hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
訪問看護師と介護職との協働を促進する訪問看護師への教育プログラムの開発

ハンドブックは、A5サイズでカラー印刷したものとした。高知県内の訪問看護ステーション52箇所、インタビュー調査に協力いただいた4施設に配布した。本研究の目的は、介護職との協働を促進する訪問看護師への教育プログラムの開発であった。本研究の成果は以下であった。1文献検討にて、介護職との協働に向けた訪問看護師の行動の特徴を明らかにした。2訪問看護師14名を対象にデータ収集し、介護職との協働に向けた訪問看護師の行動である[異なる組織・職種間でも情報を効果的に共有していく][ケアの質保証に向けて働きかける][介護職が自立してケア提供できるように働きかける][同じチームのメンバーとして介護職に関わる]を抽出した。3介護職との協働に向けた訪問看護師の行動指針となる「介護職とのよりよい協働に向けた訪問看護師向けハンドブック」を作成した。平成26年度は、教育プログラムを実施する予定であったが、現在教育プログラムの作成中である。在宅看護学平成27年度は、現在作成中である介護職との協働に向けた訪問看護師の行動指標をもとに、訪問看護師対象に教育的取り組みを実施する予定である。平成25年度は、研究目標2である「明らかになった知識・技術から教育プログラム(案)を作成、洗練化する」まで実施する予定であったが、まだ終了していない。研究対象者確保困難から研究遂行が遅延していた。早急にインタビューを実施し、その結果をまとめ、研究目標2である「明らかになった知識・技術から教育プログラム(案)を作成、洗練化する」を終了させる予定である。平成27年度は研究計画どおり、教育プログラム作成、実施で使用する予定である。県内外でのインタビューを計画していたが、インタビューデータを収集するまで計画が進んでいない。次年度に県内外でのインタビューデータの収集で旅費、データ整理でアルバイトへの謝金の支出を計画している。
残留飛程測定による重粒子線CTの3次元構成

【目的】重イオン線CTのデータ収集の高速化及び高画質化を目的として、空間分解能および濃度分解能を測定しその解析を行い、3次元表示の可能性を実証する。【方法及び結果】(1)構築高速撮像システムの改良:高速レンジモジュレータを構築し、高速画像取り込みが可能になった。(2)均一性補正、ビーム強度変化補正:得られた残留飛程損失の分布は水を満たした容器のわずかな歪に影響を受けるので、この歪の影響を取り除くアルゴリズムを作成した。またビーム強度の時間変化によるばらつきを補正するアルゴリスムを作成した。(3)検出器の各要素の空間分解能の測定:粒子の被写体内での多重散乱、増感紙および光学的II+CCDカメラ系でのボケの寄与をそれぞれ分離して測定し、トータルのボケとの比較を行った。総合分解能と個々の分解能の関係は理論と良い一致を示した。(4)ノイズ特性と電子密度分解能の評価:水に対する相対電子密度分解能は約0.02であった。これは投影像のノイズを用いてノイズ伝搬理論から再構成画像のウィナースペクトルを求め、実測値と比較した値と良好な一致を見た。(5)ウェーブレット縮退によるノイズ低減:ウェーブレットの手法を用いたノイズ軽減の方法により、空間分解能を損なうことなく、ノイズを軽減でき、被ばく線量が少なくても一定の画質が得られることを示した。(6)3次元データの取得と表示:投影像を2次元的に収集するので、ボリュームデータが得られる、これを利用して、レンコンを被写体とした3次元サーフィルレンダリング像を作成した。【目的】重イオンCTのデータ収集の高速化及び高画質化を目的として、高速撮像システムの構築及び雑音処理法と逐次近似法に基づく再構成アルゴリズムを開発とその有用性の検討を行った。【方法及び結果】(1)高速撮像システムの構築の構築:高速画像取り込み基板をコンピュータ上に組み込み、測定期間中に重粒子線パルスが出ている時間と出ていない期間が交互に生じるがこれに同期して粒子線が出ている期間だけ収集する装置を開発した。さらに、手動による損失時間を減少させるためにレンジシフタの回転とファントム回転機構の完全自動同期化を行った。その結果、収集の時間短縮と共に信号値のばらつきも少なくなり、画質が向上することが分かった。(2)雑音処理方法を開発:ビデオ信号は特有の雑音を有し、残留飛程の決定に影響を及ぼす。またレンジシフタのカバーする範囲を超える残留飛程の変化がある場合にも誤差が生じる。ビデオ信号上の雑音に影響を受けずに残留飛程を決定する雑音処理方法を開発した。その結果アーチファクトが著しく軽減された。(3)逐次近似法に基づいたアルゴリズムの開発:逐次近似法は測定系が不完全な場合にも比較的良好な画像を得ることができるなど解析的方法に比べて優れた点を有する。そこで重粒子線CTの再構成アルゴリズムとして、逐次近似法による再構成法を既存の重粒子線CTデータに適用し、再構成画像の空間分解能、及び密度分解能の向上、及び画像の更なる良質化について考察を行った。逐次近似法の再構成画像はフィルタ逆投影法のものに比べアーチファクトによるノイズが低減することを確認できた。しかし、一方で、空間分解能については、フィルタ逆投影法による従来の方法と比較して若干の低下が見られるが、逐次近似法では、反復計算で得られた画像からサイノグラムを計算により求める際に、画像の各画素の位置に起因するノイズの影響を補正することが可能であり、画質の向上が期待できる。【目的】重イオンCTのデータ収集の高速化及び高画質化を目的として、高速撮像システムの構築及び各種補正処理を行った画像の空間分解能および濃度分解能を測定しその解析を行う。【方法及び結果】(1)構築

高速撮像システムの改良:これまでに構築されたシステムよりさらに高速画像取り込みを行うためにレンジシフター厚を高速に変化させる装置を構築し次年度の実験に備えている。(2)均一性補正、ビーム強度変化補正:得られた残留飛程損失の分布は水を満たした容器のわずかな歪に影響を受けるので、この歪の影響を取り除くアルゴリズムを作成した。またビーム強度の時間変化によるばらつきを補正するアルゴリスムを作成した。(3)3次元データの取得と表示:投影像を2次元的に収集するので、ボリュームデータが得られる、これを利用して、レンコンを被写体とした3次元サーフィルレンダリング像を作成した。(4)検出器の各要素の空間分解能の測定:粒子の被写体内での多重散乱、増感紙およびII+CCDカメラ系でのボケの寄与をそれぞれ分離して測定し、トータルのボケとの比較を行った。多重散乱によるボケは位置依存性を示し、検出器から50mm離れた場所では1.12mmのボケとなりこれに対してCCDカメラ系では0.3mm、増感紙では0.23mmのボケの寄与があることが分かった。総合分解能は1.2mmと見積もることが出来る。(5)濃度分解能の測定と検討:水に対する相対電子密度分解能は現在約0.02である。これは投影像のノイズを用いてノイズ伝搬理論から再構成画像のウィナースペクトルを求め、実測値と比較した値と良好な一致を見た。(6)分光スペクトル測定装置の構築:増感紙のスペクトルとII+CCD系の感度を整合させる必要がある。重イオンによる増感紙の発光過程の基礎的データを収集するために、増感紙からの発光を光ファイバーで分光器に導き、CCDカメラでスペクトルを測定する装置を構築した。【目的】重イオンCTのデータ収集の高速化及び高画質化を目的として、高速撮像システムの構築及び各種補正処理を行った画像の空間分解能および濃度分解能を測定しその解析を行う。【方法及び結果】(1)構築高速撮像システムの改良:高速レンジモジュレータを構築し、これまでに構築されたシステムよりも高速に画像取り込みを行うことが出来るようになった。またビーム強度の時間変化によるばらつきを補正するアルゴリズムを作成した。(5)ノイズ特性と電子密度分解能評価:水に対する相対電子密度分解能は現在約0.02である。
グルタミン酸受容体によるPh陽性白血病幹細胞の制御

