hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
１細胞がんー間質相互作用解析による抗癌剤耐性克服ターゲットの探索

がん細胞は周囲の間質細胞との相互作用によって生存に有利な状況を作り出しているが、抗がん剤の耐性獲得にも重要な役割を果たしていることが明らかになりつつある。研究代表者らはマウスに移植したヒトがんXenograft系における全トランスクリプトームシーケンスから、ヒト成分とマウス成分をin silicoで分離することで、がん細胞-間質細胞間の相互作用全体(インターラクトーム)を包括的に解析する技術を開発した。本研究ではこの技術を単一細胞レベルの解析に拡張し、がん細胞と線維芽細胞・血管内皮・炎症細胞など各間質細胞との相互作用を個別に解析する技術を開発する。本手法により担癌マウスの抗がん剤等の介入前後のインターラクトームプロファイルを解析することで、間質を標的とした薬剤等の作用メカニズムの解明や抗癌剤耐性克服ターゲットの同定を目指す。平成30年度は、平成29年度に研究代表者らの開発したシングルセル・トランスクリプトーム用の細胞間相互作用全体(インターラクトーム)解析アルゴリズムおよびソフトウェア・ビューアをさらに改良し解析の精度を高めた。また、最新のデータベースを参考に、重要な細胞間相互作用を複数追加した。本手法を用いて実際に担癌マウスのシングルセルトランスクリプトームプロファイルを解析し、特徴的かつ重要な相互作用の同定を行なった。また、本研究成果を海外の学会で発表し、他の研究者と議論を行った。研究実績の概要に記載のとおり概ね順調に進展している。本年度は、担癌マウスに治療薬投与等の介入を行い、その前後のシングルセルトランスクリプトームプロファイルを取得する。それらのデータから介入によるインタラクトームの変化をこれまでの研究で開発した手法を用いて解析することにより、重要な微小環境からのシグナルを明らかにすることを目指す。なお、本年度は昨年度に引き続き免疫不全マウスを用いるPDX(Patient-Derived Xenograft)に比べて免疫環境がより臨床検体に近い発がんモデルマウスを対象とする予定である。また当該腫瘍の臨床組織検体を免疫染色・In situ hybridization等によってタンパクの局在やその集団内頻度についての検討を行う。研究代表者らはマウスに移植したヒトがんXenograft系における全トランスクリプトームシーケンスから、がん細胞-間質細胞間の相互作用全体(インターラクトーム)を包括的に解析する技術を開発した。本手法により患者がん組織から直接樹立したPDX(Patient-Derived Xenograft)の抗がん剤投与前後のインターラクトームプロファイルを解析することで、間質を標的とした新たな抗がん剤耐性克服ターゲットの同定を目指す。研究代表者らの開発した細胞間相互作用全体(インターラクトーム)解析をシングルセル・トランスクリプトームに対応させるため、アルゴリズムおよびソフトウェアの改良を行った。新しいアルゴリズムでは、まず各細胞の発現プロファイルを作成し、それをマーカーの発現量及び、クラスタリングアルゴリズムを用いて、各細胞種に分類する。次に全細胞種の組み合わせについて、個別にインターラクトームプロファイルを構築する。また、得られたインタラクトームプロファイルの可視化を行うソフトウェアも合わせて開発した。本手法を用いてがん組織検体のシングルセル・インタラクトーム解析を行い、本手法の有効性を検証した。また、細胞種が多い場合に大きく変化が生じている相互作用をシグナルの強さの変化、相互作用において果たす役割の変化の大きさに基づいてランク付けを行うアルゴリズムの開発を行っている。前年度に引き続き、細胞種が多い場合に大きく変化が生じている相互作用をシグナルの強さの変化、相互作用において果たす役割の変化の大きさに基づいてランク付けを行うアルゴリズムの開発を進める。また、胃がん、膵がんなどの臨床がん検体からのDirect Xenograft組織のシングルセル・インタラクトーム解析を行う。

研究代表者らはすでに胃がん・大腸がん・肺がん・腎がんを中心に約50個体のがん種のPDXの樹立を行い、シングルセルではない通常のインターラクトームプロファイルを得ている。シングルセル・インターラクトームプロファイルとこれらを比較し、シングルセル・インターラクトーム解析の有効性を検証する。本年度は、担癌マウスに治療薬投与等の介入を行い、その前後のシングルセルトランスクリプトームプロファイルを取得する。それらのデータから介入によるインタラクトームの変化をこれまでの研究で開発した手法を用いて解析することにより、重要な微小環境からのシグナルを明らかにすることを目指す。なお、本年度は昨年度に引き続き免疫不全マウスを用いるPDX(Patient-Derived Xenograft)に比べて免疫環境がより臨床検体に近い発がんモデルマウスを対象とする予定である。また当該腫瘍の臨床組織検体を免疫染色・In situ hybridization等によってタンパクの局在やその集団内頻度についての検討を行う。
酸化物ナノチューブとグラフェンの複合化と光電気化学によるキャラクタリゼーション

