hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗重力・閉空間で移動作業可能な腕脚統合型ロボットに関する研究

本研究の目的は,壁面・天井(抗重力空間)やパイプなどの内部(閉空間)での移動およびそれらの過程でのメンテナンスといった作業が可能な腕脚統合型ロボットを開発するものである.具体的には,従来研究として取り組んできた「腕脚統合型ロボットの3次元環境作業移動」の研究を発展させ,一般的な抗重力・閉空間での移動作業の実現を目指し,抗重力環境下において自重を支えることができる脚先のデザイン,作業のためのエンドエフェクタおよび脚の機構開発を行った.さらに,柔軟かつロバスト性の高い移動を実現する制御手法の確立も行い,点検や保守作業への適用を見据え,有用性の検証に取り組んだ.本研究では,壁面(抗重力空間)やパイプなどの内部(閉空間)での移動およびそれらの過程でのメンテナンスなどの作業を腕脚統合型ロボットにより実現する技術の開発を目指し,従来研究として取り組んできた「腕脚統合型ロボットの3次元環境作業移動」の研究を発展させ,一般的な抗重力・閉空間での移動作業の実現を目指し,抗重力環境下において自重を支えることができる脚先のデザイン,作業のためのエンドエフェクタおよび脚の機構開発を行った.特に抗重力下での移動を実現する脚先設計を行い,脚先を構成する材料としの検討を行うと共に,作業を可能にするエンドエフェクタを含めた脚機構の設計も同時に遂行し,エンドエフェクタとして利用可能な開閉機構を備えた脚先の試作を行った.また,シミュレーションによりパイプなどの内部(閉空間)を想定した抗重力空間における歩容の検討を行った後,実機での実証実験を行い,抗重力空間を移動可能であることを確認した.本研究では,壁面(抗重力空間)やパイプなどの内部(閉空間)での移動およびそれらの過程でのメンテナンスといった作業が可能な腕脚統合型ロボットを開発するものである.本目的に対し,26年度では,閉空間を想定した実環境を用意し,腕脚統合型ロボットによる抗重力空間の移動実験を行った.移動に必要な脚の運びである歩容を数パターン考案し,その解析を行うと共に実現性の評価を行った.また,閉空間での作業点検を行うために必要な多機能脚先の作成を行った.脚先はハンド機構をとっておりワイヤを通して開閉される.脚先内部には目視点検用画像撮影を行うカメラを搭載し,また,脚先に加わる力を計測可能なセンサも搭載している.26年度では当該脚先センサ機能の基礎評価を行った.本研究の目的は,壁面・天井(抗重力空間)やパイプなどの内部(閉空間)での移動およびそれらの過程でのメンテナンスといった作業が可能な腕脚統合型ロボットを開発するものである.具体的には,従来研究として取り組んできた「腕脚統合型ロボットの3次元環境作業移動」の研究を発展させ,一般的な抗重力・閉空間での移動作業の実現を目指し,抗重力環境下において自重を支えることができる脚先のデザイン,作業のためのエンドエフェクタおよび脚の機構開発を行う.さらに,柔軟かつロバスト性の高い移動を実現する制御手法の確立も目指す.以上の課題を克服し,点検や保守作業に適用することで,本研究成果の有用性を検証にも取り組む.本目的に対し,27年度では,閉空間での作業点検を行うために必要なハンド機能・カメラ機能・力センサ機能を統合した多機能脚先の開発を行った.脚先にはワイヤにより開閉するハンド内部に目視点検用画像撮影を行うカメラを搭載し,本カメラによる光学的な計測により脚先に加わる力を計測可能にした.更に,開発した多機能脚先を実機に実装し評価を行った.また,新たに抗重力下での移動を実現する電磁石を用いた脚先を設計し,金属壁面上での抗重力状況における移動の実現に取り組み,天井にとりついた状態での移動を実現した.更に,CPGを応用した脚の故障に対してロバスト性の高い歩容の設計,マスター・スレーブによる教示が可能なインターフェースとしての小型ロボットを設計・作製を行った.以上の様に研究開発・評価を行い,抗重力・閉空間における移動作業実現に必要な各種要素技術を確立した.今年度は,抗重力・閉空間での作業移動の実現を目指し,多機能脚先の実機への実装・評価を行い,その有用性を確認し,更に柔軟な操作性を実現するインターフェースとシステムの開発を行った.これまで開発してきたハンド機能・カメラ機能・力センサ機能を統合した多機能脚先を実機に実装し,各種機能の評価を行った.更に,抗重力下での移動を実現する電磁石を用いた脚先も新たに設計し,金属壁面上での抗重力移動に取り組んだ.まずは天井にとりついた状態における磁力制御と連動した移動モーションを構築し,実機による検証を行った結果,天井にとりついた状態での基礎的な移動を実現した.また,開発したシミュレータを用いて,閉空間での作業移動におけるロバスト性の向上を目的として,CPGを応用した歩容の設計を行った.本歩容により作業時に脚が故障した場合にも安定して歩行が可能になることをシミュレーションにおいて確認した.更に,抗重力・閉空間における作業の教示用インターフェスとして利用を想定した小型ロボットを設計・作製も行った.以上のように,抗重力・閉空間における移動作業という目的に対し,これを可能にする脚先の開発及び実機への実装を考慮した移動モーションの生成・検証という計画が順調に進行している.本研究の目的は,壁面・天井(抗重力空間)やパイプなどの内部(閉空間)での移動およびそれらの過程でのメンテナンスといった作業が可能な腕脚統合型ロボットを開発するものである.

