hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子調節領域のATクラスター部位を認識・変換する金属錯体

蛋白質は、α-ヘリックス、β-シートなどの特殊な構造部位によりDNAの特定位置に結合するが、このような相互作用は通常タンパク質全体の高次構造を必要とする。申請者は、DNA結合性金属錯体をオリゴペプチドに担持することによりDNA上でオリゴペプチドの折れたたみが誘起され、三者による超分子が形成されると考えた。本研究では、DNAの特定部位に相補的なオリドペプチド-金属錯体を合成し、DNAとの相互作用を種々の分光学的手法より明らかにした。特に、専属錯体の核酸塩基認識能と核酸高次構造変換能の関係を明らかにし、核酸高次構造を認識・変換する金属錯体の一般性の高い分子設計法の確立に重点をおいた。具体的には、シスチンを中央のリンカーとしメリオニンやシステインの残基を金属の配位子とする、二回対称性のオリゴペプチド-金属(銅、亜鉛、白金など)錯体を合成し、それをDNA転写調節領域の回文配列の認識に適用した。まず、核酸の特定部位に結合する新規オリゴペプリド金属錯体の分子設計し、配位子の合成(バッチ法、固相法、自動合成法)および金属錯体の合成を行った。次に、金属錯体(特に白金錯体)の溶液内構造、溶液平衡の解析を多核多次元NMR、質量分析、紫外可視吸収スペクトルなどにより明らかにした。現在、金属中心の酸化還元反応を利用してオリゴペプチド-金属錯体の高次構造を変化させ、DNAの湾曲を制御することを検討中である。
日本人ボクセルファントムによるCT診断時の臓器線量計算とWEBシステムの開発

我が国のCT診断に伴う臓器線量を計算するために、男女の医用画像に基づき精密に人体をモデル化した日本人ボクセルファントムを用いたモンテカルロ計算コードを開発し、メーカーごとのCT装置からの線量を計算できるようにした。ユーザがWebブラウザからスキャンオプションおよび撮影パラメータを入力するWebアプリケーションWAZA-ARIを開発した。計算ではAECモードを備え、臨床現場でCT診断からの線量をリアルタイムで計算ができる。医療のCT検査から受ける各臓器線量を迅速かつ正確に把握するために医療現場で必要な情報を入力することで容易に計算が可能なWebサイトを開発する。20年度はCT装置のX線発生から臓器に光子が至るまでの線量計算をモンテカルロ法で行うために、CT装置の機種ごとに異なることが予想される発生X線スペクトルに関する情報を実験的に推定し,この情報に基づいてX線源のモデル化を行った。X線源モデルをPHITSコードに組み込み、水平方向の中心軸上の線量profileを実験値と比較検証した結果、よく一致した。ボクセルファントムの線量計算法については、白血病の標的組織となる赤色骨髄の線量をより正確に評価するために、骨領域を解剖学的に20領域に分割した骨モデルを定義しPHITSコードに組み込んだ計算を行えるようにした。また、MIRDファントムでの線量計算を実施、従来の計算コードによる結果と一致することを確認し、コードのCTへの適用を検証した。これらを基礎にして、日本人ボクセルファントムを用いたCT検査に伴う臓器線量をモンテカルロ法によって線量計算することを確認でき、CT検査に伴う臓器線量の計算法の基礎を完成することができた。また、Webシステムについては、線量換算係数データベースに組み込むデータは、スキャナモデルと撮像パラメータからなり、スキャン範囲はWeb上でユーザーが直感的にマウスドラッグで選択できる方式にすることなどの概念設計を行った。AECや年齢依存性の検討も行い、21年度の研究計画を明らかにした。平成20年度に検討事項をもとに日本人ボクセルファントムを用いたモンテカルロ計算コードの整備を進め、原子力機構で開発した日本人精密ボクセルファントム(JMファントム、JFファントム)とPHITSを用いたCT診断からの臓器の被ばく線量計算が実施可能なコードを作成した。シングルCTに対応した線量計算およびマルチスライスCTの線量計算にも対応するように整備を行った。各メーカーのCT装置のX線エネルギーの特性を測定によって得た情報から線源モデルを構築し、メーカーによる違いを考慮できた。各メーカー16列の臓器線量を計算した結果、メーカー間の違いを認めた。腕が体側面にある場合とない場合の違いを比較した結果、腎臓、脾臓、骨および皮膚のみで影響が認められた。モンテカルロ計算は、高速コンピュータを用いても短時間での計算は困難であるので、実用的には、空気カーマで規格化した臓器線量をテーブル化した実用的な簡易線量計算プログラムとして開発する必要がある。そのために、ある条件ごとに計算された規格化線量をもとに、必要な撮影条件に総合して線量計算が行える線量換算係数のデータベースを整備した。このデータベースを利用し、機種、撮影条件(管電圧など)ごとに空気カーマで規格化した臓器線量を実行できる簡易計算Webサイトの開発を行い、利用者がWebサイトでの計算が実行可能なシステムを作成した。とくに、CTの照射範囲をGUIベースに指定したりすることが可能な、使用者に優しいインターフェースを完成した。平成21年度に完成したインターネット上のWebベースでCT診断からの線量計算を行うシステム(WAZA-ARI)を改良発展させるために、1)JFファントムを平均的日本人(身長155cm,体重52kg)の体型に合わせたボクセルファントムに修正したJFファントムを用いたモンテカルロ線量計算、2)AECモードに対応した計算モデルとシステムの変更、3)CT装置での実験的線量測定とシステムの計算値との比較、4)英国ImPACTグループとの情報交換からの運用方法の検討、について研究を実施した。臨床でよく利用されるAECモードで体型による身長方向の電流変化を分析し、機種による違いや肝臓エッジを際立たせるためのアルゴリズムなどを本システムで考慮することは困難であることから、個人の体型に近い情報を入力する方法として、(1)肺尖1スライス目、(2)気管分岐部、(3)左肺野最終スライス(左腎直上)、(4)腸骨上縁の4カ所の電流値を入力するAECモデルを作成した。Webシステム(WAZA-ARI)上では、AECモードを選択すると、4カ所の電流値を入力することで計算を実行するシステムとなった。ガラス線量計を用いた物理ファントム実験での測定値を比較検証し概ね良く一致することを確認した。新しいCT機器に今後対応するための方法として、ImPACTからの情報を利用することが考えられるが、ImPACTは今後発展が期待できないことが情報交換からわかった。WAZA-ARIは我が国の臨床現場だけでなく、世界的な視野でWebベースのCT診断線量計算システムの臨床での利用が期待されるため引き続き改善を続けていく体制の構築が必要である。
鋼構造ラーメン骨組における接合部パネルのせん断挙動が部材の曲げ挙動に与える影響

