hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウェアラブルセンサシステムによるスノースポーツ用運動解析システムの開発と評価

本研究では,計測範囲が広大かつ計測条件の厳しいスノースポーツにおける運動計測・解析を行うためのシステムとして,慣性センサ・地磁気センサを搭載したモーションセンサと複数の小型力センサを搭載した操作力・雪面反力計測システムを用いたシステムを開発し,操作力・雪面反力を用いたスノーボード・ターンの運動解析,滑走速度と反力を用いたスキー・ターンにおけるターンモデルの構築,そしてターンモデルを用いた進行方向に関する加速度解析を行い,スノースポーツにおける新しい要素を定量的に示した.スノースポーツは雪面を高速で滑走するスポーツであることから,主にスポーツの運動計測で使用されているモーションキャプチャや地面設置型フォースプレートを用いることは難しく,計測範囲を大幅に制限する必要等がある.計測範囲に制限されずに運動計測を行う方法として,ウェアラブルセンサを用いる方法がある.そこで,ウェアラブルな計測システムとして,複数の力センサをブーツ底面に装着し,雪面反力を計測可能なシステムの開発と慣性センサ・地磁気センサを搭載したモーションセンサ,GPSレシーバを併用したシステムを用いてスキー・ターンの計測実験を行い,計測情報を得た.また,解析精度を検証するためのシステム構築についても並行して行い,実験環境を整えた.計測システムの開発と検証実験,精度検証を行うための実験環境の構築を行うことができたため,予定通りに研究が進んでいる.スノースポーツは高速で雪面を滑走するスポーツであることから,他のスポーツにおいて主に用いられているモーションキャプチャや地面設置型フォースプレートを用いた運動計測,反力計測の適用は難しいことから,計測範囲による影響を受けないウェアラブルセンサシステムを用いた運動計測が有効であると考えられる.しかし,スノースポーツの運動計測に対応し,必要な運動情報を得るためのシステムは存在しないため,開発する必要がある.昨年度の研究において,慣性センサ・地磁気センサを搭載したウェアラブルモーションセンサとGPSレシーバを併用したシステムを用いたスキー・ターンの計測実験によって得られた計測情報を用いて運動解析法の開発を行い,運動学的解析や複数の3軸力センサを搭載し,6分力(3軸の力・3軸周りのモーメント)を計測可能な雪面反力計測システムを併用することにより,動力学解析が可能な方法を構築した.また,これらの解析をより効率よく行うための方法として,加速度センサにおける遠心加速度,接線加速度に含まれる関節からセンサまでの位置ベクトル情報を分離し,身体パラメータ(関節間距離)を推定するための方法についても構築を行った.その結果,任意の簡易な運動を事前に行うことによって,身体パラメータ推定の一部が可能なことを示すことができ,本方法は屋内における簡易な運動計測である歩行計測によって得られた情報を用いても適用可能であることを示すことができた.ウェアラブルセンサシステムを搭載したスキーヤーによる実滑走実験を行うことにより,本研究課題における解析法の開発を行うために必要な計測情報はすでに取得済であり,解析をより簡易化するための身体パラメータ推定法についても開発することができた.スノースポーツにおいて実際の雪面を滑走するスキーヤー,スノーボーダーの運動を計測するために開発したウェアラブルセンサシステムを用いてスキーヤー,スノーボーダーによる計測実験,解析を行った.解析においては,運動の特徴を明らかにするだけでなく,カービングターンのメカニズムを解明するための解析方法として,滑走速度の回転成分に着目し,GPSレシーバとウェアラブルモーションセンサの計測情報を組み合わせることによって推定した滑走速度と,モーションセンサから直接計測可能な角速度を用いてターンにおいて多く検出される滑走速度の横方向成分と回転方向の角速度の積が進行方向の加速度に変換されていることを明らかにし,カービングターンを行うことによる優位性を明らかにするとともに,スキーヤーのスキル評価に直接的に利用可能な解析法として構築することができた.また,スノーボードにおいては,ジャンプにおけるスノーボーダーの運動学的解析を行い,ターンと比べて動的加速度による影響がさらに大きいジャンプ運動においても構築したウェアラブルセンサシステム,解析法が有効であることを示すことができた.さらに,歩行解析において慣性センサ・地磁気センサの情報のみを用いて速度,軌跡を推定する新しい方法を構築し,適用した結果,10m直進歩行のような決められた条件下において高精度に速度,軌跡を推定することができ,今後スノースポーツに応用することにより,さらなる高精度化が期待できる成果を得ることができた.本研究では,計測範囲が広大かつ計測条件の厳しいスノースポーツにおける運動計測・解析を行うためのシステムとして,慣性センサ・地磁気センサを搭載したモーションセンサと複数の小型力センサを搭載した操作力・雪面反力計測システムを用いたシステムを開発し,操作力・雪面反力を用いたスノーボード・ターンの運動解析,滑走速度と反力を用いたスキー・ターンにおけるターンモデルの構築,そしてターンモデルを用いた進行方向に関する加速度解析を行い,スノースポーツにおける新しい要素を定量的に示した.スノースポーツの運動解析を詳細に行うことができる解析法の開発と実滑走情報への適用,必要に応じてセンサの追加やスキルの異なるスキーヤーやスノーボーダーによる計測実験を行い,スキルの異なるスキーヤー,スノーボーダーにおける運動のメカニズムの違い等を明らかにしていく.これまでに開発した解析をより簡易にかつ高精度に行うための方法として,身体パラメータ推定を動力学的なパラメータ推定に拡張し,別途歩行動作などの簡易な計測実験を行うのみでそれらのパラメータ推定が可能な方法を開発し,実滑走におけるスキーヤーの計測実験情報に適用することにより,スキーヤーの運動解析がより詳細に行えることを示す.

