hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低毒性スズ反応剤の設計と創製に基づく環境調和型有機合成法の開発

有機スズ反応剤は精密有機合成に有用であるが、よく利用されるトリブチルスズ化合物は毒性が高いことに加え、分解や分離が容易でないという欠点を有する。この欠点を克服するため、本研究では、スズ上にベンジル基を有する有機スズ反応剤の合成と利用について検討した。トリベンジルスタンナン(Bn_3SnH)はハロアルカンのラジカル還元に有効であり、副生するハロスタンナン(Bn_3SnX)はろ過やシリカゲルカラムにより容易に分離できることがわかった。また、塩基性過酸化水素水により容易に分解することができた。本研究では、毒性および環境毒性が低い新規有機スズ反応剤を設計、創製し、これをラジカル反応や遷移金属触媒反応に利用することで、環境負荷の少ない精密有機合成法を開発することを目標としている。スズ上に分解しやすい有機基を導入したり、スズ上の有機基を減らしたりすることでスズ反応剤の毒性の低減を図るとともに、既知の合成反応に利用して、副生する有機スズ化合物の無毒化と生成物の分離精製の簡略化を目指した。今年度はベンジル基を有するヒドロスタンナン類の合成とラジカル反応への利用について検討した。塩化ベンジルと金属スズとの反応によりジベンジルジクロロスタンナンを合成し、これに塩化ベンジルマグネシウムを作用させることでトリベンジルクロロスタンナンを得た。続いて水素化リチウムアルミニウムを反応させることでトリベンジルヒドロスタンナンを合成した。これを用いてハロゲン化アルキルのラジカル還元反応やハロアルケンのラジカル環化反応を行ったところ、反応が進行して目的生成物を与えた。反応混合物をフッ化物イオンや酸で処理して有機スズ化合物の分解を試みたが、完全に分解するまでには至らず、今後、処理条件の最適化を図っていく必要がある。また、トリベンジルヒドロスタンナンによるアルケンのラジカル的ヒドロスタンニル化を試みたが効率よく目的生成物を得ることはできなかった。ヒドロスタンニル化はスズ上にハロゲンのような電気陰性基を導入することで加速できると考えられ、ジベンジルクロロヒドロスタンナンのような新たなヒドロスタンナン類の開発が必要であることがわかった。本研究では、新規有機スズ反応剤を設計・創製し、環境負荷の少ない精密有機合成法を開発することを目標としている。21年度は、トリベンジルヒドロスタンナンによるラジカル反応、これによって生成するトリベンジルハロスタンナンの分解と除去、ジベンジルクロロヒドロスタンナンの合成について検討を行った。トリベンジルヒドロスタンナンによるラジカル反応では、エステルやヒドロキシ基などの極性官能基を有するブロモおよびヨードアルカンの還元が効率よく進行することがわかった。溶媒としてヘキサンを用いるとトリベンジルヒドロスタンナンはヘキサンに少し溶解するが、ハロアルカンの還元により生じるトリベンジルハロスタンナンは溶解度が低く、ろ過により容易に除去できることが偶然にわかった。溶解度の差を利用した有機スズ化合物の除去は極めて容易で、精製過程の省資源・省エネルギー化を達成できることから、今後、さらに検討していく予定である。また、トリベンジルハロスタンナンは、過酸化水素と塩基による炭素-スズ結合の酸化的切断により、無機化できることが明らかとなった。この酸化反応ではベンジルアルコールが生成し、その生成量から、最適条件では75%の炭素-スズ結合を切断できることがわかった。ジベンジルクロロヒドロスタンナンの合成のために、まず、ジベンジルジヒドロスタンナンの合成について検討し、部分的に成功した。しかし、この化合物の単離は難しく、粗精製物を用いたジベンジルジクロロスタンナンとの反応によりジベンジルクロロヒドロスタンナンの合成を目指したが、今のところ成功していない。本研究では、新規有機スズ反応剤の創製と利用について研究し、反応後にスズ残渣を容易に分離回収、あるいは、分解・無機化できる有機スズ反応剤の開発を目指している。22年度は、トリベンジルヒドロスタンナン(Bn_3SnH)を利用するチオ炭酸エステル類のラジカル還元、ハロアルカンと電子不足アルケンの分子間ラジカル付加反応、アルケンやアルキンのヒドロスタンニル化反応、これによって生成するアルキルスタンナンやビニルスタンナンの反応について検討を行った。チオ炭酸エステル類のラジカル還元では、第一級および第二級アルコールから誘導した基質の還元について検討した結果、後者の基質が高い反応性を示すことがわかった。特に、ジフェニルメタノールから誘導した基質は、効率よくジフェニルメタンに還元することができた。しかし、反応により生じるスズ残渣の分離は容易ではなかった。分子間ラジカル付加反応では、目的とする付加体が得られ、濾過によりスズ残渣を除くことができたが、ハロアルカンの単純還元体が生成するため、付加体の収率は低いものだった。Bn_3SnHの水素供与能が、よく利用されるBu_3SnHに比べて高いために、単純還元が起こりやすくなっていると考えられる。

Bn_3SnHのアルケンへの付加反応は、ラジカル開始剤では難しく、パラジウム触媒の利用が効果的であることがわかった。生成したアルキルスタンナンは反応性が低く、酸化条件においても、炭素-スズ結合の酸化的切断は進行しなかった。アルキンへの付加反応は、ラジカル開始剤により促進され、ヒドロキシ基が存在しても効率よく進行した。生成したビニルスタンナンは、プロトン化分解やハロゲン化分解を起こすことがわかった。他にも、ジベンジルクロロヒドロスタンナン(Bn_2SnClH)の調製と反応、フェニルおよびアリル-トリベンジルスタンナンの反応についても検討を行ったが、目的とする反応は効率的には進行しなかった。
網羅的遺伝子発現解析とQTL解析を組合せた新規2型糖尿病ラットの糖尿病遺伝子探索

