hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
九官鳥を用いた難聴児の発語機構に関する実験的研究ー聴覚フィードバックの効果ー

1.喃語様発声と負の強化:九官鳥の幼鳥がヒトのことばを模倣学習する過程で出現する喃語様発声(模倣原音)に対して大きな拍手音または叱声を与えると、その発声回数は徐々に減少し、結局そのトリの模倣は完成しない。一方、トリの発声ごとに愛称を呼ぶか餌を与えるかすると、模倣原音は加速的に増加し、物まねの完成が促進される。この成績は幼児の言語習得に関する貴重な教訓を示唆する。2.実験的騒音性難聴の形成:九官鳥は騒音負荷に対する受傷耐性が著しく高く、哺乳類では騒音負荷の有効刺激としてよく知られた高音圧のホワイトノイズまたは純音はまったく効果はみられなかった。種々試みた結果、閉鎖空間における陸上競技用ピストル音の暴露によって一過性の騒音性難聴が認められた。3.聴力損失の指標:動物の頭皮上ならびに内耳前庭窓近傍から記録した脳幹聴覚誘発電位(BAEP)および蝸牛神経複合活動電位(AP)は一過性騒音難聴の形成とその回復過程を知る客観的指標としてきわめて有効であることを確認した。4.騒音性難聴条件下の模倣発声:爆発音負荷直後、BAEPおよびAP波形が消失してから振幅が完全に回復するまでの10日間における発声行動の音圧および発声持続時間などにはとくに顕著な変化は認められなかった。難聴児にみられる聴覚フィードバックの障害効果と著しく異なった。5.模倣発声行動の動機づけ要因:飼育者の音声のようにある種の社会的意味をもつと考えられる音声は物まね発声を誘発させる効果があること、さらに飼育者の音声が感覚性強化刺激になることが明らかになった。6.弁別オペラント行動からみた九官鳥の聴力曲線:行動聴力曲線は他種のトリに比べ、ゆるやかなカーブを描き、可聴範囲は110Hzから12kHzまでの幅広い周波数帯域を含むことが認められた。騒音性難聴が模倣発声に及ぼす効果の有無については今後の検討課題であるが、ヒトと異なり、強大音に対する受傷耐性が高い。1.健常動物の模倣発声:(1)難聴条件に先立ち,対照条件として正常聴力動物にヒトの日常挨拶語「オハヨウ」,「コンニチワ」を聴かせて模倣学習を完成させた.(2)健常動物の物まね音声を一旦テープに収録した後,再生して音声分析を行い,サウンドスペクトログラムを作成した.(3)視覚刺激を弁別刺激として模倣発声行動を条件づけた結果,たとえ難聴条件でもトリの物まね発声を実験者の意のままに誘発させて,聴覚フィードバックの効果を検討することが可能になった.2.難聴評価の指標:(1)聴性電気現象のうち,BAEP(脳幹聴覚誘発電位)の正常波形には,4msの短潛時内に連続して出現する明瞭な一連の陽性波と〓性波が認められた.とくに前者をP.ナ_<1.ニ>(I波),P.ナ_<2.ニ>(II波),P.ナ_<3.ニ>(III波)と呼ぶことにした.(2)刺激音の強度変化,片・両耳刺激,頭部・外耳道冷却,薬物脳内注入および鼓膜損傷などの諸条件下における波形変化から前述のBAEPを聴性反応として確認した.(3)手術によって植込んだ慢性電極を用いて,常に同一部位から安定して記録できる点でBAEPを難聴の程度とその回復過程を客観的に評価する指標として適切であることを確認した.

3.可逆性音響外傷の形成:(1)一過性難聴を形成するため,トリに連続負荷した強大純音または白色雑音(90dB)は哺乳動物の場合と異なり,ほとんど無効であったのに対し,陸上競技スタート用ピストルの爆発音はきわめて有効であった.(2)動物の外耳孔より15cm離れた位置で与えた爆発音は,自由・開放空間の場合,3発暴露でBAEPの振幅は約50%減少したが,30分後より回復し,45分後には暴露前の典型波形が再現した.(3)閉鎖空間(動物を小さい段ボール箱内に収容)では,1発暴露によってBAEPは完全に消失したが,7日後より徐々に振幅が増大し,10日後には再び対照波形に回復した.それゆえ,暴発音の呈示条件により音響外傷の程度を調節することも可能となった.1.喃語様発声と負の強化:九官鳥の幼鳥がヒトのことばを模倣学習する過程で出現する喃語様発声(模倣原音)に対して大きな拍手音または叱声を与えると、その発声回数は徐々に減少し、結局模倣は完成しない。一方、トリの発声ごとに愛称を呼ぶか餌を与えるかすると、模倣原音は加連的に増加し、物まねの完成が促進される。この成績は幼児の言語習得に関する貴重な教訓を示唆する。2.実験的騒音性難聴の形成:九官鳥は騒音負荷に対する受傷耐性が著しく高く、哺乳類では騒音負荷の有効刺激としてよく知られた高音圧のホワイトノイズまたは純音はまったく効果はみられなかった。種々試みに結果、閉鎖空間における陸上競技用ピストル音の暴露によって一過性の騒音性難聴が認められた。3.聴力損失の指標:動物の頭皮上ならびに内耳前症窓近傍から記録した脳幹聴覚誘発電位(BAEP)および蝸牛神経複合活動電位(AP)は一過性騒音難聴の形成とその回復過程を知る客観的指標としてきわめて有効であることを確認した。4.騒音性難聴条件下の模倣発声:爆発音負荷直後、BAEPおよびAP波形が消失してから振幅が完全に回復するまでの10日間における発声行動の音圧および発声持続時間などにはとくに顕著な変化は認められなかった。難聴児にみられる聴覚フィードバックの障害効果と著しく異なった。5.模倣発声行動の動機づけ要因:飼育者の音声のようにある種の社会的意味をもつと考えられる音声は物まね発声を誘発させる効果があること、さらに飼育者の音声が感覚性強化刺激になることが明らかになった。6.弁別オペラント行動からみた九官鳥の聴力曲線:行動聴力曲線は他種のトリに比べ、ゆるやかなカーブを描き、可聴範囲は110H_2から12kH_2までの幅広い周波数帯域を含むことが認められた。騒音性難聴が模倣発声に及ぼす効果の有無については今後の検討課題であるが、ヒトと異なり、強大音に対する受傷耐性が著しく高い。
IL-12の発現・機能の制御と治療への応用

