hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体微粒子による高効率光酸化および光還元反応

酸化物半導体の光触媒としての活性は様々な要因によって大きく変ることが知られているがその原因については十分に解明されていない.本研究では代表的な酸化物半導体である酸化チタンについて,どの様な要因が重要であるかを調べた.反応としては,一酸化炭素およびエタンの光酸化反応,犠牲酸化済還元剤存在下の光酸素および光水素発生反応,水の光分解を行なった.酸化チタンには三つの結晶形,アナタース,ルチル,ブルッカイトがあるが,これら結晶素と光触媒活性との関係,またそれぞれの結晶形について不純物の影響,粒径効果,キャリヤー濃度依存性について調べた結果,次のことがわかった.(1)塩素や硫酸根は不純物としてすべての反応にたいする活性を著しく低下させるため,塩化チタンあるいは硫酸チタンから調整した酸化チタンの活性はイソプロポキサイドより調整したものよりかなり低い.(2)光酸化活性は粒径が小さいほど大きくなり,他の要因には依存しない.(3)光酸素発生反応にたいする活性はルチルが高く,粒径が小さいと活性が下がる.(4)光水素発生反応ではアルコール類およびEDTAを用いた時は結晶形による差異はないが,他の還元剤の場合はアナタースがルチルより活性が高く,粒径効果はいずれの場合もない.(6)光電気化学反応では活性はキャリヤー濃度に依存するが光酸化反応では依存しない.以上の結果は反応の種類あるいは機構の違いによって光触媒活性を支配する要因が変化することを示している.これは光誘起された電子および正孔と反応物質との間の相互作用の仕方が異なるためであり,それぞれの反応について上記結果は合理的に説明することができる.また酸化チタン以外の酸化物半導体についても検討した結果,同種の結論が得られた.酸化物半導体の光触媒としての活性は様々な要因によって大きく変ることが知られているがその原因については十分に解明されていない.本研究では代表的な酸化物半導体である酸化チタンについて,どの様な要因が重要であるかを調べた.反応としては,一酸化炭素およびエタンの光酸化反応,犠牲酸化済還元剤存在下の光酸素および光水素発生反応,水の光分解を行なった.酸化チタンには三つの結晶形,アナタース,ルチル,ブルッカイトがあるが,これら結晶素と光触媒活性との関係,またそれぞれの結晶形について不純物の影響,粒径効果,キャリヤー濃度依存性について調べた結果,次のことがわかった.(1)塩素や硫酸根は不純物としてすべての反応にたいする活性を著しく低下させるため,塩化チタンあるいは硫酸チタンから調整した酸化チタンの活性はイソプロポキサイドより調整したものよりかなり低い.(2)光酸化活性は粒径が小さいほど大きくなり,他の要因には依存しない.(3)光酸素発生反応にたいする活性はルチルが高く,粒径が小さいと活性が下がる.(4)光水素発生反応ではアルコール類およびEDTAを用いた時は結晶形による差異はないが,他の還元剤の場合はアナタースがルチルより活性が高く,粒径効果はいずれの場合もない.(6)光電気化学反応では活性はキャリヤー濃度に依存するが光酸化反応では依存しない.以上の結果は反応の種類あるいは機構の違いによって光触媒活性を支配する要因が変化することを示している.これは光誘起された電子および正孔と反応物質との間の相互作用の仕方が異なるためであり,それぞれの反応について上記結果は合理的に説明することができる.また酸化チタン以外の酸化物半導体についても検討した結果,同種の結論が得られた.
先天性腎低形成・異形成の発症機序に関する分子生物学的研究-低親和性神経成長因子受容体の関与-

小児慢性腎不全の原因の20%以上を占めるのは腎低形成・異形成である。これまで我々は神経成長因子(NGF)/受容体(p75)カスケードの神経系での役割を研究してきた。この過程で本疾患が中枢神経系奇形に合併すること。さらにp75が腎の形成過程に重要な役割を果たすことが示唆されたことの2点から、p75の異常は神経系のみならず、腎の形態形成にも異常をもたらすのではないかとの仮説立て、これを証明することを目的に研究を計画した。具体的には(1)正常の腎発生過程におけるp75の発現を経時的に検討する。(2)in vitroにおいてp75の発現を抑制し、如何なる変化が生ずるかを腎の器官培養にて検討する。(3)ラット胎仔の発生過程において、特異抗体を用いてin vivoでp75の作用を阻害し、腎に如何なる障害が生ずるかを検討することを目的とした。研究結果:正常の腎発生過程におけるp75蛋白の経時的発現を検討する目的から、ラットの腎臓につき経時的にp75の発現を特異抗体(抗-ラットp75抗体:clone192)を用いた間接蛍光抗体法にて免疫組織化学染色を行った。ラット胎仔の腎組織にはp75弱陽性細胞が観察されたが、その発現が極めて弱いため、発現細胞を同定することはできなかった。また胎仔腎組織のホモジェネートではノーザンブロットにてp75の発現が認められた。今後、蛍光抗体法に代わり、^<125>I-NGFを用いたin situハイブリダイゼーションによる検討が必要である。また、小児の腎生検材料につきp75ならびに高親和性NGF受容体trkAの発現を間接螢光抗体法にて検討し、小児腎疾患の臨床症状とNGF受容体の発現の関連を検討することは意義あることと考えられた。さらに妊娠ラットに抗NGF受容体抗体を注入し、in vivoでのラット胎仔のNGF/NGFRカスケードを阻害し、腎に如何なる障害が生ずるかを検討することも予定している。研究目的:腎低形成・異形成は小児慢性腎不全の原因の20%以上を占める疾患である。これまで我々は神経成長因子(NGF)および、その受容体(p75)の神経系での役割を研究してきた。(3)ラット胎仔の発生過程において、特異抗体を用いてin vivoでp75の作用を阻害し、腎に如何なる障害が生ずるかを検討する。研究結果:正常の腎発生過程におけるp75蛋白の経時的発現を検討する目的から、ラット胎仔の腎臓につき経時的にp75の発現を特異抗体(抗-ラットp75抗体:clone192)を用いた間接蛍光抗体法にて免疫組織化学染色を行った。胎仔の腎組織にはp75陽性細胞が観察されたが、陽性度が極めて弱いため、発現細胞を同定することはできなかった。なお胎仔腎組織のホモジェネートではノーザンブロットにてp75の発現が認められた。今後、蛍光抗体法に代わり、p75NGFRmRNAの発現をin situハイブリダイゼーションによる検討することを試みている。これには、胎仔の経時的腎凍結切片につき、^<35>S標識のp75mRNAに対するアンチセンスRNAをプローブとしたin situハイブリダイゼーションを行う予定である。また、観察された部位がNGF結合部位であることを確認するため、隣接パラフィン切片について^<125>I-NGFを用いたin situハイブリダイゼーションを行う。

今後、蛍光抗体法に代わり、^<125>I-NGFを用いたin situハイブリダイゼーションによる検討が必要である。また、小児の腎生検材料につきp75ならびに高親和性NGF受容体trkAの発現を間接螢光抗体法にて検討し、小児腎疾患の臨床症状とNGF受容体の発現の関連を検討することは意義あることと考えられた。さらに妊娠ラットに抗NGF受容体抗体を注入し、in vivoでのラット胎仔のNGF/NGFRカスケードを阻害し、腎に如何なる障害が生ずるかを検討することも予定している。
マルチメディアデータベースシステムのおける知識を用いた問い合わせ処理に関する研究

