hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CD・ROMとネットワークによる民俗・歴史・考古画像データベース提供方式の開発研究

画像データベースを全国に配布するためのシステム開発の研究である。画像データベースのもととなったのは、昭和47-49年度、民俗・歴史・考古資料全国調査の結果得られた調査カードに貼られた資料などの写真で、データ入力は平成元年から4年間にわたって行われた。そのときにつくられた画像データベースは、特殊な形式、収容媒体は5インチ光磁気ディスク、スタンドアロンの専用システムでのみ動くものであった。今回は、全国配布を目標としているので、安価で、普及しているパソコンの大部分に通用する必要があった。それを充たすため、最近急速に普及し、駆動装置が標準で内蔵されるようになったCDROMによることとし、データ更新、その他、配布先との情報交換を迅速に行えるネットワークを併用するシステムを計画した。もとの画像データが旧式であるので、大規模なデータ変換方式を特に開発し、データ圧縮は圧縮率と画質の両面から検討した。県立博物館を中心に数県の民俗資料などの専門家に研究協力者を依頼し、結果の検討を行い、一応満足すべきものとの評価を得た。博物館とのネットワークを試みたところ、インターネットと従来のパソコン通信の併用が必要であった。CDROM書込装置ならびにパソコン(Mac機,PC98機)を購入し,CDROMの書込み・読出しテストを行なった.書込みに際しては,当初予定していた10分の1のJPEG圧縮を用い,画質を見るため,パソコン各機種の画面およびSUNワークステーションの画面に表示させてみた.対象とした画像データのコマ数が少ないので,まだ画質を評価するは尚早である.どのような画像の場合に圧縮の弱点が出るか,今後コマ数を多くしてテストを重ねる必要がある.CDROMを配布する予定の博物館等の情報システムの現状調査を行なった.現地調査としては,沖縄県立博物館を訪問した.館蔵資料の写真画像つきデータベースの入力中であった.CDROMを提供した場合,支障なく,少ない手間で活用できるようになると思われる.来館・聞取り調査は,青森県立郷土館,福岡市博物館について行なった.その結果,データのみの提供で先方が検索ソフトを整える可能性があることがわかった.しかし,一般には検索ソフトも含めた提供が要望されていると予想され,それがどの程度多様なものであるかは今後の調査にかかっている.画像データベースを全国に配布するためのシステム開発の研究である。パソコン(DOS/V機)を購入し、前年度購入のMac機、PC98機とともにCDROMの書込み、読出しテストを続行した。書込みに際して、利用者を想定して画質の設定を行ってみたが、配布先の画質の評価はまだまとまっていない。CDROMを配布する予定の博物館等の現状調査を引続き行った。現地調査として、福島県立博物館、会津大学、国立民族学博物館、大阪市立博物館を訪問した。その結果と前年度調査を総合すればデータのみの提供で済むところは、やはり少数で、便利な検索・表示システム添付の希望が多数を占めるようである。これに対しては、とりあえず簡易な検索ソフトを添付することとし、なお、要望を出してもらう方針とする。本年度は、パソコン3機種(Macintosh,PC9821,DOS/V)がそろっているので、作成したCDROMの読みだし確認を集中的に行ったが、機種による不都合はみられなかった。県別のCDROMを作成し、数県に配布した。画像の画質については、これらの配布先でとくに問題の指摘はなかったので、圧縮の設定は、しばらくこのままとすることにした。県別のデータをCDROM書込み用に編集するための所要時間が、これまでの手順では、8mmテープによるため極めて長くかかったので、一旦CDROMに8mmテープの写しをとり、そこから県別データを短時間に抜き取るように改良した。以上でCDROM作成、配布の体制は一応整ったと考えられる。
Ｎａポンプ遺伝子変異を原因とする神経疾患の病態基盤としての酸化ストレス障害

ナトリウムポンプα2およびα3サブユニット遺伝子変異は、種々の神経疾患発症の原因となる。これら神経疾患に共通して見られる特徴として、痙攣、麻痺、ジストニア等の症状が発作的に出現すること、身体的・精神的ストレスが発作の契機となること、が挙げられる。私達はこれまで両遺伝子欠損マウスの解析を行い、病態モデルマウスとしての有用性を報告した。ごく最近、両遺伝子各々の欠損マウスでは脳内アスコルビン酸量が有意に低下していることを見出した。本研究で、1病態モデルマウス脳では、アスコルビン酸低下による脳内酸化ストレス障害の亢進、2ナトリウムポンプα2およびα3サブユニットと、アスコルビン酸輸送体との機能共役、3これら分子の遺伝学的相互作用、4電気生理学的手法を用いたニューロン・シナプス伝達特性に対するアスコルビン酸の効果の検定、を計画した。今年度は以下の結果を得た。1脳を各部位に分け、アスコルビン酸量をHPLCを用いて定量した。野生型に比べ、欠損マウスでは有意にアスコルビン酸が低下していている部位を同定した。予想と異なり、すべての部位において低下しているわけではないこと、低下している部位は症状の原発巣とされる部位と一致することが判明した。さらに、身体的ストレスをかけたマウスでは、脳内アスコルビン酸が大きく低下することを示唆する結果を得た。また、酸化ストレスマーカーの抗体を使って、脳の免疫染色・ウエスタンブロットを行ったところ、野生型に比べ、欠損マウスでは脳内酸化ストレス状態の亢進が示唆される結果を得たが、雌雄で亢進程度に差があることも判明した。3アスコルビン酸輸送体遺伝子欠損マウスを作成し、ナトリウムポンプα2およびα3サブユニット遺伝子欠損マウスとのかけあわせを行った。ダブル欠損マウスは通常飼育下で痙攣等の症状を発現することはないことを観察した。1当初は脳全体のアスコルビン酸量を測定したが、値が大きくばらつくことがわかった。そのため、脳の各部位を迅速に取得する技術を開発したところ、野生型とモデル動物の間での差異を検出することができた。当初の計画した以上に、病態生理の一端に迫ることができた。2アスコルビン酸輸送体遺伝子欠損マウスとのかけあわせによるダブル欠損マウスを用いた行動実験について、頭数をそろえることができず、結果を出すことができていない。1雌雄それぞれでの比較も行うため、サンプル数を増やし、アスコルビン酸の定量を引き続き行う。ストレス下でのアスコルビン酸量の測定も例数をふやす予定である。2アスコルビン酸輸送体遺伝子欠損マウスとのかけあわせによるダブル欠損マウスを用いた行動実験のために、マウスのコロニーを拡大する。ダブル欠損マウスについても酸化ストレスマーカー等の免疫染色、ウエスタンブロットを行う。3各種酸化ストレスマーカーの、HPLCによる生化学的定量を行う。4電気生理学実験のセットアップを行う。2アスコルビン酸輸送体

