hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胃がん罹患リスクにおけるアルコール代謝関連遺伝子多型の遺伝子環境交互作用の検討

583名の胃がん患者と1637名の性・年齢を適合させた対照群を用いて検討したところ、ヘリコバクターピロリ菌の感染とAICDA 7888 C/T遺伝子多型との相関は見られなかった。また、リコバクターピロリ陽性群の中で、AICDA 7888 C/T遺伝子多型と萎縮性胃炎との相関も見られなかった。さらに、胃がんと萎縮性胃炎との相関も見られなかった。本年度は、まず、飲酒・喫煙習慣などの生活習慣などについてのデータ収集とその解析を行った。研究対象者は愛知県がんセンター病院の新来患者全員とし、専門の調査担当者が研究参加同意を確認し、記入要領等の説明を加えた後、診察の待ち時間を利用して自記式により調査しデータを収集した(調査担当者が記入漏れなどをチェックし回収する)。収集情報は、年齢、体格、既往歴、家族歴、喫煙・飲酒習慣、運動習慣、生殖歴関連要因、食習慣などである。診察終了後、回収された調査票はデータを愛知県がんセンター研究所疫学・予防部内の閉鎖データサーバー内に順次入力し、分析の準備を進める。回収調査票は鍵付きの保管庫内に保管する。また、調査票による調査協力が得られた対象者については、さらに研究者が研究趣旨等を説明し、文書にて同意の得られた対象者から7ccの血液提供を依頼し、血液試料の収集も同時に行った。提供された血液は愛知県がんセンター研究所疫学・予防部内の実験室において処理し、-80度で冷凍保存し、必要に応じて遺伝子型の解析およびホルモンなどの測定に使用するためにストックした。今五、生体試料については年齢や受診年などをマッチングさせた症例・対照群の選別ができた時点で、遺伝子型の検索および生物学的指標の測定を順次開始する。さらに、調査票データおよび遺伝子型の検索結果・生体指標測定結果を院内がん登録情報と照合して、がん患者を特定し、がん既往歴のないその他の患者を非がん患者と同定した。本年度は、昨年に引き続き、飲酒・喫煙習慣などの生活習慣などについてのデータ収集とそのを行った。今後、生体試料については年齢や受診年などをマッチングさせた症例・対照群の選別ができた時点で、遺伝子型の検索および生物学的指標の測定を順次開始する。本年度は、昨年度までに収集された検体を用いて、activation-induced cytidine deaminase (AICDA)の遺伝子多型とヘリコバクターピロリ菌の感染、萎縮性胃炎および胃がんの罹患リスクとの関係について検討した。診察終了後、回収された調査票はデータを愛知県がんセンター研究所疫学・予防部内の閉鎖データサーバー内に順次入力されている。また、回収調査票は鍵付きの保管庫内に保管している。更に、調査票による調査協力が得られた対象者については、研究者が研究趣旨等を説明し、文書にて同意の得られた対象者から7ccの血液提供を依頼し、血液試料の収集も同時に行い、提供された血液は愛知県がんセンター研究所疫学・予防部内の実験室において処理し、-80度で冷凍保存し、今回の遺伝子型の解析に使用した。がん患者を特定は、調査票データおよび遺伝子型の検索結果・生体指標測定結果を院内がん登録情報と照合して、がん既往歴のないその他の患者を非がん患者と同定した。

583名の胃がん患者と1637名の性・年齢を適合させた対照群を用いて検討したところ、ヘリコバクターピロリ菌の感染とAICDA 7888 C/T遺伝子多型との相関は見られなかった。また、リコバクターピロリ陽性群の中で、AICDA 7888 C/T遺伝子多型と萎縮性胃炎との相関も見られなかった。さらに、胃がんと萎縮性胃炎との相関も見られなかった。
高速核磁気共鳴シネ画像を用いた腸管ぜん動運動機能評価の臨床応用

本研究では、消化管の収縮運動、機能状態を観察、把握する臨床検査法を目指して、cine-MRIによる腸管運動撮像法ならびに機能評価法を開発した。定量評価法としては、腸管の収縮運動の周波数を指標とする手法と収縮運動によりもたらされる画像の信号変化量を指標とする手法を考案した。また、本法を用いた臨床研究では、肥満減量手術後に糖代謝能が改善するメカニズムや、腸管蠕動改善薬によりもたらされる腸管蠕動の変化を明らかにした。本研究は、高磁場MRIを用いた高速撮像法にて腸管のぜん動運動を撮像し、腸管運動の定量的評価法を確立させることと、その結果を用いて腸管ぜん動運動の生理、病理を検討、解明しようとするものである。平成25年度から3年間にわたっては、MRI画像を用いた腸管ぜん動運動の定量評価法の開発、改良と、過去3年間の研究で確立された定量評価法を、倫理委員会で承認が得られた臨床例に適応し、さまざまな状況下での消化管ぜん動運動の観察と定量評価、病態解明を目指して研究を進める。平成25年度で得られた成果は、1)高磁場MRIを用いた高速撮像法で撮像された画像は、疾患例(肥満減量手術対象患者および上部消化管悪性腫瘍患者)においても定量評価可能な画質で撮像可能であることが明らかになった。本研究では、呼吸停止下に30秒間(60枚)の画像を撮像しているが、それらの画像は、呼吸運動や体動によるアーチファクトがなく、コンピュータ解析に適合する画質を有することが示された。2)肥満減量手術の術前後の消化管ぜん動運動を検討する臨床研究では、術後は術前に比較して明らかに消化管ぜん動運動が亢進し、消化管内容物の運搬促進が認められる事実が明らかになった。この新たな知見は、“肥満減量手術後に糖代謝異常が改善する"という既知の現象を説明する一つのメカニズムを解明する成果をもたらした。すなわち、本研究の結果から“肥満減量手術後の糖代謝異常の改善は、術後に認められたぜん動運動の亢進と運搬能の促進が内容物の早期終末回腸への早期到達をもたらし、GLP-1の分泌を促進した結果、インシュリンの食後早期分泌が惹起された結果である"と考えられた。3)上部消化管悪性腫瘍術後の消化管ぜん動運動の変化に関する研究については、現在、臨床データ蓄積中である。本研究は、高磁場MRIを用いた高速撮像法にて腸管のぜん動運動を撮像し、高速MRシネ画像を用いた腸管運動の定量的評価法を確立させることと、その結果を用いて腸管ぜん動運動の生理、病理を検討しようというものである。平成25年度からの3年間にわたっては、これまでの研究で開発された定量評価法の問題点の改良と、倫理委員会で承認が得られた臨床例へ腸管の高速MR撮像を適応し、さまざまな疾患での病態解明の研究を進める。平成26年度に得られた成果は、1)昨年度の初期研究では、高速MRシネ画像を用いて、“肥満減量手術後では、術前に比較して腸管のぜん動運動亢進と消化管内容物の運搬機能促進"が少数例で示された。本年度は同研究を継続して臨床例を重ねた。本研究からは、肥満減量手術後に糖代謝異常が改善するメカニズムの一つとして、"肥満減量手術後では腸管のぜん動運動亢進と消化管内容物の運搬機能促進がもたらされるため、食後に食物が早期に終末回腸へ到達することによりGLP-1の分泌が食後早期から促進される“という機序が関与する可能性が示された。2)消化管運動機能改善に用いられる大建中湯がいかなる機序によりその効果をもたらすものかについて、倫理委員会承認のもと、健常例で同薬飲用後の消化管ぜん動運動を高速MRシネ撮像し、プラセボ薬飲用群と比較した。現在、データ解析中であるが、回腸において、大建中湯の腸管ぜん動亢進が認められ、本薬の薬理作用、効果と関連する可能性が考えうる。本研究については、平成27年度も継続研究が必要である。本研究の目的は、高磁場MRIを用いた高速撮像法にて腸管の蠕動運動を撮像し、高速シネ画像を用いた腸管運動の定量評価法を確立させることと、その結果を用いて腸管蠕動の生理、病理を解析、検討するものである。平成25年度から継続して研究を進め、平成27年度は、これまでの研究で開発された定量評価法の問題点の改良と倫理委員会で承認が得られた人を用いた基礎的研究、臨床研究を進めた。また、これまでの成果を発表した。1)昨年度までの研究で、肥満減量手術後では、術前に比較して腸管ぜん動運動が亢進して内容物の運搬機能が促進され、また、同時に、糖代謝異常が改善することが確認された。高速シネMRIによる解析で、肥満減量手術後の腸管のぜん動運動亢進と運搬機能の促進による食物の終末回腸への早期到達が確認され、それによるGLP-1の食後の早期分泌が糖代謝異常の改善をもたらした可能性が示された。この結果を国内外に発表した。2)倫理審査会の承認のもと、大建中湯の腸管ぜん動に及ぼす影響について、10人の健常ボランティアによる研究を行った。10人のボランティアに1200mLの飲水後、大建中湯とプラセボ薬を投与し、高速シネMRIを用いて腸管運動を観察した。

