hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノクラスターにおける協奏的原子操作の現象解明およびその応用

今年度は、分子動力学(MD)計算および密度汎関数法(DFT)を用いた理論シミュレーションに取り組み、これまでFM-AFMを用いて得られた実験結果を解釈するために必要な理論計算結果を出すことに成功した。具体的には、ダッソーシステムズ社のDMol3を用いてDFTを行い、ヘテロ帯電表面構造をもつクリノクロア表面やイオン液体分子の静電ポテンシャルおよび電場分布の可視化を行った。更に、ダッソーシステムズ社のForciteによるMD計算を用いて得られたトラジェクトリーファイルから、水分子やイオン液体分子の溶媒和構造内における、原子密度や拡散係数、分子配向などの時間平均などの解析計算を行うためのプログラムをVisual Studio.NETを用いて開発を行った。また、水分子密度から探針-試料間に働くフォースを算出するためのプログラムの開発も行った。この開発を行ったプログラムを用いて、異なった表面構造次元をもつケイ酸塩鉱物試料やカルサイトなどの表面上の水和構造、異なった表面電荷密度をもった試料表面上におけるイオン液体の純液および水溶液の溶媒和構造可視化、水溶液に溶け込んだ窒素や酸素分子などの溶存気体の吸着構造可視化、などの計算を行い、これまでの実験結果に対応するデータを出すことに成功した。更には、界面活性剤水溶液中において、AFM探針および試料表面上に形成するミセル構造の間に働く粘弾性力をそれぞれHertz理論および流体力学効果の理論式より構築し、フォースマップより得られた実験結果から、試料表面のヤング率および粘度を分子スケールで評価できるフレームワークの構築にも成功した。今年度は、実験よりも理論シミュレーションに注力し多くの研究成果を出すことができた。これにより、実験結果で得られた結果を裏付ける結果を多く得ることができ、高インパクトファクターの論文にアクセプトされる可能性を高めることができた。また、シミュレーションを勉強するとともに、それらの解析ソフトも自身で作成することで、自分のスキルも大幅に高めることができた。本研究では、UHV FM-AFMにおいて確立している元素種識別・原子操作・有機分子の骨格像可視化などの先進的な技術を習得し、液中動作3D FM-AFMに応用することを目標として、UHV FM-AFM/STM装置の立ち上げおよび半導体表面構造観察、集束イオンビームを用いた探針ナノ加工などに取り組んできた。今年度、理論シミュレーションを習得したことにより、更に完成度の高い研究を遂行できるようになった。次年度から液中で動作する高速AFMを用いてバイオ試料の動的挙動を解明していく予定だが、本研究において得られた知見を有効に活用したい。昨今の環境・エネルギー問題の解決策として、ナノテクノロジーを基盤技術として用いた周波数変調型原子間力顕微鏡(FM-AFM)および走査型トンネル顕微鏡(STM)に注目が集まっている。本研究室は、室温環境下での超高真空(UHV)のFM-AFM/STM技術を用いた半導体表面上における原子操作や元素種識別といった研究を精力的に行っており、こうした技術に関して世界でトップクラスの知見を有している。本研究では、Si(111)-(7×7)表面上に蒸着を行った金属原子の原子操作およびナノクラスター形成そしてスイッチングの現象解明を目的として行う。本年度は、主に装置の立ち上げを行うために、以下のようなことを行った。カンチレバーの探針先端を清浄化するためのArスパッタ装置が故障していたため、業者に修理の依頼を行った。カンチレバーホルダーが古いタイプであったため、より剛直に設計された新しいタイプに換装を行った。消耗品であるTiサブリメーションポンプの換装を行った。制御用プログラムがうまく動作しない問題があったため、問題解決を行った。故障した真空計の換装を行った。光干渉計の光ファイバーにも問題が発生したため、問題解決を行った。更に超高真空装置の使い方に慣れることもできた。これにより装置の立ち上げを完成し、FM-AFM/STMを用いてSi(111)-(7×7)の原子分解能像取得を達成した。次年度より、立ち上げを行った装置を用いて本格的に研究を行っていく。本研究は、おおむね順調に進展している。本研究が開始した時点では、超高真空装置は使える状態ではなかった。使用可能な状態にまでに、様々な装置的な問題があったが、1つずつそれらを克服していくことで、装置を立ち上げることに成功した。また、これまで超高真空装置を使った経験がほとんどなかったが、真空引きやベーキング、真空計の使い方、光ファイバーのアライメントの仕方などを練習することでFM-AFM/STMを恒常的に使えるようになった。

この開発を行ったプログラムを用いて、異なった表面構造次元をもつケイ酸塩鉱物試料やカルサイトなどの表面上の水和構造、異なった表面電荷密度をもった試料表面上におけるイオン液体の純液および水溶液の溶媒和構造可視化、水溶液に溶け込んだ窒素や酸素分子などの溶存気体の吸着構造可視化、などの計算を行い、これまでの実験結果に対応するデータを出すことに成功した。更には、界面活性剤水溶液中において、AFM探針および試料表面上に形成するミセル構造の間に働く粘弾性力をそれぞれHertz理論および流体力学効果の理論式より構築し、フォースマップより得られた実験結果から、試料表面のヤング率および粘度を分子スケールで評価できるフレームワークの構築にも成功した。今年度は、実験よりも理論シミュレーションに注力し多くの研究成果を出すことができた。これにより、実験結果で得られた結果を裏付ける結果を多く得ることができ、高インパクトファクターの論文にアクセプトされる可能性を高めることができた。また、シミュレーションを勉強するとともに、それらの解析ソフトも自身で作成することで、自分のスキルも大幅に高めることができた。これまで本研究室において、金、銀、鉛、スズの元素を用いて金属ナノクラスターの形成が行われている。これらと同じ元素を用いて実験を行っても新しい知見が得られる可能性は低い。そのため、まだ実験が行われていない元素を用いる必要がある。これまでの研究から、室温環境下におけるFM-AFM/STMを用いた金属原子の原子操作は全ての元素に対して行えるものではなく、限られたものでしかできないことが経験的に明らかとなっている。原子と表面の相互作用が強すぎると、探針を用いて探針を操作することができない。逆に相互作用が弱すぎると、原子が高速で表面上を拡散するため、イメージングすることができない。当初は、触媒機能を有する白金を用いて、実験を行う予定だったが、過去の文献を調査したところ、こうした元素は表面との相互作用が強すぎるため、原子操作には不向きであることが分かった。更に調査を進めたところ、銅、ゲルマニウム、パラジウム原子であれば、原子操作が可能であることが分かった。今後はこうした元素を用いて実験を行っていく。本研究では、UHV FM-AFMにおいて確立している元素種識別・原子操作・有機分子の骨格像可視化などの先進的な技術を習得し、液中動作3D FM-AFMに応用することを目標として、UHV FM-AFM/STM装置の立ち上げおよび半導体表面構造観察、集束イオンビームを用いた探針ナノ加工などに取り組んできた。今年度、理論シミュレーションを習得したことにより、更に完成度の高い研究を遂行できるようになった。次年度から液中で動作する高速AFMを用いてバイオ試料の動的挙動を解明していく予定だが、本研究において得られた知見を有効に活用したい。
人工能動触角に関する研究

