hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プレシナプスのカルシニューリンによるシナプス可塑性の制御機構の解明

従来、ポストシナプスのカルシニューリン(CaN)が長期抑圧現象(LTD)の形成に重要であると考えられた。CaNはポストシナプス同様、プレシナプスにも豊富に発現している。しかしながら、シナプス可塑性におけるプレシナプスのCaNの役割については知られていない。我々はプレシナプスとポストシナプスのCaNがLTDの形成においてまったく違う役割を果たすことを明らかにした(J.Neurosci.,2002;22,5034-41)。本研究では、Group II mGluR-LTDの形成におけるプレシナプスのCaNの作用メカニズムを明らかにすることを目的とし、CaNが直接Group II mGluRの機能を調節しているかを検討した。またプレシナプスにおいて、CaNの細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出に対する影響、Group II mGluR-LTDの形成にIP3受容体とリアノジン受容体を介する細胞内ストアからのカルシウム放出の関与を検討した。CaNの特異的阻害剤であるFK506をマウス脳の海馬切片に投与した結果、Group II mGluRの特異的にアゴニストのEPSP(興奮性後シナプス膜電位)への阻害効果は影響されなかったが、その後のGroup II mGluR-LTDの形成が促進されたことから、CaNは直接Group II mGluRに作用するのではなく、その下流の分子に作用し、Group II mGluR-LTDの形成を阻害することが強く示唆された。また、初代培養の海馬神経細胞がFK506存在下ではその細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出が有意に阻害されたことから、CaNは細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出を阻害することによりGroup II mGluR-nDの形成を抑制することが示唆された。Group II mGluR依存性の長期抑圧現象(LTD)の形成におけるプレシナプスのカルシニューリン(CaN)の作用メカニズムを明らかにするために、まずは海馬切片上でプレシナプス特異的に試薬を導入する方法を開発した。海馬切片を作成し、CaN阻害剤であるautoinhibitory peptideをCA3領域にインジェクションした。その結果、CA1領域ではプレシナプスのCaN活性を特異的に抑制することができた。現在はこの手法を用いて、CaNが直接Group II mGluRの機能を調節しているか?CaNの活性がプレシナプスにおいて細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出にどう影響するか?をカルシウムイメージングとパッチクランプ法を併用して検討中である。
卵巣癌細胞内プロティンキナーゼC活性化による薬剤耐性の克服

(1)細胞内プロティンキナーゼ(PKC)活性剤である12-0-Tetradecanoyl phorbolacetate (TPA)は2008細胞においてDDPの誘導体であるカルボプラチン(CBDCA),254-Sに対する感受性をそれぞれ2.8±0.0(P<0.01),2.3±0.7(P<0.01)倍増強させ,TPAの薬剤感受性増強作用は,DDP,JM-8,254-Sの白金製剤に共通する機序によるものと考えられた。(2)TPAはDDPに11倍の薬剤耐性を有する2008/C13^*5.25に対しても,CDBCA,254-Sの感受性を増強させ耐性克服の可能性が強く示唆された。(3)TPAはDDP,CBDCAの細胞内濃度に変動をきたさなかった。(4)TPAは2008,2008/C13^*5.25のいずれにおいてもグルタチオン(GSH)濃度,細胞内メタロチオネイン(MT)濃度を変化させず,GSHおよびMTはTPAの薬剤感受性増強能とは無関係であると考えられた。(5)これらの白金製剤に共通するcarrier-ligandを有せぬDWA2114R(DWA)につき検討をすすめたところDWAは上記3者(DDP,JM-8,254-S)と異なりDDP耐性2008/C13^*5.25細胞が2008より高い感受性を示した。(6)TPAは2008のDWA感受性を変化させることはなく,更に2008/C13^*5.25ではTPA添加によりDWA耐性をもたらした。上記3者に対するTPA作用とは全く異なるパターンを示し,2008と2008/C13^*5.25の間ではじめてTPAの反応性に差異を認めた。(7)PKC Isotypeの解析では2つの細胞にはPCKαとPKCβの2typeを同様に認めるのみで両者に差はみられなかった。(8)PKC活性剤のなかで生体応用可能なTNFαを用いin vitroにおいて2008,2008/C13^*5.25細胞内のPKC活性化と約2倍のDDP感受性増強能を確認した。(9)ヌードマウスによるin vivoの実験ではTNFαは100μg/kg投与量で全身毒性を来さず,DDPの抗腫瘍効果を増強し,TNFα,DDP併用療法による有意の延命効果を認めた。(1)細胞内プロテインキナーゼ(PK)C活性剤である12-0-Tetradecanoyl phorbolacetate(TPA)がヒト卵巣癌細胞株(2008)および本細胞より樹立したシスプラチン(DDP)耐性細胞株(2008/C13^*5.25)のDDP感受性をいずれも約2.5倍増強させた事実(J.Biol.Chem.256:3623,1990)に基づき,TPAの他の白金製剤への作用を検討した。

