hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中世後期アイスランドにおける国家形成と「国際的」アイデンティティ

今年度はアイスランド社会の階層分化、とくに国王従士(官職保持者)と地域住民との関係について研究史の整理と予備的考察を試みた。階層分化というテーマは中世アイスランド史では比較的新しい。中世アイスランドは相対的に身分のフラットな農民の構成する社会であったという歴史像が強く、社会内部の身分差や経済格差などは過小評価されてきたからである。しかし1980年代からは徐々に再考が進み、とくに2000年代後半からはノルウェー王権の受容後に台頭が著しいエリート層をアイスランドの「貴族」として分析する研究も増加した。そのような「貴族」研究は、ノルウェー王の統治における従士の役割や宮廷文化の浸透など、中世後期のアイスランド像に新たな視点を提供しているが、多くは王と従士の関係に重点をおいており、アイスランド内部における権力者と農民との関係がどのように変化したのかという点は十分に明らかにされていない。そこで試論として、アースグリームという国王従士に注目し、地域社会との接点を分析した。ノルウェー王により制定された新法典はアイスランド統治のための役人は王が選出し任命すると規定している。しかし、アースグリームはアイスランド国内の司教の斡旋によって1280年に「州長官」という官職を得ており、ノルウェー官廷伺候については1261年の一度しか確認できない。つまり、州長官アースグリームとノルウェー王との強い結びつきは確認できず、むしろ現地の司教や有力農民とのコネクションが目立つのである。このことから、少なくとも統治の初期においては、ノルウェー王の意図よりも現地の人脈によって役人が選ばれた場合もあったと考えられる。以上は一例の分析にすぎないが、アイスランド人「貴族」はノルウェー王を権力の源泉とし、伝統的に権力を支えてきた地域農民との互酬関係をもはや必要としなくなったという見解が強い中世後期のアイスランド社会像を見直す手がかりを得ることができた。(抄録なし)今年度はアイスランド社会の階層分化、とくに国王従士(官職保持者)と地域住民との関係について研究史の整理と予備的考察を試みた。(抄録なし)
有機溶剤中毒におけるアルカリフォスファターゼの診断的価値

Wistar系メスラットを種々の溶剤蒸気に8時間/日×7日反復曝露を行い,採血して白血球懸濁液を作成して,白血球アルカリフォスファターゼ活性(基質としてフェニル硫酸・ニナトリウム塩を使用)を測定した.ベンゼン濃度20ppmあるいは50ppmではLAP活性には有意な変化を見なかったが100ppmおよび300ppmでは濃度に対応して上昇し,対照群に比して100%以上の上昇をみた.しかし,濃度を1000ppmあるいは3000ppmに高めてもLAP活性は300ppm時点以上には上昇しなかった.濃度を300ppmに固定し,同様の曝露条件でラットをトルエン・m-キシレン,n-ヘキサン,トリクロロエチレン,メチルエチルケトン,醋酸エチルあるいはメチルアルコールそれぞれの単体蒸気に曝露し,同様にLAP活性を測定したが, LAP活性には有意な変化を認めなかった.したがってLAP活性の変化は溶剤に共通した変化ではなく,ベンゼンに特有の変化であると考えることができる.動物をベンゼン(300ppm)に合わせてトルエン(300ppm)にも混合曝露したところ既報のようにベンゼン曝露による白血球減少がトルエンとの混合曝露によって軽減されたのみならずベンゼン単体曝露時に認められたLAP活性上昇は,トルエンとの混合曝露時には認められなくなった.トルエンの同時曝露によってベンゼンによる白血球減少作用が抑制されたのみならず, LAP活性上昇も抑制されたことはLAP活性と白血球減少との間に何等かの関連性の存在することを示唆する所見であろう.Wistar系メスラットを種々の溶剤蒸気に8時間/日×7日反復曝露を行い,採血して白血球懸濁液を作成して,白血球アルカリフォスファターゼ活性(基質としてフェニル硫酸・ニナトリウム塩を使用)を測定した.ベンゼン濃度20ppmあるいは50ppmではLAP活性には有意な変化を見なかったが100ppmおよび300ppmでは濃度に対応して上昇し,対照群に比して100%以上の上昇をみた.しかし,濃度を1000ppmあるいは3000ppmに高めてもLAP活性は300ppm時点以上には上昇しなかった.濃度を300ppmに固定し,同様の曝露条件でラットをトルエン・m-キシレン,n-ヘキサン,トリクロロエチレン,メチルエチルケトン,醋酸エチルあるいはメチルアルコールそれぞれの単体蒸気に曝露し,同様にLAP活性を測定したが, LAP活性には有意な変化を認めなかった.したがってLAP活性の変化は溶剤に共通した変化ではなく,ベンゼンに特有の変化であると考えることができる.動物をベンゼン(300ppm)に合わせてトルエン(300ppm)にも混合曝露したところ既報のようにベンゼン曝露による白血球減少がトルエンとの混合曝露によって軽減されたのみならずベンゼン単体曝露時に認められたLAP活性上昇は,トルエンとの混合曝露時には認められなくなった.トルエンの同時曝露によってベンゼンによる白血球減少作用が抑制されたのみならず, LAP活性上昇も抑制されたことはLAP活性と白血球減少との間に何等かの関連性の存在することを示唆する所見であろう.白血球局在性のアルカリフォスファターゼ(LAP)活性測定には従来よりβ-グリセロ燐酸を基質とする方法が用いられて来たが、同法は繁雑であるため、フニエル燐酸を基質とする血清LAP活性測定法の応用を試み、簡便な後者の方法の実用化に成功した。両法の測定値間には有意な相関性(r=0.860,P<0.01)が認められる。ついで既存の有機溶剤曝露装置によりラットを用いて、ベンゼンを含む各種溶剤と許容濃度前後の濃度で反復曝露実験を行った。8時間/日×7日間反復曝露を行った場合、ベンゼン20ppmあるいは50ppmの濃度ではLAP活性には有意な低下はおこらないが100ppmでは非曝露時の150%,300ppmでは同じく約200%の上昇(いづれも有意,P<0.010.05)が認められた。1000ppmあるいは3000ppmでは3000ppmを上回るLAP活性上昇は認められなかった。20ppm以上の濃度では体重,末梢血白血球数共に減少した。その程度は高濃度ほど著しく、LAP活性の変化と対称的であった。次に溶剤曝露に伴うLAP活性の変化がベンゼンに特異的な変化であるか否かを検討するため、芳香環1個を有しベンゼンと化学構造が類似するトルエンおよびm-キシレン,6個の炭素原子を有するが直鎖構造のn-ヘキサン,分子量は比較的近似するが化学構造が異なり且つ塩化炭化水素・ケトン類・エステル類の代表であるトリクロロエチレン・メチルエチルケトン・酢酸エチルおよびアルコール類のメチルアルコールに対して、それぞれ300ppm×8時間/日×7日間の反復曝露を行い(平行して陽性対称は300ppmのベンゼンに曝露)、LAPの活性変化を観察したところ、ベンゼン群に有意なLAP活性変化が現れる条件下でもベンゼン以外の溶剤曝露群には有意な変化を認め得なかった。従って変化はベンゼンに特異的である。」
放射線によるゲノムＤＮＡ二重鎖切断の定量的解析技術の開発と数理モデルの構築

