hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規臭素系難燃剤による生態系汚染とその代謝挙動の解明

ヘキサブロモシクロドデカン(HBCDs)やテトラブロモビスフェノールA(TBBPA)は使用量が増大している臭素系難燃剤であるが、環境・生態系汚染の実態は全く把握されていない。本研究では、HBCDsとTBBPAの高感度分析法を開発し、汚染の分布や蓄積特性、経時的推移を解析した。その結果、HBCDs汚染はアジア途上国よりも日本沿岸で顕在化していた。保存試料を用いて過去の汚染を復元したところ、HBCDs汚染は近年急激に深刻化していた。ヘキサブロモシクロドデカン(HBCDs)やテトラブロモビスフェノールA (TBBPA)は近年使用量が増大している臭素系難燃剤である。HBCDsについては、残留性等の観点から化審法第1種監視化学物質に指定され、モニタリングが求められている。また、TBBPAは甲状腺ホルモン輸送タンパクへの結合親和性が高いなど、種々の毒性が指摘されている。しかしながら、これらの物質による環境・生態系汚染の実態は国内では全く把握されておらず、世界的にも汚染の歴史変遷や詳細な生物蓄積特性に関する情報は極めて限られる。今年度は、既に確立したHBCDsの分析法を環境・生物試料に適用して広域モニタリングを実施するとともに、TBBPAについても同時に検出可能な手法への発展を目指した。試料の精製・分画法を改良することで、HBCDsとTBBPAを高速液体クロマトグラフータンデム質量分析計(LC-MS-MS)で同時に検出可能な分析法を開発した。しかしながら、TBBPAについては、操作ブランクや安定性の問題が残るため、次年度に分析法のバリデーションを実施予定である。愛媛大学沿岸環境科学研究センターの生物環境試料バンク(es-BANK)に保存されている海棲哺乳類の保存試料を用いて、HBCDsによる汚染の歴史変遷を解析した。その結果、アジア途上国では既存の臭素系難燃剤であるPBDEsの汚染が顕著であったのに対して、HBCDs汚染レベルは未だそれほど進行していないことが分かった。それに対して、日本沿岸で採取された種からは、高濃度のHBCDsが検出され、日本国内での大量使用を反映した結果を得た。ヘキサブロモシクロドデカン(HBCDs)やテトラブロモビスフェノールA(TBBPA)は近年使用量が増大している臭素系難燃剤で、その環境影響が懸念されているものの環境汚染の実態や経時的推移に関する研究は限られる。本研究では、HBCDsやTBBPAの分析法を確立し、日本を含むアジア-太平洋地域で採取された環境・生物試料に適用して広域モニタリングを実施した。試料の精製・分画法を改良することで、HBCDsとTBBPAを高速液体クロマトグラフ-タンデム質量分析計(LC-MS/MS)で同時に検出可能な分析法を開発した。愛媛大学沿岸環境科学研究センターの生物環境試料バンク(es-BANK)に保存されている海棲哺乳類、陸棲哺乳類、ヒト脂肪組織、ヒト母乳、魚介類等の保存試料を用いて、臭素系難燃剤による汚染の分布や蓄積特性、経時的推移を解析した。保存試料の分析から過去の汚染の復元を試みた結果、PCBsなど既存のPOPs濃度は明瞭な変化を示さなかったのに対し、HBCDsやPBDEsといった臭素系難燃剤は近年急激な濃度上昇傾向を示し、汚染の深刻化が明らかとなった。また、日本近海の魚類生態系においてHBCDsの生物濃縮が観察され、POPs同様に高次生物中に高蓄積することが認められた。陸上生物は種による蓄積レベルの差が大きく、ネコやタヌキといった、人間の生活圏に近い場所に生息する種にHBCDsが高蓄積していた。一方で、TBBPAは生物試料から検出されず、生体中に蓄積しないことが明らかとなった。
磁気共鳴法による全脳血流量測定法の開発とその臨床応用

磁気共鳴法(Phase-Contrast Cine MRI)に全脳測定法の開発と改良を行い、正常者の全脳血流量値を求めるために、放射線医学研究所において、Gyroscan S-15(Philips社)を使用して、正験者26例の測定を行った。また、本法の臨床的価値向上を目的として、核医学検査て常用されている脳血流分布シンチグラフィ(脳血流SPECT)との併用による局血流量測定法を立案し、測定を試みた。本法による正常者の全脳血流量は559±128ml/min、平血流量は44.4±9.6ml/100ml/min、という値を得た。これらのこれまで報告されている他の方法により算出された値と近似していた。本法によってれた全脳血流量、両側内頸動脈および脳底動脈の血流量はいずれも、加齢との相関はれなかった。^<123>I-IMPを用いた脳血流SPECTとの比較では法では平均脳血流量が43.1ml/100ml/minであるが、動脈血1回採よるIMPオートラジオグラフィ法では36.3ml/100g/minであったた、IMPの分布画像から、本法で求めた平均脳血流量値を利用して非観血的に局所流量を求める方法により算出された局所脳血流量は、前頭葉皮質が56-57ml/0ml/min、側頭葉皮質が60ml/100ml/min、を示した。これらのこれまでの他の測定法で得られた皮質正常値に近い値を示した。本法は全脳血流量測定法として、簡便かつ信頼性の高い測定法である、脳血流SPECTとの併用により安全かつ簡単で、比較的精度良く局所脳血流量測行えること、などから臨床的価値の高い測定法であることが確認された。頭部のプロトン密度強調画像を7mm間隔で14断面撮影し、両側内頸動脈と脳底動脈がflow voidとなる断面を選び、同一断面で、水平断面に対してPhase-Contrast Cine MRIを行った。スキャンの条件は、Matrix:256x256、Average:2、TR=49msec、TE=13msec、flip angle=45°、FOV=300mm、slice:7mm、scan time=18′02′′である。両側内頸動脈と脳底動脈に相当する部位にROIを設定し、流速を測定した。現在使用しているMRI装置ではR波から80msecまでしか実測できないことから、それ以降の測定できない区間は流量が直線的に変化すると仮定して、平均流量を求めた。全脳の体積はスライスごとに抽出されている脳の面積を求め、その和とスライス厚の積として算出した。このふたつの値から、平均脳血流量を求めた。平均値で、全脳血流量が1048ml/min、全脳体積が1329cm^3、このふたつの値から算出される平均脳血流量は78.7ml/min/100cm^3であった。我々の得た値は、Marksらのデータと比較するとやや高めの値ではあるが、近似的な値であり、今回行った方法が妥当であろうと推測される。しかし、今回用いたMRI装置が、R-R間隔を全体的にスキャンできる装備がないために精度の低下をまねいていること、グラジエントの限界のためにFOVを小さくできないこと、およびPhase-contrastのグラジエントも強くかけられなかったため、空間分解能の低下、流量測定の誤差の増大などを認めること、などの問題点をもつことが明かとなった。来年度は本法を更に簡便にし、精度を向上させ、臨床的に応用可能な方法の確立をめざしたい。

