hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
牛成長ホルモン分泌促進能の高い成長ホルモン放出ホルモン誘導体の開発

次に、平均7.5か月齡の雌子牛にbGRF-44、bGRF-29、【D-Ala^2,Ala^<15>】-bGRF-29、【D-Ala^2】-hGRF-29およびrGRFを直接静脈内に投与(0.25μg/KgBW)してインビボでのGH放出反応を調べた。5種のGRFとも血漿中GH濃度は投与後急激に上昇し、10分から10分後に最大値を示した。血漿中GH濃度は最大値を示した。血漿中GH濃度は最大値を示したのち徐々に減少した。この減少形態は【D-Ala^2,Ala^<15>】-bGEF-29を除く4種でほぼ同様で、GH濃度は投与し150分から180分後に基礎濃度に戻った。【D-Ala^2,Ala^<15>】-bGRF-29では80分から180分におけるGH濃度の減少は他の4種に比べ緩慢で180分後においてもGH濃度は対照区に比べ有意に高い値を示した(P<0.05)。GHの放出反応をAUCで見ると、60分から120分の間で【D-Ala^2,Ala^<15>】-bGRF-29はbGRF-29、bGRF-44およびrGRFより有意に高い値を示した(P<0.05)。また120分から180分の間では【D-Ala^2,Ala^<15>】-bGRF-29は他の4種に比べ有意に高かった(P<0.05)。以上、インビボの研究の結果から、【D-Ala^2,Ala^<15>】-bGRF-29は牛のGHを持続的に放出させること、またこのほかの4種のGH放出能はインビボでは明らかな差がないことがわかった。本研究はさまざまなGRF誘導体の牛GH放出能を明らかにするともに、【D-Ala^2,Ala^<15>】-bGRF-bGRF(1-29)-NH_2はインビボにおける牛GH放出能がきわめて高いことを初めて示した。牛成長ホルモン(GH)分泌促進能の高い成長ホルモン放出ホルモン(GHRH)誘導体を開発するための基礎実験として、牛、ヒト、ラットのGHRHおよびそれらの基本構造を基にして合成したGHRH誘導体計7種のGH放出能を、インビトロの牛下垂体前葉細胞静置培養系を用いて検討した。牛の下垂体は1718ヵ月齢のホルスタイン去勢牛から屠場で採取したものを用いた。牛、ヒト、ラットのGHRHおよびそれらのGHRH誘導体を牛下垂体前葉細胞静置培養系に10^<-8>10^<-20>Mの範囲で作用させた。その結果、ヒトGHRH(hGRF-44)、hGRF-44のC末端のアミノ酸残基15個を除去したGHRH誘導体(hGRF-29)およびラットのGHRH(rGRF)は10^<-14>Mまで牛のGHを放出させることが分かった。また、牛のGHRH(bGRF-44)、bGRF-44のC末端のアミノ酸残基15個を除去したGHRH誘導体(bGRF-29)、bGRF-29の第2位のアラニンをD-異性体のアラニンと15位のグリシンをアラニンにそれぞれ置き換えた誘導体([D-Ala^2,Ala^<15>]-bGRF-29)およびhGRF-29の第2位のアラニンをD-異性体のアラニンに置き換えた誘導体([D-Ala^2]-hGRF-29)はhGRF-44、hGRF-29およびrGRFより牛のGH放出能が高く、それぞれ10^<-18>、10^<-17>、10^<-16>および10^<-18>MまでGHを放出させた。これらの結果から、ヒトやラットのGHRHも牛のGHを放出させることや、アミノ酸残基は44個も必要とせず、29個で十分なことが分かった。またヒトのGHRH誘導体を牛に利用する場合、第2位のAlaをD-異性体に置換すると1万倍もGH放出能が高まることも分かった。本研究の結果はインビトロでの結果であるので、今後インビボでも実験を行い、これらの知見についてさらに検討を加えたい。前年度のインビトロの研究結果から、牛、ヒト、ラットのGRFおよびこれらの誘導体は牛のGHを放出させること、またその放出能はペプチドの構造上の違いにより、差のあることがわかった。
時間・空間を制御したパルスレーザによる低歪かつスパッタレス金属積層造形技術の開発

一般に金属粉末にレーザが照射されると,粉末の溶融とともにスパッタが発生する。スパッタは、空孔形成の一因となる。そこで本研究課題では、空間的・時間的に制御したレーザを用いて、低ひずみかつスパッタの発生しないレーザ金属積層造形技術を開発する。さらに、金属粒子単体の微視的な溶融凝固過程を高速度ビデオカメラと熱画像カメラを用いて測定し、レーザーの入熱制御技術が溶融・凝固過程に与える影響を明らかにする。
骨格筋における細胞内エネルギー過剰状態の感知機構

