hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体育を教える教員の職能とその発展に関する研究

本研究では、小・中学校、高等学校の教員に対してインタビューを行い、体育を教える教員の職能とその発展過程を定性的に検討した。その結果、体育教員の職能は、「豊富な運動経験」「環境・立場」「研修・研究」「同僚」「学習者の変容」「日々の実践の省察と再構築」「過去の職業経験」であることを確認した。加えて、この職能を保健体育専攻の学生及び現職教員がどの程度備えているかについて、質問紙調査により定量的に検討した。その結果、職能は、「授業をする力」「マネジメント能力」「人間的魅力」「子どもへの対応力」「教員として必要な知識」「教育的信念」「危機管理能力」であり、学生も教員も一定程度備えていることが分かった。体育を教える教員に求められる職能について、現在までに実施した中学校及び高等学校で優れた実践を行っているエキスパート教員25名に対するインタビュー調査の結果を、定性的研究の手法を用いた分析を行った。特に、今年度は、選定した25名のエキスパート・ティーチャーへの質問紙及び半構造的インタビュー調査の分析結果を分析し、体育教師における職能形成要因として「豊富な運動経験」「環境・立場」「研修・研究」「同僚」「学習者の変容」「日々の実践の省察と再構築」「過去の職業経験」を抽出した。また、これらの要因は、「情熱・向上心」「運動・運動指導に関する知識」「授業設計力」「実技力・示範力」「集団統率力・授業展開力」「コミュニケーション力」「観察力」「動きのイメージの伝達力」「責任感・使命感」といった職能の形成に影響を与えていることも確認できた。さらに、「研修・研究」への参加や取り組み、日々の実践における「思考と試行のサイクル化」は、上記に挙げた職能の多くを形成していく上で大きな要因となっていた。また、これらの2つの要因は、新たな知識や方法の習得→実践での思考・試行→自分の授業のかたちの確立、といったように密接に関連している場合が多かった。これらのことから、体育を教える教員に求められる職能構造と発展過程での要因の基本的な枠組みを示すことができたと考えられる。この結果を基に,異なる校種間での比較を行い、その相違点を明らかにできれば、体育を教える教員に求められる職能の全体像を明らかにすることができる。体育を教える教員の職能について、小学校で優れた授業実践を行っているエキスパート教員22名にインタビュー調査を実施し、その結果を定性的な研究手法で分析を行った。特に、今年度は、選定した小学校エキスパート教員22名への質問紙及び半構造的インタビュー調査を実施した。その結果、小学校における体育を教える教師の職能形成要因として、「環境・立場」「研修・研究」「同僚・研究仲間」「学習者の変容」「授業実践とその省察」を抽出した。また、職能形成に影響を与える要因として、「情熱・向上心」「運動指導に関する知識」「授業設計力」「集団統率力」「コミュニケーション力」「観察力(見立て)」「動きのイメージの伝達力」を確認できた。これらの職能要因は、中・高等学校で体育を教えるエキスパート教員が考える職能要因と類似しており、体育を教える教員の職能は、校種の違いで大きな差異はないと推察される。しかし、小学校においては体育授業が学級運営に大きな影響を及ぼすことなど、校種において細かな違いが見られてことから、これらの違いを今後詳細に検討することにより、体育を教える教員の職能およびその発展経過を明らかにすることができると考えられる。さらに、今年度は、これまで実施したインタビュー調査の分析結果及び先行研究の検討から、体育を教える職能に関する93項目の質問紙を作成し、その予備調査を行い、項目の妥当性を確認した。九州各地において優れた授業実践を行っている中学校26名、高等学校12名、小学校22名のエキスパート教員を選定して、約5090分間の半構造化インタビュー調査を実施し、体育を教える教員の職能について、分析を行った。今年度までに実施したインタビュー調査は、当初の計画通りに実施することができている。この調査で得られたデータは、テキスト化し、先行文献の検討結果を基準として、「ユニット化」「タグ化」「サブカテゴリー化」「カテゴリー化」を行い、定性的データの分析手法により処理が完了している。この分析結果として、体育を教える教員の職能とその発展過程ついて、7つの要因と9つの形成要因を抽出した。また、この要因を基に93項目から成る質問紙を作成して、項目の妥当性も確認した。このことから計画通り、おおむね順調に発展していると判断できる。体育を教える教員の職能について、小学校、中学校及び高等学校で優れた授業実践を行っているエキスパート教員へのインタビュー調査の結果に加え、先行研究で明らかになっている体育教師の職能を基に、質問紙を作成し、中学校体育教師及び教員養成大学で保健体育を専攻している学生に対して調査を行い、定量的な手法で分析を行った。調査対象者は、中学校教員212名、学生194名であった。調査データに因子分析を行い、体育を教える教員に必要な職能の因子構造を明らかにした。その結果、因子I「授業をする力」、因子II「マネジメント能力」、因子III「人間的魅力」、因子IV「子どもへの対応力」、因子V「教員として必要な知識」、因子VI「教育的信念」、因子VII「危機管理能力」が抽出された。これらの因子について、教員と学生の比較したところ、すべての因子で、学生より教員の方が、下位尺度得点が高く、これらの職能を教師は,より身につけていることが明らかとなった。

また、学生においては、教職へより強く就く意志や教育実習の経験,子どもに関わるボランティア経験などが、教師の職能をより高めることが確かめられた。加えて、教員においては、教師としての経験年数や研究発表会等での授業実践、職場での人間関係の良好さなどが、職能を高める要因であることも確かめられた。以上のことから、体育を教える教員の職能について、7つの因子が抽出され,その構造及び特徴が定量的にも明らかにできたと考えられる。本研究では、小・中学校、高等学校の教員に対してインタビューを行い、体育を教える教員の職能とその発展過程を定性的に検討した。その結果、体育教員の職能は、「豊富な運動経験」「環境・立場」「研修・研究」「同僚」「学習者の変容」「日々の実践の省察と再構築」「過去の職業経験」であることを確認した。加えて、この職能を保健体育専攻の学生及び現職教員がどの程度備えているかについて、質問紙調査により定量的に検討した。その結果、職能は、「授業をする力」「マネジメント能力」「人間的魅力」「子どもへの対応力」「教員として必要な知識」「教育的信念」「危機管理能力」であり、学生も教員も一定程度備えていることが分かった。現在までに、九州各地において優れた実践を行っている高等学校及び中学校の保健体育教員を24名選定し、約6090分間の半構造的インタビューにより体育を教える教員に必要な職能について調査を行った。このインタビュー調査は、当初の計画通りに実施することができた。また、調査で得られたデータは、文字情報に変換し(テキスト化)、先行文献を参考にして、「ユニット化」「タグ化」「サブカテゴリー化」「カテゴリー化」による定性的データの段階的分析法により処理を行い、体育を教える教員の職能形成要因として、7つの項目と直接的に職能形成に対して影響を与えている推定される9つの要因を抽出した。この定性的な研究手法による分析も当初の計画通りに実施することができた。このことから計画通り、おおむね順調に進展していると判断できる。これまで小・中・高等学校のエキスパート教員に実施してきたインタビュー調査の分析結果と先行文献の検討結果から明らかにしてきた体育を教える教員の職能について、将来教員を目指す教員課程の学生及び中学校保健体育教員がどの程度備えているかについて明らかにする。前年度に妥当性を確認した体育を教える教員の職能に関する93項目の質問紙を用いて、教員養成課程の保健体育専攻学生約500名及び中学校保健体育教員約250名に対して、調査を行う。得られたデータについて、共分散構造分析を行い、体育を教える教員の職能について、その構造を明らかした上で、学生及び今教員の習得状況について、比較検討を行い、どの程度身につけているかを明らかにしていく予定である。また、ここまで明らかにしてきた体育を教える教員の職能について、研究結果を補強するために、さらにエキスパート教員を若干名選定し、研究結果について意見を求めるインタビュー調査を実施する。また、これまでの研究結果を総括して、体育を教える教員の職能について、校種別の違いなどを踏まえて上で、その習得方法について、検討することも目標とする。身体教育学
新規機序による先天性溶血性貧血の病態体系への組み入れと新しい診断法の確立

