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剣道競技における打突分析および指導法の改善に関する研究

平成19年度は研究実施計画に照らし取得部位と勝率の相関関係解析を行った。剣道の試合における取得部位は、面・小手・胴・突の4カ所に大別される。これまで剣道の試合において勝率の高い選手はこれら4つのポイントを均等に取得していることが経験的にわかっている。しかしながら、このような傾向はあくまで経験的なものであり、具体的な解析データとして明確にされているわけではない。このためまず最初に取得部位と勝率との相関関係を解析し、本校剣道部学生の試合データに基づき勝率に及ぼす取得部位のバラツキの効果を明らかにした。研究分担者の川口がデータ処理を担当し、過去の試合結果などからも分析を行った。近年の教育においては「知育」のみが重視され、ややもすれば「徳育」「体育」が軽視される傾向にあるように感じられる。また、知育偏重教育のさまざまな歪みが出てきている時代であるとも言われている。研究代表者の細野は本校着任以来32年間にわたって本校の体育、武道教育に尽力してきた。特に監督を続けている剣道部では平成元年度から平成20年度までの20年間において本校剣道部は連続して全国高専大会に団体出場しており下記のような成果が挙げられた。1.打突時動作の分析および評価収集した打突時動作の分析および評価を行った。画像処理技術を利用し竹刀の動き、速度によりカテゴライズの分析を実施した。カテゴライズの手法は研究分担者の川口の専門分野であるニューラルネットワーク等の技術を活用した。これにより客観的なデータ収集、打突評価を行いながらデータ収集、評価を続けながら取得部位のポイントにおける観点から指導法の改善を目指した。さらに、稽古時における個々の部員の動きをデータとして収集し、定量的に評価する手法を確立した。2.日常の稽古指導の見直し日常的な稽古では校内1周のランニングの後体操と素振りを行っておりその後切り返し、追い込み、基本打ち、かかり稽古、連続打ち、一本勝負、かかり稽古の内容である。地稽古の場合どうしても片方が打てばもう片方が打つといった感じになって緊迫感が欠けてしまいがちになる問題点を一本勝負の稽古で補うことなどの改善を実施している。本研究で収集した打突時の動作解析をもとに日常の稽古指導の見直しおよび指導法の改善についての考察も行った。1.遠征よりも練習試合重視の指導法検証について技術的なことを考え、勝利のみを追求するならば、遠征を抜きには語れないかも知れない。しかしながら対外試合のみに片寄ってしまうと勝利至上主義となり武道の精神の中の大切なものを見失う恐れがある。確かに、学校における稽古ばかりでは刺激も少なく、基本稽古の繰り返しは一見つまらないことのように思いがちである。しかし、内容、方法さえ工夫すれば実はそうではなく、知らないうちに「忍耐力」が身に付いてくることが経験的にわかっている。学生にとって基礎・基本を中心とする稽古に対する不平・不満がないわけではないが、そのような気持ちを本校では週末の練習試合で解消させ個人の力量の確認をするように指導している。
肥満関連肝疾患発症予防を目的とした骨格筋における転写因子Ｎｒｆ２活性化と機能解析

運動能力の低下は、肥満に起因する疾患の発症、増悪の原因となる。そのため、これらの肥満関連疾患の治療・予防のために、骨格筋機能を維持するための方法の確立が早急に求められている。我々は、ストレスセンサーである転写因子NF-E2related factor 2(Nrf2)に注目し、Nrf2が骨格筋の機能にどのような影響を与えるかについて検討した。Nrf2KOマウスを用いたin vivo解析では、Nrf2KOマウスは野生型に比べ、運動能力(持久力)が有意に低く、また、継続的な運動による脂肪肝の改善程度も低いことが認められた。さらに、その要因の1つとして、骨格筋分泌タンパク質(マイオカイン)の発現差異が関与している可能性が示唆された。さらに、Nrf2が運動能力に影響する分子メカニズムを明らかにするため、筋芽細胞株C2C12と細胞電気収縮装置を用いて解析した結果、C2C12筋管細胞の過度な収縮は、ミトコンドリアでの過剰なROS生成を引き起こし、Nrf2およびその下流遺伝子は、生成されたROSの消去に働くこと。そして、過剰なROS生成は筋管細胞の機能不全及び骨格筋のアポトーシスを誘導するが、Nrf2の活性化はROSの消去を行うことで、その反応に対して抑止的に働くことが示された。以上、本研究は、Nrf2の欠損は、抗酸化ストレス機構の不全による、運動中の骨格筋のエネルギー代謝の破綻を引き起こし、逆に、Nrf2の活性化は、細胞機能保護作用の増加によって、骨格筋機能の維持・向上をもたらすことを明らかにした。すなわち、運動及び運動療法を行う上で、Nrf2が効率的な運動効果を得るための重要因子(遺伝子標的)であることを示唆した。27年度が最終年度であるため、記入しない。過剰な脂肪蓄積は、組織の構造や機能に異常をきたし、炎症状態を誘発することで、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)等の器官障害を引き起こす。肥満やNAFLDでは、肝臓のみならず、骨格筋での脂肪沈着症も合併していることが知られる。骨格筋における脂肪沈着は、骨格筋の機能不全を引き起こし、運動能力の低下を招く。NAFLDに代表する肥満を伴う疾患は、食事・運動療法以外にコンセンサスが得られた治療法が未だ確立されていないなか、運動能力の低下は、疾病の増悪、予後に関連する大きな問題となる。そのため、これらの治療・予防方法の確立のために、骨格筋における脂肪沈着の予防および骨格筋機能を維持するための方法の確立が早急に求められている。我々は、ストレスセンサーである転写因子NF-E2related factor2 (Nrf2)の肝臓での発現増加が、NAFLDの病変形成に対し抑止的に働くことに注目し、骨格筋においてもNrf2は同様の働きをもつのではないかと考えた。また近年、骨格筋より分泌されるタンパク質群である「マイオカイン」が、脂質代謝を含む全身の代謝状態を制御していることが報告されている。そこで本研究では、Nrf2KOマウス、Nrf2過剰発現マウスであるKeaplKDマウスを用いて、in vivo、in vitroにて、Nrf2が骨格筋の脂肪蓄積およびマイオカイン産生能にどのような影響を与えるかについて検討する。本年度の研究では、野生型マウス、Nrf2KOマウスおよびKeap1KDマウスの間で運動能力に差異があること。各マウス間で運動による脂肪肝の改善効果に差異があることが確認された。そして、その要因として、各マウス間での骨格筋分泌タンパク質(マイオカイン)の発現差異が関与している可能性が示唆された。しかしながら、その機序を明らかにするまでには至っていない。そこで今年度の研究成果に基づき、次年度もひき続きNrf2の骨格筋内での働きおよび、マイオカインの産生に与える影響についての解析を行い、Nrf2を標的とした、肥満関連疾患の予防および、骨格筋機能を維持するための方法の確立を目指す。人体に対する過剰な脂肪蓄積は、組織の構造や機能に異常をきたし、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)等の器官障害や、骨格筋の運動機能障害を引き起こす。運動療法は、NAFLDに代表する肥満関連疾患に対する最も重要かつ効果的な治療方法の1つであるため、肥満患者の運動能力の向上、骨格筋機能を維持する方法の確立が早急に求められている。申請者らは、酸化ストレスセンサーであるNF-E2related factor 2(Nrf2)の、肝臓での脂肪蓄積・NAFLDの病変形成抑止効果に注目し、骨格筋においてもNrf2は同様の働きを持つのではないかと推察した。そこで、Nrf2が骨格筋の脂肪蓄積および機能に与える影響について検討する本研究を立案した。本研究研究目的は、Nrf2の骨格筋機能に対する働き、特に骨格筋のエネルギー代謝機能への関与を明らかにする。さらには、Nrf2の賦活化が骨格筋エネルギー代謝機能及び運動機能向上を促進させ、NAFLDの発生と進展に対して有益な役割を演じることを明らかとする。Nrf2欠損、過剰発現マウス(keap1欠損)を用いて、Nrf2の骨格筋機能に対する働き、骨格筋のエネルギー代謝機能への関与を検討した結果、Nrf2KOマウスは、野生型に比べ運動耐用能の有意な低下を示し、さらに運動による脂肪肝の改善が認められなかった。また、より詳細にその分子メカニズムを解析するために、上記マウス由来の筋衛星細胞初代培養系の構築、細胞電気刺激と細胞伸展装置を用いて、筋細胞の運動状態をin vitoで再現する実験系を構築した。