鋼構造柱梁接合部パネルの全塑性耐力と梁の全塑性耐力の比(パネル梁耐力比)が1に近い場合について,梁材の衝撃特性値,柱の断面形状およびパネル梁耐力比を実験因子とする十字形試験体の逆対称載荷実験を行うとともに,弾塑性有限要素法による数値解析を行い,接合部パネルのせん断変形が梁の曲げ挙動に与える影響を調べた結果,以下の新たな知見を得た。1.接合部パネルのせん断変形により梁端部には局所的な2次曲げ応力が生じ,梁端の歪集中点(スカラップ底,梁フランジ端部)の歪を増加させる。この影響はパネル梁耐力比が小さいほど大きい。2.梁フランジの鋼材の靱生が十分に高ければ,2次的な曲げによる歪の増大があっても早期の脆性破壊は生じ難いので,パネル梁耐力比が小さい方が接合部パネルの塑性化が進行する結果,骨組としての塑性変形能力は大きくなる。3.フランジの鋼材の靭性が低い場合では,パネル梁耐力比が0.85でも梁フランジの破壊が生じた。本実験では,破壊形式が延性的か脆性的かはパネル梁耐力比よりも実験温度に依存しており,梁フランジ材の遷移温度が室温レベルであるため,柱断面形状によらず実験温度が低いほど脆性的破壊が生じる傾向が顕著であった。既往の実験で早期の破壊が生じたのも同様の理由によるものと考えられる。以上の実験および数値解析結果を総合すると,パネル梁耐力比が小さいほどパネルの塑性化が進行し,骨組の塑性変形能力は大きくなるが,梁あるいは溶接部の破壊靭性が低い場合は早期の脆性破壊が生じる可能性があるので,パネル梁耐力比が0.85程度でパネル降伏が先行するような場合でも低靭性の鋼材を使用することを避けたり,あるいは,延性亀裂の発生を防ぐため溶接部詳細を改善することが必要である。柱梁接合部パネルの耐力比を変化させた既往の研究を収集し再検討するとともに、接合部パネルの耐力比を変化(R_P=0.86,1.03,1.09)させた通しダイアフラム補剛形式角形鋼管柱梁接合部(柱:□-300_X300_X16,梁:H-400X200X9X16、エンドタブ:鋼製、スカラップ:JASS6推奨型)の載荷実験を行い、以下の知見を得た。1.既往の文献では柱・梁・パネル各部の正確な変形挙動を把握できる資料が極めて少なく、また接合部パネルの耐力比についてもデータの信憑性に疑問が残るものが多く、系統的な実験資料の蓄積が必要である。2.載荷実験により柱・梁・パネル各部の変形・歪挙動を把握した。結果は以下の様に要約できる。1)R_P=0.86の試験体はパネルのせん断変形が卓越し、スカラップ底、梁フランジ端には亀裂が観察されたが破壊には至らなかった。R_P≧1.0の試験体はいずれもスカラップ底の亀裂に起因して梁フランジが破断した。2)R_P≧1.0の試験体でも荷重の上昇に伴い、接合部パネルの塑性化が生じ、骨組は十分な変形能力を有している。3)梁が破断した試験体でも梁の変形能力は大きい。これは、本実験で用いた鋼材のシャルピー吸収エネルギーが高いことに起因している。

しかし、実験では_P=1.03の試験体は早期にスカラップ底に亀裂が生じていることより破壊靭性の低い鋼材が使用された場合は早期に梁が脆性破断する可能性があり、予想した傾向が実験的に明かになった。3.本年度の実験を踏まえて、次年度では、R_P=0.9,0.95,1.0を目標とし、破壊靭性の低い鋼材を使用した試験体の実験をする必要がある。接合部パネルの全塑性耐力と梁の全塑性耐力の比(パネル梁耐力比)が1に近い場合について,以下に示す接合部の十字形試験体の逆対称載荷実験と弾塑性有限要素法による数値解析を行い,接合部パネルのせん断変形が梁の曲げ挙動に与える影響を調べた。1.通しダイアフラム形式角形鋼管柱接合部(パネル梁耐力比=0.86,1.03,1.09)2.内ダイアフラム形式角形鋼管柱接合部(パネル梁耐力比=0.85,0.95,1.05,1.70)3.H形断面柱接合部(パネル梁耐力比=0.85,0.95,1.05)得られた結果は以下のとおりである。1.接合部パネルのせん断変形により梁端部には局所的な2次曲げ応力が生じ,梁端の歪集中点(スカラップ底,梁フランジ端部)の歪を増加させる。この影響はパネル梁耐力比が小さいほど大きい。2.梁フランジの鋼材の靭性が十分に高ければ,2次的な曲げによる歪の増大があっても早期の脆性破壊は生じ難いので,パネル梁耐力比が小さい方が接合部パネルの塑性化が進行する結果,骨組としての塑性変形能力は大きくなる。3.フランジの鋼材の靭性が低い場合では,パネル梁耐力比が0.85でも梁フランジの破壊が生じた。本実験では,破壊形式が延性的か脆性的かはパネル梁耐力比よりも実験温度に依存しており,梁フランジ材の遷移温度が室温レベルであるため,柱断面形状によらず実験温度が低いほど脆性的破壊が生じる傾向が顕著であった。既往の実験で早期の破壊が生じたのも同様の理由によるものと考えられる。4.以上の実験および数値解析結果を総合すると,パネル梁耐力比が小さいほどパネルの塑性化が進行し,骨組の塑性変形能力は大きくなるが,梁あるいは溶接部の破壊靭性が低い場合は早期の脆性破壊が生じる可能性があるので,パネル梁耐力比が0.85程度でパネル降伏が先行するような場合でも低靭性の鋼材を使用するべきではないことが指摘できる。
水チャンネル発現の制御による卵子の凍結保存-哺乳動物から無脊椎動物まで-

