hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
左右半球間の干渉作用に関する認知神経心理学的検討

アルファベット文字の複合パターンを用いて,半球内・半球間干渉の非対称性について検討を加えた。その結果,ターゲット(複合パターンを構成するアルファベット文字)の同定において,複合パターンからLocal処理の促進効果は見られず,抑制効果のみが見られた。この傾向は,複合パターンのGLOBAL処理からの干渉でも概ね同じであった。また半球内干渉,半球間干渉の非対称性について分析したところ,Local干渉においては一側半球において左半球で大きく見られ,両半球条件ではターゲットが右半球に投入された事態で大きいことが明らかとなった.これはディストラクターが投入された半球によって処理効率が異なることが影響していると推察された.(2)ストループ様課題を使って検討半球間干渉の非対称性が,ターゲットの半球優位性に依存するのか,或いはディストラクターのそれに依存するのかを検討することをストループ様課題使って検討した.研究1では,ターゲットの半球優位性が顕著でないカラーパッチの同定を求めた.同時に呈示されたディストラクターとして,半球優位性が顕著でない漢字の色名単語,さらには左半球優位性が想定される仮名文字で書かれた色名単語が使用された.研究2では,研究1とは逆で,ディストラクターをカラーパッチとし,ターゲットを漢字や仮名の色名単語とした.つまり,ターゲットの半球優位性が操作されたわけである.2つの研究から,ターゲットの半球優位性が半球間干渉の非対称性を左右することが示唆された.アルファベット文字の複合パターンを用いて,半球内・半球間干渉の非対称性について検討を加えた。また半球内干渉,半球間干渉の非対称性について分析したところ,Local干渉においては一側半球において左半球で大きく見られ,両半球条件ではターゲットが右半球に投入された事態で大きいことが明らかとなった.これはディストラクターが投入された半球によって処理効率が異なることが影響していると推察された.(2)ストループ様課題を使って検討半球間干渉の非対称性が,ターゲットの半球優位性に依存するのか,或いはディストラクターのそれに依存するのかを検討することをストループ様課題使って検討した.研究1では,ターゲットの半球優位性が顕著でないカラーパッチの同定を求めた.同時に呈示されたディストラクターとして,半球優位性が顕著でない漢字の色名単語,さらには左半球優位性が想定される仮名文字で書かれた色名単語が使用された.研究2では,研究1とは逆で,ディストラクターをカラーパッチとし,ターゲットを漢字や仮名の色名単語とした.つまり,ターゲットの半球優位性が操作されたわけである.2つの研究から,ターゲットの半球優位性が半球間干渉の非対称性を左右することが示唆された.1.Global-Local処理における半球内・半球間干渉に検討半球内での干渉と半球間での干渉のメカニズムを検討することを目的とし,2つの実験を実施した.(1)実験1アルファベット文字から作成されたNavonタイプの複合パターン(ディストラクター)と複合パターンの構成要素である小さいアルファベット文字(ターゲット)が同時に呈示され,ターゲット文字の同定を求めた.ターゲットとディストラクターの干渉を操作するため,ターゲット文字とディストラクターの大きな文字の一致,不一致(Global一致性),同時にディストラクターの小さな文字の一致,不一致が組み合わされた(Local一致性).ターゲットとディストラクターは同一視野,あるいは別々の視野に呈示された.その結果,Globalの一致条件は不一致条件よりも,Localの一致条件は不一致条件よりもそれぞれ反応時間が速かった.これはGlobal処理の優先性の仮定を支持するものであった.また両視野呈示条件においては,ターゲットが左視野に呈示されたときの方がLocalの一致性効果が大きいことが明らかとなった.このことは,ディストラクターがLocal処理に優位な左半球に投入された際に,Local処理がすすみ,脳梁を介して右半球でのターゲット処理に大きな影響を与えたと推察される.(2)実験2実験1の手続きでターゲット文字を大きなアルファベット文字に変えて検討した.その結果,Global一致性効果は認められたものの,Local一致性効果は見られなかった.半球間での干渉の非対称性は見られなかった.これはGlobal処理の右半球優位性の程度が,Local処理の左半球優位性に比べ大きくないことの反映かもしれない.2ストループ干渉における半球内・半球間干渉に関する検討1と同様のロジックでカラーパッチ(ターゲット)の色同定に対して色名語が与える影響について検討した.昨年度に続いて,アルファベット文字の複合パターンを用いて,特に半球間干渉の非対称性について検討を加えた.昨年度(H15)の研究では,中立条件を設けておらず,促進効果と抑制効果を込みにしての干渉を検討していた.今年度は中立条件をいれて,その促進,抑制効果の違いを検討した.その結果,ターゲット(複合パターンを構成するアルファベット文字)の同定において,複合パターンからLOCAL処理の促進効果は見られず,抑制効果のみが見られた.この傾向は,複合パターンのGLOBAL処理からの干渉でも概ね同じであった。したがって,昨年度議論していた干渉は,抑制効果であると示唆された.また半球内干渉,半球間干渉の非対称性について分析したところ,概ね昨年度の結果が支持された.

つまり,Local干渉においては一側半球において左半球で大きく見られ,両半球条件ではターゲットが右半球に投入された事態で大きいことが明らかとなった.これはディストラクターが投入された半球によって処理効率が異なることが影響していると推察された.(2)ストループ様課題を使って検討半球間干渉の非対称性が,ターゲットの半球優位性に依存するのか,或いはディストラクターのそれに依存するのかを検討することをストループ様課題使って検討した.研究1では,ターゲットの半球優位性が顕著でないカラーパッチの同定を求めた.同時に呈示されたディストラクターとして,半球優位性が顕著でない漢字の色名単語,さらには左半球優位性が想定される仮名文字で書かれた色名単語が使用された.研究2では,研究1とは逆で,ディストラクターをカラーパッチとし,ターゲットを漢字や仮名の色名単語とした.つまり,ターゲットの半球優位性が操作されたわけである.2つの研究から,ターゲットの半球優位性が半球間干渉の非対称性を左右することが示唆された.H16年度までの研究は,ターゲット処理に対するディストラクターからの干渉においては半球内と半球間で量において差が見られなかった。この知見は中央実行系が処理資源を各半球に適切に振り分けていると考えれば,整合的に解釈できた。しかし各半球に注意の処理資源が独立にあると想定するモデルも提案されている。今回は後者の立場にたち,ターゲットに対する知覚的負荷の操作が半球内,半球間干渉に与える影響について検討した。この前提にたてば,知覚的負荷が増大すると,左右両半球に刺激(ターゲットとディストラクター)が投入された場合,左右半球の処理資源が利用可能になるため干渉が大きくなることが予想された。一側半球に刺激が投入された場合は,処理資源が限られているため,大きな干渉が見られないと予想された。(1)実験1実験はGlobal-Local干渉を応用したものであった。ターゲットは複合パターンを構成するアルファベット文字1文字(H, T)であった。知覚的負荷の操作は,低負荷条件ではターゲットを単独で呈示し,高負荷条件ではノイズ文字をターゲットの左右に同時に呈示した。ディストラクターは複合パターンで,16個のH,あるいはTでOを構成したものであった。ターゲットとディストラクターのLocalレベルの一致性が操作された。結果は,低負荷条件で予想された干渉が見られず,半球内,半球間の干渉についての仮説そのものの検証ができなかった。(2)実験2実験1では低負荷で干渉がみられなかったため,より顕著な干渉が認められるGlobalレベルの干渉を操作した。その結果,低負荷条件での干渉の方が高負荷条件での干渉よりも大きいことが明らかとなった。このことはLavieの知覚的負荷理論を支持するものであった。しかし半球内,半球間の干渉については仮説を支持しなかった。両半球呈示条件の高負荷条件において,干渉量の上昇は認められなかった。
多変数特殊関数の諸問題

