hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血液浄化によるアルツハイマー病治療システム：臨床応用に向けたヒト脳変化の検討

血中Aβ除去で脳内Aβを減少させるアルツハイマー病治療機器を創製するために、血中Aβがよく除去される血液透析で以下の検討を行った。1)血液透析患者の死後脳では、非透析者に比して脳内Aβの蓄積(老人斑数)が有意に少なかった。2)横断的研究:非透析者では腎機能が低下するにつれて血中Aβは増加し認知機能は低下したが、血液透析患者では透析歴が長くなっても血中Aβは増加せず、認知機能はほぼ維持された。3)前向研究:非透析腎不全患者5例(平均64.0歳)は透析導入とともに、血中Aβ濃度は低下し、認知機能は改善傾向を示した。以上から、血中Aβ除去器がアルツハイマー病治療につながる可能性が示唆された。血液からのAβ除去によって脳内Aβを減少させ、アルツハイマーを治療する医療機器の創製を行っている。血液透析により血中Aβが除去できるという今までの知見に基づき、主に前向き研究で、血中Aβ、認知機能、脳内Aβがどう変化するかを検討する。1.前向き研究の対象患者エンロールメント:透析導入が数カ月後に予定される50から80歳代の非糖尿病腎不全患者として、知多市民病院1例、藤田保健衛生大学病院4例、計5例の同意を得た。2.対象患者の血中Aβ濃度:Aβモノマーに加えて、Aβオリゴマー測定系の検討を開始した。血中Aβモノマーは、透析導入前は著しい高値を示したが透析導入(血液からのAβ除去)によって低下した症例が多かった。3.認知機能(MMSE):同意が得られた症例の透析導入前の認知機能は高かった。透析導入直前には一時的な低下がみられ、透析導入とともに改善がみられた。4.脳Aβイメージング:国立長寿医療センター(伊藤健吾脳機能画像診断開発部長)の協力を得て、PIBプローブによる脳Aβイメージング(PET)を開始した。透析導入後125日(症例3)、320日後(症例1)の測定では、脳内Aβ沈着は両症例とも陰性であった。導入前のPIB/PET測定ができなかったので、透析導入後の脳内Aβが陰性との結果が、血液からのAβ除去によるものかは断定できない。5.脳病理からの横断的解析:上記の前向き研究と並行して、透析患者および非透析者の剖検脳を用いた、血中Aβ除去の効果検討を開始した。倫理委員会の承認を得て50ー70歳代の透析患者5例、非透析患者6例の脳を入手し、脳切片のAβ染色を行った結果、diffuse plaque, cored plaqueの数は透析患者の方が有意に少なかった。すなわち、血液からのAβ除去によって、脳内Aβが減少する可能性が示唆されたと考えられる。血液からのAβ除去によって脳内Aβを減少させ、アルツハイマー病を治療する医療機器の創製を行っている。血液透析により血中Aβが除去できるという今までの知見に基づき、透析によって脳内Aβがどう変化するかを中心に、脳病理の横断的研究および少数例の前向き研究により検討した。1.脳病理からの横断的解析:血液透析群16名(75.8±9.8歳)および非透析対照群16名(79.0±12.5歳)の脳を抗Aβ抗体で染色した結果、透析群は対照群に比して、瀰漫性老人斑数、コアが明確な老人斑とも有意に少なかった。血中からのAβ除去で脳Aβが減少することが示唆された。2.前向き研究(1):合計5例の腎不全患者について、透析導入前から導入後までフォローした。血中Aβ1-40、Aβ1-42、Aβオリゴマとも透析導入によって顕著に低下した。認知機能については、透析導入前でMMSEが25,27点であった2症例は導入後に満点の30点に改善した。PIBプローブによる脳Aβイメージング(PET)では、透析導入後125日および320日後(各々別症例)の測定では、脳内Aβ沈着は両症例とも陰性であったが、透析導入前の状態が測定できなかった。MRIで追跡している別の症例は、透析導入98日前および透析導入直後も海馬萎縮はみられず、現在、1年後のMRIを検討中である。3.前向き研究(2):透析患者29例について、ベースラインおよび2ndライン(18ヶ月または36ヶ月後)のデータを取得した。MMSEは平均27.5点及び27.2点となり認知機能は維持された。血中Aβ1-40は2ndラインで有意に低下し、Aβ1-42は有意に上昇した。4.Aβ除去に適した素材及びデバイス形状の検討:Aβモノマは、吸着が主な除去機構であり、ポリスルホンやPMMAなどの疎水性の高い素材での除去率が高かった。

3)前向研究:非透析腎不全患者5例(平均64.0歳)は透析導入とともに、血中Aβ濃度は低下し、認知機能は改善傾向を示した。以上から、血中Aβ除去器がアルツハイマー病治療につながる可能性が示唆された。1.透析導入前後の前向き研究のための準備:透析導入施設を2施設、導入後のフォロー施設を7透析施設選定し、本学倫理委員会の承認を得た。また、Aβイメージング(PIB/PET)測定施設として、国立長寿医療センター(伊藤健吾放射線診療部長)の参加を得、長寿研倫理委員会承認も得た。2.対象患者の募集:数か月後に透析導入予定の、50-75歳の非糖尿病腎不全患者を基準として募集を行い、知多市民病院および藤田保健衛生大学病院の透析導入直前(腕にシャント構築済み)腎不全患者2例の同意を得た。3.対象患者の血中Aβ濃度および認知機能(MMSE): 1)症例1:クレアチンが上昇して本年度中に透析導入に至った。血中Aβ1-40、Aβ1-42濃度は、導入前は1595pg/ml, 125pg/mlと健常人の6倍以上の高値を示したが、導入40日後で、各々1101, 96と低下した。MMSEは、導入4か月前は29点、5日前は27点と低下したが、導入40日後では30点と満点を示した。脳MRIでの解析では海馬の萎縮などは見られず、神経学的判断は正常とされた。2)症例2:現在、非透析で、クレアチンは6.1mg/ml、β2ミクログロブリンは15.8mg/dlであり、血中Aβ1-40、Aβ1-42濃度は、861pg/ml, 101pg/mlとやはり高値であった。MMSEは29点であった。いずれの症例も認知機能が正常に近いため、脳Aβイメージング測定には至っていない。4.脳病理からの横断的解析:上記の前向き研究と並行して、透析による血中Aβ除去が脳Aβにどう影響するかを、透析患者および非透析者の剖検脳を用いて解析することとした。まず、アルツハイマー病脳切片を入手し、2種の抗Aβ抗体で染色し、沈着Aβが明瞭に描出される手技を持つ事を確認した。また、医学部保管脳について、透析歴有無の検索を開始した。1.多くの共同研究者(腎臓内科医)の協力によって、対象患者5例のエントリーを得た。2.当初の計画どおり、血中Aβ濃度、認知機能、MRI、CTなどの測定を進めている。3.長寿医療研究センターの協力により、症例数は少ないながら、脳Aβイメージング(PIB/PET)を開始した。4.前向き研究と並行して、透析患者および非透析者の剖検脳を用いた解析を開始し、透析による血中Aβ除去が脳Aβを減少させる可能性が示唆されるデータを得た。1.他施設の共同研究体制が構築できた。2.対象患者のエントリーを2例得て、血中Aβ濃度、認知機能、MRIなどの測定を開始した。3.前向き研究と並行して、透析患者および非透析者の剖検脳を用いた解析を開始し、透析による血中Aβ除去が脳Aβにどう影響するかを脳病理の面からも明らかにできる可能性が出てきた。そのための共同研究体制を構築しつつある。1.透析導入前の患者リクルートをさらに促進する。透析導入前に、脳Aβイメージングに同意いただける患者の確保をめざす。現在同意いただいている患者については、フォローを継続して、データを蓄積する。2.認知症の外来診療および入院治療を行っている病院との共同研究を実現し、軽度認知障害腎不全患者、または、軽度アルツハイマー病腎不全患者の脳Aβイメージング(PIB/PET)の前向き研究を行う。そのため、対象となる病院への働きかけをまず開始する。3.対象となる剖検脳の確保につとめ、透析脳、非透析脳のAβ蓄積量の比較をさらに行う。1.透析導入前の患者リクルートを促進する。
高齢社会における住まいと医療・介護サービスが連携した地域空間計画モデルの開発