卵子や胚の耐凍性には、細胞膜の水透過性や耐凍剤透過性が深く関与している。水や耐凍剤が細胞膜の内外を移動する経路には、リン脂質二重膜を介した緩やかな単純拡散と、チャンネルを介した速やかな促進拡散がある。本研究では、様々な動物種における卵子や胚の細胞膜透過性と耐凍性の関係を探った。哺乳動物のモデルとしてマウスを用い、種々の成熟・発生段階の卵子や胚の細胞膜透過性を、水・耐凍剤チャンネルの発現の観点からしらべた。その結果、卵子と初期卵割胚では、主に単純拡散によって水や耐凍剤が移動するのに対し、桑実胚では、水・耐凍剤チャンネルであるAQP3が水や一部の耐凍剤の透過に深く関与していることがわかった。凍結保存が困難な、魚類と両生類の卵子について、耐凍特性をしらべた。魚類のモデルとしてメダカとゼブラフィッシュを用いた。いずれも、未成熟卵子の水透過性と耐凍剤透過性が成熟卵子の透過性と比べて高かった。未成熟卵子にAQP3のcRNAを注入してAQP3を一時的に大量発現させた結果、水透過性と耐凍剤透過性はさらに向上した。両生類のモデルとして用いたアフリカツメガエル未成熟卵子においても、AQP3の発現により細胞膜透過性が向上した。しかし、これらの卵子は、哺乳動物の卵子と比べると体積が約1000倍大きいことから、凍結保存を実現するためには、細胞膜透過性の更なる向上が必要であると考えられた。昆虫胚のモデルとして、キョウソヤドリコバチの単為発生胚を用い、凍結保存の可能性をしらべた。ワックス層を除去した胚の水透過性とDMSOおよびエチレングリコールに対する透過性は高かった。そこで、エチレングリコール主体のガラス化溶液で凍結保存した結果、融解後、一部(約30%)は幼虫にまで発育した。したがって、キョウソヤドリコバチ胚の凍結保存は可能であると考えられた。本年度は、以下のような研究結果が得られた。(1)水・耐凍剤チャンネルを人為的に発現させたマウス卵子の凍結保存後の発生能を調べるために、卵丘細胞層を残した卵核胞期卵子にアクアポリン(以下AQP)3のcRNAを注入して発現させ、成熟後にグリセロールベースの耐凍剤液で凍結した後に、透明帯を除去して体外受精したところ、拡大胚盤胞にまで発生した。さらにレシピエントの子宮に移植したところ、産子が得られた。産子を性成熟に達するまで飼育し、交配したところ、産子が得られた。マウスでは、卵子に水・耐凍剤チャンネルを人為的に発現させて耐凍性を向上させた卵子は、完全な発生能を有していることがわかった。他の脊椎動物種での応用が期待される。(2)アフリカツメガエル卵子の凍結保存を試みるために、アフリカツメガエルの卵核胞期卵子にAQP1,AQP3およびAQP7のcRNAを注入して発現させ、水あるいは耐凍剤の透過性を向上させたが、高浸透圧に極端に弱いという卵子の特性に変化が無いため、8-10%の耐凍剤液に25°Cで5-10分浸漬しただけで死滅し、凍結保存は困難と考えられた。(3)メダカ卵子での水・耐凍剤チャンネル発現の有無を調べるために、メダカ卵子の膜透過性を調べた。

メダカ卵子の水や耐凍剤の透過性はかなり低く、水・耐凍剤チャンネルはほとんど発現していないと考えられた.卵核胞期卵子にAQP3 cRNAを注入して発現させたところ、水および耐凍剤の透過性が向上したことから、水・耐凍剤チャンネルの発現により膜透過性を向上させることが可能であることがわかった。(4)キョウソヤドリコバチの胚での水・耐凍剤チャンネル発現の有無を調べるために、ワックス層を除去したキョウソヤドリコバチ卵子の膜透過性を調べた。水透過性も耐凍剤透過性もかなり低く、水・耐凍剤チャンネルはあまり発現していないことが示唆された。1.マウス胚における水やグリセロール透過にアクアポリン3(以下AQP3)が直接関与していることをあきらかにするために、1細胞期胚にAQP3のdouble strand RNA(以下dsRNA)を注入してAQP3タンパクの発現を抑制して、桑実胚の水および耐凍剤に対する透過性を調べた。dsRNAを注入した桑実胚の水に対する透過性は著しく低下し、チャンネルに依存した水透過はほとんどAQP3によって行われていることがわかった。また、グリセロール透過性も有意に低下したが、まだ高い透過性を保っていたことから、AQP3はグリセロール透過の一部は担っているが、他のチャンネルも関与していることが示唆された。2.ゼブラフィッシュ卵子と胚の水および耐凍剤透過性について調べた。メダカの場合と同様に、胚と成熟卵子の膜透過性は著しく低かったが、成熟する数時間前の未成熟卵子の膜透過性はかなり高かった。特に、エチレングリコールやプロピレングリコールの透過性がかなり高かった。これらの耐凍剤を透過するチャンネルが未成熟卵子に発現している可能性が示唆された。3.凍結保存に成功したと報告されたヒラメ胚の水および耐凍剤透過性について調べた。予想に反して、ヒラメ胚の水や耐凍剤に対する透過性は、メダカやゼブラフィッシュの胚と同様に著しく低かった。また、報告どおりに凍結保存を試みたが、すべての胚が死滅した。現在、凍結保存が本当に可能かどうか、より詳細に調べている。4.ワックス層を除去したキョウソヤドリコバチ胚の水透過性と耐凍剤透過性を調べた。ワックス層除去胚の水透過性は比較的高く、DMSOとエチレングリコール透過性も比較的高かった。これらの耐凍剤がワックス層除去胚の凍結保存に向いていると考えられた。1.マウス卵子にマウスのアクアポリン(AQP)3のcRNAを注入してAQP3を人為的に発現させた結果、水、グリセロールおよびエチレングリコールに対する透過性は桑実胚と同様に高かったが、桑実胚とは異なり、アセトアミドとDMSOに対する透過性は低かった。したがって、桑実胚では、AQP3以外にも耐凍剤を透過するチャンネルが発現していると考えられた。そこで、中性低分子透過性のチャンネルとして尿素輸送体(UT)に着目し、まず、RT-PCRによりUTのmRNAの発現の有無を調べ、いくつかのUTのサブタイプのmRNAの発現を確認した。次に、それらのdouble strand RNA (dsRNA)をマウス1細胞期胚に注入してUTの発現を抑制した状態で桑実胚にまで発育させて膜透過性をしらべた結果、UT-A2のdsRNAを注入した桑実胚でのみ、アセトアミド透過性が有意に低下した。したがって、マウス桑実胚における耐凍剤透過の一部に、少なくともUT-A2が関与していると考えられた。2.メダカの未成熟卵子にラットAQP3のcRNAを注入して水や耐凍剤に対する膜透過性を向上させ、さらに体外成熟させたのちに体外受精した結果、多くの卵子が孵化した。したがって、AQP3の人為的な発現は、卵子の受精能や発生能に大きな影響を与えないことがわかった。そこで、様々な条件でAQP3を発現させたメダカ卵子のガラス化
左右非相称性関連遺伝子から棘皮動物と脊索動物の類縁関係を探る

