hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下肢リンパ浮腫に対する振動刺激の適応に関する研究

臨床看護第1段階で行った健康者に対する介入において、予想に反して前後の変化がみられず、再度介入方法を検討することにしたため遅れている。今年度の研究結果において、介入方法すべてにおいて明らかな浮腫の減少が見られなかったこと、介入方法による明らかな違いが見られなかったことから、再度介入方法を検討し、対象や介入方法を変更して再度調査をする必要があるため。今年度は、後れを取っていることから、現在進行している健康者に対する調査の分析をし、その結果を踏まえて患者を対象とした調査を行う。スムーズに患者を対象とした調査が実施できるように、対象者や病院側から内諾を得ておくようにする。再度介入方法を検討し、対象をむくみの自覚がある健康な者とし、再度調査をする。その結果を受けてリンパ浮腫の患者を対象に介入を実施していく。研究が遅れ、患者を対象とした介入調査が実施できていないため、次年度使用額が生じた。患者を対象とした介入調査として、具体的には弾性着衣の購入、移動費、謝金等に使用する。当初の予定では、超音波診断装置のレンタル料金が発生することになっていたが、本学所有のものを使用することに変更したため、繰り越し金が生じた。その分は、再度健康者を対象に調査する際の被験者の謝金に使用する。その他、リンパ浮腫患者を対象に調査する際の調査費、データ入力補助への謝金、学会等への参加のための旅費に使用する
パルス化した放電プラズマによるダイヤモンド膜の気相成長

1.ダイヤモンド膜を、間欠およびパルス化したDCプラズマ化学気相成長法の両者で作製した。間欠放電は、半波整流波形でおこない、パルス化した放電は、各周期の放電時間(Td)と放電停止時間(Tn)を独立に変化できるようにした。陰極近傍に補助電極を設置して、この補助電極と陰極間で安定した放電をおこない、基板(陽極)と陰極間の放電を、基板に加える別の電源によっても制御できるようにした。この方法により、基板と陰極間の距離、放電時ガス圧力、放電電流などをより広く変化させても放電が可能になり、次の結果を得ることができた。2.放電を半波整流波形でおこなう間欠放電プラズマCVDで試料を作製する場合、電極間距離を20・25mm程度にすると、10および30mmの場合にくらべて結晶性がよくなることを見出した。(Jpn.J.Appl.Phys.で発表)3.膜の結晶性は、Tdを短くし、Tnを長くすると良くなった。成膜速度は、Tdを0.5msより短くし、Tnを2msより長くすると遅くなった。成膜速度があまり減少せず結晶性の良いダイヤモンド膜が得られるTdとTnは、それぞれ、0.5msおよび2msであった。成膜速度は、プラズマ中のH_αとH_βの発光強度が減少すると遅くなり、結晶性は、これらの水素の発光強度から求めた励起温度が増加すると良くなった。(ADC/FCT'99,信学技報で発表)4.放電時ガス圧力(Pg)を高くすると、とくにPgが150Torr以上になると、成膜速度と結晶性が著しくよくなった。これらの変化に対応して、プラズマ中のC_2の発光強度が顕著に増加した。(発表予定)1.ダイヤモンド膜を、間欠およびパルス化したDCプラズマ化学気相成長法の両者で作製した。(発表予定)1.これまでのパルス放電プラズマ化学気相成長(CVD)装置を改良し,各周期の放電時間(Td)と放電停止時間(Tn)を独立に制御できるようにし,TdとTnによる膜質の変化について調べた.その結果,Tdを0.5ms程度に短くし,Tnを3ms程度に長くすると,結晶性がよくなることが明らかとなった.また,AI基板上にコートした場合は,Tnが短いとアルミニュウムカーバイドが形成され,長くするとダイヤモンド膜が成長することも見出した.(SSAM-4と1998年秋の応物学会(16p-N-10)で発表)2.放電を半波整流波形でおこなう間欠放電プラズマCVDで試料を作製する場合,電極間距離を20mm程度にすると,10および30mmの場合にくらべて結晶性がよくなることを見出した.また,この実験をおこなうため,陰極近傍に補助電極を設置し,長い電極間距離や低電流で安定した放電をおこなうことができるようにする方法を考案した.(ICRP-4/SPP-16で発表)3.補助電極と陰極間で安定した放電をおこなうようにし,試料(陽極)と陰極間の放電を安定化させ,試料のバイアス電圧によっても放電電流を制御できる方法を用いて,パルス放電プラズマCVD法でダイヤモンド膜の作製をおこなった.その結果,Td=0.5msとし,Tn=2msとすると,成膜速度があまり減少せず結晶性の良いダイヤモンド膜が得られることが明らかになった.(1999年春の応物学会で発表予定)なお,これらの結果に対応するプラズマの発光スペクトルの測定を現在おこなっている.1.これまでの陰極と陽極(基板)間で放電させる装置を改良し,陰極近傍に補助電極を設置して,この補助電極と陰極間で安定した放電をおこない,基板(陽極)と陰極間の放電を,基板に加える別の電源によっても制御できるようにした.

この方法により,基板と陰極間の距離,放電時ガス圧力,放電電流などをより広く変化させても放電が可能になり,次の結果を得ることができた.なお,昨年に引き続き,パルス放電にした場合に,時間(Td)と放電停止時間(Tn)を独立に変化できるようにし,プラズマの発光分析も行えるようにした.2.放電を半波整流波形でおこなう間欠放電プラズマCVDで試料を作製する場合,電極間距離を20-25mm程度にすると,10および30mmの場合にくらべて結晶性がよくなることを見出した.(JJAPに論文として発表)なお,放電時間(Td)と放電停止時間(Tn)を変化させることのできるパルス放電プラズマCVDにおいても同様な結果が得られている.3.Td=0.5msとし,Tn=2msとすると,成膜速度があまり減少せず結晶性の良いダイヤモンド膜が得られることが明らかになり,プラズマ中の水素の発光強度やそれから求めた励起温度に関連していることも分かった.(ADC/FCT'99,信学技報で発表)4.放電時ガス圧力を高くすると,間欠放電の場合は,成膜速度と結晶性がよくなり,プラズマの発光スペクトル中のC_2の強度が強くなる.また,パルス放電の場合は,Tnによって結晶性のよくなるガス圧力が異なる,という結果が現在得られている.(2000年春の応物学会で発表予定)
学習状況の実時間センシングによる実世界学習の支援に関する研究

