hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サル胚性幹細胞からの血管前駆細胞の同定と分化誘導因子探索及び細胞移植治療への応用

しかしながら、我々の知見はマウスES細胞における成績であり、実際の臨床応用を考えた場合、是非とも霊長類での血管前駆細胞の存在の実証とその移植治療への応用の検討並びに、新たな複数の分化誘導因子の同定を要すると考えられる。そこで本研究課題においては、研究代表者伊藤らの有するES細胞由来血管前駆細胞に関する知見の集積並びにFACSセルソーターを用いた血管前駆細胞の純化のノウハウと、田辺製薬(株)の樹立保有する霊長類ES細胞とその維持培養系を融合させ、ES細胞の血管再生医療への実用化に向け、霊長類ES細胞由来血管前駆細胞を用いた血管再生医療の基礎的基盤を検討した。その結果、サルES細胞の未分化維持培養系を確立し、更にFlk1陽性細胞より、内皮細胞と血管平滑筋細胞の双方を分化誘導する技術を開発した。本研究により、サルES細胞における"血管前駆細胞"の分化動態は、我々がこれまで明らかにしてきたマウスES細胞のそれと明らかに異なることが判明した。すなわち、サルES細胞ではフィーダー線維芽細胞上で培養された未分化の状態で既にFlk1を発現しており、この未分化Flk1陽性細胞から血管細胞は分化誘導されなかった。この未分化Flk1陽性細胞をコラーゲンIVの上で8日間培養することで初めて、血管前駆細胞と呼び得る細胞(Flk1+VEカドヘリン-)が分化することを明らかになった。今回の研究においてマウスES細胞とサルES細胞の差異が明らかになったことは、ES細胞の臨床応用研究においては霊長類ES細胞を用いた検討が不可欠であることが示された。また本研究課題においては、ES細胞由来血管前駆細胞を成人生体に移植することで血管構築が可能であるか、また血流改善治療効果を期待できる移植細胞の至適な分化段階は何かについても検討を行った。その結果、マウスES細胞由来血管前駆細胞をex vivoで内皮細胞と血管平滑筋細胞にある程度分化させた後、生体に移植することで、血管を構築し移植部の有意の血流増加を起こすことが可能であることが明らかとなった。この研究成果は、我々の発見したES細胞由来血管前駆細胞の血管再生医療への応用の可能性を示すものである。我々は現在更にヒトES細胞からの血管前駆細胞の同定とその血管再生医療への応用を検討中である。更に我々は、新たな血管分化誘導因子の同定を目指し、マウスES細胞由来血管前駆細胞より内皮細胞及び血管平滑筋細胞の各々の細胞系譜への分化に至る複数の段階における細胞群を個別にかつ大量にソーティングし、それらからRNAを各々回収し、cDNAを調整しDNAマイクロアレイ法を用いて、血管細胞分化に伴う遺伝子発現プロフィールのデータベース化に成功した。我々はこれまでマウス胚幹細胞(Embryonic Stem Cells ; ES細胞)より内皮細胞と血管平滑筋細胞の双方への分化が可能な、まさに"血管前駆細胞(Vascular progenitor cells ; VPC)"と呼びうる細胞の単離同定に成功した。ほとんど全ての細胞へ分化できる"全能性(totipotency)"を有し、かつ無制限の増殖能(self-renewal)を有するES細胞は、再生医療において魅力的なマテリアルである。
グリア細胞成長因子(GMF)によるラットグリア芽細胞分化誘導機構

グリア細胞成長因子(glia maturation factor,GMF)はウシ脳より精製された分子量19.5Kの酸性タンパク質で、ラットグリア芽細胞の増殖と分化を促進する。本研究では、グリア芽細胞に対するGMFの分化誘導作用に注目し、特に細胞骨格構造に及ぼす作用をNBDーファラシジンあるいは、抗GFAタンパクや抗チュブリン抗体を用いた間接蛍光抗体法などにより検討した。GMFで刺激されたラットグリア芽細胞は、刺激後24時間以降より徐々に細胞体が収縮しグリア突起が伸展し、成熟したアストロサイト形態へと分化していく。こうした形態分化に対応して細胞内では、刺激前においてストレスファイバ-を形成していたマイクロフィラメントが、ストレスファイバ-の消失と共に単なる裏打ち構造へと再構成された。またネットワ-ク構造を形成していた中間径フィラメントであるグリアフィラメントと微小管が、GMF刺激により束化し太いフィラメント構造に再構成された。これらの細胞骨格の構造変化は細胞内Caおよびカルモジュリンに強く制御されていることが認められた。即ち、GMF刺激で一旦上昇した細胞内Ca濃度は細胞分裂終了と共に減少し、続いてカルモジュリン機能が抑制された。グリア芽細胞の形態分化は、Caイオノフォアによる細胞内Caイオン上昇により阻害され、カルモジュリンアンタゴニストであるW7により促進されることから、カルモジュリン機能の抑制に大きく依存していることが示唆された。グリア細胞成長因子(glia maturation factor, GMF)はラットグリア芽細胞の増殖を促進した後、形態分化を誘導する成長因子である。本因子は分子量19,500Mrの酸性タンパク質でウシ大脳より精製された。本研究では、GMFで刺激されたラットグリア芽細胞が増殖に続いて形態分化に至るまでの生物学的細胞変化を理解するため、これに関わる一連の細胞内反応を検討した。GMF刺激されたラットグリア芽細胞の形態分化はCaAA2+BBとCaイオノフォアにより阻害され、Wー7により促進された。しかもGMF刺激後、形態分化誘導に先立ちCaAA2+BBinfluxが抑制され細胞内Ca濃度が減少することが示唆された。これらの知見から、カルモジュリン機能の抑制が形態分化誘導に重要な細胞内反応であることと考えられた。さらにこれはstress fiberの崩壊とmicrofilamentによる裏打ち構造形成、およびglia filamentやmicrotubuleの束化といった細胞骨格構造変化の引金となることが分かった。またタンパク質合成の過程が形態分化には必須で、特に19K Mrタンパク質の合成が分化に先だって促進された。このように、GMFの分化誘導作用は少なくともCa/カルモジュリン機能の抑制とタンパク質合成という2つの異なる反応に依存して発現されることが示唆された。GMFで刺激されたラットグリア芽細胞は、刺激後24時間以降より除々に細胞体が収縮しグリア突起が伸展し、成熟したアストロサイト形態へと分化していく。こうした形吾分化に対応して細胞内では、刺激前においてストレスファイバ-を形成していたマイクロフィラメントが、ストレスファイバ-の消失と共に単なる裏打ち構造へと再構成された。

グリア芽細胞の形態分化は、Caイオノフォアによる細胞内Caイオン上昇により阻害され、カルモジュリンアンタゴニストであるW7により促進されることから、カルモジュリン機能の抑制に枝きく依存していることが示唆された。
個人適応能力を有する高次マルチモーダルユーザインタフェースに関する研究

