hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
陽電子消滅による結晶特異構造のキャリア捕獲・散乱ダイナミックスの評価

有機金属気相成長法により窒素極性面AlNの結晶成長を行った。SiC基板のオフ角度、成長温度、V/III比の異なる条件でAlN成長を行い、X線回折法により結晶性評価を行った。得られたAlN層の表面モフォロジを原子間力顕微鏡で観察した。また、各成長温度に対して、意図せず混入した不純物濃度を二次イオン質量分析法により調べた。電気的・光学的に不活性なイオン注入したGaN試料を光熱偏向分光法(PDS)で、価電子帯上端の傾きの逆数であるUrbachエネルギーとギャップ内準位を評価した。特にMgイオン注入試料をアニールすることによっておこる変化について陽電子消滅との相関について検討した。また、自立基板GaNバルクやAl2O3 (1 nm)/GaN(p型, n型)酸窒化物界面構造の試料についてもPDSと光電子分光による評価を行った。陽電子ビーム発生効率改善のため、陽電子源を電子加速器ビームライン直線上に移設した。陽電子源への電子輸送効率が増大したことで、得られる陽電子ビーム強度は約10倍に増強した。1段目レンズによる集束実験を行った結果、陽電子ビームは直径10mm強から1.5mm程度にまで集束できた。1段目レンズによって集束したビームを再減速材を透過させエミッタンスを低減させることで、輝度増強ビームを得ることに成功した。第一原理材料シミュレータQMASを用いて、Al0.5Ga0.5N、In0.5Ga0.5N、Al0.5In0.5N中のカチオン空孔と窒素空孔の複合体での陽電子状態・消滅パラメータを計算し、欠陥周囲の局所構造パラメータなどとの相関を解析した。様々な化合物半導体中のカチオン空孔の構造と陽電子消滅パラメータに対して、局在陽電子が与える影響を理論的に予測し、窒化物半導体においては、陽電子の影響を明示的に考慮しなくても、妥当な結果が得られることを確認した。1165°Cの高温で成長した窒素極性面AlN層は、結晶性および表面平坦性に優れておいた。V/III比が低いと多数のヒロックが観察されたが、V/III比を1000以上に上げることで、ヒロックの形成が抑制された。さらに、SiC基板のオフ角度を低減したところ、ステップバンチングも抑制され、0.4 nmの小さい表面ラフネスが得られた。結晶性を調べたところ、(002)対称面半値幅が203秒、(012)比対称面半値幅が389秒と、これまでになく良質の結晶が得られた。しかし、AlN層中の不純物濃度を調べたところ、1100度以上の成長温度でSiの混入が見られ、導電性を示した。イオン注入したGaN試料、自立基板GaNバルク、Al2O3/p-,n-GaNの積層構造の評価を光熱偏向分光法で行ってきた。1000°C以上のアニールで価電子端上端構造の改善が見られ、ギャップ内準位の低減されることがわかった。Mgイオン注入した試料を1300°CでアニールするとフェルミレベルシフトがXPSから確認できた。Urbachエネルギーの改善がMgイオン注入した試料の指標になることが示唆された。陽電子ビーム発生部移設と改造により、得られる陽電子ビーム強度は毎秒4E6個程度(10倍)となり、発生強度の時間的変動も低減し安定性も改善された。上記の陽電子ビームを1段目のレンズで集束し、再減速材でエミッタンスを低減したことで、1.5mm程度の輝度増強ビームを得た。現在、2段目レンズの輸送と集束パラメーターの調整を行っている。窒化物半導体合金中の当初予定していた合金組成を変えた計算簿実行に先立ち、カチオン空孔に窒素空孔がいくつか結合した複合体について計算を進めた。実際の材料中では、カチオン単空孔ではなく、このような複合体が存在することが一般的であることが予想されるため、妥当な優先順位変更であったと考えられる。窒素極性面AlN試料へのSiイオン注入によるn型化を試みる。窒素雰囲気下での高温熱処理後に陽電子消滅法による点欠陥評価を行い、点欠陥の注入イオン種依存性を調べる。電気的特性に影響を与える点欠陥発生を抑制する条件を模索し、n型AlN試料の電気的特性向上を図る。自立基板GaNバルク上に成長したIII-V族窒化物のPDS評価からバルク基板の評価するようにしていく。また、PDS測定を顕微鏡下で行えるように装置を開発することや励起波長を長波長化し、より広い範囲でギャップ内準位を計測できるように装置を開発する。励起光を偏光するなどPDSから得られる情報の質を高めながらIII-V族窒化物の欠陥の学理構築に貢献していく。1段目レンズと再減速材で輝度増強したビームの下流側への輸送パラメーターと2段目集束レンズの設定パラメーターを調整し、100μメートル以下でのビームの安定性を確認した上で、微小サンプルの陽電子寿命測定を開始する。第一原理材料シミュレータQMASを用いて、窒化物半導体およびその合金など半導体材料における様々な点欠陥について、陽電子状態・消滅パラメータを計算し、実験結果との比較を容易にするために構築したデータベースを更新する。欠陥周囲の局所構造と陽電子消滅パラメータを関連付ける回帰モデルを構築する。

