hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘリコバクター・ピロリ除菌の成否と患者のライフスタイル及び体質の関連の解明

胃がん、胃潰瘍の原因とされるヘリコバクター・ピロリの除菌率を上げることは予防の観点からも最重要事項の1つである。しかし、患者の体質や健康状態、飲酒を含めた患者のライフスタイル等と除菌との関連は解明に至っていない。本研究ではピロリ菌1次除菌薬を服用した患者の除菌の成否と飲酒習慣、飲酒嗜好等を含めた患者ライフスタイル、患者の体質等の属性との関連を検証することを目的として行っている。また、2015年より除菌に使われる胃薬が変更となり、新処方で行われた除菌についても検証する。現在までの進捗状況として今までに蓄積した患者の過去データを用いてピロリ菌除菌失敗と患者属性の関連の内、患者の飲酒習慣を暴露として、除菌の成否との関連の解析を行い、昨年度、日本疫学会学術総会にて発表を行っている。この結果から男女での違いの検討が必要であることを認識し、新たに性で層化して解析を行い、男性では飲酒による影響は少なく、女性で影響が大きいことが示唆され、2018年11月13日にアメリカ公衆衛生学会年会ポスター発表でその結果を報告した。これに関しては詳細な解析を行っており、論文作成中である。2019年1月31日には日本疫学会において、先行研究で報告のある健常者の調査での年齢とFSSGスコアとの関連と同様に、ピロリ菌感染があっても年齢の低い患者が高齢患者と比較して有意に胃食道逆流症の自覚症状が高いことを明らかにした。現在、クリニックと浜松医大消化器内科の協力を得て、新規データを収集中であるが、未だ必要サンプル数には至っていないため、もうしばらく時間を掛けて、蓄積し、その後、解析を行っていく予定である。また新規データとともに、過去データも再度見直し、新たな患者属性とピロリ菌除菌の成否の関連の調査を行っている。ピロリ菌除菌患者数の不足で、データ収集が順調には行ってない。過去データ等を用いて、国内外で学会発表で中間報告を行う等、成果はある程度出ている。また論文も執筆中である。血液検査データに関しては、浜松医科大学に来院する患者で血液検査を実施し今後も医大よりデータを蓄積していく。質問紙による患者属性データはクリニック、医大双方より得て比較解析する。現在飲酒習慣と除菌の成否を解析中だが今後さらに患者の体質(アレルギー等)等との関連を探索していく。過去の研究で除菌と花粉症の関連を明らかにしたが、しかし、患者の体質や健康状態、飲酒を含めた患者のライフスタイル等と除菌との関連は解明に至っていない。現在までの進捗状況として今までに蓄積した患者の過去データを用いてピロリ菌除菌失敗と患者属性の関連の内、患者の飲酒習慣を暴露として除菌の成否との関連の解析を行った。この結果は2018年2月3日の日本疫学会にてポスター発表を行った。さらに詳細な解析を行っており、論文作成中である。またクリニックで胃内視鏡検査を受けピロリ菌1次除菌薬の処方(胃薬変更の新処方)(1日量;ボノプラザン:40mg、アモキシシリン水和物:1500mg、クラリスロマイシン:400mg)を薬局で調剤を受けて服用する患者で新たに質問紙による患者属性調査を行い、患者データを蓄積している。血液検査に関してはクリニック患者からは得ることが難しかったため、浜松医科大学消化器内科の協力を得て質問紙による患者属性調査とIgEを含めた血液検査データを収集している。学会発表でピロリ菌除菌と患者の飲酒習慣との関連を中間報告をすることができ、これについてさらに詳細な解析を加えて論文執筆に至る目途がついている。新たなデーターに関しても今のところ滞りなく積み重ねができている。

2019年1月31日には日本疫学会において、先行研究で報告のある健常者の調査での年齢とFSSGスコアとの関連と同様に、ピロリ菌感染があっても年齢の低い患者が高齢患者と比較して有意に胃食道逆流症の自覚症状が高いことを明らかにした。現在、クリニックと浜松医大消化器内科の協力を得て、新規データを収集中であるが、未だ必要サンプル数には至っていないため、もうしばらく時間を掛けて、蓄積し、その後、解析を行っていく予定である。また新規データとともに、過去データも再度見直し、新たな患者属性とピロリ菌除菌の成否の関連の調査を行っている。ピロリ菌除菌患者数の不足で、データ収集が順調には行ってない。過去データ等を用いて、国内外で学会発表で中間報告を行う等、成果はある程度出ている。また論文も執筆中である。血液検査データに関し、当初はクリニックで得る予定であったがそれが難しかったため浜松医科大学に来院する患者で血液検査を実施し今後も医大よりデータを蓄積していく。質問紙による患者属性データはクリニック、医大双方より得て比較解析する。現在飲酒習慣と除菌の成否を解析中だが今後は患者の体質(アレルギー等)との関連を探索していく。血液検査データに関しては、浜松医科大学に来院する患者で血液検査を実施し今後も医大よりデータを蓄積していく。現在飲酒習慣と除菌の成否を解析中だが今後さらに患者の体質(アレルギー等)等との関連を探索していく。今後、患者血液検査データ収集等のための費用、論文作成のための費用、国際学会等での発表の費用、統計ソフト、事務消耗品等購入費用が必要なため。血液検査データ等の取得が十分でないため引き続きデータ蓄積のためのデータが必要である。論文の校正、投稿費用、また国内国際学会等での発表費用等として使用する。
生体内における立体的肝組織構築の試みとその治療効果の検討