測定法の問題点に関して、昨年度に問題となった点を改良した方法により、正常者の全脳血流量値を求めるために、引き続き放射線医学総合研究所において、Gyroscan S-15(Philips社)を使用して、正常被験者26例の測定を行った。また、本法の臨床的価値向上を目的として、現在核医学的検査として常用されている脳血流分布シンチグラフィ(脳血流SPECT)との併用による局所脳血流量測定法を立案し、測定を試みた。本法による正常者の全脳血流量は599±128ml/min、平均脳血流量は44.4±9.6ml/100ml/min、という値を得た。この値はこれまで報告されている他の方法による値と近似しており、昨年の問題点は解決されたと考えられる。^<123>I-IMPを用いた脳血流SPECTとの比較では、本法では平均脳血流量が43.1ml/100ml/minであるが、動脈血1回採血によるIMPオートラジオグラフィ法では36.3ml/100g/minであった。また、IMPの分布画像から非観血的に局所血流量を求める方法として、本法で求めた平均脳血流量値を利用して算出する方法で求めた局所脳血流量は、前頭葉皮質が48-49ml/100ml/min、側頭葉皮質が53-54ml/100ml/minという値であった。これらの値はこれまでの他の測定法で得られた皮質正常値に近い値を示している。以上から、本法は脳血流SPECTとの併用により安全かつ簡単で、比較的精度良く局所脳血流量測定が行える臨床的価値のある方法であることが確認されたと考える。
プロトン共役電子移動による水素原子の包接安定化と反応性制御

生体内において電子およびプロトンの授受を媒介するNADHは、ジヒドロピリジン骨格の4位水素のC-H結合が非常に強固であるために酵素の働きに頼らない実験系においての利用は難しい。本研究はジヒドロピリジンの4位水素を活性化する新たな手法を開発することで、高い反応性と選択性を併せ持つ感応性化学種を創生することを目指した。ジヒドロピリジンとその酸化体であるピリジニウムカチオンが向かい合った場合、両分子間には酸化還元反応に基づいた相互作用が働くことが予想される。このときドナー側であるジヒドロピリジンの4位水素はヒドリド性を帯びて活性化する可能性を理論的に予測した。そこで両骨格を含み、さらにそれらが向かい合う配座をとる化合物を設計した。前年度までに標的とした化合物の合成を達成し、その対面配座を確認した。本年度は得られた化合物の両骨格間の相互作用、特にジヒドロピリジン骨格の4位水素の状態について調査した。しかしながらNMR測定において4位水素の異常なケミカルシフトや対面ユニットとの交換などの現象は観測されず、想定した活性化は発現していないことが判明した。ただし、吸収・発光測定において、ユニット単体には帰属できない新たな吸収体が長波長側に観測され、さらに蛍光発光は大きなストークスシフトを有していた。つまり基底状態では存在しなかったユニット間相互作用が光励起状態において存在することが示唆された。塩基の添加による消光試験とその理論的解析から、光誘起によるユニット間電子移動の存在、そして過渡的に生じる化学種の高いプロトン供与能が明らかとなった。実験ではさらに2電子の放出を確認しており、合計するとヒドリドを系外に供与する能力をもつことがわかった。現在、光を触媒とした還元試薬へと本系を活用すべく、従来の酸を触媒とするHantzschエステルを対照化合物として、その有用性を試験している。28年度が最終年度であるため、記入しない。生体内の様々な物質変換や電子伝達系において電子およびプロトンの授受を媒介する重要な役割を担っているNADHは、ジヒドロピリジン骨格の4位水素のC-H結合が非常に強固であるために活性化障壁が大きく、酵素の働きに頼らない実験系においての利用は難しい。本研究はジヒドロピリジンの4位水素を活性化する新たな手法を開発することで、高い反応性と選択性を併せ持つ感応性化学種を創生することを目指している。ジヒドロピリジンの酸化体であるピリジニウムラジカルまたはピリジニウムカチオンがジヒドロピリジンと向かい合った場合、両分子間には酸化還元反応に基づいた相互作用が働くことが予想される。このときドナー側であるジヒドロピリジンの4位水素は活性化する可能性がある。そこでジヒドロピリジンとピリジニウムカチオンが向かい合うようにして一分子とした化合物を設計した。これまでに逐次的な手法によって全10段階、全収率17%で目的とする化合物の合成を達成することができた。この際に課題になったのは還元時のプロトンの付加位置である。ピリジニウムカチオンの反応中心は2,4,6位の3ヶ所であり、4位のみの選択的な反応を実現するには2,6位に立体的に嵩高い置換基を導入する必要があった。フェニル基を2,6位に導入したものでは選択性はなかったものの、メシチル基に代えたものでは選択性が飛躍的に向上した。二次元NMRおよび単結晶X線構造解析から4位水素がサンドイッチされた立体配座をとることを確認することができ、目的の構造を単離することに成功したといえる。酸化還元挙動、温度可変NMRから4位水素について調べたところ、対面した酸化体ユニットからの電子的な影響を確認した。本年度に計画していた対象分子の合成を完了することができた。また得られた化合物の構造についても明らかにしている。特に重要な成果としては、置換基の立体的な嵩高さに起因するヒドリド還元の反応点の選択性についてであり、今後の研究に活かすことができる。このように申請書に記載した計画の通り研究はおこなえており、研究目的に向けて着実に前進している。

つまり基底状態では存在しなかったユニット間相互作用が光励起状態において存在することが示唆された。塩基の添加による消光試験とその理論的解析から、光誘起によるユニット間電子移動の存在、そして過渡的に生じる化学種の高いプロトン供与能が明らかとなった。実験ではさらに2電子の放出を確認しており、合計するとヒドリドを系外に供与する能力をもつことがわかった。現在、光を触媒とした還元試薬へと本系を活用すべく、従来の酸を触媒とするHantzschエステルを対照化合物として、その有用性を試験している。次年度はサンドイッチされた水素の状態解析に関してさらに詳しく分光学的測定から調べる。特に注目している水素が一方のユニット上に局在している状態、両ユニット間を熱的に移動している状態、そして共有(非局在化)している状態の3通りが考えられる。そのいずれの状態にあるかについてESRスペクトルの温度依存性を測定することで調べることができる。最後に目的化合物を用いて、有機還元試薬および電解還元用の触媒としての応用の可能性について検討する。サンドイッチ種では1つのプロトンと1つの電子を温和な条件下で他分子へ供与できる可能性がある。そこで領域内の研究者と協力してアルデヒドやケトン類との反応性について検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
バクテリアにおけるATP駆動薬剤排出トランスポータに関する研究

