hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小加速度を考慮した深宇宙探査機の精密軌道決定に関する研究

課題となっていたソーラーセイルの姿勢の不確定性を修正する新たな手法を提案し、シミュレーションとIKAROS軌道追跡データを用いてその有効性を示した。新しい手法では、ソーラーセイルの大きな太陽輻射圧を利用し、その軌道と姿勢のハイブリッド推定を行う。これにより、ソーラーセイルの航法・誘導に必要なセイル受光面の姿勢を求めることができ、軌道決定精度を向上させることができている。また、太陽輻射圧を推定する観点から、深宇宙探査機の航法を行う際の姿勢に関する検討を行い、解析的・数値的手法を用いて最適解を求めた。このシミュレーションでは、IKAROSの運用実績をもとに解析しており、現実的な制約を持った解を得ることができている。この成果は、ソーラーセイルだけでなく、太陽輻射圧を主誤差要因とするすべての深宇宙探査機に有効である。本研究成果は、将来の深宇宙探査に有用な微小加速度推進の高効率な運用を実現するためのものであり、それらの性能を活かすためには必須の技術である。これらの成果を用いることで、より少ない燃料で目的地へだ取り着くことができるようになる。
トリプレットリピート遺伝子変異による神経変性疾患の治療法の開発

CAGリピート病の治療法開発を目的として,歯状核赤核・淡蒼球ルイ体萎縮症(dentatorubral-pallidoluysian atrophy,DRPLA)を対象疾患として,培養細胞を用いた様々な長さの野生型および変異DRPLAタンパクの過剰発現系を確立した。その結果,伸長したポリグルタミンのみあるいはその周辺のアミノ酸を含む部分タンパク断片をCOS7細胞に発現させると,細胞内の核周囲および核内に凝集体の形成が観察された。この現象は全長の野生型DRPLAタンパクあるいはその断片では全く観察されなかった。この凝集体を形成した細胞は高率にTUNEL反応陽性となり,アポトーシスを生じていることが示された。このような現象は全長の変異DRPLAでは観察されないことから,変異DRPLAタンパクのプロセッシングにより生じる断片が重要な役割を果たしているのではないかと考えられる。一方,DRPLA剖検脳においても小脳歯状核の神経細胞に核内封入体が存在することが見いだされ,神経細胞の核内凝集体形成が病態機序の上で重要であると考えられた。凝集体形成の機序については,ポリグルタミンがβ-シート構造をとりpolar zipperを形成するあるいはトランスグルタミナーゼが関与するとの説があるが,本研究で確立した培養細胞における発現系を用いてトランスグルタミナーゼ阻害剤を用いたところ,凝集体形成,アポトーシスが有意に抑制され,ポリグルタミンの細胞障害性を緩和できることを示した。この結果から,凝集体形成にトランスグルタミナーゼ反応が関与する可能性が示され,その活性を阻害することが治療法開発につながる可能性を示した。トリプレットリピート病の発症機構を解明し,さらに治療法を開発することを目的に研究を行った。まず最初に,病的に伸長したトリプレットリピートを特異的に同定することにより,トリプレットリピート病の原因遺伝子を同定するために新たな原理を開発し,これを応用することにより,脊髄小脳変性症2型の原因遺伝子を単離することに成功し,その全構造を解明した。さらに,トリプレットリピートの伸長の程度と発症年齢との間に明瞭な負の相関関係があることを証明した。トリプレットリピート病における神経細胞変性機構を解明することを目的として,歯状核赤核・淡蒼球ルイ体萎縮症(dentatorubral-pallidoluysian atrophy,DRPLA)について次のような研究成果を得た。(1)培養細胞系については,アデノウイルスベクターを用いて全長の野生型および変異型DRPLA cDNAを高発現する実験系を世界に先駆けて確立した。このアデノウイルスベクターを用いて神経系の細胞にこれらの全長のcDNAの高発現を行い,神経細胞の変性機構を解析中である。(2)全長の変異からDRPLA cDNAをマウスに導入し,トランスジェニックマウスを作成し,中枢神経系において変異DRPLA cDNAを発現するトランスジェニックマウスの作成を完了した。現在,小脳失調の有無など表現系の観察を行っている。(3)全長の変異DRPLAゲノム遺伝子を単一コピーで有するマウスの作成を行い,マウスに導入されたヒト由来の変異DRPLA遺伝子のCAGリピートが不安定性を示すことを確認し,特にCAGリピートの不安定性に関与するゲノム上のcis-およびtrans-のエレメントについて現在詳細な解析を続行中である。CAGリピート病の治療法開発を目的として,歯状核赤核・淡蒼球ルイ体萎縮症(dentatorubral - pallidoluysian atrophy, DRPLA)を対象疾患として,培養細胞を用いた様々な長さの野生型および変異DRPLAタンパクの過剰発現系を確立した。その結果,伸長したポリグルタミンのあるいはその周辺のアミノ酸を含む部分タンパク断片をCOS7細胞に発現させると,細胞内の核周囲および核内に凝集体の形成が観察された。

このような現象は全長の変異DRPLAでは観察されないことから,変異DRPLAタンパクのプロセッシングにより生じる断片が重要な役割を果しているのではないかと考えられる。一方,DRPLA剖検脳においても小脳歯状核の神経細胞に核内封入体が存在することが見いだされ,神経細胞の核内凝集体形成が病態機序の上で重要であると考えられた。凝集体形成の機序については,ポリグルタミンがβ-シート構造をとりpolar zipperを形成するあるいはトランスグルタミナーゼが関与するとの説があるが,本研究で確立した培養細胞における発現系を用いてトランスグルタミナーゼ阻害剤を用いたところ,凝集体形成,アポトーシスが有意に抑制され,ポリグルタミンの細胞障害性を緩和できることを示した。この結果から、凝集体形成にトランスグルタミナーゼ反応が関与する可能性が示され,その活性を阻害することが治療法開発につながる可能性を示した。
人工子宮を用いた臍帯血流障害と胎児脳損傷の関係に関する研究