超高齢社会を迎える我が国において、近隣住区論に代わる、新しいコミュニティ環境計画論が必要になるのではないか。かかる関心から、Aging in Placeを実現可能にするコミュニティ生活基盤の必要条件について研究した。具体的には、在宅医療・介護の拠点ニーズ、食事や見守りといった生活支援のニーズ、コミュニティケアによる生活支援ニーズ、地域生活空間としてコミュニティスペースのニーズなどである。また特養に限らず、地域内の住み替え需要を満たすことも求められていることがわかった。アクセシビリティについては、公共交通機関の充実のほか、ベンチやトイレなど休憩できる空間に対するニーズがあった。(1)被災地での取り組み:住まいと在宅医療・看護のサービスの連携したモデルである、コミュニティケア型仮設住宅をデザインし、岩手県釜石市の平田運動公園及び岩手県遠野市の穀町にコミュニティケア型仮設住宅を実現した。このコミュニティケア型仮設住宅の運営をとおして、高齢社会における住まいと医療・介護サービスが連携した地域空間計画モデルに重要な項目を整理した。具体的には、住宅のバリアフリー、在宅医療・介護との連携、コミュニティ活動との連携、アクセシビリティの向上である。(2)柏市における地域診断:上記観点に従って、医療介護関係者との意見交換会、地域住民との意見交換会、地域資源マップ、住まい方に関するアンケート調査などを行い、地域診断を行った2035年における日本の老年人口割合は33.4%と推計されており、日本人の約3人に1人を上回る超高齢社会を迎えようとしている。我が国の多くのニュータウンではすでに超高齢社会が進んでいる地区も多く、閉じこもりや孤独死、自殺といった問題などが指摘されている。ニュータウンは高度経済成長期に都市部に集中した人口を受け止めるため郊外部に建設された。この住宅地の計画原理として用いられたのが、ペリーの近隣住区論であった。わが国では千里ニュータウンをはじめ多くのニュータウン建設において用いられてきた。超高齢社会を迎えるにたり、今後ますます身体的・認知的な障害を抱える75歳以上高齢者が増え、住みなれたまちを離れる高齢者が増えてく。そこで、20年後を見すえた超高齢社会対応のまちづくりが重要であり、近隣住区論に代わる、新しいコミュニティ環境計画論が必要になるのではないか。本年度は、これまでの国内事例調査、海外事例調査、文献調査等を踏まえて、高齢社会における住まいと医療・介護サービスが連携した地域空間計画モデルをまとめることとした。具体的には、地域ケアシステムに関して、在宅医療・介護の拠点ニーズ、食事や見守りといった生活支援のニーズのこと。地域社会活動に関する条件として、コミュニティケアによる生活支援に関すること。そのための地域生活空間としてコミュニティスペースのニーズがあることなどである。新しいコミュニティ環境計画論に必要な条件を明らかにし、モデルを開発した。(1)柏市における介護保険給付データ分析:まず地区別に介護需要の発生率に違いがあるのかどうかを調べたが、概ね912%前後で推移しており、地区別の違いがあるとは言えないことが分かった。そこで要介護35以上で、在宅生活を送る方のデータを世帯類型、収入類型、持家・借家別で分析したところ、世帯類型(一人暮らし、夫婦のみ、家族あり)による違いが大きいことが分かった。特に家族の居る世帯は、デイサービスやショートステイなど昼間の居場所と夜の居場所を自宅外に求める傾向がつよく、結果的に家族の都合で、特養や老人ホームなどに入居させられる場合が多いことなどが分かった。(2)海外調査:海外調査として、スウェーデンウプサラ市の老人健康センター(介護予防)や特別養護老人ホームなどの調査を行った。わかったことは、スウェーデンは高齢化率がそれほど高くなく現状ではまだ社会保障制度に対して市民も不安を感じていない。特に若い世代は社会保障の仕組みを信じている。特養の生活について調査したが、日本と比べて個室中心であること、ICTの活用がみられたこと、とにかく居住者の生活が質素であることが分かった。それ以外の点では、例えば玄関は施錠されていたりと日本と大きな違いはなかった。介護予防拠点は、文化やヨガなどコミュニティセンター的であった。この点は日本のデイサービスとは異なる。ただし調査した事例は初めて指定管理者として委託したケースであるとのことであり、日本の方が運営の点では進んでいたと感じた。(3)被災地での取り組み:住まいと在宅医療・看護のサービスの連携が重要であると考えていたため、岩手県釜石市の平田運動公園及び岩手県遠野市の穀町にコミュニティケア型仮設住宅という、住宅と介護の拠点(デイサービス、診療所等)を併設したものを、各市に提案し実現した。震災の影響で、自治体等の関心が防災に傾くなかで、当初の計画である世界の高齢社会モデルの調査と、最終的な高齢社会における住まいと医療・介護サービスが連携した地域空間計画モデルのまとめが遅れている。昨年度、柏市の介護保険給付データ分析を集中的に行った。当初の計画では複数地区を平均的に進めることで比較し、分析を行う予定であったが、そこに至る前に柏市のデータ分析に相当の時間をかけた。

