hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔顔面領域の神経障害性疼痛モデルラットにおける神経栄養因子の疼痛制御機構の解明

本研究の目的は神経系の発生、機能、再生に関わる重要な細胞外シグナルの神経栄養因子に着目し、神経障害性疼痛モデルラットにおける疼痛制御への関りを疼痛関連行動、脊髄シナプス伝達、神経軸索再生から明らかにし、神経障害性疼痛の治療戦略の足がかりをつかむことである。これまで、神経障害性疼痛モデルとしてラットを麻酔下で眼窩下神経を露出させ、ポリグリコール酸糸で結紮しモデル作製した。また対照として咬筋にCFA(完全フロイントアジュバント)を注入した筋痛モデルを作製した。モデル作製の14日後、行動解析として無麻酔下で合成樹脂でできたフィラメントをラットの顔面に押しやりその回避応答までの重量閾値をVon Frey法で評価した。さらに行動解析として熱刺激装置を使用して咬筋部へ熱刺激を与え回避応答までの時間を測定し評価した。その結果、両モデルにおいて無処置群に比べて逃避応答閾値が低下する傾向であった。この結果を受け本年度は免疫組織化学染色法を用いて延髄後角尾側亜核のc-Fos発現を定量し進行中である。さらに次年度では神経系の再生に関わる重要な神経栄養因子と考えられるアルテミンに着目して進めていく予定である。これまでアルテミンを14日間投与すると侵害受容行動や感覚運動機能を回復させるという報告があることから、上記の神経障害性疼痛モデルや筋痛モデルにおけるシナプス機能回復に影響を与えるかどうか観察していく予定である。これまで眼窩下神経結紮モデルラット、筋痛モデルラットを作製し、Von Freytest、熱刺激逃避閾値から疼痛行動を観察した。両モデルにおいて無処置群に比べて逃避応答閾値が低下する傾向であった。その結果を受け本年度は免疫組織化学染色により延髄後角尾側亜核のc-Fos発現を定量し進行中である。今後はさらに神経栄養因子のあるテミンを投与し、シナプス機能回復を観察する予定である。本研究課題の今後の方策として、これまでの免疫組織化学染色による延髄後角尾側亜核のc-Fos発現の定量をさらに進めていく予定である。さらに神経栄養因子のアルテミンを14日間投与すると侵害受容行動や感覚運動機能を回復させるという報告があることから、今後はシナプス機能回復を観察する予定である。本研究の目的は神経系の発生、機能、再生に関わる重要な細胞外シグナルの神経栄養因子に着目し、神経障害性疼痛モデルラットにおける疼痛制御への関わりを疼痛関連行動、脊髄シナプス伝達、神経軸索再生から明らかにし、神経障害性疼痛の治療戦略の足がかりをつかむことである。平成28年度の計画として、神経障害性疼痛の動物モデルとして眼窩下神経結紮モデルを作製すること、神経栄養因子のGDNFfamilyの1つであるアルテミンを投与し、行動的解析を行うこと、機械刺激性痛覚過敏反応(Von Frey test)、化学刺激性侵害受容(ホルマリン誘導疼痛関連行動)を観察し、感覚機能回復を評価することとしていた。本年度の成果として、眼窩下神経結紮モデルラットを作成し、Von Freyテストから疼痛関連行動を観察した。眼窩下神経結紮モデルラット作成に関して、ペントバルビタール麻酔下、眼窩下神経を露出させ、ポリグリコール酸糸で結紮し神経障害性疼痛モデルとした。結紮手術後の回復は良好であった。機械刺激性痛覚過敏反応の評価に関して、無麻酔科で合成樹脂でできたフィラメントをラットの顔面に垂直に押しやり、その回避応答までの重量閾値をFon Frey法により評価した。今回の神経結紮モデルにおいても非結紮モデルに比べて逃避応答閾値が低下する傾向であった。今後、神経栄養因子であるアルテミンを投与し、侵害受容行動から感覚機能回復を観察する予定である。さらに、免疫組織化学染色により、延髄後角尾側亜核のc-Fos発現を定量し、シナプス機能回復、神経再生の促進をNF200、CGRP、P2X3の免疫染色から観察する予定である。これらの観察から、神経栄養因子アルテミンの神経障害性疼痛に対する効果を明らかにする。眼窩下神経結紮モデルラット作成に関して、実験動物はSD系ラット雄性、体重180-250gを使用した。ペントバルビタール麻酔下、眼窩下神経を露出させ、ポリグリコール酸糸で結紮し神経障害性疼痛モデルとした。平成29年度の計画として、神経障害性疼痛のモデルとして眼窩下神経結紮モデルを作製すること、行動解析として、機械刺激性痛覚過敏反応(Von Frey test)を観察し、さらに免疫染色を行いc-Fos発現を定量する予定であった。本年度の成果として、眼窩下神経結紮モデルラットを作製しVon Freyテストから疼痛行動を観察した。

眼窩下神経結紮モデルの作成に関して、眼窩下神経を露出させ、ポリグリコール酸糸で結紮し神経障害性疼痛モデルとした。結紮手術後の回復は良好であった。Von Freyテストに関して、無麻酔下で合成樹脂でできたフィラメントをラットの顔面に垂直に押しやりその回避応答までの重量閾値をVon Frey法で評価した。さらに行動評価として、熱刺激装置を使用して、咬筋部へ熱刺激による回避応答までの時間を測定し、評価した。また対象として、咬筋にCFA(完全フロイントアジュバント)を注入した筋痛モデルを作製し同様に疼痛行動を評価した。いずれのモデルも無処置群に比べて逃避応答閾値が低下する傾向であった。今後は免疫組織化学染色により延髄後角尾側亜核のc-Fos発現を定量し、神経栄養因子のアルテミンを投与し、シナプス機能回復を観察する予定である。本年度の成果として、眼窩下神経結紮モデルラット,、咬筋筋痛モデルラットを作製しVon Freyテスト、熱刺激逃避閾値から疼痛行動を観察した。今年度は行動観察に時間を要したため、次年度に行う予定となったため。本研究の目的は神経系の発生、機能、再生に関わる重要な細胞外シグナルの神経栄養因子に着目し、神経障害性疼痛モデルラットにおける疼痛制御への関りを疼痛関連行動、脊髄シナプス伝達、神経軸索再生から明らかにし、神経障害性疼痛の治療戦略の足がかりをつかむことである。これまで、神経障害性疼痛モデルとしてラットを麻酔下で眼窩下神経を露出させ、ポリグリコール酸糸で結紮しモデル作製した。また対照として咬筋にCFA(完全フロイントアジュバント)を注入した筋痛モデルを作製した。モデル作製の14日後、行動解析として無麻酔下で合成樹脂でできたフィラメントをラットの顔面に押しやりその回避応答までの重量閾値をVon Frey法で評価した。さらに行動解析として熱刺激装置を使用して咬筋部へ熱刺激を与え回避応答までの時間を測定し評価した。その結果、両モデルにおいて無処置群に比べて逃避応答閾値が低下する傾向であった。この結果を受け本年度は免疫組織化学染色法を用いて延髄後角尾側亜核のc-Fos発現を定量し進行中である。さらに次年度では神経系の再生に関わる重要な神経栄養因子と考えられるアルテミンに着目して進めていく予定である。これまでアルテミンを14日間投与すると侵害受容行動や感覚運動機能を回復させるという報告があることから、上記の神経障害性疼痛モデルや筋痛モデルにおけるシナプス機能回復に影響を与えるかどうか観察していく予定である。これまで眼窩下神経結紮モデルラット、筋痛モデルラットを作製し、Von Freytest、熱刺激逃避閾値から疼痛行動を観察した。両モデルにおいて無処置群に比べて逃避応答閾値が低下する傾向であった。その結果を受け本年度は免疫組織
炎症性腸疾患におけるサイトメガロウイルスの再活性化およびその感染成立機構の解明

