長寿科学の最前線
Vol.3

長寿科学研究者支援事業

平成27年度

研究報告集

研究実績報告書

は

じ

め

に

わが国では、かつてどこの国も経験したことのない「超高齢社会」を迎えています。人々が健康に老い、心豊かに美しく天寿をまっとうできるような
超高齢化社会を築くことが、日本の将来にとって非常に重要であり、これを実現することが長寿科学研究の喫緊の課題でもあります。
そこで、平成20年度より当財団では長寿科学研究に携わる若手研究者の研究活動を幅広く支援するため、「長寿科学研究者支援事業」により研究費の助成をしているところでございます。
このたび、平成27年度に実施しました長寿科学研究者支援事業において、研究助成を行いました14名の研究者から、提出された研究実績報告書をとりまとめて研究報告集を作成いたしました。
この小冊子に掲載した長寿科学研究者支援事業の成果が活用され、豊かで希望に満ちた活力ある長寿社会を創造するための一助となれば幸いです。
平成２８年７月
公益財団法人長寿科学振興財団

理事長

祖父江

逸郎

1

目

次

Ⅰ．はじめにⅡ．長寿科学研究者支援事業
助成実績�������������������������������� 7
採択者一覧（平成27年度〜平成20年度） ������������������ 8

Ⅲ．平成27年度①

研究実績報告書

超長寿・がん化耐性齧歯類ハダカデバネズミを利用した
新規老化／がん化予防機構の解明���������������������� 19
北海道大学

②

恭子

高齢者の属性や社会環境別にみたうつ症状に関する研究������������ 23
千葉大学

③

三浦

佐々木

由理

地域在住中高年者に対するロコモーショントレーニングのサルコペニア予防効果の検証������������������������ 27
埼玉医科大学④新井

ヒト骨格筋由来間葉系前駆細胞を用いたサルコペニア治療法の開発������� 33
藤田保健衛生大学

⑤

智之

上住

聡芳

口腔乾燥症の発症における唾液粘性物質の役割���������������� 37
国立長寿医療研究センター⑥

貴水

心臓・骨格筋の加齢変化を制御するリン酸化酵素の網羅的解析��������� 41
名古屋大学医学部附属病院

⑦

山越

竹藤

幹人

IL－１ファミリーサイトカインをターゲットとしたCOPDの新規治療の開発���� 47
久留米大学

岡元

昌樹

⑧

誤嚥性肺炎予防の為の口腔ケア手法およびその専用口腔ケアジェルの開発���� 51
国立長寿医療研究センター

⑨

夏賀

健

高齢者の認知機能とα－ディフェンシン、腸内細菌叢およびその交互作用の解明�� 59
北海道大学大学院⑪

善大

基底膜蛋白の減少による皮膚老化メカニズムの解明��������������� 55
北海道大学病院

⑩

平識

鵜川

重和

呼吸器の加齢性変化と疾患機序の解明�������������������� 63
国立長寿医療研究センター

⑫

杉本

昌隆

急増する都市部の高齢者のフレイル予防・介護予防につながる
社会環境・保健行動の研究������������������������� 67
東北大学大学院

相田潤

高齢者の認知機能を改善するニューロフィードバック療法の開発�������� 71⑬

大阪大学大学院⑭栁澤

琢史

高齢者の再入院率に関する研究（診療看護師によるフォローアップの関わりから）��������������� 75
国立長寿医療研究センター

平野

優

Ⅱ

長寿科学研究者支援事業
助成実績
採択者一覧

研究実績報告書

長寿科学研究者支援事業
助成実績
年

度

採択研究者数

助成額（単位：人）（単位：円）

27年度

14

26,338,945

26年度

16

30,679,772

25年度

10

17,035,229

24年度

10

15,731,242

23年度

7

15,076,633

22年度

7

18,800,000

21年度

0

0

20年度

4

17,012,600

合68

140,674,421

計

継続・新規別
採択数

継続：8
新規：6
継続：6

新規：10
継続：5
新規：5
継続：6
新規：4
継続：4
新規：3
新規：7
継続：0
新規：0
新規：4

7

研究実績報告書

平成27年度
No.

研究者氏名

1

三浦

2

佐々木由理

3

4

5

6

7

8

9

み うら

きょうこ

さ さ き

ゆ り

あら い

ともゆき

新井
うえずみ

上住

やまこし

山越

たけふじ

智之

あきよし

聡芳
き み

貴水
みき と

竹藤

幹人

おかもと

まさ き

岡元

昌樹

へ しき

よしひろ

平識
なつ が

善大

けん

夏賀

健

う かわ

しげかず

10

鵜川

11

杉本

12

恭子

すぎもと

あい だ

相田

やなぎさわ

13

栁澤

14

平野

ひら の

重和

まさたか

昌隆

じゅん

潤

たくふみ

琢史

ゆう

優

長寿科学研究者支援事業

所属機関・部局・職名

研究課題

助成額
継続・新規
（単位：円）

超長寿・がん化耐性齧歯類ハダカデバネズミを利用した新規老化／がん化予防機構の解明

1,999,423

継続

千葉大学
予防医学センター
特任助教

高齢者の属性や社会環境別にみたうつ症状に関する研究

2,000,000

継続

埼玉医科大学
保健医療学部
講師

地域在住中高年者に対するロコ
モーショントレーニングのサル
コペニア予防効果の検証

1,995,600

継続

ヒト骨格筋由来間葉系前駆細胞を用いたサルコペニア治療法の開発

2,000,000

継続国立長寿医療研究センター
老化機構研究部 代謝研究室
室長

口腔乾燥症の発症における唾液
粘性物質の役割

1,993,114

継続

名古屋大学医学部付属病院
循環器内科
病院助教

心臓・骨格筋の加齢変化を制御するリン酸化酵素の網羅的解析

2,000,000

継続

久留米大学
医学部内科学講座
呼吸器・神経・膠原病内科部門
講師

IL−１ファミリーサイトカイン
をターゲットとしたCOPDの新規治療の開発

2,000,000

継続国立長寿医療研究センター
先端診療部歯科口腔外科
医員

誤嚥性肺炎予防の為の口腔ケア手法およびその専用口腔ケア
ジェルの開発2,000,000

継続北海道大学病院
皮膚科
助教

基底膜蛋白の減少による皮膚老化メカニズムの解明

2,000,000

新規

北海道大学大学院
医学研究科
社会医学講座公衆衛生学分野
助教

高齢者の認知機能とα‐ディフェンシン、腸内細菌叢およびその交互作用の解明

2,000,000

新規

国立長寿医療研究センター
老化細胞研究プロジェクトチーム
プロジェクトリーダー

呼吸器の加齢性変化と疾患機序の解明

2,497,664

新規

東北大学大学院
歯学研究科
国際歯科保健学分野
准教授

急増する都市部の高齢者のフレイル予防・介護予防につながる
社会環境・保健行動の研究

1,549,860

新規

大阪大学大学院
医学系研究科
脳神経外科
助教

高齢者の認知機能を改善する
ニューロフィードバック療法の開発

2,000,000

新規

国立長寿医療研究センター
診療看護師

高齢者の再入院率に関する研究（診療看護師によるフォロー
アップの関わりから）

303,284

新規

北海道大学
遺伝子病制御研究講師

動物機能医科学研究室

理学療法学科藤田保健衛生大学
総合医科学研究所
講師

難病治療学研究部門

臨床疫学統計支援室

合計

8

採択者名簿

26,338,945

研究実績報告書

平成26年度
No.

1

研究者氏名

よしいけ

吉池

ゆう じ

裕二

長寿科学研究者支援事業

所属機関・部局・職名
国立長寿医療研究センター
アルツハイマー病分子病態・治療
開始プロジェクトチーム

2

3

4

吉田

裕孝

いけ だ

やすまさ

池田

い とう

6

三浦

9

10

11

12

13

けん

新村
伊東

8

康将

しんむら

5

7

ひろたか

み うら

たけふじ

健

だいすけ

大介

きょうこ

恭子
みき と

竹藤

幹人

おかもと

まさ き

岡元

昌樹

さ さ き

ゆ

り

佐々木由理
とみ た

冨田
あら い

新井
うえずみ

上住

やまこし

なお き

尚希
ともゆき

智之

あきよし

聡芳
き み

山越

貴水

たきもと

ひろのり

いわした

ゆう じ

14

滝本

15

岩下

16

平識

へ しき

裕則

雄二
よしひろ

善大

研究課題

助成額
継続・新規
（単位：円）

オートファジー制御がタウ病態に与える影響の解析

2,000,000

継続国立長寿医療研究センター
認知症先進医療開発センター
NC・企業連携共同研究部
薬理学研究室長

タウ病理伝播性細胞外タウの同定とタウを標的とした新規タウ
オパチー免疫学的治療法の開発

1,999,999

継続

徳島大学大学院
ヘルスバイオサイエンス研究部
薬理学分野
准教授

骨格筋委縮における鉄の意義の解明

2,000,000

継続

慶応義塾大学
医学部 内科学（老年）専任講師

免疫老化制御による加齢関連疾
患治療戦略の確立

2,000,000

継続

慶応義塾大学医学部 神経内科
専任講師

疾患特異的iPS細胞と百寿者ips細胞を用いた認知症の病態解明と創薬への展開

2,000,000

継続

超長寿・がん化耐性齧歯類ハダカデバネズミを利用した新規老化／がん化予防機構の解明

2,000,000

継続

名古屋大学医学部付属病院
循環器内科
病院助教

心臓・骨格筋の加齢変化を制御するリン酸化酵素の網羅的解析

2,000,000

新規

久留米大学
医学部内科学講座
呼吸器・神経・膠原病内科部門
講師

IL−１ファミリーサイトカイン
をターゲットとしたCOPDの新規治療の開発

2,000,000

新規

千葉大学
予防医学センター
特任助教

高齢者の属性や社会環境別にみたうつ症状に関する研究

1,000,000

新規

東北大学病院
老年科
院内講師

高齢者薬物療法の系統的なスクリーニング・アセスメント・サ
ポート法の構築

1,992,000

新規

地域在住中高年者に対するロコ
モーショントレーニングのサル
コペニア予防効果の検証

1,992,000

新規

ヒト骨格筋由来間葉系前駆細胞を用いたサルコペニア治療法の開発

2,000,000

新規

国立長寿医療研究センター
老化機構研究部 代謝研究室
室長

口腔乾燥症の発症における唾液
粘性物質の役割

2,000,000

新規

岡山県立大学
情報工学部 情報通信工学科
助教

ユビキタス時代に即した高齢者のための自然な視線誘導技術と視認性評価技術の実現

1,696,048

新規

国立長寿医療研究センター
老化機構研究部
流動研究員

細胞老化を制御する long noncoding RNA を用 い た 細 胞 老化状態からの回復

1,999,725

新規

国立長寿医療研究センター
先端診療部歯科口腔外科
医員

誤嚥性肺炎予防の為の口腔ケア手法およびその専用口腔ケア
ジェルの開発2,000,000

新規

プロジェクトリーダー
よし だ

採択者名簿

北海道大学
遺伝子病制御研究講師

埼玉医科大学
保健医療学部
講師

動物機能医科学研究室

理学療法学科藤田保健衛生大学
総合医科学研究所
助教

難病治療学研究部門

合計30,679,772

9研究実績報告書

平成25年度
No.

1

研究者氏名

よしいけ

吉池

ゆう じ

裕二

長寿科学研究者支援事業

所属機関・部局・職名
国立長寿医療研究センター
アルツハイマー病分子病態・治療
開始プロジェクトチーム

3

4

5

6

7

8

9

10

こんどう

近藤

いずみ

和泉

こ ざわ

のぶよし

なかにし

あきら

よし だ

ひろたか

いけ だ

やすまさ

小澤

中西

吉田

池田

総喜

章

裕孝

康将

つね み ゆういちろう

常深祐一郎
しんむら

けん

新村

健

い とう

だいすけ

み うら

きょうこ

伊東

三浦

大介

恭子

助成額
継続・新規
（単位：円）

1,999,733

継続国立長寿医療研究センター
機能回復診療部部長

高齢者の転倒リスクに対する自覚・受容能力の評価に関する研究

1,238,391

継続国立長寿医療研究センター
歯科口腔先進医療開発センター室長

高齢者にも安全に用いることが可能
な薬剤含有可食フィルムを用いた新
たな歯科治療法・薬剤投与法・ドラッグデリバリーシステム（DDS）の開発研究

2,000,000

継続国立長寿医療研究センター
老化制御研究部遺伝子治療研究室
室長

血液脳関門の機能を制御する人工遺伝子エレメントの作成

2,000,000

継続国立長寿医療研究センター
認知症先進医療開発センター
NC・企業連携共同研究部
薬理学研究室長

タウ病理伝播性細胞外タウの同定とタウを標的とした新規タウオパチー
免疫学的治療法の開発

1,997,105

継続

徳島大学大学院
ヘルスバイオサイエンス研究部
薬理学分野
准教授

骨格筋委縮における鉄の意義の解明

1,000,000

新規

東京女子医科大学
講師

高齢者施設における皮膚真菌症治療の適正化および効率化を目指した治療プロトコールの立案

800,000

新規

慶応義塾大学
医学部 内科学（老年）専任講師

免疫老化制御による加齢関連疾患治療戦略の確立2,000,000

新規

慶応義塾大学医学部 神経内科
専任講師

疾患特異的iPS細胞と百寿者ips細胞を用いた認知症の病態解明と創薬への展開

2,000,000

新規

北海道大学
遺伝子病制御研究動物機能医科学研究室
講師

超長寿・がん化耐性齧歯類ハダカデ
バネズミを利用した新規老化／がん化予防機構の解明

2,000,000

新規

合計

10

研究課題

オートファジー制御がタウ病態に与える影響の解析プロジェクトリーダー
2

採択者名簿

17,035,229

研究実績報告書

平成24年度
No.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

研究者氏名

継続

国立長寿医療研究センター
長寿医療工学研究部
神経情報画像開発研究室
室長

画像解析と脳機能計測による運動強調
機能の加齢性変化の特徴抽出の研究

1,000,000

継続国立長寿医療研究センター
機能回復診療部部長

高齢者の転倒リスクに対する自覚・受容能力の評価に関する研究

931,787

継続

国立長寿医療研究センター
運動器疾患研究部
骨細胞機能研究室
室長

変形性膝関節症関連遺伝子の同定

2,000,000

継続国立長寿医療研究センター
歯科口腔先進医療開発センター
歯科口腔先端診療開発室室長

高齢者にも安全に用いることが可能な
薬剤含有可食フィルムを用いた新たな歯科治療法・薬剤投与法・ドラッグデリバリーシステム（DDS）の開発研究

2,000,000

継続東京都健康長寿医療センター研究所
老化制御研究チーム
研究部長

多剤併用による認知症治療を指向した
基礎研究

1,000,000

継続国立長寿医療研究センター
老化機構研究部 免疫研究室室長

加齢に伴う免疫低下メカニズムの解明

2,000,000

新規章

国立長寿医療研究センター
老化制御研究部遺伝子治療研究室
室長

血液脳関門の機能を制御する人工遺伝
子エレメントの作成

1,800,000

新規

ゆう じ

国立長寿医療研究センター
アルツハイマー病分子病態・治療
開始プロジェクトチーム

オートファジー制御がタウ病態に与える影響の解析

1,999,455

新規

東京都健康長寿医療センター研究所
研究部長

地域在住高齢者の医療・介護資源消費に関する研究2,000,000

新規

としはる

こ

敏晴

いずみ

近藤

和泉

わたなべ

けん

渡辺

研

お ざわ

のぶよし

えんどう

遠藤
なお え

総喜

しょうご

昌吾

よしのり

直江

吉則

なかにし

あきら

中西

よしいけ

吉池

裕二

プロジェクトリーダー
10

いしざき

石崎

助成額
継続・新規
（単位：円）
1,000,000

なか い

小澤

研究課題
高齢社会に対する希望の醸成：「高齢期の生活実現期待」及び「高齢者観」
の観点から

み

荒井由美子

こんどう

所属機関・部局・職名

採択者名簿

国立長寿医療研究センター
長寿政策科学研究部
部長

あら い ゆ中井

長寿科学研究者支援事業

たつろう

達郎

合計

15,731,24211研究実績報告書

平成23年度
No.

1

2

3

4

5

6

7

研究者氏名

たけした

竹下

すなお

淳

あら い

ゆ み こ

なか い

としはる

荒井由美子

中井

えんどう

敏晴

しょうご

遠藤

昌吾

お ざわ

のぶよし

小澤

こんどう

総喜

いずみ

近藤

和泉

わたなべ

けん

渡辺

研

長寿科学研究者支援事業

所属機関・部局・職名
国立長寿医療研究センター
運動器疾患研究部
骨代謝制御研究室
室長

研究課題

助成額
継続・新規
（単位：円）

研究所
骨再生を促進する因子の同定

2,500,000

継続国立長寿医療研究センター
長寿政策科学研究部
部長

高齢社会に対する希望の醸成：「高齢期の生活実現期待」及び「高齢者観」の観点から

2,500,000

継続国立長寿医療研究センター
長寿医療工学研究部
神経情報画像開発研究室
室長

画像解析と脳機能計測による運動強調
機能の加齢性変化の特徴抽出の研究

2,000,000

継続東京都健康長寿医療センター研究所
老化制御研究チーム
研究部長

多剤併用による認知症治療を指向した
基礎研究

2,500,000

継続国立長寿医療研究センター
先端診療部歯科口腔外科医員

高齢者にも安全に用いることが可能な
薬剤含有可食フィルムを用いた新たな歯科治療法・薬剤投与法・ドラッグデリバリーシステム（DDS）の開発研究

2,500,000

新規

国立長寿医療研究センター
機能回復診療部部長

高齢者の転倒リスクに対する自覚・受容能力の評価に関する研究

576,633

新規

国立長寿医療研究センター
運動器疾患研究部
骨細胞機能研究室
室長

変形性膝関節症関連遺伝子の同定

2,500,000

新規

合計

12

採択者名簿

15,076,633

研究実績報告書

平成22年度
No.

