hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トランスポーター活性アレイを用いた胎盤関門異物認識の全容解明

胎盤由来細胞株(TR-TBT)を用いて放射性標識したウリジンおよびアデノシン取り込みを評価した結果、いずれもNa+非依存性、NBMPR高感受性で、Km値約20μMの親和性、取り込みクリアランス30-60μL/mgタンパク質/minの高い活性を持つことが明らかとなった。トランスポーター遺伝子強制発現細胞を用いた検討結果から、ヌクレオシドトランスポーターENT1及びENT2の寄与が考えられた。薬物間相互作用の可能性について検討した結果、シタラビン,ビダラビン,ジドブジン,ミゾリビン及びカフェイン等は胎盤のヌクレオシド輸送を用量依存的に阻害するが、各遊離形薬物の臨床血中濃度においては内因性ヌクレオシド輸送を阻害しないと考えられた。更に抗ウイルス薬ジドブジンをモデル薬物として異物認識について検討した結果、Na+非依存性および飽和性を示したが、NBMPR非感受性で既存のトランスポーターの阻害剤効果も見られないことから、未知の輸送系の存在が示唆された。同一化合物を輸送するトランスポーターが複数発現する場合、それぞれの寄与を推定する方法論を確立する必要がある。そこで、エストロン-3-硫酸(E-3S)取り込みに複数の有機アニオントランスポーターの関与が示唆されるCaco-2細胞をモデルとして検討を行った。HEK293細胞に有機アニオントランスポーターOATP2Bl、OATP3A1およびOATP4B1を強制発現したときのmRNA発現レベルと輸送活性の相関から各発現量あたりの取り込みクリアランス(μL/min/mRNAcopy)を求めた。Caco-2細胞におけるトランスポーターのmRNA発現レベルおよび輸送活性からCaco-2細胞のE-3S輸送にはOATP2B1の寄与が最も高いことが明らかとなった。今後、このような方法論を胎盤関門に応用することが可能であると考えられる。本研究の目的は、胎盤関門の薬物輸送メカニズムを解明することにある。本年度は抗ウイルス薬のddIに焦点をあてた。胎盤細胞株TR-TBT 18d-1をモデルとして[^3H]ddI取り込みを解析した。TR-TBT18d-1の[^3H]ddI取り込みは、飽和性、温度、時間依存性、Na^+非依存性を示し、ENT1、ENT2を阻害する種々核酸類で有意な阻害傾向が見られた。有機アニオントランスポーターOATの基質では有意な阻害は見られなかった。以上のことから、TR-TBT 18d-1のddI取り込みに、主にENT1、ENT2が関与する可能性が考えられた。同一薬物を認識するトランスポーターが複数発現する場合、それぞれの寄与を推定する方法論を確立する必要がある。そこで、Caco-2細胞のエストロン-3-硫酸(E-3S)取り込みをモデルとして検討した。Caco-2細胞の[^3H]E-3S取り込みはNa^+非依存的で種々阻害効果から有機アニオントランスポーターが関与する可能性が示唆された。[^3H]E-3S取り込み活性を持つ有機アニオントランスポーターOATP2B1、OATP3A1およびOATP4B1を293細胞に強制発現し、詳細な輸送特性を比較検討したところ、いずれも良い一致を示した。更に、各トランスポーターの発現レベルと輸送活性の関係から、各発現量あたりの取り込みクリアランス(μL/min/mRNA copy)を求めたところ、OATP2B1の輸送効率が顕著に高いことが明らかとなった。Caco-2細胞の各トランスポーターのmRNA発現レベルの定量解析の結果、Caco-2細胞の[^3H]E-3S取り込み活性は、ほぼOATP2B1のみで説明がつくことが示された。

本研究は、胎盤関門における異物認識の分子基盤となるトランスポーターを中心に、胎盤関門の異物認識の全容解明を目的とした。平成19年度に得られた主な成果は以下のとおりである。胎盤由来細胞株(TR-TBT)を用いて[^3H]ウリジンおよび[^3H]アデノシン取り込みを評価した結果、Na^+非依存性、NBMPR感受性で、速度論的解析よりKm値は約20μMであることが明らかとなった。TR-TBT細胞のヌクレオシド取り込みクリアランスは30-60μL/mg protein/minで非常に高い活性を持つことが示された。トランスポーター遺伝子発現系を用いた検討も行ったところ同様なKm値が得られた。これらのことから、ヌクレオシドトランスポーターENT1及びENT2の寄与が考えられた。薬物間相互作用の可能性について検討した結果、これらの取り込みはシタラビン、ビダラビン、ジドブジン、ミゾリビン、カフェイン及びアミトリプチリンで用量依存的に阻害されたが、各遊離形薬物の臨床血中濃度においては内因性ヌクレオシドの阻害は起こらないものと考えられた。さらに胎盤の抗ウイルス薬ジドブジンに対する認識を明らかにする目的でTR-TBT細胞を用いて[^3H]ジドブジン取り込みの解析を行ったところ、Na^+非依存性で飽和性(Km値約16μM)であることが明らかとなったが、NBMPR非感受性であり、また有機アニオントランスポーターのOATおよびOATP、有機カチオントランスポーターOCTなどの既存のトランスポーターに対する阻害効果も見られないことから、未知の輸送系の存在が示唆された。
ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼ系における基質および基質認識構造の解析

