hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
急性・重症患者のレジリエンスを支える看護モデル開発に向けた挑戦的取り組み

研究目的:本目的は、急性・重症患者の回復を促す看護実践の構成要素を見出し、看護実践モデル案を作成することである。研究方法:急性・重症患者専門看護師を対象に5ー6名ごとにフォーカスグループインタビューを5グループ(合計23名)に実施した。結果:対象者の平均年齢は40.8歳±5.7、専門看護師としての平均経験年数は3.4年±1.7であった。急性・重症患者の回復を促す看護実践カテゴリとして見出した。考察:見出したカテゴリを踏まえて、看護実践モデル案を研究者間ならびに専門看護師間で吟味し、看護実践モデル案を考案した。【研究目的】多大な回復が求められる急性・重症患者のレジリエンスに関する報告は皆無である。これは,クリティカルケア看護学領域の早急,かつ重要な看護の課題である。そのため今回は,何らかの原因で急激な健康破綻を生じた急性・重症患者のレジリエンスを促す看護実践の構成要素を明らかにし,看護モデル開発を目的としている。【研究実績の概要】平成27年度は,分担研究者との研究フィールドとなる対象施設と関わる看護職との信頼関係を拡大しながら,研究環境の調整を推進した。また、研究計画書の洗練を行った。並行して,本研究課題に関する倫理申請を自治医科大学倫理員会へ申請し、承諾を得た。その後、急性・重症患者看護専門看護師もしくはそれ相当の能力をもつ者を対象に、回復を促す看護実践、アセスメント、促進要因、阻害要因、看護提供システム、今後の課題などについて、グループ・フォーカスインタビューによるデータ収集を一部実施できた。その後、逐語録を起こし、一部のグループにつき、研究協力者とデータ分析中である。引き続き、データ収集とデータ分析を行う。今年度は、概ね、予定通り、研究活動を推進できた。【平成27年度の研究実施状況】平成27年度は,分担研究者との研究フィールドとなる対象施設と関わる看護職との信頼関係を拡大しながら,研究環境の調整を推進した。クリティカルケア領域における急性・重症患者の治療に対する看護実践は多く報告されているが、「回復」という看護独自の切り口での看護実践は体系化は極めて少ない。これまで体系化されていない急性・重症患者の回復を促す看護実践のモデルが構築できれば、急性・重症患者の回復促進と回復意欲の向上、QOL向上につながると期待できる。以上の背景より、本研究は、何らかの原因・要因により、急激な健康破綻を生じ、医療・看護を要する急性・重症患者の回復を促す看護実践の構成要素を明らかにし、看護モデルの確立とその臨床への応用までを目指している。今年度の研究目的は、急性・重症患者の回復を促す看護実践について、明らかにすることであった。研究方法は、クリテイカルケア専門看護師並びにクリテイカルケア専門看護師準備中の者に、ファーカス・グループインタビューを5グループに実施した。調査項目は、個人属性並びに回復を促した看護実践の具体例、看護ケア提供システム、回復に影響すると考える要因(促進要因、阻害要因)、回復を促すための今後の課題であった。フォーカス・グループインタビューから得られた内容から逐語録を作成し、観察者によるフィールドノーツから記載内容を補助データとして、適宜、記載した逐語録を熟読することで、得られたデータの全体像を把握する。研究対象者全員の言語的表現、非言語的表現を吟味する。回復および回復力を高める看護実践や回復および回復力を促進する要因に関する重要内容や意味深い内容(以下、重要アイテムと記す)を構成要素として抽出する。抽出した重要アイテムの意味内容の解釈を行う。二次分析では、一次分析で抽出した重要アイテムとその背景要因から、重要カテゴリを抽出する。研究目的に即して、類似した意味ある内容のまとまりを重要カテゴリとし分類中であり、興味深い看護実践内容が見出された。研究の進捗は、研究代表者の研究推進により、概ね予定通りに進行している。次年度は最終年度である。進捗では問題ないが、見出された研究結果により、看護実践モデルの方法を検討する必要がある。研究目的は、急性・重症患者の回復を促す看護実践モデルを構築するために、看護実践の要素を明らかにすることであった。研究方法として、クリティカルケア専門看護師、もしくはクリティカルケア専門看護師相当23名を対象に、グループフォーカスインタビューを5グループにインタビューガイドを用いて実施した。質問内容は、回復を促すための日ごろの思考と看護実践、回復を促すための促進要因、阻害要因、看護提供システム、課題などであった。インタビューデータを逐語録に起こし、質的記述的に分析し、回復を促す看護実践に関するカテゴリは、約80ほど抽出できた。抽出したカテゴリをもとに、急性・重症患者の看護に関与する研究者と専門看護師間でモデル案を作成し、研究活動は予定通り、終了した。今後の研究の発展として、作成したモデル案を臨床応用における有用性を検証し、さらに「急性・重症患者の回復を促す看護実践モデル」を洗練させていく予定である。

研究目的:本目的は、急性・重症患者の回復を促す看護実践の構成要素を見出し、看護実践モデル案を作成することである。研究方法:急性・重症患者専門看護師を対象に5ー6名ごとにフォーカスグループインタビューを5グループ(合計23名)に実施した。結果:対象者の平均年齢は40.8歳±5.7、専門看護師としての平均経験年数は3.4年±1.7であった。急性・重症患者の回復を促す看護実践カテゴリとして見出した。考察:見出したカテゴリを踏まえて、看護実践モデル案を研究者間ならびに専門看護師間で吟味し、看護実践モデル案を考案した。【平成28年度の研究の推進方策等】平成28年度は,引き続き、分担研究者との研究フィールドとなる対象施設と関わる看護職との信頼関係を拡大しながら,データ収集を継続する。また今年度中には、予定の対象数のデータ収集を完成させる。さらに、データ収集を終了させる。その後は、データ分析を研究協力者と検討し、今年度の研究計画を推進する。今後は、得られたデータ分析の結果から、回復を促す看護実践のカテゴリをもとに、質問票を作成予定である。その結果から、看護実践モデル案を構築する予定である。これらの研究活動を推進するために、分担研究やな並びに研究協力者に、1ー2か月に一度、定期的に会議を開催する。また、会議の際の打ち合わせ事項は会議録ならびに研究ノートに記録する。クリティカルケア看護学27年度11月頃に予定していた倫理委員会申請が予定より遅れ、その承諾が27年度2月となった。その後、データ収集として、インタビューを開始した。本来は6グループ以上をデータ収集の対象としているが、2グループのみのデータ収集に留まってしまった。その逐語録を業者委託する分の予算が次年度に使用する額となった。これまで見出されていない看護実践モデルの構築に取り組んでいる状況から、データ収集のための旅費、ならびに最新の研究動向を知るための旅費、専門家会議を開催するための会議費を要する。28年度は、インタビューを予定している残りの4グループのデータ収集を終了させる。データは、随時、逐語録にするために業者委託する。その後、共同研究者とデータ分析を進め、今年度は、すべてのデータ収集とその分析を質的記述的に分析し、終了させる。上記理由により、支出しなければならない旅費等の金額は、効果効率よく使用する。
光応答機能変換ニトロシル錯体触媒の設計と高効率酸素酸化反応系の構築