1

2

3

4

5

6

7

研究者氏名

たけした

竹下

すなお

淳

あら い ゆ

み

こ

なか い

としはる

荒井由美子

中井

敏晴

かつ み

あきら

勝見
しばさき

芝崎
さか い

酒井
えんどう

遠藤

章

まさたか

正崇

よしひと

義人

しょうご

昌吾

長寿科学研究者支援事業

所属機関・部局・職名
国立長寿医療研究センター
運動器疾患研究部
骨代謝制御研究室
室長

採択者名簿

研究課題

助成額
継続・新規
（単位：円）

研究所
骨再生を促進する因子の同定

3,000,000

新規

国立長寿医療研究センター
長寿政策科学研究部
部長

高齢社会に対する希望の醸成：「高齢期の生活実現期待」及び「高齢者観」の観点から

3,000,000

新規

国立長寿医療研究センター
長寿医療工学研究部
神経情報画像開発研究室
室長

画像解析と脳機能計測による運動強調
機能の加齢性変化の特徴抽出の研究

2,000,000

新規

国立長寿医療研究センター
臨床検査部 輸血管理室
医長

高齢者における後天性出血、血栓傾向の実態調査

2,600,000

新規

国立長寿医療研究センター
包括診療部呼吸器内科
医師

高齢者肺炎の治療期間短縮、耐性化の阻止を目的としたアミノグリコシド系
薬剤有効利用の検討

3,000,000

新規

国立長寿医療研究センター
先端機能回復診療部骨粗鬆症科医長

高齢者腰椎変性疾患における腰背筋活
動と腰痛の関連2,200,000

新規

東京都健康長寿医療センター研究所
老化制御研究チーム
研究部長

多剤併用による認知症治療を指向した
基礎研究

3,000,000

新規

合計

18,800,000

13研究実績報告書

平成21年度

長寿科学研究者支援事業

採択者名簿

都合により、平成21年度の支援事業は実施しなかった

14

研究実績報告書

平成20年度
No.

1

2

3

4

研究者氏名
しもかた

下方
すみ

角

ひろ し

浩史
やすのり

保徳

にい いい だ しゅんぺい

新飯田俊平

まるやま

丸山

なお き

直記

長寿科学研究者支援事業

所属機関・部局・職名

採択者名簿

研究課題

助成額
継続・新規
（単位：円）

加齢に伴う聴力障害の危険因子に関する大規模縦断研究 −高齢者の聴力維持のために−

5,000,000

新規

国立長寿医療センター
先端医療部 口腔機能再建科
医長

光干渉断層画像診断法の高齢者口腔疾
患への応用

4,000,000

新規

国立長寿医療センター
運動器疾患研究部
骨代謝制御研究室
室長

経済的骨粗鬆症一次スクリーニング用
検査試薬の実用化のための試験研究

3,012,600

新規

加齢性筋減少の成因に基づく評価法の開発と高齢者集団への適用

5,000,000

新規

国立長寿医療センター
疫学研究部
部長

研究所

研究所

㈶東京都高齢者研究・福祉振興財団
東京都老人総合研究所
副所長
合計

17,012,600

15

Ⅲ

平成 27 年度
研究実績報告書

研究実績報告書

超長寿・がん化耐性齧歯類ハダカデバネズミを利用した新規老化／がん化予防機構の解明
北海道大学 遺伝子病制御研究所
動物機能医科学研究室 講師

三浦

恭子

研究期間

Ⅰ．研究活動の概要
ハダカデバネズミ（Naked mole rat、図 1）
は、マウスと同等の大きさながら異例の長寿（平平成25年度〜平成27年度（3年計画3年目）

Ⅱ．研究の成果
ハダカデバネズミから作製した iPS 細胞は腫瘍形成能をもたない

均寿命 28 年）かつ生存期間の約八割の間は老化

申請者はハダカデバネズミの皮膚から線維芽細の兆候を示さない、老化耐性哺乳類である。また、胞を作製し、レトロウイルスベクターを用いて、その長い生涯の間に極めて腫瘍が発生しにくい

Oct4、Sox2、Klf4、cMyc の 4 因子を遺伝子導というがん化耐性の特徴をもつ（N=800）。我々

入したところ、ハダカデバネズミ iPS 細胞の作製

は、がん化耐性齧歯類であるハダカデバネズミかに成功した。ハダカデバネズミ iPS 細胞は培養

ら iPS 細胞を作製し解析を行ったところ、種特下での多能性幹細胞としての性質（三胚葉への分異的な腫瘍化耐性を示すことを明らかにした。詳化能力を持ち長期継代維持が可能）を持つにもか細な解析をおこなった結果、iPS 細胞の腫瘍化耐かわらず、未分化な状態で生体に移植しても、他性のみならず個体のがん化耐性も制御すると考えの動物由来の iPS 細胞のように腫瘍を形成せず、られる、ハダカデバネズミ特異的な耐性メカニ

腫瘍化耐性を持つことが判明した。そこで、ハダ

ズムを明らかにし、その成果を英科学誌 Nature

カデバネズミ iPS 細胞の腫瘍化耐性メカニズム。以下Communications に報告した（in press）

を解析した。

にその研究内容を報告する。

腫瘍形成能を持つマウスやヒトの iPS 細胞では、がん抑制遺伝子 INK4a と ARF の発現が強く抑制されている。しかし、ハダカデバネズミ
iPS 細胞では、INK4a の発現は抑制されている一方で、ARF は活性化状態が保たれていた。
次に、マウス ES 細胞の腫瘍形成能における重要因子、がん遺伝子 ERAS の配列を解析した。
その結果として、ハダカデバネズミの ERAS には他の動物では認められない 4 塩基の挿入が存在し、ERAS タンパクの機能不全をもたらすフ
レームシフト変異が生じていた。樹立後のハダカ

図1

ハダカデバネズミ

デバネズミ iPS 細胞で、活性化している ARF を
19

研究実績報告書
人工的に抑制し、機能不全のハダカデバネズミ

期化ストレスに対する応答性を検証した。ハダカ

ERAS の代わりにマウスの Eras を導入したとこ

デバネズミの線維芽細胞に初期化因子を導入してろ、ハダカデバネズミ iPS 細胞は腫瘍形成能を初期化ストレスを与えたところ、マウスやヒトと獲得し、生体へ移植すると奇形腫を形成した。

同様に ARF が活性化した。次に、初期化ストレ以上の結果から、ハダカデバネズミ iPS 細胞がス下で活性化した ARF をノックダウンしたとこ

種特異的に腫瘍化耐性であり、多能性をもつにもろ、マウスとは対照的に、ハダカデバネズミ細胞

関わらず移植後の奇形腫形成能を有さないこと、の増殖が止まり、iPS 細胞が出現しなくなった。

その原因がハダカデバネズミ特異的な iPS 細胞

解析の結果、ARF が抑制されたハダカデバネズ

における ARF の発現活性化、さらに ERAS の機

ミ細胞は、がん抑制機構の 1 つである「細胞老能欠失にあることが明らかとなった。

化」の状態になることが判明した。申請者らはこの現象を ASIS : ARF suppression-induced

遺伝子発現をハダカデバネズミ iPS 型に改変しsenescence（ARF 抑制時細胞老化）と命名したマウス iPS 細胞における腫瘍化耐性能獲得のた。ハダカデバネズミでは、初期化ストレス下で有無の検証

ARF が抑制されると、細胞老化によって細胞が申請者はハダカデバネズミ iPS 細胞から得られ増殖を停止するため、対照的に増殖する細胞であた知見をマウス iPS 細胞に応用するべく、腫瘍

る、ARF が活性化した腫瘍化耐性 iPS 細胞が選形成能を有するマウス iPS 細胞において、抑制択されたと考えられた。

された Arf の活性化を行った。結果として、Arf

次に、ASIS が初期化過程のみならず、がん化を活性化したマウス iPS 細胞は培養下での分化過程でも生じるのかを検証した。ハダカデバネ

能を有するにも関わらず、免疫不全マウスへ移植

ズミ細胞にがん化ストレスとして、がん遺伝子した際の腫瘍形成能が顕著に減弱することが判明

cMYC の過剰発現や、細胞培養による増殖ストした。

レスを加え、同時に ARF を人工的に抑制した結果、がん化ストレス下でも、ASIS が生じること

ハダカデバネズミ特異的な腫瘍化抑制機構 ASISの同定が判明した。
哺乳類の細胞では、初期化やがん化などのスト

次に、ハダカデバネズミにおいて、種特異的にレスを受けると、防御機構として ARF が活性化

ARF 高発現型の腫瘍形成能がない iPS 細胞が出される。ハダカデバネズミでは、ARF の活性化

現するメカニズムの解析をおこなった。初期化やだけでなく、加えて、ARF が抑制されてしまう

がん化を誘導することは、正常な細胞にとってス

状況でも ASIS が機能し、二重の防御機構で初期トレスとして働き、ARF はこれらのストレスに化やがん化を抑制すると考えられた。

応答して活性化し、細胞を初期化やがん化から守る働きがある。ARF による防御機構を突破した

今後への期待細胞が、結果として iPS 細胞やがん細胞になる

iPS 細胞は、様々な細胞へと分化する多能性をと考えられている。実際に、iPS 細胞や多くのが有することから、細胞移植治療への応用が期待さ

ん細胞では ARF が抑制または欠失している。まれている。しかしながら、iPS 細胞の腫瘍形成能

た、これまでの実験で、マウス iPS 細胞の作製（奇形腫形成能）は細胞移植治療を考えた際の一中に Arf を抑制すると、マウス細胞の増殖速度

つの障害になっている。今回明らかになったハダは上昇し、より多くの細胞が iPS 細胞になるこカデバネズミ iPS 細胞特異的な腫瘍化耐性機構とが報告されている。

を応用することにより、将来的により安全なヒト

我々はハダカデバネズミでも同様に実験し、初20

iPS 細胞の作製につながると考えられる。

研究実績報告書
今回、ハダカデバネズミ特異的ながん化耐性メ
カニズムのひとつとして、ASIS を同定した。今後 ASIS の詳細なメカニズムを研究することにより、ハダカデバネズミの体の「がん化耐性」の仕組みの一端の解明につながると考えられ、将来的にヒトに応用することにより、新たながん化抑制
方法の開発につながることも期待される。
発表論文
Tumour resistance in induced pluripotent
stem cells derived from naked mole-rats.
Miyawaki S, Kawamura Y, Oiwa Y, Shimizu
A, Hachiya T, Bono H, Koya I, Okada Y,
Kimura T, Tsuchiya Y, Suzuki S, Onishi N,
Kuzumaki N, Matsuzaki Y, Narita M, Ikeda
E, Okanoya K, Seino K, Saya H, Okano H,
Miura K.（責任著者）
Nat. Commun. In press.

21

研究実績報告書

22研究実績報告書

高齢者の属性や社会環境別にみたうつ症状に関する研究
千葉大学 予防医学センター
特任助教

佐々木

由理

研究期間

Ⅰ．研究活動の概要

平成26年度〜平成27年度（2年計画2年目）

高齢者のうつ予防事業では、病気に関する知識普及やスクリーニングのみでは不十分であると考う つ が 2030 年 に は 世 界 で 最 大 の 疾 病 負 荷

えられる。
しかし、
高齢者のうつ症状やリカバリー（Disease Burden）になると予想されている。

状況とその関連要因のみならず、うつ傾向の高齢

また、世界で最も高齢化が進行している日本の者の回復状況さえ十分に検証されていない。その2013 年度の総自殺者数の 40.1% が 60 歳以上でため、根拠に基づいた有効な対策を設定しづらいある（警察庁 ,2013）。高齢者の自殺には精神障状況にある。

害が介在することが多く、中でもうつ病を含む

高齢者のうつ症状からのリカバリー状況やリカ

気分障害との関連が高いと報告されている（張、バリー要因はうつの予防要因とは異なる可能性も2012；Conwell、2008）。究極の不健康であるある。うつ症状やリカバリーの条件を知り検証す「死亡」（近藤 ,2010）に至らずとも , うつ病がアることで、高齢者のうつ予防事業を効果的に進め

ルツハイマー型認知症発症や要介護認定のリスクられると考える。

要因であることもメタ解析などによって明らかになっている（Ownby,2006; 平井 , 2009）。

本研究は、「地域におけるソーシャル・キャピ
タルの豊かさが、うつ症状発症の減少やリカバ

高齢世帯における独居割合も 2035 年までにリー率の高さと関わりがある」および「その相関46 道府県で 30% を超え（国立社会保障・人口

は高齢者個人の主観によらない属性や社会環境に問題研究所 , 2014）、高齢者のうつ発症リスクがよって異なっている」ことを仮説とし、以下を目高まることが懸念されており、地域社会との良好的とした研究を実施した。2014 年度は、縦断デー

なつながりの必要性が高まっている。

タの作成、および下記の①を検証し , 2015 年度

これまでに、高齢者を対象としたうつ病の有病率や罹病率 , うつ病発症のリスク要因につは①について論文にまとめ、更に②の検証を行った。

いては個人レベルでの知見が集約されてきた①高齢者のうつ症状に関連する心理・社会的（Chapman, 2008; Luppa,2012; Cole,2003;

決定要因を男女別・年齢階層別・都市規模別・

Polyakova, 2014）。また、要介護化の予防を促

等価所得別に明らかにすること

進する上で厚生労働省が掲げた 6 つの分野の強化の 1 つにも「うつ予防・支援」が入る。介護予防の観点からも , 高齢者のうつ予防・支援対策が必要であることは明らかである。

②高齢者のうつ症状からのリカバリー率およびリカバリー要因を検証すること
本研究の特色は、1）うつ傾向・状態やうつからのリカバリーをエンドポイントに、その影響経
23

研究実績報告書
路を遡り「原因の原因」に迫るパネル分析で「見かけ上の関連」や「逆の因果関係」の除外ができ

Ⅱ．研究の成果ること 2）うつ予防やリカバリーに向けた地域づ

2014 年度は、うつ傾向がある人の市町村別

くりを戦略的に進めるための科学的根拠を提示の割合は、29 市町村で最小が 21.5%、最大がする上で、10 万人規模の多地域データを活用し、36.2% で、約 15% ポイント（約 1.7 倍）の地域

個人レベル要因のみならず地域要因の影響を考慮差があること（p<.001）、19 種類の種類ごとにした分析が可能であること、である。

うつ傾向との関連が男女前期後期いずれにおいて世界的に見ても最も高齢化が進行している日本も、旅行の趣味の割合が高いとうつ傾向割合が有において、うつリスクとされる高齢者の独居割合

意に低い傾向、その他、散歩、ジョギング、体の増加など、心身の健康を損ないかねない環境に

操、パソコンなどの趣味がうつ傾向に保護的であおかれる高齢者の増加が予測される中、「うつかることを示した。また、社会的サポート指標としらのリカバリー要因」を明らかにすることができて、心配事・愚痴を聞いてもらう人を相手別に聞れば、単独世帯の高齢者も、心身共に健康でいるき、「心配事や愚痴を聞いてもらう人がいる」割

ための手掛かりを早期に、戦略的に打ち立てるこ

合が高い地域はうつ傾向が低く「心配事や愚痴をとができると考える。

聞いてあげる人がいる」割合が高い地域もうつ傾

本研究は、日本老年学的評価研究（JAGES）

向が低いこと、「世話や看病をしてあげる人がいプロジェクトのデータを用いた。2010 年 8 月かる」と認識している割合が高い地域でもうつ傾向ら 2012 年 1 月にかけて全国 31 自治体に居住すが低いことを明らかにした。
更に相手別に見ると、

る要介護認定を受けていない高齢者 112,123 人

家族のみならず、友人・近隣の人とのサポート授から、質問紙によって身体、心理、社会的な状

受割合が高い地域はうつ傾向が低い傾向であるこ況についての回答を得た（2010 年度調査）。ことを示した。

のデータを起点に、2013 年度に実施済みの追跡2015 年度は、うつからのリカバリー率やそデータ（2013 年度調査）を結合した。2010 年の要因について検証を行った。 2010-11 年度と度および 2013 年度いずれにも調査協力が得ら

13 年度の調査に参加し、データ結合が可能であっれ、なおかつデータリンクのためのキーとなる暗た 24 市町 62,438 名のうち、両年の GDS15 項

号化された被保険者番号についての同意の得られた 24 市町村のデータを結合し、クリーニング作業を行った。また、このクリーニング作業と同時進行で、2013 年度データを用いて、上記①の目
的に対し個人回答を市町村単位に変換可能であった全国 29 市町村データを用いて、横断的に個人回答を市町村単位に変換可能であった全国 29 市
町村データを用いて、横断的に地域相関研究を実施し。地域レベルでの検証を行った。本研究では、うつのスクリーニングツールである、高齢者用うつ診断尺度短縮版（GDS-15: Geriatrics
Depression Scale-15）を用い、うつ傾向・状回復態にある人やリカバリーした人の特性を検証し
た。

