hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
行動情報に基づく、絶滅危惧種ウミガメ類の混獲危険性評価手法の確立

漁業による海洋生物の偶発的な混獲は、世界的な社会問題に発展している。絶滅が危惧されるウミガメ類においても、漁業による混獲が減少の要因のひとつとされている。本研究では、近年測位精度が高まりつつあるバイオロギング手法を用いて、八重山諸島周辺海域におけるアオウミガメの生息域・行動圏を高精度で把握した。次いで、これら範囲と小型定置網設置場所との重複状況を調べ、混獲可能性や漁場との住み分けの可能性を模索した。本年度は、アオウミガメ亜成体を対象とし、沖縄県八重山諸島における混獲可能性の高い地域を特定することを目的に研究を実施した。実験では、アオウミガメ亜成体の行動圏、または摂餌場所を明らかにするために、アオウミガメ4個体の頭部に加速度データロガー、背甲部にGPS-ARGOS送信機、加速度・速度・深度データロガーを装着して、行動追跡・記録実験を行った。実験の結果、1日における摂餌時間帯に朝・昼・夕3回のピークが見られること、摂餌は1m水深の場所でおこなっていることが明らかとなった。このことから、アオウミガメ亜成体は、海草類を主に摂餌し、また定期的に海草藻場を訪れていることが示唆された。八重山諸島で捕獲し、同地点にて放流した3個体の放流後の移動パターンには個体差があり、八重山諸島周辺海域の一定の地点に留まる個体もいれば、九州南部や台湾方面へ移動する個体も見られた。しかし、移動時以外の滞在水深は浅海域(30m以浅)に限定された。3個体に関しては固定された行動圏が見られる前に、その信号が途絶えたため、以後追跡はできなかった。捕獲場所とは異なる地点で放流した1個体に関しては、放流後しばらく迷走の後、もとの生息域へ回帰し、その後非常に狭い行動圏を有することが明らかとなった。以上のことから、30m以浅の沿岸域はアオウミガメ亜成体の生息域として非常に重要であり、さらに海草藻場周辺海域はその摂餌場として機能していることから、さらの混獲可能性が高いことが示唆された。漁業による海洋生物の偶発的な"混獲"は現在、世界的な社会問題に発展している。現在までに、漁具の改良という観点から混獲防止への取り組み、研究が行われているが、ウミガメ類の生態学的な知見を集積して、ウミガメ生息域と漁場との住み分けを図るといったアプローチは、これまでなされてこなかった。これは、ウミガメを含む海洋動物の生態は、直接観察できないため、行動生態・生息域に関する知見が希薄であるためである。本研究では、近年測位精度が高まりつつあるバイオロギング手法を用いて、八重山諸島周辺海域におけるウミガメ類の生息域・行動圏を高精度で把握した。次いで、これら範囲と小型定置網設置場所との重複状況を調べ、混獲可能性や漁場との住み分けの可能性について検討した。本研究の結果、八重山諸島に生息するアオウミガメは、多くの小型定置網が設置されている浅海域(<3m)に、海草の摂餌のために来遊していることが明らかとなった。また、その来遊時間帯は潮汐に関係なく朝6時と夕刻18時周辺に集中していた。また、個々の個体が利用する行動圏は非常に限られたものであり、ある一つの摂餌場所(海草藻場)はある特定の個体群が利用していることが示唆された。今なお、八重山諸島における小型定置網設置区域は、アオウミガメの生息域と重複しているが、網口に自動開閉装置を取り付けるなどして、アオウミガメが集中的に来遊する時間帯(朝6時と夕刻18時)には網口を塞ぐなどの手段により混獲を回避できるかもしれない。
検索可能暗号の機能拡張の研究

本研究では、検索可能暗号における検索可能者の指定や、検索条件を柔軟に設定可能にするための機能拡張について提案した。提案方式は複数サーバを用いるモデルであるものの有用な機能を有し、安全であり、かつ効率的である。更に、これらの方式に関連する性能向上に係る研究も行った。これらの成果により、暗号化データを利用する際の利便性とセキュリティの向上等に寄与できた。近年,インターネットを介したクラウドサービス等の第三者が提供するサービスの利用が活発となっている.本研究では,暗号化対象に関連付けられた情報を利用した検索機能に対し,利便性を向上させる方式の提案,およびその安全性の確立に関する研究を推進している.具体的には,検索可能暗号に対して,復号可能者の指定等を含む様々な条件を柔軟に設定可能とするための機能付加,性能向上に関する研究を行う.これらの機能が実現できれば,暗号化データをクラウド上に配置するというサービスの利便性とセキュリティを高めることができる.平成25年度は,共通鍵暗号ベース,および公開鍵暗号ベースの検索可能暗号の既存の研究成果を調査し,それを基にモデルの検討を行った.まず,共通鍵暗号ベースの方式については,完全一致検索以外の検索に関する既存研究等を主な対象とし,他の様々な拡張に関して調査研究を進めた.一方,公開鍵暗号ベースの方式については,条件を柔軟に設定可能とするために有益な属性ベース暗号,述語暗号,関数型暗号等を中心に調査研究を行った.これらの調査研究を通してモデルの検討を進めた.モデルの検討は,安全性要件を定義すること,すなわちセキュリティモデルの検討にも大きな影響を与える.このため,これらの検討については研究協力者等と協力し,複数回の議論を重ねた.検索可能暗号のモデルに関する様々な角度からの検討の結果,多くのモデルおよび方式提案がなされているものの,現時点のクラウドサービスの進展等を考えると,ニーズの反映や性能面についてギャップがあるものがあることがわかった.近年,インターネットを介したクラウドサービス等の第三者が提供するサービスの利用が活発になっている.本研究では,暗号化対象に関連付けられた情報を利用した検索機能に対し,利便性を向上させる方式の提案,およびその安全性の確立に関する研究を推進している.具体的には,検索可能暗号に対して,復号可能者の指定等を含む様々な条件を柔軟に設定可能とするための機能付加,性能向上,および安全性の確立に関する研究を行う.これらの機能が実現できれば,暗号化データをクラウド上に配置するというサービスの利便性とセキュリティを高めることができる.平成26年度は,平成25年度に得られた知見をもとに,復号可能者の指定等を含む検索に関する条件の柔軟な設定に関する研究を継続・推進してきた.復号可能者はサーバに検索を依頼できる者でもあるが,それを暗号文作成時に指定できることになる.従来の研究では,匿名性を有する階層型IDベース暗号を基に構成されてきたが,本研究では,複数のサーバ(例えばクラウド事業者)を用いることにより,匿名性を有さない階層型IDベース暗号を基に構成できることを示した.最近のクラウド環境を考えると,複数のサーバが協力して検索を行うというモデルはコスト面でも妥当と考えられる.また,匿名性を有さない階層型IDベース暗号を利用することは,匿名性を有する階層型IDベース暗号を利用する方式よりも暗号文サイズ,処理性能の点でより効率的であることも示した.また,より詳細な検索を行うことができる属性ベース暗号を利用する方式についても,匿名化機能を複数のサーバの協力により実現できる可能性を示した.近年,インターネットを介したクラウドサービス等の第三者が提供するサービスの利用が活発になっている.本研究では,暗号化対象に関連付けられた情報を利用した検索機能に対し,利便性を向上させる方式の提案や安全性の確立に関する研究等を推進してきた.具体的には,検索可能暗号に対して様々な条件を柔軟に設定可能とするための機能付加,性能向上,および安全性の確立に関する研究を行ってきた.平成27年度は,本研究成果として既に提案している複数サーバを用いることで匿名性を有する階層型IDベース暗号及び検索可能者を指定可能な検索可能暗号の構成法に対し,一般化と安全性についての研究を進め,その結果をジャーナル上で発表した.また,複数サーバを用いるモデルではあるが,代理再暗号と組み合わせることで検索者を動的に制御することができる方式も発表した.この方式については,検索者は暗号化時ではなく検索時に事前に定められたサーバが決定できるが,サーバに不要な情報は漏れないように設計した.これらの方式に関連して秘密分散法の高速化に関する研究も進め,その成果も発表した.3年間の研究において,検索可能暗号における既存のモデルの整理の後,検索可能者(すなわち復号可能者)や検索条件を柔軟に設定可能にするための機能付加に関する成果を得た.同様の方式はいくつか知られているが,提案方式は複数サーバを用いるモデルであるものの暗号文サイズや処理性能等については優位性を有する.更に,これらの方式に関連する秘密分散法の高速化についての成果も得た.これらの成果により,暗号化データをクラウド上に配置するというサービスの利便性とセキュリティの向上等に寄与できたと考えている.本研究では、検索可能暗号における検索可能者の指定や、検索条件を柔軟に設定可能にするための機能拡張について提案した。本研究では,暗号化対象に関連付けられた情報を利用した検索機能に対し,利便性を向上させる方式の提案,およびその安全性の確立に関する研究を推進している.