本研究においては、ウニを用いて次の研究を計画した。(1)胚操作技術を用いた胚切除実験により、胚の各部域間で左右性決定の為の細胞間、組織間の相互作用の起きる時期を特定する。(2)左右非相称性関連遺伝子のクローニングを行なう。(3)クローニングされた左右非相称性関連遺伝子の構造とウニ胚発生過程における発現パターンの解析。研究から、以下の結果が得られた。(1)正中線で胚を切断して双子胚を作り、それらの双子の成体原基形成についての左右性を調べたところ、右半分由来の胚は、常に正常な左右性を示したが、左半分由来の胚は、手術を行なった発生時期により異なった左右性を示した。正常発生において、胚の左右性は、右半分からの指示によって決定される事が示された。(2)脊椎動物で報告されている左右非相称性形成の遺伝子カスケードの最も上流にあるとされる遺伝子invと、最も下流にあるとされる遺伝子Pitx2のバフンウニホモログ(HpinvおよびHpPitx2)のクローニングに成功した。(3)invおよびPitx2ともに、その全長がcDNAとアミノ酸配列で得られ、脊椎動物の遺伝子と比較したところ、いずれも保存性が極めて良いことが判明した。初期発生過程での発現パターンは、RT-PCRとin situ hybridizationによって調べられ、以下の結果が得られた。Hpinvの発現時期をRT-PCR法により調べたところ、この遺伝子のzygoticな発現は孵化胞胚期より上昇し、間充織胞胚期にピークに達しその後発現は減少し、4腕プルテウスにはほとんど見られなくなった。in situハイブリダイゼーションの結果、間充織胞胚から後期原腸胚期にかけて、予定原腸及び原腸領域を含む植物極板に左右相称の発現パターンを示した。4腕プルテウス期以降の後期発生における発現はin situハイブリダイゼーション、RT-PCRともに調べておらず、今後の課題として残っている。Pitx2のバフンウニホモログHpPitxのRT-PCRを行ったところ、HpPitxの発現はmaternalに若干存在するものの、zigoticな発現は16細胞期に強く、その状態が間充織胞胚期まで続き後期原腸陥入期に弱くなり、プリズム期には発現はほとんど見られなくなった。2腕プルテウス期に再び発現が上昇するものの、4腕プルテウス期にはほとんど発現はなくなった。このように二つの発現ピークがあることが明らかになった。in situハイブリダイゼーション法を用いて調べたところ、後期原腸胚期に原腸の先端に発現が見られた。Invモルフォリノによりinvノックダウンを行なうと、胚の遊泳に異常が生じ、繊毛運動に変化の起きることがわかった。本研究においては、ウニを用いて以下の(1)(2)を行なうことを計画した。(1)左右非相称性関連遺伝子のクローニング。

(2)クローニングされた左右非相称性関連遺伝子の構造とウニ胚発生過程における発現パターンの解析。得られた結果は以下の通りである。(1)脊椎動物で報告されている左右非相称性形成の遺伝子カスケードの最も上流にあるとされる遺伝子invと、最も下流にあるとされる遺伝子Pitx2のバフンウニホモログ(HpinvおよびHpPitx2)のクローニングに成功した。(2)invおよびPitx2ともに、その全長がcDNAとアミノ酸配列で得られ、脊椎動物の遺伝子と比較したところ、いずれも保存性が極めて良いことが判明した。初期発生過程での発現パターンは、RT-PCRとin situ hybridizationによって調べられ、以下の結果が得られた。Hpinvの発現時期をRT-PCR法により調べたところ、この遺伝子のzygoticな発現は孵化胞胚期より上昇し、間充織胞胚期にピークに達しその後発現は減少し、4腕プルテウスにはほとんど見られなくなった。この発現時期を基に胚のどの部位に発現が見られるのか、in situハイブリダイゼーションによって調べたところ、間充織胞胚から後期原腸胚期にかけて、予定原腸及び原腸領域を含む植物極板に左右相称の発現パターンを示した。4腕プルテウス期以降の後期発生における発現はin situハイブリダイゼーション、RT-PCRともに調べておらず、今後の課題として残っている。Pitx2のバフンウニホモログHpPitxのRT-PCRを行ったところ、HpPitxの発現はmaternalに若干存在するものの、zigoticな発現は16細胞期に強く、その状態が間充織胞胚期まで続き後期原腸陥入期に弱くなり、フリズム期には発現はほとんど見られなくなった。2腕プルテウス期に再び発現が上昇するものの、4腕プルテウス期にはほとんど発現はなくなった。このように二つの発現ピークがあることが明らかになった。in situハイブリダイゼーション法を用いて調べたところ、後期原腸胚期に原腸の先端に発現が見られた。本研究においては、ウニを用いて次の研究を計画した。(1)胚操作技術を用いた胚切除実験により、胚の各部域間で左右性決定の為の細胞間、組織間の相互作用の起きる時期を特定する。(2)左右非相称性関連遺伝子のクローニングを行なう。(3)クローニングされた左右非相称性関連遺伝子の構造とウニ胚発生過程における発現パターンの解析。研究から、以下の結果が得られた。(1)正中線で胚を切断して双子胚を作り、それらの双子の成体原基形成についての左右性を調べたところ、右半分由来の胚は、常に正常な左右性を示したが、左半分由来の胚は、手術を行なった発生時期により異なった左右性を示した。正常発生において、胚の左右性は、右半分からの指示によって決定される事が示された。(2)脊椎動物で報告されている左右非相称性形成の遺伝子カスケードの最も上流にあるとされる遺伝子invと、最も下流にあるとされる遺伝子Pitx2のバフンウニホモログ(HpinvおよびHpPitx2)のクローニングに成功した。
企業の労働需要の動学的構造推定

今年度は幾つか論文を完成させることができた。一つ目の論文である「Does retirement change life style habits?」はJSTARという日本の高齢者のパネルデータを用いて、高齢者の引退行動と健康投資活動について研究している。日本を初め先進国では少子高齢化が進展しているため、高齢者の医療健康問題は経済学のみならず公衆衛生学等でも注目を集めている。この論文では具体的なモデルは提示できなかったものの、高齢者が引退後に健康投資活動を促進することをデータを用いて定量的に検証することができた。これはEibich (2015, Journal of Health Economics)を除き海外でもまだほとんど手付かずの研究分野であり、価値がある研究と思われる。これは日本経済学会春季大会やRAND研究所での学会にて発表することができた。この論文はJapanese Economic ReviewとRIETI Discussion Paperに掲載が受理された。他にもこの論文の要点をまとめたものが、海外のVoxEUという経済学の研究を紹介するコラムに掲載される等、一定の評価を得ることができた。現在はこの論文を国際比較に拡張し、また認知能力と引退行動の関係を分析する論文を執筆する等、政策的にも重要な研究に取り組んでいる。また別に教育経済学の分野でも論文を執筆した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究によって昨今話題となっている非正規労働者問題がどのように調整されているかが企業側の視点から明らかとなる。これは今後の労働政策を考察する際に一つの指針となると考えている。2014年大阪大学での労働経済学コンファレンスにて「A test of the disparity of thejobturnover rate betweenpermanent workers and temporary workers in Japan」というタイトルで研究を発表した。色々な大学の研究者からコメントをもらうことができ、中にはとても有益なものもあった。一定の評価を受けることができたと考えている。ただ最終的な学術誌への投稿はまだ済んでいないので、課題となっている部分を直ちに改良して、学術誌に投稿したいと考えている。昨今労働問題として非正規労働者の増加や解雇規制の緩和がよく議論されるが、本研究はこれらの問題を企業の視点から捉えたものと言える。また共著ではあるが「Does retirement change lifestyle habits?」というタイトルの別論文に着手し始めた。これは政策研究大学院大学にて発表した。こちらも一定の評価を受けることができた。日本は少子高齢化が進行しており、高齢者の引退行動や健康に関係する研究はとても重要である。この研究は日本の高齢化に対する政策で一定の役割を果たすものと考えている。こちらは既に学術誌に投稿中である。またこの論文は国際比較が重要であるため、各国のデータを持ち寄っての別の分析にも取り組み始めている。データを最新年度まで拡張して再度推定する予定であったが、間に合わなかった。モデルの再検証も数学における技術的困難により目処が立たなかった。データを最新年度まで拡張して推定し直す。モデルを再度検証する。労働政策変更のカウンターファクチュアルシミュレーションを行う。一通り論文の形にまとめて、学会報告することができたため。また指導教授である市村教授からモデルの整合性について指摘されている。よってこの部分の問題解決を目指す。
口腔癌のリンパ節微小転移に焦点を当てた血流動態変化の流体力学的・画像工学的解析

