hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳局所電場電位に着目した脳虚血の病態解析と新治療の開発

てんかん外科の技術を応用し、慢性脳虚血性疾患の血行再建術の際に、皮質脳波をモニターして血流増加による脳機能ネットワークを解析した。対象は、9例13半球のもやもや病で、比較対象として未破裂脳動脈瘤の手術の際に得られた脳表脳波からパワースペクトラムを解析した。ここで得られたデータは、β帯域(13-30 Hz)やγ帯域(30-80 Hz)の変化、特徴的なオシレーションである。すなわち、もやもや病ではコントロール例と比較し、β帯域のパワースペクトラムが低く、血行再建術後にパワースペクトラムが上昇するという結果であった。脳虚血状態では、これまで低周波帯域の活動にしか注目されていなかったが、高周波帯域の活動は、相対的パワーとしては小さくても機能的に重要である。特にβ帯域のオシレーションは運動感覚の制御などと関連するとされ、高い注目をあびており、この領域への可能性を示唆するデータである。このような特徴は小児例でより顕著であった。また、無症候性例よりは症候性例でより顕著である傾向がみられた。さらに、MRIによる検討においては、脳梗塞に陥っていない状態では、血管周囲腔の拡大が虚血における脳機能に影響を及ぼしている可能性が示唆された。これらを実験動物において再現できるようなモデルを作成した。今後は、このモデル動物において薬物や電気刺激などのニューロモデュレーションにより、機能改善が得られる方法を見つけていくことを実験中である。対象は、9例13半球のもやもや病で、開頭の際に脳表に電極を留置し、このまま血行再建術を行った。比較対象として未破裂脳動脈瘤の手術の際に得られた脳表脳波からパワースペクトラムを解析した。ここで得られたプレリミナリーデータは、下図に示すようにβ帯域(13-30 Hz)やγ帯域(30-80 Hz)の変化、特徴的なオシレーションである。また、検討症例において、脳梗塞に陥っていない状態では、血管周囲腔の拡大が影響している可能性が示唆されたため、この脳表脳波による電気生理学的影響との関連を検討中である。以下の目標1及び2について、前述したようにまとめており、論文投稿している。目標1:慢性脳虚血性疾患(動脈硬化性病変やもやもや病)の脳血行再建術の際に測定した皮質脳波からパワースペクトラムと特徴的なオシレーションを解析し、非虚血性疾患(未破裂脳動脈瘤など)と比較解析を行う。目標2:慢性脳虚血性疾患における脳血行再建術後の皮質脳波のパワースペクトラムと特徴的なオシレーションの変化を解析する。慢性能虚血性疾患の血行再建術の際に、皮質脳波をモニターして血流増加による脳機能ネットワークを解析した。対象は、9例13半球のもやもや病で、開頭の際に脳表に電極を留置し、血行再建術を行った。比較対象としては未破裂能動脈瘤の手術の際に得られた脳表脳波からパワースペクトラムを解析した。ここで得られたプレリミナリーデータは、β帯域(13-30Hz)やγ帯域(30-80Hz)の変化である。すなわち、慢性脳虚血性状態にあるもやもや病では、コントロールと比較してβ帯域のパワースペクトラムが低く、血行再建術後のパワースペクトラムが上昇するという結果であった。脳虚血状態では、これまで低周波帯域の活動にしか注目されていなかった。高周波帯域の活動は、相対的パワーとしては小さくても機能的に重要であり、特にβ帯域のオシレーションは運動感覚の制御などと関連するとされ、この領域への可能性を示唆するデータである。現在、出血発症と虚血発症のもやもや病の電気生理学的な違いについても検討している。また、上記の検討症例を含めたもやもや病症例においては、脳梗塞巣の有無とは別に血管周囲腔が拡大することがわかった。血管周囲腔の拡大は、脳症血管病性変化の1つとされ、主幹動脈病変との関連は指摘されていない。今回わわれわれが見出した知見は、もやもや病による主幹動脈狭窄閉塞性変化いより動脈拍動の低下が血管周囲腔の脳脊髄液灌流を遅延させ、血管周囲腔の拡大をひき起こすと考えた。虚血の病態において血管周囲腔周囲の慢性炎症性変化が慢性脳虚血の病態形成に関与していると推定した。この血管周囲腔拡大が及ぼす電気生理学的な影響をさらに検討している。以下の目標1及び目標2についてまとめており、論文投稿した。目標1は、慢性脳虚血性疾患(動脈硬化性病変やもやもや病)の脳血行再検術の際に測定した皮質脳波からパワースペクトラムと特徴的なオシレーションを解析し、非虚血性疾患(未破裂脳動脈瘤)と比較解析を行う。目標2は、慢性脳虚血性疾患における脳血行再建術後の皮質脳波のパワースペクトラムと特徴的なオシレーションの変化を解析する。

てんかん外科の技術を応用し、慢性脳虚血性疾患の血行再建術の際に、皮質脳波をモニターして血流増加による脳機能ネットワークを解析した。対象は、9例13半球のもやもや病で、比較対象として未破裂脳動脈瘤の手術の際に得られた脳表脳波からパワースペクトラムを解析した。ここで得られたデータは、β帯域(13-30 Hz)やγ帯域(30-80 Hz)の変化、特徴的なオシレーションである。すなわち、もやもや病ではコントロール例と比較し、β帯域のパワースペクトラムが低く、血行再建術後にパワースペクトラムが上昇するという結果であった。脳虚血状態では、これまで低周波帯域の活動にしか注目されていなかったが、高周波帯域の活動は、相対的パワーとしては小さくても機能的に重要である。特にβ帯域のオシレーションは運動感覚の制御などと関連するとされ、高い注目をあびており、この領域への可能性を示唆するデータである。このような特徴は小児例でより顕著であった。また、無症候性例よりは症候性例でより顕著である傾向がみられた。さらに、MRIによる検討においては、脳梗塞に陥っていない状態では、血管周囲腔の拡大が虚血における脳機能に影響を及ぼしている可能性が示唆された。これらを実験動物において再現できるようなモデルを作成した。今後は、このモデル動物において薬物や電気刺激などのニューロモデュレーションにより、機能改善が得られる方法を見つけていくことを実験中である。今後は目標3及び4について、基礎的実験を行うとともに、臨床例では症例数を増やして正常例と比較し、より詳細な解析を行う必要がある。目標3:脳梗塞モデルラットにおいて、皮質刺激によるβ帯域やγ帯域の変化と、脳梗塞の縮小効果を解析する。目標4:慢性脳虚血性疾患において皮質刺激やTMSを行い、皮質脳波のパワースペクトラム変化や神経症状、高次脳機能の変化を解析する。さらに、前述した血管周囲腔拡大との関連から、髄液排出などが影響する可能性も検討する予定である。現在は目標3及び4について、基礎的実験を行うとともに臨床例では症例数を増やしして正常例と比較し、より詳細な解析を行っている。目標3については、脳梗塞モデルラットにおいて、β帯域やγ帯域の変化をとらえるモデルを作成した。現在、モデルを安定化させ、脳虚血の程度とβ帯域の変化をきたす要因との関連を観察できるようにしている。今後は、皮質刺激によるβ帯域やγ帯域の変化と、脳梗塞の縮小効果を解析することを考えると共に、前述した血管周囲腔拡大との関連も合わせてβ帯域の変化を観察していく。また、ラットについては通常のモデルでは、β帯域の変化や脳虚血の程度が予想よりも軽いため、SHRSPラットを使用していく予定である。詳細は以下のように予定している。1.両側総頚動脈閉塞モデルの作成:病理学的にヒトと類似した脳卒中を発生するSHRSPラットを使用する。4週のSHRSPラットにおいて、腹腔内注射による深麻酔を行い、両側総頚動脈閉塞モデルを作成する。これは脳梗塞を生じることなく慢性脳虚血をきたすモデルである。2.高次脳機能評価及び電気生理学的評価:高次脳機能評価は、プールを用いた行動試験を行う。プールを用いた行動評価機器はわれわれの施設で使用しており、新たな購入を必要としない。また、電気生理学的評価としては、Pinnacle Technology社の大脳皮質脳波測定システムで行う。
局所脳律動解析による非侵襲的言語機能局在同定法の確立と言語機能再建の試み

