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局所環上の代数サイクルの研究

研究代表者はネーター局所環のチャウ群上で数値的同値を定義して、さらにその数値的同値で割った群は有限生成自由アーベル群になることを証明した。その理論をさらに発展させて局所環のチャウ群の構造を詳しく調べる。今年度は、整閉局所環のフロベニウス順像のデターミナント射が、因子類群の中では標準因子で記述可能であることが証明できたので、その結果を論文に書いて発表した。つまり、正標数の正規局所環Aのe回のフロベニウス射によって得られた加群{}^eAと、Aの標準加群K_Aのデターミナントの関係についてのある公式を導いた。この公式とHuneke-McDermott-Monskyの結果によって、Q-ゴーレンシュタイン環のヒルベルト・クンツ関数の第二項の消滅定理を示すことができた。つまり、ヒルベルト・クンツ関数の収束の早さを意味するような結果を得ることができた。また、一般に、正標数の完全体上の正規代数多様体に対しても同様なことを証明することができた。つまり、絶対フロベニウス射による構造層の順像の第一チャーン類を考えたとき、それは、余次元1のチャウ群の中で標準因子を用いることにより記述することができるのである。この論文が出版された時点では、その結果は有理数体Qをテンソルして成立するという形の命題であったのだが、その後の研究により、標数が2でない場合には有理数体Qのテンソルは必要ないということがわかった。次数環の斉次成分は、次数が0の部分環上の加群である。その斉次成分の極小素因子や随伴素因子が、各斉次成分でどのように出現するか?また、どのくらい出てくるかは大変難しい問題である。そのことに対して、早坂氏は多重次数環の場合も含めて解答を与えることに成功した。その結果は、論文として発表するに至っている。局所環上の代数サイクルの理論で最も重要な概念は,環のトッド類と呼ばれるものである。トッド類は,環のホモロジー代数的性質を深く反映する興味深い対象である。Robertsは,トッド類がある性質を満たす環に対して交点数の消滅定理を証明し,Serre予想を部分的に解決した。その性質を満たす環をRoberts環ということにして,Roberts環を完備化するとRoberts環になるかどうかが,最初の未解決問題であった。この問題は,完備化から誘導される有理係数の有限加群のGrothendieck群の射が単射であることと同値である。これは,射影多様体のアフィン・コーンの原点での局所環や,孤立特異点のときなどは正しいことがわかっていた(Kamoi-Kurano)。また,HochsterやDaoによって,有理係数でない場合では,単射性が成立しない例が発見された。本年度は,インドのTata institute of Fundamental researchのV. Srinivas教授との共同研究によって,幾何学的な手法によって,完備化から誘導される有理係数の有限加群のGrothendieck群の射が単射にならないような例の構成に成功した。この環は,正規環ではないが,複素数体上本質的に有限型の環である。この環を使うことによって,完備化がRoberts環であるが,もともとはRoberts環ではない例を構成することができた。この結果は,ある査読付きの雑誌に掲載されることが決まっている。また,Cox環の有限生成性に関して,コンピュータ実験を行っているが,それがほぼ完了して,正標数での有限性を証明することができた。この結果も,松岡直乏氏との共著論文として発表された。現在,ある査読付きの雑記に投して,レビューを受けている。ネーター局所環Aに対して、\hat{A}はその極大イデアルの位相での完備化とする。A上の有限生成加群のGrothendieck群G_0(A)からG_0(\hat{A})への自然な射を考える。鴨井-藏野(J. Algebra,254(2002),21-43)により、Aが孤立特異点の場合などいくつかのケースで、その射は単射であることが示されている。Hochsterにより、その射の核がnon-zero torsionになる例が構成された。この論文では、その核がnon-zero non-torsionになるような例を構成した。その例では,Aのnon-normal class group(余次元1のチャウ群)から\hat{A}のそれの核がZと同型である。スペースモノミアル曲線(t^-a, t^-b, t^-c)のsymbolic Reesringの有限性において、negative curveの存在性が大きなキーになる。(a+b+c)^-2>abcが成立するとき、negative curveが存在することを証明した。また、a,b, c<300であるときは、コンピューターを使って、標数0でいつでもnegative curveが存在することを証明した。この結果、a, b, c<300であるときは、正標数ではsymbolic Rees ringは有限生成であることがわかった。Z^-2graded ringのダイアゴナル部分環の性質を議論した。いつ、有理特異点になるかなどがわかった。

また、この理論を使って、スムーズな多様体XでH^-1(X,0_X)=0かつH^-(X,0_X(1))\neq0なる例を作った。Danilovの理論により、この例ではXのアフィンコーンの因子類群は、有限生成であるが、完備化すると同形ではないことがわかる。
詩と絵画の交渉から見た中国の文学・芸術論における「情」と「景」の問題に関する研究

古典中国の文学論・芸術論にあって「情」と「景」の問題は、重要なテーマであった。本研究は、その問題を、六朝より宋に至る時代について、詩と絵画の交渉という視点から解明することを目的とし、以下の四項目の研究を行った。(1)「情」と「景」の問題について提出された国内外の先行研究の整理・検討。(2)六朝時代における『文心雕龍』をはじめとする文学理論書、「画山水序」をはじめとする画論書の調査・検討。(3)唐代における文学論・絵画芸術論の再検討・およびそれに関連する「意境説」の生成発展に関する研究。(4)唐代より宋代に至る詩と絵画の交渉と、それに伴う詩画同質論の形成に関する検討。以上のような研究をすすめた結果、以下に述べるような諸点を明らかにした。六朝時代より、詩とは「情」や「志」といった人間の内面に関わる芸術ジャンルであり、絵画とは「景」をはじめとする事物の「形」に関わる芸術ジャンルであるとする文学観・芸術観が一般的であり、以後、詩と絵画の交渉は「情」と「景」の対立概念によって語られてゆくことになる。唐代には、詩と絵画の交渉はより密接となり、詩と絵画との間に同質性を見出す美学(詩画同質論)が発生してゆくのであるが、その背後には詩もまた絵画のように「景」=「形」に関わりうるものであり、絵画もまた詩のように「情」に関わりうるものであるとする認識、換言すれば「情」と「景」の融合が発生していたのである。唐代における「意境」概念の形成は、そのような「情」「景」融合の別の派生物としてとらえられる。唐代における以上のような変化を受けて、宋代には、より洗練された「情」と「景」の美学のうえに、さまざまなかたちの詩画同質論が展開されていったのである。以上の研究の成果を、現在、論文のかたちで発表すべく準備中である。
炭素-カルコゲン結合のホモ開裂の高次制御とその応用