CMV感染によるマクロファージ(MΦ)の機能変化:CMV感染MΦは、CMV感染のないMΦと比し、炎症性サイトカイン産生が増強した。CMV感染MΦでは、TGF-βによるSmadシグナルが抑制され、炎症性サイトカイン産生制御は認められなかった。(2)CMV腸管内感染機構:炎症部位でCMV受容体であるPDGFR等の発現増強が確認された。免疫染色結果から、CMVは腸管間質細胞に潜伏すると考えられた。1.IBD患者におけるHCMV再活性化機構の機序の解明:潰瘍性大腸炎患者、クローン病患者、健常人の末梢血から単球を単離、サイトカインに加えてLPS刺激による樹状細胞assay系を樹立させ、このassay系を用いることにより、炎症性腸疾患患者群および健常人の樹状細胞におけるHCMV再活性化の差異について検討した。その結果、各群でHCMVの再活性化に差は認められなかった。各種サイトカインによる刺激後のHCMV再活性化の差異について検討した結果、HCMV活性化に関しては、TNF-αはCWの再活性化促進に、1FN-γは再活性化抑制に作用することが示された。2.HCMV再活性化に伴う樹状細胞やマクロファージの機能変化の解析:上記で記載された樹状細胞をLPS刺激により分化させ(樹状細胞内のHCMV-DNAが増加する)、その後TGF-βによる刺激を加え、各種サイトカインの産生について検討する。分化前と分化後でTGF-β受容体の発現およびSmad pathwayについて比較検討中である。3.HCMV再活性化後の腸管内感染成立機構の解明:HCMVの再活性化後の局所腸管粘膜におけるHCMV粒子の感染成立の機序の解明を行う。線維芽細胞や血管内皮細胞はHCMV粒子の主たる標的細胞とされている。そこで各種炎症性腸疾患の腸管炎症部位と非炎症部位において、HCMV受容体とされるEGFRおよびintegrin αvβ3の発現の差異について組織学的に検討した。その結果、腸管非炎症部位に比して、炎症部位ではEGFRおよびintegrin αvβ3の遺伝子発現の増強が認められた。現在、免疫染色による発現細胞の同定を行っている。1. IBD患者におけるHCMV再活性化機構の機序の解明:潰瘍性大腸炎患者、クローン病患者、健常人の末梢血から単球を単離、サイトカインに加えてLPS刺激による樹状細胞assay系を樹立させ、このassay系を用いて実験を継続している。TNF-αはCMVの再活性化促進に、IFN-γはCMV再活性化抑制に作用すること証明された。さらに、CMV再活性化されたマクロファージからは、CMV感染のないマクロファージと比較し、TNF-α, IL-12, IL-6の産生が増強されることが明らかとなった。現在、CMV再活性化が細胞内シグナルに与える影響を検討中である。2. HCMV再活性化に伴う樹状細胞やマクロファージの機能変化の解析:上記で記載された樹状細胞やマクロファージをTNF-α刺激により分化させ(細胞内のHCMV-DNAが増加する)、その後TGF-βによる刺激を加えた。その結果CMVが再活性化された樹状細胞やマクロファージにおいては、TGF-βによる炎症性サイトカイン産生抑制が認められなかった。その原因として、CMV再活性化による細胞内でのSmadシグナルの抑制が確認された。3. HCMV再活性化後の腸管内感染成立機構の解明:HCMVの再活性化後の局所腸管粘膜におけるHCMV粒子の感染成立の機序の解明を行う。各種炎症性腸疾患の腸管炎症部位と非炎症部位において、HCMV受容体とされるEGFR, integrin αvβ3,およびPDGFの発現の差異について組織学的に検討した。その結果、腸管非炎症部位に比して、炎症部位で上記の遺伝子発現の増強が認められた。その後の解析により、線維芽細胞や血管内皮細胞、加えて腸管上皮においても上記分子の発現が増強していることが確認された。(1)IBD患者におけるHCMV再活性化機構の機序の解明:潰瘍性大腸炎患者、クローン病患者、健常人の末梢血から単球を単離、サイトカインに加えてLPS刺激による樹状細胞assay系を樹立させ、このassay系を用いて実験を継続している。さらに、CMV再活性化されたマクロファージからは、CMV感染のないマクロファージと比較し、TNF-α,IL-12,IL-6の産生が増強されることが明らかとなった。CMV感染マクロファージはM1typeの性質を有することが証明された。(2)HCWV

再活性化に伴う樹状細胞やマクロファージの機能変化の解析:上記で記載された樹状細胞やマクロファージをTNF-α刺激により分化させ、その後TGF-βによる刺激を加えた。その結果、CWが再活性化された樹状細胞やマクロファージにおいては、TGF-βによる炎症性サイトカイン産生抑制が認められなかった。その原因として、CMW再活性化による細胞内でのSmadシグナルの抑制が確認された。Smadシグナルの抑制はNF-kBのinhibitorにより、回復することが証明された。(3)HCMV再活性化後の腸管内感染成立機構の解明:HCMVの再活性化後の局所腸管粘膜におけるHCMV粒子の感染成立の機序の解明を行う。線維芽細胞や血管内皮細胞はHCMV粒子の主たる標的細胞とされている。平成22年後の検討から、炎症部位でHCMV受容体とされるEGFR,integrin αvβ3,およびPDGFの発現の増強が認められた。さらに、腸管炎症部位組織の免疫染色による検討から、CMVは腸管間質細胞に主として潜伏し、再活性化するものと考えられた。
低域混成波による球状トカマクプラズマの電流駆動