昨今,地球温暖化など,環境問題の解決が,社会的に重要な課題として広く認識されている.環境問題に対しては,教育の側面からアプローチし,環境学習によって人々の意識の啓発を行うことが,喫緊の課題である.環境学習の本質は,机の上だけでなく,実世界での実際的な活動(体験)を通して探索的な知識活動を行い,実世界に根ざした知識を獲得することにある.本研究は,環境学習に関する高度支援を実現するために,実世界学習者の体験をユビキタスセンサで観測・理解することで,彼らの学習状況を理解するための技術を開発し,評価実験によってその有効性を確かめた.昨今,地球温暖化など,環境問題の解決が,社会的に重要な課題として広く認識されている.環境問題に対しては,教育の側面からアプローチし,環境学習によって人々の意識の啓発を行うことが,喫緊の課題である.環境学習の本質は,机の上だけでなく,実世界での実際的な活動(体験)を通して探索的な知識活動を行い,実世界に根ざした知識を獲得することにある.本研究は,環境学習に関する高度支援を実現するために,実世界学習者の体験をユビキタスセンサで観測・理解することで,彼らの学習状況を理解するための技術を開発し,評価実験によってその有効性を確かめた.昨今,環境問題が社会的関心事となっているが,教育の側面からこれにアプローチし,環境学習により人々の意識を啓発することは,喫緊の課題である.学習支援では,「学力の変化を適宜モニターし,変化状況に応じて支援する」ことは有効ではあるものの,実世界学習(環境学習を含む)においてはその方法論は未確立だった.本研究は,実世界学習者の行動をユビキタスセンサで計測・理解することで,彼らの学習状況を実時間に推定し,状況に即した環境学習の支援を行うことを目的とするものである.多様になされる学習の状況を推定するためには,その基礎として,「学習者がどのような知識を得て,また,それらが互いにどのように関連づけられたか」を,いかに研究者が知るのかという点が課題となる.初年度であるH22年度は,概念地図法の改良によって,実世界学習における知識獲得過程を外化させる手法を開発・評価した.評価においては,環境学習実験(京都大学上賀茂試験地;一般被験者を対象)における学習者の取り組みを,ウェアラブルセンサによって外部観測したデータ(視界,発話など)から,分析した.また,実世界で探索的な課題解決に取り組む学習者が,どのような知識獲得や理解をしたのか,その学習の状況および推移(過程)を,提案手法によってどの程度分析できるかを検証した.その結果,提案手法によって,新規知識の獲得過程,学習者がつまずいている点などを,分析できる見通しを得ることができた.これは,学習状況の推定を目指す本研究において,基礎的成果として位置づけられ,H23年度,この基礎成果をもとに研究を発展させる.学習者が実世界の中で体験を行い,実世界に根ざした知識を得る実世界学習の重要性が指摘されている.教室学習とは異なり,実世界学習は,空間的広がりをもつ実世界との相互作用を通してなされる点に特徴がある.よって,実世界学習において相互作用や学習効果を引き出す鍵は,実世界に他ならない。H23年度は,情報機器(ウェアラブル型センサ,小型情報端末,体験記録装置など)を用いたセンサネットワークシステムで,実世界学習者の行動情報を高精度で計測・収集し,マルチモーダルなデータをもとに,学習状況を分析できる技術を開発した.具体的には,ユビキタスセンシングおよび知識外化の技術により,「実世界学習の場が,どのように多様な学習を引き出すか」という,場の空間特性を抽出する分析技術を開発した.H23年度は,以下の3つのアプローチを基軸として,研究を実施した.○アプローチ1:学習者が得た情報や知識の内容とその獲得過程を分析可能とするために,知識外化技術およびデータ解析手法を開発.○アプローチ2:学習状況の時系列変化を把握するために,ユビキタスセンシング技術によって,学習者の体験(発話,視界,行動)を観測する技術,および,データ解析手法を開発.○アプローチ3:知識と体験の両面から相補的に学習状況を観測した結果(アプローチ1,2)を,場所情報を軸に分析,そして,実世界の各空間領域が引き出した,多様な知識活動の内容や量を,分析し,実世界の場がもつ空間特性を明らかにする技術を開発.このような多様な知識活動を捉えるための分析技術は,学習者と実世界における相互作用をより効果的な形態へと再設計する際に,礎となる,したがって,このような分析技術の開発は,学習支援の高度化に向けて,重要性が高い.学習者が実世界の中で体験を行い,実世界に根ざした知識を得る実世界学習の重要性が指摘されている.教室学習とは異なり,実世界学習は,空間的広がりをもつ実世界との相互作用を通してなされる点に特徴がある.よって,実世界学習において相互作用や学習効果を引き出す鍵は,実世界に他ならない.本研究課題の最終年度であるH24年度においては,次のように,これまでに開発した技術を発展させ,更なる技術開発,評価につなげた.【学習状況に応じた適応的な支援に関する研究】「実世界学習の場が,どのように多様な学習を引き出すか」という知識を組み込んだコンテクストアウェアシステムを駆動するためのフレームワークを開発した.そのために,「実世界学習の場が,どのように多様な学習を引き出すか」という実世界知識に関する,定量的な表現手法を開発した.また,実世界における学習者の状況に応じて,学習内容や支援方法を推定する技術について検討した.【手法の有効性の検証】

京都大学フィールド科学教育研究センター上賀茂試験地において取得した評価実験のデータを分析し,提案手法の有効性を検証した.データ分析は,質問紙,プロトコル解析,行動解析,センサデータの解析,ログ解析など,複合的観点から行った.そして,学習状況の工学的記述モデルの妥当性,提案手法の精度,学習支援効果に対する寄与を明らかにした.知識活動の検証においては,得られた知識の量を評価するだけでなく,得られた知識がどのように気付きや発見につながったのかという観点からも,評価を行った.当初計画の通りに,研究を実施でき,原著論文1件,国際会議2件,国内研究会1件の研究成果を得た.また,IEEEWMUTE2012国際会議(査読付き)でBest paperaward(最優秀論文賞)を受賞した.研究成果は順調であり,概ね順調に研究が進展していると考える.24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度であるH24年度は,これまでに開発した技術を発展させ,更なる技術開発,評価実験につなげる.例えば,「実世界学習の場が,どのように多様な学習を引き出すか」という実世界知識を定量的に表現し,コンテクストアウェアシステムを駆動するためのフレームワークを開発する.また,評価実験によって,提案手法の有効性を検証する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
生体信号によるリアルタイム感情推定を用いた歩行補助・促進システムの開発

麻痺患者の歩行訓練,高齢者の運動促進を効率的に支援する超小型装着型歩行補助システムを開発する.歩行中の感情と体調を心拍・脳波分析値を機械学習にて快-不快,覚醒-睡眠を2軸とした2次元感情マップ上の位置と座標変化をリアルタイムに推定する.また歩行率と歩幅を2軸とした2次元歩容マップ上の位置と座標変化との相関関係を用い,使用者の目的・体調に応じて覚醒・快方向に歩行補助機制御値を自動調整し,比較的小さな目標達成による至高経験を繰り返す.楽をしたいという外的欲求に打ち勝ち,高次な内的欲求の維持により,不快度を低減したリハビリ,興奮・疲労しすぎず長時間可能な歩行促進を実現し使用者の自己実現を促進する.麻痺患者の歩行訓練,高齢者の運動促進を効率的に支援する超小型装着型歩行補助システムを開発する.歩行中の感情と体調を心拍・脳波分析値を機械学習にて快-不快,覚醒-睡眠を2軸とした2次元感情マップ上の位置と座標変化をリアルタイムに推定する.また歩行率と歩幅を2軸とした2次元歩容マップ上の位置と座標変化との相関関係を用い,使用者の目的・体調に応じて覚醒・快方向に歩行補助機制御値を自動調整し,比較的小さな目標達成による至高経験を繰り返す.楽をしたいという外的欲求に打ち勝ち,高次な内的欲求の維持により,不快度を低減したリハビリ,興奮・疲労しすぎず長時間可能な歩行促進を実現し使用者の自己実現を促進する.
光応答機能性誘電体の創出

