hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ID2タンパク過剰発現の肝細胞癌の脱分化(進展)に及ぼす効果

前年度に引き続き、肝細胞癌(HCC)の進展・血管浸潤におけるID2の機能的役割を検討した。(1)まずマイクロアレイデータを検証するため、新たに92例のHCCにおけるID2発現をリアルタイムRT-PCRにて解析し、腫瘍におけるID2mRNAレベルと各臨床病理学的因子との関連を検討した結果、ID2発現と門脈浸潤の有無・腫瘍サイズ・ステージ・早期肝内再発の有無との関連性を再度確認した。(2)ID2ノックダウン・過剰発現株をそれぞれ作成し、ID2発現とHCC細胞運動性との関連性を証明するとともに、これらの作用がMMP発現や血管新生因子発現の修飾を介して引き起こされることを証明した。ID2がHCCの進展に関わることを論文発表し(Tsunedomi R et al.,Int J Oncol,2006)、上記(1)(2)をまとめた国際論文を投稿している、さらに、肝癌の遺伝子およびタンパク解析を中心とした関連研究を国際論文(5報)にて発表した。肝細胞癌(HCC)の進展(=脱分化)・血管浸潤(=転移形質の獲得)におけるID2の機能的役割を検討した。(1)HCC細胞株における分化度とID2発現の関係をmRNAとタンパクレベルの両方で検討した。(2)ID2の発現が低く、低分化な細胞株を用いて、ID2の遺伝子移入実験を行い、トランスフェクタントのフェノタイプ(分化マーカー・浸潤能力など)の変化を比較検討した結果、ID2過剰発現により、肝癌細胞株の浸潤能力の低下を認めた。また、この浸潤能力の低下にはID2を介したマトリックスメタロプロテナーゼ(MMPs)の発現制御が関わっていることが判明した。上記(1)と(2)の結果をまとめ、第64回日本癌学会学術総会、第97回AACRで発表し、現在、関連論文を国際論文に提出中である。また、上述したようにID2は転写因子であるため、その下流にどのような遺伝子がリストされるのか、あるいは変化したフェノタイプにどのような遺伝子が関与するのかをDNAマイクロアレイにて解析しており、ID2下流遺伝子の同定作業を行っている(未発表)。また、肝癌の遺伝子およびタンパク解析を中心とした関連研究を国際論文(5報)にて発表した。(1)まずマイクロアレイデータを検証するため、新たに92例のNCCにおけるID2発現をリアルタイムRT-PCRにて解析し、腫瘍におけるID2mRNAレベルと各臨床病理学的因子との関連を検討した結果、ID2発現と門脈浸潤の有無・腫瘍サイズ・ステージ・早期肝内再発の有無との関連性を再度確認した。ID2がHCCの進展に関わることを論文発表し(Tsunedomi R et al, Int J Oncol, 2006)、上記(1)(2)をまとめた国際論文を投稿している、さらに、肝癌の遺伝子およびタンパク解析を中心とした関連研究を国際論文(5報)にて発表した。
前立腺がん患者とパートナーがセクシュアリティを維持するための支援プログラムの開発

手術を受けた前立腺がん患者は、性に関する問題は自分で解決すべきであり、看護師に相談する内容ではないと考えていた。また、前立腺がん患者のパートナーは性への関心が薄れている者が多く、夫の性機能の変化を問題として捉えていない者が多かった。さらに、前立腺がん患者とパートナーの夫婦関係満足度は治療後も高く、個別相談やサポートグループ参加へのニーズは低かった。前立腺がん患者とパートナーのセクシュアリティに関する問題を解決するためには、性に関する問題を抱えていないか定期的に確認する、看護師が性に関する相談にのれることを伝えるなど、看護師からの積極的な働きかけが必要であることを明らかにした。本年度は、治療を受けた前立腺がん患者およびパートナーのセクシュアリティに関する問題と取り組み、支援ニーズを明らかにすることを目的に以下の研究に取り組んだ。・治療を受けた前立腺がん患者とパートナーのセクシュアリティに関する現状調査前立腺がんの病名を告げられ、前立腺全摘術を受け、6か月以上経過した、外来通院中の患者9名とパートナー5名にインタビューを行った。患者の平均年齢は62歳、パートナーの平均年齢は60歳であった。患者は、命が助かるのであれば性機能の喪失は仕方のないことと捉えて治療法を選択していたため、術後のセクシュアリティの変化を冷静に受け止め対処していた。パートナーの多くは、加齢に伴うセクシュアリティの変化を体験していたため、患者の治療による性機能の変化をあまり感じていなかった。術前・術後を通して、患者の治療による性機能の変化への対処について話し合ったカップルはいなかったが、術前の治療法選択時に相談にのってほしい等の支援ニーズが明らかになった。また、同病者と気持を分かち合いたいといったニーズは少なかったため、サポートグループという支援方法については、慎重に検討する必要性が示唆された。本年度は、1.治療を受けた前立腺がん患者およびパートナーのセクシュアリティに関する問題と取り組み、支援ニーズを明らかにする、2.我が国における治療を受けたがん患者のセクシュアリティに関する看護研究の動向を明らかにすることを目的に、以下の研究に取り組んだ。1.治療を受けた前立腺がん患者とパートナーのセクシュアリティに関する現状調査前立腺がんの病名を告げられ、前立腺全摘術を受け、6か月以上経過した、外来通院中の患者9名とパートナー5名にインタビューを行った。患者の平均年齢は62歳パートナーの平均年齢は60歳であった。2.我が国における治療を受けたがん患者のセクシュアリティに関する看護研究の動向和文献20件についてレビューした結果、研究はほとんど進んでおらず、その原因として、患者・看護師共にセクシュアリティについて公然と語ることに抵抗感があることが考えられた。今後は、セクシュアリティを支援することに対する看護師の認識等を明らかにする必要性が示唆された。本年度は、以下の2つの研究に取り組んだ。1.前立腺がん患者が認識する看護師による支援に関する調査:前立腺全摘除術を受けた前立腺がん患者で研究参加に同意した11名を対象に、半構造化面接によりデータ収集し質的帰納的に分析した。前立腺がん患者の看護師による支援に関する認識は、【性に関する相談をしていいことを知らない】、【看護師の手をわずらわせてはいけないので相談しない】、【性に関する問題は自分で解決すべき問題だから相談しない】など9つに集約された。以上の調査より、前立腺がん患者とパートナーの夫婦関係は、治療後も良好であり、支援ニーズも低いことが明らかとなった。今後、は性は秘め事と捉える日本の文化的背景などを踏まえ、患者が性に関する問題を抱え込んでいないか定期的に確認するなど、看護師の積極的な働きかけが重要である。1.前立腺全摘除術を受けた前立腺がん患者のパートナーのセクシュアリティに関する調査前立腺全摘除術を受けた患者のパートナーで、研究参加に同意した6名(5070歳代)を対象に半構造化面接を行い、データは質的帰納的に分析した。

