hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顔面神経麻痺治療のための新デバイス開発

主に急性顔面神経麻痺における顔面表情筋運動の再建を目的として、埋め込み型の工学的装置の開発を行った。麻痺患者の病態、臨床応用する際の適応範囲を鑑み、健側顔面表情筋運動を筋電で感知し、麻痺側顔面表情筋を電気刺激する「筋電制御型機能的筋刺激装置」が最も目的に適していると判断し開発を開始した。動物実験を用いた電気刺激条件の最適化を行った。また、共同研究者である村岡の下、健常被験者を用いたシミュレーションスタディーを通して自然な顔面表情筋運動を再現しうる筋電から電気刺激への変換アルゴリズムを確立した。所属施設の倫理委員会の認めたプロトコールの下、最終的な臨床適応範囲、および刺激必要条件の指標を得るため、麻痺発症1年程度までの顔面神経麻痺患者の麻痺側顔面表情筋の電気刺激実験を行った。今後、埋め込み使用が可能な筐体をもつ装置試作機の最適化を目的とした動物モデルの開発も行った。顔面神経麻痺患者における、麻痺側顔面表情の再建を目的として「健側の顔面表情筋の収縮を埋め込み型の筋電で感知し、電気刺激によって患側の相対応する顔面表情筋の筋収縮を促すデバイス」の開発を進めた。共同研究者の開発した四肢のリハビリテーション用の工学的なデバイスを応用し、埋め込み型に最適化をはかった。まず、局所麻酔薬を用いた顔面神経側頭枝麻痺被検者(健常患者)において経皮的針電極による筋電検知、筋刺激を行い、同デバイスのシミュレーションを行った。針電極刺入にともなう、spontaneousな電位の検知が原因と思われる散発的な攣縮様運動は認められるものの、概ね麻痺側前頭筋運動の良好な再現を得ることができた。前頭筋の動的な再建術を行う形成外科的な手技は存在せず、当シュミレーションによって、新しい治療の可能性が示された。同モデルにおいては急性期実験として顔面神経麻痺のシミュレーションを行うため麻痺の罹病期間がなく、麻痺側顔面表情筋の萎縮の影響が割愛されているという問題点がある。このため今後は各種再建術を希望して当科を受診した顔面神経麻痺患者からボランティアを集い、表面電極もしくは経皮的針電極を用いて、直接筋刺激による麻痺側顔面表情筋運動能を調べ、デバイイスの刺激条件最適化を行っていく。併行して、埋め込み型デバイスの長期埋入に伴う組織学的、神経生理学的な影響、およびそれによる筋電感知条件、刺激条件を検討するために動物モデルの開発を行った。ラットの前脛筋の筋力を定量的に測定する系、および家兎の耳介しょう立筋の麻痺モデルを確立した。デバイスの小型化は各種半導体素子の最適化をはかることによって、十分達成できるレベルものである。平成20年度にはデバイスの小型化をはかり、上記動物モデルを用いた慢性期実験を行っていく予定である。平成19年度に行った、局所麻酔薬を用いた顔面神経側頭枝麻痺被検者(健常患者)における治療シミュレーションを用いて採取筋電から刺激波形への変換アルゴリズムの最適化を行った。攣縮様の誤収縮なく、健側顔面の表情筋収縮と対称性の高い刺激を行う方法を開発することに成功した。当変換アルゴリズムを用いて再建される筋収縮運動は、過去に報告されている方法に比較して左右対称性が高く、治療方法としての有用性を実証しえた。臨床において当デバイスを用いた治療を行う場合には、麻痺の原因、発症からの期間などによって、筋萎縮が進行していて一義的に麻痺筋体の収縮を惹起することが困難であることが考えられる。顔面神経麻痺症例における筋萎縮の程度および電気刺激に対する麻痺筋体の反応性を調べる目的で、臨床症例において患者本人の同意のもとに電気刺激実験を行い、筋体の収縮能を調べた。麻痺発症後1年程度経過していても、即時的に筋体の収縮を惹起することができる症例もあれば、麻痺発症後10日程度であっても、筋体収縮の惹起が困難な症例もあった。今後機械の埋め込み、および長期筋体刺激による組織学的、神経生理学的な影響、およびそれによる筋電感知条件、刺激条件を検討するために家兎の外耳介筋をモデルとしたの顔面神経麻痺モデルを最適化した。
がん治療用ヘルペスウイルスを用いた、肉腫におけるウイルス療法の検討

ウイルス療法はがんに対する新規治療であり、がん細胞のみを選択的に傷害するように遺伝子改変した「がん治療用ウイルス」を用いる。がん治療用ヘルペスウイルスのG47Δは、本邦発のウイルス療法薬として医師主導治験中である。本研究は、希少難治がんである肉腫に対する、T-01 (G47Δの実験用ウイルス)の効果を検討することを目的とした。肉腫は希少疾患ゆえに研究材料を得難いことがネックであったが、本研究では国立がん研究センターで樹立された肉腫PDX (patient-derived xenograft)を用いることでこの点をクリアした。ウイルス療法は固形がんに対する新規治療法であり、がん細胞は傷害するが正常細胞は傷害しないように遺伝子改変した「がん治療用ウイルス」を用いる戦略であるが、肉腫における検討はなされていない。その理由の一つとして、肉腫は希少疾患ゆえに前臨床研究に用いる研究材料を得難いことが挙げられた。本研究の目的は、国立がん研究センターで樹立された肉腫PDX (patient-derived xenograft)を用いて、がん治療用ヘルペスウイルスT-01の効果を検証することで、希少難治がんである肉腫に対するウイルス療法を確立することである。T-01は、本邦発のウイルス療法薬として医師主導治験中のG47Δと同等の機能を持つ実験用ウイルスであり、本研究で得られた知見は直ちに前臨床データとして蓄積される。肉腫は既存治療の有効性が低いため、ウイルス療法が有効であれば治療体系のブレイクスルーとなる可能性がある。研究計画全体としては、複数の肉腫PDXを用いて、ウイルス複製効率、殺細胞効果(in vitro)、腫瘍縮小効果(in vivo)、などを検討する予定となっている。初年度は、6種類の肉腫PDXを用いた殺細胞効果(in vitro)の実験を完了させた。また、腫瘍縮小効果(in vivo)の検討に向けて、いくつかのPDXのマウスモデル(免疫不全マウスを用いた皮下腫瘍モデル)の検討も行った。おおむね順調に進捗しており、今後も研究計画に従って進めていく方針である。現在までに、6種類の肉腫PDX由来細胞株を用いた殺細胞効果(in vitro)の実験を完了させている。国立がん研究センターとの間でMTA契約を行った肉腫PDXは、いずれも細胞株化もなされているため、in vitroの検討を行うことが可能である。一定数の細胞(2 x10^5 /well)をプレートに撒き、T-01を2段階の力価(MOI 0.1および0.01)で感染させて、24時間毎4日間に渡って生細胞数をカウントした。同日に計測した陰性対照群の生細胞数に対する割合(%)で、T-01の殺細胞効果を評価した。検討したほぼすべての細胞株で、T-01による良好な殺細胞効果が確認された。一方、腫瘍縮小効果(in vivo)の検討に向けて、いくつかの肉腫PDXのマウスモデル(免疫不全マウスを用いた皮下腫瘍モデル)の検討も行った。すでに候補となる細胞株とマウス種の組み合わせを複数見出しており、これらについて、最も安定して腫瘍形成される条件(細胞濃度、併用薬剤等)の最適化を行っているところである。上記の通り、研究は順調に進捗しているため、今後も研究計画に従って進めていく方針である。すでにin vitroでのT-01の殺細胞効果の確認は取れているため、in vitroにおけるT-01の複製効率の検討(複製能比較試験)も行う予定である。ウイルスは組織によって複製効率が異なり、それにより最終的な殺細胞効果にも違いが生じることが知られている。肉腫PDXに、一定のウイルス力価(通常はMOI 0.01)でT-01を感染し、24時間および48時間後に組織を回収、内部のウイルスを回収して、それぞれのウイルス液でVero細胞を用いた検定法によって複製後の力価を計測する予定である。また、in vivoでのT-01の抗腫瘍効果の検討も行う予定である。上記の通り、肉腫PDXのマウスモデルをこれまでに複数樹立しており、それらを用いてT-01の腫瘍縮小効果を検討する予定である。以上の実験により、PDXという臨床に即した材料におけるウイルス療法の有効性を示せれば、「希少難治がんである肉腫に対する、T-01を用いたウイルス療法」の臨床試験へと進む大きな根拠となることが期待される。

