hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
北極成層圏エアロゾルの揮発特性と輸送過程に関する研究

ノルウェイニーオルスンにおいてエアロゾルゾンデを用いた粒子中不揮発性成分の観測を2015年1月に実施した。その結果、成層圏下層部で、微小粒子と粗大粒子で特徴の違いが見られた。微小粒子では揮発性の高いエアロゾル(おそらく硫酸エアロゾル)が支配的に存在し、粗大粒子では鉱物や海塩などの不揮発性の粒子が含まれていることが分かった。エアロゾルゾンデ長期観測データ解析から、成層圏エアロゾル最下層部での数濃度・粒径分布は、各年の極渦の発達に伴う大気の沈降の影響だけでなく、より低緯度の対流圏上部や成層圏下部の空気塊の流入の影響を強く受けていることが分かった。ニーオルスンでのエアロゾルゾンデを用いた北極大気エアロゾルの不揮発特性の観測は、平成26年度に実施する。平成25年度は、そのための観測の準備として、エアロゾルゾンデの装置の調整・校正を行った(担当者林、白石)。それと並行して、ニーオルスンでの過去16年間のエアロゾルゾンデ観測データの再解析を行った(担当者白石)。2台のエアロゾルゾンデを購入し、装置の調整・校正を行った。また、先行研究から、不揮発性粒子の加熱試験を行うために、不揮発性粒子の発生方法や加熱温度等を選定の検討を行った。今年度購入予定であった加熱ヒーターは、平成26年6月に購入する。また、加熱ヒーターの設定温度、加熱時間等を確認する室内実験は平成26年度6-8月に行う。ニーオルスンでの過去16年間のエアロゾルゾンデ観測データの再解析について、現在のところ以下のような結果が得られている。成層圏エアロゾルの粒径分布は、対流圏界面高度から対流圏界面高度+3km、対流圏界面高度+3kmから高度20km、高度20kmより高い高度において明確な違いがあることが分かった。また、それらの高度域でのエアロゾルの粒子数濃度の経年的傾向が異なることなども明らかになった。とりわけ圏界面近高度から3km上方までの高度域では、極渦外からの輸送と思われる粒子数濃度の増加がしばしば観測された。気象場(極渦内での位置や輸送過程、対流圏大気運動など)との関係について調べるために、現在、ECMWFの再解析データのオゾン・水蒸気のデータを組み込んだデータセットの作成を行っている。解析の結果については、平成26年度から順次学会等で、研究生成果の発表を行う。H26年度冬季にニーオルスンにおいてエアロゾルゾンデを用いた不揮発性成分の粒径分布の観測を行った。また、その観測の準備と並行して、ニーオルスンでの過去16年間のエアロゾルゾンデ観測データの再解析を行った。ニーオルスンでの過去16年間のエアロゾルゾンデ長期観測データを用い解析では、対流圏上部及び成層圏エアロゾル粒径分布の長期的な変動、および、気象場(極渦内での位置や輸送過程、対流圏大気運動など)との関係に焦点を当てて、解析を進めている(担当者白石)。昨年度の解析により、成層圏エアロゾルの粒径分布は、対流圏界面高度から対流圏界面高度+3km、対流圏界面高度+3kmから高度20km、高度20kmより高い高度において明確な違いがあることが分かった。今年度の解析により、対流圏界面高度から対流圏界面高度+3kmにかけての高度域でのエアロゾルの数濃度・粒径分布は、各年の極渦の発達に伴う大気沈降の影響だけでなく、大気の運動に伴った、より低緯度の対流圏上部の空気塊や成層圏下層部の空気塊の流入の影響を強く受けることが分かった。そのため、現在、気象場(客観解析データによる極渦、気圧配置、温位の水平・鉛直分布など)との関係について調べている。冬季にニーオルスンで実施する観測の準備として、H26年4月から11月にかけて、観測資材の準備、加熱ヒーターの作成、動作試験、現地での気球観測で協力を依頼するアルフレットウェゲナー研究所のノイバー氏と打ち合わせ等を行った(担当者林、白石)。12月に観測装置の発送を行い、H27年1月にニーオルスンにおいて不揮発性粒子の気球観測を実施した(担当者白石)。地上から高度25kmにかけて不揮発性粒子の粒径分布の観測に成功した。現在、得られた不揮発性粒子の粒径分布の解析を行い、不揮発性粒子の混合状態について検討している(担当者白石、林)。2015年1月に実施したエアロゾルゾンデを用いた不揮発性成分の粒径分布の観測結果の解析を進める(担当者白石、林)とともに、過去17年のエアロゾルゾンデ長期観測データの解析も継続して行った(担当者白石)。2015年1月に実施した揮発性成分の粒径分布観測の結果から、成層圏最下層(11-13km)では、サブミクロンサイズの粒子の数濃度が著しく増加し、粒径分布は、明確な一山分布を示した。この高度域での不揮発性成分の粒径分布は、粗大粒子粒径域に数濃度の増加が見られ、明確な2山モードを示した。不揮発性成分と通常のエアロゾル計測の数濃度の比で表される不揮発性成分の残存率は、微小粒子(0.3μm<Dp<0.8μm)で1-3%、粗大粒子(Dp>0.8μm)で7-25%を示した。