生体内において2次元的さらには3次元的な肝組織を作製することを最終目的として外科学・生物学・工学などの技術を統合し研究をすすめた。平成16年は組織移植を成功させるための局所基盤整備として血管ネットワークを作製する手法の確立ならびに温度応答性インテリジェント培養皿を用いた肝組織シート作製技術の確立を目指した。まず、血管ネットワークの確立を可能とするデバイスとして、血管内皮細胞誘導因子を徐放する生体から取り出しが可能なデバイスを作製した。このデバイスをマウスに挿入し、10日後にデバイスを抜去ことにより、血管ネットワークに包まれた組織空間を得ることができた。肝組織シートは、温度応答性高分子であるPIPAAmを培養皿に固定化し、マウス分離肝細胞を初代培養ができる条件を設定し、培養肝細胞をシート状組織として回収することにより、肝組織シートを培養下に作製することに成功した。平成17年度には、前年度で確立した技術を組み合わせ、マウスを用いた実験系において、培養下にて作製した肝組織シートを血管ネットワークを誘導したマウス空間に貼布移植することにより肝組織を作製する実験を進めた。その結果、布移植した肝組織は、2次元的形態を有し、肝細胞間の結合を良好に保った肝組織であることを確認した。さらに、この作製肝組織を、200日以上の観察期間において安定維持させることに成功した。機能的評価として、各種蛋白発現、薬剤の取り込みと代謝さらには自己肝と連動した増殖的肝再生の面から評価を行ったところ、自己肝と同程度の肝特異的機能を有していることを確認した。以上の結果から本実験において、肝細胞を利用して培養下にシート状2次元的組織を任意に作製し、これをもとに機能的肝組織を作製するという世界的に全く新しい肝再生医療技術を開発した。生体内において2次元的さらには3次元的な肝組織を作製することを最終目的として、平成16年度は、(1)組織移植を行う部位における組織を生着させるための血管ネットワークの構築(2)温度応答性ポリマーを利用したin vitroにおける2次元的肝組織作製につき研究を進めた。(1)我々は、これまでにacidic FGFをマイクロスフェアーズに埋包した徐放システムを作製し、動物皮下において細胞移植治療に有効な血管ネットワークを構築する有用性につき報告してきた。この結果を基に、組織移植にも応用可能な血管ネットワークに囲まれた空間の作製を可能とするシステムを考案した。様々な検討の結果、PETメッシュを用いてバッグ状とし、その内腔に高濃度アガロースに血管誘導因子であるbasic FGFを融解したものを充填したデバイスを作製した。このデバイスをマウス皮下に挿入することによる血管ネットワーク誘導に関して、basic FGF濃度、デバイス挿入期間、そして長期的な副作用の有無につき検討を加え、動物に安定して応用し得るデバイスを作製することに至った。(2)次世代の肝細胞を利用した治療法の確立をめざし、培養下に2次元肝組織を作製することを試みた。温度応答性ポリマーであるPIPAAmをナノメートルオーダーで均一に固定化した培養皿を作製した。この温度応答性ポリマーは、通常培養温度(37度)では疎水性である一方、32度以下では親水性である特徴を有する。このことにより、通常温度(37度)にて培養した後、温度を32度以下にすることにより培養皿と細胞の間隙に培養液を含む聖間をつくることによりトリプシンを必要としない自然な細胞剥離が可能となる原理である。PIPAAm培養皿に分離肝細胞を培養し、コンフルエントになる3-4日目において培養温度を20度に変化させることで肝細胞からなる組織シート状の回収が可能となり2次元肝組織を作製し得た。生体内に2次元的さらには3次元的な肝組織を作製することを最終目的として研究を進めた。平成16年度において開発した、組織移植のための生体内血管ネットワーク構築技術と温度応答性インテリジェント培養皿を用いた

肝組織シート作製技術を融合し、これまでにない全く新しい生体内肝組織作製技術の開発を行った。具体的には、マウスを用いた実験系において、平成16年度で開発した、血管内皮細胞増殖因子を徐放するデバイスをあらかじめ皮下空間に挿入する。約10日後にそのデバイスを抜去することにより血管網を周囲に伴う皮下空間を作製した。この経過中に、温度応答性インテリジェント培養皿を用い、平成16年度で至適化した条件にて同系マウス肝細胞を培養した。次に、培養温度を一時的に下げ、培養皿から自然に脱着させることにより行い、皮下空間に貼布し移植した。貼布移植した肝組織は、2次元的形態を有し、肝細胞間の結合を良好に保った肝組織であることを確認した。さらに、この作製肝組織を、200日以上の観察期間において安定維持させることに成功した。機能的評価として、各種蛋白発現、薬剤の取り込みと代謝さらには自己肝と連動した増殖的肝再生の面から評価を行ったところ、自己肝と同程度の肝特異的機能を有していることを確認した。以上の結果から本実験において、肝細胞を利用して培養下にシート状2次元的組織を任意に作製し、これをもとに機能的肝組織を作製するという世界的に全く新しい肝再生医療技術を開発した。このシート状組織の積層化等によりより高機能化が期待されることから、我々はこの技術の臨床応用にむけてさらなる発展に向けて研究を計画している。
ハンドヘルドテクノロジーを分析・表示装置とする近赤外線分光器の教育キットの開発

本研究では、ハンドヘルドテクノロジーとしてグラフ電卓(TI-NSpire)を分析・表示装置とする近赤外線分光器の教育キットを開発した。光源にはハロゲン電球を用い、回折格子の回転はステッピングモーターにより行いArduinoで制御した。Pbs光センサーからの信号増幅はロック・イン・アンプ(自作)により行い、ステッピングモーターの回転とグラフ電卓に接続したセンサーによるデータ収集開始の同期は外部スイッチ(タクトスイッチ)により行った。本装置を用いた学生モニター実験を計4回行い、装置の改良点や教育上の活用方法等について多くの有益な指摘がなされた。さらに改良を推し進めたい。■本研究の目的本研究の目的は、成分分析や品質管理など多くの分野で使用されている近赤外線分光器を,ハンドヘルドテクノロジーを利用した教育キットとして開発することにある。このキットで所与の装置の組立てや調整をしていくことを通して,分析や計測の背後にある基本原理の理解の深化を図る。そして,そのような装置は多くの専門分野の知識が一体となって作製されていることを体験させ,異分野の知識を統合してできあがる「もの作り」のセンスを身につけさせ、工業技術者としての基礎を固めさせることを目的とする。■平成25年度の研究概要近赤外線分光器の構成は、光源、集光系、スリット、回折格子、波長送りモーター、光チョッパー、光センサー、増幅器および信号処理とデータ表示部分からなる。この年度は下記のことを行った。(1)グラフ電卓TI-Nspire CASのデータ入力装置であるEasy Linkを通して、汎用光センサーからの出力電圧をグラフ電卓で取得した。(2)Easy Linkで取得したデータを画面表示して、データ解析を行うためのプログラム開発を行った。(3)グラフ電卓と汎用マイコンとのUSB接続を行う準備としてUSB接続の際のプロトコルの解析を行い、その解析を現在も継続中である。(4)モノクロメーターの自作を試みたが、既製品を改造するレベルに留まっている。その自作は、次年度に継続させたい。(5)雑音に埋もれた信号計測のため、多段型フィルターを用いてノイズをカットし、ロックイン方式の増幅器を製作した。これにより、極めて優れた信号対雑音比を実現した。(6)回折格子の制御にはステッピングモーターを用い、サインバーの回転角度を1度レベルで制御して、波長再現精度は1nmレベルの精度で実現した。(7)以上をもとにして、PCを利用して試料の分光測定が可能な装置を組み立ててスペクトル測定が可能となった。【本研究の目的】本研究の目的は、多くの分野で使用される近赤外線分光器を、ハンドヘルドテクノロジー(グラフ電卓TI-Nspire)を分析表示装置とする教育キットとして開発することにある。装置の組み立てや調整を通して、分析や計測の背後にある基本原理の理解の深化を図る。このような装置には多くの専門分野の知識が統合されていることを体験させ、「もの作り」のセンスを身につけさせる。そして、工業技術者としての基礎を固めさせることを目的とする。【研究実績の概要】本研究で作成した近赤外線分光器の概要は下記の通りである。(1)光源にはハロゲン電球を用い、回折格子の回転はステッピングモーターによる。モーターの回転はオープンハードウェアであるArduino Unoとモータードライバ回路により制御する。関連プログラムはPCとUSB接続してPCから転送する。光センサーからの信号増幅は、LIA(ロック・イン・アンプ)によるモジュレーション方法により行う。周波数は500Hzに固定し、関連する回路は自作した。(2)ステッピングモーターの回転開始は、Arduinoに取り付けた外部スイッチ(タクトスイッチ)の押下をグラフ電卓の測定開始ボタンの押下と同時に行うことで行う。予定波長まで測定すると、プログラム制御により逆回転してモーターは元に位置に戻り、再測定も可能である。(3) LIAが出力する電圧値は、グラフ電卓のオプション機器(Easy Link)に取り付けた電圧センサーで取得する。測定結果は、表示範囲が自動調整されてグラフ表示され、標準機能だけでデータ分析も可能である。(4)最終年度には、本装置を用いた学生モニター実験を計4回行った。事後の検討会で、装置の改良点や教育上の活用方法等について多くの有益な指摘がなされた。科学教育(1)グラフ電卓とセンサーをUSB接続した際のプロトコルの解析が十分に進んでいない。(2)モノクロメーターを自作するにあたり、主要な部材の設計はできているが、鏡面の調整に多少手間取っている。(3)グラフ電卓を組み込んだ試作品の完成に至っていないので、教育キットとしてのパーツ分けの検討ができていない。■今後の研究推進方策(1)光センサーの信号を、グラフ電卓のデータ入力装置であるEasy Linkを通して受信することはできるので、データの受信自体には問題がない。今後は、受信データのグラフ電卓への画面表示や分析プログラムの開発を継続する。

