hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体ガスによる活性酸素種計測法の開発と臨床応用

今後,小型LIFの最終仕様を決定し,APIMSとの連結したシステム構成を行う必要がある,また,臨床試験3項目のうち,疾患患者を対象とした活性酸素計測が心不全患者の呼気水素計測にとどまり,活性酸素の計測には至らなかった.今後,さらに疾患範囲を広げて行く必要がある.当初計画の間接的水素消費検査法のうち水素水飲水法は計測時間や被験者負担を軽減するため,低濃度水素ガス吸入試験を重点的採用と改良することに変更した他は,当初予定通り順調に進展している.(1)技術開発:試作した小型レーザ誘起蛍光システムを大気圧イオン化質量分析システムと連結し,APIMSによる活性酸素定量につなげ,臨床使用可能なレベルに到達する.(2)臨床試験:呼吸循環疾患をもつ被験者を対象とし,独自開発技術の臨床的有用性を検証する.さらに特に呼気中におけるROSは主に口腔/上気道に由来すると考えられるため,口腔内衛生環境の関連因子も追加検討項目に入れた臨床試験を実施する.(3)解析:H28年度までに得られた疫学調査データを固定し解析する.これにより当初の活性酸素に関する仮説を検証する.研究代表者らは独自の生体ガスによる活性酸素種(ROS)の計測原理を考案し,呼気・皮膚ガスへのROS放出検出と生体内ROS生成量推定法を開発した.この独自開発システムの基盤研究を基に生体ガス分析を用いたROSの非侵襲的計測技術を完成させ,種々の臨床評価試験を行い,継続中の疫学研究にも追加,世界初の網羅的生体ガス分析のみならずROSを含めた大規模臨床試験として展開する.これらの蓄積データをもとに生体ガスによるROS計測法4種の妥当性・有用性を確立,革新的検査法を実用化することを目的とする.呼気と皮膚ガス中に含まれる微量成分を分析する技術開発とその臨床応用に向けた研究を実施。独自の高感度生体ガス分析解析システムを開発し、食事、心理的ストレス、喫煙、飲酒、嗜好、運動などの種々の日常生活活動が生体ガスに及ぼす影響を探索。また生体ガス診断技術を確立するため種々の臨床データを取得中である。これらの解析により簡便な呼気・皮膚ガス診断法を確立することを目的としている.
先端的ゲノミクスによる小児横紋筋肉腫の新規転座とクローン進化の解析

最終的にRNAシークエンス解析可能なサンプルは、胎児型5例、胞巣型3例(うち1例は転座陰性)の計8検体だった。RNAシークエンスでは22の転座が検出され、インフレームで融合していたのは3つ、インフレームでないものが19だった。このうちRT-PCRにて再現性が確認されたのが、インフレームのものは2、インフレームでないものは10だった。インフレームで確認された2つはPAX3-FOXO1で、最終的に転座陰性胞巣型、胎児型から新規の融合遺伝子は検出されなかった。インフレームでなかったが、胎児型の1例で検出されたNSD1-ZNF346は、これまでに胎児型横紋筋肉腫細胞株で認められたとの報告があった。横紋筋肉腫は病理組織学的に大きく胞巣型と胎児型のふたつに分けられるが、いずれの病型も初診時遠隔転移陽性の場合、5年生存率30%未満と極めて不良であり、このような難治例に特化した新たな治療戦略の開発が求められている。一方融合遺伝子は特に造血器腫瘍や肉腫において比較的高頻度に認められ、特に小児腫瘍では腫瘍発生のメカニズムとして、転座が関与する頻度が高いとされている。腫瘍特異性も高いことから、診断的価値や治療標的として解析する意義は大きい。新しい重複する転座の同定は、腫瘍の分子病態の解明やそれに基づいた治療薬開発につながる非常に有用な情報となる。横紋筋肉腫では胞巣型の約20%と胎児型においては、現在重複する転座は報告されていない。そこで本年度は胎児型または転座陰性胞巣型横紋筋肉腫の新規融合遺伝子の探索を計画した。解析方法としては、RNAシーケンスにて全トランスクリプトのシークエンスをすることで網羅的な融合遺伝子を同定を試みる。解析に用いる検体は東大小児科研究室保存の胎児型横紋筋肉腫と転座陰性胞巣型の新鮮腫瘍検体に加え、もともと希少疾患であるため、自多施設からの収集を継続している。また本解析には高純度のRNAが必要であり、新鮮腫瘍または凍結検体が必要となるが、長期保存検体やRNAとしての保存検体では純度に問題があることが多く、現時点で基準をクリアした検体は新鮮腫瘍では数検体となった。これに横紋筋肉腫の細胞株1株を加えた検体で解析を行っている。小児横紋筋肉腫は病理組織学的に大きく胞巣型と胎児型に分けられ、いずれの病型でも初診時遠隔転移陽性の場合、5年生存率30%未満と極めて予後不良である。腫瘍発生の機序として、小児腫瘍では転座が関与する頻度が高い。腫瘍特異性も高く、診断的価値や治療標的として有用で、新しい転座の同定は意義が大きい。横紋筋肉腫では胞巣型の約80%においてPAX3または7とFOXO1の転座が認められるが、残りの転座陰性胞巣型や胎児型では現在高頻度の転座は報告されていない。本年度は引き続き転座陰性胞巣型と胎児型横紋筋肉腫の新規転座の探索を行った。解析方法は次世代シーケンサーを用いてRNAシークエンスを行うことで網羅的解析を行った。解析検体は東大小児科研究室保存の新鮮腫瘍検体に加え、他施設からの収集も行った。本解析には高純度のRNAが必要であり、新鮮腫瘍または凍結検体が必要となるが、長期保存検体やRNA抽出後の保存検体は純度に問題があることが多く、基準を満たしたのは胎児型5例、胞巣型3例の計8検体だった。胞巣型2例はpositive controlとしてPAX3-FOXO1陽性検体で、1例が転座陰性胞巣型であった。RNAシークエンスの結果、全部で22の融合遺伝子が検出された。そのうちインフレーム融合であったのは3つ(うち2つは既知のPAX3-FOXO1)で、残りの19はインフレームでなかった。そのうちreverse transcription-PCR (RT-PCR)で確認可能だったのはインフレームが2/3(PAX3-FOXO1のみ)、インフレームでないものは10/19であった。意味のあるインフレームの融合遺伝子は既知もの以外検出されないという結果となった。インフレームではないため臨床的意義は不明だが、今回検出されたNSD-ZNF346の転座は胎児型横紋筋肉腫細胞株で検出されたとの報告があった。胎児型、転座陰性胞巣型横紋筋肉腫における融合遺伝子の解析では、入手可能で、解析基準を満たした検体について、RNAシークエンスによる転座解析を施行した。RT-PCRによる再現性の確認も終了し、結果が確定したため。横紋筋肉腫は病理組織学的に大きく胎児型と胞巣型の2つに分けられるが、いずれの病型も初診時遠隔転移陽性の場合、5年生存率30%未満と極めて予後不良である。一方小児腫瘍では腫瘍発生のメカニズムとして、転座が関与する頻度が高いとされている。そこで転座陰性胞巣型と胎児型横紋筋肉腫における新規転座の探索を行った。方法としては次世代シーケンサーを用いてRNAシークエンスを行うことで網羅的な解析を行った。解析検体は東大小児科で保存されている腫瘍検体に加え、他施設からの収集も行った。