亜鉛をドープした酸化鉄ナノチューブを作製し,温度に対する構造安定性と光学的バンドギャップの評価を行った.その結果,亜鉛ドープ酸化鉄ナノチューブはマグネタイト構造を有し約300°Cまで安定であり,バンドギャップを2.0eVまで狭くすることができた.亜鉛ドープをしない酸化鉄ナノチューブとCH3NH3PbI3,P3HTを用いて光電変換セルを作り,波長400nmにおける分光感度を40%まで高め,かつ,600nmにおいても10%に迫る値を得ることに成功した.しかし,グラフェンを電極として特性を調べるまでには至らず,同じ炭素系材料のカーボンナノチューブ薄膜の作製に関する基礎データを得るにとどまった.酸化チタンナノチューブに関しては,アナターゼ型酸化チタン粉末を160°C,10規定のNaOH水溶液中で10時間還流し,粗精製試料を得ることに成功した.さらに,遠心分離と洗浄を繰り返し,副生成物を取り除き,高純度化する方法も確立した.現在,バンドギャップを調整するために,Tiの一部をS元素に置換する実験に取りかかっている.ドーピングについては,現在,酸化チタンナノチューブに先行して,酸化鉄ナノチューブのFeの一部をZn元素で置換することに成功している.酸化鉄ナノチューブの作製は,資源として豊富に存在するFe元素の利用をめざし,本科研費により新たに取り組んだものである.酸化鉄ナノチューブは,自己組織化してシート状になった界面活性剤表面で,硝酸鉄水和物を縮合反応させることにより作製する.反応後,得られたゲルを乾燥することにより,界面活性剤中に残存する溶液が蒸発し,収縮することによりロール状に巻きあげられ,ナノチューブ状になる.その後,空気中で熱処理を行い,活性剤を燃焼させ,高純度酸化鉄ナノチューブを得る.Zn元素のドープは,硝酸鉄水和物に硝酸亜鉛水和物を必要量添加し,同様な方法で行うことができた.得られたZnドープ酸化鉄ナノチューブは,マグネタイト構造を有することを見出し,硝酸亜鉛水和物の添加量を制御することよりZn/Fe原子比として0.03から0.30(0を含む)まで変化させることに成功した.また,バンドギャップの大きさも,光吸収の測定により評価した.Znをドープしない酸化鉄ナノチューブでは,2.4eVであったものが,Zn/Fe比を0.1まで増加させると,急激にバンドギャップが狭くなり2.0eV程度になることを見出した.このことはZnドープにより,620nm程度の太陽光まで利用できることを示すものである.さらに,透明電極応用を見据えたグラフェン膜作製も並行して実施している.ゾル・ゲル法で作製した酸化鉄ナノチューブのバンドギャップを,Taucプロット法により決定した.作製した試料のバンドギャップは2.7eVであったが,原子欠陥等に由来する歪を熱処理で緩和することにより2.3eVまで下げることができた.また,ナノチューブ構造は,280°Cまで安定であった.さらに,Feの一部をZnに置換した試料では,Zn/Fe=0.1のとき,バンドギャップが2.0eVまで低下することを確認した.そこで,酸化鉄ナノチューブ,および,Znドープ酸化鉄ナノチューブ(Zn/Fe=0.1)を電子移送層,および,光吸収層として有機ペロブスカイトと複合化したもの,さらに,正孔移送層にはP3HTを用いた.このようにしてFTO(-)/酸化鉄/酸化鉄ナノチューブ(Znドープ酸化鉄ナノチューブ)・有機ペロブスカイト/P3HT/Au(+)の構造を持つ光電変換セルを試作し,分光感度特性を評価した.最初に電子移送層および光吸収層としての基礎特性を調べるため,正孔移送層を持たない光電変換セルの特性を評価した.その結果,酸化鉄ナノチューブを用いると,酸化鉄ナノ粒子を用いた場合より,450nm以上の波長領域で高い分光感度を示すことがわかった.ナノチューブ化することにより,バンドギャップが狭くなり,長波長領域まで有効に光エネルギーが吸収できることを示している.また,450nm以下の短波長領域では,酸化鉄ナノチューブの場合,分光感度が低下してくるのに対し,Znドープ酸化鉄ナノチューブではそのような低下は認められなかった.Znをドープしたことにより,LUMOレベルに幅が生じた結果である.次に,正孔移送を行うP3HT層をもつ光電変換セルの特性を調べた結果,酸化鉄ナノチューブの方がZnドープ酸化鉄ナノチューブよりも全波長領域(390-710nm)で2倍以上高い分光感度特性を示した.これは各層のHOMOレベルのミスマッチによるものと考えられ,今後,正極と負極を入れ替えた構成を考え,改善する計画である.ゾル・ゲル法により作製した酸化鉄ナノチューブを用いて光電変換用のセルを作製した.負極のITO基板上に,鉄アセチルアセトナートのエタノール溶液をスピンコートすることにより酸化鉄薄膜緻密層を形成し,アセチルアセトンでペースト状にした酸化鉄ナノチューブをその上にスピンコートして多孔質層とした.その後,多孔質層のナノチューブを固定するため加熱処理を施す.ナノチューブは加熱処理で,結晶構造や形態が変化するため,熱処理温度の最適化を行う必要があり,270°Cの空気中熱処理において目的の多孔質層が形成できることを見出した.

この多孔質層上に有機ペロブスカイト(CH3NH3PbI3)をスピンコートし,次に正孔移送層となるP3HTをスピンコートした後,金電極を真空蒸着して光電変換用のセルとした.この過程で問題となったのは有機ペロブスカイトをスピンコートするための条件であり,回転数を上げすぎると,有機ペロブスカイトが多孔質層に十分拡散せず,光電変換特性が悪くなる.また,回転数を抑えすぎると,緻密層近くまで拡散し,電荷分離が有効に行われなくなり,変換効率が悪くなることも見出した.最適なスピンコート条件では,短波長領域(400nm付近)での光分光感度特性(IPCE)は40%に達し,600nm程度の赤色領域でも10%程度IPCEを実現することができた.さらに金電極をグラフェンに置き換える実験を行い,ガラス基板上にグラフェンおよび伝導性を高めた窒素ドープグラフェンの転写を行った.亜鉛ドープした酸化鉄ナノチューブについても同様にセルを作製し,IPCEを測定したが,酸化鉄ナノチューブに比べ半分程度の特性しか得られなかった.これは,純度の高い亜鉛ドープ酸化鉄ナノチューブが得られていないこと,亜鉛をドープすることにより導電性が低下することなどの原因が考えられ,試料の高純度化を通じて解決していく必要がある.亜鉛をドープした酸化鉄ナノチューブを作製し,温度に対する構造安定性と光学的バンドギャップの評価を行った.その結果,亜鉛ドープ酸化鉄ナノチューブはマグネタイト構造を有し約300°Cまで安定であり,バンドギャップを2.0eVまで狭くすることができた.亜鉛ドープをしない酸化鉄ナノチューブとCH3NH3PbI3,P3HTを用いて光電変換セルを作り,波長400nmにおける分光感度を40%まで高め,かつ,600nmにおいても10%に迫る値を得ることに成功した.しかし,グラフェンを電極として特性を調べるまでには至らず,同じ炭素系材料のカーボンナノチューブ薄膜の作製に関する基礎データを得るにとどまった.酸化鉄をベースとしたナノチューブ試料に対して,熱やZnドープに対する構造安定性を調べ,光電変換セルを作製する際に必要となる熱処理の上限温度を決定することができた.また,Znドープ酸化鉄ナノチューブの光学的バンドギャップのZnドープ量依存性を,確定することができた.これらの結果は,学術雑誌J. Inorg. Organomet. Polym.に発表した.このように本研究の基盤材料となるZnドープ酸化鉄ナノチューブに関する基礎的な特性評価を終え,固体電荷分離物質であるハロゲン化鉛有機ペロブスカイとP3HTとの積層構造型光電変換セルをFTO電極上に作製し,分光感度特性の評価を行っており,ほぼ予定通りの計画遂行状況である.しかし,得られた結果は決して満足できるものではなく,エネルギーレベルのマッチングを考慮したうえで光電変換セルの正極と負極を入れ変える実験を遂行する.また,電極材料としてカーボンナノチューブを用いることも計画に入っているため,塩化鉄を触媒とし,メラミン樹脂を炭素と窒素の供給源とする新たな窒素ドープ型多層カーボンナノチューブ作製実験も開始した.物理化学現在,FTO電極上にFe(III)アセチルアセトナートをスピンコートし,熱処理することにより緻密酸化鉄層(電子ブロック層)を作製している.その上に酸化鉄ナノチューブおよびZnドープ酸化鉄ナノチューブをアセチルアセトンと混錬することによりペースト状にして,スピンコートまたはスキージ法により均一な多孔質層を作製している.しかし,粘度調整や焼成温度等に問題があり,ひび割れが入った多孔質層となっている.このため,有機ペロブスカイトが緻密層に直接接合している部分があり,光電変換効率を低下させる原因の一つとなっている.
人体の縦重心計測法に関する研究