慢性骨髄性白血病(CML: chronic myeloid leukemia)は、多能性造血幹細胞の異常によって発症する、骨髄増殖性腫瘍である。90%以上の症例に9番と22番染色体の相互転座t(9; 22)である、フィラデルフィア染色体(Ph)が認められる。BCR-ABL1遺伝子にコードされる、BCR-ABLチロシンキナーゼタンパクにより、細胞増殖、アポトーシスの抑制があり、Ph陽性細胞が無秩序に増殖する。Ph陽性白血病の予後は、ABL阻害薬により改善した。しかし、ABL阻害薬に耐性の白血病幹細胞により、再発する症例が多数存在する。CMLを含む、Ph陽性白血病においても、白血病幹細胞の存在が示されており、少数の自己複製能を有する白血病幹細胞が、大多数の有限の分裂能しか持たない、白血病細胞を供給する、幹細胞システムが形成されていると考えられている。よって残された課題は、骨髄に残存する、白血病幹細胞をいかに制御して、新たな治療法を確立することである。グルタミン酸は、中枢神経系の主要な神経伝達物質である。他のがん細胞などで、グルタミン酸の受容体の発現の亢進、受容体のサブユニットを形成する分子に変異がみられることが報告されているが、Ph陽性白血病幹細胞の維持と発症に関して、グルタミン酸経路の役割はいまだに明らかではない。本研究では、グルタミン酸経路を中心にして、Ph陽性白血病幹細胞の維持に関与する分子を明らかにし、臨床応用を行い、Ph陽性白血病症例での真の治癒をめざすことを目的とする。我々は、今回Ph陽性白血病由来iPS細胞を作成した。このiPS細胞は正常細胞と比較して、グルタミン酸受容体の発現が著明に亢進していることを確認した。またABL阻害薬の耐性細胞に対して、マイクロアレイによる解析を行っている。マイクロアレイによる結果を検証し、グルタミン酸受容体と白血病幹細胞の関連を明らかにする。またiPS細胞を使用し、マウスでの解析を行う予定とする。

このiPS細胞は正常細胞と比較して、グルタミン酸受容体の発現が著明に亢進していることを確認した。またABL阻害薬の耐性細胞に対して、マイクロアレイによる解析を行っている。マイクロアレイによる結果を検証し、グルタミン酸受容体と白血病幹細胞の関連を明らかにする。またiPS細胞を使用し、マウスでの解析を行う予定とする。マイクロアレイによる結果の解析が次年度となったため。マウスによる結果の解析が次年度となったため。
糖尿病における腎糸球体TGF-β発現増強機構の解明

本研究は糖尿病の腎糸球体におけるTGF-β発現増強機構を特に糖尿病に特有の代謝異常を中心に、分子レベルで解明する事を目的とした。まず、糖尿病性腎症に対するtroglitazone及びPKCβ阻害剤(LY333531)の効果を検討した。Streptozotocin誘発糖尿病ラットでは腎糸球体でのdiacylglycerol(DAG)量の増加及び、PKC活性、ERK活性の上昇がみとめられ、それらはtroglitazone投与により正常化した。TroglitazoneはTGF-β,4型コラーゲン、フィブロネクチン(FN)発現の増加、および糸球体過剰濾過やアルブミン排泄の増加に関してもすべて正常化させた。一方、2型糖尿病のモデルであるdB/dBマウスでは腎糸球体メサンギウム領域の拡大、TGF-βや4型コラーゲン、FNの発現増加がみとめられ、これらの変化はPKCβ阻害剤(LY333531)により改善した。さらにLY333531はアルブミン排泄の増加も改善した.次にin vitroでのTGFーβ発現増加機構を検討した。培養メサンギウム細胞において高ブドウ糖条件および、糸球体高血圧のモデルと考えられている周期的伸展刺激のPKC-ERK経路あるいはTGF-βや細胞外基質産生に対する効果を検討した。高ブドウ糖条件下、および周期的伸展刺激には共にERK活性を上昇させた。高ブドウ糖条件下で上昇したERK活性はPKC阻害剤で抑制され、周期的伸展刺激で上昇したERK活性はtyrosin kinase阻害剤で抑制された。周期的伸展刺激により、TGF-βやFNの発現は増加しそれらはMEK阻害剤で抑制された。周期的進展刺激により、TGF-βやFNの発現は増加しそれらはMEK阻害剤で抑制された。以上の事から、糖尿病状態の腎糸球体では高ブドウ糖条件のみならず糸球体高血圧によってもたらされる周期的伸展刺激がTGF-β、細胞外基質産生増加を介して糸球体硬化の進展に関与するものと考えられた。最近、糖尿病動物の腎糸球体およびブドウ糖過剰状態で培養したメサンギウム細胞において、transforming growth factor-β(TGF-β)の発現が増強していることが報告されている。TGF-βは強力な細胞外基質産生増強作用を有するサイトカインであり、糖尿病性腎症におけるメサンギウム基質過剰蓄積を惹起し得るサイトカインであると考えられる。本研究は、糖尿病の腎糸球体およびブドウ糖過剰状態で培養したメサンギウム細胞におけるTGF-β発現増強機構を、特に糖尿病に特有の代謝異常を中心に、分子レベルで解明することを目的とした。本年度は研究開始年度であり、糖尿病状態におけるTGF-β発現増強を確認すると共に、次年度に向かってTGF-β遺伝子5′上流転写調節領域を含むconstructの作成を開始した。ストレプトゾトシン誘発糖尿病ラット腎糸球体では、TGF-βのmRNA発現が有意に増加しており、この増加は糖尿病糸球体におけるPKC活性化を阻害することにより抑制された。In vitroではブドウ糖過剰状態で培養したメサンギウム細胞、および周期的伸展刺激を加えたメサンギウム細胞で、TGF-βのmRNAおよび蛋白量が増加していた。これらの成績から、ブドウ糖過剰状態における細胞内代謝異常特にPKC活性化、および糸球体高血圧に起因する圧負荷(周期的伸展刺激)の両者が、TGF-β発現増加に関与している可能性が推察された。

