hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病、狭心症患者における運動療法の代謝因子及び動脈硬化に対する影響の検討

高血圧・高脂血症・肥満のうちいくつかの合併症を有する急性・陳旧性心筋梗塞及び狭心症患者36例においてアディポネクチンと肥満度、血糖値、運動耐容能の間の関係について検討した。急性・陳旧性心筋梗塞等の心疾患患者において心臓リハビリテーション(心リハ)を行った群と、行わなかったコントロール群の2群にわけ、その前後でアディポネクチンなどと運動耐容能、呼気中一酸化窒素(NO)の変化について検討した。その結果、アディポネクチンは狭心症患者では8.1±5.9μg/mLと健常者の報告例と比べ低下していた。BMIは25.4±3.1であった。また、空腹時血糖は126±39mg/dL、HbA1cは5.9±1.2%と増加しており、耐糖能異常例・糖尿病例が多かった。最大酸素摂取量は正常予測値の68±12%と、中等度低下していた。さらに、アデイポネクチンは心リハ群では前の14.3±2.0から後に16.1±2.1μg/mLへと増加した(p<0.05)が、一方コントロール群では不変であった。最大酸素摂取量は心リハ群では前に比べ後で増加したが、一方コントロール群では不変であった。最大運動時の呼気NO排泄量は心リハ群では心リハ前に比べ後の方が増大したが、コントロール群では不変であった。以上より、虚血性心疾患患者においてアディポネクチンは低下していたが、これには肥満、糖尿病の影響が強いと考えられた。また、これらの患者では最大酸素摂取量、嫌気性代謝閾値などの運動耐容能も低下していたが、運動不足がアディポネクチンの低下に影響していると考えられた。さらに、心筋梗塞症例等の心疾患患者において心リハを行うと、低下していた最大酸素摂取量などの運動耐容能も改善するとともに、アディポネクチンの増加も同時に見られた。心疾患患者で多く見られるアディポネクチンの低下を心リハは改善し、インスリン抵抗性の改善につながると考えられた。心リハは運動時の呼気NO排泄量を増加させたが、血管内皮よりのNO産生を増加させ、血管内皮機能の改善を引き起こすと考えられた。本年度は高血圧・高脂血症・肥満のうちいくつかの合併症を有する急性・陳旧制性心筋梗塞及び狭心症患者24例においてアディポネクチンと肥満度、インスリン感受性、運動耐容能の間の関係について検討した。アディポネクチン、血糖インスリン、脂質代謝の採血と心肺運動負荷試験による最大酸素摂取量や嫌気性代謝閾値の測定をした。また、空腹時血糖は126±39mg/dL、HbAlcは5.9±1.2%と増加しており、耐糖能異常例・糖尿病例が多かった。総コレステロール値は204±48mg/dL、HDLコレステロールは43±8mg/dL、LDLコレステロールは122±32mg/dL、中性脂肪は159±134mg/dLであった。

心エコーでは左室駆出分画0.65±0.11と軽度低下例も全体の4分の1くらいあったが、比較的保たれていた。最大酸素摂取量は1199±230mL/min(正常予測値の68±12%)、嫌気性代謝閾値は820±136mL/min(76±13%)であり、両指標共に中等度低下していた。心機能の指標であるANP30±33pg/mL、66±105pg/mLとBNPは高値を来した。以上より、心筋梗塞症例、狭心症を含む虚血性心疾患患者においてアディポネクチンは低下していたが、これには肥満、糖尿病の影響が強いと考えられた。また、これらの患者では最大酸素摂取量、嫌気性代謝閾値などの運動耐容能も低下していたが、運動不足がアディポネクチンの低下に影響していると考えられた。本年度は糖尿病・高血圧・高脂血症・肥満のうちいくつかの合併症を有する急性・陳旧性心筋梗塞等の心疾患患者において心臓リハビリテーション(心リハ)を行った心リハ群と、心リハを行わなかったコントロール群の2群にわけ、その前後でアディポネクチン、血糖、コレステロールの採血と心肺運動負荷試験による最大酸素摂取量や呼気中NOの測定をし、その変化について検討した。その結果、アディポネクチンは心リハ群ではリハ前の14.3±2.0から後に16.1±2.1μg/mLへと増加した(p<0.05)が、一方コントロール群では10.8±1.9から11.3±2.0μg/mLへと不変であった。BMIは心リハ群では前の26.0±2.5から後の25.9±2.2へと不変で、一方コントロール群では27.0±2.0から27.2±2.9へと不変であった。また、空腹時血糖とHbA1cは心リハ群、コントロール群共に前後で不変であった。最大酸素摂取量は心リハ群では前の1367±603から1702±458ml/minへと増加した(p<0.05)が、一方コントロール群では1399±336から1483±291ml/minへと不変であった。最大運動時の呼気NO排泄量は心リハ群では心リハ前に比べ後の方が増大したが、コントロール群では不変であった。嫌気性代謝閾値も心リハ群では後に増加したが、一方コントロール群では不変であった。以上より、心筋梗塞症例等の心疾患患者において心リハを行うと、低下していた最大酸素摂取量、嫌気性代謝閾値などの運動耐容能も改善するとともに、アディポネクチンの増加も同時に見られた。心疾患患者で多く見られるアディポネクチンの低下を心リハは改善し、インスリン抵抗性の改善につながると考えられた。心リハは運動時の呼気NO排泄量を増加させたが、血管内皮よりのNO産生を増加させ、血管内皮機能の改善を引き起こすと考えられた。
疾患iPS細胞を用いたもやもや病分子機構の解明および予防法の確立

我々はもやもや病の感受性多型としてMysterin (RNF213)遺伝子のp.R4810Kを同定したが、病態に果たす役割は不明である。本研究では、もやもや病疾患iPS細胞を血管内皮細胞(iPSEC)に分化して解析を行い、p.R4810Kを有するもやもや病患者由来のiPSECで血管形成能が低下することを明らかにした。さらに、p.R4810Kが有糸分裂異常を引き起こし、ゲノム不安定性を誘導することを証明した。また、組織特異的Mysterinトランスジェニックマウスを作成し、Mysterin変異体の血管内皮での発現が低酸素によるangiogenesisを抑制することをin vivoで明らかにした。本研究では、もやもや病感受性多型であるmysterin遺伝子のp.R4810K多型を有する家族性もやもや病患者より樹立した疾患iPS細胞を血管構成細胞に分化し、mysterin遺伝子およびp.R4810K多型がもやもや病の分子病態に果たす役割の解明と予防医療のターゲット提示を目的とする。26年度が最終年度であるため、記入しない。予防医学26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はもやもや病患者iPS細胞より分化した血管内皮細胞を用いて、mysterin遺伝子のp.R4810K多型が内皮細胞機能および細胞分裂機能に影響を与えることを明らかにし、さらにそこに関与する分子を特定し分子機構の一端を明らかにできたため。今後は見出された細胞機能への影響のさらに詳細なメカニズムの解明を行い、mysterin遺伝子およびp.R4810K多型がもやもや病の分子病態に果たす役割の解明を目指す。また本年度の成果よりmysterin R4810Kはgain of functionの形式でもやもや病発症に関与することが示されたため、mysterin発現を上昇させるような環境要因、ストレス要因の解明を行う。
妊娠の進行に伴う胎盤の組織変化と生体必須物質透過性との関連