AlN層のn型化を目指して、様々なドーズ量のSiイオンをAlNに多段注入し、窒素雰囲気下において高温熱処理によるイオン注入の損傷回復を試みた。Siイオン注入時に発生した点欠陥のドーズ量依存性、および熱処理時に発生した点欠陥の温度依存性を、陽電子消滅法を用いて調べた。また、Siイオン注入したAlN層の電気的特性を調べ、点欠陥の観点から、AlN層中の特異構造が電気的特性に与える影響を調べた。特異構造の点欠陥を高位置精度で陽電子消滅法で評価するシステムを構築することを目標に、陽電子マイクロビーム分析装置の位置分解能を安定的に100マイクロメートル以下で実現するための技術開発をすすめた。特に、陽電子ビーム光学系で用いている電場・磁場の時間的安定度の評価を行い、また、それらが最終ビーム径に及ぼす影響について解析することで、改良設計の指針を決定した。第一原理材料シミュレータQMASを用いて、AlN中の様々な点欠陥(Al空孔、N空孔、およびそれらの複合体、Al空孔とON複合体など)について、陽電子状態・消滅パラメータ(消滅ガンマ線ドップラー拡がりS・Wパラメータおよび陽電子寿命τ)を計算し、実験結果との比較を容易にするためデータベースを構築した。不規則合金としてモデリングしたAl0.5Ga0.5N、In0.5Ga0.5N、Al0.5In0.5N中のカチオン空孔での陽電子状態・消滅パラメータを計算した結果について、局所構造パラメータなどとの相関を解析した。イオン半径が大きくGaと混ざりにくいInが誘起する特異構造としてGaNバルク基板上にほぼ同じIn組成を持つInGaN単層膜と25周期InGaN/GaN超格子構造を作製し、陽電子消滅による空孔型欠陥の検出、結晶学的な構造解析と光学的な物性の比較を行った。キャップなしの状態で、窒素雰囲気下で1500度の高温処理を行ったAlN層では、表面付近の点欠陥密度が増大することが分かった。5E14cm-2のドーズ量を持つSiイオンを注入したAlN層では、1500度の熱処理でn型の電気的特性が得られた。また、C面SiC基板を購入し、N極性面AlN結晶の成長条件を最適化したところ、高品質化には、Al極性面よりも50度以上高い成長温度が必要であることが分かった。陽電子マイクロビームで用いるビーム光学系の電場・磁場の出力システムを評価した結果、それぞれの出力安定度を改善できることが明らかとなった。また、電場の安定度は、おおよそ10倍改善できることがわかった。磁場の安定度は、コイル電流電源を置き換えることで、数倍改善できることがわかった。上記の電磁場の安定度改善を実施した場合、陽電子マイクロビーム分析の位置分解能で約100マイクロメートルを安定して達成できるとの解析結果を得た。本年度導入した計算サーバーで第一原理材料シミュレータQMASが正常かつ効率良く動作することを確認し、他の計算機資源と併用して、実験サイドの研究対象に対応する様々な格子欠陥系での陽電子状態・消滅パラメータの理論計算を遂行することができた。また、実験結果との比較・検討を容易にするため、陽電子消滅パラメータ計算結果のデータベース化する様式を確立した。これにより実験サイドとの効率的な情報交換が可能となった。InGaN単層膜と25周期InGaN/GaN超格子構造を比較した。X線回折から見られる結晶構造上では特徴的な差は検出されなかったが、陽電子消滅測定から単層膜の方が空孔型欠陥の低減が見られた。InGaN単層膜構造の方が空孔型欠陥の点で良好にもかかわらず、室温での発光寿命が超格子構造の1nsecに対して、単層膜では32psecと極端な劣化が観測された。
新規好中球解析手法による病態解明と革新的好中球制御法の開発

Fc受容体シグナルによりPI3Kが活性化されることが明らかになった。G-CSFで前培養して局所浸潤型好中球模倣モデルを作成し、LPS, SAA-1で刺激すると、前者ではIL-4産生が低下し、後者では亢進した。CPP結合野生型、膜移行シグナル保有、細胞質内滞在型MALを作成し、健常好中球に導入すると、膜移行型ではプライミングに動いた。敗血症好中球では、day3に比しday0での活性酸素産生能は低かった。重症敗血症では健常人に比してCXCR2の発現が低く、PILRαの発現は低下しており、また広範囲に亘りチロシンリン酸化タンパクが検出された。iPS細胞からの好中球分化誘導系については至適化された。1.好中球シグナル伝達経路の解明:最小刺激にて分離した健常者及び患者好中球を用いて,FcγR(CD16,CD32,CD64)シグナル伝達経路について検証を行った。好中球はFcγRを発現しIgGはそのFc部分で会合するために、それぞれに対する抗体はF(ab')2あるいはF(ab)として用意した。LPSとの共刺激により微弱ではあるが活性酸素産生が認められることが確認され、現在刺激後の細胞内チロシンリン酸化を検出している。2.局所浸潤型好中球からの生理活性物質産生の検討:健常人、NEMO異常患者、NADPHoxidase異常患者の好中球をG-CSFで培養し局所浸潤型好中球を誘導し、ELISAあるいはLuminex法にてサイトカイン産生を解析した。健常人と患者において、IL-4, IL-8などの産生に差を認めた。3.膜透過性ペプチド(CPP)を用いた好中球プライミングや異常反応の制御:細胞質内滞在型MALを精製し、健常者好中球に導入することにより、そのROS産生抑制効果を検証した。4.iPS細胞からの好中球分化誘導と機能解析:東京大学医科学研究所大津真博士の協力のもとiPS細胞から好中球への分化誘導法についてその手技を修得した。現時点ではまだ遺伝子導入などによる分化の微調節は行われていないが、活性酸素産生などの機能を発揮する好中球が得られている。5.敗血症における好中球機能解析:本年度は平成26年度を先取りする形で、敗血症における好中球機能解析を開始した。具体的には活性酸素産生、ST2、CXCR2、PILRαの発現、細胞内基質のリン酸化、血清サイトカインなどである。その結果、敗血症患者好中球がプライミング状態にあり、また表面サイトカイン・ケモカイン受容体発現に異常を認めることなどが明らかになった。好中球シグナル伝達経路の解明:健常人好中球を用いた検討では、Fc受容体や補体受容体シグナルにより、PI3K(クラスIA, IB)が活性化されることが明らかになった。一方、同シグナルにより活性化されるsrc-type PTKについては未同定である。局所浸潤型好中球については、G-CSFで前培養することで、模倣モデルを作成した。その後LPS, SAA-1などで刺激したところ、SAA-1刺激においてIL-4産生能が亢進し、一方LPS刺激ではIL-4産生が低下していた。IL-10,ISG15については有意な差が認められなかった。膜透過性ペプチドではCPP結合野生型MAL、膜移行シグナルを有するMAL、細胞質内滞在型MALを作成し、健常好中球に導入した。それぞれにつき局在が確認された。膜移行型ではプライミングに動く傾向が示唆された。敗血症における好中球機能・シグナル異常については症例が蓄積し、解析が進んだ。経時的な解析ではday3に比してday0での活性酸素産生能は低く、またCytochrome b558発現も低値であった。重症敗血症患者では健常人と比較してCXCR2の発現が有意に低く、day0においてもっとも顕著であった。PILRαは好中球のadhesionを阻害するシグナルを伝えるが重症敗血症患者では健常人と比較してPILRαの発現は有意に低下し好中球の接着が亢進していた。シグナル系では、広範囲の分子量に亘ってチロシンリン酸化タンパクが検出され、現在それを同定中である。iPS細胞からの好中球分化誘導系は東京大学医科学研究所大津真博士により開発され、至適化されたが、好中球シグナルやNETs形成に至る経路についての解析までには至らなかった。小児科学、免疫学好中球シグナルの解析や膜透過性ペプチド(CPP)を用いた好中球プライミング分子機構の解析についてはほぼ予定通り進捗した。

