hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多段階発癌におけるTM4SFの機能の解析とその制御による癌転移の抑制

そこで,肺癌の悪性度との関連で癌抑制遺伝子であるp53のmutation及び癌関連遺伝子であるK-rasのmutationを,PCR-SS CP法及びdirect sequencingにて検討した.p53は肺癌全体の35.4%でmutationをきたしていたが,K-rasでは8.3%でmutationがみられるのみにすぎなかった.K-rasは肺癌では発癌から転移に関する過程において,消化器癌などとは異なり,あまり重要な役割を占めていないということが示唆された.また,同じTM4SFでもKAI1/CD82とMRP-1/CD9の発現異常は,時期的にかなり異なっており,肺癌では早期からKAI1/CD82の発現異常が発生し,ついでp53の異常が始まり,最終的にMRP-1/CD9の発現異常に伴う転移能の獲得という,癌のprogressionの過程が示唆された.また,これらの作用機構について,最近integrin familyとの結合に伴う機序が注目されてきているが,肺癌手術症例を用いてα1,α2,α3,α4,α5,α6,β1の発現量との相関を検討したが,全く相関関係はみられなかった.これは一つには肺癌ではすでにこのような正常に近い状態が喪失しており,癌の悪性度が増しているのかもしれない.Transmembrane 4 superfamily(TM4SF)の中でMRP-1/CD9,KAI1/CD82,ME491/CD63,が癌の転移に関連していることが判明してきているが,昨年われわれが検討した癌でも肺癌,乳癌,膵臓癌においては,前二者は病期が進行するにつれて発現が減少してくることが判明した.しかし,ME491/CD63は進行癌においても保持され,メラノーマ以外ではハウスキーピングジーンであると考えられた.また,これら三者は早期癌や高分化癌において,VLAファミリーや他のTM4SFに属しているCD53やCD81とmulticomponentな複合体を形成しており,初期の段階でKAI1/CD82が減少し始め,ついでMRP-1/CD9が減少してくる.こうして,まず転移能を持った癌細胞が出現してくると考えられる.しかしながら,ME491/CD63は,転移後もその複合体構成からはずれることはない.そして,この複合体の構成物質の中でもインテグリンb1が最後までその構成能力を保持している.その結果,KAI1/CD82やMRP1/CD9がこれらの癌において予後因子となると考えられた.このシグナル伝達の上位遺伝子としてP53やRB遺伝子が考えられたが,これらの欠損株に正常遺伝子をトランスフェクションしてみたが,TM4SFの発現量に変化は様々で大半の細胞において変化は認められなかった.また,臨床材料を用いて,これらの変異とKAI1/CD82,MRP1/CD9の発現量との関係を検討したが,やはり,一定のシグナリングを肯定するような結果は,得られなかった.現在,これらのプロモータのクローニングに努めており,プロモータのメチレーション以外に,プロモータ異常を起こす過程を検討中である.また,治療への応用として,ME491/CD63が構成要素として,最終段階まで保持されることから抗ME491/CD63抗体にMRP1/CD9 DNA,KAI1/CD82 DNAを接着させたイムノジーンを合成して,これによる遺伝子療法を現在in vitroで施行中である.Transmembrane4 superfamily(TM4SF)の中でMRP-1/CD9とKAI1/CD82のみが固形癌における転移抑制遺伝子としての性格を持っていることを我々は明らかにしてきた.また,両者の遺伝子レベル・蛋白レベルでの減弱,喪失がその腫瘍の悪性度や予後に反映していることを明らかにした.
セラマイドによる白血病細胞のアポトーシス誘導と薬剤耐性克服

膜スフィンゴミエリンより産生されるセラミドはアポトーシス誘導作用を持つ。その機序を検討し抗癌在耐性克服、新たな抗白血病剤の開発や薬剤感受性予測法の開発を目的に、多剤耐性細胞におけるセラミドのアポトーシス誘導効果、活性酸素調節系に対する作用、人新鮮白血病患者細胞におけるセラミド産生能、セラミド誘導アポトーシス時のPKCの役割について検討した。細胞膜透過性C2セラミドは、多剤耐性HL60VINC,HL60RNMW株にWild株同様にアポトーシスを誘導した。catalase耐性HL60/HP100株にもアポトーシス誘導が可能であった。C2セラミドは、wild株、多剤耐性株、catalase耐性株のcatalase活性を濃度依存的に抑制した。又、SOD活性の抑制も認められた(第59回日本血液学会総合発表)。セラミドによる活性酸素除去系の調節がアポトーシス誘導に重要な役割をはたしていることが示唆された。非白血病並びに白血病患者骨髄液より単核細胞分画を分離し、24時間培養し前後で細胞内セラミド量をDGK assay法にて測定した。24時間培養にてアポトーシス細胞の増加、細胞内セラミド量の増加が認められた。しかし、臨床的に難治性となった患者さんからの単核細胞は、24時間培養にて非白血病並びに非難治性患者由来単核球に比しアポトーシスが誘導されにくく、またセラミド量の増加(変化)も乏しい傾向が認められ、セラミド産生と薬剤耐性との関連が示唆された(第59回日本血液学会総合発表)。又、セラミド誘導アポトーシス時にPKCδとεが膜分画より細胞質へ移行することが認められた。その移行はTPAにより拮抗され、同時にアポトーシスも阻害された(26th Congress of the International Society of Haematology発表)。
大腸癌における新たな病理的指標とNomogramを用いた予後予測システムの確立