人間が直立姿勢を維持するとき、人体の重心位置は常に動揺している。この重心動揺を測定し分析すれば、姿勢制御のメカニズムを知ると共に、平衡機能障害を知ることができる。しかし現在は重心の鉛直落下点の動揺を計測し、これを重心動揺と呼んでおり、正確な人体の重心動揺を表わしていない。したがって重心高さ(これを縦重心と名づけた)を計測することが必要である。本研究は人体を力学における実体振子と見なし、縦重心を未知数として方程式を作成し、質量を変化させた場合の周期の測定データを用いてこの式を解くことにより縦重心を求める方法を開発した。本研究ではまず被験者(20代前半の男子5名)の身長、体重を正確に計測した後、平面重心計測装置(オートスタビロメータ)を用い、被験者の平面重心動揺を計測した。つづいて被験者を水平にし、モーメントのつりあいから仰臥位縦重心を計測した。つぎに被験者を揺動板にのせ、上から釣り、微小振動させ、その周期を測定し、つづいて付加質量を加え、同様の計測を行い、この周期データT_1、T_2を用いて、縦重心を含む運動方程式を解き、縦重心を求めた。この結果、人体の縦重心は、仰臥位姿勢では足底から上部方向へ身長の56%前後にあるが、直立時には52%前後になり、4%程度下がることがわかった。また縦重心と身長、体重との相関を調べた。さらに平面重心動揺と縦重心を考慮した平面重心動揺の違いを求め、振り子式縦重心計測法の有用性を示した。
思考プロセス活用支援システムを活用した教え方・学び方の改善

中学校技術・家庭科で生徒が描画した概念地図に対する分析の結果,ラベル間の結びつきが示す様相により,理解の程度や理解に向けた思考の様子を推察できることが確認できた。また,思考プロセス活用支援システムにおいて,直感的な操作が可能となるタブレットPC等による描画の,教授・学習の改善に対する有効性が,小学校の国語,社会,そして算数の授業で,示唆された。教師や複数の学習者間で相互に作用し合う思考活動のプロセスの表出,記録,そして再利用を目指し,思考プロセス活用支援システムの構築を試行した。システム構成としては,タブレットパソコン(以降TPC)を児童一人に1台(15台),そして教師用の1台の計16台(Windows7),サーバー1台(Windows Server2010),無線用アクセスポイント3台である。それぞれの機器は概ね良好に動作したが,比較,累加,分類,統合,判断,一般化などの思考活動を,TPCに描画させ,さらにそれを教室での学習活動に利用していくためには,児童用及び教師用TPCそれぞれに特定の機能が必要であることが明らかになった。例えば,教師が用意したワークシートに記述を求める際,レイヤ機能は,教師と児童の記述の区別はもちろんのこと,他の児童の記述との切り分けが容易であり,それぞれの思考活動を把握するために有効である。授業の様子としては,記述直後に大型モニターに提示された自分のTPC画面に,あらためて記述を加えながら説明する活動がみられた。説明を聞いたり,複数の児童の書き込みが並べられて提示された画面を見たりすることで,自分のTPCに記述を加えながら,新たな思考が展開された。ただし,従来の教育メディアの活用に比較して,本研究によるシステムが思考活動の深化及び再利用に効果を上げるためには,教師の求める学習活動や記録・再利用に適合したソフトウェアの導入が課題である。また,教科教育にみられる思考プロセスの調査・検討として,情報通信技術に対する理解状況に焦点を当て,概念地図法により中学生の思考を捉えた調査研究を実施した。この研究により,中学生の思考活動を反映させた技術科の学習指導方法改善の手がかりを得るに至った。本研究の思考プロセス活用支援システムで主な入出力用ディバイスとしたタブレット型パソコン(以降TPC)上で動作する教材ソフトウェアの開発,及びデジタル読解力指導法おける思考プロセス活用支援システム活用の教育効果を検証した。教材ソフトウェアの開発においては,小学校算数科の直方体・立方体の展開図を手掛かりにした念頭操作への支援に着目した。これまで公開されてきたソフトウェアの多くが真上から見た展開図を,斜め上から見た図に変換した後に,立方体を構成させる設計になっているため,机上に見る展開図と形が異なり,念頭操作につなげにくい場合があった。本研究では,教科書やノートに示される展開図と同様に,底面を固定させた提示方法により,観察や構成などの活動の支援を可能にした。また,児童の目線に対する画面の提示位置が柔軟に変更できるTPCの利用により,正面または机上等の画面の提示位置による教育効果の差異についても検討した。デジタル読解力指導法における教育効果検証では,第4学年の国語(全12時間,本時48/12)の授業において,発表記録用にペン操作・音声を同時記録できるソフトウエをインストールした2人に1台となるタブレット型コンピュータ15台を利用した。この授業において,デジタル読解力に関連する「情報へのアクセス・取り出し」,「テキストの統合・解釈」,“発表記録の活用",“コンピュータの操作"に関して,児童へのアンケート調査を実施した結果,“発表記録の活用"が,調べた内容の再整理,発表方法の工夫に寄与していることが確認できた。また,ワークシート(紙)に記入された教師によるコメントが特に有効であることも確認され,児童自身の気づきと教師によるコメントの双方を活用できるシステムの重要性が示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。
育成初期からの低質粗飼料給与に反芻動物の消化および代謝は適応するか？

