hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細セルロースファイバーを用いた低質古紙配合紙の強度向上処理

古紙配合紙は、古紙利用率の増加に伴って品質低下が進んでいる。劣化パルプ繊維を含む低質古紙配合紙は、製紙工程で他のパルプ繊維原料と混合することによって、紙の強度低下を招いている。低質古紙配合紙を強化するために、微細セルロースファイバー(FCF)塗工処理を検討した。高圧ホモジナイザーを用いて木材パルプ繊維からFCFを調製し、リサイクルパルプ紙表面に塗工した。紙を湿潤後、減圧ろ過を施しながらワイヤーバーコーターを用いて平坦にFCFを拡げた。FCF塗工直後の紙の引張強さは、未塗工紙の1.17倍になった。FCF塗工によってパルプの繊維間結合強度を高めれば、リサイクルによって生じる紙の劣化を改善できる。古紙回収率が急速に増加してリサイクルパルプ繊維自身の劣化が進行することによって、製紙原料への低質古紙の混入が増加する傾向にあり、古紙配合紙の品質低下が進んでいる。本研究では、セルロースナノファイバーよりも紙の強度向上に寄与すると推定される数十数百マイクロメートルレベルの繊維長を有する微細セルロースファイバーを、抄紙工程の湿紙ウェブ上または紙表面に塗工することよって、古紙パルプ繊維表面上に存在するセルロース分子との間に水素結合による繊維間相互作用を生じさせ、低質古紙配合紙の強度向上処理法を開発することを目的としている。本年度は、a.材料:製紙・加工工程における低質古紙配合紙の強度向上処理に適した微細セルロースファイバーの探索、b.手法:微細セルロースファイバーを湿紙ウェブまたは紙表面に効果的に塗布する(付着させる)手法の開発、c.評価:微細セルロースファイバー・コーティングによる低質古紙配合紙の強度向上効果の検証を中心に検討した。市販コピー用紙に乾湿繰返しのリサイクル処理を1回または5回施して手すき紙を調製し、2種類のワイヤーバーを用いて塗工速度30mm/sまたは50mm/sの条件で手すき紙表面上に微細セルロースファイバーを塗工した結果,太いワイヤーバーを用いた場合または塗工速度が遅い場合に塗工量が多くなる傾向にあった。さらに、リサイクル処理を重ねた古紙パルプ手すき紙では相対的に塗工量が増加することが判明した。リサイクル処理を行った古紙パルプ手すき紙の引張強さおよび引裂強さは、塗工前に比べて増加した。しかしながら、塗工量の差による強度変化は少なかった。また、紙の白色度、不透明度および比散乱係数がそれぞれ塗工後に増加した。以上の結果、微細セルロースファイバーを用いた古紙パルプ配合紙への塗工処理は、紙の強度向上に効果的であることが明らかになった。古紙回収率が急速に増加してリサイクルパルプ繊維自身の劣化が進行することによって、製紙原料への低質古紙の混入が増加しており、古紙配合紙の品質低下が進んでいる。本研究では、軽量で高強度などの特徴を有する新素材であるセルロースナノファイバーを用いて紙表面塗工処理を施し、低質古紙混入による紙の強度低下を抑制する新しい紙力強化法を提示することを目的としている。平成28年度は、市販のセルロースナノファイバーを用いて塗工条件を1年間で研究計画すべての達成を目指したが、紙表面への微細セルロースファイバーの塗工処理に際して、古紙の種類や配合量などの要因によって古紙配合紙の塗工量が変動することが確認され、さらに、低質古紙配合紙の強度向上処理に適した微細セルロースファイバーの検討にまで至らなかったため、1年間の研究期間延長を申請し、承認された。したがって、平成28年度は、古紙配合紙の表面に微細セルロースファイバーを効果的に塗工する手法の技術的確立を優先して、材料としての入手が容易な市販のセルロースナノファイバーをを用いて塗工処理を詳細に検討し、微細セルロースファイバーを古紙配合紙表面の塗工最適条件として、塗工量2.04.0g/m2、回転型乾燥機を用いて100°Cで3050mm/sの塗工乾燥速度を見出した。次のステップとして、紙表面への微細セルロース塗工処理による古紙配合紙の強度向上効果の最大化が課題となってきた。これまでの研究結果から、古紙配合紙に2.85g/m2の塗工を施すと、紙の比引張強さとして約1.17倍の向上効果を確認している。平成29年度は、独自に微細セルロースファイバーを作製して用いるとともに、塗工条件による低質古紙配合紙の強度向上効果の最大化を目指す。低質古紙の割合が増加する中で、低質古紙を原料とした紙の強度低下を抑制するだけでなく、強度改善を行う必要がある。通常、リサイクルによる紙の強度低下は、パルプの単繊維強度の低下よりもむしろ、繊維間結合力の低下によるところが大きい。本研究では、軽量で高強度を有する微細セルロースファイバー(FCF)を抄紙または塗工工程において塗布することによって、紙表面に高強度のFCF層を形成させるとともに、湿紙ウェブ上で、原料配合された古紙パルプ繊維のセルロース分子とFCFの間に新たに繊維間水素結合を形成させることを想定して、抄紙または塗工工程において紙表面上にナノスケールのファイバーを含むFCFを塗布してパルプ繊維間の結合力を強化することによって、古紙配合紙の品質、特に強度特性の低下を抑制し、さらには強度改善に資する紙強化技術の実用化を提案することを目的とした。平成29年度は、湿紙ウェブ表面または紙表面へのFCF塗工処理による低質古紙配合紙の強度向上効果発現を達成する最適処理条件の設定を目指した。

