hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロテオグリカンの糖鎖に焦点をあてた神経難病の病態解明と治療戦略の構築

phosphacanとMAGに対する反応の強さの比(P/M比)が高い症例は臨床的増悪の程度が高く、また経過とともにP/M比がさらに増加する傾向がみられ、P/M比が臨床経過の予測マーカーとなる可能性が考えられた。一方、抗MAG活性を示さないM蛋白を伴う症例の一部で、IgM M蛋白がGD1bなどのジシアロシル基をもつガングリオシドに反応し、感覚障害性運動失調がみられ、比較的IVIgに対する反応が良好であることがわかった。プロテオグリカン糖鎖合成酵素遺伝子の変異の解析、各種糖鎖改変マウスにおけるEAE、自己抗体の解析などで、それぞれ成果が得られており、神経難病の病態におけるプロテオグリカンの糖鎖の意義についての解明がすすんでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。上記のように、研究はおおむね順調に進展しており、引き続き従来の解析を継続することでさらに成果が得られると考えられる。
患者講師による学内教育プログラムの開発に関する研究

【目的】本研究では実際の患者を招聘し、患者講師による講義や実技体験を盛り込んだ学内教育の反復実施が学生に及ぼす教育的効果について検討した。【対象と方法】患者講師による招聘授業を受講した学生を対象にアンケート調査を実施し、2年次後期、3年次前期より得られた結果を比較検討した。【結果】臨床力獲得に関する項目において、「必要な技術の修得ができた」と回答した学生が特徴的に増加していた。【考察】患者講師による招聘授業の反復実施を行ったことにより、疾患を越えた基本的な理学療法の修得に繋がり、臨床場面を想定したより実践的な理学療法学教育が展開できていると考えられる。【目的】患者講師による講義や実技体験を盛り込んだ招聘授業が学内教育に及ぼす効果を検討することである。【対象授業時間】研究1:臨床実習経験が乏しい3年次生44名を対象とした神経系理学療法学実習の2コマを用いて脳卒中の患者講師による招聘授業を実施した。研究2:臨床実習経験が乏しい2年次生45名を対象とした神経系理学療法学の2コマを用いて頸髄損傷の患者による招聘授業を実施した。【実施方法】患者講師による授業日の2週間前に「患者講師に講義に来て頂く」ことを学生に伝え、教員から映像を盛り込んだ患者講師に関する疾患の講義を行うとともに、学生を78名のグループに分け、グループ毎に担当する理学療法評価項目を割り当てた。当日は、初めに、医療を受ける立場からそれまでの体験を通じて感じたことなどを講義形式で話して頂き、その後、理学療法評価の実技を実施した。講義終了後、学生に対するアンケート調査を実施した。【結果と考察】学内教育では伝えられない患者イメージの理解や、臨床場面の緊張感・臨場感の経験、臨床的な知識や技術の習得の重要性への気づき、自発的な実技練習の促進についてはポジティブな意見が認められ、患者講師による招聘授業の効果と考える。その一方、患者講師に対する理学療法評価の経験が個々の学生にとっては一面的な限定されたものとなったことより、臨床的な知識や技術が身につくには至らず、学習充実度は高くならなかったものと考える。【目的】患者講師による講義や実技体験を盛り込んだ招聘授業の反復実施が学内教育に及ぼす効果を検討することである。【授業対象時間】研究3:それまでの臨床実習はほぼ見学のみで、臨床実習経験が乏しい本学のとあるクラスの2年次後期(45名)、3年次前期(41名)の神経系理学療法学2コマを用いて脳卒中もしくは頸髄損傷の患者講師による招聘授業を実施した。【実施方法】患者講師による招聘授業前には、教員から患者講師に関する疾患の講義を映像を盛り込みながら行い、理学療法評価を割り当てた。当日は、医療を受ける立場からそれまでの経験を通じて感じたことなどを講義形式で話して頂き、その後、理学療法評価の実技を実施した。解析については2年次後期、3年次前期より得られた結果を比較検討した。【結果と考察】2年次後期と比べて3年次前期のアンケート結果では、将来の実践場面を意識した患者との関係性や臨床力の獲得、学習態度に対する内省についてポジティブな意見が増加した。患者講師による招聘授業は、学内教育では伝えられない患者イメージの理解や臨床場面のような緊張感・臨場感の経験、臨床的な知識や技術の習得の重要性への気づきをもたらせた。また患者講師による招聘授業の反復実施は実技練習の増加に繋がり、学生自身の学習充実度が高まった結果が認められており、患者講師による招聘授業の反復効果と考える。【はじめに】学内教育において、臨床場面を想定した様々な教育方法が導入されているが、学生にとって患者イメージを掴むことや、臨床場面のような緊張感・臨場感、日々の学習や技術習得の重要性を経験することは困難である。これらの困難さを軽減するために、患者講師による招聘授業を行っている。しかし、学内教育では1人の患者講師に対し、40名以上の学生が受講生となるため多面的な関わりの機会が非常に乏しくなることが明らかとなった。そこで招聘授業の実施方法の工夫を試みたので報告する。【授業対象時間】研究4:それまでの臨床実習はほぼ見学のみで、臨床実習経験が乏しい本学6、7期生の2年次後期の神経系理学療法学2コマを用いて実施した。【実施方法】患者講師による招聘授業前には、教員から患者講師に関する疾患の講義を映像を盛り込みながら行った。6期生には当日実技で担当する理学療法評価項目を事前に割り振っていたが、7期生には評価項目の提示のみとし実施直前に担当する項目を割り当てた。当日は、医療を受ける立場からそれまでの体験を通じて感じたことなどを講義形式で患者講師に話して頂き、その後、学生に理学療法評価の実技を実施した。解析については6、7期生より得られた結果を比較検討した。【結果と考察】患者講師に対する多面的な関わりをするための授業実施方法の工夫により、実技練習時間が増え、必要な技術が身についたとポジティブな意見が増加していた。また「自分自身が成長したと感じた」「学習充実度が高かった」と学習全般に関する満足度、達成度も増加しており、招聘授業の実施方法の改善による効果と考える。平成27年12月より産前産後休暇、育児休業の取得に伴い補助事業を中断したが、データ収集は終了しており、順調に進展している。はじめに:医療職の職能教育課程における教育現場では臨床場面を想定した様々な教育方法を導入している。

