hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射性物質汚染農地復興のための菜の花プロジェクト

また、補助金の有無によらず、収穫回数は収入の回数でもあることから、3年3作・4年4作のように、最低限年1回以上相応の収穫が得られる体系を構築しなければならない。25年度中は、農家等にヒアリングを行うとともに、ジーンバンクが保有する既存のアブラナ科作物系統の中から好適な品種の候補を選定する作業を実施した。4生花・加工花(プリザーブドフラワー)の保存条件に関する検討(大村)。とくに加工花の製造に関する技術を企業等と共同で開発し、試験販売に至った。27年度は、汚染レベルの異なる3地点での栽培によって得られた土壌および植物体の放射性Csの動態についてのデータ解析を進め、仮題“Radiocesium distribution in Brassica napus grown in contaminated soils"として投稿準備を終えた。また、汚染地でのストレス下での栽培に関連して、菜の花をはじめ種々の園芸作物に利用可能な知見を得るため、モデル園芸作物であるトマトにおいて研究を展開し、ストレス耐性遺伝子についての知見を得ることができた。福島第一原子力発電所から放出された放射性セシウムの農地土壌中及び作物中の消長について調査した。宮城県仙台市、福島県南相馬市、葛尾村の3箇所の菜種栽培農地にて土壌及び菜種植物体のサンプリング放射性物質の動向を調査した。放射性セシウム動態とナタネ栽培については、ナタネは土壌中の放射性セシウムを一定程度吸収すること、吸収されたナタネの種子から搾油によって油を抽出すると、油分にはセシウムはほとんど移行せず、搾かすに濃縮されて残存することがわかった。また、除染事業を実施した地域内でナタネを栽培した場合では、これまでの調査では食品としての基準を超える濃度にはなっていないことがわかった。福島第1原発近辺での菜の花の栽培と加工における放射性Csの動態を調査し、データを解析した。イネ以外の作物の原発汚染地域での栽培実験は少ないことなどから、本研究では、食用、加工用として利用可能であり、重要な野菜を多く含むアブラナ科に属し、またファイトレメディエーションの可能性も示唆されている菜の花を、粗放的に栽培する実証研究を行った。具体的には、汚染レベルの異なる3地域の畑で、土壌深度別の汚染度を調べるとともに、菜の花の部位別、発育段階別、抽出油における放射性Csを測定した結果を解析したところ、作物の器官別および発育段階別の放射性Csレベルや、作土の放射性Csとの相関、さらにオイルへの移行がないことなどについて知見が得られた。エネルギーにおける合理性の観点では、再生可能エネルギーの全量買取制度の関連で、バイオマス発電に注目が集まる中、各地で(エネルギープラントとしての)実規模の検討が行われた。その結果を見ると(企業秘密扱いにて引用できないが)、石炭や、もしくは海外からの輸入バイオマスが経済合理性のために必須とされている。この点は、当初の設定(菜の花単独、または他のリソースとの組み合わせよるエネルギー合理性の検討)にも関わる社会環境の変化であり、引き続きの検討と、そのための枠組みの再検討が必要と判断された。環境農学、環境影響評価1菜の花としての収穫、さらにはナタネを収穫し、搾油を実施したナタネ植物体・あるいは残差物・ナタネ油への放射性セシウム等の移行・動態、品種の適性等について、これまで収集したデータをもとに検証する(金山・西尾・北柴)。2土壌中のセシウムの動態については、既存のデータや福島県内で実施される活動の成果を分析して検討する(南條・齋藤)。3ナタネ栽培残差の処理方法について検討する(中井)。もし放射性セシウムを多く含む場合、それをさらに濃縮し、減容化するための処理方法を検討しなければならない。
アジア・オセアニア地域の男性不妊患者のY染色体微小欠失診断標準化に向けての調査

男性不妊の半分をしめる特発性男性不妊の多くは遺伝子疾患である可能性が高い。Y染色体長腕上には精子形成関連遺伝子領域が存在し、AZF領域とされている。ここ10年、PCRを基礎としたSTSプローブを用いた方法により、各領域に微小欠失が報告されている。しかし、研究者により用いるSTSプローブが異なることや人種差により多型性により、遅れていた世界標準のDNA診断をめざし以下の調査を行った。I.本邦での取り組み(1)申請者らの施設が中心となり、各施設で行っているY染色体微小欠失検出のPCR条件やプローブを取りまとめてデータベース化し分析を行った。また、無精子症・乏精子症・無力精子症について、それぞれの各微小欠失をまとめた。(2)Y染色体微小欠失に対して、匿名化された患者データから、ホルモン値、精巣生検組織を一括したデータベースを構築し、その類型性の検討により、AZFa,b,cの概念の有用性を検討した。II.アジアでの検討本邦と同様な取り組みを韓国釜山大学およびオーストラリアのMonash大学に依頼し、アジア・オセアニア地域のデータベースを確立してもらい、本邦のデータも加え総合評価を行った。さらに、オーストラリアのMonash大学において、Y染色体微小欠失と組織学的な精巣組織障害の相関について、一人の専任病理医に評価を依頼した。上記のデータベースをヨーロッパ連合アンドロロジー学会のY染色体微小欠失の取りまとめ役であるドイツのM.Simoni博士とデータの突き合わせ、今後のY染色体微小欠失検出の世界標準化を行う。
システム収穫表の作成ーエキスパ-トシステムとしての林分成長モデルー