本研究の目的は、大腸癌において実効性の高い術後再発予測法を確立することである。複数の新しい5つの病理学的指標の候補について独自の評価法を構築したところ、既存の因子を凌駕する予後因子が存在すること、これらを用いたNomogramは良好な予後予測能を有することが示された。本研究の結果は、今後国内で新たに開始される臨床試験で検証される予定であり、また現在、新しい臨床試験の研究計画作成の礎としても活用されている。一方、本研究成果は海外の研究者にも注目され、今後8か国での国際共同研究が開始される。このような国内外の取り組みを通じて、今後大腸癌の実臨床における個別化治療が確立されることが期待される。本研究は、現在世界的に用いられているTNM分類の概念を脱却した個別化予後予測法、即ち、既存のstage因子のみならず、腫瘍進展先進部における新しい病理組織学的指標を効果的に組み込み、個別の予後情報を提供し得る予後予測システムを確立することを目的とする。平成25年度には、各研究分担施設において対象症例を抽出し、既存の臨床病理学的項目からなるデータベース(test cohortとvalidation cohort)を構築した。このうち、test cohortを構成する防衛医科大学校病院と東京医科歯科大学病院の症例(各々320例、200例)に関しては、2施設において倫理委員会の承認を得た後、新たな病理組織学的因子に関する評価を施行した。現在Nomogramを用いた予後予測モデルの作成に着手中である。平成26年度にはがん研究センター中央病院および帝京大学病院の症例をvalidation cohortとして検討し、結果の再現性を検討する予定である。本研究は、現在世界的に用いられているTNM分類の概念を脱却した個別化予後予測法、即ち、既存のstage因子のみならず、腫瘍進展先進部における新しい病理組織学的指標を効果的に組み込み、個別の予後情報を提供し得る予後予測システムを確立することを目的とするものである。既に各研究分担施設(防衛医科大学校病院、東京医科歯科大学病院、がん研究センター中央病院および帝京大学病院)における、新たな病理組織学的因子に関する評価を終了し、既存の臨床病理学的項目にこれら因子を加えた包括的データベースを構築した。Nomogramを用いた予後予測モデルの臨床的意義の評価と、他集団における結果の再現性に関する検証が終了し次第、最終報告を行う予定である。予定した4つの研究分担施設における対象症例の病理組織学的評価を終了し、新しい病理組織項目を含むStage IIII大腸癌1177症例からなるデータベースを構築し、Nomogram予後予測モデルを作成した。その成果は国内の複数学術学会で報告すると共に、平成27年には第10回European Society of Coloproctology (Dublin)にて報告を行った。また、複数の英文論文として報告を行っている。一方、本研究で得られた結果をより確実なものとするため、別の母集団を検討し、結果の再現性を確認した上で最終報告を行うよう方向性を修正した。本研究は、腫瘍進展先進部における新しい病理組織学的指標を効果的に組み込み、新たな個別化予後予測法を確立することを目的とした。各研究分担施設(防衛医科大学校病院、東京医科歯科大学病院、がん研究センター中央病院および帝京大学病院)において新たな病理組織学的因子に関する評価を行い、既存の臨床病理学的項目にこれら因子を加えた包括的データベースを構築し、Nomogramを用いた予後予測モデルの作成を行った。主たる結果は現在海外の科学雑誌に論文投稿中であるが、既にこれまでに平成26年度には新たな病理組織学的指標(低分化胞巣や線維性癌間質)に関して基礎的な検討結果をまとめ学術論文に報告している(British Journal of Cancer, 2014; Virchows Arch, 2015; Annals of Surgical Oncology, 2015; Surgery, 2015)。現在JCOG (Japan Clinical Oncology Group)大腸癌グループにおいてStage II大腸癌の高リスク症例における補助化学療法の意義に関する多施設前方視的臨床試験を計画中であるが、本研究の成果は研究計画の重要な基盤として、リスク因子の選別や対象症例の抽出に活用されている。またJCOG大腸癌グループにおいて新たに開始される臨床試験「Stage III治癒切除大腸癌に対する術後補助療法としてのアスピリンの意義を検証する二重盲検化ランダム化比較試験」において、本研究の結果の再現性を検証する研究がトランスレーショナルリサーチ(大腸癌の新たな予後因子となりうるバイオマーカーの開発)として位置付けられている。また本研究成果は海外の研究者にも注目され、今後8か国(オランダ、スイス、カナダ、アイルランド、日本、ドイツ、英国、フランス)での国際共同研究が開始される一因となった(Dutch Cancer Society研究基金;Project number 10602)。このように、本研究における成果は国内外多施設の研究者に認知され、確実に多施設研究への発展の基盤となっている。

Nomogramを用いた予後予測モデルに関して、現在その精度と臨床的意義に関し評価中であるが、別の大腸癌集団における新規病理学的因子の予後因子としての意義に関する結果の再現性に関しても評価中である。現在大腸癌研究会において、既存の予後指標を複数用いた予後予測モデルの確立を目的とするプロジェクト研究「大腸癌治癒切除後の予後予測ノモグラムの開発」が進行中である。本研究で得られる予後予測モデルと予後予測の精度比較を行い、新たな病理組織学的予後指標を日常診療の一環として評価することの意義を結論したいと考えている。大腸癌平成25年度には、4つの研究分担施設において対象症例を抽出し、既存の臨床病理学的項目からなるデータベースが構築された。既にtest cohortを構成する防衛医科大学校病院と東京医科歯科大学病院の症例に関しては、各施設における倫理委員会の承認を得た後、新たな病理組織学的因子に関する評価を完了し、現在Nomogramを用いた予後予測モデルの作成に着手している。また、本研究の骨子となる新たな病理組織学的予後指標に関する基礎的な検討結果を7編の学術論文として報告した。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると判断する。計画を変更し、さらに別の母集団(国立がん研究センター中央病院で治療が施行されたStage III症例)において結果の再現性を確認した上で最終報告(論文報告を予定)することとした。このため研究期間を1年延長することとしたため。発生した次年度使用額は英文論文校正や学会発表等のために使用する予定である。平成26年度にはがん研究センター中央病院および帝京大学病院の症例をvalidation cohortとして検討し、test cohortで作成されたNomogramを用いた予後予測モデルの精度に関して結果の再現性を検討する予定である。また、現在大腸癌研究会において、既存の予後指標を複数用いた予後予測モデルの確立を目的とするプロジェクト研究「大腸癌治癒切除後の予後予測ノモグラムの開発」が進行中である。本研究で得られる予後予測モデルと予後予測の精度比較を行い、新たな病理組織学的予後指標を日常診療の一環として評価することの意義を結論する。Nomogram解析の結果が得られておらず、国内、海外での発表を見送った学会がある。またNomogram解析用の統計ソフトを購入予定であったが、より充実したNomogram解析機能を備えた統計ソフトが存在することが明らかとなり、新たな統計ソフトを購入しなかった。Nomogram解析用の統計ソフトの購入、解析プログラムの構築費用、会議・学会参加のための交通・宿泊費用、英文論文の校正費及び投稿費用等に使用する。
うつ病の病態および発症機序に関連したバイオマーカーによる診断法の開発