本年度は以下の二つに関して研究を進めた。(1)細胞サイズの脂質二重膜小胞にDNAを内包する新規な手法に関する実験を昨年度に引き続き行った。2014年度に国際学術論文として発表した蛍光顕微鏡観察に加えて、ナノスケールでのメカニズムを明らかにする為、X線小角散乱実験を昨年度に引き続き行った。結果、脂質膜の水和ダイナミクスが、乾燥脂質膜に添加されたDNAとイオンによって促進されることが明らかとなった。これらの成果は現在学術論文として纏めており、近々投稿予定である。(2)研究遂行過程において発見した脂質二重膜小胞における相分離転移現象の研究を発展させた。マクロ相分離状態からミクロ相分離状態への相分離構造の転移ダイナミクスを実験的に明らかにし、数値計算においてもおよそこの転移現象を確認した。これらの転移現象は、二重膜において脂質組成が非対称である事に起因する自発曲率によって駆動されることが示唆された。更に上記の結果から期待した通りに、脂質組成が非対称になるほどドメインサイズが小さくなることを実験的に明らかにした。これは多成分脂質二重膜における相分離ドメインのサイズが脂質組成が非対称である事に起因する自発曲率によって制御されることを強く示唆している。以上の成果は、生体膜と再構成膜におけるラフトと呼ばれるドメインのサイズ不一致問題を解決する上での重要な知見といえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。当研究の目的は、人工核モデルを作成し、DNAの放射線切断を定量的に解析し、理論モデルの構築を行うことである。昨年度の予定は、まず人工核モデルの作成であった。申請時には、界面透過法とよばれる油中水滴の内部にDNAを封入し、脂質単層膜を張った界面を透過させることによって、二重膜を作成することであった。また、これをマイクロ流路を用いて作成の制御を行う予定であった。しかしながら、界面透過法による回収率は大変悪く、マイクロ流路による制御は時間とコストが非常にかかった。そこで、申請者は容易で、低コストで、大量にDNAを内包したリポソームを作成する全く異なる新規な技術の開発を試み、これを成功させた。これによって、実施計画の一つである内部のDNA濃度の定量的計測にも成功した。この手法は、本研究を推進するにあたって当然非常に有意義であるが、ドラッグデリバリーや遺伝子治療などの医薬学応用にも利用されうる重要性を秘めている。また、それだけではなく、原始の地球で自発的に起こりうるプロセスを用いているため、生命の起源という観点からも非常に興味深いと考えられる。これらの成果は論文としてまとめあげ、現在国際学術誌に投稿中である。一方で、上記手法の開発の過程で、思いがけず膜の相分離に関する興味深い現象を見出した。これは、当研究の実施計画書には記載していないが、学術的に非常に意義があると考えられるため、この現象の解明も行いたいと考えている。昨年度から引き続き行っていた細胞サイズ脂質二重膜小胞にDNAを内包する新規な手法に関する実験を行い、学術論文として纏め上げ、それらの結果は国際学術雑誌(Journal of Phys. Chem. B, 118(36), 10688-10694 (2014))に掲載された。その後、脂質二重膜小胞形成過程において交流電場をかけるエレクトロフォーメーション法と組み合わせる実験を行った。その結果、高分子を内包したリポソームのサイズを制御できる事が明らかとなった。更には、筑波の高エネルギー加速器研究機構KEKにおいて、x線小角散乱装置を用いて、脂質二重膜小胞形成過程における膜間距離の測定を行った。その結果、DNAと対イオンが膜の形成を促進することが明らかになり、ドープされたDNAと対イオンに起因する浸透圧が膜のunbindingを促進することが示唆された。これらの結果は、現在学術論文への投稿の準備段階にある。本研究プロジェクトを遂行するにあたって必要となる高分子を細胞サイズリポソームに内包する手法の開発と改良を行い、その成果の一部を学術論文として纏め上げることができた。よっておおむね順調に進展しているといえる。

27年度が最終年度であるため、記入しない。高分子を内包した細胞サイズリポソームの温度や浸透圧といった外的刺激に対する応答を明らかにし、高分子内包リポソームの物性を明らかにする。そして、放射線実験を行い、人工膜モデルでのDNA切断確率を明らかにする。ミクロ相分離構造に基づいた効率的な高分子を内包したリポソームの新規な作成手法を考案したから。研究計画を進めるとともに、上記の新規な作成手法の考案の過程で、膜の相分離に関する新規な現象を見出したため、その現象の解明も行う予定である。
中国内陸農村における「生態移民」政策と貧困問題

本研究は、中国の「生態移民」政策に着目し、山西省山間部における実態調査から、その具体的な実施状況と環境保全に対する効果の有無を確認するとともに、地域住民に与えた社会・経済的影響について考察を行うことである。調査地域においては、「生態移民」政策の実施により、森林被覆率が向上し環境面では良好な成果が現れていた。移民政策よって形成された「移民村」における個別農家調査から、農地の縮小にともなう食費をはじめとする支出の増大、移民先での就業問題の発生が明らかになった。本研究の課題は、「生態移民」政策に着目し、山西省山間部における実態調査から、その具体的な実施状況と環境保全に対する効果の有無を確認するとともに、地域住民に与えた社会・経済的影響について考察を行うことである。具体的な研究方法については、本研究では、中国有数の条件不利地域である調査地域において、移民政策によって形成された「移民村」における農家調査を実施し、移民政策が地域住民に与えた影響を就業状況や家計の変化等から検討を行うという計画を立てている。今年度は、研究開始初年度にあたり、調査設営、調査準備(調査票の作成、確認)、予備調査、既存研究のサーベイなどを実施する予定であったが、調査の受け入れ先である山西省政府や農学会の都合により、調査が前倒しになり、予備調査とともに、移民村での個別農家調査を行うことができた。現在、農家調査票の分析と同時に、関連資料の収集及びマクロ的な資料の分析を行っている。初年度としては、順調な研究成果を得ることができたと考えている。来年度以降は、調査結果のとりまとめと成果報告など、引き続き積極的に研究を進めていく予定である。具体的な研究方法については、本研究では、中国有数の条件不利地域である調査地域において、移民政策によって形成された「移民村」における農家調査を実施し、生態移民政策が地域住民に与えた影響を就業状況や家計の変化等から検討を行うという計画を立てている。今年度は、研究2年目にあたり、すでに実施した調査のとりまとめと追加調査の設営などを行う研究計画であった。昨年実施した農家調査のとりまとめについては、ほぼ予定通りに進んでいる。また、今年度は2カ所目の個別農家調査を実施することができた。現在、農家調査の分析と同時に、関連資料の収集及びマクロデータ資料の分析を行っている。今年度実施した個別農家調査に関連して、追加調査を2月に実施する予定であったが、諸事情により、実施することができなかった。しかし、追加調査以外については、ほぼ予定通り進んだと考えている。来年度は、研究最終年にあたるため、追加調査の実施及び調査結果のとりまとめと成果報告等、引き続き積極的に研究を進めていく予定である。具体的な研究方法については、本研究では、中国有数の条件不利地域である調査地域において、移民政策によって形成された「移民村」における農家調査を実施し、移民政策が地域住民に与えた影響を就業状況や家計の変化等から検討を行うことにある。今年度は、研究最終年にあたり、すでに実施した調査のとりまとめと追加調査、資料収集等、論文作成、成果報告等を行う予定であった。研究初年度、2年目に実施した調査結果のとりまとめはほぼ完了し、論文作成を進めた。日本国内で収集可能な調査地域に関する統計や「生態移民」に関する書籍は予定通り収集し、分析を進めることができたといえる。9月に追加調査を予定していたが、諸事情により実施できなかった。追加調査では、農家調査を実施した地域を再度訪問し、現地においてヒアリングや統計データの補充等を行う予定であった。追加調査は実施できなかったものの、論文作成に必要な統計データはほぼ入手していることから、今後、論文の完成および成果報告など、引き続き積極的に進めていく予定である。現在までの本研究の達成度について、おおむね順調に進展していると考えている。その理由は、分析の中心となる移民村において60戸の個別農家調査が終了しており、さらに、論文作成に必要な統計資料をほぼ入手することができたことが挙げられる。現在、実施した個別農家調査結果のとりまとめと統計資料の分析を行っている。今後、論文作成を進める段階で、必要と判断した場合は、追加の農家調査を実施する。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的を遂行する上での調査資料、統計資料はおおむね入手できたと考えている。今後は、農家調査票、統計資料の整理、分析、論文作成が中心となる。必要と判断した場合は、補足調査を実施する予定である。現在のところ研究を遂行する上で大きな問題は発生していないため、さらに、入手済み資料の分析に力を入れる予定である。
神経因性疼痛における脊髄アポトーシスとその予防

