hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高精度脳腫瘍画像化放射性薬剤の開発

本研究の目的は、悪性脳腫瘍の正常組織との境界を、明瞭に区別することを可能とする放射性薬剤の開発である。腫瘍細胞増殖の最も盛んな正常脳組織境界に特異的に集積する放射性薬剤の開発を目指し、増殖に必要な核酸合成および細胞活動との両面で使用されるアデノシンに着目し、アデノシン誘導体である^<11>C-6-メチルメルカプトプリンリボース(^<11>C-MMPR)を考案、基礎検討を行なった。前年度、^<14>C-MMPRについてアデノシンキナーゼとの反応性をインビトロで検討した結果、^<14>C-MMPRは容易にリン酸化を受けることが確認された。細胞を用いた検討では、^<14>C-MMPRの細胞内への取り込みはヌクレオシドトランスポータによるものと考えられ、細胞内に移行したのちリン酸化されることが本研究中に報告された結果(Fotoohi AK et.al. Biochemical Parmacology 2006,72,816-823)と同様に示された。本年度、ラット(F344系、雄性、8週齢)の脳に腫瘍を移植したモデルに、^<14>C-MMPRと同時に一般に広く用いられる腫瘍検出放射性薬剤である^<11>C-メチオニンおよび^<18>F-FDGを投与したところ、それぞれの投与後60分の腫瘍/大脳皮質比は、^<14>C-MMPR:10、^<11>C-メチオニン:4、^<18>F-FDG:0.6であり、局所的には^<14>C-MMPRは本研究課題である高精度脳腫瘍画像化放射性薬剤であると考えられる。一方、全身の動態において、それぞれの投与後60分の腫瘍/血液比が、^<18>C-MMPR:0.2、^<11>C-メチオニン:6、^<18>F-FDG:4であり、その他^<14>C-MMPRが肺(3%dose/g)および心臓(2%dose/g)に多く取り込まれたことは、被爆の観点から臨床利用の上で大きな弊害となることを示唆し、また脳腫瘍以外への応用は困難であることを示唆した。以前の研究より、^<11>C-MMPRは、^<11>C-ヨウ化メチルと6-メルカプトプリンリボースとをDMF中90°Cで3分間反応させることにより容易に標識合成可能であったが、基礎的研究で用いた^<14>C標識体も同様の反応により得ることができた。アデノシンは、血液脳関門および細胞膜をヌクレオシド輸送系により通過し、低濃度では主としてアデノシンキナーゼによりリン酸化を受け、核酸合成や細胞活動の原料となるAMPを生成し組織内に保持される。そこで、^<14>C-MMPRについてアデノシンキナーゼとの反応性をインビトロで検討した結果、^<14>C-MMPRは容易にリン酸化を受けることが確認された。細胞を用いた検討では、^<14>C-MMPRの細胞内への取り込みはヌクレオシドトランスポータによるものと考えられ、細胞内に移行したのちリン酸化されることが示された。このことはMMPRの薬物動態の本研究中に報告された結果と合致した(Fotoohi AK et al. Bfoehemieal Parmacology 2006,72,816-823)。

本年度、ラット(F344系、雄性、8週齢)の脳に腫瘍を移植したモデルに、^<14>C-MMPRと同時に一般に広く用いられる腫瘍検出放射性薬剤である^<11>C-メチオニンおよび^<18>F-FDGを投与したところ、それぞれの投与後60分の腫瘍/大脳皮質比は、^<14>C-MMPR:10、^<11>C-メチオニン:4、^<18>F-FDG:0.6であり、局所的には^<14>C-MMPRは本研究課題である高精度脳腫瘍画像化放射性薬剤であると考えられる。一方、全身の動態において、それぞれの投与後60分の腫瘍/血液比が、^<18>C-MMPR:0.2、^<11>C-メチオニン:6、^<18>F-FDG:4であり、その他^<14>C-MMPRが肺(3%dose/g)および心臓(2%dose/g)に多く取り込まれたことは、被爆の観点から臨床利用の上で大きな弊害となることを示唆し、また脳腫瘍以外への応用は困難であることを示唆した。
「中世日本紀」研究-本居宣長『古事記伝』批判に向けて

数年来の著しい研究の進展の結果、従来の諸ジャンルを横断する広範な言説群として確立されるに到った「中世日本紀」を、本居宣長『古事記伝』に到る日本書紀解釈の系譜という観点から検証するならば、焦点となるのは、『釈日本紀』を起点とする吉田家説の展開であり、またそこに深く関与した一条兼良『日本書紀纂疏』であった。『纂疏』を参照しつつ吉田家説の展開を追跡するのが、本研究の中心となった所以である。とりわけ家説の源流を示す兼敦、家説としての骨格を明確とした兼倶、総合化をはかった宣賢を中心として資料調査を行った。その総体としての位置づけと宣長の注釈との連関については、さらに近世における展開をおさえた上で、より包括的な研究としてまとめたい。現時点では、なかでも重要な結節点をなすと目される吉田兼倶(14351511)の講釈活動について論考を準備中である。中世における日本書紀解釈の到達点を明らかにする兼良『纂疏』に比べて、『纂疏』に依拠しつつ自らを形成した兼倶の営みは、一見いかにも散漫であり方向性を見定めがたい。しかしその講釈はきわめて意識的な政治的実践であり、そうであるがゆえに、明確な方法意識をもち、新たな「神代」観を構成しうるものであった。これこそが、近世書紀学の展開、ひいては宣長の注釈活動とはるかに接続しうるものであった。先行する研究を踏まえ、このことを明らかにする予定である。本研究は近世から現代に至る日本神話研究を大きく規定してきた本居宣長『古事記伝』の批判を大きな目標とし、宣長によって日本神話の主軸から退けられた『日本書紀』およびいわゆる書紀学の系譜を跡づけることを主たる研究の対象とする。現在の目標は「中世日本紀」全体にわたる特質を分析・抽出し、さらに『古事記伝』を見合わせることによって、中世において宣長『古事記伝』を準備したものが何であったかを見きわめることにある。平成9年度には「中世日本紀」と総称される多様にひろがる言説群を上記の問題意識にもとづいて、広範に収集し、その整理を試みた。現在も進行中であるが、広範にわたり複雑な言説群に対して、二つの点を中心と周辺状況のそれぞれの軸としながら整理を行っている。まず第一に中心的な状況の軸としているのは、吉田兼倶『日本書紀神代抄』を結節点とする流れである。卜部兼方か一条兼良、吉田兼敦らの諸著作を先行研究とし、さらに清原宣賢らへと引き継かれていくもので、日本書紀をどう読み解釈するかに関して重要な機制をつくり出した系譜としてみなしうる。それに対して周辺状況については、『神道集』を一つの交流点とする整理を行っている。この書を媒介として調査することで、仏教説話や寺社縁起、古今注など中心的な展開の背景をなす多様なジャンルの言説を相互の連関が明らかになりつつある。平成10年度にはこうして整理を背景に分析し、その成果を論文としてまとめる予定である。
成人２型糖尿病患者のレジリエンス評価尺度の作成

