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With the deterioration of bridges as social infrastructure, appropriate maintenance and life extension are required. However, aging degradation of individual bridges is not the same. Since traffic volume and bridge environment are different for each bridge, the degree of deterioration of the bridge is also different. Therefore, it is necessary to identify and eliminate the cause of individual deterioration and to take appropriate measures. This paper focuses on weathering steel bridge that the formation of dense rust is greatly influenced by the environment. The purpose of this study is to clarify the effect of anticorrosion by the environmental improvement which covers the whole steel girder with the metal sandwich panel for weathering steel bridge. Since the space in the girder covered with the metal sandwich panel cannot be expected to have the effect of washing by rainwater or drying and wetting by the flow of wind, the adoption of the metal sandwich panel for weatherproof steel bridge has not been judged until now. In this thesis, the corrosion behavior of weathering steel and the effectiveness of corrosion protection are shown by exposure test, and the corrosion protection effect of environmental improvement by metal sandwich panel is clarified. In addition, this study examines the economical advantages by the metal sandwich panel installation by calculating the life cycle cost. This paper consists of six chapters. Chapter 1 describes the background and purpose of this research. Chapter 2 summarizes previous studies on corrosion protection methods used in steel bridges. In Chapter 3, exposure tests were conducted inside and outside the metal sandwich panel and the following finding were obtained. 1) In the girder covered with the metal sandwich panel, fluctuation range of temperature and humidity is small throughout the year, and it does not follow the sudden weather change of outside of the panel. Since the difference between the temperature and dew point in the panel is large, the wet time in the panel is suppressed to 1/5 or less of the wet time of outside the panel. 2) At the structure which has thin floor slab and low height girder, the temperature rise in the panel may be unavoidable depending on season. However, since the humidity in the panel is low and the wet time is also greatly reduced, the anticorrosive effect can be expected in the steel bridge including the weathering steel bridge. 3) Amount of air born salt into the panel after the metal sandwich panel installation was not detected. In Chapter 4, a small test specimen was placed in the inside space of the steel girder, and the transition of corrosion, anticorrosion effect by environmental improvement and inner surface painting were examined. 1) The untreated steel and the uncoated steel in the ingrown rust region evaluated by the ion permeation resistance method are kept almost same condition after five years. 2) It is also conceivable that the initial salinity of the steel material subjected to the substrate adjustment by blasting exists even after the substrate adjustment, and that the adhering salinity penetrates into the inside of the steel plate at the time of rust formation. However, the increase rate of rust thickness due to aging is slow, and a method of installing a metal sandwich panel after blasting is also effective. 3) Although the effect of environmental isolation from outside the girder was confirmed, it became clear that it was difficult to completely suppress the progress of rust. Chapter 5 examined the economic effects of installing metal sandwich panels on new girders from the beginning and installing them on overbridges 50 years after the star of service. 1) If repainting is required even 1 time during the during the design service period of 100 years, the anticorrosion method by environmental improvement of the metal sandwich panel is economically superior. 2) Accumulating the cost of close visual inspection (for 50 years) of the overbridge that has been in service for 50 years increases the maintenance cost. Chapter 6 summarizes this research and describes future issues.

Open source software (OSS) are adopted as embedded systems, server usage, and so on because of quick delivery, cost reduction, and standardization of systems. Therefore, OSS is often used not only for the personal use but also for the commercial use. Many OSS have been developed under the peculiar development style known as the bazaar method. According to this method, many faults are detected and fixed by developers around the world, and the fixed result will be reflected in the next release. Also, many OSS are developed and managed by using the fault big data recorded on the bug tracking systems. Then, many OSS are developed and maintained by several developers with many OSS users. According to the results of the 2022 Open Source Security and Risk Analysis (OSSRA), OSS is an essential part of proprietary software, e.g., the source code containing OSS is 97%, all source code using OSS is 78%. On the other hand, OSS has issues from various perspectives. Therefore, OSS users need to decide on whether they should use OSS with consideration of each issue. In addition, the managers of open source projects need to manage their projects appropriately because OSS has a large impact on software around the world. This thesis focuses on the following three issues among many ones. We examine a method for OSS users and open source project managers to evaluate the stability of open source projects. 1. Selection evaluation and licensing: Methods for OSS users to make selections from the many OSS available situation, 2. Vulnerability support: Predicted fault fix priority for the reported OSS, 3. Maintenance and quality assurance: Prediction of appropriate OSS version upgrade timing, considering the development effort required after OSS upgrade by OSS users. In “1. Selection evaluation and licensing,” we attempt to derive the OSS-oriented EVM by applying the earned value management (EVM) to several open source projects. The EVM is one of the project management methodologies for measuring the project performance and progress. In order to derive the OSS-oriented EVM, we apply the stochastic models based on software reliability growth model (SRGM) considering the uncertainty for the development environment in open source projects. We also improve the method of deriving effort in open source projects. In case of applying the existing method of deriving effort in open source projects, it is not possible to derive some indices in the OSS-oriented EVM. Thus, we resolve this issue. The derived OSSoriented EVM helps OSS users and open source project managers to evaluate the stability of their current projects. It is an important to use the decision-making tool regarding their decisions and projects of OSS. From a different perspective, we also evaluate the stability of the project in terms of the speed of fault fixing by predicting the time transition of fixing the OSS faults reported in the future. 2. In “Vulnerability support”, in terms of open source project managers, we create metrics to detect faults with a high fix priority and predicted a long time for fixing. In addition, we try to improve the detection accuracy of the proposed metrics by learning not only the specific version but also the bug report data of the past version by using the random forest considering the characteristic similarities of bugs fix among different versions. This allows the project managers to identify the faults that should be prioritized for fixing when a large number of faults are reported, and facilitates project operations. In “3. Maintenance and quality assurance”, as an optimum maintenance problem, we predict the appropriate OSS version-up timing considering the maintenance effort required by OSS users after upgrading the OSS. It is dangerous in terms of the vulnerability to continue using the specified version of OSS ignoring the End of Life. Therefore, we should upgrade the version periodically. However, the maintenance cost increase with the version upgrade frequently. Then, we find the optimum maintenance time by minimizing the total expected software maintenance effort in terms of OSS users. In particular, we attempt to reflect the progress of open source projects by using the OSS-oriented EVM in deriving the optimal maintenance time. In conclusion, we found that there is the applicability as the stability evaluation of open source projects from three perspectives. Particularly, the OSS-oriented EVM discussed in “1. Selection evaluation and licensing” can contribute to the visualization of maintenance effort in open source projects. The proposed method will potentially contribute to the development of OSS in the future.

Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality and disability worldwide. We have previously found that sphingosylphorsphorylcholine (SPC) is the key molecule leading to vasospasm. We have also identified the SPC/Src family protein tyrosine kinase Fyn/Rho-kinase (ROK) pathway as a novel signaling pathway for Ca^{2+}-sensitization of vascular smooth muscle (VSM) contraction. The present study aimed to investigate whether hesperetin can inhibit the SPC-induced contraction with little effect on 40 mM K^+-induced Ca^{2+}-dependent contraction and to elucidate the underlying mechanisms. Hesperetin significantly inhibited the SPC-induced contraction of porcine coronary artery smooth muscle strips with little effect on 40 mM K^+-induced contraction. Hesperetin blocked the SPC-induced translocation of Fyn and ROK from the cytosol to the membrane in human coronary artery smooth muscle cells (HCASMCs). SPC decreased the phosphorylation level of Fyn at Y531 in both VSMs and HCASMCs and increased the phosphorylation levels of Fyn at Y420, myosin phosphatase target subunit 1 (MYPT1) at T853 and myosin light chain (MLC) at S19 in both VSMs and HCASMCs, which were significantly suppressed by hesperetin. Our results indicate that hesperetin inhibits the SPC-induced contraction at least in part by suppressing the Fyn/ROK pathway, suggesting that hesperetin can be novel drug to prevent and treat vasospasm.

中等度の冠動脈狭窄病変において、血行再建治療を延期（defer）し薬物療法を行った場合、薬物療法中に心血管イベント発症抑制効果を評価する代用評価法があれば有用である。冠動脈イメージングでプラーク退縮と安定化を調べることで薬物治療効果を評価するのと同様に、定量的冠血流比（QFR）の経時的変化は、deferした中等度狭窄に対する薬物治療効果を評価する代用評価法として有用な可能性がある。本研究では、経皮的冠動脈インターベンション（PCI）後に未治療血管に冠動脈中等度残存狭窄を有し二次予防として薬物治療を受けた患者で、deferした中等度残存狭窄のQFRの経時的変化を調査した。山口大学医学部附属病院と萩市民病院でPCIを施行され、PCI（ベースライン[BL]）時に未治療血管に中程度狭窄を有し、6～18ヶ月後にフォローアップ（FU）の冠動脈造影が施行された患者を対象とした。52人の患者でBLとFUの両方で未治療血管の中程度狭窄のQFRの解析が可能であった。BL時にQFRの中央値は0.83（IQR, 0.69, 0.89）、FU時にQFRの中央値は0.80（IQR, 0.70, 0.86）であった。QFRの増加した患者（QFR増加群）は21人で、QFRの減少した患者（QFR減少群）は31人であった。経時的なQFR変化の中央値はQFR増加群で0.05（IQR, 0.03, 0.09）、QFR減少群で-0.05（IQR, -0.07, -0.03）であった。単変量および多変量解析でQFRの増加に影響する因子を解析したところ、FU時のLDLコレステロール値と相関を認めた（OR 0.95, 95% CI [0.91, 0.98], p=0.001）。QFRの経時的変化の評価は、deferした中程度狭窄を有する患者に対する薬物治療効果を判定する代用評価法として有用性が示唆された。

心臓突然死（sudden cardiac death: SCD）は心サルコイドーシス患者における主要な死亡原因であり、SCDの大部分は心室性不整脈が原因である。これまでのところ、心サルコイドーシス患者の致死的不整脈とSCDを予測するバイオマーカーは報告されていない。本研究では心サルコイドーシス患者における持続性心室頻拍（sustained ventricular tachycardia: sVT）およびSCDを予測する因子は何であるかを調査した。連続89症例において心サルコイドーシス患者の炎症活動性を反映する酸化的DNA損傷のマーカーである尿中8-hydroxy-2'-deoxyguanosine（尿中8-OHdG）、他のバイオマーカー、心機能の指標、腎機能を測定した。追跡期間中、15人の患者はsVT（N = 12）またはSCD（N= 3）を示した。COX比例ハザードモデルを用いた多変量解析では、尿中8-OHdG濃度および心室瘤（ventricular aneurysm: VA）の存在がsVT/SCDの独立した予測因子であることが示された。尿中8-OHdGおよびVAの存在は、心サルコイドーシス患者の初回のsVT/SCDの強力な予測因子であり、心臓イベントのリスクの層別化に有用である。さらに、これらはVT基質についてのさらなる情報を与えるものであることが示唆された。