1.自然数k,n(k<n)に対して定義される(k,n)型のフックス型超幾何関数の研究:(1)ツイスト・ホモロジー、ツイスト・コホモロジー理論の整備と、それを前提とした種々の双対性の発見があった。これは相対サイクルの正則化、解空間の次元の厳密な証明などに始まり、組み合わせ論的理論(点の配置空間上の局所系の位相幾何を組み合せ位相幾何的見地から展開すること、組み合せ位相幾何と特異位相幾何の比較、ツイスト特異ホモロジー群の組み合せ的計算方法、超幾何関数の外積構造の一般の環上での展開)に発展した。さらにツイスト・ホモロジーやコホモロジーの交点理論が研究された。(2)(3,6)型の超幾何微分方程式のモノドロミ-群の最も標準的な生成元とこれが有限群になる場合が決定された。(3)超幾何微分方程式の隣接作用素とb関数の関係が付けられた。2.自然数k,n(k<n)とnの分割λ=(λ_1,...,λ_l)に対して定義される(k,n)_λ型の合流型超幾何関数の研究:(1)隣接作用素のなす代数の構造が決定された。(2)分割λの2つの成分が合体して分割μが得られるとき、ある簡単な極限操作によって、(k,n)_λ型超幾何微分方程式から(k,n)_μ型超幾何微分方程式が得られることが示された。この操作は、1変数のときは特異点の合流操作そのものである。この操作はフックス型の場合の諸公式から合流型の場合の諸公式を導くのに有効で、様々な実験が試みられた。(3)合流型超幾何微分方程式にブレイド群が対応付けられ、ある場合の接続行列の決定が行われた。3.漸近解析:合流型超幾何関数の正体を知るために必要な漸近解析について、一般的方法(ボレル変換、リサージェント方程式、ラプラス変換)が提示され、特別な場合として、アペルの超幾何関数の合流として得られる2変数合流型超幾何関数の漸近解析(漸近展開、ストークス係数の決定)が行われた。1.多変数超幾何関数について:極めた自然に定義される多変数超幾何関数についての詳しい研究がされた。すなわち、(1)あるK3曲面の4次元族に付随する微分方程式系のモノドロミー群の決定、(2)一般の(k,n)型超幾何微分方程式条のモノドロミー群の決定、(3)ツイステド・サイクルの導入とその交点数の研究、などの著しい結果が得られた。2.多変数合流型超幾何関数について:上記1で扱っている関数はガウスの超幾何の多変数版であるが、ガウスに限らずに、ワンマー、バッセル、エルミート、エアリーなどの1変数合流型超幾何の多度数への一般化がされ、それに関する多くの基本的結果が得られた。(k,n)型超幾何関数の合流型はnの分割に応じて決まる。分割に対応する図形を用いて、関数およびそれが満たすホロノミックな微分方程式条の性質を記述するというのがこの研究の一つの指導原理である。得られた具体的結果は、(1)特異点集合の記述、(2)隣接関係式、(3)合流操作というべき極限操作の発見

(4)フックス型の場合のツイステド・サイクルより上の極限操作により合流型の場合のサイクルを求めること(ただし今のところ1次元サイクルの場合)などである。また2変数の特別な場合について、漸近展開やすトークス係数が古典的方法や異空間解析を用いて得られた。3.パンルヴェ系、ガルニエ系について:パンルヴェ系(VI)について.相空間(初期値空間)が単純な正準構造をもつことが示された。さらに、葉層構造の研究において重要な簡約産定現の改良(収集領域の拡大)が行われた。4.ジェヴレ族について:特異性をもつ偏微分方程式の枠をジェヴレ族において構成するなどの研究が進展した。1.自然数k,n(k<n)に対して定義される(k,n)型のフックス型超幾何関数の研究:(1)ツイスト・ホモロジー、ツイスト・コホモロジー理論の整備と、それを前提とした種々の双対性の発見があった。これは相対サイクルの正則化、解空間の次元の厳密な証明などに始まり、組み合せ論的理論(点の配置空間上の局所系の位相幾何を組み合せ位相幾何的見地から展開すること、組み合せ位相幾何と特異位相幾何の比較、ツイスト特異ホモロジー群の組み合せ的計算方法、超幾何関数の外積構造の一般の環上での展開)に発展した。さらにツイスト・ホモロジーやコホモロジーの交点理論が研究された。(2)(3,6)型の超幾何微分方程式のモノドロミー群の最も標準的な生成元とこれが有限群になる場合が決定された。(3)超幾何微分方程式の隣接作用素とb関数の関係が付けられた。2.自然数k,n(k<n)とnの分割λ=(λ_1,...,λ_l)に対して定義される(k,n)_λ型の合流型超幾何関数の研究:(1)隣接作用素のなす代数の構造が決定された。(2)分割λの2つの成分が合体して分割μが得られるとき、ある簡単な極限操作によって、(k,n)_λ型超幾何微分方程式から(k,n)_μ型超幾何微分方程式が得られることが示された。この操作は、1変数のときは特異点の合流操作そのものである。この操作はフックス型の場合の諸公式から合流型の場合の諸公式を導くのに有効で、様々な実験が試みられた。(3)合流型超幾何微分方程式にブレイド群が対応付けられ、ある場合の接続行列の決定が行なわれた。3.漸近解析:合流型超幾何関数の正体を知るために必要な漸近解析について、一般的方法(ボレル変換、リサージェント方程式、ラプラス変換)が提示され、特別な場合として、アペルの超幾何関数の合流として得られる2変数合流型超幾何関数の漸近解析(漸近展開、ストークス係数の決定)が行なわれた。
B細胞シグナル伝達機構の構造解析