本研究では,直接的な3次元動作入力を基にした仮想環境とのインタラクションを実現するための要素技術として画像認識による非接触な3次元身体動作の計測手法を開発し利用した.非接触での身体動作の計測は,効率やそのスマートさから仮想空間と実空間とのシームレス化に重要である.しかしカメラを用いて動作計測を行う場合,身体動作を精度よく推定することが一般に困難な課題であり,詳細な動作を長時間安定に推定するための手法の開発がまず必要となる.そこで本研究では,比較的安定に推定可能な手や顔の動作情報のみを計測し,身体動作を再現するための姿勢推定を自動的に行うアプローチにより,リアルな身体動作を仮想空間上に生成することを目指した.また,仮想空間と実空間での円滑なインタラクションを遂行するために,計測した身体動作の入力をもとにユーザの本来意図した動作を適切に再現するための誘発型ユーザインタフェースの枠組みについても検討した.インタラクションを円滑に行うために,実世界において扱われるアフォーダンスの概念を仮想空間上へ応用する.環境に相当する仮想空間において,オブジェクト(仮想物体)が,人間に相当するアバター(人体モデル)に対し意味・価値のある情報,ここでは動作情報をアフォードするという捉え方である.つまり,仮想空間に存在する様々なオブジェクトにアバターの動作に関連する情報を事前情報として定義しておき,アバターの動作や他のオブジェクトとの関係に応じてアフォードされた動作候補の中から適切なものをピックアップすることで,リアルな動作を生成することができる.本研究では,直接的な3次元動作入力を基にした仮想環境とのインタラクションを実現するための要素技術として画像認識による非接触な3次元身体動作の計測手法を開発し利用した.非接触での身体動作の計測は,効率やそのスマートさから仮想空間と実空間とのシームレス化に重要である.しかしカメラを用いて動作計測を行う場合,身体動作を精度よく推定することが一般に困難な課題であり,詳細な動作を長時間安定に推定するための手法の開発がまず必要となる.そこで本研究では,比較的安定に推定可能な手や顔の動作情報のみを計測し,身体動作を再現するための姿勢推定を自動的に行うアプローチにより,リアルな身体動作を仮想空間上に生成することを目指した.また,仮想空間と実空間での円滑なインタラクションを遂行するために,計測した身体動作の入力をもとにユーザの本来意図した動作を適切に再現するための誘発型ユーザインタフェースの枠組みについても検討した.インタラクションを円滑に行うために,実世界において扱われるアフォーダンスの概念を仮想空間上へ応用する.環境に相当する仮想空間において,オブジェクト(仮想物体)が,人間に相当するアバター(人体モデル)に対し意味・価値のある情報,ここでは動作情報をアフォードするという捉え方である.つまり,仮想空間に存在する様々なオブジェクトにアバターの動作に関連する情報を事前情報として定義しておき,アバターの動作や他のオブジェクトとの関係に応じてアフォードされた動作候補の中から適切なものをピックアップすることで,リアルな動作を生成することができる.
環境調和型クロスカップリング反応の開拓に向けた高機能多核金属触媒の開発

本研究課題では、分子状酸素を酸化剤とするフェノール類と求核試剤の脱水素クロスカップリング反応の開拓に向けた機能集積型触媒の開発に取り組んでいる。平成30年度は、リン酸アルミニウム固定化ルテニウム触媒が、水中でのカテコールと活性メチレン化合物との脱水素クロスカップリング反応を高選択的に促進することができることを見出した。本反応は、水のみを副生成物とする環境調和性の高い結合形成の手法である。リン酸アルミニウム固定化ルテニウム触媒は、等モルの基質を用いた条件でも収率99%で目的生成物を与え、極めて高い選択性を示した。反応メカニズム解析から、ルテニウム上での分子状酸素によるカテコールの脱水素酸化によって生成したo-キノン中間体に、リン酸アルミニウム上で活性メチレン化合物が求核付加することで炭素ー炭素結合反応が進行することが分かった。高い選択性発現の要因を調べたところ、塩基担体は活性メチレン化合物は活性化できるが、カテコール・キノン中間体の自己カップリングによる重合反応も促進する。一方、リン酸アルミニウムはキノン中間体の副反応を抑制しつつ、活性メチレン化合物を効率的に活性化できるため、高選択的なクロスカップリング反応が達成できたと考えられる。また、アルコールの脱水素反応により生成したアルデヒド・ケトン類を中間体とするアミン類との炭素ー窒素結合反応に有効な不均一白金触媒など、様々な脱水素カップリング反応を促進できる触媒系の開発を達成することができた。当初の計画通り、カテコールと活性メチレン化合物の脱水素クロスカップリング反応を極めて高い選択性で促進できる触媒を開発し、リン酸アルミニウムの機能を明らかにすることができた。また、平成31年度に予定しているカテコールと他の活性水素を有する化合物との反応に向けた新規触媒開発につながるデータを得ることができたので、おおむね順調に進展している。リン酸アルミニウムで活性化できる活性水素をもつ化合物を探索することで、新たなカテコールとのカップリング反応を探索する。また、リン酸金属塩上でフェノールのオルト位酸素化によるキノン中間体生成反応を促進できる多核金属種を設計し、より高難度のカップリング反応にも取り組む。
眼球運動関連電位によるレム睡眠中の夢見過程の検討

