hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子解析によるチトクロ-ムP-450超遺伝子族成立機構の解明

チトクロ-ムP-450超遺伝子族は10以上のファミリ-から形成されているが、このうちで脂肪酸、プロスタグランジンω水酸化に関与するP-450ファミリ-に属する4種のcDNAクロ-ニングを行ない、塩基配列を決定した。このうち3種のP-450はウサギ腎由来でプロスタグランジンA、脂肪酸のω水酸化に働くP-450kα-1、kα-2と脂肪酸に選択的に働くP-450kdである。これらの一次構造と以前に同じくウサギ肺から、単離した、プロスタグランジン類に特異性をもつP-450_<P-2>の一次構造を比較した結果、その類似性は相互に85%以上と非常に高いことが判明した。また興味深いことにこれらのアミノ酸の置換は蛋白質のまん中部分では起こっておらず、ここではアミノ酸のみならず、500塩基対に渡って塩基レベルでの置換も起こっていない。このことは、これらのP-450をコ-ドしている遺伝子間で遺伝子変換が成立した結果であることを強く示唆するものである。また、ヒト胎盤より、新たにこのファミリ-に属するP-450cDNAのクロ-ニングを行った。P-450_<p-2>とのアミノ酸のホモロジ-はかなり低く50%であり、上記のP-450とはかなり構造が異なっていた。構造決定の結果より、このP-450は以前から主にウサギ肺で見出され、薬物代謝活性をもつP-450であるP-450form5と同一であることが判明した。ヒト遺伝子ライブラリ-から、本P-450遺伝子をスクリ-ニングし、構造解析を行なった結果このヒトP-450遺伝子は18.8kbの長さであり、11のエクソンに分断されていた。イントロンの位置は今まで報告されているP-450遺伝子のどれとも一致しないことが判明した。この結果はそれぞれのP-450ファミリ-は独自の異なった遺伝子構成を持つという、今までの結果と一致する。
放牧および舎飼い牛群の省力的・福祉的な群管理への電子機器導入

家畜の生体情報および行動要素を記録する検出部(センサー部)と計測記録・送信部を家畜に装着する。飼育者がデータを収集したい時に、これまで記録した計測記録・送信部のデータを無線方式によりデータ収集器で収集する簡易なシステムを考案した。電波の到達距離は約100mであった。信州大学農学部AFC附属農場繋養の黒毛和種繁殖雌牛にこのシステムを応用して、(1)発情や運動量の指標となる歩数、(2)摂食行動や反芻行動の指標となる顎運動回数、(3)健康状態や発情の指標となる体温(膣温あるいは直腸温)、(4)休息状態の指標となる姿勢(立位、伏臥)を長期間連続記録した。これらの結果から、本計測システムは、舎飼い、屋外、放牧など飼育条件を問わず、家畜の生体情報収集に応用できると考えられた。一方、ホルスタイン搾乳牛と黒毛和種の無拘束状態で記録した24時間心電図を用いて心拍変動解析(HRV解析)を行い、自律神経活動を推定する方法を検討し、飼育管理ストレスを調べた。その結果、搾乳牛は昼夜を通して交感神経活動が優勢に推移し、黒毛和種は搾乳牛に比べて副交感神経活動が優勢であると推察された。HFは副交感神経活動、LFは交感神経活動の指標になること、HRV解析は牛の非侵襲的な自律神経活動推定の有効な方法であることが示唆された。また、体温の測定や外陰部およぼ乳房の変化によって凡その分娩日を予測することは可能であるが、分娩時刻まで予測することは困難である。省力管理の観点から、安全、非侵襲、かつ簡便な分娩監視遠隔通報装置を試作し、この装置の今後の開発に必要な問題点、改良点を抽出するとともに、2頭の妊娠末期の肉牛を用いて装置の性能試験を実施した。分娩開始時から数分おきに遠隔地の携帯電話に通報が鳴り、分娩開始を報せることを確認した。これまで開発してきた生体情報データロガ装置は家畜装着型であり、記録終了後に家畜を捉まえ、記録部に記録されたロガ本体を家畜から取り外し、パソコンに接続してそのデータを解析するシステムであった。そこで本研究で進めている計測システムはこれまでと異なり、各種の行動要素の検出部(センサー部)と記録・送信部を家畜に装着しておき、家畜管理者がデータを収集したい時に随時無線通信により、これまで記録したデータをデータ収集器で収集する簡易なシステムを開発した。基本となる無線通信データ収集システムは酪農家への実用性を考慮して市販の安価なものを使用した。家畜の摂食行動、反芻行動、発情、運動量などの指標となる顎運動回数と歩行数を計測するセンサーとして、胸囲形呼吸センサーとヒト用歩数計を改良して牛の下顎部と右前肢中手骨部にそれぞれ装着した。摂食・反芻時の顎運動と歩行に伴うセンサーの電気信号をパルス化するパルスジェネレーターを試作した。パルス信号を記録・送信部に入力して1分間当たりのパルス回数をデータとして記録した。本年度はセンサーを改良し、パルスジェネレーターを試作して予備試験を行い、このシステムが正常に作動することを確認した。家畜に応用した本試験は平成16年度に実施する。また姿勢および乗駕行動を検出するセンサーとして圧センサーを用いて、圧センサーがONの状態でパルスを発生するパルスオッシレーターを試作し、このパルス信号を記録・送信部に入力して1分間当たりのパルス回数としてデータを記録した。このシステムも予備試験において正常に作動することを確認した。

