hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新重合反応によるポリ(βーケトン)の合成とその応用

現在,重合収率の向上を目指すとともに,生成ポリ(βーケトン)のキャラクタリゼーションを行っている.3.新しい含イオウモノマーとしてケテンジチオアセタールおよびそのSーオキシドを合成し,それらモノマーの重合性について詳細に検討した.前者のモノマーはラジカル,カチオン,アニオンいずれの開始剤を用いても重合するのに対し,後者のモノマーはリジカル開始剤でのみ重合することが分った.今後,生成ポリマーを酸性加水分解し,ポリ(βーケトン)へ変換する予定である.なお,本研究において得られたポリマーの分子量測定,電気電導度測定,ならびにモノマー純度の検証のため,コロナ分子量測定装置,LCZメータガスクロマトグラアフを購入した.構造明確なポリ(β-ケトン)を合成する新しい手法として、1)アルコキシアセチレンを単独重合され、2)生成ポリ(アルコキシアセチレン)を酸性条件下で加水分解する方法を詳細に検討した。アルゴン雰囲気下イソプロポキシアセチレンあるいはt-ブトキシアセチレンをV族あるいはVI族遷移金属触媒を用いて重合させたところ、目的とするポリ(アルコキシアセチレン)が得られることを見出した。生成ポリマーの分子量は反応温度に影響され、高温での反応の方が分子量が増加した。ポリ(イソプロキシアセチレン)は、アサトン、クロロホルム等の有機溶媒に可溶の褐色粉末であり、^1H、^<13>C-NMR、IRスペクトルの測定により目的とする構造をしていることが確認された。一方、t-ブトキシアセチレンの重合により得られたポリマーは目的の構造の他にt-ブチル基が脱離もしくは転移したユニットを含むことが分った。これは触媒の酸性度が高すぎるために副反応が進行したものと考えられる。そこで塩素原子をメトキシ基で置換したより酸性度の低い触媒を調製し、同様の反応を試みた。その結果WCl_2(OM_<e3>)_4を用いると、副反応ユニットの生成が押えられ、ほぼ目的とするユニットのみを持つポリマーが得られることを見出した。次に、生成ポリマーのジオキサン溶液を湿度温で塩酸処理することにより加水分解反応を試みた。ポリ(イソプロポキシアセチレン)はほとんど加水分解されないのに対し、ポリ(t-ブトキシアセチレン)は、24時間でほぼ定量的に加水分解を受け、目的とするポリ(β-ケトン)を与えることがIRスペクトルで1150cm^<-1>付近のエーテル吸収が完全に消失し、新たにガルボニル期の吸収が現れることにより確かめられた。以上、ポリ(β-ケトン)の合成に関し詳細に検討した結果、アルコキシアセチレンの重合および生成ポリマーの加水分解により構造明確なポリ(β-ケトン)を得ることに、初めて成功した。
血管内皮細胞の接着分子発現に及ぼす血流の効果に関する研究

本研究では、血流が内皮細胞と白血球の接着にどのような影響を及ぼすかについて内皮細胞の接着分子の発現の面から検討した。マウスリンパ節細静脈から培養した内皮細胞に流体力学的に設計した流れ負荷装置で定量的な流れずり応力を負荷しリンパ球との接着率の変化をバインディングアッセイ法で測定した。その結果、流れ負荷をかけないコントロール群に比し、流れ負荷群では内皮細胞とリンパ球の接着率が著明に低下した。次に同様の装置を用いて内皮細胞に流れを負荷し細胞表面の接着分子(VCAM-1,CD44)の発現を蛍光抗体法およびフローサイトメトリーで測定した。細胞表面のVCAM-1,CD44はコントロール群で豊富に存在したが、流れ負荷によりVCAM-1の発現量は有意に減少した(1.5dynes/cm2の流れずり応力6時間負荷で50%減少)。CD44は両群で有意な差が認められなかった。流れ負荷によるVCAM-1の発現の減少は細胞に負荷した流れの負荷時間およびずり応力の大きさに依存した。次にこのVCAM-1発現に対する流れずり応力の影響が内皮細胞の遺伝子のレベルにまで及んでいるかについて検討した。上記の流れ負荷群およびコントロール群の細胞からAGPC法によりRNAを抽出し、RT-PCR(reverse transcriptase/polymerase chain reaction)法を用いてVCAM-1のmRNAの発現量の変化を解析した。結果、コントロール群に比し流れ負荷群ではVCAM-1 mRNAの発現量は著明に減少した。また、この流れ負荷によるVCAM-1 mRNAの発現量の減少は流れ負荷時間および流れずり応力の大きさに依存性であった。今回の研究により、マウス内皮細胞において血流に起因する流れずり応力は内皮細胞のリンパ球への接着能を低下させること、細胞表面の接着分子VCAM-1の発現を蛋白および遺伝子のレベルで抑制することが示された。
高調波瞬時無効電力に着目したサーボモータのロータ位置センサレス制御に関する研究

本研究では,高調波瞬時無効電力に着目したACサーボモータの磁極位置センサレス制御法を提案し,計算機シミュレーションや実験を通じてその妥当性を検証した。その結果,以下の結論が得られた。(1)本手法は特定の高調波電流または電圧を注入し,それに対応する高調波瞬時無効電力の位相情報が位置推定誤差に依存する性質を利用している。このため,モータ停止状態から全速度制御範囲で位置推定が可能となる。高調波瞬時無効電力は電機子抵抗の変動に対し本質的に不感であるため,ロバストな位置推定を実現することができる。さらに,フェーズロックトループ技術を適用してこの位相情報を適切に検出することで,モータ速度やインダクタンスの変動に対しても容易にロバスト化できる。(2)初期位置推定では,最大推定誤差±10.0[mech.deg],3σばらつきで12.6[mech.deg]の推定特性が得られた。また,電機子抵抗の変動時も同等の推定特性であることを確認した。(3)過渡状態の位置および速度センサレス運転では,200[ms]の速度ステップ応答,800[ms]の外乱応答が得られた。(4)四象限運転では力行時80[%]負荷,回生時に100[%]負荷まで運転できることを確認した。また,電機子抵抗を25[%]変動させた場合でも同等の特性が得られることを確認した。(5)推定加速度を利用した外乱補償法や位置推定誤差に対する電流制御系の補償法について検討した。前者については目標値応答が最適となるように設定された速度制御器でも外乱応答が改善されることを,後者についてはd軸およびq軸電流の振動が抑制され速度の応答性や定常特性が改善されることを確認した。(6)高調波注入時の界磁弱め制御についても検討し,高速領域において高調波成分の飽和対策と出力範囲の拡大を行った。本研究課題は,永久磁石形ACサーボモータのロータ位置センサレス制御法を制御理論的に新規構築するとともに,計算機シミュレーションや実験を通じてその制御特性を検証し,構築した制御理論の妥当性を確認することを目的とする。これに対し,本年度の研究実績として以下の成果が得られた。1理論展開の妥当性検討特定の高調波電圧ベクトルおよび電流ベクトルをフィルタリングし,推定同期(d-q)座標上でそれらの外積演算を行うことにより高調波瞬時無効電力が求められることを解析的に明らかにした。このとき,高調波瞬時無効電力の位相情報にロータ位置推定誤差が含まれ,その位相情報のみを抽出すれば全てのモータパラメータや運転条件に依存せずロータ位置の推定が可能であるという新たな知見が得られた。この位相情報のみを抽出するためにフェイズロックトループ技術を応用した手法を発案し,ロータ位置推定が実現できることを示した。2シミュレーションによる予備検証周波数500Hz,定格電流比振幅5%の高調波電流ベクトルを注入し,高調波瞬時無効電力の位相情報がロータ位置推定誤差と強い相関があることを確認した。また,この位相情報をシミュレーション上でフェーズロックトループに入力することによりロータ位置推定値が得られ,サーボモータの速度制御やベクトル制御に利用できることを確認した。さらに,モータパラメータ(巻線抵抗,d軸インダクタンス,q軸インダクタンス,主磁束)のいずれが,公称値から25%変動したとしても位置推定誤差は2deg以内になることが明らかとなった。3プロトタイプの設計・試作

