hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
妊娠子宮におけるステロイドホルモン機能の解析と環境汚染物質の影響に関する研究

胎盤は、子宮内膜から形成される脱落膜に、胎仔の栄養膜細胞が浸潤して形成される。この脱落膜化および浸潤過程は、ステロイドホルモンによる制御下にあることが示唆されているものの、ステロイドホルモンの標的細胞およびその細胞増殖・分化制御については、不明な点が多い。一方、ダイオキシン等の内分泌攪乱物質は、ヒトや野生動物において流産や死産をおこすことが知られているが、その一つの原因として、妊娠子宮におけるステロイド調節の攪乱が示唆されていた。これらのことを踏まえ、妊娠子宮内の局所的なステロイドホルモン調節と、子宮内膜の発達過程を明らかにし、抗エストロジェン作用を有するといわれるダイオキシン(TCDD)を用いて胎盤と子宮内環境の変化について解析した。先ずSprague-Dawleyラット(SD)を用い、妊娠の各ステージ(妊娠8、10、11、12、13、14、16、18、20、21日)のラットから妊娠子宮全体の組織切片を作成し、子宮腺部位の発達について観察を行った。子宮腺部位およびNK細胞は、妊娠10日目(GD10)頃から量を増し、GD16頃に最大になりその後緩やかに減少した。SDラットのGD8-10に総量2μg/kgのTCDDを曝露すると、胎仔の死亡はおこさないものの、GD12において子宮腺部位の発達が有意に阻害され減少することが明らかとなった。投与時期をGD15にすると子宮腺部位におけるNK細胞数は減少したが、部位そのものの発達阻害はおきないことが明らかとなった。更に、胎仔死亡を高頻度に示すホルツマンラット(HLZ)でも同様にGD15にTCDD曝露をしても発達阻害は観察されなかった。またHLZのGD20の胎盤における各種ステロイド合成酵素の発現量にも変化は見られなかった(Ishimura et al., Toxicol Appl Pharmacol. 2002 178:161-171を参照)。以上のことから、子宮腺部位への影響には臨界期が存在すること、またTCDDによる子宮腺部位の発達阻害は、胎仔の子宮内の生存率には関与しないという知見を得ることができた。一方、ダイオキシン等の内分泌攪乱物質は、ヒトや野生動物において流産や死産をおこすことが知られているが、その一つの原因として、妊娠子営におけるステロイド調節系を乱すことが示唆されていた。これらのことを踏まえ、本研究では、課題1)妊娠中の子宮内の局所的なステロイドホルモンの量と、子宮内膜の増殖、脱落膜化、栄養膜細胞の浸潤との関連性を明らかにし、課題2)抗エストロジェン作用を有するダイオキシン(TCDD)を用いて妊娠維持の阻害メカニズムを明らかにしていく。本年度は、課題1)に対する研究として、先ずSprague-Dawleyラットを用い、妊娠の各ステージ(妊娠8、10、11、12、13、14、16、18、20、21日)のラットを用意して、母体血液と卵巣の回収、および子宮を切開し、胎盤、子宮内膜腺部、および内膜腺部を含まない子宮を精緻に分離し、回収した。現在、各部位における各種ステロイド合成遺伝子の発現量を測定している。また、上述の妊娠各ステージの妊娠子宮全体の組織切片を作成し、未だ報告の少ない子宮腺部位の発達について観察を行った。子宮腺部位は、妊娠10日目(GD10)頃から最を増し、GD16頃に最大になりその後緩やかに減少することが明らかとなった。次に課題2)への研究として、ホルツマンラットのGD15に1.6mg/kgのTCDDを曝露した動物、およびSDラットのGD8-10に総量2mg/kgTCDDを曝露した動物を用意した。ホルツマンラットGD20の胎盤では各種ステロイド合成酵素の発現量には変化が見られなかったことを明らかにしている(Ishimura et al., Toxicol Appl Pharmacol. 2002 178:161-171を参照)。しかし、妊娠初期に曝露したSDラットでは、TCDD爆露により子宮腺部位が減少することが明らかとなった。これらのことから、妊娠中期の子宮腺部位が内分泌かく乱物質の一つの標的組織である可能性が明らかとなってきた。来年度は、SDラット妊娠中期の子宮腺部位を対照として、各種ステロイド合成酵素の発現を精査する予定である。

先ずSprague-Dawleyラット(SD)を用い、妊娠の各ステージ(妊娠8、10、11、12、13、14、16、18、20、21日)のラットから妊娠子宮全体の組織切片を作成し、子宮腺部位の発達について観察を行った。子宮腺部位およびNK細胞は、妊娠10日目(GD10)頃から量を増し、GD16頃に最大になりその後緩やかに減少した。SDラットのGD8-10に総量2μg/kgのTCDDを曝露すると、胎仔の死亡はおこさないものの、GD12において子宮腺部位の発達が有意に阻害され減少することが明らかとなった。投与時期をGD15にすると子宮腺部位におけるNK細胞数は減少したが、部位そのものの発達阻害はおきないことが明らかとなった。更に、胎仔死亡を高頻度に示すホルツマンラット(HLZ)でも同様にGD15にTCDD曝露をしても発達阻害は観察されなかった。またHLZのGD20の胎盤における各種ステロイド合成酵素の発現量にも変化は見られなかった(Ishimura et al., Toxicol Appl Pharmacol. 2002 178:161-171を参照)。以上のことから、子宮腺部位への影響には臨界期が存在すること、またTCDDによる子宮腺部位の発達阻害は、胎仔の子宮内の生存率には関与しないという知見を得ることができた。
糖尿病をもつ子どもの成長発達に沿った看護指針・評価指標の開発