(1)非侵襲的言語機能局在同定法の確立および侵襲的局在同定検査との比較1)SAM法による言語機能局在評価言語課題として従来からの単語黙読課題のほか、より検出力を高めるために自発的発語課題を用いて言語機能局在を調べている。また課題による違いを調べた。仮名と漢字課題の比較では、漢字で側頭後頭底面の脱同期が仮名より強いが、検出される部位に明らかな差はなかった(平田他,臨床脳波,2006)。さらに単語に内在する感情的要素による影響を調べたところ、感情語では非感情語に比較して前頭前野、帯状回の反応を認めた。前頭前野の反応は感情語と非感情語で側方性が逆となることが明らかとなった。さらに感情語では中下前頭回の脱同期反応が強くなることが明らかとなった。これらの結果から、感情的要素により新たに感情に関係する領野の反応がでるが、言語機能局在の検出部位自体には差がないと考えられた(Hirata et al, NeuroImage, 2007)。2)慢性硬膜下電極刺激・術中覚醒下脳皮質刺激との比較てんかん患者や言語領野病変患者に対して硬膜下電極留置を行い、慢性硬膜下電極電気刺激による言語機能局在同定を行い、SAMの結果と比較した。その結果、現在の単語黙読課題は比較的よく言語機能局在を検出でき、硬膜下電極の留意位置の決定に有用であると考えられた。この成果を国際学会のシンポジウムにて発表した(Biomag 2006, ICCN 2006)。(2)言語機能発現にともなう局所的脳律動変化の時空間解析脳磁図についてgroup analysisの導入して、健常者における単語黙読時の脳律動変化局在のテンプレートを作製した(発表準備中)。(3)経頭蓋磁気刺激(TMS)による言語機能検査法の検討ナビゲーションガイドによる正確な高頻度磁気刺激による言語機能検査法の開発をめざす。現在倫理委員会申請中。(4)BCIを用いた言語機能再建の試み動物と道具、動詞と形容詞などカテゴリーの異なる言葉を自発発語させた時の脳律動変化を脳磁図・硬膜下電極にて計測し、カテゴリーの違いによる時空間周波数変化の違いを検討している。さらに弁別のための手法としてSupport vector machineを用いて、言語機能再建の可能性を探っている。仮名と漢字課題の比較では、漢字で側頭後頭底面の脱同期が仮名より強いが、検出される部位に明らかな差はなかった。

これらの結果から、感情的要素により新たに感情に関係する領野の反応がでるが、言語機能局在の検出部位自体には差がないと考えられた。2)慢性硬膜下電極刺激・術中覚醒下脳皮質刺激との比較てんかん患者や言語領野病変患者に対して硬膜下電極留置を行い、慢性硬膜下電極電気刺激による言語機能局在同定を行い、SAMの結果と比較している。言語領野病変の覚醒下手術を行い、術中覚醒下脳皮質電気刺激による言語機能局在同定を行い、SAMの結果と比較している。これまでの検討では、現在の単語黙読課題は比較的よく言語機能局在を検出できるが、Broca野の最前方領域を検出できない傾向が明らかとなった。3)神経脱落症状との比較術前・術後にわたり経時的に神経脱落症状を評価し、一時的脱落症状、持続的脱落症状と機能局在検査の結果との比較をしている。(2)言語機能発現にともなう局所的脳律動変化の時空間解析・言語領野に慢性硬膜下電極が留置されている患者を対象として、脳磁図と慢性硬膜下電極を用いて言語課題時の局所的脳律動変化の時空間分布を調べている。(1)非侵襲的言語機能局在同定法の確立および侵襲的局在同定検査との比較1)SAM法による言語機能局在評価言語課題として従来からの単語黙読課題のほか、より検出力を高めるために自発的発語課題を用いて言語機能局在を調べている。また課題による違いを調べた。仮名と漢字課題の比較では、漢字で側頭後頭底面の脱同期が仮名より強いが、検出される部位に明らかな差はなかった(平田他,臨床脳波,2006)。さらに単語に内在する感情的要素による影響を調べたところ、感情語では非感情語に比較して前頭前野、帯状回の反応を認めた。前頭前野の反応は感情語と非感情語で側方性が逆となることが明らかとなった。さらに感情語では中下前頭回の脱同期反応が強くなることが明らかとなった。これらの結果から、感情的要素により新たに感情に関係する領野の反応がでるが、言語機能局在の検出部位自体には差がないと考えられた(Hirata et al, NeuroImage, 2007)。2)慢性硬膜下電極刺激・術中覚醒下脳皮質刺激との比較引き続き、てんかん患者や言語領野病変患者に対して硬膜下電極留置を行い、慢性硬膜下電極電気刺激による言語機能局在同定を行い、SAMの結果と比較した。その結果、現在の単語黙読課題は比較的よく言語機能局在を検出でき、硬膜下電極の留意位置の決定に有用であると考えられた。この成果を国際学会のシンポジウムにて発表した(Biomag 2006, ICCN 2006)。(2)言語機能発現にともなう局所的脳律動変化の時空間解析脳磁図についてgroup analysisの導入して、健常者における単語黙読時の脳律動変化局在のテンプレートを作製した(発表準備中)。(3)経頭蓋磁気刺激(TMS)による言語機能検査法の検討ナビゲーションガイドによる正確な高頻度磁気刺激による言語機能検査法の開発をめざす。現在倫理委員会申請中。(4)BCIを用いた言語機能再建の試み動物と道具、動詞と形容詞などカテゴリーの異なる言葉を自発発語させた時の脳律動変化を脳磁図・硬膜下電極にて計測し、カテゴリーの違いによる時空間周波数変化の違いを検討している。
サブミリ波領域におけるヘテロダイン分光法の研究