マルチメディアデータベースに対する従来の手法では、データの持つ意味内容を文字/数値データとして持たせたり適応領域を狭く限定したものであったため、データベースの一慣性保持やシステムの柔軟性等に問題がある。本研究では、それらの問題を解決するため、知識による内容検索を行うシステムを構築した。内容検索時に参照する知識の構造については、検索されるべき意味内容は、即ち「概念」を構成する特徴項目とそれを抽出する手続き、演算子の意味/解釈定義、そして問い合わせに記述され得る制約の変換規則の記述の組を1つの知識単位とすることにした。尚、本システムは、オブジェクト指向データモデルに基づいたデータベース設計を採用した。各々の知識は、その概念を含むオブジェクトの属するクラスに定義し、データベーススキーマと知識の構造の一元管理をおしすすめた。あわせて、検索時の属性名と知識とを連結するために、仮想属性という考えを新たに導入した。ところで、知識によるマルチメディアデータの内容検索を行う場合、定義された知識による内容抽出の結果と検索者の感性が微妙に食い違う場合が考えられ得る。そのため、検索の過程で参照された知識の記述内容をテンプレートに表示し、その定義内容を簡単な操作で変更できるユーザインタフェーズのプロトタイプを併せて作成した。これにより、ユーザはより自分の感性に合致した検索結果を得るためのフィードバックをシステムに与えることができる。今回は、ハードウェア環境の制約上対象として画像データを選んだが、音声や異種メディアの複合データに対しても処理が行えるようシステムを拡張し、評価することが今後の課題である。
数学の基礎学力の数学的モデリング能力向上に及ぼす影響に関する研究

1.研究目的:数学的モデリング能力は,数学教育において重要な能力の一つとして捉えられてきている。しかし,実際の学校現場にはあまり普及していない。その理由は,次の点に関する研究が進んでいないからである。これを打破するために,「数学的モデリング能力はどの程度まで伸ばすことが出来るのか」「生徒の数学的学力は数学的モデリング能力の向上に関係があるのか」について明らかにすることを研究の目的とした。2.研究方法:数学の領域別の問題に関しては,日本の学習指導要領に基づいた4つの領域別に,教科書や全国学力調査のA問題を参考に作成する。これらのデータを統計的に処理し,授業のよる数学的モデリング能力向上の効果を明らかにする。また,数学の4領域における数学的学力と数学的モデリング能力の向上に関して分析・考察をする。3.研究結果:(1)数学的モデリング教材として,自転車の盗難保険を題材とした教材の開発ができ,中学生への指導が可能であることが示された。(2)数学活用の能力を評価する問題として, Blum(2011)に紹介されている数学活用の問題を2種類(靴と給油)使うことにした。A群は事前に靴の問題,事後に給油の問題を, B群は事前を逆の問題を行った。その結果, A群, B群ともに正答率が上がり,無答率が下がった。このことから,数学的モデリング授業を受けることによって,その能力が向上するという示唆が得られた。(3) (2)の結果において,授業前では,各領域とも学力の高い生徒が数学的モデリング能力についての正答率が高くなっていた。また,事後に数学的モデリング能力が向上したと見られる(誤答・無答から正答に変化した)生徒の推移については, 2種類の問題とも領域別に顕著な違いは見られなかった。このことは,数学の各領域の学力は同じ傾向を示す生徒が多かったためと考えられる。
次世代DNAシークエンサーを駆使したシアノバクテリアの補色順化の多様性の解明

一部のシアノバクテリアは、緑色光と赤色光に応答して光合成のアンテナ色素タンパク質(フィコシアニンとフィコエリスリン)の組成を調節する「補色順化」と呼ばれる能力を持つ。本研究では、(1)次世代シークエンサーを用いて多検体のシアノバクテリアのゲノムを効率よく解析するパイプラインの構築、(2)そのパイプラインを用いた20種の補色順化種のゲノム解析、(3)特徴的な補色順化能を持つ種のRNA-Seq解析とアンテナ色素タンパク質の単離と分光解析、を行った。これらの成果は、補色順化の分子機構の多様性の実態の解明を大きく推進すると共に、今後のシアノバクテリアのゲノム研究の礎となるものである。一部のシアノバクテリアは、緑色光と赤色光に応答して光合成アンテナタンパク質量(フィコエリスリンとフィコシアニン)の組成を調節する能力を持つ。この現象は補色順化(Complememary chromatic acclimation)と呼ばれ、これまでに、フィコエリスリン量だけが調節されるII型補色順化と、フィコエリスリンとフィコシアニンの両方が調節されるIII型補色順化に分けられると考えられてきた。本研究は、この現象の分子基盤や進化の過程をゲノム情報に基づいて説明することを目的とした。今年度は、細胞外多糖を多く含むシアノバクテリアからゲノムDNAを抽出する手法を確立した。また、ペアエンドライブラリとメイトペアライブラリの独自な調製法を確立し、次世代シークエンサーMiSeqを用いた低コストな完全ゲノム配列決定のパイプラインを構築した。続いて、野外の補色順化能を持つシアノバクテリアを収集し、それらの吸収スペクトルを測定した。フィコシアニンとフィコエリスリンの量比が大きく異なる近縁の2種のSynechocystis属のゲノム解析を実施し、それらの持つフィコビリソーム遺伝子セットを比較したところ、フィコシアニンとフィコエリスリンのリンカー遺伝子数が細胞色の決定に重要であることが示唆された。また、それ以外のシアノバクテリアについてもゲノム解析を実施し、リンカー遺伝子セットのバリエーションの存在が示された。一部のシアノバクテリアは、緑色光と赤色光に応答して光合成のアンテナ色素タンパク質(フィコシアニンとフィコエリスリン)の組成を調節する能力を持ち、この現象は補色順化と呼ばれている。本研究は、シアノバクテリアの補色順化の分子機構の多様性を、次世代シークエンサーを用いて明らかにする事を目的とした。H25年度の解析で得られたゲノムデータを精査したところ、野外から採取したシアノバクテリアの一部に従属栄養細菌が混入していた。そのため、抗生物質によってシアノバクテリアのみを効率よく純化する手法を確立した。続いて、純化した株からゲノムDNAを抽出し、次世代シークエンサーMiSeqを用いてドラフトゲノム解析を実施した。補色順化の光センサーであるCcaS/CcaR遺伝子によって制御されるアンテナ遺伝子セットにバリエーションの存在を発見した。一方、別の光センサーであるRcaE/RcaF/RcaC遺伝子によって制御されるアンテナ遺伝子セットは高度に保存されていた。ドラフトゲノムを決定した種のうち、Geminocystis sp.NIES-3708およびGeminocystis sp.NIES-3709については完全ゲノム配列決定を行った(Hirose et al 2015a Genome annouc.; Hirose et al 2015b Genome annouc.)。これらの2種の補色順化能を低温蛍光スペクトル解析とRNA-Seq解析によって比較したところ、フィコエリスリンのリンカータンパク質であるCpeCおよびCpeEの調節が、補色順化に中心的な役割を果たしている事が明らかになった。奇妙な事にフィコシアニンのリンカータンパク質であるCpcCが両種には存在しなかった。今後のタンパク質レベルでの詳細な解析によって定説を覆すような知見が得られるかもしれない。光生物学ゲノム解析のパイプラインの構築に、当初の予定よりも時間が掛かった。しかし、細かな条件検討によって各種パラメータを最適化する事で、ほぼ全ての非モデルシアノバクテリアにおいてゲノム情報に基づく解析が可能となり、これは今後の研究の進行に大きく役立つであろう。また、次世代シークエンサーを用いたde novo解析、リシークエンス解析、RNAseq解析の手法についても習得する事ができたのは当初の想定よりも早い進展であった。一方、分光測定による細胞色の分類法にはさらなる精度の向上が必要であることが示唆されている。全体として研究は順調に進展している。次年度は、より多くのシアノバクテリアのゲノム解析を実施し、遺伝子セットのバリエーションの概要を把握し、それらの代表種を選定する予定である。それらの吸収スペクトル・低温蛍光スペクトル・質量分析によるタンパク質量の変動解析などを行う予定である。
光線力学的手法を応用した胸部悪性病変とリンパ節転移に対する新たな診断法の開発

