hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
樹状細胞サブセットの分子基盤の確立と恒常性維持機構の解明

樹状細胞(DC)は様々なサブセットから構成され、そのサブセットはサブセットに特有の機能的特性を発揮する。ケモカイン受容体XCR1を発現するDCサブセット(XCR1+DC)は、細胞傷害性T細胞の分化支持能が高く、がんや微生物感染に対する防御免疫に関与する事が知られていたが、XCR1+DCを構成的に欠失するマウス(XCR1+DC欠失マウス)を樹立、解析することにより、XCR1+DCの新たな機能として腸管T細胞集団の生存および活性化を支持する機能を見出した。さらに、XCR1+DCは、腸管T細胞を活性化し、XCR1リガンドであるXCL1の発現を誘導しながら、XCL1からのシグナルを受け取り活性化され、腸管から腸間膜リンパ節へ移動していること、すなわちXCR1-XCL1軸を介したXCR1+DCと腸管T細胞のクロストークが重要であることを明らかにした。しかしながら、XCR1+DC欠失マウス、XCR1あるいはXCL1の遺伝子欠損マウスの表現型を比較することにより、XCR1とXCL1の相互作用だけでは、XCR1+DCの機能的意義を説明できず、XCR1+DCに特有の他の機能分子が関与する可能性が示唆された。そこで、腸管粘膜固有層からXCR1+DC(CD103+CD11b-DC)、CD103+CD11b+DCおよびCD103-CD11b+DC、3種類のDCサブセットの遺伝子発現プロフィールを比較検討し、XCR1+DC優位に発現する遺伝子群を選出した。発現の特異性や機能的ポテンシャルなどの観点から候補遺伝子を順位づけした後、CRISPR法にて4種類の遺伝子欠損マウスを樹立した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
シロイヌナズナにおける低銅濃度環境への適応機構解明

銅は植物にとって重要な微量金属のひとつである。銅が不足する環境において緑藻クラミドモナスは、光合成電子伝達に関与する銅タンパク質であるプラストシアニンを積極的に分解し、その代わりに鉄タンパク質であるシトクロムc6を発現させ、限られた銅の有効利用を行っている。それに対して高等植物であるシロイヌナズナは、活性酸素消去に関与するCu/Znスーパーオキシドディスムターゼ(Cu/Zn SOD)をmiRNAによりmRNAレベルで分解し、その代わりとしてFeSODの発現を上昇させることを私はこれまでの研究で明らかとした。しかしFeSODが本当にSODとして銅欠乏時に活性酸素除去に機能しているかどうかはこれまで不明であった。そこでこの可能性を確かめるために、私はまずFeSODのknock out株(fsdl)の単離、およびFeSODの過剰発現株(FSDlox)の作成を行った。銅濃度を増減させたMS寒天培地で生育させたfsdl、FSDloxおよび野生株に、光合成電子伝達を阻害する薬剤であるメチルビオローゲン(MV)処理および強光処理を行い植物の生育・光合成活性を観察した。まず柵処理であるが、MV処理24時間後野生株は成長に著しい阻害を受けた。またfsdlおよびFSDloxも野生株のそれと同程度の成長阻害を受けていた。さらに光合成活性の指標であるFv/Fmを測定したところfsdl、FSDloxおよび野生株でいずれも同程度の活性の減少が観察された。強光処理においてもfsdl、FSDloxおよび野生株で明確な差は観察されなかった。これらの結果から銅欠乏時に発現の上昇するFeSODはMV存在下で、または強光ストレス条件下において光化学系IIを保護していないということが示唆された。銅は植物にとって重要な微量金属であるが、アルカリ土壌では不溶化し植物は利用することができない。しかし植物は、こうした銅欠乏環境に適応する様々な戦略を備えている。私はこれまでに低銅濃度時において銅濃度恒常性の維持に必須なマスター調節因子であるSPL7をシロイヌナズナにおいて同定した。SPL7はこれまでに報告されている銅恒常性維持に関与する複数の遺伝子の発現を銅欠乏時に同時に上昇させた。そこで本年度は、SPL7のさらなる標的遺伝子を特定するためにマイクロアレイ解析を行った。その結果、数十の遺伝子の発現が銅欠乏時の野生株に比べて銅欠乏時のSPL7の突然変異株において減少しており、SPL7の新たな標的遺伝子である可能性が示唆された。この中には新規転写因子も複数みられたことから、植物はSPL7を中心として複数の転写因子を用いることで多くの遺伝子の発現を制御し、銅欠乏環境に適応していることが示唆された。また逆に、銅欠乏時におけるSPL7の突然変異株において、銅欠乏時の野生株に比べて発現が上昇する遺伝子も複数確認された。SPL7は転写活性化因子であることから、SPL7が銅欠乏環境において前述の転写因子やmicroRNAを介してこれらの遺伝子の発現抑制を行っている可能性が示唆された。これらの結果からSPL7は植物が銅欠乏環境へ適応するための極めて必須な因子であることがあらためて明らかとなった。また本年度の研究成果をとりまとめ学術雑誌Plant Cellに投稿し受理・掲載された。
膵がんにおけるArl4cとIQGAP1の相互作用を介した細胞増殖制御機構の解析