B細胞の抗原特異的活性化に重要な働きをしている膜表面lgMレセプタ-のトランスメンブランシグナリングがどのようなメカニズムで行われているのかを理解する目的で、lgMレセプタ-複合体抗造を解析し、その機能を研究している。本年度実績として1.我々のクロ-ニングしたB細胞特異的mbー1遺伝子産物が34KDaの膜型糖タンパンであり、このタンパンがlgMレセプタ-と特異的に結合していることを証明した。2.このmbー1の染色体遺伝子を解析しウォ-キングを行った結果、mbー1関連遺伝子がもう一つ存在する可能性を示唆した。3.このMBー1分子に対する特異的モノクロ-ナル抗体を作製し、pre Bリンホ-マ細胞で、この分子がシグナル伝達分子として機能していることを初めて示した。ことに3.の機能解析で、モノクロ-ナル抗MBー1抗体によるpre Bリンホ-マ細胞での細胞内Ca^<2+>の動員をFuraー2を用いて調べたところ、WEHIー231やBAL17の成熟B細胞では抗lgM抗体でCa^<2+>動員が誘導されるが、抗MBー1抗体では誘導されなかった。しかし、pre Bリンホ-マ細胞では逆に抗MBー1のみでCa^<2+>動員が誘導され、この分子がpre B細胞ステ-ジでなんらかのシグナル伝達を行っていることが明らかにされた。また、モノクロ-ナル抗体によってpre Bリンホ-マ細胞の分裂、増殖に及ぼす抗体の作用を調べたところ、抗MBー1抗体はpre Bリンホ-マ細胞の分裂、増殖を抑制し、MBー1分子がpre B細胞増殖に関与するシグナル伝達と密接に関係していることが示唆された。lgMレセプタ-結合タンパクとして解析されているMBー1分子がB系リンパ腫細胞におけるシグナル伝達分子として機能することが初めて示された。更に、この分子がlgMレセプタ-を発現していないpre B細胞でシグナルを伝達していることが明らかになり、これまでシグナル伝達に関する分子が明らかにされていなかった未熟B細胞での役割が注目される。
EMPs制御から見た腎代替療法における新規膜素材の開発

今回の研究では重度の全身性炎症反応時における、血小板由来マイクロパーティクルの影響に関してラットを用いて検討した。LPS誘発全身性炎症反応モデルラットを用いて、体外循環施行時の膜素材の違いを検討するため、EVOH膜、APS-SA膜、VPS膜其々で検討を行った。正常ラットでは体外循環後の血液中PDMP濃度に変化はなかった。一方、炎症時にはAPS-SA膜で、透析直後よりPDMPが上昇したが、VPS膜では上昇しなかった。EVOH膜では、シャム群と同じ傾向を示した。重度の全身性炎症反応時において、膜素材の違いにより血液中のPDMP濃度に変化が生じており、治療効果に影響を与えている可能性が示唆された。現在、敗血症性ショックは集中治療部における死因の第一位であり、近年、世界的にその患者数は劇的に増加しつつある。その要因として、高齢化、ハイリスク患者の延命率の向上、侵襲の大きい治療の増加、および免疫能に異常がある宿主(化学療法、免疫抑制によって)が増加していることなどが挙げられる。敗血症などの重症病態において様々な治療戦略が開発され、臨床現場において利用されているが、その中で有力な治療方法の一つとして、急性血液浄化療法がある。敗血症性ショック患者の多くは急性の臓器障害を併発し、特に急性腎傷害Acute KidneyInjury(AKI)は多くの患者で認める重要な疾患群のひとつであり、患者の生死を決定しうる重要な病態であることによる。しかし、急性血液浄化療法において、最適な治療条件やその有効性のメカニズムについては不明な点が多い。このメカニズムについて様々な研究者が色々な角度から研究を行い、病態解明に取り組んでいる。その成果の一つとして、活性化した血球系の細胞などから放出されるマイクロパーティクルCirculating Endothelial Microparticles(EMPs)が注目を集めている。EMPsが注目されているのは、その強力な催炎症性と重症病態での臓器障害に関与している可能性が高い点である。そのような事実から本研究では、敗血症におけるEMPsの役割と急性血液浄化療法における影響を中心に解明を進めると共に、急性血液浄化療法におけるEMPs増加を制御する膜素材の選別を行うことで最終的に急性期でのEMPsを制御し、そして、急性重症病態をより強力に改善できることを証明することである。一方、敗血症などの重症病態において様々な治療戦略が開発され、臨床現場において利用されている。敗血症性ショック患者の多くは急性の臓器障害を併発し、特に急性腎傷害Acute KidneyInjury(AKI)は多くの患者で認める重要な疾患群のひとつであり、患者の生死を決定しうる重要な病態であることが知られている。そこで、腎機能補助等を目的とした治療方法の一つとして、急性血液浄化療法がある。敗血症性ショックは集中治療領域における死因の第1位であり、近年世界的にその患者数が増加しつつある。その要因として高齢化やハイリスク患者の延命率の向上、侵襲の大きな治療が増加したことなどが挙げられる。これらの患者の多くは、免疫能が低下しており、感染症などをきっかけとして、敗血症を生じる。そのメカニズムについては、現在までに様々な角度からの研究が行われており、重要な要素の一つとして、血漿中血小板由来マイクロパーティクルが注目を集めている。細胞相互間の活性化に関わる可能性が注目されており、種々の炎症反応においてマイクロパーティクルが重要な役割を演じている。一方で、重症病態時における治療法の進歩は目覚ましく、最近では、持続濾過透析の有効性が報告されている。これらの事実から、今回の研究において重症病態における血小板由来マイクロパーティクルの影響を検討し、さらには、持続濾過透析における影響を検討することとした。本年度までの研究により、ラットモデルにおいて、正常ラットに体外循環を行った際に、血液中の血小板由来マイクロパーティクル濃度に変化はなかったが、LPS誘発全身性炎症反応モデルにおいては、体外循環24時間後において、上昇することを見出した。さらに、体外循環施行時の膜素材の違いにより、血小板由来マイクロパーティクルの上昇程度に差が見られた。特に、ビタミンEをコートした群においては、血小板由来マイクロパーティクルの上昇を認めなかった。これらのことから、敗血症性ショックにおける体外循環施行時において、膜素材を適切に選択することで、その後の全身性の炎症反応を軽減できる可能性が示唆されたと考えられる。

