hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分布センサ情報を用いた荷重同定に関する研究

約6mの複合材料製翼ボックスおよび約1mのアルミ製風洞模型に光ファイバセンサを設置し,構造試験または風洞試験で得られたひずみ情報をもとに逆解析手法を用いて荷重を同定した.複合材料製翼ボックスには,1系統あたり3040個の光ファイバひずみセンサを直列に配置し,翼長手方向に7系列設置した.極めて高い精度でひずみ分布が測定でき,同定した荷重もよい推定精度を示した.アルミ製風洞模型には,母材,フラップ,スラットに全長にわたりひずみ計測が可能な1または2本の光ファイバひずみセンサを設置し,風洞試験時の測定ひずみから圧力を同定し,おおよそ良い一致を示した.船体構造の安全性・信頼性向上を目的とし,広範囲のひずみ測定が可能な分布型センサを用い、船体構造に負荷される荷重を逆解析によりリアルタイムに推定し,各部応力を再構成する手法を研究する.これまでの研究をもとに適用性をさらに高めるため次の課題が挙げられる.(1)動的問題への適用,(2)湾曲面・複数面への適用,(3)局所的な荷重などへの適用,(4)実験的な検証,(5)残存強度・寿命予測手法との連携,である.初年度は,(2),(3),(4),(5)に取り組み,分布型光ファイバセンサの情報をもとに,湾曲面・複数面を持つ構造に負荷される局所的・分布的な荷重・応力を逆解析によりリアルタイムに推定・再構成し,さらに各部位の残存強度・寿命予測を可能とする手法の研究を行った.全長6mのCFRP製ボックス構造の構造試験において,光ファイバセンサの測定情報をもとに負荷された荷重の推定を行った.逆解析用FEMモデルは,順解析から求められた300点以上のひずみ値の実験値との比較によって行われ,極めて良い一致を示すことからその正確性が示された.測定されたひずみ値からの逆解析による荷重同定も良好な精度を示し,再構成された応力による疲労評価の可能性を示した.最終年度は,引き続き(2)(5)の検討を深めるため風洞模型試験を用いた分布荷重同定を行った.模型は約1mで,母翼,フラップ,スラットから構成される.光ファイバセンサを各構成要素の長手方向に接着固定した.アルミ合金製模型のFEMモデルを作成し,荷重として測定圧力を与え,測定ひずみとシミュレーションの結果を比較した.傾向として一致し、今後モデルを精緻化することでより正確な検証が可能であると考える.測定ひずみ値を用いた荷重同定では,おおむね良好な推定ができた.風洞試験における光ファイバセンサによる本格的なひずみ測定および荷重同定は世界初の試みである.約6mの複合材料製翼ボックスおよび約1mのアルミ製風洞模型に光ファイバセンサを設置し,構造試験または風洞試験で得られたひずみ情報をもとに逆解析手法を用いて荷重を同定した.複合材料製翼ボックスには,1系統あたり3040個の光ファイバひずみセンサを直列に配置し,翼長手方向に7系列設置した.極めて高い精度でひずみ分布が測定でき,同定した荷重もよい推定精度を示した.アルミ製風洞模型には,母材,フラップ,スラットに全長にわたりひずみ計測が可能な1または2本の光ファイバひずみセンサを設置し,風洞試験時の測定ひずみから圧力を同定し,おおよそ良い一致を示した.船体構造の安全性・信頼性向上および長寿命化を目的とし,広範囲の効率的なひずみ測定を可能とする分布型センサを用いて船体構造に負荷される荷重を逆解析によりリアルタイムに推定し,船体各部の応力を再構成する手法に関して研究する.船体構造へのさらなる適用性を高めるため次の課題が挙げられる.(1)動的問題への適用,(2)湾曲面・複数面への適用,(3)局所的な荷重やタンク内圧など内荷重への適用,(4)実験的な検証,(5)残存強度・寿命予測手法との連携,である.本年度は以上の5つの課題のうち,(2),(3),(4),(5)に取り組み,分布型光ファイバセンサの情報をもとに,湾曲する面および複数面を持つ構造に負荷される局所的あるいは分布的な荷重・応力を逆解析によりリアルタイムに推定・再構成し,さらに各部位の残存強度・寿命予測を可能とする手法の研究を行った.まず対象を宇宙航空開発機構のCFRP製の航空機翼ボックスとした.全長6mのスキン・ストリンガー構造で,当該研究者らによってひずみ計測用の光ファイバセンサが上下・内外の湾曲面(計4面)に設置され,片持ちはり形式の構造試験における測定実験がなされていたため,(2)(5)の検証に用いることができるのが選定の大きな理由である.まず構造試験における膨大な測定データを処理し, FEMの解析結果と比較した.300点近い離散的なひずみ測定,および応力集中部位の分布測定で,きわめてよい一致を示し,光ファイバセンサの有効性を示すことができた.また,荷重同定の結果も概ねよい精度を示したが,センサが設置されていない固定端付近の同定精度が悪い結果となった.しかし,シミュレーションにより,センサの追加によって精度向上が期待できることが分かった.さらに,同定された荷重を用いてシミュレーションを行い,高い精度で構造全体の応力を再構成できることを確認した.

当該研究者が提案・研究を進めている手法,すなわち構造物内で広範囲にひずみの分布計測が効率的に可能な光ファイバセンサを用い,そのひずみ計測結果からFEMモデルと逆解析手法をベースとして荷重同定を行う方法について,船体構造の安全性・信頼性向上および長寿命化を目的として,本研究では5つの課題,(1)動的問題への適用,(2)湾曲面・複数面への適用,(3)局所的な荷重やタンク内圧など内荷重への適用,(4)実験的な検証,(5)残存強度・寿命予測手法との連携,を設定した.本年度は,湾曲面・複数面を持つ翼ボックスを対象に,実験およびシミュレーションによって当該手法の適用性を検証し,(2),(3),(5)を達成した.また,(3)における局所的な荷重の同定が精度よく行われることをシミュレーションおよび実験によって確認したが,分布荷重との同時同定は来年度以降の課題となる.また(1)については,本年度の実施を予定していたが,より重要な実験的な検証を先行して実施したため,次年度に実施することとした.最終年度に実施予定であり,静的な荷重の同定に限定されているが,当該手法の適用性を示すうえで最も重要であった(4)の実験的な検証ができたことで,現在までの達成度は「当初の計画以上に進展している」と言える.現在,成果を学術論文として投稿予定である.本研究で設定した課題のうち,(1)動的問題への適用,(3)局所的な荷重やタンク内圧など内荷重への適用,について主に研究を進める.動的問題に適用できるよう二つの改良手法について検討する.一つは,ひずみ情報を得るセンサ以外に加速度センサと合わせて船体運動を推定する.すなわち,上記のひずみと荷重の関係式に慣性項が加わり,運動による変形と外力による変形を分離して考えることになる.もう一つは,これまでひずみと荷重の関係式は静的荷重のみで扱われたが,動的応答を含めて逆解析が可能な形で定式化する.動的応答はこれまでと同じようにFEMで求める.計測システムの観点からは,センサの追加が必要ないこと,上述したように分布型光ファイバセンサの動的計測に成功したことも踏まえると,後者のほうが好ましい.また,後者のほうがFEMによる事前の計算量が増加するが,計測値を得た後の処理はこれまでの手法とほぼ同様の手順をとることが可能で,リアルタイム性にも優れると予測している.また,局所的な荷重同定が精度よく可能であることが確認できたので,局所的な荷重および分布荷重の同時推定をシミュレーションによって検証する.対象モデルは初年度用いた翼ボックスとする.さらに,(2),(4),(5)についてより深い検討および整理を行う.本手法の共同開発者であるJAXA研究員と情報交換をしながら,検証には多くの計算を必要とするため大学院生と協力して研究を進める.当初の予定では,次年度(最終年度)は実験による検証を予定していたが,JAXAが実施した翼ボックスの構造試験によって本研究の目的に合致した検証ができたため,最終年度は主にシミュレーションによる解析手法の改良(動的問題への適用)と局所荷重および分布荷重の同時推定を行う.したがって,当初予定していた実験用のセンサ,材料,治具などではなく,解析に必要なソフトウエアおよび計算機の購入に充てることとする.また,大学院生による研究補助,および成果発表のための旅費に使用する.具体的には,設備備品費として,CAD・FEMモデル作成用PC(1台×\200,000),FEM解析用PC(1台×\350,000),消耗品費として,解析用ソフトウエアMATLAB(350,000),研究補助(\100,000),国内旅費(\50,000),外国旅費(\150,000)とする.
都市間交通におけるモビリティの地域格差分析

