hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
永久磁石を用いた超高効率マイクロ波管に関する研究

現在、高出力かつ高効率のミリ波帯からサブミリ波帯での電磁波源として、サイクロトロン高速波管の研究開発が進められているが、動作機構の性質上、直流磁場を発生させるための磁場系が必須である。この磁場系としては従来よりソレノイドコイルが用いられてきた。しかしこの方法では磁場系の寸法、重量共に大きく、しかも電流供給用の電源が必要であり、その占有するスペースや重量、消費する電力等も考えると、実用化する上で大きな障害となるのは明らかである。本研究課題は、直流磁場系を永久磁石によって構成することにより、上記の問題点を改善することを目的としたものである。本研究者らは従来より、サイクロトロン高速波管の中でも高効率動作が可能なペニオトロンの研究開発を行っており、本研究課題においてもペニオトロンを用いて電磁波源を構築することを目標とした。磁場系を永久磁石によって構成するために、まず従来の磁場系を検討し直すことによって、必要最小限の磁場分布を得るための条件を求めた。その結果、対向する1対の中空円筒状の永久磁石を円盤状ポールピースを間に挟んで配置することによって、必要とする磁場分布が得られることがわかった。この構成で、磁石本体の体積は従来用いられてきたソレノイドコイルに対して、約1/5という大幅な小型化が可能となる。そこで更に磁場形状の検討を進め、磁石形状を最適化することによって、最終的には単体の中空円筒状永久磁石と円盤状ポールピースの構成においても必要とする磁場分布が形成可能であることを見いだした。すなわち、磁石本体の体積をさらに半分にすることが可能となる。現在、以上の結果をふまえて、実際に永久磁石による磁場系を作成し、それによって得られる磁場強度分布の測定、試作された磁場系を用いて動作する発振管の設計製作を行っており、引続き研究開発を続行する予定である。
国際バカロレアに対応する教員養成の国際比較研究

本研究プロジェクト3年目に当たる本年度は、研究成果の発信とフォローアップ調査を実施した。まず、関係者間で第一次調査と第二次調査で収集した調査結果を分析し、比較、検証を実施した。研究結果については、国内外において広く発信することに努めた。また、第三次現地調査では、当該結果を基としたフォローアップ調査と研究成果の共有を合わせて実施した。本研究は、国際バカロレア(以下:IB)のディプロマ・プログラム(DP)に対応した教員養成課程について国際比較研究を行うものである。研究目的は「DPを教える教員を如何に養成するか」という、カリキュラム研究の側面と「輩出した教員が如何に学校現場でグローバル人材の育成に貢献しているか」というIBに対応する教員養成の成果に関する実証研究の側面を有する。海外調査の実施を通じて、カリキュラム研究の側面における進捗は一定以上見られる。今後は、IBに対応する教員養成の成果に関する実証研究に注力していく。本研究の最終年には、研究成果の公開を促進し、実践への貢献にも注力していく。まず、第一次から第三次調査の結果を踏まえ、関係者間で調査結果の分析、検討を実施する。分析結果についてはCIESなどの国際学会等で学術界に成果を問うだけでなく、セミナーやシンポジウムを開催し、実践に活かすよう心がける。また、析出した分析結果を基にIB教育における教員養成研究の研究フレームワークを提示するセミナーを開催する。具体的な内容は以下のとおりである。(1)第三次調査報告書の作成及び国内関係者との今後の研究方針の協議(2)国内外の学会における研究成果の発表◇国際開発学会、国際教育協力フォーラムでの研究発表◇筑波大学での国際シンポジウムの開催◇米国比較国際教育学会及び、IB教育国際会議における研究発表(3)最終報告書の刊行・国際学術誌への投稿本研究では、国際バカロレア(IB)のディプロマ・プログラム(DP)に対応した教員養成課程に焦点を当て、その実態を明らかにしてきた。本年度は、第一次現地調査として、IB教員養成課程を設置するイギリス、マレーシア、カナダ、オーストラリアの大学を訪問し、IB教員養成課程の運用実態およびカリキュラム内容に関わるインタビュー調査を実施した。また、IBから認定を受ける日本の一条校を訪問し、日本におけるIBの受容実態を把握するとともに、「如何なる教員養成が必要か」という観点からインタビュー調査を実施した。IBの導入は、いわゆる「講義形式」の教授法に変革を迫るため、IB教員はそれに対応することが求められる。しかしながら、IB教員としての「資格」を得るためのワークショップはわずか3日間であり、その受講のみでIB教育に対応するのは困難である。また、ワークショップの費用は高額であるため、研修を目的に毎年継続的に受講することも難しい。そのため、IB認定校は校内研修を通じ、IB教育の理解やアクティブ・ラーニング型の授業への対応を試みていることが明らかになった。また、新たに,外部から既存の教育とは異なる教育プログラムが導入されるにあたり、「どの教員が」当該教育プログラムを担当するかということが、IB認定校内で非常に大きな問題となっていることが明らかとなった。一般にIB教育の授業設計には多くの時間を要すると言われ、とりわけ、「トップダウン」でのIB導入の場合、IBに積極的なグループと消極的なグループが形成される。今後は、IB教育に対応した教員養成課程の実態および課題の把握をさらに進めるとともに、日本という独自の文脈におけるIB教育の創成に向けた考察を進める。計画通り、諸外国(イギリス、マレーシア、カナダ、オーストラリア)のIB教員養成課程を設置する大学における現地調査を実施し、研究ネットワークの構築が進展している。今年度は、国際バカロレア(以下:IB)のディプロマ・プログラム(DP)に対応した教員養成課程について国際比較研究を実施した。本年の現地調査は、DPを積極的に導入している米国、カナダ、英国、香港と日本の事例校として実施した。日本の事例校は、沖縄、広島、北海道、茨城、群馬と全国に及んだ。国内での調査対象校においては、研究目的に対する有益な調査結果を得られただけでなく、今後の研究フレームワークに関する重要な示唆も多々、得ることが出来た。上記の調査で得た研究成果は、日本比較教育学会や日本IB教育学会などでの発表、論文作成等に結実している。来年度以降はより成果発信を重視して、学会発表、論文作成、著作物の作成に注力していく計画である。また、次年度以降の研究に向けても準備を進めた。具体的には国内外の研究者と協働でIB教育に対応する教員養成の「成果」についても、研究フレームワークの構築について議論を重ねた。来年以降、実証研究を推進していく計画である。今年は4年計画の2年次に該当し、現地調査を6か国で実施し、比較研究を実施する予定であった。現地調査の進捗に関しては、分担者の都合もあり、一部、遅れが出ており、6か国中、5か国のみの実施となった。しかしながら、国内調査においては、当初予定していた調査対象校よりも多くのDP校に協力して頂くことが出来、当初の計画以上に順調に進展している。また、本科研の実施機関である筑波大学教育研究科国際教育学位プログラムに多数の優秀な院生が入学し、彼らが重要な研究協力者として研究の推進を担っている。