育成初期から低質粗飼料を給与することが反芻動物の消化および代謝に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。離乳後の子羊に低質粗飼料(スーダングラス乾草)または標準的な粗飼料(チモシー乾草)を4から6ヵ月給与し,その後はいずれも低質粗飼料を給与した。育成期から低質粗飼料を摂取させることで、体内での窒素利用効率が改善し、動物の基礎代謝量を下げることが示唆された。また、尿素サイクルおよびアミノ酸代謝は窒素リサイクルを増加させるために活性化し、肝臓中の脂質酸化は減少することが明らかとなった。しかしながら、低質粗飼料の経験期間が1ヵ月程度でも肝臓における同様の代謝の変化が起こることも明らかとなった。地球温暖化の進行に伴い寒地型牧草の不適作地が拡大している。このため,今後の反芻家畜生産においては暖地型牧草のような質の低い粗飼料(低質粗飼料)を効果的に利用した技術を確立しておくことが重要である。低質粗飼料の問題は,家畜による摂取量,消化率および代謝率が低いことである。しかし,育成期の早い段階から低質粗飼料を摂取した個体は,その後の低質粗飼料の摂取量や消化率が高いと報告されている。この結果は,発育期からの栄養環境が,消化および代謝機構の変化をもたらす可能性を示唆している。そこで本課題では,4ヵ月齢のめん羊を,低質粗飼料(スーダングラス)を給与する群(低質粗飼料群)および標準的な粗飼料(チモシー)を給与する対照群に振り分け,各飼料により4ヵ月間飼育し,その後,両群とも低質粗飼料を2ヵ月間給与することで,低質粗飼料に対する摂取量,消化率および窒素出納への適応が認められるかを明らかにしようとした。その結果,試験開始から2ヵ月後の飼料摂取量は対照群に比べて低質粗飼料群が低かったが,4ヵ月後では両群の飼料摂取量に差は認められなかった。また,両群とも低質粗飼料を給与した6ヵ月後でも飼料摂取量に差は認められなかった。飼料消化率は,試験期間を通して両群に差はなかった。窒素蓄積量および尿中窒素量は,試験開始から2および4ヵ月後のいずれでも対処群に比べ低質粗飼料群で低かったが,6ヵ月後では低質粗飼料群の方が窒素蓄積が高くなる傾向があった。血清中の尿素窒素および尿素サイクルにおける酵素活性(カルバモイルリン酸シンテンターゼ,オルニチントランスカルバミラーゼ)には,両群に差は認められなかった。また,増体量は試験期間を通して両群に差は認められなかった。以上から,4ヵ月齢から低質粗飼料を給与することにより,飼料摂取量は改善することが示唆されたが,消化率および窒素代謝には明確な効果が認められなかった。当初の申請に基づき,育成期からの栄養環境が,消化および代謝機構の変化(適応)をもたらす可能性を明らかにすることを目的に,離乳直後(生後2ヵ月)から低質粗飼料を給与する群と標準粗飼料を給与する群を設け4ヵ月間飼育し(経験期),その後,両群とも低質粗飼料で4ヵ月間飼育(試験期)して消化および代謝への影響を検証した。経験期および試験期を通じて処理群間に増体量および代謝体重当たりの飼料摂取量の差は認められなかった。飼料消化率は,粗蛋白質消化率において標準飼料群が高い傾向を示したが,試験期ではその差は小さくなり,蓄積窒素量および窒素利用効率に群間の差は認められなかった。また,血中のグルコース,尿素窒素,IGF-1,トリヨードサイロニン(T3)およびサイロキシン(T4)濃度にも群間の差はなかった。反芻胃内の菌叢は,経験期では低質粗飼料群が標準飼料群に比べてButyrivibrioやClostridiumなど繊維分解性の高い菌が多い傾向にあった。しかしながら,両群とも低質粗飼料を給与した試験期では,標準粗飼料群で繊維分解性の高い菌が増える傾向にあり,群間での明確な違いは認められなかった。上記の結果に明確な差がなかったため,代謝物質の網羅的解析(メタボロミクス)は,低質粗飼料群にのみ実施し,成長に伴う変化を検討した。その結果,低質粗飼料の給与下ではアミノ酸の利用を節約し,グリセロールを利用した糖新生の効率を改善,さらに飼料中の脂質の吸収効率を改善するように代謝を調節している可能性が示唆された。試験についてはおおむね申請の通りに実施した。得られた結果については概要に述べたように,低質粗飼料群と標準粗飼料群で,飼料摂取量,消化率,窒素蓄積量,血中の糖代謝および窒素代謝産物,また糖代謝の関連ホルモンであるIGF-1,T3およびT4に明確な違いが認められなかった。今年度の実験においては,低質粗飼料と標準粗飼料の質の違いが粗蛋白質含量を除いて小さく,そのことが群間での明確な違いをもたらさなかった大きな原因と考えられる。一方で,メタボロミクスの結果から,低質粗飼料を給与し続けた場合には,窒素代謝および糖代謝が変化している傾向が認められている。この点については,次年度の実験においてさらに検証する必要がある。また,昨年解析が至らなかった反芻胃内の菌叢についても本年度では分析を終えることができ,給与する飼料が変わることによって,反芻胃内菌叢は速やかに変化することが明らかにできた。