平成3年度では、この研究の目的であるシステム収穫表を8種類作成した。北海道地域のトドマツ林収穫表(阿部信行),東京大学北海道演習林の天然林の収穫表(山本博一),一般天然林収穫表(石橋整司),信州地方カラマツ収穫表(木平勇吉,鄭小賢),一般スギ・ヒノキ収穫表(白石利彦),中部地方スギ収穫表(田中和博),山陰地方スギ・ヒノキ収穫表(稲田充男),九州地方スギ・ヒノキ収穫表(福島敏彦)である。これらのプログラムはフロッピ-ディスクに納められ,成長モデルと利用手引書とともに科学研究費成果報告書として印刷され,全国の都道府県林業試験場および林学科をもつ大学へ送付された。システム収穫表の特色を従来の収穫表を比較すると次の3点で秀れている。(1)成長を予測する林分の出発点が自由であり、現存の与えられた林分の状態から成長予測が出来る。(2)成長予測の条件となる施業方法について,その植付本数および途中での間伐が自由に選択できる。(3)林分の成長情報だけではなく、林木情報(1本ごとの林木の直経,樹高)が提供される。作られたシステム収穫表はこれらの特色を持っているが、そのデ-タの表現形式,成長を予測する数理モデル,プログラムの使用方法は開発者の考え方により異なる。したがって、この研究成果はシステム収穫表のプロトタイプ・プログラムを完成したことである。これからは、ユ-ザ-の必要に応じて実用プログラムへの開発が行われなければならない。森林を入力(成長),出力(収穫)が可能な再生資源としてとらえて数理モデルを作り、持続的に森林を開発利用できるメカニズムとその限界を知る方法として、システム収穫表と呼ぶソフトウェアを開発することが研究の目的である。そのために成長モデル理論を基礎として林分成長予測シミュレ-ションシステムの設計を行った。そこで、まず研究者と実務者とによるシステム収穫表ワ-クショップを開き、その基本機能を検討した。研究分担者である小林正吾(新潟大学)はカラマツ人工林の収穫表,田中和博(三重大学)はスギ人工林の収穫表,石橋整司(東京農工大学)は天然林の収穫表,阿部信行(北海道林試)はトドマツ人工林の収穫表を担当し、成長試験デ-タを収集し、それに基づきプロトタイププログラムを作成した。研究代表者、木平勇吉(東京農工大学),箕輪光博(東京大学),内藤健司(宇都宮大学)は収穫表の様式を設計した。ユ-ザ-を国有林および県庁林務担当者と限定して、施業計画の編成時に必要な成長予測値を算出出来るようにした。収穫表の形式上の特徴は直経、樹高分布を作り、単木の情報を提供できることである。分1つの特徴は植付本数や間伐など施業方法に対応した成長の予測が出来ることである。野上啓一郎(静岡大学),上野洋二郎(東京農工大学),伊藤達夫(京都府立大学)は成長に関するデ-タベ-スの設計を行った。これらの作業を通じてシステム収穫表の概念と機能が明らかになった。今後の作業は、ユ-ザ-の実務上の必要に合った様式と機能とを設計することである。林野庁と県林試との協力が得られたので地域ごと、樹種ごとのシステム収穫表の作成の見通しが得られた。なお、作られたプロトタイププログラムは幾つかの県林試に配布され、その評価が行われた。

これらのプログラムはフロッピ-ディスクに納められ、成長モデルと利用手引書とともに科学研究費成果報告書として印刷され、全国の都道府県林業試験場および林学科をもつ大学へ送付された。システム収穫表の特色を従来の収穫表と比較すると次の3点で秀れている。(1)成長と予測する林分の出発点が自由であり、現存の与えられた林分の状態から成長予測が出来る。(2)成長予測の条件となる施業方法について、その植付本数および途中での間伐が自由に選択できる。(3)林分の成長情報だけではなく、林木情報(1本ごとの林木の直経,樹高)が提供される。作られたシステム収穫表はこれらの特色を持っているが、そのデ-タの表現形式,成長を予測する数理モデル,プログラムの使用方法は開発者の考え方により異なる。したがって、この研究成果はシステム収穫表のプロトタイプ・プログラムを完成したことである。これからは、ユ-ザ-の必要に応じて実用プログラムへの開発が行われなければならない。
植物の防御戦略と動植相互作用動態:数理モデルによる統合理論の構築

植物の被食防衛戦略を分類し、評価した。植食者の発生確率と被食強度が予測可能なときは、あらかじめ防御方法を準備しておく恒常型が有利となり、それらの予測制が低いときは食われてから防御を始めるという誘導型が有利となる。化学物質を生産したり、物理的形状を変化させたりという直接防御を用いるか、植食者の天敵を利用して防御する間接防御を用いるかは、それぞれの戦略のコストとベネフィットに依存することが分かった。今年度は、植物の防御戦略の総合的実態を知るためにデータ収集・整理に多くの時間を費やしたが、以下のようなトピックについて数理モデルによる検討も実施できた。植物の植食昆虫に対する間接防御戦略において、植食昆虫の天敵である肉食昆虫を呼び寄せるSOS化学物質の進化について理論的考察を行った。まだ食害されていない個体が、近隣の食害個体からの信号を受けて、被害を最小化するために前もって天敵を呼び寄せておく戦略が有利となる条件を求めた。また、近接する個体が血縁個体である場合、血縁選択を介して信号発信が有利となる条件も求めた。植物は植食動物からの被害を最小にするために、成長と繁殖への投資のスケジュールを最適化すると考えられる。成長が成長期完了に比例するという線型モデルでは、成長器官が食われるときには、繁殖への切り替えが早くなり、繁殖機関が食われるときには切り替えは遅くなった。成長飽和の非線形モデルでは、食害は切り替えを遅くした。これらの結果はモンゴルでのデータの傾向に一致した。多くの植物が、菌類や植食性のダニを攻撃する肉食性のダニを住まわせる家を葉の上に作ることが知られていたが、最近、植食性のダニ用の家が発見された。これは、用心棒のエサを確保してより強い植食性ダニを攻撃してもらうためであるとされた。巻き添え競争の数理モデルで検討したところ、植物にとって家を作ることが有利になる条件が、エサ種が被害種にくらべて繁殖効率および1個体当たりの栄養価が高いことであることが分かった。今年度は昨年度に引き続き、植物の防御戦略の総合的実態を知るためにデータ収集・整理を進め、統合モデルの枠組みを作成した。また、以下のような動植物相互作用とダイナミクスに関するトピックについて数理モデルによる検討も実施できた。植食昆虫は幼虫の食べ物である植物の上に卵を卵塊で産むことが多い。このようなときには、共生微生物の操作によって性比がメスに偏ることが予想される。極端な場合は雄をすべて殺す揚合があるが、このような共生微生物が進化できる条件を明らかにした。繁殖の時期に普段の生息場所とは異なる揚所に移動する動物は多い。このとき、餌となる生物と採餌する動物の個体数ダイナミクスが安定となるかどうかを調べた。移動時期が固定している場合、移動時の体重を固定する場合には、システムは必ず不安定になるが、餌の増減に反応して過疎的に移動時期を決める場合には、よりシステムが安定化することが分かった。多種の魚の幼魚を守るという報告があり、この行動とダイナミクスについて数理モデルにより解析した。モンゴルでの草本植物と遊牧される家畜との関係は、一般モデルを構築する上で重要な分析対象としている。生物多様性を含む草原の健全性は、家畜の種類や密度に強く影響されるが、それはさらに都会と遊牧地間の人間の移動に大きく依存している。都会の価値が変動するときに、人間の移動と牧地の生態系がどのように変化をするのかを表現する数理モデルを開発した。今年度は昨年度に引き続き、植物の防御戦略の総合的実態を知るためにデータ収集・整理を進め、統合モデルを作成した。動物が餌である植物の資源量が少ないときに繁殖を控えるという行動は広く知られているが、このような行動が個体群動態にどのような影響を与えるかを調べた。その結果、抑制行動が強いときや繁殖のコストが大きいときに個体数変動の振幅が小さくなることが分かった(Nakazawa et.al,2009参照)。植物の種多様性が動物の摂食によってどのような影響をうけるかは、数理モデルを含む理論により考察されてきた。モンゴル草原における家畜防御柵による実験によって、理論が確かめられた。すなわち、水分の多い栄養条件の良い場所では、家畜の摂食は競争力の強い背丈が高い植物を優先的に排除するので、その他の植物との共存を促進し多様性を高めた。逆に、水分の少ない栄養条件の悪い場所では、食べやすい植物を排除するので、植物種の多様性は低くなった(Fujita et.al,in press)。伝統的なモンゴルの遊牧では、土地は共有で、各家族が家畜を伴って草の豊富な場所を求めて移動する。このような遊牧は、資源の時空間変動が大きいときに有利とされている。