今回の研究では重度の全身性炎症反応時における、血小板由来マイクロパーティクルの影響に関してラットを用いて検討した。LPS誘発全身性炎症反応モデルラットを用いて、体外循環施行時の膜素材の違いを検討するため、EVOH膜、APS-SA膜、VPS膜其々で検討を行った。正常ラットでは体外循環後の血液中PDMP濃度に変化はなかった。一方、炎症時にはAPS-SA膜で、透析直後よりPDMPが上昇したが、VPS膜では上昇しなかった。EVOH膜では、シャム群と同じ傾向を示した。重度の全身性炎症反応時において、膜素材の違いにより血液中のPDMP濃度に変化が生じており、治療効果に影響を与えている可能性が示唆された。本年度は、本研究の中間地点であり、昨年の研究に実験方法の確立ができたラットモデルを用いて実際の検討を行うこととした。使用したモデルは、ウィスター系雄性ラットを使用。セボフルレンを用いて麻酔導入を行い、全身麻酔を施行した後に、尾静脈よりリポポリサッカロイドもしくは生理食塩水を投与した。一旦覚醒させた後に、6時間後再度セボフルレンにて麻酔導入。そして、酸素とセボフルレンにて全身麻酔を維持した。ラットの外頸静脈を確保し、続いて大腿動脈を確保し、生理食塩水にて満たされた体外循環回路と接続し、30分間全身麻酔下に体外循環を行った。体外循環中は、呼吸回数や血圧・心拍数に注意しながら麻酔を行った。体外循環終了後に血液を回収。そして、傷口の縫合を行い、モデル完成とした。初めに、前述したモデルを用いて、正常ラットに対して体外循環を行うことでのマイクロパーティクルに対する影響を検討した。測定ポイントとして、透析前、透析後、24時間後の3点とし、血液中のマイクロパーティクルのうち、血小板由来マイクロパーティクル(PDMP)を行った。結果、生食を投与した非炎症ラットにおいては、透析前後並びに24時間後において変化を認めなかったが、リポポリサッカライド投与にて全身性に炎症を生じさせた群においては、体外循環24時間後の時点において上昇傾向を認めた。更に、急性期における透析膜として汎用されているポリスルフォン膜を用いて体外循環を行い、正常ラット時のPDMPの変化との差異を検討した。ポリスルフォン膜を使用した群においては、正常ラットにおいては、特に変化を認めなかったが、リポポリサッカライドを投与した群において、透析直後より上昇することを認めた。以上より、血液透析時において正常では変化の認めないPDMPが、炎症時において上昇し、膜素材によっては更なる上昇を認める可能性を見出すことに成功した。集中治療本年度の研究により、特に炎症時において血液中のマイクロパーティクルに変化を示すことを見出すことに成功した。しかし、正常ラットと一般的に急性期の透析療法時に使用されている透析膜の一つであるポリスルフォン膜のみの検討となってしまった。
ヴァナキュラー(風土)性に根ざした風車デザインの提案と社会的影響の予測

日本においても風車普及の方向性が明確になってきた。本研究においては、将来の大規模な風車導入に備えて、景観に適合しその地域のメッセージを発信できるヴァナキュラー性に根ざしたデザインを提言してきた。さらに、本研究の方向性を生かして、東京都臨海風力発電所が「東京らしさ」をメッセージにして2003年3月に運開することになった。はじめに、洋上風車などの新しい環境条件を導入し、エネルギー経済シミュレーションを行った。京都議定書の遵守などの条件を加えると、50年後にはエネルギーの8%を風車がまかなうことが要請されること、そのとき、日本においては1MWの風車が10万台導入する必要性があることを示した。高さが80mにもおよぶ大型風車を大量に導入するためには、景観適合のみならず、地域の文化や情報を発信できるデザインの必要性を訴えるとともに、いくつかの地域でデザインの試作を行った。海岸地域、田園地域、そして東京を対象とした。海岸地域では防風林の松のイメージ、あるいは小型風車にマッチングしたデザインなどを創作した。風況調査により、東京湾中央防波堤埋立地に風車に適した風があることを見出し、その成果を受けて大学院生の都知事への提言から、短期間で風車建設の事業が行われた。本研究において、「東京らしさ」をテーマにした様々なデザインや付帯設備を提案し、日本科学未来館のキュレータらとの社会学的な検討を加えた。最終的には、デザイナーの石井幹子氏を指名して緑と白の2色による世界初のライトアップを実現し、またインターネットで回転状況を配信する仕掛けを構築した。本研究の一環によるこのような実践は、新聞各紙の熱心な報道をはじめとして、社会的に評価を得ていること、また風車の今後の導入加速の方法となりえることを示した。本研究のさらなる発展として、日本らしい風車つまり海洋国日本の特徴を最大限に生かした超大型洋上風車の早期実現を提案していく。本年度は東京湾埋立地を中心に,ヴァナキュラー風車デザインを行った.具体的には,まず風車の適当な立地条件であるかどうかを東京灯標の風況データをもとに風力発電の可能性を検討した.その結果,東京灯標データを用いた風車の設備利用率は3種の解析方法のいずれでも20%程度と商業用発電としても十分潜在性の高い地域であることを示した.さらにこの検討で2000年の東京灯標データにおいては,電力需要の高まる夏の風況が非常によいことが分かった.また東京のヴァナキュラーとは情報の中心である情報発信性や今後目指すべきである環境共生型都市がキーワードになるため,近未来的な風車デザイン,環境公園,海流循環など環境循環都市東京を提案し,東京大学AGSと共同で東京都への提言を行った.その結果の一部として東京都は本格的に風車事業を展開するに至った.同時に,ヴァーチャルリアリティシステムCABINを利用したヴァナキュラー風車設計ツールの一部を構築した.本ツールは,仮想体験装置を利用し風車の設置,設計をより可視的かつ簡単に行えるシステムである.本ツールの用途としてヴァナキュラー風車の専門家ではない人々への影響予測と印象評価を行う.また,本年度末より3次元超音波風速計などの高度な計測機器を駆使し,東京湾の風況計測を行い詳細な風特性(風土性)を解析がおこなわれた.この計測の結果をデザインに導入することでヴァナキュラー性を更に高めることが可能になる.日本においても風車普及の方向性が明確になってきた。