レム睡眠中の急速眼球運動(REM : rapid eye movement)が夢見と関連していることは30年以上前から指摘されているが,これまで詳細な検討は行われていない.本研究の目的は,レム睡眠中のREMとそれに関連した脳電位を体系的に分析することにより,夢見についての過程モデルを提案することである.3年間の研究を通じて,以下の8点を明らかにした.(1)覚醒中のサッカード開始点に約600ms先行して出現するプレサッカディック陰性電位と約150ms先行して出現するプレサッカディック陽性電位は,いずれもレム睡眠中のREMの前には出現しない.(2)レム睡眠中のREMの直前には,覚醒中には認められない陰性電位が生じ,その発生源は脳深部に推定される.(3)覚醒中のサッカード終了点から約100ms後に後頭部優位に出現する陽性電位(ラムダ反応)に類似した波が,レム睡眠中のREM後にも出現する.(4)レム睡眠中のラムダ様反応は,潜時約80msと潜時約180msの2つの陽性電位からなる.(5)レム睡眠中のラムダ様反応は,覚醒中のラムダ反応に比べて,やや前寄りの頭頂-後頭部優位の分布を示す.(6)レム睡眠中のREM後には,高次精神活動に関連するといわれるガンマ帯域(35-45Hz)のパワが増大する.(7)レム睡眠中に覚醒させて夢見体験を聴取すると,印象に残った夢ほどその直前のREM密度が高いという相関が認められる.(8)レム睡眠中にREMが生じている区間では,外界刺激に対する脳の応答性が低下する.これらの研究成果より,レム睡眠中の夢見過程についてのモデル--レム睡眠中には,外界の感覚入力が弱められた状態で,覚醒中とは異なる機序でREMが発生する.それによって視覚野を含む脳領域が活性化され,夢見体験がより鮮明になる--を提唱した.レム睡眠中の急速眼球運動(REM : rapid eye movement)が夢見と関連していることは30年以上前から指摘されているが,これまで詳細な検討は行われていない.本研究の目的は,レム睡眠中のREMとそれに関連した脳電位を体系的に分析することにより,夢見についての過程モデルを提案することである.3年間の研究を通じて,以下の8点を明らかにした.(1)覚醒中のサッカード開始点に約600ms先行して出現するプレサッカディック陰性電位と約150ms先行して出現するプレサッカディック陽性電位は,いずれもレム睡眠中のREMの前には出現しない.(2)レム睡眠中のREMの直前には,覚醒中には認められない陰性電位が生じ,その発生源は脳深部に推定される.(3)覚醒中のサッカード終了点から約100ms後に後頭部優位に出現する陽性電位(ラムダ反応)に類似した波が,レム睡眠中のREM後にも出現する.(4)レム睡眠中のラムダ様反応は,潜時約80msと潜時約180msの2つの陽性電位からなる.(5)レム睡眠中のラムダ様反応は,覚醒中のラムダ反応に比べて,やや前寄りの頭頂-後頭部優位の分布を示す.(6)レム睡眠中のREM後には,高次精神活動に関連するといわれるガンマ帯域(35-45Hz)のパワが増大する.(7)レム睡眠中に覚醒させて夢見体験を聴取すると,印象に残った夢ほどその直前のREM密度が高いという相関が認められる.(8)レム睡眠中にREMが生じている区間では,外界刺激に対する脳の応答性が低下する.これらの研究成果より,レム睡眠中の夢見過程についてのモデル--レム睡眠中には,外界の感覚入力が弱められた状態で,覚醒中とは異なる機序でREMが発生する.それによって視覚野を含む脳領域が活性化され,夢見体験がより鮮明になる--を提唱した.レム睡眠中の急速眼球運動(REM : rapid eye movement)が夢見と関連していることは30年以上前から指摘されているが,これまで詳細な検討は行われていない.本研究の目的は,レム睡眠中のREMとそれに関連した脳電位を体系的に分析することにより,夢見についての過程モデルを提案することである.本年度は,眼球運動に先行もしくは後続して生じる脳電位を覚醒中とレム睡眠中で比較した.覚醒中は,視聴覚刺激装置を用いて,水平方向の眼球運動(サッカード)を誘発した.レム睡眠中のREMは正常終夜睡眠から記録した.健常な大学生・大学院生14名が24晩の実験に参加した.高速生体情報記録システムにより,頭皮上26部位からサンプリング周波数1,000Hzで脳電位を測定した.その結果,次の4点が明らかになった.(a)覚醒中のサッカード開始点に約600ms先行して出現するプレサッカディック陰性電位と約150ms先行して出現するプレサッカディツク陽性電位は,いずれもレム睡眠中のREMの前には出現しない.(b)覚醒中のサッカード終了点から約100ms後に頂点をもって後頭部優位に出現する陽性電位(ラムダ反応)に類似した波が,レム睡眠中のREM後にも出現する.(C)しかし,レム睡眠中のラムダ様反応は,覚醒中のラムダ反応とは異なり,頭頂-後頭部優位で頂点潜時が短い(約80ms).(d)レム睡眠中のラムダ様反応は潜時約80msと潜時約180msの2つの陽性電位からなる.これらの知見の一部は英文短報として発表した.

レム睡眠中の急速眼球運動(REM : rapid eye movement)が夢見と関連していることは30年以上前から指摘されているが,これまで詳細な検討は行われていない.本研究の目的は,レム睡眠中のREMとそれに関連した脳電位を体系的に分析することにより,夢見についての過程モデルを提案することである.本年度は,以下の2点について新しい知見を得た.(a)レム睡眠中のラムダ様反応が(覚醒中のラムダ反応と同様に)眼球運動の終了点に関連して出現することを昨年度明らかにしたが,本年度はその電位反応の電流源密度分布を詳細に検討した.その結果,覚醒中のラムダ反応(P1)のソースは後頭部にあったが,レム睡眠中のラムダ様反応(P1r)のソースは頭頂後頭部にあった.睡眠中に外界の視覚情報が入ってこないことを考えると,この結果は合理的なものであり,レム睡眠中には高次視覚野でイメージが生成されることを示唆している.(b)夢見体験と眼球運動との関連をより直接的に探るため,レム睡眠期の開始から3分後に被験者を覚醒させて夢見体験を聴取した.9名の実験参加者に順応日を含めて4夜の終夜睡眠記録を行い,計48回覚醒させて夢見報告を得た.そのうち夢を見ていたと報告したのは42回で報告率は87.5%であった.眼球運動の頻度と報告された夢の活動性・印象性には正の相関が認められた.さらに,夢を見ていなかったと報告したときにラムダ様反応が生じていなかったケースもあったことから,眼球運動後に生じる脳電位活動と夢見が直接的に関連していることが示唆された.これらの知見について,現在,追加分析により確認している.レム睡眠中の急速眼球運動(REM : rapid eye movement)が夢見と関連していることは30年以上前から指摘されているが,これまで詳細な検討は行われていない.本研究の目的は,レム睡眠中のREMとそれに関連した脳電位を体系的に分析することにより,夢見についての過程モデルを提案することである.本年度は,3つの実験的検討を行った.第1に,レム睡眠期に優勢な背景脳波活動を明らかにするために,睡眠ポリグラフの詳細な判定を5秒間の小区間に分けて行った.その結果,レム睡眠期の大半が"シータ波が出現している区間"と"脳波が平坦な区間"で占められていることが明らかになった.また,シータ波は中心部優位の頭皮上分布を示した.第2に,レム睡眠期の急速眼球運動前後で,脳波のスペクトル解析を行った.その結果,高次精神活動に関連するといわれるガンマ帯域(35-45Hz)のパワが,急速眼球運動後に増大することが示された.第3に,主観的夢見体験と急速眼球運動密度の関係について検討した.20名の大学生・大学院生を対象に,レム睡眠から覚醒させて80例以上の夢見体験を聴取した結果,印象に残る夢ほどその直前に眼球運動が頻繁に生じていることが明らかになった.これらの知見に加えて,過去2年間の研究成果を整理し,レム睡眠中の夢見過程についてのモデル-レム睡眠中には,外界の感覚入力が遮断された状態で,覚醒中とは異なる機序で眼球運動が発生し,それが視覚野を含む脳領域を活性化させることで夢見体験がより鮮明なものになる-を提唱した.
高速ディーゼル機関の給・排気系による性能の改善

