hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フェニールプロパノイド合成系鍵酵素遺伝子の器官特異的発現と環境シグナル応答

植物のフェニールプロパノイド二次代謝経路はアントシアニン色素、リグニンを中心とする細胞外皮の構築、紫外線毒の吸収、あるいは病原菌の攻撃に対するファイトアレキシン合成など、多岐にわたる機能を果たしている。エンドウ・フェニールプロパノイド合成系の重要な鍵酵素、フェニールアラニンアンモニア・リアーゼ(PAL)およびカルコン合成酵素(CHS)をコードする遺伝子は多重遺伝子ファミリーを形成しているが、それぞれのメンバーの植物各器官および組織特異的発現、あるいは外的環境要因による遺伝子発現調節機構に関しては未知の部分が多い。本研究では、色素生産やストレス応答において特に重要な役割を担うフェニールプロパノイド二次代謝合成系の鍵酵素をコードするPAL遺伝子、およびCHS遺伝子をモデルとして、多重遺伝子ファミリーの各メンバーの植物各器官・組織特異的発現に関わる制御領域を同定するとともに、鍵となる制御タンパク質をコードする遺伝子を単離して、フェニールプロパノイド二次代謝経路を支配する遺伝的制御プログラムを分子生物学的に解析することを目的としている。以下に成果の概要を列記する。1.遺伝子改変プロモータを用いたLoss of functionの実験結果から、PSPAL1遺伝子5′-プロモータ領域に含まれるエリシターによる発現誘導応答に必要なシス因子として、box1 (L-box) ,box2 (P-box) ,box4 (AT-box)があげられた。このことはbox2とbox4を2-4ユニット繰り返し配列で繋いだキメラ・プロモータを用いたGain of function実験からも更に裏付けられた。これらのシス因子は単独ではプロモータ活性化に及ぼす効果が少なく、協調的に働いていると予想された.2.上記トランジエントアッセイの解析に加え、box1 (L-box) ,box2 (P-box) ,box4 (AT-box)各ボックスシークエンスを除去した遺伝子改変プロモータをGUSレポータ遺伝子に連結したpBI系遺伝子組換えプラスミドをタバコに導入し、トランスジェニックタバコにおけるin planta loss of function実験を行った.その結果、これらのボックスシークエンスは、エリシターやUV照射による発現誘導応答に必要であるばかりでなく、basalなPSPAL1,PSPAL2プロモータの発現にも影響を及ぼすことが明らかとなった.現在、これらのボックスシークエンスの器官・組織特異的発現に果たす役割を検討している。
脱文脈化を利用して知識の定着を促進する自宅学習支援システム開発のための基礎研究

研究成果の概要は以下の通りである.(1)場所と課題の複合操作による環境的文脈が自由再生におよぼす効果4つの実験によって,場所と課題を組み合わせて操作した文脈の効果と,それぞれの要因の効果を調べた.その結果,場所と課題を組み合わせると有意な文脈効果が生じるが,個々の要因のみでは文脈効果が生じないことを見いだした.また,4つの実験結果から,複合的文脈は,偶発的文脈というよりは相互作用的文脈として機能することが示唆される.(2)自由再生における背景色の環境的文脈効果2つの実験を行った.最初の実験では,項目ごとの背景色が変化する条件下で,2つ目の実験では項目提示を通じて同一の背景色の条件下で,文脈効果を調べた.同時に,文脈要因と直交させて,項目の提示速度を操作した.その結果,項目ごとの背景色が変化する条件下では,背景色の文脈効果が生じること,その効果が提示速度効果とは独立であることを見いだした.また,項目提示を通じて同一の背景色を用いた場合,文脈効果は生じなかった.これらの結果は,背景色文脈が複合的文脈や場所文脈とは異なる性質を持つことを示している.(3)反復における環境的文脈の多様性が自由再生におよぼす効果4つの実験を行った.いずれにおいても,同一材料を2回反復符号化させ,自由再生成績を比較した.2回の符号化は同文脈あるいは異文脈のもとで行わせた.文脈操作は,場所,符号化課題,社会的要因を組み合わせて操作した.その結果,同文脈反復の方が異文脈反復よりも良い自由再生成績を示すことを見いだした.この結果は,複合的文脈が脱文脈化しないことを,むしろ示しているようである.反復における文脈の多様性と知識形成の過程は,はるかに複雑のようである.研究成果の概要は以下の通りである.(1)場所と課題の複合操作による環境的文脈が自由再生におよぼす効果4つの実験によって,場所と課題を組み合わせて操作した文脈の効果と,それぞれの要因の効果を調べた.その結果,場所と課題を組み合わせると有意な文脈効果が生じるが,個々の要因のみでは文脈効果が生じないことを見いだした.また,4つの実験結果から,複合的文脈は,偶発的文脈というよりは相互作用的文脈として機能することが示唆される.(2)自由再生における背景色の環境的文脈効果2つの実験を行った.最初の実験では,項目ごとの背景色が変化する条件下で,2つ目の実験では項目提示を通じて同一の背景色の条件下で,文脈効果を調べた.同時に,文脈要因と直交させて,項目の提示速度を操作した.その結果,項目ごとの背景色が変化する条件下では,背景色の文脈効果が生じること,その効果が提示速度効果とは独立であることを見いだした.また,項目提示を通じて同一の背景色を用いた場合,文脈効果は生じなかった.これらの結果は,背景色文脈が複合的文脈や場所文脈とは異なる性質を持つことを示している.(3)反復における環境的文脈の多様性が自由再生におよぼす効果4つの実験を行った.いずれにおいても,同一材料を2回反復符号化させ,自由再生成績を比較した.2回の符号化は同文脈あるいは異文脈のもとで行わせた.文脈操作は,場所,符号化課題,社会的要因を組み合わせて操作した.その結果,同文脈反復の方が異文脈反復よりも良い自由再生成績を示すことを見いだした.この結果は,複合的文脈が脱文脈化しないことを,むしろ示しているようである.反復における文脈の多様性と知識形成の過程は,はるかに複雑のようである.今年度は、「学習した知識が,文脈に依存するエピソード記憶としての知識であること」を実証するために、以下の2つの実験を完了した。また、実験実施に必要な準備(実験前の調査、設備備品の購入、実験ソフトの開発、実験協力者の訓練、予備実験の実施等)を行った。実験1では、学習を行う場所と学習とともに行わせる課題(共存課題)を複合させて、文脈を操作した。具体的には,場所Aと共存課題Aとを組み合わせて文脈Aを構成し,場所Bと共存課題Bとを組み合わせて文脈Bを構成した.場所Aは,部屋の片隅の2m×2mのスペースとし、場所Bは5.5m×5.2mの部屋全体とした.共存課題Aとして計算課題を行わせ、共存課題Bとして,割り箸を使って,金時豆を1個ずつ,カップからカップヘ移す作業を行わせた.符号化(学習)課題は、漢字2文字熟語4個を用いて、意味のある文を生成することであった。個別実験で、文脈A(あるいはB)のもとで、1分間の符号化課題と30秒間の共存課題を交互に行わせた。符号化課題は5回、共存課題は6回行わせた。符号化終了後、第3の場所(場所C)で、10分間の干渉課題(単語完成課題)を行わせた。そして、文脈A(あるいはB)で、作文素材となった熟語20個の口頭自由再生を行わせた。符号化文脈(A、B)xテスト文脈(A、B)の4つの独立群を構成し、15名ずつの大学生を、各群にランダムに割り当てた。実験の結果、有意な文脈依存記憶を検出した。実験2では、文脈を共存課題のみで操作した。場所は、全条件で、場所Bを使用した。符号化文脈(A、B)xテスト文脈(A、B)の4つの独立群に、10名ずつの大学生をランダムに割り当てた。実験の結果、有意な文脈依存記憶を見いだせなかった。