しかし、学生にとって実際の患者イメージは掴みづらく、臨床場面で経験する緊張感や現実感を経験することは困難である。本研究は患者講師による学内教育が学生に及ぼす効果について調査し、「患者講師による学内教育」という新たな教育方法を探り、患者講師による講義や実技体験を盛り込んだ学内教育の反復実施が学生に及ぼす教育的効果について明らかにすることを目的として実施した。対象:それまでの臨床実習はほぼ見学のみで臨床実習経験が乏しい23年次の学生とした。方法:患者講師による招聘授業前に映像を盛り込んだ頸髄損傷、脳卒中に関する講義を行い、当日実施する理学療法評価項目を提示した。当日は、医療を受ける立場からそれまでの体験を通じて感じたことなどを講義形式で話して頂き、その後、理学療法評価の実技を実施した。講義終了後、「そう思う」「ややそう思う」「あまりそう思わない」「そう思わない」の4段階評価を用い、学生に対するアンケート調査(無記名式)を実施した。なお、質問項目は1)患者との関係性に関する設問5項目、2)実践場面を意識した設問5項目、3)臨床力獲得に関する設問6項目、4)学習態度に対する内省に関する設問3項目の合計19項目とした。結果:患者講師による招聘授業を反復実施することにより、臨床力獲得に関する設問の「必要な技術の修得ができた」と回答した学生が特徴的に増加していた。考察:疾患を越えた基本的な理学療法の修得に繋がり、臨床場面を想定したより実践的な理学療法学教育が展開できているのではないかと考える。なお、最終年度は収集したデータの分析と学術論文作成および論文の投稿を行った。【目的】本研究では実際の患者を招聘し、患者講師による講義や実技体験を盛り込んだ学内教育の反復実施が学生に及ぼす教育的効果について検討した。【対象と方法】患者講師による招聘授業を受講した学生を対象にアンケート調査を実施し、2年次後期、3年次前期より得られた結果を比較検討した。【結果】臨床力獲得に関する項目において、「必要な技術の修得ができた」と回答した学生が特徴的に増加していた。【考察】患者講師による招聘授業の反復実施を行ったことにより、疾患を越えた基本的な理学療法の修得に繋がり、臨床場面を想定したより実践的な理学療法学教育が展開できていると考えられる。本年度は昨年度に引き続き患者講師による招聘授業を2回実施し、データ収集も順調に進んでいる。次年度では前期授業期間内に1回招聘授業を実施する予定としており、現在患者講師との調整を進めている。(1)平成2527年度で得られたアンケート調査をもとに、患者講師による講義や実技体験を盛り込んだ学内教育プログラムが学生に及ぼす教育的効果について明らかにする。(2)本研究内容について、得られた最終結果を取りまとめ関連学会にて発表予定である。また学術雑誌への論文投稿を行う予定である。理学療法学
新規てんかん治療法の開発をめざして～脳内亜鉛のてんかん原性獲得への関与の解析～

亜鉛はマウスに投与することで発作後に惹起される海馬の神経新生を部分的に制御し脳機能を保護する一方で、ミクログリアは細胞外亜鉛を取り込むことで活性化することが明らかになり、亜鉛がてんかん原性化に対して多様な効果を示す重要な因子であることが示唆された。[具体的な内容]昨年度の検討により報告者は、予め亜鉛を投与したマウスにピロカルピンを用いててんかん発作を誘発すると、(1)亜鉛非投与群に比べて海馬歯状回下顆粒細胞の神経新生異常が抑制されることを見出し、さらに(2)予備検討で亜鉛投与群の海馬で発作後に神経(幹)前駆細胞の分化や増殖に関わるFGF-2の発現が増加していることも見出した。しかしながら(3)亜鉛投与は海馬の苔状線維の異常発芽に関しては影響を及ぼさなかった。[意義、重要性]てんかん治療の第一選択は薬物療法である。しかしながら、てんかん患者の1020%程度は薬剤抵抗性の難治性てんかんであり、さらに薬物療法が可能な患者においても抗てんかん薬はその発作を抑えることはできるが、てんかん原性の要因である脳の構造異常や脳内の細胞や分子の異常を正常に戻したり、阻止することはできない。報告者は、予めマウスに亜鉛を投与しておくことで、てんかん原性化の要因として知られている発作後の海馬歯状回下顆粒細胞における神経新生異常が抑性されることを見出した。この成果は、現在までに報告されていない全く新しい知見であり、臨床的のみならず学術的にも意義があり重要な成果である。さらに報告者は、亜鉛投与が苔状線維の異常発芽を抑制しないことと亜鉛投与群の海馬で発作後にFGF-2の発現が増加していることも見出しており、これらは亜鉛投与による神経新生異常抑性効果の機序を明らかにする上で重要な手掛かりとなる事が期待できるという点で意義のある成果である。[具体的内容]昨年度の検討により報告者は、(1)予めマウスに亜鉛を投与することでピロカルピンを用いたてんかん発作後の海馬依存的な学習・記憶能力の低下が抑制されることを見出した。さらに報告者は、頭部外傷後のてんかん原性化と脳内亜鉛の関連について検討するため、(2)酸化ストレスとびまん性軸索損傷が惹起され、学習・記憶能力が低下した頭部外傷モデルマウスの作成に成功し、(3)これらの病態が脳梗塞急性期の治療薬であるエダラボンにより阻止されることも明らかにした。しかしながら、薬物療法が可能な患者においても、抗てんかん薬はその発作を抑えることはできるが、てんかん原性化を阻止することはできない。発作後の海馬領域における神経新生異常はてんかん原性化の主な要因であるが、てんかん患者にしばしば認められる学習・記憶能力の低下にも関与していることが示唆されている。今回報告者は、亜鉛投与により発作後の神経新生異常のみならず、学習・記憶能力の低下も抑制されることを見出した。この成果は、現在までに報告されていない全く新しい知見であり、臨床的ならびに学術的に重要な成果である。さらに報告者は、頭部外傷後のてんかん原性化についても検討するため頭部外傷モデルマウスを作成し、エダラボンによって外傷による酸化ストレス、びまん性軸索損傷、学習・記憶能力の低下が阻止されることを見出している。酸化ストレスは脳内亜鉛の正常な動態を変化させることが報告されているが、エダラボンはこの酸化ストレスを除去するラジカルスカベンジャーとして機能することが知られている。これらのことから、頭部外傷後のてんかん原性化と脳内亜鉛の関連を解明するための重要な手掛かりになることが期待できるという点で意義のある成果である。
難治性婦人科悪性腫瘍に対する新しい免疫療法の開発を目指して