高速ディーゼル関数について,性能向上の期待できる給・排気系を定量的に予測する手法の研究を行うことにより,以下の成果を得た.1.排気タービン過給複合期間の性能予測に関しては,過給機とのマッチングの良否,給・排気管系の動的効果の影響も含めて,最適な圧縮機と排気タービンの組合わせを予測できるシミュレーションプログラムを完成した.これを用いて複合機関の性能計算を行い,一段および二段過給機関について求めた性能との比較から,本プログラムの予測手法としての有用性を確認した.2.吸気系と電気系回路との間の相似性に基づいて,吸気系を簡略化して取り扱う方法を定めた.可変断面積をもつ吸気管と,回転一次圧力波発生源としてクランク室の利用,さらに過給機関において,着火位相に応じて生じる排気マニホルド間の圧力差で作動するフリーピストン形式の空間圧縮機の利用を取り上げ,シミュレーションによる定量計算から,それらが供給空気量の増加に有効なことを確かめた.3.四サイクル機関の吸気弁孔流路内三次元非定常ガス流動を,圧縮性粘性流れとして数値解析するための実用的計算プログラムを作成し,吸気弁孔流路形状がスワール強さおよび体積効率に及ぼす影響の予測を試みた.計算精度については,定常流の計算結果を実験結果と比較することにより,検討を行った.ヘリカル型吸気孔および一体型2弁式吸気孔を対象にモデル計算を行い,流路形状の差異,流路入口・弁出口における圧力の時間変化の違いなどによるスワール比および体積効率の差異を計算できることを示した.本計算手法においては,機関のガス変換過程の一次元解析結果を弁孔流路入口・弁出口の境界条件として用いて,弁孔流路単独の非定常三次元流動解析を行っており,吸気弁孔流動特性に及ぼす流路形状の影響を,機関運転状態のもとで検討することができる.高速ディーゼル関数について,性能向上の期待できる給・排気系を定量的に予測する手法の研究を行うことにより,以下の成果を得た.1.排気タービン過給複合期間の性能予測に関しては,過給機とのマッチングの良否,給・排気管系の動的効果の影響も含めて,最適な圧縮機と排気タービンの組合わせを予測できるシミュレーションプログラムを完成した.これを用いて複合機関の性能計算を行い,一段および二段過給機関について求めた性能との比較から,本プログラムの予測手法としての有用性を確認した.2.吸気系と電気系回路との間の相似性に基づいて,吸気系を簡略化して取り扱う方法を定めた.可変断面積をもつ吸気管と,回転一次圧力波発生源としてクランク室の利用,さらに過給機関において,着火位相に応じて生じる排気マニホルド間の圧力差で作動するフリーピストン形式の空間圧縮機の利用を取り上げ,シミュレーションによる定量計算から,それらが供給空気量の増加に有効なことを確かめた.3.四サイクル機関の吸気弁孔流路内三次元非定常ガス流動を,圧縮性粘性流れとして数値解析するための実用的計算プログラムを作成し,吸気弁孔流路形状がスワール強さおよび体積効率に及ぼす影響の予測を試みた.計算精度については,定常流の計算結果を実験結果と比較することにより,検討を行った.ヘリカル型吸気孔および一体型2弁式吸気孔を対象にモデル計算を行い,流路形状の差異,流路入口・弁出口における圧力の時間変化の違いなどによるスワール比および体積効率の差異を計算できることを示した.本計算手法においては,機関のガス変換過程の一次元解析結果を弁孔流路入口・弁出口の境界条件として用いて,弁孔流路単独の非定常三次元流動解析を行っており,吸気弁孔流動特性に及ぼす流路形状の影響を,機関運転状態のもとで検討することができる.高速ディーデル機関について、性能向上を期待できる給・排気系を定量的に予測する手法の開発研究を行っており、本年度は以下の成果を得た。1.排気タービン過給複合機関の性能予測に関しては、過給圧力の上昇とともに実用の対象となってくる複合機関について、過給機とのマッチングの良否、給・排気管系の動的効果の影響も含めて、最適な圧縮機と排気タービンの組合せを予測できるシミュレーションプログラムを完成した。これを用いて性能計算を行い、1段および2段過給機関について求めた性能との比較から、本プログラムの予測手法としての有用性を確認した。2.可変吸気系と吸入特性の関係を把握するため、電気系回路と吸気系の間の相似性を調べた上で、電気系から得られた知見をもとに体積効率改善策を検討した。その結果をもとに、可変断面積をもつ吸気管と、回転一次圧力波発生源としてクランク室との利用を取り上げ、シミュレーションによる定量計算から、それらが体積効率の向上とその平坦化に有効なことを確めた。3.四サイクル機関の吸気弁孔流路内の非定常ガス流動を、圧縮性粘性流体の三次元流れとして数値解析するための実用的計算プログラムを作成し、吸気弁孔流路形状がスワール生成および体積効率に及ぼす影響の予測を試みて来た。螺旋部の高さの異なる2種類のヘリカル形吸気孔モデルを対象に、定常状態での流動の計算を行ってスワール比および流量係数を求め、実験結果との比較を行った。流路形状の違いによるそれらの値の差異については、実験結果と定性的に一致した。しかし、定量的一致度は十分でないので、吸気弁出口での流れの向きに関する境界条件の改良を行った結果、スワール比に関しては、計算結果は従来の境界条件の場合よりも実験結果とよりよく一致するようになった。しかし、流量係数に関しては、さらに計算プログラムを改善する必要のあることがわかった。
地域医療教育のアウトカム評価：医学生の共感性及び臨床能力について

