hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再生医療用細胞足場としての圧縮成型ケラチン多孔体の研究

得られた多孔体はpH5付近ではわずかに縮小、pH7および9では、それぞれ5%、10%程度膨潤するものの水に不溶であった。しかしながら、2-MEを添加するとpH7での膨潤度が上昇し、pH9では溶解することから、多孔体はS-S結合の形成により水不溶になっていることがわかった。湿潤状態での多孔体は、適度な強度を有するとともに、柔軟性にも富むものであった。以上のように細胞足場としての使用が期待される、孔径ならびに空隙率の調整可能なケラチン多孔体作製法を確立した。本研究は、再生医療用細胞足場としての使用を目指し、足場内部への細胞侵入と栄養供給が可能となる孔径の大きなケラチン3次元多孔体の作製を目標としている。平成16年度において我々は、圧縮成型とNaClリーチング法を組合せた多孔体調製法を考案した。本法はNaCl粒径により多孔体孔径が調節可能で、我々は孔径300500μmのケラチン多孔体(空隙率90%)を作製した。本年度はこのケラチン多孔体を用いマウス線維芽細胞株L929の培養を試みた。シャーレ中に多孔体を静置し、多孔体上面より細胞を播種したが、細胞内部まで入る細胞数はわずかであった。そこで、平底遠心管中で多孔体と細胞懸濁液を遠心する方法により播種を行い、細胞が多孔体内部まで播種できる条件を見出した。しかしながら、多孔体内部まで細胞を播種した後培養を続けたが、多孔体表面と表面に近い孔中では良好な細胞の増殖が見られるものの、多孔体内部では細胞は増殖しなかった。多孔体内部への栄養補給に問題があると考察され、現在スピナーフラスコ中の回転子に多孔体を固定回転させる方法での培養を検討している。また、静置培養でも内部へ栄養供給が可能になるような、さらに空隙率を高めた多孔体作製法を考案した。本法では、ケラチン水溶液と乾燥アルギン酸カルシウムビーズ(直径500600μm)を混合し凍結乾燥したものを、EDTA水溶液で処理しアルギン酸カルシウムビーズを溶解除去して多孔体を得た。得られた多孔体は、アルギン酸ビーズ跡にできた大きな孔とケラチン凍結乾燥体にできた小さな孔が混在し、柔軟性に富み、空隙率は99%に達した。現在、このスポンジを用いた細胞培養についても検討を始めている。平成16年度は、圧縮成型とNaClリーチング法を組合せた孔径調節可能な多孔体調製法を考案し、孔径300500μmのケラチン多孔体(空隙率90%)を作製した。平成17年度はこの多孔体を用いマウス線維芽細胞株L929の培養を試みた。平底遠心管中で多孔体と細胞懸濁液を遠心する方法により、多孔体内部まで細胞を播種できた。しかし、多孔体内部まで細胞を播種した後培養を続けたが、多孔体表面と表面に近い孔中では良好な細胞の増殖が見られるものの、多孔体内部では細胞は増殖しなかった。多孔体内部への栄養補給に問題があると考察された。一方、乾燥アルギン酸カルシウムビーズ存在下でケラチン水溶液を凍結乾燥し、その後EDTA処理によりアルギン酸カルシウムを除くという方法で、静置培養でも内部へ栄養供給が可能になるような、極めて空隙率の高い多孔体を作製した。得られた多孔体は柔軟性に富み、空隙率は99%に達した。本年度は、遠心法で圧縮成型ケラチン多孔体に細胞を播種した後、スピナーフラスコ中の回転子に多孔体を固定回転させ培地を強制的に多孔体内部に入れる方法での培養を行った。その結果、多孔体内部においても良好な細胞の伸展・増殖が認められた。また、ケラチン多孔体の抗原性評価をモルモットを用いて行った。すなわち、モルモットの左背部に検体を埋め込み、3ヵ月後右背部に再度検体を埋め、一日後検体周辺の組織を取り出し病理観察することで評価を行った。
扁桃体を介した情動ストレスの神経化学的機序から気分障害の病態・発症機序を解明する

情動ストレスの動物モデルを用いて、抗不安・抗うつ薬である選択的セロトニン(5-HT)再取り込み阻害薬(SSRI)の作用機序解明を行った。SSRIの効果は5-HT^<1A>受容体のアゴニストとアンタゴニスト、新規抗うつ薬mirtazapineの併用により増強することを見いだした。情動ストレスからの回復過程(消去)にラット脳扁桃体の一部(基底核と呼ばれる)が重要な役割をはたしていることが示唆された。選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)は抗うつ薬として開発されたが、現在は様々な不安障害の治療にも第一選択薬として用いられてきている。本年度は不安の動物モデルを用いて、恐怖条件付けストレスに対するSSRIの抗不安作用の作用機序解明に関する研究を行った。1)SSRIの抗不安作用をセロトニン(5-HT)合成阻害剤のPCPAが抑制し、5-HT_<1A>拮抗薬はむしろ増強した。その他の5-HT受容体サブタイプ(1B,1D,2A,2C,3,4,6,7)の拮抗薬はSSRIの抗不安作用を抑制しなかった。5-HT_<1A>拮抗薬による増強作用は5-HT作動性神経の起始核である縫線核5-HT_<1A>受容体遮断による細胞外5-HT濃度増加作用に基づくと解される。PCPAによる抑制作用はSSRIの抗不安作用が細胞外5-HT濃度増加を介していることを示しているが、5-HT_<1A>受容体を含めた様々な5-HT受容体サブタイプの拮抗でSSRIの抗不安作用が阻害されなかったため、SSRIの抗不安作用がどの5-HT受容体サブタイプを介しているかは未だ明らかではない。今後、今回検討していない5-HT受容体サブタイプの拮抗薬の効果を検討し、SSRIの抗不安作用に関与する5-HT受容体サブタイプを明らかにしていきたい。2)SSRIの抗不安作用に関与する細胞内情報伝達系を明らかにする目的で、phosphodiestrase阻害剤、5α-reductase阻害剤をSSRIに併用し、SSRIの抗不安作用に対する影響を検討した。両薬剤ともにSSRIの抗不安作用には影響を及ぼさなかった。したがって、cAMPの減少、neurosteroid合成促進はSSRIの抗不安作用の作用機序の候補ではあるが、本研究の結果はこの可能性を支持する結果とはならなかった。本年度は不安の動物モデルを用いて、恐怖条件付けストレス(conditioned fear stress, CFS)に対するSSRIの抗不安作用の作用機序解明に関する研究を行った。2)新規抗うつ薬であるmirtazapineはCFSで抗不安作用を示し、その作用はα2受容体遮断作用を介している可能性が示唆された。またmirtazapineとSSRIとの併用は相加的な抗不安作用を示した。3)SSRIはCFSの条件付けの前に投与しても、条件付け後のテスト前に投与しても、CFSによる不安行動を減弱する。しかし、最近注目されている恐怖記憶の再固定化には影響しなかった。4)ラットの文脈的恐怖条件付けの消去過程における、6つ扁桃体亜核のCREBリン酸化について免疫組織化学的に検討した。文脈的恐怖条件付けによる恐怖発現により6つの亜核のうち外側、基底、内側、皮質核の4つの亜核でCREBリン酸化の亢進がみられた。しかし、6つの亜核にうち基底核のCREBリン酸化のみが消去過程に伴い低下した。本研究の結果は扁桃体基底核のCREBリン酸化が文脈的恐怖条件付けの消去過程と密接な関連を有することを示唆している。
卵割パターニングに関する数理的研究

