hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心肺同時移植に関する基礎的研究1

第14病日以後は移植肺は壊死に陥り、拒絶が完成したと判断した。一方A群では肉眼上移植肺表面は桃色で含気は十分であり、ヘマトキシリンーエオジン染色組織所見では、術後7病日以後も肺血管周囲円形細胞浸潤は殆ど認められず、また肺胞壁の細胞浸潤・肥厚も認めらず、肺胞構造が保たれていた。[<結論>___ー]日本猿の左肺移植実験においてFKー506の十分な免疫抑制効果を認めるとともに、心肺移植における肺組織拒絶の分析のための、肺単独移植の拒絶像という比較対照デ-タを得ることができた。肺移植後の胸腔内洗浄液による拒絶モニタリングについて検討した。目的:肺移植後拒絶反応診断法としての胸腔内洗浄液(Pleural lavage fluid,以下PLF)中リンパ球表面抗原解析の有用性の検討を行った。対象と方法:日本猿をレシピエントとして片肺同所性移植を施行した。<Allo>___<N=7>群および<Xeno>___<N=5>群(ドナ-はアヌビスヒヒ)の2群を作成し、両群とも免疫抑制FK506を毎日0.5mg/kg(0ー6POD)、0.15mg/kg(7POD以後)筋肉内投与した。術後肺生検の直前に手術側のPLFを経胸壁的に採取し、PLFと末梢血(PBL)中リンパ球のsubset解析をフロ-サイトメトリ-(FCM)にて行った。抗リンパ球,monoclonal抗体には日本猿に交差反応性を有する抗ヒトmonoclonal抗体CD2,CD4,CD8,CD20を使用した。結果:Allo群で5ー182日、Xeno群で7ー14日の生存を得た。PL採取による大きな合併症は無かった。各測定におけるCD8陽性率はPLF40.6%,PBL42.6%,PLFとPBL値の相関係数は0.642,CD4陽性率はPLF38.7%,PBL40.8%,PLFとPBL値の相関係数は0.292と、平均値ではPLFとPBL間に有意差はないが、相関係数は低く、両者は独立した指標であることが示唆された。術後のPLF中CD4陽性率は次第に低下する傾向にあり、特にXeno群で顕著であった。CD8陽性率は、逆にいずれの群でも漸増する傾向にあった。CD2,CD20陽性率については経過中大きな変動を認めなかった。Xeno群では病理所見上中高度血管周囲単核球浸潤・肺胞壁浸潤・DIC様肺胞内の出血等急性拒絶反応にともなう多彩な変化を認め、反応が高度なものほどPLI中のCD4の減少が顕著である傾向にあった。結語:日本猿による同種および異種肺移植において、移植側PLF中リンパ球のFCM解析を施行した。PLFは末梢血とは独立した指標であり、また移植経過につれて、CD4減少およびCD8増加を認めた。この傾向は特に異種移植について顕著に認められた。一側同種片肺移植の日本猿の脾臓ならびに移植肺の免疫組織染色を行い、同種肺移植における変化を検討した。免疫抑製剤としてはFK506を使用し、モノクローナル抗体としては、CD4、CD8、L26、HLA-ABC、HLA-DR、DP、DQを用いた。〔結果〕免疫抑製剤投与群では第3病日に、肺血管周囲にリンパ球浸潤を著明に認め、第5-6病日には肺胞壁への浸潤及び壁肥厚を、第7病日以降には肺組織の壊死を認めた。移植肺の肺血管周囲及び肺胞壁単核球浸潤細胞数はFK506投与群で有意に少なかった。免疫組織染色では、非投与群においてCD8、CD4陽性細胞を肺血管周囲に認め、経過中次第にその数は増加した。これに対して、FK506投与群では有意に陽性細胞が少なく、また経過中増加傾向を認めなかった。
マイクロマシンによる、歪、フォノンを介した量子ドット制御の研究

半導体量子ドットは究極の零次元構造であり、離散的電子準位をもつ。このため、連続的電子状態をもつバルク状態とは異なる魅力的な特性をもち、レーザーなど多方面への応用が期待されている。とくに、近年、量子計算へ向けた試みは、実現された時の産業界へのインパクトも大きく、注目を集めている。量子演算の条件としては、演算過程でのコヒーレンス性の維持が重要であり、固体素子としてはきわめて長いデコヒーレンス時間をもつ量子ドットが有望視されている。このような量子ドットの新たな制御手法を提案、実証した。本研究では、マイクロマシン構造による量子ドットの歪制御を研究し、量子ドットに意図的に歪を印加し、偏光、発光エネルギーを変化させることに成功した。マイクロマシンを用いた量子ドット量子準位制御の初めての報告である。まず、有限要素法を用いた数値計算により、この素子に誘起される歪量、量子ドットの電子準位の変化を計算し、最適な構造を設計する手法を確立した。つぎに、MOCVD法により、サンプルを作製した。GaAs層の上部に、犠牲層、歪層、ドット層と成長する。犠牲層を選択エッチングにより、除去すると、歪層の緩和により、たわんだ構造が得られる。この構造の上部、下部のGaAs層にはそれぞれ、p、nにドープしてあり、このp+,n+-GaAs間に逆バイアスをかけることで、コンデンサーとして駆動する。このような素子における印加電圧と歪量、電子準位の変化量との対応を単一ドット分光により測定し、計算結果と比較し、このようなマイクロマシンエアブリッジ構造の作製、評価手法を確立した。本研究で、提案、実証した量子ドットの準位制御法は、今後様々な応用、展開が期待される。例えば、この量子ドットを有するエアブリッジ素子によるナノメカニカル共振モードのレーザー冷却がアメリカ、スイス、オーストリアのグループにより、理論的に提案されている(I.Wilson-Rae, P.Zoller, and A.Imamoglu, Phys.Rev.Lett.92,075507(2004))。他に、申請者もスピンを用いた章子デバイスの指標となるg因子の歪印加による変化を理論的、実験的に示している。このように、本研究により得られた素子は量子状態制御を実現する素子として今後さまざまな応用が期待されている。とくに、近年、量子ドットは固体素子としてはきわめて長いデコヒーレンス時間をもつため、量子情報処理の基本素子としても注目を集めている。本研究では、この量子,ドットの新たな制御手法としてマイクロマシンを用いて歪を介した制御手法を提案し、実際に素子を作製、電子状態制御可能であることを実証した。本年度、まず、量子ドットを埋め込んだマイクロマシン歪制御素子を設計した。歪印加部における駆動量と歪量との対応を有限要素法により求め、最適な素子を、設計、試作した。実際に試作したマイクロマシン構造において理論と計算の良い一致を得、歪による量子ドット電子状態制御のメカニズムを明らかにした。この結果は主にJournal of Applied Physics誌に掲載され、また米国物理学協会、物理学会が各種物理学雑誌から論文を選択してwebに整理するVirtual Journal of Nanoscale Science誌にも採択された。次に、上記設計にもとづき、量子ドットを埋め込んだマイクロマシンを製作した。バイアス電圧印加により、マイクロマシン部が駆動し、量子ドットの電子準位がそれにより制御できることを実証した。また、この歪を介した制御手法は電子準位のエネルギーのみならず、そのデコヒーレンスにも影響を与えていることがわかった。この結果は主にApplied Physics Letters誌に掲載され、Virtual Journal of Nanoscale Science誌にも採択された。また、上記研究成果は国際会議「2003 International Conference on Solid State Devices and Materials」においても発表している。

