長寿科学の最前線
Vol.2

長寿科学研究者支援事業

平成26年度

研究報告集

公益財団法人 長寿科学振興財団

■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ことでございます。
このたび、平成26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16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27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

はじめに
Ⅰ．長寿科学研究者支援事業
助成実績………………………………………………………………………………………… ７
採択者一覧（平成26年度～平成20年度）……………………………………………………… ８

Ⅱ．平成26年度①

研究実績報告書

オートファジー制御がタウ病態に与える影響の解析………………………………………… 17
国立長寿医療研究センター②

吉池

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…… 21
国立長寿医療研究センター

③

裕孝

池田

康将

免疫老化制御による加齢関連疾患治療戦略の確立…………………………………………… 29
慶応義塾大学⑤吉田

骨格筋萎縮における鉄の意義の解明…………………………………………………………… 25
徳島大学大学院

④

裕二

新村

健

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… ……… 33
慶応義塾大学伊東大介⑥ 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… … 37
北海道大学
⑦

三浦

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

⑧

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………………… 45
久留米大学

⑨

恭子

岡元

昌樹

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……………… 47
国立長寿医療研究センター

⑩

平識

善大

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…………………………………… 55
千葉大学

佐々木由理

⑪

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………… 59
東北大学病院冨田

尚希⑫ 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……… 63
埼玉医科大学⑬新井智之

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……………………… 67
藤田保健衛生大学

⑭

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……………………………………………… 71
国立長寿医療研究センター⑮

貴水

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… 73
岡山県立大学

⑯

山越

滝本

裕則

細胞老化を制御する long…non-coding…RNA を用いた細胞老化状態からの回復……………… 79
国立長寿医療研究センター

岩下雄二

■研究実績報告書■Ⅰ

長寿科学研究者支援事業
助成実績
採択者一覧

5

■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（単位：人）

助成額（単位：円）

継続・新規別
採択数

26年度

16

30,679,772…

継続：６
新規：10

25年度

10

17,035,229…

継続：５
新規：５

24年度

10

15,731,242…

継続：６
新規：４

23年度

7

15,076,633…

継続：４
新規：３

22年度

7

18,800,000…

新規：７

21年度

0

0…

継続：０
新規：０

20年度

4

17,012,600…

新規：４

合

54

114,335,476…

計7

■研究実績報告書■

平成26年度
№

1

2

3

4

5

6

7

8

研究者氏名
よしいけ

ゆう じ

よし だ

ひろたか

いけ だ

やすまさ

しんむら

けん

吉池 裕二

吉田 裕孝

池田 康将

長寿科学研究者支援事業
研究課題

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
プロジェクトリーダー

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

2,000,000…

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

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

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

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

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

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

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

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

1,823,500…

新規

細胞老化を制御する long… non-coding…
RNA を用いた細胞老化状態からの回復2,000,000…

新規

慶応義塾大学
専任講師

い とう

だいすけ

慶応義塾大学伊東 大介 医学部 神経内科
専任講師

み うら

きょう こ

たけふじ

みき と

三浦 恭子

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
名古屋大学医学部付属病院

竹藤 幹人 循環器内科
病院助教

おかもと

まさ き

へ しき

よしひろ

岡元 昌樹

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
国立長寿医療研究センター

9

平識 善大 先端診療部 歯科口腔外科

10

佐々木由理 予防医学センター

11

12

13

14

15

16

医員

さ さ

き

ゆ

り

千葉大学
特任助教

とみ た

なお き

東北大学病院

冨田 尚希 老年科

院内講師

あら い

ともゆき

埼玉医科大学

新井 智之 保健医療学部 理学療法学科
講師

うえずみ

あきよし

藤田保健衛生大学

上住 聡芳 総合医科学研究所 難病治療学研究部門
講師

やまこし

き

み

国立長寿医療研究センター

山越 貴水 老化機構研究部 代謝研究室
室長

たきもと

ひろのり

岡山県立大学

滝本 裕則 情報工学部 情報通信工学科
助教

いわした

ゆう じ

国立長寿医療研究センター

岩下 雄二 老化機構研究部
流動研究員

合

8

助成額
継続・新規
（単位：円）

所属機関・部局・職名

健 医学部 内科学（老年）

新村

採択者名簿

計

30,807,500…

■研究実績報告書■平成25年度
№

1

2

3

4

5

6

7

8

研究者氏名

よしいけ

ゆう じ

こんどう

いずみ

吉池 裕二

長寿科学研究者支援事業
研究課題

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
開発プロジェクトチーム
プロジェクトリーダー

オートファジー制御がタウ病態に与える影響の解析

1,999,733…

継続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事が可能な薬剤含有可食性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

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

骨格筋萎縮における鉄の意義の解明

1,000,000…

新規

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

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…

新規疾患特異的ｉ PS 細胞と百寿者ｉ PS 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

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

国立長寿医療研究センター
部長

のぶよし

なかにし

あきら

よし だ

ひろたか

小澤 総喜

中西

章

国立長寿医療研究センター

吉田 裕孝 認知症先進医療開発センター
薬理学研究室長

いけ だ

やすまさ

徳島大学大学院

池田 康将 ヘルスバイオサイエンス部
准教授

つね み ゆういちろう

東京女子医科大学

常深祐一郎 講師
しんむら

けん

い とう

だいすけ

新村

健

慶応義塾大学医学部
内科学（老年）
専任講師
慶応義塾大学医学部

9

伊東 大介 神経内科

10

三浦 恭子 生理学

専任講師

み うら

きょう こ

助成額
継続・新規
（単位：円）

所属機関・部局・職名

近藤 和泉 機能回復診療部

こ ざわ

採択者名簿

慶応義塾大学医学部
特任講師
合

計

17,035,229…

9

■研究実績報告書■

平成24年度
№
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

研究者氏名
あら い

ゆ

み

こ

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

1,000,000…

継続

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

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

加齢に伴う免疫低下メカニズムの解明

2,000,000…

新規

1,800,000…

新規

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

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

部長

としはる

こんどう

いずみ

中井 敏晴

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
国立長寿医療研究センター

近藤 和泉 機能回復診療部
部長

わたなべ

けん

お ざわ

のぶよし

えんどう

しょう ご

なお え

よしのり

渡辺

研

小澤 総喜

遠藤 昌吾

国立長寿医療研究センター

直江 吉則 老化機構研究部 免疫研究室
室長

なかにし

中西

あきら

助成額
継続・新規
（単位：円）

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

国立長寿医療研究センター

血液脳関門の機能を制御する人工遺伝章 老化制御研究部遺伝子治療研究室 子エレメントの作成
室長

よしいけ

ゆう じ

吉池 裕二

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
開発プロジェクトチーム
プロジェクトリーダー

いしざき

たつろう

東京都健康長寿医療センター研究所

石崎 達郎 研究部長

合

10

研究課題

荒井由美子 長寿政策科学研究部

なか い

採択者名簿

計

15,731,242…

■研究実績報告書■平成23年度
№

1

2

3

4

5

6

7

研究者氏名
たけした

すなお

竹下

あら い

淳

ゆ

み

こ

長寿科学研究者支援事業

所属機関・部局・職名

研究課題

国立長寿医療研究センター 研究所
運動器疾患研究部 骨代謝制御研究室室長
国立長寿医療研究センター

荒井由美子 長寿政策科学研究部
部長

なか い

としはる

えん どう

しょう ご

中井 敏晴

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
東京都健康長寿医療センター研究所

遠藤 昌吾 老化制御研究チーム
研究部長

お ざわ

のぶよし

こんどう

いずみ

小澤 総喜

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
国立長寿医療研究センター

近藤 和泉 機能回復診療部
部長

わたなべ

渡辺

けん

研

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
合

採択者名簿

計

助成額
継続・新規
（単位：円）

骨再生を促進する因子の同定

2,500,000…

継続

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

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

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

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

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

変形性膝関節症関連遺伝子の同定

2,500,000…

新規

15,076,633…

11

■研究実績報告書■平成22年度
№

1

2

3

4

5

6

7

研究者氏名
たけした

すなお

竹下

あら い

淳

ゆ

み

こ

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 研究所
運動器疾患研究部 骨代謝制御研究室室長
国立長寿医療研究センター
部長

としはる

かつ み

あきら

中井 敏晴

勝見
しばさき

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
国立長寿医療研究センター

章 臨床検査部 輸血管理室
医長

まさたか

国立長寿医療研究センター

芝崎 正崇 包括診療部呼吸器内科
医師

さか い

よしひと

国立長寿医療研究センター

酒井 義人 先端機能回復診療部骨粗鬆症科
医長

えん どう

しょう ご

東京都健康長寿医療センター研究所

遠藤 昌吾 老化制御研究チーム
研究部長

合

12

研究課題

荒井由美子 長寿政策科学研究部

なか い

採択者名簿

計

助成額
継続・新規
（単位：円）

骨再生を促進する因子の同定

3,000,000…

新規

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

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

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

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

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

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

18,800,000…

■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13

■研究実績報告書■

平成20年度
№
1

2

3

4

研究者氏名
しもかた

ひろ し

長寿科学研究者支援事業

所属機関・部局・職名
国立長寿医療センター

下方 浩史 疫学研究部
角

やすのり

研究所

医長

にいいい だ しゅんぺい

新 飯田 俊 平

まるやま

国立長寿医療センター

保徳 先端医療部 口腔機能再建科

なお き

国立長寿医療センター 研究所
運動器疾患研究部 骨代謝制御研究室
室長㈶東京都高齢者研究・福祉振興財団

丸山 直記 東京都老人総合研究所
副所長

合

14

研究課題

部長

すみ

採択者名簿

計

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

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

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

17,012,600…

Ⅱ

平成26年度

研究実績報告書

■研究実績報告書■オートファジー制御がタウ病態に与える影響の解析
国立長寿医療研究センター
プロジェクトリーダー

吉池裕二

研究期間 平成24年度～平成26年度（３年計画 3年目）

Ⅰ．研究活動の概要はない。細胞の活動の状態に応じて形成と分解を繰り返すことで細胞のダイナミズムを調整していアルツハイマー病は我が国が抱える最重要課題

るとも言える。従ってタウが何らかの理由で微小の一つとなっている。私はその治療法を見つける

管から遊離すること自体は正常な現象であると考ことを最終的な目的として本研究を行った。

えられる。またタンパク質は必ずしも単量体で機

アルツハイマー病は臨床的に学習記憶能や認知能を発揮するものばかりとは限らないため、タウ機能の低下によって特徴づけられる。これらの脳同士が会合することにも特段問題は無いように思機能の障害は神経ネットワークを形成する神経細われる。しかしそれがβシート状に多量体を形成胞の消失に依るものとする考えが広く受け入れらした場合、すなわち凝集体として細胞質内の限られている。神経細胞死を引き起こす原因は何かこれたスペースに出現したとしたら細胞内部の様々れまでにも多くの研究がされてきているにも関わな機能に影響を及ぼす可能性は十分にある。

らずその明確な答えは出ていない。しかし少なく

タウが凝集した線維は他のタンパク質の線維状とも臨床症状とよく相関する病理的変化が脳内で凝集体すなわちアミロイド同様βシートを基本骨観察されている。それは神経原線維変化と呼ばれ格とした構造であることが知られている。タンパ

る病理像であり、タウタンパク質が線維状に凝集

ク質の機能は通常その３次構造によって決まるが、することで細胞内に蓄積して形成する。タウタン

アミロイド線維についてはβシートという２次構

パク質は通常、微小管に着くことでその安定性を造によって規定される要素が大きいように思われ保つはたらきをする。しかし何らかの理由で微小る。βアミロイド線維を対象に行った私自身の研管から遊離したタウタンパク質同士が会合し、や究から、アミロイド線維のたとえば神経毒性はそがてβシート化することで線維状の凝集体となのβシートから外側に向けて配向したアミノ酸側る。このタウの凝集体がどのようにして神経活動

鎖の物理化学的性質によると考えている。特定のを妨害するのかについてはいまだにわかっていな

アミノ酸がβシート表面にならぶことで線維の軸いものの、タウ以外のタンパク質も同様な基本構に沿って特定の物理化学的特徴を持った領域がで造、すなわちβシート化した線維状形態の凝集体きる。これがタウであれば細胞内の様々な器官ととなって様々な病態で観察されることなどからす接することで正常機能を阻害することになるのでると、その線維状形態に何らかの病因があると考はないかと考えている。その物理化学的性質とはえられる。

何か、またどの器官との接触が問題を生じるのか

微小管は常に安定な状態にある細胞内小器官でについては今後も研究したい課題である。しかし
17

■研究実績報告書■

治療法を見つけるという本研究の目標を考え、タないタウが蓄積してしまっていると考えるほうがウの凝集・蓄積をどうすれば抑制できるかという自然である。βアミロイドなどによって抑圧されことに集中することにした。

た細胞の代謝・分解能力を発揮させるために少々細胞内で変性したタンパク質などを分解するシ

荒療治を試みることにした。

ステムには様々なものがある。プロテアーゼはその最もシンプルな例であり、より大きくまた複雑にからんだ凝集物を分解するシステムとしてユビⅡ．研究の成果

キチン・プロテアソーム系やオートファジーが知

酸化ストレスはアルツハイマー病や老化の原因られている。このように細胞にはその内部に不必とされている。しかし私はタウの分解・代謝を促

要な分子を除去するためのシステムが幾重にも施進するための方策として酸化ストレスを用いるこされているにも関わらず、例えばアルツハイマーとにした。

病においては老人斑や神経原線維変化ができてし精製したタウタンパク質の凝集を阻害するようまうのは何故かと考える。βアミロイドの蓄積はな化合物を in… vitro でスクリーニングした結果ア

主に細胞外に見られるためそういった代謝システ

ロキサンという化合物が見つかった。アロキサン

ムでは捉えられない異常によるのかもしれないが、は活性酸素を発生する程高い酸化活性を有する化

タウは細胞内に蓄積するのであるから何らかの理合物であり、その発生した活性酸素がすい臓のβ

由でその分解が抑制された可能性がある。当初私細胞を破壊してマウスでは糖尿病を引き起こすこはその原因はβアミロイドの蓄積であるという作とが知られている。そんな毒性の知られたアロキ業仮説を立てた。しかしβアミロイドの蓄積があ

サンを少しだけタウの遺伝子改変マウスに投与しるにも関わらず神経活動に異常を生じない場合もたところ、タウの蓄積が減少していることがわかっあることを考えれば、細胞の形状をかたちづくるた。このとき不溶性タウだけでなく可溶性タウも程パンパンにタウ線維が溜るような神経原線維変減少していたことから低濃度アロキサン投与はタ化の形成を抑制できれば病気の進行も阻止可能でウの凝集抑制だけでなくタウの代謝にも影響したはないかと考えた。

のではないかと考えた。

分子、細胞、システム、ネットワーク、個体と一方、タウを標的とした治療薬開発で最も進んいうように生体をなすレベルが上がれば上がる程でいるメチレンブルーもまた強力な酸化剤となる

その仕組みは複雑になる。つまりあるインプット

ことが知られている。メチレンブルーの生体内でに対して生体は様々な反応をする。アルツハイの作用機序は明確に同定された訳ではないが、オー

マー病は様々な原因が複雑に影響することで生じトファジーを誘導することも知られていたしまたる病気であるから、ある特定の酵素反応を阻害す

最近では酸化ストレス応答に関与する分子の増加

るような戦略では解決は困難かもしれない。言いなども報告されている。そこでまずタウを発現さ換えれば in… vitro で特定の分子に効くからといっせたショウジョウバエにメチレンブルーを投与して個体でも効く可能性は高くはないように思われてその効果をみることにした。その結果メチレン

る。分子や細胞レベルでは検出が難しい現象としブルー投与はこのハエモデルの脳内における不溶ては補償機構や適応応答といったものがある。こ

性タウ蓄積を抑制することがわかった。またタウ

ういった現象を理解すればβアミロイドも低濃度の蓄積に伴って生じる行動異常も改善することがでは神経活動を上げるような現象を無視することわかった。しかしメチレンブルー投与はハエの生はできない。また分解されずにタウが細胞内に蓄存率を著しく低下させただけでなく、野生型のハ積するのは分解が低下しているのでは無く、あるエの行動を悪化させるなどの毒性効果も認められ

程度分解系は活性化していても十分に分解しきれた。この有効性と毒性の混在は酸化ストレスをイ

18

■研究実績報告書■

ンプットとした場合の複雑な生体反応と解釈でき拠を示す必要がある。そこで老齢のカニクイザル

る。ハエモデルへのメチレンブルーの投与はオーを用いて投与実験を開始した。これまで特にβアトファジー関連タンパク質レベルを増加させた。

ミロイドの蓄積を抑制するような物質の投与が効

オートファジーとはそもそも細胞が飢餓状態に置

果的に脳内のβアミロイドの蓄積を抑制したにもかれた際に起こる現象として知られている。メチ

かかわらず臨床症状を改善せず臨床試験を突破でレンブルー投与により個体を死なせない程度の酸きなかった例がある。タウについては臨床症状と化ストレスを与えることでオートファジーを誘導の相関が知られているが、タウの蓄積への影響ださせた結果、タウは代謝され生き残った細胞からけでなく脳機能への影響も解析しておくことが今なる個体は対照群に比べて行動が改善したと考え

後重要な課題となる。そこでサルの記憶学習能をられる。しかしメチレンブルー投与により死亡し測るための装置を導入して予備的な試験を開始した個体も存在することは事実であり、ハエの適応た。

応答の個体差をヒトに置き換えて外挿することは

私たちは本研究においてヒトタウを発現させた

容易ではない。ただ進化論的に考えればヒトのよ

ショウジョウバエを用いた。ハエモデルは神経原

うな高等動物の方がより高い適応能力を有すると線維変化形成を伴わないと考えられていたことか考えられる。メチレンブルーはその毒性が良く知ら、これまでタウの蓄積に対する薬剤投与の影響られているにもかかわらず FDA 設立前から使用をみるモデルとしては注目されてこなかった。今されてきた薬剤であり、現在進行中の臨床試験で回、不溶性画分におけるタウの蓄積とそれに相関もし副作用が出たとしても有効性を示すことが期した行動異常を検出したことでハエモデルのタウ待される。しかしより安全で尚かつ有効な薬があ

蓄積阻害剤のスクリーニングへの応用が可能とればそれに越したことはない。そこでメチレンブなった。今後、これまでに見つけた既存の物質のルー同様の酸化活性を有しながら毒性の低い化合開発も進めていくとともに、ショウジョウバエの物を探すことにした。

システムを用いてより効果的でかつ安全なそしてメチレンブルーは光を照射すると活性酸素を発可能であれば新規の物質の探索を続ける予定であ

生する光感受性色素である。メチレンブルーを投る。一般的に既存の物質は知財化が難しく製薬企与したハエから活性酸素を検出した。またメチレ業の支援を得ることが困難である一方、新規化合

ンブルー投与によるタウ蓄積抑制効果は光の有無

物でも細胞毒性のあるものは抗がん剤でもない限に大きく依存することもわかった。私はこのよう

りはじめから候補から除外されてしまう傾向があなメチレンブルーと同様な性質を持ち、かつ毒性る。しかしオートファジーは種々の疾患とりわけが低いことが知られているある既存の物質に着目

タンパク質が蓄積する変性疾患において新たな創した。ショウジョウバエモデルへのこの物質の投薬の標的として注目されているがオートファジー

与はメチレンブルーほど効果的ではなかったもの

は細胞を飢餓状態においた場合に誘導される現象のタウの脳内蓄積を抑制することがわかった。まであるという認識にもとづけばオートファジー誘

たハエモデルの行動異常を改善した一方、野生型

導剤はスクリーニングで除外される可能性が高

ハエの行動を悪化させることもなく生存率も低下い。本研究により培養細胞では毒性としての表現させなかった。更にこの物質の投与はハエモデル型が顕著な酸化ストレスも個体では適応応答からの短期記憶を改善した。これらの結果からこの物