(2)Hf. volcaniiの多剤排出輸送体の基質であるロ-ダミン123の取り組み定常値に対する種々の阻害剤(輸送基質)の影響:蛍光色素ロ-ダミン123を細胞懸濁液に添加すると,色素の細胞内への取り込みと多剤排出輸送担体による排出が定常状態に達する.阻害剤または輸送基質を添加すると,色素の排出が抑えられるために,細胞内蓄積量が増加する.この実験の結果は排出輸送体に少なくとも2つの経路があるのではないかと想像出来た.(3)Metabolicstressの概念の提案:Hf. volcaniiの野性株には弱いながらも多剤排出活性がある.この野性株をグルコース,フルクトース等の存在下で培養すると,培地中に排出される薬物は存在しないのに強い排出活性を持つようになる.糖だけでなく,大過剰のアミノ酸存在下の培養でも活性の上昇が見られる.栄養物が大過剰に存在する条件のもとでは,代謝によって通常生成しない物質が出来,それがinducerとなって輸送体が発現するのではないかと想像した.(4)EnteroccocushiraeのATP駆動多剤排出の発見と高塩耐性:E. hiraeのATP駆動型多剤排出活性の高い変異株を分離した.興味あることにこの株は高塩耐性をしめし,排出輸送体の基質を添加すると高塩耐性がなくなった.この事実は浸透圧とP-gpの関係を連想させ,興味深い.(2)Hf. volcaniiの多剤排出輸送体の基質であるロ-ダミン123の取り組み定常値に対する種々の阻害剤(輸送基質)の影響:蛍光色素ロ-ダミン123を細胞懸濁液に添加すると,色素の細胞内への取り込みと多剤排出輸送担体による排出が定常状態に達する.阻害剤または輸送基質を添加すると,色素の排出が抑えられるために,細胞内蓄積量が増加する.この実験の結果は排出輸送体に少なくとも2つの経路があるのではないかと想像出来た.(3)Metabolicstressの概念の提案:Hf. volcaniiの野性株には弱いながらも多剤排出活性がある.この野性株をグルコース,フルクトース等の存在下で培養すると,培地中に排出される薬物は存在しないのに強い排出活性を持つようになる.糖だけでなく,大過剰のアミノ酸存在下の培養でも活性の上昇が見られる.栄養物が大過剰に存在する条件のもとでは,代謝によって通常生成しない物質が出来,それがinducerとなって輸送体が発現するのではないかと想像した.(4)EnteroccocushiraeのATP駆動多剤排出の発見と高塩耐性:E. hiraeのATP駆動型多剤排出活性の高い変異株を分離した.興味あることにこの株は高塩耐性をしめし,排出輸送体の基質を添加すると高塩耐性がなくなった.この事実は浸透圧とP-gpの関係を連想させ,興味深い.
膵β細胞のグルコース認識機構と細胞内Caイオンの動態

1,4dihydropyridine系のCa-agonist,PN(S)202-791(5×10^<-8>-10^<-7>M)は, 11.2mMグルコース誘発緩徐電位のプラトウを延長(200300%)するが,スパイク電位の振巾には大きな影響を与えなかった.しかしプラトウ延長に伴って,プラトウに重畳した振巾の小さい(数mV)電気活動の発生がみられた.一方Ca-antagonist,PN(R)202-791(5×10^<-8>-10^<-7>M)の初期効果はプラトウの短縮で,後効果はスパイク電位発生頻度の減少であった.高濃度(10^<-6>M)のantagonistはプラトウ短縮と膜の脱分極を同時に起こし,スパイク電位発生を抑制する.この抑制は外向き電流によって除かれる.また正常液中のCa濃度を2.8mMから5.6mMあるいは8.4mMに増大すると,グルコース誘発スパイク電位振巾の増大とプラトウ短縮につづいた膜の再分極が観察された.カルバコール(10^<-7>-10^<-6>M)は,グルコースで脱分極された膜をさらに脱分極して,グルコース誘発緩徐電位とスパイク電位の発生頻度を増大する.これらの電気活動の頻度増大は膜電位依存性である.また膜の脱分極は一夜絶食させたマウスより摘出したΒ細胞では顕著でなく,絶食をほどこさなかったΒ細胞で顕著であった.これらの結果は,カルバコールによるCa流入の促進を示唆している.一方正常液中(2.8mMグルコース)でカルバコールで前処置されたΒ細胞では, 11.2mMグルコース反応が悪るかった.すなわち,グルコースによる膜の脱分極はみられるが,活動電位発生はみられなかった.以上の結果より, Β細胞には2種類のCaチャンネルが存在すると思われる.すなわち, 1つはスパイク発生に関係するチャンネルと,他は緩徐電位のプラトウ発生に関係するチャンネルである.カルバコールは前者に主として作用するが,他方でイノシトール系とも関係していると推測される.膜の脱分極とClイオンとの関係については,今後の研究が必要である.1,4dihydropyridine系のCa-agonist,PN(S)202-791(5×10^<-8>-10^<-7>M)は, 11.2mMグルコース誘発緩徐電位のプラトウを延長(200300%)するが,スパイク電位の振巾には大きな影響を与えなかった.しかしプラトウ延長に伴って,プラトウに重畳した振巾の小さい(数mV)電気活動の発生がみられた.一方Ca-antagonist,PN(R)202-791(5×10^<-8>-10^<-7>M)の初期効果はプラトウの短縮で,後効果はスパイク電位発生頻度の減少であった.高濃度(10^<-6>M)のantagonistはプラトウ短縮と膜の脱分極を同時に起こし,スパイク電位発生を抑制する.この抑制は外向き電流によって除かれる.また正常液中のCa濃度を2.8mMから5.6mMあるいは8.4mMに増大すると,グルコース誘発スパイク電位振巾の増大とプラトウ短縮につづいた膜の再分極が観察された.カルバコール(10^<-7>-10^<-6>M)は,グルコースで脱分極された膜をさらに脱分極して,グルコース誘発緩徐電位とスパイク電位の発生頻度を増大する.これらの電気活動の頻度増大は膜電位依存性である.また膜の脱分極は一夜絶食させたマウスより摘出したΒ細胞では顕著でなく,絶食をほどこさなかったΒ細胞で顕著であった.これらの結果は,カルバコールによるCa流入の促進を示唆している.一方正常液中(2.8mMグルコース)でカルバコールで前処置されたΒ細胞では, 11.2mMグルコース反応が悪るかった.すなわち,グルコースによる膜の脱分極はみられるが,活動電位発生はみられなかった.以上の結果より, Β細胞には2種類のCaチャンネルが存在すると思われる.すなわち, 1つはスパイク発生に関係するチャンネルと,他は緩徐電位のプラトウ発生に関係するチャンネルである.カルバコールは前者に主として作用するが,他方でイノシトール系とも関係していると推測される.膜の脱分極とClイオンとの関係については,今後の研究が必要である.1.4dihydrapyridine系のCa-agonist,CGP-28392はラセミ体であるので、本実験では分離されたCa-agonist,(+)PN(S)202-791とCa-antagonist,(-)PN(R)202-791のCa活動電位への効果を、マウス膵β細胞を用いて検討した。11、2mMのグルコースをβ細胞に与えると、slow waveを伴ったburst typeの活動電位が発生する。もちろんインシュリン分泌も同時に起こることが報告されている。この活動電位を発生しているβ細胞にCa-agonistを与えると、300400%のslow waveのプラトウ相の延長が起る。しかもそのプラトウ上には、ある細胞では、数多くの大きな活動電位の発生がみられるが、多くの細胞では数mVの大きさの小さい電位発生が著明である。静止電位は脱分極傾向にあるが、それ程著明でない。大きな活動電位発生の時間は対照に比べると約20%の延長がみられる。

