hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転位反応を駆使した生物活性ビスラクトンの合成および不斉クライゼン転位反応の開発

アクリル酸エステルを基質とし、第三級アミンとTMSClを用いて種々条件検討を行ったが、現在までのところ良い結果は得られてなく、さらなる検討を要する。有機合成化学申請者の開発したインジウムを用いるReformatsky-Claisen転位反応を駆使することにより、天然物ジヒドロスピロスリオリドの不斉全合成を達成し、その構造をX線結晶構造解析にて明確にした。本合成法は類似化合物であるジヒドロカナデンソリドにも容易に応用可能である。この合成は本転位反応なしでは短工程かつ簡便にはできず、本転位反応の有用性を明らかにするものである。よって、本研究課題における当初の目的を十分達成しており、順調に進展していると判断できる。インジウムを用いるReformatskyーClaisen転位反応を鍵反応とすることで天然物ジヒドロスポロスリロリドの初めての全合成を達成した。天然物の不斉合成が成功したことで,当初の目的を達成したと考えている。さらにデヒドロカナデンソリドに関しても、全合成に向けて研究が進んでおり,概ね順調に進展していると判断できる。今後は以下のアプローチを行う予定である。1)本年度の研究で、α-ジブロモアシルエステルを基質とする反応の有用性を新たに発見した。そこでα-ジブロモアシルエステルの適応範囲について調査を行う。2)アクリラートIreland-Claisen転位反応の不斉反応への展開を検討する。1)アクリラートIreland-Claisen転位反応を行い,エチソリド,カナデンソリド,スポロスリロリドの全合成を行う。2)不斉反応へ展開する。不斉Claisen転位反応の触媒としてシンコナアルカロイド誘導体を初め、種々のアルカロイドを用い、不斉誘導が可能かどうか検討を行う。1)消耗品費100万円内合成試薬60万円(15千円x 40本)、有機溶剤10万円(5千円x 20缶)、シリカゲル(分離精製用)20万円(10 kg x 4箱)、ガラス器具10万円(5千円x 20個)2)旅費20万円(国内、研究成果発表)
緩和ケア医療チームで活躍できる実践的仏教活動者（ビハーラ僧）育成の応用研究

1.終末期緩和医療チームで活躍できるビハーラ僧を育成するため、龍谷大学実践真宗学研究科の教育プログラムに「医療者と仏教者の協働」を組み込み、さらに同研究科で実施している「臨床宗教師」育成のプログラムとも関連させて受講者の知見を深め、臨床実習に対応することができた。2.終末期緩和医療の患者家族が、医療者と仏教者やビハーラ僧に要請する具体的な内容を研究し共有するため、札幌、広島、鹿児島、中津で市民公開講を開催し、また日本印度学佛教学会学術大会でパネル発表をして、研究成果の発表と意見交換を行った。さらにその成果を報告書(第1-3篇)として刊行配付し、市民や研究者と知見や課題を共有することができた。本研究テーマ「緩和ケア医療チームで活躍できる実践的仏教活動者(ビハーラ僧)育成の応用研究」を達成するために、「生老病死みないのち」の視点から次の2点を愚弟的な目標として活動を開始した。1.ビハーラ僧を育成する大学教育プログラムを開発する。2.ビハーラ僧による緩和ケア病棟・施設でのビハーラ活動への応用を考察する。当該年度では、[成果1]東北大学において「臨床宗教師」育成のためのコースが開設されているが、併走して開設された龍谷大学における「臨床宗教師」育成コースのカリキュラムに、本研究「ビハーラ僧育成」プログラムを編入し、超宗派的な活動を視野に入れてビハーラ僧育成に取り組むことができた。[成果2]終末期緩和医療における医療者・仏教者の協働活動の重要性を広く認知してもらうために、札幌で公開講座「いのちの終わりを見つめ合う、ー医療者と仏教者の対話ー」を開催し、医療者・仏教者・一般市民が、講演や意見交換を通して終末期緩和医療の具体的な問題点を共有し、「死に逝く道しるべ」の重要性を確認することができた。またその成果を「公開講座報告書」として刊行した。[成果3]滋賀医科大学における医学医療を学ぶ者(滋賀医科大学学生・院生)とビハーラ活動を志す者(全国僧侶ネットワーク及び龍谷大学大学院生)との合同講義(2014年10月20)、及びあそかビハーラ病院における滋賀医科大学4回生の病院実習とビハーラ活動を志す龍谷大学大学院生の病院実習を合同で実習した(2014年11月から2015年3月まで計6回)。合同実習を通じて、医療者と仏教者との協働の重要性を相互に確認することができた。本研究テーマ「緩和ケア医療チームで活躍できる実践的仏教活動者(ビハーラ僧)育成の応用研究」を達成するために、「生老病死みないのち」の視点から次の2点を具体的な目標として活動を開始した。1.ビハーラ僧を育成する大学教育プログラムを実行する。2.ビハーラ僧による緩和ケア病棟・施設でのビハーラ活動への問題点を考察し公開の場で検討する。当該年度では、【成果1】龍谷大学における「臨床宗教師」育成コーのカリキュラムに、本研究「ビハーラ僧育成」プログラムを編入し、特別講義を開講して超宗派的な活動を視野に入れたビハーラ僧育成に取り組むことができた。【成果2】終末期緩和医療における医療者・仏教者の協働活動の重要性を広く認知してもらうために、(1)2015年9月20日、高野山大学で開催された日本印度学仏教学会第66回学術大会におけるパネル発表A「終末期緩和医療で医療者と協働できる仏教者の考察」を開いた。(2)同年10月3日、浄土真宗本願寺派安芸教区広島別院で公開講座「いのちの終わりを見つめ合う医療者と仏教者の対話」を開催した。これらの公開集会で医療者(福祉関係者を含む)・仏教者・一般市民が、講演や意見交換を通して終末期緩和医療の具体的な問題点を共有し、「死に逝く道しるべ」の重要性を確認することができた。またこれらの成果を「公開講座報告書第二篇」として刊行した。【成果3】滋賀医科大学における医学医療を学ぶ者(滋賀医科大学学生・院生)とビハーラ活動を志す者(全国僧侶ネットワーク及び龍谷大学大学院生)との合同講義(2015,11,16)、及びあそかビハーラ病院における滋賀医科大学4回生の病院実習とビハーラ活動を志す龍谷大学大学院生の病院実習を合同で実習した(2015年11月から2016年2月まで計4回)。合同講義・実習を通じて医療者と仏教者との協働の重要性を相互に確認することができた。以下の研究活動を行い、概ね順調に進展しているといえる。(1)龍谷大学「臨床宗教師」育成コースで「ビハーラ僧育成」を反映したカリキュラムを作成し、より広い範囲から「ビハーラ僧育成」を実施することができた。さらにこれまでの研究活動に基づき(2) 2015年9月20日高野山大学で開催された日本印度学仏教学会第66回学術大会におけるパネル発表A「終末期緩和医療で医療者と協働できる仏教者の考察」を行い、一般市民とインド哲学仏教学研究者とで、終末期に果たす仏教者の役割について討議することができた。(3)同年10月3日、広島で公開講座「いのちの終わりを見つめ合う医療者と仏教者の対話」を開催し、参加した300人ほどの市民と意見交換を行った。またその報告書を2016年3月に公刊し、関係者に配付した。(4)2015年11月16日、滋賀医科大学で「終末期における医療者と仏教者の協働」をテーマにした講義を行った。

