子発現制御を行っていると考えられたため、次にNr4a3分子の腸管神経叢への関与につき検討することとした。データベース検索からヒトNr4a3分子はHirschsprung病のunidentified disease lociである9q31領域に存在し、興味深いことに同分子欠損マウスを解析するとHirschsprung病類似疾患であるImmature Ganglia様の病態をとり、腸管神経叢が低形成になっていることが判明した。さらに、急性腸炎も一部のセロトニン受容体作動薬によりその差がrescueされ、消化管神経叢と急性腸炎の新たな制御メカニズムを見出すことに成功した。成果をまとめ報告段階にある。医歯薬学内科系臨床医学消化器内科学8202
子ども向け遺伝子リテラシー構築のための実験開発と実施

研究目的は、実験開発と実施である。所属研究室において開発した一連の遺伝子に関する実験、1 DNA抽出(口腔内上皮細胞より)2遺伝子組換え(大腸菌を用いて)3タンパク質の抽出(組換えタンパク質GFPの抽出)4タンパク質の機能(消化酵素の働き)を初等中等学校及び一般向けに実施した。平成22年度中にのべ28回行い、参加人数476名である。小学校1校、高等学校3校、教員研修、他にサイエンスキャンプやセルフェスタ等のイベントで一般を対象にした。出前実験では、事前に担当教員と打ち合わせをし、生徒の習熟度、関心の持ち方によりそれぞれテキストを作り直し配布、実験の内容も適宜変えた。参加者に興味を持ってもらうこと。生物、細胞、遺伝子に関してできるだけ正しく理解をしてもらうことを目指した。実験の他に学齢、知識に即した模型を用い、参加者の興味を喚起するよう解説を行った。実施後のアンケート、小学校(DNA抽出)の例(30名)と高等学校(遺伝子組換え)の例(102名)では「実験が面白かった75%(小)86%(高)」「理解できた100%(小)88%(高)」「又受けたい90%(小)99%(高)」「理科が好きになった80%(小)」という結果で、生徒達は実験が好きで楽しんだと言える。コメントでは「実際手を動かして実験したので内容がよく理解できた。新しい材料や実験道具が使えて楽しかった。」などが多かった。教員研修やイベントでは現役教員の方々から、実験方法や模型の作り方の相談を受けた。実験開発は、組織による遺伝子発現の違いが実感できるようなプロトコールを開発中で、授業時間内に収まるように改良している。今回染色体とDNAの関係、DNAの半保存的複製、セントラルドグマを理解するための模型を作製し、出前実験に利用した。また小学生や高齢者が楽しめる色素実験のような生物の実験をいくつか開発中で、今後試行していきたい。」などが多かった。
咀嚼機能の解析に基づく“噛めない子"の定義と咀嚼機能診断基準の作成

噛めない子の咀嚼機能を明らかにする上で、まず健常な顎口腔機能の発達について検討を行った。顎口腔機能の一つである咀嚼機能は、機能と形態とが互いに影響を及ぼしあって、成長・発達するといわれているが、これまでに十分な報告はない。そこで顎運動に大きな影響を及ぼす顎関節の形態の変化と顎運動の発達の関連について検討を行った。まず顎関節の中でも関節隆起の形態に着目した。関節隆起は乳歯列期から混合歯列期、永久歯列期にかけて、窩の深さが深くなり、関節隆起の矢状面傾斜角度が大きくなる。一方、顎運動の矢状面投影角度も歯齢があがるに従い大きくなると報告されている。これらは、顎運動に関連する形態と機能の変化であり、その両者の変化が関連していることが考えられる。そこで、私は乳歯列を有する小児の関節隆起の矢状面投影角度を側方頭部顔面X線規格写真から求め、開口運動の顆頭点における矢状面投影角度を求め、両者の相関の有無を求めた。また成人についても同様に求めた。私は、小児と成人の両群において関節隆起と顆路の間に相関が認められるものの、小児では顆頭の動きの可動性が大きいことから、成人よりも相関の値が低いと予測していた。