hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視運動性眼振(OKN)を指標とした他覚的視力検査

重複障害児や乳幼児を対象とした他覚的視力検査としてのOKN法の適用の可能性について検討するため、養護学校小学部の知的障害児30名に対象に回転ドラムを用いて用いてOKNの測定を試みた。その結果、被検児の中には転導性が高く注意の持続が困難な場合や、回転する視標に対した嫌悪反応を示す場合も見られた。また、どのうよな測定条件がOKNを誘発し視力を推定するために妥当性と信頼性が高いかを明らかにするため、指標の移動速度および視標のサイズがOKNに及ぼす効果について、晴眼条件、屈折異常条件、混濁条件、視野狭窄条件下で検討した。その結果、縞幅を細くしていくにつれてOKNが誘発される視標の移動速度は遅く、晴眼条件においても縞幅25'の視標では500750Hz程度の視標の回転速度が適切であると考えられた。屈折異常条件・混濁条件では、縞幅を細くしてOKNを観察する場合、さらに遅い回転速度が適切であるとも考えられた。一方で、縞幅25'の視標は視力に換算すると0.04であり、晴眼条件の視力値とかなりギャップがあった。視野狭窄条件では、OKNを誘発しやすい縞幅および回転速度が他の条件に比べて限定されていた。すなわち、視野等の被験者の視力以外の見え方の状態によってOKNの振幅や一周期の移動時間に与える効果が異なると予想される。OKNによって視覚刺激の入力に対する反応を観察することは、重度重複障害児においても非常に有効な手段である。視力や視野等の見え方の状態と視標の縞幅および視標の移動速度の関係についてさらに検討し、ある範囲で視力を特定てきるとするならば、臨床的応用におけるOKN法の持つ意義は非常に大きいと考える。また臨床的応用という視点においては、刺激の提示距離あるいは提示する刺激のサイズが、対象児の検査への興味の持続にどのような効果をもたらすかについても検討する必要があろう。本研究は、自覚的検査を実施することのできない乳幼児や重度重複障害児を対象とした、他覚的視力検査法を開発することを目的として、視運動性眼振(OKN)を指標とした新たな視力検査法の開発をめざしている。従来のOKN法とは異なり、本研究では水平方向に移動する縦縞で構成されるOKN誘発刺激の速度を変化させOKNが誘発される臨界の移動速度を算出し、この値から視力値を推定するという方法を用いた。OKNの測定にはEOG法を用いた。重複障害児の中でも特に知能障害児を対象とした場合に、提示するOKN誘発刺激にはどのような特性が必要であるかを検討するため、養護学校小学部在籍中の知能障害児30名について、OKN検査ドラムを用いて上記の検査を実施した。その結果、被検児の中には転導性が高く、縦縞の刺激を注視し続けることが困難な子どもが多くみられ、また目前で動く刺激に対して嫌悪反応を示すものもみられた。EOG法では被検者の左右外眼角部に電極を装着させるが、この手続きが被検児の緊張を高めてしまう場合も生じた。以上の結果から、水平方向に移動する縦縞の他に絵等の刺激を挿入したり、提示刺激を現状より拡大したりして被検児の注意をひきやすく改善し、短時間で終了するような検査プログラムを作成する必要があることが示唆された。EOG法の適用が困難な子どもの場合には、眼の動きをビデオ撮影して、観察によりOKNの誘発を確認する方法を検討する必要がある。

現在、コンピュータプロジェクションパネル(シャープ製,QA1150)を用いた適切な検査プログラムを作成中である。本年度は以下の点について、研究を行った。1検査手続きの検討昨年度の実験結果より、知的発達に障害を伴う子どもを対象に視力検査を実施するには、対象児の指標への注意を一定時間引きつける方法の検討が課題となった。この点についてこれまでの内外の研究成果を分析し、1)特に発達レベルが9カ月から18カ月の子どもでは、9カ月以前の子どもに比べて提示指標への注意の持続が困難であること、2)検査の精度を向上させるためためには、刺激の移動速度の変化のみでなく刺激となる指標サイズ(縞幅)を段階的に変化させる必要があることが指摘された。2適切な提示刺激の作成上記の課題と視力との相関を検討することも踏まえて、視角にして2'から100'の間の7段階の縞幅の指標を作成した。3成人正眼者におけるOKN視力における刺激移動速度と刺激サイズの効果の検討刺激移動速度を刺激サイズのOKN視力に及ぼす効果について、成人正眼者を対象にして予備実験を行った。移動速度は1,000Hzから4,000Hzの間の7段階、指標サイズは視角2'から100'の間の7段階であった。移動速度が上昇すると閾値が不安定になる傾向が見られ、あらかじめ指標の移動を予測して眼を動かしていることの影響によるものと考えられた。したがって、安定した閾値を検出するには比較的遅い速度で指標のサイズを変化させることが有効であることが示唆された。本年度は、視標の移動速度および視標のサイズがOKNに及ぼす効果について、晴眼条件、屈折異常条件、混濁条件、視野狭窄条件下で検討した。これにより、見え方の特徴によってどのような視標サイズおよび視標の回転速度が、OKNを誘発し視力を推定するために妥当性と信頼性が高いかを明らかにしたいと考えた。実験条件:視標となるドラムの回転速度は、500ヘルツ2500ヘルツであり、縞視標のサイズは100′、50′、25′(視距離は50cm)であった。なお、25′より狭い縞幅の視標では、晴眼条件においてもOKNの誘発が困難であった。結果:縞幅を細くしていくにつれてOKNが誘発される視標の移動速度は遅く、晴眼条件においてでさえも縞幅25′の視標では500750Hz程度の視標の回転速度が適切であると考えられた。屈折異常条件・混濁条件では、縞幅を細くしてOKNを観察する場合、さらに遅い回転速度が適切であるとも考えられた。一方、縞幅25′の視標は視力に換算すると0.04であり、晴眼条件の視力値とかなりギャップがあった。したがって、縞幅を細くしてOKNを観察する場合、ランドルト環等の正視した視標によって得られる視力値との間には、開きがあると考えられた。また、視標の回転速度が500Hz以下になると、OKNを誘発する回転速度としては遅すぎるという可能性も示唆された。これは、晴眼条件に限らず、特に縞巾が太い条件では視標の回転速度が遅いとかえってOKNの誘発が十分でなかったことから推察される。したがって、より細い縞幅でOKNを誘発させるために視標の回転速度を遅くすることには限界があると考えられる。さらに視野狭窄条件では、OKNを誘発しやすい縞幅および回転速度が他の条件に比べて限定されていた。すなわち、視野等の被験者の視力以外の見え方の状態によってOKNの振幅や一周期の移動時間に与える効果が異なると予想される。
骨髄幹細胞移植を用いた歯科矯正治療による細胞傷害とその回復機構の解明

