hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子群とヘッケ環の幾何学的研究

affine Hecke代数やKhovanov-Lauda-Rouquier代数(KLR代数)といった重要な代数系において標準加群と呼ばれる加群族が複数存在し、それらが皆古典的な準遺伝代数の枠組みで現れるのと同じ直交性と呼ばれる性質を持つことを発見し、証明した。このような直交性(+既約表現の順序)は特に既約表現の指標を決定し、表現論的により原始的な意味で指標の直交性を捉えていると考えられる。応用として(ADE型)KLR代数の大域次元有限性(柏原の問題)、対応する量子群Poincare-Birkoff-Witt基底と標準/大域基底の遷移行列の正値性(Lusztigの予想)を解決した。今年度は前年度に得られたexotic Springer fiberのホモロジー群の記述の設定を抽象化してLusztigによるいわゆる一般Springer fiberが最高次の項で生成されていることを証明した。また、それにより[Ciubotaru-Kato-Kato, Invent. Math. 2012]によって実質的に得られていた一般Springer fiberのホモロジー群の次数を忘れたときの遷移公式を次数つきの場合に精密化することができた。これは一般Springer fiberのホモロジー群の古典的な記述であるLusztig-Shojiアルゴリズムをとは本質的に異なる別の記述法が存在することを意味する。また、その証明から先年度得られたLusztig-Shojiアルゴリズムの環論的再解釈が本質的に次数付きHecke環の退化(=affine Weyl群の群環の次数付退化)に関するBrauer-Humphreys相互律に他ならないことを導かれた。このことはaffine Hecke環よりもずっと広い枠組みにおいて代数の幾何学的実現の存在がその代数に関して古典的なquasi-hereditary代数の一般論の自然な一般化とみなすことができる諸性質を導くことを示唆し、今後さらなる発展が期待されている。特にこのような状況が成立するaffine Hecke環やKhovanov-Lauda-Rouquier代数などの具体例においては古典的な場合とは異なり非常に多くの本質的に異なるquasi-hereditary代数の一般論の自然な一般化の構造が入るので、そのことを内在的に理解することは(新しい)自然な目標である。本年度は昨年度に得られた知見に基づき科研費申請当初の研究計画とはだいぶ異なるもののADE型のKhobanov-Lauda-Rouquier代数(以下KLR代数)に対してコストカ関数の遷移公式を導いたのと同じ手法を適用した論文を完成させ、出版した。この設定においては単純加群、射影加群が各々柏原の意味でのupper/lower大域基底(Lusztigの意味での双対標準基底/標準基底)に対応していることはVaragnolo-Vasserotによる研究でわかっていた。我々の加えた新しい知見はそのような大域基底/標準基底の代数的特徴づけの途中で導入されるいわゆる(双対)Poincare-Birkoff-Witt型基底(以下PBW基底)が上のようなKLR代数に対して他の代数系における標準加群の役割を果たすということである。このことにおいて著しいことは、元々PBW基底は中間的生成物として割とad hocに導入されたために数多くの異なる取り方が存在することである。報告者は幾何学的手法によりLusztigにより解析された幾何学的状況を代数的に再解釈し、柏原により予想されたADE型KLR代数の大域次元有限性を証明するとともに斉藤鏡映関手とよぶ関手を導入することにより幾何学的設定からはなれた状況にまでPBW基底が標準加群としてのふさわしい役割を果たすという事実を拡張した。このことによりADE型量子群のlower大域基底の双対PBW基底による展開係数が正値になるかというLusztigによる問いを肯定的に解決した。今年度は数年間の懸案であったexotic Springer fiberのtotal homologyの構造を決定した。また、exoticとは限らないSpringer fiberに対してそのKostka関数を決定するアルゴリズムであるLusztig-庄司アルゴリズムを環論的に再解釈し、その事によって新しい特徴づけを得た。この新しい特徴づけはaffine Hecke環の表現論とは非常に相性が良く、今後さらなる発展が期待されている。exotic Springer fiberのtotal homologyの構造を決定する事は報告者がexotic Deligne-Langlands対応を導入して以来の懸案であった。exotic Deligne-Langlands対応は集合論的に見るとaffine Hecke環(もしくは対応する$p$-進代数群の認容表現の圏のBernstein block)の単純加群をラベルづけるという事であり、他のラベル付けも存在するような特に重要なパラメタのもとではラベルが通常のものと異なる(簡単になっている)だけであるという見方がありうる。しかし、実際には分類は加群論的にラベルから標準加群と呼ばれるaffine Hecke環の加群を構成し、その標準商として単純加群を実現する事になっている。

今年度の2つの結果の主張する所をこの文脈で述べると、1) exotic Deligne-Langlands対応における単純加群は(パラメタが1の冪根でなければ)標準加群の唯一の既約商であり、2)標準加群同士はaffine Hecke環の加群圏の中で拡大が消え、導来圏の研究でいう所の例外列を(ほぼ)なしているという事が従う。また、これらの性質はexotic Deligne-Langlands対応の標準加群を特徴づける他、さまざまな応用がある。今年度までの研究によってaffine Hecke環の加群圏がパラメータの変化によってどのように変わるかということが(パラメタが1の冪根でない場合)加群のレベルでは基本的に分かってしまった。また、当初の計画の枠組みよりもずっと大きな枠組みにおいて本研究と類似の状況が存在しうることも示したため、(何をどう示すべきかという問題はさておき)本研究の本質的な適用可能領域が大幅に増加したと考えられる。まず、長らくの懸案であったexotic Springer fiberのtotal homologyの構造を決定できた事は研究計画上幸先の良いスタートであったと考える。また、この問題を考えた際に一般Springer対応の新しい特徴づけが得られ、この事はaffine Hecke環や有限Chevalley群等の研究に大きな進展をもたらすものと期待される。今後はもともとの研究計画で中心だったaffine Hecke環だけではなくKhovanov-Lauda-Rouquier代数なども取り扱う。また、affine Hecke環の記述と有限Hecke環のcellの記述を関連ずける可能性こついても考えたい。当初の計画を実行するのに十分な理論的枠組みが得られたように思われるので、今後は当初の研究方向に加えて昨年度得た理論的枠組みがどのようなものであるかを考察する事も加えたい。つまり、当初の研究計画ではいくつかの代数系に対してその表現論的な結果を追い求めるものであったが、今後はそれに加えてより幾何的な状況からどのような表現論的制約が導かれるかなども調べたい。論文をまとめるためのデスクトップパソコンの購入、および研究発表/研究交流のための旅費に主に使いたい。9月にworkshopを開いて内外の関連する研究者と交流をはかる。またわれわれの研究を深める為にコンピュータ等を購入し理論を支える計算を実行する事を企画している。また、必要があれば本人が出張して関連する研究者と議論を行う。
CBF白血病におけるKIT遺伝子変異付加による予後増悪分子機構の解析