妊娠初期の胎盤におけるSNAT3の発現を初めて明らかにするとともに、かつ妊娠の進行に伴って減少していることを見出した。ヒトサイトトロホブラスト細胞から単離培養したSNAT3の発現は、シンシチオトロホブラスト細胞へと分化することによって大きく減少した。これらの調節機構はグルタミン合成酵素の発現とも深く関連しており、SNAT3は妊娠初期のグルタミン合成に関与し、その供給に重要な役割を果たしていることが示唆された。胎盤におけるアミノ酸トランスポータの発現変動を明らかにするため、妊娠日齢の異なるラット胎盤を用いて評価した。その結果、System A(SNAT1, 2, 4)およびsystem y^+L(y^+LAT1, 4F2hc)は、妊娠の進行に伴い顕著に増加していることが明らかとなった。また、ASCT2(ATBO)は妊娠期全般を通して発現しており、他のトランスポータに比べ比較的緩やかに増加していた。system N(SNAT3, 5, 6)は胎盤における発現が不明とされてきた。今回、ラット胎盤においてそれらの発現を明らかにした。特に、SNAT3においてはmRNAレベル、蛋白質レベルともに妊娠初期から中期の胎盤に多く発現が認められた。さらに、その局在について検討を行った結果、細胞膜画分に発現していることを明らかにした。ラット胎盤におけるグルタミン合成酵素(GS)のmRNAは、妊娠11日目に最大であった。また、GS活性についても妊娠初期から中期胎盤に高かった。さらに、GS活性とGSmRNAとの変動は良く一致していることが示された。妊娠初期胎盤においてGSが産生するグルタミンは、SNAT3を介し胎児へ供給されていると推察される。これまで胎児へのグルタミン供給ルートとして示唆されているGlu-Gln cycleに関与するトランスポータは不明であった。しかしながら、今回得られた結果から、妊娠初期の胎盤ではSNAT3がその役割を担っており、協調的に機能していることが示唆された。1性ホルモンによるプロモータ活性の調節機構解析および翻訳制御機構解明胎盤におけるBCRPのプロモータ活性は、エストロゲンレセプタαからエストロゲンレセプタ応答エレメントを介して増強されることが示唆された。しかしながら、プロゲステロンによるBCRP発現抑制機構は、プロモータとの直接的な作用ではなく間接的に抑制していることを明らかにした。2ヒト胎盤からのサイトトロホブラスト細胞(CT cell)の単離ヒト満期胎盤からprimary cellを単離し、CT cell単離・培養を試みた。その結果、胎盤に多く存在するtrophoblastcellの特異的マーカーであるcytokeratin 7に陽性であり、かつ培養した細胞からは分化の指標であるヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)の分泌が認められた。このことから、単離・培養したCT cellは妊娠の進行を反映したin vitroモデルとして利用できることが示され、SNAT3の発現などを詳細に検討する目的で有効に活用した。3CT cellにおけるSNAT3、グルタミン合成酵素(GS)の発現単離したCT cell用いSNAT3とGSのmRNA発現変動を検討した結果、SNAT3とGSのmRNA発現はCT cellからシンシチオトロホブラスト細胞への分化に伴い顕著に減少することを明らかにした。そのことから、CT cell内でGS画産生するグルタミンはSNAT3を介し胎児へ供給されていることが推察され、ヒト胎盤においてSNAT3とGSは協調的に機能していることが示唆された。1グルタミン輸送担体(SNAT3)およびグルタミン合成酵素(GS)に及ぼす薬剤感受性の評価バルプロ酸の妊婦への投与は原則禁忌とされているが、治療上の有益性が危険性を上回ると判断された場合、妊婦にも投与されることがある。妊娠中のバルプロ酸服用の副作用として、胎児の発育不全や精神発達遅延が報告されているが、その詳細な機序は不明である。そこで、単離したヒト胎盤cytotrophoblastcellをバルプロ酸含有メディウムにて播種・培養した。バルプロ酸曝露群では、播種1日後におけるhCGの分泌量は同程度であったにも関わらず、SNAT3とGSの発現は減少することが示された。SNAT3とGSが担うGlu-Glnサイクルの総合的な機能抑制は、胎児へのグルタミン供給の阻害のみならず、アンモニアやグルタミン酸を胎児血中に蓄積させる一因になり得ると考えられる。一方、播種3日後のhCG分泌量は著しく減少し、妊娠初期のバルプロ酸服用は胎盤形成に障害を与えることが示唆された。これらの結果より、バルプロ酸による胎児発育不全・精神発達遅延には、GSとSNAT3抑制によるアンモニア蓄積と胎盤形成の遅延が関与していることが示唆された。2ヒト胎盤細胞におけるグルタミン輸送担体SNAT3に及ぼすエタノールおよびアセトアルデヒドの影響妊娠初期モデルとしてBeWo細胞を用い、エタノールおよびアセトアルデヒドを一定時間曝露した。その結果、SNAT3はエタノール濃度に依存して増加し、胎児側に存在するy+LAT1とASCT2は減少することを明らかにした。

さらに、エタノール曝露群においては、ナトリウム依存的な能動輸送部分の取り込み増加が認められた。以上の結果から、グルタミンが細胞内に滞留することが推察され、妊娠初期の飲酒は胎児へのグルタミン供給不足や胎盤の障害を招くことが示唆された。
虚血性神経障害による下肢切断リスク回避のための光音響イメージング開発