医学部の学生と全国から仏教者、研究者約百五十余名が出席、班別討議と意見交換を行った。これにより、医療者と宗教者の協働の必要性と重要性を確認・共有することができた。本研究テーマ「緩和ケア医療チームで活躍できる実践的仏教活動者(ビハーラ僧)育成の応用研究」を達成するために、「生老病死みないのち」の視点から次の2点を具体的な目標として活動を開始した。1.ビハーラ僧を育成する既存の大学教育プログラムを修正・実行する。2.ビハーラ僧による緩和ケア病棟・施設でのビハーラ活動への問題点を考察するため、公開講座を開催し、それぞれの地域で医療者と仏教者と患者家族の三者に開かれた場で検討する。当該年度では、[成果1]龍谷大学における「臨床宗教師」育成コーのカリキュラムに、本研究「ビハーラ僧育成」プログラムを編入し、特別講義を開講して超宗派的な活動を視野に入れたビハーラ僧育成に取り組むことができた。[成果2]終末期緩和医療における医療者・仏教者の協働活動の重要性を広く認知してもらうために、(1)2016年5月28日、鹿児島緩和ケアネットワークと共催して開講座「いのちの終わりを見つめ合う」を開いた(鹿児島市よかセンター、参加者約100名)。(2)同年10月1日、浄土真宗本願寺派下毛中組と共催して公開講座「いのちを見つめいのちに寄り添う」を開催した(中津市長久寺、参加者約500名)。これらの公開集会で医療者(福祉関係者を含む)・仏教者・一般市民が、講演や意見交換を通して、それぞれの地域が直面する終末期緩和医療の具体的な問題点を共有し、「死に逝く道しるべ」の重要性を確認することができた。またこれらの成果を「公開講座報告書第三篇」として刊行し関係者に配付した。[成果3]滋賀医科大学における医学医療を学ぶ者(滋賀医科大学学生・院生)とビハーラ活動を志す者(全国僧侶ネットワーク及び龍谷大学大学院生)との学習会・合同講義(2016,10,26・同11,14)を開催した。この合同講義を通じて、医療者と仏教者との協働の重要性必要性を相互に確認することができた。1.終末期緩和医療チームで活躍できるビハーラ僧を育成するため、龍谷大学実践真宗学研究科の教育プログラムに「医療者と仏教者の協働」を組み込み、さらに同研究科で実施している「臨床宗教師」育成のプログラムとも関連させて受講者の知見を深め、臨床実習に対応することができた。2.終末期緩和医療の患者家族が、医療者と仏教者やビハーラ僧に要請する具体的な内容を研究し共有するため、札幌、広島、鹿児島、中津で市民公開講を開催し、また日本印度学佛教学会学術大会でパネル発表をして、研究成果の発表と意見交換を行った。さらにその成果を報告書(第1-3篇)として刊行配付し、市民や研究者と知見や課題を共有することができた。以下の研究活動を行い、概ね順調に進展しているといえる。(1)龍谷大学「臨床宗教師」育成コースで「ビハーラ僧育成」を反映したカリキュラムを作成し、より広い範囲から「ビハーラ僧育成」を実施することができた。(2) 2014年10月日に龍谷大学で「終末期における医療者と仏教者の協働」をテーマに学術研究会を開催。全国から五十余名の医療関係者と仏教者が参加。(3)これまでの研究活動に基づき、2014年10月18日札幌で公開講座「いのちの終わりを見つめ合う-医療者と仏教者の対話-」を開催、一般市民を含め八十余名が参加した。またその報告書を2015年3月に公刊し、関係者に配付した。(4) 2014年10月20日、滋賀医科大学で、「終末期における医療者と仏教者の協働」をテーマにした講義を行った。
眼球運動からみたアルツハイマー型痴呆高齢者の生活環境認知と転倒の危険性

本研究の目的は、アルツハイマー型痴呆高齢者を対象として、日常生活における眼球運動と歩行を無拘束状態で同時に測定し、グループホームの物理的環境や対象者の生活環境に対する認知・運動機能の程度が転倒・骨折の危険性にどのような影響を及ぼすのか検証することである。在宅のアルツハイマー型痴呆高齢者102名を対象に、転倒の危険因子について個体要因(痴呆レベル、歩行・平衡機能及び眼球運動)と環境要因(歩行空間の照度、障害物、歩行路と空間のコントラスト)の観点から検討した。多重ロジスティック回帰分析を行った結果、無症候性脳梗塞の有無、脳室周辺の白質病変、歩行路の障害物に対する注視時間の延長と注視開始の遅れ及び歩行の不安定さは、転倒の既往に有意に関連していた。次に、物理的環境が異なる3つのグループホームの軽度アルツハイマー型痴呆高齢者20名を対象に、追跡調査を行った。その結果、安全面の整備が良好なグループホームでは、連続的な歩行や姿勢変換時における対象者の動作の安定性は高かった。また、空間構成と環境刺激の整備が良好なグループホームでは、空間に対する注視の移動が予測的にスムーズ行われる傾向が認められた。さらに、物理的環境の改善を実施した前後の対象者6名の眼球運動、歩行及び生活行動を比較した。空間構成と環境刺激の整備をはかることにより、2名については徘徊行動と眼球運動の不規則な移動軌跡が減少した。生活行動上も意図的行動の割合が増加した。以上の結果は、痴呆性高齢者のグループホームケアにとって、認知しやすい環境の整備は安全性とQOLの側面から重要であることを示唆していると考えた。本研究の目的は、グループホームに入居しているアルツハイマー型痴呆高齢者を対象として、日常生活における眼球運動と歩行を無拘束状態で同時に測定し、グループホームの物理的環境や対象者の生活環境に対する認知・運動機能の程度が歩行や転倒・骨折の危険性にどのような影響を及ぼすのか検証することである。本年度は、以下の2点について検討した。測定方法とデータの妥当性・信頼性:健常高齢者、軽度アルツハイマー型痴呆高齢者及びその介護スタッフを対象に、物理的環境を調整した実験条件と自由な活動条件で眼球運動と歩行を同時に測定し、データの精度と装着方法等について検討した。その結果、短時間の測定時間で実施した実験条件下では、いずれの対象群においても精度の高いデータを測定することが可能であった。一方、長時間の自由な活動条件下での測定では、とくにアルツハイマー型痴呆高齢者の場合、眼球運動検出部分に対する不快感や疲労感を訴えるケースが多かった。この点については装置の小型・軽量化と、測定方法として介護者が随伴した状態での測定も一つの条件として検討している。種々の環境条件における眼球運動や歩行の測定:健常高齢者とアルツハイマー型痴呆高齢者を対象に、過去1年間における転倒あり群と転倒なし群とにわけ、空間照度、床の段差や障害物の高さ及び背景とのコントラストなど物理的環境条件の異なる状況を設定し、眼球運動と歩行状態を同時に測定した。その結果、アルツハイマー型痴呆群では健常高齢者と比較して転倒群では、注視点の移動範囲が小さく、停留時間に変動が大きかった。また、転倒あり群では、物理的環境条件の変化によって、不規則は注視点の移動軌跡と歩行の不安定さが高くなる傾向が認められた。