特にMALの活性酸素産生機構における機能については多角的な解析から、確実なデータが揃いつつある。一方患者検体を用いた解析は検体数に依存することもあり、少数例での検討に留まっている。サイトカイン産生に明らかな差異を認めるが解析の反復と症例の蓄積が必要である。またiPS細胞からの好中球分化誘導及び分化過程における転写因子強制発現などの実験系は大規模実験になり、着実に技術の導入や転写因子発現系の確立から進めている状況である。一方、敗血症における好中球の解析は大きく進展した。すでに20名以上の患者において、細菌感染症の種類や重症度などの情報を背景に、好中球につき最大限の情報を収集するシステムが確立した。その中で特に好中球はプライミング状態になっていることを様々な観点から明らかにし、プライミングに関与すると予想されるシグナル伝達について検討が開始された。また今までにヒトでは報告のないST2、CXCR2、PILRaの発現について明らかにし、抑制性サイトカイン産生が顕著な症例があるとのデータを得ており、研究が進んだと考えている。1.好中球シグナル伝達経路の解明:健常人および患者好中球を用いてシグナル伝達について継続して解析を行う。FcγRシグナルについては関連チロシンキナーゼを同定する。PI3Kでは関与するクラス(クラスIA, IB, IIα,β,γ)を明らかにし、MALではリン酸化や細胞内局在についての解析も加える。2.好中球からの生理活性物質産生の検討:引き続き(シグナル関連分子に変異のある)患者検体を用いて局所浸潤好中球の機能について解析する。その中から特徴的なサイトカイン産生を誘導するシグナル経路を明らかにする。3.CPPを用いた好中球プライミングや異常反応の制御:過剰な好中球プライミングや異常反応をタンパク導入で制御することを試みる。MALの様々な受容体シグナルにおける機能についても解析する。4.iPS細胞からの好中球分化誘導と機能解析:本年度は、iPS細胞分化の各段階でC/EBPα, β, Gf11, PU.1などの転写因子を導入することで、分化段階に特徴的な顆粒の発現を促進できるかを検討する。得られた好中球は、その活性酸素産生能、NETs形成能、接着因子発現などについて機能解析を行う。5.敗血症における好中球機能・シグナル異常とその是正に関する検討:敗血症における好中球機能については、細胞内基質リン酸化と活性化チロシンキナーゼの同定などを目標に検討を行う。シグナル伝達分子の中では特にBTKの発現やリン酸化、MALの細胞内局在を検討する。これらにより問題となる部分が明らかになれば、それを是正するCPP-組換えタンパク質を作成して、その効果を検証する。
H^+-ATPase阻害剤による破骨細胞機能と骨改造の制御機構の解明

破骨細胞の波状縁に局在する液胞型H^+-ATPaseの特異的阻害剤であるBafilomycinA1は、in vitroでの破骨細胞の骨吸収能を用量依存的に抑制する。しかしBafilomycin A1が、破骨細胞の構造と機能にいかに影響するかは明らかでなかった。一方矯正学歯科の領域では、歯槽骨の改造によって歯を移動するため、歯槽骨吸収の局所的な抑制が有用な薬理学的制御になる。そこで本研究は、ラット臼歯の実験的移動における破骨細胞の骨吸収活性に対するBafilomycin A1の影響を明らかにした。歯の移動実験はワルド法で行い、矯正力発現のために矯正用顎間ゴムをラットの上顎第1・2臼歯間に挿入し、ゴム挿入後にBafilomycin A1を腹腔内投与した。ゴム挿入後、4,7,14日後に臼歯の移動程度と歯槽骨の造状状態、破骨細胞の分布と微細構造、液胞型H^+-ATPaseの局在変化を、光顕、走査電顕および透過電顕で観察した。その結果、Bafilomycin A1は破骨細胞の波上縁形成を阻害し、また液胞型H^+-ATPaseの波状縁での発現を阻害することによって、用量依存的に歯槽骨吸収を抑制し、矯正学的な歯の移動を制御できることが明らかとなった。あわせてBafilomycin A1投与が破骨細胞以外の間葉細胞や上皮細胞に及ぼす影響を検討したが、破骨細胞におけるような抑制的な作用は観察されなかった。また、強力な骨吸収剤であるbisphosphonateが破骨細胞の骨吸収活性および液胞型H^+-ATPaseの発現に対する影響を解析したところ、、Bafilomycin A1の場合と全く同様の結果が得られた。破骨細胞の波状縁に局在するH^+-ATPaseは、H^+の能動輸送によって骨結晶を脱灰する最も重要な機能的指標である。H^+-ATPaseの特異的阻害剤であるBafilomycinA1は、in vitroでの破骨細胞の骨吸収能を用量依存的に抑制する。一方矯正学歯科の領域では歯槽骨の改造によって歯を移動するため、歯槽骨吸収の局所的な抑制が、有用な薬理学的制御になりうる。そこでラット臼歯の実験的移動における、破骨細胞の骨吸収活性に対するBafilomycin A1の影響を明らかにすることを計画した。歯の移動実験はワルド法で行い、矯正力の発現のために矯正用顎間ゴムをラットの上顎第1・2臼歯間に挿入し、ゴム挿入後にBafilomycin A1を腹腔内投与した。ゴム挿入後、経日的に臼歯の移動程度と歯槽骨の改造状態、破骨細胞の分布と構造の変化を、光顕、走査電顕および透過電顕で観察した。その結果、Bafilomycin A1は破骨細胞の波状縁形成を阻害し、用量依存的に歯槽骨吸収を抑制することによって、矯正学的な歯の移動を制御できることが明らかとなった。本研究では,薬理学的な破骨細胞の機能調節による実験的な歯の移動と骨吸収の制御が可能であると考え、パミドロネート(ビスホスフォネートの一種)やH^+-ATPase阻害剤バフィロマイシンA1の静脈内投与実験を行った。申請者は、生理活性物質の一つであるビスホスフォネートとH^+-ATPaseの特異的阻害剤であるバフィロマイシンA1を用い、ラット臼歯の実験的移動における歯の移動程度、歯根吸収、歯槽骨の改造に対する影響を明らかにした。

実験では矯正用ゴムをラット上顎第1・2臼歯間に数日から数週間挿入し、ゴム挿入後にビスホスフォネートあるいはバフィロマイシンA1を静脈内あるいは腹腔内に投与した。臼歯の移動と歯槽骨の改造状態、破骨細胞の構造とH^+-ATPase活性の変化を観察した。その結果、矯正用ゴムを上顎第1・2臼歯間に挿入した場合、対照群のラットに比べ,バフィロマイシンA1やビスホスフォネート投与群では臼歯間距離が著明に減少した。これは破骨細胞による歯槽骨吸収を制御したためであり、特に破骨細胞の波上縁形成の制御とH^+-ATPase活性の低下によるものであることが分った。
食道癌に発現する増殖因子の検討-食道癌の増殖の特性と悪性度に関連して-