細胞内エネルギー過剰状態を骨格筋が感知すると、何らかの遺伝子発現が生じ、その遺伝子産物がインスリン感受性低下を引き起こす可能性がある。我々は候補遺伝子としてMusclin(インスリン作用を阻害する骨格筋由来内分泌因子)とG0/G1 protein(PPARαの発現を介してインスリン抵抗性を惹起する可能性を有する)に着目し検討をしている。身体運動やカロリー摂取制限は一時的に細胞内エネルギー不足状態を惹起し、インスリン感受性を亢進させる。本研究においても、24時間絶食後および身体運動4時間後においてインスリン感受性の亢進を確認した。このインスリン感受性の亢進にmusclinおよびG0/G1 protein遺伝子発現の減少が関与する可能性を検討したところ、絶食によりmusclin遺伝子発現は減少するが、身体運動による変化は認められなかった。この結果は、musclinが長期的な細胞内エネルギー状態の変化に呼応している可能性を示唆している。一方、絶食はG0/G1 protein遺伝子発現も減少させたため、G0/G1 proteinも長期的な細胞内エネルギー状態の変化に対応している可能性がある。しかし身体運動の影響に関しては特定の運動(短時間・高強度運動)に対してのみ遺伝子発現を減少させており、短期的な細胞内エネルギー状態の変化に呼応している可能性はさらなる検討が必要である。短期的な細胞内エネルギー状態の変化に関して、AMP-activated protein kinase (AMPK)の活性化がインスリン感受性を調節している可能性が示唆されている。我々も身体運動にてAMPKを活性化させるとインスリン感受性が亢進するとの結果を得た。しかし、AMPKの活性化の程度はインスリン感受性亢進の程度とは関係がなく、AMPK以外の要因(例えばG0/G1 protinなど)をさらに検討する必要がある。高脂肪食摂取にともなって骨格筋には脂肪酸が流入し、インスリン感受性が低下する。一方、運動後に糖質食を摂取すると筋には糖が流入しグリコーゲン超回復が生じるとともに、インスリン感受性が低下する。両者のインスリン抵抗性には共通の機序が存在するとの仮説のもとに、本研究を実施した。まず、グリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下がインスリン情報伝達酵素の活性不全によって生じる可能性を検討した、運動後、ラットに糖質食を摂取させ、4,8,16時間後のインスリン情報伝達酵素PKB/Akt,p38 MAPKのリン酸化状態の変化を検討したところ、これらの酵素活性の変化はインスリン感受性低下の時間経過と完全に一致した。しかし、3週間の高脂肪食摂取にともなってインスリン感受性低下が生じた筋では、PKB/Aktならびにp38 MAPKの低下は生じていなかった。つまり、PKB/Akt,p38 MAPKの低下がグリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下の原因である可能性が高いが、高脂肪食によるインスリン抵抗性の場合は異なった機序が存在するようだ。グリコーゲン超回復筋における遺伝子発現の上昇がインスリン抵抗性に関与している可能性が示唆されているが、その遺伝子候補として脂肪合成に関わる転写因子や酵素であるSREBP-1c,ACC-2を想定した。しかし、これらの遺伝子発現の上昇はグリコーゲン超回復筋ではみられなかった。Affimetrix社製のGene Chipを用いて検討したところ、グリコーゲン超回復筋ではG0/G1 switch proteinの発現が顕著に上昇していた。3週間の高脂肪食摂取にともなってインスリン感受性低下が生じた筋においても、この遺伝子発現が上昇しているか否かについて、現在、RT-PCR法を用いて検討中である。グリコーゲンローディングや高脂肪食摂取にともなって生じる細胞内エネルギー過剰状態を骨格筋が感知すると、何らかの遺伝子発現が生じ、その遺伝子産物がインスリン感受性低下を引き起こす可能性がある。我々は、その候補遺伝子として、musclinとG0/G1 switch proteinに着目した。Musclinは、インスリン作用を阻害する骨格筋由来内分泌因子であり、絶食によるエネルギー枯渇にともない発現が減少し、逆に摂食によって増加することが報告されている。本研究でも、ラットに18時間の絶食を負荷することによって、上腕のtriceps筋におけるmusclin mRNA発現量が34%減少することをRT-PCR法によって確認した。一方、絶食ラットに運動を負荷し、その後、糖質食を4,8時間と再摂食させると、グリコーゲン超回復にともない時間経過でインスリン感受性が低下するが、このとき、musclin mRNA発現に有意な増加はみられなかった。また、ラットに4週間の高脂肪食を摂取させると筋のインスリン感受性が低下するが、この際、triceps筋においてmusclin mRNA発現量の変化はみられなかった。これらの結果は、musclinがグリコーゲン超回復や高脂肪食摂取にともなう筋のインスリン感受性低下に関与していない可能性を示す。G0/G1 protinはPPARαの発現を介してインスリン抵抗性を惹起する可能性があるが、運動と糖質食摂取後の時間経過でみると、インスリン感受性低下に先んじて、G0/G1 protein mRNA発現が増加していた。しかし、高脂肪食摂取によって遺伝子発現は変化しなかった。このようにG0/G1 proteinがグリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下に関係している可能性が示唆されるが、高脂肪食摂取によるインスリン感受性低下には関わっていないものと推測される。

身体運動やカロリー摂取制限は一時的に細胞内エネルギー不足状態を惹起し、インスリン感受性を亢進させる。本研究においても、24時間絶食後および身体運動4時間後においてインスリン感受性の亢進を確認した。このインスリン感受性の亢進にmusclinおよびG0/G1 protein遺伝子発現の減少が関与する可能性を検討したところ、絶食によりmusclin遺伝子発現は減少するが、身体運動による変化は認められなかった。この結果は、musclinが長期的な細胞内エネルギー状態の変化に呼応している可能性を示唆している。一方、絶食はG0/G1 protein遺伝子発現も減少させたため、G0/G1 proteinも長期的な細胞内エネルギー状態の変化に対応している可能性がある。しかし身体運動の影響に関しては特定の運動(短時間・高強度運動)に対してのみ遺伝子発現を減少させており、短期的な細胞内エネルギー状態の変化に呼応している可能性はさらなる検討が必要である。短期的な細胞内エネルギー状態の変化に関して、AMP-activated protein kinase (AMPK)の活性化がインスリン感受性を調節している可能性が示唆されている。我々も身体運動にてAMPKを活性化させるとインスリン感受性が亢進するとの結果を得た。しかし、AMPKの活性化の程度はインスリン感受性亢進の程度とは関係がなく、AMPK以外の要因(例えばG0/G1 protinなど)をさらに検討する必要がある。
ハイナン/ルソンメダカ種間雑種をもちいた遺伝子地図作成による比較ゲノム解析

メダカ及びその近縁種をもちいた比較マッピングによって、現在までにメダカ、ハイナンメダカ、ルソンメダカ、メコンメダカ、ジャワメダカ、ハブスメダカ、インドメダカ、タイメダカの性染色体と性決定様式が明らかとなった。メダカとハイナンメダカは連鎖群1(LG1)が性染色体であり、XX-XY型の性決定様式を持つ。ルソンメダカの性染色体はメダカのLG12と相同であり、その性決定機構はXX-XY型であった。メコンメダカではその性染色体はメダカのLG2と相同であり、その性決定機構はXX-XY型であった。ジャワメダカの性染色体はメダカのLG16に相同であるが、性決定の機構はZZ-ZW型を示した。ハブスメダカの性染色体はメダカのLG5に相同であり、その性決定機構はZZ-ZW型であった。インドメダカではメダカのLG10に相当する染色体が性を決定すると共に、その性決定機構はXX-XY型であった。これらの種の系統関係はメダカハイナンメダカルソンメダカメコンメダカが単系統(両腕型染色体グループ)を示す。またジャワメダカハブスメダカインドメダカ及びタイメダカも単系統(単腕型染色体グループ)を示す。インドメダカを除き単腕型染色体グループの種はZZ-ZW型性決定様式をとることや、その姉妹群である両腕型染色体グループの種では、現在知られているすべての種がXX-XY型の性決定機構をもつことを考えると、すくなくとも単腕型と両腕型染色体グループの共通祖先はXX-XY型の性決定機構を持ち、2っのグループが分岐した後、単腕型の中でジャワ-ハブスメダカの系統においてZZ-ZW型の性決定機構を持つ系統が現れ、現在に至るのではないかというシナリオがみえてきた。ハブスメダカ性連鎖マーカーをもちいてフォスミドライブラリーをスクリーニングし、ハブスメダカ性染色体をFISH法で同定したところZ染色体とW染色体は異形性を示すことが明らかとなった。これはメダカ属では初の報告である。グローバルなシンテニーに関してはメダカ属では染色体レベルで良く保たれていた。平成16年度はメダカ遺伝子地図のマーカー数を増やすことによってさらに、高密度化をおこなった。またルソンメダカ及びハブシ/ジャワ種間雑種からゲノムDNAの抽出をおこないフォスミドライブラリーを作成した。ルソンメダカフォスミドライブラリーでは48クローンに関してその両端配列を決定し、メダカゲノム配列との相同性検索をおこなっている。これによりメダカゲノム配列上にルソンメダカゲノム配列がどの程度配置できるかについての基礎的なデータを得ることが出来ると考えている。マッピングによる比較ゲノム解析としてルソンメダカ、ハイナンメダカ、メコンメダカ、ハブシメダカの性決定様式とメダカでの相同領域を決定することが出来た。ハイナンメダカではXX-XY型の性決定様式を持つとともにその性染色体はメダカと同じLG1であった。