その結果,TPAは2008においてDDPの誘導体であるカルボプラチン(CBDCA),254-Sに対する感受性をそれぞれ2.8±0.0(p<0.01),2.3±0.7(p<0.01)倍増強させた。すなわちTPAの薬剤感受性増強作用は,DDP,JM-8,254-Sの白金製剤に共通する機序によるものと考えられた。(2)2008/C13^*5.25はDDPに11倍の薬剤耐性を有するが,CBDCAには2倍,254-Sには6倍の交差耐性を示しこれら白金製剤に共通する耐性機構を有するものと考えられる。この2008/C13^*5.25に対しても,TPAはCBDCA,254-Sの感受性を3.2±0.4(p<0.01),2.5±0.6(p<0.01)倍増強させた。このことからTPAの作用は白金製剤耐性機序とは関係なく発現し,耐性克服の可能性が強く示唆された。(3)TPAの薬剤感受性増強機序を解明すべく,まず細胞内白金蓄積に及ぼす影響を検討したが,TPAはDDP,CBDCAの細胞内濃度に変動をきたさなかった。(4)次に細胞内重金属物質に対し解毒作用として働き,白金製剤感受性の一因子であるグルタチオン(GSH)濃度につきTPAの作用を検討した。TPAは2008,2008/C13^*5.25のいずれにおいてもGSH濃度を変化させず,GSHはTPAの薬剤感受性増強能とは無関係であると考えられた。(5)(4)と同様の理由から細胞内メタロチオネイン(MT)濃度に対するTPAの作用をmRNAレベルで検討したが,TPAはMT発現を減少させるよりむしろ増強させ,MTもTPAの薬剤感受性増強因子とはなりえなかった。現在のところTPAの白金製剤感受性増強作用の機序は未だ不明である。(1)細胞内プロテインキナーゼ(PK)C活性剤である12-0-Tetradecanoyl phorbol acetate(TPA)はヒト卵巣癌細胞株(2008)のシスプラチン(DDP),カルボプラチン(JM-8),254-Sに対する感受性をそれぞれ2.6,2.8,2.3倍増強させ,TPAの薬剤感受性増強作用は,これらの白金製剤に共通する機序によるものと考えられた。(2)TPAの薬剤感受性増強機序を解明すべく本年度は,細胞核内DNAへの白金付加量につき検討を行なった。本実験は一本鎖DNAの隣接するグアニンへの白金の添加量をHPLC解析により定量化し,TPA処理細胞とコントロールとの間で比較を行なうものであり,TPA処理細胞に軽度の白金付加量の増加を認めた。(1.5±0.3倍,P<0.05)。この増加はTPAの3倍弱に及ぶ白金製剤感受性増強能を説明するには乏しく,更に他の未知の機序が関与しているものと考えられた。(Br.J.Cancer 69:1994)(3)(1)で検討した白金製剤は構造上同じcarrier-ligandを有していることから,TPAの作用はこのligandに特異性を有する可能性がある。そこで,これら3者とは全く分子構造の異なるDWA2114に対する2008細胞,及び,そのDDP耐性細胞(2008/C13^*5.25)の感受性を検討した。それぞれの細胞における50%細胞発育阻止濃度(IC50)は2008で118.9±9.8μM2008/C13^*5.25で42.6±1.8μMと他の3者の白金製剤と異なり、DDP耐性細胞にcollateral sensitivityを示した。(4)更にTPA接触実験では、2008では感受性に変化なく,20081C13^*5.25では,1.7±0.2(SD)倍(N=4;P<0.05)のDWA2114R耐性化を示し,先の3つの白金製剤とはまったく異なるパターンを示した。(5)TPAのDWA2114R感受性制御能の差異を検討すべく両細胞のPKC Iso-typeの分布を検討した。
サイクロン減災「在地の技術」の技術移転に関する地域研究における社会実験アプローチ

当初の目的通りにミャンマーにおける対サイクロン対策の一つとして、ミャンマーのNGOとの協働によって、バングラデシュからの技術移転による「屋敷地」の造成を実現することができた。それに際してはバングラデシュの研究協力者による「屋敷地造成マニュアル」の作成とミャンマー現地のNGOであるFREDAによる現地住民との協働が実現できたことも大きな成果である。さらにミャンマー農村の植物資源の現状調査によって、造成屋敷地の今後の利用可能性への展望も示された。これらの成果は単に一地域での屋敷地造成を実現したことにとどまらず、ミャンマーでの広範な「屋敷地造成」によるサイクロン減災対策の可能性を示す成果と言える。本研究の目的はミャンマーのサイクロン減災対策の一つを確立することであるとともに、新しいタイプの技術移転を可能にする実学、設計科学としての地域研究の手法を社会実験により実践的に構築・実証することにある。隣国バングラデシュにはサイクロンや洪水被害対策が住民の経験と知恵が活かされた屋敷地という在地の技術がある。地域には固有で文化や社会習慣の壁があり在地の技術の移転は困難であった。本研究では両国のNGOと大学連携によって屋敷地造成を国を越えた技術移転に挑戦する。平成28年度は以下の研究活動を実施した。1.定例会議(東南アジア研究所にて):実践型地域研究推進室との協働により、京滋フィールドステーション月例研究会での在地の技術に関する勉強会と打ち合わせを行なった。2.バングラデシュでの屋敷地調査:バングラデシュにはIS事件の混乱により日本人が参加しての現地調査が困難であったために、バングラデシュの現地NGOのJRDSとDUS、バングラデシュ農業大学(BAU)の協力によって、沿岸部タイプ(ベンガル湾の潮汐の影響とサイクロンの強風を受ける:ハティア郡)と内陸氾濫原タイプ(大河の氾濫原で23mの深湛水の洪水を受ける:カリハティ郡)でPRA(参加型速成農村調査)を実施し、BAUのRahman氏が他の関連事業で3ヶ月間の京大滞在の折にバングラデシュの屋敷地造成のマヌアル(英語版)を作成した。3.ミャンマーでの屋敷地調査屋敷地造成を予定している、NGOのFREDAの活動地域の集落において、FREDAの協力を得て屋敷地造成に関係した社会状況や農業と塩害などについて、京都大学大学院ASAFAS博士課程院生岡田氏、東南アジア研究所連携研究員赤松氏、安藤がイエジン農業大学のカウンターパートと協働実施した。成果は一部は、2017年1月にイエジン農業大学で開催された国際会議で岡田氏が発表した。平成28年度の交付申請書に計画した研究活動をほぼ実行しえている。しかし、「ミャンマーにおける既存の既存の屋敷地の構造とサイクロン減災機能」に関する調査は岡田氏がその一部を実施しているが、生態特性などに関して情報が不足している。隣国バングラデシュにはサイクロンや洪水被害への対策として住民の経験と知恵が集積された屋敷地造成という在地の技術がある。しかし地域には固有の文化や社会習慣の壁があり在地の技術の移転は困難であった。本研究では両国のNGOと大学の連携によって「屋敷地造成」技術移転に挑戦する。H29年度は以下の活動を実施した。バングラデシュでのフィールドワークがIS問題のため実施不能となったことから、ミャンマーでの活動に集中した。バングラデシュはNGOのJRDSとバングラデシュ農業大学のRhaman准教授に依頼し、H29年度に予定していたバングラデシュの屋敷地造成方法マニュアルを前倒しでH28年度末に英語で作成した。ミャンマーの協力機関であるNGOのFREDAスタッフは英語でも十分に読解可能なことから英語マニュアルを最終成果物とした。安藤、京大ASAFAS院生岡田がFREDAスタッフ、村人と屋敷地造成予定地であるボガレー郡オポ集落で造成の最終調整を5月に行い、岡田が9、10、11月に集落住民とFREDAスタッフとでミーティングをもった。1月には京大東南研連携助教赤松と岡田がオポ集落と近隣のワコン集落で屋敷地植生調査を実施した。3月上旬に造成地の測量と造成作業を開始し、3月20日に屋敷地の土盛りが完成した。当初計画ではH29年度はじめには屋敷地の土盛りが完成の予定であったが、村人とFREDAスタッフとの協議により、乾季23月の造成が最適ということになり、研究期間の終了間際となった。今後の屋敷地の利用や樹木等の植栽などの計画を兼ねたワークショップについては、本研究事業の後継事業で計画していく予定である。

