hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サブストラクチャ擬似動的実験を用いた非線形弾性骨組の残留変形に関する研究

本研究の目的は,非線形弾性復元力特性と呼ばれる特殊な復元力特性を有する鋼構造骨組を対象にサブストラクチャ擬似動的実験を行い,非線形弾性復元力特性を有する骨組が大地震時においても被害が少なく,損傷を軽微に留められることを確認することである。実験は従来の剛接合柱梁接合部を有する架構モデルと非線形弾性復元力特性を有する架構モデルの比較を行い,その結果より非線形弾性復元力特性を有する架構は残留変形が少ないということが確かめられた。本研究では,これまでの実験で発生した試験体部分の数値積分時における不釣り合い力の影響を極力取り除くために実験システムを改良し,その後,新システムでの実験結果より残留変形について新たな考察を加える。実験システムにおける中核を成す数値計算プログラムの改良については,下記の二項目について新たに加えた。一つ目として,部材端部にこれまでに使用してきた非線形弾性回転バネに加え,新たに非線形弾塑性回転バネを直列に組み込み,部材の塑性化を再現できるようにした。これまでに行ったサブストラクチャ擬似動的実験の一次実験では,実験システムの確立および架構全体の応答特性性状の把握を目的としていたため,数値計算上の部材は弾性部材として取り扱っていた。これにより,本実験では,部材の塑性化による材料非線形を検討することができ,極大地震時における残留変形の評価が可能である。二つ目として,不釣り合いモーメントの解消についてであるが,これについてはサブストラクチャ擬似動的実験の性質上,不釣り合いモーメントの影響を各stepで解除するのは困難である。本実験では,特に不釣り合いモーメントの大きな増分stepにおいて時間刻みをさらに細かく分割して計算を行うことで,不釣り合い力を極力低減する方法を採る。実験は残留変形に着目する為に,従来の剛接合の柱梁接合部を有する対象架構と非線形弾性復元力特性の柱梁接合部を有する対象架構の二種類で行い,比較をした。実験結果より,剛接合架構に比べ,非線形弾性架構の方が残留変形が小さく,非線形弾性復元力特性の有用性が示された。これまでの研究で,本研究の中核をなすサブストラクチャ擬似動的実験の一次実験がすでに行われており,その実験結果より,実験システムの精度向上とさらなる追加検討が必要であると判断される。特に,実験システムにおける中核を成す数値計算プログラムの改良については,下記の二項目について新たに加える。一つ目として,部材端部にこれまでに使用してきた非線形弾性回転バネに加え,新たに非線形弾塑性回転バネを直列に組み込み,部材の塑性化を再現することである。これにより,本実験では,部材の塑性化による材料非線形を検討することができ,極大地震時における残留変形の評価が可能になる。二つ目として,不釣り合いモーメントの解消についてであるが,これについてはサブストラクチャ擬似動的実験の性質上,不釣り合いモーメントの影響を各stepで解除するのは困難であるといえる。本実験では,特に不釣り合いモーメントの大きな増分stepにおいて時間刻みをさらに細かく分割して計算を行うことで,不釣り合い力を低減する方法を採る。平成23年度には,特にサブストラクチャ擬似動的実験における精度の高い実験システム確立を目的とし,一次試験で使用した数値計算プログラムの改良および実験計画の再構築を行う予定であった。現時点で本研究は,数値計算プログラムの改良を行っている段階であり,そのため「やや遅れている」といえる。実験計画については,現時点で架構モデルの選定,試験体の作成をすでに終了させており,予定通りであると言える。本実験の主目的といえる架構モデルにおける残留変形評価の方法については,応答が十分に低減するまで無入力時間領域を設けることで評価することを計画している。同時に,従来の剛接合骨組に相当する試験体を用意し,非線形弾性復元力特性の残留変形に対する優位性を確認する。まず,早急に数値計算プログラムの改良を終了させる。

その後は,サブストラクチャ擬似動的実験本試験を行い,残留変形についての考察を行う。各層の柱梁接合部および柱脚接合部を剛接合としたモデルと非線形弾性回転バネを有するモデルの二種類とし,残留変形についての考察を行い,非線形弾性復元力特性の残留変形に対する優位性を確認する。平成24年度の研究費使用計画としては,本実験に関わる消耗品等の購入を予定している。現時点で特に必要となるのは歪ゲージ(一試験体あたり60枚程度)の購入費,計測機取り付け用冶具の製作に必要な材料費等である。また,本研究テーマに関する成果発表として,第15会世界地震工学会議(15th World Conference on Earthquake Engineering)において発表を予定しており,こちらについては旅費,論文投稿費等を申請する。
アブシシン酸（ＡＢＡ）シグナル伝達系を介したブドウの着色機構の解明