本研究では、「Arl4cによるIQGAP1との相互作用を介した新規の膵がん細胞の増殖制御機構」を明らかにすることを目的とし、2018年度は以下の研究成果を得た。(1)膵がん細胞株S2CP8において、Arl4cを発現抑制したところ、免疫染色にて細胞膜上に局在するIQGAP1が減少した。この結果から、IQGAP1はArl4c依存的に細胞膜に局在することが明らかになった。(2)IQGAP1がスキャフォールドとして制御することが報告されているRas/MAPキナーゼ経路活性化を膵がん細胞において評価した。S2CP8細胞においてTR-FRET(HTRF法)を用いてERKのリン酸化を定量的に評価したところ、Arl4cとIQGAP1の発現抑制でいずれも10%程度のERKリン酸化の減弱が認められた。これらの結果から、Rasに変異を有する膵がん細胞において、Arl4cおよびIQGAP1はERKの活性化に一部関与するものの、寄与の程度は小さいことが明らかになった。(3)IQGAP1は、CHD、IR、WW、IQ、GRD、RGCTの6つのドメイン構造を有している。各ドメイン毎の変異体IQGAP1を作製し、Arl4c結合ドメインを免疫沈降アッセイにて検討したところ、Arl4cはIQGAP1のCHDおよびRGCTドメインの2つの領域と相互作用することが明らかになった。CHDおよびRGCTを単独で欠失したIQGAP1変異体を作製したところ、それはいずれもArl4cとの結合能を有することが明らかになった。(4)私どもは、マウスへの皮下投与によって肝腫瘍におけるArl4cの発現と腫瘍形成を抑制できるAmNA修飾型アンチセンス核酸(Arl4c-ASO)をすでに作製している。Arl4c-ASOはin vitroにおいて膵がん細胞のスフェア形成能と浸潤能を強く抑制した。研究計画「Arl4cとIQGAP1の細胞内局在の相互依存性の解析」については、研究実績概要に記載したとおり、おおむね終了している。また、「IQGAP1のArl4c結合ドメインの同定とArl4c-IQGAP1相互作用の機能的意義の解析」についても結合ドメインの決定に成功しており、おおむね順調に進展していると判断した。一方で、「Arl4cとIQGAP1によるERK活性化を介する細胞増殖制御機構の解析」については、Arl4cとIQGAP1ともに膵がん細胞においてERKの活性化に関与するものの、発現抑制による表現型が弱く、Arl4c-IQGAP1による膵がん細胞の増殖制御機構にはERK以外のシグナルも関与する可能性が示唆されている。今後はArl4cがIQGAP1との相互作用を介して膵がん細胞細胞の増殖を制御するシグナル機構について、ERK経路以外にも検討する。IQGAP1はPI3K-AKTシグナルのスキャフォールドとしても機能することが報告されている。そこで、Arl4cとIQGAP1の発現抑制が膵がん細胞のAKTシグナルに与える影響を、AKT、mTOR、S6Kのリン酸化を指標に検討する。Arl4c-IQGAP1シグナルの膵がんにおけるin vivoでの機能解析には、すでに私どもが肝腫瘍において抗腫瘍効果を確認しているArl4cを標的にしたAmNA修飾型アンチセンス核酸(Arl4c-ASO)を用いる。In vitroでの膵がん細胞に対する抗腫瘍効果は既に確認しているので、今後は膵がん細胞の膵同所移植モデルに対してArl4c-ASOを投与し、原発腫瘍と所属リンパ節や肝臓への転移に与える影響を検討する。

研究計画「Arl4cとIQGAP1の細胞内局在の相互依存性の解析」については、研究実績概要に記載したとおり、おおむね終了している。また、「IQGAP1のArl4c結合ドメインの同定とArl4c-IQGAP1相互作用の機能的意義の解析」についても結合ドメインの決定に成功しており、おおむね順調に進展していると判断した。一方で、「Arl4cとIQGAP1によるERK活性化を介する細胞増殖制御機構の解析」については、Arl4cとIQGAP1ともに膵がん細胞においてERKの活性化に関与するものの、発現抑制による表現型が弱く、Arl4c-IQGAP1による膵がん細胞の増殖制御機構にはERK以外のシグナルも関与する可能性が示唆されている。今後はArl4cがIQGAP1との相互作用を介して膵がん細胞細胞の増殖を制御するシグナル機構について、ERK経路以外にも検討する。IQGAP1はPI3K-AKTシグナルのスキャフォールドとしても機能することが報告されている。そこで、Arl4cとIQGAP1の発現抑制が膵がん細胞のAKTシグナルに与える影響を、AKT、mTOR、S6Kのリン酸化を指標に検討する。Arl4c-IQGAP1シグナルの膵がんにおけるin vivoでの機能解析には、すでに私どもが肝腫瘍において抗腫瘍効果を確認しているArl4cを標的にしたAmNA修飾型アンチセンス核酸(Arl4c-ASO)を用いる。In vitroでの膵がん細胞に対する抗腫瘍効果は既に確認しているので、今後は膵がん細胞の膵同所移植モデルに対してArl4c-ASOを投与し、原発腫瘍と所属リンパ節や肝臓への転移に与える影響を検討する。既に作製していた実験試料と入手済の物品を使用して、「Arl4cとIQGAP1の細胞内局在の相互依存性の解析」および「Arl4cとIQGAP1によるERK活性化を介する細胞増殖制御機構の解析」を行ったため、2018年度の使用額が予定よりも少なくなった。一方で、次年度以降は「Arl4c-IQGAP1シグナルの膵がんにおけるin vivoでの機能解析」および、当初予定していなかった「Arl4cとIQGAP1によるERK非依存性経路を介する細胞増殖制御機構の解析」を行う予定であり、新たな細胞生物学実験試薬やマウスの購入等を予定している。
αvβ3 integrin による造血幹細胞活性の双方向的な制御

造血幹細胞は造血システムにおいて、最も中心的な役割を果たしていることが知られているが、未だ不明な点が多い。本研究は接着分子であるαvβ3 integrinが「双方向的に造血幹細胞活性を制御する機構の分子メカニズムの解明」を目的として行われ、αvβ3 integrinは外部から誘導される刺激に依存して、造血幹細胞活性を制御することを見出した。このように、本研究で得られた成果は細胞接着を介した新しい造血幹細胞の制御機構を明らかにすると共に、体外での造血幹細胞の維持・増殖のための新規基盤技術の構築や、慢性炎症によって引き起こされる骨髄抑制や貧血などの造血器疾患の機序の解明に寄与するものと考えられる。造血幹細胞は造血システムにおいて、最も中心的な役割を果していることが知られているが、造血幹細胞の機能の制御機構においては未だに不明な点が多い。これまでに、申請者らはαvβ3 integrinがThrombopoietin (TPO)の存在に依存して造血幹細胞の幹細胞性の維持に寄与していることを示している一方、炎症性サイトカインであるinterferon-γ(IFNγ)存在下では、αvβ3 integrinは逆に幹細胞活性の抑制に働くことを見出している。従って、本研究では「αvβ3 integrinが双方向的に造血幹細胞活性を制御する機構の分子メカニズムの解明」を目的としている。最初に、αvβ3 integrinがIFNγを介した応答に及ぼす影響を検討した結果、αvβ3 integrinを介したシグナルは、IFNγシグナルの最も中心的な下流分子であるSTAT1の活性化を促進していることを見出した。さらに、αvβ3 integrinシグナルはIFNγ存在下では、STAT1を介した遺伝子発現を促進していた。一方、IFNγ非存在下(TPO存在下)では、αvβ3 integrinシグナルはSTAT1を介した遺伝子発現、およびSTAT1のリン酸化に殆ど影響を及ぼしていなかった。重要なことに、IFNγはSTAT1の持続的なリン酸化を誘導する一方、TPOによる刺激では一時的なリン酸化しか誘導されなかった。これらより、外部刺激によって誘導されたSTAT1のリン酸化の状態に依存して、αvβ3 integrinは造血幹細胞活性を制御していることが示唆された。このように、本研究で得られた成果は細胞接着を介した新しい造血幹細胞の制御機構を明らかにすると共に、体外での造血幹細胞の維持・増幅のための新規基盤技術の構築や、慢性炎症によって引き起こされる骨髄抑制や貧血などの造血器疾患の機序の解明に寄与するものであると考えられる。本年度は、STAT1のリン酸化において、TPOとIFNγが造血幹細胞に与える影響が異なることを示した。また、造血幹細胞において、integrin αvβ3シグナルがIFNγ存在下でのみ、STAT1の活性化、およびSTAT1を介した遺伝子発現を促進することも見出した。造血幹細胞は造血システムにおいて、最も中心的な役割を果たしていることが知られているが、造血幹細胞制御機構においては未だ不明な点が多い。これまでに、申請者らはαvβ3 integrinがThrombopoietin(TPO)の存在に依存して造血幹細胞の幹細胞性の維持に寄与することを示している一方、炎症性サイトカインであるinterferon-γ(IFNγ)存在下では、αvβ3 integrinは逆に幹細胞活性の抑制に働くことを見出している。さらに、αvβ3 integrinシグナルはIFNγ存在下ではSTAT1を介した遺伝子発現を促進していた。一方、IFNγ非存在下(TPO存在下)ではαvβ3 integrinシグナルは、STAT1を介した遺伝子発現、およびSTAT1のリン酸化に殆ど影響を及ぼしていなかった。重要なことに、β3 integrinシグナルの障害はin vivoの造血幹細胞におけるIFNγの応答を著しく阻害した。これらより、αvβ3 integrinの造血幹に対する影響はSTAT1の活性化状態に依存していることが示唆された。このように、本研究で得られた成果は細胞接着を介した新しい造血幹細胞の背魚機構を明らかにすると共に、体外での造血幹細胞の維持・増殖のための新規基盤技術の構築や、慢性炎症によって引き起こされる骨髄抑制や貧血などの造血器疾患の機序の解明に寄与するものと考えられる。当初の研究実施計画通りに、STAT1欠損マウス