球状トカマクに不可欠なプラズマ電流を高周波波動で駆動できることを示すのが目的である。200MHzの低域混成波を用い、10kAを超えるプラズマ電流の駆動に成功した。3種類のアンテナを用いた実験結果を比較し、球状トカマク配位の自発的形成、波動計測による非線形波動現象やX線計測による高速電子の特性解明、波数スペクトルの最適化、新型アンテナの開発等、物理現象の解明に貢献する多くの成果を得た。現状では電流駆動効率は高速電子の損失により制限されているが、閉じ込め磁場やプラズマ電流の増大により大幅な効率改善が見込めることがシミュレーション計算から示された。この成果は核融合炉の経済性向上に見通しを与えた。200MHzの電磁波の真空波長は1.5mと長いため、TST-2では導波管アレイアンテナで低域混成波(LHW)を直接励起することはできないので、周波数21MHzの高次高調速波(HHFW)を励起するために用いていた2ストラップ型ループアンテナを用いて実験を行った。このアンテナは方向性をもたない定在波を励起する。波動伝搬領域を確保するため、トロイダル磁場を0.3Tまで増強し、RFプローブ等の波動計測信号を処理するため、高周波(RF)信号の振幅・位相測定ユニットおよび高速オシロスコープを導入した。RFによるプラズマ電流立ち上げ時には、開いた磁場配位から閉じた磁気面を持つST配位が自発的に形成される。干渉計を多チャンネル化し、この過程に伴う密度分布の変化を計測した。以前行った21MHzのHHFW実験で得られた、多チャンネル磁気計測によるRF磁場分布・偏波・波数測定、反射計による局所RF電場の評価、静電プローブによる密度・ポテンシャル揺動計測等の種々のRF波動測定データに相関法等を適用し、より詳細に解析した結果、有意な三波結合が観測され、低周波モードは入射されたポンプ波とパラメトリック不安定性により励起された低域サイドバンド波のビートで駆動されていることが明らかとなった。UTSTでは、真空容器外に配置された上限2対のコイルが作る磁気中性点付近に2個のSTプラズマを中心ソレノイドを用いず生成し、軸対称合体させ、高ベータSTプラズマを生成することに成功している。プラズマ中に挿入した磁気プローブアレイを用いて、HHFWの振幅分布、位相分布を計測した。波の振幅変調に伴う時間遅れの解析より、UTSTプラズマによるHHFWの吸収は弱く、トロイダル方向に何周も周回していることがわかった。H21年度に用いた2ストラップ型ループアンテナは方向性をもたない波を励起するので、電流駆動には適さない。H22年度には方向性をもつ進行波を励起するコムラインアンテナを用いて実験を行った。このアンテナは低域混成波(LHW)ではなく速波(FW)を励起するため、FWをLHWに変換する機構が必要となる。これらのアンテナを使った実験結果より、プラズマ生成直後はプラズマが自発的に流す圧力駆動電流が支配的だが、更に電流を上昇させるためには、RFが電子を加速する直接駆動電流が重要となることがわかった。これはSTでもLHWによる電流駆動が可能であることを示す世界初の成果である。プラズマ中に励起された波動およびプラズマの輸送を支配する乱流を詳細に計測するため、静電プローブを増設し、高速バイポーラ電源、ディレイパルサーを導入した。励起された波動の高周波磁場および電場の空間分布および偏波を磁気プローブおよび静電プローブを用いて調べ、パラメトリック崩壊による非線形結合を確認した。また、波動に加速された高エネルギー電子の情報を得るため、X線エネルギー分布測定用波高分析器の改良等を行った。更に電流駆動研究にとって重要なバルク電子温度測定用トムソン散乱の集光ミラーの大口径化、分光器の改良等による性能向上を行い、OH放電ではダブルパス方式による温度非等方性も含めた電子温度計測に成功している。LHWを直接励起するため、電磁解析コードCOMSOLを用いて、アルミナを充填した導波管アレイアンテナを設計した。このアンテナは、通常扱われるサイズを大きく上回るアルミナを必要とするため、当初予定していた方法では製作することができないことが判明した。複数の代替案を検討し、業者との調整を行ったが、設計の確定および製作法の検討に予定以上の時間を要したため、製作は年度を繰り越して行われた。本研究の目的は、球状トカマクの最大課題の一つである非誘導電流立ち上げの実証である。低域混成波(LHW)進行波を励起する導波管配列アンテナの製作(昨年度からの繰越し)と並行し、昨年度開始した速波(FW)進行波を励起するコムラインアンテナを用いた実験を継続し、更に高い電流(15kA)までの立上げを達成した。

励起された波動のRF磁場やRF電場の周波数スペクトル、空間分布、偏波等を磁気プローブ・静電プローブで調べた結果、非線形過程による200MHzのFWの200MHz以下のLHWへの変換が示唆された。X線エネルギー分布測定用の波高分析器の改良等を行い、波に加速された高速電子の速度分布関数に関する情報を得た。プラズマ電流の極性反転、X線測定視線スキャン、プラズマ電流上昇時の時間変化より、高速電子の速度分布関数の非対称性や時間変化がわかり、RF進行波が電子を一方向に加速する直接電流駆動の重要性が確認された。静電プローブで測定される浮遊電位が大きく負になることが観測されており、これより高エネルギー電子に関する情報が得られる可能性が検討されている。磁気計測に基づくプラズマ平衡の再構成、プラズマの温度・密度分布計測も改良を加えており、これらの結果を総合して電流駆動の物理機構解明を目指している。LHWのプラズマ中心部への伝搬には、0.3T程度の磁場が必要なので、トロイダル磁場の増強を行い、この磁場での予備電離に有用な8.2GHzの電子サイクロトロン加熱装置の設置を行った。今年度終盤には導波管アンテナがTST-2に設置され、これらの設備を用いて直接励起LHWによる電流駆動実験を開始した。FW励起とLHW励起の実験結果を比較することにより、モード変換に関する情報が得られ、LHW直接励起の必要性を判断することができるので、その意義は大きい。東大のTST-2球状トカマク装置において、低域混成波(LHW)周波数帯の高周波波動(周波数200MHz、最高パワー100kW)を用い、プラズマ電流増加の実証およびそれに関する物理過程解明を目指した実験を推進した。プラズマ中に励起されるLHW進行波の波数を制御できるという誘電体充填型導波管配列アンテナの特徴を活かし、プラズマ電流増大に最適な波数を調査した。達成されたプラズマ電流、電流を担う高速電子が放射する硬X線のエネルギースペクトルより、磁力線に沿った方向の規格化波数n||=ck||/omegaの最適領域は1<n||<5であることが明らかとなった。これまで使った3種類のアンテナでいずれも1015kAのプラズマ電流が達成されているが、電流駆動効率の指標となるeta_CD=n_e*I_p*R_0/P_RFは、新規に開発した静電結合型コムラインアンテナを使った場合に最も高い値が達成された。このアンテナは13個のアンテナ素子をもつため、方向性が高く、シャープな波数スペクトルをもつLHW進行波を励起できることに起因すると考えられる。RFパワー変調に対するX線の応答および粒子軌道計算により、プラズマ周辺部で生成された高速電子の多くは損失してしまうことがわかった。これが電流駆動効率の低下の原因だと考えられる。磁場を高めれば波がプラズマ中心部に到達しやすくなり、プラズマ電流を高めれば軌道損失が減る。密度を高めると高速電子のエネルギーを制限し、軌道損失を制限できるが、高めすぎると電流駆動効率が急激に劣化する。高パワー入射で観測される密度上昇を抑えるため、電子サイクロトロン波の入射が有効であることが実験で示されている。またプラズマ前面の電子密度を減らせれば、波数スペクトルの更なる改善が期待できる。これらの方策により、電流駆動効率の改善が実現できると考えられる。
口腔・顔面および手指の動作解析による高齢者の機能評価