しかし、小児では、関節隆起の角度も顆路の矢状面投影角度も小さかったが、その両者に相関は認められなかった。一方で、成人では高い相関が認められた。これは、乳歯列期の小児では、いまだ関節窩の形態が顆路に影響を及ぼしていない、もしくは顆路が関節窩の形態に影響を及ぼしていない時期であることをしめしている。ある著者は、生後2ヶ月は、顆頭が全く下方へ動かずに前後に動くことのできる非常に特異的な時期だと述べているが、本研究は、顆頭の動きは、乳歯列期では関節窩の形態に誘導されているものではないという事を示唆している。いいかえるとこの時期の関節窩は顆頭が自由に動くことの出来るような形態を保っているとも考えられる。また当教室の研究によって、反対咬合の乳歯列期の小児は正常咬合の小児とは異なるか顎運動をすることがわかっている。一方で永久歯列を有する成人では明らかに顆路と形態の間に相関が認められることから、咬合異常による顆路の異常は、将来的に関節窩の形態に影響を与えることは明らかである。小児歯科は、治療を通じて正常な歯列、咬合、顎口腔機能を育成することである。小児においては、歯の交換が行われ咬合の再構築が行われる中で、顎関節の形態の変化が起こると言われているが、今回の結果より、小児の顆頭の機能は、これらの形態の再構築に順応することの出来る柔軟性を持っていると考えることができる。本研究は、いわゆる"噛める子"と"噛めない子"の咀嚼機能の違いを科学的、客観的に明らかにすることを第一の目的としている。さらに、"噛めない子"つまり咀嚼機能低下や不全に対する診断基準を確立し、将来的には、訓練法の提示やその際に使用する咀嚼機能訓練用食品もしくは、健全な咀嚼機能の育成に適した食品の性状、大きさ、硬さについて明らかにしたいと考えている。これらの目的を到達する為、本研究では、咀嚼能率による"噛める子"と"噛めない子"の分別、咀嚼機能(咀嚼運動・筋電図・主咀嚼部位)の計測、"噛めない子"の咀嚼機能の解析評価と咀嚼機能の診断基準の作成、"噛めない子"に対する咀嚼訓練法および咀嚼訓練用食品の提示、を具体的目的とした。本研究期間においては、まず正常な咀嚼機能を有すると考えられる小児の咀嚼機能の計測を行い、解析をおこなった。これまでは被験食品としてガムを用いて小児の咀嚼運動の変化について報告してきたが、今回は大きさが同じで硬さの異なるグミを用いて咀嚼させた場合の咀嚼運動の解析を中心に行った.その結果、正常な咀嚼機能を有する小児であっても、硬い食品を咀嚼させると開口位から食品を噛み込むのに時間を要し、リズミカルな咀嚼運動を行うことができない様子が伺えた。本研究では咀嚼開始から嚥下にいたる過程を解析したが、特に咀嚼開始直後にその傾向が認められた。また、この傾向は乳歯列を有する低年齢の小児で認められ、永久歯列期になると硬い食品であってもリズミカルな咀嚼運動によって咀嚼が行われていることが明らかとなった。一方、大きさが同じであっても硬い食品を噛み切るために、より大きく開口するなど、口腔内において認識された食品の性状の違いによって咀嚼運動が調節される様子が、すべての年齢の小児で認められた。なお以上の結果は、論文に作成中である。また現在、咀嚼を円滑に行うことの困難な"噛めない子"に関しても計測および解析を行っている。

顎口腔機能の一つである咀嚼機能は、機能と形態とが互いに影響を及ぼしあって、成長・発達するといわれているが、これまでに十分な報告はない。そこで顎運動に大きな影響を及ぼす顎関節の形態の変化と顎運動の発達の関連について検討を行った。まず顎関節の中でも関節隆起の形態に着目した。関節隆起は乳歯列期から混合歯列期、永久歯列期にかけて、窩の深さが深くなり、関節隆起の矢状面傾斜角度が大きくなる。一方、顎運動の矢状面投影角度も歯齢があがるに従い大きくなると報告されている。これらは、顎運動に関連する形態と機能の変化であり、その両者の変化が関連していることが考えられる。