具体的には、(1)草の豊富な場所を選んで移動することによって、家畜をより太らせより増やすことができる。(2)移動することたよって、特定の場所の過剰利用による土地の劣化をふせぐことができる。家畜バイオマスの増加率の相乗平均を用いる解析モデルで(1)の効果を調べ、草量と家畜バイオマスの連立差分方程式シミュレーションモデルによって、(1)と(2)の効果を調べることができた。
金ナノ粒子結晶の物性

これまで行われてきた単なるナノ粒子の集積体の研究から、ナノの周期性を有するナノ結晶、更に1粒子の量子サイズ効果を意識した量子サイズ効果状態にある粒子からなる粒子結晶の形成、そして結晶自体の量子性を強く意識したナノ量子結晶の形成を目指した研究を行った。1)金ナノ超微粒子のコロイド化学的な大量合成法の開発メルカプトコハク酸存在下における各種、金属塩の水溶液中におけるNaBH4還元剤による大量合成法(0.11g量)の確立。2)金ナノ粒子結晶の効率的な作成DLVO理論に基づく気液界面でのfreestanding結晶作製法の開発を行った。従来、他グループが行っていたカーボン膜上に溶媒蒸発に伴い結晶を成長させる方法に比較し歪みが少ない、ナノ粒子が気液界面に移動する事によりサイズ選別が同時に行えるという利点を利用し、サイズ分布幅が15%程度の単分散性の良くない試料でもきれいな結晶を得る事ができるようになった。3)金ナノ粒子結晶の光学スペクトル金ナノ粒子を結晶とする事により、粒子間の相互作用のないコロイド分散液にも、また分散液を蒸発させて得たアモルファス状の固体試料にも存在しない線幅の鋭い新しい吸収帯が表面プラズマ振動吸収帯(520nm)の低エネルギー側に出現した。4)金ナノ粒子結晶のSTM測定金ナノ粒子結晶のSTM測定を行った。国内学会(コロイド討論会、分子構造討論会、物理学会、応用物理学会)および国際会議(NEPTIS10、大阪)で報告した。5)金ナノ粒子結晶の構造評価ナノ粒子の量産の成功により良質な結晶が得られ、XRDおよびTED法を併用する事により、格子定数が決められた。ナノ粒子結晶において一般的なfccではなく、hcpとなっている事が分かった。また結晶中でのナノ粒子のパッキング状態についてもモデルを提案した。6)化学変調された修飾子を持つナノ粒子の作製と結晶化MSAはジカルボン酸でありエステル化反応など各種反応により新しい化学種に変換が可能である。また他の水素結合性の残基を有する化合物と結合させる事により粒子の単分子表面を更に修飾する事ができる。ピリジンカルボン酸を混合する事により二次元、三次元の超格子をミクロンスケールで作成する事ができた。金属ナノ粒子はそれ自体の大きさがナノサイズで最新リソグラフの限界をすでに超えており、ナノテクノロジーの一翼を担う物質として近年極めて活発な研究対象となっている。我々はここ数年来試みてきたナノ粒子を人工原子とする結晶(ナノ粒子結晶)の作成に一昨年に初めて成功した。ここで得られたナノ粒子結晶の物性を測定し、それが単一粒子のときとまたバルク金属の時とどのように違うかを明らかにするのが本研究のテーマである。更に粒子対象を表面修飾子も含めて拡大し、そのサイズ依存性、修飾子の分子構造依存性を明らかにするのも目的の1つである。まだ得られている結晶のサイズも5ミクロン程度と小さく、試料の全量も少ないため少量サンプルでも測定できる物性測定(透過型電子顕微鏡による構造測定、STMによる表面構造の測定、分光法による電子状態の測定)を本年度に行う計画を立て、実際に可視、紫外分光法により粒子結晶の時とアモルファス状の薄膜の時で明瞭なスペクトルの差異を見いだした。結晶像を得るためにTEM, SEM, STM,光学顕微鏡など多くの顕微鏡観測を行った。

また対象物質も修飾剤がメルカプトコハク酸(MSA)のみであったものをエステル化により表面改質を行う事を計画し、予備実験に成功した。また水素結合、イオン結合により粒子間スペーシングの設計を行うことも試みた。修飾子をMSAからさらにペプチドに一種であるグルタチオンに拡大しナノ粒子の100mgスケールでの合成にも成功した。これまで行われてきた単なるナノ粒子の集積体の研究から、ナノの周期性を有するナノ結晶、更に1粒子の量子サイズ効果を意識した量子サイズ効果状態にある粒子からなる粒子結晶の形成、そして結晶自体の量子性を強く意識したナノ量子結晶の形成を目指した研究を行った。1)金ナノ超微粒子のコロイド化学的な大量合成法の開発メルカプトコハク酸存在下における各種、金属塩の水溶液中におけるNaBH4還元剤による大量合成法(0.11g量)の確立。2)金ナノ粒子結晶の効率的な作成DLVO理論に基づく気液界面でのfreestanding結晶作製法の開発を行った。従来、他グループが行っていたカーボン膜上に溶媒蒸発に伴い結晶を成長させる方法に比較し歪みが少ない、ナノ粒子が気液界面に移動する事によりサイズ選別が同時に行えるという利点を利用し、サイズ分布幅が15%程度の単分散性の良くない試料でもきれいな結晶を得る事ができるようになった。3)金ナノ粒子結晶の光学スペクトル金ナノ粒子を結晶とする事により、粒子間の相互作用のないコロイド分散液にも、また分散液を蒸発させて得たアモルファス状の固体試料にも存在しない線幅の鋭い新しい吸収帯が表面プラズマ振動吸収帯(520nm)の低エネルギー側に出現した。4)金ナノ粒子結晶のSTM測定金ナノ粒子結晶のSTM測定を行った。国内学会(コロイド討論会、分子構造討論会、物理学会、応用物理学会)および国際会議(NEPTIS10、大阪)で報告した。5)金ナノ粒子結晶の構造評価ナノ粒子の量産の成功により良質な結晶が得られ、XRDおよびTED法を併用する事により、格子定数が決められた。ナノ粒子結晶において一般的なfccではなく、hcpとなっている事'が分かった。また結晶中でのナノ粒子のパッキング状態についてもモデルを提案した。6)化学変調された修飾子を持つナノ粒子の作製と結晶化MSAはジカルボン酸でありエステル化反応など各種反応により新しい化学種に変換が可能である。また他の水素結合性の残基を有する化合物と結合させる事により粒子の単分子表面を更に修飾する事ができる。ピリジンカルボン酸を混合する事により二次元、三次元の超格子をミクロンスケールで作成する事ができた。
同種気管粘膜移植片、人工気管輪、大網被覆複合体による気管再建