培養・筋衛星細胞を用いた検討では、電気刺激による筋管細胞の強制収縮は活性酸素種の産生を促し、Nrf2はその消去を主体とした細胞保護機能を有していることを証明した。さらに、筋管の収縮により分泌されるタンパク質にNrf2の活性化の有無が関与している知見を得た。今後はその詳細について解析を行う。運動能力の低下は、肥満に起因する疾患の発症、増悪の原因となる。そのため、これらの肥満関連疾患の治療・予防のために、骨格筋機能を維持するための方法の確立が早急に求められている。我々は、ストレスセンサーである転写因子NF-E2related factor 2(Nrf2)に注目し、Nrf2が骨格筋の機能にどのような影響を与えるかについて検討した。Nrf2KOマウスを用いたin vivo解析では、Nrf2KOマウスは野生型に比べ、運動能力(持久力)が有意に低く、また、継続的な運動による脂肪肝の改善程度も低いことが認められた。さらに、その要因の1つとして、骨格筋分泌タンパク質(マイオカイン)の発現差異が関与している可能性が示唆された。さらに、Nrf2が運動能力に影響する分子メカニズムを明らかにするため、筋芽細胞株C2C12と細胞電気収縮装置を用いて解析した結果、C2C12筋管細胞の過度な収縮は、ミトコンドリアでの過剰なROS生成を引き起こし、Nrf2およびその下流遺伝子は、生成されたROSの消去に働くこと。そして、過剰なROS生成は筋管細胞の機能不全及び骨格筋のアポトーシスを誘導するが、Nrf2の活性化はROSの消去を行うことで、その反応に対して抑止的に働くことが示された。以上、本研究は、Nrf2の欠損は、抗酸化ストレス機構の不全による、運動中の骨格筋のエネルギー代謝の破綻を引き起こし、逆に、Nrf2の活性化は、細胞機能保護作用の増加によって、骨格筋機能の維持・向上をもたらすことを明らかにした。すなわち、運動及び運動療法を行う上で、Nrf2が効率的な運動効果を得るための重要因子(遺伝子標的)であることを示唆した。骨格筋内のNrf2を標的とした、非アルコール性肝疾患を含む肥満関連疾患に対する新たなる治療方法の確立を目的に、本研究課題に取り組んでいる。本研究は、近年、増加の一途にある肥満関連疾患の治療・予防方法への、新たなるアプローチを探索する研究であり、その社会的貢献度は極めて高い。前年度と本年度の研究では、野生型マウス、Nrf2KOマウスおよびNrf2過剰発現マウスの間で運動能力に差異があること。Nrf2KOマウスでは、他のマウスに比べ、運動による脂肪肝の改善効果が低いことを認めた。そして、その要因として、各マウス間での骨格筋分泌タンパク質の発現差異が関与している可能性を示している。さらに、培養細胞を用いた研究より、電気刺激による筋管細胞の強制収縮は活性酸素種の産生を促し、Nrf2はその消去を主体とした機能を有していることを証明した。さらに、細胞内での過剰なROS生成は、アポトーシスを誘導することが知られる。そこで、siNrf2群とコントロール群との間での、EPS後のアポトーシスマーカー発現比較を行った。
ユ-イング肉腫発症の原因遺伝子の同定とクロ-ニング

ユ-イング肉腫(Ewing's Sarcoma;ES)および末梢神経上皮腫(Peripheral Neuroepitheliom;PNE)では、すべての症例で染色体相互転座t(11;22)(q24;q12)が見られるので、第11まだは第22染色体の切断部位に未知のがん遺伝子が存在し転座によって活性化することが原因と考えられる。本研究ではこの未知がん遺伝子のクロ-ニングを行ない、切断点近傍の詳細な物理的地図を作成することを目的とした。すでに我々はセルソ-タ-を用いて高分解能のフロ-カリオタイプを作成し、任意の染色体を高純度でソ-ティングする技術を確立している。今回、SCCHー196、RDーES、NCRーEW2細胞株のフロ-カリオタイピングを行った。その結果、SCCHー196細胞は約36時間の倍化時間を示して比較的増殖がよく、20画分の良好なフロ-カリオタイプが得られた。ソ-ティングした各々の画分の染色体に第11・第22染色体のDNAマ-カ-をハイブリダイズした結果、転座染色体11q+(11ptetーq24::22q12ーqter)および22qー(22pterーq12::11q24ーqter)は、正常の第11・第22染色体と異なる画分にソ-ティングされることが明らかになった。さらに、D22S1マ-カ-は22qー染色体にハイブリダイズし11q+にはハイブリダイズしなかった。一方D22S15マ-カ-では逆の結果を示した。従って、ESおよびPNEの転座の切断点は両マ-カ-の間1.2cM内に位置すると限定された。また、第22染色体のNotIリンキングクロ-ンを多数分離した。さらに、コスミドライブラリ-も作成中である。今後これらのクロ-ンを用いて、マ-カ-S1とS15の間およびその前後のNotI制限酵素地図を作成し、隣接するNotI断片上のコスミドを分離して切断点に迫る予定である。
嫌気性菌ベクターを用いた虚血性心疾患に対する血管新生療法薬剤の開発