卵割とは発生の初期段階において,受精卵が全体のサイズをほぼ一定に保ちつつ,分裂を繰り返しながら細胞数を増やしていく過程である.この間,各細胞の分裂面は周りの細胞との力学的要因やモルフォゲンの働きによって決定されていると考えられている.細胞内では細胞分裂時に紡錘体が形成され,分裂の位置や方向が決定されるが,その紡錘体の位置決めは1対の中心体によって決定されることが報告されている.以上のことから,本研究では細胞内において,どのようなメカニズムにより中心体の位置は決定されているのかを,できるだけ簡単な数理モデルで説明することが研究の主目的となっている.平成24年度までの先行研究により,“卵の動物極と植物極をソースとし拡散する因子(モルフォゲン)が中心体の運動に影響を与える"と考え,ウニ卵に関する数理モデルを作成し,3次元の数値計算を行った.その結果,この因子の濃度分布の形状が細胞分裂の位置取りや方向性を決めていることを数理的な観点から見出した.すなわち,細胞内において中心体はモルフォゲンの影響を受け運動を行うが,中心体同士は微小管により相互に力を及ぼし合っているため,単独では運動できない.このような状況下では,中心体の運動はモルフォゲンの勾配だけではなく,その凸性が重要な働きを担っていることがわかったのである.我々はウニ以外にもナマコ,ヒトデなどの生物種の数理モデルを作成した.その結果,幅広いパラメタ領域でこれらの卵割を統一的に再現することができた.このことは,本モデルの頑強性を示すだけなく,その数学的な根幹部分に「凸性」という単純なロジックが存在しているためであると考えられる.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。我々の研究目的は「卵割」という現象を統一的に理解することである.卵割とは発生の初期段階において,受精卵が全体のサイズをほぼ一定に保ちつつ分裂を繰り返しながら細胞数を増やしていく過程である.この過程は細胞の成長を除けば,体細胞分裂と同じ様式で行われていることが知られている.卵では分裂時,微小管・紡錘体・収縮環など様々なミクロな要素が連携してマクロな現象である細胞分裂を起こしているが,どのようなメカニズムによって細胞分裂の位置取りや分裂方向をコントロールしているかは依然としてわかっていない.卵には動物極と植物極という特別な極があり,ある種の染料で染め分けることができる.ウニではこの極をそれぞれ北極・南極とみなす時,第1・2分裂は2つの極を通る分裂(経割),第3分裂ではそれらに垂直な分裂(緯割),第4分裂では北極側の細胞群は緯割,反対側の細胞群は経割となる.このようなことから,細胞内に極性を作るようなモルフォゲンが細胞分裂の方向性を決定している可能性が高い.そこで,我々は次の簡単な2つの仮定(A,B)を置き数理モデルを構築した.A; 2つの極をソースとし,2種類の因子が卵内部を拡散し,一定率で分解される.B;その因子が中心体(紡錘体の方直性を決定づける細胞内小器官)の位置取りを決める.我々は,このような簡単な仮定に基づく数理モデルを3次元空間において数値計算したところ,ウニ卵の卵割を再現することができただけでなく,同じ棘皮動物門であるナマコやヒトデの卵割も再現することができた.我々は理論的考察だけではなく,広島大学の泉教授と前田氏の協力の元,実験も行なっている.我々のモデルでは上記の因子は低分子の拡散性因子であって,細胞膜の透過性が高いと考えられるため,その枠組に沿って実験的な同定作業を進めている.その結果,レチノイン酸という化学物質を候補として見つけることができた.この物質の欠乏はウニの骨片形成に影響を与えることが実験的にわかっており,植物極付近にて生成される因子そのものか,もしくはその副産物ではないかと考え現在検証中である.卵割とは発生の初期段階において,受精卵が全体のサイズをほぼ一定に保ちつつ,分裂を繰り返しながら細胞数を増やしていく過程である.この間,各細胞の分裂面は周りの細胞との力学的要因やモルフォゲンの働きによって決定されていると考えられている.細胞内では細胞分裂時に紡錘体が形成され,分裂の位置や方向が決定されるが,その紡錘体の位置決めは1対の中心体によって決定されることが報告されている.以上のことから,本研究では細胞内において,どのようなメカニズムにより中心体の位置は決定されているのかを,できるだけ簡単な数理モデルで説明することが研究の主目的となっている.平成24年度までの先行研究により,“卵の動物極と植物極をソースとし拡散する因子(モルフォゲン)が中心体の運動に影響を与える"と考え,ウニ卵に関する数理モデルを作成し,3次元の数値計算を行った.その結果,この因子の濃度分布の形状が細胞分裂の位置取りや方向性を決めていることを数理的な観点から見出した.すなわち,細胞内において中心体はモルフォゲンの影響を受け運動を行うが,中心体同士は微小管により相互に力を及ぼし合っているため,単独では運動できない.このような状況下では,中心体の運動はモルフォゲンの勾配だけではなく,その凸性が重要な働きを担っていることがわかったのである.我々はウニ以外にもナマコ,ヒトデなどの生物種の数理モデルを作成した.その結果,幅広いパラメタ領域でこれらの卵割を統一的に再現することができた.