本研究では地域医療教育が医学生の共感性及び臨床能力に及ぼすアウトカムの評価を行うため以下の研究を行った。1e-ポートフォリオを用いた地域医療実習での学生の学びの項目に関する定量的評価、2地域医療教育が学生の共感性に及ぼす影響、3地域医療教育が医療面接能力に及ぼす影響、4クリニカルクラークシップにおける臨床能力のアウトカム評価、5地域医療教育とキャリア志向性についての解析。その結果、地域医療実習で学生はバランス良い学びが得られていること、地域医療教育は学生の共感性及び医療面接能力の上昇に関与すること、高学年での実習経験が進路選択に影響することなどが示唆された。本研究では岡山大学で平成21年度から導入された地域医療教育が医学生の共感性及び臨床能力に及ぼすアウトカムの評価を行い、アウトカム基盤型の地域医療教育カリキュラム策定への提言を行う。平成25年度の研究成果の概要は以下のとおりである。1e-ポートフォリオの解析:平成23年度より導入したe-ポートフォリオを用いて、地域医療実習における学生の満足度の経時的評価を行い、地域医療実習の初日と最終日を比較して有意に満足度が上昇することが示された。本結果については平成26年度日本医学教育学会大会で発表予定である。3医療面接実技試験の評価:平成25年度にOSCEを受けた学生の医療面接試験について解析を行ったところ、地域医療実習を受けた学生のほうが同試験の到達度が上昇していることが示された。4クリニカルクラークシップにおけるアウトカム評価:総合内科ローテーション時の評価表を用い、5年次の地域枠学生5名と一般枠学生で地域医療実習選択者、一般枠学生の3群で解析を行っている。平成26年度の研究成果の概要は以下の通りである。1.e-ポートフォリオの解析:オンラインのe-ポートフォリオを用いて地域医療実習中の日々の振り返りの分析を行った。実習の満足度については全体で79.7%が「満足」と解答であり、詳細な解析を含めて平成26年度日本医学教育学会大会で発表した。また、eポートフォリオの振り返りおよび教員のコメントに対する学生の評価及び教員のフィードバックの有用性を検討し、平成27年度日本医学教育学会大会で発表予定である。2.医学生の共感性スコアの経時的評価:平成23年度より入学時に基礎データとして医学科1年生全員の共感性スコア(Jefferson Score of Physician Empathy:JSPE日本語版を使用)を調査している。同調査を1年1回継続的に行い、データの蓄積及び解析を行った。また、共感性スコアは医療面接実習などを通じて上昇することがこれまでの分析結果から明らかであり、平成26年度も実習前後のスコアの変化について解析し、平成26年度日本医学教育学会大会で発表した。3.医療面接実技試験の評価:OSCEの医療面接試験のスコアと地域医療実習実施の関連性について評価した。地域医療実習を受けた学生と受けていない学生の2群で群間の比較を行ったところ、地域医療実習を受けた学生で有意にOSCEの医療面接試験のスコアが高かった。同分析の結果については平成26年度日本医学教育学会大会で発表した。さらに、平成24、25、26年度の4年次学生のデータについて継時的な解析も行い、結果については平成27年度日本医学教育学会大会で発表予定である。平成27年度の研究成果の概要は以下に示す。1. e-ポートフォリオの解析:地域医療実習の期間e-ポートフォリオを利用して学生が振り返りを入力し、それに対し教員がフィードバックを行っている。平成26-27年に地域医療実習に参加した学生182名(1-4年)に対し、ポートフォリオの記載及び教員のフィードバックの有用性について5件法にて聴取した。各学年における自身の振り返りに対する評価の平均点は、1年4.4、2年4.0、3年4.7、4年4.0であり、教員のフィードバックに対する評価の平均点は、1年4.9、2年4.4、3年4.8、4年4.3であった。振り返り及び教員のフィードバックに対し高い評価が得られていることが示され、本結果は平成27年度医学教育学会大会にて発表した。2.医学生の共感性スコアの継時的評価と医療面接実技試験の評価:平成27年度入学生の共感性スコアの調査を行うとともに、平成25年度入学生のコミュニケーション実習前後の共感性スコアの調査を行った。コミュニケーション実習を含む地域医療実習を低学年で経験した学生でOSCEにおける医療面接実習のスコアが高いことが示された。本結果は平成27年度医学教育学会大会で発表した。3.地域医療教育とキャリア志向性についての評価平成22年度入学の地域枠学生について研修病院やキャリアパスに関してアンケートを行った。また、平成26-27年度に地域医療実習に参加した123名(3-4年)に対し、地域医療従事とキャリア形成について実習前後に問うたところ実習後にはキャリア形成に関する否定的イメージが有意に低下していた。本結果は平成28年度医学教育学会大会で発表予定である。

1e-ポートフォリオを用いた地域医療実習での学生の学びの項目に関する定量的評価、2地域医療教育が学生の共感性に及ぼす影響、3地域医療教育が医療面接能力に及ぼす影響、4クリニカルクラークシップにおける臨床能力のアウトカム評価、5地域医療教育とキャリア志向性についての解析。その結果、地域医療実習で学生はバランス良い学びが得られていること、地域医療教育は学生の共感性及び医療面接能力の上昇に関与すること、高学年での実習経験が進路選択に影響することなどが示唆された。おおむね順調に進展しているが、データの解析が終了していない部分がある。医療社会学1.継続研究平成26年度に引き続き経時的なデータの蓄積及び解析を行う。平成22年度入学の8名の地域枠学生は卒業年度となるため、研修病院の選択、キャリアパスについての志向性について質問紙を用いて評価する。2.結果の解析と報告これまでに得られたデータをまとめ、日本医学教育学会大会、日本プライマリケア連合学会等で発表する。また、3年間の結果をまとめて論文作成、投稿する。岡山大学のカリキュラム委員会、教務委員会で研究結果を報告し、カリキュラム編成への反映を目指す。また、アウトカム基盤型の地域医療教育カリキュラム策定について提言を行う。おおむね順調に進展しているが、実習のスケジュールにより解析時期が規定される分析がある。米国Thomas Jefferson大学に研究協力依頼しているため、打ち合わせのため研究代表者が米国渡航予定としていたが、先方が日本に訪問する予定があったため打ち合わせ場所を東京としたため米国渡航が不要となったため。1継続研究:平成25年度に引き続き経時的なデータの蓄積及び解析を行う。2地域医療教育とキャリア志向性についての評価:平成21年度入学の5名の地域枠学生は卒業年度となるため、研修病院の選択、キャリアパスについての志向性について質問紙を用いて評価する。3結果の解析と報告:これまでに得られたデータを解析し、日本医学教育学会大会、日本プライマリケア連合学会等で発表する。講座のウェブサイトでも研究成果の概要を公開する。最終年度につき論文投稿予定が当初計画より多くなっており、追加の投稿費用等として使用予定である。模擬患者の謝金を計上していたが、カリキュラム改編に伴い平成27年度は前年度に比べ模擬患者が参画するセッションの回数が増えることがわかっており、それに伴い謝金額も増えることが想定されている。このため、26年度予算の一部を27年度に使用する予定とした。26年度は人件費・謝金として50,000円を使用したが、27年度は実習の回数増加に伴い人件費・謝金は合計150,000程度の計上を予定している。
世論調査による中東地域の政治秩序と変革の実証研究

