hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オスのアメリカザリガニは対オス、対メスで異なる闘争戦略を取る

最終年度は1)オスが相手の性別を化学的信号によって本当に識別しているのか、そしてもしそうならば、化学信号が含まれているはずの尿成分に雌雄・優劣・抱卵非抱卵メスの間に違いがあるのか、2)相手の社会的地位はパートナー選択にどのような意味を持っているのか、この2点に関し、行動及び化学解析を行った。1)オス並びに抱卵前および抱卵メスの尿をサンプリングし、その尿スペクトルの違いを核磁気共鳴装置(NMR)を用いて化学成分の比較分析を行った。オス・メスの尿中にそれぞれ特異的ピークが確認でき、また抱卵中のメスの尿にも他のオスや非抱卵メスには見られない独特のピークを観察できた。2)メスは配偶相手として強いオスを選択するのか、また勝者のオスは自分は強いとアピールする何らかの化学信号を放っているのか、行動解析より明らかにした。闘いに勝利した勝者のオス、闘争未経験のオス、及び闘いに敗れた敗者のオスとメスをペアリングして、交尾に至った割合を比較した。すると、優位オスとメスの間の交尾率は80%と高かったが、劣位オスとメス間の交尾率も65%以上と高く、両者の間には統計学的に有意な違いは見られなかった。つまりメスは勝者・敗者というオスザリガニの社会的地位には無頓着なことが判明した。このことは優位・劣位オスの尿をサンプリングし、その尿スペクトルの違いを核磁気共鳴装置(NMR)を用いて化学成分の比較分析を行っても、両者の成分の間に明確なパターンの違いが見られなかったことからも確認できる。実際に劣位オスを再び別のザリガニとペアリングした際、相手がオスだと、自ら相手に接近することはなく、ひたすら相手から遠ざかろうと後退行動を示すのに対し、相手がメスだと、積極的に自分の方からメスにアプローチし、多くの場合、交尾にまで至った。初年度は、オスザリガニの対オス・対メスにおける闘争戦略の違いをビデオ・エソグラム解析し、行動学的に明らかにした。そこで一か月以上単独隔離飼育しておいたザリガニを用い、ほぼ同じ体サイズのオス同士、オスと抱卵前・抱卵中のメスという組み合わせで、3045分間ペアリングし、その際の闘争の様子をビデオ撮影し、複数の行動要素に分類して秒単位で回数・時間を解析、エソグラムを作成して、一連の闘争パターンの流れを定量的に把握した。1)オス同士のペアリングでは両者の間に複数回の激しいファイトが起こり、明白な優劣関係が成立した。闘争に勝利し優位となったオス個体は、低い姿勢のまま相手に接近するアプローチから、姿勢誇示ディスプレーを示しながら劣位ザリガニを追いかけまわすアタックにその接近行動が切り替わった。オスと抱卵前のメスのペアリングでは、メスザリガニはオスに対し、消極的な応答しか示さず、ほとんどの場合、1回前後の短いファイトだけが起こり、すぐに優劣が成立した。優劣成立後もオスはゆっくりとアプローチでメスに近づき、交尾の算段をし、実際約半数のペアで交尾行動が観察された。抱卵メスとペアリングしたオスはほとんど闘争しようとせず、メスからの一方的な攻撃のみが観察された。2)ペアリング15分間、1530分間のオスザリガニが示したアプローチ、アタックの回数を比較すると、オス同士のペアリングでは闘争勝利個体のアプローチ数が6.8から6.8回なのに対し、アタック数は0.1から12.9回と有意に増加したのに対し、抱卵前メスとのペアリングではアプローチが5.7から5.3、アタックが0.5から1.5と接近行動の切り替えが全く見られず、抱卵中メスとのペアリングではアプローチが1.7から2.9、アタックが0.9から0.2回とオスからはほとんど仕掛けないことが確認できた。今回、計画1)オスザリガニは対オス、対メスでどのような闘争戦略をとっているのか?、そして、計画3)メスの生理的状態の変化はオスの闘争戦略にどのような影響を及ぼすのか?解き明かそうと考えていた2つの研究目的について、当初の研究計画どおり、概ね順調に研究を遂行することができた。オスはオスに対してと全く異なる闘争戦略で、メスに接していることを定量的に明確に証明できた。またこの結果はメスもその生理的状態によって異なった闘争戦略をとっており、闘争戦略が生殖戦略と密接にリンクしていることを強く示唆し、次年度以降の詳細な研究ビジョンを組み立てることができた。今年度は(1)オスが相手の性別を本当に識別可能なのか、(2)もしそうならば、相手のどのような情報を手掛かりに性別を知っているのか、主に行動解析した。1)被験者のオスに、オス・メスを同時に呈示し、被験者のオスの振舞いをまず詳細に解析した。縦長の水槽の片隅両端にオスとメスそれぞれを拘束した状態で同時に呈示し、もう一方端から被験者のオスザリガニをリリースし、被験者の定位状況を解析した。その結果、被験者のオスザリガニの75%以上が最初にオスに向かって接近行動をしめすことがわかり、統計学的に有意な違いがあった。その後オスは対峙した相手オスを威嚇するような振舞いを示し、実際に闘争に発展するケースも観察され、自由に動ける被験者個体が勝利した。被験者はその後拘束されたメスの方へ接近し、相手に交尾を促した。