ルソンメダカではXX-XY型の性決定様式を持ちながらその性染色体はLG1ではなくメダカのLG12に相同であるこが明らかとなった。メコンメダカはXX-XY型の性決定様式であり、その性染色体はメダカLG2に相当することが分かってきた。一方ハブシメダカはZZ-ZW型の性決定様式示しさらに、雌性を決定する染色体がメダカのLG5に相当することが分かってきた。このようにメダカ属魚類は近縁種にもかかわらず、極めてダイナミックに性決定様式と性染色体を変化させるという姿が明らかとなってきた。今後は遺伝子マップレベルでの比較だけではなく、ゲノム配列レベルでの比較ゲノム解析も重要であると考えている。メダカ及びその近縁種をもちいた比較マッピングによって、現在までにメダカハイナンメダカルソンメダカメコンメダカジャワメダカハブスメダカインドメダカの性染色体と性決定様式が明らかとなってきた。メダカとハイナンメダカは連鎖群1(LG1)が性染色体であり、XX-XY型の性決定様式を持つ。ルソンメダカの性染色体はメダカのLG12と相同であり、その性決定機構はXX-XY型であった。メコンメダカではその性染色体はメダカのLG2と相同であり、その性決定機構はXX-XY型であった。ジャワメダカの性染色体はメダカのLG16に相同であるが、性決定の機構はZZ-ZW型を示した。ハブスメダカの性染色体はメダカのLG5に相同であり、その性決定機構はZZ-ZW型であった。インドメダカではメダカのLG10に相当する染色体が性を決定すると共に、その性決定機構はXX-XY型であった。これらの種の系統関係はメダカハイナンメダカルソンメダカメコンメダカが単系統(両腕型染色体グループ)を示す。またジャワメダカハブスメダカインドメダカ及びタイメダカも単系統(単腕型染色体グループ)を示す。インドメダカを除き単腕型染色体グループの種はZZ-ZW型性決定様式をとることや、その姉妹群である両腕型染色体グループの種では、現在知られているすべての種がXX-XY型の性決定機構をもつことを考えると、すくなくとも単腕型と両腕型染色体グループの共通祖先はXX-XY型の性決定機構を持ち、2つのグループが分岐した後、単腕型の中でジャワーハブスメダカの系統においてZZ-ZW型の性決定機構を持つ系統が現れ、現在に至るのではないかというシナリオがみえてきた。今後はメダカ属のもう一つの系統である染色体融合型グループの性決定機構の解明がメダカ属内での性決定システムの進化に対して、さらに重要な示唆を与えると考えられる。メダカ及びその近縁種をもちいた比較マッピングによって、現在までにメダカ、ハイナンメダカ、ルソンメダカ、メコンメダカ、ジャワメダカ、ハブスメダカ、インドメダカ、タイメダカの性染色体と性決定様式が明らかとなった。
降圧薬が全身麻酔導入時および維持時の中枢温・末梢温に及ぼす影響についての研究

術中・麻酔中の体温低下は我々麻酔科医が常日頃遭遇することである。その中でも麻酔導入時の中枢温の低下は特に著しい。その原因として中枢から末梢への熱の再分布が大きく影響している。さらに、手術中も熱産生、熱喪失のバランスが崩れることにより、中枢温は低下することが多い。その結果、手術後のシバリング(ふるえ)、虚血性心電図変化などの合併症が生じ得る。本研究では当初、降圧薬が中枢温・末梢温に及ぼす影響を検討したが、有意な結果が得られなかった。そこで、日頃頻用されている前投薬のミダゾラムが周術期の体温変化に及ぼす影響について、若年者と高齢者とを比較検討した。【研究背景】高齢者は若年者に比べ、vasoconstrictionおよびshivering閾値の低下等の体温調節機構の障害がみられる。我々は前投薬として用いられるミダゾラムが若年者において著明な中枢温低下を生じることを既に報告した_<1,2>。今回、前投薬のミダゾラムが周術期の体温変化に及ぼす影響について、若年者と高齢者とを比較検討した。【方法】ASAI-IIの3時間以上の全身麻酔を受ける患者について、若年者(20-50歳)と高齢者(65-80歳)各々の15名ずつを対象とした。前投薬として全身麻酔導入30分前にミダゾラム0.05mg/kgを筋注し、投与直前、30分後、および術中(10分ごと)の鼓膜温(Ttym)および前腕-示指温度較差(Grad_<a-f>)(末梢血管収縮の指標)を測定した。【結果】高齢者は若年者に比べ、前投薬投与30分後のTtymの低下が有意に大きく(P<0.01)(ΔTtym=-0.4±0.1°Cvs-0.1±0.1°C)、Grad_<a-f>変化(ΔGrad_<a-f>)も有意に大きかった(P<0.05)。また、術中のTtymの低下も高齢者では有意に大きかった(P<0.01)。【結論】高齢者では通常使用量のミダゾラム(0.05mg/kg)の投与で、より著明な中枢温低下が生じることが判明した。周術期の体温低下は様々な合併症をもたらすので、高齢者では特に体温の厳密なモニタリングおよび管理が必要と考えられる。