本研究では炭素ラジカルの可逆的な生成という動的なプロセスに着目し、この特性を活かした新しいラジカルカップリング反応開発について検討を行った。特に、炭素-テルル結合のホモ解裂に着目して検討を行い、以下に示す結果を明らかにした。1.糖骨格を持つ有機テルル化合物が加熱条件、あるいは光照射条件下において異性化することを見いだした。さらにその機構の解明を行い、反応系中において可逆的に炭素-テルル結合のホモ解裂が起こり、炭素ラジカルが生成していることを明らかにした。2.上記の反応系において、炭素ラジカル補足剤としてアルキンを用いることにより、グループ移動型反応による種々のアルケニル置換糖誘導体の合成法を開発した。さらに、生成物の炭素-テルル結合の化学変換により、種々の炭素置換糖誘導体の合成を行った。3.さらに、上記反応系における炭素ラジカル補足剤としてイソシアニドも有効であることを明らかにし、初めてのグループ移動型反応によるイミドイル化反応を開発した。一方、イソシアニドと等電子構造を持つ一酸化反応は全く反応しないという興味深い結果が得られた。その原因を明らかにするために理論計算を行ったところ、反応の進行が炭素ラジカルと一酸化炭素あるいはイソシアニドとの反応性にあるのではなく、生成したアシルラジカルあるいはイミドイルラジカルの安定性によることを明らかにした。4.有機テルル化合物とアルキンやイソシアニドとの反応においては、出発系および生成系においても炭素-テルル結合のホモ解裂が可逆的に起こっており、出発物質と生成物における炭素-テルル結合の結合の強さの違いにより、反応が自動的に制御されている点を明らかにした。
手術摘出肺を対象とした陰圧型伸展固定肺作成装置の開発

[目的]持続吸引による、より簡便な伸展固定法を考案し、現在の加圧法では手技が煩雑となる摘出肺にたいして応用を試みる。今回は、持続吸引による気道から肺内への固定液の移動の有無を検討項目とした。肺疾患の摘出肺のうち、原疾患の病理診断に関与しない部分を葉単位に分離し検査標本とした。新鋭工業社製TAF5000F吸引器内にエチレングリコール50%、エタノール25%、ホルマリン10%、水15%で調整した進展固定液と摘出肺とを十分に水浸するまで注入した。30mmHgの陽圧注入で肺胞破壊が生ずるとされるため、今回は25mmHgにて持続吸引を行い、気道から肺内への固定液の移行の有無を検討した。持続吸引24、48、72時間ごとに3方向の測定を行い伸展度の評価とした。[結果]今回の吸引圧においては、各測定時の測定値はいずれの方向においても水浸時の0.2倍以下であり、満足できる伸展度は得られなかった。また経時的な伸展の増強もみられなかった。[考案]今回、持続吸引により十分な伸展がえられなかった原因としては、肺コンプライアンスに対し吸引圧が充分でない可能性と固定液に接触した肺表面の固定が同時に進行するため、肺コンプライアンスが上昇し、気道から肺胞への固定液の流入が得られないことの2点が主因と考えられる。今後、伸展度を向上させるためには、1)持続吸引圧の増強による進展度の変化、2)気道からの補助的な加圧注入の併用、3)肺表面が固定液に接触しないように表層を被ったうえでの持続吸引などを加えたうえでの評価が有効と考えられる。
移行支援実践におけるコミュニティ・エンパワメントモデルの開発ー若者支援を中心に

種々の自立支援実践において重要な役割を果たす「媒介コミュニティ」(=包摂的コミュニティ)の機能を向上させる実践をコミュニティ・エンパワメントとして概念化し、それを基軸にした実践モデルを明らかにした。居場所や中間就労の場などのコミュニティが、その媒介性を高める過程では、多様な参加者が自由に振る舞う(リーダーシップの分散性)と同時に、共通の価値を見出していく(相同性)ことが重要であり、それは「非決定空間」の創出によって可能になることが確認できた。支援者は、このような空間の教育機能を意識化した運営を行う編集者あるいはブローカーとしての役割を担っていることも明らかになった。今年度は、コミュニティ・エンパワメント・モデルを構築するための基本的なフレームを明らかにすることが課題であった。国内では、第一に、釧路市における失業者支援の取り組み(地域生活支援ネットワークサロンによる「まじくる」)・和歌山市における障がい者等の自立支援実践(麦の郷)、札幌市の大通高校を対象に、移行支援実践におけるコミュニティ形成の論理と意義を検討した。第二に、夜間中学における基礎教育と異文化間教育の課題について、カリフォルニア州立大学サンディエゴ校の実践との比較研究を進め(2010年12月に立教大学で国際シンポジウムを開催)、媒介的なコミュニティの意義について確認した。国際共同研究としては、北アイルランドにおける早期離学者の支援実践を対象に、支援過程で構築されるコミュニティの質の差異が社会的・職業的自立に与える影響について検討し、またトロント市においては地域に基盤をおいた外国人向け基礎教育・職業教育の展開過程について検討した。現段階では、移行支援にあたって有効性を発揮するコミュニティを、アイデンティティの複数性と参加者の多様性を前提とする「差異のコミュニティ」として特徴づけることができると我々は考えている。それは、参加者が属する複数のコミュニティに起因する多様な文脈がそのまま持ち込まれ、それらが交差する中で展開する「意味の交渉」によって生ずる「生成コミュニティ」という側面と、交差の基軸を与える制度との関わりで生ずる「制度化コミュニティ」の二側面からなると考えてよいであろう。この両側面の間には対立が生じがちであり、その統一のありかたによって、「差異のコミュニティ」の実際のありかたは決まるように思われる。したがって、生成コミュニティの側面が主導性を発揮した統一形態を構築していくことがコミュニティ・エンパワメントの基本課題となるが、この点の実証は次年度以後の課題である。今年度の課題は、コミュニティ・エンパワメントの第一次類型の析出か課題であった。大阪府箕面市北芝地区・和歌山市麦の郷・釧路市地域生活支援ネットワークサロンの事例に絞り込んで、「差異のコミュニティ」における生成的側面の成立条件について検討した。三事例に共通する特徴は、意思決定の組織内分権化と対話的関係(当事者-職員、職員-役員)の定着、および分散型のリーダーシップにあった。一見すると各アクターが自由にふるまい、組織としては無原則にも見えるような柔軟な実践構造を持ちながら、同時に総体としての統一性が保たれている理由はここにある。その結果、当該コミュニティは「差異のコミュニティ」としての自由度を保持しながら、活動領域を拡張し、外部コミュニティとの交渉を展開させ、個々の参加者はコミュニティの拡張に伴い自己の活動領域を拡張していくことができていた。これを当事者の側からみれば、自己の活動領域の拡張を媒介するコミュニティの生成と言えるが、このようなエンパワメントの論理について、2011年9月に開催されたInternational Society for Cultural and Activity Research大会(ローマ)で発表した。また、箕面市北芝地区におけるコミュニティの生成的拡張の論理については、2012年3月に開催された生涯学習セミナー(長野県阿智村)において発表した。さらに、これらの実践においてキーワードとなっている「場づくり」について、「意味形成空間としての場の発展論理」をテーマとして、ギブソンやベイトソンの概念を踏まえつつ、分析上の課題を明示化する発表を2011年9月の日本社会教育学会(日本女子大学)にて行った。このような発表を通して、生成コミュニティにおける相同性の形成・発展とそれに伴う外部コミュニティとの交渉過程の変化を読み解くことが次年度の課題として浮上してきた。6月に研究分担者の藤井・大高がとりまとめた『闘う社会的企業』および研究フィールドの北芝・地域生活支援ネットワークサロンをとりあげた『福祉社会の開発』および本科研の中間まとめである「コミュニティ・エンパワメントの論理」(宮崎)をめぐる研究会を開催し、3年間の分析の総括と今年度とりまとめのための課題整理を行った。そこでは特に、エンパワメント機能をコミュニティが有するための条件としての相同性について検討を深め、(1)支配的価値の反転、(2)実践コミュニティにおける独自の文化と世界観の形成、が相同性の形成のための必要条件として浮かび上がった。9月には麦の郷および地域生活支援ネットワークサロンの補足調査を行った。そこでの課題は、実践コミュニティの相同性を担保するための実践の特質について、麦の郷では諸コミュニティ間の連携実践(業務連絡会など)に焦点を合わせ、地域生活支援ネットワークサロンでは事務局機能について検討した。