これにより当初の計画から遅れがでたが、一方柏市の介護保険給付データをGIS上で分析した結果、要介護者の発生率は概ね912%に収まり、地域差があるわけではないことが分かった。そして本データ分析によれば、世帯類型が大きく影響していることが分かった。介護保険給付データは入手が困難であるが、世帯類型であれば地区ごとのものは国勢調査で分析することが可能である。次年度の研究すべき着眼点が明確になったことから、おおむね順調に進展していると判断する。(1)海外の事例の調査の実施(2)国内の住まいと医療・介護サービスが連携した取り組みのアンケート調査(3)高齢社会における住まいと医療・介護サービスが連携した地域空間計画モデルの検討を行う。今後の研究の推進方策としては大きく次の3点である。(1)どうすれば要介護度が高くても(35)家で過ごすことができるのか、ケアマネージャーや訪問看護師等にヒアリングを行い。地域で暮らし続けるための要点を明らかにしていく。昨年度の研究の結果、柏市保健福祉部が全面協力をしてくれることになっている。(2)他地区についても介護保険給付データを手に入れて分析を進める。(3)諸外国での事例(特にアーバンビレッジ構想)などを参考にしつつ、高齢社会における住まいと医療・介護サービスが連携した地域空間モデルを開発する。海外調査費30万円研究成果とりまとめ作費20万円アンケート調査費30万円(1)当該年度に残した物品費は、次年度当初に予定通り執行する。昨年度PCを購入予定であったが、分析の途中で交換するわけにもいかず執行が延びていた。当該年度の物品も予定通り購入する。(2)旅費としては、本年度も海外の先進調査を行う。(3)人件費としては、昨年度未使用分を合わせて、GIS分析等のアルバイト代として利用する。(4)その他、分析に必要なデータや文献等を購入する費用とし使用する。
異物応答型プロテアーゼ前駆体の活性化機構

節足動物の一種であるカブトガニの血球細胞内顆粒には、感染菌表層物質に応答して活性化する体液凝固因子が存在する。これらの因子は、血球細胞の活性化にともなって体液中へと放出され、グラム陰性菌のLPSや真菌の(1→3)-β-D-グルカンなどの存在下、プロテアーゼ前駆体の連続的な活性化をともなうカスケード機構を介して、速やかに体液のゲル化を引き起こす。この体液のゲル化は、止血のみならず、感染菌の被包化に機能する。我々は、この系の解析の過程で、LPS、β-グルカンに反応して自己触媒的に活性化するプロテアーゼ前駆体、Factor C、Factor Gを発見した。このうち、β-グルカン応答性をもつFactor Gの活性化機構について、これまでに以下の知見を得た。Factor Gは1ng/ml以下の(1→3)-β-D-glucanによって両サブユニットともに限定水解を受けつつ活性化され、活性型セリンプロテアーゼへと変換される。この際、glucanとFactor Gの濃度比が活性化に重要であり、高濃度のglucan存在下では活性化はかえって阻害される。また、Factor Gの活性化には、ある一定の長さ以上のβ-グルカンが要求され、含まれるglucoseが7個以下の短いβ-グルカンは、Factor Gに結合するものの活性化能はない。さらに、この短いβ-グルカンは、長鎖β-グルカンによるFactor Gの活性化を阻害することが明らかになった。以上の結果より、Factor Gの活性化は、1分子のβ-グルカン上で複数のFactor G分子が相互作用することによって惹起されると考えられる。
超新星ニュートリノのエネルギースペクトルに関する研究

重力崩壊型超新星爆発の際、形成された熱い原始中性子星がニュートリノを放出して冷えた中性子星に進化していく段階の数値シミュレーションを、Multigroup Flux Limited Diffusion schemeのニュートリノ輸送コードを用いて行ない、放出される超新星ニュートリノのエネルギースペクトルを求めた。今年度は、これまで使ってきたWolff、Shenの状態方程式に加え、Lattimer-Swestyの状態方程式をYe=0に拡張して使用し、状態方程式の依存性を詳しく調べた。その結果、原始中性子星の中心密度の違いから脱レプトン化の進み具合や、放出されるニュートリノ光度の減衰率などに大きな影響が現れることを示した。また、衝撃波が外層を通過する際の密度分布がニュートリノ振動に与える影響について調べるため、コアの(仮想的な)断熱崩壊による爆発モデルでの外層の密度分布の時間変化を計算した。今後、原始中性子星の収縮の効果も取り入れなければならないが、Wilsonらによるdelayed explosionモデルの密度分布とは異なる結果を得、ニュートリノ振動によるエネルギースペクトルの変形の様子を調べた。また住吉を中心として、山田のBoltzmann solverによるニュートリノ輸送コードを用いた、超新星コアの重力崩壊のシミュレーションを進め、昨年までの電子型ニュートリノのみを考慮した計算に加えて、電子型反ニュートリノや非電子型ニュートリノを考慮したシミュレーションも開始した。コアのバウンス・衝撃波の発生と伝播、電子型ニュートリノの中性子化バーストなどの振舞を調べたが、動径方向のメッシュのとり方により振舞いに差異が見られ、物理的に意味のある結果を導き出すための結果数値計算精度の評価が必要となっている。重力崩壊型超新星爆発の際、形成された熱い原始中性子星がニュートリノを放出して冷えた中性子星に進化していく段階の数値シミュレーションを、Shenらによる相対論的状態方程式とMultigroup Flux Limited Diffusionschemeのニュートリノ輸送コードを用いて行ない、放出される超新星ニュートリノのエネルギースペクトルを求めた。KamLAND実験などで示されたニュートリノ振動パラメーターを用いて、ニュートリノ振動の影響も調べた。この計算の対象となる超新星ニュートリノの後半では、フレーバー毎の平均エネルギーの違いが大きくないので、ニュートリノ振動の影響も限定的ではあるが、Super-Kamiokande、SNO、KamLANDなどでのイベント予測も行なった。さらに衝撃波が外層を通過する際の密度分布がニュートリノ振動に与える影響について、テストモデルを用意して調べた結果、断熱性の変化がニュートリノスペクトルに影響を与え得ることがわかった。また住吉を中心として、山田のBoltzmann solverによるニュートリノ輸送コードを用いた、超新星コアの重力崩壊のシミュレーションを進めている。電子型ニュートリノのみを考慮した計算で、コアのバウンス・衝撃波の発生まで追えているが、まだ長時間の計算を安定に進めるための改良作業の途中である。その他、寺沢らとの共同研究により、原始中性子星から放出されるニュートリノ風中の重元素合成についての研究も行なった。元素組成の観測を説明するためには、これまで非常に高いエントロピーや重い原始中性子星を仮定したモデルが必要であったが、ニュートリノ風の外部境界条件が重要であることがわかり、少し低温のモデルを考えれば、1.4M_<【of sun】>の原始中性子星でも良いことが明らかになった。
ヘムオキシゲナーゼ-1制御を介した早産児敗血症の新規治療法の開発