遺伝子欠損マウスとのかけあわせによるダブル欠損マウスを用いた行動実験のために、マウスのコロニーを拡大する。ダブル欠損マウスについても酸化ストレスマーカー等の免疫染色、ウエスタンブロットを行う。3各種酸化ストレスマーカーの、HPLCによる生化学的定量を行う。4電気生理学実験のセットアップを行う。消耗品代金等の関係で「68円」の余りが出た。これは、翌年度分の消耗品代金に充てることが可能である。
鉄筋錆の膨張によるRC構造の損傷過程とその力学モデルに関する研究

本研究では、鉄筋の錆がすでに発生しているRC構造中の錆による膨張圧と膨張ひびわれの力学的関係を詳細に調査し、それらが表現できるような力学モデルを提案し、その損傷度を解析的に把握し、適切な補強法を検討することをめざしている。得られた結果は以下を示す。1.腐食生成物としての薄い層を要素と考え、それに膨張として体積ひずみを与えることにより、腐食の膨張挙動をよく表すことができた。このモデルを用いて解析した結果、縦ひびわれ発生時の腐食量と腐食生成物の膨張率との関係が明らかとなった。2.ひびわれの進展状況の把握や膨張圧の推定を実験ならびに解析の両面から行った。(1)膨張圧の上昇期に卓越するひびわれは鉄筋間方向に入り、膨張圧はピ-クに達する。このひびわれ生成には鉄筋周辺の全体剛性が影響することから、このピ-ク値はかぶり厚の影響を強く受ける。(2)つぎに、ひびわれは底面あるいは側面のかぶり厚の小さい方向に進展し、やがてコンクリ-ト表面に達し、縦ひびわれとなる。したがって、そのかぶり厚さが膨張率に大きく影響する。(3)縦ひびわれ発生時およびそれ以降(縦ひびわれ幅拡大期)の膨張圧は、ほぼ100-120kgf/cm^2程度であることが求められた。(4)このような膨張圧とひびわれ状況から考えると、さびに関する点検は縦ひびわれ発生以後では遅すぎ、できれば鉄筋間ひびわれ発生以前に点検を実施するのが望ましいことがわかる。
骨再生能を示す次世代型骨補填材料リン酸オクタカルシウムの抗腫瘍効果研究

本研究は、骨再生用担体材料(リン酸オクタカルシウム;OCP)の抗腫瘍効果の検討を目的とした。OCPとOCPを加水分解して微細構造を変化させたアパタイト(HL : Hydrolyzate)をコーティングしたプレートを作製し、プレート上で我々が樹立したEwing肉腫細胞株(EES1)の培養を行った。コントロール(人工骨非コーティングプレート)と比べ、OCPとHLをコーティングしたプレートでEES1の増殖は抑制されていた。またマウス筋芽細胞C2C12も同様にOCPとHLコーティングプレートで増殖が抑制されていた。今後、異なる結晶性状を持つOCPを開発することにより、整形外科学領域の骨軟部腫瘍の増殖を抑制する可能性が出てきた。整形外科領域における骨欠損部に対する骨再生に関する研究は、ハイドロキシアパタイト(HA)のセラミックスや、β型-第3リン酸カルシウム(TCP)セラミックスによる骨誘導、骨再建に限定された研究が主に行われており、人工骨の抗腫瘍効果に対する検討がなされていない。第2リン酸カルシウムの加水分解による方法(Brown, et. al.,1962)や、CaおよびPO4の等モル存在下、高温度下(60°C)における滴下法(LeGeros RZ 1985)等がある。研究グループは、高温度下連続合成法(特3115642)や室温合成法を開発している。リン酸水溶液にカルシウム水溶液を添加しリン酸カルシウムを作製し、X線回折でリン酸オクタカルシウム(OCP)を確認しOCPをコーティングしたプレートを作製した。この作製したプレート上での培養を行うことで細胞接着、増殖に関するデータが得られる。今後は、以下の予定に従って以下の研究を行ってOCP, HA添加での腫瘍細胞培増殖・抑制効果検討する予定である。(1)培養プレートに滅菌したOCP、HA、βTCPのスラリーをコーテングし、乾燥・固化させ、その上で代表的な骨腫瘍である骨肉腫細胞株とユーイング肉腫株を培養する系を検討し、培養検討が可能なことを確認する。(2)培養細胞の増殖能や浸潤能、アポトーシス等への影響をフローサイトメトリー、MTTアッセイ、apoptosisscreening kitによって解析する。第2リン酸カルシウムの加水分解による方法(Brown, et.al., 1962)や、CaおよびPO4の等モル存在下、高温度下(60°C)における滴下法(LeGeros RZ 1985)等がある。OCP, HA添加での腫瘍細胞培増殖・抑制効果検討した。(1)培養プレートに滅菌したOCP、HAのスラリーをコーテングし、乾燥・固化させ、その上で代表的な骨腫瘍である骨肉腫細胞株を培養する系を検討した。培養検討が可能なであることを確認した。(2)培養細胞の増殖能を調べたところ、コントロール(プレート上での単純培養)と比較し培養3日目で細胞増殖は抑えられたがOCPの結果はOCPを加水分解したHydolyzate(アパタイト)と有意差はみられなかった。整形外科領域における良性骨腫瘍摘出後に生じる骨欠損部の補填材料として近年、人工骨であるss-リン酸三カルシウム(βTCP)が臨床応用されている。その骨形成、骨強度に関しての研究は行われているが、人工骨を用いた骨腫瘍の腫瘍細胞増殖抑制効果という観点からは十分に研究がなされていない。研究計画の最終年度として、リン酸オクタカルシウム(OCP)による細胞増殖抑制効果を骨肉腫細胞株および筋芽細胞(C2C12)を用いて検討した。共同研究者である東北大学顎口腔機能創建分野の鈴木らの研究グループはOCPの高温度下連続合成法(特3115642)や室温合成法を開発している。本研究において(1)OCPをコーティングしたプレートを作製し、プレート上で代表的な骨腫瘍である骨肉腫細胞株を培養することが可能であることを確認した。(2)培養細胞の増殖能を調べたところプレート上の単純培養と比較し培養3日目で腫瘍細胞の増殖は抑えられたが、OCPを加水分解したHydolyzate(アパタイト)と有意差はみられなかった。

(3)(2)と同様にプレート上にC2C12を培養したところ、培養3日目以降OCPの結晶性状により細胞増殖の抑制効果が異なっていた。最近、OCP結晶の微細構造(寸法、結晶性など)の違いが骨芽細胞の増殖および骨形成能に影響を及ぼすことが明らかとなった。このことから今後、異なる結晶性状を持つOCPを開発することにより、整形外科領域の骨軟部腫瘍の増殖を抑制する可能性が出てきた。
血管内皮前駆細胞を用いた吸収性遮蔽膜による新規歯周組織再生療法の開発