本課題では、(1)糖尿病をもつ子どもが疾患や療養行動についてどのように学びながら成長していくのかを明らかにし成長発達に沿った看護指針・評価指標を作成する、(2)糖尿病を子どもと家族が活用できる絵本と冊子を作成することを目的とした。糖尿病をもちながら成長する子どもの体験と文献からの知見を統合することにより、以下が明らかとなった。子どもの療養行動の習得に向けた体験の積み重ねは、子どもの成長発達やサポートの広がり、母親の糖尿病管理や育児の習熟を含む複雑な過程であった。思春期では、新たな課題に対し療養行動と望む生活を対峙させ周囲のサポートを得ながら対処していた。これらの結果を基に看護指針および糖尿病をもつ子どもと家族に向けた絵本と冊子を作成した。本研究の目的は、1型糖尿病および2型糖尿病の乳幼児から思春期の子どもと家族を対象とし、子どもの成長発達毎の支援を考えるだけでなく、子どもが成長発達しながらどのように体験を積み重ねていくのかを明らかにし、この体験の積み重ねを視野に入れた成長発達に沿った支援を明らかにすることである。平成22年度は、(1)ライフヒストリーの手法を用いた「糖尿病をもちながら成長する子どもの体験」を成長発達に沿って分析し、糖尿病をもつ子どもが、疾患の理解や療養行動についてどのように学びながら成長していくのか、および、その影響要因(発症年齢、家族や周囲からのサポート、糖尿病キャンプ参加の有無など)を明確にすること、(2)本研究科で蓄積している、糖尿病をもつ子どもと家族に関する15編の学位論文から得られた結果について、対象者の成長発達段階における糖尿病をもつ子どもと家族の体験と、影響要因、対象者の成長発達に沿った看護の視点で二次分析を行った。その結果、幼児期に1型糖尿病を発症した子どもと、小学校前期に発症した子どもでは、小学校前期に発症した子どもの方が親のショックを感じ取り、また、周囲の友達とうまくいかない・気づかいをする体験をしているなど、発症年齢による体験の違いが明らかになった。また、学位論文の二次分析から、成長発達に沿った看護の主要な概念として発達理論やセルフケア理論をはじめとする複数の概念の組み合わせていくこと、既存の概念と学位論文から得られた結果のすり合わせを行い、独自の部分と不足の部分を丁寧に分析していくことの必要性が確認された。本研究の目的は、糖尿病をもつ乳幼児から思春期の子どもと家族を対象とし、子どもが成長発達しながらどのように体験を積み重ねていくのかを明らかにし、この体験の積み重ねを視野に入れた成長発達に沿った支援を明らかにすることである。前年度の研究結果から、幼児期・小学校低学年と思春期の子どもではセルフケアやセルフケアに影響する要因が大きく異なることが明らかになったため、平成23年度は、幼児期・小学校低学年と思春期の子どもを分けて、セルフケアに関する文献からの知見を統合した。その結果、「1型糖尿病をもつ幼児・小学校低学年児童の療養行動の習得に必要な要素」として、幼児期・小学校低学年までの発達課題の達成をに盤にした、療養行動に対する子どもの気持ち・関心、知識や技術の習得に必要な子どもの能力が導かれた。また、母親と子どもへの周囲からのサポート、および、子どもの療養行動の習得と安全な環境づくりを目指した母親の関わりが抽出された。1型糖尿病をもつ幼児期・小学校低学年の子どもの療養行動の習得に向けた体験の積み重ねは、子どもの成長発達や、それに伴うサポートの広がり、母親の糖尿病管理や育児の習熟を含む複雑な過程であり、子ども、母親、周囲のサポートが相互に関係しながらダイナミックに変化していく枠組みとして示された。これらの結果は、学会誌に投稿中である。また、幼児期・小学校低学年向けの絵本「はるちゃんといんすりんくん」を作成した。この絵本は、子どもなりにインスリン注射や血糖測定の必要性や、低血糖時の対応、バランスよく食べることの大切さが理解できるように、子どもに説明する時のツールとしても活用できる。また、雑誌「小児看護」2012年2月号において「小児における糖尿病看護糖尿病をもつ子どもの成長発達に沿った看護を目指して」を企画し、連携研究者、研究協力者とともに知見をまとめ公表した。平成23年度は、幼児期・小学校低学年のセルフケアに関する文献からの知見を統合し、「1型糖尿病をもつ幼児・小学校低学年児童の療養行動の習得に必要な要素」の抽出と枠組みの作成を行い、論文にまとめ公表した。これと共に幼児期・小学校低学年向けの絵本「はるちゃんといんすりんくん」を作成した。

平成24年度は、「はるちゃんといんすりんくん」を活用した医療者や家族からの意見や感想が数多く寄せられたため、研究結果を基にした絵本作成の経緯と、絵本活用により親子の相互作用のなかで子どもの病気の理解が深まるという効果をまとめ第4回アジア糖尿病学会学術集会で発表した。また、3年間の研究成果を還元するため、第17回日本糖尿病教育・看護学会において交流集会「小児の成長発達に沿った糖尿病セルフケアの移行と看護」を行い、糖尿病をもつ子どもにかかわる臨床看護師や研究者と意見交換を行った。さらに、学童・思春期向けの冊子「糖尿病をもつ子どもと家族の生活ー改訂第2版ー」を作成し、小児の糖尿病に関わる医療者や子ども・家族に配布した。学童・思春期の糖尿病をもつ子どものセルフケアについては、学位論文の分析と文献から病気や療養行動・日常生活のとらえ方、日常生活の中で行う療養行動の実際、サポートについて、セルフケアが促進されるときと阻害されるときの分析を進め枠組みを作成した。これらの結果を踏まえて、糖尿病の子どもの発症から現在までの体験の積み重ねを視野に入れた、成長発達に沿った看護指針・評価指標の作成している。交付申請書に記載した研究計画のうち、「糖尿病をもちながら成長する子どもの体験」の分析と公表、糖尿病をもつ子どもと家族に関する学位論文の分析、糖尿病をもつ幼児と家族が活用できる冊子の作成について予定通り進行している。看護指針の作成は、幼児期・小学校低学年の子どもと、思春期を分けて分析することになったため、完成はしていないが、平成24年度に向けて作成可能である。また、雑誌「小児看護」で、今までの知見をまとめると共に連携する多職種の協力を得て、最新の医療・教育・案後の知見を発信できたことは意義が大きい。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、学童・思春期の成長発達に沿ったセルフケアの知見を統合し、幼児・小学校低学年の子どもと合わせて、看護指針を作成し、公表する。また、小児糖尿病に関わる看護師や看護研究者が参加する学会において交流集会を開催し、本研究課題で得られた知見について討議する機会をもつ。
カイラル摂動論に基づく外場中の高密度核・クオーク物質の相構造の解明

QCD研究の最大の目標の一つは、中性子星および重イオン衝突の物理の全容を、QCDに基づく理論計算から解明することである。とりわけ、中性子星や重イオン衝突実験の伴う強い磁場と回転は相構造に多大な影響を及ぼすため、強磁場・回転の影響下にある核・クォーク物質の相構造を決定することは必須である。本研究の目的は、強磁場・回転の影響下にある高密度QCDの相構造を、カイラル摂動論に基づいて決定することである。
マイクロ波利用ＣＯ２非排出水素発生装置の試作

