hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DDI(Digital Divide Index)の開発

近年、インターネット、移動体通信機器の急速な発展・普及により、DDI評価の基盤が全産業、全市場に拡大したため、DDIの定義がSNAの定義と似たものとなり、適用範囲がHDI(Human Development Index)のそれとかなり重複することになった。ICT(Information & Communication Technology)のレベルを示す指標としてUNIDOのCIP(Competitive Industrial Performance)を用いているが、CIPは、今日急拡大しているネットワークシステムを介しての取引を計測できないので、今後DDIの定義に、ITU(International Telecommunication Union)などのデータを組み込む必要がある。今までに判明したことは、CIPの経年変化が特定の諸国間内に閉じられているので、UNIDOのICTレベルに関する5分類評価よりも、本研究で示した14分類の方が明確である、人口の多い国の方がICTの普及に時間がかかり、人口の少ない国に追い抜かれていく傾向があること等である。進捗状況は概ね予定通りと言って良い。ただし、内容に関しては当初の予想とはかなり異なっている。まず、各国間の比較可能性を重視したため、国連加盟国・地域を中心に、国際機関の公表データを用いることにしたが、データ欠落・未整備のために、約35%の国・地域ではDDIの計測が不可能である。計測不能な国・地域は、アフリカ、カリブ海、南太平洋に集中している。これらの国は、いずれも経済規模が小さく、ICTレベルもかなり低いと想定されるので、DDIのレベルを世界全体として見た場合には、ほとんど影響がないと思われる。ただ、DDI計測の主旨から見ると、これらの計測不能な国の取り扱いは重要である。しかし、今回は、無視せざるを得ない。本研究を締め括るうえで最も重要な点は、現在のDDIの定義に、近年急拡大するコンピュータ・ネットワーク・システムを介した取引の影響を組み込むことである。これらは、主としてBtoB、BtoCと呼ばれる電子取引であるが、特に、BtoC取引をどのようにDDIに組み込むかが重要になる。データとしては、ITUなどから公表されているものを使用することになるだろう。概念的にはあまり難しくはないが、データ編集が煩雑で、主たる労力はこの点に費やされると思われる。新しい定義でのDDI計測は、今年度中に終わらせることが出来ると思われるが、心配は、比較対象国・地域がかなり限定されるだろうという点である。OECD諸国から中位発展途上国位までは計測可能だが、それ以下の発展途上国に関しては難しい。当方の予想として、100カ国推計が出来れば成功と見做してよいだろう。繰越金は、書籍の購入もしくはプリンタのインク・カートリッジ購入の際に使用する予定。情報通信技術(ICT)を利用可能か否かによって生じる個人間の経済的・社会的格差をデジタル・デバイド(DD)と言う。このDD問題は、90年代後半に注目され、今世紀初頭より関連研究が急増している。DDによる個人間格差は、一国内においても多国間においても、広がりつつあり、貧富の格差の主たる要因になっている。DDによる貧富の格差を測定し、解消するには、基準となる指標、デジタル・デバイド・インデックス(DDI)が必要である。本研究は、世界各国に共通なDDIを構築し、ICTに起因する国際間の貧富の格差の計測を試みることである。経済政策的には、一国内におけるDDによる経済的格差の計測の方が重要とも思われるが、発展途上国を中心に必要な統計データが収集できないため、国家間の格差は計測しない。DDIを作ることが重要であるという認識は世界共通になりつつあり、EUでの研究が一歩先んじているが、世界的に見た現状は、実際にDDIを作るまでには至っていない。その大きな理由は、90年代以降、急激にインターネットが普及し、ICT関連の技術革新もめまぐるしいため、経済システム、個人生活など、社会が一変してしまい、ICTの社会的影響をどこまで考慮したらよいか、判断が難しくなっているためと推測される。本研究の初年度の目標は、スペインの研究者と共同で、DDIのプロトタイプを構築することであったが、ICTの影響が社会の隅々にまで行き渡っているために、DDI構築のための情報範囲の決定で調整に手間取ったが、現在、最終段階にある。今年度の研究で判明したことは、通信インフラの整備方法の違いにより、また、国際機関、NGO、先進国の協力などにより、先進国と発展途上国でDDIの構成を変える必要があるという点である。プロトタイプを含めたDDI構築のための基本的考え方は、今夏、リュブリアナでの国際会議で発表する運びとなっている。1.DDI構築のために必要な統計データの絞り込みに時間がかかった。それは、ICTやインターネットが社会の隅々にまで浸透したため、どこまでをDDIに取り込むかが難しかったからである。2.先進国と発展途上国では、通信インフラの構築法が大きく異なり、それが、DDに大きな違いをもたらしていることが判明した。3.発展途上国のDD解消には、国際機関、NGO、先進国などが様々な援助を行っており、DDIも先進国用、発展途上国用に分ける必要性があることを認識した。4.DDIはDDの現状を数値で計測するものなので、DDIの中身が異なっても現状の把握、比較は可能との結論に達した。また、先進国から発展途上国への支援を厚生やwell-beingの立場から見ると、世界全体の厚生レベルを上げる行為とみなせるので、厚生経済学、経済政策の面から、評価可能な指標を新たに構築することにも意義があると判断する。

近年、インターネット、移動体通信機器の急速な発展・普及により、DDI評価の基盤が全産業、全市場に拡大したため、DDIの定義がSNAの定義と似たものとなり、適用範囲がHDI(Human Development Index)のそれとかなり重複することになった。ICT(Information & Communication Technology)のレベルを示す指標としてUNIDOのCIP(Competitive Industrial Performance)を用いているが、CIPは、今日急拡大しているネットワークシステムを介しての取引を計測できないので、今後DDIの定義に、ITU(International Telecommunication Union)などのデータを組み込む必要がある。今までに判明したことは、CIPの経年変化が特定の諸国間内に閉じられているので、UNIDOのICTレベルに関する5分類評価よりも、本研究で示した14分類の方が明確である、人口の多い国の方がICTの普及に時間がかかり、人口の少ない国に追い抜かれていく傾向があること等である。進捗状況は概ね予定通りと言って良い。ただし、内容に関しては当初の予想とはかなり異なっている。まず、各国間の比較可能性を重視したため、国連加盟国・地域を中心に、国際機関の公表データを用いることにしたが、データ欠落・未整備のために、約35%の国・地域ではDDIの計測が不可能である。計測不能な国・地域は、アフリカ、カリブ海、南太平洋に集中している。これらの国は、いずれも経済規模が小さく、ICTレベルもかなり低いと想定されるので、DDIのレベルを世界全体として見た場合には、ほとんど影響がないと思われる。ただ、DDI計測の主旨から見ると、これらの計測不能な国の取り扱いは重要である。しかし、今回は、無視せざるを得ない。現在、スペインの共同研究者との間で、プロトタイプのDDIで取り込むデータ、その加工方法の討議に入っている。それから、基本DDIの設計に入るが、これは今年9月以降になるだろう。この段階では、発展途上国用DDIの設計も必要になり、新たな情報収集を要する。主たる情報は、国際通信連合(ITU)に頼ることになりそうだが、ICT分野の援助で積極的な英国やフィンランドの民間企業に対するヒアリングが必要になる可能性もある。これは、スペインの共同研究者と協議しながら進めていくことになる。先進国向けのDDI構築に関しては、大きな問題は生じないだろうと思われる。研究計画全体としては、基本的な方針転換はないが、半年程度の遅れが予想される。本研究を締め括るうえで最も重要な点は、現在のDDIの定義に、近年急拡大するコンピュータ・ネットワーク・システムを介した取引の影響を組み込むことである。これらは、主としてBtoB、BtoCと呼ばれる電子取引であるが、特に、BtoC取引をどのようにDDIに組み込むかが重要になる。データとしては、ITUなどから公表されているものを使用することになるだろう。概念的にはあまり難しくはないが、データ編集が煩雑で、主たる労力はこの点に費やされると思われる。
齲蝕病巣に生ずる蛍光像の齲蝕診断法への応用に関する研究