1.目的高齢者の顎口腔系の機能評価にあたり,特に無歯顎者では下顎骨自体の運動を観察することは困難であるため・顔面の動態から下顎運動を推測できれば臨床上きわめて有益である.そこで,多点動作解析システムに仮想点挿入プログラムを導入し,下顎運動時の顔面皮膚上標点,および下顎骨上仮想点の運動経路,運動量の比較を行ってきた.さらに,高齢者の運動機能を評価するために手指の動作解析を試みている.本年度は,正常者の基準値を求めるために若年健常有歯顎者について手指運動(押しボタン装置によるタッピング)と口腔運動(下顎タッピング)の関連について検討を行った.2.方法被験者に光反射性標点を,手指運動では示指の爪の上面,第二中指骨の頭部,尺骨の遠位端部,上腕部に,口腔運動では鼻根,鼻尖,鼻下点,上口唇,下口唇,モダイオラス,オトガイにそれぞれ貼付した.音刺激発生装置とファンクショナルジェネレータによって定頻度音刺激を発生させ,これに対応した運動を指示した.被験者を6台の高速度ビデオカメラで上下左右6方向から撮影し,Data tation(Vicon 370,Oxford Metrics社製)で収集したデータをリアルタイムでWork Stationへ転送し立体構築を行った.これらを,独自に開発した解析プログラム(nac社製)によって分析を行い比較検討した.3.結果と考察身体の運動の巧緻性を評価するための基礎的データを得るために,健常有歯顎者について音刺激に対応した下顎タッピングと,全身的運動能力の指標としての手指タッピングの定常性と運動軌跡のスムースさを検討したところ,8両運動間に共通する特徴が認められた.1.目的高齢者の顎口腔系の機能評価にあたり,特に無歯顎者では下顎骨自体の運動を観察することは困難であるため・顔面の動態から下顎運動を推測できれば臨床上きわめて有益である.そこで,多点動作解析システムに仮想点挿入プログラムを導入し,下顎運動時の顔面皮膚上標点,および下顎骨上仮想点の運動経路,運動量の比較を行ってきた.さらに,高齢者の運動機能を評価するために手指の動作解析を試みている.本年度は,正常者の基準値を求めるために若年健常有歯顎者について手指運動(押しボタン装置によるタッピング)と口腔運動(下顎タッピング)の関連について検討を行った.2.方法被験者に光反射性標点を,手指運動では示指の爪の上面,第二中指骨の頭部,尺骨の遠位端部,上腕部に,口腔運動では鼻根,鼻尖,鼻下点,上口唇,下口唇,モダイオラス,オトガイにそれぞれ貼付した.音刺激発生装置とファンクショナルジェネレータによって定頻度音刺激を発生させ,これに対応した運動を指示した.被験者を6台の高速度ビデオカメラで上下左右6方向から撮影し,Data tation(Vicon 370,Oxford Metrics社製)で収集したデータをリアルタイムでWork Stationへ転送し立体構築を行った.これらを,独自に開発した解析プログラム(nac社製)によって分析を行い比較検討した.3.結果と考察身体の運動の巧緻性を評価するための基礎的データを得るために,健常有歯顎者について音刺激に対応した下顎タッピングと,全身的運動能力の指標としての手指タッピングの定常性と運動軌跡のスムースさを検討したところ,8両運動間に共通する特徴が認められた.1.目的高齢者の顎口腔系の機能評価にあたり,特に無歯顎者では下顎骨自体の運動を観察することは困難であるため,顔面の動態から下顎運動を推測できれば臨床上きわめて有益である.そこで,多点動作解析システムに仮想点挿入プログラムを導入し,下顎運動,咀嚼,発音運動時の顔面皮膚上標点,および下顎骨上仮想点の運動経路,運動量の比較を行っている.本年度は健常有歯顎者について中心咬合位時から最大開口時における皮膚上標点とそれに対応する下顎骨上仮想点の運動量の差について解析を行った.2.方法被験者は健常有歯顎者で被験者の顔面皮膚上に光反射性標点をオトガイ点およびその正中後方2点(Me1,Me2,Me3),左右顎角,下顎下縁の左右2点づつ(M3,M6,G),計9点を貼付した.また,3個の標点を設置したマーカーを下顎歯列に装着した.さらに2個のマーカーを設置した棒状ポインターを用いて,静止時の下顎下縁,オトガイ正中部の3点の計9部位の皮膚上標点を順に指示し仮想点データとした.被験者の顔貌を6台の高速度ビデオカメラで上下左右6方向から撮影し,Data Station (Vicon 370, Oxford Metrics社製)へ収集したデータをリアルタイムでWork Stationへ転送し,立体構築する.これらを,独自に開発した任意点挿入プログラム(nac社製)によって合成し,皮膚上標点と下顎骨上仮想点の運動量を比較した.3.結果と考察すでに,中心咬合位時から下顎安静位時のような比較的小範囲での運動解析を報告したが,より広範囲な運動の最大開口時にも解析が可能であることが示唆された.これにより,顎関節症の診断,評価にも本システムが応用できると思われる.1.目的高齢者の顎口腔系の機能評価にあたり,特に無歯顎者では下顎骨自体の運動を観察することは困難であるため,顔面の動態から下顎運動を推測できれば臨床上きわめて有益である.そこで,多点動作解析システムに仮想点挿入プログラムを導入し,下顎運動時の顔面皮膚上標点,および下顎骨上仮想点の運動経路,運動量の比較を行ってきた.