本研究で、提案、実証した量子ドットの準位制御法は、今後様々な応用、展開が期待される。例えば、この量子ドットを有するエアブリッジ素子によるナノメカニカル共振モードのレーザー冷却がアメリカ、スイス、オーストリアのグループにより、理論的に提案されている(I.Wilson-Rae, P.Zoller, and A.Imamoglu, Phys.Rev.Lett.92,075507(2004))。他に、申請者もスピンを用いた章子デバイスの指標となるg因子の歪印加による変化を理論的、実験的に示している。このように、本研究により得られた素子は量子状態制御を実現する素子として今後さまざまな応用が期待されている。
ヒューマノイドロボット用の柔軟性・粘弾性を持つアクチュエータの開発と制御

医者や理学療法士および工学者の中で、生体の持つ筋肉と関節構造に着目した四肢の運動の解明が進められている。生体が持つ二関節筋は、隣り合う二つの筋肉にまたがり両関節を同時に駆動するものであり、生体は一つの関節を駆動する一関節筋と二関節筋を備えている。一方で、従来のロボットは各関節を独立に制御するため、常に関節角度情報を用いた複雑な計算で運動制御が行われている。本研究は、この二関節筋の特徴を工学的に明らかにし、それを活かしたロボットの柔軟な運動制御の実現を目的としている。はじめに、ヒトの身体的特徴と頻繁に行う運動に着目した理論解析を行うことで、一関節筋と二関節筋の協調的同時駆動が支点と先端を結ぶ方向に簡単かつ安定して力の発生に役立っていることを数学的に導いた。各筋肉の出力が関節を回転させるためのトルクの関係と、多用する支点と先端を結ぶ方向の力は、先行研究で測定された筋電位とヒトの先端出力の結果と一致した。先行研究などで重要と述べられてきた二関節筋は、ヒトの持つリンク長や関節半径が等しい身体的特徴と合わせて考慮することで多用する方向の力を非常に簡単に制御可能なことを理論的に明確化した。また、先端が支点から真っ直ぐに伸縮運動をするときの運動特性を理論計算した。2リンクアームモデルを用いた計算により、肩関節の回転トルクは関節角度の高々二次関数で構成されるため、その非線形性が簡単であることを導いた。そして、支点と先端を結ぶ方向の力を簡単に補償する伸縮運動制御システムを提案した。一関節・二関節の協調的同時駆動の概念により、ロボットの支点と先端を結ぶ軸に仮想的なバネとダンパを考慮し、パラメータを調整することで粘弾性を自在に設定できる。提案手法を製作した試験機に実装し、その有効性を確かめた。これにより、ヒトの身体的特徴と一関節・二関節の協調的同時駆動を考慮することで、多用する支点と先端を結ぶ方向への運動制御を簡単に実現できることを工学的に明らかにした。本研究は、医者や理学療法士が研究してきた生体の特性を取り入れることで、ヒューマノイドロボットの四肢の運動制御を簡単化することを目指している。生体の持つ筋肉と関節構造の特徴を生かした協調制御が重要であり、二関節筋と呼ばれる筋肉とそれを用いた四肢の二関節同時駆動機構に着目している。この二関節筋は、隣り合う二つの筋肉にまたがり両関節を同時に駆動するものであり、生体は一つの関節を駆動する一関節筋と協調して関節を駆動する。本研究は、二関節同時駆動機構を想定し、筋電図結果を基にしたアクチュエータの駆動制御からロボットの柔軟な運動制御の実現を目的としている。柔軟性と粘弾性を持つロボットの実現のために、先端の力特性が各筋肉の出力調整により行われている筋電図測定結果を理論的に証明し、二関節を同時に駆動するトルクを考慮することで先端力の大きさと方向の微調整を容易に制御出来ることが分かった。そのためにリンク長や関節半径を等しくすることが重要であると言う知見を得た。また、日常よく行われる歩行や物の持ち上げなどで行っている先端の曲げ伸ばし運動に着目し、先端の位置・速度特性に応じた各関節の回転トルクを理論計算した。2リンクアームモデルを用いた計算により、肩関節の回転トルクは定数項と肘関節角加速度および重力項だけで構成されるために制御が比較的簡単であることが分かった。また、肘関節の回転トルクはリンク自身の回転なトルクと先端の軽負荷の運動に必要なトルクがほぼ同じ特性になる条件(先端速度など)が存在することを導いた。これより、歩行などの比較的遅い場合の先端の曲げ伸ばしに必要な関節トルクが、筋電図結果を基にした先端力の方向制御と運動計画からの微調整により柔軟性を持った関節トルク制御の実現を検討した。

一関節・二関節の協調的同時駆動の概念により、ロボットの支点と先端を結ぶ軸に仮想的なバネとダンパを考慮し、パラメータを調整することで粘弾性を自在に設定できる。提案手法を製作した試験機に実装し、その有効性を確かめた。これにより、ヒトの身体的特徴と一関節・二関節の協調的同時駆動を考慮することで、多用する支点と先端を結ぶ方向への運動制御を簡単に実現できることを工学的に明らかにした。
伸縮性フィルム一体型MEMS静電駆動によるプラズモニック可変カラーシート

