hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
花粉管先端膜回収のためのマイクロ流体システム

本研究では花粉管先端部分の細胞膜を回収するマイクロ流体デバイスを開発し、膜タンパク質の検出と解析を実現させることを目的とした。開発したマイクロデバイス、先端成長し続ける花粉管の先端部分を捕獲できるマイクロ構造と、その先端部分を流体操作のみで切断できるマイクロ流路から構成される。本研究を通して、花粉管の先端部位の回収という目的は達成することが出来たが、細胞膜のみを回収するという課題に対しては実現に至っていない。細胞膜の分離には様々な精製ステップがあり、それらをデバイス内に構築することが今後の課題である。本研究では、花粉管を誘引する物質の受容体が存在しているとされる、花粉管先端部分の細胞膜のみを回収するマイクロ流体デバイスの開発を試みた。当初の研究計画では、花粉管をデバイス内に伸長させ、その先端部分を電気浸透流によって切断する予定であったが、細胞膜を覆っている細胞壁が非常に硬く、流速を上げただけでは再現性良く花粉管先端部分を切断することは出来なかった。また、花粉管培養液中のイオン濃度が非常に高いことで、電気浸透流の制御を正確に行うことが困難であった為、電気を使っての流体操作は断念することにした。しかしこれらの問題は、デバイスをシリンジポンプに繋ぎ、圧力によって流体操作を行う方法に切り替えることで解決した。また、花粉管先端部分を切断する際に、細胞壁を溶解する酵素を含んだ溶液を高速で流すことで、容易に先端部分を切断できることも確認できた。そして、切断した花粉管先端部分をデバイス外に誘導し、回収することにも成功した。花粉管先端には細胞間コミュニケーションに関わる膜タンパク質(受容体)が存在し、その同定と機能解明は、植物生殖メカニズムを解明する上で重要な課題である。本研究ではこの要求に対し、花粉管先端部分の膜のみを回収するマイクロ流体デバイスを開発し、膜タンパク質の検出と解析を実現させることを目的としている。このマイクロデバイスは、先端成長し続ける花粉管の先端部分を捕獲できるマイクロ構造と、その先端部分を流体操作のみで切断できるマイクロ流路から構成される。最終年度に実施した研究成果として、複数本の花粉管に対して同時に先端部分の切断、及びに回収ができたことが挙げられる。昨年度に行った実験の中で、マイクロ流路に一定の電圧をかけることで捕獲された花粉管の動きを完全に止められることを発見した。この結果をもとに、今年度に行った実験では、電圧をパルス的にかけることで多量の花粉管を流路内の定められた個所に捕獲させることに成功した。そして、細胞壁を分解させる酵素を含ませた溶液を、捕獲させた花粉管の先端から約20μmの位置で流すことで、花粉管先端部分を切断できることを実証した。この時点では、切断した花粉管先端部位はマイクロ構造に捕獲されたままであったが、その後、流速を上げることで先端部位を取り出すことができ、そのままデバイス外まで輸送できるところまでを確認した。これまでの研究で、花粉管の先端部分を切断する手法は確立し、酵素液を用いることで切断された花粉管の細胞壁を取り除き、花粉管膜のみをデバイス外に誘導出来ることは確認できた。しかし、当初予定していた多量の花粉管を並列に処理する為のデバイスは未だ実現できていない。その理由として、個々の花粉管の伸長してくるタイミングがそれぞれ異なることから、多量の花粉管に対して先端部分を切断する処理を同時に行えないことが挙げられる。当研究の最終目標である、質量分析器を使った先端部分の膜タンパク質の同定にはある程度のサンプル濃度が必要となる為、より多くの花粉管を処理できるデバイスを開発する必要があると考えている。分析化学よりハイスループットに花粉管切断の処理ができるデバイスの開発を進めており、その技術が確立でき次第、デバイス外にサンプルを誘導し、質量分析器で膜タンパク質の解析を行う予定でいる。多量の花粉管を並列に処理する具体的な方法として、花粉管の伸長を流路内の任意の位置で止め、先端位置を揃えること検討している。これまでの研究で、流路内に微量の電流を流すことで花粉管の伸長を止めることが出来ることを確認しているため、そのような方法で多量の花粉管を処理できるのではないかと考えている。研究を進めていく中で、既に所有していた装置で実験が可能となったため、当初予定していた大型物品の購入を見送る事となった。本研究では、デバイス流路内の液体の流れを自動でコントロール出来るようにする計画であることから、そのために必要な流体制御装置の購入を予定している。
間葉系幹細胞による再生骨の分子生物学的評価