現在,第1段階の実証試験を行うため,離散化誤差や量子化誤差といったディジタル制御固有の問題がないアナログ回路で設計を行っており,主電力回路・ゲートドライブ回路・制御回路等の詳細設計がほぼ完了した。本研究では,高調波瞬時無効電力に着目したACサーボモータの磁極位置センサレス制御法を提案し,計算機シミュレーションや実験を通じてその妥当性を検証した。その結果,今年度の研究実績として以下の成果が得られた。(1)初期位置推定では,最大推定誤差±10.0[mech.deg],3σばらつきで12.6[mech.deg]の推定特性が得られた。また,電機子抵抗の変動時も同等の推定特性であることを確認した。(2)過渡状態の位置および速度センサレス運転では,200[ms]の速度ステップ応答,800[ms]の外乱応答が得られた。(3)四象限運転では力行時80[%]負荷,回生時に100[%]負荷まで運転できることを確認した。また,電機子抵抗を25[%]変動させた場合でも同等の特性が得られることを確認した。(4)推定加速度を利用した外乱補償法や位置推定誤差に対する電流制御系の補償法について検討した。前者については目標値応答が最適となるように設定された速度制御器でも外乱応答が改善されることを,後者についてはd軸およびq軸電流の振動が抑制され速度の応答性や定常特性が改善されることを確認した。(5)高調波注入時の界磁弱め制御についても検討し,高速領域において高調波成分の飽和対策と出力範囲の拡大を行った。
結晶表面の成長現象の数学解析

本研究の目的は結晶表面の成長現象の数学解析である.結晶方程式の中に最も大事なのは駆動力付きの平均曲率流方程式である.平均曲率流方程式とは,曲面の成長速度が,平均曲率と曲面の法ベクトルによって局所的に決まる方程式である.初期曲面は滑らかな曲面を持つ平均曲率流の解の存在性と一意性古典的な放物型方程式理論で明らかとなったが,初期曲面は滑らかではないので,つまり初期曲面が特異性を持つ平均曲率流方程式の研究の結果があまり多くではない.この問題を解決するために,Chen,Giga,gotoが粘性解を用いて、平均曲率流の等高面方法を発展した.しかしながら、等高面方法は閉曲面にしか使えないので、例えば両端点固定の平面上の曲率流方程式、新たな等高面方法を発展しなければいけない。上記の問題を解決するために,等高面方程式の障害物問題を考える.障害物問題に関して、ウィスコンシン大学のTran教授と一緒に粘性解を用いて,等高面方程式の障害物問題を研究した.Tran教授と相談して、有益な意見を沢山いただいたのお陰で,良い研究が沢山出てきた.今年障害物問題について,粘性解の存在性と一意性を証明し粘性解の時間大域挙動を調べた。この研究を次の論文をまとめた:日本国内の大学に出張し、平均曲率流方程式の研究に関する情報を収集し、自分の研究を様々な研究者に紹介した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は結晶表面の成長現象の数学解析であります.結晶方程式の中に最も大事なのは駆動力付きの平均曲率流方程式です.平均曲率流方程式とは,曲面の成長速度が,平均曲率と曲面の法ベクトルによって局所的に決まる方程式であります.初期曲面は滑らかな曲面を持つ平均曲率流の解の存在性と一意性古典的な放物型方程式理論で明らかとなりましたが,初期曲面は滑らかではないで,つまり初期曲面が特異性を持つ平均曲率流方程式の研究の結果があまり多くではありません.この問題を解決するため,Chen,Giga,gotoが粘性解を用いて、平均曲率流の等高面方法を発展しました.しかしながら、等高面方法の発展に伴って,肥満化という現象があります.肥満化現象簡単に言うと,初期曲面は滑らかではない問題の解の一意性を失うと理解できます.本研究には等高面方法で,初期曲面が特異性を持つ駆動力付きの平均曲率流方程式を研究する時,肥満かどうかを判明したいと思います.上記の問題を解決するため,交点個数原理とAngenent doughnutsが大事です.この二つの問題に関して、ウィスコンシン大学のAngennet教授が沢山な結果を証明しました.去年科研費を使って,Angennet教授が務めているウィスコンシン大学に訪問しました.有益な意見を沢山いただいたのお陰で,良い研究が沢山出てきました.平面上特異性を持つ曲線の肥満化と非肥満化の条件与えられました.肥満化が発生しないとき,曲線の動きの分類と漸近挙動もきちんと判明しました.平面上の曲線だけではありません,高次元の超曲面の平均曲率流方程式の肥満化条件も得られました.上記の研究をまとめて,次の論文になります.駆動力付きの平均曲率流方程式を研究するため,交点個数原理とAngenent doughnutsが大事です.この二つの問題に関して、ウィスコンシン大学のAngennet教授が沢山な結果を証明しました.去年科研費を使って,Angennet教授が務めているウィスコンシン大学に訪問しました.有益な意見を沢山いただいたのお陰で,良い研究が沢山出てきました.平面上特異性を持つ曲線の肥満化と非肥満化の条件与えられました.肥満化が発生しないとき,曲線の動きの分類と漸近挙動もきちんと判明しました.平面上の曲線だけではありません,高次元の超曲面の平均曲率流方程式の肥満化条件も得られました.上記の研究をまとめて,論文二つをまとめました.本研究の目的は結晶表面の成長現象の数学解析である.結晶方程式の中に最も大事なのは駆動力付きの平均曲率流方程式である.平均曲率流方程式とは,曲面の成長速度が,平均曲率と曲面の法ベクトルによって局所的に決まる方程式である.初期曲面は滑らかな曲面を持つ平均曲率流の解の存在性と一意性古典的な放物型方程式理論で明らかとなったが,初期曲面は滑らかではないので,つまり初期曲面が特異性を持つ平均曲率流方程式の研究の結果があまり多くではない.この問題を解決するために,Chen,Giga,gotoが粘性解を用いて、平均曲率流の等高面方法を発展した.しかしながら、等高面方法は閉曲面にしか使えないので、例えば両端点固定の平面上の曲率流方程式、新たな等高面方法を発展しなければいけない。

