hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スタンフォードB型解離の大動脈径拡大のメカニズムの解析と予測方法の開発

モデルの構築には各種のパラメーラの設定が必要で、これについても検討を行っている。大きな問題として、大動脈解離を扱っているため、真腔と偽腔では本来壁構造が違うため、一様の壁の暑さと強度では実際とは異なってしまうため、それぞれに動脈壁の厚さや弾性などのパラメータを設定することが必要であり実際のCT画像から設定を試みた。前年度にも記載したが、血管壁は実際には拍動に合わせて動的であり、intimal flapについても同様であることが手術時の肉眼所見からは推測できていた。intimal flapの動きについては、今回の研究において4DのMRIでわかったことであるが、大動脈解離の急性期においては慢性期に比して動きが非常に大きいことが分かり、これを流体解析のなかで組み込むことは困難であることが分かってしまった。今回の研究目的は、あくまでも大動脈解離の初期段階で今後の大動脈解離の拡大を予測することを主目的としており、このintimal flapを動かないものとしてシミュレーションを行うことは、残念ながら無意味なことでありこれ以上の研究は難しいことが明らかになった。今後の展望としては流体解析からは離れて、どういう形が拡大しやすいかというところを、これまでは主観的な表現に頼っていたものを数学的に表現することで記述から数値化への移行を可能とし、さらにはAIへの応用を考えている。そのため当初予定していた解析にまで至っていないが、概ねモデルは完成に近づいており今年度には多数例で解析が可能となる。解析対象となる症例は十分にあるため、モデルが完成されれば目的とする大動脈径拡大に関与する形態の解析が可能になると見込んでいる。モデルの作成ができた時点で学会発表及び論文の投稿を行い、さらに解析を進めて大動脈径拡大のメカニズムの解明について学会発表する予定である。上記の通り当初予定していた解析にまで至っていないが、概ねモデルは完成に近づいており今年度には多数例で解析が可能となる。解析対象となる症例を十分に吟味し、比較検討を行うことで目的とする大動脈径拡大に関与する形態の解析が可能になると見込んでいる。解析方法が定まった時点で学会発表及び論文の投稿を行い、さらに解析を進めて大動脈径拡大のメカニズムの解明について学会発表する予定である。論文掲載用の費用を計上していたが未だ論文の作成までに至っていないため繰越金が発生した。次年度使用額は平成30年度の経費と併せて論文作成に要するその他費用等として支出する。次年度の論文作成に使用する予定である。
生体イメージングを駆使した生殖サイクル特有の免疫微生物ダイナミクスの完全解明

授乳期の乳腺に遊走する免疫細胞(特にIgA産生細胞)の由来を特定すべく、T細胞およびB細胞を欠く免疫不全マウス(SCID)マウスの授乳期の乳腺に、野生型マウスのパイエル板、鼠経リンパ節もしくは腸間膜リンパ節より単離した免疫細胞を移入し、その後の移入細胞の乳腺への遊走を評価した。その結果、パイエル板由来の免疫細胞をSCIDマウスに移入した場合に限り、乳腺でのIgA産生が認められ、パイエル板が乳腺免疫の発達に極めて重要な臓器であることが示された(結果1)。免疫細胞が乳腺に遊走する際には、授乳期の乳腺から高産生されるCCL28を介した細胞遊走メカニズムが欠かせない。CCL28の受容体はCCR10であり、CCR10欠損マウスの乳腺にはIgA産生が認められないことから、パイエル板より乳腺に遊走するIgA産生細胞は、パイエル板でCCR10発現を獲得していると推測される。そこで、CCR10+/+マウスおよびCCR10-/-マウスのパイエル板より、免疫細胞をそれぞれ単離し、それらを授乳期のSCIDマウスに移入した結果、CCR10+/+マウスをドナーとした場合に限り、乳腺でのIgA産生が確認された。このことは、乳腺免疫の発達に、パイエル板でのCCR10発現が重要であることを示していた(結果2)。これまでの実験は、細胞供給用のマウス(ドナー)と移入用の免疫不全マウス(レシピエント)からなる、異なる系統のマウスを用いた細胞移入試験であったが、乳腺への免疫細胞遊走を同一個体で明らかにすべく、光変換タンパク質であるKikGR発現マウスのパイエル板に紫外線を照射した結果、パイエル板でKikune-Green(緑色)からKikune-Red(赤色)に光変換した赤色を呈するIgA産生細胞が、乳腺で検出された。本結果は、パイエル板から乳腺への細胞遊走を、同一個体で実証した世界初の研究成果であった(結果3)。初年度の研究を通して、乳腺でのIgA産生(移行抗体産生)の由来を特定できたことは、当初の予想以上に研究が進展していると、自己評価できる。パイエル板が乳腺でのIgA産生に深く関わる臓器として特定されたが、これらは、研究実績の概要の欄に記載した研究成果に加えて、パイエル板欠損マウス等を用いた研究でも実証されており、その信頼性は極めて高い。乳腺での免疫環境形成に加え、乳腺での微生物環境形成を目的とした以下の課題を実施する。[課題1]乳腺由来免疫細胞の単離精製と微生物由来のDNA解析:乳腺内に存在する樹状細胞やマクロファージよりゲノムDNAを抽出し、メタゲノム解析に供することで、それらの細胞が貪食処理する微生物を特定する。さらには、乳腺組織の微生物叢との関連性を検証し、解析細胞の役割を推測する。[課題2]乳腺に遊走する樹状細胞、マクロファージの由来の特定:授乳期のKaedeマウスの様々な臓器(例:結腸、盲腸、空腸、回腸、肝臓、脾臓、乳腺など)に、紫外線をそれぞれ照射する。照射翌日、乳腺組織より単離した細胞を、樹状細胞、マクロファージを識別するためのフローサイトメトリー解析に供する。本課題から、乳腺へのそれらの細胞の遊走に関わる臓器が特定される。[課題3]乳腺の微生物叢形成に関わる免疫細胞の特定:小課題1、2から、乳腺の微生物叢形成に関わる免疫細胞のサブセットおよび、その由来の推測が可能になる。そこで小課題3では、特定細胞を欠損するマウス(例:樹状細胞欠損マウス:CD11c-DTR)の乳腺での微生物叢の発達をメタゲノム解析により明らかにすることで、乳腺の微生物叢形成に関わる免疫細胞を特定する。[課題4]乳腺の微生物環境の向上を可能にする新概念の構築:慢性化乳房炎マウスモデルを作出し、特定される乳腺の微生物叢形成に関わる細胞が存在する臓器より採取した健常マウスの由来の微生物を作出マウスモデルに移植することで(例:糞便移植)、慢性化乳房炎防除効果を実証する授乳期の乳腺に遊走する免疫細胞(特にIgA産生細胞)の由来を特定すべく、T細胞およびB細胞を欠く免疫不全マウス(SCID)マウスの授乳期の乳腺に、野生型マウスのパイエル板、鼠経リンパ節もしくは腸間膜リンパ節より単離した免疫細胞を移入し、その後の移入細胞の乳腺への遊走を評価した。そこで、CCR10+/+マウスおよびCCR10-/-マウスのパイエル板より、免疫細胞をそれぞれ単離し、それらを授乳期のSCIDマウスに移入した結果、CCR10+/+

