hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
凝乳酵素ムコールレンニンの改良を目指した蛋白工学的・遺伝子工学的研究

(1)リゾムコールペプシン(MPP)を生産するRhizomucor pusillusを科学変異剤で処理し、熱安定性が大きく低下した変異株を得ると共にそのMPP遺伝子をクローニングし、塩基配列を解析した結果、94番のAlaがThrへ、169番がGlyがAspへ変異することによって熱安定性の低下が起きていることが明らかになった。上記の2つのアミノ酸を同時に置換させた二重変異体を作製したところ、耐熱性がさらに低下し、55°C、5分の処理でも残存活性は1%にまで減少した。さらにこれらの改変体の酵素活性を測定し、野性型のものと比較したところ、どのパラメーターも野性型のものとほとんど同一であり、これらの変異は耐熱性のみを著しく低下させるものであることが明らかになった。(2)サブサイトの改変により耐熱性低下を引き起こすことが明らかになったTrp 190Pheと凝乳活性と基質特異性が上昇したTyr75Asnとを組み合わせたキメラ蛋白を作製し、酵母で発現したところ、基質特異性を示すC/P比が2.6倍上昇すると共に耐熱性も低下し、55°C、15分間処理で1%以下の残存活性を示す、より実用に適した人工酵素の作製に成功した。(3)アスパラギン酸プロテアーゼでは、ペプシンのpH2からレニンのpH7まで、至適pHに大きな差があることが知られている。そこで、MPPをレニン型に改変したThr218Ser、Asn303Ala及びキモシン型に改変したAsn303Aspを作製した。S_2を構成する残基の変異体Thr218Serの酸変性ヘモグロビンに対する至適pHは役0.5低下した。Asn303Alaでは変化はないが、303Aspでは約0.5上昇した。これらの結果は、人工器な変異の導入により酵素反応の至適pHを変化させることが可能であることを示す事例になると考えられる。(4)MPPを生産するR.pusillusでは宿主・ベクター系の開発が報告されていなかったため、我々は分子生物学的解析にために、栄養要求性の相補による形質転換系の確立し、この変異株にRhizomucor circnelloides LeuAを導入することによって、ug当たり30個の形質転換体を得ることに成功した。この形質転換系を用いて野性型リゾムコールペプシンと2ケ所の糖鎖付加部位を欠失させた変異体を発現したところ、大量のリゾムコールペプシンの生産が認められた。(1)我々のサブサイトの改変により耐熱性低下を引き起こすことが明らかになった改変体Trp190PheとC/P比が上昇したTrp75Asnとが組合わさったキメラ蛋白を作製したところ、C/P比が2.6倍上昇すると共に耐熱性も低下し、55°C、15分間処理で1%以下の残存活性を示し、より実用に適した人工的酵素の作製に成功した。

(2)ムコールレンニンを生産するRizomucor pusillusを化学変異剤で処理し、熱安定性が大きく低下した変異株を得ると共にそのムコールレンニン遺伝子をクローニングし、塩基配列を解析した結果、101番のAlaがThrへ、186番のGlyがAspへ変異することによって熱安定性の低下が起きていることが明らかになった。R.pusillusからの変異ムコールレンニンの生産量は極めて低かったため酵素学的諸性質の詳細な解析はできなかったが、我々が開発した酵母からの分泌系を用いて大量に生産させると、特に、Gly186Aspでは熱安定性のみが大きく低下しており凝乳活性やC/P比などの凝乳酵素としての特徴に全く悪影響を与えていないことが分かった。これらの結果は酵素への人工的変異の導入によって、産業的に改良された酵素の取得が可能であることを示す先行的な事例となるものと考えられる。(3)ムコールレンニンを生産するR.pusillusでは宿主・ベクター系の開発が報告されていなかったため、我々は分子生物学的解析のために、栄養要求性の相補による形質転換系の確立を目指し、紫外線照射によって得られた栄養要求性変異株の中から、ロイシン要求性株を選択し、これらの中から、菌体内にLeuA遺伝子産物のa-イソプロピルリンゴ酸異性化酵素の活性を持たない変異株を1株取得した。この変異株にMucor circnelloides LeuAを導入する事によって、mg当たり30個の形質転換体を得る事に成功した。(1)我々のサブサイトの改変により基質特異性が上昇し、耐熱性が低下した二重変異体Trp190Phe/Tyr75Asn蛋白の作製に成功し、より実用に適した人工酵素を取得した。また、サブサイトの改変により酵素反応の至適pHや基質認識を変化させることに成功した。特に、Thr218Ser変異体は至適pHが野生型の3.9から0.5低下、Asn219Ser変異体は基質特異性がペプシン型に変化した。(2)ムコールペプシンのフラップ領域に存在する75番チロシンヲアスパラギンに改変した酵素を作製したところ、凝乳活性が2.5倍上昇すると共に基質特異性も1.7倍上昇する優れた凝乳酵素の性質を示した。この変異体の反応機構は75番アスパラギンが反応遷移状態の安定化に寄与する新たな反応機構によるものと考えられる。(3)前年度、ムコールペプシンを生産するRhizomucor Pusillusでの宿主・ベクター系を開発し、μg当たり30個の形質転換体を得る事に成功してきた。この宿主・ベクター系にムコールペプシンあるいは72番と171番の2ケ所の糖鎖付加部位を欠失させたムコールペプシンの遺伝子を導入し、形質転換したところ、ムコールペプシンの生産量が増加した形質転換体を得ることに成功した。現在、その性質について調べている。
語りえぬものの伝承に向けたアクションリサーチ

本研究課題は、被災された方々の固有の被災・復興経験を非当事者である未災者にどのように伝えていくことができるだろうか。本研究課題では、被災者の語りに潜んでいる「語りえなさ」に着目することで、意味の伝達に重きを置いたコミュニケーション論ではない新たな災害伝承論の構築をめざす。具体的には、様々な種類の「語りえなさ」が多層的に表れる「未来形による過去の語り」と「過去形による未来の語り」に着目する。本研究は、被災者の語りにおける「語りえなさ」に注目する。本研究活動では、主体的時間論をもとに、「語りえなさ」を複数の矛盾した語りによる揺れ動きとして理解するための実践理論の構築を行う。
減数分裂期染色体の対合機構と非対合サイレンシング機構の関係解明