【背景】進行婦人科癌は未だ難治であり,新たな治療戦略として免疫療法が期待される.その一つとして,CD25^+CD4^+制御性T(regulatory T, T_R)細胞により維持されている免疫抑制の解除による抗腫瘍免疫反応の誘導が近年注目されている.このT_R細胞の免疫抑制能に関与する分子として,マウスにおいてglucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor family (GITR)が知られている.マウスGITRはリンパ球系細胞,特にT_R細胞に強発現しており,抗マウスGITRモノクローナル抗体はin vitroでT_R細胞の増殖抑制能を解除する。また実際に担癌マウスに抗GITR抗体を投与すると腫瘍拒絶免疫応答が誘導される.【目的】ヒトにおいてもGITRが同様の機能を有する可能性を考え、ヒトGITR分子に対するモノクローナル抗体を樹立する.この抗体の臨床応用を見据えた基礎的検討として,T_R細胞はじめ免疫担当細胞におけるGITRの機能につき,in vitroにて解析する.【方法・成績】まず抗ヒトGITRモノクローナル抗体を樹立した.この抗体を用い,GITR発現を解析すると,GITRはT_R,細胞、活性化ヘルパーT細胞・細胞傷害性T細胞、NK細胞にGITR発現がみられた.さらに,in vitroにおいて,T_R細胞がヘルパーT細胞,・細胞傷害性T細胞の増殖活性を抑制する現象は抗GITR抗体の用量依存的に解除され,ヘルパーT細胞,細胞傷害性T細胞自身の増殖活性も抗GITR抗体の用量依存的に亢進した.【結論】ヒトにおいてもGITRがT_R細胞の免疫抑制能やエフェクターT細胞の活性化に重要な役割を担っており,抗GITR抗体によってT_R細胞の免疫抑制能を解除し婦人科癌に対する免疫反応を惹起するという新たな免疫療法の可能性が示唆された.【目的】難治性婦人科癌に対する新たな治療戦略として,我々は,CD25^+CD4^+T細胞が制御性T細胞(Regulatory T,T_R)として自己免疫反応を抑制的に制御しているという知見に着目し,ヒト末梢血単核球(PBMC)よりT_Rを除去した新しい免疫療法の有効性につきin vitroで検討した.【方法】同意のもと健常人より採取したPBMC,それよりCD25^+T細胞を除去したもの,を各々培養した.(PBMC培養群,T_R除去培養群).(1)この両群でヒト卵巣癌細胞株(3種),ヒト子宮肉腫細胞株(1種)を標的とする細胞傷害アッセイを行い比較した.(2)両群のNK/LAK細胞の割合およびその細胞障害能につき比較した.(3)IL-2がT細胞の増殖やNK/LAK細胞の機能強化を促進する事実に基づき,両群の培養上清中のIL-2濃度,細胞増殖能を比較した.(4)培養開始時にhelper T細胞除去,またhelper T細胞と抗原提示細胞との反応を阻害するべく抗MHC class II抗体添加,を行った上で2,3と同様の実験を行った.【成績】(1)T_R除去培養群ではPBMC群に比して,いずれの標的細胞に対しても有意に強い細胞傷害能が認められた.(2)(3)T_R除去培養群ではPBMC培養群に比して,NK/LAK細胞の割合が増加かつ細胞障害能が亢進し,培養上清のIL-2濃度,細胞増殖能が上昇した.(4)T_R除去培養群でもhelperT細胞の除去あるいは抗MHC class II抗体の添加により,2,3で観察された現象が観察されなくなった.【結論】T_R除去により婦人科悪性腫瘍細胞株に対する細胞傷害能を強化し得,制御性T細胞の操作による腫瘍免疫療法の可能性が示唆された.このメカニズムとして,自己反応性のhelperT細胞が自己抗原提示細胞と反応する結果IL-2分泌が亢進し,さらにこのIL-2によりNK/LAK細胞の強化をはじめとする細胞傷害能強化が惹起される可能性が考えられた.【背景】進行婦人科癌は未だ難治であり,新たな治療戦略として免疫療法が期待される.その一つとして,CD25^+CD4^+制御性T(regulatory T, T_R)細胞により維持されている免疫抑制の解除による抗腫瘍免疫反応の誘導が近年注目されている.このT_R細胞の免疫抑制能に関与する分子として,マウスにおいてglucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor family (GITR)が知られている.マウスGITRはリンパ球系細胞,特にT_R細胞に強発現しており,抗マウスGITRモノクローナル抗体はin vitroでT_R細胞の増殖抑制能を解除する。また実際に担癌マウスに抗GITR抗体を投与すると腫瘍拒絶免疫応答が誘導される.【目的】ヒトにおいてもGITRが同様の機能を有する可能性を考え、ヒトGITR分子に対するモノクローナル抗体を樹立する.この抗体の臨床応用を見据えた基礎的検討として,T_R細胞はじめ免疫担当細胞におけるGITRの機能につき,in vitroにて解析する.【方法・成績】まず抗ヒトGITRモノクローナル抗体を樹立した.この抗体を用い,GITR発現を解析すると,GITRはT_R,細胞、活性化ヘルパーT細胞・細胞傷害性T細胞、NK細胞にGITR発現がみられた.

さらに,in vitroにおいて,T_R細胞がヘルパーT細胞,・細胞傷害性T細胞の増殖活性を抑制する現象は抗GITR抗体の用量依存的に解除され,ヘルパーT細胞,細胞傷害性T細胞自身の増殖活性も抗GITR抗体の用量依存的に亢進した.【結論】ヒトにおいてもGITRがT_R細胞の免疫抑制能やエフェクターT細胞の活性化に重要な役割を担っており,抗GITR抗体によってT_R細胞の免疫抑制能を解除し婦人科癌に対する免疫反応を惹起するという新たな免疫療法の可能性が示唆された.
人工関節手術支援スーパーブレインシステムの開発