マウスをドナーとした場合に限り、乳腺でのIgA産生が確認された。このことは、乳腺免疫の発達に、パイエル板でのCCR10発現が重要であることを示していた(結果2)。これまでの実験は、細胞供給用のマウス(ドナー)と移入用の免疫不全マウス(レシピエント)からなる、異なる系統のマウスを用いた細胞移入試験であったが、乳腺への免疫細胞遊走を同一個体で明らかにすべく、光変換タンパク質であるKikGR発現マウスのパイエル板に紫外線を照射した結果、パイエル板でKikune-Green(緑色)からKikune-Red(赤色)に光変換した赤色を呈するIgA産生細胞が、乳腺で検出された。本結果は、パイエル板から乳腺への細胞遊走を、同一個体で実証した世界初の研究成果であった(結果3)。初年度の研究を通して、乳腺でのIgA産生(移行抗体産生)の由来を特定できたことは、当初の予想以上に研究が進展していると、自己評価できる。パイエル板が乳腺でのIgA産生に深く関わる臓器として特定されたが、これらは、研究実績の概要の欄に記載した研究成果に加えて、パイエル板欠損マウス等を用いた研究でも実証されており、その信頼性は極めて高い。乳腺での免疫環境形成に加え、乳腺での微生物環境形成を目的とした以下の課題を実施する。[課題1]乳腺由来免疫細胞の単離精製と微生物由来のDNA解析:乳腺内に存在する樹状細胞やマクロファージよりゲノムDNAを抽出し、メタゲノム解析に供することで、それらの細胞が貪食処理する微生物を特定する。さらには、乳腺組織の微生物叢との関連性を検証し、解析細胞の役割を推測する。[課題2]乳腺に遊走する樹状細胞、マクロファージの由来の特定:授乳期のKaedeマウスの様々な臓器(例:結腸、盲腸、空腸、回腸、肝臓、脾臓、乳腺など)に、紫外線をそれぞれ照射する。照射翌日、乳腺組織より単離した細胞を、樹状細胞、マクロファージを識別するためのフローサイトメトリー解析に供する。本課題から、乳腺へのそれらの細胞の遊走に関わる臓器が特定される。[課題3]乳腺の微生物叢形成に関わる免疫細胞の特定:小課題1、2から、乳腺の微生物叢形成に関わる免疫細胞のサブセットおよび、その由来の推測が可能になる。そこで小課題3では、特定細胞を欠損するマウス(例:樹状細胞欠損マウス:CD11c-DTR)の乳腺での微生物叢の発達をメタゲノム解析により明らかにすることで、乳腺の微生物叢形成に関わる免疫細胞を特定する。[課題4]乳腺の微生物環境の向上を可能にする新概念の構築:慢性化乳房炎マウスモデルを作出し、特定される乳腺の微生物叢形成に関わる細胞が存在する臓器より採取した健常マウスの由来の微生物を作出マウスモデルに移植することで(例:糞便移植)、慢性化乳房炎防除効果を実証する
高速陽子線による断層撮影法(陽子線CT)の基礎研究

陽子線を利用したCTの試みを行った。X線CTがグローバルな量である透過X線量の測定と線吸収係数により断層面を表現するのに対し、本研究では透過陽子一個一個のエネルギーの測定と陽子のエネルギー損失により断層画像の表示を試み、ファントムを用いた実験により残留エネルギー法による陽子線CTが可能である事を示した。分解能は約0.3mmであった。本学加速器センターで可能な22MeV陽子ビームでは、物質中の飛程がミリメートルのオーダーで極めて短く、水入りのファントムの断層像を得ることは出来なかった。高エネルギーの陽子線がより広い測定のためには必要である。粒子入射位置走査型ガスΔE-E検出器を開発した。エネルギー分解能、核子識別能、そして入射位置分解能ともに十分な性能を有し、陽子線CTの検出器として十分に機能することがわかった。装置の開発に予定外の時間を費やしてしまった。その結果、本研究期間での陽子線CTの試みは本学の22MeV陽子線を用いた小型のファントムの断層像測定だけとなってしまった。現在、高エネルギー研究所の80MeV用子を用いた本格的実験の準備を進めており、更に大型のファントムによる陽子線CTの試みを行う予定となっている。陽子線CTは陽子一個一個を測定する事からX線CTに比べ患者への被爆を小さく出来、また陽子線を微小径のビームに収束できる事からX線CTより優れた空間分解能を得られる。本研究期間では分解能が期待どおりである事がわかったが、その他の必要線量や測定時間等についても更に実験を積み重ね、データの蓄積と方式の確立を計っていく必要がある。研究初年度の本年度においては、来年度に予定している測定実験の為の準備に主点をおいた研究を行った。以下に箇条的に述べる。1)精密ビーム位置走査型ガスΔE-SSDE検出装置の開発を進め、本学加速器センターの20MeV陽子ビームを用い、その性能確認を行った。その結果、ビーム位置走査分解能0.3mm(X,Y共に)、エネルギー分解能2%の性能を有し、高速陽子線による断層撮影実験の為の検出装置として十分な仕様であることが確認できた。2)既存の散乱槽に試料を精密に回転させる為の改造を施し、1)で開発した検出装置と組み合わせて、断層撮影実験装置の準備を行った。直径10mmの20MeV陽子を用い、中心部に直径1mmの炭素芯を持つ直径3mmのアクリル棒の断層撮影を試みた所、回転角度間隔30度で本研究申請書に述べた結果と同程度の分解能が得られる事が確認できた。3)残留エネルギー法によりデータを収集する為の収集制御プログラムを開発し、そのテストをも兼ねて2)の測定を行い、改良をおこなった。4)収集したデータより断層像を得るためのプログラム開発を行い、現在その改良を2)の結果に基づいて行っている。以上、順調に研究を遂行することが出来た。来年度には本格的な断層撮影測定を行う予定としており、特に、高エネルギー研の80Mev陽子ビームを用いたテストを行う計画である。今年度では、昨年度開発した精密ビーム位置走査型ガスΔE-SSDEエネルギー検出器の性能試験を引き続き行うとともに、加速器センターの24MeV陽子ビームをもちいて断層撮影の可能性を探る実験を鋭意行った。その結果、エネルギー検出器は必要な性能を有している事が確認でき、かつ残留エネルギー法により断層像を不鮮明ながら得られる事を直径3mmの小ファントムをもちいたテスト実験結果より示すことが出来た。しかしながらテストデータの鮮明度が低く解像度に改良を要することが判明した。その原因追求に数ヶ月の日時を要したが、最終的には従来のイオン源に代えてより微少ビーム生成が可能な走査型重イオン源が必要であるとの結論に達した。

