hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全身麻酔薬による臓器保護作用に関与するマイクロRNAおよびその標的遺伝子の同定

R終了後に両腎を摘出し、total RNAおよびタンパク質サンプルを調製した。Sham群をコントロールとしてWestern blot解析を行ったところ、I-R群の腎組織においてLCN2発現の有意な増加が認められ、I-Rによる腎障害が引き起こされている可能性が示唆された。次にmiRNAマイクロアレイ解析を行ったところ、I-R群で30種類以上のmiRNAsに2倍以上の発現増加あるいは減少が認められた。リアルタイムRT-PCR法を用いて検討を行ったところI-R群でmiR-122-5pの有意な発現増加が確認でき、TarBase等のデータベース検索よりそのターゲットとしてSLC7A1が推測された。実際に、I-R群の腎組織においてSLC7A1タンパク質発現の有意な低下が認められた。したがって、miR-122-5pを介するSLC7A1の機能障害が腎I-R傷害に関与している可能性が示唆された。これらの解析でよりよい結果を得るためには全ての検体を同時に解析する事が重要であること、またこの解析結果を精査して学術的な結論に導くにも十分な時間を要することが考えられたため平成29年度までにマイクロアレイ解析等のomics解析を先行して施行した。平成30年度はomics解析から得られた結果を精査しながら確認実験を行い、最終的な考察を行った。現在は論文投稿を準備している。アレイ解析の結果、今回用いたクラスタリング解析の基準からは外れているが、二倍以上の発現変動が認められたmiRNA分子種も存在しており、これらの分子種についてもリアルタイムPCR法を用いて再確認して、変動分子種を網羅する。さらに、発現変動遺伝子の網羅的解析も行い、バイオインフォマティック解析の情報も合わせてmiRNAのターゲット遺伝子を予測して実際に同定するとともに、全身麻酔薬の効果について解析する予定である。平成29年度に行ったマイクロアレイ解析等のomics解析から得られた結果を十分に精査し、その確認実験、論文投稿を平成30年度に行う。腎虚血再灌流(IR)傷害モデルからの腎組織採取において、出血およびそれに伴う低血圧、体温上昇もしくは低下など、実験環境が大きく影響を与えうる因子を極力除いたサンプルを得ることに注力した。このため、比較的に安価で行える動物実験の比重が高まり、その後、比較的に高価であるtotal RNA抽出、miRNAマイクロアレイ解析、クラスタリング解析などを年度の後半に行った。サンプル採取に万全を期した結果、これらの解析の開始時期が当初より若干遅れたことが次年度使用額を生じた理由である。(理由)研究の進展によりマイクロRNA解析を行うため前倒し請求を行ったが、予定より費用を抑えることができたため、次年度使用額が生じた。(使用計画)平成30年度は最終年度であり、前年度までの各種解析結果を元にした確認実験における消耗品購入および論文投稿に用いる。miRNAマイクロアレイ解析、クラスタリング解析、リアルタイムPCR法など各種の解析を行う予定である。
人間の筋特性に基づく感覚-運動統合理論の構築とインピーダンストレーニング法の提案

人間の優れた運動能力は主に中枢神経系と運動神経系の相互作用によって実現されているが,効果器である筋骨格系自体にも生体運動の鍵を握る重要な特徴がある.筋は単なる力発生器ではなく粘弾性要素としての性質を備えており,しかもその粘弾性特性は筋の活動レベルに依存して大きく変化する.もちろん手先の慣性特性は腕全体の姿勢によって大きく変化する.人間は,筋レベルの機械インピーダンス(剛性,粘性,慣性)と関節レベルの姿勢制御をうまく組み合わせて,作業に必要な運動制御特性を巧に調節していると考えられる.本研究では,人間の筋運動系のインピーダンス特性をシステム・制御論の観点からモデル化し,その筋インピーダンスモデルに基づいた新しいトレーニングシステムを開発した.そのため,[1]ヴァーチャルリアリティ技術を利用したヴァーチャルスポーツシステムを新たに構築し,対象物のダイナミクスに依存した人間の手先インピーダンスの変化を実験的に計測・解析・モデル化した.そして,[2]自らの筋インピーダンスの調節能力と対象物インピーダンスの知覚能力の2つの観点から人間の能力を実験的に解析し,運動と感覚の両面からインピーダンス特性を評価する新しい統合理論を提唱した.そして,以上の結果を踏まえて,[3]2自由度リニアモータと可変インピーダンス制御に基づくインピーダンス・トレーニングシステムの開発を行った.このシステムでは,訓練者はインピーダンス知覚能力とインピーダンス調節能力を統合的に訓練する.このトレーニングシステムを実用化することにより,筋運動系の特徴を考慮した効果的な運動リハビリテーションを実現できるだけでなく,在宅で補助的にこのシステムを利用することにより現在の理学療法士不足の問題をある程度,改善できる可能性がある.人間の優れた運動能力は主に中枢神経系と運動神経系の相互作用によって実現されているが,効果器である筋骨格系自体にも生体運動の鍵を握る重要な特徴がある.筋は単なる力発生器ではなく粘弾性要素としての性質を備えており,しかもその粘弾性特性は筋の活動レベルに依存して大きく変化する.もちろん手先の慣性特性は腕全体の姿勢によって大きく変化する.人間は,筋レベルの機械インピーダンス(剛性,粘性,慣性)と関節レベルの姿勢制御をうまく組み合わせて,作業に必要な運動制御特性を巧に調節していると考えられる.本研究では,人間の筋運動系のインピーダンス特性をシステム・制御論の観点からモデル化し,その筋インピーダンスモデルに基づいた新しいトレーニングシステムを開発した.そのため,[1]ヴァーチャルリアリティ技術を利用したヴァーチャルスポーツシステムを新たに構築し,対象物のダイナミクスに依存した人間の手先インピーダンスの変化を実験的に計測・解析・モデル化した.そして,[2]自らの筋インピーダンスの調節能力と対象物インピーダンスの知覚能力の2つの観点から人間の能力を実験的に解析し,運動と感覚の両面からインピーダンス特性を評価する新しい統合理論を提唱した.そして,以上の結果を踏まえて,[3]2自由度リニアモータと可変インピーダンス制御に基づくインピーダンス・トレーニングシステムの開発を行った.このシステムでは,訓練者はインピーダンス知覚能力とインピーダンス調節能力を統合的に訓練する.このトレーニングシステムを実用化することにより,筋運動系の特徴を考慮した効果的な運動リハビリテーションを実現できるだけでなく,在宅で補助的にこのシステムを利用することにより現在の理学療法士不足の問題をある程度,改善できる可能性がある.平成15年度は筋インピーダンスモデルに基づいた新しいトレーニングを実現するために必要となる基盤技術の確立と新たなヴァーチャルスポーツシステムの構築を行った.そして,プレイ中に変化する人間の手先インピーダンスを実験的に計測・解析を試みた.主要な結果は以下の通りである.1.ヴァーチャルスポーツシステムの開発対象物のダイナミクスに依存した人間の手先インピーダンスの変化をモデル化するためには,まず人間の手先にインピーダンスを計測するための外乱を与え,その外乱に対する手先の応答を厳密かつ高速に計測する必要がある。そこで,(1)ロボット制御技術と生体信号計測技術,およびコンピュータグラフィックスを有機的に結合させ,新たにヴァーチャルスポーツシステムを構築した.このシステムは,1自由度ダイレクトドライブ型リニアモータ(日本精工(株))を2台直交に配置し,可動部には訓練者が操作するハンドルと運動中に発揮される手先力を計測するための6軸力・トルクセンサ(総合計装(株))が取り付けられている.また,DSP(リンクス(株))を搭載したサーボコントローラを用いてリニアモータを高サンプリング周期で制御することにより,優れた制御特性と高精度のインピーダンス計測を実現している.そして,(2)対象スポーツとしてエアーホッケーとカーリングを組み込み,(3)さまざまな環境ダイナミクスを精度良く提示できることを確認した.2.環境ダイナミクスに対する筋インピーダンスへの影響次に,仮想スポーツにおけるパックの質量やホッケー台表面の摩擦係数などの環境ダイナミクスを変化させて,プレイ中の人間の手先インピーダンスを計測した.そして,筋骨格系の解剖学的知見と運動学的知見を交えて,(1)被験者の作業に対する熟練度に応じてインピーダンスが異なること,(2)環境ダイナミクスの変化に対して人間が自らの筋骨格系の特性を適応的に調節していることを確認した.平成16年度は,前年度に構築したヴァーチャルスポーツシステムを用いて人間の筋インピーダンス調節能力と対象物インピーダンス知覚能力の相互関係を解析し,運動と感覚の両面からインピーダンス特牲を定量評価するために必要となる基礎資料を得た.そして,二台のスポーツシステムから成る対戦型システムの基本フレームを構築した.主要な結果は以下の通りである.