臍帯血流障害が胎児の脳に与える影響とメカニズム解明のための実験を行った。羊胎仔を臍帯反復圧迫群とコントロール郡に分け臍帯反復圧迫の24時間後に解剖して脳を中心に病理学的検討を行った。臍帯反復圧迫群の胎仔脳には多彩な組織学的異常所見を認めたが、脳の損傷部位により、主に脳室周囲白質に損傷を受けた群(A群)、主に大脳皮質と視床に損傷を受けた群(B群)、脳のどこにもほとんど損傷を受けなかった群(C群)の3群に分類する事ができた。A群では臍帯圧迫開始前に血圧と血中過酸化脂質の高値が認められており、圧迫開始前に何らかの負荷が加わっていたことが示唆された。B群では圧迫中に低血圧を認めており、A群とは異なる反応を示していた。羊胎仔において、臍帯反復圧迫により脳室周囲白質に虚血性病変を生じさせることができるが、その発生には臍帯圧迫開始前の胎仔の状態が重要な意味を持つことが示唆された。また、免疫染色による検討から、脳傷害発生には虚血により誘導されたサイトカインやフリーラジカルに対するグリア反応が関係している可能性も示唆された。さらに臍帯圧追および圧迫解除後の血流再開に伴う胎児循環動態変化における一酸化窒素(NO)の関与を調べる目的で、NO合成阻害剤であるN omeganitro-L-arginine methyl ester(L-NAME)を用いた実験を行った。羊胎仔に対して、L-NAMEを投与した群(L-NAME群)と、同じように生理食塩水のみを投与したコントロール群に対して臍帯反復圧迫を行った.臍帯反復圧迫終了直後は両群とも著明な頻脈、血圧上昇、アシドーシスを認めたが、L-NAME群では、この頻脈が血流再潅流5分後以降では有意に抑制された。このことから、血流再潅流時の胎仔頻脈の発生にNO合成酵素を介したNOの関与が示唆された。臍帯圧迫に関する予備実験として、妊娠ヤギの子宮を切開して、ヤギ胎仔の臍帯に独自に開発したソフトタイプの圧迫装置を取り付けた。胎仔を子宮内に戻し、その胎仔の血液ガス、心拍数などの基礎的情報をカテーテル法を用いた慢性実験系で検討した。その結果、この圧迫装置は、希望する性能を発揮することが分かったが、ヤギ胎仔が手術侵襲やその後の臍帯圧迫に対して耐性が弱く安定したデータを得ることが難しいという問題が起こった。そこで、実験動物を羊に変えて同様の実験を行った。その結果、羊胎仔のほうが、ヤギ胎仔より手術侵襲やその後の臍帯圧迫に対しても十分な耐性があり、安定したデータが得られやすいということが判明したため、以後、実験動物を羊に変更した。ローラーポンプを用いた人工子宮による胎仔保育実験を行いつつ、臨床用に用いられている遠心血液ポンプに人工子宮用の改良を加えた。人工子宮回路を流れる血流量のコントロールに関しては、従来我々がローラーポンプで用いていた手法をそのまま流用しても希望するコントロール性能が得られなかった。そこで、次年度は、この流量をいかにコントロールすれば、より生理的な状況を得ることができるかを検討し、羊胎仔を1週間程度安定に保育できるまで装置の改良を進める予定である。

さらにこの人工子宮内胎仔に対する臍帯圧迫と子宮内胎仔に対する臍帯圧迫の実験を行い、カテーテル法を用いた子宮内胎仔を対象にした慢性実験と人工子宮による実験との整合性を確認しつつ、人工子宮のさらなる改良を試みる。また、臍帯圧迫に対する循環の変化、特に脳循環について、超音波血流計、マイクロスフェア法などを用いて、詳細に検討を加える予定である。臍帯血流障害が胎児の脳に障害を与えるということが示唆されているが、そのうちの脳室周囲白室軟化症(PVL)は、脳性麻痺の大きな原因として、その発症メカニズムの解明とその予防法の開発が周産期医療の重要な課題の1つになっている。そこで、妊娠112日127日の羊胎仔22頭を臍帯圧迫部とコントロール部に分け実験を行い、その後の脳の組織学的検討を行った。臍帯圧迫は、頚動脈圧、心拍数、血液ガス、血中過酸化脂質測定を行いながら、3分持続の完全圧迫を5分間の間隔をおいて5回くり返した。脳の組織学的検討には、hematoxy-eosin染色、Kluver-Berrera染色、それと抗gilialfibrillaryacidic protein抗体、抗β-amyloid precursor protein抗体などによる免疫染色法を用いた。臍帯に反復圧迫を加えた胎仔脳には多彩な組織学的所見を認めたが、臍帯圧迫郡14例中7例の脳室周囲白室に凝固壊死を認めた。これらの郡では、臍帯圧迫開始前に血圧と血中過酸化脂質の高価が認められており、圧迫開始前に何らかの負荷が加わっていたことが示唆された。また、それとは別に、大脳皮質の病変を主体とする郡もあったが、これらの郡では、圧迫中に低血圧を認めており、脳室周囲白室の病変を主体とする郡とは異なる反応を示していた。羊胎仔において、臍帯圧迫をくり返すことにより脳室周囲白質に虚血性病変を生じさせることができるが、その発生には臍帯圧迫開始前の胎児の状態が重要な意味を持つことが示唆された。また、脳の種々の免疫染色により、脳障害発生には、虚血により誘導されたサイトカインやフリーラジカルに対するグリア反応が関係している可能性も示唆された。脳室周囲白質軟化症(PVL)は脳性麻痺の大きな原因として注目されているが、このPVL発症に臍帯反復圧迫が関与していると考え満期に近い羊胎仔を用いた実験を行った。臍帯圧迫は、3分の臍帯圧迫を5分間の間隔をおいて5回繰り返した。24時間後に解剖して調べた結果、脳の損傷により、主に脳室周囲白質に損傷を受けた群、主に大脳皮質と視床に損傷を受けた群、脳のどこにもほとんど損傷を受けなかった群の3群に分類する事ができた。それぞれの群において臍帯圧迫によるpH、PaCO2、PaO2に差は認められなかったが、血圧などの循環動態には差が認められた。臍帯圧迫および圧迫解除後の血流再開に伴う胎児循環動態変化における一酸化窒素(NO)の関与を調べる目的で、NO合成阻害剤であるN omeganitro-L-arginine methyl ester(L-NAME)を用いた実験を行った。妊娠120130日齢の羊胎仔に対して、臍帯圧迫開始1時間前にL-NAMEを300mgワンショットで投与後、毎時100mgの速度で持続的に投与した群(L-NAME群)と、同じように生理食塩水のみを投与したコントロール群に対して臍帯反復圧迫をした時の胎仔動脈ガス、カテコラミン、ACTH、心拍数、血圧を検討した。臍帯圧迫中、両群とも心拍数、血圧は低下し、圧迫解除により、ただちに一過性の頻脈、血圧上昇を認めた。臍帯圧迫と解除により血中カテコラミン、ACTHは著明に変化したが両群に差はなかった。反復臍帯圧迫終了直後は両群とも著明な頻脈、血圧上昇、アシドーシスを認めたが、L-NAME群では、この頻脈が血流再灌流5分後以降では有意に抑制されていた。
高齢者における義歯Qualityが咀嚼筋断面積と咀嚼筋機能に及ぼす影響

