hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アンジオテンシンIIを標的としたDNAワクチンの開発

近年アルツハイマー病や脂質異常症のような自己抗原を標的としたワクチン開発も進められている。本研究では高血圧症に対するワクチン治療法を開発するため、アンジオテンシンIIを標的としたペプチドおよびDNAワクチンの作製とモデル動物における治療効果の検討およびその作用機序の解明を行った。アンジオテンシンIIとKLHのconjugateワクチンを投与することにより、抗体価は抗原量依存的に優位に上昇した。ワクチンで抗体価上昇を確認した後にアンジオテンシンIIを持続投与したところ、血圧は有意に低下し、その低下度は抗体価を逆相関の関係にあった。一方、高血圧自然発症ラットにアンジオテンシンIIを標的としたDNAワクチンを投与したところ、抗体価の有意な上昇とそれに伴う血圧の低下を認め、この効果は投与後6か月間以上持続していた。アンジオテンシンIIを標的としてDNAワクチンおよびペプチドワクチンの基盤技術の確立を目指した。アンジオテンシンIIに対するペプチドワクチンのマウスへの投与によりアンジオテンシンIおよびIIを認識する抗体産生が誘導されたが、アンジオテンシノーゲンに対する抗体は産生されなかった。また、抗原の量依存性に抗体価の上昇が認められた。アンジオテンシンII持続投与により血圧は有意に上昇するが、アンジオテンシンIIワクチン投与により降圧できた。また、心臓の肥大や血管周囲の線維化はアンジオテンシンII投与により亢進したが、これもワクチン投与により有意に抑制された。同時にB型肝炎コア蛋白の配列を用いた液性免疫主導で抗体産生を誘導するようなDNAワクチンシステムを構築し、それをアンジオテンシンIIワクチンに応用した。高血圧自然発症ラットにアンジオテンシンIIを標的としたDNAワクチン治療を行ったとこおr、アンジオテンシンIIに対する抗体価上昇と血圧の有意な低下を6か月間持続させることに成功した。また、DNAワクチン治療後の高血圧モデル動物において、アンジオテンシンII自体が細胞障害性T細胞を活性化せず重篤な臓器障害も生じないことを確認した。1)アンジオテンシンIIを標的としたDNAワクチン用ベクターの作成アンジオテンシンIIは8個のアミノ酸からだけからなるためT細胞の活性化能が無いと想定されるために、T細胞活性化配列を付与する必要がある。また、同時に抗原提示能を高めるために、自己集合して球状になる性質を有するHepatitis B core (HBc)をを用いてアンジオテンシンIIをHBcのB cell epitope(A80-S81)に挿入したかたちで発現させるベクターを作製した。作製したベクターがHBcとアンジオテンシンIIの融合蛋白(HBc-AngII)を正しく発現することを確認するため、ベクターをHEK293細胞にトランスフェクションし、この細胞抽出液に対し抗HBc抗体および抗アンジオテンシンII抗体でウエスタンブロットを行ったところ、それぞれの抗体で発現が確認できた。2)自然発症高血圧ラットでの薬効評価およびマウスでの機序解明皮内への安定した遺伝子導入を実現するために、針無注射器のシマジェットを用いてHBc-AngIIベクターを高血圧ラット(SHR)の背部に2週間毎に3回投与し、血圧降下の程度およびアンジオテンシンIIに対する抗体価の上昇の程度を確認した。2回目投与後からアンジオテンシンIIに対する抗体価は有意に上昇し、血圧も同様に2回目投与後以降で有意に低下した。3回投与した後にそのまま観察を続けたところ、投与後半年間まで抗体の有意な上昇と血圧の有意な低下を認めた。抗体の特異性の評価としては、アンジオテンシンIIのみならずIに対する抗体価の上昇も認めたが、アンジオテンシノーゲンに対する抗体価の上昇は認めなかった。また、血中アンジオテンシンIIの濃度はHBc-AngII群で有意に低下していた。アンジオテンシンIIを標的としたDNAワクチンのベクター作成は早期に達成し、引き続いて動物モデルでの薬効評価を行うことができた。DNAワクチンの投与により、抗体価の有意な上昇とそれに伴う血圧の有意な低下を認め、抗体の特異性あるいは持続期間においても非常に興味深い結果を得ることができ、概ね順調に研究経過していると評価できる。免疫学的な評価を付与したいと考える。アンジオテンシンIIは8個のアミノ酸から構成され、それに対する抗体ができることからB cell epitopeにはなりうることは分かったが、T細胞の活性化能は厳密には評価できていない。そこで、アンジオテンシンIIにKLHをconjugateさせたペプチドワクチンを用いて免疫学的な解析を行う。AngII-KLH免疫後に脾臓由来の細胞を培養してそこにAngIIあるいはKLHを刺激して、エリスポットアッセイおよびT細胞増殖アッセイからT細胞の活性化の有無を評価する。また、AngII-KLH免疫後にAngIIを持続投与することによって、AngIIに対するブースター効果の有無を検討する。これからの活性からアンジオテンシンIIを標的としたワクチンの安全性を免疫学的に検討する。
地域・環境再生に向けた共創の実現と仕組みに関する国際的連携研究