嫌気性細菌であるB.Longum(BL)が、静脈内投与によっても心筋梗塞部位に特異的に蓄積し、非虚血部位からは速やかに除去されることをモルモット心筋梗塞モデルを用いて示し、BLが虚血性心疾患に対する治療薬のベクターとして有用である可能性を示した。次いでbFGF遺伝子をこのベクターに組み込んだFGF-BLを開発し、これを用いたモルモット心筋梗塞モデルの治療実験を行った。FGF-BLが心筋梗塞部位に特異的にデリバリーされることを確認したが、左室機能の改善効果を示すには至らなかった。本研究申請者はこれまでに、偏性嫌気性菌Bifidobacterium longum (B. longum)菌が、全身投与でも虚血部位特異的に集積、増殖し、しかも虚血の改善度に伴って消失するという、虚血性疾患治療薬の担体(ベクター)として極めて優れた特質を有することを見出した。またこのB. longumベクターにヒトbFGF遺伝子およびその発現遺伝子を組み込んだbFGF組換えB. longum(FGF-B.L)を開発し、マウス下肢虚血に対して血管新生作用を持つことを確認してきている。この研究成果に基づいて、虚血性心疾患においてもB. longum菌がベクターとして有用であることを示し、さらにFGF-B.Lが虚血性心疾患に対する血管新生療法薬剤として有用であることを示すことを目的とする。本年度は1,モルモット心筋梗塞モデルの確立(Hartleyモルモット(雄、8ー9週齢)を用い、全身麻酔下に左開胸を行い、クライオアブレーションにて心筋梗塞を作製。術後1週間目以降に超音波検査にて心機能を確認後、心臓を摘出しマッソントリクロム染色にて心筋梗塞範囲を確認)、2,心筋梗塞部位へのベクターの局所投与により、ベクターが心筋梗塞部位に特異的に存在することを確認(心筋梗塞作成後同部位を含めた心筋にベクターを局所注射し、摘出。ホモジナイズし嫌気培養を行い、単位グラムあたりの菌数を算出)、3,心臓以外の他臓器への散布がないことを確認(同時に脾臓、肺、血液などを採取し同様に菌数測定を行う)を行った。モルモットモデルへのベクターの注入速度およびその安全性の確立に時間を要した。しかし現在では安全な投与量および注入速度をある程度把握できたため、この問題は乗り越えたと考えている。本研究で使用する偏性嫌気性菌Bifidobacterium longum (B.longum)菌は、研究代表者の以前の研究により、全身投与(静注)でも虚血部位特異的に集積、増殖し、かつ虚血の改善に伴い消失するという、虚血性疾患治療薬の担体(ベクター)として極めて優れた特質を有したものである。またこのB.longumベクターにヒトbFGF遺伝子およびその発現遺伝子を組み込んだbFGF組換えB.longum (FGF-B.L)については、マウス下肢虚血に対し血管新生作用をもつということも確認している。これらの研究成果に基づき、本研究では虚血性心疾患においてもFGF-B.Lが血管新生療法薬剤として有用であることを示すことを目的とした。初年度に実施検討していたモルモット心筋梗塞モデルについては、クライオアブレーション法という組織を外的要因により壊死させるという手法であったため、組織の低酸素状態の評価がわかりにくく、本研究の特徴である虚血部位に虚血の程度に応じて集積するという偏性嫌気性菌ベクターの組織評価の確認が難しいことが判明した。そこで平成28年度はモデル作製法の見直しをおこない、結紮法による心筋梗塞モデルについて検討し、より最適なモデルを確立したうえで再度ベクターの投与試験をおこなった。新たに確立したモデルにおいても、1.梗塞作製部位に限局したベクターの集積および健常心部位からの消失、2.他臓器への不散布、3.低心機能時における安全な投与量の確認、などが確認された。モデル作製法の再検討に年度初旬は費やしたものの、その後の検討は順調に進んだため、低心機能時における安全性の確認まで行うことができた。また、B.Lベクターのみ(空ベクター)とFGF-B.Lの比較による有効性の確認についても現在心機能評価合わせ実施中であり、期間終了後に組織評価を行うべく準備している。本研究代表者はこれまでの研究で、Bifidobacteriuim Longum(B.Longum)菌が、全身投与(静注)でも虚血部位特異的に集積・増殖し、かつ虚血の改善に伴い消失するという、虚血性疾患治療薬の担体(ベクター)として極めて優れた特性を有し、このB.LベクターにヒトbFGF遺伝子およびその発現遺伝子を組み込んだbFGF組換えB.Longum(FGF-B.L)が、マウス下肢虚血に対し血管新生作用をもつことを示してきた。これらの研究成果に基づき、本研究は虚血性心疾患においてもFGF-B.Lが血管新生療法薬剤として有用であることを示すことを目的とし実施された。まずクライオアブレーション法によりモルモット心筋梗塞(心筋傷害)モデルを作製、B.Lベクターの全身投与を実施し、患部への集積確認が可能となる投与菌数および投与スケジュールを検討し、一定の目途を付けることができた。次いで組織低酸素状態とそれに伴うB.Lベクターの虚血部位特異的な集積確認との相関を評価するため、冠動脈結紮法を用いた虚血性心疾患(心筋梗塞)モデルを確立した。このモデルを用いて、クライオアブレーションモデルと同様に、菌の集積、投与法(量)に対する安全性、健常部位からの菌の消失についての投与試験を実施し、B.Lベクターの有用性を確認した。

さらにbFGF組換えB.Longum(FGF-B.L)においても同様に、虚血部位選択性を確認した。次いでB.Lベクター(空ベクター)投与群とFGF-B.L投与群による経時的心機能(エコー)評価試験を実施し、効果を比較した。しかし28日の観察期間において、有意な心機能改善効果は認められなかった。摘出心による組織学的評価については現在実施中であるものの、効果(作用)発揮のためには何らかの追加手法が必要と考えている。嫌気性細菌であるB.Longum(BL)が、静脈内投与によっても心筋梗塞部位に特異的に蓄積し、非虚血部位からは速やかに除去されることをモルモット心筋梗塞モデルを用いて示し、BLが虚血性心疾患に対する治療薬のベクターとして有用である可能性を示した。次いでbFGF遺伝子をこのベクターに組み込んだFGF-BLを開発し、これを用いたモルモット心筋梗塞モデルの治療実験を行った。FGF-BLが心筋梗塞部位に特異的にデリバリーされることを確認したが、左室機能の改善効果を示すには至らなかった。モルモット心筋梗塞モデルへの本ベクターの全身投与によっても、心筋梗塞部位にベクターが集積することを示し、心筋梗塞における有効性を確認する。また安全性の確認のため、モルモット心筋梗塞モデルを用いたFGF-B.Lの催不整脈作用確認および家畜ブタ心筋梗塞モデルを用いた、低心機能に対する影響の確認を行う予定である。現在実施中の心機能評価の解析、また摘出組織をもとに組織学的検査よび分子生物学的検査を実施し、有効性について比較検討する。解析結果に基づき必要であれば菌投与量の増加やマルトース投与による菌増殖時の栄養源補助などをおこなうほか、最終決定となるモデルにおいてはn数の増加も予定している。医歯薬学モルモットへのベクターの投与量、投与速度などの検討に時間を要し、予定した量の動物実験を行うことができなかったため。モルモット心筋梗塞モデルにおける有効性について、各種検討がさらに必要である考えられるため。今年度行えなかった動物実験を来年度に振り替えて行うと共に来年度実施予定の実験も行なうため、次年度請求額と合わせての使用を予定している。平成29年度も引き続き動物試験の実施およびその解析に必要となる物品を購入予定であり、また研究結果発表に必要な費用にも充てる予定であるため、平成29年度請求額と合わせて使用する。
リハビリテーションサービス提供のための標準業務プロセスモデルの構築と検証

