hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
統合失調症患者前頭葉ゲノムにおけるLINE-1挿入部位の決定

Long interspersed nuclear element-1 (LINE-1)は、ヒトゲノムの約17%を占めるレトロトランスポゾン配列の一種である。本課題では、体細胞レベルでLINE-1が新規に挿入したゲノム領域を決定する技術の確立を目的とした。健常者前頭葉の神経細胞・非神経細胞を使用した解析の結果、LINE-1新規挿入は1細胞あたり数十ヶ所程度検出され、また挿入されているゲノム部位は細胞種によって異なる特徴があった。今後はこの技術を用いて、LINE-1コピー数が増大していることが報告されている統合失調症患者前頭葉のゲノムDNAについて解析を行い、疾患発症における影響を検証していく。Long interspersed nuclear element-1 (LINE-1)は、レトロトランスポゾンの一種であり、自らの6kbの塩基配列をゲノム中に増幅・挿入させることができる。LINE-1の新規挿入は神経前駆細胞中で起きていることが報告されており、精神疾患の病因に関わる可能性もある。今年度は、LINE-1が新規に挿入されたゲノム部位を検出するための手法の検討を行った。Ewingらが2010年に報告したL1Hs-seq法を原法として、健常ヒト血液DNA (31才日本人男性、n=1)を使用して、特に転移活性が高いと言われている、ヒトに特異的なL1Hs配列の3' UTRに特異的なプライマーと、隣接したゲノム領域にアニールさせるための8種類のdegenerateプライマーを組み合わせたPCRを行い、L1Hsの3'UTRとその3'側に隣接したゲノム領域を増幅させた。その際、使用するDNA polymerase等の方法の改変を行った。この産物を次世代シーケンサー(Illumina社, MiSeq)で解析することにより、L1Hsの挿入部位を網羅的に1塩基レベルで解析を行った。再現性などを確認するために、3回独立に実験を行った。今回の手法で検出されるべき、ヒトゲノムリファレンス配列上のL1Hsは813ヶ所存在するが、L1Hs-seq原法の感度は平均78.4%であるのに対し、今回の改変法では96.3-97.4%の感度でL1Hsを検出することができ、改善が認められた。また非リファレンスL1Hsを82-142個、そのうちこれまでに報告されていない新規のL1Hs挿入箇所を31-88個、検出することができた。初年度に計画していた、ヒト血液DNAを使用したLINE-1挿入部位検出法の改善を行い、良好な結果を得ることができているため。(1)ヒト死後脳由来の多種細胞核の分画技術の確立健常者ヒト死後脳(前頭葉)を用い、できるだけ多種の細胞種由来核の分画を行うことを目標とした。凍結脳組織片から生化学的に粗細胞核画分を調整したのち、細胞種特異的に細胞核に発現しているタンパク質に対する抗体を用いて染色を行い、セルソーターを用いて分画を試みた。その結果、これまで分画に成功していたニューロン、オリゴデンドロサイト由来の細胞核画分に加え、新たに活性型マイクログリア由来細胞核の分画に成功した。また単離した100万個程度の細胞核から1 ugほどのDNAを抽出することができている。(2)LINE-1新規挿入部位の決定健常者末梢血DNAを使用して、ヒトに特異的なLINE-1配列(L1Hs)の隣接ゲノム領域を濃縮するL1Hs-PCR法の条件検討を行った。従来のdegenerateプライマーを組み合わせたPCR法では1600 ngと比較的多量のDNAが必要であったが、LINE-1特異的プライマーからプライマー伸長を行い、アダプターをライゲーションしたのちPCR増幅を行う方法に改変したところ、50 ngと比較的少量のDNAから実験を開始することが可能になった。得られたPCR産物は次世代シーケンサーMiSeqにより解析を行った。この方法を用いて健常者抹消血DNAのLINE-1挿入を網羅的に検討したところ、ヒトリファレンスゲノム配列にあるLINE-1のうち82%を検出することができた。またリファレンス上にないLINE-1新規挿入も12ヶ所同定することができた。ヒト死後脳組織からの多細胞種由来の細胞核単離技術の確立や、単離細胞核からのDNA抽出の検討が終了している。またLINE-1挿入ゲノム領域を濃縮するためのL1Hs-PCR法の確立もほぼ終了している。