また、抱卵メスと非抱卵メスを呈示し、被験者に二者を選択させたところ、75%位のオスは最初に非抱卵メスに定位した。このように、オスは相手の性別およびその生理的状態を識別していることが明らかになった。2)そこで、オスは相手のどのような感覚情報を頼りに相手の性別を識別しているのか、感覚遮断実験を行って解析した。まず遮断前に一度オス・メスの二者選択実験を行った後、視覚情報遮断のため、左右両方の複眼を黒エナメルで塗り、不透明なキャップを取り付けオーバーナイトさせた。次の日、再びオス・メスの二者選択実験を行ったところ、視覚遮断前後でオス選択は共に75%以上と違いは見られなかった。一方、匂い化学情報検出の受容器が存在する小触角切断前後でのオスザリガニのオス選択率は75%から40%以下へと有意に低下し、さらにオス・メスの尿をしみ込ませたスポンジ呈示に対して、75%以上の確率でオス尿を選択したことから、尿中に含まれる化学物質が雌雄識別の信号となっていることが明らかとなった。今回、当初の研究目的(2)相手のどのような感覚信号を頼りに、オスは相手の性別や生理的状態を認知しているのか、行動生理学的に明らかにする、に関し、当初の研究計画どおり、概ね順調に研究を遂行することができ、オスは尿から放出される何らかの化学物質を頼りに、相手の性別を識別していることを明確に示すことができた。最終年度は1)オスが相手の性別を化学的信号によって本当に識別しているのか、そしてもしそうならば、化学信号が含まれているはずの尿成分に雌雄・優劣・抱卵非抱卵メスの間に違いがあるのか、2)相手の社会的地位はパートナー選択にどのような意味を持っているのか、この2点に関し、行動及び化学解析を行った。1)オス並びに抱卵前および抱卵メスの尿をサンプリングし、その尿スペクトルの違いを核磁気共鳴装置(NMR)を用いて化学成分の比較分析を行った。オス・メスの尿中にそれぞれ特異的ピークが確認でき、また抱卵中のメスの尿にも他のオスや非抱卵メスには見られない独特のピークを観察できた。2)メスは配偶相手として強いオスを選択するのか、また勝者のオスは自分は強いとアピールする何らかの化学信号を放っているのか、行動解析より明らかにした。闘いに勝利した勝者のオス、闘争未経験のオス、及び闘いに敗れた敗者のオスとメスをペアリングして、交尾に至った割合を比較した。すると、優位オスとメスの間の交尾率は80%と高かったが、劣位オスとメス間の交尾率も65%以上と高く、両者の間には統計学的に有意な違いは見られなかった。つまりメスは勝者・敗者というオスザリガニの社会的地位には無頓着なことが判明した。このことは優位・劣位オスの尿をサンプリングし、その尿スペクトルの違いを核磁気共鳴装置(NMR)を用いて化学成分の比較分析を行っても、両者の成分の間に明確なパターンの違いが見られなかったことからも確認できる。実際に劣位オスを再び別のザリガニとペアリングした際、相手がオスだと、自ら相手に接近することはなく、ひたすら相手から遠ざかろうと後退行動を示すのに対し、相手がメスだと、積極的に自分の方からメスにアプローチし、多くの場合、交尾にまで至った。二年目は特にオスザリガニの相手の性別識別能に関し、特に重点的に解析を進めていく方策である。予備実験から、被験者のオスに対して、拘束オス・メスを同時に呈示した場合、オスは決まってまずオスへ接近し闘争を行うこと、そして、闘争決着後メスへ定位することを確認しており、視覚・においといった化学感覚のどちらの信号が実際に性識別に使われているのか、視覚・化学感覚それぞれの感覚信号を遮断し、定位選択実験を行う。
アスパラギン酸プロテアーゼとその遺伝子の構造と機能に関する研究

1.ペプシノーゲン(ヒト、ブタ、ラット)及びプロキモシン(コウシ)の生合成前駆体を単離、同定し、N末端シグナル配列の全構造を決定した。2.ヒト胃ペプシノーゲンA及びCアイソザイム(6種)及びSlow Moving Protease、サル前立腺ペプシノーゲンC様前駆体酵素、スッポン胃ペプシノーゲン(9種)、カエル食道ペプシノーゲン(2種)、マグロ胃ペプシノーゲン(3種)を分別単離し、分子的、酵素的諸性状を詳細に比較検索した。3.蛋白化学的手法によりニホンザル胃ペプシノーゲンA及びC、マグロペプシノーゲン主成分、Rhizopusペプシン、クロコウジカビ・プロクターゼAの全一次構造、ならびにヒトペプシノーゲンA及びCアイソザイム、カエルペプシノーゲン、Scytalidium lignicolumプロテアーゼAの部分構造を決定した。また、遺伝子構造解析によりヒトペプシノーゲンCの全一次構造、cDNA構造解析からラットペプシノーゲンCおよびスッポンペプシノーゲンの全一次構造を推定した。4.ヒトペプシノーゲンA及びCアイソザイム、その他各種動物ペプシノーゲン(サル、ブタ等多数)の活性化機構を詳細に比較解析し、活性化機構モデルを提出した。5.Site-directed mutagenesis法により、ブタペプシノーゲンの各種変異体を大腸菌で発現させ、活性部位の2個のAsp及びN末端の重要性を示した。6.ヒト及びラットペプシノーゲンCの遺伝子構造を決定し、ヒトC遺伝子は染色体6に存在することを示した。また、ヒトペプシノーゲンA遺伝子は3個あり、少くとも2個は同一DNA上に近接して存在することを示した。7.ラット及びヒトペプシノーゲン遺伝子の発現と低メチル化度との間に正の相関があること、胃粘膜の核分画に25Daの転写制御因子が存在し、遺伝子の5′上流域と結合することを示した。1)ニホンザルペプシノーゲンA(374残基)およびプロガストリックシン(373残基)の完全一次構造をタンパク化学的手法により決定した。前者は典型的A型ペプシノーゲンでヒトおよびブタペプシノーゲンAと各々94%,86%の相同性を示した。一方、後者はサルペプシノーゲンAと比較して相同性は49%であり、異なるタイプのペプシノーゲンであることが明確になった。プロガストリックシンの一次構造決定はこれが最初である。また、魚類ペプシノーゲン(主にマグロ)の分別、精製を進めた。2)サル骨格筋カテプシンDを精製し、等電点電気泳動により複数成分からなることを明らかにした。これらの成分について酸化インスリンB鎖に対する基質特異性を調べ、有意の差異があることを示した。3)Rhizopus chinensis(くものすかび)のアスパラギン酸プロテアーゼの完全一次構造(325残基)をタンパク化学的手法により決定した。本酵素はブタペプシンと27%,ペニシロペプシンと36%の相同性を有し、同一租先タンパク質から進化したものと結論される。4)ラットペプシノーゲンcDNAの塩基配列を主にジデオキン法により分析し、その全一次構造を決定した。本ペプシノーゲンは376残基からなり、C型ペプシノーゲン(プロガストリックシン)に属すると考えられる。サルプロガストリックシンと70%の相同性を示す。