本研究では、光音響画像と超音波画像が重畳できる技術を最大の特徴としている。この技術を利用して、神経束を超音波画像で、光音響画像で神経血管を描出できることを、ウサギ、及び、ヒト(ボランティア、及び、糖尿病性神経障害と診断されている患者)を対象に実証している。ウサギを対象とした実験では、本研究で開発する技術の精度検証を目的とした。すでに実績のある虚血動物モデルであるウサギを対象にした。精度検証をするためには、臨床での測定条件と、動物で施行できる条件、動物で採取できる実測値が必要である。臨床研究用には、2種類の励起波長と、2種類の検出周波数を組み合わせた条件とし、腓腹神経と正中神経を対象に測定できるよう、超音波画像取得の設定、及び、プロトコルを研究した。動物で施行できる条件の設定には、広帯域の波長におけるヘモグロビンと酸化ヘモグロビンのスペクトルを利用した。ウサギは、坐骨神経を対象とし、病理学的な裏付け、及び、生理学的な裏付けに基づいて、精度検証を行った。体表から捉えた坐骨神経束周囲の血管の光音響信号強度のスペクトル特性と、ウサギから採血した血液のスペクトル特性を比較するために700-1,100nmの範囲で測定した。この広範囲での測定はこれまで報告されていない。この結果を、Photonics West, BiosのPhotons Plus Ultrasound: Imaging and Sensing 2019にて発表する成果をあげている。残された課題としては、光音響画像から抽出する画像パラメータについてである。今後は、この画像パラメータと、患者情報との相関を検討し、有用性を検証していく。研究計画3年のうち、初年度は生体の光散乱に着目した。生体の光散乱が血液酸素飽和度測定の精度にどの程度影響があるのか血液ファントムとモデル動物の測定結果を比較した。光散乱の影響はファントムではシミュレーション通りの結果となり、学会発表をすることができた。ファントムとモデル動物に加えて、摘出組織を対象に測定し、シミュレーションと実組織の測定結果の差異について考察できた。第2年度は、ヘモグロビンの光吸収に着目した。光伝播を考慮するアルゴリズムへの実装を目的に、広帯域なヘモグロビンの光吸収特性について、ex vivo、in vivoにて実測した。最終年度に向けて、要素を固めた点から、「(2)おおむね順調に進展している」と自己評価した。最終年度に向けて、測定精度を明らかにすること、測定精度を高めることを、1つ目の研究の推進方策とする。光音響イメージングでは、体表から照射した光エネルギーが生体内の散乱と吸収により減衰した光エネルギーで励起された音響波を検出する。生体内で、光がどのような挙動をしているか、その結果、どのような光音響波が発生・伝播するかを計算することで、測定精度を高めることが求められる。目的血管をどのように設定するか、これが動物実験と臨床研究をつなぐポイントである。神経障害と虚血との関連を検討するために、モデル動物を対象にしてin vivo実験を行なう。昨年度は、これまでの報告で最も広帯域な波長域(最大波長1100 nm)で測定し、実用面でのアドバンテージを提示することが出来た。また、病理画像と光音響画像を比較することで画像性能を明らかにすることが出来た。障害された神経、臓器の形態変化と、これに伴う虚血情報を明らかにすることを2つ目の推進方策とする。最終年度として、光音響イメージングが虚血障害の病態に迫れるよう、トータルシステムの成熟化を押し進める。本研究の初年度として、研究を円滑に進めるために、動物実験の倫理審査、臨床研究の倫理審査の手続きが十分であるか確認し、動物実験については必要に応じて内容を更新した。臨床研究についてはH30年度4月から施行される臨床研究法への対応として、必要情報を収集した。動物実験において、固定方法、麻酔の維持、生体モニターなど、測定する光音響データの信頼性を維持するための処置について、研究グループで協力し、マウスとウサギを対象にした測定の実験で対応できるようにした。開発技術は、大きく分けて、3つあり、1つ目として、深部のマルチスペクトル計測の光伝播計算としてフルエンス補正をできるようにした。また広帯域センサーによる検出信号を周波数アンミックスできるアルゴリズムを構築した。さらに、画像再構成処理については複数のパターン化が出来るようになった。また、当初計画の通り、血液酸素飽和度分布イメージングのための光音響分光データの取得プロトコルと、血流速分布イメージング法の確立のための動物実験のプロトコルを作成した。本研究で開発する技術の精度検証のために必要かつ需要な虚血動物モデルについては、すでに実績のあるウサギを対象に、再現性に重きをおきながら、どこの部位(全身胴体を把握するために複数箇所)を観測部位にするかについて、実験的に検証した。うさぎでは坐骨神経が1つ目の観測部位の候補になることが、病理学的な裏付けから明らかになった。生体の光散乱が血液酸素飽和度測定の精度にどの程度影響があるのか血液ファントムとモデル動物の測定結果を比較することができた。光散乱の影響はファントムでは、シミュレーション通りの結果となり、学会発表をすることができた。モデル動物でも、予想通り、光散乱の影響はあった。ファントムとモデル動物に加えて、摘出組織を対象に測定できたことから、当初の計画以上と自己評価した。

この技術を利用して、神経束を超音波画像で、光音響画像で神経血管を描出できることを、ウサギ、及び、ヒト(ボランティア、及び、糖尿病性神経障害と診断されている患者)を対象に実証している。ウサギを対象とした実験では、本研究で開発する技術の精度検証を目的とした。すでに実績のある虚血動物モデルであるウサギを対象にした。精度検証をするためには、臨床での測定条件と、動物で施行できる条件、動物で採取できる実測値が必要である。臨床研究用には、2種類の励起波長と、2種類の検出周波数を組み合わせた条件とし、腓腹神経と正中神経を対象に測定できるよう、超音波画像取得の設定、及び、プロトコルを研究した。動物で施行できる条件の設定には、広帯域の波長におけるヘモグロビンと酸化ヘモグロビンのスペクトルを利用した。ウサギは、坐骨神経を対象とし、病理学的な裏付け、及び、生理学的な裏付けに基づいて、精度検証を行った。体表から捉えた坐骨神経束周囲の血管の光音響信号強度のスペクトル特性と、ウサギから採血した血液のスペクトル特性を比較するために700-1,100nmの範囲で測定した。この広範囲での測定はこれまで報告されていない。この結果を、Photonics West, BiosのPhotons Plus Ultrasound: Imaging and Sensing 2019にて発表する成果をあげている。残された課題としては、光音響画像から抽出する画像パラメータについてである。今後は、この画像パラメータと、患者情報との相関を検討し、有用性を検証していく。研究計画3年のうち、初年度は生体の光散乱に着目した。生体の光散乱が血液酸素飽和度測定の精度にどの程度影響があるのか血液ファントムとモデル動物の測定結果を比較した。光散乱の影響はファントムではシミュレーション通りの結果となり、学会発表をすることができた。ファントムとモデル動物に加えて、摘出組織を対象に測定し、シミュレーションと実組織の測定結果の差異について考察できた。第2年度は、ヘモグロビンの光吸収に着目した。光伝播を考慮するアルゴリズムへの実装を目的に、広帯域なヘモグロビンの光吸収特性について、ex vivo、in vivoにて実測した。最終年度に向けて、要素を固めた点から、「(2)おおむね順調に進展している」と自己評価した。臨床研究については、新規の課題で推進するには困難がある。本研究課題だけで解決できる状況でもないので、学会での活動などで最新情報を入手することが、方策だと考える。動物実験について、モデル動物によって、大きさが異なること、測定部位を見つけ易さが異なること、などが体系的に把握することが、論文にはならないが、ノウハウとして蓄積され、測定データ信頼性と再現性などにつながるので、研究グループで共有をしながら進めることを、推進方策とする。最終年度に向けて、測定精度を明らかにすること、測定精度を高めることを、1つ目の研究の推進方策とする。光音響イメージングでは、体表から照射した光エネルギーが生体内の散乱と吸収により減衰した光エネルギーで励起された音響波を検出する。
ヒト慢性骨髄球性白血病の急性転化機構の解明と急性転化に関わる遺伝子の包括的解析