目的:加齢により骨代謝に異常を来し,変形性顎関節症や骨粗鬆症を発症する老化促進マウス(SAM)を用い,問葉系幹細胞を含む骨髄が採取部位によって骨形成能や骨代謝にどのような相違をもつのか,また遺伝子発現にどのように反映されるかを検証すること.さらに下顎骨と四肢骨を比較しその部位特異的な機序を十分に考察し,採取骨の活性を予見することで骨移植およびインプラントの予後診断のための新しい生物学的な診断・治療法を模索することを目的とした.方法:SAMP8およびSAMP6,また同系統のコントロールマウスSAMR1を用い,個々のマウス,30日,90日,150目齢の下顎骨,上顎骨,大腿骨より骨髄細胞を採取する.採取した細胞を継体培養し,骨表現型の検討,遺伝子発現を定量した.骨コラーゲンの性状に密接に関連する低分子量プロテオグリカンと,骨コラーゲンの架橋構造に密接に関連するLysyl Hydroxylaseをターゲットとし,骨表現型と遺伝子発現との関連を検討した.結果:培養細胞における骨表現型は採取部位により異なっていた.マウス下顎骨から採取した培養細胞は,大腿骨から採取した培養細胞と比較してどの種別においてもtype I collagen,decorin,biglycanの発現量が増加する傾向にあった.またfibromodulin,1umicanにおいては下顎骨で発現を認めたものの,大腿骨では検出できなかった.上顎骨から採取した骨髄は培養することが出来なかったため定量できなかった.週齢による遺伝子発現量に差を認めなかった.考察:下顎骨骨髄と大腿骨骨髄とでは培養細胞の性状,遺伝子発現量が異なっており,下顎骨で骨代謝活性が高いことが示唆された.週齢による差は明らかとはならなかったが今後検討を加えていく必要がある.目的:加齢により骨代謝に異常を来し,変形性顎関節症や骨粗鬆症を発症する老化促進マウス(SAM)を用い,間葉系幹細胞を含む骨髄が採取部位によって骨形成能や骨代謝にどのような相違をもつのか,また遺伝子,タンパク発現にどのように反映されるかを検証すること.さらに下顎骨と四肢骨を比較しその特異的な機序を十分に考察し,骨造成およびインプラントの向上のための新しい生物学的な診断・治療法を模索することとを目的とした.方法:SAMP8およびSAMP6,また同系統のコントロールマウスSAMR1を用い,個々のマウス,30日,60日,90日,120日,150日齢の下顎骨,上顎骨,大腿骨,腓骨より骨髄間葉系細胞を採取する.採取した細胞をウシ胎児血清で継体培養し,分光度を測定する.さらに骨芽細胞分化能をALP活性により,破骨細胞分化能をTRAP染色により解析する.評価は培養後3,7,10,14,21日目に行い,マウス種別間の疾患の基となる骨代謝を検討する.また組織学的観察を行うため,培養後4,6週に各試料の脱灰標本を作製し,各マウス種別間での組織像により骨表現型の相違を評価し,骨質による差を検討する.結果:マウス下顎骨,大腿骨,腓骨から採取した骨髄は特に問題なく培養することが可能であったが,上顎骨から採取した骨髄は培養することが出来なかった.また下顎骨骨髄と四肢骨である大腿骨,腓骨骨髄とでは培養した細胞性状が異なっている様子が観察された.考察:上顎骨から採取した骨髄を培養することが困難であったのは量的に非常に微量であること,採取時に骨髄以外の軟組織等が混入していたことが考えられる.また下顎骨と四肢骨で培養細胞の様子が異なることから,各々の骨代謝能や骨性状が異なっていると考えられる.今後更に骨形態学的,組織学的,分子生物学的に検討を加えていく予定である.目的:加齢により骨代謝に異常を来し,変形性顎関節症や骨粗鬆症を発症する老化促進マウス(SAM)を用い,間葉系幹細胞を含む骨髄が採取部位によって骨形成能や骨代謝にどのような相違をもつのか,また遺伝子,タンパク発現にどのように反映されるかを検証すること,さらに下顎骨と四肢骨を比較しその特異的な機序を十分に考察し,骨造成およびインプラントの向上のための新しい生物学的な診断・治療法を模索することとを目的とする.方法:SAMP8およびSAMP6,また同系統のコントロールマウスSAMR1を用い,個々のマウス,30日,90日,150日齢の下顎骨,上顎骨,大腿骨より骨髄間葉系細胞を採取する.採取した細胞をウシ胎児血清で継体培養し,分子生物学的に検討する.前年の検討より培養後3日以降は培養細胞の表現型に変化があったため,初代培養である2日目の骨髄培養細胞を用い,リアルタイムPCR法にて遺伝子発現量を定量する.骨コラーゲンの性状に密接に関連することが報告されている低分子量プロテオグリカンをターゲットとし,マウス種別間の疾患の基となる骨代謝を検討する.結果:マウス下顎骨から採取した培養細胞は,大腿骨から採取した培養細胞と比較してどの種別においてもtype I collagen, decorin, biglycanの発現量が増加する傾向にあった.またfibromodulin, lumicanにおいては下顎骨で発現を認めたものの,大腿骨では検出できなかった.上顎骨から採取した骨髄は培養することが出来なかったため定量できなかった.

考察:全ての種別,週齢での検討は終わっていないが,下顎骨骨髄と大腿骨骨髄とでは培養細胞の性状が異なっていた前年の観察結果と併せて,各々の骨代謝能や骨性状が異なっていることが示唆された.今後更に詳細な分子生物学的に検討を加えていく予定である.目的:加齢により骨代謝に異常を来し,変形性顎関節症や骨粗鬆症を発症する老化促進マウス(SAM)を用い,問葉系幹細胞を含む骨髄が採取部位によって骨形成能や骨代謝にどのような相違をもつのか,また遺伝子発現にどのように反映されるかを検証すること.さらに下顎骨と四肢骨を比較しその部位特異的な機序を十分に考察し,採取骨の活性を予見することで骨移植およびインプラントの予後診断のための新しい生物学的な診断・治療法を模索することを目的とした.方法:SAMP8およびSAMP6,また同系統のコントロールマウスSAMR1を用い,個々のマウス,30日,90日,150目齢の下顎骨,上顎骨,大腿骨より骨髄細胞を採取する.採取した細胞を継体培養し,骨表現型の検討,遺伝子発現を定量した.骨コラーゲンの性状に密接に関連する低分子量プロテオグリカンと,骨コラーゲンの架橋構造に密接に関連するLysyl Hydroxylaseをターゲットとし,骨表現型と遺伝子発現との関連を検討した.結果:培養細胞における骨表現型は採取部位により異なっていた.マウス下顎骨から採取した培養細胞は,大腿骨から採取した培養細胞と比較してどの種別においてもtype I collagen,decorin,biglycanの発現量が増加する傾向にあった.またfibromodulin,1umicanにおいては下顎骨で発現を認めたものの,大腿骨では検出できなかった.上顎骨から採取した骨髄は培養することが出来なかったため定量できなかった.週齢による遺伝子発現量に差を認めなかった.考察:下顎骨骨髄と大腿骨骨髄とでは培養細胞の性状,遺伝子発現量が異なっており,下顎骨で骨代謝活性が高いことが示唆された.週齢による差は明らかとはならなかったが今後検討を加えていく必要がある.
神経生理学的手法を用いた、内因性精神疾患の客観的診断方法の確立