我々は革新的なフォトエレクトロニクスの創出を目指し、光照射によって誘電率が変化する効果(光誘電効果)を示す物質の探索とその発現メカニズムを明らかにすることを目的として研究を行っている。これまでの研究で我々は、光励起キャリアの移動度に着目した物質設計指針を提案し、赤外放射温度計を用いて独自に構築した光照射下誘電率測定システムを用いて、広いバンドギャップを有するAl酸化物LaAlO3とBaAl2O4にZnを置換した物質や還元焼成したLaAlO3において光誘電効果を発見してきた。これらの物質で観測された光誘電効果は従来報告されてきた光伝導に起因する光誘電効果と異なり、誘電損失の増大を伴わず、MHz以上の周波数域まで誘電率の変化が観測されることから本質的な光誘電効果であると結論される。これらの結果に基づき本年度は、特に(1)BaAl2O4系で観測された本質的な光誘電効果の発現機構の解明と(2)BaAl2O4系で観測された光誘電効果の様々な外部パラメータによる制御を試みた。以下に主な実施内容と成果を示す。(1)Zn:BaAl2O4で観測された光誘電効果の起源を調べるために、分光エリプソメトリーを用いて電子分極領域における光照射下誘電分散測定を行った。測定の結果、電子分極領域では光照射による誘電率の変化は観測されず、光誘電効果の発現には双極子分極あるいはイオン分極の変化が寄与していることがわかり、光誘電効果の発現機構の解明に向けて大きな知見を得た。(2)光誘電効果のZn置換量依存性を調べた結果、Znの置換量に応じて、光誘電効果の大きさを最大約30%まで自在に制御できることが明らかになった。さらに励起光のエネルギーを変えることによっても光誘電効果の大きさを制御できることがわかり、光誘電効果の発現機構解明だけでなく応用開発に向けても重要な結果を得た。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
耳下腺腫における発がん遺伝子の解析

ヒトの耳下腺腫は、HLA遺伝子領域が含まれる6p21-22の染色体転座が高頻度にみられ、マウスにおいては、int-3遺伝子の発現により、耳下腺腫の発症が認められることから、HLA遺伝子領域に位置し、int-3遺伝子のヒトホモログ遺伝子であるINT3の異常または活性化がヒトの耳下腺腫の発症に関与している可能性が高い。本研究では、ヒトの耳下腺腫における腫瘍化に関与している可能性が高いINT3遺伝子のcDNAクローンの分離と、その周辺領域に位置するマイクロサテライトの多型性の解析、及び転座や欠失の解析を行った。cDNAクローンの解析から、INT3遺伝子は、Notchホモログ遺伝子の細胞内部分であるcdc 10 repeatsとPESTregionを有し、Transmembrane領域、Notch/lin-12repeats、EGF-like repeatsに相当する領域を含むことが明らかになった。また、INT3遺伝子の周辺領域の解析から、この遺伝子の5'上流領域にCTGやATTの繰り返し配列を見いだし、HLAホモ接合体B細胞株DNAでは、このCTGの繰り返し配列に5種類の多型性が認められた。この繰り返し配列の多型性を日本人健常者と耳下腺腫の腫瘍組織DNAについて解析し、比較したところ、耳下腺腫の腫瘍組織においてCTG繰り返し配列数の顕著な増加や各対立遺伝子頻度に差は認められなかった。さらに耳下腺腫の腫瘍組織DNAには、INT3cDNAクローンをプローブとしたジェノミックサザンハイブリダイゼーションによって検出されるような転座や欠失は、認められなかった。今後、耳下腺腫の腫瘍組織におけるINT3遺伝子の発現の解析や、HLA領域上の種々の遺伝子をプローブとしたパルスフィールド電気泳動法などによるこの領域内の転座の可能性の検討と腫瘍化との関連が注目される。ヒトの耳下腺腫は、t(6;8)(p21-22;q12)の染色体転座の多数の報告があること並びに、int-3遺伝子を高発現したトランスジェニックマウスにおける耳下腺の腫瘍形成の報告から、ヒトの耳下腺の腫瘍化には、我々がHLAクラスII-III領域間に分離したNotch3遺伝子(マウスのint-3遺伝子のヒトのホモログ遺伝子)の異常または活性化が、関与している可能性が極めて高い。本研究では、悪性耳下腺腫についてこのNotch3遺伝子の変異とその周辺領域の転座や欠失などの異常を分子レベルで解析し、腫瘍化の分子機構を解明することを目的とし、今年度は、まず耳下腺腫患者におけるNotch3遺伝子の発現を解析するため、この遺伝子のcDNAクローンの分離とその周辺領域の構造解析を行った。その結果、ヒトの胎盤のcDNAライブラリーより、3クローンのNotch3cDNAクローンを分離した。これらのcDNAクローンは、3 ́側から合計4kbの長さを持ち、コスミドクローンとのハイブリダイゼーションや塩基配列の比較から、PEST region,cdc 10 repeats,Transmembrane region,Notch/lin-12 repeatsに相当する領域を有し、EGF-like repeatsの3′側の一部を含むことが明らかになった。Notch3遺伝子は、30kb以上の長さを有し、その転写産物は、67kbと極めて長いことから、この遺伝子のエキソン、イントロン構造を明らかにするために、全長を含むcDNAクローンの分離を試みている。また、Notch3遺伝子の周辺領域の解析から、この遺伝子の5 ́上流領域にCTGの繰り返し配列を見いだし、HLAホモ接合体B細胞株DNAでは、このCTGの繰り返し配列に4種の多型性が認められた。現在、耳下腺腫の腫瘍組織DNAについて、この繰り返し配列の多型性を検討している。