慢性骨髄球性白血病(Chronic Myelogenous Leukemia : CML)は融合遺伝子産物p210BCR/ABLにより発症する造血器腫瘍であり、顆粒球の増多を主徴とする慢性期を経た後に幼若芽球の急激な増加を示す急性転化を起こす事を臨床的特徴とする。付加的遺伝子異常がCMLの急性転化に関わっていると考えられているが、その分子機構は不明な点が多い。我々は造血前駆細胞に高発現している遺伝子のプロモーターを用いてp210BCR/ABLを発現するトランスジェニックマウスを作製した。このマウスは再現性良くヒトCMLに似た顆粒球の増多を示し、優れたCMLの動物モデルと考えられた。このモデルマウスを用いてCML急性転化に関与する遺伝子を解析する事を試みた。この目的のため、トランスジェニックマウスにレトロウイルスを感染させ、内在性の遺伝子を活性化または不活化する「in vivo mutagenesis」を行った。実際には母乳を通じて産仔にウイルスが伝搬されるBHX2マウスをCMLトランスジェニックマウスと掛け合わせ、ダブルトランスジェニックマウスを作製した。マウスのgenetic backgroundをBHX2に近づける必要があり、そのため3世代のBHX2へのbackcrossを行った。現在BHX2へのbackcrossが世代終了したマウスが生まれており、末梢血の血球数および血液像を定期的に観察している。これまでの観察の結果、5匹のp210BCR/ABL陽性マウスに急性白血病の発症を確認した。これらのマウスの腫瘍組織からDNAを抽出し、レトロウイルス特異的なプライマーを用いてPCRを行い、複数の急性転化遺伝子を単離した。我々は造血前駆細胞に高発現している遺伝子のプロモーターを用いて世界で初めてCMLトランスジェニックマウスの開発に成功した。このマウスに癌抑制遺伝子p53のヘテロマウス(2対のp53遺伝子の一方を人為的に欠失させたマウス)を掛け合わせたところ、CML急性転化様の幼若芽球の増加を認めた。芽球においては残存している正常p53遺伝子が高頻度に欠失してp53欠損の状態になっており、後天性にp53を欠損したp210bcr/abl発現血液細胞が形質転換を起こし、増殖能を獲得して急性転化を来す事が証明された。これは特定の遺伝子異常がCMLの急性転化に関与することを個体レベルで初めて示したものであり、我々のp210BCR/ABLトランスジェニックマウスはCML急住転化の解析においても有用であることを示している。CML急性転化に関与する遺伝子を包括的に解析する目的で、CMLトランスジェニックマウスにレトロウイルスを感染させ、内在性の遺伝子を活性化または不活化する「in vivo mutagenesis」を行っている。実際には母乳を通じて産仔にウイルスが伝搬されるBHX2マウスをCMLトランスジェニックマウスと掛け合わせ、ダブルトランスジェニックマウスを作製している。マウスのgeneticbackgroundがBHX2に近づかないと統計的検定は出来ないとされており、これには3世代のBHX2へのbackcrossが必要であると考えられている。現在BHX2へのbackcrossが世代終了したマウスが生まれており、末梢血の血球数および血液像を定期的に観察し、CML急性転化の発症について検討し、急性転化が認められた個体について原因遺伝子を同定する予定である。

慢性骨髄球性白血病(Chronic Myelogenous Leukemia : CML)は融合遺伝子産物p210BCR/ABLにより発症する造血器腫瘍であり、顆粒球の増多を主徴とする慢性期を経た後に幼若芽球の急激な増加を示す急性転化を起こす事を臨床的特徴とする。我々は造血前駆細胞に高発現している遺伝子のプロモーターを用いてp210BCR/ABLを発現するトランスジェニックマウスを作製し、世界で初めてのCMLトランスジェニックモデルの開発に成功した。更にこのマウスに癌抑制遺伝子p53のヘテロマウス(2対のp53遺伝子の一方を人為的に欠失させたマウス>を掛け合わせたところCML急性転化様の幼若芽球の増加を認め、我々の作製したトランスジェニックマウスはCML急性転化の解析においても有用であることを示された。このモデルマウスを用いてCML急性転化に関与する遺伝子を包括的に解析する目的で、トランスジェニックマウスにレトロウイルスを感染させ、内在性の遺伝子を活性化または不活化する「in vivo mutagenesis」を行った。実際には母乳を通じて産仔にウイルスが伝搬されるBHX2マウスをCMLトランスジェニックマウスと掛け合わせ、ダブルトランスジェニックマウスを作製した。マウスのgenetic backgroundをBHX2に近づける必要があり、そのため3世代のBHX2へのbackcrossを行った。現在BHX2へのbackcrossが世代終了したマウスが生まれており、末梢血の血球数および血液像を定期的に観察して結果、これまで5匹のp210BCR/ABL陽性マウスに急性白血病の発症を確認した。これらのマウスの腫瘍組織からDNAを抽出し、レトロウイルス特異的なプライマーを用いてPCRを行い、複数の急性転化発症の候補遺伝子を単離した。
遠赤外[CII]輝線の高解像度広域マッピングによる大質量星形成環境の理解

