hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
急性および慢性炎症反応の生物物理学的解析と抗炎症薬の影響

本研究の目的は炎症組織における水の動態変化を正確に把握することによって,炎症組織の病理学的変化および各種のメディエーター動態との関連を検討し,あわせてこれらの諸種パラメタに対する抗炎症活性物質の影響を解析することである.本研究では以下の3点について実施した.第1は生体組織の水動態の解析を目的とした1H-NMR応用の基礎的検討,第2はラット背部皮下に綿糸を埋没することによって作製した炎症性肉芽組織を炎症モデルとし,炎症反応進展に伴う水の動態変化を360MH8, 1H-NMRにて検討し,第3に血管透過性亢進とそれに基づく急性炎症が比較的検討しやすい紫外線紅斑モデルを用いて物理化学的パラメタと炎症像の関連を炎症反応進展によるメディエーター動態と病理学的変化から検討した.本研究によって従来では不可能に近かった炎症組織などの病態組織の客観的な評価が高磁場型1H-NMRを用いる組織内の水動態解析から可能となった.この時,水の縦緩和時間, T1,とともに生体組織から水への交叉緩和時間, Tis,が良い指標であり,特にTisは優れたパラメタとなった.この測定にはInversion recovery法が高い精度をあたえた.炎症性肉芽組織ではこのT1およびTisがともに変化し,この変化は含水量変化のみでは説明できず,炎症組織ではゲル状態が強まっていると考えられた.しかし炎症反応を起こていない組織との比較は今回の実験条件では不可能であり,病態のない正常組織を対照とできる炎症モデルの確立が必要である.その目的としてモルモット紫外線紅斑モデルの応用に関し,研究中である.抗炎症変は非特異的に炎症反応を抑制し,反応の遅延という形で作用を出現した.これらに関する詳細は適当な炎症モデルの開発とともに今後の系統的な研究が必要となろう.なおここで実施した方法論は腫瘍肝とか再生肝での成統からも推測されるように,いわゆる臓器炎症の定量的評価に有力な手段となり得ると考えられた.本研究の目的は炎症組織における水の動態変化を正確に把握することによって,炎症組織の病理学的変化および各種のメディエーター動態との関連を検討し,あわせてこれらの諸種パラメタに対する抗炎症活性物質の影響を解析することである.本研究では以下の3点について実施した.第1は生体組織の水動態の解析を目的とした1H-NMR応用の基礎的検討,第2はラット背部皮下に綿糸を埋没することによって作製した炎症性肉芽組織を炎症モデルとし,炎症反応進展に伴う水の動態変化を360MH8, 1H-NMRにて検討し,第3に血管透過性亢進とそれに基づく急性炎症が比較的検討しやすい紫外線紅斑モデルを用いて物理化学的パラメタと炎症像の関連を炎症反応進展によるメディエーター動態と病理学的変化から検討した.本研究によって従来では不可能に近かった炎症組織などの病態組織の客観的な評価が高磁場型1H-NMRを用いる組織内の水動態解析から可能となった.この時,水の縦緩和時間, T1,とともに生体組織から水への交叉緩和時間, Tis,が良い指標であり,特にTisは優れたパラメタとなった.この測定にはInversion recovery法が高い精度をあたえた.炎症性肉芽組織ではこのT1およびTisがともに変化し,この変化は含水量変化のみでは説明できず,炎症組織ではゲル状態が強まっていると考えられた.しかし炎症反応を起こていない組織との比較は今回の実験条件では不可能であり,病態のない正常組織を対照とできる炎症モデルの確立が必要である.その目的としてモルモット紫外線紅斑モデルの応用に関し,研究中である.抗炎症変は非特異的に炎症反応を抑制し,反応の遅延という形で作用を出現した.これらに関する詳細は適当な炎症モデルの開発とともに今後の系統的な研究が必要となろう.なおここで実施した方法論は腫瘍肝とか再生肝での成統からも推測されるように,いわゆる臓器炎症の定量的評価に有力な手段となり得ると考えられた.炎症の進展における水構造変化の役割を明らかにする目的で比較的慢性的に病態が変化進展していく異物刺激による肉芽増殖炎モデルを用いて水構造に関する検討を行った。そのパラメタとしては組織結合水の縦緩和時間および組織にラジオ波照射した際の水への磁場の飽和移動に関する時定数として表わされる組織から水への交叉緩和時間を360MHZ,【^1H】-NMRにて測定した。炎症性肉芽組織はラット背部皮下に直径約1.2mm,長さ3cmの線糸を埋没することにより作製した。測定結果はウシ血清アルブミンのヅル・ゲル状態ならびにラット肝腫瘍組織などで得られた成績と比較した。炎症性肉芽組織の湿重量は埋没7日後に最高値を示し、以後14日目まで減少しついで一定となった。乾燥重量は埋没3日後より7日後まで上昇し、以後一定となった。NMR測定による両パラメタは綿糸埋没後2日目、すなわち急性炎症進展期で最大値が得られ、湿重量が最大となった7日目より大きかった。特に交叉緩和時間の変化量は著明であり、この変化は血清アルブミンのゲルからゾルへの変化、あるいは肝腫瘍組織とか再生肝組織で認められた変化と同質の水構造変化に基ずくものと考えられた。なお交叉緩和時間はsaturation transfer法とinversion recovery法で測定したが、後者の方法で比較的高精度のデータが得られたことから、本法による交叉緩和時間測定は炎症組織における水構造の検討に有用であると考えられる。現在、抗炎症活性を持つ化合物,薬物などん投与した時のこれらパラメタの変化を検討している。

あわせてこの水構造変化が細胞レベルにおける反応の何に最も依存しているか検討を続けている。またラット再生肝モデルが有用であったので臓器炎症モデルへの【^1H】-NMRの応用を考慮中である。
α2アゴニストの虚血後投与-低体温併用療法による脳保護作用の研究