医療の質保証は社会における重要課題であり,病院におけるリハビリの質保証・改善が求められている.質保証・改善のためには対象業務の可視化が重要であり,そのための方法は数多くある.しかし,リハビリに特化し,医療サービスの特徴を考慮した業務の可視化方法は確立されていない.さらに,各病院で提供するリハビリ業務には共通点が多いため,標準的な業務プロセスモデルを確立し,そのモデルを用いることで効果的に可視化できる.また,標準モデルと自病院の乖離がわかるため,業務の問題点を把握でき,業務改善が促進される.以上より,本研究ではリハビリの標準業務プロセスモデルを提案し,A病院に適用してその有効性を検証した.当初の研究実施計画どおり,モデル開発病院(大久野病院,城東中央病院,前橋赤十字病院)に対して,研究調査と定期的な研究会合を実施することで,良質な入院リハビリテーション・サービスを提供するために各医療機関で共通に必要となる「標準業務プロセスモデル」の素案を作成した.具体的には,まず考慮すべき9つの医療サービスを特定し,それに基づいて標準業務プロセスモデルの構成要素であるa)業務プロセスの階層,b)業務プロセス要素,c)業務フローチャートの3点を明らかにした.a)の階層では,“リハビリ実施の基本方針",“基本方針下でのリハビリ・プログラム",“個別の訓練実施計画"の3階層の計画に基づくPDCAサイクルを基本とした.b)では,これら3階層ごとに必要となる80の業務プロセス要素を帰納的・演繹的に導出し,c)では記述テンプレートと記述ルールを明らかにした上で,80の業務プロセス要素どうしの因果関係を,3病院への業務実態調査及び文献調査によって明らかにした.さらに,各業務プロセス要素に関与すべき職種(主治医,リハビリ専門医,療法士,看護師,クラーク・受付,事務など)と,職種間の効果的な連携を考慮して,各業務プロセス要素に対する職種ごとの役割分担表の案も作成した.以上の成果より,提案された「標準業務プロセスモデル」を自病院に合わせて適宜,選択・削除することで,自病院のリハビリテーション業務をより効果的に記述,設計することができる.また,同じモデルを用いて記述することで,例えば病院機能がほぼ同等である城東中央病院と前橋赤十字病院の間でのベンチマークも可能となり,これがさらにリハビリテーション業務の質改善を促進できる.昨年度の研究成果により,良質な入院リハビリテーション・サービスを提供するために各医療機関で共通に必要となる「標準業務プロセスモデル」の素案を作成できたので,本年度は,作成した本標準モデル案の有効性を検証した.第1の検証として,提案する標準モデルの3階層構造(リハビリ実施の基本方針",“基本方針下でのリハビリ・プログラム",“個別の訓練実施計画"の3階層の計画に基づくPDCAサイクル),各階層内の業務プロセス要素(計80要素),そして各業務プロセス要素の実施順序を表現した業務フローチャートが,本当に医療者にとって理解できるものか,実際の業務内容との間に大きな乖離はないかについて評価していただいた.その結果,改善すべきコメントはトータルで38件が得られた.具体的には,業務プロセス要素の抜け・漏れ12件とその表現方法の変更が7件,プロセスフロー6件,判断に関わる業務プロセス要素の移行先・移行条件が4件,そして関連職種に関しては9件となっており,さらに現地でのヒアリング調査時に総合評価コメントも頂いた.第2の検証として,これらを3病院に実際に適用し,自病院のリハビリ業務プロセスの可視化を行えるモデルとなっているかどうかを確認した.具体的には,例えばある病院においては本モデルを用いて可視化した業務プロセスと従来から保有しているリハビリ関連文書とを比較した結果,標準モデルで可視化できた業務プロセス要素に対し,従来文書内に記載されていないものの割合は平均で58.8%に達しており,本モデルの有効性を確認できた.最終的な検証結果として,地域も規模も経営母体も異なる3病院のいずれにおいても,リハビリ業務プロセスの可視化が効果的に行われたことが確かめられた.2014年度までに,良質な入院リハビリテーション・サービスを提供するために各医療機関で共通に必要となる標準業務プロセスモデルを作成し,本標準モデル案の有効性を検証した.有効性の検証は,“自病院においてリハビリ業務の可視化が円滑かつ体系的に行われるか"が中心であった.本年度はその検証をさらに進めて,1標準業務プロセスモデルと自病院のリハビリ業務プロセスの比較,そして2他病院とのベンチマークによって,リハビリサービスの質改善をより大きく進めることができるかを検討した.1については,ある1病院で実施し,標準モデルとの差異(7箇所)を把握した.そして,これら各差異に関して当該病院で実態調査を行い,いずれもリハビリ業務上に存在していた問題点であることが確かめられた.2に関しては,ほぼ同様な機能,規模を有するふたつの異なる病院において,まず提案する標準モデルを参考に自病院のリハビリ業務を可視化し,2病院のリハビリ業務の差異(業務要素,業務フロー,役割分担など)を把握した.そして,これら差異がリハビリ業務のパフォーマンスにおいて重要な問題となる可能性があるかどうかを判断するために,パフォーマンスを測定する管理指標を導出し,導出した管理指標と業務プロセスの関係性について明らかにした後,先ほど把握した病院間の違いがどの管理指標に影響を与えるかを検討し,それを通じてパフォーマンスに影響を与える重要な差異を特定した.そして,実際にこれらの差異についてデータ分析を行い,改善すべき問題であることを実証した.これまでの3年間の最終的な研究成果として以下が得られたことになる.1)良質な入院リハビリテーション・サービスを提供するために各医療機関で共通に必要となる標準業務プロセスモデル2)標準モデルとの比較を用いた自病院のリハビリ業務の改善3)標準モデルを介した,異なる2病院間のリハビリ業務のベンチマーク分析・改善方法