患者の骨格形状モデルから手術計画を自動立案するシステムを、人工股関節手術を中心として開発した。骨格と人工関節の解剖学的整合性と術後関節機能を最適化するため、外科医手術計画データベースから模範症例統計モデルを構築し、多目的最適化とベイズ推定の枠組みに基づいて最適解を得る方法を定式化した。異なる人工関節機種への対応、3次元CT画像を必要としない2次元X線画像ベースの自動計画、さらに、股関節以外の骨格への応用により本手法の汎用性を示した。臨床応用に向けて、CT画像の自動セグメンテーションと自動手術計画システムを統合し、CT画像が与えられて全自動で手術計画立案ができる可能性を示した。データベースの拡充については、従来、大腿骨側の人工関節について、“アナトミカル"と呼ばれる大腿骨髄腔形状にフィットした形状のステム(Stryker社CentPillar)を対象としてきたが、異種人工関節への対応を優先的に進めるため、“ストレート"と呼ばれる、より単純な形状の機種:Stryker社ACCOLADE)の症例データを整備した。27症例において、“アナトミカル"、“ストレート"の両方の機種での手術計画データを整備した。また、筋骨格の領域抽出ソフトウェアを改良し、個々の筋肉、骨密度分布のデータベース化のためのツール整備を完了した。力学解析ツールについても同様に整備した。スーパーブレインシステムについては、異機種の人工関節への対応を迅速に行うための基礎実験を行った。新しい機種の人工関節(ステム)をシステムに組み込むため、少数の代表患者骨格データの選択し、少数症例の手術計画データから、十分に精度の高い手術計画統計アトラスが構築できるかどうか検証した。少数症例を選択するアルゴリズムとして、逐次前向き選択法を用いた。27例の“アナトミカル"ステムの手術計画データから症例選択を行い、“ストレート"ステムのアトラス構築を行った。逆のパターンで、“ストレート"の計画データから、“アナトミカル"のアトラス構築も行った。ともに、5症例程度で、全症例を用いた場合とほぼ同じ精度を達成した。これにより、新しい人工関節(ステム)機種の追加を、少数の代表症例の計画データ作成により、迅速に行える見通しが得られた。力学解析のための統計アトラスについても、予備実験を行った。広域・学際的評価開発プラットフォームについては、新規患者画像のアップロードと最適計画・術後予測の閲覧が行えるシステムを構築した。(1)データベースの拡充:股関節・大腿部の3次元CT画像から筋肉ラベル画像(マニュアルトレース)データベースの構築を完了した。前年度まで20例の患者CTデータに対して5種類、1例20種類の筋肉ラベル画像作成を完了していたが、今年度は、20例の両側20種類の筋肉ラベル画像作成を完了した。前年度までに開発した階層型筋肉領域自動セグメンテーション法を評価したところ、表面距離誤差1.55mm、Jaccard index 0.73、Dice coefficient 0.84、体積誤差13.6%の精度が得られていることがわかった。これまで部分的な2次元断面形状でのみ評価していたが、今年度、初めて、3次元的な精度評価を行うことができた。(2)スーバーブレインシステム:昨年度までの骨格(骨盤・大腿骨)の自動セグメンテーションでは、(関節部の平均表面距離誤差1.5mm以上を失敗の基準として)疾患患者で失敗症例が20%以上あった。今年度、2点の解剖学的特徴点を条件とする統計形状モデルを利用し、それら2点をマニュアル入力することで、失敗症例を10%以下にすることができた。また、このツールは、データベースを拡充する際にも有用なツールになると考えている。多種ステムインプラントへの汎用化については、アナトミカル型とテーパーウェッジ型の双方で良好な自動計画が行える方法を確立した。特に、テーパーウェッジ型で誤差が大きかった前捻角の推定を、部分最小二乗法により専門医の計画から統計的に推定する方法を開発し、従来法よりも有意な精度向上を達成した。関節機能統計モデルについては、45症例を用いて実験を行い、インプラント毎の自動計画を単純に組み合わせたものに比べて、関節機能値に異常値を含む計画の割合が30%以上から5%以下に減少した(ステムインプラントについてはアナトミカル型を用いた)。専門医の計画(15%程度)と比べても減少した。以上のように関節機能モデルの有用性を確認した。1.データベースの拡充:これまで、術前のCT画像とその患者に対する外科医の術前の手術計画データから構成されるデータベースを用いていた。今年度は、術後のCT画像をデータベースに追加した。術後CT画像には、実際に設置した人工関節が撮影されており、手術計画ではなく、実際に設置された人工関節位置・角度・サイズを計測することができ、それらの情報を導入するための準備を整えた。2.スーパーブレインシステムの完全自動化:これまで、CT画像からの骨格形状抽出について、手作業で画像から骨領域抽出したものを利用していた。今年度、全自動での骨領域抽出法と自動手術計画法(インプラントサイズ・位置・角度の決定)を組み合わせた実験を行った。すなわち、CT画像から手術計画まで、完全自動システムを構築した。パイロット実験では、変形度の小さい症例群について、手作業のよる領域抽出の場合と有意差がない精度が得られた。変形度の大きい症例群については、自動領域抽出精度が不十分な場合があり、有意に精度が低下した。しかし、パイロット実験としては、完全自動システムの有用性を一定水準で検証できた。

3.骨格形状パラメータの自動推定:手術計画において、一部のインプラントについては、骨格形状の機能軸の近似角度が有用になる。前捻角と呼ばれる、大腿骨頸部のねじれ角を自動計測する方法を開発した。これまで、医師の手作業が伴っていたが、全自動で計測する方法を開発した。検証実験を行って、CT画像からの骨領域の抽出も含めて全自動で推定した場合でも、安定に高精度で推定できることを確認した。データベースについては、術前情報(骨格形状、手術計画データ)に加えて、術後情報(手術で実際に設置したインプラントデータ)を扱えるようになった点が大きな進展であった。当初の4年計画の申請書で、術後データを統計学習に導入する計画を含めており、3年目でデータベース構築ができたことは、遅れているが、最低限の進捗を達成したと考えている。次年度(最終年度)で、術後データを組み込んだスーパーブレインシステムを構築する準備が整ったと言える。また、完全自動システムでのパイロット実験が一定水準の達成点を得たことで、最終年度に、完成度の高い完全自動システムを構築するための重要なステップになった。骨格形状パラメータ自動推定についても、扱えるインプラントの種類を増やす上で重要な成果として位置づけられ、最終年度に向けての適用範囲の拡大のための準備ができたと考えている。インプラント(骨盤側カップ、大腿骨側ステム)のサイズ、位置・角度等に加えて、複数肢位の関節可動域、脚長差、被覆率を含む関節機能パラメータを最適化する全体計画システムを構築し、総合評価を行った。関節可動域については、従来のインプラント同士のみのインピンジ(衝突)から、骨とインプラントの両方のインピンジを扱うアルゴリズムに拡張した。CT画像から手術計画出力までの全工程の自動化、および特定機種のインプラントシステムに依存しない汎用性を確保するため、26年度までに開発あるいは一部組み込みを行った、CT画像からの骨格自動セグメンテーション、および複数タイプの大腿骨部品(ステム)を扱うモジュールを、全体計画システムに統合した。症例データベースについては、最終的に100例以上を整備した。インプラントの位置・角度の専門医知識の制約、各関節機能パラメータの制約をバランスさせるため、外科医により立案された手術計画の症例データベースから得られるそれぞれのパラメータの計測値分布が標準(半)正規分布になるよう変数変換した。これにより、症例データベースに埋め込まれた外科医の好みを定量化・客観化して、各評価項目を外科医の意図に従って最適にバランスさせる手術計画の立案が可能になった。外科医の基本方針を統計モデルに、計算機による網羅的な最適解探索を組み合わせることで、外科医の総合知識と計算機による精密さの両方を兼ね備えるという特長を実現した。100症例以上の交差検定による実験により、有効性を検証した。これら(後向き実験)の結果については、現在、論文投稿に向けて準備を進めている。臨床評価のため、臨床インタフェースを作成し、外科医が臨床ルーチンで本システムを利用できるようにした。
子宮頸管操作における炎症性物質と前置・癒着胎盤の関連に対する研究