そこで、私は乳歯列を有する小児の関節隆起の矢状面投影角度を側方頭部顔面X線規格写真から求め、開口運動の顆頭点における矢状面投影角度を求め、両者の相関の有無を求めた。また成人についても同様に求めた。私は、小児と成人の両群において関節隆起と顆路の間に相関が認められるものの、小児では顆頭の動きの可動性が大きいことから、成人よりも相関の値が低いと予測していた。しかし、小児では、関節隆起の角度も顆路の矢状面投影角度も小さかったが、その両者に相関は認められなかった。一方で、成人では高い相関が認められた。これは、乳歯列期の小児では、いまだ関節窩の形態が顆路に影響を及ぼしていない、もしくは顆路が関節窩の形態に影響を及ぼしていない時期であることをしめしている。ある著者は、生後2ヶ月は、顆頭が全く下方へ動かずに前後に動くことのできる非常に特異的な時期だと述べているが、本研究は、顆頭の動きは、乳歯列期では関節窩の形態に誘導されているものではないという事を示唆している。いいかえるとこの時期の関節窩は顆頭が自由に動くことの出来るような形態を保っているとも考えられる。また当教室の研究によって、反対咬合の乳歯列期の小児は正常咬合の小児とは異なるか顎運動をすることがわかっている。一方で永久歯列を有する成人では明らかに顆路と形態の間に相関が認められることから、咬合異常による顆路の異常は、将来的に関節窩の形態に影響を与えることは明らかである。小児歯科は、治療を通じて正常な歯列、咬合、顎口腔機能を育成することである。小児においては、歯の交換が行われ咬合の再構築が行われる中で、顎関節の形態の変化が起こると言われているが、今回の結果より、小児の顆頭の機能は、これらの形態の再構築に順応することの出来る柔軟性を持っていると考えることができる。
歯痛に対する交感神経の末梢修飾機序の解明と疼痛制御に関する研究

ウィスター系ラット成熟オスの上顎臼歯に窩洞形成を行い、窩洞形成後14日目の歯髄内の交感神経の状態を光学顕微鏡および電子顕微鏡を用いて観察を行った。窩洞形成後の歯髄内の象牙芽細胞層における交感神経は窩洞形成を行わなかったラットの同部位に比べて優位に増加していた。しかし、窩洞形成の有無に関わらず、象牙細管内には交感神経は見られなかった。交感神経は全身の機能を調節する自律神経である。近年、感覚神経が損傷されると交感神経が発芽し、感覚神経との間にcross talkが出現して痛みが修飾されること(交感神経依存性疼痛)が報告されている。歯痛においても、特発性歯痛は交感神経依存性疼痛の範疇に含まれる可能性が示唆されている。本研究では、歯髄の痛みに対する交感神経の末梢修飾機序を明らかにすることを目的として、神経の順行性輸送を利用した神経回路標識法を用い歯髄炎における交感神経の発芽およびその意義について検索した。実験動物としてウィスター系ラット14匹(300400g、成熟オス)を用いた。窩洞形成を行った7匹を炎症歯髄群、窩洞形成を行わなかった7匹を正常歯髄群とした。1)窩洞形成:上顎左側第一臼歯近心咬頭を咬頭が無くなるまで窩洞を形成した。2)WGA-HRP注入:臼歯窩洞形成後18日目、左側上頸神経節に5%WGA-HRPを注入した。3)灌流固定:臼歯窩洞形成後21日目に灌流固定を行った。4)光顕観察:厚さ30μmの凍結切片を作製し、暗視野照明法にて光顕観察を行った。また、正常歯髄群(7匹)および炎症歯髄群(7匹)の窩洞直下歯髄のWGA-HRP反応物数を明視野光顕観察にて計測した。正常歯髄群では、WGA-HRP反応物は、主に二次象牙質形成部直下の歯髄表層にごく僅かに分布しているのが認められた。炎症歯髄群では、WGA-HRP反応物は、主に修復象牙質形成部直下の歯髄表層に分布していた。その反応物数は正常歯髄群に比べ、炎症歯髄群の方が有意に増加しているのが認められた(P<0.05)。1)窩洞形成:上顎左側第一臼歯近心咬頭に窩洞を形成した。4)電顕観察:厚さ90nmの超薄切片を作製し、鉛染色後、電顕観察を行った。