オートファジーの誘導によって有効性を示し得る

質はアルツハイマー病を含むタウが蓄積するタウ

ことがわかった。また野生型ハエの行動や生存率

オパチーの薬のシードとなり得ると考え特許出願

に対する影響をみることによって個体レベルでのしたとともに論文として現在投稿中である。薬の安全性試験が可能であることが実証できた。以上

開発を念頭に置いた場合より説得力のある実験証のことをまとめると in… vitro で細胞毒性を示すよ19

■研究実績報告書■

うな物質の中には個体で効くものもあるがそれで克服を目指している病気の一つである。それでもも安全性は重要であり、その意味では既存の物質難しいとすれば今までの創薬の常識を見直してもの中で生体投与時の安全性が調べられているもの

本当に効く物質が存在するのかどうかを探る必要

は副作用の懸念が少ないといった強みもあるものがあるように思う。本研究によって少なくともアの新規化合物についてもある程度の個数までならルツハイマー病においてはこれまでの一般的な創ばショウジョウバエを用いて有効性と安全性をあ薬開発の常識の範囲を超えたアプローチの必要性

わせたスクリーニングができることがわかった。

を示すことができたとすればそれは本研究のひと

アルツハイマー病は世界中の研究者がその解明とつの成果ではないかと考える。

20

■研究実績報告書■

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
国立研究開発法人…国立長寿医療研究センター
NC・企業連携共同研究部（エーザイ）
薬理学研究室長吉田Ⅰ

裕孝

研究期間 平成25年度～平成26年度（２年計画 ２年目）

研究活動の概要④

神経回路にしたがった伝播か不明である。

⑤

病理伝播の神経活動・神経細胞死への影響が［目的］不明である。

アルツハイマー病（AD）および前頭側頭型変したがって、プリオン説を検証し、タウオパチー性症（FTD）などのタウオパチーは認知症の主における認知症発症メカニズムを解明するには、な原因となる神経変性疾患であるが、その発症機①

どのようなタウ（モノマー、オリゴマーある

構は不明である。異常リン酸化タウからなるタウ

いはタウ凝集体）が認知症発症に関与するの線維の脳内蓄積は、これらタウオパチー認知症をか？

呈する疾患の主要な病理学的特徴であり、タウ線②

タウ病理はどのようにして拡大し、認知症発

維形成・蓄積と神経細胞死は強く相関することが症に関与するのか？

報告されてきた。しかし、今世紀に入ってからのという未解決の問題を明らかにする必要がある。

研究報告から、タウ線維よりもタウ線維が形成さ従来タウを標的とした認知症治療を目的としたれる過程での中間体と考えられてきたタウ・オリ

研究では、タウのリン酸化、凝集・線維化を抑制

ゴマーの重要性が指摘され、タウ・オリゴマーのする阻害剤の開発と投与が主な戦略であった。し多様な機能がタウオパチーにおける認知症発症にかし、本来細胞内蛋白質であるタウが、タウ病理

関与することが示唆された。また、タウなど神経伝播能を有し細胞外に放出されることが明らかに変性疾患で蓄積する線維状異常蛋白質はプリオン

なれば、細胞外タウを標的とした治療が可能であ様に伝播する仮説（プリオン説）が Braak らによる。したがって、細胞外タウの性質ならびに細胞り提唱された。2007年以降、培養細胞系あるいは外への放出機構を解析することにより、①病理伝動物モデル系を用いてプリオン説を検証する実験

播型タウの特異的な排除、②病理伝播型タウの細が報告されているが、本モデルにおける以下の問

胞外放出の抑制、および③病理伝播型タウの細胞題点も指摘できる。

内取り込みの抑制により本疾患の進行を抑える戦①

略にもとづく新規治療ならびに創薬に結びつけら

凝集核（シード）を必要とする。一次病理物
質の形成機構ならびにその実体が不明である。

②

本研究課題では、培養細胞系ならびに野生型あ凝集核タンパクと宿主内発現タンパクの同一性が必要である。

③

れるものと期待される。

連鎖伝播性物質が不明。そしてその細胞外への放出を必要とする。

るいは認知症モデルマウスを用いて①

タウ病理伝播性タウ（あるいは細胞外タウ）の同定と解析
21

■研究実績報告書■②

タウ病理伝播性タウ（あるいは細胞外タウ）の生物学的機能の解析③

タウの細胞外放出機構の解明

解析
タウには微小管結合領域をはじめとして特徴的な領域があるので、これらがタウの細胞することによりプリオン説の検証を行ない、こ外放出に関与するものか、N 末端領域欠損、微れまで不明である本疾患発症過程におけるタウ病

小管結合領域欠損、C 末端欠損ならびに微小管

理拡大機構の解明とタウ病理伝播抑制する戦略に結合領域のみの変異タウを培養細胞に発現し、基づく治療法の開発をめざすことを目的とし研究

細胞内で発現したタウおよび培養細胞液中のを遂行した。

タウの定量を行いその量比を比較した。その結果、C 末端領域欠損変異タウ、微小管結合領［活動内容］

域のみのタウがもっとも多く細胞外に放出され、①細胞外タウの検出と生化学的性質の解析

これに N 末端領域欠損変異タウ、野生型（全長）HEK293ならびに SHSY ５Y 細胞にタウを発タウ、微小管結合領域欠損変異タウが続いた。

現すると、細胞内タンパク質であるタウが細以上の結果からタウ分子内にはタウの細胞外胞培養液中にも抗タウ抗体をプローブとした

放出に不可欠な領域は存在しないことが示さ

イムノブロット法により検出されることから、れたが欠損する領域によって放出量が異なる

タウが細胞外に放出されることをこれまでにので、そのメカニズムを調節する領域が存在見いだしている。同試料を Blue-Native 電気泳することが示唆された。

動によりタンパクを分離した後、抗タウ抗体
をプローブとしたイムノブロット法により解③家族性タウオパチー FTDP-17で発見された変析した結果、複数の大きさのタウ・オリゴマー

異 P301S および凝集抑制変異のタウの細胞外が検出された。同培養細胞を回収し、その抽放出に与える影響の解析

出液を Blue-Native 電気泳動後同様にしてイム

家族性タウオパチー FTDP-17で発見されたノブロット法を行い、細胞内のタウを解析しP301S 変異は若年性タウオパチーを発症させ、た結果、複数の大きさのタウ・オリゴマーが分子レベルでは微小管重合促進能の低下とと検出されたが、細胞培養液中のオリゴマーよもに、タウの凝集を促進する。またタウの微りも大きさの小さいオリゴマーの割合が大き

少管結合量域内の二重変異 I277P と I308P はタ

いことがわかった。

ウ凝集抑制効果があることが報告されている。

野生型マウスを用いたマウス脳マイクロダ

そこで、これらの変異がタウの細胞外放出にイアリシス法による回収液中にタウが検出さ及ぼす影響を①と同様にして解析した。そのれることをこれまでに見いだしているので、結果、野生型タウと P301S 変異タウでは細胞外同様の実験を本回収液とマウス脳抽出液を用放出量に有意差は認められなかったが、タウいて行った。その結果、両試料ともタウ・モ

凝集抑制変異タウとでは有意にタウ凝集抑制

ノマーおよびタウ・オリゴマーが検出され、変異タウの放出量の低下が認められた。①のマウス脳抽出液中では大きさの小さいオリゴ

Blue-Native 電気泳動に続くイムノブロット法

マーの割合が大きいことがわかった。

による実験結果から、モノマー状のタウも細以上の培養細胞ならびにマウス脳では細胞胞外に放出されていることから、タウのオリ外に放出されるタウは細胞内のタウよりも大ゴマー化が放出に必須とは言い切れないが、きいオリゴマーであることが示された。

I → P へのアミノ酸置換変異によるタンパク質のコンフォメーション変化がこれに影響する②タウの細胞外放出に関与するタウ分子内領域の22と考えられた。

■研究実績報告書■がわかった。本研究であきらかとなったタウの細④タウ細胞外放出を調節する化合物のスクリーニ
ング

胞外放出を調節する化合物を応用することにより
細胞外タウの詳細な性質の解析とタウ・オリゴマー

タウを発現する SHSY5Y 細胞を用いてタウの形成と細胞外タウ放出メカニズムを解明するこ

細胞外放出を調節する化合物のスクリーニンとにより、細胞外タウを標的とした治療法への応グを行った結果、イオンチャンネル作用物質、用が可能性であると期待される。

細胞内輸送作用物質などの化合物の中にタウの細胞外放出を亢進あるいは抑制する化合物があることがわかった。この結果は、タウの細胞外放出が細胞活動の結果であることを示
唆するものである。

学会発表国内外において学会発表された。
Yoshida H.
I d e n t i f i c a t i o n … a n d … c h a r a c t e r i z a t i o n … o f…
extracellular…tau.
The…Society…for…Neuroscience…Annual…Meeting…

Ⅱ

研究の成果

2014,… Washington,… D.C.,… U.S.A.,… November… 19,…
2014

本研究においてタウを発現する培養細胞ならびにマウス脳において細胞外にタウが放出されるこ吉田裕孝と、そしてこの現象とタウ・オリゴマーの形態が「細胞外タウの生化学的解析」第33回日本認知関連する可能性が示唆された。またタウの細胞外症学会学術集会，横浜市，2014年11月29日－12月

放出が化合物により生理的に調節可能であること

１日

23■研究実績報告書■24

■研究実績報告書■

骨格筋萎縮における鉄の意義の解明
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

池田

Ⅰ

康将

研究期間 平成25年度～平成26年度（３年計画 ２年目）

な臨床研究を行った。

研究活動の概要①

抗酸化剤が鉄誘導性骨格筋萎縮を抑制するか

本研究の目的は、骨格筋萎縮病態における鉄の検討を行った。抗酸化薬にはテンポールを使役割を解明することによって、鉄が骨格筋萎縮の用した。培養骨格筋細胞とマウスへの鉄負荷

病態評価ならびに治療介入標的となりうるか、そを行い、in…vitro,…in…vivo の両面から検討した。

の基盤構築のための基礎的知見を集積することでIn… vitro では骨格筋横径、リアルタイム PCR 法ある。

での atrogenes 発現、ウエスタンブロット法で鉄は必須微量金属元素である一方で、Fentonの Akt,FOXO3リン酸化を検討した。In… vivo で反応触媒を介した酸化ストレス産生することには病理組織での骨格筋断面積に加えて、同様

よって、各種病態の発症、進展に関与することがに atrogenes 発現と Akt/FOXO3リン酸化を検知られている。生体内鉄量が増加することで、実討した。また酸化ストレスは Dihydroethidium

験動物モデルでは骨格筋萎縮が引き起こされるこ（DHE）染色によるスーパーオキシド検出によと、また臨床研究でも、生体内鉄量と骨格筋量がり評価した。

負の相関を有することが報告された。しかし鉄に②

鉄過剰とならんで鉄欠乏も問題となる。鉄欠よる骨格筋萎縮メカニズムは未解明のままであっ乏による骨格筋への影響を確認するためにマた。

ウスを用いて検討した。低鉄飼料は正常飼料

昨年度の研究によって、鉄過剰マウスモデルでをベースとしたと鉄含有が1/10のものを用い

は骨格筋萎縮が引き起こされること、筋萎縮関連た。検討項目は骨格筋重量、病理組織による

因子ユビキチンリガーゼ E3である Atrogin-1や骨 格 筋 断 面 積、 リ ア ル タ イ ム PCR 法 で のmuscle… ring… finger… protein-1（MuRF1）のatrogenes 発 現、 ウ エ ス タ ン ブ ロ ッ ト 法 で のatrogenes 発現が増加すること、ユビキチンリガー

Akt,FOXO3リン酸化によって正常飼料群と比ゼ E3制御に関わる Akt-FOXO3経路が抑制される較した。培養骨格筋での検討では鉄キレート

ことを見出した。培養骨格筋細胞を用いた検討で剤（DFO）を使用した。

は、FOXO3… siRNA 導 入 に よ っ て 鉄 に よ る③

ヒトに骨格筋量と生体内鉄マーカーとの関連

atrogenes 発現増加ならび骨格筋萎縮が抑制されの検討を行うため、徳島大学病院循環器内科

ることを明らかにした。

に通院中の126名の患者における、骨格筋量と昨年度の研究成果をふまえて、今年度はさらな血清フェリチン濃度ならびに血清鉄濃度とのる知見を得るための基礎的研究と平行して予備的関 連 を 比 較、 検 討 を 行 っ た。 骨 格 筋 量 は In…
25

■研究実績報告書■

Body720を用いたインピーダンス法によって算

骨格筋断面積も同様に低値であった（図２B）。

出した。なお臨床研究を行うにあたって、徳Atrogenes 遺伝子発現は ID 群で増加しており

島大学臨床研究倫理委員会の承認を得た後、（図２C）、Akt-FOXO3のリン酸化は ID 群で抑実施した。

制されていた（図２D）。培養骨格筋細胞での検討では、DFO 処置によって骨格筋萎縮が引

Ⅱ

研究の成果

⑴

鉄による骨格筋萎縮メカニズムと酸化ストレ

き起こされ、in… vivo 同様に Akt-FOXO3経路の抑 制、atrogenes 発 現 増 加 を 認 め た。FOXO3…
siRNA 導入によって、DFO による骨格筋萎縮は抑制された。

ス
鉄負荷によって培養骨格筋細胞、マウス骨格筋ともに DHE 染色輝度は増加した。in… vitro
において鉄負荷によって引き起こされる骨格筋 萎 縮、atrogenes 発 現 増 加、Akt-FOXO3経路リン酸化抑制は、テンポール前処置によって回復した。またマウスへのテンポール投与によって鉄による骨格筋重量・筋断面積低下の抑制（図１A,… B）ならびに atrogenes 増加は抑制（図１C）された。
⑶

ヒトにおける生体内鉄量と骨格筋量の関連評
価
平均年齢69歳、男性74名、女性52名、平均BMI23.7、 平 均 骨 格 筋 量35.6 ％、 平 均 血 清 鉄
89.0μ g/dl、平均血清フェリチン値105.3ng/mlであった。骨格筋量と血清フェリチン値について、全体では有意な相関は認めず、また男
性のみ、女性のみと分けて検討しても同様であった。しかしながら骨格筋量と血清鉄について、全体、女性のみでは相関はみられなかった が、 男 性 で は 弱 い 正 相 関 が 認 め ら れ た（R2=0.06,…p<0.03）（図３）。

⑵

鉄欠乏による骨格筋萎縮への影響
正常飼料群（ND）、低鉄飼料群（ID）に分
けて、一ヶ月後にサンプリングを行った。ND
群と比較して、ID 群では軽度の貧血がみられ、骨格筋鉄量は約3/4に低下した（図２A）。骨格筋重量は ID 群で低値であり、病理組織像での26

■研究実績報告書■

本研究によって、鉄過剰、鉄欠乏ともに AktFOXO3-atrogenes を介した骨格筋萎縮に関与することが明らかとなった。しかし臨床的な検討では、骨格筋量と血清フェリチンには相関がみられず、骨格筋量と血清鉄濃度には正相関していた。
今回の対象とした患者群は外来通院可能な、いわゆるサルコペニア基準を満たすものがいなかったことが影響した可能性がある。生体内鉄量と骨格筋鉄量の臨床的な関連性については、今後さらなる検討が必要と思われた。

27

■研究実績報告書■28

■研究実績報告書■

免疫老化制御による加齢関連疾患治療戦略の確立
慶應義塾大学兵庫医科大学新村Ⅰ

医学部 内科学（循環器内科） 専任講師（平成26年11月31日まで）
内科学総合診療科 主任教授（平成26年12月１日から）健

研究期間 平成25年度～平成26年度（２年計画 ２年目）

研究活動の概要

PD-1陽性記憶型 T 細胞に着目し、基礎的、臨床研究を実施した。H26年度に我々は、マウスにお本研究の目的は、加齢に伴う免疫機能の変化、いて加齢や食事性肥満に関連したインスリン抵抗

特に T 細胞機能の低下が、加齢関連疾患の発症や性の発症に伴い PD-1陽性記憶型 T 細胞発現が脂高齢者の循環器疾患の病態とその進展において果肪組織において増加することを確認し、PD-1をたす役割を解明すること、次に免疫老化に対する標的とする分子生物学的製剤が、これらの病態に介入法を開発し、それが加齢関連疾患や高齢者のおいて新たな治療法となりうる可能性を明らかに

循環器疾患への新たな治療戦略となりうるかを明した。引き続き H27年度は、①食事性肥満によりらかにすることである。

PD-1陽性記憶型 T 細胞が増加する分子機序、②加齢に伴う燻り型の慢性炎症（Inflammaging）

脂肪組織における PD-1陽性記憶型 T 細胞と他のは、老化の本質的現象とも考えられ、加齢関連疾

炎症性細胞との相互関係、③ PD-1陽性記憶型 T

患の発症・進展や、高齢者での感染症重篤化・遷細胞によるインスリン抵抗性の誘導機序、を解明延化に寄与している。加齢に伴う免疫系の変化することを目的とした基礎的研究を継続した。臨は、特異的獲得免疫応答性の低下と向炎症性応答

床研究では、ヒトにおいても PD-1陽性 T 細胞がの増強からなり、これらは“免疫老化”と呼ばれ糖代謝異常の合併で増加することを明らかにした。

ている。この免疫老化は、胸腺萎縮による T 細胞

実験①

脂肪組織における炎症性細胞の kineticsの枯渇に加え、特徴的な機能を持つ特殊な CD4…

４週齢の雄性 C57B マウスを２群に分け、１群T 細 胞（programmed… cell… death-1…［PD-1］ 陽 性は通常食、他群は高脂肪食の自由摂取条件で飼育

記憶型 CD4陽性… T 細胞）分画の出現・増加によした。６週齢、８週齢、12週齢の時点で、内臓脂る 可 能 性 が あ る（Shimatani 他。PNAS… 2009;

肪を摘出し、免疫染色法、real-time… PCR 法によ

106:15807-12）。しかしこれまで、PD-1陽性記憶

り、マクロファージ、好中球、好酸球、B 細胞、型 T 細胞が、加齢関連疾患の発症・進展に関与す

T 細胞の浸潤数と局在、炎症性サイトカイン発現ることを証明した研究はなく、また PD-1陽性記

を 評 価 し た。 イ ン ス リ ン 抵 抗 性 の 出 現 時 期 と憶型 T 細胞を標的とした分子標的治療が、これら

PD-1陽性記憶型 T 細胞出現の時相を対比した。

の発症・進展予防に有効な新規治療戦略となりう

実験② PD-1陽性記憶型 T 細胞の adoptive transfer

るかも検討されていなかった。

我々は18週齢で、高脂肪食飼育マウスの内臓脂

そこで本研究では、免疫老化への介入の標的細肪に PD-1陽性記憶型 T 細胞が高率で存在するこ胞として、加齢に伴い増加し炎症促進効果を担うとを確認した。そこで18週齢の食事性肥満マウス
29

■研究実績報告書■の内臓脂肪からPD-1陽性記憶型 T 細胞を抽出し、から内臓脂肪においてマクロファージの有意

痩せ非糖尿病マウスの内臓脂肪にエコーガイド下な増加が見ら、経時的に漸増した。CD4+T 細に移植した。経口ブドウ糖負荷試験、インスリン胞の内臓脂肪における増加は、高脂肪食開始

負荷試験を実施し、インスリン抵抗性の出現を観後６週の時点（10週齢）で初めて有意であっ察した。

たが、PD-1陽性記憶型 T 細胞は、マクロファー

実験③

PD-1陽性記憶型 T 細胞の性状解析

ジと同様に６週齢の時点から有意に増加し、18週 齢 の 食 事 性 肥 満 マ ウ ス の 内 臓 脂 肪 か ら

経時的に漸増した。B 細胞は６週齢の時点から

PD-1陽性記憶型 T 細胞を抽出し、抗原刺激下で有意に増加したが、その後は数の増加が見らの増殖能を評価し、PD-1陰性 CD44陽性、PD-1陰れなかった。好酸球は６週齢の時点で最も増性 CD44陰性 T 細胞と比較した。また PD-1陽性記