具体的には,検索可能暗号に対して,復号可能者の指定等を含む様々な条件を柔軟に設定可能とするための機能付加,性能向上,および安全性の確立に関する研究を行っている.平成25年度に集中的に行ったモデルの検討は,安全性要件を定義すること,すなわちセキュリティモデルの検討にも大きな影響を与える.これらに関する調査に多くの時間を要したため,現在までの達成度としては予定よりわずかに遅れていると評価している.しかし,平成26年度はそれらの検討結果をもとに研究協力者等と議論を行い,一定のモデルにおける機能付加,効率化に関する成果を得ることができた.モデルの検討に基づく成果については,平成27年度の研究にも反映させる予定である.暗号と情報セキュリティ平成26年度までに得られた知見をもとに,本年度は検索に関する条件の柔軟な設定に関する研究や,安全性向上に関する研究等を進めつつ,研究をまとめていく予定である.具体的には研究協力者等との連携による研究体制を維持し,秘密分散共有法等の機能を利用した,検索機能の拡張や安全性向上などの研究を中心に進める.検索可能暗号においては,クラウドサービスなどの第三者機関の利用等を想定している.しかし,これらによるどのような攻撃を想定するかは重要であり,いくつかのセキュリティモデルを議論したうえで,実現方式について検討する必要がある.このような方針で検討し得られた成果のうち,平成26年度までに得られた復号可能者の指定等を設定可能とするための機能付加については,安全性に関する検討を加えた後に学術論文誌等で発表することを目指す.一方,平成26年度までに検討してきた検索時にサーバに漏れる情報の制御についても,更に研究を進める予定である.それに伴う処理性能についても分析し,国内の研究会または国際会議等にて発表することを目指す.本研究では,暗号化対象に関連付けられた情報を利用した検索機能に対し,利便性を向上させる方式の提案,およびその安全性の確立に関する研究を推進している.具体的には,検索可能暗号に対して,復号可能者の指定等を含む様々な条件を柔軟に設定可能とするための機能付加,性能向上に関する研究を行う.平成25年度は,復号可能者の指定等を含む検索に関する条件の柔軟な設定に関し,様々な角度からの検討を行い,モデルの確立を図った.このため,共通鍵暗号ベース,および公開鍵暗号ベースの検索可能暗号の既存の研究成果を調査し,それを基にモデルの検討を行った.特に,共通鍵暗号ベースの方式については,完全一致検索以外の検索に関する既存研究等を主な対象とし,他の様々な拡張に関して調査研究を進めた.一方,公開鍵暗号ベースの方式については,条件を柔軟に設定可能とするために必要な属性ベース暗号,述語暗号,関数型暗号等を中心に調査研究を行った.モデルの検討は,安全性要件を定義すること,すなわちセキュリティモデルの検討にも大きな影響を与える.このため,これらの検討については研究協力者等と協力し,複数回の議論を重ねた.
交通におけるネットワーキングの経済とその競争原理に関する理論的研究

本年度は、鉄道や道路などの交通サービス産業や、研究開発組織において見られる人的情報伝達に基づく知的生産活動に着目して、ネットワーク型の生産形態の効率性に関する研究を遂行した。以下にその概要を記す。交通については、特に地域間物資流動の観点から地域間の産業連関構造に関する研究を行った。この研究においては、地域間物流の需要予測において有力な手段となり得る地域間産業連関分析の理論的検討を行い、地域内産業連関分析との差に相応する「はね返り需要」の計測モデルを開発した。このモデルは、地域間産業連関俵の整備されてない地域であっても、従来の地域内分析に「はね返り需要」を加味することによって地域間産業連関分析と等価な分析を可能とするものであるため、より精緻な経済波及効果の計測や、それに基づく物流需要予測に限らず幅広い応用が期待できるものと考えている。なお、この成果については土木学会論文集などにおいて公表している。一方、研究開発組織の知的生産活動の効率性評価については、人的情報伝達の効率的実現が知的生産性の向上につながるとの観点から、組織形態と知的生産性の関係を表現するシュミレーションモデルを開発した。このモデルは数理社学における偏ネットモデルの考え方を用いて開発したものであり、組織規模、組織構成、人的資源の配置、グループ間の情報交換の程度など、組織運営に関する諸元と知的生産性の関係を分析することが一応可能となっている。しかし、実用に供するにはいくつかの検討課題を残しており、今後とも継続的に検討を重ねていきたいと考えている。
γH2AXを用いた抗癌剤作用機序の解明と個別治療への応用、および治療効果判定