本研究では、歯科矯正学的メカニカルストレスによる歯周組織の細胞傷害と回復の分子調節機構の解明、およびその制御法の開発、骨髄幹細胞の動態および機能の全貌を明らかにすることを目的とした。骨髄幹細胞移植を行なったマウスを用い、マウス臼歯に歯科矯正力を負荷して歯根膜組織とくに歯根膜線維芽細胞の受ける細胞傷害の検討および周囲骨組織における骨髄幹細胞の関与について解明した。骨髄幹細胞は、歯周組織では主にリモデリングの盛んな部位において生着することを示したが、この現象も神経系の細胞と密生に関連していることを実験により示した。昨年に引き続き、歯科矯正学的牽引モデル動物の作製を行い、歯周組織を構成する細胞ならびに骨髄幹細胞の生体内における動態と分化に関する研究を行ってきた。歯科矯正学的モデルマウスにおける歯科矯正学的牽引時における歯周組織の変化では、メカニカルストレス付与後の牽引則において歯根膜線維芽細胞および骨芽細胞にRunx2、Msx2、ALP、BMP等を始めとする骨形成関連因子の局在と陽性反応増強を確認すると同時に、歯周組織への適切な力学的刺激が骨芽細胞の分化促進に重要であることを明らかにした。また、これら歯周組織の恒常性維持や組織修復、細胞分化にHSPsと神経内分泌関連因子が密接に関与していることを示した。骨髄幹細胞の歯牙および歯周組織細胞への分化能に関する研究では、骨髄幹細胞が骨芽細胞、破骨細胞、歯根膜線維芽細胞、および歯髄細胞に分化することを確認し、これらの前駆細胞となる骨髄幹細胞は、歯周組織では主にリモデリングの盛んな部位に生着することを示したが、これらの現象も神経系の細胞と密生に関連していることを実験により示した。今回行った一連の実験において、歯科矯正学的牽引時の歯根膜組織では、骨髄幹細胞が骨芽細胞や破骨細胞に積極的に分化誘導されており、歯牙牽引時における当該領域の骨髄幹細胞の機能解明を行ったところ、メカニカルストレスを受け積極的に歯周組織のリモデリングが行われている部位に骨髄幹細胞由来の細胞が多数存在していることが確認された。また当該領域では神経内分泌因子の産生と局在が著明であった。この結果により人為的に幹細胞を所定の場所に供給できる可能性が現実味を帯びてきた。今回の結果を吟味することで効率的な幹細胞の局所への誘導、歯周組織リモデリングや修復の促進、および効率的な矯正学的歯の移動が可能になると考えられる。今後は歯周組織における神経系の働きを検索対象に加えていく。本研究では、骨髄幹細胞を用いて歯科矯正学的メカニカルストレスによる歯周組織の細胞傷害と回復の分子調節機構の解明、およびその制御法の開発を目的とすると共に、骨髄幹細胞の動態および機能の全貌を明らかにすることを目的とした。実験動物として骨髄幹細胞移植を行なったマウスを用い、GFP骨髄細胞移植マウス・ラットの臼歯を歯科矯正学的に牽引し、メカニカルストレスを付与した後の歯根膜組織とくに歯根膜線維芽細胞の受ける細胞傷害の病理組織学的ならびに免疫組織化学的検討および周囲骨組織における骨髄幹細胞の関与について解明した。歯科矯正学的モデルマウスにおける歯科矯学的牽引時における歯周組織の変化では、メカニカルストレス付与後の牽引側において歯根膜線維芽細胞のRunx2、Msx2、ALP、AMP等をはじめとする骨形成関連因子の局在と陽性反応増強を確認すると同時に、歯周組織への適切な力学的刺激が骨芽細胞の分化促進に重要であることを明らかにした。骨髄幹細胞の歯および歯周組織細胞への分化能に関する研究では、骨髄幹細胞が骨芽細胞、破骨細胞、歯根膜線維芽細胞および歯髄細胞に分化することを確認し、これらの前駆細胞となる骨髄幹細胞は、歯周組織では主にリモデリングの盛んな部位において生着することを示したが、これらの現象も神経系の細胞と密生に関連していることを実験により示した。今回行った一連の実験の結果により人為的に幹細胞を所定の場所に供給できる可能性が現実味を帯びてきた。本研究の結果を吟味することで効率的な幹細胞に局所への誘導、歯周組織リモデリングや修復、および効率的な矯正学的歯の移動が可能になると考えらえる。現在までに、歯科矯正学的牽引モデル動物の作製を行い、歯周組織を構成する細胞ならびに骨髄幹細胞の生体内における動態と分化に関する研究を行ってきた。従来、我々が示してきたように、歯科矯正学的モデルマウスにおいても、歯科矯正学的牽引時における歯周組織の変化では、メカニカルストレス付与後の牽引則において歯根膜線維芽細胞および骨芽細胞にRunx2、Msx2、ALPの局在と陽性反応増強を確認し、歯周組織への力学的刺激が骨芽細胞の分化促進に働くことを明らかにした。

また、これら歯周組織の恒常性維持や組織修復、細胞分化にHSPsが密接に関与していることを示した。骨髄幹細胞の歯牙および歯周組織細胞への分化能に関する研究では、骨髄幹細胞が骨芽細胞、破骨細胞、歯根膜線維芽細胞、および歯髄細胞に分化することを確認し、これらの前駆細胞となる骨髄幹細胞は、歯周組織では主にリモデリングの盛んな部位に生着することを示した。この事は骨髄幹細胞を用いた歯周組織再生への可能性を示している。また、今年度行われた一連の実験において、歯科矯正学的牽引時の歯根膜組織では、骨髄幹細胞が骨芽細胞や破骨細胞に積極的に分化誘導され、歯牙牽引時における当該領域の骨髄幹細胞の機能解明を行ったところ,メカニカルストレスを受け積極的に歯周組織のリモデリングが行われている部位に骨髄幹細胞由来の細胞が多数存在していることが確認された。この結果により人為的に幹細胞を所定の場所に供給できる可能性が強く示唆された。適切な強度のメカニカルストレスもしくは傷害性刺激を歯周組織に加えることにより、効率的な幹細胞の局所への誘導、歯周組織リモデリングや修復の促進、および効率的な矯正学的歯の移動が可能になると考えられる。今回得られた結果は歯周組織の修復、再生を効果的に行う治療法や新規矯正学的治療法の開発につながると考えている。GFPトランスジェニックマウス由来骨髄移植マウスの作製、歯科矯正学的牽引モデルマウス(歯科矯正実験モデルマウス)の作製ともに成功し、これらの実験動物を用いて順調に実験を行っている。平成24年度は、23年度に引き続き歯科矯正学的メカニカルストレス付与時のリモデリングや組織修復に関わる因子の検討と、矯正学的治療によって生じる歯周組織の変化と骨髄由来幹細胞の動態の詳細な検討を行った。この結果、骨髄幹細胞の局所誘導に関連する非常に重要なファクターの発見に至った。これらの研究成果は学術雑誌と国内外の学会発表で出版公表しており、実施計画の点からも公費研究としての観点からも順調に進展している。平成23年度は、歯科矯正学的メカニカルストレス付与時のリモデリングや組織修復に関わる因子の検討と、矯正学的治療によって生じる歯周組織の変化と骨髄由来幹細胞の動態の詳細な検討を行った。当初の計画どおり、矯正学的歯の移動、歯周組織リモデリングにおける骨髄幹細胞に動態をさらに詳細に分析する。特に骨髄幹細胞の局所誘導と分化誘導に関する知見を得るため、組織学的な観点から詳細な検討を加えていく。さらに、平成24年度に発見した神経系と幹細胞の関係性への検索を深める。これにより効果的な新規矯正治療法の開発に必要な知見を得る。また、これらの技術の発展応用となる外傷等による組織傷害の修復に関する新規治療法の可能性についても検討したい。
ディーゼルエンジンにおける燃焼衝撃音の発生機構の解明

