hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
制限空間の水が受ける相互作用と相変化のダイナミクス

本研究では,ナノメートルサイズの細孔を有する物質に取り込まれた水の状態を詳細に調べ,制限空間中の水の凍結過程や液ー液転移に関する新たな知見を得ることを目指した。均一の円柱細孔を有するメソポーラスシリカMCM-41に取り込まれた水において,細孔の出口付近に存在する表面水は凍結温度付近で,高密度水から低密度水に徐々に状態変化することが示唆された。球形細孔と円柱細孔が繋がったSBA-16に取り込まれた水において,円柱細孔径が小さいときは,球形細孔中の水が先に232 Kで凍結する。球形細孔中の水の凍結においては,周りに存在する円柱細孔の水が凍結温度を下げる重要な役割を果たしていることが分かった。本年度はメソポーラスシリカSBA-16 (細孔径7.8 nm)細孔内に0.0-4.0 M NaCl重水溶液を取り込ませた測定試料を調製し、2Hと23Na NMRを用いて水溶液中の水分子のダイナミクスと溶液構造について解析を行った。2H NMRスペクトルの線形解析とスピン-格子緩和時間(T1)の解析から水和水の回転運動の相関時間の温度変化を調べた。細孔内の水分子の運動の速さには分布が存在し塩濃度が大きくなるにつれてその分布は小さくなることが分かった。このことから動的不均一性は主としてシリカ表面との相互作用に由来していると考えられる。水分子の運動の活性化エネルギーは190 Kよりも高温側では51-56 kJ/molと求められた。この値はBulk氷に見られる4サイトジャンプの値(57 kJ/mol)とほぼ等しく水素結合をおよそ4つ切断するエネルギーに対応すると考えられる。190 K付近で水分子の運動は急激に遅くなっており、細孔内でNaCl水溶液からNaCl・2H2O+氷の状態に相転移していると考えられる。190 Kよりも低温では水分子の運動の活性化エネルギーは65-118 kJ/molと大きな値を示した。特に塩濃度2.0-4.0 Mの試料では大きな活性化エネルギーの値を示しており、水分子の運動が大きく束縛されていることが分かった。23Na NMRより見積もられたNa位置での電場勾配パラメータはBulkのNaCl・2H2OやNaCl水溶液のものに近いことが分かった。このことから7.8 nmの制限空間内でもNa+イオン周辺の局所的な環境はBulkのものに近いことが分かった。また190 K以下では低温になるにつれて23Na NMR化学シフトに低磁場シフトが観測され、低温になるにつれてNa+イオン周辺の水和水が高密度になっていることが分かった。本年度は,メソポーラスシリカ(MCM-41)の規則性細孔内部に閉じ込められた水の液-液転移の解析に取り組んだ。細孔径2.4 nmと2.0 nmのMCM-41について,細孔中に重水を完全に満たし,重水素核のNMRのスピンー格子緩和時間とスペクトルの線幅及び強度の温度変化を測定し,DSC測定より報告されている相転移温度(230 K)付近のこれらの挙動を詳細に調べた。この結果,相転移温度付近では温度が下がるにつれて正四面体構造に近い低密度水の割合が増加することが明らかになった。また,水分子の回転運動の相関時間は転移点より高温では高密度水で予想されるVFT型の温度依存性を示し,低温では低密度水で予想されるArrhenius型の温度依存性を示した。本研究により,水クラスターの構造及び水分子のダイナミクスの観点から液-液転移の存在及び相転移に伴う水の状態変化を明らかにすることができた。水の液-液転移は主にコンピュータシミュレーションにより存在が予想されているが,バルクの水は液-液転移より高温で凍るため実験で検証することは極めて困難である。また,DSC測定により報告されたMCM-41細孔中の水の相転移は液-液転移であると考えられているが,確証は得られていない。本研究は,重水素核が有する局所的な構造や相互作用に敏感な核四極相互作用を利用して,MCM-41細孔中の制限された空間における水の相転移を詳細に調べ,報告されている相転移が高温の高密度水から低密度水に変化する液-液転移であることを示した。また,水の状態が相転移によってどのように変化するかを明らかにした。本研究は制限空間における水の新たな性質を導き出した点で意義がある。メソポーラスシリカ中の電解質水溶液は、細孔表面と水との相互作用によって特異な水和構造をとり、細孔内部と外部で電解質の濃度が異なることが多い。

そこで、メソポーラスシリカSBA-16 (細孔径7.8 nm)細孔内に0.0-4.0 M NaCl重水溶液を取り込ませたものを測定試料とし、2H NMRと23Na NMRを用いて水溶液中の水分子のダイナミクスとNaイオン周辺の構造について解析し、NMRを用いて細孔内と細孔外でのNaCl重水溶液の濃度の定量を行った。23Na NMRの低温での線幅からNa位置での電場勾配パラメータはBulkのNaCl・2H2OやNaCl水溶液のものよりもわずかに大きいことが分かった。しかし、Bulkの値からのずれは小さく、このことから7.8 nmの制限空間内でのNa+イオン周辺の局所的な環境はBulkのものに近いことが分かった。23Na NMRスペクトルの測定を異なる2種類の静磁場強度で行なうことで、化学シフト相互作用と2次の四極子シフトの分離を試みた。2次の四極子シフトの磁場依存性からもNa位置での電場勾配パラメータはBulkの値に近いことが確かめられた。23NaNMR信号強度と2HNMR信号強度の比を測定することでSBA-16細孔内に取り込まれたNaCl重水溶液のNa濃度を定量した。塩濃度が比較的低いとき(0.5-2.0M)には細孔内でのNa濃度は試料全体でのNa濃度に比べて高くなることが分かった。これは細孔内でNaCl水溶液とシリカ表面との間の親和性が高いことを示唆している。一方、高濃度領域(4.0 M)では低濃度で見られた濃度の不均一性は見られなかった。これは塩濃度が飽和に近いためであると考えられる。ナノ構造科学細孔内にNaClが存在する場合の水の挙動を調べるところまで研究が進んだ。NMR装置のシムの故障により、詳細なNaCl濃度依存性の解析が十分ではないが、NaCl側の水の挙動は明らかにすることができた。本研究により,これまで実験的に検証することが困難であった、水の液-液転移について詳細に調べることに成功した。水が存在する細孔の形状,水の液-液転移,NaClの影響に着目して,引き続き重水素核,ナトリウム核のNMRの測定・解析を進める。生体高分子内の制限空間における水の挙動解析,メソポーラスシリカの規則性細孔内のNaCl水溶液における水の挙動を調べる。本年度の途中でNMR装置のシムの修理が必要となり、本年度中に行う予定であった異なったNaCl濃度の試料の測定ができなくなったため、試料調製用の予算を翌年度に繰越し実験・解析を行うことにした。繰越金は異なったNaCl濃度の試料の調製およびNMR測定に用いる。翌年度分の助成金は計画通り細孔形状や液-液転移による水の挙動変化の実験・解析のために用いる。該当なし
砂粒の間隙に生息する海産線虫類の、移動と分散に関する分子生物学的研究