弾性棒,それを回転させるアクチュエータ,アクチュエータの回転角度を計るための角度センサ,および弾性棒に作用するトルクを計るためのトルクセンサの計4つの構成要素からなる1軸の人工能動触角をモデル化し,環境が硬くてかつ接触点近傍における対象物の曲率が大きい場合について,接触点距離と弾性棒を介してセンシングすることのできる系の回転コンプライアンスの関係について定式化を行った.次に,ピアノ線,DCサーボモータ,ポテンショメータ,簡易トルクセンサを使った実験装置を試作し,コンピュータからの指令信号によって安定したセンシング動作が実現できることを確認するとともに,直線のピアノ線に対して,接触点位置と弾性棒を介してセンシングすることのできる系の回転コンプライアンスとの関係を調べ,線形理論によって導出した式とほぼ同様な関係を確認することができた.また,昆虫の触角のような湾曲形状の触角の場合には,直線形状の場合と異なり,接触点での摩擦が検出精度に大きく影響し,センサとしては好ましくないことがわかった.さらに,対象物の曲率が接触点検出に及ぼす影響についても考察し,対象物がエッジ形状の場合,対象物側からみた接触点位置は変わらないが,対象物の曲率が小さくなってくると,対象物側からみた接触点位置は触角の根元側に近づいてくると同時に押し込み方向に遠ざかっていく現象が現われることがわかった.この両者に起因する効果は互いに打ち消し合い,結果として対象物の曲率の影響はそれほど大きくないことを理論的かつ実験的に検証することができた.弾性棒,それを回転させるアクチュエータ,アクチュエータの回転角度を計るための角度センサ,および弾性棒に作用するトルクを計るためのトルクセンサの計4つの構成要素からなる1軸の人工能動触角をモデル化し,環境が硬くてかつ接触点近傍における対象物の曲率が大きい場合について,接触点距離と弾性棒を介してセンシングすることのできる系の回転コンプライアンスの関係について定式化を行った.次に,ピアノ線,DCサーボモータ,ポテンショメータ,簡易トルクセンサを使った実験装置を試作し,コンピュータからの指令信号によって安定したセンシング動作が実現できることを確認するとともに,直線のピアノ線に対して,接触点位置と弾性棒を介してセンシングすることのできる系の回転コンプライアンスとの関係を調べ,線形理論によって導出した式とほぼ同様な関係を確認することができた.また,昆虫の触角のような湾曲形状の触角の場合には,直線形状の場合と異なり,接触点での摩擦が検出精度に大きく影響し,センサとしては好ましくないことがわかった.さらに,対象物の曲率が接触点検出に及ぼす影響についても考察し,対象物がエッジ形状の場合,対象物側からみた接触点位置は変わらないが,対象物の曲率が小さくなってくると,対象物側からみた接触点位置は触角の根元側に近づいてくると同時に押し込み方向に遠ざかっていく現象が現われることがわかった.この両者に起因する効果は互いに打ち消し合い,結果として対象物の曲率の影響はそれほど大きくないことを理論的かつ実験的に検証することができた.センシング機構を持たない弾性棒を使って接触点位置をセンシングするためにどのようなセンサシステムを構築し,かつどのような能動動作を与える必要があるかという問題について考察した.この考察結果に基づいて,弾性棒,それを回転させるアクチュエータ,アクチュエータの回転角度を計るための角度センサ,および弾性棒に作用するトルクを計るためのトルクセンサの計4つの構成要素からなる1軸の人工能動触角をモデル化し,環境が硬くてかつ接触点近傍における対象物の曲率が大きい場合について,接触点距離と弾性棒を介してセンシングすることのできる系の回転コンプライアンスの関係について定式化を行った.また,接触点での摩擦が,接触点検出精度に及ぼす影響について理論的に考察するとともに,その妥当性をコンピュータシミュレーションによって検証した.次に,ピアノ線,DCサーボモータ,ポテンショメータ,簡易トルクセンサを使った実験装置を試作し,コンピュータからの指令信号によって安定したセンシング動作が実現できることを確認するとともに,直線のピアノ線に対して,接触点位置と弾性棒を介してセンシングすることのできる系の回転コンプライアンスとの関係を調べ,線形理論によって導出された式とほぼ同様な関係を確認することができた.さらに,ノイズの影響を受けやすいポテンショメータからノイズの影響を受けにくいエンコーダに交換することにより,検出精度3%を達成することに成功した.H7年度は,はじめに昆虫の触角のような湾曲形状の触角に対する基礎式を理論的に導出した.その結果,触角形状が湾曲になると,直線形状の場合と異なり,接触点での摩擦が検出精度に大きく影響し,能動触角の動作原理を確保する上で,湾曲形状の触角は好ましくないことがわかった.次に,対象物の曲率が接触点検出に及ぼす影響について考察した.対象物がエッジ形状の場合,対象物側からみた接触点位置は変わらないが,対象物の曲率が小さくなってくると,対象物側からみた接触点位置は触角の根元側に近づいてくると同時に押し込み方向に遠ざかっていく.この両者に起因する効果は互いに打ち消し合い,結果として対象物の曲率の影響はそれほど大きくないことを理論的に示し,かつH6年度に研究試作した1軸モデルを用いて実験的にも検証することができた.さらに,本システムを3次元空間モデルに拡張した場合の基本的なセンシングアルゴリズムについて考察し,最大3回の押し込み動作で接触位置が検出精度3%以内でセンシングできることを示した.
Na+/H+交換輸送体複合体の構造と細胞膜・細胞骨格との相互作用

動物細胞由来のNa+/H+交換輸送体NHE1はあらゆる組織に普遍的に存在し、Na+濃度勾配をエネルギーとしてH+を排出することで細胞内pHなどの調節を行う。またNHE1はアクチン結合蛋白質であるERM蛋白質と直接相互作用することでアクチンフィラメントを細胞膜直下に固定しており、この相互作用はNHE1の局在と細胞骨格系の制御において必須である。これらNHE1の機能は全てNHE1のC末端細胞質ドメインを中心とした膜輸送分子複合体形成によって複雑に制御されている。そこで本研究ではNHE1のC末端細胞質ドメインと様々な制御因子群からなる膜輸送分子複合体の立体構造をNMRおよびX線によって決定し、NHE1の活性化と細胞骨格系の制御機構に構造的な基盤を与えることを目的とした。また上皮細胞においてNHE3膜輸送分子複合体形成を担うNa+/H+交換輸送体制御因子NHERFについてもその複合体の構造生物学研究を行うこととした。平成19年度はNHE1-ERM蛋白質複合体およびNHE1-CHP1-ERM蛋白質複合体の立体構造解析を試みた。ERM蛋白質が結合すると考えられるNHE1領域については分解性が強いため、これら分解性のペプチドを効率よく発現精製可能な系を立ち上げた。そこでNHE1とERM蛋白質との相互作用のNMRを用いて検証したが、安定な複合体は得られず、弱い相互作用であることが示唆された。また同様にNHE1、CHP1、ERM蛋白質の3者の相互作用についてNMRを用いて検証したが、安定な複合体は得られなかった。平成18年度はNHE1のC末端領域の一部とその制御因子CHP1の複合体の立体構造決定に関する論文発表を行った。またNHE1細胞質ループとの相互作用をNMRにて解析した。今回実験に用いた細胞質ループペプチドとの相互作用は弱かったが、研究協力者によるクロスリンク実験から相互作用が示唆されており、今後実験条件の検討を行う必要がある。またNHE1のC末端領域の他の部分について発現系を作成した。またNHE3に結合する機能制御因子であるNHERFと細胞骨格因子ラディキシンとの複合体の立体構造決定に成功し、NHERF結合に伴うERM蛋白質の構造変化が競合的な細胞接着分子の結合阻害を引き起こすという驚くべき結果を得た。
胸部大動脈瘤の血管内治療における脊髄障害発生の予知と対策に関する研究