体外受精において癒着胎盤が有意に上昇することは知られている。しかしながらその機序は明らかにされていない。今回の研究では体外受精の胚移植の際チューブを子宮頸管に通すことによって、子宮頸管に炎症性変化を来たしその結果子宮頸管が熟化しその部分に着床することによって前置胎盤になるのではないかと仮説をたて研究を行った。結果は妊娠初期に胚移植を行った患者で、胚移植後と妊娠初期で比較すると炎症性変化のエラスターゼ、子宮頸管の熟化の指標の低分子ヒアルロン酸が上昇した。しかし妊娠初期の胚移植を行った群は、胚移植を行わない群と比較し炎症性変化は低値であった。前置胎盤との関連は現在妊娠継続者もおり、今後検討する。体外受精患者において前置胎盤が有意に上昇することは知られている。しかしながらその機序として子宮内膜の血流障害によって不妊症となり子宮頸管近くに着床するとの説はあるが、明らかにはされていない。今回の研究では体外受精の胚移植の際チューブを子宮頸管に通すことによって、子宮頸管に炎症性変化来たしその結果子宮頸管が熟化しその部分に着床することによって前置胎盤になるのではないかと仮説をたて研究を行った。当該年度では、体外受精胚移植時の子宮頸管部の炎症所見である、エラスターゼ定量、インターロイキン8(IL8)定量、フィブロネクチン定性検査および、炎症性変化の結果である子宮頸管熟化所見としてヒアルロン酸の定量を行った。その結果をもとに、エラスターゼ、IL8に関してはヒアルロン酸の定量と比較し、炎症性変化のカットオフ値の測定が可能かを検討した。また妊娠成立例に対しては妊娠18週、28週、分娩時の前置胎盤・低置胎盤の有無を超音波検査にて計測した。妊娠不成功例に対しては、子宮頸管の炎症が妊娠成立に悪影響をもたらす可能性を考慮し、抗炎症療法であるウリナスタチンにて膣洗浄を行い妊娠率の改善が得られるか検討を行った。産科医療において前置胎盤は帝王切開を必要とし、大量の出血や癒着胎盤をもたらし子宮全摘を行うこともあり、産科の超ハイリスク群となり得る。また体外受精による妊娠の上昇より以前ではほとんど診る事のなかった前置胎盤症例が周産期センターでは月に1例程度見られる様になった。このことよりも子宮頸管操作との関連が分かればより子宮頸管刺激の少ない胚移植の操作を行うことができ、前置胎盤を減らし、体外受精の妊娠率にも影響をもたらす意義のある研究である。今回の研究では体外受精の胚移植の際チューブを子宮頸管に通すことによって、子宮頸管に炎症性変化を来しその結果子宮頸管が熟化しその部分に着床することによって前置胎盤になるのではないか仮説をたて研究を行った。まず不妊治療で胚移植を行った患者と妊娠初期の患者に関して炎症性変化であるエラスターゼとその結果サイトカインが上昇する指標としてIL8を、炎症性変化より子宮頸管の熟化兆候として低分子のヒアルロン酸の測定を行った。胚移植によって子宮頸管操作を行ったものはエラスターゼ、ヒアルロン酸がP<0.0001と有意差がでたが、IL8は有意差がなかった。また数例ではあるが頸管操作ヲ行う前のエラスターゼ、IL8、ヒアルロン酸は全て上昇した。妊娠初期には頸管操作を行ったものと行わないもので、エラスターゼ、IL8、ヒアルロン酸は、上昇が認められず、逆に低値となった。今回の検討項目ではなかったが、子宮頸管操作を行い、5日目で検体を採取しているが、エラスターゼは妊娠継続と流産では2.72±0.76と2.82±0.76と差を認めなかったが、IL8は45.11±8.87に対し、989.3±915.6と明らかに差を認め、ヒアルロン酸も73.38±20.55と184.4±73.88と差が認められた。このことは、、子宮頸管操作のみではIL8には差がなく、エラスターゼには有意差があったことより、流産の機序にIL8が関与している可能性が考えられ、子宮頸管操作の前に起こっているのか、子宮頸管操作によって急激にサイトカインが上昇するタイプの方が流産をおこすのか、今後検討を要する。前置胎盤の有無はまだ、妊娠初期の症例があるため、妊娠経過をみて報告する。

本研究の目的は、体外受精の時、子宮頸管にチューブを通す刺激により子宮頸管部に炎症性変化を示すか否かを検討、これが前置胎盤や体外受精不成功につながるかを調べる研究である。今年度は子宮頸管粘液の炎症所見と頸管熟化兆候が連動して起こるのか、つまり子宮頸管エラスターゼ定量値とインターロイキン8の定量値がヒアルロン酸定量値にどれほど相関しているかまず検討を行った。今年度は同意の得られた妊娠をして初回に受診した時同意の得られた妊娠4週から9週の56例に関し検討を行った。インターロイキン8とヒアルロン酸値は相関が明らかに見られたが、エラスターゼは相関しているもの、単独に上昇しているものがみられた。またフィブロネクチンは通常出血がなければ陰性になるはずであるが、陽性を示す例も見られ、エラスターゼ、フィブロネクチンの上昇の意義が、実際サイトカインが出現する以前なのか、別の機序で上昇するかという仮説が立てられた。また流産に進行する例はヒアルロン酸値の上昇が見られることが多く、流産の進行過程にヒアルロン酸が上昇するのか、ヒアルロン酸が高いことは流産に進行するのかということが考えられた。体外受精における頸管チューブにおける検討は、倫理委員会の同意が得られたので、始められている。しかし次年度の計画である抗炎症療法のウリナスタチンの膣内洗浄の安全性ということで、中々申請が通らず今年度体外受精における子宮頸管炎症マーカーと子宮頸管熟化に関しての検討症例数は少ない。また妊娠初期に行った症例に対し前置胎盤になるか否かは検討中であり、妊娠週数の進んでいくことにより、結果が示せる。体外受精の回数が多い症例にはヒアルロン酸が上昇する傾向があり、子宮頸管操作の結果と考えられた。しかしながら、体外受精不成功例で、炎症性所見が高い例に抗炎症治療であるウリナスタチン洗浄を行った場合、妊娠率が上昇するかの検討においては、当施設での体外受精症例が40歳以上の高齢者多く、妊娠率が低い。そのため炎症治療による妊娠率の増加については次年度へと持ち越しとなった。また他施設において体外受精にて妊娠した症例に関し、初診時に同様の測定を施行したが、エラスターゼ、IL8は上昇傾向を示し、ヒアルロン酸は有意に上昇していた。しかしながら、前置胎盤との関連に関しては妊娠継続中の症例が多く現段階では関連に関しては不明である。体外受精の症例に対して行う臨床研究であり、体外受精によって妊娠した症例の25%以上に流産が起こるため、安全性の検討と妊娠初期に行った場合、今後の妊娠継続にとって安心できる研究モデルの形成が必要となり、前段階の検討を行った。また体外受精症例は妊娠ができれば、前置胎盤になるかならないかということより、いかに早く妊娠することに主眼を置いているため、次年度予定している抗炎症療法による妊娠率の向上が同意に入らなければ、同意が得ずらい状況であった。今年度倫理委員会も通り、臨床試験として次年度計画している、抗炎症療法が開始できるので、体外受精不成功症例に関しては同意が得やすい状況となった。体外受精妊娠成立群を増やすことにより、体外受精の炎症性変化と胎盤接着の関連の例数を増やし、有意な検定を行う。また、炎症群で体外受精不成功例に対しても症例を増やすことで、抗炎症療法が有効であるか、検討する。症例数が集まらない場合、検査実施場所として関連する機関で倫理委員会を経て行う可能性もある。今年度に引き続き、妊娠初期の子宮炎症マーカーと子宮頸管熟化兆候を観察していき、炎症マーカーの意義と子宮頸管の熟化、妊娠予後と前置胎盤の検討を続けていく。
尺八において曲種・演奏者に応じた音色性能を得る構造設計法の開発