以上の2つの実験結果から、知識形成初期においてエピソード記憶が依存する文脈は、場所や課題状況などの複合したものであることが示唆される。今年度は,まず昨年度に引き続いて,学習した知識が,文脈に依存するエピソード記憶としての知識であるか否かを検証するために実験3を行った.実験3では,学習を行う場所のみによって文脈を操作した.具体的には,場所Aと場所Bによって文脈を操作した.個別実験で,場所AあるいはBのもとで符号化させ,場所AあるいはBで口頭自由再生を行わせた.保持期間は10分間で干渉課題(単語完成課題)を行わせた.実験3では,有意な文脈効果を検出できなかった.実験1-3を総合すると,場所と課題の組み合わせによって,有意な文脈効果が生じるが,個々の要因のみでは文脈効果が生じないことがわかる.続いて,大学と自宅との間で文脈依存記憶が生じるか否かを調べるために実験4を行った.大学の実験室では12名までの集団実験で実施し,自宅では宿題方式で符号化や自由再生テストを行わせた.保持期間は1週間とした.その結果,有意な文脈効果を検出できなかった.この結果は,自宅と大学とで意味のある文脈変化がないためというよりは,自宅での実験統制の不十分さに起因できる.自宅と大学との間の実験は,ひとまず置いておくこととした.続いて,多様な文脈下での反復が記憶を促進するか否かを検証するために,実験5と6を行った.いずれの実験も,同一材料を2回反復符号化させ,自由再生成績を比較した.2回の符号化は文脈AあるいはBのもとで行わせた.実験1-3と同様,場所と課題を組み合わせて文脈を操作した.実験5は1回目と2回目の間隔(IPI)が10分,2回目の符号化とテストの間隔(RI)が10分であった.実験6はIPIが10分,RIが1週間であった.実験5,6ともに,有意な条件差を見いだせなかった.実験5と6の結果のみからは,多様な文脈下での反復効果が無効であると判断するのは早計である.来年度にさらなる条件分析を進めることとした.研究成果の概要は以下の通りである.(1)場所と課題の複合操作による環境的文脈が自由再生におよぼす効果4つの実験によって,場所と課題を組み合わせて操作した文脈の効果と,それぞれの要因の効果を調べた.その結果,場所と課題を組み合わせると有意な文脈効果が生じるが,個々の要因のみでは文脈効果が生じないことを見いだした.また,4つの実験結果から,複合的文脈は,偶発的文脈というよりは相互作用的文脈として機能することが示唆される.(2)自由再生における背景色の環境的文脈効果2つの実験を行った.最初の実験では,項目ごとの背景色が変化する条件下で,2つ目の実験では項目提示を通じて同一の背景色の条件下で,文脈効果を調べた.同時に,文脈要因と直交させて,項目の提示速度を操作した.その結果,項目ごとの背景色が変化する条件下では,背景色の文脈効果が生じること,その効果が提示速度効果とは独立であることを見いだした.また,項目提示を通じて同一の背景色を用いた場合,文脈効果は生じなかった.これらの結果は,背景色文脈が複合的文脈や場所文脈とは異なる性質を持つことを示している.(3)反復における環境的文脈の多様性が自由再生におよぼす効果4つの実験を行った.いずれにおいても,同一材料を2回反復符号化させ,自由再生成績を比較した.2回の符号化は同文脈あるいは異文脈のもとで行わせた.文脈操作は,場所,符号化課題,社会的要因を組み合わせて操作した.その結果,同文脈反復の方が異文脈反復よりも良い自由再生成績を示すことを見いだした.
資源の有限性をめぐる法学的考察――「事業としての行政」法理論の可能性

行政改革や人口減少社会の名の下で、資源の有限性が明確に自覚されるようになった今日、物的資源や金銭的資源とは異なる対応を要する人的資源の限界という社会事象に対して、行政がどのように働きかけ、行政法がこれをどのように規律しているか、そして行政法理論は、いかなる枠組みを設定し、いかに課題を捉えるべきか。かかる「問い」に対し、本研究は、資源の有限性を法学的に考察すること、とりわけ行政法理論・地方自治法理論の見地から「事業としての行政」という考え方の可能性を追求することを目的とするものである。今年度は、基礎理論を模索するために、比較法研究を遂行することに重点を置いた。具体的には、フランスにおける地方分権・地方自治のありよう、とりわけ近時におけるコミューン連合をめぐる改革の分析を行うとともに、より基本的に、行政と私人との関係を整序する手続法の法典化を取り上げ、その法的意味を検討した。前者については、1現実の必要に迫られたプラグマティックな選択としてコミューン相互間の連携の方法が精緻化されてきたのに対し、近時は、連携の強制が押し進められていること、2コミューン連合の貫徹・合理化とメトロポールの強化、そしてこれらへの直接選挙制の導入という近時の改革は、コミューン連合の“自治体化"を図っていること、3このことは、実質的に基礎的自治体としての役割を果たしているコミューン連合の制度的正統性を確保するものであるが、翻って、コミューンの存在意義を根底から問い直すことになることを指摘した。後者については、1フランス行政法の法典化にあたって採用された基本方針が、簡素化への志向によって貫かれていること、2簡素化は、公衆にとってのアクセス可能性ないし理解可能性を追求するものであって、この志向は(適法性よりも)法的安全を重視するという形で表れることもあることを指摘した。本研究は、実証研究と制度分析を行うと同時に、学際的研究や比較法研究にも示唆を得ながら、研究目的の達成を目指すものであるが、今年度は、実証研究と制度分析を日常的に遂行しつつ、研究の大本となる基礎理論研究として、比較法研究に重点を置き、研究業績を公表することができた。資源の有限性が、どのように法的言語に翻訳されてきたかという課題設定の下、国や地方公共団体の審議会等への参加を通して経験した具体的事例をも取り上げ、現実の立法過程と行政過程から、実証研究と実定法制度の整理・分析を行う。その際、行政改革においては、行政資源の有限性への切実な認識の下、適法性のみならず効率性をも基本的な価値とすることが自覚されたのに対し、今日の人口減少社会においては、人口が減ること自体の意味が問われ、公助のみならず市場や共助の機能の低下のなかで、いかにして持続可能なサービス提供を制度設計するかという関心事が正面に据えられていることにも留意する。全体像を把握することを試みた上で、全体の見取図のなかでの位置づけを意識しながら、国レベルと地方レベルのそれぞれにつき、典型的な法事象を取り上げ、この変容のありさまを実定法制度にてらして内在的・体系的に分析することを試みる。具体的な素材として、国レベルについては地方制度調査会の審議過程を主たる対象とし、また、地方レベルについては仙台市の次期総合計画の策定過程を主たる対象とする。なお、研究の遂行に当たって、審議会資料をはじめとする大量の資料を分析する必要があることから、研究補助として資料の整理を依頼することにしている。また、実証研究と制度研究を遂行する上で必要な知識を提供していただくべく、研究者や実務家を招聘することも予定している。