胸部大動脈瘤の血管内治療に際しては脊髄虚血障害が重大な合併症となる。そこで、脊髄虚血を予知する方法として、回収式血管内挿型人工血管を動脈内に一時的に留置して脊髄誘発電位を測定する新しい手法を考案した。血管内で任意に開閉できる回収可能な血管内挿型人工血管を試作し、流体実験回路を用いて安全性と有効性を確認した。その結果、自己拡張型Z-ステントを9本の0.4mm細径ステンレス針からなるストラットに連結することで、回収可能な内挿型人工血管の骨格を作成することができた。また、人工血管材料をPTFEとし、これをステント骨格の内側に縫着することにより、カテーテル内への回収を安全確実に行うことが可能となった。臨床的に内挿型人工血管の動脈内での放出固定および回収の機能を検討した。胸部大動脈瘤合計15症例について、当大学倫理委員会の承認に基き、当該内挿型人工血管を臨床使用した。人工血管の拡張性、柔軟性、壁密着性、また回収時の摩擦抵抗および耐久性を解析し、設計時の予測とほぼ同程度の機能があることを確認した。回収式内挿型人工血管を動脈内に留置し、21分間にわたり脊髄誘発電位を測定した。全症例において脊髄誘発電位の変化を認めず、いずれも脊髄虚血がないものと判定した。誘発電位測定の後、内挿型人工血管を経カテーテル的に体外に回収し、続いて永久留置を目的とした内挿型人工血管(ステントグラフト)を動脈内に挿入固定した。全例で動脈瘤を曠置閉塞することができ、術後も脊髄誘発電位に変化を認めず、麻酔覚醒後は下肢の運動および知覚麻痺を認めなかった。以上より、回収式内挿型人工血管を新たに開発し、その使用上の安全性を確認するとともに、ステントグラフトの永久留置に伴う脊髄虚血発生の予知方法を確立することができた。胸部大動脈瘤の血管内治療に際し、大動脈より分枝する肋間動脈の血流遮断に伴う脊髄虚血障害の発生が重大な合併症である。平成9年度は、脊髄虚血の予知手段として用いる回収可能な血管内挿型人工血管の開発改良を行った。教室で独自に開発した血管内で任意に開閉できる回収可能な血管内挿型人工血管を、一部民間企業に依頼して加工製作した。動脈内での放出固定および回収機能について検討するため、シリコーン製の胸部大動脈瘤模型を作成してシュミュレーション流体実験を行った。流体実験では、ローラーポンプを装着した体外循環回路に動脈瘤模型を接続し、一定の回路内圧を保持しつつ拍動流を再現した回路内に内挿型人工血管を留置し、その屈曲形状や拍動下での壁運動を高速度ビデオ撮影した。VTR画像を解析することにより回収型人工血管の拡張性、柔軟性、壁密着性、また回収時の摩擦抵抗および耐久性を解析した。解析結果に基ずいて内挿型人工血管の骨格となるステンレス性ステントの改良を重ね、より完成度の高い構造と運動システムを構築した。その結果、自己拡張型Z-ステントを連結する9本のストラットには0.4mm以下の細径ステンレス針を使用することで柔軟性を確保することが可能と考えられた。密着性については、人工血管の両端に配置したステントの各末梢端にストラットを固定して、ステントの充分な自己拡張性を得ることが必要であった。人工血管材料をPTFEとし、これをステント骨格の内側に縫着することにより、カテーテル内への回収を安全確実に行うことが可能となった。胸部大動脈瘤の血管内治療に際し、大動脈より分技する肋間動脈の血流遮断に伴う脊髄虚血障害の発生が重大な合併症である。

平成10年度は、脊髄虚血の予知を目的として昨年度補助金によって開発した回収式血管内挿型人工血管について、その有効性と安全性を臨床的に検討した。教室で開発した血管内で任意に開閉できる回収可能な血管内挿型人工血管について、臨床的に動脈内での放出固定および回収の機能を検討した。胸部大動脈瘤10症例について、当大学倫理委員会の承認に基きステントグラフト留置に関するインフォームドコンセントを得た後、当該内挿型人工血管を臨床使用した。人工血管の拡張性柔軟性、壁密着性、また回収時の摩擦抵抗および耐久性を解析し、設計時の予測とほぼ同程度の機能があることを確認した。回収式内挿型人工血管を目的とする動脈内に留置し、21分間にわたり脊髄誘発電位を測定した。全症例において脊髄誘発電位の変化を認めず、いずれも脊髄虚血がないものと判定した。誘発電位測定の後、内挿型人工血管をカテーテル内へ収納して体外に回収し、これに続いて永久留置を目的とした内挿型人工血管(ステントグラフト)を動脈内の同一部位に挿入固定した。ステントグラフト留置後も脊髄誘発電位を測定し、さらに全身麻酔覚醒後に下肢の運動および知覚障害の有無を検討した。全症例において動脈瘤を曠置閉塞することができ、術後も脊髄誘発電位に変化を認めず、麻酔覚醒後は下肢の運動および知覚麻痺を認めなかった。以上の結果より、回収式内挿型人工血管の有用性および挿入回収に関わる安全性を確認するとともに、永久留置ステントグラフトの有用性を証明することができた。
ロシアの職業分類について