リンゴ酸脱水素酵素(MDH)の延長ペプチドをモデルとした合成ペプチドに自己消光性の蛍光基を導入することで、ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼ(MPP)の反応をリアルタイムで簡便に測定するのに成功した。他のミトコンドリアタンパク質前駆体の延長ペプチドをモデルとした基質についても解析を行い、それらにおいても、MDHと同様の認識シグナルが働いていることを明らかにした。MDHにおいては、延長ペプチド部分の近位と遠位アルギニンの間には柔軟な構造が不可欠であることを、主鎖にエーテル基を導入したアミノ酸をその部分に入れることで証明した。さらに、アルギニンのアナログアミノ酸を用いることで、近位アルギニンの認識には側鎖の2カ所の水素結合とイオン結合が関与していることを明らかにした。以上のような認識要素は実際の前駆体タンパク質でも機能していることを明らかにした。点変異法によりβ-サブユニットに触媒部位があることを明らかにした。αおよびβ-サブユニットを大腸菌で大量発現させる系を確立し、これらのサブユニットを高純度に精製し、再構成することに成功した。この再構成系を用いて合成基質による光親和性標識を行ったところ、基質の切断部位付近は触媒部位のあるβ-サブユニットに結合することが判明した。しかし、基質のC-末端部はα-サブユニットと結合することが判明した。すなわち、これらのことは、両サブユニットが共同で基質認識部位を形成していることを強く示唆している。《光親和性標識基質類似体の作製》光親和性基であるベンゾイルフェニルアラニン(Bpa)を導入した。リンゴ酸脱水素酵素(MDH)の延長ペプチドをモデルとしたペプチドを合成した。このペプチドは、ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼ(MPP)の基質に類似ししかも切断を受けにくいように、切断部位を改変させてある。さらに、光親和性基であるベンゾイルフェニルアラニン(Bpa)と標識基であるビオチンを挿入してある。《MPPの光親和性標識》ウシもしくはラットから部分精製したMPPと光親和性標識基質類似体を混合し、水銀ランプ下で光照射した。得られた生成物をSDS-PAGE、引き続いて膜転写した。膜上のペプチド付加物をアビジンを結合させたペルオキシダーゼで検出しようとを試みたが、アビジンの非特異的吸着を抑えることができず、付加物の明確な検出には至らなかった。そこで、単量体アビジンを固定化することで結合力を低下させたアビジン-アガロースに上記の反応物を結合させ、過剰量のビオチン存在下で、アビジンに特異的に結合しているタンパク質のみを分離した。抗MPP抗体を用いた免疫ブロットにより、MPPのうちα-サブユニットだけがビオチンにより標識されていることが判明した。どの、部位に標識が入っているかは未だ不明である。現在、基質結合サブユニットの特定までしかできていないが、これはペプチド基質類似体の結合が弱いためと思われる。まず、この点を早急に解決しなければならない。ミトコンドリアタンパク質前駆体の延長ペプチドをモデルとした合成ペプチドの、精製ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼ(MPP)との反応解析から、これまでに以下の点を明らかにしている。1)切断点からアミノ末端側の2ないし3残基前(近位)のAeg、2)そこからさらに5-10残基離れた位置(遠位)の塩基性アミノ酸、3)切断位置のC-末端側の芳香族もしくは疎水性アミノ酸。これらが主要なシグナルとして実際の前駆体タンパク質でも働いていることを、試験管内で合成したリンゴ酸脱水素酵素の前駆体の点変異実験でも確認した(論文作成中)。モデルペプチドを用いた研究でも、近位と遠位の間にさらに塩基性アミノ酸があると切断効率が向上すること(J.Biochem.120)、主鎖にエーテル基を導入したアミノ酸誘導体で、近位と遠位のArgの間を繋げるとペプチドの切断活性が著しく向上することを見いだした。

このことと、近位と遠位Argの間におけるProやGlyの存在、これらの他のアミノ酸への置換が切断活性を低下させることは、両Arg間の柔軟性が基質として重要であることを示唆した(論文作成中)。それぞれのサブユニットを大腸菌で大量発現させる系を確立した。これらのサブユニットを高純度に精製し、再構成することに成功した。この両構成系を用いて合成基質による光親和性標識を行ったところ、基質の切断部位付近は触媒部位のあるβ-サブユニットに結合することが判明した。しかし、基質のC-末端部はα-サブユニットと結合することが判明した。すなわち、両サブユニットが共同で基質認識部位を形成しているを強く示唆している(論文作成中)。
マインドフルネスとコンパッションの経営組織への導入：可能性、課題、日本からの提言

1.マインドフルネスに関して、以下について研究をおこない、編著として出版した。(1)マインドフルネスのパラダイムと臨床心理(2)マインドフルネスにともなう瞑想難民の問題(3)マインドフルネスと悟り(大乗仏教)(4)マインドフルネスと世界の思想史(5)マインドフルネスと社会応用(6)マインドフルネスと技術エンジニアリング(7)マインドフルネスの今後の進化とウェルビーイングの関連2.スタンフォード大学医学部のコンパッション研究センターやネフ教授のセルフコンパッションセンターのウェブコースを受講し、大学院や学部の授業で応用した。3.Contemplative Educationの国際シンポジウム後タイやブータンの研究者との連絡を密にし、研究計画を作成した。4.マインドフルネスの企業や社会応用として、SDGsとの関係を調査した。特に国連グローバルコンパクト参加企業との企業・産業連携を行った。日中韓ラウンドテーブルなどでの発表などを行った。5.マインドフルネスの企業や社会への応用を考えるうえで、老舗企業の経営について考察を行い、2019年にはケースとしての出版を目指す。6.日本文化の中のマインドフルネスを考えるために研究チームをさらに拡充させて、宮大工や一保堂茶舗、松栄堂(お香)などを組織化し研究を進めた。また、陰陽師への調査を行い、査読論文として発表予定。7.大学院レベルで、英語と日本語の授業を開発。学部生のための授業を開発した。2019年度は、京都の他の大学の学生もとれるようにする。8.アプリの開発を試みるため、企業との連携を行った。まず、感謝のアプリの実装実験を行った。9.マインドフルネスとコーチングの関係を探るための、企業連携を行った。大学教育における新しい試みである。(1)2018年に『進化するマインドフルネス』の出版を行い、成果物の発表を行った.(2)授業での試みを行い、大学院レベルでの英語、日本語のみならず、学部生用のコースを開発した。(3)国際連携がさらに進んだ。(4)企業産業連携がさらに、進んだ。(グローバルコンパクト企業へは2018年度の努力が実り、2019年度には、総会でのキーノートとしての発表(約400社が参加)や、セミナーシリーズの開催が決まっている。アプリ開発(N社),コーチングの融合(C社)(5)日本文化の中のマインドフルネスの研究が組織化され進んだ。1.マインドフルネスに関して、研究をさらに進める。特に、欧米で問題となっているマインドフルネスの危険性についてと、社会応用について研究する。社会応用に関しては、SDGsとの関連も研究対象とする。2.セルフコンパッションを、日本で行うトレーニングに反映させる。3.マインドフルネスやそれを伝える授業やセミナーに関して、さらに書籍や論文を作成する。(査読つきジャーナルや国際会議での発表が、複数決まっている。)4.マインドフルネスなどのContemplative Educationや、その関連の深い、Responsible Leadershipに関しての国際連携をさらに深める。すでに、アメリカやアジアとは、一定の関係が構築されているので、アフリカやヨーロッパなどとの連携を深めて、全世界へのネットワークを作り上げる。5.マインドフルネスの企業や社会応用として、SDGsとの関係を調査しているが、特に国連グローバルコンパクト参加企業への関与を深める。セミナーシリーズや、講演などを行い社会への貢献とする。また、マインドフルネスを基調とする文化を持つ日本からのSDGsに関する発信を考える。6.マインドフルネスの企業や社会への応用を考えるうえで、老舗企業の経営について考察を行い、調査を開始した。本年は、調査をさらに進めケース等の形でまとめる。7.日本文化の中のマインドフルネスを考えるために茶道、などの研究をスタートさせた。システムの調査をさらに進める。8.マインドフルネスやEQを使った授業をさらに発展させる。日本語での教材を開発する。1.マインドフルネスに関して、以下について研究をおこなった。(1)マインドフルネスのパラダイムと臨床心理(2)マインドフルネスにともなう瞑想難民の問題(3)マインドフルネスと悟り(大乗仏教)(4)マインドフルネスと世界の思想史(5)マインドフルネスと社会応用(6)マインドフルネスと技術エンジニアリング(7)マインドフルネスの今後の進化とウェルビーイングの関連2.スタンフォード大学医学部のコンパッション研究センターの開発したコンパッショントレーニングについての調査を行った。3.マインドフルネスに関して、編著の作成に当たった。4.マインドフルネスなどのContemplative Educationに関しての国際シンポジウムを行い海外連携を構築した。スタンフォード大学、UCバークレー、および、アジア各国との連携を行った。5.マインドフルネスの企業や社会応用として、SDGsとの関係を調査した。特に国連グローバルコンパクト参加企業との戦略について、産業連携を行った。これに関しては、日中韓ラウンドテーブルなどでの発表などを行った。7.日本文化の中のマインドフルネスを考えるために茶道などの研究をスタートさせた。8.マインドフルネスを使ったり、その他のエモーショナルインテリジェンス(EQ)を発達させるための授業を行った。英語の授業に関する限りは、一定の成果を得た。(1)2018年に『進化するマインドフルネス』の出版を行い、成果物の発表を行った。(2)授業での試みを行った。(3)海外連携が進んだ。(4)日本文化の中のマインドフルネスの研究が進んだ。