新エネルギー資源として注目されている水素は生成時に同時に二酸化炭素も発生する方法が主流である。本研究では水素の製造方法としてメタンガスの熱分解に際して、二酸化炭素を発生することのない水素の発生を目指し、特にマイクロ波照射による物質の加熱に着目した反応器を開発した。メタンはマイクロ波を吸収しないので、活性炭にマイクロ波を吸収させることで高温の反応器を作り、ここにメタンを接触して熱分解させた。本装置にて500 mlのメタンを900°Cで計6分間のガス循環と加熱分解を試みたところ、45%のメタンが分解された。さらに、反応時間の経過とともに水素転化率も上昇していることもわかったマイクロ波照射によって、主に炭素材料からなる触媒を数百度以上に加熱するとメタンを接触分解し水素に転化できることを確認した。マイクロ波照射装置は発生源にマグネトロンを採用し、導波管を用いて中心周波数2.45GHzで安定的に発振させることができ、さらに発振出力を最大で1000W程度まで連続的に可変することができる。メタンを接触分解させる反応器はシングルモードのマイクロ波導波管中に石英管を貫通させる様式で設置し、マイクロ波強度が最大になる部位に触媒を固定してメタンを流動させながら反応させた。反応の評価は流動ガスを適宜、シリンジでサンプリングしたものをガスクロで定量評価した。この反応器は製作当初は反応器内にメタンを一定量封入したまま、流動させずに反応の可否を評価していたが、流動しながら反応させることで反応性(メタンから水素への転化)が向上することが確認できた。後者の方式による反応器は主に平成25年度に製作・評価されたが、この反応器でも反応温度(触媒の温度)を800°Cにまで上昇させると転化率は約80%に達することを確認することができた。さらに、反応時間の経過とともに水素転化率も上昇していることもわかった家庭用電子レンジに使われるものと同様、2.45GHzの周波数のマイクロ波をカーボン系試料(主として活性炭)に照射すると800°C程度以上急速加熱される。ここにメタンを接触させることでメタンを熱分解し、水素を得る反応器を作成することを主目的とした。マイクロ波の発生には家庭用の電子レンジを改造してH01モード導波管でマイクロ波を導出し、導波管自体を反応器の一部として流用した。またマイクロ波を効率良くカーボン系試料に照射するために導波管終端に可動式プランジャー(可変終端器)を設置している。カーボン系試料を封入する反応器自体はマイクロ波の照射を受ける部分を石英管で構成し、それ以外を工作可能なガラス管と耐熱チューブで密閉構造を持つものとした。反応時には燃料となるメタン以外の混入を避けるため反応器を一旦、真空にし、そこにメタンを吹き込んで一定圧を保ちながらマイクロ波照射で反応させる構造にした。この反応器では触媒となるカーボン系試料として数グラム程度の活性炭を石英管に固定し、マイクロ波強度が最も大きくなる導波管内に設置し加熱したところ数分程度で活性炭部分のみが約800°C程度まで加熱されることがわかった。反応中、反応後の反応器の気体成分をガスクロマトグラフで分析したところ、メタンの分解によるものと思われる水素の生成が確認できた。しかし上記のように反応器内に固定した活性炭で、同様の反応を複数回行わせるとメタンから水素への転化率が減少することもわかった。これは活性炭の実反応面積が関係していると思われるが今後の検討課題でもある。また、この反応器は反応前に吹き込んだ気体が自然対流を起こすことを想定して設計したため、その点の反応表面の低さが指摘される。これも次年度の改良課題である。近年、次世代のエネルギー源として燃焼時に二酸化炭素を発生せずにエネルギーが得られる水素が注目されている。現在のところ水素の製造方法として有力視されている技術は天然ガスの水蒸気改質であるが、天然ガスの水蒸気改質では二酸化炭素が排出される問題がある。そこで、水素ガス製造の方法として天然ガスの水蒸気改質の代わりに、メタンの接触熱分解が注目されている。既存のメタン熱接触分解は、例えば、熱容量の小さく表面積の多い物体を電気炉等で加熱し、その物体とメタンとを接触させる外部加熱的手法によって分解しているが、この方法では周辺空気等の加熱まで必須となり、長い加熱時間や多くのエネルギー、大規模な設備が必要となる。本研究では、マイクロ波を炭素触媒に照射することによって、炭素触媒の自己発熱によりメタンを外部加熱よりも急速に接触熱分解することを試み、マイクロ波を使用した水素発生装置の開発を行った。マイクロ波の照射には周波数2.45GHzで最大出力が1300Wのマグネトロン発振器を使いTE01モードの導波管で反応部までマイクロ波を導いた。反応中心部となる反応器は石英管で設計し、さらに石英管の両端はシリコンゴムで封止している。ここにマイクロ波を照射し、活性炭の加熱とメタンの熱分解を行った。

反応器の下部よりメタンガスを導き、反応器上部から反応後のガスを取り出す事により、ガスの滞留を無くした。ここでは反応器中に連続して流入されるメタンの流量は200ml/minとした。この反応器を800°C、850°Cで運転し、メタンの水素への転化率をガスクロマトグラフィーを用いて調べた。800°Cでは約50%、850°Cでは約70%のメタンが水素へと変化することがわかった。また、この反応を連続して30分継続すると、どちらも20%程度水素転化率が下がることを確認した。また、800°C、850°Cどちらの場合でも昇温のために要した時間は二分以内であった。応用物理当初のプロトタイプ反応器でマイクロ波加熱によるメタンの水素への転化を定性的に確認することができたが、この反応器は反応ガスを反応器内に封入・固定して反応させるものであった。この方式でもマイクロ波の応用加熱でメタンから水素への転化に利用することが確認できたが反応器のスケールアップおよび工業化への応用を考えると反応ガス(メタン)を流動しながら連続的に反応させる方が好ましいと思われるため、反応器の一部を改変してガス流動型の反応器とし、その効率(転化率)と安全性を確認することとした。改変したガス流動型の反応器は当初モデルの反応器程度のスケールではあるが、ガスと触媒表面を積極的に利用するため転化率の上昇につながったものと思われる。また他の有毒ガス(シアン化水素等)の発生も確認されず、この反応器の有効性かつ安全性を保証することができたと判断している。マイクロ波照射装置としては以前から他の反応等に試用していたものを流用することができたため、全体の装置設計面では大いに時間短縮をすることができた。しかし燃料気体であるメタンのみを密閉封入する反応器自体の設計と製作に時間がかかった。最終的には年度内の目標である反応器の試作と、反応の確認をすることができた点では当初目標を概ね達成できたと考えている。主に平成25年度に改変したガス流動型の反応器の特徴的な点はマイクロ波を照射することでメタンが分解する程度の温度に達する「触媒」を用いていることにある。現在、この触媒には照射するマイクロ波(2.45GHz)に対する比誘電率の関係から炭素系材料を用いているが、比誘電率以外の物理量に着目してマイクロ波に応答・発熱する物質を探索し触媒に採用することも重要であると考えている。一つの候補は磁性材料であり、磁性材料のスピン状態をマイクロ波で制御して熱に変換することは、もう一つの「エネルギー変換」の視点からも注視すべき点であると思われる。具体的にはマグネタイトのような簡単に用意できる磁性材料を中心にマイクロ波照射による同反応器の有効性・安全性を確認したい。この研究ではメタンの接触分解によって水素を生成することをプラクティスにしたが、平成25年度に実施した研究の結果から、ここで採用した分野以外へのエネルギー変換分野への展望も見出すことができたと確信している。「9.研究実績の概要」にも述べたように、実験室レベルで運用可能な反応器については概ね完成したと考えているが、反応気体の循環と温度の測定(評価)に改良すべき点があると考えている。
北海道,福岡,鹿児島方言に見られる音調句の言語変化に関する社会言語学的研究