精神疾患の病態解明を目標にこれまでに様々な研究が行われてきたが、解明には至っておらず、精神疾患の診断と治療反応性評価の指標となる客観的検査は未だに確立されていない。我々はその一助となるべく、生理学的指標の一つであるauditory steady state response (ASSR)の測定をこれまでに精神疾患を対象に行ってきた。今回は、統合失調症、双極性障害、単極性うつ病を対象に、ASSR刺激後の反応に加えてベースラインのパワーを測定し、健常対照者と比較検討した。その結果、ベースラインのパワーは、双極性障害と単極性うつ病では、健常対照者との相違を認めた。近年、社会的損失の観点からも精神障害は重要な疾患である事が指摘されている。しかし、精神疾患、特に統合失調症や双極性障害を代表とする内因性精神疾患に関しては、いまだにその病態が解明されていないのが実情である。客観的指標が確立されていない為に、実際の臨床では主に患者の問診や診察時の様子などを元に診断を下す事がほとんどである為、診察する医師によって診断が異なり治療方針が異なる、というような事も起こりうる。正確な診断を早期に下す事ができない為に治療が後手に回り、将来的な予後に影響を与えるという事も生じる可能性がある。そこで我々は、精神疾患の診断や治療指標を確立する事を目的に、代表的な精神疾患である統合失調症、双極性障害、そして単極性うつ病を対象に神経生理学的検査をこれまでに進めてきた。空間分解能、時間分解能に優れた脳磁図を用いて、安定した反応である、聴覚定常反応(Auditory steady state response:ASSR)の測定を継続しており解析を進めている。これまでの我々の研究成果として、1健常者に比して統合失調症でのASSR反応が低下している、2健常者に比して双極性障害でのASSR反応が低下している、という所見を認めたが、3単極性うつ病ではそのような反応低下は認めず、健常者に示す反応に近い所見が得られた。また、我々の研究室の平野らの研究では、統合失調症では、聴覚刺激中の自発活動が健常者に比べて異常に増加している、という所見も得られている。以上の結果をふまえて、我々はそれぞれの群について、さらに被験者を増やして測定を続け、それらのデータを元に、より一層深めた解析を進めているところである。当初は、聴覚刺激だけでなく、視覚刺激を使った定常反応(Steady state visual evoked potentials : SSVEP)を測定する計画であったが、技術的問題などから困難な点が多く、実際の測定は難しい状況である。ASSRに関しては、これまで同様継続して測定を実施できており、着実に被験者数を増やしている。しかし、その解析はまだ不十分である為、今後進めて行く予定である。内因性精神病については、その病態について解明するべく昨今様々な観点からの研究が進められている。しかし、診断および治療反応性の評価の一助となるような客観的指標はいまだに確立されていないのが現状である。我々はこれまでに神経生理学的方法により内因性精神病の病態解明に努めてきた。その中でも、被験者への侵襲性が低く簡便な検査である聴性定常反応auditory steady state (以下ASSRと略)を用いた研究を継続して行っている。我々は先行研究において、統合失調症、双極性障害及び単極性うつ病を対象にASSRを測定し、それぞれの疾患について健常対照者と比較した相違を検討してきた。その結果、統合失調症及び双極性障害ではASSR反応が健常対照者と比べて低下していたが、単極性うつ病ではそのような低下所見は認めず反応が保たれているとの結果を得た。これらの所見は精神疾患の病態との関連が考えられたが、その相違を説明するにはまだ不十分と思われた。我々の研究室の平野らは、ASSR測定中のベースラインの反応に着目し解析を行っており、統合失調症者ではベースラインの反応が健常対照者と比して増大していることを報告している。ベースラインの反応を比較検討した先行研究は、我々が知る限りでは統合失調症を対象としたものしか報告されていない。そこで今回我々は、これまで行ってきたASSR解析に加えて、ベースラインのパワーについて双極性障害・単極性うつ病も対象として健常対照者と比較検討してみることとした。その結果、ASSR測定中のベースラインのパワーは、双極性障害では20 Hz刺激時において健常対照者に比べて増大しており、単極性うつ病では80 Hz刺激時に健常対照者と比べて低下している傾向を認めた。ASSRの測定を継続していき、解析をすすめていく。また、これまでとは異なる観点による結果分析も検討予定である。SSVEPに関しては、技術的問題が解決できるよう努めていく。

精神科一般本研究の測定に関して、我々の研究室で並行して測定している他の検査と同時に実施することが多い為に、検査を行うにあたって必要な経費(被験者への謝金、脳磁図使用料)が新たに生じない状況があった。検査実施に必要な経費として使用する予定である。また、解析に必要なソフトの購入にも使用する予定である。さらに、結果について積極的に学会等で発表をしていく予定であり、その費用としても使用していく。
日本語音声韻律的特徴の生理学的機制及び語音の音響的特徴との相互関係の研究

1.日本語音声の韻律生成に関する生理的デ-タの収集と解析1)無型アクセント方言のイントネ-ション生成に関する内・外喉頭筋の活動様式の研究茨城、福井、熊本等の地域の協力者をえて、無型アクセント方言におけるイントネ-ション生成について内・外喉頭筋の筋活動を記録した。これらの方言は東京方言と異なるピッチパタンを呈するがピッチの上昇・下降に関しては従来指摘してきた輪状甲状筋と胸骨舌骨筋の相反的活動があることなどが示された。2)超音波断層法による喉頭上下運動の観察超音波断層法によりピッチの変化と喉頭上下運動の関係について検討を行い、とくに喉頭上下運動が肺気量に影響されることが推論された。3)母音調音時の調音器官の運動と音響特性の対比母音調音時の口唇、顎等の運動パタンと母音の音響特性との対比を検討し方言特徴との関係を指摘した。2.日本語音声の語音と韻律の音響分析1)各種方言の母音フォルマント解析に基づく音響パラメ-タの定量化本研究で開発した音響分析システムを応用し、東北地域の方言およびアナウンサ-音声の資料について音響分析を行って音響パラメ-タの定量化を図った。2)アナウンサ-の発話のイントネ-ション分析アナウンサ-発話におけるイントネ-ション形式について検討を進め知見をえた。3)アクセント型とイントネ-ション出現様式の解析那覇、宮古島方言を中心に音響分析を行い、アクセント型の有無とイントネ-ションの出現様式の関係について考察した。
軟Ｘ線分光による時間・空間分解した遷移金属酸化物薄膜の磁性