この機構を分子レベルで明確にする目的で、TGF-β遺伝子5'上流転写調節領域を含む3種類のluciferase constructを作成し、TGF-β遺伝子発現調節機構の詳細な検討を開始している。本研究は、糖尿病の腎糸球体およびブドウ糖過剰状態で培養したメサンギウム細胞におけるTGF-β発現増強機構を、特に糖尿病に特有の代謝異常を中心に、分子レベルで解明することを目的とし、昨年度は糖尿病状態におけるTGF-β発現増強を確認すると共に、TGF-β遺伝子5'上流転写調節領域を含むconstructの作成を開始した。本年度は、まず糖尿病モデル動物の腎糸球体で増加しているTGF-β発現に関し、その機序をインスリン感受性増強剤であるtroglitazoneを用いて検討した。STZ糖尿病ラット腎糸球体では、PKC,extra-signal regulated kinase(ERK)が活性化され、TGF-βのmRNA発現が有意に増加していた。TroglitazoneでSTZ糖尿病ラットを治療すると血糖値には変化を与えずにPKC,ERKの活性化は阻止され、TGF-β発現増加も抑制された。In vitroでは、高糖濃度条件下或いは周期的伸展刺激を加えたメサンギウム細胞で、TGF-βおよびfibronectinのmRNAおよびfibronectin蛋白量の増加をみとめた。さらに周期的伸展刺激により細胞内情報伝達に重要な役割を果たすと考えられているERKや転写因子AP-1の活性化が引き起こされた。ERK活性化を阻害するPD098059はAP-1活性化を阻止するとともに、TGF-βやfibronectinの発現をも抑制した。これらの成績から、糖尿病状態における細胞内代謝異常特にPKC活性化、および糸球体高血圧に起因する圧負荷(周期的伸展刺激)の両者が、TGF-β発現増加に関与している可能性が推察され、その機序としてERKを介した転写因子AP-1の関与が示唆された。今後分子レベルでの調節機序を明確にする目的で、TGF-β遺伝子5'上流転写調節領域を含む3種類のluciferase constructを用い、TGF-β遺伝子発現調節機構の詳細な検討を開始している。本研究では糖尿病の腎糸球体におけるTGF-β発現増強機構を特に糖尿病に特有の代謝異常を中心に、分子レベルで解明する事を目的とした。まず、糖尿病性腎症に対するtroglitazone及びPKCβ阻害剤(LY333531)の効果を検討した。Streptozotocin誘発糖尿病ラットでは腎糸球体でのdiacylglycerol(DAG)量の増加及び、PKC活性、ERK活性の上昇がみとめられ、それらはtroglitazone投与により正常化した。troglitazoneはTGF-β,4型コラーゲン、フィブロネクチン(FN)発現の増加、および糸球体過剰濾過やアルブミン排泄の増加に関してもすべて正常化させた。一方、2型糖尿病のモデルであるdB/dBマウスでは腎糸球体メサンギウム領域の拡大、TGF-βや4型コラーゲン、FNの発現増加がみとめられ、これらの変化はPKCβ阻害剤(LY333531)により改善した。さらにLY333531はアルブミン排泄の増加も改善した。次にin vitroでのTGF-β発現増加機構を検討した。
ニューロトロフィン受容体p75を介した神経再生阻害作用のメカニズムの解析

中枢神経を取りまくミエリンの中に存在している神経再生阻害蛋白としてMyelin-associated glycoprotein(MAG)、Nogo、oligodendrocyte myelin glycoprotein(OMgp)が同定されている。これらはニューロトロフィン受容体p75を介してsmall GTPaseであるRhoを活性化し、神経突起の伸展を抑制することを明らかにした。中枢神経の再生を目指した治療を考える場合、ニューロトロフィン受容体p75に焦点を絞ることで最も高い効果が期待される。本研究ではニューロトロフィン受容体p75の機能を阻害した動物における神経再生の動態を検討し、p75の機能を阻害することで中枢神経が再生するという仮説を検証した。p75ノックアウトマウスに脊髄損傷を加えたところ、有意な死亡率の上昇を認めた。これはp75が全身において欠損しているために、疾病に対する抵抗力が低下しているためではないかと考えられた。そこで損傷周囲部のみで選択的にp75を阻害する方法として、機能中和抗体を選択した。脊髄損傷後、4週間にわたり損傷局所に坑体を投与したところ、脊髄損傷のみのコントロール動物に比較し、運動機能の有意な改善がみられた。組織学的に損傷軸索の再生も認められ、p75が再生阻害に関与していることがin vivoにおいて証明された。抗体による副作用の発現は認められなかった。以上の結果より、この抗体は中枢神経再生治療に応用できる可能性がある。中枢神経を取りまくミエリンの中に存在している神経再生阻害蛋白としてMyelin-associated glyc oprotein(MAG)、Nogo、Oligodendrocyte myelin glycoprotein(OMgp)が同定されている。これらはニューロトロフィン受容体p75を介してsmall GTPaseであるRhoを活性化し、神経突起の伸展を抑制することが、我々および他のグループの研究で明らかになった。p75ノックアウトマウス由来の神経細胞が上記の阻害物質に対しどのような反応を示すかについてin vitroで検討した。生後7日より9日目のマウスの後根神経節および小脳の神経細胞を培養し、それに抑制基質となるミエリン、HAG、Nogoを加えた。これらの物質はワイルドタイプ由来の神経細胞では神経突起の退縮を引き起こすが、その効果はp75ノックアウトマウス由来の神経細胞では認められなかった。さらにp75の機能をin vitroで阻害するために、p75の細胞外ドメインに対する抗体を用い、MAGおよびNogoの効果をみた。この抗体はp75による再生阻害作用をほぼ完全に阻止した(投稿中)。さらにこの抗体を脊髄損傷させたラットに局所投与し、軸索再生が起こるか、機能的な回復がおこるかという課題について検討を加えている。
一酸化窒素合成酵素阻害薬によるハロセン最小肺胞内濃度の低下の機序に関する研究

本研究は、Johnsらによって報告された一酸化窒素(NO)合成阻害薬によるハロセン麻酔の最小肺胞内濃度(MAC)の低下の機序を明らかにする目的で行った。1.最初にネコの中枢神経系電気活動及び侵害刺激によって生じるその反応に及ぼすNO合成阻害薬N^w-nitro-L-arginine methyl ester(L-NAME)の効果について検討した。L-NAMEを30mg/kgまで静脈内投与してもネコの脳波及び中脳網様体多要素神経活動(R-MUA)には有意な変化は生じなかった。また侵害刺激によって大脳皮質の脳波が低振幅速波化し、海馬脳波が律動性の高振幅徐波化する脳波の活性化反応及びR-MUAの増加反応にもL-NAMEの投与前後で変化は無かった。さらに、予想に反して、ラットにおいて報告されたようなL-NAMEによるハロセンMACの低下はネコにおいては観察されなかった。2.ハロセン麻酔のラットにおいてL-NAMEを静脈内(10-30mg/kg)、脳室内(100μg)、或いは脊髄クモ膜下腔内(100μg或いは1mg)投与し、ハロセンMACの変化を検討したが、Johnsの報告とは異なり、いずれの投与においてもハロセンMACに有意な変化は得られなかった。3.ラットにL-NAME 50mg/kg或いは生理食塩水を1日2回、4日間にわたって腹腔内投与し、5日目に小脳のNO合成酵素活性、cyclic guanosine monophosphate(cGMP)レベル或いはハロセンMACを測定したところ、NO合成酵素活性及びcGMPレベルはL-NAME投与群で著明に低下していたにもかかわらず、ハロセンMACにはL-NAME投与群と生食投与群の間で有意な差は認められなかった。以上の事実より、これまでの報告とは異なり、L-Arg-NO-cGMP系はハロセンの麻酔作用には影響を及ぼさないものと考えられた。
2種類の標準重量衝撃源の対応性および歩行などの実衝撃と衝撃源の関係性に関する検討