本研究では、地理的に隔離されている問隙性線虫類Meyersia japonicaの、2km離れた2個体群間で、遺伝的交流がどの程度行われているかを、各個体群に属する複数個体の遺伝的組成の類似度に基づいて分子生態学的側面から明らかにすることが目的である。これまでの研究の成果により、2個体群では遺伝子交流があり、光学顕微鏡レベルでの表現型が異ならないことが明らかになっていたが、遺伝子交流の頻度とタイミングを高い精度で推定するために、前年度に引き続き、2個体群から採集をおこない、RAPD(Random amplified polymorphic DNA)法により個体群内および個体群間での変異を解析した。その結果、本年度には中規模の台風が南紀地方を通過したにもかかわらず、2個体群間の遺伝距離が昨年度以前に比べて有意に小さくなることはなく、昨年度以上に遺伝子交流が増大した証拠は得られなかった。砂粒間のすきまに生息する間隙性の線虫類は、浮遊幼生期を持たないこと、砂粒の深層に生息し、粘着性物質を分泌して砂粒に身体を固定することから、極めて移動能力に乏しいと考えられたが、本研究から、受動的ではなく自発的な移動分散のメカニズムを有していることが推測された。今後の研究により、分散に関する生態学的・行動学的知見を得ることができれば、線虫類の移動分散研究のモデル生物として本種を用いることができるだろう。また、昨年度までに得られた南西諸島産の資料について、資料を解析した結果、Meyersia属の線虫は得られず、本属の分布が生物地理学的にも興味深いことが明らかになった。これらの結果をまとめ、現在、国際誌への投稿論文を準備中である。
レーザー励起法を用いたディスアラインメント断面積の決定とその理論的解析

アルゴン・イオンレーザー励起リング色素レーザーの共振器中にエタロン板を挿入することによってレーザー発振を縦単一モードとし、そのエタロン板を回転することにより、リングレーザーの固有発振周波数をひとつづつ掃引した。放電プラズマ中準安定状態原子をそのレーザー光によって励起し、発振周波数の関数としての蛍光強度を観測した。その結果、室温、液体窒素温度のどちらの温度の場合も、準安定原子、従ってパルスレーザー光によってそこから励起される励起原子、は放電管壁の温度で決まるマックスウェル分布を持つことを確認した。また、この種の実験で、従来気付かれていなかったオプティカルパンピングの効果の存在にに気付き、それを正しく考慮することによって従来いわれていた同位体比の異常(少数同位体の濃縮)が解決できる糸口を得た。上と同じ放電プラズマをYAGレーザー励起パルスレーザーからの直線偏光した光で励起してアラインメントを持った励起原子を作り、そこからの蛍光を偏光成分に分けて時間分解観測して、原子衝突によるアラインメントの緩和(ディスアラインメント)のレートを求めた。放電プラズマの原子密度、温度を変化させて測定し、原子衝突によるディスアラインメント断面積を10から100meVの範囲で推定した。一般化モデルポテンシャル法によって衝突対の準分子ポテンシャルを計算し、それにもとづいTディスアラインメント断面積を計算した。理論ポテンシャルのΩ=0と1状態に対するものの差を3cm^<-1>だけ増加する、ないしはふたつのポテンシャルを40cm^<-1>だけ減少させると理論断面積は実験値に一致した。
都市空間の構成要素としての「人」が住環境空間全体に対する選好・評価に与える効果

社会・心理的変数と空間情報とリンクさせることにより,都市空間における人付き合い行動や住替え意向等の社会・心理的な要因や現象を,マクロな都市スケールで捉え解釈することを目的として本研究を実施した。一都三県に居住する人を対象に日常の人付き合いや住環境選好等に関する質問紙調査を実施し、住替え意向や日常の人付き合いに関する社会・心理的変数と距離などの空間的情報との関係を分析した。その結果,住替え希望地の選好理由と、関連する空間的距離との間に統計的に有意ないくつかの関係性が検出された。本研究は,住民の心理的な住環境評価と,物理的空間情報をリンクさせることにより,「人」が都市空間に与える効果を定量的に示すことを目的としている.空間のスケールを小スケール(徒歩移動空間や室内)と大スケール(電車移動空間)の2種類設定しているが,22年度は主に大スケールの,都市内パーソナルネットワークに関する空間的分析について,基礎的情報を得ること目指した.具体的な課題の一つは,情報通信手段の発達した現代都市において,物理的移動を伴う「人付き合い」が社会-心理的サポートとしてどのように機能しているのかを,空間的にマクロな視点から把握することである.しかし,この分析を進めるのに必要な情報,すなわち現代都市において人々が日常的に行っている「人付き合い」と「人付き合い」のための移動についての現状の情報が不足していた.そのため,まず東京近郊の都市居住者の友人・知人との「人付き合い」のための移動行動に関する基礎的情報を得るための分析を行った.用いたのは2007年に実施した住環境選好・評価に関するWebでの質問調査のデータである.この調査には,回答者に,会う頻度別に友人・知人を想定してもらい,その友人・知人との関係性や,お互いの自宅間を行き来するのに要する時間などを答えてもらったデータが含まれる.このデータの分析により,移動を伴う「人付き合い」に関して,その友人・知人と会う頻度と友人・知人の種類(関係性)や移動に要する時間の関係に関するいくつかの知見を得るに至った.得られた情報を踏まえ,今後は,回答者と友人・知人との空間的位置関係(双方の居住地の最寄駅等)の情報を用い,日常行動と都市内(間)移動に関する空間的変数との対応を見る分析を進める.社会・心理的変数と空間的変数をリンクさせることにより,都市空間における人付き合い行動や住替え意向等の社会・心理的な要因や現象を,都市スケールで捉え解釈することを目的として分析を行った.手法としては質問紙調査(社会・心理的手法)とGISによる空間的分析(工学的手法)とを組みあわせ,分析テーマとしては,会合コミュニケーションのための都市内移動,将来の住替え希望地選好の2点に焦点を当てた.分析には,2011年に1都3県の居住者100名実施した質問紙調査により得た,日常生活に関する満足度や,住環境や人付き合いに関連するいくつかの空間的位置のデータを用いた.まず,都市内移動を伴い物理的に同じ空間で会う「会合コミュニケーション」が,都市生活者の日常の人付き合いへの満足感に与える影響について,会合のための移動時間を分析の変数に含めて基礎的な傾向を探った.その結果「友人と会う」という経験が日常の人付き合い満足感に影響を与える可能性や影響の程度については,年齢,性別によっていくつかの点で差異があることが分かった.また,将来の住替え希望地選好に関しては,住替え希望地の選択に「日常の人付き合い」という社会・心理的な要因がどのように関わるのかを分析した.回答者本人の居住地(P),最も親しい友人の居住地(F),その友人との会合場所(M),将来住み替えたい街(D)の各地点(それぞれの最寄駅の位置)間の距離と,日常生活に関する満足度(住環境,家庭生活,経済状況,人付き合い)との相関関係を分析し,いくつかの空間的距離と心理的変数の関係を抽出することができた.社会・心理的変数と空間的変数を組み合わせて分析することで,都市内の人々の日常の行動や選好について,社会・心理的変数のみを用いた分析では得られない空間的移動や空間的距離を考慮した具体的な結果が得られたと言える.本研究は、住環境選好に関わる主観的で曖昧な要因(社会・心理的要因)を抽出し、人々が都市空間をどのように捉えているのかを知るための知見を得ることを目的とする。そのため、社会・心理学的手法である質問紙調査と工学的手法であるGISによる空間的分析とを組み合わせ、いくつかの空間的距離と社会・心理的変数との関連を抽出すべく分析を行った。特に、都市内移動を伴う「会合コミュニケーション」(物理的に同じ場所に集い「会う」コミュニケーション)に焦点を当てており、本年度は将来の住替え希望地と友人の居住地との空間的距離の関係、将来の住替え希望地の選好理由と住替えに関わる空間的距離との関係の解釈を深めるための分析を行った。使用したのは、1都3県の居住者100名に対して実施した住環境選好等に関する質問紙調査(2011年)のデータである。