細胞外Caイオン濃度を減少すると、膜がプラトウレベルに脱分極し、活動電位発生はより規則的になるが、小さい活動電位発生は消失する。しかし正常濃度のCaイオンを与えると、活動電位発生頻度の上昇についで、膜の再分極が著明となり再びburst tipeの活動電位がみられる。他方11、2mMグルコースで誘発された活動電位にCa-antagonistを与えると、プラトウ相は短縮する。さらに膜はプラトウ相のレベルまで脱分極して、活動電位は消失するが、脱分極電流によって活動電位を発生させることが出来る。インシュリン分泌へのCa-agonist,antagonistの効果は検討中である。以上の結果よりβ細胞には2種のCaチャンネルの存在が推測され、Ca-agonistは1つのCaチャンネルをより選択的に活性化してCaイオン流入を促進してプラトウ相の延長をもたらす。一方Ca-antagonistの作用は、低濃度のCaイオンの結果より、上記のCaチャンネルを抑制してプラトウ相を短縮し、ひいてはCa依存性K電流を抑えて膜の脱分極とインシュリン分泌を抑制すると推測される。
超音波原子間力顕微鏡のナノスケール非破壊内部計測を用いた薄膜製造プロセス支援

センサ、アクチュエータ、弾性表面波素子に用いられるZnOやPZT圧電・強誘電薄膜において、薄膜製造プロセス条件(電極材質、真空度、成膜速度、イオン化効率など)が膜物性(結晶配向、粒界の結合度、圧電係数、超音波減衰)と欠陥(き裂、気孔、はく離)に及ぼす影響は大きく、この把握がプロセス確立に不可欠である。そこで、超音波原子間力顕微鏡を発展させた(1)超音波誘起電流計測、(2)柱状組織結合度評価、(3)圧電係数計測における弾性変形効果の補正、(4)50MMHz以上の高周波圧電特性計測などの手法を試行し、ナノスケールの空間分解能で3次元的に観察・評価し、製造プロセス条件の最適化の指針を得て、薄膜製造を支援する技術の方法論の確立を目的とする。1.柱状組織結合度の評価水素ガスセンサとして使用される厚さ40nmのPd超薄膜の特性には粒界の結合度が影響するが、水素の影響は解明されていない。そこで、水素雰囲気下で超音波原子間力顕微鏡により弾性特性を計測して、Pd膜の柱状組織の粒界における結合度を評価し、膜の劣化機構解明をはかった。その結果、3%水素を含む窒素の導入により、隆起が見られ、凝着力も増加することを見出した。2.圧電係数計測における誤差の補正圧電結晶上に形成した微小電極対により誘起したナノスケール分極反転部を、超音波原子間力顕微鏡および圧電応答顕微鏡で観察評価し、圧電係数測定における電界方向不均一性の低減をはかった。その結果、分極反転と弾性率の変化が画像とともに得られた。3.総合評価上記の研究で得られた評価法と知見を総合して、ナノスケールの空間分解能で3次元的に観察・評価する超音波原子間力顕微鏡を用いた薄膜製造支援技術の方法論を整理した。以上により、本研究は目標を達成できた。1.超音波原子間力顕微鏡による圧電材料のドメインと結晶粒の解析PZTなどの圧電材料およびその薄膜を用いて高機能デバイスを実現する際の基礎的設計資料として、導電性探針と試料下部の電極により電界を印加し、圧電逆効果により試料に誘起される振動をカンチレバーで検出する圧電応答顕微鏡を用いて、強誘電ドメインの構造を調べ、同一視野について超音波原子間力顕微鏡により映像化する結晶の弾性との対応を調べた。その結果、圧電応答顕微鏡における振幅と位相像から、180度ドメイン境界と判定されたドメイン境界の接触弾性は、ドメイン内部より35%低いという興味深い知見を得た。圧電応答顕微鏡の空間分解能は、長距離力であるクーロン力場の広がりによって決定されるため100nm以下の分解能は困難であり、最近強誘電メモリの分野で注目されているナノドメイン記録プロセスの評価には適用できない。そこで圧電薄膜に超音波振動子用いて振動を励起し、短距離力である弾性応力による膜の変形により圧電的に励起される変位電流を導電性探針を用いて検出し、空間分解能の向上を図る直接圧電顕微鏡(Direct Piezoelectric Microscope DPM)を考案した。また、超音波原子間力顕微鏡において、計測精度を低下させるスプリアス応答がカンチレバーベース部のたわみ共振によることを見出し、ベース部全体の振動を抑制できるホルダを試作し、カンチレバー共振スペクトルが著しく高精度化できることを確認した。
アダプティブアレイ解析に基づく電子サイクロトロン輻射画像計測