本研究ではABAを介したブドウの着色機構をさらに明らかにするために、2倍体黄緑色ブドウ「イタリア」とその着色変異体「ルビー・オクヤマ」の比較や、4倍体品種「巨峰」および「安芸クイーン」における果皮ABA含量の変化とABAシグナル伝達に関与する数種類の遺伝子の発現量の変化を調べることを通し、ABAシグナル伝達系を介したブドウの着色機構を解明する。供試した品種では、PP2C-3,6,9およびSnRK5等、数種のABAシグナル伝達系遺伝子の果皮における発現量とABA含量とがよく一致することが明らかとなった。平成25年度は黄緑色ブドウ「イタリア」とその着色変異体の赤色ブドウ「ルビー・オクヤマ」(ともにVitis vinifera)の果皮におけるABAシグナル伝達系等の遺伝子の発現を比較することにより、アブシシン酸(ABA)を介したブドウの着色機構の解明を行い、さらに平成24年度に行った「安芸クイーン」(V. labruscana)におけるABAシグナル伝達系遺伝子の発現解析の追試を行った。具体的には「イタリア」と「ルビー・オクヤマ」の果皮を果粒軟化前から成熟期まで経時的にサンプリングし、既に報告されているV. viniferaのABAシグナル伝達に関与する遺伝子およびABA受容体のプライマーを用いて定量PCRによる遺伝子発現の解析を行った。その結果、一部のABAシグナル伝達系遺伝子は、「イタリア」と「ルビー・オクヤマ」では異なる発現パターンを示した。また、「イタリア」、「ルビー・オクヤマ」および「安芸クイーン」の3品種における果実成熟過程でのABA受容体の発現パターンも明らかにした。「安芸クイーン」に対して着色開始期より低温および高温処理を行い、着色を比較したところ、H24年度同様低温処理による着色の促進が確認され、アントシアニン含量が増加した。そこで、これらのサンプルについて温度処理前後の果皮のABA含量を測定し、シグナル伝達系等の遺伝子の発現解析を行い、低温処理による着色の促進がABAを介した着色機構に及ぼす影響を明らかにした。さらに、上記遺伝子発現解析をするためのリファレンス遺伝子としてactin、ubiquitinおよびglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)の3種類の遺伝子について検討し、果実成熟期間を通して安定して発現しているリファレンス遺伝子を特定した。低温処理がブドウ果実の着色を促進するかどうか調べるために,着色期の「巨峰」および「安芸クイーン」(ともにVitis labruscana)に対して低温処理を行ったところ,これらのアントシアニン含量が増加し、果皮の着色が促進した。次に「巨峰」および「安芸クイーン」において,低温処理による着色の促進がアブシシン酸(ABA)シグナル伝達系に関与する遺伝子の発現量と関連があるかどうかを定量PCRにより調べるためのプライマーの設計を行った。すなわち,「安芸クイーン」果皮からtotal RNAを抽出し,cDNAを合成し,既に公開されているV. viniferaのABAシグナル伝達に関与する遺伝子の塩基配列をもとにプライマーを設計し,「安芸クイーン」果皮のcDNAを鋳型としてPCRを行い,増幅した部分の塩基配列を決定した。決定した配列からV. labruscanaにおけるABAシグナル伝達系に関与する遺伝子の発現解析のための定量PCR用のプライマーを設計した。続いて低温処理を行った「巨峰」および「安芸クイーン」について,定量PCRにより,果皮におけるABAシグナル伝達系に関与する遺伝子およびABA生合成のキーエンザイム(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase(NCED))をコードする遺伝子の発現解析を行った。低温処理前後の果皮サンプルからRNAを抽出し,定量PCRによる発現解析を行った。発現解析の結果,今回調べたABAシグナル伝達系遺伝子については,低温処理による顕著な発現量の上昇は認められないことが明らかとなった。また着色開始後アントシアニン含量は次第に高くなるが,アントシアニン含量の増加に伴うこれらの遺伝子の発現量の増加も認められなかった。ブドウ果皮の着色は、アブシシン酸(ABA)と関連が深いことが知られている。また着色期に低温に遭遇すると、果皮ABA濃度が上昇し、着色が改善することも知られている。本研究ではブドウの着色におけるABAの役割について、ABA濃度の測定およびABAシグナル伝達系を司るタンパク質の遺伝子発現解析を通して検証することを目的としている。最終年度はABAおよびABA生合成阻害剤が、アントシアニン濃度、ABA濃度およびABAシグナル伝達系タンパク質をコードする遺伝子の発現に及ぼす影響を調査した。具体的には着色初期の「巨峰」果粒に対しABAおよびノルジヒトログアイアレティック酸(NDGA)等のABA生合成阻害剤を処理した。対照として無処理区を設けた。これらの果粒を15度と30度に設定したインキュベータで一定期間インキュベートした後、果皮アントシアニン濃度、ABA濃度およびABAシグナル伝達系等のタンパク質をコードする遺伝子の発現解析を行った。すべての処理区においてアントシアニン濃度は15度の方が30度より高かった。対照区とABA生合成阻害剤処理区との間でアントシアニン含量に明確な差は見られなかった。ABA濃度に関しても同様の傾向がみられた。ABA処理区では対照区よりもアントシアニン濃度が高かった。

ABAシグナル伝達等に関与する遺伝子のうち、SnRK5、PP2C、RCARについて発現解析を行ったところ、これらのうちいくつかはABA濃度と発現量がよく対応することが確認された。果樹の栽培生理平成25年度は着色変異体を用いたABAを介したブドウの着色機構解明と、ブドウ果皮における遺伝子発現解析のためのリファレンス遺伝子の検討および平成24年度の追試を計画していた。これらの研究を推進するためには、黄緑色ブドウ「イタリア」と着色変異体の赤色ブドウ「ルビー・オクヤマ」の果皮の経時的なサンプリングと、低温処理により着色を促進した「安芸クイーン」果皮の経時的なサンプリングが不可欠であったが、果実の生育が順調であり、また低温処理により「安芸クイーン」の着色が促進したことから計画していたサンプルを得ることができた。さらに、V. vinifera果皮からのRNA抽出も順調にすすみ、遺伝子解析に必要なプライマー等は先行研究を参考にすることが可能であったため計画していた遺伝子解析を終えることができた。その結果、成熟期間中のV. viniferaおよびV. labruscana果皮におけるABAシグナル伝達系等の遺伝子の発現パターンをほぼ明らかにすることができた。さらに、ブドウ果実において経時的に遺伝子発現解析を行ううえで、適切なリファレンス遺伝子が明らかとなった。以上より、平成26年度に計画していた研究をほぼ終えることができたため、おおむね順調に進展していると判断した。平成24年度は「巨峰」および「安芸クイーン」(V. labruscana)を用いてABAシグナル伝達系を介した低温によるブドウの着色促進機構の解明を計画しており,ABAシグナル伝達に関与するタンパク質をコードする遺伝子の発現解析や,ブドウの着色に関連が深いとされるABAの分析を計画していた。。したがって,本研究を確実に遂行するためには,低温により着色が促進されたサンプルの調整が不可欠であったが,着色期の「巨峰」および「安芸クイーン」に対し,低温処理を行ったところ,果皮の着色が促進し,またアントシアニン含量の増加を伴ったことから計画していたサンプルを得ることができた。「巨峰」および「安芸クイーン」におけるABAシグナル伝達系に関与する遺伝子発現の定量解析に関しては,これまでにV. labruscanaにおいて当該遺伝子の定量解析がなされていなかったため,定量PCRのためのプライマーの設計が必須となったが,プライマーの設計に関しても計画通り完了した。したがって,これらのプライマーを利用して「巨峰」および「安芸クイーン」果皮におけるシグナル伝達系遺伝子の発現解析を終えることができた。
肺機能低下と血清サイトカイン値の関連性に関する疫学的研究