LEA/Sendaiラット(以下Sendaiラット)は非肥満とインスリン分泌能低下を主徴とする、非肥満型糖尿病モデルラットである。量的形質遺伝子座(QTL)解析により、Sendaiラットの糖尿病関連遺伝子は第1、第3および第14染色体上にある可能性が示されている。インスリン分泌不全に起因すると考えられる耐糖能異常は、雌雄共に8週齢から観察される。そこで膵島に病理学的変化が見られない、8週齢の雄Sendaiラットおよび非糖尿病Brown Norway (BN)ラット膵島からTotal RNAを抽出後、Affymetrix社GeneChip Rat Expression Array Set 230を用いて網羅的に遺伝子発現解析を行った。その結果、Sendaiラットでは、46遺伝子が有意に増加(34遺伝子)あるいは減少(12遺伝子)していた。Ensemble genome databaseを用い、各遺伝子の染色体上の位置を調べたところ、27遺伝子については染色体領域が同定できた。そのうち、上記QTL近傍に位置した遺伝子は3遺伝子であった。現在までに、糖尿病と直接関連する遺伝子は見つかっていない。しかし、ラットはヒト、マウスに比べるとデータベースの整備が遅れており、アノテーション解析ができない遺伝子が多く存在したため、データベースの整備が進むにつれて、これらは有力な候補遺伝子になることが期待される。さらに、BNラットへの戻し交配により、第1、第3および第14染色体を個別に導入したコンジェニック系統を樹立し、ホモ接合体を作製した。糖負荷試験による耐糖能異常とQTLとの関連性を調べたが、今のところ関連性を示すデータは得られていない。今後は2つ以上のQTLをもつコンジェニック系を作製すると共に、高脂肪食投与など環境負荷を加え、糖尿病関連遺伝子座を絞り込んでいく予定である。LEA/SENDAIラット(以下SENDAIラット)はLong-Evans Agouti(LEA)ラットコロニーから分離した、非肥満とインスリン分泌能低下を主徴とする、日本人ヒト2型糖尿病に酷似した非常にユニークなモデルラットである。SENDAIラットでは加齢と共に、膵島の線維化が雄のみで進行し、経口糖負荷120分後の血糖値が200300mg/dlであった。血中のインスリン濃度は有意に低下しており、インスリン分泌不全型の軽症糖尿病を発症することがわかった。まず、膵島を単離する週齢を決定するために、経時的に生化学的解析および膵臓の病理学的解析を行った。その結果、耐糖能異常は若齢(4週齢頃)から雌雄とも見られるが、雄ラット膵島でのみ、10週齢でごく軽度の炎症性細胞の浸潤が見られ、12週齢では軽度の線維化が起こっていた。雄ラットの線維化は週齢と共に進行していた。雌ラットでは耐糖能異常は見られるものの、すべての週齢で膵島の線維化は見られなかった。そこで膵島に病理学的変化が見られない、8週齢の雄SENDAIラットおよび非糖尿病Brown Norway(BN)ラット膵島をコラゲナーゼ法により単離し、Total RNAを抽出後、DNAマイクロアレイ(Affymetrix社、GeneChip Rat Expression Array Set 230)を用いて網羅的に遺伝子発現解析を行った。その結果、SENDAIラットでは約40遺伝子の発現パターンが、有意に増加あるいは減少していた。現在、Ensemble genome databaseを用い、SENDAIラットの耐糖能に関する量的形質遺伝子座(QTL)と、上記増減遺伝子との関連について、解析を進めている。
頸椎柱再建のための内固定具と頸椎用人工椎体の開発並びにその臨床応用に関する研究

1.頚椎に関する解剖学的研究:本学医学部打医第2解剖学教室所有の日本人頚椎晒骨標本を用い、頚椎の形態に関する研究を行い、これまで報告のなかった頚椎椎弓根の各椎骨における短径、椎弓根軸の方向などの平均値が明らかにし頚椎用内固定具作成の基本資料とした。2.頚椎の動態に関する生体力学的研究:健常人ならびに頚椎に不安定椎間を有する患者を対象に連続X線撮影を行った。その結果、頚椎の前後屈運動には位相差があり、正常頚椎では、前屈運動は上位椎間から始まり下位椎間に及ぶこと、不安定椎間の前屈運動は他の椎間に先駆けて始まることが判明した。3.頚椎用内固定具の開発とその学力的実験:解剖学的研究に基づいて決定したスクリュー径(3.5mm,4.0mm,4.5mm)、サイズの頚椎用椎弓根スクリュー固定システムを開発し、その強度試験を行い、臨床使用の可能であることを示した。4.頚椎用内固定具ならび関する臨床的研究:開発した経椎弓根スクリュー固定器具を臨床応用した。その結果、大部分の日本人頚椎において安全な椎弓根スクリュー固定の可能なことが実証された。また、チタン製であることにより、手術後のMRI検査に対応できることが確認できた。頚椎椎弓根スクリュー固定を対象疾患として頚椎損傷、転移性頚椎腫瘍などの後方固定などに用い、同法は頚椎にも安全に施行でき、多くの頚椎疾患の再建に有用であることを示した。5.頚椎用人工椎体の開発:頚椎用人工椎体の設計開発を行った。材料として決定したAW-Glass Ceramic製の胸椎・腰椎用人工椎体使用例の長期経過観察を行い、その安全性を確認し頚椎への臨床応用が可能であることを確認した。【まとめ】頚椎用人工内固定具と人工椎体の開発ならびに関連する解剖学的・生体力学的研究を行った。臨床応用可能な内固定具の作成が実現し、臨床応用の結果も良好であった。1.頸椎用内固定具の設計、開発:既存の胸椎用内固定具(経椎弓根スクリュー固定)を頸椎用に改変し臨床応用した。その対象を脊椎外傷とした結果を英文の脊椎外科専門誌に発表した。この臨床応用は継続中であり、頸椎腫瘍その他の頸椎疾患の再建手術の結果を調査検討中である。またCT、X線の計測による解剖学的研究から、日本人頸椎に適合したサイズの内固定具を作製した。スクリュー径は実在の椎弓根径の変異に合わせ、既存の最少径の89%,67%のものを作製した。材料はMR検査を考慮し、チタン合金とした。さらに新しい頸椎固定具の安定性に関する生体力学的実験を行いその強度を確認した。2.頸椎用人工椎体の開発:頸椎用人工椎体材料はAW-Glass Ceramic製と決定し、試作品を作り、これを臨床応用した。同一の材料による胸椎・腰椎用人工椎体の臨床使用例を調査し、その安全性を確認した。また同一材料による腸骨スペーサーの長期経過観察、x線学的検討を行い、専門誌に発表した。3.日本人頸椎の解剖学的研究:北大医学部解剖学第二講座保有の骨格標本を整理し、頸椎の椎弓根の形態を中心に解剖学的研究を継続している。

1.頚椎に関する解剖学的研究:平成5年度に引続き、日本人頚椎の形態に関する研究を継続し終了した。骨格標本の直接計測、X線計測、CTの計測により、これまで報告のなかった頚椎椎弓根の各椎骨における短径、椎弓根軸の方向などの平均値が明らかになった。椎弓根径は第4、5頸椎で最も小さく、その上下では大きかった。2.頚椎の動態に関する生体力学的研究:健常人ならびに頚椎に不安定椎間を有する患者を対象に連続X線撮影を行った。その結果、頚椎の前後屈運動には位相差があり、正常頚椎では、前屈運動は上位椎間から始まり下位椎間に及ぶこと、不安定椎間の前屈運動は他の椎間に先駆けて始まることが判明した。連続X線撮影による頚椎椎間の動態解明は不安定性評価の新しい方法として期待できる。3.頚椎用内固定具にの強度に関する力学的実験研究:平成5年度に作成した頚椎の経椎弓根スクリュー固定器具の強度試験の結果、腰椎用固定部の約60%の横径と圧さのチタン製で、頚椎に通常加わる負荷に充分耐えることが判明した。4.頚椎用内固定具ならびに人工椎体に関する臨床的研究:新たに開発した経椎弓根スクリュー固定器具を臨床応用した。その結果、解剖学的研究に基づいて決定したスクリュー径(3.5mm,4.0mm,4.5mm)で、大部分の日本人頚椎において安全な椎弓根スクリュー固定の可能なことが実証された。また、チタン製であることにより、手術後のMRI検査に対応できることが確認できた。頚椎椎弓根スクリュー固定を対象疾患として頚椎損傷、転移性頚椎腫瘍などの後方固定などに用い、同法は頚椎にも安全に施行でき、多くの頚椎疾患の再建に有用であることを示した。頚椎用人工椎体の材料として決定したAW-Glass Ceramic製の胸椎・腰椎用人工椎体使用例の長期経過観察を行い、その安全性を確認した。
三角格子超伝導体二酸化コバルトナトリウム水和物のトポタキシー