本研究は、実証研究と制度分析を行うと同時に、学際的研究や比較法研究にも示唆を得ながら、研究目的の達成を目指すものであるが、今年度は、実証研究と制度分析を日常的に遂行しつつ、研究の大本となる基礎理論研究として、比較法研究に重点を置き、研究業績を公表することができた。資源の有限性が、どのように法的言語に翻訳されてきたかという課題設定の下、国や地方公共団体の審議会等への参加を通して経験した具体的事例をも取り上げ、現実の立法過程と行政過程から、実証研究と実定法制度の整理・分析を行う。その際、行政改革においては、行政資源の有限性への切実な認識の下、適法性のみならず効率性をも基本的な価値とすることが自覚されたのに対し、今日の人口減少社会においては、人口が減ること自体の意味が問われ、公助のみならず市場や共助の機能の低下のなかで、いかにして持続可能なサービス提供を制度設計するかという関心事が正面に据えられていることにも留意する。全体像を把握することを試みた上で、全体の見取図のなかでの位置づけを意識しながら、国レベルと地方レベルのそれぞれにつき、典型的な法事象を取り上げ、この変容のありさまを実定法制度にてらして内在的・体系的に分析することを試みる。具体的な素材として、国レベルについては地方制度調査会の審議過程を主たる対象とし、また、地方レベルについては仙台市の次期総合計画の策定過程を主たる対象とする。なお、研究の遂行に当たって、審議会資料をはじめとする大量の資料を分析する必要があることから、研究補助として資料の整理を依頼することにしている。また、実証研究と制度研究を遂行する上で必要な知識を提供していただくべく、研究者や実務家を招聘することも予定している。今年度は、比較法研究に重点を置いたことから、海外出張の機会を設けることも検討していたが、研究、教育、学内・学外の行政活動等の事情により、十分な準備期間と出張期間をとることができず、海外出張を最終的に断念したため、予定以上の次年度使用額が生じた。来年度は、海外出張の機会を設けることを引き続き検討しつつ、まずは、既に保持している大量の資料を整理するために研究補助を依頼し、合わせて、国内の実証研究と制度研究を遂行する上で必要な知識を提供していただくべく、研究者や実務家を招聘することも予定している。
免疫監視システム制御に関わる新規シグナル分子機構の解明

免疫監視機構の効果的な制御は、重篤疾患の予防に繋がることから社会的意義も大きいが、その詳細な分子機構は不明である。また近年、運動負荷と免疫の関係が注目されている。本研究ではJNK特異的フォスファターゼであるDUSP16がTh1/Th2分化バランスをTh2方向に偏位させること、MAPキナーゼシグナルの上流キナーゼであるCot/Tpl2が抗原提示細胞におけるIL-12 mRNAの分解を促進することを示した。これら2つの蛋白は免疫監視制御のkey分子であると考えられる。また、メカニカルストレスの1種である超音波刺激が、TLRシグナルによるケモカイン産生を抑制することで抗炎症作用を持つことを示した。免疫応答におけるMKP-Mの機能的役割について、in vitro、およびMKP-MのKOマウスを使ったin vivoの両面に渡って解析を進めた。1)MKP-M KOマウスの樹立と継代を進めた。形態表現型において、MKP-MのKOマウスは尾の末端部に特異な鉤上の変形を呈し、組織学的解析の結果、変形部位の椎間円板の形成不全を認めた。体幹の椎間円板には形成不全を認めなかったことから、MKP-M遺伝子欠損による椎間円板の形成不全は尾部に限定されることが明らかになった。また、MKP-M KOマウスの脾臓、末梢血、胸腺のリンパ球分画を解析した。CD4、CD8の分画において野生型マウスとの著明な差は見られなかったことから、リンパ球の分化・成熟過程にMKP-Mは必須でないと想定された。2)野生型およびMKP-M KOマウスにLPSを腹腔内に投与し、血清中のサイトカイン濃度ををELISA法にて計測したところ、野生型と比較して、MKP-M KOマウスにおいて、TNFalpha濃度の軽度の上昇と、IFNgamma濃度の著明な上昇を認めた。また、マウス腹腔マクロファージ(PEC)を単離して、大腸菌由来LPSにて刺激後のサイトカインmRNAレベルを定量的に解析したところ、野生型と比較して、MKP-M KO PECにおいてTNFalpha mRNA上昇の遅延を認めたが、IFNgamma、IL12 p40のmRNAレベルは、軽度の上昇を認めたのみであった。3)MKP-M KOマウス由来の細胞(胎児性線維芽細胞、T細胞、PEC、骨芽細胞)において、野生型細胞に比べて、JNKタンパク発現レベルの上昇を認めた。興味あることにタンパクレベルの上昇はJNK1よりJNK2でより著明に認めた。4)TLRシグナルによるケモカイン発現分子機構を解析し、国際誌に発表した。また、免疫応答に関する総説を国際誌に発表した。メカニカルストレス、紫外線などの物理・化学的ストレスが免疫監視機構に与える影響とそのシグナル伝達機構について解析を行った。1)MKP-MのmRNA発現量が紫外線刺激によって極めて短時間に著明に低下することを見いだした。同様の現象は他の数種類のMKPにも認められたが、MKP-Mの紫外線反応性は他のどのMKPよりも強かった。興味あることにMKP-MのmRNAの発現量の低下はサリチル酸によって抑制されたが、COX2の選択的阻害剤であるセレコキシブには著明な抑制効果を認めなかった。この研究成果を国内学会で報告した。2)現在骨折治療に利用されている低出力超音波刺激(LIPUS)が、グラム陰性菌細胞壁成分であるLPSによる炎症誘導作用を抑制することを見いだした。モデルとして用いた骨芽細胞はLPS反応性に数種類のケモカインを発現するが、LPS誘導性のCXCL1およびCXCL10 mRNA発現亢進は、LIPUS刺激によって著明に低下した。またこれは超音波刺激が細胞内のTLR4-MyD88結合の解離を誘導するためであることを示した。この研究成果をBONE誌および国内学会で発表した。3)2)の解析を進める途中で、LIPUS刺激が骨芽細胞や間葉系幹細胞の分化方向に著明な影響を与えることを見いだした。LIPUS刺激は骨芽細胞や間葉系幹細胞の成熟骨芽細胞への分化を促進し、逆に脂肪前駆細胞や間葉系幹細胞の脂肪細胞への分化を抑制した。この研究成果をJournal of Biological Chemistry誌および国内学会で発表した。4)抗酸化作用を有するN-acetyl cysteine (NAC)による細胞処理を低濃度で長時間行うと、以前から報告されていた高濃度による免疫抑制効果とは逆に、LPS刺激マクロファージによる炎症性サイトカイン発現を促進することを見いだした。この研究成果をPLoSONE誌で発表した。