具体的には,従来研究として取り組んできた「腕脚統合型ロボットの3次元環境作業移動」の研究を発展させ,一般的な抗重力・閉空間での移動作業の実現を目指し,抗重力環境下において自重を支えることができる脚先のデザイン,作業のためのエンドエフェクタおよび脚の機構開発を行う.さらに,柔軟かつロバスト性の高い移動を実現する制御手法の確立も目指す.以上の課題を克服し,点検や保守作業に適用することで,本研究成果の有用性の検証にも取り組む.本目的に対し,28年度では,新しいアクチュエータ用に再設計した脚ロボットの胴体部及び脚を開発し,多機能脚先を搭載した脚ロボットの有用性検証を行った.特に,金属壁面に対応した電磁石を用いた脚先に関して,脚先機構・モーションの最適化を行い,金属壁面上での抗重力下での多彩な移動・作業の実現に取り組み,天井にとりついた状態でのトライポッド歩容による移動を実現した.さらに,平面から垂直面へ乗り移り動作も設計し,抗重力下での他平面への移動を実現した.また,脚先にセンサを装着し,ロボットの脚を用いた打音検査の有効性の検証も行った.通常の平面上の移動に関しても,脚先に搭載されている力センサ情報を用いて,ロバスト性の高い最適な歩容を生成する制御手法を提案・確立した.提案手法ではCPGを応用した新たな制御を導入し,実環境において有用性を実証した.以上の様に研究開発・評価を行い,抗重力・閉空間における移動作業実現に必要な各種要素技術を確立し,実環境で有用性を確認した.本研究の目的は,壁面・天井(抗重力空間)やパイプなどの内部(閉空間)での移動およびそれらの過程でのメンテナンスといった作業が可能な腕脚統合型ロボットを開発するものである.具体的には,従来研究として取り組んできた「腕脚統合型ロボットの3次元環境作業移動」の研究を発展させ,一般的な抗重力・閉空間での移動作業の実現を目指し,抗重力環境下において自重を支えることができる脚先のデザイン,作業のためのエンドエフェクタおよび脚の機構開発を行った.さらに,柔軟かつロバスト性の高い移動を実現する制御手法の確立も行い,点検や保守作業への適用を見据え,有用性の検証に取り組んだ.今年度は,抗重力・閉空間での作業移動の実現を目指し,多機能脚先の試作・評価を行い,その有用性を確認した.26年度にはこれまでの脚先に加え,センサ機能の追加に成功しており,画像の撮影や脚先に加わる力の計測が可能となっている.また,開発したシミュレータ及び閉空間を想定した実環境を用意し,複数種の歩容について抗重力下での移動が可能であることを実証した.移動中の脚先力についても評価を行い,安定的な移動を実現していることを確認した.以上のように,抗重力・閉空間移動という目的に対し,その移動を可能にする脚先の開発及び移動モーションの生成・検証という計画が順調に進行している.28年度は新しいアクチュエータ用に再設計した脚ロボットの胴体部及び脚を開発し,多機能脚先を搭載した脚ロボットの有用性検証を行う.特に,金属壁面に対応した電磁石を用いた脚先に関して,脚先機構・モーションの最適化を行い,金属壁面上での抗重力下での多彩な移動・作業の実現に取り組む.また,脚先に搭載されているセンサ情報を用いてロバスト性の高い最適な歩容を生成するアルゴリズムについて,実環境での検証を進める.更に,これまでは単純な環境を想定してきたが,より複雑な環境下でも移動が可能とするため,短時間で動作生成可能な小型ロボットを用いた教示用インターフェスシステムの評価を行う.28年度が最終年度であるため、記入しない。
赤芽球造血支持細胞の機能分子遺伝子の分離同定

赤血球造血の微小環境の分子機構を明らかにすることを目的として研究をすすめた。赤血球造血の微小環境を構成する間質細胞と赤芽球前駆細胞との相互作用の解析の結果、赤芽球の急速な増殖には、赤芽球前駆細胞上のc-Kitとそのリガンドである間質細胞のSCFが関与すること、赤血球造血を支持する間質細胞と赤芽球前駆細胞との細胞接着が必要であり、そこには赤芽球前駆細胞上のインテグリンファミリーの接着分子であるVLA-4が関与していることがわかった。さらに、VLA-4のリガンド分子であるフィブロネクチンとVCAM-1が間質細胞側で発現していることを示し、このうちVCAM-1が機能していることを明らかにした。ただ、これまでに明らかにした間質細胞のSCFとVCAM-1のみでは、赤血球造血の微小環境のすべてを説明できず、さらに探索を進める必要がある。また、脾臓間質細胞株を抗原として得られた単クローン抗体が認識する抗原のうち、赤血球造血の場となっている赤脾髄特異的な免疫染色像をもたらす糖タンパクについて遺伝子のクローニングを行い、新規遺伝子を単離することができた。本研究で解析を行ったのは赤血球造血の盛んなマウス胎児肝臓と脾臓の間質細胞であったが、骨髄での微小環境を解明するために、温度感受性SV40T-抗原遺伝子トランスジェニックマウスから骨髄間質細胞株を樹立し、骨髄間質細胞株の性状を検討した。その結果、赤芽球造血を支持する間質細胞のほかに、単球、顆粒球特異的な支持細胞が存在することを見いだした。また、副次的な成果として、温度感受性SV40T-抗原遺伝子トランスジェニックマウスから樹立された細胞株の中にアポトーシスを起こすものを見つけ、その細胞死の特性はp53タンパクを介するものであることを明らかにした。赤芽球造血にかかわる増殖・分化因子及び、赤芽球造血微小環境を構成する分子を同定することを目標として研究を進めた。赤芽球側の問題としては、インデグリンファミリーのなかでVLA-4とVLA-5が赤芽球で発現していることが分かったが、機能的な役割を担っているのはVLA-4のみであることを明らかにした。また、VLA-4のリガンド分子として知られているVCAM-1とフィブロネクチンの関与を調べた結果では、支持細胞にはこれらのリガンド以外の分子が存在する可能性が考えられた。微小環境の因子を同定するために、赤芽球の分化・増殖を支持する支持細胞の膜抗原に対する単クローン抗体を作成し、機能阻害によるスクリーニングの結果、数クローンの阻害抗体を得ることができた。これらの阻害抗体が新規のVLA-4リガンド分子である可能性を確認するため、得られた阻害抗体をウエスタンブロットで調べた結果ではそのほとんどがVCAM-1にたいする抗体であった。今回、新たなリガンド分子を発見するには至らなかったものの、これにより、以前我々が明らかにしたSCFの関与に加え、VCAM-1が支持細胞の機能分子の一つであることが明らかとなった。これまでの研究で、赤芽球の分化・増殖にはサイトカインであるエリスロポイエチンの外に、造血微小環境側からの機能分子としてSCF、VCAM-1が作用し、それぞれc-Kit、VLA-4を活性化することにより、赤芽球の分化・増殖を促進することが分かった。今後、VLA-4の新規リガンドを探索し、分子を同定する一方、それぞれの因子の情報伝達機構をも解明して行く予定である。

赤血球造血の微小環境の分子機構を明らかにすることを目的として研究をすすめた。赤血球造血の微小環境を構成する間質細胞と赤芽球前駆細胞との相互作用の解析の結果、赤芽球の急速な増殖には、赤芽球前駆細胞上のc-Kitとそのリガンドである間質細胞のSCFが関与すること、赤血球造血を支持する間質細胞と赤芽球前駆細胞との細胞接着が必要であり、そこには赤芽球前駆細胞上のインテグリンファミリーの接着分子であるVLA-4が関与していることがわかった。さらに、VLA-4のリガンド分子であるフィブロネクチンとVCAM-1が間質細胞側で発現していることを示し、このうちVCAM-1が機能していることを明らかにした。ただ、これまでに明らかにした間質細胞のSCFとVCAM-1のみでは、赤血球造血の微小環境のすべてを説明できず、さらに探索を進める必要がある。また、脾臓間質細胞株を抗原として得られた単クローン抗体が認識する抗原のうち、赤血球造血の場となっている赤脾髄特異的な免疫染色像をもたらす糖タンパクについて遺伝子のクローニングを行い、新規遺伝子を単離することができた。本研究で解析を行ったのは赤血球造血の盛んなマウス胎児肝臓と脾臓の間質細胞であったが、骨髄での微小環境を解明するために、温度感受性SV40T-抗原遺伝子トランスジェニックマウスから骨髄間質細胞株を樹立し、骨髄間質細胞株の性状を検討した。その結果、赤芽球造血を支持する間質細胞のほかに、単球、顆粒球特異的な支持細胞が存在することを見いだした。また、副次的な成果として、温度感受性SV40T-抗原遺伝子トランスジェニックマウスから樹立された細胞株の中にアポトーシスを起こすものを見つけ、その細胞死の特性はp53タンパクを介するものであることを明らかにした。
高いプロトン伝導度を持ち、かつ湿度依存性が無い電解質の設計指針の理論的提案・実証