背景と目的：同種造血幹細胞移植ではgraft-versus-leukemia (GVL) 効果と呼ばれる抗腫瘍免疫を適切に誘導することが成績向上の鍵となる。しかしGVL効果の増強は移植片対宿主病の重症化にも繋がるため、 同種免疫応答の指標となるバイオマーカーの開発が望まれる。我々は以前、移植処置の前と好中球生着時の血清可溶性インターロイキン-2受容体の比である「sIL-2R index」を定義し、骨髄移植における移植片対宿主病の発症予測マーカーとして有用であることを示した。しかし、骨髄移植とは異なる免疫特性を有する臍帯血移植ではsIL-2R indexも異なる挙動を示す可能性があり、臍帯血移植におけるsIL-2R indexの有用性を検討した。 対象と方法：当院で初回同種造血幹細胞移植として臍帯血を施行した31症例を対象とした。sIL-2R indexを算出し、患者背景や移植成績との関連を後方視的に解析した。 結果：移植後3年の再発率は、sIL-2R index 3.7以上の群で有意に低下した（12.8% vs 50.0%; p = 0.04）。それに伴い移植後3年の全生存率はsIL-2R index 3.7以上の群で有意に良好であった（79.8％ vs 20.0％; p < 0.01）。sIL-2R indexには移植後1日目から好中球生着日までの累積ステロイド投与量が影響しており、ステロイドの使用理由は生着前免疫反応に対する治療であった。なお骨髄移植とは異なり、臍帯血移植ではsIL-2R indexと急性移植片対宿主病の発症率との有意な関連性は認めなかった。 結語：sIL-2R indexは臍帯血移植後の予後予測マーカーになり得る。sIL-2R indexはGVL効果を反映する可能性があるが、更なる検証が必要である。

脳由来神経栄養因子Brain-derived neurotrophic factor (BDNF)は, 中枢神経内での恒常性や神経発達に重要な役割を果たしており, 神経変性疾患や神経免疫疾患の治療薬への応用が期待されている. しかし, BDNF自体は分子量が大きく, 末梢に投与したBDNFは血液脳関門Blood-brain barrier (BBB)を通過して中枢神経内に作用することができない. 一方で脂溶性化合物はBBBを通過しやすいとされている. そこで, BBBを超えてアストロサイトに作用し, アストロサイトからBDNF分泌を促進する脂溶性化合物の同定を試みた. 温度条件不死化ヒト脳血管内皮細胞 (EC), ペリサイト (PCT), アストロサイト (AST)のBBB in vitroモデルに20種類の脂溶性化合物を反応させ, 48時間後にBDNFの分泌量をELISAで測定した. 脂溶性化合物をEC/AST co-cultureに72時間反応させながら電気抵抗値を測定した. その結果, prostaglandin E2 receptor 4 agonist (EP4) とsphingosinesphingosine-1-phosphate receptor 5 agonist (S1P5)がEC, PCTの有無にかかわらずASTからのBDNFを有意に促進させ, 電気抵抗値の低下は伴わなかった. このことからEP4とS1P5はBBBへ影響を与えずにASTからのBDNF分泌を促進したと考えられた. S1P5は進行型多発性硬化症治療薬であるシポニモドの標的の1つである. シポニモドの神経保護作用はS1P5を介したASTからのBDNFが関与している可能性が考えられた. ASTでのEP4の機能は未だ不明な点が多いが, BDNF分泌を促進することで神経保護に関与する可能性がある. いずれの化合物も治療薬への発展が期待される.

Japan's declining birthrate and aging population are difficult to resolve in the short term, and the working-age population, which refers to the population aged 15 to 65, continues to decline. On the other hand, mental illness patients are increasing in the working age population. The medical side, which is responsible for treatment, is required to improve efficiency by reforming the way doctors work. Therefore, expectations are placed on psychotherapy performed at home for the purpose of effective treatment of the working-age population. In this study, neurofeedback, which is one of the psychological therapies, was taken up, and applied equipment development and verification were carried out for its implementation at home. In this study, as a preclinical stage, measures were verified based on measurements of general cooperators. Neurofeedback (NFB) is considered to be one of psychotherapy using electroencephalogram signals, and is a psychotherapy that visualizes one's own electroencephalogram and self-controls the visualized electroencephalogram. It is attracting attention because it is a non-drug therapy and provides neuromodulation. NFB is being investigated for many clinical applications. The target diseases are diverse, including chronic pain, ADHD, depression, and mood disorders. However, we believe that there are four tasks to ensure the effectiveness of this therapy. Task 1 is overcoming the difficulty of installing electroencephalogram electrodes. NFB is considered to be a therapy that affects the plasticity of the cranial nerves, and is a therapy that actively promotes the development of neural networks, and is expected to be highly effective if the training frequency is high. It is necessary to be able to perform it at home, and it is required that electroencephalogram electrodes can be easily installed. Therefore, we made a prototype of an electroencephalogram headset with bipolar gel electrodes, and as a result of trial verification with children, we were able to confirm the electroencephalogram signals of 30 people aged 5 to 20 years old. Analysis of the recorded electroencephalogram revealed an age-dependent left-brain tendency in β waves, etc., confirming consistency with previous findings. Task 2 is determining the brain wave derivation part of the NFB training target. For electroencephalography, lead electrodes are usually placed in the scalp, but it is difficult to place the electrodes in the scalp by yourself. There is a need to consider forehead derivation for easy EEG electrode placement at home. There are regional differences in EEG waveforms within the forehead, and it is necessary to select the most appropriate extraction site. For NFB, we explored the optimal site based on the correlation with the top of the head, which is usually the electroencephalogram derivation position. Next, we performed an EEG network analysis at the time of NFB using the EEG derived from the top of the head and the EEG derived from the optimal forehead region, and analyzed the difference in the brain network during NFB due to the difference in the derivation region. For the second task, we explored the optimal site for deriving brain waves from the forehead, and proved that NFB from the brain waves derived from this site works on the same network as NFB from the brain waves derived from the top of the head. Task 3 is a method of selecting an electroencephalogram frequency band to be derived and self-controlled in NFB therapy (training target electroencephalogram frequency band). In previous studies, the EEG frequencies targeted for NFB therapy are diverse and not standardized. Even for the same disease, various electroencephalogram frequency bands are selected and NFB is performed. A personalized frequency band decision is made according to the patient's pathology and condition. In order to make the frequency band determination method more logical, we thought it necessary to determine the electroencephalogram frequency for therapy from the comparison of the basic rhythms of healthy subjects and patients. In this study, we created an electroencephalogram basic rhythm evaluation program and collected electroencephalogram basic rhythm data from randomly selected subjects. The electroencephalogram basic rhythm evaluation program consists of 7 stages. Eyes open stage, Eyes closed stage, 0Back stage, Rest1 stage, 2Back stage, Rest2 stage, Healing Picture stage. Changes in brain waves occur due to external stimuli such as eye opening and eye closing, concentration, and relaxation. An electroencephalogram basic rhythm evaluation program was created considering multiple stimuli that affect electroencephalogram dynamics. The usefulness of this program was confirmed as a preliminary examination of the dominant fluctuation region and network analysis by topographic analysis during the execution of the electroencephalogram basic rhythm evaluation program. EEG basic rhythm brain standard program electroencephalogram measurements were carried out for 89 subjects recruited from the general public, and a database was created. Using the forehead optimally measured parts (left and right) obtained in Task 2 as electroencephalogram derivation parts, a significant difference test was performed for each electroencephalogram frequency band Power value and content rate of each stage of the electroencephalogram basic rhythm evaluation program. The α Power value increased 2.52 times when the eyes were closed, and the θ Power value increased 1.67 times during 2 Back compared to 0 Back. We examined the possibility of clinical application by analyzing the correlation between the score of the questionnaire used in clinical diagnosis and the electroencephalogram component. The questionnaires used were mainly CSI (CENTRAL SENSITIZATION INVENTORY), and POMS2 (Profile of Mood States 2). Task 4 is NFB scoring. Continuation of psychotherapy requires a score as a reward to be visualized. We compared the two scores, the time ratio score and the amplitude ratio score, analyzed the correlation between the questionnaire used in task 3 and the two scores, and examined the optimal score. In results, the frequency band that correlates better with psychological activity during NFB was suggested SMR. Some of the psychological scales included the data probably above the general average level, which might have provided hypotheses at the preclinical stage. 4 tasks were conducted to demonstrate the technical requirements and effectiveness evaluation for the practical application of cognitive psychological training NFB, which is expected to be used with high frequency at home for children to working-age adults. The technological requirements and effectiveness evaluation for the practical application of NFB are presented. This research attempted four tasks and realized the possibility of frequent NFB training at home for patients from children to productive age. As a preclinical stage, it was a study within a range that can be resolved as a stage of policy verification based on the general participant study. In the future, the efficacy of this study will be further evaluated by comparing it with clinical data in the area of mental illness such as depression and developmental disorders, including chronic pain. In the future, the effectiveness of this study will be further evaluated by comparison with clinical data in the area of chronic pain and other mental illnesses such as depression and developmental disorders.