我々は、齲蝕に伴う歯の表面の初期変化を客観的かつ非侵襲的に診査し、その適切な対処法を知るために、齲蝕病巣から生じる特異的な蛍光反射に関しての研究を行ってきた。すなわち、共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて、齲蝕部の特異的な自家蛍光反射を観察するとともに、X線マイクロアナライザーによる同部位の成分変化の観察を行い、脱灰を生じている齲蝕病巣では、特異的な自家蛍光反射が観察され、この自家蛍光反射は、齲蝕の診断に役立つことを明らかにし、さらに、う蝕病巣から検出される自家蛍光へのう蝕病原性細菌Streptococcus mutans及びその産生物の関与の有無について検討した。実験歯として新鮮ヒト健全抜去小臼歯を用い、Streptococcus mutansを接種した人工う蝕モデル環境下に2週間保管し、固定、樹脂包埋し窩底深層部を含む長軸方向の厚さ50μmの薄切り切片を作製した。実体顕微鏡を用いてう蝕部の観察を行い、次に蛍光顕微鏡を用いて、各種波長での自家蛍光反射像の観察を行った。両群とも観察に使用した3つの励起波長を用いると自家蛍光が検出されるが、MU群はエナメル質、象牙質のいずれの人工う蝕モデルにおいても赤外領域と可視領域で自家蛍光が増強し、特に赤外領域でより強い蛍光反射像が得られた。LA群のすべての波長およびMU群の紫外領域では、自家蛍光は増強されなかった。また、Streptococcus mutansの菌塊および培地成分には自家蛍光が認められなかったことから、Streptococcus mutansの存在がう蝕病巣からの蛍光反射に必須要素である可能性が示唆されたが、単にStreptococcus mutansが存在するだけでなく、同菌種と脱灰し構造変化した歯面と唾液成分などの口腔内環境の相互作用が蛍光の発生に関与している可能性が考えられる。近年のエナメル質齲蝕についての研究では、齲蝕病巣では局所環境の変化に応じて結晶の溶解と再沈着が常に繰り返されていることが明らかにされており、そのため、臨床においても、初期エナメル質齲蝕については、従来の早期発見・早期治療から、経過観察の方針に変わってきている。しかしながら、現在行われている初期エナメル質齲蝕の診断法、すなわち、白濁の有無についての肉眼的観察や実質欠損についての触診では、エナメル質齲蝕が溶解あるいは再沈着のどの方向に推移するのかを見極めることはできないため、全く新しいシステムによる齲蝕診断法の開発が望まれている。一方、従来の齲蝕処置に際しては、感染象牙質は徹底的に除去すべきとされてきた。しかし、穿下性に拡大する齲蝕では、感染象牙質除去にあたって便宜的に削除されるエナメル質も多く、その後の修復処置が困難になるため、抜髄や大規模な補綴処置が選択されることも少なくなかった。そこで本研究では、齲蝕病巣の進行と再石灰化との関係を明らかにし、その知見をもとにレーザー齲蝕診断法と新しい初期齲蝕処置法を確立することを目的として、齲蝕病巣において生ずる蛍光像について検討した。本年度は、初期エナメル質齲蝕歯から象牙質齲蝕に至る各種の齲蝕進行ステージにある齲蝕歯の縦断切片について、走査型共焦点レーザ顕微鏡を用いて、これまでの研究で明らかになっている観察に適した波長にて、自家蛍光の観察を行い、齲蝕に伴う組織変化との関係を検討した。

また、各種酸による脱灰及び、細菌培養中への浸漬によって人工齲蝕を作り、その際に生ずる蛍光を観察し、齲蝕に供なって生ずる蛍光像の特徴について明らかにした。齲蝕病巣では局所環境の変化に応じて結晶の溶解と再沈着が常に繰り返されていることが明らかにされており、そのため、臨床においても、初期エナメル質齲蝕については、経過観察の方針に変わってきている。しかしながら、現在行われている初期エナメル質齲蝕の診断法、すなわち、白濁の有無についての肉眼的観察や実質欠損についての触診では、エナメル質齲蝕が溶解あるいは再沈着のどの方向に推移するのかを見極めることはできないため、全く新しいシステムによる齲蝕診断法の開発が望まれている。一方、従来の齲蝕処置に際しては、感染象牙質は徹底的に除去すべきとされてきた。しかし、穿下性に拡大する齲蝕では、感染象牙質除去にあたって便宜的に削除されるエナメル質も多く、その後の修復処置が困難になるため、抜髄や大規模な補綴処置が選択されることも少なくなかった。そこで本研究では、齲蝕病巣の進行と再石灰化との関係を明らかにし、その知見をもとにレーザー齲蝕診断法と新しい初期齲蝕処置法を確立することを目的として、齲蝕病巣において生ずる蛍光像について観察を行った。本年は、以下の検討を行った。1齲蝕歯における自家蛍光像の観察初期エナメル質齲蝕歯から象牙質齲蝕に至る各種の齲蝕進行ステージにおける齲蝕歯について、走査型共焦点レーザー顕微鏡を用いて、自家蛍光の観察を行い、齲蝕に伴う組織変化との関係を検討した。この結果から、それぞれの波長において、齲蝕病巣の特異的な自家蛍光反射像が認められた。2人工齲蝕における蛍光像の観察S.mutansを加えた培養液浸漬および酢酸緩衝液浸漬による脱灰を行い、人工脱灰齲蝕モデルを作り、その際に生ずる自家蛍光の観察を行った。以上の結果より、S. mutansを加えた培養液浸漬例の方が、酢酸緩衝液浸漬例よりも、より強い蛍光反射を示した。このことがら、脱灰条件の違いによって、蛍光反射強度に違いが生ずることが示唆された。我々は抗齲蝕に伴う歯の表面の初期変化を客観的かつ非侵襲的に診査し、その適切な対処法を知るために、齲蝕病巣から生じる特異的な蛍光反射に関しての研究を行ってきた。すなわち、共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて、齲蝕部の特異的な自家蛍光反射を観察するとともに、X線マイクロアナライザーによる同部位の成分変化の観察を行い、脱灰を生じている齲蝕病巣では、特異的な自家蛍光反射が観察され、この自家蛍光反射は、齲蝕の診断に役立つことを明らかにし、さらに、う蝕病巣から検出される自家蛍光へのう蝕病原性細菌Streptococcus mutans及びその産生物の関与の有無について検討した。実験歯として新鮮ヒト健全抜去小臼歯を用い、Streptococcus mutansを接種した人工う蝕モデル環境下に2週間保管し、固定、樹脂包埋し窩底深層部を含む長軸方向の厚さ50μmの薄切り切片を作製した。実体顕微鏡を用いてう蝕部の観察を行い、次に蛍光顕微鏡を用いて、各種波長での自家蛍光反射像の観察を行った。両群とも観察に使用した3つの励起波長を用いると自家蛍光が検出されるが、MU群はエナメル質、象牙質のいずれの人工う蝕モデルにおいても赤外領域と可視領域で自家蛍光が増強し、特に赤外領域でより強い蛍光反射像が得られた。LA群のすべての波長およびMU群の紫外領域では、自家蛍光は増強されなかった。
膵胆管系腫瘍の新しい組織分類に関連するムチン抗原の遺伝子発現機構