医療の質保証は社会における重要課題であり,病院におけるリハビリの質保証・改善が求められている.質保証・改善のためには対象業務の可視化が重要であり,そのための方法は数多くある.しかし,リハビリに特化し,医療サービスの特徴を考慮した業務の可視化方法は確立されていない.さらに,各病院で提供するリハビリ業務には共通点が多いため,標準的な業務プロセスモデルを確立し,そのモデルを用いることで効果的に可視化できる.また,標準モデルと自病院の乖離がわかるため,業務の問題点を把握でき,業務改善が促進される.以上より,本研究ではリハビリの標準業務プロセスモデルを提案し,A病院に適用してその有効性を検証した.当初の計画通りに進展している第1の理由としては,研究代表者は,本研究以前からモデル開発病院とは医療における品質マネジメントシステムに関する研究を進めていたため,本研究計画を策定する段階で,モデル開発病院と当該研究内容,進め方に関する合意形成がきちんとなされており,共同研究契約を結んでいるからである.第2の理由として,各モデル開発病院での研究の進捗管理,及び研究の途中で発生した問題点への迅速な対応のために,研究代表者が定期的に各病院に訪問して,各病院の研究協力メンバーとの研究会合を実施しているためである.品質管理次年度は,各病院が自組織におけるリハビリサービスの業務プロセスの可視化を効率的に行えるだけでなく,標準業務プロセスモデルや他病院との比較により,自病院のリハビリサービスの質改善をより大きく進めることができるかどうかを検討する.また,もう少しマクロ的な視点から見て,自組織の枠を超えて複数病院間での業務上の問題点や改善点,及びベストプラクティスの共有が可能となり,医療分野全体のリハビリサービスの質の底上げに大きく貢献できるかどうかについても検討する.さらに,本年度の研究過程内において,従来から病院内で実施しているヒアリ.ハット事例分析にも本モデルを活用できる可能性が示唆されており,この点についてさらに深く検討していくつもりである.当初の計画通りに進展している第1の理由としては,研究代表者が本研究以前からモデル開発病院とは医療における品質マネジメントシステムに関する研究を進めていたため,本研究計画を策定する段階で,モデル開発病院と当該研究内容,進め方に関する合意形成がきちんとなされており,共同研究契約を結んでいたからである.第2の理由として,各モデル開発病院での研究の進捗管理,及び研究の途中で発生した問題点を共有化するために,研究代表者が各病院へ訪問しての研究調査とは別に,全モデル開発病院が参加する定期的な研究会合を開いたことであると考えられる.当初の計画では,標準モデルの検証においてモデルの病院への適用支援と,モデルの改良点を議論するための研究会合・研究調査旅費を多めに計上していたが,本モデルに対する病院側の理解が早く,当初計画した回数の会合を開く必要がなかったので,そのための旅費も不要となった.次年度では,作成したモデル案が本当に医療者にとって理解できて使いやすいものであるかを検証する必要がある.
精子形成過程におけるDNA酸化損傷による遺伝子変異と不妊との相関に関する研究

精子形成過程におけるDNA損傷が、精子形成やその遺伝情報にどのように影響を及ぼしているのか、さらにはDNA損傷と男性不妊との相関についてマウスをモデル動物として解析を行った。具体的には、C57BL/6と、そのバックグラウンドに純化したDNAミスマッチ修復に関与するMsh2遺伝子欠損マウスを利用し、まずは加齢に伴う精子形成能の変化について観察を行った。また、DNA損傷を増大させると考えられるX線照射を行った個体の精巣についても観察を行った。観察は、未分化なゴニア細胞期、相同組換え期、半数体期、それぞれについてブアン固定した精巣切片を用いて観察を行った。さらに精子形成過程の観察と同時に自然交配および体外受精を行いDNA損傷と実際の妊孕性との相関についても調べた。その結果、DNAのミスマッチ修復に関与するMsh2遺伝子欠損マウスは、C57BL/6に戻し交配した我々の解析において精子形成過程に異状が認められ、その欠損形質においては精巣重量が14週齢以降で野生型と比較して有為に低下していた。HE染色による精巣切片像の観察及びTUNEL法によるアポトーシスの観察の結果、ゴニア細胞およびプレレプトテン期の細胞においてアポトーシスを起こしている細胞が多く観察され、その結果としてvacuolate(中空)となる精細管部分が観察され、そのことが精巣重量の低下の原因となっていることが判明した。しかし14週齢以降のMsh2遺伝子欠損マウスにおいては、精巣重量が野生型の60%程度に低下しているにも関わらず、オスにおける妊孕性は野生型と変わりがなかった。精子形成過程における酸化損傷が、精子形成やその遺伝情報にどのように影響を及ぼしているのか、さらにはDNA酸化損傷と男性不妊との相関についてマウスをモデル動物として解析を行りている。具体的には、DNA酸化損傷修復に関与するMTH1,MYH, OGG1遺伝子欠損マウスを利用し、突然変異スペクトラムの解析用レポーター遺伝子として大腸菌のrpsL遺伝子を染色体中に多数コピー組み込んだトランスジェニックマウスとの交配を行い、自然並びにX線誘発による生殖細胞における酸化損傷による突然変異のDNAレペルでの解析を行う。平成14年度は、まずMTH1,MYH, OGG1遺伝子欠損マウスそれぞれ単独で、非照射においては120W。また4GyX線照射で120Wにおいて精巣重量変化の測定と組織像観察を行った。その結果、OGG1遺伝子欠損型(-/-)個体に於いては若干、野生型よりも4Gy照射後の精巣重量回復が遅い傾向をみいだしており、現在サンプル数を増やして解析を継続している。また、これまでの突然変異スペクトラムの解析用レポーター遺伝子として大腸菌のrpsL遺伝子を染色体中に多数コピー組み込んだトランスジェニックマウスはrun配列と呼ばれるAAAなど同じ塩基が続く塩基配列において1塩基欠損が特異的に検出され、その他の変異スペクトラムの解析が困難であることが判明したため、アミノ酸配列を変えずにrun配列をなるべく排除した新rpsL遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスを平成14年度は作出した。現在、このトランスジェニックマウスとMTH1,MYH, OGG1遺伝子欠損マウスとの交配を進めている。具体的には、C57BL/6と、そのバックグラウンドに純化したDNAミスマッチ修複に関与する遺伝子欠損マウスを利用し、まずは加齢に伴う精子形成能の変化について観察を行った。観察は、未分化なゴニア細胞期、相同組換え期、半数体期、それぞれについて行っている。