そこで、従来のイオン源を走査型イオン源に改造する作業を進め、12月までに作業を終了した。現在ファントムを用いた実験を再開し、データを蓄積しているところである。残留エネルギー法による陽子線CTが可能であることを実験的に示すことが出来たが、解像度の向上および所要撮影時間の短縮を図ることも重要である事がわかった。これが本研究で得られた結論である。今後、改造したイオン源をもちいて解像度の改良を計るとともに、高エネルギー研の80MeV陽子ビームによる本格的な断層撮影の実験を遂行する予定である。
高時間分解計測による超音波キャビテーションの時間領域での解明と粒子分級への応用

水中に照射した超音波により発生する超音波キャビテーション気泡と水中に懸濁あるいは沈降している粒子との相互作用、運動メカニズムを明らかにした。これらの基礎研究成果を利用して数百マイクロメートルから2mmの固体粒子を径と密度の差により精密に分級・分離する基礎技術を開発した。開発した技術の分級精度を高めるとともに、プルシアンブルー粒子の優れたセシウム吸着特性とを融合することにより、セシウムの除染技術に応用する手法を開拓した。これらの研究成果は、トップクラスの国際ジャーナルに掲載されている。1.高時間分解3次元音圧分布構造開発中の音圧変動計測用光ファイバープローブの空間分解能と時間分解能を高め、水槽内の脱気超純水中の音圧分布ならびに音圧変動の3次元特性と時間特性を明らかにした(国際誌に論文を投稿した)。2.MBSL(Multi Bubble Sonoluminescence)とCOB (Cavitation Oriented Bubble Swarm)の高時間分解3次元分布構造MBSLとCOBSの3次元分布と時間分解特性を同時計測により明らかにした。水槽内の位置によりMBSLとCOBSの発生がどう変化するかを、水槽内の屈折率変化の3次元分布を時間分解計測することにより把握した。これにより、屈折率変化の継続時間、音圧分布と屈折率変化分布との関係を明らかにした。以上により粒子分離・分級メカニズムのベースデータを取得した(一部を国際誌に投稿した)。3.COBS内部ならびに外部に誘起される液相運動の高時間分解3次元構造圧力変動データを基準として、COBSを構成する個々の気泡の3次元運動と界面振動を明らかにした。COBS周囲の液相運動を計測し、上記気泡運動とこれらの液相運動との関係を明らかにした(一部を国際誌に投稿)。また、気泡の再溶解過程を高精度に計測した(国際誌に掲載済み)。4.ソノルミの発生・成長・減衰過程での高時間分解分光解析(時間分解分光計測と光ファイバープローブ音圧変動計測の融合上記1と2の結果を基に、圧力変動を基準時間としたソノルミの高時間分解を行うために、カップリング計測手法を開発した。1psの時間分解分光計測を達成し、ストリークカメラとのカップリング手法を確立した(一部を国際誌に投稿した)。なお、関連する研究成果により、研究代表者が高柳記念賞を受賞した(2014/12/14)。(1)高時間分解3次元音圧分布構造:粒子の精密分離・分級の実用化を想定した数種類の水槽の音響特性を明らかにした。また、溶存ガス種をO2、CO2ならびに混合ガスとして、MBSLとCOBSの時間変化、水槽内の屈折率変化の3次元分布を高時間分解計測し、時間領域における現象に対する溶存ガス種と溶存ガス濃度の影響を明らかにした(国際誌に論文掲載済み)。(2) COBS内部ならびに外部に誘起される液相運動の高時間分解3次元構造:溶存ガス種をO2,CO2ならびに混合ガスとして、COBSを構成する個々の気泡の3次元運動と界面振動、COBS内部と周囲の液相運動を把握するとともに、これらに対する溶存ガス種とその濃度の影響を明らかにした(国際誌に論文投稿済み)。(3)ソノルミの発生・成長・減衰過程での高時間分解分光解析:圧力変動を基準時間としたソノルミの高時間分解を行うカップリング計測を完成させた。ガス種をO2、CO2ならび混合ガスとして、気泡崩壊に至る過程を高時間分解分光計測により明らかにし、溶存ガス種と濃度による相違を明らかにするとともに、粒子凝集メカニズム解明に対する基礎データを得た(国際会議で発表予定)。(4)粒子表面における気泡生成過程の高時間分解計測:粒子グループ形成で重要な役割を担う粒子表面での気泡発生と成長メカニズムを、溶存ガス種ごとに明らかにした。粒子付着気泡間の音響相互作用を高時間分解計測し、音響相互作用と粒子運動との関係をガス種ごとに明らかにした。粒子グループ形成メカニズム、凝集メカニズムと液相運動との関係を考察した。さらに、溶存ガス種による相違、初期溶存ガス濃度による液相運動の相違を考察した(国際会議で発表予定。特許出願済み)。(1)音圧の3次元分布計測、音圧変動基準の実験が順調に進んだ(国際誌に論文が掲載)ことから、粒子凝集制御の実験が進み、粒子径ごとに分離させる手法を開発し、特許出願した。(2)溶存ガス種をO2,CO2ならびに混合ガスとして、COBSを構成する個々の気泡の3次元運動と界面振動、COBS内部と周囲の液相運動を把握し、国際誌に論文投稿した。(3)ガス種をO2、CO2ならび混合ガスとして、気泡崩壊に至る過程を高時間分解分光計測により明らかにし、溶存ガス種と濃度による相違を明らかにするとともに、粒子凝集メカニズム解明に対する基礎データを得た。国際会議で発表予定。(4)粒子グループ形成メカニズム、凝集メカニズムと液相運動との関係を考察した。さらに、溶存ガス種による相違、初期溶存ガス濃度による液相運動の相違を考察し、国際会議で発表予定。超音波圧力変動計測と超音波キャビテーション気泡の時間分解分光計測とをカップリングした計測技術により、ガス種をN2、O2、CO2、純空気として、気泡崩壊に至る過程を高時間分解分光計測により明らかにした。溶存ガス種と気体溶存濃度による気泡崩壊過程の相違を明らかにして粒子凝集メカニズムを考察した。なお、結果の一部を論文化し、海外誌に投稿、掲載が決まった。