卵巣癌(明細胞腺癌)、子宮体癌、子宮頚癌治療における抗癌剤作用機序をDNA傷害、アポトーシス誘導、および細胞周期の変化を関連させて検討ができた.細胞周期と関連づけてDNA傷害を検出することが可能となり,また抗悪性腫瘍薬によって引き起こされるDNA傷害の存在を免疫組織化学的手法によって明瞭な個々のドットとして捉えることが可能であった.卵巣癌ではcarboplatin (CBDCA)はcisplatin (CDDP)耐性の明細胞腺癌株にも効力を発揮し、かつS期およびG2/M期細胞にDNA傷害を引き起こしapoptosisへ移行させるという結果が得られた。しかし、CDDPとCBDCAは細胞株間で感受性の違いがみられ,またpaclitaxel(PTX)も殺細胞効果より細胞周期停止効果が主体であり、日本人に多い卵巣明細胞腺癌に特化した解析ではTC療法に低感受性である可能性が示唆された.γH2AXの免疫組織学的検出はDNA傷害程度を判定量的に評価できる可能性が示唆された.子宮類内膜腺癌ではkey drugであるdoxorubicinは細胞株によりアポトーシスとsenescenceの両方,あるいはいずれかを誘導することが示された.CDDPを添加すると全細胞株で明らかなγH2AXの増加がみられ, γH2AXの増加を維持したまま細胞周期が進行し,後にアポトーシスに陥っていくのが観察された. γH2AXのグラフは馬蹄形を呈しておりS期を中心としたγH2AXの上昇を示していた.同一薬剤であっても作用する細胞周期の違い,アポトーシスやsenescence誘導の有無において細胞間で違いがみられ、患者間で差があることが示唆された。子宮頸癌放射線治療後γH2AXの免疫組織学的検出はDNA傷害程度を判定量的に評価できる可能性が示唆された.本手法は、抗がん薬の抗腫瘍効果をみる上で極めて有用と考えられた。子宮体癌の罹患率は近年増加の一途をたどっており,また卵巣明細胞腺癌は日本人の罹患率は高いが治療抵抗性である.そこで今年度は子宮体癌,卵巣明細胞腺癌を主体に,通常用いられている抗癌剤を中心に本手法を用いて作用機序の検討,および臨床応用への可能性を検討した.それぞれ数種類の培養細胞に抗癌剤を加え,γH2朕とDNA量をそれぞれ別の蛍光色素で染めフローサイトメーターで計測することにより,細胞周期との関連の上からDNA傷害やアポトーシスを検出した.子宮体癌はCDDPは全ての細胞株でS期を中心にDNA傷害がみられ従来言われている作用機序に矛盾しない結果であったが,DOXでは全細胞周期でDNA傷害を生じ,さらに一部の細胞株ではG2/M期でsenescenceに陥った.5-FUではS期にDNA傷害を生じるものと全細胞周期にDNA傷害を生じるものがみられ,さらにアポトーシスの有無は細胞株によって異なった.卵巣明細胞腺癌ではCDDPの効果は同一であったが,5-FUではアポトーシスを生じるものと細胞周期停止のみでDNA傷害やアポトーシスを示さないものがみられた.GemcitabineではDNA傷害からアポトーシスに至るものとDNA傷害を有したままS期に集積するものがみられた.そのほかの薬剤では細胞間の差はみられないがDNA傷害やそれに引き続くアポトーシスの有無とそれらが生じる細胞周期が明瞭に解析できた.

本手法は従来顧みられなかったDNA傷害に着目して細胞周期との関連において作用機序が解析でき,細胞ごとに至適化学療法を検討する上で極めて有意義と考えられる.卵巣癌,子宮癌をはじめとする婦人科系腫瘍では抗癌剤治療が欠かせない.しかし抗癌剤の選択は過去の臨床治験成績に基づいて行われていると言っても過言では無く,症例ごとに異なる薬剤への腫瘍細胞の反応性や抗癌剤効果の発現機序は未解明の点が多い.われわれは抗癌剤の主たる殺細胞機構の一つとされる抗癌剤によるDNA傷害を,コアヒストンの一つヒストンH2AXについて,DNA断裂を生じた際に特定部位がリン酸化されて生じるγH2AXの特異抗体を用いて検出した.この方法はアポトーシス細胞の同定にも利用可能であり,抗癌剤によるDNA傷害からアポトーシスに至る過程を調べられる点で有意義であるにもかかわらず,われわれのグループ以外ではほとんどなされておらず個々の腫瘍細胞株および様々な抗癌剤において調べられる点がユニークである.その結果現在までに,各抗癌剤が細胞に及ぼす効果は同種類の腫瘍であっても細胞ごとに反応が異なること,抗癌剤の作用機序は従来解明されているもののみでは無いという結果が得られ,個別化治療の重要性が改めて指摘できた.さらに23年度はこの方法によるDNA傷害やアポトーシス細胞の検出を通常の病理組織検体や細胞診検体にも応用した.現在抗癌剤や放射線による治療効果はこれらの標本において形態学的変化を指標になされており客観性に欠けている.病理組織検体ではHE切片を作製するパラフィン切片において,細胞診検体では液状化細胞診や塗抹検体をパパニコロウ染色で鏡検し写真撮影後にカバーグラスを剥離し,それぞれγH2AXの検出を行った.その結果,形態的に治療効果のみられる細胞は殆どがγH2AX陽性を示しDNA傷害が裏付けられた.また形態的に治療効果が明かではない腫瘍細胞においても高度のDNA傷害が認められるものが多数存在していた.従って当手段は,治療効果をより客観的に評価する指標となり得ると考えられた.DNA傷害の定量的な検出法はなく標的細胞でいかにDNA傷害が誘導され細胞増殖抑制が導かれるかの詳細な検討は行われてこなかった.コアヒストン蛋白の構成要素の一つにヒストンH2AX蛋白がある.近年、DNA二本鎖断裂時、断裂部位近傍のヒストンH2AXの139番セリンのリン酸化が生じる事がわかりγH2AXと呼ばれる.一カ所のDNA二本鎖断裂が生じた際にその近傍に数千分子のγH2AXが生じるため、γH2AXの特異抗体を用いればDNA二本鎖断裂部位をドット状に検出できる.γH2AXを蛍光抗体で検出すれば蛍光顕微鏡下にDNA二本鎖断裂部位をドット状に観察することも可能であり、フローサイトメトリーではDNA二本鎖断裂の程度を定量的に測定できる.さらにアポトーシスによる二本鎖断裂においてもγH2AXが生じ、かつその量は抗癌剤等によってもたらされる一次的な二本鎖断裂を遙かに凌ぐ断裂を生じるために、検出されるγH2AXの量的違いとして認識可能である.当該年度、培養腫瘍細胞に抗癌剤を加え、経時的にγH2AXとDNA量をフローサイトメトリーで検出することにより,細胞周期と関連してDNA二本鎖断の判定量的測定およびアポトーシス誘導の測定により抗癌剤効果を調べた.この本研究では婦人科系腫瘍における、本法による抗癌剤作用機序をDNA傷害、アポトーシス誘導、および細胞周期の変化を関連させて検討した.
キシロース発酵性乳酸菌と可溶不溶可逆酵素を用いた農産廃棄物の乳酸への連続変換