駆動力付きの平均曲率流方程式について,研究はまだ少ないから,そのまま研究続きたいと思います.研究目的に述べたように,私の研究は初期曲面が特異性を持つの平均曲率流方程式であります.最近、マサチューセッツ工科大学のClodingとMinicozzi教授が良い結果が出ました.去年二ヶ月間マサチューセッツ工科大学のMinicozzi教授を訪問し、特異曲面を初期値としての平均曲率流方程式の新しい研究方法に関して討議を行いました.この最新方法を用いて,自分の研究に活用できるかどうかを考えたいと思います.なお、等高面方程式に関して、粘性解が大事な方法であります。去年ウィスコンシン大学を訪問する際に,ウィスコンシン大学のTran先生から,駆動力付きの等高面方程式の障害物問題を聞きました.等高面方程式の障害物問題が粘性解において新たな研究であります.障害物問題解の時間大域存在性,と漸近挙動を解明したいと思います.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
生物の環境適応と感覚受容体の進化

本年度は以下の3項目について研究を推進した1)霊長類皮膚での温度受容体の発現プロフィルの比較:ヒトの皮膚組織由来のmRNAでTRPV1, 3, 4の他にTRPV2, TRPM2, 4, 5, 8の発現を確認するために、異なるヒト由来の2サンプル(成人と胎児)での発現を比較した。その結果8種類すべての遺伝子の発現が確認された。これらの発現をチンパンジーの皮膚サンプルで調べてみると、発現量の種差は認められるたが、8種類の発現が検出された。さらに同様の遺伝子発現をアカゲザル7個体について調べたところ、発現の個体変異が大きいことがわかった。TRPV2, 3, 4については全ての個体での発現が確認できたが、TRPM5、TRPM8では発現はほとんど検出できない。またTRPV1に関しては、一個体で発現が確認できなかった。2)配列決定を進めていた世界各地の民族32個体のTRPV1遺伝子についてexon9と10を含む3.5kbの領域を比較し多型解析をした。この中で、カプサイシンの受容に関わる511番と512番のアミノ酸に変異は認められなかった。面白いことに、この系統関係は160万年ほど前に2分岐し、その一方は現在のアフリカそして他方は、アジア・ヨーロッパのサンプルで保持されている。また、この2分岐はexon9とexon10それぞれのアミノ酸多型と完全にリンクしている。32個体由来のサンプルの塩基多様度は0.4%とヒト集団の平均よりも5倍ほど大きい。おそらくこの2分岐が影響しているものと考えられる。3) TRPMサブファミリーの起源と機能分化の過程を明らかにするために、現在入手可能なゲノムの塩基配列中で、TRPM18のオーソログを探索した。その結果、TRPMサブファミリーの起源は脊椎動物出現以前にさかのぼるものの各系統でのbirth and deathも頻繁であった。本研究計画は、生息環境の異なる霊長類に着目し、その温度受容体の進化をゲノムの塩基配列および遺伝子の発現パターンの比較の両面から明らかにすることを目的としている。1)ゲノム配列の解析:ヒト、チンパンジー、アカゲザル、イヌのゲノムから当該温度受容体9種類のタンパク質コード領域の配列を集め、この4種の間でそれぞれの種分岐後に蓄積した同義置換と非同義置換の置換数を推定した。非同義置換数/同義置換数の比率をタンパク質のアミノ酸置換に対する機能的制約の指標として、これらの種分岐後にこの指標が変化したかどうかを調べた.その結果、9受容体のうち、ヒトでは4つの遺伝子(TRPV1,TRPV3,TRPM4,TRPM5)で機能的制約が大きく弛んでいることを示す数値を得た。同様にチンパンジーでも5遺伝子(TRPV1,TRPV3,TRPM2,TRPM4,TRPA1)で機能的制約が大きく弛んでいることが示唆された。しかし同様の解析で、アカゲザルでは機能的制約の弛みは確認されなかった。2)遺伝子の発現パターンの比較:ヒトとチンパンジーの皮膚組織(真皮)で、当該温度受容体9種類のmRNAの発現の有無を比較した。その結果従来報告されていたTRPV1,TRPV3,TRPV4の他にTRPV2,TRPM2,TRPM4,TRPM5,TRPM8の発現がヒトの皮膚で確認された。一方チンパンジーではTRPM2を除いて、温度受容体遺伝子の発現がヒトと同様であるように見える。ただし、TRPM5はチンパンジーでのPCR増幅産物が大きい。TRPM2の発現が検出できないこととTRPM2の機能的制約がチンパンジーで弛んでいることと関わりがあるかもしれない。今後は、ヒトとチンパンジーの発現量の比較とアカゲザルでの発現パターンとの比較を行う予定である。

3) TRPMサブファミリーの起源と機能分化の過程を明らかにするために、現在入手可能なゲノムの塩基配列中で、TRPM18のオーソログを探索した。その結果、TRPMサブファミリーの起源は脊椎動物出現以前にさかのぼるものの各系統でのbirth and deathも頻繁であった。
同種造血幹細胞移植後患者における遺伝子多型を用いた爪のキメリズム解析

