hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移動支援機器用インホイール型磁気ギアードモータの開発

平成30年度においては,一昨年度試作した磁気ギアードモータを移動支援機器に適用することを目的として,まずは3D-CADを用いて車体の設計を行った。市販されている複数の移動支援機器の形状・寸法を参考にして設計した結果,外形寸法は幅750 mm,高さ880 mm,奥行き730 mmとなった。次いで,磁気ギアードモータを駆動するドライブシステムについては,車体に搭載することを勘案し,小型軽量を第一に作製した。具体的には,モータ駆動回路にはSTMicroelectronics社製のX-NUCLEO-IHM08M1とNUCLEO-F303REを採用した。また,このモータ駆動回路と通信し,トルク制御等を実行するMCUには,ARM社製のmbed LPC1768を採用した。使用者とのインターフェースには可変抵抗器を用い,これに流れる電流の値に比例したq軸電流指令値をモータ駆動回路に送信する。試作したドライブシステムの動作確認をトルクベンチ上で行った結果,可変抵抗の値に対して線形的に速度を制御できることを確認した。今年度は,磁気ギアードモータのポールピースホルダの改良も行った。具体的には,これまで使用していたエンジニアリングプラスチックから,より剛性の高い繊維強化プラスチックに変更した。その結果,機械損が最大で約10 W低下し,効率は約90%を達成した。これはモータ部,ギア部で効率95%以上を同時達成したことを意味する。さらに,今年度は移動支援機器の走行抵抗曲線を試算し,ここから試作機の有用性について評価を行った。その結果,磁気ギアードモータを後輪2輪にインホイールダイレクトモータとして適用し,バッテリ電圧を24 Vで駆動した場合,平地では時速4 kmでの走行が可能であることが明らかとなり,試作機の有用性が明らかとなった。今後は,移動支援機器の試作機を完成させ,実走行試験を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。H28年度においては,まず3次元有限要素法(3D-FEM)を用いて,磁気ギア部の解析・設計を行った。磁束変調型磁気ギアにおいて,性能に大きな影響を与える設計パラメータは,内外回転子の磁石長とバックヨーク長,そしてポールピース長である。したがって,3D-FEMを用いて,磁気ギアの体格(直径と軸長)とギャップ長は固定の条件の下で,上記5つの寸法を種々変化させ,最もトルク密度が大きくなるパラメータの組み合わせを探索した。その結果,内外の磁石長は4mmと2.5mm,内外のバックヨーク長は6mmと5mm,そしてポールピース長は4mmとなった。次いで,上記磁気ギアの内側に電機子を組み込んだ,磁気ギアードモータの解析・設計を行った。まず,スロットと極数の組み合わせについては,トルク脈動を小さくすることを考えて,9スロット8極とした。また,オープンスロット構造にすることで,巻線の占積率を上げ,銅損の低減を図った。さらに,内側の高速回転子の磁石を埋め込み構造にすることで磁石渦電流の抑制も狙った。以上により,通常の半閉スロット構造に対して,トルクは約1.4倍に向上し,銅損は約20%低減することができた。また,磁石渦電流損については,磁石を埋め込むことで70%と大幅に抑制することができた。これらの結果,最高効率は目標である90%を上回る見通しを得た。そこで上記の結果に基づき,磁気ギアードモータの試作を行った。なお,試作は業者に依頼した。試作した磁気ギアードモータについて,入出力の回転数を測定したところ,設計通りのギア比である5.75で動作していることを確認した。当初計画通りに進んでいるためH29年度においては,昨年度試作した磁気ギアードモータの実証実験を行った。実験装置は,磁気ギアードモータの試作機と直流電源,3相インバータ駆動回路,インバータ駆動回路用の補助電源,ヒステリシスブレーキ,トルクメータ,スコープコーダで構成される。実験において,モータの入力側では,まずホールセンサから読み取った回転子位置信号をインバータ駆動回路に入力しすることで,PWM制御の下,直流電圧を適切にスイッチングし,モータに3相交流電流を入力する。一方,出力側はモータの出力軸にトルクメータとヒステリシスブレーキを接続し,トルクメータから出力トルクと回転速度を読み取る。このような実験装置を用いて,回転速度一定の下,負荷トルクに対する各種特性を測定した。その結果,出力回転数を174 rpmとしたときの電流密度対トルク特性の実測値は,3次元有限要素法を用いた計算値と良好に一致し,ほぼ設計通りのトルクが得られていることが明らかになった。なお,本磁気ギアードモータの最大トルクは約13 N・mであった。次いで,効率の測定を行ったところ,最高効率は負荷トルク11 N・m時に84.7 %となり,過去の試作機の最高効率よりも15%以上の改善を達成した。これにより,昨年度実施した高効率化の検討が有用であることが実証された。今年度はさらにモータケースやポールピースの支持部材で生じる損失についても,3次元有限要素法を用いて検討を行った。その結果,支持部材における損失は約5.5 Wであり,総損失の11.4%を占めていることが明らかになった。また,支持部材にステンレス(SUS304)を用いることで,一般的なアルミニウムを用いる場合と比べて,大幅に損失を低減できることが明らかになった。

今年度試作予定の移動支援機器に搭載する磁気ギアードモータの試作まで完了していることから、進捗は当初計画通りと言える。平成30年度においては,一昨年度試作した磁気ギアードモータを移動支援機器に適用することを目的として,まずは3D-CADを用いて車体の設計を行った。市販されている複数の移動支援機器の形状・寸法を参考にして設計した結果,外形寸法は幅750 mm,高さ880 mm,奥行き730 mmとなった。次いで,磁気ギアードモータを駆動するドライブシステムについては,車体に搭載することを勘案し,小型軽量を第一に作製した。具体的には,モータ駆動回路にはSTMicroelectronics社製のX-NUCLEO-IHM08M1とNUCLEO-F303REを採用した。また,このモータ駆動回路と通信し,トルク制御等を実行するMCUには,ARM社製のmbed LPC1768を採用した。使用者とのインターフェースには可変抵抗器を用い,これに流れる電流の値に比例したq軸電流指令値をモータ駆動回路に送信する。試作したドライブシステムの動作確認をトルクベンチ上で行った結果,可変抵抗の値に対して線形的に速度を制御できることを確認した。今年度は,磁気ギアードモータのポールピースホルダの改良も行った。具体的には,これまで使用していたエンジニアリングプラスチックから,より剛性の高い繊維強化プラスチックに変更した。その結果,機械損が最大で約10 W低下し,効率は約90%を達成した。これはモータ部,ギア部で効率95%以上を同時達成したことを意味する。さらに,今年度は移動支援機器の走行抵抗曲線を試算し,ここから試作機の有用性について評価を行った。その結果,磁気ギアードモータを後輪2輪にインホイールダイレクトモータとして適用し,バッテリ電圧を24 Vで駆動した場合,平地では時速4 kmでの走行が可能であることが明らかとなり,試作機の有用性が明らかとなった。今後は,移動支援機器の試作機を完成させ,実走行試験を行う予定である。ここまで当初計画通りに順調に進んできていることから、次年度以降も計画書通りに研究を推進する予定である。今年度は当初予定通り、移動支援機器のプロトタイプの試作と走行試験を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
胃癌外科的治療テーラーメード化目的のリンパ節転移同定エピゲノムパネルの確立