本研究では、稲わら、もみ殻、米ぬかなどの農産廃棄物を糖化して得られるすべての糖源から生分解性プラスチックの原料として注目を集めているL-乳酸を効率よく生産することを目的とした。本研究において得られた成果は、以下のようにまとめられる。1.脱リグニンした稲わらをセルラーゼ製剤を用いて酵素的に糖化した結果、グルコースとキシロースが主に生成した。また、米ぬかをセルラーゼ製剤とアミラーゼ製剤の混合酵素によって糖化した結果、グルコースとアラビノースが主に生成した。2.キシロース資化性乳酸菌として、Lactobacillus vacciostericus, Lactobacillus pentosus, Pediococcus pentosaceus,およびEnterococcus casseliflavusを選択し、XYP培地を用いて嫌気培養を行った。これらの菌株の中では、E. casseliflavusがキシロースからの乳酸生産にとって最適な菌株であった。3.E. casseliflavusを用いて100g/Lのグルコースと50g/Lのキシロースを含む複合糖液を炭素源として培養した結果、グルコースはすべて消費され、約70g/Lの乳酸が生産されたが、キシロースはほとんど消費されなかった。4.未殺菌の脱脂米ぬかを用いた同時糖化発酵を行った結果、pHを4.5に制御した培養において、米ぬか内在菌の生育をほとんど抑制することができ、L. rhamnosusを選択的に増殖させることができた。その結果、100g/Lの脱脂米ぬかから、比較的光学純度の高い、約30g/LのL-乳酸を得ることができた。本年度において得られた成果は、以下のようにまとめられる。2.キシロース資化性乳酸菌として、Lactobacillus vaccinostericus, Lactobacillus pentosus, Pediococcus pentosaceus,およびEnterococcus casseliflavusを選択し、XYP培地を用いて嫌気培養を行った。その結果、L.vaccinostericusとE.casseliflavusは、50g/Lのキシロースからそれぞれ20g/Lと17g/Lの乳酸を生産したが、副産物としてそれぞれ16g/Lと6.0g/Lの酢酸も生産した。次に、TPY培地とMRS培地を用いて、L.vaccinostericusを培養した結果、50g/Lのキシロースからそれぞれ17g/Lの酢酸を生産した。しかし、MRS培地を用いた場合にE.casseliflavusは約3g/Lの酢酸しか生産せず、約30g/Lの乳酸を生産した。したがって、検討した中では、E.casseliflavusがキシロースからの乳酸生産にとって最適な菌株であった、3.E.casseliflavusを用いて100g/Lのグルコースと50g/Lのキシロースを含む複合糖液を炭素源として培養した結果、グルコースはすべて消費され、約70g/Lの乳酸が生産されたが、キシロースはほとんど消費されなかった。本研究では、米ぬかなどの農産廃棄物を糖化して得られるすべての糖源から生分解性プラスチックの原料として注目を集めているL-乳酸を効率よく生産することを目的とした。

1.脱脂米ぬかを加水分解するための最適な条件は、pHが5.0、アミラーゼとセルラーゼの添加割合が2:1、酵素濃度は10mg/Lであった。この条件で加水分解反応を行った結果、100gの脱脂米ぬかから、加熱殺菌処理を行った場合には約44.5g、未処理の場合には約36.8gの全糖を得ることができた。2.脱脂米ぬかの糖化反応と乳酸菌による乳酸発酵を同時に行う同時糖化発酵を行った。MRS培地に脱脂米ぬかを懸濁して加熱殺菌処理した後、除菌した酵素を添加し、最後に乳酸菌を植菌することによって発酵を開始した。また乳酸菌として、L-乳酸をおもに生産するLactobacillus rhamnosus KY-3を用いた。この同時糖化発酵において得られた乳酸濃度は、pHを6.8に制御した培養において22.1g/L、pH5.0に制御した培養においては25.4g/Lとなった。3.未殺菌の脱脂米ぬかを用いた同時糖化発酵を行った結果、pHを6.8に制御した培養においては、L.rhamnosus以外に、米ぬかに内在する微生物が増殖したため、酢酸やギ酸が多く生産され、得られた乳酸濃度は低い値となった。しかし、pHを4.5に制御した培養において、米ぬか内在菌の生育をほとんど抑制することができ、L.rhamnosusを選択的に増殖させることができた。その結果、100g/Lの脱脂米ぬかから、比較的光学純度の高い、約30g/LのL-乳酸を得ることができた。
統合失調症者の自己主体感の改善およびリハビリテーションに寄与する運動療法の開発