本研究の目的は、放射光X線による遷移金属酸化物薄膜の研究、特にその空間と時間を分解した測定の実現である。空間分解測定では薄膜の界面の電子状態の観測、時間分解測定では薄膜の表面界面の電子の軌道やスピン状態のレーザーによる制御を行う。そして、ナノメートルとフェムト秒のスケールで新しい物性を見つけることを目指す。今年度具体的に得られた結果は下記のものである。ペロブスカイト酸化物をBeyondCMOS材料の一つとして利用するために、薄膜界面としてSrIrO3/LaMnO3の超格子薄膜の特性に注目した。現在までに、この接合で強磁性が報告されており、このメカニズム解明を目指した。そこで、SrIrO3/LaMnO3超格子薄膜に対し、シンクロトロン放射光X線によるイリジウムL端でのX線磁気円二色性の測定を行った。イリジウムが界面で強磁性となっていることが分かり、光電子分光の結果と合わせ、バンドダイアグラムの観点からこの界面の強磁性の理由が明らかになった。この結果は、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形の観測につながるものである。昨年度は、(La1-xSrx)VO3/Si界面において電圧印加による金属化に伴うXAFSスペクトルの変化が見られなかった。これは電圧印加によって入るキャリア数や格子変形が小さいためと考えらえる。その一方でイリジウム酸化物薄膜SrIrO3/LaMnO3接合では、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形が大きいと期待できる。さらには、時間分解測定も組み合わせる。この場合は電圧パルスを用いることで、電圧印加による金属化と格子変形のダイナミクスを観測する。本研究はこれまでおおむね順調に進展している。これまでの研究で電圧印加XAFS測定の手法が確立された。この手法により、薄膜界面の電圧印加中、つまり動作中(オペランド)測定が実現することになった。今後、さらに時間分解測定も組み合わせる。また、フェムト秒スケールで強磁性状態を作る研究を行う。これまでは強磁性状態を壊す研究が多かったため、強磁性を作れれば大きなパラダイムシフトとなる。上記のように、薄膜界面の特性における特異な現象のメカニズム解明に向け、時空間分解の測定手法が確立しつつあり、薄膜の空間も時間も分解する測定の実現がすぐそこである。Beyond CMOS材料をペロブスカイト酸化物薄膜で実現できる道が拓かれつつある。今度は下記のように研究を進める。現在までにX線吸収分光を用いた電圧印加XAFS測定の手法が確立された。この手法により、薄膜界面の電圧印加中、つまり動作中(オペランド)測定が実現することになり、実際のデバイスの動作を空間・時間分解する測定が本格的に開始している。さらに、SrIrO3/LaMnO3の超格子薄膜において、X線磁気円二色性測定により、イリジウムが界面で強磁性となっていることが分かった。今後は、Beyond CMOSを目指してSrIrO3/LaMnO3接合に対する電圧印加測定を行う。これまでは(La1-xSrx)VO3/Si界面において電圧印加による金属化に伴うXAFSスペクトルの変化が見られなかった。また、コバルト酸化物などの軌道やスピン状態が微妙なエネルギーバランスで決定されている系に対し、フェムト秒の時間幅を持つレーザーで励起し、特にフェムト秒スケールで強磁性状態を作る研究を行う。これまでは強磁性状態を壊す研究が多かったため、強磁性を作ることで大きなパラダイムシフトを目指す。ペロブスカイト酸化物LaVO3をBeyondCMOS材料の一つとして利用するために、薄膜界面としてLaVO3/Si接合デバイスの特性に注目した。現在、(La1-xSrx)VO3/Si (x=0-1)接合の低温電流-電圧特性において特異な抵抗変化現象のメカニズム現象が見られており、この現象のメカニズム解明を目指した。そこで、(La1-xSrx)VO3/Si (x=0-1)接合薄膜に対しまず、シンクロトロン放射光X線によるV K端でのXAFSで電子状態と局所構造を室温において測定した。その後、x=0.25の組成についてクライオスタットを用いて測定試料を冷却し、250 Kから15 Kまでの温度変化(250 K, 200 K, 150 K, 100 K, 50 K, 15 Kの6温度条件)の測定を行った。そして50 K付近で電圧をかけながらV K端のスペクトルの変化を観測した。

x=0.25の試料のV K端のXAFSスペクトルの電圧依存性から、Vのスペクトルに変化は見られず、価数が電圧で変化する系ではないことを明らかにした。これまでの測定では、金電極が厚かったため、X線でその電極の真下の電子状態を観測することができなかった。そのため、電圧印加に伴う電子状態変化が電極の真下に限定されることが分かった。本研究はこれまでおおむね順調に進展している。これまでの研究で電圧印加XAFS測定の手法が確立された。この手法により、薄膜界面の電圧印加中、つまり動作中(オペランド)測定が実現することになった。接合界面の低温電流-電圧特性において特異な抵抗変化現象のメカニズム現象のメカニズム解明に向け、空間分解の測定手法が確立し、今後の時間分解測定も組み合わせることで、薄膜の空間も時間も分解する測定の実現が近づいた。本研究の目的は、放射光X線による遷移金属酸化物薄膜の研究、特にその空間と時間を分解した測定の実現である。空間分解測定では薄膜の界面の電子状態の観測、時間分解測定では薄膜の表面界面の電子の軌道やスピン状態のレーザーによる制御を行う。そして、ナノメートルとフェムト秒のスケールで新しい物性を見つけることを目指す。今年度具体的に得られた結果は下記のものである。ペロブスカイト酸化物をBeyondCMOS材料の一つとして利用するために、薄膜界面としてSrIrO3/LaMnO3の超格子薄膜の特性に注目した。現在までに、この接合で強磁性が報告されており、このメカニズム解明を目指した。そこで、SrIrO3/LaMnO3超格子薄膜に対し、シンクロトロン放射光X線によるイリジウムL端でのX線磁気円二色性の測定を行った。イリジウムが界面で強磁性となっていることが分かり、光電子分光の結果と合わせ、バンドダイアグラムの観点からこの界面の強磁性の理由が明らかになった。この結果は、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形の観測につながるものである。昨年度は、(La1-xSrx)VO3/Si界面において電圧印加による金属化に伴うXAFSスペクトルの変化が見られなかった。これは電圧印加によって入るキャリア数や格子変形が小さいためと考えらえる。その一方でイリジウム酸化物薄膜SrIrO3/LaMnO3接合では、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形が大きいと期待できる。さらには、時間分解測定も組み合わせる。この場合は電圧パルスを用いることで、電圧印加による金属化と格子変形のダイナミクスを観測する。今後、さらに時間分解測定も組み合わせる。また、フェムト秒スケールで強磁性状態を作る研究を行う。これまでは強磁性状態を壊す研究が多かったため、強磁性を作れれば大きなパラダイムシフトとなる。上記のように、薄膜界面の特性における特異な現象のメカニズム解明に向け、時空間分解の測定手法が確立しつつあり、薄膜の空間も時間も分解する測定の実現がすぐそこである。
非線形DSGEモデルの解法とパラメータ推定

これまでに2本の論文を執筆、投稿し、うち1本はすでに英文査読雑誌に採択、刊行された。これまでに執筆した、非線形ニューケインジアンモデルの効率的な解法に関する論文をもとに、モデルのパラメータ推定に取り組みたい。また、その過程で、ワークステーションの更新等の計算資源の増強を行う予定。予定していたワークステーションの更新等を、研究計画に合わせて次年度以降に先送りしたため。
３次元ナノ精度形状修正加工システムの構築と次世代軟Ｘ線ミラーへの展開