Long interspersed nuclear element-1 (LINE-1またはL1)は、ヒトゲノムの約17%を占める、レトロトランスポゾン配列の一種である。近年の研究において、LINE-1は成体内において、神経前駆細胞ゲノムDNA内で転移・増幅していることが示されている。さらに申請者らは、統合失調症患者前頭葉由来の神経細胞ゲノムにおいて、健常者と比較してLINE-1コピー数の有意な増大を検出した。これらの増幅したLINE-1が、神経機能に重要な遺伝子の近傍に挿入することにより、遺伝子の構造や機能を破壊している可能性がある。本課題では、統合失調症患者前頭葉のゲノムDNAにおいて、LINE-1が挿入されているゲノム領域の詳細な決定を行い、統合失調症発症におけるLINE-1挿入の影響を検証することを目的とした。申請者らは、健常者前頭葉からセルソーターを使用して、神経細胞由来の細胞核を単離した。その画分から得られたDNAを使用して、LINE

-1の3'側のゲノム領域を増幅するPCRおよびMiSeqを使用した次世代シーケンス解析を行い、ヒトゲノムのレファレンス配列(hg38)と比較解析することによって、新規に挿入されたLINE-1の同定を行った。その結果、LINE-1新規挿入は、健常者前頭葉神経細胞において、1細胞あたり数十百ヶ所程度検出された。オントロジー解析を行ったところ、神経機能に関与する遺伝子群の近傍に多くの新規挿入がおきていることが示された。今回、死後脳から神経細胞由来のゲノムを調製し、新規LINE-1挿入を検出する一連の技術を確立した。今後はこの技術を用いて、統合失調症患者の解析を行う予定である。Long interspersed nuclear element-1 (LINE-1)は、ヒトゲノムの約17%を占めるレトロトランスポゾン配列の一種である。本課題では、体細胞レベルでLINE-1が新規に挿入したゲノム領域を決定する技術の確立を目的とした。健常者前頭葉の神経細胞・非神経細胞を使用した解析の結果、LINE-1新規挿入は1細胞あたり数十ヶ所程度検出され、また挿入されているゲノム部位は細胞種によって異なる特徴があった。今後はこの技術を用いて、LINE-1コピー数が増大していることが報告されている統合失調症患者前頭葉のゲノムDNAについて解析を行い、疾患発症における影響を検証していく。今回確立した方法を使用して、まず健常者ヒト死後脳由来DNAを用いたLINE-1の挿入部位の決定を行う。死後脳においてもこの系が良好に働くことを確認した後、精神疾患患者死後脳を用いた実験を行う予定である。これまで確立した技術を使用して、健常者・統合失調症患者前頭葉組織(n=3ずつ)からニューロン・オリゴデンドロサイト・活性型マイクログリア由来の細胞核を分画する。それぞれの画分のDNAからL1Hs-PCR法によりLINE-1挿入ゲノム部位を濃縮し、得られた産物を次世代シーケンサーで解析することによって、新規LINE-1挿入位置の決定を行う。疾患サンプル特異的に挿入が起こっているゲノム領域を同定し、病因への関連を検証する。分子精神医学実験が予測よりも順調に進み、使用する消耗品が見積もりより少なくすんだため。H28年度は前年度までに購入した試薬などで実験を継続することが可能であったため、物品費の支出が予定よりも少なかった。今年度の実験消耗品費に上乗せして使用する予定である。H29年度は、次世代シーケンサーを使用した解析が主となるが、当初の予定よりも解析のサンプル数が増えており、申請よりも物品費が多く必要となるため、そちらで使用する予定である。
障害のある学生を対象とした防災対策におけるネットワーク構築に関する研究

大学では、障害のある学生の在籍者数や修学上の支援を受けている学生数が年々増加している。このような状況から、大学の防災対策において、様々な支援ニーズをもった学生が増加していると考えられる。しかしながら、障害のある学生への防災対策は、いまだ手探りの状況にある。そこで本研究では、(1)障害のある学生を対象とした防災対策に関する全国的な実態調査を行い、(2)障害のある学生への防災対策事例の収集を行う。次に、調査結果に基づき、(3)障害のある学生を対象とした全学的な防災対策を構築するための手引きを作成し、手引きに基づいた実践を行い、効果検証を行う。
2つの異種カップリング反応を用いる両末端官能基化されたπ共役系高分子の選択的合成