24

図

非回復

32.9％がうつ傾向・状態から回復（GDS 5 点未満）（N=10,626）

研究実績報告書
目版に回答し、ベース時 GDS が 5 点以上（うつ康度自己評価、手段的日常生活動作、外出頻度、傾向）であった 10,628 名（25.5%）を対象とし趣味、歩行時間、喫煙状態、過去 1 年の外出増減、た。このうち、2013 年度に GDS が 5 点未満と転倒歴、社会的サポートを調整しても、「地域へなった場合を回復と定義した。地域への愛着、信の愛着」が高いほどうつ傾向から回復する傾向が頼、地域グループへの参加との関連についてポア

あった。また地域グループへの参加では趣味関係

ソン回帰分析で検証した結果、うつ傾向の高齢者（95%CI: 1.0-2.0）、老人クラブ（95%CI: 1.1-

中、3,500 名（32.9%）が回復していた。年齢、3.4）の参加群で回復が多かった。

性別、等価所得、独居、ベース時 GDS 得点、健表1

対象者の属性とうつ傾向・状態からの回復率

表2

うつ傾向・状態からの回復要因（ポワソン回帰分析）

25

研究実績報告書
2 〜 3 年間に 30% 以上の高齢者がうつ傾向から回復していた。一度、うつ傾向となった高齢者
も、3 人に 1 人がうつ傾向から回復できる可能性を示唆した。また、地域グループでは、趣味関係、
老人クラブの参加者は、うつ傾向から回復できる可能性が高かった。更に地域に愛着がある人も、同様の傾向を示した。うつが多い傾向がある独居
高齢者の増加が見込まれる中、上記グループへの参加を通じて、地域に愛着を持てるようなつながりの場の提供が、高齢者のうつ傾向からの回復に寄与する可能性があった。
上記グループに参加し、地域に愛着を持っている高齢者や、そうした地域の特徴を検証する必要がある。

26

研究実績報告書

地域在住中高年者に対するロコモーション
トレーニングのサルコペニア予防効果の検証
埼玉医科大学 保健医療学部 理学療法学科
講師

新井

智之

研究期間

Ⅰ．研究活動の概要【研究の背景と昨年までの研究経過】

平成26年度〜平成27年度（2年計画2年目）

こで本研究では無作為化比較対照試験により、ロコトレのサルコペニア予防効果を検証することを目的とした。

高齢化率が進む我が国では、運動器障害を抱え昨年度は、60 − 79 歳の高齢者を無作為にロる人は、4700 万人と推定されている。さらに近コトレ群 200 人、コントロール群 140 人に割り

年では筋肉量の低下が引き起こすサルコペニアも付け、6 ヶ月間の無作為化比較対照試験を実施し注目され、運動器に障害を抱える高齢者は増加のた（図）。その結果、ロコトレ群はコントロール

一途をたどっている。そのため、高齢者の運動器群に比べ有意に筋力・バランス機能・移動能力が障害を総合的に予防し、かつ誰もが簡単に実施で改善する結果となったが、一方で筋肉量は変化しきる汎用性の高いトレーニング方法が必要である。

ないという結果であった。筋肉量に改善がみられこのような背景から、申請者らはこれまでにロなかった理由としては、運動機能や生活機能の高

コモーショントレーニング（ロコトレ）による高い対象が多かった事が考えられた。そこで今年度

齢者の運動介入に取り組んできた。本研究で行うは、昨年の無作為化比較対照試験の成果を踏まえ、ロコトレは『スクワット』、『片脚立ち』、『かかと上げ』というわかりやすい種目で構成されており、特別な道具を必要なく、誰でも行うことができる運動である。申請者らが以前に行った研究では、
2 ヶ月間の自宅でのロコトレ介入を行った結果、下肢筋力・バランス能力・移動能力といった運動機能が有意に改善することを報告した（石橋・他、
2011）。さらに 8 割以上の参加者が 2 ヶ月間で50 日以上のロコトレを実施するという高い継続率を保つことに成功した。
このことからロコトレは高齢者の運動機能を高め、サルコペニアを予防するトレーニングとして有用な可能性を秘めているといえる。しかし、これまでのロコトレの介入研究はコントロール群を設定するようなデザインでは行われていない。そ図研究デザインと両群における対象者の変化
27

研究実績報告書
ロコトレの効果を検証するために下記の目的で 2ンドロームの臨床判断値を参考に、初回評価時のつの研究を行った。

ロコモ 25 の得点が 7 点以上の対象者を生活機能低下と定義した。解析は上記と同様の方法を用い【研究の目的】て、両群におけるロコトレの効果を検証した。

①昨年の結果を整理し、生活機能が低い対象者やさらに初回評価時の補正四肢筋肉量から別のサ

筋肉量が低い対象者でのサブ解析を行い、ロコブ解析を行った。谷本らが報告しているサルコペ

トレのサルコペニア予防効果を明らかにする。

ニアの基準を元に、初回評価時の補正四肢筋肉量②昨年の対象者とは異なる 2 つの地域の集団にが男性 7.0 kg/m2、女性 5.8 kg/m2 未満の対象

対して、ロコトレ介入研究を行い、運動機能並者を筋量サルコペニアと定義して、同様の解析をびに筋肉量の改善効果を明らかにする。

行った。
②異なる集団でのロコトレ介入の効果検証【研究方法】①無作為化比較対照試験の研究デザインとサブ解
析の方法

今年度は異なる 2 地域の高齢者を対象にロコトレ介入を行った。
[A 町の介入方法 ]本研究の対象は、埼玉県 I 町在住で要介護認定

対象は 35 人（男性 5 人、女性 30 人）、平均や身体障害者認定を受けていな 60 歳から 79 歳

年齢は 71.9 ± 3.7 歳であった。介入期間は 3 ヶの一般住民 1200 名を公募し、本研究の参加に同月とした。測定項目は体脂肪率（％）
、除脂肪量

意した 340 人である。その後無作為にロコトレ、（kg）、筋肉量（kg）、補正四肢筋肉量（kg/m2）

群 200 人、コントロール群 140 人に割りつけた、

握力（kg）、5 回起立時間（秒）、片脚立ち時間

ロコトレ群に対しては、ロコトレ指導の講習会を（秒）、2 ステップ値（m/ 身長）であった。初回

行い、パンフレットを配布し、6 ヶ月間自宅で行っ評価時に対象者全員に対して、ロコトレの指導をて頂いた。一方、コントロール群には 6 ヶ月間

行い、パンフレットとトレーニングノートを配布

今までの生活を継続していただくこととした。なした。その後 3 ヶ月間自宅でロコトレを行い、3おコントロール群には、すべての調査が終了した

ヶ月後に初回評価時と同様の項目を測定した。A

6 ヶ月評価後にロコトレに関する説明を 30 分程

町の場合は実施率向上のため、3 ヶ月間の介入期

度行っている .

間に 2 週に一度、電話で運動を実施しているか

測定項目は体脂肪率（％）
、補正四肢筋肉量（kg/m2）、握力（kg）、片脚立ち時間（秒）、最を確認した。
[B 市の介入方法 ]大 歩 行 速 度（m/ 秒 ）、最大等尺性膝伸展筋力

対象は 40 人（男性 22 人、女性 18 人）、平均（Nm/kg）、Western Ontario and McMaster

年齢は 67.6 ± 9.3 歳であった。介入期間は 6 ヶUniversities Osteoarthritis Index月間とした。測定項目は体脂肪率（％）
、除脂肪、ロコモ 25 である。
（WOMAC）

量（kg）、筋肉量（kg）、補正四肢筋肉量（kg/

初期評価から 3 ヶ月後、6 ヶ月後に初期評価とm2）、握力（kg）、5 回起立時間（秒）、片脚立

同様の項目の測定を行い、ロコトレの効果を検証

ち時間（秒）、6m 最大歩行時間（秒）であった。

した。解析は群（ロコトレ群、コントロール群）

初回評価時に対象者全員に対して、ウォーキング

と介入期間（初期、3 ヶ月後、6 ヶ月後）の 2 要とロコトレの指導を行った。また B 市の介入で因での二元配置分散分析と多重比較を行った。

は、運動習慣の定着のために、対象者全員に活動

またサブ解析として、生活機能が低い対象者の量計を配布し、寝る時とお風呂に入る時以外は活みで解析を行った。生活機能の指標にはロコモ

動量計を付けて頂くように指導した。その後 6 ヶ25 を用い、日本整形外科学会のロコモティブシ

月後に初回評価時と同様の項目を測定した。

28

研究実績報告書
互作用はみられなかったが、握力と膝伸展筋力にⅡ．研究の成果

関してはロコトレ群のみ 6 ヶ月後まで有意な増①無作為化比較対照試験の結果とサブ解析の結果

加がみられた。さらに WOMAC（初期 vs6 ヶ6 ヶ月間の無作為化比較対照試験の結果、両群

月後、3 ヶ月後 vs6 ヶ月後）とロコモ 25（初期の変化に交互作用がみられた項目は体脂肪率、片vs3 ヶ月後・6 ヶ月後、3 ヶ月後 vs6 ヶ月後）が

脚立ち時間、最大歩行速度であった。さらに体脂

ロコトレ群においてのみ有意に改善している結果

肪率、片脚立ち時間、最大歩行速度は介入群で主となった。一方で、補正四肢筋肉量においては有効果をみとめ、体脂肪率は有意に減少し、片脚立意な改善はみられず、両群とも同様の変化傾向を

ちと最大歩行速度の有意に増加していた。また交示すだけであった（表 1）。

表1両群における 6 ヶ月間のロコトレ介入効果の比較

29

研究実績報告書
以上のことから、本研究で行ったロコトレは高齢者の筋力、バランス機能、歩行能力、生活機能の向上には有用なトレーニングであることが明ら

力に主効果がみとめられ、有意に改善していた。
② A 町と B 市でのロコトレ介入の効果検証
A 町での 3 ヶ月間のロコトレ介入結果を表 1に、B 町での 6 ヶ月間の運動介入（ウォーキン

かとなった。
次にロコモ 25 の得点を元に行ったサブ解析に

グとロコトレ）の結果を表 2 に示す。

関しては、初期評価時に生活機能が低下していた両地域ともに、介入後に除脂肪量、筋肉量、補対象者は、ロコトレ群で 34 人、コントロール群

正四肢筋肉量が減少する傾向を示し、体脂肪率がで 17 人であった。解析の結果、片足立ち時間と有意に増加する結果となった。一方で筋力の指標

最大歩行速度で交互作用がみられ、さらにロコトである握力や 5 回起立時間に関しては、両地域レ群において握力、片脚立ち時間、最大歩行速

ともにロコトレ介入により有意に改善する結果と度、膝伸展筋力に主効果がみられ有意に改善してなった。さらに A 町においてはバランス機能をいた。一方で補正四肢筋肉量に有意差はみられな

示す片脚立ち時間が有意に改善しており、B 市にかった。

おいては移動能力を示す 6m 最大歩行時間が有

また補正四肢筋肉量の値を元に行ったサブ解析

意に速くなっていた。

では、初回評価時に筋量サルコペニアであった対以上のことから、ロコトレは高齢者の運動機能

象者は、介入群で 26 人、コントロール群で 14

向上には有効なトレーニングであることが示され人であった。解析の結果は、片足立ち時間、最大た。一方でロコトレなど運動介入単独では、筋肉

歩行速度、膝伸展筋力に交互作用がみられ、さら量の向上はみとめられなかった。

に介入群において握力、片脚立ち時間、膝伸展筋

30

表2

A町での3ヶ月間のロコトレ介入における測定項目の変化

表3

B市での6ヶ月間の運動介入（ウォーキング＋ロコトレ）における測定項目の変化

研究実績報告書③まとめと限界
本研究ではロコトレの高齢者に対する効果を、
サルコペニアに対する予防効果を中心に検討した。無作為化比較対象試験の結果においても、その他の高齢者の集団においても、ロコトレは高齢者の筋力・バランス機能・移動能力などの運動機能の向上に有用であることが示された。また無作為化比較対象試験の結果においては、WOMAC
やロコモ 25 の得点も改善しており、ロコトレの効果は運動機能だけでなく生活機能の向上にも有用であることが示された。ロコトレは特別な機器を必要とせず、3 種目と誰でもどこでも簡単に行うことができる運動である。また本研究では、実施した 3 地域すべてにおいて、高い実施率と運動機能向上効果を示しており、現在の多様な生活スタイルをもつ高齢者に受け入れやすい運動であるといえるかもしれない。今後高齢者が急増する
我が国においては、
ロコトレのような低コストで、
ホームエクササイズで高い効果の得られる運動の普及啓発が必要である。
一方、ロコトレのサルコペニアの予防効果につ
いては、その効果が限定される結果となった。アジア人におけるサルコペニアの診断は握力、歩行
速度及び筋肉量で規定される。本研究のロコトレ介入では、ロコトレ群の握力や歩行速度は有意に改善する効果を示したが、筋肉量の改善はみとめられなかった。そのためロコトレのサルコペニア
予防効果は限定的であるという結果となり、筋肉量への介入については今後の課題が残る結果となった。
本研究で実施した 3 地域での介入研究ともに同様の結果を得ていることを考慮すると、筋肉量向上のためには栄養や薬剤などの運動介入以外の方法と併用して行う必要性があると考える。また
インピーダンス法を用いた体組成計の測定においても、測定する時間帯や測定する時期を考慮する必要があった可能性が残り、課題を残す結果と
なった。

31

研究実績報告書

32

研究実績報告書

ヒト骨格筋由来間葉系前駆細胞を用いた
サルコペニア治療法の開発
藤田保健衛生大学
総合医科学研究所 難病治療学研究部門

上住

聡芳

講師

研究期間

Ⅰ．研究活動の概要
研究の目的

平成26年度〜平成27年度（2年計画2年目）を用いた研究が望まれる。申請者らはマウスから得られた研究成果を発展させ、ヒト骨格筋においても間葉系前駆細胞の同定、単離に成功してい加齢に伴う骨格筋の萎縮と機能低下（サルコ

る（Oishi et al., PLoS One, 2013; Uezumi etペニア）は、高齢者の activity of daily living。ヒト骨格筋に由来
al., Cell Death Dis, 2014）（ADL）および quality of life（QOL）を損なう

する間葉系前駆細胞の利用は、特に創薬研究にお主な原因である。超高齢社会を迎えた我が国において臨床有効性予測の観点から強力な研究基盤をいて、サルコペニアは公衆衛生上極めて重大な問提供する。

題となっている。

本研究では、サルコペニアにおける間葉系前駆

骨格筋組織を構成する筋線維は最も巨大な細胞

細胞の加齢変化を解析し、筋萎縮を導く分子機序で長さが数 cm に達するものもあるが、それゆえを明らかにする。また、ヒト間葉系前駆細胞の維に構造上不安定な細胞である。さらに収縮によ

持・培養系を最適化し確立する。さらに、間葉系

り大きな物理的負荷にさらされる。にもかかわ

前駆細胞の加齢変化を制御することによるサルコ

らず筋線維が維持されているのは、周囲の間質

ペニアの予防・治療法開発を目指す。

結合織と機能的に連結し支持されているからであり、結合織の異常は筋線維の恒常性破綻を導研究活動内容く。老化骨格筋では脂肪化や線維化といった間質

昨年度の研究において、間葉系前駆細胞を欠損す

結合織の異常が認められるが、申請者らはこの脂るマウスを作製し、間葉系前駆細胞が定常状態の肪化や線維化の起源となる間葉系前駆細胞の同定

骨格筋の維持に必須で、間葉系前駆細胞の欠損がに成功している（Uezumi et al., Nat Cell Biol,

サルコペニア様の筋萎縮を誘導することを明らか

2010; Uezumi et al., J Cell Sci, 2011）。間葉にした。また、老化間葉系前駆細胞の網羅的遺伝系前駆細胞は通常は健全な結合織を構成すること

子発現解析を実施した。さらに、ヒト骨格筋由来

で筋線維をサポートしていると考えられている

間葉系前駆細胞の維持・培養条件を最適化した。

。以上か（Uezumi et al., Front Physiol, 2014）

今年度は、これらの成果を踏まえ、以下の研究を

ら、間葉系前駆細胞の異常により筋線維の維持機実施した。

構が破綻し、サルコペニアにおける筋萎縮を導いⅠ）サルコペニアの責任遺伝子の同定ていることが示唆される。

間葉系前駆細胞を欠損させるとサルコペニア様のサルコペニアの予防・治療のためにはヒト細胞筋萎縮を呈することから、間葉系前駆細胞は骨格33

研究実績報告書
筋の健全性維持に必須であり、その加齢変化はサ索を目的としたドラッグリポジショニングを実施

ルコペニアを導くと考えられる。そこで、間葉系した。

前駆細胞欠損マウスの骨格筋、および、老化マウ
ス骨格筋由来間葉系前駆細胞のトランスクリプ
トーム解析結果を統合し、老化間葉系前駆細胞でⅡ．研究の成果Ⅰ）サルコペニアの責任遺伝子の同定

発現変化することで筋萎縮が誘導されると考えら

まず、①間葉系前駆細胞欠損マウスの骨格筋、れるサルコペニアの候補責任遺伝子の同定を試み

および、コントロールマウスの骨格筋のトランスた。

クリプトーム解析を行い、間葉系前駆細胞欠損筋

Ⅱ）サルコペニアの候補責任遺伝子 GDF10 ので発現低下する遺伝子を絞り込んだ。なぜなら、

機能解析

間葉系前駆細胞を欠損させるので当然間葉系前駆Ⅰ）の研究から同定したサルコペニアの候補責細胞で発現している遺伝子は低下する。しかも、任遺伝子の一つである GDF10 の機能解析を行っそれによって筋が萎縮してしまうので、これらのた。GDF10 ノックアウトマウス（KO マウス）