光感受性物質のアミノレブリン酸を併用した胸腔内悪性病変に対する局在診断法の開発を行った。アミノレブリン酸は代謝され悪性細胞で赤色蛍光を呈する。自家蛍光観察システムを用い、正常組織の緑色自家蛍光との色調差で局在診断を行った。胸膜面に存在している悪性病変では、自家蛍光観察カメラでは周囲正常組織で発生する緑色自家蛍光と対比し、明瞭な境界線を示したピンク色の腫瘍部位が描出された。原発性肺癌症例で赤色光が確認可能であったのは、pl1pl3症例は100%の描出、pl0症例は27.7%であり、全例PL1症例であった。今後、精度の高い悪性病変の局在診断により、光線力学治療にも応用できる可能性がある。胸部癌患者の生存期間は癌の進行度によって決定し、局在診断のみならず、胸膜転移やリンパ節転移の有無の評価が重要である。過大な手術侵襲や術後治療を回避できる事は患者に有益であり、医療経済的にも寄与する。人体の正常な臓器は、520nm程度の緑色の自家蛍光を発生し、病変部では蛍光が減弱し、610nm程度の赤色蛍光を呈する事象を観察する研究を行ってきた。更に、光増感物質であるアミノレブリン酸(5-ALA)投与後の自家蛍光波長の変化を観察する事で、精度向上を目的とした。胸部疾患領域に対する類似研究は本邦、海外共に無い。本研究の結果、胸膜悪性病変の正確な局在診断が、境界線も含めて可能となり、肺癌胸膜浸潤因子(pl因子)の診断により、縮小手術である区域切除の適応等も決定できる可能性を得た。将来への展望として以下の2点を挙げる。1.肺癌センチネルリンパ節生検への応用:肺癌領域リンパ節の位置、色調より、乳癌に比べセンチネルリンパ節生検の研究は進展していないのが現状である。本研究の結果は、腹部も含めた他臓器分野にも大きな示唆をもたらすと思われる。2.悪性胸膜中皮腫に対する光線力学的治療(PDT)への応用:早期の悪性胸膜中皮腫の局在診断が可能になり、異常蛍光を発生する物質を特定できれば、極めて予後不良であり、未だ治療法が確立されていない悪性胸膜中皮腫に対し、低侵襲な光線力学的治療(PDT)という新たな治療法が可能になる。5ALAと自家蛍光観察システムを併用した胸膜悪性病変(肺癌の胸膜浸潤部分、悪性胸膜中皮腫)の確実な診断のための研究を進めている。LED光源に変更し、励起光と病変の色調を観察するシステムにやや不具合があり、一時研究中断を余儀なくされた。しかし、現在、症例を吟味して再開、データ採取している。癌患者に選択される治療法と患者の生存期間は癌の進行度によって決定し、存在診断のみならず、胸膜転移や肺癌胸膜浸潤の評価が重要である。過大な手術侵襲や術後治療を回避する事は、患者に有益かつ医療経済的にも寄与する。我々は、人体の正常な臓器は、400-450nm前後の励起光に対し520nm程度の緑色の自家蛍光を発生するが、悪性腫瘍等の病変部では、蛍光発生物質(コラーゲン、ニコチン酸アミド等)が減少し610nm程度の赤色蛍光を発生する事象を利用した光線力学的診断を研究してきた。しかし、境界線が不明瞭、反射光の影響等、改善を必要としていた。そこで、機器側の改良に加え、光増感物質であるアミノレブリン酸(5-ALA)を併用することで、手術中の観察により低侵襲かつ高精度に診断する事を目的とした。5ALAは経口投与により、体内でヘムに代謝されるが、悪性腫瘍では、代謝酵素の異常により発光物質であるプロトポルフイリンIX蓄積し、励起光に対しピンク赤色を呈する作用がある。自家蛍光の緑色を呈する正常部分とピンク色を呈する悪性腫瘍部分を観察することで、以下の点で有益になると考えた。1)胸膜播種を含めた、可視診断が困難な微小病変の検出:肺癌の早期胸腔内再発に画像診断、術中診断で発見困難な微小播種病変の関与があり、高精度な診断を確立する。2)末梢型肺癌の正確な胸膜浸潤:肺のリンパ流は肺動静脈や気管支と同様の肺門方向への流れのほかに胸膜に沿った流れがある。肺癌取り扱い規約でも胸膜浸潤を認めればより進行病期となる。区域切除等の縮小手術を決定する為の高精度な術中胸膜浸潤診断を確立する。現在まで、光源の改良(キセノン→LED)、センサーの改良(CCD→CMOS)もあり、高精度の局在診断と胸膜浸潤診断が可能となった。現在、組織型、Grade、ly因子、v因子等の詳細な解析を施行している。前述の如く、以下の2項目に絞って研究を進めている。