本研究ではリビング重合と同様な挙動を示すGrignardモノマーの触媒移動型熊田・玉尾カップリング重合後に官能基耐性が高く、入手容易、または合成・単離できる多種類のボロン酸エステル試薬を加えて、種々の末端官能基を両末端に持つπ共役系高分子をone potで選択的に合成する手法の開発を目的としている。末端官能基としては高分子も含んでおり、ボロン酸エステル末端の高分子を用いるトリブロック共重合体の合成も検討する。今年度の研究実績は以下のとおりである。(1)チオフェンモノマーの触媒移動型熊田・玉尾カップリング重合後にp-トルフルオロメチルフェニルボロン酸エステルを加えて、ポリチオフェンの両末端をトルフルオロメチルフェニル化する条件を種々検討した結果、PEPPSI-IPr Pd触媒を用い、塩基としてはクラウンエーテルを加えないでリン酸カリウムを用いることが最適であることを明らかにした。(2)カルボニル基を持つ電子受容性芳香環、ヒドロキシ基、原子移動ラジカル重合(ATRP)開始部位を持つボロン酸エステルによって、これらの官能基がポリチオフェンの両末端に導入できることを明らかにした。(3)この手法によりトリブロック共重合体を合成するため、片末端にボロン酸エステルを持つπ共役系高分子の合成法を検討した結果、Amphos Pd(0)触媒を末端停止剤存在下でフルオレンモノマーに作用させると、目的とするポリマーが得られることを明らかにした。しかしながら、分子量分布が広かったので、その重合挙動を検討し、末端停止剤による停止反応後に再生するPd(0)触媒によって高分子どうしの反応も起きていることを明らかにした。触媒移動型熊田・玉尾カップリング重合と鈴木・宮浦カップリング反応による末端官能基化を連続してone potで行える触媒を見出したので、目的どおりに研究を遂行できると思われる。種々の官能基がポリチオフェンの両末端に導入できたので、高分子末端にボロン酸エステル部位を持つポリマーを用いてポリチオフェンを含むトリブロック共重合体の合成を目指す。また、ポリチオフェン以外のπ共役系高分子を熊田・玉尾カップリング重合によって合成し、同様に鈴木・宮浦カップリングによってそのポリマーの両末端官能基化を目指す。
脳神経系の発生、構築、維持における必須脂肪酸の役割

必須脂肪酸はリノール酸(LA、18:2n-6)、α-リノレン酸(ALA、18:3n-3)があり、これらは動物体内に取り込まれると、LAはアラキドン酸(AA、20:4n-6)に、ALAはエイコサペンタエン酸(EPA、20:5n-3)、ドコサヘキサエン酸(DHA、22:6n-6)に変換される。脳神経系は他の臓器、組織と比べてDHA含量が高く、重要な機能を担っていると考えられている。また神経栄養因子は神経細胞の生存や神経突起の伸長に重要な役割を持っている蛋白質である。雄性ICRマウス(5週齢)に5%のベニバナ油(High-LA)或いはシソ油(High-ALA)を添加した精製飼料(日本Clea)を4週間与えた。線条体の総脂質画分の脂肪酸組成をガスクロマトグラフを用いて測定した。High-LA群ではDHAは9.9%であるのに対しhigh-ALA群では16.7%と約1.7倍存在した。またn-6/n-3比もHigh-LA群では1.2であるのに対しhigh-ALA群は0.7であった。ELISA法で線条体のBDNF含量を測定したところHigh-LA群で74pg/gstriatumであるのに対しHigh-ALA群で124pg/gstriatumと有意に高く約1.6倍量であった。線条体の総脂質画分の脂肪酸組成の変化は餌の脂肪酸組成を反映した結果によるものと考えられる。これまでに餌のn-3系列脂肪酸を欠乏させると脳機能に様々な影響がでることが明らかとなっている。今回の研究でもn-3系列脂肪酸が欠乏食でBDNF含量に低下していることから必須脂肪酸のn-6/n-3バランスが脳機能に影響を与えるメカニズムとしてBDNFが関与している可能性が示唆された。今後はBDNF受容体下流のシグナル伝達や神経発生について検討していきたいと考えている。必須脂肪酸はリノール酸(LA、18 : 2m-6)、a-リノレン酸(ALA、18 : 3n-3)があり、これらは動物体内に取り込まれると、LAはアラキドン酸(AA、20 : 4n-6)に、ALAはエイコサペンタエン酸(EPA、20 : 5n-3)、ドコサヘキサエン酸(DHA、22 : 6m-6)に変換される。雄性ICRマウス(5週齢)に5%のベニバナ油(High-LA)或いはシソ油(High-ALA)を添加した精製飼料を4週間与えた。