本研究では、麻酔導入前後および中枢温の変化が見られなくなる(プラトー)に至るまでに、降圧薬であるニカルジピンとプロスタンジンを持続投与(濃度をそれぞれ3段階とする)することにより、中枢温・末梢温(特に末梢血管収縮asoconstrictionの起こる時の中枢温:閾値温度)および熱の再分布に対してどのような影響を与えるかについての臨床的な検討を試みることを目的とする。<プロトコール>:平成9年度対象:上腹部手術(胃亜全摘、胃全摘)1群:生理的食塩水を持続注入:コントロール(n=10)、2群:ニカルジピンを0.5μg/kg/min持続注入(n=10) 3群:ニカルジピンを2.0μg/kg/min持続注入(n=10)麻酔方法前投薬:なし、硬膜外麻酔中に輸液(500cc:室温)、硬膜外麻酔:T8/9またはT9/10導入前;レペタン(0.004mg/kg、最大0.2mg,生食で計5ccとする)を注入輸液:8-10cc/kg/h(保温庫内のもの)、室温:2223°C前後に保つ測定項目(10分毎)体温中枢温:鼓膜温(左)、食道温末梢温:皮膚温(7ヶ所)胸部、上腕、前腕、示指(非点滴、非A-line、非血圧測定側)大腿、下腿、拇指(非点滴、A-line側、非血圧測定側)末梢血管収縮時(前腕一示指温度較差≧0°C)のニカルジピンの血中濃度測定以上のプロトコールに基づいて研究を行っている。手術操作に対する麻酔の維持と末梢血管収縮を適切に得るために臨床的な工夫が必要となっている。更に検討を加える予定である。術中・麻酔中の体温低下は我々麻酔科医が常日頃遭遇することである。その中でも麻酔導入時の中枢温の低下は特に著しい。その原因として中枢から末梢への熱の再分布が大きく影響している。さらに、手術中も熱産生、熱喪失のバランスが崩れることにより、中枢温は低下することが多い。その結果、手術後のシバリング(ふるえ)、虚血性心電図変化などの合併症が生じ得る。本研究では当初、降圧薬が中枢温・末梢温に及ぼす影響を検討したが、有意な結果が得られなかった。そこで、日頃頻用されている前投薬のミダゾラムが周術期の体温変化に及ぼす影響について、若年者と高齢者とを比較検討した。【研究背景】高齢者は若年者に比べ、vasoconstrictionおよびshivering閾値の低下等の体温調節機構の障害がみられる。我々は前投薬として用いられるミダゾラムが若年者において著明な中枢温低下を生じることを既に報告した^<1,2>。今回、前投薬のミダゾラムが周術期の体温変化に及ぼす影響について、若年者と高齢者とを比較検討した。【方法】ASAI-IIの3時間以上の全身麻酔を受ける患者について、若年者(20-50歳)と高齢者(65-80歳)各々の15名ずつを対象とした。前投薬として全身麻酔導入30分前にミダゾラム0.05mg/kgを筋注し、投与直前、30分後、および術中(10分ごと)の鼓膜温(Ttym)および前腕-示指温度較差(Grad_<a-f>)(末梢血管収縮の指標)を測定した。【結果】高齢者は若年者に比べ、前投薬投与30分後のTtymの低下が有意に大きく(P<0.01)(ΔTtym=-0.4±0.1°Cvs-0.1±0.1°C)、Grad_<a-f>の変化(ΔGrad_<a-f>)も有意に大きかった(P<0.05)。また、術中のTtymの低下も高齢者では有意に大きかった(P<0.01)。【結論】高齢者では通常使用量のミダゾラム(0.05mg/kg)の投与で、より著明な中枢温低下が生じることが判明した。周術期の体温低下は様々な合併症をもたらすので、高齢者では特に体温の厳密なモニタリングおよび管理が必要と考えられる。
低燐血症性くる病患者尿中落下尿細管培養細胞のNa-P共輸送体遺伝子発現調節の研究

正常人、および低燐血症性くる病(XLX)患者の尿中に落下してくる尿細管細胞の培養を行い、近位尿細管を含むネフロンセグメントをモノクローナルに培養することに成功した。近位尿細管細胞は免疫組織化学的方法(γGTP染色陽性、THP、EMA染色陰性)により確認した。培養細胞より、RNAを精製後逆転写酵素を用いてcDNAを合成、さらに合成されたcDNAからMagagninら(1993年)の文献を参考に設計したプライマー(1:GATGGCCAAG-GCGCTGGGGAAA、2:TAGAGGCGGGTGGCATTGTGGT)を用いてPCRを行った。Na-P共輸送体遺伝子に相当するバンドは、正常人、XLH患者ともに検出されたが、いずれも非常に濃度の薄いバンドであった。すなわち、XLH患者の近位尿細管細胞でも、Na-P共輸送体が発現していることが示唆された。しかし、PCRで検出されたバンドは非常に薄く、本遺伝子の半定量は不可能であった。この原因が、細胞培養の条件により近位尿細管細胞でのNa-P共輸送体遺伝子の発現が低下してるのか、あるいはPCRの条件により薄いバンドしか検出できなかったのかは明らかでなかった。今後は、培養中のリン濃度など培養条件の検討、さらに温度設定、サンプル中のMg濃度などPCRの至適条件の検討が必要である。上記が明らかとなった後、各種ホルモンやその阻害薬などを添加したときのNa-P共輸送体遺伝子の発現の変化を検討する計画である。
総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製