その内、人付き合いに関連する3点の空間的位置データと、将来の住替え希望に関する回答データを用いて分析を行った。回答者本人の現住地(P)、将来の住み替え希望地(D)、最も親しい友人の居住地(F)の3点間の空間的距離の相関関係の分析を行った結果、友人居住地と住替え希望地の距離関係の連動が観察された。また「住替え希望地の選好理由」(知り合いが近くに住んでいる、買い物利便性、閑静な住環境、街のイメージなど)について分析を行ったところ、住替え希望地の選好理由と上記3点間の距離との間に統計的に有意ないくつかの関係性が検出された。これらの分析から抽出された、空間的距離と社会・心理的変数(住替え地の選好や選好理由)と関係性や連動は、物理的な位置関係とは独立した社会-心理的な傾向を捉えている可能性があり、都市住環境の選好場面における社会・心理的要因の効果や都市空間の主観的な認知についての解釈を深める知見と言える。H24年度が最終年度のため記載しない.25年度が最終年度であるため、記入しない。
製剤添加物(リボフラビン)の光分解による輸液中配合製剤の分解促進メカニズムの解明

○研究目的;ファモチジンは、着色剤としてリボフラビンリン酸エステルナトリウム(FMN Na)を含有するKCL注射液(KCL注)と混合することにより、含量が低下することが報告されているが、その詳細は不明である。これまでに我々は、FMN Naの光分解過程で生成するラジカル体により、ファモチジンが酸化分解されることを示唆する結果を得ている。ところで、KCL注中のFMN Naの光分解による他配合薬剤の安定性への影響についての情報は少ない。そこで本研究では、KCL注と種々注射液を配合した際の配合薬剤の安定性を評価した。○研究方法;生理食塩液1000mL中に種々注射液および1モルKCL注10meqキット「テルモ」((株)テルモ)を種々の比率となるよう混合し、室内光下(400lux)または遮光下で室温保存した。その後、試験液中に含まれる薬物およびFMN Na含量を一定時間経過毎に定量した。さらにpH測定および外観の色調変化を観察した。薬物量は高速液体クロマトグラフィーにより、FMN Na量は紫外可視分光光度法により測定した。○研究成果;π共役系を有するフロセミド等の種々注射液とKCL注を混合し室内光下に保存した際、薬剤およびFMN Naの含量低下が認められた。薬剤により含量低下プロファイルに差が認められたが、その原因はFMN Naラジカル体または一重項酸素への反応性の違いによるものと考えられた。また、π共役系を有していないトラネキサム酸とKCL注を混合すると、室内光下でも薬剤含量の変化は認められなかった。次にFMN Na光分解抑制作用を有するトリプトファンを添加すると、種々薬剤およびFMN Na含量に変化は認められなかった。臨床現場において注射液をKCL注と混合した際、室内光下にて投与時間が長時間となる場合にはFMN Naの光分解に伴い配合薬剤の含量が低下する可能性が考えられ、その影響はπ電子共役系を有する薬剤において大きいことが予想された。
加圧式静電浮遊法による高融点酸化物融体の熱物性計測システムの構築

本研究は、高真空静電浮遊炉を用いた高温融体熱物性計測システムを加圧ガス環境下へ拡張し、高温酸化物融体の計測システムを構築するものである。10気圧の加圧型浮遊炉を開発し、酸化物融体の安定浮遊及び熱物性測定を試みた。高温試料周囲のガスが試料位置検出に影響を与えることや、試料の帯電特性が温度上昇に伴って変化するなど新たな知見が得られた。最終目標のジルコニア融体の熱物性計測には至っていないが、今後継続して研究を進めていく。高温融体の熱物性値は、数値シミュレーションによる結晶成長・鋳造プロセス等の最適化に不可欠な基本データである。しかし、2000°Cを超える高融点材料は光適切な試料保持容器が無いために、熱物性測定が容易ではない。そこで、浮遊法を用いた測定手法の開発が進められてきた。我々は、高真空環境における静電浮遊法を用いた熱物性測定システムを独自に構築し、タングステンを含む高融点材料の密度、表面張力、熱物性測定に成功した。しかし、高真空環境下では試料蒸発の影響が顕著になる。このため酸化物では酸素が抜けてしまう現象が観察され、測定を困難にしている。本研究は、現在の高真空環境下を用いる熱物性計測システムを加圧ガス雰囲気へ拡張し、高温酸化物融体の熱物性測定を行うことを目的としている。本年度は研究の中心となる加圧型静電浮遊炉チャンバーを製作した。最高使用圧力を10気圧として強度計算を行ってチャンバーを設計し、耐圧試験により強度の確認を行った。また、試料の浮遊に必要な電極や試料ハンドリング機構を製作した。チャンバーには11個の観察窓を配置し、試料の浮遊に必要な位置検出、密度測定のための試料の拡大観察や粘性・表面張力計測のための液滴振動の観察を可能としている。試料加熱は4方向から照射する加熱レーザー(合計出力400W)により行う予定である。しかし、2000°Cを超える高融点材料は、適切な試料保持容器が無いために、熱物性測定が容易ではない。本年度は、昨年度製作した加圧式静電浮遊炉チャンバーに光学系及び制御系を取り付け、静電浮遊炉を組み立てるとともに、アルミナを用いた浮遊溶融実験を試みた。5気圧に加圧して試料を浮遊させて加熱していくと、試料の位置検出が困難となり、試料が落下した。試料周りの気体が試料からの熱で暖められ、屈折率が変化することによって位置検出用のレーザー光が正しく試料の影をディテクターに投影出来ないことが原因であることを突き止あ、位置検出方法の改良を行った。その他、高温試料の窒化による表面電荷の損失など、これまでの真空雰囲気とは異なる現象も明らかとなった。来年度は、明らかとなった技術課題を克服して、酸化物融体の浮遊と熱物性計測を達成する予定である。本年度は、開発した加圧式静電浮遊炉を用いて、アルミナ、ジルコニア及びCaAl_2O_3の浮遊溶融を試みた。昨年度問題となった試料周辺の高温気体によって試料の位置検出が困難となる問題については、光学系を再設計して問題なく検出出来る方法に変更した。一方、窒素ガス5気圧の雰囲気では、試料温度によって試料の帯電極性がプラスからマイナス、再びプラスになる傾向が観察された。