特に、FCF塗工処理後の乾燥処理法を比較したところ、ドラム回転式乾燥による塗工紙表面には不均一な光沢ムラとともに、しわの発生が確認された。また、凍結乾燥による塗工紙表面では、表面が白くなることが判明した。一方、真空乾燥による塗工紙表面は、FCF塗工前の試料と比べて紙表面の外観に変化がなかった。さらに、FCF塗工後の乾燥処理による紙の強度向上効果を比較したところ、引張強さでは40°Cの真空乾燥が、引裂強さでは80°Cのドラム回転乾燥がそれぞれ大きな強度向上効果を示した。紙の強化処理効果は60°Cに比べて40°Cの真空乾燥処理の方が大きかった。以上の結果、FCF塗工を用いた強化処理法を実用化するためには、比較的低い温度での真空乾燥処理を導入することが望ましいことが明らかになった。古紙配合紙は、古紙利用率の増加に伴って品質低下が進んでいる。劣化パルプ繊維を含む低質古紙配合紙は、製紙工程で他のパルプ繊維原料と混合することによって、紙の強度低下を招いている。低質古紙配合紙を強化するために、微細セルロースファイバー(FCF)塗工処理を検討した。高圧ホモジナイザーを用いて木材パルプ繊維からFCFを調製し、リサイクルパルプ紙表面に塗工した。紙を湿潤後、減圧ろ過を施しながらワイヤーバーコーターを用いて平坦にFCFを拡げた。FCF塗工直後の紙の引張強さは、未塗工紙の1.17倍になった。FCF塗工によってパルプの繊維間結合強度を高めれば、リサイクルによって生じる紙の劣化を改善できる。一般に、紙の引張強さは、パルプの単繊維強度及び繊維間結合力によって影響を受ける。本研究代表者らは、乾湿繰返しによる紙のリサイクルは、単繊維強度が低下するものの、紙の引張強さの低下に比べれば、単繊維強度の指標であるゼロスパン引張強さの低下はかなり小さいことを確認している。リサイクルによる紙の引張強さの低下は、むしろ、繊維間結合力の低下によるところが大きいことを示した。本研究では、軽量で高強度を有する微細セルロースファイバーを抄紙工程の中で塗布することによって、紙表面に高強度の微細セルロースファイバー層を形成させるとともに、湿紙ウェブ上で、原料として配合された古紙パルプ繊維のセルロース分子と微細セルロースファイバーの間に新たに繊維間水素結合を形成させることを想定している。平成29年度は、水中カウンタ・コリジョン法を用いて異なるパルプ繊維から微細セルロースファイバーを調製し、古紙配合紙の強度向上処理に適した原料繊維およびその塗工条件を検討する。同時に、古紙配合紙に含有する古紙パルプの種類および配合率による影響を確認する。低質古紙配合紙に対して適切な強化効果を出現させる最適塗工条件を見出すために、抄紙工程におけるプレス、サイズプレス、乾燥、カレンダ及び塗工処理工程中の各ステージを想定しながら、湿紙水分の異なる紙表面上にセルロースファイバー・コーティングを施した紙の各種強度(引張強さ、引裂強さ、ゼロスパン引張強さ、比散乱係数)の測定から、Pageの式等を用いて微細セルロースファイバーの塗工処理によるパルプ単繊維強度および繊維間結合の変化を検証する。併せて、長期にわたる劣化抑制効果の検証は、コーティング処理紙に加速劣化処理を行い、劣化前後の紙の強度測定によって比較検討を加える。
高効率光水素発生を可能とする酵素の架橋構造を模倣したロジウム二核超分子錯体の創生

本研究では、酵素を模倣した二座硫黄架橋構造を有するロジウム二核錯体を開発する事により、高効率な水素発生システムの実現を目的としている。昨年度までの研究成果により、thiophenolや1,2-benzenedithiolなどの二座硫黄架橋配位子を有するパドルホイール型・ハーフパドルホイール型・アンカー型ロジウム二核錯体の開発に成功している。二年度目である平成30年度は、光増感剤と昨年度までに開発したロジウム二核錯体を直接連結させた「光増感剤連結型超分子金属錯体」の開発を目指し、前駆体となる光増感剤の開発を行った。具体的には、三座配位子を有するシクロメタレート型イリジウム錯体の開発を行い、構造解析を行った。その成果として、三座配位子を有するイリジウム錯体[Ir(dpp)(tpy)]+ (dpp = 2,6-diphenylpyridine)は、一般的な二座配位子を有するシクロメタレート型イリジウム錯体と比較して、光酸化還元反応に対して安定であることが確認できた。シクロメタレート型イリジウム錯体は、一電子還元種の光励起により構造が崩壊し、光水素発生反応が持続しないことが課題であったため、本研究で開発した同イリジウム錯体により、更に高効率な光水素発生の実現が期待される。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究では、酵素を模倣した二座硫黄架橋配位子を有するロジウム二核錯体の合成及び水の光還元反応における水素発生触媒能を調査する事を目的としている。具体的には、thiophenolや1,2-benzenedithiol等の二座硫黄架橋配位子を有するロジウム二核錯体を開発し、実験と理論計算の双方から水の光還元反応における水素発生触媒能を調査する事を目指している。更には、光増感剤連結型超分子金属錯体を開発し、イリジウム光増感剤からロジウム錯体への効率的な電子移動が可能な金属錯体の開発を目指す。初年度である平成29年度は、二座硫黄配位子を有するロジウム錯体の開発及び構造解析を目的として研究を行なった。ロジウム二核骨格に対して二座配位が可能なSodium thiophenolateをPaddlewheel型、Anchor型、Half-Paddlewheel型ロジウム二核錯体及び以前に報告を行ったPaddlewheel型ロジウム二核錯体を合成する際の中間体であるロジウム四核錯体に反応させた所、いずれのロジウム錯体を使用した場合においても茶色の結晶性錯体が得られた。一方で、1,2-benzenedithiolや1,3,5-benzenetrithiolをPaddlewheel型ロジウム(II)錯体に反応させた所、配位高分子構造を形成している事が単結晶X線構造解析から明らかになった。また、光増感剤連結型超分子錯体の前駆体として、シクロメタレート型イリジウム錯体を多数開発した。更に、光増感剤連結型超分子錯体の前駆体として、多数のシクロメタレート型イリジウム錯体を開発した。合成は、既報の合成法に加え、鈴木ー宮浦クロスカップリングを用いた合成後修飾法によって行った。これらのイリジウム錯体は、単結晶X線構造解析により構造の決定に成功している。以上の結果から、おおむね順調に進展していると判断した。上記で述べた各種ロジウム錯体にSodium thiophenolateを反応させると、茶色の結晶性粉末が得られる事が明らかになっている。今後は、これらの錯体の構造を決定する為に結晶化を行い、単結晶X線構造解析測定から構造を明らかにする。また、実験と理論計算により光水素発生反応の反応メカニズムを調査する。
日本思想における「聖なるもの」をめぐる倫理学的基礎研究-「浄」と「穢」の多角的考察-