本研究では、光照射で誘導される配位子の立体構造変化により基質の金属への配位が動的に制御されて反応を促進あるいは抑制するような光応答錯体触媒系を開発することを目的として、光応答性分子としてアントラセン誘導体を架橋部位にもつ複核金属ポルフィリン錯体触媒を合成した。すなわち、Becker等の方法でアントロンを原料として得た1,2-ビス(10-ヒドロキシ-9-アンスリル)エタンと塩化チオニルで酸ハロゲン化した5-(4'-クロロカルボキシフェニル),10,15,20-テトラフェニルポルフィンをベンゼン中でカップリングさせることにより複核ポルフィリン錯体を合成し、今年度科学研究費補助金により購入した紫外・可視分光検出器を取り付けた中圧分取液体クロマトグラフィー(シリカゲル充填、クロロホルム-アセトニトリルで溶出)で粗結晶を精製し、^1H-NMR測定等により同定した。複核ポルフィリンの光照射(キセノンランプ、窒素下、5°C)前後での光二量化(分子内4π+4π環化付加反応)から熱的解離復元する際の半減期を、光二量化シクロブタン部分の、^1H-NMR相対強度測定から評価し、さらに、ポルフィリンの中心金属にマンガン(II)あるいはルテニウム(II)を挿入して既存の酸素酸化反応(マンガン(II)錯体によるトリプトファン二原子酸素添加酸素様反応、あるいはルテニウム(II)錯体によるコバルト(II)錯体の不斉酸素酸化反応)との組合せによる高効率光応答性酸素酸化触媒反応系の構築を現在試みている。いずれの酸素酸化反応においても活性酸素種O_2-を効率よく産生させることが触媒活性を高めるために反応機構上重要であり、一酸化窒素を触媒系に導入した場合のNO錯体形成と光解離が活性酸素種生成(すなわとO_2-不均化抑制)に有効に作用するかどうかを今後さらに検討する予定である。
クローデルの日本論に見られる東洋思想の影響と新トマス主義との関連についての研究

2018年は、ポール・クローデルの生誕150年の年にあたり、これを機に研究の推進とともに、これまでの成果を社会に発信した。研究としては、クローデルが本居宣長や平田篤胤の日本の国学思想をどのように受容し、それをスコラ哲学にどのように接ぎ木をしていったかを考察し、2018年11月3日に日仏会館で行われた「ポール・クローデル生誕150年記念シンポジウムポール・クローデルの日本」で、「ものの『ああ性』を求めてークローデルと日本文化」と題して発表した。この発表は、同シンポジウムの論文集に収録され、2019年度中に刊行される予定である。これは本研究のテーマであるクローデルによる日本思想のスコラ哲学的読み換えに関わるものである。社会発信としては、2018年5月19日から7月16日まで、県立神奈川近代文学館で開催された「生誕150年記念詩人大使ポール・クローデルと日本展」に資料を提供し、展示構成に協力した。また同展のカタログ『詩人大使ポール・クローデルと日本』の編集責任者として、編集作業に関わり、「自然と隠喩ークローデルの日本理解」「ヤヌスの双頭ークローデルと日本の詩」「さらば、日本」といった論考、「クローデルの歩いた道名古屋」「クローデルの歩いた道鹿児島」といった随筆等を掲載した。同展の開催により、滞日時にクローデルと交流のあった日本人の遺族が所蔵している遺品が多数、発見され、それらを整理・分析する必要が生じた。またクローデルに関係した人物の遺族に聞き取り調査を行い、記録に残す必要も生じてきている。この他に滞日時のクローデルと親交のあった山内義雄に関する対談「詩人大使の創作を支えた山内義雄」に司会として関わり、フランスのクローデル研究家であったユベルスフェルドの『ポール・クローデル20世紀の詩人』の翻訳も2019年度中に刊行予定である。本研究は、クローデルにおける日本思想とスコラ哲学の関連を探る研究とクローデルの対話篇と言われる日本を題材にした三つの作品の翻訳・註解から成る。日本思想とスコラ哲学の関連に関する研究は順調に進んでおり、問題はない。しかし翻訳・註解の作業は、クローデルの文章が難解であるのと、引用されている老子・荘子・仏典などの東洋哲学の原典を特定するのに時間がかかり、予定していたよりやや遅れている。2019年度は、最終年であるので、これまでの研究を総括することになる。研究の柱の一つは、クローデルの日本思想の理解とスコラ哲学との関係を考察することであった。この点に関しては、一つは、前年の日仏会館で開催されたシンポジウムの内容をまとめた論文集を刊行することが挙げられる。もう一つは、この論文集とは別に、これまでの考えをまとめ、クローデルが日本の国学に関心を示し、それを受容し、キリスト教神学と結びついたスコラ哲学にいかに接ぎ木し、自己の文学に反映させていったかを単著として刊行する予定である。研究のもうひとつの柱であった日本時代の対話篇三篇の翻訳・註解の作業がやや遅れ気味のため、集中して作業を進める必要がある。この他に2018度に日本で発見されたクローデル関係の新資料、未公開資料を整理する作業と、遺族への聞き取り調査の実施を上記の作業と並行して行う予定である。2016年度は、クローデルが読んだと思われる日本及び東洋に関する文献、トマス・アクィナス関係の文献の収集とデータベース化を行った。この結果、クローデルの日本理解は英語、フランス語による日本論に負っている部分が多いことが確認できた。これらのクローデルが参照したと考えられる日本論はアーネスト・サトウの日本論に基づいて記述されているものが多いが、サトウは日本の宗教観・自然観を江戸時代の国学者の平田篤胤の思想をもとに記述している。平田の宗教観の基本は、死ぬと魂はこの世界ではない異界に行くという仏教的なものではなく、目には見えないがこの世界のどこかにある黄泉の国に魂は行くのであり、生者と魂は同じ世界に共存しているというものであった。クローデルがサトウの著作を読んだことは間接的に証明されているが、サトウ以外の著作に接したとしても、クローデルの日本理解には平田篤胤の思想が影響を及ぼしていることが分かった。このことをもとにクローデルの滞日期の文学活動をトマス主義と日本思想の観点から考察することを行った。クローデルはまずアーネスト・サトウなどの一連の日本論を通して得た平田篤胤の思想から日本人の自然観、宗教観、とりわけ魂観を理解し、その上で、平田を通して構築した日本を『神学大全』を書いたトマス・アクィナスの哲学で読み換え、最終的にはトマス主義的な独特の日本観を形成したといえる。神性が事物に内在するという汎神論的な宗教観の日本型の信仰を神性が超越者・絶対者として事物の外部に存在する一神教的な宗教に矛盾することなく組み込み、理解することにクローデルは成功している。このことを主としてクローデルの日本人論「日本人の魂への眼差し」と日本を舞台にした短い戯曲「女と影」を用いて考察し、その成果として「神々のはざまでークローデルと日本の神性」として発表した。今年度は主として、研究のための資料の収集とデータベース化が中心であった。そのためトマス・アクィナスの著作や欧米で出版された日本論を収集した。また平田篤胤などクローデルの日本理解に必要だったと思われる著作も収集した。

