hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
睡眠時無呼吸症候群の口腔内装置治療における内視鏡的診断法の確立

睡眠時無呼吸症候群に対する口腔内装置治療の適応症については、様々な報告がなされているものの、明らかになっていない。本研究では、内視鏡を用いた口腔内装置の治療効果予測について報告する。本研究により、OAの適応症の診断には、中下咽頭腔よりも鼻咽腔の所見が重要であることが示された。たとえ重度のOSAS患者であっても、下顎の前方移動に伴う気道の開大が認められる場合には、OA治療が有効であり、気道の開大が認められない場合には、OA治療が有効でない可能性が示唆された。睡眠時無呼吸症候群の治療において口腔内装置には,睡眠時に下顎を前方位に固定することで気道確保する可撤式の装置が広く用いられており,その適応症は,PSG検査でAHIが軽度中等度の症例,あるいはCPAP療法の適応とならない症例とされている.しかしながら,実際には重度でも口腔内装置が有効であった症例が報告されていることや,逆に,軽度中等度であっても口腔内装置が有効でなかった症例が報告されており,有効率は5割程度とするものから8割程度とするものまで,さまざまである.このことは,口腔内装置の効果は100%ではなく症例ごとに適応か否かを判断する必要があることを意味している.しかしながら,臨床現場では,閉塞部位の評価・診断を行わず盲目的に口腔内装置の適応・作製が行われ,装置が完成した後に医科でのPSG検査にてはじめて治療効果が判定され,口腔内装置の効果は治療前・治療途中に予測が出来ず,装置が完成するまで分らない状況である.口腔内装置の適応症が明示できていないために,診断医である医科は,その予知性の低さから,治療法として口腔内装置を選択することが困難である.医科・歯科の連携医療を行うためにも,口腔内装置の適応症を明確にする必要がある.本研究では,内視鏡を用いて,睡眠時無呼吸症候群患者の中心咬合位や下顎前方位での咽頭腔を観察し,咽頭腔の開大の程度から,口腔内装置の治療効果を予測できる検査法の確立を目的とする.これらの方法を確立することにより,口腔内装置治療の適応症を明確に判定できること,また作製段階で咽頭腔の開大度を視認できるため,無駄な試行を繰り返す必要がなく早期に効果的な口腔内装置を完成させることができるなどの臨床効果が期待できる.その結果,通院回数を減らすことや装置の効果判定のために行うPSG検査の施行回数を減らすことができ,医療費の節約や患者負担(時間・費用など)の軽減,医療者の診断力の向上など,社会経済的にも医療技術的にも成果が期待できる.睡眠時無呼吸症候群の治療において口腔内装置には,睡眠時に下顎を前方位に固定することで気道確保する可撤式の装置が広く用いられており,その適応症は,PSG検査でAHIが軽度中等度の症例,あるいはCPAP療法の適応とならない症例とされている.しかしながら,実際には重度でも口腔内装置が有効であった症例が報告されていることや,逆に,軽度中等度であっても口腔内装置が有効でなかった症例が報告されており,有効率さまざまである.このにとは,口腔内装置の効果は100%ではなく症例ごとに適応か否かを判断する必要があることを意味している.しかしながら,臨床現場では,閉塞部位の評価・診断を行わず盲目的に口腔内装置の適応・作製が行われ,装置が完成した後に医科でのPSG検査にてはじめて治療効果が判定され,口腔内装置の効果は治療前・治療途中に予測が出来ず,装置が完成するまで分らない状況である.口腔内装置の適応症が明示できていないために,診断医である医科は,その予知性の低さから,治療法として口腔内装置を選択することが困難である.医科・歯科の連携医療を行うためにも,口腔内装置の適応症を明確にする必要がある.本研究により,内視鏡を用いて,睡眠時無呼吸症候群患者の中心咬合位や下顎前方位での咽頭腔を観察し,咽頭腔の開大の程度から,口腔内装置の治療効果を予測できる可能性が示唆された.本研究により,口腔内装置治療の適応症を明確に判定できること,また作製段階で咽頭腔の開大度を視認できるため,無駄な試行を繰り返す必要がなく早期に効果的な口腔内装置を完成させることができるなどの臨床効果が期待できる.その結果,通院回数を減らすことや装置の効果判定のために行うPSG検査の施行回数を減らすことができ,医療費の節約や患者負担(時間・費用など)の軽減,医療者の診断力の向上など,社会経済的にも医療技術的にも成果が期待できる.
α‐窒素置換有機希土類錯体の新規生成法

有機希土類錯体の生成法として、分子内ラジカル移動反応を利用する新しい方法を開発することに成功した。すなわち、窒素原子上のペンダント基をラジカルドナーとして用い、ここにまずラジカルを発生させ、次に分子内ラジカル移動により窒素原子のα位にラジカルを“配達"する。さらにこのラジカルを低原子価希土類金属で還元することにより、α-窒素置換有機希土類錯体を発生させることができた。まず、ο-ヨウ化ベンジル基をペンダント基として持つ基質アミンは、2級アミンに炭酸カリウムの存在下で臭化(ο-ヨウ化ベンジル)を作用させることにより容易に合成した。こうして得られた各種の基質アミンとケトンの混合物にヨウ化サマリウムを作用させてカップリング反応を行ったところ、窒素のα位で位置選択的に炭素-炭素結合が生成し、5員環から8員環に至る種々の環状アミン、直鎖上アミンいずれも好収率でカップリング生成物を与えた。また3,3-ジメチル-2-ブタノンとの反応では、立体選択的に付加生成物が得られた。こうして得られた生成物は窒素原子上にベンジル基を持っているが、これは水素化分解により容易に除去できる。従って上記の反応は一般的なβ-アミノアルコールの合成法として有用である。水素と金属の交換反応によるメタル化反応は、本質的に酸-塩基の平衡に頼っていた。したがって、反応系は強塩基性にならざるを得なかった。本反応では、ラジカル移動反応により水素を引き抜くために、酸-塩基の平衡に頼らない穏やかな反応条件下でメタル化が行われている。この反応系で、希土類金属が持っている特異な還元特性を引き出すことができた。
五感を活用した地域ブランド共創による多世代交流型エンパワメントプログラム開発評価