脳(大脳皮質、線条体、海馬)の総脂質画分の脂肪酸組成をガスクロマトグラフを用いて測定した。大脳皮質のDHAはHigh-LA群では15.4%であるのに対しHigh-ALA群では18.4%と有意に高かった。線条体のDHAはHigh-LA群では11.3%であるのに対しHigh-ALA群では16.7%と有意に高かった。海馬のDHAはHigh-LA群では13.2%であるのに対しHigh-ALA群では15.8%で有意ではないがHigh-ALA群が高い傾向が見られた。大脳皮質、線条体、海馬のBDNF量を測定したところ、大脳皮質では両群間に有意差は見られなかった。線条体ではHigh-LA群に対し、High-ALA群で有意に高かった。海馬においては両群間に有意差はないもののHigh-ALA群が高い傾向が見られた。今回のように給餌期間が4ヶ月と短い場合、脂肪酸組成の変化は脳の領域において異なることが明らかとなった。今回の研究でもn-3系列脂肪酸が欠乏食で線条体のBDNF含量に低下していることから必須脂肪酸のn-6/n-3バランスが脳機能に影響を与えるメカニズムとしてBDNFが関与している可能性が示唆された。
特異な分子機構により抗腫瘍活性を示す大環状化合物の合成研究

平成30年度、2種類の特異な分子機構が想定される2種の抗腫瘍活性物質の合成研究を実施した。今回合成の標的とした化合物はそれぞれ固形がんにおいて発現が更新している分子シャペロンであるGRP78の誘導阻害活性を有するversipelostatin(VST) Aのアグリコン部および、がん抑制遺伝子としてしられるp53遺伝子変異細胞に対して選択的な細胞毒性を示すFE399の合成研究を実施した。VSTアグリコンの合成研究では、本化合物の複雑な構造を効率的に合成するため3つのフラグメントに分割して合成することとし、このうち糖鎖結合部分の合成を行った。光学活性なヒドロキシブタン酸エステルおよびD-マンニトールを原料に、必要な炭素を用いるフラグメントを合成することができた。また、FE399の合成研究では前年度までに(9R,14R,17R)-体および(9R,14R,17R)-体計2種類の化合物を合成していたが、各異性体に含まれる配座異性体の影響によりNMRスペクトルの解析が困難であった。これまで用いた方法では量的供給が困難であったことから、含む硫黄複素環部分とヒドロキシ脂肪鎖部分の結合反応や各種官能基変換反応の収率の向上のための条件検討を計算化学による支援を経て有機合成化学的手法により実施した。その結果として平成30年度には純粋な(9S,14R,17R)-FE399を20mg程度合成することに成功した。合成した化合物の各種2次元NMRデータを取得し詳細に解析することに成功した。上記2化合物群の内VSTアグリコンについては、スピロテトロン酸部分,置換オクタリン前駆部分について結合反応を実施するために十分量の試料を合成することに成功し、本化合物の合成研究を大幅に進展することができた。またFE399の合成ついては、各立体異性体の立体選択的かつ量的な合成を行うことに成功した。以上2点を総合し本研究はおおむね順調に進行していると考えられる。本研究において対象とする2種類の化合物について、合成実験による研究の一層の推進を計る。VSTの合成については糖鎖結合部位の量的供給を次の目標とし、カップリング反応および閉環反応を経てアグリコンの合成を達成したと考える。FE399については相対立体配置を解明し各立体異性体の合成手法を確立したことから、追加の研究により必要なデータを収集した後に本成果を公開する。平成28年度、2種類の特異な分子機構が想定される抗腫瘍活性物質versipelostatin(VST) Aのうちアグリコン部およびFE399の合成研究を実施した。VSTアグリコンの合成研究では、本化合物の複雑な構造を効率的に合成するため3つのフラグメントに分割して合成することとし、このうち置換オクタリン前駆部分の合成を行った。ここでは従来確立した手法を主に採用し、不斉アルドール反応および立体選択的Wittig反応による炭素鎖伸長を経る、合成経路を用いて3 g合成することに成功した。また、これをSuzuki-Miyauraクロスカップリングによりジエン構造へと変換し、Diels-Alder反応のモデル実験を行うための基質を合成することができた。一方FE399の合成研究では、キラルなアミノ酸部位およびラセミ体の脂肪酸から分離不能な二種の化合物の混合物としてこれを合成することに成功した。