(2)モノクロメーターを自作するにあたり、その部材の一つである凹面鏡の調整で手間取っているが、教育キットとしての精度が得られれば十分なので、平面鏡を利用することも視野に入れて調整する。(3)グラフ電卓を分析・表示装置とする試作器を今年度前半までには完成させる。また、教育キットとしての効果的なパーツ分けの検討を並行して行う。
悪性グリオーマにおけるラミニン-8アンチセンスによる腫瘍血管新生抑制に関する研究

悪性グリオーマではラミニン-8が腫瘍血管周囲に高発現しており、グリオーマの血管新生に重要な役割を果たしているものと考えられ、ラミニン-8をターゲットとした新たな治療戦略の展開が期待される。本研究では、ラミニン-8のグリオーマにおける発現様式及び血管新生との関連性や、アンチセンスを用いたラミニン-8発現抑制による腫瘍血管新生・腫瘍増殖への影響について検討した。ヒトグリオーマ組織においてラミニン-8(α-4鎖)は腫瘍血管基底膜に高発現しており、low-gradeグリオーマに比べhigh-gradeグリオーマで有意に発現が亢進していた。また、ラミニンα-4鎖発現強度と腫瘍血管密度との間には強い相関がみられた(r=0.71、p<0.001)。次に、ラミニンα-4鎖に対するアンチセンスオリゴヌクレオチド(モルフォリノオリゴ、26Mer)を作成し、グリオーマ細胞株にEPEI法で導入した。α-4アンチセンス導入により、グリオーマ細胞の増殖能には影響なくα-4鎖蛋白発現は完全に抑制されたが、新生血管は形成された。新生血管周囲には血液の漏出がみられ、電子顕微鏡にて血管基底膜の形成不全が観察された。In vivo実験では、アンチセンスによるラミニンα-4鎖発現抑制により、蛍光標識したグリオーマ細胞の新生血管に沿う進展が完全に抑制された。ラミニンα-4鎖の発現は腫瘍血管密度と有意な相関があり、ラミニン-8は血管基底膜の形成により腫瘍血管を成熟化させ、グリオーマの新生血管に沿った腫瘍進展に強く関与していると考えられた。本研究では、ラミニン-8のグリオーマにおける発現様式及び血管新生との関連性を検討し、アンチセンスを用いたラミニン-8発現抑制による腫瘍血管新生、腫瘍増殖への影響について検討した。ヒトグリオーマ組織においてラミニン-8(α-4鎖)は腫瘍血管基底膜に高発現しており、low-gradeグリオーマに比べhigh-gradeグリオーマで有意に発現が亢進しており、ラミニンα-4鎖発現強度と腫瘍血管密度との間には強い相関がみられた(r=0.71、p<0.001)。新生血管周囲には出血がみられ、電子顕微鏡にて血管基底膜の形成不全が観察された。In vivo実験では、アンチセンスによるラミニンα-4鎖発現抑制により新生血管に沿うグリオーマ細胞の進展は完全に抑制された。今後、ヌードマウス皮下腫瘍及び脳内移植モデルを用いて、α-4アンチセンスによる血管新生抑制による抗腫瘍効果について検討する予定である。
哺乳類変異株細胞を用いた後期エンドソーム多胞体における分子選別機構の解明

我々はこれまでに、哺乳類変異株細胞を用いた解析により、後期エンドソーム多胞体(MVB)からトランスゴルジネットワーク(TGN)方向への選別輸送にコレステロールが必要とされることを示した。LEX2変異株細胞は、MVBからのTGN、リソソームへの2方向の輸送が傷害されている。LEX2にコレステロール後期合成系の酵素であるNAD(P)Hステロイド脱水素酵素様蛋白質(Nsdh1)を発現させることでTGN方向への輸送異常が修正される。本年度は、この選別輸送過程のコレステロール要求性に関連すると考えられる、Nsdh1を含むいくつかのタンパク質分子の作用メカニズムに関して知見を得るため解析を進めた。これまでに、Nsdh1が、IGF2/MPRをTGN方向への輸送小胞の形成部位に集合させる機能タンパク質であると予想されているTIP47とともに、細胞内の脂肪滴(lipid droplet)の表面に濃縮して存在するということを発見した。細胞の増殖がNsdh1を介するコレステロール合成に完全に依存する条件でも、Nsdh1が脂肪滴上に局在することから、活性を持つNsdh1が脂肪滴上に存在すると考えられる。ところが、ヒト胎児発生異常であるCHILDシンドロームの原因となるミスセンス変異G205Sを持つNsdh1は、脂肪滴上に局在することができず、不活性型であった。これらのことは、コレステロール合成系が、これまで考えられていたように小胞体に一様には存在せず、特定のドメインに偏在していることを示すとともに、MVBでの機能分子の選別輸送に脂肪滴表面のタンパク質、脂質分子、およびその合成系が協調して働いているという予期しなかった可能性を示唆した。現在、詳しく解析を進めるため、LEX2変異株を材料に用いて、MVBからのコレステロール依存的な選別輸送の無細胞での再構成を進めている。
脂質メディエーターによる好酸球の皮膚浸潤メカニズムとその生理的役割の解明

