hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成人生体肝移植の展開と確立-遺伝子解析に基づく免疫抑制療法の開発-

われわれは、15年度より、以下の2点を試行する。1)タクロリムス・ステロイドの併用に代わり、タクロリムス・セルセプト(リンパ球の増殖を抑制する)の二剤併用による拒絶抑制と肝炎再発遅延に対する効果を検討する。2)移植後の患者の末梢血からウイルスと単核球からのRNAを抽出出し、DNAマイク口アレイによる広範な遺伝子のプロフィールを検討するごとで、拒絶と肝炎の鑑別が可能かどうか検討する。DNAマイクロアレイが新規遺伝子マーカーの発見に極めて有用であることは、14年度すでに、当科の免疫寛容患者のリンパ球に発現する遺伝子の検討の結果から示されており、本プロジェクトにおける応用が期待される。1998年より成人生体肝移植を本格的に導入しその展開と確立に努めてきた。この研究期間で、3DCTに基づくコンピューター画像解析による肝脈管構築の正確な分析をして、これに基づく安全性の高い肝グラフトの選択と手術手技を確立した。その結果成人生体肝移植は当施設において急速に進展して適応症例の拡大、症例数の増加、成績向上をもたらし、社会に大きく貢献した。しかしながらその成績は術前から種々の臓器障害が認められる高リスク群では術後合併症による早期死亡例も少なくない。この改善の為の最大のポイントは個々の患者に対する最適な免疫抑制療法と免疫不全に伴う感染症対策である。そこで免疫抑制剤タクロリムスの代謝について小腸粘膜の薬剤代謝に関与するCyp3a4,5とP糖蛋白分析を行い、個々の患者の免疫抑制薬物代謝の違いを明らかにした。また、術前術後に経時的に末梢血リンパ球・T細胞のうちナイーブT細胞/メモリーT細胞とエフェクターT細胞/メモリーT細胞の分析を中心にCD45 isoform expression profilingを行った。この結果に基づいて術前患者を5群のクラスに階層化することができ、それに応じて免疫抑制剤の至適投与量と投与方法を決定するテーラーメイド免疫抑制療法を確立する可能性を明らかにした。この研究により、成人生体肝移植は今後さらに安全に展開できる方向性を得た。
複合材料構造の数値解析モデルの構築

従来の等方均質材料を対象とした設計システムの問題点を、具体的な設計例を示して明らかにし、その解決策について考察した結果、設計者がイメージした積層構造をオブジェクト指向の概念を用いてモデル化する積層材料様の設計支援システムの試作を行った。実際の複合材料構造を製作する際に用いられる積層プロセスをモデルに、計算機上に構造物の形状と積層構成(積層領域、材料の種類、積層方向など)を定義する方法を提案している。さらに構造解析システムとのインターフェースを検討し、有限要素内で弾性主軸(繊維方向、積層方向)が変化する場合の取り扱い、積層構成テーブルの作成など、汎用有限要素解析コードを複合材料構造に適用する際の利便性を高める試みを行った。KirchhoffやMindlinの仮定では、ハニカムサンドイッチ板のような著しい板厚方向不均質性を有する板の曲げ変形解析の精度が不十分であることを、具体的な解析例により示し、多層・高次変形仮定にもとづく有限要素開発の必要性を明示した。複合材料積層板をいくつかの層に分け、各層の変位分布を任意の次数の多項式で近似することにより、板厚方向の不連続的応力・ひずみ分布と層間応力を必要な精度で解析できる有限要素構造解析プログラムを開発した。層間の変位の連続性については、厳密に解く方法とペナルティー法により解く方法の2通りの方法を用いている。これにより、極端な板厚方向不均質性と異方性を有するサンドイッチ板の変形と応力分布が精度良く求められること、複合材料積層板の自由端での層間応力を十分な精度で求められることを数値解析例により示した。上記複合材料構造の数値モデルの応用としてCFRP(炭素繊維強化プラスチック)製ゴルフクラブの振動特性におよぼす材料と積層構成の影響の予測、シート状中間素材の可貼性をと積層誤差を推定し、その有用性を実験により検証している。積層構造は板厚方向に不均質性を有するという特徴があるが、構造解析では積層板理論等により均質化した等価な異方性板に置き換えシェル要素によって計算するのが一般的である。この方法は従来の有限要素プログラムがそのまま利用できるという利点があるものの、いくつかの明確な問題点があることを軽量ヨットと高速艇の構造設計というケーススタディを通して見いだした。そこで本研究では、複合材料構造が積層作業というプロセスによって製造されるという点に注目し、そのプロセスを計算機上でシミュレートすることにより、繊維配向角や積層順序を定義し、よって有限要素解析用構造モデルを構築することができる複合材料構造モデルの開発を行った。本年度得られた成果は以下の通りである。実際の複合材料構造に適用されている積層プロセスを詳細に検討し、完成品であるところの複合材料構造と成形プロセスの関係を理論的に考察した。すなわち、基本型の概念、基本型上で定義される曲面直交座標系、その曲面直交座標系上で定義される積層領域と積層角、そのようにして定義されたプライの積層順序、以上の基本概念により複合材料構造が記述できることを明らかにした。それらのそれらの考察もとづいて計算機上で複合材料構造の形状と積層構成を定義するためのアルゴリズムについて検討し、オブジェクト指向による積層構造モデル表現のためのプロトタイププログラムを作成した。さらに作成したモデルから汎用有限要素解析コードの入力データを出力するためのインターフェースプログラムの仕様を検討した。FRPを代表とする複合材料構造は、舟艇や海洋構造物ばかりでなく軽量化が要求される機械構造部品へ広く適用されるようになり、強度保証上の観点から複合材料構造に対する有限要素解析も盛んに行なわれるようになっている。複合材料構造が積層作業というプロセスによって製造されるという点に注目し、そのプロセスを計算機上でシミュレートすることにより、繊維配向角や積層順序を定義し、よって有限要素解析用構造モデルを構築することができる複合材料構造モデルの開発を目的として、本年度は以下の研究を行った。