本合成法では、まずシステイン2分子を縮合した後に、ジスルフィド結合の酸化的形成により8員環を構築した。この際の溶媒としてはメタノール-塩化メチレン系を用いることが重要であることが判明した。さらにこのジペプチドをヒドロキシ基を有する脂肪酸と縮合し、次いでマクロラクトン化反応に付すことにより14員環構造を構築した。この混合物はジアステレオマー混合物もしくはアミド部分の回転異性体混合物のいずれかの可能性があることから、純粋な物質の合成を試みたところ、(9R,14R,17R)-体および(9R,14R,17R)-体の双方が2種類の化合物の混合物として得られた。このうち(9R,14R,17R)-体に含まれる一方の成分の重DMSO中における13C NMRデータが天然物とよく一致し、(9S,14R,17R)-体では異なる値を示したことから、天然のFE399の相対立体配置を9R,14R,17Rであると決定した。二種の化合物の合成研究のうち、VSTアグリコンについては鍵反応のひとつであるDiels-Alder反応の条件検討に必要なモデル化合物を合成することができた。次年度以降このモデル化合物を用いて本反応の立体選択性および条件の検証を実施するが、これにより得られるであろう結果は本化合物の合成研究において、マクロ環閉環段階の最終決定を行う上での非常に重要な知見となる事が期待できる。一方FE399の合成研究においては、本化合物の合成法を開発したことおよび立体化学を解明することができた。FE399の化学的研究において構造ならびに供給法に関わる極めて重要な研究成果である。以上の2点を総合すると研究全体としてはおおむね順調に進展していると評価できる。平成29年度、2種類の特異な分子機構が想定される2種の抗腫瘍活性物質の合成研究を実施した。今回合成の標的とした化合物はそれぞれ固形がんにおいて発現が亢進している分子シャペロンであるGRP78の誘導阻害活性を有するversipelostatin(VST) Aのアグリコン部および、がん抑制遺伝子としてしられる

p53遺伝子変異細胞に対して選択的な細胞毒性を示すFE399の合成研究を実施した。VSTアグリコンの合成研究について本化合物は非常に複雑な構造を有していることから、一つの原料から連続的直線的に化学反応を積み重ねていく方法では効率が悪い、従って本研究では効率的に合成するため3つのフラグメントに分割して合成することとしている。このうちスピロテトロン酸部分の合成を行った。光学活性なプレゴンを原料に、アセチリドイオンを用いたテトロン酸の導入、オレフィン部分のカルボニル基への酸化、不飽和化とメチル基の導入を経て、α、βー不飽和ケトンを合成する既存の方法の内、Johnson-Claisen転位を用いる2炭素導入反応について、条件の検討を行いマイクロウェーブを利用し温度を適切に管理することにより効率的に合成を行えることを明らかとした。これを用いて、スピロテトロン酸部約100 mgを合成した。また、FE399の合成研究では前年度までに想定される複数の立体異性体の内(9R,14R,17R)-体および(9R,14R,17R)-体計2種類の化合物を混合物として合成する手法を確立していた。平成29年度には光学活性なアルコールを原料として使用することにより、両異性体を立体選択的に合成することに成功した。上記2化合物群の内VSTアグリコンについては、スピロテトロン酸部分の試料の合成を行うことができた。引き続き糖鎖結合部分およびオクタリン前駆部分の合成を行うことにより、これらの連結および閉環反応を実施できる見込みである。またFE399の合成ついては、各立体異性体の立体選択的な合成を行うことに成功した。以上2点を総合し本研究はおおむね順調に進行していると考えられる。平成30年度、2種類の特異な分子機構が想定される2種の抗腫瘍活性物質の合成研究を実施した。今回合成の標的とした化合物はそれぞれ固形がんにおいて発現が更新している分子シャペロンであるGRP78の誘導阻害活性を有するversipelostatin(VST) Aのアグリコン部および、がん抑制遺伝子としてしられるp53遺伝子変異細胞に対して選択的な細胞毒性を示すFE399の合成研究を実施した。VSTアグリコンの合成研究では、本化合物の複雑な構造を効率的に合成するため3つのフラグメントに分割して合成することとし、このうち糖鎖結合部分の合成を行った。光学活性なヒドロキシブタン酸エステルおよびD-マンニトールを原料に、必要な炭素を用いるフラグメントを合成することができた。