これらの結果は、微小粒子のほとんどが硫酸液滴のような揮発性成分からなり、粗大粒子は鉱物や海塩粒子のような不揮発性成分からなることを示唆していた。HYSPLITモデルによるバックトラジェクトリー解析により、高度11-13kmで観測された空気塊が、10日前に低気圧活動に伴い対流圏から成層圏に流入した空気塊であることを示唆していた。エアロゾルゾンデ長期観測データを用いた解析から、成層圏エアロゾルの粒径分布は、対流圏界面高度から対流圏界面高度+3km、対流圏界面高度+3kmから高度20km、高度20kmより高い高度において明確な違いがあることが分かった。また、対流圏界面高度から対流圏界面高度+3kmにかけての高度域でのエアロゾルの数濃度・粒径分布は、各年の極渦の発達に伴う大気沈降の影響だけでなく、大気の運動に伴った、より低緯度の対流圏上部の空気塊や成層圏下層部の空気塊の流入の影響を強く受けることが分かった。現在、気象場(極渦内での位置や輸送過程、対流圏大気運動など)との関係について継続して解析を進めている。ノルウェイニーオルスンにおいてエアロゾルゾンデを用いた粒子中不揮発性成分の観測を2015年1月に実施した。その結果、成層圏下層部で、微小粒子と粗大粒子で特徴の違いが見られた。微小粒子では揮発性の高いエアロゾル(おそらく硫酸エアロゾル)が支配的に存在し、粗大粒子では鉱物や海塩などの不揮発性の粒子が含まれていることが分かった。エアロゾルゾンデ長期観測データ解析から、成層圏エアロゾル最下層部での数濃度・粒径分布は、各年の極渦の発達に伴う大気の沈降の影響だけでなく、より低緯度の対流圏上部や成層圏下部の空気塊の流入の影響を強く受けていることが分かった。平成26年度の研究実施計画では、ニーオルスンでの不揮発性粒子の観測の準備と実施、ニーオルスンでの過去16年間のエアロゾルゾンデ観測データの再解析を行うことを計画した。ニーオルスンでの不揮発性粒子の観測については、加熱ヒーターの準備(ヒーターの作成、加熱温度の選定)を行った。受信装置や気球関連の観測資材の準備も予定通り行うことができた。観測資材の発送、現地の観測など、おおむね順調に進めることができた。観測では不揮発性粒子の地上から高度25kmまでの詳細な粒径分布を得ることができた。ニーオルスンでの過去16年間のエアロゾルゾンデ観測データの再解析では、やや研究の進行状況は遅いが順調に進めている。しかしながら、観測資材の準備、観測物資の発送の準備等が学会等と重なってしまったために、研究成果の発表等はまだ行っていない。以上の研究進行状況から、達成度は「おおむね順調に進展している」と評価した。大気科学平成27年4月から8月にかけて、平成26年度に実施した不揮発性粒子の粒径分布の観測結果から、対流圏界面成層圏下層部の揮発性粒子・不揮発性粒子の濃度・粒径分布を明らかにし、不揮発性粒子の混合状態とエアロゾルの組成について検討する。そして、それらの高度分布と輸送過程との関係、成因機構について考察する(担当者白石、林、柴田)。また、過去のエアロゾルゾンデ観測データの解析は平成27年8月まで継続して進め、成層圏エアロゾルの数濃度・粒径分布の長期変動と輸送過程と粒径分布の関係について調べた結果についてまとめる(担当者白石)。長期観測データの解析から得られた結果を考慮して、北極成層圏エアロゾルの不揮発特性、粒径分布、エアロゾル組成とその成因について再検討し、結果をまとめる(担当者白石)。研究成果は、国内と国際の学会で順次発表していく。結果はまとめて、順次論文を執筆する。
児童・生徒の内在化・外在化問題行動のリスク要因および保護要因に関する研究

1.子どもの内在化・外在化問題行動には共通要因があることを,各測度の因子分析によって明らかにした。2.うつの教師用評定尺度を開発した。3.児童・生徒にとってもっとも大きく身近にある内在化・外在化問題行動のリスク要因および保護要因として,本年度は在席する学級でのポジティブな相互作用の程度を取り上げた。クラスメートとのポジティブな相互作用の程度を測定する十分な信頼性(α=.73-.93)と妥当性を備える尺度を作成した。学級でのポジティブな相互作用が,どのようにうつや不安に影響するかを713名の中学1年生生徒を対象として,time1(4月),time2(5月),time3(7月)に上記尺度とともに,Kiss-18,SLST,自尊感情尺度,DSRS,STAI-Yを実施し,前のtime測定から後のtime測定結果を重回帰分析で予測した。クラスメートとのポジティブな相互作用を促進させることが,保護要因を高めることが実証された。外在化問題行動として`行為障害傾向'を,内在化問題行動として`うつ・不安'を取り上げ,本邦での研究の第一歩として中学生における内在化問題行動と外在化問題行動との関係を検討したところ,以下のような知見を得た。被験者:A県2つの公立中学校の13年生計621名(男子334名,287名)とその担任17名質問紙1)反抗挑戦性障害(ODD)に関する教師評定項目群(8項目;4件法)2)行為障害(CD)に関する教師評定項目群(9項目,4件法)3)注意欠陥多動性障害(ADHD)に関する教師評定項目群4)非情緒性(CU)に関する教師評定項目群5)外在化問題行動に関する自己評定測度6)内在化問題行動に関する自己評定測度手続き:生徒回答質問紙は3回に分け,ホームルームなどの時間を利用してクラス毎に実施した。回答は自由意志に基づく記名式とし,回収後担任によって封をされた。実施要領については,事前に文書で各担任に示した。各測度の信頼性が認められたため(藤生他,2006,2007),各測度間の相関を検討した(Table1)。また,すべての測度を因子分析(主因子)にかけたところ,初期解の第1因子の寄与率は41%であった。両者に共通する点があると考えられる。本年度の研究では,文献的検討を中心に据えたが,まだ不十分な点があり,本年度の研究でも続ける予定である。本年度においての主たる研究成果は,教師評定用うつ尺度を完成させ,外在化問題行動と内在化問題行動測度(教師評定,生徒自己評定)間の関連を検証することで,外在化問題行動と内在化問題行動間の共通要因などを明らかにした。以下のような方法をとった。被験者:A県2つの公立中学校の13年生計621名(男子334名,287名)とその担任17名質問紙1)反抗挑戦性障害(ODD)に関する項目群(8項目,4件法)2)行為障害(CD)に関する項目群(9項目,4件法)3)注意欠陥多動性障害(ADHD)に関する項目群4)非情緒性(CU)に関する項目群5)外在化問題行動に関する自己評定測度6)内在化問題行動に関する自己評定測度手続き:生徒回答質問紙は3回に分け,ホームルームなどの時間を利用してクラス毎に実施した。回答は記名式とし,回収後担任によって封をされた。結果各測度の信頼性が認められたため(藤生他,2006,2007),各測度間の相関を検討した(Table1)。ちなみに,固有値1以上は3因子あり,バリマックス回転後第1因子は内在化,第2因子は自己評定の外在化,第3因子は外在化の教師評定であった(回転後3因子までで寄与率57%)。第1因子負荷量が高いことから,外在化問題行動と内在化問題行動との間には共通する要因が存在することが明らかとなった。

児童・生徒にとってもっとも大きく身近にある内在化・外在化問題行動のリスク要因および保護要因として,本年度は在席する学級でのポジティブな相互作用の程度を測定する尺度を作成した(α.=73-93)。学級でのポジティブな相互作用が,どのようにうつや不安に影響するかを713名の中学1年生生徒を対象として,time1(4月),time2(5月),time3(7月)に上記尺度とともに,Kiss-18,SLST,自尊感情尺度,DSRS,STAI-Yを実施し,前のtime測定から後のtime測定結果を重回帰分析で予測した。男子においては,time1のうつ得点(β=.57^<**>)とtime2の1つの下位尺度得点(β=-.28^<**>)が,time3のうつ得点を予測した(R^2=.53)。また,time1の不安得点(β=.57^<**>),1つの下位尺度得点(β=-.23<**>),time2の1つの下位尺度(β=-.40<**>)が,time3の不安得点を予測した(R^2=.50)。女子においては,time1の1つの下位尺度得点(β=-23<**>),time2の1つの下位尺度得点(β=-.27<**>)とSLSTの学校不適応得点(β=.61<**>)がtime3のうつを予測した(R^2=.71)。また,time1の不安得点(β=.49<**>),time2の2つの下位尺度得点(それぞれβ=-.33<**>),.23<**>)がtime3の不安得点を予測した(R^2=.66)。学級でのポジティブな相互作用を促進させることが,保護要因を高めることが実証された。この成果を,アイルランドで開かれた31st World Conference on Stress and Anxiety Research Galway Irelandで発表した。外在化問題行動に関する分析は今後の課題とされた。
炎症の終息と組織修復に関与する免疫細胞システムの解明