試料の極性が変わる際に帯電量が0となるため、クーロン力で浮遊させる静電浮遊法では試料が落下してしまうことが、明らかとなった。これを克服するためには、事前に高温(プラスに帯電する状態)にした試料を浮遊させるのが唯一の方法であり、これを具現化するため下電極にガスノズルの付加を行った。
眼科手術用潅流液への水素ガス応用の研究

眼科手術において水素ガスを含有する潅流液が、抗酸化ストレス効果により組織障害軽減に有効であるかを検討した。白内障手術に関しては現行の予防手段よりすぐれた効果は証明できなかったが、網膜に関しては障害が軽減される組織学的結果が得られつつある。今後機能解析を含めたさらなる検討を進める方針とした。白内障超音波乳化吸引術(PEA)や硝子体手術などの内眼手術では、手術操作そのものが眼組織に対する酸化ストレスとなっている可能性が高い。PEAでは超音波に伴うフリーラジカル産生とそれに伴う角膜内皮障害が明らかにされており、硝子体手術ではイルミネーション、空気潅流あるいは組織染色による酸化ストレス障害が示唆されている。近年、傷害性の高いヒドロキシラジカル(OH・)に対して水素ガス(H2)がスカベンジ効果を発揮し酸化ストレス障害から組織を保護することが報告された。また、虚血再潅流網膜障害モデルにおいて水素ガス溶解点眼液の組織保護効果も明らかとなった。以上より、本研究は内眼手術の酸化ストレス障害に対する水素ガス溶解潅流液の効果を検討することを目的として実験を計画した。初年度としては、模擬眼モデルを用いたPEAシミュレーションを行い、水素ガス溶解潅流液のOH・消去能を電子スピン共鳴法(ESR)にて計測した。具体的には潅流液中にOH・特異的トラップ剤であるDMPOを混入し、模擬眼前房内で超音波を発振、直ちに前房水を採取してESRにてDMPO-OHシグナルを測定する。灌流吸引を伴うPEA条件下でもOH・が産生されることは証明されており、これに水素ガスがどのように影響するかを検討することを目的として行った。また、白内障手術に用いられる粘弾性物質の存在にどのように影響されるかも検討した。おおむね予想された抑制効果が確認できたが今後は生体内での検証に移る予定である。初年度に続いて、模擬眼モデルを用いたPEAシミュレーションを行い、水素ガス溶解潅流液のOH・消去能を電子スピン共鳴法(ESR)にて計測した。具体的には潅流液中にOH・特異的トラップ剤であるDMPOを混入し、模擬眼前房内で超音波を発振、直ちに前房水を採取してESRにてDMPO-OHシグナルを測定した。現在までのところ、PEAモデルにおいては粘弾性物質が強力なフリーラジカルスカベンジャーであるために、これを凌駕するほどの有用性が明らかになっていない。しかし、手術局所において前眼部手術のように簡単にスカベンジャーを使用できない硝子体手術モデルにおいては、本法の有用性が見いだせると考えた。水素ガス点眼液の効果を検討した網膜虚血-再還流障害モデルに準拠し、硝子体手術モデルにおける神経節細胞の酸化ストレス障害による細胞死、それに引き続く網膜厚の菲薄化などの形態学的変化を検討の結果、コントロール群と比較して水素ガス溶解潅流液の効果が組織学的には明らかになりつつある。より明確なエビデンスを得るため、網膜電図による生理学的検討、8-OHdG、MDAなどの酸化ストレスマーカーによる細胞生物学的検証、さらに、酸化ストレス関連遺伝子であるglutathione peroxidase-1 (GPx1)、catalaseなどの分子生物学的検討を展開し、組織学的検討に加えて本法の有用性に対する生理学的および分子・細胞生物学的裏付けを得つつある。硝子体手術における酸化ストレスの原因となり得るものとして、通常の手術用光源による障害の検討を主に行ってきたが、今後はさらに眼球圧迫に伴う一過性の虚血再潅流に準ずる障害の検討を行う予定である。生体内でのシミュレーションに再現性が乏しく、再検討を要している。このため、硝子体手術でのシミュレーションに移行する段階が遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。生体内シミュレーションの再現性を高めるために、組織障害の検出方法を検討する。角膜内皮のみならず、網膜への障害度を検討することが最終目的であるため障害度検出の方策をより再現性の高い方法に変えることを検討していく。
基板表面磁界による軟磁性窒化鉄薄膜の配向性制御

本研究では、主として成膜時に基板表面に平行に印加される磁界が、鉄および窒化鉄薄膜の結晶構造に及ぼす影響を調査することによって、基板表面磁界という全く新しいパラメーターにより窒化鉄薄膜の膜室を制御する方法を検討した。先ず外部磁界型マグネトロンスパッタ法において基板下部に設置された板の枚数によって、基板表面磁界を変化できることを示した。基板表面磁界中で鉄スパッタ薄膜を堆積し、基板表面磁界が、その結晶構造に及ぼす影響について実験的に調べた。その結果、X線回折測定から、基板表面磁界の増加により、鉄薄膜の配向が{110}から{100}へと変化することが確認された。この原因として、装置内の不純物ガスについて着目し、スパッタ法による膜堆積時に、基板表面磁界と不純物ガスが、薄膜の配向に及ぼす影響について調べた。その結果、基板表面磁界と酸素により、鉄薄膜の配向を{110}と{100}に制御できることを発見した。また、この場合、酸素の浸入による薄膜の酸化は起こらないことがX線光電子分光法により確認された。次に反応性スパッタ法による窒化鉄薄膜堆積時に、基板表面磁界を印加して、薄膜のN原子含有量と結晶構造の制御を試みた。初めに、雰囲気ガス圧の窒素分圧比を制御することにより、N-マルテンサイト・g'-Fe4Nが形成できることを確認した。次に、N-マルテンサイト・g'-Fe4Nが形成される窒素分圧比において、基板表面磁界を印加して薄膜を堆積し、その結晶構造を調査した。その結果、基板表面磁界の増加によって薄膜の窒化が抑制されていき、さらに基板表面磁界を増加させて成膜を行うと、窒素分圧比の制御だけでは、得られなかったa"-Fe16N2が、形成できた。また、これらの薄膜の磁気特性を振動試料型磁力計を用いて測定し、基板表面磁界によって、磁気特性を向上できることを示した。
クロモキネシンKidによる分裂後期の染色体動態と娘細胞核形成の制御機構

