hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規血管新生阻害物質ＤＢＰ－ｍａｆの癌治療への応用

本研究は新規の血管新生阻害物質DBP-maf(Vitamin D binding protein-macrophage activating factor)による癌の治療を目的とした研究である。DBP-mafは血管新生阻害剤として開発されたが、名前の通り、マクロファージの活性化作用も認められ、抗腫瘍効果に寄与しているという報告も見られる。そこで今年度はマクロファージに対する作用と、in vivoの効果を検討した。マウス腹腔からマクロファージを分離し、DBP-maf 1ng/mlで刺激して細胞表面抗原の発現レベルをフローサイトメトリーで検討した。その結果、CD11b、CD18、CD105の発現レベルの増加が認められたが、CD11a、CD14の発現レベルは変化が見られなかった。次に、家兎血清でオプソニン化した羊赤血球に対する貪食能を検討したところ、コントロールに比べて約30%の貪食能の亢進が認められた。in vivoの実験として、4週齢ヌードマウスに肝癌細胞株PLC/PRF/5細胞を皮下接種し、腫瘍体積が100mm3の時点からDBP-maf 4ng/mlを連日投与した(コントロールはPBSを投与)。投与3週間後、コントロール群では腫瘍の体積は1855mm3と増大を示したのに対して、DBP-maf投与群では151mm3と腫瘍の増殖は著明に抑制された。以上の結果から、DBP-mafは血管新生阻害作用に加えて、マクロファージ活性化作用も有すること、またin vivoにおける腫瘍の増殖を抑制することが示された。今年度の研究計画は、DBP-mafの血管新生阻害作用のメカニズムの解明を細胞生物学的な観点から基礎的におこなうものであった。血管内皮細胞に対するDBP-mafの作用としてまず、MTTアッセイによる増殖能の検討を行ったところ、DBP-mafは内皮細胞の増殖を有意に抑制した。次に、種々の細胞外基質に対する接着能の検討を行ったところ、DBP-mafはコラーゲン、ラミニンに対する接着性に対する影響を示さなかったが、ヴィトロネクチンに対する接着能の有意な抑制が見られ、フィブロネクチンに対しても阻害効果が認められた。また、wound assayによる細胞運動能を検討したところ、DBP-mafは内皮細胞の運動能の有意な抑制が見られた。血管内皮細胞の管腔形成能をコラーゲン内3次元培養により検討したところ、DBP-mafは管腔形成を阻害した。以上の基礎的検討から、DBP-mafは血管内皮細胞に対して増殖能、一部の細胞外基質に対する接着能、遊走能を抑制し、その結果として管腔形成を抑制することで血管新生阻害作用を示すことが明らかとなった。なお、他の細胞に対する効果を見るために線維芽細胞を用いてコントロール実験として同様の検討を行ったところ、線維芽細胞の増殖能、接着能、運動能には全く変化が見られなかった。この結果より、DBP-mafは血管内皮細胞特異的に作用することが示された。DBP-mafは強力な内因性の血管新生阻害物質であるが、名前の通り、マクロファージ活性化作用も示すことが報告されている。DBP-mafの抗腫瘍効果のメカニズムを明らかにする上で、マクロファージに対する作用の研究も欠かせないと考え、今年度はその点と計画されていたin vivoにおける腫瘍に対するDBP-mafの作用の検討を行った。研究結果としてマクロファージに対する活性化作用が得られ、またヌードマウスモデルで腫瘍の増殖を抑制する結果が示された。組織学的な解析が十分に行えなかったが、今年度の研究成果としてはおおむね順調に経過していると考えられる。DBP-mafは強力な内因性の血管新生阻害物質であるが、これまでの研究結果ではin vivoの抗腫瘍効果が中心に検討されてきて、DBP-mafの血管新生阻害作用の詳細なメカニズムは明らかでにされていなかった。本研究はDBP-mafの臨床応用を企図するものであるが、作用メカニズムの検討は重要課題で、初年度はその点を中心に研究を行った。研究結果として、DBP-mafの血管内皮細胞に対する増殖能、接着能、運動能、さらに管腔形成能を抑制する結果が認められ、線維芽細胞に対してはこれらの機能に変化を及ぼさなかったので、血管内皮細胞に特異的である可能性が示唆された。これらの実験結果の詳細な分子基盤の解明までは明らかにできなかったが、初年度の研究成果としては当初の目的をほぼ達成し、満足すべきものと考えられる。今年度に明らかになったin vivoにおける腫瘍増殖の抑制のメカニズムを病理組織学的、免疫組織学的に検討する必要がある。また、血管新生阻害作用に関して、これまでin vitroの実験が中心であったので、in vivoの血管新生評価系(Aorta ring assay、DASアッセイ、マトリゲル・プラークアッセイ)におけるDBP-mafの作用の検討も行う必要がある。今年度、肝癌細胞株を用いたin vivo実験を行ったが、種々の癌細胞株を用いてDBP-mafの抗腫瘍効果の検討も行う必要がある。今年度に明らかになったDBP-mafの血管新生阻害作用の分子基盤の解明を、機能に関連する接着分子、増殖因子、基質分解酵素などの変化を解析する。

また、初年度はin vitroの実験が中心であったので、in vivoの血管新生評価系(Aorta ring assay、DASアッセイ、マトリゲル・プラークアッセイ)におけるDBP-mafの作用の検討も行う必要がある。初年度の実験も含めて、以上の検討を他の血管新生阻害物質(Bevacizumab、エンドスタチン、aaAT3、TNP等)でも行い、DBP-mafとの作用の相違点を明らかにすることも、必要である。最終的な目標が血管新生阻害効果を用いた腫瘍抑制にあるので、マウスを用いたDBP-mafの抗腫瘍効果の検討も行う必要がある。次年度は血管新生阻害評価アッセイおよび抗腫瘍効果の検討のためにin vivoの実験も実施するので、実験用動物の購入に研究費を使用する必要がある。また、分子メカニズムの検討のために、抗体、分子生物学的検討に必要な試薬、血管内皮細胞・がん細胞などの細胞株およびその培養に必要な消耗品、病理学的・生化学的検討に必要なガラス器具などの消耗品の購入に研究費を使用する。以上の消耗品費として研究費をできるだけ使用したいので、日本癌学会を初めとする学会へ参加しての学会発表、情報収集、国内外の調査研究はできるだけおさえたい。研究補助などの謝金、会議費等に一部を使用する予定である。
評価型シミュレーターを用いた気道管理器具侵襲性の網羅的評価と新規開発の基礎研究