反芻動物において育成初期から低質粗飼料を摂取させることが消化および代謝機構に及ぼす影響を解明し,低質粗飼料の利用性の改善に効果的であるかを明らかにすることを目的に,とくに肝臓のメタボローム解析を行い,代謝機構への影響を検討した。3ヵ月齢の子ヒツジにスーダンクラス乾草(低質粗飼料経験群)またはチモシー乾草(対照群)を4ヵ月間給与し,その後両群ともスーダンクラス乾草の給与に切り替えることで,飼料摂取量および肝臓のメタボローム解析の結果を比較した。飼料摂取量は,低質粗飼料経験群が対照群に比べて有意に高かった。また,肝臓の代謝物質は,各群が違う飼料を給与されていた4ヵ月間には違いがあったが,両群とも低質粗飼料を給与された3ヵ月においては,群間に明確な違いはなかった。低質粗飼料経験群では,解糖系/糖新生系の中間体であるグルコース-6-リン酸(G6P),フルクトース-6-リン酸(F6P),ジヒドロキシアセトンリン酸(DHAP),グルコース-1-リン酸(G1P)および乳酸が減少し,TCA回路の中間体であるクエン酸およびATPも減少した。同時に,脂質酸化関連代謝物質であるカルニチン,O-アセチルカルニチンおよびγ-ブチロベタインも減少した。一方,対照群でも低質粗飼料を給与して1ヵ月後には同様の変化が認められた。これらの結果は,育成初期からの低質粗飼料の摂取は,飼料摂取量を改善し,解糖系/糖新生系および脂質酸化の活性を減少させるが,尿素サイクルおよびアミノ酸代謝を活性化することを示唆している。しかしながら,この変化は育成初期でなくとも,低質粗飼料を1ヵ月摂取させることで起きることが明らかとなった。育成初期から低質粗飼料を給与することが反芻動物の消化および代謝に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。離乳後の子羊に低質粗飼料(スーダングラス乾草)または標準的な粗飼料(チモシー乾草)を4から6ヵ月給与し,その後はいずれも低質粗飼料を給与した。育成期から低質粗飼料を摂取させることで、体内での窒素利用効率が改善し、動物の基礎代謝量を下げることが示唆された。また、尿素サイクルおよびアミノ酸代謝は窒素リサイクルを増加させるために活性化し、肝臓中の脂質酸化は減少することが明らかとなった。しかしながら、低質粗飼料の経験期間が1ヵ月程度でも肝臓における同様の代謝の変化が起こることも明らかとなった。当初の予定通り,離乳後のめん羊を用いて,低質粗飼料(スーダングラス)を給与する群(低質粗飼料群)および標準的な粗飼料(チモシー)を給与する対照群に振り分け,実験を実施した。その結果から,4ヵ月齢から低質粗飼料を給与することにより,飼料摂取量は改善することが示唆されたが,一方,消化率および窒素代謝には明確な効果が認められなかった。この原因については,低質粗飼料の給与開始時期,ならびに給与した粗飼料間の質的な差が影響していたと考えられたため,次年度の研究において,方法を改善し取り組む予定である。反芻胃内の菌叢解析については,サンプルを採取し現在解析中である。これについては,次年度中に結果およびその効果を報告する予定である。既述のように,今年度の実験では,給与した低質粗飼料と標準粗飼料の質の違いがあまり明確ではなく,このため消化や代謝の変化に十分な影響をもたらさなかったことが考えられる。そこで,申請最終年度である今年度においても,基本的な実験設計は昨年度と同様とし,給与飼料の質の違いを明確にした上で,前年度において解析が十分に至らなかった代謝物質の網羅的解析(メタボロミクス)を中心に,糖代謝および窒素代謝への影響を検証する。動物栄養学当初の計画通り,研究2年目においては反芻動物の代謝機能のうち糖および窒素代謝の変化に注目する。
セロトニン欠乏モデルマウスを用いた脳内モノアミン調節機構とPTSD発症機序の解析

申請者らが世界で初めて作製したジヒドロプテリジン還元酵素の遺伝子破壊マウスにおいて、セロトニン欠乏が起こりPTSD様症状を発症する機序について解析した。その結果、本マウスで生じている高フェニルアラニン血症が主な原因となり、高度の脳内セロトニンの欠乏が起きていること、低フェニルアラニン食により血中フェニルアラニン濃度を低下させると、脳内セロトニンも増加することを明らかとした。我々はモノアミン代謝関連遺伝子の破壊により、特徴的なセロトニン欠乏モデルマウスの作製に成功した。このマウスの行動解析を行った結果、心的外傷後ストレス障害(PTSD)様の行動変化、つまりトラウマ的出来事の後に不安が全般的に亢進する現象を認めた。そこで、このマウスにおけるセロトニン減少の分子機構を明らかにすること、PTSD発症におけるセロトニンニューロンの役割を明らかにすることを目的として本研究を行っている。本年度の研究においては、我々の作製したセロトニン欠乏モデルマウスにおいて破壊した遺伝子が、オリゴデンドロサイトに高発現しているため、オリゴデンドロサイトの異常がPTSD様の行動異常に関連しているかについて検討した。まず、モデルマウス脳を抗ミエリン塩基性タンパク質抗体による免疫染色、クリューバーバレラ染色、電子顕微鏡による観察などを行い、ミエリン形成に異常が見られないか観察した。その結果、特に大きなミエリン形成の異常は起きていないことが判明した。また、前駆細胞からオリゴデンドロサイトへの分化に与える影響を調べるため、本モデルマウス胎仔脳からオリゴデンドロサイトの初代培養を確立し、分化誘導刺激による突起形成に変化がみられるか検討した。その結果、野生型マウスと本モデルマウスの初代培養オリゴデンドロサイトにおいて、特に大きな分化過程の変化は認められなかった。これらの結果は、本モデルマウスにおいて観察された脳の機能異常に、オリゴデンドロサイトの変化はあまり寄与していないことを示唆した。本研究で用いているセロトニン欠乏モデルマウスにおける脳内セロトニンの選択的減少のメカニズムについて検討した。本モデルマウスは肝臓でのフェニルアラニン代謝の障害から、マイルドな高フェニルアラニン血症を呈している。そこで、高フェニルアラニン血症による脳内モノアミン量への影響を調べるために、肝臓のフェニルアラニン水酸化酵素遺伝子に変異をもつPah変異マウスの解析を行った。まずPah変異マウスにおける脳内モノアミン量を調べたところ、セロトニン量が野生型マウスに比べて大きく減少していることが判明した。また、ドーパミンやノルアドレナリンも低下傾向を示し、我々が開発したセロトニン欠乏モデルマウスと同様であった。さらに、自治医科大学の久米准教授との共同研究として、遺伝子治療を施して高フェニルアラニン血症を解消したPah変異マウスの脳内モノアミンを分析したところ、未治療のマウスと比べて有意にセロトニン量が増加していることが判明した。フェニルアラニンは、モノアミンの前駆体であるチロシンやトリプトファンと共通のトランスポータを介して脳内へ輸送される。そのため、高フェニルアラニン血症になると高濃度のフェニルアラニンによりチロシンやトリプトファンの脳内への輸送が阻害され、脳内のモノアミン前駆体の濃度が低下する。また、セロトニン合成をつかさどるトリプトファン水酸化酵素は、フェニルアラニンが低親和性の基質となりトリプトファン水酸化酵素の拮抗的阻害剤となることが考えられる。ゆえに、我々のセロトニン欠乏モデルマウスにおいても、脳内セロトニン含量低下の原因として高フェニルアラニン血症が大きく影響していることが示唆された。我々が世界で初めて作製し解析しているジヒドロプテリジン還元酵素(Dpr)の遺伝子破壊マウス(Dpr-KO)マウスは、脳内セロトニンが野生型の約4分の1にまで低下しており、有用なセロトニン欠乏モデルマウスである。昨年度までの我々の解析からセロトニン低下の一つの原因は、肝臓でのフェニルアラニン代謝が障害されて高フェニルアラニン血症を呈し、高濃度の血中フェニルアラニンが脳へのトリプトファンの輸送を妨害しているためであることを明らかとした。本年度はDpr-KOマウスにおいて、セロトニンニューロン自体の生存や形態に影響が出ていないかを明らかにするために、組織化学的解析を行った。Dpr-KOマウスの脳切片を作製し、セロトニンニューロンの細胞体が存在する縫線核を含む切片を自家製抗トリプトファン水酸化酵素抗体で染色し、セロトニンニューロンの細胞数および形態について検討した。野生型マウス脳を同様に処理して、セロトニンニューロンの細胞数を吻側から尾側までKOマウスと比較検討した。その結果、両者に大きな差がないことが判明した。また、セロトニンニューロンの細胞体の大きさや突起の形状においても大きな差は認められなかった。以上の結果は、Dpr-KOマウスにおいてセロトニンニューロンの発達や分化に大きな影響は現れていないことを示唆した。さらに、他のうつ病モデルマウスで観察されている海馬歯状回神経細胞の幼若化がDpr-KOマウスにおいても生じているかについて、未成熟神経細胞のマーカーであるカルレチニンの抗体を用いて検討した。