その結果、大建中湯投与群で回腸において有意なぜん動運動亢進が観察され、本薬の薬理作用を裏付ける腸管運動変化である可能性が示された。本研究結果を国内外に発表した(一部投稿中)。3)腸管ぜん動運動の定量評価法として、初期画面で設定した特定の点を連続画面上で追跡するtracking法を新たに考案し、少数例でその精度を評価した。初期画面の腸管壁上に設定点を設け、その点を追跡することにより腸管壁の動きを自動的に追跡し、腸管運動を定量的、自動的に捉えようとする独自の方法である。今後、症例を重ねて問題点を明らかにするとともに改良を重ねる予定である。本研究では、消化管の収縮運動、機能状態を観察、把握する臨床検査法を目指して、cine-MRIによる腸管運動撮像法ならびに機能評価法を開発した。定量評価法としては、腸管の収縮運動の周波数を指標とする手法と収縮運動によりもたらされる画像の信号変化量を指標とする手法を考案した。また、本法を用いた臨床研究では、肥満減量手術後に糖代謝能が改善するメカニズムや、腸管蠕動改善薬によりもたらされる腸管蠕動の変化を明らかにした。本研究は、高磁場MRIを用いた高速撮像法にて腸管のぜん動運動を撮像し、高速MRシネ画像を用いた腸管運動の定量的評価法を確立させることと、その結果を用いて腸管ぜん動運動の生理、病理を検討しようというものである。本年度の目標は、検査法の改良と臨床研究の継続であったが、1)臨床例の検討では、(a)肥満減量手術による腸管運動の変化と糖代謝異常の関連に関する継続研究、(b)腸管ぜん動促進薬(大建中湯)の作用に関する研究を進めることができた。2)高速MRシネ画像を用いた定量法の検討には、1.5L程度の検査薬(液体)が望ましいことが明らかになった。しかし、同時に、より少量の検査薬での定量評価、あるいは通常食後の定量評価ができるよう改善が望まれることが明らかとなった。内科系臨床医学今後研究の推進方策は以下の通りである。1)臨床例の研究対象:(a)肥満減量手術による腸管運動の変化と糖代謝異常の関連に関する継続研究、(b)腸管ぜん動促進薬(大建中湯)の作用に関する研究を重ね、さらに検討を進める。2)腹部術後の腸管麻痺に対する高磁場MRIシネ画像を撮像し、生理、病理の検討を行う。3)少量の検査薬での腸管ぜん動の定量評価、あるいは通常食後の定量評価ができるように、検査法の改良を進める。本研究は、高磁場MRIをによる高速撮像法を用いた腸管のぜん動運動の機能評価法の確立と、臨床例における腸管ぜん動運動の観察と定量評価、病態の解明を目指している。平成25年度には、当初の予定通り、1)臨床例において機能評価が可能であることが示された。2)肥満減量手術の術前後の消化管ぜん動運動を検討する臨床研究で、前述のごとく一定の成果が得られた。ただ、以下については、平成25年度以降に引き続き検討が必要である。1)コンピュータを用いた全自動機能定量評価法については、腸管内腔の信号強度により測定誤差が発生しており、今後その克服法の開発が必要である。2)上部消化管悪性腫瘍術後の消化管ぜん動運動の変化に関する研究に関しては、症例の収集が若干、当初の予定より遅れている。本年度、予定していた学会出張(1回)を中止したため。今後の研究の推進方策は以下の通りである。1)コンピュータを用いた全自動機能定量評価法について、腸管内腔の信号強度により測定誤差が発生するという問題点を克服する技術改良を加え、技術完成を目指す。2)肥満減量手術の術前後の消化管ぜん動運動を検討する臨床研究について、臨床例を蓄積し、初期成果の信頼性の評価と新たな知見の発見を目指す。3)上部消化管悪性腫瘍
ヒスタミン受容体のHIV感染への関与