本研究においては、将来の大規模な風車導入に備えて、景観に適合しその地域のメッセージを発信できるヴァナキュラー性に根ざしたデザインを提言してきた。さらに、本研究の方向性を生かして、東京都臨海風力発電所が「東京らしさ」をメッセージにして2003年3月に運開することになった。はじめに、洋上風車などの新しい環境条件を導入し、エネルギー経済シミュレーションを行った。京都議定書の遵守などの条件を加えると、50年後にはエネルギーの8%を風車がまかなうことが要請されること、そのとき、日本においては1MWの風車が10万台導入する必要性があることを示した。高さが80mにもおよぶ大型風車を大量に導入するためには、景観適合のみならず、地域の文化や情報を発信できるデザインの必要性を訴えるとともに、いくつかの地域でデザインの試作を行った。海岸地域、田園地域、そして東京を対象とした。海岸地域では防風林の松のイメージ、田園地域では稲刈り後の稲束乾燥時のイメ-ジ、あるいは小型風車にマッチングしたデザインなどを創作した。風況調査により、東京湾中央防波堤埋立地に風車に適した風があることを見出し、その成果を受けて大学院生の都知事への提言から、短期間で風車建設の事業が行われた。本研究において、「東京らしさ」をテーマにした様々なデザインや付帯設備を提案し、日本科学未来館のキュレータらとの社会学的な検討を加えた。最終的には、デザイナーの石井幹子氏を指名して緑と白の2色による世界初のライトアップを実現し、またインターネットで回転状況を配信する仕掛けを構築した。本研究の一環によるこのような実践は、新聞各紙の熱心な報道をはじめとして、社会的に評価を得ていること、また風車の今後の導入加速の方法となりえることを示した。
細胞膜におけるリン脂質の膜動態の分子基盤とその生理・病態的意義の解明

本年度は、細胞膜リン脂質の非対称性の樹立・維持に関与するフリッパーゼについての生化学的特性を解析した。具体的に細胞内膜系に局在するP4-ATPase (ATP8A1, ATP9A, ATP9B, ATP10B, ATP11B)にFLAGタグを付加し、HEK293細胞に発現させ、抗FLAG抗体を用いて精製、試験管内でPtdSerを基質としたATPase活性を評価し、いくつかのメンバーにPtdSerに依存的なATPase活性の上昇が確認された。ついで、これらのメンバーの遺伝子を欠損させた細胞株をCRISPR-Cas9法で樹立し、それらの細胞膜PtdSerの膜動態を解析した。その結果、いくつかの変異体でPtdSerの膜動態に異常が生じていることを見出した。今後、さらに解析を続ける予定である。研究計画の記載通り細胞内に存在するフリッパーゼの活性評価を行うことができた。概ね、順調に進行している。
GPNMBによるがん幹細胞性誘導機構

GPNMBは、増殖が停止した乳がん細胞で特異的に細胞表面に発現し、幹細胞性を誘導することで腫瘍性増殖をもたらす。この独自の研究成果(Okita et al., Sci Signal, 2017; Chen et al., Cancer Res., 2018)に基づき、増殖が停止したがん細胞でGPNMBが特異的に細胞表面に発現し、幹細胞性を誘導するシグナル機構を明らかにすることを本研究期間内の研究目的とした。GPNMBが幹細胞性に関わることを示した研究は他に例がない。GPNMBの幹細胞性誘導に必須の翻訳後修飾部分として、細胞外の糖化秋色部位ならびにリン酸化hemITAMに結合する抗体の作製を進めた。さらに、GPNMBを細胞表面に発現している休眠期の乳がん幹細胞を分取して、GPNMBのリン酸化hemITAMペプチドに結合する分子を免疫沈降させて超高感度質量分析によって同定するための準備を進めた。GPNMBを細胞表面に発現している休眠期がん細胞をFACSや磁気ビーズを用いたMACS法で分取し、幹細胞性を獲得した細胞を素早く大量に分取する基本技術も検討している。これらの結果から得たGPNMBの下流シグナル経路の候補分子のノックダウン実験を行い、休眠期の乳がん細胞における幹細胞性誘導のシグナル経路を解明する計画である。hemITAM以外にも幹細胞性誘導能を失うGPNMBの点変異体や欠失変異体も複数作製済である。また、患者のがんにおけるGPNMBの役割をさらに解析することを目的として、乳がん、膵がん、膀胱がんのオルガノイド培養と患者腫瘍組織異種移植モデルの作製も開始した。1.GPNMBのリン酸化hemITAM特異抗体の作製:点変異により幹細胞性誘導能が失われることを明らかにしたヒトGPNMBのhemITAMを含むペプチドKKHKEYNPIENと同部位のリン酸化ペプチドKKHKEpYNPIENを合成し、リン酸化GPNMBhemITAM特異抗体と非リン酸化GPNMBhemITAM特異抗体を作製した。ウサギ抗血清からリン酸化ペプチドに特異的に結合するポリクローナル抗体を精製したものでは、SRCによってリン酸化を誘導したGPNMBを特異的に検出することを確認した。モノクローナル抗体の作製は試みたが完成していない、今後も継続して、モノクローナル抗体の作製を目指す予定である。2.GPNMBの特異糖化修飾の有無を検出する特異抗体の作製:ヒトGPNMBの特異糖化修飾部位を中心としたペプチドを付加したマウスIgG重鎖分子を合成し、ヒトGPNMBと同様に糖化就職を受けていることをMs/Ms解析で明らかにし、マウスを免疫して特異糖化修飾したGPNMBに特異的に結合する抗体と特異糖化修飾していないGPNMBに特異的に結合する抗体の作製を行い、スクリーニングを進めている。3.GPNMBの細胞表面発現制御機構:GPNMBの種々の欠失変異体を作製し、細胞表面への発現の制御に必要な領域を解析した。4.GPNMB結合分子の同定:スフェア培養したHs578T細胞を用いて、幹細胞性を獲得している休眠期がん細胞と幹細胞性のない増殖期がん細胞をFACSで分取し、GPNMBを細胞表面に発現している細胞を分取する方法を検討し、リン酸化hemITAMペプチドを用いたプルダウンアッセイで幹細胞性誘導に関与するシグナル分子を同定する研究を進めた。抗体の作製については、目的とする抗体ができるまでスクリーニングを続ける。平成30年度において、GPNMBの糖化修飾部位の抗原作製に成功したことで、この部位に対する抗体が作製できる目処が立ち、スクリーニングを進めている。これ以外にも、リン酸化修飾を受けるhemITAMと新たに重要性が確認されたセリン530を含むペプチドに対する抗体の作製も進めた。リン酸化hemITAMに特異的に結合するポリクローナル抗体は得られた。継続してモノクローナル抗体の作製を試みる。今後、これらの抗体の特異性を確認し、分子細胞生物学的実験や臨床病理学的実験に応用する予定である。リン酸化hemITAMに結合するシグナル分子の同定については、GPNMBを細胞表面に発現している細胞を速やかにできるだけ多く回収する方法の確立とリン酸化hemITAMペプチドによってプルダウンされる少量サンプルのMs/Ms解析とともに、RNAシークエンシングによるパスウェイ解析も実施する。GPNMBの細胞表面へのソーティングは、幹細胞性誘導を惹起する条件になっていると推察されるが、今のところ、種々の変異体を作製しても、この機構に異常のあるものは得られていない。この現象は、細胞増殖の停止が必要条件となると考えられたが、このことには細胞種によって違いがあることを示唆するデータも得られてきた。少なくとも乳がんや膵がん細胞ではこの現象が重要な制御機構になっていると思われ、これらの細胞での役割について引き続き解析する。これまでの樹立がん細胞株を用いた研究に加え、より患者のがんの状態に近い、オルガノイド培養と患者腫瘍組織異種移植モデルの作製も開始している。今後、これらでもがん細胞の腫瘍製造職におけるGPNMBによる幹細胞性誘導の意義とこれを標的としたがん幹細胞治療の確立に向けた研究を推進する。