神経因性疼痛は神経ブロックや薬物治療に抵抗性のことが多い.これは脊髄や上位中枢に起きている可塑的な変化が原因であると考えられる.我々はラットで神経因性モデルを作り脊髄灰白質の神経細胞が変性を受けるかどうかについてしらべた.脊髄神経のL4,L5を細い絹糸で強く結紮し神経因性を作成した.痛覚の検査にはプランターテストによる熱逃避反応とvon Frey hairによる触覚刺激とを用いた.脊髄切片は手術後3週間で灌流固定し摘出した.脊髄の頚膨大部および腰膨大部で切片を作成した.染色にはssDNA抗体を用いアポトーシスの初期のシグナルを観察した.結果:神経損傷を起こした同側の腰髄の後角において反対側よりも多くの神経細胞にアポトーシスが観察された.これらの増加は両側とも統計的に有意であった.腰髄前角細胞では軽度のアポトーシス増強がみられた.興味あることに頚髄においても後角の神経細胞に有意なアポトーシスの増加が観察された.疼痛テストでは手術を行った後肢においてアロディニアと熱痛覚過敏が観察された.考察:脊髄の灰白質における神経細胞のアポトーシスが神経因性疼痛で増加していることはいままでは報告されておらず興味ある所見である.特に神経損傷を起こした深頚の入力を受ける腰髄の後角において強いアポトーシスが観察されたことは痛覚過敏との強い関連を示唆する.しかし,頚髄の後角においても同様の変化が観察されたことは予想外であり,前肢においても痛覚過敏が存在していたことをうかがわせる.アポトーシスが神経損傷部位に限定しない広い範囲で観察されたこと,同側で強く観察されたことは,神経を介した機序となんらか液性の機序を介したもの両者の機序により起こっていることが想像される.このことはCOX-2の神経因性疼痛における発現が脊髄の広範囲の血管内皮や神経細胞で発現するという報告との関連において興味深い.神経因性疼痛は神経ブロックや薬物治療に抵抗性のことが多い.これは脊髄や上位中枢に起きている可塑的な変化が原因であると考えられる.我々はラットで神経因性モデルを作り脊髄灰白質の神経細胞が変性を受けるかどうかについてしらべた.脊髄神経のL4,L5を細い絹糸で強く結紮し神経因性を作成した.痛覚の検査にはプランターテストによる熱逃避反応とvon Frey hairによる触覚刺激とを用いた.脊髄切片は手術後3週間で灌流固定し摘出した.脊髄の頚膨大部および腰膨大部で切片を作成した.染色にはssDNA抗体を用いアポトーシスの初期のシグナルを観察した.結果:神経損傷を起こした同側の腰髄の後角において反対側よりも多くの神経細胞にアポトーシスが観察された.これらの増加は両側とも統計的に有意であった.腰髄前角細胞では軽度のアポトーシス増強がみられた.興味あることに頚髄においても後角の神経細胞に有意なアポトーシスの増加が観察された.疼痛テストでは手術を行った後肢においてアロディニアと熱痛覚過敏が観察された.考察:脊髄の灰白質における神経細胞のアポトーシスが神経因性疼痛で増加していることはいままでは報告されておらず興味ある所見である.特に神経損傷を起こした深頚の入力を受ける腰髄の後角において強いアポトーシスが観察されたことは痛覚過敏との強い関連を示唆する.しかし,頚髄の後角においても同様の変化が観察されたことは予想外であり,前肢においても痛覚過敏が存在していたことをうかがわせる.アポトーシスが神経損傷部位に限定しない広い範囲で観察されたこと,同側で強く観察されたことは,神経を介した機序となんらか液性の機序を介したもの両者の機序により起こっていることが想像される.このことはCOX-2の神経因性疼痛における発現が脊髄の広範囲の血管内皮や神経細胞で発現するという報告との関連において興味深い.Sprague-Dawleyラット(体重250g以上)を用い二種類の神経因性疼痛モデルを作成し痛覚過敏関連の行動および脊髄切片によるアポトーシスを観察した.そしてこの痛覚過敏関連行動とアポトーシスに対する免疫抑制薬FK506の効果を調べた.1)腕神経叢切断による前肢の自損モデル.全身麻酔にて腕神経叢を3-0絹糸にて2ヶ所強く結紮しその間を切断し同側の咬傷の程度と経過を観察した.自傷行動はWiesenfeldらの方法に従い以下のようにスコア化した.Score 0:変化なし.Score 1:一つまたはそれ以上の爪の一部を自傷.Score 2:一つまたはそれ以上の爪の全部を自傷.Score 3:一つまたはそれ以上の肢を自傷.ラットは以下の3群に分類した.(1)FK506 5mg/kg/dayを7日間腹腔内投与(2)FK506 1mg/kg/dayを7日間腹腔内投与(3)生食1ml/kg/dayを7日間腹腔内投与.神経切断後3週間の時点において.予想に反し(1)群(2.6点)において(2)群(0.9点).(3)群(1点)よりも自傷スコアは有意に高かった.