本来予後良好であるCBF白血病において、KIT変異が加わることにより予後不良となる事が知られているが、本研究は、その予後増悪の分子機構を明らかにする事を目的とするものである。申請者は、レトロウィルスを用いてCBF融合遺伝子とKIT活性化変異遺伝子を同時にマウス造血幹前駆細胞に導入し、KIT変異が薬剤耐性遺伝子の誘導と遺伝子修復関連遺伝子の発現阻害を介してCBF白血病の予後増悪に関与していることを明らかにした。KIT遺伝子の活性型変異は全身性肥満細胞症の原因となるが、KIT変異を有するCBF白血病においては肥満細胞の増加は明らかではない。また、KIT変異を有するCBF白血病は予後が不良であることが知られている。これらの知見にもとづいて、正常およびCBF変異を有する造血幹・前駆細胞の分化に対する活性型KIT変異の影響について検討を行っている。マウス正常造血幹細胞および造血前駆細胞に、恒常的活性型KIT V814変異遺伝子を導入することにより、肥満細胞の前駆細胞であるKIT陽性、高親和性Fcε受容体I(FcεRI)陽性、Mac1陰性細胞への分化が誘導されることをin vitroの培養系において再確認した。また、CBF白血病の原因遺伝子であるCBFβ-MYH11を導入したマウス造血幹・前駆細胞に、変異型KIT遺伝子を導入し、細胞の形態観察、コロニーアッセイ、フローサイトメトリーを行うことで、系統分化への影響を解析した。その結果、形態的には好塩基球・肥満細胞に分化することはなく、また、肥満細胞の前駆細胞であるKIT陽性、FcεRI陽性、Mac1陰性細胞への分化は抑制されていた。さらに、ルシフェラーゼアッセイを用いて、CBFβ/MYH11遺伝子および活性型KIT遺伝子が転写因子活性に及ぼす影響を検討したところ、KIT V814遺伝子は、PU.1の転写因子活性を増加させ、CBFβ/MYH11遺伝子はその活性を低下させたが、KIT V814およびCBFβ/MYH11遺伝子を同時に導入するとその活性は増加した。以上の結果から、今後、遺伝子導入した細胞をマウスに移植することにより、観察される白血病の病態を解析する。さらにCBF白血病の患者検体を用い、KIT変異の有無による遺伝子発現の差を解析することにより、KIT変異による予後増悪の機構を明らかにすることを目指す。CBFβ-MYH11のレトロウィルスを作成し、マウス正常造血幹・前駆細胞に導入し、その上で、遺伝子修復能を担う遺伝子の発現が増強していることを確認した。さらにKITV814とCBFβ-MYH11とをレトロウィルスによりダブルで造血幹・前駆細胞に導入する実験系を確立した。ダブルで導入した造血幹・前駆細胞において抗がん剤、酸化ストレス、放射線によって生じる細胞死(アポトーシス)への感受性が、CBFβ-MYH11単独導入細胞に比べて亢進していることを明らかにした。さらに、これらの細胞において遺伝子修復遺伝子の発現について解析した。また、これらの遺伝子をダブルで導入した造血幹・前駆細胞を正常マウスに移植することにより、白血病モデルマウスを作成することに成功した。CBFβ-MYH11単独導入細胞移植マウスに比べて、KITV814とともに導入した細胞を移植したマウスでは、生存期間の短縮を認めた。これらのマウスの骨髄における白血病細胞の残存を骨髄組織標本の免疫染色により、確認した。これらのマウスにおける抗がん剤、及び放射線照射の影響をin vivoで確認した。また、移植マウスから取り出した造血幹・前駆細胞(白血病幹細胞を含む)をin vitroでの薬剤感受性についても解析した。さらに、急性白血病患者の検体を用いた臨床研究を行うために、現在、大阪大学医学部附属病院倫理審査委員会に申請の手続きを行っているところである。一般に予後良好とされるCBF白血病においてKIT変異が加わることにより予後不良となることが明らかにされているが、本研究は、KIT変異による予後増悪の分子機構を明らかにすることを目的とするものである。CBF変異白血病原因遺伝子とKITの恒常的活性型遺伝子をマウス正常造血幹細胞あるいは前駆細胞に導入し、増殖、分化、生存に及ぼす影響を検討した。さらにKITV814とCBFβ-MYH11とをレトロウィルスによりダブルで造血幹・前駆細胞に導入する実験系を確立し、造血幹・前駆細胞において抗がん剤、酸化ストレス、放射線によって生じる細胞死(アポトーシス)への感受性が、CBFβ-MYH11単独導入細胞に比べて亢進していることを明らかにした。さらに、これらの細胞において遺伝子修復遺伝子の発現について解析し、GADD45Aの発現が低下していた。

また、これらの遺伝子をダブルで導入したマウスの造血幹・前駆細胞を正常マウスに移植することにより、白血病モデルマウスを作成することに成功した。CBFβ-MYH11単独導入細胞移植マウスに比べて、KITV814とともに導入した細胞を移植したマウスでは、生存期間の短縮を認めた。さらに、CBFβ-MYH11をKITV814とともに導入した造血幹/前駆細胞の分画においては、CBFβ-MYH11単独導入細胞に比べてp53、p19Arfの発現低下を認めた。以上のことから一般に予後良好とされるCBF白血病においてKIR変異は、増殖文化に影響を及ぼすだけでなく、DNA修復遺伝子の発現、p53、p19Arfの発現低下を介して予後不良に関わっていることが示唆された。当初の計画書においては、22年度で正常造血細胞にダブルで遺伝子導入を行い、アポトーシスやコロニー形成脳の解析を行うこととしていた。さらに23年度でそれらの細胞を用いて薬剤感受性や移植によるモデルマウスの作成を行い、解析を行うこととしていた。しかし、本申請は、22年度の途中から補欠として採択された。そのため、研究の着手がほぼ半年遅れた。しかし、現在の所、23年度までほぼ達成できている。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度において、CBFβ-MYH11とKITV814のダブルでの導入造血細胞における遺伝子発現や、p53のタンパク発現についての解析を完成し、さらに白血病モデルマウスでの解析も進める。特に、白血病モデルマウスでは、白血病幹細胞(Leukeia Initiating Cell)の生態(アポトーシスや細胞周期、薬剤感受性など)についての解析を発展させる。また、倫理委員会での承認がおりた後、患者献体を用いた予後因子の網羅的解析も行う。問題点としては、患者献体においてKIT変異の有無について調べた症例が少なく、集積可能症例が少ないことから、少数例での比較となる点である。多施設の検体が入手可能となるよう体制を作りたい。
江戸時代医学・本草学資料の整理と研究