ラット一過性前脳虚血モデルにおいて、α2アゴニストであるデクスメデトミジンの虚血後投与と低体温との併用療法は各単独療法と比べ、虚血3日後の脳保護増強効果を認めなかった。デクスメデトミジンの虚血前投与と低体温併用療法では各単独療法と比べ、虚血4週後の海馬CA1細胞に対する脳保護増強効果が認められた。【背景】我々は以前デクスメデトミジンと低体温療法との併用効果を検討したが、デクスメデトミジン投与は脳虚血前であった。臨床的には脳虚血は予期せず起こることもあり、デクスメデトミジンの虚血後投与の評価が必要である。【目的】ラット一過性前脳虚血モデルを用い、デクスメデトミジン虚血後投与と低体温併用療法の脳保護効果について検討した。【対象】雄Sprague-Dawleyラット32匹。【方法】麻酔導入後、気管挿管し調節呼吸とした。66%亜酸化窒素とフェンタニルの10μg/kg単回投与及び25μg/kg/hの持続投与により麻酔維持した。側頭筋温37.5°Cにて循環諸量および血糖値を測定した後、対照(C)群(生食1ml/kg)、デクスメデトミジン100μg/kg(側頭筋温37.5°C)(D)群、低体温(35°C)(H)群、デクスメデトミジン100μg/kg+低体温(35°C)(DH)群の4群に分けた。脱血により平均動脈圧を40mmHgに維持、右総頚動脈閉塞により右側前脳虚血状態とした。20分後、頚動脈閉塞解除と返血により脳の再灌流を行い、返血直後デクスメデトミジンまたは生食を腹腔内投与した。虚血24、48、72時間後に神経学的検査を行った。虚血3日後に脳灌流固定後、脳冠状切片にヘマトキシリン染色を行い、光学顕微鏡的に海馬、大脳皮質、尾状核被殻の虚血脳障害の程度を比較した。【結果】神経学的検査では4群間に有意差は見られなかった。海馬、大脳皮質、尾状核被殻の組織学的検査では、C群に比してH群、DH群において障害の程度が有意に少なかった。【まとめ】デクスメデトミジン虚血後投与の単独療法には脳保護効果は認められなかった。低体温療法、デクスメデトミジン虚血後投与-低体温併用療法ではそれぞれ組織学的に脳保護効果を認めた。【背景・目的】我々は平成21年度、デクスメデトミジンの虚血後投与と低体温療法との併用効果を検討したが、短期予後において併用効果は認められなかった。短期予後で併用効果が認められなければ長期予後においても認められない可能性が高い。したがって今回、以前の検討で神経学的に短期的併用効果が認められたデクスメデトミジン虚血前投与と低体温療法との併用効果の長期的予後の評価を行った。側頭筋温37.5°Cにて循環諸量を測定した後、対照(C)群(生食1ml/kg)、デクスメデトミジン100μg/kg(側頭筋温37.5°C)(D)群、低体温(35°C)(H)群、デクスメデトミジン100μg/kg+低体温(35°C)(DH)群の4群に分け、薬物または生理食塩水の腹腔内投与30分後に脱血により平均動脈圧を40mmHgに維持し、右総頚動脈閉塞により右側前脳虚血状態とした。20分後、頚動脈閉塞解除と返血により脳の再灌流を行った。虚血1、3、7、14、21、28日後に神経学的検査を行った。虚血28日後に脳灌流固定後、脳冠状切片にヘマトキシリン染色を行い、光学顕微鏡的に海馬、大脳皮質、尾状核被殻の虚血脳障害の程度を比較した。【結果】右大脳皮質の障害は、C群に比べH群、DH群で有意に少なかった。右海馬CA1領域の生存細胞数は、C群に比べD群、H群およびDH群において有意に多く、DH群において最も多かった。【まとめ】ラット一過性前脳虚血モデルにおいて、デクスメデトミジンと低体温療法はそれぞれに脳保護効果を認め、併用療法により海馬CA1細胞における脳保護効果の増強が認められた。
パイロクロア型酸化物トポロジカル絶縁体候補物質の磁気輸送特性測定による研究

トポロジカル絶縁体とは物質の内部は絶縁体であるがその表面に特殊な金属的状態が生じる物質である。現在トポロジカル絶縁体は多くの注目を集める研究対象となっており、理論的にトポロジカル絶縁体の候補物質として様々な物質が提唱されている。一方、これまでのトポロジカル絶縁体の実験的な取り組みは数種類の物質のみに限られており、より広い観点からの実験的手法による取り組みが求められている。今年度の研究ではトポロジカル絶縁体候補物質であるパイロクロア型酸化物での検証、および前年度の研究で発見した鉛系トポロジカル絶縁体に関連した物質探索、そしてトポロジカル絶縁体表面におけるスピン偏極電流検出法の確立を目指した。パイロクロア型酸化物に関しては、想定していた方法での単結晶成長に成功せず、本研究でトポロジカル絶縁体かどうかの検証を達成する事はできなかった。一方、鉛系トポロジカル絶縁体の研究では、ホモロガス化合物である(PbSe)_5(Bi_2Se_3)_<3m>に着目した研究を新たに行った。この物質はPbSeを絶縁体層、Bi_2Se_3をトポロジカル絶縁体層として、3次元トポロジカル絶縁体物質のヘテロ構造が自然に形成されている物質とみなすことができる。このホモロガス化合物の単結晶を作製し、共同研究によって光電子分光を実施した結果、そのヘテロ構造の界面にトポロジカルな表面状態が存在する事が明らかになったので、その結果を論文発表した。またデバイス測定に関して、トポロジカル絶縁体表面状態の新たな評価手法を確立するために、トポロジカル絶縁体の表面に磁性物質を接合したデバイスの作製・評価を行い、その輸送特性に関しての知見を広げた。一方、これまでのトポロジカル絶縁体の実験的な取り組みは数種類の物質のみに限られている。本研究では新たなトポロジカル絶縁体候補物質としてパイロクロア型酸化物に着目し、その単結晶作製と詳細な輸送特性測定を行うことによって、トポロジカル絶縁体特有の現象が観測されるかどうかを検証する事を目指している。今年度はそのパイロクロア型酸化物を研究するのに先だって、これまでに理論的に提案されたトポロジカル絶縁体候補物質の中でも特に興味深く、実験的に試料を作製・評価する事が重要な課題となっていたタリウム系および鉛系のトポロジカル絶縁体候補物質の研究を行った。まずタリウム系に関しては、TlBi(S_<1-x>Se_x)_2という物質の試料作製を行い、共同研究による光電子分光実験でトポロジカル相と非トポロジカル相の間の量子相転移に関する知見を得た。また鉛系に関しては、Pb(Bi_<1-x>Sb_x)_2Te_4という物質が新たなトポロジカル絶縁体である事を光電子分光実験によって確認し、さらにこの系においてはBiとSbの組成を変えると表面伝導キャリアの符号が変わる事を輸送特性の測定からも確認した。また、トポロジカル絶縁体表面状態の新たな評価手法を確立するために、トポロジカル絶縁体の表面に磁性物質を接合したデバイスの作製・評価を行った。当初の目的であった新しいトポロジカル絶縁体の発見を鉛系物質で達成し、またその物質はトポロジカル絶縁体表面状態の伝導キャリアの性質を制御する事が出来得る系であり、トポロジカル絶縁体の実験的研究の対象を広げる事に大きく貢献したといえる。

この他にもタリウム系物質での発見、トポロジカル絶縁体を用いたデバイスでの試みなどトポロジカル絶縁体の実験的研究の進展に大きく貢献できている。本年度の研究により目標の新しいトポロジカル絶縁体物質を発見する事が達成できており、今後の課題としてトポロジカル絶縁体の表面状態の輸送特性を評価する手法の確立を目指しつつ、パイロクロア型酸化物でのトポロジカル絶縁体の実験的研究に取り組んでいく。パイロクロア型酸化物はトポロジカル半金属に属すると最近の理論研究で報告され、この物質系での実験的検証がより必要とされる状況にある。ただしパイロクロア型酸化物のトポロジカル絶縁体としての性質を評価するのは従来法では困難である事が予測される為、トポロジカル絶縁体を用いたデバイス研究を並行して行い、表面状態の特性評価法の確立および新たなトポロジカル絶縁体物質の探索を行う。
音波と電磁波のマルチスペクトロスコピーによる有極性分子間ポテンシャルの解明