本研究の目的は、申請者が独自に確立した糞便懸濁液(Cecal slurry, CS)を腹腔内投与する早産児マウス敗血症モデル作成技術を用いて、早産児敗血症における1部分的HO-1欠損の影響、2薬物的HO-1誘導の有効性を検証し、3その機序を解明することであった。本研究の結果、早産児マウス敗血症モデルにおいて、ヘムを用いたHO-1誘導は敗血症重症度の改善に加え、炎症性サイトカイン発現を抑制する一方、HO-1誘導不全(HO-1ヘテロ欠損マウス)は早産児マウス敗血症モデルを重症化させることが明らかになった。以上より、予防的HO-1誘導により、これら感受性個体を救済できる可能性が示唆された。本年度は、1早産児マウス敗血症モデルの作成、および2Hemeによる薬物的HO-1誘導療法の保護効果の検討を行った。早産児マウス敗血症モデルの作成は、成獣マウスの虫垂内容物からCecal Slurry(CS)を作成し、免疫学的にヒト早産相当の4日齢マウスに投与することで行い、CS用量依存性の死亡率増加(1.0mg/g 0%, 1.5mg/g 8%, 2.0mg/g 41%, 3.0mg/g 75%, 4.0mg/g 100%)を確認した。以降の検討は40%致死量(LD40)のCS 2.0mg/g BWを投与することとした。本モデルでは、対照群と比較して体重減少(-2.1±6.2, vs. 21.5±8.2%)、白血球(2821±931 vs. 6298±1806 per microL)・血小板減少(204±82 x103 vs. 613±118 x103 per microL)、肝臓における炎症性サイトカイン遺伝子(Ccl5, Cxcl10, IL-1a, IL-1b, Tnf, Ifng)の発現増加を認め、ヒト早産児敗血症の病態をよく反映しており、その病態解析に有用であることが分かった。次に、確立されたHO-1誘導薬であるHeme(30 micro mol/kg)を、3日齢の野生型マウスに皮下投与し、24時間後(4日齢)に敗血症を誘導することで薬物的HO-1誘導の保護効果を検討した。Heme投与24時間後の肝臓HO活性(496±85)はVeh群(302±41)と比して64%増加していた。また、Hemeによる薬物的HO-1誘導は、敗血症死亡率を改善させ(41→6%)、体重増加を改善し(7.0±10.0, vs. -2.1±6.2%)、脾臓細菌数を減少させることに加え、肝臓炎症性サイトカイン遺伝子発現を有意に減少させた。当初の計画通り、早産児マウス敗血症モデルの確立、およびHeme投与による薬物的HO-1誘導の敗血症保護効果の検討を行うことができたため。本年度は、前年度に引き続き1早産児マウス敗血症モデルにおける部分的HO-1欠損の影響、および2当該モデル対するHemeを用いた薬物的HO-1誘導の有効性の検討を行った。方法は、免疫学的にヒト早産相当である4日齢の野生型マウス(WT)およびHetに、成獣マウスの虫垂内容物から作成した糞便懸濁液(Cecal slurry, CS 2.0mg/g BW)を腹腔内投与し、肝臓HO活性、死亡率、網羅的遺伝子発現を比較した。次に、3日齢のHetにHO-1誘導薬であるHeme(30 micro mol/kg)を投与後、敗血症を誘導し(H-Het)、HO-1誘導の救済効果を検討した。結論として、HO-1誘導不全は早産児マウス敗血症モデルを重症化させる。一方、予防的HO-1誘導により、炎症抑制を介して、これら感受性個体を救済できる可能性が示唆された。今後は、1HO-1ヘテロ欠損マウスを用いたHO-1欠損が敗血症重症化に及ぼす影響の検討および、2HO-1誘導による敗血症保護効果の機序を解明する目的で、HO-1誘導により活性化される免疫関連遺伝子、HO-1が白血球分化に及ぼす影響の検討を行っていく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。胎児・新生児医学29年度が最終年度であるため、記入しない。
顎運動シミュレータによる自律開閉口運動の実現

顎運動の全体的な制御メカニズムを解明する一つのアプローチとして,ロボットで顎運動をシミュレートする方法がある.我々は,ヒトに近い解剖学的構造をもつ顎運動ロボットの本体に咬筋アクチュエータを接続し,自律開閉口動作をシミュレートした.本年度の研究では,さらに外側翼突筋アクチュエータを追加し,よりヒトに近い開閉口動作を実現した.次に研究手順を示す:(1)下顎部をワイヤ駆動する筋アクチュエータを製作した.駆動にはエンコーダ付のDCサーボモータを用い,ワイヤ張力センサが組み込まれている.設計は従来の咬筋アクチュエータと同様とした.(2)製作したアクチュエータを外側翼突筋アクチュエータとしてロボットに装着した.(3)開閉口運動時における外側翼突筋の活動パターンから,アクチュエータの駆動信号を決定した.(4)反射型フォトセンサを用いて咬合接触センサを開発し,犬歯に装着した.(5)左右側において咬合力と咬合接触を等しくするために,センサ出力を利用した適応制御アルゴリズムを開発した.完成したシステムを用いて実験し,次の結果を得た.自律顎運動シミュレータJSN/1に開閉口運動を行わせると,はじめは左右側で咬合接触と咬合力は異なるものの,次第に同じタイミングかつ同じ力でかみしめることができた.このことから,アクチュエータの駆動系および制御アルゴリズムが有効であることが明らかとなった.顎運動の全体的な制御メカニズムを解明する一つのアプローチとして,ロボットで顎運動をシミュレートする方法がある.我々は,ヒトに近い解剖学的構造をもつ顎運動ロボットの本体に咬筋アクチュエータを接続し,自律開閉口動作をシミュレートした.本年度の研究では,さらに外側翼突筋アクチュエータを追加し,よりヒトに近い開閉口動作を実現した.次に研究手順を示す:(1)下顎部をワイヤ駆動する筋アクチュエータを製作した.駆動にはエンコーダ付のDCサーボモータを用い,ワイヤ張力センサが組み込まれている.設計は従来の咬筋アクチュエータと同様とした.(2)製作したアクチュエータを外側翼突筋アクチュエータとしてロボットに装着した.(3)開閉口運動時における外側翼突筋の活動パターンから,アクチュエータの駆動信号を決定した.(4)反射型フォトセンサを用いて咬合接触センサを開発し,犬歯に装着した.(5)左右側において咬合力と咬合接触を等しくするために,センサ出力を利用した適応制御アルゴリズムを開発した.完成したシステムを用いて実験し,次の結果を得た.自律顎運動シミュレータJSN/1に開閉口運動を行わせると,はじめは左右側で咬合接触と咬合力は異なるものの,次第に同じタイミングかつ同じ力でかみしめることができた.このことから,アクチュエータの駆動系および制御アルゴリズムが有効であることが明らかとなった.
原子力電池用放射線源Po-209の特性・製造に関する基礎研究