ヘルパーT細胞分化におけるMKP-Mの発現調節機構と機能的役割について、in vitroおよびin vivo両面に渡って解析を進めた。マウス脾臓由来のナイーブCD4陽性T細胞のCD3刺激によるヘルパーT細胞(Th)分化実験系において、MKP-M(=DUSP16)の遺伝子・蛋白発現レベルはTh1分化に伴って低下し、逆にTh2分化に伴って著しく上昇した。これはTh2分化細胞におけるMKPM遺伝子プロモーター領域のヒストンH3/H4アセチル化レベルの上昇を伴っていた。またヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤であるトリコスタチンAの処理によって、MKP-Mの遺伝子発現が著明に上昇することを確認した。次に、アデノウィルスベクターを用いて、マウスナイーブCD4陽性T細胞にMKP-Mを強制発現させ、そのTh分化に対する影響を調べたところ、野生型MKP-Mを強発現させることでTh分化をTh2方向に、逆にドミナントネガティブ(DN)型MKP-Mの強制発現によってTh1方向への偏位を認めた。MKP-Mのコーディング配列をLckプロモーター下流に繋いだ発現プラスミドを導入することで、T細胞特異的な野生型およびDN型のMKP-Mトランスジェニック(Tg)マウスを作成した。それぞれのTgマウスに対して卵白アルブミン(OVA)による感作を複数回行い、感作後血清中のOVA特異的免疫グロブリンサブタイプ濃度を測定した。同処理を加えたコントロールのC57BL/6マウスに比べて、野生型MKP-M TgマウスではOVA特異的IgG2a濃度が高値を示した。一方、DN型MKP-M Tgマウスでは、コントロールマウスに比べOVA特異的IgG2a濃度が低値を示し、逆にOVA特異的IgG1およびIgGの血清濃度が高値を示した。1)研究目的達成のために有用なMKP-MのKOマウスの樹立を行い、形態およびリンパ球分化の両面において表現型の解析を進めた。2)MKP-M KOマウスにTLR4リガンドであるLPSを投与したところ、Th1反応のサインであるIFNgamma血清濃度が、野生型マウスに比べて著明に増加することを見いだした。これは、当初の予想であるMKP-MのTh2偏位反応における役割に合致した結果であった。3)MKP-M KOマウス由来の細胞において、野生型細胞に比べてJNK(特にJNK2)のタンパクレベルが上昇していることを見いだした。これはMKP-MのJNKタンパク安定性における新たな役割を示唆するものであり、興味深い結果である。4)研究業績の国際誌への発表(原著1、総説1)と英語による著書の執筆を行った。H23年度の研究結果により、(1)ヘルパーT細胞分化において、その分化方向性の違いによってMKP-Mの蛋白・mRNA発現レベルが著しく変動する(Th1分化に伴って低下し、Th2分化に伴って増加する)こと、(2)ヘルパーT細胞分化に伴うMKP-Mの発現レベルの変化が同遺伝子プロモーター領域のヒストンアセチル化によって制御されていること、(3)アデノウィルスによる強制発現実験の結果から、MKP-Mの活性レベルによってTh1/Th2分化を制御しうること、(4)MKP-MのT細胞
ミューオンg-2/EDM精密測定のための検出器アライメントモニターの開発

ミューオン異常磁気能率と電気双極子能率の精密測定実験では,一様磁場中にて周期運動するミューオンの崩壊陽電子の飛跡を求めることで,ミューオンの歳差運動の周期と方向を高い精密で測定する.当該実験に望まれる精度を実現するには,崩壊陽電子の飛跡検出器を構成するベーンと呼ばれる板状位置センサアレイをμm精度で組み立て,実験が行われる数ヶ月以上の間,それらの姿勢が変動しないことを保証する必要がある.本研究では,高精度高安定な光周波数コムに基づく絶対測長干渉計の複数の測長路からなる三次元測長網を用いたアライメントモニターを開発し,上記検出器の高精度組み立てと,変動監視に適用可能であることを実証する.ミューオン異常磁気能率と電気双極子能率の精密測定実験では,一様磁場中にて周期運動するミューオンの崩壊陽電子の飛跡を求めることで,ミューオンの歳差運動の周期と方向を高い精密で測定する.当該実験に望まれる精度を実現するには,崩壊陽電子の飛跡検出器を構成するベーンと呼ばれる板状位置センサアレイをμm精度で組み立て,実験が行われる数ヶ月以上の間,それらの姿勢が変動しないことを保証する必要がある.本研究では,高精度高安定な光周波数コムに基づく絶対測長干渉計の複数の測長路からなる三次元測長網を用いたアライメントモニターを開発し,上記検出器の高精度組み立てと,変動監視に適用可能であることを実証する.
不確実性の増大、金融仲介とマクロ経済政策