今年度は、有極性分子サンプル気体の音速と誘電率を広範囲の温度・圧力において測定するため、円筒型キャビティによる音波・電磁波共振を利用したマルチスペクトロメータ1号機の改良に取り組んだ。特注のダブルジャケット型ステンレス恒温槽を用い、さらに220470 Kの幅広い温度域にわたり温度制御が可能な外部循環恒温槽を導入することで、低温から高温まで幅広い温度域において±0.01K以下の高精度な温度制御を実現した。有極性分子サンプルとしてオレフィン系フッ素炭化物やエーテル系フッ素化合物を用い、改良したマルチスペクトロメータ1号機を用いて気相域の音速および誘電率を幅広い温度・圧力域にわたって測定した。また得られたデータに基づき、理想気体状態の定圧比熱や分極率、双極子モーメントを導出したところ、Gaussianによる量子化学計算に基づく計算結果と良好に一致する結果が得られた。円筒型キャビティによる音波・電磁波共振を利用したマルチスペクトロメータ1号の開発に関する研究成果について、20th Symposium on Thermophysical Propertiesの国際会議において口頭発表を行った。また、オレフィン系フッ素炭化物の音速および誘電率測定に関する研究成果について、1st IIR Conference on the Application of HFO Refrigerantsの国際会議において口頭発表し、査読付きプロシーディングスを投稿した。今年度は、有極性分子サンプルの気相域における音速と誘電率について、広範囲の温度・圧力において測定するため、円筒型キャビティによる音波・電磁波共振を利用したマルチスペクトロメータ1号機の改良に取り組んだ。昨年度製作した特注のダブルジャケット型ステンレス恒温槽を用い、さらに220470 Kの幅広い温度域にわたり温度制御が可能な外部循環恒温槽を導入することで、低温から高温まで幅広い温度域において±0.01K以下の高精度な温度制御を実現した。有極性分子サンプルとして、冷媒など作動流体としての利用が期待されているオレフィン系フッ素炭化物やエーテル系フッ素化合物を用い、円筒型キャビティによる音波・電磁波スペクトロメータを用いて気相域の音速および誘電率を幅広い温度・圧力域にわたって測定した。また得られたデータに基づき、理想気体状態の定圧比熱や分極率、双極子モーメントを導出し、Gaussianによる量子化学計算に基づく計算値と比較したところ、両者が不確かさの範囲内で良好に一致する結果が得られた。さらに、ヘルムホルツ音波共鳴を利用した気相域の粘度計測を行うために、同一体積の2つの空洞容器(キャビティ)をキャピラリーダクトで連結した形状を持つヘルムホルツ共鳴器を製作し、スペクトロメータ2号機の開発にも取り組んだ。今後は、円筒型キャビティによるマルチスペクトロメータ1号機を用いて、様々な有極性分子サンプルについて気相域における音速および誘電率を幅広い温度・圧力範囲において測定を行う。得られたデータに基づき、分子間ポテンシャルと密接に関係している理想気体状態の定圧比熱や分極率、双極子モーメントなどを導出する。レナードジョーンズ型やストックマイヤー型など、提案されている様々な分子間ポテンシャルモデルと得られたデータを比較することで、理想的なポテンシャルモデルの挙動を評価する。さらに、気相域の粘性測定に特化したヘルムホルツ共鳴器によるスペクトロメータ2号機の構築に取り組む。今年度開発した、2つの球型キャビティをキャピラリーダクトで連結した形状を持つヘルムホルツ共鳴器を用い、低周波のヘルムホルツ音波共鳴モードにおける周波数特性のQ値から気体粘度を求めるスペクトロメータを構築する。恒温槽など温度制御システムはマルチスペクトロメータ1号機と同じシステムを用いることで、広範囲の温度域にわたって高精度な温度測定を実現する。開発したスペクトロメータ2号機を用いて、理想気体に近いアルゴンなどの単原子分子をサンプルとして粘度測定を行い、測定システム全体の健全性を確認する。今年度は、過去に開発した円筒型キャビティを用いた音波・電磁波スペクトロメータを改良し、気体の音速と誘電率を高精度に測定するためのマルチスペクトロメータ1号機の構築に取り組んだ。電磁波共振測定の高度化を図るため、周波数20GHzまでの広範囲な周波数レンジで電磁波スペクトル測定が可能なベクトルネットワークアナライザを導入し、複数の電磁波共振モードを計測可能とした。また、ネットワークアナライザの周波数基準クロックを外部のルビジウム周波数標準器と同期し、音波スペクトル測定に用いる周波数応答アナライザも同一の標準器で同期することで、音波・電磁波スペクトルを同一の周波数標準に基づいて計測できるように改良した。これにより、音波・電磁波共振周波数の測定精度を向上することができた。さらに、温度測定の高度化を図るため、特注のダブルジャケット型ステンレス恒温槽を製作し、240420 Kの幅広い温度域にわたり±0.01K以下の高精度な温度制御が可能となるシステムを構築した。次世代冷媒として使用が期待されるオレフィン系フッ素炭化物について、既存の円筒型キャビティを用いた音波・電磁波スペクトロメータを用いて気相域の音速および誘電率を測定した。得られたデータに基づき、理想気体状態の定圧比熱や分極率、双極子モーメントを導出し、分子間ポテンシャルモデルと密接に関連する物理特性を評価した。上記の研究成果を、21st European Conference on Thermophysical Propertiesにて口頭発表した。また、別研究グループと共同で過去に開発した擬似球型キャビティを用いた音波・電磁波スペクトロメータによるアルゴンガスの音速ならびに熱力学温度計測に関する研究成果が、共著者としてInternational Journal of Thermophysicsに掲載された。