本研究の目的は、国立がん研究センターで樹立された肉腫PDX (patient-derived xenograft)を用いて、がん治療用ヘルペスウイルスT-01の効果を検証することで、希少難治がんである肉腫に対するウイルス療法を確立することである。T-01は、本邦発のウイルス療法薬として医師主導治験中のG47Δと同等の機能を持つ実験用ウイルスであり、本研究で得られた知見は直ちに前臨床データとして蓄積される。肉腫は既存治療の有効性が低いため、ウイルス療法が有効であれば治療体系のブレイクスルーとなる可能性がある。研究計画全体としては、複数の肉腫PDXを用いて、ウイルス複製効率、殺細胞効果(in vitro)、腫瘍縮小効果(in vivo)、などを検討する予定となっている。初年度は、6種類の肉腫PDXを用いた殺細胞効果(in vitro)の実験を完了させた。また、腫瘍縮小効果(in vivo)の検討に向けて、いくつかのPDXのマウスモデル(免疫不全マウスを用いた皮下腫瘍モデル)の検討も行った。おおむね順調に進捗しており、今後も研究計画に従って進めていく方針である。現在までに、6種類の肉腫PDX由来細胞株を用いた殺細胞効果(in vitro)の実験を完了させている。国立がん研究センターとの間でMTA契約を行った肉腫PDXは、いずれも細胞株化もなされているため、in vitroの検討を行うことが可能である。一定数の細胞(2 x10^5 /well)をプレートに撒き、T-01を2段階の力価(MOI 0.1および0.01)で感染させて、24時間毎4日間に渡って生細胞数をカウントした。同日に計測した陰性対照群の生細胞数に対する割合(%)で、T-01の殺細胞効果を評価した。検討したほぼすべての細胞株で、T-01による良好な殺細胞効果が確認された。一方、腫瘍縮小効果(in vivo)の検討に向けて、いくつかの肉腫PDXのマウスモデル(免疫不全マウスを用いた皮下腫瘍モデル)の検討も行った。すでに候補となる細胞株とマウス種の組み合わせを複数見出しており、これらについて、最も安定して腫瘍形成される条件(細胞濃度、併用薬剤等)の最適化を行っているところである。上記の通り、研究は順調に進捗しているため、今後も研究計画に従って進めていく方針である。すでにin vitroでのT-01の殺細胞効果の確認は取れているため、in vitroにおけるT-01の複製効率の検討(複製能比較試験)も行う予定である。ウイルスは組織によって複製効率が異なり、それにより最終的な殺細胞効果にも違いが生じることが知られている。肉腫PDXに、一定のウイルス力価(通常はMOI 0.01)でT-01を感染し、24時間および48時間後に組織を回収、内部のウイルスを回収して、それぞれのウイルス液でVero細胞を用いた検定法によって複製後の力価を計測する予定である。また、in vivoでのT-01の抗腫瘍効果の検討も行う予定である。上記の通り、肉腫PDXのマウスモデルをこれまでに複数樹立しており、それらを用いてT-01の腫瘍縮小効果を検討する予定である。以上の実験により、PDXという臨床に即した材料におけるウイルス療法の有効性を示せれば、「希少難治がんである肉腫に対する、T-01を用いたウイルス療法」の臨床試験へと進む大きな根拠となることが期待される。
マトリクス場の物性変動によるES細胞の増殖・分化制御と再生医工学的展開