プロトン(H+)伝導性の湿度依存性が非常に低い、酸高密度構造における新規H+伝導機構Packed-acid mechanismの発現条件を探索・拡張し、実用化への可能性を広げる。硫酸・リン酸等の酸溶液(溶媒は水やピリジン等)の濃度を変化させ、各濃度におけるH+伝導度・H+拡散係数・活性化エネルギー・酸解離度等を調べる。これより、Packed-acid mechanismでH+伝導性が向上する条件を探索する。また、酸溶液を量子化学計算によって再現し、分子動力学計算でH+の挙動を観察して、伝導度が向上する原因を解明する。そして更なる伝導度向上の指針を得て、実験側にフィードバックをかける。
多脚動物が示す巧みな脚間協調に着想を得た交通信号制御の新展開

これまで数多くの交通信号の制御方策が提案されてきたが,いずれも予期せぬ交通量の変化に対して適応することが困難であった.この問題解決のため本研究では,四脚動物が示す脚間協調メカニズムに着想を得て,力学的な考察に基づいた交通信号の自律分散制御方策を提案した.具体的には,各信号機において,現時刻から一定時間の間に赤信号や前の車から受ける力積をOptimal Velocityモデルを用いて計算し,力積が小さくなるように信号の切り替え判定を行った.さまざまな車両密度の条件下でシミュレーションを行ったところ,いずれの場合においても提案手法が効果的に機能することを確認できた.昨今,交通渋滞は経済に深刻なダメージを与えており,大きな社会問題となっている.この問題の解決に際して,交通信号の制御はきわめて重要な役割を担う.交通信号を道路状況に応じて柔軟かつ適切に制御することができれば,交通渋滞の緩和につながると期待される.これまでの信号制御の常識は,「前もって得られた交通需要量のデータをもとに,『サイクル長』『スプリット』『オフセット』と呼ばれる3つのパラメータをそれぞれ個別に設計する」というものであった.しかしながら,従来の制御方策では,想定状況下ではある程度適切に機能するものの,予期せぬ交通量の変化に対応することは困難であった.これは,上記3つのパラメータの制御を個別に設計しなければいけないという固定観念が足枷になり,制御則設計にあたっての重要な本質が見落とされていたためと考えられる.申請者はこれまで,四脚動物のロコモーションにおける脚間協調(環境や身体特性の変化に呼応して,各脚の接地・非接地のタイミングを自律分散的に調節すること)のメカニズムに着目し,内在する自律分散制御則の解明に取り組んできた.そして,床反力に応じて接地期間を調節する効果を取り入れた単純な位相振動子モデルにより,四脚動物が示す適応的な振る舞いの多くを再現してきた.本研究では,この四脚動物の脚間協調のモデルと交通流の間に成り立つアナロジーに着目することで,上記問題解決を試みた.そして,四脚動物の脚間協調のモデルにおける局所センサフィードバック項が赤信号や車が後続車に与える「力積」に相当することを見出し,この力積が小さくなるように信号を切り替える自律分散制御方策を提案した.シミュレーションの結果,さまざまな交通状況に適応可能であることが確認された.交通信号は現状,予定調和的に制御されており,それゆえに予期せぬ交通量の変化に対して脆弱である.申請者らはこれまで,四脚動物のロコモーションにおける脚間協調(環境や身体特性の変化に呼応して,各脚の接地・非接地のタイミングを自律分散的に調節すること)の発現機序解明に取り組んできた.そして,四脚動物が示すさまざまなロコモーション様式が,きわめて単純な脚間協調原理によって再現できることを最近明らかにした.これを踏まえ申請者は,「四脚動物の各脚の接地・非接地の切替えを交通信号の赤・青の切替えに対応づけて考えれば,四脚動物の脚間協調の原理は,予期せぬ交通量の変化に適応可能な交通信号の制御にも使えるのではないか?」との着想を得た.そこで本研究では,この着想の具現化を試みた.まず,四脚動物の脚間協調制御則についてその物理的意義の考察を行い,四脚動物の脚が検出する床反力と脚の接地期間の積を「力積」として解釈することができることを見出した.そして,この考え方を交通流に適用し,「赤信号もしくは信号機付近の車が後続車に与える力積を小さくするように各信号機を自律分散的に制御すれば良い」というアイデアを得た.このアイデアをもとに,自律分散制御則を立式した.提案制御則の妥当性を検証するため,シミュレーションを行った.シミュレーションは,碁盤の目の形をした道路網,歩行者・右左折なしという単純化した条件のもとで行った.そして,車の密度の変化や一部の信号機の故障など,さまざまな状況下で検証を行い,従来制御則と比べて車の平均速度が速くなることを確認した.この手法は極めて簡便であり,さまざまな道路状況に適用できるため,今後応用が期待される.また,本研究で提案した制御方策は物理学的にも妥当であり,交通流以外の他の非平衡系にも適用可能だと考えられる.これまで数多くの交通信号の制御方策が提案されてきたが,いずれも予期せぬ交通量の変化に対して適応することが困難であった.この問題解決のため本研究では,四脚動物が示す脚間協調メカニズムに着想を得て,力学的な考察に基づいた交通信号の自律分散制御方策を提案した.具体的には,各信号機において,現時刻から一定時間の間に赤信号や前の車から受ける力積をOptimal Velocityモデルを用いて計算し,力積が小さくなるように信号の切り替え判定を行った.さまざまな車両密度の条件下でシミュレーションを行ったところ,いずれの場合においても提案手法が効果的に機能することを確認できた.本研究では,すでに四脚動物の脚間協調のモデルと交通流の間に成り立つアナロジーを明確にしており,四脚動物の脚間協調メカニズムから交通信号制御を考えるという斬新なアイデアをすでに形にしている.『サイクル長』『スプリット』『オフセット』と呼ばれる3つのパラメータをそれぞれ個別に設計するという従来の固定観念から脱却し,赤信号や車が後続車に与える「力積」という物理量に着目した点はきわめて独創的であり,また実に合理的である.申請者は,碁盤の目かつ右左折なしという単純な道路状況下では交通量の変化にも適応可能であり,どの道路状況下においても他の制御則より車の平均速度が速くなることを,シミュレーションによりすでに示している.