由来の造血幹細胞を用いて、IFNγ存在下で培養した後、骨髄移植において、integrin αvβ3による幹細胞活性への負の効果にSTAT1が関与しているかを検討する。また、STAT1はSTAT3やSTAT5と、機能的に競合していることが知られているため、STAT1以外の、これらのSTAT分子の活性化状態もTPO又はIFNγ存在下でどのような影響が及ぼされるかを検討する。さらに、in vivoにおいても、integrin αvβ3による双方向性の幹細胞活性の制御が機能しているかを検討するために、integrinβ3変異マウスを用いた移植実験を行う。幹細胞生物学民間企業や財団からの研究助成を受けたため、当該助成金を想定より使用しなかった。本助成金の次年度使用額は、まず、本研究に必要な動物の購入や維持費に充てる予定である。マウスの骨髄移植実験を計画しており、本年度の実績から推測すると、80万程度の費用が必要と考えている。また、国際学会への参加を2階ほど計画しており、概算として50万程度係ると推定している。さらに、熊本地震で本学の次世代シークエンサーが被害を被ったため、これを外注する必要がある。その経費にも充当したいと考えている。
先進的コンパイル技法を用いたセキュアなインターネット・サーバの実現

インターネットなどの広域分散環境では、アプリケーション層プロトコルを用いて通信を行なうアプリケーションが多数利用されている.HTTPやSMTPなどのアプリケーション層プロトコルは、文字列を主体としたメッセージのやり取りとして定義されており、その実現には文字列の解析や構成を行なう退屈で煩雑なコーディングを要する.また、時系列に沿ったメッセージのやり取りやシステムの状態遷移がプログラム・コード中に埋没し、プロトコルの挙動を把握することが難しい.そのためプロトコル処理部の保守性、安全性が低下し、インターネット・サーバのセキュリティ・ホールの一因となることも多い.本研究では,クライアント・サーバ型のアプリケーション層プロトコルを対象に、プロトコル処理部を自動的に生成するコード生成器Aprilの開発を行った.Aprilはアプリケーション層プロトコルの記述に特化した記法を提供しており、1)メッセージ・フォーマットの定義2)時系列に沿ったメッセージのやり取り、3)システムの状態遷移のみを記述すれば,C言語のコードを自動的に生成する.メッセージの解析や構成に必要な文字列処理はAprilの処理系が行ないプログラマが記述する必要はない.また、時系列に沿ったメッセージのやり取りやシステムの状態遷移が明示的に記述されているため、プロトコルの挙動が把握しやすい.本研究では、Aprilによって主要なプロトコルが記述できることを示しAprilを用いたことによるプロトコル処理のオーバーヘッドが十分に小さいことを示した.本年度は,モバイルコード技術を応用してアプリケーション層プロトコルの自動配布を可能にするシステムの設計および実現を行った.インターネットなどの広域分散環境では,共通のアプリケーション層プロトコルを用いて,ユーザが互いに情報をやりとりする.こうしたアプリケーション層プロトコルは情報通信の基盤となるため,一旦広く普及してしまうと,改良・拡張した新しいプロトコルに置き換えて再び普及させることは難しい.本年度は,モバイルコード技術を用いて、新しいアプリケーション層プロトコルの普及を容易にする手法の開発を行った.一般にモバイルコードを用いると,ソフトウェアに高い拡張性と柔軟性を与えられる反面,セキュリティの確保が難しい.本システムでは,モバイルコードの用途をアプリケーション層プロトコルの普及に限定することによって,システムの安全性を保ちつつモバイルコード技術の利点を享受できることを示した.本奨励研究の目的はアプリケーション層プロトコルの実現を容易にする特定領域言語を設計することにある.上記のシステムの設計・開発を通じてアプリケーション層プロトコルについての深い知識と経験を得ることができた.この知識と経験を活用し,来年度以降は実際にアプリケーション層プロトコルの実現に特化した特定領域言語の設計・開発を進める予定である.インターネットなどの広域分散環境では、アプリケーション層プロトコルを用いて通信を行なうアプリケーションが多数利用されている.HTTPやSMTPなどのアプリケーション層プロトコルは、文字列を主体としたメッセージのやり取りとして定義されており、その実現には文字列の解析や構成を行なう退屈で煩雑なコーディングを要する.また、時系列に沿ったメッセージのやり取りやシステムの状態遷移がプログラム・コード中に埋没し、プロトコルの挙動を把握することが難しい.そのためプロトコル処理部の保守性、安全性が低下し、インターネット・サーバのセキュリティ・ホールの一因となることも多い.本研究では,クライアント・サーバ型のアプリケーション層プロトコルを対象に、プロトコル処理部を自動的に生成するコード生成器Aprilの開発を行った.Aprilはアプリケーション層プロトコルの記述に特化した記法を提供しており、1)メッセージ・フォーマットの定義2)時系列に沿ったメッセージのやり取り、3)システムの状態遷移のみを記述すれば,C言語のコードを自動的に生成する.メッセージの解析や構成に必要な文字列処理はAprilの処理系が行ないプログラマが記述する必要はない.また、時系列に沿ったメッセージのやり取りやシステムの状態遷移が明示的に記述されているため、プロトコルの挙動が把握しやすい.本研究では、Aprilによって主要なプロトコルが記述できることを示しAprilを用いたことによるプロトコル処理のオーバーヘッドが十分に小さいことを示した.
減数分裂特異的な染色体分配を制御する因子の探索