過去、2年間の研究継続により、新たなビデオ喉頭鏡のイントロック部分を開発した。具体的には、声門上器具のカフ部位を付加したものであり、評価型シミュレーターにおいても有意な力の低さを計測できた。気道管理困難症例での有用性も確認され、現在論文準備中である。さらに、ランダム化臨床試験において有用性を比較するために現在倫理委員会申請中である。少々の遅れは生じたが、申請課題に対し、新たな気道管理器具のイメージ案を提言できたと考えるシミュレーターを用いて、様々な困難気道管理状況(嘔吐物下、血液吐血モデル、頸椎固定モデル、床上留置モデル等)を作成し、ビデオ喉頭鏡や声門上器具の性能評価を行った。さらにガムエラスティックブジーの有用性等についても検討した。主な成果として、ビデオ喉頭鏡の嘔吐物等に視野障害とその克服方法、ビデオ機能による間接声門視認機能だけでなく、直接視認機能を有することの意義を示した。さらに、心肺蘇生中の気管挿管における手動頸部固定などの補助動作が困難気道管理状況を和らげることを示した。その後、これらのビデオ喉頭鏡や声門上器具の検討から、生体侵襲の少ない新規ビデオ喉頭鏡や新規声門上器具の特徴を確認し設計できた。評価型シミュレーターが資金的問題で購入できなかったために、圧センサーシステムにより喉頭展開による侵襲度を測定する方針とした。プレリミナリーに圧センサーシステムにより気道確保器具の侵襲性を測定するシステムは構築できた。現在、新規喉頭鏡のプロトタイプ設計までは終了しており、作成および機能評価を行う予定である。現在のところ順調に進行している。共同研究者との連携をより強化し、次年度に一定の成果が出せるように継続的に研究を続ける換気不能状態から数分以内に迅速かつ確実な気道確保を行うことができれば、心停止を予防でき患者予後改善につながる。ゆえに、各種気道管理困難時に迅速に使用できる緊急気道確保器具の評価、改良は急務である。新規開発された間接声門視認型喉頭鏡(エアウェイスコープ、キングビジョン、グライドスコープ、McGRATH)や声門上器具(air-Q, i-gel, Supreme)等の開口困難や喉頭展開困難症例等での有効性は示唆されているが、緊急時気道確保の観点からの評価は少ない。特に、間接声門視認型喉頭鏡や声門上器具使用のの障害とされる嘔吐や吐血による咽頭視野が障害される状況での緊急気道確保に対する評価は行われていない。緊急時対応に関して臨床研究を行うことは不可能であることから、シミュレーターを用いて、開口困難、頸椎固定、咽頭スペース低下などの解剖学的気道確保困難だけでなく、唾液、嘔吐、血液等の存在下での間接声門視認型喉頭鏡や声門上器具の評価を網羅的に行い、各種気道管理器具の改良および開発を目的としている。平成28年度に得られた評価を用いて、各種間接声門視認型喉頭鏡や新規声門上器具について改造を行い改造における有効性を検討した。具体的な改造としては、間接声門視認型喉頭鏡のチューブガイド部の長さの調整や除去、モニター画面の外部投影や、外部吸引接続が考えられる。また声門上器具のシャフト部の湾曲を変更することにより、有効性が改善するか検討した。喉頭展開時に関与する力の解析でやや時間を労している。しかし、1年間の延長をいただいたため1年以内には完遂できると考えている。少々の遅れは生じたが、申請課題に対し、新たな気道管理器具のイメージ案を提言できたと考えるプレリミナリーに圧センサーシステムにより気道確保器具の侵襲性を測定するシステムを用いて、新規喉頭鏡のプロトタイプ設計までは終了しており、作成および機能評価を行う予定である。現在、産学共同での開発を希望する企業があり、共同研究により新規ビデオ喉頭鏡の開発および臨床応用を目指す予定である。当初の計画の平成29年度の分を平成30年度の前半に終了させる。喉頭展開の角度による力の差異に関して評価した後、間接声門視認型喉頭鏡のチューブガイド部の長さの調整や除去、モニター画面の外部投影等を具体的に設計する。さらに、声門上器具のシャフト部の湾曲の修正を行う。これから新規気道管理器具のプロトタイプ作成を行い、産学連携による網羅的気道評価法へ結び付けたい。当初申請した額の評価型シミュレーターが資金的に購入不可能であったため、プレスケール評価システムを購入したことで余剰が発生した。研究がやや遅れており、それに伴い次年度使用額に変更が生じている。研究成果発表と情報収集のため日本麻酔科学会と臨床麻酔学会への参加が必要であるその費用に充てる。新規気道管理器具開発のプロトタイプ作成のために消耗品の購入の必要もある。新規気道管理器具開発のために、ビデオ喉頭鏡を数本購入する予定である。さらに情報収集や成果発表のために米国シミュレーション学会に情報収集する予定である。これらのことから、2017年度使用額は必要であると考える。
外傷性頭蓋内血腫よりのアルコール、薬物濃度測定に関する研究

外傷性頭蓋内血腫によって入院し、治療を受けた後に死亡した例を解剖する際しばしば問題となるのが死亡者が受傷時どの程度のアルコールやその他の薬物を摂取していたかである。受傷時の被害者の酩酊度や薬物による意識レベルの低下の程度がはっきりすれば、その障害を発生させた外傷の受傷機転や受傷時期、さらには自他為・過失の別、あるいは被害者の過失の度合いまでもがある程度明らかにできる。一方、頭蓋内血腫形成による頭蓋内圧亢進により、あるいはその後脳死状態に陥ったことにより、血腫への血流が途絶すれば、それ以後血腫中のアルコールや薬物濃度は比較的一定に保たれると考えられる。そこで本研究では昨年度に引き続き以下の実験を行った。1)自己の血液を硬膜外に注入する方法で作成した脳死ラットモデルで、脳波、血圧、呼吸、脳圧を経時的に測定、記録し、実験動物の病態の変化を観察した。2)モデル作成後短時間以内に死亡した例、注入後直ちに脳波が停止し、その後一定時間経過後死亡した例、注入後一定時間経過後に脳波が停止し、その後死亡した例、後2群それぞれの一定時間経過中治療を加えた例の計5群に分け、死亡後それぞれから血腫を採取し、採血も行い、死亡時の血腫と血液中のアルコール、薬物濃度を測定、比較した。3)同様に脳の各部位および各臓器中のアルコール濃度、薬物濃度を測定し比較した。以上の結果より、それぞれの条件下において血腫内のアルコールや薬物がどの程度保存され、どのような条件下なら血腫よりの測定値が有効に使えるか考察し、法医解剖例に応用した所、いわゆる脳死時期の推定に応用可能であることが明らかとなった。法医学において、頭部外傷やその他の重度の外傷で入院した後に死亡した例を解剖する際しばしば問題となるのが、死亡者が受傷時どの程度のアルコールやその他の薬物を摂取していたかである。一方、頭蓋内血腫形成や、低酸素脳症による脳腫脹のための頭蓋内圧亢進により、あるいはその後脳死状態に陥ったことにより、血腫や脳への血流が途絶すれば、それ以後は血腫や脳内のアルコールや薬物濃度は比較的一定に保たれると考えられている。そこで本年度は、以下の実験を行った。1)ラットに経口的または経静脈的に一定量のアルコールや催眠剤、局所麻酔薬等の薬物を投与した。2)経時的に採血し、血中アルコール濃度、薬物濃度を測定し、代謝率を算出し、最高血中濃度に達する時間及び経時的な血中濃度の変化を観察した。3)ラットの頭蓋骨に小さな穴を開け、そこより自己の血液を硬膜外に注入する方法およびバルーンを膨らませる方法によって実験的に急性硬膜外血腫や脳死ラットモデルを作成することに成功した。4)注入部位や血腫量、空気の量による臨床経過の違いをポリグラフを用いて観察し、注入量や注入部位による変化を確認した。5)各経過のラットの血中、血腫中、脳内アルコール、薬物濃度を測定し臨床経過との関連を確認した。以上の実験により、法医解剖例への応用が可能であることが明らかとなった。
縄文文化の漆櫛の製作技術を復元するための研究