正常歯髄群では、交感神経の神経終末を示すWGA-HRP反応物は電子密度の高い塊状物として観察され、この反応物は象牙芽細胞層および象牙芽細胞層直下に散在していた。象牙芽細胞層において、WGA-HRP反応物の大部分は象牙芽細胞体と近接していた。象牙細管内においては、象牙芽細胞突起に近接して無髄神経終末が認められたが、WGA-HRP反応物は観察されなかった。炎症歯髄群では、修復象牙質直下の象牙芽細胞層において象牙芽細胞の配列は乱れており、この部位でWGA-HRP反応物が多数認められた。また、修復象牙質形成により象牙前質に封入された象牙芽細胞が多くみられ、その象牙芽細胞体に近接してWGA-HRP反応物が観察された。象牙細管内の象牙芽細胞突起にはWGA-HRP反応物は認められなかった。
予圧調整機能付き工作機械用高速主軸の開発

加工能率の向上を図るために、工作機械用主軸の高速化が進められている。その際に問題となるのは、主軸軸受に対する適切な潤滑と予圧の設定である。本研究では、転り軸受を使用した工作機械主軸軸受の高速化を高い信頼性をもって達成する目的で、軸受の予圧を調整可能な主軸システムの開発を進めてきた。その結果、次のような成果が得られた。(1)インクジェットプリンタ用の電歪素子ノズルを利用した新しいオイルエア潤滑システムを試作し、性能試験を行った。その結果、従来のオイルエア潤滑システムに比べて、給油むらが極めて少ない良好な潤滑性能が得られることが明かとなった。(2)積層形圧電アクチュエ-タを用いた軸受予圧調整機構を試作し、これを試作した高速主軸システムに組み込み性能試験を行った。その結果、良好な予圧調整が可能であることが確認された。(3)開発した予圧調整機構ならびにオイルエア潤滑システムを高速主軸に組み込み、その動作試験を行った。その結果、主軸回転速度の上昇に応じて予圧調整しその上昇を抑制することにより、高速回転時の軸受温度上昇が抑制され安定した回転が確保されることが明らかとなった。(4)実用形の予圧調整機構付き高速主軸を試作し、これを立型NCフライス盤に組み込み切削試験を行った。その結果、予圧を調整することにより主軸の動特性が変化し、予圧を高く設定することにより切削時のびびり振動の発生が抑制されることが明らかとなった。(5)圧電アクチュエ-タより低コストな油圧アクチュエ-タを組み込んだ予圧調整主軸を試作し、同様な性能試験を行った。以上、本研究では、予圧調整機能付き高速主軸を開発しその性能試験を行い、積層形電歪素子ならびに油圧アクチュエ-タを用いた予圧調整方式の実用可能性を明らかにすることができた。本研究では、転り軸受を使用した工作機械主軸受の高速化を高い信頼性をもって達成する目的で、軸受の予圧を調整可能な主軸システムの開発を進めてきた。その結果、初年度において次のような成果が得られた。(1)高速主軸の潤滑方式としてその有効性が注目されているオイルエア潤滑の基本的な潤滑特性を実験によって調べ、高速回転中の潤滑条件や軸受予圧に対する、軸受摩擦、軸受温度上昇の関係を明らかにした。(2)インクジェットプリンタ用の電歪素子ノズルを利用した新しいオイルエア潤滑システムを試作し、これを用いた軸受性能試験を行った。その結果、従来のオイルエアシステムに比べて、潤滑油の供給むらを極めて低レベルにおさえた良好な潤滑性能が得られることが明らかとなった。(3)積層形電歪素子を用いた軸受予圧調整機構を設計ならびに試作し、これを高速主軸システムに組み込んで性能試験を行った。その結果、電歪素子への印加電圧を変化させることにより軸受予圧を調整できることが明らかとなった。(4)(1)(3)の結果を総合して、高速主軸の詳細な改良設計を行いこれを試作した。次年度は、軸受予圧と潤滑状態を監視してこれを調整するシステムの検討と試作した高速主軸の連続高速回転試験、ならびに高速主軸を用いた切削試験を行う計画である。