自傷スコアの高いラットで脊髄後角細胞のアポトーシスが観察された.自傷行為,アポトーシスの程度と薬剤投与量との統計的な関連についてはさらに実験を行う必要がある.他の免疫抑制剤Cyclosporinの作用についても調査を続け,実験結果を説明できるような仮説を立てることを次の目標としたい.2)クロミック糸にて坐骨神経を4ヶ所で緩く結紮するモデル(いわゆるchronic constriction injury(CCI)modelあるいはBennett model).神経剥離まで行い,結紮を行わないシャム手術を行った群を対照群とした.左右の足底の熱刺激に対する逃避潜時を測定し,個体差を除外するために左右の潜時の差をスコアとした.術後21日目に最大を示す有意な痛覚過敏が観察された.この時摘出した脊髄では脊髄後角と中心管付近に明かなアポトーシス細胞を観察することができた.これは対照群では観察されなかった.FK506の投与群ではこの痛覚過敏をやや抑制したがまだ例数が足りず統計処理に至っていない.アポトーシスと薬剤の関係についてもさらに実験を続ける必要がある.三種類の神経損傷について痛覚過敏と,脊髄神経細胞のアポトーシスの関連について調べた.ヘマトキシリンおよびssDNA(anti-single-strand DNA)染色を行った.1)腕神経叢切断モデル.痛覚過敏の指標として前肢の先端を自咬する頻度を観察した.1ヶ月にわたって観察し神経切断1ヶ月後に脊髄を取り出した.神経細胞のアポトーシスは頚髄のみならず腰髄において両側性にみられた.免疫抑制剤はアポトーシス発現を抑制しなかった.また自咬行動の頻度も抑制しなかった.2)坐骨神経絞扼モデル.術後約1ヶ月にわたる,熱痛覚過敏がみられた.1ヶ月後の脊髄標本では脊髄後角と中心管周囲に多数のssDNA染色陽性細胞がみられた.患側でやや強かったが両側性であった.陽性細胞数は腰髄>頚髄であった.3)脊髄神経結紮モデル.アロディニアと熱痛覚過敏が見られたにもかかわらずアポトーシスの程度は3種類の神経損傷の中で一番軽度であった.以上より,末梢神経の損傷による脊髄におけるアポトーシスは非特異的な反応として観察された.アポトーシス出現の部位特異性の低さは炎症性痛覚過敏における脊髄COX-2の発現と共通しており,損傷を受けた求心性繊維からのグルタミン酸の過剰放出が単純に神経毒性を限局的におよぼしているのではないと考えられる.一つの末梢神経の損傷といえども,神経系に広範囲な影響を及ぼしているものと考えられた.また,アポトーシスの程度と痛覚過敏の程度が相関を示していないという観察結果から,必ずしも抑制性のニューロンが選択的に障害されるのではないことを示していると考えられた.神経損傷によりアポトーシスをおこす神経細胞の種類を正確に把握するために現在他の染色法との組み合わせにより実験継続中である.免疫抑制薬がアポトーシスに影響を与えると予想したがほとんど影響を与えなかったため,神経保護作用のあるcycloheximide, ionomycin, propentofyllineなどについて調べ,最終年度で本研究テーマを完成させることができると考えている.神経因性疼痛は神経ブロックや薬物治療に抵抗性のことが多い.これは脊髄や上位中枢に起きている可塑的な変化が原因であると考えられる.我々はラットで神経因性モデルを作り脊髄灰白質の神経細胞が変性を受けるかどうかについてしらべた.脊髄神経のL4,L5を細い絹糸で強く結紮し神経因性を作成した.痛覚の検査にはプランターテストによる熱逃避反応とvon Frey hairによる触覚刺激とを用いた.脊髄切片は手術後3週間で灌流固定し摘出した.脊髄の頚膨大部および腰膨大部で切片を作成した.染色にはssDNA抗体を用いアポトーシスの初期のシグナルを観察した.
組成変調ホウ化物系エピタキシャル薄膜の作製と新機能発現

LaB6に代表される六ホウ化物系材料は超伝導性、電子放出能、熱電変換能、などの魅力的物性を有する。本研究では八面体Bクラスターとアルカリ土類金属や希土類から構成されるホウ化物結晶の単結晶ライクなエピタキシャル薄膜を種々の単結晶基板上にパルスレーザーアブレーション成膜法により合成を試みた。基板効果、組成変調、異種薄膜の積層化、合成温度の低温化などを検討し、薄膜結晶構造と物性の相関を系統的に評価した。緩衝層導入によるMgO基板あるいはサファイア基板上でのエピタキシャル成長の促進を見出した。さらに、希土類とアルカリ土類金属との混合による六ホウ化物系エピタキシャル薄膜の合成に成功した。LaB6に代表されるホウ化物系材料は、Bクラスターを構成要素に持つその特異な構造に由来して、超伝導性、強磁性、電子放出能、熱電変換能、などの電子デバイス応用の観点から見ても様々な魅力的物性をバルク体として有する。しかし、これまでホウ化物薄膜の合成に関連する研究はあまりされておらず、薄膜電子材料としての未知なる特性はまだ多く隠れている可能性が高い。これら薄膜新機能を引き出すような研究成果を狙うのが本研究の目的である。本研究では、軽元素Bの八面体クラスターとアルカリ土類金属(Mg,Ca,Ba)や希土類(La,Euなど)から構成されるホウ化物結晶の単結晶ライクなエピタキシャル薄膜を、種々の単結晶基板上にパルスレーザーアブレーション(PLD)成膜法を適用して、堆積を試みることにした。また、当該研究第1段階である本年度では、希土類ホウ化物やアルカリ土類金属ホウ化物を主体にして、基板効果、組成変調、異種薄膜の積層化、合成温度の低温化、または当該薄膜プロセス独自の種々のパラメータなどと、生成する薄膜の結晶構造との相関を系統的に評価することに主眼を置いた。その結果、MgO基板あるいはサファイア基板上に、最適な条件下で種々のホウ化物系エピタキシャル薄膜の作製に成功した。また、電気抵抗の温度依存性や表面仕事関数などの系統的な特性評価を通して、アルカリ土類含有ホウ化物系薄膜の構造と特性との相関に関する有用な知見を得ることができた。LaB6に代表される六ホウ化物系材料は、Bクラスターを構成要素に持つその特異な構造に由来して、超伝導性、強磁性、電子放出能、熱電変換能、などの電子デバイス応用の観点から見ても様々な魅力的物性をバルク体として有する。また、当該研究第2段階である本年度では昨年度に引き続き、希土類ホウ化物やアルカリ土類金属ホウ化物を主体にして、基板効果、組成変調、異種薄膜の積層化、合成温度の低温化、または当該薄膜プロセス独自の種々のパラメータなどと、生成する薄膜の結晶構造との相関を系統的に評価することに主眼を置いて研究を行った。その結果、緩衝層導入によるMgO基板あるいはサファイア基板上でのエピタキシャル成長の促進を見出した。さらに、希土類とアルカリ土類金属との今後による六ホウ化物系エピタキシャル薄膜の合成に成功し、電気抵抗の温度依存性や表面仕事関数などの系統的な特性評価を行った。LaB6に代表される六ホウ化物系材料は、B原子群からなるクラスターを構成要素に持つという特異な結晶構造に由来して、超伝導性、強磁性、電子放出能、熱電変換能、などの電子デバイス応用の観点から見ても様々な魅力的物性をバルク固体として有する。しかし、これまでバルク体ではなく、ホウ化物系薄膜の合成に関連する研究は、薄膜成長の困難さなどからあまり報告されておらず、薄膜組成の変調などによって、薄膜電子材料としての未知なる特性が発現する可能性が高い。そこで、これら種々の組成を持つホウ化物系薄膜の気相合成条件を系統的に検討して、良好なエピタキシャル結晶性(いわゆる単結晶性)を有する薄膜を合成して、これまでにない新機能を引き出すような研究成果を狙うのが本研究の目的となっている。