スフィンゴシン-1リン酸(S1P)の好酸球循環動態および皮膚浸潤における役割について検討した。IL-5トランスジェニックマウスにFTY720を投与すると,血中好酸球数が低下する。また,好酸球のケモタキシスが亢進した。加えて,FTY720投与下では好酸球のマウス骨髄からの移出が抑制した。アトピー性皮膚炎モデルマウスにFTY720を投与すると,好酸球の皮膚浸潤が低下し,遅発型反応が低下した。S1Pは好酸球関連皮膚疾患における,皮膚浸潤に関与することが示唆された。スフィンゴシン-1リン酸(以下S1P)は,生体内で多彩な機能を有する脂質メディエーターである。他方,好酸球はアトピー性皮膚炎や接触皮膚炎,薬疹などアレルギー性皮膚疾患との関連が知られるが,好酸球関連皮膚疾患におけるS1Pの役割は未解明である。我々は,S1Pの好酸球循環動態および皮膚浸潤における役割について検討した。ハプテン反復塗布モデルを用いて、S1Pのレセプターである、S1P1に対するインヒビター(FTY720)投与後の皮膚における好酸球の局在や遅発型反応について検討した°次に、IL-5トランスジェニックマウスに、FTY720を投与し、末梢血好酸球数を測定した。さらに、二次リンパ組織における好酸球の局在も検討した。また、S1P1の発現についてreal-time PCRを用いて検討した。最後に、ケモタキシスアッセイにおいて、好酸球のS1Pに対する遊走能を調べた。IL-5トランスジェニックマウスにFTY720を投与すると,血中好酸球数が低下した。さらに,マウス好酸球にはS1P1が発現していることを確認した。また,ケモタキシスアッセイにおいて,S1Pによる好酸球のケモタキシスが亢進した。加えて,FTY720投与下では好酸球のマウス骨髄からの移出が抑制された。ハプテン反復塗布によるアトピー性皮膚炎モデルマウスにFTY720を投与すると,好酸球の皮膚浸潤が低下し,遅発型反応が抑制した。好酸球はS1P-S1P1シグナルに感受性を示し,S1Pが骨髄からの好酸球遊走制御に関与することが明らかになった。好酸球関連疾患における,好酸球の皮膚浸潤メカニズムとしてS1Pの関与が示唆された。これまでの検討で、好酸球はS1P-S1P1シグナルに感受性を示し,S1Pが骨髄からの好酸球遊走制御に関与することを明らかにした。当該年度においては、FTY720による好酸球の移出や皮膚浸潤の制御について、昨年度とは異なる実験系でも検証し、これらの制御にどのS1Pレセプター(以下S1PR)が関与するのか検討した。C57BL/6マウスにIL-5を静注すると、末梢血好酸球が増加するが、あらかじめFTY720を投与していたマウスではその増加は抑制された。さらに、FTY720投与群ではマウス骨髄中の好酸球が増加していることも明らかにした。このことは、S1Pが好酸球の骨髄からの移出を制御していることを示唆している。しかしながら、FTY720はS1P1、S1P3、S1P4およびS1P5のアゴニストとしても知られているが、好酸球がどのS1PRを介して作用しているか明らかでない。そこで、マウス骨髄からセルソーターを用いて、好酸球を分離し、qPCRでS1PRの発現を調べた。マウス好酸球は、S1P1、S1P3およびS1P4が発現していることが明らかになった。また、ケモタキシスアッセイにおいて、S1Pによる好酸球の遊走は、S1P1特異的アゴニストである、SEW2871によって抑制された。加えて、SEW2871はIL-5トランスジェニックマウスの末梢血好酸球と皮膚浸潤を低下させ、皮膚遅発型反応が抑制した。以上の結果から、FTY720は好酸球の骨髄からの移出に関与し、遅発型反応を抑制することが明らかになった。さらに、これらの制御にはS1P-S1P1シグナルの関与が示唆された。
デマンド型交通の運行形式に着目した都市内交通の最適化に関する研究