平成15年度において、各種の生体情報の検出部(センサー部)と記録・送信部を家畜に装着しておき、家畜管理者がデータを収集したい時に随時無線通信により、これまで記録したデータをデータ収集器で収集する簡易なシステムを開発した。その中で、本年度は(1)発情や運動量の指標となる歩数、(2)摂食行動や反芻行動の指標となる顎運動回数、(3)健康状態や発情の指標となる体温(膣温あるいは直腸温)、(4)休息状態の指標となる姿勢(立位、伏臥)について、信州大学農学部AFC附属農場繋養の黒毛和種繁殖雌牛を用いて長期間連続記録した。歩数は、運動場つきフリーバーンに飼育している4頭の成雌牛を用いて、1分毎の歩数を20日間連続記録し、その問に記録されたデータを適宜収集し、モニターした。記録期間中装置の脱落、また雨などによるトラブルもなく連続記録できた。伊那市のA牧場の繋ぎ飼い、4時間毎に多回給餌している4頭のホルスタイン種搾乳牛に本装置を装着し、発情日前後の5日間、10分毎の歩数を連続記録した。4頭のうち1頭は、発情時にやや増加したが、他の3頭は発情時においてもほとんど増加しなかった。発情時に増加しなかった原因として、多回給餌により立位姿勢を頻回に繰り返していたためと考えられた。さらに本システムを用いて、舎飼いペンで飼育している2頭の黒毛和種繁殖雌牛の体温(膣温及び直腸温)、歩数、姿勢および顎運動回数を4日間連続記録した。体温は、松井(1995)の方法に従い、膣温友び直腸温を記録した。直腸温は、乾草主体の餌で飼育していたため糞が硬く、排糞により挿入したセンサーが押し戻され連続記録できなかった。しかし、膣温は、センサーの押し戻しもなく、記録できた。歩数、姿勢及び顎運動回数は、連続して記録できた。これらの結果から、本計測システムは、舎飼い、屋外、放牧など飼育条件を問わず、家畜の生体情報収集に応用できると考えられた。心拍変動(HRV)解析は自律神経活動の指標として様々な動物に応用されているが、牛を用いた実験報告は少ない。そこで、ホルスタイン搾乳牛と黒毛和種の無拘束状態で記録した24時間心電図を用いてHRV解析を行い、自律神経活動推定を推定し、飼育管理ストレスについて考察した。泌乳中期の搾乳牛はタイストールで飼育され、配合飼料は1日6回多回給餌された。黒毛和種繁殖雌牛は、フリーバーンで飼育され、乾草と配合飼料を朝夕2回給餌された。HRVの帯域をLF(0.040.15Hz)、HF(0.151.00Hz)と設定し、心拍数とLFおよびHFパワー、LH/HF(0.151.00Hz)を算出し、自律神経活動を推定した。その結果、搾乳牛は昼夜を通して交感神経活動が優勢に推移し、黒毛和種は搾乳牛に比べて副交感神経活動が優勢であると推察された。HFは副交感神経活動、LFは交感神経活動の指標になること、HRV解析は牛の非侵襲的な自律神経活動推定の有効な方法であることが示唆された。分娩は肉牛生産・乳牛生産において不可欠なプロセスである。畜産農家にとって、分娩監視は分娩時の母畜への適切な助産や出生子への速やかな処置のため重要な作業であるが、体温の変化や陰部・乳房の変化によっておおよその分娩日を予測することは可能であるが、分娩時刻まで予測することは困難である。昼夜間わず、常時家畜を巡回する時間的な余裕はない。そこで、分娩監視遠隔通報装置を試作し、2頭の妊娠末期の肉牛を用いて装置の性能試験を実施し、分娩開始時から数分おきに遠隔地の携帯電話に通報が鳴り、分娩開始を報せることを確認した。
バイアスECR型プラズマCVD法によるアモルファスダイヤモンド膜の合成と評価

本研究では,バイアスを印加したECR型プラズマCVD法によりアモルファスダイヤモンド膜を合成し,その基礎的特性の評価と合成プロセスの解明を試みた。ECR型プラズマCVD装置を用いて、メタン及び水素ガスの混合ガスをプラズマ中に送り込み、200°Cの基板温度でアモルファスカ-ボン膜を合成した。基板には、Siまたはガラスを用いた。マイクロ波出力を300Wに固定し、チャンバ-と基板間に直流バイアスを印加したところ,茶褐色の硬い膜が生成した。膜の析出速度は,基板に印加した負のバイアスの増加に伴い徐々に増加する結果となった。これは印加バイアスが、気相中でメタンや水素から生成する陽イオンの周囲への散逸を防ぐと同時に、陽イオンや分子の基板への拡散速度を増大させるため析出速度の増大をもたらしたと思われる。膜の硬度もバイアスの増加と共に増大し,印加電圧ー200Vにおいて最大30GPaを越える程度の硬いカ-ボン膜の生成が見られた。これは、これまでに通常のECRプラズマCVDで得られたカ-ボン膜の8.5GPaに較べて大幅な硬度の上昇を示しており、印加電圧の上昇に伴い加速された高エネルギ-イオンの衝撃による膜の緻密化等により高硬度が達成されたものと思われる。また、赤外吸収スペクトルよりCーH吸収ピ-クが印加電圧の増加に伴い減少しているのが観察され、膜中の水素含量の低下を示している。これは、水素含量の低下に伴いCーC結合が増大し、ダイヤモンド構造に近い構造が実現しているためと思われる。さらに、SEM観察の結果からアモルファス特有の平滑な表面組織を持ち,バイアスの印加に伴いその表面平滑性も増加することが判明した。これらの膜中の内部応力は、0.050.07GPaの弱い圧縮応力であった。
ナノバイオミメティックＲＧＢ構造色材料の高機能化と集積化

本研究は、生物の表面微細構造に由来する構造色を模倣し、構造由来による光応答周波数を制御して三原色(RGB)構造色材料の高機能化と集積化の実現を目的とする。本年度は(1)導波モード共鳴効果に基づく構造色利用カラーフィルタの広視野角化および(2)構造色材料と光電変換デバイスを集積化した波長選択ディテクタの基礎検討を行った。以下、それぞれの概要を述べる。(1)導波モード共鳴効果に基づく構造色利用カラーフィルタの広視野角化:構造色利用カラーフィルタを製作する基板として、石英基板の上に100nm厚の単結晶シリコンが堆積されたSilicon on Quartz基板を用いた。正方配列およびヘキサゴナル配列から成る、垂直入射光に対して偏光無依存の二次元周期サブ波長構造をそれぞれ考え、Rigorous Coupled-Wave Analysis法による数値計算手法を用いて設計を行った。赤、緑、青フィルタの周期をそれぞれ400、340、300nmと選定した。製作は、電子線描画と高速原子線加工を用いた。製作した赤、緑、青の各フィルタからの反射色の色相が入射角θ=050°の範囲においてそれぞれの色相に収まっており、広い視野角が実現された。今回測定した範囲内で、最大反射率81%が赤フィルタ(θ=0°、波長620.84nm)で実験的に得られた。また、θ=50°の斜め入射光に対する全てのカラーフィルタの最大反射率は50%を越えており、高い反射率を維持していると言える。(2)構造色材料と光電変換デバイスを集積化した波長選択ディテクタの基礎検討:アモルファスシリコンを用いた薄型の構造色材料を設計し、石英基板上に製作した。またシリコンpn接合を用いたフォトダイオードを試作し、電流-電圧特性を評価した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、周辺媒質よりも高い屈折率を持つ誘電体材料を素材とした導波モード共鳴効果に基づく構造色利用カラーフィルタ、薄膜の光干渉を利用した構造色利用カラーフィルタの光学設計および試作を行った。光学設計は、Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA)法による数値計算を用いて、構造と電磁波の相互作用を厳密に求めた。赤、緑、青の三色の構造色利用カラーフィルタを設計することができた。導波モード共鳴を利用した構造色利用カラーフィルタ試作の結果、赤、緑、青の発色に成功した。各フィルタは構造(周期、寸法、形状)がそれぞれ異なるが、各色フィルタのピクセルを所定ピッチでアレイ配置して一括製作することができた。各フィルタ面積は0.25mm×0.325mmで、微細領域に製作することができた。測定した反射スペクトルの共鳴波長は数値計算結果に近い値を示した。薄膜の光干渉を利用した構造色利用カラーフィルタは、石英基板上に成膜したPMMAを電子線露光によりキャビティを形成し、別基板上に形成した約500nm、600nm厚のPMMA薄膜をキャビティ上に接合することで製作した。試作の結果、赤、緑の発色に成功した。各色のフィルタ面積は0.035mm×0.035mmで、微細領域に製作することができた。測定した反射スペクトルは計算結果と同様の特性を示した。