縄文文化の漆工品はきわだつ存在感を有し、縄文文化の実像を探るためには必須の重要資料と位置づけられる。しかし、多くが第一級の資料であるのと同時にきわめて脆弱であるため、詳細な検討を進めていく上での制約は多い。本研究は、縄文文化の漆工品を代表する“漆櫛"について、実際の製作技術を“作り手の立場"から復元することを目的におこなうものである。このために次の課題を調査した。(1)漆櫛の形態分類、(2)X線CTシステムによる漆櫛の内部構造、(3)漆櫛の透かし模様の作出技術、(4)漆櫛の製作手順の復元。そして最終年度には、シンポジウムを開催して、この研究によって得られた成果を公表した。しかし、多くが第一級の史料であるのと同時にきわめて脆弱であるため、詳細な検討を進めていく場合の制約は多い。このために以下のことを実施した。(1)マイクロフォーカスX線CTシステムを用いた内部構造調査:1本装置によると、漆櫛の内部構造を三次元的にしかも非接触的に検討することが可能であり、製作段階の技術を実証的に明らかにすることが期待される。当該年度は、研究計画の2年度目にあたり、撮影条件・撮影方法などの基礎的条件を確認するなど所期の成果を得た。2なお、X線CTの撮影方法・条件を比較するために、「アイヌ文化の漆椀」を取り上げての検討をおこない、有益な知見を得た。(2)製作手順の実験的復元:縄文文化の漆櫛は、1櫛歯の結束、2塑形、3塗彩の手順をへることによって製作されたことが推定される。今年度はとくに櫛歯の結束について、前年度に引き続いて、モデル的な製作技術を想定することによる実験的復元を進めた。(3)製作技術の比較検討:縄文時代の漆櫛は、縄文前期に出現して以来、時代・地域、さらには個々の漆櫛によって製作技術の差異がみられる、本研究は、その全体像を明らかにすることを目的に進めるものであり、そのために前年度に引き続いて、発掘調査報告書における関係情報のデータベース化に努めた。また今年度については、北海道の出土例との類似性がみられる富山県桜町遺跡出土例について実見し、技法上の差異を確認した。加えて、埼玉県下宅部遺跡出土例との差異について、担当者と議論した。しかし、多くが第一級の資料であるのと同時に極めて脆弱であるため、詳細な検討を進めていく場合の制約は多い。(1)マイクロフォーカスX線CTシステムを用いた内部構造調査:本装置によると、漆櫛の内部構造を三次元的にしかも非接触的に検討することが可能であり、製作諸段階の技術を実証的に明らかにすることが期待される。当該年度は、研究計画の初年度として、今後の本格的な運用に備えての撮影条件・撮影方法などの基礎的条件を確認など、所期の成果が得られた。(2)製作手順の実験的復元:縄文時代の漆櫛は、1櫛歯の結束、2塑形、3塗彩の手順をへることによって製作されたことが推定される。今年度はとくに櫛歯の結束について、モデル的な製作技術を想定することによる実験的復元を試みた。(3)製作技術の比較検討:縄文時代の漆櫛は、縄文前期に出現して以来、時代・地域、さらには個々の漆櫛によって製作技術の差異がみられる。本研究は、その全体像を明らかにすることを目的に進めるものであり、そのために今年度は、発掘調査報告書における関係情報のデータベース化に努めた。この間に蓄積したデータベースについては、技術的な差異に関わる今後の比較検討を進めるための基本情報と位置付けられる。本研究は、縄文文化の漆工品を代表する“漆櫛"について、実際の製作技術を“作り手の立場"から復元することを目的としておこなうものである。このために、以下のことを実施した。

(1)X線CTシステムを用いた内部構造調査;1本装置によると、漆櫛の内部構造を三次元的にしかも非接触的に検討することが可能であり、製作段階の技術を実証的に明らかにすることが期待される。研究計画の最終年度に当たって、これまでに蓄積した撮影条件・撮影方法などを基礎的条件として、恵庭市カリンバ遺跡出土漆櫛(縄文文化後期末葉)、小樽市忍路土場遺跡出土漆櫛、八雲町野田生1遺跡(ともに縄文文化後期中葉)などの実物資料を調査し所期の成果を得た。2あわせて、X線CTの撮影方法・条件を比較するために、「アイヌ文化の漆椀」を取り上げて検討した。(2)製作手順の実験的復元;縄文文化の漆櫛は、1櫛歯の結束、2塑形、3塗彩の手順をへることによって製作されたことが推定される。とくに櫛歯の結束について、モデル的な製作技術を想定することによる実験的復元を進めた。(3)製作技術の比較検討;縄文文化の漆櫛は、縄文前期に出現して以来、時代・地域、さらには個々の漆櫛によって製作技術の差異がみられる。本研究は、その全体像を明らかにすることを目的に進めるものであり、そのために前年度に引き続いて、発掘調査報告書における関係情報のデータベース化に努めた。(4)シンポジウムの開催;「縄文文化の漆櫛」をはじめとする文化財全般に関わるX線CT利用の活性化を目指して、「文化財調査におけるX線CTの活用」をテーマとするシンポジウムを開催した。文化財保存本研究では、マイクロフォーカスX線CTシステムを用いて、漆櫛の内部構造を非破壊的にしかも三次元的に検討し、製作諸段階の技術を実証的に明らかにすることを中心に進める。これまでに本装置の撮影条件などの基礎的データを確認しており、北海道内における縄文後期末葉の出土例を中心に具体的検討を進め、所期の成果が得られている。今後、マイクロフォーカスX線CTシステムを用いた検討事例を追加することで、地域・時代の異なる漆櫛を取り上げて製作諸技術を実証的に明らかにする。本研究では、マイクロフォーカスX線CTシステムを用いて、漆櫛の内部構造を非破壊的にしかも三次元的に検討し、製作諸段階の技術を実証的に明らかにすることを中心に進める。これまでに本装置の撮影条件などの基礎的データを確認するなど、本格運用の準備が整えられた段階に至っており、所期の成果が得られている。今後、マイクロフォーカスX線CTシステムから得られたデータの解析方法などを明らかにすることで、製作諸段階の技術を実証的に検討する。縄文文化の漆櫛について、(1)マイクロフォーカスX線CTシステムを用いた内部構造調査、(2)製作手順・内容に関わる実験的復元、(3)製作技術の差異に関わる比較検討など調査資料を追加する中で引き続いて進める。また、この間に得られた成果に基づいて、(ア)博物館における普及活動の一環としての体験学習「縄文文化の漆櫛作り」の素材作り、(イ)中間報告・学会発表をおこなう。縄文時代の漆櫛について、(1)マイクロフォーカスX線CTを用いた内部構造調査、(2)製作手順・内容に関わる実験的復元、(3)製作技術の差異に関わる比較検討などを引き続き進めていく。また、この間に得られた成果に基づいて、(ア)博物館における普及活動の一環としての体験学習「縄文文化の漆櫛作り」の素材作り、(イ)中間報告・学会発表の準備を進める。当該研究計画に関わる研究会を年度末(平成26年3月)に開催する予定で準備を進めていたが、招聘予定の研究者に不都合が生じ、調整がつかなかったために延期した。
ATMネットワークにおける伝送品質特性評価の研究