サンドイッチ等積層構造を有する小型FRP船を対象に、前年度検討した積層プロセスにもとづく複合材料構造モデルの概念を具体的に適用し、形状、繊維配向角、積層順序などを定義して有限要素解析用構造モデルを作成する。形状の定義には成形型(オス型、メス型)の概念を適用し、繊維配向角の記述に必要な基準方向の設定にはドレープ性(繊維の形状追従性)を考慮した合理的でかつ実用性も高い方法を採用する。特に本年度特筆すべき成果としては、プリプレグシートの長手方向および幅方向オーバーラップ、局所座標系の定義に起因する繊維方向の偏りなど、複合材料メゾ構造が複合材料積層構造の力学的特性に及ぼす影響を評価できる解析方法を開発した。また本手法の有効性を光造形装置を用いたラピッドプロトタイピング技術を用いて型を試作した試験体の積層実験と、その試験体の振動実験により、実験的に検証した。サンドイッチ構造を有する小型FRP船を対象に、前年度検討した積層プロセスにもとづく複合材料構造モデルの槻念を具体的に適用し、形状、繊維配向角、積層順序などを定義して有限要素解析用構造モデルを作成した。形状の定義には成形型(オス型、メス型)の概念を適用し、繊維配向角の記述に必要な基準方向の設定にはドレープ性(繊維の形状追従性)を考慮した合理杓でかつ実用性も高い方法を採用した。さらに汎用有限要素解析コードでの計算を可能とするためのインターフェースプログラムを実際に作成した。開発したプログラム用いて、成形型の形状データを作成し、それを元に光作製した型の上で積層プロセス(テープ幅、積層手順、オーバーラップ)を変えた複合材料構造試験体を実際に積層・成形した。次に、前年度までに開発した積層構造数値モデルにより積層プロセスを考慮した解析力学モデルを作成し、固有振動数と固有振動モードの数値解析を行なった。試験体の振動モード実験と力学モデルの数値解析結果を比較することにより、本研究で開発した有限要素解析モデルの有効性を確認して、総合的に評価した。CFRP(炭素繊維強化プラスチック)製ゴルフクラフの振動特性におよぼす材料と積層構成の影響を予測し、高性能CFRPゴルフクラブの開発を支援する設計・解析システムを試作した。実験振動解析(VPI,Vibration Pattern Imager)により、固有振動数と固有振動モード、減衰特性を実測し、本設計・解析システムで予測した結果と比較した。両者の一致は十分満足できるもので、また2次と3次のモードにおける積層構成と減衰特性の関係の非線形性を正しく推定することができた。
キャリア初期および中期のデベロップメンタル・ネットワークの構築に関する実証研究

DN(Developmental Network)に関する以下の3つの点を探ることを目的として、県立A病院に入職後10年の中堅レベルの看護師を対象(計17人)とする定性的調査を実施した。第1に、入職1年目から10年目にかけての看護師の発達は、そのDNの特性(構造および機能)に対して、どのように影響しているか。第2に、相互依存性およびタスク多様性といった職務特性は、入職1年目および10年目における看護師のDNの特性(構造および機能)に対して、どのように影響しているか。第3に、DNの機能特性による影響は、中堅看護師のキャリア・モチベーションにどのような影響をもたらしているか。分析の結果は次のとおりであった。第1に、入職1年目から10年目にかけての看護師の発達が、DNの構造特性に対して影響している事実は確認できなかった。DNの機能特性についても、看護師の発達が、DNで提供された機能の多様性に対して影響を及ぼしている事実は確認できなかった。一方で「技術的指導」や「見守り」など発達により減少したと考えられる機能が4つ確認されたことや、「相談」や「モデル」など6つの機能は逆に増加する傾向が認められたことから、DNで提供される機能の種類に対する発達の影響を示唆する事実は確認できた。第2に、ERに所属する看護師のチームワーク的な職務特性が、DNの人数を増すように作用した可能性を示す事実を確認することができた。また、ERの職務特性がDNの機能特性に対して与える影響は確認できなかった。第3に、DNの機能特性については、多様な機能の提供を受ける方が、組織内で明確なキャリアの志向性を持つ上では良いことを示す事実が確認された。ただし、経験、内省、展望というキャリア形成を促す3つのカテゴリーを意識することが重要であることも示唆された。以上の成果を論文にまとめ、人材育成学会誌に投稿した。DN研究の最新の状況は継続的にチェックしたものの、本研究に示唆を与えるようなものは近年には見当たらなかった。むしろ、本研究でのモデル構築に対しては、職務特性モデル(職務設計理論)に関する先行研究に有益なものが散見され、1980年ごろまでさかのぼってレビューを行った。実証研究については、計画どおりB社での定性的調査を行った。ここで得られたデータを、先行するA社での調査結果との比較分析を行った。その結果、職務特性によって、デベロップメンタル・ネットワーク(以下、DN)の態様(構造・機能)が異なると推察できる事実をさらに得ることができた。また、これまでの2社での調査を通じて、職務特性およびDNで提供される機能に関する概念をさらに洗練することができた。以上の結果は、次年度(平成28年度)に開催される日本労務学会などで報告する予定である。上述のとおり、平成27年度については、おおむね計画していた通りの進捗状況である。平成28年度は、当初計画を変更し、造船業A社およびB社の若手従業員を対象とした定量的調査を実施した。これは、過去にA社で実施した探索的な定性的調査(科研費助成事業:基盤研究C:課題番号24530509)および平成27年度に本事業でB社で実施した定性的調査の分析結果から得られた仮説を検証することを目的としている。具体的には、以下の仮説1および2である。これら2つの仮説に、先行研究のレビューの結果を基に仮説3を加えた。1職務特性(タスク多様性・チームワーク)は、DNの構造特性(人数・多様性・強さ)に対して正の影響を与える。(A社およびB社での探索的調査の結果から、タスク多様性はDNの人数および多様性に、チームワークはDNの人数および強さに影響すると考えられる。)2DNの構造特性(人数・多様性・強さ)は、DNの機能特性の提供量および多様性に対して正の影響を与える。3プロテジェの性格(外向性・開放性・協調性)は、DNの構造特性(人数・多様性・強さ)に対して正の影響を与える。質問紙調査で得られたデータを用いて共分散構造分析を行った結果、1および2は概ね支持された一方で、3はその一部のみが支持された。以上の結果は整理統合されて論文化し、日本労務学会誌に投稿した。(A社で実施した定性的調査の結果は既に平成27年度中に日本人材育成学会誌に投稿し、平成28年度に採択が決定、平成29年度8月に刊行される予定である。また、A社およびB社での定性的調査の結果を比較分析した論文も執筆済である。)職務特性がDNの構造特性に対して影響し、さららにそれがDN機能特性に対して影響を及ぼすという因果関係が検証されたことによって、職務設計を通じたDNのマネジメント可能性を示唆することができるだろう。当初計画ではキャリア中期(3040代)にある従業員を対象とした探索的調査を新たに行う予定であったが、キャリア初期にある若手従業員を対象とした調査・研究から得られた仮説を検証することを優先したために、計画を変更した。ただし、調査対象者の中には入社10年を超え既に役職に就いている者も含まれており、一部の中期キャリアの者のデータも獲得することはできている。ただし今年度は、キャリア初期の若手従業員のDNに関する仮説の検証および成果の報告などに労力を割いたため、キャリア中期に関するデータの分析は滞っている。その点から進捗状況を勘案すれば、「やや遅れている」ということになる。