【方法】1.同種移植による気管再建:雑種成犬22頭(8-13kg)を対象とした。2頭同時手術とし開腹、摘脾後に有茎大網片を作製し右胸腔内に誘導、右開胸後胸部気管9軟骨輪を切除した(切除長3.5-5.5cm)。摘出気管の両端2軟骨輪は残し、中央5軟骨輪を除去し交換移植した。吻合後、管腔保持のため軟骨除去部にhydroxyapatite製馬蹄型人工軟骨輪を、2個留置した後、有茎大網片で被覆した。移植翌日よりFK-506 0.1mg/kgを筋注投与した群をA群。非投与群をB群。対照として軟骨輪を除去せずに交換移植し有茎大網片で被覆、FK-506 0.1mg/kgを投与した群をC群とした。各群とも経時的に内視鏡による観察とレーザー組織血流計による粘膜血流測定を行った。また、各群の数例に対し右胃大網動脈より墨汁を注入し移植片粘膜面を観察した。2.同種気管の背部皮下埋め込みによる線毛輸送機能の検討:数頭の雑種成犬で試みたが、粘膜面の乾燥、痂皮化のため評価不能であった。【結果】A群;9例中6例は狭窄することなく移植片は生着したが、1例は5週目に狭窄にて死亡した。2例は合併症にて早期に死亡した。B群;9例中6例は移植片狭窄を認め、1例を除く5例は21から50日目に死亡した。3例は合併症にて早期に死亡。C群;全例早期に移植片粘膜壊死をきたし、19から37日目に狭窄死した。レーザー血流計による移植片中央部血流/宿主側気管血流の割合(G/N値)は、各測定時期においてA群がC群より有意に良好であった。免疫抑制剤投与下でも、本法により移植気管の延長が可能と結論づけられた。今後、移植片の超冷凍保存による脱抗原化を組み合わせ、研究を展開する予定である。非投与群をB群。
腎不全進展時におけるトランスポートソームの分子機構学的解明と甲状腺ホルモンの関与

二次性副甲状腺機能亢進症(SHPT)患者において、高尿酸血症の発症頻度が増加する。また、複数の観察研究で、血清PTH濃度と尿酸値あるいは高尿酸血症との関連性が指摘されてきた。これらの知見は、PTHと尿酸の密接な関係を示唆するものの、その機序については明らかにされていない。本研究では血清中PTHの上昇がABCG2の膜発現を抑制する結果、尿酸排泄の低下を惹起する現象を初めて明らかにした。また、PTH分泌抑制剤であるシナカルセトが、ABCG2の機能回復を介して尿酸の体内蓄積を間接的に抑制するという、本剤に関する新たなプレオトロピック効果を見出した。5/6腎臓摘出ラット(CKD)を作成し、1)コントロール群、2)CKD群に群分けした。これらラットの肝臓並びに小腸からライセートと膜画分を調製してCYP3A2、トランスポーターのタンパク質発現量をWestern blottingにより比較検討した。その結果、CKD群において肝臓及び小腸CYP3A2とトランスポーターのタンパク質発現の有意な変動が観察された。ラット由来初代培養肝細胞に尿毒症物質を添加培養した後、CYP3A2、トランスポーターのタンパク質発現量について、Western blottingにより比較検討した。その結果、尿毒症物質添加群の場合は、コントロール群に比べてCYP3A2、トランスポータータンパク質発現の有意な変動が観察された。Caco-2細胞に尿毒症物質を添加後48時間培養した後、CYP3A4、トランスポーターのタンパク質発現量についてWestern blottingにより比較検討した。その結果、尿毒症物質添加群の場合は、コントロール群に比べて、CYP3A4とトランスポーターのタンパク質発現が有意に減少することが観察された。本研究では腎障害時における甲状腺ホルモン、副甲状腺ホルモンの生理的役割に加え、これらホルモンによる生理調節機能に基づいた新規腎疾患治療法の開発を最終目標とした。平成26年度は、尿毒症物質の一つとして知られている副甲状腺ホルモン(PTH)に着目し、PTHによる各種トランスポーターや代謝酵素の機能調節についてついて検討を加えて以下の知見を得た。1.腎障害モデルラットを用いたin vivoの検討から、PTHの上昇に伴い、肝臓及び小腸のP-糖タンパク質(P-gp)と3A2発現の低下が観察された。予備的検討よりその他のトランスポーターについても発現変動が確認されているが、今後、再現性を含めて確認予定である。2.HepG2細胞、Caco-2細胞を用いた検討から上記の変動にはPTHRが関与していることが明らかとなった。特にP-gpと3A4発現変動にはmRNAレベルからの変化が確認されたことから、転写レベルでの発現調節が関与していた。以上の結果から、PTHは低分子化合物の排泄に関わるタンパク質の機能低下をもたらすことが明らかとなった。すなわち、PTHが惹起する生理機能を標的とした腎疾患治療戦略に向けた重要な知見が得られた。本研究では腎障害時における甲状腺ホルモン、副甲状腺ホルモンの新たな生理的役割に加え、これらホルモンによる生理調節機構に基づいた新たな腎疾患治療戦略の提案を目的とした。H27年度は昨年までに確認した副甲状腺ホルモン(PTH)によるABCトランスポータ発現調節機構の生理的意義の解明を目的として検討を行い、以下の知見を得た。1.二次性副甲状腺機能亢進症(SHPT)ラットでは肝臓に加え小腸のCYPのみならず一部のABCトランスポーターの発現をダウンレギュレーションした。また、これらの作用はPTH分泌抑制作用を持つシナカルセト投与により抑制された。2.Caco-2細胞を用いてABCトランスポーター発現に及ぼすPTHの影響を検討した結果、活性型PTH(1-34)はmRNAレベルには変化を与えずに、膜発現量を有意に減少させた。この作用はPTH受容体に結合しない不活性型PTH(13-34)では観察されなかった。これらの結果から、PTHによるABCトランスポーターの膜発現制御には、PTH受容体を介した転写後調節機構が重要な役割を果たしていることが示唆された。3.SHPT患者を対象とした観察研究では、シナカルセト投与により、血清中PTH濃度と尿酸値が有意に減少していた。その際、両者の間には有意な正の相関性が認められた。また、これらの結果は上述した病態モデル動物の検討結果と良く一致していた。以上の結果から、血清中PTHの上昇がABCトランスポーターの膜発現を抑制する結果、尿酸排泄の低下を惹起する現象を初めて明らかにした。また、PTH分泌抑制剤であるシナカルセトが、ABCトランスポーターの機能回復を介して尿酸の体内蓄積を間接的に抑制するという、本剤に関する新たなプレオトロピック効果を見出した。

