hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラクトバシラス属菌表層の規則配列構造蛋白質の性状と機能および細胞壁の構築

1.Lactobcillusacidophilusは生化学的、生物学的性状が不均質な菌株の集団よりなっておりその分類は非常に混乱している。我々は従来行われているDNA相同性に基く分類の他に規則的配列構造(RA)蛋白の性状がこの菌株の分類に利用できる可能性を示した。すなわちRAを産生するのはDNA相同性で分類されたA群の菌のみであり、他の菌群はRAを産生しない。またA-1亜群のRA蛋白の分子量、ペプチドマップはすべての菌株で同じであり、また免疫学的にも高い均質性を示した。しかし、A-2、A-3、A-4亜群のRA蛋白の分子量、ペプチドマップは異質性を示した。Aー2亜群RAは免疫学的にかなり均質であるが、Aー3亜群RA蛋白は免疫学的に不均質であり、またAー4亜群RA蛋白抗体はA-3亜群の1株と交差反応を示すなどA-3、A-4亜群菌株はRA蛋白の性状によってさらに細かく分類する必要があることがわかった。2.L.brevis ATCC8237の染色体DNAをEcoRIで部分消化し、その39kb断片をλgt11のEco RI siteに挿入したのち、in vitro packagingを行ってgene libraryを得た。ウサギ抗RA蛋白抗体を用いてこのlibraryの免疫screeningを行うと2638個のプラック中16個が陽性であった。抗体反応陽性を示した10個のphage lysateをWestern blotで調べると7個のphage lysateは130kDaより大きい分子量のfusion蛋白、3個はそれよりちいさいfusion蛋白として免疫反応陽性を示した。前者phage(phage 3a)DNAには約2.4kb、後者のphage(phage 3b)DNAには、約3.2kbのEcoRI断片が挿入されていた。Phage 3aDNAの2.4kb断片をpUC19のEcoRI siteに挿入し、E.coli JM109株に形質転換した。このplasmid(pLB1)をもつ菌の音波処理液をWestern blotするとRA蛋白と同じ位置(51kDa)に抗RA蛋白抗体と反応するバンドが認められこの2.4kb断片にはRA蛋白をコ-ドする遺伝子が含まれることが示された。このplB1のdeletion mutantを作成し、塩基配列の決定を試みている。1.Lactobcillus acidophilusは生化学的、生物学的性状が不均質な菌株の集団よりなっておりその分類は非常に混乱している。1.Lactobacillus acidophilusは生化学的、生物学的性状が不均質な菌株の集団よりなっており現在その分類は非常に混乱している。我々は従来行なわれているDNA相同性に基づく分類の他に規則的配列構造(RA)蛋白の性状がこの菌株の分類に利用できる可能性を示した。またA-1亜群のRA蛋白の分子量、ペプチドマップはすべての菌株で同じであり、A-1亜群のRA蛋白による鑑別が可能になった。A-1亜群のすべての菌株のRA蛋白はA-

1亜群の1菌株のRA蛋白で免疫したポリクロナール抗体との免疫ブロットで特異的に反応し、A-1亜群RA蛋白は免疫学的にも高い均質性を示した。しかA-2、A-3、A-4亜群のRA蛋白の分子量、ペプチドマップは異質性を示した。A-2亜群RA蛋白抗体はA-2亜群各菌株のRA蛋白と比較的高い共通反応性を示し、A-2亜群が免疫学的にかなり均質であることを示した。他方、A-3亜RA蛋白は免疫学的に不均質であり、またA-4亜群RA蛋白抗体はA-3亜群の1株と交差反応を示すなどA-3、A-4亜群菌株はRA蛋白の性状によってさらに細かく分類する必要があることがわかった。2.L.brevis ATCC8287をリゾチーム、SDS処理後、クロロホルム-イソアミルアルコール抽出して染色体DNAを得た。これをEcoRIで部分消化し、ショ糖密度勾配遠心で分画し、39kb断片を回収し、λgt11のEcoRI Siteに挿入した後、in vitra packagingを行ってgene librargを得た。現在、本菌のRA蛋白に対する抗体を用いたイムノスクリーニング法でRA蛋白遺伝子の同定を試みており、この遺伝子の発現と詳しく遺伝子解析を行なっていく予定である。1.Lactobacillus acidophilusは生化学的、生物学的性状が不均質な菌株の集団よりなっておりその分類は非常に混乱している。我々は従来行われているDNA相同性に基く分類の他に規則的配列構造(RA)蛋白の性状がこの菌株の分類に利用できる可能性を示した。すなわちRAを産生するのはDNA相同性で分類されたA群の菌のみであり、他の菌群はRAを産生しない。またA-1亜群のRA蛋白の分子量、ペプチドマップはすべての菌株で同じであり、また免疫学的にも高い均質性を示した。しかし、A-2、A-3、A-4亜群のRA蛋白の分子量、ペプチドマップは異質性を示した。A-2亜群RAは免疫学的にかなり均質であるが、A-3亜群RA蛋白は免疫学的に不均質であり、またA-4亜群RA蛋白抗体はA-3亜群の1株と交差反応を示すなどA-3、A-4亜群菌株はRA蛋白の性状によってさらに細かく分類する必要があることがわかった。2.L.brevis ATCC8287の染色体DNAをFcoRIで部分消化し、その39kb断片をλgtllのEcoRI siteに挿入したのち、in vitro packagingを行ってgene libraryを得た。ウサギ抗RA蛋白抗体を用いてこのlibraryの免疫screeningを行うと2638個のプラック中16個が陽性であった。抗体反応陽性を示した10個のphage lysateをWestern blotで調べると7個のphage lysateは130kDaより大きい分子量のfusion蛋白、3個はそれよりちいさいfusion蛋白として免疫反応陽性を示した。前者phage(phage 3a)DNAには約2.4kb、後者のphage(phage 3b)DNAには約3.2kbのEcoRI断片が挿入されていた。Phage 3aDNAの2.4kb断片をpUC19のEcoRI siteに挿入し、E.coli JM109株に形質転換した。
CD23及びCD40欠損マウスを用いたB細胞分化・腫瘍化の解析