162名を対象に成人2型糖尿病患者の療養に伴うレジリエンス尺度の信頼性・妥当性の検証を行った。最尤法プロマックス回転による因子分析により6因子27項目なりその6因子は「信頼して療養を任せることが出来る身近な人を感ずる」「有効な学習をしていることへの自負」「運動をしている」「日々の療養に努力していることへの誇らしさ」「よくない状態にとどまらない構え」「大事な足をきれいにしている」で構成された。レジリエンス尺度(27項目)のChonbachα係数は0.898であり、高い内的整合性が確認された。レジリエンス尺度(27項目)とSOCおよびGSESは有意な正の相関を示し、基準関連妥当性が得られた。慢性疾患である糖尿病のセルフケア継続には様々な困難が伴い、その対応は前向きで積極的行動のみならず、ネガティブな影響を最小限にとどめ、柔軟に対応していく力、つまりレジリエンスが不可欠である。糖尿病教育の評価指標としての成人2型糖尿病患者における療養に伴うレジリエンス評価尺度作成を目的とした。162名の2型糖尿病患者に療養に伴うレジリエンス尺度(65項目)とストレス対処能力(SOC)及び一般性自己効力尺度(GSES)の調査を行った。統計的分析によりレジリエンス尺度(27項目)が明らかとなった。内的整合性および基準関連妥当性の検討を行った。レジリエンス尺度の因子分析を行った結果6因子27項目となった。レジリエンス尺度(27項目)はストレス対処能力(SOC)及び一般性自己効力尺度(GSES)と有意な正の相関(r=0.420, p<0.01)(r=0.245, p<0.01)を示し基準関連妥当性が得られた。レジリエンス尺度(27項目)とHbA1c値と下位項目1つに有意な相関がみられた。今後は構成概念を用いたモデルの適合度を検証するため、2型糖尿病患者の療養に伴うレジリエンス尺度(27項目)の共分散構造分析を行う。本研究は、成人2型糖尿病患者の糖尿病教育におけるレジリエンス評価尺度を作成することである。糖尿病は慢性疾患であり、長期にわたる療養生活の中で日々生じる困難な状況に対してネガティヴな影響を最小限にとどめ、柔軟に対応していく力、つまりレジリエンスが不可欠である。本年度は成人2型糖尿病患者の糖尿病教育におけるレジリエンス尺度試案77項目を教育入院した糖尿病患者80名の入院アセスメントシートより作成した。糖尿病看護を専門に行っている看護師12名(日本糖尿病療養指導士、糖尿病看護認定看護師)に内容妥当性を確認した。その結果、成人2型糖尿病患者の療養に伴うレジリエンス評価尺度(原案)は65項目となった。162名の外来通院糖尿病患者にレジリエンス尺度原案65項目、また基準関連妥当性の検討のためストレス対処能力(SOC)および一般性自己効力尺度(GSES)の調査を行った。レジリエンス尺度の因子分析を行った結果、6因子27項目となった。因子は「信頼して療養を任せることができる身近な人を感ずる」「糖尿病コントロールのための有効な学習への自負」「運動している」「日々の療養に努力している誇らしさ」「よくない状態にとどまらない構え」「大事な足をきれいに保っている」と命名した。レジリエンス尺度(27項目)のクロンバックα係数は0.898と高い内的整合性が算出された。レジリエンス尺度(27項目)とSOCとGSESは有意な正の相関(r=0.420,p<0.01)、(r=0.245,p<0.01)を示し、基準関連妥当性が得られた。一方、レジリエンス尺度(27項目)とHbA1c値は有意な相関は示されなかった。今後は得られたデータより構成概念を用いたモデルの適合度を調べるため、2型糖尿病患者の療養に伴うレジリエンス評価尺度27項目の共分散構造分析を行い、妥当性の検討を行う。糖尿病は慢性疾患であり、長期にわたる療養生活の中で日々生じる困難な状況や負担が生じやすい。これらの困難や負担に対してネガティヴな影響を最小限にとどめ、柔軟に対応していく力、つまりレジリエンスが不可欠である。平成25年に162名の外来通院糖尿病患者に基準関連妥当性検討のためレジリエンス尺度(原案)とストレス対処能力(SOC)および一般性自己効力尺度(GSES)の調査を行った。レジリエンス尺度(27項目)のクロンバックα係数は0.898と高い内的整合性が得られた。レジリエンス尺度(27項目)とSOCとGSESは有意な正の相関(r=0.420,p<0.01)(r=0.245,p<0.01)を示し、基準関連妥当性が得られた。

一方、レジリエンス尺度(27項目)とHbA1c値は有意な相関は示されなかった。本年度は、今後は得られたデータより構成概念を用いたモデルの適合度を調べるため、成人2型糖尿病患者の療養に伴うレジリエンス評価尺度27項目の共分散構造分析を行い、妥当性の検討を行う。成人2型糖尿病患者の療養に伴うレジリエンス評価尺度27項目の交差妥当性の検討(教育入院の有無、外来・入院患者の別)および再テスト法を行う予定である。本研究の目的は成人2型糖尿病患者の糖尿病教育におけるレジリエンス評価尺度を作成することである。糖尿病は慢性疾患であり、長期にわたる療養生活の中で日々生じる困難な状況に対してネガティブな影響を最小限にとどめ、柔軟に対応していく力、つまりレジリエンスが不可欠である。平成25年度に162名の外来通院糖尿病患者にレジリエンス尺度(原案)65項目および基準関連妥当性の検討のためストレス対処能力(SOC-13)および一般性自己効力尺度(GSES)の調査を行った。レジリエンス尺度の因子分析を行った結果、6因子27項目となった。因子は「信頼して療養を任せることができる身近な人を感ずる」、「糖尿病コントロールのために有効な学習していることへの自負」、「運動している」、「日々の療養に努力している誇らしさ」、「良くない状況にとどまらない構え」、「大事な足をきれいに保っている」と命名した。平成27年度は、成人2型糖尿病患者における療養に伴うレジリエンス尺度の27項目が、6因子構造となることを確かめるために、Amos22.0を用いた確認的因子分析を行った。6つの因子からそれぞれ該当する項目が影響を受け、すべての因子間に共分散を仮定したモデルで分析を行ったところ、適合度指標はχ2乗=487.513、df= 309、p<.001, GFI= .824、AGFI= .785、RMSEA=.060、AIC=654.566であった。また、弁別妥当性の検討のため療養に伴うレジリエンス尺度の27項目合計得点において「教育入院経験あり」(111名)と「教育入院経験なし」(51名)の2群に分類して分析した。結果、「教育入院経験あり」は「教育経験なし」に対してRS(27項目)合計得点が有意に高かった(t=-2.584, p<0.05)。162名を対象に成人2型糖尿病患者の療養に伴うレジリエンス尺度の信頼性・妥当性の検証を行った。最尤法プロマックス回転による因子分析により6因子27項目なりその6因子は「信頼して療養を任せることが出来る身近な人を感ずる」「有効な学習をしていることへの自負」「運動をしている」「日々の療養に努力していることへの誇らしさ」「よくない状態にとどまらない構え」「大事な足をきれいにしている」で構成された。レジリエンス尺度(27項目)のChonbachα係数は0.898であり、高い内的整合性が確認された。レジリエンス尺度(27項目)とSOCおよびGSESは有意な正の相関を示し、基準関連妥当性が得られた。本研究の目的は成人2型糖尿病患者の糖尿病教育におけるレジリエンス評価尺度の作成と糖尿病教育プログラムへの応用である。現在、成人2型糖尿病患者のレジリエンス評価尺度作成は以下の第2段階まで達成された。≪第1段階≫糖尿病教育入院を経験した患者をアセスメント面接の内容をまとめたシートを基に糖尿病患者のレジリエンス評価尺度試案の作成を行った。
DNAナノ光電荷分離システムの構築