クロモキネシンKidは染色体腕の中期板整列や、中期紡錘体長の維持を担うことが明らかにされているモーター分子である。我々はRNAiによる発現抑制の結果から、Kidは分裂後期にも染色体整列とは独立の働きを担っていることを見いだし、昨年度までにKidが分裂後期/終期染色体の一塊化、正常な核ラミナの形成に寄与していることを見いだした。本年度は主にKid欠損マウスの解析を行い、以下の点を明らかにした。1)129系統とc57BL/6系統のミックスバックグラウンドにおいて、Kid-/-胚盤胞胚はメンデルの法則から予想される数の約半数しかいないが、生存していたKid-/-胚盤胞はすべて野生型のものと同様の正常な核形態、胚形態を示していた。2)Kid-/-胚は8細胞期まではメンデルの法則に従う割合で確認されるが、2細胞期においても約半数の胚では多核や微小核など分裂異常が原因と考えられる核形成異常を示していた。3)mRNAを前核期胚にinjectionすることでEGFPを融合した染色体結合タンパク質部分断片を発現させ、第一体細胞分裂(第一卵割)期の染色体動態を可視化し、time-lapse観察を行った。その結果、Kid-/-胚では染色体の整列、後期への移行には明らかな異常が見られなかったが、分裂後期/終期の染色体のまとまりが悪く、その結果一部の染色体の周囲に個別の核膜が形成される様子が観察された。以上の結果から、HeLa細胞で得られた結果と同様に、Kidは生体内においても分裂後期/終期の染色体一塊化を担っており、その働きは特に卵割初期の分裂において重要であることが示唆された。クロモキネシンKidは染色体腕の中期板整列を担うモーター分子である。我々はRNAiによる発現抑制の結果などから、Kidが紡錘体形成や分裂後期にも染色体整列とは独立の働きを担っていることを見いだした。本研究では、分裂後期から核形成時におけるKidの機能解析を通し、分裂後期染色体を一団にまとめるための機構と、それが正常な娘細胞核形成においてどのような意義を持つかを解明することを目的としている。本年度は以下の3つの解析を中心に行い結果を得た。1.蛍光免疫染色及び免疫電顕観察の結果、分裂後期のKidは主に隣り合う染色体同士の間隙に存在した。核膜再形成時期の隣接する染色体同士は本来ほとんど隙間なく接着し一塊化するが、Kid発現抑制HeLa細胞ではそのような一体化の効率が悪く、染色体間に隙間が残ったまま分裂終期に入った。その結果、核ラミナが娘細胞に分配された一塊化した染色体群ではなく、個々の染色体を包むように形成され、娘細胞核形態異常が高頻度に引き起こされた。これらの結果から、Kidは分裂後期に分配中の染色体同士をつなぎ正常な娘細胞核形成を保証する働きを担っていることが示唆された。2.Kid結合分子として核膜輸送タンパク質を同定していたが、実際Kidには2カ所の機能的な核移行シグナルが存在し、核膜輸送タンパク質との結合領域となっていることを見いだした。両者の結合が間期におけるKidの核内局在にだけではなく、分裂期におけるKidの染色体局在をも制御することを示唆する結果を得た。3.Kid欠損マウスの解析を開始し、Kid-/-胚の約半数が発生初期の分裂期異常により死亡することを見いだした。しかし予想に反し、残り半数の胚は外見上正常に発生、生誕、生育し生殖能力もあった。今後、Kid-/-マウスの長期的な観察を含め、分裂を繰り返す組織、細胞群についての解析を行うことにより、Kid欠損により生じる核形成異常が個体に与える影響の解析をすすめる。

以上の結果から、HeLa細胞で得られた結果と同様に、Kidは生体内においても分裂後期/終期の染色体一塊化を担っており、その働きは特に卵割初期の分裂において重要であることが示唆された。
脂肪酸受容体ＧＰＲ１２０の肺組織における生理機能解析