術後膵液瘻は膵臓手術後の重篤な合併症である。これまで多くの予防法が検討されたが、充分な効果は得られておらず、発症率は減少していない。我々の研究室では長年、難治性皮膚潰瘍に対する細胞シート移植を研究し、有効な創傷治癒効果を報告してきた。細胞シート移植は他臓器の創傷治癒にも有効である可能性が予想され、膵液瘻に対する予防法になりうると着想した。本研究では動物の術後膵液瘻モデルを用いて、積層繊維芽シートの自家移植による膵液瘻の予防を検証した。 ラットを全身麻酔下に開腹し、膵管とその周囲の膵組織を切開してラット膵液瘻モデルを作製した。ラット尾より線維芽細胞を単離し、培養して積層繊維芽シートを作製した。自家積層線維芽細胞シートを膵管とその周囲の膵組織切開部に移植し、細胞シート移植による膵液瘻の予防効果を経時的な腹水及び血清中膵酵素値の測定、膵組織の免疫組織化学、定量的PCR法を用いて評価した。 ラット膵液瘻モデルでは術後に腹水中膵酵素値が上昇し、病理組織学的には広範囲の膵組織に炎症と壊死所見を認めた。膵液瘻の発症と膵組織の損傷が示唆された。積層線維芽細胞シートの自家移植により腹水中膵酵素の上昇と膵組織の炎症性変化は有意に抑制され、正常な構造を保つ膵組織が広範囲に温存された。対照群である細胞活性を持たないシートを移植した群と比較して、細胞シート移植群では切開部周辺に線維化と血管新生が惹起されていた。特に切開部付近の膵管はコラーゲン線維で充填、被覆されており、膵液の漏出を抑制する上で重要な機序であったと示唆された。これら線維化と血管新生を介して膵臓への障害が抑制されたと考えられた。 以上から、動物モデルにおいて積層線維芽細胞シートの自家移植は膵液瘻を充分に予防し、膵組織を保護することが示された。上記細胞シートの自家移植は術後膵液瘻を予防する有効な方法となり得ることが示唆された。