本研究では透明かつ伸縮性の薄膜上へアルミのサブ波長周期構造を形成し、表面プラズモン共鳴を利用した光の異常透過を利用することにより、高い透過率を持つ可変カラーフィルタを作製した。電圧印加により透過波長を制御することに成功し、さらに金属ー誘電体ー金属の積層構造を利用して、半値幅100 nm程度の波長選択性をもつカラーフィルタの作製に成功した。本研究では、フレキシブル薄膜上にアルミサブ波長格子を形成し、表面プラズモンによる光の異常透過を利用したカラーフィルタの製作を行った。フレキシブルシートとして、膜厚800nmのポリパラキシリレン(パリレンN)を用いて、EB直接描画法とリフトオフ技術によりアルミサブ波長格子を形成した。その結果、格子周期に依存した透過色の観測に成功した。また、残留応力の無視できるパリレンNを用いたことにより、100ミクロン角のエリア内で自立シートに反りのない均一な透過特性を得ることができた。さらに、サブ波長格子周期と透過波長ピークの関係は、格子間の空気・パリレンモデルでフィッティングすることによりFDTDを用いた光学解析の結果とよい一致が示された。次に、アルミサブ波長格子の周期を拡張し、透過特性に変化を与えることを目的に、静電櫛歯アクチュエータを一体化したデバイスの製作を行った。製作した可変フィルタに駆動電圧60 Vを印加することで710 nmの可動電極の横変位を観測した。これはアルミサブ波長格子の周期を500 nmから640 nmまで拡張したことになる。また、励起波長は542 nmから668 nmまで連続的にシフトした。これらの値は理論値と一致しており、MEMSアクチュエータにより表面プラズモン励起波長の連続可変制御技術を確立することに成功した。さらに透過光の波長選択性を向上するため、表面プラズモンの電場増強効果が可能な金属ー誘電体ー金属(MIM)積層構造によるサブ波長格子の作製を行った。EB蒸着によりAl(50 nm)-SiO2(150 nm)-Al(50 nm)を順に成膜し、ナノインプリントによるリフトオフによって、最少500 nmの周期を持つ自立構造の形成に成功した。このMIMカラーフィルタは透過ピークの透過率が80%以上を示し、輝度の向上を示唆する結果が得られた。初年度に計画していたフレキシブル薄膜上へのサブ波長金属構造形成とプラズモン励起によるカラー表示の実現に成功し、さらに機械的ひずみの印可による励起波長の変調動作、すなわち透過ピーク波長シフトに成功した。この結果はそれぞれ学術論文に採択されている。また、2年目の研究課題としていたMIM構造による波長選択制性向上に向けた検討としてナノインプリントによって構造の形成まで成功している。目標の数値達成のためには、構造の垂直性の改善が必要と考えられるが、ハイアスペクト比のMIMサブ波長格子を実現したプロセス技術を論文としてまとめ、計3編の論文を採択された。以上より、おおむね順調に進展していると判断される。高分子薄膜の伸縮を利用した可変カラーフィルタを製作するため、ゴム弾性を有するナノ薄膜としてポリスチレン-ポリブタジエン-ポリスチレン(SBS)ナノシートを検討した。ナノシートは基板貫通孔を設けたポリジメチルシロキサン(PDMS)基板に転写し、一軸自動ステージでPDMSごと伸縮させ、薄膜干渉スペクトルを測定した。測定結果より算出したポアソン比は、理想ゴムに相当する0.5であることからゴム弾性特性が実証された。また、弾性ひずみは40%以上が得られ、表面プラズモンの励起波長変調に十分なひずみ領域を持つことを示した。さらに、エラストマーナノシート上へ最小線幅250 nm、周期350 nmのAlサブ波長格子形成に成功した。以上より、高分子ナノ薄膜を用いたプラズモニックカラーシートの製作に成功し、貼り付け型表示素子の実現可能性を示した。次にプラズモニック構造の周期を拡張するMEMSアクチュエータの駆動特性評価のため、走査型電子顕微鏡中で電圧印加時のアルミサブ波長格子の周期拡張変化を観察した。直流バイアス0 V時の格子周期498 nmから、60 V印加時の707 nmまで209 nmの周期拡張を確認できた。また、静電アクチュエータに駆動電圧を印加した際の表面プラズモンの励起波長シフトの実測値より、励起波長はおよそ520 nmから640 nmまで連続的にシフトすることを示した。さらに、得られた透過スペクトルピークとサブ波長格子の周期変化より、両者は比例関係にあることが示唆された。すなわち、可変プラズモニックカラーフィルタの励起波長シフトは格子変位に起因するものであることが言える。また、周波数応答特性では、実測で10 kHzまでの光学応答を確認できたため、十分な応答速度を有していることが示せた。以上より、電圧制御によりプラズモニックカラーフィルタの可変動作を実現した。(1)伸縮フィルムを用いたMEMS可変カラーシートの製作伸縮フィルムをアクティブ領域とし、MEMSアクチュエータと一体化することによって可変カラーフィルタを実現する。

支持基板にテーパ角度をつけた下部電極を形成し、フィルム上に用意した上部電極との間に電位差を与え、静電引力によってフィルムを動作させる。上部電極がテーパ電極に近づくにしたがって、アクティブ領域が引き延ばされる方向に動作し、透過波長を変化させる。したがって電圧制御により透過色の変調を実現できる。原理検証用の試作には、45度テーパエッチングが可能なシリコン基板を用いてストレッチャブルフィルムの動作確認を行う。もしくは、3Dプリンタにより鋳型を作製し、サブミリスケールの素子を作製して動作確認を行う。この試作デバイスにおいては、解析モデルとの比較により次の設計指針を明らかにする。1低電圧駆動可能な下部電極のテーパ角度2ピクセルサイズと変位量の関係3上部電極サイズ(フィルファクタ)と駆動電圧の関係4フィルム動作時の配線の疲労・電気特性伸縮材料としては、エラストマ材料であるスチレンーブタジエンを薄膜化したシートを用いることにより、目標とする50%の弾性変形が得られることが予備実験データとして得られている。このエラストマシート上にプラズモニック構造を形成し、ストレッチによる透過カラー変調を実現する。(2)MIM構造の利用による波長選択性向上前年度構造を形成したアルミーシリコン酸化膜ーアルミサブ波長格子の垂直性を向上し、高い波長選択性と透過率をもつカラーフィルタの作製を行う。前年度に利用したナノインプリント材料は溶剤溶解性持たなかったため、超音波洗浄によって物理的に剥離する作製法を行っていたが、溶剤溶解性を持つUV硬化性樹脂に変更し垂直性向上を図る。以上の課題遂行によって、半値幅50nm程度の波長選択性を実現する。マイクロメカトロニクスひずみ印加時の透過特性を評価するためにミツトヨ・ビデオマイクロスコープをH27年度に発注を行ったが、納期が4月以降になった関係でH28年度に繰り越して支払いを行った。残額分は昨年度発注したミツトヨビデオマイクロスコープが5月に納品され、支払い済みである。
補体制御因子を不活化し侵襲性感染症を誘発させる細菌分子の探索