肺機能加齢低下加速に対する予防的介入を目的とした血清サイトカイン値の応用の可能性を検討するための基礎資料を得る目的で、1985年から継続して肺機能の加齢現象を観察している職業コホートを対象に、縦断的に得られた肺機能値と断面的に得られたサイトカイン値の関連性を検討する疫学研究を行った。2年間の調査の対象者は、一部石綿を含む天然鉱物繊維を原材料とする工業用製品を製造する工場の男性従業員およそ450名で、うち1985年からのコホート研究で肺機能に関して6年以上の有効な追跡期間を持つ有する328名を解析対象とした。肺機能指標は一秒量他の通常のスパイロメトリー指標に加え、肺内時定数分布指標を解析した。サイトカインは、インターロイキン-4,-6(IL-4、IL-6)、およびインターフェロン-γ(IFN-γ)を高感度化学発光-ELISA法によって測定した。3種類のサイトカイン値には大きな個人間変動が認められ、最頻値の100倍以上の値を示す対象者も少なからず認められた。またその分布は正に大きく歪んでおり、IFN-γでとくに顕著であった。質問票で得られたアレルギーの現病歴・既往歴との関連は、呼吸器・皮膚アレルギーともに明かではなかった。また持続性のせき・たんなどの慢性呼吸器自覚症状や、喫煙等の生活習慣関連要因とも明瞭な関連性は認められなかった。1985年からの肺機能に対して個々の対象者毎に行った年齢に対する回帰分析による肺機能の縦断指標とサイトカイン値の関連性を分析すると、いくつかの縦断指標とサイトカインの間で有意な関連性が認められた。個人間変動性が大きいのでこの結果は必ずしもサイトカインの予測上の有用性を示すものではない。まず縦断観察による個人内変動性の定量を行った上で、今後さらに対象者数を増やした研究が必要である。本年度は1985年より継続して観察を行っている職域のコホートの一部、239名を対象に、以下の野外調査を実施した。(1)末梢血の血清サイトカイン値の測定(2)肺機能測定(スパイロメトリー、最大努力性呼出曲線)(3)呼吸器症状、生活習慣、等の質問票調査(4)業務歴調査(1)は、採血後ただちに遠心分離後血清を採取し冷凍保存した。現在、高感度化学発光-ELISA法を用いて、インターロイキン(以下IL)-4、IL-5、IL-6、IL-10、インターフェロン-γ等の測定を逐次実施中である。(2)は、ローリングシール型スパイロメータを用いて高精度の測定を行った。これまでの測定結果と結合して各種肺機能指標の1年あたりの縦断的な加齢変化を算出したところ、一秒量の平均【+-】標準誤差は、-29【+-】1.8(ml)、努力性肺活量では-28【+-】1.9(ml)程度であった。(3)および(4)より、コホートの約55%が、追跡期間中にアスベスト等の鉱物繊維曝露があり、うち25%は、胸部レントゲン上、軽度の線維化所見を有していた。また喫煙者が約60%であった。現在までの予備的解析では、胸部の線維化所見および喫煙は肺機能の加齢低下の加速因子であるが、鉱物繊維曝露の有無は肺機能加齢低下との有意な関連は認めなかった。今後血清サイトカイン値の測定結果が得られ次第、これらの交絡要因の影響を補正して肺機能加齢低下との関連を検討する予定である。

本年度は、1985年より継続して観察を行っている職域のコホートのうち、昨年度に調査を実施しなかった、残りの対象者223名を対象として野外調査を実施した。調査項目は昨年度と同様の以下の項目である。(1)末梢血の血清サイトカイン値の測定(2)肺機能測定(スパイロメトリー、最大努力性呼出曲線)(3)呼吸器症状・生活習慣等の質問票調査(4)業務歴調査(1)は、採血後ただちに遠心分離後血清を採取し冷凍保存した。昨年度の検討結果から、インターロイキン-4、-6(IL-4、IL-6)、およびインターフェロン-γ(IFN-γ)の3種類に絞って高感度化学発光-ELISA法による測定を行った。(2)はローリングシール型スパイロメータを用い、(3)(4)は標準化質問票および面接によって調査した。3種類のサイトカイン値には大きな個人間変動が認められ、またその分布は正に大きく歪んでおり、モードの数十倍以上の値を示す対象者も少なからず認められた。歪みの程度はIFN-γでとくに顕著であった。質問票で得られたアレルギーの現病歴・既往歴(呼吸器アレルギー、皮膚アレルギー)、また持続性のせき・たんなどの慢性呼吸器症状やその他の自覚症状、喫煙等の生活習慣関連要因などと血清サイトカイン量との関連を検討したが、明確なものは認められなかった。肺機能は本年度の数値を解析に用いたほか、1985年からの結果とあわせて、個々の対象者毎に年齢に対する回帰分析を行い、縦断指標と断面指標を得た。その推定の精度は予備的な解析の結果十分に高いものと考えられた。これらの肺機能指標とサイトカイン値の関連性を分析すると、いくつかの肺機能指標との間で有意な関連性が認められた。昨年度の測定対象者の結果をあわせて、解析の詳細を研究成果報告書にまとめた。
効果的な第二言語習得の為の英語タスクの選択による動機と言語出力関係

研究の方法として、2種類のタスク(Descriptive & Narrative)を作成した。そして学生にはひとつのタスクに対して、2種類(選択肢なしとトピックの選択肢あり)を設定した。学生は併せて4回タスクを行い、モチベーションと第二言語の出力(Accuracy, Complexity, Fluency)の変化についても調べた。Task InterestとSelf-efficacy(モチベーション)の場合は、選択レベルIIが最も高かった。また、syntactic ComplexityとlexicalComplexityとFluency(第二言語の出力)は選択レベルIIが最も高かった。本研究は、Task-based Language Teaching(タスクによる言語学習)とモチベーションのつながりについてを明らかにすること目的としています。今後、TBLTとモチベーションを組合せた研究は、さらに価値のある研究になっていくことでしょう。なぜならこの組合せによる学習方法は、教師にとっては簡単な授業運営で、学生が自然に質の高い第二言語を習得できるという画期的なものだからです。この組合せによる研究を続け、全国のLL教室や言語学習情報室でも使える教材開発することにより、誰でも簡単に第二言語を習得するチャンスを得るようになると考えています。今年度は、地元高等学校の先生の協力を得て学習内容の録音とアンケート調査を行いました。研究の方法として、TBLTの理論に基づいて2種類のタスク(Descriptive{描写するタスク}、Narrative{ストーリータスク})を作成し、それぞれのタスク毎に2種類のトピックを用意しました。そして学生にはひとつのタスクに対して、次の2種類の選択レベルを設定しました。レベルIは「トピックの選択肢なし」、そしてレベルIIは「トピックの選択肢あり」です。従って学生は併せて4回タスクを行い、一つは選択の量とタスクを行うモチベーションの関係について調べます。まず、8月に協力を得られた高等学校で模擬(パイロット)研究を行い、録音システム、アンケート、授業の仕組みや研究のながれを確認しました。その後、学生が使うタスク課題などを収集し、高等学校の担当先生の協力を得ながら、資料を徹底的に作成しました。11月と12月の期間で本番研究を(4クラス×4回の計16回)行い、実施したタスク及びアンケートと会話録音のデータを得ることができました。データ収集終了間後は、データを纏めて、分析の準備を行いました。収集したデータは整理し次年度以降分析を行います。24年4月に提出した交付申請書に「平成24年度の研究実施計画」をこの通り書きました:「1高等学校の選択:対象となる高等学校の選択および調査内容の説明;2研究材料の作成:対象となる高等学校に適したタスクおよびアンケート等の内容検討および作成;3調査の実施:タスクとTBLTの組み合わせによる学習内容の録音およびアンケート調査の実施。対象となる高等学校の2クラス、各4回実施予定;4収集:実施したタスクおよびアンケート等の収集;5データ化:収集したアンケートのデータ化および収集した会話の録音テープの整理」以上すべてを成し遂げられました。平成25年度の期間中に以下を完成します:1テープ起こしと分析録音テープのテープ起こしおよび分析;2アンケートの分析アンケートデータの分析平成25年はデータ分析を進めるため,テープ越こしサービスの利用料に使用します。また,報告書作成のために使用します。
遷移金属含有型転写調節因子による遺伝子発現調節機構に関する研究