総義歯患者の顎口腔機能の老化は,加齢や歯の喪失,全身的な要因のほか人為的関与による顎顔面形態の変化,総義歯のQualityなどさまざまな因子が複雑に絡み合って影響を受けると考えられる.本研究では,総義歯患者を被検者とし,MRIから求めた咀嚼筋断面積と最大咬みしめ時の筋電図を分析し,一般的臨床診査項目とあわせ検討することにより,総義歯のQualityが咀嚼筋断面積と咀嚼筋機能に及ぼす影響について明らかにすることを目的とする.被検者は総義歯製作を希望して来院した無歯顎患者から,無作為に抽出し,装着義歯のQualityの評価を,Quality scoreから求め,義歯Qualityの高い群(G1)と低い群(G2)に分けて咀嚼筋断面積と筋機能の関連を比較,検討した.咀嚼筋は,MRI装置(GE社製SIGNA)を用い,咬筋,側頭筋後部を撮像した.断面積の計測はMRIフィルムのトレース後,画像解析装署IBAS-2000(ZEISS社製)にて画像解析し計測した.最大咬みしめ時の咀嚼筋筋電図は,ポリグラフ(NECメディカルシステムズ社製)を用い,咬筋,側頭筋前部,ならびに後部から,表面電極にて双極導出し,記録した.筋電図データは,サーマルアレイレコーダーにて再生し,計測した.申請したパーソナルコンピュータにて,これら各分析データの集積を行い,以下の結果を得た.1.咀嚼筋断面積は総義歯Qualityの低い群(G2)で有意な減少を認めた.2.咀嚼筋活動量は総義歯Qualityの低い群(G2)で減少する傾向を示した.3.咀嚼筋断面積と咀嚼筋活動量の相関はQualityの高い群(G1)の咬筋のみに認めた.4.咀嚼筋断面積は,総義歯Qualityの低下に伴い,有意な減少を認めた.5.咀嚼筋活動量は,総義歯Qualityの低下に伴い,減少する傾向を示した.以上より,咀嚼筋の形態や機能の低下には義歯のQualityが関与していると考えられ,適切な義歯の装着は咀嚼筋系の健康維持に重要であることが示唆された.総義歯患者の顎口腔機能の老化は,加齢や歯の喪失,全身的な要因のほか,人為的関与による顎顔面形態の変化,総義歯のQualityなどさまざまな因子が複雑に絡み合って影響を受けると考えられる.本研究では,総義歯患者を被検者とし,MRIから求めた咀嚼筋断面積と最大咬みしめ時の筋電図を分析し,一般的臨床診査項目とあわせ検討することにより,総義歯のQualityが咀嚼筋断面積と咀嚼筋機能に及ぼす影響について明らかにすることを目的とする.本年度はまず,データの収集を行う.被検者は総義歯製作を希望して来院した無歯顎患者から,無作為に抽出し,装着義歯のQualityの評価を,Quality scoreから求める.咀嚼筋は,MRI装置(GE社製SIGNA)を用い,咬筋,側頭筋後部を撮像する.断面積の計測はMRIフイルムのトレース後,画像解析装置IBAS-2000(ZEISS社製)にて画像解析し計測する.最大咬みしめ時の咀嚼筋筋電図は,ポリグラフ(NECメディカルシステムズ社製)を用い,咬筋,側頭筋前部,ならびに後部から,表面電極にて双極導出し,記録する.筋電図データは,サーマルアレイレコーダーにて再生し,計測する.申請したパーソナルコンピュータにて,これら各分析データの集積を行った結果,Quality scoreの低い群において,咀嚼筋断面積が有意に小さく,義歯Qualityが咀嚼筋断面積の減少に影響を及ぼしていることが示唆された.このことから次年度には他の分析項目についても引き続き検索する予定である.総義歯患者の顎口腔機能の老化は,加齢や歯の喪失,全身的な要因のほか人為的関与による顎顔面形態の変化,総義歯のQualityなどさまざまな因子が複雑に絡み合って影響を受けると考えられる.本研究では,総義歯患者を被検者とし,MRIから求めた咀嚼筋断面積と最大咬みしめ時の筋電図を分析し,一般的臨床診査項目とあわせ検討することにより,総義歯のQualityが咀嚼筋断面積と咀嚼筋機能に及ぼす影響について明らかにすることを目的とする.被検者は総義歯製作を希望して来院した無歯顎患者から,無作為に抽出し,装着義歯のQualityの評価を,Quality scoreから求め,義歯Qualityの高い群(G1)と低い群(G2)に分けて咀嚼筋断面積と筋機能の関連を比較,検討した.咀嚼筋は,MRI装置(GE社製SIGNA)を用い,咬筋,側頭筋後部を撮像した.断面積の計測はMRIフィルムのトレース後,画像解析装署IBAS-2000(ZEISS社製)にて画像解析し計測した.最大咬みしめ時の咀嚼筋筋電図は,ポリグラフ(NECメディカルシステムズ社製)を用い,咬筋,側頭筋前部,ならびに後部から,表面電極にて双極導出し,記録した.筋電図データは,サーマルアレイレコーダーにて再生し,計測した.申請したパーソナルコンピュータにて,これら各分析データの集積を行い,以下の結果を得た.1.咀嚼筋断面積は総義歯Qualityの低い群(G2)で有意な減少を認めた.

2.咀嚼筋活動量は総義歯Qualityの低い群(G2)で減少する傾向を示した.3.咀嚼筋断面積と咀嚼筋活動量の相関はQualityの高い群(G1)の咬筋のみに認めた.4.咀嚼筋断面積は,総義歯Qualityの低下に伴い,有意な減少を認めた.5.咀嚼筋活動量は,総義歯Qualityの低下に伴い,減少する傾向を示した.以上より,咀嚼筋の形態や機能の低下には義歯のQualityが関与していると考えられ,適切な義歯の装着は咀嚼筋系の健康維持に重要であることが示唆された.
生産システムにおける先端技術に関する共同研究