本研究は,エンジニアリングプラスチック(エンプラ)に匹敵する性能を有する総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製を目的に検討したものである.マトリックス樹脂としてトウゴマ由来のポリアミドを,強化繊維としては麻繊維を用いた複合材料をベースに,植物由来の熱可塑性エラストマーの添加,また麻繊維の表面処理としてアルカリ脱脂やシランカップリング剤の種類,さらには表面処理方法,溶融混練時の材料投入法などを検討することで,麻繊維の分散性や樹脂と繊維間の接着性を向上させ,高性能な総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料を創製できることを明らかにした.本研究は,強化繊維および樹脂材料ともに植物由来原料を用いて,実際の機械材料として多用されているエンプラに匹敵する機械的性質や耐熱性を有する高性能なエンプラ系複合材料を創製することを目的に,総植物由来の天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製について検討し,以下の結果を得た.1.トウゴマ由来のポリアミド1010をベースとし,同じくトウゴマ由来の熱可塑性エラストマーであるポリアミド11エラストマーを二軸押出機による溶融混練法を用いてポリマーブレンド化させた天然繊維強化エンプラ系複合材料専用のマトリックス樹脂を開発した.また,このマトリックス開発に必要な配合設計,成形条件およびレオロジー的性質を明らかにした.2.天然繊維の分散制御技術および天然繊維/樹脂間の界面制御技術の確立の2つは密接に関連しているため,本年度は次の4つを同時に検討し,次の結論を得た.(1)天然繊維の前処理として水酸化ナトリウム水溶液を用いたアルカリ処理の処理条件を明らかにした.(2)天然繊維への表面処理検討としては3種類のシランカップリング剤を用い,ウレイドシラン処理が最も機械的性質の改善に効果があること,またそれらの最適な処理条件を明らかにした.(3)天然繊維分散用マスターバッチの調整としては,上記1.で開発した専用マトリックス樹脂に,(2)で最も有効であったウレイドシラン処理を施した天然繊維を分散させたマスターバッチを製作した.(4)溶融混練法による天然繊維充填エンプラ系複合材料の成形と物性として,上記(3)までの成果をもとに二軸押出機による溶融混練法により成形し,各種物性評価を行った.上記により,総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製に必要な基礎データを構築することができた.これらの成果は,他の天然繊維強化樹脂系複合材料へも適用できる知見である.本研究は,樹脂および強化繊維ともに植物由来材料を用いてエンジニアリングプラスチック(エンプラ)に匹敵する総植物由来原料を用いた高性能な天然繊維強化エンプラ系複合材料を創製することを目的に,天然繊維の分散制御技術および天然繊維/樹脂間の界面制御技術の確立を中心に検討した結果,以下の結論を得た.1.昨年度までの成果から得られた天然繊維(麻繊維)の表面処理技術((1)アルカリ処理による前処理,および(2)ウレイドシランカップリング剤による表面処理),および天然繊維強化エンプラ系複合材料専用のマトリックス樹脂(植物由来ポリアミド1010に植物由来ポリアミド11エラストマーをポリマーブレンド)を用いて,天然繊維を良分散させた複合材料用マスターバッチを調整した.2.溶融混練法による天然繊維充填エンプラ系複合材料の成形と物性については,二軸押出機を用いた溶融混練法により調整し,射出成形により成形した同複合材料の各種物性を評価した.特に,各種物性に及ぼす繊維充填量依存性やエラストマー添加量依存性などを明らかにし,最適な配合設計技術を構築した.3.上記2.の二軸押出機を用いた溶融混練法による同複合材料の分散性向上を更に図るため,溶融混練時における材料投入手順の違いが各種物性に及ぼす影響を実験的に検討し,材料投入手順の違いが各種物性に大きく影響を及ぼすことも明らかにした.4.天然繊維/樹脂間の界面制御技術の確立を目指し,表面処理方法の違いが各種物性に及ぼす影響を検討した.具体的には,(1)撹拌装置および(2)乾式・湿式の違い等を検討し,自転公転ミキサーによる高速撹拌法かつ湿式法による結果が最も改善効果が高いことを明らかにした.上記により,総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製に必要な分散制御技術および天然繊維/樹脂間の界面制御技術を構築することができた.樹脂および強化繊維ともに植物由来材料を用いてエンジニアリングプラスチック(エンプラ)に匹敵する高性能な天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料を創製することを目的に,天然繊維の分散制御技術および天然繊維/樹脂間の界面制御技術の確立を中心に検討し,同複合材料の創製を試みたものである.昨年度までに,麻繊維の表面処理技術(1アルカリ処理による前処理,および2ウレイドシランカップリング剤による表面処理),また天然繊維強化エンプラ系複合材料専用のマトリックス樹脂(植物由来ポリアミド1010に植物由来ポリアミド11エラストマーをポリマーブレンドしたもの)を用いることにより,天然繊維を良分散させた天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料を開発できることを明らかにした.特に,繊維やエラストマーの充填量依存性や表面処理方法を工夫することで,高性能化できることを明らかにしてきた.今年度は,より高性能な材料創製のため,(1)アルカリ脱脂の種類の影響として水酸化ナトリウムよりも亜塩素酸ナトリウムを用いることにより各種物性をさらに向上できること,

(2)各種物性に及ぼす天然繊維の繊維長依存性を明らかにすることで,より最適な配合設計ができること,(3)摩擦摩耗特性の向上には自転公転ミキサーを用いた湿式法による繊維表面処理法が望ましいが,強度や剛性などの機械的性質を向上させるためにはディップコータを用いた湿式法による繊維表面処理法を用いた方がより改質効果は高いこと,(4)これらの複合材料について,FT-IRによる化学分析,SEMによる内部構造観察やレオロジー的性質の評価を行うことにより繊維/樹脂間の接着性,また繊維分散性や材料内部構造変化などを明らかにしたこと,などが主な成果である.これらの成果から,エンプラに匹敵する高性能な天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料を創製できることを明らかにした.本研究は,エンジニアリングプラスチック(エンプラ)に匹敵する性能を有する総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製を目的に検討したものである.マトリックス樹脂としてトウゴマ由来のポリアミドを,強化繊維としては麻繊維を用いた複合材料をベースに,植物由来の熱可塑性エラストマーの添加,また麻繊維の表面処理としてアルカリ脱脂やシランカップリング剤の種類,さらには表面処理方法,溶融混練時の材料投入法などを検討することで,麻繊維の分散性や樹脂と繊維間の接着性を向上させ,高性能な総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料を創製できることを明らかにした.総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製するために必要な項目として,1.植物由来ポリアミドをベースとした複合材料用マトリックスの開発,2.天然繊維の分散制御技術の確立および3.天然繊維/樹脂間の界面制御技術の確立の3点を中心に検討している.前年度までに1.複合材料用の専用マトリックス樹脂を開発,2.および3.の制御技術に必要な(1)天然繊維の前処理,(2)天然繊維への表面処理および(3)天然繊維分散用マスターバッチの調整を検討し,天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製に必要な基礎データを構築した.今年度も当初に計画していた,2.および3.の制御技術に必要な(1)天然繊維分散用マスターバッチの調整,(2)溶融混練法による同複合材料の成形と物性,(3)溶融混練法における材料投入手順の違いが各種物性に及ぼす影響,および(4)天然繊維/樹脂間の表面処理技術の構築のため表面処理方法の検討,などの項目を検討し,天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製に必要な技術を構築することができた.したがって,おおむね順調に計画通り進んでいる.工学次年度は今年度までの検討結果を踏まえ,更なる開発材の高性能化を図るため,2.天然繊維の分散制御技術,および3.天然繊維/樹脂間の界面制御技術の確立を中心に継続検討していく.特に,天然繊維分散評価とレオロジー特性の評価として,本研究の中心技術となる天然繊維分散状態および材料のレオロジー特性を把握するために,調整・成形した材料の評価をSEMやレオメータなどを用いて行い,その結果を上記にフィードバックすることにより,定量化および検討時間の短縮化を図っていく.同時に得られた開発材料の実用化に向けて,歯車などの実際の機械部品を製作し,耐久性評価などを行う.さらに,これまで検討してきた1.植物
半導体における電場誘起スピン電流とベリー位相