地域・環境の再生を実現するために、関わる主体の関わり方、システム、実現組織のあり方という3つの分析視点を持ち、国内外の事例調査を行った。研究成果として、地域・環境の再生を実現に導くための共創の状態とは、既存の主体同士の中で実現されるものではなく、新たな主体同士の関わり方が必要であること、その中で、大学の果たす役割が非常に重要であること、また、活動の具体的な場所や地域の設定が重要であることが明らかになった。本年度の研究活動は、以下のように進めて成果を出した。1)新たな連携による地域・環境再生に関する計画体系と計画主体について、今までの研究実績を踏まえ、再度内容を精査し、最新の情報を収集した。その検討を踏まえ、全米で有数の計画実績を持つ、ササキ・アソシエイツに対して、最新の地域・環境再生の計画理念を踏まえた、計画体系の枠組みに対するヒアリングとワークショップを実施し(平成22年2月)、従来の大学キャンパス計画の領域から拡げた、地域の環境再生を前提とした計画体系、計画手法についての検討を行った。2)大学の地域との連携システムについては、米国の地域ごとに存在する高等教育システムに着目した。その具体的例として、オレゴン大学システムに対して大学システムのメカニズムに対するヒアリングを実施した。(平成22年2月)管轄下の各大学の経営や将来計画を、地域経営の観点からマネジメントするために、大学の組織編成や成長企業との戦略的な連携、さらには、州全体の経済活性化など広範囲な視野に立った計画立案を資金配分を実施している実態を把握した。3)連携の方向性として、特に地域の都市計画との関連、都市政策との関わり、環境マネジメントに視点を置き、ポートランド市とポートランド州立大学を対象とするヒアリングを行った(平成22年2月)。ポートランド市における環境・都市再生戦略の一環であるEco Districtsに対して、大学地区をモデルとして、大学と市の協働プロジェクトを進めている実態の把握と計画立案中のフレームワークプランに対する意見交換を行い、環境を重視した連携の方向性を把握した。4)国際的なサステイナブルキャンパスに関する検討組織であるISCNで今後の地域と大学の共創のあり方についての発表を行った(平成22年7月)。以上の成果を踏まえ、関連論文を日本建築学会などに投稿し、発表した。非物的社会資本形成のための地域マネジメントに対する関連主体の役割やその関係性を分析し、構築、補強されたデータベースによりケーススタディを行って、PPP(public private partnersnip)による地域.環境再生への新しい方向性の提案を検討した。1)地域・環境再生における広域での連携計画・マネジメント体制・実現プログラムに関するヒアリング及びワークショップ(担当:上野、小篠、鶴崎)(平成22年10月)EU諸国の地域再生に対して広域連携計画・マネジメント・実現プログラムに注目し、その仕組み等を明らかにした。ブラウンフィールドの環境再生を地域新産業の創出に取り組み、その成果を出しつつあるブラッドフォード都心開発会社とブラッドフォード大学、ノーサンプトン大学、さらに、イングランド高等教育助成カウンシルにヒアリングを行い、縮退地域における環境と経済の再生、新産業クラスターの創出、地域共同体の再生と大学との連携についての具体的な仕組みを明らかにした。2)連携実態データベースの構築2(担当:上野、小松、小篠、鶴崎、三宅、遠藤)(1)連携の具体的取り組み、(2)国内外の大学と地域の連携システム、(3)マスタープランの有無、(4)連携関連主体、(5)経済、地域共同体の再生における連携の役割、(5)広域での連携計画、(6)連携実現プログラム等を要素として、データベースを完成させた。3)ケースタディ調査(担当:小林、坂井、上野、小松、斎尾、鶴崎、小篠)データベースを活用しながら、連携のための新たな主体間の関係性の提案を行い、(1)既成市街地内における再開発、(2)新たなキャンパス開発と周辺地域整備、(3)産学連携などによる複合機能開発、(4)広域連携の4つのケースにおける地域・環境再生において、ポートランド、北京、ソウルの大学、都市におけるワークショップにおいて考察と提案を行った。(平成23年3月)本年度は、総合化を目指すための計画体制、手法、制度とマネジメントシステムの構築を目指した。研究協力者である海外、国内大学、高等教育関連機関との討論による連携支援システムの具体化への可能性の検討と、今までの結果分析による総合考察、地域へのフィードバックを国際シンポジウムを行って実施した。1)地域の様々なステークホルダーとの協働による連携実現化プロセス(担当:小林、上野、坂井)・地域が自立的に立案を求められる計画についての策定支援・大学と地域のインターフェイス組織の構築支援・様々な財源計画に対する計画支援とマッチング以上の内容を、実現するために、ポートランド州立大学と、ブリティッシュコロンビア大学にヒアリングを行い、各大学が地域における実践のメカニズムを分析した。

2)連携システムの定着化を評価するアクションリサーチ(担当:上野、小篠、斎尾、鶴崎)連携支援システムの社会化と定着化を目指し、支援方法、課題等を検証するために、ブラッドフォード大学とブラッドフォード市、ベルギー、ルーバン・ラ・ヌーブへの再調査を行い、可能性を検証した。10)総合的考察・提案と国際連携システム(担当:小林、倉田、上野、坂井、小松、小篠、鶴崎、斎尾、三宅、遠藤)複数年度にわたる資料収集、現地調査、ケーススタディとそれぞれの分析結果をもとに、(1)「シナリオ・プランニング」と連携支援システムの具体化の検討とその適用の可能性、(2)複数の国際的戦略の検討による地域再生の方向性を国際連携体制の構築を含めた提案、を行うために2012年2月に今までの調査対象大学、都市の関係者を招聘して、国際シンポジウムを実施した。また、最終的に、国際的なエリアマネジメント支援ネットワークの構築を進めために、東アジアの研究機能を持つ組織との協働の可能性をシンガポール国立大学へ打診し、その可能性を討議した。
在宅ケアにおける医療事故の把握と訪問看護婦の注意義務についての分析

急速な高齢化社会、疾病構造の変化による医療経済の肥大は、わが国の緊急課題となり、保健、医療、福祉を統合した老人保健法(昭和57年)、医療法の改正(平成4年)、保健保険法の改正(平成6年)、介護保険法の制定(平成10年)と、病院医療から在宅医療へと一気に推し進めてきた。一方、病院施設では看護婦からの医療事故が多発し、医療現場におけるチーム医療の未熟性、医療・看護体制の諸問題が浮上してきた。患者の人権を主眼とした医療者の意識改革と危機管理は始まったばかりであるが、在宅医療の危機管理までには至っていない。そこで、本研究は、在宅における医療事故を把握し、訪問看護婦の注意義務の分析を目的に訪問看護婦と介護者の医療事故の実態を調査した。訪問看護婦の「ミス」は49件、「ニアミス」は263件であった。病院と同様に与薬に関する誤りが最も多数を占めた。介護者の「ミス」は547件、「ニアミス」720件であり、介護者の違法行為も明らかになった。また、医療法の在宅医療により、患者の居宅が病院と同様に「医療の場」と位置づけられたことは、在宅患者にも「人的」、「物的」に安全を保障する危機管理が必要である。厚生省令による訪問看護婦の業務はは、かなりの「裁量」を認めていることから、仮に過失が生じれば看護婦の注意義務に比して、厳しい基準で注意義務が課されることになるであろう。また、在宅医療は、密室性が病院より濃厚であるので、家族の負担と引き換えに医療事故が隠蔽され、社会的弱者の安全が脅かされる危険性がある。患者の安全確保のために、高度な専門的判断能力を有する人材育成が在宅医療を機能させる鍵である。文献研究:在宅ケアにおける訪問看護と在宅ケアに関する文献を欧米とわが国について検索・検討した。欧米の文献からは具体的な在宅ケアに関する医療事故研究は皆無であったが、医療経済・医療体制を視座にいれた検討の示唆を得た。また、理論組み立てに参考となる文献を幾つか見いだすことができた。在宅ケア医療事故に関する情報収集1広島県における訪問看護ステーションの実態調査:広島県内の訪問看護ステーションを視察し、訪問看護の実態と医療事故に関する情報から次の問題点を明らかにした。(1)訪問看護婦が行う在宅ケアの内容は、看護ケアから医療行為などその範囲は広い。(2)現行法では医師の処方によって看護が提供されているが、実態は高度な知識と判断力、さらに技術が要求されることが多い。(3)管理者らは医療事故に関する関心は非常に高いが、なかには実態の把握に拒否的な態度、隠蔽的な態度を示すものがあり、医療従事者としての責務教育と、管理者の質的評価が重要である。2医療事故傷害保険会社の情報(三井海上火災保険):情報提供は次の数件に過ぎなかった。(1)物品の損害(ガラス戸の破損・水道元栓占め忘れによる家屋の汚染など)(2)患者の侵襲(大腿部頚部骨折:車イスからベット異動時における患者の転落)以上の調査・実態の把握を考慮し調査票を作成した。在宅ケアに関する事故は、患者に多大な侵襲を与えない限り浮上して来ない。特にケアレスミスの全貌をつかむことは至難の技である。本研究の目的である在宅ケアの質と訪問看護婦の責任、さらに、システム上の問題も提起したい。「訪問看護」は健康保険法の一部改正(平成6年1月19日)に伴い医療法人による訪問看護事業と、老人保健法(昭和57年8月17日)に基づいた訪問看護事業がある。高齢化現象から、いわゆる「訪問看護ステーション」が現在、急増している。

