hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アメリカ西海岸におけるアジア系エスニック都市空間の構造と機能

サンフランシスコのジャパンタウンにおいては、その再開発過程における活動主体(アクター)の行動・言説に焦点をあてて分析を進めた結果、市再開発公社及びその方針に呼応して資本進出した近鉄アメリカとこれに反発する立ち退き反対同盟(CANE)の対立を軸に、再開発公社に協力する再開発推進派(NCDC)、独自に住宅開発を目指す日系アメリカ人宗教連盟など、さまざまな社会集団のせめぎあいのなかで再開発という都市過程が進行した状況を明らかにした。また、今日のジャパンタウンにおいては韓国系施設の割合も増加しつつあり、新たな社会的対立が見られることなど、現代の動向と課題も考察した。シアトルの複合アジア系エスニック・タウンである「インターナショナル地区」においては、ここ10年余の歩みにおいて、エスニック・タウンの発展段階が異なることによる地域的分化の諸相が明らかとなった。また、シアトルの過去の中国系施設については、市民住所録から中国系の姓を基に中国系施設を個別に抽出し、それを大縮尺地図を基図に用いてマッピングを行なって、19世紀末から20世紀初頭の最初のチャイナタウンの位置と状況を精密に明らかにし、1886年の反中国人暴動前にすでにチャイナタウンと言ってよい営業施設集積が見られたこと、さらに1900年から1910年にかけて施設立地に細かい移動が見られたことなどを明らかにした。平成14年度においては、サンフランシスコのジャパンタウン及びシアトルのチャイナタウンに関する現地調査・資料収集を行ない、前者に関しては1960年代からの都市再開発過程及び現状におけるエスニック営業施設・コミュニティ施設の構成を把握・検討し、さらに過去における施設構成を復原する基本資料として日系人住所録類を収集した。後者に関しては、適切な住所録類が存在しないので、シアトル市民住所録から姓によって中国系住民経営の施設を抽出する作業を行なった。サンフランシスコのジャパンタウンにおいては、市の大規模なアーバンリニューアル計画のなかで日本町域の一部のクリアランスが強行され、ハワイの日系資本や日本資本(近鉄)の導入によって当初日本企業・日本文化のショールーム的性格を強くもったジャパン・センターが建設されたほか、引き続いて周辺の日本町域も再開発区域に組み込まれ日系エスニシティを重視した開発が進められた。こうした過程のなかで市再開発局の方針に反発する立ち退き反対同盟(CANE)とこれに協力する再開発推進派(NCDC)の対立が生まれ、さまざまな社会集団のせめぎあいのなかで再開発という都市過程が進行した状況が調査から浮かびあがった。また、今日のジャパンタウンにおいては韓国系施設の割合も増加しつつあり、新たな社会的対立が見られる。シアトルの過去の中国系施設については、大縮尺地図を基図に用いてマッピングを行ない、19世糸昧から20世紀初頭の最初のチャイナタウンの位置と状況を精密に明らかにし得たが、今日のチャイナタウンへの移行過程に関してはまだ今後の課題である。平成15年度においては、現地調査として、シアトルの複合アジア系エスニック都市空間「インターナショナル地区」の観察・聴取及び関係資料の収集を行ない、前年度まで収集した資料と総合して、同地区がビジネス・タウン(ないしツーリスト・タウン)化したチャイナタウン・残滓期のジャパンタウン、萌芽期から凝集型のエスニック・タウンに発展しつつあるベトナム・タウンなど、発展段階の異なるエスニック・タウンが併存・分化している状況を明らかにした。また、地区西南端には、エスニック・コミュニティにベースを置かない一般市場型の再開発によるオフィス空間が顕著な姿を現わしはじめている現象も浮かびあがった。また、この「インターナショナル地区」の基礎をなす第二次世界大戦前のシアトル・チャイナタウンについては、平成14年度に引き続いて中国系姓を基礎に市民住所録から中国系の営業施設・コミュニティ施設を抽出する作業を継続し、19世紀末から20世紀初頭にかけての初期チャイナタウンの位置と構成をより詳細に明らかにしたほか、今日の位置のチャイナタウンへの立地移動過程に関しても新しい知見を得た。なお、平成14年度に調査を開始したサンフランシスコ・ジャパンタウンの再開発過程に関しては、そこにおける活動主体の行動・言説に焦点をあてて分析を進め、6月の琉球大学における日本移民学会において報告を行ない、討議を得た。また、その際沖縄出移民がアメリカ西海岸の日本町形成に果たした役割について予備的に考察するための資料収集を試みた。

平成16年度においては、サンフランシスコの日本町に関して14年度に引き続き現地における資料収集とインタビュー調査を行い、特に再開発公社の文書室において日本町再開発関係文書や関連新聞記事を収集した。また、シアトルにおいてはインターナショナル地区の営業施設について現地観察及び関係者へのインタビューを行い、初期チャイナタウンに関しては『ポーク社市民住所録1913年版、1916年版、及び1940年版』を使用して中国系営業を抽出するとともに、関連文献資料を収集した(8月12日-9月4日)。その結果、サンフランシスコ・ジャパンタウンに関しては、再開発過程において立ち退き反対委員会や日系宗教連盟など抵抗アクターの活動が見られ、これが住宅機能の維持と日系コミュニティの存続に一定の役割を果たしたことが明らかとなった。また、シアトル初期チャイナタウンに関しては、1910年にはキング通りチャイナタウンへの移動がほとんど見られなかったが、1913年には多くの施設が移動し、新旧のチャイナタウンが競合する形となったことを明らかにした。なお、平成16年7月3日-5日に行われた歴史地理学会(島根)においてシアトル初期チャイナタウンの構造と機能に関する考察を中間的に発表し、討論を得た。
新核四重極共鳴法による結晶内電場勾配の測定と不純物の電子構造