電場でスピン流を誘起する効果(スピンホール効果)について、本年度は特に量子スピンホール相に着目し研究した。量子スピンホール相とはトポロジカル秩序の一種で、非磁性絶縁体であるが非自明なトポロジカル数を持ち、不純物等に対して安定な表面状態を持つ。こうした相は理論的に提唱されたものの、実験と関連づけられる系はまだないため、その候補となる物質探索を行った。前年度研究代表者が発見したように、絶縁体でのスピンホール効果は帯磁率と関連づけられるため、反磁性帯磁率の大きいビスマスについて、薄膜の場合にトポロジカル数の計算やバンド計算を行い、2次元系では量子スピンホール相になることを提案した。3次元での表面状態等の実験との比較を行い、半金属ビスマス、アンチモンやそれらの合金が量子スピンホール相の候補となることを理論的に提案した。本結果を実験研究者や第一原理研究者へと提案し、実験的検証に向け研究を進めている。上記とも関連して電荷のポンピングの研究も行った。異常ホール効果やスピンホール効果と、電荷のポンピングとは一見全く異なっているが、理論的な枠組み(ベリー位相の物理)は類似しており同様の方法論を使うことができる。特に今年度は不純物の多い1次元系について、ベリー位相によるトポロジーの効果が、(不純物の存在下でも)電荷ポンピングに強く影響することを実証した。また光でも同様の現象が研究代表者らにより前年度に予言された。この光のベリー位相の物理について、今年度は精密な定式化を行い、媒質界面やフォトニック結晶内での光線のシフトを計算した。またX線についても、ベリー位相の効果が顕著になる例を発見した。それは歪んだ結晶中をX線波束が進む場合に、歪みの大きさよりも何桁も大きく波束がシフトするというものであり、これは最近実験的に観測されつつある。外部電場印加によりスピン流が発生する効果(スピンホール効果)について、本年度はいくつかの基本的な側面を研究し明らかにした。まずp型半導体でのスピンホール効果の性質について、SU(2)ゲージ場との関連から議論した。またp型半導体の場合については不純物が入ってもスピンホール効果はそれほど影響されないことを明らかにした。これはヘテロ構造n型半導体とは対照的である。またスピンホール効果がどのような系で起こりうるかを議論し、バンド絶縁体でもスピンホール効果が起こる可能性があることを提唱して、ゼロギャップ半導体(HgTe等)やナローギャップ半導体(PbTe等)でモデル計算をしてスピンホール効果の値を見積もった。またスピンホール効果で、電子の代わりに光を考えることによって、「光のホール効果」が出ることを提唱した。屈折率が空間的に変化しているときには、通常は幾何光学によって屈折の仕方を計算することができるが、「光のホール効果」はそれに対してのベリー位相に起因した補正を与える。界面での屈折・反射におけるImbert shiftと呼ばれる光路のずれはこの効果で説明できる。このずれは波長程度で非常に小さいが、本研究代表者らの研究により、フォトニック結晶を構成することでこの効果を何桁も増大できることが分かった。ベリー位相に起因した現象として、外部パラメータ(圧力、外場など)を変化させることにより電気分極が発生することが知られているが、本研究代表者らの研究により、外部パラメータの空間を考えるとこの電気分極の応答に幾何学的な意味づけをすることができる事が分かった。これに基づき、有機強誘電体などで分極の値を計算したり、またどのようなパラメータ変化が大きな分極応答を与えるかを見積もったりする方法を与えた。電場でスピン流を誘起する効果(スピンホール効果)について、本年度の成果は次の2つに大別される。第一には不純物効果について、ケルデシュ形式を用いて一般的な定式化を行った。それにより、スピンホール伝導度が不純物存在下でも残るかどうかについての一般的な基準を確立し、またラシュバ模型などの代表的な模型について、スピンホール伝導度を計算した。第二に、絶縁体でありながらスピンホール効果を示す「量子スピンホール系」について、スピンホール伝導度が帯磁率に比例することを示し、いくつかの模型について計算を行い、エッジ状態との関連を示した。その結果、ビスマス等の物質が量子スピンホール効果を示しうることを結論した。スピンホール効果はいまだに理論に対して実験が非常に少なく、上記のような、実験に直接関連付けられる理論研究が重要になりつつある。特に量子スピンホール効果を示すような現実的な模型は今まで知られておらず、これが例えばビスマス系で実現できれば大きな前進となる。また上記の問題とも関連して、グラファイトやカーボンナノチューブにおけるエッジ状態について調べた。第一には強い束縛された電子模型において、従来の最新接相互作用に加えて、次近接相互作用を入れる計算を行った。従来はエッジ状態はちょうどフェルミエネルギー上にあったが、次近接相互作用によりエッジ状態のエネルギーは20meV程度低下し、これは実験とよく合う。また第二に、こうしたエッジ状態を、ゲージ場を入れた連続模型を用いて定式化し、他の計算と整合する結果を得た。

前年度研究代表者が発見したように、絶縁体でのスピンホール効果は帯磁率と関連づけられるため、反磁性帯磁率の大きいビスマスについて、薄膜の場合にトポロジカル数の計算やバンド計算を行い、2次元系では量子スピンホール相になることを提案した。3次元での表面状態等の実験との比較を行い、半金属ビスマス、アンチモンやそれらの合金が量子スピンホール相の候補となることを理論的に提案した。本結果を実験研究者や第一原理研究者へと提案し、実験的検証に向け研究を進めている。上記とも関連して電荷のポンピングの研究も行った。異常ホール効果やスピンホール効果と、電荷のポンピングとは一見全く異なっているが、理論的な枠組み(ベリー位相の物理)は類似しており同様の方法論を使うことができる。特に今年度は不純物の多い1次元系について、ベリー位相によるトポロジーの効果が、(不純物の存在下でも)電荷ポンピングに強く影響することを実証した。また光でも同様の現象が研究代表者らにより前年度に予言された。この光のベリー位相の物理について、今年度は精密な定式化を行い、媒質界面やフォトニック結晶内での光線のシフトを計算した。またX線についても、ベリー位相の効果が顕著になる例を発見した。それは歪んだ結晶中をX線波束が進む場合に、歪みの大きさよりも何桁も大きく波束がシフトするというものであり、これは最近実験的に観測されつつある。
中肝静脈分枝の還流と領域の肝萎縮・肝再生