不確実性の増大は一国の経済を不安定化させる重要な要因である。本研究では、第一に、不確実性がどのような経路を通じてGDPなどを変動させるかを理論的に明らかにした。例えば、この間著した1本の論文では、不確実性の増大が金融仲介の減少を通じて経済に影響するメカニズムを説明した。第二に、リーマンショックや為替変動などの外的変動要因が日本経済に与える影響を実証分析によって明らかにした。この論文は「不確実性ショック」すなわち生産性に関する不確実性の増大が企業の投資行動を消極化させることを通して経済成長にマイナスとなりうることを示した。さらには同時に家計の流動性資産需要が拡大することがさらに成長にとってマイナスとなりうることを示した。この論文は学会で高い評価を得、多くの有意義な意見交換の機会に恵まれた。その中でもマクロモデルの数値分析の分野では第一人者の一人であるMichael Reiter氏から得たコメントをもとに、現在は新しい理論モデルを構築中である。また「11.研究発表」欄にあるように、多くの理論・実証論文を特に確率的動学的一般均衡(DSGE)モデルの関係で著し、積極的に研究報告を行い、多くの研究者と意見交換を行った。特にソウルの延世大学で報告した"Effects of external and fiscal policyshocks in Japan"は開放経済DSGEモデルを日本のデータを使ってベイズ推定した論文であり、非常に新しい貢献といえる。これらので研究で蓄積された経験を2010年度に活用していく予定である。また、高齢者家計の資産選択の問題を、特に不確実性に対する態度との関連で計量経済学的に分析した。この論文は完成に近い状態であり、2010年中には翁邦雄・北村行伸編著の書籍の1章として出版される予定である。平成22年度中は不確実性増大と経済政策に関する理論・実証研究を継続させた。実証研究においては家計レベルのミクロデータを用いた、不確実性下の家計による資産選択に関する研究をほぼ終了させた。この研究の新しい点は高齢者家計に焦点をあてたこと、遺産動機の有無による行動の違いを分析したことである。理論研究においては新しい数値分析の手法を用いた、不確実性増大がマクロ経済にもたらす影響についての研究をさらに深化させた。また、不確実性下における開放経済モデルを用いたマクロ経済政策効果の評価に関してのこれまでの研究結果をまとめた論文を執筆し『経済研究』にて公刊した。またその後の研究に基づく最新の結果を日本金融学会秋季大会のパネルディスカッションで紹介した。さらに研究を進め、最新の成果をマクロ計量分析研究会で報告した。またこれと関連して、為替レートや原油価格のパススルーに関する実証分析の結果を『フィナンシャル・レビュー』や書籍の1章として公刊した。平成22年度中の大きな成果としては2008年から2009年のグローバル金融危機時にマクロ経済の不確実性が非常に増大した下での日本の輸出・生産の動きに関する実証研究を行ったことが挙げられる。特に自動車産業の動向に焦点を当て、不確実性下の在庫の役割を強調した。この研究はすでにワーキングペーパーの段階にあり、いくつかの研究会で報告を行った。この他、アジア諸国における過去の資本蓄積の決定要因を分析し、2030年までの将来予測を行った研究を報告し、論文を学術誌に投稿した。またデフレ下の金融政策に関する討論に参加し、その成果が書籍の1章として公刊された。平成23年度は不確実性とマクロ経済の関係に関する研究を大きく発展させ、これをほぼ完成させた。最大の成果としては、災害によって資本ストックが破壊された後に公的投資がマクロ経済に及ぼす効果に関する研究を新たに開始し、既に年度中に一定の成果を挙げた。平成23年3月の東日本大震災は、大規模災害こそ国民経済が直面する不確実性の最大の源泉の1つであることを我々に再認識させた。このため、上記研究を新たに立ち上げ、その成果を日本経済学会で報告した。同論文は同学会による冊子上に刊行予定。またこの研究に日本の公的投資の効果に関する時系列分析を盛り込んだものを、平成24年3月に米国デューク大学で報告した。震災の経済的損失は大きなものであったが、生産統計で見る限り、リーマンショックによる景気悪化の方がはるかに大きなものであった。平成23年度は、平成22年度に引き続き、このショックによる不確実性増大がなぜ日本経済に特に大きな影響を与えたのかを解明する研究を続行した。時系列分析に新たな変数を加えると同時に、新たに国際比較の側面を取り入れた。この成果は平成24年2月に米国コロンビア大学において、歴史あるJapan Economic Seminarの中で報告する機会に恵まれた。この時に得たコメントを基に論文を改訂中であり、近日中に国際学術誌に投稿する。日本経済が直面するもう一つの大きな不確実性は為替レートの変動である。さらに中国など新興国における生産費用の変化(賃上げなど)から受ける影響も増しつつある。これを考察するため、双方寡占モデルという新しい考え方を初めて国際マクロ経済学に導入した。また同モデルの含意を日本の輸入物価データから検証した。同研究は日本銀行ワーキングペーパーとして発表され、現在改訂中である。
骨格筋由来の免疫抑制分子の同定

我々は急性の筋傷害モデルとLPS投与による急性炎症モデルを組み合わせることで、筋傷害をうけた際には、LPSによる炎症性サイトカインの発現が顕著に抑制される事を明らかにした。さらに、筋ジストロフィーモデルマウスを用いた検討においても、同様の結果が得られた。ストレスで誘導されるグルココルチコイドは免疫抑制作用があるために、これら筋傷害をうけたマウスでは、ストレスの影響で免疫応答が抑制される可能性があったため、ストレスマーカーの発現を検討した。その結果、筋傷害とストレスマーカーには相関はなく、我々の仮説「骨格筋由来の分子が免疫応答を抑制する」を支持した。申請者は,激しい運動をすることで筋組織から免疫抑制物質が遊離し,これが樹状細胞の機能に影響を与え,免疫機能全体が抑制されているのではないかと仮説をたてた.そこで、C57BL/6マウスに蛇毒であるカルジオトキシンを投与する群と対照群を準備し,.カルジオトキシンと同時にLPSを腹腔に10mg/kgで投与し,血清中のIL-6, TNF-alpha等の炎症性サイトカインの濃度を調べた.その結果,カルジオトキシンにより筋損傷を与えた群では,顕著な炎症性サイトカインの低下が観察できた.種々のストレスが免疫細胞に対して抑制的に働く事が知られている.筋損傷による炎症性サイトカインの低下も筋損傷によるストレスの可能性が考えられた為、血中のグルココルチコイドの濃度を測定したが、コントロールと筋損傷群では差異はなかった.別の可能性としてカルジオトキシン自身が炎症性サイトカインの発現に影響を与える可能性もあった為,筋ジストロフィ-のモデルマウスであるmdxマウスとコントロールマウスを用いて検討を行ったところ、一度の実験ではあるが、mdxにLPSを投与した場合には顕著な血中炎症性サイトカインの低下が観察できた。以上の結果は,申請者の提示した仮説の正当性を裏付ける結果であり、骨格筋内には免疫能に対して抑制的に働く分子が存在している事を強く裏付けた.申請者はカルジオトキシンを用いた急性の筋傷害モデルとリポポリサッカライド(LPS)を組み合わせた方法により、筋傷害とLPSによる誘導される炎症性サイトカインの関連を測定した。その結果、筋傷害を誘導することで、LPSで誘導される血液中炎症性サイトカインの量が、顕著に抑制される事を明らかにした。さらに、筋ジストロフィーモデルマウスであるmdxマウスを用いて、同様の検討を行った場合においても、同様の成果が得られた。ストレスで誘導されるグルココルチコイド等は、免疫抑制作用がある事が知られているため、カルジオトキシンモデルでのグルココルチコイド濃度を測定したが、コントロールと違いがなかったため、我々の仮説通り、筋傷害に伴って遊離された因子が免疫能に対して抑制的に働く事を実験的に証明する事ができた。因子同定の為に、骨格筋抽出物や筋傷害血清が樹状細胞の炎症性サイトカイン産生に対する影響を検討した。その結果、骨格筋抽出物では抑制作用が観察されたが、血清では効果を観察する事が困難であった。また骨格筋抽出物の場合では、極めて高濃度を用いる必要があった。幹細胞生物学本申請課題においてH25年度には3つの計画を立案している。一つ目が【研究計画1:筋傷害と免疫能の検討】であり、研究実績概要に記載した通り、計画書通りの検討を行う事で,骨格筋内には免疫機能に対して抑制的に働く分子が損害する事が強く示唆された。二つ目が【研究計画2:骨格筋抽出物と樹状細胞機能】であり、計画書には筋抽出物を用いると計画していたが,血清を用いる事で、筋損傷後血清に樹状細胞の機能を抑制するかを検討した.しかし、血清では抑制効果を見る事が出来なかった.【研究計画3:骨格筋抽出物から活性タンパクの単離・精製】を行う際には血清からの単離の方が容易であると想像されるため,樹状細胞以外のマクロファージや血管内皮細胞等LPSに応答できる細胞細胞での検討を進めるとともに,計画書通り骨格筋抽出物を用いた検討も進める必要がある.H25年度に行った成果は、これまで疫学的な調査から示されてはいたが科学的に根拠が乏しかったのが事実に対して大きな一石を投じる結果が得られた。しかしながら本当に筋組織から免疫抑制分子が放出されているかについては更なる検討が必要と考えられた。一つの可能性として、LPSに応答しているのが骨格筋自身の可能性があげられる.このようなアイデアはこれまで存在しないが,骨格筋由来免疫能抑制因子を同定する為には検討課題として浮上した.