その際に問題となるのは、主軸軸受に対する適切な潤滑と予圧の設定である。本研究では、転り軸受を使用した工作機械主軸受の高速化を高い信頼性をもって達成する目的で、昭和63年度より継続して軸受の予圧を調整可能な主軸システムの開発を進めてきた。その結果、平成元年度において次のような成果が得られた。(1)全システムの動作試験:電歪素子を用いた予荷重調整機構ならびに電歪素子ノズルを利用したオイルエア潤滑システムを試作した高速主軸に組み込み、全システムの動作試験を行った。その結果、主軸回転速度の上昇に応じて予荷重を調整しその上昇を抑制することにより、高速回転時の軸受温度上昇が抑制され安定した回転が確保されることが明らかとなった。(2)油圧アクチュエ-タを用いた予荷重調整主軸の試作:電歪素子はコストが高いことから、より低コストな油圧アクチュエ-タを組み込んだ予荷重調整主軸を試作し、その動作性能を測定した。その結果、電歪素子を用いた場合のほうが主軸系の静剛性は高くなるが、高速回転時の温度上昇に対する抑制効果は、定圧予荷重方式である油圧式のほうが大きいことがわかった。(3)切削試験の実施:試作した高速主軸を立型フライス盤に組み込み切削試験を実施した。その結果、予荷重を調整することにより主軸の動特性が変化し、予荷重を高く設定することにより切削時のびびり振動の発生が抑制されることが明らかとなった。
剖検例の中毒学的検査を利用した静脈内投与薬物の胃内移行量の解明に関する研究

救急医療処置時に静脈内投与された塩基性治療薬と静脈内に自己投与されたメタンフェタミンの双方において、それらの血中濃度と胃内容濃度との間に比較的良好な正の相関が認められた。平均胃内容/血中濃度比は、塩基性治療薬で9.59、酸性治療薬で0.38、メタンフェタミンで16.1であった。メタンフェタミンの胃内蓄積量は10 mg程度に達するものが認められた。また、メタンフェタミンの胃内容/血中濃度比は、死亡過程の影響を大きく受ける場合があることが判明した。塩基性薬物の胃内容/血中濃度比は、それらが経口投与されたのか静脈内投与されたのかを鑑別する際の判断基準となりうることが示唆された。本年度は、法医解剖216例を対象に、医療機関において死亡が確認された事例及び医療機関外で静脈内に薬物を投与したことが疑われる事例について、血液、胃内容及び尿の薬物分析を実施した。昨年度と同様に、胃内容と尿のイムノアッセイ(Triage DOA)とGC-FTDによる薬物スクリーニングを実施した後、GC-MSによる薬物の確認を行った。薬物の定量はGC-FTDを使用して行った。捜査当局からインフォームド・コンセントの下に提供された医療機関等での薬物使用状況を詳査し、薬物分析結果を評価した。本年度も、医療機関を経た事例では、気管内挿管に由来するリドカインが検出される割合が多かった。非経口投与という点では静脈内投与と同類として扱うことができるが、口腔内や咽頭部に付着したリドカインの嚥下の問題があり、静脈内から胃内への薬物排泄動態を評価することは困難であるので、本研究の対象から外した。本年度は、本研究の目的にかなった事例が3例認められた。各事例から検出された塩基性薬物は、ケタミン、ドキサプラム及びリドカインであった。胃内容は70250 g(pH:45)であった。ケタミン、ドキサプラム及びリドカインの胃内容/血中濃度比は、それぞれ18.1、14.2及び3.70であった。なお、医療処置時に酸性薬物のフェニトインを投与されたものが2例認められた。胃内容は70及び250 g(pH:4及び5)であった。フェニトインの胃内容/血中濃度比は0.44及び0.32であった。事例が少ないこと、および薬物の種類や投与時期が異なることから、データの解釈に大きな制約があるものの、医療時に静脈内投与された薬物は、その物性が塩基性であれば胃内への分泌が顕著であるが、酸性であればわずかであることが実証された。