本研究は、日本と英国双方の生産システム技術の統合化を図り、より先端的な生産システム技術の開発を目的としている。日本は生産技術の点で世界最高レベルにあることから、英国へ進出した日本企業の実態調査を行うことにより、最高レベルの技術の他国への浸透状況や浸透による効果あるいは問題点が明らかとなり,今後の先端技術の海外移転の指針となると思われる.研究では広島大学工学部および英国ノッチンガム大学工学部の生産システム,ロボティックス,機械加工等の研究者が共同して,(1)日本から英国に進出した企業の日本での生産システム(2)日本から英国に進出した企業の英国内の工場での生産システム(3)英国で進展した伝統的な英国企業(4)日本の企業で,英国企業から技術を導入し,英国企業と同じ物を生産している企業について,日本,英国双方の研究者が合同して各企業を訪問し,聞き取り調査あるいはアンケート調査を行った.以下本研究の概要及び本研究で得られた知見について示す.1.平成6年度平成6年度は日本から長町三生,大場史憲,橋本雅文,鳴瀧則彦,中村信人,松原行宏が英国ノッチンガム大学Wilson,J.教授と共にトヨタ英国工場(TUMK)と松下電器産業UKおよびロールスロイスの計3社を訪問し,生産システムの実態調査を行った.その結果,トヨタUKおよび松下電器産業UKは共に現在日本での先端的生産システムのレベルまでには至っておよず,その少し手前のシステムであり,生産管理や生産スケジューリングにはコンピュータが十分に活用されていたが,コンピュータによる統合生産システム(CIM)には程遠い状況であった.その大きな理由としては,英国の国策である雇用の優先と同時に,人間のスキル(技能)を活用するという英国の伝統的な考え方,が重視されている結果と考えられる.一方,英国を代表するロールスロイスでは,訪問先がエンジン工場であることも加えて,人間のスキルに依存した一品生産システムであり,スキルレベルは非常に高く,工作機械と人間との協調により非常に高い精度の加工を行っており,日本の同様の生産工場と比べ特徴の違いは見られなかった.2.平成7年度平成7年度は英国側からJ.Wilson教授が来日し,山根八洲男と共に,日本側工場(小松製作所大阪工場,トヨタ自動車(株)高岡工場,(株)フコク群馬第二工場,(株)小松製作所小松工場,松下電器産業(株)門真工場)を訪問し,実態調査を行った.また,山根八洲男,森川克己および松原行宏が英国を訪問し,トヨタUK,日産UK,コマツUKおよびホルセット(英国企業)の3社を調査した.その結果,自動車産業のように高度に自動化された企業では機械と人間との共存を強く意識するなど,日本の企業間でも自動化の将来あるいは自動化と人間とのかかわりについて,考え方の相違が明らかとなった.また,英国に進出した日本の企業はほぼ日本と同様の生産システムを取っていることが明らかとなったが,日本と英国の人件費の違いから自動化に対する考え方に若干の相違も見られた.平成8年度平成8年度は日本側から、大場史憲、鳴瀧則彦、山根八洲男、村山長、森川克美、松原行宏の5名が英国ノッチンガム大学を訪問し、ノッチンガム大学のWilson教授およびGindy教授等とこれまでに行った調査の結果について検討・意見交換し、本研究のとりまとめにかたについて双方の調整を行った。これまでに得られた結果の詳細は別刷報告書に述べるが特徴的な点を幾つか示すと、(1)調査企業はいずれも自社の生産システムをCIMと認識していない(2)日本企業は英国企業と比較すると全般的に自動化推進に肯定的である(3)英国企業は労働コストの面からみて自動化推進に肯定的でない(4)英国企業は危険な作業や劣悪な環境の作業を自動化推進のに挙げているのに対し、日本企業では労働者人工の減少を自動化推進の理由としてとらえている(5)調査した企業ではいずれも各個別の部門において自動化・コンピュータ化は推進するが全体の統合化には消極的(6)調査した企業ではいずれも自動化・省人化が生産性向上につながると考えていないことなどが明らかとなった.本研究は、日本と英国双方の生産システム技術の統合化を図り、より先端的な生産システム技術の開発を目的としている。日本は生産技術の点で世界最高レベルにあることから、英国へ進出した日本企業の実態調査を行うことにより、最高レベルの技術の他国への浸透状況や浸透による効果あるいは問題点が明らかとなり,今後の先端技術の海外移転の指針となると思われる.研究では広島大学工学部および英国ノッチンガム大学工学部の生産システム,ロボティックス,機械加工等の研究者が共同して,(1)日本から英国に進出した企業の日本での生産システム(2)日本から英国に進出した企業の英国内の工場での生産システム(3)英国で進展した伝統的な英国企業(4)日本の企業で,英国企業から技術を導入し,英国企業と同じ物を生産している企業について,日本,英国双方の研究者が合同して各企業を訪問し,聞き取り調査あるいはアンケート調査を行った.以下本研究の概要及び本研究で得られた知見について示す.1.平成6年度平成6年度は日本から長町三生,大場史憲,橋本雅文,鳴瀧則彦,中村信人,松原行宏が英国ノッチンガム大学Wilson,J.教授と共にトヨタ英国工場(TUMK)と松下電器産業UKおよびロールスロイスの計3社を訪問し,生産システムの実態調査を行った.その結果,トヨタUKおよび松下電器産業

UKは共に現在日本での先端的生産システムのレベルまでには至っておよず,その少し手前のシステムであり,生産管理や生産スケジューリングにはコンピュータが十分に活用されていたが,コンピュータによる統合生産システム(CIM)には程遠い状況であった.その大きな理由としては,英国の国策である雇用の優先と同時に,人間のスキル(技能)を活用するという英国の伝統的な考え方,が重視されている結果と考えられる.一方,英国を代表するロールスロイスでは,訪問先がエンジン工場であることも加えて,人間のスキルに依存した一品生産システムであり,スキルレベルは非常に高く,工作機械と人間との協調により非常に高い精度の加工を行っており,日本の同様の生産工場と比べ特徴の違いは見られなかった.2.平成7年度平成7年度は英国側からJ.Wilson教授が来日し,山根八洲男と共に,日本側工場(小松製作所大阪工場,トヨタ自動車(株)高岡工場,(株)フコク群馬第二工場,(株)小松製作所小松工場,松下電器産業(株)門真工場)を訪問し,実態調査を行った.また,山根八洲男,森川克己および松原行宏が英国を訪問し,トヨタUK,日産UK,コマツUKおよびホルセット(英国企業)の3社を調査した.その結果,自動車産業のように高度に自動化された企業では機械と人間との共存を強く意識するなど,日本の企業間でも自動化の将来あるいは自動化と人間とのかかわりについて,考え方の相違が明らかとなった.また,英国に進出した日本の企業はほぼ日本と同様の生産システムを取っていることが明らかとなったが,日本と英国の人件費の違いから自動化に対する考え方に若干の相違も見られた.平成8年度平成8年度は日本側から、大場史憲、鳴瀧則彦、山根八洲男、村山長、森川克美、松原行宏の5名が英国ノッチンガム大学を訪問し、ノッチンガム大学のWilson教授およびGindy教授等とこれまでに行った調査の結果について検討・意見交換し、本研究のとりまとめにかたについて双方の調整を行った。これまでに得られた結果の詳細は別刷報告書に述べるが特徴的な点を幾つか示すと、(1)調査企業はいずれも自社の生産システムをCIMと認識していない(2)日本企業は英国企業と比較すると全般的に自動化推進に肯定的である(3)英国企業は労働コストの面からみて自動化推進に肯定的でない(4)英国企業は危険な作業や劣悪な環境の作業を自動化推進のに挙げているのに対し、日本企業では労働者人工の減少を自動化推進の理由としてとらえている(5)調査した企業ではいずれも各個別の部門において自動化・コンピュータ化は推進するが全体の統合化には消極的(6)調査した企業ではいずれも自動化・省人化が生産性向上につながると考えていないことなどが明らかとなった.日本と英国双方の生産システム技術の総合化を図り,より先端的生産システム技術の開発を行うことが本研究の目的である。とくに日本は生産技術の点で世界最高レベルにあることから,英国への進出日本企業の実態調査を行うことにより,最高レベルの技術の他国への浸透状況や浸透による効果あるいはネック等も調べることが本研究の足がかりとなり,平成7年度及び平成8年度への本格研究へ進めやすくなる。そこで,英国側との相談の上,本年度はトヨタ英国工場(TMUK)と松下電業UKの日本企業2社と,英国の伝統的企業ロールスロイスの,計3社を選び,実態調査による比較を行った。
核酸RNAi干渉医薬品を用いた放射線標識に関する研究