本研究では、部位特異的変異導入法によりアミノ酸変異を導入した各種変異型CooAを調製し、それらの各種分光学的性質および、in vivoにおける転写活性化因子としての活性を調べることにより、CooA中に含まれるヘムの軸配位子の決定、COによるCooA活性制御の反応機構の解明を行なった。77Kにおいて酸化型CooAのEPRスペクトルを測定すると、システインが配位したヘムに特徴的なシグナルが観測される。75残基目のシステインをアラニンに置換したもの(C75A-CooA)は、酸化型において五配位高スピンヘム蛋白質に特徴的な電子スペクトルを示した。これらのことから、Cys75は、酸化型CooAではヘム軸配位子として機能していることが分かった。また、還元型およびCO型CooAでは、Cys75はヘムより解離しており、かわりにHis77が配位していることが分かった。C末端部分を削除した変異型CooAを調製し、その性質を調べた結果、CooAにおいてはN末端から131残基目までの部分が、ヘム結合ドメインを構成していることが判明した。CooAの転写調節因子としての活性を評価するため、lacZをレポーターとするin vivoレポーターシステムの構築を行った。プロモーターを欠損したlacZ上流に、CooAにより発現が制御されることが判明しているR.rub runcooF遺伝子のプロモーター領域を挿入することによりレポーター遺伝子を調製した。本レポーター遺伝子を有する大腸菌をCooA発現ベクターにより形質転換後、CO存在下において培養すると、時間の経過と共に、LacZ活性の増加が観測される。COが存在しない場合には、LacZ活性は、ほとんど観測されなかった。これらの結果より、大腸菌内においても、CooAがCOにより活性化され、転写活性化因子として機能していることが分かった。
アミノ酸付加‐ＢＳＨを用いた新規ホウ素中性子捕捉療法による治療効果向上の試み

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)は、殺細胞効果の高いα粒子を用いた腫瘍選択的粒子線治療であり、悪性脳腫瘍の克服が期待されている。BNCTの治療効果はホウ素化合物の種類・投与方法に左右される。悪性腫瘍では細胞内代謝が亢進し、アミノ酸要求性が高まることを利用し、新規ホウ素薬剤としてアミノ酸付加-BSHを開発した。中でも非天然合成アミノ酸ACBCは、アミノ酸トランスポーターに高い親和性を有する。我々はACBC-BSHをBNCT用ホウ素薬剤として開発研究し治療実験を実施したところ、既存のBPA単剤治療に劣らない結果となった。また両者の併用による効果向上を示し、新規の薬剤として有望であるとの結論を得た。本研究では、腫瘍選択的粒子線治療であるホウ素中性子捕捉療法(BNCT)のさらなる治療成績向上を目指し、理想的な新規ホウ素キャリアーとして開発したアミノ酸付加-BSHの有用性に関し検討し、臨床応用への可能性を探っている。昨年度までに、国内研究協力者である切畑光統教授(大阪府立大学)とともに、BNCT用新規ホウ素化合物として数種の非天然合成アミノ酸付加-BSHが作成されている。本研究ではACBC-BSHを中心に検討し、グリオーマおよび他の癌腫の細胞株を用いて検討した。これまでの結果から、比較的低分子の合成アミノ酸による薬剤送達は、脳腫瘍においても大いに期待できると考えられたが、細胞レベルで得られる効果(前年度実施)を十分に引き出すためには、動物モデルを用いた治療実験では、投薬方法に工夫を要するため、これらの準備研究を継続し、現在最終年度で予定の治療実験へ向け治療プロトコールの選定中である。また動物実験を行うべき他の新規候補化合物について選定を繰り返し、より効果の期待できる薬剤を引き続き模索している。本研究では、腫瘍選択的粒子線治療であるホウ素中性子捕捉療法(BNCT)のさらなる治療成績向上を目指し、理想的な新規ホウ素キャリアーとして開発したアミノ酸付加-BSHの有用性に関し検討し、臨床応用への可能性を探ってきた。国内研究協力者である切畑光統教授(大阪府立大学・生命環境科学)とともに、BNCT用新規ホウ素化合物として数種の合成アミノ酸付加-BSHを作成した。これらの薬剤を用いて悪性神経膠腫培養細胞に対し、in vitroでの集積について確認し、ACBC-BSHを用いて、腫瘍細胞への集積特性(停留時間、暴露濃度・時間の変化による薬剤細胞集積)について確認した。またBNCTでの治療効果は、集積薬剤の絶対量のみならず細胞内・外の局在にも左右されるため、免疫染色を用いてその局在を検討した。これらの実験により、坦脳腫瘍動物モデル(F98グリオーマ細胞移植ラット)を用いた中性子照射治療実験を行った。腫瘍へのホウ素集積は、ACBC-BSH経静脈投与(iv)では2.7μg10B/kg(腫瘍/正常脳(T/N)=14.9)、ACBC-BSHのCED(Convection-enhanced Delivery)24時間投与では21.1μg10B/kg (T/N=14.2)となった。ACBC-BSH CED24時間投与が至適投与条件と考え中性子照射を施行した。生存期間中央値は未治療群(26.5日)に対し、ACBC-BSH CED24時間投与群で+11日、BPA iv群で+10日、ACBC-BSH CED24時間投与+ BPA iv群で+16日間の生存期間延長を認めた。免疫染色の結果では、BPAは細胞内に均質に分布する一方で、ACBC-BSHではより核の周囲に集積し高い治療効果が期待された。ACBC-BSH CED24時間投与を用いたBNCTとBPA ivによるBNCTはほぼ同等の生存期間延長にとどまったが、ACBC-BSHをBPAに併用することで、治療効果は拮抗せず有意な生存期間延長を認めた。細胞レベルでの薬剤分布の違いが作用を拮抗させない原因と考えられ、本薬剤は悪性脳腫瘍に対するホウ素中性子捕捉療法用の新薬として期待しうると結論付けた。国内研究協力者である切畑光統教授(大阪府立大学・生命環境科学)とともに、BNCT用新規ホウ素化合物として数種のアミノ酸付加-BSHを作成した。これらの薬剤を用いて悪性神経膠腫培養細胞に対し、in vitroでの集積について確認し、その結果からACBC-BSHほか、ホウ素含有合成アミノ酸に数種類の薬剤で目標を上回る腫瘍集積がみられ有望視される薬剤が作成できている。