(i-1)MMPP/D/1待ち行列に対するインポータンスサンプリング(IS)シミュレーション法において,最適なシミュレーション分布を決定し高速に低いセル廃棄率の推定値を得た.(i-2)バックプレッシャ制御を持つATM交換機の特性評価をIS法によって行った.(i-4)統計的な性質が未知のトラヒックに対して,IS法の拡張であるblind IS法を適用して10^<-10>以下のセル廃棄率の推定値を得た.(ii-1)セル廃棄率の大偏差的な確率評価における漸近係数に対して従来よりも精度の良い近似値を見いだした.(ii-2)EMアルゴリズムを適用してMMPPのパラメータ推定を行い,従来と同等の精度の推定値を従来よりも約10倍高速に得ることができた.(ii-3)バースト性を持つトラヒックを入力とするネットワークにおける各ノードの平均遅延時間を精度良く近似する近似値を得た.(iii)大偏差理論の研究(iii-1)M/D/1待ち行列全体の集合を考え,その集合に幾何学的構造を導入して待ち行列の大偏差理論を幾何学的に考察した.(iii-2)確率分布の裾が指数的に減少するためのとても弱い十分条件をあたえ,代表的な待ち行列であるMAP/G/1の定常分布の存在問題に適用した.(i-1)MMPP/D/1待ち行列に対するインポータンスサンプリング(IS)シミュレーション法において,最適なシミュレーション分布を決定し高速に低いセル廃棄率の推定値を得た.(i-2)バックプレッシャ制御を持つATM交換機の特性評価をIS法によって行った.(i-4)統計的な性質が未知のトラヒックに対して,IS法の拡張であるblind IS法を適用して10^<-10>以下のセル廃棄率の推定値を得た.(ii-1)セル廃棄率の大偏差的な確率評価における漸近係数に対して従来よりも精度の良い近似値を見いだした.(ii-2)EMアルゴリズムを適用してMMPPのパラメータ推定を行い,従来と同等の精度の推定値を従来よりも約10倍高速に得ることができた.(ii-3)バースト性を持つトラヒックを入力とするネットワークにおける各ノードの平均遅延時間を精度良く近似する近似値を得た.(iii)大偏差理論の研究(iii-1)M/D/1待ち行列全体の集合を考え,その集合に幾何学的構造を導入して待ち行列の大偏差理論を幾何学的に考察した.(iii-2)確率分布の裾が指数的に減少するためのとても弱い十分条件をあたえ,代表的な待ち行列であるMAP/G/1の定常分布の存在問題に適用した.ATMセルトラヒックのバースト性を表現するモデルとして2状態マルコフ変調機何分布(MMGP)モデルを構築し,MMGP/D/1待ち行列をマルコフ連鎖として表し,その状態遷移確率行列を具体的に求めた.MMGP/D/1待ち行列の遅延確率をシミュレーションで求めるためにインポータンスサンプリング(IS)法を適用した.IS法を適用するために最適なシミュレーション分布を大偏差理論によって導出した.導出したシミュレーション分布によって実際にシミュレーションを行い,従来求めることができなかった非常に小さい遅延確率を高速に得ることができた.上記のMMGP/D/1モデルの遅延確率の近似値を得た.その近似値とモンテカルロ(MC)法およびIS法による推定値とを比較し,精度の良い近似値であることを確認した.また,この近似値を計算するための計算量は非常に少ない.(iii)大偏差理論の研究有限状態マルコフ連鎖からの標本系列の平均値に対するISシミュレーションの最適分布に対する幾何学的な証明を与えた.さらに,推定値に対する標本分散と最小の分散との差をKL情報量によって評価した.また,この問題を幾何学的に表現して,もとのマルコフ連鎖とシミュレーションに用いるマルコフ連鎖との幾何学的な関係を明らかにした.バックプレシャ機能を持つATM交換機の入力バッファにおけるセル廃棄率をインポータンスサンプリング(IS)シミュレーション法によって推定した.最適なシミュレーション分布を大偏差理論を用いて決定し,シミュレーションを行った.その結果,従来のモンテカルロ(MC)法では得られない非常に低いセル廃棄率を高速に求めることができた.優先制御機能を持つATM交換機の低優先バッファのセル廃棄率に対する近似値を大偏差理論を用いて導出した.その近似値を計算するための計算量は非常に少ない.また,MC法による推定値と比較して十分精度の良い近似値であることを確認した.(iii)大偏差理論の研究M/D/1待ち行列のキュー長をMarkov連鎖で表現し,そのMarkov連鎖のサンプルパスの確率分布が指数分布族をなすことを示した.それに基づいて,M/D/1待ち行列全体の集合にRiemann計量,α-接続を定義し,+1座標系θと-1座標系η,およびdivergenceを定義した.そして,これらの幾何学的な量によってM/D/1待ち行列のキュー長のlarge deviationにおけるレート関数やtwisted分布,また,ISシミュレーションにおける元の分布とシミュレーション分布等の関係やIS推定値の分散の評価が与えられることを示した.トラヒックに関する統計的な知識を必要としないインポータンスサンプリング(IS)シミュレーション法,すなわちブラインドIS法に基づいて,これを拡張してMMPP/D/1待ち行列のセル廃棄率推定に適用して,従来得られなかった10^<-12>以下の非常に小さい確率を推定する方法を提案し,その推定精度,高速性について検討した.今後さらに,待ち行列からの退去過程に対して,その実効帯域をブラインドIS法で推定することを検討する.ATMセルトラヒックをEMアルゴリズムを用いてMMPPモデルで推定する方法を検討した.