脂肪酸によって活性化される受容体の一つにGPR120と呼ばれる分子が存在し、脂肪や腸管でエネルギー代謝との関連が知られている。他方、肺組織における発現も確認されているがその機能は不明である。肺と脂肪酸との関連では、呼吸の際に肺胞の伸縮を担うサーファクタントプロテインと呼ばれる分子の構成成分の一部に脂肪酸が含まれていることが知られている。今回GPR120の遺伝子改変動物を用いた研究から、肺においてGPR120がサーファクタント分泌細胞に発現しており、その分泌に関与していることを示唆する結果が示された。本課題は、肺組織に発現する脂肪酸受容体GPR120の生理機能を明らかとすることを目的とした課題であり、in vitro及びin vivoの両面から肺における脂肪酸受容体GPR120のメカニズム解析を試みた。これまでに我々は、マウス肺の免疫染色結果から、クララ細胞のマーカータンパク質と、GPR120タンパク質が共発現することを報告している。クララ細胞は、肺サーファクタントプロテインを分泌することから、GPR120とサーファクタント分泌に注目することとした。in vitroでの検討として、クララ細胞での発現とサーファクタント分泌については前年度に検討を行った。今年度はクララ細胞の他に肺上皮細胞におけるGPR120の発現を確認するためにヒト肺胞基底上皮腺癌細胞株A549細胞を用いて検討を行った。我々はA549細胞にもGPR120が発現していることをmRNAレベルで確認した。しかしながらA549細胞におけるサーファクタントプロテインの産生分泌について報告がないため、上皮細胞におけるGPR120の機能は別の課題とすることとした。次に、in vivoにおける検討として、GPR120KOマウスを用いて喘息モデルマウスを作成し肺胞洗浄液に含まれる、サーファクタントプロテインを検出し定量することとした。前年度に市販抗体中から選定した、肺胞洗浄液中のサーファクタントを検出可能な抗体を用いて、肺胞洗浄液を濃縮後Western blotting法により検出定量を行った。コントロール群においてはWT、KOマウス間でサーファクタントプロテインの量に優位な変化はなかったが、喘息モデル郡においては有意なサーファクタントプロテイン量の差を確認することができた。これはGPR120が肺の機能、さらに病態と関連することを示唆するものであると考えられた。本課題は、肺組織に発現する脂肪酸受容体GPR120の生理機能を明らかとすることを目的とした課題である。本年度は、in vitro及びin vivoの両面から肺における脂肪酸受容体GPR120のメカニズム解析を試みた。これまでに我々は、マウス肺の免疫染色結果から、クララ細胞のマーカータンパク質と、GPR120が共発現することを報告した。in vitroでの検討として、クララ細胞の細胞株を用いた検討を行い、GPR120が発現していることをmRNAレベルで確認し、内因性アゴニストである脂肪酸、及びこれまでに同定した合成GPR120アゴニストの刺激により、サーファクタントプロテインの一種において、mRNAレベルが変動することを確認した。また、in vivoでの検討として、マウス肺胞洗浄液からサーファクタントプロテインを検出することでGPR120の分泌への影響を検討する予定である。そこで、効率的にサーファクタントプロテインを検出するための実験条件の設定を行った。特に、複数の購入可能なサーファクタントプロテイン抗体からWestern blotで検出可能な抗体の選定を行い、喘息モデルマウスの肺胞洗浄液からも、サーファクタントプロテインを検出することに成功した。脂肪酸受容体とサーファクタントとの関連はこれまでに報告がなく、またサーファクタントプロテインの新たな制御機構としても興味深い知見と考えられる。本課題は、脂肪酸受容体GPR120の肺における機能解析を目的としている。in vitroの検討では、GPR120がサーファクタントプロテインの調節に関連すると仮説を立て、内在性及び特異的リガンドを用いた検討を行い、確かにサーファクタントプロテインの変動を確認することができた。これまでに、サーファクタントタンパク質の生成を調節するメカニズムは十分に解析されておらず、新しいメカニズムであることが示唆される。in vivoの検討では、研究協力者による疾患モデル動物の作出も順調に行われている。サーファクタントプロテインのWestern blot法による検出に抗体の特異性などいくつかの問題点があったが、適切な条件の設定にも成功し、疾患モデルマウスからも検出ができるようになりつつある。従って、in vitro及びin vivoの両面から予定通りに検討が進んでおり、当初の目的の達成度としては順調であると考えら得れる。in vitroでの検討においては、GPR120リガンドによる刺激とサーファクタント分泌までのシグナル伝達経路の詳細な解析を試みる。また、SP-A以外の他のサーファクタントプロテインについても変動する可能性があるかを詳細に検討する。

in vivoでの検討においては、in vitroの結果を受けて、複数のサーファクタントにおいて検討を行うと共に、喘息モデルでのGPR120の関与を、サーファクタントプロテインに加えて、炎症性サイトカインなどの炎症関連分子についても検討する。また、論文化への準備と共に学会発表等を含めて成果発表を行う予定である。GPR120とサーファクタントプロテインの関係について、詳細なシグナル伝達経路を解析するために、引き続きsiRNA等を用いた細胞レベルでの遺伝子ノックダウン実験や、特異的化合物によるタンパク質の発現変動等の検出を予定しており、これに関連する分子生物学的試薬などの購入を予定している。また、動物モデルを用いた検討を行うために動物の維持管理や消耗品の購入などを予定している。
現職教員の研修／学習機会の体系的再構築をめざして

本研究は、従来研究対象とされてこなかった教員研修を取り上げ、これまでの在り方を批判的に検討し、今後の方向性を探ったものである。2012年中央教育審議会答申「教職生活の全体を通じた教員の資質能力の総合的な向上方策について」をふまえて、教育委員会と大学の連携・協働により「学び続ける教師」を支援する際の課題を以下3点にまとめ、それぞれに対応した調査研究と実際の研修事例の検討を行った。1校外研修の整理縮小と校内研修の充実、2初期層(5年経験者まで)から10年経験者研修までの体系化、310年経験者研修と免許更新制の整理。今年度の研究実績は以下の通りである。1各都道府県が実施する初任者研修のうち、校外研修の内容と実施日数について調査した(一部は下記5のフォーラムにて発表)。2認定講習受講者に対する予備調査を行って分析検討した。これに基づき次年度に本調査を行う予定である。3各県の教員養成学部に広がっている交流人事教員(県教委から派遣、任期制)が大学と地元教育委員会との連携の核として教員研修にどのように関わっているかを調査した(現在、データを整理、分析中)。4教員研修資料として「教員のためのブックガイド」をまとめて公刊し、平成25年度の長期研修生に対して使用する予定である。5千葉大学教育学部フォーラム「大学、行政、学校の連携恊働で『学び続ける教師』を育てる:初期層教員の育成を中心に」を実施した。6県教委と恊働で初任者研修の一つとしてソーシャルスキルトレーニングプログラムを立案して実施した。続けて2年目教員に対するフォローアップ研修を立案して、実施する予定である。なお、昨年度に引き続き千葉県教育委員会の研修担当者(教職員課、指導課、総合教育センター、子どもと親のサポートセンターの指導主事)と本研究チームの教員によるワーキンググループにおいて、これらの成果を今後の教員研修にどのように生かしていくかについて協議を重ねている。本研究は、従来研究対象とされてこなかった教員研修を取り上げ、今後の方向性を探ろうとしたものである。2010年には千葉県において10年に1度の見直しにより「千葉県の教職員研修体系」が出されている。こうした教員研修をめぐる近年の動向の中で、2012年中央教育審議会が「教職生活の全体を通じた教員の資質能力の総合的な向上方策について」を取りまとめ、「学び続ける教師」がキーワードとなった。その核心は「生涯を通じての職能成長」という理念の提示であり、この理念を実現するための新たなシステムの提言である。この答申をふまえて、本研究では教育委員会と大学の連携・協働により「学び続ける教師」を支援する際の課題について以下3点にまとめて考察し、それぞれの課題に対応した調査研究と研修事例検討を行った。1校外研修の整理縮小と校内研修の充実:この課題にあたっては、教員研修の基本はOJTであることをふまえて、どのようなOFF-JT、つまり学校を離れての研修があるのかをあらためて議論する必要がある。さらに、「チームとして組織的かつ効果的な対応」という視点からの議論も要請される。2初期層(5年経験者)から10年経験者研修までの体系化:現在、学校は世代交代期を迎え、5年経験者研修対象者ぐらいまでの初期層教員から10年目経験者研修対象者までの中堅層も巻き込み、ミドルリーダーとして育てていくことが急務となっている。従って、今後このような初期層から10年経験者研修までの研修の体系化を進めていくことが必要である。310年経験者研修と免許更新制の整理:これは免許更新制導入において、制度設計上「講習」とこれまでの「研修」との関係性を十分に詰めなかったことに他ならない。当然、教員免許更新制の導入を契機として、複雑化した研修システム全体の見直し、つまりは研修体系の再構築が必要になっている。中間報告書として『現職教員の研修:学習機会の体系的再構築をめざして』をまとめて公刊した。その内容は以下3点にまとめられる。1千葉県教育委員会に採用された初任者806名(小学校教員592名、中学校教員214名)にアンケート調査を実施して、適応状況と他の要因の関連を検討した。対人関係についてマイナス評価をしている初任者と心身の健康が心配される初任者に焦点をあてたより詳細な分析の必要性が確認された。2上記1をふまえて、精神的困難を抱えた初任者についての事例(約50例)検討を行った。具体的には、千葉県教育委員会における初任者のうち、上記1の対象者を含めて過去5年間(平成18-22年度)に退職した事例を中心に、特に精神的困難を抱えて長期の病気休暇を取ったものの分析を行い、復帰者と退職者の比較(メタ分析)を行った。