先天性溶血性貧血(CHA)の病型診断は治療法の選択に重要である。本研究では原因不明のCHA50例の全エクソーム解析を実施し、新規病因遺伝子としてATP11Cを同定した。ATP11Cの単一塩基アミノ酸置換は赤血球膜脂質二重層を介したホスファチジルセリン(PS)の能動輸送障害を引き起こし、赤血球表面に露出したPSが貪食目印分子となり、血管外溶血の原因となる。脱水型遺伝性有口赤血球症(DHSt)の二例にPIEZO1遺伝子変異を同定した。DHStは術後重症血栓症を併発することから脾摘術が禁忌である。今後、PIEZO1異常症の遺伝子検査により、CHA症例の脾摘術適応を確実に診断することが可能になった。赤血球酵素活性、赤血球eosin 5'-maleimide (EMA)結合能、イソプロパノール不安定性試験に異常を認めなかった原因不明の溶血性貧血症例のDNAサンプルを用い、イルミナ社HiSeq2000シークエンサーにより全エクソーム解析を行った。その結果、1歳未満の17症例のうちの5例にCOL4A1遺伝子に変異を同定した。全例ミスセンス変異のヘテロ接合体であり、子宮内あるいは出生直後に先天性の中枢神経奇形の合併で発症し、新生児早発黄疸を認めていた。生後12ヶ月の間、赤血球輸血を必要とするが、その後は輸血から離脱するものの慢性溶血性貧血が続くという類似した臨床経過を呈していた。基底膜は臓器構造形成・再生に重要であるが、IV型コラーゲンは、三種のヘテロ三量体(α1-1-2、α3-4-5、α5-5-6)が互いに結合してネットワークを形成し、ラミニンと共に基底膜を構成する。COL4A1はIV型コラーゲン1型サブユニット(α1)をコードする遺伝子であり、従来IV型コラーゲン異常による先天性疾患としては、Alport症候群や孔脳症・裂脳症などが知られていた。COL4A1変異症例の赤血球形態観察で、奇形・破砕赤血球が観察されることから、本遺伝子変異は先天性の微小血管障害による機械的な溶血を来すことが考えられた。先天性溶血性貧血の病因は、ヘモグロビン、赤血球膜骨格蛋白および赤血球酵素のいずれかに生じた質的・量的な異常が病因となることが明らかになっているが、COL4A1遺伝子変異はそのいずれにも属さない新しい病型であり、赤血球を取り巻く微小血管障害という新規病因による先天性溶血性貧血の一型と考えられる。新生児期に破砕・奇形赤血球を認め、中枢神経系の先天奇形を伴う溶血性貧血症例の診断におけるCOL4A1遺伝子検査の有用性を現在検討中である。我々は一般臨床検査にて診断を確定することが困難な溶血性貧血症例を対象としたスクリーニング検査を実施してきたが、20042011年における291例の検討では、約33%に確定診断を得られなかった。今年度、診断未確定症例について次世代型シーケンサーを用いた全エクソーム解析により病因候補遺伝子同定を試みた。赤血球形態から遺伝性球状赤血球症(HS)が疑われながら、赤血球浸透圧抵抗試験(OF)、eosin 5'-maleimide(EMA)結合能などの検査結果から確定し得なかった4症例(グループA)、著しい大小不同、破砕赤血球、奇形赤血球などの赤血球形態異常を呈した重症の先天性溶血性貧血10症例(グループB)、および赤血球形態異常のない36例(グループC)、併せて50例を対象にした。サンプルはイルミナ社HiSeq2000で全エクソーム解析後、各種データベース等を用い病因候補遺伝子変異を同定した。50例中10例に8種の赤血球膜骨格蛋白遺伝子変異を同定した(新規6種、既報2種)。グループAでは4例中の3例(約75%)、グループBでは10例中の3例(33%)、グループCでは36例中4例(11%)が赤血球膜異常症と判明した。今回の結果から、1)HSのスクリーニング検査が陰性でも典型的な小型球状赤血球が観察される場合、2)奇形・破砕赤血球が目立つ場合、および3)既存のすべてのスクリーニング検査が陰性の場合には、赤血球膜骨格蛋白遺伝子の網羅的遺伝子検査が診断に重要であることが明らかになった。さらに、赤血球形態異常が新生児期に頻回の交換輸血を必要とした例や輸血依存性の例など、赤血球を用いた特殊検査が出来ない症例においても、遺伝子検査は極めて診断に有用であると考えられた。先天性溶血性貧血は、赤血球膜・酵素およびヘモグロビン遺伝子の変異によって発症する単一遺伝子病である。我々の研究室では、赤血球酵素活性、還元型グルタチオン濃度測定、イソプロパノール試験、赤血球形態観察、赤血球eosin 5'-maleimide結合能およびグリセロール溶血試験により先天性溶血性貧血の病型診断を実施している。病型診断は患者の予後予測、回避すべき薬剤の選択や脾臓摘出術の適応決定などの遺伝カウンセリングにおいて、極めて重要である。

