hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感性的等価性に基づくQOS概念の拡張に関する研究

主に視覚・聴覚情報を対象に、マルチメディアコンテンツをマルチモーダルに知覚する過程にみられる感性的な特徴をモデル化する手法を試作した。本研究では、それぞれの感覚で受容される刺激の強さの絶対値ではなく、刺激の特徴を表す情報量に注目してこれらを統合する方式を考案した。これにより、コンテンツのマルチモーダルな提示方法に対する感性的等価性の概念を詳細化すると共に、これを精密にモデル化するための枠組みを構築することができた。オリジナルの対象が持つ様々な感性的な特徴が損なわれていないと利用者に感じられるような品質で、マルチメディアコンテンツの生成・蓄積・提示を実現するためには、これに関わる感性情報処理手法を、使用するインタフェース機器、サービスの利用形態、生成・表示するコンテンツなどの諸特性に適合させて総合的に制御する必要がある。H21年度には、マルチメディアコンテンツのマルチモーダルな様々な提示方法に対する感性的等価性の概念を詳細化すると共に、これを精密に計測・分析するための枠組みを検討した。また、感性的等価性のモデルを利用して、情報通信環境の制約と共に個々の利用者の感性的な特徴にも適合しうる感性的QOSの技術体系の全体像を考察し、これらの課題を実現していくための具体的な方法論を検討した。具体例として、金属光沢や反透明感などの質感を対象に、人間が主観的に質感を知覚する過程のモデル化を試みた。本研究では、静止画や連続写真から取り出したコントラスト(非線形特徴)に基づく画像特徴量のヒストグラム歪度を用いた判別学習で、非常に高精度に質感を識別する手法を開発した。NTTの本吉らの手法は輝度分布のヒストグラムの歪度などの広域的な特徴量に基づく識別法であるが、我々は局所的な視覚神経系の回路を模した特徴量で、かっ、より高い判別性能を得ることができた。本研究は、マルチメディアで構成されるコンテンツのマルチモーダルな表現と感性的等価性の計測・モデル化技術を開発することを目的としている。本年度は、視覚に関しては、質感につながる視覚特徴の分析・モデル化を進め、どのような視覚的特徴が質感に関するイメージの知覚に影響するのかの分析を進めた。聴覚に関しては、環境雑音のある空間へのBGMの重畳による空間演出を例題に、環境雑音とBGMの特性(例:周波数帯ごとのパワーとその時間変化など)と知覚される環境雑音の低減効果との関係を調べた。これらの研究の成果として、視覚に関しては、従来より知られている輝度(光の強さ)の隣接2点間の差分に基づく統計量よりも、輝度(光の強さ)の高次自己コントラスト特徴に基づく統計量の方が、より、高精度に質感知覚過程をモデル化できることを発見した。聴覚に関しては、環境雑音とBGMの特性(周波数帯・時間枠ごとのパワーのコントラストとその時間変化に基づく統計量)が類似している場合、環境雑音の低減効果が強まることを発見した。これらのモデルを応用することにより、ある質感画像が人間にどのようなイメージを想起させるかを推定させること、また、より質感を強調するためには、どのような局所的な加工を施せばよいかの戦略をたてることが容易になる。また、環境雑音の影響を低減させるのに、大音量のBGMにたよることなく、人間の自然な聴覚特性を活用した空間演出が可能となる。研究計画の2年目にあたり、感性的に等価な効果を与えるコンテンツの選択・加工・生成の基本的な手法の手掛かりを得ることができた。本研究では「感性的効果の等価性(感性的等価性;様々なマルチメディアコンテンツから人間が受ける物理的信号・生理的刺激・心理的イメージの各階層での類似性)」の概念で情報通信工学と感性工学の両者に横断的な技術体系の構築を目指している。この技術の典型的な事例としてマルチメディアコンテンツの提供サービスを取り上げ、感性的等価性の考え方を導入したQOS制御の仕組み(感性的QOS)を実現し、利用者に心理的に同等の効果を与えられることを保証しながら、現実の計算時間や解像度・インタフェース機器の制約の下で、より安いコスト(物理的により情報量の少ない映像の生成・提示)で、高インタラクティブ性・高臨場感を実現する手法を開発する。また、利用可能な機器の制約の中で、最大限にコンテンツの高品位化が感じられるようにするための手法を開発する。H23年度は、マルチメディアで構成されるコンテンツのマルチモーダルな表現と感性的等価性の計測・モデル化技術を開発した。具体的には、コマーシャル映像やショートムービーを題材に、対象の特性、情報の受け手にどのような生理的、感性的な効果の類似・相違を生じさせるかを詳細に計測・モデル化することを試みた。また、映像提示とBGMによる空間演出のシステムを15平米の実験室に構築し、これらの組み合わせにより、異なった室内イメージを被験者に感じさせ、物理的な刺激の変化に対して、人間の生理的、感性的な状態の変化を計測した。
マルチコアとGPUにおけるエナジーアウェアなプログラミングモデルと環境の研究