非コヒーレント波をパッシブ受信にて位相情報を正しく検出し、アダプティブアレイ解析で画像計測ができるかを検証した。まず受信IF信号を「スナップショット計測」で切り出して行い、高時間分解能データストリーミング計測をソフトウェア無線機を用いて行った。模擬非コヒーレント波源(広帯域熱ノイズ源)を用いた輻射源位置の同定試験では、コヒーレント波解析と同等の精度で、非コヒーレント波源位置が同定できることを明らかにした。ビームフォーミング法に加え、カポン法で解析し、受信ローブ範囲を劇的に減少させることに成功した。より詳細な位置同定を行うために微小ループアンテナの位相配列を検討し、初期実験・解析を進めた。平成28年度は、非コヒーレント波をパッシブ受信にて位情報を正しく検出し、アダプティブアレイ解析で画像計測ができるかを検証した。まずは、先行研究で行ったように、受信IF信号を「スナップショット計測」で切り出して行った。定常画像計測に向けたデータストリーミングシステムを新たに構築し、先行研究同様に模擬非コヒーレント波発生源(広帯域熱ノイズ源)を用い、非コヒーレント波の位相検出をが、定常的に、高時間分解能で正しく行えることを明らかにした。データストリーミングシステムでは、ヘテロダイン検波されるIF信号を予めI/Q信号に変換することで、データ量を飛躍的に圧縮させ、データストリーミングした。I/Q信号変換・データストリーミングするフレームワークとして、ソフトウェア無線機(Software- Defined Radio : SDR)システムを用いた。ソフトウェア無線機は、近年、活発に開発が進められており、その背景として、プログラム可能な集積回路であるFPGA (Field-Programmable Gate Array)技術の進展がある。I/Q信号検出には、IF周波数帯のLO部が別途、必要であり、最終的にはFPGAを用いたスーパーヘテロダイン方式で検波される。非コヒーレント波受信では、如何に位相差の時間変化を正しく検出し、高時間分解能でアダプティブアレイ解析するかが問題となる。これまでのソフトウェア無線機システムを用い、上記内容について研究成果をまとめた。新たな定常・高時間分解能データストリーミングシステムの開発を、28年度に行う予定であったが、これまでのシステムを用いた研究が当初計画より進展したため、新規システムについては、28年度は検討に止め、29年度にシステム整備を行うこととした。これまでのソフトウェア無線機システムを用い、非コヒーレント波受信で、位相差の時間変化を正しく検出し、高時間分解能でアダプティブアレイ解析することができ、研究成果をまとめることができた。さらに高時間分解能で位相差検出するシステムの開発に必要な検討を十分に進めることができた。29年度は、28年度に構築した高時間分解能・定常計測システムを用い、QUESTプラズマ実験にてプラズマ中電子からの電子サイクロトロン輻射(ECE)計測を行う予定であった。プラズマを加熱・電流駆動する場合、通常、遮断密度を超えてしまうと、入射電磁波はプラズマ内部に伝搬できなくなる、しかし、磁場とのなす角が一定の値で入射される場合、入射電磁波は静電波にモード変換してプラズマ中への伝搬できる。プラズマからの輻射波観測はこの逆過程で、通常、真空域へと伝搬できない静電波が、条件が満たされると電磁波へとモード変換されて外側に伝搬し観測される。遮断密度を超える高密度プラズマでも加熱・電流駆動できる条件を、輻射波観測で探査することが主な目的であった。しかし、「窓」探査の対象となる遮断密度を超える高密度プラズマが生成できず、「窓」探査の輻射観測は行えなかった。29年度、ビームフォーミングに加え、Capon法によるアダプティブアレイ解析を行えるようようになった。これまでより、画期的に観測源位置を細かく同定でき、2つの「窓」(輻射波源位置)も区別して同定できるようになった。現在、さらにより詳細な複数の「窓」の同定を目指し、新たなミュージック法による解析を進めている。29年度、さらに多素子のフェーズアレイアンテナでアダプティブアレイ解析することを目指し、これまでの導波管アンテナでなく、微小ループアンテナを用いたフェーズアレイアンテナによるアダプティブアレイ解析を目指した。微小アンテナを用いることで、導波管アンテナに比べ、多素子化が容易となる。微小アンテナからの放射電界・位相特性で、解析解、シミュレーション解、低電力試験で良い一致が得られた。2つの微小ループアンテナを用いて、伝搬距離に応じて位相遅延が正しく計測できることを示した。また、干渉が生じる2つのアンテナ間距離も明らかにした。既存の定常・高時間分解能データストリーミングシステムから、さらに高時間分解能で定常に位相差検出するシステムを開発し、電子サイクロトロン輻射計測を行う。

プラズマ理工学、核融合学これまでのソフトウェア無線機システムを用い、非コヒーレント波受信で、位相差の時間変化を正しく検出し、高時間分解能でアダプティブアレイ解析した研究成果をまとめることができ、新規の定常・高時間分解能データストリーミングシステムで、さらに高時間分解能で定常に位相差検出するために、十分な検討が必要と判断し、システム整備を次年度にするとしたため28年度に検討したさらに高時間分解能で定常に位相差検出できるシステムの開発を進め、電子サイクロトロン輻射計測を行う。
廃液を肥料として活用する農産廃棄物及び一年生植物資源からの製紙用パルプ製造法開発

イネワラ、ムギワラ、サトウキビ・バガス等農産廃棄物及び一年生植物であるケナフ(Hibiscus cannabinus)を、アンモニア単独、アンモニア/水酸化カリにより小型反応容器を用いて、滅菌用オートクレープ中(120°C)でパルプ化した。イネワラおよびムギワラについてはアンモニア単独では120°Cで3時間処理しても脱リグニン度は60%にとどまり、製紙用パルプ製造は出来なかった。しかし、予めイネワラおよびムギワラを蒸煮爆砕した場合は、解繊可能なパルプを与えることが判明した。一方、ケナフ靱皮繊維ではアンモニア単独でも解繊可能なパルプを与えることが出来た。イネワラ、ムギワラおよびケナフ全茎を4Mアンモニア/0.1M水酸化カリで120°C、3時間蒸煮することにより、脱リグニン度は85%に達し、解繊でき、製紙用パルプとすることが可能であることが明らかになった。以上の条件でパルプを製造し、そのパルプを抄紙し、東京大学農学生命科学研究科生物材料科学専攻に設置されている装置を用いて紙力試験を行ったところ、紙力の面からも製紙用として十分使えることが判明した。パルプ化廃液についてその化学的性状(構成成分およびその構造等)を分析した。東京大学アジア生物資源環境研究センターに設置されている人工気象室で育てた植物にパルプ廃液を投与したところ、植物の成長は有意に増加することが認められた。イネワラ、ムギワラ、サトウキビ・バガス等農産廃棄物及び一年生植物であるケナフ(Hibiscus cannabinus)を、アンモニア単独、アンモニア/水酸化カリにより小型反応容器を用いて、滅菌用オートクレーブ中(120°C)でパルプ化した。現在、脱リグニン速度の解析を行っており、その結果に基づいて製紙用パルプ製造に最適なパルプ化条件を定めることになる。上述のパルプ化条件(温度、時間および試薬量)の低減を目的として、東京大学アジア生物資源環境研究センターに設置されている蒸煮爆砕装置でバイオマスの前処理を行い、その化学組成及び物性(セルロースの重合度及び結晶化度等)の測定を行っている。今後蒸煮爆砕パルプについてアンモニア系蒸解を行うことになる。以上の結果とパルプの化学的性状(構成成分およびその構造等)を考慮して、最適条件でパルプを製造し、そのパルプを抄紙し、東京大学農学生命科学研究科生物材料科学専攻に設置されている装置を用いて紙力試験を行う。