さらに、4月1日付でドイツにおける介護保険を模範とした介護保険制度を導入され、訪問看護従事者の質と業務は一層、曖昧になってきている。法的には、老人保健法の看護職に関連する業務内容は、健康教育、健康相談、健康診査、機能訓練、訪問指導である。第17条4項「家庭における療養上の管理及びその療養に伴う世話その他の看護」、第19条「訪問看護は、その心身の状況、その置かれている環境等に照らして療養上の保健指導が認められる者について、保健婦その他の者を訪問させて,行われる指導とする,」と記している。さて、わが国の実態として次の問題がある。1.訪問看護ステーションの機能訪問看護ステーションの利用者は、老人保健法と共に健康保険法に基づく循環器系疾患、神経系疾患、精神及び行動障害等、また難病等の特定疾患治療研究事業による医療の給付対象者も含まれている。対象の年齢は0100歳以上と広範囲に及んでいる。つまり、疾患による専門的ケア、発達年齢による心身の特徴を踏まえた高度な専門的知識と技術が求められている状況にある。2.保健婦(士)とその他の者訪問看護ステーションに従事している職種は看護婦(士)と准看護婦(士)であり、保健婦は僅か5%に過ぎない・訪問看護の前提には医師の指示に基づく指示書が必要である(相対的医療行為)。しかし、実施に際しては、対象の特性、家庭・社会環境を視座に入れた看護判断(相対的看護行為)が不可欠である。実態は・判断能力と職種、責任主体が極めてあいまいである。訪問看護ステーションの医療事故傷害保険加入は望ましいが、民事責任の一部が補填されるだけである。疾病構造の変化や高齢化現象に伴い、訪問看護は老人保健法(昭和57.8.17)に基づいた訪問看護事業、健康保険法の一部改正(平成6.1.15)による医療法人の訪問看護事業が施行されるようになった。老人保健法の看護職の業務は「家庭における療養上の管理及びその療養に伴う世話その他の看護(17条4項)」、「訪問看護は、その心身の状況、その置かれている環境等に照らして療養上の保健指導が認められるものについて、保健婦その他の者を訪問させて行われる指導とする(第19条)」ことであり、健康保険法による医療行為は、在宅自己注射、在宅自己導尿、在宅経管栄養、在宅自己腹膜還流(CAPD)、在宅酸素療法(HOT)、在宅中心静脈栄養法(HPN)、及び悪性腫瘍患者に対する在宅化学療法及び鎮痛療法などである。したがって、高度な専門的知識と技術を兼ね備えていることは言うまでもなく、アセスメント能力が求められるようになったが、ケア提供者の質が保証されているとは言えない。そこで本研究では、岩手県で訪問看護に従事している看護職247名(病院の訪問看護部門169名、訪問看護ステーション78名に対して「在宅のケア」に関する医療事故を把握した。その結果、「ミス」および「ハッとした」経験の合計件数は326件であった。最も多かったのが「患者の転倒」106件、次いで「カテーテル類の処置時の清潔操作ミス」78件、「与薬・服薬の誤り」56件、「医療機器の操作ミス・故障」24件、「処置中・処置後の患者の急変」15件、「看護者自身の事故」19件などであった。訪問看護従事者の職種の多くは看護婦であるが、准看護婦が14%を占め、保健婦はわずか4%であった。現在、患者のQOLの向上として在宅医療を推進しているが、理念と実態との乖離がある。また、病院で発生しやすい医療事故と在宅ケアでの事故は様相が異なることが明らかになった。
劇症肝炎における肝性脳症のメカニズムの解明と治療の確立を目指して

現在のところ、劇症肝炎において生じる肝性脳症おび贋浮履の発生メカニズムは、アンモニアの関与が強く疑われていろが、どのようにBlood Brain Barrierが障害されるのかは明らかにされていない.本研究は、マウス劇症肝炎モデルにおいて、肝性脳症進行のメカニズムのひとつとして.壊死した肝臓内で産生されたMMP・9が肝細胞の脱落とともに血液中に放山され、循環したMMP・9がBlood Brain barrierのTight junctionにわずかな障害を加えることにより.脳浮腫を増悪させていることを解明した。(目的)血清中のMatrix Metalloproteinase-9(MMP-9)が、脳浮腫の原因であること、そしてそのメカニズムを明らかにする。1.Azoxymethane(AOM)の腹腔内投与による劇症肝不全モデルにおいて、肝性脳症IIIIV度において、血清中のproMMP-9およびactiveMMP-9濃度は、コントロールおよび肝性脳症III度に比較して有意に上昇することがGelatin zymographyを用いて確認された。このことより、肝性脳症の進行にMMP-9が関与している可能性が示唆された。3.Azoxymethane(AOM)の腹腔内投与による劇症肝不全モデルにおいて、MMP阻害薬であるGM6001の腹腔内投与において脳内のEB量および水分量の増加は抑制された。このことは、MMPが肝性脳症の進行の一因である可能性を示唆している。しかしながら、GM6001は、非特異的なMMP阻害薬であるため、Monoclonal抗MMP-9抗体を投与することにより、肝性脳症における脳内のEB量および水分量の増加を抑制することができるかを実験中である。昨年度までに、劇症肝不全患者の血清中において正常血清や肝硬変患者の血清に比較して、MMP-9が著明に上昇していること、そしてそのinhibitorであるTINP-1が低下していることをGelatin Zymographyを用いて確認している。これらより、壊死した肝臓内で産生されたMMP-9が末梢血液中に流出し、BBBに障害を加えることにより脳浮腫を伴う肝性脳症を引き起こし、そして、通常は相関して動くはずのMMP-9とTIMP-1動態に生じるアンバランスが劇症肝炎およびそれに随伴する肝性脳症を不可逆な状態に導く仮説とした。実際、マウス劇症肝炎モデルにおいて、MMP阻害薬:GM6001やMMP-9Abを投与することにより、脳におけるEvans Blue extravasationを抑制することができた。しかしながら、問題点が2つ残った。1)脳浮腫は本当に軽減されているか?これに関しては、GM6001とMMP-9Abによる抑制効果には、大きな差はなく、MMP-9以外のMMPによる効果も示唆される結果となった。そのため、劇症肝炎の脳における水分量の変化をspecific gravity methodを用いて、浮腫の程度を電子顕微鏡を用いて確認している。2)MMP-9以外のMMP(MMP-2)の関与も示唆された。これに関しては、劇症肝炎の肝と脳におけるMMP activityをIn situ Zymographyを用いて確認している。Preliminaryではあるが、マウス劇症肝炎モデルにおいて肝性脳症I度の肝においてMMP-9活性の増強が認められた。脳においては、全くMMP-9活性の増強はみられない様である。このことから、脳症I度で肝内で脳MMP-9が産生され、肝臓の壊死に伴い、血液中に放出されるため、血液中においては、脳症III度において最も活性が増強すると考えられた。MMP-9活性増強と脳症の進行は相関があり、脳症の原因として強く疑われるが、どのように作用しているかに関しては、BBBの構成蛋白の変化などを調べ、さらに解明していく必要がある。
気相クラスタ-の作る場を利用した選択的化学反応