我々はこれまで、光増感剤としてナフタルイミドを用いることによりDNA内電荷分離状態の生成に成功してきた。しかしながら、光照射により強い酸化力を有するナフタルイミドを用いた場合、無差別にすべての塩基を酸化してしまうため近接塩基上にホールが発生し素早い逆電子移動が起こり電荷分離収率は数パーセント程度にとどまった。また、ナフタルイミドを用いる場合では紫外光照射が必要であり、太陽光エネルギー変換への応用が困難であった。本課題では、より太陽光を収集しやすい可視領域に強い吸収体を有し、酸化力が強すぎず、特定の核酸塩基のみを酸化可能なアクリジンなどを光増感剤(集光アンテナ)として用いることによる電荷分離システムの構築を目指した。長寿命の電荷分離状態を達成するためには、電子とホールを十分に引き離す必要がある。ここで、DNA2本鎖をホールの通り道として利用するが、逆電子移動を最小限にするため、市販されている種々の酸化電位を有する修飾核酸塩基を酸化電位の順に配列させ電荷が一方向に流れるよう検討を行った。設計、合成したDNAはすでに構築済みであるHPLCシステムを利用して精製し、UV融解温度測定(T_m測定)によりその構造の安定性を調べ、ナノ秒レーザーフォトリシスシステムを用いることによりその電荷分離の量子収率を評価した。その結果、可視光を用いたDNA内光電荷分離に成功し、また、電荷分離収率および電荷分離寿命をDNA配列により制御可能であることを明らかにした。DNAの酸化によりDNA中に生じた正電荷(ホール)が、DNAを長距離にわたり移動することが明らかになり、その生物学的影響、またDNAをセンサーとして応用する観点から注目を集めている。これまでに我々は、DNA中の長距離ホール移動の観測に成功し、ホール移動速度からDNA中に生じたミスマッチの検出が可能であることを報告した。本研究では、DNA内光電荷分離に基づくDNA内電荷移動速度の測定からSNPs(一塩基多型)を読み出すDNAセンサーを開発するため、DNAナノブロックを利用したDNA中の電荷移動について検討した。診断を行う配列に直接煩雑な化学修飾を行わなくて良いように、診断したい配列を一つのブロックとして、これに電荷注入ブロック、電荷検出ブロックを混合することにより電荷移動速度を読み出すことを検討した。混合するだけでブロック同士が結合するためには、結合部位が熱力学的に安定であり、かつ電荷が速く移動する必要がある。そこで、CG繰り返し中の電荷移動速度をもとめたところ高速に移動することがわかり、CG繰り返し配列をもとにDNAナノブロックの連結部位を設計した。その結果、診断ブロックを電荷注入ブロック、電荷検出ブロックと混合するだけでDNA内光電荷分離に基づいた電荷移動速度の測定から診断ブロックの情報を読み出すことに成功した。
亜種マウスを用いた新しい遺伝性疾患モデル系の総合開発・供給システムの確立

ヒトNIDDM型糖尿病には多くの遺伝因子の関与が明かにされており、NIDDM研究においては、さらに多種のマウスモデルの甲斐発が要請されている。フィリピン産野生マウス(Mus musculus castaneus)とC57BLとの戻し交配より、高血糖・インシュリン抵抗性を示すマウスを分離し、9世代にわたる選抜交配の結果、従来のNIDDM研究モデルマウスに比較して、明かに若年性発症で、かつその症状が重度であるラインの育成にほぼ成功した。この高血糖・インシュリン抵抗性マウス系統では、10周齢個体においてその40%が糖負荷試験(120分値)において200mg/dl以上を示す糖尿病となる。さらに、20周齢では約70%の個体が顕著なインシュリン抵抗性を示す。現在、この系統の中に、糖負荷によりインシュリン分泌が誘導されやすい個体と誘導されにくい個体が存在することが判明しつつある。これら2タイプのマウスを分離し、系統純化し、研究に供することが可能となった。フィリピン産野生マウス(Mus musculus castaneus)より、リズム異常個体を分離し、系統化と遺伝様式の解析を進めた。、明暗サイクル条件下で活動パターンが昼行性になり、恒常暗条件に移すと概日リズムが次第に減衰し、ついには完全に消失する個体を発見することに成功した。このマウスについて、遺伝様式を把握するため、マウスC57BLと実験交配を進め、子孫の形質を解析し、劣性突然変異遺伝子によることが確認された。このリズム変異マウスは、自然集団から検索、発見された初めてのものであり、ほ乳類実験動物種で発見されているリズム研究モデルの中でも最も顕著なリズム変異特性を有しており、優れた研究材料となる。1995年度においてはフィリピン産野生キャスタネウスマウス約20個体を実験室への導入し、F_1を得、さらにキャスタネウス雄へ交配して得られるN_2を大量生産した。それらのN_2を用いて、各種遺伝性と考えられる形質を生化学的手法、動物行動解析装置などを使用して検索した。その結果、以下のような遺伝性疾患と考えられる個体を発見し、遺伝様式の推定を試みるとともに、一部系統純化を開始した。1)内因性概日リズム異常マウス動物行動解析装置を用い、回転輪活動を指標として、野性キャスタネウスマウス集団から概日リズム異常を示すマウスをスクリーニングした。その結果、明暗条件下の活動リズムの位相が正常マウスに比べて極端に前進するマウスを見いだした。その中でも特に異常の著しいマウスでは、活動位相が180度逆転し、完全昼行型の活動パターンを示すものが見られた。現在、この形質に注目し、系統育成を進めるとともに、その遺伝様式を調べるためにラボマウス系統も用いた交配実験を行っている。2)高血糖マウスの選抜育種N_2世代のマウスにおいて、グルテスト^<【○!R】>による高血糖個体の検索を行い、高血糖3ラインにおいて系統確立を進めている。現在、選抜基準を生後14週齢で糖負荷試験の糖投与後60分値200mg/dl以上において選択している。3)行動異常マウスのスクリーニングN_2世代のマウスからの兄妹交配1世代目において、体位傾斜、跳躍後の転倒を示す個体を発見し、その次世代にも同様の異常を示す個体を発見した。この個体(雄)を含む同腹子の兄妹交配、並びにこの個体とC57BL/6Jとの戻し交配により遺伝様式の把握をしている。4)その他、形態異常、肥満などを示すマウスが発見されているのでこれらの遺伝学的解析を進める一方、さらに変異遺伝形質の検索のマウスのスクリーニングを進めている。ヒトNIDDM型糖尿病には多くの遺伝因子の関与が明らかにされており、NIDDM研究においては、さらに多種のマウスモデルの甲斐発が要請されている。