東京大学アジア生物資源環境研究センターに設置されている人工気象室で育てた植物にパルプ廃液を投与したところ、植物の成長は有意に増加することが認められた。
確率過程の統計推測理論と高頻度観測データ解析への応用

本研究では近年注目されている株価高頻度データの分析に関連して,高頻度データ特有の問題である「非同期観測」やマーケット・マイクロストラクチャー・ノイズを考慮した拡散過程の統計推測問題や関連する統計手法を研究した.拡散過程が非同期・ノイズ付観測される統計モデルにおいて,最尤型・ベイズ型推定量を構築し,漸近混合正規性を示し,拡散過程の係数が非ランダムの時に統計モデルの重要な性質である「局所漸近正規性」を証明し,最尤型・ベイズ型推定量が漸近的に最良の推定量となっていることを証明した.1.拡散過程が非同期・ノイズ付で観測される統計モデルにおいて、最尤型推定量を構築し、ノイズが正規分布に従う条件の下、推定量の一致性と漸近混合正規性を証明した。非同期・ノイズ付観測下における疑似尤度の極限関数を特定するのは困難であったが、ノイズの分散共分散行列にある種の平均化機能が存在することを示し、それを用いて疑似尤度の極限を導出した。2.潜在拡散過程がブラウン運動で記述される最もシンプルなケースにおいて上記の統計モデルの局所漸近正規性と呼ばれる重要な性質を示し、最尤型推定量の漸近有効性、すなわち、漸近的に推定誤差の分散が最良になることを導いた。3.また、漸近混合正規性の証明を改善していくことでノイズが正規分布でないより一般の分布に従う際にも提案推定量の漸近混合正規性が成立することを証明した。4.潜在拡散過程がブラウン運動、もしくはCox-Ingersoll-Ross過程で記述される時のパスのシミュレーションにより、提案推定量の実用性を確認した。最尤型推定量を用いて、二株式間の共変動に対する推定量も構築できるため、そのパフォーマンスを既存の推定量と比較し、漸近理論と同様に提案推定量が最良の推定誤差となることを確認した。5. Yoshida(2011, AISM)における多項式型大偏差不等式の理論を用いることにより、最尤型推定量に対して、漸近混合正規性より強い結果であるモーメント収束を証明した。また、ベイズ型推定量に対する漸近混合正規性、モーメント収束の結果も証明した。本年度の計画では「研究実績の概要」の1.,4.,5.と米国株式市場における実証分析を行う予定であった。購入予定であった米国株式市場のデータの仕様と価格が最近大幅に変更されたため、実証分析の対応が遅れることになったが、その代わりに2.,3.の理論的性質の研究を当初の予定より早く行うことができた。拡散過程の非同期・ノイズ付観測モデルにおいて、潜在拡散過程がブラウン運動で記述されるシンプルな場合に二株式間の共変動に対する最尤型推定量の漸近分散が最小になることを昨年度までの研究で明らかにした。本年度は、最尤型推定量の漸近分散に関して抽象的に与えられていたその表現をより具体的な計算が可能な解析的表現へと書き換え、潜在拡散過程がブラウン運動のシンプルな例において漸近分散を計算した。またセミパラメトリック・モデルにおける漸近的最適性を達成しているBibinger et al. (2014)の推定量と最尤型推定量の漸近分散を比較して、時間依存の拡散係数を持つモデルにおいて最尤型推定量の漸近分散がより小さくなり、推定誤差を抑えられることを明らかにした。この成果によりセミパラメトリック・モデルとシンプルなパラメトリック・モデルの最良漸近分散がどのような条件の下で異なるかを明らかにすることができた。また、潜在拡散過程が確率ボラティリティ・モデルで表現されるモデルは計量経済学における最も重要なものの一つだが、このモデルは隠れ変数を含むため、最尤型推定量を直接計算することができない。しかし、シンプルなブラウン運動の最尤型推定量から共変動の推定量を構築し、上のモデルを含む一般の確率過程に適用した場合にも推定誤差を既存の推定量よりも抑えられることを数値的に確認した。さらに、これまでの研究成果を国内外の複数の学会において発表し、様々な研究者と情報交換を行って研究成果を改善させていき、論文を執筆して国際ジャーナルへ投稿して改訂作業を行った。観測ノイズが正規分布でない場合の極限定理や、ノンパラメトリック型推定量との共変動推定の比較も当初の想定通りに行うことができ、国際会議での発表や論文執筆も順調に進んでいる。本研究では近年注目されている株価高頻度データの分析に関連して、高頻度データ特有の問題である「非同期観測」やマーケット・マイクロストラクチャー・ノイズを考慮した拡散過程の統計推測問題や関連する統計手法を研究している。本年度の研究では主として以下の結果を得た。(1)昨年度構築したシンプルなブラウン運動の最尤型推定量を用いた一般の拡散過程の共変動のノンパラメトリック推定量について、この推定量の漸近挙動を理論的に解析し、ランダムなパラメータに対する中心極限定理を示すことで推定量の漸近混合正規性を示した。この推定量は重要な株価モデルの一つである確率ボラティリティ・モデルに対するシミュレーションにおいて既存の株価共変動の推定量よりも良いパフォーマンスを示しており、応用上の有用性が期待される。(2)確率ボラティリティ・モデルや分子運動の方程式であるLangevin方程式の統計解析において重要な拡散過程の積分観測モデルの統計推測理論を研究した。一次元拡散過程ではGloter and Gobet (AIHP 2008)において統計モデルの局所漸近混合正規性と呼ばれる重要な性質が示されているが、彼らの証明では多次元拡散過程モデルへの拡張が困難であった。