今年度は、過去に開発した円筒型キャビティを用いた音波・電磁波スペクトロメータを改良し、気体の音速と誘電率を高精度に測定するためのマルチスペクトロメータ1号機の構築に取り組んだ。まず、周波数20GHzまでの広範囲な周波数レンジで電磁波スペクトル測定が可能なベクトルネットワークアナライザを導入し、複数の共振モードにおける電磁波スペクトルの測定を可能とした。また、ネットワークアナライザの周波数基準クロックを外部のルビジウム周波数標準器と同期し、音波スペクトル測定に用いる周波数応答アナライザも同一の標準器で同期することで、音波および電磁波スペクトルを同一の周波数標準に基づいて計測できるように改良した。これにより、音波・電磁波共振周波数の測定精度を向上することができた。次に、温度測定の高度化を図るために、特注のダブルジャケット型ステンレス恒温槽を製作した。これは、熱媒体を入れるバスの外側に外部循環恒温槽からの温調された循環液が流れるジャケット部と、さらにその外側に断熱層を有する特注の液体恒温槽である。低温ではフッ素炭化物の不活性液体、高温では高沸点シリコンオイルを用いることで、240420 Kの幅広い温度域にわたり±0.01K以下の高精度な温度制御が可能となった。今年度は、有極性分子サンプル気体の音速と誘電率を広範囲の温度・圧力において測定するため、円筒型キャビティによる音波・電磁波共振を利用したマルチスペクトロメータ1号機の改良に取り組んだ。特注のダブルジャケット型ステンレス恒温槽を用い、さらに220470 Kの幅広い温度域にわたり温度制御が可能な外部循環恒温槽を導入することで、低温から高温まで幅広い温度域において±0.01K以下の高精度な温度制御を実現した。有極性分子サンプルとしてオレフィン系フッ素炭化物やエーテル系フッ素化合物を用い、改良したマルチスペクトロメータ1号機を用いて気相域の音速および誘電率を幅広い温度・圧力域にわたって測定した。また得られたデータに基づき、理想気体状態の定圧比熱や分極率、双極子モーメントを導出したところ、Gaussianによる量子化学計算に基づく計算結果と良好に一致する結果が得られた。円筒型キャビティによる音波・電磁波共振を利用したマルチスペクトロメータ1号の開発に関する研究成果について、20th Symposium on Thermophysical Propertiesの国際会議において口頭発表を行った。また、オレフィン系フッ素炭化物の音速および誘電率測定に関する研究成果について、1st IIR Conference on the Application of HFO Refrigerantsの国際会議において口頭発表し、査読付きプロシーディングスを投稿した。
ラパマイシン標的経路の因子は発生期の細胞分裂、形態機能形成を制御するか?

RagGTPaseのcDNAを分離-解析し、発生期における発現の時空間分布と両遺伝子の欠損や翻訳抑制が発生にあたえる影響を解析した。その結果、発生胚におけるRagGTPase群の2種のファミリー分子の発現量比が発生期に大きく変化することが解った。また、この2つのRagGTPase群の量比の変動が富栄養下で速い分裂する初期発生胚の分裂様式と、貧栄養下や飢餓状態で速度低下した場合の分裂様式や休眠状態に対応することが示唆された。アフリカツメガエル(X.laevis)のRagGTPaseが哺乳類RagA/BとRagC/Dに相当する2遺伝子(XRag1/2)からなることが判明した。そのN端のアミノ酸を合成し、これを抗原としてELISAでhalf-max titer価がα-XRag1で希釈率16000倍以上、α-XRag2で32000倍以上となる高力価抗ウサギ血清を作成した。また同時にXRag1/2の共局在を立証するためα-XRag2をニワトリでも作成した。一方、線虫(C.elegans)の相同体遺伝子の機能解析のため、染色体欠失株(deletion株)を入手した。Wormbaseデータ上のRNaiと欠失株の表現型は多様だが、実際の欠失株の表現型も安定せず生存率が低いことが判明した。再度、株個体をクローニングして数を増やしつつ、致死段階とその表現形を考察中であるが、胎生致死を含むことを見いだした。哺乳類のRagGTPaseの解析のためマウスの相同体をクローニングしたところ、新たにm(mouse)RagBに2つ、mRagCに1つのsplicing variantを見いだした。mRagBΔexon4はGTPase activating領域の内、PM2-PM3間に欠失があり、結果としてPM1-G1-PM2-PM3(PM:リン酸/Mg結合もチーフ、G : GTP結合モチーフ)の各間隔が全くRagAと同じものになる。他動物の相同体との比較からRagBの本来の発現様式であることが予想された。一方mRagCΔexon2はG1-PM2-PM3が欠失し、mRagCΔexon4&7はΔexon4に加えG3モチーフを持たない。このことからGTP/GDPサイクルによる活性調節を受けない蛋白質であることが強く示唆された。RagGTPase群はこれらのvariantsとの混合で機能調節されている可能性が示唆された。哺乳類RagGTPase、RagA/BとRagC/Dに相当するアフリカツメガエル(X.laevis)の2遺伝子(XRag1/2)の配列情報により、その翻訳抑制が期待できるモルフォリノアンチセンスヌクレオチドを合成し受精卵に注入して発生における両蛋白質の機能の検出を試みた。結果、抑制が不十分であったため両遺伝子の非翻訳領域(特に5'側上流域)の配列を再検証すべく、cDNAを再取得し、RACE法による配列決定に供した。また酵母を用いた他グループの知見により、Vam6がRagGTPaseであるGTR1のGEF(グアニンヌクレオチド交換因子)であり、この反応を通してTORC1を活性化している事が解明されたので、我々はそのVam6の哺乳類相同体であるmTgfbrap1のcDNAをマウスより分離し、並行してマウスのRag(mRagA,B,C,D)を発現ベクターに組み込んでHEK293細胞に遺伝子導入して発現させ、その挙動を血清飢餓・血清刺激の前後で調べた。その結果、p70S6K(T389)のリン酸化で検出するmTORの活性化がRagGTPase(特にmRagA,Dのコンビネーション)との共発現したときに血清飢餓状態と血清刺激後のともに上昇すること、このときmTgfbrap1とmRagA,B,C,Dが結合していること、さらにこのときRagC,Dに修飾が入り高分子側にシフトすることを見いだした。この結果は栄養状態に依存した細胞増殖経路においてRagGTPaseのグアニンヌクレオチドサイクル、即ちGTP型やGDP型が細胞増殖の栄養依存性、あるいは感受性を修飾する可能性を示唆する。アフリカツメガエル(X. laevis)のRagGTPase遺伝子(XRag1、XRag2)の初期発生期細胞分裂への関与を調べるため、その翻訳抑制を目的としたモルフォリノアンチセンスヌクレオチドを受精卵に注入したしたが、当初はその抑制効果が不十分であった。遺伝子5'上流側のアンチセンス相当箇所の配列を再検討し、さらに上流側の転写開始部位からの全配列情報とexon-intron境界領域配列を検証した。またアフリカツメガエルの一部の遺伝子が疑似4倍体であることが抑制効果の低さに関係している可能性を検証するため、cDNA配列情報と並行してゲノムDNAをPCR増幅後、サブクローニングして複数個配列決定することにより解決を得た。