遺伝性有口赤血球症の一型(dehydrated hereditary stomatocytosis; DHS)など一部の病型では脾摘後に重症の血栓性疾患を併発することが知られていたが、診断には赤血球内陽イオン濃度の測定など研究室レベルの検査が必要であった。我々はこのDSTをPIEZO1遺伝子変異により迅速且つ確実に診断するターゲットシークエンシングシステムを開発し、我が国のDHS症例を2例診断した。赤血球膜・ヘモグロビン・酵素異常症が否定された13歳男児の先天性溶血性貧血に関する病因を明らかにする目的で全エクソーム解析を実施した。その結果、349種の候補遺伝子変異を検出した。いずれも既知の溶血性貧血関連遺伝子ではなかったが、遺伝子変異マウスを用いた先行研究において、溶血性貧血、肝内胆汁うっ滞、Bリンパ球分化障害などとの関連を認めていたATP11Cに注目した。ATP11Cは脂質二重層の外側に露出したホスファチジルセリン(PS)をATP依存性に内側へ輸送するflippaseをコードしており、患児はc.1253C>A(p.Thr418Asn)に関してヘミ接合、母はヘテロ接合であった。患児、母の赤血球flippase活性はそれぞれ正常対照の10、50%に低下しており、その結果加齢赤血球表面に貪食目印分子となるPSの露出が増大し、血管外溶血が惹起することを明らかに出来た。先天性溶血性貧血(CHA)の病型診断は治療法の選択に重要である。本研究では原因不明のCHA50例の全エクソーム解析を実施し、新規病因遺伝子としてATP11Cを同定した。ATP11Cの単一塩基アミノ酸置換は赤血球膜脂質二重層を介したホスファチジルセリン(PS)の能動輸送障害を引き起こし、赤血球表面に露出したPSが貪食目印分子となり、血管外溶血の原因となる。脱水型遺伝性有口赤血球症(DHSt)の二例にPIEZO1遺伝子変異を同定した。DHStは術後重症血栓症を併発することから脾摘術が禁忌である。今後、PIEZO1異常症の遺伝子検査により、CHA症例の脾摘術適応を確実に診断することが可能になった。家族歴があり、典型的な小型球状赤血球を認め、赤血球EMA結合能やグリセロール溶血試験などのスクリーニング検査が陽性の場合、遺伝性球状赤血球症の診断は容易である。一方、非典型例の診断には、赤血球膜蛋白のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動やエクタサイトメーターを用いた赤血球膜機能検査が必要であり、臨床検査レベルでは実施不可能であった。今回の結果から、複数の赤血球膜骨格蛋白遺伝子を網羅的に解析することが診断未確定の先天性溶血性貧血の診断上、極めて有用であることが判明した。医歯薬学新規の先天性溶血性貧血病因遺伝子が明らかになり、ヘモグロビン・赤血球膜・赤血球酵素などの遺伝子検査が確定診断に有用であることが明らかとなった。さらに鑑別疾患として重要視されていた先天性赤血球異形成貧血(CDA)はtype14までのサブタイプに対応した病因遺伝子(CDAN1、SEC23B、KIF23、KLF1)が同定された。これら先天性溶血性貧血病因遺伝子及び周辺疾患の病因遺伝子の合計67種類をターゲット・キャプチャー・リシーケンシングする体制を現在構築中である。先天性溶血性貧血の原因遺伝子として新たに2遺伝子(PIEZ01、COL4A1)が同定され、今年度の研究成果でCOL4A1遺伝子変異例の臨床経過の特徴を明らかすることが出来たことで、新生児溶血性疾患の鑑別診断におけるCOL4A1遺伝子検査の意義が明確になった。
東アジアの秩序と関わりあう、現代韓国の歴史認識/論争および大衆文化

本研究の課題は、1)今後4年間の韓国(朝鮮半島)政治変動の過程における大衆的な歴史認識(論争)と文化の動向を追いかけながら、それと同時に2)解放直後と朝鮮戦争以来、朝鮮半島における歴史認識の変容および、その東アジア的な関連性を調べることにあった。本研究の2010年度の研究計画は、(1)2000年以降の調査を総合的にまとめて、現代韓国の大衆文化における歴史認識(論争)について論文を作成する。(2)冷戦時代における韓国・台湾の歴史認識(過去清算、世界観など)についてインタビューし、報告書を作成することであった。そのため、4月から7月までの間に出張し、東アジアの秩序や歴史認識をテーマとした研究会に参加してきた。具体的にはそれぞれ、京都では「東アジアにおけるトランス・ナショナル人文学の可能性」を、東京では「映像で結ぶ公共圏とアジア」「拉致と日韓併合100年-いま、どのような対話が可能か?」を、韓国では「韓国人の日本認識100年」「Re-visioning Korean Historyfroma Long-termand Large-scale Perspective」をテーマとする会議であった。これらの会議を通じて、1945年以後、日韓の研究者・大学生らの間に、政治・思想的な立場、かつ世代的な経験により、その歴史認識・秩序認識の在り方に明らかな差異と亀裂があることに気がついた。今後、この問題意識を発展させて、1945年以後の東アジアの秩序変動にかかわる日韓の歴史認識、大衆文化の基底にある思想的な連関関係・政治的な対立/交錯の関係などを究明していきたい。突然の帰国(ソウル大学の日本研究所に移動)により、科研における本研究を中止せざるをえないが、「東アジアの秩序と関わりあう、日本と韓国の歴史認識・論争および大衆文化」について、そのトランス・ナショナルな関連性を研究しつづけたいと思う。本研究は、民主化・世界化・情報化の進んだ韓国社会における歴史認識の諸論争、および大衆文化の動向を観察し、それが東アジア諸国の外交関係や国民感情、およびグローカル(グローバル+ローカル)な社会秩序の形成と影響しあう側面を考察するものである。本研究では、韓国社会における歴史認識の諸論争、および大衆文化の動向を観察する。2007年度の研究計画は、1)北朝鮮の核問題と2007年12月の大統領選挙などをめぐる韓国(北朝鮮)の状況を観察し、1945年から1950年代のデータを調べる。2)中国の東北地方を訪問し、在中朝鮮族、脱北者の対北朝鮮、対中国、対日本、対韓国認識および冷戦時代にたいする歴史認識(記憶)を調べることにあった。2007年8月には、中国の朝鮮族自治区である延吉を訪問し、朝鮮族(6名)と脱北者(6名)と脱北者(6名)の歴史認識、および対米・対中・対韓・対日認識を調べた。また、2008年2月に韓国のソウルでも脱北者(1名)をインタビューし、韓国における東アジア秩序認識に関する資料を調べてきた。インタビューは2009年まで続け、2010年までに報告書をまとめる予定である。なお、11月には、韓国日本思想史学会の学術大会(「東アジアのナショナリズムの生成・維持・消滅」11月24日)に参加し、1930年代から冷戦期にいたるまでの期間、東アジアの地域主義と文化ナショナリズムの関係性について歴史的に概観した報告書を発表した。韓国における東アジア認識に関しては、2008年に論文を作成し、発表する予定である。本研究の2008年度の研究計画は、1)当年の変化を観察し、1960-70年代のデータを調べる。2)平成19年度に調べた内容を報告することであった。実際の研究実績として、1]1945年から1960年代までの雑誌資料を調べ、「1950-60年代の韓国における東アジア秩序観--雑誌『思想界』『青脈』を中心に、--現代韓国における思想(論争)、歴史認識の在り方と関連して」という報告書を作成した。これは、国際高等研究所のある研究会(下記を参照)で発表した。2]脱北者一名のインタビューを行った。インタビューの主な内容は、東アジアの秩序認識に関するものであったが、彼は中国の影響力を重視していた。昨年からの脱北者インタビューの内容は、中部大学国際関係学部が主催したシンポジウムにパネリストとして参加した際に、簡単に発表することができた。だが、その総合的な内容は、4年間の本研究をまとめる報告書においてまとめるつもりである。3]吉見俊哉『親米と反米』(岩波書店、2007)の書評を韓国語で執筆した。これは2009年秋に創刊される予定の『日本批評』(仮題)という雑誌に掲載される予定である。この書評では、韓国における「親米と反米」の歴史認識、および東アジアにおける「親米と反米」の歴史、さらに現在の日・中・韓における<反米ナショナリズム>と東アジア秩序の問題について言及することができた。本研究の2009年度の研究計画は、1)当年の変化を観察し、1980-90年代のデータを調べる。2)平成20年度に調べた内容を公表することであった。実際の研究実績として、1】中部大学大学院国際人間学科が主催する学術シンポジウム「21世紀新時代の世界理解-歴史学、地理学からのアプローチ」(2009年7月8日)のパネルディスカッションに参加し、日本と韓国の知識人およびインターネット世論に見られる歴史認識について触れた。その報告書は出版済みである。