膵胆管系腫瘍の早期発見と悪性度の評価については、MUC1、MUC2、MUC4ならびにMUC5ACの組み合わせ評価が有用であることを示した。最近、我々は、それらのムチンの遺伝子発現がエピジェネティクス機構により制御されていることを報告した。それらエピジェネティクスを含むムチン遺伝子発現機構をトランスレーショナルリサーチにより臨床応用することは、ヒト膵胆管系腫瘍の早期かつ正確な診断に寄与すると期待される。我々が提唱したIPMNならびにMPBTの新分類において重要なポイントとなるMUC1とMUC2、さらに、膵胆管系癌の予後不良因子であるMUC1とMUC4の発現について以下のように研究を進めた。MUC1とMUC4のエピジェネティクスについて、膵癌・乳癌・大腸癌細胞株における5-aza-2'-deoxycytidine(5-azadC)とtrichostatin A(TSA)の処理による各々のmRNAの発現回復の検討や、DNAメチル化定量解析法(MassARRAY法)、MSP法、ChIP法を用いての検索の結果、MUC1とMUC4の発現制御には、転写開始付近におけるCpGのメチル化状態あるいはヒストンH3-K9修飾状態のようなエピジェネティクス機構が関与していることが示された。ヒト組織から、マイクロディセクション法でMUC1ムチン発現が陽性の箇所のみを採取した検体においてはMUC1の遺伝子プロモーター領域は非メチル化の状態であった。この結果は細胞株での検索結果に一致しており、実際のヒト組織においてもMUC1の遺伝子発現機構にエピジェネティクスが関与していることを明らかにした。腫瘤形成性肝内胆管癌(ICC-MF)と粘液産生胆管腫瘍(MPBT)において、卵巣癌のマーカーとして知られているMUC16(CA125)の異ったエピトープを認識する2つのモノクローナル抗体M11とOC125で検出されるムチン抗原であるMUC16/MllとMUC16/OC125の発現を免疫染色で検索した。MUC16/Mllは浸潤性増殖をして予後不良のICC-MFで、MUC16/OC125は膨張性増殖をして予後良好のMPBTで有意に高い発現率を示した。さらに、ICC-MFのうち、MUC16/Mll陽性例は陰性例より有意に予後不良であったが、MUC16/OC125ではそのような傾向はなかった。これらの結果より、MUC16/Mllが肝内胆管腫瘍の予後不良因子である可能性が示唆された。我々が提唱した膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)ならびに粘液産生胆管腫瘍(MPBT)の新分類において重要なポイントとなるMUC1とMUC2、さらに、膵胆管系癌の予後不良因子であるMUC1とMUC4の発現について、これまで申請者らが明らかにしてきたムチン(MUC1, MUC2, MUC4)の遺伝子発現機構に加え、膵胆管系の前癌性病変から広く発現して「早期マーカー」としての意義があるMUC5AC(胃表層型分泌ムチン)についてもその遺伝子発現機構を明らかにした。MUC5AC低発現細胞株において5-aza-2'-deoxycytidineとtrichostatin A処理を検討し、MUC5AC mRNAの発現回復を確認した後、様々な臓器由来のヒト癌細胞株についてDNAメチル化定量解析法(MassARRAY法)を用いてのメチル化解析を行った結果、MUC5ACプロモーター上流(約-3,700付近)のメチル化状態とMUC5AC mRNA発現状態に相関が確認された。更に、クロマチン免疫沈降法を用いたMUC5ACプロモーターにおけるピストンH3-K9修飾状態の検討においても、MUC5ACプロモーター上流領域においてMUC5AC発現への関与が示唆された。これらの結果から、MUC5AC発現制御においてもDNAメチル化とピストンH3-K9修飾の双方が影響している可能性が明らかとなった。MUC1の特定部位を鮮明に免疫染色することができる新規抗体(特許出願中)を開発し、この抗体により、これまで不十分であった種々の膵腫瘍における様々なタイプのMUC1の発現機序を解明できた。また、エピジェネティクスの分野において、従来までの検出限界5%を超える0.1%の感度を有する新規DNAメチル化検出法(特許出願中)を開発し、MUC1、MUC2、MUC4、MUC5ACの遺伝子発現過程におけるDNAメチル化のより詳細な解析を行えるようになった。我々が提唱した膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)ならびに粘液産生胆管腫瘍(MPBT)の新分類において重要なポイントとなるMUC1とMUC2、膵胆管系癌の予後不良因子であるMUC4、膵胆管系の腫瘍性病変の早期マーカーであるMUC5ACの発現探索の解析症例数を増やし、新しい組織分類の確立を図った。さらに、様々な癌において予後不良因子であることが報告されているMUC3Aや、膵癌の予後不良に関連しているMUC17の遺伝子発現がエピジェネティクス機構で制御されていることを報告した。

すなわち、MUC3Aの転写活性レベルには、プロモーター転写開始点近傍のCpGサイトのメチル化状態が関与することを見い出した。また、MUC17については、(1)プロモーターの転写開始点近傍のCpG-DNAのメチル化状態と(2)同領域に存在するヒストンH3の9番目のリジン残基における化学修飾による制御を受けていることを明らかにした。さらに、(3)近年、癌の進展におけるその機能が注目されているマイクロRNAに関してもMUC17の転写後制御に関わっている可能性を見い出した。新技術開発の分野においても、MUC1の特定部位を鮮明に免疫染色することが可能な新規抗体を用いて、様々な癌を免疫染色し、MUC1発現の機序解明・動態の把握を行った。また、我々が開発した高感度なDNAメチル化解析方法を臨床検体に応用し、膵液・胆汁液におけるMUC1、MUC2、MUC3A、MUC4、MUC5AC、MUC17の詳細なDNAメチル化解析を可能にした。
眼内血管新生に対する新しい治療法の開発