遺伝子には健康な筋で筋線維の維持に機能していの表現型（体重、筋重量、筋線維断面積）を精査るものが含まれるはずである。しかし、この解析し、野生型マウスと比較・解析した。

は筋組織全体をサンプルとして用いているため、Ⅲ）ヒト間葉系前駆細胞を用いた骨格筋脂肪化抑間葉系前駆細胞以外で発現している遺伝子も含ま制のためのドラッグリポジショニングれる。そこで、昨年実施したソーティング細胞の昨年度の研究において、ヒト骨格筋に由来する

トランスクリプトーム解析データを用いて、②間間葉系前駆細胞の維持・培養条件の最適化を終え、葉系前駆細胞に特異的で老化により発現低下する

細胞数 108 オーダーまでの増幅が可能となった。

遺伝子を絞り込んだ。①、②両方の criteria を満

これにより高品質なヒト間葉系前駆細胞を用いてたす遺伝子に、老化間葉系前駆細胞で発現低下すスクリーニング実験など様々な発展が望める。そることで筋萎縮が誘導されるサルコペニアの候補

こで、間葉系前駆細胞の加齢変化の一つである脂責任遺伝子が含まれると考えられる。この解析に肪化に注目し、FDA 認可薬 320 種類を用いてヒより、3 つのサルコペニアの候補責任遺伝子が絞ト間葉系前駆細胞の脂肪分化を抑制し得る薬剤探り込まれた（図 1）。

図1

サルコペニアの責任遺伝子の同定

間葉系前駆細胞欠損筋および老化間葉系前駆細胞のトランスクリプトーム解析 data を駆使し、サルコペニアの候補責任遺伝子を絞り込んだ。

34

研究実績報告書
Ⅱ）サルコペニアの候補責任遺伝子 GDF10 の
機能解析

Ⅲ．まとめ

Ⅰ）の研究から同定したサルコペニアの候本研究により、間葉系前駆細胞が骨格筋の維持補 責 任 遺 伝 子 の 一 つ で あ る GDF10 に 注 目 しに必須であることが明らかとなり、老化により間た。GDF10 は TGF- βスーパーファミリーに葉系前駆細胞で特異的に変動し、筋萎縮を導くサ

属する液性因子で、その機能は不明な点が多い。

ルコペニアの責任遺伝子も同定できた。間葉系前GDF10 の骨格筋維持における役割を明らかにす

駆細胞、および、それが発現するサルコペニアのる目的で、GDF10KO マウスの表現型（体重、責任遺伝子を標的とすることは、サルコペニアに筋重量、筋線維断面積）を精査した。その結果、対する極めて有効な予防・治療法につながると期

KO マウスにおいて統計学的に有意な体重の減待できる。また、ヒト間葉系前駆細胞の大量培養

少、筋重量の低下、筋線維の萎縮が認められた（図系を確立し、それを利用した薬剤スクリーニング

2）。これらから、サルコペニアの候補責任遺伝の有効性も示すことができた。この成果は、サル子の一つである GDF10 は骨格筋の維持に必須

コペニアの予防・治療を目的とする創薬研究に対の役割を果たしていることが明らかとなった。

して強力な技術基盤を提供する。

Ⅲ）ヒト間葉系前駆細胞を用いた骨格筋脂肪化抑制のためのドラッグリポジショニング
ヒト間葉系前駆細胞を 96-well plate で培養しⅣ．成果発表ヒト間葉系前駆細胞の維持・培養法の確立に関

脂肪分化を誘導した。分化過程において 320 種

して下記の通り論文発表を行った。

類の FDA 認可薬を添加し脂肪分化に与える影響

Uezumi et al., Identification, Isolation,を調べた。脂肪分化をハイスループットイメージ

and Characterization of Mesenchymal

アナライザーにて定量解析したところ、脂肪分化

Progenitors in Mouse and Human Skeletalを顕著に抑制する 5 種類の薬剤を同定できた。

Muscle. Methods Mol Biol, in press, 2016,
DOI 10.1007/978-1-4939-3810-0_17

図2

GDF10KO マウスの表現型解析

GDF10KO マウスは野生型マウス（WT）に比べ、統計学的に有意な体重の減少、筋重量の低下、筋線維の萎縮を示した。

35

研究実績報告書
間葉系前駆細胞欠損マウスの作成、および、サ
ルコペニアの候補責任遺伝子の同定に関して現在投稿準備中である。また、ヒト間葉系前駆細胞を用いたドラッグスクリーニングに関しても現在投稿準備中である。
サルコペニアの候補責任遺伝子の同定、および、その発現を指標にしたスクリーニング系の構築に関して特許出願を行った。
（出願番号2016 − 40513）

36

特願研究実績報告書

口腔乾燥症の発症における唾液粘性物質の役割
国立長寿医療研究センター 老化機構研究部
代謝研究室 室長

山越

貴水

研究期間

Ⅰ．研究活動の概要［目的］
口腔内へ唾液を分泌する唾液腺組織の加齢に伴平成26年度〜平成27年度（2年計画2年目）

治療抵抗性が問題となっている。私達は、加齢により唾液腺組織においてもリンパ球浸潤が生じることを確認しており、唾液腺組織の炎症と加齢による粘性物質増加の関係は大変興味深い。

う機能低下は口腔乾燥症（ドライマウス）を引き以上のことから、粘性物質増加と炎症との関係起こすだけでなく、口腔乾燥症を背景とする口腔性を明らかにすることで、唾液の質の観点から、

内汚染と加齢に伴う嚥下障害により高齢者肺炎の加齢に伴う唾液腺組織機能低下のメカニズムを更殆どを占める誤嚥性肺炎のリスクを高める。しかに解明できるのではないかという着想に至った。

しながら、加齢に伴い唾液腺組織機能が低下する

そこで本研究では、加齢により唾液粘性が増加

メカニズムは不明である。

するメカニズムと唾液粘性の亢進が加齢に伴い生このような背景をもとに、 私達はこれまでにじる組織の慢性炎症を引き起こす仕組みを明らか「口腔乾燥症の発症における唾液粘性物質の役割にすることを目的とし、まず、Bmi-1 遺伝子欠の解明」を目的とした研究を行い、以下のことを損マウスや野生型老齢マウスを用いて唾液腺に蓄見出した。

積するムチンの詳細を明らかにする。

①加齢に伴い、唾液腺の腺房細胞内に含まれる唾
液の漿液性成分と粘液性成分の割合が変化し、 ［活動内容］
粘性物質が増加する。
②粘性物質の正体は高分子糖蛋白質のムチンである。
③ Bmi-1 がない唾液腺組織においても類似の現象が認められる。

本年度は、加齢や Bmi-1 遺伝子欠損により増加するムチンの詳細と、顎下腺での炎症性メディ
エーターレベルの解析を行った。
（1）加齢により増加するムチンの種類の同定
粘液の主要な糖蛋白質であるムチンはコア蛋白

これらのことから、唾液腺機能低下は唾液の量と呼ばれる核となる蛋白質が高グリコシル化されだけでなく唾液の質をも低下させると考えられ、た高分子糖蛋白質である。私達は前年度、加齢に唾液の質の低下には Bmi-1 によるムチン生合成・より顎下腺で増加する粘性物質を同定するため調節機構の破綻が関与している可能性が示唆されに、難分析性糖蛋白質を分析する方法である分子る。

マトリクス電気泳動（SMME）と質量分析によまた近年、加齢により様々な組織でリンパ球浸る糖鎖分析を行なった。その結果、加齢により新潤を伴う慢性炎症が生じ組織・臓器の機能障害やたな酸性ムチンが発現するようになることが分37

研究実績報告書
かった。そこで、次に、加齢により増加するムチ

ドを切り出し、膜状でのアルカリ還元 b 脱離にンのコア蛋白の同定を試みた。ムチンのコア蛋白より o- グリカンを遊離後、完全メチル化し質量をコードする遺伝子はマウスでは少なくともおよ

分析（MALDI-TOF MS）の糖鎖分析を行なっ

そ 20 種類存在することが分かっている。加齢にたところ、o- グリカンの検出を確認すると同時より増加するムチンのコア蛋白を同定するために、
Bmi-1 遺伝子欠損では野生型にはない（Hex）に、まず、LC-MS 分析を行なったが、ムチンは（HexNAc）2（NeuAc） が メ イ ン シ グ ナ ル と多くの場合、糖鎖が邪魔をして分解されにくいこして観察され、糖鎖構造が異なることが分かっとや修飾についての情報が不足しているなどの理た（図 2）。また Bmi-1 遺伝子欠損では、（Hex）

由から、今回、ムチンを同定することができな（HexNAc）のシグナルが野生型に比べて低く、かった。そのため、次に、qPCR 法を用いて若シアロ糖鎖の比率が増加していた（図 2）。

齢および老齢マウスの顎下腺組織における 20 種類のムチン遺伝子の発現を調べた。その結果、いくつかのムチン遺伝子の発現が加齢により増加していた。そこで現在、蛋白レベルにおいても加齢により発現増加しているかどうかについて調べている。
（2）Bmi-1 遺伝子欠損により顎下腺で増加する
粘性物質の同定
Bmi-1 遺伝子欠損により顎下腺で増加する粘性物質を同定するために、まず、難分析性糖蛋白質を分析するための方法である分子マトリクス電気泳動（SMME）により、ムチンやプロテオグ
リカン等の分離を行った。その結果、野生型および Bmi-1 遺伝子欠損ともにムチンと思われるバンドが検出された（図 1）。また、Bmi-1 遺伝子欠損の方が濃いバンドとして検出された（図 1）。
次に、野生型および Bmi-1 遺伝子欠損の各バン

図1

マウス顎下腺の分子マトリクス電気泳動（SMME）による分析

野生型

Bmi-1 KO

図2
38

ムチンの糖鎖比較研究実績報告書

Ⅱ．研究の成果
本研究では、加齢により唾液粘性が亢進するメ
カニズムと唾液粘性増加が加齢に伴う慢性炎症の発生に及ぼす効果の解明を目指し、本年度は、加齢により顎下腺で増加するムチン遺伝子の同定とBmi-1 遺伝子欠損により顎下腺で増加する粘性物質の同定を試みた。前年度までの解析から、加齢によりマウスの顎下腺では酸性ムチンが増加することが明らかになったが、本年度の解析から、
約 20 種類あるムチン遺伝子の中で加齢により増加するいくつかのムチン候補遺伝子を絞り込むことができた。また、分子マトリクス電気泳動と質量分析を組み合わせた分析の結果、Bmi-1 遺伝
子欠損により顎下腺で増加する粘性物質がムチンであることも同定することが出来た。プロテオミ
クスやウエスタンブロッティング法を用いた解析により、加齢に伴い顎下腺で新たに発現するムチン遺伝子を同定することが出来れば、同定された
ムチン遺伝子の発現調節機構や加齢過程での発現調節機構の異常を明らかにすることで加齢により唾液粘性が亢進するメカニズムを解明出来る可能性があると考えられる。また、同定されたムチンの腺房細胞内における蓄積が炎症を誘導する可能性についての研究を進展させることが期待され、研究の成果は着実に得られた。

39

研究実績報告書

40

研究実績報告書

心臓・骨格筋の加齢変化を制御する
リン酸化酵素の網羅的解析
名古屋大学医学部附属病院 循環器内科
病院助教

竹藤

幹人

研究期間

平成26年度〜平成27年度（3年計画2年目）

Ⅰ．研究活動の概要

Ⅱ．研究の成果［目的］

1）心臓に発現する新規リン酵素の機能評価

近年、酵素、特に、リン酸化酵素を標的とした

昨年度の研究計画に記載した通り、平成 26 年度

薬剤開発が進んでおり、また欧米ではリン酸化酵に nCounter 法（Nature Biotechnology 2008

素を標的分子とした病態解明が注目されている。

年）を用いて、胎児・成人・高齢者の心臓および本研究では、ヒト心臓・骨格筋に発現するリン酸

骨格筋におけるリン酸化酵素（全 500 種）の発化酵素を解析し、「加齢とともに罹患率が上昇す

現量を測定した。本研究の目的が心臓もしくは平る疾患」とリン酸化酵素の関わりについて明らか

滑筋に対する標的薬開発を最終目標としており、にすることを目的とする。

臓器特異性のあるリン酸化酵素が標的臓器以外の臓器への影響（副作用）が少なくなることを期待［研究概要］

し、他臓器のリン酸化酵素についても解析を行っ

平成 27 年度については、主に下記 2 つの研究にた。

ついて進めた。

・加齢とともに発現量増加①心臓に発現する新規リン酵素の機能評価

・心臓もしくは骨格筋での発現量が多い（他臓器平成 26 年の臓器・年齢別のリン酸化酵素発現の解析を行い、心臓特異的に発現するリン酸化酵
素 Kinase A, Kinase B を同定している。2 つのでの発現が少ない）
・研究報告がほとんどされていない（新規性が高い）

リン酸化酵素の機能解析を進めている。

という点からデータを分析し、500 種のリン酸② PKA による Girdin のリン酸化について

化酵素から 2 種類のリン酸化酵素を候補遺伝子

高齢女性に多い、心筋梗塞後の心破裂の病として絞り込んだ。

態 に つ い て 検 討 を 行 っ た。Protein Kinase A（A）Kinase A について :KinaseA の標的分子の（PKA）による Girdin のリン酸化が心破裂に関網羅的解析も既に行っており、転写因子が PKN与していることを見出し、論文発表（Journal ofによりリン酸化されることを見出している。平成

Molecular and Cellular Cardiology 2015 年）

27 年度に遺伝子改変マウスを作製しており、現をした。

在、作製した遺伝子改変マウスを用いた機能解析をおこなっている。
（B）Kinase B について :nCounter 法による解41

研究実績報告書
析の結果、他 500 種のリン酸化酵素と比べ、明セリン 1416 において Akt によってリン酸化さ

ら か に 心 臓 特 異 的 に 発 現 し て い た。ALPK はれ、Girdin のリン酸化が細胞膜とアクチン細胞

データベース上、リン酸化酵素になっているが、骨格の相互作用し、内皮細胞や血管平滑筋細胞とKinase B がリン酸化する基質の論文報告がない

いった種々の細胞で増殖や移動に重要な役割を果ため、Kinase B がリン酸化酵素であるかを in

たしていることが報告されている。本論文ではvitro 手法、細胞実験で検討している。In situ ハ

Girdin のリン酸化が心筋梗塞後の治癒過程で果イブリダイゼーションにより局在を評価したとこたす役割について遺伝子改変マウス及び心臓線維ろ、Kinase B の局在は、加齢とともに房室（心芽細胞を用いて検討を行った。

房と心室の境界）にのみ発現が局在していく事を（方法）「Girdi 欠損マウス」及び「リン酸化部

見出している。この加齢による局在変化の生理的位であるセリンをアラニンに置換した Girdin

機能を解析するため、遺伝子欠損マウスの作製を」を用いてknockin マウス（Girdin SA マウス）

始めており、マウスモデルと用いて、ALPK の心臓における Girdin の役割について検討した。

生理機能解析を進めている。

siRNA を用いて Girdin を knockdown したヒ2）PKA による Girdin のリン酸化について

ト心臓繊維芽細胞、および Girdin SA マウスよこのプロジェクトについては下記雑誌に論文報告り単離した心臓線維芽細胞を用いて、Girdin とした。

そのリン酸化が細胞の遊走能と増殖能に及ぼす影響を検討した。遊走能を Boyden Chamber

題 名：Akt-dependent Girdin phosphorylation

assay で、増殖能を MTS assay を用いて評価しregulates repair processes after acute

た。さらに、心筋梗塞モデルを用いて、Girdin

myocardial infarctionのリン酸化が心臓筋線維芽細胞に与える影響、心著 者：Shinji Hayano , Mikito Takefuji

筋梗塞組織の線維化、生命予後に関して検討を（Corresponding Author）, Kengo Maeda,

行った。

Tomonori Noda, Hitoshi Ichimiya, Koichi（結果）Girdin 欠損マウスには nLacZ がレポー

Kobayashi, Atsushi Enomoto, Naoya Asai,

ター遺伝子として組み込まれており、この欠損マ

Masahide Takahashi, Toyoaki Murohara

ウスの心臓を X-gal 染色により、Girdin の局在

雑誌名：Journal of Molecular and Cellularを検討した。Girdin は心筋細胞には認められず、

Cardiology 2015 年

心筋細胞間に存在する細胞に発現していることが確認された。アンギオテンシン II 負荷により（緒言）心筋梗塞は主たる死因であり、過去 20 年、

WT マウスでは Girdin のリン酸化レベルが上

治療法の進歩により死亡率は低下した。しかし、昇し、蛍光免疫組織染色によりリン酸化 Girdin

心破裂に代表される合併症はいまだ予後不良因子とα SMA 陽性細胞と共局在を確認した（論文であり、特に高齢女性に多く発症することが知ら

Figure1A,B）。 リ ン 酸 化 Girdin は CD31 陽 性

れている。炎症反応や未熟な組織治癒過程に起因細胞や CD45 陽性細胞とは共局在せず、一部のする梗塞組織の脆弱性は心破裂につながる。梗塞

リン酸化 Girdin 陽性細胞は CD31 陽性細胞に組織では心臓繊維芽細胞が心臓筋線維芽細胞に分接していた。これらのことより、Girdin は心臓化 し、 α smooth muscle actin（ α SMA） を