抗原/T細胞刺激による抗原提示細胞でのp35 mRNA発現増強機構を解析した結果、MHCクラスIIからのシグナルによりその発現増強が誘導されること、また、IL-12産生におけるIFN-γによるPrimingの必要性について検討したところ、IFN-γによるPrimingは必須ではなく、マクロフファージをディッシュに付着させるだけでIL-12産生が誘導できることを明らかにした。IL-12R発現増強へのCD28/CTLA-4の関与を検討した結果、IL-12Rの発現増強にはCD28からの刺激はポジティブにCTLA-4からはネガティブに働くこと、IFN-γノックアウトマウス(KO)を用いても同様な効果が見られることを示し、IL-12R発現増強におけるB7-1/2-CD28/CTLA-4刺激の重要性を明らかにした。また、CTLA-4からの刺激はナイーブT細胞のTh1への分化を増強すること、この際IL-12の関与は少なくTGF-βを部分的に介していることを明らかにした。赤内型マラリアの感染防御に重要なIL-12/IFN-γの下流に位置するエフェクター機構について検討した結果、iNOSおよびFcRγ鎖KOマウスと抗NK1.1抗体を用いたNK細胞の除去の実験より、NO産生やNK細胞の活性化は見られるが感染防御には必須ではなく、FcRを介した抗体依存的な貪食作用により感染赤血球が除去されることを明らかにした。肝臓特異的にp40を高発現するlprTgマウスは、リンパ腫脹形成は変わらなかったが、血中NOやIFN-γ産生量や抗DNA抗体価、蛋白尿が減少した。また、膵臓ランゲルハンス小島特異的にp40を発現する糖尿病(NOD)Tgマウスは、血中p40濃度は変わらず小島局所でのみp40産生が観察され、糖尿病発症の抑制効果が示された。以上のことから、p40の自己免疫発症の抑制効果が明らかになった。我々は、今までマウス赤内型マラリア原虫P.berghei弱毒株XAT感染において脾細胞からのIL-12およびIFN-γ産生が感染防御に重要であることを明らかにしてきた。そこで、今年度はこれらの下流に位置するEffector機構を解明について検討した。その結果、まずNK細胞のLytic活性および感染脾細胞からのNO産生は強毒株P.berghei NK65感染に比べ弱毒株感染で有意に高く感染防御との正の相関性が得られたが、抗NK1.1抗体を用いたNK細胞のDepletionおよぴiNOSノックアウトマウスを用いた実験よりこれらの感染防御への関与は低く、さらに食細胞の貪食活性阻害剤であるカラゲナンを投与した実験より、マクロファージによる貧食能が感染防御に重要であることを明らかにした。また、我々は以前に抗原存在下T細胞と抗原提示細胞(APC)を反応させると、CD40-CD40Lを介した刺激によりp40 mRNAが増強されることを明らかにした。今年度は、さらにこの際p35 mRNA発現も誘導されることよりその機構について検討した。その結果、まずMHC Class IIに対するBlocking抗体を反応させるとp35 mRNA発現増強が阻害されること、逆にAgonisticなClass IIに対する抗体をAPCに反応させるとp35 mRNA発現が誘導されることより、Class IIからの刺激によりp35発現が誘導されることを明らかにした。また、IL-12産生におけるIFN-

γによるPrimingの必要性について検討したところ、必ずしもIFN-γによるPrimingは必要ではなく、例えばマクロファージをディッシュにまいて暫く放置するだけでIL-12産生を誘導できるようになること、さらにまいて直ぐの場合は同時に産生されるIL-10よりIL-12産生が抑制されているとを明らかにした。B7-1/2のT細胞側のCounterpartであるCD28/CTLA-4のIL、-12R発現増強への関与を解析した結果、機能的IL-12Rの発現増強にはCD28からの刺激はポジティブにCTLA-4からの刺激はネガティブに働くこと、さらにIFN-γKOマウスを用いても同様な効果が見られることを示し、IL-12R発現増強におけるB7-1/2-CD28/CTLA-4刺激の重要性を明らかにした。さらに、CTLA-4からの刺激はナイーブT細胞のTh1への分化を増強すること、この際IL-12の関与は少なくTGF-βを部分的に介していることを明らかにした。赤内型マラリア感染において感染防御に重要なIL-12およびIFN-γの下流に位置するエフェクター機構としてFcRを介した抗体依存的な貪食作用の感染防御への関与を検討したところ、感染後脾細胞において感染赤血球に対する抗体依存的貪食能が増大すること、この貪食能はIFN-γに依存的であること、FcRg鎖KOマウスは感染赤血球に対する貪食能を消失し抵抗性が著明に減少していること、このマウスでは抗体のPassive Transferによる感染の抑制効果が激減していることを示し、FcRを介した抗体依存的貪食作用の赤内型マラリア感染防御における重要性を明らかにした。肝臓特異的にp40を高発現するTgマウスをIprマウスにバッククロスしたマウスは、血中に高濃度のp40を有し、リンパ腫脹形成は変わらなかったが、血中NOやIFN-γ産生量や抗DNA抗体価、蛋白尿が減少した。グルカゴンプローモーターを用い膵臓ランゲルハンス小島特異的にp40を発現する糖尿病(NOD)Tgマウスは、血中p40濃度は変わらず小島局所でのみp40産生が観察され、糖尿病発症の抑制効果が示された。以上のことから、p40の自己免疫発症の抑制効果が明らかになった。
前立腺幹細胞抗原（PSCA）を分子標的とする膵臓癌の創薬基盤の構築