サブミリ波のヘテロダイン分光に於ては,局部発振源と低雑音ミキサーの研究が重要であり, 3年間を通じ各々に以下の様な研究を行い成果を得た.1局部発振源として使用する光励起サブミリ波レーザーの周波数及び出力を安定化するため,その鍵をにぎる励起用CO_2レーザーの周波数・出力の安定化を(1)サブミリ波レーザーの活性媒質として使用する気体分子のシュタルク効果(詳しくはシュタルクラムディップ)を利用して行う方法を考案し,実験的に10^<-8>以上の周波数安定度(Δf/f)が得られる事を確認した.(2)周波数安定化した2周波発振He-Neゼーマンレーザーで光路差を制御した外部共振器を基準にしてCO_2レーザー周波数を安定化する方法を考案し10^<-8>周波数安定度を得た. (1)の方法は簡単な方法であるが,シュタルク効果を示す発振線に対してのみ有効であり, (2)は少々複雑であるがどの発振線に対しても有効である.2ミキサーについて(1)4波長アンテナとコーナーリフレクター付き準光学的マウントのNb点接触型接合を作製し, 469μm(693GHz)で-16.8dBの変換効率と1660Kの雑音温度(SSB)を得た.(2)ロングワイヤーアンテナ付きSIS素子をPb合金系で作製して,コーナーリフレクター付き準光学的マウントにセットして受信器を構成し, 604GHzと67GHzの9次の高調波混合の実験から55.4αB, 693GHzと139GHzの5月の混合実験で43.5αBの値を得た.(3)ボウタイアンテナ付きNb系SIS素子を作製して,レンズ系を組み合わせた準光学的導波路と共に受信器を構成し, 337GHzにおける基本波混合の実験を行なって,準粒子による混合が行なわれていることを確認した.サブミリ波のヘテロダイン分光に於ては,局部発振源と低雑音ミキサーの研究が重要であり, 3年間を通じ各々に以下の様な研究を行い成果を得た.1局部発振源として使用する光励起サブミリ波レーザーの周波数及び出力を安定化するため,その鍵をにぎる励起用CO_2レーザーの周波数・出力の安定化を(1)サブミリ波レーザーの活性媒質として使用する気体分子のシュタルク効果(詳しくはシュタルクラムディップ)を利用して行う方法を考案し,実験的に10^<-8>以上の周波数安定度(Δf/f)が得られる事を確認した.(2)周波数安定化した2周波発振He-Neゼーマンレーザーで光路差を制御した外部共振器を基準にしてCO_2レーザー周波数を安定化する方法を考案し10^<-8>周波数安定度を得た. (1)の方法は簡単な方法であるが,シュタルク効果を示す発振線に対してのみ有効であり, (2)は少々複雑であるがどの発振線に対しても有効である.2ミキサーについて(1)4波長アンテナとコーナーリフレクター付き準光学的マウントのNb点接触型接合を作製し, 469μm(693GHz)で-16.8dBの変換効率と1660Kの雑音温度(SSB)を得た.(2)ロングワイヤーアンテナ付きSIS素子をPb合金系で作製して,コーナーリフレクター付き準光学的マウントにセットして受信器を構成し, 604GHzと67GHzの9次の高調波混合の実験から55.4αB, 693GHzと139GHzの5月の混合実験で43.5αBの値を得た.(3)ボウタイアンテナ付きNb系SIS素子を作製して,レンズ系を組み合わせた準光学的導波路と共に受信器を構成し, 337GHzにおける基本波混合の実験を行なって,準粒子による混合が行なわれていることを確認した.本年度に於ては、局部発振器の周波数安定化と、Nb系SISミキサーの製作及び基礎的特性の測定を行なった。1局部発振器用光励起サブミリ波レーザーの周波数安定化を、気体分子のシュタルク効果を利用した安定化法を考案して実験を行ない、励起用【Co_2】レーザー及びサブミリ波レーザーともこの方法により、【10^(-8)】以上の周波数安定度(Δf/f)が得られることが分った。この方法は、シュタルク効果が顕著な吸収(又は発振)線に対しては有効である。2ミキサーに関して、温度サイクルや大気中の水蒸気に強いと言われるNb系SIS素子を作製し、ミリ波領域で基礎的な特性の測定を行なった。この素子はNb/Al・AlOx/Nbの構造を持ち、ギャップ電圧3mV(Pb系SISでは2.5mV,この値が大きい程高周波特性は良い)で、ギャップ電圧に於る準粒子電流の立ち上りもPb系の場合より鋭くなっている。そのため4.2Kの素子温度で、70GHzのマイクロ波照射に対して、Pb系の場合には観測されなかった準粒子ステップが鮮明に観測された。140GHzのマイクロ波の照射に対してはステップ間隔が2倍になるため、ステップは更に鮮明であった。Pb系SISの場合、準粒子ステップは1.7Kで140GHzマイクロ波照射に対してはじめて観測されたことを考えると、Nb系素子のギャップ電圧に於る鋭い立ち上り特性が、このような好ましい結果をもたらしたと結論できる。この素子を使い、10GHzと70GHzマイクロ波の7次の高調波混合の実験も行い、IF(中間周波)信号も得た。
脊柱後縦靭帯骨化症の遺伝子レベルでの原因解明と臨床への応用

