hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経構造・機能画像を統合した筋萎縮性側索硬化症の新規バイオマーカーの開発

筋萎縮性側索硬化症の客観的なバイオマーカー開発は正確な臨床試験の遂行に必須である。我々は、神経構造・機能画像がその客観的バイオマーカーになりうるという仮説を持っている。安静時機能的MRI由来の神経機能を反映する値の低下を一次運動感覚野で見出した。構造的MRI・MR spectroscopyを用いて、神経線維束の結合性を反映するfractionalanisotropyの補足運動野における値が罹患期間と疾患重症度の両方と相関すること、一次運動野のN-acetyl aspartate/グルタミン酸比が罹患期間と相関することを報告した。神経画像はバイオマーカーになり得ると考えた。今後、神経機能・構造をそれぞれ反映するfMRIとFA値を用いて、これらを統合した解析を行う予定である。本研究では以下のような実績が得られ、概ね順調に進んでいると自己評価した。1ALSの一次運動野におけるNAA/Glu比が罹患期間と相関していることを明らかにした。2ALSの補足運動野における構造的結合性が罹患期間と疾患重症度の両方と相関していることを明らかにした。3ALSの一次運動野における神経活動の同調率の低下を明らかにした。筋萎縮性側索硬化症(ALS)における一次運動野の神経細胞脱落は、上位運動ニューロン徴候の原因となる重要な病理学的所見である。functional magnetic resonance imagingの低周波帯域の波から算出されたamplitudeof low frequency fluctuation (ALFF)値が、ALSの前帯状回、運動前野と一次感覚運動野で低下していることを見出した(Sako et al., Neurol Sci 2017)。これまでの研究では、ALSにおける一次感覚運動野でのALFF値の低下は検出されなかった。先行研究と比較し、本研究では早期・軽症の患者が対象であり、この差が同部位でのALFF値低下検出に貢献したと推察している。一次感覚運動野のALFF値はdiffusiontensor imagingから再構成されるfractional anisotropy (FA) mapの内包後脚におけるFA値と負の相関があった。FA値は脳部位間の構造的結合性を反映し、ALSでは皮質脊髄路のFA値が罹患期間と負の相関があることが知られており、罹患期間が長いほどALFF値が上昇すると考えられた。すなわち、病初期には認められる一次感覚運動野におけるALFF値の低下が、その進行とともにマスクされていくと考えられた。receiver operating curveのarea under curveを用いて、罹患期間が一年未満のみのALS患者と全ALS患者を対象にした場合のALFF値の診断能力を比較したが、前者のほうが優れていた。この結果は一次感覚運動野のALFF値低下がALSの早期診断法として有用である可能性を示唆している。今後症例数を増やし、さらに強固なエビデンスを確立するとともに、進行に伴い顕在化するALFF値上昇の原因究明も行う予定である。今後は登録症例をさらに増やすとともに、神経機能画像と構造画像を統合的に解析し、ALSにおける機能・構造異常の関係を明らかにする。さらに、それらを組み合わせた新規バイオマーカー開発を行い、receiver operating characteristic curveを用いてその診断能力を評価する予定である。医歯薬学平成28年3月納品となり、支払いが完了していないため、次年度使用額が生じた。平成28年4月に支払い完了予定である。
我が国における職業性膀胱がん発生の疫学的研究-染料工場労働者3000名における長期観察とがん発症者の分析-

平成9年度の研究では、都内の某染料工場における曝露者236名について、発症者と非発症者の比較を行うことによって発がんのプロモーターとなりうる因子について検討を行った。19名(8.1%)が膀胱がんを発症した。発症者については曝露期間と発症した膀胱がんの臨床的データの関係を解析し、量反応関係について考察した。また、アンケート調査を加えて行い、特に喫煙の影響について検討を加えた。発症者19名についての解析では、曝露期間と、曝露終了時から発症までの潜伏期間との間に有意な負の相関が認められた。発生したがんのGradeが高い群ほど、発症時年齢が高く、曝露期間の平均値が長い傾向が認められたが、有意ではなかった。職業性膀胱がんの潜伏期間は、20年から30年といわれてきたが、曝露終了後40年以上経った者の発症がいまだ観測されており、曝露集団の高齢化に伴って今後さらに発症者が増加する可能性が考えられ、細かなフォローアップの必要性が示唆された。平成10年度は、全国16の染料工場の労働者3109名を追跡調査し、曝露期間と膀胱癌発生リスクとの関係について検討を行った。カプランマイアー法を用いて、膀胱癌の発症を終結事象として、膀胱癌累積無発症率を算出し、それを用いて膀胱癌累積発症率と潜伏期間との散布図を描いた。膀胱癌累積発症率に対して、様々な膀胱癌潜伏期間の極限値(飽和水準)を設定し、この散布図にロジスティック曲線を繰り返し当てはめることにより、最も高い相関係数を示した飽和水準を最長潜伏期間とした。最長潜伏期間の推計値は51.3年であった。膀胱癌の発症を終結事象としたコックスの比例ハザードモデルを用いて、ベンチジン、β-ナフチルアミン、α-ナフチルアミンへの初曝露年齢と膀胱癌発症の関係、および曝露期間と膀胱癌発症の関係を明らかにした。初曝露年齢(歳)および曝露期間(年)を説明変数とした場合の、それぞれの変数の膀胱癌発症に対するハザード比は、初曝露年齢が1.03(95%信頼区間:1.01-1.04)、曝露期間が1.06(95%信頼区間:1.04-1.07)であり、ともに統計学的に有意であった。初曝露年齢が高いほど、および曝露期間が長いほど傍胱癌の発症リスクが高いことがわかった。本年度の研究では、Benzidine(BZ)およびbeta-naphthlamine(BNA)への曝露者約3000名の基礎的データの収集を行い、データの整理、およびデータベースの構築を行った。追跡状態の不備やの情報提供に対する会社の協力体制等の問題により、1987以降のデータについては、かなりの欠損が生じている。本年度は、1962年から1996年までの期間、追跡が可能であり、正確なデータの得られた都内の某染料工場における曝露者236名について、発症者と非発症者の比較を行うことによって発がんのプロモーターとなりうる因子について検討を行った。