ヒトの耳下腺腫は、t(6 ; 8)(p21-22 ; q12)の染色体転座の多数の報告があること並びに、int-3遺伝子を高発現したトランスジェニックマウスにおける耳下腺の腫瘍形成の報告から、ヒトの耳下腺の腫瘍化には、我々がHLAクラスII-III領域間に分離したNOTCH3遺伝子(マウスのint-3遺伝子のヒトのホモログ遺伝子であり、INT3と改名)の異常または活性化が、関与している可能性が極めて高い。本研究では、悪性耳下腺腫についてこのINT3遺伝子の変異とその周辺領域の転座や欠失などの異常を分子レベルで解析し、腫瘍化の分子機構を解明することを目的とし、今年度は、INT3遺伝子の周辺領域に位置するマイクロテライトの多型性の解析、及び転座や欠失の解析を行った。すなわち、INT3遺伝子の周辺領域の解析から、この遺伝子の5'上流領域にCTGやATTの繰り返し配列を見いだし、HLAホモ接合体B細胞株DNAでは、このCTGの繰り返し配列に5種類の多型性が認められた。この繰り返し配列の多型性を日本人非血縁健常者100例について解析したところ、R6、R9、R10、R11の4種のアリルが存在し、R9とR10が多い傾向が見られた。さらに耳下腺腫の腫瘍組織においてDNAについて解析し、日本人健常者の結果と比較したところ、耳下腺腫においてCTG繰り返し配列数の顕著な増加や各対立遺伝子頻度に差は認められなかった。また、耳下腺腫の腫瘍組織DNAには、INT3cDNAクローンをプローブとしたジェノミックサザンハイブリダイゼーションによって検出されるような転座や欠失は認められなかった。今後、耳下腺腫の腫瘍組織におけるINT3遺伝子の発現の異常の有無や、HLA領域上の種々の遺伝子をプロープとしたパルスフィールド電気泳堂法などによる、この領域内の転座の可能性の検討と腫瘍化との関連が注目される。
深部地下水中で形成されるフミンコロイド影響の定量的評価への挑戦

高レベル放射性廃棄物が地層処分された際に懸念されるのは放射性核種が地下水中に溶け出し移動することである。地下水中の天然有機物であるフミン物質と放射性核種がコロイド粒子を形成することで、放射性核種の移動性が増す可能性が示唆されている。本研究では、地層処分の実環境を模擬した条件でフィールド試験を行い、ネプツニウムやアメリシウムなどの放射性核種に化学的挙動の近い希土類元素と深部地下水中のフミン物質が形成するコロイドの化学形態を分析するとともに、コロイドに対する収着割合を決定してケース解析を行うことで、フミンコロイドが核種移行に及ぼす影響の定量的な評価を試みる。
完全自動化による高性能脳低温療法菅理システム

まず,脳温の自動制御シミュレーションから患者内外の環境変化にも対応するために導入した最適・適応制御が,十分適用可能であることを確認した。これを踏まえて水冷式脳温自動管理システムを実験装置として開発し,小児の熱特性を表現する人形で実験を行い,制御誤差±0.1°C以内を達成した。次に小児患者が対象の臨床対応型の水冷式脳温自動管理装置を開発し,上述の人形を用いた長時間の実験から制御誤差±0.1°C以内を確認した。なお,ファジィ制御による脳温管理システムも考案し,同様の実験で誤差±0.5°C以内を達成した。次に,これらの実験で得た成人の脳温制御の必要条件より,成人対応型水冷式脳温自動管理装置を開発した。そして,成人の熱特性,比熱,血液循環,代謝産熱を表現する人形を製作し,これによる実験から最適・適応,ファジィの両制御ともに誤差±0.05以下の精度を確認した。現在は,東京医科歯科大学医学部倫理委員会の承認を受け,本学脳神経機能外科学教室の協力を得ながら,本学医学部付属病院集中治療部に本装置を常備し,臨床応用の機会を待つ段階にある。一方,水冷式に比べて辱創の発生や冷却効率の点で有利と思われる空冷式脳温自動管理システムの基礎開発を実際の装置として行い,上記の成人人形を用いたファジィ・最適・適応の両制御実験から良好な性能を確認した。特に,水冷式システムで注意を払った漏水の問題が考慮不要であり,運転・保守管理によるストレスが軽減可能でることは,将来の臨床での使用の際にも大きな利点となる。ところで脳低温療法では頭蓋内圧と呼吸状態の管理も重要なので,マンニトール投与による頭蓋内圧の自動制御について,物理モデルの構築と解析から検討したのちに臨床で行う投与法と自動制御の比較を行い,理論的基礎を構築した。また,肺胞気PCO_2の適応極配置制御システムを実際の装置として構築し,臨床での応用を考慮した改良を加えながら臨床試験の準備を進めている。また,構築した脳温管理システムの両制御システムの構造,機能,および意義を,平均的な患者像を対象とするパートと,それを基にした実際の患者を対象とするパートからなる2が行っている用手的制御の流れに類似し,これにより水冷式ならびに空冷式脳温自動管理システムの良好な性能の背景が鮮明になった。頭部伝熱モデルと循環温熱モデルのさらなる精密化をはかりながら生体温熱モデルを総合化し、これを脳低温制御システムに導入して体格や血流量、代謝量などシミュレーションによる条件を種々変えた脳低温療法時の動特性の検討を行った。そして、制御のために望ましい特性を表す規範モデルを導入し、脳温自動管理システムを数学的に構築してシミュレーション実験を行い、適応制御システムとして動作する適切な脳温制御アルゴリズムを見出した。同時に、集中治療室での実際の脳低温療法を念頭において、物性的にも人体に適合し、代謝産熱と血液循環が模擬可能な人形を患者の代用として、全身表面冷却法に基づいた高性能脳温自動管理シミュレータを構築した。そして、これを用いてより高精度で患者にとって低侵襲の脳温管理を実現させるモデル規範形適応制御の検討と設計を行った。また、このシミュレータを用いて、集中治療室での治療時を想定した脳温管理過程の特性試験を行った。