上記の研究目的を達成するために、本研究では軽元素Bの八面体クラスターとアルカリ土類金属(Mg,Ca,Ba)や希土類(La,Euなど)から構成されるホウ化物結晶の単結晶ライクなエピタキシャル薄膜を、種々の単結晶基板上にパルスレーザーアブレーション(PLD)成膜法を適用して、堆積を試みることにした。また、希土類ホウ化物やアルカリ土類金属ホウ化物を主体にして、基板効果、組成変調、異種薄膜の積層化、合成温度の低温化、または当該薄膜プロセス独自の種々のパラメータなどと、生成する薄膜の結晶構造との相関を系統的に評価することに主眼を置いて研究を行った。その結果、SrB6を主成分とする緩衝層導入によるMgO単結晶基板あるいはサファイア単結晶基板上でのLaB6薄膜およびBaB6薄膜におけるエピタキシャル成長の可能性を見出した。さらに、希土類とアルカリ土類金属との混合による六ホウ化物系エピタキシャル薄膜の合成にも成功し、電気抵抗の温度依存性や表面仕事関数などについて、組成を変えて系統的な特性評価を行うことができた。
キョウチクトウ科植物を素材とする新規多量体アルカロイドの探索

キョウチクトウ科Voacanga grandifoliaおよびTabernaemontana corymbosaを素材として新規医薬リードの探索研究を行った結果、3種の新規骨格アルカロイドを含む12種の新規モノテルペンインドールアルカロイドを単離した。得られた新規化合物について各種活性評価を行ったところ、新規骨格アルカロイドvoacalgine Aにヒト白血病細胞(HL-60)に対する成長阻害活性を見出した。また、Tabernaemontana phymataより分離したアルカロイド9-methyoxyellipticineに脂肪滴産生抑制作用を見出し、その作用機序を明らかにした。インドネシア産キョウチクトウ科Voacanga grandifoliaを素材として成分研究を行った結果、voacalgine AEと命名した新規モノテルペンインドールアルカロイドの単離に成功し、それらの構造を各種二次元NMRを用いて明らかにした。Voacalgine AはC-mavacurine骨格と2,3-dihydroxybenzoateが1:1で縮合した構造、voacalgine BはalstonerineのC-10位に水酸基が結合した構造、voacalgine Cはmacroline骨格とC6ユニットが縮合した7環性の構造、voacalgine DおよびEはvoacalgine Cと同様にmacroline骨格とC6ユニットが縮合した構造であるが、2-furyloyl基を有する全く新しい構造であった。他方、異なるロットの本植物からは、vobasine型とiboga型からなる新規二量体アルカロイドvoacalgine Eの単離に成功し、その相対立体配置を明らかにした。単離した新規アルカロイドについて抗マラリア原虫活性、抗がん活性、チューブリン重合阻害活性、メラニン産生阻害活性、ラット血管弛緩活性等の評価を行ったところ、voacalgine AがHL-60細胞に対してIC50 12.1マイクロモーラー、およびHCT116細胞に対してIC50 45.7マイクロモーラーで増殖抑制活性を示した。インドネシア産キョウチクトウ科Voacanga grandifoliaの樹皮の成分検索を行った結果、1種の新規モノテルペンインドールアルカロイドvoacalgine Fを単離し、その構造を各種スペクトルデータにより明らかにした。Voacalgine Fはvobasine型とiboga型からなる新規二量体モノテルペンインドールアルカロイドである。マレーシア産キョウチクトウ科Tabernaemontana corymbosaの葉の成分検索を行った結果、6種の新規モノテルペンインドールアルカロイドを単離し、その構造を各種スペクトルデータにより明らかにした。3種についてはCDスペクトルにより絶対立体配置まで帰属した。タイ産キョウチクトウ科Tabernaemontana divaricataの全植物の成分検索を行った結果、1種の新規モノテルペンインドールアルカロイドcompound Aを単離した。compound Aはiboga型骨格を有するvoacangineの3位メトキシ体であり、相対立体配置は各種二次元NMRに基づいて明らかにし、絶対立体配置は既知化合物とのCDスペクトルの比較により帰属した。天然物化学キョウチクトウ科Voacanga grandifoliaを素材に3種の新規骨格を含む6種の新規アルカロイドの単離に成功し、それらの生物活性を評価した。現在更なる研究素材としてTabernaemontana divaricataおよびTabernaemontana elegansの検討を行っており、新たな知見が得られるものと思われる。今後は、Tabernaemontana属植物の成分検索を活発に行い、新規多量体アルカロイドの単離、構造解析を進めていく。その一方で、所有しているモノテルペンインドールアルカロイドのPolonovski反応等による二量体化の検討、ならびに類縁体の合成も行い、構造活性相関の解明に向けた準備を整えていく。
ES細胞を基軸とした歯周組織再生担当細胞の分化制御メカニズムの解明

歯周組織再生担当細胞は古くより歯根膜組織中にある細胞であることが知られているものの、そのマーカーや発生に関しては不明な点が多い。近年ES/iPS細胞を用いた研究は心臓のみならず腸や肝臓までオルガノイド形成技術により作成することがわかってきており、培養器材の表面性状や、増殖因子によって発生させることに成功している。一方では歯や毛などは上皮と間葉の少なくとも2種類の細胞の相互作用によって形成されることがわかってきているがそのメカニズムには不明な点が多い。平成30年度前半においては歯根膜組織由来間葉系幹細胞(PDL-MSC)特異的遺伝子を分担研究者・中井教授と共同で探索した結果、他の組織由来のMSCと明らかに発現パターンの異なる遺伝子群を抽出することに成功した。具体的には東京女子医科大学倫理委員会承認の後に、健常青年の抜去歯牙7本からPDL-MSCを採取し、RNAを採取した後に、NGSを用いて全発現解析を実施した。データベースで閲覧可能な他の組織由来MSCと遺伝子発現を比較検討して、PDL-MSC特異的な遺伝子発現を抽出し、7つの遺伝子を絞り込んだ。それぞれの遺伝子をsiRNAを用いて機能欠損させたときの細胞挙動を観察し、石灰化誘導時における各遺伝子の機能解析を実施した。一方ではiPS細胞を用いて神経堤細胞を経てMSCに分化させるプロトコールの最適化を実施した。平成30年度内に研究代表者が異動(東京女子医科大学先端生命医科学研究所から東京医科歯科大学医歯学総合研究科歯周病学分野)することとなり、東京医科歯科大学でのES細胞倫理委員会承認に向けた準備を進めている。ES細胞培養においてはそれ専用の培養室の確保と培養機器の準備が必要であり、必要な観察装置などを設置した。具体的にはヒトES/iPS細胞を経時的に観察・記録するためのイメージングシステムを研究計画書に準じて導入した。歯根膜組織由来間葉系幹細胞の遺伝子発現に関しては研究計画通りに順調に絞り込むことが出来たが、平成30年度内に研究代表者が異動(東京女子医科大学先端生命医科学研究所から東京医科歯科大学医歯学総合研究科歯周病学分野)することとなり、東京医科歯科大学でのES細胞倫理委員会承認に向けた準備を進めている都合上、ES細胞を用いた研究は来年度に先送りせざるを得ず、進捗状況は「やや遅れている」を選定するに至った。2019年度前半においては東京医科歯科大学でのES細胞倫理委員会承認を目標として、研究施設の整備を行うと共に、iPS細胞を用いた分化誘導法の再現性の向上に努める。後半においては歯根膜組織由来間葉系幹細胞特異的な遺伝子をES細胞に導入することでどのような形質転換が起こるのかを歯根膜細胞最終分化マーカーを指標に探索する予定である。分化系譜を構築できたあかつきには免疫不全動物への移植実験を通して、ES由来MSCの有効性のみならず安全性を探索する予定である。