当初計画にはなかったが、本研究に関心を持った四国地方にある大規模公立病院が、入職10年目の中堅レベルの看護師を対象とする定性的調査を受け容れてくださることが急きょ決まった。これは願ってもない好機であったが、当方および先方の準備の都合があり、調査実施時期を平成29年度末から平成30年度として実施することとなった。このため、当該事業を平成30年度まで延長することを申請して認められた。平成29年度は、この調査の対象者の選定や日程調整、事前調査票の作成および送付などを行った。また、全体の調査対象者のうち約半数(17名)について、年度末の3月に調査を行った。残る対象者の調査はJ次年度9月に実施予定である。この調査の結果を整理したうえで、これまでに実施した造船企業でのデータと比較・分析をすることによって、職務特性がキャリア初期および中期のデベロップメンタル・ネットワークの形成に与えている影響について、多角的かつより一般化して検討することが期待できる。なお、造船企業における中堅従業員や上司層を対象とした新たな調査は実施しなかったが、これまでの調査から得られた定性的データの分析も開始した。一方、これまでに実施した造船企業2社のキャリア初期の造船技能職・事技職を対象とした調査結果については、今年度末に日本労務学会誌に投稿した論文の採択が新たに決まった(平成30年度中に掲載予定)。これも含め、これまでのデベロップメンタル・ネットワークに関する研究成果を、書籍など1つに統合する準備も始めた。キャリア中期を対象とした新たな調査は行わず、造船企業2社の調査で既に得られたデータのみを用いる方針としていたが、上述のとおり公立病院に勤務する中堅看護師を対象とした調査が可能となった。この調査が今年度中に完了できていれば良かったのであるが、次年度まで延長となったため「やや遅れている」と判断した。しかしながら、造船技能職のみならず病院看護師を対象とした調査を行うことによって、職務特性がキャリア初期および中期のデベロップメンタル・ネットワークの形成に与える影響について、より多角的かつ一般化した議論が可能になると期待している。DN(Developmental Network)に関する以下の3つの点を探ることを目的として、県立A病院に入職後10年の中堅レベルの看護師を対象(計17人)とする定性的調査を実施した。第1に、入職1年目から10年目にかけての看護師の発達は、そのDNの特性(構造および機能)に対して、どのように影響しているか。第2に、相互依存性およびタスク多様性といった職務特性は、入職1年目および10年目における看護師のDNの特性(構造および機能)に対して、どのように影響しているか。第3に、DNの機能特性による影響は、中堅看護師のキャリア・モチベーションにどのような影響をもたらしているか。分析の結果は次のとおりであった。第1に、入職1年目から10年目にかけての看護師の発達が、DNの構造特性に対して影響している事実は確認できなかった。DNの機能特性についても、看護師の発達が、DNで提供された機能の多様性に対して影響を及ぼしている事実は確認できなかった。一方で「技術的指導」や「見守り」など発達により減少したと考えられる機能が4つ確認されたことや、「相談」や「モデル」など6つの機能は逆に増加する傾向が認められたことから、DNで提供される機能の種類に対する発達の影響を示唆する事実は確認できた。
ヒトの血圧と脂質代謝に及ぼすKとMgの経口摂取量の影響について

【目的】高血圧の栄養学的要因として、食塩の絶対量よりNa/K比が重要であると指摘し、これまでにヒトを対象に食塩摂取量を同一にして高K食の影響を検討し、血圧のみでなく脂質代謝の改善をみとめた。また若年者を対象としたMg負荷により、catecholamineの抑制を介した降圧機序が示唆されたが、ヒトではまだ報告をみないので、本研究でMgの影響を重ねて検討した。【方法】研究I:若年健常者を対象に二重盲検交差法により食事管理下でMg(OH)_2剤とPlacebo剤を各10日間経口摂取させ、各期の比較を行った。研究IIでは、軽症高血圧をふくむ中高年者を対象に1ヵ月間、研究Iと同じくMg剤の負荷を行い(Mg群)、負荷前後の変動をPlacebo群と比較した。【結果】血圧への影響:研究Iでは、尿中Norepinephrine排泄量(U-NE)はPlacebo期に比してMg期で12%低下した。Mg期の開始日から最終日への尿中Mg排泄量変化率とU-NE変化率に負の相関が認められた。尿中Mg排泄量変化率が2倍以上の群では、Placebo期に比してMg期でU-NEの有意な低下を認め、U-NEの抑制を介した収縮期・拡張期血圧の有意な低下が認められた。研究IIでは、Mg群で収縮期・拡張期血圧の有意な低下が認められた。尿中Na・Aldosterone排泄量、Hematocritの有意な増加が認められ、Na利尿による降圧機序が示唆された。またU-NE変化率と拡張期血圧変化率に有意な正相関が認められ、U-NE変化率と尿中K/Mg比・K排泄量変化率との間に有意な正相関が認められた。血清脂質への影響:研究IではMg負荷により、LCATの有意な増加を認めたが、血清脂質に有意な差は認めなかった。研究IIでもLCATの有意な増加を認め、HDL-cholesterol、apo-AIは有意に増加した。【まとめ】研究I・研究IIともにMg排泄量とU-NEには負の関連が認められ、Mgによる降圧作用が示唆され、Mg感受性に個人差のあることも考えられた。KとMgでは降圧機序の異なることが示唆され、K/Mg比につて検討する必要性が示唆された。Mg負荷によりLCATは活性化され、脂質代謝が改善されることは間違いないようである。【対象】充分な了解をえた健康な平均年齢21.3±2.6才のボランチアで女性14名、男性3名の計17名である。【方法】対象は二重盲検法で2群にわけ、A群にはPlacebo期・フリー期・Mg負荷期を、B群にはMg負荷期・フリー期・Placebo期をそれぞれ10日間設けたクロスオーバー法を用いた。全期間中Ca:500