本解析には高純度のRNAが必要であり、切り出された新鮮腫瘍または凍結検体を用いるが、長期保存検体やRNAとして保存された検体は純度に問題が多く、基準を満たしたのは胎児型5例、胞巣型3例の8検体だった。胞巣型2例はpositive controlとしてPAX3-FOXO1の転座陽性検体で、転座陰性の胞巣型は1検体となった。RNAシークエンスで22の融合遺伝子が検出され、うちインフレームで融合していたものは3つだった。reverse transcription PCRでは、インフレームのものは2/3、インフレームでないものは10/19で再現性が確認できた。インフレームで確認可能だったのは既知のPAX3-FOXO1のみで、最終的に新規の融合遺伝子は検出されなかった。インフレームでないものの臨床的意義は不明だが、そのうちのNSD-ZNF346については胎児型横紋筋肉腫で検出されたとの報告があった。最終的にRNAシークエンス解析可能なサンプルは、胎児型5例、胞巣型3例(うち1例は転座陰性)の計8検体だった。RNAシークエンスでは22の転座が検出され、インフレームで融合していたのは3つ、インフレームでないものが19だった。このうちRT-PCRにて再現性が確認されたのが、インフレームのものは2、インフレームでないものは10だった。インフレームで確認された2つはPAX3-FOXO1で、最終的に転座陰性胞巣型、胎児型から新規の融合遺伝子は検出されなかった。インフレームでなかったが、胎児型の1例で検出されたNSD1-ZNF346は、これまでに胎児型横紋筋肉腫細胞株で認められたとの報告があった。横紋筋肉腫新鮮腫瘍検体のうち、解析可能な高純度のRNAの抽出が可能だったものを用いて解析を行った。シークエンス用の検体処理、シークエンス解析を行い、Genomon-Fusion:http://genomon.hgc.jp/rna/にて転座候補が同定されている。検体の収集は継続している。以上から概ね順調に進展していると考えられる。胎児型、転座陰性胞巣型横紋筋肉腫の新規融合遺伝子の探索については、検体数が少ないものの、有意な転座は検出されなかった。今後も検体の収集は継続する。シングルセルシークエンスについて、さらに解析を進める。小児腫瘍同定された転座候補について、意味のある転座か(インフレームになっているか、遺伝子の機能など)、重複の有無などの解析を進める。また今までのSNPアレイやエクソーム解析結果などとの関連を複合的に解析する。またそれらを全体的に総合して、更に解析数を増やすべきかを検討する。横紋筋肉腫は希少疾患であり、発生数が少ないことから新規検体の入手に限界があり、解析検体を増やすことが難しかったため。またRNAシークエンスでインフレームの新規融合遺伝子が検出されなかったため、他検体での頻度確認用の解析を行うことが出来なかったこともあった。既存の保存新鮮腫瘍検体のうち、解析可能な高純度のRNAが得られた検体が少なく、現時点では計画当初の予定数より解析検体数少数にとどまっているため。今年度進める予定のシングルセルシークエンスの解析費用や使用済試薬や消耗品の補充。検体の収集を継続し、更に検体数を増やして解析を行う。RNAシークエンスが終了しているデータについて詳細に検討し、同定された融合遺伝子について重複や遺伝子の機能から推定される効果などを解析する。確認実験では、RT-PCRレベルでの確認ではRNAシークエンスほどの純度は必要ないため、より多数の検体での検討を行う。
低酸素領域への効果的時間治療を目的とした腫瘍内細胞時計振動分布の解明

大腸癌細胞株にリズムモニターのためにDBPpromoter-luciferase遺伝子コンストラクトを導入した細胞株において、この細胞株の発振する概日リズムは、ヒートショック(43°C1h)によってシフトしないことを見出した。さらにこの細胞を基にして癌組織内酸素勾配および概日リズムを同時にモニターするために細胞株を樹立した。これは大腸癌細胞株にまずリズムモニターのためにDBPpromoter-luciferase遺伝子コンストラクトを、次に低酸素をモニターするためのhypoxia responsive element(HRE)-GFP遺伝子コンストラクトを導入した単一クローン由来のステーブルセルラインである。また、DBPpromoter-luciferaseとHRE-GFPを一度にひとつの細胞に導入するための遺伝子コンストラクトをデザイン、作製した。癌組織低酸素を模した3次元培養を作製、観察するために低接着培養皿上での培養技術を樹立した。1)癌には熱感受性があるためリズム振動している大腸癌細胞株、DBP-1uc:HCT116への温度の効果を調べた。癌の温熱療法の標準温度が43°Cであるため、血清刺激後発光リズムをモニタリング(37°C、5%CO2条件下)している細胞に対し血清刺激38時間後(発光リズムの最低値に相当)から6時間おきに4点(38、44、50、56h)、1時間43°Cの熱パルスを与えた。全ての点においてコントロールに対して(37°C1h)過熱後約4時間をピークとする急性の発光値の上昇が見られた。発光の上昇の程度には時刻依存性が見られ(38h<44h,50h;44h,50h>56h)、HCT116細胞に熱感受性の日内変動がある可能性が示唆された。このとき同時に熱が時計の位相をシフトさせる大きさを評価したが56hの熱パルスが約1時間時計位相を後退させる以外は有意な位相変化は見られなかった。このことは生体内においてもある種の癌ではホストの時計の位相変化の影響を受けにくい可能性を示唆している。2)概日リズムに加えて、細胞の低酸素をモニタリングする目的で時計遺伝子Dec1の低酸素反応部位(HRE)にTKプロモーター、GFPをつないだコンストラクトを作製しそれを導入したステーブルセルラインを作製した。この細胞をpoly-HEMA(細胞接着阻止剤)コートした培養皿上で培養、スフェロイドを作製しその球体に形成される酸素勾配を用いて低酸素への反応を評価した。スフェロイドが成長するに従い中心の細胞が低酸素環境となるが、この細胞で作製したスフェロイドでは中心にGFPの蛍光が見られるようになった。この結果は作製したセルラインは低酸素をモニターできることを示唆しており、最終的にはこのセルラインを免疫不全マウスに移植しXenograftとしてIn vivoでの評価を行う。大腸癌細胞リズムモニタリングのためにDBPpromoter-luciferase遺伝子コンストラクトをHCT116細胞株に導入、G418でセレクションし単一クローン由来のステーブルセルラインを作製した(HCT116:DBP-luc)。発光リズム解析によりこの細胞株は血清刺激により4週期以上続く内因性リズムを示すことが明らかとなった。また、癌の時間治療を想定して様々な時計位相(血清刺激後38-56h後)でヒートショック(43度1h)を与えたがHCT116:DBP-luc発振する概日リズムは、ヒートショックによってシフトしないことを見出した。さらにこの細胞を基にして癌組織内酸素勾配および概日リズムを同時にモニタリングするために細胞株を樹立した。これはHCT116:DBP-lucに低酸素をモニタリングするためのhypoxia responsive element(HRE)-GFP-puromycin耐性遺伝子コンストラクトを導入しpuromysinセレクションで得られた単一クローン由来のステーブルセルラインである。また、DBPpromoter-luciferaseとHRE-GFPを一度に導入しセルラインを樹立するための遺伝子コンストラクトをデザイン、作製した。また癌組織低酸素を模した3次元培養(スフェロイド)を作製、観察するために低接着コーティング(poly-HEMA)した培養皿上での培養技術を樹立した。モデル癌細胞において温度感受性の概日変動を示すことができた、また概日リズムイメージング系に加え低酸素イメージング系を作製することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の推進方策3次元培養系での概日リズムと低酸素の同時イメージングを行う。引き続き、樹立した細胞をヌードマウスに移植しin vivo,ex vivoイメージングを行う。
高分解能計測技術を用いた極地氷床氷のミクロ物性の解明と変形機構図の構築