豊澤報告は、中世の「正直」観を検討した。その結果、明らかになったのは、人が正直であろうとすることは、自らの内面の不可避の不浄を見据えながら、それを超えて浄穢一体の境地に出ようとする至難の営みであったことである。したがって、そこには、自己懐疑、厳しい自己批評、不断の自己超越があらざるを得ないことを論じた。柏木報告は、中世物語の一類型である本地物をとりあげ、主としていくつかの説経節作品を手がかりに、聖なる救済者像の一端を探った。すなわち、神や仏・菩薩の前生を語る本地物において、受苦や滅亡といった過去の無常の経験と、現在の救済力との間に想定される関係について、物語中の人物や物語の構造、また、物語外の語り手・聴き手に即しつつ、明らかにしようと試みた。木村報告は、聖なる山としての高野山の重層性を明らかにしようと試みた。聖なる山としての高野山の聖性は歴史的経緯とともに累積的に形成された。空海以前の時代からの死者の山、山岳修行地としての山、胎蔵及び金剛界両部曼荼羅塔建立地としての山、空海の入定留身の地としての山、密厳浄土としての山、曼荼羅八葉峯としての山などが聖なる山としての高野山の重層性を構成していることを論じた。研究協力者である上原の報告は、最澄が規定した、「真俗一貫」の菩薩戒を山中で受戒させ、籠山して修行させる制度を考察した。この真俗一貫は上位の仏菩薩の境地であり、真俗分離の籠山修行はその境地を獲得するための手段であった。最澄は、前世において霊鷲山で受戒し真俗分離の修行を経て、真俗一貫の境地を獲得した上位菩薩として、聖徳太子を想定していた。そして、一回的な聖徳太子的ありようをなぞり、それを回復するために、受戒・修行様式を制度化したのである。本年度は、共同研究者各自が自らの従来のテーマを発展・深化させることに主として専念し、それらを相互理解の場に提供した。また、熊野地方の現地調査を行い、宗教学的なフィールドワークの一端に理解を深めた。以下は、個別の具体的な研究経過である。豊澤は、近世初期の儒家神道に隠然たる影響を及ぼしたのではないかとされるキリシタン思想をめぐる問題を考察した。ザビエル滞日時のバテレンと日本人との討論に窺われるのは、当時の日本の人々が、善と悪とを固定化せず、聖と俗とを相互に反転・浸透するものと捉えていたことである。これが、近世神道思想の一前提となったと推察される。柏木は、熊野における聖地信仰の諸相について、文献の蒐集・整理を行った。聖地としての熊野の成立要件を探るには、山・海・川・滝・島・岩など、さまざまな景物の意味が読み解かれねばならない。そのために必須の実地調査と並行して、日本における景観論や民俗学の領野における先行研究を参照し、常世国・補陀落浄土・極楽浄土といった異界に通じる辺境世界としての熊野について検討した。木村は、中世熊野を日本宗教史における聖なる山の一類型と見なし、比較宗教学的視点のなかに位置付けるための基本的研究を行った。現地のフィールドワークから明らかになった諸点を如何に中世に適用可能かという点に注意しつつ、聖なる空間の構築要素としての聖なる山の諸要素を考察した。山が天と大地の中間に位置するというだけでなく、そこが水と火の場所でもあるということが明らかになった。

さらに、聖なる山と、死や死の穢れという要素とが、如何に結び付いていたかを解明することが今後の課題となった。本年度は、各共同研究者が自らの分担テーマを引き続き追究し、その成果を相互理解の場に供するとともに、高野山の実地調査を行い、「聖なるもの」としての空間をめぐる思想史的・宗教学的・倫理学的なアプローチの実践を試みた。以下は個別的な研究経過である。豊澤は、引き続き、ザビエル滞日当時の討論を検討した結果、当時の日本人が「霊魂」に特別な重きを置いていなかったことが窺われた。それは、「心」の仏教的浄化こそが望まれていて、個の霊魂は浄化以前と考えられたからであろう。次いで、近世初期の儒家神道(羅山・闇斎)を調査したところ、周知のように「心は神明の舎」と捉えられていた。この、いわば「聖なる心」の意味あいがどのようであるかを、さらに中世神道からの流れのなかで探究するという課題が残った。柏木は、寺社縁起や説経をもとに、古代・中世の神仏習合思想を検討した。神仏という聖なるものが、その本来のありようを十全に現わし、祀られるためには、一旦は俗なるものの間に流離・苦難の過程を経なければならなかった。流離・苦難の物語を契機として成り立つ神仏の特質について、追究を深めることが今後の課題である。木村は、聖なる山としての高野山の構造について考察するために、現地調査を行った。現地調査と歴史における聖なる山としての高野山についての研究から、平安時代には高野山は、死後の世界の浄土であるという意味で、聖なる山として見られていたが、鎌倉時代から曼陀羅との関係で空間的に聖なる山として理解されるようになってきたという変遷が明らかになった。また、古図から高野山が視覚的に表現される時にいかに特徴付けられ、それがいかに変遷したかが明らかになった。本年度は当共同研究の最終年度にあたり、研究成果報告書掲載論文の執筆に向けて、各共同研究者が自らの分担テーマをより一層深化・発展せしめることを第一の課題とした。また、その知見を相互理解の場に供した。なお、今年度から、最澄研究者である上原雅文氏に共同研究協力者としてご参加いただいた。豊澤は、「神道五部書」、『類従神祇本源』、『旧事本紀玄義』、「三社託宣」『唯一神道名法要集』等の中世神道の諸文献の思想的解読を目指し、慈遍の「正直」論が浄穢をめぐって展開されていることの重要性に気づくこととなった。また、いわば「聖なる心」である「正直」が、必ずしも、神道に固有の徳目ではなく、仏教においても尊重されていたことが、既に先学によって指摘されていることを知り、多大な示唆を受けた。柏木は、寺社縁起・説経節・御伽草子から仏教説話集『沙石集』へと関心を拡げながら、「聖」と「俗」とのかかわりを探った。そして、人が人であることをやめ、人々を救う存在となるのは何によってなのか、という宗教と倫理の境界に発生する問いを問うた。木村は、[聖なる山]としての高野山の重層的構造を、空間的(形態学的)に、また時間的(歴史的)に明らかにすべく宗教学の立場から考察した。さらに、「聖なる山」の比較形態学的研究へと展望を切り拓きつつある。上原は、従来の最澄論で看過されていた「真俗一貫」(換言すれば、聖俗一貫)概念と籠山修行規定との関係をめぐって考察を深め、最澄における特別な聖徳太子像、さらには籠山修行の「清浄」性の内実・実質を探り、受戒・修行様式の制度化の意味を明らかにしようと試みた。
放射線誘発口内炎モデル動物を用いたスタチン系薬剤の口内炎予防・治療効果

【研究背景】がん放射線治療によって引き起こされる口腔粘膜炎は、頭頸部放射線療法時の殆どに発症し、口腔内から咽頭に至るまで重篤な粘膜障害を引き起こす。しかし、現在のところ有効な治療薬剤はなく、臨床では局所麻酔や鎮痛・抗炎症薬による対症療法が行われているに過ぎないことから、口腔粘膜炎用薬の開発・開拓が望まれている。放射線療法時の口腔粘膜炎増悪のメカニズムには、NF-κBの活性化や、炎症性サイトカイン(IL-1β、IL-6、TNF-α等)の産生が大きく関連することが報告されているため、われわれは、高脂血症治療薬であるスタチン系薬剤に着目した。スタチン系薬剤には直接的な炎症性サイトカイン(IL-1β、IL-6およびTNF-α)の産生抑制や、メバロン酸経路の中間代謝産物であるゲラニルゲラニルピロリン酸(GGPP)の枯渇による転写因子(NF-κB)の抑制を介した炎症性サイトカインの産生抑制作用があり、スタチン系薬剤はがん放射線療法時の口腔粘膜炎に対する有用性が期待される。【研究方法】雄性シリアンハムスターに対して35Gyの放射線を単回照射し(Day : 0)口腔粘膜炎を作成した。プラバスタチン、ロスバスタチン、ピタバスタチン、Vehicleの4群に分け、Days : 0-13に薬剤を1日1回経口投与し、経時的に口腔粘膜炎スコア(0-5段階)を評価するとともに、Day : 14にチークポーチを採取後、炎症の指標として好中球MPO(ミエロペルオキシダーゼ)活性を測定した。【結果】口腔粘膜炎スコアを評価したところ、Day : 14においてVehicle投与群と比較し、プラバスタチン投与群では口腔粘膜炎スコアが有意に低下した(P<0.01)。また、Day : 14にチークポーチを採取して好中球MPO活性を測定したところ、vehicle投与群と比較し、プラバスタチン、ロスバスタチン、ピタバスタチン投与群のすべての群において有意に活性が低下した(それぞれP<0.01, P<0.01, P<0.05)。
肝細胞癌におけるTGF-βシグナル伝達機構の解析