ディーゼルエンジンは,その優れた燃料経済性により乗用車エンジンとしても普及しつつある.しかし,燃焼室内の急激で高い圧力上昇のため,特に燃焼衝撃音が強く放射される傾向にあり,その低減が強く望まれている.本研究では,燃焼室内壁に作用する圧力変動のパワーとエンジン外壁面から放射される燃焼衝撃音の音響パワーとの間に,線形関係が成り立つと考え,エンジン構造の応答特性を調査した.まずこの関係を,各周波数帯域のエネルギについて実験で確認し,この比例定数を伝達放射係数Gと定義した.次に,静止エンジンの燃焼室に, LPG-酸素-窒素の混合気を供給した後火花点火し,この時の伝達放射係数Gを算出することにより,エンジンの燃焼衝撃に対する応答特性を調べた.さらにエンジン構造各部を振動遮断及び吸遮音することにより, 1)空気加振経路, 2)ピストンーライナ経路, 3)ピストンー駆動系経路の3伝達経路の応答特性を個別に明らかにできた.多気筒ディーゼルエンジンを含む5機種について伝達放射係数を求めたところ,周波数に対し概略35dB/decadeの傾を持ち,各帯域で15dBの幅に納った.さらに,燃焼衝撃から騒音へ至る変換特性を詳細に検討するため,伝達放射係数を,燃焼圧力変動から外壁面の振動応答への変換特性を表わす振動伝達係数と,外壁面の振動から騒音への変換特性である騒音放射係数とに分離した.これらの特性をシリンダブロッ,オイルパン等,エンジン外壁面を構成する各部について求め,各部の寄与率を明らかにする方法を示した.これらの解析を発火運転中の円陣にも適用し,上述の方法が実機の燃焼衝撃音の発生機構の解明に関しても有効であることを確認できる等,有用な成果を上げることができた.しかし,各伝達経路における燃焼衝撃の伝播過程については必ずしも上述の比例関係が成立しているとは言えず,今後は測定法を含めた詳細な検討を要する.ディーゼルエンジンは,その優れた燃料経済性により乗用車エンジンとしても普及しつつある.しかし,燃焼室内の急激で高い圧力上昇のため,特に燃焼衝撃音が強く放射される傾向にあり,その低減が強く望まれている.本研究では,燃焼室内壁に作用する圧力変動のパワーとエンジン外壁面から放射される燃焼衝撃音の音響パワーとの間に,線形関係が成り立つと考え,エンジン構造の応答特性を調査した.まずこの関係を,各周波数帯域のエネルギについて実験で確認し,この比例定数を伝達放射係数Gと定義した.次に,静止エンジンの燃焼室に, LPG-酸素-窒素の混合気を供給した後火花点火し,この時の伝達放射係数Gを算出することにより,エンジンの燃焼衝撃に対する応答特性を調べた.さらにエンジン構造各部を振動遮断及び吸遮音することにより, 1)空気加振経路, 2)ピストンーライナ経路, 3)ピストンー駆動系経路の3伝達経路の応答特性を個別に明らかにできた.多気筒ディーゼルエンジンを含む5機種について伝達放射係数を求めたところ,周波数に対し概略35dB/decadeの傾を持ち,各帯域で15dBの幅に納った.さらに,燃焼衝撃から騒音へ至る変換特性を詳細に検討するため,伝達放射係数を,燃焼圧力変動から外壁面の振動応答への変換特性を表わす振動伝達係数と,外壁面の振動から騒音への変換特性である騒音放射係数とに分離した.これらの特性をシリンダブロッ,オイルパン等,エンジン外壁面を構成する各部について求め,各部の寄与率を明らかにする方法を示した.これらの解析を発火運転中の円陣にも適用し,上述の方法が実機の燃焼衝撃音の発生機構の解明に関しても有効であることを確認できる等,有用な成果を上げることができた.しかし,各伝達経路における燃焼衝撃の伝播過程については必ずしも上述の比例関係が成立しているとは言えず,今後は測定法を含めた詳細な検討を要する.ディーゼルエンジンにおいては、燃焼室内の急激で高い圧力上昇のため、特に燃焼衝撃音が強く放射される傾向にあり、その低減が強く望まれている。本研究では、ディーゼルエンジンにおける燃焼衝撃音の発生機構を明らかにする一段階として、燃焼室内壁に作用する圧力変動によるパワーとエンジン外壁面から放射される燃焼衝撃音の音響パワーとの間に、線形関係が成り立つと考えて、エンジン構造の応答特性を調査した。まずこの関係を、1/3オクターブ周波数帯域のエネルギについて実験により確認した後、この比例定数を燃焼衝撃に関する伝達放射係数Gと定義した。静止エンジンの燃焼室に、LPG-酸素-窒素の混合気を供給した後火花点火し、この時の伝達放射係数Gを算出することにより、エンジンの燃焼衝撃に対する応答特性を調べた。さらにエンジン構造の各部を、振動遮断及び吸遮音することにより、1)空気加振経路、2)ピストン-ライナ経路、3)ピストン-駆動系経路の3伝達経路の応答特性、及び1)シリンダヘッド、2)シリンダブロック、3)クランクケースの3部分での応答特性を個別に明らかにできた。また、形式の異なる多数のエンジンについて、この特性を比較・検討した。運転時においては、燃焼衝撃音以外に機械騒音が発生する。この場合にも同様の考えに基づきGの算出方法を発展させ、燃焼衝撃にコヒーレントな成分を計算により分離することができた。その結果は、静止エンジンで求めたGの値と良好な一致が認められ、本手法の妥当性を確認することができた。燃焼衝撃が機械騒音に及ぼす影響の調査のため、駆動系の歯車の衝突を運転時において測定することを試みた。その結果、軽負荷低速運転時に歯車のバックラッシュによる打撃が強く発生していることが確認できた。この点については、ひき続き来年度において解析を進め、燃焼衝撃と機械騒音との関係について調査する予定である。
異種移植のBridge Useの可能性についての基礎的研究

