hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光触媒援用トランスファプリントによる酸化グラフェン積層膜の微細構造化

当該年度は,主に1「光触媒援用トランスファプリント装置の製作」と2「光触媒スタンプの作製」を行った.1では,現有設備であるトランスファプリント(TP)装置に紫外線(UV)LED光源を搭載する改修を行った.装置上部のジグをステンレスからガラスに変更し,上部からUV光の導入を可能にした.UV-LEDより波長365nmの紫外線がスタンプおよび試料へ照射可能となり,その照射範囲はφ15mmで,最大強度250mW/cm2となった.一方で,装置下部に小型荷重計を設置し,光触媒効果によるスタンプの離型力低減を測定可能となった.また,当該装置を雰囲気制御可能なグローブボックス内での使用を確認した.2では,PDMSやガラスで製作したスタンプに光触媒であるTiO2を成膜し,同光触媒による有機分子の分解特性を明らかにした.はじめに市販のTiO2粒子とウェット成膜を用いて,TiO2粒子膜付きのPDMSスタンプを作製した.このスタンプにポリスチレン(PS)膜をスピンコートし,さらに転写薄膜となるAuを蒸着した.スタンプと基板を接触させながら,1.7kJ/cm2のUV光を照射すると,PS膜が分解されてAu薄膜は容易に基板へと転写(トランスファプリント)することが可能となった.また,光触媒反応の主要条件である酸素(O2)濃度は,通常の大気環境でもトランスファプリント援用に適した光触媒効果が得られることを見出した.次に,ガラス製のスタンプにTiO2をスパッタ成膜し,上記と同様の実験を行った.その結果,TiO2粒子膜の場合とは異なり,トランスファプリントされるAu薄膜の表面性状を大きく向上させることに成功した.当該年度の研究は申請時の研究計画に沿って実施できており,その成果も当初の目的を達成したと言えるに十分なものであった.当該成果について国内学会および国際学会で発表済みであり,複数の学会・研究会より招待講演の要請もあった.また,同成果の一部を学術論文向けにまとめている段階である.以上から,当該研究は概ね順調に進呈していると判断した.当該年度の研究計画が概ね順調であったため,次年度も計画通り1「Au薄膜の光触媒援用TPと離型性評価」と2「酸化グラフェン(GO)ナノ粒子の成膜」の2項目を主体として進める予定である.1では,Au薄膜を対象として光触媒援用トランスファプリントを実証する.離型力測定システムを構築し,各種条件(スタンプ形状,UV照射量,O2濃度,Au表面性状)が離型力と転写結果に及ぼす影響を調査することで,提案手法の有効性を明らかにする.2では,電気泳動・誘電泳動堆積法でGOナノ粒子をスタンプへ成膜する.デジタル顕微鏡によるIn-situ観察とSEMやAFMによる表面分析を併用し,所望の膜厚や密度となる成膜条件(電圧,GO濃度,電極形状など)の最適化を行う.また,本研究をさらに推進するため,関連分野の研究者を集めた研究会を開催し,その成果や今後の展開について討議を行う予定である.当該年度は,主に1「光触媒援用トランスファプリント装置の製作」と2「光触媒スタンプの作製」を行った.1では,現有設備であるトランスファプリント(TP)装置に紫外線(UV)LED光源を搭載する改修を行った.装置上部のジグをステンレスからガラスに変更し,上部からUV光の導入を可能にした.UV-LEDより波長365nmの紫外線がスタンプおよび試料へ照射可能となり,その照射範囲はφ15mmで,最大強度250mW/cm2となった.一方で,装置下部に小型荷重計を設置し,光触媒効果によるスタンプの離型力低減を測定可能となった.また,当該装置を雰囲気制御可能なグローブボックス内での使用を確認した.2では,PDMSやガラスで製作したスタンプに光触媒であるTiO2を成膜し,同光触媒による有機分子の分解特性を明らかにした.はじめに市販のTiO2粒子とウェット成膜を用いて,TiO2粒子膜付きのPDMSスタンプを作製した.このスタンプにポリスチレン(PS)膜をスピンコートし,さらに転写薄膜となるAuを蒸着した.スタンプと基板を接触させながら,1.7kJ/cm2のUV光を照射すると,PS膜が分解されてAu薄膜は容易に基板へと転写(トランスファプリント)することが可能となった.また,光触媒反応の主要条件である酸素(O2)濃度は,通常の大気環境でもトランスファプリント援用に適した光触媒効果が得られることを見出した.次に,ガラス製のスタンプにTiO2をスパッタ成膜し,上記と同様の実験を行った.その結果,TiO2粒子膜の場合とは異なり,トランスファプリントされるAu薄膜の表面性状を大きく向上させることに成功した.当該年度の研究は申請時の研究計画に沿って実施できており,その成果も当初の目的を達成したと言えるに十分なものであった.当該成果について国内学会および国際学会で発表済みであり,複数の学会・研究会より招待講演の要請もあった.また,同成果の一部を学術論文向けにまとめている段階である.以上から,当該研究は概ね順調に進呈していると判断した.当該年度の研究計画が概ね順調であったため,次年度も計画通り1「Au薄膜の光触媒援用TPと離型性評価」と2「酸化グラフェン(GO)ナノ粒子の成膜」の2項目を主体として進める予定である.

1では,Au薄膜を対象として光触媒援用トランスファプリントを実証する.離型力測定システムを構築し,各種条件(スタンプ形状,UV照射量,O2濃度,Au表面性状)が離型力と転写結果に及ぼす影響を調査することで,提案手法の有効性を明らかにする.2では,電気泳動・誘電泳動堆積法でGOナノ粒子をスタンプへ成膜する.デジタル顕微鏡によるIn-situ観察とSEMやAFMによる表面分析を併用し,所望の膜厚や密度となる成膜条件(電圧,GO濃度,電極形状など)の最適化を行う.また,本研究をさらに推進するため,関連分野の研究者を集めた研究会を開催し,その成果や今後の展開について討議を行う予定である.
利害が輻輳する特定海域に対する関係国住民の海の価値