現在2種類ある標準重量衝撃源のタイヤ衝撃源とゴムボール衝撃源の関係をみるために、衝撃力特性、床衝撃音、衝撃時における変形特性の測定を実施した。その結果、衝撃源の落下高さの対数と衝撃力暴露レベルは、いずれの衝撃源についても高い線形性をもっていることがわかった。床衝撃音では、ゴムボール衝撃源の場合は、落下高さが140、150cmの場合は線形ではなかった。また、標準重量衝撃源の衝撃時の動的ばね定数を落下高さ別に明らかにした。本研究は、現在2種類が規定されている重量床衝撃音の測定用の標準重量衝撃源の対応性を明らかにするとともに、標準重量衝撃源と実際の騒音源である人の歩行などとの対応性にっいても検討を行うことを目的とし、ゴムボール衝撃源の普及に供する研究である。研究内容は、標準重量衝撃源の衝撃特性の把握を目的とし、標準重量衝撃源の衝撃時におけるインピーダンスを求める。また、様々な床仕上げ材や床構造の試験床を対象とした、床衝撃音やインピーダンスの測定を実施し、2種類の標準重量衝撃源の対応性に関する関係式を明らかにするとともに人の歩行などの実衝撃と標準重量衝撃源の対応性を明らかにする。これらの測定結果からや2種類の標準重量衝撃源の対応性に関する関係式を求め、1つの標準重量衝撃源の床衝撃音測定結果から、他方の標準重量衝撃源による床衝撃音の予測を可能とさせる。また、標準重量衝撃源の衝撃加振による床の変位量と実際に発生する人の動作による床の変位量の測定を実施し、両者の対応性の検討結果から標準重量衝撃源を見出す。研究実績は、2種類の標準重量衝撃源の衝撃力特性の測定を実施した。さらには、衝撃加振時における、標準重量衝撃源の動的変位量と衝撃力の同時測定を実施した。動的変位量の測定には、非接触の測定器とてレーザー変位計を用いた。標準重量衝撃源の落下高さを変化させることにより、衝撃力を変化させた。その結果、2種類の標準重量衝撃源の衝撃力変化による動的変位量を測定し、衝撃力と動的変位量の対応の傾向は線形ではないことを明らかにした。また、動的ばね定数(衝撃力ピーク値/変位量ピーク値)を算出し、2種類の標準重量衝撃源の衝撃力特性を求めた。今後の展開としては、試験床を施工し、標準重量衝撃源による衝撃加振や人の歩行時の床の変位量を測定する予定である。現在、集合住宅におけるクレーム、トラブル等の諸問題の事例をみると、遮音性能に関連する事項が多くみられ、その中でも、特に重量床衝撃音に関する内容が大半となっている。このため、床衝撃音対策に関する多くの検討がなされている。また、床衝撃音の測定評価方法に関する諸問題も多くみられ、これらの検討は急務の課題となっている。JIS A 1418-2に規定されている標準重量衝撃源は2種類が制定されている。この内、ゴムボール衝撃源は、従来から使用されてきたタイヤ衝撃源に加え、2000年に新たに規定された衝撃源であるが、普及されているとは言い難い。これは、測定条件など明確でない点や従来のタイヤ衝撃源での測定結果との対応性が取れていなため、測定結果の評価が困難であるためである。ゴムボール衝撃源は、衝撃力特性が実際問題となる歩行時の衝撃特性との対応性が高いといわれており、ゴムボール衝撃に対応した床材の開発が実施されれば、床衝撃音の音環境性能が向上できると考えられる。よって、ゴムボール衝撃源の普及の障害となっている、タイヤ衝撃源との対応性の検討は急務な課題といえる。これら2種類の標準重量衝撃源の対応性については、衝撃源のインピーダンズの値と床のインピーダンスの値の関係によるものと考えられる。本研究での検討内容は、標準重量衝撃源の衝撃時の衝撃特性、構造の異なった試験床を対象とした重量床衝撃音およびの測定等を実施した。これら測定結果から、2つの標準重量衝撃源の対応性に関する検討を実施することを目的としている。床衝撃音でみると、ゴムボール衝撃源の場合は、落下高さが140、150cmの場合は線形ではなかった。
特異点論は曲面論等の数学にいかに応用されるか

トムによって提起されマザーによって確立された安定写像の理論をは,アーノルドによって関数の単純特異点,ユニモジュラー特異点などより精密な分類につながり有限決定性や普遍開折の理論等の重要性が認識された。これらは特異点論の重要な一塊であるが、これらを、写像を使って記述される数学的対象に応用しようというのが本申請の趣旨でる。従って、中核をなす学術的「問い」は次の一言で述べられる。「特異点論はどのように応用されるか?」本研究では、孤空間とリプシッツ性質との関連の解明、特異曲面の研究、偏微分方程式の解の分岐問題等にこれらの概念を適用し、新たな特異点論の応用を追求する。
C型慢性肝炎発症機構の解析-C型肝炎ウイルス特異的細胞障害性T細胞の作製

数年前にその存在が確認されたC型肝炎ウイルス(HCV)は、それまで研究が進められてきたB型肝炎ウイルス(HBV)と同様、我が国における慢性肝疾患の主要な原因であり、その発症にはキラーT細胞(CTL)を中心とした生体の免疫反応が重要な役割を担っている事が推測されている。今回の研究は、HCV感染において主要な免疫原性を有するコアーペプチドについて、その抗原決定基を解明するため、その核酸配列に従って10種類の合成ペプチドを作製し、C型肝炎患者血清中の抗HCV抗体とキラーT細胞が認識するエピトープの解析を試みた。その結果、HCV感染後の急性期と慢性期において、出現する抗体が認識するエピトープが微妙に異なる事を見いだした。この事実から、C型肝炎患者血清中に認められる抗体は、極めて多彩なものであり、少なくともB細胞のレベルでは、多くのクローンが活性されている事があきらかにできた。現在、これらのペプチドを用いて、これまでに報告されているHLAクラスI抗原との結合モチーフを検討し、その結果に基ずいて、キラーT細胞が認識できるペプチドの解析を進めている。
核の力学場に立脚した細胞の放射線耐性調整機構の解明