さらに、上記手法を用いて、粒子表面における気泡生成過程を高時間分解計測し、粒子グループ形成で重要な役割を担う粒子付着気泡の粒子表面での発生と成長メカニズムを捉えた。溶存ガス種による気泡発生と成長の相違を明らかにすることにより、球状と鎖状の粒子凝集メカニズムを考察した。なお、結果の一部を論文化し、海外誌に投稿、掲載が決まった。加えて、粒子付着気泡間の音響相互作用を高時間分解計測し、粒子付着気泡間の音響相互作用と粒子運動との関係をガス種(純空気、CO2、純空気とCO2の混合ガス)とその溶存濃度毎に明らかにした。結果の一部を論文化し、海外誌に投稿し、査読中。粒子間の液相運動を計測し、粒子グループ形成メカニズム、凝集メカニズムと液相運動との関係を考察した。また、溶存ガス種による相違、初期溶存ガス濃度による液相運動の相違を明らかにした。超音波振幅レベルを制御することにより密度が同じで径の異なる粒子を精密に分級する手法ならびに超音波を変調することで径が同じで密度がわずかに異なる粒子を分離する手法を考案した。溶存ガス種をN2、O2、CO2ならびに混合ガスとして、ガス混合率と初期ガス溶存濃度の相違による気泡崩壊に至る過程を明らかにすることにより、音圧振幅を制御することにより、同一密度で径の異なる粒子を径毎に分級する技術を開発した。粒子表面付着気泡を構成する個々の気泡の3次元運動と界面振動、粒子凝集体内部と周囲の液相運動をSFV(Spatial Filter Velocimetry)により把握し、国際誌に論文投稿した。ガス種をO2、CO2ならび混合ガスとして、気泡崩壊に至る過程を高時間分解分光計測により明らかにし、溶存ガス種と濃度による相違を明らかにするとともに、粒子凝集メカニズムを解明するデータを得た。粒子グループ形成メカニズム、凝集メカニズムと液相運動との関係を考察し、溶存ガス種による相違、初期溶存ガス濃度による液相運動の相違を明らかにした。これらの知見から、同一密度で径の異なる粒子を超音波により分級する手法を考案した。純空気とCO2の混合濃度比ならびに初期濃度(気体溶存量)を種々変えて、粒子グループ(SFPS)を形成する粒子運動と粒子周りの液相運動から粒子に作用する流体力(流体抗力、仮想質量力、粘性履歴項、揚力)を、またキャビテーション誘起気泡(ACOB)の並進運動と界面運動からACOBに作用する音響放射力を求め、SFPSの形成に至る過程とSFPSの凝集メカニズムを解明した。これらを17報の論文にまとめ、国際誌に投稿し、掲載された(H29は8報)。ACOBの界面振動を数値解析して、音響放射力(第一ビヤークネス力と第二ビヤークネス力)を求めるとともに、高時間分解計測による気泡界面振動の実験結果とを比較し、変動音圧場における音響放射力を定量的に考察した。さらに、SFPS内のACOBの界面運動を、光ファイバーを利用したソノルミネッセンス計測により明らかにするとともに、SFPS内部における粒子間の凝集力を定量的に考察した。溶存ガス種と気体溶存濃度による気泡崩壊過程の相違を明らかにして粒子凝集メカニズムを考察した。結果の一部を論文化し、海外誌に投稿、掲載が決まった。超音波の変調とガス混合率の制御手法を確立し、かつ最適水槽形状を見出して、mm級粒子を精密に分離・分級する技術を完成させた。
喘息の感受性遺伝子の多変量解析的アプローチ

本研究は、複数の疾患感受性遺伝子の遺伝子多型から、喘息発症のリスクをどの程度まで推定できるのかを明らかにすることを目的として行った。喘息感受性候補遺伝子として80遺伝子、320以上の一塩基多型をスクリーニングし、複数の遺伝子多型が成人喘息ないし小児喘息と相関を示すことを見出した。それら複数の感受性遺伝子からのロジェスティック回帰による疾患発症予測がどの程度可能か、Area Under ROC curve(AUC)を中心に用い評価した。昨年度には、小児喘息のリスクの解析を中心に行ったが、本年度は、成人喘息発症における評価を行った。成人喘息の患者484例と成人コントロール629例とのχ2乗検定でP値0.05以下を示したものは、MD1、MYD88、SERPNA1、STAT4、TLR2、TLR5、CYSLT2、C3、C5ARであった。これらの遺伝子をロジェスティック回帰式の独立変数としてみた場合、各遺伝子の有意確率は0.003、0.001、0.593、0.630、<0.001、0.001、<0.001、<0.001、0.251であった。このモデルでのNagelkerke's R2乗は0.231、AUCは0.721であった。遺伝子間相互作用のスクリーニングの結果、最も効果の大きいと考えられた、SERPNA1とCYSLT2の相互作用を含めたモデルも検討したが、Nagelkerke's R2乗=0.236、AUC=0.724と相互作用無しのモデルと差が無かった。小児喘息の発症予測では、遺伝子相互作用を加えた場合R2乗0.549、AUC 0.887であったので、成人喘息の発症予測の成績は、小児喘息に比して悪かった。この結果は、小児喘息に比べて成人喘息のほうが、環境要因が大きいことを示唆している可能性、または、小児喘息と成人喘息の感受性遺伝子が異なっており、これまで検討した遺伝子が小児喘息への影響の大きいものに偏っている可能性を示唆している。本研究は、複数の疾患感受性遺伝子の遺伝子多型から、喘息発症のリスクをどの程度まで推定できるのかを明らかにすることを目的とする。これまで、喘息感受性候補遺伝子として80遺伝子、320以上の一塩基多型をスクリーニングし、複数の遺伝子が疾患との相関を示すことを見出してきたが、それら複数の感受性遺伝子からのロジェスティック回帰による疾患発症予測がどの程度可能か、Area Under ROC curve (AUC)を中心に用い評価した。また、本年度には、各遺伝子のハプロタイプまたは、多アレルマーカーの喘息発症リスクへの相互作用をスクリーニングするプログラムを開発し、これまでSNP単位でしか相互作用の項を検討できなかった限界を改善した。小児喘息の発症に関しては、捕体C3、β2アドレナリン受容体、IL-4受容体α、ロイコトリエン受容体CysLT2などの11の遺伝子多型を組み合わせると、AUC値は0.861、NagelkerkeのR2乗は0.491であった。これら遺伝子に、2組の遺伝子間の相互作用を加えると、AUCとR2乗の値はそれぞれ、8.87、0.549となった。