平成28年度に計画していた「ミャンマーにおける既存の既存の屋敷地の構造とサイクロン減災機能」に関する調査は岡田氏がその一部を実施しているが、生態特性などに関して情報が不足しているので補足調査を行い、それをまって英語報告の作成とそのミャンマー翻訳版を平成29年度に完成させるように計画を修正した。また、ミャンマーでの社会実験実施村での村全体の合意形成やそのためのミーティングが不足していると現地カウンターパートとの協議で判断されてことから、慎重を期すために平成29年度の前半に準備を慎重にすすめ、それをモニターする。5月下旬には雨季に入りかつ地下水が上昇することから屋敷時造成は12月末まで困難となる。屋敷地造成は2017年1月に行うことを現地間ターパートと打ち合わせを行っていて、それに向けて実験村でもリーダーや屋敷地造成に土地を提供してくれている農家とも協議しているので、1月に造成作業を行う。したがって、調査は5月から7月、や参加型ワークショップは雨季明けの乾季に実施するように計画を変更する。総合人文社会平成28年度末に予定していた屋敷地調査の一部(とくに生物資源利用)や村社会の造成に関するコンセンサスつくりのプロセスモニタリング調査などが村との会合の準備不足や、屋敷地作成時期(1月が適期、当初は5月を予定していたが天候や地盤の状況で5月は困難)ということで、屋敷地造成を遅らせることになったのでそれに伴い屋敷地調査も準備に時間をかけることがよいと判断して平成29年度に以降したため。屋敷地調査との合意形成などの屋敷地造成準備を平成29年度に、5月から7月に実施する。Webに入るためには、実践型地域研究推進室のWeb https://pas.cseas.kyoto-u.ac.jp/index.htmlに入り、そこから研究活動をクリックして、サイクロン減災「在地の技術」の技術移転に関する地域研究における社会実験アプローチのWebを開設してください。
核内転写因子による、敗血症性ショックの治療法の検討と開発

現在、日本を含め、世界中の集中治療室において致死的疾患として、最も患者数が多い疾患は循環器疾患と重症敗血症である。これらの予後改善が、当然急務とされているが、循環器的疾患のここ10年における予後の改善と比較すると、敗血症の予後は抗生剤開発後あまり改善していないのが現況である。このため、我々はヒトの敗血症に最も近い機序であると考えられているマウス盲腸結紮モデルを使用して、本来糖尿病治療薬として開発されたが、強い抗炎症作用を併せ持つ、核内転写因子Peroxisome Proliferator-Activated Receptor(PPAR)-γの選択的リガンドであるピオグリタゾンの効果を検討を行った。ピオグリタゾンは、単核球系細胞の血管内皮細胞への接着を阻害すること、肺や肝臓などの主要臓器の炎症を抑制することなどを介して生命予後を改善することが明らかとなった。詳細な検討を組織学的、血中のサイトカイン濃度などについて行ったが、ピオグリタゾン投与群においては、単核球系の細胞の肺や肝臓への浸潤が抑制されると共に、好中球の活性も抑制されており、また血中のサイトカイン、ケモカイン濃度も共に有意に抑制されていた。一方、血中脂質の一種であるアポリポプロテインEの遺伝子多型がヒトの敗血症の生命予後を左右することが知られているが、そのような重症の敗血症と同じ発症メカニズムを表すと考えられる、アポリポプロテインEノックアウトマウスにおいてもピオグリタゾンは上記の働きによって予後改善作用を示すことを明らかになった。これらは、現在の集中治療の領域において、ここ数十年予後が改善していない重症敗血症の新たな治療の方向性を示すものとして、有意義な成果であると考えられる。最初にコントロール実験として、ワイルドタイプのマウスに対して核内転写因子Peroxisome Proliferator Activated Receptor γのリガンドであるピオグリタゾンをあらかじめ投与し、盲腸結紮穿刺にて敗血症性ショックを誘発した群と非治療群を比較検討した。非治療群は誘発7日後までに85%が死亡したが、前投与群は60%の死亡にとどまった。ピオグリタゾンの予後改善効果が判明したため、敗血症性ショック誘発6時間後の、血圧下降後に投与を開始したが、こちらも死亡率65%と有意な改善を認めた。これら各群のマウスにおいて、肺、肝の炎症性細胞の浸潤を免疫組織染色を用いて検討したが、有意にピオグリタゾン投与群で抑制されており、また血中炎症性サイトカイン、ケモカインともに同様の結果であった。また、肺、肝のミエロペルオキシダーゼ活性も投与群で低下していた。これらの結果がピオグリタゾンの持つ炎症抑制効果によることは今までの研究報告でも明かとなっており、臓器への炎症性細胞の浸潤抑制の機序を検討するため、培養単核球系細胞THP-1の血管内皮への接着実験を行った。培養血管内皮細胞に炎症性サイトカインTNF-αを添加した後、血流と同様に培養液を層流状に循環させつつTHP-1細胞を添加し、ピオグリタゾン処理群と非処理群において内皮細胞への接着を比較検討した。この実験でもピオグリタゾン投与群において有意な抑制が認められ、ピオグリタゾンは炎症の抑制とともに、各臓器への炎症性細胞の浸潤抑制も介し、予後を改善していることが明らかとなった。さらに、脂質のプロファイルが敗血性ショックの予後を規定しているという論文が発表され、大きな反響を呼んでいるため、我々が所有しているApoEノックアウトマウスに敗血症を誘発した。

非治療群では3日後に100%死亡することが判明したが、ピオグリタゾン投与群は生存するものが存在し、敗血症性ショックの予後不良群における治療効果も期待できると考え、さらなる追加実験を行っている段階である。我々はインスリン抵抗性を司っていると考えられている、核内転写因子Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-γLignadであるピオグリタゾンが、ワイルドタイプのマウスのみならず、アポリポプロテインE(apoE)ノックアウトマウスにおいても敗血症の予後を改善させることを示した。本実験において、敗血症発症後の血圧が低下した後に投与しても予後改善効果があることを示したことは大きな意義があると考えられる。これらの予後改善効果は、ピオグリタゾンが血管内皮細胞に対する、炎症性細胞の接着を抑制することを介して、肺、肝臓の炎症性細胞の浸潤を抑制することによることが明らかとなった。その結果、両組織、さらには全身の炎症反応の抑制されることが、血中サイトカイン濃度の測定や肺、肝臓におけるミエロペルオキシダーゼ活性測定などによって示された。また、apoEは敗血症の原因物質となる細菌の菌体物質であるリポポリサッカライド(LPS)の排泄に大きな役割を果たしており、apoEの多型性が敗血症の予後を左右することが判明している。この、重篤な敗血症のモデルと考えられる、apoEノックアウトマウスにおいても通常のマウスと同様に、血圧低下後に投与を行っても予後改善効果を示したことは、集中治療室入室患者において高い致命率をもち、心血管病の次の大きな死因となっている重症敗血症の治療に一つの可能性を示したものと考えられる。
シクロデキストリン含有高分子ロタキサンの動的特性を基盤とした機能材料の創成