B細胞抗原CD23とCD40のB細胞腫瘍化及び免疫反応における役割の解明を目的に、これら分子を欠損するマウスを作製し、その解析を行った。(1)相同組換え法を用いて、CD23遺伝子又はCD40遺伝子に変異を導入し、それらの発現を欠損したマウス、CD23欠損マウスとCD40欠損マウスを作製した。(2)CD23欠損マウスの免疫学的解析の結果、CD23分子の発現が欠損しても、IgE抗体産生を含め殆どの免疫反応には影響がないことが解かった。しかし、IgE抗体に依存した特異的抗体産生の亢進現象が、CD23欠損マウスにおいて全く認められなかった。従って、CD23はIgE抗体依存性の抗原堤示において必須の働きをしていることが明かとなった。しかしCD23に対して提唱されているその他の多くの機能は、in vivoでは重要ではないと思われる。(3)CD40欠損マウスはDNP-卵白アルブミン等の、T細胞依存性の抗原に対して、IgG,IgA及びIgE抗体を産生できなかった。しかし、IgM抗体産生は正常であった。一方、TNP-LPS,TNP-Ficoll等のT細胞非依存性抗原に対しては、IgM及びIgG抗体共に産生することができた。さらにCD40欠損マウスにおいては、germinal centerの形成が全く認められなかった。以上の結果から、CD40は、T細胞依存性の免疫グロブリンクラススイッチングに必須であるが、IgM抗体産生や、T細胞非依存性のクラススイッチングには必要でないこと、更にリンパ組織におけるgerminal center形成には、CD40からの刺激が必須であることが明かとなった。
裁判員制度下における犯罪報道と適正手続保障のあり方についての研究

裁判員制度下における刑事司法情報・刑事事件情報の報道についてあるべき法政策を提言するという本研究の目的に沿って、本年度までに収集した資料を活用して、捜査機関および被疑者・被告人による刑事事件情報の公表のあり方、および刑事事件報道のあり方について本格的に検討を行った。その結果、第一に、被疑者・被告人を有罪視する報道が事実認定者・量刑判断者に被告人に不利な予断を生じさせることを実証的に示すことができ、さらに、報道項目のなかでも自白、被害者のコメント、前科情報などがとりわけ強度の予断を生じさせる危険を有していることを明らかにすることができた。第二に、そのような予断によって被疑者・被告人の公正な裁判を受ける権利が侵害されないようにするための法政策を検討し、捜査機関が自白情報などを報道機関に無制約に提供することに対して法的規制を行うこと、これに対して被告人・弁護人側には防御権の一環として報道機関を通じた反論権を保障することなどを提言した。また、とりわけ公平な裁判員の選択に関しては、裁判員選択手続において、報道からどの程度影響を受けているかという点が浮き彫りになるような質問をすべきこと、そのために被告人側の質問権を保障すべきこと、裁判員候補者に対して個別面接方式で質問すべきことなどを提言した。そして、これら全ての研究成果を『適正な刑事手続の保障とマスメディア』と題する著書にまとめて公刊したことにより、本研究は、所期の目的を達成した。本年度は、第一に、裁判員制度を中軸とする刑事手続改革自体が適正手続保障上抱えている問題点の抽出、分析を行い、公判前整理手続において争点整理を行う過程で裁判官が証拠の内容に関する情報を得ることから予断排除原則が形骸化する可能性があることを明らかにした。さらに、公判だけに関与する裁判員が、裁判官との情報格差と裁判外で予め情報を得ているという事情が相俟って、証拠以外の資料による心証形成を遮断できない危険性があることを明らかにした。第二に、少年の刑事手続を手がかりに、裁判公開とそれに伴う裁判報道が、とりわけ少年の適正手続保障に深刻な影響を与えることを明らかにした。これらの問題はいずれも裁判員制度のもとにおいて、犯罪報道が適正手続保障にどのような問題を生じさせるのかという問題点を把握するための基礎的な研究として位置づけられるものであり、論文として公表した。また、重大事件において行われた犯罪報道が弁護活動や被疑者の防禦権行使に対して、どのような影響を与えているかを把握するために、担当弁護士からの聴き取り調査を開始した。本年度は、まずアンケート項目を確定させる必要があったため、実際の聴き取り調査は、調査項目確定のための作業も兼ねたプレ調査一件にとどまったが、来年度以降は、確定したアンケート項目にしたがって、本格的な聴き取り調査に入る予定である。本年度も、裁判員制度下における刑事司法情報・刑事事件情報の報道についてあるべき法政策を提言するという本研究の目的に沿って、昨年度収集した基礎資料および本年度さらに収集した資料を活用して、刑事司法情報と刑事事件情報それぞれの公表のあり方について検討を行った。第一に、刑事司法情報の報道に関しては、近年の主要な刑事立法について、提案されてから成立に至るまでに行われた報道を情報源ごとに分類したうえで、各々について立法に賛成方向か、反対方向かをさらに分類し、報道全体の傾向を分析した。その結果、刑事立法に関する報道においては圧倒的に立法促進側の情報が優位に立っていること、かかる報道の傾向が立法をますます促進させる要因として働くことを実証的に明らかにすることができた。この分析の成果は、「マスメディア報道が刑事立法に及ぼすインパクト」と題する論文として公表した。第二に、刑事事件情報の報道に関しては、昨年度に引き続き、重大事件の弁護を行った弁護士から報道が防御活動に与えた影響や問題点についての聴き取り調査を行った。その結果、報道だけでなく、報道機関の取材への対応を余儀なくされることにより弁護活動に支障を来たす場合があることが新たに明らかになった。本年度までの研究である程度のサンプル数を収集できたので、来年度において、さらに補充的調査を行いつつ、最終的な分析結果をまとめ、裁判員裁判のもとで事前の有罪視的予断を有していない裁判員を確保するために取られるべき政策を提言したい。
脳動脈瘤の破裂における流体力学的メカニズムの解明に関する研究