本研究では,移動の容易さの地域による差異を「移動の地域格差」として捉え,この格差を定量的に明らかにすることを行った.本研究の成果は,以下の3点にまとめられる.(1)包絡分析法を用いた公共交通サービスによる都市間移動の地域格差を相対比較するモビリティ指標を提案した.(2)交通サービスのデータベースを構築し,これにより都市間移動に関するデータを容易に扱うことを可能にした.(3)提案したモビリティ指標を用いた分析より,航空路線の運休や新幹線整備,さらには国土計画における国土軸の検討などの政策,施策の評価に活用することが可能な指標であることを示した.本研究では,移動の容易さの地域による差異を「移動の地域格差」として捉え,この格差を定量的に明らかにすることを行った.本研究の成果は,以下の3点にまとめられる.(1)包絡分析法を用いた公共交通サービスによる都市間移動の地域格差を相対比較するモビリティ指標を提案した.(2)交通サービスのデータベースを構築し,これにより都市間移動に関するデータを容易に扱うことを可能にした.(3)提案したモビリティ指標を用いた分析より,航空路線の運休や新幹線整備,さらには国土計画における国土軸の検討などの政策,施策の評価に活用することが可能な指標であることを示した.本研究は、移動の容易さの地域による差異を「移動の地域格差」として捉え、この格差を定量的に明らかにすることを目的としている。具体的には、公共交通による都市間移動の地域格差について、交通サービスの実績データを用いて分析を行い、都市間移動の地域格差の実態を明らかにすることを目指している。本研究で明らかにする都市間移動の地域格差は、近年わが国で起こっている一極・一軸集中、地方衰退という現状を、公共交通の観点から是正するための分析ツールとして利用でき、公平な公共交通サービスの向上につながると考えられる。本年度は、移動の地域格差モデルの構築とデータの精緻化に関して行った。移動の地域格差モデルの構築では、DEAモデルを用いて個人が移動する際の目的地への移動の容易さを示した「個人モビリティ」指標に加えてそれらに需要、人口規模を考慮したものをそれぞれ「需要考慮モビリティ」「人口考慮モビリティ」として提案し、日本の代表地方都市9都市をケーススタディとして地域格差の所在について確認をした。データの精緻化では、国土交通省で開発している総合交通分析システム(NITAS)を活用しており、全国の任意のゾーン間の最短時間・費用・距離等を交通手段(自動車、鉄道、航空、船舶及びそれらの組合せ)ごとに検索することにより、その経路・所要時間・費用・待ち時間の検索結果の出力が可能である。その結果を用いて都市の人口規模、需要などが反映できることを確認した。その結果、需要考慮モビリティには地域格差があまり見られなかったが、個人モビリティと人口考慮モビリティにおいて、低い都市間が存在していることが明らかになった。来年度は、今年度得られた結果よりモデルの適用を行う。具体的には日本の地域都市間の分析及び国際間比較を行い、地域格差の所在とその規模を把握する予定である。本研究は,移動の容易さの地域による差異を「移動の地域格差」として捉え,この格差を定量的に明らかにすることを目的としている.具体的には,公共交通による都市間移動の地域格差について,交通サービスの実績データを用いて分析を行い,都市間移動の地域格差の実態を明らかにすることを目指している.本研究で明らかにする都市間移動の地域格差は,近年わが国で起こっている一極・一軸集中・地方衰退という現状を,公共交通の観点から活性化させるためのツールとして利用でき,公平な公共交通サービスの向上につながると考えられる.本年度は,昨年度構築した包絡分析法による都市間の移動利便性の格差を計測する方法(モデル)を用いた,わが国の都市間移動の地域格差の時系列分析および国際間比較の2点を行った.まず,わが国の都市間移動の地域格差の時系列分析では,1971年から2006年までを対象として移動の地域格差の広がり具合を把握した.その結果,都市間距離のみのモデルおよび人口を考慮したモデルでは,年々格差が縮まる傾向であった.しかし都市間の輸送人員を考慮したモデルで計測した2006年の結果では,2001年と比較して再び格差が広がりつつあることが明らかとなった.次に国際間比較では,高速鉄道の整備されている中国,ドイツ,フランスを対象としてわが国と各国との都市間移動の地域格差の規模や広がり方の違いについて把握した.その結果,人口が首都に集中しているわが国およびフランスは,人口が首都に集中していない中国,ドイツと比較して格差が広がりやすい傾向にあることが明らかとなった.来年度は,これまで得られた成果を再度検討し直し,必要なフォローアップ調査を実施する.具体的にはこれまでの課題を整理し,モデルの整合性を検討する.その上で3年間行った研究の成果を報告書としてとりまとめる.本研究は,移動の容易さの地域による差異を「移動の地域格差」として捉え,この格差を定量的に明らかにすることを目的としている.具体的には,公共交通による都市間移動の地域格差について,交通サービスの実績データを用いて分析を行い,都市間移動の地域格差の実態を明らかにすることを目指している.本研究で明らかにする都市間移動の地域格差は,近年わが国で起こっている一極・一軸集中・地方衰退という現状を,公共交通の観点から活性化させるためのツールとして利用でき,公平な公共交通サービスの向上につながると考えられる.これまで本研究の目的である(1)個人の移動の容易さを示すモデルの提案,(2)交通サービス実績データの蓄積,