筋繊維芽細胞に発現し、リン酸化されていると考発現し、細胞外基質を分泌することにより、心筋えられた。次にヒト心臓線維芽細胞をアンギオテ

梗塞組織の強度を上げる。phosphatidylinositol

ンシン II により刺激したところ、Girdin のリン

3-kinase（PI3K）-Akt 経 路 は 細 胞 の 生 存、 増

酸化レベルが上昇した（論文 Figure1C）。

殖や成長の制御において重要である。Girdin は42

研究実績報告書
心臓線維芽細胞の遊走能及び増殖能に Girdin

最も高値を示した。心筋梗塞後 4 日及び 7 日のが与える影響について検討した。siRNA を用い

境界領域と梗塞領域について蛍光免疫染色によて Girdin を knockdown したヒト心臓線維芽細り検討した。Girdin SA マウスでは WT マウス

胞ではコントロールに比較して遊走能及び増殖に比較して心臓筋繊維芽細胞の数が抑制された。

能が抑制された。Girdin SA マウスより単離しKi-67 を指標としてα SMA 陽性細胞の増殖能をた心臓線維芽細胞においても遊走能及び増殖能検討したところ、Girdin SA マウスでは増殖能が抑制されていた。WT マウス心筋梗塞モデルが抑制され、心筋梗塞後 4 日の梗塞領域より単では心筋梗塞後 4 日で Girdin のリン酸化レベル

離した Girdin SA マウス由来心臓線維芽細胞のが上昇しており、リン酸化 Girdin はα SMA 陽

遊走能と増殖能が抑制されていた。Picrosirius

性細胞と共局在を示した。心筋梗塞の境界領域

red 染色により心筋梗塞後の心臓線維化を評価しと梗塞領域においてα SMA 陽性細胞におけるたところ、Girdin SA マウスでは WT マウスにリン酸化 Girdin 陽性の比率は心筋梗塞後 4 日で比べて Picrosirius red 染色陽性の面積が抑制さ

論文 Figure1C
43

研究実績報告書れ（ 論 文 Figure2A, B）、Collagen type I -1、 （考察）Girdin は心臓線維芽細胞に発現しリン酸
Collagen type III -1 の mRNA 発現レベルも抑化されることが確認された。Girdin のリン酸化

制されていた（論文 Figure2C）。Girdin SA マ

は心臓繊維芽細胞の増殖及び遊走能の制御を介

ウスでは心筋梗塞後心臓破裂の発生率が高く、予して、心筋梗塞後の組織修復に必要なコラーゲ

後は WT マウスに比較して有意に不良であったン産生に重要な役割を果たしていることが示唆（論文 Figure2D）。

された。Girdin SA マウスでは心筋梗塞後の心論文 Figure2D
44

研究実績報告書
臓破裂が高頻度で発生し生命予後が不良であり、Girdin リン酸化の阻害による不十分な組織修復が不良な生命予後につながると考えられた。
近年、心臓筋線維芽細胞はコラーゲンなどの細胞外基質を産生し、傷害を受けた心臓の組織修復に関与していると報告されている。Akt による Girdin のリン酸化が心筋梗塞後の組織修復に重要な役割を果たしていることが示唆された。Girdin は肝線
維化、血管損傷後の新生内膜形成、腎障害に関与していると報告されている。心臓での Girdin の発現について初めての報告であり、心臓線維芽細胞に発現していることは間葉系細胞に発現している点で肝臓や腎臓と同様である。種々の液性因子刺激による心臓線維芽細胞の増殖・や遊走に Aktが関与することが知られているが、心筋梗塞後の
心臓繊維芽細胞における Akt の役割は十分に解明されていない。本研究では Akt による Girdin
リン酸化が心臓線維芽細胞の増殖と遊走を制御していることを明らかにした。

45

研究実績報告書

46

研究実績報告書

IL-1ファミリーサイトカインをターゲットとした
COPDの新規治療の開発
久留米大学 医学部 内科学講座
呼吸器・神経・膠原病内科部門

講師

岡元

研究期間

昌樹

Ⅰ．研究活動の概要［研究の背景と目的］
喫煙による生活習慣病である慢性閉塞性肺疾患（chronic obstructive lung disease; COPD）
は、日本人の長寿を脅かす重要な疾患である。そ

平成26年度〜平成27年度（3年計画2年目）

2. IL-18, IL-38 の機能解析（1）抗ヒト IL-18, IL-38 モノクロナール抗体の樹立（2）抗マウス IL-18, IL-38 モノクロナール抗体の樹立（3）高感度ヒト IL-18, IL-38 の ELISA 法の樹立の本態は全身炎症であることが示されているが、 （4）高感度マウス IL-18, IL-38 の ELISA 法の樹
その炎症のメカニズムは明らかとなっていない。
我々は、これまで COPD、関節リウマチ、間質立（5）IL-18, IL-38 のシグナル解析性肺炎などの全身炎症性疾患において、炎症性サイトカイン、IL-1 ファミリーサイトカインである IL-18 が病態形成に関与していることを示した。さらに、我々は新規の IL-1 ファミリーサ
イトカインで炎症の調節作用を持つ可能性があ

3. IL-18, IL-38 遺伝子及び受容体改変マウス樹立（1）IL-18, IL-38 遺伝子及び受容体遺伝子欠損
マウス作製

る IL-38 に着目した。我々は、COPD において

C57BL/6 マウス由来 ES 細胞及び CRISPR/

IL-1 ファミリーサイトカイン IL-18 と IL-38 がCas9 を用いて C57BL/6 バックグラウンド IL-

COPD の発症に関与しているという仮説を立て

18, IL-38 遺伝子及び受容体遺伝子欠損マウスをて研究を行い、その炎症のメカニズムを明らかに作製する。同時に Balb/c バックグラウンド IL-することを研究の目的とした。

18, IL-38 遺伝子及び受容体遺伝子欠損マウスを作製する。

［研究方法］
1. リコンビナント蛋白の作製（1）リコンビナントヒト IL-18, IL-38 の作製：
全長および断片（2）リコンビナントマウス IL-18, IL-38 の作製：
全長および断片（2）組織特異的 IL-18, IL-38 遺伝子及び受容体
遺伝子過剰発現マウスを作製（3）（1）,（2）の遺伝子改変マウスに、豚膵臓
エラスターゼを気管内に噴霧し、COPD マウ
スモデル作製する。肺組織の平均肺胞壁間距離（Mean alveolar chord length）を指標として、
COPD の IL-18, IL-38 遺伝子及び受容体の遺伝
子欠損による病態の抑制効果を証明する。
47

研究実績報告書
4. COPD の症例の血清中 IL-38 の測定、肺組織・ヒト IL-38 サンドイッチ ELISA 法の確立の免疫組織学的解析（1）COPD の 肺 組 織 に お け る 免 疫 染 色、realtime PCR による解析
ヒトの COPD の肺容量減少術（lung volume

研究期間 2 年目の研究成果
1. 豚膵臓エラスターゼ誘導性 COPD マウスモ
デルの実験

reduction surgery）例を対象症例とする。コン

Wild type マウス、IL-38 遺伝子欠損マウス

トロールの肺組織は、COPD 非合併の肺癌手術（KO マウス）に豚膵エラスターゼを気管内に噴症例の正常部分の術後肺組織とする。我々が樹霧し、COPD マウスモデルを作製した。これら

立した IL-38 のモノクローナル抗体による肺組のマウスに、リコンビナント IL-38（rIL-38）を織の免疫染色を行う。さらに、同様に mRNA の

21 日間連日投与し、気腫化の定量化スコアであ発現を real time PCR 法で解析し、肺組織中のる肺組織の平均肺胞壁間距離（Mean alveolar

IL-38 の局在、発現細胞を明らかにする。発現細、肺組織、血清、気管支肺胞洗浄
chord length）

胞が明らかになれば、蛍光顕微鏡を用いて、陽性

液中のサイトカインなどの蛋白、mRNA 測定を細胞数のカウントを行い、陽性細胞数と呼吸機能行った。

の関連を統計学的に解析する。

①肺組織の平均肺胞壁間距離（2）COPD の末梢血の IL-38 の発現を ELISA
法で解析

マウスモデルの rIL-38 投与、非投与群の組織写真を撮影した。定量ソフトである Win Roof?

COPD 症例と健常人において、我々が樹立しを購入後に、肺胞壁間距離の測定を行い、rIL-38

た ELISA 法を用いて、血清 IL-38 濃度の測定を投与群と非投与群との間、IL-38 遺伝子欠損マウ

行い、COPD における IL-38 濃度の上昇を証明

スと wild type マウスとの間の差を統計学的にする。更に、COPD における IL-38 濃度と呼吸解析する予定である。

機能の関連を統計学的に解析し、IL-38 濃度が病

②肺組織、血清、気管支肺胞洗浄液中のサイトカ

勢と関連していることを証明する。

インなどの蛋白、mRNA 測定
各マウスモデルで肺組織、血清、BALF を採

5. 将来的な IL-18, IL-38 の受容体に対する阻害

取し、ELISA や real time PCR でサイトカイン

薬のスクリーニングなどの蛋白、mRNA を継時的に測定した。その将来的には、IL-18, IL-38 受容体が発現して結果、IL-38KO マウスをベースとした COPD

いる細胞株を用いて、阻害薬のスクリーニング

マウスモデルでは、エラスターゼ投与 14 日後のを 行 う。 具 体 的 に は、IL-18, IL-38 の 受 容 体

BALF 中リンパ球、好酸球の増多がコントロールを発現している細胞とモノクローナル抗体などの wild type マウス群と比較して低下していた。

の IL-18,IL-38 の阻害候補物質を接触させ、IL-

すなわち、IL-38 が、COPD の病態形成や増悪

18,IL-38 の刺激で産生されるサイトカインなどに関与する肺局所でのリンパ球や好酸球の増多にの蛋白の発現量を測定する。抑制効果が得られた

関与している可能性を示した。肺組織の PCR で阻害物質を COPD の治療の候補物質として、将は、エラスターゼ投与後 7 日後の IL-38 の転写

来的に豚膵臓エラスターゼ気管内投与 COPD マ

レベルが増加しており、COPD モデルにおいて、ウスモデルを用いた in vivo の抑制実験を行う。

IL-38 の発現が増加する可能性を示した。

Ⅱ．研究の成果
研究期間 1 年目の研究成果
・抗ヒト IL-38 モノクローナル抗体の確立
48

2. COPD 以外の疾患における IL-1 ファミリー
蛋白の機能解析・ヒトの薬剤性肺傷剖検肺組織における IL-38

研究実績報告書
モノクローナル抗体による免疫染色を行い、IL-38 が病変局所で発現増加していることを証明した（論文投稿中）。
・ヒトの関節リウマチの組織中で IL-38 の発現が増加していることを証明した（Takenaka S, Kaieda S, et al. BBR 2015,
in press.）。
［今後の研究］
1．COPD マウスモデルにおける免疫組織学的解析
2．COPD マウスモデルにおける血清中 IL-38の ELISA、mRNA レベル測定
3．ヒトの COPD の肺組織における免疫染色、
real time PCR による解析
4．ヒトの COPD の血清中 IL-38 濃度を ELISA
で測定
上記の実験により、COPD の病態におけるIL-38 の役割、ふるまいの解明を目指す。

49

研究実績報告書

50

研究実績報告書

誤嚥性肺炎予防の為の口腔ケア手法および専用口腔ケアジェルの開発
国立長寿医療研究センター 先端診療開発部
歯科口腔外科 医員

平識

善大

研究期間

平成26年度〜平成27年度（3年計画2年目）（図 1）。肺炎の 97％が 65 歳以上の高齢者であり、Ⅰ．研究活動の概要

そのうち 70 歳以上の高齢者では、80.1％が咳反

口腔細菌は、全身の疾患と密接に関係している射や嚥下機能が低下することで発症する誤嚥性肺と考えられており、中でも誤嚥性肺炎の予防に炎であると報告されており、咳反射や嚥下機能がは，口腔ケアの実施による口腔衛生状態の改善が低下した高齢者への対応が求められている。その極めて重要であり、実際に口腔ケアにより誤嚥性ひとつとして、口腔ケアの方法も重要であり、ケ肺炎のリスクを低下させることが可能であると報アで使用する道具や手技は施設や術者により様々告されている。また、口腔ケアを行うことは、細であり、中には誤嚥の危険を伴うケア方法も存在

菌の誤嚥や低栄養を防ぎ、誤嚥性肺炎や他の疾病する。実際に、口腔ケア時の事故も複数報告されの予防や治療に貢献し、合併症なく早期退院の達ており、口腔ケア時の誤嚥により発熱した症例の成につながると期待されている。口腔ケアの実践

報告や、口腔ケア直後の死亡事故で訴訟となり敗が極めて重要であることが周知され、数年経つ一訴した判例も存在する。口腔ケアは気道の一部で方で未だ、平成 26 年度の人口動態調査では肺炎ある口腔に関わるので決して安全な処置とは言えの死亡者数は第 3 位と首位を抜け出せずにいる

ず、リスク管理を怠ってはいけない処置である。

図1

平成 26 年度人口動態調査
51

研究実績報告書
咳反射や嚥下機能が低下した要介護高齢者への水

また、口腔内環境に近づけるため、実験 1- ②を使って洗浄する口腔ケアの施行は、誤嚥性肺炎として加温・加湿環境下での評価を行うために、起炎菌を誤嚥させ、誤嚥性肺炎を発症させる可能

37℃、100％ RH に設定された恒温恒湿器内で性があり、安全で効果的な口腔ケアシステムが必実験を施行した。

要である。菅らは口腔湿潤剤を応用した口腔ケア

統計処理は、1 元配置分散分析と多重比較を用手法を検討し、安全で確実なケアが行えると考えいた。多重比較は Tukey の多重比較を用い、ソた。そこで我々は、菅らのジェル状の口腔湿潤剤

フトは SPSSver.22 を使用した。

を使用した口腔ケア方法を発展させ、口腔ケア専【結果】実験 1- ①室温・乾燥環境下での各種ジェ用ジェルと吸引嘴管を使用した専門的口腔ケア

ル の 移 動 距 離 は、A は 13.8 ± 1.0mm、B は（水を使わない口腔ケア）のシステムの確立を目

24.1 ± 0.9 mm、C は 82.5 ± 2.3 mm、D は 1.2

指している。本研究は実際の医療サービスへの提± 0.1 mm、E は 7.0 ± 1.0 mm、
F は 30.1 ± 0.7

供が可能な研究であり、歯科医療現場のみならず

mm となった。

要介護高齢者の誤嚥性肺炎の予防や治療に広く貢献するべく立案されたものである。

実験 1- ②加温・加湿環境下での各種ジェルの移 動 距 離 は、A が 26.0 ± 0.9 mm、B は 35.6

3 年計画の 2 年目にあたる本年度は、口腔ケア± 1.4 mm、C は 109.2 ± 2.5 mm、D は 2.2

時の誤嚥を予防するために必要な口腔ケアジェル± 0.6 mm、E は 17.4 ± 1.0 mm、F は 37.8 ±を作製するための物性評価につき、ジェルの流動

0.8 mm となった。
（図 3）性（実験 1）、広がりやすさ（実験 2）、粘度と回転数の関係（実験 3）、pH の測定（実験 4）の評価を行った。
試験対象は、それぞれ異なる物性を持った試作
ジェル 3 種類と既に市販されているジェル 3 種類の計 6 種類を A 〜 F とし、実験 1 〜 4 の物性評価を行った。
実験 1：各種ジェルの流動性【方法】A 〜 F の各種ジェルをガラス板上に約0.5mL 採取し、1 分後のジェルの移動距離を測定した。採取時の傾けた際に下端になる側を 0

図3

実験 1- ①流動性（室温・乾燥環境下）

図4

実験 1- ②流動性（加温・加湿環境下）とし、移動後の先端部までの距離を測定した。それぞれ 5 回実施し、その平均値を各種ジェルの移動距離とした。
（図 2）
実験 1- ①として、室温・乾燥環境下での評価を行うために試験対象を置く環境を 22℃、37％
RAH に設定した。

図252

流動性の測定研究実績報告書
実験 1- ①にて、ジェル ABDE はジェル CF に

実験 3：粘度と回転数の関係

比較して流動性が有意に低かった（p<0.001）。 【方法】実験 1・2 の結果から、流動性や広がり
実験 1- ②により、ジェル ABDEF はジェル C にやすさにおいて試作品と、市販品の中からそれぞ

比較して流動性が有意に低かった（p<0.001）。

れ最も評価の高い 1 種類を選択し、粘度と回転数の関係を評価した。

実験 2：広がりやすさ

試験対象をコーンプレート型粘度計 RV 型を【方法】
各種ジェルを 0.5mL ガラス板上に採取し、使用し、25℃の環境下にて、回転数をそれぞれジェルの上に一定重量のガラス板を静かに置き、0.3、0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0rpm と し、

1 分間静置した。広がったジェルの短径と長径を日局一般試験法粘度測定法第 2 法により試験を測定し面積を求めた。
（図 5）

実施した。
統計処理は 2 標本の t-test を用い、有意差の有無を確認した。解析ソフトは SPSSver.22 を使用した。
【結果】回転数が 0.3 の時、ジェル B は 66146.7± 1515.7cp ジェル F は 35829.3 ± 382.2、0.6の時、ジェル B は 51374.0 ± 505.1cp ジェル F