今年度は次の3テーマに焦点を当てた。1)エナジーアウェアなプログラミングモデルと環境の改良昨年度の研究に基づき、コードレット・プログラミング・モデルと下位のランタイムの検討作業を継続した。ネットワーク・フロー理論に着想を得て、きめ細かい、データの局所性志向の方法論を提案した。その実験からは、我々の方法が68.1%までパフォーマンスを向上させ、現在のコードレット・スケジューリングと比較すると40.70%までエネルギー消費を減らすことが可能、という結果が示された。2)ワーク・スティーリング・エナジーアウェアなスケジューリングワーク・スティーリングの基礎に基づき、特定の二つのスケジューリングポリシーが提案された。一つはDWS・タスク・スケジューラで、それによリワーク・スティーリング・プログラムは、コア上のリアルタイムな要求に従ったコアを使用する。二つ目はEEWA・タスク・スケジューラで、それはワークロード・アウェア・フリークエンシー・アジャスター及びプリファランス・ベースド・タスク・スティーリング・スケジューラから成っている。我々の実験ではDWS及びEEWAタスク・スケジューラにより、32.3%のパフォーマンス向上と29.8%の省エネとが達成可能であった。3)ハイブリッド・システム最適化CPU-GPUハイブリッド・システムにおいて、CPU-GPU間のワークロードを手動で分割し割り当てるのは大変なことである。なぜならGPUのパフォーマンスは受け取るワークロードに対して高感度だからである。この間題解決のための提案が、コ・スケジューリング・ストラテジー・ベースド・オン・アシンプトティック・プロファイリング(CAP)である。CAPはCPUとGPUに対し、わずかな同期だけでワークロードを動的に分割し、割り当てを行う。我々は6つのベンチマークでこの概念実証のシステムを検証し、評価結果では42.7%までのパフォーマンスの向上が見られた。要約すれば、2年度目も研究年度計画が達成されたということになる。私は今後も、多様及び多数のコアシステムについてのプログラミングモデルと環境の研究を継続し、ビッグデータ分野にもこの研究を拡大させていくつもりである。JSPSの特別研究員制度はその基礎を提供してくれた。今年度は、プログラミングモデルのデザイン、実験環境構築、スケジューリングの最適化やヘテロジニアス・アーキテクチャの最適化に的を絞った。詳細は以下の通りである。1)エナジーアウェアなプログラミングモデルのデザイン:コードレットモデルを使用し、エナジーアウェアプログラミングモデルの構築を試みた。コードレットモデルでは、プログラムは多くのコードレットとして表される。コードレットモデルは、スケジューリングにおけるより細かな粒度のために、より良いリソースの利用が達成できた。コードレットプログラミングモデルについての本研究は、私自身の全研究の基盤となる。2)実験環境構築:エナジーアウェアなプログラミングモデル用インターフェース、電圧/周波数セレクター、スレッドスケジューラ、並びにいくつかの簡単なベンチマークを含む、初期の実験環境を整えつつある。そのような環境があって、我々のシステムは実験成果を得るために評価することが可能となった。3)スケジューリングの最適化:スケジューリングのポリシーはNP問題か非NP問題のどちらかである。我々はジェネティック・アルゴリズムおよびネットワーク・フロウン・メソッドを利用し、スケジューリングポリシーについての研究を行った。このスケジュールについての研究によって、理論的な解析および我々のシステムの最適化が可能となった。4)ヘテロジニアス・アーキテクチャの最適化:上記の研究に加え、ヘテロジニアス・アーキテクチャの研究にもまだ気を抜けない。我々はジェネティック・アルゴリズムを、掘り下げた解析や、ヘテロジニアス・アーキテクチャを最適化するためのケーススタディとして使用した。さらに、異なるアーキテクチャ(CPU/GPU)のワークロードのバランスを取るためにCAP方法論が提案された。このアーキテクチャの最適化によって、パフォーマンスを改善し、エネルギーを減らすさらなる余地が提供できた。要約すれば、我々は初年度の年間研究計画を達成したということである。さらに、次年度に予定されていたいくつかの最適化の作業も開始している。私は、初年度の研究によって準備がしっかり整い、確かな成果が上がったため、次年度も全研究計画が予定通りに達成できるものと確信している。

この間題解決のための提案が、コ・スケジューリング・ストラテジー・ベースド・オン・アシンプトティック・プロファイリング(CAP)である。CAPはCPUとGPUに対し、わずかな同期だけでワークロードを動的に分割し、割り当てを行う。我々は6つのベンチマークでこの概念実証のシステムを検証し、評価結果では42.7%までのパフォーマンスの向上が見られた。要約すれば、2年度目も研究年度計画が達成されたということになる。私は今後も、多様及び多数のコアシステムについてのプログラミングモデルと環境の研究を継続し、ビッグデータ分野にもこの研究を拡大させていくつもりである。JSPSの特別研究員制度はその基礎を提供してくれた。今年度の研究作業が達成されたことに加えて、さらに、次年度に予定されていたいくつかの最適化の作業も開始された。6つの会議やジャーナルに発表または受け入れられている。翌年度の研究では、研究計画に従い、性能を向上させることができ、エネルギーをより一層低減することができることから、runtime環境のサポートおよび最適化に焦点を当てる。また、新興のコンピューティング・ニーズであるBigDataにおいて、私は私の現在の研究方法でより多くのBigDataシナリオの成果を見つけたい。
新しい形の支台装置の追求

リジッドサポートの概念は部分床義歯補綴において多くの利点を有している。その利点を生かすべく臨床で使用頻度の高いクラスプ義歯のリジッドサポート化に取り組んできた。しかし、クラスプのリジッドサポート化(以下Rクラスプという)では形態が複雑化し、適合性の低下などのマイナス面が浮上してくる。そこで、単純な形態のRクラスプを用いてリジッドサポート化を図るために間接支台装置の設計をターグットとして分析した。片側遊離端欠損症例モデルにおいて欠損部に荷重を負荷した時の義歯の変位と支台歯歯根部への負担圧分散を計測した。今回のRクラスプはエーカースクラスプに隣接面板を付与し把持腕を拡大したものを基本にレスト位置を遠心、近遠心、近心の3種とした。間接支台装置は双歯鉤とし、犬歯・第一小臼歯間から第一・第二大臼歯間の4ヵ所に設定した。この際、間接支台装置の影響が明確になるように残存顎堤をシミュレートしなかった。以下の結果を得た。直接支台装置のRクラスプのレストの位置を変えただけのとき、支台歯への荷重分散や義歯床の変位に差はなかった。間接支台装置の位置は荷重分散や変位に影響を与え、特に、水平成分をもつ荷重条件の場合に影響が大きかった。間接支台装置が後方へいくほど、根尖部の荷重分散と床の変位は小さくなった。、リンガルバー部はすべて浮上したが、間接支台装置が後方ほど大きくなった。以上より、Rクラスプと間接支台装置を併用することで義歯の水平的な動揺を効果的に抑制することが可能であることが明らかになった。また、間接支台装置の設置位置によって支台歯の水平的な負担状態に影響することがわかった。臨床的な使用において、Rクラスプと併用して間接支台装置を設置する場合、第一、第二小臼歯の間または第二小臼歯と第一大臼歯の間が適切であることが示唆された。以下の結果を得た。我々はリジッド・サポートを意識したクラスプ義歯(以下Rクラスプ義歯)の設計基準を確立するために研究を進めてきた.いわゆるミリングを応用するような形態をクラスプに与えると,その複雑さゆえに適合をあげることが非常に困難になる.しかし,日常の臨床においては単純な設計で効果の高い支台装置が望まれている.本研究ではRクラスプ義歯の設計基準を確立する一環として,今回は間接支台装置の設計に関して分析した.今まで使用していたデータロガーはMS-DOS上でしか作動しなかった.そのため解析機器の制約を受けていた.そこで,今回はまずwindows上で集積,変換可能なシステムに変更した.さらに静荷重と繰り返し荷重をともに負荷可能な荷重装置を作製した.これまでは1種類の片側遊離端欠損モデルのみだったが,両側遊離端欠損へ変換可能でありかつ欠損歯数も変更可能なモデルへ修正した.まずは,片側遊離端欠損における間接支台装置の違いによる影響を検討した.実験モデルに間接支台装置のレストの位置が異なる4種類の義歯を装着し,垂直静荷重を負荷した.その時の,義歯の変位と支台歯歯根部の負担圧の分散を計測した.この際,間接支台装置のみの影響をみるために,残存顎堤はシミュレートしなかった.義歯床遠心部は舌側に変位しながら沈下し,リンガルバー正中部は浮上していた.支台歯歯根部の遠心と根尖で圧縮,頬側で引っ張り応力が観察された.