mg、Mg:250mg/日とし、Ca/Mg比を2とした基準食を摂取させ食事管理下で行った。Mg負荷期には基準食にMgを1日女性:411mgをMg(OH)_2剤3錠を用いて毎食後に分服投与した。男性は食事もMg負荷量も全て女性の1.3倍とした。Placebo剤もMg剤と同様に女性:3錠(男性:4錠)を毎食後に分服して貰った。採尿は各期の直前の2日間と最後の3日間に24時間蓄尿を行った。採血は各期の初日と最終日の早朝空腹時に臥位にて30分安静後に行った。血圧は携帯型自動血圧計(TM-2421)を用いて各期の直前の24時間と最終日の48時間血圧を30分間隔で測定した。体重は毎日朝食前に測定した。【結果・考察】Mg負荷により尿中Mg排泄量は有意に増加し負荷前の約2倍であった。Mg負荷により血清Mg・Kの有意な上昇が認められた。Mg負荷により血圧の有意な低下を認めた。しかしMg負荷後に尿中カテコールアミンの有意な低下は認められなかった。Mg負荷前と負荷13・14日目のDELTA24時間尿中Mg排泄量とDELTA尿中ノルエピネフリン排泄量の間にr=-0.797(p<0.001)の有意な負の相関関係が認められ、Mg排泄量が2倍以上の群(GROUP-1)とそれ以下の群(GROUP-2)に2分された。GROUP-1ではエプネフリン排泄量も有意に低下し、収縮期血圧は111mmHgから106mmHg(p<0.01)、拡張期血圧も67から63mmHg(p<0.05)と有意な低下が認められた。他方GROUP-2では血圧の低下は認めなかった。GROUP-1では血清Mgが上昇し血清Caは低下し血清Kの上昇が認められ、Ca・Mgの拮抗作用が機序として考えられた。血清総cholesterolは168→148mg/dlと有意に低下し、apo-Bならびにapo-B/AI±AIIもMg期で有意に低下した。LCATはMg期に有意に増加し、C-peptideに差は認めず、Mg負荷によるヒトの脂質代謝にもLCATの関与が示唆された。【対象】対象は平均年齢65±8歳の軽症高血圧者を含む中高年ボランチア30名(男性14名、女性16名)である。【方法】二重盲検法でMg負荷群20名(Mg群;男9、女11)とPlacebo群10名(P群;男5、女5)に分けた。食事は期間中変化の少ない摂取を指導し、Mg群はControl期(C期)に引きつづきMg(OH)_2剤を用いてMgを男:548、女:411mg/日を4週間、毎食後に分服投与した。P群は、Placebo剤をMg剤と同様に男;4錠、女;3錠を毎食後に分服投与した。Mg負荷開始より2週目迄をMgI期、その後4週目迄をMgII期とした。採血は各期の最終日翌朝空腹時に臥位30分安静後に行った。採尿は各期の最後の24時間畜尿を行い、期間中昼食前の分割尿を採取した。血圧は各期の最終日翌朝空腹時に座位5分安静後に日本コーリン自動血圧計BP8800を用いて連続3回測定した。各期の最後2日間の陰膳を買い上げ、食事記録も依頼した。血清・尿・食事の電解質は、原子吸光法で測定し、他の項目は検査センターに同時アッセイを依頼した。期間の差の検定にはpaired-t-testを用いた。【結果】24時間尿中Mg排泄量はC期:6.1、MgI期:12.2、MgII期:11.4mEq/日で、MgI・MgII期ともにC期に比し有意に高かった(p<0.001)。尿中Na排泄量は、C期に比しMgII期で有意に高かった(p<0.05)。
生活空間の彩りを拡げる天然色素を用いた安全・安心なフルカラー型着色材の創製

研究実施計画に従い,粘土などの向き層状化合物の層間でカロテノイドに酸を作用させ,カロテノイド色素の色調を変化させた状態で維持することを試みた。層状粘土としては主にカチオン交換性のモンモリロナイトを用いた。層間をカチオン性界面活性剤であらかじめ有機修飾しておくと,疎水性色素であるカロテノイド分子の層間への導入は容易になるが,極性分子である酸性化合物を層間に効率的に取り込み固定化することはやや困難であった。この点は現在,酸性化合物を過剰に作用させることで一応の解決をみているが,引き続き,より効果的な複合化方法の検討を要する。いっぽう,粘土と複合化する前にカロテノイド色素を先に酸と作用させて色調を青色化しておくと,青色化した色素分子が直接,粘土層間へインターカレーション可能となる兆候が得られた。これは,本来は疎水性であるカロテノイド色素が酸の作用によりプロトン化することで,カチオン交換性の粘土層間との親和性が高まることによると考えている。さらに,あらかじめ酸性物質で処理した粘土とカロテノイド色素を複合化することでも,色素が青色化した複合体を得られた。ただしこの場合は色素が層間にインターカレーションしていない可能性が高く,この方法では本研究の目的とする,層間保護による安定性向上を実現する複合体を得ることは難しいと結論した。上記の通り,カロテノイド色素が青色化した状態で粘土層間に取り込まれた複合体を作製する基本的条件を確立した。カロテノイド色素を,酸性物質との相互作用により青色化した状態で,無機層状化合物である粘土層間に取り込むことに成功した。層間の交換性イオンを界面活性剤分子で置換した有機修飾粘土を用いる場合,あらかじめ層間空間に馴染むような有機酸分子を導入することで,あとでインターカレーションするカロテノイド分子の色調制御を行うことが可能であることを示した。また,層間に有機酸分子を取り込む際の有機酸の種類や複合化条件等の最適化を行った。また,先にカロテノイド分子を酸性物質と作用させてプロトン付加を行い青色化した場合,粘土の層間に直接カチオン交換によって色素分子を取り込み可能な条件を見出した。以上のとおり,当該年度の研究実績はおおむね当初の計画に沿ったものである。研究計画に従い,カロテノイド色素の複合化方法の最適化を試みる。具体的には,簡便な物理混合による複合体の作成を実現する。モンモリロナイト層間に予め界面活性剤を導入した有機修飾粘土は,疎水性のカロテノイド色素分子に対する親和性が強いことを確認しているため,溶剤を用いずに色素粉末と有機修飾粘土粒子を物理混合することで,色素複合体の作成が可能であることを示す。カロテノイド色素としては最も代表的なβカロテンのほか,末端置換基の異なる種々の天然色素の複合化を試み,置換基の違いによる複合体調製への影響を調査する。また,層間空間に予めp-トルエンスルホン酸などの有機強酸性物質を導入した粘土を用い,層間に複合化した際のカロテノイド色素の青色化を促す。カロテノイドの色調変化には,層間に含ませた酸性物質との相互作用が重要なため,層間への色素分子の分散度の制御技術を開発する。長時間の物理混合は色素分子の酸化劣化を誘発することから,短時間で効率よく混合する手法を探る。層間空間にカロテノイド色素を高濃度で取り込む際,色素分子間の相互作用により色調に変化を引き起こす可能性があるため,物理混合での複合化の際に,分子間距離を保つよう高分散する手法を開発する。

また,層間に有機酸分子を取り込む際の有機酸の種類や複合化条件等の最適化を行った。また,先にカロテノイド分子を酸性物質と作用させてプロトン付加を行い青色化した場合,粘土の層間に直接カチオン交換によって色素分子を取り込み可能な条件を見出した。以上のとおり,当該年度の研究実績はおおむね当初の計画に沿ったものである。研究計画に従い,カロテノイド色素の複合化方法の最適化を試みる。具体的には,簡便な物理混合による複合体の作成を実現する。モンモリロナイト層間に予め界面活性剤を導入した有機修飾粘土は,疎水性のカロテノイド色素分子に対する親和性が強いことを確認しているため,溶剤を用いずに色素粉末と有機修飾粘土粒子を物理混合することで,色素複合体の作成が可能であることを示す。カロテノイド色素としては最も代表的なβカロテンのほか,末端置換基の異なる種々の天然色素の複合化を試み,置換基の違いによる複合体調製への影響を調査する。また,層間空間に予めp-トルエンスルホン酸などの有機強酸性物質を導入した粘土を用い,層間に複合化した際のカロテノイド色素の青色化を促す。カロテノイドの色調変化には,層間に含ませた酸性物質との相互作用が重要なため,層間への色素分子の分散度の制御技術を開発する。長時間の物理混合は色素分子の酸化劣化を誘発することから,短時間で効率よく混合する手法を探る。層間空間にカロテノイド色素を高濃度で取り込む際,色素分子間の相互作用により色調に変化を引き起こす可能性があるため,物理混合での複合化の際に,分子間距離を保つよう高分散する手法を開発する。
因果推論のための統計モデルとその推測法