このことは,本モデルの頑強性を示すだけなく,その数学的な根幹部分に「凸性」という単純なロジックが存在しているためであると考えられる.24年度が最終年度であるため、記入しない。我々は現在までにウニ・ナマコ・ヒトデなどの棘皮動物門の卵割を重点的に研究している.しかしながら,様々な生物の卵割様式を統一的に理解するためには螺旋卵割を起こすモノアラガイ(貝類)の卵割様式を理解することは必須である.この卵割に関して構想自体はあるものの,数値計算で扱うための細胞の表現方法の開発には時間がかかっている.24年度が最終年度であるため、記入しない。我々は大筋には当初の計画どおりに研究をすすめる.しかしながら,上記のような数値計算上の細胞表現に関する問題を解決するために,申請者等が開発したPhase Fieldモデルベースの細胞分裂モデルを更に改良する行この細胞分裂モデルは計算メモリーの使用量が大きいことが問題であったが,それを解決する方法が見つかったため,問題なく改良を行うことができると考えている.
透析アミロイドーシスの発症機序についての研究

透析アミロイドーシスの発症における細胞外マトリックスの役割、マトリックスを分解するマトリックスメタロプロテアーゼの役割を検討するため以下の研究を行った。1.透析アミロイドーシス患者よりアミロイドを豊富に含む関節組織を採取し、プロテオグリカンを抽出、各種のプロテオグリカン糖鎖を定量した。結果、いずれの例においてもコンドロイチン硫酸が主体であり全体の50-80%を占めた。一部の例ではヘパラン硫酸も検出することができた。また同患者の関節組織から凍結切片を作成し、各種プロテオグリカンの免疫染色を行った。結果、いずれの例においてもアミロイド沈着に一致してコンドロイチン硫酸の陽性所見が認められた。滑膜表層部の沈着においてはヘパラン硫酸コア蛋白も陽性像を示した。2.透析アミロイドーシス患者関節組織を用いてMMP-1,2,3,9,TIMP-1,2の発現を調べた。発現の強さは概してRAに比べては弱いものであったが、MMP-1は浸潤マクロファージ、2は線維芽細胞、3は滑膜表面、9、TIMP-1は小血管、TIMP-2は線維芽細胞に陽性像を認めた。発現の強さは全体の炎症反応の強さと比例していた。破壊性関節症、骨嚢胞例においては軟骨、骨の破壊と局所におけるMMP-1の産生に密接な関係が認められた。In vitroにおいてMMPはアミロイド物質の分解をすることはできなかった。MMP-1は浸潤マクロファージばかりでなくアミロイド結節内のマトリックス産生細胞にも陽性像を認めた。MMPは関節破壊性病変への関与ばかりでなく、アミロイド形成そのものに対しても関与が示唆された。
dilogarithm関数の研究

dilogarithm関数の研究と題する本研究において、研究代表者である加藤芳文はある形をした円分多項式の根、黄金数などを含む、がdilogarithm関数に対し特殊値の関係にあることおよびラダー構造と呼ばれる関係式を満たすことを調べた。またこの関数式が古くから知られまた最近においても統計物理学で最発された一連のRoger-Ramanujan恒等式の級数展開における係数の漸近的ふるまいからも得られることを調べた。逆に円分多項式に対して一種のRoger-Ramanujan型の恒等式が存在することが予想されるがこれについては具体的な解答は得られておらず未解決な興味深い問題である。またRoger-Ramanujan恒等式の展型的な2つの型においてはそれが等比的に周期的であるヤコビ行列式の無限次の行列式及びその比として実現されることがわかり統計物理学における分割関数の出現理由及び連分数との関連が明解に理解できた。具体的に論文の形で発表したものとしては雑誌論文の項にかいたように加藤芳文のものとして2編ある。前者は複素対称多様体上に複素代数的トーラスを自然に作用させた時その多様は固定点に対応して複素アフィン座標が自然に入りこの作用を具体的に記述可能であることを示した。一般に代数多様体の理論においては作用を具体的に書き表わすことはあまり行れておらずこれからの研究において非常に有用だと思われる。後者の論文は混合周期的ヤコビ行列に対応したヤコビ連分数展開表示した関数をスティスチェス変換の形に表わす時に必要な測度を具体的に求めることが可能であることを示している。ここにおいてアーベル積分および離散的測度が表れ離散的測度の振るまいがヤコビ行列にどのような影響を与えるかを調べている。成分が等比的に変化するヤコビ行列に対しても測度を具体的に求めることは大事で上記の問題と密接な関係にある。
機能温存泌尿器科骨盤内手術確立のための解剖学的及び電気生理学的研究

1.解剖学的検討機能温存泌尿器科骨盤内手術において、従来、最もcriticalな操作部位はいわゆる神経血管束であるとされてきたが、我々は前立腺尖部背側から膜様部尿道付近にも機能温存において非常に重要な神経線維が分布することを報告してきた。今回、同部位の解剖学的検討を行なった。15体の男性献体を用いた検討の結果、肛門挙筋、直腸および尿道に囲まれた部位には平滑筋組織(直腸尿道筋と呼ぶ)が存在し、この周辺および本筋組織を貫通するように末梢に向かう自律神経線維を認めた。その近傍にはいわゆるperineal bodyと称される線維筋性結節は存在しなかった。20%に直腸尿道筋の非常に発達した献体を認め、実際の前立腺全摘除術における尿道切断においても、このような症例では直腸尿道筋および神経線維を損傷する可能性が示唆された。2.電気生理学的検討30例の腹腔鏡下前立腺全摘除術において術中前立腺周辺組織の電気刺激を行ない、陰茎海綿体圧の上昇を測定することで、陰茎海綿体神経の分布を予測した。刺激部位は、(1)前立腺底部神経血管束、(2)前立腺中央部神経血管束、(3)神経血管束の約1cm後外側、(4)前立腺側方(3時付近)、とした。それぞれの部位別圧上昇について比較したところ、(4)で若干低い傾向にあるものの、統計学的には4ケ所で有意差を認めなかった。次に、(2)の上昇圧を1とし、(1)、(3)、(4)の(2)に対する相対値をもとめ、これが0.7以上の場合、陰茎海綿体神経が密に分布すると仮定した。この結果、陰茎海綿体神経は、Type1;神経血管束に限局して分布、Type2;背側から束状に分布、Type3;神経血管束とその背側に分布、Type4;神経血管束の腹側背側に分布、の4つに分類することが可能であった。1.電気生理学的検討恥骨後式前立腺全摘除術において、陰茎海綿体神経と尿禁制に関与する神経の同定を試みた。刺激電極は間隔7mmの双極電極を用い、30秒間50mAで刺激を行った。刺激部位は前立腺底部よりのNVB(A)と、その背外側lcmの部位(B)とした。AおよびBにおける陰茎海綿体圧の上昇は9.8±6.3、13.5±7.3cmH20で、有意にBで高値であった(p=0.0240)。AおよびBにおける尿道海綿体圧の上昇は17.0±9.4、11.2±8.OcmH20で、有意にAで高値であった(p=0.0353)。この結果は、「NVBは陰茎海綿体神経のみがbundle状に集簇した構造物ではない」とした、我々の解剖学的知見を、電気生理学的にも裏付ける結果であった。以上の結果から、「骨盤機能に関与する自律神経は従来の概念よりさらに幅広く分布している」、とする新しい自律神経解剖の概念を提唱した。2.解剖学的検討骨盤内自律神経に対する免疫組織学的検討は、解剖検体における各抗原性の不安定さが原因で、十分な結果が得られていない。このため、研究は術後尿禁制に関与すると考えられる筋および筋膜解剖にシフトしつつある。