それゆえ,本手法は幅広い道路状況に適用でき,予期せぬ交通量の変化にも適応可能だと期待される.また,提案制御手法は,非平衡開放系においてシステムを適切な状態に維持するための一般的な設計論の確立にもつながると期待される.非線形物理申請者はすでに,碁盤の目かつ右左折なしという単純な道路状況下では交通量の変化にも適応可能であり,どの道路状況下においても他の制御則より車の平均速度が速くなることを,シミュレーションによりすでに示している.しかしながら,より一般的な道路状況下においても提案制御則が適切に機能するかどうかについては依然不明である.今後はより一般的な道路状況下においてシミュレーションを行い,提案制御則の妥当性を検証する.また,提案制御則の実世界での妥当性を検証するため,マイコンで駆動される車や信号を自作し,交通網を実世界で再現する.そして,シミュレーション同様さまざまな条件下で実験を行い,提案制御則の効果を検証する.さらに,提案制御則の物理学的意味を深く考察する.「やってみたらうまく機能した」だけで留まっていたのでは,それ以上の何かを得ることはできない.しかしながら,理を深く追求し,現象の理解を深化させたならば,そこから普遍性のある原理を導き出すことができるはずである.一般的に,非平衡開放系の物理現象は「何らかの物理量(質量,運動量,電荷など)の流れ」として捉えることができる.交通信号制御を「流れの制御」として捉えることで,非平衡開放系における普遍的な自律分散制御の設計論の確立につながると期待できる.研究計画においては,提案制御則を検証するための実機プラットフォームを26年度内に作成する予定であったが,実機プラットフォームの作成は27年度に入ってから行うこととなった.そのため次年度使用額が生じた.次年度使用額については,実機プラットフォーム作成に当てる.他は当初の計画通り,実機製作費および3Dプリンタ・樹脂カセット代,研究打ち合わせ旅費,成果発表,研究補助,外国語論文校閲料,学会誌投稿料に使用する予定である.
Novel mechanisms of graft-versus-host disease (GVHD) and graft-versus-tumor (GVT) effect after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT)

本研究ではインフラマソームの一種であるNOD-like receptor family pyrin domain containing 6 (NLRP6)のT細胞における機能についてNLRP6欠損(KO)マウスを用いて解析を行い、以下の点を明らかにした。3) WTとNLRP6KOマウスのT細胞を抗CD3・抗CD28抗体で刺激すると、刺激48時間及び72時間後の3H-thymidine取り込み試験で、NLRP6KO T細胞にて有意な増加を認め、CFSE法にてもCFSE陰性増殖細胞が増加することから、NLRP6はT細胞活性化における負のフォードバック機構を持つ可能性があること。また、混合リンパ球培養(MLR)においても、WTとNLRP6KOマウスのT細胞を反応細胞、BALB/c由来の照射(30Gy)脾細胞を刺激細胞として、72ー120時間の共培養を実施すると、NLRP6 KO T細胞では有意な3H-thymidineの取り込み増加を認め、CFSE法でもCFSE陰性増殖細胞が増加したことから、NLRP6はアロT細胞の活性化の制御に関連があること。4)マウスGVHDモデルを利用した同種移植実験では、WT由来の骨髄細胞とWTまたはNLRP6 KOT細胞を移植した場合、NLRP6 KO T細胞輸注群ではWT T細胞輸注群と比較して、有意に生存率の低下を認め、GVHD臨床スコアも増悪したこと。また、他系統のマウスを用いて同種移植を施行した際も同様の結果が得られたこと。以上の結果は、NLRP6がT細胞活性化、およびGVHDの制御機構において重要な役割を持つことを示唆している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は、実験室の整備に重点をおきつつ、米国からのNLRP6欠損(KO)マウスの輸入が諸事情により大幅に遅れたことから当初の実験計画を修正変更して行った。In vivoのマウス骨髄移植実験を行うために、施設間での照射装置及び飼育環境の相違による腸管細菌叢の変化が急性移植片対宿主病(GVHD)の発症に影響することが知られているために、当研究室における最適実験条件を設定しマウス骨髄移植モデルシステムを確立することを最初に行った。wild type(WT)マウスを利用した移植実験において、本研究ではB6由来のNLRPKOマウスをドナーとして用いなければならないため、主要組織適合抗原(MHC)不一致(B6→BALB/c)、MHC不一致ハプロタイプ一致(B6→B6D2F1)及びヒト臨床により近いMHC一致・マイナー抗原不一致(B6→C3H.sw)の3種の異なるマウスBMTモデルを用いて移植実験を行った結果、安定かつ十分な移植片対宿主病を誘導することができた。今後、このモデルを用いてNLRP6 KO由来のドナーT細胞を用いた同種移植実験を行い、生存率やGVHD重症度、臓器別の病理学的な特徴やT細胞増殖の程度などを種々の移植後解析を検討する予定である。in vitro実験においては、今後NLRP6 T細胞における表面マーカーや機能評価を行う予定であることから、その比較対象となるB6WTマウス由来の脾臓T細胞表面マーカー解析をプレリミナリーに行い、データを得ることができた。今後同週例のKOマウスと比較検討しつつ、サイトカイン産生能などの機能解析も行う予定である。平成29年度前半にNLRP6欠損マウスを米国ミシガン大学より輸入予定であったが、手続きが遅延したために年度末での輸入となった。現在マウスの検疫・クリーニング・繁殖中であるが、当初予定ではNLRP6 KOマウスの脾臓細胞由来T細胞を用いたin vitro実験を進める予定であったため、研究内容を一部変更して実施した。その一方で、当研究施設においては、安定した移植片対宿主病を誘導できるマウス骨髄移植モデルの作成を行いえたことで、マウスが利用可能になれば、研究が飛躍的に進むものと思われる。以上の結果は、NLRP

6がT細胞活性化、およびGVHDの制御機構において重要な役割を持つことを示唆している。次にマウス骨髄移植モデルを用いて、生存率並びに急性GVHD重症度を経時的に観察する。また、ドナーT細胞の増殖と機能変化(活性化マーカー及びサイトカイン産生能)、標的臓器における病理組織学的GVHD重症度の検討、血中サイトカイン測定も行う。ドナーT細胞の機能解析は、標的臓器に浸潤したT細胞も解析対象とする。これら実験は将来的な急性GVHD予防・治療法の開発を行うトランスレーショナルリサーチを遂行する上で極めて重要である。尚、生存率及び急性GVHD重症度において有意差が認められない場合には、輸注T細胞数や照射線量の調整、BMTモデルの変更(B6→B10.BR)、非照射モデル(B6→B6D2F1)を用い、実験条件の変更を試みたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ATP受容体の生体内分布と生理機能の解明