放射光施設やX線自由電子レーザー施設では,単位面積当たりの強度が非常に高い軟X線が発振されている.そして,その集光素子としてミラーを利用することで,色収差がなく,高い効率で軟X線を集光可能である.そのミラーの中でも,回転体形状のミラーは,大開口であり,理論的に軟X線を10 nm以下に集光可能である.しかしながら,その作製は非常に困難であり,これまでに,回折限界集光可能な回転体ミラーは開発されていない.[前半]SPring-8 BL25 SUのビームラインに合わせて回転楕円ミラーの光学系を設計した.ミラー形状は,内径5.6-9.7 mm,長さ40 mmとした.本研究では,ミラーと逆形状を有するマスターマンドレルを高精度に作製し,その表面を転写する,という2段階の工程で作製した.集光実験の結果,高精度マンドレルに起因して、軟X線を従来では達成できなかった200 nmサイズに集光することに成功した.[後半]これまでに,周方向の形状プロファイルの高精度計測システムと長手方向の形状プロファイルの高精度計測システムを確立した.しかしながら,周方向に異なる位置の長手方向の形状プロファイルを計測するためには置き直しが必要であり,計測開始位置に誤差が生じる.そこで,今年度は,真円度測定機を改造し,前年度に開発した計測手法を導入することで,1台の装置上の一度のアライメントでマンドレルの周方向形状プロファイルと長手方向形状プロファイルの両方を計測可能とした.そして,3次元形状偏差分布を作成した.さらに,2年前に開発した加工装置を用いて,3次元的な形状修正加工を行うことで,本システムの有用性を示した.これらの結果,急峻な非球面形状を有するマンドレル表面を数値制御で確実に形状誤差RMS 2 nmの精度で作製可能とするシステムが確立した.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。[成果1:真円度の形状修正加工の高精度化]マンドレルは,ミラー作製の根幹であり,超精密加工プロセスが不可欠である.平成25年度までに,計測の再現性の精度にまでマンドレルを仕上げることが可能であることを示した.しかし,マンドレルを形状精度2nm(RMS)に仕上げるためには更なる計測の高精度化が求められる.そのために,平成26年度は,複数の非接触・高分解能レーザー変位計を用いて,回転ステージの運動誤差の評価と真円度の高精度計測を行った.そして,その計測データに基づいて円柱形状の石英ガラスの形状修正加工を行いシングルナノメートルの精度に仕上げた.この成果は論文にまとめて投稿する予定である.[成果2:マンドレルの長手方向の高精度計測]上記の成果の様に,マンドレルの周方向は要求精度で計測・加工が可能となった.一方で,マンドレルの長手方向は非球面であり,数ナノメートルの精度で計測することは一般に困難である.そこで,26年度は,複数の高分解能変位計と参照面を用いることでステージの運動誤差を測定データから除去し,マンドレルの長手方向も数nmの繰り返し再現性で計測可能とする手法を考案した.さらに,計測装置を設計・開発した.この計測装置の詳細な性能評価と改良を来年度(平成27年)の前期に行う.[成果3:再現性1nmの大型光学素子計測システム]西欧諸国の研究に対する価値観や考え方を学び,研究者としての視野を広げるために英国のCranfield大学に半年間の留学を行った.Cranfield大学のチームと共に研究に従事することで,異なる視点から超精密加工・計測を学ぶことができた.留学中に行った「1nm繰り返し再現性を有する大型光学素子の計測システム」の研究成果は論文にまとめて投稿する予定である.今年度の主要な研究目標は、マンドレルの計測・加工システムを構築することであった。そして、博士論文のテーマの目処を立てることであった。マンドレルは軟X線集光用回転楕円ミラー作製の根幹である。その表面にはシングルナノメートル精度が要求され、高精度な計測と加工が不可欠である。前年度までに、円周方向の高精度計測と形状修正加工システムは構築していた。今年度は、マンドレルの長手方向の計測装置の性能評価と更なる高精度化を行った。3本の変位計と実基準を用いることで、ステージの運動誤差の影響を受けることなく対象の形状計測が可能である。本手法を用いて、円錐台形状のマンドレルに対して計測を行った。さらに、その結果に基づいて形状修正加工を行い有用性を示した。しかしながら、回転楕円マンドレルの長手方向は、急峻な非球面形状であり、走査方向に100nm程度の位置決め誤差があるだけで変位方向の測定に1nmの誤差が生じる。そこで、本手法にさらに4本目の変位計を導入し、マンドレル計測時にリアルタイムで間接的にステージの位置決め誤差を計測可能にした。この様に、本計測手法と加工システムを用いて回転楕円マンドレルを形状修正加工する目処を立てた。博士課程次における本研究の目的は、回転楕円ミラー作製の根幹であるマンドレルを高精度計測・加工し、さらにミラーを生産し、そのミラーを用いて軟X線の集光評価を行うことである。マンドレル作製において最も困難であった課題は非球面形状のシングルナノメートル計測であった。高精度計測のために、新たに地下に実験室を準備し、その部屋の温度環境整備を行った。

また、新たに計測手法を提案し、その実証実験を行うことで、計測の課題をほぼ解決した。最終年度は、前年度までの成果を統括できる見込みである。さらに、マンドレルの表面とミラーの内面の両方の、長手方向と円周方向の形状プロファイルを1台の装置で計測可能となるように、市販の真円度測定器をカスタマイズした。今年度は、本装置を用いた計測実験を行うことでより詳細にマンドレルやミラーの形状計測が可能となる。放射光施設やX線自由電子レーザー施設では,単位面積当たりの強度が非常に高い軟X線が発振されている.そして,その集光素子としてミラーを利用することで,色収差がなく,高い効率で軟X線を集光可能である.そのミラーの中でも,回転体形状のミラーは,大開口であり,理論的に軟X線を10 nm以下に集光可能である.しかしながら,その作製は非常に困難であり,これまでに,回折限界集光可能な回転体ミラーは開発されていない.[前半]SPring-8 BL25 SUのビームラインに合わせて回転楕円ミラーの光学系を設計した.ミラー形状は,内径5.6-9.7 mm,長さ40 mmとした.本研究では,ミラーと逆形状を有するマスターマンドレルを高精度に作製し,その表面を転写する,という2段階の工程で作製した.集光実験の結果,高精度マンドレルに起因して、軟X線を従来では達成できなかった200 nmサイズに集光することに成功した.[後半]これまでに,周方向の形状プロファイルの高精度計測システムと長手方向の形状プロファイルの高精度計測システムを確立した.しかしながら,周方向に異なる位置の長手方向の形状プロファイルを計測するためには置き直しが必要であり,計測開始位置に誤差が生じる.そこで,今年度は,真円度測定機を改造し,前年度に開発した計測手法を導入することで,1台の装置上の一度のアライメントでマンドレルの周方向形状プロファイルと長手方向形状プロファイルの両方を計測可能とした.そして,3次元形状偏差分布を作成した.さらに,2年前に開発した加工装置を用いて,3次元的な形状修正加工を行うことで,本システムの有用性を示した.これらの結果,急峻な非球面形状を有するマンドレル表面を数値制御で確実に形状誤差RMS 2 nmの精度で作製可能とするシステムが確立した.軟X線集光用回転楕円ミラー作製の根幹である,マンドレルの加工と計測の実現可能性の見通しを立てることを,平成26年度は目標としていた.マンドレルの計測が可能になれば,超精密加工法の一つであるノズル型EEMを用いることで,計測されたデータに基づいた形状修正加工を行うことが可能である.一方で,マンドレルの3次元形状計測は困難である.それに対して,周方向と長手方向それぞれをシングルナノメートルの精度で計測可能にした.このように,平成27年度に,高精度な回転楕円ミラーを作製する目処を立てることができた.これらの成果を活用して,27年度中に実際にミラーを作製して評価する予定である.高精度計測のためには、優れた実験環境が望ましい。前年度に地下に新たに実験室を準備し、その環境整備を行ってきた。今年度は環境の更なる整備に取り組む。前期:計測装置の性能評価の最終確認を行う。そして、回転楕円マンドレルの1ラインの形状計測をシングルナノメートル精度で行う。その後、電鋳法を用いてミラーを生産する。更に、7月に大型放射光施設Spring-8において軟X線の集光評価実験を行う。
増殖因子(TGF-β)の制御と糸球体疾患の治療試み-TGF-β結合蛋白とTGF-βレセプターを中心に-