胃癌リンパ節転移に関与するエピゲノム変化を同定することを目的に研究をおこなった。その結果miR-4286が癌進行に伴って発現増加し、リンパ節転移進展に深くかかわることが判明し、新規バイオマーカーになり得ると考えられた。DNAメチル化に関しては網羅的解析では有用なマーカーは同定しえなかったが、遺伝子発現レベルにおいて注目すると、炎症性発癌に深くかかわるとされるAngiopoietin-like protein 2(ANGPTL2)が、癌組織特異的に発現増加するのみならず、病期進展に伴い発現増加し、リンパ節転移と相関するのみならず、有用な予後予測マーカーとなることを同定した。本研究ではリンパ節転移の有無と関連して原発巣で異なるエピゲノム変化を同定し、それらが期待できるリンパ節転移同定マーカーであるかを検証することを目的とした。本年は胃癌症例stageIおよびstageIVの血清を用いて、転移の初期段階として知られる上皮間葉移行に深くかかわるmicroRNA(miR200familyならびにmiR203)検討した。その結果、miR-203が転移と強く関連するmicroRNAであり、血清のmiR-203は腫瘍の進行(T因子、脈管侵襲、リンパ節転移、腹膜播種、遠隔転移)した症例程、発現レベルが低く、予後と関連があることを確認した。本年は胃癌患者術前血清を用いて、リンパ節転移を含む遠隔転移に関連するmicroRNAsの検討をおこなった。stageIおよびstageIVの血清を用いて、転移の初期段階として知られる上皮間葉移行に深くかかわるmicroRNA(miR200familyならびにmiR203)検討した。その結果、miR-203が転移と強く関連するmicroRNAであり、血清のmiR-203は腫瘍の進行(T因子、脈管侵襲、リンパ節転移、腹膜播種、遠隔転移)した症例程、発現レベルが低く、予後と関連を認めた。多変量解析ではmiR-203はリンパ節転移、腹膜播種、遠隔転移の独立した予測因子であり、非侵襲的な胃癌症例の転移を予測するバイオマーカーである可能性が示唆された。昨年度は胃癌stageIおよびIVの血清を用いて、転移の初期段階として知られる上皮間葉移行に深くかかわるmicroRNAを検討した。その結果、miR-203が転移と強く関連するmicroRNAであり、血清のmiR-203は腫瘍の進行した症例程発現レベルが低く、予後と関連することを確認した。本年は、正常胃粘膜、リンパ節陰性の胃癌組織、リンパ節転移陽性の胃癌組織、腹膜播種陰性胃癌組織、ならびに腹膜播種陽性胃癌組織それぞれ6検体を用いて網羅的全ゲノムDNAメチル化解析ならびにmicroRNAアレイ、mRNAアレイを施行した。現在そのデータの解析中である。昨年度計画した胃癌組織中リンパ節転移関連メチル化DNAの検索とその制御された遺伝子を網羅的にすでに解析している。本研究ではリンパ節転移の有無と関連して、原発巣で異なるエピゲノム変化を同定し、それらが期待できるリンパ節同定マーカーであるかを検証することを目的とした。昨年、正常胃粘膜、リンパ節転移陰性の胃癌組織、リンパ節転移陽性の胃癌組織、腹膜播種陰性胃癌組織、ならびに腹膜播種陽性胃癌組織それぞれ6検体を用いて網羅的全ゲノムDNAメチル化解析ならびにmicroRNAアレイ、mRNAアレイを施行した。その結果からリンパ節転移陽性胃癌組織において、メチル化より発現調節が行われている遺伝子、miRNA発現異常により発現調節が行われている可能性のある遺伝子群を複数同定した。これらの遺伝子発現を130例の胃癌組織より抽出合成したcDNAを用いてqPCRをおこない、リンパ節転移ならびに遠隔転移陽性になる症例で特異的発現変化をきたす遺伝子Xを同定した。これらの遺伝子は、public databaseを用いた解析においても同様の発現傾向を示すことから、リンパ節転移進展に深く関与する可能性があるため、現在、in vitroならびにin vivo実験にてその機能解析を進めている。胃癌組織ならびに血清のリンパ節手に関連メチル化DNA検索予定1胃癌組織中リンパ節転移関連メチル化DNAの検索2胃癌患者血清中リンパ節転移関連メチル化DNAの検索リンパ節転移関連DNAメチル化とその制御された遺伝子発現について、多数の臨床検体を用いてその転移診断能の検証する。また機能的意義を検討する。悪性腫瘍研究実施経過にのっとり成果を得ることができたため残高が生じた研究実施計画にのっとり成果を得ることができたため残高が生じた残高は次年度の血清、組織の網羅的メチル化解析に使用する試薬の予算として使用する予定である残高は次年度の実験試薬等に使用する予定である
代理意思決定を行う急性期脳卒中患者の家族に効果的な看護支援プログラムの開発