得られたAUCの値は、小児喘息とコントロールを、肺機能検査や一酸化窒素排出量によって識別を試みた研究(Malmberg LP (2003) Thorax 58:494-499)で得られた、肺機能検査のAUC値(0.760.77)よりは良好で、一酸化窒素排出量による値(0.91)よりやや劣っていた。今回の結果は、遺伝子多型からの疾患の有無の診断において、一般的な臨床検査と同程度の成績が期待出来る事を示している。本研究は、複数の疾患感受性遺伝子の遺伝子多型から、喘息発症のリスクをどの程度まで推定できるのかを明らかにすることを目的として行った。喘息感受性候補遺伝子として80遺伝子、320以上の一塩基多型をスクリーニングし、複数の遺伝子多型が成人喘息ないし小児喘息と相関を示すことを見出した。それら複数の感受性遺伝子からのロジェスティック回帰による疾患発症予測がどの程度可能か、Area Under ROC curve(AUC)を中心に用い評価した。昨年度には、小児喘息のリスクの解析を中心に行ったが、本年度は、成人喘息発症における評価を行った。成人喘息の患者484例と成人コントロール629例とのχ2乗検定でP値0.05以下を示したものは、MD1、MYD88、SERPNA1、STAT4、TLR2、TLR5、CYSLT2、C3、C5ARであった。これらの遺伝子をロジェスティック回帰式の独立変数としてみた場合、各遺伝子の有意確率は0.003、0.001、0.593、0.630、<0.001、0.001、<0.001、<0.001、0.251であった。このモデルでのNagelkerke's R2乗は0.231、AUCは0.721であった。遺伝子間相互作用のスクリーニングの結果、最も効果の大きいと考えられた、SERPNA1とCYSLT2の相互作用を含めたモデルも検討したが、Nagelkerke's R2乗=0.236、AUC=0.724と相互作用無しのモデルと差が無かった。小児喘息の発症予測では、遺伝子相互作用を加えた場合R2乗0.549、AUC0.887であったので、成人喘息の発症予測の成績は、小児喘息に比して悪かった。この結果は、小児喘息に比べて成人喘息のほうが、環境要因が大きいことを示唆している可能性、または、小児喘息と成人喘息の感受性遺伝子が異なっており、これまで検討した遺伝子が小児喘息への影響の大きいものに偏っている可能性を示唆している。
マグマのダイナミックス

本年度はマグマのダイナミックスについての2つの測面、つまり、上部マントルにおけるマグマの安定性と移動度との関係、マントルの化学的不均質さとその時間変化、マグマ溜りにおける流体力学的振舞の実験的研究に重点を置いた。上部マントルにおける粒間マグマの安定形は主に界面エネルギーによって決まるが、多結晶体が流動変形している場合には変形と安定形にもどろうとするプロセスが競合する。実験的にこの競合関係を調べ粒間マグマが変形につれて引き伸ばされる条件を示した。マグマ中のincompatible elementの比や同位体比は大体マグマを発生させたマントルの比に等しい。そこでこの関係を用いて島弧下マントルとマグマの化学的進化を研究した。その結果、東北日本では15Ma以降、次第に沈み込んだ海洋地殻起源の成分が【H_2】Oとともに運び込まれ、マグマ組成を変化させていることがわかった。一方、Compatible elementsでは、高温・高圧下で分配係数を決定し、それを用いてマグマからマントルの組成を決定するという研究手法をとった。この結果、大西洋中央海れい沿いに地球規模のFe/Mg変動が実証された。マグマ溜りではさまざまな流体力学的現象が行なわれている。マグマの噴火、マグマの分化・混合にとってこのプロセスは本質的である。そこで、いろいろな密度と粘性率をもつ2層の密度成層を作り、これを強制対流することにより、その破壊プロセスを実験的に研究した。この結果、密度比と、粘性比により、いくつかのパターンに分類されることがわかった。さらに、マグマ溜りからマグマが上昇してゆく過程で有効にデイサイト質と玄武岩質マグマが混合することがわかった。
遠隔看護をサポートする遠隔看護システムの構築

遠隔看護では、看護と患者の間における物理的に遠隔な空間を、情報通信という媒体でコミュニケートすることから、できるだけリアルタイムな対応に適した簡潔な情報交換が望まれている。しかし、遠隔看護において必要な情報は、患者への心理的な安心感を提供し、患者の状況を的確に把握するための写実的な色彩映像や音声などのマルチメディアである。本研究では、感性情報と組み合わせる画像の特徴写像技術として「苦痛表情の認識」技術を開発し、遠隔看護における優先度の評価法を確立した。ビデオメールを効率的に活用した時間的な束縛を排除した看護システムの構築についても試作を行った。また、パーキンソン病は能面症状に表れるように筋肉の活発な動きを失うもので、この治療にはさまざまな試みがなされている。そのなかで、長期間にわたる音楽療法が注目されている。しかし、このリハビリ過程において、その療法に効果があるのかどうか、あるいはどの程度の回復が得られたかなどを客観的に評価する手法は確立されていない。そこで、ビデオイメージから表情の活性化の解析を実施しパーキンソン病患者の音楽療法における表情の回復過程を評価する手法の開発を試みた。遠隔看護では、多数の患者からのインターネット・メールによる通信を想定している。患者は自由な時間に各自の様態や相談をビデオメールとして送信する。夜間であっても早朝であっても、送信する時と場所は自由に選択できる。ここで用いている情報は、バイタルメールとして、体温、血圧、脈拍、血流量などのバイタルサイン情報。ビデオメールとして、映像からは顔色、表情、身体揺れなど、音声からは口調、声紋などの情報。通常用いられているインターネット・メールとして、文字情報などである。本研究では、地域看護センターを想定した遠隔看護システムを構築し、兵庫県立看護大学においてその運用を試みた。これらの研究から、研究成果として構築した遠隔看護システムの有用性を確認できたほか、さまざまな活用ニーズや運用における問題点など多くの知見を得ることが出来た。本研究では、感性情報と組み合わせる画像の特徴写像技術として「苦痛表情の認識」技術を開発し、圧縮効率の良い色彩映像データの通信技術や遠隔看護における優先度の評価法を確立した。看護センターでは、それらの着信メールを定期的に開封し、返事としての指示やアドバイスを返信する。全ての着信メールは、定期的な時間内に開封されて看護者の確認を受けることになるが、送信されてから開封されるまでには期間内でのタイムラグが生じる。この間のタイムラグは、平常に近い患者にとっては問題とならないが、何らかの異常信号を発している患者にとってはできるだけ短縮する必要がある。そこで、平常信号との比較によって異常信号の度合いを緊急性として評価し、緊急性の高い患者からのメールを他のメールよりも優先的に看護者に知らせるシステムを考えた。緊急性の評価は、さまざまな情報を用いて判断することになる。