宇宙や惑星探査のための通信機器と科学機器を搭載した探査機において、特に火星より遠くの惑星探査では太陽光が非常に弱く、これまでPu-238を熱源とする原子力電池が主電源として利用されてきた。しかしプルトニウムという特殊な同位体のため、世界で供給不足が懸念されている。そこでPu-238の代替放射性同位体として、Po-209に着目し、その製造方法について検証を行った。加速器を使用する1Bi-209(p,n)反応、原子炉を使用する2Bi-209(n,γ)Bi-210(β崩壊)Po-210(n,2n)反応の2経路の製造方法について数値解析を行い、製造効率を明らかとした。宇宙や惑星の探査のため通信機器と科学機器を搭載した探査機、特に火星より遠くの惑星探査では太陽光が非常に弱く、これまでPu-238を熱源とする原子力電池が主電源として利用されてきた。そこでPu-238の代替燃料として、Po-209に着目し、その製造方法について検証を行った。平成26年度は、Po-209、および副次的に生成される同位体について、2種類生成方法に関して評価を行った。Po-209の生成経路は、1Bi-209 (p,n)反応、2Bi-209(n,γ) Bi-210(β崩壊)→Po-210(n,2n)反応の2種類あり、1について陽子加速器を用いた製造方法についてPHITSコードを使用してPo同位体の生成量を計算した。2については、鉛ビスマス共晶合金(LBE)を冷却材とする高速炉を想定し、JENDL, TENDLの核データライブラリを用いて解析的に生成量を評価した。1加速器を使用した製造方法では、40 MeVの加速エネルギーがエネルギー効率において最適であることが分かった。この際、年間1kgのPo-209を製造するのに必要な陽子ビーム電流は14 Aと評価された。一方でPo-208については、Po-209の4倍の量が同時に生成されることが明らかになった。また発熱量を考慮するとPo-209と同等の発熱量のPo-208を製造するのに0.13 Aとなり、比較的に製造しやすいことが分かった。ただしPo-208は半減期が約3年であり、利用分野については検討が必要である。2の原子炉を用いた製造方法については、平均的な原子炉出力を仮定すると年間数g程度の生成量となった。特に2回目の核反応Po-210(n,2n)がボトルネックとなっており、この解決にはより高い中性子エネルギーが必要となる。そこで加速器駆動未臨界炉、核融合炉とのハイブリッド炉などでの生成量評価を行う予定である。宇宙や惑星の探査のため通信機器と科学機器を搭載した探査機、特に火星より遠くの惑星探査では太陽光が非常に弱く、これまでPu-238を熱源する原子力電池が主電源として利用されてきた。前年度にPo-209の生成経路として、加速器を使用する1Bi-209(p,n)反応、原子炉を使用する2Bi-209(n,γ)Bi-210(β崩壊)→Po-210(n,2n)反応の2種類について主に1の陽子加速器を使用した製造について解析を行った。また2については鉛ビスマス共晶合金(LBE)を冷却材とする高速炉を想定して簡易的に評価を行った。その結果、2の原子炉を使用する方法では、より高エネルギーの中性子場が必要であることが明らかとなった。そこで平成27年度は2の生成経路について、加速器駆動未臨界炉の核破砕中性子源場、核融合炉からの14MeV中性子を利用するハイブリッド炉について、PHITSコード、MVPコードを使用して計算を行った。平成27年度中に解析、評価結果をまとめ、最終的な成果の公表を行う予定であったが、当初計画していなかった核融合炉からの中性子を利用する製造方法について検討することとし、共用のスーパーコンピュータTSUBAMEを用いた計算に想定以上の時間を要したため年度内において計算結果の取りまとめ及び成果の公表まで行うことができなかった。前年度までに、Po-209の生成経路として、加速器を使用する1Bi-209(p,n)反応、原子炉を使用する2Bi-209(n,γ)Bi-210(β崩壊)Po-210(n,2n)反応の2経路の製造方法について製造効率の解析を行った。その結果、陽子加速器ビーム電流、陽子エネルギーに対する生成効率、原子炉1基当たりの生成率を得た。平成28年度は、この結果もとにPo-209の製造方法検証のために必要な基礎データの検討を行い、実験計画の策定を行った。

1の製造方法では、Pb-Biターゲットに対する陽子照射実験の予備解析を行った。重要となるBi-209(p,n)反応断面積及びPo-209生成量の評価を行い、生成量検証実験の条件を明らかとした。また2の方法ではBi-210(n,2n)反応断面積が生成効率に重要である。しかし不安定核Po-210の反応断面積直接測定が困難であることから、原子炉におけるBi-209照射積分実験及びガンマ線測定による検証実験について照射、測定条件を検討した。宇宙や惑星探査のための通信機器と科学機器を搭載した探査機において、特に火星より遠くの惑星探査では太陽光が非常に弱く、これまでPu-238を熱源とする原子力電池が主電源として利用されてきた。しかしプルトニウムという特殊な同位体のため、世界で供給不足が懸念されている。そこでPu-238の代替放射性同位体として、Po-209に着目し、その製造方法について検証を行った。加速器を使用する1Bi-209(p,n)反応、原子炉を使用する2Bi-209(n,γ)Bi-210(β崩壊)Po-210(n,2n)反応の2経路の製造方法について数値解析を行い、製造効率を明らかとした。平成26年度について、当初予定していた(1)Po-209、および副次的に生成される同位体の特性評価、(2)生成経路・方法による生成量、副次的に生成される同位元素の量のエネルギー特性評価についておおむね予定通り実施できている。(2)に関して、当初計画していなかった核融合炉からの中性子を利用する製造方法について検討することにしたが平成27年度に評価を実施する予定である。平成28年度は、(1)原子炉を使用した製造方法の計算結果の取りまとめ、(2)評価済み核データライブラリの評価・検討を行い、最終結果を論文としてまとめ学術論文誌に投稿すると共に学術会議において成果発表を行う予定である。原子炉物理平成27年度は、(1)原子炉を使用した製造方法の詳細計算、(2)評価済み核データライブラリの評価・検討、(3)製造方法検証実験に必要な基礎データの整備を行う。(1)については、現状で解析的な評価で明らかになったことを基礎として、モンテカルロシミュレーションによる原子炉での中性子輸送計算を実施して、Po同位体の生成量をより正確に評価する。(2)について、生成量が核反応の起こりやすさである核反応断面積に依存しており、核反応によっては、23倍の差のある測定値が報告されている。本研究では、データライブラリの違いによるPo-209生成量、その他同位体の生成量の差異を明らかにするとともに、測定値が存在しないPo-210 (n,2n)Po-209反応に関しては、核反応計算コードにより断面積評価を行う。そして、今後核反応断面積の測定で重要になるエネルギー、核反応について明示する。(3)これまで研究で得られた成果を基に、Po-209の製造方法検証のための実験に必要となるデータを明らかにし、より精度の必要な核反応断面積についての測定、生成量評価のための製造実験について、放射線の発生量、放射能の生成量評価を含めた実験計画を策定する。当初計画では平成27年度中に学会発表、論文投稿を行う予定であったが、新たに追加した解析条件に関する計算に想定以上に時間を要したため、結果の取りまとめが年度内に完了しなかった。26年度購入予定であったラックマウントサーバーのスペックを下げ、代わりにスーパーコンピュータTSUBAMEの使用量を増加させた。TSUBAMEの使用料金に関しては27年1-3月期に使用した分については翌年度会計処理が実施されるため26年度分の使用額として差が生じている。
北米における特別用途許可及び裁量的開発許可プロセスに関する研究