本研究は、健康増進に向けた多世代交流を活発にするためのプログラムを「地域ブランド」として住民と共に創作し、コミュニティ・エンパワメントを実現するとともに、その効果を検証した。1,000名以上の住民が参加した。歌詞や体操を住民自らが提案することで、多くの住民の健康への動機づけにつながった。自己ブランディング、相互ブランディグにより「ともにある」感覚を紡ぐことができる。立位および座位バージョンの調和のとれたプログラムを開発したことで、年齢や障がいの有無にかかわらず、誰もがともに楽しむ、新たな地域エンパワメントモデルを構築した。本研究は、20年間の追跡調査と介入研究により、科学的な根拠に基づくコミュニティ・エンパワメント・プログラムの開発を目的とした。1.国内外の地域ブランドプログラムに関する系統的レビューとエビデンス・テーブルの構築:地域ブランドプログラムの開発過程、内容、評価に関する海外先進機関の訪問調査、既存研究の系統的レビューとエビデンス・テーブルを構築した。開発研究を実施している研究機関を訪問し、情報交換と情報収集を行った。2.追跡データを活用したコミュニティ・エンパワメント・プログラムの効果評価:平成元年25年に実施したのべ110,000名の調査対象者の中から、プログラム参加者を抽出し、非参加者と比較しながら精神面・身体面の効果の軌跡と関連要因を分析した。3.住民と専門職に対するフォーカス・グループ・インタビューに基づく評価項目の抽出:地域ブランド化と多世代交流のニーズと内容を抽出するため、住民および専門職40名に対するフォーカス・グループ・インタビューを、各々8名ずつ5グループに対し実施した。実際の経験、当事者ニーズ、体験に基づく重要項目などを討論の柱として、具体的な内容を詳細に、できるだけ数多く収集した。1グループあたり原則として約2時間の時間をとり、逐語記録と観察記録を合わせてデータ化した。4.地域ブランドを活用した多世代交流プログラム試案の作成:1)国内外の地域ブランドプログラムの開発過程、内容、評価の系統的レビュー、2)20年間追跡データの分析結果、3)住民と専門職のフォーカス・グループ・インタビューにより得られた情報、を活用し、統計的妥当性及び臨床的重要性を加味しながら、有効な項目を抽出して体系化し、地域ブランドを活用した多世代交流プログラム試案を作成した。1.プログラム実施前のベースライン評価(担当:安梅、伊藤、望月)十分な面接訓練を受けた社会福祉士、保健師などの専門職により、子どもから高齢者まで全住民に調査を行い、基本属性、生活状況、社会生活機能、社会参加状況、生活意欲、健康状態、老研式活動能力指標(高齢者)、発達状態(子ども)、生活習慣、健康度自己評価、移動能力、聴力や視力障害の有無、身体の痛みの有無とその部位、過去1年間の転倒や入院の有無、慢性疾患の既往などウエルビーイング関連項目を把握し、プログラム実施前のベースラインとした。2.プログラムの実施(担当:伊藤、山田)地区ごとにランダム割付を行い、プログラム実施群とコントロール群を設け、実施群に対して半年間、定期的に地域ブランドを活用した多世代交流プログラムを実施した。コントロール群に対しては、従来型の老人クラブプログラム、保育プログラムを実施した。3.プログラムのプロセス評価、アウトカム評価(担当:安梅、伊藤、山田)実施群とコントロール群において、比較しながらプロセス評価、アウトカム評価を実施した。4.評価に基づくプログラムの最終版作成(全員)プロセス評価、アウトカム評価に基づき、プログラムの内容や構成などについて検討し、最終版を作成した。5.プログラムの実践活用モデルの提案と普及化に向けたマニュアル作成(全員)住民、専門職などに向けて、実際にプログラム実施する際の方法、進め方のコツ、把握する必要のあるポイント、予測される成果などを詳細に解説したホームページを作成し、広く利用可能とした。計画通りに推進しているため。保健福祉学今後、下記4点について推進する予定である。1.プログラムのプロセス評価・アウトカム評価2.プロセス評価・アウトカム評価に基づくプログラム最終版の作成3.地域ブランドを活用した多世代交流プログラムの実践活用モデルの提案4.普及化に向けたマニュアルとホームページ作成実施しようと計画していたグループインタビューの半数を試案完成後にアウトカム評価として活用するために、次年度実施することになったため。試案作成後にプログラムを導入し、その評価に用いる。
ダイオキシン類誘導性セレン結合性タンパク質の生理的機能の解析

ダイオキシン類は、現在、環境中に広く分布する汚染物質の一つであり、近年、内分泌攪乱化学物質として社会的な注目を集めている。ダイオキシン類の毒性は全身に多岐に亘る事が知られており、その毒性発現には、細胞の可溶性画分に存在する芳香族炭化水素レセプター(aryl hydrocarbon receptor ; Ah-receptor)と呼ばれる核内移行型転写因子が関与していると考えられている。すなわち、ダイオキシン類は、Ah-receptorを介して様々な機能性タンパク質を誘導することが知られており、これが毒性発現の発端であると推測されている。しかし、いずれのタンパク質の誘導がその毒性に直結するかについては不明な部分も多く、そのため、毒性発現機構については未解明な点が多く残されている。申請者らにより、ラット肝サイトソルにおいて見出されたセレン結合性タンパク質(SeBP)は、これまでに、ダイオキシン類の一つであるコプラナーPCBにより顕著に誘導されることが明らかになっている。さらに、本タンパク質に関して、これまでに、当研究室において全open reading frame(ORF)を含む塩基配列および全アミノ酸配列が解析されており、さらに、ダイオキシン類のよる誘導が、転写レベルで制御されていることが明らかとなっている。しかし、本タンパク質の生理的機能について未解明な点が多く、そのため、ダイオキシン類による毒性発現との関連性についても不明な点が多い。そこで、本年度は、本タンパク質の生理的機能解明に向け、その前段階として、ダイオキシン類誘導性SeBPの哺乳動物由来細胞内における安定発現を目指し研究を行った。当研究室において解析されているダイオキシン類誘導性SeBPの全ORFを含むcDNAを哺乳動物由来細胞用発現ベクターであるpTARGET^<TM> Mammalian Expression Vectorに組み込み、サル腎臓由来細胞COS-1 cellに導入した。そののち、薬剤耐性を指標として単一クローンのみからなるコロニーを選択し、継代を行った。さらに、安定発現の確認は、可溶性画分における免疫染色で行った。その結果、12個の別個のクローンからなるダイオキシン類誘導性SeBP安定発現COS-細胞の樹立が確認された。こめ安定発現株は、それぞれダイオキシン類誘導性SeBPの発現量が異なっていた。しかし、いずれの安定発現株についても、コントロールとして構築したMock vector導入細胞に比べ、細胞の形態および細胞増殖速度に顕著な変化は見られなかった。ダイオキシン類により誘導されるタンパク質には`薬物代謝酵素を含め様々なものが知られているが、その毒性発現機構を説明するには不十分な点が多い。申請者らによりラット肝サイトソルで見い出されたセレン結合性タンパク質(SeBP)は、これまでに、ダイオキシン類の1つである高毒性コプラナーPCBによる誘導が明らかにされた新規誘導性タンパタ質の1つである。当研究室において、これまでに、ダイオキシン類誘導性SeBPの塩基配列および全アミノ酸配列をcDNAクローニングにより決定し、さらに、ダイオキシン類による誘導が、転写促進によるものであることを明らかにした。本年度は、毒性発現との関連性についてさらなる情報を得るため、酸化的ストレスによる誘導が転写レベルで制御されているか否か検討した。コントロールおよび抗酸化剤であるbutylated hydroxytoluene(BHT)処理ラット肝臓よりmRNAを抽出し、逆転写反応を行い、cDNAを作製した。その後、SeBPに特異的なprimerを用いてPCRを行い、その産物をアガロースゲル電気泳動により解析した。また、コントロールとして、β-actinに特異的なprierを用いて同様にPCRを行い、その産物の解析を行った。最後に、それぞれのバンド強度を定量し、β-actinのmRNA量に対するSeBP mRNAの発現量を算出した。この結果、BHTにより、SeBPのmRNA量は増加することが明らかとなった。この結果と昨年の結果から、SeBPをコードする遺伝子の転写調節領域には、xenbiotic responsive elementの他にantioxidant responsive elementが存在することが示唆された。また、ダイオキシン類の毒性発現機構の1つに酸化的ストレスの発生が含まれる可能性が考えられた。さらに、ヒト乳ガン細胞にSeBPを誘導させ、ホルマリンで固定後、特異的抗体を用いて染色を行った結果、SeBPは誘導に伴う細胞内局在は見られず、可溶性画分において作用していることが予想された。