副甲状腺ホルモンレベルが各種トランスポータ群とCYP発現に及ぼす影響について、In vivo及びin vitroの両面から確認することができた。今後、調節機構の解明が必要であるが、少なくともPTHRの関与を示唆するデータを得ることに成功している。今後は主に細胞系を用いて、機能調節機構についての詳細を明らかにしていく。以上のことから、本研究課題は概ね順調に進展していると思われる。医療薬学今後は主に細胞系を用いて、機能調節機構についての詳細を明らかにしていく。加えて、PTH低下薬の効果をin vivoで解析することでこれまでの結果の検証と治療戦略のための基盤となるデータを取得する。CKDモデルラット肝臓及び小腸におけるCYP並びにトランスポーター発現変動を確認した。今後、CKD時のトランスポートソームの機能調節の詳細を検討予定である。CKD時における甲状腺ホルモンの動態特性評価並びに腎トランスポートソームの機能調節における甲状腺ホルモンの影響に関する検討を急ぐ。
十勝沖地震の事前検知能力の検証と対策:観測データとシミュレーションとのデータ同化

本研究では,海溝型巨大地震に対する事前検知能力を検証すべく,2003年十勝沖地震の発生前後の期間において,海底孔内観測による傾斜計データの解析を行った.その結果,海溝沿いでは2日間で200kmほど余効すべりが伝播していることが明らかとなった.この現象を3次元数値シミュレーションでも概ね再現することができ,プレスリップについても,海溝付近での変化量が大きいことが示された.このことは,海溝付近での海底観測の有効性を示すものである.また,低周波イベントについても,東南海地震をはじめとする巨大地震震源域に近いため,地震発生前に移動速度・再来間隔・解放モーメント率が高まることが示された.本研究では,海溝型巨大地震に対する事前検知能力を検証すべく,2003年十勝沖地震の発生前後の期間において,海底孔内観測による傾斜計データの解析を行った.その結果,海溝沿いでは2日間で200kmほど余効すべりが伝播していることが明らかとなった.この現象を3次元数値シミュレーションでも概ね再現することができ,プレスリップについても,海溝付近での変化量が大きいことが示された.このことは,海溝付近での海底観測の有効性を示すものである.また,低周波イベントについても,東南海地震をはじめとする巨大地震震源域に近いため,地震発生前に移動速度・再来間隔・解放モーメント率が高まることが示された.十勝沖三陸沖にわたる日本海溝について,3次元沈み込みプレート境界モデルを構築した.折れ曲がりの影響を調べるために,まずは沈み込み方向のみに折り曲げを許し,構造探査結果を参考にして,プレートの傾斜角度が520度で緩やかに変化するように,スプライン補間で数値モデル化を行ったところ,安定したかたちで高速計算を行うことができるようになった。観測データと数値シミュレーションとの結果を定量的に比較するために,2003年十勝沖地震発生から2日後に三陸沖の海底孔内観測で捉えられた傾斜計変化について,数値シミュレーションと比較したところ,観測された1μradianの変化量は,数値シミュレーションで期待される値と一致したことから,この変化は十勝沖地震の余効すべりが高速伝播した可能性がある。今後は伝播速度まで含めたかたちで定量的な合わせこみを行うとともに,半無限均質媒質を仮定したモデルに対して,地形効果による有効法線応力の影響を取り入れることや,法線応力の時間変化を導入することが課題である。また,巨大地震に伴う前駆すべりを検知するための新たな手法の開発として,低周波微動と巨大地震との関連性を調べた.その結果,低周波微動の再来間隔・モーメントレート・伝播速度が変化することが数値シミュレーションから示された.これらの結果は,十勝沖地震後に一時的に活発になった,浅部低周波地震への応用が期待されるものである。以上の結果を国内外の学会で発表し,速報的な内容として論文にまとめた。海溝型巨大地震サイクルと実データを比較するために、昨年度構築した,3次元沈み込みプレート境界モデルのプログラムコードに,海底構造探査の結果をスプライン補間させ,実データと比較できるモデルを構築した.今年度では,巨天地震震源域の浅部側と深部側の遷移域で,地震前のプレスリップに伴う応答変化の比較を行った.その結果,浅部側では,深部側よりも巨大地震震源域の固着の影響を受けやすいことが分かった.その要因として,地表の影響が強く反映されることも複数のシミュレーション比較をすることで明らかとなった.この特徴は,巨大地震サイクルにおいて,固着期間では海溝に近い浅部側では地震活動やプレートのすべり量が少ないが,地震発生直前になると,プレスリップの影饗を受けて,変化が深部側よりも顕著になることを示唆するものである.従って,海底観測によるモニタリングは重要であり,出来るだけ海溝に近い場所で観測することが望ましいと考えられる.この結果の一部について,国際学術論文に投稿し,受理された.他の結果についても,幾つかの論文に向けて執筆中である.また,一部の内容については,地震予知連絡会の講演として2回発表した.また,東北地方太平洋沖地震発生後には,これまでの知見を活かして,太平洋プレート沿いに連動する可能性のある海溝型巨大地震の発生過程を予想し,速報的な内容として論文にまとめると共に,春の学会でも発表する予定である.
次世代超高速イーサネットのためのネットワーク侵入検知ハードウェアに関する研究