細胞特異的に細胞内に入る放射線医薬品は未だない。本研究では、金属標識に耐えてなおかつ標的遺伝子に結合する放射性核酸医薬品を作製することを目的とした。放射線標識したRNAi医薬品の分子設計を分子軌道法により設計した。その結果、塩基5位の置換がハイブリッド能を損なわない箇所であった。LNAを原料に非放射性ヨードを合成付加し、白血病培養細胞に添加した転写阻害率は、通常と差が認められない結果であった。本年度は核酸医薬品となるRNAiの核酸配列について数多く候補として見出した。そのRNAi核酸配列に放射性化合物を合成付加反応が可能にする化学合成計画の方向性およびその合成産物がアイソトープラベルによっても生体細胞内にて標的遺伝子との結合能力を保持しているかの両側面を検討したところ、3遺伝子配列の候補がホウ素とテクネシウムについてアイソトープラベルが合成可能であることが明らかとなった。これらのものは、分子軌道法を用いてシミュレーションをして確認をした。金属の力学磁場にて核酸配列を乱すことなく量子力学的にも問題は認められなかった。また、核酸医薬品に放射性の金属を合成ラベルする場合に力場的に安定化させるための法則性が明らかとなってきたが、今後、さらに事例を踏まえることにて実証を試みる。本年度は放射性核酸医薬品となる核酸化学合成計画およびその結合能力における分子軌道法を用いたシミュレーションを行い確認をしたが、メーカーの都合上合成装置の納品にかなりの時間を要したために合成実験までの検討ができていない。本年、2月に納品があったために現在、進行をしている。従来の放射性医薬品は有機化合物に放射物質を標識おり、組織全体での検査に有効である。近年、組織細胞内特異的に集まるRNA医薬品が実用されているが、放射性核酸医薬品は未だ販売されていない。本研究では放射線標識後もヒトがん細胞特異的に集積するRNAi医薬品の分子設計をするとともに、放射性物質を標識させたRNAiを合成し、がん細胞内への特異的集積性について検討している。特に本年度は分子設計したがん特異的に集積するRNAiに放射性物質を標識した場合での分子モデルについて古典力学シミュレーションでの最適化設計をした。核酸標識する設計では、放射性物質を標識する箇所によって核酸相互結合能を損失したが、モデリングシミュレーションにより、最適な標識箇所を明らかにするが可能となった。また、標識する箇所について簡易な合成ラベリング法についても明らかとなった。本年度は分子シミュレーションにより、核酸配列に放射性物質を標識した場合における最適な合成位置を明らかにするとともに合成方法についても明らかとなった。これまでの放射性医薬品は有機化合物に放射物質を標識しており、組織集積性や薬物動態での検査に有効であるが、細胞特異的な検査はない。RNA医薬品はがん細胞特異的に薬理効果を発揮することが可能と思われるが、放射性医薬品としては未だ見当たらない。そこで本研究では、金属標識に耐えてなおかつ標的遺伝子に結合する放射性核酸医薬品を作製することを目的とした。ます、放射線標識してもヒトがん細胞に特異的に集積するRNAi医薬品の分子設計を分子軌道法により設計した。6塩基を結合させたモデルにおいて、核酸の塩基における部分をヨード置換するとハイブリッド能を損なってしまうことが明らかとなったが、ウラシルの5位の水素基における置換のみは、放射線標識をしても6塩基ともハイブリッド能を損なわない結果が得られた。また、塩基数を増やしたモデリングにおいても同様の結果であった。モデリングの結果を基にBNAまたはLNAを原料に非放射性ヨードを合成付加して作製をした。最終的に合成付加した核酸医薬品は、カラムで精製すると回収率が72%であった。合成付加した核酸医薬品は、ヒト白血病培養細胞に添加して、培養後の細胞増殖率を測定した。対照区として合成前の核酸医薬品を添加した区を作製した。培養後の細胞増殖率で合成付加した核酸の有効性を評価したところ、転写阻害率は、合成前の核酸医薬品と比較して差が認められない結果であった。今後、放射性のヨードを用いることで投与後における細胞内での持続時間および選択特異性について実験を展開したい。昨年度までに明らかにした放射性核酸医薬品の核酸化学合成を本年度はin vitroの実験にて確認をする。また、昨年度に次年度の実地予定である実験動物の取扱いおよび作製について用意をしたためにin vivo実験においても実験の準備をする。本年度は放射性物質と同等の非放射性金属を合成標識させた核酸医薬品を合成し、合成方法の収率および簡易方法を検討するとともに、その非放射性金属を合成標識させた核酸医薬品を用いて培養細胞を用いたがん細胞特異的な集積性について実験を推進する計画である。放射性医薬品メーカーによる合成装置の納品が遅れたために、合成実験の実地が遅れた。そのために、モデリングシミュレーションも次年度に繰り越すことが解ったためにモデリングソフトおよびワークステーション等の金額を次年度に繰り越した。本年度はモデリングシミュレーションの計算結果をもとの合成実験を進める計画であった。

当初の予定では合成実験は器具と試薬が初期に多量に必要であるために予算の上では計上をしていた。購入する予定であった器具等は、年度末に発注したこともあり、未だ納品されていないものも一部あり、本使用計算では差額が生じた結果となった。上記記載をしたように昨年度に使用予定でったモデリングソフトおよびワークステーション等の購入を次年度に実地する予定である。本年度、合成反応およびその評価としての細胞を購入するために使用をする計画である。
膜型人工肺を用いた水素投与による新規治療法の開発

これまでは、体外循環における血行動態の破たんによりモデルの観察ができなくなっていた。体外循環確率の際のボリューム負荷による血液希釈および凝固能の低下を主因と考え、昨年度は、同種輸血によるボリュームコントロール、また、へパリン投与量を推奨されるACT目標値200-250sよりやや下げ、150-200sに維持することで体外循環の以前よりは安定した継続が可能となった。また、その後の出血性合併症も少なくさせることで、死亡症例を減じることができるようになった。一方で、体外循環時間を2時間から1時間に短縮し、観察期間早期に死亡する症例は減ったものの、病態改善効果を検討するだけの長時間の生存は依然として厳しく、体外循環時間のさらなる短縮、プライミングボリュームが少ない回路への変更など、さらなるプロトコールの修正を行っている。昨年度に続き、体外循環後の観察期間に出血等の合併症を起こさないような条件設定の修正を行っており、ヘパリン投与量の再検討、体外循環時間の短縮などを変更するのに時間を要している。したがって、水素投与の病態改善効果検討には至っていないため。引き続き体外循環モデル設定の修正が必要であるため、より侵襲の小さいプロトコールへ変更し条件を確立するとともに、並行して、体外循環中に膜型人工肺から水素負荷を行った際の、血中水素濃度の推移および、経静脈的に水素水を投与する場合の血中濃度推移を計測し、水素負荷効果を判定する。体外循環のプロトコール修正が完了し次第、病態改善効果検討を行う。膜型人工肺を組み込んだ体外循環モデルの確立を行った。これまで確立していた体外循環モデルの回路中にラット用人工肺を組み込むことにより、体外循環血液量が増加し、血行動態が不安定となるケースが増加した。また、へパリン投与量の決定に難渋した。当初予定のACT目標値200-250sは達成できるものの、体外循環後にカテーテル抜去部位から出血をきたし、死亡する症例が多く生じたたため、血栓傾向を生じないレベルでのへパリン投与量の再検討を行っている。上記問題への対応策として体外循環前にやや多めの輸液負荷を行うなどで循環動態の安定化を図って一定の効果を得ることが出来ている。また、2時間の体外循環時間を1時間に短縮し検討可能な範囲で侵襲を軽減する対策を行った。これまで確立していた体外循環モデルであったが、人工肺を組み込むことによる血行動態、出血傾向の増悪に対する対処に苦慮したため、当初の計画よりやや遅れている。循環動態の安定化対策はある程度克服できており、出血への対応として、今後体外循環後に拮抗薬のプロタミンを用いるなどの対策を講じる予定である。さらに同種輸血を考慮し、より確実なモデルを構築する。また、人工肺によるモデルの比較対象であった吸入法、水素含有生理食塩水投与法での検討を並行して推進していく。膜型人工肺を組み込んだラットモデルの構築に時間を要し、水素投与効果を評価するために予定されていた試薬等の購入が先送りとなったため。プロトコール修正による検討が追加され、病態改善効果検討のための測定用のキット購入等が当面必要でない状況が続いていたため出費が抑えられていた。今後、モデル確立のための動物購入費用、および修正プロトコール下で行う動物購入と測定キット購入に使用する予定である。
胎生期及び新生児期の母仔環境が成長後の生体調節系に及ぼす影響に関する基礎研究