しかし、本タンパク質の生理的機能について未解明な点が多く、そのため、ダイオキシン類による毒性発現との関連性についても不明な点が多い。そこで、本年度は、本タンパク質の生理的機能解明に向け、その前段階として、ダイオキシン類誘導性SeBPの哺乳動物由来細胞内における安定発現を目指し研究を行った。当研究室において解析されているダイオキシン類誘導性SeBPの全ORFを含むcDNAを哺乳動物由来細胞用発現ベクターであるpTARGET^<TM> Mammalian Expression Vectorに組み込み、サル腎臓由来細胞COS-1 cellに導入した。そののち、薬剤耐性を指標として単一クローンのみからなるコロニーを選択し、継代を行った。さらに、安定発現の確認は、可溶性画分における免疫染色で行った。その結果、12個の別個のクローンからなるダイオキシン類誘導性SeBP安定発現COS-細胞の樹立が確認された。こめ安定発現株は、それぞれダイオキシン類誘導性SeBPの発現量が異なっていた。しかし、いずれの安定発現株についても、コントロールとして構築したMock vector導入細胞に比べ、細胞の形態および細胞増殖速度に顕著な変化は見られなかった。
肺線維化機構における性ステロイドホルモンの関与

間質性肺炎/肺線維症組織において、エストロゲンが組織中で産生されていることを初めて明らかにした。そのエストロゲン産生には、肺胞上皮細胞に発現するアロマターゼが関与していると考えられた。マウスを用いた検討では、アンドロゲン依存性にホスホジエステラーゼmRNAが増加し、肺の循環動態に影響をおよぼしていると考えられた。以上、間質性肺炎/肺線維症組織に対し、性ステロイドホルモンが病態形成に重要な役割を担っていることが示唆された。1.肺線維症におけるエストロゲン受容体およびアロマターゼの発現:非腫瘍性肺疾患に関するエストロゲンを含めたステロイドホルモンの作用を明らかにするため、肺線維症におけるエストロゲン受容体(estrogen receptor:ERαおよびERβ)の発現を免疫組織化学にて検討した(18症例)。ERαは14例でERβは全例で上皮細胞もしくは間質細胞に陽性を認めた。その詳細な陽性率はERαおよびERβそれぞれ、細気管支上皮細胞50%、83%;II型肺胞上皮細胞56%、94%;間質細胞44%、33%だった。一方。エストロゲン合成酵素であるアロマターゼについては、ERαおよびERβのいずれかが陽性の症例で同時に発現する傾向が認められた。その中で間質細胞でのアロマターゼは、既存の肺構造の消失を伴い広範に広がる厚い線維化部位で陽性となり、線維芽細胞巣では陰性だった。2.肺組織におけるエストロゲン濃度の測定:剖検症例の肺組織を採取し、エストロゲン(estradiol)濃度の測定を液体クロマトグラフ-タンデム質量分析(あすか製薬メディカル)にて測定した(3症例15病変)。同組織の病理標本を作製し、線維化の程度とエストロゲン濃度の関係を検討した。結果、エストロゲン濃度は線維化の程度が高い病変で高値を示す事が明らかとなった(現在、症例数を増やして検討中)。以上、肺線維症において、エストロゲンがその病態形成に関わっている事が示唆された。また、病巣局所でアロマターゼによるエストロゲン合成が行われていると考えられる。難治性疾患の一つである特発性間質性肺炎に対し、標的治療の開発は重要な課題となっている。近年、肺癌をはじめとする肺疾患へのエストロゲンの関与が注目されている。本研究では間質性肺炎と肺の線維化機構におけるエストロゲンの関与について検討した。昨年度、間質性肺炎/肺線維症組織において、エストロゲン受容体(ER:Estrogen Receptor)βが発現し、さらにエストロゲン合成酵素であるaromataseが同様に発現することを確認した。今回、このaromataseの発現が実際に肺線維化組織においてエストロゲン合成に関与しているか否か、剖検症例を用いた検討を行った。エストロゲン(estroneおよびestradiol)濃度についてはLC-MS/MSを用いて測定した。また、正常肺組織(肺癌非腫瘍部)におけるエストロゲン濃度を同様に測定し、比較対照とした。結果、estrone濃度は肺線維化組織(n=10)と正常肺組織(n=10)の間に差は認められなかったが、estradiol濃度については肺線維化組織(median:389pg/g)で正常肺組織(median:26pg/g)よりも有意(p=0.0003)に高い値を示した。肺線維化組織(n=10)と正常肺組織(n=10)についてaromataseの発現を免疫組織化学にて評価し、組織中のestradiol濃度と,の関係を検討した。結果、aromatase陽性症例(n=7:134pg/g)は同陰性症例(n=13:28pg/g)と比較して、有意(p=0.02)にestradiol濃度の値が高かった。以上の結果から、間質性肺炎/肺線維症組織においてはaromataseによってエストロゲンが局所で合成され、肺線維化に関与していると示唆された。
敗血症性急性腎傷害に有効な血液浄化膜の検討