結晶内不純物原子の電子構造を系統的に研究するため、新核四重極共鳴法による結晶内電場勾配を系統的に解明した。これにより、第一原理に基づく電子バンド構造の理論計算が高い信頼性を有することが実証された。1)TiO_2中の金属イオンの置換位置にある不純物核^<45>Sc,^<93>Nbの電場勾配を合成結晶を用いてFT-NMR法で決定した。これと既存の^<111>Cd,^<181>Taのデータを説明し電子構造を解明するために、これらの不純物核の電場勾配を第一原理に基づくKKR法により理論的に計算した。この結果、この理論計算の高い信頼性を実証した。2)TiO_2中に短寿命ベータ放射性核^<12>を打ち込み、TiO_2中で^<12>Nが占める2種の格子位置を見いだし、各々の位置における結晶内電場勾配を決定した。3)濃縮アイソトープ^<17>Oを用いてTiO_2を合成し^<17>Oに対するFT-NMR法から酸素イオンの置換位置の電場勾配を決定した。TiO_2中に短寿命ベータ放射性核^<19>Oを打ち込み、TiO_2中で^<19>Oが^<12>Nの場合と同様2種の格子位置を占める事を見いだした。また各々の位置における結晶内電場勾配を決定した。三方晶系結晶Al_2O_3,CaCO_3の金属イオン置換位置の電場勾配を第一原理に基づくKKR法により理論的に計算した。理論計算の予言能力を確認するため、これらの結晶に^<27>Si,^<39>Caを打ち込み、ベータ線非対称放出を指標とする新核四重極共鳴法により四重極結合定数を測定し電場勾配を導出した。この場合も理論計算は高い信頼性を示した。結晶内不純物原子の電子構造を解明する目的で、新核四重極共鳴法による結晶内電場勾配の研究を行った。実験研究としては、短寿命ベータ放射性核を結晶内に植え込み、ベータ核磁気共鳴法の技法を応用した新核四重極共鳴法(NNQR)を適用し、原子核との電氣四重極相互作用を通して結晶内電場勾配を系統的に研究した。一方理論研究は第1原理に基づくKKR法による不純物電子構造の計算を行い、実験値との比較から予言能力の向上を計った。特に平成7年度に於いて研究が進んだ項目は以下の通りである。1)短寿命ベータ放射性核^<20>Fをイオン結晶MgF_2内に打ち込み、フッ素核位置における結晶電場勾配の精密測定を行った。2)TiO_2結晶内に安定不純物核45Scを植え込み、不純物核^<45>Scの電場勾配をFT-NMR法により測定した。またこれとは独立に安定核49Tiの電場勾配もFT-NMR法により測定した。これらの実測値を、第1原理に基づく理論計算結果と比較して、理論計算法の信頼性の評価を得た。3)FT-NMR法の適用眼界を拡げるために安定核^<17>Oを増殖したTiO_2結晶を作成して、TiO_2結晶内^<17>の電場勾配の精密測定を行った。4)短寿命ベータ放射性核^<19>O核をTiO_2結晶内の酸素核位置に打ち込み、測定された電場勾配の値と既知の^<17>O核磁気モーメントの値を用いて、その^<19>O核電気四重極モーメントを初めて決定した。今年度の実験研究の成果は、軽い短寿命ベータ放射性核を結晶内に植え込み、ベータ核磁気共鳴法の従来の技法を発展させた新核四重極共鳴法(NNQR)を適用して、不純物核との電氣四重極相互作用を通して得られる結晶内電場勾配を系統的に決定した。一方理論研究の成果は、不純物電子構造を第1原理に基づくKKR法で計算し、理論値の予言能力と精度の向上を計った。特に平成8年度に於いて研究が進んだ項目は以下の通りである。1)短寿命ベータ放射性核^<12>NをTiO_2結晶内に打ち込み、TiO_2結晶内において2つの植え込み位置があることを発見し、各々の位置における結晶内電場勾配の精密測定を行った。2)非金属結晶TiO_2内において不純物核^<49>Sc,^<45>Sc,^<93>Nb,^<111>Cd,^<181>Taの電場勾配を、第1原理に基づくKKR法により理論計算を行った。その結果この理論計算が極めて高い信頼性を有することを実証し、金属以外の非金属結晶内の電場勾配についても高い予言能力を持つことを始めて検証した。3)TiO_2結晶内の^<17>Oの電場勾配を、安定核^<17>Oを増殖して作成したTiO_2結晶を用いFT-NMR法を用いて精密に測定と解析を行い、信頼性の高い実験値を決定した。

これにより、第一原理に基づく電子バンド構造の理論計算が高い信頼性を有することが実証された。1)TiO_2中の金属イオンの置換位置にある不純物核^<45>Sc,^<93>Nbの電場勾配を合成結晶を用いてFT-NMR法で決定した。これと既存の^<111>Cd,^<181>Taのデータを説明し電子構造を解明するために、これらの不純物核の電場勾配を第一原理に基づくKKR法により理論的に計算した。この結果、この理論計算の高い信頼性を実証した。2)TiO_2中に短寿命ベータ放射性核^<12>を打ち込み、TiO_2中で^<12>Nが占める2種の格子位置を見いだし、各々の位置における結晶内電場勾配を決定した。3)濃縮アイソトープ^<17>Oを用いてTiO_2を合成し^<17>Oに対するFT-NMR法から酸素イオンの置換位置の電場勾配を決定した。TiO_2中に短寿命ベータ放射性核^<19>Oを打ち込み、TiO_2中で^<19>Oが^<12>Nの場合と同様2種の格子位置を占める事を見いだした。また各々の位置における結晶内電場勾配を決定した。三方晶系結晶Al_2O_3,CaCO_3の金属イオン置換位置の電場勾配を第一原理に基づくKKR法により理論的に計算した。理論計算の予言能力を確認するため、これらの結晶に^<27>Si,^<39>Caを打ち込み、ベータ線非対称放出を指標とする新核四重極共鳴法により四重極結合定数を測定し電場勾配を導出した。この場合も理論計算は高い信頼性を示した。
正常アヒルへのDHBV感染実験及び同キャリアーアヒルとの臨床治療薬の効果の比較