イスラエル調査、シリア難民調査、イラク調査の成果から、政権・政党・党派支持の構造分析およびイスラーム思想分布の経時比較または通時比較した実証分析を行った。この成果は2018年度日本中東学会の企画セッションパネル「紛争地における地域研究の方法およびその成果」において、「世論調査における中東地域研究の回顧と展望」(濱中新吾)、「紛争下のシリアについての調査と課題」(髙岡豊)、「地域研究と政治学を架橋する:イラクを事例に」(山尾大)として報告された。また成果報告という点では、本研究計画は過去の共同研究プロジェクトの総決算的位置づけを持つ。過去の共同研究で蓄積された中東世論調査による単著・共著論文をもとに研究書の出版が可能であるので、平和構築および国家の再建に関わる比較政治学上の知見を深め、その研究水準を向上させることを目的に『中東諸国民の国際秩序観(仮)』を刊行することが決まっている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。イスラエル調査のカウンターパートはテルアビブ市にあるディアログ社(Dialogue)である。ディアログ社はイスラエルの有力紙ハアレツの世論調査委託先であり、適切な価格で豊富な世論調査実績を持つ機関である。イスラエルによるパレスチナ占領の構図が継続する中で、ユダヤ人社会は「テロ」の脅威にさらされており、人々は緊張を強いられる。占領と紛争の持続状況において各政党やイデオロギーへの共感や支持が大きく変動している可能性があり、学問的調査継続の必要性は高かった。ディアログ社の折衝は浜中が責任を持って行った。今回の調査は平成23年に実施した調査と比較することにより、政治的態度の変容分析を可能にする。現地研究機関であるヘブライ大学社会科学部、イスラエル民主主義研究所を訪問し、所属研究者にヒアリングを行った。また研究所図書室や大学中央図書館で文献調査も行った。2015年11月にエルサレムおよびテルアビブを訪問し、調査票を確定、実査を2016年1月に実施した。当初スケジュールの通り進行したので、おおむね順調に進展しているという判断を行った。データセットは2月に納入されており、これを分析した研究論文の作成と学会報告は翌年度の予定である。本研究計画の2年目は、研究分担者の髙岡豊を中心に、シリア国民を対象とする世論調査を実施した。ベイルートに事務所を持つシリア世論調査研究センターの協力のもと、比較的平穏な地区を調査対象地として、シリア国民のアサド政権ならびに反体制組織シリア国民連合、自由シリア軍、アン=ヌスラ戦線、およびイスラーム国に対する感情や態度、戦争後の平和構築に向けての政権構成、外国勢力の介入について、個別訪問による対面調査を行った。髙岡は、研究協力者の青山弘之と協力してアラビア語で質問票の原案を作成し、研究代表者の浜中新吾および研究分担者の山尾大と協議の上、質問票を完成させた。シリア世論調査研究センターの折衝は髙岡(研究分担者)の青山(研究協力者)と協力して行い、現地での調査遂行をモニタリングした。シリア世論調査研究センターからデータファイルを受け取った後、浜中(研究代表者)、髙岡・山尾(研究分担者)、溝渕・青山の5名で単純集計表を作成する予定である。高岡と溝渕および青山がそれぞれの問題関心から研究論文や現状分析を行い、必要に応じて浜中は計量分析の支援や助言などを行った。2015年度に実施したイスラエル実験世論調査の分析結果は、2016年7月にポーランドで開催されたInternational Political Science Associationの国際大会で報告された。国際大会では複数のイスラエル人研究者が出席し、報告者の研究内容に対して質疑が行われた。とりわけ研究代表者と同じ問題関心(戦争時の世論)を持つイスラエル人研究者と意見交換をできたことは極めて有意義であった。シリア世論調査研究センターの実査が遅れているため、データファイルの引き渡しが年度を跨いでいる。その一方で日本国内における研究体制は円滑であり、メンバー間の打ち合わせはオンライン、オフラインともに頻繁に成されている。それゆえ、調査票の作成まではスムーズであった。データファイルが引き渡された後の分析と単純報告書の作成は、おそらくスムーズに行われるものと期待される。平成29年度は山尾大を中心にイラク南部(中央政府支配地域)の世論調査を行った。バクダード大学に協力を求めて個別訪問による質問紙調査を行い、イラク政府および各政党や主要政治家への支持態度、公共政策の評価、諸外国による政治介入の影響、過激思想を含む政治イデオロギーや思想潮流に対する共感の程度、越境移動の経験や希望などを政治的態度、社会的志向性の情報を聴取した。バクダード大学との折衝は山尾が責任をもって行った。平成29年度のイラク調査は前回(平成23年)のフォローアップの意味合いを持つ。前回の調査結果との比較によってイラク国民世論の変化や政権支持および政党支持態度の変容状況を定量的に分析することが可能になった。イラクも2003年の戦争後、治安が維持できず不安定な民主主義体制の下で統治が行われている。現状の急激な変革を求める過激な組織「イラクとシャームのイスラーム国」が勢力を拡大し、2014年には「イスラーム国」と改名してシリア及びイラク国内に支配領域を確立したが、2017年以降その勢力は衰退した。それゆえイラクもイスラーム主義政治思想の調査対象地として適している。

政治思想の拡散状況については髙岡(研究分担者)が中心に研究を実施し、浜中と共同で思想分布・拡散状況の計量分析を行って成果を国内学会や研究会等で報告する。研究成果については前年度の国際会議報告ペーパー等が国際査読誌にアクセプトされ、出版されている。また邦語による研究書の出版も行われた。年度途中ながら、研究成果の公表は十分行われているものと考えられる。年次計画どおりに世論調査の遂行が行われており、平成28年度に行った国際会議報告や国内学会報告が順調に査読論文として公表されている。それゆえ、「おおむね順調に進展している」と判断した。今年度においてはイラク国内の治安状況が安定したため、現地情勢の急変を受けることなく世論調査を遂行することができた。イスラエル調査、シリア難民調査、イラク調査の成果から、政権・政党・党派支持の構造分析およびイスラーム思想分布の経時比較または通時比較した実証分析を行った。この成果は2018年度日本中東学会の企画セッションパネル「紛争地における地域研究の方法およびその成果」において、「世論調査における中東地域研究の回顧と展望」(濱中新吾)、「紛争下のシリアについての調査と課題」(髙岡豊)、「地域研究と政治学を架橋する:イラクを事例に」(山尾大)として報告された。また成果報告という点では、本研究計画は過去の共同研究プロジェクトの総決算的位置づけを持つ。過去の共同研究で蓄積された中東世論調査による単著・共著論文をもとに研究書の出版が可能であるので、平和構築および国家の再建に関わる比較政治学上の知見を深め、その研究水準を向上させることを目的に『中東諸国民の国際秩序観(仮)』を刊行することが決まっている。国際的な研究協力体制を組むに当たっては、(1)調査実績と(2)調査ニーズに対する柔軟な対応、そして(3)適切なコストの3点が重要である。今回調査を委託したディアローグ社とは初めての取引であったが、幸いなことに(2)調査ニーズに対する柔軟な対応において問題はなかった。また(1)実績と(3)コストの面においても優れており、的確な電話調査が実施された。研究が計画通り進まない可能性のうち、最も危惧すべきことは政情変化によって実査が遂行できないケースである。これは中東が紛争地帯である以上、やむを得ないリスクである。このため、複数年度に渉って世論調査を実施する本計画においては、実施国の順序を入れ替えるよう計画を工夫している。2015年度に実施したイスラエル実験世論調査の分析結果は、2016年7月にポーランドで開催されたInternational Political Science Associationの国際大会で報告された。この研究をさらに深化させるため、今年度の日本国際政治学会・中東分科会パネルでペーパーのリライト版が報告される予定である。今年度はイラクでの世論調査が行われる予定であり、5月に福岡で開催される日本中東学会を利用して本プロジェクトのメンバーで研究打ち合わせを行うことになっている。
アントラセン骨格を基盤とした放射状πクラスター分子の合成と機能開拓