現在まだ計測,解析の途中であるため予想の域を出ないが,間接支台装置の設定する歯種の違いにより,義歯床遠心部の沈下あるいは舌側方向への変位量と支台歯歯根部の応力分散は異なるようである.今後は,片側遊離端欠損において,欠損歯数の違いが設計に対してどのような影響を及ぼすのかを明確にして行く予定である.さらには両側遊離端欠損においても解析し,片側遊離端欠損との違いを比較検討して行く.リジッドサポートの概念は部分床義歯補綴において多くの利点を有している。その利点を生かすべく、臨床で使用頻度の高いクラスプ義歯のリジッドサポート化に取り組んできた。しかし、クラスプのリジッドサポート化(以下Rクラスプという)では形態が複雑化し、適合性の低下などのマイナス面が浮上してくる。そこで、単純な形態のRクラスプを用いてリジッドサポート化を図るために間接支台装置の設計をターゲットとして分析した。片側遊離端欠損症例モデルにおいて欠損部に荷重を負荷した時の義歯の変位と支台歯歯根部への負担圧分散を計測した。今回のRクラスプはエーカースクラスプに隣接面板を付与し把持腕を拡大したものを基本にレスト位置を遠心、近遠心、近心の3種とした。間接支台装置は双歯鉤とし、犬歯・第一小臼歯間から第一・第二大臼歯間の4ヵ所に設定した。この際、間接支台装置の影響が明確になるように残存顎堤をシミュレートしなかった。その結果、すべてのケースにおいてRクラスプと間接支台装置の効果により床の頬舌的変位は生じなかった。床沈下に関しては直接支台装置のレストが近遠心にあるものが他より小さい傾向にあった。リンガルバー部はすべて浮上方向に変位するが間接支台装置が後方にあるほど大きくなる傾向にあった。支台歯の負担圧分散では頬側負担圧は間接支台装置が後方ほど大きくなる傾向にあった。遠心部の負担圧は遠心レストをもつ直接支台装置で他より大きかった。以上より、Rクラスプと間接支台装置を併用することで義歯の水平的な動揺を効果的に抑制することが可能であることが明らかになった。また、間接支台装置の設置位置によって支台歯の水平的な負担状態に影響することがわかった。
幹細胞が分泌するエクソソームを用いた新たな骨再生治療法の開発

1MSC-Exo中の核酸の解析:Exosomeフリーな培地で培養したMSCsの培養上清からMSC-Exoを超遠心法で回収した。MSC-ExoからRNAを回収した。miRNAmicroarrayを行い、miRNA発現プロファイリングを行い、骨再生に有効と考えられるmiRNAを抽出した。2MSC-Exoの骨再生能の検証:Wistar/STラット8週齡雄にトレフィンバーを用いて直径5mmの頭蓋骨骨欠損を作成した。MSC-Exoをアテロコラーゲンスポンジ(テルダーミス)を足場として欠損作成部位に投与した。対照群にはPBSを足場に含浸させて投与したPBS群、何も投与しないDefect群を設定した。投与後8週にて検体を回収し、μCTを撮影しX線学的に、組織切片を作成して組織学的に骨形成量を評価した。MSC-Exo投与群はDefect群およびPBS群と比較して新生骨形成率が増大し、骨の成熟度が高かった。また、川本法により凍結切片を作成し、対照群と比較して免疫組織化学的に評価した。MSC-Exo投与群ではCD31陽性細胞の遊走、管腔形成が多かった。昨年度の研究実績、本年度の研究実績をまとめて、第96回国際歯科研究学会議(英国、ロンドン)で学会発表を行った。また、第63回(公社)日本口腔外科学会総会・学術大会(千葉)で学会発表を行い、優秀ポスター発表賞(ゴールドリボン賞)を受賞した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1ヒト骨髄間葉系幹細胞由来エクソソーム(MSC-Exo)の効率的回収法の検証:超遠心法によるエクソソーム回収に関して、超遠心の回転数や遠心時間に関して検討をおこなった。100000G以上であれば、2倍、3倍と回転数をあげても回収されるエクソソーム量に有意な差はなかった。また、遠心時間に関しては60分とそれ以上で有意な差はなかった。この実験結果をうけて、100000Gで60分のプロトコールで超遠心を実施することとした。2MSC-Exoの最適保存条件の検証:回収したMSC-Exoを-80°Cで凍結保存した場合、細胞増殖能に関して4週間低下は認めなかった。この実験結果から-80°Cで凍結保存は最大1か月以内として、各種実験には回収後、可及的速やかに使用するなどのプロトコールを作成した。4MSC-Exoの細胞動態に与える影響の検証: MSC-ExoをラットMSCsに投与したところ、細胞増殖能や遊走能が亢進した。また、MSC-ExoをHUVECsに投与したところ、管腔形成能が亢進した。これらの研究成果をまとめて、国内の学会(第17回日本再生医療学会総会)で発表した。初年度に計画していた研究内容は計画どおりおおむね実施できた。初年度の実験結果によりMSC-Exoの回収法および保存法についてのプロトコールを作成することができ、安定してMSC-Exoが得られるようになった。今後の研究に大いに役立つものと考える。MSC-Exoを投与されたラット骨髄由来間葉系幹細胞は増殖能が亢進し、骨形成関連遺伝子の発現が上昇した。このことはMSC-Exoがin vivo実験において骨再生に寄与する可能性を示唆するものである。また、ヒト臍帯静脈内皮細胞に関してはMSC-Exoを投与すると管腔形成が亢進した。骨再生の過程において血管新生と新生した血管の成熟が重要であると考えられておりin vivo実験における骨再生においてもMSC-Exoは重要な作用を発揮することが予想される。今後は、ラット頭蓋骨骨欠損モデルを用いた動物実験を進め、in vivoにおけるMSC-Exoの骨再生能を評価していく。また、実験結果からMSC-Exoは細胞内へ取り込まれることがあきらかとなった。MSC-Exoは細胞内へとりこまれて、その中に含まれる核酸などを伝達している考えられる。MSC-Exo中にふくまれる核酸の解析などを進めていきたい。