前立腺全摘除術を受けた前立腺がん患者の妻のセクシュアリティに関する体験は、【がんが治るのであれば性機能の喪失は気にならない】、【性機能の変化について考える余裕がない】、【セックスから解放されてほっとする】、【自然に接する】、【性に関する話題は意識して避ける】、【夫のスキンシップ行動に理解を示す】、【性機能の回復を願う夫の心情に理解を示す】、【再発せずに生きて欲しい】、【夫の体調を気遣う】の7つに集約された。患者のパートナーは患者のがんが治癒することを最優先に考えて治療法を選択していた。また、パートナー自身の性への関心が薄れていることもあり、手術による患者のセクシュアリティの変化を肯定的に受け止め、男性としての機能を喪失した患者の心情や、夫の体調を維持することに心をくだいて生活していた。以上より、前立腺全摘除術によりセクシュアリティが変化したがん患者とパートナーに対しては、患者とパートナーが治療に伴うセクシュアリティの変化を理解して治療が受けられるよう個別面接により情報提供を行うこと、セクシュアリティに関する問題を抱える可能性のある患者とパートナーを見極め継続して関わることの重要性が示唆された。2.治療を受けた前立腺がん患者とパートナーのセクシュアリティに関する支援ニードを明らかにするための調査方法の検討患者とパートナーの性機能の現状、支援ニーズを明らかにする方法を文献により検討し、既存のEPCI、FSFI、夫婦関係満足度調査票、研究者らが作成した支援ニーズ調査票を用いて調査することが妥当であるという結論に至った。昨年度、治療を受けた前立腺がん患者およびパートナーのセクシュアリティに関する問題と取り組み、支援ニーズを明らかにするために、患者とパートナーにインタビューを実施する計画であったが、研究計画に関する千葉県がんセンター倫理審査委員会の開催が、センターの都合により延期となったため、本研究計画の承認に4ヶ月の遅延が生じた。今年度は、データ収集・分析を行ったが、患者のパートナーの研究参加への同意が得られないことが多く、データ収集が予定より3か月遅延した。そのため、当初予定していた約500名の前立腺がん患者とパートナーに対する質問紙によるニーズ調査が実施できなかった。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に実施予定であった前立腺がん患者とパートナーに対するインタビュー調査が、対象者の研究参加への同意を得ることが難しく予定より3か月遅延した。データ分析を行った結果、前立腺全摘除術を受けた患者とパートナーのセクシュアリティに対する支援ニーズは高くないと考えられたため、前立腺全摘除術以外の治療法を受けた患者とそのパートナーに対する調査が必要と考えられた。当初は、前立腺がん患者とパートナーのセクシュアリティを維持するためのサポートプログラムの開発を目的としていたが、前立腺がんで治療を受けた患者とパートナーのうち、セクシュアリティに関する問題を抱えている対象を特定することが重要であるという結論に至った。また、セクシュアリティに関する患者のニーズをインタビュー調査で明らかにすることは難しいと判断したため、インタビュー以外の方法で調査することを検討し、研究計画書を新たに作成し、倫理審査を受けていたため、研究の達成度は遅れていると評価する。
任意形状鏡面の迅速・高精度測定のための差動オ-トコリメ-ションプロ-ブの開発

鏡面形状のオンマシン測定を実現するための、差動レ-ザコリメ-ションブロ-ブを試作した。原理は、二つの半導体レ-ザを光源とし、セルフォックレンズでコリメ-トした平行な2本のビ-ムを試料に垂直に投射し、その反射光を対物レンズの焦点位置に置いた半導体位置検出素子(PSD)で受光し、オ-トコリメ-タの原理でそれぞれの反射光の振れを検出する。試作機では、2本の反射光の傾斜角の差を電気回路で演算し直接出力する。この差動角検出プロ-ブの出力を2回積分すると、XZ面の断面曲線の形状を得る。平面鏡及び放物面鏡を測定し、走査時の試料ステ-ジの上下動、ピッチング変動及びステップ移動の残留振動の影響を受けず、0.05μm以内の偏差で結果が再現されることが明らかになった。問題点として、反射光の振れ角が大きくなると、本来一定であるべき角度差が数秒程度変動する現象が起こり、光軸合せの精度などに改善の余地が残った。また、差動レ-ザオ-トコリメ-ションでは、断面曲線相互間の高さと傾斜情報が失われるので、そのままでは測定結果を三次元表示することが出来ない。そこで、1ビ-ムのレ-ザオ-トコリメ-ションとしてプロ-ブを使い、断面曲線の相互の傾斜を求めるモ-ドと、試料を90度回転して、YZ断面の曲線を求めるモ-ドを追加して、3次元表示をする手法を開発した。この手法で、平面鏡と放物面鏡の三次元測定と表示した結果、両者とも約0.1μm以内の偏差で、繰返し測定が出来ることを確認できた。今年度はまず、目的のプローブの試作を行なった。そして平面あるいは平面からあまり離れていない各種曲面をもつ鏡面が測定可能な、平面走査型のステージを持ったレーザオートコリメーション測定システムを構成した。試作プローブは2つの半導体レーザ光源からの平行光を走査方向に並べて、試料面に投射し、その反射光の傾きの差を一つのPSDで検出する方式を採った。その短時間の安定性から評価して0.2秒程度という当初の目的に十分かなう精度が得られた。3次元の形状測定をするためには、曲線相互の高さをY方向に2列と、曲線相互の傾斜を1列だけ測定する必要がある。試作システムでは、試料を90度回転することと、一方の光源を消灯した状態で傾斜角を測定する方法を採った。現状でも、平面の測定に対しては、0.5μmの上下動と10秒以上のピッチング変動および振幅1μm程度の振動を伴う高速駆動の汎用のXYステージによる試料の走査でも、0.05μm以下の繰返し精度で形状が測定できることが確認できた。これより、最終目標とするオンマシン測定の見通しも得られた。しかし、試作システムで測定できる曲線の傾斜角度の変化範囲は1度程度であり、多様な曲面形状を測定することはできない。角度変化範囲の大きい曲面も測定できるように、今後は回転走査ステージを追加する予定である。本年度は、昨年度の結果を踏まえ、形状の3次元表示の方法を検討するとともに、平面鏡以外の形状の測定をするための工夫、迅速測定を一層効果的にするための工夫を加えた。断面曲線以外の形状の測定には、試料をXYステ-ジに置いたまま、90度回転する装置を追加した。迅速化を高めるためには、測定システムにXYステ-ジのエンコ-ダ信号を取込、ステ-ジの連続移動中に、タイミングを合せて高速サンプリングをすることである。これによって、昨年度との比較で、約6倍の高速化が達成された。20mmの距離を0.25mm間隔で測定して約4秒の時間を要する。