日本語の地域方言の音調変異と言語変化の様相を,札幌,福岡,鹿児島の3つの地域(および参照グループとして東京)で,複合アクセント句(MAP)内のピッチ変動のあり方と言語内要因および言語外要因との関連でとらえることにより検証を試みた。その結果,札幌と福岡では若年層の発話のピッチは変動の幅が小さいこと,鹿児島は世代差よりジェンダー差が顕著であること,発話のスタイル間に差はないことなどが明らかになった。本年度は前述の目的を達成するために,音声,文法,談話の言語的要因と話者特性および発話スタイルの社会的要因を「原因」,ディフレージングの生起/不生起を「結果」とした因果モデルを仮定して音調句の言語変化の様相をとらえる調査を計画実施することを目指していた。当初の計画では,(1)調査内容の策定(4月7月)(2)各調査地点での予備調査と調査内容・方法の決定(8月9月)(3)本調査・資料収集・音調分析の開始(10月1月)(4)調査中間段階での確認(12月)(5)年度末のまとめと次年度計画の確認(3月)(6)成果発表(3月)と進む予定だったが,(1)調査内容の策定段階で,いくつかの発話スタイルを「自然に」とらえるためにはどうすればよいかという議論にかなりの時間を費やし,また(2)予備調査およびその結果の分析での試行錯誤を繰り返したため,結局今年度は計画中の(1)と(2)が中心となり,(3)と(4)へ進むことはできなかった。調査で取り上げる音調面の変異については,当初考えていたディフレージングだけでなく,ダウンステップも含めて検討することとした,(6)は第25回社会言語科学会研究大会において本研究の全体構想について発表する形で実施した。また(5)は(6)の際にあわせて行っている。また今年度の調査計画策定において困難を極めたものが話者にかんする調査項目の策定である。これについては本研究グループ外の研究者との協力関係を模索する中である程度の目安がついたが,それに伴い,今後の調査内容は大幅な修正が必要となる。(その内容については公表することは現段階では控えたい。)次年度はあらためて調査計画を見直すところから始めることにする。本研究は,現代日本語の方言における音調句の統合のあり方(ディフレージングまたはダウンステップ)に見られる変異に着目し,音調の生成において対照的に異なる北海道,福岡,鹿児島の3つの地域方言を対象に,音調面の言語変化のあり方を言語的要因と社会的要因の両面から社会言語学的に検討することを目的とする。今年度行った研究は,(4月)前年度の結果を受けて調査計画の修正(調査項目,調査方法),修正点検討のための会議,(5-6月)調査,(7-8月)結果の分析とSociolinguistic Symposium18(英国サウスハンプトン大学)での中間報告のための準備(9月)Sociolinguistic Symposium18で中間報告,(10-3月)調査計画の修正と調査の続行,言語的要因と社会的要因の検討のための質問項目の修正,統計分析の検討,(12月-2月)今後の調査計画のための会議,である。今年度のおもな結果としては,(1)音調句統合のあり方の変異を表す概念としては「韻律的従属(prosodic subordination)」が適当であるとこと,(2)音調句統合のあり方を示すピッチの時間上の変動をとらえるために,「ピッチの谷」というに概念を設定したこと,(3)ピッチの谷の深さに「地域」は統計的に有意な要因としてはたらいていないこと,(4)スタイル的要因の関与は低く,そのほかのいくつかの言語内的要因による影響が有意であったこと,などが挙げられる。また,本研究課題に関して海外の研究者との研究協力関係を進めた(具体的な内容等の公表は現時点では控えたい)。当初計画にあったホームページ作成データベース構築の検討は次年度の課題とすることとした。本研究は日本語の地域方言に見られる音調の変化を捉えることを目的とする。そのため,音調句のディフレージング(dephrasing,複数のアクセント句がひとつの音調の単位として統合すること)またはダウンステップ(downstep,後続のアクセント句のピッチピークが目立たなくなること)に見られる韻律的従属の変異に着目し,音調の生成に強く開与する語アクセント体系が対照的に異なる北海道,福岡,鹿児島の3つの地域方言を対象に,音調面の言語変化のあり方を言語的要因と社会的要因の両面から社会言語学的に検討することを目的とした。最終年の23年度は,(1)調査の継続,(2)言語的要因といくつかの社会的要因の関連を統計的に分析,(3)Methods14(国際方言学会,カナダ西オンタリオ大学)での発表,(4)JLVC(国立国語研究所)での発表を行った。

(1)については,昨年度中に本研究が目的とする話者数のデータを集めることができなかったので,必要な人数を満たすまで調査を行い,最終的に各地区で若年層20名,高年層10名(東京のみ若年層19名)の系119名のデータを集めた。(2)については,現在までに約半数の67名のデータについて処理が終わっている。データは音調の変異が見られる「ピッチの谷」を従属変数に,その他言語的,社会的要因を独立変数に設定して分散分析,回帰分析等により統計的手法で検討した。その結果,札幌,福岡では,ジェンダー差が見られること,また若い女性のピッチの谷は東京の若年層とほぼ同じであることがわかった。札幌では世代差も見られた。鹿児島はジェンダー差が見られるが,東京などと異なり,女性のほうがピッチの谷が大きいという結果になった。なぜこのような結果になったかは今後改めて考察する必要がある。(3),(4)ではこのような成果を発表した。
慢性疼痛の脊髄における増悪因子および疼痛軽減因子について