平成23年度は、各薬剤について、細胞内への停留時間、暴露濃度・時間の変化による薬剤細胞集積の特性を確認した。BNCTでの治療効果は、集積薬剤の絶対量のみならず細胞内・外の局在にも左右されるため、中性子照射実験を行い実際の薬剤の殺腫瘍細胞効果を計画・実施したが、実際のホウ素中性子捕捉反応による殺細胞効果は、細胞集積から理論的に算出された効果を下回った。これらの実験により、動物実験を行うべき候補化合物のについてさらなる選定を繰り返し、新規の候補化合物の作成を含め、より効果の期待できる薬剤を引き続き模索している。昨年度の結果から、比較的低分子の合成アミノ酸による薬剤送達は、脳腫瘍においても大いに期待できると考えられたが、動物実験への応用へ向けては、より収集効率の良い化合物という視点からも選定すべきであり、本年度・来年度予定の動物実験へ向け薬剤の準備中である。新規ホウ素薬剤による細胞内ホウ素集積を確認し従来のアミノ酸ホウ素キャリアーBPAと比較したところ、グリオーマ細胞では他の癌腫細胞株よりさらに高濃度のホウ素集積がみられている。しかしながら本薬剤は、F98グリオーマ移植担脳腫瘍モデルラットにおいては、静脈内投与による集積は不十分で、治療可能な正常脳・腫瘍比を達成できるものの、絶対量が不足することが解った。実際には、静注投薬での正常組織比が11(従来のホウ素化合物で34)と良好であるが、絶対量はCEDの30%程度である。上記を含め平成24年度は、本薬剤を用いて担脳腫瘍モデルラットに対する中性子照射実験を計画し、その線量評価・治療プロトコール確立のため、動物モデルではCEDの内容に変更を加え検討してきた。まず、静注による本薬剤の分布は、主な排出経路となった腎臓の高集積と、比較的高集積としてACBCでの集積・排泄臓器と考えられる肝・脾臓での集積がみられている。CEDによる投与では、腎への集積は低くむしろ脾臓でのごく軽度の集積がみられるにとどまり、通常の中性子医療照射では問題とならないと判断した。これまでの結果から、比較的低分子の合成アミノ酸による薬剤送達は、脳腫瘍においても大いに期待できると考えられたが、細胞レベルで得られる効果(前年度実施)を十分に引き出すためには、動物モデルを用いた治療実験では、投薬方法に工夫を要するため、これらの準備研究を継続し、現在最終年度で予定の治療実験へ向け治療プロトコールの選定中である。F98グリオーマ移植担脳腫瘍モデルラットに対し、Convection Enhanced Delivery(CED)によりアミノ酸付加-BSHを投与した後、組織内ホウ素濃度を測定した。組織内ホウ素濃度はICP-AESを用いて腫瘍および腫瘍側脳、対側脳など組織別に行うこととし、摘出組織に対するBSH特異的免疫染色(大阪府立大学・切畑)を加え、これらの実験によりアミノ酸付加-BSHのCED投与時の薬物動態の解明と至適投与条件の検討を加えた。培養細胞でのホウ素集積は、臨床応用されているアミノ酸ホウ素化合物(BPA;ボロノフェニルアラニン)が10.9±0.2 ng10B/106 cellsであったのに対し、cis-ACBC(合成アミノ酸)では18.2±0.9と高値を示し、trans-ACBCでは9.9±0.4にとどまった。また、新規の合成アミノ酸C4、C5およびC8において同様の実験を行った結果、それぞれ28.4±4.0、19.6±1.0、10.6±1.0と良好な結果を示す化合物が存在している。
胸郭出口症候群の自律神経機能の定量化の研究

本研究の目的は頚部交感神経と副交感神経に的をしぼって、胸部出口症候群の自律神経機能の傷害を客観的に定量化し研究することを目的とした。頚部交感神経機能はSympathetic Skin Responce(SSR)で副交感神経機能はR-R intervalを測定した。その測定により定量化はSSRは潜時より振幅が、R-R intervalはcoefficient of variation(CV)を指標となった。特に頭痛、不眠、めまい、嘔気、食欲不振倦怠感などの自律神経障害を疑せる不定愁訴群に多くSSRは患側に振幅の増大を示す交感神経過緊張が、R-R intervalはCVが低下する傾向にあり、ある程度機能評価のパラメータとなりえた。そしてWright肢位で増強され交感神経過緊張の際は、レーザードップラー血流計とThermographyで確認された。そこで成猫4匹を用いて前腕の尺骨神経をデルタ波により刺激し硬膜外より銀ボール電極により伝導性誘発電位を記録した。デルタ波刺激は主にC fiber刺激であり、その記録により誘発電位も虚血により一過性振幅増大現象を認め、TOS患者のWright肢位と同様の電位が導出された。
広域及び局所認識機能を備えたロボットシステムの構築に関する基礎的研究

第1の研究テーマは局所認識手法であり、3次元CADの図面情報とロボットに取り付けた1台のカメラからの入力画像と組み合わせて、対象物の認識をすることにより、組立・加工工程での多様なハンドリング作業を行えるCAD/IP手法の開発を行っている。ここで、IPとはImage Processingの略である。3次元のCADデータと画像処理の2次元のデータとを比較できるようにすることにより、設計図面としてしか使用されていないCADデータを広範囲にしようできるようにし、生産工程のマルチメディア度を顕著に向上させるところに特徴がある。また、手話や食事支援ロボットシステムの開発により、生産の場のみ成らず福祉、家庭に於ても、自働機械やロボットを導入することが可能となり、作業の支援と共に新しい家庭電器製品の開発に役立つものと考える。第2の研究テーマは広域認識手法であり、作業域内に存在する人間、ロボット、搬送車などの移動物の相互の位置、移動方向を多数のカメラを用いて、認識するためのカメラの設置法、対象物の判定手法のできる監視システムの開発を行っている。人間、ロボット、搬送車の各々の状況を多数のカメラを用いて全域的に分散処理方式で静止画、動画処理により認識し、特に人間の安全性、協調性を再重点とした認識システムとしているところに特徴がある。本手法を応用して、テレオペレーションでロボットを捜査するシステムの開発を行っている第1の研究テーマは局所認識手法であり、3次元CADの図面情報とロボットに取り付けた1台のカメラからの入力画像と組み合わせて、対象物の認識をすることにより、組立・加工工程での多様なハンドリング作業を行えるCAD/IP手法の開発を行っている。本手法を応用して、テレオペレーションでロボットを捜査するシステムの開発を行っている多数のカメラによる広域作業域での動く対象物の認識手法として、相対する一対のカメラによる対象物の認識、上方からのカメラとの組合せによる全域の認識のためのカメラ設置設計法の確立を行った。そうして、多数のカメラを組み合わせて、動きを検出するためのカメラの組合せによる認識手法、画面に入ってくる対象物の初期形状からの認識手法、そして、本研究で購入した高速画像認識装置による動く対象物の直接認識及び1台のカメラを上下左右に動かすことにより、広い視野全体内での動く対象物の認識手法開発を行っている。また、局所領域に於ては、カメラとロボットの各座標系を一致させるため、カメラの中心軸(Y軸)を作業域の中心位置に合わせ、中心位置からX軸上で一定の距離に設置したエッジと、Y軸上カメラ方向に150mmの所でX軸に平行に移動するエッジを2値化処理により重ね合わせることにより、簡単で高精度なカメラ位置を決定する装置を開発することができ、多数のカメラの座標系とロボットの座標系を短時間に決定できるようにした。また、3つのカメラからの入力画像を用いて、作業域に於ける対象物の3次元座標を推定する方法の開発を行うことにより、ロボットの対象物に対する空間的な位置決めを可能にした。さらに、3次元CAD図形情報を用いて、入力画像のうちの平面図からの特徴量、側面図からの特徴量により、組立部品の置かれている状況(独立、接触、重なり、乗り上げ)を、高速に認識する手法(CAD/IP)の開発を行い、組立作業に於ける対象物の認識、組立位置での組立部位の認識及び掴んだ状態での対象物とハンドとの関係を認識して、作業順序のみを与えることにより、組立を行うことのできる高知能ロボットシステムの開発を行っている。第1の研究テーマは、3次元CADの図面情報とロボットに取り付けた1台のカメラからの入力画像と組み合わせて、対象物の認識をすることにより、組立・加工工程での多様なハンドリング作業を行えるCAD/IP手法の開発を行っている。第2の研究テーマは、作業域内に存在する人間、ロボット、搬送車などの移動物の相互の位置、移動方向を多数のカメラを用いて、認識するためのカメラの設置法、対象物の判定手法のできる監視システムの開発を行っている。人間、ロボット、搬送車の各々の状況を多数のカメラを用いて全域的に分散処理方式で静止画、動画処理により認識し、特に人間の安全性、協調性を最重点とした認識システムとしているところに特徴がある。本手法を応用して、テレオペレーションでロボットを捜査するシステムの開発を行っている。