本年度は60歳未満の頚椎後縦靱帯骨化症(OPLL)のうち、2椎体以上に連続して骨化が認められた連続型症例の血液サンプル30例について、XpおよびCTを用いた画像と血液生化学データとの臨床的な関連について検討した。その結果、全身性の骨関節炎症性マーカーと骨化部位および伸展状態との間に関連を認めなかった。また従来報告されている糖尿病との関連についても関連を見いだせなかった。また60歳以上のOPLL症例との画像比較では、60歳未満群で骨化部位は第3頚椎を含む上中位頚椎部に統計学的に有意に多かった。疾患感受性遺伝子であるCollagen11A2および6A1遺伝子多型と骨化形態との間に関連は見いだせなかったが、経時的な骨化伸展との関連について検討が必要である。また、ヒト間葉系幹細胞におけるAdenovirusによるTSG-6遺伝子の強発現により、骨特異的遺伝子とタンパクの抑制、alkaline phosphatase活性の抑制が見られた。さらにBMPシグナルパスウェイにおけるSmad1のリン酸化抑制とSmad complexの核内移行の抑制を認めた。C2C12細胞においても、骨特異的転写因子の抑制を認めた。またTSG-6とBMP-2の結合親和性は、ヒアルロン酸添加によって消失し、TSG-6によるBMP-2誘導骨芽細胞分化の抑制も消失した。すなわちヒアルロン酸結合ドメインが関与したTSG-6タンパクとBMPとの直接相互作用により、TSG-6がBMPの受容体結合を抑制して、次のBMPシグナルを抑制し、さらには骨芽細胞分化を抑制すると考えられた。またBMP-2とTSG-6の結合親和性は、ピアルロン酸によって制御されると考えられた。OPLLの異所性骨化が骨芽細胞促進と抑制のインバランスによって生じると考えた場合、TSG-6はOPLLの異所性骨化を抑制する標的分子になる可能性がある。本年度は頚椎後縦靭帯骨化症(OPLL)のうち連続型といわれる2椎体以上に連続して骨化伸展が認められた症例の血液サンプル30例およびコントロールとして65歳以上の靭帯骨化を認めない症例の血液サンプルを50例集めDNAの分離、抽出を行った。またこれらの症例および以前から収集していた症例について画像および血液等について臨床データを収集した。さらに遺伝子解析としてはHuman retinoic X receptor beta遺伝子の解析を行い、以前に報告されているrs2072915のSNP(A→T)について、今回新たなDNAサンプルを用いてvalidation studyを行った。その結果Tを持つOPLL症例のアレル頻度は0.169、コントロールのアレル頻度は0.208であり、カイ二乗値は3.0256、P値0.082で、case-control studyにおける有意差は認めることができなかった。またOPLLおよびコントロール由来黄色靭帯培養細胞に対しアスコルビン酸、デキサメタゾン、ベータグリセロフォスフェートを加えた骨化誘導培地を添加し、骨化関連因子に関するマイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析を行った。その結果TSG-6(tumor necrosis factor-stimulated gene 6)という遺伝子の発現の減少を両者で認めた。mRNAレベルでのRT-PCRによる定量解析ではTSG-6の発現がOPLLで75%、コントロールで50%減少しており、OPLL由来細胞での発現減少が強いことを確認した。また骨化誘導培地における両者の発現減少は、この因子が骨芽細胞分化の制御に関与していることが示唆された。
地域における定住外国人の主体的な日本語習得に関する縦断的調査・研究

1.定住外国人の主体的な日本語習得の実態が明らかになった。地域に定住する外国人の日本語学習と言語習得を多面的に知ることを目的として、定住外国人言語使用の実態、日本語の学習ストラテジー、言語の使用場面などについて調べた。調査の方法は、外国人に対する質問紙調査やインタビュー調査である。定住外国人自身はいうまでもなく、配偶者や家族、地域日本語教室や支援ボランティアなど定住外国人をとりまく外的環境に注目しながら調査を行った。(調査地点:仙台市、岩沼市、本吉町、志津川町、大和町、亘理町、茨城県大洗町、ブラジル国サンパウロ市、パラナ州)定住外国人の日本語能力は、来日前の学習歴と来日後の学習環境によって決定される。学習者によって様々な日本語の学習方法があり、学習段階に応じて自分自身の学習方法を次から次へと見出していける者ほど、日本語力の発達がみられる。結論としては、定住外国人と周囲の一般の日本人のかかわりの重要性を強調し、「異なる文化背景をもつ他者と関係性の築ける地域社会をめざす」ことの必要性について強調した。2.宮城県内の定住外国人の出身地におけるフィールド調査平成17年度末におこなった、ブラジルサンパウロにおける調査記録とインタビュー調査をまとめた。特に、ブラジル人生徒については、日本とブラジルで体験する二重の文化摩擦について言及した。3.定住外国人の言語習得に関する基本的文献の収集と要旨集の作成のまとめ定住外国人の言語習得に関する基本文献調査を完了し、要約集を完成させた。この基本文献調査は、すべての定住外国人研究の基礎資料として役立てられる。(http://koho.miyakyo-u.ac.jp/IUERC/kenkyu-1-5.htmにて公開)。4.研究成果の還元研究代表の市瀬は、宮城県「外国籍児童生徒支援ネットワーク構築のための検討委員会」の座長となり、平成18年度からスタートする宮城県の「外国籍児童生徒支援ネットワーク」の構築に尽力した。加えて宮城県で「多文化共生条例」の制定が検討されることになり、市瀬は審議会のメンバーに加わって、本研究課題から得られた知見を活用した。その他、研究の成果は平成15年から17年にかけて、逐次学会で発表し、学術雑誌にて公表した。以上研究の成果は、市瀬智紀編『地域における定住外国人の主体的な日本語習得に関する縦断的調査・研究』(科学研究費補助金(基盤研究B 153200062報告書)研究成果報告書、2006年、全190頁に抜粋収録している。(論文9編、資料4編)。本年度の調査は、市瀬・川上・助川・高橋の4名によって行ない、以下のような研究実績が得られた。1.宮城県内外の定住外国人の動向を把握するための調査活動(1)地理学ソフトをつかって、宮城県各市町村の定住外国人の地域的な分布状況に関する分布図を作成した。

このことにより、人数別、国籍別、地域別の定住外国人の分布状況を明らかにすることができた。(2)宮城県国際交流協会が主催する地域日本語教室を対象とするセミナーに関わり、宮城県内の日本語教室の運営ボランティアと意見交換したほか、地域日本語教室を対象とする情報ネットワークに参加する機会を得た。(3)宮城県の定住外国人の生活状況を把握するため、県内の定住外国人に対する生活説明会に参加した。(4)宮城県以外の定住外国人の状況を理解するため、東京都武蔵野市の定住外国人や奈良県の在日朝鮮人に関するシンポジウムやセミナーに参加した。2.宮城県内の定住外国人の主体的な言語習得に関する聞き取り調査(1)中国、韓国、ブラジル出身の定住外国人とその配偶者述べ10名に対して、聞き取り調査を行った。定住外国人にとって、来日間もない期間は、単語帳やノートをつくるなど、独自のストラテジーをたてて日本語の習得に努力している。またこの期間は配偶者やその家族など、周囲の日本語母語話者の関与が重要な役割を果たしている。学習がある程度すすむと、日本語の構造的な学習すなわち文法的な振り返りを必要とする。そのために日本語能力検定試験が一つの努力目標になっていることなどがわかった。(2)平成13年度の非都市部での聞き取り調査と今年度の調査との比較研究を行った。仙台市以外の地域(非都市部)の定住者は、同国人同士の付き合いは盛んだが、言語生活空間が限定されていた。また、夫や子どもとの必要最低限の日本語習得を目標としているが、日本語力や方言の問題もあって感情の伝達が思うようにできない。さらに、都市部とはちがって、家事労働の占める時間が多く、自主的に学習する時間がとれないこともわかった。これらの調査の状況は、2003年度第11回日本語教育学会にて口頭発表したほか、後掲の各研究論文に反映されている。平成16年度は、インタビュー調査の範囲と人数、国籍を広げて継続調査する予定である。(特に宮城県大和町の日系ブラジル人労働者に関する聞き取り調査を準備している。)さらに移民を多く抱える先進諸国(カナダ・アメリカ・オーストラリア等)の事例と研究成果を研究に取り入れるため、海外でのフィールド調査を計画している。本年度の調査は,市瀬、川上、助川、高橋の4名によって行い、以下のような研究実績が得られた。1.定住外国人の言語習得に関する基本的文献の収集と要旨集の作成定住外国人の言語習得に関する研究史を総括するため、関連する87件の論文を収集し、前103ページの要旨集を作成した。定住外国人の基礎的な研究として役立てられる。2.宮城県内外の定住外国人の動向を把握するための調査活動(1)昨年度作成した宮城県内の定住外国人の地域的な分布状況を表した分布図を更新した。(2)宮城県国際交流課主催の「多文化共生フォーラム」に関わり、宮城県内における多文化共生社会の実現にむけて提言を行った。宮城県への政策提言にも本研究グループの見解を反映させることができた.3.宮城県内の定住外国人の主体的な言語習得に関する聞き取り調査本年度は黒川郡大和町に集中して居住している日系ブラジル人就労者とその子女の言語習得について調査した。
活性型Rasタンパク質のGTPを標的とした中赤外レーザーによる腫瘍制御法の開発