ストレス負荷モデル動物において、セロトニントランスポーターのユビキチン化レベルが変化するかどうか、その機序解明について検討を行った。電気刺激によるストレス負荷により、マウス前頭皮質においてセロトニントランスポーターのユビキチン化レベルの低下が認められた。そこで、電気刺激による遺伝子発現変化について検討を行ったところ、マウス前頭皮質においてセロトニントランスポーターmRNAの変化は認められなかったが、セロトニントランスポーターのユビキチン化に関わるMelanoma-associated antigen-D1 (MAGE-D1)mRNAの低下が認められた。さらに、電気刺激中の前頭皮質の細胞外セロトニン量をマイクロダイアリシスにより測定したところ、セロトニン遊離量が持続的に増加していた。以上の結果より、ストレス応答により、MAGE-D1の発現が抑制され、セロトニントランスポーターのユビキチン化が低下し、その結果としてセロトニントランスポーターの分解が抑制され、前頭皮質より遊離されたセロトニンの再取り込みが低下したことが示唆される。また、同意を得た成人男性と女性から、EDTA入り採血管に末梢血を採取し、血小板分画中のユビキチン化セロトニントランスポーター量をウエスタンブロット法により定量した。ユビキチン化セロトニントランスポーター量は気質性格検査(TCI)において女性では損害回避のサブスコアと負の相関が認められた。損害回避はセロトニンと関連することが示唆されている。以上の結果からうつ病の気質とユビキチン化セロトニントランスポーターは関連性が認められ、うつ病の診断法への応用が期待される。研究は計画通りに概ね進捗しており、本年度は実験動物とヒトの両方で成果を挙げることができた:マウスではストレス負荷によるユビキチン化セロトニントランスポーターの発現調節を、ヒトでは気質・性格とユビキチン化セロトニントランスポーターの関連性を明らかにすることができた。研究成果の妥当性・再現戦を検討するために、今後は産後うつ病患者のユビキチン化セロトニントランスポーターの発現変化について明らかにしていきたい。身体疾患はうつ病のリスク因子であり、総合病院での自殺が問題になっている。しかし、これに関わる精神科医が不足し、リエゾンが出来る施設は限られており閾値下の抑うつ状態群とうつ病群を、峻別するマーカーが待望されている。そこで、リエゾン精神医療において、うつ様症状の発現頻度が高い周産期の被験者を対象に、抑うつの有無とセロトニントランスポーターのユビキチン化レベルとの関連について、検討を行う。妊娠中および産後の抑うつ状態を記述式心理検査であるEdinburgh Postnatal Depression Scale(EPDS:エジンバラ産後うつ病自己評価票)およびBeck Depression Inventory (BDI:ベックうつ病調査表)により評価するとともに、血液を採取する。血液検体におけるセロトニントランスポーターのユビキチン化レベルを定量し、それらと心理検査の評価と比較することで、周産期の閾値下の抑うつ状態とうつ病症例を峻別するバイオマーカーを開発する。MAGE-D1(Melanoma antigen gene-D1)は、セロトニントランスポーターのユビキチン化に関与し、プロテアソームを介した代謝機構とうつ様行動を調節する。本年度は、ストレスを負荷した幼若期マウスにおける脳内セロトニントランスポーターの代謝機構、およびユビキチン化の調節機序の解明を目指した。幼若期マウスへの社会的敗北ストレス負荷により、社会性行動障害とともに、前頭前皮質におけるMAGE-D1のmRNAおよびタンパク質量の減少、セロトニントランスポーターのユビキチン化の低下とともにタンパク質量の増加が認められた。一方、セロトニントランスポーター恒常発現細胞にユビキチンリガーゼPraja-1を過剰発現させると、セロトニントランスポーターのユビキチン化の亢進とともにタンパク質量の減少が認められた。しかし、リガーゼ機能を欠損させたPraja-1変異体ではそのような現象は認められなかった。さらに、MAGE-D1との共発現はPraja-1過剰発現によるセロトニントランスポーターのユビキチン化の亢進を増強した。以上の結果から、幼若期のストレス負荷によるセロトニントランスポーターのユビキチン化の低下がうつ様行動の発現に関与しており、セロトニントランスポーターのユビキチン化にはMAGE-D1と共にPraja-1が関与していることが示唆された。セロトニントランスポーターは血液成分において血小板に発現が認められる。本年度は血液成分におけるユビキチン化セロトニントランスポーターの検出を検討した。ユビキチン化セロトニントランスポーターが血小板、血しょう、および血清において認められた。血清には細胞から分泌される脂質二重膜で形成される細胞外小胞が含まれる。細胞外小胞のうち、多胞性エンドソームと呼ばれる細胞内小胞より産生されるエクソソームにはユビキチン化セロトニントランスポーターはあまり認められず、細胞膜から直接出芽されるマイクロベジクルに認められることが示唆された。研究は計画通りに概ね進捗しているが、研究成果の妥当性・再現性を検討するために以下の実験を遂行中であり、さらに追加実験も予定している。ストレス負荷モデル動物における脳内セロトニントランスポーターの代謝機構、およびユビキチン化の調節機序について、幼若期マウスへの社会的敗北ストレス負荷により検討を行った。さらに、成人期マウスへの社会的敗北ストレス負荷、さらには慢性予測不能軽度ストレス負荷、コルチコステロン慢性投与など他のストレス負荷モデル動物においても同様にセロトニントランスポーターのユビキチン化の低下が認められるか検討を行っている。

さらに、これらストレス負荷モデル動物に認められるセロトニントランスポーターのユビキチン化の低下に対する抗うつ薬の効果についても検討を行っている。ユビキチン化セロトニントランスポーターが血しょう、血清においても認められたが、抗体の特異性等によって差異が認められる可能性がある。そこで、セロトニントランスポーターの他の部位をエピトープにする別の抗体を使用し、再現性が得られるか検討を行う。また、血しょう、血清で認められたユビキチン化セロトニントランスポーターについて、目的とする分子かどうか質量分析法により確認を行う予定である。ストレス負荷モデル動物において、セロトニントランスポーターのユビキチン化レベルが変化するかどうか、その機序解明について検討を行った。電気刺激によるストレス負荷により、マウス前頭皮質においてセロトニントランスポーターのユビキチン化レベルの低下が認められた。そこで、電気刺激による遺伝子発現変化について検討を行ったところ、マウス前頭皮質においてセロトニントランスポーターmRNAの変化は認められなかったが、セロトニントランスポーターのユビキチン化に関わるMelanoma-associated antigen-D1 (MAGE-D1)mRNAの低下が認められた。さらに、電気刺激中の前頭皮質の細胞外セロトニン量をマイクロダイアリシスにより測定したところ、セロトニン遊離量が持続的に増加していた。以上の結果より、ストレス応答により、MAGE-D1の発現が抑制され、セロトニントランスポーターのユビキチン化が低下し、その結果としてセロトニントランスポーターの分解が抑制され、前頭皮質より遊離されたセロトニンの再取り込みが低下したことが示唆される。また、同意を得た成人男性と女性から、EDTA入り採血管に末梢血を採取し、血小板分画中のユビキチン化セロトニントランスポーター量をウエスタンブロット法により定量した。ユビキチン化セロトニントランスポーター量は気質性格検査(TCI)において女性では損害回避のサブスコアと負の相関が認められた。損害回避はセロトニンと関連することが示唆されている。以上の結果からうつ病の気質とユビキチン化セロトニントランスポーターは関連性が認められ、うつ病の診断法への応用が期待される。研究は計画通りに概ね進捗しており、本年度は実験動物とヒトの両方で成果を挙げることができた:マウスではストレス負荷によるユビキチン化セロトニントランスポーターの発現調節を、ヒトでは気質・性格とユビキチン化セロトニントランスポーターの関連性を明らかにすることができた。研究成果の妥当性・再現戦を検討するために、今後は産後うつ病患者のユビキチン化セロトニントランスポーターの発現変化について明らかにしていきたい。ストレス負荷うつ病モデル動物サンプルによるセロトニントランス
鉄カルコゲナイド系極薄膜の高温超伝導発現機構の解明