本研究の主な成果は以下のものである。1)因果推論で有効な因果ダイアグラムを共分散構造分析あるいはグラフィカルモデリングといった多変量解析法により統計的に推定する方法を開発し、同時にその数学的性質を明らかにした。具体的には、非線形構造への適用やコンポジショナルデータへの適用を可能にした。2)因果ダイアグラムで表現される因果モデルとネイマン・ルビンの潜在反応モデルの関係を整理し、より統一的な因果モデルを構築した。特に、ノンコンプライアンスの状況を構造方程式モデルで記述し、因果効果を操作変数法で推定する方法を導いた。3)統御された無作為化実験での要因効果を受動的な観察研究から推論するための観察変数の選択基準、個体の選択基準といった観察研究法の基本的フレームワークを考察し、推定に十分な交絡因子を同定する数学的基準を回帰分析の枠組みにおいて与えることができた。平成12年度は、「因果ダイアグラムを共分散構造分析あるいはグラフィカルモデリングといった多変量解析法により統計的に推測する方法」を中心に研究を進めてきた。その結果、以下のような研究成果を得た。・非巡回的有向グラフを観測データから識別する問題において、外生変数を認識することがグラフの識別に果たす役割を代数学的に明らかにすることができた。・古典的因子分析で使われていたテトラッド差を用いて、潜在変数をもつ非巡回的有向グラフを観測データから識別する方法について、いくつかの基礎的性質を明らかにした。同時に度数データに対するテトラッド差を導出した。・選挙における政党別得票率データのようないわゆるコンポジショナルデータに基づき、グラフィカルモデリングを行うときの統計モデル、および得られる無向グラフの意味について明らかにすることができた。・従来、量的データに対するグラフィカルモデリングは多変量正規分布を仮定しているため、線形従属関係のみを扱っていた。本研究ではノンパラメトリック回帰を応用することで非線形従属関係の取り扱いを可能にした。平成13年度は、研究課題にある因果推論の統計モデルを中心に研究を進め、次のような成果を得た。・臨床試験などでは、処理を個体に無作為に割り付けた場合にも倫理的な理由から実際に受ける処理が割り付け通りにはならないことがあり、これをノンコンプライアンスという。このノンコンプライアンスの状況を構造方程式モデルで記述し、処理の反応への因果的効果を操作変数法によって推定する方法を導いた。同時にRubinの因果モデルに基づき、得られた推定量の解釈を与えることができた。・観察研究で処理の因果効果を推定する場合には、交絡因子の調整をする必要がある。このとき交絡因子の候補は無数にあるので、推定に十分な因子集合を同定する必要がある。従来この同定基準として因果ダイアグラムを用いた基準が示されてきた。本研究では、この基準を数理統計学の見地から定式化し、より一般的な条件を導出した。・観察研究から複数の処理の因果効果を推定する問題では、従来ノンパラメトリックな推定量が与えられていた。これに対して本研究では、線形構造方程式の枠組みのもとで、同時因果効果の推定と分散を明示的に与え、これを線形回帰モデルの母数で表現した。
新規水素精製プロセスの構築を目指した耐久性に優れた水素分離膜の開発

H30年度は、前年度に開発した分離膜を用いて、次の2点を重点的に検討した。1:更なる高性能な分離膜開発を目指した、分離膜組成の最適化検討。2: 1の検討後、最適化した膜組成で製作した分離膜の、高圧領域での耐久性の確認。1の課題に対し、分離膜を構成する成分の組み合わせ配合の検討と、組成比の影響を確認した。開発した分離膜は、食品ゲル、吸湿剤、デンプン・アクリル酸ナトリウムグラフト重合体、ポリビニルアルコール等で構成されている。前年度(H29年度)で決定した配合の組み合わせと組成比を変化させて、最適な膜組成を決定した。この検討での評価対象を、温度: 85°C、全圧: 0.7 MPa、CO2分圧: 0.56 MPa、加湿条件下での、CO2とHeの分離性能試験結果とした。初期の分離性能結果を確認後、湿度を50-80%RHに変化した際の影響も確認した。結果、85°C、0.7 MPaの試験環境下でのCO2とHeの分離に対して、200前後の選択性αを示す分離膜を開発した。その後、この膜組成で製作した分離膜を実用化を想定したプロセスで、かつ85°C、3.6 MPa (CO2分圧: 1.44 MPa)での連続試験を実施した。結果、この試験条件において100 h以上分離性能が安定した分離膜であることを確認した。ここで、この試験条件はH29年度も実施していたため、2つの結果を比較したところ、H30年度に製作した分離膜は、「分離性能」、および「高圧領域での耐性」のどちらにおいても、H29年度の結果を上回っていることを確認した。以上の検討結果から、分離膜組成を最適化したことで、分離性能、高圧耐性がH29年度時に製作した分離膜に比べて向上したために、より高性能な分離膜の開発が出来たことが実証された。H30年度は、H29年度に開発した分離膜の最適化検討を主に実施した。結果、H29年度に製作した膜の分離性能結果を上回る、分離膜を開発できた。また、H30年度の目標であった、実用化プロセスで、かつ高圧系での連続試験を実施したところ、100 h以上安定な分離性能を示すことを確認した。結果をまとめると、分離膜組成を最適化したことで、H29年度時に製作した分離膜に比べて、分離性能の向上と高圧領域での耐久性の向上が実証された。以上の2点から、H30年度の進捗は、「おおむね順調に進展している」といえる。最終年度であるH31年度は、当初の予定通り、H30年度に最適化した分離膜を用いて、新規の水素製造プロセスの提案を行う。既に高圧領域での耐性を有する分離膜は開発出来ているので、この分離膜を用いて引き続き検討する。先ず、1H30年度まで実施した、分離膜の高圧系での分離性能結果を整理する。ここで、2水素の擬似ガスであるHeの、高圧系での拡散透過が最も高い結果とCO2の透過度が最も低い結果を選出する。これらの試験結果から、開発した分離膜が実際に、どの程度、水素を選択的に透過するか確認する。確認後、混合ガスから選択的な分離を対象とした、水素製造プロセスを提案する。H29年度は、高圧領域で耐性を有する分離膜開発に着手した。吸水性が高い食品ゲルに、当初適用予定であったデンプン・アクリル酸ナトリウムグラフト重合体を配合させた。膜内の機能性(相溶性、吸湿性、緻密性)を高めるために、適応する配合物を少量ずつ配合させた。この混合液に、ガスバリア性を有するポリビニルアルコール(PVA)を均一に配合した。以上の配合物で製作した膜に炭酸塩を塗布し、85°C, CO2/He=40/60,全圧: 1.0 MPa以下で性能評価することで、分離膜の開発状態を確認した。ここで、本分離膜サンプルの高圧での耐性確認も併行して実施した。最適化の前段階で製作した分離膜を用いて、85°C, 2.4 MPa, CO2分圧: 0.96 MPaの条件での性能試験を数回実施した。結果、実プロセス同様に透過ガスを混入させない環境にて、比較的良好な分離性能(QCO2 (m3m-2s-1Pa-1): 3.0ー5.5Eー11, α:10-15)を示した。また、3.6 MPa (CO2分圧: 1.44 MPa)での分離性能は、QCO2 (m3m-2s-1Pa-1): 2.0ー2.5Eー11, α:8前後であり、この性能は50 h以上安定に維持した。以上から、本研究で開発中の分離膜は高圧、高CO2分圧に対して耐性を有していることが確認され、H29年度の目標であった「高圧に対して耐久性を有する分離膜の開発」の、目途をたてることが出来た。今後、以下のことを目標に検討を進める予定である。1分離性能という点での、膜内の配合比の最適化を完了させる。21が完了後に作製した膜を低湿処理して、水素を選択的に透過することが可能な分離膜を開発する。31, 2により、完成した2種の分離膜(二酸化炭素分離膜、水素分離膜)を用いて、多様な試験条件でのデーター取得を行う。