敗血症などの全身性に炎症反応を生じる病態では,サイトカインやHMGB-1が病態の形成に重要な役割を担っている.そこで,サイトカインやHMGB-1の除去による病態の改善を期待して持続血液濾過を行うことがある.近年,膜素材にpolyethersulfone (PES)を用いた,膜構造を非対称の2層構造にすることで除去できる物質の分画を明敏にし,小から中分子までを効率よく除去できる血液浄化器が本邦で開発された.但し,このPES膜を用いた持続血液濾過によるサイトカイン,HMGB-1の除去については,現在まで報告が無かった.我々は,この二層構造PES膜は従来の血液浄化器よりもサイトカイン,HMGB-1の除去性能が高く,かつアルブミン除去能は低いとの仮説を立て,人血を用いたex vivo研究を行った.その結果、TNF-α以外のサイトカインは0.8以上の高いふるい係数を示す一方で,アルブミンのふるい係数は0.04未満にとどまっていた.二層構造PES膜を用いた持続血液濾過では,アルブミンの喪失を抑えつつサイトカイン及びHMGB-1を高効率に除去できることが分かった.研究計画書の通り、生化学的な検討は当初の予定通り進めることが出来たため、今後は電子顕微鏡を用いた形態学的なアプローチで更なる検討を行う予定である。敗血症は発生率が増加傾向にあり,未だに死亡率の高い疾患である.確立された有効な治療法は無く,病態も完全には解明されていないが,判明している原因の一つが炎症性サイトカインの過剰産生である.それらを制御する方法の一つとして持続血液浄化療法が用いられるが,その方法も確立していない.2016年より臨床使用可能となった,ポリエーテルスルホン(PES)を膜素材とした血液浄化器は,その構造的特性から炎症性サイトカインをはじめとした中分子の除去に優れると予想される.そこで,人血を用いた敗血症モデルでPES膜の炎症性サイトカインの除去性能を膜種,濾過流量,膜面積,形態学的な面から検討し,PES膜の敗血症治療における有用性と持続血液浄化療法による炎症性サイトカイン制御の可能性を明らかにすることを目的とする.当該年度において,8例の敗血症モデルにおけるサイトカイン,HMGB-1,albuminの除去能の検討を行った.その結果,各種サイトカイン,HMGB-1ともにふるい係数は0.8以上と,高い溶質除去能を認めた一方で,albuminのふるい係数は0.04と低値に止まっていた.結果から,PES膜では,有用なタンパクであるalbuminの喪失を抑えながら敗血症の病因の一部と考えられるサイトカインやHMGB-1を効率よく除去できる可能性が示唆される結果であった.研究計画書の中で示した、期待された仮定とほぼ同様の結果が得られており、実験系も安定しているため現在のところ、順調に進展していると判断した。敗血症などの全身性に炎症反応を生じる病態では,サイトカインやHMGB-1が病態の形成に重要な役割を担っている.そこで,サイトカインやHMGB-1の除去による病態の改善を期待して持続血液濾過を行うことがある.近年,膜素材にpolyethersulfone (PES)を用いた,膜構造を非対称の2層構造にすることで除去できる物質の分画を明敏にし,小から中分子までを効率よく除去できる血液浄化器が本邦で開発された.但し,このPES膜を用いた持続血液濾過によるサイトカイン,HMGB-1の除去については,現在まで報告が無かった.我々は,この二層構造PES膜は従来の血液浄化器よりもサイトカイン,HMGB-1の除去性能が高く,かつアルブミン除去能は低いとの仮説を立て,人血を用いたex vivo研究を行った.その結果、TNF-α以外のサイトカインは0.8以上の高いふるい係数を示す一方で,アルブミンのふるい係数は0.04未満にとどまっていた.二層構造PES膜を用いた持続血液濾過では,アルブミンの喪失を抑えつつサイトカイン及びHMGB-1を高効率に除去できることが分かった.得られたデータを解析し,問題なければ論文執筆・投稿を行う。また,電子顕微鏡を用いての形態学的な検討を追加する。研究計画書の通り、生化学的な検討は当初の予定通り進めることが出来たため、今後は電子顕微鏡を用いた形態学的なアプローチで更なる検討を行う予定である。次年度より、生化学的な検討から形態学的な検討へと移行するにあたり、物品購入費として当該年度分では不足していたため、繰り越した上で物品購入費に使用する必要があると判断したため。
微生物産生凝集剤に関する基礎及び応用研究

本研究では、凝集剤生産菌としてストレプトマイセスグリセウス菌を使用し産生された凝集剤の生産条件及び基本的性質について検討した。ストレプトマイセスグリセウス菌は、比較的単純な培地組成で培養することができるが、凝集剤生産条件と菌体培養条件には違いが現れた。本菌を、炭素源として酵母抽出物を使用して30°C、34日間培養することにより比較的大量の凝集活性(懸濁物質:カオリン)が検出された。また、本凝集剤の凝集活性pH依存性について検討した結果、その凝集活性はpH4を最大として釣り鐘状のpH曲線を与え、本凝集剤が酸性領域で働くことが明らかとなった。次に、一般に使用されている凝集助剤のカチオン併用効果について検討した。その結果、2価のカチオンを併用するとその凝集活性は大きく増加したが、3価のカチオンを使用した場合にはその凝集活性は低下傾向にありむしろカオリン粒子を分散させる結果となった。また、本凝集剤の熱安定性について調べた結果、本凝集剤は比較的熱に対して不安定であり、沸騰水中5分の加熱でほとんど完全に失活した。更に、タンパク質を多く含んだモデル廃水として卵白を溶解した水溶液を用いて、ストレプトマイセスグリセウス菌が生産する凝集剤性能を有機高分子及び無機系凝集剤と比較検討した結果、無機系凝集剤が最も良好な結果を示した。しかし、本菌が生産する凝集剤も比較的良好な性能を有しており有機系高分子凝集剤よりは優れた結果が得られた。今後は、本凝集剤を各種クロマトグラフィー等を利用して分離精製を行い、本凝集剤の化学構造等を明らかにし、高付加価値化も含めて本凝集剤のさらなる研究開発を行いたい。
制御された異方的超高圧力下の物理