気相クラスタ-は、凝縮相にはない特徴的なある幾何構造や、電子構造を持っている。また、その特性は、クラスタ-中の構成粒子数(サイズ)によっても顕著に変化する。そのような特性を明らかにするため、光解離分光法を用いて、アルゴンクラスタ-イオンAr_n^+の電子状態と構造について研究した。400600nmのレ-ザ-光照射によってAr_n^+から生成する光解離イオンを測定し、Ar_n^+の吸収スペクトル、生成イオンの運動エネルギ-分布と角度分布、各生成チャンネルへの分岐比を決定した。これらの結果を理論計算と比較検討した。Ar_n^+(3≦n≦6)においては、直線型の平衡構造を持つコアイオンAr_3^+が光吸収の中心となっており、"溶媒和"しているAr原子はコアイオンAr_3^+にとって、"かご"の役割をはたしていると考えられる。光励起によってコアイオンAr_3^+の正電荷は外側のAr原子に局在し、その遷移は^2Σ_g^+←^2Σ_u^+と帰属される。一方、ArをN_2に置き換えたAr_2N_2^+では、[ArーArーN_2]^+のような直線型の平衡構造を持つと推定され、500nm付近の吸収帯をΣーΣ遷移と帰属することができる。一方、クラスタ-に対する電子付着過程は、基本的な反応過程である。ここでは主として、シアン化合物から構成される水素結合クラスタ-を取り上げ、クラスタ-内振動電子親和力、クラスタ-構造などが、電子付着過程において重要な役割を果していることを明らかにした。特にアクリロニトリルクラスタ-に電子を付着した系では、中性クラスタ-の構造を反映したアニオン重合反応が起きていることを示唆する結果を得た。以上、本研究によって、クラスタ-の持つ構造・電子状態・反応性の特徴について、その一端を明らかにすることができたと考えている。
p73およびΔNp73の安定性によるp53の分子機構と発がん

発がんとがんの進展におけるp73,ΔNp73およびp53の安定化を介した分子制御機構に関し、以下のことを明らかにした。神経芽腫cDNAライブラリーからクローニングした新規HECT型E3ユビキチンリガーゼNEDL2は、そのWWドメインを介してp73のカルボキシ末端に存在するPYモチーフを含む領域と物理的に結合し、p73のポリユビキチン化を促進した。しかし、p73は分解されることなく逆に安定化され、転写因子としての活性が亢進された。NEDL2のp53との結合は見られなかった。一方、神経芽腫細胞株において我々が見いだした1p36領域のホモ欠失領域にマップされたE3/E4ユビキチンリガーゼUFD2aは、p73とSAMドメインを介して特異的に結合したが、それをポリユビキチン化する機能は極めて弱かったものの、p73の蛋白分解を促進した。したがって、UFD2aは主にプロテアゾーム以外の分解機構によってp73の分解を促進している可能性が示された。
全周囲観察可能な光線場再生型空中浮遊３次元像形成

インテグラルイメージング方式による3次元像表示と半球凹面鏡による空中像表示、回転ミラーの全周囲走査の組み合わせによる、全周囲から観察可能な空中3次元像形成技術の研究を行った。表示像には、光学系の収差による像の歪みや、光放射方向の不適切さによる像の欠けなどの問題があった。そこで、光学系中にスクリーンを配置して投影像を撮影し、光学シミュレーションと比較して、像形成の特性を解析した。また、凹面鏡の形状を計測し、光学シミュレーションに測定結果を適用することで、精度の高い光学系の設計を行った。試作システムにより全周囲から観察可能な3次元空中像の形成を行い、提案手法の有効性を確認することができた。直感的な3次元情報の把握が可能なビジュアルインターフェイスの実現において、立体表示技術は重要である。本研究は、自然な立体感とアクセス性、インタラクティブ性を備えた3次元ディスプレイを実現するために、眼鏡等の装着物が不要で、水平・垂直方向ともに視差を持ち、周囲から多人数で観察可能で、空中に像を形成し、動画表示可能、といった条件を満たす画像形成技術の開発を目的としている。そのために、インテグラルイメージングに基づく3次元像に対して凹面鏡と回転ミラーを導入した手法を提案し、試作システムにより原理の実証を行った。試作した3次元ディスプレイは、インテグラルイメージング光学系、リレー光学系、全周囲走査光学系により構成される。インテグラルイメージング光学系は、2次元画像にレンズアレイを適用して垂直水平方向共に視差を持った立体画像を形成する。得られた3次元像は、リレー光学系により全周囲走査光学系に導かれる。全周囲走査光学系は凹面鏡と回転ミラーにより構成されており、スクリーン等の存在しない空中に、周囲からの観察が可能な実像を形成する。スキャナの角度に合わせて投影画像を高速に切り替える必要があるので、5000 fpsの高フレームレートプロジェクタを用いた。全周囲走査光学系のミラーの回転周波数を20 Hzとし、1回転の間に250枚の画像を切り替えて投影するようにプロジェクタを制御し、空中像を形成した。得られた画像は、水平方向に関しては全周囲からの観察が可能であった。垂直方向に対しても視差に基づく画像の変化が得られた。実験結果より、空中に浮遊する全周囲観察可能な立体映像を形成できることが確認できた。光学系の収差や凹面鏡の形状の歪みなどの影響により、像の歪みや不要な多重像が生じた。今後の課題として。実際の光学系の特性を計測して画像を補正することや、歪みの少ない結像原理の利用が考えられる。本研究は、眼鏡などの装着なしで立体感を得ることができ、全周囲からの観察が可能な空中浮遊像を形成するディスプレイシステムの開発を目的としている。実験結果より、表示像の歪みが大きいことがわかった。そこで、提案する光学系の光線追跡を行って像形成のコンピュータシミュレーションを行った。走査光学系では大口径の凹面鏡を使用して光は斜入射していることから、非点収差が大きく発生していた。さらに、実際の光学系における光線の位置と方向の情報を取得するために光線計測システムを構成した。計測システムは、像の形成位置付近に置かれた拡散板とカメラにより構成される。ある程度の距離を離して配置された点群によるパターンを入力画像として光学系に入射し、光線が拡散板上に投影された像をカメラで撮影した。拡散板の位置を変えながら同様の撮影を繰り返し行い、光線の到達位置の3次元座標を取得した。これらより、入力画像の各画素の位置と、像形成領域での光線の位置や角度との関係を求めた。計測した光線の情報を利用して視差画像を計算し、表示画像を求めて立体像の形成を行った結果、像の歪みが改善できることを確認した。しかし、理想的な像に比べると歪みは残っていた。この原因として非点収差のために光線の到達位置の測定が不正確であったことが考えられる。凹面鏡の形状誤差も画質に対する影響が大きいことが分かった。さらに、凹面鏡による収差の発生を避けるために、ミラーアレイ結像素子の利用を検討した。この結像素子は、コーナーリフレクタが多数配列された構造をしており、歪みなく実像を形成することができる。全周から観察可能な構成を考案し、実験を行った。原理を確認することができたが、ミラーアレイ結像素子で発生する迷光による不用な像の形成が問題となった。デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いた高フレームレート映像プロジェクターからインテグラル画像を投影し、レンズアレイを通すことで三次元像を形成した。リレーレンズにより三次元像は回転ミラー付近で結像させ、さらに半球凹面鏡で空中に結像させた。半球凹面鏡は、前年度よりも形状精度のよいものを新たに導入した。インテグラル画像作成のために、観察角度を水平垂直方向に2.4°ピッチで変化させて多数の視差画像を取得した。DMDプロジェクタの各画素からの光が、光学系を通過して最終的に出射する角度を求め、その角度に対応した視差画像における対応画素の輝度値を注目画素に割り当てることにより、インテグラル画像を作成した。回転ミラーの駆動に同期して投影するインテグラル画像を切り替えることで、三次元空中像を全周囲から観察することができた。しかし、像の形成位置や歪みなどが設計における値とは大きく異なった。