1.マインドフルネスに関して、以下について研究をおこない、編著として出版した。(1)マインドフルネスのパラダイムと臨床心理(2)マインドフルネスにともなう瞑想難民の問題(3)マインドフルネスと悟り(大乗仏教)(4)マインドフルネスと世界の思想史(5)マインドフルネスと社会応用(6)マインドフルネスと技術エンジニアリング(7)マインドフルネスの今後の進化とウェルビーイングの関連2.スタンフォード大学医学部のコンパッション研究センターやネフ教授のセルフコンパッションセンターのウェブコースを受講し、大学院や学部の授業で応用した。3.Contemplative Educationの国際シンポジウム後タイやブータンの研究者との連絡を密にし、研究計画を作成した。4.マインドフルネスの企業や社会応用として、SDGsとの関係を調査した。特に国連グローバルコンパクト参加企業との企業・産業連携を行った。日中韓ラウンドテーブルなどでの発表などを行った。5.マインドフルネスの企業や社会への応用を考えるうえで、老舗企業の経営について考察を行い、2019年にはケースとしての出版を目指す。6.日本文化の中のマインドフルネスを考えるために研究チームをさらに拡充させて、宮大工や一保堂茶舗、松栄堂(お香)などを組織化し研究を進めた。また、陰陽師への調査を行い、査読論文として発表予定。7.大学院レベルで、英語と日本語の授業を開発。学部生のための授業を開発した。2019年度は、京都の他の大学の学生もとれるようにする。8.アプリの開発を試みるため、企業との連携を行った。まず、感謝のアプリの実装実験を行った。9.マインドフルネスとコーチングの関係を探るための、企業連携を行った。大学教育における新しい試みである。(1)2018年に『進化するマインドフルネス』の出版を行い、成果物の発表を行った.(2)授業での試みを行い、大学院レベルでの英語、日本語のみならず、学部生用のコースを開発した。(3)国際連携がさらに進んだ。(4)企業産業連携がさらに、進んだ。(グローバルコンパクト企業へは2018年度の努力が実り、2019年度には、総会でのキーノートとしての発表(約400社が参加)や、セミナーシリーズの開催が決まっている。アプリ開発(N社),コーチングの融合(C社)(5)日本文化の中のマインドフルネスの研究が組織化され進んだ。1.マインドフルネスに関して、以下について研究をさらに進める。(1)マインドフルネスのパラダイムと臨床心理(2)マインドフルネスにともなう瞑想難民の問題
シリケイトメルトの混合エントロピーの実験的決定とその組成依存性の解明