2】韓国のハンリム大学日本学研究所が主催するシンポジウム『帝国日本の文化権力』に参加し、「日本浪漫派の誕生と復活」を近代批判の民族主義、アジア主義と関連して報告した。3】名古屋大学日本近現代文化研究センターが主催するシンポジウム『反乱する若者たち-1960年代以降の運動・文化』(2010年1月9日)に参加し、「60年代以後の韓国学生運動史」について報告し、報告書「60年代以後の韓国学生運動史を再考する-拮抗する革命、失踪される革命」を作成した。4】ソウル大学日本研究所の学術雑誌『日本批評』(第2号、2010年2月)に「帝国日本のロマンと東アジア民族主義-日本浪漫派の記憶、1950-1960年代」を発表した。本研究の課題は、1)今後4年間の韓国(朝鮮半島)政治変動の過程における大衆的な歴史認識(論争)と文化の動向を追いかけながら、それと同時に2)解放直後と朝鮮戦争以来、朝鮮半島における歴史認識の変容および、その東アジア的な関連性を調べることにあった。本研究の2010年度の研究計画は、(1)2000年以降の調査を総合的にまとめて、現代韓国の大衆文化における歴史認識(論争)について論文を作成する。(2)冷戦時代における韓国・台湾の歴史認識(過去清算、世界観など)についてインタビューし、報告書を作成することであった。そのため、4月から7月までの間に出張し、東アジアの秩序や歴史認識をテーマとした研究会に参加してきた。具体的にはそれぞれ、京都では「東アジアにおけるトランス・ナショナル人文学の可能性」を、東京では「映像で結ぶ公共圏とアジア」「拉致と日韓併合100年-いま、どのような対話が可能か?」を、韓国では「韓国人の日本認識100年」「Re-visioning Korean Historyfroma Long-termand Large-scale Perspective」をテーマとする会議であった。これらの会議を通じて、1945年以後、日韓の研究者・大学生らの間に、政治・思想的な立場、かつ世代的な経験により、その歴史認識・秩序認識の在り方に明らかな差異と亀裂があることに気がついた。今後、この問題意識を発展させて、1945年以後の東アジアの秩序変動にかかわる日韓の歴史認識、大衆文化の基底にある思想的な連関関係・政治的な対立/交錯の関係などを究明していきたい。突然の帰国(ソウル大学の日本研究所に移動)により、科研における本研究を中止せざるをえないが、「東アジアの秩序と関わりあう、日本と韓国の歴史認識・論争および大衆文化」について、そのトランス・ナショナルな関連性を研究しつづけたいと思う。
複合的理学療法のエビデンスの探求-リンパ浮腫発症予測指標値からの検証-

上肢リンパ浮腫は、リンパ節郭清を行った乳がん患者にしばしば発症する。リンパ浮腫の有効な治療手段が確立されていない中、国際リンパ学会において標準治療として認められている「複合的理学療法」を各施設で施行しつつある。しかしながら、標準化には至っていない(複合的理学療法とは、スキンケア、リンパドレナージ、圧迫療法、圧迫下での運動療法の併用を指す)。複合的理学療法の効果を「リンパ浮腫発症予測指標」を用いて検証した結果、有用であることが示唆された。本研究は、筆者の研究によるリンパ浮腫患者の指尖血流量の左右差と上肢細胞内外水分比の検討から導き出した「リンパ浮腫発症予測指標値」を臨床に援用し、リンパ浮腫患者への「複合的理学療法」の効果を検証することである。方法として用いる血流量測定法・インピーダンス法は、操作が簡便で看護師にも使用が可能である上、患者への侵襲や負担が少ないことが特徴である。研究の準備については、「リンパ浮腫ケア」に関する研究のために足掛け7年に亘りフィールドを提供していただいているリムズ徳島クリニックおよび広島大学病院が引き続き本研究遂行に協力を惜しまないことを確約してくれていること、滋賀医科大学医学部附属病院においては筆者と看護部のユニフィケーションによるリンパ浮腫外来で毎週火曜日にリンパ浮腫ケアを実施している(平成21年度から、毎週火曜日と木曜日となり日数が増える)ことから研究環境の準備は万端の状態で着手した。当初の実施計画は、40歳以上の女性で乳がん術後社会生活を送っている片側乳癌患者でリンパ浮腫と診断された者を対象に、「複合的理学療法」を中心としたリンパ浮腫ケア(指導・教育を含む)の効果検証を「リンパ浮腫発症予測指標値」から行う予定で、初年度からデータ収集を計画していた。しかしながら、初年度である平成21年度は、調査実施施設の倫理委員会に申請・承認を得るプロセスに思いのほか時間を要し、データ収集の積み上げがはかどっていない。したがって、次年度にかけて、効果検証のための必要なデータを蓄積している段階である。研究の準備については、「リンパ浮腫ケア」に関する研究のために足掛け8年に亘りフィールドを提供していただいているリムズ徳島クリニックおよび広島大学病院が引き続き本研究遂行に協力を惜しまないことを確約してくれていること、滋賀医科大学医学部附属病院においては筆者と看護部のユニフィケーションによるリンパ浮腫外来で毎週火・木曜日にリンパ浮腫ケアが実施されていることから研究環境の準備は万端の状態で着手した。複合的理学療法を用いた看護介入を対象者に実践し、その効果検証を「リンパ浮腫発症予測指標値」を用いて行った。その結果、リンパ浮腫患者の指尖血流量の左右差は治療経過とともに減少した。また、上肢細胞内外水分比は治療経過とともに増加する結果となった。リンパ浮腫を発症すると、指尖血流量の左右差は増加し、上肢細胞内外水分比は減少する。このことから、リンパ浮腫患者への「複合的理学療法」は治療効果が高いことが示唆された。
パルス磁場刺激による神経突起伸長誘導メカニズムおよび配向制御法の解析