〔目的〕ドナ-不足の折からレシピエントの心不全の憎悪の時の救命手段として,完全植込型人工心臓と同様、bridge用に異種移植を考えている。中でも種差の大きいdiscordant異種移植(例、ブタ、ヤギからヒト)は、concordant(例、チンパンジ-、ヒヒからヒト)に比べてドナ-が獲得し易いため、本研究ではdiscordant異種移植の免疫抑制を検討した。これまで我々は、discordant移植における超急性拒絶反応にはホストの補体系の特にalternative pathwayが関与していることを明らかにした。今回の研究では、C3を枯渇させるコブラ毒と、C1又はC2を抑制するnafamostat mesilate(175ーFUT)を用い、discordant異種移植における超急性拒絶反応に対する補体抑制剤の効果に関する検討を行った。〔対象と方法〕ドナ-に2ー3週齢250gのモルモットを、レシピエントに8ー9週齢200gのLewisラットを用い、Ono-Lindsey法に従って移植した。その生着期間を観察し、拒絶後の組織学的所見を光学及び電子顕微鏡で検討した。I群(N=10)は対象群として無処置群、II群(N=4)はコブラ毒(CoF)を移植前日に筋注した群、III群(N=2)は175ーFUTを10mg/kg静注前投与し、移植後10mg/kg/hr持続静注した群とした。尚、III群では175ーFUTの投与量、投与法の至適条件が得られていないためかホストが死亡したため、2例とも1時間30分で拒絶前(拍動中)のグラフトを摘出した。〔結果〕各群のグラフト生着期間(mean±SD)は、I群15±9.1分、II群2.6±0.4日、III群1時間30分以上であった。組織学的所見では、I群では細胞浸潤のみられないdiffuseな心筋細胞融解の所見を、II群では心筋細胞融解に加えて細胞浸潤と血管閉塞の所見を、III群ではI群に比べて軽度であるが細胞融解の所見を認めた。〔結語〕(1)CoFは生着期間を著明に延長させた。(2)175ーFUTはホスト死亡のため正確な期間は不明であるが1時間半まで生着期間を延長させた。(3)discordant異種移植の超急性拒絶反応に補体抑制剤が有効であることが示唆された。
CaMKKβ/AMPKシグナル伝達制御の解明と分子標的薬の創製

CaMKKβ/AMPKカスケード反応は細胞内Ca2+の濃度上昇を引き金に開始するタンパク質リン酸化反応を介した細胞内情報伝達機構であり、種々の代謝調節機構やがん細胞増殖といった病態生理学的にも重要であると考えられている。当該研究において、CaMKKβが部位特異的なリン酸化反応により機能調節を受けることを見出した。HeLa細胞をイソプロテレノールにより刺激することにより、速やかにCaMKKβのThr144のリン酸化が上昇することを見出し、アドレナリン受容体を介したcAMP経路によるリン酸化調節が示唆された。確かにcAMP濃度の上昇を惹起するフォルスコリン刺激においてもCaMKKβのThr144のリン酸化が上昇することを確認した。さらにはこれらのアゴニスト刺激によるThr144のリン酸化上昇はPKA阻害剤であるH-89処理により完全に消失することから、cAMP/PKA経路によるリン酸化反応であることが明らかとなった。PKAの触媒サブユニットの遺伝子導入や精製したPKAを用いてもCaMKKβのThr144のリン酸化を観察できた。一方、試験管内においてPKAによりリン酸化させたCaMKKβはCa2+/CaM依存性を獲得する結果を得ることができた。またこのThr144のリン酸化はマウス脳組織より免疫沈降したCaMKKβにおいても認められた。これらの結果より、CaMKKβは生理的にcAMP/PKA経路によってそのThr144がリン酸化されることで、Ca2+依存性の酵素活性を保持していることが考えられた。これらはCa2+とcAMPの二つのセカンドメッセンジャーがCaMKKβ分子上でクロストークしている新しい細胞内シグナル伝達調節機構であると考えられる。当該年度に得られた研究成果は、以下の国際学術誌に発表することができた。また、これまでの研究成果を以下の総説にまとめ、発表した。当該研究において見出したcAMP/PKA経路によるCaMKKβのリン酸化調節機構については、今後本リン酸化が他の刺激やリン酸化酵素によっても触媒される生理的可能性を探る。さらに逆反応であるThr144の脱リン酸化反応についても脱リン酸化酵素阻害剤等を用いて、細胞レベルで検証する。最近CaMKK相互作用分子を見いだすことができたため、この足場タンパク質を介したCaMKKの時空間的制御機構についてもタンパク質分子間相互作用の観点から明らかにする。またこれらのCaMKKシグナル伝達解析から、あらたな低分子量阻害薬の創製についても研究を開始している。これらは研究計画通りである。
石炭灰の有効利用に関する研究

フライアッシュを含む石炭灰の排出量は、石炭火力発電の設備容量に比例して増大しているが、埋め立て処分等における環境問題およびコスト増が大きな問題となってきている。本研究では、石炭灰とくにフライアッシュの軽量骨材化およびセメントモルタル化による有効利用を目的として、それらの製造条件と物性値に関する基礎的特性を実測した。まず、フライアッシュの軽量骨材化に関しては、焼成温度、焼成時間、形成圧縮力および結合剤の添加量等がフライアッシュの焼成度に与える影響を収縮率、気孔率および圧裂張り強度から調べた。その結果、焼結が開始される温度は、シリカ、アルミナ以外の酸化鉄などの含有量によって相違し、赤平炭鉱などの酸化鉄の含有量の多い国内炭からのものでは940°C、オ-ストラリア産の比較的酸化鉄の含有量の少ないものでは1100°Cであった。また焼結度は、主に(焼結温度-焼結開始温度)×(焼成時間の平方根)に比例することが明らかとなった。従って、焼成炉の温度と焼成時間の組合せ上、最も経済的な製造ラインの設計に必要とされる基礎デ-タが得られたことになる。なお、成形圧縮応力および結合剤の混合量は比較的影響が小さく、形成したものが焼成時に亀裂等を生じない程度であればよい。次にフライアッシュ・セメントモルタルに関しては、フライアッシュの混合割合を595%まで変化させ、その孔隙構造、気孔率、浸透率および強度などの基礎特性を実験的に調べた。その結果、フライアッシュの含有率が増加するほど強度が減少するものの気孔率の大きい材料となることが明かとなった。また、著者らがフライアッシュを利用した軽量骨材あるいはセメントモルタルの孔隙構造の解明のため開発した非定常ガス拡散を利用した測定法によって、上記フライアッシュ・セメントモルタルのガス拡散係数、有効空隙率、迷宮度などが明かになった。
惑星物質の進化過程解明のための局所同位体化学的アプローチ