さらに、発症者については曝露期間と発症した膀胱がんの臨床的データの関係を解析し、量反応関係について考察した。また、アンケート調査を加えて行い、特に喫煙の影響について検討を加えた。追跡期間中に、236名中19名(8.1%)が膀胱がんを発症した。発症者と非発症者では、曝露状態、喫煙歴には有意差は認められなかった。曝露開始年齢は、発症者の方が、有意に高かった(30.1VS25.4歳)。発症者19名についての解析では、曝露期間と、曝露終了時から発症までの潜伏期間との間に有意な負の相関が認められたが、プロモーターとして明らかな因子については特定することはできなかった。発生したがんのGrade間の比較では、Gradeが高い群ほど、発症時年齢が高く、曝露期間の平均値が長い傾向が認められたが、有意ではなかった。職業性膀胱がんの潜伏期間は、20年から30年といわれてきたが、曝露終了後40年以上経った者の発症がいまだ観測されており、曝露集団の高齢化に伴って今後さらに発症者が増加する可能性が考えられ、細かなフォローアップの必要性が示唆された。来年度の研究予定:曝露集団における発症の収束の予測すでに発症している曝露者の年齢、潜伏期間を考慮し、曝露集団の年齢構成、曝露データ、各種関連因子データをもとに、曝露集団における今後の膀胱がん発症の予測を行う予定である。本年度の研究では、全国16の染料工場に勤務していた曝露者3109名を追跡調査し、膀胱癌の平均潜伏期間および最長潜伏期間の推計を行った。カプランマイアー法を用いて、膀胱癌の発症を終結事象として、膀胱癌累積無発症率を算出し、膀胱癌累積発症率と潜伏期間との散布図を描いた。最終的に、膀胱癌累積発症率に対して、様々な膀胱癌潜伏期間の極限値(飽和水準)を設定し、この散布図にロジスティック曲線を繰り返し当てはめることにより、最も高い相関係数を示した飽和水準を最長潜伏期間とした。最長潜伏期間の推計値は51.3年であった。次に、曝露開始年齢および曝露期間と膀胱癌の発生リスクとの関係についても検討を行った。膀胱癌の発症を終結事象としたコックスの比例ハザードモデルを用いて、ベンチジン、β-ナフチルアミン、α-ナフチルアミンへの初曝露年齢と膀胱癌発症の関係、および曝露期間と膀胱癌発症の関係を明らかにした。初曝露年齢(歳)および曝露期間(年)を説明変数とした場合の、それぞれの変数の膀胱癌発症に対するハザード比は、初曝露年齢が1.03(95%信頼区間:1.01-1.04)、曝露期間が1.06(95%信頼区間:1.04-1.07)であり、ともに統計学的に有意であった。初曝露年齢が高いほど、および曝露期間が長いほど膀胱癌の発症リスクが高いことがわかった。
高次量子化ビット数を利用した口内法ディジタルX線診断システムの濃度補償機能

1.歯科診療所で使われるために開発されたデジタルX線画像診断システムでは,X線センサーで得たデータを各ピクセルごとに10から16bitで量子化する。そして,ユーザーは8,10または12bit,すなわち256,1024または4096階調というフルスケールを有するデータを扱うことができる。しかし,一般的なパソコンで表示できる階調は8ビットであるので,ビットを落とすアルゴリズムが適切でないと使いにくいシステムになってしまう可能性がある。しかし,濃度補償機能等の様々なデジタル画像処理を有効に働かせることもできるはずである。このようなソフトウエアの特徴について,口内法X線撮影用及びパノラマX線撮影用のシステムについて多くの機種を用いて検討した。2.ある16ビットでデジタル化するシステムであるので,それを8ビットデータに適切に落とすためのアルゴリズムARC(Automatic Range Control)がある。この機種を医科用のFCR(Fuji Computed Radiography)で用いられているアルゴリズムと比較した。特にパノラマ撮影では撮影モードによって照射野が変化するので,その照射野を検出する適切なプロセスがアルゴリズムの前段階において必要であることを明らかにした。3.初期設定条件のまますべての撮影モードにおいて見やすく好まれる画像を提供するために,照射線量とグレイ値の対数的関係あるいはイコライズ機能を組み合わせた画像処理が使われる場合がある。照射線のある程度の範囲内で画像がいつでも適切なコントラスト,ブライトネス及び空間周波数分布をもってディスプレイに表示されて,ユーザーがさらなる画像パラメータの変更を必要としないような画像処理は,ユーザーインターフェースとして重要な機能である。この働きをするソフトウエアの特徴を検討した。4汎用画像処理ソフトウエアImage-Pro Plus(Media Cybernetics,USA)を使用して解析した。画像データのヒストグラムを表示すると,各システムで採用された量子化bit数で示されるスケールの全部あるいは一部分に分布した。このヒストグラムを基にユーザー用データを作成する場合,階調数を減少させるために複数のピクセル値にひとつのディスプレイ濃度値を割り当てる。このような階調処理はその分解能を下げていた。またシステムによって周波数成分の違いが生じていたが,bit数を減少させる適切な処理ができると考えられた。1デジタル技術の歯科独自の画像診断への応用である口内法X線撮影とその診断をデジタル化する実用的な画像システムには、最近高次のビット数によるアナログ・デジタル変換が採用されている。したがって、濃度補償機能等の様々な画像処理を有効に働かせることができる。この特徴について6機種を用いて検討した。2あるシステムの濃度補償機能では、過剰な照射で得られた画像に働かせると患者への不適当に多い照射をもたらす。また、コントラストを高くする機能が信号雑音比低下等を招く場合がある。そこで、画質の定量的な測定をおこなって、このメリットとデメリットをより明確にした。3あるシステムでは、照射線量とグレイ値の対数的関係とイコライズ機能を組み合わせた画像処理がより見やすく好まれる画像を提供できると考えていた。照射線量のある程度の範囲内で容認できる濃度とコントラストを有する画像が即時に得られることは、シルテムの使いやすさを決める重要な要素である。このようなソフトウェアの特徴を検討した。4高次のビット数によるアナログ・デジタル変換を有するデジタル画像診断システムを歯科診療所で使用して、高感度なX線フィルム(Eスピード)を使うより、被爆線量が60%から80%も減らせることがわかった。

また高次ビット数の特徴を生かした画像処理の歯科診療所における使いやすさを検討した。5各システムが採用している画像ファイルフォーマットの汎用性を検討した。1.歯科口内法X線撮影および回転パノラマX線撮影とその診断をデジタル化する実用的な画像システムには、8ビットを超える高次量子化によるアナログ・デジタル変換が採用されるようになった。しかし,一般的なパソコンで表示できる階調は8ビットであるので,ビットを落とすアルゴリズムが適切でないと使いにくいシステムになってしまう可能性がある。しかし,濃度補償機能等の様々なデジタル画像処理を有効に働かせることもできるはずである。そこで前年度に引き続いて,このようなソフトウエアの特徴について,口内法X線撮影用のシステムを中心に7機種を用いて検討した。2.今年度は,イメージングプレートを利用して上記2種類の撮影をデジタル化するシステムを使用した。16ビットでデジタル化するシステムであるので,それを8ビットデータに適切に落とすためのアルゴリズムARC(Automatic Range Control)がある。この機能を医科用のFCR(Fuji Computed Radiography)で用いられているアルゴリズムと比較して検討した。特に回転パノラマ撮影では撮影モードによって照射野が変化するので,その照射野を検出する適切なプロセスがアルゴリズムの前段階において必要であることを明らかにした。3.初期設定条件のまま,自動的にすべての撮影モードにおいて見やすく好まれる画像を提供するために,照射線量とグレイ値の対数的関係あるいはイコライズ機能を組み合わせた画像処理が使われる場合がある。照射線量のある程度の範囲内で容認できる濃度とコントラストを有する画像が即時に得られることは、システムの使いやすさを決める重要な要素である。今年度は半導体センサーを用いる回転パノラマ撮影用のデジタルシステムを用いて,この働きをするソフトウエアの特徴を検討した。1.歯科診療所で使われるために開発されたデジタルX線画像診断システムでは,X線センサーで得たデータを各ピクセルごとに10から16bitで量子化する。そして,ユーザーは8,10または12bit,すなわち256,1024または4096階調というフルスケールを有するデータを扱うことができる。
生成の実在性と純粋な関係性をめぐるベルクソン哲学の研究