研究結果については、国内外において広く発信することに努めた。また、第三次現地調査では、当該結果を基としたフォローアップ調査と研究成果の共有を合わせて実施した。本研究は、国際バカロレア(以下:IB)のディプロマ・プログラム(DP)に対応した教員養成課程について国際比較研究を行うものである。研究目的は「DPを教える教員を如何に養成するか」という、カリキュラム研究の側面と「輩出した教員が如何に学校現場でグローバル人材の育成に貢献しているか」というIBに対応する教員養成の成果に関する実証研究の側面を有する。海外調査の実施を通じて、カリキュラム研究の側面における進捗は一定以上見られる。今後は、IBに対応する教員養成の成果に関する実証研究に注力していく。前年度に調査した調査結果を比較、考察し、整理していく。その上で研究内容に関して、海外の関係専門家と十分に議論を行なう。また、上記の研究成果を基とした第二次現地調査を通じて諸外国の研究者との意見交換を行なう。第二次調査においては、IBに対応した教員養成がもたらす学習成果に関する実証研究を各国の研究者と協働で実施する。調査フレームワークの詳細は、今後、協力者間での議論を基に構築していくが、対象とする中等教育学校は、各国においてDPを導入しているIB認定校とする。本研究プロジェクト3年目である今年度は、研究成果の発信とフォローアップ調査を実施する。まず、関係者間で第一次調査と第二次調査で収集した調査結果を分析し、比較、検証を実施する。研究結果は英文でも執筆し、国際学会等において発表すると共に、国際学術誌への投稿を行う。また、第三次現地調査では、当該結果を基としたフォローアップ調査と研究成果の共有を合わせて実施していく。これまでの研究成果を共有することを目的に諸外国の教育省や国際機関、各地域のIB事務所などでセミナーを開催する。セミナーでは調査結果を共有するだけでなく、実践に基づいた批判的な検証を多方面から得る機会とする。具体的な内容は以下のとおり。(1)第二次調査報告書の作成及びホームページの更新(2)第5回全体研究会議の開催ー同報告書の検討および第三次現地調査内容・方針を国内関係者と協議(3)第三次現地調査の実施(4)研究成果の中間発表(IB教育国際会議及びスイス・ジュネーブ(IB本部)での発表)(5)国内学会における発表(6)第2回公開シンポジウムの開催(7)国際学会における成果発表(IB教育学会、全米比較国際教育学会)本研究の最終年には、研究成果の公開を促進し、実践への貢献にも注力していく。まず、第一次から第三次調査の結果を踏まえ、関係者間で調査結果の分析、検討を実施する。分析結果についてはCIESなどの国際学会等で学術界に成果を問うだけでなく、セミナーやシンポジウムを開催し、実践に活かすよう心がける。
抗炎症性脂質メディエーターを用いた血管疾患の新たな治療戦略の検討

動物モデルを用いた内膜肥厚形成における抗炎症性脂質メディエーターの役割に関する検討を行った。ラット頸動脈のバルーン擦過モデルを作製し、擦過直後と2日後にレゾルビンD1 1μgを静注する群と、生食を静注する群をコントロール群として、擦過14日後の内膜肥厚の比較検討を新生内膜/中膜の面積比(NI/M比)を用いて評価した。現在、コントロール群5匹とレゾルビンD1投与群6匹の検体を採取して比較を行い、NI/M比はコントロール群とレゾルビンD1投与群で各々1.22±0.26、0.85±0.14(p値=0.031)で、レゾルビンD1投与群の方がコントロール群に比較して内膜肥厚の形成が有意に抑制された。本研究では、まず血管障害後の内膜肥厚の形成過程において、炎症反応の収束がもたらす効果に関して着目し、抗炎症性脂質メディエーターが血管障害後の炎症反応を収束させ、その結果として内膜肥厚が抑制されるかを検討していくことを目的としている。まず、動物モデルでラット頸動脈のバルーン擦過モデルを作製している。体重300-350gのオスのSDラットを2%イソフルレンで麻酔したのち、2Fr Fogartyバルーンカテーテルを外頸動脈から挿入し、バルーンを総頸動脈で拡張させて血管壁の擦過を3回繰り返す。カテーテル抜去後、その近位にて外頸動脈は結紮する。擦過後14日目と21日目に潅流固定後に頸動脈の標本を採取しelastica van gieson染色を行い、内弾性板の内腔側に新生内膜肥厚が形成されることを確認された。内膜肥厚の形成の評価は内膜/中膜の面積比(I/M ration)を用いて評価をしている。現在作製した動物モデルではI/M rationは0.51.0の間の値となっているがまだばらつきを認めるため、まずこの値が一定になるようにモデル作製の安定化を図っている。また、Sham群として左外頸動脈を単純結紮(即ち閉塞)したモデルも作製したが、こちらでは総頸動脈の内膜肥厚形成を認めなかったため、内膜肥厚モデルとしては問題と考えられる。一方、細胞培養の実験に関しては、現在ラット大動脈の平滑筋細胞の培養を行っており、培地を含めた培養条件の設定を調整している。培地の血清濃度として10%と20%を試している段階であるが、現時点では10%でも細胞の発育条件として問題ないことを確認している。本研究では、まず血管障害後の内膜肥厚の形成過程において、炎症反応の収束がもたらす効果に関して着目し、抗炎症性脂質メディエーターが血管障害後の炎症反応を収束させ、その結果として内膜肥厚が抑制されるかを検討するを目的としている。内膜肥厚の検討には動物モデルを用いており、ラット頸動脈のバルーン擦過モデルを作製し、擦過直後と2日後に外側尾静脈よりレゾルビンD1 1μgを静注する群と、そのコントール群として生食(0.1%エタノール)を静注する群を対照として内膜肥厚の比較を行っている。擦過14日後に潅流固定後に頸動脈の標本を採取し染色を行い、内膜肥厚の形成の評価は新生内膜/中膜の面積比(NI/M比)を用いて評価をしている。現在、治療群とコントロール群で各々5匹ずつの検体を採取して比較を行っており、NI/M比はコントロール群とレゾルビンD1投与群で各々1.273±0.273、0.874±0.143(p値=0.053)で、レゾルビンD1投与群の方がコントロール群に比較して内膜肥厚の形成が抑制される傾向がみられた。また中膜面積に関して治療群とコントロール群で差はみられていない。各群をさらに数例ずつ追加して統計学的な比較検討を行う必要がある。同じ抗炎症性メディエーターであるプロテクチンDに関しても同様の投与方法で検討を開始している。一方、細胞培養を用いてレゾルビンの細胞に対する影響も検討している。現在ラット大動脈の平滑筋細胞の培養を行っており、レゾルビンD1やプロテクチンDを投与した培地と投与していないコントロールの培地で細胞増殖の比較検討をこれから行う予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。血管外科26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の下半期からの開始予定であったが、研究開始が遅れたため現在動物モデルの作製を行っている段階である。また動物モデル作製にあたって手技の安定化を図るのに時間を要しているため、当初の実験計画よりもやや遅れている。