本研究ではメソシデライト(Estherville隕石)中のジルコンの電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いた主要元素の定量分析、高感度高分解能イオンマイクロプロープ(SHRIMP)を用いた希土類元素(REE)定量分析およびU-Pb年代分析を行い、ジルコンの母天体における形成過程を解明することを試みた。Esthervine中からは小惑星起源隕石中で最大のジルコン(300μm×100μm)が見つかった。まず、反射電子像とカソードルミネッセンス(CL)像から、ジルコン内の直径50μm程度の領域がウランやトリウム、REEに濃集している可能性が示された。SHRIMPを用いたREEおよびウラン定量分析からは、これらの元素の濃集が示唆された領域でREEおよびウラン濃度がユークライト中のジルコンの濃度と良く一致していることが示された。それ以外の領域では、REEやウランはともに非常に濃度が低いことが確認された。周辺に存在する鉱物学的観察と併せて考えると、このジルコンは元々存在していたジルコン(REEおよびウラン濃集域に相当する部分)が還元的環境下において、周辺鉱物の部分溶融によって吐き出されたZrやSiをソースとして過成長を起こしたと考えられる。メソシデライト中に玄武岩質ユークライトと非常に良く似たREEおよびウラン濃度を持つジルコンが存在することは、ユークライトとメソシデライトの母天体が同一もしくは非常に類似した進化を遂げた小惑星であることを示唆している。U-Pb年代分析による形成年代は約45.2億年であり、これまで定まっていなかったメソシデライト母天体におけるメタルーシリケイト混合イベントの年代に対応すると考えられる。今後、各種メソシデライト中のジルコンを系統的に年代分析することにより、メソシデライト母天体の進化過程が明らかになると予想される。(抄録なし)本年度は分化阻石であるユークライトからジルコンを同定し,主成分元素濃度および希土類元素(REE)濃度を決定した.ユークライトは小惑星において最外殻を形成していたと考えられており,小規模天体における火成活動の履歴を保持している.地球のような物質のリサイクルがないユークライト母天体において,そこから飛来したユークライトは原始地球型惑星における物質進化過程の解明のために重要な情報を提供する.ユークライトの構成鉱物の中でもジルコン(ZrSiO_4)は物理化学的に非常に安定であり,二次的な作用を受けにくい.従って,ユークライト中のジルコンは太陽系初期の物質進化過程を解明する上で重要な鉱物である.しかしながら,ユークライト中のジルコンは地球のものと比較して存在度が圧倒的に少なく,大部分が10μm以下であるため,粒子の同定自体が難しい.本研究では,6つの玄武岩質ユークライト(Yamato(Y-)792510,Y-82082,Y-75011,Asuka(A-)881467,Juvinas,Stannern)について電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いた元素マッピングを行い,ジルコンの同定を行った.その結果,6つの試料から100個以上のジルコンを同定することに成功した.同定されたジルコンについてEPMAによる主成分定量分析を行った.次に比較的大きなジルコン(>約7μm)をY-792510,Y-82082,A-881467,Stannernから選定し,高感度高分解能イオンマイクロプローブを用いたREE定量分析を行った.その結果,全ての試料で負のEu異常が確認された.また,Stannern中のジルコンの重REE濃度は他のユークライト試料中のジルコンより顕著に高いことが示された.これらのStannern中ジルコンと他のユークライト中ジルコンの差異はそれらの形成過程を反映していると考えられる.玄武岩質ユークライトのジルコンは太陽系形成初期の惑星物質の進化に対して年代軸を与えることのできる重要な鉱物である.しかし,母天体におけるジルコンの形成過程についての詳細な議論は行われていない.そこで,本研究では昨年度の研究で得られた6つの玄武岩質ユークライトのジルコンの主要元素濃度および希土類元素(REE)濃度から,母天体におけるジルコンの形成過程を解明することを試みた.ユークライト中のジルコンの粒径と変成度には相関があることが示唆された.変成度の高いユークライト中には粒径の大きなジルコン(40μm)が見つかる可能性が高い.得られたジルコンのREE濃度とジルコンーメルト間のREEの分配係数を用いて,ユークライト中のジルコンが形成した時のメルトの組成を求めた.その結果,変成度の高い玄武岩質ユークライト中のジルコンは母天体における変成作用の間に生じたメルト中で過成長を起こした可能性が見出された.以上の結果から得られた隕石中のジルコンの形成メカニズムを石鉄隕石であるメソシデライトに応用し,メソシデライトの形成年代に関わる研究を行った.メソシデライトはシリケイト部分と鉄ニッケル合金からなるメタル部分から構成される隕石である.この隕石は母天体において複雑な変成作用を受けたため,形成年代を求めるのが難しく現在までに下限値のみ報告されている.本研究では,メソシデライト中において,これまで隕石中で見つかっているジルコンで最も大きなジルコンC300μm)を同定することに成功した.また,このジルコンは産状からメタルとシリケイトが混合した時に形成したと考えられる.高感度高分解能イオンマイクロプローブを用いたU-Pb年代は45.20±0.14億

年であり,この年代はメソシデライトを形成したメタルとシリケイトの混合イベントの年代を表していると考えられる.本研究ではメソシデライト(Estherville隕石)中のジルコンの電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いた主要元素の定量分析、高感度高分解能イオンマイクロプロープ(SHRIMP)を用いた希土類元素(REE)定量分析およびU-Pb年代分析を行い、ジルコンの母天体における形成過程を解明することを試みた。Esthervine中からは小惑星起源隕石中で最大のジルコン(300μm×100μm)が見つかった。まず、反射電子像とカソードルミネッセンス(CL)像から、ジルコン内の直径50μm程度の領域がウランやトリウム、REEに濃集している可能性が示された。SHRIMPを用いたREEおよびウラン定量分析からは、これらの元素の濃集が示唆された領域でREEおよびウラン濃度がユークライト中のジルコンの濃度と良く一致していることが示された。それ以外の領域では、REEやウランはともに非常に濃度が低いことが確認された。周辺に存在する鉱物学的観察と併せて考えると、このジルコンは元々存在していたジルコン(REEおよびウラン濃集域に相当する部分)が還元的環境下において、周辺鉱物の部分溶融によって吐き出されたZrやSiをソースとして過成長を起こしたと考えられる。メソシデライト中に玄武岩質ユークライトと非常に良く似たREEおよびウラン濃度を持つジルコンが存在することは、ユークライトとメソシデライトの母天体が同一もしくは非常に類似した進化を遂げた小惑星であることを示唆している。U-Pb年代分析による形成年代は約45.2億年であり、これまで定まっていなかったメソシデライト母天体におけるメタルーシリケイト混合イベントの年代に対応すると考えられる。今後、各種メソシデライト中のジルコンを系統的に年代分析することにより、メソシデライト母天体の進化過程が明らかになると予想される。本年度は上記の結果に加え,次年度行う予定のユークライト中ジルコンの^<244>Pu-Xe年代測定に向けて,(1)ユークライト試料内におけるジルコンの存在状態の観察,(2)消滅核種^<244>Puの模擬元素であるNdの濃度決定,を行うことに成功した.これにより,次年度の計画が予定した通り,またはそれ以上に進展することが予想される.本年度は次年度行う予定である隕石中ジルコンの^<244>Pu-Xe年代に向けて,ユークライト中のジルコンの形成過程に関する考察,メソシデライト中の非常に大きなジルコンの同定を行った.ユークライト中のジルコンは粒径が非常に小さく,^<244>Pu-Xe年代測定を行う上で取扱いや求められる精度に見合う粒子の確保の問題がある.一方で,メソシデライトのジルコンは粒径が非常に大きいため,zaaPu-Xe年代がユークライトのジルコンより容易であると考えられる.従って,本年度の研究結果は次年度の限石中244Pu-Xe年代測定法の確立向け,大きな前進であったと言える.本研究では,これまでに報告例の少ない限石中のジルコンを多数同定し,これまでにない包括的なユークライト中ジルコンの主要元素および希土類元素の定量分析に成功した.これらの結果を基に,次年度行うユークライト中ジルコンの^<244>Pu-Xe年代測定の試料の選択を行う.また,本年度の結果からユークライト母天体での物質進化は一様でないことが示された.
都市空間における詩的環境の形成手法