本研究では複数国間の利害が輻輳する海域として日本・中国・韓国が面する東シナ海を取り上げ、同3カ国在住者を対象とし、東シナ海に対する価値観と政策支持意欲との関係を明らかにした。海洋生物多様性保全のための寄付金支払により満足感を得る割合は、自国沿岸>東シナ海>公海の順に高いことが確認された。また、東シナ海においてどのような主体が各種施策を主導すべきかについては、日本はすべての施策について「国際機関」を選択した回答者割合が最も高かった一方、中国・韓国は「地域機関」が最も高かった。さらに、「人とのつながり」が高い回答者ほど東シナ海の海洋生物多様性保全への寄付金支払による満足感が高いこともわかった。本研究では、利害が輻輳する自国周辺海域に対して住民が有する価値と、同海域への各種政策への支持意欲との因果関係を明らかにし、複数国間の利害が対立する海域の平和的かつ持続可能な保全と利用の実現に資する知見を提供することを目的としている。3年間という研究期間のうち1年目にあたる平成27年度は、日本・中国・韓国の3カ国が面する東シナ海について、各国在住者が有する価値と、東シナ海に関する利用や保全といった各種政策に関する支持意欲を把握するためのWebアンケートの設問設計を行い、部分的にアンケートを実施した。アンケートの設問設計にあたっては、申請者らによる一般的な海(公海)の海洋生態系サービスに対する日本人の価値に関する研究実績を基礎とし、あわせて、文化的・哲学的背景が人の価値観や政策支持意欲の形成に与える影響についての既往研究をレビューすることにより、設問内容の充実を図った。また、設問文の具体的な作成にあたっては、中国・韓国の研究協力者および連携研究者と対面形式の議論を集中的に重ねることにより、当初計画よりも早期にアンケートの設問項目を完成させることができた。そのため、平成27年度内での部分的なアンケート実施が可能となった。なお、本研究では人と自然の関わり方がアジアとは大きく異なるヨーロッパについて、英国・仏国在住者のイギリス海峡に対する価値と政策支持意欲を把握するためのWebアンケート調査を平成28年度に実施予定であり、平成27年度は英国・仏国研究者とメールベースでの議論を行い、設問内容の検討を行った。当初計画では、平成27年度にアンケートの設問項目の作成までを完了する予定だった。しかし、中国および韓国の研究協力者らとの対面形式での議論が当初計画以上に集中的かつ活発に進み、予定よりも早期にアンケートの設問項目を確定することができた。そのため、当初計画では平成28年度に実施予定だったアンケートの一部を、平成27年度内に実施することができた。本研究では、利害が輻輳する自国周辺海域に関して住民が有する価値と、同海域への各種政策への支持意欲との因果関係を明らかにし、利害が輻輳する海域の平和的かつ持続可能な保全と利用の実現に資する知見を提供することを目的としている。研究期間は、平成27年度から29年度の3ヵ年である。3年間の研究期間の2年目にあたる平成28年度は、日本・中国・韓国の3カ国が面する東シナ海について、各国在住者が有する価値と、東シナ海に関する利用や保全といった各種政策に関する支持意欲を把握するためのWEB調査アンケートを完了した。すでに1年目である平成27年度に日中韓の共同研究者間で集中的な議論を行い、すべての設問項目を確定しており、一部の実施が残っていたのみであったため、円滑にアンケート調査を完了することができた。本年度は、平成27年度のWEBアンケート調査結果とあわせて3カ国の結果の分析を行い、日中韓の比較検討を行った。分析はすべて終了しており、現在、国際雑誌Marine Policyへ向けて投稿を準備中である。また、東アジアの対比軸として設定しているヨーロッパについては、英国と仏国の2カ国の利害が輻輳するイギリス海峡を取り上げている。本年度は、英仏の各国在住者に対する類似のWEBアンケート調査の実施に向けて、英国・仏国の研究協力者と具体的な設問項目の検討を行った。特に、日中韓の場合とは大きく文化的背景が異なるため、その点を考慮し、研究協力者と丁寧な議論を重ねることにより、設問項目の内容を再検討し、日中韓アンケートとは異なる、英仏の文化的背景に適したアンケート項目の作成を行うことができた。当初予定していた研究計画の通り、東シナ海に関する価値と政策支持意欲との関係性を明らかにするための日中韓の3カ国在住者に対するWEBアンケート調査をすべて完了した。同結果に関する分析も最終段階に入っており、現在、論文投稿に向けて準備を進めているところである。また、英仏2カ国の利害が輻輳するイギリス海峡に関する類似のアンケート調査の実施に向けても、順調に英仏の共同研究者との議論が進展してきており、実施に向けた準備が整ってきている。これらはすべて、予定通りの進捗であり、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。最終年度である平成29年度は、これまでに実施したアンケート調査の分析結果について、国内外の複数の学会で口頭発表を行った。学会発表で得たフィードバックをふまえ、追加で分析を行い、研究成果を国際学術雑誌へ投稿した(平成30年5月14日現在、査読審査中)。特に日本在住者に対するアンケートについて、文化的・哲学的背景と海に対する価値観との関連についてさらに詳しい分析を追加した。

その結果、アンケートに回答した日本在住者の場合、「漁業資源の提供」という目に見える海洋生態系サービスよりも「海による二酸化炭素の吸収」という目に見えない海洋生態系サービスに対する政策支持意欲が高いことが明らかとなった。海洋生態系サービスの保全に対する政策支持意欲が高い回答者は「公共心」および「人とのつながり」が高い一方、海洋生態系サービスという公共財への支払いを拒否する「フリーライダー」は、「公共心」および「人とのつながり」が低いだけでなく、「人ではない神や精霊などの見えないものとのつながり意識」も低いことが明らかとなった。また、日中韓の3カ国全体のアンケートを分析した結果、東シナ海と公海について、海洋環境保全のための寄付金の支払意図に有意な差はなかった。このことから、利害が輻輳する海域であっても、沿岸国在住者は海を共有財として認識していることが推察された。一方、海そのもに対する在住者の認識は、3カ国で異なっていることが明らかになった。日本のアンケート回答者は海を「畏怖の念を伴う恵み」として捉えている一方、中国および韓国の回答者は海を「実利をもたらすもの」として捉えていることが明らかとなった。このことから、海に対する認識は、津波や台風などの自然災害の頻度や被害の程度に影響される可能性が推察された。本研究では複数国間の利害が輻輳する海域として日本・中国・韓国が面する東シナ海を取り上げ、同3カ国在住者を対象とし、東シナ海に対する価値観と政策支持意欲との関係を明らかにした。海洋生物多様性保全のための寄付金支払により満足感を得る割合は、自国沿岸>東シナ海>公海の順に高いことが確認された。また、東シナ海においてどのような主体が各種施策を主導すべきかについては、日本はすべての施策について「国際機関」を選択した回答者割合が最も高かった一方、中国・韓国は「地域機関」が最も高かった。さらに、「人とのつながり」が高い回答者ほど東シナ海の海洋生物多様性保全への寄付金支払による満足感が高いこともわかった。平成28年度は、平成27年度に実施したアンケート結果の分析を進めるとともに、東シナ海沿岸各国在住者に対するWebアンケート調査を完了し、結果の分析を行う。これにより、日本・中国・韓国の3カ国在住者が東シナ海に対して有する価値や、東シナ海に関する各種政策支持意欲を比較し、それらに影響を与える要因を明らかにする。あわせて、イギリス海峡に対する英国・仏国在住者の価値と各種政策支持意欲との関係性を明らかにするためのWebアンケート調査の実施に向け、両国研究者との議論を集中的に行い、アンケート調査の実施および結果の分析を行う。平成29年度は、3年間の研究期間の最終年度であるため、これまでの分析結果を論文化し、国際科学雑誌Marine Policyに投稿する。あわせて、国内外の学会発表で積極的に研究成果の情報発信を行う。さらに、英仏在住者に対するWEBアンケート調査を実施し、結果を分析して国内外の学会等で発表するとともに、論文を投稿する。研究計画では、3ヵ年の研究期間の最終年度である平成29年度に、研究成果を広く発信するため、日本で国際ワークショップを開催することとしているが、中国・韓国・英国・仏国の共同研究者と綿密に議論し、より効果的な情報発信の場があれば臨機応変に対応することとする。
害虫の不妊化機構ならびに精子競争に関する研究:配偶行動を利用した防除法と関連して