進行性の糸球体疾患の組織学的特徴は、その原因によらず糸球体内細胞とマトリックスの増加であり、この病変が進展の指標になる。しかしTGF-βは、組織修復と同時に不可逆的腎組織変化を来すという二面性がある。本来組織障害時に一過性に発現し修復に働くべきTGF-βが、いかにして糸球体硬化や間質線維化などの不可逆的変化をもたらすかを明らかにすることは糸球体疾患の進展機序解明および治療開発の糸口となる。最近になりTGF-βのレセプターの構造やあるいは活性化機序が明らかになってきた。TGF-βは潜在型で分泌されその後活性化されその作用を発揮する。われわれの検討では組織が修復される急性腎疾患では組織中には主として活性型TGF-βが存在するのに比して、進行性慢性の腎疾患では非活性型のTGF-βが存在する。この現象はTGF-βの活性化不全が組織修復を遅らせ慢性化の要因となることを示唆する。LTBPはTGF-βの組織局在に重要であるが、腎の硬化部位と線維化部位における細胞外マトリックスに大量の潜在型TGF-βが局在することを示した。硬化部位に存在する潜在型TGF-βはマトリックス蛋白の代謝と同時に活性化され再びマトリックス産生を刺激し硬化や線維化組織の保持に役割を果たすと考えられる。また、in vivoでの遺伝子導入の方法が確立され、我々もアデノウイルスをベクターとした遺伝子導入をの方法を導入した。TGF-βのレセプターの細胞外部分の遺伝子をヒトlgGのFc部分と連結させ分泌型のダイマーとしてアデノウイルスに組込み、筋肉細胞に導入すると、大量の可溶性レセプターが産生される。この可溶性レセプターは血中や組織中のTGF-βと結合し、その活性を阻害する。2型レセプターの可溶性レセプターを腎炎ラットモデルや間質線維化モデルの筋肉細胞に導入したところ、腎病変の著明な改善が認められた。今回我々は、この増殖因子の腎病変進展に深く関わる因子として、1)潜在型TGF-β結合蛋白(LTBP)、2)TGF-βレセプターの多様性に注目し、糸球体疾患進展との関わりと治療の試みについて検討した。(1)腎細胞へのLTBPの遺伝子導入(in vivo,in vitro)メサンギウム細胞および尿細管細胞へin vitroにてLTBP遺伝子を導入し、TGF-βの産生、活性化、およびマトリックス蛋白内への取り込み、またその形質の変化を検索した。さらに、正常あるいは腎炎ラットモデルの腎臓内にLTBP遺伝子を、経腎動脈的に導入し、組織病変におよぼす影響を観察した。これらの細胞への遺伝子導入では細胞の形態、マトリックスやTGF-βの産生に影響はなかった。また腎病変の改善や増悪も認められなかった。(2)LTBPの細胞表面結合部分によるTGF-βの制御LTBPは細胞表面結合部分を持ち、この部分を介してTGF-βは細胞表面で活性化される。リコンビナントな細胞表面結合部分が使用できるようになり、腎炎モデルへのこの蛋白の投与により、TGF-βのbehaviorと腎病変に及ぼす影響を検索し治療薬としての可能性を探った。LTBPの連続投与では腎病変に変化はなかった。

2,TGF-βレセプターの変異遺伝子導入によるTGF-βの制御TGF-β2型レセプターの細胞外部分の遺伝子をアデノウイルスに組込み筋肉細胞内に導入すると、この可溶性レセプターにTGF-βが結合し、シグナルは伝わらない。腎炎ラットモデルの筋肉内にこの遺伝子を導入すると糸球体病変の改善が認められた。進行性の糸球体疾患の組織学的特徴は、その原因によらず糸球体内細胞とマトリックスの増加であり、この病変が進展の指標になる。しかしTGF-βは、組織修復と同時に不可逆的腎組織変化を来すという二面性がある。本来組織障害時に一過性に発現し修復に働くべきTGF-βが、いかにして糸球体硬化や間質線維化などの不可逆的変化をもたらすかを明らかにすることは糸球体疾患の進展機序解明および治療開発の糸口となる。最近になりTGF-βのレセプターの構造やあるいは活性化機序が明らかになってきた。TGF-βは潜在型で分泌されその後活性化されその作用を発揮する。われわれの検討では組織が修復される急性腎疾患では組織中には主として活性型TGF-βが存在するのに比して、進行性慢性の腎疾患では非活性型のTGF-βが存在する。この現象はTGF-βの活性化不全が組織修復を遅らせ慢性化の要因となることを示唆する。LTBPはTGF-βの組織局在に重要であるが、腎の硬化部位と線維化部位における細胞外マトリックスに大量の潜在型TGF-βが局在することを示した。硬化部位に存在する潜在型TGF-βはマトリックス蛋白の代謝と同時に活性化され再びマトリックス産生を刺激し硬化や線維化組織の保持に役割を果たすと考えられるまた、in vivoでの遺伝子導入の方法が確立され、我々もアデノウイルスをベクターとした遺伝子導入をの方法を導入した。TGF-βのレセプターの細胞外部分の遺伝子をヒトIgGのFc部分と連結させ分泌型のダイマーとしてアデノウイルスに組込み、筋肉細胞に導入すると、大量の可溶性レセプターが産生される。この可溶性レセプターは血中や組織中のTGF-βと結合し、その活性を阻害する。2型レセプターの可溶性レセプターを腎炎ラットモデルや間質線維化モデルの筋肉細胞に導入したところ、腎病変の著明な改善が認められた。
走査トンネル顕微鏡を用いたトンネル電子ルミネッセンス法のシリコンナノ構造への応用