都市空間のイメージのうち、はっとするような驚きや感動、あるいは心を洗われるといったレベルのものを詩的イメージと呼ぶ。詩的イメージの考え方は従来の快適論やアメニティ論を越えて、さらに積極的な精神的価値を志向するものである。詩的イメージをもたらす詩的環境の形成手法を明らかにすることは、今後の都市空間の計画にとって重要である。本研究は、詩的環境の形成手法に関する本格的研究に先立つ研究として実施し、その研究手法の確立を目的に行った。詩的イメージは心の奥底から湧き上がるイメージである。そのイメージを調査によって把握するためには、従来の方法では難しい。適切な方法を模索した結果、臨床的な深層心理学が患者の心の中をみていく時のインタビュー方法がよいと考え、その方法で詩的イメージを導き出し、解釈学的な方法によってイメージの流れを表記することとした。調査を行い、詩的イメージの特異な構造のありかたを探求した。結果、8つの詩的イメージの特異な関係(生成、変容、収束、強調、複合、対比、矛盾、転換)を見出すことが出来た。それらを『イメージの詩化パターン』と呼ぶこととした。一方で、日常的なイメージについての調査を行い、都市・建築空間を構成する環境要素のイメージデーターベースを作成した。さらに、詩的イメージ詩化パターンに従って詩的イメージの形成シミュレーションを行った。静止画と動画の2つの方法で詩的に感じると考えられる映像をつくり、その映像がどのようなイメージを導き出すかについて調査を行い、結果として、詩化パターンの効果をある程度確認することが出来た。今後は調査を重ねデーターベースの補足を行うと共に、詩的イメージ形成手法を明らかにしたい。1.イメージコードの整理1)新聞記事の都市景観や建築物に関する記述から日常的なイメージ事例を収集した。調査対象新聞は中日新聞(1991年1月1998年7月)とし、調査対象都市は名古屋市とした。2)収集したイメージ事例を類型化し、イメージコードとして整理した。イメージ事例数は363であった。3)イメージ事例は物的要素などを示す語とイメージを表現する言葉の対として抽出されているが、物的要素の図像表示を行うため各種都市景観や建築物等をデジタル・ヴィデオ等で撮影し、整理した。2.コード逸脱形式の類型化1)詩的イメージに関するインタビュー調査を実施し、以下の知見を得た。2)詩的イメージという特別なイメージが存在するのではなく、日常的イメージ構造の通常とは異なる関係からわき起こる、言葉になりがたい心の現象が詩的イメージと呼ばれるのであることが明らかにされた。3)詩的イメージをわき起こらせる「通常とは異なる関係」には8つ(生成、変容、収束、対比、矛盾、複合、強調、転換と命名した)のタイプのあることが明らかとなり、これを8種の『詩化パターン』と呼ぶこととした。4)「通常とは異なる関係」を別の観点から3つ(歪曲、交差、混淆と命名した)の『コードの位置)関係』に分類した。5)『詩化パターン』と『コードの位置関係』を横軸と縦軸とするマトリクスによって詩的イメージ構造のパターン分類を行い、各セルを『詩的形式』とし、12の『詩的形式』を得た。(なお、2の研究は名古屋工業大学大学院博士後期課程・高木清江氏と共同で実施した)都市空間のイメージのうち、はっとするような驚きや感動、あるいは心を洗われるといったレベルのものを詩的イメージと呼ぶ。
最適画像処理による歯科疾患定量的自動診断システムの開発

歯科用デジタル画像を用いた齲蝕の診断能については、フイルムと同等であるという報告が多いが、その理由として、デジタル画像における最適画像表示がなされていないことが挙げられる。本研究は、デジタル画像表示を対象物のX線吸収係数に比例させ,デジタル画像より最大のコントラスト情報を抽出し、それに齲蝕診断アルゴリズムを応用することにより、最大の齲蝕診断情報を画像より抽出することを目的とした。得られた成果は以下の通りである。1.画像データの収集健全歯および齲蝕歯を含む27本の抜去歯を準備し、2本ずつをペアとして歯科用デジタル画像診断システムにてX線撮影した。至適線量を含めるように、照射線量は8段階変化させた。撮影後、歯の組織標本を作成し、齲蝕診断のゴールドスタンダードとした。2.隣接面輪郭自動抽出アルゴリズムの作成隣接面齲蝕を自動検出するために、まず、歯の外形線の自動抽出を試みた。Wavelt変換を用いることにより、正確な輪郭抽出が可能となった。3.齲蝕診断アルゴリズムの作成上記にて抽出された隣接面輪郭にROIを設定し、隣接面に沿って移動しながら、隣接面から垂直方向に内部へ向かって画像濃度を測定するプログラムを作成した。得られた濃度プロファイルを解析し、濃度変化の特徴量を数個抽出した。4.齲蝕診断支援システムの診断能の評価得られた特徴量を用いて、本診断支援システムの診断能をROC解析にて評価した。本支援システムにて得られた診断能は、観察者の平均的な診断能と同程度であり、診断能の低い観察者にとっては、診断支援システムとして有用であると考えられた。歯科用デジタル画像を用いた齲蝕の診断能については、フィルムと同等であるという報告が多いが、その理由として、デジタル画像における最適画像表示がなされていないことが挙げられる。本研究は、デジタル画像表示を対象物のX線吸収係数に比例させ、デジタル画像より最大のコントラスト情報を抽出し、それに齲蝕診断アルゴリズムを応用することにより、最大の齲蝕診断情報を画像より抽出することを目的とし、本年度は以下の検討を行った。1.画像データの収集健全歯および齲蝕歯を含む抜去歯を準備し、1種の歯科用フィルムおよび2種の歯科用デジタル画像診断システムを用いて撮影を行い、画像データを収集した。2.画像表示の最適化歯科用デジタル画像の表示条件を最適化するために、被写体のX線吸収係数と画素値を比例させたルックアップテーブルを作成した。3.観察者の齲蝕診断能の評価画像処理を加えないオリジナル画像を6名の歯科放射線医に提示し、齲蝕の診断能を評価した。このデータは、次年度に開発する齲蝕定量診断システムによる診断能と比較するためのコントロールとなる。フィルムおよび2種の歯科用デジタル画像診断システム間には、統計学的に有意な診断能の差は認められなかった。しかしながら、照射線量を変化させた場合の診断能の変化は、フィルムに比べ、2種の歯科用デジタル画像診断システムの方が大きく、至適線量をはずれた場合の診断能の低下が顕著であった。本研究は、デジタル画像表示を対象物のX線吸収係数に比例させ、デジタル画像より最大のコントラスト情報を抽出し、それに齲蝕診断アルゴリズムを応用することにより、最大の齲蝕診断情報を画像より抽出することを目的とした。1.画像データの収集