本研究の目的は細胞の足場ECMを自在に伸縮させることで、細胞のサイトカイン等の各種液性因子に対する応答性のスイッチング制御に迫ることであり、交付期間中に以下のことを目標として次の研究を進めてきた。それらは、1.機械的に収縮・膨潤して細胞骨格・形態を可変する培養基質ゲルの設計、2.原子間力顕微鏡イメージングによって、細胞の膜物性計測、3.変動した膜物性と液性因子、特に各種サイトカインに対する細胞の応答性の解析、であり、細胞は細胞が接着している足場の力学的変動によって細胞骨格の再構築を行い、増殖因子などの液性因子からの応答性を変動させている可能性について検討することであった。1としては温度応答性ゲルとしてN-isopropylacrylamide(NIPA)ゲルを利用することで細胞に力学的刺激を加える系を確立した。本培養系では、力学的刺激を加えた細胞の形態変化を顕微鏡下で観察しつつ、さらに細胞のシグナル伝達挙動を生化学的実験によって検証することが可能であった。その結果、細胞を等方的に伸張させることで形態変化、それに伴うArkのリン酸化が起こることが確認された。また、2においては検出系にファイバープローブを用いるに至らなかったが、細胞と足場の力学的相互作用の追従可熊な培養基質の作製に成功し、細胞の弾性挙動もAFMと併用することで解析することが可能であることを確認した。3については、液性因子として上皮細胞増殖因子(EGF)を用いることで膜弾性の挙動を追従することを試みたが液性因子をそのまま添加することでは膜弾性率の局所的な変動が追従できなかったため、EGFを直径2μmのラテックスビーズに固定化し、細胞へ局所的に刺激する方法論を確立することに成功した。本研究は細胞の足場ECMを自在に伸縮させることで細胞骨格形成を制御し細胞のサイトカイン等の各種液性因子に対する応答性を解析する。そのための目標として1.機械的に収縮・膨潤して細胞骨格・形態を可変する培養基質ゲルの設計2.原子間力顕微鏡と走査型蛍光プローブ顕微鏡観察イメージングによる細胞の膜物性計測3.変動した膜物性と液性因子、特に各種サイトカインに対する細胞の応答性の解析を交付期間中に達成し、細胞は細胞が接着している足場の力学的変動によって細胞骨格の再構築を行い、増殖因子などの液性因子からの応答性を変動させている可能性について検討することを目的とする。平成16年度においてはまず、目標1を温度感受性高分子であるN-イソプロピルアクリルアミドゲルを培養基質として設計することを行った。N-イソプロピルアクリルアミドゲルは温度変化によって体積を著しく変化させる特性をもっているため、わずかな温度変化を利用することによって非接触で細胞に接着している足場から牽引力を加えることが可能であると考えた。そこで細胞接着性ECMを固定化させることを目的にN-アクリロイルアラニンを合成し、これとN-イソプロピルアクリルアミドとの共重合ゲルを様々な重合比で共重合させたゲルの条件検討を行い培養温度37°Cから数度下げることによって細胞の伸展率を150%も変化させることの出来る培養ゲルの作製に成功した(第57回日本細胞生物学会年会、第42階日本生物物理学会年会)。また原子間力顕微鏡を用いて細胞表面の弾性測定が可能になった。さらに、プローブモデルとして直径1μm、長さ10μmの高分子ゲルを作製し、そのプローブ上に細胞を培養することにも成功した(2005,Keystone Symposia, Cell Biology, U.S.A)。現在はこのプローブを細胞の力学特性計測用に開発設計中である。
高圧酸素ガスを用いた水耕栽培の溶存酸素制御法の開発

メタルハライドランプの補光が行えるガラス温室内に栽培実験装置を製作した。水耕栽培装置は湛液栽培ベッド、培養液循環システム、酸素・窒素ガス供給部、溶存酸素濃度制御システム、pH・EC制御部で構成される。並列実験を行うために実験装置は3台製作した。本装置の特徴は、高圧液化酸素ガスを直接供給することと、低濃度処理のための窒素ガスを利用する点である。湛液式ベッド上にはフロート式栽培パネルを置き、養液表面と空気の接触面積を抑えた。培養液循環システムは培養液タンク、循環ポンプ、給排用配管などで構成する。ガスを効率的に溶解させるために、培養液タンク内で長いチューブに培養液を循環させながらガスを微少な気泡状態で溶解させた。その結果、過飽和側は160%、13ppm(25Cでの飽和値は8.5ppm)、不飽和側で2ppmを実現できた。対象作物には根の酸素要求量の高い作物としてホウレンソウを選び、(a)過飽和栽培実験、(b)高温下の栽培実験を行った。液温25C下で不飽和、飽和、過飽和の試験区で移植時から収穫時までの栽培実験を行い、2ppmでは成長が阻害されること、12ppmでは若干飽和区より成長がよいことが分かった。30Cの高温条件では、2ppmの成長は極めて遅く、12ppmと飽和では差がなかった。35Cでは、4.5ppm区と対象区には差は少なく、どちらも30Cに比べて成長が低下した。対照的に11ppmの過飽和区は成長がよく根の発育が健全だった。以上のことから、通常のホウレンソウの栽培条件では下限濃度は2ppm7ppmの間にあること、高温期では過飽和にすると成長低下や根の発育阻害を抑制できることが明らかになった。
介護を機に離職を選択する息子介護者の健康問題が生じるプロセス

本研究では、質的研究方法を用いて、息子介護者の特徴を考慮した、介護を機に離職した息子介護者の健康問題が生じるプロセスを明らかにする。介護を機に離職を選択する息子介護者の健康問題が生じるプロセスを専門職に提示することで、息子介護者支援という介入困難であった課題を具体的に解決するための一助となる。また息子介護者が潜在的に抱えるニーズを専門職に提示することは、息子介護者の実態を把握する一助となる。
アメリカのグローバル化と環太平洋地域の女性運動