本年度は、法医解剖234例を対象に、医療機関において死亡が確認された事例および医療機関外で静脈内に薬物を投与したことが疑われる事例について、血液、胃内容および尿の薬物分析を実施した。昨年度と同様に、胃内容と尿のイムノアッセイ(Triage DOA)を実施した後、GC-FTDとGC-MSによる薬物のスクリーニング、確認および定量を行った。しかし、気管内挿管に由来するリドカイン検出例は、口腔内や咽頭部に付着したリドカインの嚥下の問題があり、静脈内から胃内への薬物排泄動態を評価することは困難であるので、本研究の対象から外した。本年度は、本研究の対象となりうる事例が5例認められた。いずれも検出された塩基性薬物は乱用薬物のメタンフェタミンであり、医療時に静脈内投与された治療薬は認められなかった。当該事例の胃内容量は70400 mlであった。メタンフェタミンの胃内容濃度と血中濃度はそれぞれ0.13247.6 mcg/ml(全量:0.00910.5 mg)および0.1054.18 mcg/mlであり、胃内容/血中濃度比は1.3858.8であった。メタンフェタミンの投与時期が明らかなものと不明なものが混在していたが、10 mgを上回る大量のメタンフェタミンが胃内に排泄されうること、また、メタンフェタミンの胃内容/血中濃度比は、1をやや上回る程度のものから大幅に上回るものまで広範にわたっており、死亡過程に大きく影響されることを実証した。

今年度は、法医解剖220例を対象に、医療機関において死亡が確認された事例及び医療機関外で静脈内に薬物を投与したことが疑われる事例について、血液、胃内容及び尿の薬物分析を実施した。まず、胃内容と尿のイムノアッセイ(Triage DOA)とGC-FTDによる薬物スクリーニングを実施した後、GC/MSによる薬物の確認を行った。薬物の定量はGC-FTDを使用して行った。一方、捜査当局からインフォームド・コンセントの下に提供された医療機関等での薬物使用状況を詳査し、薬物分析結果を評価した。医療機関を経た事例では、気管内挿管に由来するリドカインが検出される割合が多かった。静脈内投与ではないが、非経口投与という視点に立てば、本研究の趣旨から検討対象に加えても差し支えないが、口腔内や咽頭部に付着したリドカインの嚥下を考慮しなければならず、それらの結果の評価には慎重であるべきと思われた。純粋に本研究の目的にかなった事例は4例であった。検出された塩基性薬物は、エフェドリン(2例)、ミダゾラム(1例)及びジルチアゼム(1例)であった。胃内容は30500 gと幅があったが、そのpHは45とほぼ一定の値を示した。エフェドリンの胃内容/血中濃度比は4.31及び4.33であった。ミダゾラム及びジルチアゼムの胃内容/血中濃度比はそれぞれ11.5及び11.0であった。事例が少ないこと、薬物の種類が異なること、及び薬物投与時期が不明なものが含まれていることから、現時点ではデータの解釈に大きな制約がある。しかしながら、各事例に共通して言えることは、薬物の胃内容濃度が血中濃度に比してかなり高いということである。事例は少ないものの、医療時に静脈内投与された薬物が胃内に多量に分泌されることが実証されたことの法中毒学的意義は大きく、今後も本研究を推進することで、塩基性薬物の胃内分泌動態の一端を解明できると考える。法医解剖例には医療機関を経た事例がかなり含まれるが、その中で本研究の対象となるもの、すなわち死亡の2、3日以内に塩基性薬物が使用されかつ静脈内投与のみが行われた事例の数は限られている。しかしながら、本年度も研究対象候補事例の地道な薬物分析と死亡状況の詳査を行うことにより、3例の対象事例の存在を明らかにし、それらの胃内容と血液の薬物濃度の関係を解析することができた。また、塩基性薬物使用例の比較対照となる酸性薬物使用例の存在(2例)を明らかにし、薬物分析結果の解析を行うことができた。したがって、研究はおおむね順調に進行したと評価できる。