ATP受容体サブタイプ(P2X1P2X7、P2Y1,P2Y2,P2Y4,P2Y6)に特異的なPCRプライマーを作製し、ラット脳およびPC12細胞cDNAを鋳型としてPCR反応の特異性と至適条件を検討した。機能的な受容体遺伝子の発現を定量的に検出できる条件下に、ラット脳各部位より抽出したRNAを用い、ATP受容体の分布を検討した。その結果、イオンチャネル型ではP2X4とP2X6の発現量が多く広範囲に分布していた。またP2X7も発現量は少ないものの広範囲な分布が見られた。これに対し、P2X1およびP2X3は少なく、P2X2は視床下部、卜丘、扁桃体などに局在し、P2X5は中脳に分布が見られた。一方、G蛋白共役型ではP2Y1、P2Y2が広く分布し、特に線条体ではP2Y1が多かった。P2Y4、P2Y6は全体に少なく中脳、松果体などに局在が見られた。脳の主要部位について生後の発達におけるP2プリン受容体遺伝子発現変化を検討した結果、各P2プリン受容体のうちP2X2受容体は出生直後最も発現量が多く成長とともに減少がみられた。逆にP2Y2、P2Y6は発現量が増加した。一方、神経系の培養細胞において、これまでに同定されたP2受容体では説明できないATPの反応を見い出した。この反応を詳細に検討した結果、細胞膜局所でecto-nucleotidaseによりATPがアデノシンに変換されP1受容体を介して応答する事が明らかになった。この反応はアデノシン自身の作用より強力で、細胞膜局所ではecto-nucleotidaseとP1受容体が局在し、ATPを効率良く認識する機構の存在が示唆された。ATP受容体の生体内分布をRT-PCR法を用いて検討した。1.まず11種類のATP受容体サブタイプ(P2X1P2X7、P2Y1,P2Y2,P2Y4,P2Y6)に特異的なPCRプライマーを作製し、ラット脳cDNAを鋳型としてPCR反応の特異性を検討した。すべてのプライマーにより予想されたcDNA断片が得られ、制限酵素サイトの存在または直接シークエンスを行い、PCR産物が各P2プリン受容体由来であることを確認した。次に、PCR反応の定量性について検討した。1μgのtotal RNAから逆転写反応で得たcDNAの1/60量を鋳型とした場合、組織で発現している機能的な受容体遺伝子を定量的に解析するには28回の増幅が最も適当であった。この条件下ではPCR産物がmRNA量に依存していることを確認した。2.ラット脳各部位よりRNAを抽出し、上記の条件でATP受容体の分布を検討した。イオンチャネル型ではP2X4とP2X6の発現量が多く分布していた。これに対し、P2X1およびP2X3は少なく、P2X2は視床下部、上丘、扁桃体などに局在し、P2X5は中脳に分布が見られた。3.脳の主要部位(大脳、小脳、,海馬、線条体、視床、視床下部)について生後の発達におけるP2プリン受容体遺伝子発現変化を検討した。各P2プリン受容体のうちP2X2受容体は出生直後最も発現量が多く成長とともに減少した。

来年度は、PCRで得られたcDNA断片からアンチセンスRNAプローブを作成し、in situハイブリダイゼーションを行い、より詳細な組織分布を調べるとともに、末梢組織においても同様な解折を行いたい。ATP受容体サブタイプの生体内分布について、今年度は末梢組織についてRT-PCR法で検討し、子宮と膀胱についてはATPの作用に関与する受容体サブタイプの解析を行った。1.末梢組織における分布ATP受容体サブタイプは広範囲に分布する受容体(P2X4,P2Y1-2,P2Y4)、偏りがあるもの(P2X1-2,P2X5-7,P2Y4-6)および発現が少ないもの(P2X3)に分類できた。このうちP2X1は動脈に最も多く、下腹神経系に支配される平滑筋組織と骨髄に発現が見られた。また、P2X5は心臓で最も多く、心機能調節への関与が示唆された。他ではP2X2は舌、嗅覚上皮など感覚器官、P2X6は骨格筋、P2X7は消化器系、P2Y6は呼吸器系に多かった。2.ATP誘発組織応答に関与するATP受容体サブタイプ子宮筋にはP2X1、P2X4、P2X6-7、P2Y1の発現が認められ、妊娠中にP2X1、P2X4の発現が著明に減少し、分娩時にはこの減少が回復するとともに、P2Y1の増加も認められた。これと対応して、妊娠中期の子宮ではP2X受容体共通のアゴニストである2-methylthio ATP、P2X1のアゴニストであるαβ-methylene ATPの収縮作用が減弱し、末期には増大したことから、妊娠維持、分娩にATP受容体発現変化の関与が示唆された。また、ATPは膀胱を二相性に収縮させ、初期の応答はP2X1およびP2X4が、二相目はP2Y1-2により産生するプロスタグランジンに媒介されることが示唆された。この他に、培養細胞を用いて既知のATP受容体サブタイプに分類できない性質を示す反応に細胞膜局所で産生されるアデノシンが関与すること、炎症刺激においてサイトカイン遺伝子の発現とともにP2Y2やP2X7受容体の発現が変化するすることを見い出した。
血管壁の二次元及び三次元組織の再構築過程及び人工組織体の細胞バイオメカニクス

血管壁細胞集団の組織化過程及び組識化された細胞機能のバイオメカニクス的研究は極めて少ない。本研究では、(1)二次元組織化(内皮化)及び三次元組織化(中膜)の人工モデルの開発と形成過程のバイオメカニクス(2)上記のモデルを階層化して内膜/基底膜/中膜を有する血管壁類似構造を人工基材上で形成させる血管壁再構築技術(3)この再構築技術を用いるハイブリッド型人工血管の開発、生理的機能及び階層システムの優位性の動物実験による検証(4)階層性組織体の機能評価と内膜傷害モデルへの応用。具体的には、(1)に関しては、二次元組織化については単層内皮シ-トからの一方向性の組織化による内膜化速度を定量化すると共に、その細胞外マトリックスの依存及び流体力学的ストレスの内膜化に及ばす効果を調べた。三次元中膜層(人工中膜)はコラ-ゲン・酸性ムコ多糖の複合ゲルの中に平滑筋細胞を包埋し、形態形成及び力学的ストレスの依存性及び細胞外マトリックスの効果を調べた。(2)に関しては、人工基材上で人工中膜層を形成させた後に、コラ-ゲンを主成分とする基底膜を形成させた。ついで内膜を形成させて階層性組織体を構築する技術を確立した。(3)に関しては、階層性ハイブリッド型人工血管として動物実験によって内皮の非血栓性及び内皮/平滑筋細胞の相互作用による階層性組織体の生体内安定性を評価した。(4)に関しては、既に開発している物質透過性及び酸素消費測定法を用いて二次元及び三次元組織体の機能評価を行ない、補体及び白血球の内膜傷害をエネルギ-代謝、物質透過性の立場より明確にした。以上のように、細胞バイオメカニクスを主体として内皮及び高次組織体の機能と組織化を明らかにした。
食物中の血栓溶解酸素の検索とその生体内における効果の検討