ただし文献は古書が多いため、まだ必要な文献が見つからず、収集が終わった訳ではなく、次年度以降も引き続き文献調査を継続する予定である。一方、資料を用いたクローデルの対話篇の読解であるが、「詩人と三味線」「詩人と香炉」「ジュールあるいは日本のネクタイをした男」の三篇ある対話篇のうち「詩人と香炉」の読解に着手している。以上の作業をもとにして、クローデルの日本に関する探求について考察を深めることができた。2017年度は2016年度の研究活動を踏まえ、引き続き関連文献の収集を行い、クローデルの日本論の一つ「詩人と香炉」の翻訳を行った。翻訳に伴う分析から日本の国学思想との接点、さらには音義派と呼ばれる江戸期から大正期にかけて見られた独自の言語観と間接的に関係していることを見出した。以上のことを踏まえ、2017年度は次の二つについて、考察を重ねた。一つは、国学思想に見られる魂観を中世スコラ哲学、とりわけトマス・アクィナスの形而上学から読み替えたとして、クローデルが日本の封建時代を舞台に書いた幽霊譚「女と影」を分析し、「天使と幽霊ークローデル『女と影』を巡ってー」を発表した。またもう一つは、音義派の言語観に共通する特徴的な言霊論との関係の観点からクローデルの言語観を明らかにすることである。これに関しては現在、論考を準備している。また成果の社会への発信の準備として、2018年に開催される企画への協力を行った。2018年はクローデル生誕150年に当たり、神奈川県立神奈川近代文学館で「生誕150年記念詩人大使ポール・クローデルと日本展」(2018年5月19日から7月16日)が、日仏会館では国際シンポジウム「ポール・クローデルの日本」(2018年11月3日・4日)が開催される。研究代表者は神奈川近代文学館の展覧会へ資料の提供、展示へアドバイスを行い、カタログの解説を執筆している。また日仏会館の国際シンポジウムに関しては登壇者の人選へのアドバイスをしたとともに自身も登壇することを決定した。2017度は主として、資料の収集とクローデルの国学思想のスコラ哲学での読み替え作業を中心に行ってきた。このことによって研究自体は深まりをみせたと自認しているが、一方で、対話篇の翻訳が遅れている。そのため2018年度は、資料の収集、翻訳作業、論文制作、社会発信のための準備を軸に研究活動を行う予定である。2018年は、ポール・クローデルの生誕150年の年にあたり、これを機に研究の推進とともに、これまでの成果を社会に発信した。研究としては、クローデルが本居宣長や平田篤胤の日本の国学思想をどのように受容し、それをスコラ哲学にどのように接ぎ木をしていったかを考察し、2018年11月3日に日仏会館で行われた「ポール・クローデル生誕150年記念シンポジウムポール・クローデルの日本」で、「ものの『ああ性』を求めてークローデルと日本文化」と題して発表した。この発表は、同シンポジウムの論文集に収録され、2019年度中に刊行される予定である。これは本研究のテーマであるクローデルによる日本思想のスコラ哲学的読み換えに関わるものである。社会発信としては、2018年5月19日から7月16日まで、県立神奈川近代文学館で開催された「生誕150年記念詩人大使ポール・クローデルと日本展」に資料を提供し、展示構成に協力した。
偏極光近接場を用いた有機分子薄膜の光加工法に関する研究

本研究課題の目的は,光近接場の局部的な偏極状態を用いて,自由空間の光では成しえない有機分子薄膜光加工法を開発するととともに,ナノ構造化で発現する新たな機能性を開拓することである.本研究では,光反応性分子であるアゾ色素分子で形成した分子薄膜と偏極光近接場との相互作用について研究した.最終年度である本年度は,前年度までに得られた偏極近接場光によるアゾ色素分子の光泳動現象に関する予備実験結果を更に詳細に調べ,これらの素過程を明らかにする実験検討を行った.また,分子薄膜化条件等を検討し分子薄膜光加工法への応用と新たな機能性発現の可能性について検討した.まず,近接場中におけるアゾ分子の動的な振る舞いを評価するために、シアフォース顕微法を用いて,表面定在光波ポテンシャル中の分子薄膜形状変化のリアルタイム評価を行った.近接場光の電磁場分布に対する分子薄膜の形状変化を数ナノメートル分解能で観測することに成功した.近接場光の強度分布と分子系の拡散現象に起因する薄膜形状の経時変化が,極めて高い空間分解能で高感度に検出された.さらに,局部的に偏極した近接場光におけるアゾ色素分子の光泳動現象について,分子蛍光偏光解析および微小金属球プローブを用いて詳細に解析した.直交する偏極成分に対して再放出される分子発光の応答特性を調べた結果,分子薄膜上へのナノ構造形成過程に対応する発光過程,および近接場光の偏極状態に対応する分子配向性が示唆される偏光解析結果が得られた.本研究の成果は,近接場光の偏極状態を用いる分子系の空間的位置と配向の制御性を併せ持つ,新たな分子系の光操作法の基礎技術となるものであり,さらに分子の内部自由度の状態制御を組み合わせた分子マニピュレーションへと展開することで,高機能有機デバイス加工への応用も可能あると考えられる.ナノメートルサイズの領域の物質近傍に局在する近接場光は,光電子デバイスで重要な構造である基板と電子や分子が光学的に結合する系の微細な光加工に適し,さらに,従来の光では成し得ない制御性をもたらすものと期待される.特に,光近接場の偏極は角運動量移行を伴う相互作用の源であり,分子や電子系の配向やスピンの局所的な制御性を可能にするものと予測される.本研究では,これらの基礎として,局部的に偏極した光近接場を利用した有機分子の機能性ナノ構造制御法を開発することを目的としている.特に,有機分子としては,光メモリ等へのさまざまな応用が期待されており,光で制御可能な異性体をもちユニークな光学特性を示すアゾ色素分子に注目し,偏極近接場光による分子の光泳動に基づいた分子薄膜光加工法と機能化を検討した.本研究課題の実施期間においては,まず,アゾ色素分子と近接場光との相互作用の素過程を明らかにするために,エバネッセント定在波ポテンシャル中でのアゾ色素分子薄膜の形状変化について詳細に調べた.その結果,近接場光の強度勾配に明確に対応した薄膜形状変化を観測するととともに,加工形状と寸法の入射光偏光種に対する強い選択性が明らかになった.さらに,エバネッセント波の重ね合わせにより生ずる偏極近接場光とアゾ色素分子の相互作用では,局部的な偏極状態に明確に一致した分子ドットの配列パターンが観測され,偏極近接場光におけるアゾ色素分子の光泳動現象が確認された.本研究の成果は,近接場光の偏極状態を用いた新たな有機分子マニピュレーション法の基礎となるものと考えられ,さらには量子効果を生かした高機能有機デバイスの開発等へも寄与するものと期待される.本研究課題の目的は,光近接場の局部的な偏極状態を用いて,自由空間の光では成しえない有機分子薄膜光加工法を開発するととともに,ナノ構造化で発現する新たな機能性を開拓することである.本研究では,光反応性分子であるアゾ色素分子で形成した分子薄膜と偏極光近接場との相互作用について研究した.最終年度である本年度は,前年度までに得られた偏極近接場光によるアゾ色素分子の光泳動現象に関する予備実験結果を更に詳細に調べ,これらの素過程を明らかにする実験検討を行った.また,分子薄膜化条件等を検討し分子薄膜光加工法への応用と新たな機能性発現の可能性について検討した.まず,近接場中におけるアゾ分子の動的な振る舞いを評価するために、シアフォース顕微法を用いて,表面定在光波ポテンシャル中の分子薄膜形状変化のリアルタイム評価を行った.近接場光の電磁場分布に対する分子薄膜の形状変化を数ナノメートル分解能で観測することに成功した.近接場光の強度分布と分子系の拡散現象に起因する薄膜形状の経時変化が,極めて高い空間分解能で高感度に検出された.さらに,局部的に偏極した近接場光におけるアゾ色素分子の光泳動現象について,分子蛍光偏光解析および微小金属球プローブを用いて詳細に解析した.直交する偏極成分に対して再放出される分子発光の応答特性を調べた結果,分子薄膜上へのナノ構造形成過程に対応する発光過程,および近接場光の偏極状態に対応する分子配向性が示唆される偏光解析結果が得られた.本研究の成果は,近接場光の偏極状態を用いる分子系の空間的位置と配向の制御性を併せ持つ,新たな分子系の光操作法の基礎技術となるものであり,さらに分子の内部自由度の状態制御を組み合わせた分子マニピュレーションへと展開することで,高機能有機デバイス加工への応用も可能あると考えられる.
高圧メディカルガスを用いた新しい臓器保存法の確立