侵襲性のレンサ球菌感染症では,ヒト体内に侵入した細菌が免疫機構による殺菌から回避することにより病態が増悪すると考えられている.本研究では,A群レンサ球菌が産生する分泌型タンパク分解酵素SpeBが,補体系の制御因子であるC1エステラーゼインヒビターを分解し,本菌の免疫回避と補体系の攪乱に寄与することを示した.また,亜急性心内膜炎から高頻度に分離されるレンサ球菌について,好中球による殺菌からの回避機構の一端を明らかにした.侵襲性のレンサ球菌感染症では,ヒト体内に侵入した細菌が免疫機構による殺菌から回避することにより病態が増悪すると考えられている.本研究では,A群レンサ球菌が産生する分泌型タンパク分解酵素SpeBが,補体系の制御因子であるC1エステラーゼインヒビターを分解し,本菌の免疫回避と補体系の攪乱に寄与することを示した.また,亜急性心内膜炎から高頻度に分離されるレンサ球菌について,好中球による殺菌からの回避機構の一端を明らかにした.侵襲性レンサ球菌感染症の発症は急速に進行するが,抗菌治療後にヒト組織が受ける侵襲は直ちに停止しない.そのため,組織に与えられる傷害は除菌後も継続して起こり,回復困難になる場合が多い.この要因は細菌感染を引き金として起こる内因性傷害であると考えられる.内因性傷害として感染時の補体カスケードの破綻に着目し,A群レンサ球菌について解析を行った.まず,補体カスケード制御因子群の精製標品とA群レンサ球菌の培養上清を反応させたところ,C1インヒビターの分解が認められた.分解活性を担う培養上清中の因子を検索した結果,システインプロテアーゼSpeBであることが明らかになった.C1インヒビター分解産物のN末端側アミノ酸配列をエドマン分解法により解読し,複数の分解部位を同定した.次に,野生株SpeB変異株をヒト血清中で培養した結果,野生株と比較して,SpeB変異株の生存率は低下した.走査型電子顕微鏡を用いた菌体の観察から,SpeB変異株の異常な細胞形態が認められた.SpeBが補体因子へ作用するかを検討するため,組換えSpeBと補体因子群の精製標品を反応させたところ,SpeBによる補体因子群と補体膜侵襲複合体の分解が認められた.また,血清と共に培養した野生株とSpeB変異株への補体沈着をフローサイトメトリー解析により検討した.その結果,C9の沈着がSpeB変異株でより顕著に認められた.以上の結果から,SpeBによるClインヒビターと補体群の分解が補体カスケードの破綻を誘導し,A群レンサ球菌の補体免疫回避および除菌後の内因性傷害を惹き起こすと推察された.侵襲性のレンサ球菌感染症では,組織に侵入した細菌が免疫システムを回避することで急速な増殖を可能にすると考えられている.また,細菌由来の病原因子だけでは説明が困難な激しい組織破壊を伴うことが多い.しかしながら,免疫系を回避するメカニズムや劇的な組織侵襲の発生機序は明らかにされていない.ヒトには組織に侵入した微生物から普遍的に身体を防御する自然免疫系が備わっている.自然免疫システムとして,補体カスケードやNETs (neutrophil extracellular traps)が挙げられる.補体カスケードやNETsは,あらゆる病原微生物を排除する必要性があるため,宿主の組織に対しても作動し傷害を与える危険性を孕んでいる.そのため,宿主細胞を保護する制御因子が複数存在する.これまで申請らは,レンサ球菌が分泌するタンパク分解酵素は補体制御因子を分解し補体カスケードの破綻を誘導することを明らかにした.また,菌体の補体免疫回避と除菌後の内因性傷害が起こると推察された.本年度では,好中球の細胞死と共に形成されるNETsに対するレンサ球菌の免疫回避機構について解析を行った.NETsはクロマチンDNAや抗菌性物質から構成され,病原微生物の捕獲・殺菌や補体の活性化を促すことが報告されている.レンサ球菌が産生する細胞壁架橋型の推定ヌクレアーゼに着目し,NETsからの回避に関与するかについて解析を行った.その結果,レンサ球菌の細胞壁架橋型ヌクレアーゼはNETs構成DNAを分解し,NETsによる殺菌からの回避に寄与することが示唆された.また,感染によりNETsの形成が誘導され,宿主に対する組織障害が誘導される一方で,菌体はNETs接触部位で表層ヌクレアーゼ活性によりNETsを分解し生存するという戦略をとることが考えられた.侵襲性レンサ球菌感染症は発症後に急速に進行し,重篤な組織傷害を伴う.その一因として,組織に侵入した細菌は免疫機構を回避し,急速な増殖と共に産生する病原因子により組織傷害を起こすことが挙げられる.さらに,宿主自身による内因性の傷害が生じている可能性も考えられる.すなわち,細菌感染が引き金となり,免疫調節システムの破綻により傷害が惹き起こされる組織傷害である.本研究では,強力な自然免疫システムである補体カスケードの破綻に着目した.補体カスケードは重要な免疫系の反応であるが,先天性疾患などにより,補体制御因子が欠失すると自己組織を傷害標的とし,重篤な組織傷害を伴う自己免疫疾患を生じる.

これまで申請者らは,A群レンサ球菌が分泌するタンパク分解酵素は補体制御因子を分解し,補体カスケードの破綻を誘導することを明らかにした.また,in vitroの結果から,菌体の補体免疫回避と除菌後の内因性傷害が起こることが推察された.本年度では,補体制御因子を分解するタンパク分解酵素遺伝子の欠失によりマウスへの病原性に影響を与えるかについて検討を行った.A群レンサ球菌の親株とタンパク分解酵素遺伝子の欠失株を用いて,皮膚感染モデルでの壊死性病巣の形成を指標に病原性を検討したところ,タンパク分解酵素遺伝子の欠失により壊死病巣のサイズは縮小した.この結果から,生体内においても細菌のタンパク分解酵素が補体制御因子を分解し,補体カスケードの破綻により組織破壊は起こる可能性が示唆された.26年度が最終年度であるため、記入しない。細菌学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画で提唱した仮説を裏付けるような,補体カスケードの破綻を惹き起こすA群レンサ球菌のタンパク分解酵素を発見し,さらに同分子を同定・分離できたことから,おおむね当初の計画通りに進展していると考える.研究計画で提唱した仮説を裏付けるような,補体カスケードの破綻を惹き起こすA群レンサ球菌のタンパク分解酵素やNETsを分解する菌体表層ヌクレアーゼを発見し機能の一端を明らかにできたことから,おおむね当初の計画通りに進展していると考える.26年度が最終年度であるため、記入しない。補体制御因子を分解する酵素が宿主細胞を傷害する過程について,可視化を試みる.さらに,マウス実験モデルにおいて,同定した細菌酵素に対する抗血清を用いた侵襲性病態の抑制実験を行う.病原性レンサ球菌の免疫回避機構の詳細を明らかにすべく解析する.特に,補体制御因子などの自然免疫系制御因子について解析を行う.自然免疫系制御因子に働く新規のレンサ球菌因子が明らかになれば,これまでに明らかにした因子と併せて,マウス感染モデルにより検討を行う.26年度が最終年度であるため、記入しない。動物実験を実施予定であるため,実験動物費を申請する(ディスポーザブル飼育ケージ代も含む).実験機器は購入せず,動物実験で得られた試料を解析するための試薬およびプラスチック器具を購入する計画である.また,最終的な実験成果を発表するために,国内および国際学会への参加旅費を計上する.そして,全研究成果を英文の学術雑誌へ投稿するために,英語論文の英文校正費と校正者との通信連絡費,および印刷費を計上する.動物実験において予定した実験動物数を使用しなかったためである.主に条件検討を行い,次年度以降に備えるためである.動物実験を実施予定であるため,実験動物費を申請する.実験機器は購入せず,組換え体の作製,MS解析,および動物実験での解析に用いる試薬およびプラスチック・硝子器具を購入する計画である.最終的な実験成果を発表するために,国内および国際学会への参加旅費を計上する.研究成果を英文の学術雑誌へ投稿するために,英語論文の英文校正費,校正者との通信連絡費,および印刷費を計上する.
免疫隔離システムを利用した,in vivo抗癌剤感受性試験