本研究は、戦間期のハワイに発足し、ポリネシア系及びアジア系女性に対して内包的姿勢を示した汎太平洋婦人協会(PPWA)を、環太平洋地域の歴史的文脈に位置づけ、米国からアジアへの女性運動の拡大とこの地域におけるアメリカ的システムのグローバル化との関わりを分析した。19世紀初めのアメリカ人女性宣教師のハワイ到来によって顕著化したこの地域での女性たちの異文化交流とネットワークの拡大を歴史的に追いながら、それに伴うハワイ先住民、アングロサクソン系、アジア系社会のジェンダー規範の変容を明らかにし、その変容が当地域における近代化及び人種/民族ナショナリズムの高揚とどう関わってきたのかについて考察した。本研究は、20世紀初め、ハワイに誕生した汎太平洋婦人協会(PPWA)を中心とする環太平洋女性ネットワークが、アメリカのグローバル化、台頭する人種および地域ナショナリズムとどのように関わっていたのかを解明するものである。ハワイの白人女性が主導して発足したPPWAの、アジア系およびポリネシア系女性を積極的に受け入れようとする内包的姿勢に注目し、ハワイでの白人、先住民、アジア系女性の関係およびハワイとアメリカ本土・アジア諸国との関係を明らかにしながら、アメリカのグローバル化をジェンダーの視点から考察しようとする。平成25年度は、20世紀はじめ、アメリカのプロテスタントキリスト教宣教活動の根拠地となったニューイングランド地域の出身者であることを共通点とする、ハワイの白人エリート女性、アメリカ本土の革新主義者、アジア地域で伝道活動に従事した宣教師たちの母性主義的女性活動が、彼女らと緊密に接触して西洋的・アメリカ的価値観や行動様式を身につけたアジア人(特に日本人および日系二世の)女性たちとどのように協力関係を築いていったか、また彼女らのトランスナショナルな女性運動が、ハワイで急増する日本人移民一世またアメリカ市民権を持つハワイ生まれの二世たちにどのように作用したのかを明らかにするための資料の収集と解読を行うことができ、その成果の執筆もかなり進行させることができた。ハワイの白人女性の主導により発足したPPWAの、アジア系およびポリネシア系女性を積極的に受け入れようとする内包的な姿勢に注目し、ハワイでの白人、先住民、アジア系女性の関係およびハワイとアメリカ本土・アジア諸国との関係を明らかにしながら、アメリカのグローバル化をジェンダーの視点から考察する。平成24年度は、1930年にPPWAを誕生させたハワイ内の歴史的文脈の理解に努めた。王国、共和国、アメリカ合衆国の準州とハワイのアメリカ化に、先住民女性、アメリカ本土及びハワイの白人女性、およびアジア人(主に日本人)女性たちがどのように関わってきたのか、2次文献の解読および1次文献収集・解読を行った。その結果、1820年のアメリカ人男女宣教師の到来から徐々にアメリカ化したハワイのジェンダー規範がハワイ王国の消滅とどのように関わっていたのか、また王制転覆後に活発化した宣教師の子孫であるハワイのエリート白人女性たちの社会活動が共和制となったハワイ社会の人種関係にどのように作用していたかの概要を把握することができた。本研究は、20世紀の初め、ハワイに誕生した汎太平洋婦人協会(PPWA)を中心とする環太平洋女性ネットワークが、アメリカ的システムのグローバル化、台頭する人種及び地域ナショナリズムとどのようにかかわってきたのかを解明しようとするものである。ハワイの白人女性が主導して発足したPPWAの、アジア系およびポリネシア系女性を積極的に受け入れようとする内包的姿勢に注目し、ハワイでの白人、先住民、アジア系女性の関係およびハワイとアメリカ本土、東アジア諸国(特に日本)の関係を明らかにしながら、アメリカ的システムのグローバル化をジェンダーの視点から考察しようとするものである。平成26年度は、王制転覆後の白人女性たちのアジア系二世たちへの母性主義的アメリカ化の働きかけが、どのような政治的意義を持っていたのか、またその母性主義的活動に参加したアジア人移民女性たちの役割について、文献の解読を進め、一つの章にまとめた。その成果の一部は、7月7日から11日まで米国のオハイオ州立大学で開催されたTransnational Feminisms Summer Instituteのワークショップで発表し、厳しいかつ有意義なコメントを得た。また、これまでの成果を1)ハワイにおけるアメリカ女性宣教師の福音活動とハワイ先住民女性の政治権力の喪失と王制転覆、2)アメリカ併合後のハワイ系女性を中心とする婦人参政権復活のための運動、3)アジア系二世向けの白人女性たちの母性主義的活動という3つ章に収めて出版社に送付し出版の可能性を打診した。おおむね好意的な反応を得ることができた。本研究は、20世紀初め、ハワイに誕生した汎太平洋婦人協会(PPWA)に関わる環太平洋女性ネットワークが、当地域における近代化、西洋的システムのグローバル化、人種/民族ナショナリズムの高揚とどのように関わってきたのかを解明しようとするものである。PPWAは、19世紀の初めから活動を始めたアメリカ人宣教師の子孫を中心とするハワイの白人女性たちの主導で発足した組織であるが、そのアジア系及びポリネシア系女性を積極的に受け入れようとする内包的姿勢に注目した。そして、ハワイでの白人、先住民、アジア系女性の関係およびハワイとアメリカ本土、アジア諸国との関係を明らかにしながら、環太平洋地域におけるアメリカ的システムのグローバル化をジェンダーの視点から考察した。

19世紀初めのアメリカ人女性宣教師のハワイ到来によって顕著化したこの地域での女性たちの異文化交流とネットワークの拡大を歴史的に追いながら、それに伴うハワイ先住民、アングロサクソン系、アジア系社会のジェンダー規範の変容を明らかにし、その変容が当地域における近代化及び人種/民族ナショナリズムの高揚とどう関わってきたのかについて考察した。平成26年度の目標は、ハワイにおける女性の福音活動、婦人参政権運動、母性主義的運動、と平和運動に関する4つの章の原稿を書き上げる予定であったが、平和運動はあまりにも多くの事象と関係しており、最後の章をまだ書き上げることができていない。しかし、Transnational Feminisms Summer Instituteのワークショップで得た貴重なコメントに基づいて、最初の3つの章を見直し書き改め、かなり完成度の高いものにすることができた。これは大きな前進であったと考える。女性史、アメリカ史、環太平洋地域研究最後の章に関する今までの研究成果を整理しながら、ハワイでのPPWA設立までの歴史的背景、複数の国際組織間のかかわり、またハワイ、米国、日本、(韓国、中国)との関係を解明するために更なる資料の解読を進め、この章の執筆を完結する。ハワイでの白人、先住民、アジア系女性の関係およびハワイとアメリカ本土・アジア諸国との関係を明らかにしながら、アメリカのグローバル化をジェンダーの視点から考察することを目的としていたが、「アジア人女性」の範囲は、主に日本人および日系人と狭まりつつある。しかし、20世紀はじめのハワイにおいて最大のエスニックグループである日系人に注目することは、既におそらくは広範すぎる地域および事象を扱う本研究を少し扱いやすいものにしてくれるという利点もあり、大きな問題ではないと考える。平成26年度は汎太平洋婦人協会の開催した国際会議そのものが研究の中心となるので、可能な限り、日本人・日系人以外のアジア人女性にも言及したいと考える。また、本年度は、あまり成果の発表や出版にはつながらなかったが、資料の収集、解読、執筆活動を地道に進めることにより、1930年にホノルルで発足する汎太平洋婦人協会の設立へとつながる19世紀末から1920年代初めあたりまでのハワイ・日本・アメリカ本土の歴史的背景と人脈形成の経過を把握することができた。平成24年度は、収集した文献の解読・分析を行うとともに、夏休みを利用してハワイ、ホノルル市を訪れ、ハワイ州立公文書館、ハワイ州立図書館、ハワイ大学マノア校図書館で1次資料を収集し、本研究の日系女性キーパーソンの子孫へのオラルインタビューを行った。その結果、王制転覆後に活発化した宣教師の子孫であるハワイのエリート白人女性たちの社会活動に関する貴重な史料を発掘することができた。
移植筋再生過程における筋構成蛋白の変化に関する生化学的研究