1濃縮末梢血EPC細胞群の抽出・増幅:雄8週齢C57BL/6マウスから単離した細胞を、雌の同齢C57BL/6マウスへ移植し、単核球成分をEPCsに誘導するサイトカイン添加培地によるQQ処理という培養を5日間行った。サイトカイン添加培地には前述の5種の因子であるSCF、Flt-3 ligand、TPO、VEGFやIL-6らが含まれた。QQ処理後のEPCs群は有意にlarge EPCsの割合が多く、clony数自体も多かった。2移植実験によるGBR効果の評価:PGLAメンブレンを遮蔽膜として用いた。今回は骨置換材として有用性の高い炭酸アパタイトと自家骨を用いた。1.濃縮末梢血EPC細胞群の抽出・増幅:本実験では、移植細胞の生体内挙動解析のため、雄8週齢C57BL/6マウスから単離した細胞を、雌の同C57BL/6マウスへ移植した。細胞の単離は、血液凝固処理をした注射筒を用いてマウス心臓より採血を行った。次いで数回の遠心操作を行い、単核球成分を多く含むBuffy coatを採取し塩化アンモニウムを加え溶血させた。その後、単核球成分をEPCsに誘導するサイトカイン添加培地によるQuality and Quantity(QQ)処理という培養を5日間行った。2.至適細胞数の検討:骨、皮膚組織に移植・注入する濃縮末梢血EPC細胞群を過去の文献を参考に約0.5×105個、約1×105個、約2×105個とふり細胞数の検討をおこなった。細胞の増殖能および増殖細胞数が一番優れていたのは約1×105個の群であり、この細胞数を至適細胞数とした。3.移植実験によるGBR効果の評価:GBR法に用いられる遮蔽膜、骨補填材及び方法について:今回我々は吸収性遮蔽膜であり長期の形態保持が可能で骨再生のスペースメーキングに優れているPGLAメンブレンを遮蔽膜として用いた。骨補填材には骨置換材として有用性の高い炭酸アパタイトと自家骨を用いた。今回我々は減張切開を必要としないオープンバリアメンブレンテクニックを用いた。硬・軟両組織再生効果の検討:細胞非投与群を対照として、ラットの頭蓋骨に移植実験を行った。ラットの頭頂部粘膜に直径8mmの円形にパンチアウトをおこない、骨膜を切開・剥離し、頭蓋骨に数多くの小さな穿孔を施し、頭蓋骨上には骨補填材を細胞と混和しon-lay-graftし、PGLAメンブレンをおき粘膜欠損周囲粘膜にEPC細胞群を注入し、開放創とした。メンブレンは周囲皮膚組織と吸収糸にて縫合し固定をおこなった。6,12週後に標本を回収した。動物実験にて動物の死亡があったため標本の摘出時期に遅れが出た。本研究では新規EPC濃縮法によって得られた濃縮末梢血EPC細胞群を用いること、細胞による組織形成と遮蔽膜による組織形成という、全く異なる二つの原理を組み合わせ、性質の異なる軟組織・硬組織を同時に再生しようとするものである。また細胞源を採取が容易で侵襲の少ない末梢血に求めること、そして少量の末梢血から増幅・濃縮した血管新生能力を持つEPCsと抗炎症作用を持つ細胞群を治療に応用することに新規性があり、これにより硬・軟両組織の同時再生が可能ではないかと考えた。新規EPC濃縮法により濃縮末梢血EPC細胞群の抽出・増幅に関しては予定通り実施できた。採取した細胞はCD34やCD136のマーカーを用いFACsにてポシティブな分画の割合いを調べ確認した。またコロニーフォーミングアッセイを行い多数のコロニーを形成できたことを確認できた。次に骨補填材による骨補填材の細胞の保持性については当初選択していた骨補填材では不十分である可能性があった。骨補填材には自家骨、他家骨、異種他家骨や人工材料などが用いられるが、なかでも自家骨は骨誘導能が高く、未知の疾病の感染の危険性がなく安全性が高いなどの利点がある。しかし長期的には吸収されやすいという欠点があり、また細胞と均一に混和できるように今回は骨置換材として有用性の高い炭酸アパタイトと自家骨を用いた骨補填材を選択した。しかし今後さらなる検討および骨補填材に細胞を付着させる方法に関してさらなる検討が必要と思われる。骨補填材の種類の検討および細胞の導入方法に検討が必要であったため遅れている。濃縮末梢血EPC細胞群の抽出・増幅:本実験では、移植細胞の生体内挙動解析のため、雄8週齢C57BL/6マウスから単離した細胞を、雌の同齢C57BL/6マウスへ移植した。これは、FISH法によりドナー由来Y染色体の検出を行うためである。次いで数回の遠心操作を行い、単核球成分を多く含むBuffy coatを採取した。Buffy coatには少量の赤血球も含まれるため塩化アンモニウムを加え溶血させた。サイトカイン添加培地には前述の5種の因子であるSCF、Flt-3 ligand、TPO、VEGFやIL-6らが含まれる。

EPCsは主に自己増殖の働きを持つsmall EPCsと自ら血管を形成するlarge EPCsの2種類に分けられた。この細胞のcolony数の比較を行うことで、増幅したEPCs細胞群が増殖もしくは血管形成に主に働く細胞群であるかを評価できる。またQQ処理後のEPCs群は有意にlarge EPCsの割合が多く、clony数自体も多いことが過去に報告されている。移植実験によるGBR効果の評価:吸収性遮蔽膜であり長期の形態保持が可能で骨再生のスペースメーキングに優れているPGLAメンブレンを遮蔽膜として用いた。骨補填材には自家骨、他家骨、異種他家骨や人工材料などが用いられるが、なかでも自家骨は骨誘導能が高く、未知の疾病の感染の危険性がなく安全性が高いなどの利点がある。しかし長期的には吸収されやすいという欠点があり、また細胞と均一に混和できるように今回は骨置換材として有用性の高い炭酸アパタイトと自家骨を用いた。1濃縮末梢血EPC細胞群の抽出・増幅:雄8週齢C57BL/6マウスから単離した細胞を、雌の同齢C57BL/6マウスへ移植し、単核球成分をEPCsに誘導するサイトカイン添加培地によるQQ処理という培養を5日間行った。サイトカイン添加培地には前述の5種の因子であるSCF、Flt-3 ligand、TPO、VEGFやIL-6らが含まれた。QQ処理後のEPCs群は有意にlarge EPCsの割合が多く、clony数自体も多かった。2移植実験によるGBR効果の評価:PGLAメンブレンを遮蔽膜として用いた。今回は骨置換材として有用性の高い炭酸アパタイトと自家骨を用いた。標本を実験動物用高速3次元CTによって骨形成量を定量化すると共に、組織学的にメンブレンに対する周囲組織の反応を観察する。同時に、HE染色、ALP染色による骨形成の評価を行う。上皮欠損部は1、4週後の創の収縮率を計測するために写真を撮影しコンピューターに取り込み創部の大きさをNIHイメージシステムによって計測する。とともに組織学的に上皮化の程度(角化層の厚み)を評価する。また臨床的に再生される粘膜は、角化層の厚い付着粘膜である必要があるため確認のためにおこなう。採取した試料はHE染色をおこなう。移植部位の新血管形成の評価のために血管構造の密度を計測する。凍結切片を作製し抗CD31/PECAM-1抗体に染色し評価をおこなう。骨補填材に細胞がより取り込まれるための骨補填材の種類や至適培養環境についての研究を進める。口腔外科
小児脳腫瘍特異的細胞傷害性T細胞にキメラ抗原受容体を応用した新規治療戦略の確立