また、第63回(公社)日本口腔外科学会総会・学術大会(千葉)で学会発表を行い、優秀ポスター発表賞(ゴールドリボン賞)を受賞した。1MSC-Exo中の核酸の解析:MSC-Exoを投与した培地で培養したMSCsからRNAを回収。miRNAmicroarrayを行い、miRNA発現プロファイリングを行う。miRNAの機能解析として、miRNAインヒビターを用いてmiRNAの機能を抑制し遺伝子発現の変化を評価する。2MSC-Exoの骨再生能の検証:Wistar/STラット8週齡雄にトレフィンバーを用いて頭蓋骨骨欠損を作成し。MSC-Exoをアテロコラーゲンスポンジ(テルダーミス)を足場として欠損作成部位に投与する。対照群にはPBSを足場に含浸させて投与する。投与後8週にて検体を回収し評価する。μCTを撮影しX線学的に、組織切片を作成して組織学的に骨形成量を評価する。川本法により凍結切片を作成し、骨再生機序に関して免疫組織化学的に評価する。CD90やCD31に対する抗体を用いて内在性幹細胞の遊走や血管新生などを評価する。MSC-Exo投与部位からRNAを回収して、Realtime RT-PCRを行い骨形成関連遺伝子、血管新生関連遺伝子の発現を評価し骨再生機序を検証する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
冠血行再開通と左心機能

1.犬を用いた冠動脈閉塞・再潅流実験:犬の開胸実験で冠動脈左前下行枝の15分の閉塞を行い、開放後2時間までの局所心筋収縮能、局所心筋血流量、陽性変力負荷による左室機能を検討し、stunned myocardiumには冠副血行量が最も影響することを明らかにした。冠閉塞時のstunned myocardiumの出現と回復は副血行からの心筋流量の増加と相関することを明らかにした。2.核磁気共嗚法(NMR)による心筋代謝の研究:家兎心を摘出し、人工血液FC43を用いたランゲルドルフ法で潅流、15分の虚血を加えた後の心筋代謝をNMRを用いてATP,CrP,Pi,pHなどを測定、また3Fカテ先マノメ-タ-を用いて心内圧や心拍数などを測定し、心筋代謝と対比した。メチルプレドニゾロンの前投与は、その膜安定化作用によって心機能と心筋エネルギ-代謝の両面を改善するが、後投与は膜安定化作用を発揮できないため心筋エネルギ-代謝が改善しないこと、膜安定化の発現には最低数分間が必要であることを明らかにした。3.心筋梗塞患者での臨床的研究:ウロキナ-ゼ療法を行った者あるいは再開通がえられた者では、発症24日での心室壁の拡張、壁の菲薄化が抑制されて、心機能に改善傾向がみられた。心筋梗塞慢性期の運動時ST上昇は、心筋虚血や心室壁協同運動異常の増大ではなくて、梗塞部周辺の正常心筋に対する交感神経β受容体刺激の増大による電気生理学的変化に基因するであろうことを証明した。1.意識犬を用いた冠動脈閉塞再開通実験を行い、カラ-マイクロスフェア-を用いた心筋血流量の測定、ソナ-クリスタルによる心筋収縮、拡張能の測定を3頭で行った。2.犬を用いて、開胸実験で冠動脈左前下行枝の15分の閉塞を行い、開放後2時間までのStunned myocardiumの回復過程を、局所心筋収縮能局所心筋血流量、陽性変力作用の負荷を行って左室機能を検討した。3.NMRによる心筋代謝の研究:家兎心を摘出し、ランゲンドルフ法で灌流、15分の虚血を加えた後の心筋代謝をNMRを用いてATP、CrP、pHなどを測定、また、心内圧や心拍数などと対比した。またメチルプレドニソロンを加えて、副腎皮質ホルモンが再灌流傷害にどのように抑制的に作用するかを検討した。4.急性心筋梗塞患者で、発症6時間以内の症例にウロキナ-ゼを冠動脈ないし末梢静脈に注入し、2Dエコ-で再灌流に伴う心機能の変化を経時的に観察した。ウロキナ-ゼ療法を行った者あるいは再開通がえられた者では、発症24日での心室壁の拡張、壁の菲薄化が抑制されて心機能に改善傾向がみられた。また、スワンガンツ・カシ-タ-により発症初期(13日)の血行動態を観察すると、血栓溶解療法を行った者では、行わない者にくらべて発症日には心拍出量の有意な増加がみられるが、その後には差がみられなくなり、再開通と心機能の維持には複雑な関係があることが知られた。1.意識犬を用いた冠動脈閉塞再開通実験を行い、カラ-マイクロスフェア-を用いた心筋血流量の測定、ソナ-クリスタルによる心筋収縮、拡張能の測定を15頭で行った。2.犬を用いた開胸実験で冠動脈左前下行枝の15分の閉塞を行い、開放後2時間までのStunned myocardiumの回復過程を局所心筋収縮能、局所心筋血流量、陽性変力負荷による左室機能を検討し、Stunned myocardiumには冠副血行量が最も影響することを明らかにした。

3.NMRによる心筋代謝の研究:家兎心を摘出し、ランゲンドルフ法で潅流、15分の虚血を加えた後の心筋代謝をNMRを用いて測定、心内圧や心拍数などと対比した。メチルプレドニソロンは冠閉塞30分前に投与すると再潅流傷害を著明に抑制するが、再潅流時投与では異った反応を示した。4.急性心筋梗塞患者で、発症6時間以内の症例にウロキナ-ゼを冠動脈ないし末梢静脈に注入し、2Dエコ-で再潅流に伴う心機能の変化を経時的に観察した。ウロキナ-ゼ療法を行った者あるいは再開通がえられた者では、発症24日での心室壁の拡張、壁の菲薄化が抑制されて、心機能は改善した。また、スワンガンツ・カシ-タ-により、発症初期(13日)の血行動態を観察すると、血栓溶解療法を行った者では、行わない者にくらべて発症日には心拍出量の有意な増加がみられるが、その後には差がみられなくなり、再潅流障害が心機能の維持に複雑な影響を及ぼしていることが判明した。1.犬を用いた冠動脈閉塞・再潅流実験:犬の開胸実験で冠動脈左前下行枝の15分の閉塞を行い、開放後2時間までの局所心筋収縮能、局所心筋血流量、陽性変力負荷による左室機能を検討し、stunned myocardiumには冠副血行量が最も影響することを明らかにした。冠閉塞時のstunned myocardiumの出現と回復は副血行からの心筋流量の増加と相関することを明らかにした。2.核磁気共鳴法(NMR)による心筋代謝の研究:家兎心を摘出し、人工血液FC43を用いたランゲンドルフ法で潅流、15分の虚血を加えた後の心筋代謝をNMRを用いてATP,CrP,Pi,pHなどを測定、また3Fカテ先マノメ-タ-を用いて心内圧や心拍数などを測定し、心筋代謝と対比した。メチルプレドニゾロンの前投与は、その膜安定化作用によって心機能と心筋エネルギ-代謝の両面を改善するが、後投与は膜安定化作用を発揮できないため心筋エネルギ-代謝が改善しないこと、膜安定化の発現には最低数分間が必要であることを明らかにした。3.心筋梗塞患者での臨床的研究:ウロキナ-ゼ療法を行った者あるいは再開通がえられた者では、発症24日での心室壁の拡張、壁の菲薄化が抑制されて、心機能に改善傾向がみられた。心筋梗塞慢性期の運動時ST上昇は、心筋虚血や心室壁協同運動異常の増大ではなくて、梗塞部周辺の正常心筋に対する交感神経β受容体刺激の増大による電気生理学的変化に基因するであろうことを証明した。
口腔癌幹細胞と癌の微小環境の細胞生物学的特異性を標的にした治療法の開発