1.胎児期過密ストレスおよび乳児期母仔分離が学習記憶行動に及ぼす影響T字型迷路を用いて、胎生期過密マウスと乳児期母仔分離マウスの空間認知力を評価した。胎生期過密群は妊娠期を過密ケージで過ごした母親から生まれたマウスであり、母仔分離群は出生後5日から22日まで毎日1時間、母親および同胞から分離して飼育されたマウスである。空間認知力は、胎生期過密群では7週令で対照群との間に差はなかったが、20週令で有意に低下した。母仔分離群では7週令、20週令のいずれも対照群との間に差はなかった。血清コルチコステロンは、胎生期過密群では過剰分泌傾向にあり、母仔分離群では抑制されていた。以上から、胎生期過密群における空間認知力の低下と副腎皮質ホルモンの関連が示唆された。2.乳児期母仔分離が仔の攻撃行動に及ぼす影響出生後早期に母仔分離を行ったマウスを用いて、成長後の攻撃行動の発現について検討した。思春期青年期の雄性マウスに攻撃行動が発現し、その攻撃性は経時的に増強した。25日令の母仔分離マウスの下垂体と副腎重量は有意に減少していた。また成長後の血清テストステロンは有意に上昇したが、血清コルチコステロンの分泌は低下していた。大脳内5-HT_<1A>受容体密度は、母仔分離群と対象群間で6週令、27週令いずれにおいても差はみられなかった。5-HT_2受容体密度も両群間で差はなかった。今回は大脳全体での測定のため、差が出なかった可能性がある。以上より、母仔分離マウスの攻撃行動には、視床下部-下垂体-副腎系およびテストステロンが関与している可能性が示唆されたが、中枢セロトニン系の関与は明らかではなかった。1.胎生期過密ストレスおよび乳児期母仔分離が学習記憶行動に及ぼす影響T字型迷路を用いて学習記憶能力を評価した。胎生期過密群では7週令では対照群との間に差はなかったが、20週令で有意に低下した。母仔分離群は7週令、20週令のいずれも対照群との間に差はなかった。血清コルチコステロンは胎生期過密群では過剰分泌傾向にあり、母仔分離群では抑制されていた。過剰な副腎皮質ホルモンは海馬の神経細胞に障害を与えるといわれているので、胎生期過密群では海馬に変化が起こっている可能性がある。次年度は海馬のグルココルチコイド受容体を測定し、中枢レベルで機序を明らかにする予定である。思春期青年期の雄性マウスに攻撃行動が発現し、その攻撃性は経時的に増強された。また血清テストステロンが、母仔分離によって有意に上昇した。次に大脳内のセロトニン受容体密度を測定した。5-HT_<1A>,受容体密度は、母仔分離群と対照群間で6週令、27週令いずれにおいても差はみられなかった。次年度は大脳皮質や海馬でのセロトニン受容体の変化をみる予定である。1.胎生期過密ストレスおよび乳児期母仔分離が学習記憶行動に及ぼす影響

T字型迷路を用いて、胎生期過密マウスと乳児期母仔分離マウスの空間認知力を評価した。胎生期過密群は妊娠期を過密ケージで過ごした母親から生まれたマウスであり、母仔分離群は出生後5日から22日まで毎日1時間、母親および同胞から分離して飼育されたマウスである。空間認知力は、胎生期過密群では7週令で対照群との間に差はなかったが、20週令で有意に低下した。母仔分離群では7週令、20週令のいずれも対照群との間に差はなかった。血清コルチコステロンは、胎生期過密群では過剰分泌傾向にあり、母仔分離群では抑制されていた。以上から、胎生期過密群における空間認知力の低下と副腎皮質ホルモンの関連が示唆された。2.乳児期母仔分離が仔の攻撃行動に及ぼす影響出生後早期に母仔分離を行ったマウスを用いて、成長後の攻撃行動の発現について検討した。思春期青年期の雄性マウスに攻撃行動が発現し、その攻撃性は経時的に増強した。25日令の母仔分離マウスの下垂体と副腎重量は有意に減少していた。また成長後の血清テストステロンは有意に上昇したが、血清コルチコステロンの分泌は低下していた。大脳内5-T_<1A>受容体密度は、母仔分離群と対照群間で6週令、27週令いずれにおいても差はみられなかった。5-HT_2受容体密度も両群間で差はなかった。今回は大脳全体での測定のため、差が出なかった可能性がある。以上より、母仔分離マウスの攻撃行動には、視床下部-下垂体-副腎系およびテストステロンが関与している可能性が示唆されたが、中枢セロトニン系の関与は明らかではなかった。
微生物における有用遺伝子の効率的発現