TGFβは、肝細胞に対して強い増殖抑制効果を有する。しかし多くの肝癌細胞で、その細胞増殖抑制効果が減弱しており、TGFβに対する肝癌細胞の不応性は、肝癌の自律的増殖性にとって必須のことと考えられている。一方TGFβの研究は、最近その受容体やシグナル伝達物質であるSmadがクローニングされて急速に進歩してきた。また肝臓癌の病因として、臨床統計学的あるいはトランスジェニックマウスを用いた実験などからB型やC型肝炎ウイルスの関与が考えられることから、肝臓における発癌過程は、他の発癌機構と比較してユニークであると考えられている。したがって、肝癌におけるTGFβのシグナル伝達機構には、肝炎ウイルス等が調節している可能性など特異的なシグナル伝達経路が予想される。本年度の実験計画2. Rb蛋白のリン酸化能3. p15^<INK4B>並びにPAI-1転写のルシフェラーゼ活性を用いた解析II.肝癌細胞におけるTGFβシグナル伝達の解析4. Smad2,3,4の核移行の検索5.肝癌組織中での抗Smad抗体を用いた免疫組織化学染色TGF β(Transforming Growth Factor-beta)は、細胞増殖促進活性を抑制し、細胞外マトリックス蛋白の産生を促すことが報告されている。また肝癌細胞では、TGF βを代表とする細胞増殖抑制因子による制御が、不十分であり、このことが癌における自律的増殖性に深く関与している。更に、細胞外マトリックスは、癌の浸潤、転移、走化性に影響を及ぼしている。肝癌細胞におけるTGF βの不応性は、種々の癌細胞においてTGF βのシグナル伝達機構に異常を来していることを示す。実際、TGF β受容体のミスマッチ修復が、一部消火器癌に認められている。しかしながら、そのような肝癌細胞においてTGF βの細胞外マトリックスの産生性に関する報告は無い。そこで今回我々は、TGF βが、肝癌細胞においてその病態の形成と進展にどのように関与しており、またそれがどういう機構によって起こっているか調べるために以下の実験を行うことを考案した。3.ファイブロネクチン蛋白産生能の解析4.PAI-1転写のルシフェラーゼ活性を用いた肝線維化能の解析II.初代培養肝細胞並びに伊東細胞におけるTGF βシグナル伝達の解析1.TGF β受容体,Smad(受容体の下流に位置するシグナル伝達物質)mRNAの定量3.Smadのリン酸化能4.各種培養細胞および障害肝組織中での抗Smad抗体を用いた免疫組織化学染色TGFβは、肝細胞に対して強い増殖抑制効果を有する。本年度の実験計画2. Rb蛋白のリン酸化能3. p15^<INK4B>並びにPAI-1転写のルシフェラーゼ活性を用いた解析II.肝癌細胞におけるTGFβシグナル伝達の解析4. Smad2,3,4の核移行の検索5.肝癌組織中での抗Smad抗体を用いた免疫組織化学染色
接触する大変形回転体の解析的摩耗進展モデルの開発と改良技術の提案

平成30年度は、平成28、29年度に開発した接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルに関して、次の内容を進展させた:1路面凹凸(道面の複雑性)に関して摩擦係数の接触圧力依存性への影響を検討する、2接触圧力分布、路面凹凸を考慮した摩耗エネルギ計算法を開発する、3摩耗モデルを用いた改良手法を提案する。そして、その成果を複数の学会で発表した。1については、Archardの多重接触理論を用いて検討した。理論によれば、路面の複雑性が増すにつれて摩擦係数の接触圧力依存性が小さくなる。そこで、複雑性を変えた3種の路面を作成し、ゴムの摩擦係数の接触圧力依存性を計測し多重接触理論と比較した。3種類の路面の摩擦係数の接触圧力依存性は多重接触理論と同様に路面の複雑性が増すと、摩擦係数の接触圧力依存性が小さくなった。そして、その接触圧力依存性は実接地面積の接触圧力依存性と定性的に一致した。2については、実接地面積の接触圧力依存性を有限要素法を用いて予測することにより、任意の路面の摩擦係数の接触圧力依存性を定性的に推定できることが分かった。本手法で予測した摩擦係数の接触圧力依存性を平成28、29年度に開発した接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルに組み込んだ。3については、摩耗進展モデルを用いてタイヤの摩耗を改善する設計要因の検討を行った。タイヤ摩耗の理想の姿は隣のリブとの摩耗段差が小さいこと、偏摩耗したリブの摩耗エネルギが小さいことである。偏摩耗の改善にはトレッドの弾性係数を増加させる、タイヤ中心とエッジ部の径差を減少させる、もしくはトレッドの厚みを薄くするという手段が有効であることを明らかにした。この結論は従来知見と合致しており本モデルの有効性が確認された。平成28年度は接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルを開発した。摩耗が時間とともに進展していく現象の研究において、中島らの開発した解析的摩耗モデルに関して次の内容を進展させた:1従来は放物線で表現していた回転体と路面間の接地圧分布を、今年度の予算で購入した装置を用いて計測した接地圧分布に合う一般化放物線を用いた、2従来の理論では回転体への入力を微小入力のみに限定していたが、大入力まで考慮可能に拡張した、3回転体の有限要素(FEM)解析を可能にした。その成果の一部を自動車及び自動車部品に関する最も著名な国際会議であるFISITAで発表した。大変形回転体の事例としてタイヤの一部が摩耗していく偏摩耗の摩耗進展現象に、開発した大変形回転体における解析的摩耗モデルを適用した。その結果、当初、摩耗は横方向と回転方向の入力によって生じるが、タイヤパターンの縁の部分に摩耗が生じたのちには、その摩耗は回転方向入力によって加速していくことが分かった。この結果は市場での観察結果と定性的に一致している。更に、開発した解析的摩耗モデルを用いて摩耗改良手法を検討し、接地圧分布の記述方法は摩耗進展にほとんど影響を与えない一方、摩耗の段差に対する平均接地圧、接地長の変化の関数は摩耗進展結果に特に影響を与える結果を得た。そのため、偏摩耗を改善するにはトレッドゴムのヤング率を上げるか、タイヤセンタとショルダの径差を小さくするためにクラウン半径を大きくすることが有効である。また、タイヤ内圧を下げる方法とトレッドの溝深さを浅くする方法も有効であるが、これらの方法はタイヤの他の性能に悪影響を及ぼすので、適用は難しい。平成28年度の目標である「接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルを開発する」に対し、おおむね順調に進展している。研究実績の概要の述べたように、当初の予定通りに従来の解析的摩耗モデルに関して三つの内容を進展させた。その成果として、2016年9月に韓国のプサンで開催された自動車及び自動車部品に関する最も著名な国際会議であるFISITAで発表することができた。また、解析的摩耗モデルを用いてタイヤを例題にして、摩耗進展の改良手法を提案した。平成29年度は、平成28年度に開発した接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルに関して、次の内容を進展させた:1実際の使用時に大変形回転体にかかる入力を予測する、2時々刻々変化する入力を考慮して摩耗を予測する、3路面の摩耗への影響を考慮するために、路面の凹凸を計測できる持ち運び可能な装置を開発する、4路面凹凸の摩擦係数への影響を実験で計測する。そして、その成果の一部を日本機械学会で発表した。1については、例題として車に装着されているタイヤへの入力を予測するために、車両運動のシミュレーションソフトCarSimを用いて、定めたコースを定められた速度で走行した時の入力を予測した。2については、予測した入力の時刻歴データを入力の頻度分布に変換し、各入力において解析的摩耗モデルを用いて摩耗エネルギを予測する。そして、両者を掛け合わせ、入力で積分することによって任意のコースを走行した時の摩耗を予測できるようになった。3については、スポット径の小さいレーザーを用いて路面凹凸を計測するポータブルな試験機を作成した。4については、数種類の粗さの異なる路面を作成し、路面凹凸による摩擦係数のスリップ率依存性への影響を計測した。開発した解析的摩耗モデルを用いて、摩耗に対する設計要因(横バネ定数、トレッドの面内曲げ剛性、入力の大きさ、トレッドゴムのモジュラス)の影響を検討し、入力の大きさとゴムのモジュラス(ブロック剛性)の影響が大きいことが分かった。また、摩耗末期にはブロック剛性が大きくなるため摩耗し難くなることがモデルで再現できた。