現在まで、光源の改良(キセノン→LED)、センサーの改良(CCD→CMOS)もあり、高精度の局在診断と胸膜浸潤診断が可能となった。現在、組織型、Grade、ly因子、v因子等の詳細な解析を施行している。また、本年励起光発生システムであるエスペラルースを購入し、自家蛍光システムと並列して同システムによる精度も検討している。肺癌における胸膜浸潤因子(PL)は予後決定因子の1つである。肺のリンパ流は、肺動静脈や気管支の走行と同様に肺門方向への流れの他に胸膜に沿った流れがあり、同じ腫瘍径であってもPL1以上であればより進行病期となる。PL因子の最終診断は切除標本の病理検査で行うが、術中診断が可能になれば、術式等の的確な選択、播種性病変があった場合の無用な手術が回避できる。我々は、5ALA(アミノレブリン酸)が、悪性腫瘍内で光増感物質のProtoporphyrin IXに代謝され、励起光に対し赤色色調の発光を呈する事象を利用し、胸膜悪性腫瘍の描出を研究してきた。本年度は、原発性肺癌における胸膜浸潤の有無に対する光学的診断法の研究を行った。手術4時間前に5ALAを経口投与(20mg/Kg)、自家蛍光観察システムを用いて胸膜浸潤の有無を観察した。胸膜浸潤部では、正常組織で発生する緑色自家蛍光と対比し、明瞭な境界線を示した赤色で描出される腫瘍部位が確認できた。Result:原発性肺癌症例で赤色光が確認可能であったのは、pl1pl3症例は14/14(100%)例の描出であり、pl0症例は10/24例(41.6%)例であった。描出可能であったpl0症例は、術前診断でPL1の症例であり、脈管侵襲因子陽性例が多かった。本手技の感度/特異度/陽性的中率/陰性的中率は各々100%/58.0%/63.1%/100%であり、胸膜浸潤例は有意に赤色蛍光発光を認めた。以上より、精度の高い肺癌胸膜浸潤に対する術中診断が、区域切除等の縮小手術の適応決定に寄与する可能性がある。更に,高精度の局所診断が、光線力学治療(Photo Dynamic Therapy)に応用できる可能性があると考えられた。光感受性物質のアミノレブリン酸を併用した胸腔内悪性病変に対する局在診断法の開発を行った。アミノレブリン酸は代謝され悪性細胞で赤色蛍光を呈する。自家蛍光観察システムを用い、正常組織の緑色自家蛍光との色調差で局在診断を行った。胸膜面に存在している悪性病変では、自家蛍光観察カメラでは周囲正常組織で発生する緑色自家蛍光と対比し、明瞭な境界線を示したピンク色の腫瘍部位が描出された。原発性肺癌症例で赤色光が確認可能であったのは、pl1pl3症例は100%の描出、pl0症例は27.7%であり、全例PL1症例であった。今後、精度の高い悪性病変の局在診断により、光線力学治療にも応用できる可能性がある。5ALAと自家蛍光観察システムを併用した胸膜悪性病変(肺癌の胸膜浸潤部分、悪性胸膜中皮腫)の確実な診断手技確立のための研究を進めている。当初の計画にて記載した以下の2項目の研究をさらに進める。1.悪性胸膜中皮腫に対する将来的な光線力学的治療を目指して診断の精度向上のために症例を増やす。2.肺癌センチネルリンパ節生検に関する研究も開始する。肺癌におけるセンチネルリンパ節生検の同定は、1群リンパ節が肺内である可能性がある事、リンパ節の色調が黒色であり、従来の色素法では困難である事、また、RI法であればその扱いが煩雑であることで未だ臨床研究の域をでない。本法による同定と診断の精度向上に向けての研究を進めていく。1.胸膜悪性病変に対する光線力学的診断について:研究進捗状況では、かなり高精度な診断が可能になってきている。こん、現在アミノレブリン酸を利用した光線力学的診断法は保険診療ではなく、研究費で購入している。
深海トレーサー散布実験で海底資源開発の影響がおよぶ範囲を評価する

本邦は世界6位の排他的経済水域を有し,そこには膨大な海底資源が存在するとされている。しかしこの開発にあたって必須となる環境影響評価の方法論はいまだ確立されていない。本研究では開発の影響がおよぶ範囲を事前に評価するため,難分解性の化学物質のうち,生物の健康に影響を及ぼさないガス成分を海底に撒布し,これを追跡することを提案した。当初は海底全般に利用可能な大規模撒布実験を想定していたが,法的な問題から現状では実施が極めて困難であると結論するに至った。一方でカルデラ内に形成された熱水鉱床であれば,同評価法が利用可能であると考えられた。本邦は世界6位の排他的経済水域を有する。そこには膨大な海底資源が存在するとされており,「海底資源大国」となることが期待されている。しかし深海底という特殊な環境から,開発にあたって必須となる環境影響評価の方法論が(国際的にも)いまだ確立されておらず,開発計画が進まない一因となっている。本研究では,評価の前提要素である「対象範囲」を限定するために「深海の海流」を調べることを提案し,その手法確立を目指す。はじめに,トレーサーとして用いる六フッ化硫黄(SF6)の海水中溶存濃度を迅速・簡便に分析するため,新たに試料処理法およびガスクロマトグラフ法の確立を目指した。トレーサー散布時のバックグラウンドレベルを把握するためニスキン採水器に採水した試料を120mLバイアル瓶へと移しブチルゴム栓で密閉した後アルミシールで固定し持ち帰った。実験室においてバイアル瓶に充填した水の一部をSF6を含まない高純度ヘリウム20mLで置換し,瓶を激しく振ることで瓶内の気相・液相間でSF6を平衡に至らせしめた。この気相をガスタイトシリンジで採取し,ポラパックカラムで他分子と分離した後に電子捕獲型検出器を用いて検出した。この定量法について,繰り返し精度および導入量とピークエリアの直線性を試験した。今後は性能を従来用いられているパージアンドトラップ法と比較し,簡便さを保ったまま高感度化を目指す。また深海の高圧に対応できるトレーサー散布容器を製作するための検討をおこなった。海底開発のトレーサーとして利用するためには液化ガスを散布容器に移す必要があるが,液化ガスを深海対応容器に移す行為は高圧ガスに関わる諸規定による制約がある。現在は各種規定の精読と対応可能な容器設計について検討を進めている。液化ガスを深海対応容器に移す行為は高圧ガスに関わる諸規定による制約があり,これに抵触せず効率的かつ科学的に有益な成果をえるための手法の検討に時間を要しているため。本研究では,評価の前提要素である「対象範囲」を限定するため「深海の海流」を調べることを提案し,その手法確立を目指す。昨年度まで化学トレーサーとして用いる六フッ化硫黄等を液化ガスとして深海で撒布する際に高圧ガスに関わる諸規定による制約があることが判明した。このため,今年度は液化せず,気体の状態で深海まで持ち込み撒布する場合の条件検討を行った。例として沖縄トラフ鳩間海丘での検討を行った。火口地形を半径300m・比高300mとすると容積は100ギガリットルとなり,トレーサーを0.01 mol撒布し均質に拡散すると濃度は100,000fmol/Lとなる。これはGC-ECDでの検出には十分な濃度である。気体トレーサー0.01molは1気圧で0.2L相当であり,深海での圧力保持採水器に用いている容器(容積0.15L)と同等であるため,これを転用することで撒布容器として利用可能であることが明らかとなった。この事実は,カルデラなど半閉鎖的な地形を背景とする海底資源の開発であれば,気体トレーサーの撒布により影響の範囲を調べられることを示唆している。上記の条件検討に加え,コバルトリッチクラストやレアアース泥の存在が知られる伊豆小笠原海溝海域において撒布前のバックグラウンド濃度レベルを定量するための試料採取を実施した。高圧ガス業者や高圧ガス配管業者と技術的な検討を進める。分析法について従来法(パージアンドトラップ法)のパージ部は簡素化のために省略しヘッドスペース法で代用しつつ,トラップ部は高感度化のため採用する「ヘッドスペースアンドトラップ法」として確立を目指す。海洋科学今年度は実験装置・海洋観測に必要な消耗品を購入した上で,実験および航海調査を実施した。

この結果を受け取法確立にフィードバックし次年度に装置の改良や別航海調査を実施するよう変更したため,次年度使用額が生じた。分析法の検討・改良を実施する際に必要な物品購入およびトレーサー散布およびモニタリングのための航海調査に趣く旅費に使用する。
宮古島に多発するカポジ肉腫とＨＨＶ8潜在感染率の疫学的調査と輸血の安全性について