近年の移植医療の発展に伴い、様々な臓器保存法が次々に開発され、現在も更なる技術開発が進んでいる。最近、申請者らは高圧メディカルガス(酸素(O2)3atmと一酸化炭素(CO)4atm)を用いた新しい臓器保存法を開発し、ラットの心臓を24時間保存して、摘出直後と同等の機能を保つことに成功した。高圧メディカルガスを用いた新しい臓器保存法の確立のため、我々は、COとO2の高圧ガス混合物中で2448時間保存した後の摘出ラット心臓の機能を維持した。ラットの心臓の保存に2448時間の高圧COとO2の異なる分圧の影響を評価し、UW溶液に浸すことを含む条件を比較した。保存された心臓は、in vivo評価として異所性頸部心臓移植をレシピエントラットに行い、ex vivo評価としてランゲンドルフ灌流システムを使用した。移植心臓の生存率は、術後7日目のCO + O2(PCO:PO2 = 1.5:2 atm)群では100%であったが、CO + O2(PCO:PO2 = 2:1.5 atm)群ではわずか33%であった。対応する生存率は、すべてのUW液浸群において0%であった。ランゲンドルフシステムと病理組織学的分析により、CO + O2(PCO:PO2 = 1.5:2 atm)群の保存心臓の左室圧はCO + O2(PCO:PO2 = 2:1.5 atm)よりも優れていた。我々は、ラットの心臓を高圧のCOおよびO2にさらすことが浸漬法より優れていること、および高圧のCOおよびO2の分圧が保存にとって極めて重要であることを証明した。結論として、保存溶液に浸漬せずにラットの心臓を高圧のCOおよびO2に曝露することは、保存のためのガスの必要な細胞保護効果を得るのに有効であった。高圧メディカルガスを用いた新しい臓器保存法の確立のため、指摘条件の検討を重ねた結果、CO + O2(PCO:PO2 = 1.5:2 atm)がラット心臓の保存に最も有効であることが分かった。一方で、当初の計画にあった、培養細胞によるメカニズムの解明は遅れている。当初の計画にあるように、ヒト培養細胞(血管内皮細胞、心筋細胞、平滑筋細胞、肝細胞)を用いてこの保存法の至適条件を検討する。高圧メディカルガスを用いた新しい臓器保存法の確立のため、培養細胞(血管内皮細胞、心筋細胞、平滑筋細胞)の系と動物実験(イヌ、ラット)の系を並行して進めた。CO(4000hPa)+O2(3000hPa)、CO(5000hPa)+O2(2000hPa)、CO(6000hPa)+O2(1000hPa)に振り分けて、生存細胞数、死細胞数、ミトコンドリア膜電位、細胞内カルシウムレベル、MTTアッセイで評価した。培養条件を15回以上変更して実験を繰り返したが、コントロール群と実験群で明らかな差がないことが分かった。次に、BIONIX低酸素培養キットを用いて、培養細胞を低酸素状態にした後に、同様の条件で高圧チャンバー内にシャーレごと入れて評価を行なった。コントロール群と比べて、CO(4000hPa)+O2(3000hPa)で保存した群は、細胞活性が高い傾向があった。大動物実験では、イヌの肺と小腸を用いて臓器保存実験を行った。摘出した肺と小腸はCO(4000hPa)+O2(3000hPa)の環境下で18から24時間保存し、再移植を行って機能を評価した。その結果、肺では、コントロール群と比べて酸素分圧が保たれる傾向があることが明らかになった。また、小腸では、コントロール群と比べて、移植後の蠕動運動が直ぐに回復する傾向があることが明らかになった。高圧メディカルガスを用いた新しい臓器保存法のメカニズムを解明するため、培養細胞の至適条件を決定する必要がある。動物実験において、保存法の有用性は実証できつつある。ランゲンドルフシステムと病理組織学的分析により、CO + O2(PCO:PO2 = 1.5:2 atm)

群の保存心臓の左室圧はCO + O2(PCO:PO2 = 2:1.5 atm)よりも優れていた。我々は、ラットの心臓を高圧のCOおよびO2にさらすことが浸漬法より優れていること、および高圧のCOおよびO2の分圧が保存にとって極めて重要であることを証明した。結論として、保存溶液に浸漬せずにラットの心臓を高圧のCOおよびO2に曝露することは、保存のためのガスの必要な細胞保護効果を得るのに有効であった。高圧メディカルガスを用いた新しい臓器保存法の確立のため、指摘条件の検討を重ねた結果、CO + O2(PCO:PO2 = 1.5:2 atm)がラット心臓の保存に最も有効であることが分かった。一方で、当初の計画にあった、培養細胞によるメカニズムの解明は遅れている。高圧メディカルガスを用いた新しい臓器保存法の確立のため、以下の2点に重点をおき、研究に取り込んで行きたい。(1)ヒト培養細胞(血管内皮細胞、心筋細胞、平滑筋細胞、肝細胞)を用いてこの保存法の至適条件を検討する。(2)イヌ肺および小腸、ブタ肝臓を用いて、この保存法の有効性および安全性を検証する。この2つの結果を相互に反映して、単純浸漬法と持続灌流法に並ぶ、新たな臓器保存法を確立したい。当初の計画にあるように、ヒト培養細胞(血管内皮細胞、心筋細胞、平滑筋細胞、肝細胞)を用いてこの保存法の至適条件を検討する。
再構成可能論理デバイスを用いた回路特殊化に関する研究