大質量星の形成メカニズムを理解することを目的に、暖かいガスの冷却スペクトル線で最も重要な1階電離炭素が出す遠赤外線[CII]輝線に着目し、高解像度・広域の良質な[CII]画像データの取得を目指した。まず、既存[CII]分光器の改修を行い、冷却性能や光学性能の向上させた。分光器をインドへ輸送して、タタ基礎科学研究所ハイデラバード気球基地にて、気球望遠鏡観測を実施した。その結果、2017年11月と2018年3月に観測が成功し、大質量星形成領域9天体の科学データを取得した。平行して、5×5アレイ検出器と高波長分解能ファブリー・ペロー分光器の開発を進め、気球用の新型観測装置として組み上げた。インド気球観測実験用の遠赤外線[CII]スペクトル線ファブリ・ペロー分光装置の調整・整備を行った。まず、この観測装置に使用されるファブリ・ペロー分光器の波長透過曲線の測定を行った。そのために、実験室に所有する分光器を遠赤外線で使用できるように整備した。ファブリ・ペロー分光器の波長感度特性を測定するためには、この分光器のサンプル室に平行光を作る必要がある。この平行光を作る補助光学系を設計・制作した。この光学系を用いて、ファブリ・ペロー分光器の波長透過曲線の測定を実施した。さらに、この分光装置の冷却装置であるクライオスタットの整備も行った。とくにクライオスタットの真空バルブに不具合が見られたので、改修・交換を行った。これらの改修後、クライオスタットを冷却した環境でのファブリ・ペロー分光観測装置の検出器DC感度、ノイズ性能測定を行った。これらの結果、観測装置して良好な性能を有していることを確認できた。また分光器評価用標準光源を電源の改修を行い、この標準光源を用いて分光器の視野の測定、波長感度性能の測定を行った。平行して、Ge:Ga検出器の作成・評価を実施した。現状のGe:Ga検出器では不純物Gaの濃度が足りず、[CII]スペクトル線158マイクロメートルの波長までを十分にカバーできていないため、Ga濃度を4倍に上げて、表面活性常温ウェハ接合技術によって、この高ドープGe:Ga層と高純度Ge層を接合した試験評価素子を製作した。遠赤外線分光器で波長感度特性を測定した結果、カットオフ波長が210マイクロメートルまで伸びていることが確認された。インド・ハイデラバード気球観測所において、一階電離炭素が出す遠赤外線[CII]スペクトル線を用いた大質量星形成領域の観測を行う。そのための観測器の準備、および観測天体の調査を行った。[CII]スペクトル線用のファブリペローの光学調整を終え、検出器系を整えて、観測器システムをクライオスタットへインストールした。温度2 Kに冷却して、性能評価試験へと進んだが、その際に、真空リークの不具合が発生した。真空リーク試験などによって、液体ヘリウムタンクの上部に問題箇所を同定し、その部分に対して補修処理を行った。不具合の特定と修復に9ヶ月が必要となったため、年度繰り越しを行った。その後、繰り返し、冷却試験を行ったが、再び、補修個所から微妙なリークが発生するようになり、2 K冷却が困難となった。そのため、このクライオスタットの使用を断念し、新しいクライオスタットへの観測器システム移行を行った。平行して、観測天体の調査を行うべく、「あかり」全天データなどをもとに、銀河面星形成領域の探査を行った。国内外の学会に参加して、関連情報を入手すると同時に、観測計画内容などの報告を行った。インドへ発送予定であった液体ヘリウムクライオスタットが、観測器の評価試験を実施中に、真空リークのトラブルを起こした。その不具合の特定と修復に9ヶ月が必要となった。なお、修復後、しばらくは問題なく冷却試験を行えていたが、繰り返し試験を実施した結果、補修個所が再びリーク現象を示すようになったため、このクライオスタットの使用を断念し、新しいクライオスタットへ観測器システムを再インストールすることにした。インド・ハイデラバード気球観測所において、一階電離炭素スペクトル線[CII]を用いた大質量星形成領域の観測を行う。そのために、分光器および検出器の準備を進めた。これまでに使用してきた液体ヘリウムクライオスタットの冷却性能に不具合が生じたため、新しいクライオスタットを急遽、整備し、内部にインストールされた全ての機器コンポーネントを移し替えるという作業を実施した。その後、観測器の赤外線感度・スペクトル分解能・視野測定などを評価した。最終的に良好な性能が得られ、計画通りの観測が可能であることを確認した。平成27年度2-3月期に観測する予定で準備を進めたが、インドチームと協議した結果、出荷や現地作業などにかかる時間を考えると間に合わないと判断し、平成27年度の観測は断念することとなった。3月にハイデラバードのタタ基礎研究所を訪問し、平成28年度の観測準備計画および観測内容について、現地の技術者および科学者と議論を重ねた。平行して、観測計画の立案、およびデータ解析ツールの準備を進めた。大質量星形成領域について、赤外線天文衛星「あかり」の中間赤外線・遠赤外線の全天データを用いて、観測候補天体を網羅的に調べ、それらの赤外線特性などについて議論した。その成果、および関連研究の成果を査読付き論文で発表した。

平成26年度後半に真空リークのトラブルを起こした液体ヘリウムクライオスタットの修理を進め、冷却実験を繰り返し実施したが、その過程で再び不具合を起こし、スーパーリークと呼ばれる現象が見られた。これ以上の修復は不可能と判断し、このクライオスタットを使用することを断念し、新しいクライオスタットを急遽、整備した。内部にインストールされた機器コンポーネントの全てを、新しいクライオスタット内へ移し替えるという作業が発生した。その後、急ピッチで準備を進め、出荷前の性能評価はほぼ全て完了したが、平成27年度中に発送して現地で観測を実施するまでには至らなかった。平成28年度は、分光器を整備・出荷前試験を行い、インド・ハイデラバードにあるタタ基礎科学研究所の気球放球基地へ輸送した。平成28年9月に、現地にて分光器の動作確認を行ったところ、輸送による分光器の故障が分かった。修理に、平成28年11月までかかり、平成28年度の観測機会を逃した。そこで次年度へ繰越申請を行った。平成29年度は、予定通り2回の気球観測実験を行い、観測データの取得に成功した。平成29年11月の実験では、11月30日インド標準時22:15に気球が無事に打ち上げられ、約2時間後に高度約30 kmに達し、銀河系内に存在する4つの大質量星形成領域(W3, RCW36, NGC2024, Mon-R2)を約5時間かけて観測した。また、平成30年3月の実験では、3月19日インド標準時21:40に気球が無事に打ち上げられ、11月期の観測天体とは異なる6つの大質量星形成領域(Carina, NGC6334, NGC6357, W31, RCW106, W40)を観測した。観測終了後、分光観測装置単体の性能評価を行い、観測前の性能を再現することを確認した。これまでに本研究で整備を進めてきたデータ解析ツールを用いて、11月期の観測データの解析を進めた。一階電離炭素スペクトル線[CII]が、ほぼ性能どおりの感度で検出されていることを確認した。さらに、最も明るい天体であるW3においては、[CII]輝線のマップの作成までを行った。また、気球観測実験と平行して、遠赤外線Geアレイ検出器(5x5フォーマット)を搭載した分光観測装置の開発を進めた。装置の重要なコンポーネントである検出器と分光器の性能評価を進め、その進捗状況をインド側と共有した。さらに、観測期間中にインドチームと気球望遠鏡とのインターフェース調整の議論を重ね、新たな分光観測装置の気球望遠鏡への搭載に向けて準備を進めた。大質量星の形成メカニズムを理解することを目的に、暖かいガスの冷却スペクトル線で最も重要な1階電離炭素が出す遠赤外線[CII]輝線に着目し、高解像度・広域の良質な[CII]画像データの取得を目指した。まず、既存[CII]分光器の改修を行い、冷却性能や光学性能の向上させた。分光器をインドへ輸送して、タタ基礎科学研究所ハイデラバード気球基地にて、気球望遠鏡観測を実施した。その結果、2017年11月と2018年3月に観測が成功し、大質量星形成領域9天体の科学データを取得した。平行して、5×5アレイ検出器と高波長分解能ファブリー・ペロー分光器の開発を進め、気球用の新型観測装置として組み上げた。
介護施設内で終末期に臨む高齢者と職員を支援する，医療福祉と葬儀社・宗教家間の連携