5)ラットおよびヒトペプシノーゲン遺伝子を單離、クローン化し、その塩基配列決定を進めた。6)ラットペプシノーゲン全長鎖cDNAの大腸菌での発現の基礎的検討を進めた。7)ヒト、ブタ、ラットのプレペプシノーゲンおよびコウシプレプロキモシンのN末端シグナルペプチドの一次構造を明らかにした。1.ペプシノーゲンの構造と機能に関する比較生化学的研究の一環として、魚類(マグロ)、は虫類(スッポン)および両生類(食用ガエル)の胃ペプシノーゲンの分別、精製と性状の比較検索を進めた。マグロからは3種のペプシノーゲンを単離し、N末端域一次構造、ペプスタチン等の特異的阻害剤の影響等を比較解析した。この結果、3種のチモーゲンは、哺乳類のA型とC型ペプシノーゲンの中間的性状を有することが判明した。スッポンからは9種のチモーゲンを單離し、同様な解析から、2種はA型,4種はC型,3種はそれらの中間の性質を持つことを明らかにした。また、カエルからは4種のチモーゲンを單離した。2.ヒト胎盤由来のDNAを用いてコスミドライブラリーを調製し、ラットプレペプシノーゲンCのcDNAをプローブにして、ヒトプレペプシノーゲンCの遺伝子DNAを單離、クローン化した。その塩基配列を分折した結果、本遺伝子は約10.7kbの長さを持ち、9個のエクソンと8個のイントロンから構成されていること、また、翻訳領域は総アミノ酸残基数388個をコードし、16残基のシグナルペプチド、43残基の活性化ペプチドおよび329残基のペプシン部分からなることが判明した。エクソンとイントロンの数および蛋白質の一次構造上でのエクソン・イントロンの境界の位置は、すでに本研究者らが明らかにしたヒトプレペプシノーゲンAの場合と完全に一致した。3.上述のスクリーニングの際に得られたプレペプシノーゲンAクローンの詳細な制限酵素地図解折を行ない、2個の構造的に非常に類似した遺伝子が近接して連鎖していることを明らかにした。この両遺伝子は従来知られている遺伝子とも類似しており、ヒトのプレペプシノーゲンA遺伝子は少なくとも3個存在することが明らかとなった。1.くものすかびアスパラギン酸プロテアーゼであるRhizopusペプシンの2種のアイソザイムを等電点電気泳動により單離し,各々の一次構造解析を行なった.この結果,両者間に8ヶ所のアミノ酸置換があることが判明し,各アイソザイムの全一次構造が決定された.2.ブタとサルのペプシノーゲンAの活性化機構を比較解析し,活性化の初期には分子内活性化が必須であるが,全体的活性化には分子間活性化反応が主に寄与すること,また一段階および多段階活性化の様想に顕著な種属差があることを示した.3.ヒト胃粘膜より非ペプシン型酸性プロテアーゼであるslow-moving proteaseを分別,單離し,基質特異性,免疫交差性,Nー末端アミノ酸配列等を換索し,カテプシンDよりはカテプシンEに近い分子種であり,一次構造的にはペプシンA等と相同性があることを示した.4.ラット胃ペプシノーゲンCの遺伝子を單離,クローン化し,その全エクソン(9個)と周辺の塩基配列を決定した.エクソン,イントロンの数と配列は,ヒトペプシンノーゲンAおよびC遺伝子の場合と同様であった.5′上流域の配列はヒトペプシノーゲンCの場合と似ているが,ラットにのみGCボックスおよびグルココルチコイドワルモンレセプター結合部位のコア配列がみられた.
自己免疫糖尿病における抗カルシオリピン-β_2グライコプロテインI抗体の機能解析

[目的]Insulin dependent diabetesmellitus(IDDM)モデル動物であるnon-obese diabetic(NOD)マウスにおいて血栓症を引き起こすとされている抗カルジオリピン抗体(aCL)が血清中に出現することを明らかし、さらにaCLの機能を解析し、糖尿病性血管合併症の病態との関連を解明する。[方法と結果]1.雌性NODマウスより経時的に血清を採取し、ELISA法にてaCLを測定した。(1)aCLはNODマウスの血清中に認められ、さらに加齢および高血糖により抗体価の増加が認められた。(2)aCLの対応抗原はカルジオリピンおよびbeta2-glycoprotein I(GPI)一カルジオリピン複合体であった。以上の結果よりNODマウスにおけるaCLは糖尿病性血管合併症の憎悪因子の一つとなる可能性が示唆された。2.雌性NODマウスの脾臓よりリンパ球を分離し、RNAを抽出してリコンビナントファージ抗体システムを用いてリコンビナントaCLを作製した。[今後の計画]1.抗カルジオリピン抗体の凝固活性機能を解析する。2.抗カルジオリピン抗体の抗原エピトープおよび凝固線溶活性部位を解析する。3.作製した抗体をNODマウスに投与し実験的に血管合併症の発症を試みる。以上の項目について今後検討する予定である。
尿失禁のある高齢者への個別的な排尿援助方法の開発と睡眠障害の改善に関する研究

本研究は,尿失禁のある高齢者への実用的な排尿援助方法の開発と夜間睡眠の改善を目的として,施設入所の高齢者を対象に,非侵襲性の超音波膀胱容量スキャナと排尿センサーを用いて残尿量と排尿パターンを把握し,ADLや認知機能,QOLとの関連を検討した.また,アクチグラフを用いて夜間睡眠モニタリングを行い,尿失禁の睡眠への影響とともに,排尿動作や認知機能,QOLとの関連を検討した.これらの結果を基に,個別的な排尿援助計画や用手的な残尿量減少法,排尿動作支援を試行し,尿失禁回数や睡眠状態,日中活動量の変化等について介入効果を検証した.残尿量と尿失禁の関連では,分析対象者46名のうち58.7%に尿失禁があり,失禁あり群が有意に残尿量が多く,尿失禁あり群ではADL得点は低いことが示され,失禁の評価とともに身体機能の評価が重要であることが明らかとなった.また,残尿量とQOLとの関連では,残尿量が多いほどQOL得点は低く,残尿による不快感が影響を与えているものと思われた.尿失禁,残尿量の睡眠への影響では,尿失禁あり群や残尿量100ml以上群は100ml以下群に比べ,平均眠エピソードおよび最長の睡眠エピソードが有意に短かった.尿失禁あり群は認知機能を評価するMMSE得点が失禁なし群に比べ有意に低かった.尿失禁や残尿量,ADL,睡眠状況などは相互に関連していることが示唆された.本研究における詳細な失禁の有無と残尿量の把握により,各個人の排尿における残尿量と尿失禁の関連やそれらに影響する要因を検討することができた.これらの結果から,尿失禁のある高齢者の睡眠状態の改善しQOLを高めるための排尿援助として,個々の排尿パターンやADLに応じた排尿誘導や支援とともに,残尿量を減少する排尿リハビリテーションプログラムの開発の必要性が明らかになった.本研究は,尿失禁のある高齢者への実用的な排尿援助方法の開発と夜間睡眠の改善を目的として,施設入所の高齢者を対象に,非侵襲性の超音波膀胱容量スキャナと排尿センサーを用いて残尿量と排尿パターンを把握し,ADLや認知機能,QOLとの関連を検討した.また,アクチグラフを用いて夜間睡眠モニタリングを行い,尿失禁の睡眠への影響とともに,排尿動作や認知機能,QOLとの関連を検討した.これらの結果を基に,個別的な排尿援助計画や用手的な残尿量減少法,排尿動作支援を試行し,尿失禁回数や睡眠状態,日中活動量の変化等について介入効果を検証した.残尿量と尿失禁の関連では,分析対象者46名のうち58.7%に尿失禁があり,失禁あり群が有意に残尿量が多く,尿失禁あり群ではADL得点は低いことが示され,失禁の評価とともに身体機能の評価が重要であることが明らかとなった.また,残尿量とQOLとの関連では,残尿量が多いほどQOL得点は低く,残尿による不快感が影響を与えているものと思われた.尿失禁,残尿量の睡眠への影響では,尿失禁あり群や残尿量100ml以上群は100ml以下群に比べ,平均眠エピソードおよび最長の睡眠エピソードが有意に短かった.尿失禁あり群は認知機能を評価するMMSE得点が失禁なし群に比べ有意に低かった.尿失禁や残尿量,ADL,睡眠状況などは相互に関連していることが示唆された.本研究における詳細な失禁の有無と残尿量の把握により,各個人の排尿における残尿量と尿失禁の関連やそれらに影響する要因を検討することができた.これらの結果から,尿失禁のある高齢者の睡眠状態の改善しQOLを高めるための排尿援助として,個々の排尿パターンやADLに応じた排尿誘導や支援とともに,残尿量を減少する排尿リハビリテーションプログラムの開発の必要性が明らかになった.【目的】予備調査や先行研究において、妥当性が確証されているBladderScan^<TM>BVI3000(以下、膀胱スキャン)との比較から、排尿パターンの測定のために開発された尿量モニタゆりりん(以下、ゆりりん)の妥当性および特徴を検討する。ゆりりんは24時間膀胱内排尿測定ができ、定時と残尿測定機能がある。【方法】健康な20歳代女性9名を対象に、両機器を用いて、排尿前の膀胱内尿量および排尿量を24時間連続3日間、臥位・座位・立位で測定した。【結果】両機器ともに膀胱内尿量と実測排尿量には強い正の相関があり、測定値は測定体位によって異なっていた。実測排尿量と測定値の誤差を体位別にみた場合、ゆりりんでの測定値の誤差は各体位で有意差がなかった。一方、膀胱スキャンでの測定値の誤差は臥位・座位で差はなかったが、座位・立位、臥位・立位で有意差を認め、立位での測定値は実測排尿量より高い値を示した。ゆりりんは、比較的小型で携帯に便利な反面、24時間の測定中には体動によりプローブの位置がずれてしまうことがあった。臥位では膀胱内尿量を適切に測定できることが確認できたが、座位・側臥位では適切に感知できない場合もあった。【考察】