新たにMMGPモデルを提案し,従来の推定法と比較して同程度の推定精度で計算時間が約10分の1以下となる推定法を実現した.今後は,待ち行列からの退去過程をモデル化し平均遅延時間の計算量の少ない近似値を導出する.(iii)大偏差理論の研究M/D/1およびMMPP/D/1待ち行列の待ち行列長のパスがある値を超える確率,すなわちレベル交差確率の漸近係数に対する上限値を決定し,従来の近似値と比較して精度が高いことを確認した.さらに一般的なトラヒックモデルに対して大偏差理論を適用し,その幾何学的な性質を明らかにする.(i-1)MMPP/D/1待ち行列に対するインポータンスサンプリング(IS)シミュレーション法において,最適なシミュレーション分布を決定し高速に低いセル廃棄率の推定値を得た.(i-2)バックプレッシャ制御を持つATM交換機の特性評価をIS法によって行った.(i-4)統計的な性質が未知のトラヒックに対して,IS法の拡張であるblind IS法を適用して10^<-10>以下のセル廃棄率の推定値を得た.(ii-1)セル廃棄率の大偏差的な確率評価における漸近係数に対して従来よりも精度の良い近似値を見いだした.(ii-2)EMアルゴリズムを適用してMMPPのパラメータ推定を行い,従来と同等の精度の推定値を従来よりも約10倍高速に得ることができた.(ii-3)バースト性を持つトラヒックを入力とするネットワークにおける各ノードの平均遅延時間を精度良く近似する近似値を得た.(iii)大偏差理論の研究(iii-1)M/D/1待ち行列全体の集合を考え,その集合に幾何学的構造を導入して待ち行列の大偏差理論を幾何学的に考察した.(iii-2)確率分布の裾が指数的に減少するためのとても弱い十分条件をあたえ,代表的な待ち行列であるMAP/G/1の定常分布の存在問題に適用した.
第一原理的固体光物性の提唱:分子性結晶の特徴づけとその光誘起相転移

光誘起相転移現象を中心に分子性結晶における固体光物性ついて、現実の分子構造、分子配列に立脚して、第一原理計算を用いて解明することを目的に、本課題従事者が開発した「自己無撞着環境場法」を、電子励起に伴う局所的な構造緩和を扱えるように発展させた。この手法を用い、(EDO-TTF)2PF6における光誘起相転移の初期ダイナミクスを理論的に解明した。分子性固体は、分子間に働く相互作用、つまり周りの分子が作る環境場のために、孤立した分子や溶液状態と異なった、多彩で興味ある物性や現象を示す。その好例として、1個の光子で数百の分子の状態を変えることができる光誘起相転移があげられる。本課題では、光誘起相転移現象を中心に固体光物性ついて、周りの分子が作る環境場を取り入れて、第一原理計算を用いて解明することを最終的な目的にしている。このために、我々が開発に着手した理論計算のアプローチを発展させる。この方法では、結晶構造から切り出したクラスターに対して、第一原理的に電子状態を計算する。その際、クラスター内部の各原子の価数と自己無撞着になるように点電荷をクラスター周囲に配置することで、結晶状態により近い状況で計算する。このアプローチを、電子励起に伴う局所的な構造緩和を扱えるように発展させる。平成21年度には、擬1次元有機固体(TMTTF)_2PF_6について研究を行った。この物質は、光誘起相転移物質(EDO-TTF)_2PF_6に類似した構造にもかかわらず、電荷秩序相の様相が大きく異なる。環境場を無撞着に取り入れた第一原理計算を行ったところ、電荷秩序がかなり小さく、これまでに報告されている実験と定性的に同様な結果を得た。周囲の分子ならびに対イオンによるポテンシャルバイアスがかなり小さいことがわかり、このために、電荷秩序が弱い原因と考えられる。さらに、励起状態におけるダイナミクスに向けて、原子位置を緩和させる方法の検討に着手した。環境場として分子力場を加える方法が原子位置緩和に対して有効であることが基底状態に対して実証出来た。一方、構造安定性を確認するための振動計算に負荷が非常にかかることが課題として明らかになり、この点に関しては、次年度、改善に向けて研究する計画である。平成22年度には、光誘起相転移物質(EDO-TTF)_2PF_6の室温金属相に対して行ってきた我々が提案する手法を用いた計算結果をとりまとめ、論文として公表した。この研究成果で、我々は、この物質の金属相に対して「ダイマーモット状態」という新規描像を提出した。また、励起状態におけるダイナミクスの研究を目指して、21年度に着手した原子位置を緩和させる方法を深化させた。電子状態として基底状態を考えた場合、環境場として分子力場を加えることにより、(EDO-TTF)_2PF_6の結晶構造に加え、赤外及びラマン活性な振動モードを計算し、特にelectron-molecular-vibration(EMV)couplingについて実験をほぼ再現することに成功した。さらに、電子励起状態において、構造緩和がどのように起こるかについて研究を進め、最適励起状態からの緩和について予備的な計算を行った。光誘起相転移現象を中心に固体光物性ついて、「環境場を無撞着に取り入れた第一原理計算」を用いて解明することを目標に、平成23年度は以下の研究を実施した。(1)光誘起相転移現象初期過程のダイナミクスを解明することを目的に、光誘起相転移物質(EDO-TTF)2PF6を対象に、前年度に着手した励起状態に対する原子緩和の計算を進めた。光誘起相転移で重要と考えられる変形に対する配位座標を仮定し、ポテンシャル曲面を計算した。その結果、CT2と呼ばれる吸収バンドに対応する比較的高い励起状態が、大きな構造緩和を引き起こすことがわかった。一方、他の励起状態では、あまり大きな構造緩和を起こさず、励起状態により構造緩和の様子が大きく異なることがわかった。