本研究では,核内外の力学的な「場」の変化が,DNAにどのように作用し,細胞の放射線耐性を生み出しているのか,そのメカニズムの解明を目指している.研究2年目となる今年度は,前年度に確立した「(1)繰返伸展刺激による細胞骨格と細胞核の結合の操作」と「(2)微細加工基板を用いた細胞核への直接的変形負荷」により,DNAの凝集状態を操作する手法のブラッシュアップと,逆にDNAを解放する効果を検討に着手した.(1)として,シリコーンゴムのシート上で上皮細胞,維芽細胞,血管平滑筋細胞を培養して,伸展率10%,周期数0.5Hzの繰返引張刺激を12時間負荷した.いずれの細胞でもアクチン細胞骨格が一様に再配列して発達し,細胞内の張力が静置培養群に比べて増加した.これらに紫外線を照射した後に,DNAの損傷部分をリン酸化ヒストンH2AX抗体を用いた免疫蛍光染色にて評価すると,繰返伸展刺激を負荷したいずれの細胞群でも有意にDNA損傷が抑制されることが分かった.一方で,繰返伸展刺激の負荷時間をごく短くすると,アクチン細胞骨格の構造が不安定となり,核への圧縮力が低減してDNA損傷の抑制効果も低減する可能性が示唆された.(2)として,微細円柱(マイクロピラー)を配列させた培養基板を用いて細胞を培養すると,核の側面が顕著に圧縮された.このとき,核内分子の移動・拡散が制限され,細胞増殖が抑制されると共に紫外線由来のDNA損傷を著しく抑制できることが分かった.一方で,腫瘍由来のがん細胞株では,核を顕著に変形させても細胞増殖は抑制されず,紫外線由来のDNA損傷の抑制も見られなかった.原子間力顕微鏡を用いて腫瘍由来のがん細胞株の核の力学特性を計測したところ,正常組織由来の細胞に比べて核が極めて軟らかく,変形を受けても核内の応力上昇が低いことが示唆され,これらが核内DNAの紫外線耐性に関与することが示唆された.当初の予定どおり,前年度に構築した「(1)力学刺激による細胞骨格と細胞核の結合の操作」と「(2)細胞核への直接的変形負荷」両側面での実験系を使って,複数種の細胞を使って実験に展開し,DNA損傷の抑制効果に関するデータを蓄積できた.さらに,力学刺激の負荷時間を調整することで,逆にDNA損傷を受けやすい状態にすることもできるといった興味深い知見が得られ,本技術を応用展開できる可能性がより広がった.また,正常細胞と腫瘍由来細胞での放射線感度の違いに関する基礎データも蓄えることができ,最終年度に向けた準備が十分に整った.紫外線由来のDNA損傷と共にX線由来のDNA損傷への影響に展開しながらDNAの物理的凝集による損傷抑制のメカニズムを明らかにしていく.まず,研究分担者の坂元准教授らの協力を得て,核内分子の動きやすさとDNA凝集度を定量的に評価するために核内へ微粒子をインジェクションし,その挙動を精密解析する系を準備する.また,現有するレーザアブレーション系を使って核内構造体を切断し,力を解放したときの挙動から,核内ので引張・圧縮の応力状態を定量化していく.繰返伸展刺激を始めとした力学刺激を細胞組織に負荷し,核内の残留応力や粘性状態の変化と,DNA損傷の抑制効果との関わりを可能な限り明らかにしていく.得られた力学データを研究分担者の菅原准教授に提供し,核内応力シミュレーションに展開することで力学的視点からの紫外線・放射線耐性メカニズムを探る.本研究では,核内外の力学的な「場」の変化が,DNAにどのように作用し,細胞の放射線耐性を生み出しているのか,そのメカニズムの解明を目指している.今年度は,「(1)力学刺激による細胞骨格と細胞核の結合の操作」と「(2)細胞核への直接的変形負荷」により,DNAの凝集状態を操る手法の確立を目指した.(1)として,まず,シリコーンゴムのシート上で維芽細胞を培養して人工的に組織化させた後,伸展率10%,周期数0.5Hzの繰返引張刺激を12時間負荷した.すると,細胞内のアクチン細胞骨格が一様に再配列して発達し,細長い形態の細胞組織を構築することができた.これらの細胞組織内の張力(収縮力)を計測したところ,静置培養群に比べて細胞内の張力が有意に増加していることが分かった.さらに,これらに紫外線を照射した後に,核内のDNAの損傷部分をリン酸化ヒストンH2AX抗体を用いた免疫蛍光染色にて評価した.その結果,繰返引張刺激を加えて配列組織化させた細胞では,有意にDNA損傷が抑制されることが分かった.一方で,細胞の張力を緩ませる試薬を投与したまま同様の繰返引張刺激を負荷しても紫外線によるDNA損傷を抑制できないことが分かった.以上のことから,紫外線によるDNA損傷を効果的に抑制するためには,細胞内のアクチン細胞骨格の張力増強が必須であり,その張力によって細胞核が物理的に圧縮されることがDNA損傷を防ぐための主要因であることが判明した.さらに(2)として,微細円柱(マイクロピラー)を配列させた特殊な細胞培養基板を用いて,細胞組織を培養し,細胞内の核を大きく変形させる手法を用いた.マイクロピラー基板上で細胞を培養すると,核の側面が顕著に圧縮され,核内のDNAを始めとする分子の移動・拡散が制限されるといった知見が得られた.そしてこのような細胞組織では紫外線由来のDNA損傷を著しく抑制できることが明らかとなった.当初の予定どおり,「(1)力学刺激による細胞骨格と細胞核の結合の操作」と「(2)細胞核への直接的変形負荷」

両側面での実験系を構築した.そして,これらを用いて細胞核に力刺激を加えることで核内のDNA凝集を促進さえ,紫外線によるダメージを効果的に抑制することを見出した.また,顕微鏡下で長時間安定してタイムラプス観察できる系も構築しており,次年度以降の研究に効率良く展開できる準備が整った.本研究では,核内外の力学的な「場」の変化が,DNAにどのように作用し,細胞の放射線耐性を生み出しているのか,そのメカニズムの解明を目指している.研究2年目となる今年度は,前年度に確立した「(1)繰返伸展刺激による細胞骨格と細胞核の結合の操作」と「(2)微細加工基板を用いた細胞核への直接的変形負荷」により,DNAの凝集状態を操作する手法のブラッシュアップと,逆にDNAを解放する効果を検討に着手した.(1)として,シリコーンゴムのシート上で上皮細胞,維芽細胞,血管平滑筋細胞を培養して,伸展率10%,周期数0.5Hzの繰返引張刺激を12時間負荷した.いずれの細胞でもアクチン細胞骨格が一様に再配列して発達し,細胞内の張力が静置培養群に比べて増加した.これらに紫外線を照射した後に,DNAの損傷部分をリン酸化ヒストンH2AX抗体を用いた免疫蛍光染色にて評価すると,繰返伸展刺激を負荷したいずれの細胞群でも有意にDNA損傷が抑制されることが分かった.一方で,繰返伸展刺激の負荷時間をごく短くすると,アクチン細胞骨格の構造が不安定となり,核への圧縮力が低減してDNA損傷の抑制効果も低減する可能性が示唆された.(2)として,微細円柱(マイクロピラー)を配列させた培養基板を用いて細胞を培養すると,核の側面が顕著に圧縮された.このとき,核内分子の移動・拡散が制限され,細胞増殖が抑制されると共に紫外線由来のDNA損傷を著しく抑制できることが分かった.一方で,腫瘍由来のがん細胞株では,核を顕著に変形させても細胞増殖は抑制されず,紫外線由来のDNA損傷の抑制も見られなかった.原子間力顕微鏡を用いて腫瘍由来のがん細胞株の核の力学特性を計測したところ,正常組織由来の細胞に比べて核が極めて軟らかく,変形を受けても核内の応力上昇が低いことが示唆され,これらが核内DNAの紫外線耐性に関与することが示唆された.当初の予定どおり,前年度に構築した「(1)力学刺激による細胞骨格と細胞核の結合の操作」と「(2)細胞核への直接的変形負荷」両側面での実験系を使って,複数種の細胞を使って実験に展開し,DNA損傷の抑制効果に関するデータを蓄積できた.さらに,力学刺激の負荷時間を調整することで,逆にDNA損傷を受けやすい状態にすることもできるといった興味深い知見が得られ,本技術を応用展開できる可能性がより広がった.また,正常細胞と腫瘍由来細胞での放射線感度の違いに関する基礎データも蓄えることができ,最終年度に向けた準備が十分に整った.前年度構築した実験系に加えて,核内の特定タンパク質のダイナミクスを長時間連続観察できるように,自動蛍光切り換えシステムを導入する.そして,現有するUVレーザシステムを使って核の局所のみに紫外線を照射しながら,そのダメージの発生あるいは抑制効果をその場で観察・評価できる実験系への改良を目指す.また,核への力学刺激によって紫外線由来のDNA損傷を抑制できる効果がどのぐらい持続するのか,経時的な変化を捉えていく.紫外線由来のDNA損傷と共にX線由来のDNA損傷への影響に展開しながらDNAの物理的凝集による損傷抑制のメカニズムを明らかにしていく.
新しい細胞間シグナル系による皮膚免疫機能の制御