GPNMBが幹細胞性に関わることを示した研究は他に例がない。GPNMBの幹細胞性誘導に必須の翻訳後修飾部分として、細胞外の糖化秋色部位ならびにリン酸化hemITAMに結合する抗体の作製を進めた。さらに、GPNMBを細胞表面に発現している休眠期の乳がん幹細胞を分取して、GPNMBのリン酸化hemITAMペプチドに結合する分子を免疫沈降させて超高感度質量分析によって同定するための準備を進めた。GPNMBを細胞表面に発現している休眠期がん細胞をFACSや磁気ビーズを用いたMACS法で分取し、幹細胞性を獲得した細胞を素早く大量に分取する基本技術も検討している。これらの結果から得たGPNMBの下流シグナル経路の候補分子のノックダウン実験を行い、休眠期の乳がん細胞における幹細胞性誘導のシグナル経路を解明する計画である。hemITAM以外にも幹細胞性誘導能を失うGPNMBの点変異体や欠失変異体も複数作製済である。また、患者のがんにおけるGPNMBの役割をさらに解析することを目的として、乳がん、膵がん、膀胱がんのオルガノイド培養と患者腫瘍組織異種移植モデルの作製も開始した。1.GPNMBのリン酸化hemITAM特異抗体の作製:点変異により幹細胞性誘導能が失われることを明らかにしたヒトGPNMBのhemITAMを含むペプチドKKHKEYNPIENと同部位のリン酸化ペプチドKKHKEpYNPIENを合成し、リン酸化GPNMBhemITAM特異抗体と非リン酸化GPNMBhemITAM特異抗体を作製した。ウサギ抗血清からリン酸化ペプチドに特異的に結合するポリクローナル抗体を精製したものでは、SRCによってリン酸化を誘導したGPNMBを特異的に検出することを確認した。モノクローナル抗体の作製は試みたが完成していない、今後も継続して、モノクローナル抗体の作製を目指す予定である。2.GPNMBの特異糖化修飾の有無を検出する特異抗体の作製:ヒトGPNMBの特異糖化修飾部位を中心としたペプチドを付加したマウスIgG重鎖分子を合成し、ヒトGPNMBと同様に糖化就職を受けていることをMs/Ms解析で明らかにし、マウスを免疫して特異糖化修飾したGPNMBに特異的に結合する抗体と特異糖化修飾していないGPNMBに特異的に結合する抗体の作製を行い、スクリーニングを進めている。3.GPNMBの細胞表面発現制御機構:GPNMBの種々の欠失変異体を作製し、細胞表面への発現の制御に必要な領域を解析した。4.GPNMB結合分子の同定:スフェア培養したHs578T細胞を用いて、幹細胞性を獲得している休眠期がん細胞と幹細胞性のない増殖期がん細胞をFACSで分取し、GPNMBを細胞表面に発現している細胞を分取する方法を検討し、リン酸化hemITAMペプチドを用いたプルダウンアッセイで幹細胞性誘導に関与するシグナル分子を同定する研究を進めた。抗体の作製については、目的とする抗体ができるまでスクリーニングを続ける。平成30年度において、GPNMBの糖化修飾部位の抗原作製に成功したことで、この部位に対する抗体が作製できる目処が立ち、スクリーニングを進めている。
大強度ビームの２次元プロファイルとビームハローの超高感度同時計測装置の開発

J-PARCメインリングの大強度ビームのための測定装置の具体的設計と部分的製作を行った.内容は次の5点に要約される.(1)ビーム条件の検討及びバックグラウンドの測定から,十分な信号対ノイズ比を確認した.(2)真空内で使うアルミ製主光学系を開発した.(3)リングの真空環境を悪化させない真空機器とインターロックの設計を行った.(4)ビームから見た装置のインピーダンスの計算を行い,ビームへ悪影響を及ぼす因子のないことを確認した.(5)測定系を他のプロファイルモニターに使用しその有効性を実証した.真空容器の製作をH28年度中に行い,大強度ビームの測定を開始する予定である.ビームハローを含むビームテールの非破壊の検出に置いては大強度陽子ビームが生成する電磁場により,窒素分子ジェットで生成される電離イオンペアの収集軌道がずれる問題の検討を行った.この評価のために陽子ビームとそのフィールド,収集粒子の運動を含めたシミュレーションをタイムドメインの解析コードで行った.また,収集軌道のコンファインメントのための外部電場及び磁場を最適化した.電離電子を収集に用いる方が位置精度が高いことがわかり,電場と磁場がそれぞれ±400kV/m,0.05Tの条件では,0.3mm以下の誤差で計測できることがわかった.また,光信号の検出方式における問題点の検討を行った.ガラスやファイバーなどの光学素子におけるバックグラウンドが検出効率の限界を決める.その最も大きな影響は,加速器周辺に発生するガンマ線や荷電粒子類が光学素子内で物質の電離及び励起を起こすことである.特にチェレンコフ光の影響を十分に具体化して検討する必要があると判断した.まず設置位置を決定する必要があり,本ビームモニターの成果試験を行うJ-PARCメインリングにおいて,加速器運転中の放射線被爆量をルクセルバッジを用いて評価した.その結果,3mGy/wks程度の被爆量である有望な候補点が見つかった.さらに,ビーム通過時間の光検出におけるチェレンコフ光などの影響の詳細評価のための実験装置を設計した.可搬型の真空容器にマイクロチャンネルプレートと蛍光スクリーンを入れ電圧印加し,このスクリーンの信号は実際の装置の信号と同じくファイバーで転送し光電子増倍管で測定するものである.これにより大強度陽子ビームの生成する加速器周辺の2次粒子がMCP,スクリーンに与える影響,そしてファイバー中でのチェレンコフ信号を高感度で検出する具体的な測定方法を決定した.H25年度の研究計画の延期に伴い,H26年度に研究を遂行した.研究及び開発の内容の概略は,J-PARCメインリング(MR)における本装置によるビーム測定実験の具体的な検討と機器の製作である.(1)本装置を設置する位置は,ビームエネルギーの分散が無く,かつ計測のバックグラウンドとなるビームロスにより発生する2次粒子の影響の少ない箇所を選ぶ必要があった.設置予定位置を直線部Aの最上流とすることに決定した.(2)この設置予定位置で,光刺激ルミネッセンス素子を用いてのMRでの出力ビームパワーが320kWのビームの連続運転中のバックグラウンドを評価した.ビームパイプ近傍では,収線量は最大500 mGy/week程度であり,床面では,厚さ50mmの鉛のシールドの内部では,100 mGy/week程度であった.これらのデータから,極めて低レベルのバックグラウンドでの測定が可能となることが予測できた.(3)本装置における真空機器お及び計測機器の主要回路は,装置に30 m程度で近接して設置する必要がある.これらの,機器のためのシールドチェンバーを製作した.このシールドチェンバーは厚み50 mmの鉛ブロックと,厚み50 mmのポリエチレンブロックで周囲を囲む0.3 m3の容積をもつ.この内部では,数10 mGy/weekよりも低いレベルの収線量であり,耐放射線仕様ではない機器でも,長時間の使用が可能となった.装置の心臓部である測定用チェンバーの設計は,現在,最終設計を行っている.また,放射線によるダメージを回避するためにアルミ製の球面ミラーを試作した.λ/10程度の高い波面精度で,直径300mmの凹面鏡を2枚,直径200 mmの凸面鏡を1枚,計3枚で構成する収束光学系が完成し,現在光学的特性の評価を行っているところである.J-PARCメインリング(MR)における本装置によるビーム測定実験の具体的な検討を行った.特に,(1)本装置によるビーム計測実験のための設置位置の最終決定,(2)測定データのバックグラウンドの予測と評価,及び(3)測定装置のための必要な設備に関してがその主要な項目であった.(1)本装置を設置する位置は,ビームエネルギーの分散が無く,かつ計測のバックグラウンドとなるビームロスにより発生する2次粒子の影響の少ない箇所を選ぶ必要があった.設置予定位置を直線部Aの最上流とすることが決定した.(2)この設置予定位置で,光刺激ルミネッセンス素子を用いてのMRでの出力ビームパワーが320kWのビームの連続運転中のバックグラウンドを評価した.ビームパイプ近傍では,収線量は最大500 mGy/week程度であり,床面では,厚さ50mmの鉛のシールドの内部では,100 mGy/week程度であった.これらのデータから,極めて低レベルのバックグラウンドでの測定が可能となることが予測できた.(3)本装置における真空機器お及び計測機器の主要回路は,装置に30 m程度で近接して設置する必要がある.これらの,機器のためのシールドチェンバーを製作した.