バルク体で約8Kの超伝導転移温度(Tc)を示す層状超伝導物質であるFeSeは、単原子層まで薄くするとTcが60Kまで上昇することが分光測定によって明らかにされた。しかしながら、大気中の劣化などが原因で、これまで単層状態のFeSeの電気測定が困難であった。本研究では、FeSe薄膜をチャネルとした電気二重層トランジスタを作製し、電気化学反応を制御することでFeSe薄膜の膜厚を十数ナノメートルから単層レベルまでエッチングしながら電気測定する手法を確立した。この手法を用いて超伝導特性の電界効果や基板依存性を詳細に調べることにより、電子蓄積がFeSe超薄膜の高温超伝導発現に重要であることを明らかにした。イオン液体が薄膜表面に誘起する強烈な電場により実現する電気化学反応と静電的キャリアドーピングを組み合わせることにより、近年トンネル分光や光電子分光法で報告されているセレン化鉄の高温超伝導転移温度の起源を解明することを目的として研究を行なっている。本年度は(1)高品質のセレン化鉄薄膜と、(2)セレン化鉄薄膜をチャネルとした電気二重層トランジスタの作製とその電気特性評価に取り組んだ。(1)についてはパルスレーザー堆積法により、成長条件を最適化することで酸化物基板上に平坦な単結晶薄膜を作製することが出来た。(2)については、(1)で得られた薄膜を罫書法によりチャネルを形成し、DEME-TFSTをイオン液体として搭載した電気二重層トランジスタの作製技術を確立した。また、ゲート電圧と試料温度を精密に制御することで、イオン液体とセレン化鉄薄膜表面の電気化学反応を誘起することに成功し、厚膜の状態から単層まで系統的に膜厚を制御して電気伝導測定をすることができた。その結果、ある臨界膜厚以下において40Kの高温超伝導の観測に成功した。電界効果と組み合わせることにより、セレン化鉄の高温超伝導の発現には電子蓄積やバンド構造の変調が重要であることを明らかにした。当初の計画通りセレン化鉄薄膜の成長や電気二重層トランジスタの作製技術の向上が認められ、さらにイオン液体と薄膜表面の電気化学エッチングを誘起することで系統的かつ精密に膜厚制御する技術を確立した。その結果、セレン化鉄の超伝導特性の膜厚依存性や外部電場依存性を調べることができ、極薄膜状態における高温超伝導の起源を明らかにした。以上により、本研究はおおむね順調に進展している。イオン液体が薄膜表面に誘起する強烈な電場により実現する電気化学反応と静電的キャリアドーピングを組み合わせることにより、近年トンネル分光や光電子分光法で報告されているセレン化鉄の高温超伝導転移温度の起源を解明することを目的として研究を行なった。初年度は高品質のセレン化鉄薄膜の成長と、セレン化鉄薄膜をチャネルとした電気二重層トランジスタの作製とその電気特性評価に取り組んだ。薄膜成長パルスレーザー堆積法により、成長条件を最適化することで酸化物基板上に平坦な単結晶薄膜を作製することが出来た。得られた高品質薄膜をホールバー形状に加工し、DEME-TFSTをイオン液体として搭載した電気二重層トランジスタを作製した。ゲート電圧と試料温度を精密に制御することで、イオン液体とセレン化鉄薄膜表面の電気化学反応を誘起することに成功し、厚膜の状態から単層まで系統的に膜厚を減少させて電気伝導測定をすることができた。その結果、ある臨界膜厚以下において40Kの高温超伝導が発現することが明らかになった。最終年度は前年度確立した電気二重層トランジスタにおけるエッチング技術を用いて、極薄膜高温超伝導における酸化物基板の効果を調べた。各種酸化物基板上にセレン化鉄薄膜を成長し、電気伝導測定の膜厚依存性及びゲート電圧依存性を系統的に調べた。SrTiO3及びKTaO3基板上の極薄膜状態では、ゲート電圧を除去しても高温超伝導状態が保持され、これまで真空一貫の分光測定と同様の振る舞いが見られた。一方、MgO基板上の極薄膜状態では、ゲート電圧印加時のみ高温超伝導状態が実現し、ゲート電圧の除去により絶縁体化した。以上の結果により、セレン化鉄の極薄膜状態における40K級の高温超伝導の起源が基板からの電子移動による薄膜への電荷蓄積にあるということを明らかにした。初年度に確立したセレン化鉄薄膜のエッチングと電気測定技術をさらに発展させる。従来の角度分解光電子分光の実験より、セレン化鉄で発現する高温超伝導は単層化が本質ではなく、フェルミ準位の位置も本質的に効いているのではないかと予想できる。電気二重層トランジスタのエッチング技術と共に、ホール効果測定や外部印加電界を組み合わせることにより、超伝導特性とフェルミ準位の関係を議論する予定である。
多施設ネットワークを活用した職業性感染症の新興課題解決のためのPDCA促進研究

多施設ネットワークを活用した職業性感染症の新興課題解決のためのPDCA促進研究を実施した。エピネット日本版を活用して日本の針刺し切創の発生率、手術室、病室内外等に注目した疫学知見を解析した。針刺し切創評価のためのPDCAに不可欠な針刺しの報告率に関する知見の集約した。エボラ出血熱等の新興感染症の緊急時対応の経験から、職業感染対策およびおいてはPDCAサイクルを基本にして、1可能性のあるリスクや被害を予見すること、2対策志向の予防的リスク管理を重視すること、3職員参加型で多面に多重の対策を行う包括的リスクマネジメントが役立つと確認された。本研究は、医療現場における針刺し切創事例データベースと多施設参加による針刺し切創モニタリングシステムの活用を通じて、労働形態に合わせた血液媒介病原体への曝露リスク低減策の介入研究を行うことにより、医療現場における「計画(Plan)-実施(Do)-評価(Check)-見直し(Act)サイクル(以下PDCAサイクル)」促進のための学術的知見を得るものである。平成25年度はエピネット日本版によるサーベイランス結果から針刺し鋭利器材損傷(Needlestick and sharps injuries: NSIs)の発生頻度を明らかにした。67施設から5,463例のNSIsが報告されたデータを解析し、100稼働病床当たりの1年間に発生したNSIs(NSIs発生率)は6.2で、病床数が増えると増加する傾向を認めた(p-trend<0.01)。受傷者の年齢は、20歳代が2,946例(53.9%)を占めた。40歳未満で病床数による増加傾向を認めた。職種別では、看護師2,838例(51.9%)、医師1,882例(34.4%)であった。原因器材は、使い捨ての注射針1,388例(25.4%)、縫合針910例(16.7%)、翼状針629例(11.5%)、薬剤充填式注射針424例(7.8%)、静脈留置針336例(7.8%)であった。静脈留置針以外では病床数による増加傾向を認めた。わが国におけるNSIs発生率は米国、韓国、台湾と比較して低く、リキャップ時の割合は米国より高かったものの台湾より低く、わが国での1996-1998年の調査報告に比べて約1/8に減少していた。これらの知見から、安全装置付き使い捨ての注射針の導入、若年代への教育、使用後の鋭利器材の廃棄方式の改善等の必要性が示唆された。なお、平成25年から公益財団労働科学研究所にサーベイランス事務局を設置し、ネットワーク構築に活用した。平成26年度は個別優先課題の選定と対策立案に役立つデータ収集と分析を行った。流行具体的には、ネットワーク参加病院において、1)データベース分析結果の提供、2)新興課題ネットワーク別に原因鋭利器材制御に関するプログラム立案(受傷リスクの高い鋭利器材や手技を受傷リスクの低いものに変更)、3)血液媒介病原体(BBPs)曝露防止教育研修と安全器材導入プログラム等を実施した。専門家によるネットワークつくりのワークショップを定期的に開催し、医療機関等における健康障害要因に関する実践的な対策指向モニタリング手法のモデル研究継続した。特に、研究協力者の木戸内らによる保健所を通じた研究から、職業性感染症の新興課題解決のための医療施設における針刺し切創の労災申請率の取り扱いに関する研究、針刺し切創の発生率を推計する研究などを実施した。また、平成26年に西アフリカで流行がみられたエボラウイルス感染症は、わが国においても職業性感染症の新興課題として急遽対策が必要とされたことから、本研究における成果の応用として、エピネット日本版利用サーベイランス病院において血液体液曝露及び針刺し切創対策等についてどのように取り組むべきか、職業感染制御研究会等を通じて作成した職業感染対策に関連した資料を活用し、教育ツール等を作成した。平成26年度に職業感染に関する個別優先課題の選定と対策立案に役立つデータ収集と分析を行った。エピネット日本版ネットワーク参加病院において、1)データベース分析結果の提供、2)新興課題ネットワーク別に原因鋭利器材制御に関する分析結果の提供、3)血液媒介病原体(BBPs)曝露防止教育研修と安全器材導入プログラム等を実施した。また、2014年に西アフリカで流行がみられたエボラウイルス感染症はわが国の医療施設においても職業性感染症としての新興課題として検討が必要と考えされ、感染症危機管理における緊急支援チームの安全衛生対策について検討を行った。平成27年度中に代表研究者が私病で休職したため。専門家によるネットワークつくりのワークショップの開催、および成果物の作成などの研究は次年度に実施するよう研究計画を変更した。代表研究者が平成27年度途中に私病で休職したため、計画を一年延長した。