両機器ともに、膀胱内尿量と実測排尿量には強い正の相関が認められたことから、ゆりりんは膀胱スキャンと同等の妥当性がある機器と考える。ゆりりんは、24時間の膀胱内尿量が把握でき、測定値は体位による差がないため、どの体位においてもほぼ正確に測定できるが、プローブ固定の課題があるため使用する際に注意を要する。【結論】膀胱スキャン及びゆりりんは、膀胱内尿量測定において妥当性のある機器であることが示されたため、今後は施設入所高齢者の個々に応じた排泄援助につなげていく必要がある。【目的】先行研究の結果,信頼性と妥当性が確認できたBladder Scan^<TM>刑BVI3000(以下,膀胱スキャナ)を用いて,本年度は,施設入所中の尿失禁のある認知症高齢者を対象に,尿失禁と残尿量の実情を把握し,排尿パターンやADL,認知機能,QOL,睡眠との関連を分析する.【方法】(1)認知症疾患治療病棟およびグループホームに入院・入所中の高齢者女性54名を対象に,排尿ごとに尿失禁の有無の把握を行い,さらに,膀胱スキャナを用いて,平日の5日間,排尿直後に残尿量測定を行った.また,尺度により,ADL,認知機能(MMSE),QOL評価を行った.(2)老人保健施設の認知症高齢者14名を対象に同様の調査を行い,オムツ使用者には排尿センサー装置で,約3日間の尿失禁モニタリングとアクチウォッチによる睡眠モニタリングを行い,睡眠への影響【結果】(1)分析対象者46名のうち58.7%に尿失禁があり、頻度は様々であった。残尿量測定では,失禁あり群の方が有意に残尿量が多いことが示された.また,尿失禁・残尿量に対し,ADL,認知機能,QOLを独立変数として回帰分析を行った結果,尿失禁の有無にはADLが,残尿量にはQOLが影響していることが明らかとなった.(2)については、現在分析中である.【考察】詳細な失禁の有無と残尿量の把握により,各個人の排尿における残尿量と尿失禁の関連を検討することができた.尿失禁あり群ではADL得点は低いことが示され,尿失禁の評価とともに身体機能の評価が重要であることが明らかとなった.また,残尿量とQOLとの関連では,残尿量が多いほどQOL得点は低く,残尿による不快感が影響を与えているものと思われる.【結論】認知症高齢者においても,尿失禁あり群で有意に残尿量が多いことが明らかになり,ADL,QOLとの関連も明らかになった.今後は尿失禁および睡眠モニタリングによる解析結果と参加観察による排尿動作に関する身体機能を追加測定し,個々の対象者に応じた排尿援助法を検討する予定である.【目的】昨年度の結果を踏まえて、本年度は施設入所高齢者の実態を多様に把握するために、脳梗塞後遺症などで身体機能障害をもつ高齢者の多い介護老人保健施設において、尿失禁と残尿量夜間睡眠の実態を把握し、排尿パターンや認知機能、排尿関連動作、QOLとの関連を分析する【方法】老人保健施設および長期療養型医療施設に入所している60歳以上の女性70名。残尿量の測定には、"携帯型超音波膀胱容量測定機"を用いて対象者の排尿直後に3日間、排尿毎に施行した。その際、尿意のないオムツ着用者は"おむつセンサー"を用いて排尿直後を確認した。身体機能(ADL)の評価にはBIとFIM、認知機能の評価にはMMSEのスケールを用いた。また、睡眠活動は腕時計型のアクティグテフを、QOLの評価には日本語版認知症QOL評価スケールを用いて評価した。【結果】分析対象者65名のうち72%に尿失禁が、33.8%に100ml以上の残尿が認められた。残尿量は尿失禁群やADLが低い群で有意に多く、残尿量とBMI、FIM、BIとはそれぞれ弱い負の相関があった。QOL得点は尿失禁群で低く、残尿量と弱い負の相関があった。
腎がん細胞のND1発現低下が細胞内ROSと転移増殖能へ与える影響の検討

本研究は、腎細胞癌ND1変異と非再発生存率の相関をみた臨床的検討、腎細胞癌手術検体におけるND1遺伝子発現量およびタンパク発現量をみた基礎的検討を基盤として、腎細胞癌の増殖、転移および癌細胞内のROS過剰蓄積におけるND1サブユニットの役割の解明を目的とする。本年度は、異なる腎細胞癌細胞株におけるND1遺伝子変異と遺伝子発現の比較を行うため、RCC4/vector alone, RCC4/VHL, ACHN, Caki2, 786-Oの5種の細胞株を用いて、サンガーシークエンスおよびリアルタイムPCRを行った。シークエンス結果は、リファレンス配列と比較した。リファレンス配列はアクセッションナンバーNC012920とAF346985を使用した。5種類の細胞株のうちRCC4/vector alone, RCC4/VHL, ACHN, Caki2に遺伝子変異を認め、RCC4/vector aloneとRCC4/VHLにT3398CおよびA3796Gの共通の変異を認め、ACHNとCaki2にA3480Gの共通の変異を認めた。Mitomap(https://www.mitomap.org/foswiki/bin/view/Main/WebHome)を用いたデータベース検索で、A3480Gは大腸結腸癌で同様の変異の報告を認めたが、T3398CおよびA3796Gに関しては癌との関連報告は認めなかった。5種の細胞株を比較したリアルタイムPCRの結果では、ACHNの遺伝子発現量が最も多く、Caki2の発現量が最も少ないことが分かった。残りの細胞株に関しては同程度の発現量であった。腎細胞癌におけるND1遺伝子変異および発現増加が浸潤、転移といった癌の悪性挙動に与える影響の足掛かりとなる成果を得られた。本年度にND1蛋白の発現量と細胞内ROSの測定を行う予定であったが、研究室の実験環境の整備に時間がかかり、進捗に遅れが出た。上記5種類の細胞株を用いて、ND1蛋白発現量比較と細胞内ROSの計測を行う。また、ND1高発現の細胞株を同定後、ND1遺伝子のノックダウンを行い、増殖能への影響を観察する。
積雪寒冷地における近年の暖冬少雪傾向と流域水循環への影響