これ以上の高速送りをすると、テ-ブルの位置決めの再現性が悪くなり、測定結果の再現性にも影響を及ぼすことが判った。また、断面曲線群の相対的な高さと相対的傾斜を測定することにより、形状の3次元表示をする手法を示した。これにより、平面鏡、凸面鏡、放物面鏡などの、多様な形状の測定とその3次元表示が出来るシステムを示すことが出来た。プロ-ブの問題点としては、半導体レ-ザの平行ビ-ムがPSD上で少し広がってしまい受光面の外にはみ出すという現象が生じた。このため、差動角一定の状態でも、絶対角度が変化すると出力に変動が生じてしまい、大きい角度変化のある形状の測定が出来なかった。この問題の処理に手間取り、円筒鏡など、平面と大きく隔たった形状への本プロ-ブの適用の実験が出来なかった。現在、幅の広い一次元PSDの利用によって、この欠点を改善する見通しを得ている。
造血器腫瘍における癌関連遺伝子の解析

我々はこれまでに、様々な腫瘍において共通に欠失が認められる6q16-21領域よりBlimp-1を同定し、さらにリンパ系腫瘍においてBlimp-1遺伝子変異が認められることを明らかにした。この結果より、Blimp-1が6q16-21領域に存在することが予測される癌抑制遺伝子の一つである可能性が示唆された。そこでBlimp-1の腫瘍抑制に関する機能を明らかにするために、下記の解析を行った。まず様々な細胞株にBlimp-1を発現させると、細胞周期が停止することが明らかになった。細胞周期制御に関与する各種因子の発現の解析およびsiRNAを用いた発現を抑制する解析の結果、Blimp-1の細胞周期制御の抑制は主にG1期にはRbを介して、G2期にはp53を介して行われること、さらには、Blimp-1は細胞周期制御に重要な蛋白質に結合することが明らかになった。まに腫瘍で同定された変異Blimp-1ハ、細胞周期の抑制機能が低下していることが判明した。今後さらにBlimp-1の細胞周期に関する制御機構を含めた腫瘍抑制的機能について、より詳細に解析を行う。また造血器腫傷でば、リンパ球の細胞分化を制御するBlimp-1変異が悪性リンパ腫に認められるように、急性骨髄性白血病ではAML1やCEBPα、急性リンパ性白血病ではPAX5やIkarosなど、血液細胞の分化を制御する遺伝子の変異が報告されている。そこで、Blimp-1以外にも造血器腫瘍の発症に関与する遺伝子を同定するために、Blimp-1同様に血液細胞の分化を制御する遺伝子に注目し、遺伝子変異解析を行った。これまでに16種類の遺伝子を対象として遺伝子変異解析を行った。既知のSNPsは認めたが、新たな変異は検出されなかった。継続して、造血器腫瘍における候補遺伝子の変異解析を行っている。我々は白血病や悪性リンパ腫をはじめとする造血器腫癌の発症機構を明らかにすることを目的に、造血器腫癌の発症に関与する遺伝子群の同定、さらには原因遺伝子群の機能を解析することにより腫瘍発生機構を解明することで、将来的には各疾患に対し特異的で、有効かつ安全な治療法の開発につなげることを研究の目標としている。これまでに、様々な腫瘍において共通に欠矢が認められる6ql6-21領域よりBlimp-1を同定し、さらにリンパ系腫瘍においてBlimp-1遺伝子変異が認められることを明らかにした。この結果より、Blimp-1が6ql6-21領域に存在することが予測される癌抑制遺伝子のーつである可能性が示唆された。そこでBlimp-1の腫瘍抑制に関する棲能を明らかにするために、下記の解析を行った。細胞周期制御に関与する各種因子の発現の解析およびsiRNAを用いた発現を抑制する解析の結果、Blimp-1の細胞周期制御の抑制は主にG1期にはRbを介して、G2期にはp53を介して行われることが明らかになった。またBlimp-1は細胞周期制御に重要な蛋白質に結合することが見出されており、今後さらにBlimp-1の細胞周期に関する制御機構を含めた腫瘍抑制的機能について、より詳細に解析を行う。また造血器腫瘍では、リンパ球の細胞分化を制御するBlimp-1変異が悪性リンパ腫に認められるよう仁、急性骨髄性白血病ではAMLlやCEBPα、急性リンパ性白血病ではPAX5やIkarosなど、血液細胞の分化を制御する遺伝子の変異が報告されている。これまでに6種類の遺伝子を対象として遺伝子変異解析を行った。そこで、Blimp-1以外にも造血器腫瘍の発症に関与する遺伝子を同定するために、Blimp-

1同様に血液細胞の分化を制御する遺伝子に注目し、遺伝子変異解析を行った。これまでに16種類の遺伝子を対象として遺伝子変異解析を行った。既知のSNPsは認めたが、新たな変異は検出されなかった。継続して、造血器腫瘍における候補遺伝子の変異解析を行っている。
仏像の聖性を保証する像内納入品の機能に関する研究