ロシアの職業分類に関する研究は,我が国においては皆無といってよい状況である。本研究では,ロシアの職業分類,特に旧ソ連時代から現在に至るまで利用されている全ロシア労働者職業・職員職務・賃金表分類(Obshcherossiiskii Klassifikator Professii Rabochikh,Dolzhnostei Sluzhashchikh i Tarifnykh Razriadov:以後,OKPDTRと略称)の生成史を解明すると共に,その具体的な運用が現在のロシア経済に与える影響を観察してきた。まさに,この研究は,我が国のロシア研究にあって,先駆的な研究になったと自負している。この職業分類(OKPDTR)の生成史を,旧ソ連のテーラー主義導入および統一賃金表作成の歴史に求めるとともに,ロシアの国勢調査のなかで使われている職業分類を調査することで解明した。同時に,極端な職業の細分化によって,現在のロシア企業の人事管理や公共職業安定行政にどのような影響が現れるか,ロシアの市場経済化にともなって生じるべき「仕事の世界」の変容に対しどのように阻害要因となったか,などを,ヴォロネジ州国家雇用センターで得た詳細な職業別求人・求職データやヴォロネジ鉄橋社における企業調査において得た賃率表などを駆使して研究を進めた。その成果は,ロシアの近年の職業構造の変化とともに分析した輪文「変化するロシアの職業構造」(『富大経済論集』第53巻第3号所収),およびロジアの職業分類(OKPDTR)の生成・発展および近年の改訂の歴史とともにヴォロネジ鉄橋社の賃率表をもとにした分析を披露した研究発表「ロシアの労働と職業の変容」(一橋大学経済研究所特別コンファレンス:2008年3月15日)において公表された。本研究は、ロシアの職業分類の近代化について考察することを目的としている。ロシアには国際職業分類(ISCO-88)に準拠した「全ロシア雇用分類表」と旧ソ連時代から利用されている「全ロシア労働者職業・職員職務・賃金表分類」が存在し,後者はいまだに深く各種申請や報告書類に利用されている。極度に細分化され,現実の経済には適応できていないように見えるこの職業分類の存続理由や具体的な運用について,これまで我が国において明示的な研究はなかった。そのため,本年度は,2つの調査を行うことで研究に必要な基礎資料を取得した。第一の調査は,職業分類が国勢調査において利用されることから,旧ソ連時代からの国際調査に利用された職業分類の特定とその職名数の調査を,一橋大学経済研究所に所蔵されている資料から行った。第二の調査は,旧ソ連時代から職業分類の策定に関わってきたモスクワの研究者ソローキナ氏などに直接面会し,職業分類の形成,「全ロシア労働者職業・職員職務・賃金表分類」の現在の運用の具体例および国際標準たるILOの国際職業分類(ISCO-88)との関係,現代の企業における労働組織と「全ロシア労働者職業・職員職務・賃金表分類」との関わり合い,公共職業安定機関における「全ロシア労働者職業・職員職務・賃金表分類」の利用について,インタビュー形式によって調査を行った。こうした2つの調査により特に「全ロシア労働者職業・職員職務・賃金表分類」の形成と現在でもいまだに利用される理由を理解することができた。今回の調査をもとにして,現在研究成果となる論文の執筆を行っているが,来年度においては,より現在の労働組織との関わり合いについて研究を進めていく予定である。
産業廃棄物税の制度設計についての実験研究

研究計画のもと、今年度は、以下の手順で研究を進めた。第一に、組織における人々の行動に焦点を当て、その特性を明らかにするための調査票をデザインした。第二に、作成した調査票を用いて、実際に企業に勤めている社会人の男女を対象に、インターネット調査を行った。その結果、信頼性を十分に確保できるサイズのデータを入手することができた。第三に、得られたデータを統計的に分析し、組織における人々の行動について、いくつかの重要な特性を明らかにした。第四に、この結果を論文にまとめた。第五に、ワークショップ等において、専門分野の研究者に今年度の研究成果を報告し、様々なコメントをもらうことができた。第六に、得られたコメントに基づき、論文の改訂を行った。次年度の研究は、以下の計画に基づいて展開する。第一に、今年度執筆した論文を国際専門誌において公表し、その成果を広く発信することを目指す。第二に、今年度の研究から得られた成果を基礎とし、これをさらに発展させる実験や調査を実施する。第三に、実験や調査によって得られたデータを統計的に分析する。第四に、統計分析によって得られた結果を整理し、今年度の研究結果と比較する。第五に、これまでの結果を論文にまとめ、国際専門誌において公表することを目指す。以上の展開によって本研究を完遂し、次の応用研究のための足場を築く。以上の概要から、現時点では、研究計画に忠実に研究が進展していると言える。研究計画に忠実に研究が進展している。次年度も研究計画を羅針盤として研究を推進したい。
有機半導体を用いる放射線分布測定素子の基礎研究

半導体放射線検出器は、放射線から電気信号への変換効率が良く、高い分解能を持つ。しかし、従来は無機材料が用いられており、製作に手間がかかるなどの欠点があった。本研究では、有機半導体を用いて放射線測定が可能な素子を製作し、その特性を評価することを目的とした。製作にあたっては、真空度4.5×10-6[Torr]において、ITO電極上にα-NPD(500A)/td-PTC(500A)/Al(700A)を積層した。陽極と陰極の幅は2[mm]、素子の面積は4[mm2]とした。まず、可視光の強さが1[kW/cm2]となるように素子の位置を調整した状態で可視光を照射し、測定を行った。素子に逆電圧を印加し可視光を照射すると、暗電流よりも10^5程度大きい電流値が得られた。次に、製作した素子が放射線検出器として動作するのか確認するため、X線発生装置を用いて実験を行った。素子に逆電圧を印加した状態でX線(約710mSv/h)を照射しつつ測定した。素子にX線を照射すると、暗電流に比べて電流が約4050[pA]程度増加した。印加電圧が大きくなるにつれて電流の増加量も大きくなった。逆電圧の増加よって空乏層が大きくなり、放射線からの付与エネルギーが大きくなったためと考えられる。また、X線発生装置の加速電圧を大きくしても電流値が大きくなった。これらのことから、製作した有機PDが、放射線検出器として動作していることが確認できた。数種類の素子構造について検討を行ったが、逆電圧の大きさと暗電流の大きさの関係が不安定であるなど、製作プロセスや構造を再検討していく必要が示された。また、イメージングへの適用を考え、今後、素子のピクセル化かどを検討する予定である。平成18年度には、主に有機半導体素子製作のための環境整備を行った。実際の放射線計測用有機半導体素子は、Me-PTC、n-Bu-PTC等の有機材料を用い、電極で挟み込んだ形状とする予定であるが、今年度はまず構築した環境が十分なレベルに到達していることを確認するため、有機EL素子の製作を行い、電圧印加時の発光特性を調べた。製作した素子の構造は、ITO上に正孔輸送層としてTPDを500Å、発光層としてAlq_3を500Åを設けた。その後、LiF層を10Å設けた後、最後に電極としてAlを700A設けた。製作には真空蒸着装置を用い、真空度を4×10^<-6>Torrとした状態で、各材料を順にITO上に蒸着した。また、発光部分の電流密度を大きくするため、実際に電流が流れる部分の形状は2mm×2mm程度となるように、適当なマスクを用いてエッチングを行った。製作した素子に対して直流電圧を印加したところ、印加電圧が増加するに従って徐々に発光は強まり、印加電圧49Vの状態で光度が1200Cdで最も発光量が多い状態となった。今回の結果から、有機半導体素子製作の基礎的な技術については押さえられており、平成19年度は、実際にITO上に有機光検出器用の材料を蒸着し、電圧を印加しつつ可視光、放射線に対する応答特性を評価する予定である。また、今年度製作した素子では形状が小さいことから、放射線に対する感度を向上させるために、大型化の可能性についても検討を行う予定である。