本研究では、昨年度までに分裂酵母において減数分裂特異的な染色体分配を制御する因子の探索を行い、新規遺伝子sgo1^+(シュゴシン)を単離した。Sgo1は減数第一分裂に特異的に発現し、セントロメアに局在するタンパク質であった。さらに、遺伝子破壊株を用いた解析から、Sgo1は減数第一分裂においてコヒーシンRec8をセントロメアで分解から守り、姉妹セントロメア間の接着を保護するタンパク質であることを明らかにした。アミノ酸配列をもとにしたホモログ検索から、シュゴシンは真核生物に広く保存されたタンパク質であり、ヒトにおいても2つのシュゴシン様タンパク質が存在することが示唆された。そこで、これらをhSgo1、hSgo2と名付け、ヒトの培養細胞であるHeLa細胞を用いて機能解析を行った。hSgo1、hSgo2のそれぞれに特異的な抗体を作成し、免疫染色を行ったところ、いずれも体細胞分裂の分裂前期から中期までセントロメアに局在し、後期に消失するタンパク質であった。哺乳細胞における体細胞分裂では、分裂前期から中期までセントロメアにおけるコヒーシンが解離せずに保護され、それにより姉妹セントロメア間の接着が維持されることが分かっている。そこで、RNA干渉法によりhSgo1の機能破壊を行ったところ、分裂前期から中期までセントロメアにおいて保護されるべきコヒーシンが失われ、その結果、姉妹セントロメア間の接着が維持されずに失われてしまうことが分かった。これらのことから、hSgo1は減数分裂のみならず体細胞分裂においても機能し、分裂前期から中期までセントロメアのコヒーシンを解離から守ることにより姉妹セントロメア間の接着を保護するタンパク質であることが示唆された。本研究では、減数分裂特異的な染色体分配を制御する因子の探索を行った。分裂酵母を用いたスクリーニングの系を構築し、cDNAライブラリーを探索したところ、複数の候補遺伝子を単離することに成功した。これらの遺伝子についてそれぞれ破壊株を作製し、減数分裂における表現型の解析を行ったところ、一つの新規遺伝子sgo1^+(シュゴシン)が減数分裂における正確な染色体分配に必要であることを見出した。Sgo1は減数分裂特異的に発現するタンパク質であり、減数第一分裂において姉妹動原体に局在し、第二分裂では消失していた。sgo1^+遺伝子破壊株では、減数第一分裂の染色体分配は一見正常に見えたが、第一分裂後期において、保たれているべき染色体接着因子コヒーシンRec8が失われ、姉妹動原体間の接着が無くなってしまっていることが分かった。このため、続いて起こる第二分裂において分裂装置が正しい姉妹動原体のペアを認識することができず、姉妹染色分体が均等に分配されずにほぼランダムなものになってしまっていた。さらに、野生株におけるRec8は、第一分裂後期において染色体腕部で分解を受けるが、動原体部位では保護されることを明らかにした。これらのことから、Sgo1は減数第一分裂においてコヒーシンRec8を姉妹動原体で保護する因子であると考えられる。分裂酵母Sgo1のアミノ酸配列を元にしてホモログ検索を行ったところ、ヒト、マウス、植物、線虫、ハエ、出芽酵母といった生物に有意に相同性のあるタンパク質を見出すことができた。さらに、出芽酵母Sgo1解析を実際に行い、分裂酵母Sgo1と同様、減数第一分裂時に動原体Rec8の保護因子として機能していることを明らかにした。これらのことから、シュゴシンは機能的に広く保存されたタンパク質であると考えられる。
全ゲノムと免疫病理解析に基づく脱髄性疾患のグリアシンシチウム破綻機序の解明と修復

多発性硬化症(MS)患者におけるγδ型T細胞のレパトワの変化をフローサイトメトリー法(FCM)で解析した。無治療寛解期MS患者、年齢・性別を合わせた健常者より末梢血単核細胞を単離し、FCMを用いてγδ型T細胞を含むリンパ球分画の解析を行った。MS患者ではγδ型T細胞中のVδ2+およびVδ2+Vγ9+細胞の割合が減少し、Vδ1/Vδ2比が上昇していた。γδ型T細胞中のIFN-γ+Vδ2+およびIL-17A+IFN-γ+Vδ2+細胞の割合、そしてVδ2+γδ型T細胞中のIFN-γ+細胞の割合も減少していた。γδ型T細胞中のVδ2+およびVδ2+Vγ9+細胞の割合は障害度と負の相関を示し、Vδ1/Vδ2比はMS重症度の指標になると考えられた。IFNβ使用群ではγδ型T細胞中のVδ1-Vδ2-細胞とVδ1-Vδ2-Vγ9-細胞の割合が有意に上昇しており、IFNβ反応良好群でのみVδ1-Vδ2-γδ型T細胞中のVδ1-Vδ2-Vγ9-細胞割合は障害度と強い負の相関を示した。Vδ1-Vδ2-Vγ9-細胞割合の増加がIFNβ使用時予後良好の指標となり、同細胞がIFNβ治療中のMS患者の病態に対し保護的な役割を果たしていると考えられた。私達はこれまでに中枢アストログリア特異的コネキシン(Cx)43欠損マウス(Cx43icKO)およびオリゴデンドログリア特異的Cx47欠損マウス(Cx47icKO)の樹立に成功した。Cx43icKOでは、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)が軽症化し、ミクログリアの保護的活性化を認めた。一方、Cx47icKOではEAEが重症化し、ミクログリアの炎症性活性化を認めた。ミクログリアを抗リウマチ薬イグラチモドを経口投与して抑制したところ、EAEの軽症化を認めた。これらの結果から、活性化ミクログリアが多発性硬化症に対する新たな治療標的となりうることが強く示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。6例のMS、3例のNMO剖検標本を用いた免疫病理学的解析では、MSの急性期病変では血管周囲性のリンパ球浸潤の存在にもかかわらず、内皮のMCT1とGLUT1の発現は比較的保たれ、逆にアストロサイトの足突起にあるMCT4の発現は低下していた。活性化ミクログリア/マクロファージでのGLUT5の発現は亢進していた。GLUT3の発現は障害軸索で亢進していた。NMOでも血管周囲性MCT4の発現は後半に低下していた。アストロサイトにおけるMCT4の発現低下は血管からアストロサイトへのエネルギー輸送の障害を反映しており、これらの輸送障害がオリゴデンドロサイトや軸索障害を惹起することが示唆された。T細胞およびT細胞関連サイトカインがCx43発現に与える影響について、マウス由来初代培養グリア細胞を用いて検証した。結果として、Th1細胞由来のIFNγがミクログリアを活性化し、活性化ミクログリアから産生されたIL-1βを含む炎症性サイトカインがアストロサイトに作用して、Cx43発現を低下させることが示された。そのことからTh1優位の炎症反応により、グリア間の細胞間伝達が破綻し、中枢神経脱髄疾患の病巣形成・拡大につながることが示唆された。コネキシン(Cx)30のknockoutマウス、アストログリアのCx43、オリゴデンドログリアのCx47のinducible conditional knockout(cKO)マウスを樹立した。T細胞受容体遺伝子のシークエンシングを行い、その解析の基盤を確立した。病理学的にアストロサイトのMCT4の発現が多発性硬化症/視神経脊髄炎の急性期病巣で低下していることを明らかにした。炎症性サイトカインがConnexin43の発現に及ぼす影響を明らかにした。Connexin43のinducible conditional knockoutマウスを樹立した。概ね研究計画は順調に遂行されている。T細胞受容体(TCR)配列をadaptor-ligation PCR法によるシークエンシングで確認し、多発性硬化症(multiple scleorsis; MS)におけるTCRレパトアの特徴を健常者群と比較することで明らかにした。α鎖、β鎖遺伝領域のいずれも,その多様性は健常者群と比較して多発性硬化症で高く、一方でδ鎖、γ鎖領域では多様性に有意な差はなかった。α鎖の相補性決定領域(CDR)3については健常者群と比較してMSでは14アミノ酸長の配列の発現が多く、この長さの配列についてさらに特徴を比較したところ、MSでは9番目のグリシン残基が健常群より保存されている傾向があった。中枢神経脱髄疾患の一つであるBalo病は同心円病変を特徴とし、典型病巣では最外層が急性期病変で、中心部は慢性期病変とされる。TMEM119/GLUT5陽性細胞は、急性期活動性病変である最外層に多数存在し、中心部の慢性期病巣ではいずれの陽性細胞も乏しかった。