【2018年度】12017年度開催のシンポジウム「『物質と記憶』を再起動する;拡張ベルクソン主義の諸展望」のアクトが刊行される(平井靖史・藤田尚志・安孫子信編タイトルはシンポジウムのタイトルと同一、書肆心水、2018年12月刊行)。研究代表者の論文「関係と偶然」ー『物質と記憶』をめぐる「持続」解釈の試み」が掲載されている(pp. 363-385.)。29月の日仏哲学会およびベルクソン哲学研究会に参加した。ベルクソン哲学研究会では、2019年度の本科研費による国際研究会の、ベルクソン哲学研究会との共催化について打診した。これを布石とし、2019年3月末のベルクソン哲学研究会において、本研究による国際研究会をベルクソン哲学研究会と共同開催とすることについて承認を得た。33月初旬に渡仏。ナンテール大学主催の国際研究会(Philosophie contemporaine au Japon eten France PASSAGES PHILOSOPHIQUES III)に参加した。研究協力を依頼している同大学のElie During氏の勧誘による。ここでは、前年度のシンポジウム発表について、部分・全体の関係について理論的な補強を行い、かつ論旨を簡潔にした内容の発表を行った(タイトル:Le tout et ses parties : remarques sur laduree bergsonienne)。またこの渡仏の際、上記のDuring氏、およびトゥールーズ大学のSebastien Miravete氏と、2019年度の研究の打ち合わせを行い、ベルクソン哲学と数学的関係との接点をめぐり、日本で9月に研究会を行う計画の具体案を確認した。計画書「各年度計画」の2018年度分については、【文献の範囲】のうち、a(ベルクソン哲学の解釈の面:ベルクソンの第2著作『物質と記憶』と、これに続く時期の講義や、派生する講演など)、c(科学認識論的な側面:ニューラルネットをモデルとした記憶理論)、d.(科学理論の面:精度の高い識別と記憶を可能にする確率論的な装置についての理論)に関する研究は、2017年度のシンポジウムにおける発表ですでに着手している。2018年度は、これらを踏まえて、より形而上学的な観点から、ベルクソンの持続・記憶の理論と、論理・代数学的形式(メレオロジー)との距離を探った。2018年度の【活動の概要】の「国内外専門誌への投稿」は果たせなかったが、前年度の発表のアクトへの掲載の形で研究成果を発表することができた。また「国内開催の研究会・国際学会への参加」に掲げておいたとおり、「京都宣言」提議者の一人、Elie Duringが主催する国際研究会において発表することができた。計画書には【文献の範囲】として、「a.ベルクソン哲学の解釈の面:ベルクソンの第3著作『創造的進化』と、これに先立つ時期の講義録、続く書簡やそこから派生する講演など」を挙げておいた。『創造的進化』に先立つ時期の「時間観念の歴史」講義の本研究にとっての重要性が確認できたため、今年度はその検討を行う。この検討は「e.哲学史的な側面」のうち、とくにライプニッツの哲学に対するベルクソンの態度を探る意味でも重要である。「b.科学史的な側面」で掲げた確率論の同時代的な意義や、「c.科学認識論的な側面」で掲げた確率論への意味論的・形而上学的な切込みについては、解釈の傍証を導く形で参照したい。「d.科学理論の側面」に掲げた確率論の幾何学的・解析的な基礎については、ベルクソンの理論の奥行を測るうえで参照を続ける。【研究活動の概要】については、Elie DuringとSebastien Miraveteを日本に9月末に招聘し、ベルクソン哲学研究会との共催の形で、東京大学いおいて研究会を実施することを計画している。またPaul-Antoine MiquelとElie Duringが主催するフランス・トゥールーズにおけるシンポジウムに10月末に参加することを予定している。これらの発表のいずれかについて、国内の専門誌への投稿を計画している。【2017年度】110月開催の国際シンポジウム「『物質と記憶』を再起動する;拡張ベルクソン主義の諸展望」に参加し、"Relationand encounter:a reading of Bergsonian "duration" around Matter and Memory"と題する発表を行った。これは「研究の目的」および「研究の実行計画」に即して、ベルクソンと数学的な構造との接点・対立点を、ベルクソンの最初の著作のうちに探る企図のもとに行われた発表である。この発表において、ベルクソンの第一著作『意識に直接与えられたものについての試論』の「持続」および第二著作『物質と記憶』の「記憶の平面」が一種の関係としての全体だと考えらえること、またこの全体が数学的かつ空間的な関係構造とは対立することを確認した。この発表はフランスのベルクソン研究の推進者フレデリック・ヴォルムスらから一定の評価を得ることができた。21月末に渡仏し1の発表について研究協力者と情報共有し、最終年度の共同研究を進めるための打ち合わせをした。同時に、束、トポス、圏やダイアグラムといった抽象度の高い関係的な代数的対象の、現代哲学に与える示唆を探るLe College International de Philosophie主催の国際シンポジウムQuand laforme devientsubstance: Puissancedes gestes, intuition diagrammatique etphenomenologie del'espaceに参加した。