以前我々は、神経分化モデルPC12細胞に対し、励磁コイルによりパルス磁場刺激(PEMF)依存的神経突起伸長を誘導させる方法を見出したが、その機序は未解明であった。そこで本研究では、PEMFによる神経突起伸長誘導機序、コイルによる温熱作用の神経突起伸長への影響、更には、神経突起配向制御の可能性を検討することを目的に解析を行った。その結果、PEMF依存性神経細胞分化にはBMP経路が関与すること、PEMFによる神経細分化誘導にはコイル由来ジュール熱による温熱作用も一部関与すること、条件改良により温熱刺激単独でも分化誘導が可能なこと、一方向性平行磁場では神経突起の配向制御は困難であることが示唆された。これまで、培養用プレート下にセットした励磁コイルによるパルス磁場刺激(中心部磁束密度700mT、12時間/日)が、MEK-ERK1/2経路を活性化させ、神経分化モデルのラット由来PC12細胞の神経細胞分化を誘導することを示したが、コイルを用いたパルス磁場によるMEK-ERK1/2経路の活性化機構は依然不明点が多い。本年度研究では、パルス磁場刺激をPC12細胞等の神経分化モデル細胞に作用させ、パルス磁場や励磁コイル由来の温熱作用による神経突起伸長の調節機構について、様々な検討を実施した。特に励磁コイルまたは加熱プレートを用い、下記方法により外部環境からの温熱作用がPC12細胞の増殖や神経細胞分化に与える影響を検討し、以下の成果を得た。[方法]培養プレート内の培地温度と励磁コイル又は加熱プレートの表面温度との関係を評価した。培養プレート中の培地は、神経細胞分化誘導に使用する強度のパルス磁場刺激操作か、様々な温度に設定した加熱プレートによる加温操作を最大1日12時間受けた。その後、顕微鏡により細胞増殖や神経細胞分化度を評価した。[成果]コイル操作時のコイル表面温度上昇による培地温度上昇は、最大約1°Cだった。この培地温度上昇は加熱プレートの表面温度を39.5°Cに設定することでほぼ再現できた。加熱プレートにて再現した温度刺激では、PC12細胞の増殖曲線には影響を及ぼさないが、神経突起誘導を誘導した。しかし温熱依存性神経突起形成率は、励磁コイル依存性のそれに比べて有意に小さかった。温熱作用によるPC12細胞神経細胞分化もERK経路の抑制により阻害された。これらの結果は、精密な温熱刺激が神経突起を誘導できることと、誘導されたパルス磁場に加え、励磁コイルから同時に発生し細胞に作用する温熱もPC12細胞におけるMEK-ERK1/2経路依存性神経突起形成の誘導に協調的に貢献することを示唆する。本年度研究では、初年度研究に続き、励磁コイルを用いた電磁気学的な細胞刺激が神経細胞分化を誘導するメカニズムをより深く理解するため、下記方法により、励磁コイルなどによる細胞外部環境からの温熱作用がPC12細胞の増殖や神経細胞分化に与える影響を重点的に検討し、以下の成果を得た。[方法]初年度の励磁コイルを用いた研究成果に基づき、加熱プレートの表面温度を39.5°C(および比較対照として42°C)に設定し、培養プレート内の培地および細胞に1日最大18時間(3時間刺激を6回反復)のプログラム反復温度刺激(以下、TRTSと呼ぶ)を、神経成長因子などの分化誘導因子の添加なしに6日から14日間負荷した。その後、位相差顕微鏡により細胞増殖や神経突起伸長を、並びに生化学的神経分化指標としてアセチルコリンエステラーゼ(AChE)活性を評価した。[成果]加熱プレートを用いたTRTS(39.5°C、18時間/日)では、増殖用培地にて培養したPC12細胞の増殖曲線には影響を及ぼさなかった。しかし比較対照のTRTS(42°C、18時間/日)では、細胞は刺激開始24時間後にはほぼ全て死滅することが確認された。次に分化用低血清培地にて培養すると、TRTS(39.5°C、318時間/日)により1日当たりのTRTS処理時間依存性に神経細胞分化(神経突起の伸長およびAChE活性の上昇にて評価)が誘導された。また、各種分子阻害剤を用いたERK経路やp38経路の抑制により、TRTS依存性神経細胞分化誘導は有意に阻害された。これらの結果は、励磁コイル刺激の際などに発生するTRTSのような反復的な精密温熱刺激が、パルス磁場そのものの成分とは別に、あるいはこれと協調的にPC12細胞の神経細胞分化誘導に貢献できること示唆している。この手法は、神経分化・再生誘導のための有用な基盤的技術の一つとなる可能性がある。本年度研究では、平成25年度および平成26年度に実施した実験により得られた成果を踏まえ、パルス磁場刺激等を神経分化モデルPC12細胞に作用させ、以下の2点について重点的に検討を実施した。(1)パルス磁場刺激による細胞内シグナル経路の活性化機構。(2)平行かつ一方向性のパルス磁場刺激により神経突起の配向を制御する手法。[方法]上記(1)については、MAP3KファミリーやTRPチャネル等、様々なシグナル伝達因子の阻害剤を神経分化誘導時に作用させて、パルス磁場刺激による神経細胞分化誘導に関与する新たなシグナル経路を探索した。(2)については、細胞に対して一方向性のパルス磁場を負荷することが可能な特殊な励磁コイルを作成し、PC12細胞に様々な条件でこれを負荷することにより、BMPまたはNGF依存性神経細胞分化誘導時の神経突起の伸長方向への影響の有無を、細胞形態の位相差画像により統計的に解析した。

[結果]パルス磁場刺激依存性神経分化は、TRPV3やTRPV4等の温度刺激に反応する各種TRPチャネルについて検討したが、それらの選択的阻害剤では抑制ができなかった。一方、BMPの競合的阻害剤であるNogginやI型BMP受容体の低分子阻害剤として知られるLDN-193189の作用により、パルス磁気刺激による神経細胞分化が著しく抑制されたことなどから、BMPシグナル経路が何らかの様式によりパルス磁場依存性神経細胞分化の過程において必須の役割を担っていることが明らかとなった。また、一方向性平行磁場による神経突起配向制御については、関連文献を参考に様々な実験条件を用いて検討実施したが、一方向性平行磁場の負荷のみでは、BMPないしNGF依存性神経突起伸長の配向制御は困難であることが示唆された。以前我々は、神経分化モデルPC12細胞に対し、励磁コイルによりパルス磁場刺激(PEMF)依存的神経突起伸長を誘導させる方法を見出したが、その機序は未解明であった。そこで本研究では、PEMFによる神経突起伸長誘導機序、コイルによる温熱作用の神経突起伸長への影響、更には、神経突起配向制御の可能性を検討することを目的に解析を行った。その結果、PEMF依存性神経細胞分化にはBMP経路が関与すること、PEMFによる神経細分化誘導にはコイル由来ジュール熱による温熱作用も一部関与すること、条件改良により温熱刺激単独でも分化誘導が可能なこと、一方向性平行磁場では神経突起の配向制御は困難であることが示唆された。超高齢社会を迎えた日本では、脳卒中の後遺症や脊髄損傷の四肢麻痺に苦しむ患者数は200万人を超え、脳や脊髄損傷後の運動機能回復治療への需要は大きくなるばかりである。近年、医療用励磁コイルを用いて脳を直接刺激する経頭蓋磁気刺激が、脳卒中片麻痺の治療手段として有望視されている。しかしながら、パルス磁場刺激依存性の神経細胞分化誘導機構は不明点が多く、その分子的基盤および神経突起の配向制御法を解明することは、励磁コイルを用いた神経回路再編・再生のためのシステムの開発に大きく寄与するものと考えられる。本年度研究では、前年度研究に続きパルス磁場刺激時に生ずる励磁コイル由来の反復的温熱刺激がPC12細胞の神経細胞分化誘導を促進する基本的メカニズムを検討し、その解析を完了した。これを受け、今後はさらに予定している他の項目の検討を重点的に実施する予定である。生理学、分子生物学、再生医歯学今後の研究の推進方策として、平成25年度および平成26年度に実施した実験により得られた成果を踏まえ、以下の検討を実施する。(1)パルス磁気刺激や励磁コイル由来のジュール熱によるMEK-ERK1経路の活性化機構を引き続き検討する。特にMEK-ERK1/2上流のシグナル伝達因子の特定には、低分子シグナル阻害剤やRNA干渉法を用いる。(2) (1)の結果を踏まえ、SH-SY5Y細胞やNG108-15細胞において共通のメカニズムで神経細胞分化が誘導されるか否かを明らかにする。(3)平成26年度に引き続き、一方向性のパルス磁場刺激が神経突起の配向に与える影響の検討を行う。パルス磁場の磁束方向を、培養プレートの全細胞に一方向性かつ平行に作用させるよう開発した細胞刺激用励磁空芯コイルを用い、各種神経様細胞が神経突起の伸長方向について、磁場により制御できるか否かを検討する。
植生のある圃場における水分・塩分の計測および移動解析に関する研究