小児脳腫瘍疾患の予後は概して不良であり有効な治療法の開発が待たれている。近年、様々な手法を用いた免疫細胞療法が報告されている。小児がんにおいても標準的治療のみでは根治不可能な症例が多々存在し、特に脳腫瘍においては手術にて完全摘出可能な症例のみではなく、治療経過中や終了後の疾患の増悪は大きな課題である。そこで本研究においては前年度に引き続き難治性小児脳腫瘍疾患に対するがん免疫療法として、キメラ抗原受容体に加えて腫瘍ライセートやがん抗原ペプチドから患者由来の獲得免疫を誘導する双方の手法についての検討を継続した。脳腫瘍においても様々な疾患が考慮されたが、これまで実施してきたがん抗原を対象とした免疫染色並びにフローサイトメトリー解析の結果等から上衣腫ならびに髄芽腫を今回の対象疾患と設定した上で研究を継続した。標的として使用可能であった腫瘍細胞株を設定した後、Xを対象としたキメラ抗原受容体を発現させたT細胞と数日間共培養したところ良好な細胞傷害性を確認することが可能であった。またその一方でWT1を中心としたがん抗原由来に誘導を試みた細胞傷害性T細胞についても、機能解析を実施するとともに抗原特異性の持続期間について臨床検体を用いて合わせて解析した。さらに、将来的な実臨床への応用を目標とした際の品質性の確保並びに保証方法についても現在のレギュレーションに合わせた基礎的な検討を併せて実施した。さらに、免疫療法における免疫モニタリング方法の構築並びに小児疾患での評価方法についても併せて検討を行った。実臨床で行われたがん抗原特異的細胞免疫療法の解析結果やELISPOT法やテトラマー解析などのモニタリング方法等に関する検証結果については先行して報告を行った。一方で更なる解析を継続するため更に1年間の延長を申請することとした。本研究の目的として実臨床応用に向けた検証も重要な計画の一つである。将来的にCell Processing Center(CPC)において、再生医療等安全性確保法に基づいた臨床研究が実現できるような体制構築も検討していく。小児脳腫瘍疾患の予後は概して不良であり有効な治療法の開発が待たれる。近年、がん抗原特異的キメラ抗原受容体(CAR)を用いた遺伝子改変T細胞療法の優れた臨床成績が次々に報告されている。この治療法は標準的治療のみでは根治が難しい疾患に対する新たな方法として大きな期待が寄せられている。将来的には小児脳腫瘍疾患の分野においてもCARを用いた治療法の応用が期待されるが、固形腫瘍に対する有効性の検証データはまだ十分ではない。そこで小児脳腫瘍疾患に対する免疫療法の実用化に向けて検証を行った。成人の脳腫瘍領域では既にEGFRvIIIやIL-13Rαを対象としたCARを用いた報告が既に複数なされているが、小児においてはまだ十分な情報がない状況にある。そこで、難治性小児脳腫瘍疾患(脳幹グリオーマ、胚腫以外の胚細胞腫瘍、上衣腫、PNET等)に適した標的を免疫染色法にて現在検証中である。また本研究ではウイルスベクターではなくトランスポゾン技術によるCAR-T cell療法を予定しているため、患者条件に相違があっても安定した導入効率が得られるよう基礎的検証を継続した。一方、小児脳腫瘍疾患に対してWT1特異的細胞傷害性T細胞が一定の有効性をもたらしうることが実臨床疾患の検証にて示唆されたため、次年度以降の研究内容に引き続き検討することとした。今後検証に用いる小児脳腫瘍由来細胞株の準備を並行しているが、当初の予定より時間を要している。また小児脳腫瘍疾患に対するCAR-T cell療法の対象抗原が現時点でまだ完全には特定できていないため、やや遅れていると判断した。難治性小児脳腫瘍疾患に対するがん免疫療法として、キメラ抗原受容体を応用したCAR T細胞を用いる方法と、腫瘍ライセートやがん抗原ペプチドから患者由来の獲得免疫を誘導する双方の手法について検討することとした。本来であればHLAの拘束性のないCAR T細胞療法が有利に働くと考えていたが、CAR T細胞療法の固形腫瘍への効果の難しさや近年の免疫ポイントチェック阻害薬の有効性などから、患者体内で獲得される抗腫瘍免疫についても可能性を再度検証することした。いずれの手法を用いる場合においても対象抗原の設定が重要であり、なるべく他の小児がん種にも汎用性のあることが望ましいと考えられた。また、腫瘍細胞の免疫学的回避を抑制する意味でも複数の抗原設定が重要であると考えられた。複数の小児がんをも対象としうる腫瘍組織の免疫染色の手法を構築するとともに、各疾患における染色体異常や遺伝子異常の特徴を検証している。免疫細胞が有効に作用するためにも、細胞に抑制的に作用する腫瘍周囲のサイトカイン状態や、培養に至適となるサイトカインの条件についても検討する事案である。前年度にひき続いてWT1は標的の一つとして利用できうると考えられたことから、WT1を発現しているがん種をもとに免疫組織染色、WT1特異的ELIspot法、WT1特異的Tetramer解析について手法の確立を検証した。また、将来的に細胞輸注を検討した際に発症しうる副反応については現在の輸血療法をもとにモニタリング方法ならびに評価基準について予備的に検討した。特に小児においては輸血細胞療法領域においてもエビデンスの構築がまだ十分ではないため、実臨床で既に用いられているマテリアルを確立させ、今後の臨床に応用することも考慮している。