一方、脳低温療法時での管理項目であり脳神経組織保護の観点からも最重要項目である脳圧管理について、マンニトールの持続静注による自動管理システムの検討を行い、PID制御および最適制御による理論的な基礎を確立し、臨床で実際に行われている投与法との比較からこの脳圧自動管理システムの医学的な利点を明らかにした。さらに、冷却用帽子による救急車内での脳低温迅速導入システム、在宅リハビリテーション患者用の小型脳温管理装置、脳低温療法時における患者の生理状態の自動認識・警告システムについての検討も行った。また、特に空冷による全身表面冷却による脳温自動管理システムについて検討し、その理論的な基礎を確立するとともに、従来の水冷による全身表面冷却との比較・検討を行った。前年度までに構築した脳温自動管理システムを呼吸管理のもとに使用可能なように、その性能を詳細に検討した。このシステムについては、患者温熱システムと同様の臨床特性の実現だけでなく、より優れた方法を探索しながら、テストと改良を重ねて実用化を目指した。なお、併せて脳低温療法時の頭蓋内圧や静脈酸素分圧・麻酔状態・活動状態などの研究を行い、より良い生体機能制御のための知見を得ることができた。集中治療室の温度管理を含めて、患者の脳温管理の臨床試験準備とシステム全体の性能改善を行った。また、鼓膜温度センサによる脳温検出に合わせて、帽子の冷却強度の調節可能なシステムを構築し、能率試験を行った。制御法に関しては代謝量を精密に変えられる温熱モデルを開発し、水冷式脳温調節システムを構築し、最適適応制御法とは別にファジィ制御を行った。さらに、患者生理状態の観察や褥創の発生機序や冷却効率を考慮して、シミュレーション結果を活用し、空冷式脳温冷却装置を開発中である。現在独立に稼働可能なシステムを統合し、集中治療室内で治療を受けるような、生命の危機にある重篤な患者のための生理状態総合管理システムの研究を行っている。なお、本大学医歯学総合研究科との緊密な連携と国立病院東京災害医療センターとの協力により、この脳低温療法なしでは生命確保が極めて困難である患者の身体に傷つけることなく、医師の管理のもとに冷却効果を臨床上確認のために学内倫理審査の段階にある。なお、呼吸管理や麻酔管理も行うので、併せて家族のインフォームドコンセントによる脳の厳密な温度制御を行うが、何らかの不調がある場合には、非常ボタンの作用で、システム自動制御機構が解除され、医師がすべて従来の手動管理に移行できるように装置に改良を加えた。前年度までに構築した臨床で応用可能な水冷式脳温自動管理システムの性能と制御システムの特性を確認するために,患者の熱特性を生理学的に妥当に表現する人形を用いた脳温自動制御実験を,適応制御とファジィ制御の両制御理論に基づいて行った。そして,その制御誤差の平均が0.1°C以下という良好な成果を踏まえて,東京医科歯科大学医学部倫理委員会の承認を受け,本学脳神経機能外科学教室の協力を得ながら,本学医学部付属病院集中治療部での臨床応用試験に向けた準備を進めた。その結果,本システムは鼓膜温度センサによる脳温測定が可能になり,集中治療室内での医師・看護師の動作を考慮した装置の改良も終了したので,現在,集中治療部に常備されて応用機会を待つ段階にある。
中国における日独の貿易競争（大正・昭和期の青島を中心に）

青島または日中関係の文献・資料のサーベイにより,青島の長期的な経済発展(1897年から1945年まで)の構造を明らかにすることができた。当初の予想に反し,ドイツ占領下の産業発展があまり進んでいなかったうえ,貿易面においてもドイツの対外貿易割合が1910年から急激に下降していた。これは1905年頃から激化する日本との競争という外的要因と,そうした動勢にあってもドイツの海軍指導者たちが青島港の国際的な発展を希望するため国家干渉主義的な態度を受け入れることがなかったという内的要因によると思われる。対中国政策を行う日本の政治機関間における指導競争が青島経済発展に果たした役割については以下の通りである。1914年からの3年間は日本軍隊が青島の租借地を植民地として扱っていたためかあまり進歩が見られなかった。だがより自由市場的な発展を目指した日本の外務省が影響を強める時期から本格的産業発展が行われるようになった。この発展は第一次大戦による国内経済発展で高利益を得た会社らが中国での投資を決定したことで加速された。纏めていうと,ドイツと日本の占領政策とその目標の大きな差違,そして20年代の国際的政治関係下における二つの国の対中国政策の非干渉的な態度を明らかにすることができた。20年代の日独関係の中点には中国のマーケットを睨んだ経済的競争があったが,30年代に入ると再び政治的影響を色濃くする競争的関係に入り,対立的趨勢をより鮮明にしていったのである。
3次元非線型シグマ模型を用いた位相的M理論の探求

本年度の私の研究は主に低次元のgauge/重力対応に関するものと、BPS状態の数え上げに関するものである。まずgauge/重力対応に関しては、2次元の非相対論的な共形場理論に双対な重力理論を考察し、そのひとつの具体例を得た。特に相対論的な理論からの極限で得られるような非相対論的共形場理論について、その重力双対を考案できたことは意義深い。我々のこの結果は、非相対論的なgauge/重力対応の研究において新たな方向性を提示するものとなるだろう。次にBPS状態の数え上げに閲しては、conifoldにおけるBPSなD4-D2-D0束縛状態の壁越え現象を考察し、これまで知られていなかった一般的なBPS状態のindexを計算した。ここでD4-D2-D0束縛状態とは、10次元で定義される超弦理論において6次元部分に巻き付いたD4,D2,D0-braneの束縛状態を意味する乙これらは6次元空間では広がりを持つが、残りの4次元時空においては点粒子と見なされる。私は共同研究者とともに、このようなD4-D2-D0束縛状態のBPS indexのパラメータ依存性を調べた。その結果はこれまで知られていたD4-brane上の場の理論の性質と無矛盾であるばかりか、topologyの異なる場の理論の間の非自明な関係を明らかにするものである。またその結果を再現するような統計模型についても考案した。さらに私はD4-braneが2枚存在する場合にも同様の解析を行い、D4-braneが1牧の場合との類似点と相違点とを調べた。我々のこれらの結果は、壁越え公式がtopology-changeを含むようなプロセスにおいても適用可能であることを示唆している。以上の成果は超弦理論やその背後に期待されるM理論の振る舞いと密接に関わっており、交付申請書に目標として記した位相的M理論の構築につながる大きな成果である。本年度の私の研究における主な成果は、低次元gauge/重力対応の応用に関する結果である。具体的には、parityを破った2次元場の理論の繰り込み群のflowを、3次元重力理論から初めて導出したというものである。これまでの先行研究では3次元側でpure gravityを考えていたために、その双対な2次元場の理論についてもparityを保ったものしか得られずにいた。そこで我々は3次元重力にparityを破る重力チャーンサイモン項という相互作用項を導入した理論(Topologically Massive Gravity)を考えることによって、parityの破れた2次元場の理論の繰り込み群のflowをホログラフィックに導出した。またその重要な証拠として、left-moverとright-moverで異なったc関数を重力側から構成することに成功し、それら2つのc関数の差は繰り込み群で変化しないことを示した。これは2次元場の理論の一般論から期待されるc関数の性質と一致している。2次元場の理論と3次元重力理論の間の双対性に関するこの結果は、低次元gauge/重力対応のさらなる発展に貢献するものと期待される。またこの結果の蘭理論的立場からの理解.応用についても現在研究中である。というのも、Topologically Massive GravityはM理論に埋め込めることが知られているからである。このようなgauge/重力対応における新たな進展から、M理論の諸性質に関する来知の情報を得ることは、交付申請書に記した位相的M理論の構築という目標へ向けた重要な成果となるだろう。
新規IL-10ファミリーサイトカインIL-22のリウマチ性疾患における役割