(3)都市間移動による地域格差分析,の3点が実施された.本年度は,得られた成果を再度検討し直し,必要なフォローアップ調査を実施した.具体的には,提案したモデルの妥当性の検討およびモデルの活用事例の検討である.まず,提案したモデルの妥当性の検討では,従来の方法である一般化費用と比較したところ,概ね序列が一致していた.また輸送人員を考慮したモデルおよび人口を考慮したモデルにおいても,それぞれ本研究で提案したモデルの妥当性を示すことができた.モデルの活用事例の検討では,提案したモデルを用いて,航空路線の運休や新幹線整備による移動の地域格差への影響および国際間比較によるわが国の都市間公共交通ネットワークのあり方の検討を行った.これより,モデルの活用上の有用性を示した.本分析を通じて,提案するモデルが航空路線の運休や新幹線整備,さらには国土計画における国土軸の検討などの政策,施策の評価に活用することが可能な有用なモデルであることが確認できた.本研究で提案した手法は,公共交通サービスによる移動の格差是正の観点から政策や施策を評価する際の客観的な検討に利用できる有用なモデルであると述べた.
知識偏重の従来型臨床教育と参加型臨床教育（クリニカル・クラークシップ）の比較

本研究の目的はレポート指導中心の臨床実習(CP)と臨床参加型中心の臨床実習(CCS)の教育効果の比較である。評価は自作した自己評価アンケートを用いて情意領域の変化を実習前後で比較検討した。本研究の結果、CCSはCPと比べ他職種連携や探究心などについての自己評価の向上を認めた。CCSでは学生は指導者の下で多くの対象者と関わり、学んだ技術や多くのスタッフとの情報交換を繰り返し実施する。その結果、学生の内省頻度が高まり行動変容や知識探究心等の自己評価が向上したと考える。CPでは患者に対する思慮深い言葉が有意に向上した。学生が担当症例に多くの検査測定を繰り返し行う中で自己評価が向上したと考える。本研究は、実習形態の違いが学生の情意領域に与えた影響をみた。実習形態は診療参加型実習をCCSとし、症例の全体像を統合するためにレポートを用いた指導を行う知識統合型実習(以下、知識型)、CCSと知識型の混合を混合型実習(以下、混合型)とした。対象者はOT専攻4年生41名、実習形態の内訳はCCS12名、知識型8名、混合型21名。評価項目は社会的・医療人としての言動などの70項目を用いた(以下、自己評価)。自己評価は4段階で選択させた。自己評価70項目の結果は、実習前に「問題あり」の項目は、CCS14項目、知識型9項目、混合型7項目であった。その内、実習後「良い」と向上した項目はCCS14項目、知識型5項目、混合型3項目であった。さらにこれらの項目の中で有意に向上した項目は、CCS5項目、知識型1項目、混合型0項目であった。一方、実習前が「良い」で実習後が「問題あり」と低下した項目は、CCS0項目、知識型2項目、混合型3項目で、その内、有意に低下した項目は混合型の2項目であった。70項目の自己評価を実習前後で比較した結果、CCSはすべての項目が実習後「良い」に向上した。有意に向上した項目は「自分の言動について、相手がどのように感じたかを振り返る習慣をもつ」「疾患についての文献を学習して、知識の向上に努め、病因や病態について究明する」「指導者や他のスタッフとともに意見交換をして一緒に考え、学ぼうとする姿勢をもつ」などであった。知識型で有意に向上した項目は「安楽な姿勢をとるように勧め。」であった。一方、混合型の自己評価が有意に低下した2項目は、「自らの知識や技術について、謙虚に検証し更新する姿勢をもつ」「指導者や他のスタッフとともに意見交換をして一緒に考え、学ぼうとする姿勢をもつ」であった。本研究の結果、CCSは他実習形態と比べ他職種連携や探究心などについて自己評価の向上を認めた。27年度までの研究に関してはおおむね順調に進展していたが、平成28年4月14日にマグニチュード(M)6.5の地震(震度7)、16日にM7.3(震度7)の熊本地震が発生した。本研究の対象学生は平成28年5月9日より実習開始予定であったが、実家の全壊、一部崩壊による避難所生活、または、車中泊の生活が続く中、学生の実習に対する心理的不安は大きかった。予定通り実習は実施することとなったが、対象学生は実習の準備が出来ず実習に対する不安が増加していた。この状況を鑑み倫理的配慮として、学生の心理的負荷を軽減するため、実習前に行うべき調査を中止した。臨床実習形態の違いによる自己効力感と気分に違いについて比較した。実習形態は、実習指導者が傍らに学生を常につかせて治療の経過や根拠などをその都度説明を加え、患者への間接的な援助など学生が出来る事から実施させる診療参加型実習をclinical clerkship(以下、CCS)とした(n=27)。比較対象群はCCS以外とし、実習指導者が学生に担当患者の評価や治療経過をレポートにまとめさせ、それを基に指導を行う従来型の方法や、レポート指導とCCSに類似した方法を混合した実習形態など(以下、対象群)とした(n=14)。また、自己効力感の評価には、一般性セルフ・エフィカシー(General Self-Efficacy Scale以下、GSES)、VAS形式の自己評価アンケート(以下、VAS)、気分の評価には気分プロフィール検査(Profile of Mood States以下、POMS)を用いた。その結果、実習後のGSESの平均値はCCSが43.3±10.5点、対象群が47.8±9.8点で2群間に有意差はなかった。実習後のVASにおいても20項目すべての項目でCCSと対象群に有意差はなかった。実習前後のPOMSの比較では、CCSは6項目のうち緊張-不安(T-A)、活気(V)、疲労(F)で実習後が実習前より有意に高値を示した(p<0.05)。対象群は6項目の全てにおいて有意差はなかった。今回の研究においては、実習後の自己効力感(GSES)や自己評価(VAS)のCCSと対象群の比較において有意差はなかった。一方、実習前後の気分(POMS)に関して、対象群は有意差がなかったが、CCSは指導者の傍らで患者と常に接しながら実技を学ぶことができたことから、適度な緊張が持続し疲労を感じながらも活気も有意に上昇したと考えられる。熊本地震による学生の心理負担を考慮し、自作した70項目の自己評価を短縮させて実施した。

