hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動は褐色脂肪を増量するか：脂質代謝異常症への治療応用

3冬季と夏季に成人20名ずつを対象に、自律神経と上記のNIRTRS法を用いてBAT密度の評価を行った。その結果、冬季は夏季に比べて、交感神経指標が有意に高値であり、副交感神経指標は低値であった。特に熱産生に関与する交感神経指標と言われているVLFが冬季で高値であることは新知見である。また、BAT密度は冬季の方が夏季よりも有意に高値であった(Nirengi et al. J Physiol Anthropol. 2018)。4成人413名を対象に、BATが活性化・増量する生活習慣の探索を目的に横断研究を行った。その結果、褐色脂肪組織密度に性差はなく、内臓脂肪や体脂肪と負の関連であること、外気温と正の関連(特に最低気温5°C以下が影響)であることを確認した(Fuse and Nirengi et al. J Biomed Opt. 2017)。5脂質異常症患者500名を対象にBAT関連遺伝子多型(UCP1、β3AR)と体重、血圧、血液検査との関連について検証を行ったが、遺伝子多型間に有意な差は見られなかった。68週齢のC57BL/6マウスを対象に8週間の高脂肪食摂取あるいは高脂肪食摂取+高強度水泳運動を行った。高脂肪食摂取によりコレステロールや血糖の上昇、アディポネクチンの減少が見られたが、高強度運動を併用することでそれらの悪化を抑制することができた。また肩甲骨間のBATにおけるUCP-1タンパク発現については効果量大であり、増加する可能性を見出した(二連木らデサントスポーツ科学発行中)。平成28年度は、近赤外線時間分解分光(NIRTRS)法を用いて褐色脂肪組織密度の増減の評価が可能であるか検証を行った。褐色脂肪組織密度の増減の検証には、カプシノイドを用いた。カプシノイドは唐辛子の辛み成分であるカプサイシンの辛みを1/1000にした機能性食品であり摂取が容易であるとともに、動物で褐色脂肪組織を活性化することがよく知られている。20名を対象に、8週間のカプシエイト類群あるいはプラセボ群摂取および8週間の摂取中止実験に参加してもらい、2週間毎に、NIRTRS法による褐色脂肪組織密度の評価を行った。その結果、褐色脂肪組織の46.4%の増加(P < 0.01)および摂取中止後の12.5%の減少傾向(P = 0.07)を確認することができた。同様の結果は、茶カテキン摂取でも確認している。これらのことからNIRTRSが従来のFDG-PET/CT法の代替え法として非侵襲的に褐色脂肪組織密度の増減を評価できることが示唆された。本研究成果は国際誌であるJournal of Biomedical OpticsおよびSpringerPlusに掲載されている。1)カプシノイドを用いて褐色脂肪組織密度が8週間で46.4%増加することを証明した。2)継続的な茶カテキン摂取により褐色脂肪組織密度が増加することを証明した。3) 1)、2)よりNIRTRS方を用いることで褐色脂肪組織密度の増減を評価することができることが確認できた。本研究結果については、学術雑誌に掲載されている。来年度以降もNIRTRS法を用いて研究を進めることを予定する。1冬季と夏季に成人20名ずつを対象に、自律神経と褐色脂肪組織密度の評価を行った。また、褐色脂肪組織密度は冬季の方が夏季よりも有意に高値であった。本結果は、Journal of Physiological Anthropologyに採択されている。2成人413名を対象に、褐色脂肪組織が活性化・増量する生活習慣の探索を目的に横断研究を行った。結果については、交絡因子の影響などを考慮して詳細に解析中である。1)自律神経と褐色脂肪組織密度の季節変動に関して論文報告を行った。2) 413名の横断データを取得し、年齢、体組成、気温との関連について詳細に解析を行っている。

68週齢のC57BL/6マウスを対象に8週間の高脂肪食摂取あるいは高脂肪食摂取+高強度水泳運動を行った。高脂肪食摂取によりコレステロールや血糖の上昇、アディポネクチンの減少が見られたが、高強度運動を併用することでそれらの悪化を抑制することができた。また肩甲骨間のBATにおけるUCP-1タンパク発現については効果量大であり、増加する可能性を見出した(二連木らデサントスポーツ科学発行中)。成人300名を対象に、横断研究により褐色脂肪組織が活性化・増量する生活習慣の探索を行う。褐色脂肪組織密度の評価には、NIRTRS法を用いる。その他、採血、体組成、運動調査票(IPAQ)、運動種目、運動強度、運動する時間、食事(BDHQ)などなどの調査を行う。横断データを用いて、褐色脂肪密度と1)年齢、2)体組成、3)気温との関連について検討を行う。特に気温については、様々な交絡因子の影響を調整して、詳細に解析を行い、いつどの程度の気温が影響するかについて解析を行う。現在、進めている横断研究の解析を2017年度に見送ることととした。研究の進行に支障はない。褐色脂肪組織活性は冬季の最大活性となる。そのため、冬季を中心に測定を行った。一部、血液を回収した期間が3月となっており、当該検体についての解析を次年度に持ち越しにすることとしたため。横断研究の解析費用に充てる。
地域に広がる自然共生型農業の展開論理に関する研究－機能と価値転換による分析－

有機農業や自然農法などの「自然共生型農業」が地域に広がり、地方自治体の政策に取り入れられる事例が増えている。中には野生生物との共生や学校給食を通した食農教育の実施など、従来の農業政策の枠を超えた事例もある。自然共生型農業の地域展開を説明するには、付加価値などの経済的要因だけでは十分ではなく、自然共生型農業独自の機能や価値転換に注目する必要がある。そこで本研究では「自然共生型農業の地域展開は機能的・倫理的要因によって規定される」という仮説を立て、それを検証するために全国の事例を網羅的に収集・類型化し、そのなかの重要な数事例を選んで、展開過程を「機能の系」と「価値転換の系」で分析する。それによって、自然共生型農業の展開過程において、農業の多面的機能の発揮と人々の価値転換が起こっていることを実証的に明らかにしようとする。初年度の成果は次の通り。1全国から自然共生型農業が地域に展開した事例として約50事例を選定し、それを野生生物との共生、学校給食との連携、都市農業の振興、中山間地の地域づくり、移住促進、医療・福祉との連携、地域ブランド、総合等の15類型に分類した。2事例調査として、11月1516日に千葉県いすみ市における有機農業の展開過程とそれに関わるキーパーソンの役割等を調査した。本事例は市長が主導するトップダウン型の事例であるが、展開過程の各段階で市職員、農業者、学校給食関係者などで優れたキーパーソンが現れ、与えられた課題を的確に果たすことによって有機農業が普及したことが明らかになった。32つめの事例調査として、有機農業を行う移住者が多く住む岐阜県白川町およびそこと連携する愛知県名古屋市の市民団体を調査した。本事例はボトムアップ型であるが、地元の有機農家、移住者を紹介する名古屋の市民団体および移住者自身が上手に連携しながら地域に浸透していく過程を明らかにすることができた。1名の連携研究者と4名の研究協力者が大変積極的に協力してくれ、1年間に1回の研究会と2回の事例調査を実施することができた。事例調査に当たっては、研究協力者が調査のスケジュールをコーディネートしてくれたため、短期間の調査にもかかわらず必要なキーパーソンにほぼ聞き取り調査を行うことができた。それによって重要な2事例の概要を理解することができた。これによって、2年目で学会口頭発表と論文投稿を計画することができた。2年目は、まず5月12日に日本有機農業学会の社会科学研究会で本研究の最初の報告を行う。ここでは代表者が事例調査の報告を行い、連携研究者と研究協力者がコメントしてから総合討論を行う。次に、昨年度調査した2つの事例について補足調査を行う。それを踏まえて「有機農業研究」に論文を投稿する。またいくつかの候補地から最適な事例を選び、3つめの事例調査を行う。