氷床中のミクロ物理化学プロセス解明のため,精密計測技術を応用し,以下の成果を得た.氷床中と同等な極低速な氷試料のクリープ変形速度を計測するため,ナノメートルオーダーの変位計測が可能なレーザー干渉計を開発した.氷中の不純物濃度分布を測定するため,レーザーアブレーション質量分析装置を構築した.また,氷床コアの詳細な測定および人工試料の実験から,結晶粒成長について新たな知見を得た.氷床中のミクロ物理化学プロセス解明のため,精密計測技術を応用し,以下の成果を得た.氷床中と同等な極低速な氷試料のクリープ変形速度を計測するため,ナノメートルオーダーの変位計測が可能なレーザー干渉計を開発した.氷中の不純物濃度分布を測定するため,レーザーアブレーション質量分析装置を構築した.また,氷床コアの詳細な測定および人工試料の実験から,結晶粒成長について新たな知見を得た.本研究では、最先端のレーザー応用工学を導入し、氷床中の氷結晶変形機構の解明と流動に伴う氷中の環境・気候指標物質の挙動の解明を目的として、期間内に以下の研究を行う。(1)現在開発中のレーザー干渉測長技術を用いて、氷の拡散クリープ領域でのナノメートルオーダーの微小変位の観測手法を確立する。(2)これまでに我々が開発したレーザーアブレーションによる微小領域の含有不純物分析技術をさらに発展させ氷結晶中の不純物分布構造とその熱力学的挙動を調べる。(3)氷床中のミクロ物理化学プロセスを実験室で再現し、氷床氷の結晶集合組織発達と含有不純物との相互作用を含めた氷床氷変形機構図の構築を目指す。本年度は(1)については氷の熱変形および力学的性質を考慮してナノメートルオーダーの微小変位の観測が可能な装置の設計を行い、恒温槽の製作および温度制御実験を行った。目標である0.001K以内の安定性にはまだ届かないが0.01K以内に温度変化を抑えることが可能となった。これと並行して中歪み速度(10^<-8>10^<-9>s^<-1>)において矩形方負荷による変形実験を行い、定常状態に達する前の粘弾性クリープカーブより塑性クリープ速度を導出する実験を行いほぼ目標を達成した。(2)については、既存の質量分析器を用いて予備実験を行った。レーザーによりアブレーションさせた試料を高真空の質量分析器に導入させるため、アブレーションを行う試料チャンバと質量分析器の間の配管に排気ポンプを設置し、段階的に圧力を減少させる作動排気装置を構築した。また、試料チャンバ形状について改良および試作した。結果として、作動排気および密閉型の試料チャンバを用いることにより、アブレーションさせた微量の氷試料を質量分析器に導入するという目標を達成した。また、氷試料中の不純物として人工的にエタノールを含ませた氷試料の分析から、1000ppmオーダーの不純物の検出が可能となった。本研究では、最先端のレーザー応用工学を導入し、氷床中の氷結晶変形機構の解明と流動に伴う氷中の環境・気候指標物質の挙動の解明を目的として、期間内に以下の研究を行う。本年度は(1)については氷の熱変形および力学的性質を考慮してナノメートルオーダーの微小変位の観測が可能なホモダイン干渉計の製作を行い、室温での性能評価実験を行った.位相の異なった4つの干渉縞出力からリサージュ図形を得ることに成功し,これよりナノメートルの分解能を得ることが可能となった.しかし,低温室の恒温チャンバーで行った実験では安定した出力を得ることが出来ず,原因究明中である.18年度は実際に氷のクリープ変形にこの方法を適用する予定である.またこれと並行して恒温チャンバー内の温度をmKオーダーに安定させる改良を続ける.(2)については,(1)既存の質量分析装置を用いた実験の継続と,(2)平成16年度に購入した四重極質量分析装置および試料導入方法により,大気圧付近でアブレーションさせた試料を高真空中に導入させる検討を行なった.(1)では,氷床コア試料に含まれているNa, Clを含んだ試料の実験を行ったが,それらに関係する質量数のピークは増加しなかった.(2)では,2種類の内径の管で,管抵抗により質量分析装置の真空度を保ち,試料を導入する方式を検討した.ヘリウム,アルゴンの希ガス,アルコールについては,質量分析でそれらに関係した質量数でピークの増加を確認できたが,アブレーションさせた氷試料で水分子の質量ピークは増加しなかった.これらより,(1)(2)とも,試料中の大気中で不安定な元素,分子については,導入管に付着し質量分析装置まで到達していないと考えられる.そこで,試料を高真空中のチャンバに導入する方針に変更し,装置改良を行なっている.本研究では、最先端のレーザー応用工学を導入し、氷床中の氷結晶変形機構の解明と流動に伴う氷中の環境・気候指標物質の挙動の解明を目的として、期間内に以下の研究を行う。