本研究は、対象者の身体および運動への気づきに介入することにより、自己主体感の改善を促し、統合失調症者の心身の健康に寄与することを目的とした。具体的には、統合失調症に対する薬物療法を主体とした従来の治療・リハビリテーションに加え、身体運動の介入効果を検討した。本研究は、精神疾患者の早期退院や地域生活への移行を目指す精神医療の理論的基礎作りが急務となっているなかで大いに貢献することが期待できる。本研究は、統合失調症者の身体および運動への気づきを高めるための運動療法を実施し、自己感(運動主体感、身体所有感)および自己意識の改善に寄与するかについて検討することである。平成27年度は、本研究の第一段階として、健常者(特定の疾患で定期的に医療機関にかかっていない者)を対象に、予備的介入研究を実施し、運動療法の臨床応用について研究計画を精緻化することを目的とした。精神症状評価尺度を用いて統合失調症型パーソナリティーの高い者を研究対象にし、統合失調症者を対象としたときに生じる病院内環境による身体活動性の低さ、薬物の副作用、入院の影響などの特性を除外した介入効果の検討を実施した。この結果、健常者においてもBasic Body Awareness Therapy(BBAT)の効果が、自己感の最小構成要素と言われている運動主体感と身体所有感に望ましい影響をおよぼすことが明らかとなった。これらから、本研究の目的である運動療法(BBAT)が統合失調症者の自己感にどのような影響を及ぼすかに関する研究の介入方法(対象数、環境設定、評価尺度、介入時間など)を具体的に検討することが可能となった。本研究の成果は、2016年3月にマドリッド(スペイン)で行われた国際学会"International Conference of Physical Therapy in Mental Health 6th International Congress"で発表した。平成27年度は、本研究の第一段階として、健常者(特定の疾患で定期的に医療機関にかかっていない者)を対象に予備的研究を実施し、運動療法の臨床応用について研究計画を精緻化する予定で進めてきた。統合失調症の症状は多岐にわたり、症状の個人差が大きいことが知られている。統合失調症の罹患率は0.71.0%とされているが、生活への支障がなく統合失調症と診断されないがその素因を持つあるいは発症リスクの高い人が健常者という幅広い中にある程度の割合で含まれていることが想定される。本研究では、精神症状評価尺度を用いて統合失調症型パーソナリティーの高い者を研究対象にすることにより、統合失調症者を対象としたときに生じる病院内環境による身体活動性の低さ、薬物の副作用、入院の影響などの特性を除外した検討を実施した。本年度は、研究協力者の所属する精神科病院2施設において、統合失調症者を対象に臨床データの収集を継続中である。本年度は、前年度の予備的研究から得られた知見をもとに研究計画を見直し、本研究課題の中心として位置づけている自己感(自己(運動)主体感および身体所有感)が運動の介入でどのような影響を及ぼすかという研究疑問を中心に検討を進めた。本研究の自己感は、身体的な自己意識を中心として取扱い、これまで心理学や哲学の領域で議論されてきた身体性の観点から、統合失調症者に対する身体運動介入が自己感を改善することが確認された。運動介入方法は、北欧を中心に開発された身体気づき療法(BBAT)を主体として、日本の医療現場に対応した修正を加えて実施した。運動療法は、これまでにBBATの講習を受けた各研究協力施設の理学療法士が、1回60分、1週間に2回の頻度で8週間、合計16回実施した。また、運動介入の即時的効果の検証については、1日のみBBATを実施して効果検証を行った。これまで、精神疾患に対する治療は薬物療法が第一選択肢であり、心身二元論的立場が主流である日本の精神医学に新たな治療の可能性が示唆されたことは非常に意義があると考える。本研究の成果は、平成29年度に開催される国際学会(世界理学療法連盟アジア学会;タイランド)で発表予定である。自己感の改善は認められたが、対象者は入院者であり、生活上の改善までは追跡できておらず、本年度は対象者の生活機能を焦点に研究をすすめることが課題となる。本研究は概ね順調に進行している。本研究の対象者は、精神科病院に入院している統合失調症者としており、8週間の介入期間に継続した運動療法の参加が要件となる。現在では、統合失調症者の入院者が減少傾向にあること、入院期間が短縮されてきたこと、さらに研究の趣旨の説明後の同意が得にくいことなどから、研究対象者の募集が非常に困難であった。これらのことから、平成28年度は研究の進行が遅れていたが、各協力施設の尽力により、研究計画時の目標数であった80%程度の対象者について検討が可能であった。しかし、本年度も臨床介入研究の継続を実施しており、より精度の高い検証を続けている。本研究における対象者のアセスメント手続きは、精神症状評価尺度として陰性陽性症状評価尺度および自己主体感尺度を実施している。また、認知課題として、メンタルローテーション課題、運動イメージ課題、指当てテストを実施し、運動課題として10m歩行(イメージ歩行と実歩行)、重心動揺検査、深部感覚検査、形態模写課題を実施している。ただし、臨床においてこれらの全評価を同時期にアセスメントするのは困難であり、アセスメントの信頼性と妥当性を保つための取り組みが今後の課題となる。

これらの課題の解決に向けて、今回のアセスメント結果の分析(重回帰分析や共分散構造分析など)を実施し、自己感に対する重要なアセスメント項目を抽出することが考えられる。これらのことから、対象者の負担を軽減し、アセスメントの精度を高め、研究成果をより信頼性のある形で進めていく必要があると考える。統合失調症の治療は、精神症状に対する薬物療法が治療の第一選択肢とされており、行為や生活機能の基盤となる身体への対応については関心が低く、身体を対象とした治療的介入が十分になされていない。この背景には、統合失調症に起こる幻聴や幻覚などの主たる精神症状が、身体あるいは運動に関連する症状として考えられていないことがある。近年、脳科学や認知神経科学の発達により、身体および運動が自己主体感および自己意識に大きな役割を果たしていることが明らかになってきた。本研究において統合失調症者に対する身体運動介入が、精神症状の改善に寄与するかについて明らかにすることは、心身の健康のみならず早期退院や地域生活への移行を目指す精神医療の理論的基礎作りが急務となっているなかで大いに貢献することが期待できる。平成29年度は、前年度までの研究成果を基に、統合失調症者に対する身体運動の介入が自己主体感および自己意識の改善にどのように寄与したか、また身体運動の介入を含んだ精神科医療における包括的リハビリテーションのあり方について科学的根拠に基づいた視点から検討した。また、本研究の最終年度は、単なる文献調査ではなく、協力施設のBBAT実施者に対して半構造化面接を実施し、どのような対象者に、どのように対応したのか、臨床研究の現場で対象者がどのような反応を示したのかなど、臨床におけるより効果的な運動療法のあり方について質的に検討した。研究実施期間全体を通して、本研究は精神科リハビリテーションにおける運動療法の実践的展開の可能性について検討をおこなった。これらの調査研究から、統合失調症者に対する自己意識を改善するための運動療法、および包括的リハビリテーションのあり方について明らかにし、研究発表を通して統合失調症に対する運動療法の位置づけを明確にして具体的な成果を社会に還元した。本研究は、対象者の身体および運動への気づきに介入することにより、自己主体感の改善を促し、統合失調症者の心身の健康に寄与することを目的とした。具体的には、統合失調症に対する薬物療法を主体とした従来の治療・リハビリテーションに加え、身体運動の介入効果を検討した。本研究は、精神疾患者の早期退院や地域生活への移行を目指す精神医療の理論的基礎作りが急務となっているなかで大いに貢献することが期待できる。平成27年度の結果から、運動療法の成果が高い精度で得られ、現在臨床研究における研究実施に対する計画の精緻化をを進めている。これらの成果は、本研究の目的である運動療法が統合失調症者の自己主体感にどのような影響を及ぼすかについて知る上で重要な手がかりとなる。今後は、臨床での研究協力施設との打ち合わせを重ね、対象者の選定をはじめ、研究実施に関わる準備を進めている。平成29年度前半は、前年度に引き続き、アセスメントを見直して臨床における運動介入を継続する。
漿液性卵巣がんの早期再発バイオマーカーとなるDNAメチル化遺伝子の同定