本年度は物理的環境が異なる3つのグループホームを対象に、そこで生活している軽度アルツハイマー型痴呆高齢者20名の眼球運動、歩行及び生活行動を測定した。グループホームの物理的環境については、前年度の研究結果をもとに環境刺激(照明、音、臭い、コントラスト)、安全(床のスベリ、段差、障害物)、空間構成(配置と空間認知)の観点からチェックリストを作成し、スコアー化した。物理的環境のレベルと対象者の眼球運動や歩行の状態との関連について検討した結果、安全面の整備が良好なグループホームでは、連続的な歩行や動作変換時における対象者の歩行・姿勢の安定性は高かった。また、空間構成と環境刺激の整備が良好なグループホームでは、眼球運動の注視点の不規則な移動軌跡が少なく、空間に対する注視点の移動が予測的にスムーズ行われ傾向が認められた。さらに、試行的ではあるが物理的環境の改善を実施した前後の対象者6名の眼球運動、歩行及び生活行動を比較した。空間構成と環境刺激の整備をはかることにより、2名については眼球運動の注視点の不規則な変動と移動軌跡が減少した。生活行動上も意図的行動の割合が増加した。以上の結果は、痴呆性高齢者のグループホームケアにとって、認知しやすい環境の整備は安全性とQOLの側面から重要であることを示唆していると考えた。
水素結合による分子組織体を経由するナノワイヤー形成の動的制御

二つのコレステロール部と一つのジアセチレン部が二つづつのアルキレン鎖とウレタン結合でつながった構造の重合性有機ゲル化剤について分子構造とゲル化のおよび光重合性の関係について調べた。ゲル化を起こし光重合するために少なくともコレステリル基が1つあること、ウレタン部位が2つあることが必要条件であることが判明した。また、スペーサー部位の構造を変化させることでエタノールのような極性溶媒中でゲル化を起こす化合物が得られた。ゲルの構造については赤外スペクトル、透過型電子顕微鏡により、光重合性については核磁気共鳴スペクトル、重合度測定により解析を進めた。その結果、ゲル中ではウレタン結合は完全に水素結合していること、ゲルは10100nm程度の幅を有する細長いファイバー状分子集合体からなっていること、光重合はジアセチレン部が1,4位で付加して起こっていること、平均重合度は50程度であることが判明した。また、1015テスラの磁場下でゲル化し、その後重合することで配向した共役ポリマーのゲルが生成することが初めて明らかになった。ジアセチレン誘導体が結晶中において重合してポリジアセチレンを与えることはよく知られている。また、最近では有機ゲル状態でも重合することが報告されている。我々はウレタン結合を有する種々のジアセチレンジコレステリルエステルが低濃度でシクロヘキサン等の有機溶媒をゲル化することを報告した。これまでに合成したほとんどの誘導体がゲル化能を示し、生成した有機ゲルは紫外光照射により光重合しポリジアセチレンを生じ、濃紺、赤紫、橙、ピンク等に着色したゲルに変化した。今回、末端コレステリル基の代わりに長鎖アルキル基を導入した化合物やスペーサーに嵩高い置換基を導入した化合物を合成し、化学構造とゲル化能の関係をさらに検討したので結果を報告する。コレステリル基とドデシル基を両端に導入した化合物の各種有機溶媒に対するゲル化能を調べたところ、濃度1wt%でヘキサンやシクロヘキサンをゲル化し、生成したゲルは紫外光照射により重合して濃紺に変化した。それに対して両端にドデシル基を導入した化合物はどの溶媒に対してもゲル化は起こらなかった。これらの結果からゲル化能を示すにはコレステリル基が少なくとも1つは必要であり、コレステリル基はゲル化に際して分子間のパッキングに寄与しているものと推測している。また、結合部としてイソブチルメチレン基を導入した化合物は溶解性が大きく、各種の溶媒に対してゲル化が起こらなかった。ゲルのIR測定からゲル中ではアミノ基とウレタンのカルボニル基間で水素結合が形成されていることが示唆されており、イソブチル基のように嵩高い置換基が水素結合部位の近くに存在すると水素結合の形成を阻害するものと考えられる。形成したほとんどの有機ゲルは反応性に差はあるものの紫外光照射により重合した。
Oncostatin Mシグナル抑制に着目した胃がん発生メカニズムの解明

ヒトのH. pylori非感染胃粘膜5検体、胃がん患者の胃がん組織および(H. pylori感染)非がん胃粘膜16対の検体からDNAおよびRNAを抽出した。次に、抽出したDNAをバイサルファイト変換し定量的メチル化特異的PCR法を用いてOSMR遺伝子のプロモーター領域のDNAメチル化状態を解析した。また抽出したRNAから逆転写酵素を用いてcDNAを作成し、定量的RT-PCR法を用いてOSMR遺伝子のmRNA発現状態を解析した。この際使用したメチル化特異的プライマーは本研究のために独自に設計し、その精度を確かめた。その結果、DNAメチル化レベルについて、胃がん患者の非がん胃粘膜は非感染胃粘膜や胃がん組織よりも有意に高かった(それぞれp=0.03、p=0.02、t検定)。mRNA発現レベルについて、胃がん組織は胃がん患者の非がん胃粘膜や非感染胃粘膜よりも有意に高かった(それぞれp<0.01、p<0.01、t検定)。また、mOSMR遺伝子プロモーター領域のDNAメチル化レベルと同遺伝子のmRNA発現レベルは逆相関関係を示した(r=-0.23)。H. pylori非感染胃粘膜は全て低DNAメチル化状態でmRNA発現も低レベルであった。胃がん患者の非がん胃粘膜では低DNAメチル化状態から高メチル化状態まで分布していたが、mRNA発現は総じて低かった。胃がん組織ではほとんどの検体で低DNAメチル化状態で一部の検体でmRNA高発現となっていた。OSMR高発現の胃がん組織はいずれもびまん型の組織型であった。メチル化特異的プライマーの開発に時間を要した。また、臨床検体の採取が計画より遅れているため、解析できる検体数が少なくなった。当初の想定とは違い、胃がん組織の多くで低メチル化状態であり、OSMR遺伝子のDNAメチル化が発がんに関与する頻度は高くないことが示唆された。現在、臨床検体の採取がスムーズに行える体制が整っており、今後の検体採取のペースアップが期待できる。今後は、DNAメチル化による発現調節にこだわらず、胃発がんにおけるOSM-OSMRシグナルの働きに注目し研究を進める。具体的には、ラット正常胃粘膜細胞にH.pyloriを共培養したり、TNFαやOSM刺激したりすることで細胞増殖などの機能変化を調べる方針である。実験計画に遅れが生じたため、次年度使用額が生じました。次年度に消耗品費に充てる予定です。
原腸形成における細胞極性形成機構の解明