(1)現在開発中のレーザー干渉測長技術を用いて、氷の拡散クリープ領域でのナノメートルオーダーの微小変位の観測手法を確立する。(2)これまでに我々が開発したレーザーアブレーションによる微小領域の含有不純物分析技術をさらに発展させ氷結晶中の不純物分布構造とその熱力学的挙動を調べる。(3)氷床中のミクロ物理化学プロセスを実験室で再現し、氷床氷の結晶集合組織発達と含有不純物との相互作用を含めた氷床氷変形機構図の構築を目指す。18年度は(1)については氷の熱変形および力学的性質を考慮してナノメートルオーダーの微小変位の観測が可能なホモダイン干渉計の製作を行い、室温および低温下での性能評価実験を行った.位相の異なった4つの干渉縞出力からリサージュ図形を得ることに成功し,これよりナノメートルの分解能を得ることが可能となった.また実際に氷をクリープ変形し,10-10s-1の歪速度の計測に成功した.19年度はさらに一桁低い歪速度の計測を可能にするため恒温チャンバー内の温度の安定化とポッケルスセルを用いた高精度計測を実施する.(2)については,質量分析器と試料を同じ真空チャンバに導入し分析する改良型装置を作成し,不純物を人工的に含有させた試料で測定を行い,一部の不純物でその不純物に対応したシグナルの検出が可能となった.しかし,多くの不純物で検出の検出が出来ていない.これらの不純物は沸点が高い傾向があり,現在の測定方法では分析時にアブレーションした試料が気化状態で存在していない可能性が高い.そこで,まずアブレーションされた不純物を気化状態で分析できるよう,質量分析器の測定質量数を固定し,高時間分解能で測定を行う方法に測定を変更する.そして,不純物を限定し,その二次元分布の測定を行い,粒界との関係を明らかにする.<レーザーアブレーションによる氷中の不純物分布測定>質量分析装置において,質量数を変化させながらの測定では,質量スキャン周期が0.1秒オーダーと遅いことから,レーザー照射により気化した試料の成分をタイミングよく測定することができなかった。そこで,レーザー照射後のミリ秒までのシグナルをマイクロ秒間隔で測定するため,質量分析装置の制御系および検出系を変更し,質量数を固定し測定を行なえるよう改良を行った。これまで検出できなかったNaCl試料を用いた結果,ClはH^<35>Cl,H^<37>Clとしてレーザー照射後5002000μsの間で検出できることが分かった。<レーザー干渉計による微小クリープ変位計測>変位測定を行なう温冷却セル内の温度は,半日間5mK以下の安定性を達成した.圧電素子を用いて周期的な強制変位を与えたところ,変位に対応するリサージュ波形が描けたことから,微小変位計測が可能となった.ただし,長時間にわたる氷の微小変位を測定するには,偏光面保存ファイバの外乱補償制御が不調で,リサージュ波形の中心が安定せず,新たな制御系を設計する必要がある.<レーザーアブレーションによる氷中の不純物分布測定>NaCl試料の測定で,質量数23の信号は,レーザー照射後150μsまでの間でピークを検出することができた.また2000ppmのNaClおよび純氷において質量数23の信号について調べ,NaClを含んだ氷で質量数23の信号は存在するが純氷では認められず,氷中のNaの測定が可能となった.低濃度の氷試料で検証する必要はあるが,レーザー照射の痕跡は微小であり,不純物分布の測定が可能な段階に近づいた.
抗消化管ムチン単クローン抗体の系統的開発とその病態生理学的研究への応用

1)糖鎖構造情報解析の手段としての単クローン抗体の確立と供給:確立した単クローン抗体のライブラリーの中から抗体に順位をつけ、そのエピトープ糖鎖の構造解析を機器分析の手法を駆使して行なった。研究期間に一定の知見が得られたものは以下のとおり。(a)硫酸基を持つ糖鎖を認識するPGM34。(b)ラット胃表層粘液細胞由来ムチンと反応するRGM21。(c)抗ヒト胃ムチン抗体を29種類得た。2)Helicobactor pylori(以下H.p.)感染に対するムチンの関与の検討:精製ヒト胃ムチンとH.P.がin vitroの条件で直接接着するか否かについて検討を行った。表面プラズモン共鳴装置(IAsys)を用いて、弱い相互作用と考えられるH.p.とムチンの結合の有無を調べた結果、胃体部から得たムチンでも、幽門部から得たムチンでもH.P.との接着が見られた。また、ELISAによる測定系を用いてH.p.菌体とムチンの相互作用を検討したところ、ムチンとH.p.の相互作用が確認された。3)実験潰瘍の治癒期における胃粘膜の免疫組織化学的検討:ラット酢酸潰瘍の実験系を用いて、抗ムチンモノクローナル抗体による免疫染色を行った。再生上皮の細胞は、通常の胃体部に存在するRGM21やHIK1083の染色性はほとんどみられず、幽門部に特徴的なRGM26と噴門部にのみ染色性を示すHCM31によって染色された。急性潰瘍モデル(エタノール潰瘍、アスピリン潰瘍)を用いた検討においても、傷害発生後、1-2日の胃体部においてHCM31やRGM26陽性細胞の発現が見られた。4)病理組織標本を用いた免疫組織化学染色による各単クローン抗体の有用性の検討:29種の抗ヒト胃ムチン単クローン抗体(HGM)および13種の抗ヒト大腸ムチン抗体(HCM)の病態生理学的な有用性を明らかにするため、悪性腫瘍による切除消化管粘膜における染色性のガンの病態との関連性を検討した。申請段階で掲げた4項目の目標毎に研究の伸展の経過を報告する。1)糖鎖構造情報解析の手段としての単クローン抗体の確立と供給:この研究の為に必要となるエピトープ糖鎖を含むムチンの分離精製を行った。本年度は、ラット胃ムチン(RGM21,RGM26)、ラット小腸ムチン(HCM31)、ヒト胃液ムチン(HGM75)に対象をしぼり、出来る限り多くのムチンを集める努力を継続した。次年度はこのうち、RGM21、HCM31およびHGM75に焦点を絞って、これらの抗体のエピトープ糖鎖を分離精製する試みを行う予定である。2)Helicobacter pylori(Hp)感染に対するムチンの関与の検討:ヒト切除胃よりムチンを精製し、表面プラズモン共鳴装置(IAsys)を用いた、Hpとムチンとの結合を測定する実験系を開発した。この方法によって、胃体部と幽門部から得たムチンのHpとの結合性の違いが測定できた。次年度は、ヒト胃ムチンをさらに精製し、Hpと特異的に結合するムチンの性質を明らかにする予定である。3)実験潰瘍の治癒期における胃粘膜め免疫組織化学的