前年度に引き続き、仏像の像内納入品のうち月輪と小仏像(いわゆる胎内仏)を研究対象とし、像内納入の信仰上の必然性や、納入品を安置する場である像内空間の意義について考察した。本年度は特に史料の検証を中心に進めた結果、『転宝輪鈔』や貴族日記をはじめとする平安末期の諸史料や、唐・宋代の往生伝・霊験記などの記述に、従来指摘されることのなかった月輪や小仏像の納入の事例を多く見出すことができた。加えて、従来の美術史研究では検証されてこなかった隣接分野の先行研究を視野に収め、ほとけの体内についての密教的な理解を取り入れることで、納入品が仏像に聖性を与えるとの論理のよりどころについてもおおむね確証を得ることができた。ただし、年度内に予定していた専門誌への論文投稿には至らなかったので、最終年度に投稿を実現し、研究結果を公表したい。また、一連の史料探索と検証を通じ、この研究は像内納入される月輪や小仏像の「入れ物」にあたる仏像が真のほとけと認識されていたのか、もしくは造形物と認識されていたのかという問題に直結するとの視点の獲得に至り、さらなる史料の探索に努めた。この試みは、仏像とは何か、なぜ必要とされたのか、という根本的な問題にかかわるもので、仏身論と密接に関係するため、性急に答えを求めることなく、作品調査と史料の探索・検証によっていっそう知見を蓄積することで具体的な議論を構築したい。ただし、作品調査がやや遅れており、調査じたいが不可能なケースもあるため、現状ではまだ十分な情報を得られていない。この点については最終年度に研究方法を再考し、前年度に投稿を予定していた論文に加え、別の場で研究成果を公表する予定である。情報はかなり収集できたが、作品調査が不可能な場合があるほか、本研究のために予定していた時間を確保できず、本年度中に予定していた研究成果の公表に至っていない。調査対象とする作品を再検討し、調査が可能でかつ有益な情報が得られると見込まれる作品について調査と検証をおこなう。並行して史料調査を継続し、3年度分の知見を総合するかたちで論文1篇を専門誌に投稿するほか、もう1篇を公表する。この2篇で扱えなかった新史料や新たな作品情報は、年度末に刊行する報告書で公表する。平成29年度は心月輪の像内納入に関する研究を中心に進めた。具体的には1作品(仏像および像内納入品、関連する絵画史料)の実査と考察、2文字史料の収集および記述内容の分析をおこなった。当初の目標としては、心月輪研究における重要な絵画史料である『阿字義』(藤田美術館蔵)の実査を計画していたが実施できなかった。一方で文中3年(1374)の個人蔵不動明王坐像および像内納入品を実査する機会を得た。本像は心月輪を納入する作例ではないが、紙本着色愛染明王像をはじめとする膨大な物品を像内に納入しており、南朝文化圏での造像が明らかなことも加え、仏像の中にさらなるほとけのイメージを納入することの意義を考察するうえでの重要作例と位置づけられる。また、実査には至っていないが、広隆寺聖徳太子立像や与喜天満宮天神坐像を考察対象に加えることで、心月輪研究の発展の方向性が見出せた。これら2像には本地仏の図像を線刻した銅鏡が納入されており、納入品によって本来の仏性を象徴したものと位置づけられる。ここに見る垂迹像と鏡像の関係は、密教像と心月輪の関係を考察するうえで重要な示唆を与えてくれ、仏像制作における身体観の認識の解明にも寄与する視点を提供してくれるものと期待される。文字史料の調査は密教経軌・事相書、貴族日記、願文類を中心におこない、国立歴史博物館本『転法輪鈔』などに重要な記述を見出すことができた。これらは従来の像内納入品研究では使用されていなかった史料で、実作品から得られるデータと合わせ考えることで、心月輪のあり方をより鮮明にすることが可能と考えられる。加えて、密教の行者による五相成身観の達成を象徴する胸中の月輪に関する記述を収集した。仏像の心月輪は行者の胸中の月輪と呼応する存在とされ、礼拝者の側の月輪に注目することは、仏像への心月輪納入の根底にある信仰を問い直すことにつながるため、今後の課題としたい。個人蔵不動明王坐像の実査によって南北朝時代の像内納入品の多様性を検証できたことは、心月輪とともに小仏像の納入も考察対象とする本研究の進捗にとって有意義だった。また、当初計画の段階では密教像には注目していたものの聖徳太子像や神像は視野に入っていなかったが、これらに注目することで、本研究の目的を仏像制作と仏身論の関係の検証と位置づけ直すことができたのは大きな進展だった。心月輪研究に使用される史料はほぼ固定していたが、近年公刊された史料を考察対象に加え、既知の史料も別の角度から見直すことで、新たな視点を持つことができた。特に、平成29年度に見出した史料には、心月輪納入の事実のみならずその信仰背景をものがたるものがあり、執筆予定の論文で新知見として提示したい。ただし、現時点では論文の投稿には至らず、平成30年度の課題としたい。

前年度に引き続き、仏像の像内納入品のうち月輪と小仏像(いわゆる胎内仏)を研究対象とし、像内納入の信仰上の必然性や、納入品を安置する場である像内空間の意義について考察した。本年度は特に史料の検証を中心に進めた結果、『転宝輪鈔』や貴族日記をはじめとする平安末期の諸史料や、唐・宋代の往生伝・霊験記などの記述に、従来指摘されることのなかった月輪や小仏像の納入の事例を多く見出すことができた。加えて、従来の美術史研究では検証されてこなかった隣接分野の先行研究を視野に収め、ほとけの体内についての密教的な理解を取り入れることで、納入品が仏像に聖性を与えるとの論理のよりどころについてもおおむね確証を得ることができた。ただし、年度内に予定していた専門誌への論文投稿には至らなかったので、最終年度に投稿を実現し、研究結果を公表したい。また、一連の史料探索と検証を通じ、この研究は像内納入される月輪や小仏像の「入れ物」にあたる仏像が真のほとけと認識されていたのか、もしくは造形物と認識されていたのかという問題に直結するとの視点の獲得に至り、さらなる史料の探索に努めた。この試みは、仏像とは何か、なぜ必要とされたのか、という根本的な問題にかかわるもので、仏身論と密接に関係するため、性急に答えを求めることなく、作品調査と史料の探索・検証によっていっそう知見を蓄積することで具体的な議論を構築したい。ただし、作品調査がやや遅れており、調査じたいが不可能なケースもあるため、現状ではまだ十分な情報を得られていない。この点については最終年度に研究方法を再考し、前年度に投稿を予定していた論文に加え、別の場で研究成果を公表する予定である。情報はかなり収集できたが、作品調査が不可能な場合があるほか、本研究のために予定していた時間を確保できず、本年度中に予定していた研究成果の公表に至っていない。平成29年度に続き、心月輪納入に関する調査・研究を続行する。心月輪を納入する仏像は多いが、肖像彫刻や神像も検討対象とし、仏身論の問題も視野に収めつつ考察を進める。文字史料の蓄積は現時点ですでに進んでいるが、総合的な理解に至るためにはさらなる史料の博捜が必要であり、願文や唱導、書状や和歌など、従来は十分に注目されてこなかった史料群にも目を向けることとする。以上の考察を踏まえ、学術雑誌への論文投稿を今年度の目標とする。並行して、心月輪納入に関する研究から得られた知見を小仏像納入の場合にも適応し、「いかに仏性を造形化し、仏像の像内空間にあらわすか」という問題の解明につなげてゆきたい。調査対象とする作品を再検討し、調査が可能でかつ有益な情報が得られると見込まれる作品について調査と検証をおこなう。並行して史料調査を継続し、3年度分の知見を総合するかたちで論文1篇を専門誌に投稿するほか、もう1篇を公表する。この2篇で扱えなかった新史料や新たな作品情報は、年度末に刊行する報告書で公表する。
哺乳類概日リズム形成機構の解明 : in vitro, in vivo単一細胞イメージング