本研究は医療現場における針刺し切創事例データベースと多施設参加による針刺し切創モニタリングシステムの活用を通じて、労働形態に合わせた血液媒介病原体への曝露リスク低減策の介入研究を行うことにより、医療現場における「計画(Plan)-実施(Do)-評価(Check)-見直し(Act)サイクル(以下PDCAサイクル)」促進のための学術的知見を得ことを目的にした。特に、1)定式の書式(エピネット日本版)を用いたサーベイランスネットワークを活用した疫学研究の知見集約と評価段階での導入・活用手法、2)血液体液曝露に関した新興課題・高受傷リスク職場に対する介入技術や病院規模・職種・業務に特化した評価指標開発の知見を集約し、労働資源や医療資源の変化に呼応して新たな課題(新興課題)が発生しても対応可能な、医療現場で実行性のあるPDCAサイクル定着促進の知見を明らかにした。1)エピネット日本版を用いたサーベイランス結果について、病室内外での発生状況、手術室での発生状況などを学術論文として公表し、各施設における対策効果指標を明らかにした。2)「これでできる参加型職場環境改善」「職業感染症予防のためのハンドブック(ドラフト版)」を作成し、施設内で職業感染対策として実施できる取り組みのPDCA支援ツールを開発した。3)2014年に流行があったエボラ出血熱は振興課題としての医療機関における職業感染対策であったため、代表研究者らの経験をもとに労働衛生の視点からその成果をまとめた。新興課題に対しても日常の感染制御技術の応用と、時間軸に沿った他面の対策が有用であると確認された。多施設ネットワークを活用した職業性感染症の新興課題解決のためのPDCA促進研究を実施した。エピネット日本版を活用して日本の針刺し切創の発生率、手術室、病室内外等に注目した疫学知見を解析した。針刺し切創評価のためのPDCAに不可欠な針刺しの報告率に関する知見の集約した。エボラ出血熱等の新興感染症の緊急時対応の経験から、職業感染対策およびおいてはPDCAサイクルを基本にして、1可能性のあるリスクや被害を予見すること、2対策志向の予防的リスク管理を重視すること、3職員参加型で多面に多重の対策を行う包括的リスクマネジメントが役立つと確認された。平成26年度までの研究は概ね進捗している。しかし、代表研究者の所属機関が変更になったため、本研究の実施体制については、大幅に修正を行う必要がある。具体的には、労働科学研究所の分担研究者については、共同研究について予算が配分される分担研究者ではなく、必要に応じて協力研究協力者として、本研究に参画する方針とする。平成27年度までの成果を元に、今後の継続研究課題を検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。産業安全保健、国際保健代表研究者の所属機関が変更になったため、本研究の推進方策については大幅に修正を行う必要がある。具体的には、労働科学研究所の分担研究者は必要に応じて協力研究協力者として、本研究に参画する体制とする。また、昨年度まで前所属の労働科学研究所においてデータ分析、入力などの補助研究業務を行っていた協力研究者については、代表研究者が所属する研究所で、研究進捗管理等の実務を依頼して進めるようにする。平成27年はデータサーベイランス回収の年度を予定しているが、現時点では実施の可能性について、調整が必要となっており、研究協力者らと共にサーベイランスデータの登録作業方法などについても検討を行う。
千曲川洪水の氾濫調査とそれがもつ遊水効果に関する研究

本研究は、千曲川水系において、過去の洪水の氾濫水量の推定、仮定した一時貯留量が既応の洪水に及ぼす抑制効果、及び氾濫水量がもつ遊水効果について検討したものである。結果を要約すると次のようになる。1.浸水面積を水害統計(建設省河川局)から、小市、杭瀬下、立ヶ花流域ごとに集計し、これに平均水深35cmをかけて、過去の代表的な洪水の氾濫水量を推定し、浸水面積の情報を氾濫水量として定量化することができた。2.昭和59年現在の土地利用形態を基本として、水田全体と宅地の10%に水深10cmと20cmの一時貯留を提案した。その結果20cmの場合の貯留量は、小市流域:4.26×【10^7】【m^3】、杭瀬下流域:3.61×【10^7】【m^3】、立ヶ花流域:9.79×【10^7】【m^3】となった。3.立ヶ花地点最大流量約2,500【m^3】/sの洪水に対して、2.で計算した一時貯留がハイドログラフに及ぼす影響を、一定量貯留、一定率貯留、直接流出量貯留の3手法で検討した。その結果、この一時貯留は前述の洪水に対して有効に作用することがわかり、立ヶ花地点最大流量4,000【m^3】/s以上の洪水に対しては、直接流出量の15%前後のカット率を示した。4.過去の洪水時の氾濫水を流出計算に組み込み、計算値と実測値のピーク値を合わせるように一次流出率を計算した。また、氾濫水をダム貯留に置き換えて新たな遊水を考えた。その結果、千曲川水系の一次流出率は増加しているが、氾濫水量を考えると、その増加傾向は緩やかになり、氾濫水がかなりの遊水効果をもっていたことがわかった。また、ダム貯留の場合は、仮定した貯留量が大きかったため、ハイドログラフを大きく低下させた。以上より、流域の貯留施設の必要性が認識された。
電流域を絞り込む電極を実装した電解液吸引工具による難加工材の走査電解加工の実現