眼内血管新生に対する新しい治療法の開発を推進するにあたり、まず実験動物で眼内血管新生モデルを作成することをめざし、成功した。これは、白色家兎眼に経強膜的にトロンビンを網膜上に滴下し血管閉塞症を惹起させた網膜静脈閉塞症モデルである。しかし、静脈閉塞症の発症率は約40%と低く再現性が現在の所良くないので、この再現性を向上する工夫を検討しているところである。また、この実験モデルでは静脈閉塞発症3か月後くらいより新生血管の発生が確認された。この状況を調査した上でVEGF、TGFβ、FGF-2のサイトカインのレベルを測定し、サイトカインの発現は硝子体中でのサイトカイン濃度の測定や免疫組織化学的手法による蛋白レベルでの検索とin situ hybridizationを用いたmRNAレベルでの検索を行う予定である。その後にVEGFに対する抗VEGFモノクローナル抗体硝子体中に投与して阻害実験を行う。そしてこれらサイトカインの硝子体中のレベルの動きを調査すると同時に抗体の投与により新生血管の発生がどの程度抑えられるのか、検眼鏡的な所見は勿論の事、組織学的に光学顕微鏡及び透過型電子顕微鏡を用いて検索を行う。また、この抗体の投与により網膜に障害が生じていないかも併せて検索を進めることにしている。今後、この実験モデルにつき新生血管発生の状況を調査した上でVEGF、TGFβ、FGF-2のサイトカインのレベルを測定し、サイトカインの発現は硝子体中でのサイトカイン濃度の測定や免疫組織化学的手法による蛋白レベルでの検索とin situ hybridizationを用いたmRNAレベルでの検索を行う予定である。
光音響技術を用いた血液酸素飽和度分布画像化装置の高精度化及び性能評価

血液中のヘモグロビンを高コントラストかつ高空間分解能に描出可能な光音響イメージングにより,体表面から10-20 mmの進度を走行する血液内の血液酸素飽和度を計測する技術を開発することを目的としている。本研究では,血液中のヘモグロビンを高感度に検出するための広帯域超音波探触子を含む光音響イメージング装置の開発,広帯域超音波探触子で検出した光音響信号から血液酸素飽和度を求めるための信号処理法の検討,及び血液酸素飽和度計測の精度を評価するための動物実験系を確立することを目的とした。前年度までに,広帯域超音波探触子で受信した光音響信号と,吸光度との関係についてシミュレーション及び実験により確認した。この結果,信号の振幅と波形の両方から吸光度に関する情報を得られることを見出した。最終年度は,血管径を変えた条件でのシミュレーションにより,血管径ごとに波形法と振幅法のどちらで高精度に吸光度を求められるかを検討し,ファントム実験結果と比較した。さらに,研究代表者らが構築した光音響イメージング装置を動物実験に適用できるように改良した上で動物実験に適用し,血液ガス分析の結果と対比する実験を実施した。シミュレーション及び実験の結果,光音響信号波形を分析することにより吸光度を算出する波形法は,吸光度の関数である光減衰係数によって決まる光進達長と比較して,血管径が十分に大きい条件で適用可能なことを明らかにした。次に,ウサギの体表面から8 mm程度の深度を走行する鎖骨下動脈内の血液の酸素飽和度を経皮的に計測した。励起光波長を変えて観測した光音響信号から,その信号強度を基に血液酸素飽和度を計測し,その計測値と採血による計測値を比較した結果,振幅法によりウサギの生理状態の変化に由来する血液酸素飽和度変化を反映するデータを取得可能であった。本研究の目的は,血液中のヘモグロビンを高コントラストかつ高分解能に描出できる光音響イメージング技術を用いて,生体表面から10-20 mmの深度を走行する血管内の血液酸素飽和度を計測する技術を開発することである。本研究では,申請者がこれまでに開発してきた光音響画像化技術を用いた血液酸素飽和度計測法を改良し,光減衰及び音響減衰の大きい生体内に適用可能とすることで,局所血管の血液酸素飽和度を非侵襲的かつ経時的に計測する技術を実現する。申請者は本研究計画開始前までに,光音響信号の波形を基に血液の吸光度を計測する手法(波形法)を提案している。本法は,光減衰などの光学的な誤差要因に直接的に影響されない利点を有するが,音響減衰等の音響学的な誤差要因に影響される問題があった。そこで,本年度は,光音響信号の波形に影響を与えると考えられるパラメータ(血管径,血液濃度,光波長)を変化させた条件において,3次元モンテカルロ法による光伝播解析と,光音響信号伝播解析をと組み合わせたシミュレーションを行い,光波長に対して独立な音響的要因を排除する演算を適用することについて検討した。併せて,生体深部からの信号を感度良く受信するために,広帯域超音波探触子による受信信号の増幅方法を改良することを試行・評価し,従前のセンサと比較して低ノイズ・高感度化が可能なことを実証した。上記と並行し,血液酸素飽和度精度評価のための動物実験を実施し,波形法の比較対象となる振幅法の精度を評価した。さらに,光音響イメージング装置の改良に関する検討を実施している。本年度は,波形法による吸光度算出法改良の検討及び,ハードウェアの改良を実施した。波形法の改良について,シミュレーションを用いて効率的に検討を進められており,順調に進捗している。ハードウェアの改良については,広帯域超音波探触子で受信した信号の増幅方式について検討することにより,高性能化可能なことを実証した。次年度以降に改良したハードウェアで取得した実験データとシミュレーションとの対比を実施可能であると見込んでいる。加えて,血液酸素飽和度精度評価のための動物実験を開始し,動物実験に移行した際の問題点の対策及び,波形法の比較対象となる振幅法の精度ができている。本研究では,血液中のヘモグロビンを高コントラストかつ高空間分解能に描出可能な光音響イメージング技術を用いて,生体表面から10-20 mmの深度を走行する血管内の血液酸素飽和度を計測する技術を開発することを目標としている。このためには,複数の波長の励起光を用いてを用いて光音響信号を観測し,各励起波長における血管内の血液の吸光度を正確に求める必要がある。従前の手法(振幅法)では,血管と体表との間に介在する生体組織における光減衰が誤差要因となる問題があった。本研究では,光音響信号の波形情報を利用して,血液の吸光度を算出する手法(波形法)を提案している。波形法における技術課題として,吸光度以外に信号波形に影響を与える要因(血管サイズ)との切り分けと,生体組織を伝播する過程での信号波形の変化がある。前者についてはシミュレーションにより血管サイズと吸光度がそれぞれ光音響信号波形に与える影響を分析した。シミュレーションと同様の条件での実験を実施し,シミュレーションと実験との間での一致を確認した。後者については,信号波形の変化の影響を補償するための信号解析法について検討した。上記と並行し,光音響イメージング装置の画質及び感度を向上するための信号計測法に関する検討を実施した。また,実験動物から採取した血液を用いたファントム及び,実験動物の血管内の血液を対象にした,光音響データを取得する実験を実施した。