それらの成果は、2013年9月の日本社会教育学会および同年10月の日本協同組合学会にて発表した。全体の総括シンポジウムは2014年3月に大阪で開催した。そこでは実践コミュニティが分散相同コミュニティを他のコミュニティとの媒介項として生成させ、地域社会関係そのものを発達保障的なものとして創造していること、また分散相同コミュニティは実践コミュニティの自己媒介的な発展の要にもなっていること、さらにそのコミュニティを管理運営するための事務局機能についても同時に発展が求められていること、そしてそのような実践コミュニティの拡張的発展過程で参加者の意識変容が生じていることが3つの事例に即して明らかにされた。以上により本研究の基本課題であったコミュニティエンパワメントの構造と機能について、暫定的な結論を得ることができたと思われる。本年度は、年度当初に研究会を開催し、コミュニティ・エンパワメント・モデルの基本構造を検討し、コミュニティが連続的に生成し得るか否かが支援実践の成否を決定することが確認された。連続的に生成するコミュニティ(=「ゆるゆるコミュニティ」)の特質を、分散性(=中心が存在しない)と相同性(=同一の機能を発揮する)の二点に絞り込み、この点を検証するために、暮らしづくりネットワーク、一麦会・麦の郷、地域生活支援ネットワークサロンの3つの実践者に協力を仰ぎ、実践記録の作成を依頼した。その成果を踏まえた合同検討会を12月に開催し、コミュニティ・エンパワメントモデルの骨格をえた。その成果に至る中間総括は、日本社会教育学会およびAsian Conference on Educationにおいて公表し、本年度のまとめは臨床教育学会紀要に投稿した。以上によって得られた本年度の知見は以下のとおりである。第一に、生成するコミュニティたる条件は外部コミュニティの経験が持ち込まれることにあり、そこで生じ得る対立は非決定空間の創出によって資源に転化する。第二に、非決定空間は分散性を発生させ、出来事をめぐる意味の交渉を必至とする。第三に、その分散性は相同性によって方向づけられることによって、コミュニティ全体の緩やかな統一性を保つことができる。相同性の基盤は、排除的な社会に埋め込まれた価値の反転にあった。第四に、その価値を共有するコミュニティが相互に重なりあうことによって、実践コミュニティは重層化する。それは地域社会のケイパビリティを向上させることにもつながる。第五に、このような一連の過程の総体的な変化と実践コミュニティ参加者のハビトゥスの変容は同時に進む。第六に、以上の変容過程における支援者は、場の変容の「編集者」としての機能を担う。コミュニティ・エンパワメントの基本構造が事例を通して確認れつつある。
遺伝子導入による網膜神経細胞へのダイレクトリプログラミング

本研究の目的は、網膜変性疾患に対する根本治療を確立するために、網膜再生の原理を応用した新規治療方法を開発することである。申請者らはゼブラフィッシュの網膜再生で得られた知見をマウスに応用し、遺伝子導入による網膜再生誘導の可能性を検証し、再生による網膜変性疾患の新規治療法を確立するための基盤研究を行っている。本研究計画として、1Ascl1、NICD3、Sox4の多重遺伝子導入によってミュラーグリア細胞が網膜神経節細胞へと分化しているのかを明らかにする、2網膜変性モデルマウスを用いて、網膜神経節細胞としての機能を評価する、3網膜変性疾患ごとの新規治療法の開発するために、Ascl1、NICD3に細胞種特異的な転写因子を組み合わせた遺伝子導入を行い、視細胞や双極細胞への選択的なダイレクトリプログラミングが起こるのかを検討する、といった3つの項目を設定した。平成29年度は、Ascl1、NICD3、Sox4遺伝子導入細胞で網膜神経節マーカーの発現を確認したがその分化誘導効率は著しく低かったため、平成30年度ではその分化誘導効率を上げることを目的として実験を遂行した。DNAのメチル化やヒストン修飾の状態を制御することで分化誘導効率が上昇する可能性が考えられたので、メチル基転移酵素Dnmt1, Dnmt3a、DNA脱メチル化酵素Tet3、あるいはヒストン脱メチル化酵素Jaridの阻害剤を用いて検討を行った。その結果、いずれの条件においても網膜神経節細胞への分化誘導効率の上昇は認められなかった。今後の実験計画として、網膜神経節細胞分化を制御する転写因子群の同定を行ったうえで、ミュラーグリア細胞からの網膜神経節細胞へのリプログラミングに着手していきたい。近年、細胞移植による治療を目指して、虹彩上皮細胞、線維芽細胞、あるいは多能性幹細胞から視細胞、網膜色素上皮、網膜神経節細胞へと分化誘導することがin vitroのレベルで試みられている。しかし、視覚機能の回復、細胞の安全性、およびコストの面で多くの課題があり、根本的な治療法として確立されていない。一方、脳の研究の分野では、生体内で遺伝子導入によってダイレクトリプログラミングを引き起こし、グリアから神経細胞が生み出されることが報告され、生体内ダイレクトリプログラミングによる遺伝子治療に期待が高まっている。このような学術的背景から、申請者らはゼブラフィッシュの網膜再生で得られた知見をマウスに応用し、遺伝子導入による網膜再生誘導の可能性を検証し、再生による網膜変性疾患の新規治療法を確立するための基盤研究を行っている。これまでに行なってきたスクリーニングの結果から、Ascl1とNICD3の組み合わせによる多重遺伝子導入がミュラーグリアの増殖を強く誘導していることを見出した。さらにSox4を加えることにより、網膜神経節細胞のような特徴を示す細胞が観察された。本研究の具体的な目的は、Ascl1、NICD3、Sox4遺伝子導入細胞が網膜神経節細胞であるのかを同定すること、網膜変性モデルにおいて機能的であるのかまでを明らかにすることである。また、網膜の各神経細胞に生み出すために必要な要因を探索し、網膜視細胞、網膜神経節細胞などの神経細胞を特異的に生み出すことが可能なのかを検討することで、網膜変性疾患ごとの新規治療方法の開発に結び付けたい。本研究計画として、1Ascl1、NICD3、Sox4の多重遺伝子導入によってミュラーグリア細胞が網膜神経節細胞へと分化しているのかを明らかにする、2網膜変性モデルマウスを用いて、網膜神経節細胞としての機能を評価する、3網膜変性疾患ごとの新規治療法の開発するために、Ascl1、NICD3に細胞種特異的な転写因子を組み合わせた遺伝子導入を行い、視細胞や双極細胞への選択的なダイレクトリプログラミングが起こるのかを検討する、といった3つの項目を設定し、平成29年度では1および3の研究を進めてきた。平成29年度の予定していた実験計画1では、Ascl1、NICD3、Sox4遺伝子導入細胞が網膜神経節細胞へと分化しているのかを定性するために、免疫組織化学染色を用いて評価した。EGFPで標識した遺伝子導入細胞での網膜神経節細胞マーカーであるBrn3aの発現を調べたところ、EGFP、Brn3a二重陽性細胞が観察されたことから、Ascl1、NICD3、Sox4によって網膜神経節細胞への分化が誘導されるといった結果を得た。しかし、その分化誘導効率は著しく低かったため、予定していた遺伝子発現解析や電気生理学的手法を用いた解析を行うには困難な状況であった。今後の課題として、分化誘導効率を上げる取り組みが必要である。実験計画3では、Ascl1、NICD3に細胞種特異的転写因子を加えて、視細胞や双極細胞への選択的な分化誘導が起きるのかを検討した。視細胞特異的転写因子Crxをクローニングした後に、Ascl1、NICD3と共に遺伝子導入実験を行った結果、錐体細胞マーカーであるRXRgの発現誘導が見られたが、成熟錐体細胞マーカーであるArr3の発現は認められなかった。この結果から、成熟した錐体細胞への分化にはCrxは充分ではなく、他の因子が必要であることが示唆された。