検討:ラット酢酸潰瘍の治癒過程の胃粘膜から組織切片を作成し、これまでに開発した単クローン抗体による免疫組織化学染色を行った。その結果、従来より指摘されている、再生上皮に幽門腺型の粘液の発現がみられる(Biomed Res,2000)という知見に加えて、正常の胃体部・幽門部には存在しないが、HCM31で検出できる型のシアロムチンが粘膜再生の比較的早期(15-50日)に一過性に出現することがわかった(Scand J Gastroent,2001)。次年度はHCM31の抗原となるムチンの発現の意義をさらに追求する予定である。4)病理組織標本を用いた免疫組織化学染色による各単クローン抗体の有用性の検討:共同研究を展開している岡安(本学医学部病理)らのグループによってHGM75およびHGM72の有用性が確認された(Histopathol,2000)。申請段階で掲げた4項目の目標ごとに研究の進展の結果を報告する。1)糖鎖構造情報解析の手段としての単クローン抗体の確立と供給:本研究の進展に必要となる、エピトープ糖鎖を含むムチンの分離精製を精力的に実施した。ヒト胃ムチンの材料としては、以前から冷凍保存されていた、胃液採集試料を出発とした。ここからゲル濾過法でムチンを部分精製し、抗ヒト胃ムチン抗体であるHGM75との反応性を調べたところ、抗原の存在が明らかになった。エピトープの性状をさらに検討したところ、ムチン由来の比較的短い糖鎖画分に阻止試験で陽性となることがわかった。今後はこの画分を精製してエピトープ糖鎖の構造を明らかにしていく予定である。ラット胃ムチンを材料とするRGM21のエピトープ解析の試みは、対象となる糖鎖が大量に得られる可能性が低いので、分析の感度を上げるためネオ糖脂質を合成し、TLCで分離後ブロッティングして抗体との反応性を検討する方法を開発したのち、比較的長い糖鎖エピトープの構造を明らかにしていく予定である。また、ラット胃体部の増殖細胞帯付近に活性の存在するPGM34(ブタ胃ムチンを抗原として確立した抗体の1つ)のエピトープが酸性糖鎖であることがわかってきたので、現在ブダ胃ムチンの精製し、エピトープ糖鎖を切り出す試みを行っている。2)Helicobacter pylori(Hp)感染に対するムチンの関与の検討:共同研究を進めている信州大学(勝山教授)においてHIK1083が認識する抗原糖鎖がHpの感染制御に関与していることが明らかになりつつある。この研究成果が得られたあと、ヒト表層粘液細胞由来粘液とHpとの関連を追及することにし、今年はこの方面の研究を見合わせた。3)実験潰瘍の治癒期における胃粘膜の免疫組織化学的検討:ラットの急注期潰瘍モデル(エタノール潰瘍、アスピリン潰瘍等)においても、その早期治癒段階に酢酸潰瘍と同様に本来胃体部には発現しないRGM26およびHCM31と反応するムチン抗原がそれぞれ異なった位置で産生分泌されることが明らかになった。現在これらの抗原性の発現とシクロオキシゲナーゼ(COX)-1,-2の発現との関連性を免疫組織化学的手法によって検討している。4)病理組織標本を用いた免疫組織化学染色による各単クローン抗体の有用性の検討:ヒトを対象とした研究については、現在ERCPによって採取した純粋胆汁を用いてその中に含まれるムチン抗原と病態との関連性について,ELISAの手法を用いて検討している。病理学的検討はこの結果をまって行う予定である。(本学消化器内科との共同研究)
犬の悪性腫瘍における抗がん剤・分子標的薬に対する耐性機構の網羅的解析

犬リンパ腫に対する化学療法において薬剤耐性獲得は治療に限界をもたらす主たる要因となる。本研究では遺伝子発現量の網羅的解析によって、薬剤耐性獲得時には腫瘍組織において免疫応答や炎症反応が抑制されていることが明らかとなり、それらに関連する6遺伝子が新規薬剤耐性遺伝子として抽出された。さらにこの6遺伝子の発現量に基づく遺伝子発現パネルによって高精度に化学療法耐性を予測するモデルが構築された。本研究成果は犬のリンパ腫治療の成績向上に結びつくばかりでなく、人における腫瘍治療の参考になる知見を提供するものと考えている。B細胞性高悪性度多中心型リンパ腫症例(同一症例)において、化学療法感受性期および耐性期の腫瘍細胞サンプルを採材し、両サンプル間における化学療法剤感受性関連遺伝子群の発現量を網羅的に解析することにより、本疾患における化学療法感受性関連遺伝子の探索を行った。網羅的遺伝子発現解析の結果、化学療法剤感受性予測候補遺伝子として、耐性期特異的に発現低下を示す9種類の遺伝子(CD8A, MBP, C6, F3, CC2D2A, OPRK1, BICC1, GIF, ANXA5)が抽出された。これら遺伝子に関して、マイクロアレイ解析に供した4症例のそれぞれにおいて、化学療法感受性期と耐性期における発現量をリアルタイムPCRによる半定量によって比較した。その結果、9種類の候補遺伝子のうち、ANXA5(annexin A5)とC6(complement component 6)に関しては、リアルタイムPCRによる半定量解析においても、耐性期特異的に発現低下することが示された。これらB細胞性高悪性度多中心型リンパ腫症例のサンプルを用い、エクソンキャプチャー法によってエクソン領域のDNAを抽出した後、エマルジョンPCRで増幅したライブラリーを用いて次世代型シーケンサーによって全エクソン領域ののDNA塩基配列を決定した。得られたシークエンス情報をイヌゲノムにマップし、化学療法感受性期と耐性期の間における変異、欠損、挿入等の塩基配列の変化を抽出した。その結果、解析した4例中2例の耐性期ににおいてPPP1R36(protein phosphatase 1, regulatory subunit 36)遺伝子の826番目の塩基のC→T変異が認められた。さらに、これと同一の変異を有する症例が1例見いだされた。腫瘍に対する化学療法に限界をもたらす主な要因として化学療法耐性が挙げられる。犬のリンパ腫における化学療法耐性化のメカニズムを理解するためには、より広範な分子(機構)について解析することが必要と考えらる。本年度は、一定のサブタイプ(B細胞性高悪性度多中心型リンパ腫)に罹患した症例に由来する化学療法感受性期および化学療法耐性期の腫瘍細胞を用い、両者の遺伝子発現プロファイルを網羅的に比較解析することとした。全10症例の感受性期および耐性期サンプルにおける遺伝子発現量の変化をcDNAマイクロアレイで解析した結果、感受性期と耐性期で有意に発現量が異なる58の遺伝子が抽出された。これらのうち、3遺伝子は耐性期に発現量が上昇しており、55遺伝子は耐性期に発現量が減少していた。このようにして抽出された遺伝子についてIngenuity Pathway Analysis (IPA)を行ったところ、感受性期と比較して耐性期において不活化されていた41の機能タームのうち、15ターム(37%)が白血球の活性化・動員・脱顆粒等に関連するタームであった。また、抽出された遺伝子のうち、耐性期サンプルにおいて特に大きな発現低下が認められた遺伝子には、CXCL8, FCER1Aといった免疫応答や炎症反応に関与する分子の他、アポトーシスの促進に関わるPDK4, ANKRD2が含まれていた。今回解析したB細胞性高悪性度多中心型リンパ腫において、化学療法耐性期には免疫応答や炎症反応の活性低下が起きていることが示された。これまでの人医学領域における報告では、腫瘍の微小環境における免疫応答活性化が化学療法剤に対する良好な反応性と関連することが示されている。このことから、人と犬の両種において化学療法感受性を規定する機構が類似している可能性が示唆された。犬のリンパ腫における薬剤耐性機構について、マイクロアレイ解析を用いた網羅的解析により、免疫応答や炎症反応に関与する分子の他、アポトーシスの促進に関与する分子の発現変化を明らかにすることができた。平成28年度には、当初の研究計画通り、薬剤耐性に関与する遺伝子発現パネルの臨床例への応用を予定している。本研究は網羅的な分子生物学的解析を基に犬の悪性腫瘍における化学療法耐性機構を解明することを目的としている。昨年度までにリンパ腫罹患犬に由来する化学療法感受性期および耐性期の腫瘍細胞を用い網羅的な遺伝子発現プロファイルおよびゲノム配列の異常の解析を実施してきた。このうち遺伝子発現プロファイルに関しては、昨年度までに10例のリンパ腫罹患犬に関してcDNAマイクロアレイを用いて解析した結果から抽出された新規化学療法耐性因子候補となった遺伝子に関して、本年度は新たに40例のリンパ腫罹患犬から採取した腫瘍細胞を用いてその発現量を化学療法感受性群と耐性群の間で比較した。その結果、化学療法耐性期においてはASNS、CCR3は有意に発現量が上昇し、FCER1A、CALCA、EDNRB、SASH1は有意に発現量が低下していることが明らかとなった。さらに、これら6遺伝子の発現量データを基に化学療法耐性判別モデルを統計学的に構築したところ、この40症例に関して化学療法耐性を高精度(感度: 82.4%、特異度: 95.7%)に判別できることが明らかとなった。