1.現代の代表的な2種類の管内形状(管軸に沿った内径変化パタン)および初期芸能用尺八の銘器の各原形,これらの尺八の音律を修正した形状,円筒と円錐を基本形とする管形について,音色性能を左右する音響的性質(アドミタンス・スベクトルー管の第1共鳴周波数の整数倍周波数における共鳴の強さのパタン)と特徴を比較した結果,円筒および円錐を基本形とする管形は,尺八固有の管形に比べて音色性能であること,現代のもう1種の形状は軽い現代局それぞれに向く標準構造寸法仕様を各1例呈示した.これらの管内形状は,寸法精度の確保のためには不可欠と考えられる機械工作上の便宜を考え,円筒と円錐の部分の連なりで構成されている.3.所要のおんりつ・音色性能を得るための寸法工作精度を示した.必要精度は.管両端各10cmほどの範囲は±0.3mm程度だが,それ以外は±0.1mmを要する.4.音律を所要の音律(邦楽,平均律等任意に設定可)に修正するための構造変化に関するきわめて音響的性質(アドミタンス・スペクトル)を算出すプログラム,音律修正のための寸法変化仕様を求める部システムなどを開発し, 16ビットの普及しているマイクロコンピュータで実行出来るベーシックプログラムとして呈示した.6.報告書の作製について.作に行った尺八構造,音律の研究結果など,製作現場で本研究成果を用いるいえに必要な範囲をも含め,平易に解説することによって,所要の音律・音色性能の尺八を製作するための設計指針諸としての機能を持たせた.交付申請書に記載した3つの実施計画について得られた成果は、概ね次のとおりである。(1)指孔と歌口端の音響量測定・計算:指孔の開端補正値算出式の係数は、本研究の結果、無限バッフル上の小孔の値0.83よりやや小さく、0.81が妥当な値であることを見出した。また放射レジスタンスの係数も、無限バッフル上の値0.5より小さく、0.48であった。なお歌口端については61年度に取扱う予定である。(2)尺八管の音響量と吹奏音スペクトルとの相関:機械吹鳴装置による発生音のスペクトル分析と入力アドミタンスの測定・計算より、両者の定量的関係を見出し、記述した。またこの結果より、呼気流による駆動源スペクトルを推定した。ここで得られた知見に基づいて今後、入力アドミタンス計算値より発生音の倍音構造を推定することができ、本研究の推進上、きわめて重要な進展であった。(3)寸法精度の検討:これを行うため、管の一部の内径を微小変化した場合の入力アドミタンス変化を算出するシミュレーションプログラムを作成した。1.現代の代表的な2種類の管内形状(管軸に沿った内径変化パタン)および初期芸能用尺八の銘器の各原形,これらの尺八の音律を修正した形状,円筒と円錐を基本形とする管形について,音色性能を左右する音響的性質(アドミタンス・スベクトルー管の第1共鳴周波数の整数倍周波数における共鳴の強さのパタン)と特徴を比較した結果,円筒および円錐を基本形とする管形は,尺八固有の管形に比べて音色性能であること,現代のもう1種の形状は軽い現代局それぞれに向く標準構造寸法仕様を各1例呈示した.これらの管内形状は,寸法精度の確保のためには不可欠と考えられる機械工作上の便宜を考え,円筒と円錐の部分の連なりで構成されている.3.所要のおんりつ・音色性能を得るための寸法工作精度を示した.必要精度は.管両端各10cmほどの範囲は±0.3mm程度だが,それ以外は±0.1mmを要する.4.音律を所要の音律(邦楽,平均律等任意に設定可)に修正するための構造変化に関するきわめて音響的性質(アドミタンス・スペクトル)を算出すプログラム,音律修正のための寸法変化仕様を求める部システムなどを開発し, 16ビットの普及しているマイクロコンピュータで実行出来るベーシックプログラムとして呈示した.6.報告書の作製について.作に行った尺八構造,音律の研究結果など,製作現場で本研究成果を用いるいえに必要な範囲をも含め,平易に解説することによって,所要の音律・音色性能の尺八を製作するための設計指針諸としての機能を持たせた.交付申請書に記載した3項目の研究実施計画〔1.歌口端の音響量測定および計算、2.寸法精度の検討、3.尺八の個性・品質と発生音物理量および管音響量の各特性パタンとの相関記述〕の各々について得られた知見はつぎの通りである。(1)60年度の指孔に続いて、歌口端に関する補正長とエネルギー損失とを求める実験式を定めた。それによると概略値は、前者が3.34.7cm,後者が1020×【10^4】(MKS)である。(2)自然の竹に漆塗りを施こして内面を仕上げる尺八管の製作において、寸法の仕上がり誤差を全体にわたって小さく保つことは極めて難しく、差し支えない限り要求精度を下げたい。そこで管の各部、指孔などの寸法の微小変化の共鳴周波数特性に与える影響をシミュレーション計算で求めこれより必要な寸法精度を定めたものである。その結果によると、最も高い精度が必要な部分は管の中央約1/3の部分の内径で、周一と見なしうる性能を得るための許容誤差は約0.1mmである。