26年度が最終年度であるため、記入しない。導波モード共鳴効果や干渉効果を活かしたRGB構造色の光学設計を行うことができた。また光学設計に基づき、試作することに成功した。導波モード共鳴を利用した構造色利用カラーフィルタでは面積0.25mm×0.325mm、光干渉を利用した構造色利用カラーフィルタでは面積0.035mm×0.035mmと微細領域に製作することができた。計測された光学特性は理論値と同様の特性を示した。以上のことから、計画に照らし、おおむね順調に進展している。今後は、各色の純度や反射効率を向上させるために、製作の繰り返しにより製作精度の向上を行うことでより理論値に近い光学特性の実現を目指す。また、三原色のピクセルアレイを用いたデモンストレーション用のパターンを試作する。
線維細胞の遊走を標的とした新たな膠原病肺治療法の開発

本研究では、線維細胞に発現する接着分子であるインテグリンCD49cの機能を明らかにし、インテグリンに着目し線維細胞の遊走能制御による新たな膠原病肺治療法の開発へ発展させることを目的とした。ヒト線維細胞におけるCD49cの発現を確認した後、マウス線維細胞におけるCD49cの発現様式についての検討を行ったが、フローサイトメトリーによる発現様式の解析が困難であった。マウス肺由来の線維細胞を生細胞として単離するために、新たな線維細胞同定法を見出した。今後は同細胞を単離し、CD49cの発現様式、機能を解析するとともに、線維細胞特異的な発現マーカーの同定、治療応用を目指した研究へと展開する予定である。近年、肺線維症における新たなエフェクター細胞として、線維細胞の存在が報告された。線維細胞は骨髄由来のCD14陽性単球系細胞より分化し、高い抗原提示能を持つと同時にコラーゲンI、ビメンチン、フィブロネクチンなどの細胞外マトリックス産生能を有する間葉系前駆細胞とされている。線維細胞とヒト肺線維症との関連性については多数の報告がなされている。本研究では、線維細胞に発現するCD49cの機能を明らかにし、インテグリンに着目した線維細胞の遊走能制御による新たな膠原病肺治療法の開発へ発展させることを目的とする。本年度は、線維細胞におけるCD49cの発現様式についての検討を行った。ヒト末梢血単核球由来の線維細胞においてCD49cが発現していることをフローサイトメトリーで確認した。マウスの線維細胞においてもCD49cの発現がみられるかどうかを確認するために、肺線維症モデルマウスの末梢血、及び肺組織より線維細胞の単離を試みた。末梢血には線維細胞は検出されなかったが、肺組織には線維細胞と思われる細胞の増加が認められた。また、全身性強皮症モデルマウスとして、既報告にならい次亜塩素酸の連日皮下投与による線維症誘発を試みたが、肺線維化は誘導されなかった。今後はマウス由来の線維細胞を用いてCD49cの発現の有無、及びその機能についての解析と、全身性強皮症モデルマウス作製(次亜塩素酸の投与条件等)について検討していく予定である。フローサイトメトリーを用いてマウス由来の線維細胞を検出する系において、条件設定に時間を要したため。線維細胞とヒト肺線維症との関連性については多数の報告がなされており、その詳細な機能解析、及び制御法の開発が望まれる。本研究では、線維細胞に発現するCD49cの機能を明らかにし、インテグリンに着目し線維細胞の遊走能制御による新たな膠原病肺治療法の開発へ発展させることを目的とした。本年度は、マウス線維細胞におけるCD49cの発現様式についての検討を行った。フローサイトメトリーでの解析により、ブレオマイシンで炎症を誘導したマウス肺組織由来の線維細胞と思われる細胞を同定したが、マウスCD49cに対する抗体がポリクローナルのものしか入手できず、フローサイトメトリーによる発現様式の解析が困難であった。ウェスタンブロット法による検出のため、マウス肺由来の線維細胞の単離を試みたが、マクロファージとの厳密な区別が困難であり、本年度はマウス肺線維細胞を高純度で単離できる方法の樹立にむけた研究に終始した。もともと特異的な発現マーカーが同定されていない細胞であり、血球系細胞に発現する各種マーカーを組み合わせることで、概ねマクロファージとの識別は可能となった。今後は同細胞を単離し、各種インテグリンの発現様式、及び機能を解析するとともに、線維細胞特異的な発現マーカーの同定を目指した研究へと展開する予定である。フローサイトメトリーにて検出されたマウス由来の線維細胞と思われる細胞が、実際線維細胞としての性質をもつかどうか確認する。その後に当初計画していたCD49cを初めとしたインテグリンの発現様式、リガンドの同定、線維細胞の機能に及ぼす影響などを検討する。呼吸器膠原病内科
広帯域波長可変超短パルス光源のための高出力Yb:YAGモードロックレーザーの開発