同種造血幹細胞移植はドナーの造血幹細胞を輸注し、患者造血をドナー造血に置換する治療法であるが、移植後の非造血組織にもドナー細胞が存在することが報告されている。しかし、爪に関しては検討されていないため、我々は移植後に爪を採取しドナーDNAの有無を調べた。その結果、非常に高率にドナーDNAが混在していることが明らかになった。この現象がおこる仕組みはまだ不明であり、今後のさらなる研究が必要である。同種造血幹細胞移植が行われた患者の爪にっいてshort tandem repeat(STR)解析を行った。多数例でドナーDNAが検出され、その混在率は非常に高値であった。また、移植後長期間経過した症例からもドナーDNAが検出された。この結果は、ドナー細胞が非造血組織へ分化し、移植後長期間にわたって患者の爪の構築に関与していることを示唆している。本研究の目的は、同種造血幹細胞移植後患者の爪の構築に関与するドナー細胞を同定し、爪における恒常的キメリズムの成立機構を明らかにすることである。そのために、同種造血幹細胞移植を受けた患者の爪からDNAを抽出し、STR解析によってドナーDNAの混在率を算出する。その結果と臨床経過との関連について検討する。同種造血幹細胞移植には骨髄移植、末梢血幹細胞移植、臍帯血移植、ミニ移植など様々な方法が存在する。各々の移植を受けた多数の患者の爪について解析を行うことによって、爪における恒常的キメリズムの成立機構にっいて有用な情報が得られる可能性が高い。現在までに10例の患者より検体を採取し解析中である。今後はさらに多数例で解析を行う予定である。また、今後はマウスを用いて爪に分化したドナー細胞の起源の同定を試みる予定である。マウスより骨髄細胞を採取し、セルソーターを用いて各群に分ける。各細胞群を致死量放射線照射したマウスに移植する。各群のマウスの爪におけるドナーDNAの混在率を算出し、移植した細胞群との相関について検討する。上記の解析を行うため、現在、実験系を構築中である。同種造血幹細胞移植が行われた患者の爪についてshort tandem repeat(STR)解析を行った。各々の移植を受けた多数の患者の爪について解析を行うことによって、爪における恒常的キメリズムの成立機構について有用な情報が得られる可能性が高い。現在までに14例の患者より検体を採取し解析中である。マウスより骨髄細胞を採取し、セルソーターを用いて各細胞群に分け、それぞれを致死量放射線照射したマウスに移植する。同種造血幹細胞移植を行った患者の爪についてshort tandem repeat (STR)解析を行ったところ、ドナーDNAを非常に高率に検出した。また、移植後長期間経過した症例においてもドナーDNAの混在を認めた。さらに、臨床所見との関連について検討する。同種造血幹細胞移植には骨髄移植、末梢血幹細胞移植、膀帯血移植、ミニ移植など様々な方法が存在する。各々の移植を行った患者の爪のキメリズム解析を行うことによって、恒常的キメリズムの成立機構の解明につながることが期待される。現在までに17症例より検体を採取し、解析が終了した5症例について第10回日本再生医療学会総会で報告した。今後はマウスを用いて爪に分化したドナー細胞の同定を試みる。

マウスより骨髄細胞を採取し、セルソーターを用いて各細胞群に分け、それぞれを放射線照射したマウスに移植する。各群のマウスの爪におけるドナーDNAの混在率を算出し、移植した細胞群との関連について検討する予定である。
DNA脱メチル化剤治療効果判定の高感度リキッドバイオプシーの開発

慢性炎症に関連するがんでは、DNA高メチル化によるがん抑制遺伝子の不活化が、発がん原因となる。DNAメチル化異常を標的とした脱メチル化剤治療は、これらの固形がんに対して有効であることが報告されている。しかしながら、脱メチル化剤はMTDではなく最大生物学的効果用量で用いることで高い治療効果が得られるため、その臨床導入には、がん組織における脱メチル化の高感度なリキッドバイオプシーの確立が不可欠である。そこで本研究では、『がん細胞内でメチル化されているゲノム領域(即ち、ヌクレオソームを形成している領域)は、血中遊離DNAとして安定に存在する』ことに着目して、脱メチル化をモニターする新規リキッドバイオプシーを開発する。1年目の本年度は、がん細胞株からの疑似的血中遊離DNA調製方法の確立を行った。脱メチル化剤(デシタビン)で処理した胃がん細胞株(44As3、GC2)、及び、大腸がん細胞株(RKO)から抽出した細胞核を、マイクロコッカルヌクレアーゼ処理し、ヌクレオソームを単離した(疑似的な血中遊離DNA)。得られたDNAの長さを解析した結果、ヌクレオソーム単位の長さの遊離DNA断片が得られることを確認した。次に、脱メチル化モニターのマーカー遺伝子を単離するために、脱メチル化剤処理前後の胃がん細胞株44As3におけるメチル化状態、及び、遺伝子発現状態をゲノム網羅的に解析した。その結果、処理前は高度にメチル化されており、脱メチル化剤処理によりメチル化レベルが40%以上低下した遺伝子を959個同定した。また、それらの遺伝子のうち46個の遺伝子で発現回復が認められることを明らかにした。2018年度の計画のうち、がん細胞株からの疑似的血中遊離DNA調製方法の確立を達成した。また、脱メチル化モニターのマーカー遺伝子の候補を複数同定することができた。したがって、おおむね順調に進展していると考えられる。2018年度に開発したモニター方法により、実際にがん患者のがん組織におけるDNAメチル化状態をモニターできるかどうかを解明する(収集した症例のうち血中遊離DNAが多く得られた症例を用いる)。具体的には、脱メチル化モニターのマーカー遺伝子が、がん組織においてメチル化されている患者、及び、されていない患者それぞれ30症例程度について、血中遊離DNAを調製する。定量的PCRを行うことで、1)がん組織においてマーカー遺伝子がメチル化されている患者では、血中遊離DNAにおいてマーカー遺伝子が検出されること、2)メチル化されていない患者では、血中遊離DNAにおいてマーカー遺伝子が検出されないことを解明する。その際に、血中遊離DNA中のがん関連遺伝子の突然変異頻度を測定することで、がん細胞由来の血中遊離DNAの割合を算出、解析結果の補正に用いる。
公立学校教員の処分と研修の在り方に関する研究－日米比較法制からの視座－