さらに、このCT2励起を詳しく調べるため、配位座標を仮定せず時間依存密度汎関数法で得られるエネルギー勾配を用いて構造緩和の計算を行ったところ、全体で0.2eV以上の緩和エネルギーの利得があることがわかった。この研究により、CT2励起緩和が、実験で観測される1.5eVの光励起による光誘起相転移の前駆体とみなすことができ、この系の光誘起相転移の理論的な理解に非常に重要な成果が得られた。(2)本課題で進めてきたクラスターベースの密度汎関数(DFT)計算と比較、検討することを念頭に、2次元的な性格を持つ有機導体(BEDT-TTF)2I3について周期境界条件下でのDFT計算を行った。この物質は、低温で水平ストライプ型電荷秩序状態を形成することが知られている。低温相の結晶構造を用いてDFT計算した結果、実際の分子構造や分子配列を基にした計算として初めて、この型の電荷秩序が得られることに成功した。さらに、用いる汎関数により電荷秩序状態に違いがあることがわかった。ハイブリット型汎関数であるB3LYPを用いると、電荷秩序の大きさが実験と同程度であり、反強磁性スピン構造を伴うことがわかった。平成24年度は、本課題の最終年度にあたるため、これまでの成果を集大成するとともに、今後の新たな展開も念頭に置き研究を進めた。特に、本課題の主たる対象物質である(EDO-TTF)2PF6に対して、昨年度に引き続き、我々が開発を進めてきた「環境場を無撞着に取り入れた第一原理計算」を用いた励起状態に対する原子緩和の理論について詳細な検討を進めた。その成果を取り纏め、Physical ReviewLettersに論文発表した。また、この成果の重要性を考え、高エネルギー加速器機構からプレス発表をおこなった。より具体的には、この論文において、(1)CT2と呼ばれる特定の励起状態が大きな構造緩和を起こすこと、(2)この緩和の方向が絶縁体-金属転移で期待される構造変形に近く、特に分子間距離の変化に大きく見られることなどを明らかにし、CT2からの励起緩和が光誘起相転移の初期過程として重要なことを理論的に解明した。(BEDT-TTF)2I3に対して、ハイブリッド型密度汎関数法を用いることにより、この物質の電荷秩序状態を良く説明できることを、国際会議で発表した。新たな展開も念頭においた研究として、水素結合型強誘電物質であるクロコン酸に対し、密度汎関数法を用いたクラスター計算を行った。この物質の励起状態と非線形光学効果に関し分子軌道からの知見をうることができ、実験研究とともにApplied PhysicsLettersに論文投稿を行った。その他、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーやナフチルヘキサトリエンなど有機材料について密度汎関数法計算などを行い、実験研究者と論文発表をおこなった。(EDO-TTF)2PF6の励起緩和や(BEDT-TTF)2I3の電荷秩序の理論的研究で、大きな成果がえられた。ただ、(TMTTF)2PF6の研究について成果のとりまとめには至らなかった。総合的に考え、おおむね順調に進展していると判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、本課題の最終年度にあたるため、これまでの成果を集大成するとともに、今後の新たな展開も念頭に置きながら以下の研究を進める予定である。(1)励起状態に対する原子緩和の理論について、より詳細な検討を進め、成果をとりまとめる。(2)(BEDT-TTF)
胸腺腫・筋萎縮発症モデルラット原因遺伝子の次世代シークエンス解析と発症機構の解明

受託の全ゲノム解析により同定された、エクソン上のDNA変異情報は既に入手されており、PolyPhen-2およびSIFTによる予備的解析から、胸腺腫に関連した遺伝子変異としては3つの遺伝子の変異が当初予想された。一方過去に連鎖解析により予想された変異部位(D7Wox16-D7Rat69)は確率的には境界が不明瞭で有り、この外側に原因遺伝子が存在する可能性も否定できなかった。NCBIにはBUF/N, ACI/Nなど他のラット系統の全ゲノム配列が公開されていたため、当初これらとBUF/Mnaとの遺伝研のスーパーコンピュータを利用した比較を予定していた。その後の文献検索で42種類のラット系統間の遺伝子変異の比較情報発表したことを見いだした。これよりエクソン変異に関する情報を抽出しreference配列との比較でアミノ酸変異を来す配列が、42種類のラット系統間には存在するかどうかを比較することで、BUF/Mnaに固有のエクソン変異を同定することを試みた。この解析により胸腺腫関連遺伝子として7番染色体の3種類を候補としてさらに絞り、また筋萎縮関連遺伝子として1番染色体より2遺伝子を候補として抽出した。胸腺腫関連遺伝子は分子機能の文献的考察より遺伝子Aが原因遺伝子である可能性が高いと判断した。さらに共同研究者でBUF/Mna系ラットを樹立した藤田学園保健衛生大学の松山博士より、BUF/Mna系ラットを含み胸腺腫の形成をみるBUF/MnaとACI/Nの雑種より胸腺腫および正常胸腺の組織を入手した。現在これらのサンプルを利用して、遺伝子Aの発現量を遺伝子発現およびタンパクレベルで検討を進めている。さらに遺伝子AのcDNAをPCRクローニングし配列の確認と発現ベクターへの挿入が完了した。同定された変異を導入し変異によるタンパク機能への影響を検討する予定にある。BUF/Mnaラットから次世代シークエンス解析により同定した遺伝子変異情報を42種類のラット系統と比較する事で、胸腺腫、筋萎縮に関連した遺伝子候補をそれぞれ3および2遺伝子に絞ることが出来たこと、およびこの内から胸腺腫関連遺伝子をクローニングし、機能解析を進めることができた点より実験計画に従いおおむね順調に進んでいると判断された。こうした遺伝子の文献的検討からは、これらの遺伝子はそれぞれ胸腺、筋肉の成熟と関連しており、変異の導入によるタンパク機能の変化の詳細な検討を実施しつつある段階にある。1) BUF/Mna系ラット由来、胸腺腫発症コンジェニックラットにおける遺伝子変異の検討ACI系統へ退交配したコンジェニックラットである胸腺腫発症ACI.BUF-(D7Wox16-D7Rat69)/MnaラットのDNA、胸腺腫の形成をみるBUF/MnaとACI/Nの雑種より胸腺腫発症ラットと非発症ラット間で遺伝子変異に差が見られるかを各候補遺伝子について検討し、原因遺伝子であることの傍証を得る。2)胸腺腫、筋萎縮関連候補遺伝子の正常マウスにおける発現量および発現分布検討を加える。3)候補遺伝子に変異を加えて野生型との間でタンパク質の安定性の評価と共に遺伝子産物がgrowth assay、transforming activity、invasion assayなど細胞機能検討で影響を与えるかどうかを評価する。また候補遺伝子の予測される機能から適宜、適当なassayを選び、野生型と変異型間で機能差を認めるかどうかの評価を行う。こうした評価で平成28年度中に最終的な同定を完了することを予定する。平成28年度に新たに予定している培養関連費用等で支出が計画以上の支出が予定されるためこれにあてる。