層状構造を有する水二層Na_xCoO_2・yH_2Oを合成し、組成分析を行った。具体的にはNaの組成x、水の組成y、またNaサイトを一部占有していると言われるH_3O^+イオンの組成である。TG-DTAによる熱重量分析を行い、試料の重量に占める水とオキソニウムイオンの重さを見積もった。その後、学外の高周波誘導プラズマ分光装置を用いて試料の残りの部分のNaとCoO_2の比率を測定した。この時、酸素欠損はないと仮定した。其の結果、経時変化する性質を利用して合成した電子相図上の様々な状態の試料の組成に系統的な変化は見られなかった。一方で、室温における粉末X線回折測定から見積もっか格子定数aおよびcを相図と対応させると、格子定数aはほぼ一定であったのに対し、cは系統的な変化を示した。すなわち、電子相図の横軸に対応する^<59>Co核四重極共鳴周波数ν_Qに対して、格子定数cはともに減少することが分かった。以上の結果は、次の二通りに解釈できる。まず一つ目は、経時変化にともなう試料中の組成の変化はなく、電子状態の変化はCoO_2面間の配置の変化に依るものとする解釈である。また、もう一つは組成の変化が起きたが、同じ試料の組成の経時変化を迫いかけたため、変化が観測出来なかったという解釈である。組成の変化が起きる場合、当然粒子の表面からイオン等の交換が起きると考えられる。この場合、交換したイオンは粒子の表面に留まると考えられるので、ICP等の化学的な分析ではイオンが粒子の内部にあるとして見積もれてしまったと考えられる。この結果は水二層Na_xCoO_2・yH_2Oの電子状態を議論するにあたって、安易に見積もった組成と物性を結びつけることの危険性を表している。水二層NaxCoO2・yH2Oの合成後の高湿度中における経時変化を詳しく調べるために、臭素水を用いたこれまでと異なる方法で試料を合成した。得られた試料の経時変化を調べたところ、高湿度中での保持時間とともに超伝導性が一旦消失した後再び現れる現象を観測した。電子状態を59Co核四重極共鳴法により調べたところ、二つの超伝導は異なる電子状態に対応していることが分かった。また、再出現した方の超伝導相はこれまでに知られていた超伝導相と一致する一方で、初めに見られた超伝導相は全く新らしい相であることが分かった。経時変化に対する組成変化を調べるためにICP-AES測定とTG-DTA測定を行った。その結果、Na組成、H2O組成ともに大きな変化は見られなかった。しかし、本物質では結晶の外にNaイオンやH2O分子がしみ出している可能性が考えられ、化学的な分析では見積もりを謝る危険が考えられる。そこで我々は物理的な測定としてX線共鳴吸収によりCoイオンの平均価数を見積もった。その結果、Coイオンの価数はほぼ一定であった。従って、本物質の電子状態の変化は、価数の変化ではなく、CoO2面の厚みの変化に対応していることが分かった。また価数の値もNa組成から期待される+3.7価では無く、+3.3価に近い値であった。このことはNaイオン以外の陽イオンが電荷の補償をしていることをしめしている。陽イオンの候補としてオキソニウムイオンが考えられ、我々は1H NMRのスペクトルからその存在を確認している。母物質であるNaxCoO2ではCoイオンの価数が+3.3以下で磁気的な振る舞いが見られている。水二層体における超伝導もこの磁気的な揺らぎど関係している可能性が考えられる。
トランスジェニック・カイコにおける組換え体絹タンパク質の高効率発現システムの開発

本年度は、1カイコ絹糸腺におけるレポーターアッセイのための内部標準系の開発、および、2高い発現特性を持つ新規プラスミドベクターの開発、を目標として研究を行った。1、については、βガラクトシダーゼ、およびレニラ・ルシフェラーゼ発現ベクターを構築し、これらをレポーター活性検定の内部標準に用いるための条件検討を行ったが、これらのレポータータンパク質の活性と交差反応を起こす成分がカイコ組織に含まれており、内部標準としての利用は困難であった。2、については、フィブロインH鎖遺伝子に注目して研究を行った。まず、レポータータンパク質が絹タンパク質の一部として発現するように、フィブロインH鎖遺伝子の一部にEGFPを融合させたタンパク質遺伝子を構築した。本レポーター遺伝子を用いてフィブロインH鎖遺伝子プロモーターの活性を測定したところ、フィブロインH鎖プロモーターからの発現には、イントロン領域の利用が効果的であるという知見を得た。そこで、新たな発現ベクターとしてフィブロインH鎖遺伝子プロモーターとイントロン領域(約2kbp)を重複して持つ新規発現ベクターを構築した。本ベクターを一過性にカイコ絹糸腺に導入し24時間後のmRNA転写量を指標に発現量を解析したところ、プロモーターとイントロンを単独で持つベクターではmRNAが検出されなかったものの新規ベクターではmRNA発現が確認され、今回作製した新規発現ベクターがより高い転写活性を持つことが推測された。現在は、新規に構築したベクターを用いて実際にトランスジェニック・カイコの作製を進めており、本研究課題で開発した一過性発現系での結果と、トランスジェニック・カイコでの結果との比較研究を進めている。カイコ絹糸腺で外来遺伝子を発現させるために必要なプロモーターの開発・改良を効率よく行うために、カイコ絹糸腺にプラスミドDNAを導入し一過性に発現をみるシステムの開発を行った。まず、カイコの絹糸腺で特異的に発現するフィブロインH鎖、フィブロインL鎖タンパク質遺伝子のプロモーター領域を増幅してプラスミドベクターpGL3-basicに導入し、これらのプロモーターの制御下でホタルルシフェラーゼ遺伝子を発現するレポータープラスミドの構築を行った。用いた領域は、それぞれ遺伝子ORFの上流約1kbpおよび0.6kbpである。次に、これら2種のレポータープラスミドと、BmNPV由来の遺伝子プロモーターを改変した改変ie1プロモーターを用いたレポータープラスミドとをそれぞれカイコ幼虫にリポフェクション法を用いて導入し、レポータータンパク質の発現量を測定した。その結果、フィブロインL鎖プロモーターおよび改変ie1プロモーターでは調査したすべての組織(脂肪体、血リンパ、気管、中腸、マルピーギ管、中部絹糸腺、後部絹糸腺)で発現が認められたが、フィブロインH鎖プロモーターでは、いずれの組織においてもレポーターの発現ほとんど認められなかった。また、改変ie1プロモーターと比較してフィブロインL鎖プロモーターでは後部絹糸腺での発現量が他組織より比較的高く、フィブロインL鎖プロモーターの後部絹糸腺特異的な発現制御機構が一過性発現系においても再現されていることが示唆された。一方で、後部絹糸腺において改変ie1プロモーターから発現したレポータータンパク質の活性はフィブロインL鎖プロモーター活性の約7倍あったことから、フィブロインL鎖プロモーターに改良を加えることで後部絹糸腺における発現量を向上させたプロモーターの構築が可能であり、より効率のよい外来遺伝子導入ベクターの開発が可能であることが示唆された。
ニードル型CCD生体顕微鏡と分子血流トレーサによる冠動脈slosh発生機構の解析