(1)北海道北部の多雪山地流域では、精度の良い水文・気象観測が十数年間にわたり継続されている。これらのデータを用いて各年の流域水収支を計算し、流域貯留量の年々変動を調べた。また、気温を変数とした積雪・融雪ルーチンとタンクモデルを用いた流出・貯留ルーチンからなる流域水収支モデルを構築し、積雪貯留量の変動が流減水収支に及ぼす効果を検討した。近年、日本各地に暖冬少雪傾向があると言われるが、この地域ではそのような傾向が見られるのか、また、その場合には流減水循環にどのような影響が現れるのかを、このモデルを用いて考察した。モデル計算の結果、積雪貯留量の大きな年々変動は単に冬期降水量ばかりに依存するのではなく、積雪期や融雪期の気温にも大きく依存することが示された。また、積雪貯留量の大小が夏期渇水期の河川流出高に及ぼす影響は小さいことが明らかになった。(2)上と同じ流域において、全融雪期間にわたって流域内における水及び化学物質の収支を明らかにし、その上で地中での流出過程を考察した。融雪水・混ざり水・地下水から成る3成分モデルによってハイドログラフ分離を行なった結果、地下水の流出寄与分は全融雪期間にわたって約40%とほぼ一定に保たれ、このために、融雪期における流域内での化学物質収支は流出過多になることが明らかにされた。(3)隣接する2つの森林小流域において融雪期の流出特性を比較した。2つの流域は面積・形状・地質・植生・土壌特性がよく類似しているにもかかわらず、土壌層に顕著な違いがあるために流出特性にもその影響が明瞭に現れた。また、土壌層が特に厚い内部小流域が流出の非ソースエリアとなるため、見かけ上は同じ流域面積でも実質的には異なることが明らかにされた。北海道北部の多雪小流域では,10数年間に渡り継続的に水文・気象観測が行われている.本研究では,これらの観測結果から水収支の動向を明らかにし,長期的な流域貯留量の変動を推定した.また,気温を変数とした水収支モデルを構築し,積雪貯留量が流域水収支に及ぼす影響を明らかにすることを試みた.近年,日本各地に暖冬小雪傾向があると言われるが,この地域ではそのような傾向が見られるのか,また,そういった場合に流域水循環にどのような影響が見られるのかを,このモデルを用いて考察した.得られた水文・気象観測データから10数年に渡る降水量,流出量,蒸発量の各水収支成分の変動と,地下貯留,積雪貯留による流域貯留量の変化の傾向を明らかにした.流域貯留量は,降水が少なく蒸発散が盛んな7月に数10mmと最低となり,降水量が増加する9月頃から増加を始め100mmを越える.貯留量はそれが減少しないまま積雪期を迎え,融雪期直前までの間に多い時で1000mm近いピーク値を示し,融雪期には急激に減少する.このような貯留量変化パターンは,時期的には多少の違いがあるものの,各年に等しくみられた.流域内最大積雪貯留量は,1988年から1999年までの間,約400800mmと2倍もの変動が見られた.以上の結果に基づき,気温を変数とした積雪・融雪ルーチン,タンクモデルを用いた流出・貯留ルーチンからなる水収支モデルを構築した.このモデルでの計算結果から,積雪貯留量の大きな年々変化は冬期降水量ばかりによるのではなく,降水の雨雪判別と融雪開始のタイミングを決定する積雪期・融雪期の気温にも大きく依存していることが示された.また,積雪貯留量の大小が夏期渇水期の流出高に及ぼす影響を推定することができた.

(1)北海道北部の多雪山地流域では、精度の良い水文・気象観測が十数年間にわたり継続されている。これらのデータを用いて各年の流域水収支を計算し、流域貯留量の年々変動を調べた。また、気温を変数とした積雪・融雪ルーチンとタンクモデルを用いた流出・貯留ルーチンからなる流域水収支モデルを構築し、積雪貯留量の変動が流域水収支に及ぼす効果を検討した。近年、日本各地に暖冬少雪傾向があると言われるが、この地域ではそのような傾向が見られるのか、また、その場合には流域水循環にどのような影響が現れるのかを、このモデルを用いて考察した。モデル計算の結果、積雪貯留量の大きな年々変動は単に冬期降水量ばかりに依存するのではなく、積雪期や融雪期の気温にも大きく依存することが示された。また、積雪貯留量の大小が夏期渇水期の河川流出高に及ぼす影響は小さいことが明らかになった。(2)寒冷積雪地域では冬期間中の酸性降下物のほとんどが積雪内に蓄積され、融雪初期にこれらが濃縮されて融雪水とともに流出する。このため、河川水・湖沼水のpHが一時的に急低下し、陸水生態系に深刻な影響を与えている。しかし、融雪水が地表に到達してから河川に流出するまでの過程に関する研究は、依然として不十分なままである。そこで(1)と同じ流域において、全融雪期間にわたって流域内における水及び化学物質の収支を明らかにし、その上で地中での流出過程を考察した。融雪水・混ざり水・地下水から成る3成分モデルによってハイドログラフ分離を行なった結果、地下水の流出寄与分は全融雪期間にわたって約40%とほぼ一定に保たれ、このために、融雪期における流域内での化学物質収支は流出過多になることが明らかにされた。(3)隣接する2つの森林小流域において融雪期の流出特性を比較した。2つの流域は面積・形状・地質・植生・土壌特性がよく類似しているにもかかわらず、土壌層に顕著な違いがあるために流出特性にもその影響が明瞭に現れた。また、土壌層が特に厚い内部小流域が流出の非ソースエリアとなるため、見かけ上は同じ流域面積でも実質的には異なることが明らかにされた。
電気化学的手法による鉄系超伝導体の超伝導化

