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日米の少年矯正の比較研究-処遇実践と評価システムに着目して-

主な調査先は、カリフォルニア州ソノマ郡の少年司法センター(Juvenile Justice Center;JJC)、非行少年を対象としたオルタナティブスクール、少年の更生を目的としたNPO法人Restorative Resourcesであったが、その他、ソノマ郡やサンタローザの教育委員会、キャリア教育を精力的に展開している小中高等学校をも訪問し、聞き取り調査を行った。主な調査先であったソノマ郡の少年司法センターでは、少年裁判所と矯正施設(Juvenile Hall)が同一建物内に併設されている。矯正施設では、矯正職員(Juvenile Correctional Counselor)の処遇だけでなく、ソノマ郡教育委員会と連携して、学校教員を常駐させ、教科教育に力を入れており、復学への対応に力点が置かれていた。学校教育と矯正、司法の連携がシステマティックに取り入れられており、社会復帰への有効性の期待を感じることができた。また、サンタローザ市教育委員会とその管轄区域内にある2つのオルタナティブスクールの取り組みを実地調査することで、少年司法機関に係属する前の段階での、非行少年の処遇の流れを追うことができ、非行からの立ち直りに関する教育施設を総合的に把握することができた。加えて、NPO法人Restorative Resourcesへの訪問調査により、少年司法への関わりと修復的正義に関する教育プログラムについて調査をすることができた。また、事後的対応のみならず、子どもの健全育成として、小学校に修復的正義の理念に基づいたいじめ予防プログラムを展開しており、地域連携の重要な一翼をNPO法人が担っている状況をうかがうことができた。研究課題の主要なテーマである日米の矯正教育の比較研究として、まずは2011年度において、米国カリフォルニア州の複数の教育関係施設を参観することができ、その進度はおおむね順調に進展しているということができる。また、2011年度は、矯正教育という研究対象を超え出て、米国の学校教育、教育委員会、NPO法人等、関係機関における非行少年への指導・支援を調査することができ、よりマクロな観点から米国の矯正教育が置かれている文脈を検討することができた。とりわけ、矯正という一行政組織が、学校教育や福祉機関、また、少年裁判所といった司法機関と、どのような連携が図られ、非行のある少年の社会への復帰、再統合がはかられているのかを、検証するうえで、その素地となりうる訪問調査を広く展開することができたと考えている。上述のように、2011年度は米国への調査研究に力点を置きすぎたため、日本国内への調査研究を、予定していたほど進めることがかなわなかった。その点が、今後の課題と考えている。2012年度は、引き続き、米国の矯正教育と各関係機関について、訪問調査・文献調査の両面から行うとともに、国内の少年院、保護観察所への訪問調査を行い、その処遇の内実とともに、評価の仕組みの実態を明らかにしていく予定である。米国については、引き続きカリフォルニア州への補充調査を考えている。
キセノン光線の星状神経節近傍照射を用いた新しい睡眠改善法の開発

本研究の目的は、キセノン光線の星状神経節近傍照射(Xe-LISG)を用いた新しい睡眠改善法を開発することであった。健常ボランティア68名を対象として、Xe-LISGに伴う精神的リラクセーションの検討、Xe-LISGによる即時的な睡眠導入効果の検討、Xe-LISGに伴う睡眠の質の改善に関する検討を実施した。その結果、Xe-LISGは即時的な交感神経活動の抑制を伴う精神的リラクセーション効果をもたらすと同時に即時的な睡眠への誘導も可能であることが示唆された。その一方で、Xe-LISGに伴う睡眠の質の改善は困難であることも示された。平成25年度については、キセノン光線の星状神経節近傍照射が精神面でのリラクセーションに及ぼす影響の検討を中心に研究を進めた。本研究への参加に書面による同意の得られた健常者29名(女性15例、男性14例、年齢21.1±2.3歳)を対象として、全対象者に以下の2つの実験が実施された。<実験1>対象者は、15分間の安静背臥位保持(馴化)の後、同一肢位にて両側の星状神経節近傍へのキセノン光線照射(Xe-LISG)を10分間受けた。<実験2>対象者は馴化の後、Xe-LISGを伴わない安静背臥位保持(コントロール)を10分間継続した。各実験実施中、対象者のリラクセーションおよび自律神経活動動態を評価するために、近赤外線分光分析装置(NIRS)を用いた前頭前皮質領域の脳血流量の測定と心拍計を用いた心拍のゆらぎぎ成分の測定を実施した。その結果、コントロールと比較してXe-LISG実施中では、リラクセーションや交感神経活動の抑制を示す脳血流量の減少や心拍のゆらぎの変化が認められた。以上の結果は、Xe-LISGが即時的な精神面でのリラクセーション効果をもたらし得ることを示しており、即時的な睡眠導入効果をもたらすための土台作りに貢献し得る可能性が期待された。さらに、上記の対象者のから16名(女性7名、男性9名、年齢20.9±0.9歳)を無作為に抽出して、Xe-LISGによる即時的な精神面でのリラクセーション効果に伴う末梢循環動態への影響、特に交感神経支配の観点から星状神経節と関連が深い上肢の骨格筋血流量への影響を中心に検討した。実験内容は前述の内容と同一であり、NIRSを用いて実験実施中の上肢の骨格筋血流量を測定した。その結果、コントロールと比較してXe-LISG実施中での上肢の骨格筋血流量の有意な増加が認められ、Xe-LISGによる筋循環不全への介入の可能性が示された。1.目的本研究では、キセノン光線の星状神経節近傍照射(Xe-LISG)を用いることで、「即時的な睡眠導入につながるような生理学的変化」が起こり得るか否か、さらに「睡眠の質の改善」が得られるか否かの二点について検討することを目的とした。2.対象と方法[実験1]本研究への参加に書面による同意の得られた健常者17名を対象として、各対象者に対して1安静仰臥位での10分間のXe-LISGと、2Xe-LISGを伴わない10分間の安静仰臥位保持(コントロール)の2条件を実施順序をランダムとした上で、日を改めて実施した。検討項目としては、Xe-LISGおよびコントロール実施中の前頭前皮質の脳血流量と心拍ゆらぎ成分(LF/HF)に注目した。[実験2]本研究への参加に書面による同意の得られた健常者11名を対象とし、対象者を介入群(土日を除く2週間、Xe-LISGを継続的に受ける群)とコントロール群(2週間、Xe-LISGを受けない群)の2群にランダムに振り分けた。その上で、各群の前述した2週間の通常就寝中の睡眠得点の平均値を算出した。また、各群について、前述の2週間が終了した時点から1ヵ月経過時点での2週間の通常就寝中の睡眠得点の平均値も算出した。3.結果と考察実験1では、コントロールと比較してXe-LISG実施中での脳血流量とLF/HFの低下傾向を認めた。一方、実験2では、各群間および各時点間での睡眠得点に明らかな違いを認めなかった。実験1の結果は、Xe-LISGにより脳機能の沈静化や交感神経活動の抑制が得られ、全身的なリラクセーションが促され得ることを示している。このような生理学的変化は、入眠に至る過程で見られる現象と酷似しており、Xe-LISGによる即時的な睡眠導入の可能性を支持している。これに対して、実験2では、Xe-LISGによる睡眠の質の改善は困難であることが示唆された。1.目的本研究では、キセノン光線の星状神経節近傍照射(Xe-LISG)が即時的な入眠を引き起こし得るかについて、頭皮上脳波および脳血流量の観点から検討することを目的とした。2.対象と方法対象は、本研究への参加に書面による同意の得られた健常者11名とした。対象者に対して、条件1)安静仰臥位での10分間のXe-LISGを実施する条件(Xe-LISG条件)、条件2)Xe-LISGを伴わない10分間の安静仰臥位保持を行う条件(コントロール条件)の2条件を日を改めて実施した。