シクロデキストリン(CD)含有高分子ロタキサンを開発する。本研究では、申請者が開発したロタキサン合成法「ウレアエンドキャップ法」を、高分子に応用することで、この課題に取り組む。得られる高分子ロタキサンのモルフォロジーを調査し、適当な物性の組成については素材としての有用性を評価する。本研究は安価で生体適合性のあるCDを利用しているため、特に新規素材、生体適合材料への応用も視野に入れ、検討する。
綱島梁川を中心とした明治・大正期の宗教思想研究のための基盤構築

本研究では、綱島梁川と彼の思想に共鳴する人々によって形成された共同性が同時代の宗教的共同性とは異なる特質を有することを示すために必要な資料を蒐集し、分析した。その結果、次の三つの研究成果を得た。第一に、岡山県高梁市にある綱島梁川の蔵書や遺稿を調査し、資料のリストを作成した。第二に、『回覧集』(綱島の思想に共鳴する人々が回覧し、書き連ねたノート)のデジタル画像データを作成し、西田天香、堀米康太郎、魚住折蘆、安倍能成、宮本和吉、小山鞆絵の記述を翻刻し、分析した。第三に、綱島梁川や西田天香や『回覧集』の思想に関する論文を4本公刊した。近年の明治以降の宗教に関する研究においては、内村鑑三や清沢満之、近角常観などの宗教者が主宰する集会・雑誌が形成する宗教的な共同性の解明が進んでいる。これらの共同性が特定の宗教・宗派に基づいているのに対し、本研究で扱う綱島梁川(18731907)を軸とする集会(「梁川会」)や回覧ノート(『回覧集』)が形成する共同性は、特定の宗教・宗派の縛りのない、ゆるやかで自由な雰囲気の共同性である。このような綱島を軸とする共同性を解明することは、明治・大正期の宗教的共同性の多様性を示すために不可欠の研究である。しかし、現状ではこの解明に必要な基本的資料が整備されていない。そこで、本研究では『回覧集』を翻刻し、『回覧集』の分析を通して綱島を軸とする共同性を明らかにすることによって、明治・大正期の宗教的共同性の研究に新たな資料を提供し、この時代の宗教的共同性の多様性を描出する。さらに綱島が同時代の人々に与えた影響を解明し、この時代における綱島の思想の位置を明らかにする。平成27年度には以下の4点を実施した。1岡山県高梁市立図書館の「梁川文庫」を調査し、蔵書への書き込み状況も含めた資料の全リストを作成した。2高梁市有漢生涯学習センターに所蔵されている綱島梁川関連の資料の一部を調査した。具体的には、未公刊資料の内容を分析するとともに、蔵書への書き込み状況を調べた。3『回覧集』全7巻の画像データを作成し、部分的に翻刻を実施した。4清沢満之・西田幾多郎・西田天香らとの影響関係について分析し、明治後期における綱島思想の重要性を明らかにした。なお、平成28年度は、『回覧集』翻刻や資料調査の完了を目指すとともに、明治・大正期の宗教思想を専門とする研究者との共同研究に力を入れ、この時期の思想における綱島の位置づけを明確にしていく予定である。平成27年度の研究は、計画通りに進行した点、計画より遅れている点、計画以上に進展した点があり、総合すると研究の進捗は順調だと思われる。【計画通りに進行した点】岡山県高梁市の高梁市立図書館の「梁川文庫」については調査が完了し、書き込みの状況も含めてリストを作成した。高梁市有漢生涯学習センター内の綱島梁川「資料室」については、すでに「資料室」で作成していたリストをもとに未公刊資料や蔵書への書き込みなどを調査しているところである。綱島と同時代の思想家の文献蒐集とその分析も順調に進めている。【計画より遅れている点】計画では、本研究で作成した資料のリストは順次Web上で公開するとしていたが、現時点では公開に至っていない。というのも、現地への出張の結果、「資料室」の資料に関しては、すでに「資料室」でリストを作成していることが判明したからである。このリストを本研究独自の調査報告として公開することはできない。そこで、資料への書き込み状況なども含めた詳細なリストを完成させた後、「資料室」の許可を得られればリストを公開する方針に変更した。また、平成27年度の研究成果は口頭発表1回、共著1冊であるが、計画では学術論文も執筆する予定だった。しかし、「12.今後の研究の推進方策等」で示すように、平成28年度に多様な仕方で成果を公表すべく準備をすることができた。【計画以上に進展した点】研究計画では、明治・大正期の宗教思想に関心をもつ研究者との積極的な共同研究について明確に計画していなかった。しかし、平成27年度にさまざまな研究会等に参加するなかで多くの研究者とのネットワークを作ることができた。平成28年度には明治・大正期の宗教思想に関する複数の共同研究を行う予定である。

そこで、本研究では『回覧集』を翻刻し、『回覧集』の分析を通して綱島を軸とする共同性を明らかにすることによって、明治・大正期の宗教的共同性の研究に新たな資料を提供し、この時代の宗教的共同性の多様性を描出する。さらに綱島が同時代の人々に与えた影響を解明し、この時代における綱島の思想の位置を明らかにする。平成28年度には、明治宗教思想に関する文献を広く蒐集し、分析を進めた。特に綱島梁川と明治の宗教思想家、西田天香との関係について分析し、日本宗教学会の学術大会におけるパネル発表にて研究成果を公表した。また、本研究の翻刻および分析の対象である『回覧集』については、全体の構成や執筆者について把握し、西田天香をはじめ、特に関心のある思想家の部分から翻刻作業を開始している。当該年度に専任教員として着任したこともあり、教育へのエフォートを大幅に上げざるを得ず、全体的に研究が停滞してしまった。シンポジウムのパネリストとして研究成果を公表することができたものの、論文等の公表はできなかった。また、『回覧集』の翻刻作業も遅れている。近年の明治以降の宗教に関する研究においては、内村鑑三や清沢満之、近角常観などの宗教者が主宰する集会・雑誌が形成する宗教的な共同性の解明が進んでいる。これらの共同性が特定の宗教・宗派に基づいているのに対し、本研究で扱う綱島梁川(18731907)を軸とする集会(「梁川会」)や回覧ノート(『回覧集』)が形成する共同性は、特定の宗教・宗派の縛りのない、ゆるやかで自由な雰囲気の共同性である。このような綱島を軸とする共同性を解明することは、明治・大正期の宗教的共同性の多様性を示すために不可欠の研究である。しかし、現状ではこの解明に必要な基本的資料が整備されていない。そこで、本研究では『回覧集』を翻刻し、『回覧集』の分析を通して綱島を軸とする共同性を明らかにすることによって、明治・大正期の宗教的共同性の研究に新たな資料を提供し、この時代の宗教的共同性の多様性を描出することを目的とした。さらに綱島が同時代の人々に与えた影響を解明し、この時代における綱島の思想の位置を明らかにするよう努めた。『回覧集』の翻刻については、当初3年間の研究期間内に全七巻の翻刻を行う予定であったが、この3年間で翻刻を完了させることができなかった。ただ、特に関心のある思想家の部分から翻刻作業を進めた結果、平成29年度には綱島梁川研究および『回覧集』の翻刻・分析に基づく論文4件、ならびに口頭発表1件を公表することができた。論文としては、綱島梁川の個人格に関する思想研究、『回覧集』の翻刻とその分析を通して一高・帝国大学哲学科で学んだ魚住折蘆・安倍能成・宮本和吉・小山鞆絵への綱島の影響を考察する研究、『回覧集』における西田天香と堀米康太郎の思想的交流を分析した研究を公表できた。本研究では、綱島梁川と彼の思想に共鳴する人々によって形成された共同性が同時代の宗教的共同性とは異なる特質を有することを示すために必要な資料を蒐集し、分析した。その結果、次の三つの研究成果を得た。第一に、岡山県高梁市にある綱島梁川の蔵書や遺稿を調査し、資料のリストを作成した。第二に、『回覧集』(綱島の思想に共鳴する人々が回覧し、書き連ねたノート)のデジタル画像データを作成し、西田天香、堀米康太郎、魚住折蘆、安倍能成、宮本和吉、小山鞆絵の記述を翻刻し、分析した。第三に、綱島梁川や西田天香や『回覧集』の思想に関する論文を4本公刊した。平成28年度は、『回覧集』の翻刻の完了を目指す。また、綱島梁川資料室において資料の調査を引き続き行い、資料リストの公開を目指す。さらに綱島梁川が明治・大正期の宗教思想に与えた影響を総合的に分析していく。
抗がん剤処理によるカルレティキュリンの細胞表面への移行とその生理的意義