1.インピーダンス知覚特性の運動依存性本研究で取り上げている機械インピーダンスの知覚タスクでは,人間はロボットのハンドルを握って上肢運動を行い,インピーダンス知覚に必要となる反力情報を取得している.そこで,被験者に二種類の運動パターンを提示し,運動変位と運動周期の大きさによってインピーダンス知覚特性の運動依存性について解析した.その結果,(1)剛性知覚能力は運動変位に,粘性・慣性知覚能力は運動周期の大きさによって変化し,それぞれのインピーダンスパラメータには知覚に適した手先運動が存在すること,(2)掌の受動インピーダンス(皮膚組織)の影響により,インピーダンス知覚能力が劣化すること,(3)インピーダンス知覚において深部体性感覚が重要な役割を担うこと,などが明らかになった.本実験により,効果的なトレーニング・プログラムとともにロボットによる知覚運動アシスト機能の制御系を設計するために必要な基礎資料が得られた.2.対戦型スポーツシステムの基本フレーム昨年度に構築したスポーツシステムと既存システムをネットワーク接続することにより,(1)遠隔地治療を想定した対戦型スポーツシステムの基本フレームを構築した.そして,(2)カーリング対戦を可能とする制御システムを設計し,基礎動作の確認実験を行った.なお,本研究成果の一部を第5回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2004)にて発表し,ベストセッション講演賞に選定された.平成17年度は,前年度までに構築したヴァーチャルスポーツシステムを拡張して,手先の水平面運動が可能なインピーダンス・トレーニングシステムを開発した.そして,仮想カーリング作業を訓練タスクとして実装し,健常者による基礎訓練実験を通じて習熟度と手先運動特性の関係を明らかにした.主要な結果は以下の通りである.1.インピーダンス・トレーニングシステム開発システムは,(1)訓練者の手先のインピーダンスを計測する手先インピーダンス計測部,(2)健常者のインピーダンスモデルと患者の訓練履歴から目標のインピーダンスの値を決定するリハビリテーション・プログラム部,(3)訓練中,計測した手先の運動(位置,速度,加速度,力),筋電図,インピーダンス,姿勢などの情報を訓練者にリアルタイムでフィードバックするバイオフィードバック部,(4)2自由度リニアモータの可変インピーダンス制御を行うロボット制御部から構成される.また,インターネットを介した対戦型トレーニングも可能とした.ロボットはDSP装置によってインピーダンス制御され,訓練者に合わせた運動負荷を柔軟に提示することができる.そして,訓練中の手先インピーダンス特性を計測する機能を有しており,訓練者の筋骨格系の状態を定量的に解析・評価することが可能である.
連続可変型多段燃焼と自己再循環による超低NOxバーナの実現

連続可変型の多段燃焼と燃焼ガスの自己再循環を用いて,超低NOxバーナの実現を目指した.これを達成するため,新しい火炎素である管状火炎を取り入れたバーナを使用し,空気と燃料の速度比を変えることで空間的に燃料濃度の分布のある燃焼場を形成させ,さらにまた,高速で管内に接線方向に吹き込むガスのエジェクター効果を用いて燃焼ガスの自己再循環流を発生させた.その結果,簡単な仕組みのバーナで,メタン燃料に対し,空気比1.4でNOx排出値を10ppmまで低減できた.本研究では,最近,燃焼学の分野で明らかになった2つの手法,すなわち,燃焼ガスを炉内で自己再循環させNOx値を低減させる方法と,回転流場に異なった流速で燃料と酸化剤を吹き出し連続的な空間分布のある燃料濃度場を作る方法,を有機的に結合させ,天然ガスの主成分であるメタンを燃料とした場合のNOx排出値を数ppm以下に抑える超低NOxバーナの実現を目指した。具体的には,可視化型の自己循環型管状火炎バーナとして,従来の接線方向に高速で吹き出す空気のエジェクター効果を利用して燃焼ガスを再循環させる方式のものと,燃料と空気を異なる速度で吹き出し,連続的に燃料濃度を空間的に変えられるもの,を設計し,製作した。これらに対し,火炎外観,安定燃焼範囲のマッピングを行ったほか,代表的な流量条件で熱電対,NOxメータ,CO/CO2メータ,O2メータを用いてバーナ出口でのそれぞれの値を求めた。その結果,単純に,自己再循環を用いた場合,NOx値は自己再循環無しの場合に比べ2分の1から4分の1に低減されること,これに,燃料と空気を異なる速度で吹き出し,燃料濃度の空間分布を作るとわずかではあるがNOx値がさらに低減することがわかった.具体的には,空気比1.3でNOx値が17ppmまで低減できた.また,ChemkinならびにNOの生成機構を考慮した数値計算を行い,測定されたNOx値を吟味した.これらの成果の一部を,第49回燃焼シンポジウム(H23年12月57日,慶応義塾大学),日本機械学会中国四国支部第50期総会・講演会(H24年3月7日,広島大学),第50回燃焼シンポジウム(H24年12月57日,名古屋)で発表したほか,本研究の基礎となる燃料・空気の吹き出し速度比による火炎構造制御に関する研究成果を日本機械学会論文集に掲載した。これらの成果を,第49回燃焼シンポジウム(H23年12月57日,慶応義塾大学),日本機械学会中国四国支部第50期総会・講演会(H24年3月7日,広島大学)で発表したほか,本研究の基礎となる燃料・空気の吹き出し速度比による火炎構造制御に関する研究成果を日本機械学会論文集に掲載した。また,ChemkinならびにNOの生成機構を考慮した数値計算を行い,測定されたNOx値を吟味し,NO,NO2生成ルートを吟味してさらなる低減の余地があるかどうかを反応動力学的に検討し,次年度に実施する究極の超低NOxバーナの試作に向けて,予備設計を行った。本研究では二つの手法,すなわち,燃焼ガスを炉内で自己再循環させNOx値を低減させる方法と,異なった流速で燃料と酸化剤を吹き出し連続的な空間分布のある燃料濃度場を作る方法,を有機的に結合させ,NOx排出値を数ppm以下に抑える超低NOxバーナの実現を目指している。第一の燃焼ガスを自己再循環させNOx値を低減させる方法に関しては,エジェクター効果を利用し燃焼ガスを自己再循環させる内径1.25インチの自己再循環型管状火炎バーナを製作し,メタンと空気の予混合気を対象に燃焼特性について調べ,自己再循環を行わない場合に比べNOx値を4分の1程度に低減させることに成功した。この成果は,日本機械学会中国四国支部講演会で発表した(彭宏偉・下栗大右・石塚悟:自己再循環型低NOx管状