シリケイトメルトの熱力学的性質に関する知見はマグマの成因がガラス溶融炉における溶融プロセスを考察するために不可欠である.本研究ではシリケイトメルトの混合エントロピーの間接測定に必要となる各種実験要素およびメルトの熱容量について検討した.小容量試料で迅速にNa2O活量を測定可能な電気化学測定セル,および少量のフッ化水素酸を用いて室温で測定可能なガラスの溶解熱測定装置を開発した.また,アルミノシリケイトメルトの熱容量の温度・組成依存性を解明し,マグマの熱容量を従来法と比較して高精度に予測可能な計算式を提案した.本年度はガラスの溶解測定のための伝導熱量計の開発,およびいくつかのガラス試料に対するフッ化水素酸に対する試験的な測定を行った.製作した伝導型熱量計の構造の概要は次の通りである:恒温水槽に17L, 8.4L, 4.6LのSUS容器を順に置き,その内部に銅ブロックを設置した.この銅ブロックの左右にΦ52x78のテフロン製反応容器2個を左右に並列に置いた.それぞれのSUS容器を合計4層の発泡スチロールでフタをした.恒温水槽は25.0°Cになるようにヒーター出力を調整し,プロペラで撹拌させた.左右のテフロン容器のそれぞれに23wt%のHF水溶液100mlを,マグネティックスターラーで撹拌した.100Ωの金属皮膜抵抗を検量ヒーターとし定電圧電源により通電加熱するようにした.100kΩのサーミスタ合計6個を直列に接続したものをテフロンチューブに入れ,HF水溶液の温度を計測した.製作した熱量計の温度ドリフトは6時間でおよそ±0.1mK以内,温度計測の誤差は±40μK(1σ)であった.この熱量計を用いて石英ガラスの溶解熱を測定したところ,147.2±1.0 (kJ/mol)と求まり,文献値とよく一致する値が得られた.またアノーサイトの合成結晶とDrop Calorimetryによる相対エンタルピーを測定後のガラス試料のそれぞれについて溶解熱測定を行い,298Kにおけるガラス化のエンタルピーは91.7±1.4 (kJ/mol)と求まった.この値とDrop Calorimetryによる相対エンタルピー,結晶の熱容量から,融点(1830K)におけるアノーサイトの融解熱は152.7±1.4 (kJ/mol)と計算された.高温溶解熱測定に基づく従来法では測定中のガラスのエンタルピー緩和が大きな誤差要因であった.本研究での測定から,より正確にアノーサイトの融解熱を決定することができたと考えられる.シリケイトメルトの熱力学的性質に関する知見はマグマの成因がガラス溶融炉における溶融プロセスを考察するために不可欠である.本研究ではシリケイトメルトの混合エントロピーの間接測定に必要となる各種実験要素およびメルトの熱容量について検討した.小容量試料で迅速にNa2O活量を測定可能な電気化学測定セル,および少量のフッ化水素酸を用いて室温で測定可能なガラスの溶解熱測定装置を開発した.また,アルミノシリケイトメルトの熱容量の温度・組成依存性を解明し,マグマの熱容量を従来法と比較して高精度に予測可能な計算式を提案した.本年度はシリケイトメルトに対する微小電気化学測定セルを用いたNa2O活量の迅速測定法の開発,並びにエンタルピーを得るための溶解熱測定に関わる基礎的な試験を行った.まずはじめに,起電力法によるNa2O活量測定に関して従来法の欠点を改善する新たな微小電気化学測定セルを開発した.質量100-200mg程度(従来法の約200分の1)のSiO2-Na2O-Al2O3系試料ガラスおよびSiO2-Na2O系参照用ガラスをそれぞれ直径0.3の白金線で縛った後に溶融して直径5mm程度のガラス球を得た.それぞれの下端を白金箔を巻いたアルミナ管で接続した.これらの操作は酸素バーナーを用いて10分程度で行うことができる.このセルを電気炉に入れ,測定試料と参照試料それぞれに結ばれた白金線電極の間の起電力を測定した.炉内に設置後,試料が温度安定になるのとほぼ等しい10分程度の時間以内(従来法の約50分の1)に安定した起電力が得られた.測定後のガラスをEPMA分析して化学組成を測定した.この方法により測定されたSiO2-Na2O-Al2O3系およびSiO2-Na2O系メルトのNa2O活量は既報の値とよく一致することを確認した.シリケイトガラスの溶解熱測定に関して,今年度はフッ化水素酸へのガラスの溶解度を系統的に調査した.SiO2-Na2O-Al2O3系とSiO2-Na2O系のガラスとMgOを12mol%まで含有するガラスは速やかに反応し,溶解熱測定を繰り返して3回実施するのに十分な溶解度を有する.一方,CaOを含むガラスほとんど溶解せずCaF2が結晶化すること,Enstatite組成のガラスはHFに溶解せず,またフッ化物も形成しにくいことを確認した.本年度はシリケイトメルトの配置エントロピーの温度依存性を反映する配置熱容量についての研究を行った.マグマ,スラグおよびガラス材料の一部は最大で20wt%に達するAl2O3を含むアルミノシリケイトメルトである.本年度は既報の熱容量測定データに我々がこれまでに行ってきた結果を加えて解析を行い,アルミノシリケイトメルトの配置熱容量の温度・組成依存性を一般化するとともに,多成分系メルトの熱容量計算への拡張を行った.

新たに得られたCpConfAl2O3の計算モデルを酸化物の部分モル熱容量と組み合わせ,合成系メルトとマグマの熱容量を計算した.本研究のモデルによる計算結果はいずれの組成においても既報のモデルと比較して誤差が小さく,天然組成のマグマで報告されている温度に依存する熱容量の変化についても±2%以内の誤差で再現できた.本研究のモデルはマグマ,スラグ,ガラス材料などアルミノシリケイトメルトの熱容量計算のための一般式として幅広く応用することができると考えられる.マグマ学,高温物理化学,無機材料科学H24年度に少量のメルト試料を用いた高速EMF測定法の開発,H25年度にガラスの溶解熱量計を完成させた.これにより,現有装置の落下型熱量計と合わせてシリケイトメルトの混合エンタルピーとエントロピーを間接測定する体制が整った.ただし装置開発と試験測定に時間を要したため,混合エントロピー決定のための系統的な測定実験は進行が遅れているのが現状である.起電力測定法の開発においてはいくつかの問題点に直面したが,実験方法の工夫が短期間で飛躍的にすすんだことで順次解消され,当初の予想よりも早期に目標を達成させることができた.溶解熱測定に関しては測定装置の開発が遅れているが,H24年度の溶解度測定の結果からSiO-Na2O-Al2O系に関しては反応が速やかに進行し,フッ化物が飽和するCaO含有系に関しても結晶相に対する測定値との差を求めることでエンタルピーの絶対値が得られる見込みが得られた.これらのことからH25年度においては溶解熱測定に関しても順調に進めることができると考えられる.NaAlSiO4ガラスおよびNepheline結晶,CaSiO3ガラスとWollastonite結晶について溶解熱測定を行い,それぞれの結晶の融解熱を決定するとともに,既報の値の比較と再評価を行う.続いてSiO2-Na2O-NaAlSiO4系,SiO2-Na2O-CaSiO3系に対して落下熱量測定を行い,測定後のガラスに対して順次溶解熱測定を実施する.得られた混合エンタルピーを関数近似してNa2Oに関する部分モル量を求め,既報のNa2O活量値と組み合わせてSiO2-Na2O-Al2O3系およびSiO2-Na2O-CaO系のメルトにおけるNa2Oの部分モルエントロピーを計算して,その組成依存性とメルト構造の関係について考察する.ガラスの溶解熱測定装置を製作し,溶解熱測定を進める.フッ酸への溶解度測定を行ったのと同様のSiO2-Na2O-Al2O3系とSiO2-Na2O系のガラスで試験測定を行い,測定精度を確認した後に測定を開始する.測定はまずはじめにNaAlSiO4ガラスおよびNepheline結晶,CaSiO3ガラスとWollastonite結晶について溶解熱測定を行い,それぞれの結晶の融解熱を決定するとともに,既報の値の比較と再評価を行う.続いてSiO2-Na2O-NaAlSiO4系,SiO2-Na2O-CaSiO3系に対して落下熱量測定を行い,測定後のガラスに対して順次溶解熱測定を実施する.得られた混合エンタルピーを関数近似してNa2Oに関する部分モル量を求め,既報のNa2O活量値と組み合わせてiO2-Na2O-Al2O3系およびSiO2-Na2O-CaO系のメルトにおけるNa2Oの部分モルエントロピーを計算して,その組成依存性とメルト構造の関係について考察する.該当なし
酸化的ストレスに対する生体防御因子としてのビリルビンとビタミンCの機能