1)食道癌細胞株における細胞増殖因子のmRNAの発現当科の食道癌細胞株よりmRNAを精製し、主にPCR法により細胞増殖因子の発現を検討した。これらのうちaFGF、bFGFの発現は認められたが、int-2、hst-1、FGF5の発現は認められなかった。aFGFとbFGFのNorthern Blottingを試みているが、うまくバンドが出せず、現在検討中である。PCR法によりamphiregulinの発現が確認されたので、Northern Blottingによる検討を考えProbeの作製中である。なおEGF、TGFα、criptに関する食道癌細胞株でのNorthern Blottingによる検討は既になされている。TGFαはすべての細胞株で、EGFは一部の細胞株で発現し、criptの発現は認められていない。最近、増殖・分化因子としてMidkineが発見されたが、これが癌化にともなって発現してくると報告されている。Midkineに関してPCR法で検討したところ、食道癌細胞株に発現が認められた。これに関してはNorthern Blottingによる検討を考え、Probeの作製中である。2)細胞増殖因子に関連して臨床例での検討hst-1に関しては、mRNAの発現はないものの、遺伝子の増幅が認められ、臨床例で検討した。食道癌切除例50例のうち増幅の認められた症例は、15例(30%)であった。hst-1遺伝子の増幅していた症例には、高分化型扁平上皮癌が有意に多かったが、その他の予後因子との相関は認められなかった。EGFのレセプターであるEGFRに関しても、食道癌での増幅が認められた。EGFR遺伝子の増幅は、45例中11例(24%)に認められたが、予後因子との相関は認められなかった。
植物性食品中の生体防御機構活性化物質

本研究は、従来の栄養素とは別に、食細胞を中心とする生体防御機構を活性化する物質を植物性食品中に求めた。生体防御機構の指標として、食細胞からのサイトカイン類の産生、放出量を調べた。本年度は各種の茸類や野菜類を調べた。その結果、ニンジン、タマネギ、キャベツなどの経口投与により、マウス血清中にサイトカインの産出が検出された。一方、サイトカインの多量な産生を抑制する食物があるか調べたところ、シソやショウガにその活性があることが判明した。これらの結果は、食品にも免疫賦活剤や反対にステロイド剤のような作用を示す物質が存在することを示唆している。本研究において、植物性食品の一部がBRM的作用、すなわち食細胞の集積やサイトカインの誘導、あるいは抑制をひきおこす成分を含むことを初めて明らかにした。このことは、植物性食品には、一次機能としての栄養素だけでなく、食細胞を中心とする生体防御機構を調節し、健康な状態を保持するのに必要な成分が含まれている可能性を示唆している。すなわち、従来薬として利用されてきた生体防御機構の調節物質が植物性食品という食物の世界にも見い出しえるといえよう。
圧力応答性ポリマーを利用したナノ粒子スラリーの分散凝集制御

水処理プロセスにおいて、粒子の凝集開始を制御可能なプロセスが理想とされる。現存するPNIPAm等の感温性ポリマーを用いる方法は、非常に高価であり、貯蔵容器全体を加熱する必要があるため廃水処理等の大規模な処理は難しいという問題があった。本研究では、市販のポリマーに圧力応答性があることに着目し、このポリマーを添加したスラリーに圧力を印加することで、感温性ポリマーと同様、粒子表面に吸着したポリマーの形態が変化し、粒子の分散状態の制御が可能であることを確認した。これにより、安価、簡便に高次元の水処理プロセスを構築することができ、現存する水処理プロセスの飛躍的な向上が期待される。圧力応答性ポリマーは,溶液の圧力の上昇により溶解度が変化し,粒子表面における吸着形態が変化するという特徴を持つ.この圧力応答性ポリマーをナノ粒子スラリーに添加することで,粒子の分散・凝集状態を簡便な手法で的確に制御する手法の確立を目的とした.昨年度までに,分散剤としてポリカルボン酸アンモニウムを用いることで,圧力印加により分散剤の溶解度が減少し良分散状態のナノ粒子スラリーを凝集させることが可能となったため,本年度は逆に,凝集状態となったスラリーを再分散させる条件について検討した.検証実験に用いる試料は,ポリマーについては,圧力印加により溶解度が上昇するとの報告のある,スルホン酸系共重合体を,粒子については,昨年度と同様に水篩により平均粒子径を50nmとしたアルミナ粒子を選択した.pH調整および分散剤添加により凝集状態となるように調製したスラリーに圧力を印加し,分散状態がどのように変化するかを観察した.その結果,分散剤を添加せず,pH調整により調製したスラリーでは,400MPaを印加してもスラリーは短時間で沈降,堆積し,空間率の低い堆積層が得られたのに,高分子分散剤を添加したスラリーでは,400MPaを印加すると,短時間で沈降,堆積はしたものの,充填率の高い堆積層が得られた.これらの堆積層を,超音波により再分散させたところ,pH調製により調製したスラリーは再び短時間で沈降,堆積したのに対し,ポリマーを添加したスラリーは分散状態を維持した.これらのことから,圧力応答性ポリマーを用いたスラリーの分散凝集制御は,ポリマーの末端官能基の種類を適切に選択することで,分散から凝集,凝集から分散と,自在に制御できることが明らかになった.水処理プロセスにおいて、粒子の凝集開始を制御可能なプロセスが理想とされる。圧力応答性ポリマーは、溶液の圧力の上昇により溶解度が低下し、析出するという特徴を利用し、圧力応答性ポリマーを用いて、ナノ粒子スラリーの粒子分散・凝集状態を簡便な手法で的確に制御する手法の確立を目的とした。本年度はまず、圧力印加により良分散状態のナノ粒子スラリーを凝集させる条件について検討した。検証実験に用いる試料は、ポリマーについてはセラミックスの分散剤として広く使用されており安価に入手可能なアニオン系高分子分散剤のポリカルボン酸アンモニウムを、粒子については、水篩により平均粒子径を50nmとしたアルミナ粒子を選択した。pH調整および分散剤添加により良分散状態となるように調製したスラリーに圧力を印加し、スラリーにレーザー光を照射し、90度方向の散乱光強度を測定することでの分散状態がどのように変化するかを観察した。その結果、分散剤を添加せず、pH調整により調製したスラリーでは、400MPaを印加してもスラリーには何の変化も表れなかったのに対して、高分子分散剤を添加したスラリーでは、400MPaを印加すると散乱光強度が急激に上昇し、粒子が凝集した。また、実験後のスラリーは凝集後の粒子が沈降したことで透明な上澄み液を得ることができた。また、印加圧力を150MPaに低下させたところ、30分経過後には400MPaと同様の結果を得ることができた。さらに、圧力を印加してもポリマーが析出しない非常に希薄なポリマー濃度で同様の実験を行ったところ、先の実験と同様に粒子の凝集、沈降が発生した。これらのことから、圧力応答性ポリマーを用いたスラリーの分散凝集制御には、超高圧やポリマーの析出は必ずしも必要なく、ある程度の圧力で時間をかけることで、ポリマーの吸着形態を変化させることが重要であることが明らかになったため、その他の様々なポリマーでもこの手法を利用可能であると考えられる。研究の主たる目的である、圧力応答性ポリマーを用いてナノ粒子スラリーの粒子分散・凝集状態を簡便な手法で的確に制御する手法の確立のため、本年度は圧力印加による良分散状態のナノ粒子スラリーの分散状態制御の可能性および、印加圧力やポリマーの析出の有無などの凝集させるのに必要な条件を明らかにすることを目的とした。本年度行った研究により、pH調整により調製したナノ粒子スラリーは圧力印加による変化が無かったのに対し、ポリマーを添加することで調製したナノ粒子スラリーは圧力印加による凝集に成功した。