以上の3項目の検討を予定している。高圧、高いガス分圧に対して耐性を有する分離膜開発は、膜面積が小さい平膜レベルにおいても非常に困難であり、開発までに、多大な準備期間と時間を有することが一般的であると、認識されている。しかしながら、1年という短期間で、以下の2点を達成することが出来た。21に加えて、開発した分離膜は、3.6 MPaの全圧と1.44 MPaでのCO2分圧による分離性能試験条件において、50 h以上分離性能が安定であることが確認されており、高圧、高CO2分圧の環境下で、比較的耐久性を有している分離膜を開発できた。H30年度は、前年度に開発した分離膜を用いて、次の2点を重点的に検討した。1:更なる高性能な分離膜開発を目指した、分離膜組成の最適化検討。2: 1の検討後、最適化した膜組成で製作した分離膜の、高圧領域での耐久性の確認。1の課題に対し、分離膜を構成する成分の組み合わせ配合の検討と、組成比の影響を確認した。開発した分離膜は、食品ゲル、吸湿剤、デンプン・アクリル酸ナトリウムグラフト重合体、ポリビニルアルコール等で構成されている。前年度(H29年度)で決定した配合の組み合わせと組成比を変化させて、最適な膜組成を決定した。この検討での評価対象を、温度: 85°C、全圧: 0.7 MPa、CO2分圧: 0.56 MPa、加湿条件下での、CO2とHeの分離性能試験結果とした。初期の分離性能結果を確認後、湿度を50-80%RHに変化した際の影響も確認した。結果、85°C、0.7 MPaの試験環境下でのCO2とHeの分離に対して、200前後の選択性αを示す分離膜を開発した。その後、この膜組成で製作した分離膜を実用化を想定したプロセスで、かつ85°C、3.6 MPa (CO2分圧: 1.44 MPa)での連続試験を実施した。結果、この試験条件において100 h以上分離性能が安定した分離膜であることを確認した。ここで、この試験条件はH29年度も実施していたため、2つの結果を比較したところ、H30年度に製作した分離膜は、「分離性能」、および「高圧領域での耐性」のどちらにおいても、H29年度の結果を上回っていることを確認した。以上の検討結果から、分離膜組成を最適化したことで、分離性能、高圧耐性がH29年度時に製作した分離膜に比べて向上したために、より高性能な分離膜の開発が出来たことが実証された。H30年度は、H29年度に開発した分離膜の最適化検討を主に実施した。結果、H29年度に製作した膜の分離性能結果を上回る、分離膜を開発できた。また、H30年度の目標であった、実用化プロセスで、かつ高圧系での連続試験を実施したところ、100 h以上安定な分離性能を示すことを確認した。結果をまとめると、分離膜組成を最適化したことで、H29年度時に製作した分離膜に比べて、分離性能の向上と高圧領域での耐久性の向上が実証された。以上の2点から、H30年度の進捗は、「おおむね順調に進展している」といえる。H29年度は高圧、高CO2分圧の環境下において、より効率的にCO2を選択的に透過することが可能な、分離膜の開発に成功した。今年度(H30年度)は、以下の点に着目した検討を引き続き行う。1分離膜作製における配合比と固形分率の最適化を行う。この検討が終了後、この分離膜を用いた水素をより選択的に透過させる分離膜を開発する。22種の分離膜(二酸化炭素分離膜、水素分離膜)の開発が完了後、多様な条件での性能評価、および耐久試験等の試験データの取得を行う。以上、2点を項目を重点的に検討する。最終年度であるH31年度は、当初の予定通り、H30年度に最適化した分離膜を用いて、新規の水素製造プロセスの提案を行う。既に高圧領域での耐性を有する分離膜は開発出来ているので、この分離膜を用いて引き続き検討する。
X線CTR散乱法によるシリコン熱酸化膜中の結晶相の面方位依存性

熱酸化させたSi(111)およびSi(110)のウエハ-からのX線散乱強度の測定を行った。その結果、SiO_2/Si(111)については、111ブラッグ点から延びるCTR散乱の低角側、つまり、逆空間上の0.45 0.45 0.45近傍に酸化膜からの散乱と思われる回折ピークを観測することができた。また、このピークの強度は、酸化膜厚に依存しており、膜をエッチングで除去すると消えることも確認された。さらに高分解能測定により、そのピークがラウエ関数的な強度分布をもっており、その周期の逆数が膜厚に対応していることもわかった。これらの結果は、Si(001)を熱酸化させた試料と同様の結果であり、SiO_2/Si(001)と同様に、界面近傍だけでなくほぼ酸化膜全体に結晶相が存在していると考えられる。そこで(001)面と同様に、面内方向には基板と同じ大きさで、放線方向には約2倍に延びた格子を考え、シリコンとシリコンの間に酸素が入った構造を仮定して散乱強度の解析を行った。その結果、定性的ではあるが実験結果を満足する結果を得られた。SiO_2/Si(110)の試料についても同様に、111ブラッグ点から延びるCTR散乱の低角側の0.45 0.45 1.00の近傍に酸化膜からの散乱ピークが観測された。また、そのピーク強度の膜厚依存性、ラウエ関数的な強度分布及びその周期の膜厚依存性も確認された。これらの結果は、(001)面、(111)面上の熱酸化膜の結果と同じであり、(110)面上の熱酸化膜中にも結晶相が存在していることがわかった。また、その散乱ピークの位置から、結晶相の構造は基板の結晶構造を反映していると考えられる。
赤色シフトCa2+指示遺伝子を活用した高速多重Ca2+計測法の開発