1、酸化的ストレス負荷によるBR酸化分解の増加ラットを用いて、酸化的ストレスとしてエンドトキシン(lipopolysaccharide: LPS)投与と、肝臓の虚血再灌流を行った。第一に、LPS投与によっては、投与後3時間から10時間の間に血清および尿のBR酸化物濃度が著明に上昇した。尿中のBR分解物を分離精製したところ、biotripyrrin-aおよび-bが検出され、これらの物質が酸化的ストレスの負荷により多量に生成されることが初めて明らかとなった。第二に、肝臓の虚血再灌流によっても再灌流開始後3時間より尿中のBR分解物濃度が著明に上昇した。2、酸化的ストレス負荷時のBR酸化分解の増加に対するAsA摂取の制御作用遺伝的にAsA酸合成不能のODSラットを用いて、AsA無添加飼料を与えてAsA欠乏にした場合にLPSを投与したところ、血清および尿においてBR酸化分解物が著しく上昇することを確認した。この時にAsAを摂取した群においては、このLPS投与によるBR分解物の増加が明らかに抑制された。この結果は、酸化的ストレス負荷時にAsAが有効な抗酸化物質として機能していることを示している。そして、AsAとBRが生体内で協力して抗酸化物質として機能していることが初めて示唆された。(1)酸化的ストレスをもたらすと考えられるエンドトキシン(lipopolysaccharide:LPS)投与および四塩化炭素投与を通常ラットに行った場合に、尿中のビリルビン(BR)酸化物のレベルが著しく上昇した。そしてこれらの投与によって、BR生合成の律速酵素であるヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)の肝臓でのmRNAレベル、抗原量および活性が著しく上昇した。これらのことは、BRが生体内抗酸化物質として機能していることと、BR合成系が酸化ストレスの負荷に応答して活性化される系であることを示している。(2)ODSラットを用いて、ビタミンC無添加飼料群にLPS投与を行ったところ、尿中BR酸化物レベルの著しい上昇が観察された。この時に肝臓のHO-1も著しく誘導(mRNAレベル、抗原量、活性)された。LPS投与による尿中BR酸化物の増加と肝臓のHO-1の誘導は、ビタミンC添加飼料の摂取によって明らかに抑制された。これらのことは、ビタミンCが生体内抗酸化物質として機能し、酸化的ストレス下での活性酸素によるBRの酸化とHO-1の誘導を抑制していることを示している。(3)ODSラットにLPS投与を行ったときに増加する尿中BR酸化物を解析したところ、biotripyrrin-aおよび-bが存在することが明らかとなった。このことにより、ヒトの尿中に存在するこれらのBR酸化物がラットの尿中に存在し、LPS投与により増加することも判明した。そして尿中のbiotripyrrin-aおよび-bのLPS投与による増加はビタミンCの摂取によって著しく抑制されていた。(4)インスリン依存性糖尿病(IDDM)の自然発症モデル動物であるNODマウスを用いて、各個体における血糖値の変化と尿中BR酸化物のレベルの変動を追跡した。血糖値上昇の見られる15週令以降より前の10-14週令時に尿中BR酸化物レベルの一過性の上昇が存在することを見いだした。また、マウスの膵臓ランゲルハンス氏島(ラ氏島)を単離して培養した結果、ラ氏島がBR酸化物産生能を有することを確認した。これらのことは、尿中BR酸化物の上昇はIDDM発症の有効な予知マーカーである可能性を示唆している。1.酸化的ストレス負荷によるBR酸化分解の増加ラットを用いて、酸化的ストレスとしてエンドトキシン(lipopolysaccharide:LPS)投与と、肝臓の虚血再灌流を行った。2、酸化的ストレス負荷時のBR酸化分解の増加に対するAsA摂取の抑制作用

遺伝的にAsA酸合成不能のODSラットを用いて、AsA無添加飼料を与えてAsA欠乏にした場合にLPSを投与したところ、血清および尿においてBR酸化分解物が著しく上昇することを確認した。この時にAsAを摂取した群においては、このLPS投与によるBR分解物の増加が明らかに抑制された。この結果は、酸化的ストレス負荷時にAsAが有効な抗酸化物質として機能していることを示している。そして、AsAとBRが生体内で協力して抗酸化物質として機能していることが初めて示唆された。
ナノ構造体の特性を基盤としたナノ界面科学の構築

本年度は、昨年度に引き続き、ナノ構造体を利用した無標識検出を行うためのシステムの開発を継続して行った。無標識検出を行うためのナノ構造体は石英基板上に作製した。微小流路(幅25μm)内部に、幅600nm、高さ2.7μmのナノ構造体(ナノウォール)を200nm間隔にてパーティションのように流路と平行に作製した。光源には、波長532nmのレーザー光を用いた。入射レーザー光をチョッパーによって周期的に変調し、対物レンズを通して集光した。変調・集光したレーザーをナノウォール構造体に垂直に入射すると、レーザー光がナノウォールによって回折されることを確認した。この回折光をフォトダイオードにより検出し、この信号をロックインアンプに取り込み周波数分離・増幅を行った。光の強度変化を効率良く検出するために、フォトダイオードの前に直径100μmのピンホールを設置した。生体分子であるDNA分子を電気泳動によってナノウォール領域に泳動し、ナノウォール構造体を通過する際の回折光の強度変化の測定により無標識検出を行った。DNAの長さに応じて、信号強度が線形に増加することが明らかとなり、DNAの塩基対数と信号強度の間に直線の検量線を得ることに成功した。同様にして、200bp DNAの濃度を10ng/μLから300ng/μLまで変化させ、無標識検出が可能なDNA濃度の検討を行ったところ、用いた濃度範囲において濃度が大きくなるにつれて信号強度が線形に増加することがわかった。これにより、濃度と信号強度の間に直線の検量線を描くことに成功した。本年度は、これまでに申請者が開発してきたナノピラーチップを用いて、ナノ界面の定量的な評価法の開発を行った。定量的なナノ界面評価法には、電気浸透流移動度の測定を用いた。今回用いたナノピラーチップは石英製であるために、pH=8程度の緩衝溶液を導入すると、ナノピラーの表面に負電荷が生じる。その負電荷を打ち消けすために緩衝溶液中の正電荷がナノピラー近傍に集まり、電気二重層が形成される。この緩衝溶液を導入することで形成された電気二重層に電場を印加すると、電場方向への電荷の移動が発生し、電気浸透流が発生する。ナノピラーを内部に含むマイクロチャネルの電気浸透流移動度を計測した結果、ナノピラーがないマイクロチャネルにおける電気浸透流移動度よりも、1桁も値が小さいことが明らかになった。ナノピラーチップの電気浸透流移動度が大幅に抑制されている原因を明らかにするために、配列の異なるナノピラーチップ、様々なナノピラー間隔を持つナノピラーチップを作製した。上記作製したナノピラーチップを用いて実験を行った結果、ナノピラーの配列は電気浸透流移動度に全く影響を及ぼしておらず、ナノピラーの間隔が狭くなるにつれて、電気浸透流移動度の値が小さくなることが明らかになった。従来までに提案されていた電気浸透流移動度の式に、ナノピラーの本数という概念を組み込み、その式より、ナノピラーの本数が電気浸透流移動度の抑制に関与していたことが明らかとなった。上記結果は、マイクロチャネル内部にナノ構造体を有する場合、電気浸透流移動度は構造体の表面積に応じて抑制されることを示しており、効率的な電気泳動分離を行うデバイスの開発に貢献すると考えられる。また、本研究結果はナノ構造体の数(表面積)が電気浸透流に及ぼす影響を定量的に調べた世界初の結果であり、ナノ構造体を有する分離流路の設計指針となると考えられる。本年度は、ナノ構造体を利用して無標識検出を行うための測定システムの開発を行った。無標識検出を行うためのナノ構造体として幅600nm、高さ2.7μmの直方体状のナノ構造体(ナノウォール)を間隔200nmにて微小流路(幅25μm)内部に作製した。レーザー光を対物レンズを通して、ナノウォールに垂直に入射すると、レーザー光がナノウォールによって回折されることを確認した。回折光の検出にはフォトダイオードを用いた。レーザー光をチョッパーによって周期的に変調し、回折光の信号をロックインアンプに取り込み周波数分離・増幅を行い、非蛍光性物質の無標識検出を行った。実験システムの組み立てを行い、今回開発したシステムで無標識検出が可能かどうかを検討した。ナノウォールチップを用いて、ナノウォール領域に純水が有る場合と無い場合(空気)の信号強度の違いを測定することで実験系の基本検出性能の評価を最初に行った。流路に純水が無い状態で回折光をモニターしながら、純水を導入した時の信号変化を検出することに成功した。次に純水から各種緩衝溶液を導入した際の信号変化の検出を行い、溶媒の違いを検出できることを示した。その後、吸光物質(サンセットイエロー)を導入し、サンセットイエローの濃度に応じて検出信号が変化することを確認した。これら実験結果より、ナノウォール領域の僅かな純水・溶解物質・吸光物質の有無によっても、今回構築した無標識測定システムで大きな信号変化として計測できることが確認できた。