検討項目としては、Xe-LISG条件およびコントロール条件実施中の国際10-20法に基づく前頭前皮質領域の頭皮上脳波所見(睡眠段階の国際判定基準)と、近赤外分光法を用いた前頭前皮質領域の脳血流量所見に注目した。3.結果と考察Xe-LISG条件では、Xe-LISG実施中に11名中8名で頭皮上脳波所見の経時的な変化が認められた。具体的には、Xe-LISG実施前に覚醒期(stageW)を呈していた所見が、Xe-LISG実施中に軽睡眠初期(stage1)、軽睡眠期(stage2)、中等度睡眠期(stage3)のいずれかの所見に移行した者が8名おり、Xe-LISGに伴う即時的な入眠が誘発され得ることが示唆された。さらに、Xe-LISG実施中の脳血流量についても、漸減傾向が認められ、脳活動の沈静化が示唆された。一方、コントロール条件では、明らかな頭皮上脳波所見および脳血流量の変化を示した者はいなかった。以上の結果から、Xe-LISGによる即時的な入眠誘発効果が示唆され、睡眠障害を有する患者などへの臨床応用の可能性も示唆された。本研究の目的は、キセノン光線の星状神経節近傍照射(Xe-LISG)を用いた新しい睡眠改善法を開発することであった。健常ボランティア68名を対象として、Xe-LISGに伴う精神的リラクセーションの検討、Xe-LISGによる即時的な睡眠導入効果の検討、Xe-LISGに伴う睡眠の質の改善に関する検討を実施した。その結果、Xe-LISGは即時的な交感神経活動の抑制を伴う精神的リラクセーション効果をもたらすと同時に即時的な睡眠への誘導も可能であることが示唆された。その一方で、Xe-LISGに伴う睡眠の質の改善は困難であることも示された。本課題については、あと1年間の研究期間が残されているが、現段階で本課題の目的として挙げていた「Xe-LISGによる即時的な睡眠導入効果に関する検討」と「Xe-LISGによる睡眠の質の改善に関する検討」について一定の結論が得られている。このような状況から、本課題に残された研究期間の中で本課題の目的を達成できる可能性が高いと予想されるため、おおむね順調に進展していると判断した。人間医工学・リハビリテーション科学・福祉工学本研究課題の今後の推進方としては大きく二点考えられる。一点目は、Xe-LISGによる即時的な睡眠導入効果を生理学的観点から証明することである。これには、国際10-20法を用いた頭皮上脳波所見に注目した上で、睡眠段階の国際判定基準(Rechtschaffenら、1968)に基づく睡眠ステージを確認することが必要であろう。二点目は、Xe-LISGによる通常睡眠時の睡眠の質の改善に関する可能性の検討である。今回の研究では、この点に関しては否定的な結果となったが、対象者をストレス暴露下にある者や睡眠障害を有する症例とした場合には異なる結果が得られる可能性は期待できると思われる。今後の研究では、以上の二点の課題の解明に取り組んでいく予定である。現在までの達成度としては「やや遅れている」状況である。このような結果となった理由についてであるが、平成25年度については、研究費申請の段階で立案した実験方法の妥当性の確認作業も目的の一つとしていた。この確認作業を進める中で、当初予定していた頭皮上脳波を用いた対象者の精神面でのリラクセーション効果および即時的な睡眠導入効果の検討が困難であることが判明した。その理由は、対象者の頭皮に国際10-20法に準拠した脳波測定のための電極を貼付することが、対象者の精神面でのリラクセーションおよび睡眠導入の妨げとなってしまったためである。このため、頭皮上脳波に代わる別の評価方法を確立することが必要となり、代替手段としてNIRSを用いた本実験が実施可能となるまでに約半年を要した。
中世〈林業〉の展開と山林資源の生産・流通・消費

平成30年度は一本の論文(A「厳島社領安芸国久嶋郷の刀禰とムラ」大山喬平・三枝暁子編『古代・中世の地域社会-「ムラの戸籍簿」の可能性』118-153頁)、二本の学会報告(B「中世菅浦の土地利用と山林資源」・C「山城国久多庄の景観復原」)、二本の研究会報告(D「安芸国の郷・村・浦」・E「(中間報告)「饗料・腰差・酒肴請取状」の検討」)を成果とした。(A)「小田家文書」を分析し、中世に厳島社(厳島神社)の山間所領であった久嶋郷(廿日市市)の村落構造を明らかにした。近世史料や聞き取りを踏まえ、中世の名集落を近世村落への移行過程に位置づけた。(B)「菅浦文書」を分析し、琵琶湖最北端に位置する惣村菅浦(長浜市)の景観と生業の様態を追究した。当初の研究計画では山林資源をめぐる都鄙間の経済交渉を分析の主軸に据えたが、本研究は資源供給地とされた現地の生活史へと視点を移す転機となった。(C)「岡田家文書」をはじめとする中世から近現代に及ぶ家文書群、地籍図、聞き取り調査などを踏まえ、中世京都への山林資源供給地として機能した久多庄(京都市)の村落景観を復原した。これに付随して、筑波大学附属図書館に収蔵される「久多郷検地帳」原本の状態と構成を明らかにした。(D)「厳島文書」ほか広島県下の文書群を分析し、安芸国における「浦」の出現状況とその機能を整理した。本報告は山間部を対象とした(A)と対置される成果で、臨海部とその後背農山村地域との交流を考察した。(E)「小田家文書」「郡司家文書」などに含まれる特異な様式の文書に注目し、各地に残された同一様式の文書との比較を試みた。以上のほか、「葛川明王院文書」「朽木文書」および天台宗関連文献を精査し、近江国葛川(大津市)を対象とした一本の論文を成稿した。これは現在、学会誌に投稿中である。平成30年度は山間地域現地の生活様態に焦点をあてたものを主たる成果とした。村落構造、生業形態、居住様式など明らかにするとともに、史料論的関心を広げることができた。本年度には中央大学を中心とする山国荘調査団へ参加し、8月と11月の調査に同行した。ここでは杣の役割を担った丹波国山国庄(京都市)の景観や史料状況などについて認識を得た。当初の研究計画では、中世の首都京都と地方寺社の一つである安芸国厳島社とが、それぞれの周辺に広がる山間地域と、山林資源を介していかなる経済的交渉を持ったかを課題としたが、本年度は流通や消費の問題について十分な成果を得なかった。令和元年度には前年度に扱ったフィールドを横断的に考察することを目標とする。具体的には京都近郊山間地域(葛川・久多庄・山国庄など)、厳島社周辺地域(久嶋郷・山代地域・広島湾内諸島など)の内部において、地域集団(荘・郷・村)や社会集団がいかなる交流を持ったのかを明らかにする。前者については家文書としての史料伝来が顕著であり、かかる地域的特質の解明が課題となる。後者については海辺地域の住民と地域権力との関係について分析を加える予定である。