昨年度は、生物発光、多電極ディッシュを用い概日時計の中枢である視交叉上核(SCN)の分散培養を行い、個々の細胞の概日リズムにCRY1/CRY2が必要ではない事を明らかとした。さらにこれらの同時測定系を用い、脱同調したPer1発現リズムと同調した電気活動リズムがCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNに存在することを明らかとした。さらに最近Cryl-/-/Cry2-/-マウスのSCNのPER2::LUCに減衰していくリズムが認められ、一貫した結果が得られていない。これらの原因には測定系とマウスのageが考えられる。本年度はこの原因を検証するために、発達段階におけるSCNのPerl-luc,PER2::LUCのリズムを測定した。生後1日目(P1),P7,P14,P21,adult(8-16w)のマウスからSCNを切り出しメンブレン上で培養し、SCN全体の発光リズムを測定した所、P1,P7のCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNからはrobustなリズムが認められたが、このリズムはP14になると減弱し、P21,adultになると消失した。これらの結果はCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNのリズムは生後初期に出現し、離乳するP21付近で消失する事を示す。さらにこのリズムの消失は個々の細胞の脱同調である事を発光イメージングを用いる事で明らかとした。本研究結果はCRY1/CRY2に依存しない細胞間ネットワークが存在すること、そしてこのネットワークは離乳する生後3週間で消失する事を初めて示し、SCNの新たな細胞間ネットワークにCRY1/CRY2が関わっている事を明らかとした。本研究は,生物発光レポーター及び多電極ディッシュ法を用い,概日リズム発振に必須であると考えられている時計遺伝子Cryptochrome(Cry)の役割を概日リズム中枢である視交叉上核(SCN)の単一細胞レベルで明らかにすることを目的としている.本年は以下の二つの実験を行った.1,時計遺伝子Per1発現リズムの検討:Per1プロモーター下流にホタルルシフェラーゼcDNAを組み込んだトランスジェニックマウス(Per1-lucマウス)と行動リズムが消失するCry1,Cry2ダブルノックアウト(Cry1^<-/->/Cry2^<-/->)マウスを交配し,Cry1^<-/->/Cry2^<-/->の培養SCNにおけるPer1発現リズムを発光イメージングにて測定した.従来,Cry1^<-/->/Cry2^<-/->マウスのSCNではPer1発現にリズムはないと報告されてきたが,本研究では個々の細胞で有意なPer1発現リズムが認められた.また、周期は14時間から34時間まで幅広く分布し,リズム位相は個々の細胞間で脱同調していた.2,電気活動リズムの検討:64個の電極が配置されている多電極ディッシュ上に,Cry1^<-/->/Cry2^<-/->マウスのSCNを培養し,7日18日間,SCNニューロンからの電気活動を測定し,自発発火頻度のリズムを検討した.その結果,Cry1^<-/->/Cry2^<-/->マウスのSCN神経は,電気活動にも有意なリズムを示した.個々のニューロンの電気活動リズムは、Per1発現リズムとは異なり,同期しており,さらに途中で周期や位相が変化する不安定な性質を示した.以上の結果から,概日リズム発振にはCry1,Cry2が必要ではないこと,さらにCry1^<-/->/Cry2^<-/->マウスのSCNにおけるPer1発現リズムと電気活動リズムでは異なる細胞間連絡が存在する事を明らかにした.本研究は時計遺伝子Cryptochrom(Cry)1Cry2ダブルノックアウトマウスの中枢時計、視交叉上核(SCN)の培養系を用い単一神経細胞レベルでのリズム発振を解析することにより、細胞内概日リズム発振メカニズムにおけるCRYの役割を明らかにすることを目的とする.昨年度は,生物発光および多電極ディッシュを用いてSCN培養スライスにおける個々の細胞リズム発振にCRYが必要ではない事を明らかにした.昨年,単一細胞レベルでの細胞間ネットワークの重要性を示唆する論文が報告された.このため,本年度はSCNの細胞間ネットワークを極めて弱くした状態である分散培養を行い,時計遺伝子Per1発現リズム及び自発発火リズムを単一細胞レベルで存在するかを検証した.生後2-5日齢のマウスからSCNを切り出し,トリプシンにて分散させ,ペトリディッシュまたは多電極ディッシュにまいた.細胞密度は平均250cell/mm^2と1,100cell/mm^2の二種類を設定した.いずれの密度においてもCry1^<-/->/Cry2^<-/->マウスのSCNの細胞は有意な概日リズムが認められた.このことは,SCNの細胞間ネットワークがなくても,SCNの個々の神経細胞自体に概日リズムが存在する事を強く示唆する.昨年度,Cry1^<-/->/Cry2^<-/->マウスのSCNでは,Per1発現リズムと自発発火リズムが乖離する事を明らかにしたが,これらの結果は異なるスライスでの結果である.直接乖離があるかどうかを示すためには,同一SCNスライスでPer1発現リズムと,自発発火リズムを測定すべきである.

そこで生物発光と多電極ディッシュを組み合わせ,同一SCNスライスからPer1発現リズムと自発発火リズムの同時測定を行い,これらの乖離を明らかとした.この結果は,SCNにおける時計遺伝子Per1発現と自発発火では異なる細胞間ネットワークが存在する事を強く示唆する.昨年度は、生物発光、多電極ディッシュを用い概日時計の中枢である視交叉上核(SCN)の分散培養を行い、個々の細胞の概日リズムにCRY1/CRY2が必要ではない事を明らかとした。さらにこれらの同時測定系を用い、脱同調したPer1発現リズムと同調した電気活動リズムがCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNに存在することを明らかとした。さらに最近Cryl-/-/Cry2-/-マウスのSCNのPER2::LUCに減衰していくリズムが認められ、一貫した結果が得られていない。これらの原因には測定系とマウスのageが考えられる。本年度はこの原因を検証するために、発達段階におけるSCNのPerl-luc,PER2::LUCのリズムを測定した。生後1日目(P1),P7,P14,P21,adult(8-16w)のマウスからSCNを切り出しメンブレン上で培養し、SCN全体の発光リズムを測定した所、P1,P7のCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNからはrobustなリズムが認められたが、このリズムはP14になると減弱し、P21,adultになると消失した。これらの結果はCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNのリズムは生後初期に出現し、離乳するP21付近で消失する事を示す。さらにこのリズムの消失は個々の細胞の脱同調である事を発光イメージングを用いる事で明らかとした。本研究結果はCRY1/CRY2に依存しない細胞間ネットワークが存在すること、そしてこのネットワークは離乳する生後3週間で消失する事を初めて示し、SCNの新たな細胞間ネットワークにCRY1/CRY2が関わっている事を明らかとした。
求核性有機金属の毒性発現を担う分子標的と生体システム