また,得られた研究成果の発表等を適宜行い,情報発信を行う.計測工学当初予定していた物品額の若干の変更や出張旅費が若干異なったことと,先行研究にてすでに所持していたセンサについても可能な範囲で検証実験に利用したため.計測システムに使用している消耗品が若干低コスト化できたことから次年度使用額が発生した.計測条件が厳しい環境で実験を行うことから,センサの故障・交換が必要な事例が発生しているため,故障したセンサの修理費や予備センサの確保,研究成果に応じた成果発表に使用する.計測システムの改善のための部品の購入や実験協力者への謝金等に使用する.
マルチファンクション電子・核磁気共鳴イメージング法の開発

本研究課題では、電子スピンと核スピンの磁気共鳴イメージング技術を用いて、がん腫瘍における複数の機能的情報(pH/酸素分圧/レドックス状態)を可視化するマルチファンクショナル電子・核磁気共鳴イメージング法の開発を目指している。本研究課題は、カウンターパートである米国ウエストバージニア大学In vivo Multifunctional Magnetic Resonance Center (以下、IMMRセンター)のディレクター・V. Khramtsov教授と協力し、マルチファンクショナル・イメージング技術を開発する国際共同研究である。初年度(2018年)10月に本課題が採択された後、Khramtsov教授と調整し、12月初旬に日本側研究チーム(研究代表者・平田(北大)、分担者・市川、榎本(長崎国際大))がウエストバージニア大学を訪問し、IMMRセンターのメンバーとキックオフミーティングを行った。研究チームの滞在中にIMMRセンターの研究環境および実験装置の状況を確認し、今後、研究を進める際の課題や実験装置の共通点、調整が必要な部分を確認した。キックオフミーティングでは日本側メンバーから現在の研究の到達点を報告し、IMMRセンターのメンバーが日本側の持つイメージング技術を理解する機会を設けた。この日本側研究チームの訪問は、ウエストバージニア大学生化学科のニュースレター(The Catalyst)に掲載された。上記訪問の後、日本国内で行う要素技術の開発をスタートさせた。具体的には、電子スピン共鳴分光のデータ取得装置の開発(北大)、pHイメージング高精度化を実現することを目的とし、オーバーハウザー効果MRI(OMRI)共振器の設計(長崎国際大)、パルスシーケンスを実現するためのOMRI分光器のハード・ソフトの改良(長崎国際大)をそれぞれ開始した。研究を開始してから短期間ではあるが、概ね順調に進んでいると判断した。その理由は以下の三点である。(1) IMMRセンターのメンバーと日本側研究チームのメンバーが協力して研究を進める基礎を構築することができたこと(国際共同研究であるため、研究チーム同士の理解が大切である)。今後も日本側研究チームのメンバーがIMMRセンターを訪問して研究を行うために、メンバー同士の理解が必要だった。ディレクターのKhramtsov教授のみならず、IMMRセンターのメンバーと協力関係を作れたことは今後のために重要な前進であった。(2)北大と長崎国際大のメンバーが担当する要素技術の開発を、IMMRセンターとの意見交換の後に開始できたこと(イメージング技術の開発に関わる課題であるため、装置およびイメージング計測の要素技術開発が大切である)。IMMRセンター訪問時の限られた時間では要素技術の開発は困難であるため、日本側で開発した技術をIMMRセンターヘ持ち込むことを計画している。そのため、IMMRセンターで実験を行うための必要条件を理解することが、日本側研究チームの研究を進める上で不可欠であった。(3) IMMRセンターから化合物(分子プローブ)の提供を受け、米国側、日本側で計測データを吟味する共通の土台が得られたこと(共通サンプルによる計測により、互いの状況を共通の尺度で検討することができるようになる)。共通サンプルを持つことにより、予めIMMRセンター訪問時に行う実験の下準備ができることから、この国際共同研究をスムーズに進める条件が整備されたと考えている。これらのことから、本課題で取組む国際共同研究は概ね順調に開始できたと判断した。2019年度は、前年度に開始したマルチファンクショナル・イメージング法の要素技術開発を進める。具体的には、北大において電子スピン共鳴分光の高速なデータ取得装置の開発に取組み、マウスの高感度pHイメージングが実現できるようにする。また、がん細胞のグルコース取込みを検出する実験を進められるようにする。長崎国際大においては、pHイメージングおよび酸素分圧イメージングを実現することを目的とし、オーバーハウザー効果MRI(OMRI)計測装置の構築と、そのためのパルスシーケンスを実現するOMRI分光器のハードウエアおよびソフトウエアの改良を進める。また、ウエストバージニア大学から提供された分子プローブの基礎的な測定を北大および長崎国際大において行い、米国側と日本側研究チームとの間で実験データを比較できるようにする。日本側で準備するマルチファンクショナル・イメージングの要素技術について、IMMRセンターのKhramtsov教授からのフィードバックを得て、ウエストバージニア大学において実験を進める際に必要な技術的課題を解決する。ウエストバージニア大学で実験を行えるように、技術の移転および現地での装置の改良について検討する。また、日本側研究者は、ウエストバージニア大学を訪問し、現地で行う実験の準備を進める。ウエストバージニア大学でのイメージング実験は、Khramtsov教授とIMMRセンターのメンバーと協力して実施する。研究成果が得られた際には、日本側研究チームは速やかにIMMRセンターと協力して関連の国際会議および専門誌で研究成果を発表する。

研究チームの滞在中にIMMRセンターの研究環境および実験装置の状況を確認し、今後、研究を進める際の課題や実験装置の共通点、調整が必要な部分を確認した。キックオフミーティングでは日本側メンバーから現在の研究の到達点を報告し、IMMRセンターのメンバーが日本側の持つイメージング技術を理解する機会を設けた。この日本側研究チームの訪問は、ウエストバージニア大学生化学科のニュースレター(The Catalyst)に掲載された。上記訪問の後、日本国内で行う要素技術の開発をスタートさせた。具体的には、電子スピン共鳴分光のデータ取得装置の開発(北大)、pHイメージング高精度化を実現することを目的とし、オーバーハウザー効果MRI(OMRI)共振器の設計(長崎国際大)、パルスシーケンスを実現するためのOMRI分光器のハード・ソフトの改良(長崎国際大)をそれぞれ開始した。研究を開始してから短期間ではあるが、概ね順調に進んでいると判断した。その理由は以下の三点である。(1) IMMRセンターのメンバーと日本側研究チームのメンバーが協力して研究を進める基礎を構築することができたこと(国際共同研究であるため、研究チーム同士の理解が大切である)。今後も日本側研究チームのメンバーがIMMRセンターを訪問して研究を行うために、メンバー同士の理解が必要だった。ディレクターのKhramtsov教授のみならず、IMMRセンターのメンバーと協力関係を作れたことは今後のために重要な前進であった。(2)北大と長崎国際大のメンバーが担当する要素技術の開発を、IMMRセンターとの意見交換の後に開始できたこと(イメージング技術の開発に関わる課題であるため、装置およびイメージング計測の要素技術開発が大切である)。IMMRセンター訪問時の限られた時間では要素技術の開発は困難であるため、日本側で開発した技術をIMMRセンターヘ持ち込むことを計画している。そのため、IMMRセンターで実験を行うための必要条件を理解することが、日本側研究チームの研究を進める上で不可欠であった。(3) IMMRセンターから化合物(分子プローブ)の提供を受け、米国側、日本側で計測データを吟味する共通の土台が得られたこと(共通サンプルによる計測により、互いの状況を共通の尺度で検討することができるようになる)。共通サンプルを持つことにより、予めIMMRセンター訪問時に行う実験の下準備ができることから、この国際共同研究をスムーズに進める条件が整備されたと考えている。これらのことから、本課題で取組む国際共同研究は概ね順調に開始できたと判断した。2019年度は、前年度に開始したマルチファンクショナル・イメージング法の要素技術開発を進める。
連合記憶に関わる海馬・新皮質内の動的神経回路