それを踏まえて「有機農業研究」に論文を投稿する。またいくつかの候補地から最適な事例を選び、3つめの事例調査を行う。旅費が予定より少なかったため。次年度の調査旅費として使用する予定である。
重複行政の比較分析に基づく多元分散型行政システム理論の再検討

本研究では、以下の成果を得た。第1は、理論的貢献である。本研究では、アメリカ行政学の再検討を通じて、従来日本の行政学では十分な整理が行われてこなかった行政の冗長性に関する理論研究をまとめることができた。行政の冗長性とそれに基づく多重防御という考え方は、東日本大震災後の日本の行政・地方自治のあり方を考える上で重要な理論的貢献をなすことが明らかになった。第2に、日本の大都市制度改革と就労支援行政の事例から、多元分散型行政の実践的な意義を明らかにした。その結果、各主体のコミュニケーションを可能にする連携の場を構築し、連携を可能にする人材を育成することが重要であることが明らかになった。これまで行政学では、階統型組織による一元的な組織編成が効率的な行政をもたらすとの見解が唱えられる一方、多元的な組織編成の下で展開される競争的・冗長的な行政の可能性についても理論的検討が加えられてきた。本研究は、後者の多元的な組織編成に基づく競争的・冗長的な行政のあり方を「多元分散型行政システム」と捉えた上で、その発現形態たる「重複行政」の実態に関する比較分析を行うことにより、「多元分散型行政システム」の意義と理論的可能性を再検証しようとするものである。研究初年度となる平成22年度においては、多元分散型行政・重複行政の分析枠組みを確定するため、これまでの行政学の理論研究を再検討する作業を重点的に行った。具体的には、行政の多元性を称揚した政治学者A.ウィルダフスキーの議論を探究するため、彼の文書が所蔵されているカリフォルニア大学バークレー校バンクロフト図書館にて資料調査を行った。また、同校で教鞭を執っていたM.ランドーらの冗長性(redundancy)を重視する行政理論についての詳細な検討作業を開始した。後者の研究については、来年度早々にも整理を終え、公表に向けた準備を進めることにしたい。研究第2年度となる平成23年度においては、多元分散型行政・重複行政に関する理論レビューを行い、多元分散型行政・重複行政の実証分析に向けた理論枠組みの精緻化を行った。具体的には、M.ランドーらを嚆矢とする行政の冗長性(redundancy)に関する理論を整理し、その意義と限界について再検討する論文を執筆し、『季刊行政管理研究』誌上に公表した。その過程で、カリフォルニア大学バークレー校政府研究所にて資料調査を行い、ランドーらのワーキング・ペーパーを閲覧・検討する機会を得た。また、2012年3月23日に東京大学社会科学研究所全書的プロジェクト「ガバナンスを問い直す」のローカル・ガバナンス班研究会において、「重複行政・冗長行政とローカル・ガバナンス」と題する報告を行い、23年度の研究成果の一部を公表した。従来の行政学では、階統的・一元的な官僚制組織が効率的な行政運営を生み出すという古典的な主張が行われる一方、多元的な組織編成の下で展開される競争的・冗長的な行政の可能性についても理論的な検討が加えられてきた。本研究は、後者の多元的組織編成に基づく行政のあり方を「多元分散型行政システム」と捉えた上で、その発現形態たる「重複行政」の実態に関する比較分析を行うことにより、「多元分散型行政システム」の意義と理論的可能性を再検証しようとするものである。研究最終年度となる平成25年度においては、昨年度に引き続き、道府県と指定都市の「二重行政」を解消させるための大都市制度改革に関する検討を行い、2013年5月に愛知大学名古屋校舎で開催された日本行政学会において、「大都市制度改革の構想と設計ー『特別市』構想を中心に」と題する報告を行った。また、東日本大震災からの復興という局面において、多元的な行政組織編成がもたらす理論的意味について考察を行い、「多重防御と多機関連携の可能性」と題する論稿を執筆した。そこでは、冗長行政の意義と限界について、この4年間の研究成果を踏まえて理論的な整理を行うとともに、財源・人材等の利用可能性が限定されている中で、既存の組織体制を活用しながら質の高いサービスを提供する仕組みとして「多機関連携」に着目し、その可能性を展望した。具体的には児童相談行政に関する既存研究を参考にしつつ、被災者就労支援行政をめぐる多機関連携に注目して考察を行った。

これまで行政学では、階統型組織による一元的な組織編成が効率的な行政をもたらすとの見解が唱えられる一方、多元的な組織編成の下で展開される競争的・冗長的な行政の可能性についても理論的検討が加えられてきた。本研究は、後者の多元的な組織編成に基づく競争的・冗長的な行政のあり方を「多元分散型行政システム」と捉えた上で、その発現形態たる「重複行政」の実態に関する比較分析を行うことにより、「多元分散型行政システム」の意義と理論的可能性を再検証しようとするものである。研究第3年度となる平成24年度においては、平成23年度に引き続き、多元分散型行政・重複行政の実証分析に向けた理論枠組みの精緻化を行った。具体的には、道府県と大都市の重複行政を解消するための制度改革構想を整理した論稿を『月刊地方自治』、『月刊選挙』等に発表したほか、2012年11月に長野市で開催された日本自治学会において、「大都市制度改革の『周辺的』課題」と題する研究報告を行った。また、中央政府内部の多元的組織対立を克服するための総合調整機構の実態に関する研究を行った。その他、公表には至っていないが、就労支援行政における多機関連携の取り組みについての事例研究を継続した。第2年度において、行政における冗長性に関する理論を整理し、その成果を公表する機会を得たことは、当初の研究計画通りである。重複行政・冗長行政に関する具体的な事例研究についても、就労支援行政を素材として検討を開始したところであり、研究計画は概ね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。異なるレベルの政府間の重複行政を解消するための大都市制度改革に関する論稿を公表し、平成23年度に公表した冗長行政に関する理論研究と相まって、重複行政を多面的に捉えることに成功している。ただし、重複行政がいかなる場合に機能するかという点に関する検討は十分深められておらず、さらなる事例研究の蓄積を行うことが課題となっている。冗長性は、福島第一原発事故等の過酷事故を回避する上でも、組織設計上の重要な指針となり得る。そのため、来年度は、今年度の冗長性に関する研究で得られた、高信頼性組織研究や行政の多中心性(polycentricity)に関する理論研究の成果を整理し、多元分散型行政理論の全体像を描き出す作業を行うとともに、就労支援行政に加えて具体的な事例研究を行い、多元分散型行政理論の射程を検証することを試みたい。今後は、重複行政・多元分散型行政の実態をさらに深掘りするため、地域における就労支援行政をめぐる多機関連携(都道府県労働局、都道府県、市町村等)に関する事例分析を行う。その際、関係者へのインタビューを行うとともに、東日本大震災の被災地における就労支援行政にも焦点を合わせ、多機関連携の実態と課題を考察する。また、中央政府内部の重複行政・冗長行政の事例研究を行った上で、研究最終年度となる平成25年度においては、理論と実証の両面から、多機関連携が可能となる条件を明らかにする作業を行い、研究の総括を行うことにしたい。
X染色体遺伝子多型性を用いた皮膚腫瘍性疾患のクローナリティー判定法の確立