3タイ国における教師教育改革を概観した上で、我が国における教員研修の現状を国際的視点より比較し、現職教員訓練に関する方針と強調されている教育観の影響について考察した。千葉県教育委員会の研修担当者(教職員課、指導課、総合教育センター等の指導主事)と本研究チームの学部教員でワーキンググループを設置して、これらの成果を今後の教員研修にどう生かして行くかの協議を重ねた。研修資料「教員のためのブックガイド」を公刊し、フォーラム「大学、行政、学校の連携恊働で『学び続ける教師』を育てる:初期層教員の育成を中心に」を実施した。また、初任者研修プログラムを立案して実施し、引き続きフォローアップ研修(2年目)も実施予定である。中間報告書として『現職教員の研修:学習機会の体系的再構築をめざして』をまとめ、千葉県教育委員会の研修担当者と本研究チームで、これらの成果を今後の教員研修にどう生かして行くかの協議を実施することができた。昨年度に引き続き千葉県教育委員会の研修担当者(教職員課、指導課、総合教育センター、子どもと親のサポートセンターの指導主事)と本研究チームの教員によるワーキンググループにおいて、初期層教員(1ー3年目)に対する研修に焦点化して実際の研修を立案して試行していく予定である。千葉県教育委員会の研修担当者(教職員課、指導課、総合教育センター等の指導主事)と本研究チームの学部教員からなるワーキンググループでの協議から、初期層教員(1-5年目)に対する研修に焦点化して実際の研修体系を組み立てて試行して行く予定である。研究費はほぼ当初の予定通り使用していく。
衝撃波加熱コンドリュール形成モデルの追求：高濃度ダスト領域における弧状衝撃波

前年度までの成果として明らかになったのが「高速微惑星による弧状衝撃波はコンドリュール形成に適当ではない」ということであった。それを踏まえ,次の2つの小課題を新たに設定した:(1)別のコンドリュール形成過程として雷モデルの可能性を検討する,(2)コンドリュール前駆体であるダストアグリゲイトの形成過程を調べる。平成30年度はこれら2つの小課題についての研究を展開し,それぞれ一定の結果を得た。まず,雷によるコンドリュール形成として,雷が発生した後,前駆体ダスト粒子がどのように加熱され温度変化するかを,理論モデルを使って調べた。雷電流によって高温になったガスは,その場にあるダスト粒子を加熱する。これには,高温ガスがダストに直接接触することによる加熱と,高温ガスから発せられる放射による加熱の2つの過程がある。一方,熱せられたダスト粒子からも赤外線が放射され,それによってダスト粒子は冷却される。これらの加熱・冷却過程に加え,領域中に存在する高密度ダストによって放射が遮られる効果(光学的に厚くなる効果)も考慮した。特にダスト粒子群による遮蔽効果のため,ダスト粒子の冷却が遅くなることは重要な点である。ダスト粒子の空間密度や粒子のサイズなど,さまざまな条件を変えて調べたところ,適当な条件では,観測から推定されるコンドリュールの温度履歴がよく再現できることがわかった。次に,コンドリュール前駆体であるダストアグリゲイトおよび微惑星の形成について。分子雲コアの重力収縮に始まる原始星と原始惑星系円盤の形成から,その内部でのダスト微粒子の運動・衝突・合体を数値計算を行って調べた。その結果,分子雲コアからの質量降着が継続している期間は,ダストが合体・成長することによる微惑星形成は進行しないことがわかった。この結果は,Astrophysical Journal誌に掲載された。隕石の主要構成要素であるコンドリュールの形成は,太陽系形成過程の重要な一段階であることは広く認識されている。本研究では,原始太陽系星雲中を高速運動する微惑星が生起する弧状衝撃波によってコンドリュールが形成され得るかどうかを,数値シミュレーションによって明らかにすることを目指している。特に本研究では,コンドリュール周囲のシリケイト蒸気圧に注目する。これが十分高くないとコンドリュールから揮発性物質が失われてしまうという問題が指摘されているからである。高いシリケイト蒸気圧を実現し得る状況として本研究では,固体微粒子(ダスト)濃度が高い領域に微惑星が突入する場合を想定する。そして,ダスト濃度が高い媒質も扱える数値シミュレーションコードを新たに開発し,シミュレーションを実施することにより,観察されるようなコンドリュールが形成され得るかどうかを明らかにすることを目指している。上記のようなシミュレーションを実施するためにコード開発の上で必要な点は,次の効果を取り扱えるようにすることである:(1)ダストの密度が高い場合の力学的および熱力学的効果,(2)ダストの密度が高い場合の輻射エネルギー輸送効果。H27年度は主にコード開発に取り組んだが,ほぼ当初計画通り,上記2点の開発が進んだ。(1)に関しては,ダストの力学的反作用と,蒸発・再凝縮などを扱えるようにした。(2)に関しては,流束制限拡散近似法を実装し,輻射エネルギー輸送を計算できるようにした。年度末時点で個々の技術的問題はほぼ解決している。あとは,各要素を組み合わせて総合的なコードを組み上げ,最終的なテストを行ってコードを完成させること,および,各種微調整をすることで,実際のシミュレーションを実施することができるようになる見込みである。計画では,H27年度は数値シミュレーションコード開発に主に取り組む予定であった。その作業は概ね,当初予定通りに進捗している。特に本研究では,固体微粒子(ダスト)濃度が高い環境下での弧状衝撃波と,それによるコンドリュール形成に注目する。温度変化やシリケイト蒸気圧などから,ダスト濃度が高い状況下でのコンドリュール形成が推定されているからである。本研究ではまず,ダスト濃度が高い媒質も扱える数値シミュレーションコードを新たに開発し,その後それを用いてシミュレーションを実施することにより,観察されるようなコンドリュールが形成され得るかどうかを明らかにすることを目指している。平成28年度にはシミュレーションコードの開発がほぼ完了した。そしてそれを用い,所期の目標を達成するべく,多数のプロダクトランを実行した。その際には,微惑星のサイズや速度,周囲のガスの密度,ダスト濃度などをパラメータとし,それらを広く振って結果を調べた。その結果,ある程度広い範囲にある適当な条件の下で,想定されているようなコンドリュール形成が起こりえることが明らかになりつつある。今後はより大規模なシミュレーションを実施し計算結果を増やすとともに,これらの結果をまとめ,実際のコンドリュールとの比較や原始太陽系星雲内で条件が満たされる状況などについて考察を進め,論文として発表することを目指す。当初計画通りH28年度中にシミュレーションコードの開発が完了し,実際のプロダクトランを多数実施することができた。シミュレーション結果をざっと見る限りは,所期の予想通り,このメカニズムでのコンドリュール形成は起こりえると言えそうである。平成29年度は,これまでのシミュレーション結果を踏まえて結果の取りまとめに取りかかった。