一般に,論理回路の入力が事前に(一部でも)分かっていれば,論理回路量を削減し,動作速度を改善することができる.例えば乗算器の片側オペランドが定数ならば,不要な加算器を省略することにより論理回路量を削減可能である.このような技術は特殊化(specialization)または部分評価(partial evaluation)とよばれ,もともとソフトウェアの小型化・高速化のために検討されてきた.しかしハードウェアの特殊化は,FPGAなどの再構成可能論理が実用化されるまで実際に詳しく検討されることはなかった.本研究の目的は,FPGAを利用したハードウェア特殊化を検討し,その可能性と利点を探ることである.本研究の主たる成果は以下の通りである.●部分グラフ同型判定問題専用回路の特殊化を実装評価した(IEICE Trans.ED, v.E87-D, pp.2038-2047).●整数論の未解決問題である3x+1問題を検証する専用回路について研究し(IEEE TENCON 2004,v.D, pp.387-390),回路特殊化技術により良好な面積性能比を示すことを明らかにした(平成17年電気学会全国大会,v.3, PP.87-88).●制御用計算機(PLC)の命令列を等価なハードウェア記述(VHDL記述)に変換することにより小型・高速な制御回路を自動生成する手法を検討した(IEEE ISIE2006,pp.2930-2935).このほか本研究の副産物として,計算科学のシミュレーションで必要な乱数生成回路MT19937の専用回路に関する研究,および,命令列の表現の自由度に関する研究についても論文が掲載された.一般に,論理回路の入力が事前に(一部でも)分かっていれば,論理回路量を削減し,動作速度を改善することができる.例えば乗算器の片側オペランドが定数ならば,不要な加算器を省略することにより論理回路量を削減可能である.このような技術は特殊化(specialization)または部分評価(partial evaluation)とよばれ,もともとソフトウェアの小型化・高速化のために検討されてきた.しかしハードウェアの特殊化は,FPGAなどの再構成可能論理が実用化されるまで実際に詳しく検討されることはなかった.本研究の目的は,FPGAを利用したハードウェア特殊化を検討し,その可能性と利点を探ることである.本研究の主たる成果は以下の通りである.●部分グラフ同型判定問題専用回路の特殊化を実装評価した(IEICE Trans.ED, v.E87-D, pp.2038-2047).●整数論の未解決問題である3x+1問題を検証する専用回路について研究し(IEEE TENCON 2004,v.D, pp.387-390),回路特殊化技術により良好な面積性能比を示すことを明らかにした(平成17年電気学会全国大会,v.3, PP.87-88).●制御用計算機(PLC)の命令列を等価なハードウェア記述(VHDL記述)に変換することにより小型・高速な制御回路を自動生成する手法を検討した(IEEE ISIE2006,pp.2930-2935).このほか本研究の副産物として,計算科学のシミュレーションで必要な乱数生成回路MT19937の専用回路に関する研究,および,命令列の表現の自由度に関する研究についても論文が掲載された.一般に,論理回路の入力が事前に(一部でも)分かっていれば,論理回路量を削減し,動作速度を改善することができる.例えば乗算器の片側オペランドが定数ならば,不要な加算器を省略することにより論理回路量を削減可能である.このような技術は特殊化(specialization)または部分評価(partial evaluation)とよばれ,もともとソフトウェアの小型化・高速化のために検討されてきた.しかしハードウェアを特殊化するには入力毎に回路を生成する必要があるため,FPGAなどの再構成可能論理が実用化されるまで実際に適用されることはなかった.本研究の目的は,FPGAを利用したハードウェア特殊化を検討し,その可能性と利点を探ることである.本年度は,部分グラフ同型判定問題専用回路の特殊化に関して,実機評価結果が論文誌に掲載された(IEICE Trans.ED, E87-D,2038-2047).2つのアルゴリズムについて評価した結果,回路特殊化により回路規模は4070%減少し,回路生成時間を含めてもソフトウェアに対して十数倍の高速化が可能であった.また,整数論の未解決問題である3x+1問題を検証する専用回路について研究し(IEEE TENCON 2004,D,387-390),この専用回路においても回路特殊化技術を適用すると良好な面積性能比を示すことを明らかにした(秋中・市川2005).さらにAES暗号とDES暗号に関して特殊化の効果を検証し,いずれに関しても一定の効果があることを確認した(後野・市川2005).一般に,論理回路の入力が事前に(一部でも)分かっていれば,論理回路量を削減し,動作速度を改善することができる.例えば乗算器の片側オペランドが定数ならば,不要な加算器を省略することにより論理回路量を削減可能である.このような技術は特殊化(specialization)または部分評価(partial evaluation)とよばれ,もともとソフトウェアの小型化・高速化のために検討されてきた.しかしハードウェアを特殊化するには入力毎に回路を生成する必要があるため,FPGAなどの再構成可能論理が実用化されるまで実際に適用されることはなかった.

本研究の目的は,FPGAを利用したハードウェア特殊化を検討し,その可能性と利点を探ることである.本年度は,データに特殊化したハードウェアから研究を一歩進めて,命令列に特殊化したハードウェアの生成に関して検討した.具体的には,制御用計算機(PLC ; Programmable Logic Controller)の命令列を,等価なハードウェア記述(VHDL記述)に変換し,そこから論理回路をFPGA上に生成することにより小型・高速な制御回路を自動生成する研究を行った.本研究は未だ萌芽段階であるが,2つのサンプルプログラムで試験的に評価した結果,PLCより2桁程度高性能な制御回路を実現できるという結果が得られた(秋中・市川2006).そのほか本研究の副産物として,計算科学のシミュレーションで必要な乱数生成回路の専用回路に関して各種の設計方法を検討し,FPGAで高性能な実装が得られるという論文を発表した(小沼・市川2005).また,命令列の表現の自由度に関しても検討を進めた結果,論文1本が掲載された(八反田・市川2006).一般に,論理回路の入力が事前に(一部でも)分かっていれば,論理回路量を削減し,動作速度を改善することができる.例えば乗算器の片側オベランドが定数ならば,不要な加算器を省略することにより論理回路量を削減可能である.このような技術は特殊化(specialization)または部分評価(partial evaluation)とよばれ,もともとソフトウェアの小型化・高速化のために検討されてきた.しかしハードウェアを特殊化するためには入力毎に回路を生成する必要があるため,FPGAなどの再構成可能論理が実用化されるまで実際に適用されることはなかった.本研究の目的は,FPGAを利用したハードウェア特殊化を検討し,その可能性と利点を探ることである.本年度は,暗号アルゴリズムの標準であるAES暗号化回路に関して,データ依存回路の評価結果が論文として掲載された(Atono, Ichikawa 2006).逐次設計では論理41%減・RAM20%減・性能24%増,パイプライン設計では論理54%減・RAM20%減・性能74%増と,いずれも大きな効果が得られた.また,昨年度に引き続き,制御用計算機(PLC; Programmable Logic Controller)の命令列を等価なハードウェア記述(VHDL記述)に変換することにより寸,型・高速な制御回路を自動生成する研究に関して研究を進めた.現実の産業用機械のPLCプログラムを用いて評価した結果,効果はプログラムにより異なるものの,現在のFPGA技術で23桁の性能向上が見込まれることがわかった(Ichikawa et al. 1SIE2006).分析の結果,この性能向上の一定部分は回路特殊化の効果によることも判ってきた.
筋萎縮性側索硬化症モデルマウスに対する運動療法と抗酸化物質の併用治療効果について