本研究に与えられた期間は2年である。そこで問題を沖縄の重要害虫ウリミバエにしぼることとし、第1年度は研究代表者および研究分担者2名が沖縄におもむき、沖縄県ミバエ対策事業所の研究者と共同で、(1)ウリミバエの精子数計測法の確立、(2)雌雄生殖器官の電子顕微鏡観察用標品の作成、(3)不妊雄の精子競争力、再交尾抑制効果の予備的測定等を行った。これにより(1)については確立でき、(2)についても多くのプレパラ-トを作製した。また不妊雄の精子が正常雄よりやや競争力が劣ること、不妊雄との交尾も雌の再交尾を抑制し、しかもこれはショウジョウバエの場合と違って無精子精液でも成立つこと、最後に交尾した雄の精子優占度は交尾間隔によって著しく違うらしいこと等がわかった。そこで第2年度は交尾間隔を1日から64日まで変えた実験を行ったところ、交尾間隔4日以内では最終交尾雄の精子優占は認められないが、16日以上では次第に優占度が増すことがわかった。この原因としては精子の寿命が短いことと産卵による精子の消耗が考えられるが、1年度に確立した精子数計測法によって受精のう内の精子数の変化をしらべた結果、ウリミバエの精子寿命がこれまでデ-タの得られている社会性昆虫などよりずっと短いことが判明した。雌の再交尾抑制については、これが雌の適応度確保のための戦術か、雄の精子競争戦術かという問題がある。そこで大量増殖雄および野生雌に大量増殖雄・野生雄の組合せを変えて2回交尾させる実験を行ったところ、雌が野生の場合には雄の系統組合せのいかんにかかわらず再交尾率が高く、雌の戦術である可能性が示唆された。電子顕微鏡観察については、現行の不妊化方式である羽化3日前の蛹照射によっては交尾後雌の受精のう内に見られる精子の相当部分が形態に異常を示すことが判明した。これは不妊化法の効果に重大な影響を与えるため、今後の研究が必要である。研究の1年目として、伊藤と椿は沖繩におもむき、沖繩県ミバエ対策事業所の研究者と共同で、ウリミバエの正常雌に正常雄、不妊雄、精子を使い果した消耗不妊雄を交互に交尾させ、精子競争の実態を調査した。その結果、(1)ウリミバエは一晩交尾しているが、交尾時間が短いと精子優占度が低下するのでこの長時間交尾は精子優占度確保のためであること、(2)不妊雄の精子は正常雄のそれより精子競争力が弱いこと、(3)2回交尾した場合、あとで交尾した雄の精子がやや優占すること、(4)精子のなくなった不妊雄では卵のふ化率が低下しないこと、(5)しかし精子のない不妊雄との交尾によっても精子のある不妊雄および正常雄との交尾同様、雌の再交尾が抑制されることが明らかになった。また桜井は不妊雄と正常雄およびそれらと交尾した雌を解剖し、光学顕微鏡と電子顕微鏡で精子を観察した。その結果、放射線照射はただ精子に優性致死突然変異をおこさせるだけでなく、精子を高率で奇型にすることもわかった。これにより、優性致死突然変異を持つ精子の受精による卵の死という、従来考えられた昆虫不妊化機構のほかに、無精子精液によって受精のう内の精子密度を低下させ、さらに雌の再交尾を阻止するという機構も働らいている可能性が示唆された。

しかし前述の精子競争実験の結果は、突然変異精子も機能していることを示しており、2年目の課題は量的な研究によって上記二つの不妊化機構のどちらが重要であるかを示すことであると結論された。なお不妊虫を用いての精子競争の研究は放射線の害という問題がつきまとう。このため伊藤は沖繩の研究者とともに、赤眼突然変異体を用いた精子競争の研究も開始した。両者の比較により一層問題が明らかになることが期待できる。研究の第2年度には(1)第1年度に確立したウリミバエの受精のう内の精子数計測法を利用して、交尾時間と精子輸送の関係と受精のう内の精子寿命を知ること、(2)第1年度の研究から示唆された交尾間隔の違いによる精子優占度の変化を明らかにすること、(3)一層多量な電子顕微鏡観察を行うことを目標とした。2.(1)については、ウリミバエでは4時間の交尾で精子移送が終ることがわかった。実際には8時間以上交尾を行うが、この時間に再交尾抑制物質を移送している可能性もあり、今後の検討課題である。また雌の受精のう内の精子数の変化を120日にわたってしらべたところ、精子数は日齢とともに指数関数的に減少し、100日後には殆ど精子はなくなり、平均寿命が17日にすぎないことがわかった。これはこれまで知られた昆虫にくらべ著しく短い例であり、不妊虫放飼法の計画立案においても考慮すべきことがらである。3・(2)については、交尾間隔を1日から64日まで9段階に変えて、不妊虫、正常虫との重複交尾またはそ逆を行わせたところ、交尾間隔が短いとあとで交尾した雄の精子の優占はなかったが交尾間隔が長くなると優占度が上昇することがわかった。そして(1)の結果をあわせてこれは最初に交尾した雄の精子が死亡し、第2雄の精子の比重が増すためであると結論された。4・(3)については、現行方式である羽化3日前の蛹に7KRのガンマ-線照射を行う方法では、精子に優性致死突然変異を誘起するだけでなく、相当数の精子に障害を与え、受精のう中で精子束がほどけなかったり、奇型精子が見られることがわかった。これも不妊虫放飼法の実用にとって重要な問題であり、今後一層くわしい量的研究が望まれる。
腎尿細管の水・電解質輸送ーホルモンによる細胞膜レベルでの調節機序