本研究ではベンゼン環にアントラセン骨格を放射状にできるだけ密に集積した「πクラスター分子」と呼べる化合物を合成し、その機能開拓を目指し研究を展開している。これまでに新たな磁気特性や光学特性を有する多環芳香族炭化水素(PAH)を得るため、様々な分子設計が提案されてきたが、その中で本研究は、既存のPAHを密集・集積化させるというコンセプトを提案している。これにより二枚以上の芳香環の間に、空間を介したπ共役系を構築させることが可能となり、PAHが一つの時よりも狭いHOMO-LUMOギャップを有した化合物を与えることができる。これにより単分子ではみられない興味深い物性の発現が期待できると考えている。初年度はまず四つのアントラセン骨格が密集した1,2,3,4-テトラアンスリルベンゼンの合成を目指したが、合成の鍵となる化合物(1,2,3,4-トリアンスリルベンゼン)の効率的な合成を達成することは出来なかった。一方で目的の構造異性体である1,2,4,5-テトラアンスリルベンゼンについて、申請者が開発した合成法を用いることで効率良く得ることに成功した。この化合物のアントラセン骨格の密集度は1,2,3,4置換よりも下がるが、密集度の効果を調べる上で非常に重要な化合物である。興味深いことにこの化合物の結晶構造は、隣接する分子のアントラセン骨格同士が密にπ-πおよびC-H...π相互作用をして二次元構造を形成していた。そして最終年度には、ベンゼン環よりもさらに小さなメチル基に三つのアントラセンを集積させたトリアンスリルメチル(TAntM)ラジカルというπクラスター分子の合成に成功した。TAntMラジカルは嵩高い三つのアントラセン骨格によって非常に安定化された中性ラジカルで空気下での精製・取扱いが可能であり1000nmを超す近赤外領域にまで吸収帯を持つ興味深い性質を有していることを明らかにした。本研究では、ベンゼン環にアントラセン骨格を放射状にできるだけ密に集積した「πクラスター分子」と呼べる化合物を合成し、その機能開拓を目指し研究を展開している。初年度では、まず四つのアントラセン骨格が密集した1,2,3,4-テトラアンスリルベンゼンの合成を目指していたが、合成の鍵となる化合物(1,2,3,4-トリアンスリルベンゼン)の効率的な合成が出来ておらず、目的化合物の合成に十分な反応条件の検討が行えていない状態である。一方で目的化合物の構造異性体である1,2,4,5-テトラアンスリルベンゼンについて、申請者が開発した合成法を用いることで効率良く得ることに成功した。初年度の目標として、まず四つのアントラセン骨格が密集した1,2,3,4-テトラアンスリルベンゼンの合成を目指していたが、現状では未だにその合成は達成できていない。その理由の一つとして、合成の鍵となる1,2,3,4-テトラヨードベンゼンの効率的な合成が出来ておらず、目的化合物の合成に十分な反応条件の検討が行えていないことが挙げられる。このような分子同士の凝集状態はアントラセン骨格を一つのベンゼン環に3つ、4つ以上導入することによって初めて観察される現象であると考えている。初年度はまず四つのアントラセン骨格が密集した

1,2,3,4-テトラアンスリルベンゼンの合成を目指したが、合成の鍵となる化合物(1,2,3,4-トリアンスリルベンゼン)の効率的な合成を達成することは出来なかった。一方で目的の構造異性体である1,2,4,5-テトラアンスリルベンゼンについて、申請者が開発した合成法を用いることで効率良く得ることに成功した。この化合物のアントラセン骨格の密集度は1,2,3,4置換よりも下がるが、密集度の効果を調べる上で非常に重要な化合物である。興味深いことにこの化合物の結晶構造は、隣接する分子のアントラセン骨格同士が密にπ-πおよびC-H...π相互作用をして二次元構造を形成していた。そして最終年度には、ベンゼン環よりもさらに小さなメチル基に三つのアントラセンを集積させたトリアンスリルメチル(TAntM)ラジカルというπクラスター分子の合成に成功した。TAntMラジカルは嵩高い三つのアントラセン骨格によって非常に安定化された中性ラジカルで空気下での精製・取扱いが可能であり1000nmを超す近赤外領域にまで吸収帯を持つ興味深い性質を有していることを明らかにした。本年度のプランとして、まず第一に引き続き1,2,3,4-テトラアンスリルベンゼンの合成に取り組む。前述にある問題点の解決策として、1,2,3,4-テトラヨードベンゼンの効率的な合成法の開発を行う。仮にそれが難しいと判断されれば、代替となる鍵化合物の合成(例えば1,4-ジブロモ-2,3-ジヨードベンゼンなど)も合成し、放射状πクラスターの合成を目指す。その後は、その物性評価(可視紫外吸収スペクトル、発光スペクトル、電気化学測定など)にできる限り早く取り掛かり、アントラセン骨格の数の増加による物性の違いを明らかにするまた、前述の密集度が若干低い1,2,4,5-テトラアンスリルベンゼンの物性についても同様の測定を行い明らかにする。当該助成金は225円と少額であるため、予算執行に見合った使途が見つからず生じてしまった。従って本年度において、この使用額分も合わせて予算執行を行い助成金の適切な運用を心掛ける。
トランスポーターを介した薬物輸送の予測法の確立:薬効・副作用に関わる組織送達性の定量的制御

上皮細胞における薬物のベクトル輸送について、特に有機アニオン系化合物の尿細管分泌に焦点を当てた検討を進めた。極性細胞(LLC-PK1細胞)にラット腎取り込みに関与するOAT3、マウスRSTを共発現させた。LLC-PK1細胞ではOat3は側底膜に、RSTは頂側膜に局在した。種々有機アニオンの本細胞における経細胞輸送を定量化した。p-aminohippurateや2,4-dichlorophenoxyacetateなどの低分子化合物についてはLLC-PK1細胞に内因性のトランスポーターが存在しているため、Oat3単独発現系で効率的な側底膜側から頂側膜側へのベクトル輸送が観察された。しかし、benzylpenicillinや尿酸については共遺伝子発現系でのみ側底膜側から頂側膜側へのベクトル輸送が観察された。これらの知見により、RSTは腎刷子縁膜において有機アニオンの排泄に関与することを明らかにした。また、本システムは有機アニオンの尿細管分泌を解析する上で有用である。刷子縁膜の他の有機アニオントランスポーターとして、ABCトランスポーターであるMRP4とBCRPについても、膜ベシクルを調製し、種々有機アニオンのベシクル内腔への取り込みを定量化した。その結果、両トランスポーターが広範な基質選択性を示すことを明らかにした。これらの結果から、有機アニオンの腎尿細管分泌には、複数のトランスポーターが関与していることが示唆された。腎近位尿細管の刷子縁膜側の分泌に関わるトランスポーターの検索を行った。モチーフの保存性からrenal specific transporter(RST)に着目した。HEK293細胞を宿主細胞として安定発現系を作製した。Na+存在下で、尿中へと排泄される典型的な有機アニオンであるP-aminohippurateの取り込みはベクター導入細胞に比較して、有意に増加していた。更に、バッファー中のNa+をK+に置換すると、更に取り込みは促進された。この効果は、イオンの置換に伴う脱分極に由来するものと考えており、更に電気化学的手法により確認する予定である。更に、RSTは、PAHのほか、枯葉剤である2,4dichlorophenoxyacetate、benzylpenicillinなどの有機アニオンも基質とすることが明らかとなった。免疫染色を行ったところ、モチーフ配列から予測されたとおり、腎臓の尿細管の刷子縁膜に局在することが明らかとなった。異常のことから、RSTは生理的には有機アニオンの分泌に関与していることが示唆された。ヒト腎臓において、現在刷子縁膜に局在していることが報告されている有機アニオントランスポーターについてmRNAの定量を行ったところ、OAT4の発現がもっとも高く、ついでMRP4、RSTであり、MRP2の発現量は非常に低いことを見いだした。OAT4の安定発現系を確立し、機能解析を行ったところ、従来の報告通りステロイドの硫酸抱合体を基質とするものの、マウスRSTで観察されたような膜電位に依存した有機アニオンの輸送は観察されなかったことから、OAT4は有機アニオンの分泌に関与していないことが示唆された。
果肉まで着色する醸造用ブドウ「ORN1」の着色制御機構とその関連遺伝子の解明