虚血性心疾患の病態生理上の重要な特徴として、心内膜側心筋が心外膜側心筋より虚血に陥りやすいことが知られているが、そのメカニズムは未だ明らかにされていない。本研究の目的は、心筋収縮による心内膜側心筋内の微小血管圧迫により血管内容積が減少することにより心筋灌流にとって無駄な血液の移動である冠動脈sloshが発生するとの作業仮説を、種々の条件下における冠血管slosh現象の変化、特に心内膜側微小血管の血管径の拍動性変化のCCD生体顕微鏡による直接観察により、検証することである。併せて、分子血流トレーサを用いた心筋毛細管血流分布の計測により、slosh現象心筋灌流の不均一性の性質及びそれとの関係を明らかにすることも目的とした。冠細動脈径は、心外膜側では収縮期に増加傾向を示した。これに対し、心室壁中膜層および心内膜側では、収縮期に直径が約20%減少した。これにより心筋収縮による心筋内冠細動脈の圧迫が冠動脈sloshの原因であることが裏付けられた。冠動脈sloshは、α交感神経興奮により減少したが、運動や精神的興奮による交感神経興奮時に、虚血に陥りやすい心内膜側への血流を確保するのに役割を果たしているものと考えられる。異なる2点間の局所血流量の相関は2点間の距離が500600μmで極大値をとることにより、心筋局所血流調節の最小単位の大きさが、500600μm程度であることが推測される。一方、低酸素血による心筋虚血時の局所血流量の不均一性の結果より、虚血により冠血管が種々のレベルで拡張するとき、血流調節がより大域的になると考えられた。虚血性心疾患の病態生理上の重要な特徴として、心内膜側心筋が心外膜側心筋より虚血に陥りやすいこと(心内膜側易虚血性)が知られているが、そのメカニズムは未だ明らかにされていない。そこで、研究代表者らは、そのメカニズムとして心筋内冠動脈血流に常に収縮期逆流、すなわち心筋内外を往復する無駄な血流の存在に注目し、これを"冠動脈slosh"と名付け、その意義を追求してきた。本研究の目的は冠動脈sloshが心筋収縮の心内膜側心筋内へ及ぼす直接効果によって発生するとの作業仮説を種々の条件下で検討した。麻酔開胸犬を用いて、ニードルプローブ付きCCDビデオ生体顕微鏡のGradientlndex Lensプローブを左心耳より左心室内に挿入し左心室壁に軽く圧着し、心内膜側心筋内の冠細動脈と細静脈の直径の心周期に伴う拍動性の変化を計測した。なお、slosh現象は中隔枝に20MHz80チャンネル超音波ドプラ血流計をアクセスしてモニターした。併せて分子血流トレーサ(^3H-desmethylimipramine:^3H-DMl)を麻酔開胸ウサギの左房に投与し、イメージングプレートを用いて心筋内毛細管血流分布を調べた。今年度の主たる結果を述べると、(1)ニトログリセリンによる冠血管拡張は心筋内微小血管の拍動特性を増加させて冠動脈sloshを増大させた。(2)alpha交換神経興奮は、冠動脈sloshを減少させたが、alpha_2はalpha_1より効果が大きかった。それにはalpha_1、alpha_2の冠微小血管への効果のsegmentalな差が関与すると考えられた。(3)心筋内血流分布を対照時に計測すると、分布はランダムではなく、ある組織単位で法則性を窺わせる構造をもつことが示され、コントロール時には、100mum以下の単位での血流調節機能の存在が示唆された。

虚血性心疾患の病態生理上の重要な特徴として、心内膜側心筋が心外膜側心筋より虚血に陥りやすいことが知られているが、そのメカニズムは未だ明らかにされていない。本研究の目的は、心筋収縮による心内膜側心筋の微小血管圧迫により血管内容積が減少することにより心筋灌流にとって無駄な血液の移動である冠動脈sloshが発生するとの作業仮説を、種々の条件下における冠血管slosh現象の変化、特に心内膜側微小血管の血管径の拍動性変化のCCD生体顕微鏡による直接観察により、検証することである。併せて、分子血流トレーサを用いた心筋毛再血流分布の計測により、slosh現象心筋灌流の不均一性の性質及びそれとの関係を明らかにすることも目的とした。心筋内拍動性冠動脈血流として中隔枝血流を20MHz80チャンネル超音波血流により計測して解した結果、冠動脈sloshは、α交感神経興奮により現象したが、これは冠動脈トーヌスの増加によるものと考えられる。この現象は、運動や精神的興奮による交感神経的興奮による交感神経興奮時に、虚血に陥りやすい心内膜側への血流を確保するのに役割を果しているものと考えられる。異なる2点間の局所血流量の相関が2点間の距離が500600μmで極大値をとることにより、心筋局所血流調節の最小単位の大きさが、500600μmで極大値をとることにより、心筋局所血流調節の最小単位の大きさが、500600μm程度であることが推測される。低酸素血による心筋虚血時の局所血流量の不均一性の結果より、虚血により冠血管が種々のレベルで拡張するとき、血流調節がより大域的になると考えられた。
低コヒーレンス光を用いたスペックル干渉法による断層流速計測