しかし、安定した内膜肥厚モデルの作製の成否が実験結果に大きく関わってくるため、多少時間がかかることはやむを得ないと考えている。また、培養細胞を用いた実験に関しては、現在ラット大動脈の平滑筋細胞を用いた実験を開始したところであるが、培地を含めた培養条件の設定を調整している段階であり、それが決まれば次の実験計画に移れると考えている。動物モデルではラット頸動脈のバルーン擦過モデルを用いて、血管障害後の細胞増殖、白血球の浸潤、炎症性サイトカインの発現、内膜肥厚の形成などについてレゾルビンDやプロテクチンDの効果を検討する。また、治療群の薬剤(100ng, 1μg, 10μg)投与は外側尾静脈より術直後から術後7日目までの間に行い、生食を静脈内投与したものを対照群とする。今後予定として急性期の評価としては、擦過後3日目の新鮮凍結切片を用いて1細胞増殖、2白血球の浸潤、3組織標本を用いて炎症性サイトカインや細胞接着因子の発現などを評価する。4遠隔期の評価として、擦過後14, 21日目のホルマリン潅流固定標本を用いて内膜肥厚の形態学的評価を行う。1細胞増殖:細胞周期を関連タンパクであるKi67による免疫染色により評価する。2白血球の浸潤:白血球共通抗原であるCD45による免疫染色を用いて中膜への白血球浸潤を評価する。3炎症性サイトカインの発現:擦過3日目の標本を用いて免疫染色やqPCRなどにより炎症性サイトカインや細胞接着因子の発現を検討する。4新生内膜肥厚:擦過後14, 21日目のホルマリン潅流固定標本を用いてelastica van gieson染色を行い、内膜肥厚の程度を観察する。その形態学的指標として、内膜/中膜面積比(intima/media ratio: I/M ratio)を用いる。培養細胞を用いた実験では、ラット大動脈の平滑筋細胞を用いる。薬剤によって細胞の増殖や遊走が抑制されるかを検討する。細胞増殖に関してはAlamar blueを用いproliferation assayを、また遊走に関しては8μmの有孔性のtranswellを用いたmigration assayで評価する。その他、血管平滑筋細胞の活性酸素の産生、炎症性サイトカインの発現などに対する薬剤の効果を検討する。
地下構造物の熱湿気環境解析と防湿設計に関する研究

(1)実験用に完全に建設された地下室に対し室内発熱,水分発生のない自然状態下で,地下室の温・湿度性状及び周辺地盤の熱・水分場の測定を行い,その結果、1.夏期の地下室内湿度に対して,結露発生による水分を含めた壁体の吸放湿の与える影響が大きいこと、2.地盤内温度は地表面の日射吸収,降雨後の水分蒸発による潜熱移動の影響を受けた変動を示し,地下室から4m離れた地点の地盤内温度と外気温の年平均値はそれぞれ18.1°C,16.5°Cであり,その差は1.5°C生じ地下室内温度の年平均値は17.1°Cとなることを示した.(2)地下構造物の熱・湿気性状の一般的予測法の確立を目的として,完全埋設型の地下室において,年間実測結果と熱・水分同時移動理論を基礎とした解析法による数値解析結果について比較・検討を行った.その結果,1.本解析法により地下室及び周辺地盤の熱・湿気性状の予測を充分な精度で行うことが可能であり,地下構造物の熱環境設計,防湿設計に利用可能であること、2.コンクリートの水分伝導率の違いが地下室の湿気性状に与える影響は大きく,施工時に用いるコンクリートに対して,また解析時の高湿度状態において用いるコンクリートの水分伝導率に対して充分な注意が必要であることを示した.(3)住宅地下室の結露防止について数値解析により壁体構成として断熱,断湿を行うことや,吸放湿材を用いることが結露性状に与える影響,また室利用条件が結露性状に与える影響について検討した.その結果,1.地下空間の結露防止対策では,地盤との境界を断湿することが有効であること、2.空調を行う場合には,断湿に加えコンクリートの外側に断熱材を配置することで結露防止にある程度効果があること、3.室内側の吸放湿材の貼付は,コンクリートの外側の断熱,断湿とあわせて用いると結露防止に有効であることを示した.(1)地下室及び周辺地盤の熱湿気性状の一般的予測法の確立を目的として,完全埋設型の地下室における年間実測結果を用いて,熱水分同時移動理論を基礎とした解析法による数値解析を行い,地下室及び周辺地盤の熱水分性状について実測値と計算値の比較検討を行った.また地盤及び壁体の物性値の違いによる結果への影響を検討した.その結果,以下の結論が得られた.1.熱水分同時移動理論を基礎とした解析法による計算結果は実測結果と年間を通じてよく一致した.従ってここで示した解析法により地下室及び周辺地盤の熱・湿気性状の予測を充分な精度で行うことが可能であり,地下構造物の熱環境設計,防湿設計に利用可能と考えられる.2.コンクリートの水分伝導率の違いが地下室の熱湿気性状に与える影響は大きく,施工時に用いるコンクリートに対して,また解析時の高湿度状態において用いるコンクリートの水分伝導率に対しては充分な注意が必要である.(2)住宅地下室の結露防止について数値解析により以下に示す条件について検討を行った.まず壁体構成として断熱,断湿を行うことや,吸放湿材を用いることが結露性状に与える影響について検討し,次に自然状態利用,居住状態利用といった室利用条件が結露性状に与える影響について検討した.その結果,以下の結論が得られた.1.地下空間の結露防止対策では,地盤との境界を断湿することが有効である.2.空調を行う場合には,断湿に加えコンクリートの外側に断熱材を配置することで結露防止にある程度効果がある.3.室内側の吸放湿材の貼付は,コンクリートの外側の断熱,断湿とあわせて用いると結露防止に有効である.(1)実験用に完全に建設された地下室に対し室内発熱,水分発生のない自然状態下で,地下室の温・湿度性状及び周辺地盤の熱・水分場の測定を行い,その結果、1.夏期の地下室内湿度に対して,結露発生による水分を含めた壁体の吸放湿の与える影響が大きいこと、2.地盤内温度は地表面の日射吸収,降雨後の水分蒸発による潜熱移動の影響を受けた変動を示し,地下室から4m離れた地点の地盤内温度と外気温の年平均値はそれぞれ18.1°C,16.5°Cであり,その差は1.5°C生じ地下室内温度の年平均値は17.1°Cとなることを示した.(2)地下構造物の熱・湿気性状の一般的予測法の確立を目的として,完全埋設型の地下室において,年間実測結果と熱・水分同時移動理論を基礎とした解析法による数値解析結果について比較・検討を行った.その結果,1.本解析法により地下室及び周辺地盤の熱・湿気性状の予測を充分な精度で行うことが可能であり,地下構造物の熱環境設計,防湿設計に利用可能であること、2.コンクリートの水分伝導率の違いが地下室の湿気性状に与える影響は大きく,施工時に用いるコンクリートに対して,また解析時の高湿度状態において用いるコンクリートの水分伝導率に対して充分な注意が必要であることを示した.(3)住宅地下室の結露防止について数値解析により壁体構成として断熱,断湿を行うことや,吸放湿材を用いることが結露性状に与える影響,また室利用条件が結露性状に与える影響について検討した.その結果,1.地下空間の結露防止対策では,地盤との境界を断湿することが有効であること、2.空調を行う場合には,断湿に加えコンクリートの外側に断熱材を配置することで結露防止にある程度効果があること、3.室内側の吸放湿材の貼付は,コンクリートの外側の断熱,断湿とあわせて用いると結露防止に有効であることを示した.
高齢者の早期退院に向けた首下型簡易サウナによる看護プログラムの開発