TMEM119はresident microglia特異的なマーカーとして注目されておりGLUT5もresident microgliaで発現しているものと推定され、脱髄病変の急性期にresident microgliaの特異的な関与が示唆された。GLAST-creERT/loxPシステムによるアストログリア特異的・時限的connexin(Cx)43ノックアウトマウスを作成し、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を誘導したところ、非ノックアウトマウスと比較して表現型が軽症化し、脊髄病理では炎症細胞浸潤、脱髄が抑制された。一方でPLP-creERT/loxPシステムによるオリゴデンドログリア特異的・時限的Cx47ノックアウトマウスにEAEを誘導したところ、非ノックアウトマウスと比較して重症化し、慢性期に再度脱髄が進行する二次性進行型MS様の経過を示した。T細胞受容体遺伝子のシークエンシングを行い、MSと健常者群でその特徴を比較解析した。Cx43、47のアストログリア、オリゴデンドログリア特異的欠損マウスを作成し、EAEを誘導した。多発性硬化症(MS)患者におけるγδ型T細胞のレパトワの変化をフローサイトメトリー法(FCM)で解析した。無治療寛解期MS患者、年齢・性別を合わせた健常者より末梢血単核細胞を単離し、FCMを用いてγδ型T細胞を含むリンパ球分画の解析を行った。MS患者ではγδ型T細胞中のVδ2+およびVδ2+Vγ9+細胞の割合が減少し、Vδ1/Vδ2比が上昇していた。γδ型T細胞中のIFN-γ+Vδ2+およびIL-17A+IFN-γ+Vδ2+細胞の割合、そしてVδ2+γδ型T細胞中のIFN-γ+細胞の割合も減少していた。γδ型T細胞中のVδ2+およびVδ2+Vγ9+細胞の割合は障害度と負の相関を示し、Vδ1/Vδ2比はMS重症度の指標になると考えられた。IFNβ使用群ではγδ型T細胞中のVδ1-Vδ2-細胞とVδ1-Vδ2-Vγ9-細胞の割合が有意に上昇しており、IFNβ反応良好群でのみVδ1-Vδ2-γδ型T細胞中のVδ1-Vδ2-Vγ9-細胞割合は障害度と強い負の相関を示した。Vδ1-Vδ2-Vγ9-細胞割合の増加がIFNβ使用時予後良好の指標となり、同細胞がIFNβ治療中のMS患者の病態に対し保護的な役割を果たしていると考えられた。私達はこれまでに中枢アストログリア特異的コネキシン(Cx)43欠損マウス(Cx43icKO)およびオリゴデンドログリア特異的Cx47欠損マウス(Cx47icKO)の樹立に成功した。Cx43icKOでは、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)が軽症化し、ミクログリアの保護的活性化を認めた。一方、Cx47icKOではEAEが重症化し、ミクログリアの炎症性活性化を認めた。ミクログリアを抗リウマチ薬イグラチモドを経口投与して抑制したところ、EAEの軽症化を認めた。これらの結果から、活性化ミクログリアが多発性硬化症に対する新たな治療標的となりうることが強く示唆された。欠失型CNVを有するMS、NMO患者に固有のT細胞受容体遺伝子構成を偏移が明らかにし、EBウイルスにより患者末梢血リンパ球を不死化して抗原提示細胞クローンを作成する。そして、ランダムペプチドライブラリーから同T細胞受容体が認識するエピトープをスクリーニングし、当該エピトープの配列を有する中枢神経蛋白抗原を同定する。当該抗原でマウスを免疫し、MSと同様の脱髄病変あるいはEAEが惹起できるかを臨床病理学的に検討する。アストログリアのCx43とMCT
産育慣行よりみた西オーストロネシア諸族の生命観の社会人類学的研究