火炎バーナの燃焼特性,日本機械学会中国四国支部第50期総会・講演会,講演論文集(CD-R),2012)。一方,第二の異なった流速で燃料と酸化剤を吹き出し,連続的な空間分布のある燃料濃度場を作る方法に関しては,空気と燃料の吹出し速度比が変えられる管状火炎バーナを試作し,流速比により連続的に燃焼場が変わることを実験的に確認した。この成果は,第49回燃焼シンポジウム(彭宏偉・胡杰・下栗大右・石塚悟,自己循環型管状火炎バーナの燃焼特性,第49回燃焼シンポジウム講演論文集,横浜,pp.498-499,2012),並びに,日本機械学会中国四国支部講演会(王艶雷・五木田直彦・下栗大右・石塚悟,小型急速混合型管状火炎のNOx生成に及ぼす吹き出し流速比の影響,日本機械学会中国四国支部第50期総会・講演会,講演論文集(CD-R),2012)で発表した。最終年度は,いよいよ,これらを有機的に結合し,NOx排出値を数ppm以下に抑える超低NOxバーナの実現を目指す。以上より,おおむね順調に進展していると評価できる上述したように,今年度は,エジェクター効果により燃焼ガスを自己再循環させられるバーナと燃料/空気速度比可変の吹き出し部を組み合わせ,いよいよ,NOx排出値を数ppm以下に抑える超低NOxバーナの実現を目指す。また,成果を確認するため,ガス分析,流速測定,自己再循環量などの計測などを行い,学術的なデータ基盤の強固に努める。本年度の研究成果を踏まえ,以下に主な研究費の使途を列記する。(1) NOx値を数ppm以下に抑える連続多段燃焼/自己再循環型管状火炎バーナの設計・製作費(2)可視化測定用石英ガラスの購入(3) NOxメータ,ガスクロ用標準ガスの購入(4)研究成果発表旅費
ES細胞(胚性幹細胞)から分化誘導させた心筋細胞の心筋梗塞不全心への移植

ES細胞(胚性幹細胞)から分化誘導させた心筋細胞の心筋梗塞不全心への移植今回の研究の目的は、ES細胞から分化させた心筋細胞を梗塞心筋に移植し、生着するかどうかを確認することにより、心筋細胞移植のドナー細胞として、ES細胞由来の心筋細胞を用いることが出来る可能性を検討することであり、(1)未分化なES細胞(胚性幹細胞)を心筋細胞に分化させることが出来るか(2)ES細胞より分化させた心筋細胞が梗塞心筋に生着するかの順に検討した。(1)については、マウス由来の未分化なES細胞を分化抑制物質を取り除いた状態で約7日間浮遊培養し、培養皿に付着させることにより、自己拍動する細胞群が出現すること、この自己拍動する細胞には心筋細胞特異遺伝子(alph-MHC, MLC-2v)が発現しており、培養期間により発現する遺伝子が変化し、拍動する細胞が心房筋細胞から心室筋細胞へと変化していくこと、また、同細胞の活動電位の測定により、培養初期の細胞は洞結節型の活動電位を有し、培養10日日頃から心室筋型の活動電位を有する細胞が出現することを確認した。(2)については、ラットの冠状動脈を結紮することにより作成した心筋梗塞モデルの心筋梗塞と正常心筋の境界部に上記の細胞を移植し、移植10日目,30日目に上記の細胞に組み込まれているGFPタンパクによる発色より移植細胞が梗塞心筋においても生着していること、また、同時に行ったsarcomeric myosin染色によって移植された細胞が筋細胞へ分化していることを確認した。以上の結果により、分化抑制物質を取り除いた状態で約7日間浮遊培養することにより、未分化なES細胞を心筋細胞に分化させることは可能であり、また、同細胞が梗塞心筋に生着することが可能であることも確認した。これらの結果は、心筋細胞移植のドナー細胞として、ES細胞由来の心筋細胞を用いることが出来る可能性を示す。1,ES細胞より心筋細胞への分化:129-Olaマウス由来の未分化なES細胞を培養液中で約7日間分化させた後,培養皿に付着させた.同細胞群は培養皿への付着2日日頃より自己拍動を開始した.また,組み込まれているGFPタンパクにより発色することも確認した.上記の方法によって得られた細胞群を培養皿より物理的に剥離し,以下の検討に用いた.2,心筋細胞特異遺伝子発現の検討:心筋細胞特異遺伝子であるalph-MHC, beta-MHC, alph-skeletal actin, beta-cardiac actinの発現をRT-PCR法で確認した.培養期間により発現する遺伝子が変化し,細胞が心房筋細胞から心室筋細胞へと変化していくことが確認された.3,活動電位の測定:カレントクランプ法で測定した.培養初期の細胞は洞結節型の活動電位を有し,培養10日目頃から心室筋細胞型の活動電位を有する細胞が出現することを確認した.以上により,同細胞群中に心筋細胞に分化した細胞が存在することが確認された.4,心筋梗塞モデルの作成及び細胞移植:recipientはWistarラットを用い,冠状動脈の前下行枝を結紮することにより心筋梗塞を作成した.心筋梗塞作成14日目には梗塞部は白色化し確認された.上記の細胞を心筋梗塞と正常心筋の境界部に移植した.5,形態学的検討:移植10日目,30日目にES細胞に組み込まれているGFPタンパクによる発色よって移植細胞の生着,また,anti-