本研究では、伝送速度が毎秒40ギガビット以上の超高速インターネットに対するネットワーク侵入検知(NID)システムの新しい構成を提案した。提案システムにおいては、システムに入力されるパケットをまず専用回路で高速にスクリーニングし、ウィルス感染が疑われる「怪しい」パケットだけに対して完全なマッチングを行うことで、スループットを確保しながら、回路規模の削減を可能とした。計算機実験により提案システム構成法の有効性を確認した。ネットワーク侵入検知においては,ネットワークのセキュリティ向上のため,ウィルスパターンの更新が生じた場合,更新された任意のウィルスパターンを即座に設定可能なネットワーク侵入検知システム(NIDS)が望ましい.このようなNIDSを“プログラム可能"と呼ぶ.一方,伝送速度10ギガビット(Gbps)以上の高速ネットワークに対しては,従来のプログラム可能NIDSは回路の動作速度の制約のために利用することが困難である.本年度の研究ではネットワーク伝送速度の高速化に対処するため,多バイト遷移非決定性有限オートマトン(NFA)に基づくプログラム可能NIDSを提案した.提案手法においては,まず,与えられたウィルスパターンを表現する正規表現を非決定性有限オートマトンに変換する.さらに,このNFAを複数入力文字で遷移する多バイト遷移非決定性有限オートマトンに変換する.変換された有限オートマトンを専用マッチングエンジン上に設定し,高速マッチングを実現する.ウィルスパターンを表現する正規表現から多バイト遷移非決定性有限オートマトンに変換するプログラムを開発した.また,任意の多バイト遷移非決定性有限オートマトンを高速実行可能な専用マッチングハードウェアを開発してFPGA上に実装し,実験的に評価した.実験的評価の結果,提案手法は伝送速度10Gbpsの高速インターネットに対してリアルタイムでウィルス検知を実行可能であることを確認し,提案手法の有効性を示した.本研究では,高速インターネットへの対応とハードウェアリソースの削減を同時に実現することを目的として従来のネットワーク侵入検知システム(NIDS)の入力部分にスクリーニング回路と呼ばれるネットワーク上を流れるパケットを高速に検査するための回路を導入することを提案する.提案スクリーニング回路では,ウィルスパターンを表現する正規表現で表される正規集合(正規言語)の各要素(文字列)に対し,先頭からp文字までの部分文字列をスクリーニングパターンとしてインターネットを流れるパケット(データ)とマッチングを行う.もし,マッチングに成功すれば,ウィルスの可能性があるものとして,従来のNIDSハードウェアでウィルス検知を行う.もし,マッチングに成功しなければ,ウィルスを含んでいる可能性はないものとして,パケットを通過させる.提案スクリーニング回路はkバイト遷移NFAに基づき構成され,q段のストリングマッチング回路の縦続接続として構成される.ストリングマッチング回路では,ウィルスパターンの先頭からqk文字のマッチングを実現し,マッチングに成功すればウィルスの可能性があると判定する.本年度の研究において,スクリーニング回路の回路記述を生成するツールのプロトタイプを開発した.開発したプロトタイプは一部のSnortルールに対して,スクリーニング回路の回路記述を生成する.開発した回路記述生成ツールを用いてSnortルールからスクリーニング回路の回路記述を生成し,論理合成ツールを用いてFPGA上に回路を実現した.生成された提案スクリーニング回路が処理可能なネットワーク伝送速度は7.8Gbpsから15.1Gbpsとなり,10Gbps以上の高速ネットワークに提案回路が対応可能なことが確認された.スクリーニング回路の回路記述生成ツールのプロトタイプ開発が平成27年度中に実施できたのはほぼ当初の予定通りである.ただし,ツールが変換可能なウィルスパターンに制約があり,この点の改良が今後の課題である.本研究では、伝送速度が毎秒100ギガビット以上の超高速イーサネットに対するネットワーク侵入検知(NID)システム構築を目的とした正規表現マッチングハードウェアの新しい構成法を提案する。本研究においては、システムに入力されるパケットをまず専用回路で高速にスクリーニングし、ウィルス感染が疑われる「怪しい」パケットだけに対して完全なマッチングを行うことでスループットを確保するNIDシステムを構築する。本年度の研究においては、昨年度開発した高速スクリーニング回路がマッチングを実現するスクリーニングパターン集合の生成アルゴリズムを改良することで、よりハードウェア規模の小さいスクリーニング回路で効率よくウィルス感染が疑われるパケットをスクリーニングすることを目的として研究を行った。本研究においては、スクリーニングパターン生成を最適パターン生成問題として定式化し、パターン集合を受理する非決定性オートマトン(NFA)を有向グラフとみなし、グラフサイズを最小化するスクリーニングパターン集合を生成することを目的とした。この問題に対して発見的解法を提案し、計算機実験により解法の有効性を確認した。実験の結果、昨年度、開発したスクリーニングパターン生成手法より大幅にスクリーニング回路の回路規模が小さいパターン集合が生成可能であることを示した。また、ネットワーク侵入検知に応用可能な問題として、ネットワークを流れるストリームデータの異常を検知する問題を考察し、ストリームデータに対するマハラノビス距離に基づく外れ値検出のハードウェア解法を提案し、提案解法を回路としてハードウェア設計し、従来解法と比較することで提案手法の有効性を実証した。本年度の研究成果については、研究会論文および国際会議論文としてとりまとめ、公表した。

研究計画においては,超高速インターネットにおけるウィルス検知のために,ウィルスであることが疑われるパケットを検出するスクリーニング回路と,スクリーニング回路で怪しいとされたパケットが真にウィルスであるかを判定する高速パターンマッチング回路を研究・開発することとしていたが,本年度はスクリーニング回路に先んじて高速パターンマッチング回路を実現し,所望の成果を得ており,研究はおおむね順調に進呈していると判断する.回路記述生成ツールへの入力となるウィルスパターンの制約をなくすことを目的として研究を進める.そのために,現在のツールでは変換できないウィルスパターンである量指定子や先読み演算、後方参照を含むウィルスパターンに対し,スクリーニングのためにどのようなパターンを生成し,スクリーニング回路として実現すればよいかについて研究を進める.また,提案システムにおいては,連続して入力される一連のパケットに対し,スクリーニング回路がウィルスを含む可能性があると判定する可能性がある.このような場合,ウィルス検知回路が連続して動作することになり,システム全体のスループットの低下を招く.このような状況におけるシステムの振る舞いについてもシミュレーションにより検証し,目標とするNIDシステムのスループット達成に必要となるスクリーニング回路とウィルス検知回路のスループット,あるいは回路中で必要となるパケットバッファのサイズ等に関して有用な知見を得る.情報工学平成27年度は伝送速度が40Gbpsを超える超高速インターネットにおけるウィルス検知を実現するため,ウィルスであることが疑われるパケットを高速に検知するスクリーニング回路を研究・開発する予定である.スクリーニング回路の構成においては,本年度に開発した高速パターンマッチング回路を拡張することで実現可能であると予想しており,この方針で研究を進めていく予定である.当初の計画では研究成果を平成27年度中に開催される国際会議において発表することを予定していたが,平成28年9月に開催される国際会議で発表することにしたので,旅費を使用しなかった.当初の研究計画において購入を計画していたFPGA評価ボードが予算上,購入困難であることが判明したため,機能的にはほぼ同等ではあり,研究実施には支障がほぼ生じないが,価格がより安価な他社製品を購入したため,物品費が当初予算より下回った.FPGA設計ツールを高速実行可能な高性能PC等の物品購入を予定している.また,国際会議発表のための海外出張を予定している.
イオンフラックス下におけるイオン・電子伝導体-イオン伝導体界面の安定性解析