光源には、波長532nmのレーザー光を用いた。入射レーザー光をチョッパーによって周期的に変調し、対物レンズを通して集光した。変調・集光したレーザーをナノウォール構造体に垂直に入射すると、レーザー光がナノウォールによって回折されることを確認した。この回折光をフォトダイオードにより検出し、この信号をロックインアンプに取り込み周波数分離・増幅を行った。光の強度変化を効率良く検出するために、フォトダイオードの前に直径100μmのピンホールを設置した。生体分子であるDNA分子を電気泳動によってナノウォール領域に泳動し、ナノウォール構造体を通過する際の回折光の強度変化の測定により無標識検出を行った。DNAの長さに応じて、信号強度が線形に増加することが明らかとなり、DNAの塩基対数と信号強度の間に直線の検量線を得ることに成功した。同様にして、200bp DNAの濃度を10ng/μLから300ng/μLまで変化させ、無標識検出が可能なDNA濃度の検討を行ったところ、用いた濃度範囲において濃度が大きくなるにつれて信号強度が線形に増加することがわかった。これにより、濃度と信号強度の間に直線の検量線を描くことに成功した。
植物におけるニコチアナミンの新機能の解明

植物に広く存在する三価の鉄と二価金属のキレーターであるニコチアナミンを合成する酵素、ニコチアナミン合成酵素(NAS)の遺伝子は世界ではじめて当研究室でオオムギから単離された。金属過剰条件下におけるニコチアナミンの役割を調べるため、アグロバクテリウムを用いた遺伝子導入により、この遺伝子を過剰発現するシロイヌナズナとタバコを作成した。これら形質転換体の種子を鉄、亜鉛、銅、マンガン、ニッケル、カドミウムを過剰に含む培地に播種し、耐性を検定した。その結果、NAS過剰発現シロイヌナズナは鉄、亜鉛、銅、マンガン、ニッケル、カドミウムのすべての過剰に耐性を示した。特にニッケル過剰培地に顕著な耐性を示した。NAS過剰発現タバコは鉄、亜鉛、銅、マンガン、カドミウムには顕著な耐性は示さなかったが、ニッケル過剰に対し顕著な耐性を示した。NAS過剰発現シロイヌナズナは非形質転換体の約5倍、NAS過剰発現タバコは約10倍のニコチアナミン濃度を有していた。NAS過剰発現タバコは北海道雨竜郡幌加内町弥運内から採取したニッケル過剰土壌を用いて栽培した際も正常に生育し、顕著な耐性をみせた。このことからニコチアナミンが鉄、亜鉛、銅、マンガン、ニッケル、カドミウム、特にニッケル過剰の過剰害から植物を防御する機能をもつことが明らかになるとともに、NAS遺伝子を過剰発現する植物が重金属汚染土壌からの金属の回収(ファイトレメディエーション)に有効であることが示唆された。この研究成果は2005年に北京で行われた植物栄養学の国際会議で発表し、日本植物生理学会雑誌(Plant Cell Physiology)に掲載された。また、この論文はネットからのPDFアクセス数の月間トップ10に入った(8位)。このことはニコチアナミン研究への関心の高さを示すとともに、この研究が常に世界の研究者と競合していることを示す。1)双子葉植物とイネ科植物の生殖成長・胚の発達過程におけるニコチアナミン合成酵素遺伝子の発現の局在を調べるため、イネとシロイヌナズナのニコチアナミン合成酵素遺伝子のプロモーター領域とβ-グルクロニターゼ(GUS)を連結したコンストラクトを導入した植物を用いて顕微鏡観察を行った。その結果、ニコチアナミン合成酵素遺伝子はイネとシロイヌナズナの両方で花の形成過程や種子の成熟過程において発現しており、ニコチアナミンが生殖成長や種子の成熟、胚発生に関与していることが明らかとなった。2)さまざまなストレスによるニコチアナミン合成酵素遺伝子の発現を調べるため、上記のプロモーターGUS導入シロイヌナズナに金属過剰、金属欠乏ストレスをかけ、観察した。その結果、ニコチアナミン合成酵素が鉄欠乏や亜鉛欠乏ストレス、鉄過剰やニッケル過剰ストレスに関係していることが明らかになった。3)ニコチアナミン合成酵素を過剰発現するシロイヌナズナ・タバコの作成し、金属過剰、金属欠乏ストレスに対する耐性を検定した結果、形質転換植物はニッケル過剰に顕著な耐性を示した。1)-3)の結果は国際学会や国内の学会において発表した。4)ニコチアナミンと金属の複合体を通すトランスポーター(OsYSL2)の生殖成長段階と種子成熟過程における遺伝子発現を観察した結果、この遺伝子が生殖成長段階と種子成熟過程において発現していることがわかり、ニコチアナミンがこの時期に重要であることがさらに裏付けられた。この結果は以下に記した科学雑誌において発表した。
サヘル地域の村落における情報伝達構造と技術普及手法に関する研究