これにより、論理的推論、脳の構造から生物進化の樹状分岐についてまで何らかの示唆を与える関係的な数学的対象について研究継続のための有意義な糸口を得た。31のシンポジウムのアクトは書籍の形で刊行の予定である。発表原稿に加筆した原稿を提出済み。2017年度について、計画書「各年度計画」に記した【文献の範囲】のうち、a(ベルクソン哲学の解釈の面:ベルクソンの第1著作『意識に直接与えられたもの)、b(科学史的な側面:1フェヒナーやパースの感覚識別実験、リシェのテレパシー実験をめぐる文献を対象として。I. Hackingの考察を手引きに。2デデキントを代表とする数学上の、項のない関係のシステム、つまり「構造」の萌芽的な概念)については、上記のとおり【研究活動概要】の「国内開催の研究会・国際学会(特に平井氏のシンポジウム)」のための発表へむけて研究対象とした。その結果は、「国内外専門誌(日本哲学会、日仏哲学会、Annales bergsoniennesなど)への投稿」という形はとらなかったが、上記シンポジウムのアクトへの論文掲載という形で発表する。【研究活動概要】のうち、フランスの研究協力者との連携については「「京都宣言」提議者のPaul-Antoine MiquelやElie Duringが主催するシンポジウム等のプロジェクトへの参加」という形はとれなかった。その代わり、主題と近い内容のパリにおけるシンポジウム(企画時にはDuringも名をつらねていた)に参加した。これは、2017年度に十分展開しなかった【文献の範囲】c(.科学認識論的な側面:F. Suppeによる科学理論と法則についての意味論的分析を手掛かりに)について、今後取り扱うための手がかりを与えるものであったと考える。また渡仏によりDuringらとの打ち合わせを行うことができた。【2018年度】12017年度開催のシンポジウム「『物質と記憶』を再起動する;拡張ベルクソン主義の諸展望」のアクトが刊行される(平井靖史・藤田尚志・安孫子信編タイトルはシンポジウムのタイトルと同一、書肆心水、2018年12月刊行)。研究代表者の論文「関係と偶然」ー『物質と記憶』をめぐる「持続」解釈の試み」が掲載されている(pp. 363-385.)。29月の日仏哲学会およびベルクソン哲学研究会に参加した。ベルクソン哲学研究会では、2019年度の本科研費による国際研究会の、ベルクソン哲学研究会との共催化について打診した。これを布石とし、2019年3月末のベルクソン哲学研究会において、本研究による国際研究会をベルクソン哲学研究会と共同開催とすることについて承認を得た。33月初旬に渡仏。ナンテール大学主催の国際研究会(Philosophie contemporaine au Japon eten France PASSAGES PHILOSOPHIQUES III)に参加した。
シグナル物質の作用機序とラッカーゼの構造解析による高品質漆生成技術の開発

我々の研究グループは国産漆の増産に向けたDNAマーカーなどに関する研究を行い,ウルシクローン間で漆滲出量やウルシオールの成分組成等に違いがあり,漆の硬化時間に影響を与えることを明らかにした。本研究では,これまでの成果を発展させ,傷とシグナル物質による樹体反応のウルシクローン間の相違性,及び漆滲出量に関与する組織構造と遺伝子の解析を行い,漆滲出量増加に対するシグナル物質の作用機序を明らかにする。さらに,漆の硬化時間に直接影響するラッカーゼの構造と生合成に関する遺伝子発現をクローン間で解析し,漆成分の生化学的特性の多様性が漆の品質に与える影響を明らかにする。国宝・重要文化財の修復に必要な国産漆の増産に向けた技術開発を進めるため、傷とシグナル物質による樹体反応のウルシクローン間の相違性、及び漆滲出量に関与する組織構造と遺伝子の解析を行い、漆滲出量増加に対するシグナル物質の作用機序を明らかにする。漆の硬化時間に直接影響するラッカーゼの構造と生合成に関する遺伝子発現をクローン間で解析し、漆成分の生化学的特性の多様性が漆の品質に与える影響の解明も目指す。本研究は、漆滲出量増加に対するシグナル物質の作用機序を解明することを目的としており、学術的に見ても、博物館等における文化財保存の現場から見ても推進すべき重要な研究課題である。本研究課題の遂行によって、博物館などの文化財保存の現場をはじめ、より広い学術あるいは社会などへの波及効果も期待できる。
我が国における犬のマダニ媒介性感染性疾患の疫学に関する研究

犬の臨床の現場においてしばしば問題となるマダニ媒介性疾患のバベシア症とヘパトゾーン症に着目し、犬におけるこれらの病原体の蔓延状況を調査した。バベシア(Babesia gibsoni)感染犬は主に西日本で確認されたが、秋田県でも陽性例が見られ、この犬のバベシアは、シカ等を宿主とするB.odocoileiに近縁であることが示唆された。B.odocoileiは犬から検出されたことはないため、重要な知見であろう。またHepatozoon canisは、今回の調査により東北、関東、北陸、中国、四国、九州地方に広く分布していることが明らかとなった。日本産ヤマネコではH. felisが蔓延していた。犬の臨床現場でしばしば問題となる節足動物媒介性疾患に着目し、日本全国における宿主である犬と、ベクターであるマダニおよびその他の節足動物における病原体の分布・蔓延状況を調査することによって、今後の防疫体制を講じるための基礎的データを得ることを目的として研究を遂行する。調査対象とする疾患はバベシア症、ヘパトゾーン症の他に、アナプラズマ症、エリキア症、ライム病、犬糸状虫症、バルトネラ症、ヘモプラズマ症とし、全国47都道府県に位置する動物病院に来院する犬を対象に調査を実施し、これらから得られた血液、あるいは節足動物の寄生が認められた場合はこれらを材料として供する。各種病原体の感染の有無は、PCR法による病原体由来DNAの検出、血中抗体あるいは病原体由来抗原の検出によって行う。平成24年度は、全国47都道府県に位置する動物病院の協力を得て、マダニあるいはノミの寄生歴のある犬より血液材料を採取し、同時に対象犬の居住地域、年齢、性別、既往歴、予防歴、来院理由などの情報も収集した。今年度までに数県の動物病院を除き、血液検体および臨床情報の収集が終了した。なお犬糸状虫症に関しては、血中抗原を検出することで、すでにその感染状況を把握している。そのいっぽうで、各種病原体のPCR法による検出方法の確立も進めており、感度・特異性ともに良好な検出系を構築した。これらを用いて上記の疾患を引き起こす各病原体の検出に着手しており、随時結果が得られるものと考えている。犬の臨床の現場においてしばしば問題となるマダニ媒介性原虫性疾患のバベシア症とヘパトゾーン症に着目し、日本全国における宿主である犬と、ベクターであるマダニにおけるこれらの病原体の分布・蔓延状況を調査することによって、今後の予防対策を講じるための基礎的データを得ることを目的として研究を遂行した。日本全国47都道府県の動物病院に来院する犬より採取した血液中の原虫を検出することで感染状況を確認し、これらを調べることによって感染犬および原虫の地理的分布が明らかにした。バベシア症に関してはこれまで得られていた知見と同様に、大阪、山口、徳島、香川、愛媛、長崎、熊本、大分の府県でバベシア(Babesia gibsoni)感染犬が確認された。さらに今回の調査では、秋田県でも陽性例が認められたが、分子生物学的解析により、この例に感染していたのは犬を宿主とするB.gibsoniではなく、シカ等を宿主とするB.odocoileiに近縁のバベシアであることが示唆された。過去に東北地方のマダニから同バベシアが分離されたことはあるが、犬から検出されたことはないことから、注目すべき知見であると思われた。またヘパトゾーン症に関する分布域の報告はあまりないが、今回の調査により犬に感染するHepatozoon canisは岩手、茨城、石川、福井、静岡、滋賀、和歌山、島根、広島、山口、香川、熊本、長崎の各県で検出され、東北、関東、北陸、中国、四国、九州地方に広く分布していることが明らかとなった。今回の一連の研究により得られた結果については、現在、論文執筆中であり、近日中に投稿できる見込みである。犬の臨床の現場においてしばしば問題となるマダニ媒介性原虫性疾患のバベシア症とヘパトゾーン症に着目し、日本全国における宿主である犬と、ベクターであるマダニにおけるこれらの病原体の分布・蔓延状況を調査することによって、今後の予防対策を講じるための基礎的データを得ることを目的として研究を遂行する。日本全国47都道府県の動物病院に来院する犬より採取した血液中の原虫、ならびに血中抗体を検出することで感染状況を確認する。また同時に、犬に寄生しているマダニについても同様に採集し、ベクターとして働いているマダニ体内における原虫の検出も試みる。これらを調べることにより、感染犬および原虫を保有したマダニの地理的分布が明らかになる。調査対象の病原体およびその感染によって引き起こされる疾患は、バベシア症、ヘパトゾーン症、アナプラズマ症、エリキア症、ライム病、犬糸状虫症、バルトネラ症、ヘモプラズマ感染症である。