本研究では,低コヒーレンス干渉を利用して,特定断面のトレーサ粒子の運動を検出し,流れ場を計測することを目指す.この方法は可視化のためのレーザシートを必要としないため,観測窓が一つでよいという特長がある.本年度は実際の流れ場の計測を試み,本手法をマイクロ流体チップ内の流れに適用した.SLD光源を用いてマイケルソン干渉計を構成し,参照鏡をハーモニックドライブ機構の微動ステージによってシフトし,測定断面を選択した.トレーサ粒子の運動をCCDカメラで撮影し,連続する二時刻の差の絶対値画像をパソコンで合成した.差の絶対値画像には,特定断面のトレーサ粒子の移動情報のみが,二重露光画像として記録される.流路幅4.5mm,厚さ30μmのヘレ・ショウセル内に焦点間距離300μmの双曲線型の絞りのある,マイクロ流路内の流れを測定した.トレーサ粒子に粒径5μmのナイロンビーズを用いて,差の絶対値画像からトレーサ粒子の移動距離を測定し,PTV計測を行った.SLD光源に流す電流が20mAと弱い場合には,奥行き方向の速度分布は放物線状となり,ヘレ・ショウ流れの理論解と一致した.しかし,電流が40mAになると,奥行き方向の速度分布はほぼ一定になり,理論解とは異なる結果となった.一方,断面内の速度ベクトルの向きは,電流が20mAと40mAの場合では差がなく,双曲線型の絞りを通過するポテンシャル流れの理論解とも一致する結果となった.このことから,SLD光源の出力が物体光を直接検出できるくらいに強くなると,特定の断面以外の情報が混入してしまう問題があることがわかった.より粒径が小さいミルクをトレーサ粒子として用い,高密度のトレーサ粒子画像から自己相関によるPIV計測も試みた.正しい向きの速度ベクトルが一部では得られたが,過誤ベクトルも多いため,課題を残した.本研究では,光コヒーレンス・トモグラフィの原理に基づいて,トレーサ粒子の運動に伴うスペックルパターンの変化から,深さ方向の位置が高い分解能で特定された断面における流れ場の計測を目指す.本年度は,1.干渉光学系,2.ミラーシフト機構,3.撮影システムの構築を行った.1.干渉光学系:低コヒーレンス光であるSLD光源(7.5mW,中心波長835nm,バンド幅50nm)から光ファイバーで導いた光をコリメートし,ビームスプリッタと参照鏡および測定物からの反射光によってマイケルソン干渉計を構成した.2.ミラーシフト機構:参照光の光路長を変化させるため,ハーモニックドライブ機構の微動ステージを用いて参照鏡を0.02μmの分解能で前後にシフトできるようにした.3.撮影システム:スペックルパターンは,無限補正対物レンズと結像レンズ,および赤外光のみ透過するロングパスフィルターを用いてCCDカメラで撮影され,画像入力ボードを介してパソコンに取り込む.本装置の動作確認を行うため,すりガラスの面内の移動および流体中の懸濁粒子の沈降に伴うスペックルパターンについて調べ,以下の知見を得た.1.参照光とすりガラス表面からの反射光の光路差が一致した状態でスペックルパターンの移動が検出できた.この状態から参照鏡のシフト量が±20μmまではスペックルの移動を確認できるが,シフト量が±40μm以上になるとスペックルの移動は確認できなかった.これは,厚さ約40μmの断面内の情報を捉えていると言え,SLD光源のコヒーレンス長50μmとほぼ一致する.2.二酸化チタンの懸濁液を用いて,懸濁粒子の沈降に伴うスペックルパターンの移動を捉えることができた.インターフェログラムを測定することによって透明容器内壁からの反射を捉え,測定断面の壁からの相対位置を特定することができた.今後,流路内の流れの測定への適用を予定している.本研究では,低コヒーレンス干渉を利用して,特定断面のトレーサ粒子の運動を検出し,流れ場を計測することを目指す.この方法は可視化のためのレーザシートを必要としないため,観測窓が一つでよいという特長がある.本年度は実際の流れ場の計測を試み,本手法をマイクロ流体チップ内の流れに適用した.SLD光源を用いてマイケルソン干渉計を構成し,参照鏡をハーモニックドライブ機構の微動ステージによってシフトし,測定断面を選択した.トレーサ粒子の運動をCCDカメラで撮影し,連続する二時刻の差の絶対値画像をパソコンで合成した.差の絶対値画像には,特定断面のトレーサ粒子の移動情報のみが,二重露光画像として記録される.流路幅4.5mm,厚さ30μmのヘレ・ショウセル内に焦点間距離300μmの双曲線型の絞りのある,マイクロ流路内の流れを測定した.トレーサ粒子に粒径5μmのナイロンビーズを用いて,差の絶対値画像からトレーサ粒子の移動距離を測定し,PTV計測を行った.SLD光源に流す電流が20mAと弱い場合には,奥行き方向の速度分布は放物線状となり,ヘレ・ショウ流れの理論解と一致した.しかし,電流が40mAになると,奥行き方向の速度分布はほぼ一定になり,理論解とは異なる結果となった.一方,断面内の速度ベクトルの向きは,電流が20mAと40mAの場合では差がなく,双曲線型の絞りを通過するポテンシャル流れの理論解とも一致する結果となった.

このことから,SLD光源の出力が物体光を直接検出できるくらいに強くなると,特定の断面以外の情報が混入してしまう問題があることがわかった.より粒径が小さいミルクをトレーサ粒子として用い,高密度のトレーサ粒子画像から自己相関によるPIV計測も試みた.正しい向きの速度ベクトルが一部では得られたが,過誤ベクトルも多いため,課題を残した.
次世代ニュートリノ振動実験の物理発見能力の検討

東海村のニュートリノを神岡で検出するT2K実験の将来計画として、ビーム基線上約1000kmの韓国東海岸に遠方検出器を設置するT2KK、約650kmの隠岐の島に設置するT2KO計画を提案した。中国と韓国が計画する中距離原子炉反ニュートリノ振動実験によるニュートリノ質量階層性の決定は困難だが、米国主導による南極大陸氷中のアイスキューブ実験将来計画では決的な測定が期待できる。神岡の北方富山県内に強力なサイクロトロンを建設し、静止反ミューオン崩壊ニュートリノをスーパーカミオカンデと8km南に建設予定のハイパーカミオカンデで検出するTNT2K実験で、レプトン混合のCP位相が超高精度で測定できる。東海村JーPARCから神岡に向かって照射されるT2Kニュートリノ振動実験のビーム線上にある隠岐の島に、巨大なニュートリノ検出器を建設する1ビーム2検出器実験のアイデア(T2KO)によるニュートリノ質量階層性及び、レプトン混合行列のCP非保存位相測定の可能性を定量的に調べ、遠方検出器を韓国東海岸に設置した場合(T2KK)と比較した。隠岐の島にスーパーカミオカンデの5倍の大きさの検出器を設置すれば、約5年間の実験で質量階層性を定め、CP位相の優位な測定が可能であることを示した。結果を下記論文として専門誌JHEPに発表した。次世代の原子炉ニュートリノ振動実験において、50km付近の基線長における振動パターンの精密測定でニュートリノ質量階層性を定める実験の可能性を検討し、必要となるニュートリノのエネルギー測定精度の評価と、実験データの統計的揺らぎを考慮に入れた将来実験の物理発見可能性の定量的評価法とを検討した。成果を中国のJUNO計画、韓国のRENO50計画への提言として発表し、下記論文を専門誌JHEPに掲載した。南極の超巨大検出器PINGUによる大気ニュートリノ振動実験の物理的可能性を検討する研究課題については、南極圏での大気ニュートリノフラックスの経緯度分布、検出器の測定精度等の基本情報を整理し、地球を貫通する基線に沿ったニュートリノ振動確率の高効率な数値計算法の開発を行い、物理的観測量とニュートリノ模型のパラメータ、特に質量階層性とCP位相との関係を明らかにした。成果を投稿論文として準備中。南極氷中のニュートリノ検出器ICECUBEの中心部に高密度のチェレンコフ光検出器を整備する将来計画、PINGUによる物理の検討について、2論文を発表した。第一論文の内容は、PINGU計画だけでなく、大気ニュートリノ振動の観測によってニュートリノ質量とレプトン混合行列要素を決定する全ての将来計画解析の核となりうる成果である。第二論文では、PINGU計画の発案グループの解析結果を独立にほぼ再現することに成功し、米国におけるPINGU計画の信頼性を高める効果があったと聞いている。ICECUBEの将来計画PINGUの解析については当初の目標を達成した。T2Kビームライン上の韓国東海岸、あるいは隠岐の島に遠方検出器を設置する、T2KK、T2KO計画についての検討は完成し、現在投稿論文を準備中である。さらに、レプトンフレーバー混合のCP位相の精密測定を可能とする新しいアイデア、神岡のスーパーカミオカンデ検出器の北側、富山県に新しいサイクロトロン施設を建設し、停止ミューオン崩壊による反ニュートリノ振動をスーパーカミオカンデおよび将来のハイパーカミオカンデで検出するTnT2K提案、を準備中。素粒子理論上記、T2KK、T2KO、TnT2K、の3提案について、研究を完成させ、論文を発表する。東海村JーPARCから神岡に向けて照射されるT2K実験のためのニュートリノビーム線上にある、隠岐の島に新しい検出器を建設するT2KO実験の提案、そして将来の原子炉反ニュートリノ振動実験に関する研究成果が共に専門誌JHEPに掲載された。一方、南極で計画されている巨大検出器PINGUの物理的発見可能性については、新しい系統的な解析手法を確立し、具体的な事象シミュレーションによってその有効性を証明することができた。結果を論文として専門誌JHEPに投稿し、現在査読中研究発表を最終年度に集中的に行うため。先ずは、南極氷中の巨大検出器ICECUBEの中心部に建設が提案される新検出器PINGUによる大気ニュートリノ振動測定の物理的発見可能性に関する2論文を専門誌に掲載する。続いて、日本に於ける新しいニュートリノ振動実験の提案として、神岡の北方10kmに巨大サイクロトロンを設置し、静止反ミューオンの崩壊による特徴的な反μニュートリノから反電子ニュートリノへの振動を神岡のスーパーカミオカンデ、及び計画中のハイパーカミオカンデで検出する実験により、レプトン混合に含まれる新しいCP非保存位相を測定する可能性の検討を行う。PINGU計画、T2KK/T2KO提案、TnT2K提案等についての研究成果を積極的に発表し、これらの計画、提案の実現にむけて貢献する。