刺激間連合の観点に基づき記憶情報処理の種類を整理し,同時的連合を要する記憶と要しない記憶,それぞれに対応した記憶課題として,特定の音と光の同時提示による複合刺激を選ぶ視覚-聴覚configural弁別課題,音刺激のみによる聴覚単純弁別課題,光刺激のみによる視覚単純弁別課題,を設定した。これら3種の記憶課題を同一ラットに遂行させ,その際の聴覚皮質と海馬領域の複数ニューロン活動を記録した。各記憶課題において,弁別刺激間で有意にdifferentialな応答があった場合,そのニューロンはその記憶情報処理に関わっていると判定した。その結果,それらのうちいずれか1つの記憶課題,つまり1つの記憶情報処理のみに関わるニューロン,2つの記憶情報処理に重複して関わるニューロン,3つ全ての記憶情報処理に重複して関わるニューロン,それぞれが,海馬体においても側頭皮質においても,20数%ずつのほぼ等しい割合で見つかった。これは,記憶情報処理においては,single neuron codingではなく,ニューロン間の重複を持つcell assemblyによるpopulation codingが行われている可能性を示唆している。そこで,各記憶課題遂行中に同時記録した複数ニューロン活動間の相互相関解析を行い,それらの機能的シナプス結合についても検討した。その結果,ある記憶課題に関わっているニューロンの間には,その課題を行っている時のみ,機能的シナプス結合が働いており,その活動が互いに相関していることがわかった。つまり,記憶情報処理(記憶課題)の種類は,個々のニューロンによってコードされるのではなく,複数ニューロンが機能的につながったcell assemblyによってはコードされることがわかった。
小数核金属の磁気的特異性に着目した集積型金属錯体の創出

架橋基として求核性の高いチオール硫黄を用いることにより少数核の形成を図った。四種類のNNS型供与原子を持つチオール配位子を合成することにより、直線型三核、一次元鎖状多核、環状三核錯体を単離することができた。また、NNSS型供与原子を持つ新規チオール配位子を合成し、この配位子がアダマンタン型のマンガン(II)、鉄(II)四核錯体を形成することを見出した。これらの錯体の磁気的特性は反強磁性的なものであった。アルコール性酸素を架橋基として持つ飽和型の五座配位子を用いて亜鉛八核錯体を合成することができた。アルコール性酸素を架橋基として持つシッフ塩基配位子でも末端の配位基をベンゾイルアセトンに換えることによって亜鉛八核錯体を単離することができた。この系では亜鉛(II)四核錯体、亜鉛(II)-ニッケル(II)異核四核錯体も単離でき、またマンガン及び鉄では二等辺三角形型三核錯体をそれぞれ5種類ずつ得ることができた。磁気的特性は概ね反強磁性的であった。カルボン酸架橋のランタン型二核金属ユニットを出発物質とした場合、ビバル酸イオンとエトキソイオンが交互に架橋した興味深い環状の六核銅(II)錯体を得ることができた。磁気的特性は反強磁性的であった。少数核の最小単位である二核金属ユニットについて架橋配位子による集積化を試みた。安息香酸銅(II)と3種の架橋配位子を反応させて一次元鎖状集積化を行った。ピラジン架橋錯体について単結晶作製に成功し、安息香酸銅(II)二核ユニットとピラジンが交互に配列した一次元鎖構造をとっていることをX線解析により明らかにした。興味深いことにこの結晶構造は約4Åの細孔構造を形成しており、窒素分子を選択的に吸着する性質があることが分かった。ビバル酸ルテニウム(II,III)二核ユニットとピリジル基を有するニトロニルニトロキシドを反応させてジグザグ鎖状構造を得るができた。興味深いことに、この錯体の磁気的特性は二核ユニットのスピンとニトロニルニトロキシドのスピンが強磁性的に相互作用していることが分かった。
自然科学系博物館におけるバースデー・プログラムに関する研究

現在、日本には7000館近くの博物館・科学館が存在する。こうした既存のインフラは、施設の維持費が増大こそすれ、これまであまり地域の人々に活用されてこなかった。博物館の教育的役割の重要性がますます高まり、人々のニーズを読み取り、これまでにない教育プログラムの開発・実施や自己収入獲得の有効な方法を見出すことを迫られている博物館にとって、館の自己収入につながり教育プログラムを提供できるバースデー・プログラム(以下BDP)は有効である。このBDPに着目し、事例収集を行った上で、日本の現状に即した日本型のバースデー。プログラムを考案・実施した。得られた結果を以下に要約する。・欧米においては、BDPは館の自己収入に有効であり、得られた利益でコミュニティ・アウトリーチ事業を始めるなど、有効な結果も生み出している(家庭へのアウトリーチBDP、館からの招待状などでブランド化)。・日本では、個人の来館者のためのお誕生日企画は数例散見されるが、恒常的なプログラム提供にはいたっていない。その理由は、人材不足、館の運営・サービス内容がいまだ多くの通常の来館者へのサービスの充実で精一杯であるという事実に関連している。・日本では、公の性質をもつ館が多く、個人的なパーティーを博物館等でもつことが考えにくい傾向があるが、バースデー・コーディネーターの導入が可能になれば新規事業としてのお誕生日企画も可能である。・沖縄こどもの国ワンダーミュージアムにおけるプログラム開発・実施より、公共性の高い施設においても、大多数の来館者向けにBDPが可能であることを実証できた。また、お誕生日から連想される「いのち」の大切さをテーマとし、BDPをミュージアムで行う意義があることを核にした教育プログラムを開発し、動物園・水族館には汎用性の高い先行事例をつくることができた。今後も、日本のミュージアムでのお誕生日プログラムの開発に向けて、大人も子どもも含めた来館者がどのようなことを期待しているのか、館側は何ができるのかについて調査・研究していくことが重要である。これにより、博物館が人々の生活に意義のある存在であり続ける方策のひとつが見出せるのではないだろうか。平成4月より、沖縄こどもの国ワンダーミュージアムにおいてお誕生日ワークショップがズタートする。共同研究して頂いた館に、現場で研究成果が引き継がれさらに発展したお誕生日プログラムが開発されていくことは、本研究において最も嬉しい成果である。平成18年度の研究から下記の点が明らかになった。1.国内におけるバースデー・プログラム(以下BDP)に関する現状(1)日本の博物館(美術館含む)において、来館者向けのBDPは現時点では実施されていない。動物園などで人気の動物のお誕生日を祝う企画や付属のレストランにおいて子どものお誕生日を祝う特別メニューのサービス有(青山こどもの城)。(2)平成19年7月には、日本でははじめて海遊館(大阪)がイルカと一緒に泳いだり、お気に入りの動物に餌をあげるなどの「あなたの夢叶えます!」という企画にお誕生日プログラムを組み込む動き。(3)BDPのニーズはあるが、日本では企業や大人向けの夜間のパーティーやウェディング・パーティーが主。2.海外における先進事例調査(オーストリア、米国)(1)オーストリアのウィーン動物園、ウィーン自然史博物館、テクニカル・ミュージアム、MINOPOLIS(キッザニアと同じく、こどものための職業体験をテーマとした街)など、子ども向けの主要なミュージアムでは、BDPは年間を通じて実施。(2)ウィーンでは、BDPは、親側がパーティー準備などを自宅でしなくてもよいという便利さと子どもたちの教育のためにもよいという理由で人気。(3)プログラムの内容については、各ミュージアムによって様々でいくつかのタイプに分類できる:プログラム充実型:ウィーン動物園など独自にプログラムのキットを開発するなど工夫。エンターテイメント重視型:パーティールームなどの飾り付けの工夫・部屋の増設をしているMINOPOLISなどの事例。"Take Home"おみやげ付のタイプなど。(4)米国のバースデー・プログラムの傾向としては、友の会会員に限定し、友の会登録・BDP利用という二つのサービスからの収入を獲得。(5)必ずしも自己収入につながらないが、年間に大多数の来館者によって支持されているという事実が、プログラムの継続実施に寄与(スミソニアン動物園)。