有機-無機ハイブリッド分子は有機元素化学の領域で広く活用されてきたが,その毒性についてはほとんど知られていない。本研究では,求核性有機金属化合物の血管毒性を調べるために血管内皮細胞を培養し,ジフェニルジテルライドで処理し,細胞毒性と細胞内蓄積を調べ,併せてその細胞毒性に対する電子供与基および電子吸引基の効果を評価した。得られた結果は,求核性有機金属化合物の内皮細胞毒性は分子中の金属の種類と電子状態に依存することが示唆された。有機ー無機ハイブリッド分子(以下,ハイブリッド分子)は合成試薬としてこれまで広く利用されてきたが,その毒性学は未確立である。平成25年度は,材料として第15族元素であるビスマスおよびアンチモンを求核中心とする求核性有機金属化合物の毒性発現とその機構について検討し,以下の結果を得た。(1)顕著な細胞毒性を示す有機ビスマス化合物(PMTABiおよびDAPBi)のアンチモン置換体(PMTAS,およびDAPSb)は細胞毒性を示さないことを見出した。(2)ジーントラップ挿入変異細胞(チャイニーズハムスター卵巣細胞)ライブラリーから,これらの有機ビスマス化合物に対する感受性低下細胞候補を97クローン獲得し,そこから確実な感受性低下細胞を4種樹立した。(3)PMTABiに対する感受性低下細胞はDAPBiに対しても感受性低下を示し,一方,DAPBiに対する感受性低下細胞はPMTABiに対しても感受性低下を示すことが示唆された。(4)しかしながら,細胞内への有機ビスマス化合物の蓄積は,感受性低下細胞でむしろ高値を示した。(5)シークエンス解析の結果,有機ビスマス化合物感受性低下責任候補遺伝子として,複数の遺伝子が同定された。この中には,細胞の焦点接着に関与し細胞表面から様々なシグナルを伝達するを行うTNS1遺伝子や,核に存在し細胞周期の制御に関与するPPARγ遺伝子およびLMNA遺伝子を含むなどが含まれていた。以上の結果から,有機金属化合物の毒性は導入金属によって劇的に変化すること,その毒性発現には細胞内への蓄積量だけでなく有機ビスマス化合物に対する防御系が機能していること,および複数の遺伝子が有機ビスマス化合物の毒性発現あるいはそれに対する防御系に関与し得ることを示唆している。有機-無機ハイブリッド分子は有機化合物と無機化合物の特性を併せ持つ化合物であるが,生命科学への応用は皆無に等しい。ハイブリッド分子は,分子に特異な三次元構造を付与することができるので,生体機能解析のツールや創薬のリード/シード化合物として期待される。本研究は,これまでまったく研究されてこなかった求核性有機金属化合物に着目し,その毒性発現に関わる分子標的と生体システムを解明することを目的としている。平成24年年度は,材料として第16族元素であるテルルおよびセレンを求核中心とする求核性有機金属化合物(ジフェニルジテルライドDPDTおよびジフェニルジセルライド)DPDS)を用い,第一に,その毒性の比較を行った。DPDTはウシ大動脈内皮細胞およびヒト胎児肺線維芽細胞IMR-90の細胞内に高く蓄積し強い細胞毒性を示したが,ウシ大動脈平滑筋細胞およびブタ腎上皮LLC-PK1細胞は抵抗性を示した。DPDSはいずれの細胞に対してもきわめて低い蓄積性しか示さず,細胞毒性も認められなかった。第二に,DPDTおよびDPDSで処理したヒト冠動脈内皮細胞について,DNAマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行った。その結果,DPDTによって小胞体ストレス,タンパク質合成阻害,細胞増殖阻害,エネルギー産生阻害などが発生していることが示唆された。第三に,ジーントラップ挿入変異細胞ライブラリーよりDPDTに対する感受性低下細胞をクローニングし,15クローンを獲得することに成功した。以上の実験結果は,求核性有機金属化合物は導入金属によって細胞内蓄積性とそれによる毒性がまったく異なること,求核性有機金属化合物が標的とする生体分子・生体システムが存在すること,および求核性有機金属化合物に対する感受性を決定する生体システムが存在すること,を示している。有機ー無機ハイブリッド分子は従来の有機・無機化合物とは異なる機能や性質を持つことから,生体機能解析ツールや創薬リード化合物としての活用が期待できる。その一方で,安全性確保のために,新たな「ハイブリッド分子の毒性学」の確立が必要となる。当研究室では,血管内皮細胞に対して有機テルル化合物(DPDTe)が高い細胞内蓄積と強い毒性発現を示すのに対し,その硫黄およびセレン置換体はそのような毒性や細胞内への蓄積や毒性を示さないことを見出している。本研究では,DPDTeの電子状態と細胞毒性の関連性を探るために,DPDTeの細胞毒性への置換基効果を調べた。ウシ大動脈由来血管内皮細胞に,有機テルル化合物DPDTeとそのp-位置換体4種(p-OMe基置換体,p-Me基置換体,p-Cl基置換体,p-Naphtyl基置換体)をそれぞれ処理し,形態学的観察,AlamarBlue-assayによるミトコンドリア活性の測定,ICP-MSによる細胞内テルル蓄積量の測定を行った。

DPDTeと比較して,p-MeO基置換体のみ細胞毒性が増強し,他の置換体(p-Me基,p-Cl基およびp-Naphtyl基)では毒性が減弱した。毒性の減弱の度合いは嵩高い構造(p-Naphtyl基)で最も顕著であり,次いで求電子性置換基(p-Cl基)において顕著であった。このことから,ジテルル化合物の細胞毒性は結合する分子構造の嵩高さだけでなく電子状態の影響を受けることが示唆された。細胞内金属蓄積量を測定した結果,これらの化合物のうち,細胞毒性の強いDPDTeおよびp-OMe基置換体で処理した細胞に高い蓄積が認められた。最も毒性の弱いp-Naphtyl基置換体は5つの化合物の中で最も低い蓄積量の値を示した。この結果から,毒性の強さと細胞内テルル蓄積量は全体として相関することが示唆された。環境・衛生薬学,毒性学,バイオオルガノメタリクス平成24年度,第16族元素を含む求核性有機金属化合物について検討し,強い細胞毒性を示す有機テルル化合物のテルル原子を同族のセレンあるいはイオウに置換すると細胞毒性が消失(あるいは顕著に軽減)することを見いだし,感受性低下細胞クローンを獲得することにも成功した。今年度は,第16族元素を含む化合物について検討を行い,同様に顕著な細胞毒性を示す有機ビスマス化合物(PMTABiおよびDAPBi)のアンチモン置換体(PMTAS,およびDAPSb)は細胞毒性を示さないことを見出し,有機ビスマス化合物に対する感受性低下細胞の樹立に成功した。しかもある特定の有機ビスマス化合物に対する感受性低下細胞は他の有機ビスマス化合物に対しても感受性低下を示すことも明らかにされ,そのメカニズムを示唆する結果も得た。さらに,有機ビスマス化合物感受性低下責任候補遺伝子を複数同定した。以上の結果は,本研究の2年目の結果として十分な内容を有するものであり,概ね順調に進展していると考える。本研究課題は,これまで毒性学ではほとんど研究対象になってこなかった求核性有機金属化合物の毒性を,求核性有機金属化合物を細胞内に輸送するシステム,求核性有機金属化合物に対する応答遺伝子群,および求核性有機金属化合物の毒性発現に関わる分子標的と生体システムの解明を通じて明らかにしようとするものである。そのために(1)ジーントラップ挿入変異細胞ライブラリーによる解析および(2)求核性有機金属化合物に対する応答遺伝子群の解析を行い,その詳細な解析から(3)求核性有機金属化合物の毒性発現に関わる分子標的と生体システムを明らかにすることを計画した。平成24年度はこれらの計画の前提となる有機テルル化合物およびそのセレン置換体の細胞毒性の特性を明らかにし,細胞毒性を示す有機テルル化合物に対する応答遺伝子群をDNAマイクロアレイによって解析し,さらにジーントラップ挿入変異細胞ライブラリーから有機テルル化合物に対する感受性低下細胞クローンを獲得することに成功した。これらは求核性有機金属化合物の毒性発現に関わる分子標的と生体システムを明らかにするために不可欠な基礎的研究成果であり,本研究課題の初年度の達成度として十分なものである。
局所的な軌道混成に由来するトロイダル多極子がもたらす新奇マルチフェロイクスの開拓