ラットを用い,慢性疼痛に影響を与えると考えられる薬剤を,あらかじめ手術により留置したクモ膜下腔カテーテルよりクモ膜下腔に投与し、各種疼痛検査を用いてその影響を調べた.また炎症起因物質を用いて関節炎を起こさせ,疼痛閾値に変化が起こるかどうかについても実験を行った.疼痛検査は,ホットプレートテスト,ポ-プレッシャーテスト,フォルマリンテスト,アロディニアテストとした.1)炎症関連物質であるプロスタフランデインE_1および細胞内で変化し一酸化窒素を放出するニトログリセリンを脊髄へ投与し,痛覚過敏が起こるかどうかについてフォルマリンテストを用いて調べた.両薬剤は用量依存性の痛覚過敏を生じ,その機序として脊髄のNMDA受容体活性化と,一酸化窒素が関与していることがわかった.2)実験的に尾骨関節にカラゲニンとカオリンを注射し炎症を作成したラットでは後肢の圧に対する痛覚過敏が生じることがわかった.この痛覚過敏はクモ膜下腔に投与されたインターロインキ1βにより増強した.3)Mg^<2+>はNMDA受容体の活性化を抑制することがIn vitro実験で報告されている.この結果をin vivoに応用し,Mg2_+を脊髄へ直接投与したところ鎮痛作用が慢性疼痛を指標としたフォルマリンテストでみられた.これらの実験結果より,脊髄に投与されたいくつかの薬剤によって生じる痛覚過敏には脊髄におけるNMDA受容体と,この受容体の活性化によって2次ニューロンより産生される一酸化窒素が疼痛増悪において重要な役割を果たしていることがわかった.また,Mg^<2+>はクモ膜下腔に投与することでNMDA受容体活性を抑制し,副作用のない慢性疼痛の治療となりうることが示唆された.炎症による痛覚過敏には脊髄におけるインターロイキンが関与している可能性が示唆された.疼痛増悪および軽減機序の解明は慢性疼痛の新たな治療法開発の一助になると考えられる.ラットを用い,慢性疼痛に影響を与えると考えられる薬剤を,あらかじめ手術により留置したクモ膜下腔カテーテルよりクモ膜下腔に投与し、各種疼痛検査を用いてその影響を調べた.また炎症起因物質を用いて関節炎を起こさせ,疼痛閾値に変化が起こるかどうかについても実験を行った.疼痛検査は,ホットプレートテスト,ポ-プレッシャーテスト,フォルマリンテスト,アロディニアテストとした.1)炎症関連物質であるプロスタフランデインE_1および細胞内で変化し一酸化窒素を放出するニトログリセリンを脊髄へ投与し,痛覚過敏が起こるかどうかについてフォルマリンテストを用いて調べた.両薬剤は用量依存性の痛覚過敏を生じ,その機序として脊髄のNMDA受容体活性化と,一酸化窒素が関与していることがわかった.2)実験的に尾骨関節にカラゲニンとカオリンを注射し炎症を作成したラットでは後肢の圧に対する痛覚過敏が生じることがわかった.この痛覚過敏はクモ膜下腔に投与されたインターロインキ1βにより増強した.3)Mg^<2+>はNMDA受容体の活性化を抑制することがIn vitro実験で報告されている.この結果をin vivoに応用し,Mg2_+を脊髄へ直接投与したところ鎮痛作用が慢性疼痛を指標としたフォルマリンテストでみられた.これらの実験結果より,脊髄に投与されたいくつかの薬剤によって生じる痛覚過敏には脊髄におけるNMDA受容体と,この受容体の活性化によって2次ニューロンより産生される一酸化窒素が疼痛増悪において重要な役割を果たしていることがわかった.また,Mg^<2+>はクモ膜下腔に投与することでNMDA受容体活性を抑制し,副作用のない慢性疼痛の治療となりうることが示唆された.炎症による痛覚過敏には脊髄におけるインターロイキンが関与している可能性が示唆された.疼痛増悪および軽減機序の解明は慢性疼痛の新たな治療法開発の一助になると考えられる.はじめに:慢性疼痛に脊髄レベルで影響を与える可能性のある薬剤をくも膜下腔に投与し疼痛閾値の変化を調べた.方法:ラットの後頭骨と第1頚椎の間隙よりカテーテルを挿入し腰髄まで進め固定した.慢性疼痛モデルとして,フォルマリンテスト(以下FT)を用いた.急性痛に対する影響についてホットプレートテスト(以下HT)で調べた.薬剤は生食にて濃度の調整を行い投与量はどの濃度においても10μ1とし,カテーテルに残る薬剤は同量の生食で流し込んだ.使用した薬剤はニトログリセリン(NTG),プロスタグランディンE1(PGE1),硫酸マグネシウム(MG)である.各群の動物数は5匹以上とした.結果:NTG(10μg)はFTにおいて第1相,第2相の両相で疼痛閾値の低下をもたらした.5μgでは有意の変化はみられなかった.PGE1(2.5μg)はFTにおいて両相で優位な疼痛閾値の低下をもたらした.PG投与後に触刺激によるライジング(うめき声を上げる)がみられた(allodynia).MGの高濃度(10%)では後肢の運動麻痺を起こした.1%では麻痺はみられず,FTにおいて第1,2相で鎮痛作用を示した.NTGではHTには影響を与えなかった.考案:慢性疼痛には脊髄後角の二次ニューロンのNMDA受容体が関与している.この受容体が活性化すると細胞体内で一酸化窒素の産生がおこり細胞内のカルシウムイオン濃度が上昇する.

NTGはNMDA受容体の関与なしに一酸化窒素を遊離することで,疼痛閾値の低下をもとらしたと考えられる.脊髄において疼痛刺激によるPG産生増加させ,二次ニューロンのカルシウム濃度を上昇させてその反応を増加するとされている.くも膜下腔投与されたPGE1はこのような機序でFTの反応を増強した(疼痛閾値の低下)と考えられる.MGはNMDA受容体の活性化を阻害することから鎮痛作用を持ったと考えられる.1.薬剤のくも膜下腔投与による疼痛増強とその機序:くも膜下腔にカテーテルを植えたラットを用い,疼痛試験としてフォルマリンテスト(FT)を用いた。ニトログリセリン(NTG)またはプロスタグランディンE1 (PGE1)をくも膜下腔に投与すると有意な疼痛反応増強がみられた。一酸化窒素(NO)合成酵素阻害薬のL-NAME,NOの捕捉薬であるヘモグロビン,NOが活性化するグアニル酸シクラーゼの阻害薬であるメチレンブルー,NMDA受容対拮抗薬であるMK-801がこれらの痛覚過敏におよぼす影響を調べた結果,NTGは脊髄において,NOを放出することにより二次ニューロンにて疼痛伝達を増強させ,プレシナプスに作用することによりグルタミン酸の放出を促し,NMDA受容体を介し持続性の疼痛反応を増加させていることがわかった。また,PGE1の痛覚過敏作用にはポストシナプスのNMDA受容体が関与していることがわかった。2.炎症による疼痛モデルの作成とその疼痛性状の分析:関節炎を惹起させる物質,カラゲニンとカオリンの混合用液を尾骨起始部の椎間関節に投与し3時間後に疼痛閾値を測定した。疼痛閾値が低下したのは圧侵害刺激試験のみで熱侵害刺激試験,FTでは疼痛閾値の変化はみられなかった。したがって炎症による痛覚過敏は圧刺激に対する疼痛閾値を選択的に下げることがわかった。この機序の詳細は不明である。3.炎症関連物質のくも膜下腔投与による疼痛増強:インターロイキン-1βをくも膜下腔に投与し5-10分後より疼痛試験を行ったところ圧侵害刺激試験をFTにおいて疼痛閾値の有意な低下が観察された。詳細な機序は不明である。上記の成果のうち,1の内容は第17回日本疼痛学会(平成7年)に発表した。2および3の内容は第8回国際疼痛学会(平成8年)にて発表の予定である。
流動層における3次元粒子配置の計測