1.様々な皮膚疾患における皮疹部の細胞集団についてのクローナリティーの検索を進めている。当初は凍結およびパラフィン包埋した組織の両者を用いていたが、遺伝子を解析する上で比較的不利と予想された後者においても、HUMARA法による解析が十分可能であることが判明し、現在は主としてホルマリン固定パラフィン包埋組織標本を用いている。なお、遺伝子解析を行うことに関する十分な同意が得られた患者のみを対象としている。2.HUMARA法とは女性が持つ2本のX染色体上のHUMARA遺伝子における遺伝子多型を解析するものであるが、三塩基のSTR (short tandem repeats)であるために、PCR法によって増幅されたDNAの大きさの差は最小で3bpになると考えられる。したがって、従来のゲル型電気泳動では分離困難であったが、ABI PRISM 310 Genetic Analyzerに付属するGeneScanと呼ばれるキャピラリー電気泳動法を用いることで、3bpのPCR産物を再現性よく分離することが可能となった。3.マイクロダイセクションに関しては、Arcturus社の顕微鏡および関連キットを使用しており、数十個の細胞集団からでもDNA抽出および解析が可能であることがすでに確認できているが、顕微鏡の視野内で目的とする細胞のみを採取したい場合でも、周辺にある細胞まで一緒に採取されてしまうことがあり、正確性にかけてしまい、後の解析に影響を及ぼすことになる。しかし、試行錯誤の結果、細胞採取の正確性はかなり高めることができた。4.パラフィン包埋組織標本からのマイクロダイセクションによる細胞採取、DNA抽出、およびHUMARA法によるDNA解析に至る流れの中で、それぞれの最適条件を決定することに関しては終了した。1.慶應義塾大学病院皮膚科受診女性患者の中で、治療および検査によって得られた皮膚組織検体のDNA解析を行うことに関して、十分に同意を得られた者のみを対象としている。また、当初の予定通り、皮膚腫瘍性病変および反応性増殖性病変を対象として症例の蓄積を行っている。ちなみに現在のところ26例集まっている。2.検体は凍結保存用とホルマリン固定用とに分割し、すでに数例に関しては凍結切片とパラフィン切片を作製し解析を開始している。なお、本研究における最も重要なポイントの一つが切片作製であり、マイクロダイセクションによって正確かつ効率良く細胞採取を行うために、いろいろと手法を変えて試行錯誤を繰り返している。これに関しては、共同研究者の所属する東京医大病理学教室からの指導および援助を受けている。3.マイクロダイセクションによる病変組織からの細胞採取に関しては、特に問題なく行えていると思われる。ここで重要なことは、後のDNA解析に必要となる十分な量の細胞を採取することであり、機器がカウントする数値を目安として、理想的な条件を検討中である。4.マイクロダイセクションによる採取した細胞からのDNA抽出に関しては、共同研究者の指導および過去の文献を参考として行っている。5.抽出されたDNAを用いたHUMURA法によるモノクロナリティの検索に関しても、共同研究者の指導および過去の文献に基づいて、同様の手法にて行っている。6.以上のように、現在は症例の蓄積とともに、切片作製からHUMURA法に至るすべての過程における最適条件を確立することを目標として実験を続けている。
脂肪組織由来幹細胞を用いた再生医療による難治性皮膚疾患の治療法開発