当該研究の目的・計画にもとづき、平成15年度においては、平成14年度に引き続き、北里研究所・東洋医学総合研究所医史学研究部の管理下にある大塚修琴堂文庫・橋本龍雲文書・森枳園(立之)文書の書籍・文書類の修復を行った。冊子では約200冊、巻子・一枚物では50数点に及ぶ修理を終えた。修復技術は研究の結果、損傷の状態に適切に対応すべく新たな技法(糊噴霧法・表打ち法など)を開発し、道具・手法の改善によって作業能率も格段に向上した。目録作成作業としては、従来の資料群に加え、杉山検校遺徳顕彰会の杉山真伝流古医書、名古屋市立大学薬学部図書館大神文庫の整理を終え、目録データをコンピューターに入力した。また本年1月に当研究所に移管された(財)日本漢方医学研究所石原保秀文庫(東亜医学協会旧蔵書)の目録整理と補修作業にも着手した。前年度より行ってきた岡田昌春文書の名家自筆をはじめとする書簡・墨蹟資料の解読・翻字については主要なものは作業を終え、画像とともにコンピューター処理を行った。3月末には平成1415年度の研究成果を包括し、下記のような内容を含む報告書を作成・出版する。(1)修琴堂文庫、(2)岡田家文書、(3)多紀家文書、(4)森家文書、(5)浅井家文書、(6)橋本家文書、(7)長谷川文庫、(8)大神文庫、(9)杉山検校遺徳顕彰会古医書。以上については、それぞれ目録と調査所見および全体にわたる総合索引(著者名・書名)を付す。(10)伊藤鹿里文庫、(11)石黒不円文庫については調査所見を記す。この報告書に平成1415年度当該研究の成果は集約される。当該研究の目的・計画にもとづき、平成14年度においては、北里研究所・東洋医学総合研究所医史学研究部の管理下にある大塚修琴堂文庫・岡田昌春文書・多紀元堅文書の書籍・文書類の修復を行った。対象資料は冊子・巻物・一枚物・器物など、さまざまの形態をとるので明確な数字では表しがたいが、冊子では約200冊、点数では500点以上の修復作業を精力的に行い、予定をはるかに越える成果を挙げた。大塚修琴堂本は量的に厖大かつ虫損も甚大なため、割合としては一部の修復にとどまったが、岡田文書・多紀文書についてはすべてにわたり裏打修復、保存帙の作成を完了した。又本年度11月に北里研究所に寄託された橋本龍雲旧蔵の古医書、約1,000冊も本研究計画の一環に加えることとし、その整理を終え、一部の修復作業も行った。目録作成作業としては、大塚文庫・岡田文書・橋本文書の全目録を完成した。これに加え、本年度春に慶應義塾大学医学部図書館に寄贈された長谷川弥人旧蔵の古医書類、約200点についても出張整理作業を行い、目録を作成した。以上4種の文庫・文書の目録データは全てコンピューターに入力済みである。岡田文書には書簡類など、印刷物以外の名家自筆の文書が多く含まれており、これについても鋭意解読・翻刻作業を進めており、その大半を終え、目下、コンピューターに入力作業中である。以上の研究成果を発表するため、第104回日本医史学会(平成15年4月開催)において、同会員のうちの「江戸のモノづくり」研究参画者とはかり、シンポジウムを企画した。上記の通り、本年度は研究の初年度であるが、研究計画は至って順調に進行し、予想を上回る実績を挙げることが出来た。
遺伝性抱合型ビリルビン血症に対し次世代シークエンサーを用いた病態探索と臨床応用

平成2930年度のおもな研究実績は以下の通りである.1新しい遺伝子パネル(61遺伝子を搭載)を作成し,分子遺伝学的な網羅的遺伝子解析の手法を確立できた.2平成30年度は93名の方の遺伝子解析を行い,4名のDJSの患者さんを分子遺伝学的に診断できた,3対象患者さんの臨床データを収集・解析している.これらの実績をもとに,各関連学会にて学会報告を以下のように行った.本研究は,新生児Dubin-Johnson症候群とRotor症候群を次世代高速シークエンサーとバイオインフォマティクスを用い,分子遺伝学的に診断する解析手法の確立を指向する.平成30年度の研究計画は,1解析対象遺伝子を含めた新しい遺伝子解析パネルを作成,2対象例の収集,遺伝子解析実験,データ解析,3肝臓病理組織について検討,4肝組織からmRNAを抽出し遺伝子発現について検討する,である.我々は1に対して,新生児,乳児期の遺伝性胆汁うっ滞の原因となる疾患の責任遺伝子61個を候補とした.この61遺伝子に対してIonAmpliseqDesignerを使用して遺伝子パネルをデザインした.陽性対照に使用して,この遺伝子パネルが機能するかを確認し,成功した.2について,全国から遺伝子解析対象が順調に集まっている.平成30年度は93名の遺伝子解析を実施できた.また,この対象者から4名の新規Dubin-Johnson症候群の患者さんが同定された.臨床情報についても収集できている.3について一部の患者さんの肝臓標本をもとにした病理組織検査ができた.4について現在mRNAの抽出には検体不足のためできていない.引き続き研究協力施設と密に連携をとり,解析対象患者の肝臓組織について収集,解析をすすめる計画である.現在のところ,研究は比較的計画通り進行していると考えられる.そのため,当初の研究計画に大幅な変更を求めていない.令和元年度については遺伝性抱合型高ビリルビン血症の疑われる患者に対して,次世代高速シークエンサーを使用して遺伝子解析を積極的に継続し,全国から対象患者さんの募集を継続する.遺伝子解析を行った対象患者さんの臨床情報,病理組織について詳細な検討を行う.本年度も得られた結果について順次,日本小児科学会学術集会,日本肝臓学会学術集会,小児肝臓研究会,アメリカ人類遺伝学会などで研究発表を行う予定である.研究計画最終年度であるため英文論文を作成する.本研究は,遺伝性抱合型高ビリルビン血症である新生児Dubin-Johnson症候群(DJS)とRotor症候群を,分子遺伝学的に診断する手法の確立を目指すものである.分子遺伝学的な方法は,次世代高速シークエンサーによる網羅的遺伝子解析とバイオインフォマティクスを用いる.平成29年度のおもな研究目標は,1新しい遺伝子パネルを作成し,網羅的遺伝子解析の手法を確立,2遺伝子診断のついた患児から質の高い臨床データを収集・解析,である.1について,平成29年度に61種の候補遺伝子を含む遺伝子パネルを新たに作成した.次世代高速シークエンサーであるIonPGM systemを使用して,この遺伝子パネルが機能することを確認できた.このことは,本研究の第一歩である解析系の立ち上げに成功したことを意味する.また本研究に必要な検体は全国から収集され,現在30例以上の遺伝子解析が終了した.そのため,前述の2に取り組むことが出来ている.本年度の研究成果の一部と過去に蓄積されたデータを踏まえて,論文『Clinical, Pathologic, and Genetic Features of Neonatal Dubin-Johnson』をThe Journal of Pediatrics誌へ投稿し,採択された.本論文は,希な遺伝性疾患である新生児DJSの臨床経過,肝臓病理,遺伝子変異についてまとめたものである.この疾患は生後2ヶ月ごろ直接ビリルビンが最大となり,胆道閉鎖症の鑑別疾患となることが分かった.また,新知見として,黒色肝はDJSに特徴的とされていたが,新生児期には黒色肝が見られない症例も多く存在することが判明した.さらに,きわめてまれな疾患とされたDJSは,病原性遺伝子変異の保因率からおよそ2万3千人に1人の頻度で見られる可能性があることを示した.本研究は,新生児Dubin-Johnson症候群とRotor症候群を次世代高速シークエンサーとバイオインフォマティクスを用い,分子遺伝学的に診断する解析手法の確立を指向する.平成29年度の研究計画は,1解析対象遺伝子を含めた新しい遺伝子解析パネルを作成,2対象例の収集,遺伝子解析実験,データ解析,3肝臓病理組織について検討,である.我々は1に対して,新生児,乳児期の遺伝性胆汁うっ滞の原因となる疾患の責任遺伝子61個を候補とした.この61遺伝子に対してIon AmpliseqDesignerを使用して遺伝子パネルをデザインした.陽性対照に使用して,この遺伝子パネルが機能するかを確認し,成功した.2について,全国から遺伝子解析対象が順調に集まっている.また,遺伝子解析は滞りなく継続されデータ蓄積が進んでいる.3について,肝臓病理組織の収集については現在不十分である.引き続き研究協力施設と密に連携をとり,解析対象患者の肝臓組織について収集,解析をすすめる計画である.以上から本研究課題の平成29年度の進捗状況はおおむね順調であると考える.平成2930年度のおもな研究実績は以下の通りである.1新しい遺伝子パネル(61遺伝子を搭載)を作成し,分子遺伝学的な網羅的遺伝子解析の手法を確立できた.