Since social infrastructure, which was intensively developed during the high economic growth period,will deteriorate all at once in the future, maintenance and management of facilities will be an issue in thefuture. Currently, facility inspection records are based on paperbased forms, and are not premised onautomatic processing by computer. The authors have developed the “Smart Chosa” and realized a databaseof facility inspections and a GIS System. The Smart Chosa was able to record the location of the inspectionphoto on a two dimensional map, but because it was necessary to approach the deformed part when takingthe inspection photo, it was not possible to grasp the position, direction, and size of the entire facility.Therefore, we applied 3D GIS to Smart Chosa for sabo dams, created a 3D model from photographs takenon site, and conducted research to manage inspection results on the 3D model. This study summarizes the results of research on management of inspection photographs on a 3D GISin order to improve the efficiency of management of inspection photographs of sabo facilities. This thesisconsists of 6 chapters, and the main content of each chapter is as follow. [Chapter 1: Introduction] In this chapter, the current status and issues of the maintenance and management of socialinfrastructure in Japan were summarized. Utilization of 3D models for maintenance and management ofcivil engineering facilities, high-precision positioning used for alignment of 3D models, efficientinspection of concrete structures, and existing research trends on iPhone LiDAR applications wereorganized. On that basis, the purpose and points of focus of this research were organized, and the structureand outline of this paper were described. [Chapter 2: Comparison of 3D models and examination of application to sabo facilities maintenance management system] In this chapter, three types of models, a BIM/CIM model, a 3D point cloud model, and a 3D surfacemodel, are compared and examined as 3D models to be applied to the maintenance management system.The problem setting in this chapter is the selection of a 3D model to be used in this system. The constraintis that the Sabo dams including the existing dam can be modeled in 3D. At present, there are few BIM/CIMmodels for sabo dams, so when applying to existing sabo dams, we believe that a 3D surface model thatcan be created by SfM/MVS technology from photographs taken by UAVs will be useful. The 3D modelin the research was a 3D surface model. Knowledge about the 3D model that can be applied to the sabo facility maintenance managementsystem and knowledge for utilizing the 3D model in the 3D GIS were obtained. [Chapter 3: Performance evaluation of RTK receiver used for Sabo facility investigation support system] In this chapter, a survey of high-precision positioning technology necessary for positioning 3D modelsof sabo dams and inspection photos on a 3D GIS, and evaluation of positioning performance in sabo damsand surrounding forests are conducted. The problem setting in this chapter is whether or not locationinformation can be acquired during surveys of Sabo facilities, and accuracy verification. The constraintis that real-time high-precision positioning is required using inexpensive and small devices inenvironments that are unfavorable for satellite positioning (such as sabo dams and forests). It was confirmed that the multi-band receiver whose performance was evaluated has a horizontalvariation of 22 mm (2DRMS) even in a poor environment where about 70% of the sky directly below thesabo dam is covered. It was confirmed that the method can be applied to aligning 3D models ofphotographs. [Chapter 4: Investigation of image synthesis for creation of sabo dams inspection image] In this chapter, as a basic examination of 3D model creation, the image synthesis method is organized.The problem setting in this chapter is normalization and image combination necessary for synthesizinginspection photographs (2D). The constraint is that the inspection photography equipment is a smartphonefor field survey. In the feature point detection method for image synthesis, we compared two types offeature amounts, SIFT feature amount and AKAZE feature amount, and confirmed the accuracy byexperiments. In addition, RANSAC was used as an outlier removal method. By combining these methods,we performed image synthesis using multiple photographs of the concrete surface of the sabo dam. [Chapter 5: 3D model creation by SfM/MVS and application to 3D GIS] The problem setting in this chapter is a superimposed display of a 3D Sabo dam model and inspectionphotographs. The constraint is that the equipment that can be used to create a 3D model of inspectionphotographs is limited to equipment (compact and lightweight) that can be brought by local workers. Inthis chapter, we first present an overview of the "smart chosa" system that expands the scope of applicationfrom 2D to 3D in this research. After that, we investigated SfM/MVS processing to create a 3D surfacemodel. By creating a 3D model of the sabo dam and a 3D model of inspection photos by SfM/MVSprocessing, and importing them into a 3D GIS, we succeeded in superimposing the sabo dam andinspection photos on a 3D map. In addition, we examined a method of creating a 3D surface model using the iPhone LiDARapplication that can perform 3D measurement using the LiDAR function installed from iPhone12Pro. Wecompared the 3D model created with the iPhone LiDAR app and the 3D model created using MetaShape,a software that implements SfM/MVS processing, and confirmed the image resolution and positionalaccuracy for use as inspection photographs. In order to incorporate the created 3D model into 3D GISsoftware, we examined a method for matching the orientation and position, and actually superimposedthe 3D model of the sabo dam and the 3D model of the inspection photograph on the 3D GIS. I haveconfirmed that it is possible. [Chapter 6: Summary] In this chapter, a summary of the results obtained in Chapters 2 to 5 and future issues were discussed. The result of this research is a visualization method that makes it easy for people other than fieldinvestigators to understand the situation of the site by importing 3D surface models acquired by variousmethods into 3D GIS. 3D surface models include SfM models created from photos taken with aUAV/smartphone, SfM models created from photos taken with a handheld RTK rover, and 3D modelscreated with the iPhone LiDAR app. By using this method, it is possible to grasp the deformation position and deformation direction of thesabo dam in 3D space, and by superimposing the photographs of each inspection, it is possible to graspthe change over time.