以上のほか、「葛川明王院文書」「朽木文書」および天台宗関連文献を精査し、近江国葛川(大津市)を対象とした一本の論文を成稿した。これは現在、学会誌に投稿中である。平成30年度は山間地域現地の生活様態に焦点をあてたものを主たる成果とした。村落構造、生業形態、居住様式など明らかにするとともに、史料論的関心を広げることができた。本年度には中央大学を中心とする山国荘調査団へ参加し、8月と11月の調査に同行した。ここでは杣の役割を担った丹波国山国庄(京都市)の景観や史料状況などについて認識を得た。当初の研究計画では、中世の首都京都と地方寺社の一つである安芸国厳島社とが、それぞれの周辺に広がる山間地域と、山林資源を介していかなる経済的交渉を持ったかを課題としたが、本年度は流通や消費の問題について十分な成果を得なかった。令和元年度には前年度に扱ったフィールドを横断的に考察することを目標とする。具体的には京都近郊山間地域(葛川・久多庄・山国庄など)、厳島社周辺地域(久嶋郷・山代地域・広島湾内諸島など)の内部において、地域集団(荘・郷・村)や社会集団がいかなる交流を持ったのかを明らかにする。前者については家文書としての史料伝来が顕著であり、かかる地域的特質の解明が課題となる。後者については海辺地域の住民と地域権力との関係について分析を加える予定である。
都市における伝播現象に関する理論的研究-都市大火を例とした考察-

本年度行った研究項目は以下の4点.これらは研究計画にほぼ沿ったものである.なお,阪神淡路大震災の発生をうけ,(1)を緊急的に追加した.(1)阪神淡路大震災の都市大火被災地の調査,分析(2)「伝播現象(都市大火)」のモデル化およびその妥当性の評価(3)「伝播現象(都市大火)」を局地的に留まらせるための条件の導出(4)ケーススタディおよび都市計画技術の中での位置付け研究成果として,以下のものが得られた.(2)浸透理論,積分幾何学等の応用数学の分野の知識を習得し,これらに基づいたモデル化を検討した.その結果,浸透理論に基づくモデルが有効であると判断し,いくつかの理論モデルを提案した.上記のモデル化の妥当性は,(1)で得られた調査結果を含む災害事例,および都市大火に関する既存モデルとのつきあわせによって評価した.このモデル化は建物配置に制約があるため,災害事例を再現することは困難だった.しかし,都市計画的な本質部分,即ち,市街地条件と焼失率との関係については,概ね妥当な結果を得た.(3)出火から都市大火に至らしめないための市街地条件をモデル別に具体的に導出し,それらはいずれも臨界的であることを証明した.(4)以上から得られた知見は以下の通り.都市大火を防ぐためには,市街地条件のコントロールが有効である.特に,市街地条件が必要とされる水準の近傍である場合には,市街地条件の変化に焼失する危険が急速に反応するので,市街地条件の改善が有効な施策となる.ここでいう市街地条件は,いずれのモデルについても隣棟間隔あるいは棟数密度,および建物の防火性能といった実際の都市計画的な施策に反映するものである.したがって,都市計画的に意味のある成果が得られたといえる.ただし,モデルの現実味について以下のような課題を抱えている.建物配置の多様化,気象条件の加味することが必要である.来年度以降,更に本研究を発展させる予定である.本年度行った研究項目は以下の4点.これらは研究計画にほぼ沿ったものである.なお,阪神淡路大震災の発生をうけ,(1)を緊急的に追加した.(1)阪神淡路大震災の都市大火被災地の調査,分析(2)「伝播現象(都市大火)」のモデル化およびその妥当性の評価(3)「伝播現象(都市大火)」を局地的に留まらせるための条件の導出(4)ケーススタディおよび都市計画技術の中での位置付け研究成果として,以下のものが得られた.(2)浸透理論,積分幾何学等の応用数学の分野の知識を習得し,これらに基づいたモデル化を検討した.その結果,浸透理論に基づくモデルが有効であると判断し,いくつかの理論モデルを提案した.上記のモデル化の妥当性は,(1)で得られた調査結果を含む災害事例,および都市大火に関する既存モデルとのつきあわせによって評価した.このモデル化は建物配置に制約があるため,災害事例を再現することは困難だった.しかし,都市計画的な本質部分,即ち,市街地条件と焼失率との関係については,概ね妥当な結果を得た.(3)出火から都市大火に至らしめないための市街地条件をモデル別に具体的に導出し,それらはいずれも臨界的であることを証明した.(4)以上から得られた知見は以下の通り.都市大火を防ぐためには,市街地条件のコントロールが有効である.特に,市街地条件が必要とされる水準の近傍である場合には,市街地条件の変化に焼失する危険が急速に反応するので,市街地条件の改善が有効な施策となる.ここでいう市街地条件は,いずれのモデルについても隣棟間隔あるいは棟数密度,および建物の防火性能といった実際の都市計画的な施策に反映するものである.したがって,都市計画的に意味のある成果が得られたといえる.ただし,モデルの現実味について以下のような課題を抱えている.建物配置の多様化,気象条件の加味することが必要である.来年度以降,更に本研究を発展させる予定である.
内耳上皮組織のpH調節機構及びその聴覚機能との協関の研究