3次元的に乱雑に配置している粒子の位置を正確に測定することは、普通はできない。なぜなら、内部の粒子を周辺の粒子が覆っているからである。もっとも、静止している粒子群については、X線CT技術などを応用すれば位置測定が可能になる。しかしながら、それは粒子が静止している場合に限られるし、CT装置の使用には財政的な困難がつきまとう。本研究は、液体中に分散している多数の透明な球形粒子の3次元配置を可視化し、位置を計測する方法の確立を目的とする。その基本原理は、液体と粒子の屈折率を合わせ、さらに液体中に微量の蛍光物質を溶解しておき、レーザーシートを照射するというものである。すると、レーザーシート面上の液体部分だけが明るく光り、手前に他の粒子があるにも関わらずシートに垂直な方向から、粒子の配置がはっきり見える。撮影した画像を処理することにより、位置の計測も可能である。この方法の原理は非常に簡単であるが、いままで提案されていないようである。技術的な困難もないので、諸方面の応用が期待される。平成1012年度を通して、粒子と液体の組み合わせについてはアクリル球とシリコンオイルが最適であること、摂氏32度あたりに温度を制御するとよいこと、市売の画像処理ソフトで充分処理できること、等を明らかにしてきた。その結果、レーザーシートを面に垂直に移動させることにより、静止した粒子群についてはかなり正確に全ての粒子の3次元位置を計測することができた。流動中の粒子については、レーザーシートを移動するあいだに位置がずれるので、誤差が生じる。しかしある程度強力なレーザーと高速度シャッターを持つビデオカメラがあれば(それほど高価ではない)、3次元位置の計測が十分可能であることが示された。平成10年度は、下記のような2つの実験によって、球形粒子の3次元配置を非接触で計測するための基本的な方法の確立を行った。1.数個のプラスチック球を、2種のシリコンオイル(KF56とKF96-50CS)の混合液にいれ、混合比と室温の調整によって粒子と液体の屈折率を等しくすることができた。それに横からアルゴンレーザーのシートを当てると、シートは粒子を通過しても厚さの広がりがなく、3次元流動層の1断面を測定できることが確認できた。2.シリコンオイルの混合液に油性の蛍光塗料(pyrromethene597)を約1%混合して同様の実験を行うと、レーザーシートの断面のうち、液体部分は明るく、粒子内部は暗く成っていて、ほぼ当初の目的が達成されたことが確認された。これによって、流動状態の粒子の3次元配置を、ビデオに撮影しながら測定できることの可能性が確認された。上記の方法に対する問題点として、上記の蛍光塗料は、シリコンオイルに完全に溶かすのにかなり時間がかかるようであり、蛍光塗料の微細な浮遊粒子によってレーザー光が散乱されているようであった。この点を解決することが、当面の課題になる。本研究は、液体中に分散している多数の透明な球形粒子の3次元配置を、可視化する方法の確立を目的とする。その基本原理は、液体と粒子の屈折率を合わせ、さらに液体中に微量の蛍光物質を溶解しておき、レーザーシートを照射することによって、液体部分だけを発光させるというものである。種々の試行錯誤の結果、下記の条件の組み合わせが最適であることがわかった。さらに、この条件に従って、流動層中で粒子が乱雑に運動させるような装置を作成して、粒子の運動を可視化するための予備実験をおこなった。粒子としては、直径15mmの透明なアクリル球(屈折率=1.49)を選んだ。

液体としては、2種のシリコンオイル、KF56(屈折率1.496)とKF96-50CS(屈折率1.402)を、体積比12:1で混合し、それに蛍光物質(pyrromethene 580)を5.72×10^<-4>g/lほど融解した。これらの粒子と液体を透明な容器に入れ、横からアルゴンイオンレーザーのシートで照射すると、レーザーシート面上の液体部分だけが明るく光り、手前に他の粒子があるにも関わらずシートに垂直な方向から、その液体部分がはっきり見えた。その写真のコントラストを定量的に測定することにより、摂氏30度付近でもっとも明瞭に可視化できることがわかった。現在、3次元的な流動層を実現する装置によって、瞬間的な粒子配置を可視化する実験をおこなっている。今後は、各粒子の位置と速度を定量的に測定する方法を確立する予定である。本研究は、液体中に分散している多数の透明な球形粒子の3次元配置を、可視化する方法の確立を目的とする。その基本原理は、液体と粒子の屈折率を合わせ、さらに液体中に微量の蛍光物質を溶解しておき、レーザーシートを照射することによって、液体部分だけを発光させるというものである。すると、レーザーシート面上の液体部分だけが明るく光り、手前に他の粒子があるにも関わらずシートに垂直な方向から、粒子の配置がはっきり見える。前年度までの研究から,次の条件の組み合わせが最適であることがわかっている。粒子としては、直径15mmの透明なアクリル球(屈折率=1.49)を選ぶ,液体としては2種のシリコンオイル、KF56(屈折率1.496)とKF96-50CS(屈折率1.402)を体積比12:1で混合し、それに蛍光物質(pyrromethene 580)を5.72×10^<-4>g/lほど融解した。液体の温度を摂氏32度あたりにすると,屈折率が等しくなり粒子が明瞭に可視化できる。今年度は、レーザーシートをそれに垂直に移動させて,複数の断面像を記録し,それらから粒子の3次元的な配置を求めることを試みた.その結果,粒子が静止している場合は,個々の粒子の3次元的な位置をほぼ正確に求めることが出来た.一方,流動状態で粒子が動いている場合は,レーザーシートの移動速度,ビデオカメラのシャッター時間との比較によって,早く動いている粒子の画像はボケがともなって,測定に誤差が生じた.しかしながら,本方法によって今まで不可能であった粒子の3次元配置層野計測が可能になることを示すことが出来た.この成果は,今後多方面に応用される可能性がある.
11q23転座型における癌抑制遺伝子p16のメチル化による不活化の検討