減数分裂は動植物の遺伝情報を次世代へ伝達する配偶子を形成する重要な過程である。第一減数分裂期において、相同なパートナーを持つ殆どの染色体は相同対合を行う。残りの非対合染色体は、非対合サイレンシングによってヘテロクロマチン化される。筆者は、線虫C. elegansを用いて減数分裂期染色体について研究を行い、相同対合、非対合サイレンシングそしてRNAiの機構はお互いに部分的にオーバーラップしていることを見いだした。第一減数分裂のパキテン期において、殆どの染色体は相同なパートナーを持ちシナプトネマ複合体を介した相同対合を行う。残りの非対合染色体は、非対合サイレンシング(meiotic silencing of unpaired DNA)によってヘテロクロマチン化される。非対合サイレンシングは性染色体の転写制御に関与しており、異数体の配偶子の形成阻害機構、トランスポゾンやウイルスのような外来的DNAに対する防御機構として機能している可能性も推測されている。一部の生物において、非対合サイレンシングはArgonaute蛋白を用いる内在性のRNAi機構によって調節されていることが知られている。線虫C. elegansにおいては、CSR-1および類似したArgonaute蛋白が小分子RNAと一緒に標的RNAを切断するSlicer活性を示すことを筆者は見つけた。Slicer型Argonaute蛋白は非対合サイレンシングを調節するのみならず、正確なホモロジーでのシナプトネマ複合体の形成を手助けすることによって減数分裂期染色体の相同染色体の対合を調節する。COH-3/4は減数分裂期特異的コヒーシンのkleisinサブユニットであり、シナプトネマ複合体の軸形成に必須であることが知られている。筆者は、COH-3/4は非対合サイレンシングにおいても必要であることを見つけた。対照的に、クロモドメイン蛋白であるCEC-5は主として非対合サイレンシングに必要である。内在性のRNAiの機構は、減数分裂期染色体の非対合サイレンシングのみならず相同対合に重要な位置情報を提供するのかもしれない。以下の通りのデータをこれまでに得た。内在性RNAiが非対合サイレンシングの初期段階で働いていていると考えられるが、非対合サイレンシングによって形成されるヘテロクロマチンの性質はヒストンH3のメチル化(H3K9me2)以外は良く理解されていない。非対合DNAが形成する条件的ヘテロクロマチンの構成因子を同定するために、非対合X染色体を持つオスの多いhim-8変異体のアダルト集団から、H3K9me2を持つクロマチン複合体を免疫沈降し質量分析で解析した。その結果、ヘテロクロマチン画分にクロモドメインを持つ蛋白であるCEC-5を見つけた。CEC-5に対する抗体を作製して細胞内分布を調べてみたところ、CEC-5は減数分裂期の非対合染色体に多く存在することを確認した。加えて、減数分裂期の非対合サイレンシングに関与する更なる因子を同定するために、我々は幾つかのクロマチン蛋白に対応する変異体を調べた。その結果、コヒーシンの恒常的発現サブユニットであるSMC-1の温度感受性変異体が非対合サイレンシングの異常を示すことを見つけた。コヒーシンは染色体の接着に関わる複合体であり、SMC-1とSMC-3およびそれらのATPaseドメインを繋ぐkleisin蛋白から構成される。更に、減数分裂期特異的kleisinに対応するcoh-3と-4の二重変異体も非対合サイレンシングを正常に生じないことを見つけた。又、Slicer型のArgonaute変異体は、非対合サイレンシングによるヘテロクロマチンの分布異常に加えて、相同染色体を対合するシナプトネマ複合体の軸構造の異常な分岐を示すことを見つけた。減数分裂は遺伝情報を次世代へ伝達するための配偶子を産生するための特別な細胞分裂サイクルであり、その過程において相同染色体の対合が行われる。相同染色体の対合は、クロスオーバー組換えの基盤を提供し、第一分裂の終わりにおける相同染色体の正確な分離に向けた空間的配置の基盤としても機能する。対照的に、哺乳類や線虫等のオスにおける性染色体の殆どの領域もしくは全領域、そしてフリー型の重複染色体は、減数分裂期において非対合状態である。これらの非対合染色体は非対合サイレンシングと呼ばれる転写レベルの発現抑制を受けることが知られている。非対合サイレンシングは、性染色体の発現調節や異数性の配偶子の形成阻害に関与していると考えられており、トランスポゾンやDNAウイルスのような外来性DNAに対する防御として機能している可能性も推測されている。カビや線虫では、非対合サイレンシングの機構はRNAiのそれと類似した側面を持つことが指摘されている。Slicer型Argonaute蛋白は非対合サイレンシングを調節するのみならず、正確なホモロジーでのシナプトネマ複合体の形成を手助けすることによって減数分裂期染色体の相同対合を調節する。又、COH-3/4はコヒーシンの減数分裂期特異的サブユニットの一種であり、シナプトネマ複合体の軸形成に必須であることが知られている。COH-3/4は非対合サイレンシングにおいても必要であることを見つけている。

内在性のRNAiの機構はコヒーシンと協調して、減数分裂期染色体の非対合サイレンシングのみならず相同対合に重要な位置情報の提供に関与しているのかもしれない。以下の通りのデータをこれまでに得た。線虫のRNAi経路においてCSR-1以外にも減数分裂期染色体の相同対合の制御に関わっている因子があるのか調べる目的で、幾つかのRNAi変異体を調べたところ、RNA依存性RNAポリメラーゼの変異体の一つであるego-1も減数分裂期の染色体対合の異常を示すことを見つけた。EGO-1は何らかの一本鎖RNAを鋳型として小分子RNAを合成し、その小分子RNAとCSR-1が複合体を形成していると推測される。これまでの筆者の研究によって、減数分裂期の非対合DNAサイレンシングと染色体対合の両方に必要なコヒーシンのサブユニットであるCOH-3/4の典型的な結合DNA領域から、CSR-1および類似したArgonaute蛋白と相互作用する小分子RNAの一部が産生されているという知見を得ている。CSR-1は細胞質と核の両方で確認されることから、非対合サイレンシングおよび染色体対合の両方と相関性の高い小分子RNAや鋳型RNAがどのような細胞内分布を示すのかという疑問が生じる。そこでin situハイブリダイゼーション法を用いた解析を行ったところ、COH-3/4を含むコヒーシンの典型的な結合領域から小分子RNAの合成鋳型となっていると考えられる長いnon-coding RNAが発現しており、そのnon-coding RNAは減数分裂期の核内で染色体上に存在していることを見いだした。減数分裂は動植物の遺伝情報を次世代へ伝達する配偶子を形成する重要な過程である。第一減数分裂期において、殆どの染色体は相同なパートナーを持ちシナプトネマ複合体を介した相同対合を行う。残りの非対合染色体は、非対合サイレンシングによってヘテロクロマチン化される。非対合サイレンシングは性染色体の転写制御に関与しており、異数体の配偶子の形成阻害機構、トランスポゾンやウイルスのような外来的DNAに対する防御機構としての機能も推測されている。非対合サイレンシングはArgonaute蛋白を用いる内在性のRNAi機構によって調節されていることが、幾つかの生物において知られている。線虫C. elegansにおいては、CSR-1および類似したArgonaute蛋白が小分子RNAと一緒に標的RNAを切断するSlicer活性を示すことを筆者は見つけた。これらのArgonaute蛋白は非対合サイレンシングを調節するのみならず、正確なホモロジーでのシナプトネマ複合体の形成を指示することによって減数分裂期染色体の相同対合に関与する。COH-3/4はコヒーシンの減数分裂期特異的サブユニットであり、シナプトネマ複合体の側部軸の形成に必須であることが知られている。筆者は、COH-3/4は非対合サイレンシングにも必要であることを見つけた。対照的に、ヘテロクロマチンに多いジメチル化ヒストンの結合蛋白として単離したCEC-5は主として非対合サイレンシングに関与している。クロマチン免疫沈降法を用いた実験では、CSR
とくにすぐれた手術研究組織における研究業積の規定要因に関する日英比較研究