救急医療の進歩により生命の危機状態に陥った患者の救命が可能となったが、意思決定が困難な状態の患者の代わりに生命に関わる判断を行う代理意思決定者の負担は大きくなっている。現段階で患者の状態や生活、家族の持つ役割機能を生かした看護支援が行われているかは不明であり、今後は患者家族への効果的な支援方法を研究していく必要がある。本研究では、急性期脳卒中患者の家族を対象とした調査・分析により、患者の代わりに意思決定をする家族が求める効果的な看護支援を明らかにし、支援プログラムを作成することを目的とする。平成30年度は意思決定に焦点を当てたインタビューガイドを作成し、インタビューガイドに基づき、急性期脳卒中患者の家族を対象としてインタビューの実施を計画していた。計画書は研究者の所属施設の研究等倫理委員会に提出し、承認された。研究協力施設の研究等倫理委員会への審査の準備段階において、研究対象者の選択や研究結果の活用について見直すように指示があったため、研究計画書の見直しを行い、病院倫理委員会の審査を受ける段階となった。プログラムの開発のため、急性期脳卒中患者の家族へインタビュー調査を進めている段階である。研究対象者の選択において予定していた協力者の退職に伴い、新たな協力者を見つけて研究協力への説明と依頼をする作業が必要となった。また、病院への協力を依頼する過程で、病院責任者より研究対象者の選択や研究結果の活用について見直すように指示があったため、研究計画書の見直しを行った。インタビューは約3040分の予定であるが、対象者の予定を優先し、指定した日時と場所で行うことによって、日常の社会的役割への影響が最小になるように配慮して行う必要がある。また、対象者が経験した出来事を振り返るのは、心理的負担を感じる可能性があり、特に意思決定を後悔している場合もあるため、無理に話したくない時は、話さなくてもよいことを面接に先立って伝え、倫理的配慮に留意し研究を進めていく必要がある。平成29年度では、目的1として先行研究を参考にし、意思決定に焦点をあててインタビューガイドを作成すること、目的2としてインタビューガイドに基づき、急性期脳卒中患者の家族を対象としてインタビューの実施を計画した。まず、先行研究を参考にし、急性期脳卒中患者の家族が求める効果的な看護支援の中で、意思決定に焦点をあててインタビューガイドを作成した。インタビューの内容は対象者が代理決定を後悔し、思い出したくない内容も含まれることが考えられたため、インタビューの日程の変更ができることや研究協力を受けた後も研究参加を断ることができることなど、倫理的配慮に注意し実施できるように計画した。現在、研究協力施設の研究等倫理委員会への審査の準備を行っている段階である。研究協力施設の患者数から研究対象者を予測し、研究協力施設の変更と新たに協力施設を増やす必要性が出た。このことから、当初予定していた時期よりも研究協力施設の研究等倫理委員会の審査が遅れている。今後は研究協力施設の研究等倫理委員会の承認が下り次第、インタビューの実施が可能と考えられる。インタビュー実施後は目的3として「代理意思決定に影響した時期」「代理意思決定に影響した支援」と判断できた看護支援を明らかにし、急性期脳卒中患者の家族が代理意思決定を行う際に、必要とする看護支援について時期と支援方法を明らかにする。さらに目的4である目的13の結果をまとめ、急性期脳卒中患者の家族が代理意思決定を行う際に、効果的と考えられる支援プログラムを作成する。

インタビューは約3040分の予定であるが、対象者の予定を優先し、指定した日時と場所で行うことによって、日常の社会的役割への影響が最小になるように配慮して行う必要がある。また、対象者が経験した出来事を振り返るのは、心理的負担を感じる可能性があり、特に意思決定を後悔している場合もあるため、無理に話したくない時は、話さなくてもよいことを面接に先立って伝え、倫理的配慮に留意し研究を進めていく必要がある。物品費が計画当初より安価であったこと、学会参加の際に宿泊をしなかったことにより、次年度使用額が生じた。今後はインタビュー調査のための交通費が計画当初より必要になることが考えられるため、次年度使用額は研究のための交通費として使用する予定である。研究計画書の修正が必要になったため、今年度はインタビューのための交通費や、データの分析のための研究費を使用しなかった。現在、インタビュー調査を開始できる段階であるため、今後は当初の予定通りに交通費やデータおこしのために、研究費を使用していく予定である。
マトリックスメタロプロテアーゼの新規機能解析

本年度の主な研究成果は、以下の通りである。(1).MT1-MMPのヒトがん細胞浸潤・転移での役割:ヒト唾液腺癌におけるMMPの解析から、粘液類表皮癌ではMT1-MMPによるproMMP-2活性化がリンパ節転移に関与していた。一方、腺癌や腺様嚢胞癌ではTIMP-2の産生増加によりproMMP-2活性化が抑制されていた。ヒト胃癌においても、硬癌ではTIMP-3によりMT1-MMPを介したproMMP-2の活性化抑制がみられ、非硬癌との違いが明らかとなった。(2).MMP-7の機能解折とヒト子宮内膜癌での役割:酵母two-hybrid system法でproMMP-7結合分子としてCD151をクローニングし、その結合によりproMMP-7が活性化されることを明らかにした。また、子宮内膜癌組織において両分子の癌細胞膜上での共存とMMP-7の活性を検出し、組織・細胞レベルでのproMMP-7/CD151系の働きを証明した。これらのデータは、癌細胞浸潤・転移に関与するMMP-7にも、細胞膜表面での活性化機構が存在することを示している。(3).MMP-2の急性心筋梗塞モデルにおける役割:野生型マウスとMMP-2ノックアウトマウスに急性心筋梗塞を作製し、前者にMMP-2選択的インヒビターを投与した。解析の結果、MMP-2ノックアウトマウスとMMP-2インヒビター投与マウスでは、梗塞巣へのマクロファージ遊走抑制により心破裂が予防され、MMP-2インヒビターによる急性心筋梗塞治療の可能性を示した。(4).ADAM分子の機能解析:フィブロネクチンはADAMTS4と細胞膜上で結合し、ADAMTS4活性を阻害することを明らかにした。潜在型ADAM28はMMP-7により活性化され、ADAM28はinsulin-like growthfactor-binding protein 3を切断することを証明した。細胞外マトリックス(ECM)は、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)とADAMTS分子により代謝されている。本研究課題では、MMPの組織内活性化、MMP/ADAMTS4による脳プロテオグリカン(ブレビカン)の分解およびVEGF ( Vascular endothelial growth factor)のマトリクラインについて検討した。得られた研究成果は、以下の通りである。(1).ヒト癌組織や慢性関節リウマチ滑膜組織でのproMMP-2活性化におけるMT1, 2, 3-MMPsの役割を検討し、甲状腺癌や滑膜ではMT1-MMPが主役を演じることを明らかにした。一方、グリオーマではMT1-MMPとMT2-MMPが活性化するのに対し、MT3-MMPは低レベルながら正常脳でも発現しており、脳ECMの生理的代謝回転に関与する可能性を示した。(2).MMP-1, 2, 3, 7 ,9, 10, MT1-MMP, MT3-MMPおよびADAMTS4をブレビカンに作用させ、MMP-1, 2,3, 7, 10, ADAMTS4が分解活性を持つことを示した。N末端アミノ酸シークエンスから、MMPはAla^<360>-Phe^<361>ボンドを共通して切断するのに対し、ADAMTS4はGlu^<395>-Ser^<396>ボンドで分解し、MMPとADAMTSでは切断部位が異なることを明らかにした。(3).VEGF_<165>をbaitとして酵母のtwo hybrid systemを用いて軟骨細胞cDNAライブラリーをスクリーニングした。128個の陽性クローンをシークエンスしたところ、フィブロネクチン、コラーゲン、テネシンなどのECM分子とVEGF_<121>とVEGF_<165>との結合脳をプレートアッセイとBIACOREを用いて検討中である。マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)とADAMTS4(aggrecanase-1)による脳プロテオグリカン(ブレビカン)の分解について検討するとともに、tissue inhibitors of metallo-proteinases(TIMP-1,2,3,4)のADAMTS4に対する阻害活性を調べた。また、vascular endothelial growthfactor(VEGF)のマトリクラインについて解析した。(1).MMP-1,2,3,7,8,9,10,13,MT1-MMP,MT3-MMPおよびADAMTS4をブレビカンに作用させたところ、MMP-1,2,3,7,8,10,13,ADAMTS4が分解活性を示した。N末端アミノ酸シークエンスから、これらのMMPはAla^<360>-Phe^<361>ボンドを共通して切断するのに対し、ADAMTS4はGlu^<395>-Ser^<396>ボンドで分解し、ブレビカンのMMP切断部位とADAMTS切断部位の存在が明らかとなった。(2).ADAMIS4の軟骨プロテオグリカン(アグリカン)分解活性に対するTIMP-3の阻害活性は最も強く、そのIC_<50>値は7.9nMであり、他のTIMPより少なくとも44倍以上インヒビター活性が強かった。(3).VEGF_<165>をbaitとして酵母のtwo hybrid systemを用いて軟骨細胞cDNAライブラリーをスクリーニングし、シークエンス可能な120個のクローンが得られた。