近年発見された鉄系超伝導体の中で、鉄カルコゲナイド超伝導体(11系)は、最も単純な結晶構造を有する。11系は線材応用上重要となる上部臨界磁場が高く、構成元素の数も少ないため、高磁場下での超伝導線材応用が期待されている。これまでに電気化学合成のみの試料では、電気抵抗測定においてゼロ抵抗を示す試料は得られていなかった。前年度は、基板を溶液に浸した際に、溶液が基板表面に及ぼす影響に着目した。化学量論通りの試料を得るには、浸漬させてからのロスタイムをなくすことが重要であることを見出し、合成直後の試料において、初めてゼロ抵抗を観測することに成功した。本年度は、線材応用を目指す上で、銅酸化物系超伝導線材の下地基板として使用されているRABiTSテープを用いて、良質なFeSe試料が得られる条件の探索を行った。反応時間を5分間に固定し、溶液温度と印加電圧値を様々に変えた際に得られた結果を相図としてまとめた。溶液温度が70、80°Cの領域において、結晶性の高いFeSeが得られた。これは、溶液温度を上げることで、電気化学の反応速度が増大し、結晶成長が促進され、より結晶性の良い試料が得られていることを示している。また、EDX測定の結果から、試料の組成比は印加電圧値によって系統的に制御でき、結晶性の良い試料が得られた70°Cにおいて、約-1.1 VにおいてFe:Seの比が1:1に近づくことが明らかとなった。さらに、これまでのITO基板と比べ、RABiTSテープを用いた方が、基板自身の標準酸化還元電位の違いから、副反応が起きにくいより低い電圧値で目的相のFeSeが合成できることを見出した。本研究から、電気化学法を用いることで、熱処理を施さずにFeSe超伝導体テープ線材が簡便で安価に作製できる可能性を示している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年発見された鉄系高温超伝導体の中で、鉄カルコゲナイド超伝導体(11系)は、最も単純な結晶構造を有する。11系は構成元素の数が少なく、毒性の高いAsなどを含まないことから線材など応用面でも多くの注目が集まっている。FeSeは、高圧下で超伝導転移温度(Tc)が37 Kまで急激に上昇する。最近では、Kなどのアルカリ金属や有機物を層間に挿入することでもTcが3040 K付近まで上昇することが報告されている。本年度は、FeSeは2元素のみで構成されていることに着目し、電気化学的にFeSeを堆積させる研究を行った。FeSeを電気化学的に堆積させるうえで、溶液温度を変えた場合の結晶成長の条件探索を行った。その結果、溶液温度が70°Cの時に最も結晶性の良いFeSe単相が得られ、磁化測定から約8Kで超伝導転移を確認した。この結果は論文としてまとめ、Journal of the Physical Society of Japanへ投稿した。また、トルコでの国際会議SATF2016において、これらをまとめた成果で招待講演を行った。これまでは、試料と基板との密着性の低さや結晶粒の結合性の低さから、電気抵抗測定においてゼロ抵抗を示す試料は得られていなかった。今回得られた合成条件を基に、FeSeを堆積させる基板として(001)配向したRABiTSテープを用いて条件の探索を行ったところ、結晶粒間の結合性のよい試料が堆積される条件を見出し、約8Kで超伝導転移後、約3Kでゼロ抵抗を示す試料を合成することに成功した。本成果については論文投稿予定である。FeTeS試料から電気化学的に過剰鉄を取り除き、超伝導を発現させる研究を行ってきている。また、電気化学的手法によるFeSe超伝導体の合成において、溶液温度を変えた場合の結晶成長の条件探索を行った。その結果、溶液温度が70°Cの時に最も結晶性の良いFeSe単相が得られ、磁化測定から約8Kで超伝導転移を確認した(Journal of the Physical Society of Japanへ投稿中)。また、今回得られた合成条件を基に、FeSeを堆積させる基板として(001)配向したRABiTSテープを用いて条件の探索を行ったところ、結晶粒間の結合性のよい試料が堆積される条件を見出し、約8Kで超伝導転移後、約3Kでゼロ抵抗を示す試料を合成することに成功した(論文投稿予定)。電気化学的に堆積させたFeSe超伝導体において、合成後の熱処理なしでゼロ抵抗を示す試料を合成することに成功した初めての報告である。本年度は、基板を溶液に浸してから電圧を印加するまでの浸漬時間が基板と試料に与える影響に着目し、ゼロ抵抗を示す試料の合成を試みた。電圧を印加せずに基板のみを溶液に浸して、基板表面のEDXによる組成分析を行ったところ、電圧を印加する前の段階で、基板表面にSe膜が堆積されることを見出した。

また、浸漬時間を様々に変えて合成した試料の組成分析を行ったところ、浸漬時間が伸びるほど試料の組成比がFe:Se=1:1からずれていくことが明らかとなり、化学量論通りの試料を得るには、浸漬時間をなくすことが重要であることを見出した。その結果、浸漬時間が0秒の試料において、約8.4 Kで超伝導転移が見られ、約2.5 Kでゼロ抵抗を観測することに初めて成功した。また、浸漬時間と超伝導特性の間には相関があり、浸漬時間が伸びるほど、超伝導は抑制される傾向が得られた。この手法を応用すれば、“リールToリール"で連続的にFeSe超伝導テープ線材作製可能となるだけでなく、Kなどのアルカリ金属を電気化学的にインターカレートすることでより超伝導特性の高いテープ線材を作製することも可能となる。このように、電気化学的手法のみで、鉄カルコゲナイド超伝導体の合成と高性能化が行え、簡便で低コストな超伝導テープ線材の作製が期待できる。当初の予定では、最終年度に行う予定であった電気化学合成によるFeSe超伝導体の合成を予定よりも前倒しで行うこととなった。29年度は、電気化学的手法によるFeSe超伝導体の合成において、溶液温度を変えた場合の結晶成長の条件探索を行った。その結果、溶液温度が70°Cの時に最も結晶性の良いFeSe単相が得られた。また、基板を溶液に浸してから電圧を印加するまでの浸漬時間が伸びるほど試料の組成比が化学量論比からずれ、超伝導が阻害されることを見出した。また、浸漬時間を抑制することで、約8.4 Kで超伝導転移が見られ、約2.5 Kでゼロ抵抗を観測することに初めて成功した。アニールなどの熱処理を施していない電気化学合成のみの試料においてゼロ抵抗を観測した初めての例である。一連の研究結果をまとめたものは論文として、Journal of the Physical Society of JapanとSolid State Communicationsに掲載された。近年発見された鉄系超伝導体の中で、鉄カルコゲナイド超伝導体(11系)は、最も単純な結晶構造を有する。11系は線材応用上重要となる上部臨界磁場が高く、構成元素の数も少ないため、高磁場下での超伝導線材応用が期待されている。これまでに電気化学合成のみの試料では、電気抵抗測定においてゼロ抵抗を示す試料は得られていなかった。前年度は、基板を溶液に浸した際に、溶液が基板表面に及ぼす影響に着目した。化学量論通りの試料を得るには、浸漬させてからのロスタイムをなくすことが重要であることを見出し、合成直後の試料において、初めてゼロ抵抗を観測することに成功した。本年度は、線材応用を目指す上で、銅酸化物系超伝導線材の下地基板として使用されているRABiTSテープを用いて、良質なFeSe試料が得られる条件の探索を行った。反応時間を5分間に固定し、溶液温度と印加電圧値を様々に変えた際に得られた結果を相図としてまとめた。溶液温度が70、80°Cの領域において、結晶性の高いFeSeが得られた。これは、溶液温度を上げることで、電気化学の反応速度が増大し、結晶成長が促進され、より結晶性の良い試料が得られていることを示している。また、EDX測定の結果から、試料の組成比は印加電圧値によって系統的に制御でき、結晶性の良い試料が得られた70°Cにおいて、約-1.1 VにおいてFe:Seの比が1:1に近づくことが明らかとなった。
多糖類・脂質マイクロ分散系の作出と大腸送達システムの構築