本研究課題で、我々はカポジ肉腫が多発する沖縄県宮古島地方において、カポジ肉腫の病因ウイルスであるヒトヘルペスウイルス8型(HHV8)の感染率が高いことを明らかにした。宮古島におけるHHV8感染率は15.37%と、沖縄本島や日本の一般集団での感染率に比べ約11倍高かった。感染率は年齢を増すごとに高くなる傾向があり、男女差はほとんど見られなかった。一方、カポジ肉腫の発症率は、宮古島が沖縄諸島に比べ約35倍高く、宮古島におけるカポジ肉腫の好発にはHHV8の高い既感染率の他にウイルスの変異や民族学的な違いなど他の要因が関与している可能性も示唆された。国内ではきわめて稀な脈管腫瘍である古典型カポジ肉腫が、沖縄県・特に人口5.5万人の宮古島においては非常に高率に発症している。本研究課題は、沖縄県・宮古島におけるカポジ肉腫の極めて高い発症頻度の理由を明らかにするのが一義的な目的である。カポジ肉腫は、古典型、アフリカ型、エイズ関連型、免疫抑制型の4病型に分けられる稀な脈管系腫瘍である。最近の日本国内ではカポジ肉腫の大部分がエイズ関連型であるが、沖縄県、特に宮古島においては古典型のカポジ肉腫の発生が、他地域と比較して極めて多い。この宮古島におけるカポジ肉腫症例の豊富さが、HHV-8の潜在感染率の高さのみに起因するのか、あるいは、さらに別の発症素因が存在するのかについては、未だ正確な疫学上のデータや結論が出ていない。第一に、カポジ肉腫の直接的な病原体であるとされるヒトヘルペスウイルス8型(HHV-8)の感染率を調べることで、宮古島のカポジ肉腫の高発症率が、HHV-8ウイルスの潜在感染率の高さのみに起因するのか、民族の違いや他のウイルスの関与などの複数の発症因子の関与も存在するのかを探るとともに、輸血によるHHV-8の感染の可能性、さらには当地でのカポジ肉腫の発症伝搬に関わる公衆衛生学的な問題点を整理し解決すべき研究課題である。そこで沖縄県、特に宮古島におけるHHV-8感染率を、日本本土や他国と比較できる方法で調査する必要があると考える。沖縄、特に宮古島で感染率が特に高いという結果が出れば、カポジ肉腫の発生率は高い感染率に直接的に起因すると結論つけられる。あるいは、もし沖縄、特に宮古島における感染率が日本本土と相違ないものであれば、当地でのカポジ肉腫の発症率の高さは民族的な違い、HHV-8に対する宿主の免疫応答やHHV-8ウイルス以外の複合感染などの可能性も示唆される。国内で発症するカポジ肉腫のほとんどはAIDS関連型カポジ肉腫であり、非AIDS関連カポジ肉腫は非常にまれである。しかし沖縄、特に宮古島では例外的に非AIDS関連カポジ肉腫を多発する。沖縄県内で過去31年間に57例の非AIDS関連カポジ肉腫症例を経験したが、そのうち29例(51%)が宮古島出身者であった。宮古島でカポジ肉腫が好発する理由を明らかにするため、宮古島においてHHV8感染率調査を行い、感染率が15.37%(1132人中174人)と、日本の一般集団での感染率1.4%、沖縄本島の那覇市での感染率1.43%に比べ、約11倍と非常に高いことが判明した。感染率は年齢を増すごとに高くなる傾向があり、男女差がほとんどない。一方、人口10万人中のカポジ肉腫の発症率は宮古島で1.76であるのに対し、他の沖縄諸島においては0.05と計算され、宮古島においては35倍カポジ肉腫を発症している発症率となり、HHV8の高い既感染率以上に宮古島ではカポジ肉腫が発症しやすいことが示唆された。現在は宮古島のカポジ肉腫患者由来のHHV8全ウイルスゲノムの解析を進めており、カポジ肉腫の高発症率に関与するウイルス変異の有無を確認するとともに、遺伝性カポジ肉腫の原因として報告されている数個の遺伝子を中心に、宮古島でのカポジ肉腫患者に共通の変異がないか解析をしたいと考えている。今回の研究で、沖縄県宮古島地方においてHHV8感染率が非常に高いことが初めてわかった。日本では現在は献血の際のスクリーニング検査にもHHV8感染の確認は含まれない。本ウイルスが輸血を介して感染する可能性があるのか、また当地での正確な感染経路の把握と予防対策の必要性につき、公衆衛生学的な課題が残る。

皮膚外科、皮膚腫瘍学、皮膚ウイルス感染症宮古島には皮膚科医が常勤する病院は存在せず、カポジ肉腫などは琉球大学より週1回で医師が派遣される県立宮古病院で、外来診療・初期治療を行う。そこで、琉球大学医学部の倫理委員会により承認された上で、県立宮古病院へ協力を要請し、特定の月に受診した全ての患者の採血サンプルの余剰血清を集め、HHV8の感染率をELISA法により測定する。昨年度は倫理委員会での承認後に、県立宮古病院においても承認を得て、1000検体以上の血清を集め凍結保存した。さらに、各種の抗HHV8抗体の中で、どの抗体を使用したELISAシステムが最も敏感で、さらに特異性が高いかを、琉球大学に通院中のカポシ肉腫患者の10数名の血清を用いて検討したところ、国立感染研究所の片野晴隆博士の作製したHHV8に対する血清ELISAシステムが良好な感度を示した。さらにHHV-8感染培養細胞株(BJAB細胞など)を用いた蛍光抗体法により、その感度と特異度を片野晴隆博士のELISA法による測定との違いを検討している。全検体におけるHHV-8血清保有率の測定を継続する。具体的な検査方法としては、片野博士が作製したK8.1, ORF59, 65, LANAリコンビナントタンパクを混合抗原としたELISAによる測定と、HHV-8持続感染株であるBCBL-cell lineを利用したIFA法により、順次、カポシ肉腫患者と宮古島通院採血サンプルでの抗体価を測定する。性別、年齢、地域などの被験者情報と検査結果を統計学的に解析する。また沖縄県、宮古島の血清抗体陽性率と、これまでのカポジ肉腫発症数を比較して検討する。さらに、カポシ肉腫患者の腫瘍組織中に存在するHHV8ウイルス遺伝子を、PCR増幅後に、次世代シークエンサーで一括しそのウイルス遺伝子配列を決定することで、宮古島カポシ肉腫患者に共通して存在するウイルス遺伝子変異の可能性を網羅的に、複数のカポシ肉腫患者において探索する。国内ではきわめて稀な脈管腫瘍である古典型カポジ肉腫が、沖縄県・特に人口5.5万人の宮古島においては非常に高率に発症する。本研究課題は、沖縄県・宮古島におけるカポジ肉腫の極めて高い発症頻度の理由を明らかにするのが一義的な目的である。カポジ肉腫の直接的な病原体であるとされるヒトヘルペスウイルス8型(HHV-8)の感染率を調べることで、宮古島のカポジ肉腫の高発症率が、HHV-8ウイルスの潜在感染率の高さのみに起因するのか、民族の違いや他のウイルスの関与などの複数の発症因子の関与も存在するのかを探る。このため、琉球大学附属病院のみならず、宮古島の基幹病院である県立宮古病院での採血検体の残余分を匿名で、HHVウイルスの抗体価の測定に使用するための倫理委員会での承認に時間が掛かり、平成25年度中には実際の大規模スクリーニングを開始するには至らなかった。昨年度の後半に琉球大学附属病院と県立宮古病院での倫理委員会承認を得て、採血検体の残余分1000検体以上を確保し冷凍保存した。少数でのELISA検査を開始しており、今年度は全検体におけるHHV-8血清保有率の測定を継続する。
ニコラス・カルドアの経済思想―社会民主主義のヴィジョン