本研究は、砂漠化や貧困問題が深刻化している西アフリカ内陸部半乾燥地(サヘル地域)での砂漠化対処や地域開発支援の基本となる情報伝達構造を解明し、実践的な技術普及会アプローチを形成することを目的とした。その方法として、「情報ネットワーク」「信頼のネットワーク」「オピニオンリーダー」からなる社会ネットワーク調査を対象村落で実施した。これにより、対象地における地域住民の情報伝達構造がある程度明らかになり、またそこから寡婦や女性世帯といった社会的な弱者層の存在も明らかにすることができた。本研究は、西アフリカ内陸部半乾燥地(サヘル地域)での砂漠化対処や地域開発支援の基本となる情報伝達構造を解明し、実践的な技術普及アプローチを形成することを目的とし、西アフリカ・サヘル地域に位置するニジェール共和国南西部、サイ・コミューンを研究対象地域とする。平成24年度は、以下の取り組みの成果を得た。(1)ネットワークの結節点となる人物への技術の導入と波及効果の把握;社会ネットワーク調査のモデルケースであるフィナレ村において、ネットワークの結節点となる人物への技術導入後の波及効果を現地の聞き取り調査、モニタリングから把握した。これまでのところ新たな技術導入者は見られない。(2)フィナレ村の周辺村落における社会ネットワーク調査の実施;フィナレ村から10km圏内に位置する新たな2村落(ドゥッゲル・バーニズンブ村、トカイ村)において、ベースライン調査(世帯の家族構成、年齢、性別、民族、栽培作物、家畜数、畑の筆数、仕送りの有無など)と、社会ネットワーク調査(情報ネットワーク、信頼のネットワーク、オピニオン・リーダー)を実施し、各ネットワークにおける結節点となる人物を明らかにした。(3)社会的弱者層の把握;調査対象村落における一連の社会ネットワーク調査により、寡婦世帯や老人世帯といった社会的弱者世帯の存在を把握することができた。当初の計画では当該年度(平成25年度)は以下の項目を実施する予定であった;1.技術普及に有効な社会ネットワークの特定:前年度の社会ネットワーク調査(情報ネットワーク、信頼のネットワーク、オピニオンリーダー)から明らかにされたネットワークのうち、どのネットワークを採用することが技術普及にとってより適しているのかを、各ネットワークにおける技術の普及状況の聞き取り調査やモニタリングにより分析する。2.社会ネットワークを組み込んだ新たな技術普及手法の体系化:一連の社会ネットワーク調査の詳細な実施方法、実施期間、実施にかかる費用とその後の技術導入方法等をまとめ、他の地域で応用実践するための方法論を体系化する。3.サヘル地域の村落における個人レベルの技術普及理論の検証:複数の村落における技術普及事例を、地域レベルだけでなく個人レベルの技術の受容経緯まで掘り下げ、それらを聞き取り調査で明らかにする。これによりサヘル地域住民の技術観(例えば、新規の外部技術について保守的か寛容的かなど)を把握し、その個人が域内の社会ネットワークでどのような場所に位置し、技術普及においてどのような役割を果たしているのかを明らかにする。4.成果発表と投稿論文の作成:得られた研究成果を国内外の学会にて適宜発表し、投稿論文作成により地域開発、国際開発援助分野の関係者に広く情報を発信する。一連の技術的知見を地域開発支援に取り組む現地政府や援助機関、NGOに報告書を通して提案する。しかし、2014年1月より当該地域の治安が急激に悪化したため、現地での調査、研究の継続が実質不可能となった。そのため、2013年度の渡航時に実施した社会ネットワーク調査を最後に研究の中断を余儀なくされ上記(1)(2)は現在保留の状況である。(4)については国際会議や学会発表等でこれまでの成果を発表した。研究活動は概ね予定通り進捗している。2013年2月以降、隣国マリの内戦の影響を受けて、ニジェールにおける治安状況も急速に悪化してしまったため、2013年に入ってからは、村落における現地調査が実質不可能になってしまった。25年度が最終年度であるため、記入しない。ニジェール及びサヘル地域諸国の治安状況を鑑みると、当初の計画通りに研究活動を進めることが難しくなると予想される。それでも、首都ニアメへの渡航は今のところ可能であるので、調査助手に現地調査、モニタリングを依頼し、技術の普及状況を把握することは可能である。いずれにしても、現地の治安状況をみて、今年度も柔軟に対応していきたい。
乳幼児CT検査における年齢別被ばく評価と検査の最適化に関する研究