温熱刺激によって高齢者の入眠状態を改善し、早期退院に向けての看護援助モデル開発を目指すことが本研究の目的であった。健常若年者、健常高齢者を対象とした首下型サウナの結果では、健常若年者、健常高齢者の深部体温上昇カーブがほぼ同様であることと、拡張期血圧が双方ともに低下することを確認した。また、入院患者には、身体侵襲の少ない部分(脚部)サウナを適用し、約0.4°C深部体温を上昇させる方法によって3日間連用時の睡眠評価を行った結果、主観的睡眠評価(OSA睡眠調査)の夢見が有意に改善され、看護プログラム開発のための示唆を得ることができた。頸下型サウナの適用によって高齢者の入眠状態を改善し、早期退院に向けての看護援助モデルを開発するために、今年度は、まず健常な若年者および健常高齢者に対して、頸下型ドームサウナを適用しその結果を検討した。サウナ温度は70-90°C(レベル高)と60-85°C(レベル中)の2レベルで実施した。いずれも、1人の被験者に対して2回の実験を行い比較した。若年者においても高齢者においても、レベル間に大きな差は見られなかった。若年者においても高齢者においても、レベル中で約0.8°C以上の深部体温上昇がみられた。この結果は、40°Cの温湯に10分間入浴するのと同等の体温上昇であり、現在、温熱療法(和温療法)として活用されているサウナの活用法に準ずるものとして今後の重要な基礎的エビデンスとなるものである。循環動態においては、若年者では収縮期血圧および拡張期血圧がやや上昇するのに対し、高齢者では拡張期血圧の低下傾向が認められた。このことからサウナの活用が末梢血管の拡張や末梢血管抵抗の低下に影響しており、今後の活用に向けての示唆を得ることができた。また、本研究の目的である、入院中高齢者への適応の前に、サウナの入眠状態への影響を調査する為に、まず入院患者へ、影響の少ない部分サウナを使用して入眠状態の検討も行った。アクチグラフによる睡眠評価とともに質問紙による主観的評価においてもサウナを実施した当日の睡眠状態がやや改善する傾向にあった。頸下型サウナの適用によって高齢者の入眠状態を改善し、早期退院に向けての看護援助モデルを開発するために、健常な若年者および健常高齢者への前回データを基にして、フットサウナを実際に入院患者に適用しその結果を検討した。フットサウナは膝から下を遠赤外線によって温熱環境に曝露するものである。先行研究でもフットバスによって足部を温めることによる睡眠やリラクゼーションの効果は認められている。フットサウナ温度は庫内45°Cで、15分間実施した。その後も庫内に足部を入れたまま、電源を切って30分間全身を保温した。いずれも1人の被験者に対して1回実験を行い、安全性を確認した後で3日間の連用による睡眠状況を検討した。一度の実施で、約0.4°Cの深部体温上昇、0.6°C以上の皮膚温の上昇がみられた。血圧、心拍数は変動がなく循環動態への影響は少ないことが確認できた。フットサウナを使用して3日間連用を行い、睡眠状態を評価した。今年度は前年度より人数を増やして行うことができた。OSA睡眠調査およびSMH睡眠調査票によって主観的なデータを、アクチグラフによって客観的な睡眠評価を行った。全体的な睡眠の改善傾向がみられたが、統計的な分析ではOSA睡眠調査の夢見に関しては実施前よりも有意な改善傾向が認められた。また、体が温かい、心地よいという主観的なデータと気分調査によるリラクゼーション傾向においても実施前と比べて有意に改善されていた。本研究は温熱刺激が生理心理反応へどう影響し看護にどのように活用できるか検討することを目的としている。初年度から3年目は、頸下型サウナの適用によって高齢者の入眠状態を改善し、早期退院に向けての看護援助モデルを開発するために、健常な若年者および健常高齢者への前回データを収集した。最終年度は、それを基にして、フットサウナを実際に入院患者に適用しその結果を検討した。

フットサウナを使用して3日間連用を行い、睡眠状態を評価した。今年度は前年度より人数を増やして行うことができた。OSA睡眠調査およびSMH睡眠調査票によって主観的なデータを、アクチグラフによって客観的な睡眠評価を行った。全体的な睡眠の改善傾向がみられたが、統計的な分析ではOSA睡眠調査の夢見に関しては実施前よりも有意な改善傾向が認められた。また、体が温かい、心地よいという主観的なデータと気分調査によるリラクゼーション傾向においても実施前と比べて有意に改善されていた。繰越延長期間は、更なる活用を検討するためにフットサウナの健常高齢者実験も実施し深部体温上昇傾向を認めた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
食行動の数量モデルとその応用可能性についての実験的検討