特に、尿禁制機構に関与すると考えられる尿道周辺の解剖、すなわち内骨盤筋膜、肛門挙筋筋膜、恥骨前立腺靭帯、恥骨会陰筋、直腸尿道筋、会陰腱中心、会陰横筋群、などの外科解剖を明らかにした。これらの知見から特に、Robotic prostatectomyにおいて、肛門挙筋筋膜、恥骨前立腺靱帯、恥骨会陰筋を温存し、尿道膀胱吻合部を腹側に固定する新しい術式を考案し、その優れた術後尿禁制率を報告した。1.解剖学的検討機能温存泌尿器科骨盤内手術において、従来、最もcriticalな操作部位はいわゆる神経血管束であるとされてきたが、我々は前立腺尖部背側から膜様部尿道付近にも機能温存において非常に重要な神経線維が分布することを報告してきた。今回、同部位の解剖学的検討を行なった。15体の男性献体を用いた検討の結果、肛門挙筋、直腸および尿道に囲まれた部位には平滑筋組織(直腸尿道筋と呼ぶ)が存在し、この周辺および本筋組織を貫通するように末梢に向かう自律神経線維を認めた。その近傍にはいわゆるperineal bodyと称される線維筋性結節は存在しなかった。20%に直腸尿道筋の非常に発達した献体を認め、実際の前立腺全摘除術における尿道切断においても、このような症例では直腸尿道筋および神経線維を損傷する可能性が示唆された。2.電気生理学的検討30例の腹腔鏡下前立腺全摘除術において術中前立腺周辺組織の電気刺激を行ない、陰茎海綿体圧の上昇を測定することで、陰茎海綿体神経の分布を予測した。刺激部位は、(1)前立腺底部神経血管束、(2)前立腺中央部神経血管束、(3)神経血管束の約1cm後外側、(4)前立腺側方(3時付近)、とした。それぞれの部位別圧上昇について比較したところ、(4)で若干低い傾向にあるものの、統計学的には4ヶ所で有意差を認めなかった。次に、(2)の上昇圧を1とし、(1)、(3)、(4)の(2)に対する相対値をもとめ、これが0.7以上の場合、陰茎海綿体神経が密に分布すると仮定した。この結果、陰茎海綿体神経は、Type1;神経血管束に限局して分布、Type2;背側から束状に分布、Type3;神経血管束とその背側に分布、Type4;神経血管束の腹側背側に分布、の4つに分類することが可能であった。
時間知覚の短縮効果に寄与するメカニズムの解明-知覚的群化と刺激強度に着目した検討

ヒトが感じる時間の長さ(知覚時間)は様々な要因で歪むことが示されている。例えば,ターゲットである視覚刺激が他の何らかの刺激(聴覚刺激や視覚刺激)に挟まれると,知覚時間が短縮するという新しい現象がある。本研究の目的は,この時間短縮効果に寄与するメカニズムの解明である。本研究では,知覚的群化と刺激強度がこの知覚時間の短縮効果に及ぼす影響を検討することを第一の目的とする。また,聴覚刺激と視覚刺激による時間短縮効果の生起条件と効果量に及ぼす要因を比較検討することを第二の目的とする。ターゲットである視覚刺激(1000 ms以下)の直前と直後に課題無関連な視覚刺激が提示されると,ターゲットのみが提示される条件よりその知覚時間が短縮する(SSE:Subjective Shortening effect)。本研究は知覚的群化と刺激強度に着目して,この現象のメカニズムを明らかにすることを目的としている。以降,ターゲットの前後に提示される課題無関な刺激を前後刺激と記述する。まず,知覚的群化の規則である時間的近接性と形態的類似性がSSEに及ぼす影響を検討した。ターゲットと前後刺激の時間間隔を操作して実験を行った結果,時間間隔が17 ms以上になるとSSEは生じないことが明らかになった。次に,ターゲットと前後刺激の形態的類似性を操作して実験を行った。その結果,類似性が高い条件よりも低い条件のほうがSSEの量が大きいことが示された。これらの結果は,SSEが生じるにはターゲットと前後刺激が時間的に非常に近接して提示される必要があること,刺激の形態的類似性はSSEの生起ではなくその効果量を調整する要因であることが示された。次に,前後刺激の刺激強度がSSEに及ぼす影響を検討した。刺激強度として前後刺激の輝度を操作することで,実験参加者が前後刺激を認識できる条件とできない条件を設定した。その結果,前後刺激を認識できない条件でもSSEが生起するが,認識できる条件のほうがSSE量が大きいことが示された。この結果は前後刺激の刺激強度に関わらずSSEが生起すること,参加者が認識できない刺激も人の時間知覚に影響することを示唆する。本年度は,聴覚刺激を扱う実験ができなかった。しかし,今年度に行う予定であった視覚内SSEにおけるターゲットと前後刺激の時間的近接性,形態的類似性の影響の検討だけでなく,来年度行う予定だった視覚刺激の強度の影響について,実験を行うことができた。その結果から,人が認識できない課題無関連な刺激が視覚刺激の知覚時間に影響することなど新たな知見を見出すことができた。来年度は聴覚刺激を扱う実験の実施を予定している。SSEは課題無関連な視覚刺激の代わりに聴覚刺激を提示しても生起する。まず,視聴覚SSEにおけるターゲットと前後刺激の時間的近接性の影響を検討予定である。次に,視聴覚刺激の対応性を操作して検討を行う。例えば,相対的にピッチの高い(低い)音はサイズの小さい(大きい)視覚刺激と知覚的に群化されやすい。聴覚刺激のピッチと視覚刺激の大きさを変化させることでターゲットと前後刺激の対応性を操作し,条件間のSSEの大きさを比較検討する。次に視聴覚刺激の強度を操作して,SSEに及ぼす影響を検討する。視聴覚相互作用に関する先行研究から,視聴覚刺激の強度がともに弱い場合に相互作用の程度が大きくなるという「逆理的効果」が知られている。これがSSEにも適用されるのであれば,ターゲットである視覚刺激と前後刺激である聴覚刺激の強度が弱い場合に,SSEの効果量が大きくなることが予測される。本年度に得られた視覚内SSEに関する結果とこれらの結果を比較して,時間知覚における感覚内・感覚間の影響に関して類似点と相違点を明らかにする。