本年度は昨年度作成した流体構造連成数値解析プログラムを用いて,昨年度より現実に近い条件で脳血管における流体力学的因子と血管壁の変形との関係を解析した.血流が血管壁に及ぼす流体力学的因子は,脳動脈瘤をはじめとする血管障害の進行に重要な役割を果たしていると考えられており,脳動脈瘤の破裂要因を解明するためには血管壁面に働く流体力を解析することが重要である.動脈壁および動脈瘤壁の変形を考慮し,直円管で血管を近似したモデル,およびCTより形状を抽出した3通りの実形状血管を対象に数値解析を行った結果,以下の4パターンで血管壁の変形が内部の流れと壁面上の応力分布に影響を与えることが示された.(a)血管が半径方向に膨張・収縮することにより,血管内の流れ場に管軸と垂直な断面内の2次流れが生じる(b)血管が複雑な曲がりを有する場合,曲がりの影響で血流が壁面に押し付けられ,血管壁面付近に大きな速度勾配が生じる.そのような領域において血管壁面が変形すると,壁面付近の速度勾配が大きく変化させられる(c)血管が分岐を有する場合,分岐部に衝突する流れが存在し,その衝突部付近の血管壁が変形することにより血流の衝突部付近の流速分布および速度勾配が大きく変化させられる(d)(c)で述べたよう准血流の衝突が起きる場合,衝突部の上流部の血管が膨張・収縮することにより,分岐部付近に衝突する血流の速度が変化させられるこれら血管壁の変形が血流に与える影響は,いずれも結果として壁面せん断応力の分布に影響を与えるものである.本年度の研究により,血管壁面の変形が血管内の流れ場および血管壁面に与える影響と,そのメカニズムが示された.このことにより,壁面の変形が脳動脈瘤の破裂メカニズムを探るために考慮すべき重要な因子のひとつであることが示され,脳動脈瘤破裂メカニズムを探る上での重要な手掛かりが得られた.本年度は昨年度作成した流体構造連成数値解析プログラムを用いて,昨年度より現実に近い条件で脳血管における流体力学的因子と血管壁の変形との関係を解析した.血流が血管壁に及ぼす流体力学的因子は,脳動脈瘤をはじめとする血管障害の進行に重要な役割を果たしていると考えられており,脳動脈瘤の破裂要因を解明するためには血管壁面に働く流体力を解析することが重要である.動脈壁および動脈瘤壁の変形を考慮し,直円管で血管を近似したモデル,およびCTより形状を抽出した3通りの実形状血管を対象に数値解析を行った結果,以下の4パターンで血管壁の変形が内部の流れと壁面上の応力分布に影響を与えることが示された.(a)血管が半径方向に膨張・収縮することにより,血管内の流れ場に管軸と垂直な断面内の2次流れが生じる(b)血管が複雑な曲がりを有する場合,曲がりの影響で血流が壁面に押し付けられ,血管壁面付近に大きな速度勾配が生じる.そのような領域において血管壁面が変形すると,壁面付近の速度勾配が大きく変化させられる(c)血管が分岐を有する場合,分岐部に衝突する流れが存在し,その衝突部付近の血管壁が変形することにより血流の衝突部付近の流速分布および速度勾配が大きく変化させられる(d)(c)で述べたよう准血流の衝突が起きる場合,衝突部の上流部の血管が膨張・収縮することにより,分岐部付近に衝突する血流の速度が変化させられるこれら血管壁の変形が血流に与える影響は,いずれも結果として壁面せん断応力の分布に影響を与えるものである.本年度の研究により,血管壁面の変形が血管内の流れ場および血管壁面に与える影響と,そのメカニズムが示された.このことにより,壁面の変形が脳動脈瘤の破裂メカニズムを探るために考慮すべき重要な因子のひとつであることが示され,脳動脈瘤破裂メカニズムを探る上での重要な手掛かりが得られた.
遺伝的アルゴリズムとニューラルネットワークを用いたテクスチャ画像の領域分割法

本研究は、遺伝的アルゴリズムとニューラルネットワークを用いて、テクスチャー画像の高精度領域分割法を取り扱ったものである.遺伝的アルゴリズムは、生物の遺伝および進化のメカニズムを工学的にモデル化した最適化手法であり、大規模で複雑なシステムの最適化問題に対する有効な手段として近年脚光を浴びている.本研究は、不規則性を有する数種類のテクスチャ領域を持つ1枚の画像の領域分割問題を最適化問題として捉え、遺伝的アルゴリズムを適用することによって、高精度に領域分割を行う方法を提案したものである.収束に時間がかかるという遺伝的アルゴリズムの持つ問題点を、自己組織化ニューラルネットワークを用いて収束を速める方法を開発している.また、強い非定常を示すテクスチャ画像に対して高精度な特徴抽出を行うために、ウェーブレット変換を用いた前処理法も開発している.多重解像度画像解析手法は、原画像を異なる解像度を持つ画像に変換し、それを用いて各種の画像処理を行う方法であり、これまで、多くのが像処理手法に応用されてきた.テクスチャ画像の領域分割問題に関しては、解像度の異なる画像をピラミッド状に構成し、その上位レベルと下位レベルの画素間に親子関係を結ぶことにより、領域分割を行う方法が開発されている.この方法は、画素の濃淡特徴のみを用いており、実際の複雑なテクスチャパターンを持つ画像には適用不可能であった.本研究では、1枚の画像を等サイズの小領域に分割し、そこから抽出された特徴ベクトルからなるピラミッドを構成し、特徴ベクトル間の親子関係をニューラルネットワークを用いて結ぶ方法を提案している.また、多重閾値を用いて2値化を行った後、トポロジカルなテクスチャ特徴を抽出する方法も開発している.本研究は、遺伝的アルゴリズムとニューラルネットワークを用いて、テクスチャー画像の高精度領域分割法を取り扱ったものである.遺伝的アルゴリズムは、生物の遺伝および進化のメカニズムを工学的にモデル化した最適化手法であり、大規模で複雑なシステムの最適化問題に対する有効な手段として近年脚光を浴びている.本研究は、不規則性を有する数種類のテクスチャ領域を持つ1枚の画像の領域分割問題を最適化問題として捉え、遺伝的アルゴリズムを適用することによって、高精度に領域分割を行う方法を提案したものである.収束に時間がかかるという遺伝的アルゴリズムの持つ問題点を、自己組織化ニューラルネットワークを用いて収束を速める方法を開発している.また、強い非定常を示すテクスチャ画像に対して高精度な特徴抽出を行うために、ウェーブレット変換を用いた前処理法も開発している.多重解像度画像解析手法は、原画像を異なる解像度を持つ画像に変換し、それを用いて各種の画像処理を行う方法であり、これまで、多くのが像処理手法に応用されてきた.テクスチャ画像の領域分割問題に関しては、解像度の異なる画像をピラミッド状に構成し、その上位レベルと下位レベルの画素間に親子関係を結ぶことにより、領域分割を行う方法が開発されている.この方法は、画素の濃淡特徴のみを用いており、実際の複雑なテクスチャパターンを持つ画像には適用不可能であった.本研究では、1枚の画像を等サイズの小領域に分割し、そこから抽出された特徴ベクトルからなるピラミッドを構成し、特徴ベクトル間の親子関係をニューラルネットワークを用いて結ぶ方法を提案している.また、多重閾値を用いて2値化を行った後、トポロジカルなテクスチャ特徴を抽出する方法も開発している.本研究の主題は,不規則性を有する複数のテクスチャ領域から構成される1枚のテクスチャ画像の領域分割問題を組み合わせ最適化問題と捉え,遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm:GA)による最適化手法を応用することにより,矩形小領域に分割された1枚のテクスチャ画像における個々のテクスチャ領域の組み合わせ最適化を行なう領域分割手法の開発である。この手法は,領域分割問題を小領域の組合せ最適化問題と捉えているため,スプリット・マージ法とは異なり,小領域の特徴量の等質性を判断する関数の定式化を必要としなく,分割された個々の領域における特徴量の分散の全領域での合計が最小となるように小領域を組み合わせることにより領域分割を行なおうとするものである。本手法は,GAの特徴である確率的かつ効率的な逐次的解探索を用いているため,局所解に収束することなく,ニューラルネットワークなどと異って,領域分割精度が分類機構の精度やロバスト性に依存することがないという特徴を持っており,数値実験の結果,高い分割精度を得ている。また,GAによる領域分割法は多くの処理時間を必要とするため,その処理の高速化と最適な領域分割個数を自動的に決定する方法にニューラルネットワークを適用する研究もしており,予測した良好な結果を得ている。さらに,ピラミット・リンキング法とニューラルネットワークを用い,等質性を判定する関数の定式化を必要とせず,しかもロバスト性を有する領域分割法も研究しており,期待通りの結果を得ている。その他,GAを用いてニューラルネットワークの収束性の向上させる方法とそのリモートセンシングデータ解析への応用の研究も行っており,良好な結果を得ている。本研究の目的は,不規則性を有する複数のテクスチャ領域から構成される1枚のテクスチャ画像の領域分割問題を組み合わせ最適化問題と捉え,遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm:GA)による最適化手法を応用することにより,矩形小領域に分割された1枚のテクスチャ画像における個々のテクスチャ領域の組み合わせ最適化を行なう領域分割手法の開発である.この手法は,スプリット・マージ法とは異なり,小領域の特徴量の等質性を判断する関数の定式化を必要とせず,分割された個々の領域における特徴量の分散の全領域での合計が最小となるように小領域を組み合わせることにより領域分割を行なおうとするものである.