sarcomeric myosin染色によって筋細胞への分化を検討した.移植後30日目の時点でも同細胞のGFPタンパクは発色し,生着していることを確認した.anti-sarcomeric myosin染色で染色される細胞も認め,筋細胞に分化していることも確認した.ES細胞(胚性幹細胞)から分化誘導させた心筋細胞の心筋梗塞不全心への移植今回の研究の目的は、ES細胞から分化させた心筋細胞を梗塞心筋に移植し、生着するかどうかを確認することにより、心筋細胞移植のドナー細胞として、ES細胞由来の心筋細胞を用いることが出来る可能性を検討することであり、(1)未分化なES細胞(胚性幹細胞)を心筋細胞に分化させることが出来るか(2)ES細胞より分化させた心筋細胞が梗塞心筋に生着するかの順に検討した。(1)については、マウス由来の未分化なES細胞を分化抑制物質を取り除いた状態で約7日間浮遊培養し、培養皿に付着させることにより、自己拍動する細胞群が出現すること、この自己拍動する細胞には心筋細胞特異遣伝子(alph-MHC, MLC-2v)が発現しており、培養期間により発現する遺伝子が変化し、拍動する細胞が心房筋細胞から心室筋細胞へと変化していくこと、また、同細胞の活動電位の測定により、培養初期の細胞は洞結節型の活動電位を有し、培養10日目頃から心室筋細胞型の活動電位を有する細胞が出現することを確認した。(2)については、ラットの冠状動脈を結紮することにより作成した心筋梗塞モデルの心筋梗塞と正常心筋の境界部に上記の細胞を移植し、移植10日目,30日目に上記の細胞に組み込まれているGFPタンパクによる発色よって移植細胞が梗塞心筋においても生着していること、また、同時に行ったsarcomeric myosin染色によって移植された細胞が筋細胞へ分化していることを確認した。以上の結果により、分化抑制物質を取り除いた状態で約7日間浮遊培養することにより、未分化なES細胞を心筋細胞に分化させることは可能であり、また、同細胞が梗塞心筋に生着することが可能であることも確認した。これらの結果は、心筋細胞移植のドナー細胞として、ES細胞由来の心筋細胞を用いることが出来る可能性を示す。
マイコプラズマのメタボローム解析を通じた生理活性分子探索と微生物迅速法の開発

マイコプラズマ属菌は細胞培養において持続的に細胞に寄生して培地を汚染する。細胞基材を用いた医薬品製造過程では安全性担保のためマイコプラズマ否定試験を求められるが、検出にかかる時間の長さ、必要とされる細胞量の多さから、特に培養期間が長い細胞培養ではリスク管理が困難である。本研究では、マイコプラズマの存在/非存在下での細胞培養培地成分と上方の臭気成分を質量分析器でメタボローム解析して、特徴的な代謝産物から寄生的で持続的な汚染に関わる生理的因子と関連遺伝子を探索する。この研究を通じて簡便・迅速・非侵襲的に検出できる微生物迅速法の開発を目指し、細胞培養における工程管理の省力と最適化を達成したい。
腹部重症感染症における凝固異常症と臓器障害

腹膜炎群ではシャム群と比較して白血球数、血小板数の減少、肝機能、腎機能のパラメーターの悪化があった。凝固系では凝固時間の延長、SFMCの増加、AT IIIの減少がみられた。α2PIは変化しなかった。病理学的検索では肺に著名な出血をほとんど全例で認めた。ヘパリン群では凝固時間の延長があったが、腹膜炎群でみられた肝・腎機能の悪化は抑えられていた。腹膜炎群で認めた肺出血も程度が軽かった。他の凝血学的パラメーターに差はなかった。ON05046群では腹膜炎群でみられた肝・腎機能の悪化が抑えられており、さらに凝固系検査にてAT III活性の減少が有意に抑えられていた。肺の病理学的変化も軽度であった。以上より、1.消化管穿孔性腹膜炎モデルにて発症する臓器障害とAT III減少を特徴とする凝固異常は白血球エラスターゼ阻害剤にて改善することができた。2.ヘパリン使用にても同様に改善がみられた。3.白血球と凝固系の両者の活性化が密接に関わって消化管穿孔性腹膜炎時の臓器障害、凝固異常が発生することが示唆されると共に、治療に際してもこれらを念頭にいれることが重要と考えられ、今後更なる検討が必要であると考えられる。
増大胞子形成様式で探るケイ藻類の種多様性と系統

当該研究期間中、本邦各地の汽水湖沼や池沼・河口域,海域など多様な水域から自然試料を採取し,その試料から目的とする数種のケイ藻類を単離し培養株を確立するとともに,採取された増大胞子の形態観察を行った.ケイ藻類の多くは,自然界では春・秋期に有性生殖を行い増大胞子を形成する場合が多いため,新潟県や西表島など各地に出かけ,有性生殖あるいは増大胞子形成過程中の試料につては直接観察しデータとした.2年間で増大胞子微細構造を確認できた種類は,Lampliscus属,Arachnoidiscus属,Grammatophora属,Ethmia属,Gephiria属,Eunotia属,Achnanthes属,Cocconeis属,Neidium属,Diploneis属,Amphora属,Entomineis属など30数種類に及んでいる.これら種類の光学顕微鏡観察と同時に高分解能電界放射型電子顕微鏡を使用して,増大胞子の外部形態および初生殻形成過程について,微細構造を観察した.また保存された培養株あるいは自然から採取された試料において,有性生殖を人工的に誘発させることを試み,同時に形成された増大胞子の走査電子顕微鏡(SEM)観察を行った.これまで得られたデータについては,既に学会等で報告するとともに、学会誌等に掲載した.得られた観察データに基づき,有性生殖の様式および増大胞子微細構造からケイ藻類の系統を加味した類型化を試みた.これまで未知であった数種類の増大胞子形態を観察することによって,今後の系統性の明確化に寄与できるものと思われる。今年度は本邦各地の汽水湖沼や池沼・河口域,海域など多様な水域から自然試料を採取し,その試料から目的とする数種のケイ藻類を単離し培養株を確立した.ケイ藻類の多くは,自然界では春・秋期に有性生殖を行い増大胞子を形成する場合が多いため,徳島県,新潟県など各地に出かけ,有性生殖あるいは増大胞子形成過程中の試料につては直接観察しデータとした.これまで増大胞子微細構造を確認できた種類は,Lampliscus属,Arachnoidiscus属,Drammatophora属,Ethmia属,Gephiria属,Eunotia属,Achnanthes属,Cocconeis属,Neidium属,Diploneis属,Amphora属,Entomineis属など30数種類に及んでいる.これら種類の光学顕微鏡観察と同時に高分解能電界放射型電子顕微鏡を使用して,増大胞子の外部形態および初生殻形成過程について,微細構造を観察継続中である.また保存された培養株あるいは自然から採取された試料において,有性生殖を人工的に誘発させることを試み,同時に形成された増大胞子の走査電子顕微鏡(SEM)観察を行っている.さらに培養株の確立を目指すと共に,増大胞子形成過程の試料を薄切切片とし,透過電子顕微鏡(TEM)によって,細胞内の微細構造および初生殼形成過程を観察中である.今年度得られたデータについては,既に学会等で報告した.来年度は今年度に引き続き各地のからの試料の採取と観察を行い,得られた観察データに基づき,有性生殖の様式および増大胞子微細構造からケイ藻類の系統を加味した類型化を試みる.今年度は本邦各地の汽水湖沼や池沼・河口域,海域など多様な水域から自然試料を採取し,その試料から目的とする数種のケイ藻類を単離し培養株を確立するとともに,採取された増大胞子の形態観察を行った.ケイ藻類の多くは,自然界では春・秋期に有性生殖を行い増大胞子を形成する場合が多いため,新潟県や西表島など各地に出かけ,有性生殖あるいは増大胞子形成過程中の試料につては直接観察しデータとした.これまで増大胞子