そこで、光学系における様々な位置での像の様子をカメラとスクリーンにより取得した。前年度の研究では光線追跡に基づく光学シミュレーションにより凹面鏡の収差を計算したが、実験結果では凹面鏡の前後において解析結果よりも収差が悪化していた。その原因は凹面鏡の実際の形状がシミュレーションとは異なっていたと考えられたため、球面形状の計測システムを作成し、凹面鏡の計測を行った。計測した凹面鏡の形状データを利用して光線追跡シミュレーションを行い、それに基づき光学系を設計した。それに基づき実験システムを改善したところ、以前に比べて像の形成位置や光線角度を設計値に近づけることができた。像の歪みに関しては依然として残っていた。ただし、今回の光学系の再構築において、レーザーを使って各光学素子の位置合わせ精度を高めたことで、観察角度を変えても歪みの状態は大きく変わらないことが確認できた。収差により像の歪みが発生することはあらかじめ予測されていたが、実験を行ったところ像の形成位置や光線方向などの大幅に異なることが判明し、その解析に予想以上の時間を要した。光学素子の位置合わせの方法を改善し、様々な位置で像の状態を計測したところ、凹面鏡の形状誤差の影響が大きいことが分かった。そこで、当初の予定にはなかった凹面鏡の形状計測を実施したため、想定以上の研究期間が必要となった。さらに、現在利用している高フレームレートプロジェクタに不具合が生じており、時々使用不能になった。修理をしながら利用していたことが、遅れの大きな原因の一つとなった。もともとは以前の研究で用いていた装置であり、始めから不具合があったことは分かっていたため、本研究期間内に同等品を新規導入する予定であったが、その装置が研究期間中に販売中止となったため置き換えができなかった。全周囲観察可能な空中像形成の基本的な原理確認実験は前年度までに実施できたが、大きな像の歪みが生じていた。歪みの原因の一つに、使用した凹面鏡の形状誤差があった。特に、凹面鏡の方向によって曲率半径が異なっていることから非点収差が発生した。実測した凹面鏡の形状に基づいて光学系の構造をデータ化し、光線追跡シミュレーションのソフトエアに導入した。各光学素子の配置を変更しながら光線追跡を行い、光学系の解析を行った。それをもとに、所望の位置に像が形成され、観察者の位置へ像全体からの光が到達するように各光線の角度を考慮するように光学系の設計を行った。また、昨年度までに使用した高フレームレートプロジェクタは、表示データの即時変更ができず、動画やインタラクティブな表示は行えなかった。そこで本年度はリアルタイムで画像を変更できるようにプロジェクタのファームウェアを更新した。ビットスライスで多数の画像を一つに合成したデータを作成し、HDMI端子からプロジェクタへ伝送し、プロジェクタ内で画像を展開することで高フレームレートの画像の入力を行った。表示システムに新たなプロジェクタの導入し、動作の確認を行ったが、プロジェクタの制御に問題が有ったため、実際に動画の表示を実施するには至らなかった。表示像の歪みの補正を行うために、表示領域での光学的特性の測定を行った。
新奇気孔開度変異体の単離と原因遺伝子の機能解析

本研究では、植物の光合成に必要な二酸化炭素の取り込みや、乾燥時の水分損失の防止において重要な役割をはたす気孔開閉の分子メカニズムの解明を目的としている。赤外線サーモグラフィを用いたスクリーニングにより単離した気孔開度変異体の原因遺伝子の同定と機能解析を行っており、これまでにlost1変異体の原因遺伝子がクロロフィル合成酵素Mg-キラターゼのIサブユニットであるCHLI1であることを同定した。また本結果から、Iサブユニットと、過去に報告されたMg-キラターゼHサブユニットであるCHLHを加えたMg-キラターゼが複合体として気孔開閉に影響することが示唆された。また気孔開度測定から、Mg-キラターゼはアブシジン酸(ABA)に応答した気孔閉鎖に影響することが示唆された。さらに、別のクロロフィル合成酵素であるMg-プロトポルフィリンIXメチルトランスフェラーゼ(CHLM)の変異体を入手して解析した結果、CHLMもMg-キラターゼと同様に気孔開閉に影響することが示唆された。本結果により、これまでに示唆されてきたCHLHやCHLIの気孔開閉への影響について、新たな知見を提供することができた。さらに本研究では、同スクリーニングによって単離した別の変異体lost4についても解析を進め、原因遺伝子を同定した。現在行っているLOST4遺伝子の機能解析を進めることで、さらなる気孔開閉に関与する新奇因子を同定したい。27年度が最終年度であるため、記入しない。さらに本研究では、同スクリーニングによって単離した別の変異体についても解析を進めており、今後これらの原因遺伝子の同定と機能解析を行うことで、Mg-キラターゼやクロロフィル合成酵素以外にも、気孔開閉に関与する新奇因子を同定したい。クロロフィル合成に関わる変異体を順次入手し、ホモラインを確立していおり、おおむね順調である。しかしながら、これらの変異体は生育が不十分であり気孔の解析が困難であるため、生育・測定条件の検討を新たにする必要があり、当初の計画よりも解析に時間がかかることが予想される。lost1以外の変異体については順次原因遺伝子の同定と機能解析を進めており、計画通り及びそれ以上に進展している。条件検討の後、クロロフィル合成酵素の変異体を多く解析し、気孔開度の評価を行いたい。また、作成中のlost1と、気孔のABAシグナル伝達における重要因子SLAC1の変異体などとの二重変異体を確立し、解析を行いたい。lost1以外の変異体についても原因遺伝子の同定と機能解析をさらに進めていきたい。
ミトコンドリアDNA蓄積と炎症の観点からの心不全治療開発