しかし、従来は無機材料が用いられており、製作に手間がかかるなどの欠点があった。本研究では、有機半導体を用いて放射線測定が可能な素子を製作し、その特性を評価することを目的とした。製作にあたっては、真空度4.5×10^<-6>[Torr]において、ITO電極上にα-NPD(500Å)/td-PTC(500Å)/AI(700Å)を積層した。陽極と陰極の幅は2[mm]、素子の面積は4[mm^2]とした。まず、可視光の強さが1[kW/cm^2]となるように素子の位置を調整した状態で可視光を照射し、測定を行った。素子に逆電圧を印加し可視光を照射すると、暗電流よりも10^5程度大きい電流値が得られた。次に、製作した素子が放射線検出器として動作するのか確認するため、X線発生装置を用いて実験を行った。素子に逆電圧を印加した状態で、X線(約710mSv/h)を照射し、測定した。素子にX線を照射すると、案電流に比べて電流が約4050[pA]程度増加した。印加電圧が大きくなるにつれて電流の増加量も大きくなった。逆電圧の増加よって空乏層が大きくなり、放射線からの付与エネルギーが大きくなったためと考えられる。また、X線発生装置の加速電圧を大きくしても電流値が大きくなった。これらのことから、製作した有機PDが、放射線検出器として動作していることが確認できた。一方、数種類の素子構造について検討を行ったが、逆電圧の大きさと暗電流の大きさの関係が不安定であるなど、製作プロセスや構造を再検討していく必要が示された。また、イメージングへの適用を考え、今後、素子のピクセル化等を検討する予定である。
新たな摂食調節ホルモンオレキシンとMCHの機能解析と分子生物学的研究

オレキシンは脳幹部に存在するセロトニン、ノルアドレナリン、ヒスタミン、ドパミン神経細胞を興奮させ、種々の行動や学習記憶(睡眠・覚醒サイクルの調節にも機能している。オレキシンの遺伝子破壊マウスを作成し、表現型の解析によりナルコレプシーを呈することを発見し、オレキシンが睡眠・覚醒リズムの調節に重要であることを指摘した。オレキシンの神経線維は大脳皮質、間脳、脳幹部、脊髄に広く分布し、特に脳幹部のモノアミン系とストレス反応や自律神経調節に機能している視床下部腹内側核に密に投射していた。オレキシンの脳室内投与によるc-fos発現の成績から、本物質が活性化している神経細胞群を同定した。オーファン受容体であった成長ホルモン分泌促進因子受容体の内因性リガンドとしてヒトとラットの胃から発見したグレリンは、強力な成長ホルモン分泌活性に加え、摂食亢進や体重増加、消化管機能調節などエネルギー代謝調節に重要な作用を持つ。グレリンは視床下部で産生される摂食冗進ペプチドNPYとAgRPの生合成を促進し、また脂肪細胞から分泌される摂食抑制ホルモン・レプチンと脳内で拮抗的に作用していた。グレリン投与により、約25%のオレキシンニューロンにc-fosが発現した。グレリンによる摂食冗進作用は、抗オレキシンIgGの前投与により有意に減少した。一方、抗MCH IgGはグレリンの摂食作用に変化を認めなかった。グレリン神経線維はオレキシンニューロンに直接投射している。グレリン添加によるオレキシンニューロンの活動冗進が確認された。オレキシンノックアウトマウスへのグレリン投与による摂餌量はワイルドタイプマウスと比較して有意に低値を示した。グレリンの摂食調節機構は視床下部弓状核にあるNPY/AgRPの経路のみならず、視床下部外側野のオレキシンニューロンとの直接的な経路によっても生じていることを形態学的、機能的に明らかにした。【1】ヒトとラットのオレキシンニューロンは、視床下部外側野と後部視床下部に高密度に存在していた。【2】オレキシンは迷走神経を介して胃酸分泌を刺激した。またオレキシンは性腺刺激ホルモン分泌因子を介して、下垂体前葉からの黄体形成ホルモンの分泌を刺激した。【3】オレキシンは脳幹部に存在するノルアドレナリン、セロトニン、ドパミン、ヒスタミン神経細胞を興奮させ、種々の行動や学習記憶、睡眠・覚醒サイクルの調節にも機能している。【4】in situ hybridizationによりオレキシンの産生細胞を同定した。オレキシンの遺伝子発現は、拘束や寒冷ストレスにより賦活される。【5】ヒトの視床下部よりオレキシンを単離・精製し、その全一次構造を決定した。さらに哺乳動物細胞を用いて、リコンビナントによる前駆体蛋白の合成系を確立した。【6】オレキシンをラット脳室内へ投与し、行動、摂食、飲水、運動量、エネルギー代謝を解析した。オレキシン抗体の脳室内投与により、覚醒レベルが抑制された。【7】オレキシンは、自律神経の中枢である視床下部室傍核と脊髄交感神経中枢の中間外側柱に豊富に分布していた。【8】オレキシンペプチドと受容体は、下垂体前葉にも高濃度に発現しており、下垂体ホルモンの分泌調節機能を有している。
ダストデトネーション波の開始とその構造

穀物粉など可然性ダストによるデトネーション波の伝播過程、波面構造を調べ、またどのような過程を経て開始するのかを明かにすることを目的とした。ダストデトネーションには、ダストが酸化剤中を浮遊している場合と管底に堆積している場合があるが、本研究では主に後者について、実験及び数値シミュレーションにより伝播機構、波面構造、開始過程を実験と数値シミュレーションにより明かにした。実験では管内にダスト(粉塵)と酸化剤気体を導入し、衝撃波によって着火することによって得られるデトネーション波の発達状況を実験的に観察し、伝播マッハ数、デトネーション圧力、先頭衝撃波と燃焼波の間隔など波面情報から開始過程を明かにするとともに高速シュリーレン写真により波面構造を明かにした。数値シミュレーションでは、二相流の保存方程式に、ダストの舞い上がり機構、ダストの着火、燃焼機構を組み入れて、FCTあるいはTVD法により解き、実験と比較することを目的とした。具体的には燃料ダストとしてコーンスターチを用い、開始衝撃波の強さ、酸化剤中の酸素濃度、酸化剤初期圧、ダスト質量などをパラメーターとして実験を行い、管壁に埋めこまれた圧力変換器、イオンプローブによって衝撃波の伝播速度と圧力変化、燃焼波面と衝撃波面の時間間隔を測定し、開始衝撃波から最大速度約1300m/s、最大圧力ほぼ初期圧の40倍の準定常デトネーション波に発達する過程を明かにした。また、特別に製作した可視化部を持つ管を用いて衝撃波とダストの干渉過程のシュリーレン画像を高速度カメラで撮影し衝撃波の足元でダスト層との干渉により特徴的な圧力波が発生し、ダストを舞いあげ酸化剤と混合させダストデトネーション波を形成させる事を明かにした。数値シミュレーションにおいては1次元的な解析により実験と定性的に一致する結果を得、燃焼モデルの妥当性を証明した。
歯の亀裂発生解明のための挙動解析および歯質強化法の開発