日英比較の結果、以下のことが明らかになった。(1)現在、日本は研究活動を積極的に拡張しようとし、英国はむしろ研究活動の規模を現状維持ないし圧縮しつつ効果的に運用しようとしていて、政策の方向がかなり異なる。したがって、現在の日英を直接に比較するよりも、研究活動の拡張期にあった少し古い時代の英国と現在の日本を比較するほうが適当である。(2)英国では、特定の研究組織に集中的に資源配分がなされて、いわゆるセンター・オブ・エクセレンスが形成されていた。そうした組織が日本においても形成されることが望ましいが、人的流動性が確保されない状態でそうした組織を設立しても、短期間のうちに陳腐化する危険がある。それゆえ、「見えない大学」のネットワークとして形成することが現実的である。(3)とくにすぐれた研究組織が形成されるさい、英国では研究評議会を経由したいわゆる二重の資源配分方式が効果的に機能していた。すなわち、研究評議会を経由した資源配分が分野間の競争を促進して新しい専門分野の形成をうながし、新しい研究領域をきりひらいた組織のうち、成功したものがセンター・オブ・エクセレンスとなっていた。(4)日本の科研費は、校費のように一律に配分する方式よりもはるかに望ましいが、専門分野が研究費の枠として機能し、その枠内で研究計画を評価して配分するために、分野間の競争を促進するようにあまりなっていない。科研費の制度のなかでは、重点領域研究がそうした分野間の競争の場となる性格をもっているが、その特徴を明確化することが適当ではなかろうか。イギリス側のすぐれた研究組織として、ケンブリッジ大学分子生物学研究所をとりあげた。同研究所は、1953年にワトソンとクリックがDNAの二重らせんモデルを発見した場であり、その後は、分子生物学の世界的な研究の中心のひとつでありつづけてきた。同研究所は、医学研究審議会(MRC)が大学内で運営している研究所のひとつである。イギリスでは、大学基金審議会(旧大学補助金委員会)と研究評議会の2つの資金源が大学へ資源配分をしているが、MRCはこの方形を望ましいものとみている。前者が平等的傾向をもち、後者が卓越した研究拠点に重点配分する機能をもつが、それらを異なる審議会が分担することによって相互干渉を防いでいると言うのである。MRCの研究所は永続的なものではなく、研究所長の退任を機に閉鎖されたり、研究内容を一新することがある。これまで大学内にMRCが設立した研究所の約1/4は閉鎖ないし研究内容を変更している。研究所を学外に独立機関として設立せず、大学内部におくことは、すぐれた若手研究所者(とくにポスドク)の確保が容易であるとともに、研究機関を閉鎖したり路線変更するさいの柔軟性を高めるとみなされている。分子生物学研究所は、研究費が非常に潤沢であり、各研究者はほとんど無制限に研究費を使用できる。このやり方が、すぐれた業績をあげる秘訣であるとする見解がある反面、(ほとんどの若手研究者がいずれはこの研究所を去っていくことから)若手研究者をかえってスポイルしているとの批判もある。最近、他省庁や民間資金の大学への導入が議論されている。そうした資金を卓越した研究拠点への重点配分に活用して、大学に対する二重支援体制を構築するとは、日本の研究活動を活性化するうえで効果的な方策のひとつであると思われる。

そうした組織が日本においても形成されることが望ましいが、人的流動性が確保されない状態でそうした組織を設立しても、短期間のうちに陳腐化する危険がある。それゆえ、「見えない大学」のネットワークとして形成することが現実的である。(3)とくにすぐれた研究組織が形成されるさい、英国では研究評議会を経由したいわゆる二重の資源配分方式が効果的に機能していた。すなわち、研究評議会を経由した資源配分が分野間の競争を促進して新しい専門分野の形成をうながし、新しい研究領域をきりひらいた組織のうち、成功したものがセンター・オブ・エクセレンスとなっていた。(4)日本の科研費は、校費のように一律に配分する方式よりもはるかに望ましいが、専門分野が研究費の枠として機能し、その枠内で研究計画を評価して配分するために、分野間の競争を促進するようにあまりなっていない。科研費の制度のなかでは、重点領域研究がそうした分野間の競争の場となる性格をもっているが、その特徴を明確化することが適当ではなかろうか。
口蓋裂発症分子メカニズムを解明し、組織工学的治療法開発を目指す研究