本研究計画として、1Ascl1、NICD3、Sox4の多重遺伝子導入によってミュラーグリア細胞が網膜神経節細胞へと分化しているのかを明らかにする、2網膜変性モデルマウスを用いて、網膜神経節細胞としての機能を評価する、3網膜変性疾患ごとの新規治療法の開発するために、Ascl1、NICD3に細胞種特異的な転写因子を組み合わせた遺伝子導入を行い、視細胞や双極細胞への選択的なダイレクトリプログラミングが起こるのかを検討する、といった3つの項目を設定した。平成29年度は、Ascl1、NICD3、Sox4遺伝子導入細胞で網膜神経節マーカーの発現を確認したがその分化誘導効率は著しく低かったため、平成30年度ではその分化誘導効率を上げることを目的として実験を遂行した。DNAのメチル化やヒストン修飾の状態を制御することで分化誘導効率が上昇する可能性が考えられたので、メチル基転移酵素Dnmt1, Dnmt3a、DNA脱メチル化酵素Tet3、あるいはヒストン脱メチル化酵素Jaridの阻害剤を用いて検討を行った。その結果、いずれの条件においても網膜神経節細胞への分化誘導効率の上昇は認められなかった。今後の実験計画として、網膜神経節細胞分化を制御する転写因子群の同定を行ったうえで、ミュラーグリア細胞からの網膜神経節細胞へのリプログラミングに着手していきたい。平成30年度に行う実験として実験計画2の網膜変性モデルマウスを用いて、遺伝子導入細胞の網膜神経節細胞としての機能を評価することを予定していたが、平成29年度に実施した実験計画1の結果で、Ascl1、NICD3、Sox4による網膜神経節細胞への分化誘導効率が著しく低かったため、平成30年度ではその分化誘導効率を上げることを目的として実験を遂行する。DNAのメチル化やヒストン修飾の状態を制御することで分化誘導効率が上昇する可能性があるので、メチル基転移酵素Dnmt1,2、DNA脱メチル化酵素Tet3、あるいはヒストン脱メチル化酵素Jaridの阻害剤を用いて検討を行う。また、実験計画3では、Crxの遺伝子導入では、成熟錐体細胞への分化に不十分であったことから、平成30年度では他の因子に注目して実験を行う。具体的な実験は、Neurod1、Prdm1などの視細胞分化を制御する転写因子を加えて視細胞に分化するのか、あるいはChx10、Otx2などの転写因子を加えて双極細胞に分化するのかを免疫染色で確認する。Chx10、Otx2はクローニングを終えている状況なので、速やかに解析できる準備が整っている。平成29年度の実験結果をふまえて、予定していた実験を行うことが困難な状況にあったために一部の実験は中断し、平成30年度に実験を繰り越すことに予定を変更した。そのため、平成30年度の実験では、想定どおりに結果が得られなかった実験の対応をした後に、平成29年度に予定していた実験を遂行する。
疾患特異的iPS細胞を用いた遺伝性肝疾患の病態解析と治療への応用に関する研究