これらの結果をふまえ、5'領域とexon-intron境界に対する複数個の新たなモルフォリノを受精卵に注入した結果、XRag1の転写産物は有為に減少し、胚の細胞の分裂速度が遅くなった。一方、線虫(C.elegans)のRagGTPaseの相同体遺伝子(CRagA1、CRagC1)破壊株の表現型解析を行った。CRagA1の遺伝子破壊株は、継代を行う期間が長くても維持できる系統であることが判った。これは産卵数、または胚や幼虫の生存率が低いことを示唆するため、発生胚を構成する細胞核数(細胞数)と細胞サイズを調べたところ、産卵後の発生胚であっても、構成核数が大幅に減少し、逆に細胞サイズは成長して大型化していることが判明した。線虫の体を構成する細胞数は遺伝的に厳密に決定されているので、細胞分裂速度の低下が発生の遅延と生存胚数の低下を引き起こすためと考えられる。しかしその後の個体の発生と成長は緩慢ではあるが正常に進み、成体になる。これに対しCRagC1の破壊株では飢餓状態で耐性幼虫にはなるものの正常幼虫へ復帰欠損の表現形を示すことが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。
心筋細胞死の機序に関する研究-apoptosisの関与を中心に-

【研究の背景・目的】従来より心疾患に見られる心筋細胞死はnecrosisの過程を経るものと考えられている。しかし近年、apoptosisが放射線、抗癌剤やウイルス感染により出現し、生理的な細胞死以外にも病的な細胞死にも深く関与していることが示唆されている。そこで我々は心疾患における心筋細胞死の機序にapoptosisがどのように関与しうるかを明らかにしようとした。【結果】(1)ヒト急性ウイルス性心筋炎や実験的ラット自己免疫性心筋炎の心筋組織を検討した。心筋組織をagarose gel電気泳動法およびTUNEL法で検討した結果、心筋細胞や浸潤細胞のDNA断片化(laddering)がみられた。TUNEL陽性マクロファージが多数みられ、apoptosisで死亡した心筋細胞の存在が示唆された。抗Fas抗体による免疫組織化学法で同部の心筋細胞と浸潤リンパ球においてFas抗原の発現を認めた。さらに同部の浸潤リンパ球(CD4+,CD8+)においてFasリガンドの局在を抗Fasリガンド抗体による免疫組織化学法とIn situ hybridization法(Fas抗原cDNAよりcRNAを作製)により証明した。(2)ヒト急性心筋梗塞症やラット冠動脈結紮による急性心筋梗塞症と心筋虚血灌流障害を作成し、検討した結果、ヒト急性心筋梗塞症と同様な結果を得た。さらに抗Fas抗体を前投与すると心筋梗塞巣の範囲が縮小していた。【考察・結語】急性ウイルス性心筋炎や心筋梗塞症における心筋障害/細胞死にはapoptosisが存在しており、その分子機構としてFas/Fasリガンド・システムの関与が示唆された。この研究によって心疾患の新しい治療法の開発が可能になった。【研究の背景・目的】細胞死似ついては、一般的にnecrosis(細胞や核が膨潤し、破裂死する現象)とapoptosis(多細胞生物の発生・分化・成熟におけるプログラム死に見られる現象)がある。近年、apoptosisiが放射線、抗癌剤やウイルス感染により出現し、生理的な細胞死以外にも病的な細胞死にも深く関与していることが示唆されている。そこで我々は果たして心筋細胞死の機序にapoptosisがどのように関与しているかを明らかにしようとした。【結果】(1)ヒト急性ウイルス性心筋炎の心筋細胞死におけるapoptosisの関与について、剖検心筋組織をagarose gel電気泳動法およびnick end labeling法で検討した結果、DNA断片化(laddering)を証明した。(2)実験的自己免疫性心筋得んにおける心筋細胞死におけるapoptosisの関与を検討した結果、ヒト急性ウイルス性心筋得んと同様な結果を得た。【考察・結語】心筋炎における心筋障害おの一部にはapoptosisが存在しており、その機構としてFas/Fasリガンド・システムが示唆された。【研究の背景・目的】平成7年度ではヒト急性ウイルス性心筋炎や実験的ラット自己免疫性心筋炎(myosin-induced autoimmune myocarditis rat)の心筋組織を検討した結果、心筋障害/細胞死の一部にはapoptosisが存在しており、その分子機構としてFas/Fasリガンド・システムの関与が示唆された。そこで本年度、我々は急性心筋梗塞症(ヒト、ラット)にみられる心筋細胞死の機序としてapoptosisが存在し、その分子機構を明らかにしようとした。【結果】

(1)ヒト急性心筋梗塞症の剖検心筋組織をagarose gel電気泳動法およびTUNEL法で検討した結果、心筋細胞や浸潤細胞のDNA断片化(laddering)がみられた。TUNEL陽性マクロファージが多数みられ、apoptosisで死亡した心筋細胞の存在が示唆された。抗Fas抗体による免疫組織化学法で同部の心筋細胞と浸潤リンパ球においてFas抗原の発現を認めた。さらに同部の浸潤リンパ球(CD4+,CD8+)においてFasリガンドの局在を抗Fasリガンド抗体による免疫組織化学法とIn situ hybridization法(Fas抗原cDNAよりcRNAを作製)により証明した。(2)ラット冠動脈結紮による急性心筋梗塞症と心筋虚血灌流障害を作成し、検討した結果、ヒト急性心筋梗塞症と同様な結果を得た。さらに抗Fas抗体を前投与すると心筋梗塞巣の範囲が縮小していた。【考察・結語】心筋梗塞症における心筋障害/細胞死の一部にはapoptosisが存在しており、その分子機構としてFas/Fasリガンド・システムの関与が示唆された。今後、冠動脈疾患の新しい治療法を開発するための研究が必要である。
モノリス型ミクロ細孔の表面修飾と物質移動に基づいたタンパク質PEG化反応の加速化