平成19年度は原腸形成における細胞移動の制御と細胞極性形成に関して顕著な研究成果を得た。研究代表者の上野らは細胞移動の負の制御機構として細胞接着の正の制御因子ANR5を同定した。ANR5は細胞増殖因子FGFの標的遺伝子として同定された遺伝子のひとつで、過剰発現やモルフォリノアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた機能阻害によって、ANR5はPAPCと直接結合して下流のRhoA活性を制御することによって細胞接着を正に制御することを明らかにした。また、ANR5は細胞同士が集団で運動するために必要な膜突起の形成に必要であり、それによって原腸形成に必須の役割を担っていることを明らかにした(Chung, H. A. etal., Curr. Biol.)。また、木下らは細胞増殖因子Wntが中胚葉細胞に作用し、細胞運動に必須の役割をもつパキシリンのユビキチン依存的分解を制御することによって原腸形成の細胞運動を調節していることを明らかにした(Iioka, H., et. Al., Nat Cell Biol.)。これらは細胞の集団としての移動が原腸形成に必須であることを示す重要な研究成果である。さらに、上野らは原腸形成時に見られる細胞の形態的・機能的極性化の開始機構について微小管伸長に着目した解析を行い、発生過程の脊索-体節間境界が極性開始シグナルを持っていることを明らかにした(Shindo, A., et al. PLoS ONE)。今後はこの極性開始シグナルの実体について研究を進めていきたいと考えている。計画研究の5年目が終了し、本特定領域研究開始時に設定した目標が達成しつつある。本特定領域の強調すべきキーワードのひとつ「系統的・網羅的視点」を実現するための基盤整備がほぼ完成した。この5年間にアフリカツメガエル(A01)に関してはXDB(version 3)、ホヤ(A01)はMAGEST、コオロギ(A03)はCricket Expression Database、ニワトリの眼についてはChicken Eye Expression Database、ヒメツリガネゴケ(A03)はPHYSCObaseなどのモデル動植物のデータベース構築などがほぼ完成し、これらの遺伝子リソースが研究者に配布されるしくみも完備され国際的なリソースの共有にも尽力している。この5年間の本特定領域研究の努力によって、系統的・網羅的研究基盤が予定通り構築されたといえる。「系統的・網羅的アプローチ」の最終目標は初期発生現象、器官形成・再生、進化という本特定がカバーするすべての領域で、これらの基盤が有効に活用され、遺伝子の機能解析、生物現象の解明に貢献することである。遺伝子情報が整備されたことによって、遺伝子の過剰発現、機能欠損などによる機能解析を、発生生物学研究に用いられる様々なモデル生物を駆使し、限られた遺伝子ではなくゲノム規模で実施することが可能となったことは、生物学に大きな変革をもたらした。計画班員小林悟らが、生殖細胞特異的に発現する遺伝子データベースを活用することによって、生殖細胞形成に関わる一群の機能遺伝子の同定し、RNAi(RNA干渉法)などによる網羅的機能解析が実現したことはその良い例である。原腸形成は、受精卵が分裂を始めてしばらくすると起こる細胞運動で、細胞が胚の中にもぐり込むダイナミックな形態変化を伴う。この原腸形成によって三胚葉(内胚葉、中胚葉、外胚葉)がそれぞれの位置に配置される。その間、同じ胚葉同士の細胞は仲間である同種の細胞と離れないように集団として動くこと、他の細胞集団と混ざり合わない「組織分離」を保つことが必要であることが知られていた。しかし、その分子メカニズムについて手がかりはあったものの、詳細は不明であった。

本研究で発見されたANR5は細胞増殖因子FGFによって活性化される遺伝子を網羅的に探索した結果得られた遺伝子(Genes to Cells,2004,9,749-761,Dev. Biol.,2005,282,95-110)のひとつで、魚類から両生類、ヒトを含む哺乳類まで保存された遺伝子である。その遺伝子産物の合成をモルフォリノアンチセンスオリゴヌクレオチドで阻害すると、胚の体長が短くなる、神経管が閉じない(神経管閉鎖不全)などの異常が起こった。細胞レベルでその原因を調べたところ、原腸形成に関わる中胚様の細胞が通常持っている細胞突起が形成されないこと、細胞同士の接着が弱まることなどが明らかになった。その分子メカニズムを調べた結果、ANR5は本来カドヘリンファミリーに属するPAPCという膜タンパク質の細胞内領域に直接結合すること、また、PAPCの細胞内シグナルによって調節されるRhoと呼ばれるタンパク質の活性を担っており、その異常によって、細胞突起形成、細胞接着が著しく阻害されることが明らかになった。その結果、組織間の分離が阻害され、組織の協調した運動とともに、個々の組織のアイデンティティが失われ組織分離が確立しないことが、発生異常の原因であることが明らかになったCurrent Biologyに印刷中。原腸形成はヒトを含めた生物のかたちづくりの基本的なステップであり、その異常は新生児の約3000人に1人の割合でみられる二分脊椎症などの先天異常と深く関連していると考えられている。本研究によって原腸形成を制御する新しい遺伝子が発見されたことは、二分脊椎症などの病因解明に直接つながるものと期待される。平成19年度は原腸形成における細胞移動の制御と細胞極性形成に関して顕著な研究成果を得た。研究代表者の上野らは細胞移動の負の制御機構として細胞接着の正の制御因子ANR5を同定した。ANR5は細胞増殖因子FGFの標的遺伝子として同定された遺伝子のひとつで、過剰発現やモルフォリノアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた機能阻害によって、ANR5はPAPCと直接結合して下流のRhoA活性を制御することによって細胞接着を正に制御することを明らかにした。また、ANR5は細胞同士が集団で運動するために必要な膜突起の形成に必要であり、それによって原腸形成に必須の役割を担っていることを明らかにした(Chung,H.A., et. al.,Curr.Biol.)。また、木下らは細胞増殖因子Wntが中胚葉細胞に作用し、細胞運動に必須の役割をもつパキシリンのユビキチン依存的分解を制御することによって原腸形成の細胞運動を調節していることを明らかにした(Iioka,H., et. al.,Nat Cell Biol.)。これらは細胞の集団としての移動が原腸形成に必須であることを示す重要な研究成果である。さらに、上野らは原腸形成時に見られる細胞の形態的・機能的極性化の開始機構について微小管伸長に着目した解析を行い、発生過程の脊索-体節間境界が極性開始シグナルを持っていることを明らかにした(Shindo, A., et. al.PLoS ONE)。今後はこの極性開始シグナルの実体について研究を進めていきたいと考えている。
オブジェクト・マイグレーションに基づいた分散協調プログラミングシステムの研究