生体肝移植ドナー手術の安全性の観点から,中肝静脈分枝の温存や切断が灌流領域の肝再生・萎縮に与える影響を,造影CTから得られる3D画像から解析・評価した.中肝静脈分枝で還流される領域が右葉の50%を越える症例は20%存在した.太い肝静脈間に吻合が存在する場合や,静脈鬱血時に門脈枝で逆流が生じる場合もあり,詳細を解析中である.ドナーにおける右葉摘出の限界とレシピエントにおける肝静脈再建の指標を算出できると考えられる.生体肝移植ドナー手術の安全性の観点から,中肝静脈分枝の温存や切断が灌流領域の肝再生・萎縮に与える影響を,造影CTから得られる3D画像から解析・評価した.中肝静脈分枝で還流される領域が右葉の50%を越える症例は20%存在した.太い肝静脈間に吻合が存在する場合や,静脈鬱血時に門脈枝で逆流が生じる場合もあり,詳細を解析中である.ドナーにおける右葉摘出の限界とレシピエントにおける肝静脈再建の指標を算出できると考えられる.2010年3月までに当科で施行された274例の生体肝移植のうち、2005年1月以前で、術前に当院で腹部の造影MDCTまたはAngio-CTを行っているドナー100例を対象にで下記の測定を行った。全肝の門脈、肝静脈容積、肝容積を3次元肝容積解析ソフト(「Organ Volume Analysis」日立メディコ社)を用いて測定し、実際の摘出肝重量と比較し、同ソフトでの肝容積測定の精度誤差を再確認した。肝容積測定の従来法(マニュアルトレース法)との測定誤差の精度も比較検討を行った。以上については、報告論文を作成中である。また、過去に蓄積している前記の造影MDCTの電子化情報からは85例のドチーの3次元肝容積解析ソフトを用いて解析し、ドナー・レシーピエントの門脈・肝静脈の破格を含めた解剖(肝静脈枝間のコミュニケーターも含む)を描出、門脈枝支配領域の肝容積、肝静脈枝支配領域の肝容積が解析された。さらに、ドナー肝切除における、中肝静脈に合流する肝前区域枝(V5,V8)とその温存・切離とドナー肝切除後の肉眼所見・臨床での区域容積の変化の解析を一部の症例で行なった。中肝静脈分枝で還流される領域が右葉の50%を超える症例が28%存在した。同ドナーにおいては再生・萎縮の変化を術後長期観察後に再度造影CT検査を行うことで評価できることが明らかとなり、今後解析を行う症例も含め報告予定である。血管造影を行った際の造影MDCDでは肝実質の造影が不十分なこともあり、症例によっては解析が困難な場合があること、通常の造影CTの条件でも、肝静脈の造影が薄く血管や肝実質の抽出が困難であることがわかり、CT造影の際の造影剤の増量と撮影相の増加により、よりよい静脈解析が行えることが明らかとなった。3次元肝容積解析ソフトを用いて肝静脈を描出する場合の造影CTの条件を確立した。2010年3月までに当科で施行された274例の生体肝移植のうち、2005年1月以降で術前に当院で腹部造影MTCT検査を行っているドナー50例、術前・術後にMDCT検査を施行したレシピエント50例を対象に下記の測定を行った。3次元肝容積解析ソフト(日立メディコ社Organ Volume Analysis)を用いて、ドナー・レシピエントの門脈・肝静脈の破格を含めた解剖(肝静脈枝間のコミュニケーター)を描出し、門脈枝潅流領域の肝容積、肝静脈枝還流領域(V5、V8)とその温存・切離とドナー肝切除後の肉眼所見・臨床での区域容積のの解析を行った。中肝静脈分枝で還流される領域が右葉の50%を越える症例は22%存在した。中肝静脈分枝で還流される領域が右葉の50%を超えるドナーであっても、術中には、同静脈根部でクランプを行った場合に静脈枝間のコミュニケーターが存在する場合や、同領域の門脈枝で逆流が生じ、領域の鬱血を生じる場合があり、術前検査では評価が困難なことが経験された。同ドナーにおける肝再生・肝萎縮の変化を外来観察中に造影CT検査を行うことで評価できる可能性があり,今後解析を追加していく予定である。撮影条件により3D血管像・臓器像の構築には十数時間を要する症例や、解析ができない症例も存在した。当院放射線科と協議を重ね、同ソフトで解析に適したMDCT造影条件を確立した。肝葉容積の変化を統計的に分析中でドナーにおける右葉摘出の限界とレシピエントにおける肝静脈再建の指標を考察中である。

2011年4月までに信州大学医学部附属病院移植外科で施行された279例の生体肝移植のうち、2007年1月以降で術前に当院で腹部造影CT検査を行っているドナー20例、術前・術後にMDCT検査を施行したレシピエント20例を対象に3次元肝容積解析ソフト(日立メディコ社Organ Volume Analysis)を用いて、ドナー・レシピエントの門脈・肝静脈の破格を含めた解剖(肝静脈枝間のコミュニケーター)を描出し、門脈枝潅流領域の肝容積、肝静脈枝還流領域(V5、V8)とその温存・切離とドナー肝切除後の肉眼所見・臨床での区域容積のの解析を行った。中肝静脈分枝で還流される領域が右葉の50%を越える症例は20%存在した。中肝静脈分枝で還流される領域が右葉の50%を超えるドナーであっても、術中には、同静脈根部でクランプを行った場合に静脈枝間の吻合存在する場合や、同領域の門脈枝で逆流が生じ、領域の鬱血を生じる場合があり、術前検査では評価は困難であった。同ドナーにおける肝再生・肝萎縮の変化を外来観察中に造影CT検査を行うことで評価を進めている。しかしながら、撮影条件によっては、静脈の解析が困難な場合や、繰り返し造影剤を投与することに対する倫理的問題も生じている。当院放射線科と協議を重ね、同ソフトで解析に適したMDCT造影条件を確立し、さらなるデーターの積み重ねについては、当検査(造影剤使用)のドナーへのインフォームドコンセントも含め検討中である。その上で、肝葉容積の変化を統計的に分析しドナーにおける右葉摘出の限界とレシピエントにおける肝静脈再建の指標を算出する。国内外の肝移植関連学会においての発表予定であり、論文の作成中である。
スピングラスを用いた磁気記憶素子開発への基礎研究

スピングラス秩序の安定性の向上および磁気秩序の制御に関して以下の研究結果を得た。1.スピングラスNi_<71.5>Mn_<28.5>(300Å)およびスピングラスNi_<71.5>Mn_<28.5>(300Å)//Ag(300Å)/Ni(100Å)薄膜を作成し、磁化の温度依存性および時間依存性を調べ、強磁性層のスピングラス層に及ぼす影響を検討した。零磁場冷却と磁場中冷却後に測定したNiMn/Ag/Ni薄膜の磁化の温度依存性は、NiMn薄膜と比較して高温まで差を生じた。熱残留磁化M_rの時間依存性測定の結果をM_r=M_0-S log tの関数により解析した。二つの試料において、スピングラスの緩和率を表すSは、ほぼ等しい温度で0になったが、NiMn/Ag/Ni薄膜の残留磁化M_0はNiMn薄膜に比べて高温まで有限に維持されることが分かった。この結果は、スピングラス状態が強磁性層を近付けることにより高温まで安定に維持されることを示唆する。2.現有のSQUID磁力計に石英ファイバをにより光(He-Ne633nm)を導入し、スピングラス半導体Cd_<1-x>Mn_xTeの光励起に伴う磁化の変化を測定した。その結果、等温残留磁化が光照射とともに減少した。この現象は熱残留磁化においても観測されたが、等温残留磁化と熱残留磁化とでは照射光強度依存性に違いが見られた。以上の結果から、強磁性体との多層化によりスピングラス秩序の安定性が向上することが分かった。また、スピングラス半導体において光励起による磁気秩序制御の可能性が見いだされた。3.現在、今回購入した温度可変インサートを現有のSQUID素子と組み合わせ、より詳細な実験のための温度可変交流SQUID磁化率測定系を作成中である。
外傷性脊髄損傷治療における脂肪組織の有用性