本研究は各種食品素材に含まれる血栓溶解酸素を,申請者らが考察したマイクロチューブを用いた血栓溶解アッセイとフィブリノーゲンザイモグラフィーを用いて検索し,強い活性が認められたものについては,その性質ならびに経口投与した場合の体内への取り込み,調理・加工過程での活性の消長を検討することを当初の目的とした。200種類に及ぶ食品素材について活性の検索を行ったところ,申請者は,すでに報告のある納豆のほかにキノコ類にきわめて強い活性が存在することを見出すことに成功した。1,10-ファナントロリンが強い阻害効果を示したことから,この活性はメタロプロテアーゼ由来であることが明らかとなった。マイタケ由来の活性が強い耐熱性を示したことから,活性について加熱・調理過程での消長を詳細に検討した。その結果,90°C加熱でも短時間なら活性が残存することを認めた。また,加熱調理法では「炒める」がもっとも適していることを見出した。一方,マイタケ由来の血栓溶解酸素の精製は,おそらく本酸素が等電点の多様な糖タンパク質と複合体を形成していることから,通常用いられるイオン交換体が有効でないため成功に至らなかった。しかし,分子篩クロマトグラフィーの結果から,本酸素分子の本体は約2万と比較的低分子量であることが明らかとなった。当初の研究予定では,精製標品に対する抗体を作製し,動物実験により経口投与による血中への取り込みを検討する予定であったが、完全精製に至らなかったため,マイタケ抽出液全体に対する抗体を作製し,ラットを用いて取り込みを検討したが,明瞭な取り込みを示す結果は得られなかった。最近になり分子量,酸素的性質から考えて本酸素と同一と考えられるタンパク質が理化学研究所のグループにより分離・精製され,そのアミノ酸配列が決定された(J.Biol.Chem.,272,30032-30039(1997))。そこでその配列をもとにPCR法により酸素タンバク質をコードする領域をクローニングすることに成功した。この結果,今後,大腸菌を用いて本酸素の組換え大量生産する途が拓かれた。幅広く各種食品中の血栓溶解酵素の存在について検索を行った。まず、5倍量の生理食塩水とホモゲナイズし、その遠心上清を酵素液として用い、フィブリノーゲンザイモグラフィーによるフィブリノーゲン分解活性と人工血栓の溶解量から血栓溶解活性を調べた。数々の食物にフィブリノーゲン分解活性と血栓溶解活性を認めたが、この中で、特に、キノコ類については、マツタケをのぞきほとんどのものに強い両活性が認められた。フィブリノーゲンザイモグラフィーの結果、マイタケ、エノキタケ、シイタケなどにおいて、分子量60kから100kの間に複数の活性バンドが確認されたが、その分子量分布は種類によって異なっていた。各キノコ類において、傘と柄による活性の強さやその分子量分布に差は見られなかった。マイタケには特に強い血栓溶解活性が検出され、この活性は80°Cにおいても安定であり、一般的な「茹でる」、「いためる」などの調理後にも活性を有していた。さらに、市販品として市場に出回っている凍結乾燥品「ほしマイタケ」にもかなりの活性が残存していた。一方、他のキノコ類由来の活性は、80°Cでは失活した。

阻害剤の影響について検討したところ、これらのキノコ類由来の血栓溶解活性は、1,10-フェナントロリンで強く阻害されたことから、活性中心に金属イオンをもつメタロ型プロテアーゼによることが示唆された。現在、マイタケ由来の血栓溶解酵素の精製をすすめている。昨年に引き続き、フィブリノーゲンザイモグラフィーによるフィブリノーゲン分解活性と人工血栓の溶解量から、各種食品について血栓溶解活性を有する酵素の存在を調べた。この結果、ザイモグラフィーでは食品中のタンパク質とバンドが重なっておりわかりにくいが、魚類内臓およびその加工品、魚類筋肉中に活性が見られた。これらは、血中プラスミンの可能性もありさらに検討が必要であると考えられる。さらに、これまでに検索した食品中もっとも強い活性を有していたマイタケについて、本酵素の精製を進めた。まず2倍量の20mM酢酸バッファーでホモジナイズし遠心上清を粗抽出液とした。この抽出液の硫安30-80%沈殿画分をバイオゲルで脱塩後、CMセルロースカラムクロマトグラフィー、ゲルろ過などを行ったが、活性は広範に検出され、本年は精製にはこぎつけなかった。さらに精製を進めていく方針である。また、ナットウでは経口摂取により生体の血栓溶解を増強することが明らかにされている。そこで、マイタケ酵素の経口摂取による生体での取り込みについてもイムノブロット法により検討を行った。精製ができていないことから、電気泳動ゲルから切り出した活性酵素を使い抗体を作製した。ラットに5倍量の水で抽出したマイタケ抽出液を自由摂取させた。5日間で約150ccの抽出液を摂取させた後、採血し抗体反応を確認したが、明らかな交叉性はみられなかった。さらに投与量・投与期間などの調節、加えて精製抗体の作製などを行い、生体内での動きや働きについて検討を行っていきたい。最終年度である本年度は,これまでの研究結果からもっとも強くかつ熱安定な血栓溶解活性が検出されたマイタケに的をしぼり,その精製ならびに性質の検討を目的とした。イオン交換クロマトグラフィーをはじめとする常法にしたがいその精製を試みたが,おそらく本酵素は多様な等電気点をもつ糖タンパク質と複合体を形成しているため,これらのクロマトグラフィーでは明確な活性として分離・溶出することはできなかった。しかし,高塩濃度条件下でセファクリルS-300を用いて分子篩いクロマトグラフィーを行ったところ,分子量2-3万付近に強い血栓溶解活性のピークが認められた。興味深いことにフィブリノーゲンザイモグラフィーでは分子量5万付近にもっとも強い分解活性が検出されたが,この画分は血栓溶解活性はあまり強くなく,むしろフィブリノーゲンザイモグラフィーではそれほど強い活性を示さなかった分子量2-3万付近に強い血栓溶解活性が検出された。一方,最近になり本酵素と考えられるタンパク質のアミノ酸配列の一次構造が報告されたことから(J.Biol.Chem.,272,30032-30039),この情報を基にコード領域全体に対するPCRプライマーを設計し,マイタケcDNAを鋳型としてPCRを行い,その遺伝子クローニングを試みた。その結果,約500bpの全長を含むと予想されるPCR断片が得られた。なお,予定では精製標品を用いて抗体を作製し,動物実験により体内取り込みの確認を行う予定であったが,完全精製に至らなかったため,マイタケ粗抽出液に対するウサギポリクローナル抗体を作製し,ラットを用いて同様の実験を行ったが,明瞭な取り込みを示す結果は得られなかった。
食行動と食嗜好を規定するグレリン遺伝子多型に於ける、食欲発現機構の疫学解析