・沖縄こどもの国ワンダーミュージアムにおけるプログラム開発・実施より、公共性の高い施設においても、大多数の来館者向けにBDPが可能であることを実証できた。また、お誕生日から連想される「いのち」の大切さをテーマとし、BDPをミュージアムで行う意義があることを核にした教育プログラムを開発し、動物園・水族館には汎用性の高い先行事例をつくることができた。今後も、日本のミュージアムでのお誕生日プログラムの開発に向けて、大人も子どもも含めた来館者がどのようなことを期待しているのか、館側は何ができるのかについて調査・研究していくことが重要である。これにより、博物館が人々の生活に意義のある存在であり続ける方策のひとつが見出せるのではないだろうか。平成4月より、沖縄こどもの国ワンダーミュージアムにおいてお誕生日ワークショップがズタートする。共同研究して頂いた館に、現場で研究成果が引き継がれさらに発展したお誕生日プログラムが開発されていくことは、本研究において最も嬉しい成果である。
多発性骨髄腫が分泌するエクソソームによる骨分化抑制機構の解明

本研究の目的は、多発性骨髄腫細胞による骨芽前駆細胞分化阻害分子機構におけるエクソソームの関与及びその分子機構を明らかにすることである。本年度は、以前までに新規同定した多発性骨髄腫細胞による骨芽前駆細胞分化阻害活性について詳細な解析の追加を行った。これらの結果については現在は論文投稿段階にある(Journal of Extracellular Vesicles, in revise)。内容を以下に示す。エクソソームは他の細胞外小胞との分離が技術上困難であるため、キットを用いた方法ではなく超遠心法を用いた調製法が推奨されている。超遠心法を用いて回収したエクソソームサンプルを用いて以前までに検討した点について解析したところ、超遠心法回収サンプルはキット調製サンプルと同様の活性を示した。また複数の多発性骨髄腫株由来エクソソームが骨分化シグナル経路の各段階に対して同様の活性を示すことも確認した。マウス骨芽前駆細胞MC3T3-E1・骨分化因子BoneMorphogenic protein 2(BMP2)添加系は従来から良く用いられる骨分化モデルであり本研究でも従来これを用いて来た。ヒト細胞に対しても多発性骨髄腫細胞由来エクソソームが骨分化抑制効果を示すか明らかにするため、BMP2を添加したヒト骨肉腫細胞株において同様の解析を行ったところ、多発性骨髄腫細胞由来エクソソームはマウス細胞・ヒト細胞において同様の効果を示すことがわかった。以上の結果は、骨芽前駆細胞分化阻害活性をもつエクソソームは細胞株によらず多発性骨髄腫株から分泌されており、またその標的となる分子機構もマウス細胞・ヒト細胞間で保存されていることを示唆する。本研究について論文投稿準備が進んでおり、また初年度に予定していた研究項目についても順調に推移しているため。1)多発性骨髄腫由来エクソソームが核内のSmadを阻害する分子機構を明らかにする既知核内Smad活性制御因子について、ChIPデータベースや論文で報告のある因子について、Western blot法や細胞免疫染色法を用いて細胞全体・核内における発現や活性化状態がエクソソーム処理時に変化するか検討する。2)核内のSmadの機能を多発性骨髄腫由来エクソソームが阻害する分子機構を明らかにする-2既知因子で説明できない場合は未知制御因子を同定するため、Smad複合体構成因子や(共免疫沈降法)、標的DNA結合因子を同定し(Rapid immunoprecipitation mass spectrometry (RIME)法: ChIP実験条件で沈降したDNAに対する結合タンパク質の同定法、標識DNAを用いたプルダウン)、エクソソーム作用時に生じる変化を検出する。所属研究室で他分子について確立したRIME実験系を本研究に応用する。上で同定した因子を骨芽前駆細胞に導入・ノックダウン等するとエクソソーム様の活性を示すか、またはエクソソームの活性が抑制されるか検討する。3)エクソソームの骨分化抑制活性における責任因子は何かSmad阻害因子がエクソソーム内に存在するか、Western blot法等を用いて検討する。存在しない場合は阻害因子の制御因子について順次同様に検討する。当該因子の必要性について検討するため、多発性骨髄腫において遺伝子のノックダウン等を行いエクソソームから当該因子を除去した時の骨分化抑制活性の有無について検討する。内容を以下に示す。