前年度までに試作した広帯域超音波探触子を用いてファントム実験を実施し,前年度までに実施したシミュレーション結果との一致を確認した。これにより,光音響信号波形と吸光度との関係について,実験とシミュレーションにより確認できている。次年度に,光音響信号波形を分析して得られるパラメータの中から,吸光度の同定に最も適したものを選択することで,波形法による吸光度計測を高精度化できる見込みである。また,実験動物から採取した血液を用いたファントム実験及び,実験動物を対象とした動物実験の実験系に関して,予備実験により確立済みであり,円滑に実施できる見込みである。血液中のヘモグロビンを高コントラストかつ高空間分解能に描出可能な光音響イメージングにより,体表面から10-20 mmの進度を走行する血液内の血液酸素飽和度を計測する技術を開発することを目的としている。本研究では,血液中のヘモグロビンを高感度に検出するための広帯域超音波探触子を含む光音響イメージング装置の開発,広帯域超音波探触子で検出した光音響信号から血液酸素飽和度を求めるための信号処理法の検討,及び血液酸素飽和度計測の精度を評価するための動物実験系を確立することを目的とした。前年度までに,広帯域超音波探触子で受信した光音響信号と,吸光度との関係についてシミュレーション及び実験により確認した。この結果,信号の振幅と波形の両方から吸光度に関する情報を得られることを見出した。最終年度は,血管径を変えた条件でのシミュレーションにより,血管径ごとに波形法と振幅法のどちらで高精度に吸光度を求められるかを検討し,ファントム実験結果と比較した。さらに,研究代表者らが構築した光音響イメージング装置を動物実験に適用できるように改良した上で動物実験に適用し,血液ガス分析の結果と対比する実験を実施した。シミュレーション及び実験の結果,光音響信号波形を分析することにより吸光度を算出する波形法は,吸光度の関数である光減衰係数によって決まる光進達長と比較して,血管径が十分に大きい条件で適用可能なことを明らかにした。次に,ウサギの体表面から8 mm程度の深度を走行する鎖骨下動脈内の血液の酸素飽和度を経皮的に計測した。励起光波長を変えて観測した光音響信号から,その信号強度を基に血液酸素飽和度を計測し,その計測値と採血による計測値を比較した結果,振幅法によりウサギの生理状態の変化に由来する血液酸素飽和度変化を反映するデータを取得可能であった。前年度の試作結果を基に,広帯域超音波探触子の改良を行う。次に,改良したハードウェアを用いてファントム実験を行い,前年度に実施したシミュレーションで得られた知見について実験的に実証することで,波形法の改良を行う。さらに,改良した波形法を用いた血液酸素飽和度計測精度について,動物から採血した血液を用いたファントム実験により検証する。前年度まで煮えられた知見に基づき,光音響信号波形から吸光度を高精度に計測する手法(波形法)を改良する。実験動物から採取した血液を用いたファントムを対象に,複数の光波長で光音響信号を観測し,波形法により吸光度を求めることで,血液酸素飽和度を算出する。光音響信号から算出した血液酸素飽和度と,血液ガス分析装置で計測できる血液酸素飽和度とを対比して,波形法による血液酸素飽和度計測精度を評価する。
顎整形力に対する顎関節部の反応性に関する実験的研究

下顎頭軟骨は下顎骨の成長発育に関与し、顎整形力に反応してその成長方向を変化させることができるといわれている。機械的外力を顎関節部に加えた場合、軟骨組織の反応は軟骨組織自身の反応に加えて、周囲の結合組織・骨組織からの液性因子等を介した反応によって修飾された結果と考えられる。この現象をin vitroで検討するため、以下の実験を行った。まず軟骨組織を単離し、軟骨組織特有の各種分化段階の状態をin vitroで再現することを試みた。体重300-450gの雄性New Zealandウサギの膝関節より採取した軟骨細胞をマルチウエルに播種後、10%ウシ胎仔血清添加Dulbecco's Modified Eagle's Medium中で培養すした。2日毎に培溶液を回収した。関節軟骨の単離を試みたところ、グリコサミノグリカン合成能等軟骨細胞に特異的な性質を確認した。しかし、培養日数の経過に応じた各種分化段階の軟骨細胞が得られるものの、軟骨細胞の形態は各種分化段階の混在した状態で、必ずしも画一の分化段階が培養日数に応じて再現できるわけではなかった。この結果については培養ディッシュ表面のコラーゲンゲルコーティングの種類によっても変化するため、今後培養細胞に接触する部分の状態を透過型電子顕微鏡で精査しながら検討する予定である。また同時に、ヒト軟骨腫由来軟骨細胞を用いた系で、各種分化段階の軟骨細胞を再現することを試みる予定である。
コンピュータビジョン・拡張現実感技術を用いた歯科矯正治療支援システムの開発

本研究は、コンピュータビジョンとAugmented Realityを導入することによりリアルタイム三次元ディスプレイを用いたコンピュータ・グラフィックスで作られた物体が現実に実在するかのように感じられる立体映像技術を矯正歯科領域に導入し、矯正歯科医が患者から目を離さず直接的に、三次元画像を患者に重ね合わせて立体的に視覚化できるシステムを開発することが目的である。マイクロイメージセンサにて取得された映像をコンピュータビジョンシステムにて検出し、三次元空間を認識することで、三次元情報を表示することが可能であった。歯科矯正治療では、歯および骨の三次元的な形態・位置・方向を正確に把握することはきわめて重要であり治療結果に直結する。矯正歯科医の新しい目として歯および骨の位置情報をリアルタイム三次元ディスプレイで患者に重ね合わせて表示できれば、歯科矯正治療の操作性を著しく向上させると考えられる。本研究は、コンピュータビジョンと拡張現実(Augmented Reality:AR)を導入することによりリアルタイム三次元ディスプレイを用いたコンピュータ・グラフィックスで作られた物体が現実に実在するかのように感じられる立体映像技術を矯正歯科領域に導入し、矯正歯科医が患者から目を離さず直接的に、三次元画像を患者に重ね合わせて立体的に視覚化できるシステムを開発することが目的である。マイクロイメージセンサにて取得された情報をコンピュータビジョンシステムを用いて検出し、三次元空間を認識することで、三次元情報を表示することが可能であった。本研究では、コンピュータビジョン・拡張現実感技術を導入することによりリアルタイム三次元ディスプレイを用いたコンピュータ・グラフィックスで作られた物体が現実に実在するかのように感じられる立体映像技術を矯正歯科領域に導入し、矯正歯科医が患者から目を離さず直接的に、三次元画像を患者に重ね合わせて立体的に視覚化できるシステムを開発した。画素から放射された光線はレンズ中心を通って元の点で他のレンズからの光線と交差し、観察側からあたかもその点から光が出ているように見えることになる。裸眼で視点を変えても物体が現実に実在するように全方向で運動視差が再現できた。ハーフミラーの光学的な性質を利用した透過型ディスプレイにより、裸眼で実空間上において三次元像を視覚化するため、空中に浮かんだ三次元映像を裸眼で立体的に見ることができた。また、物体そのものを高速認識してカメラの動きに高速追従することが可能で三次元空間を認識し、空中に浮かんだ三次元映像の三次元的な位置を制御できた。三次元的な標的位置精度、処理速度を評価し、コンピュータビジョン・拡張現実感技術を用いた歯科矯正治療支援システムの有用性を検証した。研究計画調書の内容と進行状況がほぼ同一のため。コンピュータビジョンによる歯の画像認識に加え、コンピュータビジョン・拡張現実感技術による三次元CT画像の拡張現実感表示を行なう。本研究における歯冠形態の認証は、画像の取得にコンピュータビジョンシステムを用い、画像の一部分から得られる特徴(局所特徴)とその位置関係を用いて物体を認識する。コンピュータビジョン・拡張現実感技術を用いた歯科矯正治療支援システムの開発費として用いる。
乾癬の重症度に相関する新たな分子LRGの役割：乾癬及びマウスモデルでの解析