【方法】 Wister/STラットに左肺全摘を行うことで気管支断端モデルを作製した。口腔粘膜組織から線維芽細胞を単離し、24wellプレートに5.0×10^5個/wellを播種して72時間培養することで積層線維芽細胞シートを作製した。積層線維芽細胞シートの移植による気管支断端の補強効果を検討するため、術後7、14、28日目に標本を摘出し、細胞シート移植の有無による2群間での気管支断端の変化を肉眼的、組織学的、力学的に比較した。 また、細胞シートによる組織修復のメカニズムを検証するために、創傷治癒に関わる成長因子、サイトカインを細胞シート作製時の培養液上清を用いたEnzyme-linked immunosorbent assay (ELIZA)法でin vitroに測定した。更に、Green fluorescent protein (GFP)遺伝子を導入した線維芽細胞で作製した細胞シートを移植し、移植した細胞の残存性を検証した。 【結果】 作製した積層線維芽細胞シートは直径6mmであった。線維芽細胞が4-5層に積層し、コラーゲン線維を含む細胞外マトリックスを保持した状態で回収された。 非移植群では、術後7、14、28日目のいずれのタイミングでも、気管支断端の閉鎖に用いた縫合糸が露出していた。一方で、移植群の気管支断端は新生組織で広く被覆されていた。なお、細胞シートの移植の有無に関わらず、標本摘出までの期間に気管支断端瘻が生じた個体はなかった。摘出した標本を組織学的に観察すると、非移植群の気管支断端周囲にはごく僅かな結合組織が形成されたのみであったが、移植群では気管支断端周囲に多量の結合組織が形成されていた。また、移植群に生じた気管支断端周囲の結合組織が徐々に成熟すること（Azan染色）、その組織に多くの血管構造が含まれていること（抗CD31抗体による免疫染色）が観察された。新生組織を含む気管支壁の厚み、それに含まれる血管構造を定量化したところ、いずれのタイミングでも移植群の気管支壁が有意に厚く、より多くの血管構造を含んでいた。また、気管支断端の補強効果を力学的に検証するために、気管支断端の耐圧能を評価したところ、非移植群では全ての標本で気管支断端からエアリークが生じた。一方、移植群では300mmHgまでの加圧によってエアリークが生じた標本はなく、その耐圧値は移植群で有意に高かった。 細胞シート作製時の培養液上清を用いたELIZA法では、VEGF、Hepatocyte growth factor (HGF)、C-X-C motif chemokine ligand 1 (CXCL1)、Angiopoietine-2、Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1)、Transforming growth factor beta 1 (TGF-β)が細胞シートから分泌されていることが示された。 GFP遺伝子導入積層線維芽細胞シートを移植したところ、術後3日目の時点ではGFP遺伝子導入線維芽細胞が気管支断端に残存していることが確認されたが、7、14 日目にはGFP遺伝子が発現した細胞は確認されなかった。 【考察】 気管支断端は僅かに新生された結合組織でのみ覆われることが報告されており、本研究においても、非移植群の気管支断端の周囲には僅かな結合組織が形成されたのみであった。一方、積層線維芽細胞シートを移植することにより、気管支断端の周囲に多くの血管構造を含んだ結合組織が形成され、力学的にも気管支断端の強度が増していることが示された。気管支断端瘻は、術後1週間から3ヶ月、特に10日目前後に多く発生するとされていることから、細胞シートの移植後7日目の時点で、気管支壁がより厚く、血管構造に富み、優れた耐圧性を獲得していることは、気管支断端瘻の予防にとって十分に効果的な可能性がある。 積層線維芽細胞シートにより気管支断端が補強される機序を解明するため、細胞シートが分泌する成長因子やサイトカインの測定、GFP遺伝子導入細胞シートを用いた検証を行ったが、移植したGFP遺伝子導入細胞は術後3日目には残存していたが、7日目の時点では確認できなかった。このことは、移植した線維芽細胞が生存、増殖して結合組織を形成するのではなく、細胞シートの移植が宿主の組織治癒を促進させている可能性を示している。VEGF、HGFやTGF-βなどの成長因子、サイトカインが細胞シートから分泌され、これらに宿主に働きかけることで、気管支断端周囲での組織形成や血管新生が促進されたと推察される。 積層線維芽細胞シートの移植後7日目の時点で、気管支断端周囲に血管新生を伴った結合組織が形成され、力学的な補強効果があることが示された。積層線維芽細胞シートの移植は、局所の血流低下による組織治癒遅延が原因とされる気管支断端瘻に対して有効な予防法となる可能性がある。 【結語】 積層線維芽細胞シートの移植による気管支断端の補強効果が示された。本法は、気管支断端瘻の有効な予防法となる可能性がある。

低汗性外胚葉形成不全症 (hypohidrotic ectodermal dysplasia: HED) は、低汗症、乏歯症乏毛症を特徴とする遺伝性疾患である。本疾患の家系のほとんどがX連鎖劣性 (X-linked recessive: XR) の遺伝形式を示すが、稀に常染色体優性 (autosomal dominant: AD) または常染色体劣性 (autosomal recessive: AR) の遺伝形式を示す家系も存在する。XRのHEDはEDA遺伝子の変異で発症し、AD/ARのHEDはEDARまたはEDARADD遺伝子のいずれかの変異で発症する。現在までに、EDAおよびEDARの変異に関してはHEDの発症機序が明らかにされてきたが、EDARADDの変異がどのようにHEDを引き起こすかについての情報は乏しかった。 本研究では、過去にHEDの家系に同定されたEDARADD遺伝子変異のうち、ADの遺伝形式を示すp.D120Y、p.L122R、p.D123Nと、ARの遺伝形式を示すp.E152Kに着目し、培養細胞レベルでさまざまな解析を行った。EDARADDは、シグナル伝達の主要分子であるTRAF6と結合し、最終的に下流のNF-κBを活性化させるが、ADの変異型EDARADDはNF-κBの活性化能を著しく喪失していた。一方で、ARの変異型EDARADDの同活性化能の低下は軽度だった。また、解析した全ての変異型EDARADDは、EDARおよび野生型EDARADDとの親和性を維持していたが、ADの変異型EDARADDは、EDARと野生型EDARADDとの相互作用をdominant negative効果によって阻害することを明らかにした。さらに、ADの変異型EDARADDはTRAF6との結合能を完全に失い、ARの変異EDARADDも野生型に比べてTRAF6との結合能が低下することを示した。 HEDにおける臨床型と遺伝子型の相関関係は未だ明らかではないが、本研究で得られた知見は、EDARADD遺伝子変異とHEDの発症メカニズムの関連性の一端を解明したといえる。