口腔領域は摂食をはじめとして多くの重要な機能を担っており,歯の強度特性を検討することは歯科医療においても修復物設計の指針となると思われる.歯は歯冠部分と歯根部分からなり,歯根部での破折は歯冠部とは異なる様相を呈し,重篤な症状になり,抜歯になる可能性も高い.現在までに歯根破折の解明のため,歯冠部および歯根部における構造等の違いに着目し,研究を進めてきた.歯の加齢変化による現象はいろいろと見られるが,象牙質における加齢変化は顕著であり,特に歯根象牙質において根尖側から次第に透明化し,加齢的に広がる透明象牙質はよく知られている.しかしながら,透明象牙質の強度特性に関する情報が少ないため検討を行ったところ,透明象牙質の微小硬さおよび弾性率は健全象牙質とは異なっていること,また,引張強さにおいて,透明象牙質は健常象牙質よりも強度が小さいことを確認した.さらに,非破壊にてマイクロCTによる歯の撮影を行った後に構造解析を行ったところ,透明象牙質はミネラル量が高く,加齢による構造変化が確認された.今年度は,強度特性および加齢による構造変化との関連性を追及した.さらに象牙質のさらなる構造の解明を目的として,産業界において使用されているエキシマランプによる光照射を行ったところ,歯質表面の改質を確認することができた.そこで今年度は,エキシマランプ照射後の歯質の強度特性を検討したところ,エキシマランプ照射は歯質強度に影響を与えないことが明らかとなった.また,産業界において使用されている低圧水銀ランプによる光照射との比較を行ったところ,エキシマランプ照射は,低圧水銀ランプ照射よりも歯質表面改質に有用であった.口腔領域は摂食をはじめとして多くの重要な機能を担っており,歯の強度特性を検討することは重要なことであると思われる.歯は歯冠部分と歯根部分からなり,歯根部での破折は歯冠部とは異なる様相を呈し,重篤な症状になり,抜歯になる可能性も高い.現在までに歯根破折の解明のため,歯冠部および歯根部における構造等の違いに着目し,研究を進めてきた.すなわち,歯冠部および歯根部における微小硬さおよび弾性率の違いの検討を行ったところ,微小硬さおよび弾性率において違いがみられ,微小硬さにおいて,歯冠部分が歯根部分よりも硬く,弾性率も大きいことを確認することができた.しかしながら,これらは局所的な結果であったため,さらなる詳細な検討を行うことを目的とし,今回、非破壊にてマイクロCTによる歯の撮影を行った.撮影データの取得後,ミネラル量の計測およびミネラルの分布の解析を行うことにより,歯冠部および歯根部の構造比較を行った.その結果,歯冠部は歯根部のいかなる部分よりもミネラル量が高いことがわかった.また,歯冠部においては,象牙質はエナメル質に接している.エナメル質,象牙質はそれぞれ組成が異なっており、エナメル質と象牙質の境界をエナメル象牙境と称するが,エナメル象牙境は歯冠部において重要な構造であることが認識されている.しかしながら,機械的特性についての情報は少ない.そこで,エナメル象牙境部において引張試験を行ったところ,エナメル象牙境部近くのエナメル質が歯冠部において非常に脆弱な部位であることが明らかとなった.口腔領域は摂食をはじめとして多くの重要な機能を担っており、歯の強度特性を検討することは重要なことであると思われる.歯は歯冠部分と歯根部分からなり,歯根部での破折は歯冠部とは異なる様相を呈し,重篤な症状になり,抜歯になる可能性も高い.現在までに歯根破折の解明のため,歯冠部および歯根部における構造等の違いに着目し,研究を進めてきた.すなわち,歯冠部および歯根部における微小硬さおよび弾性率の違いの検討を行ったところ,微小硬さおよび弾性率において違いがみられ,微小硬さにおいて歯冠部分が歯根部分よりも硬く,弾性率も大きいことを確認することができた.さらなる詳細な検討を行うことを目的とし,前年度において,非破壊にてマイクロCTによる歯の撮影を行った.その結果,歯冠部は歯根部のいかなる部分よりもミネラル量が高いことがわかった.今年度は,マイクロCTによる解析技術をさらに発展させ,歯の内部構造の表示方法を確立した.今後この評価方法により,加齢における歯の内部構造変化の解析が可能になったと思われる.また,前年度において,歯冠部においては象牙質はエナメル質と接しており,エナメル質と象牙質の境界であるエナメル象牙境に着目し,引張試験を行ったところ,エナメル象牙境の強度は異方性を示した.歯根部においては象牙質はセメント質と接しており,今年度は,セメント象牙境に着目した.セメント象牙境部の微小硬さ試験を行ったところ,微小硬さおよび弾性率においては,部位および異方性の影響はないことが明らかとなった.口腔領域は摂食をはじめとして多くの重要な機能を担っており、歯の強度特性を検討することは重要なことであると思われる.歯は歯冠部分と歯根部分からなり,歯根部での破折は歯冠部とは異なる様相を呈し,重篤な症状になり,抜歯になる可能性も高い.