ラットのひらめ筋および長趾伸筋を用いて脱神経及び神経再支配におけるミオシンアイソフォームの変化をピロリン酸電気泳動法を用いて検討した。脱神経筋では正常筋に比しミオシンの量的な減少が観察されるととも遅筋ミオシン(SM)の減少および速筋ミオシン(FM)の増加が見られた。また4ないし8週においてFMより移動度の高いバンドが認められ、胎児型もしくは新生児型ミオシンと思われた。一方、神経再支配筋ではミオシン含有量の減少は見られず、基本的にひらめ筋ではSM、長趾伸筋ではFMが優位であった。両筋ともに神経再支配の途中でSMの有意な上昇が見られた。神経縫合部や再生または新たに形成されるシナプスを越えて伝達される刺激がslow-twitch様に変化する可能性や、slow motoneuronがより早く再生、再支配を達する可能性があげられる。また筋線維細胞膜のアセチルコリン感受性の変化や、slow-twitchおよびfast-twitch muscleにおける神経再支配のされやすさ、isotypeによるphenotypeの発現しやすさなどの相違が影響を与えていることも考えられる。神経再支配後に見られるSMの増加は、再支配の特徴的な所見であり、神経縫合も施された症例において術後神経再支配を評価する指標として臨床的にも十分な応用可能と考える。ラットにおいて下肢のひらめ筋,長趾伸筋の運動神経を切断した脱神経モデル,同神経を切断後マイクロサージャリーにより再縫合したself-reinnervationモデル,両者の支配神経を入れ換えて縫合したcross-reinnervationモデル,ひらめ筋,長趾伸筋の腱を切断した低緊張モデルをそれぞれ50匹ずつ作製した.上記4種類のモデルを2,4,8,12,24週後に屠殺し,ひらめ筋,長趾伸筋を採取した.これらは凍結保存し,筋組織からミオシンを現在精製中である.今後これらの試料を用いてmRNAの分析をおこなう予定である.顔面神経麻痺に対する血管柄付遊離筋移植手術をおこなった臨床例において,筋移植後の修正手術をおこなった際に生じた余剰な筋肉よりミオシンを精製し,ピロ燐酸ポリアクリルアミドゲル電気泳動法およびそのデンシトグラムよりミオシン・アイソフォームの分析をおこなった.これらの検索の結果,ヒトにおける血管柄付遊離筋肉移植の移植筋はラットcross-reinnervationモデルにおける長趾伸筋と類似したミオシン・アイソフォームの分布を示すという結果が現在得られつつある.すなわち,術後1年以降で手術からの経過時間とともに漸次SMが増加し,術後数年を経た長期経過例ではラットcross-reinnervationモデルにおけるひらめ筋と同じくSMの2層性のピークを示した.ラットのひらめ筋および長趾伸筋を用いて脱神経及び神経再支配におけるミオシンアイソフォームの変化をピロリン酸電気泳動法を用いて検索した。脱神経筋では正常筋に比しミオシンの量的な減少が観察されるとともに遅筋ミオシン(SM)の減少および速筋ミオシン(FM)の増加が見られた。一方、神経再支配筋ではミオシン含有量の減少は見られず、基本的にひらめ筋ではSM、長趾伸筋ではFMが有意であった。両筋ともに神経再支配の途中でSMの優位な上昇が見られた。神経縫合部や再生または新たに形成されるシナプスを越えて伝達される刺激がslow-twitch様に変化する可能性や、slow motoneuronがより早く再生、再支配を達成する可能性があげられる。また筋線維細胞膜のアセチルコリン感受性の変化や、slow-twitchおよびfast twitch muscleにおける神経再支配のされやすさ、isotypeによるphenotypeの発現しやすさなどの相違が影響を与えていることも考えられる。神経再支配後に見られるSMの増加は、再支配の特徴的な所見であり、神経縫合を施された症例において術後神経再支配を評価する指標として臨床的にも十分に応用可能と考える。
全胚免疫染色と分子生物学的手法による内臓と四肢の神経・血管・筋の形成と再生の解明

心臓神経(交感神経由来)の形態解明と膀胱尖・臍・肝鎌状間膜・肝円束内を走行する血管の形態解明研究を推進した。心臓枝は内臓伴行・分布と内臓血管伴行の形態である迷走神経由来であるので、形態解明は難しくない。それに対して、当該の心臓神経は椎骨に接する交感神経幹由来であるので、体壁レベルの広範囲に亘り多数起こるので、神経同士の結合が多く、走行が複雑であるので、心臓枝よりも形態解明は困難である。とりわけ、ヒトの心臓神経は実験脊椎動物よりも形態が大きく、脂肪が多いので形態解明は至難である。我が教室開発の脱脂と神経・血管染色方法にてヒトの心臓神経の形態解明を行い、その成果に依拠して博士課程学生を指導し、ジャコウネズミでの心臓神経の形態解明を行い、Anat.Rec.(Hoboken290,2007)に掲載された。ヒトとジャコウネズミの胆嚢に分布する神経は、World J.Gastroenterol(13,2007)に掲載された。脳細胞遺伝子学の研究者とも連携して、電子顕微鏡での形態解明を行い、Nature(Vol.446,2007)に掲載された。膀胱尖・臍・肝鎌状間膜・肝円束内を走行する血管の形態解明は修士課程の学生を指導し、成果が平成19年度において卒業審査合格となった。上記の教室開発研究方法にて、全実習体において腹壁からの肝臓への血管と尿膜管形態の存在が確認され、論文発表準備中である。心臓に分布する交感神経、即ち心臓神経の形態解明の研究を推進した。心臓神経は椎骨に接する交感神経幹から広範囲に亘り多数起こり、神経同士の結合が多く、走行が複雑であるので、内蔵直接伴行の迷走神経由来の心臓技よりも形態解明は困難である。本研究では、アルコールによる脱脂、アリザリン・レッドによる神経染色、そしてエチレン・グリコールによる血管形態明示という方法を開発し、心臓神経と心臓・血管の詳細な形態を広領域に解明した。そして、ヒトのみの固有観点ではなく、脊椎動物総合形態学と発生学的観点をも加えての全貌的意義付けを学会講演にて発表し、掲載された(第8回臨床解剖研究会と第16回日本末梢神経学会)。又、心臓枝と心臓神経の形態に関する国際学術雑誌の投稿原稿を加筆・修正している。形態形成に関しては、マウスとラットよりもヒトの形態に近いジャコウネズミにおいて、心臓神経の形態と形態形成解明を全胚免疫染色を用いて行い、成果を第110回日本解剖学会で発表し、国際学術雑誌投稿準備中である(博士課程学生の提出論文)。ジャコウネズミ肝臓の発生と臨床医学的意味(Endoclinology 2004:Aant.Enbryol.2004)と口蓋帆挙筋分布神経と下顎神経の形態についても解明した(Clin Anat 2004;Surg Radiol Anat2004)。肝鎌状間膜と肝円策、そして臍ヒダ経由の肝臓実質に分布する動・静脈と神経の形態と形態形成、そして胸骨剣状突起周囲のリンパ管と肝臓との関係解明をヒトとジャコウネズミにおいて行い、発生学意義の再検討と臨床医学との連携を深めている。又、骨異常の測定・診断と治療方法の解明の共同研究と頭・頚の筋形成に関しての分子組織化学的研究を進めている。心臓神経(交感神経由来)の形態解明と膀胱尖・臍・肝鎌状間膜・肝内束内を走行する血管の形態解明研究を推進した。心臓枝は内臓伴行・分布と内臓血管伴行の形態である迷走神経由来であるので,形態解明は難しくない。それに対して,当該の心臓神経は椎骨に接する交感神経幹由来であるので,体壁レベルの広範囲に亘り多数起こるので,神経同士の結合が多く,走行が複雑であるので,心臓枝よりも形態解明は困難である。