本年度は,都市内の公共交通システムにおける需要密度・分布からみた最適な構成のあり方ついて,これまでの3つのサブテーマを総合化し,都市の空間的特徴を考慮した適切な都市内交通体系の具体像を明らかにすることを目的として研究を進めた.マクロな観点から見た適正化の検証として,[I]自治体が運行主体となるコミュニティバス・デマンド型交通の導入状況を調査し,需要密度・移動距離・都市の特性による導入交通手段の傾向を把握した.そして,[II]交通需要密度および移動距離に着目し,都市特性の違いによる移動の方式・車両容量の異なる交通手段の運行効率性への影響を数理的モデルによって基礎的な分析を行い,現実に導入されている交通サービスと最適な交通サービスとの比較を行い,一定の整合性があることを確認した.また,ミクロな観点からみた適正化の検証として,[III]実際の都市の空間情報を用い,運行効率という観点から,まず,需要の特性によって運行効率が左右されやすいデマンド型交通の適正な車両台数,および運行エリアの設定方法について運行シミュレーションを用いて明らかにした.次に,数理最適化の手法によって,需要密度・分布に対応した路線長別のバス路線網の望ましい形態を示し,バスサービスとデマンド型交通サービスの適正なバランスを示した.そして,これまでの3つのサブテーマを総合化し,地域公共交通の導入の現状の把握,需要密度および分布に対応した多様な公共交通システムの優位性の定量的導出,デマンド型交通の最適な運行方法に関する検証,路線網形状を考慮したコミュニティバスおよびデマンド型交通の併用効果の分析によって,定量的な方法に基づいた望ましい地域公共交通システムの解明に資する結果を示した.この成果を基礎に,将来の地域公共交通網形成において,地域や時代に対応した今後の理想的なネットワーク整備の具体的な計画の提案などが期待できる.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。[I]デマンド型交通の導入・廃止に関する現状把握:全国市町村の地域公共交通調査:各市町村のWebサイトをベースに調査を行い,東日本14都道府県の調査を完了(754/1753自治体)した.その結果2011年と比較し,128件の新規導入,33件の廃止自治体が確認された.また,自治体によって公共交通に関する情報へのWebアクセシビリティ,および情報量が大きく異なる点が明らかとなった.[II]交通手段の空間的・時間的制約の違いと需要パターンの関係性に関する理論的検証:需要密度・目的地の分布と,アクセス移動,イグレス移動の有無で分類した出向き型交通(バス)と出迎え型交通(乗合タクシー)の優劣を決定するモデルを構築し,利用者密度が高く,目的地が分散している都市においては出迎え型交通の車両の巡回距離が長くなるために適さない点などを示した.[III]採算性制約を導入したデマンド型交通システムのシミュレーション分析:実際の都市の地理的データ,地域公共交通運行データを用い,バス・デマンド交通・タクシーなどの交通サービスの比較,あるいはベストミックスの状態を分析する.本年度は第一に超小型モビリティをバスと接続させた中心市街地での買回りを支える手段としての観点から,MCMC法に基づく需要発生プログラムを作成し,その需要パターンに基づいて徒歩と超小型モビリティ導入による中心市街地回遊性の比較,およびバスと超小型モビリティの乗換位置の最適配置を分析した.この成果は2017年OR学会春季研究発表会にて報告した.第二に,茨城県神栖市を対象に新規に導入されるバス路線による,市内拠点病院へのアクセス性向上の評価を到達圏による分析で行い,60分以内に病院に到達できる人数の把握を行った.第三に,茨城県筑西市を対象に,新規に導入されるバス路線によるデマンドタクシーの運行効率性への影響を求めた.I]デマンド型交通の導入・廃止に関する現状把握:全国市町村の地域公共交通調査:各市町村のWebサイトをベースに調査を行い,東日本14都道府県の調査を完了(754/1753自治体)している.その他,Uberに代表されるライドシェアに関する最新事例とそれらの国内における普及状況,分析で導入可能である国内・国外における公共交通のオープンデータに関する情報を継続して収集している.[II]交通手段の空間的・時間的制約の違いと需要パターンの関係性に関する理論的検証:需要密度・目的地の分布と,アクセス移動,イグレス移動の有無で分類した出向き型交通(バス)と出迎え型交通(乗合タクシー),二つの交通手段の優劣を決定するモデルを構築した.[III]採算性制約を導入したデマンド型交通システムのシミュレーション分析:第一に超小型モビリティをバスと接続させた中心市街地での買回りを支える手段としての観点から,MCMC法に基づく需要発生プログラムを作成し,その需要パターンに基づいて徒歩と超小型モビリティ導入による中心市街地回遊性の比較,およびバスと超小型モビリティの乗換位置の最適配置を分析した.第二に,茨城県神栖市を対象に新規に導入されるバス路線による,市内拠点病院へのアクセス性向上の評価を到達圏による分析で行い,60分以内に病院に到達できる人数の把握を行った.第三に,茨城県筑西市を対象に,新規に導入されるバス路線によるデマンドタクシーの運行効率性向上性を明らかとした.以上の成果を3件の学会発表にて報告した.[I]デマンド型交通の導入・廃止に関する現状把握:全国市町村の地域公共交通調査:各市町村のWebサイトをベースに調査を行い,地域公共交通の実態をwebでの情報を中心に調査し,以前調査した2011年度からの差分や海外の事例なども含め把握する.本年度は47都道府県1718自治体の調査を完了した.

その結果2011年と比較し,デマンド型交通は287件の新規導入,20件の廃止自治体が確認された.[II]交通手段の空間的・時間的制約の違いと需要パターンの関係性に関する理論的検証:需要密度・平均移動距離の異なる条件の都市で,アクセス移動,イグレス移動の有無で分類した出向型交通と出迎型交通および自家用車の優劣を決定するモデルを構築し,低需要密度で出迎型交通の優位性があるものの,需要増加に対してコストが逓増的である点,各交通サービスの有利となる条件と自治体別の値との比較を行い,路線型・デマンド型交通導入地域におけるモデルの適合性を部分的に確認される点などを示した.上記の分析結果は1件の査読論文投稿,1件の国外学会にて発表した.[III]採算性制約を導入したデマンド型交通システムのシミュレーション分析:実際の都市の地理的データ,公共交通運行データを用い,各交通サービスの比較,あるいはベストミックスの状態を分析する.本年度は第一に,茨城県神栖市を対象にデマンドタクシーのゾーニング戦略の違いによる利用者の所要時間,車両走行距離への影響を分析した.第二に,モバイル空間統計を用いて短距離移動のODフローを推計し,数理計画モデルによって獲得ODフローの最大化,あるいは経路長最小化を実現する路線の構築を行った.また,このモデルと配車経路問題を組み合わせた,バス路線の提供レベルの違いによるデマンドタクシーの運行効率性への影響を求めた.以上分析結果を1件の英文査読論文投稿,2件の国内学会にて発表した.[I]デマンド型交通の導入・廃止に関する現状把握:全国市町村の地域公共交通調査:各市町村のWebサイトをベースに自治体が主体となって運行する地域公共交通手段の調査を行い,47都道府県の調査を完了した.[II]交通手段の空間的・時間的制約の違いと需要パターンの関係性に関する理論的検証:需要密度・利用者の平均移動距離と,アクセス移動,イグレス移動の有無で分類した出向型交通(バス)と出迎型交通(乗合タクシー),二つの交通手段の優劣を決定するモデルを構築した.それを用い,各交通手段のコストに関する基本的特性,需要密度低需要密度で出迎型交通の優位性があるものの,需要増加に対してコストが逓増的である点,各交通サービスの有利となる条件と自治体別に求めた需要密度・平均移動距離から求めたコストによって,市町村別に優位となる交通手段を示した.[III]採算性制約を導入したデマンド型交通システムのシミュレーション分析:第一に,人口・施設分布をもとに,MCMC法に基づく需要発生プログラムを作成し,超小型モビリティ導入による中心市街地回遊性の比較や,後述する運行シミュレーションに活用している.第二に,デマンドタクシーの運行方法の違いによる利用者利便性・車両走行距離への影響を分析するため,茨城県常総市を対象とした車両台数・容量の変化による影響,神栖市を対象とした運行エリアのゾーニング戦略の変化による影響を運行シミュレーションによって検証し,最もバランスの良い案を示した.
卵巣機能発現におけるIGF-IおよびIGF結合蛋白の役割の研究