BUF/Mnaラットから次世代シークエンス解析により同定した遺伝子変異情報を42種類のラット系統と比較する事で、胸腺腫、筋萎縮に関連した遺伝子候補をそれぞれ3および2遺伝子に絞ることが出来たこと、およびこの内から胸腺腫関連遺伝子をクローニングし、機能解析を進めることができた点より実験計画に従いおおむね順調に進んでいると判断された。こうした遺伝子の文献的検討からは、これらの遺伝子はそれぞれ胸腺、筋肉の成熟と関連しており、変異の導入によるタンパク機能の変化の詳細な検討を実施しつつある段階にある。1) BUF/Mna系ラット由来、胸腺腫発症コンジェニックラットにおける遺伝子変異の検討ACI系統へ退交配したコンジェニックラットである胸腺腫発症ACI.BUF-(D7Wox16-D7Rat69)/MnaラットのDNA、胸腺腫の形成をみるBUF/MnaとACI/Nの雑種より胸腺腫発症ラットと非発症ラット間で遺伝子変異に差が見られるかを各候補遺伝子について検討し、原因遺伝子であることの傍証を得る。2)胸腺腫、筋萎縮関連候補遺伝子の正常マウスにおける発現量および発現分布検討を加える。3)候補遺伝子に変異を加えて野生型との間でタンパク質の安定性の評価と共に遺伝子産物がgrowth assay、transforming activity、invasion assayなど細胞機能検討で影響を与えるかどうかを評価する。また候補遺伝子の予測される機能から適宜、適当なassayを選び、野生型と変異型間で機能差を認めるかどうかの評価を行う。こうした評価で平成28年度中に最終的な同定を完了することを予定する。平成27年度はin silicoでの解析を重点に検討を進めたこと、および購入業者の値引きが有り予定より残余が生じた。平成28年度に新たに予定している培養関連費用等で支出が計画以上の支出が予定されるためこれにあてる。
新奇ユニットの組み合わせ(C-N-C+N-C-C)によるピリミジン骨格合成法の開発

3-メチル-5-ニトロピリミジン-4(3H)-オンは、シクロヘキサノンを初めとするいくつかの環状ケトン、芳香族ケトンはアンモニア存在下で環変換反応により、5,6-ジ置換ピリミジン与えること、またカルボニル化合物自身の変わりに、それらから誘導されるエナミンとアンモニアを用いることにより、本反応が幅広いカルボニル化合物にも適用できることがわかった。すなわち、ジホルミルアミン等価体として、3-メチル-5-ニトロピリミジン-4(3H)-オンを用いることにより、極く求電子性の強い活性化されたC-N-C骨格ユニットの実現することにより、従来のピリミジン骨格構築の代表的な単位の組み合わせ、N-C-N+C-C-、C-N+C-C-C-N,N-C-C-N+C-Cに加え、今までほとんど考えられなかった新しい骨格ユニットの組み合わせ(C-N-C+N-C-C)による合成法が、ピリミジン骨格の新しい合成法として利用できる可能性を明らかにすることが出来た。本法は、まだ改良の余地を残すものの、反応条件の最適化が確立されれば、利用できるカルボニル化合物の多様性から、変化に富んだ置換基を有する多官能ピリミジン合成が可能となる。さらに複素環合成の分野に新しい方法論を提供することが出来ることになる。その他、アミン類、ヒドラジン類との反応においても複素環化合物合成の有用な中間体となりβ位にカルバモイル基を有するβ-ニトロエナミンへの変換も出来ることが分かり、3-メチル-5-ニトロピリミジン-4(3H)-オンの合成化学的利用価値の大きいことを示すことが出来た。標題研究目的を遂行するため,まず種々の脂肪族ケトン,環状ケトン,芳香族ケトンを用いて,アンモユア存在下での,3-メチル-5-ニトロ-4-ピリミジノンとの反応条件について検討した.その結果,溶媒としてメタノールあるいはアセトニトリルを用い,封管中100140°Cで加熱することにより,環状ケトン及びアセトフェノンを用いた場合に対応する置換ピリミジンが生成することを確認した.このことは,ピリミジノン環のC(6)-N(1)-C(2)部分が活性なジホルミルアミンシントンとして作用し,C-N-CユニットとN-C-Cユニットの縮合という,新しい発想に基づく骨格単位の組合せによる,ピリミジン骨格の新規な一般的合成法の開発が可能であることを示している.さらに,ケトンのエナミンを用いることにより,収率を向上できることが判明し,反応条件の確定に関しては,一応の結果が得られた.以上のことから,所期の目的を達成しつつあるものと考える.しかし一方で,一部のケトンを除いて,収率が必ずしも満足のいくものではないため,更に反応条件改善に向けての検討が必要であろう.またケトンによっては,副生成物として,ピリドン誘導体の生成が確認された.このことは筆者の目指している反応とは異なった方向への反応が起きていることを示しており,さらに詳細な検討を必要とする.これ等の解決には反応機構の解明も必要との判断から,3-メチル-5-ニトロ-4-ピリミジノンと第一アミンとの反応についても検討を行い,アミンがピリミジノン環の6位を攻撃し環の解列を伴って,β-ニトロエナミンを骨格内に有するN-メチルアミド誘導体を与えることも判明した.反応の普遍性と限界を探る目的の一つとして,N-置換基に電子的効果の違いについての検討を行うため,3-p-ニトロフェニル-5-ニトロ-4-ピリミジノンの合成を平行して行っている.昨年度の研究により、環状ケトンあるいはアセトフェノンを用いた場合に、所期の目的を達成できることが判明した。しかし一部のケトンを除き、研究目的である新しい骨格ユニットの組み合わせによるピリミジン骨格の一般的合成法の確立については、必ずしも満足いく収率、適用範囲ではなかった。

このように、ケトンそのものを用いた反応では限界があることから、ケトンから誘導されるエナミンを用い、反応の一般化を検討した。その結果、反応溶媒としてメタノールを用い、アンモニア存在下で、3-メチル-5-ニトロー4-ピリミジノンを、アルデヒドを含む多様な種類のカルボニル化合物のエナミンと110°Cで加熱処理することにより、目的とするピリミジン骨格の形成が可能であることが判明した。また、昨年度の研究で分かった副生成物の生成についての検討として、基質3-メチル-5-ニトロー4-ピリミジノンとアミンとの反応について詳しく検討を行い、本反応に反応過程のついて大きな示唆を得ることが出来た。以上、本研究では、3-メチル-5-ニトロー4-ピリミジノンのC(6)-N(1)-C(2)部分が活性なジホルミルアミンとして作用し、C-N-CユニットとN-C-Cユニットの縮合という、新しい発想に基づく骨格単位の組み合わせによるピリミジン骨格の新規な一般的構築法の提案という所期の目的を達成ができたと共に、3-メチル-5-ニトロー4-ピリミジノンが、通常では反応性の低さから用いることの少ないジホルミルアミンの極く活性の高い等価体として働くことを明らかにすることにより、含窒素複素環化合物の骨格合成を初めとする合成化学に新しい方法論を示すことも出来たものと考える。
難治性根尖性歯周炎と根尖孔外バイオフィルムに対する電磁・高周波の歯内療法への応用