本研究は、公立学校教員の人事管理上不可欠な「手続を通じた公正かつ適正な処分制度の在り方」を検討し、「教員処分における客観的基準と適正手続のスタンダード」を提示すると共に、教員の不祥事を防止し、法令遵守意識を醸成させる効果的な「研修プログラムの在り方」を提示することを目的とするものである。平成24年度は、主に、懲戒処分の公正さを担保する「事前の手続制度」の在り方を検討した。司法の場ではどの程度の事前手続が要求されているかという観点から、公務員の懲戒処分における告知・聴聞の事前手続を扱った裁判例を分析した結果、全体の傾向としては、事前手続の付与の有無・方法は、行政庁の裁量に委ねられているとしつつも、「不利益処分の程度が著しい場合」には、告知・聴聞等の事前手続を要求する傾向が見られた。これを公立学校教員について見るに、公立学校教員の場合には、わいせつ行為、飲酒運転等の一部の処分事由について、首長部局が定める処分基準よりも、処分量定を厳しく設定した処分基準に基づいて懲戒処分を行う教育委員会が存在している。さらに、裁判例によっても、公立学校教員の行為は、その職に求められる高い規範意識ゆえに、地方公務員一般に比べ、地方公務員法33条に定める信用失墜行為の禁止に抵触しやすい傾向が見られる。すなわち、同程度の非違行為を行った場合であっても、公立学校教員の場合には、地方公務員一般に比べて、より多くの、あるいは、より重い懲戒処分を受ける可能性が存在すると考えられ、結果として、公立学校教員が懲戒処分を受ける場合には、地方公務員一般よりも「不利益の程度が著しくなる」場合があるといえる。この点を踏まえ、「不利益の程度が著しい場合」には、裁判所が聴聞・弁明等の事前手続を要求しているように、地方公務員一般よりも「不利益の程度が著しくなる」可能性のある公立学校教員には、地方公務員一般よりも慎重な事前手続を経ることによって、懲戒処分を行う必要があることを提言した。本研究は、公立学校教員の人事管理上、不可欠な「手続を通じた公正かつ適正な処分制度の在り方」を検討し、「教員処分における客観的基準と適正手続のスタンダード」を提示すると共に、教員の不祥事を防止し、法令遵守意識を醸成させるための効果的な「研修プログラムの在り方」を提示することを目的とするものである。研究初年度にあたる平成23年度は、先行研究の整理、処分の手続き制度に関する事例収集、調査前段階としての教育委員会担当者に対する予備的なヒアリングの実施、公立学校教員の懲戒・分限に関わる裁判例の収集・分析に努めた。また、不祥事防止をはじめとするコンプライアンス(法令遵守)体制の構築を目指し、コンプライアンス(法令遵守)に関わる研修の実施状況について事例の収集を行った。その結果、処分の手続制度に関わって、多くの教育委員会では「懲戒分限審査会」、「懲罰委員会」、「賞罰審査委員会」等と呼ばれる組織を設け、事実関係の確認や当該非違行為に対する過去の処分例との比較、本人に対する弁明の機会の付与等を行っていた。これら組織では、事案の経緯を慎重に調査しながら過去の処分例との比較を行う等、処分の原案を決定する材料となる議論が行われる。懲戒処分を行う際には、処分の公正性を期するため「恣意性の排除」が重要な要素となる。教育委員会担当者に対する予備的なヒアリングによれば、上記組織において過去の処分例を含め処分に対する幅広い意見を求めていること、本人の「弁明の機会」を設けていること、懲戒処分基準の指針を策定し広く公表していること等をもって、適正な手続を保障し公平性を担保しているという認識を有していること等が示された。

平成23年度は、事例及び判例の収集・分析に努めると共に、複数の教育委員会担当者に対し調査前段階としての予備的なヒアリングを実施し、次年度における本格的な調査実施のための準備に着手している。こうした進捗状況から、おおむね当初の計画通り進展していると考えられる。今後の研究方策としては、次年度においてサンプルとなる判例数を拡大すると共に教育委員会に対する調査を実施し、更なる検証に努めていく予定である。また、研究の進捗状況を精査し、中間評価を行うとともに、研究成果の中間報告に向けた準備作業に入る。
高齢者が１人でも取り組める音楽療法システムに向けた研究

本研究は,主に認知症患者を対象とした音楽療法システムの開発を目指した.システムは,対象とする症状を発した患者の状態をもとに,音楽を生成・提示する.昨年度までに,精神症状により発声を繰り返す患者の発声をリアルタイムに音高変換し,さらにボコーダの機能を利用して,発声と同時に和音を奏でるようにシステムを拡張した.患者に対して実験を行ったところ,スピーカの位置が遠かったこともあり,音に注目していないという問題があった.今年度は,車椅子にアームを取り付けて,小型のBluetoothのスピーカを先端に取り付けることで,患者が確実に音を聞こえるようにセッティングした.3人の患者に対して実験を行ったところ,昨年度に協力した患者は,やはり音に注目する様子はなく,嫌がる様子もなかった.別の患者は,音により発話が始まるなどの変化がみられた.また,重度の認知症者の発話,発声のデータを定期的に収録し,個々の患者の症状や推定される心的状況に関する情報を加えたデータベース作りを開始した.明確に発話する患者が少ないため,発話内容による分析は困難である.そこで音声データそのものを分析し,個々の患者の変化を調べていく必要がある.さらに,認知症者など記憶障害をもつ人が,1人でも,必要なときに音楽療法システムを利用できることを目的に,スマートフォンなどのICT機器を犬に取り付ける方法について検討した.国際会議で発表した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,主に認知症患者を対象とした音楽療法システムの開発を目的としている.音楽療法を継続的に行うことで,認知症の症状が緩和すると言われている.そこで,患者が1人でも音楽療法に取り組める手法を明らかにする.本年度は10月から研究を開始し,まず,認知症治療病棟を備える病院を見学した.重度の認知症患者が,長期間入院している病棟では,アルツハイマー型の認知症,前頭側頭型の認知症など,認知症の要因となる病気によって症状が異なることを,患者の行動を通して学んだ.さらに,比較的症状の軽い認知症患者が日中に訪れる,デイケアのセンターで,音楽療法の実態について調査した.病棟の責任者である医師とデイケアのスタッフに対し,開発中の音楽療法システムのデモンストレーションを行い,患者に対する試用に向けて議論した.共同研究者とのシステム開発において,プロトタイプシステムの試用と評価を行い,アップデートを繰り返した.また,患者の意欲を高めるために,人形をインタフェースとして利用できるようにした.所属先の倫理審査委員会の承認を経て,開発中のシステムを使った実験を行った.学生を対象とした実験では,システムから提示される音楽の有用性について評価した.条件によっては,有意な差がみられた.認知症患者を対象とした実験では,2日間にわたり認知症治療病棟において,患者1名に対してシステムから音楽を提示して,その反応を記録した.システムを,共同研究者の協力を経て,実験で不安なく利用できるほど動作が頑健になったことは,今後の研究の進展においても大きな意義がある.また,実際に認知症患者と接して,認知症の症状について学んだことで,システムが対象とする認知症の症状や,重症度などを明確にすることができたことは,大きな収穫である.本研究は,主に認知症患者を対象とした音楽療法システムの開発を目的としている.システムは,対象とする症状を発した患者の状態をもとに,音楽を生成・提示する.本年度はまず,開発したシステムを,常同的に言語を発する症状をもつ認知症患者に試用するケーススタディを行った.前年度のケーススタディで得られたデータとともに,患者の発話の変化を分析した.その結果,システムから音楽が提示されている時と,提示されていない時とでは,発話の変化が異なることがわかった.この結果から,患者が,常同的に言語を発しているときに,システムから提示した音楽に興味が移行していることが示唆された.得られた結果について,国際会議で発表し,ベストペーパーアワードを受賞した.また国内学会の英文の論文誌に採録された.次に,患者がシステムから提示される音楽に対して,さらに興味を持ち,症状が一時的でも緩和されることを目的に,システムのインタフェースや機能の拡張について研究した.インタフェースについては,小型のワイヤレススピーカを箱で覆い,大正時代柄の布を貼り付けたものを準備した.このような柄に対して,患者が懐かしく感じ,興味を引くと予想した.しかし,自分の目の前に物を置かれることに,不快感を示したため,効果はなかった.次に,システムの機能を拡張して,健常の大学生を対象とした比較実験を行った.今回は旧型のシステムと明らかな差異は見いだせなかったが,この拡張した機能により,次の効果が得られると期待する.1つは,発声を繰り返す患者の感情に合う音楽が提示されたと,患者は感じる可能性が高いこと.2つめは,これまでよりも,さらに音楽へ注意が向くようになり,繰り返しの発声が一時的でも停止する可能性があること.3つめは,患者が自然に歌を歌うことへと導かれる可能性があることである.次年度は,機能を拡張したシステムの有用性について,健常者,認知症患者を対象とした実験により示す.