多死社会のなかで医療から福祉にエンドオブライフケアの主体が移り,さらに介護職員との協働の対象として,葬儀社と宗教家が位置付けられている。介護施設内の高齢者が,自らの死に対して抱く予期悲嘆を受けとめる,グリーフケアを取り入れた対人援助職としての葬儀社にいっそうの期待が寄せられる。あわせて,施設の職員や高齢者の家族に残る,近しい人の死という不条理の記憶を緩和し,死者を安定した存在に変える宗教家の伝統的役割が現代においても希求されている。また,精神科ソーシャルワーカーが高齢者や職員への包括的支援を担う専門職に位置付けられ,彼(女)らの学際性と固有性の双方を勘案した,実践行為の体系化が必要である。介護施設,とくに特別養護老人ホームが対峙する高齢者の終末期支援へ臨み, 2013年度は葬儀社・宗教家に向けた援助実態の聞き取りを行った.その結果, (1)近年の“終活"概念の普遍化を契機に,葬儀社・宗教家が高齢者や家族へ人生の終末に関してアプローチする裾野は広がっている一方,(2)儀礼の個別化・簡素化の流れが進んでおり,人的・物的規模や宗教的含意の縮小という形で,都市部を中心に葬儀・埋葬の姿が変貌しつつある現況を認めた.このようななか,(3)介護施設における葬送は,もとより葬儀社・宗教家側から低単価・無宗教の傾向にあると意識されており,事業的視座からの相対的な関心の乏しさが,昨年度検証した介護施設側からの役割期待との乖離をもたらす可能性がある.以上の諸項目について, 2014年度も面接調査へ基づく分析の継続を企図する.発展的な観点として,(4)精神科ソーシャルワーカーが高齢者や職員の支援を担う歴史的な専門職として位置付けられ,その実践行為の体系化が必要であること,(5)かかる援助理論の構築には,上記の葬儀・埋葬儀礼の移り変わりのように,社会の側から個人へもたらされる影響を評価する姿勢が欠かせないことを導いた.これらの論考については, 2013年度内に雑誌論文へまとめた(精神保健福祉学1: 4-17,精神保健福祉学2:印刷中).介護施設,とくに特別養護老人ホームが直面する高齢者の終末期支援に関し,2012年度は医療福祉と葬儀社・宗教家間の連携へ焦点をあてた施設実態調査を行った.その結果,(1)施設外から高齢者・家族に向けた,ターミナル/グリーフケアの提供者として葬儀社・宗教家への期待が少なくない(佛教大学大学院紀要社会福祉学/社会学研究科篇40:1-17)一方,(2)施設内の援助者として生活相談員の役割が注視され,これは当事者向けにとどまらず,職員をも対象としたグリーフケアの担い手と位置付けられる(佛教大学大学院紀要社会福祉学研究科篇41:1-13)ことが導かれた.(1)および(2)からなる,特別養護老人ホームでのターミナル/グリーフケア上の課題について日本社会福祉学会・特定課題セッションIコーディネーターへの採用を経て,学会における討議の場を設けた(2012年10月,第60回大会http://www.jssw.jp/whatsnew/pdf/20120206_01.pdf).発展的な視座として,医療福祉協働を促す専門職である(3)精神科ソーシャルワーカーが,医療ソーシャルワーカーとともに社会福祉学ないしソーシャルワークの発展の中で特異な地位を占め,当事者支援の要になり得る(武庫川女子大学紀要人文・社会科学編60:81-87,精神保健福祉学1:印刷中)と見られる一方,(4)社会科学的な調査が,高齢者福祉の現場からは社会改良や変革を目指す行為とは必ずしも受けとめられず,学術研究と臨床実践の間に溝を生みかねない危惧(保健医療科学61:374-375)もまた認められた.雑誌論文および学会発表に加え,研究者以外への成果公開の観点から真言宗中山寺派管長の村主康瑞氏(種智院大学学長)をお招きして,終末期医療をテーマとする講演・対談の場を設けた(2013年2月,第2回武庫川女子大学社会福祉研究会).介護施設,とくに特別養護老人ホームに要請されるエンドオブライフケアのさらなる展開へ向けて, 2014年度は葬儀社と宗教家ならびに施設職員に対する援助実態の聞き取りを,葬儀社にやや重点を置いて行った.その結果,以下の3点を導いた.(1)エンドオブライフケアへ積極的な施設とそうではない施設の差が広がっている.後者で施設内死亡を迎えた際の事前事後対応に課題が残る.(2)介護施設から病院へ搬送された場合,とくに急性期や高度医療を担う機関で,エンドオブライフケアの葬儀社に対する委託がみられる.(3)宗教家からお迎え体験を積極的に解釈したり,読経・念仏の意味を説明したりするなど,高齢者を含めた臨終の作法へと援助の幅を広げる(回復する)動きがある.多死社会のなかで医療職から介護職にエンドオブライフケアの主体が移行し,さらに施設死・病院死を問わず協働対象として葬儀社と宗教家が位置付けられていた.以上の諸項目について, 2015年度も葬儀社と宗教家に対する面接調査を行うとともに,得られた知見の分析に努める.発展的な観点として, (4)精神科ソーシャルワーカーが高齢者や施設職員への支援を担う歴史的な専門職であることから,その実践基盤の体系化を試みた(中央法規出版1-236).