さらに詳細な凝集条件について検討した結果、圧力応答性ポリマーを用いたスラリーの分散凝集制御には、超高圧やポリマーの析出は必ずしも必要なく、ある程度の圧力で時間をかけることで、ポリマーの吸着形態を変化させることが重要であり、これまでは適用外と考えていたその他の様々なポリマーでもこの手法を利用可能であることを明らかにした。凝集を確認した圧力は、当初の予定よりは高圧ではあったものの、時間をかけることで凝集させることが可能であることを示す結果が得られていることから、使用するポリマーを変えることで当初の理想としていた数MPa程度での制御も可能であると考えられる。以上の結果より、本年度の目的としていた、圧力印加による良分散状態のナノ粒子スラリーの分散状態制御の可能性および、印加圧力やポリマーの析出の有無などの凝集させるのに必要な条件を明らかにすることはおおむね達成できたといえる。平成25年度は、さらに様々なポリマーを用いて分散凝集状態制御の可能性を探るとともに、より低圧力でナノ粒子スラリーの凝集を可能とする条件の確立を目的とする。さらに、得られた知見を用いて実排水・実廃液を模擬した複合成分が含まれるスラリーの処理についても検討を行う。実験に用いる試料は、粒子については昨年度使用したアルミナ粒子の他に、密度や表面電位の特性が異なるシリカ粒子やポリスチレンラテックス粒子等の使用を計画している。これらの粒子はアルミナ粒子同様、様々な粒子径のものが市販されているため、入手が容易であるという利点がある他、ポリマーとの組み合わせによってはポリマーが粒子表面に吸着しない場合もあり、より詳細な凝集条件の確立に的確であるといえる。ポリマーについては、分子量の異なるポリカルボン酸アンモニウムの他、対イオンの異なるポリカルボン酸や解離時のイオンの正負が異なるポリエチレンイミン等を用いることで、幅広い条件を検討する。実排水への適用実験については、アルミナ、シリカ、ポリスチレンラテックス粒子を混合した複数成分のスラリーをモデルとし、pH調整を行うことでそれぞれの粒子の表面電位を変化させたスラリーに圧力応答性ポリマーを添加することで、複数成分スラリー中から単一成分のみの凝集が可能かを検討する。これにより、廃液からの有価物の回収への適用可能性が検討できる。ただし、粒子とポリマーの組み合わせによってはポリマーが吸着しない場合も考えられるため、スラリーの凝集にはポリマーの吸着が必ずしも必要なのかを検討する必要がある。仮に必要であった場合は、ポリマー濃度を上げたスラリーに圧力を印加し、コイル状に収縮したポリマーによる枯渇凝集作用を利用した凝集の可能性を検討する。当該研究費が生じた状況として、当初購入予定であったレーザー光源について、昨年度の研究開始直後に研究室内の他の研究で購入することになったため、本研究では購入を見送ったことおよび、当初はナノ粒子スラリーの凝集が発生しにくく、様々な種類のポリマーを購入、実験が必要となることを想定していたものの、実際には想定よりも早く凝集する条件を明らかにすることができたため、ポリマーと粒子を固定して凝集条件の確立に重きを置いたため、購入した消耗品が少なくて済んだこと、また、研究がスムーズに進んだことで、謝金の支出が不要となったことが挙げられる。
HTLV-1ウイルス遺伝子産物の組織内同定法の開発とその病理学的意義の解明

ATLLの病変組織におけるHTLV-1ウイルスの同定法として、HBZ-in situ hybridization法を新しく開発する。この結果をHTLV-1ゲノム定量法、サザンブロット法などの従来より用いられている方法と比較しながら、その有効性および限界を把握し、日常診断において有用な検査にする。さらに、臨床経過や他のウイルス関連転写因子の発現との相関を解析しながら、ATLLの病態の解明に取り組む。
室温作動磁気冷凍機の設計試作に関する研究

昭和64年度研究計画調書に記載された計画項目のうち1)5)までは下記のように達成された。1)メタノ-ルと銅ウィックを用いた熱ヒ-トパイプを本研究用熱スイッチとして具体的に設計して三菱電機中央研究所において試作がなされた。3)磁気冷凍機のための真空断熱槽に排気系および低温生成制御装置を装着して運転試験を行い所期の性能を確認した。4)熱スイツチのヒ-トパイプと磁気作動物質のGdを各8個交互に連結した磁気冷凍作動環を組み立てて真空断熱槽内に断熱且つ強固に装着することに成功した。5)極間磁束密度0.4TのNdーFe永久磁石を回転yokeに4対装着して上記作動環をはさんで回転可能にした。以上の試作装置組立を完了して、作動環各部に熱電対を装備してstep駆動による磁気冷凍作動実験を行った結果、以下のことが判明した。1)ヒ-トパイプの構造材に用いたデルリンよりアルデヒド系成分がメタノ-ルに溶出してヒ-トパイプ機能を徐々に低下させる。2)強力永久磁石の回転移動に伴って磁性体Gdを通じて作動環に著しい歪応力を生じさせ、これがヒ-トパイプの真空封止構造を劣化させたり、Gdとの間の熱接触を不安定にする。これらの問題点発生を克服すべくヒ-トパイプの素材および構造について種々の改良を加えた結果、現在順逆熱伝達比3以上の実用的な構成が得られたので、これを用いて今後試作冷凍装置の室温附近での実験的な作動特性を測定実験してゆく予定である。本研究の特色ある室温作動磁気冷凍機の設計試作のためには3主要構成部についての予備実験を必要とした。即ち1)磁気作業物質Gdの磁気熱量効果特性。これは永久磁石による外磁場印加時の温度上昇によって表わされるが、高純度Gd内の微量残留酸素濃度(10^210^3PPM)および格子歪によって大きく影響されることが判明した。素材については数社のものについて比較測定の結果、三菱化成製GDMー06を採用して整形後、高真空中で850°C×6h以上の熱処理を行うことに決定した。2)永久磁石磁極間の磁場強度分布。(NdーFe系磁石は残留磁束密度Brが12KG程度に大きいものであるが、20mm厚Gdを挿入するために磁極間隙を24mmとすると中心磁場H=3.3KOeにしかならない。しかしGdを挿入すると表面でH=5.7KOeに増強されることが測定されたので一応△T0.5K程度が期待できることが判明した。しかし磁石の最適設計による、より高磁場化は今後の課題である。3)熱流制御スイッチ素子の開発とその特性。従来の固体接触スイッチに代って、ウイック表面でのメタノール蒸発を利用したヒートパイプ方式を採用して、とくに△T0.5K程度の微小温度差において作動する特性を、種々の試行の上で漸く得ることに成功した。即ち本実験装置に装着可能サイズのものを試作して実際作動条件における熱流特性シミュレーション実験を行った結果、△T=0.5Kにおいて順逆方向熱コンダリタンス比Kp/KR=2.7、および順方向値Kp=1.6W/Kの好特性を得た。これら3主要部について、得られた種々の特性定数を基にしてカスケード式磁気冷凍実験装置の設計、発注を行った。以上の各種研究結果について63年11月2324日研究会を開催して活発な討論を行い今後の研究計画を相談した。その結果次年度においては、製作された実験装置に多点高感度温度計測系を装着して実際の動作特性の測定解析を行うことが合意された。
歯周病変特異的に発現するクローディンによる歯周病原因子の上皮透過性制御機構の解明