平成29年度の目標である「解析的摩耗モデル開発の継続と実験、FEMと比較し予測精度の検証(例題はタイヤ)を行う」に対し、おおむね順調に進展している。研究実績の概要の述べたように、当初の予定通りに従来の解析的摩耗モデルに関して五つの内容を進展させた。その成果として、2017年12月に第26回交通・物流部門大会TRANSLOG2017で発表することができた。また、解析的摩耗モデルを用いてタイヤを例題にして、摩耗に対する設計要因の寄与を明らかにした。平成30年度は、平成28、29年度に開発した接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルに関して、次の内容を進展させた:1路面凹凸(道面の複雑性)に関して摩擦係数の接触圧力依存性への影響を検討する、2接触圧力分布、路面凹凸を考慮した摩耗エネルギ計算法を開発する、3摩耗モデルを用いた改良手法を提案する。そして、その成果を複数の学会で発表した。1については、Archardの多重接触理論を用いて検討した。理論によれば、路面の複雑性が増すにつれて摩擦係数の接触圧力依存性が小さくなる。そこで、複雑性を変えた3種の路面を作成し、ゴムの摩擦係数の接触圧力依存性を計測し多重接触理論と比較した。3種類の路面の摩擦係数の接触圧力依存性は多重接触理論と同様に路面の複雑性が増すと、摩擦係数の接触圧力依存性が小さくなった。そして、その接触圧力依存性は実接地面積の接触圧力依存性と定性的に一致した。2については、実接地面積の接触圧力依存性を有限要素法を用いて予測することにより、任意の路面の摩擦係数の接触圧力依存性を定性的に推定できることが分かった。本手法で予測した摩擦係数の接触圧力依存性を平成28、29年度に開発した接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルに組み込んだ。3については、摩耗進展モデルを用いてタイヤの摩耗を改善する設計要因の検討を行った。タイヤ摩耗の理想の姿は隣のリブとの摩耗段差が小さいこと、偏摩耗したリブの摩耗エネルギが小さいことである。偏摩耗の改善にはトレッドの弾性係数を増加させる、タイヤ中心とエッジ部の径差を減少させる、もしくはトレッドの厚みを薄くするという手段が有効であることを明らかにした。この結論は従来知見と合致しており本モデルの有効性が確認された。平成29年に予定している研究内容は「解析的摩耗モデル開発の継続と実験、FEMと比較し予測精度の検証(例題はタイヤ)を行う」である。第一に、実走行時に時々刻々変化するタイヤへの入力考慮できるように、解析的摩耗モデルを発展させる。第二に、接触面の粗さや接地圧分布よって変化する摩擦係数の影響を検討する。そのために、1レーザーを使って路面の粗さを計測する装置の開発する、2計測した凹凸のある路面をFEMでモデル化する手法の開発する、3凹凸のある路面でのゴムの接触滑り解析によって路面凹凸と摩擦係数及び摩耗仕事量との関係を把握する、を行う。第三に、第一の検討結果を平成28年度に開発した解析的摩耗モデルに組み込む。第四に、滑りの予測精度を高めるために、隣り合う領域との相互作用を解析的摩耗モデルに含めるようにモデルを発展させる。
免疫制御機構の肝保存延長効果のメカニズムとその臨床肝移植応用に関する基礎的研究