(3)これまでに管の音響量とこれより推定される発生音物理量との関係を、現代尺八2例、初期芸能用尺八1例、および円筒管,円錐管について求めた。これを古典本曲主体の演奏家と民謡主体の演奏家の間における求める音色の相違に照らした結果、古典本曲演奏用に望ましい内径パタンは第一に初期芸能用尺八であり、第二に現代の代表的製作者による一級品のパタンであること、民謡用には、現代の普及用木工尺八がよいが、円錐管を若千変形した管形も匹敵する性能が得られることなどが明らかになった。この他、上記の研究過程で、管の一部の内径を滑らかに変化することにより、音律を効率的かつ正確に所要の音律に合わせ得ることを発見した。この方法は尺八製作の現場で簡単に音律調整を行う場合に極めて有用であり、本研究で得られた特筆すべき重要な知見であると考える。
口腔細菌のリボスイッチ制御による口腔フローラ再構成への挑戦

口腔連鎖球菌についてフッ化物耐性遺伝子(eriCとcrcB)の分布を調べた。相同性検索の結果、18種の口腔細菌には2種類のeriC(eriC1とeriC2)と2種類のcrcB(crcB1とcrcB2)が存在し、これらの分布型によって口腔連鎖球菌は3つに分けられた。グループ1にはeriC1のみ、グループ2にはeriC1とeriC2、グループ3にはeriC2、crcB1とcrcB2が存在した。グループ1と2に属する口腔連鎖球菌ではeriC1が、グループ3ではcrcB1とcrcB2がフッ化物耐性に関わっていた。口腔連鎖球菌のフッ化物耐性にはeriC1かcrcBのどちらかが関与していた。今年度はまず、う蝕細菌(Streptococcus mutans、S. sobrinus)ならびに口腔連鎖細菌(S. salivarius、S. oralis、S. gordonii、S. mitis、S. sanguinis、S. anginosus)について、フッ化物に対する耐性を調べた。NaF濃度0.3 mg/mlの液体培地で生育した場合、S. oralis、S. mitisは全く生育することができず、S. gordonii、S. sanguinis、S. mutansは若干の生育が認められた。一方、S. sobrinus、S. salivarius、S. anginosusはある程度の生育が見られ、NaF添加無しの場合の50%あるいはそれ以上であった。これらの結果より、口腔連鎖球菌のなかでもフッ化物に対する耐性が多様であることがわかった。次に、S. mutansのフッ化物リボスイッチ関与遺伝子として報告された2つのeriCF遺伝子{eriCF-a遺伝子(SMU.1290)とeriCF-b遺伝子(SMU.1289)}の失活を試みた。eriCF-aおよびeriCF-b遺伝子を各々失活したeriCF-a変異株とeriCF-b変異株、さらに、eriCF-aおよびeriCF-b両遺伝子を失活したeriCF-a/eriCF-b二重変異株を作成し、3つの変異株と野生株とでフッ化物に対する耐性を比較した。その結果、eriCF-b変異株とeriCF-a/eriCF-b二重変異株は野生株に比べてフッ化物耐性を著しく低下させ、両者のフッ化物耐性の度合いは同程度であった。それに対して、eriCF-a変異株は野生株と同様のフッ化物耐性を示した。これらの結果より、eriCF-b遺伝子はS. mutansのフッ化物耐性に関与しているが、eriCF-a遺伝子は関与していないことが明らかになった。eriC-F-b(406 aa)と62%の相同性を示すことがわかった。本遺伝子をsa-eriCA遺伝子と名付けた。さらに、これらのフッ化物耐性遺伝子が両菌間で共通の機能を果たしているかどうかを調べた。S. mutans eriC-F-b変異株にsa-eriCA遺伝子を、そして、S. anginosus sa-eriCA変異株にeriC-F-b遺伝子を導入したところ、S. mutans eriC-F-b変異株では本来のeriC-F-b遺伝子で相補した場合よりもフッ化物耐性が増加し、S. anginosus sa-eriCA変異株では本来のsa-eriC遺伝子で相補した場合よりもフッ化物耐性が低下した。両遺伝子が両菌間で同じ機能を発揮できることが明らかになり、さらに、S. mutansとS. anginosusの野生株でのフッ化物耐性の違いが遺伝子そのものの違いによることが示唆された。次に、crcB遺伝子とeriC-F遺伝子が両方存在するStreptococcus sanguinisについてフッ化物耐性遺伝子の同定を試みた。S. sanguinisは2つのcrcB遺伝子を有しており、両遺伝子ともフッ化物耐性に関与していた。一方、eriC-F遺伝子の失活はS. sanguinisのフッ化物耐性に影響を与えなかった。以上の結果より、口腔細菌の中にはeriC-F遺伝子がフッ化物耐性に関与するグループとcrcB遺伝子がフッ化物耐性に関与するグループが存在することがわかった。S. mutans eriC-F-b遺伝子の上流領域に存在するリボスイッチの解析には至っていないが、S. mutansよりもフッ化物耐性の強いS. anginosusのフッ化物耐性関与遺伝子を同定し、S. mutans eriC-F-b遺伝子との比較を行った。口腔連鎖球菌のフッ化物耐性関与遺伝子の構造比較が可能となり、フッ化物耐性能との関連解明に繋がると考えられる。予防歯科学

まず、S. mutansにおいてeriC-F-b遺伝子がフッ化物耐性に関与していることを明らかにするために、昨年度に作製したeriC-F-b変異株にシャトルベクターを用いてeriC-F-b遺伝子を導入する相補実験を行う。次に、S. anginosus sa-eriCA遺伝子をシャトルベクターを用いてS. mutans eriC-F-b変異株に導入し、S. mutansの中でSa-eriCAを発現させる。得られた変異株のフッ化物耐性を測定し、S. mutans野生株と比較することにより、S. mutansとS. anginosusのフッ化物耐性の違いが両菌に存在するフッ化物耐性遺伝子の違いによるものなのか、あるいはフッ化物耐性遺伝子の発現に及ぼす因子がそれぞれの菌で異なるのかを明らかにする。さらに、S. mutansのフッ化物耐性関与因子(SMU_1289)に対するペプチド抗体を作製し、フッ化物添加あるいは無添加培地で生育した場合にSMU_1289タンパクの発現に違いがあるかどうかを調べるために、ウエスタンブロット分析を行う。当初の予定では、今年度はS. mutansのフッ化物リボスイッチ関与遺伝子の上流領域に存在するリボスイッチの解析まで行う予定であったが、フッ化物リボスイッチ関与遺伝子の変異株作製に予想以上に時間を費やしてしまい、当初の計画より少し遅れてしまった。平成26年度に計画していたS. mutansのフッ化物耐性関与因子に対する抗体の作製を実施することができなかったため、助成金の次年度への持ち越しが生じた。まず、昨年度に作製したeriCF-a変異株、eriCF-b変異株およびeriCF-a/eriCF-b二重変異株について、熱、pH、浸透圧などさまざまな環境要因の変化に対する応答を野生株と比較し、eriCF-aならびにeriCF-b遺伝子のS. mutansにおける役割を明らかにする。次に、eriCF-a遺伝子がS. mutansのフッ化物耐性に関与していないと言う事実を考慮し、ランダム変異誘発実験を用いてS. mutansにおけるeriCF-b遺伝子以外のフッ化物耐性に関与する遺伝子を特定する。さらに、S. mutansのフッ化物耐性に関与したeriCF-b遺伝子についてプライマー伸長法により転写開始点を決定する。目的遺伝子のmRNAを蛍光プライマーによって逆転写反応することでDNA断片の分子量として、転写開始点を推定する。正確な転写開始点を塩基配列レベルで解析するため、上記のサンプルのほかに解析に用いた蛍光プライマーでシーケンス反応(1-2種類のddNTP)したものを、同様の分子量マーカーと一緒に泳動し、シーケンス配列を分子量に変換して位置情報とし、正確な転写開始点を決定する。平成27年度は持ち越した助成金を考慮し、フッ化物の存在がS. mutansのフッ化物耐性関与因子(SMU_1289)の発現を増加するか否かを明らかにするため、本タンパクに対するペプチド抗体を作製する予定である。平成25年度は当初計画していたS. mutansのフッ化物リボスイッチ関与遺伝子の上流領域に存在するリボスイッチの解析を実施することができなかったため、助成金の次年度への持ち越しが生じた。
キャピラリー電気泳動におけるオンライン試料濃縮による高感度分析法の開発