歯周組織破壊の第一歩である歯周病関連細菌による歯肉上皮細胞のバリア機構、すなわち上皮細胞間透過性制御機構を解明するために上皮細胞間機構tight junctionおよびadherence junctionの構成因子の発現調整機構を検討した。Claudin-1をはじめとする多くのclaudin、E-cadherin、JAM-Aは歯周病変局所においてmRNA発現が低下していることを明らかになった。しかしながら、claudin-10は特に基底細胞層で特異的に発現が上昇すること、他のclaudinとは異なり、細胞表層だけでなく、細胞質にも発現していることを明らかにした。このことからclaudin-10は細胞間接着以外にも何らかの機能を持っていることが示唆された。ヒト株化歯肉上皮細胞を用いた単層培養では、炎症性サイトカイン(TNF-・およびIL-13)により、claudin-2の発現が上昇し、それに伴い細胞間透過性が増加し、細胞間電気抵抗値(TER)が減少したことから、歯肉上皮細胞ではclaudin-2が細胞間にポアを形成することにより透過性をコントロールしていることが明らかになった。最近、肝上皮細胞にclaudin-10強発現させたると、MMP-2やMT1-MMPあるいはclaudin-2の発現が上昇するとの報告がなされたので、歯肉上皮におけるclaudin-10は、claudin-2を上昇させることにより透過性を上昇させ、MMP-2の発現を上昇させることにより組織破壊を引き起こすのではないかと思われる。今後さらにclaudin-2およびclaudin-10の歯周組織破壊における生理的機能を追求していく予定である。炎症歯肉からclaudin-10に対する特異的プライマーを用いて得られたPCR産物を精製し、TA cloning vectorにてE.coliにtransformationした後、X-Galにより選択されたコロニーからplasmid vectorを精製し、このplasmidを制限酵にて切断後、DIG RNA Labelingで標識することによりin situ hybridizationのprobeを作製した。このprobeを用いclaudin-10mRNA発現を検討した結果、健常歯肉上皮ではclaudin-10mRNAは発現していないが、炎症歯肉特異的に基底細胞層に発現していることが明らかになった。次に、claudin-10の特異的アミノ酸配列を合成した後、ウサギに数回免疫することにより抗claudin-10血清を作製した。この抗血清を用いclaudin-10タンパク質の発現を検討した結果、上記のDNA probeを用いた場合と同様の結果が得られた。さらに、claudinは通常tight-junctionが形成されている細胞間隙のみに存在しているが、claudin-10は細胞間隙だけではなく細胞質にも存在していることが明らかになった。また、上記のPCRにて3'endoにEcoR1サイトを導入後、増幅した断片をSK8-)-FLAGor SK(-)にサブクローニングした。これらのインサートをSaII-XbaIで切断した後、T4ポリメラーゼでbluntingした。これらをpPAGGSneodelEcoRIに導入し発現ベクターを作製した。今後、透過性制御機構をin vitroで解明するためヒト歯肉上皮細胞にトランスフェクトし、claudin-10を安定に発現するクローンの樹立を予定にしている。claudin-10のin situ hybridizationのprobeを用いclaudin-10mRNA発現を検討した結果、健常歯肉上皮ではclaudin-10mRNAは発現していないが、炎症歯肉特異的に基底細胞層に発現していることが明らかになった。次に蛋白レベルでの発現を検討するためclaudin-10の特異的アミノ酸配列を合成した後、ウサギに数回免疫することにより抗claudin-10血清を作製した。この抗血清を用いclaudin-

10タンパク質の発現を検討した結果、上記のDNA probeを用いた場合と同様の結果が得られた。さらに、claudinは通常tight-junctionが形成されている細胞間隙のみに存在しているが、claudin-10は細胞間隙だけではなく細胞質にも存在していることが明らかになった。しかしながら、claudin-10の発現は歯肉上皮細胞では弱いせいか、種々の因子で歯肉上皮細胞を処理してもclaudin-10の発現は増強しなかった。免疫組織学的検索の結果、caludin-10の発現が上昇している基底層にはMMP-1の発現が上昇していること、JAM-1の発現が低下していることから、claudin-10、MMP-1、JAM-1の間には互いに何らかの発現調節を行っている可能性が示唆された。現在、不死化歯肉上皮細胞にclaudin-10遺伝子をタランスフェクトした細胞株を作製し、これを用いて、claudin-10の発現調整機構、MMP-1およびJAM-1との発現との関連機構を解明する予定しにしている。
X線回折を用いた３次元残留応力分布の完全非破壊評価