さらに,高齢者の運動機能を評価するために手指の動作解析を試みている.本年度は,正常者の基準値を求めるために若年健常有歯顎者について手指運動(押しボタン装置によるタッピング)と口腔運動(下顎タッピング)の関連について検討を行った.2.方法被験者に光反射性標点を,手指運動では示指の爪の上面,第二中指骨の頭部,尺骨の遠位端部,上腕部に,口腔運動では鼻根,鼻尖,鼻下点,上口唇,下口唇,モダイオラス,オトガイにそれぞれ貼付した.音刺激発生装置とファンクショナルジェネレータによって定頻度音刺激を発生させ,これに対応した運動を指示した.被験者を6台の高速度ビデオカメラで上下左右6方向から撮影し,Data Station(Vicon 370,Oxford Metrics社製)で収集したデータをリアルタイムでWork Stationへ転送し立体構築を行った.これらを,独自に開発した解析プログラム(nac社製)によって分析を行い比較検討した.3.結果と考察身体の運動の巧緻性を評価するための基礎的データを得るために,健常有歯顎者について音刺激に対応した下顎タッピングと,全身的運動能力の指標としての手指タッピングの定常性と運動軌跡のスムースさを検討したところ,両運動間に共通する特徴が認められた.
不動産投資法人のエクイティ及びデット・ファイナンス

日本版不動産投資信託の発行市場に関する研究は、不動産投資信託(REIT)の発祥地である米国に比べると、遥かに後れを取っている。この研究ではREITの発行体である不動産投資法人と一般事業会社(Industrial Firms)との財務行動の類似点と相違点を明らかにし、そのギャップの縮小に努めたい。とりわけ、不動産投資法人の資金調達意思決定について、日本市場の制度的特性を考慮しつつ、資本構成理論に基づく解釈を試みる。具体的に、投資法人による投資口と投資法人債発行の決定要因を明らかにし、また、投資口発行の際の価格付け過程を解き明かしたい。
グラフの部分構造の存在を保証する条件の関係性に関する研究

(1)2018年の「閉路の長さの分布」に関する論文の中に書かれていた予想を千葉周也氏(熊本大学)氏との共同研究で解決した.この予想は1985年にThomassenによって提起された予想を導く.この結果に関しては,2019年3月25日27日に開催された石巻組合せ論研究集会で発表した.(3)千葉周也(熊本大学),江川嘉美(東京理科大学),藤沢潤(慶應義塾大学),斎藤明(日本大学),Ingo Schiermeyer(Technische Universitat Bergakademie Freiberg),津垣正男との共同研究で,「ライングラフ上の指定された成分数の2-因子」に関する研究を行った.現在,論文執筆中である.石巻組合せ論研究集会で,共同研究者の津垣氏が発表した.(4)閉路に限らず部分構造の存在に関する極値グラフ理論の研究において,regularity lemmaを用いて部分的解決を得ている予想が数多く存在する.2018年5月に前澤俊一(横浜国立大学)を近畿大学に招き,次数3以上の頂点が少ない全域木の存在に関する小関-山下予想に対するregularity lemmaを使った部分的解決について,小関健太(横浜国立大学)と千葉周也(熊本大学)ともに議論した.(1)研究目的である「閉路に関するサーヴェイ論文の作成」に対して,そのサーヴェイ論文の1つの章「閉路の長さの分布」が完成した.さらに,千葉周也(熊本大学)との共同研究において,これに関して30年未解決問題であったThomassen予想を解決した.(2)Chen氏,千葉氏,Gould氏,Gu氏,斎藤氏,津垣氏との研究で,非隣接2頂点の次数和という観点で,密なグラフには部分構造として密な2部グラフが存在することを証明した.これは研究目的である「定理間の関係性に関する研究」と「条件間の関係性に関する研究」の2つに関連する研究となっている.(3)千葉氏,江川氏,藤沢氏,斎藤氏,Schiermeyer氏,津垣氏との共同研究で,「ライングラフ上の指定された成分数の2-因子」に関する研究を行った.現在,論文執筆中であり,今年度中には投稿する予定である.(1)申請時の研究計画として,「閉路に関するサーヴェイ論文の作成」がある.「グラフに複数の閉路または道が存在するための次数和条件」についてのサーヴェイ論文が2018年1月国際雑誌に掲載された.今後は,「1つの閉路に関する次数和条件」についてのサーヴェイ論文を執筆する.そのための情報収集を行う.(3)閉路に関するサーヴェイ論文の作成のために「regularity lemma」に関する研究について,これまでの結果をまとめる作業を行う.その際,regularity lemmaの使用方法および確率的手法の習得して,これまで直接的には解決不可能であった予想に関して部分的解決を与えたいと考えている.そのため,小関氏,前澤氏,千葉氏と連携しながら,勉強および研究を進めていく予定にしている.(1)研究協力者である千葉周也氏(熊本大学)との研究で,2部グラフにおいて完全マッチングを含む複数の閉路が存在するための次数和条件を得た.この結果から,有向グラフにおける有向閉路に関する結果も導かれる.これらの結果に関して,千葉氏が「2016年度応用数学合同研究集会」で講演を行った.さらに,論文としてまとめて,国際雑誌に投稿した.(2)研究協力者である千葉氏との研究で,グラフに複数の閉路または道が存在するための次数和条件についてのサーヴェイ論文を作成中である.論文の骨子は完成した.(3)日本応用数理学会2016年度年会において,「閉路の存在性に関する定理の関係について」というタイトルで講演を行い,日本人を含め多くの研究者によって得られた「閉路が存在するための次数和条件に関する定理」を紹介するとともに,それらの定理の関係性について述べた.(1)研究目的の1つである「定理間の関係性に関する研究」に対して,研究協力者である千葉周也氏(熊本大学)との研究で,グラフに複数の閉路または道が存在するための次数和条件についてのサーヴェイ論文を作成中である.論文の骨子は完成しており,現在,今年度中の投稿を目指して,内容の精査を行っている.(2)研究目的の1つである「条件間の関係性に関する研究」に対して,「研究実績の概要」でも述べたように,千葉氏との研究で,2部グラフにおいて完全マッチングを含む閉路が存在するための次数和条件と有向グラフにおいて有向閉路が存在するための次数和条件の関係性に注目した研究を行った.現在投稿中である.(3)「研究実績の概要」でも述べたように,Chen氏,千葉氏,Gould氏,Gu氏,斎藤氏,津垣氏との研究で,非隣接2頂点の次数和という観点で,密なグラフには部分構造として密な2部グラフが存在することを証明した.これは研究目的である「定理間の関係性に関する研究」と「条件間の関係性に関する研究」の2つに関連する研究となっている.