本来の計画では該当年度に細胞株を用いた検証が予定されていたが実際には到達しなかった。一方、将来の実臨床に向けた応用性の周辺整備がすすめられたと考えられた。ただ現時点では総合的にやや遅れていると判断した。小児脳腫瘍疾患の予後は概して不良であり有効な治療法の開発が待たれている。近年、様々な手法を用いた免疫細胞療法が報告されている。小児がんにおいても標準的治療のみでは根治不可能な症例が多々存在し、特に脳腫瘍においては手術にて完全摘出可能な症例のみではなく、治療経過中や終了後の疾患の増悪は大きな課題である。そこで本研究においては前年度に引き続き難治性小児脳腫瘍疾患に対するがん免疫療法として、キメラ抗原受容体に加えて腫瘍ライセートやがん抗原ペプチドから患者由来の獲得免疫を誘導する双方の手法についての検討を継続した。脳腫瘍においても様々な疾患が考慮されたが、これまで実施してきたがん抗原を対象とした免疫染色並びにフローサイトメトリー解析の結果等から上衣腫ならびに髄芽腫を今回の対象疾患と設定した上で研究を継続した。標的として使用可能であった腫瘍細胞株を設定した後、Xを対象としたキメラ抗原受容体を発現させたT細胞と数日間共培養したところ良好な細胞傷害性を確認することが可能であった。またその一方でWT1を中心としたがん抗原由来に誘導を試みた細胞傷害性T細胞についても、機能解析を実施するとともに抗原特異性の持続期間について臨床検体を用いて合わせて解析した。さらに、将来的な実臨床への応用を目標とした際の品質性の確保並びに保証方法についても現在のレギュレーションに合わせた基礎的な検討を併せて実施した。さらに、免疫療法における免疫モニタリング方法の構築並びに小児疾患での評価方法についても併せて検討を行った。実臨床で行われたがん抗原特異的細胞免疫療法の解析結果やELISPOT法やテトラマー解析などのモニタリング方法等に関する検証結果については先行して報告を行った。一方で更なる解析を継続するため更に1年間の延長を申請することとした。本研究の目的の一つとして実臨床応用に向けた下準備も重要な計画である。将来的にCell Processing Center(CPC)において、再生医療等安全性確保法に基づいて臨床研究が実施できるような品質管理や調整方法の構築についても引き続き検討していく。本研究の目的として実臨床応用に向けた検証も重要な計画の一つである。将来的にCell Processing Center(CPC)において、再生医療等安全性確保法に基づいた臨床研究が実現できるような体制構築も検討していく。今年度は基礎的な検討となる品質検証、検査手技の確認、また将来的に実際の臨床応用の際に必要と考えられる下準備やデータの構築に時間を費やしたので細胞株を用いた検証時間が足りず次年度使用額が生じた。遅れが生じた分については次年度に実施する予定とした。解析結果の再検等について、年度内で全て実施が不可能であったため次年度に繰り越し引き続き実施することとした。
クラスターイオンの質量選択光解離画像観測法の開発と解離反応動力学の解明

本計画では、ナノ材料の微視的モデルとして重要なクラスターのイオンについて、光解離反応で生成したイオンの並進速度・放出角度分布を、イメージング検出器を使って観測する手法の開発を行った。さらに、マグネシウム-アルゴン、マグネシウム-フッ化メチルの各気相錯体の一価イオンに関して紫外解離反応の動力学を明らかにすることができた。これらの系ではともにマグネシウム一価イオンの価電子励起状態に基づく励起状態からの速い解離が起こっていることが示された。さらに前者では。原子間の結合エネルギーを精度よく決定することに成功した。さらに前者では。本研究計画では、ナノ材料の微視的モデルとして重要なクラスターのイオンについて、光解離反応で生成したイオンの並進速度・放出角度分布を、イメージング検出器を使って観測する手法の開発を行い、種々のクラスターイオンに関して解離の動力学を明らかにすることを目的としている。本計画で開発する装置は、クラスターイオンと生成物イオンの双方の質量を特定するための複数の反射電極を持つ飛行時間質量分析計と、画像観測装置を効率よく組合わせるという世界でも類のない特長を有している。これによって、レーザー光解離反応で生成したイオンの放出角度分布と並進速度分布の双方を画像として一気に取得することが世界で初めて可能となり、光解離反応機構の理解をより深めていくことができると期待されている。本研究では、サイズ選択されたクラスターイオンの光解離動力学を研究するために、新たな複数反射型飛行時間質量分析器を設計・製作し、現有のクラスター生成・画像観測装置に組み込んで研究を行っていくよていである。そのために、25年度は、新たに着想した複数の反射領域を持つ飛行時間質量分析計を設計・製作して、それを現有装置に組込む作業を行った。さらにこの新規装置を用いて校正実験までを実施することを予定した。具体的には、まず(1)複数の反射領域を持つ新たな飛行時間質量分析計の設計・製作を6ヶ月間の予定で行い、続いて(2)現有の真空装置と新たな飛行時間質量分析計とを3ヶ月かけて連結した。さらに(3)すでに放出角度分布・並進速度分布の知られているMg-Ar+の系で紫外光解離実験を行うことによって、校正実験とした。本計画で開発する装置は、クラスターイオンと生成物イオンの双方の質量を特定するための複数の反射電極を持つ飛行時間質量分析計と、画像観測装置を効率良く組合わせるという世界でも類の無い特長を有している。これによって、レーザー光解離反応で生成したイオンの放出角度分布と並進速度分布の双方を画像として一気に取得することができる世界で初めて可能となり、光解離反応機構の理解をより深めていくことができると期待されている。本研究では、サイズ選択されたクラスターイオンの光解離動力学を研究するために、新たな複数反射型飛行時間質量分析計を設計・製作し、現有のクラスター生成・画像観測装置に組み込んで研究を行っていく予定である。前年度に、既にイオンの軌道解析ソフトウエアを駆使して設計された図面をもとに製作を依頼・完了し、それを現有装置に組み込む作業まで完了していた。最終年度である26年度は、まず既に放出角度分布・並進速度分布の知られているMg-Ar+の系で紫外光解離実験を行うことによって、校正実験を進めた。その結果、画像の拡大率を決める条件を決定することができた。さらにその条件をもとにして、二酸化炭素二量体イオン(CO2)2+の紫外光解離によって生成した二酸化炭素分子イオンCO2+の画像を初めて観測し、その結果と量子化学計算の結果とをもとにして、光励起と解離反応の機構について考察した。これらの結果は、既に学会で発表するとともに、論文発表の準備を進めている。今後はさらに多様なクラスター系への展開を計画している。化学平成23年の大震災後の耐震補強工事が、本研究を行う実験棟について急きょ実施されることとなり、25年8月から10月の3ヶ月間は装置の解体・移動・再組み立てに費やされることとなった。それにもかかわらず、年度末までに校正実験まで取りかかることができ、本来予定していた研究進捗スピードを上回っている。上記のように、予定を上回る進捗状況であり、今後は実験装置の最適化と、予定しているクラスターイオンの系での実験適用を展開していく予定である。ただし、耐震補強工事の完了が予定よりも遅れており、26年度夏に再び移動しなけらばならなくなっている。このために、再び2ヶ月程度実験を停止する必要があるが、25年度の経験があるので大きな懸念は存在しない。
大腸がんの腫瘍免疫応答を決める遺伝的背景因子と局所がん微小環境因子