フィリピン産野性マウス(Mus musculus castaneus)とC57BLとの戻し交配より、高血糖・インシュリン抵抗性を示すマウスを分離し、5世代にわたる選抜交配の結果、従来のNIDDM研究モデルマウスに比較して、明かに若年性発症で、かつその症状が重度であるラインの育成に成功しつつある。この高血糖・インシュリン抵抗性マウス系統では、10周齢個体においてその40%が糖負荷試験(120分値)において200mg/dl以上を示す糖尿病となる。さらに、20周齢では約60%の個体が顕著なインシュリン抵抗性を示す。現在、この系統の中に、糖負荷によりインシュリン分泌が誘導されやすい個体と誘導されにくい個体が存在することが判明しつつある。これら2タイプのマウスを分離し、系統純化を進めつつある。フィリピン産野生マウス(Mus musculus castaneus)より、リズム異常個体を分離し、系統化と遺伝様式の解析を試みた。明暗サイクル条件下で活動パターンが昼行性になり、恒常暗条件に移すと概日リズムが次第に減衰し、ついには完全に消失する個体を発見することに成功した。このマウスについて、遺伝様式を把握するため、マウスC57BLと実験交配を進め、子孫の形質を解析している。現在までの結果では、劣勢突然変異遺伝子によることが示唆されている。このリズム変異マウスは、既存のほ乳類実験動物種で発見されているリズム研究モデル中でも最も顕著な特性を有しており、優れた研究材料となることが期待できる。ヒトNIDDM型糖尿病には多くの遺伝因子の関与が明かにされており、NIDDM研究においては、さらに多種のマウスモデルの甲斐発が要請されている。フィリピン産野生マウス(Mus musculus castaneus)とC57BLとの戻し交配より、高血糖・インシュリン抵抗性を示すマウスを分離し、9世代にわたる選抜交配の結果、従来のNIDDM研究モデルマウスに比較して、明かに若年性発症で、かつその症状が重度であるラインに育成のほぼ成功した。さらに、20周齢では約70%の個体が顕著なインシュリン抵抗性を示す。これら2タイプのマウスを分離し、系統純化し、研究に供することが可能となった。フィリピン産野生マウス(Mus musculus castaneus)より、リズム異常個体を分離し、系統化と遺伝様式の解析を進めた。このマウスについて、遺伝様式を把握するため、マウスC57BLと実験交配を進め、子孫の形質を解析し、劣性突然変異遺伝子によることが確認された。このリズム変異マウスは、自然集団から検索、発見された初めてのものであり、ほ乳類実験動物種で発見されているリズム研究モデルの中でも最も顕著なリズム変異特性を有しており、優れた研究材料となる。
形状双安定性を有する新機能複合材シェルの開発

非対称積層された積層複合材は各層の強い異方性により熱硬化後に歪んだ(シェル)形状となる.なかでも特定の寸法および積層構成を有する積層材は二つの安定した形状を有する双安定複合材となる.本研究では双安定形状間の変形量と双安定性を示す臨界温度の二つの相反する目的関数に関して遺伝的アルゴリズムに基づく多目的最適化を行った.熱硬化後のシェル形状予測には,レイリー・リッツ法に基づく独自の数値計算手法を開発した.数値計算結果は実験結果とよく一致しており,多目的最適化結果は広範囲に渡った非劣解(パレート解)を算出することができた.本年度は刺繍技術を応用したファイバー縫付機を新規に導入し,また実験室レベルで真空樹脂含浸製(VaRTM;Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)法により複合材を作成するシステムを構築した.これらの手法で作成した複合材の弾性率測定など,基礎的なデータ収集を行った.具体的には,ファイバー縫付機で繊維層を積層する場合,繊維束を配置する箇所を工夫し,前層とは半幅ほどずらして積層することで繊維含有率を高めることが可能であることがわかった.また,繊維を縫付ける基材が作成後の試験片の弾性率に少なからず影響を与えることが分かった.VaRTM法を実施するにあたり,樹脂は硬化剤により常温で降下する不飽和ポリエステルを採用した.樹脂の含浸する際,クロス材などは比較的スムーズだが,一方向材や多積層材の場合はクロス材と同様にしてもうまく樹脂が含浸していかないことがわかった.そのため,樹脂拡散メディアや剥離用シート(ピールプライ)などを複合材表面に部分的に配置するなどの工夫を実験的に行うことで効率的な含浸方法を考案した.以上の方法により一方向強化材を作成し,引張試験により材料定数を計測した結果,繊維方向,垂直方向のヤング率はおおよそ90GPa,6.5GPa程度であり,繊維含有率は40%程度であることがわかった.上述の通り板断面積に占める基材の割合が大きく材料定数に影響するため,より薄い基材やガラスやカーボンクロス材を基材として採用するなどの工夫が必要であることがわかった.また,双安定性を有する複合材シェルに関して,双安定性を示す臨界温度と両安定形状間の平均変位量の二つの相反する目的関数に関して,効率的に探索が行なえる多目的最適化アルゴリズムを考案し,実行した結果,広範囲に渡った非劣解群を算出することができた.以上の結果を学術論文としてまとめ投稿した.平成27年度は,当初計画通りファイバー縫付機により作成した曲線部を有する複合材の実験結果より詳細な材料定数を取得した.本研究で作成する複合材は炭素繊維束を縫い糸で基材に固定しながら曲線部を作成するが,繊維曲率が大きくなると繊維束断面が平坦である直線部に比べて円形に近くなる.そのため,大きな曲率を有する部分は板厚方向に膨張し,繊維束の間隔が疎になってしまう.これらの関係を実験により評価するために強化繊維が一定の曲率を有する試験片を各種作製し,樹脂含浸後にその密度と板厚を計測することで曲率と機械的特性の関係を明らかにした.実験結果より,当初予測の通り,曲率が大きくなるにつれて密度は低下し,また板厚は増加することが確認できた.さらに,その関係はいずれも線形的な関係にあることがわかった.実験により得られた関係式を用いることで任意の曲率における密度が予測可能となり,既知である繊維と樹脂の密度を用いて繊維の体積含有率を計算し,複合則により任意点における複合材の弾性定数が予測できる.この関係を用いて実際に不均一な曲率を持つ複合材を作製し,振動特性を計測した結果,有限要素法を用いた数値計算結果と概ね一致することがわかった.上記の実験で得られた関係式を曲線状繊維を有する複合材の多目的最適化問題へと応用した.目的関数は,面内強度などの機械的特性の向上,曲率に起因する複合材の生産性の向上,および重量に関連する積層数とした.その際,曲線繊維を有する層と直線繊維のみを用いる層を混合することで,生産性を高く保ちつつ大きな曲率を有する解が得られるよう工夫した.最適化計算の結果,実験により得られた関係式を考慮していなかった場合は曲線繊維の有効性が確認できなかった形状や境界条件においても,曲線状繊維の有効性が確認でき,局所的な異方性のみならず剛性や板厚の変化も考慮した設計を行うことの重要性がわかった.実験で供試体を作成する際に,数値計算上で考慮できていなかった様々な問題(基材層の影響が想定より大きい,曲率による体積含有率や板厚の変化が大きいなど)が生じており,数値計算で得られた結果の実験による評価がやや遅れている.しかしながら,実際に供試体を作成してみないとわからなかったことを数値計算手法にフィードバックすることで,より現実的な数値計算や最適設計を行うことができている.また,申請した研究費から減額されていることもあり,光ファイバーを応用した残留応力測定システムを構築することは困難であるため,他の代替手法で対応する.平成27年度までは繊維の曲率と局所的な複合材の機械的な特性(密度,板厚,繊維含有率,剛性)を評価し,曲率と板厚・密度間には線形的な関係にあることがわかった.ただし,昨年度までは一定の曲率を有する試験片に限定していた.任意の曲線形状を有する複合材の特性を数値解析で予測するためには繊維密度の非均一性も考慮する必要がある.非均一性としては強化繊維束間に生じるギャップや重なり(オーバーラップ)がある.