その結果,前後刺激を認識できない条件でもSSEが生起するが,認識できる条件のほうがSSE量が大きいことが示された。この結果は前後刺激の刺激強度に関わらずSSEが生起すること,参加者が認識できない刺激も人の時間知覚に影響することを示唆する。本年度は,聴覚刺激を扱う実験ができなかった。しかし,今年度に行う予定であった視覚内SSEにおけるターゲットと前後刺激の時間的近接性,形態的類似性の影響の検討だけでなく,来年度行う予定だった視覚刺激の強度の影響について,実験を行うことができた。その結果から,人が認識できない課題無関連な刺激が視覚刺激の知覚時間に影響することなど新たな知見を見出すことができた。来年度は聴覚刺激を扱う実験の実施を予定している。SSEは課題無関連な視覚刺激の代わりに聴覚刺激を提示しても生起する。まず,視聴覚SSEにおけるターゲットと前後刺激の時間的近接性の影響を検討予定である。次に,視聴覚刺激の対応性を操作して検討を行う。例えば,相対的にピッチの高い(低い)音はサイズの小さい(大きい)視覚刺激と知覚的に群化されやすい。聴覚刺激のピッチと視覚刺激の大きさを変化させることでターゲットと前後刺激の対応性を操作し,条件間のSSEの大きさを比較検討する。次に視聴覚刺激の強度を操作して,SSEに及ぼす影響を検討する。視聴覚相互作用に関する先行研究から,視聴覚刺激の強度がともに弱い場合に相互作用の程度が大きくなるという「逆理的効果」が知られている。これがSSEにも適用されるのであれば,ターゲットである視覚刺激と前後刺激である聴覚刺激の強度が弱い場合に,SSEの効果量が大きくなることが予測される。本年度に得られた視覚内SSEに関する結果とこれらの結果を比較して,時間知覚における感覚内・感覚間の影響に関して類似点と相違点を明らかにする。
血管平滑筋形質転換と間質の合成、分解機構

血管平滑筋形質と間質分解酵素発現の関連を検討するため、培養環境(添加血清濃度と細胞密度)改変による形質転換モデルを作成、各種MMPs及びTIMPsの発現(Western blot、ELISA)、Collagen/Gelatin分解活性を測定した。MMP-1及びTIMP-1,2,3、MMP-1/TIMP-1複合体量は、増殖型形質で最大値を示し、MMP-2発現/活性は形質によらず一定していた。間質の合成、分解能は血管平滑筋形質転換に伴って変化する細胞機能であり、コラーゲン分解活性はMMP-1単独ではなく、MMPs/TIMPsのバランスにより規程されると結論した(Connect Tissue Res, in print他)。MMP-1優位状態の解除を目的として、TIMP-1を発現するAdenovirus vectorを作成、in vitro形質転換、in vivoで血管壁リモデリングへの影響を検討している。次に間質量の多寡は、細胞形質を規定する重要な因子で、各種の細胞周期調整蛋白の発現を介して増殖能を制御している。細胞周期調整蛋白サイクリン依存性キナーゼ阻害物質p21 Waf-1の培養細胞および動脈硬化層での発現を免疫染色、Westrn blotとRT-PCRで解析した。その発現は静止期の細胞より、むしろ増殖刺激下で亢進し、細胞周期上のGl/S移行期に認めた。組織でも中膜よりも新生内膜病変で多数の発現細胞を認めた。培養細胞にAdenovirus vectorで同遺伝子導入し、増殖抑制、肥大が観察されたが、収縮蛋白発現量は不変だった。同蛋白は細胞周期の抑制だけではなく、適切な細胞周期の進行に役立っている可能性があると報告した。(Exp Mol Pato1 66,39-52,1999,Heart Vessels 13,246-255,1998他)血管平滑筋形質と間質分解酵素発現の関連を検討するため、培養環境(添加血清濃度と細胞密度)改変による形質転換モデルを作成、各種MMPs及びTIMPsの発現(Western blot、ELISA)、Collagen/Gelatin分解活性を測定した。(Exp Mol Pato1 66,39-52,1999,Heart Vessels 13,246-255,1998他)(1)血管平滑筋細胞(SMC)のin vitro形質転換モデルと間質分解酵素(MMPs)及び阻害物質(TIMPs)の発現様式(目的)動脈硬化性の形質において間質分解酵素の発現変化が、間質量の重要規定因子である事を証明。(方法)添加血清濃度(0%or10%)と細胞密度(subconflnuent-postconfluent)を変化させた培養系で各種MMPs及びTIMPsの発現をWestemb10tとELISA法で、またCo11agen/Gelatin分解活性を測定。(結果)MMP-1及びTIMP-1,2,3、MMP-1/TIMP-1複合体量は、増殖型形質で最大値を示した。MMP-2発現/活性は形質によらず一定。TIMP-4発現は血清添加群では高密度培養系で最大で、無血清群では細胞密度によらず低値であった。(結論)各種MMPs及びTIMPsの発現の変化はSMCの形質転換に伴う特徴であり、形質転換時には間質の合成、分解機転も変化し、血管壁のRemodelingに重要と考えられる。(投稿準備中)(2)細胞周期調整蛋白のSMCの形質転換に与える影響。(目的)SMCのin vitro形質転換モデル作成のためCDK阻害物質による形質変化を検討。(方法)培養SMCの細胞周期に関連したp21Waf-1の発現をwestern blotとRT-PCRで、Adenovinls vectorで同遺伝子導入後、増殖、分化、肥大の各形質を検討した。(結果)培養SMCでは細胞周期のGl-S移行により一過性のp21発現が増加した。

同遺伝子導入により増殖抑制、肥大が観察されたが、収縮蛋白発現量は不変だった。(結論)本培養モデルは、傷害血管で細胞増殖が沈静化する時期の形質転換を知る上で有用と考えられた。(Exp Mol Pathol,in print.一部投稿中)(1)血管平滑筋細胞(SMC)のin vitro形質転換モデルと間質分解酵素(MMPs)及び阻害物質(TIMPs)の発現様式の検討;昨年度に引き続き、培養環境(主に添加血清濃度と細胞密度)改変による形質転換モデルを用い、培養上清中のMMPs/TIMPsの分泌と活性を測定した。組織コラゲナーゼであるMMP-1とTIMP-1-4の発現はいずれも増殖型(合成型)形質で最大値を示し、同時にコラーゲン分解活性も最大であった。最終的なコラーゲン分解活性はMMP-1単独ではなく、MMPs/TIMPsののバランスにより規程されると結論した(Connect Tissue Res,in print)。次にMMP-1優位の状態を解除する事が、本形質の示す動脈硬化性を改善しうるか検討するために、TIMP-1を発現するAdenovirus vectorを作成、SMCでの発現を確認、in vitro形質転換、in vivoで血管壁リモデリングへの影響を検討中である。(2)細胞周期調整蛋白のSMCの形質転換に与える影響;細胞外間質量の多寡は、細胞形質を規定する重要な因子で、なんらかの細胞周期調整蛋白の発現、活性の変化を経由して増殖能を制御している。昨年に引き続きサイクリン依存性キナーゼ阻害物質p21Waf-1に注目して、ヒトSMCおよび動脈硬化層での発現を検討した。p21Waf-1の発現は、静止期の細胞より、むしろ増殖刺激を受けた細胞で亢進し、しかも細胞周期上のG1/S移行期にリンクした発現を認めた。血管組織でも中膜よりも新生内膜病変で多数の発現細胞を認め、同物質は細胞周期の抑制だけではなく、むしろ適切な細胞周期の進行に役立っている可能性がある事を報告した。(Exp Mol Patol 66,39-52,1999,Heart Vessels13,246-255,1998)
国際組織による国際法の形成・定立機能の実証的研究と国際法定立の現段階