実験室で、人間に単一の食物を摂食させるとき、その摂食ペース(単位時間当たりの摂食量)は徐々に減少していく。特別研究員は、この法則性を食事セッション内減少と定義付け(高木・青山,2006),その法則性を記述することを採用期間の目的とした。第1に、食物を自由に食べさせる自由摂食セッションの前に、栄養価の高い食物を食べさせる(実験前摂食セッション)ことの影響を2回の実験から検討した。結果として、直前の実験前摂食が後の自由摂食のセッション内減少に影響を及ぼすかどうかは、直前に摂食させる食物が自由摂食セッションと同様であるかどうかに依存した。第二に、実験前摂食から自由摂食までに遅延時間を設定すれば、違う食物を実験前摂食させても、後の自由摂食時のセッション内減少に作用した。つまり、遅延無しで(食材が同じである場合に)作用する要因と、遅延がある場合に(食材が異なっていても)作用する要因が別々に存在することが想定された。第2に、ゆっくり摂食させることが食事セッション内減少におよぼす影響について検討した。本年度は、ゆっくり摂食させる教示の操作の影響を検討した。実験では、参加者にソーセージ60本を提示した。普通群は、食物を1本ずつ好きなだけ満足するまで摂食するよう教示した。その一方、低ペース群は、教示に、「よく噛んで、よく味わって」という文言を付加した。結果として、普通群の摂食ペースは食べ始めである食事セッション開始直後では低ペース群よりも相対的に速いが,その低下は普通群よりも急激で,より短い時間で食べやめた。また,低ペース群では,食べ始めの摂食ペースは普通群より遅いが,摂食ペースの低下は非常に緩やかであり,より長い時間摂食していた。この結果は、昨年度の異なるゆっくり摂食させる教示においても示されており、ゆっくり摂食させることが必ずしも摂食量を減少させるわけではないことが示唆された。ゆっくり食べると血糖値の上昇による満腹感が生じ摂食量が減少することは知られているが,その実験的な研究は少なく,また,必ずしも摂食量は減少していない。これら先行研究間の結果の矛盾は,食べるペースの推移と総摂食量との記述で解決できる可能がある。平成20年度は,ゆっくり摂食させることが食べるペースの推移(食事セッション内減少)と総摂食量に及ぼす影響について検討した。第1・2実験において,以下の4点の手続きは共通していた。第1に,参加者は,全て健康な男子大学生であった。第2に,全ての実験で,実験に用いた食物はポテトチップス120枚だった。第3に,統制群の参加者には,ポテトチップスを1枚ずつ摂食させ,実験群の参加者には,ポテトチップス1枚を30回以上噛んで,30分間ゆっくり摂食させた。第4に,実験の様子はビデオで録画された。ただし,第1実験では,摂食を自発的に終了できるが,第2実験では30分間摂食させた。第1・2実験を通して得られた結果は,ゆっくり食べることが摂食量を減少させるという従来の常識的な知見とは異なった。具体的には,食べ始めの摂食ペースが相対的に速い群は,その低下の程度が急であるため,より短い時間で食べ終わり,食べ始めの摂食ペースが遅い群は,その低下の程度が緩やかであるため,長く食べ続け,結局,最終的な総摂食量は変わらない,という結果が得られた。結果から,ゆっくり食べることが総摂食量を減少させないことが示されたが,全てのゆっくり摂食させる手法において,この知見が適応できるとは断定できないため,どの組み合わせでは,総摂食量の減少に有効であり,どの組み合わせでは効果がないのかを,様々なパターンを用いてさらに実験的に検証していく必要がある。

また,低ペース群では,食べ始めの摂食ペースは普通群より遅いが,摂食ペースの低下は非常に緩やかであり,より長い時間摂食していた。この結果は、昨年度の異なるゆっくり摂食させる教示においても示されており、ゆっくり摂食させることが必ずしも摂食量を減少させるわけではないことが示唆された。
被圧変位量特性を考慮したインプラントの最適な咬合の確立

天然歯とは異なり歯根膜,神経を欠くため緩圧作用がほとんどないインプラント治療は,わずかな咬合の不調和がトラブルの原因になると言われているが,適切な咬合を付与するためのガイドラインは未だに確立されていない.経過良好なインプラントの咬合状態を明らかにすることを目的に,1歯中間欠損部単独植立インプラントの各かみしめ強さでの咬合荷重量とその変化を検討した.さらに,三次元有限要素解析モデルにおけるインプラントと骨の接触状況の変化を,実物のインプラントと3種類の三次元有限要素解析モデルの被圧変位量と応力分布を比較検討した.これらのデータから開発した手法を応用して得られたインプラントの咬合間隙量についても検討を加えた.新たに開発した手法によりインプラントに付与された咬合間隙量を推定できる可能性が示唆された.インプラントと天然歯の間には様々な咬合状態があったが,経過良好なインプラントの咬合間隙量にはある程度の幅があることが明らかになった.これらのインプラントが十分に機能しているかどうかについてはさらなる長期の研究が必要であろう.天然歯とは異なり歯根膜,神経を欠くため緩圧作用がほとんどないインプラント治療は,わずかな咬合の不調和がトラブルの原因になると言われているが,適切な咬合を付与するためのガイドラインは未だに確立されていない.経過良好なインプラントの咬合状態を明らかにすることを目的に,1歯中間欠損部単独植立インプラントの各かみしめ強さでの咬合荷重量とその変化を検討した.さらに,三次元有限要素解析モデルにおけるインプラントと骨の接触状況の変化を,実物のインプラントと3種類の三次元有限要素解析モデルの被圧変位量と応力分布を比較検討した.これらのデータから開発した手法を応用して得られたインプラントの咬合間隙量についても検討を加えた.新たに開発した手法によりインプラントに付与された咬合間隙量を推定できる可能性が示唆された.インプラントと天然歯の間には様々な咬合状態があったが,経過良好なインプラントの咬合間隙量にはある程度の幅があることが明らかになった.これらのインプラントが十分に機能しているかどうかについてはさらなる長期の研究が必要であろう.H21年度は経過良好なインプラントの咬合状態を明らかにすることを目的に,1歯中間欠損部単独植立インプラントの各かみしめ強さでの咬合荷重量とその変化を検討した.さらにこれらのデータから新たに開発した生体計測の手法を応用して得られたインプラントの咬合間隙量についても検討を加えた.方法:被験者は17名で,1歯中間欠損部にインプラントが単独植立され上部構造装着時より経過良好に2年以上経過した症例とした.咬頭嵌合位で最大咬合時の左右咬筋の筋活動を100%とした時の筋活動を100%MVCとし,全歯列の咬合荷重を,筋活動をコントロールしながら咬合力測定用感圧フィルムで記録した.また咬合接触点を判断するために咬合採得用ビニールシリコンを用いた.各かみしめ強さでの,インプラント部及び隣在天然歯に加わる咬合荷重量とその変化を検討した.結果:被験者は初期かみしめ時からインプラント部に咬合荷重が加わっていたもの(以下WC群),40%MVCからインプラント部に咬合荷重が加わっていたもの(以下MC群),60%MVC以上からインプラント部に咬合荷重が加わっていたもの(SC群)の3つに分類された.WC群,MC群,SC群とも最大かみしめ時には隣在天然歯と同様にインプラント部に咬合荷重が加わっていた.この時の咬合荷重量の平均値は,WC群:110N,MC群:90N,SC群:123Nだった.インプラントに付与されていた咬合間隙量の平均値はWC群:43μm未満,MC群(83μm以上,SC群197μm以上であった.考察:生体計測の手法によりインプラントに付与された咬合間隙量を推定できる可能性が示唆された.インプラントと天然歯の間には様々な咬合状態があったが,経過良好なインプラントの咬合間隙量にはある程度の幅があることが明らかになった.インプラント治療計画時に患者にとって最適な咬合を決定し,治療効果を最大限に引き上げるために、1)複数の解析法を用いて,(応力解析,疲労強度など)2)インプラントの最適な咬合を推測し,3)予後からその妥当性を検証し,4)ガイドラインを確立することを目的とした.これにより,歯科医療の質の向上と効率化が図れると推測した.H21年度は、1),2)の研究結果より,CTデータから三次元有限要素解析モデルを製作し,実物のインプラントの被圧変位量を再現した三次元有限要素解析モデルを製作することが可能であることが示唆された.また,インプラント患者の数を増やしデータを測定蓄積することにより,インプラントの咬合荷重に対する被圧変位量を推定後,インプラントの被圧変位特性を決定した.H22年度は,H21年度にインプラント上部構造の咬合状態を客観的に評価し検討したデータを再度検討しその妥当性を確かめるため,インプラントの咬合状態の評価を客観的に検討した.被験者は臼歯部1歯中間欠損部にインプラント治療を行った患者であり,上部構造装着後,予後良好に2年以上経過した症例を対象とした.臨床の場で得られた天然歯とインプラントの被圧変位特性のデータを用いて,比較検討しインプラントの最適な咬合を推定した.