PCを購入する予定であったが、海外出張等他の経費がかかりすぎて、残高が足りなくなってしまったため、次年度に繰り越すこととした。前年度からの繰り越し金に、10万円程度の今年度予算を加えることで、必用とする高性能PCを購入する。
老化因子p16を標的とした革新的な老化卵子の診断法と質の改善法の開発

p16はがん抑制遺伝子としても知られる細胞周期関連因子である。細胞が老化の過程で分裂を繰り返し、テロメア長が短縮して発がんストレスが生じた場合には、p16が細胞周期を止めてアポトーシスを誘導し癌化を防ぐ自己防御機構としての役割を持つ。正常細胞が分裂寿命に達したりストレスを生じた場合には、p16発現が上昇し細胞老化を起こす。p16発現は非老化細胞では極めて低いため、細胞老化マーカーとして注目されている。卵子自身は受精するまで細胞分裂を開始しないが、卵胞構成体細胞は盛んに増殖し、卵胞が発育する。卵子は卵胞体細胞から様々な物質を取り込み成熟していくが、老化した卵胞体細胞では増殖能やmRNA・タンパク合成能などが低下し、卵胞発育不全や卵子の質の低下がおこる。しかし、これまでp16と卵子の老化に関する研究は皆無あった。本研究では、p16に標的を絞ることで、定量性のある客観的な方法により、安価で簡便にリアルタイムに卵子の老化を診断できる方法を開発する。本研究ではp16を標的とした卵子の老化を診断する方法を開発し、p16抑制による卵子の質の改善を目指し、以下の実験を計画している。1マウス卵巣におけるp16の局在を同定し、老化による発現変化について明らかにする。2p16の発現量と卵子の質の相関を解析するため、マウスの各卵胞構成細胞でのp16の発現とそれぞれの卵胞から採取した卵子に体外受精を行い、卵子の質を反映する受精率、胚発生率、妊娠率を調べる。3ヒトの各卵胞の構成細胞および卵胞液のp16の発現量を測定し、得られた卵子の体外受精後の受精率、胚発生率、妊娠率などの臨床成績との関連を調べる。本年度はマウス卵巣における各週齢のp16の局在を同定した。さらに主要臓器における若年齢および高齢マウスのp16の遺伝子発現について明らかにした。本年度当学における動物施設が始動しておらず全く動物実験を行うことが出来なかった為、動物を用いた実験計画が大幅に遅れている。予備試験の結果では高齢マウスの卵巣には卵胞がほとんど存在していなかった。しかし、中年齢加齢マウスにおける残存卵胞の存在する卵巣においてp16の局在を調べると顆粒膜細胞により強く発現することを明らかにした。再現性を得る為に若年性および高齢マウスの卵巣構成体細胞(卵丘細胞、顆粒膜細胞、莢膜細胞)におけるp16の遺伝子発現をもう一度測定する予定である。今年度は老化によるp16の発現量の増加が卵子の質に及ぼす影響について、各週齢のマウスを用いて卵巣体細胞のp16の発現量を定量的RT-PCRにて測定しつつ、卵子の質を反映する受精率、胚発生率、着床率、流産率、妊娠率を調べるため、成熟卵子を採取して体外受精を行う。これらの結果から卵子の質とp16遺伝子発現量に相関があるかを明らかにする。さらにその閾値を決定する予定である。高齢マウスでは卵胞発育不全によるエストロゲン分泌低下が子宮内膜形成不全をきたし、胚の着床以降に影響を及ぼす可能性があるため、着床率、流産率、妊娠率の評価は、体外受精で得られた胚を若年レシピエントマウスに移植して評価する。これら一連の解析により、卵子の質が低下する卵巣体細胞のp16発現量の閾値を決定する。もしRNAレベルでの相関が認められなかった場合には、ELISAを用いてp16を測定し、卵子の質との相関を調べる。

さらに主要臓器における若年齢および高齢マウスのp16の遺伝子発現について明らかにした。本年度当学における動物施設が始動しておらず全く動物実験を行うことが出来なかった為、動物を用いた実験計画が大幅に遅れている。予備試験の結果では高齢マウスの卵巣には卵胞がほとんど存在していなかった。しかし、中年齢加齢マウスにおける残存卵胞の存在する卵巣においてp16の局在を調べると顆粒膜細胞により強く発現することを明らかにした。再現性を得る為に若年性および高齢マウスの卵巣構成体細胞(卵丘細胞、顆粒膜細胞、莢膜細胞)におけるp16の遺伝子発現をもう一度測定する予定である。今年度は老化によるp16の発現量の増加が卵子の質に及ぼす影響について、各週齢のマウスを用いて卵巣体細胞のp16の発現量を定量的RT-PCRにて測定しつつ、卵子の質を反映する受精率、胚発生率、着床率、流産率、妊娠率を調べるため、成熟卵子を採取して体外受精を行う。これらの結果から卵子の質とp16遺伝子発現量に相関があるかを明らかにする。さらにその閾値を決定する予定である。高齢マウスでは卵胞発育不全によるエストロゲン分泌低下が子宮内膜形成不全をきたし、胚の着床以降に影響を及ぼす可能性があるため、着床率、流産率、妊娠率の評価は、体外受精で得られた胚を若年レシピエントマウスに移植して評価する。これら一連の解析により、卵子の質が低下する卵巣体細胞のp16発現量の閾値を決定する。もしRNAレベルでの相関が認められなかった場合には、ELISAを用いてp16を測定し、卵子の質との相関を調べる。本年度は当学における動物施設が稼働しておらず動物実験が出来なかったため大幅に実験計画が遅れている。その為今年度使用分を次年度使用する予定の為次年度使用額が生じた。今年度使用する予定であった試薬、マウス、実験消耗品を購入予定である。また、マイクロアレイ受託サービスにも使用する予定がある。
超高分解能X線結晶構造解析によるファミリー18キチナーゼの反応機構の解明