従来なかった「一様かつ異方的」な高圧力を発生する技術開発を行い、そのような圧力下において物性測定を行うことによって、層状構造など、異方的な構造を持った物質において新奇な物性を発現させることを目指した。異方的な圧力発生は試行錯誤の結果、試料形状を極端に薄いものにする等の方法で実現できることが分かった。この結果はBaFe2As2の圧力有機超伝導の観測によって実証することができた。銅酸化物では単結晶試料の作成が非常に難しかったため異方性圧力による結果は得られなかったが、対照実験として行ったHg-1223において15万気圧でTc=153Kの史上最も高い温度での超伝導状態の実現に成功した。平成23年度は震災の影響が大きく、寒剤の供給ストップだけでなく、電力融通などの影響もあり実際に試料を加圧下で冷却するなどの実験までこぎ着けることが難しかった。このため本年度はキュービックアンビル装置に用いる焼結ダイヤモンドアンビルおよびMgO製ガスケット材料のテストを中心として、来年度に行う実験への準備作業を中心として行った。本年度の目標として、異方的な圧力発生に関する基礎的な技術の獲得と言うことをあげていたが、これはガスケット材料に関しては行うことができ、より堅い材料での圧力発生の様子を見ることが出来た。これによりガスケット材料に対して部分的に堅いもの、柔らかいものを用いることで、圧力発生空間への異方的な圧力発生を定性的にではあるが見込むことが可能になった。これに付随して、圧力発生空間に用いるテフロンカプセルの形状を従来と異なる扁平な形状のものを用いることで異方的な圧力(この場合は短くした方向に対して相対的に高い圧力の発生を見込んでいる)の発生を行うアプローチも行った。これに関しては、部品製作は完了することができ、今後はこの状態での異方的な圧力発生の確認をBaFe2As2単結晶などを用いて行っていくことになる。アンビルに関しては、焼結ダイヤモンドアンビルの試作を計画通り2個行い性能を評価したところ、問題なく15万気圧の発生を確認することができた。冷却を伴う実験としては唯一、頂点フッ素型の銅酸化物高温超伝導体であるBa2Ca2Cu3O6.8F1.2(F-0223)の静水圧的環境下でのTcの圧力相図を見いだした。Tcはonsetでは実に140Kに到達し、これは頂点フッ素系では世界最高記録である(投稿準備中)。前年度に達成されたHg-1223における世界最高温度Tc=153Kでの超伝導状態の観測をうけ、これをさらに推進するために、1.Hg-1223のアンダードープあるいはオーバードープ状態でのTcの圧力相図の構築、2.さらにCuO2面の枚数の多いバリエーション(Hg-1234,1245,1256)における最適ドープ状態でのTcの圧力相図の構築を行った。1.に関しては、Tcの圧力に対する応答、dTc/dPの圧力下の変化の様子はほぼ同じになるように見え、つまり大気圧から最高20-25K程度の上昇があり、圧力相図において外挿をおこなうと23GPa付近で飽和しTcが下降に転ずるように考えることができる。このことから、Hg-1223においては圧力に対してドーピング量の変化は生じず、この場合のTcの変化は格子の収縮による結果であると考えることができる。2.に関しては、常圧から10GPa付近までのTcの圧力による向上は、CuO2面の数にあまり関係なく+2.02.5K/GPaであるが、より高圧力側においてはCuO2面の数が多くなるほどTcの上昇が抑制されることが分かった。もっとも枚数の多かったHg-1256においては最高圧力ではTcが上昇から下降に転ずる様子まで確認することができた。この現象はいまのところ、各CuO2面でのキャリア数が圧力によって再配分され、いままで高いTcを出していたもっとも外側のCuO2面におけるキャリアが減少するためではないかと考えている。今年度はまず、異方的な圧力による効果を検証する際に必要となる静水圧下における正しい銅酸化物高温超伝導体の転移温度の圧力相図を作るという目的のもと、常圧では最も高いTc=134Kを持つHg-1223の高品質多結晶に対する圧力下測定を実施した。この結果、史上最高のバルク超伝導転移温度であるTc=153Kを達成することができた。この実験では同じ母試料に対して施したアニール条件の違いによって、ドーピングの違う試料を用意し、同時に超伝導-圧力相図のドーピング依存性も検証している。異方的圧力の発生に関する技術的検討も小型キュービックアンビルプレスを用いて行っている。

しかしながら、アンビル形状やガスケット形状による方法はアンビルの破損等の問題がどうやらあり、費用的にも限度があるためにあまり進展は見られなかった。一方、鉄系超伝導体の母物質であるノンドープBa122の単結晶の圧力下測定において、試料形状の違いにより、以前に行ったab面が出ている薄片の単結晶に対する圧力効果と比較し、c軸に長い形状の試料では明らかに異方的な圧力の効果によるものと考えられる圧力誘起超伝導発現の必要圧力値の低下が認められた。これにより部分的にではあるが異方的圧力下の実験の先鞭をつけた。震災の影響が非常に大きく、実際の測定に関する実験に関しては事実上行うことが難しかったため、外部発表などにまで結びつく成果に関してはほとんど今年度は得ることが出来なかった。これに伴い、本来測定に投入されるはずであったエフォートを圧力発生に関する技術的な検討に集中して行ったため、24年度以降に関して測定にウェイトをおくことで、当初の計画通りの進展になると考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。機械的機構による異方的圧力の発生は困難が多くあり、いまのところ進展があまりない。またこれが可能であっても、装置の出力の限界までの圧力発生を安定的に行うことができるかは検証にリスクも付きまとう。一方で試料形状による試料への異方的圧力効果の出現を鉄系超伝導体において確認できたので、当初の目的である異方的圧力下の実験を成功させるための道筋も見えてきた。特にab面の出た薄片試料に対して、明らかにab面を圧縮する圧力効果がc軸方向のそれに対して大きくなっていることがわかり、これはおそらく銅酸化物高温超伝導体に対してはTcをより有効に向上させる効果をもたらすはずである。純良多結晶を用いた静水圧力下のTc圧力相図の実験においては、分担者の山本による純良多結晶試料合成の成功により、世界で最も高いバルク超伝導転移温度Tc=153Kを達成し、大きな反響を得ることができた。これにより、圧力による超伝導状態の研究および特性向上という手法が非常に有効であるということが示された。これらの現在の状況を考えると、おおむね順調に進展しているという評価がふさわしいものと考える。一つの反省として、連携研究者による試料の提供も震災の影響等がありスムースに行うことが難しかったことがある。これを改善するために、24年度以降に、試料作成チームとして外部(理研、CROSS)の研究者に研究分担者として加わってもらい、銅酸化物高温超伝導体の試料に関しての供給体制を整えた。本年度は電力供給等の阻害要因は回避される見込みなので、23年度に余り進めることが出来なかった等方的圧力下での各種超伝導体の圧力下相図の構築を最優先として進めていく。平成25年度は、主に試料形状の変化による、異方的な一様圧力を具体的に銅酸化物高温超伝導体に加えた実験について、これを進めていきたい。しかしながら、特に、水銀系銅酸化物高温超伝導体のHg-1223やHg-1212などに関して、単結晶育成に技術的困難が多くある。これを克服し、さらに世界記録を更新するような非常に高い超伝導転移温度Tcの達成を目指す。現状でHg-1201の単結晶試料に関しては得られているため、この試料に対する異方的圧力印加の実験をまず試みる。また、より単結晶育成が容易であるTl系銅酸化物高温超伝導体に対しても同様の静水圧及び異方的圧力下のTc観測実験を行い、異方的圧力によるTc変化の観測を試みる。
学習者の思考過程を追跡するための手書き入力装置の開発と評価