銅代謝異常と肝障害を有し、臨床症状の異なる一卵性双生児症例において、その差の原因を探求する目的に、網羅的遺伝子解析を行った。その結果から、ウィルソン病の原因遺伝子であるATP7Bに、過去に報告がない同じ遺伝子異常があることを見出した。症例の末梢血から誘導多能性幹細胞(induced pluripotent stem cells:iPS cells)を樹立し、細胞レベルでのウィルソン病の表現型の確認とその症例間での差について検討したが、iPS細胞由来肝細胞において銅代謝異常を確認したが、その表現型の差の原因は確認できなかった。本研究は、ウィルソン病症例からiPS細胞、さらに肝細胞へと誘導し、細胞レベルでの発症メカニズムの解析と劇症化に至る因子を探索することを目的としている。当該年度の目標としては、疾患症例候補の選定と承諾が得られた症例からのiPS細胞樹立を目的としていた。現在進行状況は、健常者由来のiPS細胞から肝細胞の誘導を確認し、肝細胞の同定を遺伝子発現レベル、発現蛋白にて確認を行った。当該年度において、健常者由来iPS細胞を用いて、肝細胞への分化効率や培養条件を検討してきた。分化誘導条件を好至適化することで、分化誘導後肝細胞の均一化がはかられ、研究誤差を防ぐためにも重要と考えられた。1iPS細胞の培養条件、現在ヒト由来iPS相棒では、フィーダー細胞下と非フィーダー細胞下でiPS細胞を培養することが可能である。前者では、古典的方法であるが、問題点としてマウス由来の線維芽細胞が継続して存在する可能性があること。後者では肝細胞分化誘導させる段階で、様々なサイトカインを培地に添加するが、肝細胞として獲得できる細胞数(分化効率、増殖能ななどの問題)が予想より低かった。上記をふまえ、当該年度では、非フィーダー細胞下でのiPS細胞培養と肝細胞数のより多くの細胞数獲得のため、培養条件を検討した。好至適化条件下で、分子レベルでの肝細胞分化を確認し、非劇症化ウィルソン病症例と劇症化したウィルソン病症例の候補を策定した段階である。健常者由来iPS細胞から肝細胞へと分化誘導させる段階で、培養皿中での形態学的に肝細胞以外にも分化している細胞が混在しており、より均一な分化誘導方法を検討することに時間を消費してしまった。本研究は、ウィルソン病症例からiPS細胞、さらに肝細胞へと誘導し、細胞レベルでの発症メカニズムの解析と劇症化に至る陰性を探索することを目的としている。昨年度は、健常者由来iPS細胞を肝細胞に分化誘導し、その条件について検討した。本年度は、一卵性双生児(姉妹)ウィルソン病症例から、iPS細胞を樹立し、肝細胞を分化誘導し、発症メカニズムの解析を行っている。本症例は、一卵性双生児であるが、一人は、劇症化し、肝移植による治療を受けた症例で、もう一人は劇症化なく、内服加療にて経過安定している症例である。これら症例は、臨床的にはウィルソン病と診断されていましたが、今回全エキソーム解析を行い、ウィルソン病原因遺伝子ATP7Bに遺伝子異常を同定した。複合型ヘテロ接合体性変異を有しており、双生児両症例ともに、同じ遺伝子異常を有していました。遺伝子異常を有するアレルは、既知の遺伝子異常であるが、もう片方のアレルは、新規の遺伝子異常が認められ、これら遺伝子異常の発症メカニズムを、現在疾患iPS細胞由来肝細胞を用いて、検討している。ウィルソン病特異的iPS細胞は、未分化マーカーを発現し、肝細胞への分化誘導で可能であることを、形態的、発現遺伝子(肝細胞マーカー)を確認しました。ATP7Bの抗体を用いた染色では、今回使用した抗体では、健常者由来誘導肝細胞と比較して、その発現が低下していることが確認された。現在、cDNAを作製し、変異遺伝子の発現の差異について検討しています。劇症化したウィルソン病症例が少なく、さらに本研究に同意を得られた症例が極めて限られていたこと、肝細胞への分化誘導を効率化する目的で様々な過去の方法を検討してきたこと、主に上記にの2項目が、実験研究の遅延になったと考えられます。ウィルソン病一卵性双生児症例から、採血を採取し、抹消血T細胞からiPS細胞した。過去に報告された分化誘導プロトコールを用いて、肝細胞への分化誘導を行い、免疫染色、遺伝子発現解析から、肝細胞様細胞への分化を確認した。遺伝子異常の再確認のため、エキソーム解析を行い、既知のATP7B遺伝子異常と現在までの報告例のないATP7B遺伝子異常が確認された。抗ATP7B抗体を用いた免疫染色では、染色されることが確認されたことから、ATP7Bが欠損されているわけではなく、機能が低下していることが考えられた。未報告遺伝子異常のため、その異常による表現型が描出していることを確認するため、まずは、HepG2細胞をコントロールとし、銅負荷条件の選定を行い、銅取り込み能を確認を行った。本ウィルソン病症例から樹立されたiPS細胞を用いた、銅負荷・細胞内濃度分析では、細胞内銅濃度の低下が確認された。高濃度銅負荷では、細胞障害が確認され、現在本モデルを用いて、銅による細胞障害機序を検討を行なっている。一卵性双生児からのiPS細胞樹立であるが、本症例の肝障害における表現型はやや異なっていたため、現在までに、1エキソーム解析による検討、2銅取り込み能の差異、3銅負荷による細胞障害確認解析を行ったが、明確な原因が確認できなかった。

生活習慣などの後天的原因も考えられ、銅負荷だけでなく、活性酸素種などの刺激による細胞障害に、一卵性双生児間で差異がないかについて検討を行なっている。銅代謝異常と肝障害を有し、臨床症状の異なる一卵性双生児症例において、その差の原因を探求する目的に、網羅的遺伝子解析を行った。その結果から、ウィルソン病の原因遺伝子であるATP7Bに、過去に報告がない同じ遺伝子異常があることを見出した。症例の末梢血から誘導多能性幹細胞(induced pluripotent stem cells:iPS cells)を樹立し、細胞レベルでのウィルソン病の表現型の確認とその症例間での差について検討したが、iPS細胞由来肝細胞において銅代謝異常を確認したが、その表現型の差の原因は確認できなかった。ウィルソン病症例からのiPS細胞を行う。劇症化症例と非劇症化症例の選定は行っており、現在検討している効率的な肝細胞分化の方法の確定後、本研究課題を推進していく。問題点としては、前述した誘導肝細胞の均一の程度、肝細胞の増殖能がやや低いため、肝細胞への分化誘導を定期的に行っていく必要があり、均一的な誘導肝細胞の確保に労力と時間を費やすことである。そのため、本年度は上記効率的に肝細胞への分化効率を上げるために、その検討を行った。遺伝子異常を同定された、ウィルソン病症例由来iPS細胞を樹立および肝細胞への分化誘導に成功しています。今後は、低酸素や活性酸素など、誘導肝細胞に様々なストレスを負荷し、健常者由来肝細胞と比較して、その障害の差異について検討し、劇症化に係る因子を検討していく。課題としては、分化した肝細胞は増殖能力が低いため、評価に必要な細胞数を得るのに、1初期により多くの細胞数で研究を行う、2分化過程で増殖するステージがあり、そのステージを維持することで、最終的により多く獲得できるように分化プロトコールを変更していく。消化器内科健常者iPS細胞を用いた、条件設定に時間を費やしたことで、疾患由来iPS細胞の樹立とその分化誘導肝細胞を用いた検討が遅延してしまった。予定よりiPS細胞の樹立数が減少したために、その樹立にかかる費用と遺伝子解析かかる費用を使用しなかったため、使用額に差が生じてしましました。現在、疾患特異的iPS細胞樹立、肝細胞に分化誘導した段階であります。網羅的遺伝子発現解析を行う予定であり、これが1検体10万円程度必要とします。このため、予定金額との差が生じております。遅延しているものの、予定通り疾患由来iPS細胞の樹立を予定している。その費用として使用する予定としています。低酸素や活性酸素などを負荷することについての確認および網羅的遺伝子発現解析を、マイクロアレイ法で行うことを予定しております。
分子認識ポリマー複合型人工アロステリック酵素の開発とナノ構造制御