本研究では固体レーザーのモデル化と高出力超短パルスレーザーとして期待されるYb:YAGレーザーの性能追及と高効率波長変換方式について検討した。(1)固体レーザーのモデル化と高出力化対称2ロッドNd:YAGレーザーにより高出力化を図りマルチモードで最大出力400W、TEM_<00>モードで163Wを得た。また、マイクロチップNd:YAGの最適設計にM^2因子法を適用し、スロープ効率59%で最大4.1WのCW出力を得た。さらに、Cr:YAG受動Qスイッチを併用した短パルス化・高輝度化を行った。(2)Yb:YAGレーザーの性能追及M^2因子を利用することによりYb:YAGマイクロチップレーザーの最適化を行った。長さ400μmのチップから、スロープ効率60%、CWで3Wの出力を得た。また、同構成で85nmと蛍光幅の9倍にも及ぶ広帯域波長可変動作を実現した。これは50fsを切る超短パルス発生が可能であることを示唆するものである。(3)非線形波長変換デバイスの検討多機能な非線形波長変換法として擬似位相整合(QPM)法を検討した。まずプロセス開発のための分域反転その場観察装置を試作し、MgO : LiNbO_3について最適化を行い、さらにOPO実験で、平均出力60Wの赤外光発生を実現した。(4)超短パルスレーザー応用としてのテラヘルツ発生波長変換の一つとしてモードロックTi : sapphireレーザー出力を半導体基板に照射し数100mWの高出力テラヘルツ光を得ることができた。(5)新レーザー材料の探索高濃度Nd添加YAGセラミックスを用いたマイクロチップレーザーを試作し、単結晶に比較し23倍程度の高出力発振特性を実証した。この件は、米国雑誌のトップ記事となるとともに、国内でも新聞記事や雑誌記事としても取り上げられた。次世代の高出力固体レーザーと目される山励起Yb:YAGレーザーの高出力動作法及びそれに適したモードロック法を確立させ、QPM技術を用いて高効率に任意波長に変換することを目的として研究を行っている。本年度は以下のような成果を得た。(1)高性能Yb:YAGマスターレーザーの設計と試作(平等)今年度は、高性能Yb:YAGレーザーの試作・設計としてM^2因子を用いた最適設計法として、理想的な四準位レーザーにについて検討を行いモデル化に成功した。さらに、8W-LDを用いて、国内ではトップの3-W出力を達成した。また、スロープ効率も目標であった60%を達成した。しかし、最大出力は目標であった10-Wを下回っており、次年度引き続き検討を行う。(2)高出力Yb:YAGレーザー増幅器の検討(平等、平野)レーザー特性をシミュレートできる計算プログラムを試作し、レーザー増幅器設計に適用した。現在、増幅システムを試作中であり、次年度、本計算プログラムの実験的評価を行う。(3)高効率波長変換素子の検討(栗村、平等)超短パルスモードロックレーザーに適した非線形波長変換素子としてのQPM素子を検討した。高性能なQPM素子を試作するためのプロセス法を考案したので、来年度、本格的な試作評価を行う。(4)テラヘルツ発生方式の検討(猿倉)モードロックTi:サファイアレーザーを用いてテラヘルツ発生の実験的検討を進め、発生光のスペクトル制御法を見出した。

次世代の高出力固体レーザーと目されるLD励起Yb:YAGレーザーの高出力動作法及びそれに適したモードロック法を確立させ、QPM技術を用いて高効率に任意波長に変換することを目的として研究を行い以下のような成果を得た。(1)高性能Yb:YAGモードロックレーザーの開発(平等、パベル)(a)受動Qスイッチ型YAGレーザーの高出力化に成功した。これまでに、繰り返し周波数20kHz程度で平均出力4.2Wが得られている。これにより本研究で開発したM^2因子を用いた固体レーザー設計法の有用性が確認できた。(b)共振器内部SHG型Yb:YAGレーザーを検討していたところ波長可変幅が、予想を1桁上回る85nmにも及ぶことを発見した。これはYb:YAGにおいても100fs以下の短パルス発生が可能なことを示唆するもので、これまでのYbレーザーに対する認識が大きく変わる発見と思われる。(2)高出力Yb:YAGレーザー増幅器の試作検討(パベル、平野、平等)(a)従来は不可能とされていたセラミックYAGの高効率レーザー発振に成功した。セラミック法を用いることによりYb:YAGレーザー高出力化の可能性がでてきた。(b)また、超短パルス発生方式の研究とは独立にYb:YAG増幅特性の検討を始めた。(3)高効率波長変換素子の検討(栗村、庄司)超短パルスモードロックレーザーに適した非線形波長変換素子としてのQPM素子構造を検討した。現在、高出力波長変換のためのQPMプロセス改良を行っている。(4)テラヘルツ発生方式の検討(猿倉)モードロックTi:サファイアレーザーを用いたテラヘルツ発生の実験的検討を共振器内部に半導体(InAs)を配置することにより行った。InAsにはおよそ1Tの磁場を印加することにより、テラヘルツ強度を増強させている。本実験により、高効率なテラヘルツ発生のための設計に関する指針は、大きく前進したといえる。広帯域波長可変超短パルス光源を目指してYb:YAGレーザーの性能追及、高出力レーザーの開発、非線形光学波長変換方式の検討、超短パルスレーザー応用などの研究を行った。(1)Yb:YAGレーザーとモードロック方式これまでの成果を踏まえ、新たにエッジ励起方式を考案し、cw100W級の出力が望めるマイクロチップYb:YAGレーザーの設計を行い、初期的な評価を得た。また、Yb:YAGの広い同調特性を利用した超短パルス発生のモードロック方式として理想的には無損失のχ^<(2)>カスケード方式による方式を検討した。超短パルスレーザーの応用として半導体ミラーによるテラヘルツ発生を行い磁場による増大効果の最適化を進めた。(2)高出力レーザーNd:YAGレーザーにより高出力化の際の諸問題解決のための指針を得た。マイクロチップNd:YAGの最適設計にM^2因子法を適用し、Cr:YAGによる受動Qスイッチ動作による短パルス化を進めており,繰り返し1020kHzで平均出力4.2Wパルスエネルギー330μJが得られた。また、関連した成果として、少し大きくなるが拡散板による閉じこめ型横励起方式に熱効果補償用の90°回転子を用いた対称2ロッド方式を併用することにより最大出力マルチモードで400W、TEM_<nn>モードで163W(M^2=1.1)を得ることに成功している。(3)非線形波長変換デバイスの開発と方式の検討
頻脈性不整脈における生体心筋での興奮伝播をリアルタイムで動画表示する装置の開発