このシールドチェンバーは厚み50 mmの鉛ブロックと,厚み50 mmのポリエチレンブロックで周囲を囲む0.3 m3の容積をもつ.この内部では,数10 mGy/weekよりも低いレベルの収線量であり,耐放射線仕様ではない機器でも,長時間の使用が可能となった.装置の心臓部である測定用チェンバーの設計は,現在,最終設計を行っている.また,放射線によるダメージを回避するためにアルミ製の球面ミラーを試作した.λ/10程度の高い波面精度で,直径300mmの凹面鏡を2枚,直径200 mmの凸面鏡を1枚,計3枚で構成する収束光学系が完成し,現在光学的特性の評価を行っているところである.J-PARCメインリング(MR)における本装置の測定試験の具体化を次のように進めた.1.トンネル内外の実験環境の確認と整備:トンネル内の装置設置個所での近辺との取り合い部の調整と前置機器用シールドハッチへのケーブル敷設と,遠隔操作のためのノイズ対策などを講じた.また,装置設置個所では,放射線量の測定と光ファイバーを取り付けた光電子増倍管を用いてのMR運転時のビームロスを評価した.現時点で最大強度の400kW程度のビームパワーにおいて,測定に深刻な影響を与えるバックグラウンドは無かった.2.光学系の設計と製作:耐放射線性の観点から従来のガラスへのアルミ蒸着の方法ではなく,純アルミ製のオフナー光学系一式(直径350mmの凹面鏡2枚と直径200mmの凸面鏡)を製作した.波面精度は,λ/4以下であった.また,測定する光を大気に取り出すための合成石英窓(直径193mm厚み30mm ,研磨精度λ/10以下)を製作した.3.真空排気システムの構築:本装置でのジェットのガスの暴走は,主にターボ分子ポンプの緊急停止とガス導入バルブがクローズできない場合に発生する.これらのトラブルに対するシミュレーションを行い,真空悪化によりMRの真空回復が困難とならないような施策として,必要な瞬時遮断用ゲートバルブとL型バルブを用意し,対応するインターロックシステムを設計した.4.真空容器のビームインピーダンスの計算:400MHz程度以上の高い周波数において400Ω程度であった.これはビームに大きな影響を与える因子にはならないと予見された.5.測定系の実試験:既に開発済みのイメージインテンシファイアをトンネル内の別の2次元プロファイルモニターに適用し,測定装置の試験とした.400m遠隔で操作させるシステムを構築し,信号入力に絶縁アンプを用いることでノイズを低減して運用できた.J-PARCメインリングの大強度ビームのための測定装置の具体的設計と部分的製作を行った.内容は次の5点に要約される.(1)ビーム条件の検討及びバックグラウンドの測定から,十分な信号対ノイズ比を確認した.(2)真空内で使うアルミ製主光学系を開発した.(3)リングの真空環境を悪化させない真空機器とインターロックの設計を行った.(4)ビームから見た装置のインピーダンスの計算を行い,ビームへ悪影響を及ぼす因子のないことを確認した.(5)測定系を他のプロファイルモニターに使用しその有効性を実証した.真空容器の製作をH28年度中に行い,大強度ビームの測定を開始する予定である.大強度陽子ビーム加速器であるJ-PARCメインリングでの,本装置による実験場所の決定がH26年度にずれこんだ.
脂肪組織由来多系統前駆細胞シートを用いた肝線維融解療法の開発