乾癬に対する治療効果や病勢の評価として、従来の血中CRPは、我々の検討では皮疹重症度との相関は見られず、特に中等症と軽症患者の間において有意な差は認められなかった。今回我々は、血中のロイシンリッチα-2グリコプロテインLeucine-rich α-2 glycoprotein (LRG)が乾癬の重症度と相関すること、さらに患者血中の好中球においてLRGの発現が上昇し、乾癬の皮疹および肝臓においてLRGが産生されること、加えて乾癬モデルマウスにおいてLRG遺伝子をノックアウトすることにより乾癬様皮疹の軽減を認めたことから、バイオマーカーとしてLRGが有用であることを実証した。LRGノックアウトマウスと乾癬モデルマウスであるK5 Stat3Cトランスジェニックマウスを交配させ、LRGノックアウトホモとLRGノックアウトヘテロおよびLRGワイルドのそれぞれの状態における、乾癬様皮疹の重症度を臨床像および組織学的に検討した。乾癬様皮疹の誘導には、テープストリッピング刺激もしくはホルボールエステル塗布を行った。いずれの方法においても、LRGノックアウトホモマウスにおいては、LRGノックアウトヘテロおよびLRGワイルドマウスの乾癬様皮疹よりは軽度の皮疹しか誘発されず、表皮肥厚も抑制されていた。今後は病変部における、Th17サイトカインおよび抗菌ペプチドのmRNAの発現を比較検討する予定である。LRGノックアウトマウスと乾癬モデルマウスであるK5 Stat3Cトランスジェニックマウスを交配させ、乾癬様皮疹がLRG欠損により軽減することを明らかにした。皮膚病変部の乾癬関連遺伝子、および抗菌ペプチドのmRNAの発現を検討したところ、LRG欠損マウスにおいて、TNF-alpha, IL-1beta, TGF-beta, IL-6, IL-12 p35, IL-23 p19, IL-22, IL-20, BD3, S100A8, S100A9の発現の低下を認めた。乾癬病変の形成に直接的にLRGが関与していることが示された。今後は、乾癬様病変部における、好中球、マクロファージの浸潤がLRG欠損によって、減少しているかを検討する。尋常性乾癬に対する治療効果や病勢の評価として、従来のマーカーとして血中CRPが挙げられるが、我々の検討では皮疹重症度との相関は見られず、特に中等症と軽症患者の間において有意な差は認められなかった。今回我々は、血中のロイシンリッチα-2グリコプロテインLeucine-rich α-2 glycoprotein (LRG)が乾癬の重症度と相関すること、さらに乾癬患者血中の好中球においてLRGの発現が上昇し、乾癬の皮疹局所および肝臓においてLRGが産生されること、加えて乾癬モデルマウスにおいてLRG遺伝子をノックアウトすることにより乾癬様皮疹の軽減を認めたことから、乾癬のバイオマーカーとしてLRGが有用であることを実証した。乾癬患者および健常人末梢血から単核球と好中球を分離し、LRGの遺伝子発現を検討したところ、好中球は乾癬患者において有意な発現の上昇を認めたことから、乾癬患者におけるLRG産生は好中球と関連があると考えられる。乾癬患者血中LRGは健常人よりも有意に上昇し、CRPとも強い正の相関を示した。さらに乾癬皮疹部においてLRGの遺伝子発現上昇ならびに免疫染色によりLRG陽性細胞の存在を認めた。乾癬モデルであるK5.Stat3Cマウスにおいて乾癬様皮疹を誘導すると、皮疹部ならびに肝臓においてLRGの遺伝子および蛋白発現の上昇と、血中LRGの上昇を確認した。K5.Stat3CマウスとLRGノックアウトマウスを交配させ、乾癬様皮疹形成におけるLRGの影響を検討すると、LRG除去により皮疹は軽減した。結論として、乾癬において血中LRGはCRPよりも病勢を反映するバイオマーカーであり、さらにLRGは皮膚病変の形成を促進することから治療効果の判定にも有用であると考えられる。乾癬マウスモデル皮膚病変部において、LRG欠損により、乾癬関連遺伝子および抗菌ペプチドmRNAの発現が低下していることから、LRGが乾癬病変形成に直接関与していることが明らかになった。皮膚科LRGをターゲットとする乾癬治療を確立するために、どの細胞が主にLRGの発現に関与しているかを、乾癬患者における末梢血の好中球とリンパ球それぞれにおいて検討する。ヒトの乾癬と同様にマウス乾癬モデルにおいても、LRGは乾癬様皮疹を誘導する因子であることが分かったことから、LRGが乾癬の治療ターゲットおよびバイオマーカーとなりうることが示された。今後はヒト末梢血リンパ球や表皮細胞に、LRGを直接投与して、各細胞からのサイトカイン産生が変化するかを検討する。
自己反応性B細胞の寛容破綻に関わる遺伝的機構とその制御