2平成30年度は93名の方の遺伝子解析を行い,4名のDJSの患者さんを分子遺伝学的に診断できた,3対象患者さんの臨床データを収集・解析している.これらの実績をもとに,各関連学会にて学会報告を以下のように行った.本研究は,新生児Dubin-Johnson症候群とRotor症候群を次世代高速シークエンサーとバイオインフォマティクスを用い,分子遺伝学的に診断する解析手法の確立を指向する.平成30年度の研究計画は,1解析対象遺伝子を含めた新しい遺伝子解析パネルを作成,2対象例の収集,遺伝子解析実験,データ解析,3肝臓病理組織について検討,4肝組織からmRNAを抽出し遺伝子発現について検討する,である.我々は1に対して,新生児,乳児期の遺伝性胆汁うっ滞の原因となる疾患の責任遺伝子61個を候補とした.この61遺伝子に対してIonAmpliseqDesignerを使用して遺伝子パネルをデザインした.陽性対照に使用して,この遺伝子パネルが機能するかを確認し,成功した.2について,全国から遺伝子解析対象が順調に集まっている.平成30年度は93名の遺伝子解析を実施できた.また,この対象者から4名の新規Dubin-Johnson症候群の患者さんが同定された.臨床情報についても収集できている.3について一部の患者さんの肝臓標本をもとにした病理組織検査ができた.4について現在mRNAの抽出には検体不足のためできていない.引き続き研究協力施設と密に連携をとり,解析対象患者の肝臓組織について収集,解析をすすめる計画である.現在,当初の研究計画に大幅な変更は必要ない.平成30年度は遺伝性抱合型高ビリルビン血症の疑われる患者に対して,次世代高速シークエンサーを使用して遺伝子解析を継続する.全国から対象患者の募集を継続しつつ,遺伝子解析を行った対象の臨床情報について詳細な検討を行う.解析データの中間的なまとめとして,日本小児科学会学術集会,日本肝臓学会学術集会,小児肝臓研究会などで研究発表を行い,対象患者のリクルートを推進する.並びに,国際学会にて発表を行う計画である.現在のところ,研究は比較的計画通り進行していると考えられる.そのため,当初の研究計画に大幅な変更を求めていない.令和元年度については遺伝性抱合型高ビリルビン血症の疑われる患者に対して,次世代高速シークエンサーを使用して遺伝子解析を積極的に継続し,全国から対象患者さんの募集を継続する.遺伝子解析を行った対象患者さんの臨床情報,病理組織について詳細な検討を行う.本年度も得られた結果について順次,日本小児科学会学術集会,日本肝臓学会学術集会,小児肝臓研究会,アメリカ人類遺伝学会などで研究発表を行う予定である.研究計画最終年度であるため英文論文を作成する.平成29年度予算を予算通りに執行したはずのところ,一部決済において会計の間違いのため結果293円の残金が生じた.この残金は平成30年度の予算に組み込み,研究計画の大幅な修正をする必要なく執行できるものと考えている.分担者が10643円の執行残があったため。次年度に執行残を含めて使用する計画とした。
光合成を利用した高薬物代謝活性トランスジェニック植物の作出

薬物代謝に関するラットP4501A1及びその酵母還元酵素との融合酵素をクロロプラストに発現・輸送したトランスジェニックタバコ植物を作出し、クロロプラストにおけるP450依存性のモノオキシゲナーゼ活性を測定すると共にそれらタバコ植物における除草剤クロロトルロンの代謝及び耐性を試験した。その結果、トランスジェニックタバコから調製したクロロプラストは光照射下でコントロールに比べて高いモノオキシゲナーゼ活性を示し、暗所及び電子伝達阻害剤DCMU存在下ではコントロールの値まで低下した。従って、P450は光合成電子伝達系とカップリングして高いモニオキシゲナーゼ活性を示したと考えられる。また、P450をクロロプラストに発現・輸送したトランスジェニックタバコでは除草剤クロロトルロンをN-脱メチル化及びメチル基水酸化を経て、コントロールタバコより速やかに代謝して、除草剤耐性を示すことが判明した。特に、メチル基水酸化活性が除草剤耐性に大きく寄与していると思われる。以上の通り、遺伝子工学によりラットP4501A1をクロロプラストに発現・輸送することにより、P450は光合成電子伝達系とカップリングしてP450依存性のモノオキシゲナーゼ活性を示すことが判明した。即ち、新規能性植物を作出することに成功した。本研究は光エネルギーを利用して駆動する新規の薬物代謝活性の高いP450モノオキシゲナーゼを発現するタバコ植物の作出を試みる。薬物代謝活性の高いラットP4501A1及びその酵母還元酵素との融合酵素をタバコで発現し、クロロプラストに輸送することを目的に、タバコrbcSプロモーターとトランスジットペプチド領域の下流に上記遺伝子を結合した発現プラスミドを各種構築した。おのおのの発現プラスミドをアグロバクテリウムを介してタバコ・リ-フディスクに感染させ、抗生物質耐性のシュートを選抜し、さらに、PCR法で目的遺伝子が染色体DNAに組込まれていることを確認することによってトランスジェニック・タバコ植物を取得した。トランスジェニック・タバコ葉部からクロロプラストを調製して、目的の酵素蛋白質が生成していることを確認した。また、調製したクロロプラストについて光照射下で7-エトキシクマリンO-脱エチル化活性を測定したところ、コントロールに比べて、P4501A1発現株で2-3倍、P4501A1/酵母還元酵素融合酵素発現株で10数倍高い活性が認められた。従って、P450モノオキシゲナーゼはタバコ・クロロプラストに輸送され、光合成電子伝達系と共役して、光エネルギーを利用してモノオキシゲナーゼ活性を発現したと考えられる。今後は、P450モノオキシゲナーゼのクロロプラストにおける局在性を免疫電顕などで確認し、光合成電子伝達系との共役の機構を解明し、さらに、各種薬物の代謝活性を測定する。本研究はラット肝臓ミクロソームに存在する薬物代謝活性を示すP450モノオキシゲナーゼを葉緑素に輸送することによって、光合成電子伝達系とカップリングすることにより、光エネルギーを利用して外来薬物などを代謝・分解する能力を有したトランスジェニック植物の作出を試みる計画である。タバコrbc Sプロモーターと葉緑体輸送シグナルの下流にラットP450 1A1と酵母還元酵素融合酵素又はラットP450 1A1のみを結合した植物用発現プラスミドを構築し、おのおのをアグロバクテリウムを介してリ-フディスク法でタバコを形質転換した。取得したトランスジェニックタバコは葉緑体のチラコイド膜にラットP450 1A1が存在し、調製した葉緑体は光エネルギー依存性のモノオキシゲナーゼ活性を示した。また、本トランスジェニックタバコは除草剤クロロトルロンに耐性を示した。今後は、作用機構の異なる各種除草剤、さらに、殺虫剤などの代謝を検討すると共に光合成電子伝達系とP450モノオキシゲナーゼの共役の機構を明かにする。