ここで用いている情報は、バイタルメールとして、体温、血圧、脈拍、血流量などのバイタルサイン情報。ビデオメールとして、映像からは顔色、表情、身体揺れなど、音声からは口調、声紋などの情報。通常用いられているインターネット・メールとして、文字情報などである。それぞれの情報を対象とした緊急性評価手法について、検討を重ねた。遠隔看護システムでは、患者からの情報通信には通常の電子メールのほか、ビデオメール、バイタルメールを用いる。ビデオメールは、パソコン内蔵ビデオカメラとマイクで撮像したビデオをメールとして、インターネットを経由して地域ケアセンターへ送るもので、患者の表情や音声、必要とあれば患部の状態などを伝達する。バイタルメールは、体温血圧、心拍などのバイタルサインを簡易計測しメールとして伝達する。これらの情報は、あらかじめ患者の優先度を調べる目的と送信する情報量を削減する目的で解析する。ビデオメールでは、ビデオを各フレーム毎に分解し、患者の表情を解析する。たとえば、苦痛・不安のパラメータとして眉間のしわを計測し、登録済みの平常時の表情と比較することで優先度を決める。また、平常時に近い場合は、フレームを間引くことで情報量を小さくする。バイタルメールでは、患者個人の許容範囲から優先度をランク付けし、表情に現れない情報を互いに補完する。さらに、身体の揺れを、各フレームにおける頭部の位置変化から計測し、変化の様子をカオス解析によって得られるアトラクターの特徴を比較することで優先度を評価した。このようなシステムのプロトタイプを開発し、その運用を試験的に実施したところ、ビデオメールの撮像条件や、患者の姿勢、患者の態度など、あらかじめ指導しておくことの必要性が確認された。また、患者自身による機器の操作については、簡単な訓練によって操作可能であることも判明した。本研究の成果は、インターネット経由のフリータイムで遠隔看護を行うシステムであり、これを実現するための、緊急性の高い患者を優先する技術、通信情報量を削減する技術、必要であれば訪問看護の実施までサポートできる地域ケアセンタのバックアップ体制を可能とする。遠隔看護において必要な情報は、患者への心理的な安心感を提供し、患者の状況を的確に把握するための写実的な色彩映像や音声などのマルチメディアである。バイタルメールは、体温、血圧、心拍などのバイタルサインを簡易計測しメールとして伝達する。
GPI修飾の新規メカニズムとその破綻によるシグナル伝達異常の解明

ほとんどの分泌または細胞膜に局在するタンパク質は、糖鎖などによる翻訳後修飾を受けることによって正しく機能することができる。私達は、その翻訳後修飾がどのように制御されているのか、また、どのような生理的役割を果たしているのかについて解析を行っている。本年度は、昨年度に続きGPIによる修飾のメカニズムの解析をおこなった。また、糖鎖の新たな役割についても解析を行った。昨年度、GPIは核近傍の小胞体でタンパク質に付加される可能性が示唆され、それを検証するために、GPIをタンパク質に付加する酵素群Transamidase complexの因子に対する抗体を作製を始めた。本年度は、その酵素が完成したので、極性のある上皮細胞を染色したところ、予想どおり、アピカル側の小胞体には局在せず、核近傍の小胞体に局在していた。この結果より、GPIは核近傍の小胞体でタンパク質に付加されていることがわかった。また、糖鎖の新たな役割として、自然免疫を制御していることがわかった。さらに、その糖鎖修飾が、非感染時と感染時で変化し、その変化が生体防御において非常に重要であることを見出した。この結果は、自然免疫が糖鎖によってダイナミックに制御される初めての例であり、意義深い。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、特にglycosylphosphatydilinositol(GPI)による修飾のメカニズムについて解析をおこなった。GPIは糖脂質であり、タンパク質と共有結合することによって、結合したタンパク質(GPI結合タンパク質)を膜に係留させる。私達は、ショウジョウバエのGPI結合タンパク質であるDlpのmRNAが極性のある上皮細胞のどこに局在するかを調べ、アピカル側の小胞体ではなく核近傍の小胞体にのみ局在することを見出していた。この結果は、Dlpは核近傍の小胞体で翻訳されていることを示す。GPIは小胞体上でタンパク質に付加されるので、私達はGPIの生合成が核近傍の小胞体で行われるのではないかと考えた。そこで、GPIの生合成に関わる酵素PigBに対する抗体を作製し、その局在を調べたところ、驚くべきことに核膜上にあることがわかった。これは従来の定説とは異なる結果であるが、Dlpの翻訳がGPI生合成の場である核膜近傍であることは理解しやすい。すなわち、核膜で生合成されたGPIは、その近傍の小胞体に輸送され、そこで翻訳されたばかりのDlpに付加されていると考えられた。その可能性を確かめるために、GPIをタンパク質に付加する酵素複合体(transamidase complex)のコンポーネント(PigU, PigT, GPI8, PigS, GAA1)に対する抗体の作製を開始した。メジャーな翻訳後修飾のひとつであるGPI付加について、新たなメカニズムの可能性が強く示唆される結果を得ることができた。その理由としては、培養細胞ではなくショウジョウバエの個体内にある組織を用い、抗体を用いendogenous proteinの局在を検出することに成功したからだと考えられる。また、その可能性を検討するための実験も立案できた。その実験の結果次第では、GPIによる翻訳後修飾の新たなメカニズムが提唱できると考えられる。GPIをタンパク質に付加する酵素複合体(transamidase complex)のコンポーネント(PigU, PigT, GPI8, PigS, GAA1)に対する抗体が完成したら、その抗体を用い、細胞内のどこに局在するかを詳細に検討する。もし、核近傍の小胞体に局在していれば、GPI付加は、小胞体全体で行われているのではなく、核近傍の小胞体でのみ行われていることがわかる。これは、細胞生物学においてとても興味深い結果ということができるだろう。
腫瘍環境内における機能性ナノ複合体の性能評価・高度機能制御技術の開発