Bacillus circulans WL-12由来キチナーゼAl及び同株由来キチナーゼDは共にキチンを2糖単位で加水分解するマルチドメイン構造を持った糖鎖加水分解酵素である。キチナーゼはアミノ酸配列の相同性に基づいて分類されたファミリーの中で、ファミリー18及び19のどちらかに全てが分類されており、キチナーゼAlとキチナーゼDはどちらもファミリー18に属している。キチナーゼAl及びDに関しては、どちらも触媒活性ドメイン(以下、CatD)のみにしたフラグメント酵素の結晶化に成功してしる。キチナーゼAl及びDのCatD結晶のX線回折強度データの収集は、高エネルギー加速器研究機構および高輝度光科学研究センターで行った。キチナーゼAlの異なった結晶化条件によって得られた結晶の構造精密化からは、非対称単位中の分子数が異なる分子モデルも構築した。さらに、基質複合体及び阻害剤複合体に関しても高分解能のX線回折強度データが得られたので、結晶中のタンパク質以外のヘテロ分子の構造を明瞭に同定することができた。ファミリー18に属する酵素の反応を特異的に阻害するアロサミジンとデメチルアロサミジンを用いて複合体結晶を作製した。これらのアロサミジン類に対しては、分子軌道法計算を行う事で周囲のアミノ酸や水分子の影響を考慮した理想構造を作製した。理論的に不自然な結合長、結合角そして原子間距離を修正していく事で構造をさらに精密なものとした。構造精密化の終了した野生型キチナーゼAlCatDの結晶構造については、プロテインデータバンク(PDB)への登録を行った。キチナーゼDに関しては、基質複合体結晶を作製することができなかったので、現在ある蛋白質単独及び阻害剤複合体の結晶構造の精密化を行った。阻害剤であるアロサミジン類の結合によって生じた周囲の主鎖の構造変化や乱れの様子が詳しく分かった。Racilluscirculans WL-12由来キチナーゼAl(以下、キチナーゼAlと称する)はアミノ酸残基数669、分子量73,677のマルチドメイン蛋白質であり、その構成は、N末端から触媒活性ドメイン、2つのフィブロネクチンタイプIII様ドメイン、そしてキチン吸着ドメインの4つのドメインとなっている。この中で、キチナーゼAlの約3分の2を占めている触媒活性ドメインはアミノ酸残基数419、分子量435,489であり、この触媒活性ドメインのみの部分構造でも十分なキチン分解能を持っていることが確認されている。本研究は、キチナーゼA1の触媒活性ドメインのみにしたフラグメント酵素CatD(野生型)とその部位特異的変異体であるCatD(E204Q)の超高分解能X線結晶構造解析により、キチナーゼA1の触媒活性残基が分解反応にどのように関与しているのかを明らかにすることを目的とした。catD(野生型)及びcatD(E204Q)それぞれの単独結晶及び種々のリガンド(基質あるいは阻害剤)との複合体結晶の原子分解能のX線回折強度データは、放射光施設(高エネルギー加速器研究機構及び高輝度光科学研究センター)で収集した。CatD(野生型)の分子構造の精密化はプログラムREFMAC5を用いて行った。分解能範囲45.0(8160)161.10Aで精密化を行い、ある程度精密化が進んだ時点で各原子の熱振動を等方性温度因子から異方性温度因子に移行した。このCatD(野生型)の分子構造の精密化によって、アミノ酸残基の乱れや触媒活性ドメインのヘテロ分子の結合の様子を確認するこが出来た。
視覚障害を伴う網膜芽細胞腫をもつ幼児と母親の関係性の変化とその関連要因

網膜芽細胞腫の患児と家族への看護・研究に関する英文と和文の研究論文の文献検討を行った。その結果、局所治療法,全身化学療法など治療の看護や、地域や学校と患児をつなげる視覚障害の看護、遺伝に関する過去の研究と看護実践の内容が明らかにされた。外来看護や療育支援に関する前向き縦断調査の集積が必要とされた。本結果は46th国際小児がん学会で発表した。治療後の経過観察中の幼児後期の発達特性、養育に関わる母親の育児困難に関する調査では、視覚障害がある場合の就学上の問題、患児や保育園・学校への説明、居住地域での疾患に関する情報不足などの問題が明らかになり、地域でのフォローアップ体制の必要性が示唆された。平成26年度は、本調査開始に向けた準備を行った。稀少がんである網膜芽細胞腫をもつ患児と家族を対象とした研究の遂行にあたり、過去20年の国内外の文献を検討し、本研究の意義と研究の方向性について理論的基盤を構築した。文献検討により得られた結果について下記の2本の論文にまとめ、学術雑誌へ投稿した。1.網膜芽細胞腫の患児と家族の看護に関する英語論文における文献検討.家族看護学研究,2015;20(2):125-35.2.網膜芽細胞腫の患児と家族の看護に関する国内文献の検討.小児保健研究,2015;74(4):掲載予定.上記結果に基づき、調査内容を再検討し研究計画書を完成させた。本研究計画について、各関係先より調査協力の同意および大学倫理審査委員会の承認を得た段階であり、次年度の調査開始に向けて準備を進めている。平成27年度は、前年度に作成・投稿した本研究の理論的基盤となる文献検討論文が掲載された。前年度の文献検討と前段階の調査結果から、当初の調査内容を一部変更した研究計画とした。幼児後期は治療の制限がなくなり、就学に向けて心理社会的発達を促進する重要な時期であることから、外来における母親への育児支援と患児の発達支援が必要となる。本研究では、治療が終了する幼児後期に焦点をあて、治療終了後の患児の発達的特性と専門治療施設で相談する機会が減少した後に母親が抱える養育上のストレスについて、親と子どもの両側面の要因との関連に着目し、具体的な支援の方向性を検討することとした。1)網膜芽細胞腫の治療を終えた幼児後期の患児の発達特性、2)治療終了後に母親が抱える育児上の困難の実態を明らかにし、病院と地域が連携した幼児後期における患児と家族の看護への示唆を得ることを目的とした調査を開始した。家族会の協力を得て、4歳から6歳時期に経過観察中の患児の親を対象とした前向き縦断調査を進めている。全国各地で生活する対象者から協力を得ているが、稀少疾患かつ病院の受診頻度が減少する時期の調査であることから、対象者を得るのに時間を要しており、統計学的解析に必要な例数に満たない。倫理審査委員会へ次年度に調査期間を延長して新規リクルートを継続する研究計画の変更申請を行い、承認を得て縦断調査を継続することとした。このため、得られたデータから分析を随時実施しながら、併行して文献検討を行い、論文作成の準備を進めている。調査内容の再検討に時間を要し、倫理審査への申請が年度末へとずれ込んだため、今年度の調査開始は困難となった。27年度が最終年度であるため、記入しない。小児看護学平成27年度は調査を開始するが、稀少疾患かつ本研究において対象とする患児の発達段階を考慮すると、研究参加者のリクルートの長期化が見込まれる。リクルートの進捗状況により対象者数の調整を図るが、安定したデータを得るために必要な対象者数を得て調査を実施するために、必要時、リクルート方法について研究協力先との調整を図りながら進める予定である。得られたデータから順次分析を進め、学会発表および論文作成の準備を行う。
鳩山町研究における加齢黄班変性の有病率及び栄養疫学調査