本研究では、酵素P450camを用いたアロステリック酵素の人工的な開発に向けて、性質の異なる化合物を系統的にP450camへコンジュゲートし、コンジュゲート前後の酵素活性と構造変化の関係を整理することにより、人工アロステリック酵素を作製する際の設計指針の獲得を試みた。多くの化合物でコンジュゲート後、不活性体の割合が増加することで酵素活性が低下した一方、コンジュゲートする化合物によっては、基質の結合低下により酵素活性の低下が起こっていることが示唆された。後者のような化合物を分子認識部位として利用すれば、分子認識により可逆的に活性が変化する人工アロステリック酵素の開発が期待される。これまでに、ポリエチレングリコールやスペーサー長の異なるビオチン化合物といった比較的長い化合物を、野生型P450cam(WT)や活性ポケット付近に反応性官能基であるチオール基を有するP450cam変異体(3mD)にコンジュゲートし、その活性や構造変化の知見を明らかにしてきた。そこで、本年度は、小分子の1つである蛍光物質Fluorescein-5-maleimide(Fmal)とWT、3mDのコンジュゲート体をそれぞれ作製した。すると、興味深いことに、WTでは、酵素活性、活性中心であるヘム付近の構造に変化がない一方、3mDでは、酵素活性はFmal修飾前の3割程度になるものの、ヘム付近の構造には大きな変化がないことが分かった。WTではFmal修飾後活性を保持していることが分かったので、WTを用いて直接電子移動機構を有する酵素電極の開発への応用を試みた。グラッシーカーボン電極に蛍光物質でもあるN-(1-Pyrenyl)maleimide(NPM)をπ-π相互作用で修飾し、その後、WTの表面に露出した3箇所のチオール基とNPMのマレイミド基とを作用させ電極上に固定し、サイクリックボルタンメトリーで評価した。その結果、ヘム鉄由来の酸化還元波は観測されず、GC電極のキノンーヒドロキノン由来の酸化還元波が消失した。これは、P450camが電極上で失活し、抵抗成分となって電子移動を阻害していると考えられる。P450camコンジュゲート体を酵素電極に応用するためには、電極上で如何にしてP450cam活性を保持するか考慮する必要がある。前年度は、小分子の1つである蛍光物質を野生型P450cam(WT)や活性ポケット付近に反応性官能基であるチオール基を有するP450cam変異体(3mD)にコンジュゲートし、その活性や構造変化の評価を行った。本年度は、大きさの異なる化合物を系統的にWTと3mDにコンジュゲートし、コンジュゲート前後の酵素活性と構造変化の関係を整理することにより、P450camのコンジュゲート体を作製する際の設計指針の獲得を試みた。作製した全てのコンジュゲート体に対して、活性体の割合と酵素活性残存率の相関関係を見ると、以下の事柄が明らかになった。(1) WTと3mDで比較を行うと、どの化合物をコンジュゲートしても、3mDのコンジュゲート体の方が活性体の割合と酵素活性残存率が低くなる傾向にあった。(2)多くのコンジュゲート体で、不活性体の割合が増加することにより、コンジュゲート後の酵素活性が低下した。(3)高分子化合物であるポリエチレングリコールのコンジュゲート体や、蛍光物質と3mDのコンジュゲート体は、活性体の割合に比して酵素活性残存率の割合が低かった。これらのコンジュゲート体の基質存在下・酸化状態での紫外可視吸収スペクトルが、基質非結合状態と同一の吸収スペクトルであったことから、基質のアクセシビリティや結合低下により酵素活性の低下が起こったことが示唆された。以上の知見は、分子認識により不可逆的にP450camの活性が変化する人工アロステリック酵素開発の重要な設計指針であり、この成果をまとめた論文を学術雑誌に投稿し掲載が確定した。WT、3mDに蛍光物質をコンジュゲートし、コンジュゲート前後の活性評価、可視・紫外分光法によるヘム付近の構造変化を行った。また、活性を保持した状態での電極への固定はできなかったものの、蛍光物質とP450camのコンジュゲートを酵素電極へ展開し、その可能性を示唆した。活性を保持した状態で電極に固定さえできれば、WTと3mDを用いることで、固定した酵素の配向性が電気化学的活性に与える影響を詳細に議論することが可能であると考えられる。また、蛍光物質を3mDにコンジュゲートするとヘム周辺の構造は保持されているものの酵素活性が低下したことから、これまでに明らかにした、アビジンービオチン化3mDの活性変化(アビジン結合後、ヘム周辺の構造が変化し酵素活性が低下)とは異なるメカニズムで活性が変化している可能性が示唆された。

当初のコンセプトである分子認識ポリマーを用いた系とは異なるが、今後、様々な化合物をWTや3mDにコンジュゲートした後の酵素活性と構造変化の関係を整理すれば、P450camのコンジュゲート体を作製する際の設計指針という、重要な知見が得られると期待される。工学P450cam変異体である3mDに蛍光物質をコンジュゲートすると、ヘム周辺の構造は保持されているものの酵素活性が低下した。アビジンービオチン化3mDの活性変化では、ヘム周辺の構造変化に起因していることから、蛍光物質をコンジュゲートした場合、別の理由で酵素活性が低下していることが示唆された。一方、WTでは蛍光物質コンジュゲート後も酵素活性、ヘム周辺の構造共に保持されていた。これに関して、次年度、蛍光物質やアビジンービオチン以外の様々な性質を持つ化合物をWTや3mDにコンジュゲートし、コンジュゲート体の酵素活性と構造変化の関係を整理し、コンジュゲート後の活性変化メカニズムを考察する。さらに、当初の計画で想定していた、分子認識部位に分子認識ポリマーを用いた人工アロステリック酵素を作製し、その応答性評価も行っていく。今年度投稿中の1報の英語論文の追加校正分を見越していたが、必要なくなったため、次年度への繰り越しとした。別刷り・カバー印刷代と併せて使用していく。
サージカルステントを用いたインプラント植立のための3次元骨診断法の開発