受容体型分子SHPS-1は細胞質領域にチロシンリン酸化部位をもち、細胞質型チロシンポスファターゼSHP-1/SHP-2と結合し細胞内にシグナルを伝える。SHPS-1は、皮膚においては、ランゲルハンス細胞や樹状細胞に高い発現が認められている。また、SHPS-1はその細胞外領域のリガンドである膜蛋白質CD47と細胞間シグナル伝達システムCD47-SHPS-1系を形成する。本研究では、皮膚免疫病態モデルである、接触皮膚炎モデルマウスを用いて、接触皮膚炎におけるCD47-SHPS-1系の関与について検討した。SHPS-1遺伝子破壊マウスでは接触皮膚炎の発症が抑制されたが、CD47遺伝子破壊マウスでは抑制されなかった。また、CD47とSHPS-1との結合を阻害する抗体を新たに作成し、その抗体を含めた抗SHPS-1抗体、および抗CD47抗体投与による接触皮膚炎への影響について検討した。その結果、SHPS-1とCD47の結合を阻害する抗SHPS-1抗体、結合を阻害しない抗SHPS-1抗体のいずれの投与によっても接触皮膚炎の発症が抑制された。一方、SHPS-1とCD47の結合を阻害する抗CD47抗体では発症は抑制されなかった。これらの結果から、接触皮膚炎において、SHPS-1がその機能制御の一部を担っている可能性が想定された。また、その制御はCD47との結合に依存しない可能性が示唆された。抗SHPS-1抗体の投与によって、接触皮膚炎の発症が抑制されたことより、本研究の成果は、将来、接触皮膚炎や乾癬、アトピー性皮膚炎などの皮膚免疫疾患の病態形成の解明や新しい治療法の開発の端緒となることが期待される。
脱細胞心臓・血管マトリックスへの分化細胞生着による移植グラフトの作成

本研究の目的は、脱細胞化技術を用いて死体心から新たな移植用心臓を作成することである。我々はブタ心臓の最適な脱細胞化・再細胞化のプロトコールを確立・定型化させた。また、得られた脱細胞化心臓を組織学的に解析し、三次元構造を保つ細胞外骨格が十分に残存し、細胞成分が効果的に除去されていることを証明した。又、脱細胞化心臓の他ブタへの異所性移植を行い、吻合可能な強度を持つ血管構造が保たれていることを証明するとともに、血管内造影検査にて冠動脈および心腔内の血流を確認した。ラットの脱細胞心臓から脱細胞化パッチを作成し、他ラットへ移植する手技を確立し、脱細胞化パッチに対する生体組織からの細胞遊走を観察した。本研究の目的は、生体組織の脱細胞化技術を用いて死体心から新たな移植用心臓を作成することである。脱細胞化の特徴は細胞を全て除去しながらも本来の三次元構造が十分に保持され、細胞成熟に必須な微細血管構造を保つ点である。これにヒト胎児付属物由来の間葉系細胞を生着させ、心筋分化を促すことで移植心の作製が可能と考えられる。最終的には脳死ドナーに頼らない心臓移植治療の実現化を目指して研究を遂行した。我々はOttらのRat心臓を用いた脱細胞化によるマトリックスの保持・臓器の作製法に習い(Ott HC, Nat Med, 2008)、共同研究者の慶應義塾大学医学部一般・消化器外科の八木らがすでに肝臓で確立した脱細胞化・再細胞化のプロトコールを応用して、ブタ心臓の脱細胞化に成功した。最適な脱細胞化のプロトコールを得られるよう、温度、流速、圧など環境の計測を行える独自の効率的なシステムを開発し、この脱細胞化システムを用いて、チャンバー内での心臓の脱細胞化を定型化した。得られた脱細胞化心臓3次元細胞骨格を組織学的に解析した。組織標本において脱細胞化充分に行われているが細部に渡り十分に細胞を保持するマトリックス構造を有しているか、組織染色を用いて評価した。脱細胞化心臓の病理組織学的評価により、三次元構造を保つ細胞外マトリックスが十分に残存し、細胞成分が効果的に除去されていることが示された。又、脱細胞化心臓を他のブタの腹部大動脈、下大静脈にそれぞれ吻合し異所性移植を行い、吻合可能な強度を持つ血管構造が保たれていることを証明するとともに、血管内造影検査にて冠動脈および心腔内の血流を確認した。脱細胞化骨格と人工血管、あるいは生体組織との吻合は問題なく施行可能であり、血液のリークなどは認めなかった。しかしながら、再還流直後に認められた冠動脈の血流は、5日後に移植脱細胞心臓を採取した際には完全に血栓により途絶してしまっていた。実験動物の手配に予想以上に時間がかかってしまい、予定数の動物実験を行うことができなかった。今年度は初めから年間の動物実験の予定を立てて研究を遂行する。本研究の最終的な目的は、生体組織の脱細胞化技術を用いて死体心から新たな移植用心臓を作成することである。2016年度は、脱細胞化マトリックスへ遊走する生体細胞の詳細な分析をするべく実験を遂行した。申請者の所属する研究室では既に、ラットで実現されている脱細胞化臓器マトリックス(肝臓、腎臓)の他ラットへの部分移植を行うことによって起こる脱細胞化マトリックスへの生体細胞の遊走現象(Y. L. Yu, Biomaterials, 2014)に関して、これをブタに応用することによってブタでも同様の細胞遊走現象が起こることを明らかにしている。そこで今回申請者はそれらをラットの心臓で行い、やはり他臓器と同様に血管内皮細胞などの遊走現象を認めている。更に、ラットの脱細胞化マトリックスの再細胞化の手法に関しても検討を行なっている。清潔環境下での培養液の経大動脈的冠動脈還流ルートを構築し、ラット心臓細胞骨格に段階的に新生児ラット心臓から抽出した心筋細胞を注入しチャンバー内で再細胞化を行った。再細胞化後の病理学的評価を行なったところ、脱細胞化マトリックスの心筋細胞による再細胞化を確認できた。この再細胞化した心臓マトリックスの部分移植も行なっており、やはり免疫染色によって心筋細胞成分の存在を確認している。計画通り概ね順調に進展している。これまでに我々は、Rat心臓を用いた脱細胞化によるマトリックスの保持・臓器の作製法に習い、温度、流速、圧などの調整を行える独自の効率的な脱細胞化システムを開発し、これを用いてチャンバー内での心臓の脱細胞化を定型化した。又、得られた脱細胞化心臓を他のブタへ異所性移植し、吻合可能な強度を持つ血管構造が保たれていることを証明するとともに、血管内造影検査にて冠動脈および心腔内の血流を観察した。次年度は、生体組織内への移植後に起こる脱細胞化組織内への細胞遊走に関する詳細な分析を行った。