日本産アヒルにアヒルB型肝炎ウイルス(DHBV)を接種する事で種々の感染様式が観察された.フ化当日接種では健常キャリアー,フ化3日目接種では軽度の肝臓の炎症を伴う持続感染, 5日目以後10日目までは軽い肝炎を伴う一過性感染, 14日目以後は不感染と云う結果を得た.感染ウイルス接種量により多少の変動をみるが,フ化当日, 14日目には大きな感染性の境がみられた.キャリアーは殆ど100%作成可能であるが,持続感染の成立したアヒルは殆ど健常キャリアーであり, 5才令でも,肝硬変や肝癌等の慢性肝疾患がみられぬ点はB型肝炎ウイルス(HBV)と相違する点であった.これは, DHBV感染での肝炎反応がHBVに比し,非常に弱い事と関連する可能性がある.上記の成績より宿主/ウイルス関係の免疫能の関与が示唆された,臨床で使用する免疫調節剤3種(steroido,cyclophosphamide,OK-432)を投与してDHBVの感染様式を比較した結果,免疫抑制剤(cyclophosphamide)により肝炎反応は消失しviremiaは延長したが,キャリアーでは同剤投与によりDHBVは有意に増加はしなかった.この事よりcyclophosphamideは肝炎反応を抑制する事で2次的にvirusの排除を抑制すると考えられた.免疫賦活剤OK-432投与では肝炎反応を強くする事が可能であり,また直接ウイルス増殖・抑制ではなく免疫能を高めて肝内ウイルス排除に有用と考えられたが,排除期間はコントロールと変らず,投与例の選択が必要と考えられた.steroidoはDHBVに関連しては大量投与しても肝炎の抑制はなく,むしろ直接にウイルスを増殖させてviremiaを延長すると考えられた.免疫調節剤投与による感染様式の変化はHBVのそれに類似しておりDHBVをHBVのモデルとして使用し得ると考えられたが,更に詳細な細胞レベルでの比較が必要であると共に,持続性肝病変を持つキャリアーの作製が必要と考えられた.日本産アヒルにアヒルB型肝炎ウイルス(DHBV)を接種する事で種々の感染様式が観察された.フ化当日接種では健常キャリアー,フ化3日目接種では軽度の肝臓の炎症を伴う持続感染, 5日目以後10日目までは軽い肝炎を伴う一過性感染, 14日目以後は不感染と云う結果を得た.感染ウイルス接種量により多少の変動をみるが,フ化当日, 14日目には大きな感染性の境がみられた.キャリアーは殆ど100%作成可能であるが,持続感染の成立したアヒルは殆ど健常キャリアーであり, 5才令でも,肝硬変や肝癌等の慢性肝疾患がみられぬ点はB型肝炎ウイルス(HBV)と相違する点であった.これは, DHBV感染での肝炎反応がHBVに比し,非常に弱い事と関連する可能性がある.上記の成績より宿主/ウイルス関係の免疫能の関与が示唆された,臨床で使用する免疫調節剤3種(steroido,cyclophosphamide,OK-432)を投与してDHBVの感染様式を比較した結果,免疫抑制剤(cyclophosphamide)により肝炎反応は消失しviremiaは延長したが,キャリアーでは同剤投与によりDHBVは有意に増加はしなかった.この事よりcyclophosphamideは肝炎反応を抑制する事で2次的にvirusの排除を抑制すると考えられた.免疫賦活剤OK-432投与では肝炎反応を強くする事が可能であり,また直接ウイルス増殖・抑制ではなく免疫能を高めて肝内ウイルス排除に有用と考えられたが,排除期間はコントロールと変らず,投与例の選択が必要と考えられた.steroidoはDHBVに関連しては大量投与しても肝炎の抑制はなく,むしろ直接にウイルスを増殖させてviremiaを延長すると考えられた.免疫調節剤投与による感染様式の変化はHBVのそれに類似しておりDHBVをHBVのモデルとして使用し得ると考えられたが,更に詳細な細胞レベルでの比較が必要であると共に,持続性肝病変を持つキャリアーの作製が必要と考えられた.61年度の目的はアヒルB型肝炎ウィルスのクローニングと、ウィルス感染に及ぼす宿主の免疫状態についての研究であった。遺伝子クローニングに関しては血中よりウィルスを集め、内因性ポリメラーゼ反応を行なった後、制限酵素EcoRIで1ヵ所を切断し、アルカリフォスファターゼ処理後、DNAリガーゼを用いてpBR322のEcoRI部位に挿入しクローニングを行ない3000bpのDHBV-DNAを得た。現在制限酵素切断断面をサブクローニングしてDNAの塩基配列を解明中である。後者の目的に関しては、主として免疫抑制剤として使用されるステロイドホルモンを使用した、免疫抑制状態の宿主におけるアヒルB型肝炎ウィルスの感染様式を検討した。ステロイドホルモン投与により血中及び肝臓内のウィルスの排除に著明な遅延がみられ、これは免疫抑制剤投与中の患者や幼小児期の感染が一過性よりも持続性感染に移行しやすいとの臨床的事実に一致する。又、肝組織像においても肝炎所見はステロイド非投与群に比し軽度であり、肝炎発生に宿主の免疫が関与する可能性が示された。この事実は、今後、本系を、人のHBVの治療モデル(特に免疫療法面)として使用しうる事を示したものと考えられる。更にステロイド投与により有意にDNAポリメラーゼ活性が低下するにもかかわらず、DNA自体は増加する現症がみられ、ステロイド剤の、免疫抑制以外の作用効果がウィルスDNAのレベルに働く事が予想された。

この事は、アヒルB型肝炎ウィルスの増殖形態や宿主DNAとの相互作用(特にインテグレーション)という分子生物学的研究にステロイドホルモン投与が有益である可能性を示したものと考えられた。
表面および界面構造制御したマイクロ流体領域での細胞研究のためのチップ基盤創製

細胞の接着と脱着が起こる界面の性質は、細胞の挙動を支配する重要な因子を含んでいる。細胞生物学の基礎的研究において、また薬剤探索や細胞に基づくセンシングシステム等の応用において、制御された界面によって囲まれた3次元空間で細胞を観察できることはたいへん望ましい。マイクロ流体デバイスあるいはlab-on-a-chipデバイスはin vivoに類似した細胞の微細環境を創り出したり、単一細胞の微細環境を制御するための強力なツールを開発することを可能にし、in vitroでの細胞研究を促進するものと期待される。本研究の目的は、in vivoの微細環境の性質を再現するための細胞スケールの制御技術を統合することによって細胞の振る舞いを理解するための多面的なアプローチならびに微小化した細胞研究のプラットフォームを開発することである。本年度は刺激応答性ヒドロゲルを用いて、チップ内での細胞包埋、長期保存、生細胞の用事遊離の統合に成功した。「細胞バンク」とわれわれが呼ぶこのシステムは、アッセイに先立ってチップの外で細胞を培養する必要がある現在の細胞チップの使い勝手を劇的に改善し、細胞を用いるアッセイ法の柔軟な組立を可能にするものである。包埋によって細胞はチップチャンバー(細胞バンク)に分散する。細胞はチップ上の細胞バンクでの保存期間中は球形の細胞形態を保ち、低い細胞増殖率にとどまる。多くの細胞はチップ内のヒドロゲルの中で良好に保存され、細胞培養器にチップを置いた場合には37°Cで18日間、冷蔵庫に置いた場合には4°Cで16日間、室温では12日間生存性が保たれることが明らかになった(引用文献1と2)。通常用いられるマイクロタイタープレートとの比較では、このマイクロチップシステムはヒドロゲル内での生細胞の長期保存において優れていることが示された。さらに、チップ内のヒドロゲルに保存されていた細胞は様々な毒物のスクリーニングに直接用いることができ、通常の培地で培養された細胞と同様の能力をもつことが分かった。これらの結果はチップ内のヒドロゲル中に保存された細胞は機能的に高い活性を維持していることを示している。結論として、開発したチップシステムは細胞を用いるアッセイをいつでもどこでも行えるようにするものである。このシステムは細胞を用いるアッセイの適用範囲を大きく広げ、戦場、テロ攻撃、環境災害などへの適用も可能にするであろう。本研究で構築されたアプローチと微小化されたプラットフォームはin vivoの微小環境の特性を再現するものであって、マイクロ流体空間における細胞の挙動を理解する上で有益で有意義なものである.本研究はマイクロ・ナノ空間制御と表面改質技術の両面から、生体内の環境を模倣したマイクロシステムを構築して、細胞-細胞間や細胞-基質間の相互作用を解析し、新薬探索ツールや細胞アッセイなどへの応用へ展開することを目的している。本年度は、生体内の環境を模倣した三次元マトリックスをマイクロ空間内で作成し、その中で培養した細胞の機能を解析した。この三次元マトリックスは、リン脂質ポリマーハイドロゲルから構成されており、細胞に生理的な環境を提供し、細胞機能への影響が少ない。創製した三次元マトリックスは主に二つの成分からなる。一つはpoly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine-co-n-butylmethacrylate-co-p-vinylphenylboronic acid)(PMBV)である。もう一つはpoly(vinyl alcohol)(PVA)である。細胞を含んだPMBV溶液(溶剤は細胞培地である)とPVA溶液をマイクロ空間の中に次々と導入して、混ぜてから、細胞を包むハイドロゲルがマイクロ空間内で自発的に形成した。次に、七日間を経てもこの三次元マトリックス内の細胞がほぼ全部生存していることを確認した。これはハイドロゲルが生体内のマトリックスのように細胞を支持し、栄養を提供するからだと考えられる。最後に、細胞毒性実験で三次元マトリックス内の細胞の機能を検討した。実験結果によると、三次元マトリックス内の細胞が通常の細胞のように機能を持つことがわかった。更に、三次元マトリックス内の細胞を用いて種々の毒素をスクリーニングすることもできた。以上により、本年度は、本研究の目的である生体内の環境を模倣したマイクロシステムを構築した。さらに、それを用いた細胞アッセイへの応用の可能性を示すことができた。本研究は、マイクロ空間制御と表面改質技術の両面からアプローチし、生体膜類似構造を有したリン脂質ポリマーで形成されたマイクロ空間界面を作製し、生体内の環境を模倣した培養システムを構築する。このシステムを利用して、様々な細胞種の機能解析のみならず、細胞-細胞間や細胞・基質間の相互作用等を多面的に解析し、新薬探索ツールや細胞アッセイなどへの応用へ展開することを目的とする。この三次元マトリックスは、リン脂質ポリマーハイドロゲルから構成されており、細胞にとって生理的な環境であり、細胞機能への影響が少ない。この三次元マトリックスを利用して、マイクロ空間内(マイクロチップ)で細胞の機能を通常の細胞のように常温で長期的に維持することができた。次に、マイクロ三次元マトリックスに内蔵した細胞の三次元マトリックスからの放出条件を検討し、放出から細胞再分散、再培養といったプロセスを実現した。マイクロ三次元マトリックスの可溶化条件を検討したところ、数分で細胞を放出することに成功した。