現在コンピュ-タ用の標準入力装置としてはキ-ボ-ドが利用されている。しかしこの操作環境は、自然で扱いやすいものとは必ずしも言えない。したがって、コンピュ-タを使って問題解決する際、利用者は当該の問題を解決することと、コンピュ-タを操作するという2つの問題を同時並行的に処理することになる。このことにより、利用者が入力する情報は、操作環境の影響を受けた、本来の思考活動に外乱が加わった情報となる。コンピュ-タを用いて学習者の思考過程を推定しようとする際、このことは重大な障害となる。そこで、本研究はこの問題の解決を図るため、手書き入力装置を開発するための基礎的研究を行った。「手書きワ-プロ」については、入力した段階で文字認識を行う型のものが、漢字記憶の保持率に効果があったものの、文章表現力の向上に明確な効果が見られなかったことから、文字認識は文章が完成してから行うことを想定して、入力時には文字確認を行わない型の手書きエディタを試作した。この型のエディタは、イメ-ジスキャナとOHPディスプレイを組み合わせることにより、生徒が作文用紙に書いた文章を教師が校正する過程を提示することにも利用できるであろう。数学教育用の手書き入力装置については、今年度は主に「手書き図形入力装置」について検討した。まず、手書き入力装置の基本設計を固めるために、学習者の問題解決行動を(1)紙と鉛筆の場合と(2)タブレットを使う場合で比較すること、(3)線分を自由に書く場合と(4)両端点で指定する場合、あるいは(5)記号を手書きで書く場合と(6)メニュ-選択する場合で比較実験することを行い、外乱が少なく、より認識率を高くすることができると思われる仕様を検討した。また、学習者の思考過程の推定という観点から、問題理解過程を表現する知識表現を検討し、合わせて、文章題の自然言語理解の方法について検討した。現在コンピュータ用の標準入力装置として利用されているキーボードを使った操作環境は、必ずしも扱いやすいものではない。このため、コンピュータを使って問題解決する際、利用者は、当該の問題を解決することと、コンピュータを操作するという2つの問題を同時平行的に処理することになる。このことにより、利用者が入力する情報は、操作環境の影響を受けた、本来の思考活動に外乱が加わった情報となる可能性が強い。そこで、これらの影響を実際に評価し、その問題を解決することを目的に、手書きによる入力装置を開発している。まず、「手書きワープロ」については、漢字記憶の保持率と、文章表現力の向上について評価実験を行なったが、漢字記憶については、手書きまたは手書きワープロによる学習の方が保持率が高いことが分かった。また、キーボード・ワープロを用いて文章表現力の向上について評価したところ、ワープロを使用しない場合と比較して、有為な差は見られなかった。このため、現在、手書きワープロの認識率の影響が出ないように認識を伴わない手書きエディタを作成し実験を行う予定である。「手書き数式入力装置」については、文字式について、繁分数と指数の認識が可能なシステムを試作した。外部機器との接続のために、行単位の入力に対する標準的な出力形式として、LispのS式を採用し、出力用にTeXの書式に変換する方式を提案した。「手書き図形入力装置」は、試作システムとして、簡単な多角形の認識を可能にしたものが開発された。このシステムに対しても、外部機器との接続用に、標準的な出力形式を検討しているが、幾何図形に関する知的CAIシステムとして、岡本等が開発しているGEOMEXの内部表現を参考に、現在、案を検討している。
周期的シュレディンガー作用素のスペクトル理論の研究

周期的一般点相互作用に従う1次元シュレディンガー作用素の退化したスペクトラルギャップの同定」および「δ型頂点条件に従うジグザグナノチューブ上の周期的シュレディンガー作用素のスペクトル構造とバンド端の漸近挙動」に関する結果を得た.周期的一般点相互作用に従う1次元シュレディンガー作用素の退化したスペクトラルギャップの同定」および「δ型頂点条件に従うジグザグナノチューブ上の周期的シュレディンガー作用素のスペクトル構造とバンド端の漸近挙動」に関する結果を得た.平成23年度は,「(I)周期的一般点相互作用に従う1次元シュレディンガー作用素のスペクトル理論の研究」および「(II)Zigzag nanotube上のシュレディンガー作用素のスペクトルについての研究」を行いました。当該研究の主な目的は,ポテンシャルが周期性を持つ場合のシュレディンガー作用素のスペクトル構造を解明することです。Floquet-Blochの定理により,周期的シュレディンガー作用素のスペクトルはバンド構造を持ちます。すなわち,スペクトルは加算無限個の有界閉区間(バンド)の和集合として表され,連続する2つのバンドは一般にスペクトラルギャップによって隔てられます。考える周期ポテンシャルによっては,スペクトラルギャップは空集合に退化することがあり,この事は対応するシュレディンガー方程式の解の周期性と密接な関連性があります。本年度は,(I)について,回転行列で与えられる点相互作用を考え,基本周期内に4個の点相互作用がある場合に,下から数えて2番目と4番目のスペクトラルギャップが退化する例があることを示しました。2個のスペクトラルギャップが退化する例はこれまでに見つかっていない新しい例で,このような例がある事はモノドロミー行列を8つの行列の積に分解する手法で示すことができることがわかりました。4個の周期的点相互作用を扱う場合には,現時点では点相互作用の配列に何らかの仮定をする必要がありますが,偶関数の周期的ポテンシャルの場合の解析は古くから行われているため,今後は同様の手法によってその場合の解析を行うなどの工夫が必要であると考えられます。次に,(II)のテーマについては,Zigzag nanotube上のシュレディンガー作用素のスペクトル理論についての関連する論文をいくつか読み,特に,Zigzag nanotube上のシュレディンガー作用素はZigzag nanotubeを構成する基本領域上のシュレディンガー作用素の直和で表されることがわかりました。本研究では,周期ポテンシャルに従うシュレディンガー作用素のスペクトルについて,次の研究テーマに沿って研究を行った:「(I)周期的一般点相互作用に従う1次元シュレディンガー作用素のスペクトルについての研究」「(II)Zigzag nanotube上のシュレディンガー作用素のスペクトル理論についての研究」次に, (II)の成果について述べる. Zigzag nanotubeとは, Pauling氏によって提唱された芳香分子のモデルで,数学的には1辺の長さが1の六角形の和集合で表されるシリンダー状の量子グラフを表す.キルヒホッフの頂点条件を持つ場合に, zigzag nanotube上の周期ポテンシャルに従うシュレディンガー作用素はネックレス状の最も基本的なzigzag nanotubeの直和とユニタリ同値であることが従来から知られていた.この性質は, zigzag nanotubeの頂点条件を変えても変わらないため,本研究では,最も基本的なzigzag nanotubeにおいて, δ型の頂点条件に従う周期的シュレディンガー作用素のスペクトルを解析した.本研究により,特別な条件下で,スペクトルがバンド構造を持つことがわかり,またバンド端の漸近挙動を得た.(I)のテーマについては,得られた結果を研究集会「スペクトル・散乱理論とその周辺」「ランダム作用素のスペクトルと関連する話題」等で発表した。(II)のテーマについては,関連する論文をいくつか読み,Zigzag nanotube上のスペクトル理論に関する基礎的な結果がいくつか理解できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。(I)のテーマに関しては,基本周期内に4個の点相互作用がある場合をもう少し深く研究することが可能であると思われる。例えば,偶関数となるような点相互作用の場合に,点相互作用を一般化して解くことができるのではないかと思われる。(II)のテーマに関しては,Zigzag nanotube上のシュレディンガー作用素のスペクトル理論についてもう少し論文を読み進める必要がある。これまでの研究では,Zigzag nanotubeの各辺において,周期ポテンシャルは同一のものを考えている研究しかないため,基本領域に存在する3辺において異なるポテンシャルがある場合を考える等は重要な事であると考えられる。今後は,この方向性で解析を進めていく予定である。
減塩ソングBGMによるポピュレーション・アプローチの効果-生体試料を用いた検証-