申請研究者は、これまでのCa2+指示遺伝子や化学的なCa2+指示薬を上回る性能を持つGECIであるR-CaMP2の開発に成功した。これは、研究代表者のこれまでのカルシウム・カルモジュリン結合蛋白に関する生化学研究の蓄積に基づくR-CaMP2の合理的設計による画期的成果である。本研究では、既存の2色(緑・赤)を超える多色イメージング法をさらに拡張する合理的なタンパク工学的手法により実現した。多色の細胞活動計測は喫緊の課題であり、独創的GECI設計コンセプトに基づく、新たな生体高速多重Ca2+イメージングシステムを、本研究を通じて世界に先駆けて展開する端緒を築いた。申請者は、これまでのカルシウム・カルモジュリン結合蛋白に関する生化学研究の蓄積に基づき、従来ののCa2+指示遺伝子や化学的なCa2+指示薬のすべてを上回る性能を持つGECI、R-CaMP2の合理的設計に成功した(Nature Methods 2015)。本研究では、これを一層推進し、多色の細胞活動計測を生体深部で実施可能な、新たな生体深部高速多重Ca2+イメージングシステムを樹立する目的で、赤色インディケーターとの同時イメージングが最適化された黄色Ca2+インディケーターの開発を試みた。R-CaMP2との組み合わせによる共計測が最適化される黄色GECIを作出するため、各種カルシウムインディケーター群のカルシウム・カルモジュリン結合配列M13をCaMKK由来のカルシウム・カルモジュリン結合配列に置換した。これにより、新規高感度Ca2+インディケーターを新たなに創出した上で、今度は、cpEGFPの蛍光特性に変異を導入していき、緑色蛍光以外のCa2+インディケーターが作出可能か、条件検討を進めた。その結果、緑・赤と同時イメージングが可能な波長帯での変異体が新たに作成可能なことが証明された。さらに、多くの変異、特に各種リンカー配列や、CaMKK由来のカルシウム・カルモジュリン結合配列自体にも導入し、組み合わせの最適化を試みた。これらのスクリーニングにより、赤色・緑色Ca2+プローブと同時に活用可能な新規黄色Ca2+カルシウムインディケータが導出され、2光子多重プローブ計測システムへ展開できる戦略が新たに開発された。神経生化学
In-situ還元法を用いたアルミニウムの高速複合窒化による高機能皮膜の創製

アルミニウム-50mass%マグネシウム合金粉末(Al-Mg)とアルミナ粉末(Al_2O_3)を入れたバレル槽を用い,揺動運動により充填粉末と基材に相対運動差を発生させて物理的に,またはAl-Mg合金粉末により化学的にAl基材表面を活性化させることにより,融点以下でのガス窒化処理を可能とした-処理時間の平方根と窒化物層の厚さの関係より,窒化物層の厚さは処理時間の平方根に比例して増加していることが分かり,窒化物層は拡散律速により成長している.拡散元素を決定するためにマーカーワイヤを基材表面に設置して窒化を行なった.窒化後のマーカーワイヤは改質層状面(窒化前の基材表面)に存在していたことより,拡散元素は窒素であることが明らかとなった.窒化された試料内部にマグネシウムが拡散していることより,窒化のためにはマグネシウムの拡散が関与していると考え,あらかじめアルミニウム基材表面にマグネシウムをコーティングした試料を作成し,その試料を実験試料として,バレル槽内で処理させることにより,基材表面に存在するマグネシウムはその後,拡散していくのかを処理温度を500°C,処理時間を3hとして調査した・マグネシウムは基材表面に存在しているが,堆積層は形成されていない.処理温度を500°C,処理時間を3hとしてバレル窒化処理してアルミニウム基材を,大気圧窒素雰囲気内で加熱・保持(630°C;3,5,7h)した試料断面に,EDSを用いた元素マッピング分析および試料表面のXRDを行なったところ,初めから基材表面に存在しているマグネシウムは基材内部から基材表面へと拡散し・アルミニウム基材表面で雰囲気内の酸素と反応してしまっていた.よって,あらかじめマグネシウムをコーティングした試料を加熱した際の断面EDS分析結果から,マグネシウムが基材内部へと侵入・拡散をしなかったように観察されたのは,マグネシウムの酸化によって内部のマグネシウムが消費されてしまうため,マグネシウムが拡散していないような分析結果が得られているためと考えられる.アルミニウム-50mass%マグネシウム合金粉末(Al-Mg)とアルミナ粉末(Al_2O_3)を入れたバレル槽を用い,揺動運動により充填粉末と基材に相対運動差を発生させて物理的に,またはAl-Mg合金粉末により化学的にAl基材表面を活性化させることにより,融点以下でのガス窒化処理を可能とした-処理時間の平方根と窒化物層の厚さの関係より,窒化物層の厚さは処理時間の平方根に比例して増加していることが分かり,窒化物層は拡散律速により成長している.拡散元素を決定するためにマーカーワイヤを基材表面に設置して窒化を行なった.窒化後のマーカーワイヤは改質層状面(窒化前の基材表面)に存在していたことより,拡散元素は窒素であることが明らかとなった.窒化された試料内部にマグネシウムが拡散していることより,窒化のためにはマグネシウムの拡散が関与していると考え,あらかじめアルミニウム基材表面にマグネシウムをコーティングした試料を作成し,その試料を実験試料として,バレル槽内で処理させることにより,基材表面に存在するマグネシウムはその後,拡散していくのかを処理温度を500°C,処理時間を3hとして調査した・マグネシウムは基材表面に存在しているが,堆積層は形成されていない.処理温度を500°C,処理時間を3hとしてバレル窒化処理してアルミニウム基材を,大気圧窒素雰囲気内で加熱・保持(630°C;3,5,7h)した試料断面に,EDSを用いた元素マッピング分析および試料表面のXRDを行なったところ,初めから基材表面に存在しているマグネシウムは基材内部から基材表面へと拡散し・アルミニウム基材表面で雰囲気内の酸素と反応してしまっていた.よって,あらかじめマグネシウムをコーティングした試料を加熱した際の断面EDS分析結果から,マグネシウムが基材内部へと侵入・拡散をしなかったように観察されたのは,マグネシウムの酸化によって内部のマグネシウムが消費されてしまうため,マグネシウムが拡散していないような分析結果が得られているためと考えられる.アルミニウム-50mass%マグネシウム合金粉末(Al-Mg)とアルミナ粉末(Al_2O_3)を入れたバレル槽を用い,揺動運動により充填粉末と基材に相対運動差を発生させて物理的に,またはAl-Mg合金粉末により化学的にAl基材表面を活性化させることにより,融点以下でのガス窒化処理を可能とした.さらに本研究のAlの窒化メカニズムを検討した.検討方法にっいては,処理温度を一定にし,処理時間の変化にともなう断面組織の変化過程を断面組織観察および元素分析を用いて調査した.窒化させるには基材表面にMgの拡散層が形成される必要があったが,基材内部に侵入・拡散したMgの基材表面の濃度が,ある臨界値に達したときに窒化物が生成されるメカニズムではなかった.また,Mgが基材表面に存在するだけで,窒化されるのかを調査するため,基材表面にMgの拡散層を有している試料をN_2雰囲気中で加熱・保持した.基材上に堆積層がない試料では,Mgは酸化されるが,堆積層がある試料では,Mgは酸化されなかった.つまり,堆積層が雰囲気ガスと基材表面との接触を妨げていたために,基材表面の酸化を防いでいた.さらに,窒化物は堆積層に含まれるAlNからNが供給されるというメカニズムで生成される.