1.近位尿細管に関しては、PTHの効果を検討した。尿の酸性化に重要な役割を果たす足低膜のNaーHCO_3共輸送に対しては、PTHは影響を与えないことが明かになった。一方、頭頂膜のNa/H交換輸送に対しては抑制的に働き、この結果、細胞内pHは0.05低下する。PTHの細胞内シグナリングメカニズムについても検討を行い、上述のPTHの効果が総てcAMPによって再現されることが確かめられた。一方、細胞内Ca、CーKinaseの活性化は尿酸性化を抑制したが、上の2つの輸送タンパク活性には無効であった。以上よりPTHの効果は、cAMPを介し、頭頂膜のNa/H交換輸送を抑制するのが主たる機序と結論づけられた。なお細胞内CaはPTHにより上昇するが、その程度は小(50nM)であった。2.遠位集合管については、髄質外層集合管に存在する2種類の細胞(主細胞と介在細胞)において、イオン輸送をHイオンを中心に検討した。2種の細胞は、機能的、形態的に識別可能であった。主細胞の頭頂膜にはH/HCO_3輸送体は認められず、足底膜にはNa/H交換輸送、NaーHCO_3共輸送体が認められた。介在細胞の頭頂膜にはNEM、DCCD感受性のHポンプが存在し、このポンプが尿酸性化に働いていると考えられた。足底膜にはNa/H交換輸送とCl/HCO_3交換輸送の存在が認められた。これらの輸送体に対するアシドシ-スとアルドステロンの効果をさらに検討した。アシド-シスは、介在細胞の頭頂膜のHポンプ、足底膜のCl/HCO_3交換輸送をおよそ2倍増加させる。以上より、生体でのアシド-シスに対する尿細管の反応は、一部はアルドステロンを介していると推察された。近位尿細管と髄質外層集合管において研究を行った。1.近位尿細管。このセグメントにおいてはPTHの効果について検討した。PTH投与により管腔内へのH分泌が10秒以内に抑制される。この機序として管腔膜のNa/H交換輸送が抑制されていることを細胞内pHの測定より明らかにした。一方側底膜のHCO_3輸送は抑制を受けていなかった。またこの効果を発現する細胞内情報伝達系の検討では、c-AMPが主であり、IP_3、Caを介する系の関与は小さいことが判明した。来年度は細胞内Ca測定とカテコ-ルアミンの効果を検討する予定である。2.髄質外層集合管。この尿細管の主作用はH分泌であり、この点について主に検討した。このセグメントには少なくとも3種類の細胞が存在しているので、画像解析システムにより細胞の種類の同定を行った。さらにこれらの細胞の各々において細胞内pHの測定を行い、細胞内pHの調節機序を解明した。主細胞においては体内への酸負荷の回復は完全にNa依存性であり、側底膜のNa/H交換輸送がこの機序であった。一方介在細胞においてはNaとHCO_3に非依存性のH排出機序が認められ、DCCD,NEM感受性よりHポンプと同定された。このHポンプは管腔膜に存在している。されに側底膜にはNa/H交換輸送とCl/HCO_3交換輸送が存在していることが示された。

この検討により各細胞でのH/HCO_3輸送の基本的機構が明らかになり、来年度では、アシド-シス・アルセロ-シル時の調節と、アルドステロンの影響について調べる予定である。1.近位尿細管に関しては、PTHの効果を検討した。尿の酸性化に重要な役割を果たす足底膜のNaーHCO_3共輸送に対しては、PTHは影響を与えないことが明かになった。一方、頭頂膜のNa/H交換輸送に対しては抑制的に働き、この結果、細胞内pHは0.05低下する。PTHの細胞内シグナリングメカニズムについても検討を行い、上述のPTHの効果が総てcAMPによって再現されることが確められた。一方、細胞内Ca、CーKinaseの活性化は尿酸性化を抑制したが、上の2つの輸送タンパク活性には無効であった。以上よりPTHの効果は、cAMPを介し、頭頂膜のNa/H交換輸送を抑制するのが主たる機序と結論づけられた。なお細胞内CaはPTHにより上昇するが、その程度は小(50nM)であった。2.遠位集合管については、髄質外層集合管に存在する2種類の細胞(主細胞と介在細胞)において、イオン輸送をHイオンを中心に検討した。2種の細胞は、機能的、形態的に識別可能であった。主細胞の頭頂膜にはH/HCO_3輸送体は認められず、足底膜にはNa/H交換輸送、NaーHCO_3共輸送体が認められた。介在細胞の頭頂膜にはNEM、DCCD感受性のHポンプが存在し、このポンプが尿酸性化に働いていると考えられた。足底膜にはNa/H交換輸送とCl/HCO_3交換輸送の存在が認められた。これらの輸送体に対するアシドシ-スとアルドステロンの効果をさらに検討した。アイド-シスは、介在細胞の頭頂膜のHポンプ、足底膜のCl/HCO_3交換輸送をおよそ2倍増加させる。以上より、生体でのアシド-シスに対する尿細管の反応は、一部はアルドステロンを介していると推察された。
乏突起膠腫の診断とテーラーメイド医療にむけた分子標的の同定

乏突起膠腫および星状膠細胞腫におけるLOH解析の症例を、それぞれ、69例、87例に症例を増加し、検討を行った。その結果、両腫瘍において、1p34-35、1p36.11-12、1p36.22-32の3カ所に共通欠失領域を認めた。このうち、1p34-35は乏突起膠腫において最も頻度の高い欠失領域で(85.5%)、同領域に本腫瘍の発生との関与が疑われるがん抑制遺伝子が存在することが疑われたが、同領域に局在する4遺伝子の発現解析では、乏突起膠腫・星状膠細胞腫とで発現量に差を認めず、候補遺伝子とは考えづらいと思われた。一方、1p36.11-12の欠失の有無は、乏突起膠腫でも(p<0.0001,相対危険率23.0倍)星状膠細胞腫でも(p=0.045,相対危険率2.4倍)罹患患者の生命予後と有意に相関しており、この領域に腫瘍の悪性度に関与する遺伝子の局在が疑われた。一方、昨年度cDNA chipを用いて、乏突起膠腫診断に有効な5つの分子マーカー候補を抽出した。今年度はその候補遺伝子産物に対する抗体の作成を試みたが、特異的な染色が得られず、今後の課題となった。今年度は、これらに加えて、千葉県がんセンターヒトcDNA chipを用いて、乏突起膠腫18例、星状膠細胞種67例に対して網羅的遺伝子発現解析を行った。このcDNA chipは乏突起膠腫で欠失の頻度の高い1p34-pterに局在する遺伝子を多く含んでおり、今回解析可能な発現量を示した28遺伝子について、乏突起膠腫と星状膠細胞腫で発現量の差を検証した。その結果、28遺伝子中13遺伝子で、両腫瘍感での有意な発現量の違いを確認した。この13遺伝子中、乏突起膠腫で発現亢進していたものは1p36.33に局在する1遺伝子のみで、それ以外の遺伝子は全て乏突起膠腫で発現が低下しており、これらの中に乏突起膠腫の発生に関与する遺伝子が存在する可能性が示唆された。乏突起膠腫64例、星状膠細胞種81例において、1p34-pterのLOH解析を行った。その結果、乏突起膠腫において、1p34-p35が共通して欠失していることが明らかとなるとともに、1p36.1のLOHが罹患患者の予後と相関している(p<0.0001)ことが明らかとなった。しかも、1p36.1のLOHは星状膠細胞種においても罹患患者の予後と相関する(p=0.0229)ことが判明し、同領域に腫瘍の種を超えた予後規定因子が存在することが疑われた。ただし、星状膠細胞種においては、LOHの頻度が低く、1p36.1におけるLOH陽性例も少なかったため、さらなる検証が必要と思われた。一方、乏突起膠腫17例と、星状膠腫31例において、cDNA chipを用いた網羅的遺伝子発現解析を行い、両腫瘍における遺伝子発現の差異と、1pLOHとの相関性について検証を行った。