本手法は,GAの特徴である確率的かつ効率的な逐次的解探索を用いているため,局所解に収束することがなく,ニューラルネットワークなどと異って,領域分割精度が分類機構の精度やロバスト性に依存することがないという特徴を持っており,数値実験の結果,高い分割精度を得ている.また,GAによる領域分割法は多くの処理時間を必要とするため,その処理の高速化と最適な領域分割個数を自動的に決定する方法にニューラルネットワークを適用する方法を開発し,良好な結果を得ている.また,遺伝的アルゴリズムを用いたテクスチャエッジの検出法の提案も行っており,良い結果を得ている.さらに,ピラミット・リンキング法とニューラルネットワークを用い,等質性を判定する関数の定式化を必要とせず,しかもロバスト性を有する領域分割法も新しく提案しており,期待通りの結果を得ている.また,この手法に,本研究で新しく開発した多重閾値による2値画像系列から抽出した特徴量を適用した領域分割手法を提案し,良好な結果を得ている.これらの結果は,10年度に論文誌に3編(内印刷中2編),国際学会に4編採録されている.本研究は、遺伝的アルゴリズムとニューラルネットワークを用いて、テクスチャー画像の高精度領域分割法を取り扱ったものである.遺伝的アルゴリズムは、生物の遺伝および進化のメカニズムを工学的にモデル化した最適化手法であり、大規模で複雑なシステムの最適化問題に対する有効な手段として近年脚光を浴びている.本研究は、不規則性を有する数種類のテクスチャ領域を持つ1枚の画像の領域分割問題を最適化問題として捉え、遺伝的アルゴリズムを適用することによって、高精度に領域分割を行う方法を提案したものである.平成11年度には、強い非定常を示すテクスチャ画像に対して高精度な特徴抽出を行うために、ウェーブレット変換を用いた前処理法を開発し、これと昨年度までに開発した手法と組み合わせて、高精度な分割手法を提案している.多重解像度画像解析手法は、原画像を異なる解像度を持つ画像に変換し、それを用いて各種の画像処理を行う方法であり、これまで、多くのが像処理手法に応用されてきた.テクスチャ画像の領域分割問題に関しては、解像度の異なる画像をピラミッド状に構成し、その上位レベルと下位レベルの画素間に親子関係を結ぶことにより、領域分割を行う方法が開発されている.この方法は、画素の濃淡特徴のみを用いており、実際の複雑なテクスチャパターンを持つ画像には適用不可能であった.本研究では、1枚の画像を等サイズの小領域に分割し、そこから抽出された特徴ベクトルからなるピラミッドを構成し、特徴ベクトル間の親子関係をニューラルネットワークを用いて結ぶ方法を提案している.11年度には、多重閾値を用いて2値化を行った後、トポロジカルなテクスチャ特徴を抽出する方法も開発し、これを昨年度に開発した分割手法に適用している.
アレルギーによる矯正的歯の移動時に伴う歯根吸収亢進機構の解明とその抑制

ラットを用いたアレルギー疾患モデルに対し、矯正的歯の移動を行い、局所的炎症性サイトカインおよびロイコトリエンの測定ならびに、Aspirinの歯根吸収抑制効果を評価した。矯正装置装着24時間後において、アレルギー群は有意にIL-1β、IL-6、TNF-αなどの炎症性サイトカインの産生量および歯根吸収量は増加していた。さらに、LTおよび関連分子のmRNA発現量が増加した。また、アスピリンによって炎症性サイトカイン量および歯根吸収は有意に減少した。【目的】矯正治療中に起こる歯根吸収の機構は、いまだ解明されていない。我々は疫学調査から、その危険因子として喘息などのアレルギー疾患を疑い、昨年の本学会において、ラットアレルギー疾患モデルが、実験的歯の移動時に歯根吸収を亢進することを報告した。今回、更なる検討のため、歯の移動時における局所的な炎症性サイトカインの測定ならびに、Aspirinの効果について実験を行った。【試料と方法】6週齢のBNラットにOVAを腹腔内投与し、アレルギー疾患モデルを作成した。14日後、上顎第一臼歯(M1)をcoil springにて近心側への牽引し、24時間後、3日後に屠殺後、M1周囲歯槽骨を一塊として採取し、タンパクを抽出した。その後、ELISA法にて抽出物中のIL-1β、TNF-αの発現量を検討した。また、同様に装置装着すると同時に250μg/mlのAspirinを経口投与し、7日後に組織切片を作成した。【結果と考察】装置装着24時間後において、アレルギー疾患モデルの方が、OVA非感作の対照群と比較して、有意にIL-1β、TNF-α発現敬が増加した。また、Aspirin投与モデルについてTRAP染色を行い、M1遠心舌側根圧迫側を光学顯微鏡にて観察したところ、Aspirin非投与群と比較して、有意に破骨細胞数、破歯細胞数、歯根吸収窩面積の減少を認めた。【結論】アレルギー状態が、実験的歯の移動初期における局所的な炎症性サイトカイン発現を亢進し、歯根吸収を促進させることが示唆されるとともに、これらがアスピリンによって抑制されることが示唆された。【目的】矯正治療では予期せぬ歯根吸収のコントロールが重要であるにもかかわらず、その機構は解明されていない。矯正治療患者を対象とした疫学調査において、矯正的歯の移動時における歯根吸収を生じる危険因子の一つにアレルギー疾患の関与が示唆された。これらの関連性を明らかにするため、アレルギー状態における歯の移動時の局所的な炎症性サイトカインの動態並びに、Aspirinによる抑制効果をこれまで報告してきた。本年は、その機構に、炎症性の局所メディエーターであり、近年免疫制御因子として注目されているロイコトリエン(LT)および関連分子が関与する可能性について検討した。【方法】6週齢のBNラットにOVAを腹腔内投与し、アレルギー疾患モデルを作成した。14日後、上顎第一臼歯(M1)にcoil springを装着し、24時間後、M1周囲歯槽骨を採取した。また、RT-PCRにて抽出物中のLTおよび関連分子についてmRNA発現量を解析し、OVA非感作群、coil spring非装着群と比較した。【結果および考察】装置装着24時間後、OVA感作群は有意にIL-1β、IL-6、TNF-αなどの炎症性サイトカインの産生量は増加していた。さらに、装置装着群は非装着群と比較して、LTおよび関連分子のmRNA発現量が有意に増加し、特にアレルギー疾患モデルで顕著な増加が見られた。アレルギー疾患モデルにおける実験的歯の移動初期において、LTおよび関連分子の局所的な発現亢進が明らかとなり、歯根吸収亢進との関連性が示唆された。これまで、アレルギー状態における歯の移動時の局所的な炎症性サイトカインの動態並びに、Aspirinによる抑制効果をこれまで報告してきた。本年は、その機構に、炎症性の局所メディエーターであり、近年免疫制御因子として注目されているロイコトリエン(LT)および関連分子が関与する可能性について検討する。特に、矯正的歯の移動局所におけるLTB4,LTC4の発現量を調査することである。RT-PCRにて抽出物中のLTおよび関連分子についてmRNA発現量を解析し、脂質抽出法によりLTB4,LTC4の発現量を調査した。