また、手話や食事支援ロボットシステムの開発により、生産の場のみ成らず福祉、家庭に於ても、自働機械やロボットを導入することが可能となり、作業の支援と共に新しい家庭電器製品の開発に役立つものと考える。
難治性卵巣癌における上皮間葉転換に基づくオンコジェニックストレス耐性のメカニズム

卵巣癌の転移浸潤における新規上皮間葉転換(EMT)誘導転写因子を同定した。ALX-1あるいはPLAG2が卵巣癌の腹膜播種形成に促進的な影響を及ぼしていることを明らかにした。さらに、薬剤耐性化卵巣癌におけるEMT発現と転移浸潤能亢進にはmicroRNA(miR-200cを介する新規メカニズムを明らかとした。腹膜播種・進展には中皮(Cancer associated mesothelial cell : CAM)-卵巣癌細胞間の相互EMT化に基づく微小環境の重要性が明らかとなった。新規EMT誘導転写因子を分子標的とすることによって腹膜播種あるいは薬剤耐性卵巣癌に対する治療に応用できる可能性が示唆された。EMTは癌の浸潤、転移に関与しており、snail, twistなどの転写因子がEMTに重要な働きをしている。卵巣癌におけるEMTが抗腫瘍薬、放射線感受性、低酸素耐性、及び低栄養状態などのオンコジェニックストレス(Oncogenic stress)抵抗性に対していかに影響を及ぼすか?という本科学研究費課題に対して本年度計画で述べた1),EMT誘導因子,TWISTの発現が抗腫瘍薬感受性や放射線感受性に与える影響2)EMT誘導因子をターゲットとした抗癌剤自然耐性/放射線抵抗性-卵巣癌細胞における分子標的治療に関する基礎的研究に対して以下の新規治験を得た。初年度はまずEMTという現象をより深く認識し、in vitro実験モデルを構築するため、卵巣癌の転移形成に関与する新たなEMT誘導転写因子同定に関する基礎研究を行った。すなわち、OncomineというDNAアレイのデータベースを用いて卵巣癌で発現が上昇している転写因子を探索した。そして癌で発現が亢進している転写因子48個に対するsiRNAを購入し、ES-2という卵巣癌由来の細胞に導入し、その形態変化を観察した。ES-2細胞は線維芽細胞様の形態であるが、ZNF91, ZNF142, ZNF154などの遺伝子に対するsiRNAを導入することで、EMTが誘導され、上皮様の形態へと変化した。また、ALX1, TRIM29, PLAGL2, HOXB7など遺伝子に対するs1RNAの導入により、細胞骨格の形成が促進され、細胞の浸潤が顕著に抑制されることが明らかとなった。次いで、EMT誘導因子の発現が様々な抗腫瘍薬に対する感受性や放射線感受性に与える直接的影響を調べるため、TWIST1プラスミドをGFP融合レトロウイルスベクターPQCXIPに対して遺伝子導入し、NOS-2細胞におけるTWIST1過剰発現株を樹立するのに成功した。遺伝子導入の確認はGFPの発色によって確認し、polyclonalな細胞集団を獲得した。現在、これらのマテリアルを使用し、薬剤耐性および放射線耐性のメカニズムを解明する予定である。卵巣癌はその解剖学的構造より腹腔内転移を生じやすく、診断時にすでに周辺臓器へ浸潤していることが多い。抗癌剤は有効な治療であるが、多くの場合、薬剤耐性の腫瘍が再発する。卵巣癌のこのような悪性転換や転移浸潤には上皮間葉形質転換(EMT)が関わっていることを我々は見いだしてきた。我々は卵巣癌における新たなEMT制御機構を同定するため、卵巣癌で発現が亢進している転写因子をデータベースOncomineから抽出し検討した。その結果、ALX1遺伝子をEMTのKey molecule候補として見いだした。2つのALX1に対するsiRNAを卵巣漿液性腺癌由来のEs-2細胞、またはSKOV3細胞に導入すると、細胞の形態が上皮細胞様となるとともに、E-cadherinの発現亢進が観察された。またALX1の発現低下により、細胞浸潤能およびOncogenesityの低下がみられた。さらに、上皮細胞であるMCF10A細胞にALX1を過剰発現すると、形態が線維芽細胞様となり、E-cadherin発現が低下した。これらのことから、ALX1は細胞形態の変化、およびE-cadherin発現に重要な役割をはたしており、EMTを制御する重要な因子であると考えられた。さらに、ALX1のEMT制御メカニズムを検討したところ、ALX1の発現抑制がSnail発現を抑制し、また、ALX1はSnailのプロモーター領域を活性化することがLuciferase assayにて確認できた。従ってALX1はSnailの発現を介して、EMTを制御していると推測された。今後さらにALX1の抗腫瘍薬/放射線耐性への関与や卵巣癌細胞における分子標的治療に関する基礎的研究を進める予定である。卵巣癌の腹腔内転移や薬剤耐性には上皮間葉形質転換(EMT)が関わっていることを我々はこれまで様々な角度から見いだしてきた。特に本研究では微小なオンコジェニックストレスの積み重ねがEMTを誘導し卵巣癌の腹膜転移を促進しているという仮説を検証するものである。研究は大きく二つの部分からなるが、すなわち、1)卵巣癌