ラット及び豚の肝臓温阻血モデルを作製し、種々の免疫抑制剤(cyclosporine azathiopurineおよびFK506)を前投与したところ、免疫抑制剤処置群に著明な生存率の向上が認められた。さらに、4°CEu-roCollins液を用いて肝臓を12時間保存後に同所性に肝移植すると免疫抑制剤のRecipient処置により特に生存率が改善した。この免疫抑制剤の冷および温阻血肝障害改善効果を種々のchemical mediatorsの観点から検討したところ、阻血肝再潅流后の細胞膜脂質過酸化の抑制、肝微小循環の改善、肝類洞内皮系の保全さらにcytokine(TNF)の産生抑制を伴っていることが判明した。特に長期冷保存肝移植実験においてRecipientへの前処置が有効である事実は、保存肝生着には肝以外の全身炎症・免疫系が関与することが示唆され興味深い。以上の研究結果より、肝移植に際してはDonor又はGraft処置のみならず、Recipientへの対策が移植肝viability向上に重要な役割をなすものと考えられ、本邦での臨床肝移植の再開に当たり、Recipientの免疫抑制機構の制御が拒絶反応対策のみならず、臓器機能維持の観点からも重要な意味をなすものと考えられる。初年度は、ラットおよび豚の肝臓温阻血モデルを作製し、それぞれ種々の免疫抑制剤で前処置し、阻血肝におよぼす影響を検討した。まず雌性ラット(S/D)に一時間の肝温阻血を施し、非処置群をコントロ-ル(I群)とし、術前4日間、Cyclosporine,CsA(10mg/kg)で前処置した群(II群)、Azathioprine、AZP(8mg/kg)で同様に前処置したIII群に分けて、阻血解除後7日生存率、肝臓内過酸化脂質(Malondialdehyde;MDA)を中心に検討した。コントロ-ル群の生存率は50%(19/38)であったのに対して、免疫抑制剤で前処置した群では、CsA治療群、85%(23/27)、AZP治療群、80%(20/25)と有意に改善していた。これに一致して阻血解除後60分のMDAは、処置群(IIおよびIII群)でI群の約60%台に抑制されており、阻血による肝臓の過酸化脂質化が免疫抑制剤により有意に改善していた。一方、大動物(豚)にBiomedicus Pumpを応用することによる長時間肝温阻血障害(3.5時間)を作製し、前記ラットと同様の試みをおこなったところ、非処置群では全例死亡(7日生存率=0%,0/10)したのに対し、CsAおよびAZP処置群ではそれぞれ、62%(8/13)および33%(2/8)と生存率が向上していた。また、この現象は、肝類洞内皮細胞障害およびDICの改善を伴っていた。現在、それぞれの実験モデルに、他の免疫抑制剤(FK506)処置群を追加検討中であり、また2年次研究にそなえてラットおよび豚での肝移植モデルを作製中である。2年次は、ラットおよび豚の肝臓温阻血モデルでの追加実験をまず施行した。新免疫抑制剤であるFK506(1mg/kg)を術前4日間経口投与した動物に、60分(ラット)および3.5時間(豚)の肝温阻血を施したところ、コントロ-ルでは、50%(ラット)および0%(豚)の7日生存率であったのに対して、前処置した群では、82%(ラット)および(75%、3/4、豚)の生存率が得られた。この現象は、肝臓内過酸化脂質(Malondialdehyde;MDA),DICの改善を伴っていた。さらに、主にラットの同所性肝移植モデルを用い、免疫抑制剤、CyclosporineーAをDONOKおよびRedipientに10mg/kgの割合で3日間前処置し、EuroーCollins液で4°C12時間保存した後に、同所性に全肝移植すると、コントロ-ル群では、14例全例が3日間以内に肝不全死するのに対し、DONOR前処置群では、14%(2/14)、Recipient前処置群では57%(8/14)の7日以上の生存率がえられた。また、豚の移植モデルで、同種の保存液、保存期間で、DONORにAzathioprine(1mg/kg)を前3日間前

処置した場合、コントロ-ル群では4日以上生存例がみられないのに対し、Azathioprine前処置群では84%(5/6)が生存した。電顕的には、Graftの肝類洞内皮細胞障害が著しく改善されており、一方、肝細織血流の改善を伴っていた。現在、このような免疫抑制剤の至適投与量、投与回数、臨床肝移植への応用を念頭に検討中であり、その機序について、Oxygen radical injury,Cytokineおよびprostaglandin生成の観点から検討中である。3年次は、免疫抑制剤の長期保存移植肝におよぼす影響とその機構について、解析を開始した。まず体重1120kgの雑種豚の肝臓を摘出し、4°c EuroーCollins液で12時間保存した後、Recipientに同所性に肝移植するモデルを作成し、DONOR前処理により、コントロ-ル(I群:無処置)および処置群(II群:Azathioprine 1mg/kgを術前3日間経口投与)に分け、移植後の4日生存率、組織血流量、血液生化学および光顕および電顕像を検討した。免疫抑制剤で前処理した群では、生存率(5/6vs0/5)、移植肝組織血流(19.1±3.4vs10.0±2.8ml/100g tissue/min,血流再開後1hr)は有意に改善していた。この現象に一致して肝組織の類洞内皮系は免疫抑制剤投与群で良く保全されており、一方肝実質細胞障害については、差はみとめなかった。この免疫抑制剤による肝阻血障害の保護効果を解析するために、ラットを用い、我々の温阻血モデルにて、Cytokine産生の観点から検討した。初年度に報告したように、雌性ラット(S/D)に60分間の肝温阻血を施し、非処置群をコントロ-ル(III群)として、術前4日間、免疫抑制剤FK506(1mg/kg)で前処置した群(IV群)に分けて、術後の7日生存率、血清中TNFーαおよびEndotoxinを検討した。免疫剤の前処理により、一週間生存率は著しく改善し(80.0%24/30vs50.0%19/38)、一方、阻血再潅流後6時間のTNFのピ-ク値はFK506群で有意に抑制されていた(75.8vs123.2pg/ml)。しかしながら、エンドトキシン値には差はみられなかった。以上の結果をふまえて、最終年度は、免疫制御機構の肝保存障害における役割を総合的に臨床的意義を含め、解析していきたい。最終年次は、温および冷阻血肝障害の機構をCytokineおよびProstanoid産生の観点から検討した。体重1732kgの雑種豚を用い、60分間の完全温阻血モデル(Hepatic Vascular Exc/usion)を作成し、阻血解除前后の肝静脈血、門脈血および大動脈血を経時的に採取、血清中Prostanoid活性(PGE_2,ThromboxaneB_2および6-keto-PGF1α)を測定、比較した。非生存群では阻血解除后1時間に全ての血中PGE_2値が著しく上昇(特に肝静脈血中レベル)するのに比し、生存群では上昇が有意に抑制されていた(非生存群;4923±893pg/ml,mean±SEM,n=7,生存群;2270±773pg/ml,n=7)。また、PGE_2は活性化kupffer細胞により産生される可能性が強く示唆された。さらに、ラットを用いた我々の60分間温阻血肝障害モデルにて、阻血/再潅流后の血中TNF-α活性を検討したところ、免疫抑制剤Cyclosprineで前処置した場合、再潅流3時間后にみられる最高値(210±80pg/ml n=7)が著明に抑制されていた(121±60
頭頸部癌におけるマトリックスメタロプロティナーゼの役割に関する研究

Matrix Metalloprotease(MMP)は細胞外マトリックスを分解するプロテアーゼで、生物の発生、分化、組織形成と修復、細胞移動に重要な働きをする。MMPファミリーの中で、MMP-2とMMP-9は癌細胞から分泌され、浸潤転移に大きな役割を果たすとされていた。Tissue inhibitor of Metalloprotease(TIMP)は、不活型MMPの活性化を抑制し、さらに、活性型MMPと結合し、活性を制御し癌細胞の浸潤転移を防ぐとされていた。今回の研究により、癌細胞からMMP-2,-9およびTIMP-2が分泌されることが免疫組織化学的方法とIn situhybridization法を用いて確認された。MMP-2は癌細胞と間質に、MMP-9は癌細胞に発現を認めた。頭頚部癌においてMMP-2陽性例で浸潤、転移による死亡例を有為に多く認め、MMP一2の発現のある癌は浸潤、転移をきたしやすいことが示唆された。TIMP-2が陽性に染まる腫瘍ほどリンパ節転移を多く認め、TIMP-2が陽性であることは悪性度が高いと考えられた。TIMP-2は本来MMPを抑制するため、TIMP-2が発現することは悪性度が低い指標と考えられやすいが、大量のMMPを出している活発な癌組織では、これを制御するために組織切片上で多くのTIMP-2が発現していると考えられる。癌の浸潤転移には癌細胞自体により産生されるMMP-2およびTIMP-2のバランスが、大きく関与していると考えられた。粘表皮癌においても癌細胞からMMP-2,-9が分泌されることがわかったが、臨床的悪性度との相関はみとめなかった。また、手術的に摘出した口腔癌および喉頭癌の癌組織より初代培養を行い、扁平上皮癌の培養株として確立したので、今後のMMPおよびTIMPの研究に役立てていく予定である。マトリックス・メタロプロテイナーゼ(Matrix Metalloprotease;MMP)は細胞外マトリックスを分解するプロテアーゼで生物の発生、分化、組織形成と修復、細胞移動に重要な働きをする。MMPファミリーの中で、IV型コラゲナーゼ活性を有するMMP-2とMMP-9は癌細胞から分泌され、浸潤転移に大きな役割を果たすとされている。これに対し、Tissue inhibitor of Metalloprotease(TIMP)は、不活型MMPの活性化を抑制し、さらに、活性型MMPと結合し、活性を制御し癌細胞の浸潤転移を防ぐとされている。今回の研究により、癌細胞からMMP-2,-9およびTIMP-2が分泌されることが免疫組織科学的方法とIn situ hybridization法を用いて確認された。頭頚部癌においてMMP-2陽性例で浸潤、転移による死亡例を有為に多く認め、MMP-2の発現のある癌は浸潤、転移をきたしやすいことが示唆された。また、手術的に摘出した口腔癌および喉頭癌の癌組織より初代培養を行い、培養株として確立した。