前立腺幹細胞抗原PSCAは、膵臓がん組織において高発現し、転移・悪性化において重要であると考えられている。本研究では、ヒト膵臓がん細胞株KMP2を細胞低吸着シャーレによる3D培養を行い、PSCAの高発現細胞培養系の構築を行なった。また、構築した培養系を用いた解析により、PSCAはNumbにより発現制御されていることが明らかとなった。また、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析により、転移膵臓がん組織で発現上昇の認められる複数の遺伝子が3D培養KMP2細胞で上昇し、一部遺伝子においては、PSCAと同様にNumbにより発現制御されることが明らかとなった。膵臓癌における前立腺幹細胞抗原PSCAの発現制御機構を解析するにあたり、十分にPSCAが発現する膵臓癌細胞を用いることが必要である。PSCAは膵臓癌組織で高発現すると報告されている。しかしながら一方で、通常のプラスチックプレート上で膵臓癌細胞株を培養した時に、その発現レベルが非常に低いことが知られている。そのため、本研究ではまず肝臓転移膵臓癌細胞株KMP2を用い、低吸着プレートを用いた3次元(3D)培養がPSCA発現に及ぼす影響について検討した。KMP2細胞を低吸着プレートで培養した結果、比較的均一なスフェロイドの形成が認められた。そこで同細胞を通常のプラスチックプレートおよび低吸着プレートで1週間培養した後、定量的RT-PCR法にてPSCAの遺伝子発現を比較検討した。その結果、低吸着プレートを用いた3D培養により、PSCAのmRNA発現は37.8±3.6倍有意に増加した。さらにウエスタンブロッティングを用いてPSCA蛋白質の発現を解析した結果、mRNAと同様に3D培養により有意な蛋白質発現増加が認められた。また、3D培養で発現誘導が認められたPSCA蛋白質は、本来の推定分子量約13KDaにもかかわらず、ウエスタンブロッティングにおいて35KDa付近にブロードなバンドとして検出された。そこで3D培養したKMP2細胞の蛋白質抽出物をN-グリコシダーゼ処理し、ウエスタンブロッティングを行った結果、PASA蛋白質は13KDa付近にシャープなバンドで検出された。以上の結果から、3D培養はKMP2細胞における修飾PSCA蛋白質の発現を誘導することが明らかとなった。本培養系は、膵臓癌細胞におけるPSCAの発現制御機構の解析を行う上で、有用であると考えられる。PSCAの発現調節機構の解明が本研究の主目的であるが、一番重要であるPSCAが高レベルで発現誘導される膵臓癌細胞の培養条件の確立に成功した。今後、確立した培養法を用いてPSCAの発現調節機構の解析が可能である。前年度の検討により、肝臓転移膵臓がん細胞株KMP2を、低吸着プレートを用いた3次元(3D)培養を行うことにより、前立腺幹細胞抗原PSCAを高産生する細胞へ誘導できることが明らかとなった。また研究代表者は、以前の検討より胃粘膜細胞においてNumbタンパク質がPSCAの発現を制御すると報告している(PLOS one 2013)。そこで本研究では、KMP2細胞において、PSCAと同様に3D培養時に発現誘導される遺伝子の探索を目的とし、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析を行った。さらに、PSCAを含む3D培養時に発現誘導される遺伝子について、発現制御に及ぼすNumbタンパク質の影響について検討した。マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析の結果、プラスチック培養時に比べ3D培養時において2倍以上発現誘導が認められた遺伝子として、1789遺伝子がピックアップされた。さらにこれら遺伝子について、既報のヒト膵臓がん組織における遺伝子発現解析の結果と比較解析した。その結果、膵臓がん組織と共通に遺伝子発現誘導される31遺伝子を得た。これらの遺伝子のうち、14遺伝子について、転移膵臓がん特異的な遺伝子発現誘導が認められた。3D培養したKMP2において、レンチウイルスを用いてNumbタンパク質の発現をノックダウンした結果、コントロールに比べPSCA mRNAの有意な発現上昇が認められた。さらに、マイクロアレイでピックアップされた14遺伝子についても同様な検討を行った結果、4つの遺伝子について、PSCAと同様にNumbノックアウト細胞で有意な遺伝子発現上昇が認められた。本研究から、通常、Numbタンパク質により抑制的に発現制御されているいくつかの遺伝子が、転移膵臓がんにおいてNumbの発現が低下することにより、その発現が上昇することが明らかとなった。前年度構築した3D培養系を利用し、PSCAの発現調節機構因子であるNumbを同定出来た。さらに、転移膵臓がんにおいて、PSCAと同様にNumbにより制御させる遺伝子についても同定出来た。前年度までの検討により、肝臓転移膵臓がん細胞株KMP2を、低吸着プレートを用いた3次元(3D)培養を行うことにより、前立腺幹細胞抗原PSCAを高産生する細胞へ誘導できることが明らかとなった。そこで本研究では、KMP2の3D培養時におけるPSCA誘導機構の解析、ならびに膵臓がん転移に関わるその他の因子の発現変化について検討を行った。昨年までの検討から、3D培養したKMP2細胞におけるPSCAの発現は、Numbにより負に制御されていることが明らかとなった。膵臓がん組織において、Numbの発現低下時にMusashi-2(Msi2)の発現が増加し、膵臓がんの転移悪性化を誘導するという報告されていることから、2D培養および3D培養時におけるMsi2のタンパク質発現変化についてウエスタンブロッティングを用いて検討した。その結果、2D培養と比較してPSCAの発現増加およびNumbの発現低下が認められる3D培養時において、Msi2の発現増加が認められた。

また、レンチウイルスを用いてNumbタンパク質発現を安定的にノックダウンしたKMP2細胞では、3D培養時においてコントロール細胞に比べ、顕著なMsi2タンパク質の発現増加が認められた。一方、NumbはHypoxia Inducible Factor -1α(HIF-1α)との相互作用が報告されているため、3D培養KMP2細胞にHIF-1阻害剤を処理し、PSCAの発現について検討を行った。その結果、HIF-1阻害剤処理によりPSCAタンパク質の発現低下が認められた。以上の結果より、膵臓がん細胞において、PSCAおよびMsi2などの転移悪性化に関与する因子がNumbにより負に制御されており、これら分子機構は一部、HIF-1依存的に制御されることが明らかとなった。前立腺幹細胞抗原PSCAは、膵臓がん組織において高発現し、転移・悪性化において重要であると考えられている。本研究では、ヒト膵臓がん細胞株KMP2を細胞低吸着シャーレによる3D培養を行い、PSCAの高発現細胞培養系の構築を行なった。また、構築した培養系を用いた解析により、PSCAはNumbにより発現制御されていることが明らかとなった。また、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析により、転移膵臓がん組織で発現上昇の認められる複数の遺伝子が3D培養KMP2細胞で上昇し、一部遺伝子においては、PSCAと同様にNumbにより発現制御されることが明らかとなった。プラスチックプレートおよび低吸着プレートで培養したKMP2細胞のRNAを用いてマイクロアレイを行い、PSCAと同様に3D培養で発現誘導される遺伝子をピックアップする。さらに、ピックアップされた遺伝子を発現抑制し、PSCAの発現に及ぼす影響について検討する。Numbタンパク質にはスプライシングバリアントが存在するため、NumbによるPSCAの発現抑制機構における各スプライシングバリアントの特異性について検討を行う。また、その際、PSCAの5'-日翻訳領域に存在するSNPの影響についても合わせて検討を行う。また、PSCAを含む転移組織特異的な発現をする遺伝子について、その生物学的影響について検討を行う。病態生理腫瘍学
技術と芸術-その等根源性と両極性をめぐる歴史的哲学的考察