従って、P450は光合成電子伝達系とカップリングして高いモノオキシゲナーゼ活性を示したと考えられる。また、P450をクロロプラストに発現・輸送したトランスジェニックタバコでは除草剤クロロトルロンをNー脱メチル化及びメチル基水酸化を経て、コントロールタバコより速やかに代謝して、除草剤耐性を示すことが判明した。特に、メチル基水酸化活性が除草剤耐性に大きく寄与していると思われる。以上の通り、遺伝子工学によりラットP4501A1をクロロプラストに発現・輸送することにより、P450は光合成電子伝達系とカップリングしてP450依存性のモノオキシゲナーゼ活性を示すことが判明した。即ち、新規能性植物を作出することに成功した。
サル海馬の空間・事物・事象の認知記憶ニュ-ロンの同定、分類および情報処理様式

サルを用いて、海馬体における認知記憶ニュ-ロンの同定、分類、局在、情報処理様式(研究1)、およびこれらニュ-ロンの虚血性壊死と記憶障害の発生機構(研究2)について解析した。研究1:最近、われわれが開発した特殊駆動装置(サル用の一種の自動車:キャブ)を用いて(1)視覚刺激(各種物体呈示装置による報酬、嫌悪または新奇物体の呈示)の識別および逆転学習課題、および(2)手掛かり刺激(種々の食物やジュ-ス、水、および電気ショックを意味する白色、赤色および茶色円柱)を認知してレバ-押しによりキャブを前後左右に移動させる居場所移動学習課題に対するサル海馬体ニュ-ロンの応答について解析した。(1)の課題では、総数1911個、(2)の課題では、総数258個の海馬体ニュ-ロン活動を記録した。その結果、海馬体には、1)過去の経験に基づき、物体を報酬性、嫌悪性、および新奇性の生物学的意味により分類して記憶するニュ-ロン、2)自己の居場所と外界刺激との位置関係を自己中心的および外界中心的座標でコ-ドする空間認知記憶ニュ-ロン、3)自己の居場所をコ-ドする場所ニュ-ロン、および4)1ー3)の種々の組み合わせによる連合記憶ニュ-ロンが存在することを明らかにした。研究2:脳虚血によるサル海馬体神経細胞の選択的破壊サル(モデル動物)の作製、およびこのモデル動物を用いて記憶障害の発生機構および予防法や治療法について研究した。その結果、1)海馬体CA1領域の選択的破壊を起こすには、両側の外頸、内頸、総頸、および椎骨動脈の計8動脈を閉塞して13ー15分間血流を遮断することが必要条件である、2)これらの脳虚血サルでは、陳述記憶は障害されないが、手順記憶が障害され、ヒトの健忘症の動物モデルになる、および3)Ca拮抗剤の投与により海馬体CA1領域の神経細胞壊死をほぼ阻止できることが明らかとなった。サルを用いて,海馬における認知記憶ニュ-ロンの同定,分類,局在,情報処理様式(研究1),およびこれらニュ-ロンの虚血性壊死と記憶障害発生の機序(研究2)について解析した。1.研究1では,最近われわれが開発した特殊駆動装置(キャブ)を用いて(1)手掛かり刺激を認知してレバ-押しによりキャブを前後左右に移動させる学習課題,および(2)各種感覚刺激呈示装置による報酬性,嫌悪性または新奇な視覚刺激の識別および逆転学習課題に対するサル海馬ニュ-ロンの応答について解析した。(1)の課題で総数140個,(2)の課題で総数1911個の海馬ニュ-ロンを記録した。その結果,海馬には1)自己の居場所をコ-ドするニュ-ロンや自己の居場所と外界刺激の位置との関係を自己中心的座標または外界対象中心的座標でコ-ドするニュ-ロン,2)報酬性物体,嫌悪性物体または新奇物体を見たときに強く応答する報酬性物体応答型,嫌悪性物体応答型および新奇物体応答型ニュ-ロンや,特定の物体または特定の範疇に属する物体に対して強く応答する認知細胞類似応答型ニュ-ロンの存在することが判明した。2.研究2では,脳虚血によるサル海馬錐体細胞の選択的破壊動物(モデル動物)の作製およびこれらモデル動物における記憶障害の有無の確認を目的とした。合計8頭のサルを用いて,両側総頚および椎骨動脈の4本の動脈,あるいはさらに両側外頚および内頚動脈を加えた計8血管を,5,10,13,15および18分間血流遮断した。この結果,海馬体,とくにCA1領域の錐体細胞の選択的破壊を起こすには,8本の動脈を1318分間閉塞して脳への血流を遮断することが最適な条件であることが判明した。また,これらのモデル動物では,遅延時間を延長すると,再認テスト(遅延非標本合わせ)(新しい記憶)障害が顕著になることも明らかになりつつある。