今回、新たに追加した手法によりインプラントに付与された咬合間隙量を推定できる可能性が示唆された.患者個々のインプラントと天然歯の間には様々な咬合状態があったが,経過良好なインプラントの咬合間隙量にはある程度の幅があることが明らかになった.
実験－理論相互連動による肺の階層構造形成メカニズムの解明

肺上皮が拡散性成長因子に応答して成長することを表した数理モデル(ラプラシアン成長モデル)について、実験的検証を進めた。FGFファミリー分子に対する応答性について、FGFR下流のMAPKの活性をトランスジェニックマウス由来の組織を用いて調べたところ、組織曲率に応じた活性化亢進の度合いが異なることがわかった。この結果を数理モデルに反映させると、FGFファミリー分子による成長したシスト形状の違いを説明できた。組織変形は、個々の細胞形状の制御が関与していると考えられ、実際に肺上皮においても頂端収縮によるシスト変形が起きていることを明らかにしてきた。このことを表現した数理モデル(自発曲率モデル)について、組織サイズの拡大と頂端収縮によって、組織形状の不安定化が起きることを数理解析により示すことができた。またラプラシアン成長モデルと自発曲率モデルを組み合わせることで、細胞形状制御によって分岐の太さが調節されうることを示した。また、連携研究者との共同研究も進めており、モデルの三次元化にむけた新しい枠組みの計算機シミュレーションモデルの構築を行った。ラプラシアン成長モデルの実験的検証としてFGFファミリー分子によるMAPK活性化の様子を調べることができた。またモデルの三次元化にむけた新しい枠組みの計算機シミュレーションモデルが構築できた。以上のことは当初の研究計画におおむね沿っている。FGF10シグナルとWntシグナルによる分裂方向の制御は、管径に関与すると推測できるが、このことが分岐形成に及ぼす影響は明確ではない。そこで3次元の管腔成長モデルを構築し、曲率依存的成長を組み込んだ上で、分裂方向の影響を調べる。発展として自発曲率の効果も組み込み、本研究から提案できる仮説を立体構造として統合的に示す。研究打ち合わせの旅費が共同研究先からの経費から支出できたため、その分の経費を試薬購入にあてることができ、研究計画を進めることができたが、若干の余剰が生じた。
DNA２重鎖と脂質ラフトモデル膜を用いた微弱磁場イメージング・システムの構築

青色光受容体タンパク質クリプトクロムの磁気センシングに着目して、微弱磁場をセンシングできる人工システムの構築を目指した。フラビンの1重項励起状態からのフラビンートリプトファン・1重項ラジカルペア形成の過程の実現、最終的な3重項ラジカルペアの長寿命化の実現のため、DNAモデルシステムの構築を進めている。オリゴマー末端のパルミトイル修飾により、脂質ラフト相(厳密には、脂質ラフトモデル膜の秩序液体相)を反応場とするフラビンの蛍光消光、寿命を顕微下で定量的に評価できるシステムを構築し、イメージングが可能な材料システムの探索、磁気センシング機能評価へと繋げる計画である。パルミトイル修飾したトリプトファン含有ペプチド核酸(PNA)オリゴマーとフラビンを含有する相補的なPNAオリゴマーの2重鎖を用いた場合、脂質ラフトモデル膜の秩序液体相と無秩序液体相の境界で破壊現象が起こることを顕微下で観測した(2017年度に論文発表済み)。パルミトイル修飾したトリプトファン含有ペプチド核酸(PNA)オリゴマーと(フラビンの代わりに)Alexa Fluor 488(AL488)を含有する相補的なDNAオリゴマーの2重鎖を用いた場合には、上記のような破壊現象は起こらず、秩序液体相中でAL488の蛍光消光、寿命を顕微下で評価できている(2017年度に論文発表済み)。上記AL488をフラビンに置き換えたDNAオリゴマーを合成したが、このDNA自体の水に対する溶解性が低く、PNAと2重鎖を形成させにくいことが分かった(2018年度に学会発表済み)。フラビン含有DNAオリゴマーの水溶性の向上、脂質ラフトモデル膜内でPNAと2重鎖を形成させることを目的に、リンカー構造の検討を進めている。入手したいオリゴデオキシリボヌクレオチド(ODN)の合成が遅れているため。当初、ボトムアップ的に研究遂行を計画したが、入手したいオリゴデオキシリボヌクレオチド(ODN)の合成が遅れているため計画を見直した。昨年度中に、関連する論文発表ができたこともあり、トップダウン的に脂質ラフトモデル膜方向から研究を遂行する方針に変更した。研究実績の概要に記述したが、フラビン含有DNAオリゴマーの性質として、予想以上に水に対する溶解性が低いことが分かってきた。その向上のため、リンカー構造の検討を行い、現在までに構築できているシステムを最大限利用し「脂質ラフトモデル膜を用いた微弱磁場イメージング・システムの構築」を目指す。オリゴマーのパルミトイル修飾により、脂質ラフト相(厳密には、脂質ラフトモデル膜の秩序液体相)を反応場とするフラビンの蛍光消光、寿命を顕微下で定量的に評価できるシステムを構築し、イメージングが可能な材料システムの探索、磁気センシング機能評価へと繋げる計画である。パルミトイル修飾したトリプトファン含有ペプチド核酸(PNA)オリゴマーとフラビンを含有する相補的なPNAオリゴマーの2重鎖を用いた場合、脂質ラフトモデル膜の秩序液体相と無秩序液体相の境界で破壊現象が起こることを顕微下で観測した。現時点では、フラビンを含有するDNAオリゴマーは入手できていないが、パルミトイル修飾したトリプトファン含有ペプチド核酸(PNA)オリゴマーと(フラビンの代わりに)AlexaFluor 488(AL488)を含有する相補的なDNAオリゴマーの2重鎖を用いた場合には、上記のような破壊現象は起こらず、秩序液体相中でAL488の蛍光消光、寿命を顕微下で評価できている。入手したいオリゴデオキシリボヌクレオチド(ODN)の合成ルートが確立できていないため。フラビンを含有するDNAオリゴマーの利用については、検討を進めている。