加し、その後漸減し、18週齢では通常食飼育

憶型 T 細胞における増殖機能、サイトカイン産出

群と差を認めなかった。好中球は、両群間で能、遺伝子発現レベル、細胞老化、DNA 傷害を差を認めず、18週齢でのみ高脂肪食負荷群で評価した。

増加していた。免疫染色検査による観察では、

実験④

T 細胞における PD-1発現誘導実験

PD-1陽性 T 細胞は。王冠様構造の中に局在し、食事性肥満マウスまたは痩せ非糖尿病マウスか

マクロファージと一緒に死につつある脂肪細ら内臓脂肪組織を摘出し、ナイーブ T 細胞との共胞を取り囲んでいた。これらの結果より脂肪培養を行い、T 細胞における PD-1の誘導を観察

組織の炎症において、マクロファージとともした。また T 細胞での PD-1誘導におけるマクロに PD-1陽性 T 細胞が早期の段階から関与してファージの役割を明らかにする目的で、in… vitroいる可能性が示唆された。

において18週齢の食事性肥満マウスの内臓脂肪か⑵

PD-1陽性記憶型 T 細胞の adoptive transfer

らマクロファージを抽出し、６週齢のマウス脾臓

PD-1陽性Ｔ細胞を熱可逆性ゼラチンポリマーから抽出した PD-1陰性 T 細胞と共培養した。in…

（Mebiol… gel）の溶解し、エコーガイド下に通vivo においてはクロドロネートリポゾーム腹腔内

常食で飼育した６週齢のレシピエントマウス

投与することによりマクロファージを in… vivo での内臓脂肪に直接的に注入した。１回あたり除去したマウスにおいて高脂肪食飼育を行い、１×106個の細胞を４週齢のマウスに週３回２

PD-1陽性記憶型 T 細胞の出現を評価した。

週間にわたって移植した結果、Mebiol… gel のみ

実験⑤を注入した対照群と比べ、内臓脂肪におけるヒトにおける循環血中 PD-1陽性 T 細胞

出現率と糖尿病の関連

マクロファージ数は有意に増加し、その極性

慶應義塾大学病院通院中の40歳から60歳の非糖は M １優位とシフトした。PD-1陽性Ｔ細胞移尿病および糖尿病患者から、書面と口頭両方によ植群では、内臓脂肪において王冠様構造が出る研究説明を行った後、書面による同意が得られ現し、耐糖能異常とインスリン抵抗性が確認た場合のみ、末梢循環血液を通常採血法によりされた。この結果より、PD-1陽性 T 細胞は内20mL 採取した。採取血液は直ちに FACS 解析に臓脂肪の炎症とインスリン抵抗性を惹起しう

使用し、末梢循環血中の PD-1陽性 T 細胞の割合ることが確認された。

を検討した。

⑶

PD-1陽性記憶型 T 細胞の性状解析
PD-1陰性 CD4+T 細胞と比べると、PD-1陽性
CD4+T 細胞は TCR 刺激下の増殖能は有意に低

Ⅱ

研究の成果

⑴

脂肪組織における炎症性細胞の kinetics

CD4+T 細胞と比べ、TCR 刺激下の標準的なリ高脂肪食負荷開始後２週間の時点（６週齢）

ンパ球性サイトカイン（IL-2や IFN γ）の分泌30

か っ た。PD-1陽 性 CD4+T 細 胞 は、PD-1陰 性

■研究実績報告書■能は著しく低かった一方、炎症性サイトカイ

から抽出した PD-1陰性 T 細胞は、食事性肥満

ンであるオステオポンチンや IL-6の分泌能は著マウスの内臓脂肪由来の脂肪組織マクロファー

しく高かった。PD-1陽性 CD4+T 細胞ではリンジと共培養することによって PD-1陽性 T 細胞

パ系の細胞で発現の高い satb1の発現が低く、へと変化した。

一方 myeloid 系の細胞に発現する C/EBP αのin… vivo において高脂肪食負荷時にクロドロ発現が高かった。PD-1陽性記憶型 T 細胞は高ネートリポゾーム治療によりマクロファージ

率に p21WAF1/CIP1を発現していたが、PD-1を除去すると、内臓脂肪における PD-1陽性 T

陰性記憶型 T 細胞ではその発現はみられなかっ細胞の割合は、対照となる PBS 投与群と比べた。さらに PD-1陽性記憶型 T 細胞では PD-1陰有意に減少していた。

性記憶型 T 細胞と比べ、H2AX（pS139）の発以上の結果から我々が考える図１に脂肪組

現 レ ベ ル が 高 か っ た。 こ れ ら の 所 見 か ら、織における炎症惹起におけるマクロファージ

PD-1 陽 性 記 憶 型 T 細 胞 は、DNA 傷 害 反 応と T 細胞の相互関係に関する仮説を示す。

（DNA…damage…response）に特徴的な性質を持
ち、リンパ系から myeloid 系の形質転換していることが示唆された。
⑷⑸

ヒトにおける循環血中 PD-1陽性 T 細胞出現率と糖尿病の関連
年齢をマッチさせた非糖尿病患者または糖T 細胞における PD-1発現誘導実験

尿病患者から文書による同意を得て末梢血を内臓脂肪組織とナイーブ T 細胞との共培養採取した。FACS 解析を行うと、糖尿病患者ででは、T 細胞における PD-1の誘導を観察できは非糖尿病患者と比べ、PD-1陽性 CD4+T 細胞なかった。肥満が自己免疫状態と関連するこの割合が有意に増加していた。

とを示唆する報告は多くみられる。そこで我々は、PD-1陽性 T 細胞は自己反応性 T 細胞由来ではないかと推測した。痩せ非糖尿病マウス

H26年度の成果と合わせて現在論文を修正中であり、近日再投稿する予定である。

31

■研究実績報告書■32

■研究実績報告書■

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
慶應義塾大学
専任講師

伊東Ⅰ

医学部神経内科

大介

研究期間 平成25年度～平成26年度（２年計画 ２年目）

研究活動の概要

Common… disease を主眼と置いた本プロジェクト
は本邦の認知症医療の改善、医療費、介護費の削

急速な高齢化でわが国の20年後には、65歳以上減に大きな貢献を示すとともに、我が国の医療産の人口が総人口のおよそ３分の１を占めるように業の国際競争力の強化と「高齢者医療技術立国」なるとされる。85歳以上の４人に１人が認知症でとしての我が国の国際的地位向上も期待できる。

あると報告されており、画期的な治療法・予防法

初年度は、頻度の高い孤発性 AD の iPS 細胞のが出現しない限り認知症患者の数は増加し、2030

作製と解析を中心に行った。apoE の遺伝子多型

年には約350万人に達すると予測されている。認を 考 慮 し て ４ 症 例（Coriell… Cell… Repositories…

知症における医療、介護はわが国おいて最も大き

AG21158:AD;…apoE2/4、AG11368:…AD;…apoE4/4,…

な課題の一つといえる。頻度の高い認知症である

AG10788:AD;… apoE4/4）の皮膚線維芽細胞より

アルツハイマー病（AD）やパーキンソン病（PD）

iPS 細胞を作成した。近年の研究より amyloid… βの病態解明にはある一定の進展がみられているが、の分子病態に関して、amyloid… β数分子が重合し近年の根本治療をめざした臨床治験ではほとんどたオリゴマー、ターン構造を有する毒性の配座異で有効性を示せずにいる。疾患の診断、病態解性体や pyroglutamyl 化した amyloid… βがシナプ

明・治療法開発には、患者自身の障害組織を用い

ス障害、神経細胞への毒性に重要とする知見があた研究が最も望ましいが、脳組織の場合その入手る事から、iPS 細胞由来分化誘導後神経細胞のは侵襲性、技術的な問題により困難であり神経疾

amyloid…βのオリゴマーを Anti…Oligomer（A11）

患診断、解析の大きな障壁となっている。2006年、で、 毒 性 の 配 座 異 性 体 を Anti-Human… Amyloid…

山中らは体細胞を用いて、ES 細胞に匹敵する多β… E22P（11A1） で、pyroglutamyl… amyloid… β

分化能を有する induced…pluripotent…stem（iPS）

を Anti-Oligo…Pyro-Glu…A…β ,…Mouse-Mono（9D5）細胞の樹立に成功した。この技法を応用して患者を用いて検討した。分化誘導後２週間の時点で由来 iPS 細胞を樹立することができれば、その多は、 オ リ ゴ マ ー、 毒 性 の 配 座 異 性 体 や能性を基に、疾患に関連した臓器を含む種々の組

pyroglutamyl 化 amyloid… βいずれも培養液中に織を誘導することができる。本研究では、孤発性は 検 出 さ れ な か っ た。 以 上 か ら 毒 性 の 高 いAD,… PD に注目し、iPS 細胞を作成、αシヌクレ

amyloid… βの検出には、培養時間の延長、アスト

インの蓄積機構、脆弱性を解析、iPS 細胞を用いログリアとの共培養が必要と考え、さらなる検討た分子病態の解明、薬剤スクリーニング系そしてを進めている。

脳 生 検 に 代 わ る 診 断 法 の 確 立 を 目 標 と す る。

次年度以降は、孤発性 PD に疾患ターゲット絞33

■研究実績報告書■り研究を進めている。近年、アストロサイトによ

最後に、本プロジェクトにより本理研バイオリ

るニューロンの保護効果の減弱がパーキンソン病

ソースセンター（BRC）に疾患 iPS 細胞12株を寄の進展と関与していることが示唆されている。

託し本邦の幹細胞研究に大きな貢献をはたしていAim1では、PD 患者から樹立した iPS 細胞株由来

る。

のドパミンニューロンとアストログリアの脆弱性の検討を行った。正常コントロールとして百寿者、
孤発性 PD 患者と PARK4（α -Synuclein…３倍体）の家族性 PD 患者から iPS 細胞株を樹立し、分化Ⅱ研究の成果（２年度のみ）

審査評価委員会より課題を絞る様コメントをさせたドパミンニューロンやアストロサイトに頂いたことより、本年度は孤発性 PD に疾患ター

H2O2を添加し酸化ストレスに対する応答を評価

ゲット絞り二つのプロジェクトを中心に解析を進した。本実験では、アストロサイトにおいてニューめた。

ロンより強い脆弱性が観察された。現段階ではコ
ントロールと PD で脆弱性の差異は確認できていAim1．パーキンソン病患者から樹立した iPS 細

ないが、本研究により PD 由来アストログリア産

胞株由来のドパミンニューロン、アストログリア

出と解析に成功した。今後は、PD の病態においの脆弱性の検討てドパミンニューロンのみならずアストロサイト

PD は中脳黒質のドパミンニューロンが変性脱における病態把握にも解析を進めていきたい。

落するため、その機能を果たせず発症する疾患で二つ目のプロジェクトとして、Gaucher 病患者ある。現在失われたドパミンを補充する治療法が（L444P ホモ変異）由来 iPS 細胞を用いた孤発性中心となっている。一方で、アストロサイトはパーキンソン病の遺伝子リスクglucocerebrosidase

ニューロンへアミノ酸・グルコース・水分の供与（GBA）による分子病態の検討を進めた。孤発性を行うだけでなく、ホルモンなどの選択的透過をパーキンソン病の発症遺伝子リスクとして司っている。この血管―アストロサイト―ニュー

Gaucher 病の原因遺伝子 GBA 遺伝子の変異が見

ロンの三者の総合的関係は Neurovascular… unit

出されているが、その分子病態は不明である。本（NVU）と呼ばれ、パーキンソン病のような神経

プロジェクトでは、Gaucher 病患者（L444P ホモ変性疾患においても NVU の機能の重要性が論じ変異）由来 iPS 細胞を樹立し、GBA 活性とαシヌられるようになり、アストロサイトによるニュー

クレインの蓄積機構との関連を明らかとすること

ロンの保護効果の減弱がパーキンソン病の進展とを目標とした。L444P ホモ変異 Gaucher 病患者由関与していることが示唆されている。

来 iPS 細胞を作成した。酵素活性を測定したとこ

本研究では、正常と考えられる百寿者、孤発性ろ、患者由来線維芽細胞では活性は極めて低値でPD 患者と PARK ４（α -Synuclein… ３倍体）の家あったが、リプログラミング後、さらに神経細胞

族 性 PD 患 者 か ら iPS 細 胞 株 を 樹 立 し た。Stem…

分化誘導後ではその活性がほぼ正常に回復していCell… Technologies 社 の STEM-Neural… Differen…

た。L444P 変異は、ライソゾームへの traffic 障害

tiation… Kit® を用いることで分化させたドパミンにより活性低下が起こると考えられているが、我々ニューロンやアストロサイトに H2O2を添加し酸の結果より幹細胞、分化後細胞種により GBA の化ストレスに対する応答を評価した。

traffic 障害が改善されて変異 GBA の活性が回復

これらの iPS 細胞からはチロシン水酸化酵素する可能性が考えられた。今後は、神経細胞での（TH）陽性のドパミンニューロンおよび GFAPGBA の輸送機構とαシヌクレインの蓄積メカニ

陽性のアストロサイトが形成されることがわかっ

ズムを明らかにするとともに、本疾患 iPS 細胞をた。この培養系に酸化ストレスである H2O2を添用いて薬剤スクリーニング系の確立を目指す。

加するとニューロン数に変化は見られなかったが、34

■研究実績報告書■

Aim2．Gaucher 病患者（L444P ホモ変異）由来
iPS 細胞を用いた孤発性パーキンソン病の遺伝子
リスクglucocerebrosidaseによる分子病態の検討
孤発性パーキンソン病の発症遺伝子リスクとして Gaucher 病 の 原 因 遺 伝 子 glucocerebrosidase（GBA）遺伝子の変異が見出されているが、その分子病態は不明である。本研究では、Gaucher 病
図１

ヒト iPS 細胞からのドパミンニューロン分化とアストロサイト誘導法

患者（L444P ホモ変異）由来 iPS 細胞を樹立し、
glucocerebrosidase 活性とαシヌクレインの蓄積機構との関連を明らかとすることを目的とする。
L444P ホ モ 変 異 Gaucher 病 患 者 由 来 線 維（GM07968） が 細 胞 を Coriell 社 よ り 購 入 し、Human… iPS… Cell… Generation TM … Vector… Set…
（Takara）を用いて、iPS 細胞を作成した（図4－6）。L444P 変異は、ライソゾームへの traffic 障害

図２

ヒト iPS 細胞から作製されたドパミンニューロン分化とアストロサイト

図４

図３

Gaucher 病患者（L444P ホモ変異）由来
iPS 細胞の genotyping
PCR-Restriction Fragment Length に より reprogramming 後 iPS 細胞の変異を確認した .

H2O2刺激によりニューロン数は変化ないものの、アストロサイト数が有意に減少

アストロサイト数が有意に減少していることが観察された。現段階ではコントロールと PD で脆弱性の違いは確認できていないが、本研究により
PD 由来アストログリア産出、解析に成功した。
今後アストログリアにおける分子病態の検討も展開していきたい。

図５．Gaucher 病患者（L444P ホモ変異）由来
iPS 細胞の pluripotency marker
免 疫 染 色、RT-PCR に て pluripotency
marker の発現を確認した .

35

■研究実績報告書■

図6

Gaucher 病 患 者（L444P ホ モ 変 異 ） 由 来
iPS細胞のTransgeneと内因性 pluripotency
マーカーの RT-PCR 解析

図７

線維芽細胞でのβ glucosidase 酵素活性PD01: 孤 発 性 PD 線 維 芽 細 胞、AD: 家 族 性
AD 線維芽細胞

図8

iPS 細 胞 で の β glucosidase 酵 素 活 性
controliPS: 百寿者 iPS 細胞、201B7: 健常
者由来 iPS 細胞、PD01-25: 孤発性 PD iPS細胞

図９

分化誘導後神経細胞でのβ glucosidase 酵
素活性 PD01-24、1-25: 孤発性 PD iPS 細胞により活性低下が起こると考えられている。酵素が改善されて変異 glucocerebrosidase の活性が回活性を測定したところ、患者由来線維芽細胞では復すると考えられた。現在、Gaucher 病 iPS 細胞

活性は極めて低値であったが（図７）、驚くべきを血球系細胞… に分化誘導し、glucocerebrosidase

ことにリプログラミング後ではその活性がほぼ正の活性低下の再現の確認を進めるとともに、αシ

常に回復していた（図８）。さらに神経細胞に分ヌクレインの蓄積を検討している。今後は、神経化誘導後しても活性は正常保たれていた（図９）。

細胞での glucocerebrosidase の輸送機構とαシヌ遺伝子解析の結果からは、L444P ホモ変異 iPS 細クレインの蓄積メカニズムを明らかにするととも胞に他の iPS 細胞の混入は否定している（図４）。

に、本疾患 iPS 細胞を用いて薬剤スクリーニング

以上から幹細胞、分化後細胞種により traffic 障害系の確立を目指す。

36

■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 平成25年度～平成26年度（３年計画 ２年目）

研究活動の概要
ハダカデバネズミ（Naked…mole…rat,…DEBA）は、マウスと同等の大きさながら異例の長寿（平均寿命28年）かつ生存期間の約八割の間は老化の兆候を示さない、老化耐性哺乳類である。また、自発

iPS 細胞における腫瘍化耐性能獲得の有無の検証
２．DEBA… Gene… A 遺伝子の機能解析と、DEBA
型 Gene…A 遺伝子改変マウスの作出
３．DEBA 特異的な細胞老化に対する応答機構の解析の進捗について報告する。

的 な 腫 瘍 形 成 が 一 切 確 認 さ れ て い な い（N… =…
800）。本研究の目標は、DEBA の老化耐性・がⅠ．遺伝子発現を DEBA-iPS 型に改変したマウス

ん化耐性の機構／関与因子を同定し、最終的にiPS 細胞における腫瘍化耐性能獲得の有無の検は、関与因子をマウスに導入することによりマウ証

ス個体において DEBA の老化耐性・がん化耐性

申請者らは昨年度までに、DEBA-iPS 細胞がの特徴を再現することである。本年度は、申請者

種特異的に腫瘍化耐性であり、多能性をもつが北海道大学において独立したことにより、新たにも関わらず移植後の奇形腫形成能を有さなに研究室・飼育室の設立・慶應大からの DEBA

いこと、その原因が DEBA 特異的な iPS 細胞に個体の移動が必要になったが、無事に動物の移動おける Gene… A の発現活性化、さらに Gene… Bも完了し、９月から研究室を本格的に稼働させるの DEBA 特異的配列変異による機能欠失にあことができた。本報告書では、ることを突き止めた。本年度は、DEBA-iPS 細１．遺伝子発現を DEBA-iPS 型に改変したマウス

胞から得られた知見をマウス iPS 細胞に応用するべく、造腫瘍性を有するマウス iPS 細胞にお超長寿(約30年)

いて、抑制された Gene… A の活性化を行った。
結果として、Gene… A を活性化させたマウス
iPS 細胞は多能性を有するにも関わらず、免疫不全マウスへ移植後の奇形腫形成能が顕著に減弱することが判明した。現在引き続き評価
を 進 め て い る。 ま た 同 時 に、Gene… A 活 性 化

老化・がん化耐性

ES/iPS 細 胞 に お い て CRISPR/Cas を 用 い た
Gene…B のノックアウトを進めている。

図１．ハダカデバネズミ（DEBA）
37

■研究実績報告書■

Ⅱ．DEBA Gene A 遺伝子の機能解析と、DEBA
型 Gene A 遺伝子改変マウスの作出

培養時と同様に、他種では見られない細胞死の上昇が確認された。これらのことからデバ

申 請 者 ら は 本 年 度、Gene… A の coding…

における細胞死の増加は、特定の条件のみでsequence を DEBA 型にした遺伝子改変マウス

起こる現象ではなく、細胞老化誘導を行ったを作出するために、北海道大学において新し

際に共通してみられる現象であると考えられ

く立ち上げた申請者の研究室において、遺伝た。また興味深いことに、老化マーカーのひ子改変マウスの作出系の立ち上げを行った。

とつである Gene… C の強制発現時に、DEBA 特

Wild… type の ES 細胞を用いたアグリゲーショ

異的な顕著な細胞死の上昇が見られることがン法により、キメラマウスを作出することが判明した。現在、他の細胞老化関連因子を強出来た。次に、ES 細胞においてBACターゲティ