しかしながら,いつかの問題に直面した。ひとつは,本課題で想定している高速微惑星による弧状衝撃波では,コンドリュール形成に適当な条件を見出すことが難しいことが見えてきたことである。もちろん,否定的結論で論文化することも必要であろう。しかし二つ目の問題として,本課題で得たそうした否定的結論とほぼ同じ内容の論文が,海外の研究グループによって先に発表されてしまったことがある。否定的内容を補強する独自の論文として出すことには障害が多いため,この方針での論文化は一旦取りやめることとした。そこで,コンドリュール形成については,別の可能性を検討してみることとした。高速微惑星による弧状衝撃波がコンドリュール形成に適当ではない理由の一つは,ダスト濃度がまだ足りないということだったので,その点を満たす状況を検討したところ,浮かび上がったのが雷加熱である。本課題に取り組んだことで得られた各種の知見やノウハウを加味した上で,雷によるコンドリュール形成を検討してみたところ,大筋では可能性があり,詳細に調べてみる価値があることがわかった。一方で,本課題の主目標であった弧状衝撃波の計算の他に,サブテーマとして,コンドリュール前駆体であるダストアグリゲイトの形成についても研究を進めてきた。分子雲コアの重力収縮に始まる原始星と原始惑星系円盤の形成から,その内部でのダスト微粒子の運動・衝突・合体を計算した。その結果,分子雲コアからの質量降着が継続している期間(約40万年)は,ダストが合体・成長することによる微惑星形成は進行しないことがわかった。これは微惑星の形成過程の研究にとっては,新たな知見である。本研究で得られた結果が当初予想に対して否定的なものであったこと,本質的に同じ結論の論文が海外の研究グループによって先に発表されたこと,などにより,本課題の主目標に関して得られたこれまでの結果を論文として発表することは困難となってしまった。そこで,コンドリュール形成に関しては別の可能性について新たに検討することから始めることになった。よって,「コンドリュール形成過程を明らかにする」という大きな目標に向かっては,やや遅れが生じてしまったことになる。しかしながら,コンドリュール形成過程の新しい可能性が見えてきたので,その点では一歩前進したとも言える。前年度までの成果として明らかになったのが「高速微惑星による弧状衝撃波はコンドリュール形成に適当ではない」ということであった。それを踏まえ,次の2つの小課題を新たに設定した:(1)別のコンドリュール形成過程として雷モデルの可能性を検討する,(2)コンドリュール前駆体であるダストアグリゲイトの形成過程を調べる。平成30年度はこれら2つの小課題についての研究を展開し,それぞれ一定の結果を得た。まず,雷によるコンドリュール形成として,雷が発生した後,前駆体ダスト粒子がどのように加熱され温度変化するかを,理論モデルを使って調べた。
脳動脈瘤に対する血管壁リモデリング療法の開発

1.動物の実験的動脈瘤に対し、血管内治療手法を用いて瘤壁に影響を及ぼす塞栓物質を用いたブースター的治療を加えた。分子生物学的アプローチに先駆け、瘤の腔内にキチンを脱アセチル化して作られたキトサンにて瘤内を充填し、これに紫外光照射を行うことにより瘤内の硬化を計る方法を開発した。ウサギの総頸動脈に外頸静脈片を側々吻合し、実験動脈瘤を作成し、予め光硬化してゲル化したキトサンを直接血管外から実験動脈瘤内に挿入した。血管内留置による全身合併症はみられなかった。紫外光は瘤口閉塞用のアシストバルーン内のファイバーを通して誘導することにより、瘤口部分からの照射が可能であった。固形化したキトサンにて閉塞された瘤は、炎症反応は認められるものの、閉塞性は高く生体塞栓物質として瘤の治療に有用であることが確認された。2.従来のコイルを用いた瘤塞栓術において、血液温度上昇により凝固血栓化が促進されることを利用し、壁の強化と瘤内器質化を目的とした新しい温熱療法を開発した。交番磁場を加えた時磁性体が渦電流損失により発熱することを利用し、実験的動脈瘤に塞栓したプラチナコイルを発熱させ、瘤内の血栓化を促進させた。結果として、プラチナ量が多いほど温度上昇が得られ、瘤内の血栓化促進は30%で認められた。コイル塞栓術の効果を高めるために有用であることが証明された。3.側方突出型実験的動脈瘤に対するステントによる瘤口閉塞を行うために、ニチノール製の自己拡張型ステントにポリウレタン膜を貼り付けたカバードステントを作成した。基礎実験としてウレタンフィルム上に犬血管内皮細胞を播種し、インキュベーター内で接着させたところ、経時的観察にて生着は極めて良好であった。また、ウレタンコーティングステント内面に播種して回転培養を行った結果は、回転移動や流体内での剥離は少なく、約20%の血管の伸展負荷を加えても脱落や退縮などの変化は少ないことがわかった。1)実施計画に則り犬の頸動脈に機械的に形成した動脈瘤について、キチンを脱アセチル化して作られたキトサンを瘤内に充填し、その組織学的変化を観察した。キトサンは紫外光照射により硬化する性質があり、その過程で瘤壁に何らかの変化をもたらすかどうかを観察した。その結果、瘤壁に対する作用として炎症性変化が認められたが、瘤内充填物質としてのキトサンの有用性は示された(成果については第63回日本脳神経外科学会総会、および第19回日本脳神経血管内治療学会にて報告)。キトサンを血管壁内へ注入することは困難であるため、現在他の組織破壊性物質を用いて、血管壁の脆弱性を高める実験を継続している。2)側方突出型実験的動脈瘤に対するステントによる閉塞を行うために、ニチノール製の自己拡張型ステントにポリウレタン膜を貼り付けたカバードステントを作成した。基礎実験としてウレタンフィルム上に犬血管内皮細胞を播種し、インキュベーター内で接着させたところ、経時的観察にて生着はきわめて良好であった。また、ウレタンコーティングステント内面に播種して回転培養を行った結果は、48時間で十分名増殖が確認され、回転移動による剥離は少ないことが証明された。