アルギン酸の薄膜は栄養素は通過できるが、高分子蛋白である免疫グロブリンは通過できない.このためアルギン酸膜で作られたカプセル内に細胞を閉じこめれば免疫反応から隔離することができ、例えばヒトの細胞をマウスの体内で飼うことが可能となる.本研究はヒト癌細胞をカプセルで被包した上でマウスに移植し、in vivoでの抗癌剤感受性試験を行うことを目指したものである.1.アルギン酸マイクロカプセル被包癌細胞の作成.被包細胞としてヒト子宮体癌由来Ishikawa株を用い、Limの方法に準じてカプセルを作成した.アルギン酸ナトリウム溶液中に癌細胞を1x10^6個/mlの濃度で懸濁させ、塩化カルシウム溶液中に噴霧するとビーズ状のアルギン酸カルシウムゲルとなる.これをpoly-L-lysinでcotingした後に、更にもう1回、アルギン酸ナトリウム溶液及び塩化カルシウム溶液と接触させ、最後にカプセル内のゲルをクエン酸を用いて再液化した.作成されたマイクロカプセルはalginate-poly-L-lysin-alginateの3層膜からなり、大きさは強度や操作のしやすさから径500ミクロン程度が適当であった.試行錯誤の末、安定したマイクロカプセル被包癌細胞の作成が可能となった.2.マイクロカプセル被包癌細胞のin vitroでの培養.マイクロカプセル被包癌細胞を培地中に浮遊させ、閉鎖系環境で培養した.位相差顕微鏡下に観察すると、初期には単細胞で散在していた癌細胞がカプセル内でコロニーを作って良好に増殖して行く様子が観察された.この細胞増殖を定量化するため、SDI法で生細胞の酵素活性を指標にして細胞増殖曲線を作成した.この曲線からカプセル内細胞はほぼ指数関数的に増加していることが示された.試行錯誤を繰り返しながら、アルギン酸マイクロカプセルの作成とin vitroでカプセル内の細胞を増殖させることに成功した.今後カプセルをマウス腹腔内に移植して細胞増殖を確認し、抗癌剤感受性試験を行う予定である.アルギン酸の薄膜は栄養素は通過できるが、高分子蛋白である免疫グロブリンは通過できない.このためアルギン酸膜で作られたカプセル内に細胞を閉じこめれば免疫反応から隔離することができ、例えばヒトの細胞をマウスの体内で飼うことが可能となる.本研究はヒト癌細胞をカプセルで被包した上でマウスに移植し、in vivoでの抗癌剤感受性試験を行うことを目指したものである.1.アルギン酸マイクロカプセル被包癌細胞の作成.被包細胞としてヒト子宮体癌由来Ishikawa株を用い、Limの方法に準じてカプセルを作成した.アルギン酸ナトリウム溶液中に癌細胞を1x10^6個/mlの濃度で懸濁させ、塩化カルシウム溶液中に噴霧するとビーズ状のアルギン酸カルシウムゲルとなる.これをpoly-L-lysinでcotingした後に、更にもう1回、アルギン酸ナトリウム溶液及び塩化カルシウム溶液と接触させ、最後にカプセル内のゲルをクエン酸を用いて再液化した.作成されたマイクロカプセルはalginate-poly-L-lysin-alginateの3層膜からなり、大きさは強度や操作のしやすさから径500ミクロン程度が適当であった.試行錯誤の末、安定したマイクロカプセル被包癌細胞の作成が可能となった.2.マイクロカプセル被包癌細胞のin vitroでの培養.マイクロカプセル被包癌細胞を培地中に浮遊させ、閉鎖系環境で培養した.位相差顕微鏡下に観察すると、初期には単細胞で散在していた癌細胞がカプセル内でコロニーを作って良好に増殖して行く様子が観察された.この細胞増殖を定量化するため、SDI法で生細胞の酵素活性を指標にして細胞増殖曲線を作成した.この曲線からカプセル内細胞はほぼ指数関数的に増加していることが示された.試行錯誤を繰り返しながら、アルギン酸マイクロカプセルの作成とin vitroでカプセル内の細胞を増殖させることに成功した.今後カプセルをマウス腹腔内に移植して細胞増殖を確認し、抗癌剤感受性試験を行う予定である.1.アルギン酸マイクロカプセルの作成アルギン酸マイクロカプセルの製法はLimの方法,Sunの方法が知られているが、我々は生体内での組織反応がより少ないとされるSunの方法、即ちゲルビーズ表面膜の硬化を,0.12%アルギン酸ナトリウム溶液で図る方法で行うことにした.1.3%アルギン酸ナトリウム溶液を2.5ccディスポシリンジにとり26ゲージ針を用いて,1.1%塩化カルシウム中に一滴ずつ滴下すると、アルギン酸ナトリウムは直ちにアルギン酸カルシウムとなり,径2mm程度の球形のビーズを形成した.これを生食中で洗浄し,0.05% poly-L-lysine溶液中に10分間浮遊,再び生理中で洗浄の後,0.15%アルギン酸ナトリウム溶液中に4分間浮遊させ,生食中で洗浄の後,2.2%クエン酸ナトリウム溶液中に6分間浮遊させてアルギン酸マイクロカプセルを得た.2.癌細胞を包含したアルギン酸マイクロカプセルの作成当科で樹立された子宮体癌細胞株Sawano株を2×10^6個/mlに調整,1.3%アルギン酸ナトリウム溶液1ccに癌細胞浮遊液0.5ccを加え,前記の方法でマイクロカプセルを作成した.この方法では、基剤の粘調性が下がり,結果としてカプセルが脆弱になった.また封入した癌細胞が増殖を示さなかった。そこで、カプセルの基剤となるアルギン酸ナトリウム溶液の溶媒を蒸留水から培養液に変更した.