(1)千葉周也氏(熊本大学)との研究で得られた「指定された頂点集合に対して,それらをちょうど1点ずつ含む閉路にグラフを分割するための次数和条件」に関する結果をまとめた論文が2017年4月国際雑誌に掲載され,「2部グラフにおいて指定された個数の閉路にグラフを分割するための次数和条件」に関する結果をまとめた論文が2017年12月国際雑誌に掲載され,「2部グラフにおいて指定された完全マッチングに対して,それらをちょうど1辺ずつ含む閉路にグラフを分割するための次数和条件」に関する結果をまとめた論文が2018年2月国際雑誌に掲載された.(2)千葉氏と,「グラフに複数の閉路または道が存在するための次数和条件」についてのサーヴェイ論文を執筆し,その論文が2018年1月国際雑誌に掲載された.(3)第14回組合せ論若手研究集会において,「複数の閉路および複数の道が存在するための次数和条件」というタイトルで講演を行った.(5)津垣氏との研究で,「2部グラフにおいて指定された頂点を葉とする全域木が存在するための次数和条件」を得た.この結果に関して,津垣氏が第14回組合せ論若手研究集会で「2部グラフがS-leaf-connectedとなるための次数和条件」というタイトルで講演を行い,さらに,論文としてまとめて投稿した.(1)研究目的の1つである「定理間の関係性に関する研究」に対して,研究協力者である千葉周也氏(熊本大学)との研究で,グラフに複数の閉路または道が存在するための次数和条件についてのサーヴェイ論文を執筆し,その論文が国際雑誌に掲載された.サーヴェイ論文の中で多くの定理を比較し,それら定理間の関係性について述べている.(2)研究目的の1つである「条件間の関係性に関する研究」に対して,「2部グラフにおいて完全マッチングを含む閉路が存在するための次数和条件」と「有向グラフにおいて有向閉路が存在するための次数和条件」の関係性に注目した千葉氏との研究成果が国際論文に掲載された.また,そこで得られた知見から「2部グラフにおいて複数の閉路が存在するための次数和条件」に関する結果を得た.その結果をまとめた論文が国際雑誌に掲載された.(3)Chen氏,千葉氏,Gould氏,Gu氏,斎藤氏,津垣氏との研究で,非隣接2頂点の次数和という観点で,密なグラフには部分構造として密な2部グラフが存在することを証明し,その結果を論文としてまとめた.これは研究目的である「定理間の関係性に関する研究」と「条件間の関係性に関する研究」の2つに関連する研究となっている.(1)2018年の「閉路の長さの分布」に関する論文の中に書かれていた予想を千葉周也氏(熊本大学)氏との共同研究で解決した.この予想は1985年にThomassenによって提起された予想を導く.この結果に関しては,2019年3月25日27日に開催された石巻組合せ論研究集会で発表した.(3)千葉周也(熊本大学),江川嘉美(東京理科大学),藤沢潤(慶應義塾大学),斎藤明(日本大学),Ingo Schiermeyer(Technische Universitat Bergakademie Freiberg),津垣正男との共同研究で,「ライングラフ上の指定された成分数の2-因子」に関する研究を行った.現在,論文執筆中である.石巻組合せ論研究集会で,共同研究者の津垣氏が発表した.(4)閉路に限らず部分構造の存在に関する極値グラフ理論の研究において,regularity lemmaを用いて部分的解決を得ている予想が数多く存在する.2018年5月に前澤俊一(横浜国立大学)を近畿大学に招き,次数3以上の頂点が少ない全域木の存在に関する小関-山下予想に対するregularity lemmaを使った部分的解決について,小関健太(横浜国立大学)と千葉周也(熊本大学)ともに議論した.
力学的にチューニング可能なDNAネットワーク集積体の創製

本研究の目的は,手で押す,引っ張る,ひねるなどの日常的なマクロな動作によって,ナノサイズの構造体の形状と機能を精密に操作できる技術を創出することである.具体的には,DNAの有するプログラマビリティを駆使することで,複数の機能(ソフトウェア)付与が容易かつ選択的に可能なDNA二次元ネットワーク集積体(ハードウェア)を作製し,さらにその出力を力学的に調整可能な力学的チューニング材料を新規創製することを目指す.本研究によって,力学的に形状変形可能な材料に対して,様々な機能をDNAのハイブリダイゼーション(二重らせん構造の形成)を利用して選択的に「インストール」するという新規技術だけではなく,外部から受ける微小な力に応答する環境応答材料作製技術も提示できる.助成期間において,DNAオリガミ技術により作製した環状DNAナノユニットを両親媒化し,これを疎水相(油相)と親水相(水)の界面に集積させることに成功した.DNAナノユニットの両親媒化は,DNAナノユニットの一部分のみへ剛直な疎水基であるコレステロールをハイブリダイゼーションにより結合することで行った.疎水性付与の成否は電気泳動観察から定性的に確認した.さらに,水相中に分散せず,また互いに凝集しない適度な疎水性を決定するため,疎水基の本数を変えたDNAナノユニットを用いて油中水滴(ミネラルオイル中の微小水滴)を調製し,共焦点レーザー顕微鏡観察から界面集積部分と水相内分散部分それぞれの蛍光強度を定量評価することで,最適なコレステロール導入本数を決定した.以上より,気水界面における二次元DNAネットワーク集積体作製のための構成単位であるDNAナノユニットの開発に成功した.本研究の目的は,手で押す,引っ張るなどの日常的なマクロな動作によって,ナノサイズの構造体の形状と機能を精密に操作できる技術を創出することである.具体的には,DNAの有するプログラマビリティを駆使することで,複数の機能(ソフトウェア)付与が容易かつ選択的に可能なDNA二次元ネットワーク集積体(ハードウェア)を作製し,さらにその出力を力学的に調整可能な力学的チューニング材料を新規創製することを目指す.本研究によって,力学的に形状変形可能な材料に対して,様々な機能をDNAのハイブリダイゼーション(二重らせん構造の形成)を利用して選択的に「インストール」するという新規技術だけではなく,外部から受ける微小な力に応答する環境応答材料作製技術も提示できる.本年度の研究では,DNAオリガミ技術により作製した環状DNAナノユニットを両親媒化し,これを疎水相(油相)と親水相(水)の界面に集積させることに成功した.DNAナノユニットの両親媒化は,DNAナノユニットの一部分のみへ剛直な疎水基であるコレステロールをハイブリダイゼーションにより結合することで行った.疎水性付与の成否は電気泳動観察から定性的に確認した.さらに,水相中に分散せず,また互いに凝集しない適度な疎水性を決定するため,疎水基の本数を変えたDNAナノユニットを用いて油中水滴(ミネラルオイル中の微小水滴)を調製し,共焦点レーザー顕微鏡観察から界面集積部分と水相内分散部分それぞれの蛍光強度を定量評価することで,最適なコレステロール導入本数を決定した.以上より,気水界面における二次元DNAネットワーク集積体作製のための構成単位であるDNAナノユニットの開発に成功した.本年度は,両親媒性を付与した環状DNAナノユニットの開発を主な研究予定としていた.当初は,脂質膜を足場として両親媒性DNAナノユニットを界面に集積させ,疎水基の本数の最適化を行う予定であったが,脂質膜を用いることなく,より簡便かつ定量的な評価方法によって疎水基導入本数を決定することができた.また,次の研究段階である両親媒性DNAナノユニットの気水界面集積の予備実験も実施できている.したがって,計画はおおむね順調に進展しているといえる.本研究の目的は,手で押す,引っ張る,ひねるなどの日常的なマクロな動作によって,ナノサイズの構造体の形状と機能を精密に操作できる技術を創出することである.具体的には,DNAの有するプログラマビリティを駆使することで,複数の機能(ソフトウェア)付与が容易かつ選択的に可能なDNA二次元ネットワーク集積体(ハードウェア)を作製し,さらにその出力を力学的に調整可能な力学的チューニング材料を新規創製することを目指す.本研究によって,力学的に形状変形可能な材料に対して,様々な機能をDNAのハイブリダイゼーション(二重らせん構造の形成)を利用して選択的に「インストール」するという新規技術だけではなく,外部から受ける微小な力に応答する環境応答材料作製技術も提示できる.助成期間において,DNAオリガミ技術により作製した環状DNAナノユニットを両親媒化し,これを疎水相(油相)と親水相(水)の界面に集積させることに成功した.DNAナノユニットの両親媒化は,DNAナノユニットの一部分のみへ剛直な疎水基であるコレステロールをハイブリダイゼーションにより結合することで行った.疎水性付与の成否は電気泳動観察から定性的に確認した.さらに,水相中に分散せず,また互いに凝集しない適度な疎水性を決定するため,疎水基の本数を変えたDNAナノユニットを用いて油中水滴(ミネラルオイル中の微小水滴)を調製し,共焦点レーザー顕微鏡観察から界面集積部分と水相内分散部分それぞれの蛍光強度を定量評価することで,最適なコレステロール導入本数を決定した.以上より,気水界面における二次元DNAネットワーク集積体作製のための構成単位であるDNAナノユニットの開発に成功した.これまでに,研究目的である二次元DNAネットワーク集積体の構成単位である両親媒性DNAナノユニットの開発に成功している.