制発現した時に同様の影響が見られるか否か、ングを行うため、Gene… A… locus を含む Mouse…

検証を進めている。今後、in… vivo で同様の現BAC に 対 し て、Red/ET… recombination…

象が見られるかを確認するために、DEBA 個

system を用いて、DEBA… Gene… A 遺伝子を含体皮膚への紫外線照射によって細胞老化を誘む相同組換え用のカセットを挿入した。BAC

発する、またはエレクトロポレーションによの組換えに成功したため、現在 ES 細胞のター

り Gene… C を強制発現させた場合に、DEBA 特

ゲティングを開始している。

異的に細胞死が亢進し、結果的に個体におけ

今後、DEBA-Gene… A ノックイン ES 細胞の樹立と同時に、種々の in… vitro での解析によりる老化細胞の蓄積が少なくなるかどうか、検証を進める。

DEBA-Gene… A の機能を詳細に評価し、有効と認められる場合は、DEBA-Gene…A…ノックイン
マウスを作出してがん化耐性能・老化耐性能の獲得の有無に関して評価を進める。

Ⅱ

研究の成果

I の研究により、遺伝子発現を DEBA-iPS 型に改変することにより、マウス iPS 細胞の造腫瘍性Ⅲ．DEBA 特異的な細胞老化に対する応答機構の解析

を 減 弱 さ せ る こ と が 出 来 た。 こ の こ と か ら、
DEBA-iPS 細胞は、ES/iPS 細胞の造腫瘍性を抑申請者らは昨年度までに、線維芽細胞の接制する機構／遺伝子を抽出するための有効な細胞

触阻害後の長期培養によって細胞老化を誘導

ソースであると考えられる。こんご、さらなる因した場合に、DEBA における老化細胞の出現

子を同定・検証していくことにより、マウス ES/

頻度がマウスやヒトと比べて非常に少なく、iPS 細胞の多能性を遜色することなく造腫瘍性の代わりに DEBA 特異的な細胞死の亢進が生じみを消去することが可能となれば、将来的には、ることを見出した。DEBA 特異的な細胞死に

ヒト ES/iPS 細胞において本現象を再現すること

より老化細胞が除去されることで、結果としにより、将来の細胞移植治療に向けて、造腫瘍性て個体の老化耐性が保たれている可能性を考の無いより安全な多能性幹細胞の作出が可能になえ、解析を進めている。本年度は、これまで行っると考えられる。また、I で同定した Gene… A のてきた接触阻害後の長期培養による細胞老化

体細胞での役割を検証するための解析も順調に進誘導に加え、Bleomycin および Mitomycin…C を

行 し て い る（II）。 さ ら に III の 研 究 に よ り、

用いた細胞老化の誘導を行った。その結果、DEBA 特異的な老化細胞の蓄積の減弱に寄与す

マウスと比較して DEBA 線維芽細胞では老化ると考えられる機構・関与因子を発見することがマーカーである SA- β -gal 陽性細胞の出現の割出来た。今後、分子メカニズムをさらに詳細に検合が低く、さらにその際、接触阻害後の長期討することにより、ハダカデバネズミ特異的な老38

■研究実績報告書■化の抑制機構の一端の解明が期待される。

発表論文
Molecular…cloning…and…characterization…of…the…
INK４a…and…ARF…genes…in…naked…mole-rat
Miyawaki… S.,… Kawamura… Y.,… Hachiya… T.,…
Shimizu…A,…Miura…K.（責任著者）
Inflammation… and… Regeneration,… Vol.… 35… No.1,…
2015

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
循環器内科

竹藤

Ⅰ

医学部附属病院

幹人

研究活動の概要「目的」

研究期間 平成26年度（３年計画 １年目）

腎・大動脈・静脈・骨髄のヒト RNA（年齢24～39歳）を入手し、550種類のリン酸化酵素について網羅的に解析を行った。また、入手可能であっ現在、使用されている治療薬は、受容体、酵素、た胎児および高齢者（80～86歳）の脳・心臓・骨ホルモンなどを標的とした薬剤が多く使用されて格筋の RNA についても、リン酸化酵素を網羅的いる。近年、酵素、特に、リン酸化酵素を標的とに解析した。

した薬剤開発が進んでおり、また欧米ではリン酸

リン酸化酵素解析の結果、（１）心筋・骨格筋化酵素を標的分子とした病態解明が注目されていにおいて加齢変化によって発現量が増加したる。本研究では、ヒト心臓・骨格筋に発現するリ

Kinase… A、（２）心筋のみに発現している Kinase…

ン酸化酵素を網羅的に解析し、「加齢」もしくは

B を候補遺伝子とした。nCounter の解析では、「加齢とともに罹患率が上昇する疾患」とリン酸

骨格筋のみに発現しているリン酸化酵素は見出せ化酵素の関わりについて研究を行い、創薬に繋がなかった。

るシーズを見出すことを目的とする。
「概要」

マウスを用いた動物実験を行うため、Kinase…
A の組織特異的欠損マウスの作製を行い、2015年

従来の PCR 法による RNA 測定では、発現量の３月現在、キメラマウスまで作成が進んでいる。

相対値算出は可能であったが、絶対値測定は困難

また、生化学的手法・細胞生物学的手法によりであった。2008年、nCounter 法と呼ばれる RNA

Kinase… A の新規基質を同定しており、そのリン測定方法が報告され、発光色の組み合わせにより酸化の生理的意義について検討を行った。

RNA の絶対量測定が可能となった。従来の PCR

Kinase… B に関しては、アミノ酸配列からリン法では全ゲノムスクリーニングのような無限に近酸化酵素としてデータベース上、報告されている

い種類の分子測定が可能であったが、nCounter

が、Kinase… B がリン酸化する基質に関して論文

法では、発光色の組み合わせ数に制限があり、お報告はない。現在、Kinase… B についてリン酸化

よそ800種の分子を同時に測定が可能である。我々

活性を有しているかを生化学的手法により評価をは、 評 価 す る 分 子 群 を 限 定 す る こ と に よ り、

行っている。Kinase… B のリン酸化酵素活性を確

nCounter 法の絶対量測定という長所を生かした

認後、Kinase… A と同様、遺伝子欠損マウスの作網羅的解析が可能と判断し、リン酸化酵素550種製を行う。

を測定した。脳・大脳・小脳・中脳・肺・左心房・Kinase… A,… B について、生物学的手法、動物実

右心房・左心室・右心室・胃・骨格筋・肝・大腸・

験学的手法を用いて、「加齢」もしくは「加齢に41■研究実績報告書■伴う疾患」における役割について解析を行った。

図１は心臓の解析結果であるが、他臓器、胎児、高齢者についても網羅的解析を施行した。解析の

Ⅱ

研究の成果

A

リン酸化酵素網羅的解析

結果、「加齢とともに発現量が変化する Kinase…A」と「心臓のみに発現する Kinase… B」を候補分子として絞り込んだ。Kinase… A と Kinase… B に分け

表１に示すリン酸化酵素の発現量を nCounterて、研究の結果について記載する。

解析法により、網羅的に解析を行った。
リン酸化酵素発現解析の結果を図１に示す。ヒ

B

Kinase A についてト心臓では、すべてのリン酸化酵素が同程度発現

Kinase… A については、リン酸化活性を有してしているのではなく、リン酸化の種類によってそいる既報があったため、組織特異的遺伝子欠損マの発現量が大きく異なることが明らかになった。

ウスを作製した。ベクターの準備など当大学で行表１42

解析キナーゼ一覧

■研究実績報告書■３）。発現量が比較的多く、心臓特異的に発現し、新規性の高いリン酸化酵素として Kinase… B に注目した。
RNA発現量

データベース上、アミノ酸配列からリン酸化酵素に分類されているが、Kinase… B がリン酸化する基質の報告はされていない。そのため、Kinase…
B をクローニングした。細胞発現用ベクターに
Kinase… B をサブクローニングし、Kinase… B がリン酸化酵素活性を有しているかを評価中である。
リン酸化酵素（500種）

図１

ヒト心臓におけるリン酸化酵素の発現えるも作業については行い、当大学では施行不可

リン酸化酵素活性を確認できた際には、Kinase…
A と同様、基質の同定と遺伝子欠損マウス作製を行う。

能な作業に関しては外部委託とした。2015年３月までにキメラマウスまで作製をしており、2016年
度以降、マウスを用いた機能解析を行う。心臓超音波検査を用いた心機能評価、ぶら下がりなどによる筋力評価を行っていく。
Kinase… A については自己リン酸化の報告はされているが、基質の報告はあまりされていない。
培養心筋細胞では、Kinase… A が自己リン酸化することをウエスタンブロット法で確認しており、心筋細胞内で活性化されていることが示唆された。心筋、骨格筋における、新規基質同定を質量分析法により行い、分析の結果、遺伝子発現を制

図３

KinaseB の組織別発現量

御する分子をリン酸化することを明らかにした。
このリン酸化の意義について検討中であるが、リン酸化により細胞局在が変化し、遺伝子発現を制御している可能性を評価している（図２）。
C

Kinase B について
Kinase…B の組織別発現プロファイルを示す（図図２

KinaseA と遺伝子発現43

■研究実績報告書■44

■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

岡元

Ⅰ

昌樹

研究活動の概要

研究期間 平成26年度（３年計画 １年目）

樹立⑵

［研究の背景と目的］

抗マウス IL-18,… IL-38モノクロナール抗体

喫煙による生活習慣病である慢性閉塞性肺疾患の樹立⑶

高感度ヒト IL-18,…IL-38の ELISA 法の樹立

（chronic… obstructive… lung… disease;… COPD） は、⑷ 高感度マウス IL-18,…IL-38の ELISA 法の樹立

日本人の長寿を脅かす重要な疾患であるが、根本⑸

的な治療法がないため、新規治療法の開発が望ま

IL-18,…IL-38のシグナル解析

３．IL-18, IL-38遺伝子及び受容体改変マウス樹れる。TNF- αなどをターゲットとした全身的治立療も試みられたが、有効性は証明されていない。

⑴ IL-18,…IL-38遺伝子及び受容体遺伝子欠損マ

我々は、これまで COPD を含む炎症性呼吸器疾

ウス作製

患において、IL-1ファミリーサイトカインである

C57BL/6マウス由来 ES 細胞及び CRISPR/

IL-18が病態形成に関与しており、IL-18が本疾患

Cas9を用いて C57BL/6バックグラウンド IL-の新規治療のターゲットとなり得る可能性を示し

18,… IL-38遺伝子及び受容体遺伝子欠損マウス

た。さらに、我々は新規の IL-1ファミリーサイトを作製する。同時に Balb/c バックグラウン

カインで炎症の調節作用を持つ可能性がある

ド IL-18,… IL-38遺伝子及び受容体遺伝子欠損

IL-38に着目した。我々は、COPD において IL-1

マウスを作製する。

ファミリーサイトカイン IL-18と IL-38が COPD の⑵発症に関与していると考え、IL-18と IL-38を標的

組織特異的 IL-18,… IL-38遺伝子及び受容体にした COPD の新規治療の開発を目指す。

遺伝子過剰発現マウスを作製⑶⑴ , ⑵の遺伝子改変マウスに、豚膵エラス
ターゼを気道内に噴霧し、COPD マウスモデ［研究方法］

ル 作 製 す る。 肺 組 織 の 平 均 肺 胞 壁 間 距 離

１．リコンビナント蛋白の作製（Mean…alveolar…chord…length）を指標として、⑴

COPD の IL-18,… IL-38遺伝子及び受容体の遺リコンビナントヒト IL-18,… IL-38の作製：

伝子欠損による病態の抑制効果を証明する。

全長および断片⑵ 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．IL-18, IL-38の機能解析⑴

抗ヒト IL-18,… IL-38モノクロナール抗体の４．COPD の症例の血清中 IL-38の測定、肺組織の免疫組織学的解析⑴

COPD の 肺 組 織 に お け る 免 疫 染 色、real…
time…PCR による解析
45

■研究実績報告書■ヒ ト の COPD の 肺 容 量 減 少 術（lung…

イルスの二つの系を用いて作成した。このリvolume… reduction… surgery）例を対象症例とコンビナント… ヒト IL-38蛋白を免疫原に抗ヒトする。コントロールの肺組織は、COPD 非合IL-38モノクロナール抗体を作成した。

併の肺癌手術症例の正常部分の術後肺組織と２．ヒト IL-38サンドイッチ ELISA 法の確立する。我々が樹立した IL-38のモノクローナ

上記の抗ヒト IL-38モノクロナール抗体を用

ル抗体による肺組織の免疫染色を行う。さらいて、世界初のヒト IL-38… sandwich… ELISA をに、同様に mRNA の発現を real…time…PCR 法完成した。

で解析し、肺組織中の IL-38の局在、発現細胞を明らかにする。発現細胞が明らかになれ

３．エラスターゼ誘導性マウス COPD モデルの実験
豚膵エラスターゼを気道内に噴霧し、COPD

ントを行い、陽性細胞数と呼吸機能の関連を

マ ウ ス モ デ ル を 作 製 し た。 リ コ ン ビ ナ ン ト

統計学的に解析する。

IL-38の連日投与群と非投与群間の病変の程度⑵

ば、蛍光顕微鏡を用いて、陽性細胞数のカウ…COPD の 末 梢 血 の IL-38の 発 現 を ELISA法で解析の比較を行っている。評価の指標は、肺組織の 平 均 肺 胞 壁 間 距 離（Mean… alveolar… chord…

COPD 症例と健常人において、我々が樹立

length）である。この結果は現在進行中である。

した ELISA 法を用いて、血清 IL-38濃度の測４．COPD 以外の疾患における IL-1ファミリー蛋定を行い、COPD における IL-38濃度の上昇

白の機能解析

を証明する。更に、COPD における IL-38濃

・ヒトの薬剤性肺傷害の剖検肺組織における度と呼吸機能の関連を統計学的に解析し、IL-38モノクローナル抗体による免疫染色をIL-38濃度が病勢と関連していることを証明

行い、IL-38が病変局所で発現増加しているする。

ことを証明した（論文投稿中）。

５．将来的な IL-18, IL-38の受容体に対する阻害薬のスクリーニング

・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（論文投稿中）。

将来的には、IL-18,… IL-38受容体が発現している細胞株を用いて、阻害薬のスクリーニン［今後の研究］

グを行う。具体的には、IL-18,… IL-38の受容体

１．マウス COPD モデルのリコンビナント IL-38を発現している細胞とモノクローナル抗体な投与による抑制実験（上記３の続き）

どの IL-18,… IL-38の阻害候補物質を接触させ、

２．IL-38遺伝子及び受容体改変マウス樹立

IL-18,… IL-38の刺激で産生されるサイトカイン

３．上記遺伝子欠損マウスを用いての COPD モなどの蛋白の発現量を測定する。抑制効果が得られた阻害物質を COPD の治療の候補物質として、将来的にエラスターゼ気管内投与マ
ウス COPD モデルを用いた in… vivo の抑制実験
を行う。

Ⅱ

研究の成果

１．抗ヒト IL-38モノクローナル抗体の確立
リコンビナントヒト IL-38蛋白を E.… coli、さらには LPS による影響を受けないバキュロウ
46

デルマウスを用いての抑制実験
４．COPD の症例の血清中 IL-38の測定、肺組織の免疫組織学的解析
５．将来的な IL-18,… IL-38の受容体に対する阻害薬のスクリーニング

■研究実績報告書■誤嚥性肺炎予防の為の口腔ケア手法及びその専用口腔ケアジェルの開発に関する研究
国立長寿医療研究センター
歯科口腔外科

平識Ⅰ

先端診療開発部

善大

研究活動の概要

研究期間

平成26年度（３年計画 １年目）

一方で、口腔ケア時の事故も複数報告されており、口腔ケア時の誤嚥により発熱した症例の報告

我が国は世界に類を見ない超高齢社会を迎え、や、口腔ケア直後の死亡事故で訴訟となり敗訴し平成23年度の死亡統計（図１）では肺炎の死亡者た判例も存在する。口腔ケアは気道の一部である数は第３位となり、その97％が65歳以上の高齢者

口腔に関わるので決して安全な処置とは言えず、である。また、70歳以上の高齢者の肺炎のうち、リスク管理を怠ってはいけない処置である。口腔80.1％が咳反射や嚥下機能が低下することで発症ケアの方法や使用する道具は施設や術者の好みにする誤嚥性肺炎であると報告されていることから、より様々であり、中には誤嚥の危険を伴う口腔ケ

誤嚥性肺炎の予防は急務となっている。

アの方法も存在する。リスク管理の視点から、咳
反射や嚥下機能が低下した要介護高齢者への水を使って洗浄する口腔ケアの施行は、誤嚥性肺炎起炎菌を誤嚥させ、誤嚥性肺炎を発症させる可能性がある。そのなかで、菅らは口腔湿潤剤を応用した口腔ケア手法を検討し、安全で確実なケアが行えると考えた。
そこで我々は、菅らのジェル状の口腔湿潤剤を

図１

平成23年度死亡統計

使用した口腔ケア方法を発展させ、口腔ケア専用

口腔内には数十億の細菌が存在し、口腔内細菌

ジェルと吸引嘴管を使用した専門的口腔ケア（水叢と咽頭細菌叢はほとんど同じことがわかっていを使わない口腔ケア）のシステムの確立を目指しる。さらに、咽頭細菌叢と誤嚥性肺炎起炎菌の一ている。本研究は極めて近い将来に実際の医療致率が高いことから、誤嚥性肺炎の予防には、数サービスへの提供が可能な研究であり、歯科医療

ある方法の中でも口腔ケアの実践が極めて重要で現場のみならず要介護高齢者の誤嚥性肺炎の予防ある。口腔ケアを行うことで細菌数を減らし、誤や治療に広く貢献するべく立案されたものである。

嚥性肺炎のリスクを低下させることが可能であり、３年計画の１年目にあたる本年度は、専門的口口腔ケアを行うことは、細菌の誤嚥や低栄養を防腔ケア時に必要な物性を持つ口腔ケア専用ジェル

ぎ、誤嚥性肺炎や他の疾病の予防や治療に貢献を作製するために、試作品を含めてジェルの物性し、合併症なく早期退院の達成につながると多数

評価（実験１）と口腔内の官能評価（実験２）を報告されている。

行った。また、口腔ケア専用ジェルを使用したブ
47

■研究実績報告書■

ラッシングにおけるプラークの除去効果を検討した（実験３）。加えて、実験群とコントロール群の評価時にそれぞれの咽頭に貯留した唾液や水の吸引回数をカウントし、誤嚥のリスクとして咽頭への垂れこみやすさを評価した（実験４）。
実験１：口腔ケア専用ジェルの物性評価【対象】国立長寿医療研究センターに勤務する、
嚥下障害を十分に理解している機能回復診療部、管理栄養部、歯科口腔外科の職員31名とした。ま

図３

た、対象者は口腔乾燥の症状、粘膜異常を認めな

物性評価シート

い健常者である。

性、広がりやすさ、まとまりやすさの３項目であ【評価方法】口腔ケア専用ジェルに必要と推測る。二重丸が６つ描かれラミネートされた用紙をされる物性を考慮し、それぞれ異なる物性を持っ用い、それぞれの内側の円にジェルを同等量置き、たジェルをあらかじめ試作した。評価方法は、開それぞれのジェルをスポンジブラシを使用して発中のジェル３種類と既に市販されている保湿VAS スケールにて評価した（図３）。

ジェル３種類の計６種類（図２）を A ～ F とし、統計処理は、対応のある因子による１元配置分

ジェルの操作性の評価を３項目行った。主観的な

散 分 析 と 多 重 比 較 を 用 い た。 多 重 比 較 は項目である自覚的症状を数値化するために visual…

Bonferroni の 多 重 比 較 を 用 い、 ソ フ ト は SPSS…

analog… scale（VAS）を用いた。VAS スケールはver.22を使用した。

100mm と し、 ０mm の 点 を「 悪 い 」、100mm の【結果】ペアごとの比較を行った結果、流動性

点を「良い」として、被験者には主観をこの直線

は B と C の間に p ＜0.001で有意差が認められ（図上の適切な位置に縦線を引き印してもらい、０４）、広がりやすさでは B と A、B と D の間に p ＜mm の点からの長さを測定した。評価項目は流動0.001で有意差が認められ（図５）、まとまりやす
さでは B と C、B と D、B と F の間に p ＜0.001で有意差が認められ（図６）、いずれも B がそれぞれに比べて有意に評価が高いことが認められた。
（図７）