本研究では、マイトファジーと呼ばれるオートファジー性ミトコンドリア分解に着目し、心不全の新たな治療戦略を目指した基礎医学的検討を行った。マイトファジーを介したミトコンドリアDNAの分解不全による蓄積が炎症と心不全を惹起するというこれまでの成果を展開し、哺乳類細胞におけるミトコンドリア分解についての全く新しい分子機構を解明した。本研究で同定したミトコンドリア外膜蛋白質BCL2L13は、ミトコンドリア分裂ならびにマイトファジーを誘導することを明らかにした。さらにBCL2L13は、酵母のマイトファジー必須分子であるAtg32の哺乳類細胞における機能的ホモログであることを明らかにした。本研究では、バクテリアDNAと同様の特徴である非メチル化CpGモチーフを有するミトコンドリアDNAが不全心筋細胞に蓄積され、自然免疫に関わるToll様受容体であるTLR9を介してサイトカイン産生や炎症細胞浸潤に寄与している点に着目し、TLR9およびDNaseIIの心不全治療新規創薬分子標的としての可能性についての検討を行うものである。圧負荷モデル以外の心筋症モデルとして心筋梗塞後心不全モデルマウスを解析した。その結果、心筋梗塞後の急性期においては圧負荷と同様に、DNaseII活性が心臓において上昇することが明らかとなった。さらに慢性期の心不全発症後においては、圧負荷と同様に急性期と比し、DNaseII活性低下が認められた。本機構について初代培養心筋細胞を用いた検討を行った。その結果、脱共役剤CCCPによるミトコンドリア障害により、DNaseII活性が低下することが明らかとなった。In vivo解析を行うために、αMHCプロモーターを用いた心筋特異的DNase II過剰発現マウスのコンストラクトを作製し、トランスジェニックマウス作出に成功した。本遺伝子改変マウス心においてDNase II-HA蛋白質の発現がウエスタンブロット法にて確認された。さらに対照群である非遺伝子改変マウス心抽出蛋白液と比し、酸性条件下でのサケ精子DNAの分解が著明に亢進しており、心臓におけるDNase II活性の上昇が確認された。TLR9阻害薬については、炎症反応抑制効果持続時間に関しての予備的検討を行った。炎症反応惹起刺激としては、D-Galactosamine投与後にCpG ODN投与を行った。その結果、CpG oligo投与によるサイトカイン血中濃度上昇は、CpG oligo投与48時間前のTLR9阻害薬投与によって十分に抑制されることが明らかとなった。心不全の発症進展機構において炎症機転が影響を及ぼしていると考えられているが、その多くが非感染性炎症であり未解明の部分が多い。本研究では、微生物DNA同様な非メチル化CpGモチーフを有するミトコンドリアDNAがストレスを受けた心筋細胞に蓄積され、自然免疫関連分子であるToll様受容体TLR9を介してサイトカイン産生や炎症細胞浸潤に寄与している点に着目し、TLR9およびDNaseIIの心不全治療新規創薬分子標的としての可能性についての検討を行うものである。ヒト不全心筋においてリソソーム内のDNA蓄積が認められる症例が半数程度に認められたが、対照群においてはリソソーム内のDNA蓄積は認められなかった。DNase IIを分子標的とした心不全に対する治療効果の基礎的検討を行うため、心筋特異的DNase II過剰発現マウスのコンストラクトを作製し、トランスジェニックマウス作出に成功した。トランスジェニックマウス心においてDNase II-HAの発現上昇、およびSREDアッセイにおけるDNase II活性の上昇が確認された。本マウスの定常状態における生理学的表現型を確認し、圧負荷心不全病態モデルの慢性期表現型を評価した。さらに、本遺伝子改変マウスに加えて、薬剤誘導性かつ心筋特異的DNase II過剰発現マウスの系を新たに作出した。心筋細胞特異的MER(mutant estrogen receptor)-Cre-MER発現トランスジェニックマウスと交配を行い、double transgenicマウスを樹立完了した。本マウスにおいて、心負荷代償期にDnase II発現を誘導する事で心不全発現を救済しうるか否かについての評価を継続する。TLR9阻害の影治療効果について、in vivoにおける炎症反応抑制が圧負荷後心不全病態モデルマウスに及ぼす影響についての検討を行った。ミトコンドリアDNAはバクテリアDNAやウイルスDNAと同様の特徴である非メチル化CpGモチーフを有する。私たちはオートファジー性分解を受けた後のミトコンドリアDNAが心筋細胞に蓄積し、自然免疫に関わるToll様受容体であるTLR9を介してサイトカイン産生や炎症細胞浸潤を惹起し、心筋炎症ならびに心不全発症を来すことを報告した。本研究ではこの知見に着目し、ミトコンドリア分解に関わる分子機構について、心不全治療新規創薬分子標的としての可能性について検討を行った。まずミトコンドリアDNA分解に関わる酵素であるDNaseIIを分子標的とした心不全治療効果の検討を行うために、心筋特異的DNaseII過剰発現トランスジェニックマウスを作成した。本マウスではDNaseII-HAが心筋特異的に過剰発現しており、SREDアッセイにおけるDNaseII活性上昇が確認された。また本遺伝子改変マウスの定常状態における心機能を心臓超音波法などで生理学的表現型を評価したところ、対照群と比し有意な変化を認めなかった。しかしながら、心不全モデル病態においては有意な心不全進行の抑制を認めた。さらにミトコンドリア分解機構に関わる新規分子機構の解明を行った。酵母において発見されたミトコンドリア特異的オートファジーである