その結果、DNAのミスマッチ修復に関与する遺伝子欠損マウスは、C57BL/6に戻し交配した我々の解析において精子形成過程に異状が誘められ、その欠損形質においては精巣重量が14週齢以降で野生型と比較して有為に低下していた。HE染色による精巣切片像の観察及びTUNEL法によるアポトーシスの観察の結果、ゴニア細胞においてアポトーシスを起こしている細胞が多く観察され、その結果としてvacuolate(中空)となる精細管部分が観察され、そのことが精巣重量の低下の原因となっていることが判明した。
ヒト由来膜タンパク質のＮＭＲ構造解析に向けた基盤研究

酵母発現系を用いることで、大腸菌発現系では調製することが困難なヒト由来膜タンパク質について、NMRを用いた構造解析を行うための試料調製手法の開拓を行った。この結果、複数のヒト膜タンパク質を酵母の細胞膜中に発現させることに成功するとともに、様々なバリエーションの安定同位体ラベル手法を確立し、NMRを用いた膜タンパク質の構造解析に利用できることを示した。本研究により確立した酵母を用いた膜タンパク質の安定同位体ラベル手法は、様々な膜タンパク質に対して応用可能であり、汎用性が高いと考える。NMR構造解析に供するヒト膜タンパク質試料の調製を目指し、複数の発現系構築を行った。P. pastorisの発現系が構築できた膜タンパク質(AQP1,C99,PMP22,TARPγ-2)については、いずれも酵母膜画分に発現されていることが確認された。PMP22などは大腸菌発現系では膜画分に発現しないことが知られており、本酵母発現系はこれらのヒト膜タンパク質発現に有効であると考えられた。AQP1については、2種類のプロモーター(AOX1,GAP)の発現系を構築し、1L培養あたり10mgを超える試料を調製することが可能となった。NMR試料調製において必要となる最小培地での発現においては収量が減少する問題がみられたが、培養条件、菌体の破砕条件、膜からの抽出条件等についての詳細な検討・至適化を行うことで、NMR構造解析に供する量の試料調製も可能となってきた。高分子量膜タンパク質のNMR構造解析・相互作用解析に必要となる、高効率な重水素ラベルおよびメチル選択ラベルを酵母発現系において達成するため、酵母K. lactisによるモデルタンパク質(MBP)発現系を用いた条件検討を行った。一般的に重水培養時には生育速度が低下し、発現タンパク質収量が減少したが、前培養での重水に対する馴化、および流加培養法を併用することで収量を増大させることに成功した。メチル選択ラベルについては、大腸菌とは異なる代謝経路が存在するため、Val、Leuのメチル標識率が低いという事実が判明したが、これを克服する目的で、形質転換時に酵母細胞質内に新たにアミノ酸合成酵素を共発現させる試みを行ったところ、顕著な標識率の向上が見られた。昨年度から検討を始めたモデルタンパク質を用いた酵母発現系(K.lactis)による高効率な重水素化、メチル選択ラベル法については、一定の成果があげられたため論文としてまとめ公表した。酵母発現系(P.pastoris)によるヒト膜タンパク質調製系については、昨年度までは、最少培地を用いた大量調製に問題があったが、(1)発現対象のコドン最適化、(2)酵母株の見直し、(3)ファーメンターを用いた発現時における栄養源供給時期および量の制御、(4)精製時の試料分解を制御するための複数の試み、などの工夫を施すことで、昨年度に比べ格段に発現量を改善することができた。その結果、限られた窒素源・炭素源(NH4Cl: 3g/L; methanol: 10mL/L)を用いる培養条件で、15N標識した試料(PMP22, FLAP)を調製し、1H-15N-TROSYスペクトルを得ることに成功した。また、高分子量膜タンパク質のNMR解析において必須となる重水素化ラベル試料調製のための重水培養も同様のアプローチで行うことが可能であった。また、FLAPについては特異的阻害剤(MK-591)の添加を行うことで特徴的なNMRスペクトルの変化も確認できたことから、今後NMR解析を進展させていくことが可能である感触も得た。上記で試みたAOX1プロモーターによる発現系に加え、GAPプロモーターを用いた酵母発現系についても培養条件を制御することで、最少培地中でも十分な菌体の生育が見られるようになってきた。GAPプロモーター系は、昨年度までに確立したK.lactis発現系における培養・同位体ラベルアプローチがそのまま適用できると考えられ、低コストな安定同位体ラベル試料調製が期待できる。ニワトリリゾチーム(HEL)をモデルタンパクして用い、酵母P.pastorisを用いて2H標識、15N標識を行った場合の同位体標識率を定量化した。この結果、2H標識率が90%(培養液の重水素化率は95%)、15N標識率が92%であることが示された。次に、NMR測定感度の高いメチル基に対する選択的13C標識を試みた。メチル基選択的13C標識メチオニンを添加した最小培地において酵母培養を行い、リコンビナントHELを得た後、得られたHELについてNMR測定を行った結果、メチオニンのメチル基に由来すると考えられる1H-13C相関シグナルのみが出現したことから、メチオニンのメチル基の選択的標識に成功したと判断した。本プロトコールを拡張し、メチオニン残基のメチル基を選択的に標識したヒト膜タンパク質(FLAP)を調製し、NMR解析を行った。

この結果、通常の主鎖アミド基を対象としたNMR測定では検出することが困難な、膜貫通ヘリックス上に存在するアミノ酸残基に由来するシグナルを検出することに成功した。さらに、本メチル基を観測対象として、酵母膜および大腸菌膜から調製したFLAPの安定性の比較を行ったところ、大腸菌膜から抽出したFLAPについては、経時的なスペクトル変化が観測されたが、酵母膜から抽出したFLAPについては半日を経てもスペクトルが変化しないことが明らかとなった。この結果は、酵母を用いて発現させたFLAPが、大腸菌を用いて発現させたFLAPと比較して安定であることを意味しており、恐らく酵母膜に特徴的な脂質成分(ステロール類など)が、FLAPに強固に結合することで、その安定性を高めている可能性が考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。構造生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。モデルタンパク質を用いた酵母発現系による安定同位体ラベリング技術の開拓については、重水培養における生育改善、メチル選択ラベルにおける問題点の発見とその克服方法を確立できたことから、おおむね順調に進展していると考えている。一方、ヒト膜タンパク質の酵母発現に関しては、その発現量が顕著に低下する問題に遭遇した。培養条件、試料精製過程等について、時間をかけて詳細な見直しを行った結果、最近になり複数種の膜タンパク質について構造解析に供する試料量を発現することも可能となってきた。当初予定していたミトコンドリア内膜トランスポーター群の発現については未だ実施できておらず、次年度対応していく予定であるが、発現が可能となった膜タンパク質がすでに複数あるため、そのNMR構造解析への進展を優先して行おうと考えている。酵母発現系による安定同位体ラベル技術の開拓については、論文にまとめることができたため順調に進んでいると考えている。ヒト膜タンパク質の酵母発現において、最少培地での発現量が低い問題については、発現・精製法の見直しにより大きく改善されたと考えており、実際に複数の膜タンパク質でNMRシグナルを観測できる状況になった。一方で、発現した後の、酵母膜画分からの膜タンパク質の抽出(可溶化)条件については、膜タンパク質の個性に大きく依存するとともに、高効率に抽出できる界面活性剤が必ずしもNMR測定の際に適した界面活性剤となるわけではないことがわかったため、適切な界面活性剤の選択には、想定外の時間を要することになった。しかしながら、試行錯誤の末、複数の界面活性剤の組み合わせによる可溶化アプローチを行うことで、効果的な膜画分からの抽出ができることも判明し、現在までにある程度系統だった界面活性剤のスクリーニングの方針も定まってきたといえる。今後、構造解析可能な発現量を示したヒト膜タンパク質のNMR構造解析へととりかかるが、最終的な収量が十分でない膜タンパク質については、(1)コドンの最適化による発現量増大、(2)酵母発現株の検討、(3)ファーメンター培養条件の見直し、(4)試料精製段階でのロスを防ぐための方策(タンパク質分解酵素阻害剤の検討)、(5)界面活性剤による抽出方法の再検討、などの対応により収量増大を目指す。
産業集積の形成と発展過程-児島縫製業産地の事例研究-