本研究は,主に認知症患者を対象とした音楽療法システムの開発を目的としている.システムは,対象とする症状を発した患者の発声をもとに,音や音楽を生成し,提示する.本年度は,昨年度までに開発したシステムの機能を拡張し,特許出願を行った.拡張したシステムを用いて,健常者を対象とした2度日の実験と,認知症者を対象としたケーススタディを行った,健購者を対象とした実験では,まず評価実験の題材とする2種類の音楽フレーズの妥当性について, 132名の大学生による聴取評価を行った.次に, 12名の大学生に協力を得て,各協力背の発声をもとに,システムが変換した音を提示し,その後の気分に関する評価を行った.音の提示前後で,気分を比較した.これらの結果は,国際会議,国内研究会で口頭発表を行い,論文誌の"Journal on Advances in Life Sciences"に論文が採択された.また,認知症者に協力を得て,協力者が発話を繰り返しているときに,システムを使って蹄を提示するケーススタディを行った,協力者の発話をもとに生成された音を,リアルタイムにスピーカから提示したが,自分の発話がスピーカから聞こえているという認識がないように見受けられた.指向性スピーカも検討したが,思うように音が発話者に届かなかった.来年度も引き続いて,非装着の適切な提示デバイスを検討する.また,認知症者など記憶障害をもつ人が, 1人でも,必要なときに音楽療法システムを利用できることを目的に,スマートフォンなどのICT機器の設置方法について検討した.近い将来,音楽療法システムをスマートフォンでも利用できるように開発する予定であるが,記憶障害があると,スマートフォンを携帯しなかったり,置き忘れたりする傾向がある.そこで,在宅時には,常に飼い犬の背中にスマートフォンを設趾し,必要なときに,主人(認知症者など)に届けることができれば,スマートフォンの紛失を防ぎ,システムを有効に活用できる.本年度は,背中に取り付けたスマートフォンのアラームが鳴ると飼い主のもとに行くようにしつけ, 5日間での成功率を調べた.来年度,国際会議で発表する.本研究は,主に認知症患者を対象とした音楽療法システムの開発を目指した.システムは,対象とする症状を発した患者の状態をもとに,音楽を生成・提示する.昨年度までに,精神症状により発声を繰り返す患者の発声をリアルタイムに音高変換し,さらにボコーダの機能を利用して,発声と同時に和音を奏でるようにシステムを拡張した.患者に対して実験を行ったところ,スピーカの位置が遠かったこともあり,音に注目していないという問題があった.今年度は,車椅子にアームを取り付けて,小型のBluetoothのスピーカを先端に取り付けることで,患者が確実に音を聞こえるようにセッティングした.3人の患者に対して実験を行ったところ,昨年度に協力した患者は,やはり音に注目する様子はなく,嫌がる様子もなかった.別の患者は,音により発話が始まるなどの変化がみられた.また,重度の認知症者の発話,発声のデータを定期的に収録し,個々の患者の症状や推定される心的状況に関する情報を加えたデータベース作りを開始した.明確に発話する患者が少ないため,発話内容による分析は困難である.そこで音声データそのものを分析し,個々の患者の変化を調べていく必要がある.さらに,認知症者など記憶障害をもつ人が,1人でも,必要なときに音楽療法システムを利用できることを目的に,スマートフォンなどのICT機器を犬に取り付ける方法について検討した.国際会議で発表した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は半年間であったため,研究発表は2件しかないが,認知症治療病棟の見学と実験ができたことや,システムの開発が進んだことは大きな進歩であった.
歯痛の情動記憶メカニズムの解明

本研究は、歯髄の電気刺激が、海馬にシクロオキシゲナーゼ2(COX-2)に関与した血流増加反応を惹起することを明らかにした。次に、歯髄刺激時の血漿中ストレスホルモン(カテコールアミンおよびコルチコステロン)の遊離を測定したところ、歯髄の繰り返し刺激は、ストレスホルモンの遊離をむしろ抑制することが分かった。さらに、歯髄刺激によるストレスホルモン遊離抑制に、内因性オピオイドが関与していることを明らかにした。痛みに伴う負の情動反応が痛みの難治化に関与しているとの考え、本研究を企画した。そこで情動の中枢として海馬を選び、歯痛のモデルは歯髄の電気刺激とし、歯痛による海馬内の生理活性物質の動態について調べた。雄性ラットの歯髄に、海馬血流増加反応を生じる閾値の5倍の電気刺激を10分間与え、刺激後60分の脳髄液を採取し、高速液体クロマトグラフィーを用いてアデノシン分析を行った結果では、特別な動態変化を認めなかった。2009年に我々は、歯髄刺激による海馬血流増加反応にアデノシンが関わっていることを確認している。すなわち、マイクロダイアリシスの時間分析能における限界を考慮すると、歯髄刺激時に遊離する海馬内アデノシンが微量であるか、遊離ピークが短時間であることが考えられた。そこで、ATPセンサーを用いて歯髄刺激時の海馬内ATPのリアルタイム測定を行っているが、現在までATPの遊離を示すデータも得ているものの、確定的なデータ採取には至っていない。引き続き研究を進める予定である。次に、歯髄刺激時の血中ストレスホルモン分析を行った。雄性ラットに、海馬血流増加反応を示す閾値の5倍の歯髄刺激を10分間与えた時の、血中カテコールアミンとコルチコステロンの濃度測定を行った。その結果、歯髄刺激は、手術等による血中ドーパミンおよびアドレナリンの増加をむしろ抑制し、コルチコステロンの増加も抑制した。このことは、歯髄痛が歯痛と言う苦痛を与えるとともに、歯痛の加わり方によってはストレスに対して抑制的に働くことを示し、同時に、歯痛の特殊性を示すものである。本年度に得られた研究結果は、歯痛に対する情動反応の多様性を明らかにし、今後の研究の命題に、負の情動に快の情動反応の視点も加味することで、歯痛の情動記憶メカニズム解明の方向性への示唆が得られたものと考える。平成21年度に、ラットに歯髄刺激を繰り返し与えることにより血中のカテコールアミン(アドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミン)およびコルチコステロンの遊離抑制を生じることを見出した。このことから、歯髄刺激は海馬活動を促すが、同時にストレスホルモンの遊離抑制を生じ、ストレス鎮痛を招来しているのではないかと考えた。そこで、本年度は、ストレス鎮痛に焦点をあて、ストレス鎮痛が脳内オピオイドの遊離によるものであることから、脳内オピオイドの遊離を抑制する目的のもとに、オピオイドの拮抗薬であるナロキソン投与下で、海馬活動が生じるパラメーターの歯髄刺激を繰り返し行い、血中のカテコールアミン、コルチコステロン濃度および血糖値の測定を行った。その結果、オピオイド抑制下であってもアドレナリンおよびドーパミンでは、オピオイド抑制と非抑制に差は認めなかったが、ノルアドレナリンはオピオイド抑制により、非抑制より強い遊離抑制を生じていることが分かった。また、コルチコステロンの遊離および血糖値についてもオピオイド抑制による変化は認めず、歯髄刺激によるストレスホルモンの遊離抑制にオピオイドの関与は希薄である可能性が示唆された。しかし、アドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミンが三者三様の結果を示し、全身的なストレス時においてストレスホルモンの遊離に理論上の整合性を欠いた結果がでることを報告した論文もあることから、歯髄刺激は末梢のわずかな痛み刺激であるにもかかわらず、全身的なストレスとして生体が認知している可能性も示唆された。さらに、その調節を行っている中枢機能に海馬が関与していることも示唆された。また、ドーパミンは、実験全般を通じ遊離状態が不安定で、従来の文献的にもストレス時のドーパミン遊離については諸説があり、今後更に詳細なる検討が必要であると考えられた。歯痛の情動記憶メカニズムに関する研究として、まず平成21年度には、歯髄刺激と海馬の関係を明らかにし、歯髄刺激が情動記憶を引き起こす刺激である結果を得た。次に、歯髄刺激は情動に関与する負の痛みであると同時に、歯髄刺激の繰り返しは下行性疼痛抑制を招来することも示した。そして、平成22年度にはさらに、この下行性疼痛抑制がオピオイドに関連したものであることにも言及した。そこで、平成23年度は、視点を現象から原因に変えて、海馬内の歯髄刺激時の生理活性物質の整理に入るべく、歯髄刺激時の海馬内ATP遊離に関するリアルタイム測定を行った。全身麻酔を施したラット切歯に刺激電極を埋め込み、さらに海馬内にATPバイオセンサーを埋入し実験に供した。