我々は、癌の「間質」に存在する腫瘍血管内皮細胞が正常血管内皮細胞とは異なった遺伝子背景をもつことを明らかにしてきた。近年、上皮間葉移行が癌細胞の浸潤・転移に重要な役割を果たしていることが明らかになってきた。上皮性の口腔扁平上皮癌細胞と間葉系細胞の相互作用を検索することは、癌細胞のみならず腫瘍に栄養・酸素を供給することで腫瘍の生存や増殖に関わっている間質細胞をターゲットにした効率的な治療法の確立にも寄与することが期待される。HuRは通常、核に存在しているタンパクでAU-rich element(ARE)mRNAの安定性に関与している。我々は、ウイルス発癌系でARE mRNAがHuRを介して安定化され細胞の形質転換(癌化)に関与していることを明らかにした。口腔環境は唾液腺など全身の臓器の中で特異な器官を有している。我々は破骨細胞の誘導因子であるRANCLが口腔環境で発現が高いことをみいだした。さらにヌードマウスに口腔癌細胞を移植すると口腔に移植した癌細胞が有意に増大することを発見し、このような所見はRANKLが口腔癌のstem cellの上皮間葉移行を生じさせることで誘導されることを明らかにした。腫瘍の微小環境は癌細胞の増殖や浸潤転移と深く関わっている。我々は、腫瘍間質に存在する血管(腫瘍血管)を分離培養し、その生物学的特徴について検索してきた。その結果、炎症を惹起することでも知られているCox-2を阻害することで腫瘍血管新生が抑制されること、腫瘍血管はVEGFシグナルを介したMDR1の転写亢進により抗癌剤に対する抵抗性を獲得することなどが明らかになり、このような検索結果は腫瘍血管をターゲットにした分子標的治療へ応用する可能性が高まった。がんは遺伝子異常を背景としたがん細胞の異常増殖よりなるがん実質とがん細胞に酸素や栄養を供給する間質よりなり、これまで、間質に存在する血管や結合組織は正常細胞であると考えられてきた。これまで報告のない口腔がんにcancer stem cellは存在するのか?Cancerstem cellが存在するとすれば、その形質はどのようなものなのかについて検討を行った。口腔がん細胞株5種(HSC2, 3, 4, Ca9.22, SAS)を用いてWestern blottingおよびReal-time RT-PCR法でCD133の発現を検索したが、明らかな陽性所見は得られず、口腔がんではstem cellがCD133を発現していない可能性が高くなった。このため腔がん以外で発現していることが報告されているCD44を対象として検索中である。Cancer stem cellは抗がん剤に対する抵抗性を示すことが報告されている。HSC3をシスプラチン高濃度短時間処理を行い、シスプラチン抵抗株(HSC3res)を分離した。HSC3とHSC3resを用いたDNAマイクロアレイを行い、発現に差のみられる遺伝子を同定した。現在、上記遺伝子の発現をreal-time RT-PCRおよびWestern blotで検索するとともに、CD44陽性細胞株の発現形質解析を行っている。我々は、がんの「間質」に存在する腫瘍血管内皮細胞が正常血管内皮細胞とは異なった遺伝子背景をもつことを明らかにしてきた。近年、発生における器官形成、がん細胞の浸潤や線維症などの発症に、上皮細胞が間葉系細胞様細胞へ形態変化する上皮間葉移行の重要性が報告されている。がん細胞の浸潤・転移にも間葉系組織とのクロストークがある可能性や染色体の不安定性との関わりが示されている。上皮性の口腔扁平上皮がん細胞と間葉系細胞の相互作用を検索することで、がん細胞のみならず腫瘍に栄養・酸素を供給することで腫瘍の生存や増殖に関わっている、いわゆる間質細胞をターゲットにした効率的な治療法の確立にも寄与することが期待される。

その結果、炎症を惹起することでも知られているCox-2を阻害することで腫瘍血管新生が抑制されること、腫瘍血管はVEGFシグナルを介したMDR1の転写亢進により抗癌剤に対する抵抗性を獲得することなどが明らかになり、このような検索結果は腫瘍血管をターゲットにした分子標的治療へ応用する可能性が高まった。がんは遺伝子異常を背景としたがん細胞の異常増殖よりなるがん実質とがん細胞に酸素や栄養を供給する間質よりなり、これまで、間質に存在する血管や結合組織は正常細胞であると考えられてきた。これまで報告のない口腔がんにcancer stem cellは存在るのか?Cancer stem cellが存在するとすれば、その形質はどのようなものなのかについて検討を行った。Cancer stem cellは抗がん剤に対する抵抗性を示すことが報告されている。口腔がん細胞株HSC3をシスプラチン高濃度短時間処理を行い、シスプラチン抵抗株(HSC3res)を分離した。HSC3とHSC3resを用いたDNAマイクロアレイを行い、発現に差のみられる遺伝子を同定し、上記遺伝子の発現をreal-time RT-PCRおよびWestern blotで検索するとともに、実際の口腔がん組織での発現について免疫染色を行い検討した。その結果、抗がん剤に感受性の低かった腫瘍での発現が認められ、同定した遺伝子/遺伝子産物の治療における有用性が示唆をされ、現在、特許取得を含めて検討中である。さらに、AU-rich element(ARE)mRNAの安定性に関与するHuRタンパクが、口腔がんの発症、進展に関与している可能性を明らかにし、ARE-mRNAの発現とcancer stem cellとの関連についても検討を行っている。我々は、がんの「間質」に存在する腫瘍血管内皮細胞が正常血管内皮細胞とは異なった遺伝子背景をもつことを明らかにしてきた。近年、上皮間葉移行ががん細胞の浸潤・転移に重要な役割を果たしていることが明らかになり、上皮性の口腔扁平上皮がん細胞と間葉系細胞との相互作用を検索することにより、がん細胞のみならず、腫瘍への栄養・酸素供給を介して腫瘍の生存や増殖に関わっている間質細胞もターゲットにした、より効率的な新たな治療法を開発できるものと考えられる。Cancer stem cellは抗がん剤に対して抵抗性を示すことが報告されている。口腔がん細胞株HSC3にシスプラチン高濃度短時間処理を行い、シスプラチン抵抗株(HSC3res)を分離した。その結果、抗がん剤に感受性の低かった腫瘍にその発現が認められ、同定した遺伝子/遺伝子産物の治療における有用性が示唆された。さらに、AU-richelement(ARE)mRNAの安定性に関与するHuRタンパクが、口腔がんの発症・進展に関与していることが明らかになり、口腔がんstem cellで、HuRががん化を誘導している可能性が生じてきた。HuRは、がん微小環境においても、がん間質に存在する腫瘍血管で発現亢進し、ARE mRNAであるVEGFやCox2の発現を誘導していることが明らかになった。
電離圏過程のモデリング