64極配列電極(ユニークメディカル社)を購入し、平成14年度に購入した刺激装置(カルディアックスティムレータBC-03:(株)フクダ電子)、および、既存のランゲンドルフ心灌流装置(UPH-W:(株)ユニークメディカル)、デジタル多用途脳波計(EE2514:(株)日本電気)、ポリグラフ(366SYSTEM:(株)NECメディカルシステムズ)を用いてウサギ心筋の電位マッピング記録を行った。さらに、平成14年度に開発・改良した信号処理アルゴリズムを用いて興奮伝播様式を迅速に3D表示・解析する汎用GUIアプリケーションの開発を進め、心房細動における「ランダムリエントリー」の脱分極・再分極パターンを検討した。同時に、コンピュータ上に構築した擬似心筋での興奮伝播シミュレーションを行い、その精度と再現性を確認した。成果は、論文報告の他、国外学会での一般発表(北米ペーシング学会:平成15年5月ワシントンDC、欧州心臓病学会:平成15年2月ウィーン)・国内学会での一般発表(日本循環器学会:平成15年3月福岡、日本心臓電気生理・ペーシング学会:平成15年5月京都、日本心電学会:平成15年9月東京、心電情報処理ワークショップ:平成14年10月小田原)・国内学会でのシンポジウム発表(日本心臓病学会:平成15年9月東京)で報告した。さらに、日本心臓電気生理・ペーシング学会ではJASPE-Original賞を受賞した。また、国内・国外学会では本研究に関連する情報を収集し、本研究関連で共同研究しているグループとの情報交換および知見報告を行った。1.アルゴリズム・ソフトウェア開発2.動物実験環境の構築生体電位マッピングの動物実験環境の構築を進めた。ランゲンドルフ心灌流装置(UPH-W:(株)ユニークメディカル)を滋賀医科大学より借り受け、刺激装置(カルディアックスティムレータBC-03:(株)フクダ電子)を購入した。電位記録には既存のデジタル多用途脳波計(EE2514:(株)日本電気)およびポリグラフ(366SYSTEM:(株)NECメディカルシステムズ)を応用する予定である。さらに周辺消耗品などを購入した。
肺癌における糖転移酵素の発現異常の臨床的・生物学的意義に関する研究

昨年度までは糖転移酵素GnT-Vの発現を免疫組織化学法で解析し、肺癌および食道癌において臨床的因子・臨床病理学的因子・細胞増殖能マーカーKi-67陽性細胞率との関係を検討してきたが、今年度はGnT-Vの酵素としての触媒機能によってつくられる糖鎖β1-6鎖の発現を、肺癌組織、食道癌組織・食道正常組織を材料として用いて、L4-PHAレクチン染色で解析して、GnT-Vの免疫組織化学染色の結果との関係を検討した。肺癌組織ではGnT-Vの免疫組織化学染色の結果とほぼ一致してβ1-6鎖の発現を認め、GnT-Vの発現と酵素触媒機能の結果、β1-6鎖がつくられていることが示された。一方、食道癌組織、食道正常組織・前癌病変組織においては、β1-6鎖の発現は、食道癌では解析した49腫瘍全腫瘍で発現を認め、正常食道粘膜の表層部分では発現はなく基底細胞層で発現を認め、必ずしもGnT-Vの発現とは一致しなかった。レクチンプロット解析を行った5例の食道癌組織・食道正常組織のペア組織では、食道年常組織に比して食道癌組織において、β1-6鎖の発現が亢進しており、L4-PHAレクチン染色によるβ1-6鎖発現解析結果と一致していた。肺癌においてはGnT-Vの発現がβ1-6鎖の形成に関与し、GnT-Vの酵素活性がβ1-6鎖形成メカニズムの主な規定因子と考えられたが・食道癌においてはGnT-Vの発現のみならず、酵素反応の基質の量、GnT-Vと競合する他の糖転移酵素の発現・活性レベル、さらにはGnT-V以外のβ1-6鎖形成に関わる糖転移酵素(最近、GnT-IXという新しい酵素が同定された)の発現・活性などが複雑に関与して、β1-6鎖が形成されているものと考えられた。本研究では、私どもの予備実験によって正常気管支上皮細胞で高発現していることが明らかになった糖転移酵素のN-アセチルグルコサミン転移酵素V(GnT-V)に着目して、肺非小細胞癌における発現異常(低下、喪失)を免疫組織化学法で解析し、組織型や分化度、TNM因子、細胞増殖能、患者予後との関係を検討して、GnT-V発現異常の臨床的意義を明らかにした。臨床的・臨床病理学的情報が揃った肺非小細胞癌手術摘出腫瘍217腫瘍を材料として、GnT-Vに対する特異的な抗体を用いて、免疫組織化学法(streptavidin biotin法)でGnT-Vの発現を解析した。GnT-Vに対する特異抗体は、大阪大学大学院医学研究科生化学・分子生物学の谷口直之教授が開発したものを、本研究の研究分担者の三善が作製、精製して、解析に用いた。GnT-V高発現は113腫瘍(52%)に、低発現は104腫瘍(48%)に認めた。多変量ロジステック回帰解析の結果、GnT-V低発現は非扁平上皮癌に比べて扁平上皮癌で有意に高頻度に認めた。Ki-67細胞増殖能ラベル率はGnT-V低発現腫瘍において高発現腫瘍に比べて高い傾向にあったが、統計学的に有意ではなかった。pStage Iの肺非小細胞癌全体において、GnT-V低発現腫瘍の患者は高発現腫瘍の患者に比べて術後生存期間が有意に短縮していた。同様にpStage Iの肺非小細胞癌全体において、GnT-V低発現は統計学的に有意で独立した予後不良因子であった。以上の結果から、GnT-V発現の低下は組織型に関係しており、かつpStage Iの肺非小細胞癌の生存期間の短縮、予後不良に関係することが明らかになった。昨年度は肺非小細胞癌におけるGnT-Vの発現を手術摘出腫瘍を材料として、特異抗体を用いた免疫組織化学法で解析し、その臨床的・生物学的意義を統計学的に検討したが、今年度はGnT-Vの酵素反応産物であるβ1-6鎖の発現をL-PHAレクチン染色で解析し、β1-6鎖の発現を確認した。つづいて、多段階発癌におけるGnT-V発現の意義を明らかにする研究を進めている。肺癌の前癌病変組織は入手できなかったため、肺非小細胞癌の組織型には扁平上皮癌があることに着目して、おもに扁平上皮癌からなる食道癌について、多段階発癌におけるGnT-V発現の意義を検討した。正常上皮、過形成、異形成、上皮内癌、浸潤癌を手術摘出腫瘍として入手し、特異抗体を用いた免疫組織化学法によるGnT-V発現の解析、L-PHAレクチン染色によるβ1-6鎖発現の解析をすすめている。これまでに、正常上皮19検体、過形成43検体、軽度異形成56検体、中等度異形成43検体、上皮内癌48検体、浸潤癌110検体を集めている。GnT-Vの発現は、正常上皮19検体中0検体(0%)、過形成43検体中1検体(2%)、軽度異形成56検体中30検体(54%)、中等度異形成43検体中27検体(63%)、上皮内癌48検体中21検体(44%)、浸潤癌