昨年度までに,単球由来樹状細胞(mDC)を用いて, mDCにヒスタミン受容体(HR)1, 2, 4がmRNA,蛋白レベルで発現していることを確認し, HR1, HR2, HR4 agonist & antagonistで前処理したmDCにおけるHIV-1感染を検討したところ, HR2 antagonistが有意にmDCにおけるHIV-1感染を抑制すること,また肥満細胞から産生される血小板活性化因子(pletlet activating factor;PAF)もmDCにおけるHIV-1感染を抑制すること,を見出した。今年度は, "HR2 antagonistとPAFのmDCにおけるHIV-1感染抑制メカニズム"について検討を行った。LPSによるmDC活性化をFACSにてCD83, CD86の発現で評価したところ, HR2 antagonist, PAF存在下ではmDCの活性化が抑制された。また, HR2 antagonistはHIV受容体であるCD4を発現を低下し, PAFはHIV受容体であるCCR5の発現を低下した。さらに, HR2 antagonist, PAFは内因性抗HIV因子のひとつであるAPOBEC3Gの発現を増強した。したがって, HR2 antagonist, PAFはHIV受容体の発現低下,また内因性抗HIV因子の発現増強を介してmDCにおけるHIV-1感染を抑制することが明らかとなった。課題に対して,現象,およびその現象を説明するメカニズムが解明された。これまで実験に使用している単球由来樹状細胞(mDC)はヒト単球をサイトカインで分化させた樹状細胞様細胞である。したがってphysiologicalなconditionを完全に再現しているとは言えない。今後は、ヒト皮膚真皮あるいは膣粘膜固有層に存在する樹状細胞を単離し,これまでの知見が再現されるか検討し,再現されれば論文作成に取り掛かる。1. monocyte-derived dendritic cells (mDCs)とmonocyte-derived Langerhans cells (mLCs)におけるヒスタミン受容体(HR)の発現を検討した。mDCs・mLCs共にHR3はmRNA levelで発現をしていなかった。mDCs・mLCs共にmRNAlevelでHR1, HR2, HR4を発現していたが、mLCsにおいてHR1, HR2はprotein levelで発現していなかった。よって、mLCsはHR4を、mDCsはHR1, HR2, HR4を発現している。2.ヒスタミンのmDCsにおけるHIV感染への影響を検討した。ヒスタミンは濃度依存性にややmDCsにおけるHIV感染を増強する傾向があるが、有意差は認められなかった。3. HR1/HR2/HR4 agonist & antagonistのmDCsにおけるHIV感染への影響を検討した。興味深いことにHR2 antagonistは有意にmDCsにおけるHIV感染を抑制した。そのメカニズムについては現在検討中である。4. PAFのmDCsにおけるHIV感染への影響を検討した。PAFは濃度依存性にmDCsにおけるHIV感染を抑制し、高濃度では有意差を認めた。HR2 antagonist, PAFが樹状細胞におけるHIV感染を抑制する、という新規知見を見出した。メカニズム検討を開始している。同様の現象がランゲルハンス細胞でも確認されるかも検討を開始している。論文作成の際のkeyとなる現象は発見できたため、おおむね順調に進展していると考える。keyとなる現象のメカニズム検討を今後行っていく。研究計画は既に立案されており順調に進行すると思われる。当初の計画より順調に研究が進んでいるためと考える。今後メカニズム解析を施行するために残額の助成金を使用する。当初の計画より研究が順調に進んでいるためと考える。今後の研究で残額の助成金は必要不可欠である。
C4草本植物ソルガムの転写関連データベースの構築とその応用

ソルガムは世界五大穀物の一つであり、環境ストレスにも強いため、バイオエタノール生産植物として注目されている。ゲノム配列は公開されているものの、それ以外のリソースに著しく不足している。そこで高糖性・高バイオマス研究への応用や、環境ストレス耐性メカニズムの解明のためのリソース整備として、ソルガムのトランスクリプトーム情報基盤の整備・公開を行なう。本研究では特に、糖蓄積器官の異なる2系統の発現比較を行なうことで、品種間の発現量、転写制御の比較を進めている。H29年度に取得したRNA-seqデータに加え、今年度は、糖を茎に蓄積するスィートソルガムと穂に蓄積するグレインソルガムの種子、葉、小穂において、CAGE法によりゲノムワイドな転写開始点情報を得た。これらのデータから組織間と系統間の発現比較、転写開始点の比較を行った。その結果、糖合成に関与する遺伝子であるSucrose synthaseにおいて、組織依存的なオルタナティブな転写開始点が見つかった。糖合成遺伝子を含むオルタナティブな転写開始点の中には、転写開始点を変えることでタンパク質の5末配列を短かくし、局在の異なる複数のタンパク質を合成していると予測される遺伝子も見つかってきている。また転写後調節に関与するuORF (upstream open reading frame)の候補転写開始点も見つかり、ソルガムにおいても転写開始点を変えることで、翻訳の調整が行われていることが示唆された。正確な転写開始点を得ることで、RNA-seqだけでは得られない、ソルガムの転写制御の様子が明らかになっている。プロモータ配列の解析では、Arabidopsis同様にCpG配列がないことや、TATA配列やInr配列などのコアプロモータの存在が明確になり、転写因子の結合配列の予測においても重要となる情報を得ることができた。昨年度、RNA-seqを進める段階で茎に糖を蓄積するスィートソルガム(Keller)の種子におけるRNA取得の困難を解決していたため、今年度は計画通りにRNAを取得し、CAGEデータを得ることができた。最終年度にあたる2019年度においては、gDB-Seq法を用いて、ソルガムの転写因子の結合配列をゲノムワイドに探索する。gDB-Seq法とは、in vitroで転写因子が物理的に結合できるゲノム上の部位を同定するハイスループットな手法である。具体的には、転写因子を無細胞系タンパク質合成装置で合成させておく。(その際、完全長cDNAライブラリが活用できる。)また転写因子には、免疫沈降により選別できるようにHAエピトープタグを付与しておく。一方で、ソルガムのgenomic DNA(gDNA)を断片化させておき、合成した転写因子に結合させる。転写因子が結合した配列のみを次世代シーケンサーで読むことで、被制御遺伝子と結合モチーフを予測することができる。転写因子の中でも、ソルガムの乾汁性に関わる遺伝子の転写を制御するDry遺伝子と、農業形質として重要なの避陰反応において重要な転写因子であるHY5とそのホモログのHYHに注目し、解析を進める。Dry遺伝子においては、蓄積器官の異なる2系統間の比較から遺伝子の制御比較を進める。またHY5においては、Arabidopsisにおいても研究が進んでおり、ソルガム内の比較に加え、Arabidopsisとの種間比較も進める。今年度取得するgDB-Seqデータと昨年度までにすでに取得したCAGE, RNA-Seqを合わせることで、多角的な転写ネットワーク情報を公開する。本研究で取得したデータはMOROKOSHIデータベースから公開し、データベースとしての論文化を進める。ソルガムは世界五大穀物の一つであり、環境ストレスにも強いため、バイオマス生産植物として注目されている。既にゲノム配列は公開されているが、それ以外のリソースに著しく不足している。そこで高糖性・高バイオマス研究への応用や、環境ストレス耐性メカニズムの解明のためのリソース整備として、ソルガムのトランスクリプトーム情報基盤の整備・公開を進めている。H29年度は、糖蓄積器官の異なる2系統の発現比較をすることで、mRNA-seqによりH29年度は、1完全長cDNA情報の取得、2スィートソルガム(Keller)のRNA-Seq(穂,種子,茎)データの取得とそのデータ解析を計画し、予定通り遂行した。1完全長cDNAにおいては、Iso-seq (isoform sequencing)により同定された約11,000遺伝子と新たに発現が確認しされた約2100遺伝子に相当するデータ(Nat Communications. Abdel-Ghany SE, et al. 2016)を我々のデータベースへ統合させ、既に公開しているサンガーシーケンスによる完全長cDNAデータと比較し閲覧できるようにした。PacBio社のlong readの特性を活かしたIso-seqのデータとを取り入れることで、より正確な遺伝子の構造情報(スプライシングバリアント)が得られ、RNA-seq解析においても基礎となるデータを構築した。次に2糖代謝に関する遺伝子の発現懐石を行なうため、スィートソルガム(Keller)のRNA-seqデータを、既に論文としてまとめたグレンインソルガム(BTx623)と同じサンプル条件にて、発現部位ごとに(穂、種子、茎)データを取得した。この結果、糖を輸送するたんぱく質の発現が茎に糖を貯めるKellerとそうではないBTx623では異なることが示された。H29年度は、1完全長cDNA情報の取得、2スィートソルガム(Keller)のRNA-Seq(穂,種子,茎)データの取得とそのデータ解析を計画し、予定通り遂行した。