不適切な灌漑水の制御と作付け体系によって引き起こされる土壌や地下水の塩類化の問題が発生している砂漠化進行地域において,生物的および物理的手法による根圏の適切な塩類動態制御に基づく,持続畑作管理技術の確立が急務とされている。そのためには,土壌中の物質移動解析の精度を向上させ,予測の再現性を向上させることが重要となる。本年度では,値生を変えることが土中の水分・塩分環境にどのような影響を及ぼすかを明らかにするために,中国の乾燥地に位置する塩類化が進行している実験圃場において,現地の主要作物であるトウモロコシ,耐塩生作物として塩害農地でも持続的に栽培が可能で,除塩が期待されるビート,ヒマワリ,エンバクの栽培区を設定した。各栽培区において,物質移動解析結果と比較・検証することができる情報を得るため,その成長に伴う土中水分・電気伝導度(EC)の経時変化をTDT (time domain transmissometry :時間領域透過法)センサを用いてモニタリングした。また, 5月, 7月, 10月に採取した植物,土壌サンプルに含まれていた主要なイオン(ここでは, Na^+, Ca^<2+>, Mg^<2+>, K^+, Cl^-, NO_3-, SO_4^<2->)を分析した。その結果,現地圃場では作付け期間全体を通して,植生間の水分量の明確な差違は確認できなかった。これは,浅部地下水面が年間を通して形成されたことから,植生ごとの蒸発散フラックスに応じて,安定的に水分が供給されたことによるものだと考える。一方で, EC値については,全ての栽培区で上昇傾向がみられた。これは,前年度同様にRhoadesら(1976)が示したモデルから推定した土壌溶液EC値から,この変化が土壌水分の増加によるものではなく,塩分濃度の上昇によるものであることを明らかにした。さらに土壌・植物サンプル内に集積したイオンの分析の結果,トウモロコシとビートの間には,根によるNa^+吸収量に明確な差があり,そのことが土壌表層におけるNa^+の集積量に顕著な差をもたらすことが明らかになった。本年度の土壌水分・ECモニタリングに用いたTDTセンサの埋設が当初予定した時期から遅れてしまったため,解析に十分なデータを得ることができなかった。一方で,サンプルの蓄積は順調であり,部分的な解析を実施することが可能となった。今後の研究課題の推進方策として,以下のことを計画している。1.現地調査により土壌・植物サンプルを蓄積する。2.必要な土壌サンプリングを実施し,土壌の水分保持特性や溶質の移流分散特性を室内実験で明らかにし,水分移動解析の精度向上,溶質移動解析のパラメータの推定および精度向上を図る。3.継続的に作物栽培を実施し,中長期的な塩類化土壌への影響を調査する。4.取得データを随時分析する。不適切な灌概・排水システムと作付け体系によって引き起こされる土壌や地下水の塩類化の問題が発生している砂漠化進行地域においては,生物的および物理的手法による根圏の適切な塩類動態制御に基づく持続畑作管理技術の確立が急務とされ,そのためには,土壌中の物質移動解析の精度を向上させることが重要となる。本年度では,中国の乾燥地に位置する塩類化が進行している実験圃場において,物質移動解析を実施することとした。現地の主要作物であるトウモロコシ,耐塩生作物として塩害農地の除塩が期待されるビートを栽培し,物質移動解析結果と比較・検証することができる情報を得るため,その成長に伴う土中水分・電気伝導度(EC)の経時変化をTDR(time domain reflectometry)法を使ってモニタリングした。その結果,現地圃場では作付け期間全体を通して,作土層の浅い領域まで高水分状態が続くことを明らかにした。また,降水・灌概時にECの値が急激に上昇する変化が確認できた。Rhoadesら(1976)が示したモデルから推定した土壌溶液EC値から,この変化が土壌水分の増加によるものではなく,塩分濃度の上昇によるものであることを明らかにした。これらの知見と同時に,解析結果と比較・検証することができる現地データを得ることができた。次に,ビート植生条件における,土中の水分移動解析を実施した。移動解析の際に境界条件として与える蒸発フラックスと蒸散フラックスを,FAOの二元作物係数法(dual crop coefficient method)を用いて推定し,地下水位と降水量の観測値と同様に変動境界条件として与えた。その結果,観測値と解析値との間に体積含水率で5%程度の誤差が生じたが,グラフの形はおおむね一致し,解析による水分移動の再現の可能性を示すことができた。