1)末梢循環モデルの血流動態解析:末梢循環モデルで検討した50μ径と100μ径の結果を示す。流量、液量、流速は各々50μ径では3.84.6(標準偏差0.31、平均4.17)、395565(標準偏差50.4、平均481)、0.380.51(標準偏差0.038、平均0.46)、100μ径では27.644.4(標準偏差4.83、平均37.1)、599725(標準偏差41.2、平均672)、1.261.70(標準偏差0.138、平均1.43)であった。動物モデルの予備実験は約50μ径と100μ径の2種類の血管について測定を行った。各々の流量、液量、流速は50μ径では7.811.1(標準偏差1.09、平均9.05)、560724(標準偏差50.6、平均630)、0.751.30(標準偏差0.182、平均0.933)、100μ径では37.750.1(標準偏差4.49、平均42.2)、8441015(標準偏差50.4、平均920)、1.82.8(標準偏差0.343、平均2.24)であった。結果から臨床での安定した測定の可能性が示された。2)局所循環の組織学的解析:VEGF、LYVE、Podoplanin、Prox1、ICAM1、CD31による免疫染色では炎症組織、腫瘍組織の血管径上皮、リンパ管系上皮および網内系上皮の良好な結果を示した。管腔内部には数個10数個の赤血球、リンパ球の存在が観察され、管腔径は約50μ100μが大部分を占めていた。病変の脈管系の分布は、炎症組織よりも腫瘍組織で密であり、血管系、リンパ管系は腫瘍組織で多く観察された。このことは腫瘍からの血管系、リンパ管系増殖因子の放出が優位に働く事を示唆するかもしれない。3)非侵襲的な臨床応用では、皮膚面からリンパ節までの深度の検討が課題として残された。(末梢循環モデルの作成)ガラス管を加工する事で、30μ、50μ、70μ、100μの内径をもつ末梢血管循環モデルを作成した(株式会社、大進に作成外注)。毛細血管の平均的内径は5μ程度であるため、このガラス管はやや太い抹消血管に相当する。(流量、液量、流速の測定)測定装置としてはレーザー組織血流計オメガフローFLO-C1(オメガウェーブ株式会社、備品)および測定用のプローブ(消耗品)を購入した。(予備実験)レーザー組織血流計の精度確認の為に、予備測定として種々のコロイド(墨汁コロイド、牛乳エマルジョンなど、径1μ以下)を流速、濃度を変えて、ガラス管内に流し、流量測定、液量測定、流速測定を実施した。次に血液(研究代表者の自己血液、赤血球、径10μ以下)を採血し、ガラス管内に流して同様の測定を実施した。(結果)墨汁コロイドについてはレーザー組織血流計で測定はある程度可能と思われたが、コロイド径が小さいために安定した測定値は得られなかった。牛乳エマルジョンはタンパク質粒子の平均の径が大きい(0.110μ)事から、比較的安定した測定値が得られた。また、流速の変化、濃度の変化をほぼ正確に再現した。赤血球(10μ以下)では牛乳エマルジョンとほぼ同様の径を有するため、流量、液量、流速は安定した測定結果が得られた。(意義および重要性)この研究の目的はリンパ節微小転移を局所末梢血管循環のわずかな変化を指標として検出する事であり、予備実験から臨床における末梢血液循環の変化を検出する可能性が示された。次のステップとして、動物モデルによる測定を実施し、臨床での測定のための基礎データを収集する。

結果から臨床での安定した測定の可能性が示された。2)局所循環の組織学的解析:VEGF、LYVE、Podoplanin、Prox1、ICAM1、CD31による免疫染色では炎症組織、腫瘍組織の血管径上皮、リンパ管系上皮および網内系上皮の良好な結果を示した。管腔内部には数個10数個の赤血球、リンパ球の存在が観察され、管腔径は約50μ100μが大部分を占めていた。病変の脈管系の分布は、炎症組織よりも腫瘍組織で密であり、血管系、リンパ管系は腫瘍組織で多く観察された。このことは腫瘍からの血管系、リンパ管系増殖因子の放出が優位に働く事を示唆するかもしれない。3)非侵襲的な臨床応用では、皮膚面からリンパ節までの深度の検討が課題として残された。基礎的検討における血管モデルの作成において、材料を当初はポリエチレンチューブを予定していたが、30μ100μ径に加工することが困難であったため、代替の材料としてガラス管を選択した。ガラス管の加工については委託業者に作成を依頼したが、予想以上の時間を要したために実験開始が若干遅れた。しかし、予備実験としての流量測定、液量測定、流速測定は順調に進み、動物モデルによる測定のために必要な基礎データは収集できた。次のステップとして、動物モデルによる測定を準備している。今後は次のステップとして、動物モデルによる測定を実施し、その結果を踏まえて、臨床への応用を検討する。動物モデルでの測定では末梢血管循環系の組織標本を作成し、血流計の測定結果と比較検討する。
初期がん段階での根治を目指したがん免疫始動システムの解析