2)核内のSmadの機能を多発性骨髄腫由来エクソソームが阻害する分子機構を明らかにする-2既知因子で説明できない場合は未知制御因子を同定するため、Smad複合体構成因子や(共免疫沈降法)、標的DNA結合因子を同定し(Rapid immunoprecipitation mass spectrometry (RIME)法: ChIP実験条件で沈降したDNAに対する結合タンパク質の同定法、標識DNAを用いたプルダウン)、エクソソーム作用時に生じる変化を検出する。所属研究室で他分子について確立したRIME実験系を本研究に応用する。上で同定した因子を骨芽前駆細胞に導入・ノックダウン等するとエクソソーム様の活性を示すか、またはエクソソームの活性が抑制されるか検討する。3)エクソソームの骨分化抑制活性における責任因子は何かSmad阻害因子がエクソソーム内に存在するか、Western blot法等を用いて検討する。存在しない場合は阻害因子の制御因子について順次同様に検討する。当該因子の必要性について検討するため、多発性骨髄腫において遺伝子のノックダウン等を行いエクソソームから当該因子を除去した時の骨分化抑制活性の有無について検討する。当初購入を予定していた抗体や学会参加費・旅費等が不要であったり、無料サンプルや既に入手している材料で賄うことができたため。使用計画:基本的に当初の研究計画にそってすすめる。当該経路に関わる因子の探索時に検討対象の分子や検討条件などを増やし、そのために必要な抗体などの試薬類を次年度使用額を活用して購入する。
一次求心性Aβ線維のイオンチャネル発現異常が神経障害性疼痛発生に与える影響

抗カリウムチャネル(Kv1.1、Kv1.2)抗体を作製し、末梢神経系での局在を調べた。その結果、これらのチャネルはk筋および皮膚に分布する非侵害性感覚受容ニューロンに優位に発現していた。また、神経損傷後にKv1.2チャネルの発現低下が見られた。これらの結果から、Kv1.2チャネルの神経損傷時の発現低下が、非痛覚(触覚、振動覚、温度覚等)ニューロンと二次痛覚ニューロンとの異所性シナプスの形成と相侯って、痛覚過敏、アロディニアで観察されるような過剰膜興奮を来たす可能性が示唆された。末梢神経の損傷および損傷前段階で誘導される因子を同定するために、成体ラットの坐骨神経を延長した。伸長速度が1.0、2.0、20.0mm/日の3群に分け、いずれも合計20.0mmまで伸長した。腰部脊髄後根神経節および坐骨神経からRNAを抽出し、インターロイキン1β(IL1β)、インターロイキン6(IL6)、腫瘍壊死因子α(TNFα)、神経成長因子(NGF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン3(NT-3)、ニューロトロフィン4/5(NT-4/5)のmRNAの発現量をRT-PCRによって調べた。腰部脊髄後根神経節では、IL6のmRNA量が顕著に上昇し、TNFα、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5のmRNA量に変化は認められなかった。また、坐骨神経では、TNFαのmRNA量が上昇し、IL1β、IL6、NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5のmRNA量に変化は認められなかった。これらの発現上昇は、Waller変性が認められない1.0、2.0mm/日群でも有意であった。IL6、TNFαは、神経損傷時にニューロン、シュワン細胞で誘導される主要な因子であると想定された。今後、IL6およびTNFαが膜電位依存性チャネル(特にKv1.1とKv1.2)の発現量を変化させるかどうか調べる予定である。研究経過・結果は以下の通りである。(1)ラット膜電位依存性カリウムチャネル(Kv1.1とKv1.2)のアミノ末端に対する抗体を作製したところ、Kv1.1あるいはKv1.2の相補DNAを導入したCOS-7細胞で特異的な染色が認められた。いずれの抗体でも、ラット小脳膜分画を用いたウエスタンブロット解析において、約75kDの特異的なバンドが確認された。(2)ラット腰部脊髄後根神経節と三叉神経節を蛍光抗体法によって染色したところ、Kv1.1あるいはKv1.2陽性の細胞体の50%以上はニューロフィラメント(RT97)にも同時陽性であった。Aδ、C線維優位に存在するとされているIB4(イソレクチン)あるいはペリフェリンと同時陽性の細胞は僅かであった。(3)脊髄後角では、Kv1.1、Kv1.2の免疫反応性は深部III-IV層で顕著であったが、I、II層の免疫反応性が完全に陰性であるとも断定できなかった。(4)ヒラメ筋では、Kv1.1およびKv1.2の免疫反応性が螺旋状の構造物に認められ、抗ニューロフィラメント抗体にも反応性を示したことから感覚ニューロンの末梢側受容体であることが示唆された。

(5)前脛部に蛍光標識金コロイドを注入したところ、標識される脊髄後根神経節内の細胞体の一部はKv1.1あるいはKv1.2陽性であった。(6)坐骨神経を切断後の腰部脊髄後根神経節ニューロンの細胞体でKv1.1およびKv1.2の免疫反応性の低下が認められた。以上の結果から、Kv1.1、Kv1.2チャネルの主な生理的役割は、筋および皮膚に分布する非侵害性感覚受容ニューロンにおける活動電位の大きさ、頻度、伝播等の調節であると推測された。また、神経損傷後にこれらのチャネルが発現低下するために、痛覚過敏、アロディニアで観察される過剰な膜興奮性を引き起こす可能性が示唆された。ラット膜電位依存性カリウムチャネル(Kv1.1とKv1.2)のアミノ末端に対する抗体を作製し、坐骨神経を切断後の腰部脊髄後根神経節(L4およびL5)および脊髄後角おける発現変化を調べた。その結果、正常時には50%以上はニューロフィラメント(RT97)と同時陽性として観察されるニユーロンの細胞体でKv1.1およびKv1.2の免疫反応牲の低下が認められた。Aδ、C線維優位に存在するとされているIB4(イソレクチン)あるいはペリフェリンと同時陽性の細胞は正常時と同様に僅かであった。脊髄後角では、Kv1.1、Kv1.2の免疫反応牲は正常じには深部III-IV層で顕著であるが、坐骨神経切断後も同様であった。I、II層の免疫反応牲は正常時には弱陽性であるが、坐骨神経切断後の変化が有為であるかどうかは断定できななかった。以上の結果から、坐骨神経を切断後のKv1.1、Kv1.2チャネルの発現量低下の病理的意義は、痛覚過敏、アロディニアで観察される過剰な膜興奮性を引き起こすことにあるのではないかと思われた。さらに、坐骨神経伸展モデルを用いて鋭敏に変化するニューロトロフィン、サイトカインをスクリーニングしたところ、インターロイキン(IL-6)とこ腫瘍壊死因子α(TNF-α)の誘導を確認した。これらの因子が神経損傷時あるいは慢性疼痛時にKv1.1、Kv1.2チャネルの発現量を変化させているのかどうかを今後調べる必要があると思われた。1.坐骨神経を結紮し20日後の腰部脊髄後根神経節ニューロンの細胞体でKv1.1およびKv1.2の免疫反応性の低下が認められた。Kv1.1、Kv1.2チャネルの主な生理的役割は、筋および皮膚に分布する非侵害性感覚受容ニューロンにおける活動電位の大きさ、頻度、伝播等の調節であるいう前年度までの結論に加えて、神経損傷後にこれらのチャネルの発現低下が、痛覚過敏、アロディニアで観察される過剰な膜興奮性の一因である可能性が示唆された。2.成体ラットの脊髄後根神経節を露出し、ハミルトンシリンジを用いてトランスフェクション試薬と混合したGFP(Green fluorescent protein)発現プラスミドを注入した。約3日後に、坐骨神経本幹、脊髄後根神経節の神経細胞体内に蛍光を認められたことから、in vivoにおいて遺伝子導入が可能であることが示唆された。坐骨神経切断端で誘導されるcDNAクローンの候補を無作為に148個拾った。52クローンは既知の配列と相同性を示さなかった。45クローンは既知の分泌タンパク、細胞外マトリックスタンパク等と高い相同性を示した。繰り返し出現したクローンが51個あった。3.今後は、上記3で得られたcDNAクローンの発現実験を行い、脊髄後根神経節ニューロンの培養細胞系でKvチャネルの発現低下作用が観られるかどうか検討する。同時に2の方法に基づいてin vitroでも遺伝子導入を行い、同様の作用があるかどうか調べる。
生物時計システムの制御を基盤とする新規天然薬物の開発