樹脂だまりなどを避けるためにギャップが生じるのを避けることを考慮すると繊維束間でオーバーラップが生じた際の力学特性を評価することが重要である.そのため,本年度はオーバラップを有する曲線状強化繊維を有する複合材供試体を作製し,力学特性評価を行った.供試体の作製には本研究課題で導入したファイバー縫付機を用いて樹脂含浸前の曲線形状を有する炭素繊維シート(プリフォーム)を作製し,真空樹脂含浸(VaRTM)法により不飽和ポリエステルを含浸し,複合材を成形した.繊維束幅と隣接する繊維束中心間距離よりオーバーラップ率を定義し,繊維曲率は0から1/100 mm-1,オーバラップ率は0.0から0.6までを有する供試体を用意し,その板厚・密度を測定することで既知である繊維・樹脂の材料定数から複合則を用いて曲率やオーバーラップ率に依存した局所的な剛性を予測した.実験の結果,オーバラップ率と板厚や密度には二次の相関があり,その影響度は曲率よりもずっと大きいものであることがわかった.また得られた関係よりオーバーラップ率に基づいて定式化した局所的な剛性を用いて複合材の振動数を数値計算により予測した結果,昨年度までは困難であった,オーバーラップを有する複合材に関しても実験結果とよく一致し,精度よく曲線状複合材の振動特性を予測することが可能となった.非対称積層された積層複合材は各層の強い異方性により熱硬化後に歪んだ(シェル)形状となる.なかでも特定の寸法および積層構成を有する積層材は二つの安定した形状を有する双安定複合材となる.本研究では双安定形状間の変形量と双安定性を示す臨界温度の二つの相反する目的関数に関して遺伝的アルゴリズムに基づく多目的最適化を行った.熱硬化後のシェル形状予測には,レイリー・リッツ法に基づく独自の数値計算手法を開発した.数値計算結果は実験結果とよく一致しており,多目的最適化結果は広範囲に渡った非劣解(パレート解)を算出することができた.申請者自身の海外研修による不在と,ファイバー縫付機の納品が12月まで遅れたため,予定していた実験が十分に実施できなかった.平成28年度は,引き続きファイバー縫付機で作成する供試体の特性を評価しつつ,得られた結果を活かして双安定複合材シェルの設計と作成を行う.まずは,これまでに開発してきた,剛性の大きく異なる材料から構成される積層板でも,計算負荷を抑えつつ精度よくその挙動を予測できる改良型ジグザグ理論に用いるための基材層の材料定数を測定し,中央部に剛性の小さな層を持つ積層板の挙動を正確に予測できるようにする.続いて,繊維は連続しているが,同一面内に2つ以上の異なる繊維配向角度を有する領域を持つ混合層の設計方法を検討する.領域間で大きく配向角度を変化すると,繊維束の間隔も変化し,繊維含有率や板厚に差異が生じる.これを解決するために領域間の角度変化に制約を設ける,または異なる含有率を許容し,疎となる領域では多くの繊維を配向するなどの工夫により供試体を作成し,前年度に得られた曲率・剛性の関係式を考慮した最適設計を行い,双安定複合材シェルを設計する.この結果をもとに双安定複合材をファイバー縫付機により作成し,双安定性を有する臨界温度,両安定形状間での変位量,曲げ剛性,振動数などの種々の力学特性を数値計算結果と比較する.また,ファイバー縫付機による供試体の製造方法の工夫も行う.
免疫細胞のクロストークによる抑制性免疫応答制御機構の解明

粘膜組織における微生物感染において、正の免疫応答に続いて起こる負の免疫応答(免疫抑制)が、適切な時期・強さで起こることが、免疫学的ホメオスタシスを保つために極めて重要であり、この免疫抑制がうまく作用しない時に、慢性炎症や過剰な免疫抑制による二次感染が起こると考えられる。この現象は免疫麻痺と呼ばれ、特に臨床において入院患者が二次的に院内感染した際には、場合によっては死に至るなど大きな問題となっている。そこで本研究では、正の免疫応答に続く免疫抑制機構について、各免疫細胞同士の相互作用に留意しながら、時空間的に明らかにする。また、これら制御機構における免疫チェックポイント分子の役割を示すことにより、in vivoにおいてエフェクター機能をいかに適切に制御できるかを目的とする。本年度は、昨年度作製したマウスモデルを用いて、免疫応答についてさらに検証した。このモデルでは、ある骨髄細胞が一過的に増殖するものの、その後経時的に減少することが明らかになった。この細胞に免疫抑制効果があるかについては解析中である。また、T細胞からのサイトカイン産生や細胞増殖について検討したが、T細胞でもCD4+T細胞とCD8+T細胞では、このマウスモデルにおいて影響を受ける度合いが異なることを見出した。なお共刺激分子のうち、特にPD-1/PD-L1経路の関与については、現在これらの遺伝子改変マウスを用いて解析中である。マウスモデル作製に使用していた試薬のロットが新しくなった際に、前ロットでの条件投与によりマウスが死んでしまうため、投与量を改めて検討し直したために実験の進行が遅れている。このマウスモデルにおいて、免疫チェックポイント分子に対する抗体を用いたり、免疫チエックポイント分子欠損マウスに対して用いたりして、正の免疫応答に続いて起こる負の免疫応答における、免疫チェックポイント分子の役割を明らかにする。そこで本研究では、正の免疫応答に続く免疫抑制機構について、各免疫細胞同士の相互作用に留意しながら明らかにする。また、これら制御機構における免疫チェックポイント分子の役割を示すことにより、in vivoにおいてエフェクター機能をいかに適切に制御できるかを目的としている。本年度は、正の免疫応答に続いて免疫抑制を起こすマウスモデルの作製を試みた。すなわち、ある薬剤を投与したところ、投与24時間以内に血清中にIL-6やIL-1bが一過的に誘導され体重減少を引き起こすが、その後徐々に回復するという実験系を確立した。ここで、このマウスの免疫細胞の状態を調べたところ、コントロールマウスに比べて、ある骨髄細胞系の細胞の割合が増加することが明らかになり、in vitroにおいてこの細胞は、T細胞増殖を抑制することを見出し、免疫抑制がかかることを確認した。また、このモデルマウスにLPSを投与して応答性(血清中サイトカインや体重変化)を調べたところ、LPSに対する応答性が低くなっていることが、明らかになった。以上のことから、正の免疫応答に続いて負の免疫応答を引き起こすマウスモデルの作製に成功したと考えられる。マウスモデル作製に使用していた試薬のロットが新しくなった際に、前ロットでの条件投与によりマウスが死んでしまうというハプニングがあり、投与量を改めて検討し直したために実験の進行が遅れている。このマウスモデルにおいて、免疫細胞を取り出して免疫抑制が見られるかを確認する。また、このマウスモデルを免疫チエックポイント分子欠損マウスに対して用い、正の免疫応答に続いて起こる負の免疫応答における、免疫チェックポイント分子の役割を明らかにする。
岩石のクリープ破壊実験における「余震」と大森則のメカニズム