現在のがん免疫療法のターゲットはすでに多数の変異が蓄積した悪性腫瘍であり、その時点からの治療には莫大な医療費がかかり、患者への精神的・身体的負担も大きい。そのため、初期がんの治療やがん予防に繋がるような知見の集積が急務である。本研究では、乳がんをモデルシステムとして、以下のアプローチを行っている1変異導入オルガノイドの作製とそれに対する免疫反応の解析初代乳腺上皮を2次元で培養すると形質が変化し間葉系細胞のようになってしまうことから、乳腺組織の形質を維持できるオルガノイド培養の系を確立した。この乳腺オルガノイドにレトロウイルスにてがん遺伝子PIK3CA H1047R, Kras G12D,がん抑制遺伝子p53のドミナントネガティブ変異体p53-DDをそれぞれ導入し、変異オルガノイドを作製した。これらの変異オルガノイドを野生型メスマウスのmammary fatpadに移植し、自然免疫系細胞やT細胞の集積・活性化状態をFACSにて解析した。得られたデータはt-sne解析や免疫組織染色等で多角的に解析し、変異オルガノイドに対する初期の免疫反応を追跡している。2オルガノイドと免疫細胞の共培養系を用いた可視化への挑戦「1」ではがんになる以前の変異細胞の段階での免疫反応を多角的に解析するが、免疫反応の開始を可視化するために、変異を導入した乳腺オルガノイドと組織マクロファージ(CX3CR1-GFP+)との共培養の系を用いて変異細胞とGFP+細胞の相互作用をタイムラプスで解析する系を確立した。このアプローチによって、悪性腫瘍に対するがん免疫で解析されるような「新たに集積してきた免疫細胞」ではなく、組織の恒常性を担う組織マクロファージによるがん免疫始動の可能性を検討でき、これまでとは全く違う知見が得られる可能性がある。これまでにがん免疫の始動システムを解析するための変異オルガノイドを複数作製し、その生体への移植、変異細胞への初期の免疫反応をFACSや組織染色を用いて多角的に解析している。また、がん免疫の開始への組織マクロファージの役割を可視化するシステムも構築し、現在解析中である。さらに、ウイルス感染を介さずに変異細胞と組織常在性マクロファージとの相互作用を初期免疫反応の可視化が可能になるLgr5-creERT2: LSL-tomato: APCfl/fl:CX3CR1-GFPマウスの作成も完了しつつあり、研究はおおむね当初の予定通り進んでいる。本年はさらに多様な変異オルガノイドに対する免疫反応を解析するため、Her2、HRas G12V、p53 R270H、Twistなどを発現する乳腺オルガノイドを作製する。これらの変異細胞に対する免疫反応をFACSや組織染色で解析し、各種変異細胞に対する免疫反応を比較・解析する。また、それらの変異をCX3CR1-GFPgfp/+マウスの乳腺オルガノイドに導入し、組織マクロファージと変異細胞との相互作用をタイムラプスや免疫染色などで解析する。さらにLgr5-creERT2: LSL-tomato: APCfl/fl:CX3CR1-GFPマウスの作製を完了させ、このマウスの乳腺オルガノイドをタイムラプス等によって解析する。以上の研究を通じて、がん免疫の始動を効率よく誘導する変異や、がん免疫の初動を担う免疫細胞の同定、その活性化のメカニズムなどを解明していく。

さらに、ウイルス感染を介さずに変異細胞と組織常在性マクロファージとの相互作用を初期免疫反応の可視化が可能になるLgr5-creERT2: LSL-tomato: APCfl/fl:CX3CR1-GFPマウスの作成も完了しつつあり、研究はおおむね当初の予定通り進んでいる。本年はさらに多様な変異オルガノイドに対する免疫反応を解析するため、Her2、HRas G12V、p53 R270H、Twistなどを発現する乳腺オルガノイドを作製する。これらの変異細胞に対する免疫反応をFACSや組織染色で解析し、各種変異細胞に対する免疫反応を比較・解析する。また、それらの変異をCX3CR1-GFPgfp/+マウスの乳腺オルガノイドに導入し、組織マクロファージと変異細胞との相互作用をタイムラプスや免疫染色などで解析する。さらにLgr5-creERT2: LSL-tomato: APCfl/fl:CX3CR1-GFPマウスの作製を完了させ、このマウスの乳腺オルガノイドをタイムラプス等によって解析する。以上の研究を通じて、がん免疫の始動を効率よく誘導する変異や、がん免疫の初動を担う免疫細胞の同定、その活性化のメカニズムなどを解明していく。当該年度はタイムラプスで使用する顕微鏡の故障が相次ぎ、代替機が入ったものの実験系が安定せずタイムラプスを行う機会が予定よりも少なかった。そのためタイムラプスのセットアップにかかる費用(オルガノイド培養関連試薬、ウイルス感染関連試薬、ガラスボトムディッシュ等購入費)が減ったが、次年度は積極的にタイムラプスの解析を行っていく予定であり、そのセットアップに次年度使用額を使用する予定である。
看護継続教育支援システムの開発

本プロジェクトは、次のような研究を実施し、わが国の看護師集団及び看護学教員集団を対象にした看護継続教育プログラムの立案を支援する「看護継続教育支援システム」を開発した。第1に、わが国の看護師が活用している学習資源や学習ニードの充足状況を調査し、看護師が、多様な資源を活用しているが、学習ニードを充足できていない現状を明らかにした。同時に、看護継続教育の先進国である米国、カナダ、英国、オーストラリアの看護継続教育に関する文献を分析し、その発展過程と発展に影響を与えた要因を解明した。また、実際に現地に赴き、看護継続教育の現状と課題に関する情報を得た。これらの成果を統合し、わが国の看護継続教育の課題と看護継続教育支援システムの開発に必要な要素を特定し、その内容を反映した理論的枠組みを構築した。第2に、医療機関・看護職養成教育機関が、そこに在職する看護師集団、看護学教員集団に必要なSD・FDの領域・内容を把握するための4種類の尺度を開発した。同時に、開発した尺度を用いた調査結果に基づき、看護師集団、看護学教員集団の特徴や現在直面している問題を解明した。また、その内容を既に構築した理論的枠組みに加味し、SDのための看護継続教育プログラム立案モデル、FDのための看護継続教育プログラム立案モデルを構築した。さらに、開発した尺度活用の意義と方法、判定基準、測定結果に基づく看護継続教育プログラム立案の方法などを明確化した。以上の成果を統合し、看護継続教育支援システムを開発した。今後の課題は、本プロジェクトが開発した看護継続教育支援システムの検証と、看護師、看護学教員以外の看護職者である保健師、助産師、訪問看護師など対する看護継続教育支援システムの活用に向けた研究成果の産出である。平成15年度は、看護継続教育支援システム開発の基礎資料作成に向け4種類の研究を行った。1.わが国の看護継続教育の実態に関する研究:看護職者の学習ニードをアセスメントするための信頼性・妥当性を確保したツールを開発した。この成果は、日本看護教育学学会第14回学術集会に投稿中である。また、これを基盤として看護職者の学習活動調査紙と学習ニード充足状況自己診断ツールを作成し、調査協力に同意した看護師1305名を対象に、郵送法により調査した。このうち「看護職者の学習活動の現状」の分析結果は、日本看護学教育学会第14回学術集会に投稿中、「学習ニードの充足状況」は、現在分析の段階にある。2.諸外国の看護継続教育システムに関する文献研究:米国・英国・カナダ・オーストラリアの看護継続教育システムに関する約250件の文献を(1)教育の提供機関、(2)プログラム内容、(3)教育効果及び問題点、(4)歴史的変遷に影響を及ぼした要因の視点から分析した。また、Sigma Theta Tau Internationalの会議に出席し継続教育に関する情報収集と共に、国内では入手困難な文献を入手した。これらの分析結果は、第24回日本看護科学学会に投稿予定である。3.わが国の看護職養成教育機関におけるFDの実態調査:看護学教員の学習ニード充足状況自己診断ツールの開発に向け、調査協力に同意した1562名の看護学教員を対象に、学習ニードを調査した。現在データ分析の段階にあり、この分析結果は、第35回日本看護学会-看護教育に投稿予定である。4.わが国の医療機関におけるSDの実態調査:医療機関が提供する継続教育の実態解明に向け、調査協力に同意した103病院の看護職教育担当者を対象に、院内教育プログラムの目的と種類、内容、方法、対象者などを調査した。このうち「院内教育の目的」の分析結果は、第35回日本看護学会-看護教育に投稿予定である。