入手したいオリゴデオキシリボヌクレオチド(ODN)の合成が遅れているため。青色光受容体タンパク質クリプトクロムの磁気センシングに着目して、微弱磁場をセンシングできる人工システムの構築を目指した。フラビンの1重項励起状態からのフラビンートリプトファン・1重項ラジカルペア形成の過程の実現、最終的な3重項ラジカルペアの長寿命化の実現のため、DNAモデルシステムの構築を進めている。オリゴマー末端のパルミトイル修飾により、脂質ラフト相(厳密には、脂質ラフトモデル膜の秩序液体相)を反応場とするフラビンの蛍光消光、寿命を顕微下で定量的に評価できるシステムを構築し、イメージングが可能な材料システムの探索、磁気センシング機能評価へと繋げる計画である。パルミトイル修飾したトリプトファン含有ペプチド核酸(PNA)オリゴマーとフラビンを含有する相補的なPNAオリゴマーの2重鎖を用いた場合、脂質ラフトモデル膜の秩序液体相と無秩序液体相の境界で破壊現象が起こることを顕微下で観測した(2017年度に論文発表済み)。パルミトイル修飾したトリプトファン含有ペプチド核酸(PNA)オリゴマーと(フラビンの代わりに)Alexa Fluor 488(AL488)を含有する相補的なDNAオリゴマーの2重鎖を用いた場合には、上記のような破壊現象は起こらず、秩序液体相中でAL488の蛍光消光、寿命を顕微下で評価できている(2017年度に論文発表済み)。上記AL488をフラビンに置き換えたDNAオリゴマーを合成したが、このDNA自体の水に対する溶解性が低く、PNAと2重鎖を形成させにくいことが分かった(2018年度に学会発表済み)。フラビン含有DNAオリゴマーの水溶性の向上、脂質ラフトモデル膜内でPNAと2重鎖を形成させることを目的に、リンカー構造の検討を進めている。まずは、フラビン、アミノ酸を含むオリゴデオキシリボヌクレオチド(ODN)の合成ルートを確立する。5-Iodo-2'-deoxyuridineを出発原料とし、フラビン、アミノ酸官能基をもつ末端アルキンとのカップリング反応により、対応するデオキシピリミジンを得た後、5'水酸基の保護と3'水酸基のホスホロアミダイト化を行う。5位に修飾したヌクレオシドは、DNA自動合成機によりODN中に組み込むことができる。3'側から順に合成し、固相担体上に結合した保護ODNはアンモニアによる切り出しを行い、脱保護処理を行う。特に、フラビンについては、用いる試薬との反応を避けるため、ODN合成後に連結する等の検討も含め、合成ルートの確立に時間を要する。目的ODNはHPLC精製後にMALDI-TOF MSで同定する。上記合成ルートが確立した後、当初の研究実施計画どおり、評価を進める。フラビン、アミノ酸を含むオリゴデオキシリボヌクレオチド(ODN)の合成を進めている。
内視鏡外科手術修練を支援するcadaver training カリキュラムの構築

研究開始当初、本学には献体を用いた手術手技修練(カダバートレーニング)の実績はなかったが、本研究を契機に実施体制を整備し、倫理委員会の承認を得た2016年よりカダバートレーニングを開始した。当初は消化器外科領域の内視鏡手術に焦点を絞った研究を予定していたが、倫理委員会の勧告により、外傷手術、脳外科、泌尿器科、整形外科など多領域での検討に研究内容が展開することとなり、7体の献体を使用して7診療科が19回のトレーニングを実施し、医師123名が参加した。研究課題の食道内視鏡外科手術では、新たに作成したテキストブックと評価表を用いたカリキュラムのパイロットスタディーが実施され、その有用性が確認された。高度な外科手術の安全な実施には、十分な解剖学的知識と手術を確実に遂行し得る技術が必要である。手術治療の安全性に対する社会的な要求は高いが、高難易度手術の実施や新規の術式の導入に際して、術前にサージカルトレーニングや手術シミュレーションを実施するかどうかは医師個人やそれぞれの施設の判断に任されているのが現状である。遺体を用いた手術手技トレーニング(cadaver training)は、海外では教育手法としての有用性が示されているが、我が国では平成24年に「臨床医学の教育及び研究における死体解剖のガイドライン」が公表されるまでは実施基準が無かったために、広く普及するには至っていない。本研究は食道癌などの高度な技術を要する手術に対する遺体を使用した手術修練カリキュラムの構築を通して、安全な医療の普及を目指すものである。研究の実施のためには、死体解剖保存法、献体法並びに、「臨床医学の教育及び研究における死体解剖のガイドライン」に従ってカリキュラムを実施する必要があるが、北海道大学では実施実績はなく、遺体使用を可能とするための準備が現在進行中である。実施のための現在の進捗状況は、H27度中に実施可能な体制を確立すべく、医学研究科、北大病院の関係各科、解剖学教室、白菊会担当の事務部門と卒後臨床研究担当の事務部門での実施委員会が設立されたところである。H26年度は鉗子等手術機器の購入を行い、実施環境の整備と研究カリキュラムの実施に向けたシミュレーションを動物実験施設で豚を用いて行った。また、cadaver trainingで先行する札幌医科大学への施設見学を実施し、本研究の準備を進めた。H27年度は、学内の実施体制の確立(遺体の受け入れ態勢の確立、施設の整備、臨床各科の調整、利益相反関係の開示等)を進めるとともに、本研究に対する倫理委員会での承認後に、引き続きパイロットスタディーの開始を予定している。遺体を使用した内視鏡外科手術修練カリキュラムの構築とcadaver trainingの普及が研究テーマである。北海道大学病院では、本研究の科研費採択を契機に、平成26年2月に「平成26年度第1回CAST実施運営委員会」が開催され、本学での遺体使用を可能とするための委員会の組織化がなされた。同時期に「臨床医学の教育及び研究における死体解剖のガイドライン」に則り、白菊会会員に対して通常の正常解剖(学生教育)に加えて臨床解剖に対する同意書を取り直した。献体を使用した研究の前段階として、鉗子等手術機器の整備と遺体使用に向けたシミュレーションをドライラボならびにアニマルラボにて行い、プログラムの整備はほぼ完了段階に達している。計画ではH27年度に第1回目のパイロットスタディーの実施を予定していたが、現時点で遺体を使用した臨床解剖に対する学内での倫理承認が得られていないため、献体を使用した研究に関しては、倫理承認が得られる見込みの平成27年度上半期からの実施予定となったが、実施可能な体制は既に整備されており、今後の研究に支障はない。なお、本研究の目標の一つは「cadaver trainingの普及」であるが、平成26年には耳鼻咽喉科臨床学会と日本臨床外科学会で、平成27年には日本食道学会で臨床医学の教育及び研究における死体解剖のガイドライン」を開設するとともに、北海道大学でのcadaver training実施に向けた試みを発表した。また、雑誌論文として平成27年は外科専門誌の「臨床外科」に、「遺体による手術手技研修の現状」を発表した。また、医学分野以外の社会への学術成果の発表として、平成28年に社会科学系の研究誌である「NETT」に「サージカルトレーニングが推進する地域医療と産学連携」を発表している。遺体を使用した臨床解剖に対する学内での倫理承認が現時点で得られていない。研究開始当初、本学には献体を用いた手術手技修練(カダバートレーニング)の実施実績はなかったが、本研究を契機に学内での実施体制を整備した。「臨床医学の教育及び研究における死体解剖のガイドライン」を遵守し、カダバートレーニングを実施するために、申請者らが中心となり、北海道大学病院CAST(Cadaveric Anatomy and Surgical Training;遺体を使用した外科解剖・手術手技研修)実施運営委員会を立ち上げた。本研究の当初の計画では、消化器外科領域の内視鏡外科手術に焦点を絞った研究を予定していたが、本学初となるシール法による固定遺体を用いたカダバートレーニングとなるため、倫理委員会の勧告により、外傷手術、脳外科、泌尿器科、整形外科など多領域での検討に研究内容が展開することとなった。これにより、当初の研究計画よりも約1年の遅を生じたが、2016年9月からカダバートレーニングが実施可能となり、7体の献体を使用して7診療科が19回のカダバートレーニングを実施し、123人の医師が参加した。これにより各領域におけるカダバートレーニングの有用性も評価することが出来た。