後半においては歯根膜組織由来間葉系幹細胞特異的な遺伝子をES細胞に導入することでどのような形質転換が起こるのかを歯根膜細胞最終分化マーカーを指標に探索する予定である。分化系譜を構築できたあかつきには免疫不全動物への移植実験を通して、ES由来MSCの有効性のみならず安全性を探索する予定である。
SEMによる分域構造の観察

1強誘電分域構造のSEMによる直接観察の際に起こるコントラスト消失の原因SEMによる分域構造観察でのコントラストの消失原因が帯電による分極反転と考え、抗電場が大きくなるTcよりずっと低温でSEM観察を行い、どの程度帯電による分極反転を防げるか調べた。この結果、2kV程度の低加速電圧では、消失原因が帯電による分極反転ではなく、コントラスト発生起源である正負両分域での二次電子放出効率の違いであることが分かった。これは本質的な問題でありSEMの使用法を変えない限り解決できないことが分かった。2冷却器を使ったSEMによるSC(NH_2)_2の分域構造の直接観察SEMによる分域構造の直接観察はコントラストの消失を招くが、消えるまでの僅かな時間で分域構造の観察を試みた。研究費の2/3を費やして購入したSEM用冷却装置を使ってTc:169KのSC(NH_2)_2の分域構造を観察した。その分域壁はNaNo_2と同様に整然とした擬一次元構造をしていることが観察でき、また分域の最小幅は0.2μmまで確認できた。3 SEMによる分域構造の間接観察のための準備NaNO_2で既に実施している方法であるが、エッチングした表面をSEMで観るという間接的な方法で分域構造の粗視化過程を調べる。試料はNaNO_2と同様にincommensurate相を持つK_2Zncl_4にした。NaNO2_2でのantistrippleが二枚の分域壁の癒着で起こるのに対し、K_2ZnCl_4では六枚の分域壁からなる。この試料の腐食液としてアセトンが優れていることを既に見つけている。現在このエッチングの分解能はまだミクロンオーダーで光学顕微鏡で観察している。腐食液のあと少しの改良でこの分解能はサブミクロンオーダーまで向上する。いよいよ光学顕微鏡からSEM観察に移行し、粗視化の初期過程が観察できる段階になりつつある。1.これまでの研究によって得られた新たな知見1)SEMによる強誘電分域構造の直接観察を、長時間安定して行う方法として試料の冷却を行っている。抗電場が大きくなる、Tcよりずっと低温で観察を行えば、帯電による分極反転を防ぎ、長時間観察が可能になると考えた。しかし,2kVの低加速電圧で観察が困難になる原因は分域壁の移動を伴う帯電による分極反転ではなく単なる正負分域のコントラストの消失である。このコントラストは冷却速度が大きいほど、またTcに近いほど長持ちすることから、焦電荷の変化率に依存すると思われる。2)正負の分域に対応するコントラストの寿命にSEMの1次電子ビームが大きく影響していると考えられる。そこで、1次電子ビームを弱くして(つまり電流を減らす)コントラストの寿命を延ばすことを試みた。電流を下げれば当然2次電子像は暗くなるのでポラロイドフィルムの感度をISO800からISO3000に上げた。しかし、像の鮮明さは極端に悪化し、目的としている1μm以下の細かな分域構造の観察には適さないことがわかった。2.今後の研究計画1)焦電荷の温度変化率が大きいTc直下で温度を振り、電子線による表面電荷の飽和をさける。常に二種類の表面電荷が存在している状態を作ればコントラストは消失しない。2)バラ相で常誘電体を蒸着した試料を、フェロ相でSEMによる分域観察を行う。蒸着する常誘電体として、大気中保存・電子線照射に対して安定な、高原子番号の金属元素からなる金属塩・金属酸化物を探す。

3)画像の記録を一枚350円ほどの高価なポラロイド写真だけに依存せず、解像度で妥協できるならデジタルカメラによる撮影、あるいはAD変換ボードを経由しコンピュータに取り込みデジタル画像としての記録も実施する。1強誘電分域構造のSEMによる直接観察の際に起こるコントラスト消失の原因SEMによる分域構造観察でのコントラストの消失原因が帯電による分極反転と考え、抗電場が大きくなるTcよりずっと低温でSEM観察を行い、どの程度帯電による分極反転を防げるか調べた。この結果、2kV程度の低加速電圧では、消失原因が帯電による分極反転ではなく、コントラスト発生起源である正負両分域での二次電子放出効率の違いであることが分かった。これは本質的な問題でありSEMの使用法を変えない限り解決できないことが分かった。2冷却器を使ったSEMによるSC(NH_2)_2の分域構造の直接観察SEMによる分域構造の直接観察はコントラストの消失を招くが、消えるまでの僅かな時間で分域構造の観察を試みた。研究費の2/3を費やして購入したSEM用冷却装置を使ってTc:169KのSC(NH_2)_2の分域構造を観察した。その分城壁はNaNO_2と同様に整然とした擬一次元構造をしていることが観察でき、また分域の最小幅は0.2μmまで確認できた。3 SEMによる分域構造の間接観察のための準備NaNO_2で既に実施している方法であるが、エッチングした表面をSEMで観るという間接的な方法で分域構造の粗視化過程を調べる。試料はNaNO_2もと同様にincommensurate相を持つK_2ZnCl_4にした。NaNO_2でのantistrippleが二枚の分城壁の癒着で起こるのに対し、K_2ZnCl_4では六枚の分城壁からなる。この試料の腐食液としてアセトンが優れていることを既に見つけている。現在このエッチングの分解能はまだミクロンオーダーで光学顕微鏡で観察している。腐食液のあと少しの改良でこの分解能はサブミクロンオーダーまで向上する。いよいよ光学顕微鏡からSEM観察に移行し、粗視化の初期過程が観察できる段階になりつつある。
サル海馬傍回皮質における対象認知記憶と空間認知記憶の機能分化について