薬物送達システム(DDS)においては、目的成分を目的部位に的確に送達するための材料設計が必要である。経口摂取においては胃で分解されずに、小腸や大腸に送達可能な壁材を利用することになる。小腸送達システムについては多くの実用化例があるが、大腸送達システムは確立されていない。本研究は難消化性糖類を壁材とする新規大腸送達システムの構築、難消化性多糖類の微粉砕化技術の開発、またビーズミル等による微粒化や界面工学的処理により、親水性部と疎水性部を有する脂質のマイクロ分散系の作出と、包含する機能性成分が胃や小腸で分解吸収を受けずに大腸まで送達されるシステムの構築を目指した。キノア由来のスターチを用いることで、スターチ粒子を含有する水中に安定な油滴分散系を得ることができた。酪酸を経口投与して直接大腸に送り届ける手法として、酪酸・キトサン混合液で調製した固形物粒子を、常温で固化して油をカプセル化する方法が有力であることを示した。健康を促進する成分として注目を浴びている食物繊維の加工研究として、微細化を試み、微高pHの水溶液でニンジンを煮沸処理し、粉砕することでサブミクロンの大きさの粒子を作製できることが示された。本提案は難消化性糖類を壁材とする新規大腸送達システムの構築が必要とされる。ほとんどの栄養素は小腸で吸収されるが、大腸送達の例として、酪酸を検討した。酪酸は大腸の蠕動運動の促進に貢献する効果を持っている。高濃度で酪酸の大腸送達をめざして5%の酪酸水溶液を調製した。小腸で酪酸吸収を防ぐため難消化性多糖類のキトサンを混合して、酪酸・キトサン水溶液を作製し、水溶液とトリパルミチンを高温乳化してW/Oエマルションを作製し、固体化後、細かく砕きサンプルとした。油相としてトリパルミチンの他にミリスチン酸も用いた。酪酸水溶液にキトサンを5%の割合で混合し、作製した固形物を小片化して、高温融解したトリパルミチンやミリスチン酸に浸し、すぐに取り出してサンプルとした。これらの調製サンプルを用いて胃モデル液や小腸モデル液を用いた消化実験を行った。酪酸量は不純物を取り除いた後にHPLCを用いて分析した。W/Oエマルションのサンプルが小腸消化終了時に溶出した酪酸量が多いが、胃消化時に3割ほど溶出してしまった。油相に分解されにくいミリスチン酸を使用した場合は、消化後も酪酸は溶出しなかった。キトサン混合物サンプルは胃消化後に10%ほど溶出し、小腸消化後の残存酪酸量は40%程度であった。酪酸を経口投与して胃および小腸を通り抜けて直接大腸に送り届ける手法として、酪酸水溶液にキトサンを5%の割合で混合して作成した固形物粒子を、常温で固化して油をカプセル化する方法が有力であることが示された。さらに効率化した大腸送達システムの検討を続けている。昨年度は大腸送達の例として、酪酸を検討し、酪酸にキトサンを混合して作成した固形物粒子を、常温で固化して油をカプセル化する方法が有力であることを示した。今年度は、油をスターチ粒子で安定化する手法について検討をおこなった。スターチは親水性を示すが、表面改質により疎水性を付与することができる。これは、次の段階として難消化性スターチの利用を考えた予備検討である。すなわち、難消化性スターチに由来する物質で内包することで、大腸送達を可能とするものである。

表面改質としては、スターチ粒子へのアルケニル官能基の付与と、得られた粒子を用いた乳化特性を検討した。スターチ粒子を、オクテニルこはく酸無水物のエタノール溶液に浸漬し、その表面特性の変化を解析した。得られた改質デンプン粒子を乳化剤として、予備乳化(ポリトロン乳化機、5,000rpm,5分)および高圧乳化(マイクロフルイダイザー、20-160MPa)を用いて、油/水分散系の作出を試みた。コーンスターチを用いた場合、FT-IRスペクトル分析により処理時間が増やしても-OH基から-C=0基への変換が十分起こらなかった。これはpHや温度条件のさらなる検討が必要である。スターチの種類により異なり、キノア由来のスターチを用いた場合、30wt%のスターチ粒子を含有する水中に、ドデカンの安定な乳化分散系を得ることができ、より高い圧力条件下でより小さい分散系を作出することができた。今後はさらに効率的なスターチ改質法の検討と体内動態特性の解明を図る。経口摂取においては胃で分解されずに、小腸や大腸に送達可能な壁材を利用することになる。小腸送達システムについては多くの実用化例があるが、大腸送達システムは確立されていない。これまで大腸送達の例として、酪酸を検討し、酪酸にキトサンを混合して作成した固形物粒子を、常温で固化して油をカプセル化する方法が有力であること、また油をスターチ粒子で安定化する手法について検討を進めてきた。今年度は、酪酸を高含量で溶解した水相を油相(大豆油やパームステアリン)に分散系の作出をまず検討した。数100ナノスケールの粒子径をもつ安定な分散系の作出が可能であることを明らかにした。あわせて、体内摂取後も安定性の高い食物繊維の微細化について検討した。食物繊維は健康を促進する成分として注目を浴びており、加工研究も行なわれているが、詳細な微細化研究はみられない。そこで繊維質を含む野菜や未利用資源の湿式粉砕を行い、前処理条件、粉砕条件と微細化物特性(粒度分布、粘度、粒子の形状)の関係を明らかにした。試料としてニンジン、ゴボウ、等を用いて、煮沸処理が微細化特性に与える影響と異なるpH条件での煮沸処理が微細化特性に与える影響についてマスコロイダーとナノマイザーを用いて粉砕を行った。煮沸処理の影響は特にニンジンでみられた。ナノマイザー処理後の粒子径10μm以下の割合が煮沸したニンジンの方が40%多くなった。その他の試料では、顕著な違いはみとめられなかった。異なるpH条件での煮沸処理が与える影響では、特にニンジンで見られた。pH9、pH10の水溶液中で煮沸処理したニンジンはナノマイザー処理後の粒子径1μm以下の割合が全量になった。以上食物繊維含量だけでなく、粒子の形状も微細化特性に影響している可能性を示した。また微高pHの水溶液でニンジンを煮沸処理し、粉砕することでサブミクロンの大きさの粒子を作製できることがわかった。
細胞膜機能と骨代謝動態からみたメタボリックシンドロームの病態生理