当研究室などで端緒を開いたマイクロチップに細胞を導入して実験する研究は世界的に盛んになったが、マイクロチップ内に固定的環境を作り常温で長期間に渡り生細胞を保持し、要事に取り出す技術はこれまでになく、有用である。以上により、本年度は、本研究の目的である生体内の環境を模倣したマイクロシステムを構築した。さらに、そのマイクロ三次元マトリックスを用いて、マイクロチップ内で細胞の常温保存、放出、毒素スクリーニングが達成できた。今後は、生物学的側面からマイクロ三次元マトリックスに内蔵した細胞の機能を計測し、組織を模倣したモデルとしての可能性を調べる予定である。細胞の接着と脱着が起こる界面の性質は、細胞の挙動を支配する重要な因子を含んでいる。細胞生物学の基礎的研究において、また薬剤探索や細胞に基づくセンシングシステム等の応用において、制御された界面によって囲まれた3次元空間で細胞を観察できることはたいへん望ましい。マイクロ流体デバイスあるいはlab-on-a-chipデバイスはin vivoに類似した細胞の微細環境を創り出したり、単一細胞の微細環境を制御するための強力なツールを開発することを可能にし、in vitroでの細胞研究を促進するものと期待される。本研究の目的は、in vivoの微細環境の性質を再現するための細胞スケールの制御技術を統合することによって細胞の振る舞いを理解するための多面的なアプローチならびに微小化した細胞研究のプラットフォームを開発することである。本年度は刺激応答性ヒドロゲルを用いて、チップ内での細胞包埋、長期保存、生細胞の用事遊離の統合に成功した。「細胞バンク」とわれわれが呼ぶこのシステムは、アッセイに先立ってチップの外で細胞を培養する必要がある現在の細胞チップの使い勝手を劇的に改善し、細胞を用いるアッセイ法の柔軟な組立を可能にするものである。包埋によって細胞はチップチャンバー(細胞バンク)に分散する。細胞はチップ上の細胞バンクでの保存期間中は球形の細胞形態を保ち、低い細胞増殖率にとどまる。多くの細胞はチップ内のヒドロゲルの中で良好に保存され、細胞培養器にチップを置いた場合には37°Cで18日間、冷蔵庫に置いた場合には4°Cで16日間、室温では12日間生存性が保たれることが明らかになった(引用文献1と2)。通常用いられるマイクロタイタープレートとの比較では、このマイクロチップシステムはヒドロゲル内での生細胞の長期保存において優れていることが示された。さらに、チップ内のヒドロゲルに保存されていた細胞は様々な毒物のスクリーニングに直接用いることができ、通常の培地で培養された細胞と同様の能力をもつことが分かった。これらの結果はチップ内のヒドロゲル中に保存された細胞は機能的に高い活性を維持していることを示している。結論として、開発したチップシステムは細胞を用いるアッセイをいつでもどこでも行えるようにするものである。
混成電位を利用するコンポジット型電気化学触媒