複合材料の微小破壊や地震の統計性においてはグーテンベルク・リヒター(GR)則と大森則が普遍的に成立するが、GR則のb値と大森則のc値は材料や断層の物理的状態、とくに応力状態を反映すると考えられている。我々はこの仮説に注目し、それを具体的に二つの系で検証した。剪断される粉体系では、b値とc値ともに応力に対し負の依存性を示し、c値に関しては指数関数依存性を持つことを発見した。岩石を模擬したファイバーバンドルモデルにおいては大森則のみならず逆大森則の成立も確認し、その原因がサドルノード分岐であることを発見した。ここでのc値は応力よりはむしろ系の不均一性に依存することが分かった。フランスENSに設置された二軸式岩石圧縮試験装置を使用し、脆性的条件のもとで、岩石試料に準静的変形を与える実験を行った。その際に、局所的微小破壊イベントで解放される音波をアコースティックエミッションセンサーを用いて計測し、「微小破壊イベントの発生時刻」を記録し、統計解析に必要なデータセットとして整備した。次に、これら微小破壊の時系列データに関する定量的経験則(逆大森則)を確認し、逆大森則における指数(p値)及び時定数(c値)を同定した。これら微小イベントの時系列解析には、余震系列が重ならないようにするなど、特有のテクニカルな問題がいくつかあるが、これらの問題を避けるため特定のプロトコルを利用することにより、効率的に研究を進めることができた。[P. Shebalin et al., Bull. Seis. Soc. Am. 2011]。実験で得られたp値は1.2から1.4程度で、c値は150秒前後であった。いずれの値も実際の地震における大森則でえられる値と同程度であり、室内実験の環境要因及び微小破壊を支配している物理的要因が、実際の断層のものとほぼ共通していることを意味する。同時に、岩石をモデル化した離散要素法シミュレーションも行った。これは岩石の粒を模擬した簡単なモデルであるが、微小破壊的振る舞いを再現する。シミュレーションをにおける微小破壊イベントに関して大森・宇津則及び逆大森則が成立することを確認し、指数と時定数について定量的なデータを取得した。フランスENSの岩石実験研究グループとの協力関係により、当初の計画していた実験を効率的に進め、必要なデータセットを取得することができた。シミュレーションに関しても、モデルの単純化により前震についてのデータを効率的に取得することができた。前年度までの実験結果を一般化し、大森則に含まれる時定数(c値)の応力依存性を定量的に解明するために、簡単な数理モデルの構築及び予備的シミュレーションを行なった。岩石は機械的に複雑な構造を持つため、全体が破壊される前に無数の微小破壊が発生する。そのような微小破壊を記述するために、岩石を多数のミクロ要素の集合体とし、各要素が並列に巨視的応力を支えるというモデルを構築した。このモデルにおいて一つの要素が壊れる際には、壊れた要素が支えていた力を、残っている要素が支えなくてはならない(力の再分配)。この再分配の過程こそが大森則などの破壊統計則に本質的であると信じられている。したがってモデルにおいては再分配ルールの設定が重要になるが、一般的には空間について長距離に及ぶ再分配がなされることが弾性論から帰結されている。この長距離再分配過程を定量的にモデルに組み込む前に、大まかな物理的振る舞いを掴むことが、複雑な系の研究においては重要である。今年度においては長距離再分配を単純化した平均場モデルを設定し、その振る舞いを調べた。平均場モデルを設定するメリットは、解析解を得ることが可能になることにある。今年度は、ある特別なケースについて実際に解析解を構成し、大森則と逆大森則が解析的に導かれることを示した。同時に、c値の解析的表現も得ることができた。一方で、指数(p値)については実験や実際の地震のものよりはだいぶ大きな値が得られた。この原因については現時点では不明である。また、より一般の場合について解析解を得ることにはまだ成功していない。昨年度までに得られた実験結果を説明するための数理モデルを構築し、平均場近似を用いて解析解を得ることに成功した。同時に、大森則に含まれるc値の具体的表現を得ることができた。当初の計画では数値シミュレーションでc値の応力依存性を探ることにしていたので、これは予期していなかった成果である。得られたc値の具体的表現から、応力依存性が決まる物理的メカニズムについて具体的な推測が可能となった。このことは来年度の研究を効率的に進める上での指針となる。最終年度においては、岩石を構成する要素が並列に応力を支えるモデルの解析とシミュレーションを行った。ここで各要素は完全弾性体だが、応力が閾値を超えると脆性的に破壊され、その要素が支えていた力を周囲に再配分する。ただし系にかかる力は時間一定である。各要素の応力閾値は適当な確率分布関数に従ってランダムに分布しており、この確率分布関数が系を特徴付ける。これ以外のランダムネスや確率過程などは含まれていない。このシンプルなモデルにおいて、外部から時間一定応力をかけた際の初期挙動が大森則に従うことを発見した。具体的には、臨界応力に近い応力をかけた際の歪変化率が、(t+c)の二乗に反比例して減衰していく。ここでの時定数c値が、要素の破壊応力分布の分散に依存しており、分散が大きいとc値が小さくなることを確認した。