生体内の各種分子結合はそれぞれ赤外領域の光に一致する分子振動をもつ。特定の分子振動と同じレーザーを照射し効率よく標的結合にエネルギーを吸収させることで選択的分子切断が可能となればその意義は大きい。本研究では細胞内でリン酸化によって細胞増殖を促進するグアノシン三リン酸(GTP)を標的とし、GTPのリン酸基を選択的に切断し物性変化させるレーザー光の探索を行った。GTP薄膜に差周波発生式中赤外波長可変ナノ秒パルスレーザーで設定した様々な振動数のレーザーを照射しフーリエ変換赤外分光光度計にてスペクトルの変化を観察し、組成変化を起こす可能性があるレーザー光を認めたが、現在検討の途中である。本研究は赤外領域の波長の中で特異的にリン酸結合を解離することができるレーザー光の探索を目的としている。本研究では多種のタンパク質に結合し細胞増殖や分化を調整するグアニンヌクレオチドの一つGTPのリン酸結合をターゲットとしている。フッ化バリウム結晶板に塗布したGTP溶液を、自然乾燥によって凝集させ、それに対する顕微フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)を用いて赤外吸収スペクトルの測定を行った。比較対象としてGDP、GMPまたATP、ADP、AMPなどについてもスペクトルの測定を行った。GTP中のリン酸結合に特有の赤外吸収ピークが観察される9.2μmを差周波発生方式中赤外波長可変ナノ秒パルスレーザー(DFGレーザー)の照射波長として試料に照射し、照射前後の試料の吸収スペクトルの解析を行っている。悪性腫瘍に対して外科療法、放射線治療、化学療法が主に行われているが、全身状態や副作用の影響から、これら治療を断念し終末医療に移行する患者も少なくない。このような担癌患者に対し放射線治療のように局所的に作用し、分子標的薬の利点とする分子選択性を備えた低侵襲な延命治療の開発が望まれる。赤外領域のレーザーは正常組織に対し低侵襲で,生体内の各分子内振動が赤外波長領域に各吸収ピークを認めることから,特定の原子間振動と同じ振動数のレーザーを照射することによって、特定の分子内結合を高振動状態に励起し、原子間の結合切断を可能にする期待がもたれているがこれまで成功に至っていない。本研究は細胞内シグナル伝達のリン酸化反応によって細胞増殖に重要な役割を果たすグアニンヌクレオチドのリン酸基に着目し、リン酸結合を選択的に切断する赤外レーザーの探索を目的とする。方法としてはグアノシン三リン酸(GTP)水溶液を自然乾燥させフッ化バリウム結晶板上の薄膜に発振波長を任意操作できるDFGレーザーを用いて照射実験を行い、フーリエ変換赤外分光光度(FTIR)にて中赤外波長領域のスペクトルを測定し照射前後の変化を観察した。また照射前後の物質組成を調べるためにHPLCによる分析を行った。さまざまな波長を含めた条件検討によって、特定の波長かつ、一定の条件下でのレーザー照射によってリン酸結合の振動領域スペクトルに顕著な変化を認めた。現在照射前後の質的、量的変化を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて確認実験を進めている。方法)GTP水溶液を自然結晶化させ、フッ化バリウム(以下BaF2)結晶板で挟んだGTP薄膜に対し、リン酸結合の振動領域(810μm)に設定した差周波発生式中赤外波長可変ナノ秒パルスレーザー(以下DFGレーザー)にてさまざまな波長のレーザー光照射実験を行った。レーザー照射前後のGTP被膜をフーリエ変換赤外分光光度計(以下FT-IR)によって中赤外領域の吸収スペクトルの変化を観察した.なお、波長だけでなくGTPの濃度、照射時間、出力について条件変更を行った。照射前後のFT-IRで変化のあったGTP薄膜は高速液体クロマトグラフィー(以下HPLC)により分析を行った。結果)1FTIRでリン酸領域中もっともピークの著しかった9.28μmのレーザー光照射ではリン酸領域のスペクトルの縮小のみを認めたが,FTIRにてGMPにはなくGTPで認めたピークと一致した8.05μmレーザー光照射によってGTPのリン酸領域の吸収ピークの鈍化を認めた。さらに8.05μmのレーザー照射前後のサンプルについてHPLCで分析し比較したところ、GDPとGTPの組成比率に変化はないが,出力の増加に伴い非GTP、GDP、GMPの分解産物の組成比率が増大する傾向を認めた。結論)リン酸基選択的切断の根拠は得られていないが、FTIRのスペクトル変化とHPLCの分析結果から、8.05μmのレーザー光はGTPに選択的効率性をもち物性変化を起こすレーザー光の可能性が示唆された。照射前後でスペクトル変化を起こすレーザー光の波長、時間、出力、試料濃度などのスクリーニングに時間を要した。

レーザー現時点ではある条件下での特定の波長のレーザーによってリン酸領域の吸収スペクトルの変化を確認できており、さらに照射後の物性変化を調べるためにHPLCやNMRによる分析を行う予定である。また熱エネルギーの最小化の検討など、最適条件の探索を続けていく予定である。現時点では照射前後でリン酸結合のピークの明らかな変化や傾向など認められなかった。その要因として出力によって試料が掘れてしまうこと、また出力が低いと照射位置が不明瞭になることなどが挙げられる条件を多数行う必要がある。レーザー波長や照射条件のスクリーニングに時間がかかり、次の実験に進むことができなかった。そのため当年度の実験計画での見積もり予算すべてを支出することができなかった。上記各問題点を解決するため、レーザーの出力や照射時間、試料の濃度など最適条件を検討し、レーザー照射実験とスペクトル計測を行っていく予定である。スクリーニングは終了しているため、今年度は次に行う解析するために必要な消耗品や解析実験に必要な機材と学会発表の旅費として支出する予定である。第一の実験での明らかな結果が現時点では出ていないため、次の実験に進めることができない。そのため初年度実験計画での見積もり予算をすべて支出することができなかった。現時点までに繰り返し行っている実験について同様に進めていくとともに、ある程度結果が出たら、次の実験で使用する、タンパク質の精製や細胞の準備に早期に取り掛かり予定である。
骨微小環境を再現した癌の骨浸潤能評価モデルの開発と新規骨吸収診断マーカーの探索