図４
図２
48

使用したジェル

流動性

■研究実績報告書■感であり、口腔内にジェルを含み、それぞれの項
目を VAS スケールにて評価した（図８）。VAS
スケールは100mm とし、０mm の点を「悪い」、
100mm の点を「良い」として、被験者には主観をこの直線上の適切な位置に縦線を引き印してもらい、０mm の点からの長さを測定した。各項目の左端から印までの長さを評価値とし、評価結果
は数値が高いほど評価が高いことを示す。

図５

広がりやすさ

図８

図６

使用したジェル

まとまりやすさ図７

物性評価＊＊＊ P<0.001＊＊ P<0.01

図９

粘つき

図10

爽快感

＊ P<0.05

実験２：口腔内の官能評価【対象】国立長寿医療研究センターに勤務する、
嚥下障害を十分に理解している機能回復診療部、管理栄養部、歯科口腔外科の職員31名とした。また、対象者は口腔乾燥の症状、粘膜異常を認めない健常者である。
【評価方法】口腔内の官能評価を11項目行った。
評価項目は、味、味の濃さ、甘み、苦み、後味、香り、舌触り、潤い感、爽快感、刺激性、粘つき49

■研究実績報告書■者、現在歯数が20歯以下の者、矯正装置を装着している者は被験者から除外した。被験歯は、補綴物や修復物があり測定に支障をきたす歯は計測か
ら外し、さらに口腔状態は臨床的に正常な歯肉を有するものを対象とした。
【評価方法】被験者には評価当日の朝から評価を行うまでの間、歯磨きを停止させ、プラークの付着状態を測定した。測定には歯垢染色剤デント
リキッドプラークテスター ®（ライオン歯科材
図11株式会社）で綿球を用いて染め出した後、臨床に舌触りおいて最も使用されている評価方法である
O’Leary らの plaque… control… record を基準にした１歯につき６点計測（頬側と舌・口蓋側の歯頸部
歯面を均等に三分割し、近心隅角部より１/ ３を近心、中央、遠心とする）を用いてブラッシング
前後のスコアをプラーク除去効果として表した。
実験群では、口腔ケア専用ジェルを用いてブラッ
シングを行った（図13）。ブラッシングの際には

図12

物性および官能評価の比較＊＊＊ P<0.001＊＊ P<0.01

被験者に口角鉤を掛け口唇を排除し、利き手に歯＊ P<0.05

統計処理は、対応のある因子による１元配置分
散 分 析 と 多 重 比 較 を 用 い た。 多 重 比 較 はBonferroni の 多 重 比 較 を 用 い、 ソ フ ト は SPSS…
ver.22を使用した。
【結果】粘つきは B と D、B と E、B と F の間に
p ＜0.001で有意差が認められ（図９）、爽快感はB と D、B と E、B と F の間に p ＜0.001で有意差が認められ（図10）、舌触りは B と E の間に p ＜0.01で有意差が認められ（図11）、それぞれ B が有意

図13

実験群：口腔ケア専用ジェルに評価が高いことが認められた。香や味の濃さ等には有意差は認められなかった。また、B はどの
項 目 に お い て も VAS 値 が50以 上 で あ っ た（ 図12）。
実験３：口腔ケア専用ジェルを使用したブラッシ
ングにおけるプラークの除去効果の検討【対象】当センターの職員で誤嚥のリスクがな
い健常者20名とした。試験前の事前調査により、全身疾患を有しているもの、薬物を服用している
50

図14

コントロール群：水■研究実績報告書■

ブラシ、もう一方の手では吸引嘴管を操作し、歯ブラシで除去したプラークや分泌された唾液を常に吸引嘴管で口腔外に排出した（図14）。ブラッ
シング方法はスクラビング法を用い、ブラッシン
グ時間は刷掃時間を１口腔につき４分間、上下顎に分けそれぞれ２分とした。ブラッシング終了後に術後のプラークの付着状態の測定を行った。コントロール群では水を使用してブラッシングを行った（図15）。ブラッシングを行った者は特定された歯科衛生士であり、すべての被験者に可能な限図16

PCR の減少率の比較

り同等の技術となるよう事前に訓練を行った。プ
ラークの蓄積を可能な限り同等量にするために、実験群とコントロール群の評価の間は２週間空け、

実験４：咽頭への垂れこみやすさの評価（誤嚥リ
スク評価）

その間ブラッシング指導は行っていない。また、【対象】当センターの職員で誤嚥のリスクがな

クロスオーバー法を用いて実験群とコントロール

い健常者20名とした。

群の評価の順序を無作為に決定した。ブラッシン【評価方法】実験３の口腔ケア専用ジェルを使グを行う者と評価する者は別の人物とし、それぞ用したブラッシングにおけるプラークの除去効果

れが特定された歯科衛生士が行った。また、二重の評価時、実験群とコントロール群の評価時にそ盲検法として評価者は評価時に実験群かコント

れぞれの咽頭に貯留した唾液や水の吸引回数をカ

ロール群かをわからないようにした。

ウントし、誤嚥のリスクとして咽頭への垂れこみ

実験群とコントロール群の減少率をそれぞれ算出し、統計処理は対応のある Paired…t-test を用い、やすさを評価した。
統計処理は、ウィルコクソンの符号順位和検定

有意差の有無を確認した。解析ソフトは SPSS…

を用い、ソフトは SPSS…ver.22を使用した。

ver.22を使用した。

【結果】実験群では平均2.8回、とコントロール
群では平均6.05回であった。実験群はコントロー
ル群に比べてｐ＜0.0001の危険率で有意に吸引回数が少ないことが認められた（図17）。

図15

除去したプラーク等を 常時吸引嘴管にて排出する【結果】Modified… PCR の減少率は実験群が0.46±0.08、コントロール群は0.41±0.11、実験群とコントロール群の術後同士の比較では p<0.05で

図17

吸引回数の比較

有意差が認められた（図16）。また、術前の実験【考察】物性の評価やいくつかの口腔内の官能群とコントロール群間の比較において有意差は認評価で B のジェルが有意に評価が高いことが認めめられなかった。

られ、B のジェルが口腔ケア専用ジェルに最も適51

■研究実績報告書■していると考えられた。口腔内での官能評価は個

シングを行った後の評価の間で有意差が認められ人の感受性のばらつきが大きく、味や香りに対すたと考えられる。要介護高齢者における歯牙のプる好みなども分かれていた。また、B のジェルはラーク中の肺炎起炎菌検出率は66％と高率を示し

どの項目においても VAS 値が50以上であり、既ており、ジェルを使用してブラッシングを行うこ

存に市販されている保湿ジェルを含めて、口腔ケとで、高齢者にとって致死的な誤嚥性肺炎起炎菌

ア時の誤嚥を防ぐために口腔ケア時に使用する目のリザーバーとなるプラークを効果的に除去する的の口腔ケア専用ジェルには B のジェルを使用すことができると考えられた。
また、咽頭に貯留した唾液や水の吸引回数の有ることが適切と考えられた。
口腔ケア専用ジェルを新たに開発するにあたり、意差から、ブラッシング時にジェルを使用するこそれに必要な機能や性能は、①誤嚥を防ぐためのとは水を使用してブラッシングを行うよりも、誤咽頭に流れ込まないような適度な粘稠度、②効果

嚥のリスクを抑えることができると考えられる。

的に汚染物の回収をするために吸引嘴管で吸引で口腔ケア専用ジェルは水に比べて流動性が低く、きる流動性、③乾燥した剥離上皮や痰を粘膜に負塗布した汚染物に保持されやすいため、分泌され担を掛けずに除去するための剥離上皮や痰を柔軟た水分や汚染物が咽頭へ垂れ込むのを防ぐことが化できる浸潤度、④粘膜へ塗布する際の広がりやできたと考えられる。さらに、常に吸引嘴管を使すさ、⑤口腔ケア専用ジェルと汚染物を共に回収用することで、ジェルにより停滞した汚染物を常できるまとまりやすさ、⑥口腔ケア専用ジェルがに口腔外へ排出させることができることから、誤プラークや汚染物を絡め取れる性状、⑦カンジダ

嚥のリスクを下げ口腔ケアの効率をあげることがなどのへの静菌力、⑧前回使用した口腔内に残遺期待できる。

した口腔ケア専用ジェルを除去しやすい性状、⑨現在口腔ケアは QOL を維持・向上させる重要患者の不快感を軽減させるような清涼感を持つなケアであるという認識が定着してきたが、多忙

味、⑩ジェルを塗布した際に、塗布した部分を口な業務の中でケアの質を高め、維持することは容腔内で見分けられる色調等が考えられた。

易なことではないとも言われており、介護の現場

口腔ケア専用でジェルを使用することは誤嚥のにおいて「口腔ケア」はケア側の負担が大きいケ

リスクを低減させるだけでなく、ブラッシング時

ア項目である。本研究で行った口腔ケア方法を用に水を使用するよりもプラークの除去効果が高い

いることで、安全で効率の良いケアを行うことがことが認められた。口腔ケア専用ジェルは水に比でき、誤嚥性肺炎の予防や治療費削減だけでなく、べて粘度が高く、停滞性があり、刷掃時に歯面と要介護高齢者と介護者双方の QOL を高めると考歯ブラシの間でプラークの吸着性が高いため、ジェえられる。

ルでブラッシングを行った後と水を使用してブラッ

専門的口腔ケアの介入
専門的口腔ケア施行例

52

入院時

退院時

■研究実績報告書■

Ⅱ

研究の成果

初年度の成果として⇨産官共同研究にて誤嚥性肺炎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新規開発に着手した。
⇨…各 種保湿剤や試作した口腔ケア専用ジェルの物性や官能評価を行い、適切な口腔ケア専用
ジェルのスペックを検討した。
⇨…口 腔ケアでジェルを使用することはブラッシ
ング時に水を使用するよりもプラークの除去効果が高いことが認められた。
⇨…口 腔ケア専用ジェルを使用することでブラッシング時に水を使用するよりも有意に吸引回数が少ないことが認められた。
⇨本年度は初年度なので、学術発表は日本摂食・嚥下リハビリテーション学会（９月京都）にて発表予定である。

53

■研究実績報告書■54

■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

佐々木由理

Ⅰ

研究活動の概要

研究期間 平成26年度（２年計画 １年目）

属性や社会環境別に、高齢者のうつ症状やリカバ
リー状況とその関連要因、うつ症状が死亡リスク

高齢者は、配偶者や親しい友人の喪失体験、社に与える影響について、十分に検証されていない会的地位や役割の喪失、その他様々なライフイベ

ため、根拠に基づいた有効な対策を設定しづらい

ントとの遭遇、自己の身体疾患を含む社会生活や状況にある。特に、高齢者のうつ症状からのリカ

身体状況等の変化に伴い、心身の健康や生活満足

バリー状況やリカバリー要因はほとんど知られて度を低下させる可能性が高い（鷹見 ,… 2013;… 矢庭 ,…

おらず、抑うつの予防要因とは異なる可能性もあ2009）。このようなリスクのある高齢者を対象とる。うつ症状やリカバリーの条件を知り、検証すしたうつ病の有病率や罹病率、うつ病発症のリスることで、高齢者のうつ予防事業を効果的に進め

ク要因については個人レベルでの知見が集約されられると考える。

てきている（Chapman,… 2008;… Luppa,… 2012;… Cole,…

本研究は、「地域におけるソーシャル・キャピ

2003;… Polyakova,… 2014）。また、うつ病等の気分

タルの豊かさが、うつ症状発症の減少やリカバリー

障 害 が 大 き な 要 因 と な っ て い る 自 殺（Angst,…

率の高さと関わりがある」および「その相関は高1999;… Waern,… 2002;… Szanto,… 2002）の年齢分布で齢者個人の主観によらない属性や社会環境によっは高齢者の占める割合が高く、2012年のわが国にて異なっている」ことを仮説とし、以下を目的とおいても総自殺者数の約38％が60歳以上となってした研究を実施してきた。2014年度は、縦断デー

いる（警察庁 ,…2013）。究極の不健康である「死亡」

タの作成、および下記の①を検証してきた。

（近藤 ,… 2010）に至らずとも、うつ病がアルツハ①

高齢者のうつ症状に関連する心理・社会的決

イマー型認知症発症や要介護認定のリスク要因で定要因を男女別・年齢階層別・都市規模別・あることもメタ解析などによって明らかになって

等価所得別に明らかにする

いる（Ownby,… 2006; 平井 ,… 2009）。また、要介護②

高齢者のうつ症状からのリカバリー率および化の予防を促進する上で厚生労働省が掲げた６つリカバリー要因を男女別・年齢階層別・都市の分野の強化の１つにも「うつ予防・支援」が入

規模別・等価所得別に明らかにする。

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。
高齢者のうつ予防事業では、病気に関する知識③

高齢者のうつ症状が死亡リスクに与える影響
を男女別・年齢階層別・都市規模別・等価所
得別に推定する。

普及やスクリーニングのみでは不十分であると考本研究の特色は、１）うつ傾向・状態やうつかえられる。しかし、高齢者個人の主観によらないらのリカバリーをエンドポイントに、その影響経55

■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「見本研究は、日本老年学的評価研究（JAGES）

かけ上の関連」や「逆の因果関係」の除外ができ

プロジェクトのデータを用いた。2010年８月から

ること２）うつ予防やリカバリーに向けた地域づ

2012年１月にかけて全国31自治体に居住する要介

くりを戦略的に進めるための科学的根拠を提示す

護認定を受けていない高齢者112,123人から、質る上で、10万人規模の多地域データを活用し、個問紙によって身体、心理、社会的な状況について

人レベル要因のみならず地域要因の影響を考慮しの回答を得た（2010年度調査）。このデータを起た分析が可能であること、である。

点に、2013年度に実施済みの追跡データ（2013年

世界的に見ても最も高齢化が進行している日本

度調査）を結合した。2010年度および2013年度い

において、高齢世帯における単独世帯の割合はずれにも調査協力が得られ、なおかつデータリン

2035年までには46都道府県で30％以上、９都道府クのためのキーとなる暗号化された被保険者番号

県で40％以上になることが見込まれている（国立についての同意の得られた24市町村のデータを結社会保障・人口問題研究所 ,… 2014）。このように合し、クリーニング作業を行った。また、このク

心身の健康を損ない兼ねない環境におかれる高齢リーニング作業と同時進行で、2013年度データを者の増加が予測される中で、「うつ症状やうつか用いて、上記①の目的に対し個人回答を市町村単

らのリカバリーの社会的決定要因」を明らかにす位に変換可能であった全国29市町村データを用いることができれば、単独世帯の高齢者も、心身共て、横断的に個人回答を市町村単位に変換可能でに健康でいるための手掛かりを早期に、戦略的にあった全国29市町村データを用いて、横断的に地打ち立てることができると考える。

域相関研究を実施しましたレベルでの検証を行っ

なお、本研究では、高齢者のうつ発症の早期のた。

予防を目指した研究である。そこで、うつ指標に
は高齢者用うつ診断尺度短縮版（GDS-15）を用いてスクリーニングすることで、うつ傾向・状態にある人と健康な人の特性を解明する。

図１

56

Ⅱ

研究の成果

うつ傾向がある人の市町村別の割合は、29市町

29市町村のうつ傾向割合

■研究実績報告書■

村で最小が21.5％、最大が36.2％で、約15％ポイント（約1.7倍）の地域差が確認された（p<.001）（図１）。また、19種類の種類ごとにうつ傾向との関連を検証した。男女前期後期いずれにおいても、旅行の趣味の割合が高いとうつ傾向割合が有意に低い傾向が見られた（図２）。その他、散歩、ジョギング、体操、パソコンなどの趣味がうつ傾
向に保護的であった。社会的サポート指標として、
心配事・愚痴を聞いてもらう人を相手別に聞いた（図３）。「心配事や愚痴を聞いてもらう人がいる」
図２

うつ傾向と趣味の種類（旅行の場合）* 旅行、散歩・ジョギング、体操・囲碁・パソコンの趣味は、うつ傾向に保護的な関連を示した。

割合が高い地域はうつ傾向が低かった。逆に「心配事や愚痴を聞いてあげる人がいる」割合が高い
地域もうつ傾向が低かった。「世話や看病をしてあげる人がいる」と認識している割合が高い地域
でもうつ傾向が低かった。更に相手別に見ると、家族のみならず、友人・近隣の人とのサポート授受割合が高い地域はうつ傾向が低い傾向であった。
居住地域の環境については、地域住民の活動や交流の活性化を認識している割合が高い地域は趣
味や社会的サポートほどの強い関連は示さなかったが、うつ傾向が低かった（図４）。
15％ポイントものうつ傾向割合の地域差を説明する上で、社会参加、周囲との関わり、居住環境

図３

うつ傾向と社会的サポート（心配事や愚痴を聞いてもらう：友人）* 家族のみならず、友人・近隣とのサポート
授受割合が高い地域はうつ傾向が低かった。

に着目した。社会参加では、人と交流が生まれる可能性が高い趣味の参加割合が高い地域はうつ傾向が低かった。周囲との関わりではではサポートの享受のみならず、提供が多い地域でうつ傾向が低かった。家族のみならず、近隣や友人からのサポートの授受割合が高い地域でもうつ傾向は低く、こうした相手と一緒にできる活動や交流しやすい
環境が高齢者のうつに保護的に影響を与える可能性があると考えられた。更に、居住地域の環境でも、地域の活動が盛んなところ、運動・歩行環境が地域高齢者のうつ傾向に影響を及ぼす可能性が示唆された。社会参加・周囲との関わり、居住環
境はうつの地域診断指標にもなり得ると考えられた。

図４

うつ傾向と居住地域の環境* 地域の活動や交流の活発化はうつ傾向に保護的だが、運動・散歩に適した環境がない地
域はうつ傾向が高かった。
57

■研究実績報告書■58

■研究実績報告書■

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
東北大学病院
院内講師

冨田

Ⅰ

老年科

尚希

研究活動の概要【研究の背景】

研究期間 平成26年度（２年計画 １年目）

法で行われることが多い。面接法は情報の精度を担保するものの、医療・ケアスタッフや患者・家族の双方の負担（Diagnostic… burden）を増すこ

高齢者の薬物療法は、多剤併用（polypharmacy）
・…

とになりやすい。「多職種連携」で評価を分担す

Potentially… inappropriate… medication… for… the…

ることでスタッフ側の負担は減らせる反面、結果

elderly（PIM）・薬剤関連性老年症候群・処方カがうまくシェアされないと、繰り返し評価される

スケードなど複数の問題を内包する。薬物療法のことで患者・家族側の負担は逆に増えてしまう。

アドヒアランス（Medication… adherence; 以下、

包括的評価の必要部分を系統的に自記式調査票にアドヒアランスと表記）もその中に含まれるが、まとめ、結果をシェアしやすい形にまとめること

高齢者に限定されるものではない点が他の問題点が双方の Diagnostic… burden を軽減するひとつのとは異なる。また疾患や使用する薬物の特性によ方法として挙げられる。ただし、高齢者対象に自り、アドヒアランスの性質や対策法が異なるため、