海馬が空間再認知記憶に密接に関与していることは、ヒトの臨床的知見やサルやラットの摘除実験で示唆されている。本研究では前頭葉や下頭頂小葉と海馬を結ぶ空間情報径路にあたり、上記のサルや海馬摘除の損傷域に含まれていた後部海馬傍回皮質(TF野・TH野)と、側頭葉と海馬を結び物体情報経路にあたる嗅周皮質の、対象認知記憶と空間認知記憶に関する機能的意義を検討した。具体的には10頭のニホンザルを用いて、空間再認記憶課題である場所を手がかりとした遅延見本合わせ課題と対象認知記憶課題である物体(本研究では色)を手がかりとした遅延見本合わせ課題に及ぼす後部海馬傍回皮質摘除と嗅周皮質摘除の効果を検討した。摘除前に、場所を手がかりとする遅延見本合わせ課題を動物に学習させ、達成後、3頭の後部海馬傍回皮質と他の3頭の嗅周皮質を、手術により吸引摘除した。残りの4頭は非摘除対照群として用いた。述後、再度空間認知記憶課題を課し、その成績を対照群と比較検討した。色の認知記憶課題については、摘除後空間認知課題の実験終了後に初学習として課し、対照群と成績を比較した。その結果、後部海馬傍回皮質摘除群と嗅周皮質摘除群は、ともに空間認知記憶課題学習の保持に障害を示した。しかし、対照認知記憶課題については嗅周皮質摘除群は、重篤な障害を示したが、後部海馬傍回皮質摘除群は全く障害を示さなかった。これらの結果から、視覚性認知記憶の空間認知記憶と対照認知記憶に嗅周皮質を含む海馬傍海皮質が同じ機能的役割を持つのではなく、異なることが明らかになった。すなわち、対象認知記憶には嗅周皮質が強く関与するが、後部海馬傍回皮質は全く関与しないのに対して、空間認知記憶には後部海馬傍回皮質のみならず嗅周皮質もまた強く関与する可能性が示唆された。ヒトやサルの側頭葉内側部の損傷によって生ずる視覚性記憶障害には対象認知記憶障害と空間認知記憶障害が認められる。側頭葉内側部には、海馬体・扁桃核をはじめ、海馬傍回諸野と嗅周皮質が含まれている。これまでに得た解剖学的知見から、海馬傍回と嗅周皮質の視覚性記憶過程に対する関与が異なる(機能分化)ことを示唆されることから、本研究では空間認知記憶と対象認知記憶に対する海馬傍回・嗅周皮質摘除の効果を行動学的に検討することを目的とする。本年度は、ニホンサルを用い、空間認知記憶と対象認知記憶に及ぼす後部海馬傍回皮質(TF野+TH野)の摘除効果を調べた。空間認知記憶として場所の遅延見本合わせ課題を、対象認知記憶として色の遅延見本合わせ課題を用い、後部海馬傍回摘除による成績を非摘除正常群の成績と比較した。(1)空間認知記憶課題の結果:非摘除正常サル(3頭)は、再学習時にほぼ完全な保持を示したのに対し、後部海馬傍回摘除群(3頭)は術後再学習に平均510試行要し、障害を示した。再学習後の遅延テストでは、30・60・120秒の各遅延について、正常群がそれぞれ75%、69%、61%の平均遂行率を示したのに対して、後部海馬傍回摘除群は、67%、56%、55%の平均遂行率を示し、その成績は正常群よりも低かった。摘除群の術前の遅延テストでは70%、61%、54%の平均遂行率を示した。個体内の摘除前後の成績の比較ではほとんど変わらない成績を示す動物がいることから、遅延テストにおける障害はほとんど見られなかった。(2)対象認知記憶課題の結果:術後、色の遅延見本合わせ課題を課した所、後部海馬傍回摘除による障害は学習達成試行と遅延テストにおいて見られなかった。本結果より、後部海馬傍回は、側頭葉内側部損傷による空間記憶障害には関係するが、対象認知記憶障害には関与しないことが示唆された。

これらの結果から、視覚性認知記憶の空間認知記憶と対照認知記憶に嗅周皮質を含む海馬傍海皮質が同じ機能的役割を持つのではなく、異なることが明らかになった。すなわち、対象認知記憶には嗅周皮質が強く関与するが、後部海馬傍回皮質は全く関与しないのに対して、空間認知記憶には後部海馬傍回皮質のみならず嗅周皮質もまた強く関与する可能性が示唆された。1.空間認知記憶と対象認知記憶に関わる側頭葉内側部において、海馬傍回皮質・嗅周皮質の果たす役割を明らかにするために、本年度はニホンサルを用いて嗅周皮質摘除のこれらの記憶に及ぼす効果を非摘除サルの成績と比較検討した。空間認知記憶課題として場所を手がかりとした遅延見本合わせ課題を、対象認知課題として色を手がかりとした遅延見本合わせ課題を、遅延時間10秒を基本課題として使用した。2.(1)場所遅延見本合わせ課題の結果:術前の場所遅延見本合わせ課題の学習には、摘除群、非摘除群合わせて平均342試行で学習基準に達成した(学習基準は3日連続30試行中80%以上の正反応率)。摘除後の成績は、非摘除群は平均15試行で学習基準に達し、学習のほぼ完全な保持を示したのに対し、嗅周皮質摘除群では1頭は510試行、他の2頭については1000試行の再学習訓練にもかかわらず、学習基準に達することができなかった。再学習を達成した1頭について、20・30・60秒に遅延時間を延長した遅延テストの成績をみてみると、20秒遅延テストで非摘除群の成績との間に大きな差がみられたが、30・60秒遅延テストでは非摘除群の成績も非常に悪く、差は見られなかった。(2)色遅延見本合わせ課題の結果:この課題は場所遅延見本合わせ課題の実験終了後に、初学習として課した。非摘除群は、385試行で学習基準(連続100試行中90%以上の正反応率)に達したが、摘除群はいずれも1000試行以内では学習基準に達しなかった。(3)摘除域の組織学的検索では、嗅周皮質に隣接する嗅内皮質および下部側頭葉皮質に損傷が見られたが、海馬体には損傷はなかった。3.以上の結果、海馬体の損傷を含まないでも空間認知記憶と対象認知記憶の双方が障害されることが示唆されたが、嗅周皮質のみの効果とは現段階では言えない。今後、嗅内皮質損傷の効果を検討する課題が提起される。
水素水の拡散能を利用した心停止ドナー肺障害の修復と肺移植実現を目指した大動物実験