本研究では高血圧での慢性腎臓病(CKD)と細胞膜機能異常との関連を検討した。高血圧患者の赤血球膜fluidityは正常血圧群に比し低下していた。また、estimated-glomerular filtration rate(eGFR)が低いほど膜fluidityは減少し、eGFRと膜fluidityの低下は酸化ストレスの増加や血漿nitric oxide代謝産物の減少と有意に相関した。一方、高齢女性高血圧患者の骨塩含量は正常血圧群に比し減少していた、以上からCKDによる膜機能調節機構や骨代謝動態が高血圧やメタボリックシンドロームの成因に一部関与すると考えられた。本研究においては、細胞膜の物理的性質の検討として、電子スピン共鳴ならびにスピンラベル法を用い高血圧患者の細胞膜fluidityを測定し、その調節を各種血管内分泌因子との関連から考察した。高血圧患者の赤血球膜fluidityは正常血圧者に比し有意に低下していた。既に我々は酸化ストレスの指標のひとつである血中8-iso-prostaglandin F2alpha値は高血圧群で正常血圧群に比し有意に高値であり、赤血球膜fluidityの悪化やNO代謝産物の低下と有意に相関することを報告した。この成績は酸化ストレスが高血圧の膜機能調節に重要な役割を果たす可能性を示唆するものと考えられる。一方、adipocytokineのひとつであるadiponectin (ADN)の血中濃度は高血圧群で有意に低下していた。また血中AND濃度の減少しているほど、赤血球膜fluidityは悪化していた。さらに血中ADN濃度は血中8-iso-prostaglandin F2alpha値と有意に逆相関した。このことはADNが酸化ストレスに対して拮抗的に作用し膜fluidityを改善する作用を有するが、高血圧ではその効果が減弱していることを示すものと考えられる。以上から肥満に関連した血管内分泌因子が高血圧の細胞膜機能に重要な影響を及ぼし、それらの調和破綻がメタボリックシンドロームの心血管病の成因に一部関与する可能性が示唆された。本研究においては高血圧によるchronic kidney disease (CKD)と微小循環障害との関連を、細胞膜機能異常や酸化ストレス、内皮機能不全を中心に検討した。高血圧患者の赤血球膜fluidity (microviscosityのreciprocal value)を電子スピン共鳴法にて測定すると高血圧患者の赤血球膜fluidityは正常血圧群に比し低下(膜microviscosityが悪化)し、estimated-glomerular filtration rate(eGFR)が低いほど膜fluidityの減少度は大であった。General riskfactorを補正後も、eGFRは膜fluidityの独立した予測因子であると考えられた。また、eGFRと膜fluidityの低下は酸化ストレスの増加や血漿nitric oxide (NO)代謝産物の減少と有意に相関した。これらの成績は、腎機能低下が酸化ストレスや内皮機能不全を介して赤血球膜のrheologic behavior異常や微小循環障害を惹起する可能性を示唆する。以上から、高血圧によるCKDは膜機能調節に重要な役割を果たし、腎硬化症に関連する血管内分泌因子の調和異常が心血管病変の成因に一部関与すると考えられる。メタボリックシンドロームの基盤には内臓脂肪の蓄積があり、高血圧や心血管病変の成因となるが、その機序は明らかではない。本研究では高血圧を主体としたメタボリックシンドローム患者の細胞膜流動性(fluidity)を電子スピン共鳴法にて測定し、その調節機序を各種血管内分泌因子との関連から考察した。高血圧患者の赤血球膜fluidityは正常血圧者に比し有意に低下(膜microviscosityは悪化)していた。この成績は高血圧においてrheologic behaviorの異常からmicrocirculationの障害が惹起意される可能性を示唆するものと考えられる。さらに酸化ストレスの指標のひとつである血中8-iso-prostaglandin F2alpha (8-isoPGF2alpha)値は高血圧群で正常血圧群に比し有意に高値であり、赤血球膜fluidityの悪化やnitric oxide (NO)代謝産物濃度の低下と有意に相関した。以上から酸化ストレスと内皮機能不全が高血圧の膜機能調節に重要な役割を果たし、メタボリックシンドロームに関連した血管内分泌因子の異常が心血管病変の成因に一部関与するものと考えられた。電子スピン共鳴法によるメタボリックシンドローム患者の赤血球膜fluidityの測定は順調に行われている。血管内皮機能のバイオマーカーである血漿nitric oxide (NO)代謝産物濃度や、酸化ストレスのマーカーである血漿8-iso-prostaglandin F2alpha濃度、ならびにadipocytokineのひとつである血漿adiponectin濃度についても安定した定量が可能である。そしてこれら因子の関連性、ならびにそれらの膜機能に及ぼす影響と作用メカニズムについて解析をすすめている。一方、メタボリックシンドローム患者の骨塩含量(bone mineral density)の測定についても、dual energy X-ray absorptiometric methodを用いて順調に測定を続けている。

電子スピン共鳴法によるメタボリックシンドローム患者の細胞膜流動性(fluidity)の測定は順調に行われている。また酸化ストレスのマーカーとしての血中8-iso-prostaglandin F2alphaや、内皮機能のマーカーである血中nitric oxide (NO)代謝産物濃度についても安定した定量が可能である。そしてこれら因子の関連性、ならびにそれらの膜機能に対する影響と作用メカニズムについて解析中である。一方、メタボリックシンドローム患者の骨塩含量の測定についてもdual energy X-ray absorptiometric methodを用いて順調に測定を続けている。本研究では、メタボリックシンドロームの成因である肥満、糖尿病ならびに高血圧の関連を細胞膜レベルの変化からみるため、メタボリックシンドローム患者を対象として、その細胞膜機能を電子スピン共鳴法にて測定し、インスリンやレプチン、アディポネクチンなどの血管内分泌因子の膜機能に及ぼす影響をCa代謝機構との関連から検討する。さらに動脈硬化病変や冠動脈疾患、慢性腎臓病(CKD)の発症に細胞膜機能異常やこれら内分泌因子がどのように関与するか考察する。また、メタボリックシンドロームにおいて骨代謝動態ならびに全身のCa-balanceと血管病変との関連(骨血管相関)を詳細に解析し、メタボリックシンドロームの統合的な解明のみならず、その治療や合併症の予防に役立てる。本研究では、メタボリックシンドロームの成因である肥満、糖尿病ならびに高血圧の関連を細胞膜レベルの変化からみるため、引き続きメタボリックシンドローム患者を対象として、その細胞膜機能を電子スピン共鳴法にて測定し、インスリンやレプチン、アディポネクチンなどの血管内分泌因子の膜機能に及ぼす影響をCa代謝機構との関連から検討する。さらにメタボリックシンドローム患者の骨塩含量を測定することによって、全身のCa代謝異常がその病態にいかに関与するか考察を加える。メタボリックシンドロームは動脈硬化、脳血管障害、虚血性心疾患、慢性腎臓病(CKD)の危険因子として注目されているが、その血管病変の特徴は明らかではない。そこでメタボリックシンドロームの動脈硬化、血管病変の臨床像を明らかにするため、メタボリックシンドローム患者の脳血管障害の特徴をMRAにて、また冠動脈病変の特徴をmulti-detector CT (MDCT)にて評価する。