本研究では,酸化物イオン-電子(ホール)混合導電性酸化物(電極I)/イオン伝導体/金属(電極II)から構成した非対称ミクロセルからなる複合(コンポジット)電気化学触媒(CECC)の作動原理の検証とNOxの酸化・還元反応の触媒活性に関する基礎的特性を検討した.最初に,Nd_<2-x>Ce_xCuO_4/Nd-doped CeO_2/Auおよび(NiO/YSZ/Auの構成について触媒活性を確認した.さらに参照極を加えた三端子分極セルを構成して行った直流分極実験より,多孔質酸化物電極側では反応ガス種(NO_2とO_2)の気孔内ガス拡散/競合吸着と電荷移動反応の混合律速を,金電極側では電荷移動律速を仮定したモデルで電荷移動反応を解析して速度御パラメータを求め,交換電流密度を求めて混成電位を解析した.このコンポジット化による効果は,不均質接触界面近傍に形成される空間電荷層を構成イオン(または構造欠陥)が緩和することと,表面に吸着した種々のガス分子による緩和過程が重要であることを示唆している.フェルミ準位付近の電子構造と電荷担体の濃度は互いに相関があり,その移動度が速度論的特性に大きな影響を及ぼしていると推定した.以上の知見をもとに,酸化物電極の優勢キャリアの濃度と移動度,電子分光法による電子構造の観察,ゾル-ゲル法をはじめとする多孔質から成る高効率電気化学触媒の合成法の開発と相関係を明らかにした.また,NOxの直接分解反応は活性化エネルギーが高いために実現が困難であり,水を大量に溶解して高いイオン移動度と電子欠陥濃度を有するプロトン/電子(ホール)混合導電体が優れた特性を有すると推定されたため,その基本的な固体電気化学的特性を検討するとともに,光電子分光法,軟X線吸収分光測定を行い,関連物質の表面電子構造の解明と異相界面における界面構造の特異性について検討を加えた.本研究では,酸化物イオン-電子(ホール)混合導電性酸化物(電極I)/イオン伝導体/金属(電極II)から構成した非対称ミクロセルからなる複合(コンポジット)電気化学触媒(CECC)の作動原理の検証とNOxの酸化・還元反応の触媒活性に関する基礎的特性を検討した.最初に,Nd_<2-x>Ce_xCuO_4/Nd-doped CeO_2/Auおよび(NiO/YSZ/Auの構成について触媒活性を確認した.さらに参照極を加えた三端子分極セルを構成して行った直流分極実験より,多孔質酸化物電極側では反応ガス種(NO_2とO_2)の気孔内ガス拡散/競合吸着と電荷移動反応の混合律速を,金電極側では電荷移動律速を仮定したモデルで電荷移動反応を解析して速度御パラメータを求め,交換電流密度を求めて混成電位を解析した.このコンポジット化による効果は,不均質接触界面近傍に形成される空間電荷層を構成イオン(または構造欠陥)が緩和することと,表面に吸着した種々のガス分子による緩和過程が重要であることを示唆している.フェルミ準位付近の電子構造と電荷担体の濃度は互いに相関があり,その移動度が速度論的特性に大きな影響を及ぼしていると推定した.以上の知見をもとに,酸化物電極の優勢キャリアの濃度と移動度,電子分光法による電子構造の観察,ゾル-ゲル法をはじめとする多孔質から成る高効率電気化学触媒の合成法の開発と相関係を明らかにした.また,NOxの直接分解反応は活性化エネルギーが高いために実現が困難であり,水を大量に溶解して高いイオン移動度と電子欠陥濃度を有するプロトン/電子(ホール)混合導電体が優れた特性を有すると推定されたため,その基本的な固体電気化学的特性を検討するとともに,光電子分光法,軟X線吸収分光測定を行い,関連物質の表面電子構造の解明と異相界面における界面構造の特異性について検討を加えた.本研究では,酸化物イオン-電子(ホール)混合導電性酸化物(電極I)+イオン伝導体+金属または混合導電性酸化物(電極II)から構成される非対称ミクロセルからなる複合(コンポジット)電気化学触媒(CECC)の可能性とその基礎的特性を明らかにすることを目的としたものであり,本年度は,(A)[n型半導体のNd_<2-x>Ce_xCuO_<4-δ>電極]+[金電極]+[NdO_<1.5>をドープしたCeO_2電解質],(B)[p型半導体のNi_<1-δ>O電極]+[金電極]+[YSZ電解質],および(C)[n型混合伝導体のTiO_2をドープしたYSZ電極]+[金電極]+[YSZ電解質]とする3種類のコンポジット電気化学触媒を対象として,(1)酸化物電極の優勢キャリアの種類と反応性,(2)電解質の少数電子キャリアの種類と反応性,(3)種々の雰囲気,温度における混成電位発生機構に関する電気化学的測定,(4)NOx分解触媒としての特性測定を中心とする基礎的実験を行った.本年度に得られた成果は以下の通りである.(1) CECCとしては,(A)および(B)について酸化雰囲気中におけるNOxとの反応性を検討するための基礎的な触媒実験を行い,これらを構成する成分単体に比較してCECCが高い触媒活性を有することが明らかになった.(2)化学的安定性に優れたYSZ及びn+O^<2->イオン伝導体であるTiO_2ドープYSZの導電特性,及び高い比表面積を有する微細粉末の合成・結晶化過程を調べ,CECCの構成要素の調整法を検討した.

(3)高い反応活性を有するNd_2O_3-CuO-CeO_2の相平衡を調べ,高温においてもNd_<2-x>Ce_xCuO_<4-δ>とCe_<1-x>Nd_xO_<2-δ>相がともに安定に存在する条件を調るとともに,導電特性を検討した.(4)混成電位測定(開回路電圧)および直流分極実験をそれぞれ行い,混成電位と触媒能の関係,およびアノード及びカソード反応を検討し.交換電流密度を求めて混成電位を解析した.本研究では,酸化物イオン-電子(ホール)混合導電性酸化物(電極I)+イオン伝導体+金属(電極II)から構成した非対称ミクロセルからなる複合(コンポジット)電気化学触媒(CECC)の作動原理の検証とNOxの分解反応およびメタン(CH_4)の酸化反応の触媒活性に関する基礎的特性を検討した.セルの構成はNd_<2-x>Ce_xCuO_<4-δ>/Ce_<1-x>Nd_xO_<2-δ>/Auを中心として,(1)酸化物電極の優勢キャリアの種類と反応性,(2)種々の雰囲気,温度における混成電位発生機構に関する電気化学的測定,(3)触媒能の測定を行った.本年度は,(1)[n型半導体のNd_<2-x>Ce_xCuO_<4-δ>電極]+[金電極]+[NdO_<1.5>をドープしたCeO2電解質],および(2)[p型半導体のLa_<2-x>Sr_xCuO_<4-δ>電極]+[金電極]+[LaO_<1.5>をドープしたCeO_2電解質]とする2種類のコンポジット電気化学触媒を用い,雰囲気ガスには種々の組成のN_2+O_2+NO/NO_2およびCH_4またはCOを含む酸性化ガスを用い,混成電位測定(開回路電圧)および直流分極実験,ならびに界面の交流インピーダンス測定をそれぞれ行い,混成電位と触媒能の関係,およびアノード及びカソード反応の検討を行った.測定結果から,多孔質酸化物電極側では反応ガス種の気孔内ガス拡散/競合吸着と電荷移動反応の混合律速を,金電極側では電荷移動律速を仮定した混合律速モデルで電荷移動反応を解析し、交換電流密度を求めて混成電位を解析した.さらに高い触媒活性を有するペロブスカイト型酸化物について、光電子分光法,軟X線吸収分光測定を行い、関連物質の表面電子構造の解明と異相界面における界面構造の特異性について検討を加えた.
低線量CTによる肺がん検診の至適撮像線量に関する生物学的及び診断学的研究