食塩の過剰摂取は生活習慣病の大きな原因の一つである。生活習慣病の一次予防では、健康な集団、すなわち重篤な疾患のリスクが顕在化する前の状態にあって食生活改善への準備性の低いも者も対象となる。このような集団へのアプローチ法として食育をテーマとした音楽(適塩ソング)のBGM放送は興味・関心の有無にかかわらず聴覚に働きかけることで、食行動変容への意識を喚起する新たなポピュレーション・アプローチの手法となりうる。BGMによる減塩・食行動変容の効果を検証した報告は世界でも例がない。本研究では適塩ソングのBGM放送による減塩・食行動変容の効果を、職域の給食施設での介入研究により検討する。
大型商業施設駐車場における人・車シミュレータを用いた安全性評価手法の構築

本研究は、大型商業施設駐車場の内部での歩行者挙動を組み入れた、人・車の両方を主体とするコンピュータシミュレーションを開発し、歩行者危険性の評価目的での有用性を検証することである。平成29年度までに、実測調査の基づく歩行者の挙動モデルの構築と、横断歩行者が存在するときの車側の停止挙動とそれに続く歩行者側の横断開始判断についてのビデオ撮影データによるモデルを構築を行い、さらにこれらを組み入れ、駐車場における人と車の両方を組み合わせたシミュレータの構築を完成させた。平成30年度では、このシミュレータを用いて、特に横断歩道設置の適切な間隔に関するレイアウト設計への示唆を得るためのケーススタディを行った。またこれに先立って、横断歩道を利用する歩行者とそうでないところで横断する歩行者の発生状況をこのシミュレータで再現できることを確認した。さらに、既存の交通挙動に関する理論モデルを応用して、モデル化された条件下での車両待ち時間の変化を確認し、シミュレータの挙動との整合性の確認を行った。これらの結果から、横断箇所を過度に制限して歩行者動線を集中させることは歩行者の利便性に取ってデメリットが生じるだけでなく、交錯の確率が高まりそのため安全性が低下する方向に働く可能性があると同時に、車両にとっても待ち時間が増大する悪影響が生じる可能性があることを明らかにした。本研究では、駐車場レイアウトとして、横断箇所を横断歩道として整備するか否かによって影響される歩行者及び車両の挙動パラメータを実測から求めることを行い、現実的な条件下での影響評価を可能にしたこと、さらに、それをシミュレータに取り入れることによって歩行者の各横断箇所別の選択状況の予測に加えて、交錯発生数や車両側の譲りの状況、さらには歩行者や車両に生じる遅れ時間までをも総合的に予測することを可能にしたものである。平成27年度は主に、既存研究の歩行者の経路選択モデルに対する改良を行った。研究代表者らの既存研究では実測調査から得られた歩行者の来店時の行動データをモデル化した。これに対して、平成27年度には、退店時の行動についての実測を追加し、来店時と同様の構造のモデルで、その違いをも含めて再現できることを確認した。ビデオ調査で利用者の挙動を把握し、分岐箇所における各分岐先の物理的な条件(横断歩道や表示・標識の有無と、進行方向からの乖離などの要因)を説明変数としたロジットモデルを構築し、そのパラメータ等の違いにより、来店と退店との差異を明らかにした。その結果、退店時は来店時と異なり駐車場内での自車の位置が必ずしも明確ではないために、車両を確認しやすいと思われる経路を選択する傾向が強く、また結果的にも最適な経路を選択しておらず遠回りになっているケースが少なからず見られることが明らかになった。この結果より、自車へたどり着くまでの適切な経路発見を促すことと横断歩道など安全な経路に誘導する方法を連携させることに効果があると考えられること、また、勘違い等で異なる経路を移動中に自車を発見した後の経路についても、安全性の確保が配慮されるべきであることなどを明らかにした。また、平成28年度への準備として、歩行経路選択シミュレーションの構成について検討を行った。当初予定での最重要課題である、歩行者の経路選択モデルの改良について完成した。また、次年度のコンピュータシミュレーション実施に向けての準備についても概ね順調に進んでいる。平成28年度は前年度の成果を学会発表を行った。さらに、既存の駐車場に関する車シミュレータを活用して交差部における車の通過時刻データを作成するとともに、それと前年度までで得られている歩行者の横断箇所選択行動特性から、横断歩行者が車の処理能力に及ぼす影響を、定量的に評価する部分のモデルの構築を行った。まず、既存の駐車場に関する車シミュレータを使用して、前年度の実測調査を行った駐車場での車両の入出庫を再現するようにした。そして、着目する横断歩道において、来店歩行者は時間帯別の車両の入庫数に応じて、また退店歩行者は同出庫数に応じて生成させ、さらに横断歩道を通過する車の到着間隔分布を、当該シミュレータにおける横断箇所の通過時刻から求め、これら車両が歩行者によって受ける影響を算出できるようにした。この範囲において、歩行者が当該横断歩道とそれ以外の箇所で横断する割合を変化できるようにし、さらに全体の利用者の需要量を変化できるようなものとした。その結果、歩行者の横断歩道への集中度が高まるほど車の遅れ時間が有意に増大することが明らかとなり、横断箇所を適度に分散させることにより、車の停止回数が増えても合計での停止時間を抑えることができ、結果的に円滑性に寄与できる可能性があることが明らかになった。以上のことから、今後の研究においても、当初予定していた歩行者の横断箇所への集中的な誘導方策だけでなく、逆に分散させる策についても検討対象として研究する意義があることがわかった。前年度に歩行者の経路選択モデルがほぼ完成し、引き続いて、当初の予定通り、駐車場の車シミュレータとの連携での評価を行う方向性を示すことができた。また、最終年度に行うべき評価ケースの設定についても示唆を得ることができた。