マイトファジー必須分子であるAtg32は、哺乳類細胞における機能的ホモログが発見されていなかった。私たちはBCL2関連蛋白質であるBCL2L13が、ミトコンドリアの分裂を誘導すると共に、ミトコンドリア外膜上でマイトファジーレセプターとして機能することを明らかにした。BCL2L13はAtg32欠損酵母においてマイトファジーを回復することから、Atg32の機能的ホモログであることが示唆された。本研究では、マイトファジーと呼ばれるオートファジー性ミトコンドリア分解に着目し、心不全の新たな治療戦略を目指した基礎医学的検討を行った。マイトファジーを介したミトコンドリアDNAの分解不全による蓄積が炎症と心不全を惹起するというこれまでの成果を展開し、哺乳類細胞におけるミトコンドリア分解についての全く新しい分子機構を解明した。本研究で同定したミトコンドリア外膜蛋白質BCL2L13は、ミトコンドリア分裂ならびにマイトファジーを誘導することを明らかにした。さらにBCL2L13は、酵母のマイトファジー必須分子であるAtg32の哺乳類細胞における機能的ホモログであることを明らかにした。2系統の心筋特異的DNaseII発現遺伝子改変マウスの樹立に成功しており、表現型の確認が進んでいる。TLR9経路への介入についてもin vivoの表現型解析が順調である。またヒト心不全症例における検討も症例数を増やしながら解析が進行しており、全体としておおむね順調に進展していると判断される。27年度が最終年度であるため、記入しない。循環器内科学今年度までの解析結果を受けて、TLR9およびDNaseIIそれぞれの創薬分子標的に関する解析をさらに進める。またヒト心不全病態における本経路の関与が間接的に示されつつあり、今後のさらなる検討を推進する。心筋特異的DNaseII発現遺伝子改変マウスの樹立に成功しており、蓄積したミトコンドリアDNA分解の促進が心不全発症を改善しうるかどうかについての検討が実施可能な状況である。また、TLR9阻害薬による心不全進行抑制効果についても、既に阻害薬の投与量、頻度及び投与方法に関しての予備実験が進んでおり、TLR9経路阻害による心不全治療効果についての検討を遂行可能である。研究を進めていく上で必要に応じて研究費執行を行っており、当初見込み額と執行額は異なったが、研究はおおむね順調に進展しており、研究計画に大きな変更はない。前年度の研究費も含め、当初の予定通り計画を進めていく。現段階で、TLR9阻害剤による心筋細胞における炎症反応抑制効果が確認された。またin vivoにおいては本研究によって、経口投与後少なくとも48時間にわたって十分なTLR9阻害効果が得られることが判明した。今後は圧負荷心不全モデルなどの動物疾患モデルにおける反復投与により、心不全病態の抑制に関する検討を行う。
西アジア先史農耕村落の日常活動:技術と空間利用の社会生態学的研究

農耕の発達度や集落規模という視点から発展段階論的に先史農耕社会を説明する従来のモテルに代わり、日常活動における人間交流や世帯間関係という視点に基づいて西アジア初期農耕社会の複雑性を解き明かすというのが本研究の目的である。その研究として以下の活動を平成21年度に行った。北ヨルダンの調査地には小型農村遺跡(約1ha)が分散しているのに対し、シリアの調査遺跡は比較的大型(約4.5ha)である。後者のほうが1,500年ほど古いので、小型から大型へ発展するという説明はできない。北ヨルダン、ジクラブ渓谷に分散する小型農村がどのような社会ネットワークを有していたか研究している。今年度は、アル=バサティン遺跡で発掘調査を行い、建築遺構や土器、石器、動物骨などの遺物を回収し、集落内活動を復元する標本を採集した。また、石器製作技術を村落間で比較することによって、村落間の社会交流を考古学的に明らかにする研究を進めている。アル=バサティン遺跡出土の石器資料をトロント大学において分析した他、石器標本の一部を日本に輸送した。シリア東北部のセクル・アル=アヘイマル遺跡における村落社会の複雑度を明らかにするために、黒曜石の石器製作がどのくらい専業化していたのかを分析した。集落内のどこで石器製作が行われたかを査定するために、黒曜石の分布状況を調べた。また場の利用に関する証拠として、住居床面や屋外の土壌に含まれる植物遺存体や脂肪酸そして土壌微細形態を専門家と共同して分析した。結果として、黒曜石製の石器は特別な技術を用いて製作されているが、製作場は工房ではなく通常の家庭であったと考えられる。特に、タバカト・アル=ブーマ遺跡の集落研究とアル=バサティン遺跡の石器研究を発表したこと、そしてセクル・アル=アヘイマル遺跡における黒曜石の研究を進めることができたのが主要な成果である。その結果、当時は世帯が単位となって様々な日常活動を行い、世帯間の協働や独立が先史農耕村落の社会関係の基礎になっていたと考えられる。農耕牧畜の発達に対する生態学的研究が数十年間着実に進展した一方、初期農耕社会に関する研究は始まったばかりである。これまでは、1)社会の類型的理解(例:農耕民、牧畜民など)と2)一線発展的な歴史観(例:農耕→社会複雑化→文明)が有効であった。しかし、こうしたモデルでは近年蓄積する考古記録に示される過去の多様な社会を説明しきれない問題に直面している。これに対し、本研究は世界最古の農耕牧畜が発達した地域の1つである西アジアを対象に、先史農耕村落の日常活動を実証的に復元し、その結果復元された活動を生態・社会的側面から理解・説明することによって、過去の社会像を帰納的に描く現実的方法を採用する。その具体的目的として、1)日常活動に関する幅広い証拠を得ることと、2)村落間、地域間の比較を行うことを掲げた。1つ目の目的を果たすために、シリア、セクル・アル=アヘイマル遺跡の調査(代表:西秋良宏教授、東京大学)に参加し、石器や土壌の標本を採集・分析した。石器の標本として黒曜石の石器が集中的に分布する地点の土壌を採取し、微細な石片を分析した結果、黒曜石という貴重な石材ではあるが、その石器製作は専門集団ではなく各世帯レベルで行われた可能性を指摘した。また、遺跡内の様々な場所で行われた活動の証拠を得るために、土壌標本を採集した。土壌標本に含まれる微細な遺物や植物遺存体、有機質成分、土壌の微細構造を調べるために、国内外の専門家や研究機関と連絡を取り分析を依頼した。2つめの研究目的を果たすために、北ヨルダン、ワディ・ジクラブにおける後期新石器時代の村落の研究を継続した。一定の地域に分散する同時期の村落間にはお互いに交流があったと思われ、道具のデザインに地域的な特徴が共有されているが、その一方、道具の製作技術は村落ごとに微妙に異なった可能性がある。この研究を進めるために、トロント大学において石器の観察と記録を行った。