これらには、フィブロネクチン、コラーゲン、テネシンなどの細胞外マトリックス分子の他、膜タンパクや種々のサイトカインなどが含まれていた。これらの分子とVEGF_<165>との結合能と結合による血管新生抑制活性を検討中である。本年度得られた主な研究成果は、以下の通りである。(1).膜型MMP(MT1-MMP)のがん細胞浸潤・転移での役割:ヒト甲状腺癌、口腔癌、グリオーマでの解析から、MT1-MMPによるproMMP-2活性化がこれらのがん細胞浸潤・転移に関わることを明らかにし、MMP-2のがん組織内での活性をin situ zymography法の開発により初めて証明した。(2).細胞膜上で働くMMP-7の機能解析:ヒト大腸癌、子宮内膜癌、肺癌などで転移と相関するMMP-7に関して、proMMP-7をbaitにしたyeast two hybrid法でヒト肺組織cDNA libraryをスクリーニングし、テトラスパニンの一分子であるCD151をクローニングした。Two hybrid assayや免疫沈降のデータから、proMMP-7のプロペプチドが本分子の細胞外ドメインと結合することを決定した。(3).MMPによるVEGF(Vascular endothelial growth factor)マトリクライン作用:血管新生因子であるVEGFが軟骨組織で発現されることを示すとともに、VEGFの血管新生誘導活性がCTGF(Connective tissue growth factor)のスロンボスポンジンモチーフとの結合によりブロックされることを明らかにした。(1).MMP-7(マトリライシン)の機能解析:潜在型MMP-7の結合分子を探索するために、潜在型MMP-7をbaitにした酵母のtwo-hybrid systemで肺cDNAライブラリーをスクリーニングしCD151をクローニングした。Two-hybrid assay、免疫沈降、結合実験のデータから、潜在型MMP-7のプロペプチドがCD151の細胞外ドメインと結合することを決定した。さらに、その結合により潜在型MMP-7が活性化されることを実証した。これらのことから、ヒトがん細胞の浸潤・転移に関与するMMP-7にも、潜在型MMP-2/MT1-MMPのような細胞膜表面での活性化機構が存在する可能性を明らかした。(2).MMPによるVEGF(Vascular endothelial growth factor)マトリクライン作用:血管新生因子であるVEGFが無血管組織である軟骨組織で発現されることを示すとともに、VEGFの血管新生誘導活性がCTGF(Connective tissue growth factor)のスロンボスポンジンモチーフとの結合によりブロックされることを明らかにした。さらに、MMPはVEGF/CTGF複合体のCTGFを特異的に分解し、VEGFの血管新生活性の再出現を証明した。以上の結果からMMPがCTGFの分解を介してVEGFのマトリクラインに関わることを示した。(3).膜型MMP(MT1-MMP)とMMP-7のヒトがん細胞浸潤・転移での役割:
免疫応答調節機構の分化発達とその異常に関する研究

生体の防御機構の重要な部分を占める免疫応答は, MφやT細胞, B細胞さらにそれらのサブセットなど多様な細胞集団間の相互作用により成り立っている.このような細胞間相互作用の発達と, T及びB細胞各集団の成熟分化を誘導する諸因子のそれぞれが周産期から小児期へかけて生理的な調整を完成する過程を把握することを目的として, 2年間に亘り小児科関連の10施設で相互の連絡の下に,主として4系統の研究が行われた.第1は, B cellの分化過程に関するもので, IgM型の抗原特異的一次抗体反応は臍帯血リンパ球には全く認められず,且つIL-1, 2の添加によっても1才以降のものとは異り,反応の亢進が得られないこと(松本),またSCID患者骨髄からえたEBV形質転換細胞は, B前駆細胞の形質を示すにも拘わらず, DNAレベルではIg重鎖遺伝子再編成が殆ど認められず胎児型のままであること(鳥居)などの結果が得られた.第2はT cellの分化に関係したもので,胸腺内の各種間質細胞群のそれぞれとT細胞分化増殖との関係,胸腺間質細胞由来趨化因子がprogenitor T cellに及ぼす効果とT細胞分化におけるその役割につき幾つかの貴重な結果が得られた.さらにT cellレセプター遺伝子を用いた研究では,そのα・β両鎖の再構成はともに胸腺内で生じ, T3ε/δ蛋白の合成が最も未熟なearliest T細胞でおこることが明らかにされた.第3の知見はキラーリンパ球各型の発現機構に関するもので, LCLに対するkiller細胞はOKT8陽性が主体であるが, autoLCL刺激によるキラー活性の誘導には, OKT4細胞の存在が必須であること,また新生児では標的細胞障害過程における結合,溶解の機能低下は明らかであるが,リサイクリングの低下は認められないことが知られた.そのほか第4の問題として,白血球粘着膜蛋白の発達のように,特殊な免疫不全に関連した領域でも,二,三の新しい研究成果を得ることができた.生体の防御機構の重要な部分を占める免疫応答は, MφやT細胞, B細胞さらにそれらのサブセットなど多様な細胞集団間の相互作用により成り立っている.このような細胞間相互作用の発達と, T及びB細胞各集団の成熟分化を誘導する諸因子のそれぞれが周産期から小児期へかけて生理的な調整を完成する過程を把握することを目的として, 2年間に亘り小児科関連の10施設で相互の連絡の下に,主として4系統の研究が行われた.第1は, B cellの分化過程に関するもので, IgM型の抗原特異的一次抗体反応は臍帯血リンパ球には全く認められず,且つIL-1, 2の添加によっても1才以降のものとは異り,反応の亢進が得られないこと(松本),またSCID患者骨髄からえたEBV形質転換細胞は, B前駆細胞の形質を示すにも拘わらず, DNAレベルではIg重鎖遺伝子再編成が殆ど認められず胎児型のままであること(鳥居)などの結果が得られた.第2はT cellの分化に関係したもので,胸腺内の各種間質細胞群のそれぞれとT細胞分化増殖との関係,胸腺間質細胞由来趨化因子がprogenitor T cellに及ぼす効果とT細胞分化におけるその役割につき幾つかの貴重な結果が得られた.さらにT cellレセプター遺伝子を用いた研究では,そのα・β両鎖の再構成はともに胸腺内で生じ, T3ε/δ蛋白の合成が最も未熟なearliest T細胞でおこることが明らかにされた.第3の知見はキラーリンパ球各型の発現機構に関するもので, LCLに対するkiller細胞はOKT8陽性が主体であるが, autoLCL刺激によるキラー活性の誘導には, OKT4細胞の存在が必須であること,また新生児では標的細胞障害過程における結合,溶解の機能低下は明らかであるが,リサイクリングの低下は認められないことが知られた.そのほか第4の問題として,白血球粘着膜蛋白の発達のように,特殊な免疫不全に関連した領域でも,二,三の新しい研究成果を得ることができた.〔研究成果の概要〕新生児のNK活性は低いが、これにIL-2を添加するとその活性が著明に増加することは周知のとおりである。しかし、早産児のIL-2添加時のNK活性は、IL-2産生能が正常範囲にあるにも拘わらず低値にとどまることが知られている。従って新生児のNK細胞にはIL-2反応性のないサブセットがあり、それが新生児とくに早産児で低い可能性が考えられる。放射線に対する感受性からNKの多様性を追うと、IL-2反応性NKは放射線抵抗性であり、IFN-γ反応性NKは放射線感受性であることが知られ、新生児期のNKの欠陥は主として後者にある可能性が推定された。同時に新生児期のIFN-γは、特異な産生調節機構をもつことも明らかにされた。一方、胸腺の発達過程で問質細胞がT cellの発達、就中MHC restrictionの発現に大きく影響するものと考えられている。培養系にthymic nurse cell(TNC-E)を加えることにより、それらのDNA合成能を長時間保持することが可能になることが明らかにされた点は、この意味からいって重要な結果のひとつであると考えられる。この際同系・同種いずれのTNC-Eでも利用されうることも同時に知られた。食細胞に関しても幾つかの検討が行なわれた。