そこで高糖性・高バイオマス研究への応用や、環境ストレス耐性メカニズムの解明のためのリソース整備として、ソルガムのトランスクリプトーム情報基盤の整備・公開を行なう。本研究では特に、糖蓄積器官の異なる2系統の発現比較を行なうことで、品種間の発現量、転写制御の比較を進めている。H29年度に取得したRNA-seqデータに加え、今年度は、糖を茎に蓄積するスィートソルガムと穂に蓄積するグレインソルガムの種子、葉、小穂において、CAGE法によりゲノムワイドな転写開始点情報を得た。これらのデータから組織間と系統間の発現比較、転写開始点の比較を行った。その結果、糖合成に関与する遺伝子であるSucrose synthaseにおいて、組織依存的なオルタナティブな転写開始点が見つかった。糖合成遺伝子を含むオルタナティブな転写開始点の中には、転写開始点を変えることでタンパク質の5末配列を短かくし、局在の異なる複数のタンパク質を合成していると予測される遺伝子も見つかってきている。また転写後調節に関与するuORF (upstream open reading frame)の候補転写開始点も見つかり、ソルガムにおいても転写開始点を変えることで、翻訳の調整が行われていることが示唆された。正確な転写開始点を得ることで、RNA-seqだけでは得られない、ソルガムの転写制御の様子が明らかになっている。プロモータ配列の解析では、Arabidopsis同様にCpG配列がないことや、TATA配列やInr配列などのコアプロモータの存在が明確になり、転写因子の結合配列の予測においても重要となる情報を得ることができた。昨年度、RNA-seqを進める段階で茎に糖を蓄積するスィートソルガム(Keller)の種子におけるRNA取得の困難を解決していたため、今年度は計画通りにRNAを取得し、CAGEデータを得ることができた。平成30年度においては、グレインソルガム(BTx623)とスィートソルガム(Keller)のCAGEデータ(穂,種子,茎)の取得と解析を行う。完全長cDNAで取得された転写開始点データと既存の遺伝子予測による転写開始点を比較したところ、99%が公開データと重ならないという驚くべき結果となった。もちろん我々の完全長cDNAでは捕えることのできなかった転写開始点もあるだろうが、既存のアノテーションにある転写開始点データの9割が完全長cDNAよりも上流側にアノテートされていることから、多量のEST配列を用いたことで、最も頻度の高い転写開始点ではなく、最も長く存在したプロモータ配列でアノテーションが付けれられてしまっている。そこで、本研究では、CAGE法で得られるソルガムの転写開始点データ用い、頻度の高い実際の転写開始点を決定することで、構造遺伝子の修正も行う。
培養破骨細胞の移動機構の三次元的解明;微速度撮影法による細胞運動の観察

ddY系マウスの長骨と脾臓から破骨細胞とマクロファージを分離し、クジラ象牙質研磨片上、もしくは培養皿上でこれらの細胞を72時間培養した。また、一部の試料においては、培養細胞を微速度擦影により観察した。培養終了後、試料を固定し、アゾ色素法を用いてそれらの細胞における酸フォスファターゼ(ACPase)、酒石酸耐性酸フォスファターゼ(TRACPase)活性反応を光顕にて観察した。その結果は以下のようであった。1.脾臓より分離した細胞には、ACPase活性陽性を示すものがあり、同一培養系において墨汁を加えた際にこれらを貪食した細胞もまたACPase活性陽性であった。しかしながら、これらの細胞はTRACPase活性陰性を示した。骨より分離した細胞に墨汁を加えた際に、幾つかの細胞はこれらを貪食したが、これらの細胞もまたTRACPase活性陰性であった。これらの結果から、墨汁を貪食した細胞はマクロファージであることが示唆された。2.骨より分離した細胞においてTRACPase活性を検出した場合、幾つかの細胞がこの活性に陽性反応を示した。これらの陽性細胞は象牙質上に明瞭な吸収窩を形成しており、さらに透過型電顕的には波状緑と明帯を有していた。この結果から、TRACPase活性陽性細胞は破骨細胞系の細胞であることが示唆された。以上の結果から、本実験における培養系においてはTRACPase活性は硬組織吸収系の細胞において特異的であることが理解された。これらの結果に基いて、TRACPase活性陽性細胞の中で波状縁を有していない細胞を検察した。この細胞は、光顕的には不規則な外形を示し、透過型電顕的には破骨細胞と同様の微細構造を有していた。この細胞は明帯様の構造で象牙質と接していたが、波状縁は有していなかった。連続切片からこの細胞を立体複構した結果、この細胞は多核の巨細胞で、扁平でかつ不規則な外形を有し、細胞体を象牙質の裏側へ伸ばしていた。これらの結果から、このTRACPase活性陽性細胞は移動中の破骨細胞であると推測された。破骨細胞は吸収並びに移動という周期的運動を繰り返す結果、硬組織上に連続した吸収窩を形成することが知られている。しかしながら、破骨細胞の細胞運動機構については殆ど理解されていない。本年度研究では、まず破骨細胞の運動機構を観察することを目的として、培養下で破骨細胞を微速度撮影により経時的に観察する実験系の確立を試みた。結果として、以下のようなことが明らかになった。1.培養後、24時間以内では破骨細胞による吸収窩形成は殆ど見られなかった。この結果は、破骨細胞培養後一定時間は、破骨細胞の活性が低下しているこを示唆している。2.倒立型顕微鏡内での破骨細胞の微速度撮影は、1-2時間という短時間のみ可能であり、それ以上の長時間の撮影は困難であった。これは、顕微鏡内では二酸化炭素の濃度を一定に保てないため、培養液のpH農度が大きく変化することが原因と考えられた。