これら抽出された遺伝子は化学療法耐性因子として新たに見出されたものでありその意義は大きいものと考えられ、また構築された化学療法耐性判別モデルに関してもその臨床的有用性は非常に高い可能性が示唆された。またゲノム配列の異常に関して、本年度は4例のリンパ腫罹患犬において化学療法感受性期、耐性期および生殖細胞系列のゲノム配列を次世代シーケンシングによるエクソーム解析によって比較・解析することで化学療法耐性に関与するゲノム配列異常の抽出を行った。その結果化学療法耐性期に特異的なゲノム配列異常として、DLA-64、ADCY1、TCHH、PRDM5、SIMC1などの遺伝子における変異が抽出され、これら変異の化学療法耐性への関与の可能性が示唆された。犬リンパ腫に対する化学療法において薬剤耐性獲得は治療に限界をもたらす主たる要因となる。本研究では遺伝子発現量の網羅的解析によって、薬剤耐性獲得時には腫瘍組織において免疫応答や炎症反応が抑制されていることが明らかとなり、それらに関連する6遺伝子が新規薬剤耐性遺伝子として抽出された。さらにこの6遺伝子の発現量に基づく遺伝子発現パネルによって高精度に化学療法耐性を予測するモデルが構築された。本研究成果は犬のリンパ腫治療の成績向上に結びつくばかりでなく、人における腫瘍治療の参考になる知見を提供するものと考えている。抗がん剤・分子標的薬に対する耐性機構の網羅的解析をマイクロアレイと次世代型シーケンサーを用いて実施し、薬剤耐性と関連する可能性のある候補分子を抽出できたことから、初年度としてはおおむね順調に研究を進めることができたものと判断している。平成28年度には、薬剤耐性に関与する遺伝子発現・変異パネルの臨床的有用性に関する検討を実施する予定である。前年度までの研究で明らかとなった薬剤耐性獲得に伴って発現量が変化する遺伝子(群)を搭載したマイクロアレイを作製し、犬のリンパ腫および肥満細胞腫由来サンプルの解析結果とそれら症例の薬剤感受性/耐性の形質との関連を検討し、本研究を通して得られた遺伝子発現パネルの薬剤感受性予測における有用性を明らかにする。同様に、薬剤耐性獲得に伴って変異が認められる遺伝子(群)に関してもパネルを作製し、その薬剤感受性予測における有用性を明らかにする。さらに、これら遺伝子発現・変異パネルによる検査結果を基にして抗がん剤・分子標的薬剤の選択を行い、その臨床的有用性の検証を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。農学昨年度および今後の研究によって得られた候補遺伝子の発現量を解析する遺伝子発現パネルを作製し、臨床例の薬剤感受性予測における有用性を明らかにする。同様に、薬剤耐性獲得に伴って変異が認められる遺伝子(群)に関してもパネルを作製し、その薬剤感受性予測における有用性を明らかにしていく。別の角度からの研究として、薬剤耐性獲得におけるエピジェネティック発現制御の変化を解析する。昨年度の研究により、薬剤耐性獲得によりその発現量の変化が同定された遺伝子に関して、症例由来腫瘍細胞や腫瘍由来培養細胞株を用い、DNAメチル化およびヒストン修飾に関する解析を行う。
増えすぎたシカはヒグマにとって恵みか災いか？ ヒグマとシカの種間関係に関する研究

知床半島においてシカ生息密度が異なる3地域を対象とした調査を行い、各地に生息するヒグマの体毛および糞を収集する。糞は遺伝子解析(DNAバーコーディング法)に供試し、シカとヒグマが利用した植物の種類を比較し、植物を巡る競合が起きているか否かを明らかにする。毛は窒素・炭素の安定同位体比解析に供試し、ヒグマによるシカの利用度を調べる。されに体毛中のコルチゾル濃度を測定し、各地におけるヒグマのストレスを評価する。これらのことから、シカの存在がヒグマに正負どちらの影響を与えているのかを明らかにする。
多倍長精度密度行列繰込群による量子エラーモデルの再考