解析を行った563遺伝子中、発現量に有意差を認めた遺伝子は240遺伝子にのぼり、両腫瘍の生物学的差異の大きさが示唆された。このうち、乏突起膠腫において特異的に(p<0.0001)発現が亢進していた5遺伝子を明らかにした。これら5遺伝子の発現量により診断を再検討すると、1pLOHの頻度は形態病理診断より分子診断の結果と良く相関し(p=0.015)、また、罹患患者の生存期間も、分子診断により良く相関した(p=0.043)。このように、今回抽出した5遺伝子の発現診断は、より正確な化学療法感受性乏突起膠腫の診断に有用である可能性が高いと考えられた。今後、これら5遺伝子の蛋白レベルでの発現について検証を行い、より現実的な診断法として確立していく必要があると思われた。乏突起膠腫および星状膠細胞腫におけるLOH解析の症例を、それぞれ、69例、87例に症例を増加し、検討を行った。その結果、両腫瘍において、1p34-35、1p36.11-12、1p36.22-32の3カ所に共通欠失領域を認めた。このうち、1p34-35は乏突起膠腫において最も頻度の高い欠失領域で(85.5%)、同領域に本腫瘍の発生との関与が疑われるがん抑制遺伝子が存在することが疑われたが、同領域に局在する4遺伝子の発現解析では、乏突起膠腫・星状膠細胞腫とで発現量に差を認めず、候補遺伝子とは考えづらいと思われた。一方、1p36.11-12の欠失の有無は、乏突起膠腫でも(p<0.0001,相対危険率23.0倍)星状膠細胞腫でも(p=0.045,相対危険率2.4倍)罹患患者の生命予後と有意に相関しており、この領域に腫瘍の悪性度に関与する遺伝子の局在が疑われた。一方、昨年度cDNA chipを用いて、乏突起膠腫診断に有効な5つの分子マーカー候補を抽出した。今年度はその候補遺伝子産物に対する抗体の作成を試みたが、特異的な染色が得られず、今後の課題となった。今年度は、これらに加えて、千葉県がんセンターヒトcDNA chipを用いて、乏突起膠腫18例、星状膠細胞種67例に対して網羅的遺伝子発現解析を行った。このcDNA chipは乏突起膠腫で欠失の頻度の高い1p34-pterに局在する遺伝子を多く含んでおり、今回解析可能な発現量を示した28遺伝子について、乏突起膠腫と星状膠細胞腫で発現量の差を検証した。その結果、28遺伝子中13遺伝子で、両腫瘍感での有意な発現量の違いを確認した。この13遺伝子中、乏突起膠腫で発現亢進していたものは1p36.33に局在する1遺伝子のみで、それ以外の遺伝子は全て乏突起膠腫で発現が低下しており、これらの中に乏突起膠腫の発生に関与する遺伝子が存在する可能性が示唆された。
脂肪組織の間葉系幹細胞を用いて組織工学的に作製した培養骨による顎骨再生をめざして

骨髄よりも採取しやすいラットの脂肪組織から間葉系幹細胞を分離して多孔性β-TCPブロックに播種し、骨分化誘導培地で培養して細胞-基材複合体を作製した。それをラットの背部皮下に移植して経時的に試料を採取し、組織学的に観察したところ、骨の形成が少量ながら認められた。骨髄由来間葉系幹細胞を用いて作製した細胞-基材複合体をラットの皮下に移植した場合と比較すると、骨形成量はわずかであった。骨髄細胞を用いて培養骨を作製する場合、骨髄細胞はおもに腸骨から採取しなければならず、自家骨移植をする場合に骨を採取するよりは侵襲は少ないとはいえ、やはりある程度の侵襲を加えることになる。一方、脂肪組織のなかにも未分化な間葉系幹細胞が含まれており、培養条件によってさまざまな細胞に分化させることができ、骨芽細胞にも分化させることができるという報告がある。口腔内には頬脂肪体という容易に脂肪を採取できる組織があるので、脂肪組織から間葉系幹細胞を分離してそれを骨芽細胞に分化させることができれば、わずかな侵襲で容易に培養骨を作製することができる。そこで、脂肪組織から間葉系幹細胞を分離し、それを骨芽細胞に分化させてβ-TCPなどの生体材料と組み合わせ、顎骨欠損部への移植に適した培養骨を作製することが本研究の目的である。ラットの腹部脂肪組織からの間葉系幹細胞の採取方法を確立した。取り出した間葉系幹細胞を、基本培地にデキサメタゾン、βグリセロリン酸、アスコルビン酸を添加して骨芽細胞への分化を誘導しながら培養し、細胞が増殖することを確認した。増殖した細胞のアルカリホスファターゼ活性を測定したり、アルカリホスファターゼ染色、アリザリンレッド染色、フォンコッサ染色をおこなって骨芽細胞への分化を確認した。β-TCPを足場とし、分化誘導群として脂肪組織の間葉系幹細胞を骨芽細胞へ分化誘導して作製した培養骨を、非誘導群として脂肪組織の間葉系幹細胞を骨芽細胞へ分化誘導せずに作製した培養骨を、コントロール群としてβ-TCP単体をそれぞれラット背部皮下に移植し、経時的に屠殺して移植部を採取して標本を作製し、ヘマトキシリン-エオジン染色、アルカリフォスファターゼ染色、酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ染色等をおこない、組織学的に観察して骨形成の程度を比較したところ、分化誘導郡では新生骨の形成が認められた。骨髄細胞を用いて骨芽細胞・基材複合体を作製する場合、骨髄細胞はおもに腸骨から採取しなければならず、自家骨移植をする場合に骨を採取するよりは侵襲は少ないとはいえ、やはりある程度の侵襲を加えることになる。口腔内には頬脂肪体という容易に脂肪を採取できる組織があるので、脂肪組織から間葉系幹細胞を分離してそれを骨芽細胞に分化させることができれば、わずかな侵襲で容易に骨芽細胞-基材複合体を作製することができる。そこで、脂肪組織から間葉系幹細胞を分離し、それを骨芽細胞に分化させてβ-TCPなどの生体材料と組み合わせ、顎骨欠損部への移植に適した骨芽細胞-基材複合体を作製することが本研究の目的である。β-TCPを足場とし、脂肪組織の間葉系幹細胞を骨芽細胞へ分化誘導して作製した複合体と、骨髄由来幹細胞を骨芽細胞へ分化誘導して作製した複合体をそれぞれラット背部皮下に移植し、経時的に屠殺して移植部を採取して標本を作製して、ヘマトキシリン-エオジン染色、アルカリフォスファターゼ染色、酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ染色等をおこない、組織学的に観察して骨形成の程度を比較したところ、脂肪組織由来間葉系幹細胞を用いて作製した複合体において新生骨の形成が認められたが、骨髄由来間葉系幹細胞を用いた複合体と比較するとその量はわずかであった。
ダイオキシン類介在性のアンドロゲン受容体変異体分解による去勢抵抗性前立腺癌の制御