今年度は、in vivo実験として、肺がん精査等の理由により胸部CTが予定された約200名を対象として低線量CT(1.5mSv)または通常線量CT(5mSv)の撮影直前と撮影15分後に採血を行った。得られた血液サンプルよりリンパ球を分離した後、抗γ-H2AX抗体を用いた免疫染色により末梢血リンパ球におけるDNA損傷を定量し、PNA-FISH法により末梢血リンパ球における染色体異常頻度の解析を行った。γ-H2AX foci数のカウントは自動解析により各サンプルごとに少なくとも4000細胞の解析を行い、染色体異常数の計測はsemi-auto解析で各サンプルごとに少なくとも1000 metaphaseの解析を行った。主要な検討項目は、CT前後で生物学的指標に統計学的に有意な差が生じるかを調べることで、併せて年齢や性別、身長、体重、喫煙歴などの背景因子やDose length productというCTにおける物理学的X線吸収度の指標と生物学的指標との相関も検討した。その結果、通常線量CTではDNA損傷および染色体異常頻度は撮影後に有意な増加が見られたが、低線量CTの撮影後には有意な増加は認められなかった。低線量CT画質の解析について、研究計画時には実用化されていなかった最新の画像再構成法であるDLR(Deep Learning Based Reconstruction)が2018年より使用可能となったため、併せて画質評価を行う必要が生じた。このため、現在DLRにより再構成を行った低線量CT画像を収集中である。CT被ばくの生物学的影響に関しては、各個人の放射線感受性のばらつきが予想以上に大きく、症例数を増やして検討する必要が生じたが、血液採取に協力していただける被検者は順調に増え、目標症例数に到達した。画質評価に関しては、新たな画像再構成法による検討を行う必要が生じたが、症例数は順調に増えてきている。現在、DLRにより再構成した低線量CT画像の症例数を増やしており、50例程度を目標としている。収集完了次第、画質評価や診断能評価を行う予定である。今年度は、まずin vitro実験として人体を模倣したファントムを用いた検討を行った。5人の健康なボランティアから採取した血液サンプルを照射群と非照射群に分けてシリンジに封入した。照射群はそれぞれ2サンプルずつ用意し、低線量CTによる撮影とポジティブコントロールとしての通常線量CTによる撮影を行った。撮影直後にリンパ球を分離・固定した後に、抗γ-H2AX抗体を用いた免疫染色を行いγ-H2AX foci数のカウントを行った。なおファントムはヒトの体幹部を模倣した楕円形(35×21×10cm)で、5.0%のゼラチンを満たし(CT値約40HU)、外壁はアクリル樹脂(厚さ8mm)を用いた。ファントムのCT撮影は320列CT(Aquilion One, Toshiba Medical Systems)を使用した。その結果、非照射群と比較して通常線量CT照射群ではγ-H2AX foci数の有意な増加を認め(Δ0.256/cell, p=0.039)、低線量CT照射群では有意な増加は見られなかった(Δ0.013/cell, p=0.94)。次にin vivo実験として、2017年4月より2018年3月現在まで肺がんの精査のため胸部CTを行った患者80名を対象として低線量CT(1.5mSv)の撮影前後に採血を行い、得られた血液においてリンパ球を分離・培養し、γ-H2AX foci数および染色体異常数を計測してDNA損傷の定量を行った。結果については現在解析中である。各個人の放射線感受性のばらつきが予想以上に大きく、症例数を増やして検討する必要が生じたが、血液採取に協力していただける被験者は順調に増えている。

画質評価に関しては、新たな画像再構成法による検討を行う必要が生じたが、症例数は順調に増えてきている。現在、低線量CTの症例数を増やしており、少なくとも100症例は必要と考えている。今後は当初の計画通り、より低線量のCT撮影におけるDNA損傷の定量化および低線量CTにおける肺腫瘍の検出実験や診断能評価を行う予定である。現在、DLRにより再構成した低線量CT画像の症例数を増やしており、50例程度を目標としている。収集完了次第、画質評価や診断能評価を行う予定である。今年度は、染色体異常の解析やγ-H2AX fociの定量にやや時間がかかり、予測した実験用の消耗品の消費が少なかった。次年度は上記の血液サンプルの分析に残存した経費を使用する予定である。またデータ保存媒体の物品費や研究データを発表する学会の旅費に用いる予定である。低線量CT画質の解析について、研究計画時には実用化されていなかった最新の画像再構成法であるDLR(Deep Learning Based Reconstruction)が2018年より使用可能となったため、併せて画質評価を行う必要が生じた。このため、当初遂行予定であった画像評価実験が行えておらず、これに使用する予定の経費が残った。次年度は、評価実験、学会発表等に残存した経費を使用する予定である。
水中衝撃波による膀胱癌の治療

高エネルギー水中衝撃波(SW)と抗癌剤の併用による治療を兎のVX2膀胱癌、マウス膀胱癌(MBT-2)の皮下移植腫瘍に行ったところ腫瘍の縮小、消失、延命効果を認めた。SW照射は転移を誘発しなかった。そこで、東北大学医学部倫理委員会の承認のもとに、SWと抗癌剤の併用を臨床に応用した。衝撃波の発生装置として、24枚の大型扇形ピエゾ素子を用い、1.3KV、2-5/shots/minで10,000-20,000発の衝撃波を照射し、同時に抗癌剤の静脈内注入を併用した。衝撃波の焦点部における最大圧力は100MPaである。症例は粘液産生性の低分化の前立腺癌の右側部腹部筋肉内転移腫瘍で抗癌剤、ホルモン療法は無効であった。この腫瘍に対してSW10,000 shots+CBDCA100mg/body+THP10mg/bodyによる治療を計4回行った。結果はGaenhanced MRIにて中心部に壊死を思わせる変化を認めた。その後腫瘍を摘出したところ腫瘍の著明な壊死をみとめ、SWと抗癌剤の併用による効果であることが確認できた。しかし本治療法により癌の播種させる可能性を動物実験で示した論文があり実際の臨床での結果を待つ必要があった。もしSWが癌細胞の播種をもたらせば全身の転移が出現すると考えられるが、本症例はその後の経過観察で全身播種は出現しておらず、SWが播種をおこさなかったことが証明された。癌転移の有無の検討で長期の観察が必要であった。兎膀胱癌に対してピエゾ素子を発生源とした高エネルギー水中衝撃波(SW)の効果を検討した。焦点部最大圧力100MPaで5shots/secを超音波guide下に照射した。1.SW20006000発を23日間連続照射したところ膀胱腫瘍は著明な壊死を認めた。2.兎の血管壁基底膜を染色するGoatのpoliclonal antibodycollagen type4による免疫染色を行った。対照の自然壊死部は腫瘍のover-growthのために血管の新生がおいつかなく壊死に陥る。壊死部には血管は見当たらず壊死組織近くの血管は障害されていない。一方SWによる壊死部には腫瘍血管が認められ血管は著明な障害を受けていた。血管は線維が膨化し、明らかな血管の破綻が確認された。3.SW60008000発の810日間連日照射では対照に比し腫瘍の増殖抑制を認めた。4.SW照射は肺転移を促進しなかった。5.SWとTHPの併用はSW単独よりさらに強い腫瘍壊死を認めた。6.SWと各種抗癌剤の併用では、SW単独群2羽、SWを先行させCBDCA+THPを静注した群で3回治療を行った1羽、CBDCA+THP静注のみを4週行った2羽、さらにSWとCBDCA+THPを5回以上同時に行った2羽でpTO(癌細胞の完全消失)が得られた。治療効果を組織学的に検討すると、SWが照射されている部分は著明な出血壊死に陥っており、壊死に陥らなかった部分には出血が見られずSWが照射されていなかった事が伺われた。そこで、腫瘍に均等にSWが照射されるように、兎を乗せた台を自動的に回転させる台を作製した。7.THP1mg/kg+CBDCA10mg/kgの毎週1回4週間投与でpTOが得られた事からSWと抗癌剤の相乗効果の有無を検討するために、抗癌剤の量を半量(THPO.5mg/kg+CBDCA5mg/kg)とし、SWとの併用療法を行った。SWの照射は回転台を用いて行ない、抗癌剤の投与はSWの照射直前に行った。