それゆえ、破骨細胞の長時間の微速度撮影においては、培養液のpH値を常にその至適値である6.7から6.9の間に保つ何らかの工夫が必要であることが理解された3.培養開始72時間後において、既に吸収窩を形成したと思われる移動中の破骨細胞を倒立型顕微鏡で観察後、さらにその微細構造並びに立体復構像を観察した。その結果、この移動中の破骨細胞は波状縁を持たず、斑状の明帯様構造のみを有していることが明らかになった。以上の様に、本年度では移動中の破骨細胞の立体構造を明らかにしたが、長時間における微速度撮影による詳細な移動様式についてはまだ理解されていない。このため、倒立型顕微鏡に付属する培養装置の改良と、培養条件の検討を行うことが必要である。ddY系マウスの長骨と脾臓から破骨細胞とマクロファージを分離し、クジラ象牙質研磨片上、もしくは培養皿上でこれらの細胞を72時間培養した。また、一部の試料においては、培養細胞を微速度撮影により観察した。培養終了後、試料を固定し、アゾ色素法を用いてそれらの細胞における酸フォスファターゼ(ACPase)、酒石酸耐性酸フォスファターゼ(TRACPase)活性反応を光顕にて観察した。その結果は以下のようであった。1.脾臓より分離した細胞には、ACPase活性陽性を示すものがあり、同一培養系において墨汁を加えた際にこれらを貪食した細胞もまたACPase活性陽性であった。しかしながら、これらの細胞はTRACPase活性陰性を示した。骨より分離した細胞に墨汁を加えた際に、幾つかの細胞はこれらを貪食したが、これらの細胞もまたTRACPase活性陰性であった。これらの結果から、墨汁を貪食した細胞はマクロファージであることが示唆された。2.骨より分離した細胞においてTRACPase活性を検出した場合、幾つかの細胞がこの活性に陽性反応を示した。これらの陽性細胞は象牙質上に明瞭な吸収窩を形成しており、さらに透過型電顕的には波状縁と明帯を有していた。この結果から、TRACPase活性陽性細胞は破骨細胞系の細胞であることが示唆された。以上の結果から、本実験における培養系においてはTRACPase活性は硬組織吸収系の細胞において特異的であることが理解された。これらの結果に基いて、TRACPase活性陽性細胞の中で波状縁を有していない細胞を検察した。この細胞は、光顕的には多核の巨細胞であり不規則な外形を示し、透過型電顕的には破骨細胞と同様の微細構造を有していた。この細胞は明帯様の構造で象牙質と接していたが、波状縁は有していなかった。連続切片からこの細胞を立体複構した結果、この細胞は三次元的に扁平でかつ不規則な外形を有し、一部の細胞体を象牙質の裏側へ伸ばしていた。これらの結果から、このTRACPase活性陽性細胞は移動中の破骨細胞であると推測された。
PDGF-A鎖に対するアンチセンスDNA法による血管増殖性疾患の遺伝子治療の開発

【実験I】in vitroでPDGF-A鎖mRNAに対するアンチセンスオリゴは高血圧自然発症ラット(SHR)由来血管平滑筋細胞(VSMC)の過剰増殖、PDGF-A蛋白発現を抑制したが、WKYのVSMCでは抑制せず、PDGF-A鎖mRNAの発現に影響しなかった事より、アンチセンスオリゴはmRNAにハイブリッドし蛋白への翻訳を障害する事よりこれを抑制したと考えられた。【実験II】in vivoで^<32>Pでラベルしたアンチセンスオリゴは血管に高率に取り込まれた事が認められた。【実験III】SHR及びWKYにphosphoro thioate型アンチセンスオリゴを80ng/g体重/日、28日間皮下投与した。SHRの大動脈の増殖、PDGF-A蛋白発現は著明に抑制された。【実験IV】PDGF-A鎖遺伝子は第6エクソンを含む長鎖と含まない短鎖が生じるが、第6エクソンに相補的なアンチセンスオリゴはSHRのVSMCのDNA生合成を有意に抑制し、SHRのVSMCの過剰増殖にPDGF-A長鎖も関与している可能性が示唆された。【実験V】ラットPDGF-A鎖第6エクソンの塩基配列をサイクルシーケンス法にて決定した。ラットPDGF-A鎖第6エクソンの塩基配列はWKYとSHRで同一で70塩基より成り、ヒト第6エクソンより1塩基長く、8塩基異なっており第6エクソン内に終止コドンを認めた。【実験VI】SHRより心血管系臓器障害の強い脳卒中易発症ラット(SHR-SP)にin vivoで同様にアンチセンスオリゴを投与した。アンチセンスオリゴはSHR-SPの腎臓、大動脈の増殖を有意に抑制した。今回の研究目的はPDGF-A鎖mRNAに対するアンチセンスDNAを高血圧症の血管障害及びPTCA後の再狭窄の遺伝子治療として確立する事であり、平成9年度はアンチセンスDNAの自然発症高血圧ラット(SHR)の心血管臓器増殖に対する作用をin vitro、in vivoで検討し、アンチセンスDNAの効率の良いデリバリーシステムを検討した。PDGF-A鎖mRNAの開始コドン(ATG)領域に相補的なアンチセンスオリゴはSHR由来VSMCの基礎増殖を有意に抑制したが、正常血圧Wistar-Kyotoラット(WKY)由来VSMCの増殖には影響せず、PDGF-AA蛋白の発現を抑制しPDGF-A鎖mRNAの発現は抑制しなかった。in vivoでSHRに投与すると大動脈の^3H-チミジンのDNAへの取り込み、PDGF-AA蛋白産生を著明に抑制した。アンチセンスオリゴをpolynuculeokinase-4を用い^<32>PでラベルしSHRの腹腔内投与したところ、大動脈での取り込みは他の臓器の2倍で臓器への取り込みは0.001%であった。さらに脳卒中易発症高血圧ラット(SHR-SP)では腎臓のDNAを有意に抑制した。PDGF-A鎖mRNAはalternative splicingを受けエクソン6のあるPDGF-A長鎖とないPDGF-A短鎖が存在するので、エクソン6に対しアンチセンスオリゴを作成し、SHR及びWKY由来YSMCのDNA生合成に対する作用を検討した。エクソン6に対するアンチセンスオリゴはSHR由来VSMCのみ基礎DNA生合成を抑制し、SHR由来VSMCの過剰増殖にPDGF-A長鎖が関与している事が確認された。1. PDGF-A鎖mRNAに対するアンチセンスオリゴが高血圧症の血管障害の遺伝子治療となりうるか高血圧自然発症ラット(SHR)より心血管系臓器障害の強い脳卒中易発症ラット(SHR-SP)にアンチセンスオリゴを28日間ALZETポンプを用いて皮下投与した。SHR-SPの大動脈中膜、腎皮質のPDGF-A鎖mRNAの発現は正常血圧Wistar-Kyotoラットに比較して著明に亢進していた。アンチセンスオリゴは腎臓の^3H-