健康長寿社会の実現に向けて、国民の健康寿命の延伸が必要不可欠である。本研究では、生物時計システムに着目し、分子レベルおよび個体レベルの両面から生物機能を制御する時計遺伝子の役割の一端を明らかにすると同時に、それら生物時計システムを標的とする天然資源由来の生活習慣病の予防・治療薬の開発を目指す。最終的には、生物時計システムを標的とした生活習慣病の予防・治療薬の創出と新しい治療理論の構築による健康長寿社会の実現に寄与することを目的とする。
ラット末梢ミエリン特異的な蛋白質PMP120のcDNAクローニングとその機能解析

我々は、申請した実験計画に沿って研究を行い次のような結果を得た。我々の作製したモノクローナル抗体(SW)の認識するラット末梢ミエリン特異的蛋白質(PMP120)の正確な局在を明かすとするために、post-embedding法を用いた免疫電顕法により、ラット末梢神経を検索した。その結果PMP120は、末梢コンパクトミエリンのmajor dense lineに局在することが明らかとなった。また、神経発生・再生過程におけるPMP120の発現の消長パターンを免疫組織化学的に検索したところ、本蛋白質の発現は神経発生・再生過程の初期にはほとんど認められず、神経系の成熟に伴い発現が認められた。更に、これらの神経発生・再生過程のミエリンにおけるPMP120の詳細な局在を免疫電顕法を用いて検索したところ、PMP120はコンパクションミエリンにのみ認められ、発生初期のコンパクションの見られないミエリンや神経傷害後、再生初期の変性ミエリンには認められなかった。以上の結果から、PMP120はコンパクションの行われたミエリンの構造維持に関与していることが示唆された。我々は、SWモノクローナル抗体の認識する蛋白質がミエリンの形成・維持において、どのような役割を担っているかをより詳細に知るため、PMP120蛋白質をコードするcDNA単離し、本蛋白質のアミノ酸の一次構造を決定することを試みている。既に我々は、本実験を遂行するためにラット後退神経節より得たpoly(A)RNAからimmuno screeningに用いるcDNAライブラリーの作製を完了しており、現在expression cloning法によりSWモノクローナル抗体の認識する蛋白質をコードするcDNAの単離のためのスクリーニングを行っている。
多様な生理機能を支えるGnRH情報伝達系の研究-コロニー形成率制御との関わり-

前年度の研究により、本研究で用いている前立腺がん由来の細胞株(TSU-Pr1及びDU145)において、GnRHはコロニー形成だけでなく細胞移動にも影響することが明らかになっていた。今年度は、GnRHによる細胞移動の制御の分子機構について、特に単量体Gタンパク質ファミリーの1つであるRho family Gタンパク質に注目して研究を行った。その結果、「GnRHはRho family Gタンパク質の活性化を介して、アクチン骨格の再構築を誘導し、細胞移動に影響すること」、「TSU-Pr1とDU145では活性化されるRho family Gタンパク質の種類が異なり、細胞移動という観点でもコロニー形成と同様にGnRHが正反対の作用効果を及ぼすこと」が明らかになった。これらの成果は、Endocrinology誌に発表した(Endocrinology 147(1),530-542,2006)。さらに、このようなRho family Gタンパク質の活性化は、GnRHによるコロニー形成の正負制御にも関わっていることを明らかにした。以上の成果は、GnRH刺激によるRho family Gタンパク質の活性化が、多様なGnRH作用の背後にある共通の作用機序であることを示唆している。GnRHは元来、視床下部から分泌され、脳下垂体からのゴナドトロピンの放出を促す神経ペプチドとして同定されたものであるが、本研究により明らかになったGnRHによるRho familyGタンパク質の制御がゴナドトロピン放出にも関与しているかどうかは、GnRHの生理的意義やGnRH情報伝達系の進化を考察する上で大変重要である。そのような観点から、本研究が今後のGnRH研究に与える寄与は大きいと言えるであろう。脊椎動物の生殖機能における中心的な制御因子であるGnRHは、近年の研究の進展により細胞の種類に依存して増殖を促進あるいは抑制する作用をもつことが示されている。しかしながら、相反する2つの作用の詳細なメカニズムは未だ明らかになっていない。本研究では、コロニー形成率測定系を用い、GnRHが細胞増殖を細胞種依存的に正、負に制御する分子機構を解明することを目的としている。本年度は、相反する2つの作用を媒介しているGnRH受容体の同定を試みた。実験モデルとして、GnRHによりコロニー形成率が上がるTSU-Pr1(ヒト前立腺癌由来)、Jurkat(ヒトT細胞白血病由来)、逆にGnRHにより下がるDU145(ヒト前立腺癌由来)、HHUA(ヒト子宮癌由来)の4種類の細胞株を用い、リガンド感受性、ヒトGnRH受容体の発現、RNAiによってGnRH受容体の発現を抑制したときのGnRH作用効果を解析した。その結果、GnRHによりコロニー形成率が上がる細胞と下がる細胞では明らかに異なるリガンド感受性を示すことがわかった。また、4種の細胞株すべてにおいてI型、II型及びII型splice variantの3つが発現していたので、RNAiによりそれぞれの発現を抑制してGnRHの作用効果を調べたところ、「正、負両方の作用にI型GnRH受容体は必須であること」、「II型GnRH受容体splice variantは細胞が正、負どちらの反応を示すかに関わっていること」が明らかになった。さらに、将来的に、細胞増殖を制御するGnRHの活性がヒトのみならず多種のGnRH受容体を介しても検出されるものであるのかを解析するための道具として、げっ歯類の中でもヒトと同様の完全性周期をもつモルモット、そしてGnRH受容体がまだ同定されていない爬虫類のヒョウモントカゲモドキからGnRH受容体を同定し、その構造的、機能的解析を行った。前年度の研究により、RNAiによるGnRH受容体発現のノックダウンが、相反する2つの作用におけるGnRH受容体サブタイプの機能解析に有効であることがわかった。そこで、本年度は、さらに詳細な解析を進めるために、GnRHによりコロニー形成率が上がるTSU-Pr1(ヒト前立腺癌由来)とGnRHにより下がるDU145(ヒト前立腺癌由来)の2種類の細胞株を用い、RNAiによって恒常的にGnRH受容体の各サブタイプの発現をノックダウンした細胞株を樹立した。今後、樹立した細胞株を用いて、それぞれの受容体サブタイプの役割について詳細な研究を行う予定である。また、最近の国内外の研究成果から、GnRHは細胞増殖のみならず、細胞接着、細胞運動、細胞骨格の制御にも関わっていることが明らかになりつつある。本研究の過程でも、GnRHが細胞の移動に影響していると予想される現象が確認されたため、さらに詳細な研究を行った。その結果、「GnRHは低分子量Gタンパク質の活性化を介して、アクチン骨格の再構築を誘導し、細胞の移動に影響すること」、さらに「TSU-Pr1とDU145では活性化される低分子量Gタンパク質の種類が異なり、細胞の移動という観点でも、増殖と同様に、GnRHが正反対の作用効果を及ぼすこと」が明らかになった。今後は、GnRHによる低分子量Gタンパク質活性化の系と増殖に影響する細胞内情報伝達系との関連性を探る予定である。