ヒト脂肪組織由来幹細胞を、上皮基底膜構成成分であるIV型コラーゲンの存在下で、細胞同士が接触しない様にヒト皮膚線維芽細胞と共培養し、オールトランスレチノイン酸と骨形成因子4で刺激した後に表皮角化細胞用培地で単独培養した。その結果、様々な表皮角化細胞マーカーの発現が上昇し、蛍光免疫染色を用いてケラチン10の発現率によって評価すると、約45%の脂肪組織由来幹細胞が表皮角化細胞様細胞に分化誘導されたことが確認された。同様に、これらの細胞のうち約80%が、未分化な脂肪組織由来幹細胞では殆ど発現していないVII型コラーゲンを発現していることが確認された。本細胞を、遺伝子異常によってVII型コラーゲンが減少または欠損して表皮・真皮結合部の係留線維に異常を来たすことで全身の皮膚が容易にむけて、しばしば潰瘍化する疾患である栄養障害型表皮水疱症の患者に生じた皮膚潰瘍治療に応用するために、本細胞を用いた皮膚潰瘍治療実験を行った。免疫抑制マウス背部に径20mm大の皮膚欠損創を作成し、その周囲に未分化な脂肪組織由来幹細胞、または表皮角化細胞様細胞に分化誘導した脂肪組織由来幹細胞を局所注射して、投与後の創面積を継時的に測定し、細胞を投与しない群と比較した。その結果、細胞非投与群と比べて未分化脂肪組織由来幹細胞投与群は皮膚欠損創の縮小が速く、表皮角化細胞へ分化誘導後の細胞投与群では、さらに速く縮小した。細胞投与後7日目の残存皮膚潰瘍面積を比較したところ、いずれの群間にも有意差を認めた。以上より、脂肪組織由来幹細胞は創傷治癒を促進すること。IV型コラーゲン上で線維芽細胞と共培養してオールトランスレチノイン酸と骨形成因子4で刺激することで表皮角化細胞様細胞に分化誘導した脂肪組織由来幹細胞はVII型コラーゲンを発現し、さらなる創傷治癒促進作用を有することが確認された。脂肪組織由来幹細胞は、その利用に倫理的な問題が少なく、細胞作成時に遺伝子操作が不要であることから安全性が高く、採取が比較的容易である。また、免疫抑制作用を有し抗原性が低いことも明らかになっている。このため、安全性の担保された第三者の脂肪組織が臨床応用出来れば、自家細胞だけでなく他家細胞を用いた再生医療が実現する可能性がある。そこで、遺伝子異常により先天的にVII型コラーゲンが減少または欠損することで表皮・真皮間に存在する係留線維に異常を来たし、全身の表皮が容易に剥けて難治な皮膚潰瘍を生じる劣性栄養障害型表皮水疱症の治療に、VII型コラーゲン遺伝子異常の無い他家由来の脂肪組織由来幹細胞を応用することを目指して、その実現可能性を検証する基礎的な研究をおこなっている。われわれは、脂肪組織由来幹細胞を表皮基底膜構成成分であるIV型コラーゲン上にて真皮由来線維芽細胞と共培養し、all-transレチノイン酸とbone morphogenetic protein-4で刺激し、その後表皮角化細胞用培地で単独培養することで、約45%の脂肪組織由来幹細胞に、未分化な状態では殆ど発現していなかったcytokeratin 10が発現することを見出した。脂肪組織由来幹細胞は未分化な状態でもcytokeratin 5やcytokeratin 14などの表皮角化細胞マーカーを発現しており、表皮角化細胞への分化を定義することは難しいが、上記の処理を施した多くの脂肪組織由来幹細胞が表皮角化細胞に近づいたと言える。また、同処理を施した脂肪組織由来幹細胞の約80%がVII型コラーゲンを発現することも見出した。これらの結果から、劣性栄養障害型表皮水疱症の治療に特定の処理を施した脂肪組織由来幹細胞を応用出来る可能性が示された。脂肪組織由来幹細胞の、効率のよい表皮角化細胞への分化誘導とVII型コラーゲンの発現を実現することが出来た。本結果は予想以上の効率であったため、磁気細胞分離による細胞の選別など、それ以上の操作をすること無く本細胞を劣性栄養障害型表皮水疱症の治療に応用出来ると判断した。色素細胞への分化誘導については実施不可能であったが、次年度に予定している劣性栄養障害型表皮水疱症モデルマウスを用いた治療実験の準備も順調に進捗したので、本研究は概ね順調に推移していると考える。ヒト脂肪組織由来幹細胞を、上皮基底膜構成成分であるIV型コラーゲンの存在下にヒト皮膚線維芽細胞と共培養し、オールトランスレチノイン酸と骨形成タンパク4にて刺激して、その後ヒト表皮角化細胞用培地で単独培養した。その結果、これらの細胞において様々な表皮角化細胞マーカーの発現が上昇した。蛍光免疫染色を用いてケラチン10の発現率によって評価すると、約45%の脂肪組織由来幹細胞が表皮角化細胞様細胞に分化誘導されることが確認された。同様に、本分化誘導法を施した結果、脂肪組織由来幹細胞のVII型コラーゲンの発現量が増すことを、各種手法にて確認した。蛍光免疫染色を用いると、本分化誘導法を施した細胞のうち約80%がVII型コラーゲンを発現していた。以上より、本分化誘導法は、脂肪組織由来幹細胞から表皮角化細胞様細胞への高効率な分化誘導法であることが示された。また、本法により表皮角化細胞様細胞に分化誘導した脂肪組織由来幹細胞は、表皮欠損創に移植することで、皮膚潰瘍治療に用いることができる可能性があることも示された。

特に、先天的にVII型コラーゲン遺伝子に異常を有することで、VII型コラーゲンが減少または欠損して表皮・真皮結合部の係留線維に異常を来たし、全身の表皮が容易に剥ける疾患である栄養障害型表皮水疱症に対して、VII型コラーゲン遺伝子異常の無い健常人由来の同種(他家)脂肪組織由来幹細胞を用いた移植治療を行うことができる可能性が示された。本研究は、脂肪組織由来幹細胞から表皮角化細胞への高効率な分化誘導法を実現し、この細胞を栄養障害型表皮水疱症の治療に応用することを目標としている。現在までに、45%の脂肪組織由来幹細胞から表皮角化細胞様細胞への分化誘導率を実現し、VII型コラーゲンを発現することから、栄養障害型表皮水疱症の治療に応用できる可能性が十分に示されたと考える。次の段階である、脂肪組織由来幹細胞と免疫抑制マウスを用いた創傷治癒実験にも着手しており、概ね計画通りの進捗状況である。ヒト脂肪組織由来幹細胞を、上皮基底膜構成成分であるIV型コラーゲンの存在下で、細胞同士が接触しない様にヒト皮膚線維芽細胞と共培養し、オールトランスレチノイン酸と骨形成因子4で刺激した後に表皮角化細胞用培地で単独培養した。その結果、様々な表皮角化細胞マーカーの発現が上昇し、蛍光免疫染色を用いてケラチン10の発現率によって評価すると、約45%の脂肪組織由来幹細胞が表皮角化細胞様細胞に分化誘導されたことが確認された。同様に、これらの細胞のうち約80%が、未分化な脂肪組織由来幹細胞では殆ど発現していないVII型コラーゲンを発現していることが確認された。本細胞を、遺伝子異常によってVII型コラーゲンが減少または欠損して表皮・真皮結合部の係留線維に異常を来たすことで全身の皮膚が容易にむけて、しばしば潰瘍化する疾患である栄養障害型表皮水疱症の患者に生じた皮膚潰瘍治療に応用するために、本細胞を用いた皮膚潰瘍治療実験を行った。免疫抑制マウス背部に径20mm大の皮膚欠損創を作成し、その周囲に未分化な脂肪組織由来幹細胞、または表皮角化細胞様細胞に分化誘導した脂肪組織由来幹細胞を局所注射して、投与後の創面積を継時的に測定し、細胞を投与しない群と比較した。その結果、細胞非投与群と比べて未分化脂肪組織由来幹細胞投与群は皮膚欠損創の縮小が速く、表皮角化細胞へ分化誘導後の細胞投与群では、さらに速く縮小した。細胞投与後7日目の残存皮膚潰瘍面積を比較したところ、いずれの群間にも有意差を認めた。以上より、脂肪組織由来幹細胞は創傷治癒を促進すること。IV型コラーゲン上で線維芽細胞と共培養してオールトランスレチノイン酸と骨形成因子4で刺激することで表皮角化細胞様細胞に分化誘導した脂肪組織由来幹細胞はVII型コラーゲンを発現し、さらなる創傷治癒促進作用を有することが確認された。細胞レベルの実験から動物を用いた治療実験に移行する。劣性栄養障害型モデルマウスを繁殖し、4分の1の確立で出生するホモノックアウトマウスの背部皮膚を免疫抑制マウスに移植した後に、蛍光色素を導入して分化誘導した脂肪組織由来幹細胞を、静脈投与や局所注射など、細胞数を含めて様々な方法でマウスに投与する。マウスの生存日数の比較検討や、皮膚を含む各種臓器への移植細胞の生着を病理組織学的に解析する。
細胞選択的エクソサイトーシス制御リポソーム製剤の開発