記式調査を行うには、回答の精度を保つための工

疾患毎、薬剤毎にアドヒアランスが検討されるこ夫を十分に行うことが不可欠である。また自記式とが一般的である。

評価は、アドヒアランスの状態を過大に評価する

高齢者では、多病により併用薬物数や処方元数傾向が示されており客観的な指標と組み合わせてが増加傾向にあることや、薬剤関連性老年症候

最終的な評価とする必要がある（病気や治療に対群・処方カスケードなど、複数の疾患や薬物をまする「信条」など、主観的評価でしか測定できな

たいだ形で問題が生じる可能性があることから、

い重要項目があるため、客観的指標のみでアドヒ

使用している薬物全体のアドヒアランスを包括的

アランスを評価することは不十分であり、主観評に評価する必要性が高い。加えて、居住環境や管価と客観評価を系統的に組み合わせることが必要

理法・使用法、Geriatric… condition など薬物以外である）。

の問題点がアドヒアランスに影響する割合が大き集めた情報を処理してアドヒアランスを評価す

くなる。このため、高齢者で問題となりやすい点る方法としては、「遵守状態」「不遵守状態」といっ

全 体 の 包 括 的 な 評 価（ 高 齢 者 総 合 的 機 能 評 価たバイナリ―指標を用いる方法や、推測されるア（Comprehensive… geriatric… assessment:… CGA））

ドヒアランスの程度により「良好、やや良好、やの一部としてアドヒアランスを評価する必要性がや不良、不良」など数段階に分類する指標を用い高い。

る方法が臨床現場でよく用いられている。これら

高齢者の包括的な評価は、精度を保つため面接の指標は単純で判定しやすい反面、効果的な対策
59

■研究実績報告書■に必ずしもつながらない。ノンアドヒアランスの対策を考える際に重要なノンアドヒアランスのサその分類法の提案につなげる。
⑵

病院を受診した高齢患者の調査

ブタイプとして、「意図的なノンアドヒアランス」

文献レビューをもとに試作した自記式調査と「ノンアドヒアランス準備状態」の２つが挙げ票を、実際に病院受診患者に回答してもらい、られる。

問題点・改善点を明らかにして改善していく。

ノンアドヒアランスを、意図的の操作の程度に⑶

調剤薬局・老健施設でのモニター調査

よ り「 非 意 図 的 な ノ ン ア ド ヒ ア ラ ン ス

ある程度出来上がった段階で、回答者の年（Unintentional… nonadherence）」と「意図的なノ

齢層やバックグラウンドを広げる目的で調剤

ンアドヒアランス（Intentional…nonadherence）」

薬局・老健施設でのモニター調査を実施する。

に分ける分類法は歴史があり、先行研究が多く存在する確立された概念である。高齢者や認知症患者 の ノ ン ア ド ヒ ア ラ ン ス は、Unintentional…

Ⅱ

研究の成果

nonadherence であると思われがちだが、臨床現文献レビューの結果以下のことが判明した。①

場では Intentional… nonadherence を経験する。意

普及している CGA… screening… tool にはアドヒア

図的なアドヒアランスの評価は、非意図的なもの

ランスのスクリーニングは含まれない、② CGA…

の評価よりも困難であるため、精度の高い評価を

full… assessment の中では、手段的 ADL 指標の薬行うための系統的な評価法と効果的な対処法の検剤管理状況のサブカテゴリーを用いてアドヒアラ

討が求められる。また、「ノンアドヒアランス準

ンスの評価としているものがほとんどである、③

備状態（nonadherence… at… risk）」「条件付きアドノンアドヒアランス準備状態の厳密な定義は未だヒアランス（conditional…adherence）」といった、確立されていない、④ノンアドヒアランス準備状

遵守と不遵守の間に位置する状態が存在すること

態 は、 ノ ン ア ド ヒ ア ラ ン ス 状 態 と 同 様 には臨床現場で経験することだが、コンセンサスのIntentional,… Unintentional に分ける必要がある、得られている厳密な定義は存在しない。ノンアド⑤アドヒアランス低下の要因は数多く存在するが、ヒアランス発生の予防的観点からその定義や同定

Proximal-Distal…Continuum…of…Adherence…Drives…

方法を検討することの重要性は大きい。

model（2009）によれば、proximal… drivers… の評
価を通じて Intentional なノンアドヒアランス準【研究の目的】備 状 態 の 存 在 を 推 定 で き る 可 能 性 が あ る、 ⑥

１．CGA の一部として、アドヒアランス全体をUnintentional なノンアドヒアランス準備状態は、包括的に評価する自記式調査法を開発する。

展望記憶（Prospective… memory）の低下と関連

２．意図的なノンアドヒアランスやノンアドヒア

する。アドヒアランス（遵守状況）は、他の薬物

ランス準備状態を含むアドヒアランス指標の

治療関連情報（処方状況・管理状況・使用状況）

定義と具体的な分類法を提案する。

と併せることで評価精度が上がることに加え、効果的な対策の立案に役立つ。このため管理状況の【研究の方法】

指 標 で あ る Lawton… Brody… IADL の サ ブ カ テ ゴ⑴

文献レビュー

リーを直接アドヒアランスの指標として用いるこ

高齢者の薬物療法のアドヒアランスについとは適切ではないと考えられた。

ての一般的なアセスメントツールと、高齢者以上のレビュー情報をもとに、手段的 ADL の総合的機能評価の中でのアドヒアランスの評

拡張をベースに Proximal… adherence… drivers（薬価のなされ方についての現状を把握し、効果に対する信条）・Geriatric…condition を加え、A ３

的なアドヒアランス評価を行うための指標とサイズの用紙１枚（見開き２ページ）にまとめた

60

■研究実績報告書■

自記式調査票を設計した。この問診票を東北大学

統 的 評 価 方 法 は、 個 別 に 検 討 さ れ た 面 接 法 や

病院老年科もの忘れ外来にて日常診療に導入し検

performance… test の組み合わせであり、全員に施討を行った。

行することが困難である。当然 CGA の一部とし実用に耐えるレベルにまで改善をすすめた問診て行うことも難しい。今回開発した自記式調査票

票について、さらに広い年齢・バックグラウンドは、系統的なスクリーニング法として利用可能で、の回答者で検討するため、調剤薬局と老健施設でしかもその評価結果からは、対策立案に有用な情

モニター調査を行った。

報が多く得られる。また調査票の主体が IADL を最終的に出来上がった自記式調査票を図１に掲

拡 張 し た 構 成 と な っ て お り、Lawton… Brody…

載する。また、モニター調査での各年齢層の回答

IADL 得点の推定も行うことが可能であり、CGA

状況について表１にまとめる。

の一部として利用することができる。

モニター調査の結果、回答に対する負担感・不快感を低く抑えられ、回答時間は全ての年代にお【今後の課題】

いて10分程度にまで低減できていた。回答はマー

１．調査票で収集される情報の質の改善

クシート方式としているが、専用の読み取り装置

開発した新規自記式調査票により収集されではなくスキャナでの読み取りで90％以上の読みる情報の質を改善する作業は、本研究である

取り確率を達成した。これにより、比較的低コス程度進んだが、まだ無回答や誤回答がゼロでトで問診票の読み取り・自動処理を導入することはない。このため、改善の余地について検討が可能になり広く医療施設で使えるものとなり得する必要がある。
２．ノンアドヒアランスの分類・評価の精度の検る。
これまでに提唱されているアドヒアランスの系図１

証作成した自記式調査票
61

■研究実績報告書■表２

図２

自記式調査票のモニター調査結果

アドヒアランスの分類法の提案と新規調査票による分類

今回提案したアドヒアランスの分類についの検討ての論文化を行い、妥当なものかどうか広く

新規調査票の設問４で得た回答情報を議論を行う。また、新規自記式調査票で得たconfirm するための客観的評価機器の開発が必

回答情報から分類を行うアルゴリズムの検証要である。それにはまず使用薬剤を包括的にを、アドヒアランスの状態が詳細にわかって管理可能なデバイスの開発が必要で、昨年度いる入院患者について検討することを通じて

内に実際の作成まで進めることができなかっ行う。

たため、今年度開発を行う。

３．客観的評価に用いる機器の開発と、自記式調査による主観的評価結果との組み合わせ方法

62

■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
講師

新井Ⅰ

保健医療学部

理学療法学科智之

研究活動の概要

研究期間 平成26年度（２年計画 １年目）

橋 ,… 2011）。以上のように本研究で行うロコトレ
は、一般的に言われているホームエクササイズの高齢化率が進む我が国では、変形性膝関節症・

欠点を補った運動プログラムであり、高齢者の介変形性腰椎症・骨粗鬆症など運動器障害を抱える

護予防領域だけでなく、一般市民への健康増進分

人は、4700万人と推定されている。さらに近年で野への応用も十分可能であると考えられる。

は筋肉量の低下が引き起こすサルコペニアも注目

しかし、これまでのロコトレの介入研究はコンされ、運動器に障害を抱える高齢者は増加の一途

トロール群を設定するような無作為化比較対照試をたどっている。そのため、高齢者の運動器障害

験では行われていない。申請者らは、これまで埼を総合的に予防し、かつ誰もが簡単に実施できる

玉県伊奈町の一般住民約450人を対象にしたロコ

汎用性の高いトレーニング方法が必要である。

モティブシンドロームの関する横断調査を行ってこのような背景から、申請者らはこれまでにロきた。横断調査の結果を元に、本研究では介入研

コモーショントレーニング（ロコトレ）による高究として、ロコトレの効果を運動機能や生活機能齢者の運動介入に取り組んできた。ロコトレとはの側面から検証することを目的とし、340名を対ロコモティブシンドロームを予防するために提唱象とした無作為化比較対照試験を行う。さらに体された運動であり、スクワットと片脚立ち運動を

組成計での筋量の評価を加えることでロコトレの行うことが推奨されている。

サルコペニア予防効果を検証することを目的とし、申請者らのグループの研究では地域在住高齢者
172名を対象に、２ヶ月間の自宅でのロコトレを

高齢者の運動器疾患を総合的に予防できるかどうかを検討する。

行った。その結果下肢筋力、バランス能力、移動

本研究の対象は、要介護認定者と身体障害者を能力といった運動機能が有意に改善することを報除く埼玉県伊奈町在住の60歳から79歳の一般住民告した（石橋・他 ,… 2011）。また本研究で行うロである。伊奈町の協力を得て住民の中から男女、

コトレは、『スクワット』、『片脚立ち』、『かかと性別が均等になるように抽出された1200名に対し、上げ』というわかりやすい３種類の運動だけを選本研究の説明書を送付し公募した。その後説明書

択して指導すること、またトレーニングノートをが送付された1200名の中から研究の参加に同意し配布することで、運動の継続率を高く保つ工夫をた先着340人（男性163人、女性177人であり、平している。実際に以前に行った介入研究では、８

均年齢69.8±5.3歳）を研究対象者とした。なお本割以上の参加者が２ヶ月間で50日以上の運動を実

研究は厚生労働省「疫学に関する倫理指針」に基施するという高い継続率を保つことに成功した（石づく倫理的原則を遵守し、研究を行い、埼玉医科63

■研究実績報告書■

大学保健医療学部倫理委員会の承認を得て実施しの測定が床または支持側下肢に接地すること、体た。さらに対象となる高齢者全員に対し、十分な幹が動揺し腰に当てた手が離れることとした。測説明を文書及び口頭で行い、同意書を得た。

定では事前に左右肢それぞれで練習を行い、安定

まず対象者を無作為にロコトレ群200人、コン

している側の脚を選択した。その後選択した脚でトロール群140人に割りつけた。その後ロコトレ

２回測定を行った。測定時間は最大２分間とした。

群とコントロール群に対し初期評価を行った。初Functional… Reach… Test（cm） は、Duncan ら

期評価では身体組成の指標として、身長、体重、の方法に従って測定した22）。対象者の左右のつま

体脂肪率、筋肉量を測定した。体重、体脂肪率、先を床面に設定した直線にあわせ直立姿勢をと筋肉量の測定は体組成計（タニタ MC-190）を用り、その後肩関節屈曲90°、肘関節伸展、前腕回

いて測定した。身長と体重の値から Body… Mass…

内位にて手指を屈曲させた。手指の先端位置を決Index（BMI）を算出した。測定した四肢の筋肉

めた後、対象者には前方に出来るだけリーチさせ、量から補正四肢筋肉量（SMI、四肢の筋肉量の総そのときの手指の先端位置を再び計測した。測定

和を身長の２乗で除した値）を求めた。

値は開始肢位と終了肢位の差を算出した。測定はまた運動機能として握力、膝伸展筋力、片脚立２回行い、最大値を代表値とした。なお、計測肢

ち時間、Functional…Reach…Test（FRT）、快適歩は対象者の利き手側とし、リーチの方向は出来る

行速度、最大歩行速度を測定した。

だけ水平に行うように指示した。

握力はアナログ式握力計（TKK5001,…竹井機器）

快適と最大歩行速度の測定は吉村らの方法に従を使用した。測定手の近位指節間関節が90度とない測定した。対象者は６m の直進路を快適速度おるようにグリップ幅を調整した。測定は左右の最よび最大速度で歩行し、その時の所要時間をス

大筋力を１回ずつ測定し、最左右の最大値を採用

トップウォッチを用いて行った。測定は快適およした。

び最大歩行それぞれ１回ずつ行った。なお対象者

最大等尺性膝伸展筋力はハンド・ヘルド・ダイ

への指示は、快適歩行の場合は「普通の速度で歩ナモメーター（μ Tas… MT-1，ANIMA 社製）をいてください」、最大歩行の場合は「できるだけ使用し測定した。測定肢位は股関節・膝関節90°

早く歩いてください」と統一した。

の椅子座位とし、測定誤差を最小限にするために、

さらにアンケート調査として変形性関節症の質

ハンド・ヘルド・ダイナモメーターをベルトで下

問 票 で あ る Western… Ontario… and… McMaster…

腿部に固定した。測定は左右１回ずつ行い、最大Universities… Osteoarthritis… Index（WOMAC）、値を代表値とした。さらに測定肢の膝関節裂隙から測定部のハンド・ヘル
ド・ダイナモメーター中央部までの距離を計測し、下腿長とした。解析では測定値からトルクを求め、体重で除した値（Nm/kg）を採用した。
片脚立ち時間（秒）の測定は、開眼にて両手を腰にあてどちらか一方の足を床面から離した片脚立ち姿勢で行った。検者は転倒に注意しながら、対象者が片脚立ち姿勢を維持できなくなるまでの時間をストップウォッチで測定した。測定の終了条件は、挙上側下肢64

図

研究デザインと両群における対象者の変化

■研究実績報告書■

ロコモティブシンドロームの質問票であるロコモ

配布し、30分程度で行った。ロコトレ指導経験の25、QOL の質問票である Euro…QOL（EQ-5D）をある理学療法士がスクワット、片脚立ち、かかと聴取した。

上げの実技指導とウォーキング方法を指導した。

初期評価の後、ロコトレ群に対してはロコトレ

ロコトレ群の対象者は、その後６ヶ月間自宅でロを指導するための講習会を行った。本研究で指導

コトレを実施していただく。ロコトレ群には自宅したロコトレはスクワット、片脚立ち、かかと上で行った運動を記録するためのトレーニングノー

げの３種類の筋トレとウォーキングとした。講習

トと活動量計を配布した。トレーニングノートに会はロコトレの方法が記載されたパンフレットをは実際に行った運動種目と回数を記載するよう指示した。

表. 両群における6ヶ月間の介入効果の比較
ロコトレ群(n=145)

コントロール群(n=94)

Between group
P value

交互作用
P value22.7±2.822.6±2.722.7±2.7
0.685

0.150
0.432
0.365

0.010

**
**

**
‡

6.82±1.11
6.98±1.13
6.84±1.09<0.001

**
‡

0.030
0.244
0.213

**
**，††

25.7±7.0
24.7±7.525.5±7.0<0.001

**
††

0.932
0.700
0.986

2

BMI （kg/m ）At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

23.3±2.923.0±2.923.0±2.9<0.001補正四肢筋肉量（kg/m2)
At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

7.12±1.09
7.21±1.08
7.12±1.06<0.001

体脂肪率(%)
At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

25.3±8.6
23.9±8.724.4±8.6<0.00129.8±8.5
30.6±8.831.2±8.7<0.001****，†28.9±8.6
29.7±9.3
30.0±8.7
0.004

*
**

0.302
0.339
0.244

片脚立ち時間(sec)
At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

50.9±39.1
69.4±41.6
72.2±42.8
<0.01

**
**

57.5±39.7
48.1±37.1
49.7±36.6
0.022

*
*

0.231
<0.01
<0.001***，††37.6±4.935.5±5.437.8±4.9<0.001

**
††

0.789
0.257
0.571

快適歩行時間 (m/sec)
At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

1.44±0.23
1.47±0.20
1.46±0.19
0.088

最大歩行時間 (m/sec)
At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

1.92±0.27
1.97±0.26
1.99±0.28<0.001

膝伸展筋力 (Nm/kg)
At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

1.48±0.48
1.58±0.50
1.66±0.48<0.001る説明を30分程度行っている。
初期評価から３ヶ月後、６ヶ月後に初期評価と同様の項目の測定を行い、ロコトレの効果を検証した。解析は群（ロコトレ群、コントロール群）と介入期間（初期、３ヶ月後、６ヶ月後）

0.191
37.1±5.2
36.1±5.738.3±5.5<0.001の２要因での二元配置分散分析と多重比較を行った。

0.76
1.44±0.22
1.46±0.23
1.47±0.20
0.340

0.986
0.772
0.979

**
**

1.93±0.24
1.94±0.26
1.89±0.23
0.088

0.679
0.395
0.002

**
**，††

1.44±0.42
1.56±0.44
1.52±0.72
0.159

*

Ⅱ
<0.001

0.523
0.695
0.119

WOMAC (点)At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

2.7±5.4
2.8±5.4
2.1±4.2
0.003

ロコモ25 (点)At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

4.8±6.2
4.3±5.9
3.7±4.9<0.001*0.90±0.13
0.93±0.12
0.91±0.13
0.021

0.669
0.765
0.490

*
**，††

3.3±6.4
3.5±6.8
2.9±5.5
0.410

0.483
0.540
0.291

5.1±6.3
4.9±5.7
4.8±5.9
0.798

0.663
0.530
0.117

†

平均値 ± 標準偏差
BMI, Body mass index；SMI, Skeletal muscle index；FRT, Functional reach test；
EQ-5D, EuroQol 5 dmension：WOMAC, Western ontario and McMaster universities*:vs At baseline P<.05, **:vs At baseline P<.01

体脂肪率、片脚立ち時間、最大歩行速はみられなかった。
BMI と体脂肪率についてはロコト
レ群において主効果がみられ、初期に

0.919
**，††

６ヶ月間の介入の結果、両群の変化度であり、その他の項目では交互作用
0.595

0.90±0.13
0.92±0.12
0.92±0.13
0.038

研究の成果

に交互作用がみられた項目は BMI、
0.115

**

EQ-5D
At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

了した６ヶ月評価後にロコトレに関す
0.014<0.001

At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)ていただくこととした。なおコント
ロール群についてはすべての調査が終

0.634

FRT(cm)みを配布し、ロコトレに関する説明はなく、６ヶ月間今までの生活を継続し0.156

握力（kg）
At baseline
3 Months
6 Months
Time effect(P value)

一方コントロール群には活動量計の比べ３ヶ月後、６ヶ月後に有意に低下している結果となった。また片脚立ち

0.248

時 間 は ロ コ ト レ 群 で は 初 期（50.9±
39.1秒）に比べ３ヶ月（69.4±41.6秒）、
６ヶ月（72.2±42.8秒）と有意に向上
した一方で、コントロール群では初期に比べ（57.5±39.7秒）、３ヶ月（48.1
65

■研究実績報告書■±37.1秒）、６ヶ月（49.7±36.6秒）と有意に低下なった。

する結果となった。最大歩行速度はロコトレ群に

６ヶ月間の介入の結果、補正四肢筋肉量は両群

おいて初期（1.92±0.27秒）に比べ３ヶ月後（1.97で同様の変化を示し、群間による違いや交互作用±0.26秒）、６ヶ月後（1.99±0.28秒）に有意に向はみられなかった。その理由として対象者の健康上している結果となった一方で、コントロール群

度が高いことが考えらでは有意な変化がなかった。以上のことにより、れた。今回の対象者は平均年齢が約70歳と若本研究のロコトレの効果として BMI と体脂肪のく、他の運動機能評価の結果をみても比較的運動減少効果、片脚立ちと最大歩行速度の増加効果が機能の高い対象者が多かった。そのため元々の筋あること明らかとなった。