また、FE399の合成研究では前年度までに(9R,14R,17R)-体および(9R,14R,17R)-体計2種類の化合物を合成していたが、各異性体に含まれる配座異性体の影響によりNMRスペクトルの解析が困難であった。これまで用いた方法では量的供給が困難であったことから、含む硫黄複素環部分とヒドロキシ脂肪鎖部分の結合反応や各種官能基変換反応の収率の向上のための条件検討を計算化学による支援を経て有機合成化学的手法により実施した。その結果として平成30年度には純粋な(9S,14R,17R)-FE399を20mg程度合成することに成功した。合成した化合物の各種2次元NMRデータを取得し詳細に解析することに成功した。
膜タンパク質の段階的な細胞内局在化機構の解明と細胞内局在化経路予測法の確立

平成30年度は、以下2つの研究計画を実施した。(1) I型・II型膜タンパク質の細胞内局在経路の特定(実施予定年度:平成30年度)(2) II型膜タンパク質シグナルアンカー周辺配列の特徴抽出(実施予定年度:平成3031年度)以下に、それぞれの研究計画に対する実績の概要について報告する。(1) I型・II型膜タンパク質の細胞内局在経路の特定従来の細胞内局在予測法のデータセットのように最終的な細胞内局在位置で分類するのではなく、本研究課題では最終局在位置に至るまでの経路ごとに、I型・II型膜タンパク質を分類した。I型・II型膜タンパク質のうち、細胞内局在性既知のデータに関してはすでに局在経路の特定および分類が終わっており、UniProt/KnowledgeBaseのアップデートに伴うデータ更新の準備も整えた。(2) II型膜タンパク質シグナルアンカー周辺配列の特徴抽出細胞内局在経路ごとに、II型膜タンパク質シグナルアンカー配列の特徴抽出および判別解析、検証実験を行った。小胞体膜からゴルジ体膜や細胞膜へ輸送されるタンパク質のシグナルアンカー配列は、小胞体膜に留まるタンパク質のシグナルアンカー配列から区別できた。ゴルジ膜と細胞膜局在のシグナルアンカー配列は、特に高精度に区別することができた(Kikegawa et al., BBB 2018)。また、シグナルアンカーとGFPの融合タンパク質をHeLa細胞内で発現させ、共焦点レーザー顕微鏡を用いて蛍光観察を行ったところ、小胞体膜停留とゴルジ膜への輸送との仕分けにシグナルアンカーが関与していることがわかり、配列解析の結果とよく一致した。平成30年度の当初の実施計画で挙げた実施内容自体は『当初の計画以上に進展している。』が、論文投稿に至っていない項目があるため、『おおむね順調に進展している。』とした。◆I型膜タンパク質シグナルペプチド配列の特徴抽出(平成31年度):細胞内局在経路ごとに、I型膜タンパク質シグナルペプチド配列の特徴抽出および判別解析、II型膜タンパク質シグナルアンカー配列との比較、および、検証実験を行う。◆I型膜タンパク質膜貫通領域周辺配列の特徴抽出(平成3132年度):細胞内局在経路ごとに、I型膜タンパク質膜貫通領域周辺配列の特徴抽出および判別解析、I型膜タンパク質シグナルペプチド配列やII型膜タンパク質シグナルアンカー配列との比較、および、検証実験を行う。◆末端タグ配列の特徴抽出(平成32年度):I型膜タンパク質のシグナルペプチド直後の配列、および、II型膜タンパク質のC末端配列は、輸送小胞から外部に露出している。この領域を『末端タグ配列』と命名した。本項目では、細胞内局在経路ごとに末端タグ配列の特徴を抽出し、判別解析および検証実験を行う。◆『膜タンパク質細胞内局在経路予測法』の開発(平成3334年度):上記で抽出した特徴を細胞内局在経路判別のパラメータとし、『膜タンパク質細胞内局在経路予測法』の開発を行う。この際、I型・II型の膜タンパク質で客観的な予測精度を評価するだけでなく、複数回貫通型に対応させる際の問題点の洗い出しを行っておく。現状、未公開ではあるが膜貫通領域周辺のアミノ酸配列を利用した細胞内局在判別ツールを構築している。このツールを1回膜貫通タンパク質細胞内局在経路予測ツールに改良してWebシステムを構築し、一般公開する。』とした。