又我々は自己式簡易食事歴質問票(BDHQ)を用いこの鳩山町研究コホートと東京大学付属病院黄斑外来に通院している滲出型AMD患者との栄養摂取量の比較を行った、その結果n3不飽和脂肪酸、アルファトコフェノール、亜鉛、ビタミンD、ビタミンC、ベータカロテンといった抗酸化物質の摂取と滲出型AMDの発症とに有意な関連があることを報告している。さらに我々は最近後期AMDとの関連が指摘されているコレステリルエステル転送タンパク(CTEP)遺伝子多型やHCLコレステロールといった脂質代謝と早期AMDとの関連を解析中であり、また上記の結果をふまえ他のコホート(群馬県草津)でAMDの有病率および発症因子の解析を準備中である。我々は平成24年度鳩山町スタディー追跡調査において疫学調査に同意され少なくとも片眼の眼底写真が判定可能であった540名(男性321名女性219名)に対し無散瞳カメラを用い撮影された眼底写真を元に既報である久山町研究(Yasuda M.et al.Opthalmology 2009 )にならい国際分類を用い初期加齢黄斑変性(AMD)及び後期AMDの判定を行った。また鳩山町スタディー参加者から回収している、生活習慣に関するアンケート及びBDHQ調査票より、糖尿病、高血圧、脳梗塞、心血管病変といった既往歴及び喫煙歴、及び栄養摂取について調査を行い、AMDとの関連を検討した。鳩山町研究において初期AMDの有病率は35.6%(男性34.0%女性37.9%)後期AMDの有病率は0.6%(男性0.6%女性0.5%)であり年齢及び性別とAMDの有病率とに関連が認められなかった。既往歴では高脂血症とAMDに関連が認められた。喫煙歴とAMDには関連が認められなかったが、左眼のみの解析ではBrinkman指数とAMDに関連が認められた。BDHQを用いた栄養調査ではAMD群と非AMD群との間に栄養摂取量に有為な差は認められなかった。2012年に施行された鳩山町研究の追跡調査で眼科検診を受診し、疫学調査に同意され眼底写真判定が可能であった480名を対象とした。年齢、性別、全身疾患の既往歴、喫煙歴、研究開始時の血液炎症マーカーとAMDの関連について多変量解析を用い検討し、complement factor H (CFH) I62Vとage-related maculopathy susceptibility 2 (ARMS2) A69Sの遺伝子多型とAMDとの関連についてMantel-Haenszel法を用い検討した。多変量解析の結果、年齢、性別、全身疾患の既往歴、喫煙歴、血液炎症マーカー共にAMD発症と有意な関連のある因子はなかった。CFHI62VとARMS2 A69Sの遺伝子多型とAMDとに有意な相関が認められた(P =0.029 and 0.025)。本邦におけるコホート研究で初めてAMDとCFH及びARMS2の遺伝子多型とに有意な関連が認められることが明らかになった。我々は埼玉県鳩山町で2010年にスタートした鳩山町研究の追跡調査とリンクして加齢黄斑変性この鳩山町研究におけるコホートを用いAMD発症と関連のある栄養素の同定を検討した。又我々は自己式簡易食事歴法質問票(BDHQ)を用いこの鳩山町研究のコホートと東京大学附属病院通院浸出型AMD患者との栄養摂取調査の比較を行った。その結果n3不飽和脂肪酸、アルファトコフェノール、亜鉛、ビタミンD、ビタミンC、ベータカロテンといった抗酸化物質の摂取と浸出型AMDの発症とに有意な関連があることを報告している。我々ははさらに最近後期AMDとの関連が報告されているコレステリルエステル転送蛋白(CTEP)遺伝子多型やHDLコレステロールといった脂質代謝と早期AMDとの関連を鳩山町研究のコホートを用い研究を行っており、現在解析中である。一昨年に出産をし、当該年度は育休をとっており研究開始が11月からと遅かったため研究の遂行が予定より遅れている。そのため研究者は研究期間の延長を認め受理されている。遺伝子多型の検討が終了し、CFHI62VとARMS2 A69Sの遺伝子多型とAMDとに有意な相関を認めることを明らかにした。また多変量解析を行うことで年齢、性別、全身疾患の既往歴、喫煙歴、血液炎症マーカー共にAMD発症と有意な関連のある因子がないことを明らかにした。今回の検討で得られたAMDの発症と関連があると思われる栄養素とAMD発症との関連をさらに検討する。又他のコホートと比較する事でよりAMD発症と関連が強い栄養を同定する。最近アジアのAMDのゲノム研究で後期AMDとの関連が示唆されているCTEPの遺伝子多型とHDLと後期AMDとの関連が示唆されている。そこで、我々はで早期AMDとこの遺伝子多型との関連を調べることは意味があると考えている。

鳩山町研究のコホートを用いCFH、ARMSだけでなくCTEPを含めた遺伝子多型の関連を調べることで脂質代謝と早期AMDの関連を検討していく予定である。今回の検討で得られた危険因子とAMDの発症のメカニズムについてさらに検討を推し進める。又は引き続き鳩山町スタディーの追跡調査を行うことでAMDの病気進展の詳細な検討を行っていく。本年の計画である、鳩山町研究におけるAMDの有病率および糖尿病、高血圧、脳梗塞、心血管病変といった既往歴及び喫煙歴、及び栄養摂取との関連については検討が終了している。又遺伝子多型解析については血液よりDNA精製は終了しており、現在TaqMan法を用いた分析を行っている。当初の予定より物品の購入が少なく旅費などの支出がなかった、又産休期間があったため次年度使用額が生じた。一昨年に出産をし、当該年度は育休をとっており研究開始が11月からと遅かったため研究の遂行が予定より遅れている。そのため予定していたよりも物品の購入等が少なかったため次年度使用額が生じた。研究者は研究期間の延長を認め受理されている。当初の予定より物品の購入が少なかった又育休期間があったため次年度使用額が生じた引き続きAMDの発症メカニズムの解明に使用していく。研究者は研究期間の延長を認め受理されており引き続きAMDの危険因子と病気の発症のメカニズムの解明のために使用していく。今後遺伝子多型解析を推し進めAMDとの関連について検討を行う予定である。これらの検討によって明らかになったAMDの危険因子と発症の詳細なメカニズムを実験的に検討する。さらに引き続き鳩山町スタディー追跡調査において無散瞳カメラを用い眼底写真を撮影し初期AMD及び後期AMDの判定を行う事により、AMDの病気の進展の詳細な検討をおこなっていく。引き続きAMDの危険因子と病気の発症のメカニズムの解明のために使用していく。当初の予定より物品等の購入が少なく済んだ。当初の計画通りに次年度も研究を推し進める。