組織損傷に伴う炎症は、組織にマクロファージなどの炎症細胞を集積させ創傷悪化や機能回復の遅れにつながる。一方で炎症は組織修復に必須のプロセスでもある。その実態は近年ようやく明らかになってきた。我々は脳梗塞という組織破壊に伴う無菌炎症におけるマクロファージを中心とした自然免疫と、制御性T細胞を中心とした獲得免疫が関与することを明らかにして来た。虚血によって脳組織が壊死に陥ると、発症後13日の早期にマクロファージや好中球などの炎症細胞が脳内に浸潤する。特に発症後1日目のマクロファージは、IL-1βやILー23,TNF-αなどの炎症性サイトカインを産生して炎症を促進する。一方で、梗塞発症4日目を過ぎるとペルオキシレドキシンやHMGB1などのDAMPsはマクロファージにより急速に細胞内に取り込まれて、リソゾームによって分解される。以上のように脳梗塞後の炎症は自然免疫が主体で、それ以降の慢性期において炎症は収まっていると考えられてきたため、免疫細胞の役割についてはほとんど解析されていなかった。ところが我々は実験的脳虚血再灌流(MCAO)モデル(脳梗塞モデル)において発症2週目以降の慢性期に制御性T細胞(Treg)が脳内に集積することを見出した。脳内Tregは最近注目されている組織Tregと性質が近い。IL-33受容体を発現し、IL-33によって増殖すると同時に、アンフィレグリンを産生しアストログリオーシスを制御していることがわかった。さらに脳特異的な性質として7型セロトニン受容体を発現し、セロトニンに応答して増殖しTregとしての機能分子の発現強化が見られた。Tregの組織特異的なフェノタイプを解析することによって、組織特異的なTregを誘導、増殖することができれば、Tregを用いた組織特異的な治療法の開発につながることが期待される。これまで炎症が治まっているとされていた組織損傷後の慢性期に、実験的脳虚血再灌流(MCAO)モデルを用いることで実際はTregを中心とした獲得免疫が発動していることが明らかとなった。Tregが集積しているために見た目の炎症は抑制されているものと思われる。さらに脳Tregが慢性期の神経症状の改善に重要であることが示され、分子機構の一旦も明らかにされた。これまでの研究では明らかにされていない脳内因子および脳特異的抗原による脳Tregの増幅機構と脳Tregの性質を付与する機構を解明し、広く神経炎症におけるTregの意義を解明する。(1)すでにマイクロアレイを用いた脳Tregと抹消あるいは他組織のTregとの遺伝子発現の比較によって脳Tregに特異的な転写因子群を複数同定している。このなかでPPARγは脂肪組織Tregと共通であるものの候補として重要と考えられる。またNr4a遺伝子群も他の組織Tregよりも高い発現が認められた。そのほか脳神経系と関連ある転写因子の検索を行う。特に脳Tregに特徴的なセロトニン受容体HTR7の発現解析を行い、プロモーター領域に結合しうる転写因子を検索する。これらの候補遺伝子の欠損マウスよりTregを単離し脳梗塞モデルマウスに移入することで脳Tregの発生に必要かどうかを検討する。(2)脳内に浸潤するTregの抗原特異的TCRを同定する。脳梗塞慢性期に脳内に浸潤したTregのTCRを次世代シーケンサーで解析したところ、TCRレパトアの顕著な偏りが認められた。さらに、TCRのアミノ酸配列を解析したところ共通のTCRをもつTregが増えており、オリゴクローナルな増殖が認められた。これらの結果をふまえ脳Tregの特異的TCRを同定する。さらにその抗原の探索も行う。(3)他の脳内炎症性疾患への展開を行う。脳梗塞慢性期の研究と同様にTregが多発性硬化症、アルツハイマーやパーキンソン病などのモデル系の感受性を変更できるか、できるとすればTregが何を認識し、どのような因子を介しているのかを明らかにする。その病態が自己抗原の免疫や誘導因子によって変化するのか、脳内炎症の抑制、組織修復をもたらしているかを検討する。

IL-33受容体を発現し、IL-33によって増殖すると同時に、アンフィレグリンを産生しアストログリオーシスを制御していることがわかった。さらに脳特異的な性質として7型セロトニン受容体を発現し、セロトニンに応答して増殖しTregとしての機能分子の発現強化が見られた。Tregの組織特異的なフェノタイプを解析することによって、組織特異的なTregを誘導、増殖することができれば、Tregを用いた組織特異的な治療法の開発につながることが期待される。これまで炎症が治まっているとされていた組織損傷後の慢性期に、実験的脳虚血再灌流(MCAO)モデルを用いることで実際はTregを中心とした獲得免疫が発動していることが明らかとなった。Tregが集積しているために見た目の炎症は抑制されているものと思われる。さらに脳Tregが慢性期の神経症状の改善に重要であることが示され、分子機構の一旦も明らかにされた。これまでの研究では明らかにされていない脳内因子および脳特異的抗原による脳Tregの増幅機構と脳Tregの性質を付与する機構を解明し、広く神経炎症におけるTregの意義を解明する。(1)すでにマイクロアレイを用いた脳Tregと抹消あるいは他組織のTregとの遺伝子発現の比較によって脳Tregに特異的な転写因子群を複数同定している。このなかでPPARγは脂肪組織Tregと共通であるものの候補として重要と考えられる。またNr4a遺伝子群も他の組織Tregよりも高い発現が認められた。そのほか脳神経系と関連ある転写因子の検索を行う。特に脳Tregに特徴的なセロトニン受容体HTR7の発現解析を行い、プロモーター領域に結合しうる転写因子を検索する。これらの候補遺伝子の欠損マウスよりTregを単離し脳梗塞モデルマウスに移入することで脳Tregの発生に必要かどうかを検討する。(2)脳内に浸潤するTregの抗原特異的TCRを同定する。脳梗塞慢性期に脳内に浸潤したTregのTCRを次世代シーケンサーで解析したところ、TCRレパトアの顕著な偏りが認められた。さらに、TCRのアミノ酸配列を解析したところ共通のTCRをもつTregが増えており、オリゴクローナルな増殖が認められた。これらの結果をふまえ脳Tregの特異的TCRを同定する。さらにその抗原の探索も行う。(3)他の脳内炎症性疾患への展開を行う。脳梗塞慢性期の研究と同様にTregが多発性硬化症、アルツハイマーやパーキンソン病などのモデル系の感受性を変更できるか、できるとすればTregが何を認識し、どのような因子を介しているのかを明らかにする。その病態が自己抗原の免疫や誘導因子によって変化するのか、脳内炎症の抑制、組織修復をもたらしているかを検討する。
外来通院中の高齢糖尿病患者のフレイルを改善・予防するマネジメントプログラムの開発