大腸がんは遺伝的背景(と環境要因と)が結腸・直腸局所に影響を及ぼしゲノムレベルの変異を来しそれが蓄積して生じる三位一体の病態であると考えられている。したがって遺伝子多型で決まる遺伝学的背景が、発がん時のみならず病変切除後の経過においても患者の再発予後に影響を及ぼしうることについて明らかにすることを目的とした。平成30年度は以下の如く研究を推進し成果を得た。大腸がん(再発)8例と非再発10例の原発巣について、ゲノムDNA (WES)およびtotal RNA抽出(RNA SeqおよびTCR repatoires)を実施した。再発陽性大腸がん症例は非再発大腸がんに比べてSNV数が少なく、また推察される抗原性を比較したところ後者において高い抗原性を示した。またコピー数変異(CNA)は有意に再発原発巣>非再発原発巣(p< 2.2e-16)であった。この結果を検証するためにTCGAデータで大腸がん(409例)におけるCNAとSNV数を比較したところ、全ゲノム領域では有意差は認めなかったが、染色体7番、20番、13番に限ると、アームレベルのCNAとSNVとは逆相関をしており、aneuploidyになると検出されるSNVが減少することを明らかにして、自験例を支持していた。また、アームレベルCNAと腫瘍免疫応答を評価する指標として知られる(cytolytic activity; CYT)とが逆相関することを示しており(Rooney et al. Cell 2015)、コピー数の増加により腫瘍免疫応答が低下することを明らかにした。さらにR+群はR-群にくらべて、腫瘍免疫応答関連分子群(CD8, CD4, PD1, PDL1, CTLA4, FOXP3, CD25, CCR4)の発現が低下していることを明らかにした。遺伝子多型で決まる遺伝学的背景が、発がん時のみならず病変切除後の経過においても患者の再発予後に影響を及ぼしうることについて明らかにすることを目的とし、大腸がん(再発)8例と非再発10例の原発巣について、ゲノムDNA (WES)およびtotal RNA抽出(RNA SeqおよびTCR repatoires)を実施し、研究成果を得つつある。令和元年度は、原発巣と転移巣とを比較し、CNAが転移再発にむけての選択圧となっているか?否かについて明らかにする。また、遺伝学的背景(SNP)との関係性についても明らかにする。平成31年度に研究消耗品として利用する予定。
左房機能低下，慢性炎症のカテーテルアブレーション後の心房細動再発予測の検討

左房拡大・機能は心臓MRIを用いて評価した.心房細動アブレーション後再発群が,再発しなかった群に比べ,左房最大容積係数(LAVI)は拡大し,左房機能(LAEF)は低下していた.心房細動の再発に左房拡大,機能低下が関連することが示唆された.多変量解析を行うとLAEFの低下のみが有意に再発に関連していた.再発に対し,LAEFが35.7%以下した場合のカプランマイヤー曲線を描くと,log rank P =0.027と,有意に左房機能低下群で,予後が悪かった.心房細動再発症例で,全身と左房血中内の炎症,線維化マーカーFGF23の上昇は認められなかった。当初,心エコーによる左房ストレインで左房機能評価をこころみたが,11症例で,心臓MRI(CMR)の左房emptying fractionの低下が左房収縮ストレイン値と有意に相関した(R=0.654,P=0.029).CMRは左房拡大,機能評価だけではなく,放射線被ばくがなく,左心耳内の血栓評価,アブレーション時に用いる左房3D画像構築が同時にできることからCMRで左房拡大,左房機能を評価することとした.症例は73例(男性57人,女性16人)で,6か月後以降の再発は29例で認められた.6か月後再発した群で,しなかった群より有意に拡大していた(96.9 + 20.3, vs 77.5 + 23.9 ml, P<0.001).CMRで求めた左房emptyingfractionは,6か月再発した群でしなかった群より有意に低下していた(42.1 + 14.4, vs 31.9 + 13.7 ml, P=0.004).多変量ロジスティック回帰分析で,年齢,性別,心房細動罹患期間で調整した場合でも,左房拡大(odd ratio 1.04, 95% confidence interval 1.01-1.07, P=0.004)と左房機能低下(odd ratio 0.95, 95% confidence interval 0.91-0.99, P=0.022)は有意にアブレーション後心房細動再発に関連していた.今回の検討では,炎症マーカーであるCRP,線維化マーカーのIーCTPは再発,左房拡大,左房機能低下には関連しなかった.心房細動再発に対して,LA volumeとLAEFでROC解析したところ,前者のCut off値は82.5ml (感度0.72,1-特異度0.34, AUC 0.747),後者は41% (感度0.48, 1-特異度0.483, AUC 0.382)であった.カプランマイヤー曲線を描くと,前者ではlog rank P =0.039と有意に左房拡大がある群では,予後が悪かった.後者では有意差を認めなかった.左房拡大・機能は心臓MRIを用いて評価した.心房細動アブレーション後再発群が,再発しなかった群に比べ,左房最大容積係数(LAVI)は拡大し(56.3 ±11.4, vs 43.8 ±13.2 ml/m2, P=0.003),左房機能(LAEF)は低下していた(36.1 ±13.2, vs 44.2 ±12.1%, P=0.004).心房細動の再発に左房拡大,機能低下が関連することが示唆された.多変量解析を行うとLAEFの低下のみが有意に再発に関連していた(odd ratio 0.948, 95% confidence interval0.906-0.987, P=0.009).再発に対し,LAEFが35.7%以下した場合のカプランマイヤー曲線を描くと,log rank P =0.027と,有意に左房機能低下群で,予後が悪かった.心房細動再発症例で,全身と左房血中内の炎症,線維化マーカーFGF23の上昇は認められなかった。カテーテルアブレーション後の心房細動再発と心臓MRIで評価した左房拡大,および左房機能低下との関連を明らかにすることができた.そして,再発に影響を与える左房拡大のカットオフ値を求めることもできた.現時点で,全身炎症マーカーであるCRP,そして線維化マーカーであるI-CTPと再発の関連は認められなかった.今後,局所の炎症マーカー,線維化マーカーとカテーテルアブレーション後の心房再発との関連,もしくは左房拡大,左房機能低下との関連を明らかにしたい.不整脈我々は,これまで73症例の患者において,心臓MRI,カテーテル時の全身採血,左房採血を行っている.

その全身採血,左房採血は凍結保存しており,今後,全身と左房の間に炎症性マーカー(PTX3など)に差があるか,そして,再発や左房拡大・機能低下に関連するかを検討する.また,同様のことを線維化マーカー(MMP-2)などでも検討したい.I-CTPを左房と全身採血を同時採血行ったが,20例程度で左房と全身で差がでなかったので,I-CTPの採血を中止し,その分,予算が余った.今後,左房と全身採血でMMP-2などの線維化マーカーで局所での線維化を評価する.また,PTX-3などで左房局所の炎症を評価したい.
科学=技術業績のレフェリ-・システムに関する理論的並びに実証的研究ー学術賞・財団・ジャ-ナルによる科学的支援と評価の研究ー

本年度の研究目的は学術賞を科学社会学的アプロ-チから理論的に明らかにすると共に、我が国の実態を実証的に解明することにある。この目的を達成するために,一方では学術賞の文献を収集して学術賞の構造および機能の理論的枠組みを検討した。ここではとくにマ-トン学派の文献によって学術賞が科学者共同体において果たす役割を整理した。それと同時に学術賞の構造と配分のメカニズムに言及した。これらの理論的成果によって学術賞の階層構造や配分に関するマタイ効果などが指摘された。他方では,こうした理論や分析枠組みに従って我が国や国際的な視点から実証研究を本年度はとくに推進した。そのため本年度は,基本的には3つの実証調査を実施した。その一つは我が国の学術賞の構造に関する研究である。我が国の学術賞の基本的統計は皆無であるので,各種の科学賞事典に基づいて分析した。この分析によって718の全国レベル学術賞の歴史,名称(エポニム),構造,分野,地域などを初めて明らかにし,我が国の特色を把握した。これによって我が国の科学技術の評価構造が工学系,理学系,人文,社会科学系によって異なり,工学や技術中心の支援システムが理解された。第二レベルは学術賞のレフェリ-・システムに関する研究である。学術賞の審査委員会,レフェリ-,審査基準,褒賞形式などがある程度,明らかにされた。これらの点についてはさらにアンケ-ト調査やインタヴュ-などによって調査される必要があるだろう。第三には国際賞に関する実証研究である。『研究者・研究課題総覧』に基づいて我が国の大学教授の国際賞受賞者を分析した。これによって508名の大学教授が国際賞を過去受賞していることが理解された。彼らのキャリア,所属,学会活動を分析することによって科学者,研究者の養成の在り方や評価が理解された。
道具使用に関与する大脳皮質神経機構