本研究では、電気化学プロセスに対するフェーズフィールドモデルの構築とイオンフラックス下におけるイオン・電子伝導体-イオン伝導体界面の安定性の解析を目的とした。これまでに提案されたフェーズフィールドモデルはいずれも電気化学界面記述の物理的妥当性を欠くため、系内の電位ポテンシャルは外部条件により与えられるとして、新たなフェーズフィールドモデルを変分原理より導出した。新たに導出したフェーズフィールドモデルを電子-カチオン-アニオンの単純な系に適用し、系内で電気的中性条件が満たされるとして、外部印加電位に伴う電極一電解質界面の変動を解析した。具体的な解析では、適用対象となる系に対する2元系合金状態図を想定し、これより自由エネルギー密度を求め、フェーズフィールドパラメータを決定した。このモデルを用い、ナノスイッチとして用いられるCu_2S-Cu系における電位印加時の架橋プロセス、およびCuSO_4水溶液からのCu電析プロセスの解析を行った。その結果、前者では電圧を印加することによりカチオンが移動し、Cu電極界面の一部が突出し、架橋に至る過程や逆電位印加による架橋の消滅過程も再現できることを示した。後者では、初期電解質濃度あるいは印加電圧を変化させた条件では電析デンドライトの形態やサイズの変化すること、高印加電圧、高電解質濃度の時には主軸が最も肥大した電析形態を示し、低印加電圧、低電解質濃度の時にはdense型と呼ばれるような微細な電析形態を持つことを示した。さらに、電析デンドライト成長速度と印加電圧の関係も、実験報告とほぼ一致する結果がえられた。本モデルはイオン伝導体あるいは混合伝導体にも容易に拡張可能であり、ナノイオニクス界面動的挙動の理解に貢献した。本研究は、酸化物イオン伝導体に対するフェーズフィールドモデルを構築し、イオンフラックス下におけるイオン・電子伝導体-イオン伝導体界面の安定性を解析することを目的とする。ここでは、定常イオンフラックス下における金属イオン分布を予測するモデルを構築し、その後にイオンフラックス変動に対応したイオン分布、界面電荷分布変化、界面安定性変化の予測を目指す。今年度は、Guyerらのモデルの詳細を検討するとともに、界面領域の電荷分布とフェーズフィールドパラメータの関係を検討した。Guyerらのモデルでは、系をイオンと電子の多成分系とし、系の自由エネルギー変分からフェーズフィールド、イオン、電子の輸送方程式を導出している。ここで、電極、電解質を理想溶液として自由エネルギー密度を与え、界面領域過剰ポテンシャル高さは各イオンで等しく、電子では0と仮定することにより、フェーズフィールド方程式と輸送方程式は分離され、フェーズフィールドは界面エネルギーの値のみに依存した分布となる。具体的な解析では、電極/電解質間の電位差および電子、イオンの平衡濃度比を与え、一定フェーズフィールド分布下でのイオン、電子、電位ポテンシャルの定常分布をフラクショナルステップ法により求めた。その結果、界面幅の減少につれ、電位分布は急峻になり、界面領域に形成される電荷は増加することから、界面領域を電極/電解質の混合領域とするにより、電荷二重層が生じていることが分かった。電子、イオンとともに輸送させた場合も、定性的には同様の結果が得られるが、この場合にはイオン分布に振動を生じる。その原因として、界面領域の自由エネルギー密度の不適切さなどが考えられる。
バイオロギングによるタイ国シリキットダム湖におけるメコンオオナマズの生態解明

メコンオオナマズは、メコン川流域の固有種で、近年、その漁獲量は激減し絶滅が危惧されている。タイ国では本種の資源回復に向けて国内のダム湖に人工種苗を放流している。本研究は、本種の生息地利用を把握することを目的として、超音波テレメトリーによる本種の詳細な分布の把握と湖底地形の計測を行った。超音波テレメトリーとGPS魚探による湖底地形の計測から、メコンオオナマズは旧河川付近に分布することが示唆された。また、複数の養殖魚において、夜間はダム周辺を利用し、昼間は北へ移動する周期的な水平移動が見られた。さらに、半野生魚のうち1尾は、湖を広範囲に利用していた。メコンオオナマズは絶滅危惧種であるが、タイ国では重要な水産資源である。同国では本種の人工種苗生産技術は既に確立しており、人工的に生産された本種の種苗は多くのダム湖に放流され、漁獲対象となっている。しかし、本来の生息域でないダム湖に適応して成長、再生産がうまく行われているかについての知見は全くないのが現状である。このため、本研究ではバイオロギング、バイオテレメトリー手法を用いてダム湖における本種の生態を解明する。前年度において、タイ国のバンコク周辺の大洪水の影響のため、タイ国水産局との調査計画の打ち合わせなどの手続きを行うことが出来ず、実質的に調査は今年度から開始した。本年度、7月に調査対象であるケンクラチャン湖において、メコンオオナマズを追跡するための設置型受信機の設置作業を行うとともに、水産局から提供を受けたメコンオオナマズ11匹に加速度センサーを搭載した超音波コード化発信機を体内装着し、ケンクラチャン湖に放流した。放流直後のデータをダウンロードすることで、彼らの行動を追跡することを確認した。次に11月、再び設置型受信機のデータダウンロードを試みたが、ダム湖の水位が想定より高く、一部の受信機については、回収を行うことが出来ず、データを得ることが出来なかった。ダム湖の水位は、4月5月に最も低下することが分かっており、これらの受信機の回収とデータのダウンロードは翌年度に繰り越すこととした。メコンオオナマズ(Pangasianodon gigas)は、メコン川流域の固有種であるが、近年、その漁獲量は激減し絶滅が危惧されているが、タイ国では国内のダム湖に人工種苗を放流している。本研究は、超音波テレメトリーによる本種の詳細な分布の把握と湖底地形の計測を行った。合わせて、メコンオオナマズが空気呼吸を行っているかを深浅移動の超音波テレメトリーでの計測と、解剖による観察で空気呼吸の可能性を検討した。タイ国ケンクラチャン湖において24台の超音波受信機(VR2W, Vemco社)を設置し、VR2W Positioning System (VPS)でメコンオオナマズの行動を計測した。タイ国水産局で養殖されたメコンオオナマズ23尾(全長88±6cm)と,湖で漁獲された半野生魚2尾(全長204cm, 201cm)の腹腔内に、深度・加速度・温度センサー付き超音波コード化発信機(V13AP, V16TPを装着、放流した。また、水温と溶存酸素を測定した。合わせて、ダム周辺の湖底地形をGPS魚探で計測した。25尾のうち9尾の詳細な分布が明らかになった。GPS魚探による湖底地形の計測からメコンオオナマズは旧河川付近に分布することが示唆された。超音波テレメトリーによる追跡の結果、メコンオオナマズが貧酸素水層を避ける行動に加えて、水面への浮上行動を確認することができた。また、解剖による観察から、食道と鰾が気管で繋がっていることと、鰾内に血管が張り巡らされていることを確認した。これらの実験および観察から、メコンオオナマズは空気呼吸を行うことで、底層から中層が貧酸素状態になるダム湖でも生息が可能であることが分かった。メコンオオナマズ(Pangasianodon gigas)は、メコン川流域の固有種であるが、近年、その漁獲量は激減し、絶滅が危惧されている。しかし、タイ国においては人口種苗の生産と放流が行われており、その資源の動向については、追跡調査を行う必要がある。本研究においては、超音波テレメトリーによる本種の詳細な行動を大規模なダム湖において実施した。