遺伝性血管性浮腫（hereditary angioedema：以下HAE）は、全身の様々な部位に突発性、一過性の浮腫を生じる稀な常染色体優性遺伝性疾患である。HAEは、C1 inhibitor（C1INH）をコードするserpin family G member 1（SERPING1）遺伝子の変異により生じるHAEI型およびII型、SERPING1遺伝子以外の遺伝子異常を認めるHAEIII型（HAE with normal C1INH）の3つに分類される。これまでに、SERPING1遺伝子においては多数の病的変異が同定されているが、各変異によるHAEの発症機構については未だ十分に解明されていないのが現状である。 本研究では、以前に我々が報告したHAE I型の患者に同定されたSERPING1遺伝子のミスセンス変異c.449C>T（p.S150F）に関して、詳細な発現・機能解析をin vitroレベルで行った。まず、p.S150F変異型C1INHは細胞内では安定して発現するが、細胞外には全く分泌されないことが示された。次に、変異型C1INHが野生型C1INHの分泌を強力に阻害することが明らかになった。さらなる解析で、野生型C1INHは変異型C1INHとの相互作用によって細胞質内に留め置かれてしまうだけでなく、分解も誘導されることが示唆された。本研究によって、p.S150F変異型C1INHは野生型C1INHに対してdominant-negative効果を発揮することが証明され、それが本遺伝子変異によるHAE I型の主要な発症メカニズムと考えられた。

前立腺癌細胞と骨芽細胞の相互作用は、前立腺癌骨転移の発生に不可欠である。近年、新規のアンドロゲン受容体標的薬（ARAT）が、転移性去勢未治療前立腺癌（mCNPC）や非転移性去勢抵抗性前立腺癌（nmCRPC）に対して承認されているが、これらの薬剤と骨微小環境や腫瘍との関係を調べることは極めて重要である。今回、我々は去勢抵抗性前立腺癌（CRPC）の骨微小環境を模倣した新規のin vitro 3次元微小環境モデルを確立し、アンドロゲン受容体標的薬の薬剤感受性と、アビラテロンとデュタステリドの併用療法の有効性を評価した。キトサンナノ繊維で表面をコートした細胞培養基材を用いて、GFPを導入したC4-2細胞（CRPC細胞株）とRFPを導入したヒト骨髄由来間葉系幹細胞から分化した骨芽細胞を共培養し、去勢抵抗性前立腺癌の骨微小環境を模倣した。骨芽細胞とC4-2細胞の増殖はCell3 iMager duos（SCREEN）を用いて生細胞のまま解析し、骨芽細胞を維持したまま、最大30日間C4-2細胞の持続的な増殖を観察できた。また、骨芽細胞と共培養したC4-2細胞では、TGF-βの発現が増加し、上皮間葉転換（EMT）が促進されたことから、アンドロゲン受容体標的薬に対する抵抗性が示された。このモデルを用いて、各薬剤のIC50と、アビラテロンとデュタステリドの併用効果を評価した。アビラテロンとデュタステリドの併用療法は、それぞれの単剤投与と比較して、C4-2細胞の増殖を相乗的に抑制し、これは、ARアゴニストである3-keto-5α-abirateroneの減少によるものと考えられた。我々の新規骨微小環境モデルは、前立腺癌の薬剤感受性の評価に有用であり、今後このモデルは、前立腺癌の微小な骨転移から臨床的な骨転移に至るまでの未知のメカニズムの解析に役立つ可能性がある。

活性化転写因子1（ATF1）は、CREB/ATFファミリーの転写因子に属し、精巣で高発現している。しかし、精子形成におけるATF1の役割は未だ確立されていない。本研究では、精子形成におけるATF1の影響を解明することを目的として、マウスにおけるATF1の発現パターンとマウス精巣におけるATF1ノックダウンの影響を調べた。その結果、ATF1はさまざまな臓器で発現しており、精巣では非常に高いレベルで発現していることがわかった。免疫染色により、ATF1はspermatogoniaの核に局在し、増殖細胞核抗原(PCNA)と共局在することがわかった。ATF1欠損マウスでは、精巣の精細管にはすべての発生段階の細胞が存在していたが、spermatocyte以降の分化段階の細胞数は減少していた。同様にPCNAの発現が低下していた。一方で、精細管におけるアポトーシス細胞はほとんど見られなかった。これらの結果は、ATF1が男性生殖細胞の増殖と精子の生成に関与していることを示している。また、男性不妊症における乏精子症、無精子症の発症機序解明の可能性を示唆した。

新規ヒトin vitroおよびex vivo BBBモデル，in vivo モデルを用いて，NMOSDの病態生理とサトラリズマブの作用機序を，BBB破綻の点から検討した．血管内皮細胞に対するペリサイトおよびアストロサイトの足突起の接触を再現した3層共培養系を構築し，これを用いて静的in vitroモデルおよび流速負荷型ex vivoモデルを作製した．これらのBBBモデルを使用し，バリア機能の持続測定，白血球のmigration，NMO-IgGとサトラリズマブのBBB透過性を評価した．In vivo研究では，脊髄中でIL-6が著増するEAEマウスのin vivoでのBBB破綻に対して，マウスIL-6受容体抗体MR16-1が与える効果を評価した．In vitroおよびex vivoでの実験では，NMO-IgGがサトラリズマブおよびNMO-IgGの脳内透過性を亢進させること，サトラリズマブがNMO-IgGが誘導するT細胞のmigrationとBBB破綻を抑制することが示された．In vivo研究では，IL-6シグナル伝達の阻害によって，T細胞の脊髄への浸潤が抑制され，脊髄炎の発症が抑えられた．これらの結果から以下のことが示された．（1）我々が作製した，3層共培養によるin vitroおよびex vivo BBBモデルは，バリア機能，白血球のmigration，脳内移行性を評価するために理想的なBBBモデルである．（2）NMO-IgGは，バリア機能の減弱によってNMO-IgG自身の透過性を亢進し，アストロサイトからのIL-6分泌を誘導し，さらなるバリア機能の障害と細胞浸潤の制御破綻を引き起こす．（3）サトラリズマブは，NMO-IgGの共存下でBBB通過が容易となり，BBB機能障害と炎症細胞浸潤を抑制する結果，NMOSDの発症を予防する．