内耳血管条におけるpH調整機構の一端を明らかにするために以下の実験を行った。RT-PCR法により、起電性ナトリウム・重炭酸イオン共輸送体の一つであるNBCe1-Bが血管条に発現することが示された。組織学的実験により、血管条の基底細胞と思われる細胞にNBCe1-Bが発現することが示唆された。麻酔下のモルモットを用いた内リンパ電位測定の実験において、外リンパ液へのNBCe1-B阻害薬であるDIDSの適用により、内リンパ電位が低下したことから、NBCe1-Bが内耳血管条におけるpH環境を正常に保つことに関与している可能性が示唆された。内耳蝸牛内リンパ液のpH環境を整える機構の解明を目指した第一歩として、内リンパ液に接する上皮組織である血管条からmRNAを抽出し、RT-PCRによる実験を行った。発現を調べる対象として、細胞や組織におけるpH環境に影響を与えるH+やHCO3-の輸送体の発現を調べた。それにより、起電性Na+-HCO3-共輸送体の一つであるNBCe1-BのmRNAの血管条における発現が明らかとなった。NBCe1の別のスプライシングバリアントであるNBCe1-Aの発現は認められなかった。続いて、NBCe1-Bの局在を調べる実験を行った。まず、血管条をコラゲナーゼ処理により分離した細胞をNBCe1に対する抗体で染色したところ、辺縁細胞でも中間細胞でもない細胞、すなわち基底細胞(あるいは線維芽細胞)に発現が認められた。さらに内耳の凍結切片を作成し、同じ抗体で染色したところ、基底細胞層と思われる細胞層に発現が認められた。このNBCe1-Bの発現による内耳機能への影響を調べるため、内リンパ電位の測定を行った。基底細胞層が接する外リンパ液に、NBCe1-Bの阻害薬として最もよく使用されているDIDSを含む人工外リンパ液を灌流した。過去の報告ではDIDSの外リンパ液への適用は内リンパ電位に影響ないとされていたが、予想と反して、DIDSの灌流により内リンパ電位が減少するという結果が得られた。DIDSはNBCe1-B以外のトランスポーターやチャネルも非特異的に阻害するので、この結果は慎重に解釈しなければならない。しかし、これらの結果から、本研究により、NBCe1-Bが内耳内リンパ環境の正常な維持のために重要な役割を果たしている可能性が示唆された。内耳蝸牛内リンパ液のpH環境を整える機構を解明するために、内リンパ液に接する上皮組織である血管条からmRNAを抽出し、RT-PCRによる実験を行い、細胞や組織におけるpH環境に影響を与えるH+やHCO3-の輸送体の発現を調べた。このNBCe1-Bは、NBCe1のスプライシングバリアントの一つであり、HCO3-を基底側膜側から頂上膜側へと輸送する多くの上皮組織に発現し、Na+とHCO3-を1:2の比率で細胞内に輸送すると考えられている。また、H+とCa2+を逆輸送するPlasma membrane Ca2+ ATPase(PMCA1-4)のうち、PMCA1b、2b、3a、4bの発現が明らかとなった。これらの輸送体が血管条のどこに発現するかを形態学的に調べると共に、機能的に発現しているかどうかを生理学的に調べていく必要がある。また、機能的実験のアプローチの一つとして、辺縁細胞に機能発現する約27 pSのシングルチャネルコンダクタンスを示す非選択的陽イオンチャネルが細胞内のpHの上昇によって、不活性化されるという報告があったため、辺縁細胞の細胞内pHの変動を間接的に測定する手段として、パッチクランプ法を用いて、このチャネルコンダクタンスの測定を行った。すると、血管条の辺縁細胞の頂上側膜からインサイドアウト法にて、27 pSのシングルチャネルコンダクタンスは測定された。しかし、細胞内側の溶液のpHを6.6から8.2まで変化させた場合に、チャネル活性に大きな変化は認められなかった。よって、このチャネルの活性を指標に辺縁細胞の細胞内pHを推測することは難しいことが明らかとなった。機能的実験として、液体H+交換体を用いたpH電極を作成して、内リンパ液や血管条のpHを測定する予定であったが、双筒のガラス電極を用いた場合、pH電極の反応性と安定性が非常に悪かった。そのため、内リンパ液や血管条のpH測定について、信頼できるデータを取得するに至っていない。その試行錯誤のためにかなりの時間を損失した。また、別の機能的実験方法として、チャネル活性による間接的な辺縁細胞内pHの評価方法を立ち上げることを試みた。

しかし、報告とは異なり、対象チャネルが細胞内pHによって機能的に影響されないことが明らかとなったため、試みが頓挫してしまった。しかし、その代わりに分子生物学的アプローチから始めることにし、前述のように、NBCe1-Bの発現が明らかになるなどの成果は得られており、今後の発展の足がかりとなることが期待される。よって、やや遅れていると自己評価する。機能的実験として、双筒のガラス電極に液体H+交換体を用いたpH電極を作成して、内リンパ液や血管条のpHを測定する予定であったが、うまくいかなかったため、今後はシングルのガラス管を用いた電極を作成し、内リンパ液のpHの測定を試みる。また、発現が明らかとなったNBCe1-BやPMCAについて、組織学的に血管条のどこに発現しているのかを調べる。さらにNBCe1-Bの重要な機能調節タンパク質についての発現も同時に調べる。発現している細胞が明らかとなれば、その細胞を分離し、機能的にそれらの輸送体が発現しているかどうかを調べる。蛍光色素を用いた細胞内pHの測定やパッチクランプ法を用いる。上記研究を行うための、実験動物や、試薬などの消耗品の購入に使用する。成果発表や情報収集のための旅費としても一部、使用する。
徘徊防止支援のための衣類「カメレオン印刷」の挑戦的研究