本研究の目的は、高齢糖尿病患者が加齢に伴うフレイルから糖尿病の悪化をきたし、さらにフレイルが進行するという負のサイクルを改善・予防するマネジメントプログラムの開発である。マネジメントプログラムは、病院外来通院中の高齢糖尿病患者をリスク特性によって階層化(グループ分け)し、各階層グループへ同一のケアプログラムを提供するという疾病管理の手法を用いて作成する。平成30年度は、グループ分けの指標を特定し、マネジメントプログラム案を作成した。2病院の医師、看護師計5名、訪問看護師1名に、外来で気づきそうなフレイルの兆候をしてインタビューした。また、医師や看護師がフレイル予備軍かもしれないと思う6080歳代の男性2名、女性3名の高齢糖尿病患者にインタビューと生活調査を行った。生活調査は活動計の装着と食事の写真撮影を予定していたが、新しい機器の使用自体が億劫だと辞退され、主にインタビュー内容からフレイルの兆候や要因を分析した。結果として、<血糖測定やインスリン注射の物品の必要数が言えなくなる><血糖測定ノートや針捨てボックスを持参しなくなる><予定通り受診しなくなる><検査や他科受診が抜ける><身なりが変わる><血糖値が急に変化する><お正月や旅行などのイベントがある>ということがあげられた。既存のフレイルの診断基準や指標では発見につながらず、「あれ?」とこれまでの患者となにか違うと気づくことが重要であった。また患者からは、<妻の体調不良で家事をするようになる><階段の昇降がしんどくなる><重い荷物の買い物が辛くなる>などが兆候として述べられた。患者には決まった生活パターンがあり、このパターンの変化がリスク要因であった。したがって、“通常の患者"を理解したうえでリスク指標をモニタリングすることが重要であり、この患者理解をマネジメントプログラムに取り入れることの重要性が示唆された。本研究の目的は、高齢糖尿病患者が加齢に伴うフレイル(frailty)から糖尿病の悪化をきたし、さらにフレイルが進行するという負のサイクルを改善・予防するマネジメントプログラムの開発である。フレイルは、加齢に伴う生理的予備能力の低下から、身体的、心理社会的な脆弱性が高くなった状態を意味するが、適切な対応により健康を回復できる段階である。そこで外来診療の中で糖尿病と加齢の両面から、より早期に介入できる体制および介入プログラムの作成を目的とした。短時間の外来診療の中でより多くの患者に介入していくために、疾病管理の手法を用いた介入方法を検討している。疾病管理では、ターゲット患者集団に対する介入目標を設定し、投入可能な資源と効果を予測しながら患者集団をその特性や疾患の重症度などを踏まえていくつかのグループに分け(階層化)、そのグループにあった介入を行うという手法である。平成28年度は、外来診療の場における高齢糖尿病患者のフレイルあるいはフレイル予備軍の発見指標に関する文献検討を中心に行った。何らかの測定を要する指標が大半であり、患者の日常生活に着した微細な変化や気づきを明らかにする必要性が確認された。また研究メンバーがこれまでに介入した実践事例を振り返り、患者の日常生活に密着した微細な変化や気づきとはどのようなことなのかを検討した。こららのことを参考にしながら、医療従事者や在宅ケアワーカー、および患者向けのインタビューガイドを作成した。今後、インタビューとフレイルあるいはその予備軍と思われる高齢糖尿病患者への生活調査を実施し、要介入者の発見指標の特定を行う予定である。糖尿病の悪化につながるという視点と、通常の外来診療の中で発見できる指標という視点を踏まえて文献検討を行った結果、文献検討に思いのほか時間を要した。そのため、平成28年度に開始予定であった医療従事者や在宅ケアワーカー、および患者向けのインタビューの実施が遅れている。短時間の外来診療の中で糖尿病と加齢の両面から要支援者を発見し、より早期から介入できるよう、疾病管理の手法を用いた介入体制および介入プログラムの作成を目的としている。平成29年度は、医療従事者や在宅ケアワーカー、フレイルあるいはフレイルの予備軍と思われる高齢糖尿病患者へのインタビュー等を実施する予定であったが、研究倫理委員会の承認を得ることに時間を要した。一方、研究者それぞれの実践活動を通して特に高齢糖尿病患者へのデータ収集法について検討した。その結果、フレイルおよびその予備軍の患者については、自宅でのデータ収集活動(カメラでの食事撮影など)自体が難しいことが予測された。そこで、当初の予定から一部データ収集方法を変更することとした。研究倫理委員会で承認を得ることに時間を要した。本研究は現状の外来診療の中で実践できる介入プログラムの作成を目的としているが、研究としてどこまで厳密性を追求するか検討することが必要となった。また、研究者それぞれの実践活動を通し高齢糖尿病患者へのデータ収集法について検討した。その結果、デジタルカメラによる食事撮影など、患者自身によるデータ収集の方法を一部見直した方がよいと考えられた。これらの検討に時間を要し、データ収集への着手が遅れた。

平成30年度は、グループ分けの指標を特定し、マネジメントプログラム案を作成した。2病院の医師、看護師計5名、訪問看護師1名に、外来で気づきそうなフレイルの兆候をしてインタビューした。また、医師や看護師がフレイル予備軍かもしれないと思う6080歳代の男性2名、女性3名の高齢糖尿病患者にインタビューと生活調査を行った。生活調査は活動計の装着と食事の写真撮影を予定していたが、新しい機器の使用自体が億劫だと辞退され、主にインタビュー内容からフレイルの兆候や要因を分析した。結果として、<血糖測定やインスリン注射の物品の必要数が言えなくなる><血糖測定ノートや針捨てボックスを持参しなくなる><予定通り受診しなくなる><検査や他科受診が抜ける><身なりが変わる><血糖値が急に変化する><お正月や旅行などのイベントがある>ということがあげられた。既存のフレイルの診断基準や指標では発見につながらず、「あれ?」とこれまでの患者となにか違うと気づくことが重要であった。また患者からは、<妻の体調不良で家事をするようになる><階段の昇降がしんどくなる><重い荷物の買い物が辛くなる>などが兆候として述べられた。患者には決まった生活パターンがあり、このパターンの変化がリスク要因であった。したがって、“通常の患者"を理解したうえでリスク指標をモニタリングすることが重要であり、この患者理解をマネジメントプログラムに取り入れることの重要性が示唆された。作成したインタビューガイドをもとにインタビューを行う。更にフレイルあるいはフレイル予備軍と思われる高齢糖尿病患者への生活調査も実施し、通常の外来診療で把握可能な指標の抽出を行う。その指標をもとに、患者群を階層化する指標を特定し、各患者群に対する介入プログラムを作成・試行する。患者データの収集については、当該患者の状況をふまえ、一部当初の予定より簡略化した方法で実施する。また、高齢糖尿病患者へのフレイル予防に力を入れている施設に絞って研究を推進することも検討する。データ収集の開始が遅れたため、計画していた物品購入およびテープ起し費用が発生しなかった。データ収集の開始が遅れたため、予定していた物品購入やテープ起こし、調査旅費の費用が発生しなかった。今年度の使用計画としては、データ収集と介入に必要な物品(ICレコーダー、活動量計、体組成計、栄養分析ソフトなど)を購入する。しかし体組成計については、当初予定したいたものよりも厳密なデータが得られる機種への変更を検討している。一方、患者が自宅にて自身の食事を撮影する予定としていたが、その実施の有無について検討し、デジタルカメラの購入台数を減量することを予定している。インタビューデータ分析に必要なテープ起こし費用やデータ収集、介入に必要な旅費は、実施施設を限定する予定であり、当初の予定より減額予定である。
低温虚血による肺no-reflow現象の研究