食欲を亢進するペプチドホルモンのグレリンは、主に胃で産生されるが、視床下部や辺縁系に作用して、食行動、食嗜好を規定する事が動物実験から示唆されている。私達もグレリン遺伝子多型が少数型ホモの肥満女性(約10%存在)に於いて、食事摂取量、エネルギー摂取量(肥満女性平均の約82%の値で、これは正常体重の女性並み)、脂質、肉類の摂取量などが少ない事から、彼女らが意外にも「小食」で食欲そのものも乏しく、蛋白質や脂質をあまり好まない事を明らかにした。私達は本研究で、彼女らの食べ物の絵に対する反応性が低いかを実際に光トポグラフィ(fNIRS)を用い測定。また彼女らは空腹時の総グレリン量が有意に少なかった。食欲を亢進するペプチドホルモンのグレリンは、主に胃で産生されるが、視床下部や辺縁系に作用して、食行動、食嗜好を規定する事が動物実験の結果から示唆されている。私達は彼女らは、空腹時のグレリン量がやや少ないと予想しているが、実際に少ないのか、また、食べ物の絵や匂いに対する反応性が実際に低いのか等を本研究で解析し、なぜグレリンの遺伝子多型が少数型ホモの肥満女性らは「小食」なのに肥満しやすいのかを解明したい。1少数型ホモの肥満女性の空腹時グレリン量の測定保存血より、三菱化学ヤトロン社のELISAキットを用いてデス・アシルグレリン量を測定し、+3056T>CのCアリル保持者は、実際に血中グレリン量が少ないという結果を得た。2少数型ホモの肥満女性の、食べ物の絵や匂いに対する反応性(食欲)の測定神奈川工科大のf-NIRS(光トポグラフィ)を用いて、学生等(6名)で予備実験を行った。測定に当たっては頭部全面をプローブで覆う必要は無く、前頭部分にのみ装着すれば測定できるが、反応の微妙な程度差を捉える為には、被験者の空腹の程度を出来るだけ揃える事が重要と考えられる。3グレリン+3056T>CがCC型の肥満男性の食嗜好調査彼らは「小食」ではなく、特別な肥満傾向も無いが、アルコール摂取量が多い傾向にあり、ビタミンDと魚介類の摂取量が有意に多い。同様の傾向が-1062G>C等でも見られ、グレリンは菓子や酒等の「快楽的」食嗜好を助長すると言われるが、この少数型ホモの男性の「酒好き」はそれと一致した。食欲を亢進するペプチドホルモンのグレリンは、主に胃で産生されるが、視床下部や辺縁系に作用して、食行動、食嗜好を規定することが動物実験の結果から示唆されている。私達もグレリン遺伝子多型が少数型の肥満女性に於いて、食事摂取量、エネルギー摂取量、脂質、肉類の摂取量などが少ないことから、彼女らが意外にも「小食」で食欲そのものも乏しく、蛋白質や脂質をあまり好まないことを明らかにした。私達は、なぜグレリンの遺伝子多型が少数型ホモの肥満女性は「小食」なのに肥満しやすいのかを解明したい。今年度は、同じく佐久肥満克服コホートに於いて、グレリンをアシル化するグレリン-O-アシル転移酵素(GOAT)や、グレリン受容体(GHSR)の遺伝子多型を解析し、グレリンと同様の表現型になるか検討した。その結果1. GOAT、GHSRのいずれも、特に肥満傾向や、その他生活習慣病(糖尿病、高脂血症、高血圧)罹患傾向は認められない2. GOATについては、弱い血中低コレステロール、腹腔内脂肪蓄積傾向は認められるが、GHSRについては、血中低コレステロール、腹腔内脂肪蓄積傾向は検出できなかった3. GHSRについては、DHQの算出値に基づいて、少数型ホモの肥満女性は食事の摂取重量も多い傾向にあるが、それ以上に塩分と調味料の摂取量が有意に多い。坂田式食行動アンケートでは、「食欲」「代理摂食」等は特に有意所見ではない。グレリンの下流の摂食亢進遺伝子、ニューロペプチドYや、アグーチ関連蛋白(AgRP)についても同様の多型解析を行っている。

1少数型ホモの肥満女性の、食べ物の絵や匂いに対する反応性(食欲)の測定fNIRS(光トポグラフィ)を用いて、佐久肥満克服プログラムの肥満女性(10名)について食欲求に伴う脳賦活実験の測定を行った。食品の画像を見せることにより、食欲求度が高いと前頭葉が賦活され、背外側前頭前野及び前頭極において、先行研究の若年者データと比較して高い、血流の亢進が見られた。現在更に解析中であり、さらに測定を行なって、グレリン遺伝子多型に特徴的な所見を得たいと考える。2摂食関連遺伝子のレプチン、PYY、GOATの多型を解析したが、グレリンと類似の表現型ではなかった。PYY遺伝子多型が少数型ホモの肥満女性はエネルギー、蛋白質、脂質の摂取量が多い傾向にあり、また肉類のそれは有意に多かった。また彼女らは糖尿病所見(HbA1c値、OGTT値等)と顕著な相関あり。食欲を亢進するペプチドホルモンのグレリンは、主に胃で産生されるが、視床下部や辺縁系に作用して、食行動、食嗜好を規定する事が動物実験から示唆されている。私達もグレリン遺伝子多型が少数型ホモの肥満女性(約10%存在)に於いて、食事摂取量、エネルギー摂取量(肥満女性平均の約82%の値で、これは正常体重の女性並み)、脂質、肉類の摂取量などが少ない事から、彼女らが意外にも「小食」で食欲そのものも乏しく、蛋白質や脂質をあまり好まない事を明らかにした。私達は本研究で、彼女らの食べ物の絵に対する反応性が低いかを実際に光トポグラフィ(fNIRS)を用い測定。また彼女らは空腹時の総グレリン量が有意に少なかった。今年度はグレリン系、或いはグレリンの下流に位置する遺伝子群について、グレリンと同様の表現型になるか検討した。グレリン-O-アシル転移酵素や、グレリン受容体の遺伝子多型について、グレリンの表現型とは違う(すなわち、摂食亢進ではない)が、興味深い有意所見が得られた。また、学生ボランティアを対象者として、f-NIRSによる脳解析の予備実験を進めており、測定プローブを配置する前頭部分も明らかになり、(学生の)肥満者に特有の反応も分かり、本研究はおおむね順調に進展している。遺伝子疫学最終年度は、被験者さん達を佐久から当研究所においでいただき、f-NIRSを用いて「食欲」を測定する予定である。グレリン遺伝子多型が少数型ホモの肥満女性に於いて、「食欲」が乏しいかどうか測定し、採血した血液からグレリン蛋白を定量する他、グレリン受容体遺伝子多型が少数型ホモの肥満女性の「食欲」はどの程度か、も測定する。グレリンは男性に於いても、食嗜好に影響していることが示唆された。f-NIRSによる食欲の測定は、前頭部分にプローブをバンダナ状に配置すれば十分に可能である。食べ物の絵や匂いに対する反応の微妙な程度差を捉えるためには、被験者の空腹の程度を出来るだけ揃える必要があり、f-NIRSの装置を国立健康・栄養研究所に運んで、測定することを計画している。グレリン遺伝子の下流の摂食亢進遺伝子、ニューロペプチドY、アグーチ関連タンパクやオレキシンの多型についても、現在解析を進めており、順調に進展していると思う。f-NIRSによる食欲測定(脳機能解析)が最終年度実施となったため、被験者を本研究所までご案内し、測定を行うスタッフの人件費を最終年度に繰り越した。申請の時点では、f-NIRSの装置を佐久総合病院に運んで、現地で測定することを計画したが、現地で場所の提供を受けることが難しいことが判明した。だからと言って、被験者さん達を神奈川工科大までお連れするのは遠すぎるので、f-NIRSの装置を国立健康・栄養研究所に運んで、被験者さん達を当研究所までお連れし測定する方向で進めている。次年度はf-NIRSによる脳解析の他、新鮮血からアシル化グレリン(活性型)量を測定して、相関を見る予定である。
組織移植時における血行再開機序の解明と薬物による促進効果の検討