法医解剖例には医療機関を経た事例がかなり含まれるが、その中で本研究の対象となるもの、すなわち死亡の2、3日以内に塩基性薬物が使用されかつ静脈内投与のみが行われた事例の数は限られることが予測された。今年度は、研究対象候補事例の地道な薬物分析と死亡状況の詳査を行うことにより、数例の対象事例の存在を明らかにし、それらの胃内容と血液の薬物濃度の関係を解析し得たことから、研究はおおむね順調に進行したと評価できる。本研究では、検討の対象となる事例を地道に集積することが肝要である。したがって、本年度と同様に、研究対象候補と思われる事例の薬物分析と死亡状況の詳査を継続して実施する。また、医療目的ではないものの、塩基性薬物の胃内排泄動態という視点から、覚せい剤であるメタンフェタミンが静脈内に自己投与されたことが明らかな事例の、メタンフェタミン分析と死亡状況の詳査も併せて行う。したがって、今年度と同様に、研究対象候補と思われる事例の薬物分析と死亡状況の詳査を継続して実施する。該当なし。薬物分析に必要な試薬等の消耗品を購入する。また、国内で開催される国際学術集会での研究成果の発表のための旅費、及び国際誌への学術論文を投稿する際の英文校正費に充てる。
癌抗原MUC1を標的としたDNAワクチン免疫遺伝子治療の開発とその臨床応用

(目的)MUC1 DNA癌免疫療法における抗腫瘍効果を高めるためには細胞障害性T細胞(CTL)だけに留まらずヘルパー1型T細胞(Th1細胞)などの免疫細胞も同時に活性化させる必要がある。我々はマウスにおいてTh1機能を活性化させる鳩cytochrome c由来MHCクラスIIペプチド(Pan-IAペプチド)に注目した。癌抗原DNAワクチンにPan-IAペプチドをパルスしたDC(DC-IA)を併用することで多種の免疫反応が同時に活性化され、それらの総和として抗腫瘍免疫反応が増強されるかどうかマウスモデルで検証した。(結果)MUC1 DNAの代わりに卵白アルブミン(OVA)を仮想癌抗原とし、これをコードするDNA(OVA DNA)をC57BL/6マウスの大腿部筋肉内接種し誘導される抗腫瘍免疫応答について調べた。1.OVA発現腫瘍細胞E.G7を皮下移植したマウスにOVA DNAを接種し治療効果を観察したが腫瘍抑制効果は認めなかった。2.OVA DNAで免疫したマウス火細胞のOVAに対する反応性はMock DNA群に比し有意に増強していたが、OVA発現腫瘍細胞E.G7に対する細胞傷害性は有意な増強を認めなかった。3.OVA DNA+DC-IAで免疫したマウスでは抗原特異的細胞障害性が上昇していた。担癌マウスに対する治療効果はOVA DNA+DC-IA群で著明な腫瘍抑制効果を認めた。4.E.G7担癌マウスにOVA DNA+DC-IAで免疫すると腫瘍内にはインターフェロンγを産生するCD4陽性またはCD8陽性細胞がコントロール群に比し有意に増加していた。(まとめ)OVA DNAにDC-IAを併用することで抗腫瘍効果が増強した。現在、OVAをMUC1に、Pan-IAペプチドをヒトMHCクラスIIにも結合するPan-DRペプチドに置き換えて検証中である。(目的)MUC1 DNA癌免疫療法における抗腫瘍効果を高めるためには細胞傷害性T細胞(CTL)だけに留まらずヘルパー1型T細胞(Th1細胞)などの免疫細胞も同時に活性化させる必要がある。癌抗原DNAワクチンにPan-IAペプチドをパルスしたDC(DC-IA)を併用することで多種の免疫細胞が同時に活性化され、それらの総和として抗腫瘍免疫応答が増強されるかどうかマウスモデルで検証した。2.OVA DNAで免疫したマウス脾細胞のOVAに対する反応性はMock DNA群に比し有意に増強していたが、OVA発現腫瘍細胞E.G7に対する細胞傷害性は有意な増強を認めなかった。3.OVA DNA+DC-IAで免疫したマウスでは抗原特異的細胞傷害性が上昇していた。今後は本系をMUC1 DNAに置き換えて更に検討を進める。(目的)MUC