肺移植におけるdonor肺の至適保存温度以下の低温冷却保存で示唆されたno-flow現象(NR現象)を追求した。当初、ブタでの肺移植実験で本研究を追求したが、術中のgraftの温阻血障害、hostの術中呼吸循環動態の影響など他因子の介在で機能評価の変動が大きかった。このためartifactを可及的に除くため、ウサギ心肺ブロックによるgraft機能評価モデルでNR現象を追求した。donor肺でのNR現象の原因として肺血管内残留血液の影響、非可逆的肺血管攣縮が考えれれ、前潅流保存、デキストランによる防止の可能性を追求した。前潅流を行わない表面単純冷却保存では至適温度(8°C)未満では定流量再潅流モデルで肺動脈圧の異常高値、graft血液酸化能の低下、W/D比の血液W/Dへの近似、形態学的に肺内出血がみられた。この現象が、NR現象と考えられたが、前潅流冷却保存でも同様の現象がみられた。以上よりNR現象の発現部位は肺毛細管レベルより中枢側と考えられる。その原因としてgraft血管内の血球成分の影響は否定的と考えられた。NR現象の可逆性の可能性については、復温にても血流閉塞がみられ非可逆的であると考えられた。膠質浸透圧維持剤であるデキストランの効果はみられなかった。至適温度によるgraftは温阻血障害で肺間質水腫が出現し血流破綻が出現したが、NR現象とは明らかに異なるものであった。NR現象が肺血管のどのレベルで出現するか、肺血管拡張剤が有効であるか、今後さらに追求する必要があり、donor肺保存法の改善にはその治療、防止法の追求が必要と考える。初年度実績肺移植におけるdonor肺のgraftとしての機能低下の一病態として、低温冷却障害と考えられるno-reflow現象を家兎心肺ブロックで示唆した(JTCS1992)。家兎心肺ブロックの実験はexovivo実験であり、in situでのno-reflow現象の証明とその解析のため、ブタを用いた再移植実験を計画した。初年度は、肺移植手術手技を確立するためdonor肺の摘出法とrecepientでの肺移植法の手技を検討した。2頭の片肺交叉移植を施行したが、graftとしての肺摘出を通常の全摘に準じた方法で行うと操作中micro atelec等の肺傷害、吻合用の気管支、肺血管の遊離縁を充分とれない等のため、交叉移植をあきらめdonorより心肺をenblocに摘出し、bench surgeryで移植肺のpreparationを行って片肺移植を行っている。recepientの片肺移植では吻合手技の確立を目指した。気管支吻合はTrinckleのtelescope法を用いた。本法がomentopexyを併用した通常の端々吻合に代わり得るか検討中である。血管吻合は通常のmonofilament縫合糸による連続縫合を用いているが、手術時間の短縮、吻合部狭窄予防としてcuff techniqueが応用可能か検討している。cuff techniqueでは血管を固定するtubeの材質、形状を検討中である。現在まだ急性実験での手術手技検討中であるが、その確立ができしだいコントロール、長時間保存肺での実験を行う予定である。3年度実績肺移植におけるdonor肺の至適保存温度以下の低温冷却保存で示唆されたno-reflow現象(NR現象)を追求した。当初、ブタでの肺移植実験で本研究を追求したが、術中のgraftの温阻血傷害、hostの術中呼吸循環動態の影響など他因子の介在で機能評価の変動が大きかった。

donor肺でのNR現象の原因として肺血管内残留血液の影響、非可逆的肺血管攣縮が考えられ、前灌流保存、デキストランによる防止の可能性を追求した。前灌流を行わない表面単純冷却保存では至適温度(8°C)未満では定流量再灌流モデルで肺動脈圧の異常高値、graft血液酸化能の低下、W/D比の血液W/Dへの近似、形態学的に肺内出血がみられた。この現象が、NR現象と考えられたが、前灌流冷却保存でも同様の現象がみられた。以上よりNR現象の原因はgraft血管内の血球成分の影響は否定的と考えられた。NR現象の可逆性の可能性については、復温にても血流閉塞がみられ非可逆的であると考えられた。膠質浸透圧維持剤であるデキストランの効果はみられなかった。至適温度によるgraftは温阻血傷害で肺間質水腫が出現し血流破綻が出現したが、NR現象とは明らかに異なるものであった。NR現象が肺血管のどのレベルで出現するか、肺血管拡張剤が有効であるか、今後さらに追求する必要があり、donor肺保存法の改善にはその治療、防止法の追求が必要と考える。
極低摩擦を示す超格子固体潤滑膜の創成とトライボロジー