110検体中29検体(26%)に認め、軽度異形成および中等度異形成において、正常上皮および過形成に比して有意に高頻度に発現を認めた。また、上皮内癌および浸潤癌に比しても有意に高頻度に発現を認めた。GnT-Vは、軽度異形成および中等度異形成という多段階発癌過程の初期の段階で高頻度に発現を認めることから、この段階に関与することが示唆された。昨年度までは糖転移酵素GnT-Vの発現を免疫組織化学法で解析し、肺癌および食道癌において臨床的因子・臨床病理学的因子・細胞増殖能マーカーKi-67陽性細胞率との関係を検討してきたが、今年度はGnT-Vの酵素としての触媒機能によってつくられる糖鎖β1-6鎖の発現を、肺癌組織、食道癌組織・食道正常組織を材料として用いて、L4-PHAレクチン染色で解析して、GnT-Vの免疫組織化学染色の結果との関係を検討した。肺癌組織ではGnT-Vの免疫組織化学染色の結果とほぼ一致してβ1-6鎖の発現を認め、GnT-Vの発現と酵素触媒機能の結果、β1-6鎖がつくられていることが示された。一方、食道癌組織、食道正常組織・前癌病変組織においては、β1-6鎖の発現は、食道癌では解析した49腫瘍全腫瘍で発現を認め、正常食道粘膜の表層部分では発現はなく基底細胞層で発現を認め、必ずしもGnT-Vの発現とは一致しなかった。レクチンプロット解析を行った5例の食道癌組織・食道正常組織のペア組織では、食道年常組織に比して食道癌組織において、β1-6鎖の発現が亢進しており、L4-PHAレクチン染色によるβ1-6鎖発現解析結果と一致していた。肺癌においてはGnT-Vの発現がβ1-6鎖の形成に関与し、GnT-Vの酵素活性がβ1-6鎖形成メカニズムの主な規定因子と考えられたが・食道癌においてはGnT-Vの発現のみならず、酵素反応の基質の量、GnT-Vと競合する他の糖転移酵素の発現・活性レベル、さらにはGnT-V以外のβ1-6鎖形成に関わる糖転移酵素(最近、GnT-IXという新しい酵素が同定された)の発現・活性などが複雑に関与して、β1-6鎖が形成されているものと考えられた。
かぐや分光データを用いた月の地殻形成過程および二分性原因の解明

本研究では、月周回衛星「かぐや」により取得した可視・近赤外波長域分光データを用い、最も古い地殻である高地地殻岩石中の鉄、マグネシウム比の全球分布を調べた結果、裏側の地殻が表側に比べてマグネシウムがより多く、より早い段階でマグマオーシャンから固化した物質で構成されている事を明らかにした。これは、月の表裏での地殻形成過程(順序)を示したと同時に、月の表裏の二分性の原因としてマグマオーシャンからの固化過程が大きく寄与することを示す証拠である。提案者らは、月周回衛星かぐやの分光データを用いて、月上部地殻が従来推定(82-92%)よりも、より斜長石に富んだ純粋な(ほぼ100%斜長石)岩石からなることを示した(Ohtake et al.,2009)。本研究では、発見された斜長石に富んだ純粋な岩石中に微少量含まれるFe,Mg含有鉱物のMg/Fe比の分布を月全球について求め、そのような斜長石に富んだ地殻の形成メカニズム(マグマオーシャンの固化過程)を調べる。同情報から、月の二分性の成因を明らかにするとともに、月マグマオーシャンの組成についても推定を行うことを目的とする。今年度の研究ではまず、最も古い月地殻である月高地領域(全球)において、ほぼ100%斜長石からなる岩石が露出する場所を、月周回衛星かぐやにより取得したリモートセンシング手法による反射スペクトルデータを用いて同定した。次に、これら同定された各場所(主にクレータ中央丘)における露出地殻岩石中に含まれるFe,Mg含有鉱物(輝石)のMg/Fe比を求めるため、観測データに対してMGMと呼ばれるカーブフィッティングを実施し、可視近赤外波長域反射スペクトルに見られる鉱物種・鉱物化学組成に特徴的な吸収形状の変化(Mg/Fe比が異なると吸収中心波長が変化する)を用いることを試みた。ただし、従来のMGM手法だけでは地殻物質中に含まれるFe,Mg含有鉱物(輝石)のMg/Fe比の定量化には課題があることが判明し(純粋な斜長岩の場合には鉱物量比の違いにより見た目の吸収中心も変化してしまうことから)、新たなアルゴリズムの開発が必要と解った。そのため、新たなアルゴリズム開発に向けて、既存反射スペクトル測定装置に改修を施した後に取得した地上分光データの取得・蓄積を行った。今年度の研究では、最も古い月地殻である月高地領域において、表層地殻岩石中に含まれるFe,Mg含有鉱物(輝石)のMg/Fe比の分布を求めた。具体的には、可視近赤外波長域での月面反射スペクトルに見られる鉱物種・鉱物化学組成に特徴的な吸収形状の変化(Mg/Fe比が異なると吸収中心波長が変化する)を用い、地殻物質中に含まれるFe,Mg含有鉱物(輝石)のMg/Fe比を定量化するアルゴリズムを開発した。次にこのアルゴリズムを月周回衛星かぐやにより取得したリモートセンシング手法による反射スペクトルデータに適用し、月表層全球でのMg/Fe比を求めた。結果、月にはMg/Fe比についても二分性が見られ、裏側では表側よりも、より高いMg/Fe比を持つことが解った。このことは、月の裏側を形成する地殻が表側よりもより未分化な(初期の)マグマから結晶化した物質で成り立っていることを意味し、これは月地殻がマグマオーシャンからの非対称な固化過程により形成したことを示唆する。この事実は、月の二分性がマグマオーシャンの固化過程に関係していることを示す、初めての直接的な証拠であるとともに、マグマオーシャンの初期組成が従来の推定よりもMgに富んでいた可能性も示唆する。提案者らは、月周回衛星かぐやの分光データを用いて、月上部地殻が従来推定よりも、より斜長石に富んだ純粋な(ほぼ100%斜長石)岩石からなることを示した(Ohtake et al., 2009)。