また場の利用に関する証拠として、住居床面や屋外の土壌に含まれる植物遺存体や脂肪酸そして土壌微細形態を専門家と共同して分析した。結果として、黒曜石製の石器は特別な技術を用いて製作されているが、製作場は工房ではなく通常の家庭であったと考えられる。特に、タバカト・アル=ブーマ遺跡の集落研究とアル=バサティン遺跡の石器研究を発表したこと、そしてセクル・アル=アヘイマル遺跡における黒曜石の研究を進めることができたのが主要な成果である。その結果、当時は世帯が単位となって様々な日常活動を行い、世帯間の協働や独立が先史農耕村落の社会関係の基礎になっていたと考えられる。
NOによる血管新生の促進とその機構 〜転写因子ETS-1の関与〜

一酸化窒素(NO)が血管新生を促進するか否かについて、ウシ大動脈より調製した培養内皮細胞を用いて検討した。血管新生はコラーゲンゲル上で内皮細胞を培養し、形成されたチューブ様構造の長さを測定することにより定量した。NO供与剤であるS-nitroso-N-acetyl-D,L-penicillamine(SNAP)の添加により、通常認められる敷石状構造が消失し、チューブ様構造の形成が認められた。チューブ様構造の形成は、コラーゲンゲル中で起こるため、その形成にはコラーゲンゲルの分解が必須である。ETS-1は、コラゲナーゼやストロメライシンなどの蛋白分解酵素の発現を促進する転写因子であることが示されている。そこで、SNAP添加によるets-1 mRNAの発現変化をノーザンブロット解析により検討した。その結果、ets-1mRNAの発現は、SNAP添加23時間後をピークとし、また、濃度依存的に促進された。NOによる血管新生促進におけるETS-1の役割について、ets-1アンチセンスオリゴを用いて検討したところ、ets-1アンチセンスオリゴはSNAPによる血管新生の促進を抑制した。また、8-bromo-cGMPの添加は、ets-1 mRNAの発現を促進し、NOによるets-1 mRNA発現の促進は、G-kinaseの阻害剤により抑制された。以上の結果より、NOはウシ大動脈内皮細胞による血管新生を促進することが明らかとなった。また、その機構には、NOによるcGMPの増加およびG-kinaseの活性化を介したETS-1発現促進の関与が示唆された。
GTR法を併用した骨トランスポート法による頭蓋骨欠損の再建

頭蓋骨欠損を自家骨移植あるいは人工物によることなく再建する目的でウサギ頭蓋を用いた骨トランスポート法による実験を行った。本研究はguided tissueregeneration法の考え方に基づき、骨延長部をe-PTFE膜で保護することにより骨組織再生の場が軟部組織に干渉されず、再建骨の質が向上するとの予測に基づいて実験を行った。しかしながら、実際にはe-PTFE膜を用いない場合と比べ、再建骨の体積に有意な増加はみられなかった。e-PTFE膜を使用したGTR法(Guided tissue regeneration法)を併用した骨トランスポート法による頭蓋骨欠損再建の実験を行った。体重およそ3kgの成熟した日本白色家兎を使用し、全身麻酔下に頭蓋骨に15×15mmの骨欠損を作成、この欠損に対して骨欠損の後方に作成した10×15mmのトランスポート骨片を移動することにより骨トランスポート法を行った。本年度は骨欠損部をe-PTFE膜(ゴアテックス^<(R)>GTRメンブレン、ゴアテックスジャパン、東京)で覆った上で延長速度1.5mm/日で延長を行う群(B群)、および骨欠損を作成し、e-PTFE膜で覆うのみとしたコントロール群(C群)の実験を行った。いずれも4週間のconsolidationperiodを経過した後に頭蓋骨を摘出し、CT撮影を行った。結果の詳細な評価は行っていないが現状ではe-PTFE膜を使用しない場合とほぼ同様の結果である印象を得ている。事前の予想ではGTR法を併用することにより骨形成が増え、治療期間の短縮につながる可能性があると考えていたが、今のところ現在の実験系での優位な骨形成増加は認めない。この理由としては皮膚側からの血流がe-PTFE膜によりブロックされることでむしろトランスポート骨片、あるいは骨再生局所の血流が低下することが関与するのではないかと考えている。現在、他の条件による群について実験が継続中であることからこれらの結果が出た時点でさらに検討を行いたい。平成22年度はさらに実験をすすめ、延長速度を変えた群、およびコントロール群における骨形成の差異、および病理学的な評価を行う予定である。本年度は昨年度に引き続き実験1を継続した。骨欠損部をe-PTFE膜(ゴアテックス[○!R]GTRメンブレン、ゴアテックスジャパン、東京)で覆った上で延長速度1.0mm/日で延長を行う群(A群)、延長速度1.5mm/日とした群(B群)、骨欠損をe-PTFE膜で覆うのみとしたコントロール群(C群)、骨欠損にe-PTFE膜を使用しないコントロール群(D群)の実験を行った。いずれも4週間のconsolidationperiodを経過した後に頭蓋骨標本を摘出した。事前の予想ではGTR法を併用することにより骨形成が増加し、治療期間の短縮につながる可能性があると考えていたが、今のところe-PTFE膜使用下で優位な骨形成増加は認めない。骨延長器装着後延長中の操作感は組織の癒着が少なく、なめらかな印象であるため、e-PTFE膜を使用しない場合に比べて移動骨弁と周囲組織や骨との癒合による干渉が少ない可能性がある。平成23年度は実験1の各群の評価と比較を行い、さらに実験2(彎曲を加えたe-PTFE膜を使用した実験)を行う予定である。体重およそ3kgの成熟した日本白色家兎を使用し、全身麻酔下に頭蓋骨に15x15mmの骨欠損を作成、この欠損に対して骨欠損の後方に作成した10x15mmのトランスポート骨片を移動することにより骨トランスポート法を行った。骨欠損部をe-PTFE膜(ゴアテックス^<[○!R]>GTRメンブレン、ゴアテックスジャパン、東京)で覆った上で延長速度1.0mm/日で延長を行う群(A群)、延長速度1.5mm/日とした群(B群)、骨欠損をe-PTFE膜で覆うのみとしたコントロール群(C群)、骨欠損にe-PTFE膜を使用しないコントロール群(D群)の実験を行った。採取した頭蓋骨はマイクロCT装置によりCT撮影を行い、撮影したデータを用いて最初に作成した骨欠損部にどれだけの骨が再生されたかを解析した。結果:A群での平均骨形成量は137.86mm^3、B群では平均89.90mm^3、C群では14.91mm^3、D群では17.34mm^3であった。

以前われわれが行ったe-PTFE膜なしでの骨延長群での結果は、1.0mm/日の群で139mm^3、1.5mm/日の群で96mm^3、骨欠損のみ作成した群で39mm^3であり、この結果と今回の実験を比較すると、少なくともe-PTFE膜併用下での骨延長において膜なしの条件よりも骨の再生が良いという結果は得られず、e-PTFE膜を使用しない場合と同等かやや悪いという結果となった。