1993年度の研究実績は、各自が個別的に諸論文を発表したほかに、二日間にわたる研究合宿を行い、下記の諸テーマのもとに研究発表と綿密な討議を行ったことである。まず、東北学院大学の佐々木俊三氏は、「フロイトの自己同一性をめぐって」なるテーマのもとに、自己、他者という概念が絶対的独自性をもつものではないことを論じた。例えば、ある未開社会では、ペルソナは名によって表わされるが、名は祖霊であり、それが社会的役割の一切を担い、そして、各個人、各階段級の間に分配され交換される。自己と他者とのこのような転換は、さらに、精神病、ナルシズムなどの例によって追跡され、自己概念の危うさが浮き彫りにされた。次に、東北大学の加藤氏は「ルネサンスにおける技術と芸術」なるテーマのもとに、ニコラウス・クザ-ヌスの技術論を論じた。すなわち、クザ-ヌスにおいて、宇宙は中心をもたない無限大のものだが、神は数を媒介にして、これを創造した。それ故、宇宙は数によって書かれている。したがって、神の技術の似像である人間の技術もまた、数、比率、形相を認識し、これに従うものでなければならないことが指摘された。等二日目に入り、東北大学の清水哲郎氏は、「Ars moriendi」なるテーマのもとに、自然死における自然とは何か、尊厳死における人間の尊厳とは何か、と問い、それが「人間の生の質(quality of Life)」をいかに理解するか、に依存することを論じた。最後に、東北大学の野家啓一氏は、「ベンヤミン『複製技術時代の芸術』の一考察」なるテーマのもとに、芸術作品の唯一性、個体性、それに伴う神聖性が、複製技術の出現により今や消滅しつつある時代に入ったこと、その結果、技術と芸術との境界が瞹昧になりつつあること、そこから逆に何か新しいものが生まれる可能性があること、を語った。これらの諸発表について、集合した全研究者は二日間にわたり厳しい討議を行い、問題の困難さと広がりについて知見を深めた。1992年度の研究実績を代表するものとして四つの成果を記す。1.佐々木力は「科学技術論の医学史モデル」という表題のもとに研究発表を行い、古代ギリシアにおける誕生以来、本来善いものであると考えられてきた科学技術が、原子兵器を作り出し、環境破壊の道具ともなり、類としての人間の絶滅を可能にしている現在では、最早そのようには考えられないこと、この時、科学技術のモデルとなるべきものは単なる客観的な学問ではなく、心身を癒す術である医術であるべきこと、したがって、科学技術は社会の病を癒す術として据え直さねばならぬことを論じた。2.細井雄介は「芸術の半透明性」という表題のもとに研究発表を行い、「芸術は実在の模倣である」というアリストテレス以来のテーゼに言及しつつ、芸術は実在とわれわれとの間の媒体であること、しかし、その際、あまりには透明に、なんの抵抗もなく、実在を出現させるものは真の芸術ではないこと、芸術は半透明性であることによって、つまり、解り難いことによって、それ自身に固有の実在性を現すものであることを論じた。3.熊田陽一郎は「ディオニュシオス・アレオパギテースの神秘思想」という表題のもとに研究発表を行い、神は万物の原因であるから、万物は神の現れであり、したがって、岩も露も虫も神の名である、という汎神論的世界肯定の思想を展開して、機械論的自然観に対するアンチテーゼを示唆した。

4.岩田靖夫は「反駁的対話の論理構造」という表題のもとに研究発表を行い、現代世界にあまねく見られる人倫的秩序の崩壊の再建には、ソクラテス的対話に立ち戻らねばならぬこと、ソクラテス的対話とは異なる信念の持ち主たちの間の止むことのない開放的対話であることを論じた。5.以上四つの研究は、それぞれ、技術、芸術、宗教、倫理に焦点を合わせて、本研究のテーマを多角的に照明したものである。1993年度の研究実績は、各自が個別的に諸論文を発表したほかに、二日間にわたる研究合宿を行ない、下記の諸テーマのもとに研究発表と綿密な討議を行なったことである。まず、東北学院大学の佐々木俊三氏は、「フロイトの自己同一性をめぐって」なるテーマのもとに、自己、他者という概念が絶対的独自性をもつものではないことを論じた。例えば、ある未開社会では、ペルソナは名によって表わされるが、名は祖霊であり、それが社会的役割の一切を担い、そして、各個人、各階級の間に分配され交換される。自己と他者とのこのような転換は、さらに、精神病、ナルシズムなどの例によって追跡され、自己概念の危うさが浮き彫りにされた。次に、東北大学の加藤氏は「ルネサンスにおける技術と芸術」なるテーマのもとに、ニコラウス・クザーヌスの技術論を論じた。すなわち、クザーヌスにおいて、宇宙は中心をもたない無限大のものだが、神は数を媒介にして、これを創造した。それ故、宇宙は数によって書かれている。したがって、神の技術の似像である人間の技術もまた、数、比率、形相を認識し、これに従うものでなければならないことが指摘された。第二日目に入り、東北大学の清水哲郎氏は、「Ars moriendi」なるテーマのもとに、自然死における自然とは何か、尊厳死における人間の尊厳とは何か、と問い、それが「人間の生の質(quality of Life)」をいかに理解するか、に依存することを論じた。最後に、東北大学の野家啓一氏は、「ベンヤミン『複製技術時代の芸術』の一考察」なるテーマのもとに、芸術作品の唯一性、個体性、それに伴う神聖性が、複製技術の出現により今や消減しつつある時代に入ったこと、その結果、技術と芸術との境界が曖昧になりつつあること、そこから逆に何か新しいものが生まれる可能性があること、を語った。これらの諸発表について、集合した全研究者は二日間にわたり厳しい討議を行ない、問題の困難さと広がりについて知見を深めた。
分子磁性体内包単層カーボンナノチューブによる新奇磁気特性の発現と向上

本研究では、分子磁性体の構造を低次元的に制御し、かつ電子の流れるパスとして機能する分子性材料として単層のカーボンナノチューブ(CNT)に着目する。単層CNTは直径数nm、長さ数μmと非常に大きなアスペクト比を持つほぼ理想的な量子細線であり、その一次元性に由来し離散的なエネルギー準位やバリスティック伝導を示す。本研究においては、単層CNTが有する大きな特徴の1つである「一次元内部空間」に着目し、ここに分子磁性体を内包することで「分子磁性体内包単層CNT」を創製する。これにより分子磁性体は単層CNT内部に一次元的にスタックするため、分子間相互作用が制御され磁気特性の変調が期待できる。一次元の内部空間を有する単層カーボンナノチューブ(CNT)への包摂を利用して分子磁性体を1次元に並べることで、磁気物性の制御・向上を目指すと共に、巨大磁気抵抗効果等のスピン素子としての機能の創出を試みる。これにより「分子スピントロニクス」の開拓と更なる発展を目指す。分子磁性体をCNTに内包させ磁気抵抗などの機能発現を行い、分子スピントロニクスの開拓を目的とする意欲的な取り組みであり、学術的にも非常に意義深い。本研究で得られる成果は、化学だけではなく物理学や材料科学など、基礎的分野から応用分野にわたる幅広い領域に対してその波及効果は大きいものと期待される。
寝たきり高齢者削減に向けたリビリテーション手法普及に関する研究