研究代表者らは分散協調アプリケーション構築を支援するための分散オペレーティング・システムとして分散共有格納庫(Distributed Shared Repository;以下DSR)システムの研究開発を進めている.本研究では,DSRシステムのメモリセグメントのマイグレーション機能を拡張してオブジェクト・マイグレーションを可能とすると共に,オブジェクト・マイグレーションに基づいた分散協調プログラミングシステムの設計を行った.具体的には以下の諸点について,研究を行った.1.オブジェクト・マイグレーションに基づいた分散プログラミングモデルの設計オブジェクト・マイグレーション機能を積極的に利用した新しい分散プログラミングモデルの設計を行った.このプログラミングモデルは,内部にスレッドを含むアクティブオブジェクトと,含まないパッシブオブジェクトの両方をサポートし,それらのオブジェクトに分散性と永続性を統一的な枠組みのもとで与えるという特徴を有する.2.オブジェクト・マイグレーションの基本実行時システムの開発1.で設計したシステムモデルを実現するのに必要なオブジェクトマイグレーションの基本実行時システムをDSRシステム上に開発した.この実行時システムは,仮想記憶管理ハードウェア(MMU)を用いてCPUにより参照されたページを検出し,参照されたページのみを遠隔コンピュータサイトより転送する機能を有する.3.アクティブオブジェクトとパッシブオブジェクトのマイグレーション技術の開発.2.で開発した基本実行時システムの上に,アクテェブオブジェクトとパッシブオブジェクトをマイグレート可能とするソフトウェア階層を作成した.このソフトウェア階層は,プログラムコードの動的リンク機能,アドレス空間依存情報(ポインタ)の繰り返し的再配置機能,そしてスレッドの仮想記憶空間からの分離および再接続機能を持っている.研究代表者らは分散協調アプリケーション構築を支援するための分散オペレーティング・システムとして分散共有格納庫(Distributed Shared Repository;以下DSR)システムの研究開発を進めている.本研究では,DSRシステムのメモリセグメントのマイグレーション機能を拡張してオブジェクト・マイグレーションを可能とすると共に,オブジェクト・マイグレーションに基づいた分散協調プログラミングシステムの設計を行った.具体的には以下の諸点について,研究を行った.1.オブジェクト・マイグレーションに基づいた分散プログラミングモデルの設計オブジェクト・マイグレーション機能を積極的に利用した新しい分散プログラミングモデルの設計を行った.このプログラミングモデルは,内部にスレッドを含むアクティブオブジェクトと,含まないパッシブオブジェクトの両方をサポートし,それらのオブジェクトに分散性と永続性を統一的な枠組みのもとで与えるという特徴を有する.2.オブジェクト・マイグレーションの基本実行時システムの開発1.で設計したシステムモデルを実現するのに必要なオブジェクトマイグレーションの基本実行時システムをDSRシステム上に開発した.この実行時システムは,仮想記憶管理ハードウェア(MMU)を用いてCPUにより参照されたページを検出し,参照されたページのみを遠隔コンピュータサイトより転送する機能を有する.3.アクティブオブジェクトとパッシブオブジェクトのマイグレーション技術の開発.2.で開発した基本実行時システムの上に,アクテェブオブジェクトとパッシブオブジェクトをマイグレート可能とするソフトウェア階層を作成した.このソフトウェア階層は,プログラムコードの動的リンク機能,アドレス空間依存情報(ポインタ)の繰り返し的再配置機能,そしてスレッドの仮想記憶空間からの分離および再接続機能を持っている.
アクション・リサーチによる公共図書館課題解決サービスのデザイン

公共図書館の医療・健康情報サービスを適切にデザインするための知見を得ることを目的に,医療・健康情報サービスの現状調査を行ない,アクションリサーチによりサービス普及を試行した。がん相談支援センターとの連携によるサービスには可能性があり,大規模図書館を中心にサービスは普及しはじめているが,実施自治体は公共図書館設置自治体の2割に達しておらず,普及に向けて多くの課題があること,特に公共図書館員に関連知識・技能の修得機会を提供する必要のあることが明確になった。医療・健康情報サービスを提供している全国の公共図書館への訪問調査を行なった。また,関連研究集会への参加や関係者へのヒアリングを行なった。こうした調査を通じて,公共図書館の医療・健康情報サービスの実施状況,および,研修等サービスの基盤を把握した。医療・健康情報サービスの実施状況の詳細を明らかにし,アクション・リサーチの準備をするために,公共図書館の医療・健康情報サービス,及び,地域の医療・健康関連活動の点で,注目される地域に対して,それぞれ数回に渡るヒアリング及び訪問調査を行い,アクション・リサーチの可能性を打診した。主要な候補地として2地域を選び,また,連携によりサービスを立ち上げたばかりのところと,準備中のところ,計2地域についても,継続的に連絡を取り,経過を記録している。候補地については,さらに数か所検討した上で,絞り込んでゆく予定である。以上の2調査と並行して,関連機関を訪問し,また文献により,地域における医療・健康相談,情報サービスの現況を把握した。特に,地域の課題として健康問題に取り組んでいるところに重点的にヒアリングを行なった。本年度の検討を通じて,1.サービスの基盤として,新規サービスに対する担当者の知識と意欲の重要性が理解された。また,知識を獲得するための研修が重視されている一方,講師が少ないことも明らかになった。さらに,2.がんに関わって地域で展開されている医療・健康関係の制度の下で,公共図書館が関連機関と連携する上で,県立図書館や県のがん対策推進計画担当部署等,県の機関の果たす役割の重要性が理解された。2012年度に引き続き医療・健康情報サービスを提供している全国の公共図書館への訪問調査を実施した。また,関連研究集会への参加や関係者へのヒアリングを行った。本年度はさらに,公共図書館を設置する全国の自治体に対して,質問紙による実施状況の調査を実施した。アクション・リサーチの一環として,近畿・四国地方の2地域において,連携によるサービスの立ち上げを働きかけた。うち1地域では病院の患者図書コーナーが動きはじめている。もう一つの地域では,公共図書館とがん相談支援センターの交流事業が企画された。第1回目の交流会が開催され,第2回目が2013年11月開催の予定だったが,都合により2014年7月に延期され,現在その準備中である。両地域とも継続的に連絡を取り,経過を記録している。以上の調査と並行して,関連機関を訪問し,また文献により,地域における医療・健康相談ならびに情報サービスの現況を把握した。特に,地域の課題として健康問題に取り組んでいるところに重点的にヒアリングを行った。本年度の検討を通じて,1.全国実態調査により,医療・健康情報サービスの普及状況が明らかになった。身近なサービスとして普及しつつあるが,次のような課題の存在も指摘される。2.サービスの基盤として,新規サービスに対する担当者の知識と意欲の重要性が理解された。さらに,3.がんに関わって地域で展開されている医療・健康関係の制度の下で,公共図書館が関連機関と連携する上で,県立図書館や県のがん対策推進計画担当部署等,県の機関の果たす役割の重要性が改めて理解された。対象とする地域(県)において2013年度から持ち越されていた,公共図書館員とがん相談支援センター相談員との交流会を2014年7月に開催した。本交流会をきっかけにして開催市では市立図書館とがん診療連携拠点病院との交流がはじまり,市立図書館においてがん相談員の出張相談事業がはじまった。また,当該県のがん対策推進計画中に,相談支援センターが市町・県立図書館等との連携を図り、県民が容易に情報を入手できる場所の拡充を行う旨が盛り込まれると共に,2015年度から県公共図書館協議会において,公共図書館がん情報事業が実施される見通しとなった。2013年度に実施した全国調査の結果を取りまとめ,『図書館雑誌』に公表したほか,日本図書館情報学会春季研究集会,全国図書館大会において報告した。全国図書館大会においては,日本図書館協会健康情報委員会との共催により分科会を開催し,本研究プロジェクトについて報告すると共に,実践事例の報告を行ない,医療・健康情報サービスの実践に関する認識の共有を図った。交流会の試行,全国調査,訪問調査,および先行研究から,医療・健康情報サービスにおいては,健康情報コーナーの設置や,関連機関との連携企画などは見られるものの,ビジネス支援サービスとは異なり,サービスを推進する母体および推進する人材の面において,サービス基盤の形成が不十分であることが理解された。