比較は、(1)コントロール、(2)OVA感作のみ、(3)矯正力適応のみ、(4)OVA感作+矯正力適応、(5)OVA感作+矯正力適応+アスピリン投与群の5群において行った。【結果および考察】装置装着24時間後、OVA感作群は有意にIL-1β、IL-6、TNF-αなどの炎症性サイトカインの産生量は増加していた。さらに、装置装着群は非装着群と比較して、LTおよび関連分子のmRNA発現量が有意に増加し、特にアレルギー疾患モデルで顕著な増加が見られた。アレルギー疾患モデルにおける実験的歯の移動初期において、LTB4および関連分子の局所的な発現亢進が明らかとなり、歯根吸収亢進との関連性が示唆された。
経頭蓋骨的脳動脈測定装置を用いた開心術中脳血流の測定

中等度低体温体外循環を用いた開心術中の脳循環動態について経頭蓋的超音波ドップラー法を用い中大脳動脈血流(MCA-V)をすることにより検討した。(対象)1990年8月から1992年9月までの開心術症例50例を、(1)予備的検討群10例:体外循環中の潅流量一定条件でα-stat管理下の中大脳動脈血流速度を測定し、体温、平均潅流圧とMCA-Vの関係を検討、(2)体外循環中,α-stat管理からpH-stat管理に変換した場合のMCA-Vの変動についての検討群30例、(3)潅流量の変動に対するMCA-Vの反応を検討した群10例の3群に分けた。(結果)1)α-stat管理では平均潅流圧の変動とMCA-Vとの間に相関はなかったが、pH-stat管理では両者間に強い正の相関を認めた。3)血液pCO_2に対するMCA-Vの反応は正の相関を認めた。20°C以下ではその反応性は著しく低下した。(結論)1)20°Cまでの中等度低体温体外循環では、α-stat管理のほうが脳循環系自動制御機構が維持され、全身潅流量が変動した場合でも安定した脳血流量が確保し得ると考えられた。2)低体温低潅流体外循環では脳血流量を高く保つために、pH-stat管理が有利と考えられたが、体温下降と比例して脳循環系の血液pCO_2に対する反応性は低下するため、その有用性には検討の余地を〓〓た。低体温体外循環法による開心術中の脳循環をモニタリングは重要と考え,我々は中大臓動脈の血流連度を経頭蘆骨的ドップラ-脳血流測定装置(TC2ー64.EME)(以下TCDとする)にて測定し,以下はついて臨床的検討を行っている。(1)TCDは開心術中の脳循環機能のモニタ-として有用か否か。(2)種々の低体温下における血液炭酸ガス分圧の変動に対する脳血流速度(量)の変動。(3)体外循環中,alphaーstat,pHーstat管理のどちらが脳循環機能にとって有利か。中間結果現在,TCDおよび体性感覚誘発電位(SEP)を同時側定した開心術症例は15例であり,種々の低性流下にて人工肺内炭酸ガス負荷(pHーStat管理)を行い,体温,pCO_2,脳血流速度(量)の三者間の関係について検討中である。こまれでの最低低体温24°Cの範囲中では炭酸ガス負荷に対応した脳血流速度(量)の増加をみとめているが,末だ統計学的分析を行うには資料不足である。低体温下の炭酸ガス負荷による脳血流増加が脳保護的に働くか、血流量過剰により幣害的に働くかは結論を得ていない。しかし,低体温低流量潅流体外循環時にはpHーstat管理が脳保護上有利であると推測している。術後脳傷害例はなかったため,SEPとTCDとの関連性については今後の検討予定とした。経頭蓋的超音波ドップラ-法(TCD法)を用い,低体温併用体外循環中の中大脳動脈平均血流速度(MCAーV)を測定し,体外循環中の血液ガス管理(αーstatおよびpHーstat管理)の脳循環系に及ぼす影響を分析した。対象は1990年8月から1991年7月までの開心術症例40例とし,種々の低体温下で,潅流量は一定とし,MCAーV,体温,潅流圧(MAP),PCO_2の4指標間の相関性について検討した。結果:(1)αーstat管理による体外循環中,MCAーVは前値の57.3±8%に減少したが,人工肺内に炭酸ガスを添加してpHーstat管理とすると103.8±48.3%に増加した。

(2)αーstat管理では△MAPに対する△MCAーVは相関せず,pHーstat管理では正の相関をみとめた。(3)体温とMCAーVの間の関係はαーstat管理下では正の相関をみとめたが,pHーstat管理ではみとめられず,MCAーVは低体温下でも高値を示した。(4)低体温下の△PaCO_2に対する△MCAーV(PaCO_2ーreactivity)は体温変動と圧の相関をみとめた。結論:αーstat管理は,20°Cまでの低体温下で体温低下に応じた全身潅流量調節を行わない場合,脱循環の自働制御機構の作働を維持させ,生理的かつ安全と考えられた。pHーstat管理は,低体温下低流量潅流法を行う場合,脳循環維持上有利と推測したが,20°C前後の低体温下ではPaCO_2ーreuctivityは低下しており,その有利性を証明することはできなかった。昨年度までは潅流量一定の条件下で体外循環中の潅流圧、血液PaCo_2,体温の三変動因子と中大脳動脈血流速度(MCA-V)との関係を検討した。本年度は,α-statおよびpH-stat管理中の潅流量の変動に対するMCA-Vの反応について検討した。平均年令41.7才の成人開心術症例10例を対象とした。体外循環をα-stat管理で開始し,2428°Cの中等度低体温とし,潅流量を2.4L/m^2/分から1.5L/m^2/分へと低下させ,その各々の時点でMCA-Vの測定を行った。その後,再び潅流量を2.4L/m^2/分に復帰させ,pH-stat管理に変換したのち,同様に潅流量の変動に対するMCA-Vの変動を観察した。α-stat管理では潅流量を2.4から1.5に低下させてもMCA-Vの有意な低下はみとめられなかった。一方,pH-stat管理下では潅流量の低下に応じてMCA-Vの低下をみとめ,両者間に正の相関をみとめた。しかし,pH-stat管理では潅流量低下時も,α-stat管理の場合に比して,MCA-Vは常に高値を呈した。以上より,α-stat管理では潅流量の変動が生じても安定した脳血流量を確保するためには有利と考えられた。pH-stat管理では脳循環自働制御機構の破綻により潅流量の変動に応じて脳血流量の変動も起りやすく,脳血流量/酸素消費量比のアンバランスを来す危険性が示唆された。しかし,常に脳血流量は高値であることから,低潅流体外循環では脳血流量を高く保つのに有用であろうと推測された。
ナノスケールヘテロ接合構造の精密設計と機能開拓