小胞体タンパクカルレティキュリン(CRT)の抗がん剤処理による細胞表面への移行メカニズムを明らかにするため、抗がん剤ミトキサントロン(MIT)で処理したHT29細胞の細胞表面CRTを解析した。その結果細胞膜上のCRTが二相性の増加を示すことをタンパク質レベルで明らかにし、前期の反応は小胞体ストレス、活性酸素とcaspase8の活性化、後期の反応はアポトーシスを介したものであることを明らかにした。さらに遺伝子導入により蛍光タンパクmAG1標識CRTを持つ細胞株を作成し、MITにより小胞体のCRTが細胞内で凝集し、細胞膜へ局在化することを共焦点レーザー顕微鏡を用いて細胞内で確認した。本研究では、抗がん剤で処理された腫瘍細胞で認められた小胞体タンパク質calreticulin(CRT)の細胞表面移行のメカニズムと細胞表面における存在様式を解析し、腫瘍の貪食除去における細胞表面CRTの役割を明らかにすることを目的としている。そのため初年度にあたる昨年は、抗がん剤mitoxantrone(MIT)処理によるCRTの細胞表面発現量の変化とcaspaseおよび小胞体ストレスとの関係について検討し、抗がん剤により誘発されたアポトーシスの初期に、小胞体内のCRTが小胞体ストレスとcaspase8の活性化を介して細胞膜へ移行するメカニズムを明らかにした。そこで本年度はこのCRT移行メカニズムを細胞レベルで確証するため、ヒト大腸がん細胞株HT29細胞、ヒト肝がん細胞株HLF細胞を実験材料に用い、蛍光タンパク質DsRedまたはmAG1を標識した蛍光標識CRTを遺伝子導入により細胞内で作製し、共焦点レーザー顕微鏡を用いて解析した。その結果ER-mAG1-CRT-KDEL配列をHLF細胞にエレクトロポレーションを用いて導入することで、蛍光標識CRT(mAG1標識CRT)を持つHLF-ER-mAG1-CRT-KDEL細胞を作製することができた。さらにこのHLF-ER-mAG1-CRT-KDEL細胞をMITまたは小胞体ストレス誘発剤thapsigargin(Tpg)で024時間処理し、反応後のCRTの局在変化を観察したところ、経時的なCRTの凝集と細胞膜への局在化が確認された。本年度はcalreticulin(CRT)が細胞表面へ移行する機構を明らかにするため、mitoxantrone(MIT)処理によるCRTの細胞表面発現量の変化とcaspaseおよび小胞体ストレスとの関係について検討した。ヒト大腸がん細胞株HT29細胞をMITで048時間処理し、CRTの細胞表面発現量をフローサイトメトリーで解析したところ、細胞表面CRTは処理後4時間(前期)と48時間(後期)で2相性の増加が認められた。そこでcaspase3阻害剤を添加しcaspase3の関与について解析した結果、前期のCRT増加に影響はなかったが、後期のCRT増加は抑制された。またPhosphatidylserine(PS)の露出を解析すると前期には認められず、後期ではCRTの増加を認めた細胞で同様にPSの増加を認めたことから、後期のCRT増加にはcaspase3を介したアポトーシス、前期のCRT増加にはアポトーシス実行機構とは別の経路による反応であることが示唆された。CRTが小胞体内タンパクであり、抗がん剤の中には小胞体ストレスを誘発すものがあることから、前期のCRT増加に対して小胞体ストレスに関与するcaspase12阻害剤、活性酸素種(ROS)阻害剤N-Acetyl cystein(NAC)、calpainの阻害剤(PD150606)、さらにcaspase8阻害剤を添加しその影響を解析したところ、いずれもCRT増加の抑制が示された。この時前期の細胞内caspase3、caspase8活性に対する各阻害剤の影響を解析したところ、各阻害剤ともcaspase8の活性化に対する阻害作用が認められた。以上のことから、前期における細胞表面CRTの増加は、小胞体ストレスによるcaspase8の活性化を介したものであることが示唆された。本研究ではこれまでに抗がん剤mitoxantrone(MIT)処理したヒト大腸がん細胞株HT29細胞における細胞表面calreticulin (CRT)が二相性の増加を示すこと、またそのメカニズムが小胞体ストレスとcaspase8の活性化を介したものであることを明らかにした。さらに昨年度、遺伝子導入により蛍光タンパク質mAG1で標識したCRTを細胞内に持つHLF-ER-mAG1-CRT-KDEL細胞を作製し、MITまたは小胞体ストレス誘発剤thapsigargin(Tpg)と反応後のCRTの局在変化を観察したところ、経時的なCRTの凝集と細胞膜への局在化を確認した。そこで本年度は、細胞表面に移行したCRTの存在様式を明らかにするため、抗がん剤処理したHLF-ER-mAG1-CRT-KDEL細胞におけるTSP-1、αvβ3インテグリンを染色し、CRTとの結合や共局在について共焦点レーザー顕微鏡により解析した。その結果、局在化したCRTと各因子の結合は示されたものの得られた結果は不鮮明であり、その詳細については検討を行っている。