(目的、方法)新規IL-10ファミリーサイトカインであるIL-22が同定されたが、その機能の多くは不明である。申請者らは関節リウマチ(RA)患者の滑膜にIL-22発現が亢進していること、リウマチ患者由来滑膜細胞をIL-22で刺激するとケモカイン(MCP-1)産生が亢進することなどを同定した。さらにRAの動物モデルであるラットアジュバント関節炎や、SLEの動物モデルであるNZB/NBW F1マウスの腎でIL-22発現が亢進していることを確認している。これらのデータはIL-22がRAとループス腎炎において重要な炎症性サイトカインであることを示唆している。本研究ではRAとループス腎炎の動物モデルにおける抗IL-22抗体、rIL-22、またIL-22中和作用を有するIL-22受容体アンタゴニスト(IL-22RA)の効果を検討する。RAのモデルとしてマウスコラーゲン誘発性関節炎、ループス腎炎のモデルとしてNZB/NBW F1マウスを利用する。(本年までの研究実績)(1)rIL-22、IL-22RA、抗IL-22抗体:マウスrIL-22とIL-22RAを大腸菌発現系により大量産生、さらにrIL-22をウサギに免疫しポリクローナル抗体を作成した。さらにrIL-22の活性をHepG2細胞でのSTAT3リン酸化により、そしてIL-22RAと抗IL-22抗体のIL-22中和能をin vitroで確認した。(2)マウスコラーゲン誘発性関節炎(CIA):DBA/1マウスに2型コラーゲンを免疫しCIAを作成、炎症関節滑膜にIL-22発現が亢進していることをPCRと免疫組織学的に確認した。抗IL-22抗体を21日目から7日間連日、腹腔内投与を行ったところ関節炎スコアが約30%改善した。しかし同様にrIL-22を投与したが関節炎の程度はコントロール群との間に有意差は認めなかった。(目的)新規IL-10ファミリーサイトカインであるIL-22が同定されたが、その機能の多くは不明である。申請者らはこれまでに関節リウマチ(RA)患者の滑膜や増殖性ループス腎炎の腎において、またそれぞれの動物モデルであるラットアジュバント関節炎や、NZB/NBW F1マウスの腎でIL-22発現が亢進していることを確認している。IL-22のRAとSLEの病態形成における役割、さらに治療への応用を検討するため本研究ではRAとループス腎炎の動物モデルにおける抗IL-22抗体、rIL-22、またIL-22中和作用を有する可溶性IL-22受容体アンタゴニスト(IL-22RA)の効果を検討する。(方法)RAのモデルとしてマウスコラーゲン誘発性関節炎(CIA)、ループス腎炎のモデルとしてNZB/NBW F1マウスを利用する。効果は生存率、理学所見、血液生化学、尿、組織学的所見などで判定するが、作用機序解明のため炎症局所でのサイトカイン、接着分子の発現など免疫学的な解析も行う。(本年度までの研究実績)(1)rIL-22、sIL-22R、抗IL-22抗体の準備マウスrIL-22とIL-22RAを大腸菌発現系により大量産生、精製した。さらにrIL-22をウサギに免疫しポリクローナル抗体を精製した。作成したrIL-22の活性をHepG2細胞でのSTAT3リン酸化により確認した。さらにIL-22RAと抗IL-22抗体のIL-22中和能をin vitroの実験にて検討中である。(2)CIA DBA/1マウスに2型コラーゲンを免疫、21日目に腹腔内に追加免疫しCIAを作成した。炎症をおこしている関節でIL-22発現が亢進していることをPCRで確認した。さらに免疫組織学的にその局在を確認中である。(目的)近年、新規IL-10ファミリーサイトカインであるIL-22が同定されたが、その機能の多くは不明である。申請者らは関節リウマチ(RA)患者の滑膜にIL-22発現が亢進していること、リウマチ患者由来滑膜細胞をリコンビナントIL-22(rIL-22)で刺激するとケモカイン(MCP-1)産生が亢進することなどを同定し報告した(Arthritis and Rheum,2005,in press)。これらのデータはIL-22がリウマチ性疾患、特にRAとループス腎炎において重要な炎症性サイトカインであることを示唆している。IL-22のRAとSLEにおける重要性、さらに治療への応用を検討するため本研究ではRAとループス腎炎の動物モデルにおける抗IL-22抗体、rIL-22、またIL-22中和作用を有するIL-22受容体アンタゴニスト(IL-22RA)の効果を検討する。(方法)RAのモデルとしてマウスコラーゲン誘発性関節炎、ループス腎炎のモデルとしてNZB/NBW F1マウスを利用する。(本年度までの研究実績)

マウスrIL-22,とIL-22RAを大腸菌発現系により大量産生、さらにrIL-22をウサギに免疫しポリクローナル抗体を作成した。さらにrIL-22の活性をHepG2細胞でのSTAT3リン酸化により、そしてIL-22RAと抗IL-22抗体のIL-22中和能をin vitroで確認した。(2)RA:マウスコラーゲン誘発性関節炎(Collagen-inducedarthritis:CIA)DBA/1マウスに2型コラーゲンを免疫、21日目に腹腔内に追加免疫しCIAを作成した。炎症関節でIL-22発現が亢進していることをPCRで確認、さらに免疫組織学的にその局在を調べたところ、増殖した滑膜繊維芽細胞とマクロファージに発現していた。CIAに対し上記で作成したrIL-22と抗IL-22抗体を実際に投与した。最初の実験として21日目から7日間連日、腹腔内投与を行ったが、関節炎スコアに優位な変化を認めてなかった。(目的、方法)新規IL-10ファミリーサイトカインであるIL-22が同定されたが、その機能の多くは不明である。申請者らは関節リウマチ(RA)患者の滑膜にIL-22発現が亢進していること、リウマチ患者由来滑膜細胞をIL-22で刺激するとケモカイン(MCP-1)産生が亢進することなどを同定した。さらにRAの動物モデルであるラットアジュバント関節炎や、SLEの動物モデルであるNZB/NBW F1マウスの腎でIL-22発現が亢進していることを確認している。これらのデータはIL-22がRAとループス腎炎において重要な炎症性サイトカインであることを示唆している。本研究ではRAとループス腎炎の動物モデルにおける抗IL-22抗体、rIL-22、またIL-22中和作用を有するIL-22受容体アンタゴニスト(IL-22RA)の効果を検討する。RAのモデルとしてマウスコラーゲン誘発性関節炎、ループス腎炎のモデルとしてNZB/NBW F1マウスを利用する。(本年までの研究実績)(1)rIL-22、IL-22RA、抗IL-22抗体:マウスrIL-22とIL-22RAを大腸菌発現系により大量産生、さらにrIL-22をウサギに免疫しポリクローナル抗体を作成した。(2)マウスコラーゲン誘発性関節炎(CIA):DBA/1マウスに2型コラーゲンを免疫しCIAを作成、炎症関節滑膜にIL-22発現が亢進していることをPCRと免疫組織学的に確認した。抗IL-22抗体を21日目から7日間連日、腹腔内投与を行ったところ関節炎スコアが約30%改善した。しかし同様にrIL-22を投与したが関節炎の程度はコントロール群との間に有意差は認めなかった。
外国人集住地域における外国人児童の聴解力及び会話力に関する研究