固体中での電子のミクロな自由度を表現する多極子は、多彩な物性現象を理解する上での基礎的枠組みを与える。本研究の目的は、s、p、d、f軌道といった原子軌道間の局所的な軌道混成自由度に着目することで、1原子に内在する磁気・電気トロイダル多極子の微視的な理論形式を構築し、その秩序状態に伴う新奇マルチフェロイクス現象を明らかにすることである。特に本年度においては、以下の成果を得た。固体中における磁気・電気トロイダル多極子の分類論:ここでは、32の結晶点群のもとで活性化する多極子自由度とそれらがもたらす物性現象を多極子の微視的表現と群論を用いることにより調べた。まず、実空間および波数空間における多極子の微視的枠組みを構築することにより、4つの多極子(電気多極子、磁気多極子、磁気トロイダル多極子、電気トロイダル多極子)がどのような結晶点群や電子の波動関数の対称性において凍結されずに残り自発的秩序の変数となりうるかを明らかにした。さらに、それらが活性化した際に生じる電子状態におけるバンド構造の変形や、電気磁気効果や磁気弾性効果における線形応答テンソルの性質を多極子の視点から整理することにより、4つの多極子自由度と物性現象の関係性を示した。こうした多極子による電子自由度の一般的記述は、輸送現象や励起構造、交差相関現象を統一的に理解・予測する上で有益な情報を与えるだけでなく、電場、電流、スピン流、磁場、弾性場、熱流といった種々な外場応答のもとでのさらなる交差相関現象を示す新規物質の探索に指針をもたらすことが期待される。当初の研究計画通り、異なる軌道間の混成により活性化する磁気・電気トロイダル多極子を、量子力学的な演算子により評価するための一般的な表現論を構築することができたため。この表現論により、磁気・電気トロイダル多極子自由度がどのような結晶点群や電子の波動関数のもとで活性化するかが明らかとなり、格子系への適用も可能となったことも理由の一つである。2019年度は、以下の3つに着目して研究を行う。(1)トロイダル多極子秩序の安定性の数値的解明:ここではトロイダル多極子をともなう秩序状態が発現するために必要な要素を調べる。具体的には、スピン軌道相互作用、異なる軌道間の混成効果、クーロン相互作用の大きさを模型パラメタに取り、数値計算と解析計算を相補的に用いることにより、トロイダル多極子が安定に存在するパラメタ領域を同定する。格子構造としては、異なる軌道間の混成を促すためには、反転中心を持たない正方晶系を用いる。数値計算手法としては、平均場近似を採用し、トロイダル多極子秩序がエネルギー最安定となる相領域を探索する。弱相関・強相関極限においては、摂動展開による解析計算を行い、トロイダル多極子秩序を促す有効的な相互作用の形を明らかにする。(2)電気・磁気・歪み・トロイダル自由度間に生じる新奇マルチフェロイクス現象の解析:(1)で得られたトロイダル多極子秩序が実現するミクロな模型に対して、線形応答理論を用い、外場の方向やクーロン相互作用、スピン軌道相互作用の大きさを可変パラメタに取ることで、トロイダル多極子秩序が示す交差相関応答の定性的な振る舞いを明らかにする。また、自由度をくりこんだ有効単一軌道模型と多軌道模型における結果を比較することにより、軌道自由度が線形応答テンソルに与える影響を明らかにする。(3)トロイダル秩序を示す候補物質の提案:上記の(1)、(2)によって得られた経験・知見を活かして候補物質の探索を行う。d-f軌道間の強い混成を有するウラン系化合物やセリウム系化合物を対象とする。

当初の研究計画通り、異なる軌道間の混成により活性化する磁気・電気トロイダル多極子を、量子力学的な演算子により評価するための一般的な表現論を構築することができたため。この表現論により、磁気・電気トロイダル多極子自由度がどのような結晶点群や電子の波動関数のもとで活性化するかが明らかとなり、格子系への適用も可能となったことも理由の一つである。2019年度は、以下の3つに着目して研究を行う。(1)トロイダル多極子秩序の安定性の数値的解明:ここではトロイダル多極子をともなう秩序状態が発現するために必要な要素を調べる。具体的には、スピン軌道相互作用、異なる軌道間の混成効果、クーロン相互作用の大きさを模型パラメタに取り、数値計算と解析計算を相補的に用いることにより、トロイダル多極子が安定に存在するパラメタ領域を同定する。格子構造としては、異なる軌道間の混成を促すためには、反転中心を持たない正方晶系を用いる。数値計算手法としては、平均場近似を採用し、トロイダル多極子秩序がエネルギー最安定となる相領域を探索する。弱相関・強相関極限においては、摂動展開による解析計算を行い、トロイダル多極子秩序を促す有効的な相互作用の形を明らかにする。(2)電気・磁気・歪み・トロイダル自由度間に生じる新奇マルチフェロイクス現象の解析:(1)で得られたトロイダル多極子秩序が実現するミクロな模型に対して、線形応答理論を用い、外場の方向やクーロン相互作用、スピン軌道相互作用の大きさを可変パラメタに取ることで、トロイダル多極子秩序が示す交差相関応答の定性的な振る舞いを明らかにする。また、自由度をくりこんだ有効単一軌道模型と多軌道模型における結果を比較することにより、軌道自由度が線形応答テンソルに与える影響を明らかにする。(3)トロイダル秩序を示す候補物質の提案:上記の(1)、(2)によって得られた経験・知見を活かして候補物質の探索を行う。d-f軌道間の強い混成を有するウラン系化合物やセリウム系化合物を対象とする。
疼痛関連行動解析からみた慢性腰痛モデルの確立とその発痛機序の解明