ブラックライトを用いた高齢者の徘徊防止支援システムが開発されている。このシステムで使用された蛍光塗料には二つの問題がある。一つは可視光下で蛍光塗料の境界が見えること、もう一つは洗濯によって衣服から蛍光塗料が退色することである。これらの問題を解決するために我々は蛍光トナーを使用した。蛍光トナーをレーザープリンタでPPC用紙に印刷し、用紙上の蛍光トナーをアイロンで加熱し、衣服に転写した。本研究では2つの印刷技術を開発した。一つは画像処理技術で他方は転写技術であった。蛍光トナーを用いて印刷する方法は、衣服と転写した部分の境界が可視光下で見えず洗濯後の蛍光強度も大きな変化は見られなかったされ。認知症高齢者の問題行動の1つに徘徊行動があり、介護者に精神的・肉体的な重い負担を与えている。認知症高齢者に発信器やICタグなどを携帯させるシステムが開発されているが、認知症高齢者は特別な機器を自主的に携帯しない。また、日常生活で第3者が認知症高齢者であると「ひと目で気づく」、特別な名札やマークを衣類につけることは避けなければならない。われわれは、認知症高齢者が徘徊により外出するのを防止するための画像認識による介護者支援システムの創製を目指している。本研究では、背景の色に溶け込んで姿を見つけるのが難しいカメレオンのように、太陽光や室内照明など、通常の可視光下では気づかれないが、ブラックライトを照射したときだけ発色する特別なマークを衣類へ「カメレオン印刷」する手法に関する挑戦的研究を行っている。具体的には通常の可視光下では目立たないが、ブラックライトを照射したときだけ衣類に印刷された特別なマークが蛍光を発するために、(A)スキャンした衣類の画像に蛍光色素を同化させるための色補正技術、(B)繊維の風合いを保ちながら印刷する技術、の開発を行っている。当初計画通りこれらの「カメレオン印刷」には成功しているが、ブラックライトによる蛍光強度が十分高くない。「カメレオン印刷」を維持しながら、高輝度な蛍光強度が得られるように印刷技術の改良に取り組んでいる。本年度の実績としてこれまでに用いていた水溶性の蛍光染料でなく、カラーコピーに利用できる蛍光を発するプリンタ用トナーを用いることで、当初計画通りある程度の「カメレオン印刷」には成功した。ただし、ブラックライトによる蛍光強度が十分高くない。目的をより精緻に達成するための追加実験により、実用に適する十分な蛍光強度を得るため、1年間の期間延長によりこれらの問題を解決させる。また、日常生活で第3者が認知症高齢者であるとひと目で気づく、特別な名札やマークを衣類につけることは避けなければならない。本研究では、背景の色に溶け込んで姿を見つけるのが難しいカメレオンのように、太陽光や室内照明など、通常の可視光下では気づかれないが、ブラックライトを照射したときだけ発色する特別なマークを衣類へ「カメレオン印刷」する手法に関する挑戦的研究を行った。具体的には蛍光トナーを充填したレーザープリンタ複合機(以下、蛍光プリンタ)を用いた。転写媒体として表面がシリコン樹脂で加工されているアルミホイル、被転写物としてグレー色の衣類を用いた。蛍光プリンタでは、カラープリンタで用いるブラックトナーの代わりに、ホワイトトナーが用いられる。そのためスキャナーで取得した衣類画像(以下、処理前画像)から黒成分のみを透明化する処理を行い、透明化処理画像とした。処理前画像と透明化処理画像をそれぞれアルミホイルに印刷し、これを125°Cに設定したプレス機で10秒間加圧し、衣類に蛍光トナーを転写した。可視光下で透明化処理画像のRGB輝度差は処理前画像より有意に減少した。ブラックライト下で透明化処理画像の輝度比は処理前画像より有意に減少したが、これまでに行っていた界面活性剤を用いる結果と比較すると、輝度比が約2倍に向上した.つまり透明化処理により可視光下では視認されにくく、従来法よりもブラックライトで約2倍の蛍光強度が得られる「カメレオン印刷」を実現できた。すでに通常の可視光下では目立たないが、ブラックライトを照射したときだけ衣類に印刷された特別なマークが蛍光を発する「カメレオン印刷」の実現には成功している。ブラックライト照射時の蛍光を高輝度化するために電気化学的な知見を導入し、今後の研究を推進する。

具体的には蛍光染料はマイナス帯電しているので、この性質を積極的に利用し、衣類をプラス帯電させることで単位面積あたりに固定化される蛍光トナー密度を向上させる。また、印刷・固定などの技術についても改善を図り、高輝度に蛍光を発する「カメレオン印刷」を実現させる。高齢者工学研究代表者が2015年4月より副学部長に任命され、研究代表者の大学管理業務が急増した。これにより当該研究に対するエフォートが低減し、当初計画より研究が遅延した。研究遅延により未使用額が発生した。当該研究に関わる学生・大学院生の協力を得て、短時間ではあるが研究打ち合わせを頻回に実施し、高輝度な蛍光強度が得られる「カメレオン印刷」を実現する。そのために、電気化学的実験に必要な各種界面活性剤、表面改質剤などの消耗品費、これら成果の発表を積極的に行うための旅費、また論文発表や英文校正の費用などに使用する予定である。
成長期の児童及び生徒を対象とした膝アライメント決定要因に関する横断的・縦断的研究

中学生236名の膝アライメントの割合は、男子:正常膝62.5%、外反膝15.8%、内反膝21.7%、女子:正常膝63.4%、外反膝22.9%、内反膝13.7%であった。先行研究よりも内反膝の割合が少ない。運動能力については、内反膝の指標となる両膝内顆間と立ち幅跳び(r=.254)、の間に有意な相関がみられ、運動能力の高い生徒は内反膝傾向であった。小学生493名を対象に行った運動習慣の調査では、男児の学校以外で実施している運動として各学年ともサッカーが突出していた。児童期における長軸方向への刺激は、膝アライメントの形成に何らかの影響がある可能性がある。変形性膝関節症(OA)は、加齢による代表的な整形外科的疾患の一つである。この膝OAの罹患者数は2530万人と推定され、そのリスクファクターの一つとして膝関節のマルアライメント(内反膝・外反膝)が挙げられる。膝アライメントは15歳程度で決定されると報告されているが、実際に日本において成長段階にある生徒の膝アライメントの割合については報告されていない。【具体的内容】国立大学付属中学校に在籍する中学生236名(男子152名:14.0 ±0.8歳、女子131名:13.9±0.8歳)を対象に生活習慣・運動習慣、膝アライメント、身体組成を測定した。膝アライメントの割合は、正常膝62.5%、外反膝15.8%、内反膝21.7%であった。膝アライメントは、新生児では内反傾向を示し、その後6歳ごろには外反膝傾向となり、成人では正常膝となる(Lang et.al 1979)。本結果は、国内の成人男女を対象とした先行研究と比較しても、男女とも内反膝の割合が少なく、外反膝の割合が多い傾向にある。【意義】つまり、成長期の膝アライメントは、今後変化する可能性のある時期であり、この時期の運動習慣、生活習慣、発育の程度によっても影響されるのではないかと考えられ、必ずしも遺伝的な影響により膝アライメントが決定される訳ではないことを裏付けている。【重要性】今後成長期であるこの時期に、正常な膝アライメント形成のための適切な提言が出来れば、日本人に多い内反膝を減少させ、更には膝OAを予防するための指針を示すことが出来るのではないかと考えられた。<研究成果の具体的内容>【目的】内反膝は、変形性膝関節症(OA)のリスクファクターの一つに挙げられており、内反膝を予防することが膝OAの罹患率を低下させることにつながると考えられる。しかしながら、膝アライメントは15歳前後で決定することが報告されており、その要因についても明らかにされていない。Thijsら(2011)は、児童期から思春期にかけて下肢に衝撃の加わるスポーツを積極的に実施すると、内反膝につながる可能性があることを報告しており、児童期の日常的な運動習慣を調査することは、今後の基礎資料としても意義のあることである。【方法及び結果】国立大学付属中学校に在籍する小学校1年6年に在籍する児童493名(男児242名:1年生:35 2年生:36 3年生:27 4年生:46 5年生:45 6年生:53女児251名:1年生:34 2年生:51 3年生: 32 4年生:44 5年生:52 6年生:38)を対象とした。各被験者には、膝アライメント測定、身体組成を測定し、生活習慣、運動習慣に関するアンケート8項目については1年生3年生までは保護者に回答させ、4年生以上は児童本人が記入した。膝アライメントについては、現在集計中であるが、生活習慣では4年生以降夜型に近づく傾向にあり、また男児の学校以外で実施している運動についてをみてみると、各学年とも水泳およびサッカーが突出している。また、これまでやってきたスポーツについても同様の傾向がみられた。特にサッカーによる長軸方向への刺激は、将来的に膝アライメントに何らかの影響がみられるのではないかと考えられた。【意義】これまで、成長期の生活習慣、運動習慣と膝アライメントの関係について明らかにされた報告はない。【重要性】膝アライメント形成のメカニズムが明らかになれば、変形性膝関節症の予防指針の作成が出来るのではないかと考えられた。2年目のプロジェクトとなり、小学生(1年生から6年生)、中学生(1年生3年生)までの全員の調査が順調に進捗している。変形性膝関節症のリスクファクターの一つとして膝関節のマルアライメントがある。膝のアライメントが決定する成長期に焦点をあて、その要因を解明してきた。【膝アライメントの割合】国立大学付属中学校の中学生236名を対象とした。膝アライメントの測定は、各被験者に我々が制作したプラットフォーム上に静止立位を保持させ、両膝内顆間もしくは両内果間の距離を同一者験者がノギスを用いて1mm単位で正確に測定した。膝アライメントの割合は、男子:正常膝62.5%、外反膝15.8%、内反膝21.7%、女子:正常膝63.4%、外反膝22.9%、内反膝13.7%であった。これまで研究よりも内反膝の割合が少なく、外反膝の割合が多い。