また同情報から月の二分性の成因を明らかにし、月マグマオーシャンの組成についても推定を行うことを目的とする。昨年度までに、月周回衛星かぐやにより取得した反射スペクトルデータに対し、本研究で開発した新しいアルゴリズムを用い、最も古い月地殻である月高地領域において、表層地殻岩石中に含まれるFe,Mg含有鉱物(輝石)のMg/Fe比の分布を求めた。結果、月にはMg/Fe比においても二分性があり、裏側では表側よりもより高いMg/Fe比を持つ事が解った。これは、月裏側を形成する地殻が表側よりも未分化な(初期の)マグマから結晶化した物質で成り立つ事を意味し、月地殻がマグマオーシャンからの非対称な固化過程により形成したことを示唆する(Ohtake et al., 2012)。今年度は、これまでに求めた月表層情報に加え、地殻内部の垂直方向での地殻化学組成(斜長岩中の斜長石とFe,Mg含有鉱物の量比)の変化有無とその傾向を調べた。結果、高地地殻は深部ほどFe,Mg含有鉱物がより乏しく、またMg/Fe比はよりMgに富む事が解った。この事は、マグマオーシャンから浮上した斜長岩が集積して地殻を形成し、新しく形成した地殻岩石は先にできた地殻の下部に付加すると考えられた従来の地殻進化のモデルでは説明つかず、昨年度示した水平方向の地殻形成の二分性に加えて、深さ方向にも地殻形成モデルの修正が必要な事を示唆する。当初の計画通り、2年目の年度内に表層地殻岩石中に含まれるFe,Mg含有鉱物(輝石)のMg/Fe比の分布を求め、そこから月の二分性の成因および月マグマオーシャンの組成に関する考察を行うところまで達成できており、その成果を学会誌に投稿中であることから、おおむね予定どおりの成果あげられている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、昨年度までに求めた月表層の情報に加えて、地殻内部の垂直方向での地殻化学組成(斜長岩中の斜長石とFe,Mg含有鉱物の量比)とFe,Mg含有鉱物のFe/Mg比の変化有無とその傾向を調べる。その上で、昨年度までに求めた月表層でのFe,Mg含有鉱物のFe/Mg比の分布と合わせ、観測された地殻の水平・垂直分布を作り出すような地殻形成メカニズム(マグマオーシャンの固化メカニズム)について、出発物質となる月マグマオーシャンのバルク組成をパラメータとして変化させ、その後の地殻形成過程をモデリングすることにより、具体的・定量的に推定する。
イオン選択的な分離機能を持つ圧透析膜の開発

水溶液中の金属イオンを種別に選択して透過分離する圧透析膜の開発を目指して研究を行った.開発の基本的な指針と次のとおりである.金属イオンをハロゲンイオン,チオシアナトイオン等で錯体とする.荷電中和(無荷電)錯体はそのまま,また,アニオン錯体は適当な共存カチオンとイオン対にして高分子膜に抽出(吸着,収着)・濃縮する.加圧下に高分子膜中を水が透過するとき,抽出された錯体種は水流と共役して選択的に透過液側に流出する.これは,逆浸透膜のスキン層を溶媒抽出での有機溶媒に対応させ,溶媒抽出での金属選択性を圧透析に拡張する新しい着想である.酢酸セルロース(CA)膜を用いて,上述のことをすべて実験的に証明することができた.CAは固体高分子であるにもかかわらず,有機溶媒であるメチルイソブチルケトンやグリセリン三酢酸エステルと抽出溶媒として類似の挙動を示した.例えば亜鉛チオシアナト錯体の場合,錯体の分配性,抽出錯体の組成共に,互いに極めて類似していた.圧透析においては,膜への錯体の抽出定数と膜内での拡散定数によって透過選択性が定まるが, CAの場合前者が支配的であった.チオシアナト錯体の例では,透過性はZn>In>Fe(III)>Cd>Niであった.金属選択性の幅を広げるために, CA以外に多数の高分子化合物を同様に検討した.しかし金属選択性に大きな差は見られず,しかも,圧透析膜として用いた場合,いずれもCA膜の性能には及ばなかった.最後に,高分子膜への金属錯体の抽出に関し,新しいイオン選択性を開発するため,イオン対抽出における荷電数,分子形状の認識に関する基礎的な検討を行った.抽出溶媒を液晶化合物とすると,液晶構造とイオン対の分子構造(形状)との間の整合性が抽出反応に影響することがわかった.多価イオンの抽出では,対イオンとの荷電の整合性が重要な因子となり得ることが明らかになった.水溶液中の金属イオンを種別に選択して透過分離する圧透析膜の開発を目指して研究を行った.開発の基本的な指針と次のとおりである.金属イオンをハロゲンイオン,チオシアナトイオン等で錯体とする.荷電中和(無荷電)錯体はそのまま,また,アニオン錯体は適当な共存カチオンとイオン対にして高分子膜に抽出(吸着,収着)・濃縮する.加圧下に高分子膜中を水が透過するとき,抽出された錯体種は水流と共役して選択的に透過液側に流出する.これは,逆浸透膜のスキン層を溶媒抽出での有機溶媒に対応させ,溶媒抽出での金属選択性を圧透析に拡張する新しい着想である.酢酸セルロース(CA)膜を用いて,上述のことをすべて実験的に証明することができた.CAは固体高分子であるにもかかわらず,有機溶媒であるメチルイソブチルケトンやグリセリン三酢酸エステルと抽出溶媒として類似の挙動を示した.例えば亜鉛チオシアナト錯体の場合,錯体の分配性,抽出錯体の組成共に,互いに極めて類似していた.圧透析においては,膜への錯体の抽出定数と膜内での拡散定数によって透過選択性が定まるが, CAの場合前者が支配的であった.チオシアナト錯体の例では,透過性はZn>In>Fe(III)>Cd>Niであった.金属選択性の幅を広げるために, CA以外に多数の高分子化合物を同様に検討した.しかし金属選択性に大きな差は見られず,しかも,圧透析膜として用いた場合,いずれもCA膜の性能には及ばなかった.最後に,高分子膜への金属錯体の抽出に関し,新しいイオン選択性を開発するため,イオン対抽出における荷電数,分子形状の認識に関する基礎的な検討を行った.抽出溶媒を液晶化合物とすると,液晶構造とイオン対の分子構造(形状)との間の整合性が抽出反応に影響することがわかった.多価イオンの抽出では,対イオンとの荷電の整合性が重要な因子となり得ることが明らかになった.1.目的.金属イオンあるいは金属錯体に選択透過性を持つ圧透析膜を開発し、用途開発を図る。2.研究方法.金属イオン種を選択的に透過させるためには、まず金属イオン種が膜に選択的に収着される必要がある。本研究では高分子膜を有機溶媒に見立て、これにイオン対抽出に類似した反応で収着される金属錯体に注目し、収着と透過の挙動を比較検討する。一方、イオン性化合物の膜への収着機構として、他にイオン交換がある。荷電モザイク膜は正両イオンの交換部を空間的に隔てて交互に持つ多相構造の膜であり、圧透析によって塩が透過側に濃縮される。この場合、イオン交換基にイオン選択性を持たせることによって、イオン選択透過性のある膜が得られるものと期待される。3.研究経過と考察.荷電を持たない圧透析膜の候補として、クラウンエーテル構造を含むポリアミド膜(【1!】),ポリフェニレンオキシドから誘導されるホスホン酸エステル膜(【2!】,およびベンゾイミダゾロン構造を含むポリアミド膜(【3!】)を検討した。【1!】【3!】いずれも粉末の状態では水溶液中から重金属イオンをハロゲノ錯体あるいは擬ハロゲノ錯体として良く収着したが、金属選択性は、酢酸セルロースの場合と大きな差はなかった。