前立腺癌はホルモン非依存性となってもARを介した増殖の制御を受けており、この機構の解明によりさらなる癌の制御の可能性があると考えられる。さらに、上記ARの質的異常の代表例としてAR変異体、とくにARのリガンド結合領域を欠いた変異体であるARスプライシングバリアント(AR-V7 etc.)が新規ホルモン治療剤に対する抵抗性を獲得する機序に重要であることが近年示されつつある。ARはダイオキシン受容体(AhR)によるユビキチン化により分解されることが報告されている。また、我々はARおよびAhRを発現する前立腺癌細胞株を用いてダイオキシン投与によるリガンド依存性の細胞株増殖制御につき研究を進めてきている。本研究はその延長として、AR変異体を直接分解することにより去勢抵抗性前立腺癌の増殖抑制をもたらし治療的効果につなげることを目的とするものである。本研究では、種々のダイオキシン受容体リガンドによる前立腺癌細胞株に発現させたARスプライシングバリアント分解の程度、そしてその細胞株のin vitroおよびin vivoにおける増殖・浸潤・転移抑制効果を検討し、抑制効果を有するダイオキシン類の必要量および毒性(致死量)についての検討を行う。これにより毒性の少ない内因性ダイオキシン受容体リガンド投与が去勢抵抗性前立腺癌の治療法につながることを確認したいと考えている。また投与法としてリガンド投与は遺伝子治療やワクチン療法などとは異なり、経口投与など簡便な方法でも効果があることも予想される。1.アンドロゲン受容体の転写活性AhRを発現している前立腺癌株へARスプライシングバリアント(AR-V7)を発現させ、in vitroでの転写活性や増殖能を様々な条件で検討することを目的に発現細胞を作成した。しかしながらvectorの問題があり発現の程度は微弱であり、実験には不適当であると考えられ試行錯誤している状況である。ゆえにin vivoでの検討として、免疫不全マウスへの移植(xenograft)も施行不可の状態である。今後は発現させる方法を変更して継続する予定である。2.内因性ダイオキシン類のマウスへの投与(毒性の確認、致死量の推定)上記内因性ダイオキシン類を投与量ごとにマウスに経口および経腹膜投与をおこない連日観察をおこなう予定であるが、時間と場所の問題で未施行である。本年度に開始する見込みである。1.内因性ダイオキシン類のマウスへの投与(毒性の確認、致死量の推定)上記内因性ダイオキシン類をいくつかの投与量にふってマウスに経口および経腹膜投与をおこない連日観察をおこなう。各群n=5程度とする。これは新規大学院生とともに行う予定である。2.アンドロゲン受容体の転写活性AhRを発現している前立腺癌細胞株(LNCaP, 22RV1)にARスプライシングバリアント(AR-V7)を強制発現させ、さらにMMTV-Lucを発現させ、ルシフェラーゼアッセイをおこなう。同時にsiRNAでAhRをknock downした細胞株も比較する。各条件の細胞株のAR-V7およびAhRの発現量(mRNA、タンパク)をそれぞれ定量的Real-time PCR法およびウエスタンブロット法で確認しておく。以上を、同様にDHTおよび各種内因性ダイオキシン類の有無、また添加量を変えて検討を行う。3.前立腺癌細胞増殖、コロニー形成能、アポトーシス誘導能上記AhR発現を増加もしくは低下させたAR-V7発現前立腺癌細胞株をマルチウエルプレートにて培養し、細胞数の計測(細胞増殖曲線の作成)とMTSアッセイ(2日ごとにOD490をルミノメーターにて測定)をおこなう。また、60mm培養皿上で0.4%アガロース軟寒天培地にて3週間培養し、直径0.1mm以上の形成コロニーを測定する。細胞死を定量的に解析するためにTUNEL染色を行い、陽性細胞数を測定する。アポトーシス経路を特定するために、Caspaseの活性測定、同時にBcl-2, Caspase, (p-)IkBα, (p-)Akt, MAPK, STAT3といったアポトーシスおよびARシグナルに関連するkey moleculeの発現をウエスタンブロット法でチェックする。以上を、DHTおよび各種内因性ダイオキシン類の有無、また添加量を変えて検討を行う。

また投与法としてリガンド投与は遺伝子治療やワクチン療法などとは異なり、経口投与など簡便な方法でも効果があることも予想される。1.内因性ダイオキシン類のマウスへの投与(毒性の確認、致死量の推定):上記内因性ダイオキシン類をいくつかの投与量にふってマウスに経口および経腹膜投与をおこない連日観察をおこなう予定であるが、時間と場所の問題で未施行である。本年度に開始数見込みである。2.アンドロゲン受容体の転写活性:AhRを発現している前立腺癌株へARスプライシングバリアント(AR-V7)を発現させ、in vitroでの転写活性や増殖能を様々な条件で検討することを目的に発現細胞を作成した。しかしながらvectorの問題があり発現の程度は微弱であり、実験には不適当であると考えられ試行錯誤している状況である。ゆえにin vivoでの検討として、免疫不全マウスへの移植(xenograft)も施行不可の状態である。今後は発現させる方法を変更して継続する予定である。3.細胞周期および細胞周期関連タンパク発現の検討:上述のごとくAR-V7強発現細胞株の作成が上手くいっていないことから、未施行である。前立腺癌はホルモン非依存性となってもARを介した増殖の制御を受けており、この機構の解明によりさらなる癌の制御の可能性があると考えられる。さらに、上記ARの質的異常の代表例としてAR変異体、とくにARのリガンド結合領域を欠いた変異体であるARスプライシングバリアント(AR-V7 etc.)が新規ホルモン治療剤に対する抵抗性を獲得する機序に重要であることが近年示されつつある。ARはダイオキシン受容体(AhR)によるユビキチン化により分解されることが報告されている。また、我々はARおよびAhRを発現する前立腺癌細胞株を用いてダイオキシン投与によるリガンド依存性の細胞株増殖制御につき研究を進めてきている。本研究はその延長として、AR変異体を直接分解することにより去勢抵抗性前立腺癌の増殖抑制をもたらし治療的効果につなげることを目的とするものである。本研究では、種々のダイオキシン受容体リガンドによる前立腺癌細胞株に発現させたARスプライシングバリアント分解の程度、そしてその細胞株のin vitroおよびin vivoにおける増殖・浸潤・転移抑制効果を検討し、抑制効果を有するダイオキシン類の必要量および毒性(致死量)についての検討を行う。これにより毒性の少ない内因性ダイオキシン受容体リガンド投与が去勢抵抗性前立腺癌の治療法につながることを確認したいと考えている。1.アンドロゲン受容体の転写活性AhRを発現している前立腺癌株へARスプライシングバリアント(AR-V7)を発現させ、in vitroでの転写活性や増殖能を様々な条件で検討することを目的に発現細胞を作成した。
先進繊維技術科学に関する研究