肉量も高く、介入効果が少なかったと考えられる。

その他の項目の両群間の比較に関して、握力でアジア人におけるサルコペニアの診断は握力、はロコトレ群、コントロール群ともに初期に比べ歩行速度及び筋肉量で規定される。本研究のロコ

３ヶ月後、６ヶ月後に有意に向上していたが、ロトレ介入により、ロコトレ群の握力と歩行速度がコトレ群のみ３ヶ月後に対して６ヶ月後が有意に有意に改善したが、筋肉量の改善はみられなかっ

向上していた。また膝伸展筋力は両群ともに初期

た。このことからロコトレ介入は筋力や歩行機能に比べ３ヶ月後に有意に増加していたが、ロコトの改善効果を示すことが明らかとなり、サルコペ

レ群のみ６ヶ月後まで有意に増加していた。握力

ニア予防において一定の効果を示す結果となった。

と膝伸展筋力に関してはロコトレ群のみ６ヶ月後

しかし一方で筋肉量の改善効果が得られなかっまで有意な増加がみられた。このことからロコトたという課題が残る結果となった。今後は筋肉量

レは半年程度継続することで、筋力増強効果があを増加するための介入方法を再度検討する必要がることが明らかとなった。

ある。まず介入対象者については、本研究の対象

またアンケート調査項目では交互作用はみられ者より生活機能や身体機能が引く対象者を設定すなかったが、WOMAC（初期 vs ６ヶ月後、３ヶること、さらに対象者に合わせた介入期間、運動

月後 vs ６ヶ月後）とロコモ25（初期 vs ３ヶ月後・負荷を設定する必要があると考える。また運動だ

６ヶ月後、３ヶ月後 vs ６ヶ月後）がロコトレ群

けの介入ではなく栄養介入と合わせた介入方法もにおいてのみ有意に改善している結果となった。

検討するべきであると考える。

WOMAC とロコモ25はそれぞれ変形席関節症とそのため今後は本研究のサブ解析として、運動

ロコモティブシンドロームに関連する関節の痛み

頻度や元々の運動習慣、活動量、栄養状態を含めや生活動作能力を評価する総合的な質問票であた介入効果の検討を行う必要があると考える。こる。このことからロコトレを６ヶ月間継続するこれらのサブ解析を行うことでより効果的な筋肉量とで、変形性膝関節症やロコモティブシンドロー向上のための介入方法が明らかとなると考える。

ムに関わる生活機能が改善することが明らかと66

■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
難病治療学 講師

上住Ⅰ

総合医科学研究所

聡芳

研究活動の概要

研究の目的

研究期間 平成26年度（２年計画 １年目）

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、単離に成功している（Oishi…et…al.,…PLoS…One,…2013;…Uezumi…et…al.,…Cell…

加齢に伴う骨格筋の萎縮と機能低下（サルコペ

Death… Dis,… 2014）。ヒト骨格筋に由来する間葉系ニア）は、高齢者の activity…of…daily…living（ADL）

前駆細胞の利用は、特に創薬研究において臨床有および quality…of…life…（QOL）を損なう主要な原因

効性予測の観点から強力な研究基盤を提供する。

である。超高齢社会を迎えた我が国において、サ本研究では、サルコペニアにおける間葉系前駆ルコペニアは公衆衛生上極めて重大な問題となっ細胞の加齢変化を解析し、筋萎縮を導く分子機序ている。

を明らかにする。また、ヒト間葉系前駆細胞の維

骨格筋組織を構成する筋線維は最も巨大な細胞

持・培養系を最適化し確立する。さらに、間葉系

で長さが数 cm に達するものもあるが、それゆえ前駆細胞の加齢変化を制御することによるサルコに構造上不安定な細胞である。さらに収縮によりペニアの予防・治療法開発を目指す。

大きな物理的負荷にさらされる。にもかかわらず筋線維が維持されているのは、周囲の間質結合織研究活動内容と機能的に連結し支持されているからであり、結Ⅰ）間葉系前駆細胞を欠損する遺伝子操作マウス

合織の異常は筋線維の恒常性破綻を導く。老化骨の作製

格筋では脂肪化や線維化といった間質結合織の異間葉系前駆細胞の骨格筋維持における重要常が認められるが、申請者らはこの脂肪化や線維性を明らかにする目的で、間葉系前駆細胞を化の起源となる間葉系前駆細胞の同定に成功して除去することを試みた。間葉系前駆細胞の特いる（Uezumi…et…al.,…Nat…Cell…Biol,…2010;…Uezumi…

異的マーカーである Pdgfra のプロモーターに

et…al.,…J…Cell…Sci,…2011）。間葉系前駆細胞は通常はより CreER を発現するマウス（Pdgfra-CreER）

健全な結合織を構成することで筋線維をサポートと、Cre が作用すると DTA が発現し細胞が死していると考えられている（Uezumi…et…al.,…Front…

滅するマウス（R26R-DTA）を交配し、間葉系

Physiol,… 2014）。以上から、間葉系前駆細胞の異前駆細胞をコンディショナルに欠損できる遺常により筋線維の維持機構が破綻し、サルコペニ

伝子操作マウスを作製した。また、Cre-loxP に

アにおける筋萎縮を導いていることが示唆される。

よる組み替えの効率や特異性を評価するため、サルコペニアの予防・治療のためにはヒト細胞

Cre が作用すると YFP が発現するレポーターを用いた研究が望まれる。申請者らはマウスから

マ ウ ス（R26R-EYFP） と も 交 配 を 行 っ た。
67

■研究実績報告書■

Pdgfra-CreER/R26R-EYFP マウスにタモキシ

細胞の品質を評価した。

フェン投与後、YFP の発現を検査し、組み替
え の 効 率、 特 異 性 を 調 べ た。Pdgfra-CreER/
R26R-DTA マウスにタモキシフェン投与し間葉系前駆細胞を欠損させ、間葉系前駆細胞欠損マウスの表現型（体重、筋力、筋重量、筋ⅡⅠ）間葉系前駆細胞を欠損する遺伝子操作マウスの作製

線維断面積、筋線維タイプ）を精査し、コントロールマウスと比較・解析した。

研究の成果

Pdgfra-CreER/R26R-EYFP マウスにタモキ
シフェン投与後、筋切片を YFP と PDGFRαで染色し、Cre-loxP の組み替え効率、特異性を調Ⅱ）老化による間葉系前駆細胞の特性変化解析

べた。その結果、組み替え効率は63.1±9.2％で、老化マウスおよび若齢コントロールマウス

特異性は99.5±1.2％であり非常に特異的であるの骨格筋から直接的に単離した間葉系前駆細ことが明らかになった。次に、Pdgfra-CreER/

胞のトランスクリプトーム解析を行うことで、

R26R-DTA マウスにタモキシフェン投与後、老化による間葉系前駆細胞の特性変化を分子

筋切片を PDGFRαで染色し間葉系前駆細胞のレベルで調べた。老化マウスおよび正常若齢

欠 損 の 程 度 を 調 べ た。Pdgfra-CreER/R26R-

マウスの骨格筋を酵素処理し、単核細胞を得

DTA マウスでは PDGFRα陽性間葉系前駆細胞

た。骨格筋由来単核細胞を間葉系前駆細胞の数の顕著な減少が確認できた（図１）。

マーカーである PDGFR α、筋衛星細胞のマー

Pdgfra-CreER/R26R-DTA マウスの体重はタモ

カー SM/C-2.6、血管内皮マーカー CD31、血球キシフェン投与終了直後から有意な減少が見らマーカー CD45で染色後、セルソーターを用いれ、６週後も体重の低下は続いていた。グリップて 各 細 胞 分 画（ 間 葉 系 前 駆 細 胞：PDGFR α試験による筋力測定においても Pdgfra-CreER/+

R26R-DTA マウスではタモキシフェン投与終了

－

－

－

SM/C-2.6 CD31… CD45 、 筋 衛 星 細 胞：
－

+

－

－

－

+

PDGFRα SM/C-2.6 CD31 CD45 、 血 管 内 皮－

直後から有意な筋力低下が見られ、６週後もそれ－

細 胞：PDGFRα SM/C-2.6 CD31 CD45 、 血球 細 胞：PDGFRα－ SM/C-2.6 － CD31 － CD45+）を単離した。各細胞分画から RNA を精製し、マイクロアレイにより網羅的遺伝子発現解析を行った。
Ⅲ）ヒト間葉系前駆細胞の維持・培養系の確立
ヒト間葉系前駆細胞を用いてその加齢変化を制御する手法を開発する目的で、ヒト間葉系前駆細胞の維持・培養法の最適化を行った。
ヒト骨格筋から間葉系前駆細胞を単離し、種々の 増 殖 因 子（bFGF、EGF、IGF-I、IGF-II、
LIF、HGF）の下で、また、様々な培養基質上（collagen… I、collagen… IV、fibronectin、
laminin）で培養し、細胞増殖の程度を比較した。最適化された培養条件でヒト間葉系前駆細胞を維持・増殖後、脂肪・骨分化能を調べ
68

図１

Pdgfra-CreER/R26R-DTA マ ウ ス に お け
る間葉系前駆細胞の減少
Pdgfra-CreER/R26R-DTA マ ウ ス お よ び
コントロールマウスの骨格筋切片を PDGFRα（ 赤 ） で 染 色 し た。Pdgfra-CreER/
R26R-DTA マウスで PDGFR α陽性間葉系
前駆細胞の顕著な減少が確認できる。

■研究実績報告書■は続いていた。

コーティングの培養容器で培養し、細胞増殖

Pdgfra-CreER/R26R-DTA マウスの筋重量は顕の程度を比較した。その結果、laminin コーティ

著に減少しており、筋線維断面積を測定した結果、ングは間葉系前駆細胞の増殖を低下させた（図顕著な筋萎縮が明らかになった。興味深いことに、３）。以上から、bFGF 添加、collagen…I コーティ

Pdgfra-CreER/R26R-DTA マウスの骨格筋は遅筋

ングを最適なヒト間葉系前駆細胞の維持・培優位に変化しており、老化骨格筋と似た変化を示養条件として決定した。
最適化された培養条件でヒト間葉系前駆細した（図２）。

胞を維持・増殖後、脂肪・骨分化能を調べた
結果、旺盛な分化が確認でき高い品質が維持されていることが明らかとなった。現時点で1…
x… 10８細胞まで品質を維持し増殖させることに成功している。

図２

Pdgfra-CreER/R26R-DTA マ ウ ス で 起 こる first-to-slow の筋線維タイプ変化
Pdgfra-CreER/R26R-DTA マ ウ ス お よ び
老化マウスの遅筋線維（MHC type I：赤）を染色した。両マウスで類似した変化が観
察される。

図３

ヒト間葉系前駆細胞の維持・培養条件の最適化
ヒト間葉系前駆細胞の増殖に及ぼす各種増殖因子（上段）および培養基質（下段）の影響を調べた。

Ⅲ

今後と期待される成果

Ⅱ）老化による間葉系前駆細胞の特性変化解析
老化マウスおよび正常若齢マウスの骨格筋からセルソーターを用いて間葉系前駆細、筋衛星細胞、血管内皮細胞、血球細胞を単離し、マイクロアレイにより網羅的遺伝子発現解析

本年度の研究で、間葉系前駆細胞が定常状態のを行った。その結果、間葉系前駆細胞特異的

骨格筋の維持に必須で間葉系前駆細胞の欠損がサに老化に伴い発現低下する遺伝子群（26遺伝子）

ルコペニア様の筋萎縮を誘導することを明らかにおよび発現上昇する遺伝子群（７遺伝子）をした。また、老化に伴い間葉系前駆細胞で起こる同定した。

遺伝子発現変化を明らかにした。今後、これら遺伝子の骨格筋維持における機能を解析していく予Ⅲ）ヒト間葉系前駆細胞の維持・培養系の確立定である。さらに、ヒト間葉系前駆細胞を性質をヒト骨格筋から間葉系前駆細胞を単離し、維持したまま1… x… 10８細胞まで増殖できる培養条

bFGF、EGF、IGF-I、IGF-II、LIF、HGF 添 加

件を決定した。この成果はヒト間葉系前駆細胞をの下で培養し、増殖に及ぼす効果を調べた。

用いてその加齢変化を制御する手法の開発に役立

その結果、bFGF が間葉系前駆細胞の増殖を促つと期待できる。

進することが明らかになった（図３）。また、
collagen… I、collagen… IV、fibronectin、laminin
69

■研究実績報告書■70

■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
国立研究開発法人…国立長寿医療研究センター
研究所

山越

Ⅰ

貴水

研究活動の概要［目的］

研究期間 平成26年度（２年計画 １年目）

唾液の質の低下には Bmi-1による唾液粘性物質生合成・調節機構の破綻が関与している可能性が示
唆される。

口腔内へ唾液を分泌する唾液腺組織の加齢に伴また、近年、加齢により様々な組織でリンパ球う機能低下は口腔乾燥症（ドライマウス）を引き浸潤を伴う慢性炎症が生じ組織・臓器の機能障害起こすだけでなく、口腔乾燥症を背景とする口腔や治療抵抗性が問題となっている。私達は、加齢内汚染と加齢に伴う嚥下障害により高齢者肺炎のにより唾液腺組織においてもリンパ球浸潤が生じ殆どを占める誤嚥性肺炎のリスクを高める。しかることを確認しており、唾液腺組織の炎症と加齢しながら、加齢に伴い唾液腺組織機能が低下する

による粘性物質増加の関係は大変興味深い。
そこで本研究では、加齢により唾液粘性が増加

メカニズムは未だ不明である。
私達はこれまで、インビボイメージングシステするメカニズムと唾液粘性の亢進が加齢に伴い生ムを用いて加齢による唾液腺機能低下のメカニズ

じる組織の慢性炎症を引き起こす仕組みを明らか

ムを解明するために有用と考えられるモデルマウにすることを目的とする。

スを作製し、このモデルマウスを用いて唾液腺の一つである顎下腺組織において、ポリコーム蛋白［活動内容］質である Bmi-1が癌抑制遺伝子として知られる

本年度は、加齢により顎下腺で増加する粘性物

p16の発現抑制を行うことで唾液を分泌する腺房質の同定と、加齢及び Bmi-1遺伝子欠損による顎細胞の数を制御することを明らかにしてきた下腺での炎症性メディエーターレベルの解析を（Yamakoshi… et… al.,… Aging… Cell,… 2015）。大変興味行った。

深いことに、研究遂行過程において、私達は以下⑴のことも見出した（未発表）。

加齢により顎下腺で増加する粘性物質の同定
粘液の主要な糖蛋白質であるムチンはコア①加齢に伴い、唾液腺の腺房細胞内に含まれる唾

蛋白と呼ばれる核となる蛋白質が高グリコシ

液の漿液性成分と粘液性成分の割合が変化し、ル化された高分子糖蛋白質である。加齢によ粘性物質が増加する。

り顎下腺で増加する粘性物質を同定するため② Bmi-1がない唾液腺組織においても類似の現象に、まず、難分析性糖蛋白質を分析するためが認められる。

の方法である分子マトリクス電気泳動（SMME）

これらのことから、唾液腺機能低下は唾液の量により、ムチンやプロテオグリカン等の分離だけでなく唾液の質をも低下させると考えられ、を行った。その結果、老齢マウスには若齢マ71■研究実績報告書■

ウスに見られないスポットが観察された（図べて IL-1β ,… MCP-1,… MIP-1αや TNF- αのレベ１）。次に、老齢マウスにのみ出現したスポッルが顕著に上昇していた。このことから、加トを切り出し、膜状でのアルカリ還元β脱離

齢により顎下腺では炎症状態が誘導されていにより0- グリカンを遊離後、完全メチル化し質るものと考えられる。そこで、粘性物質の増量分析（MALDI-TOF… MS）の糖鎖分析を行っ加が認められた Bmi-1遺伝子欠損マウスの顎下たところ、0- グリカンの検出を確認すると同時腺についてもリンパ球浸潤や炎症性サイトカに、酸性糖鎖であるシアロ糖鎖の比率が増加

インレベルの亢進が認められるかどうかを調していたことから、加齢により新たな酸性ム

べた。その結果、Bmi-1遺伝子欠損マウスの顎チンが発現するようになることが分かった（図下腺では老齢マウスの場合と異なり、リンパ２）。

球浸潤を認めなかった。しかし、炎症性サイ
Alcian Blue染色23:酸性ムチン3

4:中性ムチン4

遺伝子欠損により顕著に上昇した。すなわち、これらの事実は粘性物質の蓄積が炎症を引き

1:プロテオグリカン 1
2:ヒアルロン酸

トカインである IL-6や Gro- αのレベルは Bmi-1

起こしている可能性を示唆した。
O-1

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
PSMYoung Old BSM
マウス顎下腺PSM：ブタ胃ムチン
BSM：ウシ顎下腺ムチン

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
Neutral glycans
Sialo-glycans

Intensity (%)

生成した巨大分子の総称で、ムチンのコア蛋白を

6. (Hex)(HexNAc)(NeuAc)2

0

図２

4

5

が発現するようになることが分かった。ムチンはと呼ばれる蛋白が無数の糖鎖によって修飾されて20
3

わせた分析の結果、加齢により新たな酸性ムチン

2. (Hex)(HexNAc)

5. (Hex)(HexNAc)2(NeuAc)

2た。分子マトリクス電気泳動と質量分析を組み合

1. (HexNAc)

40

1症性メディエーターのレベルについて解析を行っ上皮細胞等から分泌される粘性物質で、コア蛋白

4. (Hex)(HexNAc)(NeuAc)60

加齢により顎下腺で増加する粘性物質の同定と炎

糖鎖組成

3. (Hex)(HexNAc)280

発生に及ぼす効果の解明を目指し、本年度はまず、

6

ムチンの糖鎖比較

コードする遺伝子はマウスでは少なくとも約20種類存在することが分かっている。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⑵

加齢及び Bmi-1遺伝子欠損による顎下腺での炎症性メディエーターレベルの上昇にすることで加齢により唾液粘性が亢進するメカ
ニズムを解明できる可能性があると考えられる。

私達のこれまでの研究結果から、加齢によまた、同定されたムチンの腺房細胞内における蓄り野生型マウスの顎下腺組織内の導管周囲に積が炎症を誘導する可能性についての研究を進展

リンパ球が浸潤することが分かっている。老させることが期待され、研究の成果は着実に得ら

齢マウスの顎下腺における炎症性サイトカイ

れた。

ンのレベルを調べたところ、若齢マウスに比72

■研究実績報告書■

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
岡山県立大学
助教

滝本

Ⅰ

情報工学部

情報通信工学科裕則

研究活動の概要

１．研究背景と目的
代表的な加齢に伴う眼疾患としては白内障や緑研究期間 平成26年度（１年計画 １年目）

透過型視覚デバイスやプロジェクタ・カメラ協調
システムなどと組み合わせることにより、運転の補助や公共空間での案内表示など様々な場面において自然に注意を促すことが期待される。

内障が挙げられ、50代の半数以上がなんらかの加齢性白内障の症状を引き起こしているといわれ

２．高齢者のための視覚的注意モデルの確立る。このような加齢性の眼疾患は、視野の狭窄や人は、視覚情報の中から重要と思われる情報を

色の見えの変化を引き起こすため、実生活におい瞬時に判断し、効率的かつ選択的に情報を獲得して視覚から得られる情報の欠落が懸念される。近ており、このメカニズムは視覚的注意と呼ばれて年では、カラーバリアフリーの概念が普及しつついる。この視覚的注意を視覚メカニズムの初期段あるが、加齢に伴う眼疾患のタイプや程度は様々

階で事前処理として用いることにより、その後のであるため、各個人の見え方に全て適応すること

認識や判断などのより高次な処理を簡素かつ高速は困難であり、比較的カラーユニバーサルデザイに実現している。視覚的注意には、ボトムアップ

ンが考慮されている公共空間での案内表示板や商注意とトップダウン注意があり相互に干渉しなが品パッケージにおいても、情報欠落の危険性が指ら注意を制御している。ボトムアップ注意は、色摘されている。