ガンは世界の死因のトップクラスである。本研究では、申請者が独自開発した機能性ナノ粒子を駆使し、マウス生体内腫瘍環境の高度制御技術を開発する。本研究は、ガンに対する新しい分子標的医薬や先進医療技術のための普遍的な技術となる。ガリウム・インジウム液体金属と薬物(酵素基質・抗がん剤等)を封入した高分子ナノカプセルを合成し、近赤外光照射により液体金属の熱膨張・構造変形を引き起こしカプセルを破壊することで薬物が放出可能な高機能ナノ材料を創成し、これを用いて動物個体中の腫瘍環境下においてこのナノ構造体の挙動を直接観測することを目指した研究提案である。マウス生体内の腫瘍に対して、独自に開発した低毒性液体金属ナノ粒子を投入して近赤外光を照射し、その場観察や熱吸収特性を利用した高分子ナノカプセルの破壊による機能評価を行う点は独創的である。また既に研究代表者により発表された従来と異なる液体金属をコアに用いた構造にも独創性がある。EPR効果のリアルタイムでの検証を可能とし、がんに対する新しい分子標的医薬や先進医療への貢献が期待される。
高度経済成長期以降の記念切手政策に関する総合的研究

平成18年度に引きつづき、研究代表者は国内関係機関と連絡を取り、1970年代以降の記念切手についての資料の閲覧と必要箇所の複写作業を開始した。これと併行して、2007年8月にタイ・バンコクで開催の国際切手展<BANGKOK2007>に参加し、大蔵省印刷局製のタイ切手についての調査を行った。その成果の一部を、197985年の期間に発行された記念・特殊切手に関する基礎資料の集成として『(解説・戦後記念切手VI)近代美術・特殊鳥類の時代1979-1985』を上梓するとともに、2008年3月に台北で開催の国際切手展<TAIPEI2008>で発表した。しかし、同書は、あくまでも当該時期の記念切手についてのデータベースという色彩が濃いため、今後は、同書の編纂作業を通じて浮かび上がってきたさまざまな問題点について、より深く考察していくことが必要となろう。具体的には、(1)当該時期は、労働運動が郵便事業の現場に与えた影響は大きかったが、そのことは切手発行政策の実務にどのような作用をもたらしたのか、(2)1970年代以降、わが国では対外関係に関する切手が急増するが、逆に、諸外国は切手発行政策と対日政策の関係をどのように考えていたのか、(3)当該時期は切手印刷の技術が飛躍的に向上したが、大蔵省印刷局が製造を受注した諸外国の切手と日本切手では印刷物としてどのような差異があるのか、といった点など重要な問題点として考えられる。これらについては、今年度の研究成果を踏まえた上で、今後とも分析を重ね、今後12年を目途に、『メディア史研究』等の学術雑誌において、その成果を発表する予定である。補助金交付内定を受けて、研究代表者は国内関係機関と連絡を取り、1970年代以降の記念切手についての資料の閲覧と必要箇所の複写作業を開始した。これと併行して、2006年5-6月に米国ワシントンDCにて開催された世界切手展<WASHINGTON 2006>に参加し、アメリカの日本切手研究グループInternational Society for Japanese Philately(国際日本切手・郵便史研究協会)の特別会合に参加し、在米研究者と情報・意見の交換を行なった。その成果の一部として、今年度は、197279年の期間に発行された記念・特殊切手に関する基礎資料の集成として『(解説・戦後記念切手V)沖縄・高松塚の時代1972-1979』を上梓することができた。具体的には、(1)1960年代に選挙区対策として発行されてきた"大臣切手"というモデルが1970年代に入って大きく変質していった原因、ならびに、その後の選挙区対策とメディアとしての切手との関係はいかなるものだったか、(2)1970年代、労働運動が郵便事業の現場に与えた影響は大きかったが、そのことは切手発行政策の実務にどのような作用をもたらしたのか、(3)1970年代、わが国では対外関係に関する切手が急増するが、逆に、諸外国は切手発行政策と対日政策の関係をどのように考えていたのか、といった点などが重要な問題点として考えられる。平成18年度(2007年度)に引き続き、研究代表者は国内関係機関と連絡を取り、1970年代以降の記念切手につ夏ての資料の閲覧と必要箇所の複写作業を行った。

これと併行して、2007年8月にタイ・バンコクで開催の国際切手展<BANGKOK 2007>に参加し、大蔵省印刷局製のタイ切手についての調査を行った。その成果の一部を、197985年の期間に発行された記念・特殊切手に関する基礎資料の集成として『(解説戦後・戦後記念切手VI)近代美術・特殊鳥類の時代1979-1985』を上梓するとともに、2008年3月に台北で開催の国際切手展<TAIPEI 2008>で発表した。しかし、同書は、あくまでも当該時期の記念切手についてのデータベースという色彩が濃いため、今後は、同書の編纂作業を通じて浮かび上がってきたさまざまな問題点について、より深く考察していくことが必要となろう。具体的には、(1)当該時期は、労働運動が郵便事業の現場に与えた影響は大きかったが、そのことは切手発行政策の実務にどのような作用をもたらしたのか、(2)1970年代以降、わが国では対外関係に関する切手が急増するが、逆に、諸外国は切手発行政策と対日政策の関係をどのように考えていたのか、(3)当該時期は切手印刷の技術が飛躍的に向上したが、大蔵省印刷局が製造を受注した諸外国の切手と日本切手では印刷物としてどのような差異があるのか、といった点などが重要な問題点として考えられる。これらについては、今年度の研究成果を踏まえた上で、今後とも分析を重ね、今後12年を目途に、『メディア史研究』等の学術雑誌において、その成果を発表する予定である。
光磁極反転材料の設計と創製