本研究の目的は、労働、資本、中間財等が特定の地域に集中している状溌において発生する集積の利益が、いかに産業発展を推し進めるのかを、長期的な企業レベルデータを利用して実証的に分析することである。3年目である平成19年度は、これまで行ってきたフィールド調査から構築されたパネルデータを利用して、学術論文を執筆した。具体的には下記のようなアプローチをとった。(1)標準的な計量経済学的手法に基づいた統計分析を行った。(2)統計分析結果を経済学的理論の枠組みの中で考察した。この際には、フィールド調査から得られた現実的な知見も考慮しつつ産業整展メカニズムを提起した。論文の中で人的資本と社会的信頼が生産性上昇に与える効果を検証した。統計分析の結果、これらの効果が集積地の発展段階によって、大きく変化したことが確認された。これは過去に筆者が発表した備後地域の縫製業発展モデルと整合ト的なものとなっている。現在は、他の研究者からのコメントを参考にして論文の改良し、国際的な学術雑誌に投稿する準備を進めている。さらに、今後は本研究で明らかにされた社会的信頼が、経済社会に与える効果をより詳細に検証する予定である。児島地域との比較のために、長期間のパネルデータを利用し、関東地域の集積研究(1本)日本全体を対象とした産業集積(1本)の論文も執筆した。これらの研究により生産の効率性の決定要因が長期的な産業発展の中で、大きく変化したことがわかった。これらの研究は国際的な学術雑誌に掲載された。本研究では児島縫製業産地の長期的変遷を観察する。対象とする期間は、1968年から現在に至るまでである。2004年の7月には児島縫製業産地の概観を把握するための第一次予備調査を実施した。これに引き続いて2005年8月から9月にかけて、分析の基礎となる知識を得るために、調査票のプレテスト(第二次予備調査)、第一次、第二次本調査を実施した。調査によれば、縫製業の取引関係においては数千万円の契約を交わすときにも、正式な契約書を書くことはなかったという。取引関係から得られる長期的な利益を考慮した場合、短期的な利益追求のために機会主義的な行動をとるより、契約を履行するほうが合理的である。事前に予測されるあらゆる状況を詳細に想定して交わされる書面契約ではなく、取引開始後に起きた状況によって事後的に柔軟に対応するrelational contractは長期的に継続してきた閉ざされた取引関係において機能するのである。とりわけ慣習的な商習慣は伝統的な服種である学生服で強く、ジーンズや女子オフィスウェアなどの新しい業界では弱かった。昭和40年代はまだ備蓄が可能な詰め入、セーラー服のような定番商品が学生制服の主流であった。これに比べ、昭和50年代後半から各学校がオリジナル制服を採用するようになると、納期までに制服の生産を完了させることが厳しい状況になった。これに伴って、生産に要求される技能も変化する。単品種大量生産の頃は、それぞれの労働者を1つの工程に特化することによって生産の効率性を高めた。多品種少量生産になると、多様なデザインへ対応するために、より高性能の機械設備が重要になる。これと並行して取引期間の長さが変化した。このような生産システムと取引関係がどのように関わっているかを厳密に分析するのが今後の課題といえよう。産業発展における産業集積の役割と機能とは実際にどのようなものであるのか、このような問題意識をもって、筆者は戦後日本オートバイ産業、および広島の備後地方の縫製業の実証研究を発表してきた。これまでに提起されてきた産業発展モデルがどの程度一般化することが可能であるかを検証するためには、他地域や他産業との比較することが求められる。このような問題意識より、備後産地に隣接する代表的なユニフォームウェアの産業集積がある児島地域の調査を2004年より行ってきた。2004年に行った予備調査および2005年の本調査において、独自に作成した調査票を利用しつつ各企業の経営者等に面談調査を行うことによって、29企業についてのサンプルを収集した。しかしながら、回帰分析等を行うためには、さらなるサンプルを集める必要があった。今年度は9月に実施した追加調査により、岡山県アパレル工業組合に加盟しさらに、「繊維企業要覧」にも掲載されている企業の中で、未調査の企業を対象に面談調査を行い、サンプル収集を行った。電話により面談調査の申し込みを行った企業は20社以上であったが、今回の日程の中で面談を実施できた企業は7社であった。前年までに収集したサンプル数は29であある。これに新たに7社を加えた36サンプルを収集したことになる。調査の詳細な内容は西南学院大学経済学論集にて、報告している。その後、収集したデータを利用して、計量経済学的手法を駆使して論文執筆に取り組んでいる。

この際には、フィールド調査から得られた現実的な知見も考慮しつつ産業整展メカニズムを提起した。論文の中で人的資本と社会的信頼が生産性上昇に与える効果を検証した。統計分析の結果、これらの効果が集積地の発展段階によって、大きく変化したことが確認された。これは過去に筆者が発表した備後地域の縫製業発展モデルと整合ト的なものとなっている。現在は、他の研究者からのコメントを参考にして論文の改良し、国際的な学術雑誌に投稿する準備を進めている。さらに、今後は本研究で明らかにされた社会的信頼が、経済社会に与える効果をより詳細に検証する予定である。児島地域との比較のために、長期間のパネルデータを利用し、関東地域の集積研究(1本)日本全体を対象とした産業集積(1本)の論文も執筆した。これらの研究により生産の効率性の決定要因が長期的な産業発展の中で、大きく変化したことがわかった。これらの研究は国際的な学術雑誌に掲載された。
インターロイキン IL-13 と B-1 細胞による急性感染症予後制御機構