11q23転座型白血病は、化学療法の進歩にもかかわらず依然として予後不良である。我々は、これまでに樹立した11q23転座型白血病細胞株9株を含む多数の白血病細胞株において、癌抑制遺伝子の1つで細胞周期制御に関わるp16遺伝子の解析を行い、11q23転座型白血病細胞株では、p16遺伝子の欠失はないにもかかわらず、p16蛋白の発現が高頻度で認められずp16遺伝子が不活化されていることを見い出した。p16遺伝子の不活化の機序としては、遺伝子の欠失の他にプロモーター領域のCpG islandでのメチル化がある。そこで、脱メチル化剤で細胞を処理後にp16蛋白の発現を調べたところ、11q23転座型白血病細胞株9株中8株でp16蛋白の発現が誘導された。さらに、メチル化依存性制限酵素を用いたSouthem Blot法で、11q23転座型白血病細胞株のp16遺伝子のプロモーター領域のメチル化の解析を試みたところ、p16遺伝子プロモーター領域でのメチル化が確認された。一方、11q23転座型白血病臨床検体8例で、同様にメチル化依存性制限酵素を用いたSouthem Blot法を用いて、p16遺伝子のプロモーター領域のメチル化の解析を試みた。その結果、3例ではメチル化由来のバンドと非メチル化由来のバンドを両方とも認めたが、5例では非メチル化由来のバンドのみを認めた。この結果は、細胞株でメチル化由来のバンドのみを認めたことと対照的であった。従って、p16遺伝子のプロモーター領域のメチル化による不活化は、11q23転座型白血病の病期進展や細胞株化に関与している可能性が高く、11q23転座型白血病発症の直接の機序ではないと考えられた。これらの研究実績は、Leukemia(1999)13,884-890誌上に発表した。11q23転座型白血病は、依然として予後不良である。我々は、これまでに樹立した11q23転座型白血病細胞株9株を含む多数の白血病細胞株において、細胞周期制御に関わるp16遺伝子の解析を行い、11q23転座型白血病細胞株では、p16遺伝子の欠失はないにもかかわらず、蛋白の発現がなくp16遺伝子が不活化されていることを見い出した。そこで、脱メチル化剤で細胞を処理後にp16蛋白の発現を調べたところ、11q23転座型白血病細胞株9株中8株で蛋白の発現が誘導され、p16遺伝子がプロモーター領域のメチル化によって不活化されている可能性が示唆された。11q23転座型白血病の原因遺伝子であるMLL遺伝子は、DNAメチル化転移酵素(DNMT)ドメインを有し、全てのMLL融合遺伝子で保たれており、DNMTドメインがp16遺伝子のプロモーター領域のメチル化に関与している可能性も考えられた。そこで、サンプル量に限りのある臨床検体で効率良く分析するために、メチル化依存性制限酵素を用いたSouthern Blot法によるプロモーター領域でのメチル化状態の解析を試みた。まず、11q23転座型白血病細胞株を用いて分析したところ、p16遺伝子がプロモーター領域でメチル化されている事が確認された。同様に臨床検体を解析したところ、ほとんどの検体でメチル化由来のバンドと非メチル化由来のバンドを認めたが、一部では非メチル化由来のバンドのみを認めた。従って、p16遺伝子のプロモーター領域のメチル化による不活化は、11q23転座型白血病発症の直接の機序ではないと考えられた。しかし、病期の進展に関与している可能性があり検討中である。

従って、p16遺伝子のプロモーター領域のメチル化による不活化は、11q23転座型白血病の病期進展や細胞株化に関与している可能性が高く、11q23転座型白血病発症の直接の機序ではないと考えられた。これらの研究実績は、Leukemia(1999)13,884-890誌上に発表した。
無細胞化技術と生体組織滅菌技術による自己組織化する前十字靭帯再建デバイスの開発

スポーツ等で損傷する膝の前十字靭帯の治療では、患者自身の健常な腱を採取して再建に用いている。本研究では、新しい再建組織として腱特有の構造を有するブタ腱を対象とし、脱細胞化処理する手法と滅菌する手法を確立した。異種の動物であるヒツジの膝前十字靭帯再建実験で3ヶ月間機能することを確認し、脱細胞化組織の中枢部まで生体内でヒツジの自己細胞が浸潤し、微小血管が構築されることを明らかにした。また脱細胞化ブタ由来組織の破断荷重は、ヒツジ自家アキレス腱と同程度に維持されることが明らかとなった。本研究で、患者自身の腱の採取を必要とせずに治療が可能となる医療機器を開発する道を拓くデータを取得することができた。本研究では、(1)ブタ腱の強度保持を実現する無細胞化処理条件と凍結乾燥・滅菌時の前処理条件の確立、(2)無細胞化して滅菌した腱の粘弾性特性と強度の評価条件選定と評価法確立、(3)植込期間1年の大動物実験と摘出組織の組織学的評価、力学的特性評価の3つの項目に関する研究を並行して実施する。H26年度は、(1)について、長さ約10cm、幅約7mm,厚さ約4mmのブタ屈筋腱を対象とし、1wt%のデオキシコール酸溶液を拍動循環させつつ37°C未満でマイクロ波を照射する脱細胞化処理を行い、その後核酸分解酵素処理を行い無細胞化腱を作製した。無細胞化処理後のDNA残存量をPicoGreen dsDNA Assay Kitを用いて測定した結果、残留量は乾燥組織あたり約90pg/mgとなり、一般的な脱細胞化の指標である50ng/mgと比較して0.2%程度と顕著に除去でき、ブタ由来の腱でも無細胞化できることを実証した。また、無細胞化処理後に水との結合に着目して開発した組織前処理法を用い、凍結乾燥およびエチレンオキサイド滅菌後の組織の破断応力、最大弾性率を検証した。その際、精度の高いデータを取得するため、均一でない生体組織の断面積を測定しつつ試験を行う引張試験システムを開発し特許出願した。本引張試験システムを用い、本提案の無細胞化処理および滅菌処理を施したブタ腱について試験を行い、腱の破断応力、最大弾性率を未処理組織と同等に保持できることを明らかにした。また、無細胞化腱を用いて膝前十字靭帯再建後の組織を摘出時の力学的特性を正確に計測するため、再建した腱が大腿骨および脛骨に固定された状態で引張試験により力学的特性を取得するための膝関節固定治具を開発し、特許出願した。引張試験装置で上下に並進1自由度があるため、回転2自由度、並進2自由度を有し、かつ正確な設定ができる生体組織固定治具を開発できた。本研究の目的は,(1)ブタ腱の無細胞化処理条件,および,強度保持を実現する凍結乾燥・滅菌時の組織保護条件を確立すること,(2)腱の使用環境を踏まえた生体組織特有の粘弾性特性評価手法を確立すること,(3)無細胞化ブタ腱を用いたヒツジの膝前十字靭帯再建実験で,無細胞化腱への細胞浸潤・炎症と組織強度を解明することである.平成27年度は,上記三項目を並行して実施した.(1)に関しては,マイクロ波照射による温度上昇を抑制するため,熱力学的計算を用いて無細胞化処理回路の要素を改良し,無細胞化処理に要する時間をこれまでの72時間から24時間と顕著に短縮化することに成功した.凍結乾燥・滅菌時の組織保護条件についても順調に研究を進めることができ,H28年に組織保護条件を確立する.(2)に関しては,断面積が一様でない生体組織について,引張試験装置にチャックした状態で組織断面積をレーザを用いて計測可能なシステムを用い,応力緩和率,繰り返し一定荷重負荷時のエネルギー散逸,破断応力を定量的に評価する試験法を確立した.本試験法を用いて,脱細胞化条件,凍結乾燥における組織保護条件が組織の力学的特性に及ぼす影響を定量的に比較し,ブタ腱について最適な処理条件を選定することができた.(3)に関しては,無細胞化処理して,滅菌したブタ腱を用いてヒツジの膝前十字靭帯を再建する試験を開始した.3ヶ月間の飼育で異常所見は認められず,3ヶ月後に組織を摘出して,膝の前後安定性試験と組織学的評価を開始した.摘出したヒツジの膝を5自由度を有する引張試験治具に取り付け,膝前十字靭帯の力学的特性の計測できることを確認し,データ取得を開始した.また,無細胞化処理して組織保護処理を施して滅菌処理したブタ腱は,3ヶ月のヒツジ膝前十字靭帯再建実験で拒絶されず,再建した腱組織中の深部までヒツジの細胞が浸潤することが判明してきた.本研究は,(1)ブタ腱の無細胞化処理条件,および,強度保持を実現する凍結乾燥・滅菌時の組織保護条件を確立すること,(2)腱の使用環境を踏まえた生体組織特有の粘弾性特性評価手法を確立すること,(3)無細胞化ブタ腱を用いたヒツジの膝前十字靭帯再建実験で,無細胞化腱への細胞浸潤・炎症と組織強度を解明することを目的としているが,3つの項目とも順調に進んでいる.本年度は、(1)無細胞化して滅菌した腱の粘弾性特性と強度の評価条件選定と評価法確立、(2)無細胞化滅菌ブタ腱を用いたヒツジ前十字靭帯再建による細胞浸潤・炎症と力学的特性評価を行い、成果を纏めた。