好中球の粘着にはLFA-1、MAC-1、【P^(150,95)】の3種の膜糖蛋白が関与しているが、この中、粘着機能に直接関係している因子が何かは未だ確定していない。そこで粘着活性の低い新生児白血球を対象として、β-サブユニットの発現を観察したが、この蛋白の定量値には成人との間で差は認められず、この点については今後細胞骨格系や血清因子についての検討が必要と考えられた。以上のほか、末梢リンパ球と単球のFcεレセプター発現調節機構、IL-2、IL-3およびそれらの反応性細胞、あるいは一次性の特異抗体産生反応に関する生後の発達に関しても、いくつかの結果が得られており、次年度にそれらを集中的に検討し、成果の確認を行う予定である。
局地気象の年間解析に基づく東北地方の都市温暖化とエネルギー消費の相互関連の分析

本研究は2つの段階に分けられる。第1段階では、局所風況予測システム(LAWEPS)と都市気象解析シミュレーションシステムを接続し、年間の気象条件の変化を反映できる通年用の都市気象解析システムを開発し、仙台を対象とする解析結果と観測データを比較し、予測精度を検討した。次に、夏季・冬季の気候数値解析結果を利用して仙台の都市大気部の熱収支を分析し、これに基づき都市気候の地域特性を定量評価する方法を開発した。そして、夏季の海風による気温低下が顕著な領域、冬季の北西からの季節風による気温低下が顕著な領域等を示す"熱収支MAP"を作成し、これに基づいて仙台市内の都市気候のゾーニングを行い、各地域に有効なヒートアイランド対策を選定した。そして、市街地の風通しの向上が推奨される地域、緑化や高アルベド化等の地表面被覆改善が推奨される地区、緑化の中でも高木が推奨される地区等をMAP化して示した。第2段階では、メソ気候の数値解析とミクロ気候のCFD解析、さらに熱負荷計算プログラムTRNSYSを利用したメソ気候・ミクロ気候・建物熱負荷の一体解析手法を開発し、仙台市内の3地域(根白石(内陸側)、中心市街地、荒井(海側))における建物の熱負荷を算出するとともに、仙台市内の冷房負荷の詳細な空間分布を示す冷房負荷MAPや、通風による冷房負荷削減効果を示すMAPを作成した。その結果、通風による冷房負荷削減効果は、海側では市街地、内陸側より約510%程度大きいことが明らかとなった。風力発電サイト立地選定のための局所風況予測モデルで採用されている通年計算のためのシミュレーション・システムを参考に、仙台を中心とする500km圏、50km圏、5km圏の3段階Nesting手法に基づく都市気象の通年解析のためのシミュレーション・システムを開発した。数値解析検証用データベースとして、渡辺が近年収集し、解析を加えてきたリモートセンシングデータおよび仙台市の小学校の百葉箱データ(温湿度データ)を整理し、これとともに拡張AMeDASデータ及び仙台市内の既往の観測データを整理することにより、典型的な夏日における仙台市内の風向、風速、気温の日変動について把握した。これらのデータから、東北地方⇒宮城県北部から福島県北部の太平洋沿岸⇒仙台市の各領域の気候の、3段階Nesting手法に基づく数値解析の予測精度の検証を行い、海水面温度、雲量、人工俳熱量等のパラメータの最適化を行った。また、渡辺が近年収集・整備している仙台中心部5km圏の建物用途、建築面積、階数のデータを拡充すると共に、現存の建物の断熱性能の資料を収集し、GIS(地理情報システム)上に気候数値解析のための入力データベースを構築した。これらの成果を踏まえて、首都圏の大都市である「東京」、東北地方中核都市である「仙台」、人口5万人規模の地方小都市である「福島県原町市」を対象とした数値解析を行い、地域特性が都市気候形成メカニズムに与える影響について分析した。解析結果から、東京では地表面からの顕熱発生、人工排熱の寄与の程度が大きいこと、仙台では地表面からの顕熱発生が大きいが、同時に海風による気温低減効果も大きいこと、原町では海風の効果が非常に大きいことが分かった。以上のことから、各都市の地域特性によりヒートアイランド対策として用いるべき改善手法の優先順位が異なることが示された。仙台中心部5km圏の建物用途、建築面積、階数、現存の建物の断熱性能の資料を収集し、GIS(地理情報システム)上に構築した気候数値解析のための入力データベースを拡充した。これらのデータを基に、前年度までに開発した都市気象解析のシミュレーション・システムにより東京、仙台を対象とした数値解析を実施した。そして研究分担者の渡辺が近年収集し、解析を加えてきたリモートセンシングデータおよび仙台市の小学校の百葉箱データ(温湿度データ)や、拡張AMeDASとの比較から、東京、仙台の解析結果の精度検証を行った。さらに、気候数値解析結果を利用して、東京、仙台の各都市の気候形成メカニズムを比較し、各都市に有効なヒートアイランド対策が異なることを定量的に明らかにした。次に、メソ気候の数値解析とミクロ気候のCFD解析、さらに熱負荷計算プログラム