◆I型膜タンパク質膜貫通領域周辺配列の特徴抽出(平成3132年度):細胞内局在経路ごとに、I型膜タンパク質膜貫通領域周辺配列の特徴抽出および判別解析、I型膜タンパク質シグナルペプチド配列やII型膜タンパク質シグナルアンカー配列との比較、および、検証実験を行う。◆末端タグ配列の特徴抽出(平成32年度):I型膜タンパク質のシグナルペプチド直後の配列、および、II型膜タンパク質のC末端配列は、輸送小胞から外部に露出している。この領域を『末端タグ配列』と命名した。本項目では、細胞内局在経路ごとに末端タグ配列の特徴を抽出し、判別解析および検証実験を行う。◆『膜タンパク質細胞内局在経路予測法』の開発(平成3334年度):上記で抽出した特徴を細胞内局在経路判別のパラメータとし、『膜タンパク質細胞内局在経路予測法』の開発を行う。この際、I型・II型の膜タンパク質で客観的な予測精度を評価するだけでなく、複数回貫通型に対応させる際の問題点の洗い出しを行っておく。現状、未公開ではあるが膜貫通領域周辺のアミノ酸配列を利用した細胞内局在判別ツールを構築している。このツールを1回膜貫通タンパク質細胞内局在経路予測ツールに改良してWebシステムを構築し、一般公開する。
てんかん性スパズムの発作時脳波解析による脳梁離断術に対する予後予測因子の解明

てんかんは脳の電気活動の乱れによって生じる疾患であり、それを記録した脳波検査に関する研究が広く行われている。脳波検査は頭皮に電極のシールを貼るだけで行える、比較的負担の少ない検査である。私たちはその脳波活動の速さや大きさの左右差に注目している。それを詳細に解析することで、治療に対する反応の良さや発達面などの予後について、治療開始前に予測できるようにすることを目標としている。
視覚系における周辺視特性および中心視と周辺視の相互関連に関する心理物理学的研究

今年度は、まず、本研究目的の達成に必要な実験装置を組み上げた。この実験装置は、本体が本年度の科学研究費補助金によって購入したMacintosh社のQuadra800システムで、それに高解像度のカラー・ディスプレー(分担者の日比野が平成5年度の科学研究費補助金(奨励研究(A))で購入したradius社製のもの)を接続したものである。刺激の較正は、分担者の日比野が平成3年度の科学研究費補助金(奨励研究(A))で購入したミノルタの色彩色差計CL-100システムを用いて行っている。現在、この実験装置にアメリカのSmith-Kettlewell Eye Research Instituteで開発された視覚実験用の刺激提示ソフトを組み込み、予備実験の最中である(これは当初の研究実施計画の通りである)。明所視における運動閾、運動の速度知覚、CFFなどの非常に精密な測定が要求される問題を取り上げているので、刺激の較正に多大な時間がかかり、今年度は本実験開始までには至らなかったが、来年度には本実験に入れる予定である。中心窩から視角で50°位までのこめかみ側、鼻側、中心窩上方・下方の主要4方向の網膜部位において測定を行い、それらが刺激光の太きさ、輝度等から受ける影響について探究しているわけであるが、本実験ではさらに精密な測定をすることを考えている。特に、中心視と周辺視における視覚的遂行課題による差異の現れ方、両者における精度の比較、それらにおける個人差等を、大脳皮質視覚領の拡大率を考慮した手続きにより明らかにするつもりである。
骨髄移植後のヘルペスウイルス感染に関する研究

骨髄移植(同種骨髄移植、自家末梢血幹細胞移植)患者におけるヘルペスウルス感染について、DNA PCR(Polymerase chain reaction)法を用いて検討を行った。対象は、同種骨髄移植5例、自家末梢血幹細胞移植5例、計10例である。患者よりヘパリン加骨髄液と末梢血を、移植前および移植後経時的に採取し、DNAを抽出し、PCR法にて7種のヘルペスウイルス(HSV1,2,VZV,EBV,CMV,HHV6,HHV7)ゲノムの検出を行った。同種骨髄移植では、ドナーの検討も行った。HSV,VZVは、患者およびドナーのいずれも検出されたものはいなっかった。これらのウイルスは、リンパ球を含む血液細胞にも感染しうる(特に免疫不全状態で)との報告もあるが、その頻度は非常に低いものと思われた。EBVは、骨髄移植以外の臓器移植において、その再活性化によるリンパ増殖性疾患が問題になっているが、骨髄移植においてはその頻度は低く、今回検討した症例でも2例で陽性となったもののいずれも不顕性であった。CMVは、3例(いずれも同種)の患者の移植後陽性になった。そのうち1例は、抗生剤に不応性の発熱がみられたガンシクロビルを使用し、その後陰性となった。この症例は、PCR法が早期発見早期治療に寄与したものと言える。HHV6は、移植後早期に再活性化し発疹症を呈したり、また間質性肺炎の原因との報告があるが、今回検討した症例では陽性となったものはなかった。HHV7は、年長児および成人では広く浸淫しているものと思われる。検討した3例中2例で陽性であったが、健康なドナーも1例陽性であり、PCR法の結果の解釈に関しては今後さらに検討が必要と考えられる。ヘルペスウイルスはヒトに常在しており、その再活性化には、宿主のウイルス特異的細胞性免疫の低下が必要であり、また、骨髄を移植することによる感染の可能性があり、今後これら両者を考慮しながら検討を進めていかなければならないと思われる。