1.ヒト顆粒膜細胞のエストラジオール(E2)分泌機能に対するIGF-Iの促進作用、およびその結合蛋白(IGFBP)によるIGF-I作用の抑制機序の検討、2.FSHによるIGFBPを介する顆粒膜細胞の機能調節の検討、3.発育卵胞および閉鎖卵胞に関わるIGF系の動態の解析の3つの主要研究計画に対し、いずれも成果が得られた。ヒト顆粒膜細胞は体外受精の採卵時に患者の同意を得て採取し、卵胞液は婦人科開腹手術時に同意を得て採取した。ヒト顆粒膜細胞に対し、IGF-IはE2の分泌促進作用を示し、その促進作用はIGFBP-1および-3により抑制されたが、IGFBP-1および-3は、IGF-Iが顆粒膜細胞のレセプターへ結合するのを抑制することにより、IGF-Iの作用発現を抑制することが明らかとなった。ヒト卵巣では、卵胞の発育がみられると同時にその卵胞の中から排卵に至る主席卵胞と退縮していく閉鎖卵胞の選択が行われている。発育成熟卵胞内は高E2、低アンドロゲンの環境がみられるが、この環境を形成するには、顆粒膜細胞から分泌されるIGFBP-2を抑制し、IGFBP-4を分解するプロテアーゼ活性を高めてIGFBP-4の結合活性を低下させる機序により、IGF-Iの生物活性を高めていることが明らかにされた。卵胞の発育・成熟の調節の中心を担う下垂体ホルモン・FSHは、発育卵胞の卵巣顆粒膜細胞からのIGFBP-1の分泌を抑制し、あるいはIGFBP-3を分解してその作用を減弱化するIGFBP-3のプロテアーゼの顆粒膜細胞からの分泌を介して、IGF-Iの作用を卵巣局所で増強していることが推測された。生殖におけるヒト卵巣機能とIGF-Iおよびその結合蛋白(IGFBP)の解析を中心に行った。1.顆粒膜細胞のエストラジオール(E2)分泌作用に及ぼすFSH、IGF-IおよびIGFBPの役割体外受精の採卵時に卵胞より顆粒膜細胞を採取し培養後、IGF-IをIGFBPの存在下に添加し、E2分泌に及ぼす影響を解析した。同様の実験をFSH存在下に行った。IGF-Iは濃度依存性にE2分泌を促進し、IGFBP-1と-3は濃度依存性に、IGF-Iによって促進されたE2分泌を抑制した。FSHはIGF-Iと相乗的にE2分泌を促進した。また、IGFBP-1と-3はFSHによるE2分泌促進には影響を与えなかった。2.卵巣におけるIGF-IのレセプターアッセイIGFBP-1および-3は濃度依存性にIGF-Iが顆粒膜細胞の膜分画に結合するのを抑制した。IGFBP-1および-3は、IGF-Iがレセプターへ結合するのを抑制することにより、IGF-Iの作用発現を抑制することが明らかとなった。3.FSHによるIGFBPを介する顆粒膜細胞の機能調節顆粒膜細胞にFSHを添加して、培養液中のに分泌されるIGFBP-Iおよび-3の濃度をイッムノアッセイおよびWestern ligant blot(WLB)で評価した。FSHはIGFBP-1の分泌を抑制し、WLBで評価したIGFBP-3の結合活性を抑制したが、immunoreactive-IGFBP-3の分泌を促進した。この免疫活性と結合活性の差を明らかにすべく、IGFBP-3のプロテアーゼ活性を分析するため、^<125>I-IGFBP-3とFSHで処理した培養液をインキュベートしたところ、IGFBP-3は分子量の小さいfragmentに分解された。

以上より、FSHはヒト顆粒膜細胞に対するIGF-Iの作用を増強することにより卵胞発育、E2分泌を促進すると考えられる。その機序として、IGF-Iの作用を抑制する顆粒膜細胞からのIGFBP-I分泌およびプロテアーゼ活性を介したIGFBP-3の生物活性を抑制することによることが明らかとなった。ヒト卵巣は性周期に伴い、卵胞の発育がみられると同時にその卵胞の中から排卵に至る主席卵胞と退縮していく閉鎖卵胞の選択が行われている。今年度は、卵胞の運命の決定にかかわるゴナドトロピンや性ステロイド、卵巣局所で産生されるIGF系の分泌動態,相互調節機序の解析を行った。1.患者の同意を得て開腹手術時に卵巣から卵胞液を採取し、卵胞液のestradiol(E)、androstenedione(A)をイムノアッセイで測定して、月経周期や卵胞形態を参考として、主席卵胞(排卵直前卵胞)、発育卵胞(A/E比<1.0)および閉鎖卵胞(A/E比>4.0)に分類し、卵胞液中の各種ホルモンとIGF-I系の動態の解析を行った。A/E比は閉鎖,発育,主席卵胞の順に13.3、0.076、0.003であった。FSHとIGF-Iは主席・発育卵胞で高値を、閉鎖卵胞ではきわめて低値を示した。IGFBP-1は主席卵胞でのみ高値を示した。IGFBPsのligant blotによる分析では閉鎖卵胞でIGFBP-2と-4の結合活性の増加がみられた。2.各種卵胞液に対しIGFBP-4の分解を指標にしたプロテアーゼ解析を行い、顆粒膜細胞からのプロテアーゼ分泌によるIGFBPの作用調節を明らかにした。閉鎖卵胞では、他の卵胞に比較して、IGFBP-4のプロテアーゼ活性は有意に低下していた。発育卵胞では閉鎖卵胞と比較して、卵胞液中のFSHおよびIGF-Iの濃度が高く、両者が相乗して顆粒膜細胞のアロマターゼ活性を高め、高E、低Aの環境を形成すると考えられるが、さらにIGF-Iの作用を抑制するIGFIBP-2と-4の結合活性が低下し、IGFBP-4を分解するプロテアーゼ活性が亢進していることより、卵胞の発育・成熟に促進的なIGF-Iの生物作用を高める機構が存在することが明らかとなった。なお、IGFBP-1は、排卵直前の卵胞で高値を示したことより、排卵およびそれに引き続く黄体化と関係が深いものと考えられた。
雨天時下水道由来の健康リスク因子の起源解析に基づく汚染制御の高度化