頭頂葉後方下部領域近傍は、体性感覚、視覚、聴覚などの複数感覚が統合される脳領域で、ヒトではその損傷によって象徴作用が障害される。これまでに慢性ニホンザルのこの脳領域に、シンボル操作能力進化の前段階と考えられる道具使用行動に関連した以下の様な反応特性を持つニューロン群を発見した:a)視覚と体性感覚の統合による身体イメージの符号化-道具を手にすると、それは手の延長として機能する。このとき道具が手の一部に同化した内観を持つ。すなわち身体イメージが変化する。サルの頭頂間溝前壁部には、体性感覚と視覚とを統合して身体像をコードすると考えられるニューロン群が存在する。これらのニューロンは、身体像を構成する、体部位、姿勢、運動などの要素をコードする独立したニューロン群によって構成されていた。b)身体像の意図的操作-道具を使って遠くの餌をとるように訓練したサルの上記ニューロン群は、道具使用に伴う心理的な身体像変換(道具の身体への同化)に対応した活動特性を持つことを見いだした。さらに、直接手元を見る代わりに、モニタ上に写された自分の手のリアルタイム映像を見ながら餌をとるよう訓練すると、上記ニューロンの視覚的身体イメージがモニタ上に投影されたことを反映すると解釈される活動様式を示した。さらに、映像効果をがけるとにより道具使用に内在するある種のシンボル成分に対応すると考えられるニューロン活動を分離することが出来た。c)心的身体像の生成-サルが餌取り行動を行っている前腕を上から不透明な板で覆って見えなくすると、上記ニューロンの視覚受容野は隠された前腕の真上に相当する板上の空間に残存した。板の下で前腕の位置が変わると、視覚受容野もそれに伴って板上を移動した。これらの活動様式は、体性感覚情報と視覚情報の統合処理の結果、空間内における前腕の表象を心的に生成した結果を反映するものと解釈される。棒などの道具を使って遠くのものをとるときには、道具は物理的/機能的に手の延長となり、注意の向けられる先は自分の指先から棒の先端へとシフトする。したがって、道具使用時には、道具が自己の体に機能的に同化して、自己および自己をとりまく空間構造の認識、自己意識・身体図式が変化するものと想定される。本研究では、ニホンザルを熊手状の道具を使って手のとどかない遠くの餌をとるように訓練し、サルがこの行動を行っているときに、大脳皮質中心後回後部の体性感覚野とその後方に隣接する頭頂連合野から単一ニューロン活動を慢性的に記録し、以下の結果を得た。1)この領域には、体性感覚受容野の周囲の空間の視覚刺激にも応答し、体性感覚と視覚を統合して、身体図式あるいは空間内における自己の身体の視覚的イメージをコードするニューロンが存在する。2)手/前腕に体性感覚受容野のあるニューロンでは、素手のときには手/前腕の周囲の空間にあった視覚受容野が、道具使用時には道具に沿って延長した。3)顔/肩/上腕に体性感覚受容野のあるニューロンでは、素手のときには手の届く範囲の空間に対応していた視覚受容野が、道具使用時にはその範囲が道具の到達範囲の空間に拡張した。4)これらの変化は、サルが道具を持ってそれを使用しようとする意図に関連してひきおこされた。これらの結果は、道具使用時には身体図式が変化して道具が手に同化するという心理学的経験に対応する神経生理学的現象であると解釈される。

頭頂葉後方下部領域近傍は、体性感覚、視覚と、ときに聴覚の複数の感覚が統合される脳領域であり、ヒトでは、この脳領域の損傷によって意味表現や象徴作用が障害されることが知られている。昨年度までに、熊手状の道具を使って手のとどかない遠くの餌をとるように訓練したニホンザルのこの脳領域に、体性感覚と視覚を統合して身体図式をコードするニューロン群をみつけ、これらのニューロンは、道具使用時に身体図式が変化して道具が手に同化するという心理学的経験に対応する活動特性の変化を示すことを見いだした。今年度はさらに、直接手元を見る代わりに、モニタ上に写された自分の手のリアルタイム映像を見ながら餌をとるようニホンザルを訓練すると、上記ニューロンの視覚受容野はモニタ上に映写された手の周囲に出現し、それは映像の拡大/縮小や位置の移動に従って変化することを見いだした。これは、モニタ上の身体映像を自己と認識して、視覚的身体イメージがモニタ上に投影されたことを反映するものと解釈される。このニューロン活動は、訓練により学習が成立したサルでのみ観察された。したがって、この領域のニューロンは、多種感覚の統合によって手の機能的意味/象徴をコードし、それを意図によって自由に操作する能力を、訓練により獲得したものと考えられる。サルのこの脳領域で行われている情報処理は、言語機能の進化・発達への橋頭堡となる、「象徴的思考(symbolism)」のはじまりの一端を担うものと想定される。頭頂葉後方下部領域近傍は、体性感覚、視覚、聴覚などの複数感覚が統合される脳領域で、ヒトではその損傷によって象徴作用が障害される。サルの頭頂間溝前壁部には、体性感覚と視覚とを統合して身体像をコードすると考えられるニューロン群が存在する。これらのニューロンは、身体像を構成する、体部位、姿勢、運動などの要素をコードする独立したニューロン群によって構成されていた。道具を使って遠くの餌をとるように訓練したサルの上記ニューロン群は、道具使用に伴う心理的な身体像変換(道具の身体への同化)に対応した活動特性の変化を示し、直接手元を見る代わりにモニタ上に写された自分の手のリアルタイム映像を見ながら餌をとるよう訓練すると、上記ニューロンの視覚的身体イメージがモニタ上に投影されたことを反映すると解釈される活動様式を示すことを前年度までに見いだした。さらに本年度は、映像効果をかけるとにより道具使用に内在するある種のシンボル成分に対応すると考えられるニューロン活動を分離することが出来た。また、サルが餌取り行動を行っている前腕を上から不透明な板で覆って見えなくすると、上記ニューロンの視覚受容野は隠された前腕の真上に相当する板上の空間に残存し、板の下で前腕の位置が変わると、視覚受容野もそれに伴って板上を移動することも発見した。これらの活動様式は、体性感覚情報と視覚情報の統合処理の結果、空間内における前腕の表象を心的に生成した結果を反映するものと解釈される。
PCBの唾液腺に及ぼす影響