口蓋組織における神経堤細胞の局在をWnt1-cre ; R26Rマウスを用い解析した結果、神経堤細胞は、硬口蓋間葉細胞を始め、軟口蓋では、蝶形骨翼状突起周囲でScleraxisを発現し口蓋帆張筋と連続する腱組織、さらにTypeI collagenを強く発現する口蓋腱膜を形成していた。TGF-bシグナルは、神経堤細胞の細胞増殖とType Icollagen発現に促進的に働いていることを確認し、口蓋形成に重要なシグナルであることが示唆された。硬口蓋を形成する骨と軟口蓋を形成する骨格筋の胎生期における発生過程について、H-E染色にて組織学的観察を行った。軟口蓋発生の中心を担う骨格筋は、口蓋帆張筋と口蓋帆挙筋に大別されるが、口蓋帆張筋は、胎生14.5日齢時に翼状突起が形成中の軟骨組織下方に凝集した細胞集団として観察され、正中方向へと増殖していくことがわかった。左右の口蓋帆張筋の正中部での癒合は線維性であり、骨格筋細胞は観察されなかった。口蓋帆挙筋もまた同様に、左右の翼状突起の下方、さらに後方部に細胞凝集塊として観察されるが、正中部においても骨格筋成分の豊富な組織であった。これらの組織学的な観察から、口蓋発生中に口蓋裂発症を決定づける重要な時期は、硬口蓋では、胎生13.5日齢から14.5日齢、軟口蓋では胎生14.5日齢以降であることが分かった。また、Jacson LaboratoryよりWntl-cre ; R.26Rマウス、Myf5-cre ; R26Rマウスを購入し、口蓋発生期における神経堤由来細胞、中胚葉由来細胞分布をX-gal染色を用いて確認した。さらに、口蓋発生において重要であると考えられる細胞分化マーカーのmRNA発現を明らかにするため、in situ hybridizationを用いて解析をすすめた。分化マーカーとして主に用いた遺伝子は、Ctgf, MyoD,Type I collagen, Sox9, Scleraxisである。CtgfmRNAの口蓋における発現パターンは大変興味深く、蛋白レベルでの発現パターンとあわせて、第46回小児歯科学会大会にて発表した。さらにhlsitu hybridizationによって検討した遺伝子群とTGP-βシグナルの関連を調べることを日的として、口蓋の器官培養を試みた。現在は、器官培養法の確立をめざし、様々な培養条件を模索している段階である。20年度に行った研究から、軟口蓋組織発生で主たる構造物となるものは、口蓋腱膜であることがわかった。口蓋腱膜は、口蓋の癒合が開始する胎生14.5日齢より、口蓋間葉細胞が凝集した帯状の組織として観察され、徐々に細胞外基質をともなった腱膜組織となる。この発生過程において、Type I collagen, MyoD, Scleraxisの遺伝子発現をin situ hybridizationを用いて調べた。結果、口蓋腱膜は、その発生過程でType I collagen遺伝子を強く発現する細胞によって形成されることがわかり、またType I collagen蛋白を豊富に含む組織であることを免疫組織化学染色によっても確認した。さらに機能的解析を行うため、口蓋の器官培養を試み、培養条件を確立した。胎生13.5日齢、14.5日齢の口蓋を採取し、TGFb2蛋白を吸収させたビーズを口蓋間葉に挿入した。Tgfb2蛋白ビーズ周囲には、間葉細胞の凝集が確認された。さらにBrdUを培養液に添加し2時間後に組織切片を作成したところ、BSAコントロールビーズ周囲に比較してBrdU陽性細胞を多く認めた。従って、TGFb2蛋白は、口蓋の間葉細胞の増殖を促進し、細胞凝集を促す機能を持つことが示唆された。さらに、TGFb2蛋白ビーズ周囲には、Type I collagen蛋白の発現が増強されていることがわかり、TGFb2蛋白は、Type I collagen蛋白分泌にも影響を与えていることが明らかとなった。これらの成果は、第115回日本解剖学会総会にて報告した。
End-to-End音声合成とEnd-to-End音声認識の統合システム

近年、従来のモデルより簡潔な構造で音声認識を実現するEnd-to-End音声認識の研究が進められている。しかし、End-to-End音声認識は学習に音声とその書き起こしの対データを大量に必要とし、その準備は困難である。そこで本研究では、End-to-End音声合成を用いた対データ生成をベースに、End-to-End音声合成とEnd-to-End音声認識を統合することで、対訳が必要ない統合システムについて研究を行う。
免疫複合体による羊の肺循環,肺リンパ動態への影響

本研究では慢性リンパ瘻羊に抗アルブミン抗体を投与することにより、一過性の肺高血圧症と、血管透過性亢進型肺障害が引き起こされることを示し、その機序を解明しようとした.(対象)慢性リンパ瘻羊9頭(37±8kg、雄)をStub等の方法により作成した(実験1)あらかじめ兎で作成した羊抗アルブミン抗体(0.5cc)動脈内投与し、肺循環動態を測定し、インドメサシン前投与による影響を調べた.また、蛍光顕微鏡にて肺組織内布分を調べた.2)抗体を3cc動脈内投与し、その時の肺循環動態、肺リンパ動態を調べるとともに、好中球エラスタ-ゼ阻害剤(ONOーEIー546、3mg/kg)を前投与し、好中球エラスタ-ぜの関与を検討した.(結果)抗体投与による肺動脈圧上昇はインドメサシン投与で完全に抑制され、抗体は肺血管内マクロファ-ジの表面に分布していた.また、末梢白血球数は著明に低下したが、血小板数は変化しなかった.2)抗体投与により肺動脈圧は14.6Torrから27.3Torrへと約2倍に上昇したが、3時間後にはベ-スラインに戻った.肺リンパは1.0±0.4ml/15minから1時間後に6.4±2.3ml/15minへと増加し、4時間後に橋4.1±2.1ml/15minと増加したままであった.蛋白濃度比(リンパ血漿)は抗体投与前後で差をみとめなかった.エラスタ-ゼ阻害剤前投与ではこれら反応を抑制できなかった.(結論)抗羊アルブミン抗体投与により肺高血圧症を伴う血管透過性亢進型肺障害が引き起こされ、その時の反応に肺血管内マクロファ-ジが関与していることを明らかにした.また、肺動脈圧上昇反応はアラキドン酸代謝産物の放出によることを示した.白血球数が減少することから、好中球エラスタ-ぜの関与を推定したが、明らかではなかった.本研究では慢性リンパ瘻羊に抗アルブミン抗体を投与することにより、一過性の肺高血圧症と、血管透過性亢進型肺障害が引き起こされることを示し、その機序を解明しようとした.(対象)慢性リンパ瘻羊9頭(37±8kg、雄)をStub等の方法により作成した(実験1)あらかじめ兎で作成した羊抗アルブミン抗体(0.5cc)動脈内投与し、肺循環動態を測定し、インドメサシン前投与による影響を調べた.また、蛍光顕微鏡にて肺組織内布分を調べた.2)抗体を3cc動脈内投与し、その時の肺循環動態、肺リンパ動態を調べるとともに、好中球エラスタ-ゼ阻害剤(ONOーEIー546、3mg/kg)を前投与し、好中球エラスタ-ぜの関与を検討した.(結果)抗体投与による肺動脈圧上昇はインドメサシン投与で完全に抑制され、抗体は肺血管内マクロファ-ジの表面に分布していた.また、末梢白血球数は著明に低下したが、血小板数は変化しなかった.2)抗体投与により肺動脈圧は14.6Torrから27.3Torrへと約2倍に上昇したが、3時間後にはベ-スラインに戻った.肺リンパは1.0±0.4ml/15minから1時間後に6.4±2.3ml/15minへと増加し、4時間後に橋4.1±2.1ml/15minと増加したままであった.蛋白濃度比(リンパ血漿)は抗体投与前後で差をみとめなかった.エラスタ-ゼ阻害剤前投与ではこれら反応を抑制できなかった.(結論)抗羊アルブミン抗体投与により肺高血圧症を伴う血管透過性亢進型肺障害が引き起こされ、その時の反応に肺血管内マクロファ-ジが関与していることを明らかにした.また、肺動脈圧上昇反応はアラキドン酸代謝産物の放出によることを示した.白血球数が減少することから、好中球エラスタ-ぜの関与を推定したが、明らかではなかった.本年度は慢性リンパ瘻羊で抗羊アルブミン抗体注入により引き起こされる肺高血圧症と肺障害を示し、抗体が肺毛細血管内に存在することを明らかにした.〈慢性覚醒リンパ瘻羊の作成〉4頭の羊(32±5kg,雄)をもちいStaub等の方法により作成した.〈抗羊アルブミン抗体の作成〉兎の精製アルブミン2mgをアジュバントとともに兎に皮下注し、この処置を毎週行ない6週目に兎より採血し、得られた血清を56°C30分で補体を不活化したものを用いた.〈実験方法〉1時間以上の安定した肺循環諸量、肺リンパ流量を測定後、抗体(3cc)を動脈内投与し、その時の肺循環動態、肺リンパ動態を測定した.また、組織学的に抗体の存在部位を観察した.〈結果〉抗体投与により、平均肺動脈圧は14.6±1.1(SD)Torrから1時間後に27.3±1.7Torrと約2倍に上昇したが、投与3時間後にはベ-スライン値にもどった。肺リンパは1.0±0.4ml/15minから1時間後6.4±2.3ml/15minへと増加し、その後漸減し始めたが、4時間後にも4.1±2.1ml/15minとベ-スライン値に比べ増加したままであった。