口腔癌の骨浸潤能は,浸潤先端部で骨微小環境の影響をうけていると考えられる。臨床応用が可能な骨微小環境を再現した癌の骨浸潤能評価モデルの開発を目的に研究を行った。1)臨床材料の検討:歯肉癌患者の生検の組織学的浸潤能とX線骨吸収型との間に相関はなく,手術材料の骨浸潤様式とX線骨吸収型との関連,破骨細胞数の増減でも有意な相関はなかった。浸潤型骨吸収を示す標本で,TGF-β,TGF-βRが有意に上昇した。3)臨床的材料の骨吸収マーカー候補因子の検討TGF-βに着目しヌードマウス傍骨膜骨破壊モデルで,TβRI-Iの効果を検討した。HSC-2により虫喰い状の骨破壊を認めたが、TβRI-Iにより骨浸潤は抑制された。TGF-β添加のHSC-2の培養上清は破骨細胞形成を促進し、骨吸収因子TNF-α, CCN2, RANKL mRNAを有意に上昇させたが,TβRI-Iで抑制された。以上より、骨微小環境を再現したin vitro骨浸潤評価モデルの有用性を示すと同時に、TGF-βとその受容体のシグナル伝達が有用なマーカーになる可能性が示唆された.口腔癌の骨浸潤能は,浸潤先端部で骨微小環境の影響をうけていると考えられる。以上より、骨微小環境を再現したin vitro骨浸潤評価モデルの有用性を示すと同時に、TGF-βとその受容体のシグナル伝達が有用なマーカーになる可能性が示唆された.口腔癌の骨浸潤能は,浸潤先端部における骨微小環境の影響を大きくうけていると考えられる。そこで臨床応用が可能な骨微小環境を再現した癌の骨浸潤能評価モデルの開発を目的に研究を行った。今年度は,(1)生検での臨床病理学的悪性度や浸潤能と骨浸潤の予測性,X線学的評価との関連について,(2)各種骨基質蛋白を添加し,骨微小環境を再現した骨基質培養シャーレに,各種口腔癌細胞を播種し,骨吸収活性化因子や血管新生因子(CTGF, VEGF)のmRNAレベルでの発現を,定量的PCRを用いて測定し,骨微小環境により変化する破骨細胞活性化因子の検討を行った。(1)臨床的病理的検討当科で加療を行った歯肉癌患者の手術標本のうち,資料の整った症例について検討した。1)生検の組織学的浸潤能の病理学評価(山本,小浜の分類)とX線学的骨吸収との間に相関は認めなかった。2)歯肉癌における組織学的骨浸潤像とX線学的骨破壊像との関連でも,また,破骨細胞数の増減と組織学的骨浸潤の関連でも有意な相関は認められなかった。以上の結果は,通常の生検組織から骨破壊能を予知することの困難性を示すものであり,骨浸潤能評価モデルの必要性を示す結果であった。骨微小環境下に遊離する非コラーゲン性骨基質蛋白(IGF II, TGF-β,IGF I, PDGF, bFGF)を添加した骨基質培養シャーレに,各種癌細胞を培養し,骨吸収因子,血管新生因子など癌の骨浸潤に関わる因子をmRNAレベルで網羅的に検討した。現在,全ての成長因子の個別の影響に関する結果による集計はとれていないが,TGF-β,IGF-IIが骨吸収に関連する遺伝子群の調節に与える影響が強いこと,癌細胞間でかなりバラツキがあるが,骨吸収促進因子の発現(特にPTHrP)ならびに血管新生因子の変化の多くが促進性に働いており,骨微小環境により,癌細胞は調節をうけていることが示唆された。人工的に作製した骨微小環境により変動する癌細胞の骨吸収関連因子発現の同定ならびに,直接骨内に移植した癌細胞の骨微小環境での動態の比較から、in vitro骨浸潤予測モデルとしての有用性を検討した。マウス骨芽細胞をアスコルビン酸存在下で培養後,Triton-X、NH_4OHで処理し,骨基質培養シャーレを作製,非コラーゲン性骨基質蛋白を添加し人工的骨微小環境を作製し、以下の検討を行った。in vitro骨微小環境で培養した癌細胞培養上清を破骨細胞形成系に添加したところ,HSC-2,HSC-3において破骨細胞数の有意な増加を認めた。癌細胞をヌードマウスの大腿骨骨髄腔に注入し、X線学的、組織学的に検討した。HSC-2,HSC-

3,HSC-4は骨髄腔内での増殖を示したが,HO-1-u1,HO-1-N1は増殖を示さなかった。腫瘍面積および破骨細胞数はHSC-2,HSC-3はHSC-4より有意に増加していた。(2)in vivo骨微小環境における癌細胞の骨吸収関連因子の発現の検討(進行中)免疫組織化学および腫瘍塊の骨吸収関連因子のmRNAの発現と、in vitro骨微小環境での癌細胞のmRNA発現の相関を検討中である。口腔癌の骨浸潤能は,浸潤先端部における骨微小環境の影響を大きくうけている。そこで臨床応用可能な骨微小環境を再現した癌の骨浸潤能評価モデルの開発を目的に研究を行った。平成18年度の成果にさらに癌細胞を追加して、骨浸潤評価モデルの有用性を検証した。その結果、骨微小環境を再現したin vitro骨浸潤評価モデルでは、癌細胞は多くの骨吸収関連因子の発現の変化を認め、in vitroの結果はin vivo骨髄腔内癌移植モデルとの相関を認めた。(2)臨床的材料の骨吸収マーカー関連候補因子の検証とその意義1)骨吸収関連因子の免疫組織学的検討と骨吸収様式との関連下顎歯肉癌患者の手術材料の骨浸潤像、浸潤様式、X線骨吸収様式の間に相関はなかった(平成17)。本年度は骨吸収関連因子の免疫組織学的検討を行ったところ、浸潤型骨破壊を示す標本では,TGF-β,TGF-βR両者が有意に上昇した。2)TGF-βの阻害剤TβRI-Iを用いた癌骨浸潤に及ぼす実験的検証ヌードマウス傍骨膜骨破壊モデルで,TβRI-Iの効果を検討した。HSC2細胞により虫喰い状の骨破壊を認めたが、TβRI-Iにより骨浸潤・増殖は抑制された。
折り畳み構造の機械的特性の解明と工学応用に関する研究