現在までに歯根破折の解明のため,歯冠部および歯根部における構造等の違いに着目し,研究を進めてきた.今年度は加齢にも着目した.歯の加齢変化による現象はいろいろと見られるが,象牙質における加齢変化は顕著であり,特に歯根象牙質において根尖側から次第に透明化し,加齢的に広がる透明象牙質はよく知られている.しかしながら,透明象牙質の特性に関する情報は少ない.そこで今年度は,現在までに確立した歯質の微小硬さ試験方法を応用して,微小硬さ試験を行い,強度について検討したところ,微小硬さおよび弾性率は健全象牙質とは異なっており,加齢が影響を与えていると考えられた.また,現在までに歯根象牙質の疲労試験を行ったところ,歯根象牙質の疲労強さは引張強度の約半分程度であった.すなわち,歯冠象牙質に比べて歯根象牙質の脆弱性が明らかとなった.これらは,象牙質内のコラーゲンであるが,歯冠象牙質では象牙質内に均質に配向しているが,歯根象牙質では,象牙質内に片寄りが見られることが原因と考えられる.そのため,象牙質の歯冠部および歯根部を使用して,フーリエ変換赤外分光法による構造解析を行ったところ,歯根象牙質中のコラーゲンの偏向がみられ,化学的にコラーゲンの配向状態を確認することができた.また,試験片小型化に改良することができた試験法により,歯根象牙質の前歯部と臼歯部では,強度が同程度であることを確認することができた.歯は歯冠部と歯根部からなり,歯が破折した際は歯根部の方が重篤な症状になることが多い上に,歯冠部と歯根部では象牙質の構造が同一なものでないため,このデータを歯根部に適用することには問題が多い.さらに,試験片の大きさ等の理由により,歯根象牙質の強度の情報は少ない.今回,試験片小型化により,歯根象牙質の強度特性の部位による検討を行ったことは意義のあることであり,順調に進展していると考えている.さらに,加齢象牙質における強度特性の解明にも着手することができ,今後の研究において歯質の加齢変化現象の追求において有用であると思われる.また,コラーゲンの分析方法を確立することもできたため,今後,破折部位の解明においても有用であると考えられる.口腔領域は摂食をはじめとして多くの重要な機能を担っており,歯の強度特性を検討することは歯科医療においても修復物設計の指針となると思われる.歯は歯冠部分と歯根部分からなり,歯根部での破折は歯冠部とは異なる様相を呈し,重篤な症状になり,抜歯になる可能性も高い.現在までに歯根破折の解明のため,歯冠部および歯根部における構造等の違いに着目し,研究を進めてきた.すなわち,歯冠部および歯根部における微小硬さおよび弾性率の違いの検討を行ったところ,微小硬さおよび弾性率において違いがみられ,微小硬さにおいて歯冠部分が歯根部分よりも硬く,弾性率も大きいことを確認することができた.また,歯の加齢変化による現象はいろいろと見られるが,象牙質における加齢変化は顕著であり,特に歯根象牙質において根尖側から次第に透明化し,加齢的に広がる透明象牙質はよく知られている.しかしながら,透明象牙質の特性に関する情報は少ない.そこで前年度において確立した歯質の微小硬さ試験方法を応用して,微小硬さ試験を行い,強度について検討したところ,微小硬さおよび弾性率は健全象牙質とは異なっており,加齢が影響を与えていると考えられた.今年度は,透明象牙質の構造をより詳細に理解することを目的とし,非破壊にてマイクロCTによる歯の撮影を行った後,前年度までに確立したマイクロCTによる歯の内部構造変化の解析を行ったところ,透明象牙質は歯冠部のいかなる部分よりもミネラル量が高く,加齢による構造変化が確認された.また,透明象牙質内においてはミネラル量は不均一に増加しており,ミネラル量の分布状態が強度に関与する可能性が示唆された.歯は歯冠部と歯根部からなり,歯が破折した際は歯根部の方が重篤な症状になることが多い上に,歯冠部と歯根部では象牙質の構造が同一なものでないため,このデータを歯根部に適用することには問題が多い.
西表国立公園における島嶼生態系の維持機構とその保全に関する研究

本研究では、西表島嶼生態系の総合的保全を目的として、その生態系の食物連鎖の頂点にあるイリオモテヤマネコを中心として西表島の動物相と生態系に関する資料収集と人間活動も含めた環境の評価を行なうこととした。1.イリオモテヤマネコの生活史の中で重要な1年の活動スケジュールがほぼ明らかになった。また、イリオモテヤマネコの密度や空間配置は地域によって異なり、その間を大きく移動するオスがいることが明らかになった。さらに、これまで蓄積した資料もあわせて、GISデータを用いた生息地環境解析も開始した。2.保護個体や死亡個体を用いて病理学的解析を行なった。3.食物連鎖下位の動物相の把握のために、いくつかの種の分類学的位置付け、生態、保全に関する資料の収集と整理を行なった。特に、爬虫類について東南アジアまで含めた分析を行なった。また、イリオモテヤマネコの競争種となりうるカンムリワシを対象として生態資料を蓄積した。4.人為的移入種であるイエネコとスッポンをとりあげ、イエネコとイリオモテヤマネコとの競争、病気の伝播の可能性の検討、スッポンの分布拡大経路の考察を行なった。これらの結果を踏まえてイリオモテヤマネコおよび他の希少種の保全上の問題点等を提起した。本研究によって、イリオモテヤマネコの生息状況と西表島の動物相、および相互の関連についての資料が蓄積された。さらに、今後、山地部まで含めた群集構造の把握、おのおのの生物種についての資料の蓄積を進めることにより西表島全体の生態系の把握が可能であると考えている。また、西表島の総合的保全のためには、さらに植物相、森林の状況、人間活動の影響に関する調査は重要な問題を含んでおり、今後の課題となった。1.西表島の中でも履歴、植生等の異なる西部白浜地区において、テレメトリー法および自動撮影法によるイリオモテヤマネコの行動圏および環境利用に関する調査を行なった。その結果、本地域はこれまで対象とした地域と異なり、イリオモテヤマネコの密度も安住性も低く、本種の個体群全体の生息地の中で周辺生息地としての役割を持っていると考えられた。2.イリオモテヤマネコに病気を媒介する可能性のある移入種ノネコを対象に生息状況、ウィルス検査、活動範囲等の調査を行なった。その結果、西表島では人間の活動域を中心にかなりの数のノネコが生息していることがわかった。イリオモテヤマネコに関する検査からはウィルスへの感染は発見されず、西表島に生息するノネコも他地域と比較するとウィルス感染率が低いことが明らかになった。これは島嶼の閉鎖的環境の特性であると同時に、移入生物による脅威にぜい弱であるという保全上の問題点も示唆するものであった。3.イリオモテヤマネコの追跡調査地の一つである、西表島北西部の船浦地区および浦内地区において、その主要な餌のひとつと考えられるキシノウエトカゲの生息状況についてラインセンサス法による調査を行うとともに、捕獲して測定する方法で個体群構造についてもデータを収集した。その結果、キシノウエトカゲの開けた環境下での生息密度は、自然林床における生息密度の8倍以上に達すること、7月上旬に孵化幼体の加入があることが確認された。4.イリオモテヤマネコの生態学的特性を考える上で重要な繁殖に関する情報を収集し、整理した。その結果、繁殖期等の年間繁殖スケジュールが明らかになった。5.その他に、イリオモテヤマネコとともに西表島の食物連鎖の頂点に位置するカンムリワシおよびイリオモテヤマネコの餌動物として重要なヤエヤマオオコウモリの生息状況に関する予備的調査を行なった。