本研究は、オーストロネシア(マラヨ・ポリネシア)諸族のうち、言語的、文化的に密接に関連する地域、すなわち、台湾山地、フィリピン、インドネシアを対象とし、産育慣行の中規模文化領域における比較研究を行なうことを目的としたものである。生殖、妊娠、生産に関わる慣行は、きわめて社会学的現象であり、それぞれの社会が生命の誕生と養育に関して、いかなる意味づけをしているのか、親族制度の基本に関わる行為規範と認識体系を明らかにしつつ、このテーマに接近することが、本研究の目的である。調査対象は、台湾山地では、タイヤル族、アミ族、ツォウ族、ルカイ族、ピューマ族、パイワン族、ヤミ族、フィリピンでは、ボントック族、イフガオ族、ブキドノン族、ワライ族、そしてインドネシアでは、ゴロンタロ族、サルアン族、スンバ島民である。調査方法としては、全員、長期にわたる特定村落での住み込み調査を採用し、直接的に産育慣行に関連する項目のほか、親族・家族組織、首長制度などの社会組織、シャーマニズムや精霊・呪術信仰、さまざまな文脈における儀礼的行為、そして行為規範に関わる認知構造などの分野にわたって、幅広く関連する資料を収集した。本研究は、昭和59年度から63年度にわたる、通算三次の野外調査を骨子としている。その結果として、台湾、フィリピン、インドネシアにわたる広域の比較研究は、当初の予想どおり、有益な知見をもたらしてくれた。産み、育てるという人間生活の基本に関わることの、社会的・文化的意味付けを明らかにしたことは、大きな収穫であった。本研究の成果は、まず、産育慣行をめぐってこれらの地域での、共通してみられる考えの基盤を発掘したことに求められる。これら諸族は、妊娠、出産などの行為は、精霊信仰、もしくは呪術的観念と深く結びつき、霊的・儀礼的世界との調和を維持することによって、母子、ひいては村落協同体の安全がえられる、と認識している。この方面の研究を通して、彼らの象徴的世界の解明に大いなる貢献をなしたことが、その成果の一つである。また、産育慣行を取り巻く親族関係の在り方は、初期の予想どおり、さまざまな類型を伴いながらも、キョーダイ関係の重要性を指摘することができた。親族構造の基本的枠組みを考えるにあたって、今後、本研究で収集した資料は有益な意義をもってくると思われる。その他、産み、育てることに関して、性差がどのように関わってくるのか、新しい知見を得ることができた。産育慣行をめぐる男女の関わり方の研究は、今後いっそう、重要性を増すと思われる。本研究は、最終的には英文にて発表する予定でいるが、従来より、これら地域での、この種の観点からする調査は乏しかったので、その成果は重要である。そして、今後は、さらに南太平洋地域にわたっての広域での比較研究が望まれる。
縞状堆積物のバイオマーカーイメージングによる超高時間分解古気候復元

過去数万年数100万年間の超高時間分解(1年10年規模)の古環境解析を行うことで、急激な気候変動メカニズムの解明に貢献することを最終的な目的として、分子量1003,000の有機分子を最小5ミクロンの高解像度でイメージングできる「イメージング質量顕微鏡」を用いて、海洋や湖沼の縞状堆積物の単層一枚一枚に含まれる環境変動の指標となる有機分子(バイオマーカー)の二次元分布をミクロン単位の高空間分解能でマッピングする手法を確立した。この手法を用いて各種地質試料のバイオマーカーマッピングを試みた。本研究内容は、超高時間分解の古気候復元のために、分子量1003000の有機分子を最小5ミクロンの高解像度でイメージングできる「イメージング質量顕微鏡」を用いて、海洋や湖沼の縞状堆積物の単層一枚一枚に含まれる環境変化の指標となる有機分子(バイオマーカー)の二次元分布をミクロン単位の高空間分解能でマッピングする手法を確立することを目的とする。イメージング質量顕微鏡は生体試料の分析に特化して開発されたものであるため、堆積物の分析に適した前処理方法、分析条件の最適化が必要となる。通常の生体試料の場合は、導電性のあるITOコートされたガラススライドに、ミクロトームでスライスした凍結試料を融解接着するが、堆積物試料や地質試料はミクロトームでスライスすることが難しい。また通常の地質試料は樹脂で固めてスライドグラスに貼り付けた後に研磨し研磨薄片を作るが、この方法では、ITOコートがはがれてしまうという問題もあった。平成27年度は、このような地質試料や堆積物試料のための切片試料の作成方法について検討し、樹脂包埋した試料をステンレス製プレートに樹脂で接着し、岩石薄片のように研磨して研磨薄片を作る手法を確立した。平成27年度は、縞状堆積物を用いて、堆積物の分析に適した前処理方法、分析条件の最適化を行う予定であった。しかし、年度の前半に予定外の長期研究航海が入り研究の開始が遅れたため、切片試料の作成方法の確立にとどまり、縞状堆積物の分析やその分析条件の最適化の検討までは行うことができなかった。このことから、研究は当初の予定よりもやや遅れていると判断した。平成27年度に確立した地質試料や堆積物試料のための切片試料の作成手法を用いて、サンゴ骨格や岩石試料のイメージング質量顕微鏡を用いた分析を行った。造礁性サンゴ骨格(以下、サンゴ)はサンゴ礁の主構成物である。少量の有機物と炭酸塩で構成されるサンゴ骨格をマイクロメータースケールで観察すると、円状の石灰化中心(COC)と、その周りを取り囲む繊維状組織(Fiber)等の微細構造を確認できる。サンゴ骨格はこの微細構造が積み重なることで形成されている。有機物はサンゴの骨格形成で重要な役割があると考えられているが、COCとFiber形成にどのように関与しているのだろうか?それによって解明できるサンゴ骨格の形成機構は、サンゴ骨格を用いた古環境指標信頼性向上、高効率・効果的なサンゴの養殖方法確立等、多岐にわたる応用が期待される。これまでの先行研究は,COCとFiber間で、炭酸塩の結晶サイズがナノメータースケールで異なることや、微量元素濃度や同位体比の偏在があることを明らかにしてきた。そこでマイクロメータースケールでの低分子量有機物の骨格内分布を明らかにするため、イメージング質量顕微鏡でサンゴ骨格を計測した。分析には、事前にサンゴから抽出した脂質試料を有機溶媒とともにステンレススライド上に滴下し乾燥させたものと、ステンレススライドに直接サンゴ試料を接着剤で貼り付け、研磨した研磨薄片を試料として供し、特定の脂質が骨格内に分布している様子を観察した。これらの結果は国際学会、国内学会で発表した。その他、メッシニアン期に地中海において蒸発岩として形成した石膏中のバイオマーカーの分布を明らかにするなど、古環境解析への応用を試みている。平成28年度は、ベーリング海や水月湖で得られた縞状堆積物について、イオン化効率の高いマトリクスの選定や、質量範囲、レーザー強度、イオンモードの検討を行なった後、さらに環境指標として有効なバイオマーカーの探索を行い、本研究課題は終了する予定であった。しかし研究代表者の所属する海洋研究開発機構の業務として長期間の航海に参加したために、本研究課題の遂行に充分な時間がとれず、縞状堆積物の分析は行うことができなかった。このために研究課題の期間の終了を平成29年度に延長した。一方で、サンゴ骨格や石膏などその他の地質試料の分析は進んでおり一定の成果が得られている。本研究課題は、超高時間分解の呼気港復元のために、分子量1003000の有機分子を最小5ミクロンの高解像度でイメージングできる「イメージング質量顕微鏡」を用いて、海洋や湖沼の縞状堆積物の単相一枚一枚に含まれる環境変化の指標となる有機分子(バイオマーカー)の二次元分布をミクロン単位の高空間分解能でマッピングする手法を確立することを目的とする。イメージング質量顕微鏡は生体試料の分析に特化して開発されたものであるため、堆積物や地質試料の分析に適した前処理方法、分析条件の最適化が必要となる。また通常の地質試料は樹脂で固めてガラススライドに貼り付けた後に研磨し、研磨薄片を作るが、この方法では、ITOコートがはがれてしまうという問題もあった。