分子構造と分子間相互作用を利用し、電子的に異なる分子コンポーネントを、ナノスケールの精度で空間特異的に接合するための方法論の開拓を目的に研究を推進した。電子ドナーとアクセプター部位を組み込んだ新しい有機半導体を提案し、その分子を用い光電変換素子の作製と評価を行った。また、大面積でヘテロ接合界面を有する薄膜材料を構築するためのモチーフとして、自発的垂直配向性を示すカラムナー液晶や、π電子系カラムナー液晶の垂直配向を実現するドーパントを見出した。分子レベルのヘテロ接合とその構造の大面積化を可能にする分子骨格の開発に着手し、極めて高い構造秩序を有する有機薄膜を得るための合理的な設計指針を見出した。本研究は、分子の立体構造と分子間相互作用を協同的に利用したデザイン戦略に基づき、電子供与性(ドナー)と受容性(アクセプター)のコンポーネントが、ナノスケールの精度で空間特異的に接合したナノヘテロ接合構造を構築することを目的としている。初年度である今年度は、多様なドナーとアクセプターを自在にヘテロ接合することが可能な、高汎用性分子モジュールの開発を行った。具体的には、剛直な三枚羽構造を有するトリプチセンを基本骨格として、その1,8,13位および4,5,16位のそれぞれに、異なる機能団を導入可能な新規ヤヌス型誘導体を合成した。この新規分子モジュールの1,8,13位にドナーユニットを三基導入した誘導体を合成し電気化学測定を行ったところ、ドナー単独と比べて酸化電位が負側にシフトし、酸化を受けやすくなることを見出した。すなわち、分子モジュール上で機能団を密に集積化することで、機能団が協同的に働くことが期待できる結果が得られた。また、新規分子モジュールの1,8,13位に長鎖アルコキシ基を導入した誘導体の集合構造を放射光X線回折測定により調査した結果、トリプチセン部位が入れ子状に密に集積化した層とアルキル基の層からなるレイヤー構造を形成することを明らかにした。上記のように、機能団の精密集積化を可能にする新規分子モジュールの開発に成功した。またこれを利用して、ドナーおよびアクセプター機能団を高密度集積化し、ナノヘテロ接合構造を構築するための基盤技術を開拓した。本研究は、分子の立体構造と分子間相互作用を協同的に利用したデザイン戦略に基づき、電子供与性(ドナー)と受容性(アクセプター)のコンポーネントが、ナノスケールの精度で空間特異的に接合したナノへテロ接合構造を構築することを目的としている。初年度(平成24年度)に開発したトリプチセン分子モジュールのように、剛直な分子骨格をヘテロ接合のプラットフォームとして利用すれば、空間特異的に特定の官能基・機能団の導入が可能である。このアプローチにより、単分子でのヘテロ接合体を自在にデザインできるとともに、自己集合化を制御できれば、ナノスケールで高度に制御されたヘテロ接合構造体の構築が期待できる。さらに、この分子モジュールを用いれば、精緻な構造規則性を有する薄膜材料が得られる。以上の材料設計概念と観測結果に基づき、平成25年度には、トリプチセン分子モジュールに種々の官能基を導入した10種類以上の異なる誘導体を合成し、自己集合挙動を調べた。これらの検討を通じ、入れ子状の二次元集積化を可能にする官能基の種類とサイズについての知見を得た。また、作製した分子集積体薄膜の電荷輸送特性に関して、レーザーフラッシュフォトリシス時間分解マイクロ波伝導度測定法による検討を開始した。加えて、トリプチセン分子モジュール上に電子ドナーおよび電子アクセプターユニットを面選択的に導入した誘導体を合成し、色素増感太陽電池の色素としての利用について検討した。トリプチセン分子モジュールの開発に加え、インダセンテトラオンを基本骨格とした新規ドナー/アクセプターユニットを開発し、その構造化挙動と光電子物性の検討を進めた。インダセンテトラオン骨格とドナーユニットを複合化した分子は、ポリチオフェンなどと組み合わせることにより、光電変換機能を示すことを見出し、その成果については論文として発表した。本研究は、「分子の立体構造と分子間相互作用を協同的に利用した独自のデザイン戦略」に基づき、電子供与性(ドナー)および受容性(アクセプター)のコンポーネントをそれぞれ区画化して集積し、さらにそれらをナノスケールの精度で空間特異的に接合することにより「ナノヘテロ接合構造体」を構築することを目的としている。平成24年度、平成25年度を通じて、大面積二次元ヘテロ接合を実現するための分子ビルディングブロックとして新規三脚型トリプチセンを開発し、その特異な二次元集積化能を明らかにしてきた。最終年度である平成26年度では、三脚型トリプチセンへの電子・光電子機能の付与を目的とし、様々なサイズの多環式芳香環を三枚羽にもつπ拡張型トリプチセンを開発し、それらの集合化挙動ならびに物性の検討を行った。