一方細胞膜タンパクに存在するCRTについて検討するため、抗がん剤で処理したHT29細胞から細胞膜タンパクを抽出し、含まれるCRTについて解析した。その結果フローサイトメトリーで得られた結果と同様に細胞表面CRTが二相性の増加を示すことをタンパクレベルで確認することができた。現在得られたCRTにおけるインテグリンやCD47との結合や共局在について解析を行っている。また抗がん剤処理により細胞表面に移行したCRTとTSP1との結合についてヒトリコンビナントTSP1を用いて確認した。現在TSP1との結合による貪食のオプソニン効果について貪食反応に対する影響から検討を行っている。免疫学、細胞生物学本研究では、抗がん剤処理された腫瘍細胞におけるCRTの細胞表面への移行メカニズムと細胞表面における存在様式を解析し、腫瘍細胞の貪食除去における細胞表面CRTの役割を明らかにすることを目的としている。本年度は細胞表面における存在様式を検討する実験系に用いる蛍光標識CRTを持つ細胞の作製を試み、mAG1標識CRTを持つHLF-ER-mAG1-CRT-KDEL細胞を作製できた。さらに今回作製できた細胞を用いてMITと小胞体ストレスによるCRTの凝集と細胞膜への局在化が確認されたことから、存在様式を検討できる準備が整い、目的は順調に達成されつつあると思われる。本研究では、抗がん剤処理された腫瘍細胞におけるCRTの細胞表面への移行メカニズムと細胞表面における存在様式を解析し、腫瘍細胞の貪食除去における細胞表面CRTの役割を明らかにすることを目的としている。そのため初年度には小胞体内のCRTが抗がん剤により誘発されたアポトーシスの初期に細胞膜へ移行するメカニズムについて小胞体ストレスを中心に解析し、その経路について検討することを計画していた。今回の結果から小胞体ストレスとcaspase8を介したメカニズムが明らかになり、いまだ不十分な点もあるが目的は順調に達成されつつあると思われる。これまでの報告から、CRTは細胞表面でTSP -1やαvβ3インテグリンと共に結合することで認識され、マクロファージや樹状細胞による貪食とその抗原提示を介した免疫系の活性化につながる可能性が考えられた。そこで本年度作製したHLF-ER-mAG1-CRT-KDEL細胞を用いてCRTを標識しているmAG1とは蛍光波長の異なった別の蛍光色素で標識された抗体によりTSP-1、αvβ3インテグリンを染色し、CRTとの結合や共局在について解析する。得られた結果から抗がん剤処理早期に小胞体から移行するCRTの細胞表面における存在様式について検討し、貪食への関与と役割について考察する。また後期のCRTの発現では、PSとともに細胞膜脂質ラフト上に現れることが報告されていることから、早期の場合も脂質ラフトとの関係については検討する必要がある。細胞膜脂質ラフトは構成成分にGM1を有していることから、蛍光標識抗GM1抗体を用いて染色し、共焦点レーザー顕微鏡により観察する。
酵母細胞表層への超分子ナノファブリケーション法の開発とバイオプロセスへの展開

酵素を細胞表層に提示した酵母を用いての有用物質の生産が広く研究されている。しかしながら、複数種の酵素を各酵素の割合や並び方を制御しながら提示するとともに、提示酵素量をさらに増加させることが、今後の大きな課題である。本研究は、酵母細胞表層というナノレベルの空間に多種、多量の酵素を提示するとともに、その配置制御ができるナノファブリケーション法を開発することで、より複雑な反応でも効率よく行える細胞触媒を確立することを目的とする。そのために、セルロース分解能の高い事で知られる嫌気性微生物などが持つ、バイオマス分解酵素複合体であるセルロソームの酵素提示様式を模倣する。具体的にはセルロソームの骨格タンパク質cohesin(コヘシン)とそれに特異的に結合するdockerin(ドックリン)、および抗体Fcとそ,れに特異的に結合するFcを用いる。すなわち特異性の異なるコヘシンやZZを連結し、酵母細胞表屑結合タンパク質Flo1を用いて細胞表層に集積させるとともに、提示すべき酵素を対応するドックリンやFcと融合させて分泌発現させることで、細胞表層で会合させて超分子複合体を形成させる。この手法では、コヘシンやZZの連結順序・数と酵素への対応するドックリンやFcの融合によって、様々なタンパク質の割合と空間的な配置を制御しつつ、多量に酵母細胞表層に提示できる。本年度はコヘシン-ドックリンやZZ-Fc相互作用を用いたナノレベル配置制御型の発現系を確立した。さらに、コヘシン-ドックリンやZZ-Fc系を組み合わせることで、セルロース分解性に優れた、Tricodelma reeseiやAspergirus acuratausのセルラーゼ群(エンドグルカナーゼ、β-グルコシダーゼ)を細胞表層にナノファブリケーションすることが可能であることを明らかにした。この酵母を用いることで、セルロース系のバイオマス資源を効率よく酵母の細胞表層で分解して、それを酵母によりエタノール発酵させることが可能であることを示した。具体的にはセルロソームの骨格タンパク質に存在する酵素サブユニットが結合するためのドメイン(cohesin:コヘシン)、及びそれに特異的に結合する酵素サブユニットのドメイン(dockerin:ドックリン)を用いる。すなわち特異性の異なるコヘシンを連結し、酵母細胞表層結合タンパク質Flolを用いて細胞表層に集積させるとともに、提示すべき酵素を対応するドックリンと融合させて分泌発現させることで、細胞表層で会合させて超分子複合体を形成させる。この手法では、コヘシンの連結順序・数と酵素への対応するドックリンの融合によって、様々なタンパク質の割合と空間的な配置を制御しつつ、多量に酵母細胞表層に提示できると期待される。本年度は、(1)コヘシン・ドックリンを用いたナノレベル配置制御型の発現系の確立、(2)細胞表層でのナノレベル配置制御の評価法の確立と最適化について検討を行った。具体的には、セルロース系のバイオマス資源を効率よく酵母の細胞表層で分解して、それを酵母によりエタノール発酵させる系を取り上げた。