そこで、H25年度に引き続き、実験動物を用いた検討を繰り返し再現性や上記可能性を検討すると同時に,血清または骨格筋抽出物を用いた検討を行う事で骨格筋由来免疫能抑制因子同定を目指す.本年度はin vivoでの解析の再現性について慎重に検討を行った為、培養機器や単離に必要な機器・消耗品の購入を行わなかったため.H26年度はin vitroにおけるアッセイ系を確立する為に使用する.また骨格筋由来免疫抑制因子の同定に関するカラムや機器の購入に充てる予定.
葉酸受容体βを介した葉酸の細胞内輸送機構の解明と抗炎症作用を示す葉酸誘導体の開発

葉酸受容体にはαとβの二種が存在し、αは上皮系のがん細胞で、βは急性骨髄性白血病や単球由来の細胞で発現する。上皮系のがん細胞は葉酸受容体αを介して葉酸を取り込み、細胞増殖のための核酸合成などに利用する。しかしながら増殖性を示さないマクロファージにおける葉酸の機能については殆ど明らかとなっていない。これまでに、申請者は葉酸受容体β発現細胞を用い、葉酸の取り込みに伴う炎症反応への影響を検討したところ、高濃度葉酸含有培地において葉酸受容体β発現細胞は非発現細胞に比べ、mRNA合成量、5-メチルテトラヒドロ葉酸量、一酸化窒素量の増加を確認した。当該年度では葉酸依存的な炎症反応を抑制する葉酸誘導体の探索を行った。その結果、10位が修飾された誘導体を得た。しかしながら、この葉酸誘導体が示す葉酸結合阻害能は先に申請者によって合成した抗炎症作用を示す葉酸類似物(10がニトロ化した葉酸誘導体)に比べて、4倍以上の濃度を要することから(IC50=150nm以上)、リード化合物の出発物質として不適格であることが判明した。そこで、10-ニトロ葉酸を用いた葉酸阻害剤の開発を行った。特に葉酸取り込み経路(リサイクルエンドソーム)に注目し、既に米国FDAで認可されている生物毒素である遺伝子改変型緑膿菌毒素(PE38)とカップリングを行った。具体的には10-ニトロ葉酸の23位のカルボキシル基をEDC-NHSにて活性化させ、PE38と結合させた。得られた10-nitro-folate-PE38は、約120μg/mlの濃度において葉酸受容体β発現細胞の細胞死を誘導させた。さらに、この活性は葉酸に対する結合阻害能をも保持していた。以上の結果より、葉酸誘導体10-nitro-folateは葉酸拮抗阻害剤としての機能を持つだけでなく、ドラッグデリバリーシステムの候補分子としても有用であることが明らかとなった。葉酸受容体αを用いた葉酸取り込みのメ力ニズムについては、エンドソーム内に取り込まれたのち、5メチルチトラヒドロ葉酸に還元後、細胞増殖のための核酸合成などに利用される。本年度は葉酸受容体β発現細胞を用い、葉酸の取り込みに伴う炎症反応への影響を検討した。これまでに申請者らはヒト由来の細胞株について葉酸受容体βのstable transfectantを4株所有レているが、マウスin vivoにおける解析を行うため、新たにマウス血球由来B300-19に葉酸受容体βの遺伝子導入を行ってstable transfectantを作成した。これら細胞株を用いて低濃度(10nM)あるいは高濃度(10uM)の葉酸を含有した培養条件におけるmRNA合成量、ホモシスチン量、5-メチルデトラヒドロ葉酸量の増減を検討した。その結果、高濃度葉酸含有培地において葉酸受容体β発現細胞は非発現細胞に比べ、mRNA合成量、5-メチルテトラヒドロ葉酸量、一酸化窒素量が増加した。現在、詳細な影響を調べるために一酸化窒素合成酵素の活性化を検討中である。また、上記の実験系は申請者が合成中の抗炎症作用を示す葉酸類似物(10-nitrofolateとその誘導体)のスクリーニングアッセイに用いる事を予定している。
「育てにくさ」と胎児行動との関連に関する研究

近年、心拍ゆらぎが小さなヒトほど、循環反応が過剰なだけでなく情動反応が過大であることが報告されている。我々は、胎児機能不全“偽"陽性が、生後の「育てにくさ」と有意に関連することを見出し発表した。胎児機能不全の偽陽性とは、分娩中の心拍パターンから元気でない(陽性)と診断されたものの、出生後、実際は元気であったことを示す。先述の報告と我々の知見により「もともと心拍ゆらぎが小さな胎児が、分娩ストレスに過剰な心拍反応を示すだけでなく、生後「育てにくさ」を呈しているのではないか」との仮説に至った。ゆらぎは神経ネットワークにより生じるとされ、自律神経系のみならず様々な神経機能にみられる。本研究では、ヒト胎児のゆらぎと「育てにくさ」との関連を明らかにし、一方で、ラット胎仔の各種行動とヒト胎児の行動を対比させ、ゆらぎの基盤となる神経ネットワークの解明、ゆらぎの形成異常が生じる機序を見出すことを目的とする。本年度、ヒトの研究においては、妊娠初期に当院を受診した妊婦をリクルートし、妊娠初期にはじまる全身運動や呼吸運動を超音波断層法により観察した。また胎児心電図を用いて心拍データの採取を行っている。妊娠後期に、胎児の眼球運動、口唇運動の観察を行っている。以上により、各行動における時系列データを作成し、周波数解析を行い、ゆらぎの形成およびその変曲点を明らかにする予定である。動物実験では、ラット胎仔を用いた研究を行っている。ラット胎仔の行動を無麻酔下にて超音波断層法により観察し、ヒトと同様に時系列データから胎仔の全身運動、呼吸運動の解析を行い、ヒト胎児とラット胎仔の全身運動等における同様の変動パターン(ゆらぎ発生)が見られる時期や変曲点を見出す予定である。ヒト胎児の妊娠初期胎動に関しては、既に解析を開始しており、胎児心電図を用いた心拍データの採取や妊娠後期の眼球運動、口唇運動の観察においても20例のデータ採取を行っており、一方で、ラット胎仔の行動を無麻酔下にて超音波断層法により観察し、解析を開始している。以上より、計画はおおむね順調に進展している。ヒトとラットを対比させた観察を行い、同様の発達時期における神経回路を理解すべく、ラット摘出脳ブロック標本を用いた神経細胞レベル、ネットワークレベルで解析を進めていく。手法としては、1光学的測定法を用いた解析2電気生理学的解析3組織学的解析を用いる予定である。呼吸や心拍においても同様の実験を行い、全身運動と呼吸の連関等についても解析を行う。以上により、ヒトとラットのゆらぎ形成における相同性と神経回路の解析を行っていく予定である。
微細藻類のCO_2応答性細胞表面局在分子および細胞外放出分子の解析