その結果、Dpr-KOマウスではセロトニンが顕著に低下しているにもかかわらず、海馬歯状回神経細胞の幼若化は起きていないことが判明した。24年度が最終年度であるため、記入しない。
介護保険における介護サービスの標準化と専門性の開発と構築

介護保険制度のサービスを利用するにあたってはまず被保険者は要介護認定を受けて、要介護認定基準に基づいて介護サービスが提供される。要介護度は利用者に対する介護報酬と区分支給基準額だけでなく、介護サービスの標準化や専門性にも影響を及ぼす結果となる。要介護認定システムの変更とその影響は利用者の生活に直接的に影響を与えるものから、介護サービスの標準化による護時間だけでなく、専門性による質的介護評価を加えた総合介護認定を開発した。要介護認定の一次判定ソフトは、介護サービスが提供された介護時間を量的介護評価することによって要介護度が判定されるシステムになっている。その一次判定ソフトの基礎データとなる介護時間がどのように介護評価されたのか、どのような実態を示すのかなどを、要介護認定調査会における新版要介護認定の高齢者介護実態調査による1分間タイムスタディを再現して検証した。介護老人福祉施設2施設にて、他計式の1分間タイムスタディ調査を2007年上四半期に行った。本調査は、2日間(48時間)にわたり介護職員が提供した「介護サービス」とその「要介護者」を1分単位で記録した。対象となる要介護者の人数は102人で介護職員は60人、要介護度は平均3.8、年齢は平均83.7歳で、性別構成は男性25.5%、女性74.5%であった。その調査結果から、要介護者1人が一日あたり、どのような介護サービスを何分間にわたり受給しているかを集計した。新版要介護認定による累積介護時間ごとの介護内容別の分布状況と要介護者の人数分布を調べた。本調査による介護時間の累積に伴って、要介護者の人数が三峰性に分布していた。50分代にピークがある軽介護群、90分台にピークがある中介護群、120分台にピークがある重介護群を認めた。つまり要介護時間の人数分布状況は、三峰性を示しており、軽介護、中介護、重介護に分散している分布状況が認められた。介護時間で新版要介護認定が区分できるランクは、3ランクに収斂できることが明らかになった。本研究は,介護職員が利用者に対して個別に提供した介護時間を測定することによって,ユニット型と従来型介護保険施設の介護サービス種別ごとの実態把握及び介護保険施設の介護サービスの特徴を明らかにした.調査対象は,ユニット型介護保険施設3施設の介護職員86人と,従来型介護保険施設3施設の介護職員107人である.分析方法は,ユニット型と従来型介護保険施設の介護職員から個別の介護支給時間と介護サービス内容をMann-Whitney検定で比較分析した.本研究では,ユニット型と従来型施設では,平均介護支給時間はユニット型施設の方が全体として84.3分より長かった.ユニット型と従来型施設の介護サービス内容ごとの比較において「食事」,「入浴清潔保持整容更衣」,「排泄」,「生活自立支援」の4項目で有意な差が認められた.ユニット型施設では,食事や入浴等の介護サ門ビス内容について,入所者の生活リズムに寄り添った介護が行われていることが推測された.排泄でも,個人の排泄リズムに合わぜた介護サービスが提供されていることが考えられた.コミュニケーション量の増加は,生活自立支援として個別介護を認める結果となった.今後の課題として,本研究では,ケアコードの利用のため,環境因子や個人因子について検討することが困難であった.ユニット型施設において個別介護が進展される一因は,環境因子と個人因子が影響している可能性も考えられる.環境因子と個人因子の重要性は,国際生活機能分類(ICF)でも指摘されており,環境因子と個人因子も加えた検討が求められる.本研究は,介護時間の量的調査で個別介護の検証を行ったが,今後は,介護職員の介護方法について質的調査も合わせて検討することで,介護保険施設における介護サービスの標準化と専門性が明らかになると考える.本研究では、介護保険制度における経年的な対象者における要介護状況の変化を除外して、要介護認定基準2009年10月版と,旧版要介護認定基準2006年版との較差を比較するために、介護サービスの標準化と専門性に基づいて、それぞれを同期検証することを研究目的とした。その比較する対象を、同一対象者で同一の時期に、それぞれの要介護認定基準に基づく別途の認定調査員の認定調査結果から要介護認定一次判定を実施した。それぞれの認定調査結果から,要介護認定基準の変更と影響について8施設(400名)と8在宅事業所(208名)の要介護者等の608名を研究対象とし分析した。同期検証した結果、総体的に2009年10月版は、平均合計介護時間はわずか3.37分多めに有意差を持って算出された。要介護度の2006年版から2009年10月版での一致率は、半数近くの調査対象者の要介護度が変化し、軽度化する調査対象者も2割強いた。要介護5の一致率が64.23%と最も高く、要支援1の一致率は29.73%と最も低くなった。

要介護5以上に該当する要介護者は2009年10月版の方が2006年版よりも多く分布し、動ける認知症の要介護度はその全体の41.67%が最も軽度化していた。要介護基準等介護時間だけによらない別の指標である介護度の構築が必要である。介護保険制度のサービスを利用するにあたってはまず被保険者は要介護認定を受けて、要介護認定基準に基づいて要介護度が決定される。介護保険制度の管理運営の根幹である要介護認定基準の変更はすなわち、介護保険料、利用者数、介護給付額に影響を及ぼすことになる。また要介護度は利用者に対する介護報酬と区分支給基準額だけでなく、介護サービスの適用や自己負担にも影響を及ぼす結果となる。介護サービスを受けるには要介護認定を受けることが必要であり、要介護認定は介護サービスを受けるための入り口である。このため、要介護認定の信頼性は、国民の介護保険制度に対する信頼に大きな影響を及ぼす。2009年4月から半年余の間に、2種類の要介護認定システムが同時に採用されている。一連の要介護認定変更の騒動をから、要介護認定システムの変更とその影響は利用者の生活に直接的に影響を与えるものであり、要介護認定基準の介護時間だけによる量的介護評価から質的介護評価を加えた総合介護認定を開発する必要がある。
血中ステロイド一斉測定による超早産児の副腎機能発達の評価