その結果、1)海馬体CA1領域の選択的破壊を起こすには、両側の外頸、内頸、総頸、および椎骨動脈の計8動脈を閉塞して13ー15分間血流を遮断することが必要条件である、2)これらの脳虚血サルでは、陳述記憶は障害されないが、手順記憶が障害され、ヒトの健忘症の動物モデルになる、および3)Ca拮抗剤の投与により海馬体CA1領域の神経細胞壊死をほぼ阻止できることが明らかとなった。今年度は、前年度に明らかにしたサル海馬体場所ニュ-ロンの場所応答特性の詳細な解析(研究1)、および前年度に開発した脳虚血モデル(一過性脳虚血によるサル海馬体CA1領域の選択的錐体細胞壊死)を用い、記憶障害の発生機序の解析(研究2)を行なった。研究1では、総数244個のサル海馬体ニュ-ロン活動を記録し、手掛かり刺激を認知して、サル自身のレバ-押しによりサルの乗った特殊駆動装置(キャブ)を前後左右に移動させる学習課題(居場所移動学習課題)に対するニュ-ロンの応答特性を解析した。このうち65個(26.6%)が特定の居場所で自発放電頻度が増加した(場所ニュ-ロン)。これら場所ニュ-ロンの詳細な解析により、1)サルを種々の方向に回転して居場所移動学習課題を行なわせてもニュ-ロンの場所応答性が消失しないことから、場所応答が単なる視覚応答ではなく場所認知に関連した応答である、2)サル自身の能動的なレバ-押しではなく、検者がサルを受動的に移動させると場所応答性が消失する、および3)場所ニュ-ロンの中には場所応答性(自発放電頻度の増加)だけでなく、特定の場所における学習課題に応答するニュ-ロンがあることなどが明らかとなった。研究2では、サルの頸部8動脈を13ー15分間血流遮断して、海馬体CA1領域の選択的な錐体細胞壊死を作製し、それによる記憶障害およびCa拮抗剤の錐体細胞壊死に対する効果を調べた。その結果、1)虚血群のサルでは、ヒトの健忘症と同様に遅延非見本合わせテスト(陳述記憶課題)は障害されるが、運動技能テスト(手順記憶課題)は障害されない、2)血流遮断後、生理的食塩水およびCa拮抗剤を静注し、Ca拮抗剤投与群では海馬体CA1領域の虚血性錐体細胞壊死が正常例とほぼ同様のレベルまで回復することなどが明らかとなった。
変形性関節症発症初期にかかわる遺伝子の解明と治療への応用

家兎ACL切断変形性関節症(OA)モデルを用いて、OA発症初期の関節滑膜で過剰発現する候補遺伝子を検出した。その候補遺伝子のsiRNAをエレクトロポレーション法にて関節滑膜に導入したところ明らかにOAが進行した。OA発症初期の段階では候補遺伝がOA進行を抑制している可能性が示唆された。近年、運動器の変性疾患の中で最も代表的な変形性関節症(OA)に関する基礎研究は様々な角度から行われているものの、多因子疾患ゆえ未だ結論が出ていないのが現状である。実際の臨床において、OA患者のほとんどが軟骨変性に先立って滑膜炎、関節液の貯留を生じている。すでに研究代表者(眞島任史)が確立した動物OAモデルにおいても軟骨変性に先立ち明らかな滑膜炎、関節液の貯留を認めている(ORS Transaction,2004)。以上から我々は力学的ストレスなどの過剰負荷が滑膜組織へ加わることにより、滑膜組織で発現する遺伝子がOAの発症・進行に大きな影響を与えているという仮説を立てた。本研究の目的は、1)変形性関節症(以下OAとする)のごく初期の段階において滑膜組織で過剰発現している疾患の発症に関わる候補遺伝子を検出すること、2)検出された候補遺伝子の発現をsiRNAで抑制することによりOAの発症・進行の抑制を証明することである。OA初期の時点で両膝から滑膜組織を摘出しそれぞれのmRNAを抽出し、Subtractive Hybridization法およびColony Hybridization法を用いて、右膝に比して左膝の滑膜組織で過剰に発現している遺伝子を検出した。次に、他の家兎の滑膜組織での再現性を確認する。さらにReal-Time RT-PCRにて、特に発現量の差が大きい遺伝子を選択し、その中から侯補遺伝子を決定する。エレクトロポレーション法を用いたin vivoでの滑膜組織への遺伝子導入を家兎滑膜出可能にする最適条件を決定した。近年、運動器の変性疾患の中で最も代表的な変形性関節症(以下、OAとする)に関する基礎研究は様々な角度から行われているものの、多因子疾患ゆえ未だ結論が出ていないのが現状である。すでに研究代表者(眞島任史)が確立した動物OAモデルにおいても軟骨変性に先立ち明らかな滑膜炎、関節液の貯留を認めている(ORS Transaction, 2004)。本研究の目的は、1)OAのごく初期の段階において滑膜組織で過剰発現している疾患の発症に関わる候補遺伝子を検出すること、2)検出された候補遺伝子の発現をsiRNAで抑制することによりOAの発症・進行への関与を証明することである。家兎OAモデルのOA初期の時点で両膝から滑膜組織を摘出し、それぞれのmRNAを抽出し、Subtractive Hybridization法およびColony Hybridization法を用いて、右膝(sham側)に比して左膝(ACL切断側)の滑膜組織で過剰に発現している遺伝子を検出した。次に、他の家兎の滑膜組織での再現性を確認した。さらにReal-Time RT-PCRにて、特に発現量の差が大きい遺伝子を選択し、その中から候補遺伝子を決定した。エレクトロポレーション法を用いて周術期に候補遺伝子のsiRNAを導入し、術後4週で軟骨の評価を行ったところ、siRNA投与群でcontrol-siRNA投与群よりも明らかにoA進行を認めた。またsiRNA投与群の滑膜でMMP-13の発現が上昇していた。以上からoA初期の段階では候補遺伝子がOA進行を抑制している可能性が示唆された。
光合成細菌がもつ高い抗酸化力を示す直鎖状ケト化カロテノイドの疾病予防効果の評価