このような地質試料や堆積物試料のための切片試料の作成方法について検討し、目的の分析に応じて、前処理方法を変えて切片試料を作成する手順を確立した。たとえば、炭酸塩岩試料の場合、樹脂包枚してガラススライドに貼り付けて作成した研磨薄片を一度有機溶媒につけてガラススライドからはがし、ITOコートに再接着する手法を開発し、どんな地質試料も簡単に薄片試料を作成することが可能となった。確立した手法を用いて、地中海の蒸発岩試料や中新世のメタン湧水由来炭酸塩岩中のバクテリア由来、真核生物由来、メタン菌由来と考えられるバイオマーカーの局所分布のイメージングに成功した。過去数万年数100万年間の超高時間分解(1年10年規模)の古環境解析を行うことで、急激な気候変動メカニズムの解明に貢献することを最終的な目的として、分子量1003,000の有機分子を最小5ミクロンの高解像度でイメージングできる「イメージング質量顕微鏡」を用いて、海洋や湖沼の縞状堆積物の単層一枚一枚に含まれる環境変動の指標となる有機分子(バイオマーカー)の二次元分布をミクロン単位の高空間分解能でマッピングする手法を確立した。この手法を用いて各種地質試料のバイオマーカーマッピングを試みた。確立した切片試料の作成方法を用いて、ベーリング海や水月湖で得られた縞状堆積物について、イオン化効率の高いマトリクスの選定や、質量範囲、レーザー強度、イオンモードの検討行う。さらに環境指標として有効なバイオマーカーの探索を行う。バイオマーカーの探索のために、GC-MSによるバイオマーカー分析を別途行い、イメージング質量分析の結果と比較する。バイオマーカー分析は高知大学の池原実教授が分担する。これらの基礎実験の結果をもとにベーリング海および福井県水月湖から得られた縞状堆積物の分析を行い、古環境復元への応用を試みる。確立した切片試料の作成方法を用いて、ベーリング海や水月湖で得られた縞状堆積物について、イオン化効率の高いマトリクスの選定や、質量範囲、レーザー強度、イオンモードの検討を行う。地球化学平成27年度の前半に予定外の長期研究航海が入り研究の開始が遅れたため、当初予定していたパートタイマーを雇用しての、堆積物樹脂包枚作業やイメージング質量顕微鏡のオペレーションを行うことができなかったため未使用額が生じた。平成28年度の中頃に長期研究航海が入り研究遂行の時間がとれなかたために、当初予定していたパートタイマーを雇用しての天然堆積物試料の分析が行えず、次年度使用額が生じた。バイオマーカー分析を分担者に担当してもらうために次年度使用額のうち70万円を分担金とする。残り228,228円は、平成28年度のスライドグラス、マトリクス試薬などの消耗品の購入に使用する。パートタイマーを雇用して、天然堆積物試料の包埋、イメージング質量分析器のオペレーションを担当してもらう(100万円)。
新しい多核複金属錯体を出発原料とする複合酸化物の合成と評価、応用

2種類以上の金属を含む複合酸化物は、超伝導体、燃料電池の電極材料、化学センサの材料などとして注目されており、新規な均質微粒子の作成法が求められている。報告者らは、多核複金属錯体を合成して出発原料とし、これを低温で熱分解することにより複合酸化物を合成する新しい方法について検討を行なった。主に希土類Lnと遷移金属Mから成るペロブスカイト型酸化物を作製した。LaMn-有機多核錯体の600°C低温熱分解により、直径が約20nmの均質微粒子が得られた。特にLa[Fe(CN)_6]・nH_2Oの低温における熱分解挙動が検討され、350°Cの低温でも長時間焼成すれば、LaFeO_3の微粒子が得られた。同じように他の希土類元素Lnと遷移金属Mの組み合わせで、La_<1-x>Sm_xFeO_3、NdFe_<0.5>Co_<0.5>O_3、YBa_2Cu_3O_7などの様々な3成分複合酸化物の均質微粒子が合成され、その結晶のキャラクタリゼーションがなされた。さらに、この方法で、LaFeO_3やSmFeO_3を合成しNO_2ガスセンサへ応用したところ、一般的に用いられる固相反応法により得たものよりもかなり優れたセンサ材料になりうることが明かになり、さらに表面分析を行なったところ、多核錯体法で作製した方が、吸着サイトの数が多く、均質性が優れていた。また、焼成雰囲気によりガス吸着サイトとの数が制御できることが明らかになった。一方、LaCu-有機錯体では、La_2CuO_4-CuO複合酸化物となるが、これに10ppmH_2Sガスを通じたところ、2桁以上の伝導度変化がみられた。この材料の表面構造がどのようにH_2Sにより変かするかがXPSにより検討された。組成制御された多核複合金属錯体出発原料とした機能性均質微粒子複合酸化物の調整法を確立し、表面分析・結晶構造解析などの手法をもちい、本法の優位性を評価した。本年度は、超伝導体、触媒材料、電子・イオン伝導体となる、Y-Ba-Cu,Ln-Ba-Cu,Ln-Ce-M(Ln=La-Lu,M=Fe,Co,Ni,Cu)系酸化物の原料となる多核複合金属錯体を合成し、これらの低温合成を試みた。まず、出発原料となる複合金属錯体の配位子となるフォルミルメチルサリシリデンアルキルアミンを開発した。さらに、この配位子をもちいて、M2+とM3+を含む多核金属錯体を合成した。Y-Ba-Cuを含む多核金属錯体の熱分解挙動を検討し、高温超伝導体として知られる123複合酸化物の微粒子の生成過程を明確にした。得られた123複合酸化物はX線学的には、単相であり、表面分析の結果から均一性・均質性に優れていることが明かとなった。現在、Ln-Ba-Cu,Ln-Ce-M系について、合成を試みており、一部熱分解過程、生成物の確認・評価を進めている。多核錯体LaMn(dhbaen)(OH)(NO3)(H2O)4を合成し、その低温熱分解によるペロブスカイト型複合酸化物LaMnO3の調製を試みた。その結果、600°Cで平均粒径約20nm(表面積28m2/g)の微粒子が得られたが、一部しか結晶化していないことがTEMおよびXRDにより明らかになった。