ただし、応力に対しては正の依存性を示し、当初の予想と反対の結果となった。この結果は、応力の再分配が平均場の時は解析的に確認し、より一般の再分配モデルについてはシミュレーションによってほぼ同じ結果を得ることができた。外部からかける応力が臨界応力を超えると、系は時間発展ののち全体が破壊されるが、その際の加速過程も逆大森則に従うことを発見した。指数はここでも-2であり若干大きめの値となる。興味深いことに、ここでのc値は極めて小さく、要素の破壊応力分布の分散などにもほとんど依存しない。平均場的モデルにおいては、臨界応力の存在がサドルノード分岐に対応し、クリープ的な遅い挙動は分岐点でのスローダウンであることを解析的に示した。複合材料の微小破壊や地震の統計性においてはグーテンベルク・リヒター(GR)則と大森則が普遍的に成立するが、GR則のb値と大森則のc値は材料や断層の物理的状態、とくに応力状態を反映すると考えられている。我々はこの仮説に注目し、それを具体的に二つの系で検証した。剪断される粉体系では、b値とc値ともに応力に対し負の依存性を示し、c値に関しては指数関数依存性を持つことを発見した。岩石を模擬したファイバーバンドルモデルにおいては大森則のみならず逆大森則の成立も確認し、その原因がサドルノード分岐であることを発見した。ここでのc値は応力よりはむしろ系の不均一性に依存することが分かった。27年度に彫られた実験データ及びシミュレーションデータの時系列解析を中心に進める。とくに、大森・宇津則におけるc値と応力の定量的関係を求めることを目標とする。余震や本震の定義には(余震系列が重ならないようにするなど)特有のテクニカルな問題がいくつかあるが、我々はこれらの問題を避けるためのプロトコルをすでに持っている[P. Shebalin et al., Bull. Seis. Soc. Am. 2011]。これは共同研究者(P. Shebalin)により開発されたアルゴリズムであり、彼から直接の助言を得られることは本研究計画を遂行するにあたって強力な助けとなる。この作業によって、様々な応力レベルに応じた余震頻度分布が得られることになり、本研究の目的の一つである「c値の応力依存性」を定量的に求めることが出来る前年度までの実験結果を数理化し、実際の地震をはじめとする一般的な状況への適用可能性を探る。とくに、今年度に求めたc値の具体的表現に基づき、c値を決める物理的メカニズムについて複数の作業仮説を立てる。それらを実験データ及び地震カタログから検証していく。同時に、平均場近似でない場合についてのシミュレーションを行い、c値を決めるメカニズムが近似の詳細にどう依存するか(あるいは依存しないのか)確かめる。その結果について物理的考察を与える。29年度が最終年度であるため、記入しない。非平衡物理学29年度が最終年度であるため、記入しない。
原子スペクトル分析の高度化のための分離濃縮法の開発に関する研究

疎水性の化学種が疎水性の吸着剤に吸着することを利用して,液状イオン交換体をODSシリカゲル表面に担持させた新しいイオン交換体を創製し,種々の金属イオンに対する濃縮特性を検討して分離濃縮法の新展開をはかった.すなわち,高分子量アミンであるAliquot 336をODSシリカゲルに担持させた捕集剤をつくり,種々の金属イオン(33元素)を被験対象にして,捕集挙動を検討した.その結果,亜鉛とカドミウムが0.51MHCl溶液から定量的に捕集でき,且つこの濃度範囲の塩酸濃度条件下において目的元素とアルカリ金属,アルカリ土類金属,Fe,Alとの分離が可能であった.次に,溶離条件について検討した結果,硝酸,過塩素酸,及びその混酸のいずれを用いても定量的に溶離できた.しかし,過塩素酸を用いる場合,溶離後に残存する微量の過塩素酸イオンが妨害となり,繰り返しの濃縮操作に際して多量の塩酸溶液を通過させて洗浄する必要があった.一方,硝酸を用いる溶離は,0.1M硝酸では3.5ml,1M硝酸では2mlを流すことにより,Cd,Znともに定量的に回収できた.また,本濃縮法は,硝酸が共存していても目的元素の回収は定量的であり,硝酸酸性とした海水をそのまま濃縮することが可能であった.本濃縮法のブランク値はCdが0.12ng,Znが2.8ngであり,GF-AASで分析する際の検出限界は,100倍濃縮の場合(試料量200ml,溶離液2ml)Cdが3.3ppt,Znが4.1pptであった.実際試料へ応用した結果を含めて,得られた成果を分析化学会北海道支部1994年冬季研究発表会(平成6年2月)において発表した.疎水性の化学種が疎水性の吸着剤に吸着することを利用して,液状イオン交換体をODSシリカゲル表面に担持させた新しいイオン交換体を創製し,種々の金属イオンに対する濃縮特性を検討して分離濃縮法の新展開をはかった.すなわち,高分子量アミンであるAliquot 336をODSシリカゲルに担持させた捕集剤をつくり,種々の金属イオン(33元素)を被験対象にして,捕集挙動を検討した.その結果,亜鉛とカドミウムが0.51MHCl溶液から定量的に捕集でき,且つこの濃度範囲の塩酸濃度条件下において目的元素とアルカリ金属,アルカリ土類金属,Fe,Alとの分離が可能であった.次に,溶離条件について検討した結果,硝酸,過塩素酸,及びその混酸のいずれを用いても定量的に溶離できた.しかし,過塩素酸を用いる場合,溶離後に残存する微量の過塩素酸イオンが妨害となり,繰り返しの濃縮操作に際して多量の塩酸溶液を通過させて洗浄する必要があった.一方,硝酸を用いる溶離は,0.1M硝酸では3.5ml,1M硝酸では2mlを流すことにより,Cd,Znともに定量的に回収できた.また,本濃縮法は,硝酸が共存していても目的元素の回収は定量的であり,硝酸酸性とした海水をそのまま濃縮することが可能であった.本濃縮法のブランク値はCdが0.12ng,Znが2.8ngであり,GF-AASで分析する際の検出限界は,100倍濃縮の場合(試料量200ml,溶離液2ml)Cdが3.3ppt,Znが4.1pptであった.実際試料へ応用した結果を含めて,得られた成果を分析化学会北海道支部1994年冬季研究発表会(平成6年2月)において発表した.1、原子スペクトル分析の濃縮分離法として既に用いられている市販のイミノ二酢酸樹脂と,新たに合成した8-Quinolinolをシリカゲルに固定した樹脂を,それぞれ前処理法に用いて分離濃縮法の新展開をはかった.すなわち,カラム/オフライン法として適用することによる目的元素の分析ブランクの最小化を検討し,その応用性の拡大を可能とした.次に,新しい分析法であるOn-line分析法にそれぞれ発展させるための検討を行い,わずか5mlの海水,河川水を被験試料として,これら試料中のサブppbレベルの微量金属の分析を可能とした.大西洋の海洋水等を分析して,その正確度,ブランク値を明かにし,得られた成果を日本分析化学会第41年会(平成4年9月)において発表した.2、上記で検討したキレート樹脂は,遷移元素を妨害マトリックスから分離し濃縮することが可能であったが,白金族の濃縮法としては適用できなかった.また,中性あるいは弱アルカリ性溶液からの濃縮法であるため,都市粉塵試料のようなマトリックス濃度が高い試料への応用も困難であった.そこで、酸性溶液からの濃縮法を開発した.すなわち,液状イオン交換体を疎水性材料表面に担持させた新しい樹脂を創製し,その吸着特性を35元素について検討した結果,白金族を含む多くの元素が塩酸溶液から濃縮出来ることを明らかにし,環境試料中の白金の分析法を確立した.新たに創製した樹脂をカラム法で用いれば,樹脂に捕集した白金を小量の酸(塩酸/過塩素酸)で溶離でき高い濃縮率が得られた.さらに,溶離条件を検討し,白金の分析へ妨害となるハフニウムとの分離が可能となった.