Ratの肝臓、腎臓で既に実現されている脱細胞化マトリックスへの生体細胞の遊走現象(Y. L. Yu, Biomaterials, 2014)に関して、心臓で同様の実験を行い血管内皮細胞などの遊走現象を認めた。今年度は全脱細胞化心臓の研究と同時に、部分脱細胞化心臓の組織補填材料としての使用の有用性に関しても研究を遂行した。脱細胞化心臓の生体組織に対する生着性、細胞遊走の鋳型としての可能性を探るため、脱細胞化心臓の左室を切離し、他ブタの左室側壁への部分移植を行った。3ヶ月後、移植された脱細胞骨格を摘出し病理学的に観察し、HE染色、免疫染色にて心筋細胞の遊走を示唆する所見を認めた。また、脱細胞化技術を用いた僧帽弁複合体(乳頭筋、腱索、弁尖、弁輪)人工弁の開発についても研究を行っている。脱細胞化僧帽弁複合体の死体ブタ心臓への移植を行い、正常の弁の機能を果たす可能性を確認した。今後はヒトの僧帽弁手術と同じ方法で、人工心肺、心停止下で脱細胞化ブタ僧帽弁複合体の移植を行い、移植後の弁の強度や性能などについて評価を行う予定である。本研究の目的は、脱細胞化技術を用いて死体心から新たな移植用心臓を作成することである。我々はブタ心臓の最適な脱細胞化・再細胞化のプロトコールを確立・定型化させた。また、得られた脱細胞化心臓を組織学的に解析し、三次元構造を保つ細胞外骨格が十分に残存し、細胞成分が効果的に除去されていることを証明した。又、脱細胞化心臓の他ブタへの異所性移植を行い、吻合可能な強度を持つ血管構造が保たれていることを証明するとともに、血管内造影検査にて冠動脈および心腔内の血流を確認した。ラットの脱細胞心臓から脱細胞化パッチを作成し、他ラットへ移植する手技を確立し、脱細胞化パッチに対する生体組織からの細胞遊走を観察した。清潔環境下での培養液の還流ルートを経冠動脈的に構築し、ブタ心臓細胞骨格に段階的、あるいは直接間葉系幹細胞を注入し再細胞化を行った。再細胞化後の病理学的評価から生着率の検討を行った。得られた再細胞化心臓を他ブタの腹部大動脈・下大静脈間に異所性移植して、血管の疎通性について再度検討を行った。移植後、同様に冠動脈に血栓閉鎖を認めた。脱細胞化臓器、再細胞化臓器の血栓予防が次なる課題であると考えられた。また、再細胞化の手法や細胞の種類に関する研究を継続して行う予定である。ラットの脱細胞化心臓マトリックスの再細胞化をisolationした心筋細胞だけでなく筋芽細胞なども使用することにより、拍動能を持たせることを念頭に置いて再細胞化マトリックスの生理学的評価を行なう予定である。また、これらの再細胞化マトリックスを移植した後の病理学的な変化と生理学的な心機能の変化に関して超音波検査などを用いて評価する。更に、この技術を大動物に応用すべく、ブタ心臓を用いて同様の研究を行う。細胞シートには筋芽細胞、あるいは分離した心筋細胞やiPS細胞を生着・培養させる。これによって、心拍動下での細胞シート移植による心筋細胞の生着・遊走、培養の程度、再細胞化の効率化を病理学的手法により検証する。また電気生理学的機能検査のために、移植脱細胞での電位測定、細胞収縮反応などの検査を行う。心臓移植未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果である。未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果である。本研究費は主として、消耗品と国内旅費、外国旅費、謝金、印刷代、研究成果投稿料、会議費などに利用される予定であり、設備備品費を申請する予定は無い。
新規RhoファミリーG蛋白質活性化因子DOCK4を介した大腸癌進展機構の解析

新規Rhoファミリー活性化因子であるDOCK4は、マウス線維芽細胞株NIH3T3においてはPDGF刺激に対して、またヒト大腸癌細胞株HCT116においてはEGF刺激に対しての細胞運動能、RTKのエンドサイトーシスにGrb2との複合体を形成して関与していることが明らかとなった。大腸癌臨床検体を用いた検討では、深達度が進むにつれ、また転移巣先では発現が亢進していた。DOCK4発現によりマウス転移モデルにおける転移能がどのように変化するか解析中である。受容体型チロシンキナーゼ・シグナルにおけるDOCK4-Grb2複合体の役割を検討するためヒト大腸癌細胞株HCT116にDOCK4を強制発現させた細胞株とDOCK4の発現をshRNAで抑制した細胞株をレンチウイルスを使って樹立する事に成功した。大腸癌悪性化に重要な役割を担っているEGFシグナルについての検討では、DOCK4-Grb2複合体がEGF受容体とcomplexを形成し、EGF刺激による細胞運動において必須の役割を担っていることが今までに明らかとなった。さらにEGF受容体のエンドサイトーシスにも関与しているのか、現在検討を進めるとともに、増殖能、足場非依存性増殖、マウスモデルでの増殖・転移能についても検討を進めている。また大腸癌のおけるEGFRシグナルの下流にある遺伝子変異(KRAS変異及びBRAF変異)とDOCK4がどのように関わるのか、2つのヒト大腸癌細胞株(HCT116細胞株、DLD1細胞株)においてKRAS変異をwild alleleに相同的遺伝子組み換えによって樹立した細胞株をつかって検討している。現在までにKRAS変異ではKRAS wild-typeと異なりDOCK4-Grb2複合体の機能がより癌悪性化過程において修飾されることを明らかにした。さらにその分子機序についての検討を現在進めている。受容体型チロシンキナーゼ・シグナルにおけるDOCK4-Grb2複合体の役割を検討するため、ヒト大腸癌細胞株HCT116にDOCK4を強制発現させた細胞株とDOCK4の発現をshRNAで抑制した細胞株をレンチウイルスを使って樹立し、こららの細胞株を使ったmigration assay実験およびエンドサイトーシス実験からは、DOCK4-Grb2複合体がEGF受容体とcomplexを形成し、EGF刺激による細胞運動およびEGF受容体のエンドサイトーシスにおいて必須の役割を担っていることが明らかとなった。さらに足場非依存性増殖、マウスモデルでの増殖・転移能についても現在検討を進めている。また大腸癌のおけるEGFRシグナルの下流にある遺伝子変異(KRAS変異)とDOCK4がどのように関わるのか、2つのヒト大腸癌細胞株(HCT116細胞株、DLD1細胞株)においてKRAS変異をwildalleleに相同的遺伝子組み換えによって樹立した細胞株をつかって検討した。KRAS変異株ではKRAS wild-type株に比べ、EGF刺激に対する細胞運動およびEGF受容体のエンドサイトーシスが抑制されていたが、DOCK4を強制発現させることでDOCK4-Grb2複合体の機能が亢進し、細胞運動やエンドサイトーシスといった癌悪性化過程が修飾されることを明らかにした。また大腸癌臨床検体を用いた検討では、深達度が増すにつれてDOCK4発現が亢進すること、さらにKRAS遺伝子変異とともに腫瘍の悪性化に関与していることが明らかとなった。
リアルタイム個別筋活動評価による変形性股関節症の病態把握と治療評価