外傷性脊髄損傷モデルラットに対する脂肪組織由来幹細胞(ASCs)の経静脈的な移植による治療のメカニズムについて検討したところ、移植後早期に生存シグナルを活性化し、それは同時期に脊髄内で増加が認められた好中球走化性因子を介している可能性が示された。また、移植後の細胞動態は、損傷により影響を受け、より組織への移行性が高まる可能性が示唆された。一方、臨床研究の需要ニーズに応じられるよう凍結脂肪組織からのASCsの単離・培養を試みたところ、少なくとも凍結後6ヶ月経過したラット脂肪組織からでもASCsが得られた。また、増殖能ならびに分化能は保持されており、研究利用も可能であること示された。本研究では、その治療効果のメカニズムの解明を目的として、ASCsの移植後にどのようなシグナル経路が活性化されるか検討した。ラットASCs、あるいはCINC-1投与後の脊髄を摘出し、シグナル分子の発現およびリン酸化についてWestern blot法を用いて検討した。その結果、ASCs移植後の脊髄では、細胞生存シグナルに関与するMAPKのリン酸化の亢進が認められた。CINC-1投与後の脊髄においても同様であったことから、ASCsの移植による治療メカニズムの一つとして、CINC-1の上昇を介し、MAPKを活性化させることが示唆された。今後、ASCsの移植に関して、並行して凍結組織からのASCsの単離について詳細な検討、さらに、ヒトASCsを用いた検討が必要と考える。再生医療に用いる移植細胞減として脂肪組織に着目し、外傷性脊髄損傷モデルラットへの脂肪組織由来細胞(adipose-derived stem/stromal cells; ASCs)移植を検討しており、ASCsの移植は、障害を受けた後肢運動機能の回復を促進させ、脊髄損傷部の空洞化を抑制する効果、すなわち、治療効果があることをこれまでに明らかにしている。また、その作用機序の一つにとして、好中球走化性因子であるcytokine-induced neutrophil chemoattaractant-1(CINC-1)が関与する可能性を見出した。本研究では、損傷モデルラットに対してCINC-1を静脈内投与し、後肢運動機能の回復効果を検討した。併せて、ラット凍結脂肪組織からのASCsの単離について検討した。損傷8日目に、ラットASCs、CINC-1、あるいは生理食塩水を損傷ラット尾静脈より投与したところ、CINC-1投与群もASC移植群と同様に後肢運動機能の回復を促進させ、CINC-1に関して興味深い知見が得られた。また、ラット脂肪組織を摘出し、-80°C下で一定期間保存後にASCsの単離を試みたところ、凍結組織から単離したASCsでも増殖し、培養は可能であった。細胞倍加時間を検討したところ、継代数が少ない時、細胞は活発に増殖するのに対し、継代が進むと増殖力は低下したが、その傾向は新鮮組織あるいは凍結組織由来のASCs共に同様であった。今後、ASCsの移植に関して、また、凍結組織からのASCsの単離について詳細な検討、ならびにヒトASCsに関する検討が必要と考える。本研究において、損傷モデルラットに対してCINC-1を静脈内投与し、運動機能回復効果を検討したところ、ASCsの移植と同様に運動機能回復促進効果が得られた。また、ASCsの移植あるいはCINC-1投与により活性化されるシグナル経路を検討したところ、両群ともに細胞生存シグナルに関与するextracellular signal-regulated kinaseのリン酸化の亢進が認められた。一方、臨床研究のためにASCsの採取を目的としたヒト脂肪組織の需要は非常に高く、その注目度が伺えるが、新鮮組織の入手は容易ではない。そこで本研究では、凍結脂肪組織からでも臨床使用可能なASCsの単離の実現を目指し、ラット凍結脂肪組織からのASCsの単離・培養を試みたところ、凍結組織由来ASCsでは、初回継代までに時間を有する傾向がみられたものの、その後は新鮮組織由来ASCsと同様の細胞増殖を示した。平成26年度は、健常ラットに対するASCsの移植を試みた。すなわち、損傷がASCsの細胞動態に与える影響について検討した。その結果、健常ラットへの移植に比較して、脊髄損傷ラットでは、脊髄も含め臓器への集積が高く、特に血管では約5倍と顕著であった。医歯薬学本研究の大きな目的は、1ASCs静脈投与後のCINC-1の役割、2凍結脂肪組織からのASCsの単離・培養について明らかにすることの二点である。これまで、モデルラットへのCINC-1投与の効果およびその作用点、また、ラット凍結脂肪組織からのASCsの単離・培養が可能であったという結果が得られている。また、ヒトASCsでの検討は、これまで聖マリアンナ医科大学病院形成外科の協力のもと得られたヒト脂肪組織を用いてきた。

しかしながら、研究の遂行上、ヒト脂肪組織の入手が律速になることから、乳腺内分泌外科とも連携し、乳房全摘出手術時に余剰となった皮下脂肪組織を文書同意の得られた患者から提供していただけることとなった。現在、本学生命倫理委員会の承認を受け、臨床研究を実施中である。これらの成果より、本研究課題は概ね順調に進展しているものと評価した。本研究の大きな目的は、1CINC-1の作用、2凍結脂肪組織からのASCsの単離・培養の可否についてを明らかにすることの二点である。平成24年度は主にラットでの検討を計画し、モデルラットへのCINC-1投与の効果、また、ラット凍結脂肪組織からのASCsの単離・培養が可能であったという結果が得られおり、概ね順調に進展しているものと評価した。ラットASCsに加えてヒトASCsでの検討を計画しており、遂行上はヒト脂肪組織の入手が律速となる。形成外科のみならず乳腺内分泌外科の協力も得られたことから、症例を集め、ヒト脂肪組織からのASCsの単離と培養技術の確立を目指す。また、凍結脂肪組織から単離・培養したASCsの細胞特性、移植細胞とをして有用であるか等、ラットのみならずヒト脂肪組織についても検討する予定である。今後は、ラットASCsに加えてヒトASCsでの検討を計画しており、ヒト脂肪組織の入手が律速になると思われる。そこで、現時点においてヒト脂肪組織は、聖マリアンナ医科大学病院形成外科の手術時に余剰となった皮下脂肪組織を、文書同意の得られた患者に提供していただく予定であるが、他科においても脂肪組織の提供にご協力いただけるよう、臨床研究の申請を検討している。最終年度である平成25年度に、当該研究の成果として学術雑誌での発表を考えており、論文投稿・印刷費用を計上していた。しかしながら、現時点において受理されていないため未使用額が生じた。未使用額は、追加実験を求められた際の消耗品費、また論文が受理された際の投稿・印刷費に充てる予定である。平成24年度の予算内訳では、旅費として30万円およびその他として50万円を計上していた。しかしながら、予定していた国外学会が平成25年度に会期が変更となり、また、本研究成果が学術論文への発表にまでに至らなかったことから次年度使用額が生じたものである。従って、当該研究費は当初の予定通り国外学会参加、および学術論文発表の際の経費として平成25年度の予算内訳に計上する。