したがって今後は,当初の予定である気水界面における二次元集積およびその力学的変形,さらにDNAナノユニット内部への酵素の導入による微小反応場構築とその反応効率の力学的調整へと展開していく予定である.
加齢に伴う骨芽細胞・脂肪細胞分化スイッチにおける転写因子Mafの役割

骨粗鬆症患者の病態である脂肪髄を伴う骨量減少の原因である、老化がもたらす骨芽細胞と脂肪細胞の分化振り分け機構の破綻に関わるメカニズムは未だに不明な点が多い。本研究によって、転写因子Mafが両細胞分化の振り分けに関与することが明らかとなった。老化に伴いMafの発現量が低下することが、骨老化を促進する原因の一つとなることが示唆され、骨老化への分子スイッチとしてのMafの新たな役割が示された。本研究の目的は、骨粗鬆症患者が呈する脂肪髄を伴う骨量減少の原因の一つである、老化がもたらす骨芽細胞と脂肪細胞の分化振り分け機構の破綻に関わる転写制御機構を明らかにすることである。本研究では、この制御に関わる転写因子を同定するために、マウス新生児頭蓋冠由来の骨芽細胞のトランスクリプトーム解析を実施した。転写因子1470の発現データを抽出した結果、骨芽細胞分化に伴い発現上昇する遺伝子が667同定され、この中で163個の転写因子が4倍以上の発現上昇を示し、骨芽細胞分化と関連あることが示唆された。次に、加齢によって影響を受ける転写因子群の同定を行うために、若齢および成熟マウス由来の骨髄ストローマ細胞のトランスクリプトーム解析を実施した結果、上記の163個の転写因子の中で、52個の転写因子が、加齢に伴い半分以下に発現低下することが明らかとなった。この52個の転写因子は、加齢がもたらす骨芽細胞分化の変化の分子基盤を司る有力な標的となることが予想される。52個に含まれる転写因子の中で、Mafの機能解析を実施した。Maf遺伝子欠損マウスは出生後死亡するため、新生児あるいは胎児における骨形成並びに脂肪細胞形成への影響を解析した。骨表現型を、全骨格標本及びμCT解析によって検討を行った結果、顕著な骨形成の低下が観察された。実際に、Maf遺伝子欠損マウスにおいては、骨芽細胞の数が減少していた。この一方で、骨髄腔内の脂肪細胞の変化は観察されなかったが、脂肪細胞の重要な制御因子であるPparγの発現量が有為に亢進していた。以上の結果から加齢に伴い発現量の低下を示す転写因子Mafが、骨芽細胞と脂肪細胞分化に重要な機能を有することが示唆される。これまでに、老化がもたらす骨芽細胞と脂肪細胞の分化振り分け機構の破綻を司る転写制御は不明であったが、本研究成果によって、Mafが重要な位置づけを担うことが初めて示された。本研究の目的は、骨粗鬆症患者の病態である脂肪髄を伴う骨量減少の原因の一つである、老化がもたらす骨芽細胞と脂肪細胞の分化振り分け機構の破綻に関わる転写制御機構を明らかにすることである。昨年度実施したトランスクリプトーム解析の結果、この制御に関わる候補因子として、52個の転写因子を同定し、その中で、発現量の変化が著しいMafに注目した。Maf欠損マウスを解析した結果、骨形成の低下が観察された。この異常は、遺伝子欠損マウス由来の骨芽細胞の初代培養によって、骨芽細胞自律的な効果に起因することが明らかとなった。この時、脂肪細胞分化の著しい亢進も観察された。骨芽細胞と脂肪細胞への分化能を有する細胞株へMafを過剰発現した結果、骨芽細胞分化が亢進する一方で、脂肪細胞分化が抑制されることから、Mafは骨芽細胞と脂肪細胞の分化振り分けを制御する転写因子であることが示唆される。詳細な作用機序の検討の結果、Mafは骨芽細胞分化制御因子Runx2と協調作用することで、骨芽細胞発現遺伝子オステオカルシンや骨シアロ蛋白質の発現を正に制御する一方で、脂肪細胞分化制御因子Pparγの発現を直接負に制御することが明らかとなった。個体の老化は、DNA障害の蓄積による細胞の増殖能の低下が主因とされるが、このメカニズムでは分化振り分けの異常を説明することは難しい。DNA障害の原因の一つである酸化ストレスの添加に伴い、Maf自身の発現量は大きく低下することから、老化に伴う骨芽細胞と脂肪細胞の分化振り分け機構の破綻には、Mafの量的効果が関ることが示唆される。これを支持する知見として、Mafヘテロ接合型マウスの骨組織を解析した結果、加齢に伴い骨形成が低下するとともに、骨髄腔内の脂肪細胞の数が増加し、Mafヘテロ接合型マウスが骨粗鬆症様の病態を呈する結果が得られている。長らく骨老化に関る細胞自律的な分子基盤は不明であったが、本研究によってMafが老化のスイッチに関与する結果が得られた意義は大きく、今後、Mafの発現量の調節が骨粗鬆症治療にどの程度貢献するかは大変興味深い。
肝臓におけるリンを用いたMRスペクトロスコピーの確立とその臨床的有用性の検討