卵巣がんは高率に再発し、中でも早期再発は非常に予後不良である。しかし、どのような症例が早期再発をきたすのか、まだ不明である。再発に関与する遺伝子が判明すれば、再発への新たな治療の手がかりとなる可能性があり、個別化治療の一歩となる。われわれはこれまでの研究で、漿液性卵巣がんの早期再発バイオマーカーとなるDNAメチルか遺伝子として、公共データベースを用いて解析を行い、ZNF671を同定した。計85例の自施設症例の卵巣がん検体でZNF671のDNAメチルかを測定したところ、早期再発群で優位に高メチルかであることを得た。また、ZNF671高メチル化群では有意に予後不良であった。早期再発の予測に対するZNF671のメチル化の感度は84%であった。多変量解析において、ZNF671のメチル化の状態は残存腫瘍のサイズよりも有意に再発への関与が大きかった。卵巣がん細胞株におけるZNF671ノックダウン実験では、細胞増殖能、浸潤能、遊走能が有意に増加することを見いだした。特に浸潤能および遊走能への影響は大きく、再発に関与する遺伝子として機能していることを裏付ける結果となった。上記内容を論文発表できた。ZNF671のさらなる機能解析のため、過剰発現ベクターを作成する。マウスを用いてin vivoでの表現型を解析する。再発に関与する遺伝子が判明すれば、再発への新たな治療の手がかりとなる可能性があり、個別化医療への一歩となる。われわれのこれまでの研究で、漿液性卵巣がんの早期再発バイオマーカーとなるDNAメチル化遺伝子として、公共データベース(TCGA)を用いて解析を行い、ZNF671を同定した。自施設コホートの症例数を増やし、計85例の漿液性卵巣がん検体でZNF671のDNAメチル化を測定したところ、早期再発群で有意に高メチル化であることを得た。多変量解析により、ZNF671のメチル化状態は残存腫瘍のサイズよりも有意に再発への関与が大きかった。卵巣がん細胞株3種類(JHOS-2、NIH-OVCAR3、SKOV3)における、siRNAを用いたZNF671ノックダウン実験では、細胞増殖能、浸潤能、遊走能が有意に増加することを見出した。特に浸潤能および遊走能への影響が大きく、再発に関与する遺伝子として機能していることを裏付ける結果となった。また、細胞株において、ZNF671の発現はDNAメチル化によって抑制されており、脱メチル化剤の使用により発現が回復することが明らかとなった。当初の目標である、自施設の卵巣がん臨床検体を使用したDNAメチル化解析および卵巣がん細胞株でのノックダウン実験は順調に進行した。過剰発現ベクターの作成が難航しているため、計画からやや遅れていると判断した。ZNF671の更なる機能解析のため、過剰発現ベクターを作成する。転写因子としての機能を確認するために、ChIP-seqを行い、結合している領域を同定し、ターゲット遺伝子を同定する。候補となるターゲット遺伝子の機能解析を行い、ZNF671の発現変化による表現型と一致するかを確認する。今年度の実験はそれまでに購入していた物品での実験が可能であり、次年度使用する金額が大きくなる見込み(ベクター作成やシークエンスなど)があったため。当該年度は論文作成時間が多く、実験の物品費用が多くならなかったため。
MRスペクトルスコピーを用いた小児神経疾患におけるグルタミン酸興奮毒性の病態解明

我々はMRスペクトルスコピーを用いた脳代謝解析から、けいれん重積型(二相性)急性脳症の病態がグルタミン酸興奮毒性であることを明らかにした。本研究は、グルタミン酸興奮毒性の関与する急性脳症の臨床的な広がりを解明し「興奮毒性型脳症スペクトラム」の確立とMRスペクトルスコピーによる急性脳症の早期診断・治療効果判定・予後予測への応用を目指す。併せて蘇生後脳症、急性小脳炎、抗NMDA受容体脳炎などにおけるグルタミン酸興奮毒性の関与を解明する。
電波測定用高精細人体ファントムの開発

携帯電話に代表される携帯端末の普及に伴い,無線端末と人体の相互影響評価について,ファントムを用いた数多くの研究がなされてきた。しかしながら,既存のファントムは,全体が等しい電気定数をもつ均質ファントムであるため,カプセル内視鏡のように,人体深部の構造がその特性に大きな影響を及ぼす機器の評価においては,このような均質ファントムを用いるだけでは十分とは言えない。そこで,本研究では,人間の生体構造を十分に再現した生体等価電磁ファントム(電波測定用擬似生体)を開発した。さらに,カプセル内視鏡への非接触無線給電用アンテナを考案し,開発したファントムを用いて,そのアンテナ特性の実験的評価を行った。平成24年度は,実際の人間の生体構造と電気的特性を再現した,生体等価電磁ファントム(電磁波測定用擬似生体)の開発を目的として検討を行った.本研究では,カプセル内視鏡への無線電力伝送や信号の送受信を行うためのカプセル内視鏡用へ装備されるアンテナを検討対象とした.これを行うためには,実際の小腸や大腸などの構造が必要である.しかし,実際の小腸の構造をそのままファントムで表現するのは難しい.そこで,まず,人体腹部と小腸を直方体で表現した2種類の簡易数値モデルを提案し,実際の人体に近い高精細数値人体モデルと比較を行った.モデル1は小腸内を直方体で模擬した.モデル2は小腸の柔毛を考慮し,内部にコルゲート構造を設けた.モデル3は,高精細人体モデルの小腸周辺を切り出したモデルである.そして,受信アンテナを搭載したカプセル内視鏡と,送信用アンテナを想定した半波長ダイポールアンテナ(433.92MHz)をそれぞれ小腸内と人体の近傍に配置し,数値解析を行った.その結果,小腸内部の柔毛の有無が受信電力に影響を及ぼすことがわかった.また,人体に近いモデル3を基準として受信電力を比較すると,モデル1との差は22.8%であり,モデル2との差は4.7%であった.以上の結果より,高精細モデルの代わりにモデル2を代用することができると考えられる.これらのシミュレーション結果をもとに,モデル2の構造のファントムを作製した.そして,数値シミュレーションと同様にアンテナを配置し,透過係数の測定を行った.その結果,433.92MHzにおける透過係数の実験結果と計算結果の差は3dB以内となり,モデル2が妥当であることが確認できた.さらにHF帯用ファントムついて検討した.まず,ファントムの電気定数測定方法を検討した.次に,ファントムのベースとなる水と寒天に,アルミニウム粉末と食塩を添加し,電気定数を調節した.その結果,20種類の生体組織のファントム組成を明らかにした.本研究では,カプセル内視鏡に代表される体内で使用される小型機器と体外機器との無線通信の評価や,体内に位置する小型機器への無線電力伝送の検討を行う際に用いる電磁波測定用高精細人体ファントムの開発を目的とする.平成25年度は,前年度に引き続き,ファントムの仕様を決定するための検討を行った.実際の人体構造は非常に複雑であるため,これを忠実に表現したファントムを作製するのは容易ではなく,また,作製することができたとしても,これを用いて機器の特性評価を行うのは構造の複雑さゆえに難しい.そこで,人体構造をどの程度簡略化しても電磁波伝搬特性が実際の人体と大差なく機器の評価が可能であるかを,数値シミュレーションにより検討した.またこれと並行して,複数の臓器で構成されたファントムを作るため,各臓器の“型"を作製すべく,3Dプリンタを導入し,その特徴や基本的な使用法を習得した.一方,作製したファントムを用いた特性評価対象として,カプセル内視鏡に搭載可能な小型アンテナの基礎検討も行った.いくつかの構造について数値シミュレーションにより特性評価を行ったところ,目標周波数で共振するアンテナを実現する目途がついた.さらに,前年度に引き続き,HF帯用のファントムについても検討した.前年度までに,この帯域での電気定数測定法をほぼ確立することができたので,これを利用し,皮膚・脂肪・筋肉といった体の各部の電気定数を模擬できるファントムを開発することができた.本研究では,カプセル内視鏡に代表される体内で使用される小型機器と体外機器との無線通信の評価や,体内に位置する小型機器への無線電力伝送の検討を行う際に用いる電磁波測定用高精細人体ファントムの開発を目的とする。研究の最終年度である平成26年度は,これまでに得られた結果をもとにして,高精細人体ファントムを作製した。このファントムは,胴体(筋肉)ファントム内部に,肺,心臓,肝臓,胃,小腸,大腸の各ファントムを配置したもので,それぞれの場所は,人体の解剖学的位置に準拠している。