とりわけ,ヒトの心臓神経は実験脊椎動物よりも形態が大きく,脂肪が多いので形態解明は至難である。我が教室開発の脱脂と神経、血管染色方法にてヒトの心臓神経の形態解明を行い,その成果に依拠して博士課程学生を指導し,ジャコウネズミでの心臓神経の形態解明を行い,Anat.Rec.(Hoboken290,2007)に掲載された。ヒトとジャコウネズミの胆嚢に分布する神経は,World J.Gastroenterol(13,2007)に掲載された。脳細胞遺伝子学の研究者とも連携して,電子顕微鏡での形態解明を行い,Nature(Vol.446,2007)に掲載された。膀胱尖、臍、肝鎌状間膜、肝円束内を走行する血管の形態解明は修士課程の学生を指導し,成果が平成19年度において卒業審査合格となった。上記の教室開発研究方法にて,全実習体において腹壁からの肝臓への血管と尿膜管形態の存在が確認され,論文発表準備中である。
関数展開法と進化的手法による光デバイスのトポロジー自動最適設計法の開発

高速大容量光通信実現のために、そこで用いられる光導波路デバイスの自動最適法について検討を行った。申請者はこれまでに設計領域内の構造表現に関数展開法を用い、随伴変数法による感度解析に基づく勾配法によるトポロジー最適設計法の開発を行い、設計者の知識に頼らずに全く新しい光デバイスを創出できる可能性とその有用性を示してきた。一方で、勾配法に基づく最適化では局所的最適解に陥り大域的な最適解を求められない場合がある。また、プラズモニックデバイスなどの場合には金属が負の大きな屈折率を有するため通常の方法では感度解析が困難な場合がある。そのためここでは、構造表現にはグレイ領域を完全に抑圧できる関数展開をそのまま採用し、プラズモニックデバイスを例に、各種の進化的手法を用いた最適設計に取り組み、プラズモニック光ダイオードおよびプラズモニック光サーキュレータの新たなデバイス構造を見出している。進化的手法として、遺伝的アルゴリズム、粒子群最適化、差分進化法、蛍アルゴリズムおよびそのハイブリッド手法を比較検討しその有用性を確認している。また、関数展開法に用いる関数系の違いによる解の収束性と最適化構造の違いについても比較検討し有益な知見を得ている。金属を含む場合の有限要素法解析では誘電体導波路の場合と比べて媒質境界を忠実にモデリングすることがより重要になるため、最適化の過程での構造変化に応じて境界適合した有限要素メッシュを自動生成する方法についても開発を行っている。これにより、より少ない要素数で精度の高い解析が可能となり、設計効率が改善されている。進化的手法の採用により、各導波路への透過率のみの最適化だけではなく、構造のトレランスなどを考慮した最適設計も容易となり、その基礎的な検討も行うとともに、得られた最適化構造を単純な構造に置き換えたパラメータ最適化による構造単純化の検討も行っている。設計領域内の構造表現に関数展開法を用い進化的手法により最適化構造を得るための検討を行ってきた。具体的に、2次元プラズモニック光デバイスを例として、光ダイオード、光サーキュレータの設計問題に本開発手法を適用し、これまでにない新たなデバイス構造を見出すことができた。設計条件と最適化手法を変えながら設計を繰り返し、安定して同じような最適化構造が得られることが確かめられ、この問題設定において準大域的な最適解を見いだせていることも確認できた。一方、プラズモニックデバイスに対する感度に基づく最適化では、局所的な界の集中や初期構造に近い構造に収束してしまうなど誘電体デバイスの設計に比べて設計条件の選択に設計者の経験に頼ることが多く、ここで開発した設計手法の有用性が確かめられ、本手法と感度に基づく最適化手法をハイブリッド化することでより効率的で汎用的な設計手法に発展させられる可能性が示された。さらに、ここで開発した手法を数値解析にビーム伝搬法を用いた誘電体導波路の設計にも適用し、トレランスを考慮した最適設計やビーム伝搬法の適用限界を超えない構造の範囲内での最適設計など、最適設計法の応用範囲を広げられる可能性についても示すことができた。さらに、カー型非線形光学デバイスの設計にも応用し、光論理ゲートの設計が可能であることも示した。これらの成果は国際的な論文誌に既に掲載されている。これまでの検討で、進化的手法を用いた最適設計法の有用性を確認した。進化的手法では勾配法に基づく最適設計に比べて多くの光導波路解析を繰り返す必要がある。そのため、勾配法に基づく最適設計法は依然として有用であり、進化的手法と勾配法をハイブリッド化した最適設計法を確立することでより汎用的で効率的な最適設計法に改良することができると考えられる。しかしながら、金属を用いたプラズモニック導波路の場合には通常の関数展開法では感度が精度良く求まらない問題が確認されている。そのため、トポロジー最適化において関数展開法を用いたときのグレイ領域を用いた感度解析法を改良し、グレイ領域を用いずに境界積分を用いて感度解析する方法について検討を行い、進化的手法と勾配法に基づくハイブリッド最適化の可能性を探る。さらに、最適化の過程で媒質境界に合わせて有限要素メッシュを更新する手法についても見直し、媒質境界で扁平な要素ができるのを抑圧し、より少ない要素数でより精度の高い解析を実現するための検討を行う。有限要素法で用いる要素の高次化の効果についても確かめ、本手法を用いた3次元光デバイスの最適設計についても見通しを明らかにする。こうした検討を通して、様々な光デバイスの小型化・高性能化の検討を行っていく予定である。