そこで、ラット歯髄を、海馬血流増加反応が確実に生じる強度で30回刺激したところ、第1回目の刺激時のみATPが微量遊離することが示された。従来の研究結果と平成21年度の研究結果から、ラット歯髄刺激により海馬血流が増加するが、その増加反応はアデノシンおよびシクロオキシゲナーゼ2の関与のもとに生じていることが分かっており、また、歯髄刺激時の海馬内アデノシンは、マイクロダイアリシスの結果から極めて短時間のピークで微量遊離であることも報告している。すなわち、今回の、歯髄刺激時の海馬内ATP遊離のリアルタイム測定の結果はそれら過去のデータを裏付けるものであった。以上平成23年度の研究結果は、ラット歯髄に対する電気刺激は、海馬内に短時間そして微量遊離を促し、そのATPは代謝されアデノシンとなることにより海馬内血管内皮細胞に働きかけ、それが海馬血流増加反応に繋がったと考えられる。さらに歯髄刺激の継続がオピオイドに関連した下行性疼痛抑制を生じるといった情動の報酬系にも関与することも考慮すると、歯髄刺激は快・不快の両面を持った特殊な疼痛として情動記憶に関与していることが考えられた。
抗酸化物質を用いた口腔癌周囲環境中の活性酸素を治療標的とした新規治療法の開発

今回、腫瘍血管内皮細胞における活性酸素(ROS)を介したさまざまなシグナル伝達が血管新生能に与える影響を与えるかについて検討した。低酸素低血清下でROSが蓄積し、その際の細胞の生存率は腫瘍血管内皮では有意に高いことがわかった。また,ピオシアニン処理によって腫瘍血管内皮においてROSの誘導をするとVEGFシグナリングが活性化することがわかり、抗酸化物質であるカテキンによりこのシグナル活性化は抑制された。またROSは血管内皮のaneuploidyも引き起こすことがわかった。本研究においてROSが腫瘍血管内皮細胞の生存活性に関与していることや腫瘍血管新生阻害剤としての抗酸化剤の可能性が示唆された。様々な環境要因からの活性酸素が、癌の発症や進展に関与していると考えられている。口腔内は細菌感染、喫煙、熱刺激、香辛料刺激、機械的ストレスなど、活性酸素が発生しやすい環境である。腫瘍微小環境の炎症細胞は、さまざまなメディエーターを放出し、癌の悪性化の進展の実行役であることが知られてきている。しかし、炎症細胞の他に腫瘍微小環境の間質を構成する腫瘍血管内皮細胞(TEC:tumor endothelial cell)の活性酸素による癌の悪性化への影響を検討した報告はみられない。我々はこれまで腫瘍血管内皮細胞(Tumor Endothelial Cells: TEC)が正常血管内皮細胞(Normal Endothelial Cells: NEC)と比較して、1薬剤抵抗性を有する2特異的な遺伝子の発現する3遺伝子異常・染色体不安性があるなどさまざまな点で異なることが報告してきた。H23年度、申請者らは腫瘍血管内皮細胞の染色体異常、核異型などの染色体不安定性に、腫瘍血管内皮細胞が産生する活性酸素が関与しているのではないかと仮説をたて、実験を進めた。その結果、TECとNECにおける細胞内活性酸素量の測定したところ、NECに比べ、TECにおいてROSの産生量が高かった。またNECを低酸素ストレス(1%O2)下で培養すると、定常酸素状態(20%O2)に比べROSの産生が高いことがわかった。腫瘍間質を構成する腫瘍血管は血管内皮細胞同士の結合が疎で、組織間圧が上昇し、有効な血液循環が得られていないため、部分的に低酸素に曝されていることが知られてきている。そこで、H24年度、我々が分離してきた腫瘍間質を構成する腫瘍血管内皮細胞がin vivoで低酸素に曝されているのかを免疫染色を用いて検討した。加えて低酸素培養下の血管内皮細胞内の活性酸素の蓄積が、抗酸化物質により抑えられるかを検討した。癌組織におけるは低酸素と低栄養状態における血管内皮細胞の生態を探るために低酸素(1%5%02)、低栄養下(無血清培地下)で、TECとCAFの活性酸素(ROS)能が変化するかを検討した.TECにおいて低酸素状態がROSの蓄積をおこすこと,さらにそのためにこれまでTECマーカーとして見出してきたマーカーのいくつかの発現が亢進することがわかった.さらに既存の抗酸化剤や緑茶カテキン、イソフラボンを始めとした抗酸化物質を用いて、TECとCAFにおいてROSが除去されうるかをフローサイトメトリーを用いて検討した.抗酸化剤によりTECとCAFで、癌細胞(口腔癌細胞)と共培養アッセイ系を構築し、間質細胞におけるROSの有無が、癌細胞の表現型(増殖、浸潤、運動能)に影響を与えるかを詳細に検討した.また,これまで申請者らは、TECが、染色体の数が多いことや、中心体の異常、核型の異常などさまざまな染色体異常があることを報告してきたので(Hida.K et.al 2005 Cancer Res)(Hida.K et.al 2008 Br J Cancer),今回,TEC自らが産生する活性酸素(ROS)染色体に影響を与えているかどうかを検討した.抗酸化剤と抗酸化物質:緑茶カテキンによりROSを除去することによりTECの染色体異常が改善されることを蛍光インサイツハイブリダイゼーション法(FISH)によりみいだした.今回、腫瘍血管内皮細胞における活性酸素(ROS)を介したさまざまなシグナル伝達が血管新生能に与える影響を与えるかについて検討した。さまざまな環境要因からの活性酸素が、癌の発症や進展に関与していると考えられている。口腔内は、喫煙、熱刺激、香辛料刺激、機械的ストレスなど、活性酸素が発生しやすい環境である。腫瘍微小環境の炎症細胞は、活性酸素、ケモカイン、プロスタグランジンなどさまざまなメディエーターを放出し、癌の悪性化の進展の実行役である。しかし、炎症細胞の他に腫瘍微小環境の間質を構成する腫瘍血管内皮細胞(TEC:tumor endothelial cell)、腫瘍関連線維芽細胞の活性酸素による癌の悪性化への影響を検討した報告はみられない。われわれはこれまで腫瘍血管内皮細胞が正常血管内皮細胞(Normal Endothelial Cells: NEC)と比較して,(1)増殖能、運動能などの生物学的活性が高い(2)薬剤抵抗性を有する(3)特異的な遺伝子の発現する(4)染色体不安性があるなどさまざまな点で異なることを報告してきた。