(1)走査トンネル顕微鏡に、トンネル発光検出装置を組み合わせた、トンネル発光測定装置を試作した。測定の結果、トンネル発光において、表面プラズモンなどの機構によるものにくらべ、ルミネッセンス、特に欠陥に起因するルミネッセンスのシグナルは極度に微弱であることがわかった。(2)圧痕押下によりフレッシュな転位を導入した窒化ガリウム単結晶のカソードルミネッセンス測定、および理論的な考察により、次のようなことが明らかになった。A.圧痕押下による塑性変形によって導入されたフレッシュな転位も非発光的再結合センターとして振る舞い、結晶の発光特性を低下させる。また、その振る舞いは300°C程度の比較的低温のアニールによって大きく影響を受ける。B.窒化ガリウム結晶の転位密度が非常に高いにもかかわらず、強く発光するというパラドックスは、発光再結合しているエキシトンの実効的な拡散長が短いという理論的モデルによって説明される。(3)STMルミネッセンスを含む、STMトンネル電流励起現象を研究する際に重要になる電流量を増加させるとともに、高解像度のSTM像を得るために必要な極めて鋭い短針を再現性よく作成する装置の開発を行った。次世代の半導体量子デバイスや光デバイスの開発を目標にした、高度に制御された半導体ナノスケール構造の研究が近年盛んに行われている。構造の微細化が進むにつれ、多重量子井戸、あるいは量子細線等の微細な構造をできるだけ微視的、局所的に評価する手段の確立が必要になる。この研究で用いている手法は、STMにおいて、探針先端から試料にトンネルした電子によるルミネッセンス(トンネル電子ルミネッセンス)によって非常に局所的な光学的評価を行うというものである。これによりSTMに匹敵する空間分解能でルミネッセンス測定を行いうるだけでなく、同時にSTM測定を行うことにより、原子スケールで表面構造を特定しながらその場のルミネッセンスを測定することが可能になる。今年度は、現有の超高真空・低温STM(ユニソク製)の組み込むための、集光系を装備した特殊な試料ホルダー、および真空槽外へ光を導く光ファイバーを用いた光学系を概念設計し、ユニソク社に製作を依頼して、装置に組み込み、調整を行った。また従来のSTM制御プログラムを改造しSTMのスキャンと共にフォトンカウンティングによるルミネッセンス像の記録を可能にした。上記2項目と浜松ホトニクス社製の光電子増倍管、高圧電源を組み合わせ、高分解能STMトンネル・ルミネッセンス測定システムを構築し、調節を続けている。またSi系材料の電気的性質をSTMで調べようとする場合、表面凖位による影響を除かなければならないので、弗化水素処理による水素終端処理が必須になる。この処理には超高純度の純水を用いることが必要であり、超純水器を導入し、超高真空中で平坦な表面が得られる水素終端処理工程の確立を図った。昨年度に引き続き、トンネル電子ルミネッセンス装置の調整を行ったが、もともと極めてシグナルレベルが小さいため、SN比のよい測定をするのが困難であり、検出効率の向上を図るために以下のことを行った。(1)走査電子顕微鏡を用いたカソード・ルミネッセンス法による発光効率評価走査電子顕微鏡により試料を励起して、その際の発光を検出するカソード・ルミネッセンス法を用いれば、現在対象にしている試料がどの程度の発光効率を持っているかを評価することができる。この目的でカソード・ルミネッセンス測定を行い、試料の発光効率を評価した。(2)原子分解能STM探針自動作成装置の試作走査トンネル顕微鏡(STM)探針からのトンネル電子によって半導体試料の電子正孔対を励起し、発光を原子分解能像と比較可能なように検出するためには、探針からできるだけ大きな電流が取り出せ、かつ同じ探針でSTM観察が原子分解能で行えることが必要である。通常のトンネル電子で励起を行う場合は影響は顕著ではないが、電解放射電子を励起に用いる場合は探針先端の先鋭度が電流量に大きく影響してくる。このために、電解研磨によって先鋭なタングステン探針を再現性良く作成する方法を開発した。液面下の探針材が落下する際の研磨電流の変化を検知し電解電流を遮断するまでの時間を50nsまで短縮することにより、200Vで6nAの電界放射電流を得ることに成功した。

200Vまでの電圧依存性は、電界イオン顕微鏡で測定した探針先端の曲率半径から期待される理論式によく一致することを見出し、目的に十分な電流量が確保できる見通しを得た。
EBウイルス感染細胞に異常発現する細胞性癌遺伝子bcl-2の抗アポトーシス作用

EBウイルス(EBV)は乳幼児期における初感染後、生体の細胞性免疫監視機構による制御を受けつつ、終生に渡り持続感染する。EBVはヒトBリンパ球を主要な標的として感染し、これを自律的かつ無制限増殖する細胞へとトランスフォームさせるが、この時必須なEBV遺伝子LMP1により抗アポトーシス作用を有する細胞性癌遺伝子bcl-2が活性化されることが近年明らかにされた。しかしながら、EBV持続感染及び発癌機構におけるその意義は依然として不明である。そこでEBV感染に伴うアポトーシス感受性変化を検討することにより、bcl-2活性化の意義を明らかにすることを目的とした。その結果、EBV感染によりヒトBリンパ球でbcl-2活性化が認められ、平行して低濃度血清培養下で誘導されるアポトーシスが抑制された。一方、LMP1発現能を欠く遺伝子変異株EBV感染によってBリンパ球のbcl-2活性化は見られず、アポトーシス抑制も認められなかった。また、細胞性免疫によるEBV感染細胞排除機構にはアポトーシスが関与するが、EBV感染細胞ではbcl-2発現に伴いlymphokine activated killer cell(LAK)による細胞障害感受性が著しく低下し、DNA断片化も抑制されていた。以上に結果は、EBV遺伝子LMP1のbcl-2活性化が、細胞性免疫監視の存在する生体内で遺伝子を発現しつつEBVが持続感染を維持していく上で有利に作用している可能性を示すものと考えられた。
Photodynamic diagnosis (PDD) of the detection of colitis-associated tumor by AFE (Autofluorecent endoscopy) using oral 5-ALA (5-aminolevulinic acid) during UC (ulcerative colitis) surveillance