すなわち、セルロース分解性に優れた、Tricodelma reeseiやAspergirus acuratausのセルラーゼ群(エンドグルカナーゼ、β一グルコシダーゼ)をドックリンとの融合タンパク質として分泌発現を、Flolを用いたコヘシン複合体表層提示酵母で行うことで、細胞表層でのナノファブリケーションが可能であることを確認した。酵素を細胞表層に提示した酵母を用いての有用物質の生産が広く研究されている。しかしながら、複数種の酵素を各酵素の割合や並び方を制御しながら提示するとともに、提示酵素量をさらに増加させることが、今後の大きな課題である。本研究は、酵母細胞表層というナノレベルの空間に多種、多量の酵素を提示するとともに、その配置制御ができるナノファブリケーション法を開発することで、より複雑な反応でも効率よく行える細胞触媒を確立することを目的とした。具体的には、(1)バイオマス分解酵素複合体であるセルロソームの骨格タンパク質コヘシン-ドックリンを用いたナノレベル配置制御型の発現系の確立、(2)細胞表層でのナノレベル配置制御の評価法の確立と最適化、(3)実際の有用系への応用、について検討した。昨年度は、上記(1)について検討を行い、発現系を確立した。本年度は、(2)の評価法の確立と最適化および(3)の実際系への応用について研究を進めた。(2)については、エンドグルカナーゼ(EG)と、β-グルコシダーゼ(BGL)(糖関連化合物の合成に有用な酵素群)をモデル系として検討した。(3)については、細胞表層にEGとBGLをナノファブリケートした酵母を用いて糖誘導体を簡易に合成することを行った。疎水性の基質を用いて糖鎖を合成する時、セルラーゼのような加水分解酵素を提示した酵母を有機溶媒中で使えば、効率的に糖鎖を合成できる。EGとBGLの連続反応を行うことにより、様々な糖誘導体を官能基の保護、脱保護が必要なく、セルロースなどの原料から安価に合成することが可能であることが明らかとなった。また、リパーゼを細胞表層にナノファブリケートし、集積度を上げて、各種のポリマー合成への応用について検討した結果、良好な合成反応が行えることが明らかとなった。
顎顔面マッサージロボットによる口腔乾燥治療

口腔乾燥症に苦しむ患者は少なくないにも関わらず、これまで有効な治療法は確立されていなかった。我々は、研究期間内に唾液腺マッサージに重要な耳下腺導管の走行を、CT画像を用いて分析し、ロボットの有効なアーム軌道について検証した。また、温熱刺激が唾液分泌の促進に有効であることを世界に先駆けて発見し、この機能をマッサージロボットに付加することにより、安全で効果的な治療法が確立できる可能性を示した。口腔乾燥症は唾液分泌機能の障害により、咀嚼、味覚、会話、嚥下など、日常生活の基本となる様々な口腔機能に悪影響を及ぼし、QOLを著しく低下させる。日本における潜在的患者数は数百万人と推定されており、早急に解決しなければならない医療上の大きな課題である。しかしながら、シェーグレン症候群や放射線治療後以外の口腔乾燥症に対しては系統だった治療法はなく、治療に関する積極的な研究もほとんど行われていないのが現状である。本研究は口腔乾燥症の治療に顎顔面用マッサージロボットを活用し、これまでにない安全で有効な治療法を確立することを目的とするものである。本年度は初年度であり、マッサージ方法の予備実験から開始した。当初の計画では最初の3ヶ月で予備実験が終了する予定であったが、ロボットのマッサージ位置、範囲、動き、加圧する力や方向、頻度等を調整にしても、顕著な唾液分泌効果が得られなかった。また、ロボットへの付加機能として、低周波刺激による唾液分泌促進効果も計画していたが、100Hz以下の単一周波数では良好な唾液分泌の増加は得られなかった。本研究は唾液腺マッサージに熟練した歯科医師が行ったマッサージと同等か、あるいはそれ以上の治療効果を目指しており、予備実験の延長を余儀なくされた。その後、数ヶ月、種々の検討を行った結果、唾液分泌に有効な周波数帯域が250-300Hz前後に存在する可能性が高いこと、また、温熱刺激で顕著に唾液分泌が増加することを発見した。温熱刺激は一般的なマッサージには利用されるが、唾液腺へ適用した例はないと思われ、本研究が世界初の試みとなる。来年度は、さらに検討を加え、唾液分泌のためのより効率的な刺激法を解明し、唾液腺マッサージロボットにこれら機能を付加することにより、ロボットの完成を目指す。口腔乾燥症は唾液分泌機能の障害により、咀嚼、味覚、会話、嚥下など、日常生活の基本となる様々な口腔機能に悪影響を与え、QOLを著しく低下させる。本研究は口腔乾燥症の治療に顎顔面マッサージロボットを活用し、これまでにない安全で有効な治療法を確立することを目的とするものである。本年度は、ほぼ研究実施計画どおりに研究を進める事ができた。本年度の研究成果の一つは、過去、ほとんど報告されていなかった温熱刺激が耳下腺の唾液分泌促進に非常に有効であることを発見したことである。刺激温度と刺激時間は40°C、2分で、健常者ならびに口腔乾燥症患者の唾液分泌が促進されることが明らかとなった。口腔乾燥症患者については、治療開始前と比べ顕著に唾液分泌量が改善しており、温熱刺激が一時的な唾液分泌促進のみならず、口腔乾燥治療にも有効である可能性が高いことがわかった。本治療法の安全性については、20名以上の対象者に温熱刺激を施行してきたが、これまでの研究期間において有害事象が生じた症例はなく、安全かつ有効な新治療法の確立へと大きく前進したと思われる。尚、当初計画していた低周波刺激では十分な唾液分泌効果が得られなかったため、今後は温熱刺激を中心に検討を行う予定である。もう一つの研究成果は、耳下腺導管の走行をCT画像を基に分析し、耳下腺導管に閉塞を起こしやすい患者は、耳下腺開口部付近の導管が大きく湾曲していることを明らかにしたことである。口腔乾燥症患者にも閉塞を起こしやすい患者が多く、この研究成果は、ロボットのマッサージ部位の決定や、有効なマッサージ方法を選択する上で非常に重要な根拠になると考えられる。以上の研究成果は顎顔面マッサージロボットの改良に有用であり、また、学術的にも価値のある研究成果であり、最終年度へ向けての準備としては満足のいく成果が上げられたと思われる。本研究は口腔乾燥症の治療に顎顔面マッサージロボットを活用し、これまでに無い安全で有効な治療法を確立することを目的とするものである。本年度は最終年度であり、昨年度に引き続き、唾液腺への温熱刺激による治療効果についての検討を行った。特に、治療効果が期待できる来院間隔を検証するため、患者の来院間隔を1週間毎、2週間毎、1ヶ月毎の3パターンに分け、それぞれの治療効果について比較検討した。その結果、1ヶ月毎の来院でも唾液分泌量の改善が確認できた。しかしながら、温熱刺激の反応が悪い口腔乾燥症例は、治療間隔を変更しても、唾液分泌量の増加は認められなかった。