TRNSYSを利用したメソ気候・ミクロ気候・建物熱負荷の一体解析手法を開発し、仙台市内の3地域(根白石(山側)、中心市街地、荒井(海側))における建物の冷房負荷を算出した。その結果通風による冷房負荷削減効果は、海側では市街地、内陸側より約510%程度大きいことが示された。また、仙台市街地を対象とした屋内外温熱環境実測を行い、これより得られたデータとの比較から冷房負荷の算出結果の精度を確認するとともに、屋上緑化、街路樹等の効果といったヒートアイランド対策の効果の実態を把握した。特に、街路樹の配置、形態により温熱空気環境が異なることが明らかになり、数値解析においてもこのような現象を再現することができた。局所風況予測システム(LAWEPS)と都市気象解析シミュレーションシステムを接続し、年間の気象条件の変化を反映できる通年用の都市気象解析システムを開発した。これを利用した仙台の夏季・冬季の気候数値解析結果から都市大気部の熱収支分析により都市気候の地域特性を定量評価する方法を示した。特に、夏季の海風による気温低下が顕著な領域、冬季の北西からの季節風による気温低下が顕著な領域を示す"熱収支MAP"を作成する方法を示し、これに基づいて仙台市内の都市気候のゾーニングを行い、各地域に有効なヒートアイラド対策を選定した。さらに、仙台市街地を対象とした屋内外温熱環境実測を行い、屋上緑化、街路樹等の効果といったヒートアイランド対策の効果の実態を把握した。次に、メソ気候の数値解析とミクロ気候のCFD解析、さらに熱負荷計算プログラムTRNSYSを利用したメソ気候・ミクロ気候・建物熱負荷の一体解析手法を開発し、仙台市内の3地域(根白石(内陸側)、中心市街地、荒井(海側))における建物の冷房負荷を算出するとともに、仙台市内の冷房負荷の詳細な空間分布を示す冷房負荷MAPや、通風による冷房負荷削減MAPを示した。その結果、通風による冷房負荷削減効果は、海側では市街地、内陸側より約510%程度大きいことが示された。
発生学的アプローチによる関節内構成体(靭帯、半月板)再建方法の開発

A)兎半腱様筋腱にrhBMP-2を2箇所に注入し、一期的に靭帯再建術を行った。術後1か月の移植腱部組織は軟骨細胞が存在し、一部骨化が出現、術後2か月は大部分が骨化していた。術後1、2か月の引っ張り試験ではコントロールと同等であった。B) BMP量は5ug、nogginを1,5,10ugを混入する3群で一期的半月板再建術を行った。術後1ヶ月ではnoggin1,5μg群で半月板内の石灰化が見られたが10μg群では見られず、組織学的に1,5μg群では石灰化、骨化巣が見られたが10μg群では骨化抑制のみならず軟骨細胞も見られなかった。我々は以前からの研究で骨形成因子(BMP-2)を用いて移植腱に骨腱移行部再生を再現し、その骨化過程で、半月板に極めて類似した組織像を呈していることから、以前の研究の発展形として、BMP-2を用いた一期的なACL再建術の開発と、BMP-2とnogginを共投与した半月板再建術モデルの確立を行った。1BMP-2を用いた一期的なACL再建術白色家兎(3.24.0kg)の半腱様筋腱(以下ST)に3-0ナイロンでBMPが漏れないよう4箇所結紮し、rhBMP(15μg)を2箇所に注入した。コントロール群には、PBSのみを注入した。20分BMP-2を浸透させている間に大腿骨、脛骨に骨孔を作成し、ナイロン糸を取り除いた腱を移植した。術後早期の安静を保つため、2週間ギプスを装着し、術後4週、8週で組織学的評価、力学的評価を行った。術後4週の移植腱組織は、軟骨細胞が存在し、一部骨化が出現していた。術後8週では大部分が骨化していたが、一部軟骨化が残存していた。術後4週と8週における引っ張り試験ではコントロールとほぼ同等であり、有意に強度が強まることはなかった。2BMP-2とnogginを共投与した半月板再建術モデルの確立白色家兎(3.24.0kg)のSTの1ヶ所にrhBMP(5μg)とnoggin1,5,10μgを共投与した3群を作成した。ウサギ膝内側半月板を切除した後、近位を切離したSTを内側後方から関節内に翻転し、関節包に縫着し半月板再建を施行した。術後4週でレントゲン、組織学的評価を行った。レントゲンではnoggin1,5μg群で半月板内の石灰化を認めたが、10μg群では認めなかった。組織学的には1,5μg群では石灰化、骨化巣が見られたが、軟骨層も同時にみられた。10μg群では骨化は抑制されたが、軟骨細胞や軟骨基質が見られず、BMPの内軟骨性骨化作用を抑制したと考えられた。変形性膝関節症の要因となる関節内靱帯損傷・半月板損傷に対する現在の治療は、人工材料あるいは代替物である移植腱を使用した再建が多いのが現状である。しかし本来は、組織学的再生修復による再建が望ましい。我々は骨形成因子(BMP-2)を用いて移植腱の軟骨化や骨化を誘導することに成功しており(Hashimoto et al JOR 2007)、靭帯と骨との境界部である「骨腱移行部」再生を再現し、さらにその骨化過程において、半月板に極めて類似した組織像を呈していることを発見した。そこでこの技術を応用して、より臨床に近いモデルとして膝前十字靭帯再建方法と半月板再建術の開発を行った。その結果、組織学的に正常に近く、力学的にも有利な再建方法が確立できたが、2度手術をする必要があったり、半月板においては骨化が強く進むことがあり、さらなる改良を加えた臨床で受け入れられる手術方法の開発が必要と考えられた。A)rhBMP-2注入腱を使用した一期的手術を目的とした前十字靱帯の再建術の開発一期的手術を目指したrhBMP-2を用いたより正常に近似させる前十字靭帯再建術を試みた。白色家兎の半腱様筋腱を露出、BMPの漏出を防ぐため、注入部の両端をナイロン糸で結紮し、骨化予定部分にrhBMP-2(1か所15ug)を2箇所に注入した。20分後にナイロン糸を除去し、大腿骨側、脛骨側の骨孔に移植した。B)骨化抑制物質による関節包側の骨化抑制効果をnogginを用いて行ったが、抑制効果が認められなかった。A)rhBMP-2注入腱を使用した一期的手術を目的とした前十字靱帯の再建術の開発