本研究は、合流式下水道雨天時越流水(CSO)由来の汚濁負荷量を評価して、台場周辺海域における水質に及ぼす影響を調べ、沿岸域における糞便汚染の制御・管理に資する知見を得ることを目的としている。そのために、雨天時の流入下水や降雨後の沿岸水を採水して、ウイルスを含めた病原微生物の存在状態を調査した。そして雨天時越流水由来の汚濁流出負荷量を受水域3次元流動水質モデルに導入して水質予測を行うことで、台場周辺海域における糞便汚染状況を評価した。また、糞便汚染に伴う健康リスク因子の制御・管理のための対策検討を行った。雨天時下水・越流水水質調査:神奈川水再生センターにて、アンモニア濃度、電気伝導度、濁度等のセンサ類を設置して、流入下水の連続水質データの入手と雨天時下水の水質調査を行った。その結果、懸濁物とアンモニアなどの溶解性物質の雨天時流出挙動が大きく異なること、懸濁物のファーストフラッシュ現象の発生から、管路内堆積物由来の負荷の重要性が高いことが確認できた。この雨天時流出負荷量は、先行晴天日数より降雨強度に強く依存することも明らかとなった。お台場周辺域の水質調査と環境水中の病原微生物解析:船で移動しながら3つの深さでの電気伝導度測定と採水を連続的に実施して、晴天時の水質データの取得及び来年度の雨天時調査実施に向けた準備を行った。また、お台場にて降雨後に糞便汚染指標細菌とともに、腸管系ウイルス群を測定した結果、PMMoウイルスやAichiウイルスは他のウイルスより高濃度に検出されることが確認できた。雨天時下水道からの流出汚濁負荷量の評価と沿岸域水質予測シミュレーション:お台場周辺海域へ流入する目黒川に着目して、合理式合成法による簡易な雨水流出モデルと管渠ネットワーク情報を詳細に組み込んだ分布型下水道モデルによる流出汚濁負荷量を算定したところ、簡易モデルは分布型モデルより、越流量、大腸菌負荷量を高めに算定される傾向があることがわかった。また、水質予測モデルを用いて、お台場での大腸菌濃度上昇に及ぼす影響を流入河川の負荷量ごとに評価した。本研究では、合流式下水道雨天時越流水由来の汚濁負荷が都市沿岸域の水質に及ぼす影響を定量評価し、健康リスク因子の制御・管理のための下水道システムの効率的運用や汚濁負荷削減対策を高度化することを目指している。親水空間における病原微生物の挙動に着目して、糞便汚染の起源を明確にすること、雨天時下水道システムから排出される汚濁流出負荷量を定量評価すること、沿岸域の水質予測を行うことを具体的な目的としている。昨年度、雨天時越流水の水質調査を実施予定であったが、地元下水道施設において濁度計および電気伝導度計などのセンサ類を設置するに至っておらず、現状では近隣市とも連携協議を進めている。なお、お台場周辺域における雨天後調査は、越流水の水質調査実施が延期していることから保留とした。越流水と環境水中の病原微生物解析と糞便汚染の起源解析に関しては、雨天時下水中の微生物の起源として、管路内堆積物とし尿を含む生下水とを区別するために、管路内堆積物由来とヒト糞便由来の微生物指標の整理を行った。糞便由来の腸内細菌として大腸菌やBacteroides属細菌等の定量PCR条件の整理を行い、実試料を分析した結果、下水処理過程における腸内細菌ごとに除去率に違いがあることが明らかになった。雨天時下水道汚濁流出の分布型モデル解析と沿岸域水質予測に関しては、新河岸排水区を対象に年間を通じた雨天時越流挙動の類型化を行い、降雨特性に応じた汚濁負荷量を推定する手順を確立した。また、隅田川などからの汚濁負荷を考慮した解析が可能なように水質予測モデルの拡張を完了させた。都市河川からの汚濁負荷を考慮して降雨後における大腸菌濃度の時空間分布を計算した結果、品川沖から羽田沖まで汚染水域が広がること、お台場における大腸菌濃度変動は、降雨直後には目黒川からの、数日後からは隅田川からの流入負荷の影響を強く受けていることが推察された。1)雨天時後のお台場周辺域の水質調査:2014年6月5日13日の降雨中・後において計6回の調査を行い、お台場海浜公園、隅田川河口、目黒川河口に加えて、東京港臨海部の2kmに渡る側線に沿って深さ方向に3か所で、水温と電気伝導度を観測するとともに、連続的に採水して糞便汚染微生物指標の濃度を測定した。その結果、降雨終了後約1週間を経ても晴天時レベルまで落ちず、汚濁物が断続的に供給され継続的な糞便汚染が起きたことを把握した。2)雨天時下水水質調査:横浜市神奈川水再生センターにおける流入下水の水質変動を再現するために、初期雨水に伴う汚濁流出現象を含めた分布型下水道モデルの構築を行って、その計算を試みた。3)雨天時下

水道汚濁流負荷流出量評価と沿岸域水質予測シミュレーション:分布型下水道モデルを用いて神田川と目黒川排水区からの汚濁負荷流出量を解析し、潮位変化に伴う変動特性の評価を行った。そして、降雨特性に応じた雨天時越流挙動の類型化を行って、汚濁負荷量の大小を簡略的に評価する方法を提示した。また、2014年6月の豪雨後における台場周辺海域の糞便汚染評価のため、3次元流動・水質解析モデルを用いて、大腸菌濃度分布の再現計算をした。その結果、ポンプ所や流入河川由来の汚濁負荷を受け、水平・鉛直方向に汚染が拡がる傾向をモデル解析にて再現した。4)都市内親水空間利用の安全度評価とリスク低減対策の提案:お台場海浜公園海域における汚染防止につながる効果的な汚濁負荷削減手法の提案を行うために、流入都市河川の汚濁負荷の有無によるシナリオ解析を実施した結果、隅田川や目黒川からの負荷削減が有効であることを示した。また、お台場海浜公園を取り囲む構造物の汚染レベルの低下に効力が無いこと、さらに構造物を追加すると汚染レベルは低減するものの降雨後の濃度減少速度は遅くなることが予測できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。都市環境工学26年度が最終年度であるため、記入しない。合流式下水道からの雨天時汚濁流出ダイナミクスに関する研究活動を継続して展開しており、1受水域における糞便汚染指標微生物の挙動を再現するための数値解析手法の精度向上、2雨天時の汚濁負荷量と負荷発生源の寄与度の把握、3親水空間での健康リスク評価、4健康リスク低減方策の提案、を行うことが達成度評価の項目である。1の糞便汚染指標微生物の挙動に関しては、排出側の起源として生下水に加えて管路堆積物も考慮すること、大腸菌として浮遊懸濁態と粒子付着態を考慮することで、受水域での挙動をさらに詳細に検討できることを提案しつつある。また、晴天時ではあるが、2kmにわたる深さ方向3か所の水温と塩分濃度を測定できたことから、流動場の再現性を向上できる状況となった。2の雨天時の汚濁負荷量に関しては、簡易モデルと分布型都市雨水流出モデルの両方の得失を整理できた。また、お台場への影響度を発生源ごとに定量的に評価できる水質シミュレーション手順も確立できたことなど、項目4につながる体制が順調に整っている。3に関しては、大腸菌に加えてウイルスに関する検討も進展中であり、調査データの蓄積も始まっていることから、雨天時汚濁現象時の健康リスク因子の発生源やその寄与を推測する方法論が整理できている。今後は、お台場海浜公園における大腸菌やウイルスの濃度変化を与えて、本格的に3の健康リスクを定量評価、4のリスク低減のシナリオ解析を行い、効果的な対策案の提案への段階に入る。研究成果の発表は、国際雑誌1篇、国際会議2件、国内会議4件であり、研究は順調に進行している。。我々の研究グループは、合流式下水道からの雨天時汚濁流出ダイナミクスに関する研究成果を有していることから、これを基礎に1)受水域におけるリスク因子の挙動のための数値解析手法の精度向上、2)雨天時の汚濁負荷量と負荷発生源の寄与度の把握、3)親水空間での健康リスク評価、4)リスク低減方策の提案、などを行うことが重要な達成度評価の項目である。
慢性肺気腫に対する外科治療後の呼吸筋トレーニングの研究