本年度は、カナダの都市計画制度に大きな影響を及ぼしてきた、イギリスの計画許可制度の運用に関する調査を行い、アメリカのゾーニングや裁量的許可、スマートコード、容積移転などに関する海外実務者の招聘講演会を行った。(1)イギリス調査1第一回調査:ロンドン(サザーク区)およびブリストル市における新規開発の状況を把握するため、区及び市のホームページより近年の新規開発をプロットし、現地踏査を行った。その結果、ロンドン(サザーク区)においては、地区特性に合わない奇抜なデザインの開発も多く見られた。ブリストル市においては、既存建築物を活用したリノベーション物件も見られた。なお、ヒアリングは、The Bartlett School of Planning, University College LondonのBen Clifford上級講師に行い、近年のロンドンの都市開発について聞いた。今後、開発許可に関する文書等からその開発の経緯等を詳細に調べることとする。2第二回調査:ロンドン(シティ)における新規開発の状況を把握するため、シティのホームページより近年の新規開発をプロットし現地踏査を行った。その結果、現在シティにおいては、多くの超高層タワーが建設中であり、奇抜なデザインのものも多く見られた。そのデザインについてどのような協議がされたのか、もしくはされなかったのかを今後詳細に調べることとする。(2)海外実務者招聘講演会アメリカ・ロサンゼルス市の元職員のジョーンタナー、ブラックマン氏を招聘し、アメリカのゾーニングの歴史と近年の運用、裁量的開発許可、スマートコードや容積移転などに関する講演会を行った。本講演は、日本建築学会建築法制委員会人口減少時代のゾーニング制度研究小委員会、海外研究グループ(横浜市立大学・堀、筑波大学・有田教授、東京大学・村山准教授)の協力により実現した。講演会の開催が3月となり、スケジュールが後ろにずれ込んだため、取りまとめは次年度とすることにした。イギリスの計画許可に関する制度研究および、本年度行った講演会の内容の整理などを中心に研究成果をまとめていくこととする。1日本の用途地域制の課題と北米の特別用途許可これまでの日本建築学会建築法制委員会用途規制再構築検討小委員会における議論から日本の課題を整理し、北米事例の位置づけを再度確認した。その結果、日本においては、ライフスタイルや社会ニーズの変化によって、指定された用途規制で建築可能な用途であっても、周辺環境によっては、建築が難しい場合がある事や(例えば、保育園建設問題)、用途規制上建築可能であるが、心理的な嫌悪施設とされ、問題となっている事例もあり(家族葬、遺体安置所等)、一方で、社会的ニーズがあっても用途規制上立地が規制されるもの(カリスマパン屋)等の課題があり、いかに予期せぬ新しい用途や立地に対応していくかという点について議論を行った。それに対して、アメリカの特別用途許可に関しては、シアトル市における総合的土地利用許可および、プロセスの事前明示化を行っているマイアミ市におけるフォームベーストコードの運用等の分析を行い、参考事例として発表した。なお、2015年度に発表した、ポートランド市における条件付き用途許可の運用(B&B:民泊)も含め、その内容については、平成29年度日本建築学会大会での研究協議会資料もしくは、来年度以降の報告書および書籍等に纏められる予定である。2北米における裁量的開発許可制度および運用実態の調査これまでの研究成果であるバンクーバー市の裁量的開発許可制度と容積移転制度の運用、そして、シアトル市のデザインレビュー制度を利用した樹木保全等について整理を行った。なお、本年度は三井不動産株式会社・東京大学の共同研究会に共同研究者として招聘され、関連北米調査を履行することができた。なお、北米調査に関しては、バンクーバー市の裁量的開発許可制度および容積バンクを利用した容積移転取得開発事例の現地調査を行う事ができ、その結果について審査付き学会論文に投稿することができた。バンクーバー市における裁量的開発許可に関する調査を前倒しして本年度履行できた事とその成果について、査読付き学会論文の投稿を行えた事による。1日本の用途地域制の課題と北米の特別用途許可これまで、日本建築学会建築法制委員会用途規制再構築検討小委員会において議論してきた日本の用途規制に関する研究とりまとめが2017年日本建築学会大会研究協議会にて発表された。申請者は、その日本の課題を踏まえ、アメリカ、マイアミ市Miami21 codeにおける条件付き用途許可について子育て支援施設立地の観点から論文の寄稿を行った。Miami21 codeでは、地区特性に合わせた用途誘導を行うため、事前確定基準の中に立地可能な用途を示すほか、地区ごと・用途ごとにおける特例許可の審査プロセスを事前規定している。外部に対して影響の大きい用途や規模の大きい施設等については、パブリックコメントや委員会による審査など、多くの主体が関与する審査プロセスを準備しており、近隣調整を効率的に行えるような仕組みとなっている。それに加え、デザインレビュー基準との適合なども要件として挙げられており、用途を単体で規制するのではなく、形態規制を含む最適解を導き出せる仕組みとなっている。本成果は、2015年度に発表した、ポートランド市における条件付き用途許可の運用(B&B:民泊)を含め、来年度以降、書籍等に纏められる予定である。2裁量的開発許可制度および運用実態の調査バンクーバー市の裁量的開発許可制度と容積移転制度の運用について、日本都市計画学会審査付き論文の投稿・発表を行った。シアトル市、マイアミ市における概要現地調査、ミネアポリス市、デンバー市、サンフランシスコ市における現地調査・インタビュー調査も行った。2017度より、日本建築学会建築法制委員会人口減少時代のゾーニング制度研究小委員会が発足し、申請者も委員となっていることから、北米における裁量的開発協議の基準となるゾーニング等事前規定の運用について委員会の先生方の助言を得ながら研究を進める予定である。計画通り、米国調査を履行した。