また、各試薬のpHを測定した結果、クエン酸ナトリウムのpHが著しく低いため,これをpH7.4に調整した上で、Sunの方法を厳密に再現する形でカプセル作成した結果、カプセル内での細胞増殖を認めた.アルギン酸の薄膜は栄養素であるアルブミン、ビタミンなどの低分子物質や多くの薬剤は通過できるが、高分子蛋白である免疫グロブリンは通過できない.このためアルギン酸で作られたカプセル内に細胞を閉じこめれば免疫反応から隔離することができ、例えばヒトの細胞をマウスの体内で飼うことが可能となる.本研究はヒト癌細胞をカプセルで被包した上でマウスに移植し、in vivoでの抗癌剤感受性試験を行うことを目指したものである.1.アルギン酸マイクロカプセル被包癌細胞の作成.被包細胞としてヒト子宮体癌由来Ishikawa株を用い、Limの方法に準じてカプセルを作成した.アルギン酸ナトリウム溶液中に癌細胞を1x10_6個/mlの濃度で懸濁させ、塩化カルシウム溶液中に噴霧するとビーズ状のアルギン酸カルシウムゲルとなる.これをPoly Lliysinでcotingした後に、更にもう1回、アルギン酸ナトリウム溶液及び塩化カルシウム溶液と接触させ、最後にカプセル内のゲルをクエン酸を用いて再液化した.作成されたマイクロカプセルはalginate polyLiysin alginateの3層膜からなり、大きさは強度や操作のしやすさから径500ミクロン程度が適当であった.試行錯誤の末、安定したマイクロカプセル被包癌細胞の作成が可能となった.2.マイクロカプセル被包癌細胞のin vitroでの培養.マイクロカプセル被包癌細胞を培地中に浮遊させ、閉鎖系環境で培地した.:位相差顕微鏡下に観察すると、初期には単細胞で散在していた癌細胞がカプセル内でコロニーを作って良好に増殖して行く様子が観察された.この細胞増殖を定量化するため、SDI法で生細胞の酵素活性を指標にして細胞増殖曲線を作成した.この曲線からカプセル内細胞にほぼ指数関数的に増加していることが示された.アルギン酸マイクロカプセルの作成に試行錯誤を余儀なくされたため、予定よりかなり遅れたが、マイクロカプセルの作成とin vitroでカプセル内の細胞を増殖させることにより成功した.今後カプセルをマウス腹腔内に移植して細胞増殖を確認し、抗癌剤感受性試験を行う予定である.
グラフェン積層ヘテロ構造によるスピン・バレー利用型量子デバイスの開発

二次元材料であるグラフェンおよび六方晶窒化ホウ素(hBN)を、ファンデルワールス転写法により結晶方位を揃えて積層させたグラフェン/hBNモアレ超格子ヘテロ構造を用いて、量子力学的自由度であるスピンとバレーを用いた基礎的な機能素子を開発する。この素子を用いて、グラフェンおよびグラフェン/hBNモアレ超格子のキャリア輸送におけるスピン・バレー依存性を評価・解析し、超低消費電力素子の実現および物性物理学におけるバレーの役割・性質のより深い理解・解明を目指す。
ヒト歯槽骨の組織形態計測データベース構築の試み

インプラントを長期的に良好に保つための因子として歯槽骨の質(骨梁の微細構造)は非常に重要な因子である。本研究は、インプラント植立の予後を占う基準としての骨質のデータベース化を試みる目的で、インプラント植立予定部位の歯槽骨を採取し、その骨梁構造、骨形成および骨吸収活性を検索した。まず、前年度に実施したサル歯槽骨を用いた予備解析結果を国際誌に投稿し掲載された(J Dent Res:86,52-57,2007)。次に、本プロジェクトに関する研究計画申請書を新潟大学歯学部倫理委員会に答申し承認を得た。同委員会の指示に従い、歯槽骨組織片提供に関する患者様への説明用資料と同意書を作成し、実際に患者様から提供いただいた歯槽骨を用いて、以下のような検索を行った。インプラント植立時に、直径2.7mmのトレフィンバーで採取した歯槽骨試料を、ダイヤモンド・バンドソーを用いて未脱灰用試料と脱灰用試料に切り分け、未脱灰試料は高解像度マイクロCTを用いて3次元的微細骨梁構造解析を行った。その後、試料をヴィラヌエーバ骨染色し、MMA樹脂にて包埋。ブロックから研磨面を作成し、蛍光顕微鏡にて、骨形態計測を行った。脱灰用試料はEDTA脱灰後、パラフィン包埋・薄切し、H-E染色およびTRACP(酒石酸抵抗性酸性フォスファターゼ)染色を施した後、組織学的・組織化学的解析を行った。現在、すでに解析の終了した6検体に関する結果については、2007年5月に開催される第27回日本骨形態計測学会にて発表するが、発表時までに、さらに5検体について、データを追加する予定である。現在、インプラントの術前検査では、植立予定の歯槽骨の骨幅や高さを把握することのみを目標としている。本研究では、インプラントを長期的に良好に保つための因子として歯槽骨の質(骨梁の微細構造)が関わっているかを明らかにする目的で、インプラント植立予定部位の歯槽骨の骨梁構造、骨形成および骨吸収活性を検索することとした。本研究では、実際のインプラント手術中に、患者様の歯槽骨を試料として採取する。その手技を学び確実なものとするために、分担者の田中は、東京医科大学病院歯科口腔外科に再三出向き、その手法の習得に努めた。現時点で、その手技の信頼性は高くなってきたがさらに確実な手技とするためにはさらなる研鑽が必要である。また、現在、骨密度検査、血液検査、尿検査についての詳しい診査内容を検討中である。さらに、骨組織の解析手法を確立するために、実際の骨組織を用いた予備解析を行っている。予備解析にはサルの歯槽骨を用いた。実際に用いる試料と同じサイズの歯槽骨試料(3mm×3mm×3mm)をについて、微細骨梁構造解析(高解像度マイクロCT用いて3次元的骨形態計測)、組織学的観察、酵素組織化学的検索を行っている。現在、パラフィン切片で、H-E染色とTRACP(酒石酸抵抗性酸性フォスファターゼ)活性を有する細胞を検索し、破骨細胞による骨吸収の活性度を検索中であるが、本解析法が目的とする結果を導くことができることを確認することができた。
慢性抑うつの来談者中心的認知行動療法の基礎研究