さらに700°Cで分解させた場合、粒径が約50nmの多結晶のLaMnO3の単相が得られた。この錯体法により得られた微粉末は極めて均一な元素分布をもつことがAESにより明らかになった。La2O3とMn2O3を原料とする一般的な固相反応法と比較したところ、この方法で単相を作るためには1000°C以上の焼成温度が必要であり、高温で焼成するため粒子成長が起こってしまう。AESにより確認したところ、1200°Cの高温で焼成した試料でも表面の元素分布は不均一であった。さらに、様々な希土類元素を用いてLnMn(dhbaen)(OH)(NO3)(H2O)4(Ln=Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,and Lu)を合成し、これらについても熱分解挙動を調べている。この錯体の熱分解は、軽希土類では単相を容易に得ることができるが、重希土になるとLn2O3などの単独酸化物がペロブスカイト酸化物との混合相として得られている。この希土類元素の影響については現在検討中であり、平成12年度に結論を出す予定である。また、このLnMnO3は、触媒材料が高く、本研究により得られた微粒子材料はこのような応用に有効であると考えられるので、化学センサの電極材料への応用も研究を行う予定である。2種類以上の金属を含む複合酸化物は、超伝導体、燃料電池の電極材料、化学センサの材料などとして注目されており、新規な均質微粒子の作成法が求められている。報告者らは、多核複金属錯体を合成して出発原料とし、これを低温で熱分解することにより複合酸化物を合成する新しい方法について検討を行なった。主に希土類Lnと遷移金属Mから成るペロブスカイト型酸化物を作製した。LaMn-有機多核錯体の600°C低温熱分解により、直径が約20nmの均質微粒子が得られた。特にLa[Fe(CN)_6]・nH_2Oの低温における熱分解挙動が検討され、350°Cの低温でも長時間焼成すれば、LaFeO_3の微粒子が得られた。同じように他の希土類元素Lnと遷移金属Mの組み合わせで、La_<1-x>Sm_xFeO_3、NdFe_<0.5>Co_<0.5>O_3、YBa_2Cu_3O_7などの様々な3成分複合酸化物の均質微粒子が合成され、その結晶のキャラクタリゼーションがなされた。さらに、この方法で、LaFeO_3やSmFeO_3を合成しNO_2ガスセンサへ応用したところ、一般的に用いられる固相反応法により得たものよりもかなり優れたセンサ材料になりうることが明かになり、さらに表面分析を行なったところ、多核錯体法で作製した方が、吸着サイトの数が多く、均質性が優れていた。また、焼成雰囲気によりガス吸着サイトの数が制御できることが明らかになった。一方、LaCu-有機錯体では、La_2CuO_4-CuO複合酸化物となるが、これに10ppmH_2Sガスを通じたところ、2桁以上の伝導度変化がみられた。この材料の表面構造がどのようにH_2Sにより変化するかがXPSにより検討された。
片脚ジャンプ着地中の運動力学的変数の非対称性に着目した膝損傷予防動作指導の開発

研究分担者が所属する当院整形外科で前十字靱帯(ACL)損傷(半月板損傷含む)の再建・修復術を受け、研究代表者である相澤が所属するアスレティックリハビリテーション部門で2012年4月より2019年3月までにスポーツ理学療法を受けた術後アスリート225名の利き脚,受傷側,受傷状況,参加スポーツ、身体機能などに関するデータを後方および前方視的に調査・抽出した.そして、利き脚はどちらか/受傷側はどちらか/非利き脚受傷か利き脚受傷か,に関するデータベースを構築した.各々の割合を算出し,これらの差について統計学的に分析し、男女別,参加スポーツ別にサブグループ解析を行った.また、術前、術後3か月、術後6か月時の身体機能データを連結し、時系列でデータの特徴を把握できるようにデータベースの質を向上させた。片脚ジャンプ着地中の運動力学的変数の非対称を選手に自覚させ,着地中のACL過負荷につながる緩衝能力不足や姿勢不良がより明らかな片側に対して重点的に動作やエクササイズを指導することで片側のACL負荷が軽減し,結果的に全体のACL損傷発生率を低下させうるという仮説のもと、30名の再建術後アスリートを対象として片脚着地衝撃の非対称性と、膝伸展筋力の非対称性との関係を分析した。その結果、膝伸展筋力の非対称性が大きい群では着地衝撃が術側で有意に高く、かつ非対称であることが明らかになった。以上の分析で明らかとなった特徴について論文、図書、学会、シンポジウム・セミナー等で公表した。今後は膝伸展筋を含めて着地中の緩衝や姿勢コントロールに関わる下肢筋の筋活動を様々な動作・エクササイズにおいて計測・分析し、筋活動の非対称を含めた特徴を明らかにし、ACL損傷・再損傷予防のための動作指導の根拠を得たいと考えている。その後,損傷リスクの高い片側に特化した姿勢・筋活動指導プログラムを作成し現場に普及させる予定である.ACLの過負荷につながる着地衝撃の大きさに関わる筋活動の詳細な特徴を把握するための研究を追加実施する必要性が生じ、その準備と遂行に時間を要している。同部門に所属する研究分担者とエフォートをコントロールしつつ、データ処理補助スタッフの雇用も検討しながら、具体的な姿勢・筋活動指導プログラムの作成に向けて、特に筋活動に着目したデータ計測・分析を加速していく。得られた研究成果は、学会演題、論文、シンポジウム・セミナー、ホームページなどで適時公表していく。研究分担者が所属する当院整形外科で前十字靱帯(ACL)損傷(半月板損傷含む)の再建・修復術を受け、研究代表者である相澤が所属するアスレティックリハビリテーション部門で2012年4月より2018年3月までにスポーツ理学療法を受けた術後アスリート114名の利き脚,受傷側,受傷状況,参加スポーツ、身体機能などに関するデータを後方および前方視的に調査・抽出した.そして、利き脚はどちらか/受傷側はどちらか/非利き脚受傷か利き脚受傷か,に関するデータベースを構築した.また,各々の割合を算出し,これらの差について統計学的に分析した.男女別,参加スポーツ別にサブグループ解析も行った.以上の解析の結果、群間差に一定の特徴があることが明らかとなり、これらの成果を学術論文、図書、学会演題、シンポジウム・セミナー等で公表した。アスリートのACL損傷は利き脚と非利き脚で発生率が異なり,女性では非利き脚,男性では利き脚でより発生しやすいとの報告がある.片脚ジャンプ着地中の運動力学的変数の非対称を選手に自覚させ,ACLの過負荷につながる緩衝能力不足や姿勢不良がより明らかな片側に対して重点的に動作指導をすることで片側のACL負荷が軽減し,結果的に全体のACL損傷発生率を低下させうるのではないかと考えている.今後、健常,再建術後アスリートを対象として片脚ジャンプ着地中の運動力学的変数の非対称性を計測・分析し,これを基に非対称性を軽減するための自己評価および動作指導のビデオを作成し,介入研究を実施する.そして,片脚ジャンプ着地の非対称性に起因するACL損傷・再損傷の予防を目的に,損傷リスクの高い片側に特化した姿勢・筋活動指導プログラムを作成し現場に普及させる予定である.今年度に構築したデータベースは今後の研究を進めるための基礎データとして活用できる。約150名分のデータ収集を目標としていたが、36名不足している。データは収集できてはいるが、データベース化に時間がかかっている。研究が当初計画どおりに進まない時の対応として挙げていたように、30年度以降も前方視的なデータ収集を含めて継続しながら、片脚ジャンプ着地中の運動力学的変数の計測の準備を進めていく。