リポソームが、様々な細胞のエクソサイトーシス分泌に及ぼす影響とそのメカニズムを解明し、エクソサイトーシス異常が要因となる疾患に対する新たな治療法を開発するものである。平成30年度は、前年度作製に成功した、粒子径および表面電荷の異なる数種のリポソームを用い、マスト細胞の脱顆粒に及ぼす影響を検討した。その結果、脱顆粒抑制レベルがポソームの物性により異なることが明らかとなった。またその要因について詳細な検討をした結果、リポソームの粒子径が小さくなると、マスト細胞の活性化シグナルの抑制に伴う外液からのCaイオン流入を抑制するだけでなく、分泌顆粒の細胞膜への移行を抑制することが明らかとなった。、また、リポソームの表面電荷を変化させ、マスト細胞への吸着量を変化させることにより、マスト細胞内のシグナル伝達において、異なるシグナル分子の活性化を抑制することを明らかにした。さらにマスト細胞にリポソームを添加すると、サイトカイン産生も抑制することが明らかとなった。さらに、リポソームがマウスマクロファージ細胞株(J774A.1)、マウス神経芽細胞腫(Neuro2a)、マウス筋芽細胞株(C2C12)の活性化に伴うエクソサイトーシスに及ぼす影響について検討した。ある組成のリポソームを用い、マクロファージや神経芽細胞の活性化に伴うサイトカインの産生に及ぼす影響を測定したところ、リポソームは、これらの細胞のエクソサイトーシスに影響を及ぼさないという興味深い結果が得られた。筋細胞に関しては、活性化物質の選定、及びその条件(濃度、暴露時間等)を決定し、現在検討中である。前年度確立したマクロファージや神経芽細胞の活性化条件(活性化物質、濃度、時間)では、エクソサイトーシスの指標としているサイトカイン産生量が少なく測定できなかった。そこで新たに活性化条件の検討を実施する必要があったため、やや遅れが生じている。これまでの結果により、リポソームによる各種細胞のエクソサイトーシスに及ぼす影響は、細胞により異なることが示唆されている。しかしながら、細胞によって最適なリポソームの物性が異なる可能性がある。そこで、物性の異なるリポソームを用いてマクロファージ、神経芽細胞、筋細胞のエクソサイトーシスに及ぼす影響について検討する。それらの結果を基盤としリポソームの各種細胞に対する最適な条件を決定し、そのメカニズムの解明を行なう。さらに抑制効果が得られた細胞に関しては、in vivoへの適用を試みる。申請者らは、これまで脂質二重膜からなるリポソーム自身がマスト細胞の抗原刺激に伴う顆粒分泌反応を抑制することを明らかにしてきた。そこで本研究では、リポソームが、様々な細胞のエクソサイトーシス分泌に及ぼす影響とそのメカニズムを解明し、エクソサイトーシス異常が要因となる疾患に対する新たな治療法を開発するものである。平成29年度は、はじめにリポソームの脂質組成を変化させ、様々な大きさ、表面電荷を有するリポソームの作製を試みた。その結果、粒子径200nm, 400nm, 600nmのリポソームや、表面電荷の異なる数種のリポソームを作製することに成功した。次に、それらのリポソームを用いて、マスト細胞の脱顆粒に及ぼす影響を検討したところ、脱顆粒抑制レベルが物性により異なることが明らかとなった。その要因について詳細な検討をした。その結果、リポソームの表面電荷は、細胞への吸着量に影響を及ぼすこと、吸着量の差は、マスト細胞内のシグナル伝達経路において、異なるシグナル分子の活性化を抑制することを明らかにした。また、リポソームの大きさは、分泌顆粒の細胞膜への移行に大いに影響を及ぼすことを明らかにした。さらに、本年度はリポソームが各種細胞のエクソサイトーシスに及ぼす影響について検討する予定であった。マクロファージ、筋細胞の活性化物質の選定、及びその条件(濃度、暴露時間等)を決定したが、膵臓α細胞については、培養条件が難しく、安定した活性化状態が得られなかった。異なる大きさや表面電荷を有したリポソームの作製に予定以上に時間を要した。細胞の活性化物質の選定や、条件検討に時間がかかった。

ある組成のリポソームを用い、マクロファージや神経芽細胞の活性化に伴うサイトカインの産生に及ぼす影響を測定したところ、リポソームは、これらの細胞のエクソサイトーシスに影響を及ぼさないという興味深い結果が得られた。筋細胞に関しては、活性化物質の選定、及びその条件(濃度、暴露時間等)を決定し、現在検討中である。前年度確立したマクロファージや神経芽細胞の活性化条件(活性化物質、濃度、時間)では、エクソサイトーシスの指標としているサイトカイン産生量が少なく測定できなかった。そこで新たに活性化条件の検討を実施する必要があったため、やや遅れが生じている。リポソームの物性に関しては、異なる大きさや表面電荷を有するリポソームの作製が可能となった。そこで、マクロファージ、筋細胞、神経細胞にこれらの物性の異なるリポソームを添加し、エクソサイトーシス抑制効果を確認する。さらに、各種細胞に最適なリポソームを確定し、必要であればリガンド修飾を試み、効果的にエクソサイトーシスを抑制できるリポソームを作製する。これまでの結果により、リポソームによる各種細胞のエクソサイトーシスに及ぼす影響は、細胞により異なることが示唆されている。しかしながら、細胞によって最適なリポソームの物性が異なる可能性がある。そこで、物性の異なるリポソームを用いてマクロファージ、神経芽細胞、筋細胞のエクソサイトーシスに及ぼす影響について検討する。それらの結果を基盤としリポソームの各種細胞に対する最適な条件を決定し、そのメカニズムの解明を行なう。さらに抑制効果が得られた細胞に関しては、in vivoへの適用を試みる。目的の大きさや表面電荷を有するリポソームの作製に想定以上に時間を要したため、予定していた試薬、消耗品の購入を見送ったため次年度使用額が生じた。現在はリポソームの作製に成功しており、当該年度に予定していた実験を速やかに行い、平成30年度に使用予定である1,000,000円とともに執行する。神経細胞や筋細胞の活性化に伴うエクソサイトーシス測定において、検出可能な活性が得られず、活性化条件を再検討した。そのため、研究分担者が実施予定の研究が実施できなかった。
エネルギー・フロンティアの物理と量子色力学の摂動論的手法