本研究ではJeganathan (Sankhya 1982)のアプローチを拡張することにより多次元拡散過程の積分観測モデルに対する局所漸近混合正規性を証明した。これらの成果はいくつかの学会にて報告を行った。(3)昨年度までに執筆した拡散過程の非同期・ノイズ付観測モデルの最尤型推定量の漸近理論の論文について、改訂作業を重ね、国際雑誌Bernoulliへの採択を得た。本研究では近年注目されている株価高頻度データの分析に関連して,高頻度データ特有の問題である「非同期観測」やマーケット・マイクロストラクチャー・ノイズを考慮した拡散過程の統計推測問題や関連する統計手法を研究した.拡散過程が非同期・ノイズ付観測される統計モデルにおいて,最尤型・ベイズ型推定量を構築し,漸近混合正規性を示し,拡散過程の係数が非ランダムの時に統計モデルの重要な性質である「局所漸近正規性」を証明し,最尤型・ベイズ型推定量が漸近的に最良の推定量となっていることを証明した.実証分析においては米国株式市場のデータの仕様変更を受けて、日本株式市場のデータを用いた分析を検討する。また、最尤型推定量を計算できない確率ボラティリティモデルに対しても適用可能な推定量の構築を新たな研究の方向性として検討していく。当初米国株式市場のデータによる分析を想定していたが、データ使用変更の影響で困難となったため、日本株式市場のデータを用いた実証分析を進めていく。本研究の推定手法を用いてボラティリティ・共変動・観測ノイズの大きさなどの推定値を算出し、その特性を分析する。特に従来の日次以上のデータにおけるリスク量との時系列変化の大きさや推定の安定性の比較を行う。また、引き続き、最尤型推定量が計算できない計量経済学の重要なモデルの一つである確率ボラティリティ・モデルに対して適用可能な推定量の研究を続けていく。推定量の一致性、漸近混合正規性等の性質を研究し、これらの性質を示すために必要な観測ノイズや観測頻度に関する条件等を特定していく。数理統計学ニューヨーク証券取引所より、米国株式市場における高頻度金融データの購入を予定していたが、当該取引所のデータ提供形式の大幅な変更に伴い、現段階での購入が適切でないと判断したため。ニューヨーク証券取引所により、米国株式市場における高頻度金融データの購入を予定していたが、当該取引所のデータ提供形式の大幅な変更に伴い、現段階での購入が適切でないと判断したため。次年度以降、米国株式市場もしくは日本株式市場のデータ購入に充てていく。日本株式市場における高頻度金融データが利用できる環境になったので、提案手法の計算機実装に係る費用として利用する予定である。
双極性障害を対象とした簡易版集団心理教育プログラムの効果検討

双極性障害は治療アドヒアランスの低下や再発を繰り返しやすいことが課題となる疾患である。欧米には再発予防効果の実証されたプログラムが存在するが、実施に長期間を要し、我が国において再発予防効果の実証された介入プログラムはない。本研究の目的は、1)欧米のプログラムを参考に作成した独自の簡易版集団心理教育プログラムの再発予防効果を前向き研究により検証すること、2)プログラム参加者の主観的経験を探索的に検討することを通じて、プログラムの有用性を実証し、効果的な実施のために工夫すべき点を明らかにすることである。本年度の実施計画は、課題1として、昨年度に引き続き、効果検討の対象となる簡易版集団心理教育プログラムを実施し、データ収集を継続すること、課題2として、プログラム修了者を対象としたインタビューによる質的調査研究を開始すること、であった。年度中に3クールのプログラムを実施し、11名がプログラムを完遂した。プログラムを終了した参加者に対してはフォローアップ調査を実施中であり、18か月後時点までフォローアップを継続する予定である。インタビュー調査の研究計画は倫理委員会審査を通過し、現在実施のための準備中である。来年度は、引き続きプログラム実施と修了者のフォローアップ調査を継続し、修了者のインタビュー調査を開始する予定である。課題1、課題2で得られた結果を分析し、随時関連学会にて公表する予定である。プログラムの参加者数が、目標をやや下回っている。課題2の開始が遅れている。引き続きプログラムを実施し、最終的な効果検討を行う。インタビュー調査を開始し、結果の分析を行う。双極性障害は,治療アドヒアランスの低下や再発を繰り返しやすいことが課題となる疾患である。欧米には再発予防効果の実証されたプログラムが存在するが,実施に長期間を要し,わが国において再発予防効果の実証された介入プログラムはない。本研究の目的は,1)欧米のプログラムを参考に作成した独自の簡易版集団心理教育プログラムの再発予防効果を前向き研究により検証すること,2)プログラム参加者の主観的経験を探索的に検討することを通じて,プログラムの有用性を実証し,効果的な実施のために工夫すべき点を明らかにすることである。本年度の実施計画は,課題1として,効果検討の対象となる簡易版集団心理教育プログラムを実施し,プログラム介入群(単群)に対するミラースタディを開始することであった。プログラム参加者の募集開始に先立って,使用するテキストの製本,参加者募集体制等の整備が行われた。プログラムは1クール8セッションから成り,4ヶ月で終了する。年度中に2クールのプログラムが実施され,9名が8セッションのプログラム参加を完遂した。プログラム終了後はフォローアップ調査を実施中であり,18か月後時点までフォローアップを継続する計画である。本プログラムの概要とこれまでの実施結果について、日本うつ病学会総会および心理教育家族教室ネットワーク研究集会において発表した。来年度以降も引き続きプログラム実施を継続し,効果検討を行う予定である。プログラム実施を開始し,おおむね予定通り遂行されている。プログラム参加者を継続的に確保することが課題であり、院内外に対してプログラムの周知および開催告知を行う。印刷のための費用が予定よりも下回った。また、研究の実施状況により旅費、人件費が当初の予定を下回った。生じた次年度使用額は、必要な物品の購入や会議費に充てる予定である。インタビュー調査の開始の遅れに伴い、研究協力者への謝金が発生しなかった。生じた次年度使用額は、インタビュー調査の実施、および研究発表のための費用として使用予定である。
膵ベータ細胞の多様性に関する研究