本研究の目的は,折紙の展開収縮構造を工学へと応用し,日本発の産業イノベーションを創出することである.本研究では工学応用の一例として,ねじり座屈のパターンを基に得られる円筒の展開収縮構造の機械的特性を明らかにし,防振器としての機能を検証した.数値解析により,円筒の展開収縮構造に線形ばねを付加した構造は,ばね定数がほぼ零となるような変位領域を持つばね特性を持つことが明らかになった.加振シミュレーションおよび加振実験によって,本構造を防振器とすると,広い周波数帯域で効果的に振動が低減でき,さらに鋭い共振ピークは現れないことが明らかになった.本研究の目的は,数理的に得られた折り畳み可能な形状を工学へと応用し,日本発の産業イノベーションを創出することである.2015年度は工学応用の一例として,折り畳み可能な構造からなる防振機構について研究を進めた.1汎用的な機械要素を用いて実現可能な折り畳み構造の設計本研究では円筒のねじり座屈のパターンから生まれた筒型の折り畳み構造を対象とした.本折り畳み構造は,伸縮の過程において双安定な挙動を示すことが知られており,これが防振性能を得るために必要であるからである.本折り畳み構造は数理的な模型であり,3本以上のトラス部材が1点に集まり自由に回転するピン結合は汎用的な機械要素を用いての実現が難しく,信頼性・安全性の点からも問題がある.そこで,部材同士の干渉を減らし,複数のトラス部材が1点に集まることのないよう設計を行った.トラス部材を線形ばね,ジョイント部をユニバーサルジョイントで表現し,金属製の折り畳み模型を製作した.2金属製折り畳み模型の力学的特性試作模型に荷重を負荷し伸縮させた時の構造の変位を測定し,試作模型の荷重ー変位曲線を得た.数理模型では考慮されていないジョイント部の摩擦の影響を考慮する必要があるが,試作模型において本研究の要となる双安定性が問題なく得られていることを確認した.3金属製折り畳み模型の防振性能評価折り畳み構造の防振性能を評価するため加振実験を行った.結果,ある周波数域で優れた防振性能を発揮することが明らかになった.現在は試作模型1台の結果のみのため,異なる設計条件で新たな模型を製作し,防振可能な周波数域を拡張すること,および設計条件と防振性能の関係を明らかにすることが今後の課題である.これらの研究成果は国内外の学会および一般市民向け講演会等で発表を行った.また,1本の学術論文を投稿済み(査読中),1本の学術論文を執筆中である.2015年度の目標であった「汎用的機械要素を用いた折り畳み構造の試作」と「加振実験による防振性能の評価」を達成できたため.本研究の目的は,数理的に得られた折り畳み可能な形状を工学へと応用し,日本発の産業イノベーションを創出することである.2016年度は以下の2点について取り組んだ.1折り畳み可能な構造からなる防振器の設計・性能評価本研究テーマは,折り畳み可能な円筒構造が双安定性を有することを利用して,ばね係数が0に近い(Quasi-zero stiffness)変位領域を持つ防振器を設計し,その防振性能を評価するというものである.2015年度に設計した防振器では,防振可能な周波数域が限られていたため,それを拡張できるよう,2016年度は設計条件を変更した新しい防振器を試作した.新しい防振器の非線形ばね特性を測定し,ばね係数が0に近い変位領域が当初の模型よりも広くとれることを確認できたため,防振可能な周波数域を拡張できる予測を立てることができた.2多種多様な折り畳み構造の展開・収縮過程における機械的特性の解明展開可能部とコア部を交互に有する構造に対し,展開可能部の収縮過程およびコア部の圧壊過程の力学的特性を計測した.展開可能部は比較的柔らかい構造であるのに対し,コア部は硬い構造であるので,これらを組み合わせることにより,素材を変えずに用途に見合った剛性を持つ構造を設計できることが明らかになった.緩衝材や製品ケース等,衝撃を吸収する構造の設計へと応用が見込まれる.これらの研究成果は国内外の学会および一般市民向け講演会等で発表を行った.また,2本の学術論文が採択された(内,1本公開済み,1本公開予定).2016年に研究室が移動になり,研究遂行に必要な測定機器の移動,設置,不具合の対応,再現性の確認に時間を要したため.本研究の目的は,数理的に得られた折り畳み可能な形状を工学へと応用し,日本発の産業イノベーションを創出することである.2017年度は以下の2点について取り組んだ.1折り畳み可能な構造からなる防振器の設計・性能評価本研究テーマは,折り畳み可能な円筒構造が双安定性を有することを利用して,ばね係数が0に近い(Quasi-zero stiffness)変位領域を持つ防振器を設計し,その防振性能を評価するというものである.研究室の移動に伴い,実験を行う環境を整え再現性の確認を行った.2016年度に試作した防振器において加振実験を行い,防振可能な変位領域を拡張できることを確認した.2多種多様な折り畳み構造の展開・収縮過程における機械的特性の解明モーダル解析を用い,展開構造の剛性の定量的評価を試みた.展開構造は展開可能な方向には低剛性であるが,シミュレーションによって低い剛性を得るためには,折線部分を厳密にモデル化する必要があり,面要素と折線部分を一体として扱うような簡略化はできないセンシティブな構造であることが明らかになった.

これらの研究成果は日本応用数理学会研究部会合同発表会にて口頭発表を行った.さらに,発展させた研究成果を2018年度にアメリカ機械学会にて口頭発表する予定である.本研究の目的は,折紙の展開収縮構造を工学へと応用し,日本発の産業イノベーションを創出することである.本研究では工学応用の一例として,ねじり座屈のパターンを基に得られる円筒の展開収縮構造の機械的特性を明らかにし,防振器としての機能を検証した.数値解析により,円筒の展開収縮構造に線形ばねを付加した構造は,ばね定数がほぼ零となるような変位領域を持つばね特性を持つことが明らかになった.加振シミュレーションおよび加振実験によって,本構造を防振器とすると,広い周波数帯域で効果的に振動が低減でき,さらに鋭い共振ピークは現れないことが明らかになった.加振実験の結果,本防振機構はある周波数域で優れた防振性能を発揮することが明らかになった.現在は試作模型1台の結果のみのため,異なる設計条件で新たな模型を製作し,防振可能な周波数域を拡張すること,および設計条件と防振性能の関係を明らかにすることを目的に研究を継続する.さらに,防振機構に用いた円筒のねじり座屈のパターンから生まれた筒型の折り畳み構造だけではなく,他の折り畳み構造に対しても力学的特性の把握を進める.伸縮過程における荷重と変位の関係,各部材に生じるひずみを解析する.新しく試作した防振器の加振実験を行う.設計工学,折紙工学外部の業者に委託することなく,本学の付属工場において模型の試作を行うことができたため,材料費や製作費を予定よりも安価に抑えることができた.外部の業者に委託することなく,本学の付属工場において模型の試作を行うことができたため,材料費や製作費を予定よりも安価に抑えることができた.設計条件と防振性能の特性を明らかにするため,今年度は設計条件の異なる模型を複数製作するが,予算に余裕があるため予定よりも多くの模型を製作し詳細な研究を行う予定である.2016年度に研究室を移動したことに伴い測定機器が不足しているため,加速度計等の購入を予定している.
正常唾液腺培養細胞の維持と放射線照射唾液腺への移植による唾液腺再生の試み