無細胞化処理して、凍結乾燥して滅菌処理したブタ腱を用い、種が異なるヒツジの膝前十字靭帯再建実験を行い、無細胞化組織への細胞浸潤、そして力学的特性に関する評価を行った。ヒツジの自家アキレスを用いた膝前十字靭帯再建実験も行い、比較対象とした。術後3ヶ月後に膝を摘出し、ブタ腱の組織学的染色を行ったところ、ヒツジの細胞が浸潤し、微小血管が生体内で構築されることが明らかとなった。ブタ腱を用いて再建した膝前十字靭帯について3ヶ月後に摘出し、大腿骨と脛骨に再建した状態の腱に対して、これまでに開発した並進自由度3、回転自由度2の計5自由度を有する膝固定治具を用い、再建した腱の破断強度を調べた。その結果、無細胞化腱の破断強度は、ヒツジ自家腱と同等になることが明らかになり、自家腱と遜色ない強度を保持できることが明らかとなった。無細胞化ブタ腱、及びヒツジ自家腱ともに、再建前の組織と比較して破断強度は有意に低下しており、術後3ヶ月では生体内で組織再構築が起こるプロセスにいると考えられた。膝前後安定性に関しては自家アキレス腱と比較して無細胞化腱を用いた再建後3ヶ月では低い傾向があった。本研究により、開発してきた無細胞化技術と滅菌技術を施した動物由来無細胞化腱は、負荷の作用し強度が要求される膝前十字靭帯再建において3ヶ月間機能し、生体内で細胞が浸潤することを、ヒツジを用いた大動物実験で初めて明らかにすることができた。スポーツ等で損傷する膝の前十字靭帯の治療では、患者自身の健常な腱を採取して再建に用いている。本研究では、新しい再建組織として腱特有の構造を有するブタ腱を対象とし、脱細胞化処理する手法と滅菌する手法を確立した。異種の動物であるヒツジの膝前十字靭帯再建実験で3ヶ月間機能することを確認し、脱細胞化組織の中枢部まで生体内でヒツジの自己細胞が浸潤し、微小血管が構築されることを明らかにした。また脱細胞化ブタ由来組織の破断荷重は、ヒツジ自家アキレス腱と同程度に維持されることが明らかとなった。本研究で、患者自身の腱の採取を必要とせずに治療が可能となる医療機器を開発する道を拓くデータを取得することができた。本研究で実施する、(1)ブタ腱の強度保持を実現する無細胞化処理条件と凍結乾燥・滅菌時の前処理条件の確立、(2)無細胞化して滅菌した腱の粘弾性特性と強度の評価条件選定と評価法確立、(3)植込期間1年の大動物実験と摘出組織の組織学的評価、力学的特性評価の3つの項目に関するH26の計画について、計画どおりに実施できた。(2), (3)については得られた成果をもとに特許出願でき、達成度は100%といえる。平成28年度には,(3)のヒツジを用いた動物実験で無細胞化腱を用いた3ヶ月と1年の再建期間で細胞浸潤と組織の力学的特性を解明できるように研究をすすめていき,成果をまとめる計画である.28年度が最終年度であるため、記入しない。人工臓器学、組織工学H26年度の成果を活用し、特にH27年度は、無細胞化して滅菌した腱の粘弾性特性と強度の評価条件選定と評価法確立、および無細胞化ブタ腱を用いたヒツジ膝前十字靭帯再建実験を中心に行い、H28年度に植込期間1年の摘出組織の組織学的評価、力学的特性評価を実施できるように研究を推進していく。28年度が最終年度であるため、記入しない。
骨とサンゴのアナロジーに着目したサンゴ礁の早期再生手法の開発

骨とサンゴにおける骨格形成メカニズムは,ほぼ同じである。既に確立されている骨形成・再生手法をサンゴに転用し,新規なサンゴ骨格形成促進手法を確立することを目的とする。具体的には,チタン製のスキャフォールド(足場)に骨形成の促進効果が認められている酸化チタンなどを成膜し,サンゴと連結する。水槽中,海底でサンゴを飼育し,スキャフォールド表面におけるサンゴ骨格形成を観察する。ここにおいても,医療材料開発で利用されているテクニックを駆使する。高効率なサンゴ骨格形成手法を探索すると共に,骨関連分野へも新たな切り口を提案し,協奏的に研究を発展させる。