約1年を経過し地震も若干落ち着いてきたため、概ね計画予定に戻り実施する。これまでリハビリテーション養成校での臨床実習は症例レポート作成に重きをおいた教育(以下、従来型)が実施されてきた。昨今では診療参加型実習(clinical clerkship: CCS)の重要性が言われるようになったが、移行期でもあり従来型とCCSの混合型の教育を実施する実習施設も少なくない。現状ではCCSやその他の教育効果の比較検証はされていない。今回は学生の意欲や態度などの情意領域に対する教育効果をCCSと従来型、混合型で比較検討することを目的とした。実習形態の違いが自己効力感や気分、情意領域の自己評価に与える効果を全国リハビリテーション学校協会主催の第30回教育研究大会で報告を行った。発表内容は、CCS、従来型、混合型の3群間で自己効力感や気分、情意領域の自己評価の変化を比較検討した。評価は、一般性セルフ・エフィカシー(GSES)、気分プロフィール検査(POMS)、情意領域の評価として社会的や医療人としての言動、探求心などの質問紙(情意領域)を用いた。結果、自己効力感と気分は3群間および実習前後比較での有意差はなかった。つまり実習形態の違いによる自己効力感や気分の違いはなかった。一方CCSの情意領域は実習前後比較で実習後が有意に向上した項目が従来型や混合型と比べ多かった。研究期間全体の研究成果として、CCSは他の実習方法より情意領域に対しより効果を示したと考える。特にCCSでは他職種連携や探究心などについての自己評価の向上を認めた。これは学生が臨床教育者の下で多くの対象者と関わり学んだ技術を繰り返し実践し、他のスタッフとの情報交換も繰り返し行った結果、学生の内省頻度が高まり行動変容や知識探究心等の自己評価が向上したと考える。従来型も患者対応の言葉掛けの項目が向上した。これはレポートを作成するために担当症例の検査を繰り返し行う中で自己評価が向上したためと考える。本研究の目的はレポート指導中心の臨床実習(CP)と臨床参加型中心の臨床実習(CCS)の教育効果の比較である。評価は自作した自己評価アンケートを用いて情意領域の変化を実習前後で比較検討した。本研究の結果、CCSはCPと比べ他職種連携や探究心などについての自己評価の向上を認めた。CCSでは学生は指導者の下で多くの対象者と関わり、学んだ技術や多くのスタッフとの情報交換を繰り返し実施する。その結果、学生の内省頻度が高まり行動変容や知識探究心等の自己評価が向上したと考える。CPでは患者に対する思慮深い言葉が有意に向上した。学生が担当症例に多くの検査測定を繰り返し行う中で自己評価が向上したと考える。28年度の実習が終了するのは平成28年7月1日である。その際に実習後の調査項目を実施する。データ解析は27年度の実習前と実習後の調査結果と、28年度の実習後の調査結果を比較する。また、次年度の学年にも同様の研究計画を実施しデータを蓄積する。28年度および29年度の研究データをまとめ、学会発表および論文投稿の準備を行う。同時に研究論文投稿先の検討も行っていく。リハビリテーションの臨床実習当該年度は学会参加、研究打ち合わせを行わなかったため旅費を使用しなかった。また、論文投稿に関わる英文校正費や掲載費等を使用しなかったこと。熊本震災により研究打ち合わせ会議をキャンセルした。
非定常歩行特性を考慮した2足歩行機械の動的総合

種々の歩幅に対応して足関節の運動を創成する可調整足関節軌跡創成機構やおよび足関節まわりの足部角運動を創成する足部駆動機構からなる歩幅可変脚機構、ならびに歩行機械全体の角運動を制御するために腰部上で倒立振子が2軸まわりに揺動する形式の姿勢制御機構により構成される試作2足歩行機械について、傾斜面歩行、段差面歩行および旋回歩行を可能にする調整入力機構の総合および外乱に対応可能な姿勢制御システム構築のためのセンサ情報をもとにした姿勢制御を行った。まず、本試作機の脚機構の腰部に固定された二つの体偶の相対位置関係を調整する機構を脚機構に付与することにより傾斜面歩行が可能になり、またこの調整機構と従来から採用している原動節長調整機構を組み合わせることにより任意形状の段差の面における歩行が可能になることを確認するとともに、水平面定常歩行から傾斜面歩行や段差面歩行へ、傾斜面歩行や段差面歩行から水平面定常歩行へ移る間の非定常歩行時における最適な機構入力を、歩行面と脚節の干渉、腰部の進行方向加速度およびサーボ系の特性を考慮して決定した。つぎに、旋回歩行を可能にするために足部に鉛直軸回りの角変位を与える機構、すなわち足部駆動機構と同一の機構寸法を有し足部駆動機構と並列に配置された平面リンク機構、差動歯車機構および入出力軸が互いに直交する歯車機構からなる足部旋回機構の総合を行った。さらに、外乱にも対応できる姿勢制御システム構築のために、歩行機械の前後方向に作用する外乱モーメントに対処するために腰部揺動角を検出してこの情報をもとに姿勢制御機構の倒立振子の前後方向の揺動角を制御するクローズドループ制御系を構成し、歩行実験を行うことによってその有効性を確認した。
転写・エピゲノム制御因子の心機能維持における役割の解明と新規心不全治療法の探索