各栽培区において,物質移動解析結果と比較・検証することができる情報を得るため,その成長に伴う土中水分・電気伝導度(EC)の経時変化をTDT (time domain transmissometry :時間領域透過法)センサを用いてモニタリングした。また, 5月, 7月, 10月に採取した植物,土壌サンプルに含まれていた主要なイオン(ここでは, Na^+, Ca^<2+>, Mg^<2+>, K^+, Cl^-, NO_3-, SO_4^<2->)を分析した。その結果,現地圃場では作付け期間全体を通して,植生間の水分量の明確な差違は確認できなかった。これは,浅部地下水面が年間を通して形成されたことから,植生ごとの蒸発散フラックスに応じて,安定的に水分が供給されたことによるものだと考える。一方で, EC値については,全ての栽培区で上昇傾向がみられた。これは,前年度同様にRhoadesら(1976)が示したモデルから推定した土壌溶液EC値から,この変化が土壌水分の増加によるものではなく,塩分濃度の上昇によるものであることを明らかにした。さらに土壌・植物サンプル内に集積したイオンの分析の結果,トウモロコシとビートの間には,根によるNa^+吸収量に明確な差があり,そのことが土壌表層におけるNa^+の集積量に顕著な差をもたらすことが明らかになった。現地調査を当初予定していたスケジュールで実施できなかった。そのため,新たに予定していたセンサーの設置ができず,溶質の移流分散係数の推定などに必要となる土壌サンプルを十分量確保できなかった。本年度の土壌水分・ECモニタリングに用いたTDTセンサの埋設が当初予定した時期から遅れてしまったため,解析に十分なデータを得ることができなかった。一方で,サンプルの蓄積は順調であり,部分的な解析を実施することが可能となった。今後の研究課題の推進方策として,以下のことを計画している。1.現地調査を本年度より頻繁に実施する。善2.必要な土壌サンプリングを実施し,土壌の水分保持特性や溶質の移流分散特性を室内実験で明らかにし,水分移動解析の精度向上,溶質移動解析のパラメータの推定を実施する。3.栽培作物する作物の種類を増やし(ひまわり,燕麦を予定),本年度同様土壌水分・塩分モニタリングを実施する。4.植物の生育状況を詳細に記録し,土壌・植物サンプリングなども踏まえ,塩害の改善に最適な作物の選定を実施する。5.取得データが莫大になるので,研究結果を随時論文としてまとめ,効率化を図る。1.現地調査により土壌・植物サンプルを蓄積する。2.必要な土壌サンプリングを実施し,土壌の水分保持特性や溶質の移流分散特性を室内実験で明らかにし,水分移動解析の精度向上,溶質移動解析のパラメータの推定および精度向上を図る。3.継続的に作物栽培を実施し,中長期的な塩類化土壌への影響を調査する。4.取得データを随時分析する。
ラット脊髄圧挫損傷モデルへのヒト骨髄間質細胞由来シュワン細胞移植の有用性の検討

目的:脊髄損傷に対するヒト骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植の有効性について、臨床における脊髄損傷に類似した組織像を示し脊髄損傷研究の分野では世界的にほぼgolden standardになっているNYU impactorを用いたラット脊髄圧挫損傷モデルをもちいて検討することを目的とした。方法:整形外科手術中に余剰の骨を採取し(倫理委員会承認済み)、培養皿に付着性の骨髄間質細胞(hBMSC)を培養。出澤の方法(Dezawa,2001)にてSchwann細胞へ誘導した(hBMSC-SC)。Wistarラット胸椎椎弓切除し、NYUインパクターにて脊髄圧挫損傷モデルを作成した。hBMSCまたはhBMSC-SCをマトリゲルに混和し脊髄損傷部にそれぞれ注入移植した。コントロールとしては、マトリゲルのみを注入した。すべての群で免疫抑制剤を投与した。移植後時間経過を追ってBBB locomotor scale(Basso et al.1995)を用い行動学的評価を行った。脊髄を摘出して凍結切片を作成、組織学的・免疫組織学的検討を行った。結果:hBMSC・hBMSC-SCの両者とも、移植群においてはコントロールに比して有意な後肢運動機能回復がみられた。組織学的には、hBMSCまたはhBMSC-SC移植群ではコントロールと比較して脊髄損傷部の空洞形成が有意に抑制されていた。免疫組織学的検討にてhBMSCまたはhBMSC-SC移植を受けたラットでは下降性軸索のマーカーであるtyrosin hydroxylaseやserotoninに陽性を示す線維が特に損傷部尾側で有意に多かった。考察:HSC・BMSCはいずれも脊髄損傷に対して有効であった。さらに、ヒト臍帯血由来造血幹細胞・ヒト骨髄間質細胞の脊髄損傷に対する有効性も確認された。以上より、BMSC-SCは脊髄損傷に対する細胞移植療法のソースとして有望であると思われる。【背景】これまでに我々は、ラット骨髄間質細胞より分化誘導したSchwann細胞(BMSC-SCs)の損傷脊髄への移植を試み、軸索伸展と後肢運動機能回復においてその有用性を確認した。そこで本研究では更なる臨床応用を目指し、ラット脊髄圧挫損傷モデルへのヒト骨髄間質細胞由来Schwann細胞(hBMSC-SCs)の移植を試みた。【方法】Wistarラット、雄9週齢のT9レベルで、NYU impactor(10g・25mm)を用いて脊髄を圧挫損傷し、圧挫後9日で損傷部にMatrigelにhBMSC-SCsを混和したもの(bBMSC-SC群)、MatrigelにhBMSCを混和したもの(hBMSC群)、Matrigelのみ(MG群)を注入移植した。各群で移植後1週毎にBBB locomoter scaleを用いて後肢の運動機能回復を検討し、移植後5週でラットを灌流固定して、移植部組織を空洞面積、移植細胞や神経線維の免疫染色にて比較検討した。【結果・考察】後肢の運動機能はMG群に比較し、hBMSC群とhBMSC-SC群で細胞移植後4週より有意に回復し、免疫染色ではMG群とhBMSC群に比較し、hBMSC-SCs群で移植部に再生神経線維が特に有意に多くみられ、また既存の線維も有意に残存していたことから、hBMSC-SCsは損傷脊髄において神経線維の保護と軸索伸展を促進したと考えられた。【結論】ヒト骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植の脊髄損傷に対する細胞移植療法への応用の有用性が示唆された。【現在進行中の研究】

以上の結果を組織学的にさらに裏付けるため、神経線維の順行性トレーシングによる損傷部を越えるlong tractの証明と電子顕微鏡による移植hBMSC-SCsの髄鞘形成の証明、移植後長期の移植細胞の非腫瘍化の証明などを検討中である。【背景】これまでに我々は、ラット骨髄間質細胞より分化誘導したSchwann細胞(BMSC-SCs)の損傷脊髄への移植を試み、軸索伸展と後肢運動機能回復においてその有用性を確認した。そこで本研究では更なる臨床応用を目指し、ラット脊髄圧挫損傷モデルへのヒト骨髄間質細胞由来Schwann細胞(hBMSC-SCs)の移植を試みた。【方法】Wistarラット、雄9週齢のT9レベルで、NYU impactor(10g・25mm)を用いて脊髄を圧挫損傷し、圧挫後9日で損傷部にMatrigelにhBMSC-SCsを混和したもの(hBMSC-SC群)、MatrigelにhBMSCを混和したもの(hBMSC群)、Matrigelのみ(MG群)を注入移植した。各群で移植後1週毎にBBB locomotor scaleを用いて後肢の運動機能回復を検討し、移植後5週でラットを灌流固定して、移植部組織を空洞面積、移植細胞や神経線維の免疫染色、順行性トレーシングにて比較検討した。また、電子顕微鏡により、移植hBMSC-SCsを評価した。【結果・考察】後肢の運動機能はMG群に比較し、hBMSC群とhBMSC-SC群で細胞移植後4週より有意に回復し、どの群においても、順行性トレーシングにおいては損傷部を越える線維は認めなかったが、免疫染色ではMG群とhBMSC群に比較し、hBMSC-SCs群で移植部に再生神経線維が特に有意に多くみられ、また既存の線維も有意に残存していたことから、hBMSC-SCsは損傷脊髄において神経線維の保護と軸索伸展を促進したと考えられた。電子顕微鏡により、移植hBMSC-SCsの髄鞘形成を認めた。【結論】ヒト骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植の脊髄損傷に対する細胞移植療法への応用の有用性が示唆された。
力学的ストレス下における軟骨細胞間応答