蛋白濃度比(リンパ/血漿)は、抗体投与前後で有意差を認めなかった.抗体注入30分後に肺を摘出、組織学的に抗アルブミン抗体(兎1gG)の肺内分布を観察した.蛍光抗体法で兎1gGは肺胞壁内に存在し、ABC法で抗体は肺毛細血管内に存在していた.〈考案〉抗アルブミン抗体注入は羊に肺動脈圧上昇と肺障害を引き起こし、かつ、抗アルブミン抗体ーアルブミンの免疫複合体は肺毛細血管内に存在すると考えられ、肺毛細血管内にマクロファ-ジは他の臓器に存在するマクロファ-ジ同様、抗体と結合した抗原の処理を担っている考えられた.昨年度は慢性リンパ瘻羊を用い、抗羊アルブミン抗体注入により肺高血圧症と血管透過性亢進型肺障害が引き起こされることを示した。また、抗体が肺血管内マクロファ-ジの表面に存在することを明らかにした.本年度は抗体投与による一過性肺高血圧症がインドメサシン前投与により完全に抑制されること、また、好中球エラスタ-ゼ阻害剤前投与による血管透過性亢進型肺障害への影響を検討した.(慢性リンパ瘻羊の作成)5頭の羊(38±8kg)をStaub等の方法により作成した.(抗羊アルブミン抗体の作成)羊のアルブミンをアジュバンとともに兎の皮下に毎週1回投与し、6週目に採血し、得られた血清を56°C30分で補体を不活性化し、80°Cで保管し、実験当日使用した.(実験方法)1)3頭の羊を用いインドメサシン5mg/kgを前投与(iv)し、その前後で抗体投与による肺動脈圧上昇の程度を比較した.2)2頭の羊を用い、エラスタ-ゼ阻害剤前投与により、抗体投与による肺循環、肺リンパ動態の変化を検討した.(結果)1)抗体投与による肺動脈圧上昇は18±7mmHgであったが、インドメサシン前投与にて、肺動脈圧上昇はほぼ完全に抑制された.2)エラスタ-ゼ阻害剤(ONOーEIー546、3mg/kg)前投与により肺動脈圧上昇、肺リンパ量上昇、肺リンパ蛋白クリアランスは変化しなかった.(結論)抗アルブミン抗体投与による一過性の肺動脈圧上昇はおそらく肺血管内マクロファ-ジより放出されるアラキドン酸代謝産物の放出によるが、肺動脈圧上昇と血管透過性亢進型肺障害に好中球エラスタ-ゼの関与は少ないと考えられる.
妊娠中毒症におけるヒト胎盤aromataseとestrogen2-hydroxylation活性の特性について

estrogen2-hydroxylase (2-OHE)はestrogenの代謝酵素として知られ、ヒト胎盤においてはestrogen合成酵素であるaromatase (AR)がその活性を有すると報告されている。我々は、ヒト胎盤性ARの多様性と病態との関係を検討していくために、高血圧を主徴とする妊娠中毒症と正常妊娠例の胎盤を用い、ARと2-OHE活性の特性について以下の実験を行い、後述する結果を得た。(1)正常妊娠例(n=7)と妊娠中毒症(n=7)の胎盤を酵素源として、アイソトープを基質としたインキュベーションにてAR、2-OHE活性を測定し、同一胎盤中の活性の比率を比較検討した。また、妊娠中毒症を伴わないIUGR症例(n=3)の胎盤も比較のために測定を行った。(2)正常胎盤と妊娠中毒症胎盤それぞれにおいて両酵素活性の特性について検討するために、抗P-450ARモノクローナル抗体であるMAb3-2C2を用い、AR及び2-OHE活性の抑制実験を行った。【結果】(1)各々の胎盤中のAR活性には有意差は認めなかったが、2-OHE活性においては妊娠中毒症の活性は他の二者に比し有意に高値であった。(2)正常胎盤においてはMAb3-2C2添加(100μg, IgG)の結果、AR活性と2-OHE活性は共に約80%の抑制を受けた。一方、妊娠中毒症胎盤においてはAR活性に関しては同様の反応を示したが、2-OHE活性は約40%の抑制を受けるにとどまった。以上の実験結果より、妊娠中毒症胎盤においては2-OHE活性はARのみが担う反応ではなく、他の誘発されたcytochrome P-450が関与している可能性が示唆された。これまで、MCF-7などのヒト乳癌細胞では誘発された2-OHE活性の報告があり、今後妊娠中毒症胎盤で誘発された可能性のある2-OHE活性を担うcytochromeP-450の精製や特性を検討中である。また、妊娠中毒症の発症機序とcatecholamineの関係については、HPLCを用いた臍帯血、母体血、羊水中のcatecholamine濃度の測定、インキュベーションを用いた胎盤中のCOMT活性の測定を現在検討中である。
ストレスによる疼痛増強－脳内疼痛制御機構の可塑的変化-