来談者中心的認知行動療法とは抑うつの対人関係と認知過程の連続性を明らかにした研究代表者の基礎研究に基づいて,治療関係重視の心理療法と技法重視の認知行動療法を理論的・技法的に統合した心理療法である。この研究では治療関係の効果と効果要因,抑うつ過程の諸要因と抑うつのメカニズムを明らかにして,そこから治療モデルを構築し,臨床実践の中で当該心理療法の効果と使い方を明らかにして,当該心理療法のガイドラインの作成を目指す。慢性の抑うつでは,抑うつ認知に没入するあまり他者に配慮する余裕を失わせて人間関係を悪化させ,そのことが再び抑うつ認知を増強するという心理-社会過程を伴うことが多い。認知行動療法は認知と行動の最適化を目指すが,抑うつ認知への没頭を軽減する治療関係における安心感の効果を活用した来談者中心療法の方法および人間観との組み合わせが望ましいことが研究代表者が若手研究(B)の助成で行った研究で示唆された。そこで,この新しい心理療法的アプローチに関する基礎的な研究を行う。申請者の理論研究(杉山, 2006)を質的に検討するための、実的資料の資料収集を行った。資料収集の方法は、6名の臨床家への半構造化面接およびPAC分析で行った。被験者となる臨床家の選択基準は、1)臨床歴10年以上、2)臨床心理士または医師、3)臨床心理士向けの指導的な役割を務めている(自費出版でない専門的な著作がある、臨床心理士資格更新のポイントの対象となる研修の講師を務める、など)、以上3点である。インタビューの内容は、臨床的オリエンテーションについて、治療関係とは何か、治療関係の危険性、などの項目を刺激として用いた自由連想と「適切に展開した手応えのある心理療法と手応えのない心理療法」を刺激文として用いたPAC分析から構成された。研究の成果は、いくつかの研究論文として学術誌への投稿を準備中である。なお、この資料収集は21年度の前半まで継続して、PAC分析によって得られたクラスターを整理して、次の実験室研究につなげる治療関係の効果に関する仮説生成を行う予定である。次に申請者らは抑うつへの治療的・予防的な対人関係を要約する概念として被受容感・被拒絶感を提案し,測定尺度を作成しているが(杉山, 2002, 2004 ;杉山・坂本, 2006)、被受容感・被拒絶感を対人認知特性の変数として、対人刺激の質(治療的-非治療的)と対人認知特性の交互作用において、治療的な効果が見込める対人刺激を特定する研究を21年度の後半に向けて計画している。候補となる対人刺激の選定を文献研究を通して行い、刺激の提示方法と手続きを検討した。また、治療的な効果の指標として、従来の質問紙やインタビューによる資料の他に生理学的な指標を取り入れることを月指して、適切な指標を選定するため文献を検討した。申請者の理論研究(杉山,2006)を質的に検討するための、20年度に引き続いて質的な資料収集を行った。資料収集の方法は、4名の臨床家への半構造化面接およびPAC分析で行った。20年度に同じ方法で収集した6名を加えた都合10名のインタビューの結果を基に、適切に展開する心理療法において臨床心理士が配慮している、注目していることがらを抽出し、リスト化するなどの方法で公表の準備を行っている。次に統合的な心理療法として来談者中心的認知行動療法を確立するために、基礎的な心理学と心理療法の統合を目指して、認知心理学、神経-生理心理学、発達心理学、社会心理学、行動分析学の各領域の代表的な研究者にインタビューを行い、各領域の心理療法における機能についての試論を公表した。また、中学生を対象に行った抑うつの要因である被受容感の低さを軽減するプログラムの効果検討を行い公表した。慢性の抑うつでは,抑うつ認知に没入するあまり他者に配慮する余裕を失わせて周囲の人間関係を悪化させ,そのことが再び抑うつ認知を増強するという心理-社会過程を伴うことが多いことが研究代表者の研究で示唆されている。本課題は抑うつ的心理-社会過程の改善による症状の軽減を図る来談者中心的認知行動療法の基礎研究を積み重ねることを目的としている。今年度は,前年度までの研究に積み重ねる形での指導者レベルの臨床心理士へのPAC分析を用いたインタビューを行い,次に模式化した表情刺激への情動反応の違いをパーソナリティスタイルの個人差を考慮する形で行った。

また実践研究として,学生を被験者として来談者中心的認知行動療法の4回シリーズのグループワークを実施した。この研究では抑うつ過程における抑うつ的な認知および情動の増強要因になることが示唆されている被拒絶感を指標に,健常群(平均程度の被拒絶感のグループ)および準臨床群(平均よりも被拒絶感が高いグループ)を設定し,標準的な来談者中心的認知行動療法の手続きが体験できるように設計したグループワークを施行した。この結果は現在解析中であるが概ねこのグループワークの効果が示唆される結果であった。また研究代表者および連携研究者(臨床心理士)が行う臨床群に対する心理学的援助の中で,この方法の施行が有効であることが示唆される事例については安全上の配慮を厳重に徹底した上で,対象者の同意のもとでこの方法を導入する形での効果の検討も行っている。これら研究から得られた資料をもとに抑うつに対する心理学的援助の検討を重ねている。今年度は1、研究成果の公表、2、調査・実験などの基礎研究の推進、3、実践研究の実施を並行して行った。1、研究成果の公表については、国際学会(AsianCognitiveBekaviourTherapyConference;韓国ソウル)、および国内学会(日本心理学会×2件;東京;日本大学、日本心理臨床学会;福岡;福岡国際会議場、日本認知療法学会;大阪;大阪国際会議場、日本学生相談学会;東京:立教大学)にて実践研究の成果、実証研究の成果について公表を行った。特に国際学会と日本認知療法学会では研究協力者に臨床経験10年超の臨床心理士延6名の協力を得て、実践研究の成果の臨床的な意義について各方面から多角的に検討する形で成果報告が行われた。2、の調査・実験研究では、まず来談者中心的認知行動療法の「来談者中心」という治療関係要因についてのアナログ研究による調査研究を行い、「また来談したくなる」治療関係要因を特定した。また、男女別に被受容感の醸成につながる自己開示のあり方も同定することができた。実験では多義的に解釈できる自己への他人的なリアクションをポジティブ、ネガティブ如何様に解釈して、どのような情動体験をするのか、被受容感および被拒絶感の個人差による反応の違いを検討した。3、実践研究では慢性の抑うつに悩む個人に対して来談者中心的認知行動療法を施行した。マニュアルを施行する際に、マニュアル通りの進め方を受け入れる対象者要因や逆に受け入れない対象者要因を検討し、マニュアル通りの進め方を受け入れない場合への対応も可能な柔軟で汎用性のあるマニュアルの作成に向けた検討を行った
心不全をターゲットとしたバイオマーカーへのマイクロＲＮＡの応用