次にVICON MXを用いた歩行解析データをAnybody Modeling Systemにより作成した骨格・筋肉モデルに反映させて歩行中の筋肉活動評価を行った。モーションキャプチャとフォースプレートから患者特有の歩行動作と床反力を取得し、患者の下肢CT画像から作成したモデルに適応して歩行中の股関節周囲筋活動を解析した。患者の筋断面積を反映させたモデルでは、股関節周囲筋の作用不全に伴い、各筋が筋力を代償することで姿勢の変化を維持する結果が得られた(澤弘樹,田原大輔,百瀬たか子,大庭真俊,稲葉裕:変形性股関節症患者の筋断面積と歩行動作を反映した個体別筋骨格シミュレーション,日本機械学会2016年度年次大会, J0220106).平成28年度は、変形性股関節症患者に対して臨床所見、患者立脚型評価、医師立脚型評価とともに画像評価を行った。画像評価では、単純X線評価とともに64列CTを用いて筋肉体積量、筋肉脂肪変性の程度を計測した。CTデータの3次元構築による筋肉体積量は臨床所見での筋力と相関を認めており、脂肪変性の程度も筋力と良好な相関を認めていた。脂肪変性の評価では、ファントムを用いた計測法の方がより強い相関を認めていたため、脂肪変性評価ではファントムを使用した計測値を使用していく。同一症例における人工股関節全置換術前後の筋肉体積量や脂肪変性の評価では、金属ハレーションの影響が強かったため、今後、インプラントが挿入された人工股関節全置換術後の評価について検討が必要である。またVICON MXを用いた歩行解析データをAnyBody Modeling Systemに取り込んで行う股関節周囲筋の筋活動評価については、評価法の検証を行った。AnyBody Modeling Systemにより、歩行中の各股関節周囲筋の活動評価が可能であり、同一患者の人工股関節全置換術前後でも評価が可能であった。症例により術後に中殿筋の筋活動が亢進するものや、ほとんど変化のないものがあり、今後は症例を増やしながら症例ごとの特徴について調査を行っていく。VICONについては、年度末からソフトウェアのバージョンアップを行っているため、29年度からは新しいバージョンのソフトウェアで検証を行った後に解析を開始する。28年度末からVICONソフトウェアのバージョンアップを行っているため、その間のVICONを使用した解析はできていない。29年度からは新しいバージョンのソフトウェアで検証を行った後に解析を開始する。VICON MXを用いた歩行解析データについては、ソフトウェアのバージョンアップを行い、データの収集を開始している。現在、バージョンアップ後のデータをAnybody Modeling Systemに取り込んで解析を行っている。また、年度末より筋電計を導入し、筋電計のデータとAnybody Modeling Systemによる筋活動測定の結果を比較して、Validationを行うことを始めている。昨年度にVICON MXソフトウェアのバージョンアップを行ったため、VICONよる計測が出来なかった。現在、バージョンアップが終了したため、計測を開始しているが、予定よりデータ収集はやや遅れている。患者の筋断面積を反映させたモデルでは、股関節周囲筋の作用不全に伴い、各筋が筋力を代償することで姿勢の変化を維持する結果が得られた(澤弘樹,田原大輔,百瀬たか子,大庭真俊,稲葉裕:変形性股関節症患者の筋断面積と歩行動作を反映した個体別筋骨格シミュレーション,日本機械学会2016年度年次大会, J0220106).症例を蓄積していきながら、新しいバージョンでのVICONによるデータ解析を行っていく。28年度に出席した学会参加関連費用が当初予定よりも若干安価となり、7916円が次年度使用額として未使用となった。29年度参加予定の学会関連費用として使用する予定である。
WT-3 トカマクにおける高効率電子加熱

1.WT-3トカマクにおいて、低域混成派電流駆動(LHCD)プラズマ中のバルクプラズマの熱拡散係数xeが、ある低域混成派入射電力を越えると突然に小さくなり、閉じ込めが良くなることがこれまでの計測でわかっている。この時、中心の電子温度はオーミック加熱プラズマに比べて低くなっているが、これはバルクプラズマに注入される電力の減少によるものと考えられる。本研究ではバルクプラズマに直接電力を注入できる電子サイクロトロン加熱(ECH)を用いて電子加熱を行い、閉じ込めの改善と加熱効率の関係を調べた。以下に結果を示す。(1)リミター位置での安全係数q_L=3.7の場合オーミック加熱(OH)入射電力よりも小さいLH電力を重畳すると鋸歯状振動の周期が延びる。LH入射電力を増加させると鋸歯状振動は抑制され、m=1の構造を持つMHD振動が現れ、xeはOHプラズマの1/3程度に減少する。さらにLH入射電力を増加させるとMHD振動も抑制される。OHプラズマにECH電力200kWを注入し、プラズマの中心を加熱するとプラズマ中心での電子温度が0.25-0.3keVから0.4keVまで上昇した。一方、xeが減少し、鋸歯状振動もMHD振動も抑制されたLHCDプラズマにECHを重畳すると中心電子温度は0.2-0.25keVから0.8keVに上昇した。加熱効率(eta=△Te・ne・R/P_<LH>:△Teは電子温度の上昇分、neは電子密度,Rはトーラスの大半径、P_<LH>が低域混成波入射電力)は0.5-0.75(keV・10^<19>/MW)から3.0まで改善された。リミター位置での安全係数q_L=7.0の場合OHプラズマ中に鋸歯状振動は存在しないが、LH入射電力があるしきい値を越えるとxeは1/3に減少する。xeの減少していないLHCDプラズマ(入射LH電力は95kW)とxeが減少したLHCDプラズマ(105kW)にそれぞれECHを重畳して電子温度の変化を調べた。xeの減少していないLHCDプラズマの場合は中心電子温度が0.2keVから0.35keVに変化し,xeの減少している場合は0.2keVが0.75keVに上昇した。このことは僅かなLH入射電力の差でxeの値に大きな差が生じ、電子加熱の高効率化が起こっていることを示している。以下に結果を示す。