進化的手法として、遺伝的アルゴリズム、粒子群最適化、差分進化法、蛍アルゴリズムおよびそのハイブリッド手法を比較検討しその有用性を確認している。また、関数展開法に用いる関数系の違いによる解の収束性と最適化構造の違いについても比較検討し有益な知見を得ている。金属を含む場合の有限要素法解析では誘電体導波路の場合と比べて媒質境界を忠実にモデリングすることがより重要になるため、最適化の過程での構造変化に応じて境界適合した有限要素メッシュを自動生成する方法についても開発を行っている。これにより、より少ない要素数で精度の高い解析が可能となり、設計効率が改善されている。進化的手法の採用により、各導波路への透過率のみの最適化だけではなく、構造のトレランスなどを考慮した最適設計も容易となり、その基礎的な検討も行うとともに、得られた最適化構造を単純な構造に置き換えたパラメータ最適化による構造単純化の検討も行っている。設計領域内の構造表現に関数展開法を用い進化的手法により最適化構造を得るための検討を行ってきた。具体的に、2次元プラズモニック光デバイスを例として、光ダイオード、光サーキュレータの設計問題に本開発手法を適用し、これまでにない新たなデバイス構造を見出すことができた。設計条件と最適化手法を変えながら設計を繰り返し、安定して同じような最適化構造が得られることが確かめられ、この問題設定において準大域的な最適解を見いだせていることも確認できた。一方、プラズモニックデバイスに対する感度に基づく最適化では、局所的な界の集中や初期構造に近い構造に収束してしまうなど誘電体デバイスの設計に比べて設計条件の選択に設計者の経験に頼ることが多く、ここで開発した設計手法の有用性が確かめられ、本手法と感度に基づく最適化手法をハイブリッド化することでより効率的で汎用的な設計手法に発展させられる可能性が示された。さらに、ここで開発した手法を数値解析にビーム伝搬法を用いた誘電体導波路の設計にも適用し、トレランスを考慮した最適設計やビーム伝搬法の適用限界を超えない構造の範囲内での最適設計など、最適設計法の応用範囲を広げられる可能性についても示すことができた。さらに、カー型非線形光学デバイスの設計にも応用し、光論理ゲートの設計が可能であることも示した。これらの成果は国際的な論文誌に既に掲載されている。これまでの検討で、進化的手法を用いた最適設計法の有用性を確認した。進化的手法では勾配法に基づく最適設計に比べて多くの光導波路解析を繰り返す必要がある。そのため、勾配法に基づく最適設計法は依然として有用であり、進化的手法と勾配法をハイブリッド化した最適設計法を確立することでより汎用的で効率的な最適設計法に改良することができると考えられる。しかしながら、金属を用いたプラズモニック導波路の場合には通常の関数展開法では感度が精度良く求まらない問題が確認されている。そのため、トポロジー最適化において関数展開法を用いたときのグレイ領域を用いた感度解析法を改良し、グレイ領域を用いずに境界積分を用いて感度解析する方法について検討を行い、進化的手法と勾配法に基づくハイブリッド最適化の可能性を探る。さらに、最適化の過程で媒質境界に合わせて有限要素メッシュを更新する手法についても見直し、媒質境界で扁平な要素ができるのを抑圧し、より少ない要素数でより精度の高い解析を実現するための検討を行う。
抗糸球体基底膜抗体腎炎におけるCTGFの役割の検討

本研究において、ポドサイト特異的CTGF欠損マウスに抗GBM腎炎を惹起したところ、蛋白尿、半月体形成率、メサンギウム拡大、マクロファージ浸潤の改善を認めなかった。そのため次に、PDGFR-αCreマウスを用いてメサンギウム細胞CTGF欠損マウスを作製し、抗GBM腎炎を惹起した。半月体形成率、メサンギウム基質拡大、蛋白尿、糸球体内TGF-β1、αSMA、fibronectin、MCP1の発現が減少し、マクロファージの糸球体内への浸潤が抑制された。また、メサンギウム細胞CTGF欠損マウスではマクロファージサブタイプM1/M2比の低下を認めた。CTGFは他の増殖因子と相互作用を及ぼし、細胞外基質産生作用を有する。全身性誘導型CTGF欠損マウスにおいては抗糸球体基底膜抗体(GBM)腎炎が軽減することを報告してきた。本研究では、どの細胞由来のCTGFが重要であるかを検討するために、ポドサイト特異的CTGF欠損マウスに抗GBM腎炎を発症させた。全身性にCTGFを欠損させた場合には、抗GBM腎炎における半月体形成、メサンギウム拡大、尿蛋白は軽減するが、ポドサイト特異的CTGF欠損マウスではこれらの所見の軽減を認めなかった。そのため、糸球体に残存しているCTGF陽性細胞に着目した。免疫染色によりメサンギウム細胞のCTGFが主に残存していることを認め、PDGFRαCreマウスを用いてメサンギウム細胞CTGF欠損マウスを作製し、抗GBM腎炎を発症させた。その結果、半月体形成、メサンギウム基質拡大、尿蛋白、糸球体内TGF-β、αSMA,fibronectin, MCP1の発現が減少し、マクロファージのマーカーであるMAC2陽性細胞浸潤が軽減していた。PDGFRαCreマウスで糸球体内でCreリコンビナーゼ活性を示すのがメサンギウム細胞とポドサイトのみであるかについては、現在検討を行っている。これらの結果から、抗GBM腎炎におけるCTGFの意義について、ポドサイト特異的CTGF欠損マウスでは腎炎の改善を認めなかったことから、メサンギウム細胞由来CTGFの関与が考えられる。全身誘導性CTGF欠損マウスにおいては抗糸球体基底膜抗体(抗GBM)腎炎が軽減することを報告してきた。本研究において、ポドサイト特異的CTGF欠損マウスでは抗GBM腎炎は軽快せず、PDGFRaCreマウスを用いたメサンギウムCTGF欠損マウスにおいては尿蛋白、メサンギウム基質拡大、半月体形成の軽快ならびに糸球体内TGF-β、αSMA,fibronectinおよびMCP1発現が低下することを示した。全身誘導性CTGF欠損マウスとメサンギウムCTGF欠損マウスにおいては、マクロファージの糸球体内浸潤が軽快していたことから、M1、M2マクロファージの割合の検討を行ったところ、M1/M2比の減少を認めた。次にPDGFRaCreマウスによるCreリコンビナーゼ活性が及ぼす細胞群を同定するために、ZsGreenレポーターマウスとの交配を行ったところ、糸球体内においては主にメサンギウム細胞にZsGreen蛍光の発現を認めた。さらに骨髄由来細胞のCTGFの関与を検討するために骨髄におけるZsGreen陽性細胞を検討したところ、CTGF発現は検出できず、PDGFRaCreを用いた検討では骨髄由来細胞ではなくメサンギウム細胞のCTGFが重要であることを示した。ポドサイト特異的CTGFノックアウトマウスならびにメサンギウムCTGF欠損マウスの解析をほぼ完了しており、順調に進んでいる。CTGFは細胞外基質産生作用の他炎症にも関与する。CTGFの腎炎における意義を検討するために、全身誘導性CTGF欠損マウスに抗糸球体基底膜抗体(抗GBM)腎炎を惹起したところ、野生型と比して腎炎が軽減することを示した。ポドサイト特異的CTGF欠損マウスでは抗GBM腎炎は軽快せず、PDGFRaCreマウスを用いたメサンギウムCTGF欠損マウスにおいては、尿蛋白、メサンギウム基質拡大、半月体形成の軽快ならびに糸球体内TGF-β、αSMA、fibronectinおよびMCP1発現が低下することを示した。また、全身誘導性CTGF欠損マウスならびにメサンギウムCTGF欠損マウスではマクロファージの糸球体内浸潤が軽快しており、M1/M2比の減少を認めた。単球系の細胞であるRAW264.7細胞にリコンビナントCTGFを添加したところM1/M2比とTNF-αの増加を認めた。また蛍光ラベルしたRAW264.7細胞とTNF-α刺激したメサンギウム細胞の接着を検討したところ、リコンビナントCTGF添加で増加し、si-CTGFでCTGFを抑制すると接着が減少した。またsi-CTGFでメサンギウム細胞のCTGFを抑制すると、フィブロネクチンとインテグリンαvが低下し、これらの低下を介してマクロファージ接着が減少することが示唆された。さらには内皮細胞由来CTGFも同様にマクロファージの接着に関与することを示した。本研究から糸球体腎炎においては、メサンギウム細胞と内皮細胞から分泌されるCTGFはマクロファージの遊走、接着に関与し、マクロファージのサブタイプにも関与し、腎炎の進展に関与していることを明らかとした。