我が国では約100万人以上もの人が心不全に罹患し,医療費の約30%が心血管疾患の治療に用いられている。心不全やその基礎心疾患として本邦に多い心筋疾患(心筋症)を早期に診断し治療を開始すれば心不全の進行を抑制することが可能である。そのためには血液検査で心不全や心筋症を診断できる血液バイオマーカーの発見が重要である。最近、マイクロRNA (miRNA)がバイオマーカーとしても有用であることが報告された。私たちは今回の研究で心不全の診断に有用な可能性がある1個のmiRNAを同定した。同様に二次性心筋症の一種である心サルコイドーシスの診断に有用な可能性のある40個のmiRNAを同定した。私たちはmiRNAが新しい心不全の血液バイオマーカーになる可能性を探索するために本研究を実施している。そのために心不全患者の血液中miRNA発現レベルを測定して、心不全の鑑別診断や重症度、病態に関係する生理学的または生化学的検査所見との関連を検討する研究計画を立案した。研究開始に際して、藤田保健衛生大学倫理委員会に研究計画書を提出して承認を得た。倫理委員会承認後、外来通院中で拡張型心筋症を基に心不全症状を有する11例と健常ボランティア3例から文書による同意を得た後に採血および生理学的検査を行った。拡張型心筋症11例の中で高度な腎機能障害がなく、解析可能な心臓著音波検査画像が得られた6例(53.5 ±13.5歳)と健常ボランティア3例(53.7 ±6.0歳)の血液についてmiRNA発現をマイクロアレイを用いてゲノムワイドに網羅的プロファイリングした。心エコー検査から計測した心不全群の左室拡張末期径= 69 ±14mm、左室駆出率= 30 ±7%、組織ドップラ法にて計測したE/e'= 15.5 ±10.4であった。また血漿中のノルアドレナリン濃度は健常群と比較して心不全群で有意に(p< 0.05)上昇し(615 ±179 vs. 350 ±116pg/ml )、アルドステロン濃度は有意に低下していた(79.9 ±31.2 vs. 124.3 ±8.2 pg/ml)。マイクロアレイを用いた網羅的プロファイリングの結果、健常群と比較して心不全群の血液中でp< 0.05の有意水準で異常発現している44個のmiRNAを同定した。さらに、これら異常発現している44個のmiRNAの中で9個のmiRNAは、p<0.01の有意水準でも異常発現していることが明らかとなった。昨年度までに私達は血行動態が安定していて心不全症状が軽度(NYHA II)の外来通院中拡張型心筋症患者6例と健常ボランティア3例の末梢静脈血液をマイクロアレイを用いた網羅的プロファイリングを行い、心不全群の血液で有意(p< 0.05)に異常発現している44個のマイクロRNA (mi RNA)を同定した。この44個の中で特に有意な(p< 0.01)異常発現を認めた9個のmiRNAについて、さらに解析対象症例を増やして定量評価を本年度は行った。対象は拡張型心筋症にて外来通院中の心不全患者20例(57.4歳)と健常ボランティア(53歳)で、全対象者から文書によるインフォームドコンセントを得た後、末梢静脈血を採血するとともに、心臓超音波検査を行った。また、心不全患者群については、過去に行った心臓カテーテル検査等の臨床データを診療記録から取得してデータベースを構築した。心不全群と健常ボランティア群との間に年齢や性別に差はなかった。心不全群では健常ボランティア群と比較して、心エコーから計測した左室ポンプ機能は有意に低下し(EF=37.0%)、左室拡張機能も低下(E/e'=13.2)していた。また、血液中ノルアドレナリン濃度が有意に上昇(292.8 ng/ml)していたが、心筋線維化の血液バイオマーカーであるICTP, MMP-3,アルドステロンの血液中濃度は健常ボランティア群との間に差は認めなかった。マイクロアレイにて異常発現を認めた9個のmiRNAの中で解析可能であった8個のmiRNAに加え、病的心筋細胞での異常発現が従来から報告されている3個のmiRNA (miRNA-1, miRNA-134, miRNA-423)について、血液中の発現レベルを定量的RT-PCR法(ΔΔCT法)により解析した。その結果、マイクロアレイで異常発現していた1個のmiRNAが定量的測定にても有意に異常発現していることを発見した。二次性心筋症の心臓サルコイドーシスの病態および治療法は未だ確立していない。サルコイドーシスは原因不明の全身疾患で心臓の他に、肺、眼、皮膚、神経、消化管、筋、腎、骨等に壊死を伴わない類上皮細胞肉芽腫が存在し、様々な臓器障害を引き起こす難病である。心臓病変はサルコイドーシスの主要な死因で心不全や致死性不整脈を引き起こす。サルコイドーシスの診断には肺や皮膚、消化管等の全身のいずれかの臓器で組織診断を行い類上皮細胞肉芽腫病変を検出をすることに基づいて確定されるが、全身の臓器障害を伴わない心臓限局性サルコイドーシスが存在し、心不全症例で心臓限局性サルコイドーシスを疑う場合は侵襲的な心筋生検を実施する必要がある。

最近、マイクロRNA (miRNA)が血中にも分泌され、臓器間での遺伝子発現調整ネットワークで重要な役割を演じている可能性が示唆されていることから、今回私たちは心臓サルコイドーシス症例の末梢血液中miRNAを測定して、特異的なmiRNAを同定し、バイオマーカーとしての臨床応用や治療ターゲットとしての確立を目指して研究を行った。心臓サルコイドーシス5例と健常者3例から血液を採取して389個の血液中miRNA発現レベルをマイクロアレイを用いて網羅的にプロファイリングした。その結果、健常者と比較して心臓サルコイドーシスでは200個の血液中miRNAが有意に(p <0.01)異常発現していた。200個のmiRNAの中で心臓サルコイドーシスでは13個のmiRNAが強力に(ratio> 4)発現が低下し、27個のmiRNAが発現が上昇していた。以上から心臓サルコイドーシスの診断的血液バイオマーカーとして、これらのmiRNAが臨床応用できる可能性が示唆された。我が国では約100万人以上もの人が心不全に罹患し,医療費の約30%が心血管疾患の治療に用いられている。心不全やその基礎心疾患として本邦に多い心筋疾患(心筋症)を早期に診断し治療を開始すれば心不全の進行を抑制することが可能である。そのためには血液検査で心不全や心筋症を診断できる血液バイオマーカーの発見が重要である。最近、マイクロRNA (miRNA)がバイオマーカーとしても有用であることが報告された。私たちは今回の研究で心不全の診断に有用な可能性がある1個のmiRNAを同定した。同様に二次性心筋症の一種である心サルコイドーシスの診断に有用な可能性のある40個のmiRNAを同定した。当初の予定通り、心不全患者の血液中で異常発現しているマイクロRNAをゲノムワイドに探索して、その結果、同定できたマイクロRNAを多くの症例において定量的評価を行い、心不全の血液バイオマーカーとして有用なマイクロRNAの同定をすることができた。循環器内科、心不全、心筋症、心臓リハビリテーション今回の対象は拡張型心筋症を基礎心疾患とした心不全症例で、かつ、外来通院中の比較的けいしょうな症例であったことから、今回同定したマイクロRNAが、心不全を引き起こす他の心臓病や重症心不全でも同様な結果が得られるのかどうか、検討する予定である。ゲノムワイドに心不全で血液中に異常発現しているmiRNAのスクリーニングを計画通りに達成することができた。今後は、これら異常発現しているmiRNAに関して、さらに多くの症例でrt-PCRによる定量的評価を行う予定である。年度初めに予定していた登録症例よりも登録症例が少なかったために、個別の臨床データ等保存用のファイル購入数が予定よりも少なかったため。現在、心不全群として6例の症例、健常群として3名についてmiRNA解析を行い、これらの症例については生理学的検査データ、血液生化学的検査データを含めたデータベースを作成した。今後は、さらに多くの症例から同意を得て、定量的rt-PCRによる血液中miRNAの異常発現を定量評価するとともに、心不全の重症度等とmiRNAの発現量との関連等をデータベースを構築して解析する予定である。来年度に登録症例を更に増やしていく際に、症例個々のデータ保存管理用としてファイルを購入する予定です。(クリアファイル5個2494円)