量子ゲート操作での時間発展を支配するハミルトニアンに機器の較正エラーに相当する誤差が入るモデルを考え、その下で、いくつかの量子アルゴリズムを時間依存行列積状態法(TDMPS)で多倍長精度でシミュレートし、終状態における誤差について予備的な結果を得た。計算ライブラリの開発は進捗が大きく、バックエンドライブラリのエルミート行列対角化ルーチンが、著名なPARIライブラリのそれよりも高速になった他、Liouville空間上のTDMPSの安定動作が可能になった。副次的な成果として、量子エラーを積極的に利用する量子DA変換アルゴリズムを開発した。平成25年度は、研究計画のうち数値的側面で進捗があった。1.多倍長精度の行列計算用C++ライブラリであるZKCMライブラリ、およびその拡張ライブラリで時間依存行列積状態(TDMPS)を使用する量子計算シミュレーションライブラリであるZKCM_QCの開発が順調に進んだ。これらライブラリの高速かつ正確な動作は、本研究の題材である量子エラーの数値解析に欠かせないものであり、初年度の進捗としては妥当なところである。具体的には、ZKCMについてはHermite行列の対角化を高速化し、この特定の演算についてはPari/GPライブラリを越える速度を実現した。ZKCM_QCについては、Liouville空間でのTDMPSシミュレーションを行う部分を公開した。Liouville空間でのTDMPSシミュレーションでは原理的には任意のTPCP写像がシミュレートできるため、計画2年目以降のエラー解析に役立つはずである。これらライブラリはオープンソースであり、URL: http://zkcm.sf.netに公開している。2. TDMPSシミュレーションによる量子アルゴリズムのシミュレーションは以前から行ってきたが、平成25年度は主要な量子アルゴリズムであるDeutsch-Jozsa、Grover、量子Fourier変換、Shorの各アルゴリズムについて、最新のシミュレーション結果をまとめた会議録論文を執筆した。Hermite行列の対角化の高速化の結果もここに載せている。本研究の題材からはやや離れるが、量子Fourier変換ベースの算術演算のTDMPSシミュレーションは高速に行えるという数値結果が出ており、今後の理論解析に期待が持てる。平成26年度は平成25年度に引き続き、行列積状態を用いる多倍長精度の量子状態時間発展シミュレーションライブラリの改善(主に安定性の向上)に努めた。また、エラーモデルの研究に進展があった:量子ゲートの実装誤りとして、そのゲートを実現するためのハミルトニアンのパラメータおよび時間幅に、平均ゼロのガウス分布をするエラーが入るモデルを扱った。そのモデルの下で、量子フーリエ変換とそれをベースとする算術回路、およびDeutsch-Jozsaアルゴリズムをシミュレーションし、エラーの標準偏差σと終状態における誤差の関係を見た。(終状態における誤差としては理想的な場合のそれとのTrace Distanceを採用した。)σが小さい範囲では概ね多項式の関係であり想定通りの結果となった。ただし、100量子ビット程度の幅の回路の場合、誤差を正しくシミュレーションするには浮動小数点演算精度が200ビット精度以上必要であった。倍精度程度では、精度不足による数値誤差が支配的であり、終状態の誤差を正しくシミュレートできないことが明らかになった。なお、多倍長精度を必要としない簡便なエラーシミュレーションとして、指導した大学院生に量子ウォークに位相反転エラーが入った場合のBang-bangコントロールによる誤り抑制のシミュレーションを行わせた。ここでもBang-bangパルスのパラメータにガウス分布をするエラーが入る場合を考えた。GPUを用いた並列計算で平均的な状態の確率分布を算出した。結果としては、位相反転エラーの影響で古典ウォークの分布となっていたものが、不完全なBang-bangパルスでも高頻度で照射することによって、元の量子ウォークの分布に近づけることができるという妥当な結果となった。最終年度も引き続きスピンLiouville空間上の量子計算の高速シミュレーションのための時間依存行列積状態(TDMPS)ライブラリの改良に取り組むとともに、それを用いたシミュレーション研究を実施した。主題であるエラーモデルの評価を行うべく、当初は平均的に小さな計算資源でシミュレートできると想定していたDQC1モデル(単一の擬似純粋状態ビットと最大限混合状態レジスタを入力とするモデル)において数値シミュレーションに取り組んでいたが、結果的には平均的にも計算資源が大量に必要であることを示唆する結果となった。その一方で、研究遂行上の副産物として着想した、スピンLiouville空間上でエラー発生を積極的に利用するデジタル-アナログ変換アルゴリズムの論文を出版した。なお本研究の初年度と二年目の成果は概して以下の通りであった。TDMPSシミュレーションのバックエンドで使用する多倍長精度の行列計算ライブラリZKCMのHermite行列の対角化速度を向上し、これに関してはPari/GPよりも高速になった。また、主要な量子アルゴリズムのTDMPSシミュレーションについて数値結果をまとめた会議録論文を執筆した。量子エラーに関しては、ハミルトニアンのパラメータにエラーが入るモデルで簡単なアルゴリズムのTDMPSシミュレーションを行ってエラーと終状態における誤差の関係について予備的な結果を得た。その他、大学院生を指導して、GPGPUで量子Walkのエラー抑制シミュレーションを実施した。全体として、副次的な題材での成果は得たものの、主題である量子エラーモデルの評価に関しては予備的な結果に止まってしまった。ただ、本研究で得た技術的な蓄積は今後のTDMPS法自体の評価と量子エラーのシミュレーションの効率化に役立つものと信じている。

量子ゲート操作での時間発展を支配するハミルトニアンに機器の較正エラーに相当する誤差が入るモデルを考え、その下で、いくつかの量子アルゴリズムを時間依存行列積状態法(TDMPS)で多倍長精度でシミュレートし、終状態における誤差について予備的な結果を得た。計算ライブラリの開発は進捗が大きく、バックエンドライブラリのエルミート行列対角化ルーチンが、著名なPARIライブラリのそれよりも高速になった他、Liouville空間上のTDMPSの安定動作が可能になった。副次的な成果として、量子エラーを積極的に利用する量子DA変換アルゴリズムを開発した。ゲート操作の較正エラーについては、上述のようにプログラム化でき、シミュレーションも妥当な結果が出ている。ただ、予定では測定基底の誤りも研究対象としていたが、これはまだ手を付けていない。測定基底の誤りについても早急に定式化およびプログラム化して実装をし、妥当なシミュレーション結果となるか確認せねばならない。また、これまでのシミュレーションでは100量子ビット幅程度の回路について行っているが、最終的には少なくとも500量子ビット幅程度の回路は現実的な時間内でシミュレートせねばならない。というのは、エラー訂正符号の符号語を用いてアルゴリズムを実行した場合の量子エラーをシミュレートせねば当初の目的が達せられないからである。そのために、ユーザー側ではなくライブラリ自体を並列化すべく実装を試みているものの、多倍長精度であるがゆえの困難さがあり、現在までの所、進捗は遅い。量子情報平成26年度の研究により、量子ゲートの較正誤りに起因する誤差を時間依存密度行列繰込群を用いて数値解析するためには、多倍長精度での計算が必須であることが明らかになった。最終年度には、少なくとも、量子エラーの数値解析において計算精度の重要性を示す事例を集めて論文として公表することはできよう。当初の研究計画を考えれば、エラー訂正符号によって符号化した上で量子アルゴリズムをシミュレートし、量子エラーが訂正可能あるいは不可能となる場合を数値的に評価せねばならない。しかし、ライブラリの並列化の進捗状況によっては、大規模な回路については評価が完了しない可能性がある。本来であれば、量子回路のサイズに対する誤差蓄積の依存性を調査する必要があるが、サイズ依存性の調査をひとまず棚上げにして研究を進めることも一考の余地がある。長距離相関を持ったエラーの影響についての研究は、昨年度の推進方策に書いた通り進めていく。量子ゲートのハミルトニアンのパラメータに入る誤差については、長距離で相関を持つ場合をシミュレートするのは容易である。また、複数の量子ビットが共通の熱浴系を介して相関を持つ場合も容易にシミュレートできよう。
筋血流及び筋電図を用いた咀嚼筋疲労ならびに慢性筋疼痛の評価