筋萎縮性側索硬化症モデルマウスに対するmetallothinein(MT)組み換えアデノウイルス遺伝子治療は極めて有効で、生存期間延長効果がみられた。また運動療法に関しては、脊髄前角の運動ニューロンにおいて、MT-I, II,IIIの誘導を認めた。このことは、運動療法の有用性の科学的なメカニズムの一旦として、MTの関与を示唆するものであった。本研究は,筋萎縮性側索硬化症に対するリハビリテーションと抗酸化物質の併用療法の確立を目的としている。そこで,我々は,筋萎縮性側索硬化症モデルマウス(G93ASOD-1/C57BL/6J)をJackson Laboratoryより購入し繁殖を開始した位また,同時にコントロール群として,C57BL/6Jマウスを国内ブリーダーより購入し実験を開始した。まず,基礎実験として,雄雌合計20匹運動療法群(5匹ずつ雄雌)と安静群(5匹ずつ雄雌)にわけ,運動療法群には,Kirkinezosらの方法に従い,マウス専用トレッドミル装置(MK-680S)を用いて,13m/min,一日30分,週5日。4週間運動させた。そのマウスを24時間安静にしたのち,脳,脊髄を回収した。メータロテオネイン-I,II,IIIのmRNAをReal timePCRで測定したところ,雄,雌群では,安静群対し,運動群では,メタロチオネインの特定のアイソフォームがそれぞれ変動していることを発見した。その一方で,運動療法に併用して,抗酸化物質としてメタロチオネインの脳室内投を予定しており,我々は既にメタロチオネイン-I,III遺伝子組み換えアデノウイルスを作成しているが,ウイルス量が実験に不十分であった。現在,HEK293細胞においてくりかえし,増殖,精製し,十分量のウイルスを獲得しつつある。雄,雌で異なったメタロチオネインアイソフォームが変動していることから,脳室内投与するメタロチオネイン組み換えアデノウイルスのアイソフォームごとに神経症状,生存期間の検討を行うことが必要である。また,良好な効果が得られれば,我々はこの研究で得られた知見を通し,筋萎縮性側索硬化症の運動療法,すなわち,リハビリテーションの科学的裏づけを明確にできるとともに,臨床へ還元できるものと考えている。本研究は、筋萎縮性側索硬化症に対するリハビリテーションと抗酸化物質の併用療法の確立を目的としている。そこで、我々は、筋萎縮性側索硬化症モデルマウス(G93ASOD-1/C57BL/6J)をJackson Laboratoryより購入し繁殖を開始した。また、同時にコントロール群として、C57BL/6Jマウスを国内ブリーダーより購入し実験を開始した。まず、基礎実験として、雄雌合計20匹運動療法群(5匹ずつ雄雌)と安静群(5匹ずつ雄雌)にわけ、運動療法群には、Kirkinezosらの方法に従い、マウス専用トレッドミル装置(MK-680S)を用いて、13m/min,一日30分、週5日、4週間運動させた。そのマウスを24時間安静にしたのち、脳、脊髄を回収した。メタロチオネイン-I, II, IIIのmRNAをReal time PCRで測定したところ、雄、雌群では、安静群対し、運動群では、メタロチオネインの特定のアイソフォームがそれぞれ変動していることを発見した。(現在、Neuroscienceに投稿中)その一方で、我々は既にメタロチオネイン-I, III遺伝子組み換えアデノウイルスを作成し、ALSモデル動物め下肢筋に注射した。この組み換えアデノウイルスは、下肢筋から末梢神経を介し脊髄前角へ逆行輸送され、ALS動物の進行抑制効果をえつつある。最終年度は、この結果をより多数の動物を使い、普遍性を確かめたい。我々はこの研究で得られた知見を通し、筋萎縮性側索硬化症の運動療法、すなわち、リハビリテーションの科学的裏づけを明確にできるとともに、臨床へ還元できるものと考えている。ALSモデルマウスに対する運動療法のメカニズムを解明する目的で、正常モデルマウスに適度な運動をさせた。運動により、脊髄前角において、メタロチオネインI,II,IIIの誘導がみられることを発見した(Hashimoto K, Hayashi Y, Neuroscience 2009)。また、マイクロアレー法により、網羅的に誘導される遺伝子約30個を同定した(Hashimoto K, Hayashi Y, J Toxicol Sci 2009)。これらの遺伝子の変動は、ALSモデルマウスの運動による進行抑制のメカニズムの一つとなっているのではないかと推定した。また、その結果を踏まえ、抗酸化物質であるメタロチオネイン遺伝子組み換えアデノウイルスを腰髄前角細胞に逆行輸送させ遺伝子治療を行ったところ、生存期間の優位な延長を認めた(Ann Neurolに投稿中)。また運動療法との併用に関しては,ひきつづき研究を行う予定であるが、抗酸化物質であるメタロチオネインは、ヒトのALS治療へ応用が期待できる蛋白と考えた。
MAPKKK活性化のリアルタイムな可視化によるストレス受容機構の研究