酸化ストレスを原因とする肥満から発展するメタボリックシンドロームは、脳梗塞や心筋梗塞のリスクファクターとなることから、予防法の開発が急務である。本研究では未だ動物実験では使われたことがない光合成細菌がもつケト型カロテノイドを調べることで、メタボリックシンドロームの予防効果について検討する。具体的には、糸状性酸素非発生型光合成細菌Chloroflexus aurantiacusがもつ、ケト型カロテノイドに着目し、カロテノイド分子種の同定と機能を調べた。ケト型カロテノイドの疾病に対する優れた予防剤としての開発が期待される。応募者はこれまでに、光合成細菌の直鎖型ケト化カロテノイドに優れた抗酸化能力が備わっていることを見出してきた。本研究では未だ動物実験では使われたことがない直鎖型ケト化カロテノイドを調べることで、メタボリックシンドロームの予防効果について検討する。また、直鎖型ケト化カロテノイドを投与したマウスを用いたRNAシークエンス(RNA-seq)による遺伝子発現の網羅的解析を行うことで、カロテノイドの新規有効性を見出し、その効果を検証していく。直鎖型ケト化カロテノイドの疾病に対する優れた予防剤としての開発が期待される。平成27年度においては、直鎖型ケト化カロテノイドであるジケトスピリロキサンチン(DK-Spx)とスェロイデノン(Sphd)の光合成細菌の細胞内以外での抗酸化能力を調べることを目的とした。まずケト化カロテノイドを蓄積する光合成細菌の変異体を用いて、さらに蓄積量を上げるための培養条件の検討を行った。その結果、ケト化カロテノイドの蓄積量は、培養時間と酸素濃度に大きく左右されることが見出された。また、その培養菌体からのケト化カロテノイドの抽出方法も検討した。オープンカラム後に逆相カラムを用いた高速液体クロマトグラフィーを行うことで、簡便にDK-SpxとSphdを単離精製することが可能となった。現在においては、大量に調製したこれらのケト化カロテノイドのin vitroでの抗酸化能力の測定を行っている。この測定はリノール酸を用いたメチレンブルー増感抗酸化系(Kobayashi and Sakamoto, Biotechnol. Lett. 1999)を用いて検討している。ケト化カロテノイドの大量調製法の確立を行い、抗酸化作用の測定まで行えるところまで進んだが、当初予定していた培養細胞や動物実験を開始できるところまでには至っていない。その理由は大量調製法の検討に時間が掛ったことが挙げられる。実験で最も基本的な操作であり、他の実験計画を押してでも十分な検討が必要であったと判断し、時間を掛けた。その結果、ようやく調製法の確立ができたので、今後は実験ペースを上げ、予定の実験に着手していく予定である。我々はこれまでに、光合成細菌の直鎖型ケト化カロテノイドに優れた抗酸化能力が備わっていることを見出してきた。また、直鎖型ケト化カロテノイドを投与したマウスを用いたRNAシークエンスによる遺伝子発現の網羅的解析を行うことで、カロテノイドの新規有効性を見出し、その効果を検証していく。平成28年度においては、糸状性酸素非発生型光合成細菌がもつ、糖鎖型ケト化カロテノイドにも着目した。カロテノイドは基本的に脂溶性であり、血液中では脂質体として運搬されることが予想されるが、糖鎖型カロテノイドは血中に溶け込み、それ自体で運ばれることが期待される。糸状性酸素非発生型光合成細菌Chloroflexusaurantiacusは糖鎖型ケト化カロテノイドである4-keto3',4'-didehydro-OH-g-carotene glucosideをカロテノイド合成の最終産物とし、その中間体としても共役二重結合が異なる糖鎖型ケト化カロテノイドを合成する。しかし、この合成経路はこれまでに分かってなかった。そこで、大腸菌内での発現系を用いて候補遺伝子を調べたところ、crtB, E, I, Y遺伝子により4-keto3',4'-didehydro-OH-g-carotene glucoside合成の中間体であるβ-caroteneの蓄積が確認された。このことにより、これらの遺伝子はこの細菌内でのカロテノイド合成系で働いていることが考えられた。現在のところ、その先の合成系についても同様に調べている。新たにChloroflexus aurantiacusがもつ糖鎖型ケト化カロテノイド4-keto3',4'-didehydro-OH-g-carotene glucosideに着目し、その合成経路を調べる目的で、大腸菌でのこのカロテノイドの生産系の構築が軌道に乗りつつある。直鎖型ケト化カロテノイドと合わせ、今後の実験を進めていく予定である。両カロテノイドが調整出来次第、動物実験に用いていく。

本研究では未だ動物実験では使われたことがないケト化カロテノイドを調べることで、メタボリックシンドロームの予防効果について検討する。平成29年度においても前年度同様に糸状性酸素非発生型光合成細菌Chloroflexus aurantiacusがもつ、糖鎖型ケト化カロテノイドに着目した。この細菌は4-keto3',4'-didehydro-OH-g-carotene glucosideを最終産物とし、その中間体としても共役二重結合が異なる糖鎖型ケト化カロテノイドを合成する。これらのカロテノイドの合成経路の解明を行った。まず、この細菌の培養を条件を変えて行い、そのカロテノイド組成を分析したところ、嫌気光合成培養下では見られなかったケト化カロテノイドが、好気条件下でのみ合成していることが分かった。また、ゲノム上に見出されたカロテノイド合成酵素の相同性遺伝子を大腸菌の中で発現し、合成されるカロテノイドの分析を行った。その結果、この細菌のカロテノイド合成にはcrtE、crtB、crtI、crtY、crtO、cruF、cruCおよびcruD遺伝子が関与することが分かり、合成経路の決定を行った。カロテノイドのケト化はcrtO遺伝子が関与することが分かったので、C. aurantiacusにおける転写量を調べたところ、酸素存在条件下で転写量が上昇することが分かった。C. aurantiacusにおいてケト化カロテノイドは酸素条件下で合成され、抗酸化作用によって酸化障害から細胞を保護していると考えられた。酸化ストレスを原因とする肥満から発展するメタボリックシンドロームは、脳梗塞や心筋梗塞のリスクファクターとなることから、予防法の開発が急務である。本研究では未だ動物実験では使われたことがない光合成細菌がもつケト型カロテノイドを調べることで、メタボリックシンドロームの予防効果について検討する。具体的には、糸状性酸素非発生型光合成細菌Chloroflexus aurantiacusがもつ、ケト型カロテノイドに着目し、カロテノイド分子種の同定と機能を調べた。ケト型カロテノイドの疾病に対する優れた予防剤としての開発が期待される。平成28年度においては、前年度に計画をして行うことができなかった直鎖型ケト化カロテノイドのin vitroでの実験を行っていく。現在進行中であるDK-SpxとSphdの抗酸化能力の測定を、リノール酸を用いたメチレンブルー増感抗酸化系を用いて行い、数値を算出する。また、これらの構造安定性についても検討する。さらには、動物実験に向けた直鎖型ケト化カロテノイドの使用において、経口摂取した際の体内への吸収効率も調べていく。上記の基礎的データがそろった後には、それらを踏まえて動物実験を本格化させていく。具体的には、DK-SpxとSphdのマウスを用いたメタボリックシンドロームに対する予防効果を調べていく。直鎖型ケト化カロテノイドの肥満防止効果と糖尿病の改善効果について検討する。肥満防止においては、食事性肥満誘発マウスを用いて、DK-SpxまたはSphd含有飼料を投与した際の体重および脂肪組織重量の増減を調べることで、その効果を見ていく。
非侵襲的表面筋電図定量診断法、Clustering Index法の臨床応用の発展