慢性ストレスに暴露することにより人や動物に痛覚過敏(疼痛反応の増強)が生じることが知られている。しかし、そのメカニズムは現在まで明らかにされていない。本研究において、慢性ストレスは炎症性痛覚過敏を増強し、島皮質における炎症によるpCREBやΔFosBの発現およびヒストンH3のアセチル化を減弱することが確認された。一方、吻側延髄腹内側部では炎症によるこれら転写因子の発現およびヒストンアセチル化の増加が確認された。これら実験結果より、慢性ストレスによる痛覚過敏に島皮質の活性低下、吻側延髄腹内側部の活性増加が関与することが明らかとなった。1.慢性ストレス後の痛覚過敏の発現・維持に下行性疼痛調節系からのセロトニン入力が関与していることを明らかにするため、RatTph2遺伝子断片(もしくはスクランブル配列)を含むshort hairpin RNA (shRNA)プラスミドをエレクトロポレーション法を用いてラットの吻側延髄腹内側部(RVM)に遺伝子導入を試みている。効率的な遺伝子導入のためエレクトロポレーターなど新たな装置の手配や大学への申請書類の更新など準備を進めた。2.コントロール、強制水泳ストレス負荷ラットの足底にCFAを注射し、疼痛反応を測定した。強制水泳ストレス負荷により、CFA注射による疼痛反応の有意な増強が確認された。さらに、強制水泳ストレス負荷およびCFAの注射により、島皮質において、pCREB、delta-FosB、acetyl histone H3の発現が変化することを見いだした。これら結果は、関連する学会において報告した。1.慢性ストレス後の痛覚過敏の発現・維持に下行性疼痛調節系からのセロトニン入力が関与していることを明らかにするため、RatTph2遺伝子断片(もしくはスクランブル配列)を含むshort hairpin RNA (shRNA)プラスミドをエレクトロポレーション法を用いてラットの吻側延髄腹内側部(RVM)に遺伝子導入を試みた。新しいエレクトロポレーターを用いて、効率の良い条件が見いだされつつある。2.慢性ストレス後の下行性疼痛調節系におけるグリアを含む組織構築の変化を明らかにするため、慢性ストレス負荷後、脳を摘出しシナプス関連タンパク質( PSD95 )、転写調節関連タンパク質( acetyl-Histone H3、MeCP2 )などのWestern blotを行った。慢性拘束ストレス後RVMにおいて、PSD-95が増加する傾向が認められた。3.慢性ストレス後の痛覚過敏における高位中枢から下行性疼痛調節系への入力変化の影響を調査するため、コントロール、強制水泳ストレス負荷ラットの足底にCFAを注射し、疼痛反応を測定した。強制水泳ストレス負荷により、CFA注射による疼痛反応の有意な増加が確認された。さらに、CFA注射により島皮質において、pCREB、delta-FosBの発現とHistone H3のアセチル化の増加が確認されたが、CFA注射より前に、強制水泳ストレスを負荷すると、CFA注射による島皮質でのpCREB、delta-FosBの発現とHistone H3のアセチル化の増加が減弱することが明らかとなった。これら結果の一部は、関連する学会で報告され、国際雑誌に論文として掲載された。さらに、強制水泳ストレスを負荷すると、CFA注射による島皮質でのpCREB、delta-FosBの発現とHistone H3のアセチル化の増加が減弱することが明らかとなった。これら結果は、関連する学会で報告され、国際的専門誌に論文として掲載された。また、上記内容に関連して和文総説の依頼があり、これをまとめた。計画はおおむね順調に進展していると考えている。1.慢性ストレス後の痛覚過敏の発現・維持に下行性疼痛調節系からのセロトニン入力が関与していることを明らかにするため、Rat Tph2遺伝子断片(もしくはスクランブル配列)を含むshort hairpin RNA (shRNA)プラスミドをエレクトロポレーション法を用いてラットの吻側延髄腹内側部(RVM)に遺伝子導入を試み、遺伝子導入に成功した。2.慢性ストレス後、下行性疼痛調節系の活動をコントロールする高位中枢の検討から「強制水泳ストレスはCFA後の機械刺激に対する感覚過敏を増強し、島皮質におけるCFAによるpCREBやdelta- FosBの発現およびヒストンH3のアセチル化を減弱する。」というデータを得た。この結果は、第38回日本疼痛学会、第16回世界疼痛学会において発表し、論文(Imbe et al. Neuroscience. 301:12-25, 2015)として掲載された。3.「強制水泳ストレスは吻側延髄腹内側部におけるpCREBやdelta- FosBの発現およびヒストンH3のアセチル化を増加する。」ということを見いだした。この結果は、論文(Imbe et al. Brain Res Bull. 127:11-22, 2016)として掲載された。また、講演の依頼があり、これら研究成果を参考にして下行性疼痛調節系について招待講演(第45回日本脊椎脊髄病学会)を行った。

これら実験結果より、慢性ストレスによる痛覚過敏に島皮質の活性低下、吻側延髄腹内側部の活性増加が関与することが明らかとなった。強制水泳ストレス負荷後、ラットの足底にCFAを注射することにより生じる炎症性痛覚過敏の増強が認められた。さらに、強制水泳ストレス負荷およびCFAの注射により、下行性疼痛調節系の活動をコントロールする島皮質において、pCREB、delta-FosB、acetyl histone H3の発現が変化することを見いだした。これら結果は、関連する学会において発表し、dataを整理し、論文を投稿中である。研究はおおむね順調に進展していると考えている。1.RatTph2遺伝子断片(もしくはスクランブル配列)を含むshort hairpin RNA (shRNA)プラスミドをエレクトロポレーション法を用いてラットの吻側延髄腹内側部(RVM)に遺伝子導入を行い、TPHの発現変化をwestern blotで検討する。2.慢性ストレス後の下行性疼痛調節系におけるグリアを含む組織構築の変化を明らかにするため、慢性ストレス負荷後、脳を摘出しシナプス関連タンパク質( PSD95 )、転写調節関連タンパク質( acetyl-Histone H3、MeCP2 )などのWestern blotを行う。有意差が確認されたタンパク質に対しては免疫組織染色を行い、画像上どの領域で変化が著明であるのか、組織学的検討を行う。疼痛学1.RatTph2遺伝子断片(もしくはスクランブル配列)を含むshort hairpin RNA (shRNA)プラスミドをエレクトロポレーション法を用いてラットの吻側延髄腹内側部(RVM)に遺伝子導入を行う。エレクトロポレーターでの効率的な遺伝子導入の条件の検索する。2.慢性ストレス負荷後、脳を摘出し、細胞骨格タンパク質(actin capping protein, IKK)、シナプス関連タンパク質(PSD-95)神経転写調節関連タンパク質(acetyl histone H3)などのWestern blotを用い、タンパク量を測定しコントロール群と比較する。有意差が確認されたタンパク質に対しては免疫組織染色を行い、画像上どの領域で変化が著明であるのか、組織学的検討を加える。当該年度に実施予定の実験の一部を行うことが出来なかったため、抗体や実験動物などの購入費用に余りが生じたため。当該年度に実施予定の実験の一部を行うことが出来なかったため、抗体や実験動物などの購入費用に余りが生じため。western blot、免疫組織染色等に用いる抗体や実験動物などの購入に使用する予定である。
新国際基準で求められる波浪中船舶の転覆リスクの非線形力学的評価法の確立