以前の研究により、マウス耳下腺において、PCB投与後1週間目に細胞内室胞様変性、分秘顆粒の形態変化、糖タンパク合成系の組織変化が認められることを光顕及び電顕にて確認している。今回、それらの形態変化に対する機能的変化を確かめるため、生化学的検討を行った。まず、ラインゾーム系酵素であるacid phocphatare、beta-グルクロニダーゼ、カテプシンB、H、L、D、の測定を行ったところ、PCB投与マウス耳下腺において4日目に、有意な活性上昇が認められた。ラインゾーム酵素が空胞形成に関与していることは、従来より考えられており、本研究では、PCB投与による耳下腺の空胞形性の前にラインゾーム酵素が有意に上昇することから、PCBによる耳下腺腺房細胞の空胞変性は、ラインゾーム酵素によると考えられた。次に、唾液腺とくに耳下腺は、ビタミンAの影響をうけやすく、それが欠乏した場合分秘顆粒、糖タンパク合成系に変化がおこることが知られれているため、PCB投与によるこれらの変化はビタミンAを介しておこるのではないかと考え、耳下腺のビタミンAを測定したところ、PCB投与後1週間目に有意な減少がみられた。又、薬物代謝酵素の活性を測定したところ、ビタミンAが減少する直前に、活性が上昇することから、ビタミンAの減少には薬物代謝酵素が関与していると考えられた。本研究の結果、PCB投与によるマウス耳下腺の空胞様変化には、ライゾン-ム系酵素が、分秘顆粒の異常、糖タンパク合成系の異常には、薬物代謝酵素の活性によるビタミンAの欠乏によっておきていることが判明した。
アルツハイマー病のミトコンドリア機能とアミロイド、糖代謝、タウとの病態関連研究

アルツハイマー病(AD)は認知症の中で最も多い疾患であり、ADの病態解明と治療法の確立は重要な課題である。ADの主要病理は、アミロイドの蓄積によって引き起こされたタウの沈着とそれにともなう神経細胞死であるが、神経細胞死には、ミトコンドリア機能障害が関わっているとされている。そこで、新たに開発されたミトコンドリア電子伝達系酵素複合体1(MC-1)の活性を評価できる薬剤[18F]BCPPを用いてミトコンドリア機能障害の分布・程度をポジトロン断層法(PET)で撮像し、認知機能障害、アミロイド沈着、糖代謝、タウ病変、脳萎縮、ADの危険因子であるアポリポタンパクE多型との関連を検討することで、網羅的にミトコンドリア機能障害のAD病理と病態への関わりを明らかにすることを目指す。AD症例の[18F]BCPP SUVRの低下は、側頭葉、前頭葉、頭頂葉、特に海馬傍回で明らかであった。この分布は、[18F]FDGにて評価される、後部帯状回から楔前部の糖代謝の低下といった特徴と明らかに異なるものであった。さらに[18F]BCPPの集積低下は早期AD群でも明らかであったが、早期ADでは、[18F]FDGの低下はごく限定された脳部位のみに認められた。以上より、[18F]BCPPによるミトコンドリア機能障害の評価は、ADの早期診断に臨床応用できる可能性が示唆された。AD症例の全般的認知機能を評価するMini Mental State Examination(MMSE)の低下は、内側・外側側頭葉の[18F]BCPPの集積低下と関連を認めた。一方、MMSEの低下は後部帯状回から楔前部の[18F]FDGの集積低下と関連を認めた。[18F]BCPP低下の分布様式は、ADにおける細胞障害と関連を持つとされているタウの分布と酷似しており、ミトコンドリア機能障害はタウによる細胞障害を反映していると考えられた。アルツハイマー病(AD)および健常者の臨床評価およびPET撮像は完了している。また、AD症例群と健常群との[18F]BCPPおよび[18F]FDG PETの群間比較を行い、AD症例におけるミトコンドリア機能障害の分布を可視化することに成功し、その低下分布は糖代謝低下の分布と行ることを示した。さらに、ミトコンドリア機能障害と認知機能に相関があることも確認した。以上から、[18F]BCPPPETによるミトコンドリア機能評価は、ADの細胞障害の評価、および早期診断に有用であることを提示することができた。これまでの研究成果に関して、第59回日本神経学会学術大会、第37回日本認知症学会学術集会、第58回日本核医学学会学術総会にて発表を行った。今後の研究成果に関して、第60回日本神経学会学術大会にて発表のため、抄録提出を行い、さらに、研究成果を英文誌に投稿する予定である。対象者のPET撮像と臨床評価は終了している。前年度に引き続き、アルツハイマー病(AD)症例のアポリポタンパクのタイピング、および髄液アミロイドβの測定を完了させる。これらのバイオマーカーと相関をしめす[18F]BCPPおよび[18F]FDG PETの関心領域を検討する。さらに、ミトコンドリア機能障害と糖代謝、およびアミロイド沈着との関連を検討するため、[18F]BCPP、[18F]FDG [11C]PiB PETのSUVR値の直接相関を統計的に検討する。研究成果は、神経学会、認知症学会(第60回日本神経学会学術大会)(第38回日本認知症学会学術集会)での発表を経て、英文誌に投稿するとともに国際学会にて発表し、広く研究成果を発信する予定である。アルツハイマー病(AD)は認知症の中で最も多い喫緊に克服すべき疾患であり、ADの病態解明と治療法の確立は重要な課題である。ADの主要病理はアミロイド沈着とタウ病変と考えられているが、神経細胞死にはミトコンドリア機能障害が関わっているとされている。AD病態とミトコンドリア機能障害との関連は未だ不明である。そこで、新たに開発されたミトコンドリア電子伝達系酵素複合体1(MC-1)の活性を評価できる薬剤[18F]BCPPを用いてミトコンドリア機能障害の分布・程度をポジトロン断層法(PET)で撮像し、認知機能障害、アミロイド沈着、糖代謝、タウ病変、ADの危険因子であるアポリポタンパクE多型との関連を検討することで、網羅的にミトコンドリア機能障害のAD病理と病態への関わりを明らかにすることを目指す。AD症例の臨床評価およびPET撮像はほぼ完了している。健常者のPET撮像は完了している。また、新規トレーサーである[18F]BCPPのstandardized uptake value ratio(SUVR)画像の作成方法を確立した。ADにおける[18F]BCPPの集積低下は、海馬から、側頭葉、頭頂葉、そして前頭葉に及んでおり、同部位のミトコンドリア機能低下を示すとともに、糖代謝の低下とは異なる分布を示した。さらに、[18F]BCPPの集積低下とMini-Mental State Examinationの低下、認知症の程度には相関関係を認め、ミトコンドリア機能と認知機能の低下との関連が示唆された。今後は、AD症例のPET撮像を完了するとともに、[18F]BCPPと、アミロイド病変を評価する[11C]PIB-PET、糖代謝を評価する[18F]