局所のアレルギー応答やIgE産生などに関わるIL-13はIL-4と共にTh2サイトカインであるが、近年自己免疫疾患、炎症の制御、マクロファージの機能修飾など多岐に渡る役割も報告されている。細菌及び真菌感染(気道や血流感染症)初期に、IL-13遺伝子改変動物では野生型に比べて微生物の排除に障害がある点をin vivoで確認した。初期抗体(IgM)の量や質にIL-13の有無で変化が生じる可能性を仮説とし、その裏付けとなる結果が得られた。H22年4月の研究代表者の異動に伴い、IL-13遺伝子改変動物(以下13KOマウス)は東北大学動物実験施設より福島医科大学の同実験施設(以下医大施設)の研究許可取得後に移動した。移動直後の動物よりパスツレラ感染が検出され、駆除に3ヵ月を要した。この点でH22年度研究費の使用が予定より5ヵ月程遅延した。研究計画で想定した様に、肺炎球菌(以下生菌)の静脈感染後に13KOマウスは対照の野生型に比べ有意に平均生存時間が短縮する点に関して、異動後の福島医大で3回目の確認を行った。H22年の上半期にて本研究の実験系は当該施設で継続・敷術可能と判断した。液性免疫因子による生菌の増殖抑制効果の有無を、in vitroで確認した。通常の細胞培養条件下では血清添加でむしろ生菌の増殖が促進された。静脈感染後の宿主保護には、補体を含む液性免疫の補助に加えて、白血球と貪食細胞の早い応答が必須であると推測した。研究責任者が蓄積した結果より、B-1細胞が早期に活性化して媒介する接触性過敏応答がこのような宿主保護の感染免疫に関与すると仮説を立てている。莢膜を欠損したクリプトコッカスの肺感染モデルでは、肺局所のTh1応答に依存した生菌排除が起こる。我々の検討では、野生型と13KOマウスではこの肺の応答には差を認めなかった。一方カンジダの標準株を用いた静脈感染実験系では、13KOマウスでは腎臓内のCFU増加と平均生存時間の短縮が野生型に比べいずれも有意差を示し、感染抵抗性が大幅に減弱していた(同様の報告はなく、新知見である)。人の常在菌でもある肺炎球菌とカンジダに関しては、これらの急性血流感染症に、活性化したB-1細胞が重要な機能を発揮して宿主保護に寄与している点がH22年度の研究で明らかになった。次年度に向け更にこの機構を解明するための研究方向を推進する予定である。研究の具体的内容:申請書の内容に準拠した方法で、細菌・真菌の排除能、炎症(肺局所、腎臓内、血中)経過について、野生型とIL-13欠損マウスとを比較して観察した。静脈感染後にIL-13欠損(KO)マウスは、野生型のマウスに比べて平均生存期間が有意な差を持って短縮する点を、肺炎球菌とCandida albicans (ATCC18804)の2つの微生物(生菌)感染実験により確認した。また肺炎球菌の静脈感染後に、腹腔内のB1細胞が減少する点をフローサイトメトリーで確認した。カンジダ属の静脈感染後、腎臓内のCFU(生菌)量を4日目、10日目で繰り返し検討したところ、IL-13KOマウスと野生型の間でCFU量は統計学的な差を認めなかった。その一方で野生型の感染マウスの腎臓から、IL-13KOマウスに比べ有意に高いIL-17の産生が認められた。カンジダにおいては静脈感染モデルを行う一方気道感染(経鼻投与)後にも、気管支洗浄液(BALF)と洗浄後の肺の懸濁液の両方から生菌の定量を行った。結果、BALFと洗浄後の肺には野生型マウスで有意に多いカンジダが確認された。これは平成23年度で初めて確認し、これまでの推論と異なる逆の結果であった。研究の意義と重要性:肺炎球菌及びカンジダ属はいずれも高齢者や糖尿病、免疫不全などを有する人に重篤な呼吸器・血流感染症をおこし得る。いずれの微生物に対しても、早期の貪食細胞の集積と活性や炎症応答が予後に関わる。また早期の抗体産生能とこれらのバランス、調節なども感染症の治癒には重要である。一方アレルギー応答の主要な成因の一つと考えられるIL-13が、血流感染時には宿主の保護に働き、気道では菌の速やかな排除に関して障害となり得る可能性を本研究結果が示唆している。これらは同一の微生物に対して、感染経路と局所臓器の応答やIL-13の役割が異なる可能性を示唆しており、更に詳細なメカニズムの検討とその論理的な解釈が必要である。研究の具体的内容: BALB/cバックグラウンドの野生型とIL-13

遺伝子欠損マウスに、肺炎球菌(臨床分離株)とATCC18804(C. albicans標準株)を経静脈感染あるいは鼻腔より経気道感染を行い、肺内CFU量および肺懸濁液中のサイトカイン産生量などを比較検討した。生菌(800万CFUと高い菌量)投与後6時間と24時間後で、肺内CFU量は、野生型と比べIL-13遺伝子欠損(KO)マウスで有意に減少した。気道感染24時間後の野生型マウス肺内TNF-α量はIL-13KO群に比べて有意に高く、IFN-γは反対にIL-13KOマウスで高値であった。Gr-1, CD11b共陽性の炎症細胞はIL-13KOの肺内で減少していた。Chitin(MW 770.8)のoligomerを抗原とし、ELISAで測定した血清中IgM量はIL-13KOマウスで野生型に比べ低値で、IgEは検出されなかった。研究の意義と重要性:気道など局所のアレルギー応答や、IgE産生性などに関わるTh2サイトカインのIL-13は、人とマウスで相同性も高い。またIL-13には、自己免疫、マクロファージの機能の修飾など、多岐に渡る生理学的な機能も報告されてきている。肺炎球菌及びカンジダによる呼吸器感染と血流感染モデルを用いて、IL-13に依存した宿主応答の検討をこれまでの検討に加えて行った。感染する臓器局所に長鎖の多糖体が接触する場合と、短鎖(oligomer)が最初に作用する場合とで、IL-13を介した自然免疫細胞の応答が異なる可能性があると推測した。M1マクロファージへのpolarizationや初期IgMの質などに寄与するIL-13の役割などに更に検討が必要と考えている。これらの研究により、感染症急性期の重症化の機序や、既存の抗菌薬と異なる治療の可能性などが検討できると考えている。平均生存期間や予後に関わる結果が医学的な視点で最も重要と考えている。しかしIL-13の有無によりこれがどうして変化するのか、メカニズムの解明と論理的な解釈の考察と付与が遅れている。個々の結果の中で再現性の高い明確なものと、差のないものとが混在する。これらを結びつける論理と詳細な実験の考案、追考、実施などが充分追いついていない。これらに関しては、東日本大震災後の福島県における様々な影響も無視できない。24年度が最終年度であるため、記入しない。医学的に重要な方向性を吟味し、限局した研究時間の中であるが、科学的な水準を維持した研究を持続できるように留意する。