本年度は、カナダの都市計画制度に大きな影響を及ぼしてきた、イギリスの計画許可制度の運用に関する調査を行い、アメリカのゾーニングや裁量的許可、スマートコード、容積移転などに関する海外実務者の招聘講演会を行った。(1)イギリス調査1第一回調査:ロンドン(サザーク区)およびブリストル市における新規開発の状況を把握するため、区及び市のホームページより近年の新規開発をプロットし、現地踏査を行った。その結果、ロンドン(サザーク区)においては、地区特性に合わない奇抜なデザインの開発も多く見られた。ブリストル市においては、既存建築物を活用したリノベーション物件も見られた。なお、ヒアリングは、The Bartlett School of Planning, University College LondonのBen Clifford上級講師に行い、近年のロンドンの都市開発について聞いた。今後、開発許可に関する文書等からその開発の経緯等を詳細に調べることとする。2第二回調査:ロンドン(シティ)における新規開発の状況を把握するため、シティのホームページより近年の新規開発をプロットし現地踏査を行った。その結果、現在シティにおいては、多くの超高層タワーが建設中であり、奇抜なデザインのものも多く見られた。そのデザインについてどのような協議がされたのか、もしくはされなかったのかを今後詳細に調べることとする。(2)海外実務者招聘講演会アメリカ・ロサンゼルス市の元職員のジョーンタナー、ブラックマン氏を招聘し、アメリカのゾーニングの歴史と近年の運用、裁量的開発許可、スマートコードや容積移転などに関する講演会を行った。本講演は、日本建築学会建築法制委員会人口減少時代のゾーニング制度研究小委員会、海外研究グループ(横浜市立大学・堀、筑波大学・有田教授、東京大学・村山准教授)の協力により実現した。講演会の開催が3月となり、スケジュールが後ろにずれ込んだため、取りまとめは次年度とすることにした。平成29年度研究実施計画に記載した北米調査及び特別用途許可制度に関する論文執筆を滞りなく行う予定である。本年度までの研究成果および調査結果を踏まえて、裁量的開発許可制度およびデザインレビュー制度の運用に関する公開研究会を実施予定である。調査に関しては、カナダの都市計画法制度に大きな影響を与えたイギリスにおける裁量的計画許可制度の運用に関するプレ調査を行い、今後の研究の展開を図る。イギリスの計画許可に関する制度研究および、本年度行った講演会の内容の整理などを中心に研究成果をまとめていくこととする。残額が412円と少額であったため、来年度有効活用を行う。
バングラデシュ国における洪水災害発生の原因となる降雨特性の調査・研究

夏季モンスーン期にダッカにおいて,バングラデシュ気象局(BMD)で,ラジオゾンデを用いた高層観測を実施した.気象局では,通常1回(00UTC)のラジオゾンデ観測と3回(06,12,18UTC)の高層風観測を実施しているが,この3回の観測について,発信器と風船の消耗品を提供することにより,観測を実施した.モンスーンの最盛期である6-7月に日本の研究者および大学院生がダッカに滞在し,モンスーン期の典型的な活動期,休止期の数日にわたって観測を行った.観測の実施についての判断はBMDの気象衛星の画像を参照して,モンスーントラフの動きを監視する事により,観測を実行した.これらの観測により,対流圏の風,気温,湿度の高度分布の情報が得られ,これらから大気の安定度を計算することができた.モンスーン期の降水の状態,とくに,季節内変動,日変化についての新たな知見が得られた.ダッカやロングプール,コックスバザール,ケプパラなどの更新されたレーダーネットワークの気象資料や地上気象資料を収集した.バングラデシュではBMDのほかにバングラデシュ水文局(BWDB)でも降水量の観測を実施している.この資料は,日雨量であり,時間分解能はよくないが,BMDに比べると多数の観測点の資料が入手できる。バングラデシュ工科大学のIslam博士は,現地での気象衛星資料の解析とBMDなどの機関での気象資料収集を行った.これらのレーダー資料と地上で観測された降水量を比較して,レーダー雨量の較正を行い,レーダーの資料を基にして,広域の雨量を高精度に推定する方法を確立しつつある.夏季モンスーン期にダッカにおいて,バングラデシュ気象局(BMD)で,ラジオゾンデを用いた高層観測を実施した.気象局では,通常1回(00UTC)のラジオゾンデ観測と3回(06,12,18UTC)の高層風観測を実施しているが,この3回の観測について,発信器と風船の消耗品を提供することにより,観測を実施した.モンスーンの最盛期である6-7月に日本の研究者および大学院生がダッカに滞在し,モンスーン期の典型的な活動期,休止期の数日にわたって観測を行った.観測の実施についての判断はBMDの気象衛星の画像を参照して,モンスーントラフの動きを監視する事により,観測を実行した.これらの観測により,対流圏の風,気温,湿度の高度分布の情報が得られ,これらから大気の安定度を計算することができた.モンスーン期の降水の状態,とくに,季節内変動,日変化についての新たな知見が得られた.ダッカやロングプール,コックスバザール,ケプパラなどの更新されたレーダーネットワークの気象資料や地上気象資料を収集した.バングラデシュではBMDのほかにバングラデシュ水文局(BWDB)でも降水量の観測を実施している.この資料は,日雨量であり,時間分解能はよくないが,BMDに比べると多数の観測点の資料が入手できる。バングラデシュ工科大学のIslam博士は,現地での気象衛星資料の解析とBMDなどの機関での気象資料収集を行った.これらのレーダー資料と地上で観測された降水量を比較して,レーダー雨量の較正を行い,レーダーの資料を基にして,広域の雨量を高精度に推定する方法を確立しつつある.バングラデシュ気象局(BMD)で,夏季モンスーン期にダッカにおいて,ラジオゾンデを用いた高層観測を実施した.気象局では,通常1回(OOUTC)のラジオゾンデ観測と3回(06,12,18UTC)の高層風観測を実施しているが,この3回の観測について,発信器と風船の消耗品を提供することにより,観測を実施した.モンスーンの最盛期である6-7月に日本の研究者がダッカに滞在し,モンスーン期の典型的な活動期,休止期の数日にわたって観測を行った.その判断は,BMDの気象衛星の画像を参照して,モンスーントラフの動きを監視する事により,観測を実行した.更新されたダッカやロングプール,コックスバザール,ケプパラなどのレーダーネットワークの気象資料や地上気象資料を収集した.同時に観測現場を訪問して,観測状況を視察した.バングラデシュではBMDのほかにバングラデシュ水文局でも降水量の観測を実施している.日雨量であり,時間分解能はよくないが,BMDに比べると多数の観測点の資料が入手できる。バングラデシュ工科大学のIslam博士は,現地での気象衛星資料の解析とBMDなどの機関での気象資料収集を行った.バングラデシュ気象局(BMD)で,夏季モンスーン期にダッカにおいて,ラジオゾンデを用いた高層観測を実施した.気象局では,通常1回(OOUTC)のラジオゾンデ観測と3回(06,12,18UTC)の高層風観測を実施しているが,この3回の観測について,発信器と風船の消耗品を提供することにより,観測を実施した.モンスーンの最盛期である6-7月に日本の研究者および大学院生がダッカに滞在し,モンスーン期の典型的な活動期,休止期の数日にわたって観測を行った.観測の実施についての判断はBMDの気象衛星の画像を参照して,モンスーントラフの動きを監視する事により,観測を実行した。更新されたダッカやロングプール,コックスバザール,ケプパラなどのレーダーネットワークの気象資料や地上気象資料を収集した,バングラデシュではBMDのほかにバングラデシュ水文局(BWDB)でも降水量の観測を実施している.この資料は,日雨量であり,時間分解能はよくないが,BMDに比べると多数の観測点の資料が入手できる。