微細構造を確認できた種類は,Lampliscus属,Arachnoidiscus属,Drammatophora属,Ethmia属,Gephiria属,Eunotia属,Achnanthes属,Cocconeis属,Neidium属,Diploneis属,Amphora属,Entomineis属など30数種類に及んでいる.これら種類の光学顕微鏡観察と同時に高分解能電界放射型電子顕微鏡を使用して,増大胞子の外部形態および初生殻形成過程について,微細構造を観察した.また保存された培養株あるいは自然から採取された試料において,有性生殖を人工的に誘発させることを試み,同時に形成された増大胞子の走査電子顕微鏡(SEM)観察を行っている.さらに培養株の確立を目指すと共に,増大胞子形成過程の試料を薄切切片とし,透過電子顕微鏡(TEM)によって,細胞内の微細構造および初生殻形成過程を観察中である.得られた観察データに基づき,有性生殖の様式および増大胞子微細構造からケイ藻類の系統を加味した類型化を試み,既に学会等で報告した.
気管支喘息におけるエオタキシンプロモーターおよびエオタキシン受容体の遺伝子多型

気管支喘息における好酸球集積には、ケモカイン受容体であるCCR3が関わっており、その特異的リガンドであるエオタキシンは強力な好酸球遊走活性を持っている。また、気管支喘息の炎症局所に集積するリンパ球はTh2 phenotypeであるが、TARC, MDCをリガンドとするCCR4はTh2に選択的に発現されていることが示されている。エオタキシン/CCR3またTARC・MDC/CCR4遺伝子の「発現解析」は多くの科学的成果を提供し続けているが、「構造解析」すなわちこれら遺伝子の変異解析が十分になされ、かつ変異の有無が「気管支喘息」という表現型に病的影響を与えているか否かについては、いまだ十分な検討はなされていない。我々はこれらの遺伝子構造を遺伝子多型を中心に健常人/喘息患者間で比較検討した。<結果>(2)TARC、MDC、CCR4遺伝子ついては健常人16例、喘息患者16例の解析を完了した。これらの蛋白翻訳領域に多型は認めなかったが、TARCのプロモーター領域に1 SNP(-431 C>T),2variation(2134C>T、2034G>A)を初めて見出した。現在までの検討では、TARC SNPである(-431C>T)については喘息との関連は見出せなかった(x2=0.240、p=0.625)が、アトピー性皮膚炎では、解析症例数は少ないが、相関を認めている。(3)MDCのプロモーター領域に、既報の2カ所のSNP(JSNP:既登録)を確認するとともに、新規のSNP(-357C>T)を見出した。
極薄Ag,Au金属膜による超潤滑現象とその表面2次元構造の研究

3力年の計画の最終年度に際し、本研究の推進に多大の経済的支援を頂き、深く感謝いたします。結果の概要:Agのnm厚さ皮膜の超潤滑現象と摺動に伴う表面変化の研究を行った。摺動痕のみの結晶配向性を、同一の超高真空において、摩擦試験機、オージェ電子分光(AES)、反射電子線回折(RHEED),トンネル顕微鏡(STM)および大気中でシンクロトロン加速器放射X線回折SOR(つくば)を用いて極表層の観測をすることが出来た結果、Ag超潤滑現象のメカニズム解析は大きく進展した。その結果によると、(1)多結晶Ag被膜を摺動すると、Ag(111)は任意の方向を向いている状態から出発して、摩擦回数の増加と共にすべり面は摩擦方向に平行に、即ちAg(111)面が摩擦面に平行に配向した。さながらAgは流動する液体の如く振舞うことが明らかとなった。2次元に近いAg薄膜状態では金属の融点は室温近くまで下がり、流体の特性を持ち、極低摩擦を発現させると解釈された。2)Ag原子はSi上を常温で移動できることは表面科学の分野で以前より知られていたが、摩擦面上でAg原子が移動する特性により、摩耗粉が出来ても結晶面のどこかに再結合して自己修復性を示し、結果的に摩耗粉が発生しないことが知られた。Ag被膜は往復摺動を1000回以上繰り返しても殆ど摩擦痕から排除されない。(3)多結晶Ag膜を摩擦すると、摩擦痕だけはAg(111)が摩擦面に平行になった単結晶として配向しているこが、STM、SORで観察される。応用面として、(あ)低摩擦現象が超高真空環境で機能する事より、宇宙で機能する摩擦面を構築できる。(い)摩耗粉を排出しないので半導体産業機器の摺動面として理想的である、(う)油潤滑を使えない装置(布用ミシンなど)の潤滑面設計に利用できる、ほか学問として(え)摩擦力を下げる条件として、接触する2面間の化学的相互作用を小さくすると、たとえば化学的に不活性なAg、またはHで表面を修飾すると限りなく摩擦は小さくなりうることを、吸着実験と摩擦試験で実証した。本年の研究補助により、STM測定装置の試料位置を2次元移動が可能になり、真空度は10^<-9>Pa台に安定して維持されるまでに改善された。信頼性の高いデータが得られたので以下に概要を報告する。(1)Si(111)面に室温蒸着したAgは単結晶を形成し、Si面にAg(111)面を平行に配向して成長する。これを摺動すると、滑り面はAg(111)であるので、直ちに極低摩擦に至り安定して低摩擦が維持される。(2)低摩擦(摩擦係数0.007)が発生するのはSi上にAgが網目構造を形成(膜厚1-8nm)するときである。即ちこれより薄い場合はSi上Agの√3構造とダイアモンドピンが直接接触し、これより厚いと掘り起こし効果の抵抗があり、摩擦力は上昇する。(3)Si面に数nm蒸着し470°C以上に加熱するとAgは√3構造となる。そこにさらにAgを蒸着すると多結晶のAgの島を形成する。