thymidineのDNAへの取り込み、DNA含量を約40%抑制し、大動脈の^3H-thymidineのDNAへの取り込みを約40%抑制した。アンチセンスオリゴはPDGF-A鎖mRNAの発現に影響しなかった。アンチセンスオリゴは、大動脈、腎臓のPDGF-A蛋白の発現を著明に抑制した。PDGF-A鎖mRNAに対するアンチセンスDNA法は高血圧症の新たな遺伝子治療として有用であると考えられた。2. PDGF-A鎖mRNAに対するアンチセンスオリゴを高血圧性血管病変の遺伝子治療薬としてさらに開発する為、米国サンディエゴのISIS製薬との共同研究として核酸分解酵素耐性を持つPDGF-A鎖に対するmethylene methylimino(MMI)修飾型アンチセンスオリゴのSHR由来VSMCへの増殖抑制作用を検討した。MMI型アンチセンスオリゴはphosphorothioate型(S-)アンチセンスオリゴに比しS1 nucleaseに対し100%耐性を示した。MMI型アンチセンスオリゴはSHRのVSMCの増殖をS-アンチセンスオリゴに比し早期および強力に、MMI修飾塩基数依存性に抑制した。MMI型アンチセンスオリゴはS-アンチセンスオリゴに比しPDGF-AA蛋白をより強力に抑制した。以上よりMMI修飾型PDGF-A鎖アンチセンスオリゴは今後、高血圧性血管病変の遺伝子治療として有用であると考えられた。
二段階キャリア教育プログラムの開発と「自己効果検証システム」の確立

キャリア教育プログラムは、平成16年度にキャリアI開講、平成17年度にキャリアIIの開講と、段階的な開発が進んでいる。チェックテストによる自己評価では、キャリアI・IIどちらの講座も、実施前後で全項目意識レベルがアップするなど、学生のキャリア形成意識の向上をサポートできている。多くの学生は、行動の経験が少ないため自分自身に自信が持てず、新しい行動に踏み出せず悩んでいる傾向が強い。また高校までの、"与えられた問題を解き1つの正解を出す"という学びに慣れているため、大学での、"自分で学びを見つけ""自分の方法で""自分だけの正解を導き出す"という学びに戸惑い、「自分にとって必要な学びが何か分からない」、「何をすればいいのか分からない」、という悩みも聞かれる。キャリア講座で自己分析を行い、社会状況・職業知識を持ち、初対面の人と協同での課題発見解決を体感することで、自分自身のキャリアと自発的に向き合えるようになり、「自分の中の強み(好きなこと、得意なことに)気づけた」、「やる前に無理と諦めず行動にうつせるようになった」、「自主性の大切さに気づけた」「人の気持ちを考えて話せるようになった」、「自分がこれから何に取り組めばいいのか明確になった」など、これまで思い込んでいた自分自身の殻を打ち破れたと感じている学生も多い。これは、学生が自分の潜在的な価値観や能力に気づき、目標が明確になり、目標達成のために行動を起こすことの重要性に気づけたということであり、講座受講によってエンパワメント効果が発揮された結果と考えられる。平成17年度は前期にキャリア・デザイン(1)、後期にキャリア・デザイン(2)を実施。(1)は入学後まもない学生が学生生活の行動計画を立てることが目標。自分自身を理解、社会に対する役割を認識、大学での学びの動機付けを行った。県内企業や経済同友会の協力により社会経験豊富な外部講師を活用。学内関係者とも連携し、施設見学や職員との交流、他学部学生とのコミュニケーションワークなど、学生が自発的に参加できる授業構成を重要視した。(2)は(1)を発展させた内容。社会で必要となる力を、「課題の発見解決に至るまでに発揮する能力」と認識し、グループワークを通じたケーススタディへの取り組みによってこれらのスキルの考察・体感・習得を目指した。こちらも県内企業や岡山経済同友会の協力を得た。5回のグループワークと2回のプレゼンテーションを実施し、学生が主体的にプログラムに取り組む機会を増やすように配慮した。検証システムとしてチェックテストを実施。学生が自身のキャリア意識を5点満点で自己評価するものであり、(1)・(2)いずれもプログラム前後に調査を実施。結果は、(1)では実施前の平均3.42が3.92へと0.51ポイントアップ。項目別では「自分のセールスポイントを把握している」が0.74アップ、「自分の適性や能力を活かせる進路をおおよそ理解している」が0.68アップと平均以上のアップを示し、受講が自己理解や進路設計に関する意識の向上に役立った。(2)では実施前の3.48が3.78と0.30ポイントアップ。特に「課題解決のプロセスと必要なスキルを知っている」が0.62ポイントアップと一番の伸びを示した。今後の課題としては、大講義室でのグループワーク実施に対し講師及びTAからのフォローを充実させることや、現在のチェックテストに変わる社会で必要となる力を整理した客観的な効果検証方法の考案を検討している。平成18年度は前・後期にキャリア・デザイン(1)(3年目)、後期にキャリアデザイン(2)(2年目)を実施。(1)は入学後間もない学生が学生生活の行動計画を立てることが目標。自己理解、社会に対する役割の認識、大学での学びの動機付けを行った。岡山経済同友会、地元教育産業ベネッセの協力を得て社会経験豊富な外部講師と連携。