膵ベータ細胞はランゲルハンス島に存在するインスリン産生細胞であり、その分泌異常は糖尿病を引き起こす。膵ベータ細胞はひとつのランゲルハンス島につき数千個存在しているが、個々の膵ベータ細胞はグルコースに対して必ずしも均一なインスリン分泌を示さないことが近年の研究で示されてきている。膵ベータ細胞の多様性の検討は、生体のインスリン分泌機構を解明するばかりでなく、糖尿病の病因の解析やその治療にも貢献すると考えられる。しかし、多様性を持つインスリン産生細胞の個々の細胞のcharacterizationの同定は困難で、そのため個々の細胞を分離および解析はなされていない。平成19年度にはベータ細胞表面に現れる抗原を中心に、ベータ細胞株MIN6細胞のDNA chip解析を行った。平成20年度はそのうちの未知遺伝子GS14の解析を行い、抗体作成の結果、インスリン産生細胞に特異的に発現していることを確認した。同時にGS14は胎生期より発現し、加齢によってもその産生が低下しないこと、糖尿病動物でもその産生が維持されることから、膵ベータ細胞の基本的な機能維持に重要であることが示唆された。また、平成19年度に作成したins2-beta geoマウスの解析を行い、平成20年度にはこれらのgalactosisdase陽性細胞の出現率が加齢により増加することを確認した。これらの細胞とpdx1やMafaの陽性率とは相関しない。このこれらの結果から加齢のよる糖尿病発症の増加と膵ベータ細胞の多様性が関与していることが推察され、これらまでに考えられている転写因子以外の関与が想定される。膵ベータ細胞はひとつのランゲルハンス島につき数千個存在しているが、個々の膵ベータ細胞はグルコースに対して必ずしも均-なインスリン分泌を示さないことが近年の研究で示されてきている。その結果、グルコース感受性の細胞にのみ特異的に現れる遺伝子や逆に発現が低下する遺伝子が存在することが明らかになった。また、既存の蛋白については抗体にてその発現を確認した。また、未知遺伝子でありかつそのputativeなアミノ酸配列から細胞表面に発現する可能性のあるものについては、GST融合蛋白を作成しウサギに免疫することにより抗体を作成する予定である。また、インスリン2遺伝子座にbeta galactosidaseをノックインしたマウスの解析を行っているが、X-gal染色におけるgalactosdase活性およびgalactosidase抗体を用いた免疫染色の結果、若齢マウスではgalactosidase活性および免疫活性ともに低値であることが判明した。今後その原因についても検討する。
ＳＩＲＴ１活性化剤によるアレルギー性鼻炎根治に向けた基礎的研究

本課題の研究として、まずアレルギー性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜におけるIL-33の発現量を検討した。コントロール群の下鼻甲介粘膜と比較すると、アレルギー性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜においては、IL-33の発現量が有意に亢進していることが、確認できた。さらに同検体を用いて、SIRT1の発現量を比較すると、SIRT1の発現量はアレルギー性鼻炎炎症局所において有意に低下していることが、確認できた。本年度においてはアレルギー性鼻炎患者下鼻甲介粘膜とコントロールの下鼻甲介粘膜のIL-33とSIRT1の発現量をリアルタイムPCRにて検討した。その結果アレルギー性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜においてはIL-33発現量が亢進しSIRT1の発現量は低下していることが判明した。下鼻甲介粘膜のSIRT1抗体での染色により鼻粘膜上皮にSIRT1の発現が亢進していた。現在上皮細胞であることを確認し、SIRT1の抑制剤、促進剤を添加しIL-33の発現量の変化を観察中である。本年度においてはまず、アレルギー性鼻炎患者下鼻甲介粘膜とコントロールの下鼻甲介粘膜中のIL-33発現量をリアルタイムPCRにて検討した。その結果アレルギー性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜においてはIL-33発現量が亢進していることが判明した。さらに同検体を用いSIRT1のmRNAの発現を比較した。SIRT1の発現量はアレルギー性鼻炎炎症局所で低下していることが判明した。アレルギー性炎症を引き起こすIL-33の産生に対するSIRT1の関与の検討、および気道上皮細胞IL-33産生におけるSIRT1蛋白関与の検討のため、以下の実験を詳細におこなった。In vitroの実験としてはヒト気道上皮細胞を使用して、SIRT1の抑制剤、促進剤によるIL-33発現の変化をしらべている。1.気道上皮細胞にSIRT1の抑制剤、促進剤を添加しIL-33の発現量の変化をみる.同細胞にSIRT1のsiRNAを添加しSIRT1をknock downしL-33の発現量の変化を調べる.2.アレルギー性鼻炎炎症局所のIL-33蛋白とSIRT1蛋白の局在と発現量を下鼻甲介粘膜にて検討する.3.SIRT1活性化剤、抑制剤を加えたアレルギー性鼻炎モデルにおける臨床症状、鼻粘膜におけるIL-33量を調べる.刺激48時間後に培養上清を採取する。ELISA法にてIL-33の蛋白量を測定する.アレルギー性疾患発症の引き金として注目されているIL-33の産生にクロマチンの構造変化にて遺伝子の発現を抑制するSIRT1蛋白が関与しているかを検討するために以下を検討した。アレルギー性鼻炎患者下鼻甲介粘膜とアレルギー性鼻炎のない肥厚性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜を用いた。それぞれの粘膜におけるIL-33とSIRT1の発現量をリアルタイムPCR法にて検討した。その結果アレルギー性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜においてはIL-33発現量が肥厚性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜より亢進していた。一方で、SIRT1の発現量はアレルギー性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜において、肥厚性鼻炎患者の粘膜より低下していることが判明した。また下鼻甲介粘膜のSIRT1抗体での染色により鼻粘膜上皮にSIRT1の発現が亢進していた。現在上皮細胞であることを確認した。耳鼻咽喉科鼻粘膜の単離は成功したが、IL-33の量の変化が一定でなく、再現性を得るのに苦労をしている。今後は初代培養の鼻粘膜上皮を使い、SIRT1の活性化剤、促進剤によるIL-33の変化をみる。またSIRT1のsiRNAを使用して、遺伝子をノックダウンして、IL-33の変化を見る予定である。今後はヒト鼻腔上皮細胞を購入し鼻腔上皮細胞にてSIRT1の促進剤、抑制剤を添加する。鼻粘膜の単離は成功したが、IL-33の量の変化が一定でなく、再現性を得るのに苦労をしている。このため次に予定していた試薬等の購入がまだのため次年度使用額となった。培養試薬の購入、siRNA試薬の購入、RCR試薬の購入にあてる。培養細胞の購入、試薬の購入、研究の成果発表に使用予定である。