自己免疫疾患発症には、免疫応答調節に関わる複数の感受性遺伝子が関与している。抗体依存性自己免疫疾患における自己反応性B細胞の出現の原因を遺伝的に解析することで、B細胞免疫寛容破綻の原因を捉えられる。本年度は、全身性エリテマトーデス(SLE)自然発症マウス系を用いた遺伝的解析により得られた、第1染色体上のFcgr2b遺伝子のプロモーター多型、第7染色体上のIL-4Rα鎖の遺伝子多型、第17染色体上の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)の多型と自己反応性B細胞の出現との関わりについて解析した。1.Fcgr2b遺伝子プロモーター領域多型:SLEマウス系に共通して存在するFcgr2bのプロモーター領域のAp-4結合部位の欠損を伴う多型が、実際にSLEの感受性遺伝子であることを、SLE自然発症B×SBマウスのプロモーター多型を正常マウス型に入れ替えることで証明した。また、FcγRIIB分子は、B細胞のみでなく、樹状細胞の増殖と活性化にも働いていると考えられ、現在、その機序を解析中である。2.IL-4Rα鎖遺伝子多型:IL-4はB細胞を活性化して、抗体産生を亢進させる。IL-4産生能には、マウス間で大きな差がみられ、T細胞によるIL-4産生能の違いは、IL-4Ra鎖のアミノ酸置換を伴う遺伝子多型に起因することを見出した。3.MHCクラスII領域には、自己反応性B細胞の活性および抑制に働く部位が存在することを、recombinant congenicマウス系の樹立により明らかにした。具体的には、クラスIIのE分子の存在は、SLEを高度に抑制し、その機序の一つに、胸腺での自己反応性T細胞の負の選択にE分子が働いていることを見出した。一方、A分子においては、そのα鎖とβ鎖の遺伝子型の組み合わせの違いは、SLE病態を左右するのみでなく、SLE病態を関節リウマチ(RA)に変換させる可能性を得た。自己免疫疾患の発症には、免疫応答の調節に関わる複数の感受性遺伝子が関与している。自己抗体依存性自己免疫疾患における自己反応性B細胞の出現の原因を遺伝的に解析することで、二次的現象でなく、疾患の原因となっている免疫現象を捉えることができる。我々は、全身性エリテマトーデス(SLE)自然発症モデルマウス系を用いた遺伝的解析から、現在、自己反応性B細胞の出現に働くいくつかの染色体領域をマップしている。特に自己反応性B細胞の増殖には、マウスのMHCであるH-2領域、第2染色体上のLtk遺伝子領域、第19染色体上のFas遺伝子領域の遺伝子が、また自己抗体産生に至る異常分化には第1染色体テロメアのFcgr2b遺伝子領域が関与することを見出している。これらの候補遺伝子として各々H-2複合体遺伝子、Ltk遺伝子、Fas遺伝子、Fcgr2b遺伝子があげられ、現在、後者3つの遺伝子について、構造遺伝子あるいは制御領域の塩基配列置換を伴う多型の存在、ならびに多型とSLE発症との相関を見出している。特に今年度は、Fcgr2b遺伝子プロモーター領域多型とSLEの自己抗体を含む高IgG血症との相関に注目し、プロモーター領域多型部位の転写制御に及ぼす影響をin vitroの系で明らかにした。Fcgr2b遺伝子産物の一つであるFcγRIIB1分子はB細胞上に発現するB細胞活性化抑制分子であり、このプロモーター領域多型は活性化胚中心B細胞上のFcγRIIB1分子の発現レベルの抑制ならびにIgG抗体応答の亢進に関与することが示された。現在、多型部位を入れ替えたES細胞株を約500クローン得ており、ノックインマウスを作製する目的で、陽性クローンの同定を進めている。抗体依存性自己免疫疾患における自己反応性B細胞の出現の原因を遺伝的に解析することで、二次的現象でなく、B細胞免疫寛容破綻の原因を捉えることができる。この目的のため、全身性エリテマトーデス(SLE)自然発症モデルマウス系を用いた遺伝的解析により、現在までに自己反応性B細胞出現に働く複数の染色体領域をマップしている。その中で、特に今年度は、第1染色体テロメアのFcgr2b遺伝子領域および第2染色体上のLtk遺伝子領域の候補遺伝子解析を行った。結果として、Fcgr2b遺伝子およびLtk遺伝子の各々制御領域および構造遺伝子多型を見出し、この多型による自己反応性B細胞の異常増殖・分化の機構解析を行った。1.Fcgr2b遺伝子制御領域多型:Fcgr2b遺伝子産物であるFcγRIIB1分子はB細胞上に発現するB細胞活性化抑制分子であり、SLE-proneマウス系には共通してFcgr2bプロモーター領域にいくつかの塩基欠損を伴う多型が存在することを発見した。この多型部位には、転写因子Ap-4結合部位が存在し、その欠損により活性化B細胞上のFcγRIIB1分子の発現レベルの抑制ならびにIgG抗体応答の亢進が引き起こされると考えられた。2.Ltk構造遺伝子多型:Ltkは、模型PTKで、SLE-prone NZBマウスおよびヒトSLEの約8%の患者にkinase domainのp85結合領域近傍のアミノ酸置換を伴うSNPの存在を明らかにした。In vitroの解析から、これらは、kinase活性の増強、p85結合能の亢進を介してPI3K経路を活性化し、細胞の増殖亢進に働くgain-of-function型多型であることが示唆された。

現在、以上の各々の多型部位の機能をin vivoで確認するため、多型部位を入れ替えたマウス系を作製中である。自己免疫疾患の発症には、免疫応答の調節に関わる複数の感受性遺伝子が関与している。抗体依存性自己免疫疾患における自己反応性B細胞の出現の原因を遺伝的に解析することで、二次的現象でなく、B細胞免疫寛容破綻の原因を捉えることができる。この目的のため、全身性エリテマトーデス(SLE)自然発症モデルマウス系を用いた遺伝的解析により、いくつかの遺伝子多型の関与を明らかにしてきた。特に第1染色体テロメアのFcgr2b遺伝子のプロモーター多型および第2染色体上のLtk遺伝子のkinase domain多型が、自己反応性B細胞の出現と活性化に働くことをin vivoならびにin vitroの系で明らかにした。1.Fcgr2b遺伝子プロモーター領域多型:Fcgr2b遺伝子産物であるFcγRIIB1分子はB細胞上に発現するB細胞活性化抑制分子であり、SLE-proneマウス系には共通してFcgr2bプロモーター領域にいくつかの塩基欠損を伴う多型が存在することを発見した。この多型部位には、転写因子Ap-4結合部位が存在し、その欠損により活性化B細胞上のFcγRIIB1分子の発現レベルの抑制ならびにIgG抗体応答の亢進が引き起こされると考えられる。抗原提示細胞(APC)にはFcγRIIB2分子が発現しており、最近、APCの増殖・分化にFcγRIIB2分子が抑制的に働いていることを見出し、その原因を分子レベルで解析中である。2.Ltk遺伝子kinase domain多型:Ltkは、主にB前駆細胞に発現している膜型PTKで、SLE-prone NZBマウスおよびヒトSLEの約8%の患者にkinase domainのp85結合領域近傍のアミノ酸置換を伴うSNPの存在を明らかにした。In vitroの解析から、これらは、kinase活性の増強、p85結合能の亢進を介してPI3K経路を活性化し、細胞の増殖亢進に働くgain-of-function型多型であった。現在、LTKをB細胞特異的に高発現させたトランスジェニックマウスを樹立し、B細胞分化への影響を解析中である。自己免疫疾患発症には、免疫応答調節に関わる複数の感受性遺伝子が関与している。抗体依存性自己免疫疾患における自己反応性B細胞の出現の原因を遺伝的に解析することで、B細胞免疫寛容破綻の原因を捉えられる。全身性エリテマトーデス(SLE)自然発症マウス系を用いた遺伝的解析により、第1染色体上のFcgr2b遺伝子のプロモーター多型、第2染色体上のLtk遺伝子のkinase domain多型、第17染色体上の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)の多型が自己反応性B細胞の出現と活性化に働くことを明らかにした。1.Fcgr2b遺伝子プロモーター領域多型:SLEマウス系には共通して、B細胞機能抑制分子FcγRIIB1をコードする遺伝子Fcgr2bのプロモーター領域に転写因子Ap-4結合部位の欠損を伴う多型が存在し、そのため活性化B細胞上のFcγRIIB1分子の発現レベルの抑制ならびにIgG抗体応答の亢進が引き起こされる。SLEマウスのFcgr2b遺伝子を正常マウス型に入れ替えることで疾患を抑制できた。2.Ltk遺伝子kinase domain多型:B
自然にやさしい木工教材の開発-伝統的な木製玩具・遊具を手がかりにして-