本研究に東京電機大学・北里大学・慶鹿義塾大学・神奈川県産業技術総合研究所・川崎医科大学付属川崎病院・東海大学・日本医科大学,新潟医療福祉大学,帰厳会岡本病院,介護老人保健施設湘南の丘,同ルミエール,同せんだんの丘,立花整形外科の協力を得た.本学の牛澤賢二教授及び各施設の協力に深謝する.アンケート調査報告:回収された有効なサンプルの総数は450票である.回答から本研究の目的である普及に関し,新しい方法へ取り組むための条件として設問し,何よりも,有効性の証明と患者からの了解,さらには,施設全体のコンセンサスが必要であるとの回答を得た.現在実施されているリハビリテーションに関しては,その効果が必ずしも十分とは言えず,疑問を抱いているものが全体の50%も占める.その点を反映して,新しいリハビリテーション手法に対する期待と関心が強い.例えば,タキザワプログラムや創動運動という新しいリハビリ手法に関する認知度は5%程度であるが,関心度はきわめて高い.関連研究:「生活行為評価表」を考案し,試行した.評価機器・評価方法の調査を行った.下肢運動評価システムの改良と調査実施を行った.また立位歩行獲得に関する評価標準化に動態解析ソフトを利用し,試験を行った.関連諸研究から,学会設立の機運が生じ,研究会をNPOの学会を組織した.外国で発表する計画については,サイパン島政府共同開催の国際学会として,結実した.同学会における予稿を科学技術振興事業団電子ジャーナル(J-STAGE)に公開済みである.(http://ibr.jstage.jst.go.jp/.)結論:導入に関する調査結果の分析・認識は「イノベーター,認知・関心の段階にあり,アーリー・アダプターに採用してもらうよう努力している段階で,高齢障害者の自立という崇高な理念だけでは人を説得し,採用普及させることは容易ではなく,マーケテイング手法をこの問題に適用して何ができるか取り組んだ.考察を研究報告に詳述した.本研究に東京電機大学・北里大学・慶鹿義塾大学・神奈川県産業技術総合研究所・川崎医科大学付属川崎病院・東海大学・日本医科大学,新潟医療福祉大学,帰厳会岡本病院,介護老人保健施設湘南の丘,同ルミエール,同せんだんの丘,立花整形外科の協力を得た.本学の牛澤賢二教授及び各施設の協力に深謝する.アンケート調査報告:回収された有効なサンプルの総数は450票である.回答から本研究の目的である普及に関し,新しい方法へ取り組むための条件として設問し,何よりも,有効性の証明と患者からの了解,さらには,施設全体のコンセンサスが必要であるとの回答を得た.現在実施されているリハビリテーションに関しては,その効果が必ずしも十分とは言えず,疑問を抱いているものが全体の50%も占める.その点を反映して,新しいリハビリテーション手法に対する期待と関心が強い.例えば,タキザワプログラムや創動運動という新しいリハビリ手法に関する認知度は5%程度であるが,関心度はきわめて高い.関連研究:「生活行為評価表」を考案し,試行した.評価機器・評価方法の調査を行った.下肢運動評価システムの改良と調査実施を行った.また立位歩行獲得に関する評価標準化に動態解析ソフトを利用し,試験を行った.関連諸研究から,学会設立の機運が生じ,研究会をNPOの学会を組織した.外国で発表する計画については,サイパン島政府共同開催の国際学会として,結実した.同学会における予稿を科学技術振興事業団電子ジャーナル(J-STAGE)に公開済みである.(http://ibr.jstage.jst.go.jp/.)結論:導入に関する調査結果の分析・認識は「イノベーター,認知・関心の段階にあり,アーリー・アダプターに採用してもらうよう努力している段階で,高齢障害者の自立という崇高な理念だけでは人を説得し,採用普及させることは容易ではなく,マーケテイング手法をこの問題に適用して何ができるか取り組んだ.考察を研究報告に詳述した.6月,全国の医学,リハビリテーション医学専門家及び工学専門家の協力を仰ぐ為,既存研究成果の説明資料を準備,説明し,委員(研究協力者)の委嘱を進めた.受諾した委員及び予定研究協力者からアンケート項目の聞き取りを実施した.8月,委員会を開き,項目について検討し,内部にアンケート事項研究会を設け,木村哲彦日本医科大学教授を委員長に北里大学長澤弘助教授,東海大学大磯病院神内氏を副委員長に設け,原案を作成した.案から,マーケティング研究に資する質問項目に関し,本学研究協力者牛沢賢二助教授の協力を得て,体系化した.回答者に,回答を動機付ける為,講演集の活用を定め,準備した.アンケート調査案の確定の為,第16回リハ工学カンファランス会場において,事務局の協力を得て,面接による予備調査を3日間実施し,38件の回答を得た.記入に必要な時間を計測した.記入時間は最長で15分であり,適切とした.10月,確定アンケート調査案を北海道,秋田,岩手,青森,神奈川,滋賀,島根,岡山,大分の各県2000の介護老人保健施設,訪問看護ステーション,特別養護老人ホームを対象に郵送し,462通の回答を得た.11月,新学問領域構築に向け,社会科学・リハ医学・看護学・福祉介護関係学・運動学,ITの融合を研究した.その結果バイオフィリアリハビリテーション学会の設立が可能になった.非営利業務の普及・社会化の追跡を始め,ソーシャルベンチャーを調査した.機器及び利用の為の評価に関する共同研究として機器仕様基準研究を,慶應義塾大学,東京電機大学,神奈川県産業技術総合研究所と実施し,タキザワプログラムによる創動運動標準化の可能性を研究した.日常生活行為評価の検討を開始した.