キャピラリー電気泳動(CE)は絶対検出感度が高い超微量分離・分析法として幅広く使用されている。しかし、紫外吸光検出を用いる場合に、濃度検出感度が低いことが本質的な欠点である。これは主に検出における光路長(キャピラリーの直径)が短いこととに起因する。この問題を解決するためには、オンライン試料濃縮が有力な方法である。オンライン濃縮は通常の分析よりはるかに大きい体積の試料溶液を注入して、キャピラリー内で濃縮と分離を同時に行う方法である。市販装置をそのまま使えるので簡単に実行できるという利点がある。本研究では、CEにおけるオンライン試料濃縮による高感度分析法の開発を目的として、泳動液と試料溶液間のpHの違いにより試料の移動度が変わることを利用して濃縮を行う、ダイナミックpHジャンクション法に関する基礎研究を行った。泳動液および試料溶液のpH、濃度と緩衝液組成が濃縮に及ぼす効果について検討した。pHのみならず電解質の種類や濃度も濃縮に大きく影響した。また、試料ゾーンの長さによって試料の移動時間が異なった。泳動液に160mMホウ酸塩緩衝液(pH10.0)を、試料溶媒に450mM酢酸(pH4.5)を用いて、フェノール類のpHジャンクションによるオンライン濃縮を行った結果、通常のCEに比べ60450倍高い濃縮が得られた。実験で得られた結果とコンピューター・シミュレーション結果を考察して、濃縮機構を合理的に説明することができ、ダイナミックpHジャンクション法の特性を明らかにすることができた。また、ダイナミックpHジャンクションの新しい利用法として陽イオン性試料(アニリン類)の濃縮について検討、50mMリン酸緩衝液(pH2.5)と試料溶液(100mMリン酸、pH6.0)を用い濃縮を行った結果、通常のCEに比べ70300倍の濃縮が得られた。
ケラチノサイトのスーパー抗原提示能における接着分子の関与

細菌由来の外毒素のあるものはスーパー抗原としての性格を持っていることが知られ、絶えず細菌を接触する皮膚でのスーパー抗原性外毒素による反応が注目されている。本研究では、プロフェショナルな抗原提示細胞であるランゲルハンス細胞を比較しつつ、ケラチノサイトのスーパー抗原提示能を検討した。チラチノサイトは主要組織適合抗原(MHC)クラスIIを発現した場合、ランゲルハンス細胞を同様にスーパー抗原を提示し得た。MHCクラスII陽性ケラチノサイトが抗原提示細胞となる時、接着分子であるintercellular adhesion molecale-1(ICAM-1)がT細胞増殖反応に役割を演じている。このICAM-1はインターフェロン-αの働きにより、ケラチノサイト上に発現するが、この際、スーパー抗原にさらされるとより強いICAM-1発現が起こることが確認された。このICAM-1発現は、スーパー抗原がケラチノサイト上のMHCクラスII分子に結合することによって、シグナル伝達が起き、促進されることも明らかとなった。我々の結果は、スーパー抗原がただ単にT細胞増殖を起こす抗原になっているだけでなく、ケラチノサイトに直接働いて免疫学的な機能を増強することを示した。
再生医療のための新世代多層培養法の開発‐網膜再生・移植にむけて‐

網膜は脳から発生する発生する器官で、3層の神経細胞層(視神経細胞層、双極細胞層、杆状体・錐状体細胞層)と1層の色素上皮層の計4層からなる。通常の培養法ではそれぞれ異なった機能を持つ細胞をシナプス接合させ4層に重ねることは出来ない。本研究では培養下でそれぞれ増殖させた各細胞をコラーゲンビーズ培養法により4層に重ね、神経細胞層の3層をシナプス接合させ網膜を再構築する新しい培養法を試みた。まずマウス由来のES細胞(EES-6)から懸濁培養法により胚様体を作成し、ETFs添加培養液を用いて、還流培養しこれを成育させた。約10mmの大きさに育った胚子様構造体から眼球原基(網膜原基)を実体顕微鏡下に取り出し、ここから網膜を構成する4種の細胞(視神経細胞層、双極細胞層、杆状体・錐状体細胞層、メラニン細胞)を分離し、それぞれ2倍体性の高い細胞株を樹立した。次に単層のメラニン細胞の上に大きさの異なるコラーゲンビーズ(50,100,200μm)に各神経細胞を付着させたものを順次重ねて、4層構造を持つ網膜様構造物を作製できた。ロドプシン含有細胞(杆状体・錐状体細胞層)と双極神経細胞は色素上皮層に対し垂直に配列している所と配列が乱れている所があった。最上層は大型の神経細胞が多く存在していた。光刺激による誘発応答が確認出来たので3層の神経細胞はシナプス接合していることが判明した。網膜内各層の異なる細胞密度をビーズの大きさの違いで得られると考えたが、ごく少数とはいえメラニン細胞の各層への遊走を阻止する事が出来なかった。発生時は網膜内腔があるためメラニン細胞の遊走は阻止されるものと思われる。今後、生体の網膜のようなきれいな細胞配列を得るため、ビーズの形と大きさのさらなる検討とビーズの溶解速度の調節、さらにそれぞれの細胞層を構成する細胞の極性を統一させる新しい工夫が必要である。