平成10年度から5年間の先進繊維技術科学に関する研究拠点形成について、研究業績、拠点形成、国際ネットワーク形成等についてまとめ、21世紀COE先進ファイバー工学研究教育拠点への移行を進めた。研究業績面では、8班による研究により、多くの研究論文、特許、事業化を行い、このような基礎研究がナノファイバーテクノロジーの開発、ハイパフォーマンス繊維の開発、新バイオファイバーの開発、オプトエレクトロニクス繊維およびデバイス化技術、環境・ヘルスケア機能繊維開発、特殊機能系、不織布およびそれらの生産システム開発、繊維生産ロボティクス、感性産業要素技術開発など新しい繊維総合科学技術に向けての実績を得た。本COE研究では、萌芽・基礎研究、応用研究から事業化・起業化へ向けての産学連携プロジェクト研究までを行ってきたが、開発研究を行う産学連携拠点としては研究交流促進法の全国で2例目になる、アサマ・リサーチエクステンションセンター(AREC)をキャンパス内に設置し、平成13年2月より稼動させ、5テーマの開発研究に着手した。さらに、国際ネットワークの形成としては、平成14年度は11月に第2回先端繊維上田会議、第2回アジア若手繊維科学技術会議、第1回日米欧3極会議を上田市内のホテルおよび信州大学繊維学部内で開催した。8月にはアジア繊維学会発会式を韓国大邱市嶺南大学で開催し、本拠点が事務局となることを決定した。先進繊維技術科学に関する研究が平成10年度に発足し、8グループによる研究が開始された。1.ナノオーダーからミクロオーダーにわたる有機・無機ファイバーの創出では、キラルな有機低分子化合物を合成し、有機溶媒中でのナノ繊維の形成を確認した。このナノ繊維はオイルのゲル化剤として有用である。また、鋳型炭素化法によるカーボンナノチューブを作製した。このナノ繊維は裏面がフッ素アロイ化され、メソ孔(細孔)が分布する極めて特色ある構造をしており、これを正極とするリチウム電池へ応用し、その特性を測定した。2.高分子の高次構造制御研究においては、多糖高分子のゲル化の基礎研究、ポリビニルアルコール(PVA)と絹セリンのアロイフィルムから酸素透過性の優れた膜を作製した。また、部分ケン化PVAのアロイ化による多孔質フィルムを作製した。3.繊維の空間次元制御研究においては、繊維の女王といわれる天蚕・家蚕芯鞘構造複合生糸の作製を検討した。さらに、オープンエンド精紡機による新規複合糸の作製のための機械の改良等を行った。織物の表面構造制御と構造評価研究では、織物の表面構造と風合いを評価する装置の開発を行っている。その他、水分放出特性の傾斜機能を有する不織布素材、繊維集合体の接触状態の次元測定装置の開発を進めている。4.新複合材料研究においては、ポリエチレン繊維の高強力化を検討した。フィラメントの紡糸後、膨潤-延伸法を提案し、ポリエチレン繊維をポリエチレン溶液中で膨潤延伸させることにより、4GPaの強度、ヤング率140GPaの超高強力ポリエチレン繊維を開発した。感性繊維の研究では、体表面モデルを立体的に表現する手法を開発した。また、脳波の測定により人間の温冷感覚をより客観的に評価する手法の開発、およびヒューマンシートの快適性の評価法の開発を行った。5.超繊維材料に関する研究では、新しいプラスチック光ファイバーの創成を目的として、脂環構造とフッ素を含む可溶性透明なポリイミド樹脂の合成に成功した。また、YBaCuO型の高温超伝導体の繊維化については、有機バインダーとYBaCuO粉体を混合紡糸し焼成する方法が従来から試みられているが、アルギン酸ナトリウムとY、Ba、Cuイオンとの高分子錯体を紡糸し繊維化し焼成する方法を提案し、90Kで超伝導を示すことを見い出した。6.高次機能加工の研究では、2個の荷電基を有する有機電解質(ボラ型電解質)を染色助剤として検討した。その結果、酸性染料のナイロン6、絹への染色効率を著しく高め、かつ染色廃液の処理にも有効なことを見い出した。アレルギー性皮膚疾患の皮膚に生ずるヒスタミン等生体アミンを吸着分解する新しい繊維を開発し、試験管内及び動物実験によりその効果が確認され、臨床実験に入った。