非侵襲的表面筋電図解析法、Clustering Index法(CI法)の臨床応用の発展として、以下を行った。1)前脛骨筋でのデータを追加収集し、神経原性29名、筋原性39名のデータを得て、適切なWindow幅を定義し、それを用いることで、神経原性での感度97%、筋原性での感度72%が実現できた。2)CI法の小児への応用として、神経原性16名、筋原性29名のデータを得て、両者の鑑別を試みた。成人程高い感度は得られなかったが、一定の有用性が示された。3)針筋電図の新しいパラメータSize Indexについて研究した。4)CI法と針筋電図の感度比較を行った。5)その他の関連研究を行った。平成27年度においては、表面筋電図定量解析法、Clustering Index法(以下CI法)について、以下の研究を進展させた。1)僧帽筋での検討:長年筋ジストロフィーとされていた1例において、僧帽筋の表面筋電図のCI法から神経原性との結論を得、遺伝子診断から脊髄性筋萎縮症と診断することができた。この例についてのレターが、Muscle and Nerveに投稿採択された。2)前脛骨筋でのCIデータ追加収集と最適パラメータの探索:本年度も患者データ収集を行い、最終神経原性29名、筋原性39名のデータを得て、Window幅についてこれらのデータに基づいて最適な値を決定した。これについての論文執筆にとりかかっている。3)針筋電図定量解析:データの追加解析を行い、上腕二頭筋については、健常者26名、神経原性10名、筋原性14名、前脛骨筋については、健常者23名、神経原性19名、筋原性13名のデータを得た。これらを元に、Size Index, Revised Size Indexの最適係数値を決定し、神経原性・筋原性それぞれの診断に最適なパラメータを決定できた。この結果は本年のアメリカ神経筋電気診断学会に報告予定であり、論文執筆も進めている。今後の針筋電図定量解析における有力なツールとなることが期待される。4)CI法と針筋電図の比較:このためのデータの収集状況について整理し、保存筋電図信号の追加解析を行った。現在までに健常者5名、神経原性患者、筋原性患者各10数名のデータが得られていることが判明したので、健常者を中心にさらにデータの追加収集を行っている。5)その他の関連研究:CI法の対象疾患として考えられる手根管症候群やGuillain-Barre症候群、比較対象の検査法となる神経伝導検査などについての研究も進めて、論文発表、学会発表などを行った。前脛骨筋CIデータの集積と解析、針筋電図データの集積と解析において、大きな進展を見た。僧帽筋についての論文が採択されことも成果である。また、種々の関連研究も進展している。平成28年度においては、表面筋電図定量解析法、Clustering Index法(以下CI法)について、以下の研究を進展させた。1)前脛骨筋でのCIデータ追加収集と最適パラメータの探索:現在までに収集された、最終神経原性29名、筋原性39名のデータと、Window幅についての論文が執筆最終段階であり、近々投稿予定である。2)針筋電図定量解析:上腕二頭筋、前脛骨筋のデータを元に、Size Index, Revised Size Indexの最適係数値を決定した結果を、平成28年のアメリカ神経筋電気診断学会に報告し、President Awardを受賞した。また、日本臨床神経生理学会学術大会にも報告した。これについての論文も執筆最終段階であり、近々投稿予定である。3)CI法と針筋電図の比較:引続きデータ収集と解析を進めている。4)その他の関連研究:CI法の対象疾患として考えられる手根管症候群(CTS)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、Guillain-Barre症候群(GBS)、比較対象の検査法となる神経伝導検査などについての研究を進めた。重症CTSの予後判定、GBSの脱髄型軸索型の鑑別におけるA波の意義、僧帽筋での反復神経刺激試験(RNS)のALSと頸椎症性筋萎縮症との鑑別における有用性、神経伝導検査における陽極刺激についての検討など、複数の論文が採択され、また、ALSの線維束自発電位とRNSでの漸減現象の関係についての研究、CTS評価の神経伝導検査のカットオフ値の決め方に関する新しい方法についての研究等の論文が投稿中であり、この他にも関連する論文を執筆中で、これらの多くの研究に関する学会発表を行った。表面筋電図のパラメータ確立と、針筋電図のパラメータ確立の、本研究の直接の構成要素である2つの研究が、研究終了して論文執筆最終段階となっており、また、針筋電図と表面筋電図の比較についての研究もデータ解析を進めている。その他多くの関連研究も順調に論文採択、投稿、学会発表を進めている。本年度において以下の研究を行った。1)小児へのClustering Index法(CI法)の臨床応用のデータを解析し、論文化した。神経筋疾患の小児45例(神経原性疾患16例、筋原性疾患29例)について、CI法を施行した。両群の全epochの判別分析を行い、ひとりの患者の全epochの判別関数の値の平均値をその患者の代表値とした。

その結果、神経原性疾患患者の判別関数の平均値は、0.58±0.88 (-0.482.30)、筋原性疾患患者の判別関数の平均値は-0.55±0.70 (-2.380.68)であった。両群の上下限値をカットオフ値とすると、神経原性患者16例中7例、筋原性疾患29例中17例が正しく診断できた。この感度は、成人に比べるとかなり低かった。その理由は小児では皮下組織の厚さが厚い例があり、その変動が撹乱因子となって感度が下がったものと推測された。2)成人での最初のCI法の報告ではwindow幅として、神経原性の巨大MUPが概ね入る幅として15 msに設定したが、これが最適かどうかの保証はなかった。今回はwindow幅を様々に変えて、増えた症例数について検討したところ、window幅22.5 msにおいて、神経原性筋原性のz-scoreの平均値、健常者との比較との感度も最大となった。3)同一被検者の同一のTA筋で針筋電図とCI法と両者を記録している例について、針筋電図については運動単位電位(MUP)パラメータの定量解析を行い、CI法と感度を比較した。結果として、MUPパラメータにもよるが、CI法は患者レベルにおいて針筋電図の最も感度の高いパラメータであるSize indexに匹敵する感度を達成でき、特に筋原性疾患の感度が高かった。以上の1)については論文改訂中、2)と3)については論文準備中である。その他いくつかの関連研究を行った。非侵襲的表面筋電図解析法、Clustering Index法(CI法)の臨床応用の発展として、以下を行った。1)前脛骨筋でのデータを追加収集し、神経原性29名、筋原性39名のデータを得て、適切なWindow幅を定義し、それを用いることで、神経原性での感度97%、筋原性での感度72%が実現できた。2)CI法の小児への応用として、神経原性16名、筋原性29名のデータを得て、両者の鑑別を試みた。成人程高い感度は得られなかったが、一定の有用性が示された。3)針筋電図の新しいパラメータSize Indexについて研究した。4)CI法と針筋電図の感度比較を行った。5)その他の関連研究を行った。前脛骨筋CIデータの解析結果、針筋電図定量解析の結果のそれぞれについて、論文執筆し採択を目指す。また、これらの成果について国際学会で発表する。また、針筋電図とCI法の比較についてのデータ収集を進める。その他の電気生理検査やCI法の対象疾患となる神経筋疾患に関する関連研究についても、論文執筆、学会発表を行う。各研究、関連研究についての論文投稿採択を目指し、また国際学会を含む学会報告を予定する。針筋電図と表面筋電図の比較研究については特に集中的なデータ解析を行う。また針筋電図の解析で、Recruitment patternの解析という新たな研究にも着手する。神経内科学年度内に使い切る予定で、研究を進めていましたが、最後端数として残金が生じました。年度内に使い切る予定で、研究を進めていましたが、最後若干の残金が生じました。次年度の研究の資金に充当します。