本研究では、在留外国人集住地域における外国人児童の日本語の聴解力及び会話力の実態把握のため二言語での言語アセスメント調査を実施する。外国人集住地域で育つ外国人児童は、長年日本に滞在していても、学内外で日本語を聴く場面が少なく、子どもの言語発達の基盤で、読み書きの力につながる「聴いて話す力」が弱い傾向にある。本研究では、(1)言語アセスメント(DLA)を用いた縦断調査により、子どもの二言語能力データを収集し、「聴く力」と「話す力」及び二言語の関係を捉える。(2)二言語能力と環境との関係を分析することで、効果的な教育方法を提案し、外国人集住地域における言語支援に有効な教育的枠組みの構築を目指す。
骨格筋衛星細胞における脂肪細胞系譜への転換メカニズムと細胞分化の安定性

骨格筋衛星細胞(以下、衛星細胞)を用いて、動物細胞分化のメカニズムを解明した。この研究成果では、衛星細胞の分化運命は筋肉細胞系譜へと固定されているとの従来の概念を否定する結論に至った。本研究の実験系では、衛星細胞は通常の筋肉細胞培養培地で増殖し、筋管を形成し、最終分化のプロセスを完了する。しかし、筋肉細胞培地で培養した細胞にて、脂肪細胞分化誘導で系譜決定遺伝子と考えられるPPARγを強制発現させると、衛星細胞は筋管形成の代わりに脂肪滴の蓄積を記録した。同様に、筋肉細胞培地の代わりに、インスリン、デキサメサゾン、IBMXを含む脂肪細胞培地で培養することで脂肪滴の蓄積が認められた。このような脂肪細胞としての機能は筋管として最終分化した細胞でも誘導されている。この場合、Myogenic regulatoryfactor (MRF)にコードしている遺伝子群のMyoDが減少していることが最初に観察された。仮説として設定した「細胞分化は特定の細胞系譜を不可逆的に選択し、細胞の機能を固定するプロセスではなく、個々の細胞系譜の選択は遺伝子の発現によって可塑的に決定されるものである」は最終分化した筋肉細胞が脂肪滴を蓄積するという脂肪細胞独特の機能を表現させることによって明確に証明した。今までの研究成果から、特定の細胞系譜を決定する遺伝子群、特に上流に存在する遺伝子の「不活性化・失活」ではなく「サイレンシング」が細胞の機能を決定しており、細胞の分化、最終分化は実在しないとの結論に達している。この目的には、siRNAを用いた一連の筋肉細胞系譜に貢献するMRF遺伝子のサイレンシングを行い、リアルタイムで遺伝子発現を追跡した結果、MyoD遺伝子が脂肪系譜決定に関与するPPARγ遺伝子を抑制し、骨格筋衛星細胞は筋肉細胞へと「分化」するが、その他の細胞系譜、例えば、脂肪細胞としての潜在一的機能は失われていないことを証明した。しかし、MRF遺伝子群は相互に活性化が可能であるので、先ず第一に、相互活性化プロセスでの序列の決定が必要であり、実験結果から、MRF4が最上流に位置し、これが筋分化のマスター遺伝子候補として挙げられている。MRF4のサイレンシングでは衛星細胞での脂肪滴蓄積が観察されている。本研究の目的は、成獣から骨格筋衛星細胞を分離し、その細胞の多能性を証明し、細胞分化のメカニズムを解明することである。過去の実験では、ウシ衛星細胞培養システムの構築、PPARγによる脂肪細胞系譜への転換を行い、この細胞の多能性を証明した。今年度は衛星細胞の系譜の安定性に焦点を絞り、細胞の最終分化と多能性を解析した。本研究では、衛星細胞を筋肉前駆細胞として扱い、細胞融合、多核筋肉細胞の形成、分化マーカーであるミオシンの発現を確認して、最終分化を完了したと判定し、脂肪細胞への分化誘導実験を行った。分化誘導は前回の実験のように、外来遺伝子を導入することではなく、通常の培地にインスリン、デキサメサゾン、3-イソブチル-1-メチルキサンチン加えることによって行った。この結果、筋管、つまり、多核で筋肉タンパク質を発現している細胞にて、脂肪滴を蓄積する細胞が形成された。脂肪細胞分化誘導以前の筋管では筋肉細胞特有のMyoDの発現のみが見られたが、筋管が脂肪を蓄積した時点では、MyoDに加えて、PPARγの発現も確認された。

これらの実験結果から、同一の細胞が複数の細胞系譜を維持、提示することができるという結論が得られ、具体的には筋肉と脂肪、双方の特徴を同時に提示する細胞を作成した。更に、この研究成果は、従来の細胞学のドグマ「細胞分化は特定の細胞系譜への拘束であり、系譜転換の能力の放棄である」を否定することであると同時に、細胞分化をゲノムから解析する手掛かりが得られた。遺伝子の不活性化のメカニズムとして、DNAのメチル化とRNAiによる遺伝子のサイレンシングがあるが、現在では、遺伝子のサイレンシングを研究課題として、細胞分化の概念を再度考察し、ゲノムから見た分化メカニズムの研究を進めている。今年度の目的は細胞分化のゲノムレベルでのメカニズムの解明である。前年度に確立した骨格筋衛星細胞が多分化能を持つと言う特徴を活用して、ウシ衛星細胞が筋肉細胞であると同時に、脂肪細胞の機能を提示する場合を実験モデルとして、一本鎖RNA(siRNA)による転写阻害が細胞分化誘導のメカニズムであるとの仮説を建てて研究を行った。筋肉細胞の特徴であるMyoDの発現をノックダウンするSiRNAを設計し、Lipofection法を用いて、衛星細胞に導入し、MyoD発現の抑制はリアルタイムPCRを用いて確認した。導入後2日日で80%、6日日で74%、12日日で29%の抑制が認められた。一方、MyoD発現の抑制に対応して、PPARγは導入2日日で16%の増加が認められた。しかし、PPARγの発現は6日日では74%、12日日では57%に減少した。このことからMyoD発現の抑制はPPARγの発現を誘導し、脂肪細胞への分化誘導を開始するが、筋肉細胞本来のMyoD発現が主体となり、PPARγ発現が抑制され、筋肉細胞としての特徴を維持している。PPARγの発現は他の脂肪細胞系譜誘導因子、例えば、CZEBPαを誘導し、分化プロセスを完了すると考えられ、siRNAによるC/EBPαへの影響も検索中である。MyoDはMyogenic regulatoryfactor familyの一メンバーであるので、他のメンバー、myogenin, myf5, MRF4のsiRNAの設計も進行中であり、二つの細胞系譜決定遺伝子・遺伝子産物のクロストークを解明する予定である。
アポB100を含むリポ蛋白の代謝とアポEの役割