そのため,公共図書館の担当者,がん相談支援センター相談員,患者図書室の職員を対象とする研修・交流の会を2015年1月に大阪において開催し,医療・健康情報サービスの実践に関する技能の向上とサービスの推進方策に関する意見交換を行なった。26年度が最終年度であるため、記入しない。図書館情報学26年度が最終年度であるため、記入しない。公共図書館の医療・健康情報サービスの実施状況,がん対策推進基本計画の下地域で展開されている相談支援と情報提供の状況の把握は順調に進んでいるが,アクション・リサーチ対象地を選択するための,いくつかの地域への訪問調査については,意向の確認,スケジュールの調整や会合の設定等に手間取ったため,予定より遅れている。また,他の研究者との意見交換を目的としたセミナーも,研究の進展を見てからと考え,延期した。公共図書館の医療・健康情報サービスの実施状況の把握は予定以上に順調に進んでいる。2地域におけるアクション・リサーチについては,現地とのコミュニケーションが課題ではあるものの,おおむね順調に進んでいる。ただし,2013年11月に予定されていた交流会は2014年度に延期された。がん対策推進基本計画の下地域で展開されている相談支援と情報提供の状況,および公共図書館と医療機関等との連携事例の把握は順調に進んでいるが,実施事例が予想外に多かったため,なお一層密な訪問調査が必要と考えている。訪問調査を迅速に行なうことにより研究の遅れを取り戻す。また,アクション・リサーチ対象候補地をさらに2地域ほど増やし,確実に研究が遂行できる環境を整える。研究者間の情報共有等は円滑なので,現在の研究体制は維持する。研究の最終年度のため,公共図書館の医療・健康情報サービスの実施状況に関する実態調査,公共図書館と医療機関等との連携の事例調査,アクション・リサーチ対象2地域におけるサービスの実施状況,のいずれについても,2013年度の研究を継続するとともに,その成果を取りまとめ,シンポジウムおよび報告書により公表すると共に,学会等において成果を発表する予定である。訪問調査を継続し,アクション・リサーチ対象地を絞り込む。サービス・デザイン方針を決定し,対象地において試行する。また,前年度に実施できなかったセミナーを開催して関連研究者と意見交換すると共に,学会でこれまでの研究成果を報告する。2013年11月に予定されていた公共図書館とがん相談支援センターの交流会が2014年7月に延期されたため,関連した経費,及び関連した訪問調査・セミナーの経費が未使用となった。本年度前半を中心に,交流会を開催すると共に,訪問調査を続行し,また,2014年11月に日本図書館協会健康情報委員会との共催でセミナーを開催する。
放射線による生体分子損傷の緩和的定着に関する分光研究

DNAの放射線損傷の修復過程には酵素修復とともに、迅速な自己組織化修復である“その場修復"の存在が想定される。これはDNAの緩和的定着と経路を共有しつつ天然の安定状態への熱力学的緩和過程でありDNA損傷の別側面である。本研究では、原子・分子分光学と湿潤生態系のアプローチを総合し、DNA分子を含む系の放射線による異常エネルギー状態の発生と、その熱力学的緩和過程(分子構造変化)を明らかにすることを目的として、シンクロトロン放射光による液体分子線・光電子分光法を格段に発展させ、相補的な高速電子線エネルギー損失分光法を開発し、また反応中間体生成物分析のための質量分析法と蛍光分析法を開発した。生体分子、特にDNAの放射線損傷の修復過程には、修復酵素タンパク質による酵素修復とともに、より迅速な自己組織的修復である“その場修復"の存在が想定されている。これはDNA損傷の定着と経路を共有しつつ択一的に放射線照射前の安定状態へと回帰する熱力学的緩和過程と捉えられ、その時間発展的理解は、そのままDNA損傷の発生メカニズムの理解につながる。そこで本研究では、この放射線照射直後のDNA分子の異常な非平衡状態(構造変化)の発生と、その熱力学的緩和過程を明らかにすることを目的とする新規の分光学的研究方法の開発を行う。すなわち、本研究は、原子・分子分光学と湿潤生体系の相異なるアプローチを総合し、前駆課題にて開発したシンクロトロン放射光による液体分子線・光電子分光法を格段に発展させるとともに、新たに高速電子線エネルギー損失分光法を開発して、選択的な超励起に開始される生体分子の放射線損傷の新側面を開拓するものである。上記の目的に基づき、生体分子への溶媒和により規定された構造に特有な放射線誘起構造変化をサイト選択的に特定して観測するために、液体分子線とシンクロトロン放射光による既存の光吸収分光・光電子分光法を真空排気機構等の装置の整備を行うことによりさらに発展させた。これにより、水溶液中の異なる酸・塩基イオン強度のもとでのヌクレオチドのX線吸収スペクトル変化を見出した。また、液体のX線光電子分光実験を開始し、水溶液中のヌクレオチドから放出される光電子・オージェ電子の測定により放射線と相互作用する分子内の原子の特定について予備的な成果を得た。また、X線吸収とは相補的であり、かつ、近似的に白色電磁波照射とみなせる高速電子線照射における内殻励起・イオン化を特定して測定するための新規装置について、その心臓部である電子衝突分光器を製作した。試料調製方法についても整備と検討を行っている。DNAの放射線損傷の修復過程には修復酵素タンパク質による酵素修復とともに、迅速な自己組織的修復である、“その場修復"の存在が想定されている。これはDNA損傷の緩和的定着と経路を共有しつつ択一的に放射線照射前の安定状態へと回帰する熱力学的緩和過程と捉えられ、その時間発展的理解は、そのままDNA損傷メカニズムの理解につながる。本研究ではDNA分子を含む系の放射線照射着後の異常な非平衡状態(分子構造変化)の発生と、その熱力学的緩和過程を分子レベルで明らかにすることを目的とする新規の実験方法の開発を行う。すなわち、本研究は原子・分子分光学と湿潤生態系の相異なるアプローチを総合し、前駆課題にて開発したシンクロトロン放射光による液体分子線・光電子分光法を格段に発展させる、かつ、新たに高速電子線エネルギー損失分光法を開発して、選択的超励起により開始される生体分子の放射線損傷の新側面を開拓する。以上に基づき、溶媒和が規程する分子構造に特有な放射線誘起構造変化を結合サイト選択的に観測するため、シンクロトロン放射光分光法を整備し、異なる酸・塩基イオン強度水溶液中のヌクレオチド(DNAの構成単位)のX線吸収スペクトル変化についての研究を発展させ、DNA損傷における水と放射線の相乗効果として発表した。液体試料に対するX線光電子分光実験を確立し、放射線と相互作用するヌクレオチド内原子サイトの光電子・オージェ電子測定による特定法を進展させた。並行してX線吸収とは相補的であり、かつ、白色電磁波照射とみなせる高速電子線照射を用いた新規の分光装置の開発を進め、その駆動部である制御電源系と計測系を開発し、電子分光器の製作・改造を継続した。試料調整についての整備と検討を継続した。さらに本研究開発上の必要から、ドイツ国カッセル大学物理学科のグループと技術提携のための、相互派遣交流を開始した。DNAの放射線損傷の修復過程には修復酵素タンパク質による酵素修復とともに、迅速な自己組織化修復である“その場修復"の存在が想定されている。これはDNAの緩和的定着と経路を共有しつつ択一的に放射線照射前の安定状態へと回帰する熱力学的緩和過程と捉えられ、その時間発展的理解は、同時にDNA損傷メカニズムの理解につながる。本研究ではDNA分子を含む系の放射線照射後の異常な非平衡状態(分子構造変化)の発生と、その熱力学的緩和過程を分子レベルで明らかにすることを目的とする新規の実験方法の開発を行う。すなわち、本研究は原子・分子分光学と湿潤生態系の相異なるアプローチを総合し、前駆課題にて開発したシンクロトロン放射光による液体分子線・光電子分光法を格段に発展させ、かつ、新たに高速電子線エネルギー損失分光法を開発して、選択的な超励起に開始される生体分子の放射線損傷の新側面を開拓する。以上にもとづき、溶媒和が規定する分子構造に特有な放射線誘起構造変化を結合サイト選択的に観測するため、シンクロトロン放射光分光法の整備を継続し、異なる酸・塩基強度水溶液中のヌクレオチド(DNAの構成単位)のX線吸収スペクトル、ならびに、ヌクレオチドからの放出電子スペクトルの溶液pH変化をも明らかにした。