3次元培養下に軟骨細胞を力学的刺激するIL-4の発現亢進が起こる事を明らかにした。IL-4を加えると軟骨細胞に力学的刺激を加えなくても、あたかも力学的刺激が加わったかのように軟骨器質産生能が亢進した.力学的刺激後にIL-4拮抗薬を投与したところ、アグリカンとII型コラーゲンの遺伝子発現は共に抑制されることが判明した。一方、力学的刺激すると同時に、各種MAPK阻害薬を投与した。p38 MAPK阻害薬で、力学的刺激に引き続く一連の反応が完全に阻害される事からにp38 MAPKが最も関与している、と考えられた。これまでの研究で軟骨細胞をコラーゲン器質内に包埋し.三次元的環境を維持した上で力学的刺激を加えると軟骨器質産生能が維持される事を明らかになった.力学的刺激はおそらく細胞表面上の接着因子を介して伝えられ、細胞内のセカンドメッセンジャーを介して細胞外器質産生能の亢進をきたしていると推測される.それまで刺激を受けていない軟骨細胞を同じ装置に同じ培地を用いて装填するだけで細胞が活性化することから、何らかの液性因子が力学的刺激を契機に分泌されていると推察される.3次元培養力学的刺激システムでこれを調べたところ、力学的刺激に反応してIL-4の産生が活性化されることが判明した.刺激後のIL-4の発現亢進と細胞外器質の産生亢進について刺激後の経時的変化を調べたところ刺激後7時間から24時間までIL-4産生が亢進することが判明した.さらにIL-4を投与すると力学的刺激を加えていないのに、力学的刺激と同様の細胞外器質の産生亢進が起こることが判明した.以上の結果は力学的刺激された軟骨細胞はIL-4を分泌して、周囲の細胞とその力学的刺激下の環境についての情報を共有しているとの我々の仮説によく合致している.IL-4を加えると軟骨細胞に力学的刺激を加えなくても、あたかも力学的刺激が加わったかのように軟骨器質産生能が亢進するはずである.さらに「力学的刺激された軟骨細胞はIL-4を分泌して、周囲の細胞とその力学的刺激下の環境についての情報を共有している」との仮説に合致するならば、IL-4拮抗薬で力学的刺激の効果が抑止されるはずであるが、この研究については今後に予定しているところである.コラーゲン器質内に細胞を包埋することによって三次元的環境を維持して軟骨細胞を力学的に刺激すると器質産生能が亢進する事がこれまでの研究で明らかになった.一方、3次元培養下に軟骨細胞を力学的刺激するとまた、これと同時にIL-4の発現亢進が起こる事を明らかにした。力学的刺激を受けた軟骨細胞とそれまで刺激を受けていない軟骨細胞を同じ装置に同じ培地を用いて装填すると、刺激を受けていない軟骨細胞の器質産生能が活性化することから、何らかの液性因子が力学的刺激を契機に分泌されていると推察され、その実態がIL-4なのではないかとの仮説に達した。力学的刺激された軟骨細胞はIL-4を分泌して、周囲の細胞とその力学的刺激下の環境についての情報を共有しているとの仮説が正しならば、IL-4を加えると軟骨細胞に力学的刺激を加えなくても、あたかも力学的刺激が加わったかのように軟骨器質産生能が亢進するはずである.これを証明するために3次元培養力学的刺激システムに装着するも力学的刺激を加えず、IL-4を負荷した実験群と力学的刺激のみを負荷した実験群でのアグリカン、II型コラーゲンなどの細胞外器質の遺伝子発現で検討したところ、IL-4群は力学的刺激群と同様に細胞外器質産生が亢進した。次に3次元培養力学的刺激システムを用いて、力学的刺激による細胞外器質の産生亢進にIL-4拮抗薬の及ぼす影響を経時的に調べた.IL-4を分泌する事により周囲の細胞とその力学的刺激環境についての情報を共有しているとの仮説が正しならば、力学的刺激の効果が1レ4拮抗薬でキャンセルされるはずである。力学的刺激後にIL-4拮抗薬を投与したところ、アグリカンとII型コラーゲンの遺伝子発現は共に抑制されることが判明した。このような抑制は、二次元培養下の軟骨細胞では見られない。二次元培養下では軟骨細胞が脱分化し、IL-4による力学的環境に関する情報を共有する機能が喪失されていると考えられた。これまでの研究でコラーゲン器質内に細胞を包埋することによって三次元的環境を維持して軟骨細胞を力学的に刺激すると器質産生能が亢進する事が明らかになった.

一方、3次元培養下に軟骨細胞を力学的刺激するとまた、これと同時にIL-4の発現亢進が起こる事を明らかにした。3次元培養力学的刺激システムに装着するも力学的刺激を加えず、IL-4を負荷した実験群と力学的刺激のみを負荷した実験群でのアグリカン、II型コラーゲンなどの細胞外器質の遺伝子発現で検討したところ、IL-4群は力学的刺激群と同様に細胞外器質産生が亢進した。次に3次元培養力学的刺激システムを用いて、力学的刺激による細胞外器質の産生亢進にIL-4拮抗薬の及ぼす影響を経時的に調べた.IL-4を分泌する事により周囲の細胞とその力学的刺激環境についての情報を共有しているとの仮説が正しならば、力学的刺激の効果がIL-4拮抗薬でキャンセルされるはずである。力学的刺激後にIL-4拮抗薬を投与したところ、アグリカンとII型コラーゲンの遺伝子発現は共に抑制されることが判明した。このような抑制は、二次元培養下の軟骨細胞では見られない。二次元培養下では軟骨細胞が脱分化しIL-4による力学的環境に関する情報を共有する機能が喪失されていると考えられた。軟骨細胞の力学的刺激に関する反応を介在するセカンドメッセンジャーを明らかにする為にMAPキナーゼ阻害薬を投与した。一連の反応はp38キナーゼ阻害薬により最も強く抑制されることから軟骨細胞の力学的刺激に対する反応にはp38キナーゼが関与していると考えられた。本研究では、大きく2つの作業仮説を立てた。一つは、IL-4を加えると軟骨細胞に力学的刺激を加えなくても、あたかも力学的刺激が加わったかのように軟骨器質産生能が亢進するはずとの仮説であり。もう一つは力学的刺激の効果がIL-4拮抗薬でキャンセルされるはずであるとの仮説である。これら二つの仮説は、おおむね証明することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。軟骨細胞の脱分化は、変形性関節症の発症メカニズムを考える上で、非常に興味深い。今回の研究で二次元培養下では軟骨細胞が脱分化し、IL-4による力学的環境に関する情報を共有する機能が喪失されているとが判明した。初期変形性関節症に対して、その失われた器質産生能をIL-4の投与で回復することができないかの検討は、その成果は臨床への応用も可能にする為、大いに期待されるところである。