微細藻類クラミドモナスの細胞表層に局在する3%程度のCO_2濃度条件において合成される新規高CO_2誘導性のタンパク質(H43)の単離,同定および分子特性の解析を行い,タンパク質性CO_2バイオセンサーに関する知見を得ると共に,その生物工学的利用のための基礎的知見の集積を目的に研究した。糖タンパク質であるH43の「糖鎖部位を有しないH43分子」を,trifluoromethane sulfonateを用いた化学分解法により作成し,H43タンパク質部分に特異的な抗体を作成した。さらに,機能解析のために,大腸菌にH43遺伝子を含む発現ベクターpSH2を挿入し,組換えH43タンパク質を大量に生産する系を確立した。その結果,IPTG添加により発現が増幅されたGST-H43タンパク質の生成を確認し,H43を精製中である。H43の機能解析の一つとして,人工単位膜にH43を組み込み,CO_2との結合による膜電位変化を高精度で測定したが,現在のところ膜電位変化は示さないとの結果を得た。更に,平衡透析実験により,H43分子と^<14>CO_2との結合の有無を調べたが,結合能は確認されなかった。H43の誘導条件として,pH-STPT法により一定pH条件下で実験を行い,pHの変化は関与しないことを明らかにした。また,有機炭素源として酢酸(17.6mM)を含む培地において,H43の誘導が促進されることを新たに見い出した。この酢酸の添加は著しい呼吸の増大を引き起こすため,細胞内が呼吸により放出されたCO_2により高CO_2条件となるためにH43の合成誘導が促進される可能性もある。H43の合成誘導は,糖鎖合成阻害剤tunicamycinの作用によりほぼ完全に阻害されることを,クラミドモナスの野生株の細胞画分および細胞壁欠損株cw-15の培地画分の双方において確認した。
シリアスゲームを利用した高齢者のための嚥下体操支援システムの構築

嚥下体操の計測システムの構築ならびにアプリケーションの作成を行った.嚥下体操を首と肩,上肢による運動と口周りの運動に分け,前者についてはKinectセンサ,後者についてはUSBカメラを利用することとした.本年度は,Kinectセンサを用いることで,嚥下体操中の深呼吸,首の前後左右運動,肩の上げ下げの計測システムを構築し,実時間でヒトの左右の肩,肘,手首,腰の三次元位置情報を取得し,csvデータとして保存することを可能にした.各運動がいずれも周期的な動作であることに着目し,往復運動を支援するゲームアプリケーションを作成した.本アプリケーションでは,計測モードとゲームモードの2種類を実装した.計測モードは,無理のないペースでの運動を10回行い,動作中のエクササイズ時間,往復運動の各関節座標を取得した.なお,エクササイズ時間はゲームモードにおける1セットの時間に反映させ,関節座標の最大値はゲームモードにおけるしきい値設定に適用した.ここでは,肩の上げ下げ運動に着目したゲームを作成した.計測モードで取得した肩座標の最大高さに0.7を乗じた値をしきい値とし,上げ下げの状態判別に用いた.ゲームモードでは,ゲームをプレイすることで得点が加算され,100点満点で評価される.上昇状態の場合はキャラクターが上に,下降状態の場合は下に移動する.ゲームとしては,左から流れてくる円をキャラクターが壊すことで得点が加算され,最終的に100点満点で採点される.これらを高齢者介護施設で試した結果,肩の運動カウントが正確にでき,また使用者それぞれが自分のペースで行うことが可能であることが確認できた.本年度は,Kinectセンサならびに画像処理を利用することで,嚥下体操の計測システムの構築を行った.Kinectセンサを利用した肩,首,上肢運動に関係する嚥下体操の計測システムが確立でき,また,次年度以降に行う予定であったシリアスゲーム作成にも着手し,おおむね研究計画書の項目を実施している.なお,口周りの嚥下体操の画像処理プログラムは作成中であり,来年度に計測することが計画されている.本年度の計測システムを拡張させて,頬の膨らまし,窄め動作,パタカラ体操のセンシングシステムを確立する.これまで研究室で構築してきたオプティカルフローによる特徴点取得と動き方向の検出を利用し,前年度に着手し始めたゲームアプリケーションの開発を継続して行う.嚥下体操の計測システムの構築ならびにアプリケーションの作成を行った.嚥下体操を首と肩,上肢による運動と口周りの運動に分け,前者についてはKinectセンサ,後者についてはUSBカメラを利用することとした.本年度は,Kinectセンサを用いることで,嚥下体操中の深呼吸,首の前後左右運動,肩の上げ下げの計測システムを構築し,実時間でヒトの左右の肩,肘,手首,腰の三次元位置情報を取得し,csvデータとして保存することを可能にした.各運動がいずれも周期的な動作であることに着目し,往復運動を支援するゲームアプリケーションを作成した.本アプリケーションでは,計測モードとゲームモードの2種類を実装した.計測モードは,無理のないペースでの運動を10回行い,動作中のエクササイズ時間,往復運動の各関節座標を取得した.なお,エクササイズ時間はゲームモードにおける1セットの時間に反映させ,関節座標の最大値はゲームモードにおけるしきい値設定に適用した.ここでは,肩の上げ下げ運動に着目したゲームを作成した.計測モードで取得した肩座標の最大高さに0.7を乗じた値をしきい値とし,上げ下げの状態判別に用いた.ゲームモードでは,ゲームをプレイすることで得点が加算され,100点満点で評価される.上昇状態の場合はキャラクターが上に,下降状態の場合は下に移動する.ゲームとしては,左から流れてくる円をキャラクターが壊すことで得点が加算され,最終的に100点満点で採点される.これらを高齢者介護施設で試した結果,肩の運動カウントが正確にでき,また使用者それぞれが自分のペースで行うことが可能であることが確認できた.本年度は,Kinectセンサならびに画像処理を利用することで,嚥下体操の計測システムの構築を行った.Kinectセンサを利用した肩,首,上肢運動に関係する嚥下体操の計測システムが確立でき,また,次年度以降に行う予定であったシリアスゲーム作成にも着手し,おおむね研究計画書の項目を実施している.なお,口周りの嚥下体操の画像処理プログラムは作成中であり,来年度に計測することが計画されている.本年度の計測システムを拡張させて,頬の膨らまし,窄め動作,パタカラ体操のセンシングシステムを確立する.これまで研究室で構築してきたオプティカルフローによる特徴点取得と動き方向の検出を利用し,前年度に着手し始めたゲームアプリケーションの開発を継続して行う.(次年度に使用額が生じた理由)本年度は,嚥下体操の中でも首と肩,上肢による運動に焦点を当てたため,Kinectセンサによる解析が中心となり,口周りの嚥下体操の画像処理プログラムまで作成に着手したが計測までには至らなかった.そのため,次年度から行う予定のゲーム作成を先行して実施した.(次年度における使用計画)口周りの嚥下体操についての解析とシンポジウムでの発表を次年度行うこととし,未使用額はその経費に充てる予定である.
骨軟骨移植術後の荷重と運動開始が軟骨硬度および関節可動域に及ぼす影響