平成8年度、慢性重傷肺気腫患者22例に対し胸腔胸下肺容量減少手術を施行した。このうち理想体重80%以下で、患者の協力の了解が得られた5例に対し、横隔神経刺激用電極を手術時留置し、術後これを介した横隔神経刺激トレーニングを実施した。電極留置法の確立:胸腔鏡視察下に横隔神経は容易に同定でき留置が容易な第二肋骨の高さを目標として電極を留置した。電極は機能的電気刺激用刺入電極(日本精線製)を用い、あらかじめ横隔神経周囲の胸膜の小切開を加え、電極を結びつけたクリップで同部に固定した。刺激法:刺激電流の波形は10^<-6>1sの矩形波で20H_zの刺激を繰り返しで全例横隔膜の収縮を観察した。トレーニング法:術後7日目より15分の刺激を1日5回繰り返した。症状が少なく断定できないが速やかな、横隔膜筋力の増大が得られている。今後継続した観察が必要となる。
筋ジストロフィー症のための造血細胞を用いた筋再生療法に向けた基盤技術の開発

近年、造血幹細胞移植を受けた個体において、骨格筋を含む様々な組織に、ドナー由来の細胞が分化することが示された。この現象は、骨髄組織において、1)造血組織の枠を超えて様々な組織に分化し得る幹細胞が存在する、2)造血幹細胞が造血組織の枠を超えて分化し得る可塑性を有する、という2つの可能性を示唆する。一方、組織の枠を超えた分化は、レシピエントの組織細胞とドナーの造血細胞との融合により生じるとの報告もある。骨格筋再生の機構において、上記の3種類の機構のうち、どの機構が主となる再生機構を担うのか明らかではない。今回我々は、GFPトランスジェニックマウスに由来する造血幹細胞分画を用いて、放射線照射マウスや、c-kit遺伝子の変異を有し幹細胞が減少するW/Wマウスに移植し、骨格筋再生過程における役割について検討した。さらに、骨髄に存在する非血球細胞より、骨格筋細胞に分化する細胞の同定を試みた。まず、移植GFP陽性KSL骨髄細胞の、骨格筋への分化を確認した。その結異、造血幹細胞分画に、骨格筋へと分化し得る細胞郡が存在することが確認された。しかし、このGFP陽性筋繊維は時間の経過とともに衰退し、移植後30日には可視的には観察できなくなった。しかし、この時期の筋肉組織より1本の筋繊維を分離し、in vitroで培養して詳しく観察すると、1本の筋繊維の周辺に、GFP陽性の筋繊維が出現する現象が観察された。従来より、ラミニン層下筋肉組織表面にはsatellite細胞という筋肉幹細胞が付着していることが知られている。我々の行ったsingle fiber cultureはこのsatellite細胞の動態を観察する実験系であることが、従来より確立されており、出現する筋繊維は、satellite細胞に由来することが証明されている。我々の実験で観察されるGFP陽性の筋繊維は、satellite細胞に由来して分化したと考えられるとともに、そのsatellite細胞は移植されたKSL細胞に由来することが示唆された。さらに、in vitroにおいて、骨格筋への分化能を有する細胞郡を同定することを目的として、新規のsphere法を組み入れた方法を用いて試みている。現在、得られた細胞郡に対して、分可能を検討中である。我々はGFPトランスジェニックマウスの骨髄細胞を放射線照射した成体マウスや、前処置を行わないW/Wv新生児マウスに移植することにより、その骨格筋における細胞の分布、増殖などの動態を実体蛍光顕微鏡を用いて解析した。GFP陽性筋肉細胞が移植後10日目頃に数多く観察された。この時期では、未だ骨髄においてはドナー細胞が占める比率は少量である。このことにより、移植した細胞が骨髄を経て筋肉再生に関与するというよりも、移植後、直接節肉組織へ生着し、分化する可能性が示された。しかし、この時期の筋肉組織より1本の節繊維を分離し、in vitroで培養して詳しく観察すると、1本の筋繊維の周辺に、GFP陽性の筋繊維が出現する現象が観察された。

我々の行ったsingle fiber cultureはこのsatellite細胞の動態を観察する実験系であることが、従来より確立されており、出現する筋繊維は、satellite細胞に由来することが証明されている。我々の実験で観察されるGFP陽性の筋繊維は、satellite細胞に由来して分化したと考えられるとともに、そのsatellite細胞は移植されたKSL細胞に由来することが示唆された。従って、我々の実験結果は、長期の観察により、移植した造血幹細胞がsatellite細胞に形質転換することを示唆した。これらの我々の観察は、移植骨髄細胞が、短期の筋肉再生過程のみならず、長期の筋肉再生過程にも関与することを示唆するとともに、筋ジストロフィー症などの難治性筋疾患に対して、将来、骨髄細胞を用いた新しい治療戦略が開発され得る可能性を期待させる。近年、造血幹細胞移植を受けた個体において、骨格筋を含む様々な組織に、ドナー由来の細胞が分化することが示された。この現象は、骨髄組織において、1)造血粗織の枠を超えて様々な組織に分化し得る幹細胞が存在する、2)造血幹細胞が造血組織の枠を超えて分化し得る可塑性を有する、という2つの可能性を示唆する。一方、組織の枠を超えた分化は、レシピエントの組織細胞とドナーの造血細胞との融合により生じるとの報告もある。骨格筋再生の機構において、上記の3種類の機構のうち、どの機構が主となる再生機構を担うのか明らかではない。今回我々は、GFPトランスジェニックマウスに由来する造血幹細胞分画を用いて、放射線照射マウスや、c-kit遺伝子の変異を有し幹細胞が減少するW/Wマウスに移植し、骨格筋再生過程における役割について検討した。さらに、骨髄に存在する非血球細胞より、骨格筋細胞に分化する細胞の同定を試みた。まず、移植lin-骨髄細胞の、骨格筋への分化を確認した。その結果、造血幹細胞分画に、骨格筋へと分化し得る細胞郡が存在することが確認された。さらに、in vitroにおいて、骨格筋への分化能を有する細胞郡を同定することを目的として、新規のsphere法を組み入れた方法を用いて試みた。