また、手術的に摘出した口腔癌および喉頭癌の癌組織より初代培養を行い、扁平上皮癌の培養株として確立したので、今後のMMPおよびTIMPの研究に役立てていく予定である。
思考ツールを活用した知識の定着・技能向上実践とアクション・リサーチによる教員育成

本研究では,新学習指導要領で育成すべき資質・能力の3つの柱を意識し,思考ツールを保健体育の授業で活用し,得た知識をどのように使うか,筋道を立てて考えたり分析したりすることにより技能の向上を目指した。また自己の指導を振り返ることにより,経験や感覚で行っている授業での発言や支援の効果をデータ化し,今後の実践において意識的に行うことにより授業力の向上を図りたいと考えた。研究方法としては,授業の様子を録画し,生徒の状況や指導者の動きについての記録を行った。授業後にアンケート調査を行い,生徒の満足度や指導者・仲間の助言の中で印象に残ったことを具体的に書き出させ調査・分析した。思考ツールの活用により,個々の振り返りやグループ学習の中で意見を整理してまとめ,自分の思い描いた身体表現へとつなげる場面を設けた。また知識・理解している事柄についての整理シートとしても活用し,技能の構造的理解に努めた。理解した動きについては,動きをリズムとしてとらえさせ,音楽やカウントを用い,補助運動として繰り返し取り組ませた。研究成果としては,授業の中で対話・会話場面を設けることにより言語活動の充実を図ることができた。話し合い活動を活性化させることができた要因としては,思考ツールを活用したことにある。また「授業場面の期間記録法」による分析を行った結果,自己の授業では,各授業において授業展開や時間配分がある程度パターン化されており,マネジメントに要する時間は少なく,運動学習時間が十分確保されているものの,認知学習場面が少なく,改善すべき点であることが明らかとなり,事後の授業改善につなげることができた。このように単元の指導段階や単元間において指導場面の修正すべき部分を指導者自身が認識することにより,次のサイクルで改善を加え,指導力に磨きをかけることができることを実感した。
糸球体硬化におけるメサンギウム細胞の形質変化に関する分子生物学的研究

末期腎不全に陥り、生存のために血液浄化療法を要する患者数は毎年増加の一途をたどっている。腎不全への進展を阻止する治療法を開発する事は急務である.腎障害の成因は多岐に渡るが、最終的には組織学的に糸球体硬化に陥り、臨床的には末期腎不全の病態を呈するに至る。糸球体硬化において、中心的な役割を果たしているのはメサンギウム細胞である。各種腎疾患の進展過程において、細胞外基質成分の進行性の蓄積に併せて、メサンギウム細胞をはじめとする糸球体構成細胞の脱落が生じ、糸球体硬化に陥る。本研究では、まず、メサンギウム細胞形質変換を検出するtoolとしてミオシン重鎖、カルデスモン等の各種の細胞収縮/収縮調節蛋白アイソフォームが有用であることを見出した。これらをmolecular probeとして糸球体硬化進展過程を解析したところ、糖尿病・部分腎摘・増殖性糸球体腎炎モデルにおいて、糸球体硬化進展過程で早期からメサンギウム細胞に形質変換が生じ、その結果、産生する細胞外基質成分の質的・量的変化が生じる事を見いだした。ヒト腎生検組織においても同様の形質変換を認めた。形質変換したメサンギウム細胞は容易に活性酸素等のアポトーシス誘導刺激によりアポトーシスに陥る事も判明した。さらに糸球体硬化が進行性のメサンギウム細胞アポトーシスにより形成されることを発見した。これらの知見は糸球体硬化の分子機序についてのより深い洞察を与え、形質変換あるいはアポトーシスの解明の延長上に形質変換・アポトーシス制御による新しい腎疾患治療法の開発も期待できる。いずれにせよ、糸球体硬化の進展機構の解明が、腎不全阻止のための方法論の樹立に寄与することは間違いない。糸球体硬化におけるメサンギウム細胞の形質変換に関する研究として平成5年度において以下の成果を得た。1.培養メサンギウム細胞を用いた検討各種の収縮関連蛋白のアイソフォームを指標として培養メサンギウムにおける形質変換を検討した。ミオシン重鎖にはSM1,SM2,胎児型のSMembの3種アイソフォームが存在するが,正常糸球体においてはいずれのアイソフォームも存在しない。培養メサンギウム細胞においてはSMembの発現とカルデスモン、トロポミオシン等の収縮蛋白の発現を認めた。この内、動脈硬化巣血管平滑筋にも出現する、SMembに注目してその発現調節機構を検討した。SMembは培養継代数を経るにしたがい、その発現量が増加した。また増殖因子であるTGF_<-β>,PDGF刺激により増加した。2.糸球体硬化モデルにおける検討進行性糸球体硬化モデルである部分腎摘ラットにおいて,糸球体硬化の進展とともに、メサンギウム細胞におけるSMembの発現増加を,蛋白レベルとmRNAレベルで認めた。カルデスモン、トロポミオシン等の収縮蛋白も進行性に増加していた。また正常糸球体では認められない間質型コラーゲンのメサンギウム領域での増加を認めた。SMembは比較的早期(1週間)より出現しており,同モデルにおける早期からのメサンギウム細胞の形質変化を示していた。糸球体内でのTGF_<-β>やPDGFの発現増加も認めており,培養細胞における実験結果よりこれら増殖因子のメサンギウム細胞形質変換への関与が考えられる。以上より糸球体硬化においてメサンギウム細胞の形質変換が生じている事、細胞内収縮蛋白のアイソフォーム変化、特にSMembの発現は糸球体硬化におけるメサンギウム細胞の形質変化の鋭敏で優れたマーカーである事が判明した。糸球体硬化におけるメサンギウム細胞形質変換に関する研究として平成6年度以下の成果を得た。1.ヒト腎生検組織における検討各種のヒト腎疾患腎生検組織を用いて、各種の収縮関連蛋白のアイソフォームを指標として、疾患におけるメサンギウム細胞の形質変換を検討した。