本年度は以下の研究を行った。1),転写抑制因子NRSFによる心機能維持機構におけるGNAO1の意義の解明。昨年度までの研究において、心筋特異的NRSFノックアウトマウスおよび優性抑制変異NRSF心筋特異的過剰発現マウス(dnNRSF-Tg)の心機能低下が、GNAO1ノックアウトマウスとの交配により改善することを確認していた。本年度は圧負荷による心不全モデルマウスおよびトロポニンT変異により拡張型心筋症モデルマウスにおいても同様にGNAO1の発現亢進を認め、さらにGNAO1ノックアウトマウスとの交配による心機能改善を確認した。その分子機序として、T管以外の細胞膜表面からのCaイオン流入亢進がCaMKの活性化を介してSRのカルシウムホメオスターシスに影響を与えることが、GNAO1遺伝子発現亢進が心機能低下につながる機序であることを見出した。こうしたGNAO1の意義を確認するために心筋特異的GNAO1過剰発現マウスの作製も行った。2)心筋特異的HDAC1/2コンディショナルノックアウトマウスの解析。昨年度までに心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナルノックアウトは心機能低下を示すことを見出した。本年度は、その分子機序の解析のために遺伝子発現解析を行い、心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナルノックアウトマウスの心室ではNRSFにより制御される心筋胎児型遺伝子に加え、成熟した心臓では心房特異的に発現する複数の遺伝子も心室で発現していることを見出し、HDAC1/2が心室筋において遺伝子発現を時間的、空間的に制御していることを見出した。さらにそこに関わる転写因子に関して解析を継続している。3)上記研究に加え、心筋特異的LSD1 KO、G9a心筋特異的CKO、MRTF-Aノックアウトマウスを用いて、その心不全における意義解明と分子機序の解析を継続した。研究はおおむね順調に進捗している。具体的には以下のとおりである。1),心筋におけるNRSFエピジェネティクス経路下流標的におけるGNAO1の役割に関してはカルシウムチャネルの活性分布の変化とそれに伴うCaMKの活性化がカルシウムハンドリングの異常を引き起こすことが明らかとなってきており、GNAO1の心不全発症、心機能低下における新しい意義とその分子機序がかなり具体的に解明されつつある。また本年度新たにGNAO1心筋特異的過剰発現マウスの作製も行えた。2)心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナルノックアウトにおける遺伝子発現変化の特徴が明らかとなり、それを媒介する転写因子の同定に近づいている。これらの解明から新たな心不全治療標的が明らかとなる可能性が期待できる。3)心筋特異的LSD1 KOの作成と解析を継続している。4)G9a心筋特異的CKOに心負荷を加え、その表現型と分子機序を生理学的、分子生物学的アプローチを用いた解析を継続している。5)MRTF-Aノックアウトマウスを心筋症・心不全モデル(dnNRSF-Tgマウス、Galpa q過剰発現マウス、トロポニンT変異マウス)との交配を継続し、その表現型と分子機序の解析を継続している。6)心不全を発症することを見出しているラミンA/C遺伝子変異ラットの解析を継続している。これら3)ー6)の研究についても興味深い新規知見が得られつつあり、次年度でその展開が期待される。研究はおおむね順調に進捗しており来年度も複数の遺伝子改変動物を用いて精力的に研究を推進したい。具体的には特に以下の項目を中心に研究を継続、展開したい。1),心筋におけるNRSFエピジェネティクス経路下流標的におけるGNAO1の役割に関してはカルシウムチャネルの活性分布の変化とそれに伴うCaMKの活性化がカルシウムハンドリングの異常を引き起こすことが明らかとなってきており、その詳細な分子機序のさらなる解析を引き続き行う。また本年度作製したGNAO1心筋特異的過剰発現マウスの解析を行い、新規治療標的としてのGNAO1の意義をさらに明らかにしたい。2)心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナルノックアウトにおける遺伝子発現変化の特徴が明らかとなり、それを媒介する転写因子が明らかになりつつあることから、その分子機序に関してさらにATAC-seq解析やChIP-seq解析などを行い、分子機序を明らかにする。3)心筋特異的LSD1 KOの作成・解析を継続する。4)G9a心筋特異的CKOに心負荷を加え、その表現型と分子機序を生理学的、分子生物学的アプローチを用いた解析を継続する。5)MRTF-Aノックアウトマウスを心筋症・心不全モデル(dnNRSF-Tgマウス、Galpa q過剰発現マウス、トロポニンT変異マウス)との交配を継続し、その表現型と分子機序の解析を継続する。6)心不全を発症することを見出しているラミンA/C遺伝子変異ラットの解析を継続し、その分子機序や下流標的遺伝子を明らかにする。今までの研究で心筋特異的NRSFノックアウトマウスおよび優性抑制変異NRSF心筋特異的過剰発現マウス(dnNRSF-Tg)の心機能低下にGaphaOタンパクをコードするGNAO1遺伝子の発現亢進の関与を見出し、上記2系統のマウスとGNAO1ノックアウトマウスの交配を行い、その心機能の改善を確認した。

その分子機序として、T管以外の細胞脈表面からのCaイオン流入の変化からSR機能が低下する機序を見出した。またGNAO1遺伝子上にNRSEを同定し、GNAO1がNRSFの直接の標的分子であること、また圧負荷心モデルの左室においてGNAO1発現が亢進していることを確認した。2)心筋特異的HDAC1/2コンディショナるノックアウトマウスの解析。心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナるノックアウトは心機能低下を示すことを見出し、その分子機序の解析を行った。3)LSD1コンディショナルノックアウトマウス(CKO)の解析。心筋特異的LSD1 KOの作成を継続した。4)G9aコンディショナルノックアウトマウス(CKO)の解析。G9a心筋特異的CKOでは心機能、構造に明らかな変化は無いものの、ANPなどの心筋胎児型遺伝子の発現亢進を認めた。そこで本マウスに心負荷を加え、その表現型と分子機序を解析した。5)Rho依存性転写活性化因子MRTF-Aの新規心不全治療標的としての意義の解明。MRTF-Aノックアウトマウスを心筋症・心不全モデル(dnNRSF-Tgマウス、Galpa q過剰発現マウス)と交配し、その表現型と分子機序の解析を開始した。予定していた動物モデルの作製や解析はおおむね順調に進展している。また一部明らかとなった表現型における分子機序の解析も進んできている。本年度は以下の研究を行った。1),転写抑制因子NRSFによる心機能維持機構におけるGNAO1の意義の解明。昨年度までの研究において、心筋特異的NRSFノックアウトマウスおよび優性抑制変異NRSF心筋特異的過剰発現マウス(dnNRSF-Tg)の心機能低下が、GNAO1ノックアウトマウスとの交配により改善することを確認していた。本年度は圧負荷による心不全モデルマウスおよびトロポニンT変異により拡張型心筋症モデルマウスにおいても同様にGNAO1の発現亢進を認め、さらにGNAO1ノックアウトマウスとの交配による心機能改善を確認した。その分子機序として、T管以外の細胞膜表面からのCaイオン流入亢進がCaMKの活性化を介してSRのカルシウムホメオスターシスに影響を与えることが、GNAO1遺伝子発現亢進が心機能低下につながる機序であることを見出した。こうしたGNAO1の意義を確認するために心筋特異的GNAO1過剰発現マウスの作製も行った。2)心筋特異的HDAC1/2コンディショナルノックアウトマウスの解析。昨年度までに心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナルノックアウトは心機能低下を示すことを見出した。本年度は、その分子機序の解析のために遺伝子発現解析を行い、心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナルノックアウトマウスの心室ではNRSFにより制御される心筋胎児型遺伝子に加え、成熟した心臓では心房特異的に発現する複数の遺伝子も心室で発現していることを見出し、HDAC1/2が心室筋において遺伝子発現を時間的、空間的に制御していることを見出した。さらにそこに関わる転写因子に関して解析を継続している。
フェムト秒レーザー加工による分散制御フォトニック光導波路