平成12年度においては、国際組織の国際法定立機能のうち、国連の国際法委員会(ILC)における国際条約の起草・定立過程につき、とりわけ国家責任条文草案の第二読作業を素材として研究を行った。その中で、条文草案に対するILC各委員の意見、各国政府のコメント、さらに有力な学者の見解等が、どのような形で条文草案の改訂作業に反映されていくかを、さまざまな作業文書等の資料を通じて検討した。また、国際法協会(ILA)の中に設けられた「国際組織のアカウンタビリティー」(Accountability of International Organisations)に関する国際委員会に日本支部からの推薦を受け委員として参加し、2000年7月の国際法協会ロンドン大会やその後の同委員会における議論等を踏まえて、国際組織に関する法的諸問題を組織の「アカウンタビリテイー」という視座から検討する研究も行った。この点に関しては、2001年3月にオランダのハーグで開催される同委員会での討論の基礎資料となる文書を、大韓民国・高麗大学の朴基甲教授と共同で取りまとめて委員会に提出した。また、WTO/GATTに関しては、2000年3月にホーランド・ルブリンのマリア・キュリー・スクロドゥスカ大学法学部で行った講演にその後の研究成果を加えた英文の研究論文を、同大学の紀要に発表した(2001年5月刊行予定)。
良性卵巣奇形腫を利用したヒトにおける配偶子特異的メチル化機構の解析

刷り込み遺伝子の配偶子特異的メチル化機構を探るため、良性卵巣奇形腫(以下、奇形腫)を利用した。最初に45のDNAマーカーで25例の奇形腫の分類を行った。メチル化解析は父性メチル化の代表としてH19、母性メチル化の代表としてSNRPNを選んでサザーン法およびPCR法により行った。また、ヒト内在性レトロウィルス(HERV)K-familyを選び、活性別およびインプリンティングドメイン内外の局在別に解析することを計画した。結果および結論を以下に要約する。1.欧米の報告と異なり、meiosisIIからの奇形腫発生は25例中1例(4%)と稀である。2.奇形腫は遺伝的に異質な(heterogenousu)細胞集団から成る。3.個々の奇形腫におけるH19およびSNRPNのメチル化はきれいな逆相関関係にあり、奇形腫発生の卵形成上におけるステージが進むにつれ、両者のメチル化パターンは卵子のそれに近づく。4.ヒトH19のprimary imprintは卵形成のかなり遅い時期まで完全に消去されない。またSNRPNのprimary imprintも同様に遅くまで確立されない。6.胎盤、精巣、肺および末血リンパ球で6種類のHERV-Kの発現が認められ、複数の組織で発現していた3つの活性型HERV-Kを単離したが、11p15.5および15q11-q13に局在するHERV-Kはコスミドライブラリーのスクリーニングからもコンピューター検索からも得ることができなかった。刷り込み遺伝子のアレル特異的メチル化と配偶子特異性を結び付ける要因を知る手掛かりを得ることを目的として、良性卵巣奇形腫(以下、奇形腫)を利用したメチル化解析の研究に着手した。メチル化解析に先立ち合計45のマイクロサテライトDNAマーカーで25例の奇形腫の分類を行った。メチル化解析は父性メチル化の代表としてH19、母性メチル化の代表としてSNRPNを選んでサザーンブロット法およびPCR法により行った。また、反復配列の一つとしてI型糖尿病の一原因として提示された内在性レトロウィルスIDDMK1,2-22遺伝子を単離し局在を決定した。これらの解析により得られた結果および結論を以下に要約する。1.これまでの報告と異なり、meiosisIIからの奇形腫発生は25例中1例(4%)と稀であることが判明した。3.個々の奇形腫におけるH19のメチル化とSNRPNのメチル化はきれいな逆相関関係にある。そして奇形腫発生の卵形成上におけるステージが進むにつれ、両者のメチル化パターンは卵子のそれに近づく。4. H19のprimary imprintは卵形成のかなり遅い時期まで完全に消去されない。5.以上より、配偶子特異的primary imprintの形成は漸進的構築過程であると推察される。6.さらに、primary imprintの消去および確立と相反する二つの機構になんらかの共役した過程が存在することが示唆される。メチル化の主たるターゲットの一つである寄生性DNA因子のメチル化パターンと比較することによって、刷り込み遺伝子メチル化の特異性に対応する分子機構を探る目的でそれらの単離作業を進めた。寄生性DNA因子としてヒト内在性レトロウィルス(HERV)K-familyを選び、活性型と不活性型およびインプリンティングドメイン内に局在するものとそれ以外ものに分けて解析することにした。胎盤、胎児肺および末血リンパ球の発現解析結果から、極めて低いながら5つのHERV-K遺伝子が発現していることがわかった(うち1つは前年度までに単離済み)。それぞれに特異的なオリゴプローブを用いて、これらに対応するBACクローンを単離し、3つのHERV-K遺伝子の局在を決定し得た。

一方、GAGおよびENVプローブによるスクリーニングでHERV全構造を持つ33個のコスミドクローンが得られたが、制限酵素およびシーケンシング解析の結果、これらはわずか2種類の同一ないしはオーバラップするクローンに分類されることがわかった。このうち、一つは22q11.2に局在を決定できたが、もう一つはセントロメリックリピートの中に存在して局在を決定することができなかった。コンピューターによる検索では、ゲノムデータベースに登録されている11p15.5コンティグ1.5Mbおよび15q11-q13領域の488kbの配列の中には完全構造のHERV-Kはもちろん、65%以上のホモロジーを持つsolo LTRも見い出されなかった。
ヒドラの散在神経系における神経回路網形成の分子機構