前年度の研究により、本研究で用いている前立腺がん由来の細胞株(TSU-Pr1及びDU145)において、GnRHはコロニー形成だけでなく細胞移動にも影響することが明らかになっていた。今年度は、GnRHによる細胞移動の制御の分子機構について、特に単量体Gタンパク質ファミリーの1つであるRho family Gタンパク質に注目して研究を行った。その結果、「GnRHはRho family Gタンパク質の活性化を介して、アクチン骨格の再構築を誘導し、細胞移動に影響すること」、「TSU-Pr1とDU145では活性化されるRho family Gタンパク質の種類が異なり、細胞移動という観点でもコロニー形成と同様にGnRHが正反対の作用効果を及ぼすこと」が明らかになった。これらの成果は、Endocrinology誌に発表した(Endocrinology 147(1),530-542,2006)。さらに、このようなRho family Gタンパク質の活性化は、GnRHによるコロニー形成の正負制御にも関わっていることを明らかにした。以上の成果は、GnRH刺激によるRho family Gタンパク質の活性化が、多様なGnRH作用の背後にある共通の作用機序であることを示唆している。GnRHは元来、視床下部から分泌され、脳下垂体からのゴナドトロピンの放出を促す神経ペプチドとして同定されたものであるが、本研究により明らかになったGnRHによるRho familyGタンパク質の制御がゴナドトロピン放出にも関与しているかどうかは、GnRHの生理的意義やGnRH情報伝達系の進化を考察する上で大変重要である。そのような観点から、本研究が今後のGnRH研究に与える寄与は大きいと言えるであろう。
ニジマス代理親魚はサケの卵や精子を何度も生産できるのか？

ヒメマス生殖細胞を移植したニジマスは雌雄ともに少なくとも2年にわたり配偶子を生産しつ続けることが明らかとなった。これらのニジマス親魚の雌雄が生産したヒメマス卵と精子を人工授精した結果、次世代に通常のヒメマスを生産することが可能であった。また、これらの孵化時期はヒメマスのものと同一であり、ニジマスの孵化時期より有意に遅いものであった。さらにDNA解析の結果、これらの次世代個体は完全なヒメマスであることが証明された。以上の実験により、ニジマス宿主は一回繁殖型のヒメマスの正常な配偶子を複数回にわたり生産可能であることが明らかとなった。本申請では、研究代表者が開発した生殖細胞移植技術を駆使し、これら一回産卵の魚種由来の生殖細胞を、ニジマスのような多数回産卵の魚種へと移植することで、有用魚種の卵や精子を繰り返し作ることが可能な代理親魚の作出を目的とした。本年度は一回産卵型の魚種としてヒメマス、マスノスケ、ヤマメを用い、これらの魚種の精巣をトリプシン処理により解離することで、移植用の精巣細胞懸濁液を調整した。次に得られた精巣細胞懸濁液を細胞膜の蛍光標識剤であるPKH26で赤色蛍光標識を施し、これらのドナー細胞を多数回産卵型のニジマスへと移植した。なお、この際に宿主ニジマスは移植細胞由来の卵、精子のみを生産するよう不妊の三倍体個体を用いた。その後、宿主ニジマスを経時的に蛍光顕微鏡を用いて観察することで、PKH26陽性の移植細胞が宿主の生殖腺に生着しているか、宿主生殖腺内で増殖を開始しているか、さらには雌宿主の卵巣内で精原細胞は雌の生殖細胞へと分化しているかを調査した結果、すべてのドナー種由来の生殖細胞がニジマス生殖腺へと取り込まれ、増殖を開始していることが明らかになった。また一部のメス宿主においては移植細胞が卵母細胞に分化していることが確認された。さらに、これらの宿主ニジマスを継続飼育した結果、産卵期には、ニジマス宿主がヤマメ、ヒメマス、マスノスケの精子を生産したことを確認した。なお、得られた精子は正常な受性能を保持しており、それぞれの魚種由来の卵と授精し、正常な次世代の作出にも成功している。多くのタイヘイヨウサケ属魚類は一回繁殖型であり、生涯のうち一度しか繁殖を行うことができず、繁殖後すべての個体が斃死する。そのため、一回繁殖型サケの種苗生産においては、親魚の再利用が不可能である。さらに、全年級群の親魚を養成することが必須となるうえ、ある年級群の親魚を感染症等で損失してしまった場合、種苗を得られない年ができてしまう。そこで、本研究では、代理親魚技法を用いて多回繁殖型サケに一回繁殖型サケの配偶子を複数年にわたり生産させる技術を確立することを目的とした。一回繁殖型であるヒメマスをドナーとして用い、多回繁殖型であるニジマスを宿主として用いた。ニジマス宿主は、三倍体化処理により不妊化した宿主、または、生殖細胞の生存に必須な遺伝子であるdead end遺伝子の翻訳を、アンチセンス法により阻害することにより生殖細胞を除去した宿主を用いた。移殖魚が機能的な配偶子を生産できるかどうか調べるため、成熟年齢に達するまで飼育し、得られた配偶子をヒメマス配偶子と交配した。ヒメマス精原細胞を移殖した三倍体宿主では、移殖魚23尾中1尾がヒメマス精子を排精したが、受精能がなく稚魚を得ることができなかった。また、ヒメマス卵を2年にわたって排卵した個体がいたものの、その割合は23尾中1尾と非常に低かった。そこで、生殖細胞除去ニジマスを宿主として用いたところ、移殖魚23尾中5尾が機能的なヒメマス精子のみを排精した。また、23尾中2尾が機能的なヒメマス卵も排卵した。以上の結果より、ニジマスを宿主とした場合、三倍体より生殖細胞除去個体を用いた方が効率的にヒメマス配偶子を生産可能であることが明らかになった。太平洋サケ属の魚種の多くは一回繁殖型であり、生涯のうち一度、配偶子を生産した後に斃死することが知られている。したがって、これらの魚種の種苗生産では同一の親魚を反復利用することが不可能であり、これが当該種の品種改良の大きな障害になっている。また、これらの種の種苗生産を毎年行うためには、前年級群を絶やさずに養成し、親魚に仕立てる必要があり、もし何らかの事故や感染症により特定の年級群が全滅した場合には、その年の種苗生産は不可能となってしまう。そこで、本研究ではこれら一回繁殖型のサケ科魚類の配偶子をニジマスを代理親魚として利用することで繰り返し生産する技法の開発を目指した。ニジマス宿主には生殖細胞の生残に必須の遺伝子であるdndの発現阻害をノックダウン法により実現した個体を用い、これらの宿主に一回繁殖型のヒメマスの生殖細胞移植を施した。これらの魚を2年間飼育した結果、移植魚23尾中7尾がニジマスの精子を生産し、3尾がニジマスの卵を生産した。これらの宿主個体をさらに一年間継続飼育したところ、雄7尾のうち2尾が再び成熟して精子を、雌3尾のうち1尾が卵を生産した。また雌雄それぞれ1尾と2尾が満三歳であらたに成熟した。