平成23年度はまず、被検材料の収集と病原体検出、および抗体産生の確認を行う予定としており、日本全国47都道府県のそれぞれに位置する動物病院に来院した犬より採血を行い、全血ならびに血清を分離すると同時に、マダニが寄生している場合にはそれも採取することを依頼した。完全屋内飼育犬は対象外とし、各動物病院においてそれらの犬の居住地域、年齢、性別、既往歴、予防歴、来院理由を記録している。また、マダニが採取された場合には、その種についても記録しており、これらのことは現在も継続して行っている。平成23年度に予定してた臨床サンプルの収集予定が、東日本大震災の影響で平成24年度にずれ込んでしまったものの、その後の経過、とくにサンプルの収集状況は概ね良好である。本題である病原体の検出についても、その検出方法の確立は平成24年度内に終了していることから、平成25年度に一連の研究成果をまとめることができる見込みとなっている。平成23年度は、日本全国47都道府県の動物病院に来院する犬より採血を行い被検材料を確保するとともに、マダニ寄生例ではマダニを確保し、さらに疫学調査の要となる犬の臨床的データも収集する予定であった。当初は年度の初めから検体の収集依頼を行う予定としていたが、平成23年3月に発生した東日本大震災の影響も考慮し、年度の途中から検体収集依頼を出す結果となった。現在は順調に検体収集が進んでいることから、今後実際の解析に移行できる見込みとなっている。まだ一部のサンプルの収集は残っているものの、ほとんど全ての収集は終えたことから、バベシア症、ヘパトゾーン症の他に、アナプラズマ症、エリキア症、ライム病、犬糸状虫症、バルトネラ症、ヘモプラズマ症を対象とした、病原体由来DNAの検出、血中抗原あるいは抗体の検出を進め、各都道府県および全国的なこれらの疾患の蔓延状況について検討していく。得られた成果は各種学会ならびに学術雑誌に発表していく予定である。平成24年度以降は被検材料の収集を継続して行うとともに、実際の解析を行っていく。解析内容はバベシア症、ヘパトゾーン症、アナプラズマ症、エリキア症、ライム病、犬糸状虫症、バルトネラ症、ヘモプラズマ感染症に関する血中病原体由来DNAの検出と抗体の検出となる。またバベシア症については抗原虫薬であるアトバコンへの耐性が問題となるが、本研究ではこの耐性株の検出方法の検討と薬剤耐性株に関する分子生物学的な疫学調査も実施することとしている。平成24年度までに臨床サンプルの収集に関する準備および支出は済ませており、平成25年度は実際の解析を進めていくとともに、得られた成果を発表していくことが必要となる。したがって、実際の解析に用いるDNAポリメラーゼ、シークエンス試薬、血液検査試薬、各種抗体や、それらにともなう実験器具といった消耗品が必要となるため、主たる研究費はこれらに充当する。また研究成果の国内が気における積極的な公表のために、旅費ならびに外国語論文の校閲と投稿のための費用を計上している。平成23年度においてすでに、検体収集にかかる消耗品は購入し、収集を行う動物病院に送付済みである。前述のように平成23年度は検体収集の依頼のみとなり、具体的な解析は平成24年度に行うこととなったため、残金が7,492円発生している。
スリランカの献血事業からみる内戦終結後の国家統一と公衆衛生に関する人類学的研究