我々は従来よりアポEの研究を行ってきた。今年度はウサギアポEのモノクローナル抗体を作製して,アポBを含むリポ蛋白を2種のリポ蛋白すなわちアポBとアポEを含むB.EparticlesとアポEを含まないBparticlesに分離しようと試みた。ウサギアポEをコレステロール負荷したウサギよりヘパリン・セファロースカラムを用いて精製し,マウスに免疫した。常法によりモノクローナル抗体を作製して,6種類のクローンを得ることかできた。これら6種類のクローンを用いてリポ蛋白との結合能を調べた所,特に3クローンに強い結合能をみとめた,この3クローンのなかでも特にクローン5に最も強い結合能をみとめたので,immuno-affirityカラムを作製した。ウサギVLDLをカラムにApplyした所,約30%のVLDLがカラムに吸着した。すなわち,70%がアポEを有するB,Eparticlesであり,30%がアポEを有しないBparticlesであった。モノクローナル抗体により全てのB,E粒子がカラムに吸着されているかどうかをチェックする目的で,カラムのbreak-through部分のアポE定量を行った。アポEの定量には,2種のモノクローナル抗体を用いたサンドイッチ法によった。第1の抗体にクローン3を用い,第2の抗体としてクローン5を用いた。クローン5はビオチニル化しアビジン・ペルオキシダーゼの結合量としてアポEを定量した。カラムには約15mgの抗体を用い,このカラムは最大4mlのウサギ血漿が吸着された。モノクローナル抗体を用いた時,ポリクローナル抗体と異なり吸着されたB,Eparticlesをintactに回収することができる点が有利である。現在,カラムのcharacterizationを更に行い,B及びEparticlesの生化学的特長を明らかにしようとしている。さらにこれらのparticlesのLDLVセプター結合などを明らかにしたいと考えている。
トリウム燃料体に関する実験的研究

トリウム燃料として、酸化物燃料、炭化物燃料、窒化物燃料について研究した。酸化物燃料について、原子炉照射時の燃料挙動に力点をおいて、次の領域で貴重な成果をあげた。1)(Th.U)【O_2】燃料を日本原子力研究所材料試験炉(JMTR)で照射し、この時起こる格子定数、硬度の変化の照射量依存性を測定したところ、3段階に分かれ変化した。この機構を原子論的に説明した。2)Th【O_2】、U【O_2】、(Th U)【O_2】燃料の照射時、核分裂片により生ずる結晶格子欠陥構造の基礎過程を解明するため、アルゴンイオンを表面より照射しながら、オージェ電子分光分析装置(AES)、走査型電子顕微鏡(SEM)、二次イオン質量分析装置(SIMS)、等で観察、観測した。この結果、燃料の還元過程、核分裂片の化学状態が明らかになった。3)Th【O_2】、(Th.U)【O_2】燃料中での陽イオン、陰イオンの拡散におよぼす結晶粒界、不定比組成、不純物の影響について測定した。この結果を同じ蛍石型構造をもつ化合物での拡散データと比較し、本燃料に特徴的な事実を見い出すとともに、拡散機構を原子論的に明らかにした。4)炭素熱還元で製造した(Th.U)C燃料の蒸発挙動を、16501950°Cの温度範囲で高温質量分析計を用いて測定し、その結果を熱力学的に解釈した。一方、(Th.U)C燃料と被覆管材ステンレス鋼との両立性を、1100°Cで検討したところ、反応相厚さは時間の平方根に比例し増大したが、その絶対値は小さく高速増殖炉での使用温度では充分耐久性があることが判明した。5)ThNの製造に関して、ThとNの反応速度の温度依存性、加熱条件の違いによる反応生成相の相異、酸素分圧-窒素分圧を関数としたときの状態図について研究した。さらに、製造したThNを代表的無機酸である硝酸への溶解速度を測定するとともに、溶液を蒸発固化して生成する化合物をX線で同定した。これらの結果より、ThN燃料では再処理が容易であることが判明した。
骨誘導能をもつペプチドの新規開発とペプチド固定化ゲルの骨新生能の評価

BMP-2の活性部位と推測されるアミノ酸配列を合成し、このBMP由来ペプチドの骨芽細胞誘導能とラット筋肉内異所性骨誘導能を評価した。BMP-2とTGF-βsuperfamilyのアミノ酸配列の相同性から、比較的保存されているアミノ酸配列68-87(NSVNS KIPKA CCVPT ELSAI)を選択して、化学的に合成した。BMP-2の刺激によって骨芽細胞様細胞に分化するマウス線維芽細胞株C3H10T1/2の培養上清にビオチン化ペプチドとFITC標識アビジン、あるいはCy5標識ペプチドを添加し、FITCあるいはCy5の蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。ビオチン化、およびCy5標識BMP由来ペプチドを添加したC3H10T1/2の細胞表面特異的に蛍光が観察され、細胞膜表面受容体にBMP由来ペプチドが結合することが示された。BMP由来ペプチドを添加したC3H10T1/2の細胞溶解液を、抗リン酸化セリン抗体を用いてウエスタンブロット解析した。また、BMP由来ペプチドとレチノイン酸共存下でC3H10T1/2を3日間培養後、細胞溶解液のALP活性を測定した。BMP由来ペプチドを添加したC3H10Tl/2では、リン酸化SmadlとALP活性が増大した。次に、ラット(Wistar,6週齢,♂)の下腿部筋肉内にBMP由来ペプチドを結合したアルギン酸共有結合架橋ゲルを埋植した。4週間後に周辺組織とともに摘出し、HE染色、von Kossa染色等により石灰化の程度を評価した。また、石灰化部位の微小部X線回折を行った。BMP由来ペプチドを結合したアルギン酸共有結合架橋ゲルの埋植部位に、顕著な石灰化が認められ、石灰化部位周辺にオステオカルシン陽性の骨芽細胞様細胞が観察された。さらに、X線回折から石灰化物がヒドロキシアパタイトであることが確認された。<目的>BMPは適切な担体とともに生体内に埋入すると有効な骨誘導が得られることは周知である。しかし、初期バーストとタンパクの失活という問題点が指摘されている。そこでわれれれは、BMPファミリーのアミノ酸配列から比較的保存されている配列を選択しその骨誘導能を評価した。担体としては生体内分解吸収性の共有結合架橋アルギン酸を用いた。<方法>2種類のアルギン酸スポンジ(ポアーサイズが約5μmのものと50μmのもの)にBMP由来ペプチド(NSVNSKIPKACCVPTELSAI)を結合させたデバイスを作成した。これら2種類のデバイスをラット下腿の筋肉内に埋入した。ペプチドを結合していないアルギン酸(50μm)にBMP由来ペプチドの水溶液を含浸させたものををコントロールとして同様に筋肉内へ埋入した。3週間後、2ヶ月後にとりだしHE染色、von Kossa染色等により組織学的検討を行った。また、石灰化部位の微小部X線解析を行った。<結果>BMP由来ペプチド固定化アルギン酸ゲルでは骨化が見られたが、コントロールでは認められなかった。また、ポアーサイズ約5μmのものの方が50μmのものよりもより広範囲に石灰化が認められた。また、微小部X線解析より石灰化靴がヒドロキシアパタイトであることが確認された。<結論>BMP様作用をもつより安定で安価なペプチドを作成し、アルギン酸に固定化することで異所性骨化を得ることができた。動物由来の担体を用いないのでプリオン等の感染症の心配もないので、有用な骨再生材料となりうると考えられる。