本研究は正常唾液腺培養細胞の長期培養を目指した培養法の開発と放射線照射後の萎縮腺組織への唾液腺細胞の移植による再生治療の可能性を検討することを目的とした。ヒト顎下腺より得られた正常細胞は、継代を続けていくと8継代目に細胞増殖速度が急速に低下する。これは細胞培養によりp16が増加した結果、RB経路が停止する細胞老化であることを明らかにした。そこで、われわれは本培養細胞にmutant CDK4, cyclinD1, human Telomerase Reverse Transcriptase(hTERT)の3つの遺伝子を導入することで不死化に成功した。本培養細胞を放射線照射により唾液腺を破壊したヌードマウスに対し移植を試みたが、唾液腺は再生しなかった。さらにヒトの放射線治療後の唾液腺が再生のニッチとなりうるかを免疫組織学的に検討したところ、放射線照射後の唾液腺にはEGFが発現しておらず、唾液腺細胞を再生させるためのニッチとしては不十分であることが確認され、現在考えられている細胞移植による唾液腺再生は困難であると考えられた。頭頚部癌に対する放射線治療やシェーグレン症候群などにより唾液腺の萎縮が引き起こされ、患者は日常的に粘膜の炎症を引き起こし、慢性的な痺痛、会話や食事の障害を訴える。元来、口腔乾燥症の治療には、唾液様を成分を外部から補う人工唾液や残存する腺組織からの分泌を促進する各種薬剤が用いる対症療法が主体であった。そのため、唾液腺そのものの修復湖しくは再生を目指して正常唾液腺細胞を用いた実験が進められている。正常唾液腺細胞は腫瘍細胞と異なり、長期間培養することは非常に困難とされていたが、最近、種々の増殖因子を加えた低カルシウム濃度無血清培地を用いることでヒト唾液腺から未分化上皮細胞を得ることが可能となった。そこで、本研究は樹立した正常唾液腺培養細胞の腺組織への分化誘導とシグナル伝達経路の解析、さらには放射線照射後の萎縮腺組織への唾液腺細胞の移植による再生治療の可能性を検討することを目的としている。ヒト顎下腺より得られた培養細胞は、乳腺培養細胞なども同様で、EGFなどの増殖因子を添加した低カルシウムの血清培地にて培養を行っている。培養細胞の形態や性質は安定しているものの、8継代目になると細胞増殖速度が低下し、死滅する。この原因として、正常細胞を培養する際に、いわゆる「カルチャーショック」が生じ、p16が増加した結果、RB経路が停止する、細胞老化であることを明らかにし、これが通常の培養条件では回避不能であることが分かった。そのため、通常の培養ではこの障害を克服することは難しいため、われわれは、新たにヒト正常唾液腺培養細胞にCDK4,cyclinD1,human Telomerase Reverse Transcriptase(hTERT)の3つの遺伝子を導入することで、不死化に成功した。本培養細胞は現在、24代を経過して順調に増殖している。放射線治療やシェーグレン症候群などにより唾液腺の萎縮が引き起こされると、日常的に粘膜の炎症を引き起こし、慢性的な疼痛、会話や食事の障害を訴える。現状では、唾液様の成分を外部から補う人工唾液や残存する腺組織からの分泌を促進する各種薬剤が用いられてきたが、対症療法に過ぎない。そこで、唾液腺そのものの修復もしくは再生を目指して正常唾液腺細胞を用いた実験が試みられている。正常唾液腺細胞は腫瘍細胞と異なり、長期間培養することは非常に困難である。そこで、本研究は正常唾液腺培養細胞の長期培養を目指した培養法の開発と放射線照射後の萎縮腺組織への唾液腺細胞の移植による再生治療の可能性を検討することを目的としている。ヒト顎下腺より得られた培養細胞は、従来の培養条件での継代を続けていくと8継代目になると細胞増殖速度が急速に低下し死滅する。これは正常細胞を培養する際にいわゆる「カルチャーショック」が生じ、p16が増加した結果、RB経路が停止する細胞老化であることを明らかにした。通常の培養ではこの障害を克服することは難しいため、われわれは、新たにヒト正常唾液腺培養細胞にCDK4, cyclinD1, human Telomerase Reverse Transcriptase(hTERT)の3つの遺伝子を導入することで不死化に成功し、HSalEC/CDK4CD1hTERTと命名した。本培養細胞は現在、30代を経過して順調に増殖し、正常唾液腺培養細胞と同様に、低カルシウム無血清培地では紡錘形に増殖するのに対し、カルシウムの濃度を1.0mMとすると細胞形態が敷石状に変化することを確認している。またvimentin、α-SMA、F-actin、

E-cadherin、α-cateninおよびβ-catenin、p120-cateninを蛍光染色し、共焦点レーザー顕微鏡にて細胞内局在を比較検討している。放射線治療やシェーグレン症候群などにより唾液腺の萎縮が引き起こされると、日常的に粘膜の炎症を引き起こし、慢性的な疼痛、会話や食事の障害を訴える。現状では、唾液様の成分を外部から補う人工唾液や残存する腺組織からの分泌を促進する各種薬剤が用いられてきたが、対症療法に過ぎない。そこで、唾液腺そのものの修復もしくは再生を目指して正常唾液腺細胞を用いた実験が試みられている。正常唾液腺細胞は腫瘍細胞と異なり、長期間培養することは非常に困難である。そこで、本研究は正常唾液腺培養細胞の長期培養を目指した培養法の開発と放射線照射後の萎縮腺組織への唾液腺細胞の移植による再生治療の可能性を検討することを目的としている。ヒト顎下腺より得られた培養細胞は、従来の培養条件での継代を続けていくと8継代目になると細胞増殖速度が急速に低下し死滅する。これは正常細胞を培養する際にいわゆる「カルチャーショック」が生じ、p16が増加した結果、RB経路が停止する細胞老化であることを明らかにした。通常の培養ではこの障害を克服することは難しいため、われわれは、新たにヒト正常唾液腺培養細胞にCDK4, cyclinD1, human Telomerase Reverse Transcriptase(hTERT)の3つの遺伝子を導入することで不死化に成功し、HSalEC/CDK4CD1hTERTと命名した。本培養細胞は正常唾液腺培養細胞と同様に、低カルシウム無血清培地では紡錘形に増殖するのに対し、カルシウムの濃度を1.0mMとすると細胞形態が敷石状に変化することを確認している。本培養細胞を用いて放射線照射により唾液腺を破壊したヌードマウスに対し移植を試みたが、唾液腺は再生しなかった。そのため、ヒトの放射線治療後の唾液腺に対して再生のニッチとなりうるかを免疫組織学的に検討したところ、放射線照射後に生じた唾液腺の繊維化組織には唾液腺細胞が増殖するために必要なEGFが極めて減少しており、唾液腺細胞を再生させるためのニッチとしては不十分であることが確認された。放射線照射によって破壊された唾液腺の再生は困難であることは確認できたが、逆に唾液腺の新生や加齢による唾液腺の老化であればニッチが保存されているため可能ではないかと考え、引き続き研究を続けていきたいと考えている。