特異的EMT転写因子を同定すること(ALX-1,PLAG2)、および2)オンコジェニックストレス→EMTのメカニズムを探求すること、さらに3)前述1),2)のターゲットを探索し分子標的治療に繋げることである。本年度はこれらに関連し以下の知見を得た。ALX1の発現がSnail発現に特異的依存することによってEMTを促進し、卵巣癌の腹膜播種を促進すること、および抗癌剤耐性回復や転移・浸潤抑制に向けた分子標的になりうること。Zinc-fingerproteinであるPLAGL2が卵巣癌細胞の新規EMT誘導転写因子になりうることを見いだした。PLAGL2はActinstress fiberとFocal adhesionの形成を促進することにより転移浸潤を亢進させ、この根底のメカニズムにはRho pathwayの積極的関与が明らかとなった。タキサン系抗癌剤特異的耐性株NOS2TR,NOS3TR,NOS4TRでは微小環境において分泌されるTGF-βによってそのEMT性が亢進した。さらにその根底にはmicro-RNAによる調節制御機構の存在が示唆される結果を得た。また、TGF-βはこれら耐性細胞自身からもautocrine分泌が亢進しており相乗効果的播種促進機構を担っている可能性が示唆された。今後は、これらのマテリアルを用い、DNAマイクロアレイ法なども組み合わせて、さらに詳細な網羅的遺伝子発現プロファイル調べる予定である。また、本格的治療に向けた動物実験にも着手している最中である。
運動トレーニングが二重課題遂行中の皮質脊髄路の興奮性に及ぼす影響

本研究では二重課題の遂行が皮質脊髄路に及ぼす影響ならびに運動トレーニングが二重課題遂行中の皮質脊髄路に及ぼす影響を,経頭蓋磁気刺激法(TMS)によって誘発される,MEPとCSPを指標として調べることを目的とした。長期的な運動トレーニングによって,一次運動野(M1)を含む脊髄上位レベルで可塑的変化が生じていること,大脳皮質ニューロンの興奮と抑制のバランスにも影響を与える可能性が示された。さらに短期間のトレーニングの影響として,二重課題遂行中に皮質脊髄路の興奮性が低下するという運動出力の干渉を克服するために皮質抑制性を減弱させる(脱抑制をさせている)ことが示唆された。随意運動の発現に関わる、一次運動野(M1)や皮質脊髄路は柔軟な可塑性を有することが近年報告されているが、これまでに運動トレーニングが二重課題遂行時の皮質脊髄路に及ぼす影響について検討したものも見当たらない。本年度は、長期的な運動競技経験が二重課題遂行時の皮質脊髄路の興奮性に与える影響について明らかにすることが目的であった。実験には一般成人(一般群)と長期運動競技者(アスリート群)に参加してもらった。参加者には、安静座位状態で1)10%および30%MVCのターゲットラインにハンドグリップの力発揮を15秒間保持させる課題(ST条件)、2)1)の課題と同時に計算課題を遂行する課題(DT条件)を行ってもらった。それぞれの課題において、皮質脊髄路の興奮性ならびに抑制性についてMEPとCSPを指標として調べた。その結果、アスリート群は,筋力発揮の大きさに関係なく一般群よりdual task interferenceの程度が小さかった。またアスリート群のCSP durationは筋力発揮の大きさならびに課題に関係なく一般群より有意に延長した。一方で、アスリート群はと一般群のCSPに関するdual task interferenceの程度の差はなかった。以上のことから、長期的な運動トレーニングによって、二重課題遂行中の一次課題である運動課題へのdual task interferenceの程度は小さくなり、M1を含む脊髄上位レベルで可塑的変化が生じていることが示唆された。また二重課題遂行中の皮質抑制性の変化の程度は長期的な運動トレーニングによって影響を受けないが、大脳皮質ニューロンの興奮と抑制のバランスが群間で異なる可能性が示された。平成28年度の計画の実験は概ね順調に進んでいる。現在も実験を重ねている状況ではあるが、全体の結果がそろいはじめている。そのため学会誌に投稿する準備を進める段階に至っている。平成29年度は、短期間の二重課題トレーニングが皮質脊髄路の興奮性ならびに皮質抑制性に及ぼす影響を検討した。参加者には2週間のうち計5回実験室に来室してもらい、1回の来室で1)安静状態(Rest条件)ならびに認知課題のみを行う条件(Calc条件)、2)最大随意筋収縮の10%または30%での運動課題(把持課題)のみを行う単一課題条件(ST条件)、3)運動課題と認知課題を同時に遂行する二重課題条件(DT条件)をランダムに行ってもらった。それぞれの課題において、左運動野(M1)をTMSで刺激し、右手第一背側骨間筋(FDI)、橈側手根屈筋(FCR)ならび橈側手根伸筋(ECR)からMEPならびにCSPを記録した。実験参加者には2週間で計5回、上述の課題を行ってもらったが、実験日と実験日の間は12日の間隔を空けて行った。その結果、以下の知見を得た。1)ST条件とDT条件におけるTMS前100 msのbEMG面積(% MVC)は短期間のトレーニングの影響を受けなかったこと、2)短期間のトレーニングにより、皮質脊髄路の興奮性は増大し、特にDT条件でその変化が大きかったこと、3)短期間のトレーニングによってCSP durationが短縮することが認められ、その変化は、ST条件よりDT条件での変化が大きかったこと、4)MEP振幅は、トレーニング後半での増大が見られたが、CSP durationはトレーニング前半から短縮したこと。短期間のトレーニングは、特にDT条件での皮質脊髄路の興奮性の増大と皮質抑制性の脱抑制現象を引き起こし、脱抑制現象はトレーニング前半から認められた。このことから短期間のトレーニングによって二重課題遂行中に皮質脊髄路の興奮性が低下するという運動出力の干渉を克服するために皮質抑制性を減弱させていることが考えられる。平成29年度は、一般健康成人に短期間の二重課題トレーニングを行ってもらい、短期間のトレーニングが二重課題遂行中の皮質脊髄路の興奮性ならびに皮質抑制性に及ぼす影響を検討する。実験は、一般健康成人15名を対象に行う予定である。参加者には2週間のうち計5回実験室に来室してもらい、参加者は1回の来室でRest条件とCalc条件、ST条件ならびにDT条件をランダムに行う。実験参加者には2週間で計5回上記の課題行ってもらうが、実験日と実験日の間は1日2日の間隔を空けて行う。そして上述の運動トレーニングに伴うMEPならびにCSPの変化を測定する。

来年度は最終年度になるため、その結果を学会発表や学会誌などに公表する予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。身体教育学29年度が最終年度であるため、記入しない。
筋力トレーニングによってスポーツ傷害が予防できるか