本研究では拡散抵抗が低減されるモノリスイオン交換担体をタンパク質の位置選択的なPEG修飾反応場として応用することを検討した。反応収率および反応の選択性を制御する因子として担体細孔内での物質移動特性とタンパク質の結合特性に着目し、モノリス細孔のサイズおよびリガンド密度がそれらに及ぼす影響を調べた。その結果、いずれのモノリスにおいても拡散抵抗が無視小であること、タンパク質一分子当たりのリガンドとの結合数は細孔サイズ、リガンド電荷密度に関わらず一定であることを明らかにした。さらに、PEG化反応において反応操作温度を上昇させることにより位置選択性を維持したまま20%まで収率を向上させることができた。数μmの巨大貫通孔を有するモノリスカラムは、多孔性担体と比較して拡散抵抗が少なくタンパク質・核酸・ウイルス等の優れた分離場・反応場として期待されている。しかし、タンパク質PEG修飾の固相反応場として利用した場合、反応収率は多孔性担体の1/10程度しか得られないという結果となった。そこで本研究では反応収率を向上させる方法として、リガンド密度および構造によりタンパク質を固体界面における配向状態を最適化する方法を試みた。今年度は、CIM(Convective Interaction Media)モノリスディスクのミニチュア化モノリスを用いてリガンド密度が細孔特性およびタンパク質の配向特性に及ぼす影響について調べた。ミニチュア化モノリスディスクのカラム体積は0.02mLであり、製品化されているモノリスディスク(BIA Separations, Slovenia)よりも少量かつ迅速に特性評価を行うことが可能である。基材はポリメタクリレートのものを使用し、未修飾のミニチュア化モノリスディスクを80°Cの亜硫酸ナトリウム溶液に448時間浸漬することでスルホニル基の導入を行った。細孔特性の評価は操作圧力、タンパク質の動的吸着量・保持係数を測定することで行った。操作圧力はいずれの浸漬時間後もほとんど変化せず、イオン交換基の導入により細孔径が変化していないことが確認できた。また動的吸着量は浸漬時間に比例して増加し、イオン交換基容量が増加していることが分かった。一方、保持係数は浸漬時間が8時間以下になると逆に増加する傾向をとり、イオン交換基の導入量が短いとタンパク質と基材の非特異的な吸着が起こることが分かった。ミニチュア化モノリスを用いて、細孔特性の異なるモノリスカラムの作製に成功した。カラム体積に応じて細孔特性の評価に掛かる時間も削減されるため、順調に研究が進行出来ていると考えられる。前年度はリガンド種の異なる小型モノリスディスクを調製したが今年度はカチオン交換リガンドに種類を限定し、リガンド密度の異なる小型モノリスディスク(20μL)を調製し、圧力特性、pH応答性、タンパク質吸着特性、吸着機構についての解析を行った。モノリスディスクのpH応答性より最大リガンド密度は、すでに市販化されているモノリスディスク(約340μL)とほぼ同等の値に達していることを確認できた。リガンド修飾前のディスクの操作圧力は一致していたが、修飾後はリガンド密度に依存し、密度とともに増大する傾向が見られた。いずれのリガンド密度においてもタンパク質の破過曲線、吸着量には流速依存性が見られず、修飾前後も細孔は貫通構造を維持していることが確認できた。しかし、lysozymeなどの低分子量のタンパク質では非特異的な吸着はなく高い回収率が得られたが、ラクトフェリン、抗体などでは非特異吸着が起こり、特にリガンド密度の低いもので顕著に起こった。塩濃度勾配溶出法により得られた溶出塩濃度はいずれもリガンド密度に依存し密度が高いほど増加した。これらに基づき、タンパク質の吸着サイト数を解析した結果、吸着サイト数はリガンド密度によらず一定の値をとり、イオン交換平衡定数のみが変化していることが分かった。モノリスディスクを固相反応場としてlysozymeのPEG修飾反応を行い、その反応収率と操作条件の解析を行った。lysozymeの反応収率はタンパク質の吸着密度に依存せず、いずれにおいても液相を大幅に下回る収率となった。しかし、操作温度に依存し30°Cで4°Cの約3倍の収率を達成することができた。今後は既に作成したイオン交換基密度の異なるミニチュア化モノリスを用いて、実際に固相PEG化反応を行う予定である。また従来の固相PEG修飾反応の利点としてモノPEG化反応が優先的に進行できることが挙げられ、反応収率のみならず固相反応時のタンパク質の配向状態と生成したPEG化タンパク質の組成比についても調べる予定である。またイオン交換基としてグラフト型リガンドも導入を検討し、細孔空間を利用したPEG化反応についても検討する。
超流動ヘリウムおよび中性原子気体ボース凝縮系における量子渦の物理

量子渦はボース凝縮系に特有な位相欠陥である.その物理に関し,近年,超流動ヘリウム、および中性原子気体ボース・アインシュタイン凝縮系において著しい発展が見られている.それぞれの系において,得られた成果を列挙する。超流動ヘリウム(1)超低温超流動3Heにおいて,速度に依存しない超流動乱流への遷移を発見した.(2)超流動乱流のエネルギースペクトルが,古典乱流の最も重要な統計則であるコルモゴロフ則を満たすことを見いだした.(3)極低温度域における乱流及び渦の減衰過程として,ケルビン波カスケード過程が起こることを発見した.(4)回転する容器中の超流動乱流を調べ,回転軸方向に分極した乱流状態が生じることを示した.中性原子気体ボース凝縮系(1)回転する2成分ボース凝縮体において,回転振動数と成分間相互作用に依存して特異な渦格子構造が出現することを見いだした.(2)回転するボース凝縮体の渦格子形成の3次元ダイナミクスを明らかにした.(3)軸方向に長い軸対称ポテンシャルに閉じ込められた2成分ボース凝縮体の多重ドメイン形成の機構を明らかにした.(4)2成分ボース凝縮系の4重極振動とシザース・モードの非線形結合のダイナミクスを調べた。(5)回転する2成分ボース凝縮体のスピンテクスチャーについて調べた.(6)ボース凝縮体とノーマルなフェルミ粒子からなる系において、回転振動数および成分間相互作用に依存した基底状態を明らかにした。量子渦は、ボース凝縮系に特有な位相欠陥である。Onsager、Feynmanによる予言以降、量子渦は、低温物理学における重要な研究対象として、主に超流動ヘリウムを舞台に膨大な研究が行われてきた。一方、1995年にレーザー冷却により実現した中性原子気体ボースアインシュタイン凝縮系(BEC)においても、量子渦が観測され、爆発的な研究が行われている。本研究は、超流動ヘリウムと原子気体BECの量子渦の物理を統括的に扱い、それぞれにおいて最も重要な問題の理論的・数値研究を行うとともに量子コヒーレント凝縮系(個々の粒子の物質波がボース凝縮によりコヒーレントになり、巨視的な波動関数を生み出した系)における位相欠陥の統一した知見を提供するものである。今年度得られた主な成果は次の通りである。(1)超流動3Heにおいて、速度に依存せず、温度によって内的パラメータを制御して引き起こされる超流動乱流遷移を発見した。この研究は、2003年のノーベル物理学賞に関連して、現在最も重要な超流動の研究としてノーベル財団のホームページで紹介されている。(2)超流動ヘリウムの量子渦糸上におけるケルビン波カスケード過程を明らかにした。これは、超低温における渦の減衰や、高い波数におけるエネルギースペクトルの構造に関連している。(3)系の回転は渦を整列させ格子を形成し、流れ場は渦を乱したタングル状態(超流動乱流)を作る。回転と流れ場がともに共存する時、回転軸方向に分極したタングルが形成されることを初めて示した。(4)二成分BECの特異な渦構造を、回転振動数と二成分間相互作用を変数とした相図を描くことにより、明らかにした。超流動ヘリウムの物理は、非粘性の超流体と粘性をもつ常流体が混合する二流体モデルによりよく記述され、比較的高温域では、量子渦は常流体との相互摩擦により減衰することが知られている。近年、常流体が存在しない極低温領域での量子渦タングルの減衰が観測され、そこには高温域にはない新たな物理が期待されている。本研究は、そのような極低温領域における量子渦の運動を解明することを目的とする。以下、超流動ヘリウム、および中性原子気体ボースアインシュタイン凝縮系に関して、得られた成果を述べる。超流動ヘリウム:回転する円筒容器中の量子渦のダイナミクスを調べ,分極タングルの出現を明らかにした.また,小さいスケールでの散逸を入れたグロスピタエフスキー方程式の数値解析を行い,乱流の最も重要な統計則であるコルモゴロフの-5/3則が成り立つことを示した.