本研究計画では素粒子の強い相互作用に対する量子色力学(QCD)の摂動論的アプローチを用いて、欧州合同原子核研究所(CERN)のラージ・ハドロンコライダー(LHC)や、近い将来に建設が計画されている国際リニアコライダー(ILC)等の先端加速器で到達されるエネルギー・フロンティアでの標準模型および標準模型を超える物理の研究を行った。特に、電子・陽電子衝突で測定される仮想光子構造関数および仮想光子中のパートン分布に対する重クォークの質量依存性、また超対称性のあるQCDでの光子構造関数とスクォークやグルイノの質量効果、さらには2光子過程での軸性アノマリーと偏極光子構造関数の和則を求めた。本研究計画では素粒子の強い相互作用に対する量子色力学(QCD)の摂動論的アプローチを用いて、欧州合同原子核研究所(CERN)のラージ・ハドロンコライダー(LHC)や、近い将来に建設が計画されている国際リニアコライダー(ILC)等の先端加速器で到達されるエネルギー・フロンティアでの標準模型および標準模型を超える物理を研究することを目的とする。当該研究計画の初年度である平成22年度は、ILC等において電子・陽電子衝突の2光子過程で観測される仮想光子中のクォーク・グルーオンの分布関数をチャーム(c)・クォークやボトム(b)・クオークの等の重クォークの質量効果をQCDの高次効果をとりいれた枠組みで解析した。特にパートン分布に対する発展方程式を各パートンの質量に依存する初期条件を設定することでその解を求めて、標的仮想光子質量に依存する大きな対数項の再足し上げを行った。これによって、従来よりも摂動計算の精度が高められた。この研究については、基礎物理学研究所で開催された国際シンポジウム「High Energy Strong Interactions (HESI2010)」や日本物理学会2010年秋季大会で共同研究者から報告を行った。また学術雑誌EPJCに発表した。さらに、標準模型を超えた理論として興味を持たれている超対称性理論で登場する、クォークの相棒であるスカラー・クォークとグルーオンの相棒であるグルーイノの効果を考慮した場合の光子構造関数の解析について重粒子質量効果をパートンの発展方程式を用いて遂行した。中間的な結果については、KEKの数値解析グループの会合で報告した。さらに解析の精度を向上させた上で論文としてまとめる予定である。計画の実施にあたっては、国内各地とりわけKEK、筑波大、横浜国大、広島大などの関連する分野の研究者との討論・研究交流が有益・不可欠であった。当該研究計画の第2年度である平成23年度は、超対称QCDの場合にクォークやグルーオン以外に、質量の大きな超対称性粒子であるスクォークやグルイノが存在する場合の光子構造関数の研究を遂行した。摂動論的QCDの研究の最近の傾向としてチャームやボトムクォークなどの重いクォークの質量の効果を取り込むための様々な試みが追求されているが、決定的な手法は確立されていない。さらに、核子の構造関数ではQCDを理論として適用するにしても、非摂動論的効果が常に伴う。筆者らは、ここ数年電子・陽電子衝突実験で測定される光子構造関数について、重いパートンの効果を摂動論の枠内で研究してきた。特に標的の光子がoff-shellとなる仮想光子の場合で、その質量がQCDのスケール・パラメータに比べて十分大きく、また探索光子の質量よりも十分小さい運動学的領域では、構造関数やパートン分布関数は摂動論で大きさも形も計算可能である。実際クォークの質量をゼロとした扱いでは、仮想光子構造関数はQCDのNNLOの精度まで我々のグループによって計算されている。このように従来は質量をゼロとして求めた構造関数の計算を改良するべく重いクォークの質量効果を取り入れる研究を行った。これは、核子のPDFの研究にも大いにフィードバックが期待される。このような観点から、演算子積展開(OPE)で質量効果を取り込む、我々の最初の手法を、PDFに対するDGLAPの発展方程式に境界条件を設定することで質量効果を取り入れる手法へと拡張した。この定式化を用いて、超対称性粒子であるスクォークやグルイノが存在する場合の光子構造関数を求めた。将来の電子・陽電子線形加速器ILCでの実験でこのような理論的計算を検証することが期待される。研究成果は昨年9月にインドで開催された輻射補正に関するシンポジウムRADCOR2011と、10月にドイツ・ベルリンのDESYで開催された日独ワークショップで発表した。

また、共同研究者より、2011年秋および2012年春の日本物理学会で研究成果の報告を行った。本研究計画では、素粒子の強い相互作用に対する量子色力学(QCD)の摂動論的アプローチを用いて、欧州合同原子核研究所(CERN)のラージ・ハドロンコライダー(LHC)や、近い将来に建設が計画されている国際リニアコライダー(ILC)等の先端加速器で到達されるエネルギー・フロンティアでの標準模型および標準模型を超える物理を研究することを目的に研究を遂行した。当該研究計画の最終年度である平成24年度は電子・陽電子衝突実験の2光子過程における偏極仮想光子構造関数の重クォークによる質量効果について研究を進めた。特に、偏極光子構造関数の1次のモーメント和則の重いクォークの質量効果や、超対称QCDでクォークやグルーオン以外に、超対称粒子であるスクォークやグルイノが存在する場合の質量効果を考慮した仮想光子構造関数の計算を遂行した。これらの研究に関しては2012年7月にフランスで開催された第16回量子色力学国際会議(QCD12)でその成果を発表した。またこの会議では、電子・陽電子衝突の2光子過程で測定される、π中間子の遷移形状因子についての最新の研究成果の報告があり、これについて検討した結果を2012年11月の日大理工・益川塾連携シンポジウムで報告した。一方LHCで見つかったヒッグスらしきボソンの2光子崩壊の崩壊率は今のところ若干ではあるが標準模型からのずれがある。そこで、逆過程である2光子過程を通してのヒッグス粒子生成に興味が持たれる。特にここでは、電子・陽電子衝突実験での2光子過程によるヒッグス粒子生成で、片方の電子に大きい運動量の遷移を与え、終状態で散乱電子を測定する事象の理論計算を行った。これより、ヒッグス粒子の遷移形状因子の運動量依存性が分かり、標準理論と合致するのか否かに興味が持たれる。その中間的結果については、2013年3月に広島大学で開催された日本物理学会で報告を行った。パートン分布に重粒子の効果を取り入れる試みは、海外のいくつかのグループで研究されているが、決定的な手法は確立されていない。今年度は標準模型を超える超対称性理論、特に超対称QCDについて、摂動論の2つの方向からこの質量効果を求めた。一つはファインマン・グラフの1ループの計算でその虚数部分をとることで、スクォークの寄与を8つの仮想光子構造関数について全て計算した。また境界条件を適切に設定したDGLAP発展方程式を解いて、輻射補正まで含めた光子構造関数を求めた。これらは将来のエネルギー・フロンティアの加速器で検証可能で研究目的の一つが達成されたといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、実験的研究が進められている、欧州合同原子核研究所(CERN)のラージ・ハドロンコライダー(LHC)でのヒッグス粒子や超対称粒子の探索にパートン分布関数の正確な評価が重要な意味を持っていることは、良く知られている。特に、重粒子の質量効果を取り入れた、'パートン分布の解析をハドロン・コライダーについても、これまでの研究成果をもとに、進めて行きたいと考えている。
債権者の損害軽減措置をめぐる責任規範の構築