申請者らの専門領域である消化器外科手術においては、内視鏡手術に対するシール法献体の有用性を上部消化管領域、肝胆膵領域、並びに救急外科領域において検証し、腹腔鏡下膵切除術の術式検討も実施した。また、当初の研究計画である胸腔鏡下食道切除術に対する教育プログラムの有用性の検討として、新たに作成した手術手技の詳細を記したテキストブックと評価表を用いたカリキュラムによるパイロットスタディーが2回実施され、プログラムの有用性が検証された。これらの研究は2017年3月まで実施されたため、教育プログラムを受講した外科医の実際の手術における技術向上に対する有効性の評価は、2017年度中に実施し公表することとなった。研究開始当初、本学には献体を用いた手術手技修練(カダバートレーニング)の実績はなかったが、本研究を契機に実施体制を整備し、倫理委員会の承認を得た2016年よりカダバートレーニングを開始した。当初は消化器外科領域の内視鏡手術に焦点を絞った研究を予定していたが、倫理委員会の勧告により、外傷手術、脳外科、泌尿器科、整形外科など多領域での検討に研究内容が展開することとなり、7体の献体を使用して7診療科が19回のトレーニングを実施し、医師123名が参加した。研究課題の食道内視鏡外科手術では、新たに作成したテキストブックと評価表を用いたカリキュラムのパイロットスタディーが実施され、その有用性が確認された。H26年度の研究実施計画どおり、解剖学教室と学内の臨床系各科が連携し、cadaver trainingの実施に向けた体制が構築された。平成27年度内に実施体制を完備しており、平成28年からの献体を使用したサージカルトレーニングの実施に対する障壁はない。研究計画を変更することなく予定とする全ての研究が遂行可能と判断する。消化器外科年次目標を予定通りクリアーしており、H27年度以降の研究計画に変更はない。H26年度に計上した旅費はH27年度に視察を実施し支出した。計画ではH27から本格的な献体を使用した研究を実施する予定であったが、H28年前期での実施となったために、H27年度は必要最小限の物品類、薬品類並びに必要機器のみ購入し、次年度の本格導入時に追加購入することとした。予算書には旅費の計上があったが、昨年度は視察を実施することがなかったため、支出がなく次年度に繰り越した。また、現在は本格的な実施に向けた準備段階であることから、必要最小限の物品類のみ購入し、次年度の本格導入時に追加購入することとした。研究期間全体での使用計画の変更はない。H28年度には、研究の遂行に必要な当初より購入予定の物品、機器等を購入する。研究期間全体での、使用計画の変更はない。H27年度に、当初より購入予定の物品、機器等を購入し、H26年度に実施予定であった視察を実施する。
卵膜由来間葉系幹細胞移植による再生医療の基礎的検討

自己骨髄由来間葉系幹細胞(MSC)移植に代わる移植法として、新たな細胞バンクに基づいた同種移植による再生医療を目指すこととし、新たな細胞ソースとして卵膜由来MSCに着目した。移植した卵膜由来MSCは、腎臓に生着する細胞は少数であったが、Thy-1腎炎モデルや虚血再灌流モデルに対して、組織保護作用を示し、糸球体腎炎や尿細管傷害を軽減した。そのメカニズムとして、移植した卵膜由来MSCが細胞の再生に作用するのではなく、MSCから分泌されるIL-10のような液性因子が組織再生に作用すると考えられた。多くの研究者が腎臓の再生を目指して研究を進めており、また腎臓再生を促進する因子や幹細胞移植による部分的腎機能回復も報告されており、腎臓領域においても再生医療への期待は高まっている。その細胞ソースとして有力な骨髄由来間葉系幹細胞(MSC)移植の問題点として、(1)骨髄採取は身体への侵襲を伴う(2)得られる細胞数が少量であり、移植に必要な細胞数を確保するまでに、数週間の培養期間を要するため、急性期に適用困難である(3)ドナーの年齢、疾患によっては移植に適した細胞が得られない場合がある、などがあげられる。そこで、我々は卵膜由来MSCに注目した。GFP-transgenic Lewis ratから卵膜由来MSCを分離し、Lewis ratに1×10^6個のMSCを経静脈的に注入し、腎臓におけるGFP陽性卵膜由来MSCを観察した。Thy-1腎炎作成2日後に、卵膜由来MSCを経静脈的、経腎動脈的に注入し、糸球体の障害修復に対して治療効果を有するか検討したところ、Thy-1腎炎における糸球体細胞外基質沈着が抑制された。また、糸球体におけるサイトカイン産生が抑制されたが、投与したMSCは、メサンジウム細胞などの糸球体構成成分への分化は認めなかった。卵膜由来MSCは、腎臓固有細胞への分化へは、あまり寄与しないが、再生のためのサイトカイン分泌などを介して再生に寄与すると考えられる。GFP-transgenic-Lewis ratから卵膜由来MSCを分離し、Lewis ratに1×10^6個のMSCを経静脈的に注入し、腎臓におけるGFP陽性卵膜由来MSCを観察した。Thy-1腎炎作成2日後に、卵膜由来MSCを経静脈的、経腎動脈的に注入し、糸球体の障害修復に対しそ治療効果を有するか検討したところ、Thy-1腎炎における糸球体細胞外基質沈着が抑制された。さらに、虚血再還流モデルでも検討し、投与したMSCは、ほとんど尿細管細胞となることはなかったが、尿細管再生を促すことが確認された。GFP-transgenic Lewis ratから卵膜由来MSCを分離し、Lewis ratに1X106個のMSCを経静脈的に注入し、腎臓におけるGFP陽性卵膜由来MSCを観察した。

さらに、虚血再還流モデルでも検討し、投与したMSCは、ほとんど尿細管細胞となることはなかったが、尿細管傷害を抑制することが確かめられた。その機序として、マクロファージやT細胞の浸潤の抑制、IL10分泌を介したものであることが確認できた。卵膜由来MSCは、腎臓固有細胞への分化へは、あまり寄与しないが、再生のためのサイトカイン分泌などを介して再生に寄与すると考えられる。