図5

広がりやすさ測定方法

は 29601.0 ± 0、1.0 の時、ジェル B は 39655.0± 638.2cp ジェル F は 25003.3 ± 99.5、1.5 の統計処理は、1 元配置分散分析と多重比較を用時、ジェル B は 33316.0 ± 800.1cp ジェル F はいた。多重比較は Tukey の多重比較を用い、ソ21255.3 ± 275.3、2.0 の時、ジェル B は 28972.0

フトは SPSSver.22 を使用した。

± 347.4cp ジェル F は 19283.7 ± 227.2、2.5【 結 果 】 各 種 ジ ェ ル の 面 積 は、A は 4147.2 ±の時、ジェル B は 25188.7 ± 323.1cp ジェル

100.8mm2、B は 4868.8 ± 107.8 mm2、C はF は 17714 ± 82.9 となった。
（図 7）9345.7 ± 252.5 mm2、D は 2169.25 ± 75.0

ジェル B はジェル F に比較して有意に粘度がmm2、E は 3595.0 ± 97.9 mm2、F は 4831.2

高く（p<0.001）、
回転数が速くなるにつれてジェ± 25.1 mm2 となった。
（図 6）ル B とジェル F の粘度が近づく結果となった。

ジェル BCF はジェル ADE に比較してジェルを伸ばした際の面積が有意に大きかった。
（p<0．

実験 4：pH の測定

001）【方法】各種ジェルを 10mL のビーカーに入れ、各種ジェルの pH を Themo Scientific 製のイオ

図6

広がりやすさ

図7

粘度と回転数53

研究実績報告書
ンメーターを使用して直接測定した。
統計処理は、1 元配置分散分析と多重比較を用いた。ソフトは SPSSvol.22 を使用した。

以上より、口腔ケア時のジェルには、最適な物
性のジェルを選択する必要があり、ジェル B は
口腔ケア時に必要な物性を兼ね備えている。

【結果】各種ジェルの pH は、A は 6.84 ± 0.05、多忙な業務の中で口腔ケアの質を高め、維持す

B は 6.85 ± 0.03、C は 6.93 ± 0.03、D は 6.51

ることは容易なことではなく、看護・介護の現場± 0.03、E は 7.01 ± 0.05、F は 6.27 ± 0.02

において「口腔ケア」は看護者・介護者の負担がとなった。
（図 8）ジェル ABCE は pH7 により大きいケア項目である。ジェル B を用いて口腔近く、ジェル DE と比較して有意に pH が高い値ケアを行うことで、安全かつ効率の良いケアを行を示した（p<0.01）。

うことができると考えられる。安全で効率の良い口腔ケアの普及により誤嚥性肺炎の予防による医療費の削減に加え、要介護高齢者と介護者双方の口腔ケア時の負担軽減を図ることができると考える。

Ⅱ．研究の成果
本年度の成果として産官共同研究にて誤嚥を予防する水で洗浄しない口腔ケアに用いる口腔ケア専用ジェルの開発を完了し、製品化を行った。
図8

各種ジェルの pH

各種保湿剤や試作した口腔ケア専用ジェルの物性評価を行い、適切な口腔ケア用ジェルで【考察】あることを評価した。

実験 1 より、各種ジェルにより、流動性に差

本研究の結果につき、第 22 回日本老年歯科医が出ることがみられ、口腔ケア時に使用するジェ学会にてハンズオンセミナーを開催予定であルによって、咽頭への流れ込みやすさに差があるる。

と考えられる。また、各種ジェルは口腔内環境に本研究の学術発表は日本摂食・嚥下リハビリ

近づけた加温・加湿下では、移動距離が大きくな

テーション学会（9 月京都）にて発表予定である傾向にあることから、口腔内では室温時よりも、る。

ジェルの垂れこみやすさの差が、より出やすくな

初年度の結果を日本老年医学会雑誌に投稿中

ると考えられる。

である。

実験 2 より、効率の良い口腔ケアの施行には、口腔内でのジェルの操作性に広がりやすさが必要である。
流動性は広がりやすさに影響をもたらし、
相反する性状であるため、どちらも考慮した物性において落としどころを判断すべきである。
実験 3 より、ジェル B はジェル F と比較して、塗り広げやすく、垂れにくい性質を持っていると考えられる。
実験 4 より、ジェル B は口腔内の使用に問題ないことが判明した。
54

研究実績報告書

基底膜蛋白の減少による
皮膚老化メカニズムの解明
北海道大学病院 皮膚科
助教

夏賀

健

Ⅰ．研究活動の概要【研究の目的】研究期間

平成27年度（3年計画1年目）

基底膜蛋白を失うと、表皮幹細胞は一時的に増殖へと向かうが、その後は幹細胞が消耗し て枯渇することで表皮が菲薄化するといったものであ

皮膚は、個体の最外層に位置する臓器であり、る。本研究は、この表皮基底膜 蛋白の減少・喪長寿社会における加齢変化が顕著に現れる。皮膚失から stem cell exhaustion に至る仮説を裏付の加齢は、上皮組織である表皮の細胞層を菲薄化け、さらにその分子 メカニズムを解明することさせる。表皮は、間質 である真皮との間を表皮を目的としている。疾患モデルとして表皮水疱症

基底膜によって満たされており、この表皮基底膜

は、表皮 基底膜蛋白の先天的な欠損から皮膚の蛋白が、表 皮幹細胞のニッチとなると明らかと早老化を呈するものであり、この疾患を軸に解析なりつつある。加齢によって、表皮基底膜蛋白はを進める。 本研究によって、表皮基底膜の機能減少すると報告されており、表皮における幹細胞が皮膚加齢の表現型に及ぼす影響が解明され、表が加齢にともなってニッチを失うこ とで幹細胞

皮基底膜の経年的な減少や紫外線による分解が、の枯渇、いわゆる”stem cell exhaustion“を抗加齢の直接的なターゲットであ ることが明ら起こし、表皮が菲薄化することが推測される。

かとなると期待される。長寿社会において、表皮この仮説を裏付ける事象として、表皮 基底膜蛋白が先天的に欠損する表皮水疱 症という疾患

基底膜の減少を抑制させる外用剤や化粧品の開発
といった抗加齢療法へつながる意義がある。

。表皮水疱症は、の表現型が挙げられる（図 1）

さらに前述のとおり、表皮基底膜蛋白が喪失

基底膜蛋白の欠損に よって、皮膚の脆弱化ととすると皮膚癌が多発することが知られている

もに早老化の 表現型を呈する。さらに、表皮水（図 1）。本研究の次の段階として表皮基底膜欠損

疱症で は若年のうちに扁平上皮癌が多発するこマウスの発癌実験によって、癌というさらなる加とが知られており、これも皮膚の早老化と捉え齢の表現型に関する新たな研究が創造されうる。

ることができる。申請者はこれまで、基底膜蛋
白の分子生物学的研究を進めてきた（Natsuga
K et al., J Immunol 2012; Natsuga K et al.,
J Invest Dermatol 2011; Natsuga K et al.,Hum Mutat 2010a; Natsuga K et al., Hum
Mutat 2010b）。 本研究では、以下のような作業仮説を想定している。すなわち、表皮幹細胞が図 1 表皮水疱症の臨床像（左）表皮水疱症若年患者の下肢に生じた有棘細胞癌（右）55研究実績報告書【研究の活動】

2）表皮基底膜分子 17 型 コラーゲン

1）加齢皮膚の表現型の解析 加齢マウスの皮膚に（COL17）ノックアウトマウスの呈する早老おける基底膜分子の発現や、分化・増殖能な化 Col17-/- マ ウ ス は、12 週 齢 ほ ど に な る とどを詳細に解析する。

全身の皮膚が白髪化し、脱毛をともなうととも

2）表皮水疱症患者、モデルマウス皮膚の解析早に、脊柱の過湾曲などの早老化の表現型を呈する

老化という表現型を呈する表皮水疱症のヒ（図 3）。また、この早老化の表現型は、表皮特異

ト・マウス検体を解析することで、加齢にお的プロモーター下にヒト COL17 が強制発現す

ける基底膜の役割を明らかにする。

るトランスジェニックレスキューを Col17-/- マ

Ⅱ．研究の成果
1）加齢にともなう表皮基底膜分子の発現低下 若ウスに導入すると、消失する。これらの結果は、
過去の報告を再現できるものであった（Nishie
W et al., Nat Med 2007; Tanimura S et al.,

年マウスと加齢マウス

Cell Stem Cell 2011）。表皮基底膜分子の欠損

皮膚の遺伝子発現について 網羅的に解析したは、恐らく幹細胞維持の異常を介して、早老化の表皮基底膜に発現し、表皮幹細胞マーカー
ところ、表現型へとつながると考えられる。

として使われて いるインテグリンα 6 とインテ
グリンβ 1 の発現が加齢に よって弱まることを見出し た。この結果は、定量的 PCR でも確認することができた（図 2）。このデータは、加齢によって表皮基底膜のニッチの発現が弱まり、幹細胞の維持に異常が起きることを間 接的に示し
ている。

図3

Col17-/- マウスの早老化

3）COL17 の欠損の皮膚バリア機能に与える影響
皮膚の分化異常は、主に皮膚バリア機能障害と い っ た 表 現 型 と し て あ ら わ れ る（Natsuga
K et al., Cold Spring Harb Perspect Med。Col17-/- マウスの皮膚バリア機能を、
2014）
dye-permeabilization assay と 経 表 皮 水 分 蒸
散量（transepidermal water loss; TEWL）で評価した。結果として、COL17 が欠損していても皮膚バリア機能の低下は起きないことが明らかとなった（図 4）。この結果は、基底膜蛋白のCOL17 の欠損は、皮膚の分化に大きな影響を与えないことを示唆するものである。
図2

56

加齢にともなう表皮幹細胞マーカーの発現低下

研究実績報告書

図4

Col17-/- マウスの皮膚バリア機能は保たれている57

研究実績報告書

58

研究実績報告書

高齢者の認知機能と食習慣、α-ディフェンシン、
腸内細菌叢およびその交互作用の解明
北海道大学大学院 医学研究科 社会医学講座
公衆衛生学分野 助教

鵜川重和

Ⅰ．研究活動の概要

研究期間

平成27年度（3年計画1年目）

立し、マウスを用いた実験によりα - ディフェ
ンシンは病原菌を強く殺菌するが、常在菌には

我が国では、今から 10 年後の平成 37 年まで

ほとんど殺菌活性を示さないことを明らかにしに認知症の人が 700 万人を超えると推計されてた（Masuda, Sakai, Nakamura, Yoshioka, &いる（厚生労働省 , 2015）が、未だその予防法。その菌選択性は、α - ディフェ
Ayabe, 2011）は確立していない。

ンシンが腸内細菌叢を制御している可能性を示唆

ヒトの腸管内には約 1000 種類、重さにして約するものである。しかし、今のところ、ヒトにお2kg、総数 100 兆個にも及ぶ腸内細菌が共存し、けるα - ディフェンシンと腸内細菌叢との関連、叢を成している。ヒトの胎児は腸内細菌を持ってならびにα - ディフェンシンを増減させる生活習いないが、生後に食物、免疫系、環境などさまざ慣は不明である。

まな影響を受けながら腸内細菌叢を形成して行く

そこで、本研究は、65 歳以上の高齢者を対象ことが知られている（Nicholson, 2012）。近年、に食習慣を含めた生活習慣、α - ディフェンシン

腸内細菌叢の破綻（dysbiosis）が、動物実験をによる dysbiosis、腸内細菌叢およびその代謝物

中心に腸疾患（Zellar, 2014）、糖尿病（Qin etと認知機能との関連、さらにそれらの交互作用を、
al., 2012）、肥満（Le Chatelier et al., 2013）

明らかにする。本研究は、農林水産省革新的技術

脳機能、特にうつ症状や統合失調症発症を増加さ創造促進事業（異分野融合共同研究）「世界の健せる（Cryan & Dinan, 2012）と報告され、注康に貢献する日本食の科学的・多面的検証」（研

目が集まっている。一昨年、オーストラリアの研究代表者：玉腰暁子）で収集した生体試料を用い究者 Daulatzai らによって dysbiosis が認知機て追加測定を実施することで、認知機能およびα能低下と関連するとの仮説（Daulatzai, 2014,- ディフェンシン、腸内細菌叢のゲノム解析を行

2015）が報告されたものの、ヒトを対象にそのうものである。

仮説が検証された例はなく、腸内細菌叢、食習慣・身体活動等の生活習慣や腸内代謝物を含めて認知

本研究は、北海道大学が北海道寿都町の協力を得機能と検討された疫学研究も無い。

て実施する。

本研究の分担研究者である中村らは、小腸陰窩

Ⅰ．質問紙郵送調査

基底部に位置する Paneth 細胞から分泌され、強・研究デザイン：前向きコホート研究

力な殺微生物作用で感染防御に寄与している抗・対象地区：北海道寿都町（人口 3,344 人、面菌ペプチドα - ディフェンシンの測定方法を確

積 95.3km2、主要産業：漁業・農業）
59

研究実績報告書
・対象者：寿都町に居住する 65 歳の高齢者 988
名（平成 27 年 5 月 17 日現在）のうち、調査に協力する者。

後はすみやかに -80℃フリーザー内で冷凍保存する。
・細菌 DNA の抽出：冷凍保存した糞便をビーズ

・調査時期：平成 27 年 5-8 月式破砕装置 FastPrep 24（MP Biomedicals,

・調査項目

Santa Ana, CA, USA） お よ び ジ ル コ ニ ア

食 習 慣 の 評 価 に は、Brief-type self-

ビーズを用いて粉砕する。次いで、糞便の懸administered diet history questionnaire

濁液 200 μ L から核酸抽出装置 Magtration（BDHQ）（Kobayashi et al., 2011）、 日

System 12GC（Precision System Science,

本型食習慣調査票を用いる。

、 試 薬 と し て MagDEA DNA 200
Japan）

健康に関することとして健康状態、既往歴、（Precision System Science）を用いて細菌の受診状況、服薬状況、健康リテラシー、教育

DNA を抽出する。

歴、健康行動（ワクチン接種、健康情報収集方法）、生活習慣に関することとして喫煙、Ⅲ．倫理的配慮

飲酒、運動・外出、睡眠、職業、こころに関本研究は、北海道大学医の倫理委員会承認をすることとして、うつ、首尾一貫感覚、困っ受けて実施する（承認番号：医 15-002、医 15-たときの相談相手、家族との関係性、主観的

045）。

健康感、個人・家族要因として、性、年齢、出身地、収入、同居者、家族構成、車の所有、Ⅱ．研究の成果

地域に関することとして、居住年、社会参加、

質問紙郵送調査には 812 人（回収率 82.2%）

周囲の環境、移動手段についての情報を得が 協 力 し、 そ の う ち 集 合 型 調 査 に は 290 人る。

（812 人の 35.7%）が参加協力した。調査協力者
290 名のうち、231 人から糞便各 4g を回収し、Ⅱ．集合型調査-80℃フリーザー内で冷凍保存した。平成 27 年

・場所：寿都町内の自治会館 13 ヶ所 調査時期：

度は、収集した糞便 231 検体のうち、181 検体

平成 27 年 7 − 10 月
・対象者：質問紙郵送調査協力者のうち、集合型調査にも協力する者
・調査項目：身長・体重・体組成（InBody430）、
筋力（μ Tas F-1）
、重心動揺（FDM-S）、動について細菌の DNA 抽出を実施した。
来年度以降は、残りの検体について DNA 抽出を完了させるとともに、抽出 DNA を用いたゲノ
ム解析、および糞便中のα - ディフェンシンの測定を実施する予定である。

脈 硬 化 度（VS-3000TN）、 骨 密 度（ 踵 骨 ）（A-1000EXP Ⅱ）、身体活動量（HCJ-750C）

引用文献の測定、血液（血清、血漿、バフィーコート）、

・ Cryan, J. F., & Dinan, T. G. （2012）.

尿を採取する。

Mind-altering microorganisms: the impact

・ 認 知 機 能 の 評 価：Mini-Mental Stateof the gut microbiota on brain and（Folstein, Folstein,
Examination（MMSE）

behaviour. Nature Reviews: Neuroscience,& McHugh, 1975）、Frontal Assessment

13（10）, 701-712.

Battery （FAB）（Dubois, Slachevsky,

・ D a u l a t z a i , M . A . （2 0 1 4 ）. C h r o n i c

Litvan, & Pillon, 2000）

functional bowel syndrome enhances gut-

・便の収集：調査協力者から糞便各 4g の提供を

brain axis dysfunction, neuroinflammation,

受ける。採便後 4℃の保冷状態で回収し、回収

cognitive impairment, and vulnerability to60

研究実績報告書
dementia. Neurochemical Research, 39（4）,Biomedical Sciences, 43（1）, 152-163.

624-644.

・ Qin, J., Li, Y., Cai, Z., Li, S., Zhu, J.,・ Daulatzai, M. A. （2015）. Non-celiac. A metagenomeZhang, F., Wang, J.（2012）

gluten sensitivity triggers gut dysbiosis,

wide association study of gut microbiota inneuroinflammation, gut-brain axis

type 2 diabetes. Nature, 490（7418）, 55-

dysfunction, and vulnerability for dementia.

60.