契約の当事者が契約相手の約束違反によって損害を被った場合であっても、被害者が回避や軽減をできた損害まで相手方に賠償の負担を負わせることは、道義的観点から否定的な評価をされる。もっとも、被害者に損害の回避・軽減措置につき責任を負わせることは、被害の回復を求める権利を制限してしまうことでもある。このような評価をうまく実現する法制度は、まだ日本にはない。そこで本研究は、被害者がとりうる損害の軽減措置について、許容されうる責任ルールの提示を試みる。
ケイ化モリブデンとC/Cコンポジット界面でのアロイングと熱伝導率の変化

高い熱伝導性を示す炭素繊維/炭素複合材料(C/Cコンポジット)の開発に伴い、核融合炉のプラズマ対向材料として使用され始めている。しかし、核融合反応により発生する中性子によって、C/Cコンポジットの熱伝導率は著しく低下することや高熱負荷による浸食等の問題も指摘されている。これらの問題を解決する方法の1つとして、C/Cコンポジットとケイ化モリブデンとをコンポジット界面でアロイングし、得られたC/C基材の界面付近の相同定及び熱伝導率を調べた。その結果、炭素織り布に対して水平方向の基材とケイ化モリブデンを加熱処理した場合、基材の反応面には黒鉛、ケイ化モリブデン、酸化モリブデン及び炭化ケイ素の4相が確認された。炭化ケイ素の濃度は基材の深さ方向に向かって減少し、その生成割合は処理時間の増加に伴い増加した。垂直方向の基材とケイ化モリブデンを1h加熱処理した場合、基材反応面には黒鉛とケイ化モリブデンの2相が検出された。しかし、3及び6h加熱処理基材の反応面には前述した2相に加えて酸化モリブデン及び炭化ケイ素も認められ、炭化ケイ素の生成割合は加熱処理時間の増加に伴い増加し、基材の深さ方向に減少した。これら検出された各生成相はC/C基材中のマトリックス部分に生成しており、繊維部分での反応は認められなかった。水平方向の基材の熱伝導率は温度の上昇に伴い減少し、加熱処理時間の増加に伴い低下することが分かった。垂直方向の基材の1h加熱処理の場合も熱伝導率は温度の上昇に伴い低下したが、3h加熱処理基材の熱伝導率は1h処理基材より高く、6h加熱処理基材の熱伝導率は未加熱処理、1及び3h処理基材より高いことが明らかとなった。
レーザ・レオロジー・プロセシングの基礎的研究

現在,生産加工分野では,エネルギ問題, NICS諸国の追い上げ,消費者のニーズの多様化等の問題を抱え,生産システムの合理化,高付加価値製品の生産などが強く望まれている.レーザ・レオロジー・プロセッシング(略LRP)はこのような要望に応えるべく考察された加工システムで,このLRP加工によれば,任意の形状が自由に創成でき,入力材料を自由に選択はできるので,非常にフレキシブルで一貫性があり且つ幅広い加工が行える. LRPにおける加工現象を素材の温度分布測定と金属粉末の結合の発達の観察より,基礎的メカニズムを解明し以下のような成果を得た.1.鉄粉と流動パラフィンを用いた試料片の熱伝導率は10〔w/m°C〕以下で,加工中試料片内に1〔mm〕あたり100〔°C〕以上もの温度差が出来てしまう.また酸化によりこの値はさらに悪化する.2.鉄粉は,レーザ照射により粒子間に圧力が加わっていないと,鉄粉の融点(1535°C)より少し低い温度である約1490〔°C〕で粉末表面だけが融解して結合が行なわれる. LRPにおいてはこの温度での加工が適している.そこでLRP加工法を実用的なものに近付けるためには,成形時の素材の圧力をあげ,温度を制御し素材内の温度を均一に近づけ,融点より少し低い温度で加工を行なうことが必要である.そのためには,現在考えられることとして,シリンダの改良により素材の圧力をあげること,素材の種類,粒度,押しだしたときの厚さなどの検討や,熱供給方法の改良により素材内の温度を均一にすることなどがあげられる.現在,生産加工分野では,エネルギ問題, NICS諸国の追い上げ,消費者のニーズの多様化等の問題を抱え,生産システムの合理化,高付加価値製品の生産などが強く望まれている.レーザ・レオロジー・プロセッシング(略LRP)はこのような要望に応えるべく考察された加工システムで,このLRP加工によれば,任意の形状が自由に創成でき,入力材料を自由に選択はできるので,非常にフレキシブルで一貫性があり且つ幅広い加工が行える. LRPにおける加工現象を素材の温度分布測定と金属粉末の結合の発達の観察より,基礎的メカニズムを解明し以下のような成果を得た.1.鉄粉と流動パラフィンを用いた試料片の熱伝導率は10〔w/m°C〕以下で,加工中試料片内に1〔mm〕あたり100〔°C〕以上もの温度差が出来てしまう.また酸化によりこの値はさらに悪化する.2.鉄粉は,レーザ照射により粒子間に圧力が加わっていないと,鉄粉の融点(1535°C)より少し低い温度である約1490〔°C〕で粉末表面だけが融解して結合が行なわれる. LRPにおいてはこの温度での加工が適している.そこでLRP加工法を実用的なものに近付けるためには,成形時の素材の圧力をあげ,温度を制御し素材内の温度を均一に近づけ,融点より少し低い温度で加工を行なうことが必要である.そのためには,現在考えられることとして,シリンダの改良により素材の圧力をあげること,素材の種類,粒度,押しだしたときの厚さなどの検討や,熱供給方法の改良により素材内の温度を均一にすることなどがあげられる.
軸流ポンプを用いた経皮挿入右心補助システムの開発研究