本研究は、地上で観測された磁場データの情報をもとに、磁気圏内のプラズマ対流を推定することを最終ゴールとする一連の研究プロジェクトのための基礎研究である。地上の磁場記録とレーダー、人工衛星観測を効率よく組み合わせ、magnetogrum逆計算法を改良することから始め、(1)サブストーム爆発による電場変動と、もっとゆっくり変動するいわゆるプラズマ対流電場を分離すること、(2)オーロラ・ジェット電流の地方時(MLT)による変化、および(3)これらに基づいて、サブストームの時のジェット電流が2つの要素からできていることを実証することを行なった。主な結果は次のとおりであある。1.EISCATレーダーの電気伝導度、電場のデータを解析し、電離層電流にはいちじるしい高度依存性があること、また高度120キロメートル付近のペダーソン伝導度が卓越する領域で、南北成分の電流が優勢になることが判明した。2.プラズマ対流がサブストームによって変形をうけることは、以前より予想されていたが、本研究で明らかになったことは、汎世界的な電離層の電位が2つのプロセス(“ふだんの"渦対流電位とサブストーム爆発による局所的な電位分布)を代表する独立した渦電位の和になっていることがわかった。3.このことを確かめるために、地上磁場観測データを内挿し、夕方、真夜中、朝方におかれた仮想点観測所でどのようなオーロラ・エレクトロジェット電流の効果が観測される(はず)かを計算した。その結果、朝方と夕方のジェット電流の変動間には高い相関があるが、真夜中のふるまいは独立していることが統計的に示された。したがって、たとえばAEのように指数をサブストームの指標として使う場合、この両者を区別しなければならない。磁気圏におけるプラズマ対流の電離層レベルでのふるまい、さらにそのサブストームによる変形を、データ解析、モデリング両面から調べるため、本年度は次の項目の研究を行なった。1.1986年4,5月の中から選んだサブストーム期間について、DE-1およびVIKING衛星によるUV紫外オーロラ分布を調べ、オーロラジェット電流の空間分布と位置関係を調べた。とくに、オーロラ強度から、電離層電気伝導度を推定する場合、その地点がジェット電流の極側にあるのか、赤道側にあるのかで“係数"が異なることを見出した。とくに、朝方のジェット電流の場合、赤道側の方がはるかに伝導度が高くなる。2.EISCATレーダーにより、電離圏量の高度分布を求めた。従来オーロラジェット電流は、夕方側で東向き、朝方で西向きという一般パターンに基づく議論がなされてきた。このパターンはさらに、磁気圏プラズマの特性と一致することが確認されてきた。しかし、本研究でデータを調べた結果、西向き電流の領域でも高さによっては違う方向の電流が卓越することがしばしばあることが見出された。とくに、高度約120キロメートルのペダーソン伝導度が優勢な高さでは、南北向きの電流が卓越すること、したがって高さ方向に積分した量(この量が地上での磁場変動に効果を及ぼす)は、西向きジェットは西南向き、東向きジェットでは東北向きとなる。3.プラズマ対流がサブストームによって変形をうける様子は、逆計算法にレーダーのデータを導入して、電位分布の計算を行うことにより確かめた。プラズマ対流の増大によるセル(cell)と、サブストーム爆発によるセルが独立して存在することを示した。平成4年度に続き、電離層レベルでの電位分布をデータ解析、モデリング両面から調べた。また、オーロラ・ジェット電流の地方時(Maganetic Local Time)依存性を計算/表示する2つの新しい方法を開発し、サブストームに応用し、次のことがわかった。1.電離圏の電場(イオンのドリフト)がEISCATレーダーにより測定されている時、DE(ダイナミックス・エクスプローラー)2号がレーダー上空の電場を測り、かつこのときに強いサブストリームが発達したという“幸運"な例を選んだ。

さらにこの期間は、Heelis他(1983年)により、異常な磁気圏-電離圏期間判定され、解析困難のままの状態になっている。この期間について、Maganetogram逆計算を適用し、電離層電場・電流のサブストーム変動を調べた結果、サブストーム時には、ふだんの磁気圏プラズマ対流に相当する二つの大きな渦対流電場が“健在"し、新たに真夜中付近にサブストーム爆発に相当する渦ができることがわかった。2.各種の内挿法を通して、オーロラ・ジェット電流の地上磁場効果をMLTの関数として計算した。代表として、40個以上の孤立したサブストームを選び、18,00,06MLT時における磁場変化のモデルを作成した。その結果、各MLTでの特徴的違いが、サブストーム特性の違い、さらに異なる物理過程を表していることを示唆している。
抗酸化触媒作用をもつ脂肪族セレン化合物の分子設計と応用