【1.南アジアにおける献血事業の展開に関する文献研究】アジア諸社会における献血の実施形態についての先行研究を検討し、輪廻転生および不殺生を基本とするヒンドゥー教や仏教、ジャイナ教の信者を相当数抱える南アジア社会における献血の特徴として、苦痛を伴いながら輸血を必要とする人への贈与である献血が、宗教的な積徳行為、あるいは精神的な浄化とみなされていること、そしてこうした解釈が人びとの献血行動に多大な影響を与えていることが明らかとなった。【2.スリランカ調査】8月9月に実施したスリランカ調査では、K県にある仏教寺院境内において実施される献血キャンプを訪れ、献血キャンプの実施状況について参与観察をおこない、献血をおこなう参詣者や、献血キャンプの運営に具体的に携わる信者、コロンボの国立輸血センターから派遣された技師や看護師等にインタヴューをし、仏教徒の献血行動についての具体的な見解を得た。また、スリランカ国立輸血局およびスリランカ赤十字を訪れ、スリランカの献血事業の展開に関する資料および説明を受けた。本年度は仏教徒の献血行動に関する調査が中心となったため、今後は、仏教以外の宗教における献血の実施状況について調査する予定である。【3.宗教トラストが主導する信仰と資本の関係とその動態についての研究】調査で訪れた寺院をはじめ、スリランカでは、仏教寺院トラストが社会福祉事業の一環として献血を運営していることから、宗教トラストの運営実態や、信仰と資金(資本)の関係とその動態について、さらに詳しく検討する必要が生じてきた。そこで、仏教のみならずヒンドゥー教やイスラーム教における信仰を媒介とした資本の動きについて検討するワークショップを開催し、宗教間での相違や、具体的な開発・教育活動等についての事例について検討した。本研究項目は、来年度も継続しておこなう予定である。本年度は、南アジアにおける献血行動の実態について、文献および現地調査により包括的に明らかにすることを主な課題としてきたが、文献調査と現地調査のバランスを取りながら、予想していたよりも多くのことを発見することができた。先行研究で指摘されているインドおよびスリランカの献血行動の実態と宗教との関連について把握した上で、スリランカで調査を行い、実際に献血をしている人や、寺院での献血に携わる信者たちにもインタヴューをすることで、スリランカにおける献血行動が、宗教的倫理によって支えられる実態を明らかにすることができた。これにより、南アジアの諸宗教、とりわけ仏教・ヒンドゥー教における宗教的贈与とケガレとの関係という大きなテーマについて、スリランカ特有のケガレ観のありようを提示することができた。さらに、スリランカ調査で訪れた寺院は、信者から布施(=宗教的贈与)として集まる資金を元手に宗教トラストを形成し、献血のみならず、その他の医療福祉事業や高齢者福祉事業、教育活動、学校運営等をおこなっていることが明らかとなり、宗教トラストと資本という新たな課題にも取り組むことができた。本年度は、本研究課題の見取り図を具体的に示し、関連する新たな課題にも取り組むことができた一方で、具体的な研究成果の発表という形まで漕ぎ着くことができなかったため、来年度は調査研究を継続しながらアウトプットにも専念したい。【1.ヒンドゥー教徒、イスラーム教徒、キリスト教徒の献血行動の実態についての研究】初年度の研究では、仏教徒の間での献血行動についての調査が中心となり、スリランカ国立輸血局やスリランカ赤十字においても、仏教徒の職員からの説明であったことや、宗教別の統計がなされていないことから、仏教以外の宗教における献血行動の実態について情報を得ることができなかった。従って、今後の研究では、仏教以外の宗教における献血実施状況について明らかにする。【2.宗教トラストの形成とその活動実態についての研究】初年度のスリランカ調査で訪れた寺院は、信者から布施として集まる資金を元手に宗教トラストを形成し、献血のみならず、その他の医療福祉事業や高齢者福祉事業、教育活動、学校運営等をおこなっていることが明らかとなった。したがって今後は、この宗教トラストを引き続き調査対象としながら、信者からの布施によって成り立つ宗教トラストと献血をはじめとした社会福祉事業の展開について調査を継続する。【3.スリランカ調査】2年次は出産・育児による研究中断のため、国外での現地調査が可能であるか現時点では不明ではあるが、可能な限りスリランカに赴き、仏教徒のみならずヒンドゥー教徒、イスラーム教徒、キリスト教徒による献血について調査を行いたいと考えている。【4.内戦後スリランカの政治経済的状況と宗教的社会福祉をめぐる包括的研究】本研究課題の主題である、内戦後のスリランカの政治経済的状況を、献血という匿名化された贈与を切り口に検討する。そのうえで、初年度は口頭発表のみとなってしまった研究のアウトプットについて、今後は論文発表に力点を置きながら取り組む。可能な限り海外の学会で発表することで、そこで得られた本研究に対する評価を反映させながら研究を継続していく予定である。【2.スリランカ調査】

8月9月に実施したスリランカ調査では、K県にある仏教寺院境内において実施される献血キャンプを訪れ、献血キャンプの実施状況について参与観察をおこない、献血をおこなう参詣者や、献血キャンプの運営に具体的に携わる信者、コロンボの国立輸血センターから派遣された技師や看護師等にインタヴューをし、仏教徒の献血行動についての具体的な見解を得た。また、スリランカ国立輸血局およびスリランカ赤十字を訪れ、スリランカの献血事業の展開に関する資料および説明を受けた。本年度は仏教徒の献血行動に関する調査が中心となったため、今後は、仏教以外の宗教における献血の実施状況について調査する予定である。【3.宗教トラストが主導する信仰と資本の関係とその動態についての研究】調査で訪れた寺院をはじめ、スリランカでは、仏教寺院トラストが社会福祉事業の一環として献血を運営していることから、宗教トラストの運営実態や、信仰と資金(資本)の関係とその動態について、さらに詳しく検討する必要が生じてきた。そこで、仏教のみならずヒンドゥー教やイスラーム教における信仰を媒介とした資本の動きについて検討するワークショップを開催し、宗教間での相違や、具体的な開発・教育活動等についての事例について検討した。本研究項目は、来年度も継続しておこなう予定である。本年度は、南アジアにおける献血行動の実態について、文献および現地調査により包括的に明らかにすることを主な課題としてきたが、文献調査と現地調査のバランスを取りながら、予想していたよりも多くのことを発見することができた。先行研究で指摘されているインドおよびスリランカの献血行動の実態と宗教との関連について把握した上で、スリランカで調査を行い、実際に献血をしている人や、寺院での献血に携わる信者たちにもインタヴューをすることで、スリランカにおける献血行動が、宗教的倫理によって支えられる実態を明らかにすることができた。これにより、南アジアの諸宗教、とりわけ仏教・ヒンドゥー教における宗教的贈与とケガレとの関係という大きなテーマについて、スリランカ特有のケガレ観のありようを提示することができた。さらに、スリランカ調査で訪れた寺院は、信者から布施(=宗教的贈与)として集まる資金を元手に宗教トラストを形成し、献血のみならず、その他の医療福祉事業や高齢者福祉事業、教育活動、学校運営等をおこなっていることが明らかとなり、宗教トラストと資本という新たな課題にも取り組むことができた。本年度は、本研究課題の見取り図を具体的に示し、関連する新たな課題にも取り組むことができた一方で、具体的な研究成果の発表という形まで漕ぎ着くことができなかったため、来年度は調査研究を継続しながらアウトプットにも専念したい。【1.ヒンドゥー教徒、イスラーム教徒、キリスト教徒の献血行動の実態についての研究】初年度の研究では、仏教徒の間での献血行動についての調査が中心となり、スリランカ国立輸血局やスリランカ赤十字においても、仏教徒の職員からの説明であったことや、宗教別の統計がなされていないことから、仏教以外の宗教における献血行動の実態について情報を得ることができなかった。従って、今後の研究では、仏教以外の宗教における献血実施状況について明らかにする。【2.宗教トラストの形成とその活動実態についての研究】
免疫バランス制御を考慮した癌ワクチン・細胞治療の開発とその応用