21世紀は、光通信、光コンピューターなどが主役となる光エレクトロニクスの時代といわれている。その中で次世代の磁石に求められているのは、従来にはない多様な磁気特性や、いろいろな外部刺激に応答する機能性である。申請者がめざしているのは新しい機能性を備えた磁性材料の開発である。本研究では、光電子移動を応用した光誘起磁化現象の検討を行った。方法としては、新規光誘起磁性材料の構造素子として、プルシアンブルー類似型より構造上柔軟性のある8配位方CN錯体(CN^<II>[Mo^V(CN)_8])について実験を行った。それによると、この錯体は磁気相転移温度が36Kのフェロ磁性体であることがわかり、Cu^<II>及びMo^V間には強磁性的相互作用が働いていると考えられた。また、この錯体の光磁気特性に関する実験を行った結果、光照射(400-450nm)後、誘起磁化が生じ強磁性体になることがわかった。さらに、200Kまで昇温後、5Kに冷却すると常磁性状態へ回復することから、光と熱による強磁性と常磁性をスイッチングできる磁性材料であることがわかった。我々は、正負両方の超交換相互作用を持ち合わせた三元系プルシアンプルー類似体、(Ni_XMn_<1-X>)_<1.5>[Cr(CN)_6]および(Fe_XCr_<1-X>)_<1.5>[Cr(CN)_6]の磁気特性に関すして、これまで研究を行ってきた。本研究では、これらをさらに発展させた四元金属系(Ni^<11>_aMn^<11>_bFe^<11>_C)_<1.5>[Cr^<111>(CN)_6]・zH_2Oフェロ-フェリ混合磁性体を作製することで、従来の磁性材料にはない磁気特性を備えた新規磁性材料の開発を行った。本年度は、補償点(正の磁化と負の磁化がうち消しあって磁化がゼロとなる点)を二つもつ、二重補償点材料の設計および合成を行った。(Ni^<11>_aMn^<11>_bFe^<11>_C)_<1.5>[Cr^<111>(CN)_6]・zH_2O系において、Ni^<11>-Cr^<111>間の交換相互作用は+5.6cm^<-1>、Mn^<11>-Cr^<111>間は-2.5cm^<-1>、Fe^<11>-Cr^<111>間は+0.9cm^<-1>であることが各錯体のキューリー温度からわかっており、この三種類の交換相互作用を考慮した分子磁場理論的計算より、二重補償点を備えた混合比が存在することが示唆された。そこで、この予測を参考に合成を行った。その結果、(Ni^<11>_<0.234>Mn^<11>_<0.269>Fe^<11>_<0.197>)_<1.5>[Cr^<111>(CN)_6]・6H_2Oは、53Kと35Kに補償点を有する二重補償点材料であることがわかった。この錯体では、CN基の炭素側にCr^<111>、窒素側にNi^<11>,Mn^<11>,Fe^<11>のいずれかが結合しており、正と負の三種類の超交換相互作用したフェロ-フェリ混合磁性体である。この錯体では、Ni^<11>,Fe^<11>,Cr^<111>の平行な磁化とMn^<11>の反平行な四つの副格子磁化の温度依存性が各々異なることにより、二つの補償点を示すと考えられる。このように二重補償点を示す材料は、本研究が初めての例である。
再髄鞘化による脊髄の再生～細胞移植療法で得られる機能回復メカニズムの解明～

脊髄損傷に対して神経幹細胞移植による治療効果が得られることは多く示されてきたが、そのメカニズムの詳細は不明であった。今回、われわれは、先天的に髄鞘が欠損したshiverermutant mouseから採取した神経幹細胞を用いて、野生型マウス由来神経幹細胞との比較を行い、機能回復における移植細胞由来の再髄鞘化の重要性を証明した。【背景】今まで我々は、脊髄損傷モデルにおける神経幹細胞(NS/PCs)移植療法の有効性を報告してきた。運動機能回復メカニズムには、移植細胞によるNeural circuitの再形成、再髄鞘化、栄養因子の供給などが提唱されてはいるが、結論は出ていない。本研究で先天性脱髄マウスであるshiverer mutantマウスの胎仔由来NS/PCを用いて移植細胞による再髄鞘化の重要性を解析した。【方法】髄鞘形成不全shiverermutantマウスの胎生14.5日胎仔線条体からNS/PCを採取し、野生型NS/PCとの比較を行った。in vitro:shi-NS/PCの増殖能、分化能を評価した。in vivo:shi-NS/PC及びwt-NS/PCをマウス脊髄圧挫損傷モデルへ損傷後9日目に移植した。【結果】in vitro:shi-NS/PCはTuj1^+のニューロン、GFAP^+のアストロサイト、CNPase^+のオリゴデンドロサイト(OGC)への分化は認めたが、MBP^+成熟OGCへは全く分化しなかった。In vivo:wt-NS/PC群では有意な機能回復を得たが、shi-NS/PC群では得られなかった。免疫電顕像において移植されたshi-NS/PCは損傷中心部・周辺部へ生着し、wt-NS/PCと同様にH u^+のニューロン、GFAP^+のアストロサイト、APC^+のOGCへの分化は認めたが、wt-NS/PC群では認められる移植細胞由来のMBP^+のミエリン鞘への分化は全く認められなかった。【考察】shi-NS/PCはin vitro、in vivoにおいてニューロン・アストロサイトに分化したが、shi-NS/PC移植により機能回復は得られなかった。本研究により移植細胞によるMBP^+の正常なミエリン鞘形成すなわち再髄鞘化が機能回復に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。われわれは、翻歯類さらに霊長類脊髄損傷モデルを用いて神経幹細胞(NS/PC)移植の有効性を報告してきたが、その作用機序には不明な点が多かった。本研究で研究者は、先天性脱随マウスのshiverer mutant(shi)マウス胎仔由来NS/PCをマウス損傷脊髄へ移植し、その後に機能回復が得られるか検討することで、移植細胞による再髄鞘化の重要性を検討することを目的とし研究を行った。方法としては、自然発生の髄鞘蛋白質遺伝子変異により正常な髄鞘を形成しないshiマウスの胎仔線条体からNS/PCを採取し(shi-NS/PCs)、野生型マウス神経幹細胞(wt-NS/PCs)との比較をin vitro、in vivoで行った。in vivoではマウス脊髄圧座損傷モデルへ損傷後9日目に両NS/PCsを損傷部へと移植した。対照群にはPBSを注入した。移植後6週まで後肢運動機能評価を行い、電気生理及び組織学的検討を行った。実験結果として、in vitroにおける検討ではshi-Ns/Pcの増殖・分化能及び栄養因子の遺伝子発現はwt-Ns/PCsとほぼ同様であったが、成熟oligodendrocyteへの分化はみられなかった。in vivoの検討では免疫電顕でshi-NS/PCsは不完全な薄い髄鞘のみ形成したがwt-NS/PCsは正常に近い髄鞘を形成した。後肢運動機能評価では、shi群に移植後早期の若干の機能回復を認めたが、対照群との比較で有意差は無く、wt群ではshi群との比較で有意な機能回復が確認できた。電気生理学的検査では、脊髄損傷直後、細胞移植直後、損傷後6週に、運動誘発電位(MEP)で評価した。本条件において、脊髄損傷直後、細胞移植直後には測定できなかったMEPが、観察最終時点の細胞移植後6週では、両細胞移植群で測定可能であった。shi群では、潜時の遅延、および振幅の縮小をwt群との比較では確認することができた。本研究結果から、正常に近い髄鞘を形成するwt-NS/PCs移植で、髄鞘形成が不完全なshi-NS/PCs移植との比較で有意な機能回復が得られたことから、移植細胞による再髄鞘化が機能回復において重要性な働きをしていることが示唆された。髄鞘形成細胞移植による機能回復も現在検討中である。