また新たに、より多彩な機能団の空間特異的集積化を可能にする新規三つ又型トリプチセンビルディングブロックを構築した。その展開として、優れた電子輸送特性を有するフラーレンを導入した三つ又型トリプチセンを用いることで、フラーレン部位が高密度かつ二次元的に集積化した有機薄膜を構築することに成功した。この薄膜の電気伝導性を時間分解マイクロ波伝導度測定により調査したところ、基板に平行方向の電子伝導度が垂直方向に比べて顕著に高いことを見出した。上記の研究に加えて、酸化還元活性な新規π電子系分子群に関する研究を展開した。代表的なものとして、インダセンテトラオンを基本骨格とした新規アクセプター分子を開発した。この分子の基板上での集合構造をX線回折測定により調査したところ、有機薄膜太陽電池に理想的なホメオトロピック配向が実現されることを見出した。またこの分子を用いて、実動可能な有機薄膜太陽電池の素子作製にも成功した。この成果は論文として発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。機能物質化学26年度が最終年度であるため、記入しない。ドナーおよびアクセプターコンポーネントを空間特異的に高密度集積化し、ナノヘテロ接合構造を精密につくりこむことを可能にする分子モジュールの合成にすでに成功している。本研究課題を推進する上での基盤分子の構築ができているため、良好な進捗度であると言える。これまでに開発した分子モジュールに対して、電子ドナー/アクセプターユニットを自在に導入する合成手法を開拓することができた。また、分子モジュールの集積化によって、極めて構造規則性の高い分子性薄膜を大面積で構築することも達成している。加えて、いくつかの誘導体を用いた予備的な検討により、光電変換機能を示すプロトタイプデバイスを構築することにも成功している。よって、研究の進捗度は良好であると言える。今後は、新規分子モジュール上に、様々なドナーおよびアクセプターユニットを導入した誘導体を合成し、単分子での光・電子機能を検討する。さらに、これら集合体の、光電流測定やキャリア移動度評価を含めた電子物性を評価する。また、基板上での集合化挙動および電子状態を原子間力顕微鏡・走査型トンネル顕微鏡により調査し、本物質系の多角的な応用展開を図る。平成25年度までの結果をうけ、本年度には、ドナー/アクセプター型誘導体への展開とともに、トリプチセンモジュールの羽根の芳香環の拡張による電荷輸送特性を付与した誘導体の開発について検討する。予備的に合成したドナー/アクセプター型誘導体を用いて色素太陽電池を組んだところ、光電変換素子として機能することを確認している。このデザインを最適化し、高性能の色素分子を開発する予定である。さらに、トリプチセン骨格自体のπ系を拡張する手法の開拓にも着手している。こうして得られる分子を薄膜として精緻に集積化し、その界面を用いて有機ドナーまたはアクセプターと複合化する。それらの集合体について、キャリア移動度を含めた電子物性の評価を行う。
微細化現象における沸騰曲線とその限界熱流束

加熱面に生じた蒸気泡が加熱面を覆うことなく多数の微小な蒸気泡となってサプク-ル液中へ射出され,この射出によって固液接触が促進される現象のことをプール沸騰系におけるminute bubbleemission boilingと呼んでいる.他方,加熱面に衝突した液滴が多数の微小な液滴となって飛散し,その飛散によって固液接触が促進される現象のことを液滴沸騰系におけるminiaturizationboilingと呼んでいる.本報は両沸騰系での微細化特性の相関を調べるため,前者の場合の気泡射出挙動はボイドプローブ(void probe)法により測定され,後者の場合の液滴の飛散挙動はpiezoelectricpotential methodで測定され,両者の飛散周期が比較された.また後者の場合,加熱面に埋め込まれた熱電対によって加熱面の過渡温度情報が検出され,微細化沸騰が持続している間の実質的熱流束と実質的加熱面温度が評価され,前者の定常状態下で評価された沸騰曲線と比較された.なお,後者の場合の微細化の持統時間は,その挙動がimage-processing methodにより図式的に示され,その図より定量された.上記の微粒子化の機構を明らかにするため,溶融金属-水反応の実験を行った。即ち,石英レンズ上の水膜に溶融スズを落下させ,そこでの挙動を石英レンズの裏面から,ホログラフィ干渉法でとらえた.特に,溶融金属と水膜での界面における微小蒸気泡の発生とその崩壊過程をリアルタイムで可視化したものである.以上の実測結果に基づいた比較から,微細化沸騰は両者とも,ある特定の加熱面温度すなわち,threshold temperature(約180220°Cの範囲にある)で発生すること,および両者とも同一メカニズムのもとで微細化が生ずることを明らかにした.なお本研究成果の報告書は6 Partsから構成されている.加熱面に生じた蒸気泡が加熱面を覆うことなく多数の微小な蒸気泡となってサプク-ル液中へ射出され,この射出によって固液接触が促進される現象のことをプール沸騰系におけるminute bubbleemission boilingと呼んでいる.他方,加熱面に衝突した液滴が多数の微小な液滴となって飛散し,その飛散によって固液接触が促進される現象のことを液滴沸騰系におけるminiaturizationboilingと呼んでいる.本報は両沸騰系での微細化特性の相関を調べるため,前者の場合の気泡射出挙動はボイドプローブ(void probe)法により測定され,後者の場合の液滴の飛散挙動はpiezoelectricpotential methodで測定され,両者の飛散周期が比較された.また後者の場合,加熱面に埋め込まれた熱電対によって加熱面の過渡温度情報が検出され,微細化沸騰が持続している間の実質的熱流束と実質的加熱面温度が評価され,前者の定常状態下で評価された沸騰曲線と比較された.なお,後者の場合の微細化の持統時間は,その挙動がimage-processing methodにより図式的に示され,その図より定量された.上記の微粒子化の機構を明らかにするため,溶融金属-水反応の実験を行った。即ち,石英レンズ上の水膜に溶融スズを落下させ,そこでの挙動を石英レンズの裏面から,ホログラフィ干渉法でとらえた.特に,溶融金属と水膜での界面における微小蒸気泡の発生とその崩壊過程をリアルタイムで可視化したものである.以上の実測結果に基づいた比較から,微細化沸騰は両者とも,ある特定の加熱面温度すなわち,threshold temperature(約180220°Cの範囲にある)で発生すること,および両者とも同一メカニズムのもとで微細化が生ずることを明らかにした.なお本研究成果の報告書は6 Partsから構成されている.平成8年度の調査研究の目的であった微細化沸騰特性の安定性と限界熱流束の把握に向けて,次の成果が得られた.1.プール沸騰系における気泡の微細化設置を完成させ,蒸気泡の挙動を高速度撮影することができた.2.衝突液滴沸騰系における液滴の微細化装置を完成させ,液滴の微細化挙動を高速度撮影することができ,かつその時の固液接触周期を計測した.3.上記1と2の沸騰曲線を得た.更に,上記の各項目について以下のことが判明した.1.蒸気泡は合体し,膜沸騰沸化する傾向が強く,微細化させるためには蒸気泡周囲の液を高いサブク-ル状態に保持する必要がある。2.固液接触周期が短ければ短い程,微細化の飛散の強さが増すことが判明した.3.上記1と2の沸騰曲線において,微細化沸騰発生時に示す加熱面温度はほぼ同じ値を示すことが判明した.なお今後の研究の展開について,(1)ホログラフィ干渉法を用いたリアルタイムでの蒸気泡の挙動撮影-これについては通常の高速度撮影はできたものの,ホログラフィ干渉撮影については失敗に終わった.従って平成9年度はこの撮影を成功させるべく,撮影のノウハウを知る資料収集が不可欠である.(2)微細化現象のモデル化-これについては“間欠性固液接触モデル"として目下構築中であるが,この完成に向けては,過熱液の“ゆらぎ"問題,蒸気泡の安定・不安定性,気泡周囲流体の乱流特性等に関する基礎データが必要であり,これに関して世界のトップレベルにある研究室スタッフとの討論ならびに資料収集が不可欠である.(3)限界熱流束の整理式の導入-