窒化物層は拡散律速によって成長し,窒化物層中の拡散種を同定するため,カーケンドール効果を利用したマーカー移動の理論を使った.マーカーシフト実験により,窒化物層中の拡散種はNであった.バレル窒化法によるAlの窒化メカニズムが解明された.このメカニズムの解明により,Alを窒化させるには,以下の二項目が必須である.1)「自然酸化膜の除去」2)「自然酸化膜除去後の再酸化の防止」処理時間の平方根と窒化物層の厚さの関係より,窒化物層の厚さは処理時間の平方根に比例して増加していることが分かり,窒化物層は拡散律速により成長している.拡散元素を決定するためにマーカーワイヤを基材表面に設置して窒化を行なった.窒化後のマーカーワイヤは改質層状面(窒化前の基材表面)に存在していたことより,拡散元素は窒素であることが明らかとなった.窒化された試料内部にマグネシウムが拡散していることより,窒化のためにはマグネシウムの拡散が関与していると考え,あらかじめアルミニウム基材表面にマグネシウムをコーティングした試料を作成し,その試料を実験試料として,バレル槽内で処理させることにより,基材表面に存在するマグネシウムはその後,拡散していくのかを処理温度を500°C,処理時間を3hとして調査した.マグネシウムは基材表面に存在しているが,堆積層は形成されていない.処理温度を500°C,処理時間を3hとしてバレル窒化処理してアルミニウム基材を,大気圧窒素雰囲気内で加熱・保持(630°C;3,5,7h)した試料断面に,EDSを用いた元素マッピング分析および試料表面のXRDを行なったところ,初めから基材表面に存在しているマグネシウムは基材内部から基材表面へと拡散し,アルミニウム基材表面で雰囲気内の酸素と反応してしまっていた.よって,あらかじめマグネシウムをコーティングした試料を加熱した際の断面EDS分析結果から,マグネシウムが基材内部へと侵入・拡散をしなかったように観察されたのは,マグネシウムの酸化によって内部のマグネシウムが消費されてしまうため,マグネシウムが拡散していないような分析結果が得られているためと考えられる.
癌の湿潤転移関連遺伝子を用いた口腔癌の臨床診断及び 口腔癌細胞株を用いた実験的研究

癌細胞の転移には細胞外マトリックを分解することが必要であり,マトリックスメタプロテアーゼ(以下MMP)の発現が重要とされている。これらの遺伝子の上流にある転写調節領域にはETS結合配列が存在し,そこにets癌遺伝子ファミリー産物が結合し,これらの遺伝子の転写調節に重要なを役割をはたすことが報告されている。口腔領域の悪性腫瘍(扁平上皮癌細胞株)から蛋白を抽出し、ウエスタンブロット法にてE1AF蛋白の発現を検索した。その結果、蛋白レべルでは発現の認められるものもあるが、強い発現の認められるものはなかった。すなはちE1AF遺伝子は、RNAレべルでは高い発現が認められるものの、蛋白レべルでは、あまり強い発現が認められなかった。このことからEIAF蛋白は、癌細胞中で、発現が弱いか、安定性が低くすぐに分解されている可能性があると考えられた。癌細胞株の中で、E1AF遺伝子蛋白の発現の認められないものに、E1AF遺伝子を組み込んだレトロウイルスべクターを導入し、producer細胞株を樹立した。これらの細胞をヌードマウスに皮下接種する実験において、転移能運動能の上昇が見られた。このことからEIAF遺伝子は、悪性腫瘍の転移浸潤に深く関わっていることが示された。また、E1AFと同時に、MMP蛋白、3MMP9蛋白などの発現についても検討を加えた。さらにこれらの遺伝子の発現と癌の組織型(悪性度)と予後を調査し、それらの関係について検討した。その結果一般的には、蛋白レべルでE1AF遺伝子の発現が強いものほど癌の悪性度が強いかった(予後の悪かった)。(同時にそれらはMMP蛋白、3MMP9蛋白の発現も高かった)。癌の悪性度や転移能力に相関するものが多いと考えられた。癌細胞が転移するためには血管基底膜などの周囲の細胞外マトリックを破壊することが必要であり,マトリックスメタプロテアーゼ(以下MMP)やウロキナーゼ型プラスミノゲンアクチベータ(uPA)と癌の浸潤・転移についてかかわり合いが重要とされている。これらの遺伝子の上流にある転写調節領域にはETS結合配列が存在し,そこにets癌遺伝子ファミリー産物が結合し,これらの遺伝子の転写調節には重要な役割をはたすことが報告されている。口腔外科領域の悪性腫瘍である舌癌,上顎癌,歯肉癌,口低癌などの組織からRNAを抽出し,E1AF遺伝子をプローベとしてノーザンブロット法にて発現をみた。これらの遺伝子の発現と癌の組織型(悪性度)と予後を調査し,それらの関係について検討した。細胞株によっても多少のばらつきはあるものの、一般的には、悪性度の強いものほどmRNAレベルでE1AF遺伝子の発現が強く、癌の悪性度や転移能力に相関するものが多いと考えられた。われわれのクローニングしたETSファミリーであるE1AF遺伝子のcDNAをレトロウイルスベクター(札幌医科大学癌研究所教授藤永教授から供与)のエンハンサープロモタ-領域の下流にクローン化する。また同時にE1AF遺伝子のアンチセンスcDNAを同様にレトロウイルスベクターにクローン化し、得られたプラスミドを大腸菌内で増幅し,精製した。1.口腔癌(偏平上皮癌や悪性黒色腫)細胞株を培養し, E1AF遺伝子のRNAレベルの発現をみて,発現の高いものと低いものに分類すた。(西川,小田島)。その結果、悪性度の強い癌組織から確立した細胞株では、RNAレベルでE1AF遺伝子の強い発現が見られた。2.次に、今度はE1AF遺伝子の蛋白レベルでの発現を検討することも重要であると考え、以下の実験を行った。