放射光励起による光学的分析法開発上の必要から、ドイツ国カッセル大学物理学科のグループとの技術交流を継続し、これにもとづき発光分析装置の開発を行った。また、シンクロトロン放射光励起と相補的に用いるための高速電子線エネルギー損失分光装置の開発を継続し、システムを完成した。さらに以上の実験に供する試料調整法の整備と検討を継続し、種々の放射光・放射線効果の実験にて実証した。以上のとおり、本年度の研究をほぼ遅滞なく計画通り行った。DNAの放射線損傷の修復過程には酵素修復とともに、迅速な自己組織化修復である“その場修復"の存在が想定される。これはDNAの緩和的定着と経路を共有しつつ天然の安定状態への熱力学的緩和過程でありDNA損傷の別側面である。本研究では、原子・分子分光学と湿潤生態系のアプローチを総合し、DNA分子を含む系の放射線による異常エネルギー状態の発生と、その熱力学的緩和過程(分子構造変化)を明らかにすることを目的として、シンクロトロン放射光による液体分子線・光電子分光法を格段に発展させ、相補的な高速電子線エネルギー損失分光法を開発し、また反応中間体生成物分析のための質量分析法と蛍光分析法を開発した。計画調書ならびに交付申請書に記した通り、本年度の目標はSPring-8放射光施設における器開発装置を用いた研究実験と新規研究方法の開発である。研究実績の概要に記したとおり、前者に対しては新規の研究成果を原著論文とともに公表しその一部をプレス発表(科学新聞2014年8月29日号)するとともに、国内外の研究集会にて講演するなどの進捗を見ており、後者に関しても新規分光装置の計測・駆動系の製作・開発、ならびに試料調整法の整備と検討を継続し、本課題の実施期間内に研究装置として稼動させ成果を得る見通しである。また、ドイツ国カッセル大学物理学科からの招聘と農工大からの派遣交流を交付申請書どおり実施した。以上により、H26年度における本研究課題の達成状況は計画調書と交付申請書に照らしておおむね順調に進展したと自己評価する。27年度が最終年度であるため、記入しない。原子・分子物理学H27年度研究計画の推進方法は計画調書の通り、SPring-8放射光施設における研究実験と新規研究方法の開発である。前者に対しては研究分担者、研究協力者とともにさらに新規の成果を蓄積し、原著論文発表、ならびに、内外の研究集会にて発表する。後者に関しては新規の高速電子線エネルギー損失分光装置の確立を目指した開発を継続し、研究装置として稼動させる。昨年に引き続き、本課題の時間相関分光法の開発の必要のためドイツ国カッセル大学物理学科と研究者交流を継続して行う予定である。計画調書ならびに交付申請書に記した通り、本年度の目標はSPring-8放射光施設における既開発装置を用いた研究実験と新規研究方法の開発である。
レシピエントの生体内で血管柄付き同種骨を作成する試み-培養骨髄細胞の利用-