一期的手術を目指したrhBMP-2を用いたより正常に近似させる前十字靭帯再建術を試みた。白色家兎の半腱様筋腱を露出、BMPの漏出を防ぐため、注入部の両端をナイロン糸で結紮し、骨化予定部分にrhBMP-2(1か所15ug)を2箇所に注入した。20分後にナイロン糸を除去し、大腿骨側、脛骨側の骨孔に移植したところ、本来骨になる部分がずれて、予想とは違うところに骨化が見られることがあった。また骨化まで見られない場合もあり、BMPの量や、ナイロンで結紮する時間、術後固定などの検討が必要と考えられた。B)骨化抑制物質による関節包側の骨化抑制効果をnogginを用いて行ったが、はっきりとした抑制効果が認められなかったため、nogginの用量の検討や、BMP自身の量を検討し、長期的なモデル作成を考える必要がある。A)rhBMP-2注入腱を使用した一期的手術を目的とした前十字靱帯の再建術の開発本来骨になる部分がずれて、予想とは違うところに骨化が見られることがあった。モデルの見直しを行いながら、得られた組織から標本を作製し、骨孔と移植腱の骨形成、錨着程度、enthesisの再現を評価する。また力学的試験を行い、生理学的に正常に近い再建術が可能であることを証明する。評価としてH-E、toluidine blue染色を行い、腱骨連結部の軟骨形成と骨形成を観察する。typeI,IIcollagenに対する抗体を用いた免疫学的組織染色にて、蛋白レベルでの評価を行い、正常enthesisとの比較を行う。採取した腱骨連結部の力学的強度評価目的に、力学試験機を用いて引っ張り強度と破断部位を確認し、群間比較を行う。B)骨化抑制物質による関節包側の骨化抑制効果前年度に検討した最適なBMP-2を腱内に注入する。内側半月を切除しBMP-2注入腱で半月板再建術を行う。この半月板再建術モデル1・3・6ヶ月のレントゲン、半月板の評価、関節軟骨評価を行い、長期による軟骨変性抑制効果つまり半月板としてのショックアブソーバーとしての役割となりうることを証明する。評価としてtoluidine blue、Safranin-O染色を行い、再建半月板の軟骨形成と骨形成を観察、大腿骨、脛骨の組織学的所見、レントゲン所見から軟骨変性を評価する。type 1,2 collagenに対する抗体を用いた免疫学的組織染色にて、蛋白レベルでの評価を行い、正常半月板との比較を行う。実験モデルの確立のために50羽は必要と考えられる。その後正確な最終評価のために80羽(1,200千円)が必要と予測している。それに伴う評価用の試薬等の消耗品は二年度で800千円が必要になると予測している。旅費等の経費に関して国内および海外学会での情報収集、発表に対して各々200千円、300千円が必要になると予測している。また校閲費150千円、印刷費50千円、投稿料100千円が必要であると考えられる。
重度な障がいのある人がどこでも安心して暮らせるための看護支援プログラムの開発

平成30年度の研究実施計画は、研究目的の[2]在宅における障がい児者看護の実態を明らかにするために、訪問看護ステーションの看護師および在宅で訪問看護を利用している重症児者の介護者を対象にインタビューを行うことであった。今年度行った調査は、重症児施設で初めて粘土あそびを取り入れたびわこ学園の「粘土室の取り組み」である。粘土に触れるという体験から快の刺激が生まれ、それが日々の生活リズムや主体性へとつながり、重症児者のくらしが豊かなものになることがわかった。その結果は台湾で行われた「2018EAST ASIA DISABILITY STUDIES FORUM」において、Children (persons) with disabilities and clay」というテーマでポスター発表した。また、これまでの研究成果を以下のとおり発表した。9月28日・29日に東京都で行われた第44回重症心身障害学会でのシンポジウムで、「福祉職と協働でくらしを支える看護のありよう」を発表した。6月29日に愛知県立医療療育総合センターで「重症心身障害児者施設の歴史的背景と看護のありようーくらしの中で福祉職と協働する看護の再定義」、2019年2月23日に、北九州市立総合療育センターで「重症児・者の生活を支える協働ー歴史的背景と看護の視点から」の講演を行った。さらに、前年度、博士論文を加筆修正して『くらしのなかの看護ー重い障害のある人に寄り添い続ける』を出版した。博士論文は本研究の一部でもあるため、研究成果の公表につながるものである。以上のことから、研究目的[1]長年にわたって重症児者施設内で行われてきた療育における看護の「知」を明らかにする。その「知」を継承・継続するために必要な要因を明らかにすることは達成できた。しかし、研究目的[2]についての調査は遅れている。今年度は、前年度までに明らかになった研究成果の発表に留まり、平成30年度に予定していた在宅関係者への調査が終了していない。その理由として、調査結果の一部である博士論文を立命館大学大学院課からの出版助成金を受け書籍として出版したため、出版準備に多大な時間を要したためである。また、重症児施設で初めて「粘土遊び」を取り入れたびわこ学園における取り組みを調査し、台湾で行われた「2018EAST ASIA DISABILITY STUDIES FORUM」において、Children (persons) with disabilities and clay」を発表し、第44回重症心身障害学会でのシンポジウムや、愛知県立医療療育総合センター・北九州市立総合療育センターでの講演を行った。その準備にも時間を要した。次の段階である、目的[2]の在宅における障がい児者看護の実態を明らかにするために、訪問看護ステーションの看護師および在宅で訪問看護を利用している重症児者の主たる介護者を対象にした調査は、主たる介護者2名のインタビュー調査を行ったのみで、それ以上の調査が進んでいない。早急に調査を進めて行きたい。また、次年度は最終年度であるため、その調査結果も含めて国内外での発表も行っていきたい。本研究の計画[1]の段階には達することができた。今年度は、次の段階である[2]の在宅における障がい児者の看護実態と訪問看護利用者および介護者のニーズを明らかにすること、[3]社会学的な視点から分析を加え、看護がつなぐ施設ー地域ー病院への障がい児者支援プログラムの開発にむけて、早急に調査を進める必要がある。まずは在宅における重症児者の実態を把握するために、訪問看護ステーションの看護師および主たる介護者を対象にインタビューを行う。研究の推進のために共同研究者会議をもち、今後の研究の進め方について協議する予定である。平成29年度の計画は、長年にわたって重症児者施設内で行われてきた療育における看護の「知」を明かにすることである。重症児者施設に勤務してきた看護師のインタビュー調査の結果はこれまでに調査した事例を含めて看護師16名のインタビュー調査の結果を博士論文の一部としてまとめた。インタビューから明かになったことは、看護師が重症児者施設を選択する決め手となるのは障がい者との接点があること、重症児者施設の就労継続はキャリアのある時点で「くらしの中の看護の再定義」がおきることであり、看護師の就職した時期により看護の再定義のおき方が異なるということであった。重症児者施設が創設されて約50年が経過したが、その間に社会背景や法制度が変遷し、入所者は小児の時代から成人期または老年期へと変化した。また、福祉職と協働するという場の特徴が長年勤務する看護師と新人看護師の職業的アイデンティティに影響していた。医療が機能分化し看護教育も高度化した医療への対応に求められる能力を育成することが中心になってきた現在、くらしの中の看護を「これでいい」と看護師が思えるまでには、先輩看護師たちが培ってきた重度な障がいのある人への向き合い方をじっくりと学ぶ機会が必要である。また、看護実践の特徴は、重度な障がいがあり反応が少ない対象にゆっくりとした成長・発達を信じてかかわることや、観察力・洞察力の必要性があることであり、看護師たちは重症児者への愛情や使命感をもってかかわっていた。これは、地域で生活する重度な障がいのある人への看護に欠かせない看護の「知」であると考える。さらに、その内容をふまえて、医師3名と障がい者の親2名のインタビューを行った。現在はインタビュー分析を行っている段階である。