簡便に施行可能な右心補助システムとして末梢静脈から挿入する静脈内軸流血液ポンプの開発を進めた.システムとしては,動脈内軸流ポンプ(Hemopump)を応用し,末梢静脈より順行性に挿入するロータ,ステ-タ及びカニューラを設計,作製し,駆動系に装着した.モック回路にて,圧較差40mmHgに対し4.0L/minの流量が得られた.成山羊を用いた急性実験において末梢静脈からの挿入は,透視下に下大静脈に吻合した人工血管よりバルーンカテーテルによるガイドにて特に問題なく施行し得た.また,肺高血圧を作製した状態において,右心軸流ポンプを駆動することにより右房圧は9.0mmHgから3.3mmHgに減少し,大動脈流量は1.57L/minから4.13L/minに増加した.左心補助下に心室細動を誘発したところ,右房圧は12.7mmHg大動脈流量は,2.6L/minであったが,本システム駆動により,夫々9.3mmHg,3.9L/minとなり,右心負荷の軽減および流量の増加を認めた.さらに,慢性実験として,正常心成山羊3頭を用い,左側臥位において下大静脈の腎静脈流入部より末梢側に人工血管を縫着し,本システムの挿入を行った.2頭で48時間の補助を行い得たが,1頭にケーブル断線を認めた.本システムは,高速回転をケーブルを介して伝達しており,軽度のケーブルの折れも断線につながる.今回の実験では健常な山羊を用いたため,その動きは激しく固定が完全には行えず断線を生じた.臨床応用は,安静状態で使用されるため特に問題はないと考えている.試作システムでは,ロータおよびステ-タ部の抗血栓性に問題があり,強力な抗凝固療法が必要であったが,遊離ヘモグロビン値および血小板数の変化は許容範囲内であった.また,三尖弁,右室,肺動脈弁および肺動脈において,接触による変化を認めたものの軽微であった.従って,軸流ポンプを用いた本システムは,適用・離脱が容易な短期使用用右心補助システムとして有望と考える.簡便に施行可能な右心補助システムとして末梢静脈から挿入する静脈内軸流血液ポンプの開発を進めた.システムとしては,動脈内軸流ポンプ(Hemopump)を応用し,末梢静脈より順行性に挿入するロータ,ステ-タ及びカニューラを設計,作製し,駆動系に装着した.モック回路にて,圧較差40mmHgに対し4.0L/minの流量が得られた.成山羊を用いた急性実験において末梢静脈からの挿入は,透視下に下大静脈に吻合した人工血管よりバルーンカテーテルによるガイドにて特に問題なく施行し得た.また,肺高血圧を作製した状態において,右心軸流ポンプを駆動することにより右房圧は9.0mmHgから3.3mmHgに減少し,大動脈流量は1.57L/minから4.13L/minに増加した.左心補助下に心室細動を誘発したところ,右房圧は12.7mmHg大動脈流量は,2.6L/minであったが,本システム駆動により,夫々9.3mmHg,3.9L/minとなり,右心負荷の軽減および流量の増加を認めた.さらに,慢性実験として,正常心成山羊3頭を用い,左側臥位において下大静脈の腎静脈流入部より末梢側に人工血管を縫着し,本システムの挿入を行った.2頭で48時間の補助を行い得たが,1頭にケーブル断線を認めた.本システムは,高速回転をケーブルを介して伝達しており,軽度のケーブルの折れも断線につながる.今回の実験では健常な山羊を用いたため,その動きは激しく固定が完全には行えず断線を生じた.臨床応用は,安静状態で使用されるため特に問題はないと考えている.試作システムでは,ロータおよびステ-タ部の抗血栓性に問題があり,強力な抗凝固療法が必要であったが,遊離ヘモグロビン値および血小板数の変化は許容範囲内であった.また,三尖弁,右室,肺動脈弁および肺動脈において,接触による変化を認めたものの軽微であった.従って,軸流ポンプを用いた本システムは,適用・離脱が容易な短期使用用右心補助システムとして有望と考える.簡便な右心補助システムとしての末梢静脈から挿入可能な右心補助法について,静脈内軸流血液ポンプの開発を行うために,動脈内軸流ポンプ(Hemopump)を応用して基礎的検討を行なった.先ず,肺動脈より右室に挿入する脱血カニューラを作製しHemopumpに装着し,逆行性挿入システムを作製した.この逆行性挿入システムを,成山羊を用いた急性実験で肺動脈より右室に挿入し駆動したところ,良好な右心補助効果を示し,肺動脈弁の逆流も認めなかった.次いで,順行性に挿入するシステムとして,末梢静脈より挿入するロータ,ステ-タ及びカニューラを新たに設計,作製し,駆動系に装着した.モック回路にてこのシステムの流量特性を検討したところ,圧較差40mmHgにて4.01/minの流量が得られた.成山羊を用いた急性実験において,末梢動脈から肺動脈への挿入は,腎静脈流入部より末梢側の下大静脈に吻合した人口血管より透視下バルーンカテーテルによるガイドにて,特に問題なく施工可能であった.また,肺動脈狭窄を作製しても本システムの駆動により良好な循環維持が可能であった.

本システムは簡便・強力な右心補助法になり得ると考えられ,現在ポンプ形状の検討を行うとともに,慢性実験による検討を開始している.簡便に施行可能な右心補助システムとして末梢静脈から挿入する静脈内軸流血液ポンプの開発を進めている.前年度における検討を基に,動脈内軸流ポンプ(Hemopump)を応用し,末梢静脈より順行性に挿入するロータ,ステ-タ及びカニューラを設計,作製し,駆動系に装着した.成山羊を用いた急性実験において末梢静脈からの挿入は,透視下に下大静脈に吻合した人工血管よりバルーンカテーテルによるガイドにて特に問題なく施行し得た.また,臨床上右心補助が必要と思われる肺高血圧,および両心不全状態を想定し,急性実験において肺動脈狭窄および左心補助下の心室細動を作製し,本システムによる右心補助効果を検討したが,充分な流量の保持および右心負荷の軽減が得られた.さらに,慢性実験として,正常心成山羊3頭を用い,左側臥位において,下大静脈の腎静脈流入部より末梢側に人工血管を逢着し,本システムの挿入を行った.48時間の循環補助を試み,本システムの操作性,抗血栓性,溶血および挿入に伴う組織の損傷などについて検討を行った.その結果,2頭においては48時間の補助を行い得たが,1頭においてはケーブルの断線を認めた,本システムは,高速回転をケーブルを介して伝達しており,軽度のケーブルの折れも断線につながる.今回の実験では健常な山羊を用いているため,その動きは激しく本システムの固定が完全には行えないために,断線を生じた.しかし,本システムの臨床応用においては,安静状態で使用されると想定されるため,特に問題はないと考えている.また,最長48時間の駆動において,溶血,組織の損傷は軽度であった.従って,本システムは,短期使用の簡便な右心補助システムとして有望と考える.適用および離脱が簡便に行える末梢からアプローチする右心補助システムとして静脈内軸流血液ポンプの開発を進めている.試作中のシステムは,左心補助を目的として開発された動脈内軸流ポンプ(Hemopump)の駆動系を利用したもので,大腿静脈に縫着した人工血管を介して血管内に挿入し,透視下にバルーンカテーテルによるガイドにより順行性にカニューラ先端を肺動脈弁を経て肺動脈に留置する.これまで開発を行ってきたロータ,ステ-タに加え,カニューラ部の改良を加え,挿入が容易に行えるようにした.成山羊を用いた急性実験において,肺高血圧を作製した状態において,右心軸流ポンプを駆動することにより右房圧は9.0mmHgから3.3mmHgに減少し,大動脈流量は1.57L/minから4.13L/minに増加した.また,左心補助下に心室細動を誘発したところ,右房圧は12.7mmHg大動脈流量は,2.6L/minであったが.本システム駆動により,夫々9.3mmHg,3.9L/minとなり,右心負荷の軽減および流量の増加を認めた.成山羊を用いた慢性実験において,2日間の駆動を行った.試作システムでは,ロータおよびステ-タ部の抗血栓性に問題があり,強力な抗凝固療法が必要であったが,遊離ヘモグロビン値および血小板数の変化は許容範囲内であった.また,右房,三尖弁,右室,肺動脈弁および肺動脈において,接触による変化を認めたものの軽微であった.従って,軸流ポンプを用いた本システムは,適用・離脱が容易な短期使用用右心補助システムとして有望と考える.