1.転写調節に関して従来から広く知られている負の調節に対し、正の調節機構の例がいくつか研究され、分子レベルで作用機構が明らかになった。(1)大腸菌リン酸代謝系のPhoBタンパク質、シュードモナスのキシレン分解系のXylRタンパク質、枯草菌の芽胞形成に関与するSpoOAタンパク質などは、プロモーターとは別のDNA領域に結合して転写を促進する。(2)枯草菌におけるペニシリナーゼの誘導合成では、アンチレプレッサーが負の制御を打ち消すという働きを行う。(3)ColIbプラスミドの複製調節系においては、複製因子遺伝子repzの上流に存在する正の調節遺伝子repYが、その翻訳の過程を介してrepZの発現を正の方向に制御する。2.大腸菌リン酸代謝系および枯草菌芽胞形成系では、中心となる正の調節タンパク質に対し、さらにその上位に別の調節タンパク質が存在し、外界からの刺激に対し信号伝達系を形成している。特に、リン酸代謝系のPhoBタンパク質のPhoRタンパク質によるリン酸化の発見は、浸透圧調節系、走化性発現における同様の調節系とともに注目に価する成果である。3.シュードモナス菌キシレン分解系の一部のプロモーターからの転写には、従来のRNAポリメラーゼのシグマ因子とは異る、窒素固定において発見されたNtrAシグマ因子が使われていることが明らかになり、またntrA遺伝子の変異により同時に鞭毛形成も不能になることなどから、グラム陰性菌の転写開始機構の多様性が示された。4、ColIbプラスミドのコピー数調節にあずかるrepZ遺伝子の発現は、翻訳過程におけるinc遺伝子とrepY遺伝子の作用により、repZmRNAがダイナミックに構成変化を行うことによることがわかり、RNAの情報高分子としての全く新しい側面が示された。
IL-18によるNK活性化と腫瘍細胞のアポトーシス誘導;頭頸部腫瘍治療への応用

我々はこれまでに、IL-18の抗腫瘍効果メカニズムについて、マウスの系およびヒトの系を用いて解析し、マウスの系においてはエフェクター細胞がNK細胞であること、IL-18がNK細胞を活性化し腫瘍細胞をアポトーシスに陥らせる結果、樹状細胞を介して効率良く腫瘍特異的CTLを誘導することなどを明らかにした。また、ヒトでのIL-18の抗腫瘍効果を調べた結果、ヒト末梢血中にCD3-CD56+(NK)細胞が著明に増加すること、その培養液中に多量のIFN-γ産生が認められることが分かった。本研究では、ヒトでのIL-18の抗腫瘍効果をより詳細に検討した。まずIL-18により活性化されたリンパ球が腫瘍細胞に対してアポトーシスを誘導するかどうかを検討した結果、IL-2単独で培養した場合と比べてIL-18+IL-2で培養した際、腫瘍細胞のアポトーシスが増強されることが明らかになった。さらに、IL-18で刺激培養したリンパ球のmRNAを抽出し、アポトーシス関連蛋白の発現をRT-PCR法により検索したところ、TRAIL, FasLの発現増強が顕著に認められ、ヒトの系におけるIL-18の抗腫瘍効果はTRAIL, FasLなどの蛋白を介したアポトーシスが大きく関与していることが明らかになった。次に、実際に口腔癌患者から末梢血細胞の採取を行い、IL-18に対する反応性の変化について検討した。術前化学療法の開始から手術までの過程において末梢血細胞の採取を行い、NK細胞やT細胞の変化を検索した。本研究では、当病院の倫理委員会に書類を提出し認可を得た後、実際に患者からサンプル採取に取りかかった。まだサンプル数が少ないため、本格的な解析には至っていない,臨床サンプルの採取を継続し、口腔癌患者の末梢血細胞におけるIL-18の抗腫瘍効果を検討することにより、IL-18を用いた悪性腫瘍に対する免疫療法の開発を進める。我々はこれまでに、IL-18の抗腫瘍効果メカニズムについて、マウスの系を用いて解析し、そのエフェクター細胞がNK細胞であること(W.Hashimoto et al. Int. J. Cancer 2003,103 : 508-513.)、またIL-18がNK細胞を活性化し腫瘍細胞をアポトーシスに陥らせる結果、樹状細胞を介して効率良く腫瘍特異的CTLを誘導すること(F.Tanaka, W.Hashimoto et al. Cancer Res. 2000,60:4838-4844)などを明らかにしてきた。また、ヒトでの、IL-18の抗腫瘍効果、特にその詳しいエフェクター細胞の解析を行った。ヒト末梢血をHuIL-18で14日間刺激・培養し、リンパ球の表面マーカーの変化を解析したところ、CD3-CD56+(NK)細胞が著明に増加すること、そしてその際に培養液中に多量のIFN-γの産生が認められることが分かった。そこで平成14年度は、IL-18により活性化されたリンパ球が腫瘍細胞に対してアポトーシスを誘導するかどうかを、Annexin-V, Phi-Phi-Lux, PI染色等により検討した。その結果、IL-2単独で培養した場合と比べてIL-18+IL-2で培養したとき、腫瘍細胞のアポトーシスが増強されることが明らかになった。さらに、IL-18で刺激培養したリンパ球のmRNAを抽出し、アポトーシス関連蛋白の発現をRT-PCR法により検索したところ、TRAIL, FasLの発現増強が顕著に認められた。

以上のことより、ヒトの系においてもIL-18が抗腫瘍効果を有すること、またその抗腫瘍効果にはTRAIL, FasLなどの蛋白を介したアポトーシスが大きく関与していることが明らかになり、今後ヒト悪性腫瘍治療への臨床応用の可能性が強く示唆された。我々はこれまでに、IL-18の抗腫瘍効果メカニズムについて、マウスの系およびヒトの系を用いて解析した。その結果、マウスの系においては、エフェクター細胞がNK細胞であること、IL-18がNK細胞を活性化し腫瘍細胞をアポトーシスに陥らせる結果、樹状細胞を介して効率良く腫瘍特異的CTLを誘導することなどを明らかにした。また、ヒトでのIL-18の抗腫瘍効果を調べた結果、ヒト末梢血中にCD3-CD56+(NK)細胞が著明に増加すること、そしてその培養液中に多量のIFN-γ産生が認められることが分かった。また、IL-18により活性化されたリンパ球が腫瘍細胞に対してアポトーシスを誘導するかどうかを検討した結果、IL-2単独で培養した場合と比べてIL-18+IL-2で培養したとき、腫瘍細胞のアポトーシスが増強されることが明らかになった。さらに、IL-18で刺激培養したリンパ球のmRNAを抽出し、アポトーシス関連蛋白の発現をRT-PCR法により検索したところ、TRAIL,FasLの発現増強が顕著に認められ、ヒトの系におけるIL-18の抗腫瘍効果はTRAIL,FasLなどの蛋白を介したアポトーシスが大きく関与していることが明らかになった。そこで、平成15年度は、実際に口腔癌患者から末梢血細胞の採取を行い、IL-18に対する反応性の変化について検討を開始した。現在我々は、口腔癌治療において、術前化学療法と手術の併用を多用している。IL-18の臨床応用を考えた場合、術前化学療法による骨髄機能の低下、すなわち免疫担当細胞の減弱が問題となってくる。我々は、術前化学療法の開始から手術までの過程において、末梢血細胞の採取を行い、NK細胞やT細胞の変化を検索する。今年度は、実際に患者から末梢血細胞の採取を行うための書類上の手続きを済ませ、実際にサンプルの採取に取りかかったところである。来年度は引き続き、臨床サンプルの採取を継続し、口腔癌患者の末梢血細胞におけるIL-18の抗腫瘍効果を検討することにより、IL-18を用いた悪性腫瘍に対する免疫療法の開発を進める。さらに、IL-18で刺激培養したリンパ球のmRNAを抽出し、アポトーシス関連蛋白の発現をRT-PCR法により検索したところ、TRAIL, FasL,の発現増強が顕著に認められ、ヒトの系におけるIL-18の抗腫瘍効果はTRAIL,FasLなどの蛋白を介したアポトーシスが強く関与していることが明らかになった。
炎症シグナルを標的とした虚血性脳血管障害に対する遺伝子治療に関する研究