中性原子気体ボース凝縮系:2成分ボース凝縮系に関する理論的研究を行った.異種成分間相互作用に依存して,最初混ざっていた2成分が変調不安定性によりやがて相分離する挙動を明らかにした.実験結果との一致は良い.また2成分間に内部ジョセフソン接合に相当するとき,多彩な渦状態が出現することを明らかにし,特に「渦分子」の形成をいう新しい概念を提出した.超流動ヘリウムの物理は、非粘性の超流体と粘性をもつ常流体が混合する二流体モデルによりよく記述され、比較的高温域では、量子渦は常流体との相互摩擦により減衰することが知られている。近年、常流体が存在しない極低温領域での量子渦タングルの減衰が観測され、そこには高温域にはない新たな物理が期待されている。本研究は、そのような極低温領域における量子渦の運動を解明することを目的とする。以下、超流動ヘリウム、および中性原子気体ボースアインシュタイン凝縮系に関して、得られた成果を述べる。超流動ヘリウム:(1)巨視的波動関数が従うグロス・ピタエフスキー方程式の数値解析を行うことにより,量子渦が作る超流動乱流(量子乱流)が,古典流体の最も重要な統計則であるコルモゴロフ則を示すことを明らかにした.(2)超流動ヘリウム3において,常流体が存在しない超低温下で,量子渦の不安定性と超流動乱流の発現を明らかにした.これはヘルシンキ工科大学との共同研究である.中性原子気体ボース凝縮系:(1)回転する三次元ボース凝縮体中の量子渦格子形成のダイナミクスを明らかにした.定性的には2次元と同じであったが,ケルビン波の形成と運動,幽霊渦が作る位相乱流などが見られた.
タンパク質相互作用を制御する天然生理活性物質に関する研究

本年度は、蛍光タンパク質を応用した蛍光補完法(Fluorescence complementation assay)を用いて、8種類のタンパク質相互作用制御物質のスクリーニングを行った。小麦胚を用いた無細胞系タンパク質合成法により調製したタンパク質を用いたin vitro系を用いて、各スクリーニング15万22万個の天然物ライブラリーを用いてスクリーニングを行った。その結果、プロテアソームアッセンブリファクターであるPAC1/PAC2の相互作用阻害物質として、マクロライド系化合物であるconcanamycin類を得た。Concanamycin類化合物中、18員環マクロライドであるTAN1323Dが、IC_<50>値50μMと比較的強い相互作用阻害活性を示したが、幾つかの評価系に対して相互作用阻害活性を検討した結果、ある程度の選択性はありながら多くのアッセイ系において阻害活性を示した。次に、プロテアソームアッセンブリファクターであるPAC3のダイマー化阻害剤として、TB1を見出した。本化合物は、IC_<50>値15nMと強力にPAC3のホモダイマー化を阻害することが判明した。本化合物については、他研究機関との共同研究により、インシリコモデリングを行うと共に、有機合成による誘導体調製を進めている。この他に、トリコセチン誘導体新規化合物を見出した。現在、これらの化合物について、細胞レベルでのプロテアソーム形成阻害活性を検討中である。この他、FOXO/PP2A5E、AKT1/PRAU40など数種のアッセイ系において、それぞれ数個の活性物質を単離した。現在、これらの化合物について、高次な系での評価を継続中である。ヒトゲノム計画が終了し、遺伝子のコードするタンパク質の相互作用情報が次々に発見されてきている。それらの中には、これまで医薬品開発のターゲットとして利用できなかった因子も多く含まれている。我々は、これらのタンパク質相互作用情報を薬剤スクリーニングに利用するため、新しい概念のスクリーニング系を構築する計画をたてた。タンパク質相互作用を検出するための様々な技術があるが、よりハイスループットに化合物スクリーニングが行えることを目的に、蛍光タンパク質を応用した蛍光補完法(Fluorescence complementation assay)を採用した。これは、2つに分割した蛍光タンパク質を、相互作用する各々のタンパク質に融合させ、それぞれのタンパク質が相互作用した時に空間的に一つの蛍光タンパク質として蛍光を発する原理を応用したものである。ターゲットとして癌に関わる数個の因子について、スクリーニング系の構築を行った。蛍光補完法として細胞を用いた系と、小麦胚を用いた無細胞系タンパク質合成法により調製したタンパク質を用いたin vitroの2つの系を構築した。細胞系では、まず2種類のスプリット蛍光タンパク質融合タンパク質をコードするcDNAを、MultiGateWayシステムを用いて一つのプラスミド上に挿入する。このプラスミドをトランスフェクションし、薬剤添加24時間後の蛍光値を指標に化合物のタンパク質相互作用制御効果を検討した。またin vitro蛍光補完法では、小麦胚を用いた無細胞タンパク質合成システムで調製したスプリット蛍光融合タンパク質を混ぜた後、18時間以後の蛍光値を指標にサンプルのタンパク質相互作用制御効果を検討した。癌をターゲットとした数個のスクリーニング系を用いて、それぞれのアッセイ系に対し、放線菌およびカビを中心とした微生物代謝産物について約10万サンプルについて検討した結果、プロテアソームに関与する因子の相互作用を阻害する数個のヒットを得た。現在、これらのヒットサンプルに関して、活性物質の単離・構造決定を進めているとともに、細胞を用いた抗腫瘍効果の可能性を検討中である。今年度、我々はin vitro蛍光補完法では、週に5万サンプルのアッセイを行えるハイスループットスクリーニング系を確立した。平成20年度は、約10個のスクリーニング系を展開する予定である。
反応性の高いエストロジェン硫酸抱合体によるDNA損傷の検討実験

本研究は、6-ヒドロキシエストロジェン6-サルフエートが究極発癌性物質となり得るか否かを確認するものである。研究成果1.6-ヒドロキシエストラジオール(6-OH-E)の6位サルフエートにDNA修飾能があるか否かを予想するために、6alpha-OH-E,PAPS及びアデノシンをラット肝サイトゾール存在下でインキュベートしたところ、付加体を生成した。この付加体は、別途合成品との比較から、N^6-〔エストラジオール-6beta-イル〕アデノシンと確認された。2.修飾ヌクレオシドの同定に必要な標準品は、6-アミノエストラジオールと6-クロロ置換ヌクレオシドのカップリングによる方法で合成を試み、N^6-〔エストラジオール-6-イル〕アデノシン及びN^6-〔エストラジオール-6-イル〕デオキシアデノシンのそれぞれの6alpha及び6beta体4種を得ることが出来た。研究の考察・反省・展望6alpha-OH-EがPAPS存在下でアデノシンと付加体を形成したことから、6-ヒドロキシエストロジェンの6-サルフエートにはDNA修飾能のあることが予想される。今後、6-OH-Eの6-サルフエートによるDNA損傷の確認、及び6-OH-Eが癌原性物質となり得るか否かを確認する必要がある。6-OH-Eが癌原性物質となり得ることが確認されるならば、諸体液中の6-OH-Eの分析により、乳癌診断のスクリーニングの実用化も可能となろう。
遺伝素因と予防行動に関する教育が 2 型糖尿病患者の血縁者の行動変容に与える効果