本研究の成果は、ポスト・ケインジアンの一人として、現代経済学の形成、イギリス労働党の政策実施、開発経済学等に多大な影響を与えたニコラス・カルドア(1908-1986)の経済思想を、以下の諸点から明らかにしたことである。(1)LSEにおける理論形成、(2)第二次世界大戦後の福祉国家構想、(3)発展途上国の開発経済理論・政策、(4)EC加盟論争とポンド切り下げ、(5)支出税構想や選択的雇用税に関する政策、(6)ケンブリッジ学派の経済成長・所得分配に関する理論的貢献と政策、(7)成熟化したイギリス経済への処方箋、(8)フリードマンのマネタリズムや均衡経済学批判、(9)社会民主主義のヴィジョン。本年度は、ニコラス・カルドアに関する資料収集・理論と政策の研究を中心に行った。具体的には「カルドアと労働党の経済政策ーポンド切り下げ、選択的雇用税、総合消費税」および「カルドアとケンブリッジ資本・成長・分配論ージョーン・ロビンソン、カーン、スラッファ、ヒックス、ハロッドとの知的交流」の二つのテーマを研究した。1物品消耗品図書、事務用品、トナー、ノートなど当該研究の遂行のために必要な諸物品を購入した。2研究会・学会参加及び発表第76回経済学史学会(小樽商科大学、5月2527日)、経済学研究会(アルカディア市ヶ谷:旧私学会館、6月24日、11月25日)、現代経済学史研究会(金沢大学、1月2526日)、国際ワークショップーケンブリッジ、LSEの経済思想と福祉国家の基礎理論(一橋大学、3月18日)、第17回進化経済学会(中央大学、3月16日、17日)に参加して、研究のために必要な資料を収集した。現代経済学史研究会では、「N.カルドアと支出税」を発表した。3資料収集のための海外出張(ケンブリッジ大学・LSE出張) 7/1521日、ケンブリッジ大学・キングスカレッジ・アーカイブセンターでカルドア文書を閲覧するために、またLSEの図書館において資料調査をするために、イギリスへ出張した。4研究成果本年度の研究成果は以下の通りである。木村雄一「N.カルドアと支出税」(現代経済学史研究会報告)、木村雄一「N.カルドアとマネタリズム」『埼玉大学教育学部紀要』Vol.62, No.1本年度は、ニコラス・カルドアに関する資料収集・理論および思想研究を中心に行った。具体的には「カルドアと労働党の経済政策」「カルドアとケンブリッジ資本・成長・分配論」「カルドアと成熟化したイギリス経済」「カルドアとマネタリズム」の各テーマを総合的に研究した。具体的には以下の通りである。1.物品・資料収集・購入本研究を遂行するために必要不可欠である文房具、ハードウエア、カルドア・LSE・ケンブリッジ・経済学史の研究書等の購入、ならびに図書館経由による文献収集を行った。2.研究会・学会発表2013年9月29日に第29回経済教育学会(滋賀大学)で「経済学入門としての経済学史」、2013年12月7日に第3回ケインズ学会(専修大学)で「N.カルドアの支出税と社会ヴィジョン--ケインズの金利生活者の安楽死と比較して」、2014年3月15日に第18回進化経済学会(金沢大学)で「N.カルドアの税制改革と経済成長・分配」、2014年3月17日の国際ケインズ学会(一橋大学)で「翻訳について」、の4報告を行った。3.ケンブリッジ大学・LSE出張2013年8月11日17日にケンブリッジ大学キングズカレッジ図書館及びLSE図書館へ資料収集・調査のため出張した。複写は認められていないため、未発表論文の草稿をパソコンに写本した。4.研究成果本年度の研究成果は以下の通りである。木村雄一『N.カルドアと支出税ーJ.S.ミルとJ.M.ケインズを通じて』一橋大学社会科学古典資料センタースタディーシリーズVol.69、「初期カルドアと投機・利子・経済安定」『埼玉大学教育学部紀要』、「N.カルドアの税制改革と経済成長・分配」『第18回進化経済学論集』。本年度は、ニコラス・カルドアに関する資料収集・理論研究を中心に行った。具体的には「第二次世界大戦中のカルドアと応用経済学」および「カルドアと開発経済学ー二重為替問題、二部門モデル」の二つのテーマを研究した。1物品・資料収集・購入本研究を遂行するために必要不可欠である文房具、ハードウエア、カルドア・LSE・ケンブリッジ・経済学史の研究書等の購入、ならびに図書館経由による文献収集を行った。2研究会・学会発表本年度は研究初年度に当たるため、カルドアをメインとする研究報告を行っていはいない。

しかし、カルドアの経済思想と関係のあるライオネル・ロビンズ論(木村雄一「ライオネル・ロビンズと文化政策ー芸術行政の参与と「ロビンズ・プリンシプル」、2011年7月3日、文化経済学会、名古屋大学)、カルドアの技術進歩や経済発展の思想に影響を与えたシュンペーター論(瀬尾崇・木村雄一「技術変化の長期プロセスとシュンペーター的失業理論」2012年3月17日、進化経済学会、摂南大学)についての研究を発表した。また、2011年12月9日に金沢大学の研究会で「N.カルドアの経済思想」について報告をした。3ケンブリッジ大学・LSE出張2011年10月23日29日にケンブリッジ大学キングズカレッジ図書館及びLSE図書館へ資料収集・調査のため出張した。複写は認められていないため、未発表論文の草稿をパソコンに写本した。4研究成果本年度の研究成果は以下の通りである。木村雄一・瀬尾崇「N.カルドアの農工二部門モデルの再検討ーモデルの意義と政策」『埼玉大学教育学部紀要』。木村雄一「ライオネル・ロビンズと文化政策」『文化経済学会』、瀬尾崇・木村雄一「技術変化の長期プロセスとシュンペーター的失業理論」『進化経済学論集第16集』。本年度は、ニコラス・カルドアに関する資料収集・理論と政策の研究を中心に行った。さらに最終年度のため、「カルドアと社会民主主義のヴィジョンー現代イギリス史を通じて」というカルドアの政策思想を整理しつつ、これまで研究してきた研究論文の発表・投稿を通じて、(1)カルドアの社会ヴィジョン、(2)カルドアを通じたLSEとケンブリッジの関係、(3)現代イギリスの政策思想とカルドアの政策論との関係、を明らかにした。具体的には、以下の二点である。【1】物品消耗品図書、事務用品、トナー、ノートなど当該研究の遂行のために必要な諸物品を購入した。【2】研究会・学会参加及び発表KIMURA, N.Kaldor on Expenditure Tax: Through J.S. Mill and J.M.Keynes,木村雄一「ロビンズとカルドアの経済理論と企業の理論」第63巻第5号、埼玉大学紀要教育学部、「ニコラス・カルドアと経済成長・所得分配・支出税ー経済思想からのアプローチと分配」現代経済理論研究会、木村雄一「ロビンズvsケインズ」ケインズ学会、木村雄一「ジェイコブ・ヴァイナーと費用曲線」第64巻第1号、埼玉大学紀要教育学部現代経済学・経済思想史現在までの研究は、研究計画書に記した通りに、順調に進んでいる。現在までの研究は、研究計画に記述した通りに、順調に進んでいる。研究計画・方法に記述した通りに、今後の研究を遂行する。該当なし研究計画・方法に記述した通りに、次年度の研究費を使用する。
開発途上国の小規模産業における雇用吸収力と経済援助