これを摺動すると徐々に摩擦係数が低下し同時にAg(111)面がSi面に平行になるよう微結晶子が回転と再配列を行う。これらの結果は摩擦力を低減するための必要条件を示唆する。即ち滑り面を摺動面に平行に準備し、nm-オーダーの膜厚とする。さらに摺動面と皮膜との間には化学的相互作用が小さく滑り面を破壊しない条件が必要と結論した。この結果は2編の論文に掲載がみとめられ、さらに応用に拡大できるよう、企業および他大学の研究者と連携して、他の系の実験を積極的に続けている。固体接触で低摩擦を実現できた例は、これまで二硫化モリブデン、グラファイトが古くから用いられ、2000年ごろからDLCが知られたが、これらとはまったく異なる系としてAg(111)がすべり面を作っていることが判明した。Agが通常もつすべり面(111)が極薄膜になると超流動性を持ち7/1000程度の低摩擦を示すことは、2次元に近づいたAg被膜は3次元の結晶とはかけ離れた物性を示す例として注目した。摺動面のSTM観察に因れば、Ag(111)の単原子層の各層の間で可逆的にすべりを起こし、Ag(111)面が摩擦面に平行に整列することによって、極低摩擦を出現している。したがって、Ag単結晶では摺動開始後ただちに、Ag多結晶であれば摺動回数が多いほど摩擦係数が低下する。軟質とはいえ、Ag金属の結晶面で超低摩擦が発生することは、極薄膜の特性として新たな流動性が現れ摩擦に寄与することが知られた。ここで用いたダイアモンドとシリコンウェファーをDLCと窒化珪素の下地に置き換えて試験し、実用化への応用を目指した。H-,Si-,Cr-DLCと窒化珪素の鏡面にAgを堆積させたが、Ag膜は摺動によって剥離し低摩擦を得るにはいたらなかったが、摩耗を1桁減らすことができた。また、Si(111)下地SOR-XDによればSi結晶の(111)回折に異常なピークが現われ結晶の歪があることを示している。名古屋大学と共同で最大限この結果の応用を目指し発展させる。17年度は本研究3カ年計画の最終年度に当たる。ここでは17年度のみの報告を記す。Agのnm厚さ皮膜の超潤滑現象と摺動に伴う表面変化の研究を行った。摩擦面のnm厚の摺動痕のみの結晶配向性を、シンクロトロン加速器放射X線回折SOR(つくば)を用いて極表層の観測をすることが出来た結果、Ag超潤滑現象のメカニズム解析は大きく進展した。その結果によると、(1)多結晶Ag被膜を摺動すると、Ag(111)は任意の方向を向いている状態から出発して、摩擦回数の増加と共に摩擦方向に平行に、即ちC面が摩擦面に平行に配向した。さながらAgは流動する液体の如く振舞うことが明らかとなった。軟質金属の2次元に近い状態では金属の融点は室温近くまで下がり、低摩擦を発症させると解釈された。薄膜結晶にすると著しく異なる物性が実現し、超潤滑性を示すことが知られた。(2)Ag原子はSi上を常温で移動できることは表面科学の分野で以前より知られていたが、摩擦面上でAg原子が移動する特性により、摩耗粉が出来ても結晶面のどこかに再結合して自己修復性を示し、結果的に摩耗粉が発生しないことが知られた。従って、Ag被膜は往復摺動を1000回以上繰り返しても殆ど摩擦痕から排除されない。(3)多結晶Ag膜を摩擦すると、摩擦痕だけはAg(111)が摩擦面に平行になった単結晶として配向していることが走査型トンネル顕微鏡で観察される。したがって摩擦痕だけが単結晶として回折現象に寄与する特殊形状のスリットを用いない光源に利用できる。応用面として、(あ)低摩擦現象が超高真空環境で機能する事より、宇宙で機能する摩擦面を構築できる。(い)
新規合成ペプチドを用いた歯槽骨再生誘導治療戦略の構築