抗癌剤単独ではまったく効果を示さなかったがSWとTHP+CBDCAの毎週1回,3週間の治療で6羽中3羽がpTOを得た。高エネルギー水中衝撃波(SW)と抗癌剤の併用による治療を兎のVX2膀胱癌、マウス膀胱癌(MBT-2)の皮下移植腫瘍に行ったところ腫瘍の縮小、消失、延命効果を認めた。また、SW照射は転移を誘発しなかった。そこで、東北大学医学部倫理委員会の承認のもとに、SWと抗癌剤の併用を臨床に応用した。衝撃波の発生装置として、24枚の大型扇形ピエゾ素子を用い、1.3KV、2-5/shots/minで10,000-20,000発の衝撃波を照射し、同時に抗癌剤の静脈内注入を併用した。衝撃波の焦点部における最大圧力は100MPaである。症例は粘液産生性の低分化の前立腺癌の右側腹部筋肉内転移腫瘍で抗癌剤,ホルモン療法は無効であった。この腫瘍に対してSW10,000shots+CBDCA100mg/body+THP10mg/bodyによる治療を計4回行った。結果:Ga-enhanced MRIにて中心部に壊死を思わせる変化を認めた。さらに4回のSW照射とCBDCA100mg/body+THP10mg/bodyの静注後、右側腹部筋肉内腫瘍の摘出術を行った。腫瘍の割面はメッシュ状構造となり、組織学的には中心部はPAS染色陽性の粘液のみが残り、腫瘍細胞の消失を認めた。腫瘍の辺縁部にはvividな粘液産生性腫瘍細胞を認めた。PAS免疫染色では、腫瘍細胞も、粘液も染色されなかった。副作用としてはSW照射部に皮下出血を認めたが、SW照射を重ねるごとに皮下出血は軽減されていった。また、照射されと腫瘍部の疼痛を認めた。血液生化学検査では筋組織の破壊のためと思われるcreatine kinase(CK)の一過性の上昇を認めた。まとめ:1.高エネルギー水中衝撃波(SW)と抗癌剤(THP+CBDCA)の併用にてホルモン抵抗性前立腺癌の転移巣に著名な壊死をもたらした。2.8か月の観察期間中他の部位への転移は認めず、SWの照射は転移を誘発しなかった。
遷移金属酸化物の多自由度結合系における強相関量子相の研究

3d遷移金属酸化物を対象に、電荷・スピン・軌道・格子の多自由度が結合することによって現れる強相関電子系で発現する異常物性の発現機構の解明と新しい物性を開拓することを目指した研究を行った.具体的には、核磁気共鳴(NMR)法を用いた実験研究を行い、バナジム酸化物やコバルト酸化物などで発現する金属絶縁体転移、電荷秩序転移、軌道秩序、スピン転移などの新奇物性についてミクロな物性を明らかにした.3d遷移金属酸化物を対象に、電荷・スピン・軌道・格子の多自由度が結合することによって現れる強相関電子系で発現する異常物性の発現機構の解明と新しい物性を開拓することを目指した研究を行った.具体的には、核磁気共鳴(NMR)法を用いた実験研究を行い、バナジム酸化物やコバルト酸化物などで発現する金属絶縁体転移、電荷秩序転移、軌道秩序、スピン転移などの新奇物性についてミクロな物性を明らかにした.3d遷移金属酸化物中の強相関電子系は、3d電子が持つ電荷、スピン、軌道の自由度によって高温超伝導や巨大磁気抵抗効果など従来の物理概念を書き換える重要な物性を発現する舞台となってきた。本研究では、NMRを用いて、3d遷移金属酸化物において、電荷、スピン、軌道の自由度および格子の自由度が結合することによって現れる強相関量子相の異常物性の発現機構を解明し、新しい物性を開拓することを目的とした研究を進めた。本年度は、バナジウム酸化物を主な対象として以下の研究を行った。1.バナジウムブロンズは電荷秩序転移を伴った金属絶縁体転移を起こす擬一次元物質として知られている。β-Li_<0.33>V_2O_5を対象にして、単結晶試料を用いたV核のNMR実験から、金属相、絶縁体相における微視的な電子状態について調べ、電子分布のモデルを提案した。さらに、β・Na_<0.33>V_2O_5に対して、Na核の核スピン格子緩和率の測定を行い、Na原子のホッピング運動が金属相で起きていることを見出した。2.擬一次元構造を持つバナジウム酸化物の一つとして、ホーランダイト型構造を持つK_2V_8O_<16>を取り上げた。この系はV^<3+>とV^<4+>の混合原子価をとり、金属絶縁体転移を起こすと同時に電荷秩序転移が起きる。V核のNMR測定を行い、金属相において観測した異方的なナイトシフトが特異な軌道状態に起因することを明らかにした。さらに、低温の電荷秩序相でスピンシングレットになることを示した。3.約700Kで電荷秩序転移を起こすスピネル型酸化物AlV_2O_4のスピン状態をV核とAl核のNMR測定から調べ、低温の電荷秩序相では、1つのVサイトは常磁性スピンを持ち、他の2つのVサイトは非磁性となることを明らかにした。この結果は、理論的研究から提案された7量体モデルで説明できることを示した。強相関電子系である3d遷移金属酸化物では、電荷・スピン・軌道・格子の多自由度が結合することによって新奇な量子相が出現する。本研究では、核磁気共鳴(NMR)法を用いて、そのような量子相における異常物性の発現機構の解明と新奇物性の開拓を目指した研究を行った。本年度は、以下に述べる成果を主に得た。1.電荷秩序転移を伴った金属絶縁体転移を起こす擬一次元物質β-Na_<0.33>V_2O_5を対象にして、金属相のスピンダイナミクスを理解するために核スピン格子緩和率を測定し、Naイオンの秩序無秩序転移で、Vの電子状態が大きく変化することを見出した。同時に、この系が一次元系固有のスピン拡散を持つことを初めて観測し、朝永ラッティンジャー液体のモデルに立脚してスピンダイナミクスを議論した。2.β-Li_<0.33>V_2O_5では、β-Na_<0.33>V_2O_5とは異なるカチオンの秩序化を示すこと、および、Liイオンの変位に伴う新しい電荷の不均一化を金属相で示すことを見出し、β構造を持つバナジウムβ-A_<0.33>V_2O_5では、Aカチオンが電子状態に大きな影響を与えることを明らかにした。3.ホーランダイト型バナジウム酸化物K_2V_8O_<16>を取り上げ、単結晶試料を用いたナイトシフトの測定から、局所帯磁率の異方性軸が温度とともに回転する特異な現象を見出した。これは、多軌道効果に起因すると考えられる。4.三角格子を形成する擬一次元コバルト酸化物Ca_3Co_2O_6は、フラストレーション効果による新奇物性が期待できる系である。NMR測定から、常磁性相において、一次元鎖内の強磁性相関が高温で発達し、低温で鎖間の反強磁性相関が発達することを明らかにした。
口径１ｍｍの再生型人工血管の実用化を目指して