(5)かかる援助行為の完遂には,上記のエンドオブライフケアにおける主体の移行が示すように,介護職との協働を図る姿勢が欠かせない.これらの論考については, 2014年度内に雑誌論文へまとめた(武庫川女子大学紀要62: 19-30,精神科治療学30:印刷中).介護施設で人生の最晩年を迎える高齢者に向けて,職員(介護・看護)ならびに施設外の宗教家・葬儀社の協働のもと,エンドオブライフケアを展開する要件つき, 2015年度は4年間にわたる研究の総括を行い,下記を導いた.(1)わが国における死は,生活習慣や老化に由来する均質な形態を取るようになり,死者は他界へ送り出すべき存在というより,生者のそばの見守り人と捉えられている.(2)葬儀社はもともと,典礼の催行という道具的サポートを通し,みぢかな援助者となる要件を備えていた.近年,葬儀が故人の個性を反映した集いの場の性質を帯びるに伴い,葬儀社による高齢者・家族(遺族)ケアの広がりが具現化しつつある. (3)一方で職員や家族に残る,近しい人の死という不条理の記憶を緩和し,死者を安定した存在に変える宗教家の伝統的役割が,現代においても希求されている.宗教家の働きは職種内完結性が高いため,他職種との円滑な疎通が課題といえる.(4)介護,看護,宗教,葬儀それぞれによるケアに加え,専門職とは異なった枠組みで当事者が支え合う自助グループが,専門職ケアの限界を超える機能を果たし得る.この場合,社会保障制度(介護・看護),伝統/市場経済(宗教・葬儀),脱経済合理性(自助グループ)を各々意識する必要がある.以上の論考について, 2015年度内に雑誌論文へまとめた(武庫川女子大学紀要63: 31-40,地域ケアリング17(11): 66-69,同17(13): 72-75).発展的な視座として,(5)精神科ソーシャルワーカーが高齢者や職員を支援する鍵となる専門職に位置付けられることから,学際性と固有性の双方に配慮した,実践行為の体系化の重要さを引き続き論じた.その援助理論の構築には,エンドオブライフへ向けた認知や儀礼の変化のように,社会の側から個人へ及ぶ影響を検証する姿勢が欠かせないことを提起した(精神保健福祉学3: 18-34,地域ケアリング17(10): 90-92).多死社会のなかで医療から福祉にエンドオブライフケアの主体が移り,さらに介護職員との協働の対象として,葬儀社と宗教家が位置付けられている。介護施設内の高齢者が,自らの死に対して抱く予期悲嘆を受けとめる,グリーフケアを取り入れた対人援助職としての葬儀社にいっそうの期待が寄せられる。あわせて,施設の職員や高齢者の家族に残る,近しい人の死という不条理の記憶を緩和し,死者を安定した存在に変える宗教家の伝統的役割が現代においても希求されている。また,精神科ソーシャルワーカーが高齢者や職員への包括的支援を担う専門職に位置付けられ,彼(女)らの学際性と固有性の双方を勘案した,実践行為の体系化が必要である。研究実績で概要を示した(1)から(5)の成果は,科研費の申請に際し提出した計画におおむね従って,あるいはそこより発展的に獲得され,計画の3年目として所期の目標をほぼ達成し得たものである.今後さらに,継続して面接調査や学会発表,論文作成などを進めていく所存である.社会科学申請時の計画に沿って研究の拡充を目指すことが原則である.さらに,発展的な視座としての精神科ソーシャルワーク実践の理論化や,ケアワーク支援を組み込んだ協働の形に対しても論考を深めていく.研究実績で概要を示した(1)から(5)の成果は,科研費の申請に際し提出した計画におおむね従って,あるいはそこより発展的に獲得され,計画の2年目として所期の目標をほぼ達成し得たものである.
ティッシュエンジニアリングを応用した人工胸膜の開発

呼吸器外科手術患者において、肺切除後の肺瘻は入院期間延長のみならず、膿胸などの合併症を引き起こす可能性がある。慢性閉塞性肺疾患や間質性肺炎などの患者は肺瘻遷延を引き起こしやすく、今後も肺瘻の発生数は増加することが予想される。また、将来人工肺胞の開発研究が進めば、それらを被覆する人工胸膜も必要となると考える。ポリグリコール酸(PGA)シートは呼吸器外科領域で胸膜欠損部の被覆に頻用される吸収性補強材であり、最終的には水と二酸化炭素に分解される。肺瘻防止としては、現状としてPGAシートとフィブリン糊による補強が一般的であるが、胸膜再生までに時間がかかるという欠点がある。最近PGAナノファイバーシートが開発され、従来のものと比べると線維が細く、線維間の空隙が小さい、加水分解のスピードが速いといった特徴を有する。本研究はティッシュエンジニアリングの技術を応用してPGAシート上で胸膜中皮細胞を培養し、人工胸膜の作成を模索するものである。まず人工胸膜を作成するためにある程度厚みのある組織が必要と考え、PGAナノファイバーコーティングシート上に線維芽細胞を積層培養技術を用いて4層に培養した。これをヘマトキシリンーエオジン(HE)染色および電子顕微鏡で観察した。コーティング剤としてはゼラチン、コラーゲン、フィブロネクチンを使用した。HE染色での観察では、コラーゲンコーテイングで他のコーティング剤に比べ細胞配列が整然としており、コーティング剤としてはコラーゲンが適切と考えた。PGAファイバー単体では培養細胞が結合しないため、適切なコーティング剤を探索する必要があった。また人工胸膜作成のためにはある程度厚みのある組織を作成する必要があり、積層培養技術を応用するのに時間を要した。また、ラットからの胸膜中皮細胞採取および細胞選別にやや時間を要したため、胸膜欠損モデルへの移植はまだ行っていない。今後はラットの胸膜欠損モデルを作成し、これにPGAナノファイバーコラーゲンコーティングシート上で胸膜中皮細胞を培養したものを移植し、肺瘻阻止の効果について評価をおこなう予定である。
CT画像との融合のための管腔臓器内視鏡画像全体化の研究

本研究により、管腔内を移動する内視鏡のビデオ映像から精度の高い立体情報を抽出する新しい手法が確立できた。また単眼内視鏡による1枚の写像の輝度値を距離情報に変換し、視差をもつ2枚の画像を作成することで立体視を可能にする技術を開発した。また作成した画像に適当な変形を施す手法も確立した。この技術を腹腔鏡映像に応用することで、腹腔鏡手術において、術前のCT画像を変形し、腹腔鏡画像に重ねて、主要な血管などの構造物の位置を見出すナビゲーションシステムが確立できた。本研究は腹腔内管腔臓器のCT画像と内視鏡による実画像から,観察範囲の臓器全体を1枚の精細な立体画像を作成し,2つの画像を融合することで癌のような病変の進達度や粘膜面の広がりの診断に有用な情報を提供することを目的とする。本研究では内視鏡のビデオ映像から得られた管腔臓器内面および外表面の全体画像の精度を上げ,CT画像から得られる全体画像と重ね合わせることで,両画像の立体融合画像を作成し,両画像の対応点の抽出とそれに応じた変形により両画像の融合を達成する。平成19年度は,管腔臓器のうち,上部消化管,大腸,尿管,膀胱,尿道の内視鏡ビデオ映像をもちいた立体的画像を,病理標本のような画質で自動作成するところまで達成した。この技術の特長は,現行の内視鏡を用いて内視鏡と対象物との距離を計算し,連続的に仮想平面に配列することで立体的な「体内地図」を作成することである。また腹腔鏡の動きによる視差から立体情報を抽出し,動画として表示ができることを見出した。立体形状の精度をダミーや,同一症例のCT,MRIのような他の画像情報と比較することで検証し,整合性を確認し得た。対応点の設定の基幹部分は達成できたと考える。内視鏡ビデオ映像から,動きがあり不整形の軟性構造物である管腔臓器の内面を切り開いた立体画像を,自動的に作成する技術は前例がない。形状が単純な人工物であれば画像処理はより簡単であり,この技術の工業用途などへの汎用性の高さを示すものと思われる。また管腔臓器内面の内視鏡全体画像は病理標本とも一対-対応するので,従来の内視鏡診断の精度を検証する方法を提供することが期待される。このことは内視鏡診断の感度だけでなく,特異度を定量的に示すことになるので,医療における内視鏡診断の精度を高めることが期待される。本研究は管腔臓器のCT画像と内視鏡による実画像から、観察範囲全体を1枚の精細な立体画像を作成し、2つの画像を融合することで癌のような病変の進達度や粘膜面の広がりの診断に有用な情報を提供することを目的とする。平成19年度は管腔内を移動する内視鏡のビデオ映像中の関心領域から各ピクセルの輝度を抽出し、γ補正の後、内視鏡と対象物との相対距離を算出することで、立体構造を再構築する方法を確立できた。この立体構造にテクスチャーを張り付けることで管腔全体を立体的に開いた状態の表示が可能となり、生理的狭窄部や、襞、腫瘤病変を病理標本と整合性を持って再現できた。平成20年度は立体情報抽出手段を検討する過程で、従来とは異なる手法を見出した。すなわち従来の「胃カメラ」のような単眼内視鏡による1枚の写像から、輝度値を距離情報に変換し、視差をもつ2枚の画像を作成することで立体視を可能にした。並びに腹腔鏡の動きによる視差から立体情報を抽出し、動画として表示ができることを見出した。立体形状の精度をダミーや、同一症例のCT,MRIのような他の画像情報と比較することで検証し、整合性を確認し得た。管腔臓器のCT,MRIによる仮想内視鏡画像から同様に管腔構造を切り開いた画像を作り、適当な変形を施す手法も確立した。しかしながら、CT,MRIによる画像は、内視鏡画像と比べ解像度が劣るため、両者の合成には誤差が大きく、自動化には至っていない。一方、腹腔鏡手術において、術前のCT画像を変形し、腹腔鏡画像に重ねることで、主要な血管などの構造物の位置を見出すナビゲーションシステムは確立できた。
運動時における反射性循環調節の相互作用