(1)作年度は基礎的研究において癌抗原とタイプ1型免疫を活性化するCpGを用いたCpG癌ワクチン治療法を確立した。そこで今年度はCpGとNY-ESO-1癌抗原タンパクを用いた臨床研究の開始を目標にした。北大病院にて倫理委員会の承認を得て、エンロールを開始したところ1症例のエンロールが得られヒトCpG癌ワクチン療法を実施することができた。ワクチン投与2回目の後、PBMCを用いてIFN-γのELISPOTassayを指標にヘルパーT細胞の免疫活性能を検討したところ、優位にNY-ESO-1ペプチドに反応しIFN-γを産生した。これらのことは臨床においてもCpG癌ワクチン治療法が有用である可能性を示している。今後さらにエンロールを重ねていく予定である。(2)昨年度の基礎的研究でTh1細胞アジュバント治療法が、有用な抗腫瘍効果を示すことが明らかとなつた。このTh1細胞アジュバント治療の臨床への適応拡大を考慮し、今年度は放射線治療との併用治療を検討した。その結果、免疫治療、放射線治療のどちらにも耐性を示す上皮癌LLC-OVAは併用治療により拒絶することができ、さらに併用治療したときにのみ癌特異的CTLの誘導が相乗的に増強された。さらにこれらの癌特異的Th1細胞を用いた基礎的研究を臨床に応用するためヒト癌抗原Survivin、NY-ESO-1のHLAclassIIエピトープの同定に取り組んだ。両癌抗原プロテインを用いて癌抗原特異的Th1細胞を誘導することができ、それらTh1細胞を用いてSurvivinのHLA classII結合性ぺプチドと4種類の異なったHLA classIIに結合する、NY-ESO-1の15merペプチド領域を同定した。これらの発見はヒトのTh1細胞アジュバント治療を可能にするものと考えられた。本年度は以下の研究を遂行し基礎的成果を臨床応用する道筋を作ることができた。(1)CpGと癌抗原を封入したリポソームナノ粒子癌ワクチン:CpGのナノ粒子癌ワクチンで癌の完全退縮が誘導できることを既に明らかにした。その抗腫瘍機構を検討したところ、CpGで刺激されたDCから産生されるタイブ1型IFNsが直接CD8+T細胞に作用して癌特異的CTLが誘導されることが明確にされた。この際、IFN-γ産生Tc1に分化しやすいASGM1+CD8+メモリータイプT細胞が重要な役割を担っていることも示された。これらの結果をふまえて、CpGとNY-ESO-1を用いた臨床研究のプロトコールを作成、倫理委員会の承認を得て、患者のエントリーを北大病院で開始している。(2)Th1セルアジュバント療法の確立:昨年、腫瘍内に癌抗原を投与して、癌特異的Th1細胞を静脈内投与することによって、MHCクラスII陰性癌の完全退縮を誘導できることを示した。本年度はTh1細胞療法の適用拡大をするために、T111細胞をアジュバントとして仮想癌抗原と共に癌近傍あるいは遠隔部のいずれに投与しても腫瘍の完全退縮が誘導されることを明確にした。また、Th1セルアジュバント療法によって、腫瘍内や所属リンパ節に蓄積する免疫制御性Tregが減少することも明らかにされた。(3)癌抗原ヘルパーエピトープの単離、同定:Th1細胞治療を臨床応用するためには、癌特異的Th1細胞の誘導に必要なヘルパーエピトープの同定が不可欠である。そこで、食道癌等に発現し、抗原性が高いNY-ESO-1分子を用いて検討した結果、日本人に多く共有されるHLA(DRB1^*0405、DRB1^*0901、DRB1^*1502、DRB1^*0802の合計4種類)に結合するエピトープ領域を同定した。また、それらペプチドを用いて癌特異的Th1が誘導できることも確認した。両癌抗原プロテインを用いて癌抗原

特異的Th1細胞を誘導することができ、それらTh1細胞を用いてSurvivinのHLA classII結合性ぺプチドと4種類の異なったHLA classIIに結合する、NY-ESO-1の15merペプチド領域を同定した。これらの発見はヒトのTh1細胞アジュバント治療を可能にするものと考えられた。
水晶体タンパク質分子間S-S結合とジスルヒド化合物

この研究は、水晶体の混濁化に伴うタンパク質-ジスルヒド結合(PSSG)の形成を知るために計画された。遺伝性白内障ラット(ICR/f)水晶体に混濁過程における^<14>C-cystine,^3H-leucine、^<14>C-glycine、^<35>S-methionineの取り込みをウィスター系ラット水晶体を対照に検討した。ジスルヒド結合を有する^<14>C-cystineの取り込みのみが、肉眼的に白内障の認められる16週齢からICR/fラット水晶体で増加したこの取り込み増加は、水不溶性タンパク質(WIP)に認められた。2-メルカプトエタノール、ジチオスレトール、及び還元性グルタチオンによって取り込まれた^<14>C-cystineが遊離した。以上の結果からジスルヒド化合物であるcystineの水晶体タンパク質S-Sへの結合が示唆された。ストレプトゾトシン投与糖尿病性ラット水晶体において混濁のみられる水晶体では、^<14>C-cystineの取り込みが水不溶性タンパク質により多く取り込まれるが、混濁のみられない水晶体では認められない。培養液にマレイン酸ジエチルを加え水晶体を培養して誘導した白内障では、このような結果は認められなかった。このような結果から水晶体タンパク質PSS^-やチオラートアニオンRS^-の生成はin vitro白内障のような短時間では形成されず、老人性白内障のように長時間に渡り形成されることが考えられた。ジスルフィド化合物である^<14>C-cystineを培養液に加え水晶体を培養した後、水可溶性タンパク質(WSP)と水不溶性タンパク質(WISP)に分画するとWSPに多く取り込まれた。正常ウイスター系ラットの4、8、16、70週齢と加齢経過で^<14>C-cystineの取り込みをみた結果、加齢にともない上昇した。伴性劣性遺伝で約10週齢ころから肉眼的に両眼に自然発症白内障をきたすIhara Cataract rat f-strain(ICR-f)を使用して同様の実験を行なった結果、水晶体タンパク質に変化のみられる8週齢からWistarに比較して取り込み増加が認められ加齢とともに増加した。これらのことより、水晶体タンパク質構成ポリペプチド鎖のスルフォヒドリル基(SH基)が酸化露出されS-S基となり結合することが示唆された。このことを明らかにするため、NADH、NADPH、dithiothreitol(DTT)を培養液に加え^<14>C-cystineの取り込みをみた結果、DTTを加えた群ではWISPへの取り込みが抑制されたがNADH、NADPH群は変わらなかった。SH基の酸化剤であるdiamideを加え同様の実験を行ったところ、diamide添加群ではWISPへの^<14>C-cystineの取り込みが減少しSH基の酸化によることが考えられた。^<14>C-cystineを取り込ませた水晶体をWSPとWISPに分画したのち、還元型グルタチオン(GSH)、DTT、2-mercaptoethanolを加えincubationすると結合していた^<14>C-cystineが遊離した。白内障水晶体では一般的にGSHが酸化されS-S基を形成すると考えられた。GSHの前駆体であるgamma-glutamyl cysteinyl ester(gamma-GCE)の影響をみた結果、培養液に同時投与では取り込み抑制がみられたが、前投与では影響されなかった。これまでの実験結果から、^<14>C-cystineの取り込みはS-S基への結合が考えられた。^<14>C-cystine、^3H-leucine、^<14>C-glycine、^<35>S-methionineを培養液に加えて正常ウィスター系ラット、遺伝性白内障ラット:ICR(f)とストレプトゾトシン投与糖尿病ラット水晶体を培養した。ジスルヒド化合物である^<14>C-cystineのみが白濁水晶体により多く取り込まれた。