有機セレン化合物は、有用な反応試剤として広く有機合成化学の分野で用いられてきた。しかし、セレン原子とベンゼン環との間に直接結合をもたない脂肪族セレン化合物は一般に不安定であり、その反応試剤としての用途は、これまであまり研究されてこなかった。本研究では、糖類と同じ環状構造やアミノ酸骨格を適用することによって脂肪族セレン化合物を安定に合成することに成功した。さらに、得られた化合物が酵素モデルや抗酸化剤、不斉触媒、タンパク質のフォールディング試剤として、化学、薬学、生化学など多岐の研究で幅広く利用できることを示した。有機セレン化合物は高い酸化還元反応性をもつことから,有機合成化学,薬学,生物化学など,幅広い分野での応用が期待されている。本研究では分子科学の立場から,有機セレン化合物のもつ特異な反応性を生かした新しい含セレン機能性有機分子を創製することを目的として、以下の3つの課題について検討している。課題1抗酸化酵素グルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)の新規脂肪族モデルの分子設計.課題2抗脂質ペルオキシ化活性をもつ脂肪族セレン化合物の開発と分子機構の究明.課題3新しい含セレン機能性有機分子の有機合成化学,生物分子科学研究への応用.平成24年度に得られた研究成果は次の通りである。課題1において、平成23年度に確立した手法によりセレノシスティン(Sec)誘導体を合成し、これを用いてペプチド固相合成法によりGPxモデルとなり得るSecを含む各種セレノペプチドを収率よく得た。課題2では、平成23年度に合成に成功した水溶性脂肪族環状セレニドの脂肪酸誘導体について、その抗脂質ペルオキシ化活性の評価を行った。その結果、ヒドロキシ基をもつ5員環のセレニドDHSの誘導体がリン脂質ヒドロペルオキシドグルタチオンペルオキシダーゼ(PHGPx)の新しいモデル分子となることを明らかにした。また、DHSのヒドロキシ基をアミノ基で置換した環状セレニドMASの誘導体が高い抗酸化活性と酸化促進作用の2つの機能を併せ持つ可能性を見出した。課題3では、課題1で合成したα-メチルセレノシスティン(MeSec)誘導体を用いた新規な触媒的有機合成反応の開発を検討し、約20%の不斉収率を達成した。また,課題2で合成したDHSを酸化して得られたセレノキシド誘導体を用いて,リゾチームの酸化的フォールディング経路を明らかにすることにも成功した。本研究では分子科学の立場から,有機セレン化合物のもつ特異な反応性を生かした新しい含セレン機能性有機分子を創製することを目的として研究を行った。抗酸化酵素グルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)の新規脂肪族モデルの分子設計(課題1)においては、Fmoc法によりセレノシステインを含む種々のセレノペプチドを合成することに成功し、これのGPx様酵素活性を評価した。その結果、GPx活性中心に存在する三つ組アミノ酸(トライアッド)が酵素活性に重要な役割を果たしていることを実験により初めて証明することができた。また、Boc法によるセレノペプチドの合成手法も確立することができた。これらの研究では事前に、独自に開発した計算プログラムを用いてセレノペプチドの分子シミュレーションを行い、アミノ酸配列の効率的な分子設計を行った。抗脂質ペルオキシ化活性をもつ脂肪族セレン化合物の開発と分子機構の究明(課題2)では、ヒドロキシ基またはアミノ基を有する水溶性五員環状セレニドに長さの異なる長鎖アルキルを導入した誘導体を各種合成し、その抗脂質ペルオキシ化活性を測定した。その結果、合成した両親媒性セレン化合物が細胞膜のペルオキシ化を抑制する良い抗酸化剤となることを明らかにした。新しい含セレン機能性有機分子の有機合成化学,生物分子科学研究への応用(課題3)では、セレノシスティン誘導体を用いた触媒的不斉合成の更なる収率の向上を目指し、セレン原子上の新しい保護基の探索を網羅的に行い、アリル基が良い保護基となることを見出した。また、ニコチンアミドのセレン誘導体のGPx活性について詳細に検討したところ、活性中間体としてセレンー炭素二重結合をもつセロンが存在することを、NMR及び各種スペクトル観測によって明らかにした。課題(1)抗酸化酵素グルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)の新規脂肪族モデルの分子設計.課題(2)抗脂質ペルオキシ化活性をもつ脂肪族セレン化合物の開発と分子機構の究明.課題(3)新しい含セレン機能性有機分子の有機合成化学,生物分子科学研究への応用.

平成23年度に得られた研究成果は次の通りである。課題(1)において、文献の方法に従いセレノシスティン(Sec)およびα-メチルセレノシスティン(MeSec)の各誘導体を合成した。次に,得られたSec誘導体を用いて,固相ペプチド合成法によって、GPxモデルとなり得るSecを含む各種セレノペプチドの合成を検討した。課題(2)では、各種の水溶性脂肪族環状セレニドの合成を検討した。ヒドロキシ基をもつ5員環のセレニドDHSは文献の方法で合成した。DHSのヒドロキシ基をアミノ基で置換した新規環状セレニドについては合成戦略を策定し、それに従って目的化合物の合成を検討した。続いて,得られたDHSのヒドロキシ基に長鎖アルキル鎖をエステル結合によって導入した。アルキル鎖を1つ導入したものと2つ導入したものの両方を合成し,その抗脂質ペルオキシ化活性を比較した。課題(3)では、課題(1)で合成したα-メチルセレノシスティン(MeSec)誘導体を用いて、触媒的有機合成反応の開発を検討した。また,課題(2)で合成したDHSを酸化して得られたセレノキシド誘導体を用いて,各種タンパク質の酸化的フォールディング実験を行った。課題1において、当初計画した4種類のSecを含む各種セレノペプチドの合成条件について検討した結果、収率の大幅な改善に成功し、これによってGPx活性中心のトライアッド構造が活性発現に重要であることを実験的に初めて証明することができた。課題2では、計画したDHSのヒドロキシ基をアミノ基で置換した新規環状セレニドの合成に成功するとともに、DHSのヒドロキシ基に脂肪酸をエステル結合によって導入したものについて抗脂質ペルオキシ化活性を測定したところ、長鎖アルキル基の効果によって高い抗酸化活性が発現することを見出した。反応機構を詳細に検討した結果、この化合物がPHGPxモデルとして作用していることを明らかにした。課題3では、不斉収率の向上に成功するとともに、リゾチームの酸化的フォールディング経路が温度によって変化することを初めて明らかにすることに成功した。新しい含セレン機能性有機分子の有機合成化学,生物分子科学研究への応用は順調に進んでいる。以上の研究成果を含め、平成24年中に4報の学術論文を公表し、国際会議での発表を7件(うち招待講演2件)、国内討論会での特別講演1件などを行った。また、1件の解説記事を雑誌「化学」に執筆した。以上のように、研究成果は計画通りに着実に蓄積されている。課題(1)において、セレノシスティン(Sec)およびα-メチルセレノシスティン(MeSec)の各誘導体を合成することに成功した。Secを含む各種セレノペプチドの合成については当初計画した4種類のペプチドのうち2種類について合成することができた。しかし、収率が低かったため、重合条件の検討と脱保護条件の検討が今後必要である。課題(2)では、DHSのヒドロキシ基をアミノ基で置換した新規環状セレニドについて、2つのルートで合成を検討した。いづれも最終目的物までには至っていないが、合成中間体を得ることができたので、今後さらに合成を進めていく予定である。
中国農村工業発展地域における兼業の深化と課題に関する研究