また、製膜したとき、圧透析膜として使用に耐える性能のものが得られなかったこと(【1!】,【2!】),および、金属選択収着性があるにもかかわらず、透過に選択性が見られない(【3!】)など、高分子の合成過程および製膜に問題を残した。一方、荷電モザイク型膜については、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の微粒子を塩化ビニルにドーブする形でキャスト製膜したものについて検討した。カチオン交換樹脂として、ジベンゾ-18-クラウン-6骨格を持つ樹脂をスルホン化して用いたところ、この樹脂のカチオン選択性に応じてアルカリ金属塩を透過させることがわかった。
生体医療器具を対象とした炭素系薄膜形成プラズマプロセスの開発

平成19年度は、前年の"(1)任意形状電極の3次元形状とプラズマ状態の関係"および"(2)膜質の均一性と成膜中のプラズマ状態との関係"の2項目の検討結果を基礎として、以下の2項目(3),(4)について検討した。(3)ダイアフラムの動的変形に対するa-C:H膜の安定性評価拍動に伴うダイアフラムの動的変形に対するa-C:H膜の安定性を評価した。動的な変形のみについて膜の安定性を評価するために、ダイアフラムの拍動を模擬した拍動試験を行なった。そして、拍動試験前後において、ダイアフラムに形成されたa-C:H膜の表面状態の観察および膜の密着性を中心とした安定性について検討した。走査型電子顕微鏡による断面観察では、ダイアフラムとa-C:H膜の界面は、駆動試験に対し良好な安定性が確認された。また、X線光電子分光法,赤外吸収分光法,レーザラマン分光法によるa-C:H膜の表面状態および構造分析についても、駆動試験の前後において特に変化は確認されず、こちらも良好な膜の安定性が見込まれた。(4)透過試験によるa-C:H膜の有効性評価研究計画当初は、Silicone-oilを用いた駆動溶液試験を実施する予定であったが、バリヤ性を詳細に検討するために、酸素ガスに対する透過試験を行なった。一般的に、a-C:H膜はガスバリヤ性に優れることが知られているが、本実験でもa-C:H膜の良好なガスバリヤ効果が認められた。実際の駆動溶液(Silicone-oil)の分子は酸素と比べても大きいことから、十分に駆動溶液の透過阻止が期待できる。平成18年度より行ってきた本研究成果は、任意形状の生体医療器具を対象としたa-C:H膜のコーティング方法を確立し、実際の駆動に対する安定性や、駆動溶液の透過阻止効果が十分見込まれるなど、良好な結果が得られた。平成18年度は、以下の2項目について検討した。(1)任意形状電極の3次元形状とプラズマ状態の関係本研究で提案している生体医療器具用プラズマプロセスの電極は、対象物の形状に適合するように、粒状導電性物質を用いて作製した(以下、任意形状電極と記す)。本手法の最大の特徴は、血液ポンプやバルーンカテーテルのように、従来の手法では電極の設置が困難な対象物に対しても、適用可能となる点である。本研究では、この任意形状電極により生成した高周波プラズマについて、電極形状に対するプラズマ状態を観察し、Langmuirプローブ法によるプラズマ診断を行なった。診断では、プラズマの生成条件である高周波電力およびプラズマ生成中のガス圧力を可変させながらデータ収集を図り、任意形状電極の3次元形状とプラズマ状態の関係を明らかにした。なお、プラズマによるプローブ先端の汚染を防ぐために、プラズマ状態の観測は、今回はヘリウム(He)プラズマ中で行なった。(2)膜質の均一性と成膜中のプラズマ状態との関係前述(1)の結果を基に、血液ポンプに対応した任意形状電極を用いた高周波プラズマCVD法により、血液ポンプのダイアフラム表面部分へa-C : H膜を形成した。実際に形成されたa-C : H膜について、膜厚分布および膜質の物性評価から、ダイアフラム部分へ形成されたa-C : H膜の均一性について検討し、均一形成条件の最適化を検討した。そして、前述(1)のプラズマ診断の結果と、実際に形成されたa-C : H膜の均一性評価から任意形状電極の有効性について議論し、血液ポンプ(任意形状の3次元構造物)に対応したa-C:H膜の薄膜形成技術(プラズマプロセス)を確立した。

平成18年度より行ってきた本研究成果は、任意形状の生体医療器具を対象としたa-C:H膜のコーティング方法を確立し、実際の駆動に対する安定性や、駆動溶液の透過阻止効果が十分見込まれるなど、良好な結果が得られた。
心筋細胞の分化成長におけるIP3レセプター遺伝子の発現

先天性心疾患の多くは、遺伝子的問題により生じると考えられているが、この遺伝子の問題が心筋の分化成長に大きく関わっているとすれば、その問題の解決が心内修復術に加えて必要である。特に新生児の手術では、心臓の未熟さの度合いを把握するメルクマークが必要になってくる。Ca^<2+> second messengerであるIP3のレセプター遺伝子の発現に関しては、心筋細胞でのType I geneの発現が、M.C.Moschellaらにより1993年に報告された。更に心筋の刺激伝導系細胞により多く認められるということが、L.Gorzaらにより同年に報告されたが、心筋の分化成長の段階におけるIP3のレセプター遺伝子の発現様式に関しての報告は、まだなされていない。心筋細胞の発達段階における遺伝子の発現様式を検討した。まず日令ごとの胎生期のマウスを取りだし、加えて日令ごとの新生児マウスを材料として、その心臓と脳組織(ポジティブコントロール)を摘出し、4%のパラホルムアルデヒドで固定し、パラフィン包埋を行い、5μmの厚さの切片を作製した。IP3 Receptorのモノクローナル抗体を用いた免疫組織化学と、Type IのIP3 ReceptorのcDNAを鋳型としたジゴキシゲニンラベルのプローブを用いて、心臓と脳組織のmRNAに対してIn situ hybridizationを行った。現在まで、免疫組織化学とIn situ hybridizationを、12日令16日令の胎児マウスと生後07日までの新生児マウスの標本において施行した結果では、ポジティブコントロールの脳組織では、成長とともに陽性率が上昇した。これに対し、心筋では幼弱細胞での陽性率が高いと考えられる結果であったが、現在その発現量の定量化について検討中である。