本研究助成を受け、高血圧自然発症ラットの血栓性遠位部中大脳動脈閉塞モデルを用いた生体での虚血脳組織への遺伝子導入の有効性に関する研究を行ってきた。その結果、局所脳虚血が遠位部での導入遺伝子発現を増強するという遠隔効果を明らかにしている。一方、老齢動物を用いた脳虚血モデルを使用して遺伝子導入に対する加齢の影響を検討し、老齢動物では脳虚血部位への遺伝子導入が増強する現象を認めている。今回さらに脳梗塞の新規治療法を開発する目的で、局所脳虚血モデルを用いてアデノウイルスベクターによる脳へのインターロイキン10(IL-10)遺伝子導入による脳梗塞の治療効果を検討した。大脳皮質に脳虚血を作製し、虚血90分の時点でヒトIL-10を組み込んだアデノウイルスベクターを脳室内に導入すると、標識遺伝子を導入した群と比較して、脳梗塞の容積は著明に縮小することを見いだした。また、脳梗塞組織での白血球細胞や単球・マクロファージの浸潤は、IL-10導入群では標識遺伝子導入群に比較して減少していた。脳梗塞の進展過程においてIL-1やTNFα、MCP-1などの炎症性サイトカインが組織障害に重要な役割を果たしていることが示唆されており、IL-10はこれらの炎症性サイトカイン産生を抑制し、さらにそのシグナル伝達で生じる接着因子などの活性化を阻害することで白血球細胞や単球・マクロファージの浸潤が抑制され、脳梗塞の縮小に関与したと考えられた。これまでの脳血管障害に関する遺伝子治療の基礎研究においては、遺伝子導入によって脳虚血に対する保護効果が認められるという報告は少なくないが、脳虚血後に遺伝子導入を行い脳梗塞を縮小した成績はない。今回の我々の検討では、遺伝子導入を脳虚血負荷90分後に行っても脳梗塞の容積を縮小することが可能であったことから、脳梗塞の急性期治療としての遺伝子治療が臨床的にも有効である可能性が示唆された。現在、さらに炎症シグナルとして重要なMCP-1を標的とした遺伝子治療の可能性についても検討を進めており良好な成績が得られつつある。本研究から、炎症シグナルを標的とした遺伝子治療の有効性に関して重要な成果が得られたと考えられる。脳梗塞の新規治療法を開発する目的で、局所脳虚血モデルを用いてアデノウイルスベクターによる脳へのインターロイキン10(IL-10)遺伝子導入による脳梗塞の治療効果を検討した。高血圧自然発症ラットの血栓性遠位部中大脳動脈閉塞モデルにより大脳皮質に脳虚血を作製し、虚血90分の時点でヒトIL-10を組み込んだアデノウイルスベクターを脳室内に導入すると、標識遺伝子を導入した群と比較して、脳梗塞の容積は著明に縮小していた。また、脳梗塞組織での白血球細胞は、IL-10導入群では標識遺伝子導入群に比較して減少していた。従来の研究では、脳梗塞の進展過程においてIL-1やTNFαなどの炎症性サイトカインが組織障害に重要な役割を果たしていることが示唆されている。IL-10はこれらの炎症性サイトカイン産生を抑制することが明らかにされており、同作用が脳梗塞縮小に寄与したと考えられた。また、今回の結果では梗塞巣への白血球浸潤がIL-10の導入により抑制されており、炎症性サイトカインによるシグナル伝達で生じる内皮ICAM

1などの活性化をIL-10の過常発現によって阻害することで白血球細胞の浸潤が抑制され、脳梗塞の縮小に関与したと考えられた。これまでの脳血管障害に関する遺伝子治療の基礎研究においては、遺伝子導入によって脳虚血に対する保護効果が認められるという報告は少なくないが、あらかじめ遺伝子導入を行った状態で虚血を負荷するという条件で得られたものがほとんどであり、同投与法で脳梗塞の縮小効果を示し成績はなかった。今回の我々の検討では、IL-10の遺伝子導入を脳虚血負荷90分後に行っても脳梗塞の容積を縮小することが可能であったことから、脳梗塞の急性期治療としての遺伝子治療が臨床的にも有効である可能性が示唆される。現在、さらに抗炎症シグナルを標的とした遺伝子治療の可能性について検討を進めている。本研究助成を受け、高血圧自然発症ラットの血栓性遠位部中大脳動脈閉塞モデルを用いたin vivoでの虚血脳組織への遺伝子導入の有効性に関する研究を行ってきた。その結果、局所脳虚血が遠位部での導入遺伝子発現を増強するという遠隔効果を明らかにしている(Exp Neurol 2003)。一方、老齢動物を用いた脳虚血モデルを使用して遺伝子導入に対する加齢の影響を検討し、老齢動物では脳虚血部位への遺伝子導入が増強する現象を認めている(Exp Gerontol 2003)。今回さらに脳梗塞の新規治療法を開発する目的で、局所脳虚血モデルを用いてアデノウイルスベクターによる脳へのインターロイキン10(IL-10)遺伝子導入による脳梗塞の治療効果を検討した。大脳皮質に脳虚血を作製し、虚血90分の時点でヒトIL-10を組み込んだアデノウイルスベクターを脳室内に導入すると、標識遺伝子を導入した群と比較して、脳梗塞の容積は著明に縮小することを見いだした。また、脳梗塞組織での白血球細胞や単球・マクロファージの浸潤は、IL-10導入群では標識遺伝子導入群に比較して減少していた。脳梗塞の進展過程においてIL-1やTNFα、MCP-1などの炎症性サイトカインが組織障害に重要な役割を果たしていることが示唆されており、IL-10はこれらの炎症性サイトカイン産生を抑制し、さらにそのシグナル伝達で生じる接着因子などの活性化を阻害することで白血球細胞や単球・マクロファージの浸潤が抑制され、脳梗塞の縮小に関与したと考えられた。これまでの脳血管障害に関する遺伝子治療の基礎研究においては、遺伝子導入によって脳虚血に対する保護効果が認められるという報告は少なくないが、脳虚血後に遺伝子導入を行い脳梗塞を縮小した成績はない。今回の我々の検討では、遺伝子導入を脳血血負荷90分後に行っても脳梗塞の容積を縮小することが可能であったことから、脳梗塞の急性期治療としての遺伝子治僚が臨床的にも有効である可能性が示唆された。さらに炎症シグナルとして重要なMCP-1を標的とした遺伝子治療の可能についても検討を進め良好な成績が得られた。本研究から、炎症シグナルを標的とした遺伝子治療の有効性に関して重要な成果が得られたと考えられる。