1.ナノ周期固体潤滑膜の開発;ナノ周期積層膜の硬さ増大メカニズムを明らかにし、新しい固体潤滑膜のモデルを提案した。具体的には、低せん断抵抗が期待できる材料をナノ周期で積層し、従来の単層膜や混合膜材料では得られなかった低摩擦を示す新しいナノ周期固体潤滑積層膜を開発した。(1)カーボン膜と窒化ホウ素膜ナノ周期固体潤滑積層膜;耐熱性向上が期待できる数nm周期の(C/BN)n積層膜を形成した。200°Cの高温環境下による摩擦試験では、4nm周期の積層膜が最も低い摩擦係数を示すことを明らかにした。(2)銀・金膜のナノ周期導電性固体潤滑積層膜;導電性を示すナノ周期固体潤滑積層膜として、AgおよびAu膜を構成要素とする積層膜を形成した。積層により、摩擦係数は減少し、摩擦耐久性は著しく向上する。電気抵抗率評価では、単層膜の抵抗率が著しく増加するのに対し、摩擦後もほとんど変化せず、電気抵抗の安定性に優れた固体潤滑膜が得られている。(3)二硫化タングステン/二硫化モリブデンナノ周期固体潤滑積層膜;MoS_2およびWS_2の積層膜を取り上げた。その結果、大気中でμ=0.04の低摩擦が安定して得られている。更に、単層膜に比べ摩擦耐久性は6倍以上増大した。(4)ナノ加工実現;積層膜の欠陥の進展が層間で抑止される現象を活用し、層毎のナノ加工を実現した。2.ナノコンポジット薄膜三次元構造を有するナノコンポジットの基礎的検討として各種金属をカーポン膜中に分散させた金属添加DLC膜の形成とトライボロジー特性の評価を行った。ナノインデンテーションおよび原子間力顕微鏡(AFM)を用いたマイクロ摩耗試験で評価したところチタンを適切な量添加したDLC膜が優れた機械特性を示した。さらに金属添加により境界潤滑特性を改善できた。特にチタン添加DLC膜ではμ=0.04以下の低摩擦を示し、自動車の摺動部に応用し低摩擦を実現できる可能性がある。超格子構造を持つ固体潤滑膜の形成としてRFスパッタリング装置にグラファイトと軟質金属(Au,Ag)の扇状ターゲットを同時に設置し,基板回転およびシャッターの開閉により数原子数十原子層からなる(カーボンC/軟質金属(Au,Ag))nの多層膜を形成した。まず、グラファイトと軟質金属それぞれについて適切な薄膜形成条件を求めた。さらにそれぞれのスパッタ膜形成速度に着目し、膜形成条件の適正化を図った。すなわち原子間力顕微鏡を用い、膜形成速度を原子オーダで厳密に評価して,超格子膜の積層周期をnmオーダで制御した。また軟質金属同士である金と銀の超格子膜(Ag/Au)nを形成した。超格子膜のマイクロ変形特性評価として原子間力顕微鏡を用いたナノインデンテーション試験を行い,硬さ,弾性率が4nm周期で最大になる周期依存性を確認した。さらに摩擦抵抗の積層周期依存性を検討し、4nm周期で低摩擦を示すことを明らかにした。これらの検討結果を超格子固体潤滑膜の形成条件にフィードバックし,極低摩擦を実現できる固体潤滑膜の膜形成技術の開発を進めている。トライボロジー特性(摩擦特性,摩擦耐久性)の環境依存性評価として環境制御型トライボメータを用い、摩擦特性を高温環境下で評価し,超格子構造を持つ固体潤滑膜の温度依存性を明らかにした。

さらに極低摩擦を実現する新しい固体潤滑膜として二硫化モリブデン系積層膜をスパッタリングにより形成し、ナノメータスケールの極薄膜形成条件の適正化を図るなど基礎的検討を進めた。1.ナノ周期構造を持つ固体潤滑膜の形成とマイクロトライボロジー特性の評価:スパッタリング装置に二硫化モリブデン、二硫化タングステン、軟質金属(金・銀)など固体潤滑性を示す材料のターゲットを同時に設置し,基板回転およびシャッターの開閉により数原子数十原子層からなるナノ周期構造の積層膜を形成した。その形成条件を適正化し、原子間力顕微鏡を用いたナノインデンテーション試験、マイクロ摩耗試験により垂直硬さ,弾性率および水平抵抗の積層周期依存性を明らかにした。その結果,積層膜形成による機械特性改善効果を明らかにした。さらに二硫化モリブデン・二硫化タングステンの積層膜を用い大気中で摩擦係数0.04の低摩擦を実現することができた。2.ナノ周期を持つ結晶構造の異なる積層膜からなる固体潤滑膜の形成と評価:軟質金属(Ag/Au)nおよびカーボンからなるナノ周期積層膜を形成した。その結果として分子オーダで複数の異なったせん断パスを持つ超格子固体潤滑膜を形成した。これらの超格子固体潤滑膜は単体膜に対し、著しく摩擦特性および摩擦耐久性を改善することができた。3.耐環境性固体潤滑膜の形成と評価:耐環境性に優れるダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜を主成分としたナノ周期積層膜を実現するためDLC膜を取り上げ、膜形成条件、摩擦特性などの基本特性を評価した。その結果DLC膜を耐熱性高分子材料に形成することにより、優れたトライボロジー特性改善効果が得られた。さらにチタン、鉄、モリブデンなどの金属を添加したDLC膜を形成し、その付着力など機械特性の改善効果を明らかにした。1.ナノ周期固体潤滑膜の開発;ナノ周期積層膜の硬さ増大メカニズムを明らかにし、新しい固体潤滑膜のモデルを提案した。具体的には、低せん断抵抗が期待できる材料をナノ周期で積層し、従来の単層膜や混合膜材料では得られなかった低摩擦を示す新しいナノ周期固体潤滑積層膜を開発した。(1)C膜とBN膜ナノ周期固体潤滑積層膜;耐熱性が期待できる数nm周期の(C/BN)n積層膜を形成した。200°Cの高温環境下による摩擦試験では、4nm周期の積層膜が最も低い摩擦係数を示すことを明らかにした。(2)銀・金およびカーボン膜ナノ周期導電性固体潤滑積層膜;導電性を示すナノ周期固体潤滑積層膜として、AgおよびAu膜を構成要素とする積層膜を形成した。積層させることにより、摩擦係数は減少し、摩擦耐久性は著しく向上する。電気抵抗率評価では、単層膜の抵抗率が著しく増加するのに対し、積層膜の電気抵抗率は、摩擦後もほとんど変化せず、電気抵抗の安定性に優れた固体潤滑膜が得られている。(3)二硫化タングステン/二硫化モリブデンナノ周期固体潤滑積層膜;低摩擦を示す固体潤滑膜としてMoS_2およびWS_2の積層膜を取り上げた。その結果、μ=0.04の低摩擦が安定して得られている。更に、単層膜に比べ摩擦耐久性は6倍程度増大した。
実験的エンドトキシンショックにおけるアポトーシスの関与