本研究では、主に近年中国において多数刊行されている地方レベル(特に省・県・郷レベル)の統計書、調査報告、雑誌、新聞記事などの活用により、沿海地域の農村工業が発展している地域における農家の兼業現象に焦点を当て、その現状、問題点などについて分析を行った。現在中国農村の経済改革の主要な政策である農村工業化はすでに沿海地区で一定の発展を遂げ、この地域の農村経済の主要部門はすでに農業から工業へ移動している。これに従い多くの農民が工業に就業したが、中国の特殊事情として農民の飯米は企業就業後も自給しなければならず、依然として農地耕作権を保有し続ける、いわゆる「兼業」現象が深化している。しかし、この兼業は過重就業を必然化し、相対的に収益性の劣る農業の空洞化問題をひきおこしつつあり、今後中国農村に工業化が進展するに従い、農業の発展に大きな影響を及ぼすものと考えられる。申請者はこの実態を明らかにするため、すでに江蘇省、山東省、広東省で農村調査を実施し、その実態について拙著『現代中国における農村工業化の展開』(筑波書房、1993年)に発表した。また5年度はこの問題をさらに深めるため、全国レベルでの兼業現象の実態を把握し、その現状と問題点を明らかにするため、前述の事例研究の成果をとりまとめ、兼業形態の地域比較を実施した。この作業により、江蘇省南部地域では農村工業化の進展とともに兼業が深化する実態、さらに華南地域においては、むしろ近年の食糧の強制作付けの軽減から農業自体が急速に縮小しつつある実態などが明らかになった。今後も文献分析を継続的に行い、兼業の実態と問題点を総合的に究明していきたいと考える。
骨補填材を応用した骨癒合促進法の開発

ガンマ線照射を行った多孔質HAp/Colを筋肉内に移植すると、筋肉内で嚢胞状の漿液腫が形成された。ガンマ線照射による力学的な強度の低下による物理的な崩壊によって漿液腫が形成されていると考えられたが、強度の著しく低い多孔質HAp/Colでもガンマ線照射していない場合は、漿液腫は形成されないことが確認された。多孔質HAp/Colに含まれるHApはガンマ線照射に影響を受けないことから、ガンマ線により崩壊したコラーゲンが炎症を惹起していると考えられた。多孔質HAp/ColにBMPを含侵させて筋肉内に移植した場合も、ガンマ線照射した多孔質HAp/Colでは漿液腫が形成され、骨形成も周囲に殻状のわずかな骨形成を認めただけであった。一方、ガンマ線照射をしていない多孔質HAp/Colでは、インプラントと同形状の旺盛な骨形成を認め、多孔質HAp/Colはガンマ線照射によりBMPの担体としての性能も著しく低下することが確認された。多孔質HAp/Colは加熱脱水架橋処理後にガンマ線照射により滅菌される。この影響を抑制するために架橋とガンマ線照射の順序を入れ替えることを考案した。ガンマ線照射後に架橋を行うことで、滅菌性は担保しつつ、少なくとも架橋部分に対するガンマ線の影響を排除できる。その結果、漿液腫形成は抑制されBMPによる骨形成も良好になった。当初想定していなかった、ガンマ線照射したHAp/Colによる漿液腫形成の問題が生じたため、この問題の原因を解明し、解決する手段を検討するのに時間を要したため。1.加熱脱水架橋とガンマ線照射の順序を入れ替えた多孔質HAp/Colを用いて、骨形成促進に対する影響を検討する。2.HAp/Colを用いたペーストを骨折治療に応用すべく、ガンマ線照射したHAp/Col線維と照射しない繊維で作成したペーストの比較検討を行う。3.さらにBMPを組み合わせて骨折治療への応用に関して有効性を評価していく。注入型HAp/Colペーストの作製:骨折部位の投与するためのHAp/Colペーストの作製を試みた。生食を混合しただけで作成したペーストが移植後早期に拡散してしまうことを受けて、拡散予防に血漿をつなぎとして使用することを考案し試作を行った。血漿はキレート剤としてクエン酸を含んだ凝固抑制剤を用いて作成したが、HAp/Col線維と混合するとHAp/Col自身からクエン酸のキレート効果を中和するほどのCaイオンが溶出しだまができてしまうことが分かった。これはクエン酸の濃度を高めても改善しなかった。だまにはなってしまうが注入は可能であり、だまの状態でも拡散防止効果があるか、今後、in vitroにおいて確認を進める。また、よりスムースに注入できる注入型HAp/Colを作成するためにヘパリンの併用なども今後は試みる予定である。BMPの併用効果:骨癒合促進には、Bone Morphogenetic protein(BMP)の併用も有効な手段である。BMPは骨誘導能を有することから、骨欠損が大きい骨折などの際に使用することが想定される。その場合、インプラントは骨折部周囲の筋肉組織に露出することになり、筋肉由来の細胞がBMPの骨誘導能により骨組織を形成する。そこで、HAp/Col±BMPをラットの筋肉に移植し骨誘導効果を確認した。すると、BMPの有無に関わらず、HAp/Colの筋肉内の移植部位では漿液腫が形成されてしまうこと、またその原因が滅菌に用いたガンマ線照射であることが分かった。ガンマ線照射していないHAp/Colを移植した場合にはBMPにより筋肉内に旺盛な骨形成が誘導されたのに対し、ガンマ線照射した部位では、漿液腫を取り囲むような殻状のわずかな骨形成が確認されるのみであった。現在、漿液腫形成にたいして、対策を進めている。1.想定はしていたが、注入型HAp/Colペーストの調整法に思いのほか難渋してしまっているため。2.臨床応用を想定して、臨床で使用されているHAp/Colと同じガンマ線照射したもので検討を行ったが、筋肉内において漿液腫を形成するという想定外の事項が確認されたため。

ガンマ線照射後に架橋を行うことで、滅菌性は担保しつつ、少なくとも架橋部分に対するガンマ線の影響を排除できる。その結果、漿液腫形成は抑制されBMPによる骨形成も良好になった。当初想定していなかった、ガンマ線照射したHAp/Colによる漿液腫形成の問題が生じたため、この問題の原因を解明し、解決する手段を検討するのに時間を要したため。1.よりスムースに注入できるような注入型HAp/Colを作成するために、使用する血漿に関して、キレート剤だけでなくヘパリンの併用などを試みる。2.筋肉内で漿液腫が形成されてしまうことに関しては、ある手法を用いることで、漿液腫形成が抑制できる可能性が予備試験で確認されたので、漿液腫形成にたいする抑制効果を確認するとともに、この手法にBMPを併用した場合の効果について確認を進める。3.上記の手法を組み合わせることで、骨癒合促進効果が得られるか、ラットの骨切りモデルで確認を行う。1.加熱脱水架橋とガンマ線照射の順序を入れ替えた多孔質HAp/Colを用いて、骨形成促進に対する影響を検討する。2.HAp/Colを用いたペーストを骨折治療に応用すべく、ガンマ線照射したHAp/Col線維と照射しない繊維で作成したペーストの比較検討を行う。3.さらにBMPを組み合わせて骨折治療への応用に関して有効性を評価していく。購入物品の購入金額にわずかな差があったため、少額ではあるが次年度への繰り越しとした。計画した消耗品使用額に誤差が生じたため、生じた次年度使用額は少額であるため、次年度の研究で使用する消耗品費として使用する予定。