タイ国ペッチャブリー県のケンクラチャン湖において、H23年度に24台の超音波受信機を設置し、超音波発信機を腹腔内に装着した人工生産されたメコンオオナマズの幼魚を放流し、追跡を開始する予定であったが、バンコクの大洪水のために関係官署との調整が行えず実質的にH24年度から研究を開始した。H24年度において受信機を設置するとともに、タイ国水産局から提供を受けた人工生産されたメコンオオナマズ11匹に超音波発信機を装着し、放流を行い、調査を開始した。年度内に受信機を回収しデータをダウンロードして解析する予定であったが、想定外の水位の上昇によってやむなくデータのダウンロードをH25年度に繰り越した。研究開始の初年度にタイ国における大洪水の影響で、共同研究のタイ国水産局との研究調整打ち合わせと、外国人の調査に必要な許可証を得る手続きが実質的に行えなかったため。25年度が最終年度であるため、記入しない。前年度、バンコクの大洪水のために関係官署との調整が行えなかったが、今年度、当初の予定通りの追跡調査を開始することが出来た。しかし、今年度は湖の想定外の水位の上昇で受信機が回収できなかったため、その作業は翌年度に繰り越すこととした。今年度4ー5月において、昨年度実施出来なかった受信機の回収作業を行う。合わせて、データのダウンロードを行う。さらに年度末に向けて、6ー7月に供試魚の追加放流を行い、データの蓄積を行う。人工生産されたメコンオオナマズの幼魚に加えて、ケンクラチャン湖に放流されて半野生化において成長をした全長2m前後の個体に発信機を装着して連続追跡を試みる。またメコンオオナマズの生息域の地形をGPS魚探によって計測し、湖底地形とメコンオオナマズの移動経路の関係解明を試みる。
糖尿病性腎症における尿中ポドサイトmRNAの早期診断マーカーとしての有用性の検討

我々は、糸球体疾患では尿中に糸球体上皮細胞(ポドサイト)が多く検出され、ポドサイト特異的mRNAの尿沈渣中排泄量が糸球体疾患のバイオマーカーとして有用であることを示してきた。近年、糖尿病性腎症では比較的早期からポドサイト障害が認められることが報告され、尿中ポドサイトmRNA排泄量が糖尿病性腎症においても有用なバイオマーカーとなりうる。本研究では、糖尿病性腎症モデルラット及び、病期分類ごとの糖尿病臨床症例を用いて、尿中ポドサイトmRNA排泄量が微量アルブミン尿より精度の高い早期診断マーカーとなるかどうか、また病勢を反映するマーカーとして有用であるかを検証することを目的としている。糖尿病性腎症モデルラットでは微量アルブミン尿よりも早期に尿中ポドサイトmRNA排泄量が増加し始め、それは血糖上昇以前であることを見出した。またこれら早期の時点で尿中IGF1やIGF2などのGrowth factorの上昇やポドサイトにおけるmTORC1活性化(p-S6染色による)が認められることから、これらの因子による糸球体肥大がポドサイト障害を引き起こし、アルブミン尿の出現、ポドサイトの脱落、糸球体硬化に繋がり腎症が進展していくことを明らかとした。さらに、カロリー制限により組織学的なポドサイト障害及び尿中ポドサイトmRNA排泄量の減少を認め、同マーカーが病勢を反映する可能性も示唆され、現在論文投稿中である。臨床症例でも正常アルブミン尿群において対象コントロール群と比較して有意な尿中ポドサイトmRNA排泄量の増加を認め、尿中ポドサイトmRNA排泄量は糖尿病性腎症の早期診断マーカーとして有用である可能性が示唆された。また、臨床症例の2年後のfollow upの解析を行い、尿中ポドサイトmRNA排泄量が糖尿病性腎症進展のリスク予測因子であることを明らかとした。同内容については現在論文投稿準備中である。我々は、様々な糸球体疾患動物モデルや臨床症例の解析から、糸球体疾患では尿中に糸球体上皮細胞(ポドサイト)が多く検出され、ポドサイト特異的mRNAの尿沈渣中排泄量が糸球体疾患のバイオマーカーとして有用であることを示してきた。近年、糖尿病性腎症では比較的早期からポドサイト傷害が認められることが報告され、尿中ポドサイトmRNA排泄量が糖尿病性腎症においても有用なバイオマーカーとなる可能性が示唆される。現在、糖尿病性腎症の早期診断法として日常診療で用いられている微量アルブミン尿の測定は、結果が陰性であっても、糸球体傷害が進行している症例が存在する一方で、微量アルブミン尿が陽性であっても組織は正常と変わらない症例が多数存在することが知られており、微量アルブミン尿より精度の高い早期診断法の開発が求められている。本研究では、糖尿病性腎症モデルラットおよび、病期分類ごとの糖尿病臨床症例を用いて、尿中ポドサイトmRNA排泄量が微量アルブミン尿より精度の高い早期診断マーカーとなりうるかどうか、また病勢を反映するマーカーとして有用であるかどうかを検証することを目的としている。現在までに、糖尿病性腎症モデルラットでは微量アルブミン尿よりも早期に尿中ポドサイトmRNA排泄量が増加し始めることを見出した。さらに臨床症例でも正常アルブミン尿群において対象コントロール群と比較して有意な尿中ポドサイトmRNA排泄量の増加を認めた。以上の結果より、尿中ポドサイトmRNA排泄量は糖尿病性腎症の早期診断マーカーとして有用である可能性が示唆された。同内容について現在論文投稿準備中である。同内容について現在論文投稿準備中であり、概ね予定通りに研究が進行している。我々は、様々な糸球体疾患動物モデルや臨床症例の結果の解析から、糸球体疾患では尿中に糸球体上皮細胞(ポドサイト)が多く検出され、ポドサイト特異的mRNAの尿沈渣中排泄量が糸球体疾患のバイオマーカーとして有用であることを示してきた。近年、糖尿病性腎症では比較的早期からポドサイト障害が認められることが報告され、尿中ポドサイトmRNA排泄量が糖尿病性腎症においても有用なバイオマーカーとなる可能性が示唆される。現在、糖尿病性腎症の早期診断法として日常診療で用いられている微量アルブミン尿の測定は、結果が陰性であっても糸球体障害が進行している症例が存在することが知られており、微量アルブミン尿より精度の高い早期診断法の開発が求められている。本研究では、糖尿病性腎症モデルラット及び、病期分類ごとの糖尿病臨床症例を用いて、尿中ポドサイトmRNA排泄量が微量アルブミン尿より精度の高い早期診断マーカーとなりうるかどうか、また病勢を反映するマーカーとして有用であるかどうかを検証することを目的としている。