高周波・電磁波照射(500-1, 000 kHz, 5-10回, 1秒/回)は、口腔病原菌に対して照射回数依存的な殺菌効果を示した。また高周波・電磁波照射(500 kHz, 5回, 1秒/回)は、骨芽細胞の増殖を促進させ、さらに様々な成長因子の遺伝子発現や蛋白産生も増強させた。以上より、高周波・電磁波照射は、難治性根尖性歯周炎に対する非外科的歯内療法あるいは歯槽骨再生療法に応用できる可能性が示唆された。電磁・高周波照射を歯内療法へ応用する為に、まず照射条件の検討を行った。周波数を500-1,000kHzに、通電時間を1秒間に設定し、能動電極はK-file(#10-40号)を使用した。顕熱物質として卵白やアルブミンを注入した透明樹脂製円柱状容器に能動電極を挿入して、20W出力で1秒間通電させた。その結果、電磁・高周波波照射後、能動電極先端部の側面方向に1-2mm程度の蛋白凝固層が認められた。さらに、寒天培地上に播種した大腸菌や口腔内細菌に電磁・高周波を照射し、すると、約2-3mmの発育阻止円が確認され、上述の蛋白凝固層と同様に、寒天培地上で側方に向けての殺菌効果が確認できた。次に、口腔内細菌(Porphyromonas gingivalis, Streptococcus mutans等)の菌懸濁液に電磁・高周波を照射(500-1,000kHz, 1回1秒,5-10回)した後、菌液を寒天培地に塗沫し、37°Cで培養し、コロニー数を測定した結果、照射回数依存的に顕著なviabilityの減少、すなわち殺菌効果が認められた。また細菌の形態を走査型電子顕微鏡にて観察すると、電磁・高周波照射後のレンサ球菌では明からな連鎖の減少と変性した細菌塊が認あられた。さらに、電磁・高周波照射したS. mutansでTHP-1細胞を刺激して、そのサイトカイン産生誘導能を解析し、電磁・高周波照射したP. gingivalisのジンジパイン活性も測定した。これらの解析により、電磁・高周波照射したS. mutansのサイトカイン産生誘導能は、熱処理した死菌レベルまで減少し、P. gingivalisのジンジパイン活性も顕著に抑制される事が明らかとなった。これらの結果より、電磁・高周波照射は、顕著な殺菌効果を認め、根管系に棲息する病原細菌の殺菌に有効である可能性が示唆された。電磁波・高周波照射による歯周組織細胞の組織治癒・修復力の増強効果に関して、骨芽細胞株(MC3T3-E1細胞)に、様々な周波数(500,750,1,000kHz)で1秒間5回の電磁波・高周波照射を行い、照射前から経日的に細胞増殖能を細胞増殖アッセイにより解析した。その結果、電磁波・高周波照射3日後より、有意に細胞増殖・活性の上昇が認められた。また細胞増殖・活性の上昇に関して、周波数(500,750,1,000kHz)による有意な影響は認められなかった。さらに、5mM β-glycerophosphateと50μg/ml asoorbic acidを添加した石灰化誘導培地を用いた場合でも、500kHzで1秒間5回の電磁波・高周波照射により、MC3T3-E1細胞の有意な細胞増殖・活性の上昇が認められた。照射方法についての検討に関して、500kHzで1秒間5回の電磁波・高周波照射を5日間連日照射した場合も、1日目だけ照射した場合と比較して有意な細胞増殖・活性の上昇は認められなかった。様々な周波数(500,750,1,000kHzで1秒間5回)や照射回数(500kHzで1秒間5,10,15回)による条件で電磁波・高周波照射後、MC3T3-E1細胞に対する細胞障害性をLDH Cytotoxicity Assayにて調べた結果、すべての条件下において顕著な細胞障害は認められなかった。電磁波・高周波照射による歯周組織細胞の組織修復・治癒に関する遺伝子・蛋白質発現変化を解析する為に、まず骨芽細胞株(MC3T3-E1細胞)での骨関連蛋白質の遺伝子発現について、real-time PCR法にて解析した結果、照射1目と3日後でOsteopontinの遺伝子発現誘導が認められた。さらに培養上清中のOsteopontin量をELISA法にて解析した結果、電磁波・高周波照射1日目以降で有意にOsteopontinの分泌増強が認められた。
有害物質を含む水産加工残滓の低コスト再資源化と環境汚染防除法の検討

焼却処分では生物資源の価値が活かされず、環境を汚染するホタテ加工残滓を対象に、(1)環境負荷が軽く、(2)中小の加工場に導入容易で、(3)再資源化物が有機農業に利用できかつ(4)最終廃棄物を安全に最終処分できるシステムを検討した。1.弱酸洗浄法の検討:ウロを粉砕後、弱酸水溶液(クエン酸と酢酸、2%)を等量加え、試料温度が80°Cに達してから更に10分間撹拌加熱後、遠心分離した。洗浄後の残渣に同種の洗浄液を2倍量加え、洗浄した。この操作を3回繰返し、計4回実施したところ、ウロ中のCd濃度(38.9ppm)は洗浄と共に下がり、4回目に基準値(1ppm)未満となった。2%酢酸洗浄の方が全窒素残存率が高かったので、資源有効利用上は望ましいと思われた。2.洗浄液処理方法の検討:洗浄液の体積は未洗浄ウロの5倍余となり、直接廃棄するのは困難であった。全洗浄液を合一し減圧濃縮後、Na_2Sを加えて硫化物とし、重金属溶解度を低下させ、凝集沈殿剤としてポリ塩化アルミニウムを加えて中和後、遠心分離した。上澄み液中のCd濃度は0.55ppmで、対照とした未処理ウロ絞り液(18ppm)の1/30になり、全窒素量は0.72%であった。一方、凝集沈殿物のCdは288ppm(無水換算)であった。3.洗浄液凝集沈殿物の最終処分法の検討:沈殿物を水分調整後、メタシール(テルナイト社)を2.55.0%添加して固定化後、公定法でCd溶出を測定したところ濃度は0.14(5%)0.21mg/L(2.5%)となり、環境基準(0.3mg/L))をクリア出来た。最終製品のCdの残留量は有機肥料の許容基準を満たした。TauとGly以外の農業栽培に有用なアミノ酸の、洗浄による損失は少なかった。洗浄液凝集残渣は、汚染土壌処理剤メタシールでの固化によりCd溶出環境基準を満たし、最終処分場へ埋設可能であった。生物資源としての価値が全く活かされず、環境汚染を悪化させる恐れがある水産加工残滓ホタテウロを対象に、初年度にはまず、生物資源としての利用が可能な有用部分と、有害重金属カドミウム(Cd)の分離条件を検討した。1自己消化法:生ウロとボイルウロを1:1で配合し50°C、15時間で完全に液化できる至適自己消化条件を明らかにした。液化したウロを(1)自己消化液1kg当たり、Sとして200mgを含む硫化物を添加、(2)ポリ塩化アルミニウム(10%PAC)は100mL/消化液1kgを添加、(3)pHは67、(4)低速遠心分離という条件で処理した。得られた試料をCdおよび全窒素量を測定したところ、それぞれ上澄から0.16ppmと0.85%、凝集沈殿物からは17ppmと1.98%が検出された。