幼若ブタの歯胚から抽出されたエムドゲインRは臨床応用されているが,生物由来のため患者からの拒否感も強く,生物に由来しない合成ペプチドの開発が望まれる。本研究では,新規合成ペプチドの至適濃度を策定し硬組織誘導能を明らかにすることである。合成ペプチドの各細胞に対する影響は,細胞増殖,接着および遊走について検討し至適条件を策定した。その合成ペプチドを歯根膜細胞,骨髄細胞に応用し,ALP活性,オステオカルシンの産生量,カルシウムの析出量などの硬組織誘導能について検討した。実験の結果,合成ペプチドに対する各細胞の細胞増殖,接着および遊走は濃度依存的に比例しているのではなく,至適濃度が存在し,歯根膜細胞,骨髄細胞に応用すると硬組織への誘導を促進するものと示唆された。幼若ブタの歯胚から抽出されたエムドゲイン・(以下,EMDと略す)は,歯槽骨吸収の著しい歯周炎患者の歯周組織再生,とくにセメント質を誘導し歯周組織の再生を促す薬剤として現在広く臨床応用されている.しかし,現在市場に流通しているEMDは生物由来材料のため,未知の病原体の問題点を払拭できず息者からの拒否感があるのも事実であり,生物に由来しない合成ペプチドの開発が望まれている今回,EMDの基礎研究から得た成果をもとに作製した新規合成ペプチドに対する影響について,創傷治癒過程における重要な歯周組織構成細胞であるヒト歯肉上皮細胞に及ぼす影響について検討したヒト歯肉上皮細胞は,歯周外科時に採取された歯肉から樹立されたepi4と命名されたヒト歯肉上皮細胞株を実験に使用し,新規合成ペプチドのヒト歯肉上皮細胞に対する影響は,細胞増殖,細胞接着および細胞遊走について検討した合成ペプチドを100ng/mlの濃度で培地に溶解させヒト歯肉上皮細胞に応用した。細胞増殖に関しては,1,3,24,72時間培養し測定した.細胞接着に関しては,1時閥後の細胞接着を測定した.細胞遊走に関してはBoyden chamber法を改良して行い,1,4,8時間後の細胞遊走を測定した。細胞増殖に関しては,1,3,24時間において合成ペプチド刺激群において対照群に比べて有意に低かった.応用後72時間においては,合成ペプチド刺激群は対照群に比べて低いものの有意差は認められなかった.刺激時間に応じて経時的に有意な細胞増殖傾向を示した.細胞接着に関しては,合成ペプチド刺激群において対照群に比べて有意に低かった.細胞遊走に関しては,全ての刺激時間で合成ペプチド刺激群において対照群に比べて有意に高かったこれらの結果から,EMD由来の合成ペプチドは歯周組織再生の過程で創傷治癒を促進するヒト歯肉上皮細胞の細胞増殖,細胞接着および細胞遊走という点で有用であるということが示唆された。現在市場に流通している幼若ブタの歯胚から抽出されたエムドゲイン[〇!R]は,歯周組織再生療法で広く臨床応用されているが,生物由来のため,患者からの拒否感も強く,生物に由来しない合成ペプチドの開発が望まれる。本研究では,過去の研究から得た成果をもとに作製した新規合成ペプチドに対するラット骨髄細胞の初期の増殖能・接着能・遊走能をもとに至適濃度を策定し,その濃度においての硬組織誘導能を明らかにすることである。生後7週齢のSD系雄性ラットの両側大腿骨から骨髄細胞を採取し,3代目を実験に供した。細胞増殖・接着・遊走については5種の濃度で測定し至適条件を策定した。その至適濃度の合成ペプチドを10mM β-グリセロン酸ナトリウムと82μg/mlアスコルビン酸,10-8Mデキサメタゾン含有の分化誘導培地に懸濁させ骨髄細胞に応用し,対照として合成ペプチドを含まない培地を用いた。そして培養開始後14日後のアルカリフォスファターゼ活性および細胞内のカルシウムの産生量を測定し,硬組織の誘導能について検討した.5種の濃度のうち細胞増殖,接着,および遊走能は100ng/mLの合成ペプチドの刺激時に最も高い値を示すことより,100ng/mLの濃度が至適とした。100ng/mLの濃度での応用において,培養開始後14日後の実験群のアルカリフォスファターゼ活性の発現は対照群と比較して有意に高く,細胞内のカルシウムの産生量も高かった。以上のことよりEMD由来の合成ペプチドは分化能を有する骨髄細胞の増殖,接着および遊走能を促進し,その後の硬組織への誘導も促進するものと考えられることから,間葉系の未分化の歯周組織の細胞にも同様の作用を有することが示唆される。本研究では,エムドゲイン由来の合成ペプチドが歯根膜細胞の増殖と分化誘導という観点からどのような影響を及ぼすかについて検討した.

まず歯根膜細胞とその中からさらに抽出した歯根膜幹細胞への刺激直後の動態,すなわち細胞の増殖,接着および遊走について5種の濃度で観察し至適濃度を策定し,その至適濃度で細胞に応用し硬組織への分化誘導について検討した.5種の濃度のペプチドのうち細胞増殖,接着および遊走能は100 ng/mLのペプチドの刺激時に最も高い値を示したので,100 ng/mLの濃度を至適とした。100 ng/mLの濃度の刺激で,培養開始後14,21日後の実験群のALP活性の発現は対照群と比較して有意に高く,培養開始21,28日後の培養上清のオステオカルシン析出量および細胞内のカルシウムの産生量も高かった。また,本ペプチドを使用しラット歯周組織の人工的骨欠損に塗布した実験では,新生骨に加え,HE組織所見,免疫組織化学的染色の所見やPAS組織所見からセメント質様の硬組織の形成が示唆された。本研究の結果により,新規合成ペプチドがヒト歯根膜細胞の接着,増殖および遊走能の向上に寄与し,至適濃度として100ng/mlを採択し,本濃度における新規合成ペプチドが分化誘導および石灰形成能を向上する可能性を示唆した.今後どのような細胞に分化されるのかまだ明らかではなく,更なる検討が必要であると考える.また今後,新規合成ペプチドの有用性を明らかにしていくためには,他の歯周組織構成細胞に対する様々な評価も必要であると考えている.in vitroの実験計画については主に終了しており,現在は得られたデータの整理,統計解析を行なっている。また最終年度の臨床模擬試験に向けて条件策定中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。in vivoの実験計画,すなわち合成ペプチドと細胞を生体内に埋入する条件を現在策定している。染色については,当講座に所属している大学院生が行なった研究において抗TypeIcollagen抗体と抗osteopontin抗体の免疫染色とPAS染色の安定性を確認しており,HE染色と平行して行なう予定をしている。また合成ペプチドと細胞を保持するためのスキャホールドについても生体内での安定性と過去の様々な研究報告との比較を検討できるように行なっている。
ビタミンCのサイクリック反応に基づく化学増幅型ビタミンCバイオセンサの開発

デヒドロアスコルビン酸(DAA)がSH基を有するジチオスレイトール(DTT)によって迅速にアスコルビン酸(AA)に還元される反応とアスコルビン酸オキシダーゼ(ASOD)触媒反応によってAAがDAAに酸化される反応を組み合わせると、AAとDAAの間でサイクリック反応が成立することを実証し、この反応を用いた還元型だけでなく酸化型も測定できるビタミンCの化学増幅型バイオセンサを作製することができた。酵素溶液を用いる方法は増幅率がアスコルビン酸オキシダーゼの触媒活性とサイクリック反応に関与するジチオスレイトールの濃度及びpHに依存するが、10倍以上増幅されることが明かになった。さらにシリカビーズにアスコルビン酸オキシダーゼを固定化した膜を酸素電極に装着したバイオセンサを用いてAAとDAAの増幅率を測定した。その結果、AAだけでなく、従来、電気化学センサでは検出されなかったDAAも同様に増幅測定出来ることが分かり、初めて総ビタミンCセンサの作製を実現することが出来た。そして、ジチオスレイトール濃度5x10^<-3>M、pH7.0の増幅条件下で、総ビタミンCの検量線は直線領域が1x10^<-6>M-3x10^<-5>Mと1桁以上低濃度側にシフトし、1x10^<-5>Mの総ビタミンCの最大増幅率が22.5倍、検出感度が5x10^<-7>Mに上昇することが分かった。そして実際の果汁などに応用したところ、総ビタミンCの増幅測定が高感度で行えることが明かになった。また実試料中にはポリフェノール類などジチオスレイトールを酸化する共存物質が多量に含まれている場合があることが分かった。そこでとこれらの試料については、あらかじめ試料溶液とジチオスレイトールを反応させて妨害を除いた後に測定するという極めて簡単な前処理法を採用すればてジュース、果汁中の総ビタミンCの測定に極めて有効であることが明かとなった。
都市環境情報処理システムの体系化