平成29年度から、ビーグル犬を使った実験を開始した。温虚血モデルとしてラットでの先行研究と同様に、左肺門部クランプモデルにて、水素水の胸腔内灌流による効果を検討した。温虚血時間は3時間とし、温虚血中に胸腔内に水素水を灌流させ、再灌流後右肺動脈をクランプして左肺の評価を行った。対照群には生理食塩水を胸腔内に灌流させた。結果は肺機能・酸素化能を含む生理学データおよび肺組織学的検査で対照群並びに水素群において有意な差は認めなかった。原因としては胸腔内に灌流させる水素水の量が少ないこと、ビーグル犬の肺が大きいため胸膜を透して、十分に水素が肺中心部まで拡散しないことが考えられた。水素水の胸腔内灌流量を増加し、再度実験を行うも2群間に差は認めなかった。そこで、冷虚血モデルとして、ビーグル犬の左片肺移植モデルを用いて、水素含有臓器保存液による肺のフラッシングおよび浸漬による肺保存の効果を検証する実験を開始した。冷虚血時間は検討を重ねて、23時間に設定した。水素濃度を維持するためにアルミバックに肺を入れて保存した。肺のフラッシングに関しては、ドナー犬の手術の際に順行性、逆行性に還流させ、23時間後の移植の直前に再度順行性、逆行性に還流して、移植を行った。移植後は、グラフトが再灌流してから45分後に対側の肺動脈を遮断して、グラフト肺の機能評価を行った。予備実験を経て、本実験を開始した。冷虚血モデルとして、ビーグル犬の左片肺移植モデルを用いて、水素含有臓器保存液による肺のフラッシングおよび浸漬による肺保存の効果を検証する実験を開始し、予備実験を重ね、条件設定を行った。臓器保存液中の水素濃度を長時間にわたって維持するために、浸漬保存に用いる臓器保存液の量を増やして経過を観察し、最終的な条件を以下のように設定した。冷虚血時間を23時間に設定し、肺のフラッシングに関しては、ドナー犬の手術の際に順行性、逆行性に還流させ、23時間後の移植の直前に再度順行性、逆行性に還流して移植を行った。グラフト肺の浸漬に用いる臓器保存液は、2.5Lに増量した。移植後はグラフトが再灌流してから45分後に対側の肺動脈を遮断して、グラフト肺の機能評価を行った。計4時間再灌流し、評価を行った後、犠牲死させ、肺検体、病理検体を採取した。本実験では、実験群はコントロール群と水素群の2群で設定し、コントロール群はフラッシングおよび浸漬を通常のET-KYOTO液(日常臨床で用いている臓器保存液)で行い、水素群ではそれらを水素含有ET-KYOTO液で施行した。各群5例ずつ実験を施行した。結果として、再灌流中の動脈血酸素分圧は水素群で有意に高値であり、二酸化炭素分圧は水素群で有意に低値であった。肺の動的コンプライアンスは水素群で有意に高値であり、移植されたグラフト肺機能が保たれていることが示唆された。肺水腫の程度を評価するため肺の湿乾重量比を計測したところ、有意差には至らなかったが水素群で低値である傾向を認めた。グラフト肺障害の程度を病理組織検体で評価したところ、水素群で有意に肺障害が弱く、アポトーシスを起こしている細胞の数も有意に水素群で少なかった。これらの結果から、水素含有臓器保存液の肺保存効果が示唆された。これらの結果を2019年4月の国際心肺移植学会(アメリカ、オーランド)にて発表した。冷虚血障害モデルでの結果を論文化する予定である。また、冷虚血傷害モデルでの結果を受けて、今後はドナー不足解消を目指して温虚血傷害モデルである心停止ドナーモデルでの実験を重ねる計画である。冷虚血時間は検討を重ねて、21時間に設定した。肺のフラッシングに関しては、ドナー犬の手術の際に順行性、逆行性に還流させ、21時間後の移植の直前に再度順行性、逆行性に還流して、移植を行った。移植後は、グラフトが再灌流してから15分後に対側の肺動脈を結紮して、グラフト肺の機能評価を行った。

現時点ではまだ予備実験の段階の結果であるが、再灌流後30分時点での動脈血酸素化が有意に水素群でよい傾向が出ている一方で、再灌流後4時間の時点では、差が消失している。その原因の一つとして肺の保存液中の水素濃度の低下が考えられたので、肺の冷保存状態を再度検討し、水素濃度を維持できる環境を準備し、実験を重ねる計画である。ビーグル犬を使った実験を開始した。現時点ではまだ予備実験の段階の結果であるが、動脈血酸素化が有意に水素群でよい傾向が出ている一方で、再灌流後4時間の時点では、差が消失している。平成29年度から、ビーグル犬を使った実験を開始した。温虚血モデルとしてラットでの先行研究と同様に、左肺門部クランプモデルにて、水素水の胸腔内灌流による効果を検討した。温虚血時間は3時間とし、温虚血中に胸腔内に水素水を灌流させ、再灌流後右肺動脈をクランプして左肺の評価を行った。対照群には生理食塩水を胸腔内に灌流させた。結果は肺機能・酸素化能を含む生理学データおよび肺組織学的検査で対照群並びに水素群において有意な差は認めなかった。原因としては胸腔内に灌流させる水素水の量が少ないこと、ビーグル犬の肺が大きいため胸膜を透して、十分に水素が肺中心部まで拡散しないことが考えられた。水素水の胸腔内灌流量を増加し、再度実験を行うも2群間に差は認めなかった。そこで、冷虚血モデルとして、ビーグル犬の左片肺移植モデルを用いて、水素含有臓器保存液による肺のフラッシングおよび浸漬による肺保存の効果を検証する実験を開始した。冷虚血時間は検討を重ねて、23時間に設定した。水素濃度を維持するためにアルミバックに肺を入れて保存した。肺のフラッシングに関しては、ドナー犬の手術の際に順行性、逆行性に還流させ、23時間後の移植の直前に再度順行性、逆行性に還流して、移植を行った。移植後は、グラフトが再灌流してから45分後に対側の肺動脈を遮断して、グラフト肺の機能評価を行った。予備実験を経て、本実験を開始した。冷虚血モデルとして、ビーグル犬の左片肺移植モデルを用いて、水素含有臓器保存液による肺のフラッシングおよび浸漬による肺保存の効果を検証する実験を開始し、予備実験を重ね、条件設定を行った。臓器保存液中の水素濃度を長時間にわたって維持するために、浸漬保存に用いる臓器保存液の量を増やして経過を観察し、最終的な条件を以下のように設定した。冷虚血時間を23時間に設定し、肺のフラッシングに関しては、ドナー犬の手術の際に順行性、逆行性に還流させ、23時間後の移植の直前に再度順行性、逆行性に還流して移植を行った。グラフト肺の浸漬に用いる臓器保存液は、2.5Lに増量した。移植後はグラフトが再灌流してから45分後に対側の肺動脈を遮断して、グラフト肺の機能評価を行った。計4時間再灌流し、評価を行った後、犠牲死させ、肺検体、病理検体を採取した。本実験では、実験群はコントロール群と水素群の2群で設定し、コントロール群はフラッシングおよび浸漬を通常のET-KYOTO液(日常臨床で用いている臓器保存液)で行い、水素群ではそれらを水素含有ET-KYOTO液で施行した。各群5例ずつ実験を施行した。結果として、再灌流中の動脈血酸素分圧は水素群で有意に高値であり、二酸化炭素分圧は水素群で有意に低値であった。肺の動的コンプライアンスは水素群で有意に高値であり、移植されたグラフト肺機能が保たれていることが示唆された。