平成30年度には,X線回折を用いた部材全域の3次元残留応力分布推定法の推定精度の向上のため,固有ひずみの関数近似方法に着目をし,推定方法の改善策について提案するとともに,航空機用アルミニウム合金A7075の摩擦攪拌接合(FSW)平板に対して,新たに提案する方法と従来手法を適用した際の推定精度の違いについて考察を行った.具体的には,これまで本手法による推定の際には,ロジスティック関数と呼ばれる関数を用いて求める固有ひずみの関数近似を行い,推定を行っていたが,推定に用いる関数形状の最適化までは行っていなかった.当該年度では,ロジスティック関数形状の最適化を図るために,関数形状を決定するパラメータを応答局面法により推定する方法の概念提案を行った.また,平成29年度に取り組んだ摩擦攪拌接合材に対し,本提案手法により最適化した1本のロジスティック関数を用いて残留応力分布を推定し,部材裏面の推定残留応力と直接X線回折法により計測した実測値とを比較することにより,推定精度の評価を行った.これまで,4本のロジスティック関数を使って推定を行っていたが,最適化した1本のみの関数を用いた場合においても,溶接線方向成分の残留応力においては,比較的精度よく推定することができた.しかしながら,溶接線垂直方向成分の残留応力分布においては,実測値に対して分布傾向が異なることから,複数のロジスティック関数を用いた方がよいことを明らかにした.平成30年度では,手法の推定精度を向上させるため,推定に用いる関数形状を最適化する方法について提案を行い,実際の溶接平板に対して本提案手法を適用した.従来は複数のロジスティック関数を用いて推定していたが,当該年度においては,単一の関数に対してのみ最適化を行うこととなった.今後,従来と同じ4本のロジスティック関数を最適化し,その際の推定精度について,従来の残留応力の推定結果と比較する必要がある.また,平成29年度に入手した摩擦攪拌接合材とは異なる摩擦攪拌接合条件により施工した溶接平板を入手し,施工条件の違いと残留応力分布との関係を考察することを計画しているが,摩擦攪拌接合条件を決定するために,共同研究先であるイギリスのオックスフォード大学と打ち合わせを行った.その後,すぐに試験片を入手し,摩擦攪拌接合の依頼を行ったが,発注から納品まで数か月を要したため,新たな部材の計測を行うまでに至らなかった.次年度においては,X線回折法による計測と本手法による残留応力分布の推定を行うことにより,接合条件の違いによる残留応力の傾向について考察することが重要な課題となる.まず,平成30年度に提案した,推定の際に近似に用いる関数形状を最適化する手法の有効性を検証するため,4本のロジスティック関数を最適化し,それらを用いた場合の残留応力の推定結果と従来用いてきた4本のロジスティック関数を用いた場合の推定精度を比較する.それにより,提案した推定手法の有効性の検証を行う.また,平成30年度に入手した摩擦攪拌接合材に対してX線回折法による表面ひずみ計測を行い,本手法を適用することにより残留応力分布の推定を行う.この摩擦攪拌接合材は,平成29年度に入手した摩擦攪拌接合材とは異なる接合条件により製作しており,摩擦攪拌接合条件の違いによる残留応力分布の変化について考察を行う.さらに,平成30年度に入手した摩擦攪拌接合材に対しても,ロジスティック関数を最適化する逆問題解析手法を適用することにより,提案する関数の最適化手法の汎用性,すなわちどの試験片に対しても有効であるかどうかについて検証を行う.平成29年度には,航空機用アルミニウム合金A7075の摩擦攪拌接合(FSW)平板を対象として,本手法により残留応力分布を推定し,その推定精度の評価を行った.具体的には,まず応力除去焼きなましを施したアルミニウム合金A7075を摩擦攪拌接合し,放電加工切断により,なるべく余分な加工ひずみが入らないように注意して対象とする試験片を抽出した.次に,部材表面の残留応力分布をcosα法に基づく可搬型X線回折装置により計測し,本手法により部材全域の残留応力分布を推定した.そして,他の残留応力評価手法との比較により,本手法の残留応力推定精度の評価を行った.本手法では,予め有限要素解析により取得した部材表面の弾性ひずみと部材全域の固有ひずみ分布との関係を用いて,部材全域の固有ひずみ分布を逆問題解析により求める.本研究の逆解析においては,未知推定量の数を適切に低減させるため,固有ひずみ分布をロジスティックス関数による近似を行った.さらに,板厚方向,および溶接線方向に固有ひずみが一定であるという簡単な仮定のもとで固有ひずみの未知推定量の数を比較的大きく削減した.その結果,概ね精度よく推定することができた.しかしながら,部材の表面と裏面とで残留応力の分布傾向が異なることから,固有ひずみは板厚方向に分布していると考えられるため,固有ひずみの板厚方向分布の考慮も行ったが,あまり推定精度を改善することができなかった.今後,推定精度をさらに高め,実際の固有ひずみの分布をより精度よく再現するためには,固有ひずみの関数近似法を工夫する必要があることを明らかにした.航空機用アルミニウム合金の摩擦攪拌接合には,大型の装置を要するだけでなく,適切な接合条件を決定する必要がある.本研究では摩擦攪拌接合の実績を有する都立産業技術研究センターに依頼することにより,比較的早期に接合材料を入手することに成功した.部材表面の残留応力計測については,cosα法に基づく可搬型X線回折装置を利用することにより,多くの点を効率よく計測することができた.

また,計測結果に基づいて部材全域の3次元残留応力分布を推定した.さらに,計測結果と固有ひずみ理論に基づいて,部材全域の3次元残留応力分布を推定した.本手法による残留応力分布の推定精度を評価するために,計測部位とは異なる箇所の残留応力分布をX線回折により計測し,推定した残留応力分布との比較を行った.中性子回折装置を利用することができず,非破壊に内部の残留応力分布を計測することができなかったが,ある程度精度よく推定できていることを確認することができた.平成30年度には,X線回折を用いた部材全域の3次元残留応力分布推定法の推定精度の向上のため,固有ひずみの関数近似方法に着目をし,推定方法の改善策について提案するとともに,航空機用アルミニウム合金A7075の摩擦攪拌接合(FSW)平板に対して,新たに提案する方法と従来手法を適用した際の推定精度の違いについて考察を行った.具体的には,これまで本手法による推定の際には,ロジスティック関数と呼ばれる関数を用いて求める固有ひずみの関数近似を行い,推定を行っていたが,推定に用いる関数形状の最適化までは行っていなかった.当該年度では,ロジスティック関数形状の最適化を図るために,関数形状を決定するパラメータを応答局面法により推定する方法の概念提案を行った.また,平成29年度に取り組んだ摩擦攪拌接合材に対し,本提案手法により最適化した1本のロジスティック関数を用いて残留応力分布を推定し,部材裏面の推定残留応力と直接X線回折法により計測した実測値とを比較することにより,推定精度の評価を行った.これまで,4本のロジスティック関数を使って推定を行っていたが,最適化した1本のみの関数を用いた場合においても,溶接線方向成分の残留応力においては,比較的精度よく推定することができた.しかしながら,溶接線垂直方向成分の残留応力分布においては,実測値に対して分布傾向が異なることから,複数のロジスティック関数を用いた方がよいことを明らかにした.平成30年度では,手法の推定精度を向上させるため,推定に用いる関数形状を最適化する方法について提案を行い,実際の溶接平板に対して本提案手法を適用した.従来は複数のロジスティック関数を用いて推定していたが,当該年度においては,単一の関数に対してのみ最適化を行うこととなった.今後,従来と同じ4本のロジスティック関数を最適化し,その際の推定精度について,従来の残留応力の推定結果と比較する必要がある.また,平成29年度に入手した摩擦攪拌接合材とは異なる摩擦攪拌接合条件により施工した溶接平板を入手し,施工条件の違いと残留応力分布との関係を考察することを計画しているが,摩擦攪拌接合条件を決定するために,共同研究先であるイギリスのオックスフォード大学と打ち合わせを行った.その後,すぐに試験片を入手し,摩擦攪拌接合の依頼を行ったが,発注から納品まで数か月を要したため,新たな部材の計測を行うまでに至らなかった.次年度においては,X線回折法による計測と本手法による残留応力分布の推定を行うことにより,接合条件の違いによる残留応力の傾向について考察することが重要な課題となる.本手法により,ある程度精度よく残留応力分布を推定することができたと考えられるが,摩擦攪拌接合において,施工方法の違いによる残留応力の値の変化を見る上では,さらに精度よく残留応力分布を推定できていることが望ましい.
消化管癌に対する新しいレーザー光線力学的診断の基礎的・臨床的研究