早産児では晩期循環不全という突然の低血圧を発症する疾患があり、病因は副腎機能が関与していると考えられている。早産児の副腎ステロイド分泌パターンが生後どの様に変化するかは判明していない。早産児の副腎機能を評価するため最も信頼性の高いLCMSMS法を用い、早産児では晩期循環不全発症群と非発症群では生後のステロイド分泌パターンが異なり、副腎機能の成熟に差があることが判明した。晩期循環不全を発症する早産児では出生早期のコルチゾール分泌量が多いがコルチゾンは非発症群と差を認めない。コルチゾール、コルチゾンおよびアルドステロンの日齢による変化によって晩期循環不全発症児を抽出できる可能性が示された。H24年度には在胎28週未満で出生した児が修正37週まで成長した段階での血中ステロイドプロファイルを行った。超早産児では修正37週でも正期産児に比べ有意にコルチゾール(F値)、コルチゾン(E値)が低く、修正37週になっても副腎永久皮質からのステロイドホルモン基礎分泌が低いことが判明した。H25年度は22週-25週で出生した児の日齢4での血中ステロイドプロファイルを行い、出生早期のステロイド投与がプロファイルの与える影響および、後の晩期循環不全発症において差があるかを検討した。結果から。日齢4では全身状態が安定している場合は、1日齢0-3に行われたステロイド投与は血中ステロイドプロファイルには影響いない2日齢0-3に行われたステロイド投与は後の晩期循環不全発症にも影響しないこと3晩期循環不全発症例では日齢4でF値が高値であり、高いコルチゾール需要の状態である可能性が高いことが示唆された。一方、修正37週の時点で差のあった胎生皮質ステロイド(晩期循環不全児で低値)は日齢4では後の晩期循環不全発症の有無による差は認めなかった。以上から大きな合併症のない早産児では出生後から修正37週まで基礎分泌が低いながらも恒常性を保っているという推論が可能となった。晩期循環不全児のステロイドプロファイルの継時的変化は未だ不明ではあるが、出生早期からのステロイドプロファイルの違いからは副腎機能が発症に重要な因子であることは間違いないと考えられた。平成25年度は在胎28週未満で出生した超早産児が修正37週まで成長した段階での血中ステロイドプロファイルを行った。さらに超早産児の中でも合併症を認めずに成育した群と、経過中に晩期循環不全を発症しステロイド投与を行った群での比較を行った。永久皮質副腎機能としてのコルチゾール(F値)、コルチゾン(E値)は超早産児間での比較では有意差は認めなかったが、ステロイド投与を行った晩期循環不全群で低い傾向を認めた。さらに超早産児が37週になったF値、E値はいずれも正期産児より有意に低値であった。超早産児では修正37週になっても副腎皮質永久層からのステロイドホルモン基礎分泌が低く、週数に比べ副腎の成熟は遅延していることが示唆された。このことは超早産児は修正37週以降になっても感染などにより容易に副腎不全に陥る可能性となる。また、ステロイド投与群で、より基礎分泌が低いことは晩期循環不全と副腎皮質機能に密接な関係があることを示唆するものである。一方、胎生皮質ステロイド分泌である17OHPregnenoloneや17OHPは正期産児とステロイド投与を行った超早産児間では差はないものの合併症なく成育した超早産児は高値を示した。単純に正期産児と超早産児を比較すれば副腎機能の未熟性から胎生皮質の退縮が早産児で遅い/17OHPregnenolone→17OHPのカスケードの酵素活性が低いと考えられるが、超早産児間での差異を含めると明確な理由は現在確定はできない。胎生皮質分泌に関しては早産児の中で副腎機能の成熟などに差があると考えられる。平成26年度は23-27週の超早産児AGA児において晩期循環不全発症群と非発症群での日齢4と生後2週での血中ステロイドプロファイルの比較および日齢4から生後2週における経時変化を解析した。晩期循環不全発症群では非発症群に比べ日齢4の血清コルチゾールが高値であり、コルチゾンに差がないことからコルチゾン/コルチゾール比(E/F比)が低値であった。これは平成25年度の研究と同様の結果であった。日齢4で認めたステロイドプロファイルの差は生後2週では消失していたが、晩期循環不全発症群では日齢4から生後2週にかけてアルドステロンが低下していた。非発症群ではアルドステロンの増減に一定の傾向は認めなかった。

本研究の目的は超早産児の副腎ステロイド分泌パターンの経時的(縦断的)解析を行い、晩期循環不全および早産児の副腎機能の日齢による発達を解明することにある。晩期循環不全発症児と非発症児のステロイドプロファイルを日齢4、生後2週、修正37-38週で比較し経時変化の解析を行った。生後早期のステロイド投与は日齢4のステロイド分泌には影響を与えないこと、晩期循環不全発症児と非発症児の差は日齢4には副腎永久層のコルチゾールが高値であるが、生後2週ではその差は消失すること。さらに修正37週ではコルチゾール、アルドステロン基礎分泌に差はないが中間代謝産物である17OHP5などが低値になることが判明した。以上の研究から超早産児におけるステロイドプロファイルの経時的変化と晩期循環不全を発症する児と発症しない児では副腎ステロイドの成熟過程に差があることが判明した。晩期循環発症は副腎不全を主体とする病態の可能性が高く、さらに本研究から日齢4のE/F比、日齢4から生後2週にかけてのアルドステロン値を利用し発症リスク児を予想できる可能性が示唆された。新生児学昨年度に超早産児が修正37週に達した段階での正期産児との比較を行ったのに続き、今年度は計画通り、超早産児の出生早期のステロイドプロファイルの測定を行った。測定するだけでなく、出生後のステロイド投与および後の晩期循環不全発症を汲みして、血中ステロイドプロファイルの初期値を測定できたことで、その後の変化がどの様な副腎機能の発達によってなるかを解釈可能となったと考えている。昨年度に続き、難点としては条件を合わせて比較を行うため、症例数の絶対数が少ないこと、また、そのために生後2週間での血中ステロイドプロファイル測定ができなかったことは研究上の遅延である。当初の計画通り、超早産児が修正37週に達した段階での正期産児との比較を行うことで、超早産児の副腎機能の成熟が修正年齢よりも遅延している可能性をとらえることができた。合併症なく修正37週まで成長した超早産児は非常に少なかった。そのため正期産児の基準症例数に比べ症例数が少ない比較しかできなかった。しかし超早産児の中で症例数は少ないながらも出生体重や出生週数をそろえて比較できたことで、超早産児の中でもステロイド投与を行った児と行わなかった児では修37週での副腎機能に差があることが判明した。このことは、超早産児のステロイドホルモン分泌を測定する日齢を規定する上で非常に重要であり、今後の研究展開に有意義であった。本年度の研究成果を踏まえ、生後2週間での超早産児の血中ステロイドプロファイル測定を中心に研究を進める。同時に修正37週ならびに出生後早期の測定検体を増加する。生後2週での検体が十分であれば生後1か月の血中ステロイドプロファイルを行い、3点または4点の経過で超早産児の副腎機能発達を明らかにする。当初の研究計画の通り、超早産児が修正37週になった段階での検体の収集・測定を継続する。同時に、37週まで成育した児およびステロイド投与を要した児の出生後2週または1か月の段階でのステロイドホルモン分泌測定を行う。これにより、1)超早産児の修正37週での副腎機能をより明確にする2)超早産児の間でも合併症のない児とステロイド投与を要した児の副腎機能の差がいつから生じているのか、どの様な違いがあるかを調査する。研究費は主に検体の測定費用として使用しているが、H25年度は一括して測定する検体数が予定よりも少なくなったために当該助成金が生じた。研究費は引き続き、検体の測定費用を主として使用する。高度な分析を要するものであり、前処理は研究者本人が行う。
サイトカインを誘導するマウス自己抗体IgG遺伝子の構造解析