これまでの実施状況報告書で示したとおり,レシピエントから採取した骨髄細胞は個体間で細胞増殖能の差が大きかったため,残念ながら実用化には至らないと判断された.そのため,同種骨を移植する際,髄腔内にサイトカイン(FGF,VEGF)を添加した人工骨を充填し,さらにレシピエントの血管束を導入することで,血管束から細胞を誘導し,サイトカインによる効果で血管形成,骨形成を誘導する方法に変更した.昨年までの研究で,本法を用いることで移殖同種骨内で良好な血管形成および骨形成が誘導され,骨吸収は促進されないことを,マーカーとなるmRNA(VEGF,BAP、Osteocalcin, type-1 collagen,TRAP,TNF-α)の発現量で確認された.また,組織学的にも非脱灰標本を用いた骨形成ラベリング(カルセイン)の取り込みの評価,脱灰HE標本を用いた血管形成の評価,脱灰TRAP染色標本を用いた破骨細胞数,破骨細胞接着面積を指標とした骨吸収の評価でも確認された.本年度は本法を用いて作成した血管柄付き同種移植骨の骨癒合能を評価するため,レシピエントの大腿骨に血管柄付き同種移植骨を骨接合を行う研究を遂行した.具体的には骨癒合能をX線撮影,非脱灰および脱灰標本による仮骨形成および骨癒合の評価を行った.この研究により作成した血管柄付き同種移植骨の骨癒合能が優れる傾向が見い出せたが,安定した結果が得られないため,現在さらに優れた骨接合方法,サイトカイン添加方法等を模索している.研究が完了した事項に関しては国内外の学会で発表を行った.本研究で作成した血管柄付き同種移植骨の骨癒合能を評価するため,レシピエントの大腿骨に血管柄付き同種移植骨を骨接合を行う研究を遂行しているが,作成した血管柄付き同種移植骨の骨癒合能が優れる傾向は見い出せたが,安定した結果が得られないため,現在さらに優れた骨接合方法,サイトカイン添加方法等を模索している.まずは骨癒合評価に適した手技や評価方法を改良する.改良できれば,当初の最終目的である,骨欠損部に本研究で作成した血管柄付き同種移植骨を充填し,実際の臨床に即した骨欠損再建の方法を確立する.本年度の計画は1レシピエントの骨髄細胞をVEGF、bFGF、BMPの存在下で培養し、効果的に血管内皮細胞、骨芽細胞への分化促進作用が見られる濃度およびサイトカインの組み合わせを検討する。2同種骨を移植する際、レシピエントの血管束と前述の培養細胞を添加した人工骨を骨髄内に充填し、移植骨内での血管新生と骨形成が促進され、骨吸収が促進されないことを確認する。であった。1に関してはレシピエント大腿骨由来の骨髄細胞培養を行う技術を確立し、VEGFなどのサイトカインを添加した。培養後は細胞よりmRNAを抽出し、RT-PCRによる骨形成、骨吸収、血管形成関連遺伝子の発現を検討した。しかし、個体間での細胞増殖能に差があり、その影響もあり、RT-PCRの結果がばらつくため、現在良好な結果が得られる条件を精査中である。2に関しては1の計画の進捗状況が遅れているため、人工骨に培養細胞を添加する代わりに、直接VEGFなどのサイトカインを添加し、血管束から誘導される末梢血細胞から血管新生、骨形成が促進できるかを確認する実験を行っている。現在のところ、VEGF添加により、骨形成、血管形成が促進される傾向を認めており、詳細な評価を進めている。ラットの個体間での大腿骨由来骨髄細胞の増殖能に差があり、その影響もあり、RT-PCRの結果がばらついている。そのため、安定した結果を得るための条件設定に苦慮している。昨年度の実施状況報告書で示したとおり,レシピエントから採取した骨髄細胞は個体間で細胞増殖能の差が大きかったため,残念ながら実用化には至らないと判断された.そのため,同種骨を移植する際,髄腔内にサイトカイン(FGF,VEGF)を添加した人工骨を充填し,さらにレシピエントの血管束を導入することで,血管束から細胞を誘導し,サイトカインによる効果で血管形成,骨形成を誘導する方法に変更した.これまでのところ,本法を用いることで移殖同種骨内で良好な血管形成および骨形成が誘導されることが確認されている.なお血管形成および骨形成の評価はこれらのマーカーとなるmRNA(VEGF,BAP、Osteocalcin, type-1 collagen)の発現量を用いて行った.さらに移植骨内での骨吸収の評価(TRAP,TNF-α)も併せて行った.組織学的評価は非脱灰標本を用い,骨形成ラベリング(カルセイン)の取り込み面積を指標として骨形成の評価を行った.また脱灰HE標本を用い,形成された血管腔の面積を指標として血管形成の評価を行った.さらに脱灰TRAP染色標本を用い,骨表面に付着した破骨細胞数,破骨細胞接着面積を指標として骨吸収の評価を行った.これらの結果は国内および国際学会にて報告した.現在,本法を用いて作成した血管柄付き移植骨の骨癒合能を評価するため,レシピエントの大腿骨に骨接合を行う研究を遂行している.研究方法に変更は生じたが,良好な血管柄付き同種骨を作成する手技を確立した.今後は骨接合実験,骨欠損充填実験などを行うことで有用性をさらに検討していく予定である.これまでの実施状況報告書で示したとおり,レシピエントから採取した骨髄細胞は個体間で細胞増殖能の差が大きかったため,残念ながら実用化には至らないと判断された.

そのため,同種骨を移植する際,髄腔内にサイトカイン(FGF,VEGF)を添加した人工骨を充填し,さらにレシピエントの血管束を導入することで,血管束から細胞を誘導し,サイトカインによる効果で血管形成,骨形成を誘導する方法に変更した.昨年までの研究で,本法を用いることで移殖同種骨内で良好な血管形成および骨形成が誘導され,骨吸収は促進されないことを,マーカーとなるmRNA(VEGF,BAP、Osteocalcin, type-1 collagen,TRAP,TNF-α)の発現量で確認された.また,組織学的にも非脱灰標本を用いた骨形成ラベリング(カルセイン)の取り込みの評価,脱灰HE標本を用いた血管形成の評価,脱灰TRAP染色標本を用いた破骨細胞数,破骨細胞接着面積を指標とした骨吸収の評価でも確認された.本年度は本法を用いて作成した血管柄付き同種移植骨の骨癒合能を評価するため,レシピエントの大腿骨に血管柄付き同種移植骨を骨接合を行う研究を遂行した.具体的には骨癒合能をX線撮影,非脱灰および脱灰標本による仮骨形成および骨癒合の評価を行った.この研究により作成した血管柄付き同種移植骨の骨癒合能が優れる傾向が見い出せたが,安定した結果が得られないため,現在さらに優れた骨接合方法,サイトカイン添加方法等を模索している.研究が完了した事項に関しては国内外の学会で発表を行った.本研究で作成した血管柄付き同種移植骨の骨癒合能を評価するため,レシピエントの大腿骨に血管柄付き同種移植骨を骨接合を行う研究を遂行しているが,作成した血管柄付き同種移植骨の骨癒合能が優れる傾向は見い出せたが,安定した結果が得られないため,現在さらに優れた骨接合方法,サイトカイン添加方法等を模索している.サイトカイン添加骨髄細胞培養の結果を安定化させられなかった際の対応策として、人工骨に直接サイトカインを添加し、血管柄由来の末梢血から血管内皮細胞、骨芽細胞を誘導する試みを併せて行っている。骨髄細胞培養結果が安定しないようであれば、将来的には切除するレシピエント大腿骨断端からの骨髄細胞を人工骨に直接誘導し、さらにサイトカインを添加することにより血管新生、骨形成を促進することも対応策の一つとして考えている。これまでに確立した方法をもとに,今後は骨接合実験,骨欠損充填実験などを行うことで有用性をさらに検討していく予定である.そのために,適切な骨接合方法,骨欠損充填方法,評価までの適切な期間設定(骨接合した移植骨の採取時期など)を検討していく必要がある.まずは骨癒合評価に適した手技や評価方法を改良する.改良できれば,当初の最終目的である,骨欠損部に本研究で作成した血管柄付き同種移植骨を充填し,実際の臨床に即した骨欠損再建の方法を確立する.骨髄細胞培養実験において良好な結果を得るのに時間がかかり、当初予定していた動物実験への移行が遅れた。これにより動物実験を遂行するための経費が少なくなった。また、当初予定していたバイポーラーコアギュレーターよりも手術用顕微鏡の購入の必要性が高まったため顕微鏡を購入した。顕微鏡購入価格が安価であったことも理由である。研究が比較的順調に進んだため,サイトカイン,実験動物,機器にかかる費用が予定よりも低く抑えられた.次年度使用額は,今後行う予定の骨接合実験や骨欠損充填実験に必要な手術器具などに充てる予定である.サイトカイン,実験動物,機器にかかる費用が予定よりも低く抑えられた.