(1)ペプチド性シグナル分子の大規模検索:このペプチドプロジェクトにより、i)ペプチド分子は神経情報伝達の働きのみならず形態形成や細胞分化のような発生生物学的な活性を含んだものが多数ある、ii)ペプチド分子は神経細胞に局在する神経ペプチドのみならず、上皮筋細胞に局在する上皮ペプチドもたくさんある、等の考えが明確になった。(2)我々の得た神経ペプチドの抗体を用いて、ヒドラの神経系の化学解剖学を行った。感覚細胞はペプチド発現に関して各部位では均一で、神経節細胞については対照的に様々に異なったペプチドを発現する雑多な集団であることが判明した。体の各部の各神経部分集合の分布と重なり具合を示す詳細な定性的な科学解剖図ができた。更にこれらの各集団の細胞数を示す定量的な解剖図も作成でき、更にこのような抗体で可視化される神経集団の全神経細胞に占める大きさも評価した。これらは、神経回路網形成の研究にとって重要で必須のデーダになると思われる。(3)神経回路網形成の分子機構:ヒドラ・ペプチド・プロジェクトにより、ヒドラの神経細胞の分化を抑制するペプチドファミリー(PW family)と神経細胞の分化を促進するペプチドHym355(FPQSFLPRGamide)が同定された。また、抗体作製により、PW familyは上皮細胞に局在し、Hym355は神経細胞に局在する事が判明した。神経ペプチドHym355については、2000年にその結果がDevelopmentに掲載・発行された。現在上皮ペプチドLPW familyについて論文を準備中である。(4)ペプチド・プロジェクトの活性検定系に神経細胞培養系を使用するための研究:ヒドラの組織を単細胞にまで解離して、培養系で神経細胞の神経突起の伸張と神経ペプチドの発現を観察できる系を確立し、この系を用いて、頭部特異的な神経細胞のマーカーである神経ペプチドRFamideの発現に対する効果を調べ、部位特異的な神経細胞の分化に関連した制御分子を同定することを目指している。本年度ようやく神経細胞の細胞培養系について、短期間(2days)については、90%の生存率、健康な神経細胞の維持の系をほぼ確立できた。(1)ヒドラの散在神経系における神経伝達物質としてのペプチドの役割:ヒドラのペプチド性シグナル分子の大規模スクリーニング(300種以上のペプチドの分離・200種以上のペプチドのアミノ酸配列決定)のプロジェクトの進行により、10種以上の興味ある活性を持つ神経ペプチドを同定した。それらの全てについて抗体作製を行った。その結果、ヒドラのペプチドは神経ペプチドと上皮細胞に局在する上皮ペプチドに大別できることが判明した。また、数種のペプチドについては前駆蛋白質の遺伝子構造まで明らかになり、in situ hybridizationも成功した。(2)更に、現在、ヒドラペプチド共同プロジェクトの一環として、ヒドラから単離・構造決定・化学合成したペプチドについては、一つ残らず全て、抗体作製を行っている。その結果、5種の神経部分集合に特異的な抗体が得られた。これらは、ヒドラの神経部分集合を可視化するマーカーとして有用である。更に、このような抗体を得て、神経回路網形成研究のための基礎的なデータとしてのヒドラの神経網の化学解剖学(chemical anatomy)を行った。

(3)神経網の形成機構については、再生系・出芽系・再導入系・正常成熟系などの沢山の実験系を用いて、また、神経網形成異常の突然変異体を同定し、そのキメラも用いて、制御要因を細胞レベルで明らかにした。(4)神経回路網形成の分子機構:ヒドラ・ペプチド・プロジェクトにより、ヒドラの神経細胞の分化を抑制するペプチドファミリー(PW family)と神経細胞の分化を促進するペプチドHym355(FPQSFLPRGamide)が同定された。また、抗体作製により、PW familyは上皮細胞に局在し、Hym355は神経細胞に局在する事が判明した。更に、ヤムシにおいてもHym355抗体が神経細胞を染色し、LPW抗体が上皮細胞を染色するという結果が得られたため、これらの分子がヒドラだけではなく他の神経系でも機能している可能性が考えられた。(1)ペプチド性シグナル分子の大規模検索:このペプチドプロジェクトにより、i)ペプチド分子は神経情報伝達の働きのみならず形態形成や細胞分化のような発生生物学的な活性を含んだものが多数ある、ii)ペプチド分子は神経細胞に局在する神経ペプチドのみならず、上皮筋細胞に局在する上皮ペプチドもたくさんある、等の考えが明確になった。(2)我々の得た神経ペプチドの抗体を用いて、ヒドラの神経系の化学解剖学を行った。感覚細胞はペプチド発現に関して各部位では均一で、神経節細胞については対照的に様々に異なったペプチドを発現する雑多な集団であることが判明した。体の各部の各神経部分集合の分布と重なり具合を示す詳細な定性的な科学解剖図ができた。更にこれらの各集団の細胞数を示す定量的な解剖図も作成でき、更にこのような抗体で可視化される神経集団の全神経細胞に占める大きさも評価した。これらは、神経回路網形成の研究にとって重要で必須のデータになると思われる。(3)神経回路網形成の分子機構:ヒドラ・ペプチド・プロジェクトにより、ヒドラの神経細胞の分化を抑制するペプチドファミリー(PW family)と神経細胞の分化を促進するペプチドHym355(FPQSFLPRGamide)が同定された。神経ペプチドHym355については、2000年にその結果がDevelopmentに掲載・発行された。現在上皮ペプチドLPW familyについて論文を準備中である。(4)ペプチド・プロジェクトの活性検定系に神経細胞培養系を使用するための研究:ヒドラの組織を単細胞にまで解離して、培養系で神経細胞の神経突起の伸張と神経ペプチドの発現を観察できる系を確立し、この系を用いて、頭部特異的な神経細胞のマーカーである神経ペプチドRFamideの発現に対する効果を調べ、部位特異的な神経細胞の分化に関連した制御分子を同定することを目指している。本年度ようやく神経細胞の細胞培養系について、短期間(2days)については、90%の生存率、健康な神経細胞の維持の系をほぼ確立できた。
父性発現の脳内機構 : 雄マウスの喰殺から養育への行動変化をもたらす内側視索前野

仔マウスに接した時に成年マウスがとり得る行動として養育行動と喰殺が考えられる。この二つの行動は同時に取ることができないことから、成年マウスはその経験や体内の状況に応じて二者択一の行動選択を行っていると言える。この行動選択の脳内メカニズムを明らかにする目的で、養育行動に中心的な役割を果たすことが知られている視床下部内側視索前野に着目した。喰殺に関わる神経回路はこれまで明らかにされていないが、所属研究室での実験結果から喰殺を試みた後で発現する最初期遺伝子マーカーc-Fosタンパク質を手がかりに扁桃体内側核や分界条床核を喰殺関連部位と考えた。研究実施計画ではそれらの脳部位に存在する神経細胞の特性や機能を明らかにすることを目的とした。それぞれの脳部位から単一細胞記録を行うためにスライスパッチクランプ法記録に必要な機材を新たに導入した。内側視索前野では3種類の発火パターンを示す細胞をそれぞれ見出した。記録した細胞内液にバイオサイチンを混入させておき、電気生理記録後にDAB染色することでそれぞれの細胞の軸索と樹状突起の投射パターンについて解析を行った。その結果、いずれの内側視索前野細胞も内側視索前野から樹状突起は外側側へ、軸索は内側側へと延びる傾向にあった。この樹状突起の投射部位を指標として電気刺激誘発性シナプス電流が得られる電気刺激部位を検討した。その結果、内側視索前野背側部と外側視索前野を刺激することでグルタミン酸シナプス電流が得られた。内側視索前野背側部は養育行動後にc-Fos発現細胞が特に多く認められる部位であるが、シナプス電流の特性については外側視索前野を刺激した場合と大きな違いはこれまでに認められていない。扁桃体内側核でも同様に形態学的観察および電気刺激誘発電流を検討したが、予想以上に投射パターンが細胞ごとに多様であり、安定的にシナプス電流を観察できるプロトコールも確立していない。
放射線治療後の心臓障害の診断システムの開発と臨床応用