バングラデシュ工科大学のIslam博士は,現地での気象衛星資料の解析とBMDなどの機関での気象資料収集を行った.これらのレーダー資料と地上で観測された降水量を比較して,レーダー雨量の較正を行い,レーダーの資料を基にして,広域の雨量を高精度に推定する方法を確立しつつある.2001年は,雨期に入った6-7月よりも,その前のプリモンスーンの5月に雨量の最大が発現している.このような天侯が異常な場合の,雨期の特徴について,このダッカでの特別高層観測,地上の気象資料,レーダー,気象衛星写真を基礎資料として,立体的に解析を進めており,この年のモンスーンの立体解析を完成させる予定である.バングラデシュ気象局(BMD)で,1950年から2002年にわたる約50年間の地上気象資料を収集し,データの質的検査を行って,データベースを作成した.これはバングラデシュの地上気象資料を利用する上で、きわめて有用な資料である.夏季モンスーン期にダッカにおいて,ラジオゾンデを用いた高層観測を実施した.気象局では,通常1回(00UTC)のラジオゾンデ観測と3回(06,12,18UTC)の高層風観測を実施しているが,この3回の観測について,発信器と風船の消耗品を提供することにより,観測を実施した.モンスーンの最盛期である6-7月に日本の研究者および大学院生がダッカに滞在し,モンスーン期の典型的な活動期,休止期の数日にわたって観測を行った.観測の実施についての判断はBMDの気象衛の画像を参照して、モンスーントラフの動き監視する事により、観測を実行した.ダッカやロングプール,コックスバザール,ケプパラなどのレーダーネットワークの気象資料や気象衛星の資料を収集した.これらの資料と地上での降水量を比較して,気象衛星から広域の雨量を高精度に推定する方法を確立した.今年度は,雨期にはあまり降水量が多くなかったが,何回かの豪雨時に観測を実施できたので雨期の特徴について,このダッカでの特別高層観測,地上の気象資料,レーダー気象衛星写真を基礎資料として,立体的に解析を進めており,この年のモンスーンの立体解析を完成させる予定である.
遺伝子改変マウスを用いたマウス胎仔皮膚再生の解明

twist2ノックマウス胎生13日と15日の胎仔に胎仔手術を施し、側胸部に長軸方向に長さ約2mmの、皮膚肉様筋に至る皮膚全層切開創を作成した。創作成後12、24、48、72時間時間に動物を安楽死させた。創傷を作成した胎仔をその後OCTコンパウンドに包埋し、急速冷凍し-80°Cで保存した。凍結標本から厚さ7μmの凍結切片を作成した。または、パラフィンで包埋し、パラフィン切片を作成し、7μmの組織切片を作成した。72時間後の標本から形態変化を観察したが、全身的なうっ血と浮腫を呈する個体が多く発生した。途中の経過を組織学的に検索したが、リンパ管の形成不全を有する個体が存在した。このため、皮膚再生の有無の判定が困難であった。このため、これまで当研究室で行ってきた免疫不全マウス背部への表皮細胞との混合移植で、混合移植で皮膚の再構築を試みた。胎生17日から新生仔のマウスを回収し、homoとwildtypeのそれぞれ表皮と真皮を分離して、scid mouseに混合移植を行った。そうすると、wild typeどうしの組み合わせでは、完全な皮膚が再生したが、homoどうしの組み合わせでは全く毛包が再生せず、homoとwildの組み合わせでは、一部に毛包が再生したが、ごく一部の再生にとどまった。ノックアウトマウスから採取した、胎生13日、15日の真皮線維芽細胞を培養し、in vitroでの遺伝子ノックアウトによる機能評価を行った。Scratch assay,MTT assayなどで細胞増殖能、遊走能を確認した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ICRマウス胎生13日と15日の胎仔に胎仔手術を施し、側胸部に長軸方向に長さ約2mmの、皮膚肉様筋に至る皮膚全層切開創を作成する。清潔にしたクライオスタットで、凍結標本から厚さ20μmの凍結切片を作成し、直後にレーザーマイクロダイセクションシステムPALMMicroBeam(カールツァイスマイクロイメージング社)を用いて、創辺縁部の表皮、真皮、反対側正常体幹部の表皮、真皮を別々にモニター上で切り出し、光ピンセットを用いて回収し、total RNAを回収した。胎生15日に作成した創傷に関しても同様の処置を行った。その後、reverse transcriptaseを用いてcDNAに変換する。その後、マイクロアレイMouse Genome 430 2.0 Array(Affymetrix社)を用いて、全発現遺伝子に対して網羅的検索を行い、それぞれの創傷部位で発現が増強している遺伝子の絞り込みを行った。胎生13日創傷部位でのみ発現している遺伝子、または胎生15日の創傷部でのみ発現している遺伝子の発現が正しいか否かを、レーザーマイクロダイセクションで局所の組織からRNAを採取しreal time PCRにより、発現とその変化を定量的に調べる。また、同様に4%パラフォルムアルデヒドで固定したサンプルから、パラフィン切片を作成し、in situ hybridization法で発現の局在と、確かに該当する部位で発現しているか否かを確認するまたtwist2ノックアウトマウスの導入を行い、飼育して増殖させ、マウス胎仔皮膚再生の変化を観察した。その結果、twist2ノックアウトマウスでは、毛包の形成が遅れ、また皮膚が非常に脆弱になるという現象を確認した。瘢痕形成の有無については、さらに検討を行っている。計画書に記載に沿って、おおむね順調に実験を遂行している。本研究は、胎生13日と15日のマウス胎仔体幹部の皮膚に創傷を作成し、創を含めた組織と、反対側正常皮膚を採取し、それぞれ組織からRNAを抽出し、マイクロアレイを用いて発現遺伝子の網羅的解析を行い、皮膚を再生させる、または皮膚の再生を乱す遺伝子の絞り込むことを目的としている。胎生13日創傷部位でのみ発現している遺伝子、または胎生14日の創傷部でのみ発現している遺伝子の発現が正しいか否かを、real time PCRにより確認した。妊娠マウスに胎仔手術を施し、様々な時間ののちに創傷部を含めた組織を採取し、RNAを採取し、発現とその変化を定量的に調べた。また、同様に4%パラフォルムアルデヒドで固定したサンプルから、パラフィン切片を作成し、in situ hybridizationで発現の局在と、細胞で発現しているか否かを確認した。次に、siRNA試薬(Dharmacon社)を用いて胎生13日、15日の胎創傷部位のに発現している当該遺伝子のノックダウンを行う。胎生13日および15日の胎仔に胎仔手術を施し、直後に羊水内にsiRNA試薬を注入し、遺伝子発現の抑制を行った。これらの研究で、Wntシグナルに関連する物質、FGF superfamilyなどいくつかの遺伝子につき、上記で変化のある物質が確認された。これらのことから、皮膚を再生させる遺伝子、皮膚の再生を阻害する遺伝子につき、確実に発現の確認でき、さらにsiRNA試薬の投与により、形態に変化が生じた遺伝子に関して、遺伝子改変マウスを用いて、皮膚の再生に変化があるか否かを検討した。マイクロアレイの結果の解析が順調に行えるようになり、絞り込みがうまくゆくようになった。