本研究の目的は、50100MHzの高繰り返し白色コンティニュアム光を高効率に安定に発生させるため、直径数mm程度の長尺フォトニック結晶光導波路を、フェムト秒レーザー光パルスを用いてシリカガラス中に作製する光マイクロ加工の基盤技術を確立することであった。研究期間に得られた成果は下記のとおりである。・マイクロ空孔の毛細管現象シリカガラス裏面に蒸留水を接触させ、超段光パルスを用いてマイクロ空孔を作製した。作製した空孔に液体を接触させ、空孔内の液面上昇を観測した。接触後0.2秒内におきる急速な上昇と、それ以降に起こる緩やかな上昇の2段階の上昇を観測した。・マイクロ空孔作製条件の検討マイクロ空孔の直径は、入射エネルギーに依存しており、入射エネルギーを2μJから150μJ/pulseとさせることにより、直径2μmから50μm、長さ1mmのマイクロ空孔を作製することができた。・3次元マイクロ空孔の作製2次元,3次元構造のマイクロ空孔を作製した。また、厚さ1mmのシリカガラスに対して、直径50ミクロンの貫通空孔を作製した。・ガラス微粒子の作製マイクロ空孔作製時に生成したガラス微粒子は、入射エネルギーを変化させることにより、さまざまな形状を有することがわかった。・低分散フォトニック光導波路の試作ホールを2次元的に埋め込み,大きな屈折率差(0.5程度)を利用した長さ数百ミクロンのフォトニック導波路を試作し、導波を試みたが、散乱損失が大きかった。本研究の目的は,50100MHzの高繰り返し白色コンティニュアム光を高効率に安定に発生させるため,直径数mm程度の長尺フォトニック結晶光導波路を,フェムト秒レーザー光パルスを用いてシリカガラス中に作製する光マイクロ加工の基盤技術を確立することである.本年度は,(1)高開口数集光光学系による構造変化生成過程の時間分解観測,(2)高開口数集光光学系による構造変化生成過程の時間空間解析を行う予定であった.本年度に得られた成果は下記のとおりである.マイクロ空孔の毛細管現象シリカガラス裏面に蒸留水を接触させ,超段光パルスを用いてマイクロ空孔を作製した.作製した空孔に液体を接触させ,空孔内の液面上昇を観測した.接触後0.2秒内におきる急速な上昇と,それ以降に起こる緩やかな上昇の2段階の上昇を観測した.3次元マイクロ空孔の作製と貫通マイクロチャネルの作製2次元,3次元構造のマイクロ空孔を作製した.また,厚さ1mmのシリカガラスに対して,直径50ミクロンの貫通空孔を作製した.構造変化生成過程の時間分解観測構造変化生成過程の時間分解観測光学系は現在作製中である.本研究の目的は,本研究の目的は,50100MHzの高繰り返し白色コンティニュアム光を高効率に安定に発生させるため,直径数mm程度の長尺フォトニック結晶光導波路を,フェムト秒レーザー光パルスを用いてシリカガラス中に作製する光マイクロ加工の基盤技術を確立することである.本年度は,(1)ボイド・ホール生成過程の時間分解観測,(2)高開口数集光光学系によるボイド生成過程の時間空間解,(3)低分散フォトニック光導波路の設計と試及び評価を行う予定であった.本年度に得られた成果は下記のとおりである.マイクロ空孔作製条件の検討マイクロ空孔の直径は,入射エネルギーに依存しており,入射エネルギーを2μJから150μJ/pulseとさせることにより,直径2μmから50μmのマイクロ空孔を作製することができた。マイクロ空孔の表面粗さの改善マイクロ空孔作製時には,壁面には数十から数100nmオーダーの凹凸がある.この壁面粗さを改善するために,アニール処理を行い,粗さが改善することがわかった.

ガラス微粒子の作製マイクロ空孔作製時に生成したガラス微粒子は,入射エネルギーを変化させることにより,さまざまな形状を有することがわかった。低分散フォトニック光導波路の試作ホールを2次元的に埋め込み,大きな屈折率差(0.5程度)を利用した長さ数百ミクロンのフォトニック導波路を試作した。導波を試みたが,散乱損失が大きかった。
間葉系細胞の免疫応答に着目した腸肝軸多段階免疫バリアーシステムの研究

ヒトの消化管の長さは10m、内面の表面積は400m2にも及ぶ臓器で、ここには巧みなバリアー機構が存在している。一方、肝臓は消化器の下流に位置する重要な免疫臓器であり、消化管の影響を強く受けることから腸肝軸と呼ばれている。消化管ならびにこれと直結する肝臓におけるバリアーは生命維持のための必須の機構でありながら、体系化されていない。本研究は腸と肝臓におけるバリアーシステムを間葉系細胞の免疫応答に着目して明らかにすることを目的とし、脂質メディエーター、自律神経・免疫連関、収縮タンパク系、肝疾患に伴う循環系異常、腸管免疫系細胞、間葉系幹細胞作成技術、PAR受容体などの項目について最新の知見を得た。外界と直接向き合う消化管とこれに直結する肝臓には高度の免疫機構が備わっているが、最近これらの臓器が連携して生体防御に当たると考えられるようになり、腸肝軸(Gut-Liver Axis)と呼ばれて注目されている。従来のこの領域における免疫学研究では、免疫担当細胞そのものの働きに関心が寄せられていた。しかし、炎症等の刺激により、腸肝軸に圧倒的な細胞容積でしかも連続的に配置されている間葉系細胞がどの様に変化するのか、特に免疫担当細胞とどの様に相互作用するかは明らかにされていない。本研究では、「間葉系細胞群は免疫細胞群に物理的な場を提供するだけではなく免疫細胞の活性維持のための重要な環境をも提供し、自らも生体防御機構に積極的に関わっている」との仮説を立て、腸肝軸に展開する免疫機構の解明に取り組む。消化管と肝臓には高度の免疫機構が備わっているが、最近これらの臓器が連携して生体防御に当たると考えられるようになり、腸肝軸(Gu. t-Liver Axis)と呼ばれて注目されている。本研究は、両臓器に分布する間葉系細胞群が免疫細胞との共同作業によって生体防御機構に積極的に関わることを証明することを目的としている。本年度は、10報の論文を公表したが、内容は以下の2点に要約される。1.間葉系細胞の免疫応答におけるプロスタグランジン(PG)の関与について炎症応答に関わる因子としてサイトカイン類とPG類は極めて重要である。本年度はPG類とくにPGD2に着目して実験を行い、いくつかの知見を得た。具体的には、消化管粘膜下の筋線維芽細胞において、スフィンゴシン-1-リン酸がIL-1βと共同作業でPG合成酵素であるCOX-2を誘導することを証明した(Am JPhysiol)。また、肝筋線維芽細胞でPGD2が収縮作用を示すことを明らかにした(Eur J Pharmacol)。さらに、マクロファージの遊走にもPGD2が深く関わること(J. PharmacoI Exp Ther)、そしてPGD2が血管内皮細胞における腫瘍細胞の透過性と血管新生の抑制因子であることを発見した(Proc Nat1 Acad Sci USA)。以上の成績から、間葉系細胞のPG応答機能の重要性、特にこれまで研究が行われてこなかったPGD2の役割が浮き彫りとなった。2.間葉系細胞の分化・発生について本プロジェクト研究の進展のためには間葉系幹細胞の確立は不可欠である。CDl05を指標として高純度で「間葉系幹細胞」を収集できた(投稿準備中:特許出願:国際特許PCT出願準備中)。また、ペースメーカー細胞(カハール介在細胞)と外縦走筋の分化にPDGFシグナル系が深く関わることを証明した(NeurogastroenteroIMotil)。今後、ES細胞を用いた人工腸管の研究を進めて行くうえで、重要な手がかりとなる。3,その他、腸間膜動脈に対する胆汁酸の核内受容体FXRを介する長期作用を明らかにし、腸肝軸に関わる液性の生理的因子の1つとしての意義を新たに提唱できた(Am J Physiol)。消化管と肝臓には高度の免疫機構が備わっているが、最近これらの臓器が連携して生体防御に当たると考えられるようになり、腸肝軸(Gut-Liver Axis)と呼ばれて注目されている。本年度(2010年)は、6報の論文を公表したが、ここでは以下の2点について概説する。1.副交感神経を介した炎症抑制機構:自律神経系(副交感神経系)による炎症制御機構が今注目されている。本研究では、副交感神経の介在神経であるセロトニン神経に着目し、5HT4受容体刺激薬が壁内神経からのACh遊離促進作用を介して、NSAID潰瘍モデルにみられる炎症反応をマクロファージ上のα7nAChRを活性化して抑制することを見いだした(J Gastroenterology 2010)。同様の抗炎症作用を腹腔開腹手術後に発症する術後