健全歯および齲蝕歯を含む27本の抜去歯を準備し、2本ずつをペアとして歯科用デンタル画像診断システムにてX線撮影した。照射線量は8段階変化させた。撮影後、歯の組織標本を作成し、齲蝕診断のゴールドスタンダードとした。2.隣接面輪郭自動抽出アルゴリズムの作成隣接面齲蝕を自動検出するために、まず、歯の外形線の自動抽出を試みた。Wavelt変換を用いることにより、正確な輪郭抽出が可能となった。3.齲蝕診断アルゴリズムの作成上記にて抽出された隣接面輪郭にROIを設定し、隣接面に沿って移動しながら、隣接面から垂直方向に内部へ向かって画像濃度を測定するプログラムを作成した。得られた濃度プロファイルを解析し、濃度変化の特徴量を数個抽出した。4.齲蝕診断支援システムの診断能の評価得られた特徴量を用いて、本診断支援システムの診断能をROC解析にて評価した。本支援システムにて得られた診断能は、観察者の平均的な診断能と同程度であり、診断能の低い観察者にとっては、診断支援システムとして有用であると考えられた。
脊椎動物の神経分化を制御するHLH型因子の解析

哺乳動物の神経発生過程では、比較的均一な神経前駆細胞から極めて多様性に富んだニューロンが分化する。この多様性に富んだ神経細胞が分化していく過程では、細胞間相互作用による側方抑制が重要であることが示されている。すなわち、分化が始まった細胞は周囲の細胞が同じ種類の細胞に分化するのを抑制する現象である。この側方抑制には膜蛋白Notchの関与が知られているが、Notchが活性化されてから分化抑制に至る細胞内分子機構についてはよくわかっていない。最近、このNotch経路でbHLH型転写因子Hesが重要な役割を担うことが示唆されている。そこで、神経細胞の多様性を生み出す分子機構を明らかにする目的で、Notch経路におけるHesの役割について解析を行った。まず、活性型Notchによって内在性のHes1とHes5の発現が増加したので、両遺伝子がNotchの機能に必要かどうかを調べるために、Hes1あるいはHes5が欠損したマウス、およびHes1とHes5が同時に欠損したマウスを作製した。これらのマウスから調製した細胞に対して、活性型Notchを発現するレトロウイルスを感染させて分化制御を調べた。その結果、HeS1あるいはHes5が欠損した場合には野生型のときと同様、Notchによる分化抑制がみられたのに対して、Hes1とHes5が同時に欠損したときにはNotchによる分化抑制が解除された。すなわち、(1)Hes1かHes5のどちらかがあればNotchは機能できること、そして(2)両遺伝子はNotchの下流で必須のエフェクターとして機能することが明らかとなった。HesはbHLH型神経分化転写因子Mash1の機能を阻害して分化を抑制することが知られている。これらの結果から、哺乳動物の神経分化は「Notch→Hes1/Hes5┫Mash1→,ニューロンへの分化」(→促進;┫抑制)という経路で制御されることが示された。脊椎動物の神経系では比較的均一な神経前駆細胞から極めて多種類のニューロンが分化していくが、この過程には膜蛋白Notchを介した分化抑制が重要な役割を担っている。ショウジョウバエの知見から、脊稚動物のNotchによる分化抑制にヘリックス・ループ・ヘリックス(HLH)型の分化抑制因子Hesの関与が示唆されているが詳細は不明である。Notchによる分化抑制の細胞内分子機構を明らかにするために、まずNotchによってHes遺伝子群の発現が制御されているかどうかをしらべた。Hes1,Hes2,Hes3,Hes5のプロモーターにルシフェラーゼ遺伝子をつないだレポーターと活性型Notchの発現ベクターを共発現させたところ、Hes1とHes5の遺伝子発現のみがNotchによって誘導されることがわかった。また、Notchによって内在性のHes1とHes5の発現も増加した。したがって、Notch-Hes1/Hes5経路の存在が明らかとなった。次に、Notchによる分化抑制にHes1やHes5が必要かどうかをしらべた。レトロウイルスをもちいて活性型Notchを発現させたところ、野生型マウスの場合と同様、Hes1欠損マウスやHes5欠損マウス由来の細胞に対しても分化抑制を引さ起こした。したがって、Hes1あるいはHes5のどちらかが欠損してもNotchは分化を抑制できることが示され、Hes1とHes5はお互いに補いあっている可能性が考えられた。一方、神経分化を決定・促進すると予想されるHLH型因子Math3の欠損マウスを作製したところ、神経系に異常がみられた。

したがって、脊椎動物の神経発生はNotch-Hes1/Hes5のような抑制因子とMath3のような決定・促進因子によって制御されていることが示された。哺乳動物の神経発生過程では、比較的均一な神経前駆細胞から極めて多様性に富んだニューロンが分化する。この多様性に富んだ神経細胞が分化していく過程では、細胞間相互作用による側方抑制が重要であることが示されている。すなわち、分化が始まった細胞は周囲の細胞が同じ種類の細胞に分化するのを抑制する現象である。この側方抑制には膜蛋白Notchの関与が知られているが、Notchが活性化されてから分化抑制に至る細胞内分子機構についてはよくわかっていない。最近、このNotch経路でbHLH型転写因子Hesが重要な役割を担うことが示唆されている。そこで、神経細胞の多様性を生み出す分子機構を明らかにする目的で、Notch経路におけるHesの役割について解析を行った。まず、活性型Notchによって内在性のHes1とHes5の発現が増加したので、両遺伝子がNotchの機能に必要かどうかを調べるために、Hes1あるいはHes5が欠損したマウス、およびHes1とHes5が同時に欠損したマウスを作製した。これらのマウスから調製した細胞に対して、活性型Notchを発現するレトロウイルスを感染させて分化制御を調べた。その結果、Hes1あるいはHes5が欠損した場合には野生型のときと同様、Notchによる分化抑制がみられたのに対して、Hes1とHes5が同時に欠損したときにはNotchによる分化抑制が解除された。すなわち、(1)Hes1かHes5のどちらかがあればNotchは機能できること、そして(2)両遺伝子はNotchの下流で必須のエフェクターとして機能することが明らかとなった。HesはbHLH型神経分化転写因子Mash1の機能を阻害して分化を抑制することが知られている。これらの結果から、噛乳動物の神経分化は「Notch→Hes1/Hes5┫Mash1→ニューロンへの分化」(→促進;┫抑制)という経路で制御されることが示された。
血管ニッチの有無による脳傷害誘導性神経幹細胞の移植効果の検討