本研究では、特定のスポーツ集団に筋力トレーニングを実施させた際の効果として、傷害の発生頻度を追跡調査し、筋力トレーニングが傷害の予防につながるか否かを検証することを目的とした。本研究の対象となった被検者は、大学女子柔道選手23名(1921才)である。これらの全ての被検者に対して、脚筋力強化を目的としたトレーニングを行わせ、その後の傷害発生状況を追跡調査した。トレーニングの内容は、練習後に柔道場内で可能な補強運動を中心とした簡便なメニューとし、特に時間を定めず各自が自主的に行う形式とした。トレーニング前に測定した各被検者の最大筋力値から概算し、最大筋力の約50%の強度で20回3セットを基本とした。トレーニング効果の判定として、脚筋力の測定および体組成の測定をトレーニング開始前、トレーニング開始2ケ月後、およびトレーニング開始1年後に行った。また、トレーニング開始前の10カ月間およびトレーニング開始2ケ月後から10ケ月間における下肢のスポーツ傷害の受傷状況を、質問紙および面接法およびスポーツ傷害相談受診記録によって調査した。その結果、トレーニング開始1年後に高速度域での筋出力の増加と体脂肪率の減少、LBMの増加には効果を認めたものの、最大筋力や低速度域での筋出力には変化は見られず、膝関節を中心とした下肢の傷害発生率の低下も認められなかった。筋力トレーニングによる筋力増強が見られなかった原因を考えると、被検者の筋力トレーニング実施に対する取り組みが不十分であったことや、トレーニングの実施条件や内容にも問題があったことなどが考えられる。それゆえ、トレーニング後の傷害発生率が減少しなかった原因が不明瞭となり、筋力トレーニングの有効性を検証するには十分な結論が得られなかった。今後さらに、研究条件を整えた上で追跡調査を進める必要があろう。
損傷脊髄の修復における境界膜の分子シグナル解析

脊髄損傷では最初の損傷によって誘導される二次的な損傷領域の拡大が、損傷後の麻痺の程度に悪影響を及ぼすとされている。脳損傷後にα1インテグリンが一過性の発現上昇を示すことなどから、脊髄損傷後において何らかの役割を担うと仮定した。本研究によって得られた結果から、脊髄損傷後の二次損傷における炎症反応に深く関与することが示唆された。脊髄損傷では損傷によって二次的に損傷領域が拡大し、神経組織に悪影響を及ぼす現象が知られている。我々は二次損傷においてα1インテグリンが一過性に発現していることを見出しており、着目した。本研究では損傷脊髄において炎症性サイトカインや組織の修復因子の発現の誘導に関与する可能性を追求する。前年度に引き続き、損傷脊髄におけるインテグリンを介した反応の重要性について個体レベルで明らかにするために、α1インテグリンのノックアウトマウス(KO)を用いて検証した。KOと同様の損傷を与えた野生型(WT)を対象とした。すでに確立した脊髄損傷モデルの作製方法を用いる計画であったが、脊髄損傷後の下肢機能の回復の評価におけるデータのばらつきが非常に顕著であったため、モデルの作製方法の改良を行った。改良後、WTとKOを用いてモデルを作製し、機能回復の評価を行った。また、機能回復の評価項目を追加して再検討を行った。さらに、損傷後、継時的に損傷脊髄を採取し、免疫組織染色法を用いて、α1インテグリンの分布について継時的な変化、及び発現細胞に関する解析を行った。また、損傷後、継時的に損傷脊髄を採取し、mRNAを抽出した。α1インテグリンは膜たんぱく質であるため、免疫組織染色による発現細胞の同定が可能であると考えられる。シグナル解析には脊髄損傷時における発現細胞の同定は必須であり、得られた結果はシグナル解析の基盤となった。25年度にはこれまでの成果を踏まえて、損傷脊髄におけるα1インテグリンの役割について分子レベルでの解析を行う。脊髄損傷では最初の損傷によって誘導される二次的な損傷領域の拡大が、損傷後の麻痺の程度に悪影響を及ぼすと考えられている。α1インテグリンは損傷後に一過性の発現を示すことなどから、脊髄損傷後において何らかの役割を担うと仮定し、研究を行ってきた。前年度、前々年度においては脊髄損傷後の運動機能の評価には比較的大きなバラつきが生じていたため、それまでに用いていたモデルの作製と損傷後の運動機能の回復の評価の改善を行い、安定な結果を得るに至っている。本研究では、脊髄損傷におけるα1インテグリン遺伝子の重要性を評価するために、ノックアウトマウスを用いてモデル作製を行い、運動機能の評価を行った。その結果、ノックアウトマウスと野生型マウスを比較すると、運動機能の回復に明らかな差があることが分かった。本年度は、前年度に引き続いて、免疫組織染色法による解析を行い、α1インテグリンを発現する細胞種の同定を試みた。しかし、損傷部位では複数の細胞種が混在し、非常に複雑であった。よって同定結果の確定には別の手法での追加実験が必要と考えている。しかしながら、発現細胞として有力な候補であると考えられた細胞種を用いて、脊髄損傷におけるα1インテグリンの働きについて分子レベルでの検討を行った。その結果、その役割は損傷後の炎症反応に関連する可能性が示唆された。本成果は、脊髄損傷後の二次損傷で生ずる炎症反応の分子メカニズムの理解に貢献するものであると考えられる。脊髄損傷後のアストログリアに二次損傷を抑制する作用が指摘されている。またアストログリアは損傷した組織と血管を囲んで境界膜を形成することが知られている。我々は損傷後の境界膜にα1インテグリンが一過性に発現し、炎症性サイトカインや組織の修復因子の発現を誘導する可能性を見出した。境界膜では二次損傷を抑制することのできる有益なシグナルが働いている可能性があるが、その詳細は不明である。そこで、本研究では損傷脊髄における境界膜の役割を明らかにするためにα1インテグリンの機能とそのシグナルについて解析する。23年度は脊髄損傷の修復における境界面でのインテグリンを介した反応の重要性について個体レベルで明らかにするために、α1インテグリンノックアウトマウス(KO)を用いて検証した。すでに確立した脊髄損傷モデルの作製方法を用いる計画であったが、脊髄損傷後の下肢機能回復の評価におけるデータのばらつきが非常に顕著であったため、モデルの作製方法の改良を行った。さらに、サンプル数を増やして検討することが必要であった。また、24年度に計画した培養細胞を用いたα1インテグリンシグナル解析に関する予備的実験にも着手した。培養アストログリアの培養基質を変化させることによって炎症性サイトカインの発現に変化が生じるメカニズムの解析を行った。前年度に行ったマウスモデルの作製方法の改良によって、より精度の高い解析が可能となった。今年度はさらに評価項目の追加も行い、解析を行った。また損傷脊髄におけるα1インテグリンの分布や発現細胞の同定について十分な成果を得ることができた。