我々はすでに自己免疫モデルマウスのうち、MRL/lpr,gld,lpr^<cg>において血中のIgGをマウス骨髄由来ILー3依存性細胞株FDCーP2/185ー4に加えると、ILー3、ILー6、TNFαなどのサイトカインの産生を誘導ないし増強させることを蛋白レベル、遺伝子レベルで報告してきた。そして、正常マウスIgGをはじめ、NZB、NZB/wF1、BXSBなどの他の自己免疫マウスIgGには、このような作用はみられないため、MRL/lマウス脾細胞を融合して、モノクロ-ナルIgGを作製し、これを材料として、IgG遺伝子の解析を今回試みた。まずハイブリド-マ1G10を大量に培養し、poly(A)^+RNAを精製した。これを鋳型として逆転写酵素によりcDNAを合成し、PCR法にてIgGV領域のcDNAを増巾した。得られたIgGV領域のCDNAをプラスミド、PUC118、PUC119に組み込みdideoxy法によってDNA塩基配列を決定し、現在し鎖は完了した。さらにH鎖においても同様の事を行って解析中である。
CAD/CAMインプラント補綴における高速形状計測および設計支援システムの開発

前年度に行った基礎実験にて、Z軸の位置情報をCCD式レーザ変位計にて抽出する際に、計測面の角度について検討したところ、レーザ光に対し左右30°までの偏角計測での誤差は±10μm以内に収まり、この範囲では実用上充分な計測が可能と考えられた。また30°以上の角度ではCCDセンサーが遠方になる側の場合は誤差は小さいが近方では相対的な角度変化が大きくなるため誤差が大きかった。その結果を踏まえ、今年度は実際にインプラントの位置を抽出するためにインプラントに計測子を装着し、計測子での計測値からインプラント体に位置・向きを算出させた。計測子はネジ固定でアバットメントに装着できるよう底面に形状加工した径5.64mm純チタン材に対し、面傾斜角20°の三角錐を精密フライス加工を施し製作した。インプラントを垂直に植立した状態において計測子を装着し、XYテーブルを計測ピッチ0.5mmにて移動させ、XY平面で121点のZ軸値を計測させた。121点のうち計測子の辺縁や三角錐の稜線上のデータを除外し、残りを3面毎の群として、各群で直線上に並ばないデータ3個の組み合わせから総当たりで平面の方程式と法線ベクトルを算出した。その結果、得られた法線ベクトルは比較的距離が離れた3点の場合には極めて偏差が小さく、近接した3点の場合には得られた任意の法線ベクトルの内積の最小値は0.998で約3.6°の偏差を生じることになるが、近接した3点の法線ベクトル全ての平均値は偏差を生じなかった。任意の1点でエラーが生じても、面とベクトルの計算の際にはエラー成分が相殺されるためであるが、エラーデータがデータ群の辺縁に発生した場合には相殺できないため、距離の離れたデータを用いた方が信頼性は高く、本法で得られたインプラントの位置情報から臨床で補綴物製作のために用いるに充分な精度を有すると考えられる。
同種凍結保存気管移植における抗原性の変化の研究

悪性腫瘍による気管狭窄や先天性気管狭窄など,今まで治療不可能であった症例が気管のホモグラフトにより治療可能となりうると考えられ,より多くの呼吸困難で苦しむ患者を治療できるようになると推測される.気管のホモグラフト,特に凍結保存気管に向けて,実験を行った.我々は凍結保存同種気管移植において移植気管の粘膜上皮,気管軟骨が生着していることを報告してきたが,それらの起源がドナー由来なのかレシピエント由来なのか未だ不明である.そこで凍結による組織抗原性の変化の解明のために,主要組織適合抗原(MHC)による純系が確立しそれらに対する抗体が入手しうるラットを用いて凍結同種気管移植を行い,移植気管のMHC抗原の変化を検討した。ラットはPVGラット(RT1Ac抗体)をドナーにACIラット(RT1Aa抗体)をレシピエントに用い、頸部気管をドナーより5軟骨輪部を切除しグラフトとした。このグラフトを我々が用いているプロトコールに従いプログラムフリーザ-にて凍結し、約12カ月間保存後に解凍しレシピエントの同部位の気管にインターポジションにて移植した。コントロールとして凍結保存をせず同様に移植を行った。移植後約2カ月後に移植気管を取り出し以下の検討を加えた。2)同時に移植気管を組織学的にその形態を比較し、粘膜上皮の変化からその動態を検討した。【結果】凍結保存気管移植では取り出した移植気管は組織的に粘膜上皮、気管軟骨の形態は保たれていた。そして移植気管の粘膜上皮はレシピエントであるACIラットに対するRT1^2抗体で染色され、気管軟骨周囲組織はドナーであるPVGラットに対するRT1^c抗体で染色された。すなわち凍結保存気管移植では移植気管の粘膜上皮はレシピエント由来、気管軟骨はドナー由来という結果が得られた。