エンドトキシンとD-ガラクトサミンをマウスに投与すると、実験的エンドトキシンショックが誘導される。この実験的エンドトキシンショックの病態におけるアポトーシスの関与が検討された。エンドトキシンショック誘導マウスの各臓器からDNAを抽出し、アガロースゲル電気泳動で展開したところ、肝臓に明らかなDNA断片化が認められた。また、ニックエンド法で染色したところ、肝細胞が陽性に染まり、肝細胞がアポトーシスを起こしていることが明らかとなった。また、腎臓も陽性に染色される部分があった。エンドトキシンショック誘発マウスの血清とD-ガラクトサミンとの移入により、アポトーシスが誘導され、アポトーシス誘導に血清中の因子の関与が推定された。抗TNF抗体の投与によって肝アポトーシスが抑制されたことから、エンドトキシンによって遊離された血清中のTNFがアポトーシル誘導因子であることが推察された。TNFとD-ガラクトサミン投与によって、肝アポトーシスが同様に誘導されたことからもTNFの関与は明らかになった。その他のサイトカインによる作用は認められなかった。このエンドトキシンショックに伴った肝アポトーシスにFas抗原の関与を調べるために、Fes抗原陰性のMRL lpr/lprマウスを用いて検討したところ、同様に肝アポトーシスが起こったことから、Fas分子の関与はないと考えられた。以上の結果から、エンドトキシンショックの病態にアポトーシスが関与し、特にTNFが主要な作用分子であることが明らかになった。エンドトキシンショックにおいて、臨床的に肝壊死と呼ばれていた現象が実際は肝アポトーシスであることも示唆された。
緑内障患者の脳機能変化

緑内障患者27例の頭部MRI撮影とポジトロン断層法による脳糖代謝測定を施行し、正常人14例と比較した。MRI解析では、視覚情報を脳に伝える視放線が緑内障患者において萎縮していることが分かった。また、緑内障患者では、脳の視覚野における糖代謝低下がみられ、緑内障が重症な症例ほど著明に低下していた。これらのことから、緑内障は眼だけでなく、脳内にも変化をきたす疾患であることが分かった。緑内障は、視神経の萎縮によって視野欠損を生じ、重度の場合には失明にいたる疾患である。我々は、静的視野検査を施行し、緑内障と診断された症例17例(男性10例、女性7例、平均年齢61.6±14.5歳)について、頭部MRI撮影(拡散強調画像)およびポジトロン断層法(PET)と^<18>F-フルオロデオキシグルコース(FDG)を用いた安静時脳糖代謝の測定を行った。また、正常対照群7例(男性4例、女性3例、平均年齢53.9±23.0歳)についても同様の測定を行った。拡散強調MRI画像には、左右の視放線に前方・後方部位に分けて関心領域を設定し、Mann-Whitney U検定にて信号強度の差について検定した。また、PET画像は、画像解析ソフトstatistical parametric mapping (SPM) softwareを用いて標準化および統計処理を行った。拡散強調画像における視放線の信号強度は、緑内障患者群において、正常群と比較し両側の視放線の前方・後方部位とも有意な信号強度の差がみられた(右前方:P<0.005,右後方:P<0.05,左前方:P<0.05,左後方:P<0.01)。PET画像解析では、緑内障患者群において、正常群と比較し両側一次視覚野の糖代謝低下がみられた。これらの結果から、緑内障患者では、視神経萎縮だけでなく視放線の萎縮も存在し、それに伴って、一次視覚野の糖代謝低下が起こっていると推測された。この研究から、緑内障は、視神経だけでなく脳内にも変化をきたす疾患であることが示唆され、緑内障の病態解明に寄与すると期待される。拡散強調MR画像の解析では、緑内障患者群では、両側のFA値が有意に低下していることが認められた。PET解析において、緑内障患者群では、両側の一次視覚野の糖代謝低下を認めたが、視覚連合野など他の部位の糖代謝変化はみられなかった。
ES細胞から内胚葉系幹細胞への分化制御

我々は、膵への発生分化の機序を明らかにするために、ES細胞を用いて、膵臓への分化過程を再現出来る実験系を構築している。これまでに、膵幹細胞のマーカーであるpdx-1遺伝子発現を容易に検出可能のために、pdx1遺伝子座にlacZレポーター遺伝子をノックインしたES細胞を用いてきた。その結果、(i)膵臓原基とEs細胞との共培養、(ii)TGF-β2の添加、(iii)Es細胞への内胚葉誘導因子c-mix遺伝子の強制発現、によっでES細胞から膵への分化誘導が促進されることを明らかにした。さらに、ES細胞由来の膵幹細胞をリアルタイムで追跡し、生きた細胞を純化するために、pdx-1遺伝子の発現をGFP(緑色蛍光タンパク質)で可視化した。まず、pdx-1-GFPトランスジェニックマウス(Gu et al.,2002)より、ES細胞株を樹立した。トランスジェニックマウスにおいては、pdx-1遺伝子が膵臓幹細胞で特異的に発現されることがすでに確認されているので、樹立したES細胞から分化したGFP陽性細胞は膵に特異性があると考えられた。このES細胞株から、効率よくES細胞から膵へ分化が誘導されることが確認された。ES細胞から誘導されたpdx-1/GFP陽性細胞をセルソーターを用いて、GFP陽性細胞の蛍光強度に基づき分画した。RT-PCR法により解析した結果、GFP陽性分画にpdx-1陽性細胞が濃縮されていることが分かった。このES細胞由来のpdx-1陽性細胞について、遺伝子発現網羅的解析を行なった。我々の系で得られた膵幹細胞の遺伝子プロファイルと、既に報告されているマウス胎生7.5日目の正常内胚葉層及び膵幹細胞の遺伝子発現プロファイル(Gu et al.,2003)と比較した結果、マウス胎生7.5日目の内胚葉で発現する遺伝子プロファイルとよく似ているプロファイルであることが明らかとなった。ES細胞からネスチン陽性細胞を経てインスリン産生細胞を得るプロトコールが報告されているが、この方法で得られるインシュリン陽性細胞の多くは培地中に含まれるインスリンの取り込みによるものであり、de novoのインスリン産生によるものではないことが最近明らかになった(Rajagopal et al.,2003)。我々は、ES細胞から膵への発生分化の機序を明らかにするために、試験管内でES細胞から膵への分化誘導を再現できる系を構築してきた。このためには、pdx-1遺伝子座にlacZ遺伝子をノックインしたES細胞を用いている。このES細胞を用いる利点としては、lacZ染色で、膵臓初期マーカーであるpdx-1遺伝子の発現を簡単に評価できる点である。中胚葉、外胚葉系細胞への分化に比べると、特異的誘導剤非添加条件下において、LacZ染色されるpdx-1発現細胞の出現率は非常に低い。我々は、初期の分化したマウスES細胞を、マウス胎仔の膵原基あるいは膵間葉系と共培養すると、膵幹細胞への分化誘導が促進されることを見出した。また、ES細胞から膵幹細胞への誘導には、液性因子として、TGF-β2が有効であった。さらに、内胚葉誘導因子の活性を持つニワトリのmix遺伝子をマウスES細胞内で強制発現することにより、膵への分化誘導を促進することができることを見い出した。また、TGF-β2はmix遺伝子強制発現したES細胞株においても膵への分化誘導を促進した。これらの結果は、TGF-β2とmix遺伝子の作用は別々のステップで効いていることを示唆した。正常発生における内胚葉誘導をES細胞の系でも再現可能であることを示したものである。