以上の結果は、患者個々の治療プロトコールの立案に有用な研究成果であると考えられた。顎顔面マッサージロボットの口腔乾燥症治療への応用に関しては、耳下腺導管の走行(特に導管開口部から咬筋前方部)をCTにより分析し、マッサージロボットのアーム起動を唾液排出にほぼ理想的なものに調整した。耳下腺部のマッサージに関しては、施術者が耳下腺部の位置をロボットに記憶させることにより、自動的に耳下腺から導管までの広範囲にわたるマッサージが可能となった。温熱療法機能をロボットに付加する検討も行ったが、温度調整の安全性が確保できなかったため、今後の検討課題とした。以上のように、これまでの3年間の研究成果により、温熱刺激と顎顔面マッサージロボットを併用した全く新しい治療法が確立できたと考えられた。本治療法は安全で、しかも治療効果も期待できるものであり、口腔乾燥に苦しむ多くの患者を救済できる可能性が示唆された。
カラーコードを用いた手術用鋼製小物のリスクマネジメント

手術用の鋼製小物(メス,ハサミ,鉗子など)は,破損/故障が医療事故につながるにもかかわらず,これまでその実態が十分把握されてこなかった。手術には膨大な同種の器械が多数使用され,使用後は一度に多くの器械が洗浄・滅菌される。そのため,一つひとつの機器がどの程度の使用で経年劣化するかを把握することが困難であった。本研究では鋼製小物の破損/故障の実態把握のため,その自動認識,個別管理法の開発を目的とした。本研究では,手術で使用される鋼製小物(手術用器具)の故障による医療事故を防ぐため,器具を自動的に個別管理する方法を確立することを目的とした。実際に手術で使用されるものと相同の鋼製小物にカラーコードを装着し,複数の鋼製小物を認識すると同時に,その鋼製小物に標識されたカラーコードの読み取りを行った。鋼製小物の自動認識のために,立体画像の画像解析装置を搭載した鋼製小物認識装置を試作し,その感度の向上を目指した。また,一方で鋼製小物に標識するカラーコードを極小まで小型化することでカラーコードが鋼製小物の個体識別に用いることが可能であることを明らかにした。カラーコードの標識に関しては,鋼製小物に対して,当初メッキによるカラーコードで標識する試みを行ったが,極小メッキは,技術的には可能なものの,高度な精度が必要であり,メッキの均一性を保つことは極めて困難であることが明らかになった。代わりにカラーコードを紙に印刷して樹脂により被覆,貼付する方法に切り替えたが,樹脂の滅菌耐性に関しては,今後引き続き検討を行う必要がある。その一方で,印刷した極小のカラーコードに関しては,認識精度が高く,被写体の焦点に左右されない有用性が確認された。今後は鋼製小物に貼付する部位を一定にして検討を行う方針である。また,鋼製小物の判別自体も極めて良好であり,試作機の立体画像識別能の高さが示された。鋼製小物の識別に関しては,今後その種類を増やし検討を行う必要があるが,画像認識ソフトの性能上,当面は10種類程度に限った検討を行う予定である。画像解析装置を用いて手術器具を認識するには,手術器具のコンピュータ立体情報(CAD)が必要である。CAD情報を認識装置に記憶させることにより,画像装置は手術器具の画像をその記憶された情報と比較することで個別の手術器具を認識することができる。しかしながら,CAD情報はすべての手術器具に対して準備,作成されておらず,これまでは実際の器具を手動で計測し,人がCAD情報を作成する必要があった。CAD情報をより容易に,統一的に作成するため,今回3Dスキャナーを導入した。3Dスキャナーは手術器具を立体的にスキャンすることにより,手術器具のCAD情報を作成することができる。しかしながら,実際には線状の手術器具(ゾンデなど)のCAD情報作成には,スキャン方向を工夫するなどのコツが必要である。また鋼製の手術器具はスキャナーでの認識が不良で,金属表面に艶消しの処理を施す必要がある。これらの工夫を施した後も入手した3Dスキャナーには表面上方の欠損,表面情報の“変形"などが存在し,入手情報には適切な情報処理を手動で行う必要がある。しかしながら,そのような処理を適切に行うことにより,これまで手動で行っていたCAD情報に比べ,短時間で均一な情報を作成することができることが明らかになった。手術器具の認識に際して,CAD情報の作成が困難であったため,その問題を解決するため,容易にCAD情報を作成,取り込むため,3Dスキャナーを導入した。3Dスキャナーを用いることにより,容易に任意の手術器具のCAD情報を作成することが可能になり,手術器具の認識率も飛躍的に向上した。ただし,CAD情報作成には情報量をコンパクトに圧縮する,線状の器具については3Dスキャナーでの取り込み時に表面処理を施す,などの工夫が必要であり,そのような器具では立体画像認識装置を用いた認識率も低下することが示された。また,3Dスキャナーを用いたCAD情報では情報量が大きくなるため,認識時間も延長した。手術器具認識装置の運用には,手術器具のCAD情報の作成,立体画像認識装置の画像処理能力の向上が今後大きな課題になることが示された。当初手術器具の故障をとらえるため,器具ここをカラーコードでマーキングして個別認識することを計画していた。カラーコードは縮小化したものを器具につけることは可能であることを確認したが,そのための樹脂の選定に当初の予定以上の時間を要した。理由としては,カラーコード被覆のための樹脂には手術器具に対する洗浄・滅菌に伴う器械的,科学的負荷が予想以上にかかったことがある。最終的には海外で流通している医療機器用の接着用樹脂が使用可能であることが判明し,樹脂の毒性についても同時に克服することが可能であった。また,樹脂自体の透明性についても当初予定した樹脂よりも若干は劣るものの画像認識装置による認識は十分に可能であり,カラーコードの認識については,最終的に当初の予定通りの計画を進めることができた。

また手術器具の種別を器械的に認識する部分であるが,カラーコードの認識機能を含んだプロトタイプの手術器具認識装置を製作することができた。手術器具の認識のために予定では3次元コンピュータ画像を用いることを計画していたが,コンピュータ画像の作成に時間がかかり,計画が遅れることとなった。解決方法としては,3次元画像を3Dスキャナーで作成することとし,そこで作成した手術器具のCADデータを手術器具認識装置に取り込むことにより,より多種類の手術器具を認識することが可能となった。ただし,3Dスキャナーによる手術器具の3次元画像情報は,万能ではなく作成にあたってコンパクトな情報とすること,線上の手術器具(ゾンデなど)については,スキャナーによる画像作成時に,器具の表面処理を十分に行うこと,などいくつかの課題も存在した。24年度が最終年度であるため、記入しない。3Dスキャナーによる画像は情報量が大きくなり,手術器具の種別の認識率が格段に上昇するものの,画像認識処理にかかる時間も延長することになり,コンピュータの処理能力の向上と画像認識ソフトの性能向上が今後残された課題になると考えられた。今後は,現在限られた種類の手術器具しか認識されないが,その種別を増やし,より性能を向上させたプロトタイプの手術器具認識装置を作成する。また,現在使用しているカラーコードでは情報数に限りがあり,QRコードとの比較を行う必要がある。また,カラーコードの情報量の制限を克服するために,器械の認識情報を管理するソフトを開発する必要がある。今後は手術器具管理情報の開発を行う予定である。