本研究は、大型商業施設駐車場の内部での歩行者挙動を組み入れた、人・車の両方を主体とするコンピュータシミュレーションを開発し、歩行者危険性の評価目的での有用性を検証することである。平成29年度には、それ以前の研究成果から得られた歩行者の挙動モデルに加えて、横断歩行者が存在するときの車側の停止挙動についてビデオ撮影データより解析を行ってモデルを構築した。さらにこれらを組み入れ、駐車場における人と車の両方を組み合わせたシミュレータの構築を完成させた。まず、本研究で開発した歩行者挙動のモデルに既存の車のミクロシミュレーションを組み合わせる際に、車の挙動として歩行者横断と遭遇した時をどのように扱うかを検討した。観測されたビデオ画像から、車と歩行者の行動の相互の関連が無視できないことがわかり、既存の車シミュレータ側の車挙動のモデルでは不十分であることがわかった。そこで、車側の判断を含むこれらの一連の両者の判断のシミュレーションを、今回開発する歩行者シミュレータモジュール側に持たせることとした。これに基づき、車シミュレータ側から、今回開発する歩行者シミュレータモジュールを呼び出す仕様を明確にし、それに基づいた車シミュレータ部分の構築を委託により実施した。さらに、本年度は上述の歩行者横断と遭遇した時の車の減速・停止挙動とそれに続く歩行者側の横断開始判断についてビデオ撮影画像を解析し、モデル化を行った。その上で、前年度までに得られた歩行者の経路選択行動モデルと前述の歩車遭遇時の両者の挙動モデルに基づいて、歩行者シミュレータモジュールを開発した。その結果、より現実に近い条件設定においてレイアウト変更の効果を評価できるようになった。さらに、これを用いて、前年度に行った横断個所を分散させることにより全体の円滑性に及ぼす影響について試験的に評価を行った。当初平成28年度を予定していた、駐車場における人と車の両方を組み合わせたシミュレータの構築は、車シミュレータ部分の仕様決定に際して時間を要したため、完成が本年度にずれ込むことになったが、年度末の段階で完成した。さらに当初の予定に加えて、より現実に即したものとするために、横断しようとする歩行者に遭遇したときの車側の減速・停止の実施とそれに続く歩行者の横断・譲歩のモデルを追加した。これらにより、予定よりも遅れが生じ、当初最終年度として予定していたケーススタディ評価については十分な数の試行を行えておらず、また、平成2829年度の成果の発表についても準備が後回しとなったため、これらを平成30年度へ継続することとした。平成29年度までに、実測調査の基づく歩行者の挙動モデルの構築と、横断歩行者が存在するときの車側の停止挙動とそれに続く歩行者側の横断開始判断についてのビデオ撮影データによるモデルを構築を行い、さらにこれらを組み入れ、駐車場における人と車の両方を組み合わせたシミュレータの構築を完成させた。平成30年度では、このシミュレータを用いて、特に横断歩道設置の適切な間隔に関するレイアウト設計への示唆を得るためのケーススタディを行った。
脳梗塞に対する歯髄由来神経幹細胞の応用に関する研究

ラット歯髄より得られた歯髄細胞をニューロスフェア法により培養したところ、神経細胞への分化が可能な神経幹細胞が得られた。次に実験的に脳梗塞を引き起こしたラットにこれらの歯髄由来神経幹細胞を移植したところ、それらの細胞が脳梗塞巣の周囲から検出され、脳梗塞巣に到達していたことが明らかとなった。さらに歯髄由来神経幹細胞を移植したラットでは後遺症である運動機能障害や学習記憶機能障害の回復に促進が認められた。4週齢のWister系雄性ラットをジエチルエーテルにて安楽死させた後、下顎骨の下顎角部から下顎下縁の下顎骨を分割し、左右下顎切歯の歯髄組織を無菌的に摘出した。抗真菌剤および抗菌剤に浸した後、0.1%コラゲナーゼ溶液に5時間浸漬し、線維を溶解した。細胞をPBSで洗浄し、神経幹細胞の分離を行った。1.歯髄から得られた細胞を汎用のマグネットビーズが結合した神経幹細胞マーカーに対する抗体(nestin)と反応させ、専用の磁石で回収することにより、特定のマーカーを発現した細胞のみを回収した。その後、神経細胞誘導培地で培養したものの、ビーズによる回収率が低く、その後の細胞の増殖、分化は認められなかった。2.Nature Publishing Groupにより公開されているNature protocolsに掲載されているニューロスフェア法によって、採取した歯髄細胞を培養した。約1週間後に、細胞の細胞塊(ニューロスフェア)の形成が認められた。1×10^6個の全歯髄細胞を1週間培養することで、1×10^6個のニューロスフェアを形成する細胞が得られた。得られたニューロスフェアをメッシュにより分離し、継代したところ、一定の増殖はみとめたものの(約1.2倍)大量の培養には至らなかった。しかしながら、これらの細胞を神経細胞誘導培地にて1週間培養し、神経細胞のマーカーであるneuron-specific enolase (NSE)に対する抗体を用いて染色したところNSEは陽性であった。また、real time RT-PCRにより神経栄養因子の1つであるBrain-derived neurotrophic factorを発現していることが明らかとなった。以上のことから、歯髄細胞をニューロスフェア法により培養して得られた細胞は、脳梗塞治療に応用できる可能性があることが示唆された。ニューロスフェア法によって、採取した歯髄細胞を培養した。11週齢のWister系雄性ラットから、中大脳動脈を塞栓する脳梗塞モデルラットを作製し、梗塞から3時間後に上記のニューロスフェアを分解した神経幹細胞1×10^6個を大腿静脈から移植した。脳梗塞後に生理食塩水のみを投与する対称群を設定し、細胞を移植した投与群とともに、以下の試験を行った。(2)Treadmillによる歩行能力評価を評価した。(3)Rotarodによる協調運動能力を評価した。Limb Placement Testでは、両群ともに、脳梗塞後運動感覚機能の回復を示した。脳梗塞後4週目のTreadmillによる歩行能力の評価では、投与群が対称群に比較して優位に高い値を示した。また、脳梗塞後2週目および4週目のRotarodによる協調運動能力では、投与群が対称群に比較して優位に高い値を示した。平成22年度はラット歯髄細胞からの神経幹細胞の分離を、平成23年度には分離された神経幹細胞を脳梗塞モデルラットに移植し、運動機能が改善することを確認した。これらの結果を受けて、平成24年は移植した細胞の行方について検証した。4週齢のWister系雄性ラットの歯髄から採取した細胞をニューロスフェア法により培養した。これらの細胞を細胞追跡試薬であるVybrant®CFDA SE Cell Tracer Kitで処理を行った。次に以下の方法にて、10週齢のWister系雄性ラットを用い、脳梗塞モデルラットの製作を行った。1外頚動脈と内頚動脈分岐を露出した。2術中の出血をさけるため、適宜、総頚動脈および外頚動脈の結紮を行い、外頚動脈の切断後、外頚動脈側から栓塞子を中大脳動脈起岐部へ挿入した。390分後、栓塞子の除去(再灌流)した。手術が終了し、再灌流から1時間経過後に、追跡試薬処理を行った神経幹細胞を大腿静脈から移植した。