そこで、これらのニジマス代理親魚の雌雄が生産したヒメマス卵と精子を人工授精した結果、通常のヒメマスを生産することが可能であった。また、これらの孵化時期はヒメマスのものと同一であり、ニジマスの孵化時期より有意に遅いものであった。さらにDNA解析の結果、これらの次世代個体は完全なヒメマスであることが証明された。以上の実験により、一回繁殖型のヒメマスの配偶子をニジマスは複数回にわたり生産可能であることが明らかとなった。ヒメマス生殖細胞を移植したニジマスは雌雄ともに少なくとも2年にわたり配偶子を生産しつ続けることが明らかとなった。これらのニジマス親魚の雌雄が生産したヒメマス卵と精子を人工授精した結果、次世代に通常のヒメマスを生産することが可能であった。以上の実験により、ニジマス宿主は一回繁殖型のヒメマスの正常な配偶子を複数回にわたり生産可能であることが明らかとなった。ヒメマス配偶子をニジマスを代理親として複数回生産させることに成功した。効率面で課題が残されたが、この点は宿主の生殖細胞をアンチセンス法で除去することで解決した。これらの宿主を継続飼育することで当初の計画は達成できるものと考えられる。水族発生工学今年度に作出したdnd遺伝子をノックダウンすることで内在性の生殖細胞を欠損させたニジマスを利用することで、今後はヒメマス配偶子が効率よく複数回作出可能かを検討していく予定である。当初の計画に示した初年度の実験はすべて完了しており、現在実験魚の継続飼育中である。初年度の産卵期に雄個体の一部を成熟させることにも成功しており、この調子で研究が進行すれば、研究終了時には当初の目的は十分に達成可能である。上述のように三倍体宿主のニジマスの成熟率が低かったため、次世代解析用の試薬の消費が予定より少なかったため。現在まで研究は順調に進行しており、当初の研究を粛々と進めることで十分に目的達成は可能である。平成26年度に成熟を確認したdndのノックダウン個体の交配実験を27年度に予定しており、これにより得られた次世代のDNA解析に使用する。
口腔外科手術後の神経麻痺治療における直線偏光近赤外線星状神経節照射の有用性の検討

本研究で用いた末梢神経検査装置ニューロメーターは、知覚神経におけるAβ線維、Aδ線維、C線維の各々について電流知覚閾値を測定、数値化でき、客観的に評価できる装置である。本研究の課題は、口腔外科手術後の神経麻痺治療における直線偏光近赤外線星状神経節照射の有用性の検討、ということであるが、それに先立ち、比較の対象である星状神経節ブロックにおける回復過程を、ニューロメーターを用いて測定、検討した。対象は、口腔顎顔面領域における口腔外科手術後の知覚神経障害患者である(下歯槽神経)。今回、星状神経節ブロックにおける回復過程をニューロメーターを用いて測定を行った。ところが、測定日によって電流知覚閾値測定の絶対値が大きく変化することがわかった。口腔領域で生じる知覚障害は、下歯槽神経が圧倒的に多く、その治療は1年前後の期間を要することが多い。したがって、三叉神経知覚障害のように長期にわたって電流知覚閾値を観察するのには、末梢神経障害程度の把握、予後の予測や経時的変化を観察する場合、問題があると考えられた。つまりオトガイ皮膚上では再現性に問題があると考えられた。そこで半球状白金双極電極を試作し、皮膚ではなく安定した口腔粘膜で測定・検討を開始した。この半球状白金双極電極は直径1mmの半球状の電極を間隔8mmでアクリル板に固定したものである。本研究は、最低1年の長期にわたりその回復過程を追跡するもので、研究成果を発表するのにはまだ時間を要する。尚、今回の研究結果は本年の日本歯科麻酔学会もしくは日本ペインクリニック学会にて発表する予定である。・対象:口腔顎顔面領域における口腔外科手術後の知覚神経障害患者・使用機器:末梢神経検査装置ニューロメーター・測定項目:末梢神経検査装置ニューロメーターによる電流知覚閾値測定口腔領域で生じる知覚障害は、下歯槽神経が圧倒的に多く、その治療は、1年前後の期間を要することが多い。現在は、経過を追跡中である。今後は、星状神経節ブロックに直線偏光近赤外線星状神経節照射を併用した治療法の追跡を行う予定である。三叉神経知覚障害はタイプ分けができる。すなわち、知覚低下のみ、知覚低下+異常感覚、知覚低下+異常感覚+異常痛である。それぞれのタイプに対しての治療効果の検討も併せて行っている。