本研究では,1)ヒトの動的運動時における筋代謝受容器反射の特性を定量化する実験手法を確立した.また,2)筋代謝受容器刺激時には,動脈圧受容器反射による血管収縮反応が顕著に高まることを明らかにし,このような末梢反射の相互作用が運動時の循環調節に大きく貢献する可能性をみいだした.これらの研究成果は,運動時の循環調節メカニズムの解明を進め,運動の安全性や健康増進の効果を考える上で有意義な学問的基盤となると考えられる.本研究では,1)ヒトの動的運動時における筋代謝受容器反射の特性を定量化する実験手法を確立した.また,2)筋代謝受容器刺激時には,動脈圧受容器反射による血管収縮反応が顕著に高まることを明らかにし,このような末梢反射の相互作用が運動時の循環調節に大きく貢献する可能性をみいだした.これらの研究成果は,運動時の循環調節メカニズムの解明を進め,運動の安全性や健康増進の効果を考える上で有意義な学問的基盤となると考えられる.運動中には血圧や心拍数,自律神経活動が大きく変化する.運動中の循環調節メカニズムを調べることは,運動の安全性や運動による健康の維持・増進への効果を考慮する上で極めて重要である.筋代謝受容器反射は,活動筋内に代謝産物が蓄積することで活性化されるという特性上,静的運動時や高強度の動的運動時の顕著な交感神経活動の増加やストレスホルモンの分泌,血圧上昇に関与すると考えられる.しかし,ヒトの動的運動時において,筋代謝受容器反射の特性を検討する実験モデルは確立されておらず,不明な点が多く残されている.本年度では,ヒトの動的運動時における筋代謝受容器反射の閾値と反応性を,新たな実験モデルを用いて検討した.11名の被験者において,最大随意筋力の5%および15%の動的ハンドグリップ運動中に,上腕部に取り付けた阻血用カフの内圧を調節して上腕動脈血流量(FBF)を5段階に漸減し,それに対する循環反応を測定した.初期の数段階のFBF減少では循環反応はみられなかったが,FBFがある値よりも低くなると,血流量の低下にしたがって動脈血圧と心拍数は増加し,総末梢血管コンダクタンスは低下した.昇圧反応のみられない部分の血流量と血圧の直線関係を初期応答直線昇圧反応がみられる部分の直線関係を昇圧応答直線としてそれぞれ求め,2直線の交点を筋代謝受容器反射の閾値とした.また,昇圧応答直線の傾を反射の反応性とした.その結果,運動強度の増加によって,1)筋代謝受容器反射の閾値が高い血流量へとシフトすること,また,2)血圧上昇と末梢血管収縮の反応性は変わらないが,心拍数上昇の反応性は高まることが明らかになった.これらの結果は,運動時の循環調節メカニズムの解明を進め,運動の安全性や健康増進の効果を考える上で有意義な学問的基盤となると考えられる.運動中には血圧や心拍数,自律神経活動が大きく変化する.運動中の循環調節メカニズムを調べることは,運動の安全性や運動による健康の維持・増進への効果を考慮する上で極めて重要である.高強度の運動時には,血圧や交感神経活動が顕著に増加する.高強度運動時の循環および自律神経活動の調節には,動脈圧受容器反射と筋代謝受容器反射が大きく関与していると考えられる.しかし,これら二つの末梢反射が同時に働いた際の循環調節,すなわち動脈圧受容器反射と筋代謝受容器反射の相互作用については不明な点が多く残されている.本年度では,この相互作用に関して,筋代謝受容器刺激時において,一過性に動脈圧受容器を減負荷した場合の循環反応を調べることを目的とした.12名の被験者において,両大腿部を9分間阻血し,この阻血を解除することで一過性の動脈血圧低下を引き起こして動脈圧受容器を減負荷した.この動脈圧受容器減負荷を安静時(コントロール条件)および筋代謝受容器刺激時(掌握運動後の前腕阻血時)に行い,その際の循環反応を測定した.さらに,大腿阻血解除後2分間の血圧の回復過程における循環反応を解析して,動脈圧受容器反射の機能を検討した.大腿阻血の解除後には,両条件において一過性の血圧低下と心拍数,心拍出量および総末梢血管コンダクタンスの増加がみられた.筋代謝受容器刺激時において,血圧の低下は5mmHg程度大きく,一方,総末梢血管コンダクタンスの増加は小さかった.また,心拍数と心拍出量の増加には差は見られなかった.さらに筋代謝受容器刺激時には,急性の動脈血圧低下に対する動脈圧受容器反射による末梢血管収縮と血圧上昇の反応が著しく高まり,血圧の回復にかかる時間が半分以下に短縮された.このような動脈圧受容器反射と筋代謝受容器反射の相互作用は,運動時において血圧を安静時よりも高い値で安定して維持することに大きく貢献すると考えられる.運動中には,運動の強度に対応して心拍数や血圧,活動筋血流量が調節される.これらの調節は,生体機能を維持しながら運動を遂行するために不可欠である.運動中の循環調節メカニズムを調べることは,運動の安全性や運動による健康の維持・増進への効果を考慮する上で極めて重要である.筋代謝受容器反射は,高強度運動時の循環および自律神経活動の調節に大きく関与すると考えられている.しかし,ヒトの動的運動時における筋代謝受容器反射の機能については不明な点が多く残されている.