糖尿病予防行動への動機付け支援としての遺伝カウンセリングと,生活習慣改善支援補助ソフトウェア(LISS-DP)を用いた非対面式の個別生活指導による複合的予防介入の効果を検討する3群並行ランダム化比較試験(n=216)を実施した結果,遺伝カウンセリングは,疾患の可変性に関する認識を変化させることに成功し,さらに食事に関する行動変容の実施・継続を促進しうることが示された.糖尿病予防行動への動機付け支援としての遺伝カウンセリングと,生活習慣改善支援補助ソフトウェア(LISS-DP)を用いた非対面式の個別生活指導による複合的予防介入の効果を検討する3群並行ランダム化比較試験(n=216)を実施した結果,遺伝カウンセリングは,疾患の可変性に関する認識を変化させることに成功し,さらに食事に関する行動変容の実施・継続を促進しうることが示された.本研究は,2型糖尿病ハイリスク者スクリーニングツールとして2型糖尿病家族歴を活用し,効果的・効率的な糖尿病予防戦略を考案しその効果を検証することを目的とした介入研究である.本研究における介入は,(1)「リスク因子としての遺伝素因の重要性」および「環境要因をコントロールすることの有効性」の認知を促進する動機付け支援ツールを用いた遺伝カウンセリングと,(2)生活習慣改善支援補助ソフトウェアを用いた糖尿病療養指導士による非対面式の個別生活指導,による複合的予防介入である。介入プログラムは半年間,評価期間は介入開始後1年間であり,平成22年度は本研究への参加者リクルート,および介入プログラムの提供,評価データの収集を実施した.都内の健康管理センター1施設において,平成22年5月から7月のリクルート期間中,579名の家族歴陽性受検者に研究参加を依頼し,216名の参加を得た.介入(1)(遺伝カウンセリング)の短期的効果として,受検者における糖尿病に対する認識・態度に関する変化を検討したところ,リスク認知,重篤性の認知,具体的な予防行動については,従来の健康教育の内容で行われた介入とその効果に差異はなかったが,可変性(糖尿病の発症を自分でコントロールできると思うか否か)については介入(1)が高い効果を示した.糖尿病発症に関する不安は遺伝カウンセリング後も増大しなかった.介入の長期的効果を検討するためのデータ収集は平成23年度まで継続する.本研究は,2型糖尿病ハイリスクである可能性がありながらも既存の健診システムの対象とならない2型糖尿病家族歴を有する非メタボリックシンドローム者をターゲットとした効果的・効率的な糖尿病予防戦略を考案しその効果を検証することを目的とした介入研究である.平成23年度には,平成22年度に健診施設にてリクルートした216名の2型糖尿病家族歴養成非メタボリックシンドローム成人に対し,「糖尿病予防動機付け支援ツールを用いた遺伝カウンセリング(介入1)」および「生活習慣改善支援補助ソフトウェアを用いた糖尿病療養指導士による非対面式の個別生活指導(介入2)」を実施した効果測定を目標としたデータ収集,およびデータ解析を実施した.対象者216名は,介入1+介入2の双方を受ける群(A群n=75),介入2のみ受ける群(B群n=70),従来の情報提供のみをうける対照群(C群n=71)にランダムに割付けられた.半年間の介入と1年間の追跡期間を終え,1年間のフォローアップ期間を完了したのはA群51名,B群53名,C群50名であった.本研究で実施した「糖尿病予防動機づけ支援ツールを用いた遺伝カウンセリング」は,対象者が2型糖尿病予防に関する認知および行動を変容するうえでの動機づけ支援として有効であった.また,「生活習慣改善支援補助ソフトウェアを用いた糖尿病療養指導士による非対面式の個別生活指導」に対する対象者のコンプライアンスは従来行われてきた予防的介入よりも良好であり,対象者の食事行動を好ましく変容させた,しかし,長期的効果や身体活動に対する効果は認められず,継続性や身体活動を重視した介入をデザインすることが課題として挙げられた.本研究の今年度における成果により,特定健診・特定保健指導の対象にはならないものの糖尿病ハイリスク者である家族歴養成者に対する介入の効果が,臨床における実現可能性が十分に担保された介入デザインでその効果と臨床応用での課題が示された.本研究では,予防行動実行の動機付け支援としての糖尿病遺伝カウンセリングと,生活習慣改善支援補助ソフトウェア(LISS-DP)を用いた糖尿病療養指導士による非対面式の個別生活指導による複合的予防介入の効果を検討する3群並行ランダム化比較試験を実施した.ランダム割り付けの対象となった適格者(糖尿病家族歴のある健康成人)216名のうち,主要効果指標である食事摂取カロリー,身体活動量の測定を1年後のフォローアップ調査まで完遂したのは144名であった.LISS-DPによる個別生活指導を受けた群は,介入期間が終了した6か月時点において,食事摂取カロリーが対照群と比較して有意に大きく低下した.しかし,1年後にはその差は消失し,個別生活指導を継続することの重要性が示唆された.臨床における介入の継続的実施については,半自動化プログラムであるLISS-DPはがコスト面で有効であり,今後の活用が期待できる.一方,遺伝カウンセリングとLISS-DPの複合介入群では,LISS-DPによる単介入群と比較して,ベースラインから1年経過した後において食事摂取カロリーが有意に低下していた.本研究における遺伝カウンセリングは,予防行動に対する動機づけ支援を目的として実施されたものであり,疾患の可変性に関する認識を変化させることに成功している.

このことが,個別生活指導を受けた際に,対象が実際に行動変容を実施・継続することを促進したことが推察される.しかしながら,運動習慣についてはいずれの介入も効果が見られず,運動習慣改善についてはさらなる方策の検討が必要である.本研究より,生活習慣改善の動機づけ支援を目的とした糖尿病に関する遺伝カウンセリングは,食事に関する行動変容の実施・継続を促進しうることが示された.本研究結果を,他の生活習慣病予防においても応用できうるかを検討する事が次なる課題である.本研究は,ほぼ計画通りのスケジュールで進行した.しかしながら,対象者の脱落率が想定していたよりもやや高かったため,最終的な症例数は目標症例数を下回った.そのため,統計的欠損地補完を実施した.24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究で実施した介入は、臨床における実施可能性を重視した半自動化された非対面式の形態をとり、速やかな臨床応用が可能である。一方、本研究の結果は介入の提供頻度や内容の修正の必要性を示唆するものであり、次年度以降はこれらの修正を実施する。さらに、本研究で示した介入モデルは、遺伝素因と環境要因が複合して発症する多因子遺伝疾患に対しても応用できる可能性をもっている。前述の修正に加え、他疾患に応用するための改変も併せて実施する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。