我々の系で得られた膵幹細胞の遺伝子プロファイルと、既に報告されているマウス胎生7.5日目の正常内胚葉層及び膵幹細胞の遺伝子発現プロファイル(Gu et al.,2003)と比較した結果、マウス胎生7.5日目の内胚葉で発現する遺伝子プロファイルとよく似ているプロファイルであることが明らかとなった。
自律神経システムの予測処理機能と精神疾患症状との関係性の探索的解明

自律神経系の予測処理にどの程度,脳機能による制御が関与しているのか,またどのようなメカニズムでそれが実現されているのかは,現在のところほとんど解明されておらず,探索的な研究要素が多く含まれる.そこで本研究では,不安障害やうつ病などのさまざまな精神疾患および自律神経疾患を対象にし,さまざまな課題を用いることで,その背後にあるメカニズムを詳細に検討する.本研究による成果として,精神疾患の原因および治療の方向性に関する新たな視点を提供できる可能性があることに加え,自律神経障害をはじめとする疾患の症状改善への臨床応用が可能となるものと考えられる.自律神経系の予測処理にどの程度,脳機能による制御が関与しているのか,またどのようなメカニズムでそれが実現されているのかは,現在のところほとんど解明されておらず,探索的な研究要素が多く含まれる.そこで本研究では,不安障害やうつ病などのさまざまな精神疾患および自律神経疾患を対象にし,さまざまな課題を用いることで,その背後にあるメカニズムを詳細に検討する.本研究による成果として,精神疾患の原因および治療の方向性に関する新たな視点を提供できる可能性があることに加え,自律神経障害をはじめとする疾患の症状改善への臨床応用が可能となるものと考えられる.
脳内細胞環境系を基盤とした神経保護における免疫系クロストークの解明

研究目的:本研究は、酵素分解抵抗性を有する新規VIP誘導体の脳保護作用に関して、脳細胞環境系を基盤とした作用機序解明を目的とした。方法:1)ラット小脳顆粒細胞の初代培養細胞は、a)神経細胞+グリア細胞混在群、b)Ara-Cを加えた神経細胞が豊富な群、の2群とした。2)細胞障害は、1mMGluで20時間処理を行った。3)細胞障害の検索は、蛍光法であるCalcein法で行った。4)IL-6、GM-CSFはELISA法にて測定を行った。5)脳虚血モデルとして、I群:中大脳動脈閉塞(MCAO)とII群:総頚動脈結紮(2VO)の2種を作成した。脳虚血モデルの作成は、イソフルラン麻酔下にてI群:MCAOでは、右外頚動脈から内頚動脈にフィラメントを30分間挿入し、2群:2VOでは、両側総頸動脈を10分間結紮し、その後、再還流した。6)薬物の投与は、虚血解除の直後に10ml/Kgを腹腔内投与した。完全な脳虚血が得られたモデルに限り、虚血再還流後MCAOでは72時間後、2VOでは7日後に、脳を摘出し凍結切片を作成した。7)MCAOでは、脳の梗塞範囲を検定するため、NeuN抗体を用いた免疫組織染色で神経細胞を染色後、CCDカメラでコンピュターに取り込み、NIH imageで梗塞範囲を3次元的に計測を行った。2VOでは、脳細胞死を検定するために、ギムザ染色で神経細胞を染色し顕微鏡下で海馬細胞数を計測した。結果:1)培養細胞群において、新規VIP誘導体は、グリア細胞混在群でのみ、10^<-12>10^<-8>Mの範囲で対照群と比較して有意な脳細胞保護作用が認められた。さらに、これらの脳保護作用はグリア細胞からのIL-6さらにGM-CSF誘発と関連することが示唆された。2)脳虚血モデル群において、いずれの虚血群も新規VIP誘導体は10^<-10>10^<-7>M(投与量;10ml/kg)の濃度で無処置群と比較して脳損傷部位の範囲や脳細胞数の減少が抑制されており、脳保護作用が認められた。結語:新規VIP誘導体は、血液脳関門を通過しグリア細胞を主とした脳細胞環境系を介し、従来の脳保護作用を有す候補物質よりも明らかに低濃度で脳細胞死に対する抑制効果を示した。本研究は(神経細胞死保護作用をグリア細胞・脳内免役系・細胞外マトリックスに焦点を当て、細胞環境系調節物質か新たなる脳蘇生法の糸ロとなることを目的とした。方法として、脳細胞は神経細胞とグリア細胞の相関性を検索するため、培養小脳顆粒細胞を神経細胞が豊富な群、神経細胞とグリア細胞が混在した群、グリア細胞が豊富な群の三群として作成した。lipopolysaccharide (LPS)誘発の脳細胞死発現に関わるTNFα動態をELISA法で経時的に定量した。さらに、Bcl-2変動はRTPCR法により解析を行なった。細胞障害はCalcein AMを加えた後、蛍光マルチウェルプレートリーダーで測定した。結果として、LPSは0.5-20μMの範囲で著明な細胞死の発現と細胞外TNFαの増量が認められた。細胞外TNFαの増量は、グリア細胞共存に依存して、LPS適用後2時間以内で定常状態と比較して約5-6倍の著明な増量(p<0.001)が観察された。細胞死の抑制はコンドロイチン硫酸化合物(CS-PE)によって著明な抑制が用量依存で認められた。さらに、CS-PEはTNFαの増量を抑制した。以上の成績を要約すると、TNFαの発現はグリア細胞の存在に依存し、脳細胞死発現に関連する。さらに、脳保護作用を呈したCS-PEがTNFαの増量を抑制したこと。これらの成績は、TNFαは細胞死を誘発に関与し、細胞外マトリックスの調整物質は新規脳保護治療への基盤となることが示唆された。

7)MCAOでは、脳の梗塞範囲を検定するため、NeuN抗体を用いた免疫組織染色で神経細胞を染色後、CCDカメラでコンピュターに取り込み、NIH imageで梗塞範囲を3次元的に計測を行った。2VOでは、脳細胞死を検定するために、ギムザ染色で神経細胞を染色し顕微鏡下で海馬細胞数を計測した。結果:1)培養細胞群において、新規VIP誘導体は、グリア細胞混在群でのみ、10^<-12>10^<-8>Mの範囲で対照群と比較して有意な脳細胞保護作用が認められた。さらに、これらの脳保護作用はグリア細胞からのIL-6さらにGM-CSF誘発と関連することが示唆された。2)脳虚血モデル群において、いずれの虚血群も新規VIP誘導体は10^<-10>10^<-7>M(投与量;10ml/kg)の濃度で無処置群と比較して脳損傷部位の範囲や脳細胞数の減少が抑制されており、脳保護作用が認められた。結語:新規VIP誘導体は、血液脳関門を通過しグリア細胞を主とした脳細胞環境系を介し、従来の脳保護作用を有す候補物質よりも明らかに低濃度で脳細胞死に対する抑制効果を示した。