多くのブドウ品種の果実は果皮のみが着色するが、一部の品種・系統は果肉まで着色する特異的な形質を示す。この原因として、ゲノムDNAの一部領域が決定要因となっている可能性がある。しかし、どの遺伝子により果肉着色形質が発生するのか、また、その着色制御機構も不明である。大阪府内で育成されたORN1は果肉着色に加えて新梢や花冠も着色する特異な形質を有し、夏季高温となる大阪においても十分着色を示す。そこで、本研究ではこのORN1と遺伝的に近いと推定された果皮着色型品種との比較により、果肉着色形質の原因遺伝子の特定とブドウの果肉における着色制御機構を解明する。
超音波エネルギーによる膀胱癌へのアポトーシス誘導物質注入治療システムの確立

特注の超音波発振プローブを用いた膜式細胞培養容器では通常の回転式試験管超音波照射方式に比べ著しく細胞殺傷率の低下が認められた。また、膜式細胞培養容器の超音波照射後方に超音波吸収材の有無で2-3倍の違いがあった。一方、超音波周波数、強度、パルス、Duty factorをそれぞれの条件を変位させても同様の傾向が認められ、超音波照射の環境に依存した。アポトーシスはAnnexin V-FITC染色法を用い測定したところPRF 0.5Hz、Duty factor25%、周波数変位幅を1.011MHzを中心に12%振った条件で最もアポトーシス誘発が著明であった(20秒)。超音波強度の増加によってネクローシスが著明になるにつれ、アポトーシスは認められなくなり、0.5-1.2W/cm2でアポトーシスのピークが認められた。Annexin V-FITC染色法およびPI染色の併用で測定した。マイクロバブルの種類の違いは今回の実験条件では優位な差は認められなかった。一方、前記の超音波条件下での実験ではアポトーシス、ネクローシスの誘発率との解離的な現象は観測され16.5%がアポトーシス、5.9%がネクローシスが認められ、今回の検討で最適化条件がさらに設定できれば今後の治療法に応用できると期待できる。超音波エネルギーを用いてヘマトポルフィリン誘導体を励起させ、癌細胞を破壊する治療方法は、まだ実験段階にある。本実験は膀胱癌細胞に超音波を照射しヘマトポルフィリン誘導体を励起させ、腫瘍細胞に小孔を開けてアポトーシス誘発物質を注入し腫瘍細胞を殺傷することが目的である。動物実験における膀胱癌の経尿道的治療までが目標である。初年度はin vitroでの、膀胱癌細胞への抗体、アポトーシス誘発物質の注入実験の準備として、膀胱内へ挿入可能な超音波発振素子の作成とその殺細胞効果を検討した。実験1)まずPZTの素子(1ミリ径円柱型、フジセラ製)超音波プローブに絶縁性が高い材質で被覆し、電圧を負荷し(最大100ボルト)、超音波エネルギーを測定した。脱気水に満たされたタンクの中に超音波プローブとともに一定の距離に水中マイクを挿入し、各部位で音圧を測定した。プローブを超音波発振電源装置に接続し、1MHzから4MHzの周波数を順次負荷させ、超音波強度を測定した。その結果、超音波エネルギーは2W/cm^2まで観測された。実験2)上記の超音波発振プローブを用い、CHO癌細胞株で超音波単独照射にて、走査型電子顕微鏡で膀胱癌細胞表面を観察。生存率をカウント。超音波照射とヘマトポルフイリンを併用して、走査型電子顕微鏡で膀胱癌細胞表面を観察。生存率をカウント。上記の両グループを比較検討したところ、薬物併用群に著しい、細胞膜破壊が認められた。今後は抗体に蛍光色素ラベルを用いて、共焦点レーザー顕微鏡で3次元的に観察をする必要がある。アポトーシスはAnnexin V-FITC染色法を用い測定したところPRF O.5Hz、Duty factor25%、周波数変位幅を1.011MHzを中心に12%振った条件で最もアポトーシス誘発が著明であった。Annexin V-FITC染色法およびPI染色ほの併用で測定したところ、前者で16.5%、後者で5.9%の細胞染色率が認められ、超音波の条件にかかわらず両者が染色された細胞が多く存在した。

マイクロバブルの種類の違いは今回の実験条件では優位な差は認められなかった。一方、前記の超音波条件下での遺伝子導入率実験ではアポトーシス、ネクローシスの誘発率との解離曲な現象は観測されなず、5-10%の遺伝子導入率にとどまった。使用された20ミリ直径の超音波プローブで周波数を変えたところ、1.011mHzを中心に12%前後に変化させたところ、中心周波数のピーク消費電力の50%近い減少が認められた。しかし、本実験では4個の20ミリ素子を並列に使用したので、細胞殺傷率では超音波変化させた群が優位に安定した、再現性の高い結果が得られた。特注の超音波発振プローブを用いた膜式細胞培養容器では通常の回転式試験管超音波照射方式に比べ著しく細胞殺傷率の低下が認められた。また、膜式細胞培養容器の超音波照射後方に超音波吸収材の有無で2-3倍の違いがあった。一方、超音波周波数、強度、パルス、Duty factorをそれぞれの条件を変位させても同様の傾向が認められ、超音波照射の環境に依存した。アポトーシスはAnnexin V-FITC染色法を用い測定したところPRF 0.5Hz、Duty factor25%、周波数変位幅を1.011MHzを中心に12%振った条件で最もアポトーシス誘発が著明であった。超音波強度の増加によってネクローシスが著明になるにつれ、アポトーシスは認められなくなり、0.5-1.2W/cm2でアポトーシスのピークが認められた。Annexin V-FITC染色法およびPI染色の併用で測定した。一方、前記の超音波条件下での遺伝子導入率実験ではアポトーシス、ネクローシスの誘発率との解離的な現象は観測されず、20%の遺伝子導入率にとどまった。使用された20ミリ直径の超音波プローブで周波数を変えたところ、1.011mHzを中心に30%前後に変化させたところ、中心周波数のピーク消費電力の50%近い減少が認められた。