ラット坐骨神経結紮モデル（SNL）は最も一般的に神経障害性疼痛の実験に用いられるモデルラットであり、運動麻痺を生じないことでも知られている。神経障害性疼痛モデルの疼痛評価にはこれまでフォンフレイテスト（機械的アロディニア評価）と熱刺激回避テストが用いられてきた。しかしこれらのテストは臨床で用いられる神経学的検査とは全く異なる手法での評価である。神経障害性疼痛を有する患者では、両下肢の協調運動が乱れ，歩行時の下肢の動きに左右差を生じていることが多い。本研究において、私達はヒトと同様な疼痛行動や疼痛に伴う歩行障害などが実際には生じているのではないかと考え、三次元歩行解析を行いて本モデルの関節の動きや歩行時の動態解析を行った。今回の解析にはキネマトレーサーシステムを用いた。 機械的アロディニアに関するSNLの効果として術後１週間から８週間にわたり、回避行動閾値の47±6.1％の低下を認めた。ＳNLラットにおける股関節・膝関節・足関節のマーカーの矢状面の軌跡は歩行中に大きな変動を認めた。歩行中の不安定性を示す患側左股関節・膝関節の上下端の高低差は、SNLラットでほうが有意に大きかった。歩行パターンを示す、両足同時接地時間はSNLラットのほうが有意に長い結果であった。左右下肢の協調運動を評価するため、両下肢の歩行周期時間も計測した。歩行周期の左右差を示す左右比は、コントロール群のラットでは1.0±0.08と左右差がほぼないのに比較し、SNLラットでは0.62±0.15と有意に左右下肢の歩行周期が異なることが示唆された。 フォンフレイテストや熱刺激回避テストは臨床現場で使用されることのない疼痛機能評価であるが、こうした新しい三次元歩行動態解析技術を用いることができれば、神経障害性疼痛患者における疼痛行動も、定量的かつ数値化して示すことが可能になる可能性について示すことができた。従来の神経障害性疼痛モデルにおける、疼痛機能評価に関する臨床と実験モデルの大きなかけ離れについての問題点を解決し、将来的にはヒトでの機能評価にも応用できる新しい三次元歩行動態解析技術について報告し、実際のラット坐骨神経結紮モデルでのデータを示した。

オメガ3長鎖多価不飽和脂肪酸(ω-3)は海産魚や魚油に含まれる必須脂肪酸で、抗炎症効果を有することから非感染性ぶどう膜炎の有効な治療になる可能性がある。多くのぶどう膜炎でみられる獲得免疫による炎症反応は、樹状細胞（DC）、マクロファージ、およびBリンパ球を含む抗原提示細胞(APC)による抗原提示から開始され、炎症のトリガーとして重要である。これまでに我々はω-3長鎖多価不飽和脂肪酸（LCPUFA）が、実験的自己免疫性ぶどう膜炎モデル（EAU）の眼炎症を抑制することを示した。今回、ω-3によるEAUの抗炎症効果に対する APCの関与を検討し、その作用機構について解析した。 C57BL/6マウスに等カロリーに調整したω-3もしくはω-6を含有した餌で給餌し、安楽死後に回収した脾臓細胞をマイトマイシンC処理してAPCを調整した。これらをEAU誘導したマウスから単離したCD4陽性T細胞と共培養し、種々の炎症性サイトカインの発現量および3H-チミジン取り込み量を指標とした増殖能を評価した。次にω-3群のAPCをDC、マクロファージ、B細胞を含む残りの細胞群（B細胞他）に分離し、ω-3の炎症作用を担当する細胞を探索した。続いて、ω-3で賦活化したDCによる抗炎症効果を検討するため、ω-3群のDCを単離し、EAUを誘導したマウスにAdoptive transfer(養子細胞移植)し、臨床および組織学的スコアを評価した。最後にω-3がDCに直接作用して抗炎症効果を発揮するか否かを検討した。 C57BL/6由来DCとBALB/c由来CD4陽性T細胞を混合培養して混合リンパ球反応MLR(mixed lymphocyte reaction)を誘導した培養系に、代表的なω-3脂肪酸であるDHAおよびEPAを投与し、T細胞増殖能を評価した。 ω-3群のAPCは、ω-6群に比較してIFN-γ、IL-17の発現量およびT細胞増殖能を有意に低下した。その抗炎症効果はAPCから単離したマクロファージやB細胞他ではみられず、DCのみで保存された。さらに、ω-3群のDCをAdoptive transferしたEAUマウスでは、炎症スコアが有意に低下した。DHA・EPAで賦活化したDCはMLRによるT細胞増殖能を有意に抑制した。 以上より、ω-3の経口摂取によるEAUの眼炎症抑制効果は、APC、特にDCを介在して発揮されることが示された。

近年、イヌ・ネコ・フェレットといった様々な動物が愛玩動物として飼育されており、ヒトと同様に多様な感染症に罹ることが知られている。愛玩動物における感染症の治療法や診断法を確立することはOne Healthの観点でも重要で、ヒトの健康の維持に直結するような公衆衛生上重要な課題である。ネコヘルペスウイルス1（FHV-1）は猫ウイルス性鼻気管炎の原因となるヘルペスウイルスとして知られ、上部呼吸器症状や流産などを引き起こす。インフルエンザAウイルス（IAV）は人において呼吸器症状を引き起こす季節性のウイルスとして知られ、イヌ・ネコ・ブタといった様々な動物に感染することが知られている。季節性のIAV以外にも、動物の体内で生まれる遺伝子再集合体のパンデミックも問題となる。本研究では、愛玩動物に感染が認められる上記の2種類のウイルスを解析し、FHV-1の新規治療薬の提案とIAVの診断法の確立を目的とし、全2章で構成された。