腸麻痺モデルにおいても明らかにした(Gut in press;この論文は2011年の巻号が付くかもしれないのでリストには記載していない)。消化管運動機能調節薬の新しい臨床応用の可能性を指摘した研究で、今後注目される論文と考えている。2.肝臓星細胞の活性化における収縮タンパク質転写調節因子の役割:肝星細胞において、転写因子myocardinが種々の収縮タンパク質発現に関わるだけではなく、線維芽細胞の活性化そのものに関わることを、siRNAを用いた実験により明らかにした(Liver Int 2010)。この成績は、線維素産生系と収縮タンパク系が連関していることを示した最初の論文となる。これまでの肝星細胞についての研究で収縮タンパク質の変動と意義を扱ったものは少なく、新規性の高い研究である。本研究は、両臓器に分布する間葉系細胞群が免疫細胞との共同作業によって生体防御機構に積極的に関わることを証明することを目的としている。本年度(2011年)は、9報の原著論文を公表したが、ここでは以下の3点について概説する。(1)間葉系細胞炎症応答におけるプロスタグランジンの役割:炎症応答によって産生されるPGE2およびPGD2の役割について、検討を行った。腸間膜動脈平滑筋においてPGE2はEP3受容体を介して収縮性を高め、これにはPKCとROCKの活性化が関与することを明らかにした(Eur J Pharmacol. 2011)。さらにPGD2に関しては、DP受容体を介して肝筋線維芽細胞の収縮性を減弱させること(J Pharmacol Sci 2011)、またDP受容体を介してがんに伴う血管新生を抑制すること(PNAS 2011)を明らかにした。(2)炎症に伴う筋線維芽細胞の筋分化応答:肝臓線維化に伴う肝星細胞の炎症応答を、収縮タンパク質の変化に着目して実施した。Ca依存性機序とCa非依存性機序を分けて解析し、MLCK、MYPT1、CPI17等の収縮関連タンパク質を、タンパク質レベルならびにmRNAレベルで上昇していること、これに呼応して収縮性も上昇していることも明らかにした(Am J Physiol 2011)。(3)炎症に伴う筋線維芽細胞のプリン受容体応答:細胞障害のデンジャーシグナルとしてATPやUDPを初めとする細胞内ヌクレオチドは極めて重要な因子として考えられている。腸筋線維芽細胞において、細胞障害時に放出されるヌクレオチドとしてUDPが主要なヌクレオチドであること、さらにUDPがP2Y6受容体を介して遊走活性を増加させることを明らかにした(Eur J Pharmacol 2011)。以上、腸および肝における間葉系細胞の炎症応答の一端を明らかにした。消化管と肝臓には高度の免疫機構が備わっているが、最近これらの臓器が連携して生体防御に当たると考えられるようになり、腸肝軸(Gut-Liver Axis)と呼ばれて注目されている。本年度は、8報の論文を公表したが、プロスタグランジンE2の腸炎における役割について重要な知見が得られたのでこれについて記載する。脂質メディエータであるプロスタグランジン類、なかでも大量に産生されるプロスタグランジンE2(PGE2)の役割解明は腸炎発症機序として重要である。
膵癌EMT関連miRNAの同定とRedoxによるそのmiRNA制御機能の解明

膵臓癌手術標本100例以上の凍結標本組織を用いた解析で、複数のmiRNAが膵臓癌で特異的に発現されていることを同定した。その中でEMTを誘導するものとして有望なのが、miR-17-5pとmiR-10bであり、precursorを導入したところ、その増殖能力及び浸潤能力が増強され悪性度に寄与する因子と考えられた。EMTの抑制に働いていると考えられるのはmiR-200cであり、precursorを導入したところ、その浸潤能力が抑制された。本研究課題における癌EMT関連miRNAの同定とRedoxによるそのmiRNA制御機能の解明に対して研究実施計画に基づき以下の成果を挙げた1.膵癌に関わるmiRNAの同定-我々は凍結標本組織を用いた解析である特定のmiRNAが膵臓癌で特異的に抑制されていることを同定した。2. EMTに関連するmiRNAの同定-前述のmiRNAに対して抑制実験を行った結果、いくつかのmiRNAがEMTの抑制に関与していることを同定した。このmiRNAのprecursorを導入したところ、その浸潤能力が抑制されたまた、その細胞形態を観察したところ未分化な繊維芽細胞様の癌細胞が上皮様形態へと変化しさらにはE-cadherin上昇、Vimentin低下がmRNAおよびタンパクレベルで確認された。すなわちこのmiRNAは膵癌細胞に対してMETを生じさせることが確認された。さらにはMETを生じさせるmiRNAはこれまでにごくわずかの皿iRNAで報告されており、このmiRNAを用いることにより膵癌の転移、浸潤を抑制し、その予後を改善する可能性も示唆された。3. FFPEサンプルを用いたmiRNA定量的解析我々は膵臓癌手術標本100例以上のFFPEサンプルからRNAを抽出しており、このmiRNAが膵臓癌症例において有意に正常膵組織に比べて低下していることを同定した。この結果からこのmiRNAが膵臓癌特異的に抑制されていることが100例以上の症例を用いて再確認することができた。平成22年度までには、本研究課題における癌EMT関連miRNAの同定とRedoxによるそのmiRNA制御機能の解明に対して研究実施計画に基づき以下の成果を挙げた。マイクロアレイ解析の結果より、膵臓癌で特異的に抑制あるいは高発現している特定のmiRNAを複数同定した。1.miR-17-5pは、膵癌において高発現しており、膵癌細胞においてEMTの特徴である浸潤能を促進することを示した。また、増殖も促進することが判明し、予後不良因子であることも示した(Cancer Biology & Therapy誌)。2.miR-200cは、E-cadherinの発現を亢進させることでEMTを抑制し、浸潤を抑制することが判明した。miR-200c高発現症例は有意に予後良好であり、EMTを抑制することによる膵癌の浸潤・転移の抑制に重要な役割を果たすことを証明した(Molecular Cancer誌)。3.miR-203は高発現症例は有意に予後不良であり(Annals of Surgical Oncology誌)、現在その機能について更に詳細な研究を進めている。4.他にもEMTに関連するmiRNAを複数同定しており、現在それらの機能解析を進めている。ある特定のmiRNAのprecursor導入により、膵癌細胞が線維芽細胞様の形態へと変化し、E-cadherin上昇、Vimentin低下というEMT抑制の特徴を呈していることを確認している。また、このmiRNAを用いることにより膵癌の転移、浸潤を抑制し、その予後を改善する可能性も示唆された。FFPEサンプルを用いたmiRNA定量的解析の結果、このmiRNAが膵臓癌症例において有意に正常膵組織に比べて低下していることも同定した。現在、更に候補として判明している他のmicroRNAを含め、機能解析や予後との関わりについて検討を進めている。最も治療困難な悪性腫瘍の一つである膵臓癌はその悪性度が早期からの転移、浸潤によるところが大きい。今回転移浸潤に強く関連するEMTの機序を、多くの遺伝子を制御するとされるmiRNA、さらには近年新たな分子標的治療薬として注目を集めるRedox関連因子との関係を解明することにより、膵臓癌の新たな診断、治療法を開発することを目的とし、本研究を行った。これまでにmiR-17-5p,miR-200c,miR-203が膵癌の予後と関連し、癌細胞の浸潤能や増殖能に影響していることを明らかとしてきた。本年度は(1)膵癌細胞株のマイクロアレイによる検討により多数のmiRNAを候補として同定した。miR-10bを検討対象とし、マイクロダイセクションを用いて膵癌組織で高い事を確認した。miR-10bのprecursorによる導入により、膵臓癌の浸潤度および予後不良と関与していることを明らかとした(Surgery)。(2)gemcitabine耐性株におけるmiRNA解析で、抗癌剤耐性に関与する遺伝子群を選び出した。ついでFFPE