これについてはその導入の基礎となる,もう一つ別の液・液直接接触沸騰系での蒸気泡(この蒸気泡内部には高温溶融液が存在する)の微細化・蒸発過程に関するより詳細なデータを採取する必要がある.平成9年度(最終年度)の調査研究目的は次の4項目であった.(1)リアルタイムホログラフィによる蒸気泡の挙動撮影.(2)過熱液の“ゆらぎ"問題,蒸気泡の安定・不安定性,気泡周囲流体の乱流特性等に関する収集資料を基にした微細化現象モデルの構築.(3)液・液直接接触沸騰に関する資料収集と装置試作・データ採取.(4)限界熱流束の整理式の導入.以上の4項目に対してその目的は達成され,(1)-(3)に関しては,スズ-水系の液・液直接接触沸騰状態を実現させ,その挙動をレーザホログラフィによる等温度干渉縞模様として高速度ビデオにて鮮明に写し出し,そこで認められる爆発的液・液接触時での蒸気生成機構を明らかにすることができた.すなわち,微細化現象の発生機構は,不安定な蒸気膜を介しての二液または固液の間欠的接触による瞬時の微小気泡の発生とその個々の気泡の液中への貫通によってもたらされる自己倍力作用よるものである.(4)に関しては,熱流束は壁面過熱度の3乗に比例しその比例係数は11.1となるが,壁面過熱度の範囲が80-110Kに限定され,これが微細化沸騰の限界値を決定する.
脂肪組織由来幹細胞を利用した肺気腫疾患に対する細胞治療

慢性閉塞性肺疾患の罹患数は年々増加しており、肺気腫疾患もその1つである。近年骨髄由来幹細胞を用いた治療効果が本疾患モデルで報告されているが、脂肪組織にも間葉系幹細胞に類似した性質を持つ脂肪組織由来幹細胞(adipose-derived stem/stromal cells ; ASCs)が存在し、我々はかねてよりASCsによる細胞治療の可能性に着目してきた。そこで本研究ではエラスターゼ誘導肺気腫モデルラットに対するラットASCs移植の効果を検証するため以下検討した。【方法】ASCsはラット鼠径部皮下脂肪組織から得られた2継代目の細胞を用いた。ブタ膵酵素エラスターゼ(PPE)(250U/kg)をラット気管内に投与し肺気腫を誘導し、1週間後にラットASCsを経静脈的に移植(2.5x10^6cells/500μL/20min)した。細胞移植1週間後と2週間後に動脈血を採取してガス圧分析を行った。同時に肺を摘出し組織学的検討、サイトカイン量解析を加えた。【結果】エラスターゼ投与肺気腫モデルにみられる呼吸機能の有意な低下(PO_2,PCO_2,SO_2)を、細胞(ASCs)移植群は有意に改善した。また同時にASCs移植群は、障害による肺胞径の拡大を有意に抑えた。したがってASCs移植は、肺気腫疾患に対する細胞治療効果に有用である可能性が示唆された。エラスターゼ誘導による肺機能傷害に伴いHGF産生が有意に低下したが、ASCs移植群では、呼吸機能の改善とともにHGF産生が有意に亢進した。またVEGFも肺機能傷害に伴い低下したが、ASCs移植群では低下が抑えられた。一方IL-1βについては、エラスターゼ投与単独群およびASCs移植群で大きな差異はみられなかった。さらにASCsの果たした役割について検証を重ねている。肺気腫疾患への脂肪組織由来幹細胞(adipose-derived stem/stromal cells ; ASCs)移植治療効果を検討し、移植によって得られた改善効果が何に由来するかを当該年度の研究の焦点に充てた。具体的にはエラスターゼ誘導肺気腫モデルラットに対するラットASCs移植の効果を検証しその機序の解明を試みた。【方法】ASCsはラット脂肪組織から得られた2継代目の細胞を用いた。ブタ膵酵素エラスターゼ(PPE)(250U/kg)をラット気管内に投与し肺気腫を誘導し、1週間後にラットASCsを経静脈的に移植(2.5×10^6 cells/500μL/20min)した。細胞移植1週間後と2週間後に動脈血を採取して各種分析(動脈血酸素分圧、肺胞気-動脈血酸素分圧較差、酸素飽和度等)を行った。同時に肺を摘出し組織学的解析、サイトカイン解析を行った。また肺組織切片を作製し、肺胞径を計測した。細胞動態・分化を検証するため、GFP発現ラットから得られたASCsを用いてPPE投与モデルラットに移植して検討した。【結果】PPE投与肺気腫モデルの安静時にみられる呼吸機能傷害(PO_2の有意な低下とA-aDO2の有意な上昇)を細胞(ASCs)移植群は有意に回復させ、またPPE投与による肺胞径の拡大を有意に抑えており、ASCs移植が肺気腫疾患に対する有用な治療効果を示す可能性を明らかにした。PPE誘導による肺機能傷害に伴いHGF産生がしだいに低下したが、ASCs移植群ではHGF産生を有意に亢進させた。PPE投与は一時的な肺IL-1β産生を増加させたが、ASCs移植はさらに有意な増加を示すことを見出した。in vitroでのASC培養でHGF産生が顕著にみられるが、PPEおよびIL-1β添加ではさらに産生させるという興味ある知見が得られた。以上の結果は、in vivoでの病態環境下において移植ASCsからのHGF産生がさらに亢進していることを示唆している。またGFP蛍光発現ASCsを用いて病態モデルに移植すると、肺病変部位への生着と、血管系細胞および肺胞上皮細胞への分化を示唆する結果も得られた。さらに解析を継続中である。【背景・目的】肺気腫疾患を含む慢性閉塞性肺疾患の罹患数は年々増加している一方で、根治療法は未だ確立されていない。我々は脂肪組織由来幹細胞(adipose-derived stem/stromal cells;ASC)による細胞治療の可能性に着目しており、本研究でエラスターゼ誘導肺気腫モデルラットに対するASC移植の治療効果の検証を試みた。【方法】ASCはラット鼠径部皮下脂肪組織から得られた2継代目の細胞を用いた。ブタ膵酵素エラスターゼ(porcine pancreatic elastase;PPE)(250U/kg)をラットに気管内投与し肺気腫を誘導、1週間後にASCを経静脈的に移植(2.5x10^6 cells/500μl/20min)した。細胞移植前後に動脈血を採取してガス圧分析を行った。【結果】PPE投与によって、肺胞径の拡大および呼吸機能の低下を特徴とした疾患モデルが作製できた。