これまでにわれわれは高張塩溶液による組織の脱細胞化方法を確立した。また、本方法を小口径の血管に応用し、実際にラットでの移植実験を行ってきた。本研究課題では、移植後の脱細胞化血管の生理学的機能評価、より小口径の血管への応用、神経再支配の可能性、実用化を目指した保存などについて検討を行った。その結果、1口径1mmの脱細胞化血管においても長期開存が認められた。2凍結乾燥処理後の脱細胞化血管でも開存が認められた。3外膜に神経軸索の浸潤および生理的機能の再獲得が認められた。近年の手術技術の進歩に加え、心血管疾患・糖尿病の増加により世界的に人工血管の需要は高まっている。特にヨーロッパでは死因の4割を血管疾患が占め、また、世界中で年間に20万肢が血管障害に伴い切断されている。心筋梗塞や小児先天奇形などの冠動脈疾患や透析のシャント作成、下肢のバイパス術時に用いられる、さらにはわれわれ形成外科医が行う遊離組織移植に用いられる血管グラフトに求められる口径は3mmから4mmの物が多い。これに対し、人工血管の開発に多くの研究チームがしのぎを削っているが現在までで実用化されている人工血管の口径は最も小さなものでも6mmを下らない。現在まで申請者らの研究グループでは新規の方法による組織脱細胞化法を開発し、これを血管に応用することで極めて高い開存率を示す小口径血管の作成に成功した。本脱細胞化血管を実験動物に移植したところ、血管内皮細胞のみならず血管平滑筋細胞が中膜の層を形成することが明らかとなった。昨年までの研究により、移植後約1年の再生血管では、ワイヤーミオグラフシステムを用いる事で、血管の薬剤に対する収縮や弛緩反応を認めた。また、免疫組織学的には外膜に該当する部位に抗neurofilament抗体により陽性に染色される軸索の侵入を認めた。この軸索は一部、中膜(平滑筋層)へも侵入していた。次に、口径1mmの再生型人工血管の実用化を目指す上で、口径を更に縮小する事、また実用面で保存できる事の可能性を探った。まず、総頸動脈(口径約1mm)を脱細胞化し、これを腹部大動脈に移植した所、開存が得られた。次に、脱細胞化された血管を蒸留水で脱塩したのち、凍結乾燥し、これをリン酸緩衝液により一旦、水和させたのちに再度移植した所、開存が得られた。以上より、より小口径で保存可能な血管であることが示唆された。現在までわれわれの研究グループでは高張塩溶液による組織脱細胞化法を開発し、これを血管に応用することで極めて高い開存率を示す小口径血管の作成に成功した。また開存は移植後最長14ヶ月の個体でも認められた。この平滑筋層の生理機能をワイヤーミオグラフシステムで検証したところ、移植後12ヶ月では、ニトロプルシドナトリウムに対しては拡張作用を、ノルエピネフリンに対しては収縮作用が認められた。次に、神経の侵入について検討を行った。移植後12ヶ月の時点での移植血管を採取し、一部はワイヤーミオグラフシステムによる生理機能の評価を、一部はホルマリン固定を行い、免疫組織学的に評価を行った。ワイヤーミオグラフシステムの結果は前述の通りであるが、組織学的評価では、あらたに内皮細胞の層(内膜)に加え、平滑筋の層(中膜)が形成されていた。この中膜は内弾性板よりも内腔側に位置していた。さらに、この組織標本に対して、抗neurofilament抗体を反応させた所、外膜側に主に軸索の分布を認め、一部、平滑筋内にも軸索の分布を認めた。以上より、ラットにおいては、脱細胞化血管を移植する事で高い、かつ長期的な開存が認められる事に加え、内皮細胞および平滑筋細胞の定着が認められた。くわえて血管の収縮・拡張作用をもつ化学物質に対してそれぞれ生理的反応を示し、また、血管支配神経の浸潤を認めた。これらを纏めると、われわれが開発した脱細胞化神経は動的なスキャフォールドとしての役割も果たす可能性が示唆された。脱細胞化血管への神経の浸潤の可能性が示唆された事はおおむね、計画通りである。一方でトレーサー法による神経核の同定には至っておらず、来年度の課題としたい。われわれが開発した方法によりラット腹部大動脈の脱細胞化を行う。これを別個体のラットに移植し、3ヶ月の経過の後、1移植部位よりも中枢、2移植部位、3移植部位よりも末梢のそれぞれの外膜に神経トレーサー物質であるfluoro-Rubyを注入する。交感神経節を採取し、逆行性標識されたニューロンの有無、分布、およびその数の評価を行う。

対照群として、移植操作を行っていないラットの腹部大動脈外膜にトレーサーを注入する。遠位にはfluoro-Rubyを、近位にはfluoro-Emeraldを注入する。1週間の生存期間をおいた後、交感神経節を採取し、蛍光顕微鏡で観察する。これにより遠位側を支配している交感神経ニューロンは赤に、近位側は緑に標識されることが見込まれるが、遠位に向かう線維が近位を通過している場合は遠位は緑のトレーサーも取り込むため、重ね合わせにより黄色の蛍光を発すると考えられる。脱細胞化血管を移植後、3ヶ月の時点でiと同様にトレーサーの注入/評価を行う。ただし、蛍光は顕微鏡の性質上、2色が望ましい(青色は蛍光としては弱く、軸索の染色には適さない)ため、上記1/2、1/3、2/3の組み合わせでそれぞれ観察を行う。実験動物の購入/維持におよそ月々50,000円程度を要する。また実験補助員の雇用も引き続き行いたい。抗体やトレーサーといった消耗品の購入の計上を要する。国際学会へ出席し、今後の報告への準備を行いたい。