2月,記名回答者に講演集を送付した.ホームページwww.civilnet.org/anke-to上でアンケート用紙を配布し,回答を求めている.告知に前記回答者の協力を得た.「時事通信厚生福祉」で紹介した.本研究に東京電機大学・北里大学・慶應義塾大学・神奈川県産業技術総合研究所・川崎医科大学付属川崎病院・東海大学・日本医科大学,新潟医療福祉大学,帰厳会岡本病院,介護老人保健施設湘南の丘,同ルミエール,同せんだんの丘,立花整形外科の協力を得た.本学の牛澤賢二教授及び各施設の協力に深謝する.アンケート調査報告:回収された有効なサンプルの総数は450票である.回答から本研究の目的である普及に関し,新しい方法へ取り組むための条件として設問し,何よりも,有効性の証明と患者からの了解,さらには,施設全体のコンセンサスが必要であるとの回答を得た.現在実施されているリハビリテーションに関しては,その効果が必ずしも十分とは言えず,疑問を抱いているものが全体の50%も占める.その点を反映して,新しいリハビリテーション手法に対する期待と関心が強い.例えば,タキザワプログラムや創動運動という新しいリハビリ手法に関する認知度は5%程度であるが,関心度はきわめて高い.関連研究:「生活行為評価表」を考案し,試行した.評価機器・評価方法の調査を行った.下肢運動評価システムの改良と調査実施を行った.また立位歩行獲得に関する評価標準化に動態解析ソフトを利用し,試験を行った.関連諸研究から,学会設立の機運が生じ,研究会をNPOの学会を組織した.外国で発表する計画については,サイパン島政府共同開催の国際学会として,結実した.同学会における予稿を科学技術振興事業団電子ジャーナル(J-STAGE)に公開済みである.(http://ibr.jstage.jst.go.jp/.)結論:導入に関する調査結果の分析・認識は「イノベーター,認知・関心の段階にあり,アーリー・アダプターに採用してもらうよう努力している段階で,高齢障害者の自立という崇高な理念だけでは人を説得し,採用普及させることは容易く,マーケティング手法をこの問題に適用して何ができるか取り組んだ.考察を研究報告に詳述した.
脳機能発達に対する環境化学物質の影響と攪乱標的の一つ甲状腺ホルモンの機能解明

本研究の目的は、身体各器官の正常発達に必須な甲状腺ホルモンの脳機能発達における役割の解明、ならびにこれを攪乱標的とすると考えられる環境化学物質の一つ水酸化ポリ塩化ビフェニル(以下水酸化PCBと略)の胎生期暴露が新生児脳に与える影響を明らかにする事である。本年度は研究計画の記載通り、甲状腺ホルモン攪乱作用を持つ可能性が懸念される水酸化PCBに注目し、その発達期脳に対する影響を評価した。まず、ラット母体に皮下埋め込み式浸透圧ポンプを用い水酸化PCBを慢性投与(1mg/kg/day)することで、ラット胎児に対する胎生期暴露を行った。次いで生後一日目の雄新生仔脳(大脳皮質、海馬、線条体)を回収し、甲状腺ホルモンに対する水酸化PCBの影響評価のため、甲状腺ホルモン依存性遺伝子の発現変化によって確認するとともに、マイクロアレイを用いて網羅的発現解析を行った。その結果、本実験で用いた水酸化PCBは甲状腺ホルモンのアンタゴニストとして作用し、グルタミン酸受容体の発現低下を引き起こすことで、グルタミン酸作動性神経細胞に対して強い攪乱作用を有する可能性があることを示した。これまでの報告の大半は水酸化PCBの甲状腺ホルモン攪乱作用をin vitro実験により示したものであるが、本研究は、in vivoでの二世代実験を行っている点、さらにはヒトの曝露状態に近似させるため、皮下埋没式浸透圧ポンプを用いて水酸化PCBを慢性曝露している点に特色かおる。本研究成果は学術雑誌に投稿し掲載済みである。本研究の目的は、身体各器官の正常発達に必須な甲状腺ホルモンの脳機能発達における役割の解明、ならびにこれを攪乱標的とすると考えられる環境化学物質の一つ水酸化PCBの胎生期暴露が新生児脳に与える影響を明らかにする事である。本年度は研究計画に記載した通り、甲状腺ホルモンの脳機能発達における役割解明のための実験を行った。まず、ICRマウスを使用し、正常群、メチマゾール(MMI:0.025%)を妊娠期(妊娠15日目サンプル回収時)から飲水投与した甲状腺機能低下症群、これに甲状腺ホルモンを背部皮下(T4 20ng/g b.w/day)から注射する回復群、正常群に甲状腺ホルモンを背部皮下(T4 20ng/g b.w/day)から注射する過剰投与群の4群を作製した。全群で生後3日目にBrdU(0.5mg)を皮下注射し凍結切片を作製し、抗BrdU抗体、抗activeCaspase3抗体とTUNEL法を用いて生後4日目小脳における細胞新生や細胞死への影響を調べた。更に同時点でウエスタンブロット法によりp75ntr、sort1の蛋白量、ELISA法によりリガンドとなるNGF、BDNF、NT3の定量を行った。その結果、遺伝子発現レベルではin vivo(生後4日目)においてp75ntr,sort1が甲状腺ホルモン応答性遺伝子であり、タンパクレベルにおいてもsort1が顕著な応答性を示した。また小脳顆粒細胞を無血清培地下で初代分散培養(in vitro)に供し、甲状腺ホルモン添加(100nM)の有無による遺伝子発現変化を調べた結果、sort1はin vitroにおいても甲状腺ホルモン応答性遺伝子であることが分かった。一方、神経栄養因子群は若干の応答性を示したが有意な変化ではなかった。次いでこれら因子の変化が齎す細胞周期、細胞死に対する影響を調べたところ、現在までに報告のある低下群での細胞死ではなく、過剰投与群における顕著な細胞死の増加をin vivoにおいて確認することができた。以上のことから、甲状腺ホルモンがプログラム細胞死を制御しており、またこの作用は時期・組織特異的なものであることを明らかにした。この結果を学会発表し、論文にまとめ投稿した。
有機単分子層と電界効果トランジスタによる極限感度バイオセンシングデバイスの構築