生体を構成する個々の細胞は紫外線や高浸透圧など様々な環境ストレスに曝されているが、ストレス刺激を受けた細胞には、分化したり自ら細胞死をおこすことでうまくストレス環境に適応し、個体の生存を維持するしくみが存在する。本研究では、細胞内に生じるストレス応答の情報伝達を生きた細胞で光学的に観察することに成功し、その結果、ストレス刺激の種類の違いは、MAPKKK分子の活性化のおこるタイミングや場所の違いという形で細胞内に情報伝達されていることを解明した。本研究では、細胞の環境ストレス応答の分子メカニズムの解明を目指すが、特に浸透圧や紫外線などの物理化学的な刺激を細胞がどのように認識して、細胞生存や細胞死等の細胞内シグナルを制御するのかを解析する。そのためには、実際に生きた細胞内でストレス応答のシグナルが発生する様子を観察することができれば非常に有効である。そこで、まず、細胞分化や細胞死を制御するストレス応答MAPキナーゼ経路の最も上流に位置するMAPKKK活性化を生きた細胞内で実時間に可視化するための蛍光蛋白質プローブの開発を行った。その結果、代表的なストレス応答MAPKKKのMTK1、ASK1、TAKlおよびMEKK1などでリン酸化されるとそのプローブ分子内の2つの蛍光蛋白質間のエネルギー移動(FRET)を引き起こすプローブ候補を複数得た。そこで、これら候補プローブにさちにアミノ酸変異を導入してプローブの感度を高めた結果、たった1個の細胞で、しかも生きたまま実時間でMAPKKK活性を可視化(イメージング)することに成功した。従来、MAPKKK活性測定は数十万個の細胞をすりつぶすことによって生化学的に解析されてきたが、測定の時間・空間分解能が飛躍的に高まったことで、より生理的な条件での測定が可能になった点が非常に意義がある。これにより、次年度の計画であるストレス応答時のMAPKKKのダイナミクスの解明とストレス受容機構の探索のための重要な基盤技術が確立できた。さらに、この高い時空間分解能をもつMAPKKKイメージング法を、これまでMAPKKKの重要性が指摘されつつもその解析の困難さからあまり理解のすすんでいない、がん、心疾患、免疫疾患などの解析に応用すれば、これらの病態の理解にも非常に有効であると見込まれる。細胞が受ける環境ストレスはその実体が物理化学的刺激であるため、リガンドと受容体という従来の概念や方法論はそのまま適用できない。このような非リガンド性の刺激を細胞がどのように認識しているのかを知るために、ストレス応答MAPK経路(MAP3K-MAP2K-MAPKのカスケードで構成される)に着目し、昨年度までに光化学の手法(蛍光共鳴エネルギー移動法)を用いて、従来法に比べて飛躍的に時間空間分解能の高いMAP3Kのキナーゼ活性測定法を開発した。本年度は、この光学的MAP3K活性測定法を用いて、ストレス環境下での単一生細胞内MAP3K活性のリアルタイムイメージングを成功させた。驚いたことに、均質な培養細胞であってもDNA損傷を起こすアルキル化剤によるシグナルは細胞ごとに時間的に非常にばらついていた。さらに細胞内部のどこからストレス応答のシグナルが発生するかを解析したところ、刺激の種類によって由来が細胞膜と細胞質の2つに大別されることが明らかになった。例えば、細胞表面の増殖因子EGF受容体刺激では細胞膜からシグナルが発生するが、意外にも高浸透圧刺激の場合にも同様の部位からのシグナルが開始されていた。また、紫外線によるシグナルは従来細胞膜表面の受容体活性化に由来するという説が一般的であったが、むしろ細胞質からのシグナルが主であり、過去の知見と照らし合わせるとリボソームを阻害してシグナル発生させると考えられた。以上のようにMAP3K活性は、従来考えられていたよりも細胞レベルでは時間的にも空間的にも非常にダイナミックな変化をしていることを証明することができた(現在論文投稿中)。多様な環境変化に適応するために、細胞はうまくMAPK経路の時空間制御を行って、少ない分子で多様な細胞応答を生み出すことが示唆された。医学的には、このようなMAPK経路の時空間ダイナミクスを踏まえた薬剤開発をすすめることで、MAPKの異常を伴うがんや糖尿病、リウマチ等の治療薬の有効性をひき上げることが可能になると思われる。
生活習慣病における生体時計の機能解析

これまで生体時計と生活習慣病の関わりを検討するうえで、循環器領域の立場からメタボリックシンドロームの一要素である高血圧に焦点をあて、血圧の日内変動と生体時計の関わりについて検討してきた。本実験においては、生体時計の中枢である視交叉上核を破壊したラットを作成するとともに、生体時計の振動が消失したマウスであるCry1およびCry2を同時にノックアウトしたCry double Knockoutマウスを使用し、覚醒自由行動下における血圧、心拍及び行動をテレメトリーシステムを用いて測定し、光や食事などの外的因子と心血管機能との関連について検討した。その結果、内因性の血圧及び心拍の日内リズムは生体時計によって制御されていることが明らかになったが、心拍は血圧に比して外的因子の影響をより受けやすいことも明らかになった。また生体時計は血圧や心拍における日内リズムの安定性の保持にも重要であり、生体時計の障害により、血圧や心拍における短時間の変動性が増大し、心筋における繊維化の増大も認められ、臓器障害や心血管疾患発症を惹起しうる可能性が示唆された。そして、我々は最終的には時計遺伝子と疾患等の関連を明らかにしつつ、人への応用、すなわち各個人の時間を考慮した、いわゆるオーダーメードの治療に結びつけばと考えている。これまでヒトでは口腔内粘膜や皮膚を試料として採取され、そこでの発現が報告されていたが、それでは侵襲が大きく実用的ではないと考え、我々は、白血球の時計遺伝子発現に注目した。その結果、白血球では時計遺伝子の一つであるPer1遺伝子が、個人の体内時計をモニターする指標として有効であることを見出した。生体時計と生活習慣病の関わりを検討するうえで、循環器領域の立場からメタボリックシンドロームの一要素である高血圧に焦点をあて、血圧の日内変動と生体時計の関わりについて検討した。我々は以前にも高血圧モデルラットにおいて各臓器における時計遺伝子の発現振幅に変調をきたし、生体時計の出力遺伝子とされる線溶系抑制因子PAI-1遺伝子の発現が変化することを明らかにした(Hypertension,2003)が、本実験においては、生体時計の中枢である視交叉上核を破壊したラットを作成するとともに、生体時計の振動が消失したマウスであるCry1およびCry2を同時にノックアウトしたCry double Knockoutマウスを使用し、覚醒自由行動下における血圧、心拍及び行動をテレメトリーシステムを用いて測定し、光や食事などの外的因子と心血管機能との関連について検討した。また生体時計は血圧や心拍における日内リズムの安定性の保持にも重要であり、生体時計の障害により、血圧や心拍における短時間の変動性が増大し、臓器障害や心血管疾患発症を惹起しうる可能性が示唆された。また我々は腎臓において、電解質及び酸塩基平衡の制御や血圧制御にも関与するNa^+/H^+ exchanger(NHE3)が時計遺伝子により直接的支配をうける出力遺伝子の一つであることを見出し、これを発表している。本実験においては、生体時計の中枢である視交叉上核を破壊したラットを作成するとともに、生体時計の振動が消失したマウスであるCry1およびCry2を同時にノックアウトしたCry double Knockoutマウスを使用し、覚醒自由行動下における血圧、心拍及び行動をテレメトリーシステムを用いて測定し、光や食事などの外的因子と心血管機能との関連について検討した結果、内因性の血圧及び心拍の日内リズムは生体時計によって制御されていることが明らかになった。また生体時計は血圧や心拍における日内リズムの安定性にも重要であり、生体時計の障害により、血圧や心拍における短時間の変動性が増大し、臓器障害や心血管疾患発症を惹起しうる可能性が示唆され、一部臓器障害も認めた。また心筋梗塞、不安定狭心症などの急性冠症候群、脳梗塞あるいは冠動脈スパスムは早朝に多く発症することが報告されているが、その一因として早朝の凝固系の亢進と線溶系因子の活性低下があげられる。凝固線溶系の重要な因子であるPAI-1の発現の日内変動が時計遺伝子によって制御を受けることが以前報告されたが、PAI-1発現はレニンアンギオテンシン系によっても制御を受けることはよく知られているため、Cry double Knockoutマウス及びアンギオテンシン受容体ノックアウトマウスを用い、各末梢臓器におけるPAI-1の日内変動発現について検討した。その結果PAI-1日内発現は臓器によって制御が異なることが判明した。