また、大気環境の浄化(内分泌かく乱物質、NOxなど)フィルターの開発が社会的にも急務となっていることから、ダイオキシン分解繊維の開発に着手し、10分で90%以上その前駆体を分解する高分子錯体を得た。また、空気浄化用の中空繊維を試作した。人工生体機能繊維研究では人工筋肉の研究で電場駆動型繊維状アクチュエーターの開発を行い、そのメカニズムを解明している。また、生体内P450を用いたホルモン診断用センサの開発、ポリイオン錯体からの新繊維の開発に成功した。7.新生物繊維に関する研究では、絹ナイロンハイブリッド繊維、クモの糸を蚕に吐かせる研究の基礎研究、絹タンパク質合成の分子機構解明の基礎研究を行った。8.繊維極限生産システムの研究では,蚕の吐糸営繭行動の三次元可視化システムの開発を行った。また、手紡ぎの感触を出す手紡ぎロボットを開発し,特殊糸およびクズ糸からのリサイクル糸の試作を行った。これらの成果は、シンポジウム(3回)、成果報告会およびホームページで公表した。第一班の新しい繊維の概念、ナノファイバーの創出と展開研究では、オイルゲル化剤を用いた有機ナノファイバー多孔質ポリマーを創出した。また、分子集合体を鋳型にした中空酸化チタンを開発した。内径90-350nmのチューブ状酸化チタンで、光触媒、太陽電池などに応用が期待される。無機ファイバーでは、ゾルーゲル法による酸化物系ファイバー/チューブで中心に数百nmのマクロ孔、孔径2nm、間隔約4nmのメソ孔が存在していることを明らかにした。有機-無機ハイブリッド繊維では、カーボンナノチューブファイバーにおいて、鋳型炭素化法多層カーボンナノチューブが高クーロン効率・高エネルギー密度なリチウム二次電池の電極としての電気化学特性を持つことを明らかにし、プロジェクト研究へ発展させる見通しを得た。その他光応答性デンドリマー、新規炭素繊維などの研究も行った。繊維の高次構造制御による繊維物性の向上技術を確立する第二班では、小角X線散乱法を含む電磁波散乱の手法により、ナノスケールの構造を広角X線回折やNMRによりサブナノスケール構造の解析を可能にするため、今年度は、動的ナノ構造解析システムの作製に取り組み、ほぼ完成に近づいた。また、電気抵抗変化プロフィールにより、溶融紡糸時の液状糸切断メカニズムを定量的に評価する手法を得た。さらに、ポリエチレンの膨潤-延伸法により最大引っ張り強度および弾性率として、それぞれ、3.3Gpa、140Gpaを得た。無機繊維開発においては、多糖類をバインダーとして、焼成し透光性の高いアルミナ、チタニア、ジルコニア等の酸化物系のセラミック繊維を開発した。繊維集合体の研究を行う第三班では、新しいハイブリッドスパンヤーンを創出するための試験機が完成した。また、繊維集合体の総合評価システム開発においては、織物の地合評価システム装置の試作を行った。その他、新規試作ガード糸を用いたパンティーストッキングの透明感を測定、評価できるシステムの開発、ラケット等スポーツ用新規ストリングの試作、人が様々な材質を判断しているときの押し圧力、摩擦力、指の移動速度を同時に測定できる触運動量測定装置の試作、水分放出特性の傾斜機能を持つ不織布の開発等を行った。
結核菌の遺伝系統分類および疫学情報に基づく若年者結核のリスク要因究明

北京型株新興型は、結核菌の中でより病原性の高い遺伝系統であると考えられている。本課題では40歳未満の若年結核患者由来および、あいりん地域患者由来の結核菌株を対象として、結核菌の感染伝播状況を調査した。結果、若年結核患者由来およびあいりん地域患者由来の結核菌株において、北京型株新興型の検出率が増加していることが明らかとなった。あいりん地域の患者年齢階級は、50代から70代で80%以上を占めており、若年者層だけでなく中高年者層にも新興型の検出割合が高まってきていることが示された。本研究では、現代の若年結核患者において今後の流行が懸念されている、結核菌北京型株新興型の実態解明を行うことで、遺伝系統に対応した効率的な結核対策へ知見を提供すること目的としている。結核菌は、検出される地域によって優先する遺伝系統が異なる傾向にある。これまでの報告によると、わが国でも臨床分離株の約8割は北京型株であり、解析対象とした結核菌が北京型株か非北京型株であるかを検索することで、国内感染か、海外での感染であるかを推定することが可能であり、海外からの留学生・労働者が増えている近年では、感染源が国内か国外かを推定することは重要である。平成26年度は、結核菌の遺伝系統解析・遺伝子型別および患者情報の収集に取り組んだ。遺伝系統解析についてはPCR法によりRv0679c遺伝子上の一塩基多型(SNP)を検出し、結核菌北京型株の検索を進めた。現在、60株の解析を終えており、平成27年度に引き続き解析を続ける。対象とする若年者結核患者由来177株すべての検索終了後、新興型を含む5つの遺伝系統群への細分類に取り組む(平成27年度に実施する)。遺伝型別は、平成2426年に大阪市内で新登録となった40歳未満の結核患者から分離された結核菌177株について、JATA(12)-VNTR法による型別を終えた。105株については、より詳細な型別を行うための追加12領域の解析を実施した。残りの72株については平成27年度に実施する。解析対象株については、平成26年度登録株が遅れて搬入されることもあるため、今後増加する可能性がある。患者情報の収集については、統計解析に必要な項目のリストアップおよび個人情報保護のための対策について保健所との打ち合わせを行った。現在、情報集約のためのデータベースの構築作業中である。わが国は結核中蔓延国であり、結核患者のうち10数%は40歳未満の若年者である。若年結核患者から分離される結核菌は高齢者から分離される結核菌と比べ、より感染伝播力・発病率が高いと言われている遺伝系統(北京型株新興型:新興型)が増加傾向にあると報告されているが、その蔓延状況および病原性については明らかではなかった。本研究課題では全国的にも結核蔓延が著しい大阪市をモデルケースとして、新興型の蔓延状況および、その病原性を明らかにすることを目的とした。2012年から2014年の40歳未満新登録結核患者から分離された結核菌株189株について、Rv0679c遺伝子の1塩基置換をターゲットとしたマルチプレックスPCR法による北京型、非北京型の分類および、縦列反復数多型(VNTR)の各領域における反復数の頻出傾向からの亜系統推定(MAP推定)を行ったところ、検出された北京型株のうち新興型が占める割合は約半数に及ぶことが分かった。現在、40歳未満新登録結核患者について疫学情報の収集を継続しており、収集作業を終え次第、統計的手法として傾向スコアを用いた共変量調整を用いて結核菌の遺伝系統による感染伝播力・病原性の比較を行う予定である。また、大阪市のあいりん地域において、2006年から2014年に結核患者から分離された結核菌490株についても同様に解析を行った。2002年から2004年の本地域における調査研究では、祖先型株が優先していたが、本研究により新興型の検出率が年々増加し、2014年には新興型の検出率が祖先型を上回ったこと、VNTR一致によるクラスター数は新興型が最も多かったことから、地域内の伝播の主流が新興型となっていることが判明した。本地域の患者年齢階級は、50代から70代で80%以上を占めており、若年者層のみならず中高年者層にも新興型の検出割合が高まってきていることが示唆された。現在までに収集された結核菌について、最も時間のかかる遺伝子型別がほぼ予定通りに解析が進んでいる。予測される追加検体数は多くて30件ほどであり、対応は可能である。27年度が最終年度であるため、記入しない。分子疫学結核菌の遺伝系統解析・遺伝子型別および患者情報の収集を引き続き行う(平成27年9月までに実施予定)。

得られた結果から、若年結核患者における北京型株新興型の蔓延状況を把握する。北京型株新興型とその他の遺伝検討群について、病原性や感染伝播力、再発への関与を患者情報と照らし合わせて統計的に解析する。27年度が最終年度であるため、記入しない。