今後変化する可能性のある時期であり、必ずしも遺伝的な影響により膝アライメントが決定される訳ではないことを裏付けた。【運動能力と膝アライメントの関係】国立大学付属中学校の中学生3年生99名を対象に運動能力と膝アライメントの関係について検討した。膝アライメントは1.と同様の方法で行った。運動能力については、文部科学省が推奨する新体力テストを実施した。内反膝の指標となる両膝内顆間と立ち幅跳び(r=.254)、の間に有意な相関がみられた。外反膝の指標となる両足関節内果間距離と50m走(r=.210)、反復横跳び(r=-.268)、両踵骨間距離(r=-.257)に有意な相関がみられた。運動能力の高い生徒は内反傾向がみられることが分かった。【運動習慣と膝アライメントについて】国立大学付属小学校の児童493名を対象とした。男児の学校以外で実施している運動では、各学年とも水泳およびサッカーが突出している。これまでやってきたスポーツについても同様の傾向がみられた。特にサッカーによる長軸方向への刺激は、将来的に膝アライメントの形成に何らかの影響があるのではないかと考えられた。中学生236名の膝アライメントの割合は、男子:正常膝62.5%、外反膝15.8%、内反膝21.7%、女子:正常膝63.4%、外反膝22.9%、内反膝13.7%であった。先行研究よりも内反膝の割合が少ない。運動能力については、内反膝の指標となる両膝内顆間と立ち幅跳び(r=.254)、の間に有意な相関がみられ、運動能力の高い生徒は内反膝傾向であった。小学生493名を対象に行った運動習慣の調査では、男児の学校以外で実施している運動として各学年ともサッカーが突出していた。児童期における長軸方向への刺激は、膝アライメントの形成に何らかの影響がある可能性がある。学校現場における公的な行事スケジュールは、前年度に年間行事計画として作成されている。中学生においては、中学3年生の進路が決定している3学期、小学生においては4月から5月の身体測定に合わせて実施することが出来た。小学校、中学校とも2年目のプロジェクトとなり、各学校の年間計画に組み込まれている。今後も定期的に調査が進行できるものと考えている。スポーツ医学次年度の行事計画の中に組み込まれているため、次年度以降も計画通りに実施することが出来る。共同研究者が国外研究中のため、分担金の未使用が発生したこと、並びに調査時の人員が予想よりも少なくなったことで、謝金に余剰金が発生したことによる。研究遂行のための研究機材購入並びに測定補助者の謝礼金として助成金を使用した。次年度は、データ解析に人員を要するため、本年度分をデータ入力謝金として使用したい。当該年度同様、測定補助員の謝礼金として使用する予定である。
HIV-1の調節蛋白RevによるウイルスmRNAの翻訳調節

HIV-1構造遺伝子mRNAの核外輸送はウイルスRev蛋白(以下Rev)によって調節されていて、Rev非存在下にあってはこれらのunspliced並びにsingly-spliced mRNAsの細胞質への輸送は認められないと考えられてきた。しかしながら吾々は、Gag,Env等の構造蛋白の発現はRev存在下において初めて観察されるにも関わらず、イントロンを含む構造遺伝子mRNAがrev(-)細胞にあっても核外輸送されることを見出し、その際細胞質に発現するウイルスmRNA量はrev(+)細胞の10から30%に相当する事をRibonuclease protection assay並びにRT-QC (quantitatively competitive)PCRを用いて示した。更にヒトRNA helicase(HRH1)のdominant negative mutant (京都大学理学部大野睦人氏より分与)を共発現した細胞においては、同mutantによるスプライシングの抑制に伴いRev蛋白の処理能力を超え核外輸送されたunspliced mRNAに関し、対応するウイルス構造蛋白の発現が認められないことを見いだした。加えてFluorecent in situ hybridization (FISH)を用い、ウイルスmRNAはRevの発現に伴い核内において、瀰漫性から限局性にその局在様式を変え核外輸送量を増加させる事、また免疫電子顕微鏡法によりrev(+)細胞細胞質にあっては同蛋白はポリゾームに結合していることを形態学的に明らかにした(Kimura et al.,manuscript in preparation)。以上の結果から同蛋白の作用機序として、従来から考えられてきた構造遺伝子mRNAの核外輸送の促進に加え、ウイルスメッセージに対する翻訳調節機能が想定された。
自己免疫性自律神経節障害における自己抗体測定系の確立と臨床像解析