免疫・DNAアッセイ,タンパク機能解析のための,個々の生体分子を認識可能な「極限感度マルチセンシングデバイス」の構築を目標として,「(1)単分子層ナノテンプレートを活用した生体模倣表面の構築とその表面における生体反応の基礎解析」,「(2)生体模倣界面を有する電界効果トランジスタ(FET)型バイオセンシングデバイスの構築」,「(3)半導体特性を有するシリコン上極薄単分子層を活用した新規デバイスの構築」の3項目の研究を推進している.本年度の成果として,(1)については,局所ナノ領域にタンパク質の固定化をすることが可能となった.とくに,20-30nmの単分子層パターン上にタンパク質1分子の固定化に成功した.さらに,固定化されたタンパク質は生物化学的な活性を維持していることが確認された.(2)については、プローブDNA固定化FETを適用することで,DNAハイブリダイゼーション反応を高選択的に検知できることが明らかとなった.また,その反応を利用した塩基ミスマッチの検出を試みたところ,20塩基対中の1ミスマッチが完全相補型の場合と比較して電圧変化が生ずることが観測され,その差分を測定することで検出が可能となった.(3)については,メチル基修飾シリコン基板を活用した微小FETデバイスの作製を行った.その結果,良好なpチャネル変調が観測されたことから,本修飾表面を用いることで,簡便なトランジスタの作製が可能であることが示された.さらに,混合単分子層形成も試み,修飾分子の配合比率によって伝導特性が異なることを確認した.各項ともに当初の研究計画を円滑に遂行しており,次年度は実験条件をより精査するとともに,予定通り各項目の優位的な連携を図り,高精度かつ簡便なバイオセンシングデバイスの構築を図ることとする.免疫・DNAアッセイ,タンパク機能解析のための,個々の生体分子を認識可能な「極限感度マルチセンシングデバイス」の構築を目標として,「(1)単分子層ナノテンプレートを活用した生体模倣表面の構築とその表面における生体反応の基礎解析」,「(2)生体模倣界面を有する電界効果トランジスタ(FET)型バイオセンシングデバイスの構築」,「(3)半導体特性を有するシリコン上極薄単分子層を活用した新規デバイスの構築」の3項目の研究を推進している.本年度の成果として,(1)については,局所ナノ領域にタンパク質の固定化をすることが可能となった.とくに,20-30nmの単分子層パターン上にタンパク質1分子の固定化に成功した.さらに,固定化されたタンパク質は生物化学的な活性を維持していることが確認された.(2)については、プローブDNA固定化FETを適用することで,DNAハイブリダイゼーション反応を高選択的に検知できることが明らかとなった.また,その反応を利用した塩基ミスマッチの検出を試みたところ,20塩基対中の1ミスマッチが完全相補型の場合と比較して電圧変化が生ずることが観測され,その差分を測定することで検出が可能となった.(3)については,メチル基修飾シリコン基板を活用した微小FETデバイスの作製を行った.その結果,良好なpチャネル変調が観測されたことから,本修飾表面を用いることで,簡便なトランジスタの作製が可能であることが示された.さらに,混合単分子層形成も試み,修飾分子の配合比率によって伝導特性が異なることを確認した.各項ともに当初の研究計画を円滑に遂行しており,次年度は実験条件をより精査するとともに,予定通り各項目の優位的な連携を図り,高精度かつ簡便なバイオセンシングデバイスの構築を図ることとする.
BMP誘導異所性骨化過程の生体内イメージング手法の確立

骨再生の分野において、強力な骨形成能を有する骨形成因子(BMP)は欧米では広く臨床使用される。しかし、骨形成以外に炎症反応を伴うため、それに関連した有害事象が多く報告される。我々は、BMP誘導異所性骨化の生体内イメージングの系を確立し、効率的なBMP誘導異所性骨化を達成する手法を検証している。現在までの研究により、BMP誘導異所性骨化の二光子励起顕微鏡を用いた生体内イメージング手法を世界ではじめて確立し、骨代謝作動薬であるPTH1-34が骨芽細胞運動・数、破骨細胞運動・数、コラーゲン形成に与える動的影響を定量的に示すことに成功した。これら結果を科学雑誌に投稿し現在改訂中である。骨芽細胞によるコラーゲンの形成においてもコラーゲン配向性の経時的変化を定量評価し、またPTH1ー34がコラーゲン配向変化を促進することを示した。これら研究から、破骨細胞は細胞運動や骨芽細胞とのコンタクトにより、骨吸収活性を変化させる可能性が示唆された。この知見に基づき、現在PTH1-34の投与間隔の変化が異所性骨形成に与える影響を同生体内イメージングの手法を用いて解析し、骨芽細胞と破骨細胞のコンタクトを定量分析している。骨形成関連細胞同士のコンタクトが細胞機能に与える影響が明らかとなれば、新規治療法の開発も期待される。当初の計画通りに研究は進み、1篇をCommunications Biologyへ投稿、現在revise原稿の準備中である。また、同一モデルを用いたPTH1-34投与間隔が骨形成に与える影響をin vivo imagingの手法で明らかにする研究も最終解析の段階まで進行している。Communications Biologyに関するrevise研究を2019年5月までに完了し改訂原稿を投稿する。また、PTH1ー34投与間隔に関する論文は2019年夏頃を目処に初回投稿を行う予定である。骨形成因子(BMP)は強力な骨誘導能を有するが、炎症反応に関連した副作用により幅広い適用は制限されている。本研究はBMPを用いて骨組織再生の最適化のために生体内でBMPによる異所性骨化が生じる過程を多重蛍光標識マウス(Col2.3-ECFP/ TRAP-tdTomatoマウス:成熟骨芽細胞;シアン色・成熟破骨細胞;赤色)を二光子励起顕微鏡を用いて可視化し、各種介入による骨代謝関連細胞の動的変化や骨形成の変化を定量評価することを目的とし実施した。マウス皮下にコラーゲンに含浸したBMPを移植し、術後7,10,14,21日での骨芽細胞・破骨細胞数および動的変化、コラーゲン形成の定量化を行った。また薬剤介入効果の検証としてテリパラチド投与を行うことで前記の評価指標がどのように変化するかを検討した。骨芽細胞は移植後10日から破骨細胞は14日から観察された。テリパラチド投与は骨芽細胞の出現を移植後7日に早めたが破骨細胞の出現時期に影響を与えなかった。骨芽細胞の数および運動はテリパラチド投与により維持された。一方、破骨細胞数はテリパラチド投与により増加し、細胞形態変化は減少した。細胞形態変化の減少は破骨細胞による骨吸収の活性化を反映していると考える。骨芽細胞に対する骨形成促進作用が早期に出現し持続することが、破骨細胞数増加による骨吸収促進を上回ることがテリパラチド投与によるBMP誘導異所性骨化の骨形成増加・骨質改善に寄与していると考えられた。本研究の継続により、BMP誘導骨形成の最適化手法が骨形成過程を観察しながら可能となることが期待される。当初の計画に従い順調に進行している。現在、二光子励起顕微鏡で観察される細胞の形態や動的変化と細胞の遺伝子発現変化の相関を解析している。

現在、二光子励起顕微鏡で観察される細胞の形態や動的変化と細胞の遺伝子発現変化の相関を解析している。今後はテリパラチド投与間隔の変更や骨粗鬆症モデルでの検討、他薬剤(スクレロスチン抗体)を用いた解析を予定している。Communications Biologyに関するrevise研究を2019年5月までに完了し改訂原稿を投稿する。また、PTH1ー34投与間隔に関する論文は2019年夏頃を目処に初回投稿を行う予定である。国際学会出張費を他の研究費から支出したため、計画から減額となりました。次年度の海外出張および国内学会出張費に使用する予定としております。異所性骨化の可視化のために用いる蛍光標識マウスをMaryland大学から搬入手続きをすすめているが、手続きが遅れ2018年度での導入が実施できなかった(70万円予定)ことおよび、論文採択、掲載費として30万円を予定していたが、現在revise中であるためそれらの支払いが生じなかったことが差額が生じた大きな要因となります。蛍光標識マウスは2019年度早期に導入予定であり、論文revise投稿も2019年度早期に完了予定しており、差額分は2019年度早期に使用させていただく予定である。
新規生体素材による自己再生能を利用した新しい腎臓再生技術の開発