電気化学の原理を利用した電解加工は、電気化学反応により加工表面に不働態被膜(耐食性を持つ薄膜)が生じやすいチタン合金やSiCのような難加工材の走査加工を行うと、加工面が部分的に加工されたりされなかったりする不安定な加工現象が生じることが明らかになった。そこで、本研究では、従来の吸引工具に補助陽極を実装することにより、電流域を絞り込み、低電流密度域に触れる時間を短くし、材料の溶出を妨げるほどの不働態被膜が生じず難加工材の走査電解加工が実現できることを目的としている。今年度は、補助陽極を有する電解液吸引工具を設計・製作し、加工実験により、補助陽極の有効性を確認した。また、有限要素法を用いて2次元軸対称モデルを構築し、極間における電位分布、電流密度分布の数値解析を行い、低電流密度領域の制限効果を検証した。なお、電解液の存在領域が異なる電解液吸引工具を作成し、加工実験によって得られた加工面の元素マッピングを行うことにより、不働態被膜の発生状況と電流密度の関係を調査した。その結果、1加工実験により、補助陽極を有する吸引工具を用いた加工穴の直径が従来の吸引工具より小さくなったことと、数値解析により、補助陽極を有する吸引工具の低電流密度領域が小さくなったことから、補助陽極の有効性が確認された。2加工実験により、極間距離の10 μm程度の設定誤差は、加工深さに影響を与えるが、加工穴直径には影響を与えないことや、補助陽極の厚さは加工穴直径に影響を与えないが、補助陽極厚さを厚くすると、補助陽極に流れる電流と気泡発生量が増加し、加工効率が悪くなることが明らかとなった。3チタン合金の電解加工において、電解液が介在することによって酸化被膜が生成されることや、被膜の生成は電解液流れに影響されることが確認された。基礎実験の結果と考察により、加工効率向上のため、工具と補助電極の間に流れる電流を小さくするため補助電極の厚さを1mmと薄くし、また補助電極の消耗を防ぐため、グラファイトを利用して、補助陽極を有する電解液吸引工具を新たに設計・製作した。また、加工実験を行い、加工特性および補助電極の消耗状況を調べた。また、数値解析により、極間の電位分布、電流密度分布を調べ、加工結果との比較により、提案工具の有効性を確認した。なお、電解液吸引工具によるチタン合金の電解加工を行い、加工表面の元素分析を行った。さらに、電解液を内筒から吸引する場合と外筒から吸引する場合の加工痕および極間における気泡の挙動を観察し、電解液流れ方向の影響を明らかにした。上記により、ほぼ計画通りに研究を進めている。補助陽極を有する電解液吸引工具が静止している状態において、低電流密度領域の絞り込み効果が確認され、電解液存在領域が加工表面の酸素発生範囲に及ぼす影響が明らかとなったが、提案電極を走査した場合の加工特性や、補助陽極の消耗対策、不働態被膜発生の定量分析、工具の走査による加工面の不動態被膜の発生と崩壊の主な影響因子の解明はまだ不十分である。また、解析結果において電流密度分布がほぼ等しい部分でも、マッピング結果では被膜の生成に違いが生じていることから、電流密度の大きさのみが被膜の生成に影響するのではなく、電解液流れや酸素の発生等が大きく影響を与えていると考えられ、被膜生成には更なる調査が必要である。そこで、今後は、1走査電解加工の特性調査、2補助陽極の消耗対策、3不働態被膜発生の定量分析、4不働態被膜生成と破壊の主な因子の特定を行う予定である。具体的に、1ステンレスやインコネルのような不働態被膜の発生が少ない材料と、チタン合金やSiCのような不働態被膜の発生が多い材料に対し、走査加工を行い、加工痕形状の違いにより、走査電解加工の特性を調べる。2絞込工具は絞込電極が工作物と同様に陽極側に接続するため、材料溶出を防ぐために水素ガスの発生が支配的な標準電極電位の高い材料を用いて、消耗対策を取り、その効果を検証する。3不働態被膜の生成と破壊は、印加電圧、走査速度、材料などの複数因子の影響を受けるため、各条件を変えて加工現象の観察と加工量データの収集を行い、X線光分子分光分析装置(XPS)により表面分析を行い、不動態被膜の発生を定量的に分析する。4上記の実験データより、不動態被膜生成と破壊の主な因子を特定する。また、これらの結果を電流密度解析結果や走査速度と照合し、不働態被膜の生成から破壊までの過程を解明する。

なお、電解液の存在領域が異なる電解液吸引工具を作成し、加工実験によって得られた加工面の元素マッピングを行うことにより、不働態被膜の発生状況と電流密度の関係を調査した。その結果、1加工実験により、補助陽極を有する吸引工具を用いた加工穴の直径が従来の吸引工具より小さくなったことと、数値解析により、補助陽極を有する吸引工具の低電流密度領域が小さくなったことから、補助陽極の有効性が確認された。2加工実験により、極間距離の10 μm程度の設定誤差は、加工深さに影響を与えるが、加工穴直径には影響を与えないことや、補助陽極の厚さは加工穴直径に影響を与えないが、補助陽極厚さを厚くすると、補助陽極に流れる電流と気泡発生量が増加し、加工効率が悪くなることが明らかとなった。3チタン合金の電解加工において、電解液が介在することによって酸化被膜が生成されることや、被膜の生成は電解液流れに影響されることが確認された。基礎実験の結果と考察により、加工効率向上のため、工具と補助電極の間に流れる電流を小さくするため補助電極の厚さを1mmと薄くし、また補助電極の消耗を防ぐため、グラファイトを利用して、補助陽極を有する電解液吸引工具を新たに設計・製作した。また、加工実験を行い、加工特性および補助電極の消耗状況を調べた。また、数値解析により、極間の電位分布、電流密度分布を調べ、加工結果との比較により、提案工具の有効性を確認した。なお、電解液吸引工具によるチタン合金の電解加工を行い、加工表面の元素分析を行った。さらに、電解液を内筒から吸引する場合と外筒から吸引する場合の加工痕および極間における気泡の挙動を観察し、電解液流れ方向の影響を明らかにした。上記により、ほぼ計画通りに研究を進めている。補助陽極を有する電解液吸引工具が静止している状態において、低電流密度領域の絞り込み効果が確認され、電解液存在領域が加工表面の酸素発生範囲に及ぼす影響が明らかとなったが、提案電極を走査した場合の加工特性や、補助陽極の消耗対策、不働態被膜発生の定量分析、工具の走査による加工面の不動態被膜の発生と崩壊の主な影響因子の解明はまだ不十分である。また、解析結果において電流密度分布がほぼ等しい部分でも、マッピング結果では被膜の生成に違いが生じていることから、電流密度の大きさのみが被膜の生成に影響するのではなく、電解液流れや酸素の発生等が大きく影響を与えていると考えられ、被膜生成には更なる調査が必要である。そこで、今後は、1走査電解加工の特性調査、2補助陽極の消耗対策、3不働態被膜発生の定量分析、4不働態被膜生成と破壊の主な因子の特定を行う予定である。具体的に、1ステンレスやインコネルのような不働態被膜の発生が少ない材料と、チタン合金やSiCのような不働態被膜の発生が多い材料に対し、走査加工を行い、加工痕形状の違いにより、走査電解加工の特性を調べる。2絞込工具は絞込電極が工作物と同様に陽極側に接続するため、材料溶出を防ぐために水素ガスの発生が支配的な標準電極電位の高い材料を用いて、消耗対策を取り、その効果を検証する。3不働態被膜の生成と破壊は、印加電圧、走査速度、材料などの複数因子の影響を受けるため、各条件を変えて加工現象の観察と加工量データの収集を行い、X線光分子分光分析装置(XPS)により表面分析を行い、不動態被膜の発生を定量的に分析する。4上記の実験データより、不動態被膜生成と破壊の主な因子を特定する。また、これらの結果を電流密度解析結果や走査速度と照合し、不働態被膜の生成から破壊までの過程を解明する。
自己修復型ホウ酸系潤滑皮膜の開発