都市環境の研究を遂行するために,デ-タ収集と処理が欠かせない。近年、都市環境情報システムの開発が進められているが,相互の情報交換不足により、研究者が同じ様なデ-タを集め,同じ様なシステムの開発を行なうという非効率が多く見受けられる。そこで本研究は、1.既存研究で使われた都市環境デ-タ,システムを調査・整理して多くの研究者が相互利用出来るようなシステムを開発すること。2.都市環境システムの体系化の方向をさぐること、を目的としている。具対的には、次の3点について研究を行った。(1)環境情報関係のデ-タベ-スの作成と解析処理プログラムについてのアンケ-ト調査。調査の結果,各自が作成した独自のデ-タのマニュアルの整備とデ-タの標準化が重要であることがわかった。(2)土地利用計画支援システムと土地利用実態分析研究の整理。現在の用途地域指定支援システムは,IFーTHENル-ルによって構造化し,ファジィ推論によって評価を行なう方法をとっている。各用途地域に対する個々の土地の適性度評価から客観的に空間的なゾ-ニングを行なうことができる。土地利用の実態分析については、今後土地利用のフロ-を確実に捉えられ,また立体的土地利用の分析に耐えられるデ-タ構造を持ったデ-タベ-スとその操作ソフトウェアの整備が要請される。(3)地理情報システムによる都市環境の情報処理研究の事例の収集と研究動向。今後都市景観,居住環境等を計画する上で強力な支援システムとなるために,デ-タの標準化とマニュアルの整備が必要であることが,事例を通して判明した。
末梢神経疾患における骨格筋マルチパラメトリックイメージング法の臨床応用の開発

本研究は末梢神経疾患を含む神経筋疾患における骨格筋マルチパラメトリックイメージング法の開発を目的としている。1Whole-body MRIを用いた様々な末梢神経疾患における脱神経筋のマッピング、2骨格筋マルチパラメトリックイメージング、イメージングバイオマーカーの創出、3イメージングバイオマーカーの有用性の検討を軸に研究を進めている。本年度も、研究初年度に確立したwhole-body MRIの撮像法プロトコールで、各種の神経筋疾患を対象とした。平成31年3月末までに神経筋疾患32例で実施した。遺伝性感覚運動ニューロパチー(CMT):6例、ギラン・バレー症候群(AMAN):1例、アレルギー性多発血管炎性肉芽腫症:2例、慢性炎症性脱髄性多発神経根炎(CIDP):5例、多巣性運動ニューロパチー(MMN):2例、球脊髄性筋萎縮症:1例、脊髄型筋委縮症III型:1例、眼咽頭遠位型筋ジストロフィー:1例、Neurolymphomatosis:1例、皮膚筋炎(抗ARS抗体症候群):6例、免疫介在性壊死性ミオパチー:3例、孤発性封入体筋炎:3例である。23に関しては抗PL-7抗体陽性の皮膚筋炎において、これまで注目されていなかっ腹筋群を含む体幹筋の炎症性変化をSTIR画像で検出し、症例報告した。他の炎症性筋疾患における体幹筋障害の有無も検討した。また、炎症性筋疾患における治療後変化を検討し、バイオマーカーとしての有用性を確認した。定量的方法としては、骨格筋脂肪変性をDixon法を用いて検討した。急性期の骨格筋変化(炎症・急性脱神経変化)の定量としては、IVIM法(intravoxel incoherent motion imaging)による解析を開発中であるが、まだ未完成である。Whole-body MRIを用いた末梢神経筋疾患、筋疾患における全身骨格筋の評価の有用性に関する検討は順調に進捗した。現在のプロトコールで30分程度で1回の検査を終了し、場合2回にわけることで臨床的に身体的・精神的負担をかけないことを確認した。炎症性筋疾患における体幹筋の障害に関して新規知見を得ることができた。従来、炎症性筋疾患(多発筋炎、皮膚筋炎、免疫介在性壊死性ミオパチー、孤発性封入体筋炎)における体幹筋障害の関する報告はなく、今回の症例群で検討している。神経筋疾患の慢性期にみられる脂肪変性の定量に関してはDixon法による評価を確立できた。特に遺伝性末神経障害(CMT)ではlength-dependentな脱神経変化に伴う脂肪変性を冠状断で確認した。ただし、今後、疾患の自然史および治療薬開発時のバイオマーカーとして利用するためには、さらに症例数を増やす必要がある。いまだ残る課題は神経筋疾患の急性期にみられる変化の定量評価である。IVIM法を用いた神経筋疾患における骨格筋内のD(細胞内拡散)、D*(微小循環)、f(毛細血管容積)の定量評価を試行している。急性脱神経変化、筋炎急性期ともに筋組織での微小循環増加を生じており、この微小循環変化の検出を試みている。一昨年、昨年度の研究をもとに、IVIM撮像時のb値の設定を変更し(これまでのb値(s/mm2)0、20、40、60、150、300、600のみでなく、800、1000を追加した)、健常人で下腿三頭筋において運動負荷後の微小循環増加を検出したが、患者群での検討が十分にできていない。Whole-body MRIによる検討:1CMT、CIDPなどの多発ニューロパチーにおける脱神経変化のマッピングを進める。2炎症性筋疾患における体幹筋を含む全身の炎症性変化の検討を進める。3アレルギー性多発血管炎性肉芽腫症、neurolymphomatosisのような多発単身系障害を来す疾患における脱神経分布に関して詳細に検討する。イメージングバイオーカー(定量評価を含む)の検討:1慢性脱神経変化などで生じる骨格筋の脂肪変性の評価を確立する。具体的には臨床で簡便に利用できるT1強調画像による脂肪変性の定性評価に加え、Dixon法を用いた脂肪変性の定量評価を確立する。これに関しては今後、データ解析を進める。2IVIM法による神経筋疾患の急性期変化、活動性変化の定量法の開発を進める。3活動性のあるCIDP、炎症性筋疾患と治療により改善したCIDP、炎症性筋疾患のSTIR画像を比較し、残存する疾患活動性の有無(治療必要性の有無)を簡便に検出できるかを検討する。以上を達するに際し、対象としてしている神経疾患の希少性が問題点であるが、共同研究者と連携し対象者を募り、末梢神経疾患、筋疾患のにおける検討をあと一年でさらに進捗させる。本研究は、末梢神経疾患における骨格筋マルチパラメトリック・イメージング法の臨床応用の開発を目的としている。以下3点を軸に研究している。1様々な末梢神経疾患における脱神経筋のマッピング(whole-body MRI)、2骨格筋マルチパラメトリックイメージング、イメージングバイオマーカーの創出、3イメージングバイオマーカーの有用性の検討、である。平成28年度は、予定通り1のwhole-body MRIの撮像法を確立した。健常コントロールで必要な撮像法と撮像時間を確認し、患者群で身体・精神的負担とならない35ー40分ずつの2日間(2回)に分けたプロトコールを作成した。平成28年9月から患者群で研究を開始した。