平成16年度は、前年度に実施した4種類の研究成果を看護系学会において報告すると共に、看護継続教育支援システム開発の理論的枠組みに必要な要素の解明に向け、次のようにさらなる分析を進めた。1.わが国の看護継続教育の実態に関する研究:全国の看護師を対象に、学習ニード充足状況自己診断ツールを用いて調査・分析した結果、看護職者が個々の学習ニードに合致した教育的資源を活用できていない、あるいは必要な資源が不足していることを示した。また、多様な資源を活用できている看護師は、その学習ニードが充足されている状況を示した。今後は、看護師の直面する問題を解明した結果を発表すると共に、学習ニード充足状況と学習活動あるいは看護師の特性の関係を分析する予定である。2.諸外国の看護継続教育システムに関する文献研究:米国の看護継続教育に関する文献46件を分析した結果、その歴史的変遷が明らかになると共に、その発展に影響した10要因が明らかになった。今後は、英国、カナダ、オーストラリアの看護継続教育に関する文献を分析した結果を発表する予定である。3.わが国の看護職養成教育機関におけるFDの実態調査:全国の看護学教員を対象に、自由記述式質問紙を用いて学習ニードを調査・分析した結果、27種類の学習ニードが明らかになった。また、看護学実習カンファレンスにおける教員の教授活動の質を自己評価するための尺度を開発した。今後は、看護学教員の教育ニードアセスメントツールを用いて調査した結果をさらに分析し、看護学教員の所属教育機関や特性との関係を解明する予定である。4.わが国の医療機関におけるSDの実態調査:全国の病院看護部が設定する院内教育の目的・目標を調査・分析した結果、18のカテゴリが形成された。今後は、院内教育プログラムの対象・内容・方法・課題などを分析し、病院の持つ特性との関係を明らかにする予定である。過去2年間に実施した研究の成果を統合し、看護継続教育支援システムの構築に向けて、次のような研究を実施した。1.看護師集団及び看護学教員集団を診断する尺度:平成16年度に作成した看護師及び看護学教員の教育ニードアセスメントツールの信頼性・妥当性を検討し、その成果を学会及び学会誌に発表した。また、病院以外の場において看護を実践する訪問看護師、保健師の学習ニードを解明した。さらに、看護職者の看護実践、教育実践の質を診断する「在宅における看護実践評価尺度」、「看護学演習における教授活動評価尺度」も開発した。今後の課題は、現在開発中の学習ニード・教育ニードアセスメントツール、自己評価尺度を看護継続教育支援システムに統合すると共に、既に解明されたわが国の看護職者の特性をシステムに反映することである。2.看護継続教育システム立案モデルの構築に向けた成果の組織化1)看護職のためのSDプログラム立案モデルの構築:米国に加え、英国、カナダ、オーストラリアの看護継続教育に関する文献を分析し、明らかになった歴史的変遷とその発展に影響した要因を学会に発表した。また、海外においても研究成果を発表すると共に、他国の状況について情報を収集した。これらを通して、わが国の看護職養成教育の特徴が明らかになり、他律的に養成された看護職者を自律的な学習に動機づける要素を看護継続教育のプログラム立案に加味する必要性が明らかになった。
ドナー拡大を目指した、マージナルドナー肺を用いた保存に関する研究

マージナルドナーの利用を目指して,イヌを用いて灌流肺保存実験を施行した.肺保存には種々の手法が試みられているが,臨床応用されているのは浸漬冷却保存法のみである.我々の開発した細胞外液類似組成のEP4 solutionを用いて96時間までの動物実験に,臨床においても12時間までの肺保存に成功しているが,保存中に肺炎,肺水腫等を治療するには薬剤などが投与できる灌流保存法の確立が必要である.細胞内液類似組成液のEuro-Collins solutionによる灌流実験では,肺水腫を来して長時間保存は不可能であった.今回,EP4 solutionにドナー血液を加えた肺保存液を肺動脈から灌流するシステムで24時間肺保存の可否について検討した.24時間保存後の肺には肺水腫の所見は見られず,同種左肺移植後3時間までの酸素化は良好であり,経時的に生検した肺組織のW/D ratioも通常の浸漬冷却保存法との間に差を認めなかった.今後,肺の換気条件などについて検討する必要があるが,機能の悪化した肺を灌流保存しながら治療して機能改善を図る手法はドナー利用を拡大する方法として将来有望であると判断された.保存前に既に肺水腫,感染等により損傷を受けている肺を保存中に治療するためには,摘出前のドナー肺の肺機能を保つための従来の肺保護より強力な肺保護作用のある薬剤の開発が必要不可欠である.このため新たな肺保護物質としてHeat shock proteinを誘導する胃粘膜保護薬であるgeranylgeranylacetone (GGA)の肺保存における効果についてラットを用いて検討した.ラット12時間肺保存左片肺移植モデルにて検討したが,保存液にGGAを添加した群において有意に血液ガス,肺組織のW/D ratioが良好に保たれていた.GGAを加えた肺保存液は灌流肺保存にも有用と考えられた.マージナルドナーの利用を目指して,イヌを用いて灌流肺保存実験を施行した.肺保存には種々の手法が試みられているが,臨床応用されているのは浸漬冷却保存法のみである.我々の開発した細胞外液類似組成のEP4 solutionを用いて96時間までの動物実験に,臨床においても12時間までの肺保存に成功しているが,保存中に肺炎,肺水腫等を治療するには薬剤などが投与できる灌流保存法の確立が必要である.細胞内液類似組成液のEuro-Collins solutionによる灌流実験では,肺水腫を来して長時間保存は不可能であった.今回,EP4 solutionにドナー血液を加えた肺保存液を肺動脈から灌流するシステムで24時間肺保存の可否について検討した.24時間保存後の肺には肺水腫の所見は見られず,同種左肺移植後3時間までの酸素化は良好であり,経時的に生検した肺組織のW/D ratioも通常の浸漬冷却保存法との間に差を認めなかった.今後,肺の換気条件などについて検討する必要があるが,機能の悪化した肺を灌流保存しながら治療して機能改善を図る手法はドナー利用を拡大する方法として将来有望であると判断された.保存前に既に肺水腫,感染等により損傷を受けている肺を保存中に治療するためには,摘出前のドナー肺の肺機能を保つための従来の肺保護より強力な肺保護作用のある薬剤の開発が必要不可欠である.このため新たな肺保護物質としてHeat shock proteinを誘導する胃粘膜保護薬であるgeranylgeranylacetone (GGA)の肺保存における効果についてラットを用いて検討した.ラット12時間肺保存左片肺移植モデルにて検討したが,保存液にGGAを添加した群において有意に血液ガス,肺組織のW/D ratioが良好に保たれていた.GGAを加えた肺保存液は灌流肺保存にも有用と考えられた.今年度は,マージナルドナーの肺を保存中に治療して改善を図ること目的として,冷却浸漬中に人工呼吸器による換気,薬物治療などができる設備として大型冷蔵庫を導入した.現時点では,イヌを用いた保存実験を開始する前段階として肺保存時と再灌流時の肺障害を抑制する薬剤としてGGAについてラットを用いて検討を行っている.マージナルドナーの肺利用の拡大を目指して,臨床肺移植において肺動脈からin situ perfusionを施行した後に肺グラフトの摘出を行い,摘出後にバックテーブルで肺静脈から逆行性灌流を追加している.これまで6例の脳死肺移植ドナーから肺を摘出して肺移植に利用した.脳死体内で肺動脈からの灌流後にバックテーブルで肺静脈から逆行性灌流を追加しているが,本法による灌流を行うことにより肺動脈からの血栓の流出がこれまで3例で観察された.しかし肺動脈に血栓の認められた例も逆行性の灌流を追加することにより,移植後の肺機能については血栓形成例との間に差を認めず良好な血液ガスが得られている.これらの血栓形成が認められたドナーは臓器提供まで,いずれも7日以上の人工呼吸器管理が行われていた.臓器提供まで長期の人工呼吸器管理歴のあるマージナル脳死ドナーを使用する場合は肺動脈の血栓形成についての評価と肺灌流の手法に注意が必要である.これらの臨床例の経験からマージナルドナーの肺を保存中に治療して改善を図る手法として,肺保存液及び血栓溶解を図る薬剤の投与を肺静脈から逆行性に灌流する手法を動物実験において検討してみたいと考えている.今年度はイヌを用いて灌流肺保存実験を施行した.