国際海事機関IMOで復原性基準の機能要件化の対象として取り組むべきとされる3つの現象、パラメトリック横揺れ、ブローチング、デッドシップ状態での転覆について、主に不規則波中の発生確率に着目して研究を行いました。その結果、これらの転覆モードごとに不規則波中の発生確率の推定法を示し、その模型実験、数値実験による検証を行うとともに、問題点を指摘しました国際海事機関IMOで復原性基準の機能要件化の対象として取り組むべきとされる3つの現象、パラメトリック横揺れ、ブローチング、デッドシップ状態での転覆について、主に不規則波中の発生確率に着目して研究を行いました。その結果、これらの転覆モードごとに不規則波中の発生確率の推定法を示し、その模型実験、数値実験による検証を行うとともに、問題点を指摘しました国際海事機関IMOで復原性基準の機能要件化の対象として取り組むべきとされる3つの現象、パラメトリック横揺れ、ブローチング、デッドシップ状態での転覆について、主に不規則波中の発生確率に着目して研究を行った。まず、パラメトリック横揺れについては、造波影響を考慮した数値シミュレーション・モデルを、不規則波中に拡張し、ポストパナママックス・コンテナ船および自動車運搬船(PCC)の模型実験と比較した。その結果、規則波中のパラメトリック横揺れの振幅は概略推定できるものの、不規則波中のコンテナ船については過大推定、不規則波中のPCCについては一部で過小評価となった。この原因を探るため、復原力係数を直接計測する拘束模型実験を行い、ここでのシミュレーション・モデルが不規則波中の復原力係数はかなり精度良く推定できることを確かめた。その一方、パラメトリック横揺れの非エルゴート性が著しいことも示され、このため不規則波中での実験と計算の比較に本質的困難があることを明らかにした。また、北太平洋を航行するコンテナ船のパラメトリック横揺れによるコンテナ損傷のリスクを計算し、またそのリスクを軽減する手段としてのアンチローリングタンクの効果をライフサイクルで定量化した。次に、ブローチングについては、数値シミュレーション・モデルを不規則波中に拡張し、既存の遊漁船での実船実験結果と概略一致することを示した。さらにそのモデルを用いて数値実験的にブローチング発生確率を推定した。また規則波中のシミュレーション結果と狭帯域仮定の個別波の統計理論からブローチング発生確率を求める方法を提案し、その計算値が先の数値実験値とほぼ一致することを示した。最後に、デッドシップ状態の転覆については、規則波中での漂流姿勢とその安定性を検討し、その状態下での転覆確率を計算した。また、海水流入や荷崩れを考慮できるように計算法を拡張した。そして、有効波傾斜係数の推定法を検討し、簡易推定法を提案した。そのうえで、代表的な商船の転覆リスクを試算した。国際海事機関IMOで復原性基準の機能要件化の対象として取り組むべきとされる3つの現象、パラメトリック横揺れ、ブローチング、デッドシップ状態での転覆について、主に不規則波中の発生確率に着目して研究を行った。まず、パラメトリック横揺れについては、中型コンテナ船の向波中自由航走模型実験、拘束模型実験を行い、シミュレーションとの比較を行った。ここで、前後揺れや波浪中抵抗増加の影響を考慮することで実験との一致を改善できることを示した。また、一次信頼性法により、パラメトリック横揺れの超過確率を推定することを試み、その問題点を指摘した。次に、ブローチングについては、2軸2舵船の自由航走模型実験、拘束模型実験を行い、シミュレーションとの比較を行った。その結果、前後力や舵力の推定を改良することで実験との一致を改善できることを明らかにした。また、最適制御理論を適用し、大波高斜め追波中の保針がBangBang制御となる例を示した。そして、ブローチングの必要条件である、波乗りの発生条件を、分岐理論の観点から解析的に求める理論を導き、実験と幾何学的数値計算手法によりそれを検証した。さらに、不規則波中におけるブローチングによる転覆確率を計算する理論を示し、その計算例を与えた。最後に、デッドシップ状態の転覆については、アップクロス確率の計算法を検討した。さらに一次信頼性法を適用し、横波横風中の転覆確率を推定することを試み、その問題点を指摘した。まず、パラメトリック横揺れについては、パラメトリック横揺れの解析的計算式と規則波中シミュレーションモデルの比較を行うともに、自動車運搬船の不規則波中パラメトリック横揺れの模型実験と数値シミュレーションの比較を行った。その結果、解析的計算式の限界とその非エルゴート性の問題を明らかにした。次に、ブローチングについては、2軸2舵船の自由航走模型実験をより精度を高めて実施するとともに、不規則波中におけるブローチングによる転覆確率を複数の船舶に対して系統に実施し、所定の安全レベルを指定して分岐理論により不規則波中のブローチングに係わる復原性の簡易評価を行う手法を提案した。また、最適制御の適用により、低速時のブローチング(パラメトリック船首揺れおよびカオス)を回避できることを示した。最後に、デッドシップ状態の転覆については、横波横風中の転覆確率の計算法の主要な仮定を数値シミュレーションと模型実験により検討し、その改良法を提案した。
陽子線治療における４次元体内線量測定法の確立と高精度４次元陽子線治療への応用