窒素ガス中でホウ素の高周波励起イオンプレーティングの際に電子ビーム蒸発源の周りに設置したSUS304基板中にB-N化合物が浸透し、浸透した基板を大気放置すると、B-N化合物が大気中の水分と反応しホウ酸アンモニウムが形成し、それが潤滑作用を示す。表面に形成した生成物を除去しても、繰り返し生成して来るので、自己修復型潤滑皮膜といえる。本年度は、基板表面のB-N堆積物を研磨除去した後、卓上型プローブ顕微鏡(原子間力顕微鏡)を用いてホウ酸アンモニウムが成長してくる様子を観察し、B-N化合物の浸透機構の推定を行った。その結果を以下に示す。1.基板表面に形成したB-N皮膜からのホウ酸アンモニウムの成長と形成皮膜を除去した場所からの成長の様子は違うことが分かった。2.B-N精製皮膜を除去した場所からのホウ酸アンモニウムの形成は、一般的には、皮膜除去直後からであるが、タイムラグを伴うこともあった。3.ホウ酸アンモニウムの成長形態は火山地帯で地面が隆起し、新山が形成される過程とよく似ていた。4.ホウ酸アンモニウムの山の成長は7001440minの間で完了、その到達高さは300700nmであった。その後は「生成物の昇華と再成長」を繰り返した。5.表面からより深く削られた場所からの成長は浅い場所からのものに比べて到達高さは低くなる傾向にあったが、例外もあった。6.B-N化合物の浸透機構は、蒸発源から窒素プラズマ中を飛び跳ねたホウ素の衝撃でB-N化合物が埋め込まれると同時に穴になり、その穴を後から堆積したB-N被膜が埋めるものと推定された。1.SUS304鋼へのホウ素の浸透とホウ酸形成現象の定量的把握(1)「ホウ素が効果的に試料に浸透する条件」a)試料基板の設置位置は高周波励起イオンプレーティング装置のホウ素蒸発源を基準として整理できることがわかった。槽内雰囲気はN_2分圧が高いほど効果的であるが電子ビーム銃の使用可能上限圧力に制限された。b)最適なホウ素の蒸発速度があること。c)高周波投入電力は大きいほど効果的であるが、高周波コイルと電子ビーム蒸発源との間で放電が始まる電力値が上限となった。d)処理時間は連続して長時間行うほど浸透量は増加するものと推定されたが、坩の容量で制限された。(2)「ホウ酸の形成」は"本研究経費で購入した温湿度試験器"を用いて(1)で作成した試料の質量と膜厚の経時変化(必要に応じて表面形成膜を繰り返し除去しながら)を測定した結果、「湿度+温度」はホウ酸系被膜の形成速度に大きく寄与するが、乾燥空気雰囲気ではその速度はきわめて遅いと判断した。(3)「ホウ素浸透深さ」は(1)(2)の過程において試料を適宜選択し、表面研磨紙を用いた直接研削とEPMA分析による深さ方向の元素分布測定等から浸透深さと浸透量を推定した。(4)(1)(3)を統括してSUS304鋼中におけるホウ素の最大含有量と表面で生成可能なホウ酸の最大膜厚を推定した。2.他の金属種基板においてもホウ素の浸透とホウ酸形成現象の発現の検討鉄、クロム、ニッケル、銅、アルミニウムについてはSUS304鋼と同様にホウ素の浸透が確認されたが、シリコン、チタンの場合には確認されなかった。1.SUS304鋼へのホウ素窒化物の浸透機構の解明(1)「高周波プラズマ中における金属ホウ素の電子ビーム加熱蒸発時間とホウ素および窒素の浸透深さと分布」は加熱蒸発時間3時間で、0.4μm以上の深さまで浸透することが明らかとなった。分布のむらは存在した。(2)「ホウ素および窒素が浸透する特別な経路が存在するか、あるいは窒化物が形成する特別な場所が存在するか」については、通常考えられる表面からの拡散による浸透の他に別の浸透過程の存在が観察された。すなわち、何らかの理由で蒸発作業中にSUS基板に最大直径10μm程度の穴が形成され、そこに窒化ホウ素が蒸着してきて穴を埋めたので、結果として基板中に窒化ホウ素が埋め込まれた形になっていると考察されたが、精査が必要である。2.形成したホウ酸系皮膜の潤滑剤としての性能評価(1)「スラストカラー型摩擦摩耗試験機を用い、相手軸はS45C材という条件で摩擦係数の測定」を行った結果、SUS304鋼上に大気中で形成したホウ酸が存在している状態での摩擦係数は0.5前後の値であった。ある時間経過後、摩擦係数が突然上昇したところで、一旦、摩擦試験を中止し、10数時間大気放置後、試験を再開すると摩擦係数は再び0.5前後の値を示し、ある時間経過後再び摩擦係数は上昇した。この現象は繰り返し起こるので、この潤滑皮膜は自己修復能力を有すると考えられた。