潰瘍性大腸炎の合併症のうちcolitis-associated cancer and dysplasia (CC/D)は予後に大きく関与する.内視鏡による早期発見が重要であるが,未だに確立された方法はない.すでに動物モデルで腫瘍親和性物質である5-aminolevulinic acid (5-ALA)を利用し腫瘍検出に有用であったことを報告した.そこで本研究では,この5-ALAを使用した蛍光内視鏡(AFE)を行うことによるCC/D発見の有用性について検討したところ,5-ALAを利用したAFE観察がCC/D検出に有用であることを示した.・まず,基礎的な検討について,マウスのAPCKOマウスを利用したColitic neoplasiaでの5-ALAを利用した検討についての報告を海外に向けて,2014年5月のDDW2014(米国消化器病週間)で報告を行い,国内に向けては、2014年12月の日本消化器内視鏡学会関東地方会のSymposiumで報告を行ってきた.・論文としては「潰瘍性大腸炎関連腫瘍の検出に対する,腫瘍親和性物質を用いた光線力学的診断」として報告した(Iwasaki T, Kato T, etal. Prog Dig Endosc 2015;86:83-86).・これまでAnimal modelでのneoplasiaの(ALA代謝産物の)局在が特徴的であることを報告してきたが,症例数はまだ限られているものの,ヒトにおいてもその液化を反映する興味深い知見を得つつある.今後,さらに症例数を積み重ねることが必要と思われるが,2015年における海外での評価が得られていることもあり,これまでのUCのcolitic neoplasiaで手掛かりの乏しかった症例において有用な診断手段となり得る可能性があると考えている.・臨床症例での検討数が遅れていると判断される.その理由として,前回も指摘したように、従来の検出方法とは全く異なる手法での検出方法,すなわち,腫瘍親和性物質を利用し蛍光内視鏡による(通常内視鏡では検出が極めて難しい)colitic cancerを検出する方法であり,医師はもちろん,対象となる潰瘍性大腸炎患者への認知度がやはり低いことなどによると推察される.可及的に対象者を募っているが,まだまだ同意者が限られている状況である.幸い,5-ALAが(脳神経腫瘍領域で)保険適応となり,当検出方法が認知されつつある.なお,現在のところ,実施内では副作用も発生していない.・本研究を統括する研究代表者(加藤智弘)の所属が変更となり,予想していた本研究へのeffort率が当初より下げざるを得ない状況になったことも本研究の進行状況に影響があったものと思われる.しかし,平成28年度になり本研究の体制も本来通りになることから,本研究の最終年として本研究目標を完遂するように努力する予定である.今年度も,該当する潰瘍性大腸炎の長期経過症例の対象者に対して,同研究を行い,症例数の追加を行った.本臨床研究では薬剤の副作用を含めて重篤なものはなく,一方で幾つかの新知見があり,その有用性が期待される.その途中経過を踏まえて,2016年10月8日に行われた第34回日本大腸検査学会総会(東京)にて報告を行った.来年度に向けて,さらに症例を蓄積し,最終年となるH29年度には,これまでの症例数を最終的に解析し,論文化を行う予定である.年度の前半にはこれまで通り,主に症例数の蓄積,後半にはこれまでの得られた新知見について,最終的に論文化を行う予定である.従って,試薬などの消耗品の購入,並びに論文化に伴う支出が主なものとなる.また,本研究(潰瘍性大腸炎の長期経過症例での腫瘍発生の5-aminolevulinic acidによる光線力学的診断)で得られた診断方法は,診断が極めて困難であったColitic neoplasiaの診断に,これまでこの分野で初となる知見があり,大きな有用性があると考えている.従って,本研究を踏まえて,今後,多施設での検討を行い,より客観的に評価される診断手段として行われる様に,その根拠となる論文化を目指す予定である.本研究2年目に主任研究員の配置転換があり,新部署での対応のため,その労務%が若干低下してことから(昨年度は回復)この影響にて若干,目標症例数に足りていない状況である.最終年となる来年度には,更なる症例数の増加,並びにこれまでの症例データをまとめての論文化を行う予定である.長期経過の潰瘍性大腸炎ではその発癌性,すなわちcolitis-associated cancer and dysplasia(CC/D)が問題となり,予後に大きく関与する.そのサーベイランスには内視鏡が最も有効である.内視鏡にめざましい進歩により様々な観察方法が実臨床では有用であるものの,このサーベイランスではどれも確立した検査方法はなく,現在のところ,高解像度の内視鏡検査のみがエビデンスがあり推奨されている.本研究では癌親和性物質で,他分野ですでに実績のある,5-Aminolevulinic acid(5-ALA)を経口投与することにより光力学的診断(photodynamic diagnosis: PDD)を行い,大腸に発生する腫瘍性病変のサーベイランスにおける,その有用性を検討することを目的とした.実際のstudyでは,長期経過の潰瘍性大腸炎書売れを対象として,5-ALAを経口投与した後に,通常光(white-light endoscopy: WLE),並びに蛍光内視鏡(autofluorescence endoscopy: AFE)による観察を行い,いずれか一方,もしくは両方により検出された病変を生検し病理学的に検討した.

その結果,WLEでは検出された病変であっても,AFEを使用することで真の腫瘍である可能性がより高くなること,またWLEでは検出出来ない,AFEのみで検出可能であった病変が存在した.以上より,従来からのWLEに加えて,5-ALAを併用したAFEを使用することで,より高い検出能が期待でき,実臨床においても有用と考えられた.しかしながら,より高いエビデンスの構築にはより大規模な検討が必要である.今年度は最終年度であり,本研究で得られた結果を元に論文投稿中である.潰瘍性大腸炎の合併症のうちcolitis-associated cancer and dysplasia (CC/D)は予後に大きく関与する.内視鏡による早期発見が重要であるが,未だに確立された方法はない.すでに動物モデルで腫瘍親和性物質である5-aminolevulinic acid (5-ALA)を利用し腫瘍検出に有用であったことを報告した.そこで本研究では,この5-ALAを使用した蛍光内視鏡(AFE)を行うことによるCC/D発見の有用性について検討したところ,5-ALAを利用したAFE観察がCC/D検出に有用であることを示した.臨床検討がやや遅れていると判断される.その理由として,これまでとは異なる,蛍光内視鏡を利用した全く新しい検出診断方法であること,5-aminolevulinic acid(5-ALA)自体の一般の方への認知度が低いこと,最近5-aminolevulinic acidが脳外科領域で保険収載されてはいるものの副作用などのリスクを鑑み,本研究がpilot study的な内容であることから,対象症例を厳密にしていること,かつ対象患者の同意が得られにくいことも要因と思われる.しかしながら,基礎的・臨床的な検討が進みつつあること(有用性が期待できる),5-ALAが保険収載されたことなどより,今後はより広く対象症例が期待できると推察しています.なお,基礎的な検討はおおむね予定通りである.Colitic neoplasiaは,潰瘍性大腸炎の治療が進み長期経過症例が今後増えてくることもあり,その合併症として重要であるが,一方で今なお診断が難しく今後の課題とされている.このcolitic neoplasiaの内視鏡での検出として,従来とは大きく異なる本法は,DDWやUEGWの複数の国際学会でoral presentation/posterとして評価された.今後,有力な診断ツールとなる可能性があり,最終年に向けて臨床的な評価を得るべく,さらに症例数を積み重ねて研究を進め,まとめたpublicationとして報告する予定である.上記の通りであるが,前半を中心に症例数の蓄積,後半にはこれまでの得られた新知見について,論文化を行う予定である.従って,試薬の購入,並びに論文化に伴う支出が主なものとなる.また,本研究(潰瘍性大腸炎の長期経過症例での腫瘍発生の5-aminolevulinic acidによる光線力学的診断)で得られた診断方法は,これまでこの分野で初となる知見があり,その有用性があると考えている.従って,本研究を踏まえて,今後,多施設での検討を行い,より客観的に評価される研究として行われるべき,その根拠となる論文化を目指す予定である.消化