4次元治療計画に用いられる線量計算法について、高精度化並びに高速化を行った。そして、呼吸性移動の体動評価のために、呼吸性移動ファントムを用いて、4次元CTの性能評価並びに運用法の検討を行った。また、陽子線治療における高精度な体内線量測定を目指し、人体ファントムに対して4次元位置検出器を利用した体内線量測定を実施した。4次元位置検出器は、±1 mm以内の精度で位置検出が可能であり、高精度な体内線量測定を実現できた。現在、陽子線がん治療では、線量投与精度が不十分であることが問題となっている。本研究では、陽子線治療が抱える様々な不確かさを評価することにより、不確かさの軽減や不確かさをより定量的に考慮した治療法を確立することを目的とした真の高精度陽子線治療の実現を目指す。特に、呼吸性移動は、陽子線治療精度に大きく寄与するため、4次元陽子線治療の定量的線量評価は不可欠である。そこで、それらの定量的線量評価においては、正確な線量評価並びに膨大な線量計算を必要とすることから、線量計算の高精度化並びに高速化に着手した。線量計算法としては、従来のペンシルビーム線量計算法ではなく、体内不均質でも高精度に線量計算可能な簡易モンテカルロ法を実装した。さらに、従来のCPUではなく、容易に並列処理可能なGPUを用いたモンテカルロ法の開発に成功し、本成果はPhys. Med. Biol.に発表されている。計算精度はCPUとGPUでほとんど差異は無く、計算時間は計算体積に依存するが、例えば、前立腺の場合、臨床利用可能な50秒以内で計算でき、高精度かつ高速に線量計算することが可能となった。また、呼吸性移動に対する定量的線量評価に向けた320列CTの運用を目指し、性能評価並びにCT値ー水等価厚変換テーブルの作成を実施した。性能評価では、CT値の均一性を評価し、コーンビームCT特有の特性で、CT値が体軸方向に依存性を有することが明らかになった。また、アキシャル面では、半径方向にCT値が変位し、ビームハードニングの影響があることがわかり、ビームハードニング補正の効果についても評価を加えた。一方、陽子線の線量計算時に必要なCT値ー水等価厚変換テーブルの作成も試みた。CT値ー水等価厚変換テーブル作成時には、コーンビームCTに対しても正確にテーブルが作成できるよう体軸方向に長いファントムを開発し、その有用性を評価した4次元治療計画に用いられる線量計算法について、高精度化並びに高速化を行った。今年度は、次の4項目について研究を進めた。(1)4次元治療用320列CT:320列CTのCT値の位置依存性があることがわかっているが、臨床応用を目指して、治療計画用CT撮影条件を決定するために、撮影条件毎にCT値の変化の評価を進めた。再構成関数や最構成法を変えると、撮影条件によって高密度物質では、CT値が150程度変化することもあり、CT値の変動を抑えるようにCT値ー線阻止能比変換テーブルの取得方法や撮影条件を揃えるといった運用方法を決定した。(2)呼吸性移動ファントム:呼吸性移動量検証のために、レーザーによる腹位測定法を検討し、位置を0.15 mm以内の精度で測定できることを確認した。そして、呼吸性移動ファントムの腹位について、レーザーにより検証を実施した。(3)位置照合系評価:ロボット寝台駆動について、アイソセンタにおける並進移動や回転量精度は、0.2 mmと0.5 mm以内であることを評価した。次に、位置照合時に使用するIn-room CTとDRのアイソセンタ位置確認を実施し、0.6 mm以内であることを確認した。(4)RADPOSの位置検出精度検証:RADPOSは、測定環境内に強磁性体や金属があると、測定精度が悪くなる。それゆえ、高精度な位置駆動可能な金属の無いX線治療の寝台にRADPOSを固定し、RADPOSの位置検出精度を評価した。測定可能範囲内で寝台駆動させ、X,Y,Z軸方向に対して、仕様値を満たしていることを確認し、0.5 mm程度の精度で位置を検出できることがわかった。これにより、位置検出器としてRADPOSが応用できることが確認された。今後、(3)で駆動確認されたロボット寝台を使って、陽子線治療環境下でのRADPOS位置検出精度検証を行う。呼吸性移動ファントムの駆動には、人体をより再現するようにバルーンを用いたユニークな方法を採用した。バルーンによる腹部の動きは、人体の動きに近かったが、時間と共に空気が抜けたり、腹部の動きをコントロールする空気の流量を調整しないと、ファントムの動きが再現しないことがわかった。それゆえ、バルーンの材料を見直したり、空気流量の調整機構の開発が必要になった。RADPOSの位置検出精度評価を陽子線治療室の寝台を用いて実施した。

陽子線治療では、真鍮製のコリメータやノズルに金属が用いられているため、位置検出精度の低下が懸念されたが、x方向では0.9±0.8 mm、y、z方向では、0.4±0.4 mm、0.6±0.5 mmと、メーカー保証領域内においては、仕様の1.4 mm rmsを満足した。ただ、光子線治療室の結果に比べると誤差が大きかった。また、RADPOSは100 ms毎に位置検出できることから、寝台駆動速度について動的検証も実施した。RADPOSにより、0.1 mm/s以下の精度で速度を評価できたことから、体動評価にも十分使えることが示唆された。また、RADPOS位置検出において陽子線照射による放射線ダメージも観測されなかった。コーンビームCTは、位置によりCT値は不均一性を有することが今までのファントムスタディにおいてわかっており、特に、ビーム軸から遠い辺縁で体軸方向に急峻なCT値変化がある場合には、CT値の不均一性の問題が懸念された。しかしながら、胸部などでは、急峻な構造変化もないことから、CT値の体軸方向の位置依存性が小さく、線量分布計算への影響が小さいことがわかった。それゆえ、ビーム中心軸から離れた位置に極端な構造変化が存在する場合には注意を必要とするが、コーンビームCT画像を治療計画用として利用可能であることがわかった。陽子線治療室におけるRADPOS位置検出精度劣化の原因を調査するために、陽子線治療で使われる器具の材料である真鍮やアルミニウム、ステンレスについて、位置検出精度への影響を評価した。真鍮やアルミニウムが、RADPOSの近くにあるときには、位置を正確に検出することができなかった。一方、ステンレスは位置精度検出に影響は無かった。それゆえ、真鍮やアルミニウムに対しては、20 cm以上離さないと、1 mm以下の精度での位置検出ができないことがわかった。また、RADPOSの臨床応用に向けて、呼吸性移動ファントムの表面にRADPOSを設置し、体動をモニタすることを目的とした動的な位置精度検証を実施した。RADPOSにより測定された移動量と、呼吸性移動させたファントムを4次元CTにより撮影し、得られたCT画像からRADPOSの移動量を算出し、その移動量を比較した。両者の差は、0.1 mm以内で一致し、これにより、RADPOSを使えば、治療中などの体動を正確にモニタできることがわかった。そして、高精度に位置検出可能なRADPOSを用いて、頭頸部ファントムに対するin-vivo proton dosimetryを実施した。本手法では、従来は治療計画上で測定位置を決め、測定位置に検出器を設置するようにして測定を行っていたが、実際に計画で決めた測定位置に検出器を正確に設置することは難しい。そこで、RADPOSにより測定位置を決めて、CT画像上の測定位置を求めて線量計算値と測定値を評価する方法を開発した。これにより、±1 mmの位置精度内で実測値と計算値は一致し、しかも陽子線に対してin-vivo dosimetryを実現することに成功した。RADPOSを用いることで、高精度なin-vivo dosimetryを実施できることがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。呼吸性移動ファントム駆動ソフト並びに呼吸性移動ファントム動作不良が判明した。それゆえ、それらの不具合調査や改修に加えて再試験が必要となり、呼吸性移動ファントムを用いた研究に関してはやや計画より遅れてしまった。しかしながら、これは、より人体を再現しようとした新しい試みの結果であり、より良いものを開発する上では有意義な不具合であった。