脊椎後方支持組織である腰椎椎間関節を切除することで、椎間板変性、すべりを伴わない椎間不安定性が出現することをラットで証明した。このモデルを用いて、自然歩行下で行動解析の結果、疼痛関連行動が処置後7週で認められた。後根神経節で疼痛関連伝達物質、炎症性サイトカインの増加がみられ、行動異常には、侵害受容性ならびに神経障害性疼痛が関与している可能性が判明した。椎間板そのものの変性過程がこの疼痛行動に寄与しているのか、椎間不安定に伴う脊髄、馬尾、神経根の障害によるものかは今後の検討が必要である。椎間板への直接侵襲を加えない、ラット椎間板負荷モデルを作成し、経時的に定量的に行動解析を行った。Sprague-Dawleyラットを用いて、両側L4-5椎間関節を切除した群(切除群)、椎間関節を展開したのみのSham群を作成し、処置後経時的にCatWalk XTを用いて自然歩行下での行動解析をおこなった。無処置ラットを対照群とした。処置後3週では切除群で、手術侵襲によると思われる正常歩行パターン率と歩行速度の変化量の減少がみられたが、その後回復した。処置後7週で、切除群において、歩幅、最大接地面積、最大接地光学的輝度、速度、毎秒あたりのステップ数の有意な減少がみられた。Sham群、対照群では明らかな歩行パターンに変化は認められず、各群ともに明らかな下肢の運動麻痺はなかった。前後屈側面画像を用いてX線学的検討をおこなった。処置後7週の切除群で、L4-5椎間の可動性の増大が、他の群に比して有意に認められ、椎体前方の骨棘形成も散見された。椎間のすべりは認められなかった。組織学的には、術後7週の処置群で明らかな細胞外基質産生の減少がみられ、プロテオグリカン、コラーゲン量の減少が認められた。すなわち、有意な椎間板変性が出現していた。しかしながら、Sham群、対照群では有意な変化はなかった。CatWalk XTを用いた行動解析では、椎間関節切除処置後7週で、既に報告されている神経障害モデルと同様の明らかな歩行異常パターンが認められた。X線学的には椎間不安定性が、組織学的には明らかな椎間板変性がみられた。これらの結果は変性椎間板に起因する神経因性疼痛が発現している可能性を示唆する。今年度の目的である椎間板に直接侵襲を加えない椎間板性慢性疼痛モデルを確立した。平成22年度に、ラット腰椎椎間板切除の処置後7週で歩行パターンに異常が出現することをCatWalk法にて始めて証明した。X線学的に椎間高と椎間可動性の増大がみられ、健常な椎間に比し、椎間すべりを伴わない椎間不安定性が明らかに出現していた。また、椎間不安定性があるにも関わらず、約80%の椎間に前方骨棘形成が認められた。このモデルで認められた歩行パターンの障害の一部は疼痛関連行動として報告されている。椎間板に直接侵襲を加えないこの新しいモデルでは、従来証明し得なかった疼痛が出現していることが明らかとなった。平成23年度はこの慢性疼痛モデルを用いて、その発痛機序について、組織学的、免疫組織学的、分子生物学的に検討した。椎間関節切除高位の椎間板は椎間高が増大し、プロテオグリカン、1型コラーゲンの減少がみられた。さらに終板近くの線維輪に亀裂が生じ、椎間後方で軟骨基質の増大、2型コラーゲンの増加が認められた。椎間不安定性の認められた椎間板のinterleukin(IL)-1β、Tumor necrosis factor(TMF)-α、Brain-derived neurotrophic factor(BDNF)の免疫染色では軽度の染色性の増加がみられたが、Reverse transcription/polymerase chainreaction(RT_PCR)法、Westernblotting法を用いて観察したIL-1β、TNF-α、BDNFのmRNA発現には明らかな差異は認められなかった。一方、calcitonin gene related peptide、IL-1β、TNF-α、BDNFの腰部後根神経節での発現増加が認められ、疼痛関連行動との関連性が示された。われわれの作成した慢性疼痛ラットモデルの歩行異常は、椎間関節切除に伴う慢性的な椎間不安定性による椎間板変性そのものが原因であるのか、椎間不安定性に伴う馬尾、神経根、後根神経節への直接の刺激であるのか今後検討する必要がある。平成22年度に確立したラット腰椎椎間関節切除に伴う慢性疼痛モデルの慢性疼痛発現メカニズムを組織学的、免疫組織化学的に椎間板変性を中心に平成23年度に検討した。その結果、椎体間の不安定性、椎間高拡大、椎間板組織の変性、線維輪の亀裂、軟骨増生を伴う骨棘形成がモデル動物の特徴であった。

椎間板内には明らかな炎症性サイトカインの増大は認められなかったものの、後根神経節での疼痛関連物質の増大が認められた。平成24年度は椎間板の不安定性を基盤とした椎間板変性による疼痛関連行動が薬物治療で制御できるかどうかを検討した。ラットを用いて、腰椎椎間関節切除後、経時的に、歩行解析装置を用いて、疼痛関連行動の出現を観察した。処置後7週で、歩幅、最大接地面積、最大接地光学的輝度、速度、毎秒あたりのステップ数の有意な減少といった歩行異常が出現した。歩行障害の出現したラットを用いて、椎間板変性による疼痛関連障害が、侵害受容性疼痛か、神経障害性疼痛かどちらに起因するかを検討する目的で、非ステロイド性抗炎症薬、プレガバリン、ノイロトロピンを経口投与し、歩行機能を解析した。非ステロイド性抗炎症薬の投与では、速度、毎秒あたりのステップ数の改善が、プレガバリン、ノイロトロピンの投与では、歩幅、最大接地面積、最大接地光学的輝度の改善が得られた。今回作成したモデルでの歩行障害は侵害受容性疼痛、神経障害性疼痛が関連した歩行機能障害であることが判明した。インターロイキン(IL)-1β、Tumor necrosis factor (TNF)-αの拮抗薬、抗体の椎間板注入を試みたが、処置後7週でのラットでは、手技的に困難であり検討することができなかった。椎間板そのものの変性過程がこの疼痛行動に寄与しているのか、椎間不安定に伴う脊髄、馬尾、神経根の障害によるものかは今後の検討が必要である。当初計画していた椎間板内の炎症性サイトカインの発現に明らかな差異がなかったため、椎間板そのものに原因を求めるとすれば、他の炎症性生理活性物質の検索が必要である。単純に馬尾、神経根の機械的圧迫に伴う神経症状である可能性もあり、今後下記のごとく詳細に検討していく予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記のごとく発痛機序が神経系そのものの障害が不安定性により生じている可能性があるため、馬尾、神経根の機械的圧迫の有無、神経根障害に伴う脊髄後角の変化などを検討する予定である。