凍結標本の解析よりmiR-142-5pおよびmiR-204が予後に関わる因子である事を同定した。この2つに対しさらに多変量解析を行い、miR-142-5pが抗癌剤gemcitabineを用いる際の独立した予後因子であることを報告した(Ann.Surg.Oncol.)。また平成23年度はこれらを統括した複数の報告を行い、当研究室におけるmiRNA研究にひとつの区切りをつけえたと考えている。しかし、残念ながら当初の目標としていた膵癌細胞酸化ストレスEMT誘導モデルの作成には至らず、Redox関連EMTに関わるmiRNAの同定には至らなかった。これは将来への課題として更なる探究を行っていく必要が考えられた。
特発性間質性肺炎における線維芽細胞増殖因子(FGF)-10,-7の役割

特発性間質性肺炎は原因不明の間質性肺炎(IP)であり、臨床病理学的に進行性で予後不良な通常型間質性肺炎(UIP)、予後良好な非特異性間質性肺炎(NS工P)と特発性器質化肺炎(COP)などが含まれる。また、類似病変としてびまん性肺胞傷害(DAD)がある。線維芽細胞増殖因子(FGF)-10は、主に間質細胞で産生され上皮細胞の増殖分化に重要な因子であることが知られている。UIP,NSIP,COP,DADにおけるFGF10,FGF7とそのレセプターFGF-Rについて検討した。免疫組織化学的に、FGF10,FGFRのUIP,NSIP,COP,DADにおける分布と染色性を検討した。またFGF10,FGF7,FGFR,について、controlと対比して組織切片全体と早期線維化病変についてRealtime PCRにより検討した。免疫組織化学では、FGF10はUIP,NSIP,COP,DADで、マクロファージの他に早期線維化巣の線維芽細胞に陽性であった。早期線維化巣を覆う再生上皮細胞は、UIPでは扁平化生上皮が多くみられ、NSIP,COP,DADではII型肺胞上皮であり、FGFRは両者の再生上皮に染色性にほぼ差がなく陽性であった。Realtime PCRでは、切片全体での検討では、FGF10は、コントロールに比し間質性肺炎で高い傾向であり、FGF-7では差はほとんど確認できなかった。Micro dissectionによるFGF-10およびそのレセプターFGFRの検討では、COPに比べ、UIPでレセプターの発現に比較してFGF-10の発現が低い傾向であった。これらの結果より、間質性肺炎,DADの早期線維化巣の修復機序にFGF-10/FGF-Rが関与していること、UIPにおける肺胞上皮細胞の再生不良に、増殖因子FGF10・FGFRの関与が示唆された。特発性間質性肺炎は原因不明の間質性肺炎であり、臨床病理学的に、進行性で予後不良な通常型間質性肺炎(UIP)、予後良好な非特異性間質性肺炎(NSIP)と特発性器質化肺炎(COP)などが含まれている。FGF-10の欠損マウスでは、気管までは形成されるが、肺自体が形成されないことが報告されている。免疫組織化学的に、FGF-10とその受容体であるFGF-RのUIP、COPの早期線維化病変における分布と染色性を検討した。また、早期線維化病変をmicrodissectionにより切り出し、Realtime PCRにより検討した。免疫組織化学では、FGF-10は、他の部位の線維芽細胞がほぼ陰性であるのに反し、早期線維化巣の線維芽細胞には陽性であり、UIPに比較し、COPでの陽性像が強い傾向であった。UIP、COPの早期線維化巣を覆う再生上皮細胞は、UIPでは、扁平化生上皮が多くみられ、COPでは、II型肺胞上皮であり、FGF-Rは、両者の再生上皮に染色性にほぼ差がなく陽性であった。

Realtime PCRでは、有意差は明らかでないが、FGF-10はUIPで低発現の傾向であり、FGF-Rは、UIPで高発現の傾向であった。これらの結果より、間質性肺炎の早期線維化巣の修復機序にFGF-10/FGF-Rが関与していること、COPにより関与が強いことが示唆された。特発性間質性肺炎は原因不明の間質性肺炎(IP)であり、臨床病理学的に進行性で予後不良な通常型間質性肺炎(UIP)、予後良好な非特異性間質性肺炎(NSIP)と特発性器質化肺炎(COP)などが含まれる。また、類似病変としてびまん性肺胞傷害(DAD)がある。線維芽細胞増殖因子(FGF)-10は、主に間質細胞で産生され上皮細胞の増殖分化に重要な因子であることが知られている。今年度は、NSIP,DAD,FGF-7のデータを加え検討した。免疫組織化学的に、FGF-10とそのレセプターFGF-RのUIP,NSIP,COP,DADにおける分布と染色性を検討した。またFGF-10,FGF-7について、組織切片全体と早期線維化病変についてRealtime PCRにより検討した。免疫組織化学では、FGF-10は、マクロファージに陽性である他に、早期線維化巣の線維芽細胞に陽性であり、UIPに比較し、NSIP,COPでの陽性像が強い傾向であった。UIP,NSIP,COPの早期線維化巣を覆う再生上皮細胞は、UIPでは扁平化生上皮が多くみられ、NSIP,COP,DADではII型肺胞上皮であり、FGF-Rは両者の再生上皮に染色性にほぼ差がなく陽性であった。Realtime PCRでは、切片全体での検討では、FGF-10は、コントロールに比し、間質性肺炎,DADで高い傾向であり、早期線維化巣では有意差は明らかでないがUIPで低発現の傾向であった。FGF-7では、差はほとんど確認できなかった。これらの結果より、間質性肺炎,DADの早期線維化巣の修復機序にFGF-10/FGF-Rが関与していること、UIPに比してNSIP,COPにより関与が強いことが示唆された。