CNS & Neurological Disorders Drug
Targets, 14（1）, 110-131.
・ Dubois, B., Slachevsky, A., Litvan, I.,& Pillon, B.（2000）. The FAB: a Frontal
Assessment Battery at bedside. Neurology,55（11）, 1621-1626.
・ Folstein, M. F., Folstein, S. E., & McHugh,P. R. （1975）. "Mi ni - ment a l st a te " . A
practical method for grading the cognitive
state of patients for the clinician. Journal of
Psychiatric Research, 12（3）, 189-198.
・ Kobayashi, S., Murakami, K., Sasaki,S., Okubo, H., Hirota, N., Notsu, A.,  
Date, C.（2011）. Comparison of relative
validity of food group intakes estimatedby comprehensive and brief-type selfadministered diet history questionnaires
against 16 d dietary records in Japanese
adults. Public Health Nutrition, 14（7）,1200-1211.
・ Le Chatelier, E., Nielsen, T., Qin, J., Prifti,
E., Hildebrand, F., Falony, G., Pedersen, O.
（2013）. Richness of human gut microbiome
correlates with metabolic markers. Nature,
500（7464）, 541-546.
・ Masuda, K., Sakai, N., Nakamura,K., Yoshioka, S., & Ayabe, T. （2011）.
Bactericidal activity of mouse alphadefensin cryptdin-4 predominantly affects
noncommensal bacteria. Journal of Innate
Immunity, 3（3）, 315-326.
・ Nicholson, D. J.（2012）. The conceptof mechanism in biology. Studies in
History and Philosophy of Biological and61

研究実績報告書

62

研究実績報告書

呼吸器の加齢性変化と疾患機序の解明
国立長寿医療研究センター 老化機構研究部
室長

杉本

昌隆

Ⅰ．研究活動の概要
加齢は様々な疾患のリスクを増やす原因と研究期間

平成27年度（3年計画1年目）

化には老化細胞の蓄積が重要な役割を持ち、また老化細胞を除去することにより可逆的に呼吸機能を回復可能であることを示唆している。

なる。特に呼吸器において慢性閉塞性肺疾患

本研究計画では当該年度において、老化細胞が（COPD）は、我が国を始め多くの国々で死因の肺組織の機能低下を起こすメカニズムについて解上位を占める極めて重大な疾患である。COPD

析を行った。次年度以降はマウスにおいて気腫モ

罹患率は加齢とともに上昇することが疫学的調査

デルを樹立し、老化細胞が気腫の発生や進行に与により明らかになっているが、その理由についてえる影響について解析を行う予定である。本研究明確に示す科学的根拠は得られていない。当該研計画を遂行することにより、加齢に伴う生体機能

究では、細胞老化の視点から、肺気腫の発症・進の変化に、細胞老化が寄与するメカニズムについ行に老化がどのように絡むのかを明確にし、さらて、これまでになかった全く新たな知見が得られに老化細胞を標的とするアプローチが呼吸器疾患

ることが期待される。さらに、衰えた呼吸機能が治療・予防に有効であるか検証を行っている。

老化細胞の排除により可逆的に改善可能であると細胞老化という現象は、50 年以上前に発見され、生体内で極めて重要な癌抑制機構として機能することが明らかになっている。近年では、細胞老化が加齢と共に様々な組織で蓄積し、生体機能いうことは、老化細胞を標的とした創薬が可能であることを示唆している。

Ⅱ．研究の成果の加齢性変化や疾患の発症に関与する可能性が指❖本研究成果は、論文として国際誌への掲載準備

摘されている。報告者は最近、生体内から任意のを行っているため、重複出版を避けるために（図）時期に老化した細胞のみを特異的に排除可能なトは省略し、概要のみを記載しました。

ランスジェニックマウスを作製した。呼吸器は加齢に伴って弾性を失う。その結果、呼気時に収縮

当該年度は、老化細胞が肺組織の機能低下を起が不完全になるために換気能が低下する。トラン

こすメカニズムについて解明することを目的と

スジェニックマウスを用いて呼吸機能検査を行っし、①モデルマウスの肺組織から、老化細胞を排たところ、若齢マウスと比較して加齢マウスでは除したときの肺組織の形態的変化を調べ、老化細顕著な肺弾性の低下がみられたが、老化細胞を排胞の出現が肺組織の構造に与える影響、②老化細除した加齢マウスでは、肺弾性に著しい回復が認

胞が呼吸器の遺伝子発現変化に与える影響ついてめられた。これらのことから、呼吸器の加齢性変解析を行った。
63

研究実績報告書①肺組織形態解析

齢マウスの物と比較して顕著な減少が見られた

肺組織は加齢と共に弾性を失い、コンプライア

が、DT 処理を行ったマウス肺組織のエラスチン

ンスが上昇する。
この様な肺組織の加齢性変化は、シグナルはコントロール群（PBS 投与群）に比

エラスチン繊維の低下に起因し、肺胞径の拡大やべ優位な回復が認められた。野生型マウスではこ

肺胞壁厚の低下などの形態的変化を起こすことがの様な影響はなかったことから、加齢に伴い肺組知られている。そこで本研究では、加齢に伴う肺織に蓄積した老化細胞が組織中のエラスチン繊維

組織形態の変化に細胞老化がどのような影響を与量の低下を引き起こし、その結果形態学的変化（肺えるのかについて、組織学的解析を行った。2 ヶ胞径の増加と肺胞壁厚の減少）を誘発しているこ

月齢雌性マウス、および 1 年齢雌性マウス（野とが示唆された。さらにこれらの実験結果から、生型およびトランスジェニック）の肺組織を気管加齢に伴う肺組織の形態的変化が、老化細胞を排から定圧（25cmH2O）の中性ホルマリン液を除することにより可逆的に回復することが強く示

注入固定し、組織切片を作製した。1 年齢野生型

唆された。またシリウスレッド染色によりコラー

およびトランスジェニックマウスについては、2ゲン繊維の染色も行ったが、コラーゲン繊維に関

週間毎に 2 回 PBS もしくは DT（体重 1kg あた

しては老化細胞の排除は影響を与えなかった。コ

り 50 μ g）を腹腔内に投与し、最初の投与からラーゲン繊維量の増加は老化細胞の蓄積が見られ4 週間後に組織の採取を行った。

るよりも後期（18 ヶ月齢以上）で起こることから、

組織切片を作製し、弾性繊維を染色するためにレゾルシン・フクシン染色を行い、さらに HE 染

細胞老化は加齢に伴う肺組織の繊維化には直接的な影響は与えないことが考えられた。

色による対比染色を行った。組織画像を撮影し、平均肺胞径および壁厚の計測を行った。その結②肺組織における遺伝子発現解析

果、PBS 投与を行った 1 年齢マウス肺組織では老化した細胞は、様々な生理活性物質を分泌し、

2 ヶ月齢マウス肺組織と比較して有意に肺胞径の周辺の正常細胞の機能に影響を与えることが示唆

増加が認められた。しかしながら DT 投与を行っされている。この様な細胞老化依存的分泌表現型たマウスでは、PBS 投与を行ったマウスと比べ、は SASP（senescence-associated secretory

肺胞径の顕著な減少が認められた。肺胞壁の厚さ

phenotype） と 呼 ば れ る。 組 織 中 の 老 化 細 胞に関しては、加齢により減少したものが DT 処の数は極めて少ないが、SASP を介することに理群ではほぼ完全に回復していた。DT の効果は、より組織機能に大きく影響を与えると考えられ野生型マウスでは全く見られなかったことから、ている。肺組織における SASP 関連因子の発現

加齢により組織形態が若齢マウスのそれに近づくを調べたところ、多くの既知の SASP 因子の発のは、老化した細胞を排除したことに起因するこ現が老化細胞の動態と相関が見られた。中でもとが強く示唆された。

MMP-10 および MMP-12 はエラスチン分解活

加齢に伴う肺組織の形態学的変化（肺胞径の増性を持つことが報告されており、加齢に伴う肺組

加と肺胞壁厚の減少）は肺組織中に存在するエラ

織のエラスチン量の低下に貢献する可能性が考え

スチン繊維量の低下に起因することが知られていられた。そこで培養系における細胞老化モデルをる。そこで次に肺組織中に存在するエラスチン繊

用いて、これら MMP をノックダウンし、エラ維量について評価するために、組織切片をエラス

スチン量の変化を計測した結果、MMP 阻害によチン抗体で染色し、各切片における免疫染色で得り老化細胞のエラスチン量に増加が認められた。

られたシグナル強度について、イメージ解析ソフ

これらの結果から、老齢肺組織におけるエラスチ

トウェアを用いて定量を行った。その結果、1 年

ン量の減少にはこれらの MMP が関与すること

齢マウスの肺組織エラスチンシグナルは、2 ヶ月が示唆された。

64

研究実績報告書
次に詳細な遺伝子発現の変化を調べるために、
1 年齢トランスジェニックマウスを PBS もしくは DT 処理を行った肺組織および 2 ヶ月齢トラ
ンスジェニックマウス肺におけるマイクロアレイ
解析を行った。同時に 1 年齢野生型マウスにおいても解析を行い、野生型マウスおいて DT 処理によって変化した遺伝子については、非特異的に DT に反応する遺伝子と見なし、解析対象から除外した。若齢と老齢トランスジェニックマウ
スを比較すると、老齢マウス肺では 305 遺伝子の発現が上昇し、132 遺伝子の発現に低下が見られた。興味深いことに、これら加齢依存的に変化する遺伝子の半数以上（発現が上昇する遺伝子のうち 170、 発現が低下する遺伝子のうち 82）
が、DT 処理により若齢マウスにおける発現と相似したパターンを示した。これらの結果から、老化細胞は肺組織の加齢性変化の多くに減少に関与することが示唆された。また同時に半数近くの遺伝子発現は老化細胞除去後も変化が見られなかったことから、肺組織のすべての加齢性変化に細胞老化が関与しない、あるいは不可逆的変化を示す
ことが示唆された。
当該年度までの結果から、細胞老化が呼吸器の加齢性変化に関与することが示唆された。肺組織の細胞老化は、肺気腫などの呼吸器疾患のリスク因子となると考えられている。次年度以降は、当該年度までに得られた結果をもとに、気腫の発生や進行に細胞老化がどの様に関与するのかについて解析を行う予定である。

65

研究実績報告書

66

研究実績報告書

急増する都市部の高齢者のフレイル予防・介護予防につながる社会環境・保健行動の研究
東北大学大学院 歯学研究科
准教授

相田

潤

Ⅰ．研究活動の概要
１）都市・郊外・農村の死亡リスクの家族構成による差異の研究：個人要因の検討

研究期間

平成27年度（3年計画1年目）

されている大規模コホートである日本老年学的評 価 研 究（Japan Gerontological Evaluation
Study、JAGES プロジェクト）研究の 2010 年
調査をベースラインとして実施された縦断研究で近年、都市部の高齢者の増加とその孤立が課題ある。2010 年には全国 31 自治体から 11 万人とされている。
高齢者が孤立することは、ソーシャ

以上が調査に回答をしている（回収率 64％）
。こル・サポートの減少を招き、日常生活の様々な資の内、日常生活動作に問題が無く、ベースライン

源入手の可能性を減少させ、健康の悪化につながから 6 か月以内に死亡した者を除いた、73,212

ると考えられる。しかし一方で都市部は公共交通

名のデータを解析に用いた。追跡期間は最大で機関が充実しておりスーパーマーケットなどの店

3.76 年であった。神戸や名古屋のような大都市

舗が多く、外出や買い物がしやすい環境が整って部の独自性を考慮し、可住地人口密度 4,000 人 /おり、これがフレイルや健康障害を予防している

km2 以上を都市部、1,000 人以上 4,000 人未満

可能性も存在する。このように高齢者の健康には/km2 を郊外、1,000 人未満 /km2 を農村部とし家族構成や居住環境といった多様な「健康の社会た。性別、年齢、等価所得、教育歴、既往歴（ガン、的決定要因」が影響していると考えられるが、そ心疾患、脳卒中、呼吸器疾患）、うつ、BMI、飲れらを考慮して、健康状態の実態や差異を定量化

酒、喫煙、運動（歩行時間）、友人と会う頻度、した研究は少ない。
「健康日本 21（第 2 次）
」で趣味の会の参加頻度、の各変数を用いた。解析には「健康格差の縮小」が目標に挙げられており、は Cox の比例ハザードモデルを用いて死亡のハ

地域による高齢者の健康格差を減少させるためのザード比を算出した。本研究の実施に当たって地域社会環境の構築が求められており、そのためは、日本福祉大学および東北大学の研究倫理審査の知見の集積が急務である。そこで本研究は、高委員会の承認を得た。73,212 人の高齢者の平均

齢者の健康状態の最終的な帰結である死亡の有無

年齢は 73.4 歳（SD ＝ 6.0）、
男性 34,068 人（平をアウトカムに用い、高齢者の家族構成と都市・

均年齢＝ 73.2 歳、SD ＝ 5.9）
、女性 39,144 人

郊外・農村の居住地域による、死亡率の差異の実（平均年齢＝ 73.7、SD ＝ 6.1）であった。 ベー

態を明らかにし、また既往歴や保健行動、社会経

スラインから半年以降の追跡期間中に男性 1,941

済状況がそれらを説明するのかを検討することを人、女性 1,038 が死亡していた（死亡率は男性目的とした。

5.7％、女性 2.7％）。図 1 に都市・郊外・農村ご本研究では、都市・郊外を含む多地域で実施との、家族構成による死亡率を示す。都市で死亡
67

研究実績報告書率が低かった。また独居者は配偶者または配偶者

よる死亡のハザード比を示す。性別と年齢だけを及び子どもと同居する者よりも死亡率が高い傾向調整したモデルにおいて、配偶者と同居する者よにあった。配偶者はおらず子と同居する者およびりも独居者は死亡のハザードが 1.153 倍有意にその他の家族構成の者で死亡率が最も高かった。

高かった。しかしこの有意差は、健康状態や保健

表 1 に都市・郊外・農村ごとの人数、独居の割行動や社会経済状況を調整した後には消失した。

合と死亡率の記述統計を示す。どの年齢層におい

性別・年齢調整モデルにおいて、都市に比べて郊ても、都市の方が独居している者の割合は高かっ

外は 1.525 倍、農村は 1.603 倍、死亡のハザーた。また年齢が高い者、女性、等価所得が低い者、

ドが有意に高かった。この有意差は、すべての変うつ傾向の者、頻繁に友人と会っている者で独居数を調整した後にもほとんど変化が無かった。

が多い傾向にあった。また死亡率の点では、都市

これらのことから、独居高齢者は死亡率が高い

はどの年齢層においても死亡率が低い傾向にあっ傾向にあったが、その影響は比較的小さく、またた。地域に関わらず、高齢者、女性、うつ傾向に

年齢や性別、既往歴や生活習慣、社会経済状況をある者、疾患既往の有るもの、やせている者、飲考慮すると有意差は見られなかった。一方で、高酒をやめた者、あまり歩いていない者、友人と会っ

齢者全体的に、都市よりも郊外、農村で死亡率がていない者、趣味の会に参加していない者で死亡高いこと、そしてこれらは年齢や性別、既往歴や率が高い傾向にあった。
健診を最近受けている者、

生活習慣、社会経済状況では説明しきれず、別の喫煙をしたことが無い者では死亡率が低い傾向に要因が大きく寄与している可能性が示唆された。

あった。表 2 に都市・郊外・農村ごとの、家族構成による死亡のハザード比を示す。都市部において、性別と年齢だけを調整したモデルにおいて、

２）社会環境としてのネットワークの多様性と歯科保健行動と現在歯数の研究

配偶者と同居する者よりも独居者が死亡のハザー

健康情報や保健行動の規範の普及には、人と人

ドが 1.464 倍高かったが有意水準は 0.05 よりもとのつながり、ソーシャル・ネットワークが重要高く（p ＝ 0.066）、有意差は無かった。全変数な役割を果たしていると考えられる。近年、様々を調整したモデルではこのハザードはさらに低下

な種類の人々とつながっていること、すなわちした。郊外・農村においても家族構成による死

ネットワークの多様性の健康への役割が注目され亡のハザード比に有意差はみられなかった。表 3つつある。高齢者の歯の健康は栄養摂取や誤嚥性に全地域での解析による、家族構成および地域に

肺炎と関係するため重要である。高齢者の現在

図1
68

居住地域ごとの、家族構成による死亡率（％）

研究実績報告書
表1

都市・郊外・農村ごとの人数、独居の割合と死亡率の記述統計

表2

都市・郊外・農村ごとの、家族構成による死亡のハザード比69

研究実績報告書
表3

全地域での解析による、家族構成および地域による死亡のハザード比

歯数は幼少期からの歯科保健行動の帰結であり、高齢者の不健康が推測されたが、これに反して、ネットワークの影響を強く反映していると考えら

健康状態の最終的な帰結である死亡率は都市の高れる。そこで、本研究では、 様々な背景の友人

齢者で最も低かった。独居高齢者の割合は都市でを有するかどうかのソーシャル・ネットワークの多かったが、死亡率は郊外や農村の方が高かった。

多様性と現在歯数の関連の検討及び、歯科保健行

独居高齢者の死亡率も同様に、郊外や農村に比べ動が仲介しているかどうかを検討することを目的て都市で低いことが分かった。一方家族構成の比とした。

較では、独居高齢者は都市・郊外・農村のすべて

本 研 究 は 日 本 老 年 学 的 評 価 研 究（Japanの地域で死亡率が高い傾向にあったが、その差はGerontological Evaluation Study、JAGES プ

小さく、健康状態や保健行動などがその差の理由

ロジェクト）研究の 2010 年調査・歯科保健バー

であることが示唆された。そのため、地域ごとのジョン質問紙データを用いた横断研究である。

医療環境や社会環境の影響が関与していることが

19,756 人のデータを解析に用い、現在歯数を目強く示唆された。そのため、死亡率の地域差を解的変数として順序ロジスティック回帰分析でネッ消するための知見を得る上で、個人要因だけでなトワークの多様性の関連と、歯科保健行動の仲介