材料と方法:ウィスター系雄ラットの背部を脱毛後,尾側を茎とする2×7cmの乱走型皮弁を肉様膜を含めて挙上した。そして,内頚静脈にシリコンカテーテルを挿入後,5%パテントブルー0.2mlをカテーテルから注入,その30分後に皮弁のdye distance(DD)を測定した。実験群(各8匹)はbFGF100μg/kg/day投与群と対照群である非投与群にわけ,bFGF投与群ではこれを経日的に持続点滴投与した。皮弁作成後1日,2日,3日,4日に皮弁茎を切断し,同7日に皮弁の生着域を観察した。また,皮弁茎切断時に皮弁茎部より2cm遠位の皮弁中央部における切断前・後の血流量を半導体レーザー組織血流計を用いて測定した。また,同様の実験的皮弁において,皮弁下にシリコンメッシュガ-ゼを挿入することで,皮弁と移植床間の血行再開を遮断したモデルを作成し,薬剤非投与群,TxA_2合成酵素阻害剤投与群,bFGF投与投与群における皮弁生着長を比較検討した。結果:対照群における皮弁生着域では,皮弁作成後1日,および2日切断群では,皮弁の全壊死化を認めた。他方,3日切断群では皮弁の生着を認め,その平均生着面積は4.5±0.5日(cm^2)であった。4日切断群でも皮弁は生着し,その平均生着面積は7.1±0.3であった。bFGF投与群では1日切断群は対照群と同様の結果であったが,2日4日切断群では皮弁は生着を示し,その面積はそれぞれ7.8±0.8,5.3±0.9,7.2±0.3であった。つぎに,皮弁茎切断前後の皮弁内血流量をみると,対照群とbFGFの1日群および,対照群の2日群では切断後に血流は途絶した。他方,対照群の3,4日群,bFGF投与群の24日切断群では,切断後の血流量は切断前の2030%に低下したが,血流は維持されていた。血行遮断モデルでは,bFGF投与群と薬剤非投与群では皮弁の生着長に差は生じなかった。他方,TxA_2合成酵素阻害剤投与群では明らかな生着長の延長を認めた。1.(材料と方法)ウィスター系ラットの背部に,尾側を茎とする2×7cmの乱走型皮弁を作成後,以下の実験観察を行った。(1)皮弁挙上部(皮弁茎より2cm遠位)の血流量を,皮弁作成前・作成直後に測定し,血流量の変化をレーザー血流計で観察した。(2)皮弁作成後,1日,2日,3日,4日に皮弁茎を切断し,切断前・後の血流量を同様に観察した。また,同,7日での皮弁生着域を観察した。

そして,この実験系を薬剤非投与群(対照群)とbFGF100mug/kg/day持続全身投与群(bFGF群)とで行った。2.(結果)(1)皮弁作成後の血流量推移をみると,皮弁作成後,測定部の血流量は作成前の1/31/2に低下した。その後,同部の血流量は経日的に増加し,皮弁作成後4日には作成前の血流量値に回復した。(2)対照群での血流量変化と皮弁生着域は,皮弁作成後1,2日切断群では同,7日に皮弁は全て壊死化した。血流量も切断直後にほぼ途絶した。同,3日切断群では,皮弁は生着を見たが生着範囲は切断時に血流が確認された範囲よりは減少していた。血流量は切断前の30%以下に低下したが,血流の途絶を生じたものはなかった。同,4日切断群では皮弁の生着域は切断前に血流が確認された範囲が全て生着した。血流量は,切断前の30%に低下した。(3)bFGF群では,茎切断後1日と同,4日群は対照群とほぼ同様であった。しかし,同,2,3日群では皮弁は切断前に血流が確認された範囲で全て生着し,茎切断後の血流量も対照群に比し高値を示した.3.(考察および次年度計画)今回の観察で,皮弁茎の切断によって皮弁固有の血行を遮断しても,作成後4日を経過すれば周囲との血流再開によって皮弁は完全生着することが確認され,さらにbFGFはこの再開機序を明らかに促進することが観察された。今後は,血流量だけではなく光顕・電顕標本を用いた観察からこの血流再開機序の解明とこの機序を促進するbFGFの効果を観察する予定である。材料と方法:体重300g前後のウィスター系雄ラット64匹の背部を脱毛後,尾側を茎とする2×7cmの乱走型皮弁を肉様膜を含めて挙上した。そして,内頸静脈にシリコンカテーテルを挿入後,5%パテントブルー0.2mlをカテーテルから注入,その30分後に皮弁のdye distance(DD)を測定した。実験群(各8匹)はbFGF100μg/Kd/day投与群と対照群である非投与群にわけ,bFGF投与群ではこれを径日的に持続点滴投与した。皮弁作成後1日,2日,3日,4日に皮弁茎を切断し,同7日に皮弁の生着域と観察した。また,皮弁茎切断時に皮弁茎部より2cm遠位の皮弁中央部における切断前・後の血流量を半導体レーザー組織血流計を用いて測定した。結果:対照群における皮弁生着域では,皮弁作成後1日,および2日切断群では,それぞれ8皮弁中7皮弁で皮弁の全壊死を認めた。他方,3日切断群では2皮弁で皮弁茎部からDD近傍まで,6皮弁でその領域での部分生着を認め,平均皮弁生着面積は4.5±0.5(cm^2)であった。4日切断群では全ての皮弁は皮弁茎部からDD近傍まで生着し,その面積は7.1±0.3であった。bFGF投与群では1日切断群は対照群と同様の結果であったが,2日4日切断群では殆どの皮弁が皮弁茎部からDD近傍まで生着を示し,その面積はそれぞれ7.8±0.8,5.3±0.9,7.2±0.3であった。つぎに,皮弁茎切断前後の皮弁内血流量をみると,対照群の1日,2日群では切断後に血流は途絶した。3日群では切断前値の11.5±1.0(ml/100g/min)が切断後3.1±0.8に,4日群では10.5±0.9から3.8±0.7に低下したが血流は維持されていた。bFGF投与群では24日切断群でそれぞれ8.7±1.1から3.2±0.8,8.5±1.1から1.7±0.3,10.5±0.9から3.8±0.7に低下したが,血流は維持されていた。考察:本実験では,移植組織と移植床間の血行再開は,移植後3日で再開されること,そして,bFGFの投与によってその血行再開が促進されることが観察された。このことは,bFGFのもつ血管新生促進作用によって,移植組織と移植床間の血管系再構築が早期より生じる結果であると考えられた。