自己免疫性自律神経節障害(AAG)では自律神経節におけるアセチルコリン受容体( gAChR)に対する自己抗体が陽性になることが知られている.自律神経節に存在するAChRはα3サブユニットとβ4サブユニットから構成され,交感神経・副交感神経いずれにおける節前後線維のシナプス伝達を仲介する.われわれはルシフェラーゼ免疫沈降システム(LIPS)による新規の抗gAChR抗体測定系を確立した.臨床像解析では起立性低血圧を初発症状とするものが多く,自律神経障害として頻度の高いものは消化管障害,起立性低血圧・起立不耐,排尿障害である.自律神経系外症状として内分泌障害や精神症状などに注意する必要がある.抗ganglionicアセチルコリン受容体(gAChR)抗体は自己免疫性自律神経節障害(AAG)の病態において主たる役割を担っていると推測されている.AAGのうち約50%が陽性になると報告されている.本邦におけるまとまったAAGの調査検討は十分ではなく,それには新しい自己抗体測定系の確立が急務であった.我々は新規の抗gAChR抗体測定系を確立し,全国からの抗体測定依頼を受ける態勢を整備した.現在,抗gAChR抗体測定を含んだAAGの臨床像解析と,自律神経障害を呈するその他の神経疾患にこの抗体が関与する可能性についての検討を進めている.抗gAChR抗体測定系は生物発光を利用したタンパク質間相互作用解析法であるカイアシルシフェラーゼ免疫沈降を応用した検出法であり,gAChRのα3サブユニット・β4サブユニットに対する抗体測定を行っている.この検出法はLIPS (luciferase immunoprecipitation system) assayを基礎としてさらに発展させたものである.現在までに全国諸施設より自律神経障害を呈した神経疾患患者血清(300検体・250症例)を送付いただき,抗gAChR抗体測定を行ってきており,抗gAChR抗体陽性AAG症例を集積している.抗体陽性AAGの臨床像としては急性発症する症例,慢性に経過する症例が存在することを確認した.臨床症候としては起立性低血圧,腸管蠕動障害,発汗障害,排尿障害を高率に認めたが,一部では感覚障害や無月経,偽性腸閉塞を呈した症例など非典型例もあった.本抗体陽性となった症例(35症例)はAAG以外にもニューロパチーや重症筋無力症や脳症などで認められた.α3サブユニットに対する抗gAChR抗体は全例で陽性であるが, β4サブユニットに対する抗gAChR抗体も併せて陽性であった症例(9症例)も経験した.今後はこの抗体が陽性となる疾患とその症例を対象に病態と臨床像の追求を行っていきたい.昨年度までの段階でルシフェラーゼ免疫沈降システム(luciferase immunoprecipitation systems, LIPS)による抗自律神経節アセチルコリン受容体抗体(以下、抗gAChR抗体)の測定系は確立しており、この受容体のα3サブユニットに対する抗体の測定系、β4サブユニットに対する抗体の測定系についてそれぞれ既製品抗体による確認も終了した。この抗体測定系はRIを使用せず「安全」であり、カイアシルシフェラーゼを用いた「高感度」で「定量性」のある比較的「簡便」であることを特徴とする。そして陽性コントロール測定によってサンプル測定値を除してantibody indexを算出する方法で経時的評価も可能である。サンプルの収集も順調に進んでおり、日本全国より自律神経障害を呈した神経疾患の症例から採取した血清を送付いただいた。平成27年3月までの段階で712検体・539症例の血清を当施設に凍結保存している。これまでの段階で90症例の陽性症例を把握している。その内訳としてはα3サブユニット・β4サブユニット両方に対する抗体陽性は27症例、α3サブユニットに対してのみ抗体陽性は53症例、β4サブユニットに対してのみ抗体陽性は10症例である。これまでに本抗体陽性の自己免疫性自律神経節障害(以下、AAG)は41症例把握しており、その平均年齢は59.6歳で、男性にやや多い傾向がある。初発症状としては起立性低血圧が圧倒的に多く、ほかに消化管障害・排尿障害をきたすなど広範な自律神経障害が臨床的特徴である。発作性咳嗽やアカラシアなども頻度は多くないが、本抗体の関与が示唆される病態と捉えている。リウマチ・膠原病などの自己免疫疾患の併発が多く、内分泌疾患を呈する症例や悪性腫瘍との関連の可能性(いわゆる傍腫瘍性神経症候群)を病態として考えるべき症例も存在していることが判明した。今回の研究計画では日本における自己免疫性自律神経節障害(AAG)の臨床像を明らかにするために抗自律神経節アセチルコリン受容体(gAChR)抗体の検出系を樹立し,自律神経障害をきたした症例からの血清において抗gAChR抗体を測定していくという方針であった.そして本抗体陽性症例の臨床像を把握することを目的とした.われわれはルシフェラーゼ免疫沈降システム(LIPS)による抗gAChR抗体検出系を樹立し,既製の抗体を用いて用量反応性を検証し,健常対照,疾患対照,そしてAAGが疑われる症例での測定を行った.健常対照平均の+3SDをカットオフに設定し,測定を行ったところ,AAGでは48%の陽性率であった.この結果は2015年にPLoSONEに報告した.

また臨床像の解析としては1)発症様式として慢性経過症例が約半分を占めること,2)広範な自律神経障害を呈すること,3)自律神経外症状としては脳症状や内分泌障害を呈しうること,4)膠原病の合併や腫瘍の併存症例が存在すること,を記した.またシェーグレン症候群(SS)における自律神経障害に関する調査として,SS症例における本抗体の測定を行った.自律神経障害の有無について不明のSS症例群では23%陽性という結果であり,全国より集積した自律神経障害のあるSS症例10例では8例の抗体陽性を認めた.このようにSSでは末梢レベルの障害の新たなメカニズムとして本抗体の関与が示唆された.研究結果は2016年にMod Rheumatolに掲載された.その他,小児で自律神経障害および脳症症例に関する報告,複合的免疫治療が有効であったAAG症例に関する報告を測定依頼者とともに行った.自律神経障害を呈しうる免疫異常が介在する疾患では本抗体の出現する可能性があり,その病態や症状の成り立ちに関与しているのではないかと推測している.無論,抗体の病原性については今後,詳細かつ慎重な基礎的な裏付けが必要であり.それについても計画している.自己免疫性自律神経節障害(AAG)では自律神経節におけるアセチルコリン受容体( gAChR)に対する自己抗体が陽性になることが知られている.自律神経節に存在するAChRはα3サブユニットとβ4サブユニットから構成され,交感神経・副交感神経いずれにおける節前後線維のシナプス伝達を仲介する.われわれはルシフェラーゼ免疫沈降システム(LIPS)による新規の抗gAChR抗体測定系を確立した.臨床像解析では起立性低血圧を初発症状とするものが多く,自律神経障害として頻度の高いものは消化管障害,起立性低血圧・起立不耐,排尿障害である.自律神経系外症状として内分泌障害や精神症状などに注意する必要がある.本研究ではすでに自己抗体の測定系樹立に成功し、症例の集積を順調に行えていることから、当初の計画通りと考えていた。しかし最終年度に予定していた計画の達成と論文報告を平成26年度の時点ですでに達成しており、上述の通り「当初の計画異常に進展している」と判断した。内容としては抗gAChR抗体測定系確立、日本におけるAAGの臨床像解析である。これまでに本疾患の日本からの報告は症例報告レベルのものがほとんどであったが、日本で初めて本抗体の測定系が樹立したことによって日本における実態の解明につながったと考える。一次性自律神経ニューロパチーにおけるこの自己抗体の陽性頻度は約50%とされていたが、日本における陽性頻度も48%であり、これまでの報告と合致していた。初発症状としては起立性低血圧が圧倒的に多く、ほかに消化管障害・排尿障害をきたすなど広範な自律神経障害が臨床的特徴である。発作性咳嗽やアカラシアなども頻度は多くないが、本抗体の関与が示唆される病態と捉えている。AAGではリウマチ・膠原病などの自己免疫疾患の併発が多く、内分泌疾患を呈する症例や悪性腫瘍との関連の可能性(いわゆる傍腫瘍性神経症候群)を病態として考えるべき症例も存在していることが判明した。神経内科学今後はさらに症例・血清の収集を促進していきたいと考えている。またAAG以外の自律神経障害をきたす疾患病態において本抗体が陽性となることを経験している。これまでの抗体陽性症例のうち49症例がAAG以外の疾患となるが、例えばニューロパチー、脳症脳炎における本抗体陽性の意義を今後は検討していきたい。
D2-受容体含有中型有棘神経細胞選択的調節によるドパミン関連疾患の病態の機序解明