1.西表島の中でも地形、標高、植生等の異なる2地区において、テレメトリー法によるイリオモテヤマネコの行動圏および環境利用に関する調査を行ない、その結果とこれまでの資料をあわせて、GISを用いた環境要因との重ね合わせを行ない、イリオモテヤマネコの利用環境を解析した。また、同地点において食性分析を行ない、イリオモテヤマネコによる環境利用と採餌行動の関係を調べた。2.イリオモテヤマネコの個体群動態と保全上の問題点を解析する上で必須な年齢査定の方法を確立するための研究を行なった。その結果、死体についてはセメント質年輪法による齢査定が、生体については歯の磨耗による推定が有効であると言う結論が得られた。3.イリオモテヤマネコの生態学的特性を考える上で重要な繁殖に関する情報を収集し、整理した。その結果、繁殖期等の年間繁殖スケジュールが明らかになった。また、テレメトリー調査によって得られた行動圏の分析により繁殖メス独特の行動パターンと利用環境が明らかになった。4.その他に、西表島国立公園内の絶滅が危惧される2種の陸棲脊椎動物、ヤエヤマオオコウモリとセマルハコガメに関する生態調査を行なった。主に、生息域、繁殖、移動等に関する資料を得た。1.西表島の中でも近年特に環境が変化した1地区において、これまで得られているテレメトリー法によるイリオモテヤマネコの行動圏および環境利用に関する調査結果と、GISを用いた環境要因との重ね合わせを行なった。環境の人為的な変化に対して、イリオモテヤマネコは環境利用を変化させることによって対応するが、密度はある程度の時間的遅れを伴って減少することがわかった。2.イリオモテヤマネコの個体群動態を把握し、生息地保全の上での地域的連続性を考える上では、個体の移動に関する資料が必要である。本年度は、広範囲に渡る自動撮影法を用いて、分散期の幼獣以外の定住していない放浪オスの存在を明らかにし、その動きに関する資料を収集した。オスの動きはメスの分布の影響を大きく受けていることが示唆される結果が得られている。3.西表島全島を対象としたイリオモテヤマネコおよび希少動物の生息状況の把握のためにこれまでほとんど調査が行なわれていない地域を対象に、センサスや自動撮影、痕跡法などの方法で調査を行なった。4.西表・石垣島産のセマルハコガメとキシノウエトカゲを対象に、その遺伝的特性(他集団との変異性)について詳しく調べた。そしていずれの種も、台湾の近縁集団(それぞれセマルハコガメの基亜種、およびチュウゴクトカゲ)と遺伝的に少なからず異なっていること。したがってこれら西表・石垣集団が高い保全遺伝学的価値を持つことを明らかにした。5.年度はじめに西表島で島の生態系に大きな影響を与えることが懸念される移入種オオヒキガエルが発見されたのを受け、その食性や捕食者への毒の影響を予備的に調査した。6.これまでの研究成果の一部を国際学会で公表した。
晩期再発乳癌の生物学的特徴と予測因子に関する研究

晩期再発乳癌(5年以降に再発する乳癌)の生物学的特徴と予測因子を明らかにして適切な治療法の開発に繋げていくことを目的として、全国9施設よりER陽性HER2陰性乳癌の早期再発223例、晩期再発149例、10年以上無再発321例を集積した。臨床病理学的因子と治療法について検討して早期再発、晩期再発の予測因子を見出した。再発症例について再発後の予後を検討し、再発後生存期間の予測因子を見出した。本研究は、術後5年以降に再発する乳癌(晩期再発乳癌)の生物学的特徴と予測因子を明らかにして、適切な治療法の開発に繋げていくことを目的とする。全国9施設よりエストロゲンレセプター(ER)陽性HER2陰性乳癌の晩期再発症例、早期再発(5年以内の再発)症例、10年以上無再発症例(コントロール)を集積して行う多施設共同研究である。本研究は日本乳癌学会の班研究に採択されたものである。本研究において、晩期再発症例149例、早期再発症例220例、10年以上無再発症例322例を集積した。臨床病理学的因子の検討項目(初発時の状況)は、年齢、閉経状況、身長、体重、乳癌家族歴、腫瘍径、リンパ節転移個数、術前薬物療法について、乳癌組織における検討(組織学的分類、grade, ER, PgR, HER2, Ki67の発現)、術後薬物療法について、放射線療法について、とした。乳癌組織のER, PgR, HER2, Ki67の発現は、各施設より薄切標本を提出して中央判定を行った。現在、検討項目(臨床病理学的特徴、生物学的特徴および治療法)について、晩期再発症例、早期再発症例、10年以上無再発症例の比較の統計解析を進めている。さらに、晩期再発症例とコントロール(12例ずつ)においてパラフィン包埋乳癌組織からRNAを抽出し、マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を行った。現在、発現に差のある遺伝子について抽出作業を進めている。臨床病理学的因子(初発時の状況)として、年齢、閉経状況、身長、体重、乳癌家族歴、腫瘍径、リンパ節転移個数、術前薬物療法について、乳癌組織における検討(組織学的分類、grade, ER, PgR, HER2, Ki67の発現)、術後薬物療法、術後放射線療法について、晩期再発症例、早期再発症例、10年以上無再発症例の3群で比較検討した。この結果は、下記の論文に発表した。発現に差のある遺伝子について閉経前/閉経後それぞれにおいて約70遺伝子を抽出した。平成27年度の研究計画はほぼ達成できた。本研究は、術後5年以降に再発する乳癌(晩期再発乳癌)の生物学的特徴と予測因子を明らかにして、適切な治療法の開発に繋げていくことを目的としている。全国9施設よりエストロゲン受容体(ER)陽性HER2陰性乳癌の早期再発(5年以内の再発)症例、晩期再発症例、10年以上無再発症例を集積して行う多施設共同研究(日本乳癌学会の2013年度班研究)である。早期再発220例、晩期再発149例、10年以上無再発322例を集積した。臨床病理学的因子と治療法について晩期再発症例、早期再発症例、10年以上無再発症例の3群で比較検討した。さらに早期再発症例、晩期再発症例の再発後の生存期間に影響を与える因子について検討した。これらの研究結果は以下の論文に発表した。さらに、晩期再発症例とコントロールにおいてパラフィン包埋乳癌組織からRNAを抽出し、マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を行った。発現に差のある遺伝子を閉経前/閉経後それぞれにおいて約80遺伝子ずつ抽出した。平成26年度の研究計画はほぼ達成できた。「平成28年度の研究計画」に従い、研究を進めていく。晩期再発症例とコントロールにおいてmRNAの網羅的遺伝子発現解析の結果、ピックアップした遺伝子について、日本乳癌学会班研究の症例を用いてバリデーションを行う。薄切標本より抽出したRNAを用いた定量的RT-PCRによるmRNA発現の検討、および、さらに絞り込んだ遺伝子について薄切標本を用いた免疫染色による蛋白発現の検討を予定している。

さらに、晩期再発、早期再発、コントロール症例における臨床病理学的因子、生物学的因子、治療法の検討を行い、晩期再発乳癌の予測因子を同定する。乳腺外科学「平成27年度、平成28年度の研究計画」に従い、研究を進めていく。晩期再発症例とコントロールにおいてmRNAの網羅的遺伝子発現解析の結果、ピックアップした遺伝子について、日本乳癌学会班研究の症例を用いてバリデーションを行う。薄切標本より抽出したRNAを用いた定量的RT-PCRによるmRNA発現の検討、および、さらに絞り込んだ遺伝子について薄切標本を用いた免疫染色による蛋白発現の検討を予定している。
マクロファージの活性化制御に基づく小細胞肺癌の新規治療法の開発

本研究は、標準治療の進歩に乏しい小細胞肺癌(SCLC)の新たな治療法の開発を目的に、Mφの活性化を調節する化合物をSCLCの治療に応用しようとする研究である。本研究では、我々が発見したMφの活性化を制御する環状スルフィド化合物を用いての既知抗腫瘍療法との併用効果の検証、および近年、SCLCの新たな治療標的として注目されているDLL3のMφの活性化に与える影響を解析することで抗DLL3抗体-抗腫瘍薬複合体の腫瘍微小環境、特にMφ活性化に与える作用の解析を行い、Mφの活性化制御という新たなメカニズムを介したSCLCの治療に応用可能な分子標的薬や治療法の開発を行うための基礎的知見を得ることを目指す。