本研究において、ポドサイト特異的CTGF欠損マウスに抗GBM腎炎を惹起したところ、蛋白尿、半月体形成率、メサンギウム拡大、マクロファージ浸潤の改善を認めなかった。そのため次に、PDGFR-αCreマウスを用いてメサンギウム細胞CTGF欠損マウスを作製し、抗GBM腎炎を惹起した。半月体形成率、メサンギウム基質拡大、蛋白尿、糸球体内TGF-β1、αSMA、fibronectin、MCP1の発現が減少し、マクロファージの糸球体内への浸潤が抑制された。また、メサンギウム細胞CTGF欠損マウスではマクロファージサブタイプM1/M2比の低下を認めた。ポドサイト特異的CTGFノックアウトマウスならびにメサンギウムCTGF欠損マウスの解析をほぼ終了しており、順調に進んでいる。今後メサンギウム細胞CTGF欠損マウスにおいて腎炎が軽減している機序を示すために、メサンギウム細胞を用いてマクロファージに対する接着や遊走の培養実験を行う。腎臓内科学今後メサンギウム細胞CTGF欠損マウスにおいて腎炎が軽減している機序を検討するために、メサンギウム細胞を用いて培養実験をを行う。またPDGFRαCreマウスでCreリコンビナーゼ活性を示す細胞を同定するために、レポーターマウスであるZsGreenマウスと交配し、糸球体由来細胞をFACSで解析することにて、ZsGreen陽性細胞を解析する予定である。
磁性ナノ粒子の癌細胞特異的相乗的集積法の開発

電磁誘導がん焼灼治療の具現化の為に、抗体結合ナノ粒子で達成されていた0.2mg_<鉄粒子>/g_<腫瘍>という既存の集積量を上回る粒子送達法の開発を目指した。当初考案したアビジン結合粒子、ビオチン結合粒子を交互に生体に投与するチェーンリピート集積法は生体内では肝臓のKupper細胞に貪食され腫瘍に効率的に送達する事が出来なかった。しかし、特殊なPEGで粒子表面を覆った鉄粒子を作成し、貪食を回避するステルス作用を持たせる事ができ、0.58mg_<鉄粒子>/g_<腫瘍>という目標を大幅に上回る集積効果のある鉄粒子を開発できた。本研究は3-200nm程度という大きさの抗がんナノ粒子を生体内で腫瘍特異的に集積させる方法を開発する事を目的にしている。ナノ粒子治療薬の薬物動態は既存の小分子化合物とは全く異なり、血管内投与されると速やかに肝臓のKupffer細胞あるいは組織マクロファージなどの細網内皮系に捕捉されてしまう。その結果、血中に循環する薬剤濃度が下がり、ひいては腫瘍への分布が不十分になると事が問題であった。また、治療担体をPEGで修飾するステルス化の効果も限定的であった。そこで、2001年度は患者の細網内皮系を一時的に抑制することによって、抗がんナノ粒子の腫瘍への集積量を高める試みを行った。ビスフォスフォネート製剤であるclodoronateをリポソーム化して投与するとマクロファージ、肝Kupffer細胞を一時的に消失させ得る事が知られている。マクロファージを除去したマウス皮下腫瘍モデルにナノ粒子を投与し、抗腫瘍効果を測定した。ヒト膵癌の細胞株であるSUIT-2をヌードマウスの皮下に移植した7日目にクロドロネートリポソームを投与してマクロファージを消失させ、8日目にドキソルビシンリポソームナノ粒子(ドキシル)を投与した。ドキシル高濃度投与群はコントロール群(C)に比べ明らかな腫瘍抑制効果を認めたが、ドキシル低濃度投与群は腫瘍抑制効果を認めなかった。一方、マクロファージ先行抑制群はドキシル低濃度でも、ドキシル高濃度と同程度の腫瘍抑制効果を示した。この結果は、マクロファージを除去することにより、低濃度のドキシルでも血中停滞時間が延長し、結果として腫瘍に対する十分な抑制効果を提供する事を示している。今後、ビオチン化抗体などで腫瘍細胞を標識した後、細網内皮系を一時的に抑制する事により、アビジン化ナノ粒子等を生体内で投与し、腫瘍に相乗的に集積させる事が出来る可能性が高まった。進行・難治癌に対する、画期的な治療法の開発が求められる中、磁性ナノ粒子をがん病巣にのみに集め、体外から交流磁場を印加して加熱、殺傷する電磁誘導加熱癌治療の実現化を最終目標に据えている。電磁誘導加熱がん治療が成り立つためには、1000W/g_<鉄粒子>の高発熱鉄粒子を12mg_<鉄粒子>/g_<腫瘍>集積させる必要がある。ナノ粒子に腫瘍特異的抗原を認識する抗体を結合させて腫瘍をターゲッティングする方法では0.2mg_<鉄粒子>/g_<腫瘍>程度の集積量が最高で、我々が目標とする1-2mgとは約10倍の開きがある。本基盤Cではチェーンリピート集積法という新規技術の確立により、磁性粒子の腫瘍集積の向上を目指した。この方法は、免疫染色の技術を生体内に応用し、磁性ナノ粒子をアビジン修飾した粒子Aとビオチン修飾した粒子Bを交互に生体内に投与して腫瘍への集積を高めようというものであった。ナノ粒子製剤を生体に投与した場合、多くは肝臓や脾臓のマクロファージ(Mφ)により貪食され、腫瘍に有効に分布しない問題がある。ここで、さらに、筑波大学数理物質研究科長崎研究室との共同研究で、粒子表面をPEGで覆うことによりMφによる貪食を回避するステルス作用を持たせる事ができた。粒子のPEG化によるステルス化は比較的一般な汎用技術だが、粒子への結合のリンカーであるブロックポリマーが偶然にも腫瘍血管への特異結合をもたらしているらしく、摘出臓器における磁性ナノ粒子の分布を鉄染色(プルシアンブルー染色)を行うと、ほぼ、腫瘍血管内皮に特異的に集積していた。この様に全く別のアプローチで0.58mg_<鉄粒子>/g_<腫癌>の集積量が達成できたので、今後はこの新しいアプローチを主軸に据えて研究を展開していきたい。