本研究は,筋活動量の増加,血流の減少,および筋疼痛の三者の関連性について検討することを目的とした.健常者男女を被験者として,持続的噛みしめを繰り返し行わせた時の,噛みしめ持続時間,咬筋筋活動量,咬筋組織内のヘモグロビン濃度を測定し,以下の結果を得た.1.被験者に休憩をはさんで持続噛みしめを繰り返し行わせ,各セッションの仕事量(咬筋筋活動量の総和)を比べると,仕事量は持続噛みしめの繰り返しにより影響を受け有意に減少した.この仕事量の減少は筋疲労によるものと推定され,筋疲労を評価する指標にできることが示唆された.2.持続噛みしめ時間中とその直後のヘモグロビン濃度の変化量は,仕事量と同様に持続噛みしめの繰り返しにより影響を受け,有意に減少した.3.持続噛みしめを繰り返し行わせる疲労負荷試験において,臨床診査による評価を行ったところ,男性ではすべての項目において有意な変化は認められなかった.一方,女性では負荷試験1日後の咀嚼筋痛(自発痛および圧痛閾値)の発現,咬合力の低下など,有意な変化が認められた.これらの結果から,咬筋組織内におけるヘモグロビン濃度が筋疲労を表すパラメータとなり得ること,また持続噛みしめに対する顎口腔系の反応は男女により異なることが明らかにされた.本研究は咀嚼筋に対する疲労負荷試験の影響を調査することを目的とした。咀嚼筋痛の既往のない健常者20名に対して、かみしめ強さが最大の50%となるかみしめを1分間の休憩をはさんで繰り返し行わせ、実験的疲労を誘発した。実験前後の咀嚼筋の経時的反応を咀嚼筋痛の程度、圧痛閾値、咬合力から評価した。安静時の咀嚼筋痛の程度はVisual Analog Scale(VAS)を用いて計測した。圧痛閾値の計測は咀嚼筋群6部位(咬筋浅部、深部、側頭筋前部、中部、後部、胸鎖乳突筋)と顎関節部(外側部、後部)に対して行った。咬合力の計測には富士写真フィルム社製デンタルプレスケールを用いた。それぞれの測定項目は実験的疲労負荷前、疲労負荷1日後、2日後、3日後、7日後の各時点で行った。その結果、被験者全体での解析では、咀嚼筋痛の程度は負荷試験1日後に有意に大きな値を示した。さらに男女で2群に分けた解析では、咀嚼筋痛の程度は、男性群、女性群とも1日後に最大の値を示したが、女性群のみ他の測定時期と比較して有意差が認められた(p<0.05)。さらに、女性群の咬筋深部の圧痛閾値は、1日後に最小の値を示し、負荷試験前、7日後と比較して有意差が認められた(p<0.05)。一方、男性群では、いずれの部位にも有意差は認められなかった。以上のことから、男女により疲労負荷試験に対する顎口腔系の反応が異なることが示唆された。本研究は,筋活動量の増加,血流の減少,および筋疼痛の三者の関連性について検討することを目的とした.健常者男女を被験者として,持続的噛みしめを繰り返し行わせた時の,噛みしめ持続時間,咬筋筋活動量,咬筋組織内のヘモグロビン濃度を測定し,以下の結果を得た.1.被験者に休憩をはさんで持続噛みしめを繰り返し行わせ,各セッションの仕事量(咬筋筋活動量の総和)を比べると,仕事量は持続噛みしめの繰り返しにより影響を受け有意に減少した.この仕事量の減少は筋疲労によるものと推定され,筋疲労を評価する指標にできることが示唆された.2.持続噛みしめ時間中とその直後のヘモグロビン濃度の変化量は,仕事量と同様に持続噛みしめの繰り返しにより影響を受け,有意に減少した.3.持続噛みしめを繰り返し行わせる疲労負荷試験において,臨床診査による評価を行ったところ,男性ではすべての項目において有意な変化は認められなかった.一方,女性では負荷試験1日後の咀嚼筋痛(自発痛および圧痛閾値)の発現,咬合力の低下など,有意な変化が認められた.これらの結果から,咬筋組織内におけるヘモグロビン濃度が筋疲労を表すパラメータとなり得ること,また持続噛みしめに対する顎口腔系の反応は男女により異なることが明らかにされた.
女性のスポーツ活動による健康障害と酸化ストレス度

女性ホルモンのエストロゲンには抗酸化作用があるが、その濃度は月経周期によって変動するため、性周期は女性の酸化ストレス状態に影響する可能性がある。一方で適度な運動習慣は抗酸化力を高め酸化ストレスを軽減させるが、女性アスリートは日常的な高強度トレーニングや月経不順によってこの作用に異常をきたし、高い酸化ストレスにさらされている可能性がある。そこで本研究では、健康な成人女性と女性アスリートを対象に、1性周期による安静時の酸化ストレスの変動と、2運動時の酸化ストレス応答に性周期が及ぼす影響について検討する。
多層膜超伝導体の上部臨界磁場に関する研究

本研究は多層膜超伝導体の上部臨界磁場の挙動を調べ、更に現在最も実用に供されているNbTi合金極細多心線を凌ぐものが得られるかを調べる事にある。我々が以前より研究しているNb/Ti多層膜の研究により多層膜ではbulkのものより上部臨界磁場(【H_(C2)】)を高める事が見出され、この結果に基いて研究を推し進めている所である。具体的な継過、成果を以下に示す。1.NbTiを基とした多層膜の作製.........本所にあるマルチターゲットスパッタ装置を用いてNbTi/Ti、NbTi/Nb多層膜をNbTiの組成比を【Nb_(65)】【Ti_(35)】、【Nb_(28)】【Ti_(72)】と変え、更に積層周期(λ)を501600Åに変えて作製した。これらの全試料に就いてX線により構造を調べた。2.自動制御システムよる電気抵抗測定装置の組立と超伝導臨界温度(Tc)の測定.........上記作製した数十個の試料に就て超伝導体としての基本的な物性量である臨界温度を先ず測定する必要があり、試料数の多い事と測定の省力化のため試料の抵抗を同時に4個測定できる抵抗測定装置を組み立てそれを設備備品として計上した自動制御システム(コンピューター、ディスプレイ、プロッター、プリンター、デジタルマルチメータ)を用いて自動化した。これにより転移点の入依存性を測る事が出来た。3.上部臨界磁場の測定.........上記2.の抵抗測定によって選び出した1020数個の試料に就て本所低温センター超伝導マグネットを用いて【H_(C2)】の測定を行った。この測定は磁場制御が多段階にあるため現在手動で行ってるが将来上記コンピューターシステムを用い自動化する計画を立てている所である。又データ解析にはコンピュータシステムを用いた。4.上記得られたデータを解析し理論との比較を行った。また目的の一つである臨界磁場を上げる事に関してはNbTi/Ti系の或る積層周期のものについてbulkより高いものの得られる可能性を見出し、今後更に組成、入、スパッタ条件を変えて研究を続けていくつもりである。