開発途上国の規定は、国連又は世銀が行っているように、国民1人当たりの年間国民所得を基準とするが、経済開発や経済援助を扱うためには、平均像よりも、分野、産業ごとの分析、特に産業構造における労働配分と雇用契約形態の研究が不可欠である。雇用については、共同体の慣行という非経済要因が強調されることの多い小規模産業であるが、実際には、暗黙の雇用契約が個人経営体と労働者、個人経営体の間、労働者の間と、複雑にはりめぐらされており、メンバーの間で、就業機会を分け与えあうことが、構造的かつ時系列的に実施されている。これを「ワーク・シェアリング」と呼称するが、これを活用すれば、小規模産業の雇用吸収力は著しく高いものであって、余剰労働力という否定的評価は正当ではない。かえって、個人経営体の雇用吸収力を活用し、貧困解消のための経済援助の対象とすることが求められる。
リンパ球細胞接着分子の機能とその自己免疫疾患における臨床的意義の解析

β1インテグリン分子の下流シグナル分子Cas-LはヒトT細胞のIL-2産生や細胞遊走に重要な役割を果たしている。我々はβ1インテグリン分子下流のシグナル分子であるCas-L(Crk-associated substrate lymphocyte type)の関節リウマチの病態における役割を検討した。このためにヒトT細胞白血病ウイルスタイプ1(HTLV-1)taxトランスジェニックマウス及び関節リウマチ患者の滑膜検体を用いた。taxトランスジェニックマウスで関節炎を発生したマウス(Atg)は関節炎を発生していないtaxトランスジェニックマウス(Ntg)やその正常マウス(G)と比して脾細胞の細胞遊走能は有意に亢進していた。また脾細胞へのCas-L蛋白の発現及びそのチロシンリン酸化はAtgにおいて、Ntg及びCtと比して有意に亢進していた。さらにSrc型チロシンキナーゼであるFyn及びlckキナーゼの自己リン酸の亢進も伴っていた。さらに免疫組織染色の結果、Cas-L陽性リンパ球がAtgの病変関節に浸潤していた。さらにヒト関節リウマチ患者滑膜組織においてもCas-L陽性リンパ球、特にCD3陽性T細胞が関節炎症部位に多く浸潤していることが明らかになった。これらの結果からCas-Lは関節リウマチの病変に重要な役割を果たしており、さらにCas-Lシグナル分子のシグナルを阻害するような薬剤が関節リウマチなどの治摩に用いうる可能性を示唆した。ヒトT細胞は表現型及び機能共に多様性の細胞集団から成り立っており、CD45アイソフォームやCD29分子の発現によりCD45RAナイーブ及びCD45ROメモリーT細胞に分けることができる。ヒトT細胞上に発現するユニークな細胞表面分子を同定するために、CD45RAナイーブT細胞と選択的に反応する5H9抗体を確立した。レトロウイルス発現クローニング法により5H9抗原はCD9分子と同一であることを明らかにした。T細胞上のCD9(5H9)の発現レベルはマイトジョン刺激により増加した。さらにCD9(5H9)抗体はCD3抗体とのサブマイトジェニックな条件下で、T細胞の共刺激能を有していた。また特に活性化T細胞においてCD9分子を2次抗体とともにクロスリンクすることにより、アポトーシスも誘導した。さらにCD45RA+ナイーブT細胞は自己抗原であるβ2-GPIに反応したが、CD45RO+メモリーT細胞は反応しなかった。そこでCD9+CD45RA+及びCD9-CD45RA+T細胞のいずれの細胞がβ2-GPIに反応するか調べたところ、CD9+CD45RA+T細胞はCD9-CD45RA+YT細胞と比して自己抗原であるβ2GPIに選択的に反応した。さらにCD9抗体はT細胞のこれらの自己抗原反応への反応性を抑制することからCD9分子そのものがCD9+CD45RA+T細胞の自己抗原反応性も調節している可能性を強く示唆した。我々はβ1インテグリン分子下流のシグナル分子であるCas-L (Crk-associated substrate lymphocyte type)の関節リウマチの病態における役割を検討した。このためにヒトT細胞白血病ウイルスタイプ1 (HTLV-1) taxトランスジェニックマウス及び関節リウマチ患者の滑膜検体を用いた。

さらにヒト関節リウマチ患者滑膜組織においてもCas-L陽性リンパ球、特にCD3陽性T細胞が関節炎症部位に多く浸潤していることが明らかになった。これらの結果からCas-Lは関節リウマチの病変に重要な役割を果たしており、さらにCas-Lシグナル分子のシグナルを阻害するような薬剤が関節リウマチなどの治療に用いうる可能性を示唆した。
超高速新型吸着剤モジュールを用いる冷熱製造吸着ヒートポンプの開発