ヒトにおいて中枢神経作用薬は独特な感覚を示すことが知られており、動物においては、これらの効果を弁別刺激効果と呼んでいる。ドパミン受容体作動薬は、methamphetamineなどの依存形成薬物の感覚を発現するとされているが、D1-あるいはD2-受容体を選択的に活性化した際の感覚の詳細については、ほとんど明らかにされていない。そこで、統合失調症などに重要とされるD2-受容体を選択的に活性化した際の感覚についての機序の解明を試みることとした。実験には、2レバーオペラントボックスを使用してD2-受容体作動薬であるquinpiroleと生理食塩液の弁別を獲得させたラットを用いて、種々の受容体選択的リガンドを用いて般化試験を行った。その結果、種々のD2-受容体作動薬は、quinpiroleの弁別刺激効果に対して般化した。また、D1-およびD2-受容体を刺激するapomorphineおよびmethamphetamine、さらには、D1-受容体刺激薬であるchloro-APBは、quinpiroleの弁別刺激効果に対して般化を示さなかった。また、D2-MSNには、A2a-受容体やdelta-オピオイド受容体が特異的に存在することから、それぞれの選択的なリガンドを用いて般化試験を行なった。しかしながら、A2a-受容体拮抗薬であるistradefylineあるいはdelta-オピオイド受容体作動薬であるSNC80は共にquinpiroleの弁別刺激効果に対して般化を示さなかった。以上の結果より、D2-受容体刺激による感覚は、特異的な感覚を示し、これらを詳細に検討することにより、統合失調症における幻覚・幻聴やパーキンソン病治療に伴う幻覚の機序解明の一助となることが明らかとなった。概ね順調に進展している。すでに、3年目に予定していたDREADDを用いた弁別研究にも着手しており、全体としても予定通り研究を終了出来そうである。来年度は、D2-MSNの神経細胞に存在しているenkephalinやGABAの関与について、弁別刺激効果、さらには遺伝子改変マウスを積極的に利用して解明を行っていく。オプトジェネティックスを行なうための光照射の熱源を確保するためのユニットを購入する予定であり業者との見積もりを依頼していたが、納品が年度中に納品することが難しいことが判明したため、次年度の当初に発注を行なうこととしたため。
改良型ＥＴーＫ液による肺持続灌流保存の前臨床研究

改変型ET-K液による肺持続灌流保存の臨床応用を目指して、温虚血後のラット肺・イヌ肺における持続灌流保存効果を体外灌流モデルを用いて検討した。その結果、血管収縮作用を軽減するためのK+を減量した改変型ET-K液、および液の粘稠度を下げるためにHESを添加しない改変型ET-K液も、十分な灌流保存効果を示さなかった。また、これらの欠点を補うために灌流液に洗浄赤血球を加えても、保存効果に有意な改善は認めなかった。以上の結果よりET-K液改変による肺持続灌流保存の実現には、さらなる検討・改良を要する。Lewisラット(体重300-400 g)に全身麻酔下に心室細動にて心停止を導入後、室温下に90分間放置した。90分の温虚血後に両肺ブロックを体外循環回路に接続し、60分間の低温持続灌流(6-10°C、2-3 ml/分)を行った。灌流液にはK濃度を減量した改変型ET-K(Na+/K+=149/5 mEq/L)をベースとして、3%のHESを含有した低K-HES+群とHESを加えない低K-HES-群を比較した。その結果、粘稠度を抑えるためにHESを除いたHES-群では、予想に反して60分間の低温持続灌流中、HES+群に比べて、有意に気道抵抗および肺動脈圧の上昇を認め、肺重量も増加し、高度の肺水腫を来した。よって、HESは灌流液の粘稠度を増加させ、悪影響を及ぼしている可能性がある一方で、膠質浸透圧を維持することによって、むしろ灌流保存に好影響を与えていることが明らかとなり、単純なK濃度の減少やHESの除去のみではET-Kによる持続灌流保存効果は不十分であった。そこで、灌流液の粘稠度を大きく増加させずに浸透圧を維持するため、赤血球を加えたcellular ET-Kによる灌流保存の可能性を検討した。現在、肺の体外持続灌流には、赤血球を含まないacellular perfusionと赤血球を加えたcellular perfusionの二種の方法があり、その優劣は不明である。予備実験としてラット肺の持続灌流をcellular solutionとacellular solutionの二群に分けて比較検討を行った結果、赤血球を加えたcellular群では、有意に良好な保存効果を示した。また、同様の結果がイヌ肺においても認められるかどうかを検討するため、イヌ肺の持続灌流をcellularおよびacellularで実施したところ、ラットとは異なり、両群に明らかな差は認めずほぼ同等の結果を示した。昨年度までの実験結果をふまえ、肺の体外持続灌流において灌流液に赤血球を加えたcellular perfusionと赤血球を加えないacellular perfusionのいずれが適しているかを明らかにするため、ラット肺を用いて検討を行った。Lewisラット(体重300-400 g)を用いて、灌流液に赤血球を含むcellular灌流液群と含まないacellular灌流液群(各々n=6)に分けた。全身麻酔下に心室細動にて心停止を導入後、室温下にて温虚血傷害を与えた後に両肺ブロックを体外循環回路に接続し、それぞれの灌流液で肺重量が500 mg増加して明らかな肺水腫を来すまで持続灌流を行い、その間の生理学的データを比較した。その結果、肺水腫に至るまでの時間、肺コンプライアンスには両群間に統計学的有意差を認めなかったが、肺血管抵抗はcellular灌流液群で有意に高値であった。また、cellular灌流液群では、肺コンプライアンスの低下に伴ってPaO2値の低下が認められたのに対し、acellular群では肺コンプライアンスが低下してもPaO2の低下は認められなかった。以上の結果より、肺水腫にいたる肺傷害の進行に関しては、cellularとacellularの間に有意差を認めず、持続灌流中の傷害は同程度と考えられたが、肺の評価項目としてacellular灌流液ではPaO2値は不適当であることが明らかになった。同様の結果がイヌ肺においても認められるかどうかを検討するため、イヌ肺の持続灌流をcellularおよびacellular灌流液を用いて実施したところ、両群に明らかな差は認めず、ほぼ同等の保存効果を示し、cellular ET-K液での持続灌流保存効果は不十分と考えられた。Lewisラット(体重300-400 g)を用いて、全身麻酔下に心室細動にて心停止を導入後、室温下に90分間放置し温虚血を与えた。90分の温虚血後に両肺ブロックを摘出し、ラット肺体外循環回路に接続し、60分間の低温持続灌流(6-10°C、2-3 ml/分)を行った(換気回数40回/分)。灌流液にはK濃度を減量した改変型ET-K(Na+/K+=149/5 mEq/L)を用いた。