取り込まれた水晶体に水を加えホモジネート後、遠心分離の上清を水可溶性タンパク質、沈殿を水不溶性タンパク質とすると水不溶性タンパク質により多く取り込まれた。^3H-leucine、^<14>C-glycine、^<35>S-methionineではこのような結果は見られず、むしろ水可溶性画分により多くの放射能が認められた。放射能の検出された水不溶性タンパク質に還元型グルタチオン、ジチオスレトール、2-メルカプトエタノールを加えてインキュベーション後遠心して上清と沈殿に分画すると、還元型グルタチオンで50%、ジチオスレトールと2-メルカプトエタノールでは90%以上が上清部分に検出された。還元型グルタチオンの前駆物質であるグルタミルシスチニルエチルエステルでは結合した^<14>C-cystineの遊離は認められなかった。マレイン酸ジエチルを培養液に加えて水晶体を培養すると白濁が認められる。この水晶体に^<14>C-cystineを加え同様の実験を行っても、水不溶性画分への^<14>C-cystineの取り込みはみられなかった。水晶体へのアミノ酸の輸送についても考察するために、ウィスター系ラットとICR(f)ラット房水中の遊離アミノ酸の測定を行った。
先進的多自由度マイクロマニピュレータの開発

本研究は,植物細胞や動物細胞に対して,人為的な操作を行う時に使用する細胞操作用マイクロマニピュレータの開発に関する研究である.細胞を一個ずつ正確にハンドリングし,個々の細胞に対して,あらゆる位置,角度から細胞内へDNAや核のインジェクション作業を正確にかつ迅速に行えるマイクロマニピュレータの開発を目的とした.研究期間内で下記の研究を行った.(1)核移植用マイクロピペット駆動装置:核移植用マイクロピペットを卵細胞に挿入する際,細胞膜の弾性がマイクロピペット挿入の妨げになり,作業効率低下になっている.そこで,圧電インパクト駆動機構と電磁衝撃力を用いた駆動機構(電磁インパクト駆動機構)を組み合わせたスーパーインパクト駆動機構を発案し試作した.マウス卵細胞を用いた実験では,細胞質にダメージを与えることなくピペットを挿入することができた.電磁インパクト駆動機構は,細胞膜の固いブタ卵細胞などで,そのインパク力によりピペット先端部を鋭利に加工せず細胞へのスムースな挿入を可能にした.(2)動物卵細胞ハンドリング機構:卵細胞からの脱核作業において,前核の位置がホールディングピペット寄りにあると,複雑な作業を繰り返し,前核の位置を修正しなければならない.そこで,静電力を利用して細胞回転機構を試作した.印可電圧4V,500kHzにおいて卵細胞は回転速度約30deg/sの回転を生じた.電極板を複数枚積層し3次元化して,360度自由な姿勢での位置決めを可能とする実験装置を試作した.(3)液流を用いた細胞整列機構:ボイスコイルモータを用いたXY2軸の実験装置を試作した.加振周波数,加振振幅,液量などをパラメータとして種々の実験を行った結果,液流に点在する細胞を任意に集合させることができた.(4)下記研究機関へ装置を貸し出して実験を行った.鹿児島大学,帯広畜産大学,東京農業大学,弘前大学,セントマザー産婦人科医院.本研究は,植物細胞や動物細胞に対して,人為的な操作を行う時に使用する細胞操作用マイクロマニピュレータの開発に関する研究である.細胞を一個ずつ正確にハンドリングし,個々の細胞に対して,あらゆる位置,角度から細胞内へDNAや核のインジェクション作業を正確にかつ迅速に行えるマイクロマニピュレータの開発を目的とした.研究期間内で下記の研究を行った.(1)核移植用マイクロピペット駆動装置:核移植用マイクロピペットを卵細胞に挿入する際,細胞膜の弾性がマイクロピペット挿入の妨げになり,作業効率低下になっている.そこで,圧電インパクト駆動機構と電磁衝撃力を用いた駆動機構(電磁インパクト駆動機構)を組み合わせたスーパーインパクト駆動機構を発案し試作した.マウス卵細胞を用いた実験では,細胞質にダメージを与えることなくピペットを挿入することができた.電磁インパクト駆動機構は,細胞膜の固いブタ卵細胞などで,そのインパク力によりピペット先端部を鋭利に加工せず細胞へのスムースな挿入を可能にした.(2)動物卵細胞ハンドリング機構:卵細胞からの脱核作業において,前核の位置がホールディングピペット寄りにあると,複雑な作業を繰り返し,前核の位置を修正しなければならない.そこで,静電力を利用して細胞回転機構を試作した.印可電圧4V,500kHzにおいて卵細胞は回転速度約30deg/sの回転を生じた.電極板を複数枚積層し3次元化して,360度自由な姿勢での位置決めを可能とする実験装置を試作した.(3)液流を用いた細胞整列機構:ボイスコイルモータを用いたXY2軸の実験装置を試作した.加振周波数,加振振幅,液量などをパラメータとして種々の実験を行った結果,液流に点在する細胞を任意に集合させることができた.(4)下記研究機関へ装置を貸し出して実験を行った.鹿児島大学,帯広畜産大学,東京農業大学,弘前大学,セントマザー産婦人科医院.平成12年度は下記に示す装置の試作および実験を行い,数々の知見を得た.(1)核移植用マイクロピペット駆動装置:核移植用マイクロピペットを卵細胞に挿入する際,細胞膜の弾性がマイクロピペット挿入の妨げになり,作業の効率低下になってる.よって,圧電インパクト駆動機構と電磁インパクト駆動機構を組み合わせたスーパーインパクト駆動機構を発案し試作した.マウス卵細胞を用いた実験では,細胞質にダメージを与えることなくマイクロピペットを挿入することができた.(2)植物細胞移植システムの開発:今年度は,実体顕微鏡下での作業を想定した装置の設計を行った.オリンパス製実体顕微鏡SZ-STB1にパラレルリンク機構を有する6本足作業肢を取り付ける構造とした.(3)動物卵細胞ハンドリング機構:卵細胞からの脱核作業において,前核の位置がホールディングピペット寄りにあると,複雑な作業を繰り返し,前核の位置を修正しなければならない.そこで,静電力を利用して細胞回転機構を試作した.印可電圧4V,500kHzにおいて卵細胞は回転速度約30deg/sの回転を生じた.電極板を複数枚積層し3次元化して,360度自由な姿勢での位置決めを可能とする実験装置を試作した.(4)液流を用いた細胞整列機構:ボイスコイルモータを用いたXY2軸の実験装置を試作して位置決め実験を行った.本年度は,下記に示す各テーマに関する実験装置を試作し,種々の実験を行った.