本年度は、基板表面のB-N堆積物を研磨除去した後、卓上型プローブ顕微鏡(原子間力顕微鏡)を用いてホウ酸アンモニウムが成長してくる様子を観察し、B-N化合物の浸透機構の推定を行った。その結果を以下に示す。1.基板表面に形成したB-N皮膜からのホウ酸アンモニウムの成長と形成皮膜を除去した場所からの成長の様子は違うことが分かった。2.B-N精製皮膜を除去した場所からのホウ酸アンモニウムの形成は、一般的には、皮膜除去直後からであるが、タイムラグを伴うこともあった。3.ホウ酸アンモニウムの成長形態は火山地帯で地面が隆起し、新山が形成される過程とよく似ていた。4.ホウ酸アンモニウムの山の成長は7001440minの間で完了、その到達高さは300700nmであった。その後は「生成物の昇華と再成長」を繰り返した。5.表面からより深く削られた場所からの成長は浅い場所からのものに比べて到達高さは低くなる傾向にあったが、例外もあった。6.B-N化合物の浸透機構は、蒸発源から窒素プラズマ中を飛び跳ねたホウ素の衝撃でB-N化合物が埋め込まれると同時に穴になり、その穴を後から堆積したB-N被膜が埋めるものと推定された。
methylation statusに着目したインスリン産生細胞分化度解明の研究

応募者らが臨床応用を目指し研究を進めている脂肪由来幹細胞からの2-step3次元培養によるinsulin-producingcell(IPC)創出に関して、実臨床応用に際し、1.造腫瘍性の否定、2.患者体内に移植する際の未分化なIPCの排除、3.IPC lot間に機能的差異があることといった問題点を解決する必要があるが、これらに回答するために、これまで応募者らが研究を行って来たmethylation statusに着目し、IPCの分化誘導過程に伴う変動を検討しgenetic profileおよび他の成熟度指標と比較検討することで、これまで明らかでなかったIPCの発生系譜を詳細に解明するとともに、成熟度の適切な評価および将来的なshipping criteriaとしての指標の確立を目指す。
血管異常収縮を引き起こす細胞内情報伝達機構に関する分子細胞生理学的研究:血管病の病態解明と治療方開発への新しいアプローチ

合計すると我が国死因の第1位となる血管病(心筋梗塞や脳卒中など)の原因として、血管平滑筋のCa^<2+>非依存性収縮(すなわち、[Ca^<2+>]i増加の程度だけでは説明できない異常に大きな収縮)による血管の緊張異常が注目されている。このCa^<2+>非依存性収縮を引き起こすメカニズムを解明し、また、その機能分子を同定することによって、死因第1位である血管病の予防法や治療法を早急に開発することが、国民衛生上の最重要課題である。したがって、本研究の目的は、申請者らが独自に開発した分子細胞生理学的手法を駆使して、1)血管平滑筋のCa^<2+>非依存性収縮を引き起こす情報伝達因子の相互関係、およびそれらの上流・下流の情報伝達機構(因子)を明らかにすること、2)血管平滑筋のCa^<2+>非依存性収縮を特異的に抑制する新規の細胞内情報伝達因子の同定・クローニングを行い、3)これらの情報伝達系のヒトにおける生理的・病態的役割について明らかにすること、その細胞内情報伝達機構を明らかにすること、にある。初年度は、Rhoキナーゼの上流の情報伝達因子のスクリーニングにより、スフィンゴ脂質の1つであるsphingosylphos phorylcholine(SPC)を同定した。SPCとRhoキナーゼの相互関係について、阻害薬を用いて検討した。次年度は、これらの相互作用をより直接的に証明するために、リコンビナント蛋白、分子内阻害ペプチドを用いて、さらに詳細に検討し、SPCは、Rhoキナーゼの活性化を介してCa^<2+>非依存性収縮を引き起こす細胞内シグナル分子であることを見出した。また、このスフィンゴ脂質/Rh6キナーゼ情報伝達系は、G蛋白やCキナーゼ系とは異なる経路である事も示された。最終年度は、ヒトや高脂血症動物モデルの検討を行い、SPCによる血管収縮は、血清コレステロール値および血管平滑筋細胞膜中のコレステロール含有量に依存している事が判明した。初年度は、Rhoキナーゼとスフィンゴ脂質の相互関係について、以下のような結果を得た。スフィンゴ脂質は、1)インタクト血管平滑筋において、[Ca^<2+>]i増加の程度以上の大きな収縮を引き起こし、2)スキンド(細胞膜に穴を開けた)血管平滑筋において、GTPが無い状態でもCa^<2+>非依存性収縮を引き起こした。

これらのスフィンゴ脂質によるG蛋白非依存症・Ca^<2+>非依存症収縮は、Rhoキナーゼ阻害薬によって、抑制されたが、Cキナーゼ阻害薬では抑制されなかった。以上の結果より、スフィンゴ脂質は、Rhoキナーゼの活性化を介してCa^<2+>非依存性収縮を引き起こす細胞内情報伝達因子であることが示唆された。また、このスフィンゴ脂質/Rhoキナーゼ情報伝達系は、Cキナーゼ系とは異なる経路であると考えられた。さらに、スフィンゴ脂質は、内皮細胞においては、[Ca^<2+>]i増加とNO産生を引き起こし、内皮依存性に血管を弛緩させることも解った。合計すると我が国死因の第1位となる血管病(心筋梗塞や脳卒中など)の原因として、血管平滑筋のCa^<2+>非依存性収縮(すなわち、[Ca^<2+>]i増加の程度だけでは説明できない異常に大きな収縮)による血管の緊張異常が注目されている。このCa^<2+>非依存性収縮を引き起こすメカニズムを解明し、また、その機能分子を同定することによって、死因第1位である血管病の予防法や治療法を早急に開発することが、国民衛生上の最重要課題である。したがって、本研究の目的は、申請者らが独自に開発した分子細胞生理学的手法を駆使して、1)血管平滑筋のCa^<2+>非依存性収縮を引き起こす情報伝達因子の相互関係、およびそれらの上流・下流の情報伝達機構(因子)を明らかにすること、2)血管平滑筋のCa^<2+>非依存性収縮を特異的に抑制する新規の細胞内情報伝達因子の同定・クローニングを行い、3)これらの情報伝達系のヒトにおける生理的・病態的役割について明らかにすること、その細胞内情報伝達機構を明らかにすること、にある。初年度は、Rhoキナーゼとスフィンゴ脂質の相互関係について、阻害薬を用いて検討したが、本年度は、より直接的に証明するために、リコンビナント蛋白、分子内阻害ペプチドを用いて、さらに詳細に検討した。以下のような結果を得た。1)スフィンゴ脂質は、Ca^<2+>非依存性収縮を引き起こす細胞内シグナル分子である。2)Rhoキナーゼのドミナント・ネガティブ体をスキンド血管に投与すると、スフィンゴ脂質によるCa^<2+>非依存性収縮は完全に抑制された。3)Cキナーゼの分子中にあるPseudosubstrate部分のペプチドをスキンド血管に投与すると、スフィンゴ脂質によるCa^<2+>非依存性収縮は抑制されなかった。以上の結果より、スフィンゴ脂質は、Rhoキナーゼの活性化を介してCa^<2+>非依存性収縮を引き起こす細胞内情報伝達因子であることが証明された。また、このスフィンゴ脂質/Rhoキナーゼ情報伝達系は、Cキナーゼ系とは異なる経路である事も示された。