や明るさなど外発的要因によって刺激され無意識

本研究では、高齢者が安心安全に暮らせるように向けられる注意であり、トップダウン注意は、

日常的な活動を支援する情報提示空間の実現を目

知識や記憶などの内発的要因によって刺激され意

指し、自然かつ効果的な視線の誘導を行うため、図的に向けられる注意である。

視覚的顕著性に基づき、無意識的な視覚的注意で一方、高齢者の色覚を検討するうえで、水晶体ある誘目性に影響を及ぼす画像の特徴を明らかにの加齢変化、すなわち黄変化や白濁化等を要因とし、加齢に伴う眼疾患に応じた誘目性モデルの構する色覚の劣化は全ての人に起こりうる老化現象

築を目的とする。また、得られた誘目性モデルにであり、非常に重要である。加齢性白内障患者の基づいて視覚刺激を加工し、高齢者の注視を自然

水晶体の分光透過率は、特に400～500nm の短波に誘導することを目的とする。高齢者の注視を自長帯域で著しく低下することが知られている。

然かつ効果的に誘導することが可能となれば、近そこで我々は、水晶体の加齢変化に伴う色覚劣年注目されている「人と調和する情報環境を実現

化を考慮した視覚的注意モデル、すなわち、視野するための新しいデバイス」であるウェアラブル

内の視覚情報の顕著さである目立ちやすさの空間73

■研究実績報告書■分布である視覚的顕著性マップを算出するモデルの色差を表す a* 成分のみからなる視覚的顕著性を提案した。特に、人の視覚的顕著性に寄与するマップを提案した。提案する視覚的顕著性マップ

ボトムアップの画像特徴として、輝度成分や色成モデルの概要を図１に示す。

分、空間周波数成分が挙げられるが、我々は、注

一方、加齢による視力低下に伴い、高い周波数視の誘導を目的とした視覚刺激の加工を考慮し、成分に対する感度が低下するため、像がボケて知輝度と色成分に基づく視覚的顕著性マップモデル

覚されることはよく知られている。そこで、我々と、空間周波数成分に基づく視覚的顕著性マップ

は、図２に示すような空間周波数成分に着目したモデルをそれぞれ提案した。

視覚的顕著性マップのモデルを新たに提案した。

まず、輝度と色成分に基づく視覚的顕著性マッ

提案モデルでは、視覚刺激である入力画像を CIE…

プモデルについて述べる。高齢者の視覚の代表的

L*a*b* 表色系に変換後、輝度を表す L* 成分に対しな変化として、前述のように加齢に伴い水晶体のて周波数解析手法のひとつであるウェーブレット

黄変化が生じる。ここで、代表的な水晶体加齢モ変換を適用し、サブバンド成分に分解する。なお、

デルとして Pokorny らの Two-Factor モデルが知信号の周波数－時間軸の解析に用いるマザー・られており、本モデルに基づいて岡島らは高齢者

ウェーブレットに Daubechies ウェーブレット基の水晶体の分光透過率特性を明らかにしている。

底を用いた。人は特徴のコントラスト（違い）の

このような先行研究より、高齢者の水晶体分光透

大きいところに無意識的に注目を向けることが知

過率は、特に短波長側（青色）で著しく低下する

られている。そこで、異なるサブバンド成分間のことが知られている。そこで、これらの知見に基差分計算（Center-surround… difference 処理）をづき、水晶体の黄変化を考慮し、輝度と色成分か行うことにより、人が注目しやすい領域を抽出しらなる視覚的顕著性マップモデルを提案した。具た。なお、視力が低下した高齢者の視覚特性を考

体的には、視覚刺激である入力画像の RGB 成分

慮し、一般的な視覚的顕著性マップよりも低い周を CIE…L*a*b* 表色系に変換し、青－黄の色差を表波数成分に注目し、それらを用いて視覚的顕著性

す b* 成分を除いた、輝度を表す L* 成分と緑－赤

マップを求めた。詳細なアルゴリズムについては

図１

図２

74

輝度と色成分に基づく視覚的顕著性マップモ
デル

空間周波数成分に基づく視覚的顕著性マップ
モデル

■研究実績報告書■「Ⅲ

研究成果発表」に記載している文献２～４を参照されたい。

台にのせ、さらに加速度計によって頭部の動きを計測した。また、前方60cm の位置に視覚刺激を提示する液晶ディスプレイを設置した。視覚刺激

３．視覚的注意モデルに基づく注視誘導技術の確
立

提示前は画面中央に位置する固視点を注視させ、その後、実験画像を提示し視線の計測を行った。

人は、周辺視野内の情報により次に注視すべき

被験者に関して、加齢に伴う水晶体の黄変化の対象を検出し、中心視によりその詳細を確認して影響のみを検証するため、正常色覚を有する成人いる。このとき、人の興味や目的といった要因を男性５名に高齢者水晶体擬似メガネ（FVG）を考慮しなければ、視野内で最も視覚的顕著性が高装着してもらった。なお、高齢者水晶体擬似メガ

い領域が優先的に注視されると考えられている。

ネによって実験を行う際、背後からの入射光の影

この考えに基づき、注視誘導の対象が画像中で最響が懸念されるため、暗室内にて標準光 D65の環

大の視覚的顕著性を示すように画像特徴を調整す

境下で実験を行った。

ることで、注視を誘導する手法を提案した。本研
究では、高齢者のための視覚的注意モデルとして、特性の異なる「輝度と色成分に基づく視覚的顕著

Ⅱ

研究の成果

性マップモデル」と「空間周波数成分に基づく視図３に、提案法によって得られる「輝度と色成

覚的顕著性マップモデル」をそれぞれ提案してい分に基づく視覚的顕著性マップ」と「空間周波数

るため、各視覚的注意モデルに応じた注視誘導の成分に基づく視覚的顕著性マップ」を可視化したための画像加工技術を提案した。

ものを示す。図３において、（a）と（c）はそれ

まず、輝度と色成分に基づく視覚的顕著性マッ

ぞれ原画像であり、（b）と（d）は高齢者にとっプモデルを利用した注視誘導技術として、注視をて無意識的に注意を引き付けやすい領域を可視化誘導したい領域の視覚的顕著性が最も高くなるよしたものである。なお、より注目を集めやすい、

うに、L*a*b* 表色系の各成分（L* と a*）を視覚的すなわち目立ちやすい領域ほど赤っぽい色で表示

顕著性マップに基づいて画素ごとに調整した。

している。

一方、空間周波数成分に基づく視覚的顕著性

また、提案した視覚的注意モデルが注視行動を

マップモデルを利用した注視誘導技術として、注推定できているか定量的に評価するため、視線計

視を誘導したい領域以外の領域において、高い顕著度を持つ画素に直接影響を与える周波数成分を抑制することで対象領域以外をぼかすことにより、対象領域に注視を誘導する手法を提案した。それ
ぞれの詳細なアルゴリズムについては「Ⅲ研究成果発表」に記載している文献２～４を参照され（a）原画像（b）色と輝度に基づくモデル（c）原画像（d）空間周波数に基づくモデル

たい。
評価実験の設定
提案した視覚的注意モデルと、視覚的注意モデルに基づく注視誘導技術の有効性を検証するために被験者実験を行った。視線計測には、ディテク
ト社の視線計測システム QG-PLUS を用いた。視線計測の精度向上を目的とし、被験者の頭部は顎

図３

高齢者のための視覚的注意モデルによる目
立ち領域の可視化75

■研究実績報告書■

測の結果を評価指標 Percentile を用いて評価し（b）は原画像に対して高齢者にとって無意識的た。Peeters らによって提案された評価指標であに注意を引き付けやすい領域を可視化したもの、る Percentile は、視覚的顕著性マップにおいて、（c）は注視を誘導するため画像（a）を各手法である被験者の視線位置での顕著度が視覚刺激全体

加工したもの、（d）は画像（c）の注意を引き付においてどの程度の高さであるかを示す尺度であけやすい領域を可視化したものである。なお、注る。Percentile 値の結果として、輝度と色成分に視を誘導する対象は、図４上の例では左上にある基づくモデルでは0.620、空間周波数成分に基づ

標識、図４下の例では左側の看板、図５上の例で

くモデルでは0.625であり、比較的高い精度で注は画像中央の花、図５下の例では左下の野菜であ視を推定可能であることを確認した。これらの結る。これらの図より、注視を誘導したい対象の顕果より、高齢者の注視の引き付けやすさを高精度

著度が相対的に高くなっており、高齢者の注視をかつリアルタイムで定量的に求めることが可能で誘導可能であることが確認できた。
また、原画像と提案法によって加工を行った画あることを確認した。
次に、視覚的注意モデルに基づく注視誘導技術

像に対して視線計測を行った結果（スキャンパス）の評価について述べる。まず、図４と図５に、各を図６に示す。図６において、画像中の数字は注

視覚的顕著性マップモデルに基づいて画像加工を視が移動した順番であり、円の大きさは注視時間行った例を示す。各画像において、（a）は原画像、の長さを表している。ただし、半径100… pix.… の範（a）原画像（b）画像 a の顕著性マップ（a）原画像（b）画像 a の顕著性マップ（c）加工後の画像（d）画像 b の顕著性マップ（c）加工後の画像（d）画像 b の顕著性マップ

図４76

視覚的顕著性マップ（輝度と色成分）を用いた画像加工の結果

図５

視覚的顕著性マップ（空間周波数成分）を用いた画像加工の結果

■研究実績報告書■（a）原画像

図６（b）輝度と色成分（c）空間周波数成分

視線計測実験の結果（各手法によって加工した画像とスキャンパス）囲内に100ミリ秒以上視線が停留したものに限り

プ…講演論文集 ,…IS １-25,（2014.12）計測した。なお、この例において、注視を誘導し４．S.… Hitomi.… T.… Kokui,… H.… Takimoto,… H.…

たい対象は左側の看板である。結果より、提案手

Yamauchi,… M.… Kishihara,… and… K.… Okubo:…

法で加工した画像は、原画像に比べて早い段階で“Guiding… Visual… Attention… Using… Saliency…

被験者の注視を誘導できていることが確認できた。

Map… Based… on… Wavelet… Transform,”…Proc.… of…

今後の課題として、ウェアラブル透過型情報端

RISP… International… Workshop… on… NCSP,… pp.…

末などへの応用が挙げられる。近年、ウェアラブ

90-93,（2015.3）

ル透過型視覚デバイスが注目されており、このよ
うな端末が高齢者に対して効果的に注意を促すた
めの視覚補助デバイスとして期待されている。したがって、我々が提案した注視誘導技術をウェラ
ブル端末に搭載し、実環境下での評価が必要であると考えている。

Ⅲ

研究成果発表この研究成果の一部について、下記の通り発表を行った。
１．滝本… 裕則 :…“効果的な広告デザインの検討と視覚障碍者福祉の実現に向けた視線誘導技術”,…
第19回岡山リサーチパーク… 研究・展示発表会 ,（2014.9）
２．国井…達彦 ,…滝本…裕則 ,…山内…仁 ,…岸原…充佳 ,…大久保… 賢祐 :…“視覚的顕著性に基づく色修正による注視誘導の実現”,… ViEW2014… ビジョン技術の実利用ワークショップ… 講演論文集 ,… IS ２-23,（2014.12）
３．人見…修平 ,…国井…達彦 ,…滝本…裕則 ,…山内…仁 ,…岸原… 充佳 ,… 大久保… 賢祐 :…“周波数成分に基づく視覚 的 顕 著 性 を 用 い た 注 視 誘 導 の 検 討 ”,…
ViEW2014…ビジョン技術の実利用ワークショッ
77■研究実績報告書■78

■研究実績報告書■

細胞老化を制御するlong non-coding RNA を用いた細胞老化状態からの回復
国立研究開発法人…国立長寿医療研究センター
老化機構研究部流動研究員

岩下

Ⅰ

雄二

研究活動の概要

背景・目的

研究所

研究期間 平成26年度（１年計画 １年目）される。現在、タンパク質に翻訳される遺伝子の数がヒトで19881種であるのに対し、lncRNA は15877種が存在している（GENCODE… version… 21,…

65歳以上の人の割合が全国民の21％以上を占め

2014… June… freeze）。ヒトゲノム計画の後継としる超高齢社会を、世界でもっとも早く迎えた日本て、 ア メ リ カ の NHGRI が 主 導 し て 行 っ たにおいて、癌、糖尿病、認知症を始めとする、老ENCyclopedia… Of… DNA… Elements（ENCODE）

化関連疾患の病態の理解と、診断・予防・治療法

プロジェクトにおいても、lncRNA の存在と重要の開発は、長寿を実現するために、社会あるいは性 が 強 調 さ れ た。 古 く か ら 知 ら れ る ribosomal…

研究者が最も優先して取り組み、乗り越えるべきRNA や transfer… RNA などと同様に、lncRNA は

課題の一つである。老化とは、加齢に伴い、身体RNA のまま DNA,… RNA,… タンパク質に作用するの機能が低下する現象である。老化の原因として機能性 RNA であり、クロマチン修飾を通じた遺考えられるものは、個体の組織を形成する細胞の伝子発現制御を始めとするほぼ全ての酵素反応に種類と量の変化や、細胞における遺伝子発現・機おいて、制御的な役割を果たすことが分かりつつ能の変化などであるが、その具体的な仕組みにつある。タンパク質をコードする遺伝子と同様に、いては不明な点が多い。細胞老化は、ある程度のlncRNA は組織特異的発現を示し、lncRNA の発分裂を繰り返した細胞が、不可逆的に増殖を停止

現動態の変化が細胞の運命決定に関与する例が報する現象を指し、個体老化の原因の一つと考えら

告されている。大量の lncRNA の発見により、これている。一方で、近年になって、細胞老化は無れまで主にタンパク質をコードする遺伝子のみを制限に増殖する癌細胞の増殖を防ぐことも分か

使って検証されてきた既存の生命システムを、り、生来備わった癌抑制機構としても注目を集め

lncRNA という機能分子の役割も考慮したうえで、ている。しかし、細胞老化という細胞の運命決定

ゲノムワイドに網羅的かつ総合的な解析を通じて、の変化が、どのような仕組みで行われているのか、

分子ネットワークとして再構築するという、大規

まだ不明な点が多い。

模な研究パラダイムの変化が世界中で起こっていLong… non-coding… RNA（lncRNA）は、超並列る。

型 DNA シークエンサーにより可能となった、ゲ

本研究は Mouse…Embryonic…Fibroblast（MEF）

ノムワイドな転写物・クロマチン状態の測定によの継代培養による細胞老化モデルと、活性化型

り見出された新しいタイプの遺伝子で、タンパクRAS 癌遺伝子の過剰発現による細胞老化モデル

質をコードしていない200… bp 以上の RNA と定義を用いて、新規の老化関連遺伝子、特に lncRNA79

■研究実績報告書■タイプの遺伝子を同定することを目的とする。長は puromycin 耐性遺伝子のみを持つレンチウイ

寿科学において、同様の解析はタンパク質をコール ス（Puro） を P2 の MEF に 感 染 さ せ、ドする遺伝子については少ないながらも例がある

puromycin に よ る 選 択 を 行 い、total… RNA とが、まだほとんど解析の進んでいない lncRNA に

protein を 取 得 し た（RAS-induced… premature…

焦点を絞ることで、老化の原因となりうる新しいsenescence）

遺伝子の仕組みを明らかにすることが期待できる。老化に関連する lncRNA が網羅的に同定され、機能が明らかになれば、老化と分子基盤を共有すると考えられる細胞増殖、細胞分化、ガンやその他の病気の原因の解明も進み、それらの診断・治療・予防の方法の開発につながる。この研究の中から同定された特定の lncRNA を過剰発現または発現抑制することで、老化状態に近づけたり、遠ざけたりできるなら、細胞老化の新たなモデル

Replicative… senescence と RAS-induced…

の一つとして有用な研究ツールにもなる。プロ

premature… senescence を 起 こ し た MEF の RNA

ジェクト終了後に公開した情報を元に他の研究者と protein を用いて、qPCR と immunoblotting をが、それぞれ専門とするガン細胞種において、こ行い、それぞれの細胞老化モデルに伴い、細胞老れらの lncRNA の発現を制御し、細胞増殖能を測化マーカー遺伝子である ARF と INK4A 遺伝子の定するという、同じ方法を用いて材料を変えるだ発現が上昇していることを確認した。

けのシンプルなスキームで、臨床応用に向けた重要な情報を速やかに増やすことができる体制を目
指す。

Ⅱ

研究の成果

方法・結果
野生型 C57BL/6マウスを交配し、胎生14.5日目の胚の頭部と内臓を除き、トリプシンで細胞をかい離させ、一晩培養させたのち、凍結保存した。
凍結した同腹の胎児由来の MEF x 5を解凍し、Agilent… BioAnalizer を用いて、RNA の品質のpassage… 1（P1） と し て 培 養 し、total… RNA と指標である RNA… Integrity… Number（RIN）が高

protein を取得した。3T3… protocol に基づき、３

水 準（9.70-10） で あ る こ と を 確 認 し た。 全

6

日 お き に 1 x 10 cell/100mm… dish で 培 養 し、

55821probes のうち16252probes が lncRNA をター

passage2-8（P2-P8）とした。Passage ごとの細胞ゲットとする、Agilent… SurePrint… G3… Mouse… GE…

数を数え、培養を開始したときから何倍になった

microarray を用いて、P1,… P8,… Puro,… RAS（それか を、population… doubling… level…（PDL） と し て

ぞれ n=3）のトランスクリプトームワイドな遺伝計測し、細胞増殖の停止を確認できた P8の total…

子発現変化を測定した。最初に、主にタンパク質

RNA と protein を 取 得 し た。（replicative…

をコードする遺伝子を中心に、今回取得した遺伝

senescence）。活性化型 RAS 変異体と puromycin

子発現変化が、replicative… senescence に伴う既耐性遺伝子を持つレンチウイルス（RAS）、また知の遺伝子発現変化を含むものであることを確認

80

■研究実績報告書■

す る た め に、Molecular… Signature… Databaseで発現が増加・減少する遺伝子の数は808-1283で（MSigDB）に収録されている gene… set のうち、

あ り、 そ の う ち 73-246 が lncRNA で あ っ た。

Gene… Ontology の Biological… Process に 所 属 す る

Replicative… senescence と premature… senescence

も の を 用 い て、Gene… Set… Enrichment… Analysis

を比較すると、両方の細胞老化モデルで共通して（GSEA）を行った。有意に発現が変化していた

同じ方向に増加・減少する遺伝子は極めて少なく、

gene…sets 内の member…gene のオーバーラップを特異的な遺伝子発現変化を示していることが分

統合することのできる Enrichment…Map 解析を行かった。

うと、青い円で示される replicative… senescenceにおいて発現の低下していた gene…sets の中には、
DNA…replication,…DNA…damage,…cell…cycle,…RNA…

Ⅲ

考

察

translation,… RNA… splicing,… RNA… transcription,…

本研究により、細胞老化に伴って発現変化する

nuclear…transport などの、広範な細胞機能に関連

lncRNA を多数同定することができた。今後、こする遺伝子群が含まれることが分かった。

れらの lncRNA の過剰発現または発現抑制を行い、MEF の細胞老化状態を変化させるものを２
次スクリーニングする予定である。また、これらの lncRNA が DNA ダメージ、酸化ストレス、放射線照射等、他のストレス環境下においても特異的または普遍的な発現変化を示すか、そして、マウス個体の老化に伴って生体内の組織特異的発現が変化するかを検証する。さらに、細胞老化を制御することが示された lncRNA とともに精製される結合タンパク質をマススペクトロメトリーによって同定し、lncRNA がどのようなタンパク質を介して機能しているか明らかにしたい。

次に個別の遺伝子ごとの発現変化に注目し、Welch’s… t-test の nominal… p-value が0.001より小さ
く、fold… change が２倍以上または1/2以下を発現変化の基準とすると、それぞれの細胞老化モデル81長寿科学の最前線
長寿科学研究者支援事業

平成26年度
発

行

発行所

研究報告集

平成27年７月
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