さらに,作製したファントムの有効性を示すため,このファントムの小腸内に,前年度に検討を行ったカプセル内視鏡型小型アンテナを配置し,体外に置いた電力送信用アンテナとの間の結合係数の測定を行った。その結果は,計算機シミュレーションにより算出したものと同様であり,作製したファントムの有効性が示された。したがってこのファントムは,カプセル内視鏡用アンテナの特性評価をはじめとして,人体近傍および内部で使用される無線機器の特性評価に利用できると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。アンテナ工学26年度が最終年度であるため、記入しない。人体腹部用ファントム構造に関する検討が進展し,また,HF帯用ファントムの開発に目途がついたため.昨年度までに,本研究で作製する高精細人体ファントムの基本構造を検討し,本年度は,その作製に向けた検討も着手した.さらに,このファントムを用いた評価対象例として使用可能なカプセル内視鏡用小型アンテナも開発することができた.また,昨年度に基本特性を明らかにしたHF帯用ファントムについても実用的なものを開発することができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は,おもに小腸周辺のモデル化について検討を行ったので,今年度は,それ以外の臓器を模擬するファントムについても検討を始める.また,HF帯用ファントムの詳細な特性評価を行う.本年度は,これまでの検討結果を総合して,複数の臓器から構成される人体ファントムを実際に構築し,その使用例として,今年度開発したカプセル内視鏡用小型アンテナの特性解析を行う予定である.また,これまでの成果を国際会議で発表するとともに,最新の電磁波応用技術についても引き続き調査を行う予定である.26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は,ファントム形状について基礎的な検討を中心に行ってきたので,今年度はその結果をもとに,実用的なファントムの試作について詳細な検討を行う.また,これまでの成果を国内外の学会で発表する.今年度は,実験の都合により,そのための材料費が当初の予定よりも少なかったため.次年度の研究費は,主に,これまでの研究成果を確認するための実験に関する費用(材料費,実験補助謝金など)と成果発表旅費として使用する.
歯周病原嫌気性細菌における遺伝子組換え実験用宿主-ベクター系の開発と改良

(1)前年度には、Porphyromonas gingivalisから、他菌種由来のプラスミドを用いたときでも形質転換が可能な「制限酵素非保有変異株」を得る試みを行い、親株(野生株)としてLS95株を用いてその種の変異株を分離することができた。しかし、その後の研究で、LS95株は発育が極めて悪く形質転換体(集落)が出現するまでに2週間を要するなどのことから、実験に利用しやすい変異株の再分離を行った。その結果,SU60を親株とする新しい変異株を複数分離することができた。それらはいずれも発育良好で、今後の形質転換実験に使用するのに適した菌株であった。(2)従来、P.gingivalisに伝達可能であることが知られているプラスミドはpE5-2ただ一種であるが,同プラスミドはP.gingivalis中では極めて不安定であり、短時間のうちに脱落する。そこで、前述の変異株の一つのYH522を受容菌として、P.gingivalis中で安定に複製されるプラスミドを探す試みを行った。その結果、P.gingivalisと近縁の黒色色素産生嫌気性菌であるPorphyromonas asaccharolyticaから発見されたプラスミドのpYHBA1に選択マーカーとしてエリスロマイシン耐性フラグメント等を付加して作成した組換え体プラスミドであるpYH400がP.gingivalisに形質転換法で伝達が可能であることが明らかとなり、また、同プラスミドはP.gingivalis細胞中で極めて安定に保持されることも判明した。以上のことから,本研究課題の当初の目的は果たせたと思われ、今後は、同プラスミドの構造の解明、構造変更を行った上でP.gingivalisの遺伝学に利用可能なクローニングベクターとして実際的な応用を行う計画である。昨年度までに交付を受けた補助金での研究成果として、Porphyromonas gingivalisのエレクトロポレーション法による形質転換に初めて成功した。しかし、そこで形質転換が可能であったのは、用いたプラスミドDNAがP.gingivalis自体から抽出したものである時に限られ、その理由として、同菌種には制限酵素が広く存在する(しかも多くは複数の制限酵素を有している)ことが推定された。本研究では上の結果をもとに、形質転換を異菌種(例えば大腸菌)から抽出したプラスミドDNAを用いた場合でも可能な「汎用の実験系」とすべく、P.gingivalis株の中から制限酵素を有しない変異株を得ることを試みた。先ず,P.gingivalisの多くの菌株の中から、制限作用が限定的な株を探した。即ち、各種菌株から得たプラスミドで形質転換を行い、菌株による形質転換頻度に差の少ない株を探したところ、LS95株がそれに該当した。次いで、同株をニトロソグアニジン処理により変異を誘発し、それを受容菌として形質転換を試みたところ、大腸菌から抽出したプラスミドを用いた場合でも、極めて低頻度ながら形質転換体が得られた。そこで、その形質転換体のプラスミドを脱落させた上で純化し、大腸菌抽出プラスミドでの形質転換を再度行ったところ、常に一定の頻度で形質転換体が得られた。ただし、その場合でも、頻度はP.gingivalisから抽出したDNAを用いた場合の約1/100と低く、制限作用がまだ残存していると思われる。次年度は、更に菌株の改良を進め、それを用いてベクター用プラスミドの検索等、本実験系の実用化への取組をさらに進めたいと考えている。