【目的】現在、4cm未満の腎細胞がんに対する治療法の一つとして部分腎切除が実施されている。しかし、腎臓は切除後に体内で再生することはなく、機能低下による様々な合併症を併発する可能がある。本研究では脱細胞化骨格を足場として利用した腎臓再生の可能性に関して検討した。【方法】体重15kgのブタより腎臓を採取し、腎動脈よりPBSの還流により血液を洗い流した。同ルートよりドデシル硫酸ナトリウム水溶液を24時間還流し、ブタ腎臓の脱細胞化骨格を得た。別のブタに麻酔下で部分腎切除を実施し、切離面に脱細胞化骨格を縫着した。術後1カ月で犠牲死させ、H.E.染色、免疫組織化学染色および走査型電子顕微鏡検査にて病理学的に評価をおこなった。またタンパク解析を実施し、網羅的なタンパク組成を検証した。【結果】術後1ヶ月では脱細胞化骨格は肉眼的に3次元構造を保っていた。H.E.染色では骨格内に糸球体や尿細管に類似した構造が認められ、免疫組織化学染色によって糸球体上皮細胞マーカーであるネフリン陽性細胞や近位尿細管上皮マーカーであるAQP1陽性細胞が確認された。また走査型電子顕微鏡検査では糸球体様構造を取り囲む足細胞のような形態の細胞や近位尿細管における刷子縁に類似した細管様構造が一部で認められた。またタンパク解析にによって1000を超える種類のタンパクの残存と、腎臓再生に関わる可能性のあるタンパク群が抽出された。【考察】部分腎切除後、切離面に脱細胞化骨格を縫着したところ、骨格内に腎構造の再構築が認められた。この結果より、脱細胞化骨格が腎臓の構造的な再生を促す足場として優位に作用する可能性が示唆された。脱細胞化処理によって無細胞化した細胞外骨格が、腎臓の修復機能を持つこと(有効性)を検証するため、実臨床でがん治療のために実施される「腎臓部分切除」手術をブタで再現し、腎臓の欠損部分にこの細胞外骨格を貼り付け、一ヶ月に渡って経時的に評価したところ、体内で腎臓の細胞が入り込み、糸球体構造を始め腎臓の構造が細部に渡って復元することが示された。また病気腎臓の場合の有効性を検証するため、次に現在難病指定を受けており透析導入率の高い遺伝性疾患である「多発性嚢胞腎」のモデルラットを用いて、同様の1ヶ月の観察実験を行なったところ、同じように糸球体を含む腎臓修復機能が示されたが、一方で細胞外骨格内に嚢胞も出現しており、本効果が体内に残った腎臓機能にも影響を受ける可能性が示された。以上の結果は、初年度に目標とした以上に大動物のPOCおよび疾患モデルでのPOCを取得し得たこと、また網羅的なタンパク解析を実施したことから、順調な進捗を得ていると考えている。今後は、泌尿器科との合同で慢性腎不全モデルの作製を実施し、修復効果を機能的に解析するための準備を開始する。また学会発表を行った結果、残存した腎臓側、および接着させた骨格内部での遺伝子発現変化についての疑問を受けたため、手術後の異なる腎臓部分の網羅的遺伝子解析を行って、正常腎臓との比較解析によって、この臓器骨格が体内で何らかの遺伝子発現変化をもたらし得るのかについて、当初計画に加えて解析することとした。また、合わせて当初計画策定時にはできなかった、ブタのCT撮像が近隣動物病院において可能になったため、臨床的・機能的評価項目として、造影CT撮影を加え、血流や尿産生を肉眼的に確認できる有効な指標として活用する。そのために次年度に外注費を活用して、外部でCT撮影を定期的に実施する。多発性嚢胞腎モデルについては継続して検証を進め、各種免疫染色や腎機能解析を実施して、病気腎における臓器骨格の治療意義を検証する予定である。このモデルで、2018年度に購入した小動物用腎機能評価チャンバーを有効活用して実験を進める。2019年度中には、まず大動物を用いた実験データをまとめて論文化を予定している。【考察】

部分腎切除後、切離面に脱細胞化骨格を縫着したところ、骨格内に腎構造の再構築が認められた。この結果より、脱細胞化骨格が腎臓の構造的な再生を促す足場として優位に作用する可能性が示唆された。脱細胞化処理によって無細胞化した細胞外骨格が、腎臓の修復機能を持つこと(有効性)を検証するため、実臨床でがん治療のために実施される「腎臓部分切除」手術をブタで再現し、腎臓の欠損部分にこの細胞外骨格を貼り付け、一ヶ月に渡って経時的に評価したところ、体内で腎臓の細胞が入り込み、糸球体構造を始め腎臓の構造が細部に渡って復元することが示された。また病気腎臓の場合の有効性を検証するため、次に現在難病指定を受けており透析導入率の高い遺伝性疾患である「多発性嚢胞腎」のモデルラットを用いて、同様の1ヶ月の観察実験を行なったところ、同じように糸球体を含む腎臓修復機能が示されたが、一方で細胞外骨格内に嚢胞も出現しており、本効果が体内に残った腎臓機能にも影響を受ける可能性が示された。以上の結果は、初年度に目標とした以上に大動物のPOCおよび疾患モデルでのPOCを取得し得たこと、また網羅的なタンパク解析を実施したことから、順調な進捗を得ていると考えている。今後は、泌尿器科との合同で慢性腎不全モデルの作製を実施し、修復効果を機能的に解析するための準備を開始する。また学会発表を行った結果、残存した腎臓側、および接着させた骨格内部での遺伝子発現変化についての疑問を受けたため、手術後の異なる腎臓部分の網羅的遺伝子解析を行って、正常腎臓との比較解析によって、この臓器骨格が体内で何らかの遺伝子発現変化をもたらし得るのかについて、当初計画に加えて解析することとした。また、合わせて当初計画策定時にはできなかった、ブタのCT撮像が近隣動物病院において可能になったため、臨床的・機能的評価項目として、造影CT撮影を加え、血流や尿産生を肉眼的に確認できる有効な指標として活用する。そのために次年度に外注費を活用して、外部でCT撮影を定期的に実施する。多発性嚢胞腎モデルについては継続して検証を進め、各種免疫染色や腎機能解析を実施して、病気腎における臓器骨格の治療意義を検証する予定である。このモデルで、2018年度に購入した小動物用腎機能評価チャンバーを有効活用して実験を進める。2019年度中には、まず大動物を用いた実験データをまとめて論文化を予定している。