本研究では、血管ニッチ(血管内皮細胞)の存在が、脳梗塞後に誘導される神経幹細胞(虚血誘導性神経幹細胞)を介した神経再生にいかなる効果を及ぼすかを検討する目的で、血管内皮細胞を脳梗塞後のマウスの脳(大脳皮質)に移植した。その結果、血管内皮細胞を移植した群では、血管内皮細胞非移植群と比較し、同時に移植した虚血誘導性神経幹細胞の生存、増殖、神経分化を促進することが、明らかになった。私たちは、以前より、脳傷害時に生体内で誘導される自己神経幹細胞の存在に着目し、その単離を試みてきた。その結果、脳梗塞後の成体マウスの大脳皮質(脳梗塞巣)より、ニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイトの三系統に分化する能力を有する内因性神経幹細胞[脳傷害誘導性神経幹細胞;injury-induced neural stem cell (iNSC)]を単離することに成功した(Eur J Neurosci, 2009)。本研究では、この神経幹細胞(iNsc)を脳梗塞後のマウスに移植し、その有効性の検討を目指す。さらに、近年、幹細胞の生着、増殖にはniche(ニッチ)の存在が重要であることがわかってきており、血管内皮細胞[endothelial cell (EC)]が神経幹細胞のニッチとして、その生着、増殖にとって重要な役割をはたしていることが明らかとなりつつある。そこで、本研究では、神経幹細胞の移植効果の向上を期待し、iNscの単独移植にとどまらず、ECも同時に移植(共移植)し、その移植効果の有効性の検討も目指す。そこで、iNsc及びiNscとEcの共移植に先立ち、EcがiNscの増殖、神経分化にどのような影響を与えるか、共培養系を用いた実験により検討した。その結果、iNscを単独培養した群(iNsc群)と比較し、iNscをEcと共培養した群(iNsc/Ec群)では神経幹細胞のマーカーであるnestin陽性細胞数が約4倍と増加し、BrdU陽性増殖細胞数も約6倍と有意に高値を呈した。また、これらの細胞はTuj-1, GFAP, 04陽性神経細胞にも分化し、iNsc/Ec群ではTuj-1陽性神経細胞数、及びその割合とも、iNsc群と比較し、有意に高値を呈した。以上の結果より、in vitroにおいて、ECはiNSCの増殖、ニューロン分化を促進することが、明らかとなり、ECはiNSCを介した神経再生機転に重要な役割を持つことが示唆された(Stem Cells, 2009)。私たちは、脳傷害時に生体内で誘導される自己神経幹細胞の存在に着目し、その単離を試みてきた。その結果、脳梗塞後の成体マウスの大脳皮質(脳梗塞巣)より、ニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイトの三系統に分化する能力を有する内因性神経幹細胞[脳傷害(虚血)誘導性神経幹細胞;injury/ischemia-induced neural stem cell (iNSC)]を分離培養することに成功し、現在までにその特性について明らかにしてきた。本研究では、この神経幹細胞(iNSC)を脳梗塞後のマウスに移植し、その有効性を検討した。さらに、近年、幹細胞の生着、増殖にはniche(ニッチ)の存在が重要であることが報告されてきており、血管内皮細胞[endothelial cell (EC)]が神経幹細胞のニッチとして、その生着、増殖にとって重要な役割をはたしていることが明らかとなりつつある。そこで、本研究では、神経幹細胞の移植効果のさらなる向上を目指し、iNSCの単独移植に加え、ECも同時に移植(共移植)し、移植効果の有効性を検討した。その結果、iNSC単独投与群においては、移植後5日目、28日目に生着していた神経幹細胞は、それぞれ、7.6%,1.3%に過ぎなかった。また、移植後5日目に増殖していた神経幹細胞はわずか、0.3%であった。一方、神経幹細胞と同時に血管内皮細胞を共移植した群(iNSC/EC群)では、移植後5日目、28日目にそれぞれ、34.1%、8.3%の神経幹細胞の生着が確認でき、移植後5日目に3.9%の神経幹細胞に増殖が認められた。さらにiNSC単独投与群においては、移植後28日目に、移植した細胞の1.1%でニューロン分化を認めた。一方、iNSC/EC群では、3.4%でニューロン分化が認められ、iNSC単独投与群に比べ、神経機能回復の亢進も確認された。以上の結果より、iNSCは脳梗塞後の細胞移植治療として応用可能であり、iNSCによる細胞移植治療における血管ニッチの有効性も本研究により示された。私たちは、脳傷害時に生体内で誘導される自己神経幹細胞の存在に着日し、その単離を試みてきた。

その結果、脳梗塞後の成体マウスの大脳皮質(脳梗塞巣)より、ニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイトの三系統に分化する能力を有する内因性神経幹細胞[脳傷害(虚血)誘導性神経幹細胞;injury/ischemia-induced neural stem cell (iNSC)]を分離、培養することに成功し、現在までにその特性について明らかにしてきた(Eur J Neurosci,2009)。さらに、近年、幹細胞の生着、増殖にはniche(ニッチ)の存在が重要であることが報告されており、血管内皮細胞[endothelial cell (EC)]が神経幹細胞のニッチとして、その生着、増殖にとって重要な役割をはたしていることが明らかとなりつつある。本研究では、血管ニッチの有無におけるiNSCの移植効果に関する検討を行ってきたが、.これまでに、iNSC単独投与群(iNSC群)と比較し、iNSCの単独移植に加え、ECも同時に移植(共移植)した群(iNSC/EC群)において、移植神経幹細胞の生着、増殖、神経分化の促進、さらに、神経機能回復の亢進が認められることを報告してきた(Stem Cells. 2009)。さらに、私たちは、これまでの報告に加え、このiNSCが、脳梗塞病態下において、虚血及びその周囲組織に存在する血管内皮細胞に接するように存在しており、血管ニッチの存在が、内在性iNSCの増殖、神経分化を促進することを証明した(Stem Cells, 2010)。以上の結果より、血管ニッチの存在は、iNSCを介した神経再生機構における重要な鍵となることが示された。