本研究は木材を用いて、計画的に表現する能力に結びつく教材の開発をめざした。北欧の伝統的な玩具・遊具の実情を知るために7月28日から8月18日まで北欧4力国に赴き調査した。北欧の玩具と遊具の写真を約7,000枚撮り、木工遊具を10点購入した。美術館・博物館で玩具・遊具に関する資料を収集した。それらとこれまでに集めた遊具・玩具の資料をもとに木工のおちゃ教材を5点開発した。1)起き上がり小坊師を基本にした教材2)縦軸の回転を横軸の回転に変えて動く教材3)縦軸の回転を円筒形の回転に伝えて動く教材4)モビールを基本にした動く教材5)弥次郎兵衛を基本にした教材以上の教材は、埼玉大学、東京学芸大学、早稲田大学、淑徳大学の美術科指導法および初等図画教育法の授業で教材として可能であることを確認した。4)の教材については、川口市立西中学校で教材として使用され、有効であることが確認された。これらの教材の基礎となる作品を次の展覧会で発表した2008.4.23-5.7「RT-'08(insect5)」第58回モダンアート展東京都美術館2008.9.1-9.6「insect5+α」2008モダンアート明日への展望展埼玉県立近代美術館2008.9.11-9.18「insect5+α+β」14のベクトル展山脇ギャラリー(東京・市ヶ谷)2009.4.23-5.7「RT-'09(五玉虫)」第59回モダンアート展東京都美術館本研究は木材を用いて、計画的に表現する能力に結びつく教材の開発をめざした。これらの教材の基礎となる作品を次の展覧会で発表した2008.4.23-5.7「RT-'08(insect5)」第58回モダンアート展東京都美術館2008.9.1-9.6「insect5+α」2008モダンアート明日への展望展埼玉県立近代美術館2008.9.11-9.18「insect5+α+β」14のベクトル展山脇ギャラリー(東京・市ヶ谷)2009.4.23-5.7「RT-'09(五玉虫)」第59回モダンアート展東京都美術館
慢性心不全における骨格筋血管拡張機能障害に関する基礎的研究

慢性心不全を特徴づける運動耐容能の低下は運動時の骨格筋血管拡張反応の低下が重要な因子であることが指摘されているが、その機序は未だ明らかではない。この問題を明らかにする目的で、薬剤に対する血管反応、及び薬剤投与下での運動による血流増加反応を検討した。生後14週齢の健常ラットに、左内頚動脈より大動脈圧測定用カニューレを、腹部大動脈にドップラー血流プロープを埋め込み水泳運動負荷を行った。無投薬下、および薬剤投与下の運動を順不同に原則として埋め込み後4日目、6日目、8日目に施行した。運動中の大動脈圧、腹部大動脈血流量(下半身血流量)を連続的に測定し下半身血管抵抗を算出した。その結果単剤で運動時血流増加反応を抑制したものはL-NAMEとグリベンクラミドのみでありアデノシンデアミナ-ゼとインドメサシンでは不変であった。L-NAMEは安静時の血流量を減じだが安静時からの血管抵抗減少率としてみると不変であり、運動時に遊離される一酸化窒素は代謝性血管拡張には重要な役割を果たしていないものと考えられた。次いで左冠動脈結索紮による心筋梗塞にて慢性心不全モデルを作製した。14週齢時、麻酔下に心臓超音波検査を施行した後、開腹して腹部大動脈にドップラー血流プローブを装着、左腎動脈に薬剤注入用カニューレを挿入した。経直腸的に馬尾神経を電気刺激して運動を模擬し、各薬剤投与下、及び電気刺激時の下半身血管抵抗の変化を検討した。その結果、心筋梗塞4週後の慢性心不全ラットにおいてアセチルコリンによる内皮依存性血管拡張反応は低下しているものの骨格筋収縮時の代謝性血管拡張には差は認めていない。生後14週齢のウィスターラットに、左内頚動脈より大動脈圧測定用カニューレを、腹部大動脈に3.6MHzのドップラー血流プローブを埋め込み、術後4日目に3分間の水泳運動負荷を行った。コントロールの運動(薬剤無投薬下)、および薬剤投与下の運動2回を順不同として埋め込み後原則として4日目、6日目、8日目の3回のみ行った。運動時の大動脈圧、腹部大動脈血流量(下半身血流量)を連続的に測定、記録し心拍数、下半身血管抵抗を算出して比較した。L-NAME、アデノシンデアミナーゼ、グリベンクラミド(ATP依存性Kチャンネル阻害薬)、インドメサシン(プロスタグランジン合成阻害薬)の4種類の阻害薬を用いて、それぞれ一酸化窒素、アデノシン、ATP依存性Kチャンネル、プロスタグランジンの運動時血管拡張に及ぼす影響につき検討した。その結果単剤で運動時血流増加反応を抑制したものはL-NAMEとグリベンクラミドのみであリアデノシンデアミナーゼとインドメサシンでは不変であった。L-NAMEは安静時の血流を減じ、安静時からの増加率は不変であった。これまでの知見から心臓ではL-NAMEでNO産生を抑制した場合にはアデノシンの産生が増加することが知られているが、L-NAME+アデノシンデアミナーゼ投与下の運動ではL-NAME単独投与時と差がなく、アデノシンの相補的作用は認められなかった。一方グリベンクラミドは安静時の血流を変化させなかったが、運動時の血流をおよそ30%減少させ、運動時の血管拡張反応にATP依存性Kチャンネルが寄与することが明らかとなった。また心臓ではATP依存性Kチャンネルとアデノシンの相補的作用が知られているがグリベンクラミド+アデノシンデアミナーゼ投与下の運動ではグリベンクラミド単独投与時と差がなくアデノシンの相補的作用は認められなかった。慢性心不全を特徴づける