近年,口腔インプラントを用いた補綴治療が盛んに行われるようになり,その効果を長期間にわたり発揮するためには,オッセオインテグレーションと呼ばれる骨内支持が不可欠であるとされている。インプラント治療は,オッセオインテグレーションを確立したインプラント上に生体と調和した上部構造物の装着が行われて,はじめてその目的が達成できる。本研究では,最終的な補綴物を考慮したインプラント植立位置決定のためのサージカルステント作製法および同装置とX線CT撮影を用いた3次元的なX線骨診断法を確立するため以下の検討を行い,いくつかの有用な結果を得た。まずインプラント治療を希望する患者に対し,最終補綴物を考慮し作製したサージカルステントを透明レジンにて作製した。その表面にX線不透過物質(オムニパーク300,第一製薬)を塗布した後CT撮影を行うことで,その外形をX線CT写真上に表すことが可能となった。得られたX線写真上の顎骨形態とサージカルステントの外形により,インプラントのサイズ,植立方向を決定した。さらにこのサージカルステントに,診断により決定したインプラント植立方向と一致するドリルのガイドホールを付与し,これに沿って植立窩を形成し,インプラントを植立した。インプラント植立後,再度サージカルステントを装着してCT撮影を行い植立位置および方向を確認したところ,術前に予測したものとよく一致していた。この診査により術前のX線診査の段階で,3次元的な骨形態を把握することはもちろん,最終補綴物の形態もX線写真上に表すことができ,インプラント植立位置や方向を補綴物の形態とよく調和させることが可能となることが示され,この診断法の有用性が示唆された。さらに,このサージカルステントは,診断と植立の際の補助装置として二つのために用いることができ,作業の短縮化にも役立つことが示された。
初期ネーデルラント絵画の降誕図に見られる図像形式の変遷

本研究課題を遂行するため、平成16年度において以下のような研究を行った。1)資料の収集・整理:昨年度から引き続き、ネーデルラント絵画の降誕図像の、美術史的・歴史的文献資料の収集を行い、文献目録を作成すると共に、画像を添付した、総合的なデータベース作成を行った。データベース内には基本的資料の他に、「降誕の穴」というモチーフに注目し、解釈・分類などの項目をつくり、研究に生かしている。データベースの母胎としては、本年度よりファイルメーカーDeveloper7を使用し、スタンド・アローンのデータベース作成が可能となった。これによって、研究成果をより広範囲の場所で発表・活用していくことができる。2)本年度の新たな着眼点:15世紀のネーデルラントを中心とした「降誕の穴」図像に関する研究を進め、『國學院雑誌』にて論文を発表した。先行研究の問題点を指摘し、多数の作例を分類しながら、モチーフのネーデルラントにおける伝播経過を論じたものである。さらに『美術史研究』で、ドイツの「降誕の穴」モチーフについての研究成果を発表した。ロヒール・ファン・デル・ウェイデンを起源とする「降誕の穴」が描かれた降誕図の、ドイツにおける発展の初段階と、モチーフの終焉について述べたものである。3)現地調査:初期ネーデルラント絵画や、ゴシック末期のドイツ絵画は、著名なもの以外の作品画像が日本では入手しにくいため、調査旅行の際に画像データを収集することは、本研究を進めていく上で、非常に重要となっている。今年度は、「降誕の穴」モチーフのある作品を数多く排出している南ドイツを中心に、核となる作品である《ブラデリン祭壇画》や、優れた初期ネーデルラント絵画を所蔵しているベルリン国立絵画館にて調査を行い、15から16世紀のドイツ、ネーデルラントの降誕図、資料を収集した。本研究課題を遂行するため、平成14年度において以下のような研究を行った。1)資料の収集・整理:ネーデルラント絵画の、降誕図像の核となる、ロヒール・ファン・デル・ウェイデン作《ブラデリン祭壇画》を中心に、美術史的・歴史的文献資料の収集を行い、文献目録を作成すると共に、画像を添付した、総合的なデータベース作成を行った。データベースの母胎としては、ファイルメーカーProを使用している。データベースそのものはまだ未完成で、来年度以降も続けていくことになる。2)本年度の新たな着眼点:ネーデルラント絵画に描かれた寄進者に注目し、その描かれ方と「降誕図」との関係について、考察を行った。以上の研究成果は、本年度末に美術史学会例会において発表する予定である。3)現地調査:フランスを中心に、15世紀のネーデルラント絵画の画像、資料を収集する。(調査旅行を年度末に行うため、現段階では具体的な結果を提示できないことをご了承いただきたい。)特に画集等に掲載されない、小聖堂等の祭壇画の画像を収集することが、主な目的である。特にネーデルラント絵画は、著名なもの以外の作品画像が入手しにくいため、調査旅行の際に画像データを収集することは、本研究を進めていく上で、非常に重要となってくる。4)考察:整理・分析した資料を基に、考察を進めてきた。上述の通り、研究成果は学会にて発表予定だが、来年度中には学術雑誌等で論文の形にしていきたい。本研究課題を遂行するため、平成15年度において以下のような研究を行った。このデータベースは「降誕の穴」という、1516世紀にネーデルラントやドイツで見られるモチーフを持つ降誕図を中心に、それに直接的・間接的に関連する図像表現を集めるものである。データベース内には基本的資料の他に、独自の視点によるモチーフの解釈・分類などの項目をつくり、研究に生かしている。2)本年度の新たな着眼点:昨年度行った口頭発表をもとに、ネーデルラント絵画に描かれた寄進者に関する考察をまとめ、研究成果を『國學院大學紀要』にて発表した。さらに15世紀のネーデルラントを中心とした「降誕の穴」図像に関する研究を進めた。この研究に関しては、来年度、学術雑誌にて発表する予定である。3)現地調査:南ドイツを中心に調査を行い、15世紀のドイツ、ネーデルラントの画像・資料を収集した。今回は、降誕図像に描かれた「穴」の画像を収集することが、主な目的であった。

これによって、研究成果をより広範囲の場所で発表・活用していくことができる。2)本年度の新たな着眼点:15世紀のネーデルラントを中心とした「降誕の穴」図像に関する研究を進め、『國學院雑誌』にて論文を発表した。先行研究の問題点を指摘し、多数の作例を分類しながら、モチーフのネーデルラントにおける伝播経過を論じたものである。さらに『美術史研究』で、ドイツの「降誕の穴」モチーフについての研究成果を発表した。ロヒール・ファン・デル・ウェイデンを起源とする「降誕の穴」が描かれた降誕図の、ドイツにおける発展の初段階と、モチーフの終焉について述べたものである。3)現地調査:初期ネーデルラント絵画や、ゴシック末期のドイツ絵画は、著名なもの以外の作品画像が日本では入手しにくいため、調査旅行の際に画像データを収集することは、本研究を進めていく上で、非常に重要となっている。今年度は、「降誕の穴」モチーフのある作品を数多く排出している南ドイツを中心に、核となる作品である《ブラデリン祭壇画》や、優れた初期ネーデルラント絵画を所蔵しているベルリン国立絵画館にて調査を行い、15から16世紀のドイツ、ネーデルラントの降誕図、資料を収集した。
口腔諸器官の運動機能の定量的評価法に関する研究