理由は、重症児者施設に勤務する看護師へのインタビュー調査の分析が終了し、重症児者施設で実践されてきた看護の「知」が明らかになったこと。また医師3名のインタビューと障がい者の親2名へのインタビューが終了したことである。また、重症児者施設の複雑な入所基準について調査したので平成30年度に学会発表する予定である。平成30年度の研究実施計画は、研究目的の[2]在宅における障がい児者看護の実態を明らかにするために、訪問看護ステーションの看護師および在宅で訪問看護を利用している重症児者の介護者を対象にインタビューを行うことであった。今年度行った調査は、重症児施設で初めて粘土あそびを取り入れたびわこ学園の「粘土室の取り組み」である。粘土に触れるという体験から快の刺激が生まれ、それが日々の生活リズムや主体性へとつながり、重症児者のくらしが豊かなものになることがわかった。その結果は台湾で行われた「2018EAST ASIA DISABILITY STUDIES FORUM」において、Children (persons) with disabilities and clay」というテーマでポスター発表した。また、これまでの研究成果を以下のとおり発表した。9月28日・29日に東京都で行われた第44回重症心身障害学会でのシンポジウムで、「福祉職と協働でくらしを支える看護のありよう」を発表した。6月29日に愛知県立医療療育総合センターで「重症心身障害児者施設の歴史的背景と看護のありようーくらしの中で福祉職と協働する看護の再定義」、2019年2月23日に、北九州市立総合療育センターで「重症児・者の生活を支える協働ー歴史的背景と看護の視点から」の講演を行った。さらに、前年度、博士論文を加筆修正して『くらしのなかの看護ー重い障害のある人に寄り添い続ける』を出版した。博士論文は本研究の一部でもあるため、研究成果の公表につながるものである。以上のことから、研究目的[1]長年にわたって重症児者施設内で行われてきた療育における看護の「知」を明らかにする。その「知」を継承・継続するために必要な要因を明らかにすることは達成できた。しかし、研究目的[2]についての調査は遅れている。今年度は、前年度までに明らかになった研究成果の発表に留まり、平成30年度に予定していた在宅関係者への調査が終了していない。その理由として、調査結果の一部である博士論文を立命館大学大学院課からの出版助成金を受け書籍として出版したため、出版準備に多大な時間を要したためである。また、重症児施設で初めて「粘土遊び」を取り入れたびわこ学園における取り組みを調査し、台湾で行われた「2018EAST ASIA DISABILITY STUDIES FORUM」において、Children (persons) with disabilities and clay」を発表し、第44回重症心身障害学会でのシンポジウムや、愛知県立医療療育総合センター・北九州市立総合療育センターでの講演を行った。その準備にも時間を要した。
MRレポーター遺伝子を用いた単一細胞MR画像追跡による神経膠芽腫脳内浸潤の解明

本研究ではMagAというMRIレポーター遺伝子を過剰発現する神経膠芽腫細胞を用いた腫瘍の脳内浸潤メカニズムをMRIを用いてin vivo imagingを行うことによりあきらかにすることを目的としていた。本研究ではMagA過剰発現神経膠芽腫細胞の樹立に成功し、同細胞株をBalb/ cヌードマウスの脳内に移植、その腫瘍発育をMRIで観察することに成功した。本研究によりMagAがMRIレポーター遺伝子として有用であることが示唆された。本年度は研究計画のとおりMRIレポーター遺伝子であるMagA遺伝子のクローニング、ならびに真核細胞での発現ベクターの構築を行った。MagA遺伝子はPCR法によりクローニングされ、全長の遺伝子配列が野生型であることを確認した。次に、MagA遺伝子はneomycin selectionが可能である、CAGプロモーター発現ベクターへサブクローニングされた。同発現ベクターはIRESを介して目的遺伝子と薬剤選択遺伝子(neo)が結合されており、単一のmRNAでMagA発現とneomycin耐性遺伝子の発現が確保されるものである。同ベクターコンストラクトはラットC6グリオーマ細胞へtransientならびにstable transfectionされた。Transfection方法にはelectroporationならびにlypofection法を用いた。MagAの発現ならびに細胞内での磁性粒子の蓄積を細胞組織学的ならびにMRIにより測定、確認された。またin vitroの実験系でMagA遺伝子により細胞塊をMRIのgradient echo法で十分検出可能であることも確認された。同検出はMagAを導入していない細胞では不可能であったため、MagAによる効果であると考えられた。本研究ではmagAというバクテリアより単離した遺伝子を真核細胞内で過剰発現させることにより、MagAタンパク質が細胞質に磁性体を蓄積する封入体を形成するという特徴を利用して、1細胞レベルでの細胞観察をin vivo MRイメージングで達成しようというものである。次に、同細胞株をBalb/cnu/nuヌードマウスの頭蓋内に移植した。マウス定位脳手術装置下に右前頭葉に10^6個のC6-magA-IRES-neoを注入、生着させ、その様子をMRIで経時的に撮影した。実験動物にはFe濃度を10%に上昇させた飼料を与えた。その結果、移植部にT2で低信号である領域を確認することができ、MRI撮影後採取した脳組織を鉄染色を含めて種々の染色法で検討すると、確かに同部位に磁性体が蓄積した細胞集団が増殖していることが確認できた。上記実験結果から我々の予想通り、magA遺伝子はin vivo MR imagingのレポーター遺伝子と成りうることが確認された。