本研究では、X線CT検査による乳幼児被ばくの実態を実測により調査するために、日本人型の3歳児人体ファントムを開発し、ファントム内部の主要組織・臓器に蛍光ガラス線量計を多数埋め込んだ3歳児ファントム臓器線量計測システムを構築した。開発した臓器線量計測システムの妥当性を検証するために、同年代の数学ファントムを使ったCT線量シミュレーションWebシステム(WAZA-ARI)による計算値との比較を行ったところ、両システムの線量値は20%の許容誤差内で一致した。各年齢の頭部、胸部、腹部ー骨盤部CT検査における実効線量を比較したところ、0ー6歳までは年齢に依存せず同等であることが分かった。当研究課題の目的は、日本人の乳幼児の人体構造を精密に模した人体ファントムの作製を行い、その内部に微小線量計を複数設置した臓器線量計測システムを新たに構築することである。作製した臓器線量計測システムを用いれば、現在、医療被ばくで最も問題視されている乳幼児のCT被ばくの実態を短期間に調査することが可能となる。現在までに我々は、乳幼児患者のCT画像から0歳、0.5歳、1歳、3歳の骨格、体格を測定し、3歳児の人体ファントムの設計を行い、3歳児の頭頸部ファントムの作製を完了している。平成25年度の達成目標は、3歳児の体幹部ファントムを作製することであった。ファントム材料には、作製費用と入手のしやすさ、加工のしやすさから、生体軟組織等価材にアクリル樹脂、骨等価材に石膏、肺等価材にタフラング260を使用した。設計当初、肋骨部分は人体と同様に、人体背面から前面にかけて傾斜をつけて配置する予定であったが、機械加工でアクリル樹脂を斜めに削ることが非常に難しいことが判明し、肋骨の形状を若干変更した。頭頸部ファントムと同様に、体幹部ファントムも2.5cmのスライス厚に分割し、各スライスには、蛍光ガラス線量計とSiーpinフォトダイオード線量計を設置するための穴あけと溝切り加工を施した。各線量計の設置位置は、International Commission on Radiological Protection(ICRP)のPublication 103において、実効線量評価に必要とされている組織・臓器位置を患者のCT画像と照らし合わせて、小児科医との相談の上決定し、線量計の設置個数は、線量計同士の干渉ができるだけ少なくなるように決定した。頭部から大腿部までの全身において、蛍光ガラス線量計は150箇所、Siーpinフォトダイオード線量計は32箇所設置できるように穴開け加工を行った。現在、X線CTによる医療被ばくの将来リスクが国内外で大きな問題になっているが、そのリスク評価に必要な基盤データとなる個々の「臓器線量」を正確に評価することは困難である。本研究では、成長とともに体型が大きく異なるため、被ばくの実態が把握しにくい乳幼児のCT被ばくに着目し、体型に応じた線量評価をより正確に行うために、日本人乳幼児の人体構造を精密に模した人体ファントム臓器線量計測システムを開発し、それを用いて、我が国の乳幼児CT被ばくの実態を解明することを目的としている。平成26年度は、前年度に作製した3歳児人体ファントムの線量評価における妥当性を検証するために、ファントムの主要な臓器位置(152箇所)に、市販の蛍光ガラス線量計を設置した3歳児ファントム臓器線量計測システムを作製した。この臓器線量計測システムによる計測値と、放射線医学総合研究所がWeb上で公開している「CT撮影による被ばく線量を評価するWEBシステム:Aweb-based CT dose calculator (WAZA-ARI v1)」との線量比較を行った。WAZA-ARI v1では、小児の標準ファントムとして4歳児の数学ファントムによる線量シミュレーションが可能であるため、本研究で作製した3歳児ファントムと体型が近いことから、開発した3歳児ファントムにおける臓器線量の妥当性の検証に有用であると考えた。線量比較の結果、両ファントムの体型に多少の違いがあるものの、頭部、胸部、腹部CT検査条件において、シミュレーションと実測では、スキャン範囲内の臓器の線量差がおおよそ20%以内であることがわかった。このことから、我々の開発した人体ファントムは、年齢相応の被ばく評価が可能であると判断できた。本研究の目的は、日本人乳幼児の体型に即した人体ファントム臓器線量計測システムを開発し、それを用いて、近年その発がんリスクが社会問題となっている乳幼児CT検査による医療被ばくの実態調査と、検査の最適化を検討することであった。平成27年度は、平成25年度に作成した3歳児人体ファントム内部に自作のSi-pinフォトダイオード線量計を各臓器位置に設置した人体ファントム臓器線量計測システムを構築した。これにより、CTスキャン終了時に即座に臓器線量と実効線量をその場で取得できるようになった。さらに、別の研究で開発した0歳児と6歳児人体ファントム臓器線量計測システムによって測定された被ばく線量との比較を行った。その結果、胸部、腹部CT検査においては、年齢の増加と共に、スキャン範囲内の臓器の線量は増加することがわかった。また、体が小さいほど、スキャン範囲外の臓器の線量は増加した。しかし、実効線量は年齢に依存ぜず、あまり変化しなかった。これは、体が小さいほど、オーバーレンジ効果により、スキャン範囲外のリスク臓器の線量が増加するためであると考えられた。このオーバーレンジ効果によるスキャン範囲外の無用な被ばくを軽減するために、最新のCT装置にはDynamic z-collimator(以下、可変コリメータ)が搭載されている。

本研究では、0歳児ファントムを使用して胸部CT検査時の可変コリメータの被ばく低減効果を調べた。その結果、電流一定条件の場合、可変コリメータON-OFFにより出力は最大で10%変化し、ON時には、オーバーレンジは最大で52%減少し、スキャン範囲外の臓器の線量は最大で52%低減した。しかし、実効線量は、ON-OFFかかわらずほぼ同程度であった。ゆえに、最新のCT装置においても、オーバーレンジ効果はゼロではないため、乳幼児検査のビーム幅やピッチの設定には注意が必要であるとことがわかった。本研究では、X線CT検査による乳幼児被ばくの実態を実測により調査するために、日本人型の3歳児人体ファントムを開発し、ファントム内部の主要組織・臓器に蛍光ガラス線量計を多数埋め込んだ3歳児ファントム臓器線量計測システムを構築した。開発した臓器線量計測システムの妥当性を検証するために、同年代の数学ファントムを使ったCT線量シミュレーションWebシステム(WAZA-ARI)による計算値との比較を行ったところ、両システムの線量値は20%の許容誤差内で一致した。各年齢の頭部、胸部、腹部ー骨盤部CT検査における実効線量を比較したところ、0ー6歳までは年齢に依存せず同等であることが分かった。平成26年度は、前年度に作製した3歳児人体ファントム内部に設置した微小線量計による線量値が、年齢あるいは体型相応の評価値を示すかどうかを検証することを第一の研究目標として研究を進めた。3歳児人体ファントム内部に市販の蛍光ガラス線量計を多数設置して、臓器線量を算出したところ、どの撮影条件においても、同年代であるボクセルファントムによるシミュレーション結果とほぼ同等の値を示すことが分かった。ゆえに、当初の研究計画通り、本研究で開発した物理的人体ファントムは、年齢相応の被ばく評価に十分使用可能であることが検証できた。従来、ファントムにおける線量評価では、今回使用したように市販の蛍光ガラス線量計を用いることが多いが、操作が煩雑で、撮影から臓器線量を取得するまでに数日を要するという欠点がある。そこで本研究では、リアルタイムで臓器線量および実効線量評価が可能な臓器線量計測システムの作製も行った。このシステムを、作製した人体ファントムに設置することで、より簡便に短時間で線量データの収集が可能になるものと期待された。よって、本研究は順調に進展していると言える。放射線計測学作製したリアルタイム臓器線量計測システム(Si-pinフォトダイオード線量計測システム)を標準電離箱を用いて校正し、3歳児人体ファントム内部の主要臓器位置に設置し、3歳児ファントム臓器線量計測システムを新たに構築する。頭部、胸部、腹部CT撮影条件で3歳児ファントムを撮影し、その時の臓器線量を蛍光ガラス線量計で測定した臓器線量と比較することで、自作のSi-pinフォトダイオード線量計測システムの妥当性を検証する。両者の線量計測システム間で大きな違いが出た場合は、Si-pinフォトダイオード線量計のファントム内部での設置位置を再検討する。各病院に、3歳児ファントム臓器線量計測システムを持ち込み、頭部、胸部、腹部領域のルーチン撮影条件でファントムを撮影してもらい、3歳児のCT被ばくにおける臓器線量と実効線量を収集する。