脳血管障害患者11例、筋萎縮性側索硬化症患者2例、パーキンソン病患者1例、脳外傷患者2例について、X線ビデオ法によって嚥下機能の定性的、定量的評価法について検討した。嚥下の各時期の定性的分析では、口腔期では舌運動に異常が見られた症例が5例、咽頭反射前に造影剤が咽頭に流入した症例が6例であった。咽頭期では、鼻咽腔閉鎖不全が見られた症例が3例、喉頭蓋谷と梨状窩への造影剤の残留が見られた症例がそれぞれ4例と5例、輪状咽頭筋の弛緩不全が見られた症例が5例、造影剤が喉頭に侵入していた症例が5例、誤嚥が見られた症例が6例であった。食道期では、輪状咽頭筋の閉鎖不全による食道からの造影剤の逆流が2例に見られた。次に嚥下動作に要する時間について定量的に検討した。計測項目は、1)喉頭挙上開始時間、2)輪状咽頭筋領域到達時間、3)下咽頭通過時間、4)輪状咽頭筋作用時間である。さらに先に計測したVF検査の定性的所見から喉頭侵入や誤嚥の見られた症例とこれらの所見の見られなかった症例(以下非誤嚥群)に分け、両者の比較を行った。その結果、喉頭挙上開始時間は、非誤嚥患者群では2秒以内であったが、誤嚥患者では6例中2例で3秒以上を要していた。輪状咽頭筋領域到達時間では誤嚥症例のうち1例で、下咽頭通過時間は誤嚥患者2例で、非誤嚥患者群に比べて著しく延長していた。輪状咽頭筋反応時間では、誤嚥患者6例のうち5例で反応時間が長くなっていた。これらの結果から誤嚥患者では口腔から咽頭への送り込みが悪い場合、喉頭挙上が遅れる場合、輪状咽頭筋の作用不全などが見られ、そのために食塊が口腔や咽頭に貯留した状態となって誤嚥を引き起しやすくなるものと考えられた。
脂肪組織由来幹細胞による移植前血管床構築に基づく次世代細胞治療方法の確立

皮下細胞移植は低侵襲で安全な移植が可能であるという利点があるが、乏血管性という課題を克服する必要がある。この課題の解決には、移植予定箇所の予め有効な血管床を構築することが必要である。本研究では、脂肪組織由来幹細胞(Adipose-Derived Stem Cells: ADSC)を移植予定箇所の皮下に導入で移植前血管床構築し、膵島の生着効率を向上させることを目的に研究を行った。その結果、比較検証のため実施したbFGF導入では移植成績の向上を確認したが、ADCSによる皮下新生血管構築は肉眼レベルでは確認できたが移植効率の向上までには至らなかった。重症糖尿病に対する根治療法である膵島移植は、局所麻酔下で門脈から肝臓内に膵島を移植する低侵襲な細胞移植療法である。しかし、治癒に2、3回の移植を必要とするため、アプローチが容易で低侵襲な皮下膵島移植の実現が期待されている。皮下は血管網の再構築が困難で、他の部位と比べて細胞生着が著しく不良であることから、本研究では、移植予定箇所に予め脂肪組織由来幹細胞(Adipose-Derived Cell:ADSC)等を導入することで血管床を構築し、その後に膵島を移植する二段階移植によって膵島の皮下移植法を確立することを目的とする。2013年度の研究成果は以下のとおりである。1.デバイスに充填したADSCの新生血管誘導効果の確認ADSCを充填したデバイスをラット皮下に留置し、移植後10日の新生血管網の構築を検証した。その結果、ADSCを含まないデバイスを皮下に留置したコントロールと比べ、ADSCを充填したデバイスを留置することで、皮下の新生血管が増加することが明らかになった。2.デバイスを用いた膵島皮下移植方法の確立皮下に膵島を移植する場合、溶液に懸濁した膵島を皮下に注入する方法は、門脈移植と比べて非常に多くの膵島を必要とする。そこで我々はデバイスに充填した膵島を皮下に移植することで膵島の移植効率が向上するのではないかと考えた。そこで、ラット膵島(約3200IEQs)をデバイスに充填し、ストレプトゾトシン誘発糖尿病ヌードマウスの皮下に移植したところ、血糖が正常化し、糖尿病が治癒することを確認した。重症糖尿病に対する根治療法である膵島移植は、局所麻酔下で門脈から肝臓内に膵島を移植する細胞移植療法である。膵島移植は低侵襲であるという特長があるが、治癒には2、3回の移植を要することから、アプローチが容易で門脈移植よりもさらに低侵襲である皮下移植の実現が望まれる。しかし、皮下は肝臓等と比べて血管が少なく移植膵島の生着が著しく不良であることから、本研究では移植予定箇所の皮下に予め脂肪由来幹細胞(Adipose-Derived Cell: ADSC)等を導入することで血管床を構築し、その後、膵島を移植する二段階移植法による皮下膵島移植方法を確立することを目的としている。平成26年度は移植予定箇所への皮下血管床構築により皮下膵島移植が成績向上するかどうかを、新生血管誘発効果の有する塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)徐放デバイスを適用したラットモデルで検証した。実験はストレプトゾトシン誘導糖尿病ラットの皮下にbFGF徐放デバイスを6-10日間留置後、デバイスを抜去後に出来た皮下ポケットに膵島を移植した(bFGF群)。bFGFを含まないデバイスを移植前に留置したラットをコントロール群とした。膵島移植後、経時的に血糖と体重を測定し、さらに移植後2ヶ月以降に移植部位における膵島生着を免疫染色で確認した。その結果、bFGF群では血糖の正常化(<200mg/dl)と体重の増加を認めたが、コントロール群では移植後も血糖400 mg/dlで体重も減少した。また、bFGF群では移植後2ヶ月以降における膵島の生着を確認したが、コントロール群では移植膵島はほとんど確認出来なかった。しかし移植膵島が移植直後に血液に接触することで強力な原始免疫が惹起され、さらに出血や塞栓等の合併症がある一定の確率で起こることから、膵島の門脈移植は理想的な移植方法とは言えない。一方、皮下は移植が容易で低侵襲であることから膵島の移植部位としては理想的な部位であるが、血管に乏しく移植成績が不良であることから、臨床応用には至っていない。そこで、本研究では、移植予定箇所の皮下に予め脂肪由来前駆細胞(ADSC)を導入することで血管床を構築し、その後、膵島を移植する二段階移植法による皮下膵島移植の方法を検証することを目的とした。平成27年度は、ADSCによる新生血管床構築には時間を要するため、血管新生の程度と移植成績の関係を明らかにするため、ADSCの対照群となり新生血管誘導効果が明らかになっているbFGFを用いて実験を行った。膵島の移植部位となる皮下に各種濃度(0-30μg/デバイス)bFGFを含有するアガロースを留置し、その後デバイスを抜去した箇所に膵島を移植した。その結果、bFGFの移植前適用により、膵島移植効率が有意に向上することが明らかになった。