申請者らは、腫瘍血管内皮の染色体異常、核異型などのゲノム不安定性に、腫瘍血管内皮が産生する活性酸素が関与しているのではないかと着想した。H23年度の本研究では、腫瘍間質を構成する腫瘍血管内皮細胞の活性酸素産生能を、正常血管内皮細胞(NEC:Normal Endothelial cell)と比較して解析した。また腫瘍組織は線維芽細胞、マクロファージ、腫瘍血管などから構成される複雑な組織であり、低酸素環境になっていることが知られている。腫瘍血管では血管同士の結合が疎で、組織間圧が上昇し、有効な血液循環が得られていないため、低酸素に曝されている部分がみられる。そこで正常血管内皮に低酸素ストレスを加えることにより腫瘍微小環境のような疑似環境を構築し、正常酸素状態と低酸素状態における活性酸素に対する影響を検討した。腫瘍血管内皮細胞を実際に分離した腫瘍組織(ヒト腫瘍細胞のヌードマウス皮下移植モデル)における低酸素領域を可視化するために、ピモニダゾール染色ならびにCA9染色を行った。実際には担癌マウスにpimonidazoleを注射し、摘出した腫瘍塊を用いて、血管内皮マーカーであるCD31とpimonidazole染色を行った.腫瘍内ではびまん性に低酸素領域が認められ,一部の腫瘍血管周囲でHypoxia領域が認められた.また、血管の成熟度を検討するために、血管をCD31、ペリサイトをαSMAで染色したところ、低酸素部位の周囲の血管内皮細胞はペリサイトの被覆が少なかった。これらのことから、腫瘍微小環境において、一部の腫瘍血管は、有効な血液循環が得られていないため低酸素状態に陥っていることが示唆された。H24年度は、抗酸化物質として広く知られている緑茶カテキンEGCG (エピガロカテキンガレート)やNACが低酸素下培養下で培養されたヒト血管(HMVEC)におけるROSの蓄積を抑えるか検討した。EGCGとNACによりHMVECを処理すると,Hypoxiaにより引き起こされるROSの上昇が抑えられた。ヒト舌癌細胞(HSC-3)、ヒト高転移性腫瘍細胞(A375-SM)をヌードマウスに皮下移植し、腫瘍塊からの血管内皮マーカーであるCD31抗体を用いて、舌癌由来腫瘍血管内皮(HSC3-EC)ヒト高転移性腫瘍細胞由来(Highly metastatic tumor endothelial cell: HM-TEC)を分離・培養した。正常コントロールとして、正常皮膚から血管内皮を分離・培養した。PCR法とフローサイトメーター解析で、分離したTECとNECにおいて血管内皮マーカー(CD31、54、105、144)の発現があることや管腔形成能があることを確認した。一回の採取で腫瘍組織中に血管内皮細胞は25%しかおらず、分離できた腫瘍血管内皮はきわめて希少である。このように培養腫瘍血管内皮細胞が、血管内皮マーカーを発現し、他細胞の混入がないことを確認した後、分離・培養したTECとNECにおける細胞内活性酸素量の測定を、フローサイトメーターと細胞浸透性蛍光プローブ2', 7'-Dichlorodihydrofluorescin diacetate (DCFH-DA)を用いて行った。
遠心力光弾性実験による粒状体地盤内の応力伝播現象の解明

1.遠心模型実験は、遠心力を負荷することにより小型模型内に大きな自重応力状態を再現することによって幾何学的相似性に加えて力学的相似性を考慮し得る利点を持ち、地盤振動問題への適用が精力的に試みられている。本研究では、1g場における乾燥砂水平地盤の振動実験結果との比較による、遠心力場における振動実験の相似則の適用性の実験的検証を試みた。その結果共振周波数、応答倍率特性とも両実験結果間で良い一致を得た。しかし1g場の実験結果と比較して、遠心模型実験では位相差増加の割合が鈍化し、特に高周波数域においてその傾向が顕著であった。この原因としては、せん断土槽の層間摩擦に起因する減衰の増加が考えられる。2.模型実験において、非破壊的な方法により模型地盤の物性を把握することは、実験の再現性を確認する上で有用である。せん断波速度は、材料剛性と密接に関係した重要な情報であるが、遠心力載荷実験における計測例は少ない。本研究では、圧電振動子を波動発信源とし、2つの加速度センサを受信部としたせん断波の計測システムを構築した。本システムの特徴は、波動発信源に廉価な素子を採用したこと、受信点の加速度波形を積分することにより速度波形が得られることである。観測された波形は、弾性波動伝播理論から得られる波形によく対応しており、本システムの有効性が理論的に裏付けられた。また、実験結果より、せん断波速度の拘束圧依存性が確認された。3.重錘の自由落下を利用した杭モデルの打撃システムを構築した。特徴は、ガイド・ロッドの異なる2断面にひずみゲ-ジを貼付し、ロッドを伝わるひずみ波形情報から、杭貫入時の地盤の動的抵抗を同定しようというものである。測定ひずみには多少のノイズの混入が避け得ない。そこで、パラメタ同定におけるノイズの簡易な修正法を考案し、その妥当性を標準貫入試験結果に照して確かめている。