骨軟骨移植術の動物実験においては,現在まで,術後荷重と運動がプラグ軟骨に及ぼす影響についての報告がなされていない.そこで本研究では,家兎骨軟骨移植術においてプラグ沈下が生じる原因を特定するとともに,術後の荷重と運動開始がプラグ軟骨硬度,骨癒合,ならびに関節可動域に及ぼす影響を調べることを目的とした.具体的には,骨軟骨移植術後に実施するリハビリテーション内容(荷重開始時期および関節運動)と,プラグ沈下,硬度低下ならびに関節可動域変化の因果関係を証明するため,プラグ沈下が生じにくいモデル(6mmモデル)を作製し,かつこれを荷重モデルと非荷重モデルとに分け,各モデルにおけるプラグ軟骨とリハビリテーション成績を経時的に比較検討した.プラグ軟骨とリハビリテーショシ成績は,超音波による軟骨硬・表面さ・厚さの測定,プラグの組織学的評価,および膝関節可動域の評価をもって行った.実験動物:日本白色家兎を用い,荷重モデルと非荷重モデルを作製した.骨軟骨移植術:現有のOATS(Arthrex,USA)を用い家兎の左膝蓋大腿関節の大腿関節面側に直径5mmのレシピエントホールを作った.右膝蓋大腿関節の大腿面側から直径6mmの骨軟骨プラグを採取してレシピエントホールに移植した(6mmモデル).荷重モデル:荷重モデルでは骨軟骨移植術後,通常のケージで飼育した.非荷重モデル:特殊装置を作製し,免荷するモデルを試行的に作製した.上記2群において測定結果を比較・検討した.まだ論文掲載が決定していないので研究成果の全ては公表できないが,骨軟骨プラグの軟骨の超音波硬度指標は手術後12週まで低下し,その後増加した.研究成果の一部は国際誌Artroscopyや国際学会The 2007 World Congress on Osteoarthritis等で発表した.骨軟骨移植術の動物実験においては,現在まで,術後荷重と運動がプラグ軟骨に及ぼす影響についての報告がなされていない.そこで本研究では,家兎骨軟骨移植術においてプラグ沈下が生じる原因を特定するとともに,術後の荷重と運動開始がプラグ軟骨硬度,骨癒合,ならびに関節可動域に及ぼす影響を調べることを目的とした.具体的には,骨軟骨移植術後に実施するリハビリテーション内容(荷重開始時期および関節運動)と,プラグ沈下,硬度低下ならびに関節可動域変化の因果関係を証明するため,プラグ沈下が生じにくいモデル(6mmモデル)を作製し,かつこれを荷重モデルと非荷重モデルとに分け,各モデルにおけるプラグ軟骨とリハビリテーション成績を経時的に比較検討した.プラグ軟骨とリハビリテーショシ成績は,超音波による軟骨硬・表面さ・厚さの測定,プラグの組織学的評価,および膝関節可動域の評価をもって行った.実験動物:日本白色家兎を用い,荷重モデルと非荷重モデルを作製した.骨軟骨移植術:現有のOATS(Arthrex,USA)を用い家兎の左膝蓋大腿関節の大腿関節面側に直径5mmのレシピエントホールを作った.右膝蓋大腿関節の大腿面側から直径6mmの骨軟骨プラグを採取してレシピエントホールに移植した(6mmモデル).荷重モデル:荷重モデルでは骨軟骨移植術後,通常のケージで飼育した.非荷重モデル:特殊装置を作製し,免荷するモデルを試行的に作製した.上記2群において測定結果を比較・検討した.まだ論文掲載が決定していないので研究成果の全ては公表できないが,骨軟骨プラグの軟骨の超音波硬度指標は手術後12週まで低下し,その後増加した.研究成果の一部は国際誌Artroscopyや国際学会The 2007 World Congress on Osteoarthritis等で発表した.日本白色家兎を用い,荷重モデルと非荷重モデルを作製する計画で実験を進めた.しかし非荷重モデルでは,ハンモックに吊されるストレスが原因と推測される死亡例が多発した.そこでやむなく荷重モデルについてのみ実験を実施した.また無処置家兎の膝関節軟骨の加齢変化を調べた.方法:1.荷重モデル:家兎に骨軟骨移植術を実施した.現有のOATS (Arthrex, USA)を用い家兎の左膝蓋大腿関節の大腿関節面側に直径5mmのレシピエントホールを作った.右膝蓋大腿関節の大腿面側から直径6mmの骨軟骨プラグを採取してレシピエントホールに移植した.術後は荷重を自由として飼育した.このモデルでは家兎が下肢に荷重するため大腿四頭筋が収縮し膝蓋骨は関節面に強くに強く押し付けられる.したがって移植プラグは荷重を受ける.2.無処置モデル:無処置の家兎の膝関節軟骨加齢変化(3週から2.5年)を調べた.3.超音波装置を使用してプラグ軟骨の硬度,表面粗さ,および厚さを測定した.測定を終えた標本を中性フォルマリン固定して3週間EDTA脱灰し,パラフィンに包埋して,ミクロトームで切り出し,HE染色,サフラニン0染色,タイプIおよびタイプIIコラーゲン染色して軟骨組織を評価した.結果:荷重モデルではプラグ沈下は最小であった.24週後のプラグ生着は良好であり,サフラニン染色性も良好に保たれていた.超音波硬度指標は一過性に低下したが24週後に回復した.無処置モデルでは測定部位によって超音波硬度指標に差が認められた.無処置モデルの結果を論文としてまとめOsteoarthritis and Cartilageに投稿したところ受理され,掲載予定となった.2006年3月23日からin press版でダウンロード可能である.日本白色家兎を用い,荷重モデルと試行的に非荷重モデルを作製する計画で実験を進めた.しかし非荷重モデルでは死亡例が多発した.