昨年度までの検討にて、肝実質の31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件が固まったので、今年度は糖尿病患者における31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーの臨床的有用性について検討した。撮像には、シーメンス社製3T MRI装置、31P/1H loop RF coil (12 cm径,高島製作所)を使用した。安定して良好なスペクトルが得られる右側臥位にて撮像し、ATPスペクトルピークの比較を行った。同意を得られた糖尿病患者に対し、上記の検討で確立した至適撮像条件で31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーを、糖尿病治療食での食事療法直前と食事療法開始1週間後の2回撮像した。直接測定した肝臓内のATP等のスペクトルデータを31P MRスペクトロスコピー専用のソフトで解析した。複数のスペクトルデータから肝臓の糖代謝及びリン脂質代謝に半定量的に評価する方法として、β-ATPの信号強度と全Pスペクトルの信号強度の比(β-ATP比)が最も適していた。食事療法が奏功しなかった群に比して、食事療法が奏功した患者群では、食事療法開始1週間後のβ-ATP比がより上昇した。肝臓の糖代謝及びリン脂質代謝の改善により、β-ATPの消費が減少したため、結果としてβ-ATP比がより上昇したと考えられた。肝臓における31P MRスペクトロスコピーの研究報告は少なく、本研究では撮像条件の検討も1から始めないといけなかったが、撮像体位を含めた31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件を確立することができた。さらに臨床例での検討から、肝臓の糖代謝及び細胞膜のリン脂質代謝の変化を評価する方法として、31Pを用いたMRスペクトロスコピーが有用であると思われた。なおこれまでの成果は、第44回、第45回日本磁気共鳴医学会にて、発表した。肝臓における31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件を検討することは確立していない。そこでまず3T MR装置を用いて、男女健常ボランティアに対し31P MRスペクトロスコピーをいくつかの条件で撮像、その画質を評価した。高磁場装置に対応する31PMRスペクトロスコピー用のコイルを使用し、呼吸同期法をはじめとする複数の撮像方法を試みた。得られた肝臓内のATP、ホスホモノエステルとホスホジエステル等のスペクトルを31P MRスペクトロスコピー専用のソフトで解析した。その結果、(1) 31P 3D化学シフト画像シーケンスおよび調整されたRF照射パワーを用いて、ヒト肝臓の31Pスペクトルを腹筋からの信号の混入を抑えて取得することが確認できたこと、(2)ただ肝臓の31Pスペクトルを腹筋からの信号の混入を抑えて取得するには、12x12x12分割以上の空間分解能が必要で、定量評価を見据えると、さらに空間分解能を有する画像が望ましいが、撮像時間が30分以上になること、(3) TRを1秒に設定した撮像プロトコールは、検査時間の短縮には有用であるが、T1時間の長い代謝物(例えばグリセロホスホエタノールアミン*)の検出には適していないであろうこと、(4)現在使用している31P MRスペクトロスコピー用のコイルは、体表近傍の肝実質の31Pスペクトルは十分とれるものの、肝臓深部ではノイズが目立つことが判明した。なお本内容は、第44回日本磁気共鳴医学会にて、発表した。体表近傍の肝実質の31PMRスペクトロスコピーの至適撮像条件が固まってきたので、肝臓深部における31P MRスペクトロスコピーに適したコイルの開発と至適撮像条件の検討を引き続き行う。さらに本年度より、糖尿病患者における31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーの臨床的有用性の検討を開始する。肝臓における31P MRスペクトロスコピーの研究報告は少なく、撮像条件の検討も1から始めないといけないので、当初から31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件は研究の1年目にあたる平成28年度だけでは確立できないのではないかと予測していた。体表近傍の肝実質の31PMRスペクトロスコピーの至適撮像条件は固まることができたものの、肝臓深部ではノイズが目立ち、十分な情報が得られていない。肝臓深部における31P MRスペクトロスコピーに適したコイルの開発と至適撮像条件の検討を引き続き行う必要がある。特にコイルの開発は手探りの状態であること、作成に時間がかかっていることから、31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件の確立には、もう少し時間を要すると思っている。昨年度の検討にて、肝実質の31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件が固まってきたので、今年度はまず最適なポジショニングについて検討した。同一ボランティアを対象に仰臥位、腹臥位、右側臥位にて撮像し、ATPスペクトルピークの比較を行った。ATPのスペクトルピークは、右側臥位、腹臥位、仰臥位の順で良好な結果が得られた。右側臥位では安定して良好なスペクトルが得られた。腹臥位では、半数で良好なスペクトルを取得できたが、半数では肝臓-コイル間の距離が広く、信号強度の低下が確認された。仰臥位では、スペクトルの信号強度が低い結果となった。仰臥位では、腹壁の動きが原因で良好なスペクトルが取得できなかったと考えられる。

腹臥位と右側臥位では、腹壁の動きを抑制できるため、仰臥位と比較し、良好なスペクトルの取得が可能であったと考えられる。しかし、腹臥位では検査中の被験者負担が大きく、皮下脂肪が多い場合や腹直筋が発達した場合に、肝臓-コイル間距離が広がり、信号強度低下がみられた。良好なヒト肝臓31Pスペクトルを取得するために右側臥位が最も適したポジショニングと考えられた。なお本内容は、第45日本磁気共鳴医学会にて、発表した。続いて本年度より、糖尿病患者における31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーの臨床的有用性の検討を開始した。同意を得られた糖尿病患者に対し、上記の検討で確立した至適撮像条件で31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーを、糖尿病治療食での食事療法直前と食事療法開始3週間後の2回撮像した。直接測定した肝臓内のATP等のスペクトルデータを31P MRスペクトロスコピー専用のソフトで現在解析中である。肝臓における31P MRスペクトロスコピーの研究報告は少なく、撮像条件の検討も1から始めないといけないので、31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件の確立に時間を要したものの、撮像体位を含めた31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件は固まることができた。さらにコイルの反対側に複数のP化合物を含有するファントムを設置した状態で31P MRスペクトロスコピーを撮像することで、直接測定した肝臓内のATP等のスペクトルデータを半定量的に評価する方法も確立しつつある。今年度までの検討で確立した至適撮像条件で31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーを用い、本年度より糖尿病患者における31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーの臨床的有用性の検討も開始できたので、おおむね順調にすすんでいると思っている。昨年度までの検討にて、肝実質の31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件が固まったので、今年度は糖尿病患者における31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーの臨床的有用性について検討した。撮像には、シーメンス社製3T MRI装置、31P/1H loop RF coil (12 cm径,高島製作所)を使用した。安定して良好なスペクトルが得られる右側臥位にて撮像し、ATPスペクトルピークの比較を行った。同意を得られた糖尿病患者に対し、上記の検討で確立した至適撮像条件で31Pを用いた肝臓MRスペクトロスコピーを、糖尿病治療食での食事療法直前と食事療法開始1週間後の2回撮像した。直接測定した肝臓内のATP等のスペクトルデータを31P MRスペクトロスコピー専用のソフトで解析した。複数のスペクトルデータから肝臓の糖代謝及びリン脂質代謝に半定量的に評価する方法として、β-ATPの信号強度と全Pスペクトルの信号強度の比(β-ATP比)が最も適していた。食事療法が奏功しなかった群に比して、食事療法が奏功した患者群では、食事療法開始1週間後のβ-ATP比がより上昇した。肝臓の糖代謝及びリン脂質代謝の改善により、β-ATPの消費が減少したため、結果としてβ-ATP比がより上昇したと考えられた。肝臓における31P MRスペクトロスコピーの研究報告は少なく、本研究では撮像条件の検討も1から始めないといけなかったが、撮像体位を含めた31P MRスペクトロスコピーの至適撮像条件を確立することができた。