光線力学的診断法(photodynamic diagnosis:以下PDD)は、がん細胞に集まる光感受性物質を投与した後、病変部にレーザー光(励起光)を照射して、がんを蛍光発色させることで腫瘍の局在を同定することができる。早期癌に対する簡便で侵襲の低い診断法として有利である。また、この原理を用いた光線力学療法(PDT)へとつながる。本研究では消化管癌におけるPDDの有用性を検証した。胃癌、バレット食道癌では病変の同定に有用であることが確認された。ただし、分化度が低い胃癌では検出率が低く、その原因はがん細胞における光感受性物質の代謝が影響しているということを明らかにした。1)各種消化管癌臨床症例における光線力学的診断(PDD)の有用性検討先行研究の結果も含め、早期胃癌においては23病変中19病変で赤色蛍光が視認され、10mm以下の小病変の同定も可能であることが明らかとなった。拡大内視鏡観察ともよく一致する結果であった。しかし、PDD用の専用プローブのレーザー出力が弱く、暗いために早期胃癌の視認性が不十分であることは問題として明らかになった。また、未分化癌のPDD発光が不良であることがわかった。食道癌においては、タラポルフィリンナトリウムによる光線力学療法(PDT)が2015年5月に遺残再発食道癌に対して保険適応となった背景から、診断後そのまま治療に応用できる臨床的利点を考え、光感受性物質は5-ALAだけでなくタラポルフィリンナトリウムによるPDDが実現すれば、より有用となる可能性を考えた。そこで、まずタラポルフィリンナトリウムによるPDTを行うために、人的・物的な環境整備を行った。現在、当院はPDT実施可能施設となっており、実際、当院でのPDT治療を開始することができた。2)癌の分化度によるPDD蛍光差異の原因についての検討前述の如く、早期胃癌でも未分化癌ではPDD発光が不良であった原因を明らかにするために、PDDを行った早期胃癌症例の内視鏡的切除治療後の組織標本を用いて、5-ALAの代謝経路における代謝酵素PEPT-1、ABCG-2の発現を免疫組織学的手法を用いて検討した。未分化癌と比較し、高分化癌においてPEPT-1が高発現であり、癌の分化度による代謝酵素の組織発現差異がPDD蛍光に影響していることが示唆された。各種消化管癌臨床症例におけるPDDの有効性検討においては、早期胃癌について、5-ALAによるPDDが有用であること、さらに組織型・分化度によるPDDの有用性に差異があることもわかった。また、癌の分化度によりPDD蛍光の差異が生じる原因について、光感受性物質の代謝酵素発現量が影響していることも検討することができた。食道癌においては、当初の5-ALAによる検討に加えて、治療へのつながりを見据えて、タラポルフィリンナトリウムによるPDDを検討しており、当初の研究計画よりも発展した内容としている。1)各種消化管癌臨床症例における光線力学的診断(photodynamic diagnosis:以下PDD)の有用性検討早期胃癌に対するPDD発光に関しては、5ーALAが有用であることを明らかにしたものの、未分化癌の抽出をどう克服するかについてはまだ解明できていない。ただし、食道癌に関しては、5ーALAよりも、直接的に治療につなげられるタラポルフィリンナトリウムの方が有用ではないかと考えている。PDD診断後そのまま治療に応用することを目的に、保険適応となった光線力学療法(photodynamic therapy:以下PDT)の環境整備を行い、実際にPDT治療を開始することができた。少数例ではあるが、タラポルフィリンの治療に対する臨床使用や治療効果については、満足のいく結果が得られた。2)癌の分化度によるPDD蛍光差異の原因についての検討早期胃癌において、未分化癌でPDD発光が不良であった原因は5ーALAの代謝経路であるABCG2およびPEPT-1について検討し、高分化癌よりも低発現であることが明らかとなった。分化度が低い癌種については、その他の癌種でも同様に、ABCG2やPEPT-1、その他の酵素について、発現の差異があるかはまだ明らかでない。例えば、早期大腸癌では胃癌と比較して、分化度が高い場合が多く、5ーALAによるPDDが有用である可能性を考えている。他癌種におけるPDD発光と代謝経路の酵素発現の差異については、食道扁平上皮癌、食道腺癌、大腸癌を中心に、ひきつづき検討中である。他の癌種における5-ALAによるPDD発光と代謝経路の酵素発現について検討中である。食道癌に関して、タラポルフィリンナトリウムによるPDD診断後そのまま治療に応用することを目的に、PDTの環境整備を行い、実際にPDT治療を開始することができた。タラポルフィリンの治療に対する臨床使用は満足のいく結果であり、今後は、診断も含めてどのように有効に使用できるか検討したいと考えている。研究1)各種消化管癌臨床症例におけるPDDの有用性:バレット食道癌4例では、PDD蛍光が確認され、上皮下進展の診断に有用な可能性が示唆された。食道癌での検討では、現在、光線力学的療法(PDT)10症例を行っているが、食道癌および炎症性腸疾患関連発癌においては、症例頻度から長期間・多施設でのエントリーが必要と考え、別途、共同研究として展開することとした。拡大内視鏡観察所見とPDDの有用性の比較をしていく。研究2)各種癌細胞株および消化管癌マウス皮下移植モデルにおける検討:分化度の異なる胃癌細胞