食道がん、肺がん、乳がんなど、胸部のがんの放射線治療の際には心臓が照射領域に含まれるため、しばしば治療後の心臓障害が問題となる。これらの放射線治療に伴う心臓障害を正確に診断し、そのリスクを減少させることは重要な課題と考えられる。本研究の目的は、食道がん、肺がん、乳がんなどの、照射野に心臓が含まれる患者を対象に、先端的な心臓CT・MRIを用いて心筋血流量や心筋細胞外液分画、冠動脈硬化進行度などの定量的評価を行い、治療計画における線量分布の情報と比較検討し、照射線量と心臓障害の関連性を定量的に解析することにより、放射線治療に伴う心臓障害の低減を図ることである。方法としては、照射野に心臓が含まれる患者を対象として、放射線治療前、治療終了3か月後、治療後12か月、24か月に造影CT検査を実施し、心臓障害の画像的解析を行う。心臓CTでは心筋細胞外液分画を定量評価することによる心筋線維化の評価、および冠動脈硬化の評価を行う。また治療終了12か月後には負荷心筋血流MRI、造影MRIによる細胞外液分画量計測、シネMRIによる心筋の拡張機能評価を実施する。これらの画像情報の取得後、治療計画の線量分布図と心臓CT・MRIによる心筋血流量や心筋細胞外液分画の機能情報を、3次元的位置合わせ処理を行いながらフュージョンし、局所照射線量と心筋障害や冠動脈硬化との関連を解析する。今年度は昨年度に引き続き研究対象者の募集を行を行った。7名の患者で治療3か月後、および2名の患者で12か月後のCTデータが得られ、解析により照射後に心筋の線維化を表すECVが上昇傾向にあるという結果が得られた。これらの研究成果について2019年3月9日に行われた日本画像医学会で発表を行った。症例集積は若干遅れているものの着実に集積されてきており、当初の計画通りに画像データが得られている。中間解析では照射前に比べて心臓の線維化を表すECVの上昇がみられており、症状として顕在化はしていないが、心臓に対する放射線照射の影響を示唆するものと考えている。また、また画像で変化が表れている領域は心臓で放射線照射の線量が多い部位に一致していた。今年度はこれらの解析結果を学会発表ができたため、現在論文作成にとりかかっているところであり、概ね順調に進展していると考えている。引き続き症例の集積に努めるとともに画像データの解析を進める。12か月経過した症例については心臓MRIを施行しており、心臓CTのデータとともに解析を行う。これらの画像データと照射線量との比較検討を行い、論文作成を行う。方法としては、照射野に心臓が含まれる患者を対象として、放射線治療前、治療終了後、治療後12か月、24か月に造影CT検査を実施し、心臓障害の画像的解析を行う。今年度は研究対象者の募集を主に行い、現時点で食道がん患者6名を登録している。当施設の倫理委員会に本研究の申請を行い承認を得た。研究対象患者の募集を行い、6名の食道がん患者の登録を行った。研究計画(4年)では目標症例数を30例としているので、概ね順調に進展していると思われる。

また治療終了12か月後には負荷心筋血流MRI、造影MRIによる細胞外液分画量計測、シネMRIによる心筋の拡張機能評価を実施する。これらの画像情報の取得後、治療計画の線量分布図と心臓CT・MRIによる心筋血流量や心筋細胞外液分画の機能情報を、3次元的位置合わせ処理を行いながらフュージョンし、局所照射線量と心筋障害や冠動脈硬化との関連を解析する。今年度は昨年度に引き続き研究対象者の募集を行い、現時点で8名の登録を行った。うち5名の患者で治療後3か月のデータが得られ、中間解析で照射後にECVが上昇傾向にあるという結果が得られた。研究対象の募集を行い、現在まで8例の登録を行った。うち5例で照射前後の心臓CTを行い、照射後にECVが上昇傾向にあるという中間解析結果が得られた。食道がん、肺がん、乳がんなど、胸部のがんの放射線治療の際には心臓が照射領域に含まれるため、しばしば治療後の心臓障害が問題となる。これらの放射線治療に伴う心臓障害を正確に診断し、そのリスクを減少させることは重要な課題と考えられる。本研究の目的は、食道がん、肺がん、乳がんなどの、照射野に心臓が含まれる患者を対象に、先端的な心臓CT・MRIを用いて心筋血流量や心筋細胞外液分画、冠動脈硬化進行度などの定量的評価を行い、治療計画における線量分布の情報と比較検討し、照射線量と心臓障害の関連性を定量的に解析することにより、放射線治療に伴う心臓障害の低減を図ることである。方法としては、照射野に心臓が含まれる患者を対象として、放射線治療前、治療終了3か月後、治療後12か月、24か月に造影CT検査を実施し、心臓障害の画像的解析を行う。心臓CTでは心筋細胞外液分画を定量評価することによる心筋線維化の評価、および冠動脈硬化の評価を行う。今年度は昨年度に引き続き研究対象者の募集を行を行った。7名の患者で治療3か月後、および2名の患者で12か月後のCTデータが得られ、解析により照射後に心筋の線維化を表すECVが上昇傾向にあるという結果が得られた。これらの研究成果について2019年3月9日に行われた日本画像医学会で発表を行った。症例集積は若干遅れているものの着実に集積されてきており、当初の計画通りに画像データが得られている。中間解析では照射前に比べて心臓の線維化を表すECVの上昇がみられており、症状として顕在化はしていないが、心臓に対する放射線照射の影響を示唆するものと考えている。また、また画像で変化が表れている領域は心臓で放射線照射の線量が多い部位に一致していた。今年度はこれらの解析結果を学会発表ができたため、現在論文作成にとりかかっているところであり、概ね順調に進展していると考えている。引き続き症例の集積を進めるとともに、治療後の画像が得られた症例では順次、照射線量と心臓障害の画像データとの比較・解析を開始する。引き続き症例の集積に努めるとともに画像データの解析を進める。12か月経過した症例については心臓CTに加えて心臓MRIを施行し、これらの画像データと照射線量との比較検討を行う。