(1)前年度には、Porphyromonas gingivalisから、他菌種由来のプラスミドを用いたときでも形質転換が可能な「制限酵素非保有変異株」を得る試みを行い、親株(野性株)としてLS95株を用いてその種の変異株を分離することができた。しかし、その後の研究で、LS95株は発育が極めて悪く、形質転換体(集落)が出現するまでに2週間を要するなどのことから、実験に利用しやすい変異株の再分離を行った。その結果、SU60を親株とする新しい変異株を複数分離することができた。それらはいずれも発育良好で、今後の形質転換実験に使用するのに適した菌株であった。(2)従来、P.gingivalisに伝達可能であることが知られているプラスミドはpE5-2ただ一種であるが、同プラスミドはP.gingivalis中では極めて不安定であり、短時間のうちに脱落する。そこで、前述の変異株の一つのYH522を受容菌として、P.gingivalis中で安定に複製されるプラスミドを探す試みを行った。その結果、P.gingivalisと近縁の黒色色素産生嫌気性菌であるPorphyromonas asaccharolyticaから発見されたプラスミドのpYHBA1に選択マーカーとしてエリスロマイシン耐性フラグメント等を付加して作成した組換え体プラスミドであるpYH400がP.gingivalisに形質転換法で伝達が可能であることが明らかとなり、また、同プラスミドはP.gingivalis細胞中で極めて安定に保持されることも判明した。以上のことから、本研究課題の当初の目的は果たせたと思われ、今後は、同プラスミドの構造の解明、構造変更を行った上で、P.gingivalisの遺伝学に利用可能なクローニングベクターとして、実際的な応用を行う計画である。
ビスフォスフォネート（BP）の顎骨の感染メカニズムの解明

骨分化をモニター出来るヒト間葉系幹細胞株(HSC)を樹立した。このヒト骨髄由来HSCを用いBRONJの治療に使用するPTHの投与量、投与間隔を検討した結果、PTHは100ng/ml、4日の投与間隔が最適であった。さらにHSCにBPを作用させたが、骨形成はみられず、BPは骨芽細胞にも抑制効果を認めた。BPのヒト皮膚線維芽細胞(NHDF)と歯周靱帯線維芽細胞(HPdLF)に対する細胞増殖阻害は、両細胞共に濃度依存的に認めたが、HPdLFではより強く認めた。細胞遊走能への阻害は,HPdLFで著明であった。線維芽細胞成長因子(bFGF)の発現は、BP処理により両細胞群でその発現に差は認めなかった。平成26年8月に脳梗塞をきたし、入院及び通院加療し、私自身の実験は平成27年2月までは行えなかった。しかし3月より体調もある程度回復し、実験を開始した。FGFによるビスフォスフォネート関連顎骨壊死(BRONJ)への治療法の開発に際し、現在rPTHによる治療法が広く認められてきたため、間葉系幹細胞<MSC>の骨分化マーカー遺伝子の一つであるオステオカルシン(OC)に注目し、OC遺伝子の発現を指標としてモニターできるようにOC遺伝子の上流約10Kbの制御配列に発光蛋白質ルシフェラーゼ遺伝子を繋いだレポーター遺伝子(OCーLuc)を構築した。研究の分担者には私の病気のために打合せが不十分であったため平成27年3月よりリサーチについて詳細に打合せを行い開始が3月となり遅れた次第です。平成26年に脳梗塞を発症し、平成27年3月より本格的に実験開始した。BRONJへの治療法の開発に際し、悪性腫瘍を除く骨粗鬆症に対し現在rPTHによる治療法がBPに代わって認められつつあるが、その投与量や投与間隔については確たるものはない。したがって間葉系幹細胞〈MSC〉の骨分化マーカー遺伝子の一つであるオステオカルシン(OC)に注目し、OC遺伝子の発現を指標としてモニターできるようにOC遺伝子の上流約10Kbの制御配列に発光蛋白質ルシフェラーゼ遺伝子を繋いだレポーター遺伝子(OC-Luc)を構築した。OC-Lucを人工染色体ベクター(Mammalian Artificial Chromosome:MAC)に搭載後に微小核融合法を利用してヒト骨髄由来HSC株に導入した。その後PTHの投与量、投与間隔により最適な骨分化をモニターできる間葉系細胞株を樹立した。現在作製したMSC株は骨分化培地での応答性を認め、骨分化誘導能が維持されていた。既知のOC発現誘導剤であるPTH投与によるルシフェラーゼ活性の上昇がみられ、レポーター遺伝子の動作性が確認された。結果としてはOc-Luc搭載ヒト骨髄由来不活化間葉系細胞を4日間培養し、その後PTH50ng/mlを各々24時間、48時間、72時間作用した後、培地を骨分化誘導培地(LONZA)に交換し96時間後に骨分化量(OC)を測定した。またこれらのPTHの処理は前述したものを1サイクルとし、3サイクル行ったものも実験した。その結果、ヒト間葉系幹細胞が骨分化する前期課程において、PTHの間歇投与は、骨分化スピードを早める可能性が示唆された。さらに骨分化前期過程のどのタイミングでPTHを投与すべきか更なる検討が必要で、現在その詳細なタイミングを実験中である。さらにヒトの皮膚と歯肉粘膜上皮を培養し、粘膜、皮膚へのBPの作用の差を検討している。平成26年8月に脳梗塞をきたし入院、および通院加療し、約10か月研究が遅れていたが,その後はエフォートを上げ、実験を進めてきており、上記実験成果を上げてきた。1.ヒト間葉系幹細胞からの骨分化のPTHの投与濃度、時期については本年3月日本再生医療学会で報告した。2.ビスフォスフォネート関連顎骨壊死(BRONJ)の感染メカニズムに関し、線維芽細胞に着目し、口腔由来の歯周靱帯線維芽細胞(HPdLF)および対照として皮膚線維芽細胞(NHDF)を用いた。両細胞株をBP製剤(アレンドロネート)添加培地で培養し、添加濃度と処理時間による細胞増殖および細胞遊走能への影響を検索した。加えて、線維芽細胞成長因子の1つであるbFGFの発現についてウェスタンブロッティング法を用いて検討した。結果、BP製剤添加により両細胞株ともに濃度および時間依存的に増殖が阻害された。BP製剤添加96時間後の(HPdLF)におけるIC50値は8.7μM、他方NHDFのIC50値は16.0μMであり、前者で低値を示した。またBP製剤による細胞遊走能はNHDFと比較しHPdLFにおいて抑制される傾向を示した。いずれの細胞株においてもBP製剤処理によるbFGF発現量の変化はみられなかった。結論BP製剤により線維芽細胞の増殖能および遊走能が抑制され、とりわけ口腔線維芽細胞では、BP製剤に対する感受性が高いことが示唆された。このことはBP治療患者で外科侵襲後の創部閉鎖治癒遅延が生じる理由の1つとして考えられた。また、BP製剤は線維芽細胞におけるbFGF発現には影響せず、この細胞増殖抑制にbFGF発現量が関与していない可能性が示唆された。