学内施設見学や職員との交流、他学部学生とのコミュニケーションワークなど学生が自発的に参加できる授業構成を重要視した。(2)は(1)を発展させた内容。社会で必要となる力を、「課題の発見解決までに発揮する能力」と定義し、グループでケーススタディに取り組むことによって、これらのスキルの考察・体感・習得を目指した。(2)も岡山経済同友会とベネッセの協力を得て実施し、グループワークと成果のプレゼンを通して、学生が主体的にプログラムに取り組める授業構成を重視した。社会で必要となる力の育成効果を測定するために、社会人基礎力(経済産業省「社会人基礎力研究会」定義)に関する調査を行った。(1)・(2)いずれも講座前後に「社会人基礎力チェックテスト」(学生が自身の意識や行動を5点満点で自己評価する)を実施。結果は(1)では実施前平均3.49が3.58へと0.09アップした。能力別では「前に踏み出す力」が0.15アップ、「考え抜く力」が0.14アップと顕著な伸びを示し、(1)の主旨である「自分の人生に前向きに向き合い、何をするかを考える」という学びが反映された結果となった。(2)では実施前平均3.45が3.52と0.07アップ。能力別では「考え抜く力」が0.12アップの伸びを示し、(2)の主旨である「課題を発見しその解決策を考える」ことが反映された結果となった。今後の課題としては、独自の評価シートの作成し、調査前後の講座回数を増やしより明確な育成効果を測定することと、チェックテスト項目の妥当性を確認・見直しの上、より精度を高める必要があると考える。
葉の一生にわたる光合成・呼吸機能の最適制御機構

1.インゲンの根にショ糖を投与しても、シンクの段階の若い葉の糖含量は増加せず光合成活性にも変化を与えなかったが、ソース葉では糖含量が著しく増加し光合成活性の低下を招いた。シンク期とソース期の糖応答制御が異なっていることが明らかになった。2.インゲン個体内の特定の葉の環境のみを全体とは異なる環境に制御する部分環境制御システムを用いて、葉の光合成速度は、その葉の発生時の光合成環境にのみ依存するのではなく、下位葉の光合成環境に依存するシステミックな制御を受けることを明らかにした。このシステミック制御においては、下位葉のレドックス状態が上位葉の光合成系に反映される。3.異なる温度で栽培したホウレンソウを用いて、栽培温度により、Rubiscoのキネティクス、活性化率、電子伝達速度の温度依存性、および、細胞間隙から葉緑体までのCO_2拡散抵抗の温度依存性が変化し、光合成の温度依存性の変化はその総和であることを明らかにした。4.光合成時の炭素安定同位体の挙動の詳細な解析から、C4植物のCO_2濃縮時のCO_2の漏れ率が、測定光強度が低下すると大きくなることを見いだした。これが、C4植物が弱光環境に分布しない原因である可能性が大きい。5.おもにシロイヌナズナを用いて、強光、窒素欠乏、低温において、シアン耐性呼吸経路経路が誘導されること、シアン耐性呼吸経路がこれらのストレス耐性に重要な働きを持つことが明らかになった。6.呼吸コストの評価法を改良し、栽培温度による器官の一生にわたるコストの内訳の違いを明らかにした。7.ヒマワリ葉表裏の気孔には、特に緑色光への光感受性の違いがあることを明らかにした。8.シロザの葉柄の光屈性の素過程を明らかにし、葉の最適受光体制の確保への意義を検討した。高速液体クロマトグラフィーを用いて,種々の代謝産物の濃度を測定する手法を確立した。インゲンを用いて,根に糖を投与し一時的に葉の糖の濃度を上昇させる系,個々の葉を小チェンバーに入れ,その環境を制御することにより個々の葉の環境を自由に制御できる系の開発を完了し,試運転中である。これらの系を用いた実験によって,糖濃度の増減が光合成機能へおよぼす効果が葉齢によってどのように異なるかが明確になるはずであり,17年度以降に詳細な検討を行う。葉緑体からの還元力輸送のメカニズムには不明な点が多い。そこで,呼吸系の変化と光合成系の変化を同時に解析し,非破壊葉と単離葉肉細胞を用いて光合成と呼吸系の相互作用の研究に着手した。この相互作用にはシアン耐性呼吸(AOX)が関与している可能性が高いので,特にシアン耐性経路に注目して研究を進めている。シアン耐性呼吸経路の阻害剤およびシトクロム経路の阻害剤が光合成におよぼす影響について検討したところ,強光下では,どちらの経路を阻害した場合にも光合成速度が低下した。一方,弱光下では,シアン耐性経路を阻害した場合にのみ光合成速度が低下した。この結果は,シアン耐性経路が光合成に与える影響が大きい事を示している。高速液体クロマトグラフィーを用いて,代謝産物を定量して,その原因を追求する予定である。C4植物における濃縮経路と炭酸固定経路のバランスや,葉内二酸化炭素拡散抵抗の測定を行うための,炭素安定同位体法による拡散コンダクタンス測定のためのシステムを構築した。また,シロイヌナズナの葉一枚について各種の光合成パラメータを測定可能なシステムの構築に着手した。1.葉の糖含量操作系を用いた光合成系の解析バーミキュライトに植栽したインゲンの根にショ糖溶液を与えることにより,葉の炭水化物量を高める実験系を完成した。