冷熱製造用吸着ヒートポンプに関する開発研究の一環として、その高出力化・コンパクト化を目的に、本ヒートポンプの吸着器側における熱・物質移動の同時促進の達成に焦点を絞った検討を行った。具体的には、1)シリカゲル/水蒸気、2)スーパー活性炭/エタノールの各吸着系の吸着ヒートポンプに関して、1)では伝熱管一体型(STモジュール)および直接熱交換型(DSモジュール)モジュールを、2)では伝熱板一体型(PAモジュール)を試作・吸着器装填したそれぞれの吸着ヒートポンプについて実稼動実験を行った。1)で試作したSTモジュールを多管式吸着器型に組み込んだ吸着ヒートポンプにおける熱・物質移動の実験的、理論的検討の結果は、吸着剤粒子充填層型にくらべて大幅な出熱性能の向上を得たが、実用化には、一層の改善の必要性が示唆された。なお、この系の熱・物質移動には密閉系単一成分非等温吸着の取扱いができ、その理論的検討から本吸着ヒートポンプの最適操作条件が確立された。STモジュールにおける上記の示唆に基づいていわば究極の伝熱促進型と考えられるDSモジュールを試作し、これを装填した直接熱交換型吸着ヒートポンプを提案し、その出熱性能の検討を行った結果は、STモジュールの場合にくらべて飛躍的な熱・物質移動促進が達成されその熱出力が約10倍増を示すことが確認された。したがってDSモジュール型が超高速かつコンパクト型の吸着ヒートポンプとして機能するものと思われる。また、このDSモジュールによる熱出力の理論的検討結果はモジュール厚さ2mm程度で最大になることを示した。一方、2)の吸着系では上記1)と同様のモジュール化に加えて出熱冷熱の高品位化を対象とする検討を行った。その結果、充填層型にくらべてPAモジュール採用の本吸着ヒートポンプにおいて氷点以下の高レベル冷熱の多出熱が達成できることが確かめられた。本研究では、冷熱高速・高出熱吸着ヒートポンプ(AHP)の開発を目的として、当該申請者らが最適候補としたシリカゲル/水、スーパー活性炭/アルコールの各吸着系を組み込んだAHPに関して、熱交換型吸着器に着目し、これまでの熱・物質移動促進技術の枠を越えた、全く新しい熱交換モジュール型吸着器を提案し、これを組み込んだAHPの実稼働実験および理論的検討を行った。まず、シリカゲルを柱形筒状成型し、内壁側を吸着質通路、外壁側を合成樹脂薄膜コーティングした熱交換流体通路とする直接熱交換モジュールを、一方スーパー活性炭については、平板状成型し、その吸着剤と伝熱板を一体構造として熱交換モジュールをそれぞれ試作した。実験は、各々のモジュールを組み込んだ吸着器及び蒸発/凝縮器で構成されるAHPを稼働させ、温度、圧力、吸着量の経時変化を測定し、その結果に基づいて器内熱・物質移動特性の検討を行った。その結果、両系の吸着器ともに充填層型のそれに比べて、最大温度上昇が大幅に縮小し、かつ初期温度への回復時間が大幅に短縮した。したがって、この吸着器によって吸着器側の飛躍的伝熱促進が達成された。また蒸発器側では、シリカゲル/水系で279K以下の冷熱エネルギーが得られ、さらにスーパー活性炭/アルコール系においては266K以下の冷熱エネルギーが得られた。両器の蒸気圧変化は吸着過程の蒸気移動をよく表し、両器の圧力差の存在が熱の汲み上げに寄与するとの知見を得た。一方、再生過程の結果より、両器の温度変化は吸着過程とは対称的であること、平衡到達時間が吸着過程よりも短いこと、353K以下の排熱温度で脱着が十分に行えることが明らかとなった。また、本実験系に対する理論解析結果は、吸・脱着に伴う吸着量、温度の経時変化に関して、実験結果と比較的良好に一致し、本解析が装置の最適化、大型化に際し、適用可能であると示唆された。以上のことから、本形式のヒートポンプが排熱回収型冷熱製造機器として機能すると考えられている。

一方、2)の吸着系では上記1)と同様のモジュール化に加えて出熱冷熱の高品位化を対象とする検討を行った。その結果、充填層型にくらべてPAモジュール採用の本吸着ヒートポンプにおいて氷点以下の高レベル冷熱の多出熱が達成できることが確かめられた。冷熱高速・高出熱吸着ヒートポンプの開発を目的とし、前年度に引き続き、シリカゲル/水、スーパー活性炭/アルコールの各吸着系を組み込んだ吸着ヒートポンプに関して、1)出熱量向上にターゲットをあてたシリカゲルの吸着性能およびシリカゲル充填吸着器の伝熱特性の改善、2)プレート形式のスーパー活性炭モジュールを装填した新型吸着器を提案・試作し、その冷熱出熱特性の検討、を行った。1)では、シリカゲルの製造法に関して、アルミ添加シリカゲル一次粒子成長抑制法を新たに導入し、本方法によって製造されたシリカゲルの水蒸気吸着の平衡特性および吸着速度特性を実験的に検討した。その結果、本法によって得られたシリカゲルはその粒子内細孔が小さくなり、水蒸気吸着等温線の立ち上がりが低相対圧側にシフトすること、その充填密度が増大し、熱伝導度が大きくなることを認め、本法の有効性が明らかにされた。2)では、前年度のスーパー活性炭平板/伝熱板一体構造型モジュールの高密度充填を達成するために、スーパー活性炭平板の片面に凸凹をもたせた突起付平板状活性炭を試作し、凸凹面を重ね合わせた凹部分を蒸気移動空間、他面を銅板に固定し、この部分を伝熱面とする新形状のスーパー活性炭/伝熱板一体型モジュールを装填した吸着器からなるアルコール吸着系ヒートポンプの冷熱出熱実験を行った。充填層型、前年度のモジュール型にくらべて、新形式モジュール使用の本結果は、吸着過程の吸着器側最大温度上昇幅の縮小、初期温度への回復時間の大幅短縮、高レベル冷熱の生成を示し、本形式のヒートポンプが超高速かつコンパクト型高性能冷熱製造機器として機能しうると考えられる。
遺伝子多型を用いた小児におけるボリコナゾールの至適投与量の設計

アゾール系抗真菌薬のボリコナゾール(VRCZ)は,主にcytochromeP450(CYP)2C19により不活性型のNオキシド体(VNO)へと代謝される. 2008年TDMガイドラインでVRCZの有効濃度域は1-5mg/Lが示されたが,小児は成人と比ベバイオアベイラビリティが低く,全身クリアランスが高いためVRCZの有効濃度域到達には高用量を要することが示唆されている,今回,小児でのVNO/VRCZに基づく投与設計法の確立のためVRCZおよびVNOの血中濃度を測定し, CYP2C19遺伝子多型解析を行った.患者背景は年齢50.6±20.7歳,体重52.91±0.4kgであった. CYP2C19遺伝子解析では, EM群は9例, IM群は8例, pM群は12例であり, VNO/VRCZはそれぞれ0.7±0.4, 1.1±0.7, 1.2±0.8であった.VRCZの血中濃度に統計学的有意差は認めなかったが, VNOではEM-IM間のみ有意差を認め, VNO/VRCZではEM-IM間及びEM-PM間に有意差が認められた.そのうち多型解析が可能だった小児患者は2例で何れもPM群であり, VNO/VRCZは1.7±0.8であった.今後より多くの小児症例の集積と母集団解析を行い,更なる検討を進める.アゾール系抗真菌薬のボリコナゾール(VRCZ)は,主にcytochromeP450(CYP)2C19により不活性型のNオキシド体(VNO)へと代謝される. 2008年TDMガイドラインでVRCZの有効濃度域は1-5mg/Lが示されたが,小児は成人と比ベバイオアベイラビリティが低く,全身クリアランスが高いためVRCZの有効濃度域到達には高用量を要することが示唆されている,今回,小児でのVNO/VRCZに基づく投与設計法の確立のためVRCZおよびVNOの血中濃度を測定し, CYP2C19遺伝子多型解析を行った.患者背景は年齢50.6±20.7歳,体重52.91±0.4kgであった. CYP2C19遺伝子解析では, EM群は9例, IM群は8例, pM群は12例であり, VNO/VRCZはそれぞれ0.7±0.4, 1.1±0.7, 1.2±0.8であった.VRCZの血中濃度に統計学的有意差は認めなかったが, VNOではEM-IM間のみ有意差を認め, VNO/VRCZではEM-IM間及びEM-PM間に有意差が認められた.そのうち多型解析が可能だった小児患者は2例で何れもPM群であり, VNO/VRCZは1.7±0.8であった.今後より多くの小児症例の集積と母集団解析を行い,更なる検討を進める.