これまで肺の保存方法については種々の手法が試みられてきたが,臨床応用されているのは肺血管床を肺保存液で洗い流した後,そのまま冷却存する浸漬冷却保存法である.我々の開発した細胞外液類似組成のEP4 solutionで96時間までの動物実験に成功している.臨床においても12時間までの肺保存に既に成功しているが,保存中に肺炎,肺水腫等を治療するためには薬剤などを肺の局所に投与するため灌流保存による長時間保存手法の確立が必要不可欠である.これまでの細胞内液類似組成液のEuro-Collins solutionによる灌流では,急速に肺水腫を来して長時間保存は不可能であった.今回,冷蔵庫内でEP4 solutionにドナー血液を加えた肺保存液を肺動脈から灌流するシステムで24時間肺保存の可否について検討した.肺の換気は行わず気管をクランプして肺を膨張させた状態に保った.24時間保存後の肺には肺水腫の所見は見られず,同種左肺移植後3時間までの酸素化は良好であり,経時的に生検した肺組織のW/D ratioも56代と通常の浸漬冷却保存法との間に差を認めなかった.今後,肺の換気条件などについて検討する必要があるが,機能の悪化した肺を灌流保存しながら治療して機能改善を図る手法はドナー利用を拡大する方法として将来有望であると判断された.保存前に肺水腫,感染等により損傷を受けている肺を保存中に治療できる様にするためには,摘出前のドナー肺の良好な肺機能を保つための肺保護より強力な肺保護作用のある薬剤の開発が必要不可欠である.このため新たな肺保護物質としてHeat shock proteinを誘導する胃粘膜保護薬であるgerany lgerany lacetone(GGA)の肺保存における効果についてラットを用いて検討した.ラット12時間肺保存左片肺移植モデルにて検討したが,保存液にGGAを添加した群において有意に血液ガス,肺組織のW/D ratioが良好に保たれていた.GGAを加えた肺保存液は灌流保存にも有用と考えられた.
子宮腺筋症不妊に対するPDE5阻害薬の効果と酸化ストレスへの影響

不妊患者は年々増加し高齢化している中、不妊要因の中でも子宮腺筋症の発症は妊娠率や妊娠継続率を低下させることが知られている。我々は腺筋症の子宮筋層部位での血流改善による内膜の肥厚化に伴う妊娠率と妊娠継続率の上昇を目的に、血流改善効果が報告されているPDE5阻害薬に着目し検討した。本研究では、腺筋症モデルマウスの作成手法を確立し、ホスホジエステラーゼ(phosphodiesterase、PDE)5阻害薬の投与による子宮筋層の血流改善、血管新生・増減の評価を行い、妊娠継続率の改善に最適な投薬期間を決定する。そしてPDE5阻害薬投与群での腺筋症モデルマウスに体外受精した胚盤胞を移植し、その妊娠率・出産率を算出することで、腺筋症に対しPDE5阻害薬が有効であるかを評価する。また我々のグループでは、別テーマでPDE5阻害薬が酸化ストレスに関係していることを確認しており、腺筋症においても同様に関与しているかの解明を目指す予定である。2018年度は、腺筋症モデルとして最適なモデルマウスを選別するため、薬剤投与モデルと自然発症モデルについて検討したところ、薬剤モデルでは腺筋症の発症が確認できなかったが、自然発症モデルでは軽度の腺筋化部位が確認されたため、さらに詳細な解析をするためにモデルマウスの週齢を経させたため、マウスが不妊となり産仔が出産されなくなった。現在は新たに若い週齢のマウスを導入し、繁殖しているところである。SHN系マウスの胚を分与機関から供与して頂き、大学実験動物施設に依頼して個体を作成し、その腺筋症モデルマウスが自然発症モデルであるSHN系が最適であることは確認したが、飼育管理上の問題で腺筋症が発症する時期までマウスを飼育する事となり、全てのマウスが不妊で産仔を得ることが不可能となった。新たにマウスの分与を依頼したが、分与機関は個体を保持しておらず、また三重大学では胚からの個体作成が不可能であったため、分与機関での個体作成を依頼したところ分与までに半年以上必要であった。2019年3月20日に分与して頂き、現在検疫中ではあるが、繁殖も同時に実施しており、4月中旬より利用可能となる予定である。利用可能後はさらに繁殖を実施し、繁殖が不可能となった不妊マウスの個体からTadalafilの投与量の決定のための実験に供試すると共に、腺筋化部位の研究にも供試する予定である。2019年度は、前年度で計画していた腺筋化部位の確認を実施すると共に、Tadalafilの投与法についての検討を腺筋症モデルマウスで同時に進行する。最適な投与量については尿中のcGMPの計測を行うが、当研究室では別グループが尿中のcGMPの計測法を検討しており、その手法を採用し計測する。腺筋化部位の確認と投与法の確立後、腺筋症モデルマウスにTadalafilを投与し、投与・非投与で血管新生マーカーや酸化ストレスマーカーや低酸素誘導マーカーの発現を確認する。

2019年度は、前年度で計画していた腺筋化部位の確認を実施すると共に、Tadalafilの投与法についての検討を腺筋症モデルマウスで同時に進行する。最適な投与量については尿中のcGMPの計測を行うが、当研究室では別グループが尿中のcGMPの計測法を検討しており、その手法を採用し計測する。腺筋化部位の確認と投与法の確立後、腺筋症モデルマウスにTadalafilを投与し、投与・非投与で血管新生マーカーや酸化ストレスマーカーや低酸素誘導マーカーの発現を確認する。