脂肪組織由来多系統前駆細胞(ADMPC)からのサイトカイン分泌について検証した結果、肝内線維を溶解する作用を持つサイトカインが、通常の脂肪組織由来細胞等に比べ多量に分泌されており、本機序がMode-of-Actionになる可能性が示唆された。シート化条件検討としてTGF-β添加培養を試みた。シート化効率は良好であったが、抗炎症サイトカインの発現低下等を認め、肝硬変症へ適用する細胞調製には不適であり培養皿の前処理法を改善しシート化効率を高めた。ADMPCシートを肝硬変モデルラットに移植したところ、control群に対しシート投与群で有意な線維化率の改善を認め、治療効果が推定される結果が得られた。肝線維症に対する抗ウイルス治療は一定の効果をあげているが、肝機能改善は必ずしも期待できていない。本研究は、ウイルス排除療法の適応とならず、肝線維化の進行により肝硬変が悪化する患者を対象とした、「脂肪組織由来多系統前駆細胞を用いた肝線維融解療法の開発」を最終目標としている。そのため、平成27年度においては、脂肪組織由来多系統前駆細胞の、シート化条件の検討、脂肪組織由来多系統前駆細胞シートを用いた肝線維溶解療法の作用機序(Mode-of-Action)の確認を行った。脂肪組織由来多系統前駆細胞は、成体幹細胞の中でも未分化性が高く、培養機材よりも細胞同士で凝集する傾向にある。シート化には通常培養する細胞数より多くの細胞を必要とするため、残念ながら、通常の培養条件より細胞を多く播種するという定石法では、細胞は凝集塊を作るばかりで全くシート化させることはできなかった。しかし、シート化培養前に培養皿に工夫を施すこと手法を用い、通常の培養条件程度の細胞数で効率よくシート化させる最適条件を見つけることができ、脂肪組織由来多系統前駆細胞のシート化技術を開発することができた。また、脂肪組織由来多系統前駆細胞からのサイトカイン分泌について検証した結果、肝内線維を溶解する作用を持つサイトカインが、繊維芽細胞や通常の脂肪組織由来細胞に比べ、多量に分泌されていることがわかり、本機序がMode-of-Actionになる可能性があると考えられることが分かった。初年度に計画していた脂肪組織由来多系統前駆細胞の、シート化条件の検討、脂肪組織由来多系統前駆細胞シートを用いた肝線維溶解療法の有効性・MOA確認については概ね終了し、一定の結果を得ることができた。安全性試験等も計画していたが、昨今の再生医療課題の臨床応用に向けた状況を鑑み、各動物実験に関しては、規制当局からの対面助言等の指導後に行うことが適切であるという指摘を受けたことから、現在、事前面談等を通じ、実験系の確立を急いでいる。平成28年度に計画している動物実験と並行して行うため、平成27年度に行えなかったとしても、課題全体の進捗に大きな影響を及ぼさない。肝線維症に対する抗ウイルス治療は一定の成果を上げているが、肝機能改善は必ずしも期待できていない。本研究は、ウイルス排除療法の適応とならず、肝線維化の進行により肝硬変が悪化する患者を対象とした、脂肪組織由来他系統前駆細胞を用いた肝線維融解療法の開発を最終目標としている。平成28年度においては、製品標準所、標準作業手順書、製造指図書、記録書の策定に取り掛かり、一次図書に関しては策定が終了した。今後、医薬基盤・健康・栄養研究所難治性疾患研究開発・支援センター協力のもと、治験可能性のある病院情報を検索するとともに、想定しうる治験プロトコールなどについても検討を重ねる。各法令との齟齬確認の後、cold runを数例実施しながら最終図書として策定予定である。また、平成28年度は通知改正等があったことから、予定していた大動物を用いた安全性試験やPMDA相談等の項目を実施することは見合わせたが、小動物を用いた有効性試験および体内動態試験を実施し、細胞の有効性を確認するとともに、投与の細胞の体内分布および消失を確認し、良好な結果を得ることができた。実際の臨床応用に際し、本治療に有効と想定されるサイトカイン分泌量の、脂肪ドナーによる分泌量のばらつきなど、新たに問題となりうると示唆される項目に対して、マイクロアレイを用いた系を立ち上げ、検証を行った。当初計画において、大動物試験等の計画を行っていたが、各種通知改正等があったことから、安全性試験を行っても再試験を行わなければならない可能性が考えられたため、平成28年度においての実施を見合わせた。また、当該通知の改正により、実臨床においてさらに検証すべき課題も見えてきたため、マイクロアレイを用いた系を立ち上げ、検証を行った。今後行うべき試験等についてはほぼ確定しており、平成28年に発生してしまった遅れについては問題なく取り戻せるものと想定している。昨今のB型およびC型ウイルス性肝炎治療法の開発は著しく、ウイルス排除によりその進行・増悪を抑制することが可能となっている。しかしながら、ウイルス排除後の非代償性肝硬変にはいまだ治療法はなく、新規治療法の開発が希求されていた。そこで我々は肝線維溶解による肝機能の回復、治療を目指し、肝線維溶解のツールとして細胞治療を選択することとした。本研究者らが見出した脂肪組織由来多系統前駆細胞(ADMPC)は、経静脈的投与により肝線維溶解作用を有するものの、投与後の細胞の生存率が低く、十分な機能が期待できない可能性がある。

そこで、投与法を再考、経門脈的/経動脈的投与についても検討したが、経門脈的投与にあっては投与細胞が肝小葉triad周辺のみに集簇、経動脈的投与にあっては投与細胞のほとんどが肝実質を通過して肺へと到達し、経静脈的投与とdelivery効率が変わらなかった。この点を改善すべく、細胞をシート化して硬変肝の表面に貼付・移植することとした。はじめに、シート化条件の検討としてTGF-β添加培養を試みた。シート化成功率は良好であったが、コラーゲンmessageの増加、抗炎症サイトカインの発現低下を認め、細胞増殖速度の増加という利点を考慮しても、TGF-β添加培養は肝硬変症へ適用する細胞調製には不適であると考えた。次に、温度感受性培養皿の前処理法を改善し、シート化効率を高めた。得られたADMPCシートを四塩化炭素肝硬変モデルラットに移植したところ、コントロール群では2.01%の線維化率であったものが、ADMPCシート投与群では0.97%に改善を認めた。通常用いられるADSCでは1.37%、骨髄由来間葉系幹細胞では1.59%、羊膜由来間葉系幹細胞では1.12%であり、これらと比較してもADMPCシートは他組織由来間葉系幹細胞シートよりも治療効果が高いことが推定された。脂肪組織由来多系統前駆細胞(ADMPC)からのサイトカイン分泌について検証した結果、肝内線維を溶解する作用を持つサイトカインが、通常の脂肪組織由来細胞等に比べ多量に分泌されており、本機序がMode-of-Actionになる可能性が示唆された。シート化条件検討としてTGF-β添加培養を試みた。シート化効率は良好であったが、抗炎症サイトカインの発現低下等を認め、肝硬変症へ適用する細胞調製には不適であり培養皿の前処理法を改善しシート化効率を高めた。ADMPCシートを肝硬変モデルラットに移植したところ、control群に対しシート投与群で有意な線維化率の改善を認め、治療効果が推定される結果が得られた。脂肪組織由来多系統前駆細胞投与の有効性・安全性評価を経て、各種書類の整備を行い、臨床に向けた準備を行う。動物試験を含む各種試験については、試験系を確立の上、実施する。脂肪組織由来他系統前駆細胞を用いた細胞投与の有効性・安全性試験を経て、整備した一次図書を最終図書へと最終化させる作業を行い、臨床に向けて準備を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。再生医療29年度が最終年度であるため、記入しない。