ミオシン重鎖にはSM1,SM2,胎児型のSMcmbの3種アイソフォームが存在するが,正常ヒト糸球体においてはいずれのアイソフォームも検出されなかった。またカルデスモン、トロポミオシン、α-平滑筋型アクチン等の収縮蛋白の発現も認めなかった。糖尿病性腎症、IgA腎症等において糸球体、特に、メサンギウム細胞にこれらの蛋白の増強した発現を認めた。糸球体硬化モデル(平成5年度)と同様に、ヒト腎疾患においても細胞収縮関連蛋白はメサンギウム細胞の形質変換を検出する上で有用である事が判明した。2.新生児ラット腎における検討新生児ラット腎組織を用いて、未熟糸球体における各種細胞収縮・収縮調節蛋白の発現を検討した。成人糸球体においては、発現していない、SMcmb、カルデスモン、α-平滑筋型アクチンを未分化糸球体メサンギウム細胞において認めた。従って、疾患腎におけるメサンギウム細胞の形質変換は、少なくとも一部は、脱分化の方向への変化である事が明らかになった。各種ヒト疾患腎において糸球体硬化へと至る過程でメサンギウム細胞に形質変換が生じており、さらに変化した形質が保持される事が糸球体硬化の進展上、重要である事が判明した。また、各種細胞収縮・収縮調節蛋白及びそれらのアイソフォームはメサンギウム細胞の形質変換を検出する上で有用である事が明らかになった。今後は、これらをマーカーとして利用し、形質変換のメカニズムを解明し、糸球体硬化進展阻止のための方法の開発に寄与したい。
ノンフォーミング気泡分離システムの開発

バイオインダストリーのダウンストリーム処理に対する効率的な分離手段の一つとして,気泡塔を利用した新しい連続分離プロセスの開発を行った。気泡塔底部で連続発生させた微笑気泡の表面に目的の物質を吸着させ,この気液界面部分を気泡塔上部で発生する微小液滴を液滴回収装置によって連続的に外部へ取り出すことによって,希薄に溶存する生化学物質の濃縮がいかなる因子によって支配されているかをモデルおよび実験によって考察した。分離対象物質として,卵白アルブミン,牛血液ヘモグロビン,フェニルアラニン,ロイシン,バリンなどの各種生化学物質を用いて,液滴流量測定実験および濃縮実験を行い,以下に示す成果を得た。(1)液滴発生面における液滴の流量に与える,液物性と操作条件の影響を検討し,Ohnesorge数を含む無次元相関式によって液滴流量を良好に予測できることを明らかにした。(2)気泡表面に対する目的物質の吸着はLanmuirの吸着等温式に従うことを明らかにした。物質に固有な2つの吸着パラメタ(飽和吸着量および吸着平衡常数)が液pHによってどのように変化するかを実験によって決定し,特に飽和吸着量は等電点で最大となることから,気泡表面へのこれらの物質の吸着は基本的に分子の2次元充填であることを見出した。(3)本操作における目的物質の濃縮率をモデルによって考察し,濃縮率はOhnesorge数,気泡径,2つの吸着パラメタおよび塔内液濃度によって決定させることを明らかにした。
テロメラーゼを標的にした癌の遺伝子治療

ヒト細胞が無限に増殖するためには、テロメアを延長する酵素テロメラーゼの活性化が必須と考えられるため、これを抑制、もしくは、これをターゲットした癌細胞の増殖抑制戦略を試みた。これまでに、組み替えアデノウイルスベクターを用いたテロメラーゼ蛋白成分hTERTのアンチセンス発現によりテロメラーゼ活性の抑制を試みてきたが、単にテロメラーゼ活性を抑制するだけでは有意な株化癌細胞の増殖抑制効果が得られなかったため、染色体末端のDループの形成に主役を演ずるテロメア結合タンパク質TRF2に変異を導入したドミナントネガティブ蛋白発現ベクターを入手した。これらを、ヒト癌細胞株に導入して細胞増殖抑制をこころみたが、明らかな結果は得られなかった。TRF2の阻害による細胞増殖抑制効果は、p53を介したアポトーシスによるため、p53が不活化されていることの多い癌細胞株では、効果が十分に得られない可能性も考えられた。また、テロメラーゼ抑制による明らかな細胞増殖効果が得られないのは、テロメラーゼ活性も細胞数も集団で検討しているからで、個々の癌細胞におけるテロメラーゼ抑制とアポトーシスは得られている可能性は否定できない。そこで、個々のテロメラーゼ活性を正確に評価する方法の確立をめざした。hTERT抗体を用いた免疫染色を試みたところ、細胞検体であれ、組織検体であれ、テロメラーゼ活性とよく相関する結果が得られた。すなわち、テロメラーゼ高活性癌組織・細胞集団は例外なく染色される細胞の割合が高く、低活性組織・細胞集団では染色されない細胞の比率が高かった。本手技により、多数のテロメラーゼ陽性癌細胞のなかで、個々テロメラーゼ活性が抑制された細胞の存在を検出することが可能となった。ヒト癌細胞が無限に増殖するためにはリボ核蛋白酵素のテロメラーゼが活性化する必要がある。この酵素活性は、生殖細胞、不死化した癌細胞、ある種の幹細胞および末梢血リンパ球に存在し、ほとんどの正常体細胞には存在しないことが明らかにされてきた。我々はテロメラーゼ活性が肺癌組織の80%以上で検出されること、高活性例はp53やRbなどの遺伝子変異蓄積例に多いことを見出し、さらに末梢血リンパ球や骨髄幹細胞での活性は不死化癌細胞に比較して低いことを報告した。テロメラーゼ活性は肺癌のみならずこれまでに調べられた全ての種類のヒト癌細胞で平均80%以上の症例で検出されており、癌細胞のテロメラーゼ活性を抑制することは殆どのヒト悪性腫瘍に有効な抗癌戦略の可能性がある。我々はヒトテロメラーゼの触媒蛋白部分(hTERT)遺伝子の一部をアンチセンス方向に発現するように組み込んだアデノウイルスベクターを作製し、テロメラーゼ活性を持つ癌細胞株、HeLa,LoVo,A549,SW403,VMRC-LCDの各々に感染させ、17日間培養した後、生細胞率、テロメラーゼ活性を測定した。LoVo,VMRC-LCDにおいては生細胞率が低下したがテロメラーゼ活性の有意な低下はみられず、組み換えアデノウイルスの構造上の問題によるものと考えられその改善が今後の課題である。次いで内因性抗炎症メディエーターのリポコルチン1を発現するアデノウイルスベクターを構築し、A549に感染させたところ、プロスタグランジンE2産生抑制を介した細胞増殖抑制効果が得られたため、今後肺癌の新しい遺伝子治療戦略としてさらに検討予定である。