これらの成果を日本化学会第65春季年会(平成5年3月)で発表した.疎水性の化学種が疎水性の吸着剤に吸着することを利用して,液状イオン交換体をODSシリカゲル表面に担持させた新しいイオン交換体を創製し,種々の金属イオンに対する濃縮特性を検討して分離濃縮法の新展開をはかった.すなわち,高分子量アミンであるAliquot 336をODSシリカゲルに担持させた捕集剤をつくり,種々の金属イオン(33元素)を被験対象にして,捕集挙動を検討した.その結果,亜鉛とカドミウムが0.51MHCl溶液から定量的に捕集でき,且つこの濃度範囲の塩酸濃度条件下において目的元素とアルカリ金属,アルカリ土類金属,Fe,Alとの分離が可能であった.次に,溶離条件について検討した結果,硝酸,過塩素酸,及びその混酸のいずれを用いても定量的に溶離できた.しかし,過塩素酸を用いる場合,溶離後に残存する微量の過塩素酸イオンが妨害となり,繰り返しの濃縮操作に際して多量の塩酸溶液を通過させて洗浄する必要があった.一方,硝酸を用いる溶離は,0.1M硝酸では3.5ml,1M硝酸では2mlを流すことにより,Cd,Znともに定量的に回収できた.また,本濃縮法は,硝酸が共存していても目的元素の回収は定量的であり,硝酸酸性とした海水をそのまま濃縮することが可能であった.本濃縮法のブランク値はCdが0.12ng,Znが2.8ngであり,GF-AASで分析する際の検出限界は,100倍濃縮の場合(試料量200ml,溶離液2ml)Cdが3.3ppt,Znが4.1pptであった.実際試料へ応用した結果を含めて,得られた成果を分析化学会北海道支部1994年冬季研究発表会(平成6年2月)において発表した.
肺腺癌におけるKRAS変異によるシグナル伝達系への制御機構の解明と治療応用

KRAS変異陽性肺腺癌細胞の増殖能はMEK阻害薬により抑制され、この増殖抑制効果はp38阻害薬の同時併用や、RNA干渉によるp38αノックダウンにより増強された。以上より、MEKとp38の同時阻害がKRAS変異陽性肺腺癌に対する有効な治療戦略となる可能性が考えられた。一方、複数のKRAS変異陽性肺腺癌細胞株においてPD-L1の高発現が認められ、RNA干渉による変異型KRASノックダウンや、MEKやERKの阻害薬により、PD-L1発現が低下することが示された。以上より、肺腺癌において、KRAS変異はMEK-ERKシグナル伝達経路を介してPD-L1発現を正に制御していることが示唆された。KRAS G12C変異を有する肺腺癌細胞株6株について、至適な培養条件を設定した。各肺腺癌細胞株を培養して、細胞ペレットを回収後に、genomic DNA、total RNAを抽出した。Genomic DNAを鋳型として、KRAS遺伝子のコドン12を含む領域を増幅後、DNAシークエンス法により、全ての細胞株がKRASG12C変異を有することを確認した。total RNAからcDNAを合成し、real-time PCR法により、各肺腺癌細胞株におけるKRAS mRNA発現量を調べた。各肺腺癌細胞株に対して、siRNAトランスフェクション法により、変異型KRASまたは野生型KRASが高効率にノックダウンできる至適条件を設定した。siRNAトランスフェクション後に細胞ペレットを回収し、total RNAを抽出した。RT-PCRを行い、BstNI制限酵素処理後のPCR産物を電気泳動して、変異型と野生型のKRASアレルからの転写産物を識別し、変異型KRASあるいは野生型KRASの発現がノックダウンされていることを確認した。以上のように、使用する細胞株について、至適培養条件設定や、KRAS遺伝子変異や発現量の確認、効率的な変異型または野生型KRAS特異的ノックダウンの条件設定を行った。過去の研究において、変異型KRASノックダウンとp38阻害薬の併用により肺腺癌細胞の増殖抑制効果が増強されることを報告したが、本研究では、変異型KRASノックダウンの代わりにRAS下流分子であるMEK阻害薬を用いて、p38阻害薬とMEK阻害薬により、同様の増殖抑制効果が認められるか調べた。H1792細胞株を、10uMのMEK阻害薬(PD0325901)とp38阻害薬(p38-V)により48時間処理したところ、各々の阻害薬単独処理よりも、2剤併用処理の方が、より強い細胞増殖抑制効果を示した。これまでに、MEK阻害薬(PD0325901)とp38阻害薬(p38-V)との併用が、各々の単独処理より、より強力な細胞増殖抑制効果を有することを示したが、他のMEK阻害薬Selumetinib(SEL)とp38阻害薬LY2228820(LY)の併用でも、肺腺癌細胞の増殖抑制効果が増強されるか検証した。H1792細胞株を、SEL(1μM固定)とLY(10pMから10μMまで)で処理し、48時間後の細胞生存率を評価した。SEL単独処理と比較し、100nM以上のLY処理で有意に細胞生存性が低下した。その他、EGFRチロシンキナーゼ阻害薬(EGFR-TKI;Erlotinib 1μM、Afatinib 1μM)とSELの併用効果も検証したところ、EL単独処理と比較し、100nM以上のEGFR-TKI処理で有意に細胞生存性が低下した。以上より、MEK阻害薬によるKRAS変異肺腺癌細胞の増殖抑制効果が、p38阻害薬やEGFR-TKIとの併用により増強されることが明らかとなった。最近、非小細胞肺癌治療に対してPD-1抗体などの免疫チェックポイント阻害薬が有効であることが明らかとなり、腫瘍におけるPD-L1発現が治療効果予測の有力なバイオマーカーと考えられている。そこで、複数のKRAS肺腺癌細胞株において、PD-L1発現解析を行ったところ、H358、H441細胞株においてPD-L1が高発現していた。2つの細胞株における変異型KRAS発現を、RNA干渉法によりノックダウンしたところ、PD-L1発現が有意に低下した。さらに、MEK阻害薬(U0126、Selumetinib)、ERK阻害薬(FR180204)処理でも同様に、PD-L1発現が有意に低下した。以上より、肺腺癌において、KRAS変異によるMEK-ERKシグナル伝達経路の活性化が、PD-L1発現を正に制御している可能性が示唆された。その他、変異型KRASノックダウンの代替として、RAS下流分子であるMEKの阻害薬(PD0325901またはSelumetinib)による肺腺癌細胞株H1792の細胞増殖抑制効果が、p38阻害薬(p38-V、LY2228820)やEGFR-KTI(Erlotinib、Afatinib)との併用により増強されることがわかったので、今後は、他の肺腺癌細胞株においても同様に、これらの阻害薬の併用による細胞増殖抑制の増強効果が認められるか、あるいはそれらの併用効果が異なるかどうか、さらに検証をすすめる予定である。MEK阻害薬によるKRAS変異肺腺癌細胞の増殖抑制は、p38阻害薬との併用だけでなく、siRNAによるp38αノックダウンによっても増強されるか検証した。