若い葉が炭水化物を輸入するシンク葉から輸出するソース葉に転換する時期について,葉の炭水化物量を高めたところ,シンク期に炭水化物量を高めた場合には光合成系に影響は見られなかったが,ソース期に炭水化物量を高めると光合成系の老化が促進された。炭水化物の影響は,ソース期とシンク期では異なることが確認された。2.ガス交換/電子伝達系同時測定システムの構築葉の両面それぞれのガス交換速度を測定するシステムを構築した。葉の表裏の気孔の挙動の違い,CAM植物葉の表裏のガス交換挙動の違いが明らかになった。裏側の気孔の方が弱い光でも開口した。また白色光よりも葉を透過した緑色光で開きやすかった。また,葉肉がさかんに光合成をする時の方が気孔がよく開いた。CAM植物では,二酸化炭素の固定と再固定が同じ細胞で行われていると考えられているが,葉の裏側で一旦固定された二酸化炭素の多くが,表側で再固定されることが明らかになった。3.葉緑体とミトコンドリアとの相互作用葉緑体で作られた還元力が過剰となる状況では,ミトコンドリアのシアン耐性呼吸経路が活性化されることがあきらかになった。シアン耐性呼吸経路は弱光条件下でも光合成系を保護する役割を果たしている。4.葉の細胞間隙から葉緑体までの二酸化炭素拡散抵抗の測定,C4植物の二酸化炭素リークの測定ガス交換と炭素世界に先駆けて,二酸化炭素拡散抵抗の温度依存性を測定した。また,C4植物を弱光条件下におくと漏れが大きくなることを見出した。この原因がRubiscoの不活化にあることを示した。1.植物体内の一部の葉の環境改変システムの完成バーミキュライトに植栽したインゲンの初生葉の環境のみを改変して栽培するシステムを完成した。植物体全体にあたえるCO、濃度を400μmol mol^<-1>程度に保ち、初生葉にあたえる空気のCO_2、濃度を150あるいは1000μmol mol^<-1>に保つと、初生葉の老化速度が著しく異なった。また、初生葉の次に展開する三出複葉は、400μmol mol^<-1>におかれているにもかかわらず、初生葉のおかれた環境に応答することが明らかになった。個体の光合成系の最適化にシステミックなシグナル伝達が重要な役割を果たしている。2.葉のエネルギー状態を反映したミトコンドリアのシアン耐性呼吸経路の活性化葉緑体で作られた還元力が過剰となる状況では,ミトコンドリアのシアン耐性呼吸経路が活性化されることが明らかになった。また、大量のエネルギーを使う硝酸還元系を阻害するとシアン耐性呼吸経路が活性化されることも見出した。3.葉の細胞間隙から葉緑体までの二酸化炭素拡散コンダクタンスの安定同位体法による測定ホウレンソウについて葉の内部の細胞間隙から葉緑体までのCO_2、拡散抵抗の温度依存性を世界にさきがけて安定同位体法で測定した。コンダクタンスは顕著な温度依存性を示し、栽培温度によってピーク温度が変化した。タンパク性のチャネルの関与とその温度依存性の栽培環境による変化を示唆するものである。4.安定同位体法を用いたC_4光合成の効率の測定C_4植物において一旦C_4経路で固定されたCO_2がRubiscoに固定されずに漏れると濃縮経路で使用したエネルギーが浪費される。
自己骨格筋を駆動源としたハイブリッド型補助循環装置の開発

骨格筋による心機能補助(cardiomyoplasty)を目的として1987年より基礎的研究を進めており、これまでに骨格筋が耐疲労性を獲得するために必要な骨格筋の形質転換と血行改善、および骨格筋の出力に関する基礎的な知見を得ていた。これらの結果を基にして、骨格筋の基礎能力をより明らかにするための実験と、骨格筋を駆動源とした補助循環装置の作製実験を行った。血管鋳型の手法を用いて、胸背動静脈以外の血行遮断を行ったイヌ広背筋内の血行変化を解析した。胸背動脈が支配する領域から、血行遮断した領域へと小動脈が発達して血行の回復が図られていた。筋疲労の克服のために重要と考えられた。雑種成犬を用いた急性実験にて、広背筋を駆動源とした補助循環装置を作製し、その出力特性を計測した。広背筋は、短時間においては心機能補助を行うに足る出力を有する事が示唆されたが、疲労のため長時間出力を維持することは難しかった。実験に供した頭数が少なく十分な評価ができなかったが、骨格筋が持つ出力はポンプを駆動し心機能補助を行うに足る出力を有すると考えられた。臨床応用を行う上での今後の課題として、(1)骨格筋の持つ出力をむだなく利用するためにはどのようなポンプが効率的か、(2)耐疲労性を獲得するために前処置(Vascular DelayおよびPreconditioning)を行った骨格筋を用いた場合には長時間の駆動に耐えられるかどうか、を明らかにするが挙げられ、一層の検討を要する。骨格筋による心機能補助(cardiomyoplasty)は世界ですでに約140例の臨床応用例が報告されている。いずれも左広背筋を心臓周囲に直接巻き付けて収縮させ心機能補助を行う方法(wrapping type dynamic cardiomyoplasty)であり、多くの報告例で心拍出量の増加と臨床症状の改善を認めており、薬物抵抗性の重症心不全に対する新しい治療法として期待されている。しかしこの方法は拡張型心不全など限られた症例以外には有効性が低く、より多くの症例に対応できる方法としてハイブリッド型骨格筋ポンプの開発が切望されている。ハイブリッド型骨格筋ポンプの設計において最も重要なことは、骨格筋の持つ能力をどれだけ効率的に利用出来るかにある。そのためには骨格筋の発生し得る出力特性を正確に把握することが必要である。すでに骨格筋の収縮能力に関する報告はされているが、臨床利用に当たって不可欠と考えられる2つの操作すなわち(1)副側血行遮断後の血行ネットワーク形成期間(vascular delay)、(2)筋線維の形質転換を目的とした低頻度電気刺激(preconditioning)、が骨格筋の出力特性に与える影響についてはデータに乏しい。そこで我々は骨格筋ポンプを設計するための前段階として、犬広背筋の発生し得る張力を測定し、vascular delay及びpreconditioningの影響を検討することを優先して行った。その結果、(1)未処理の骨格筋は心機能補助を行うために十分な発生出力を有しているがすぐに疲労してしまう、(2)vascular delayは発生張力に影響しないが、耐疲労性を多少向上させる、(3)preconditioningは発生張力をやや低下させるが心機能補助には十分な出力を持っており、耐疲労性は著明に向上させる、の3点が明らかとなった。今後は、骨格筋の出力を無駄なく利用するデザインの開発、補助能力の評価、及び安全性を検討していく予定である。骨格筋による心機能補助(cardiomyoplasty)を目的として1987年より基礎的研究を進めており、これまでに骨格筋が耐疲労性を獲得するために必要な骨格筋の形質転換、血行改善および骨格筋の出力に関する知見を得ていた。平成五年度はこれらを基にして実際に骨格筋を駆動源とした補助循環装置の作製を試みた。雑種成犬を用いて、急性期実験にて広背筋を駆動源に用いた補助循環装置を作製し、その出力特性の計測を行ったところ、短時間においては心機能補助を行うに足る出力を有する事が示唆されたが、骨格筋疲労のため出力を維持することは難しかった。

実験に供した頭数が少なく十分な評価ができなかったが、骨格筋が持つ出力はポンプを駆動し心機能補助を行うに足る出力を有すると考えられた。しかし臨床に応用するうえでは、【.encircled1.】骨格筋の持つ出力をむだなく利用するためのポンプ設計の十分な検討、【.encircled2.】耐疲労性獲得のための処置を行った骨格筋を用いた慢性期における出力特性の評価、が必要であり、さらなる検討を要すると考えられる。