その結果、内因性の血圧及び心拍の日内リズムは生体時計によって制御されていることが明らかになったが、心拍は血圧に比して外的因子の影響をより受けやすいことも明らかになった。また生体時計は血圧や心拍における日内リズムの安定性の保持にも重要であり、生体時計の障害により、血圧や心拍における短時間の変動性が増大し、心筋における繊維化の増大も認められ、臓器障害や心血管疾患発症を惹起しうる可能性が示唆された。そして、我々は最終的には時計遺伝子と疾患等の関連を明らかにしつつ、人への応用、すなわち各個人の時間を考慮した、いわゆるオーダーメードの治療に結びつけばと考えている。これまでヒトでは口腔内粘膜や皮膚を試料として採取され、そこでの発現が報告されていたが、それでは侵襲が大きく実用的ではないと考え、我々は、白血球の時計遺伝子発現に注目した。その結果、白血球では時計遺伝子の一つであるPer1遺伝子が、個人の体内時計をモニターする指標として有効であることを見出した。
サルコイドーシス症における肺胞マクロファージの分化に対する細胞内Ca濃度測定意義

サルコイドーシス(サ症)は原因不明の肉芽腫形成疾患であり、全身諸臓器に肉芽腫を形成するため各種の臓器障害を来す慢性難治性疾患である。この肉芽腫は類上皮細胞により形成され、この類上皮細胞は肺胞マクロファージの分化と関連があるとされている。これらの細胞の分化、増殖において、細胞内Ca^<2+>動態が深くかかわっていると考えられるため、細胞内のCa濃度の測定を行ない、細胞機能および分化との関係を検討した。またこれらの過程におけるIFN-γ,活性化vitD_3、retinoic acidの影響についても検討した。サ症MΦにIFN-γ,活性化vitD_3、retinoic acidを添加したところ、NBT還元能、グルコース消費能、TNF産生能といった細胞機能はすべて亢進し、単クローン抗体を用いた細胞表面抗原の検討にて、DR抗原、DQ抗原、IL-2R、各種単球由来抗原量は増加した。正常者MΦを用いて同様の検討をしてみたところ、サ症に比べて弱いながらほぼ同様の反応が得られた。次にIFN-γ、活性化vitD_3、retinoic acid添加的のMΦ内Ca^<2+>の動態をMaugerらの方法で検討してみたところ、サ症、正常者共に薬剤添加15秒後より細胞外より内へのCa^<2+>の急速な流入が認められた。そこで、これら薬剤の効果がCa^<2+>の細胞内濃度上昇に起因している可能性につき次に検討した。Ca^<2+>ionophore,A23187をサ症MΦに添加(1nM200nM)してみたところ、濃度依存性にMΦに各種細胞機能、表面抗原量の増強を認めた。正常者MΦでもサ症に比べて弱いながらほぼ同様の結果を認めた。以上より、MΦの機能、分化に対して細胞内Ca^<2+>が深く関与していることが判明した。更にIFN-γ、活性化vit-D_2、retinoic acid等の薬剤添加にてMΦの機能等が増強したが、これは細胞内Ca^<2+>濃度上昇を介した反応と考えられた。サ症MΦ、正常者MΦ共に細胞内Ca^<2+>濃度上昇に対して同様の反応を示したが、サ症において反応がより強度であったことより、この反応性の違いがサ症発症に関与していることが推測される。細胞増殖調節因子としてカルシウムイオン(Ca)とマグネシウムイオン(MMg)は種々の細胞機能に関与し,ともに重要な役割を果たしている.今回,類上皮細胞肉芽腫を形成するサルコイドーシス(サ症)において,肺胞マクロファージ(Mφ)の分化と類上皮細胞肉芽腫形成との関係におけるCaの役割について検討を試みた. Caの動態については,細胞内Ca濃度を蛍光試薬Quin2により,顕微鏡蛍光測定法により,細胞内Ca濃度と細胞機能,および活性型ビタミンD3添加による影響について検討した.サ症の気管支肺胞洗浄液(BAL)中のMφを単離し,種々の濃度のCa,Mg,活性型ビタミンD3,retinoic acidを添加して, MφのNBT還元能,グルコース消費量の細胞機能と細胞表面抗原の変化を検討し,細胞内Ca濃度の測定を行なった.MφのNBT還元能,グルコース消費量は種々の濃度の添加剤により亢進し,またモノクローナル抗体を用いた細胞表面抗原の変化では各種単球由来の表面抗原が増加した.しかしMφ内Ca濃度の測定では,従来の蛍光分光光度計では不安定で,再現性が悪かった.細胞内へのイオンの出入りは比較的短時間に生じ,微量であるため,誤差が生じやすく,測定値が一定しなかった.今後はフローサイトメトリーにより測定する予定である.次年度は今年度の結果をふまえて,測定方法の改善をする予定である.また測定のばらつきの原因として, BALより採取したMφのViabilityが悪いことも考えられた.実験手技の安定化が不可欠であり,方法の見直しを検討中である.サルコイドーシス(サ症)は原因不明の肉芽腫形成疾患であり、全身諸臓器に肉芽腫を形成するため各種の臓器障害を来す慢性難治性疾患である。

Ca^<2+>ionophore,A23187をサ症MΦに添加(1nM200nM)してみたところ、濃度依存性にMΦに各種細胞機能、表面抗原量の増強を認めた。正常者MΦでもサ症に比べて弱いながらほぼ同様の結果を認めた。以上より、MΦの機能、分化に対して細胞内Ca^<2+>が深く関与していることが判明した。更にIFN-γ、活性化vit-D_2、retinoic acid等の薬剤添加にてMΦの機能等が増強したが、これは細胞内Ca^<2+>濃度上昇を介した反応と考えられた。サ症MΦ、正常者MΦ共に細胞内Ca^<2+>濃度上昇に対して同様の反応を示したが、サ症において反応がより強度であったことより、この反応性の違いがサ症発症に関与していることが推測される。