い多様な社会的決定要因を考慮した研究が今後必の可能性を検討した。

要である。

対象者の平均年齢は 73.9 歳（SD ＝ 6.2）で、54.1％が女性であった。20 歯以上有する者は34.1％存在した。年齢、性別、所得、学歴、職業、

２）社会環境としてのネットワークの多様性と歯科保健行動と現在歯数の研究

婚姻状態、糖尿病、うつ、ソーシャル・ネットワー

様々な背景の友人を有することが、現在歯数をクの大きさ（友人の数）と友人に会う頻度を調整

多く有することと関連していた。この関係は、友した上でも、ネットワークの多様性が高いほど有人の数や会う頻度を考慮した上でも有意であり、意に現在歯数が多かった（OR ＝ 1.08、95％信独立した関連を示した。そして保健行動がこれら

頼区間＝ 1.04 − 1.11）。喫煙、歯科受診、デンの関連を一部説明した。このことから、健康情報

タルフロス、フッ化物配合歯磨剤の利用はネットや保健行動の規範の普及には、人と人とのつながワークの多様性のオッズ比を 1.05（95％信頼区

り、ソーシャル・ネットワークが重要な役割を果間＝ 1.02 − 1.08）にまで低減させた。

たしていると考えられた。新しい情報や行動は、

Ⅱ．研究の成果
１）都市・郊外・農村の死亡リスクの家族構成による差異の研究：個人要因の検討
農村に比べて人のつながりの少ない都市の独居
70

似たような背景の人よりも、異なる背景の人や部外者からもたらされる可能性がある。本研究は健康情報や保健行動の普及のためのソーシャル・
ネットワークを考慮した介入のための基礎的知見になると考えられる。

研究実績報告書

高齢者の認知機能を改善する
ニューロフィードバック療法の開発
大阪大学大学院 医学系研究科 脳神経外科
助教

栁澤

琢史

Ⅰ．研究活動の概要
近年の少子高齢化に伴い、高齢者が活き活きと

研究期間

平成27年度（3年計画1年目）

る。本研究ではまず、これらの認知機能に関わる脳活動を、脳磁計で計測し、Decoding 法により評価する方法を開発した。

生活し続けるための予防医学の重要性が増していまずは、健常若年者を対象として、様々な視る。特に、認知症の増加は患者の QOL を低下さ

覚 認 知 課 題、言 語 課 題 等 を 行 い、認 知 課 題 施せるだけでなく、家族や社会に与える負担も大行時の脳磁界を計測した。計測したセンサー

きい。高齢者の認知機能を高く維持する為の新信 号 か ら Variational Bayesian Multimodal

しい治療法が求められている。一方、脳機能をEncepharoGraphy（VBMEG） を 用 い て 皮 質

ニューロフィードバックにより修飾する技術は近の電流源を推定した（Fujiwara, Yamashita et

年顕著に発展している。特に、脳磁図や MRI に

al. 2009）。すると、先行研究で示されるように、より計測した脳活動から脳の活動状態を読み解き

後頭側頭葉や Fusiform Face Area（FFA）な（Decoding）、その情報に基づいたフィードバッ

どを中心とした強い活動を認めた。さらに、これクを使って被験者の訓練を行うことで、これまで

らの活動と、提示した画像の意味内容やカテゴ難しかった詳細な脳活動の修飾が可能になった。

リーを Support vector machine などで機械学

例えば、自閉症や統合失調症、うつ病に特有の脳習した。すると、脳磁図信号および推定された皮活動を Decoding 法により数値化し、より健常

質電位だけから、被験者が認知している画像の意

な脳活動状態に近づけるようにフィードバックト

味やカテゴリーが統計的に有意な確率で推定できレーニングを行う事で、症状の改善が認められてることが示された。特に、顔や体部位などは脳活いる。本研究では脳磁図を用いたニューロフィー

動も大きく、脳磁図でも高い精度で内容を推定でドバックにより高齢者の認知機能を改善させるた

きることが示された。この結果について、英文

めの新しい治療法の開発を目的とする。

専門誌にて報告した（Nakamura, Yanagisawa

上記の目標を達成するために、平成 27 年度は。さらに、物のカテゴリーや空間認
et al. 2015）

主に 2 つの課題に取り組んだ。1 つは、様々な認知、文字なども推定できることが示されつつある

知機能のニューロイメージング、そして、もう 1（in preparation）。

つはリアルタイム脳磁計によるニューロフィード
バック法の開発である。

次に、リアルタイム脳磁計を使って、脳活動をオンラインで解読（decode）し、その結果に応

高齢者において低下する認知機能として空間認じたフィードバックを被験者に与えるシステムを知、顔認知、言語認知等の様々な機能が挙げられ構築した。実際、運動時の脳活動を解読して、脳71

研究実績報告書
信号から運動内容を推定することで、被験者とでにない新たなニューロモジュレーションとして同じ動きをするロボットができることを示した

臨床的効果が期待される（Shibata, Watanabe（Fukuma, Yanagisawa et al. 2015）。さらに、。また、脳磁図は非常に高価な計
et al. 2011）

同じシステムを重度の運動麻痺がある患者に適用測機器であるが、ここで得られた結果を脳波やして、運動企図を脳信号から推定し、念じるだけ

MRI などに応用することで、誰でも簡便に受けで動くロボットができることを示した（Fukuma,

る事ができる治療に繋げることができる。これら。これらは運動に関Yanagisawa et al. 2016）の成果により、高齢者の認知機能が改善し、認知する脳情報をオンラインで推定し、その推定結果症の予防・改善に繋がることで、高齢者が活き活に応じた動きをロボットの動きとして被験者にきと社会に参加しながら長生きできる社会が実現

フィードバックする物である。

を目指す。

これを使うことで、被験者の脳活動自体も変化させることができる。我々は幻肢痛と呼ばれる、Ⅱ．研究の成果

四肢切断後に生じる難治性疼痛患者に、このシス本研究ではまず、若年健常者を対象として、視テムを適用し、フィードバックにより脳活動を修

覚認知課題中の脳活動を脳磁計により計測し、そ飾することで、幻肢痛を制御できることを示したの認知内容のカテゴリーを推定することで、視覚（under revision）。つまり、幻肢痛の原因とし認知情報を抽出する方法を開発した。被験者にはて考えられている大脳皮質運動野での異常な皮質

図 1 左に示すような体部位の画像を各 1 秒間 20

再構築を、フィードバックにより痛みの伴わない回ずつ提示し、その際の脳磁界を計測した。

皮質表象に変化させることで、痛みが軽減できる

計測された脳磁界反応を各体部位について平均ことを示した。これにより、リアルタイム脳磁計すると、
図 1 右にしめすような反応が得られる（被を使ったニューロフィードバックが皮質活動を変験者 1 人の平均脳磁界）。画像提示後 200ms 付化させ、幻肢痛という高次知覚を修飾できること

近でピークを持つ反応は M190 と呼ばれ、顔やが示された。

体部位の認知に特異的な反応とされている。

本研究では、これら 2 つの要素を組み合わせ同じ被験者の皮質電位を VBMEG により推定ることで、認知機能の Decoding 結果をリアルした。各脳表上の電位について、
3 つのカテゴリー

タイムにフィードバックすることで、認知機能間で one-way ANOVA 解析を行い、その F 値の改善を目指した。このような方法は Decoded

を脳表にマップした。図 2 に示すように後頭側Neurofeedback（DecNef）と呼ばれ、これま

頭葉と側頭葉底面の Fusiform Face Area
（FFA）

図1
72

体部位の画像と各体部位カテゴリーを見ている際の脳磁界反応

研究実績報告書に高い F 値の反応があることが示された。つまり、ね合わされた画像を見ながら、顔もしくは家に近

この部位の電位はカテゴリー間で有意に異なる活づくようにコントロールする訓練を行った。最後

動をすることがわかる。

に、はじめに行った顔と家の画像を再び提示し、画像認知時の脳磁界反応を計測し、訓練前後での変化を比較した。
視覚認知課題

図2
さらに、この時間帯の脳磁界信号を入力として Support Vector Machine（SVM）により機械学習を行い、脳磁界信号から被験者が見ている

DecNef 課題

体部位カテゴリーを推定した。すると、図 3 に示すように、3 種類のカテゴリーを 50％程度の正解率で推定できることが示された。同じ脳磁界信号についてカテゴリーの分類をシャッフルしたデータでは有意な推定はできず、画像提示後

図4

150-250ms での脳磁界信号には体部位のカテゴ
リー情報が含まれていることが示された。

この結果、訓練前後で、脳活動を比較すると、画像認知時の各カテゴリー間での F 値が、後頭側頭葉や FFA など顔の認知に関する領域で増加していることが示された（図 5）。一方で、フィードバックに用いる画像は同じで、被験者にも同様に指示をおこなうが、脳活動を用いずにランダムな推移で画像を変化させた場合、脳活動には変化が見られなかった。これにより、顔認識に関する識別能を上げるニューロフィードバック訓練によ

図3り、顔の認知に関わる脳活動を変化させられることが示された。

この反応を用いて Decoded Neurofeedback

平成 28 年度には、顔と空間認知の識別能力をを行った。被験者には顔と家の様々な画像を提示

行動上のスケールにより評価し、さらに改良した

し、その際の脳磁界反応を計測した。計測した反Decoded Neurofeedback により、脳活動の修応を上記と同じ方法で Decoding し、顔および飾と認知能力との関係を因果的に証明する。さら家のどちらのカテゴリーの画像を提示したかを脳に、これにより新たな認知機能改善方法の Proof

磁界反応から推定した。さらに、推定結果から顔of Concept を示す。

らしさもしくは家らしさを推定し、その結果に応じて、顔と家の画像の透過度を変えて重ね合わせた画像を被験者に提示した（図 4）。被験者は重73

研究実績報告書

図5
参考文献

parts by magnetoencephalography." Front

・Fujiwara, Y., O. Yamashita, D. Kawawaki,

Hum Neurosci 9: 609.

K. Doya, M. Kawato, K. Toyama and M.

・Shibata, K., T. Watanabe, Y. Sasaki and

A. Sato（2009）. "A hierarchical BayesianM. Kawato（2011）. "Perceptual learning

method to resolve an inverse problem of

incepted by decoded fMRI neurofeedback

MEG contaminated with eye movement

without stimulus presentation." Science 334: 393-409.
artifacts." Neuroimage 45（2）: 1413-1415.
（6061）

・Fukuma, R., T. Yanagisawa, Y. Saitoh,
K. Hosomi, H. Kishima, T. Shimizu, H.
Sugata, H. Yokoi, M. Hirata, Y. Kamitani
and T. Yoshimine （2016）. "Real-Time
Control of a Neuroprosthetic Hand by
Magnetoencephalographic Signals from
Paralysed Patients." Sci Rep 6: 21781.
・Fukuma, R., T. Yanagisawa, S.
Yorifuji, R. Kato, H. Yokoi, M. Hirata,
Y. Saitoh, H. Kishima, Y. Kamitani and
T . Y o s h i m i n e （ 2 0 1 5 ）. " C l o s e d - L o o pControl of a Neuroprosthetic Hand by
Magnetoencephalographic Signals." PLoS
One 10（7）: e0131547.
・Nakamura, M., T. Yanagisawa, Y.
Okamura, R. Fukuma, M. Hirata, T.
Araki, Y. Kamitani and S. Yorifuji（2015）.
"Categorical discrimination of human body74

研究実績報告書

高齢者の再入院率に関する研究（診療看護師によるフォローアップの関わりから）第 1 報
国立長寿医療研究センター
長寿診療看護師平野優

Ⅰ．研究活動の概要

研究期間

平成27年度（3年計画1年目）

が 5.9％、高齢総合診療科の再入院率が 10．6％であった。有意差のあった高齢総合診療科の再入

高齢者が入院することは、それ自体が再入院や院した患者 442 名を対象に、既存の診療情報録

機能低下のリスクになると言われている。特に認から、再入院の有無、患者背景、入院理由、また、知症を有する高齢者にとって、入院によるストレ

療養場所別で解析した。
尚、
本研究の実施にあたっ

ス、負担は大きく、入院を機に ADL や認知機能ては、当院の倫理・利益相反委員会の承認を得てが入院前より低下することも多く経験する。

実施した。

米国の保険制度は、30 日以内の再入院に対し保険の加算が制限または削除される制約があるた

Ⅱ．研究の成果

め、退院後早期の再入院を防ぐ目的とした研究は2014 年、高齢総合診療科に入院した高齢者の多く、再入院のリスクファクターの検討や、入院患者は 442 名、そのうち 6 週間以内に再入院しから在宅・療養場所への移行期の介入の必要性をた患者は 47 名（10.6％）であった。再入院群の示したもの等がある。

患者の背景として、性別は男性 15 名、女性 32 名、

日本では、DPC 対象病院に対し「7 日以内の平均年齢は 85.7 歳、介護度が要介護 3 以上の患再入院であって、再入院の契機となった病名が、者が 35 名（74.5％）、認知症を有する患者は 34前の入院で最も医療資源を投入した病名と同じ場

名（72.3％）であった（表 1）。

合には、入院期間を通算する」という条件が課せ

再入院群と、非再入院群に分け、カイ二乗検定

られているが、その他の病院や 7 日以降の入院

または t 検定を実施した結果、有意差を認めたのに対しては減算の対象になっていない。しかし、は、要介護度 3 以上、認知症を有する患者であっ日本においても、「予期せぬ再入院の増加」は注た（表 1）。

目され、日本病院会や全日本病院協会は「再入院再入院時の主病名は、肺炎が最も多く 20 名率」をクリニカル・インディケーターとして提示（43％）を占め、ついで、脱水 8 名（17％）
、心している。再入院とは、「退院後 6 週間以内の緊不全 7 名（15％）
、その他 12 名（25％）であっ急再入院」と定義する。

た（図 1）。

今年度は、再入院した患者の背景や要因の傾向

再入院時の退院の転帰は、軽快・治癒は 30 名を明らかにすることを目的として、2014 年 1 月（63.8％）、
転院が 3 名（6.4％）、
不変 1 名（2.1％）、〜 12 月に入院した 4897 名の患者の再入院率を死亡が 13 名（27.7％）であった（図 2）。

確認した。その結果、当院、全診療科の再入院率

死亡退院患者 13 名における再入院時の主病名
75

研究実績報告書
別の割合では、肺炎が 6 名（46.1％）で約半数

要介護 3 以上は 10 名（52.6％）、施設入所患者を占め、次に脱水 3 名（23.1％）、心不全、その25 名のうち要介護 3 以上は 23 名（92％）であっ

他が 1 名ずつ（15.4％）であった（図 3）。

た（図 4）。

再入院患者の入院前の療養場所は、自宅療養が再 入 院 後 の 療 養 先、 も し く は 退 院 転 帰 は、

19 名（40.4％）、施設入所 25 名（53.2％）、他

自 宅 療 養 患 者 19 名 の う ち 自 宅 退 院 は 16 名院からの転院 3 名（6.4％）であった（図 4）。

（84.2％）、新たな施設入所が 1 名（5.3％）、死

再入院前に自宅療養していた患者 19 名のうち
表1

亡退院が 2 名（10.5％）であった。施設入所患

高齢総合診療科の入院患者の背景（442 名）
再入院群

非再入院群

p

n ＝ 47

10.6％

n ＝ 395

89.4％

性別（男性）

15 名

31.9％

113 名

28.6％

平均年齢

85.7 歳介護度（要介護 3 以上）

35 名

74.5％

187 名

47.3％

＜ 0.01認知症の有無

34 名

72.3％

139 名

35.2％

＜ 0.01

図1

図2
7685.8 歳

0.637
0.91

高齢総合診療科の再入院時の主病名

高齢総合診療科の再入院時の退院転帰

図3

死亡退院患者の再入院時主病名別の割合

研究実績報告書

図4

再入院前、再入院後の療養場所の変化、および退院転帰者 25 名のうち施設入所は 14 名（56％）、死亡＜今後の研究課題＞

退院は 11 名（44％）であった。他院からの転・第 1 報で明らかになった再入院リスクの高い院患者 3 名のうち、自宅退院は 1 名、施設入所患者に対し、診療看護師としてのフォローアッ

が 2 名であった（図 4）。

プ介入を予定している。具体的な内容等は現在、検討中である。

＜成果のまとめ＞
今年度は、退院前後の看護師による介入効果を検証する意義を評価するため、高齢総合診療科入院患者における再入院状況とその背景、原因などを解析した。
・高齢総合診療科は、全診療科と比較し、再入院率が比較的高い状況にあり、再入院率が高い要因として、要介護度の高さ、認知症の合併が示唆された。
・高齢総合診療科入院患者の再入院時の主病名
は、肺炎、脱水、心不全が上位を占めた。この
結果は、海外の再入院患者の動向と類似していた。
・高齢総合診療科再入院患者の再入院後の死亡率は 27.7％と高く、特に、肺炎入院患者で高いことが明らかになった。
・療養環境別で比較すると、施設入所の再入院患者の約 9 割が要介護度 3 以上、約 8 割が認知症を有し、再入院後の死亡率は 44％であり、療養環境が大きく影響していることも示唆された。

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長寿科学の最前線
長寿科学研究者支援事業

平成27年度
発

行

発行人

研究報告集

平成28年3月
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