ブラッシング電析法を用いた高強度・高延性ナノ結晶/アモルファス二相合金の開発

ブラッシング電析法により作製したナノ結晶/アモルファス二相Ni-W合金は引張強度2GPa以上の強度を示しつつ、十分な塑性変形能を有する。しかしながら、室温以上の温度における長時間保持により塑性伸びが徐々に減少する経時変化を示す。これは、アモルファス相の熱的安定度が低く、自由体積が低下し、ナノ結晶内において変形を担う転位が生じにくくなるためであると予想される。これまでにアモルファス相の安定度をあげるため、侵入型元素である窒素やボロンの固溶を試みたが、経時変化の抑制効果はほとんどみられなかった。本年度は侵入型元素ではなく、置換型元素であるコバルトもしくはモリブデンを固溶させることによる機械的性質の経時変化について評価した。硫酸ニッケルとタングステン酸ナトリウムを主成分とする電析浴に硫酸コバルトもしくはモリブデン酸ナトリウムを添加することによって固溶を試みた。その結果、コバルト、モリブデンはそれぞれ最大5.2, 2.5at%固溶させることが出来、Ni-W-(Co or Mo)三元合金を創製することが出来た。この昨年度の窒素よりも多くの量を固溶させることが出来た。Ni-W-(Co or Mo)三元合金における室温保持による機械的性質の変化をNi-W二元合金と比較したところ、いずれの合金においても延性低下の抑制効果が確認できた。特に1.4%Mo添加材において2週間の室温保持によっても十分な延性を確保することが可能となった。ブラッシング電析法を用いて作製したナノ結晶/アモルファス二相Ni-W合金は引張強度2GPaを超える高強度を有しつつ、塑性変形を示す。しかしながら、室温保持により徐々に塑性変形量が減少する経時変化を示す。これは、アモルファス相の熱的安定度が低いためであると予想される。本年度はアモルファス相の安定度をあげるため、第三元素を添加を試み、その微細組織や、機械的性質の経時変化について調査した。アモルファス相の安定化のためには、原子半径の大きく異なる元素を添加することが有効であることから、窒素の添加を試みた。添加手法としては、電析浴中に窒素ガスをバブリングすることにより電析中に窒素を溶存させながら、電析を行った。その結果、窒素の添加量はEPMAによって検知できなかったが、引張強度が200MPa程度増加したことから、微量ではあるが窒素は添加することができ、Ni-W-N三元合金を作製することができた。熱分析によってアモルファス相中の自由体積量を評価したところ、窒素添加により自由体積の減少が確認され、アモルファス相が安定化したと考えられる。Ni-W二元合金とNi-W-N三元合金における室温保持による機械的性質の変化を比較したところ、電析まま材の塑性伸びは同程度であったが、86.4ks保持材における塑性伸びはNi-W-N三元合金の方が平均1%程度大きかったことから、第三元素添加は経時変化の抑制に有効であることが明らかとなった。しかしながら、605ks保持材では塑性伸びはいずれの試料においても1.5%程度まで減少したことから、窒素添加による経時変化の抑制は十分ではなかった。ブラッシング電析法を用いて電析した電析まま材においてナノ結晶/アモルファスNi-W二元合金は高強度高延性を両立しているが、室温保持によって塑性伸びが減少する。この経時変化の原因がアモルファス相の熱的安定性が低いことであると考え、その熱的安定性を第三元素添加によって改善しようということが本研究の目的である。本年度の研究から、窒素を第三元素として添加した際に、アモルファス相の熱的安定性が増加し、その結果、短時間室温保持による塑性伸び減少を抑制することができた。このことから、本研究の方針が正しいことが明らかとなったため、研究は順調に進行していると判断できる。ブラッシング電析法により作製したナノ結晶/アモルファス二相Ni-W合金は引張強度2GPa以上の強度を示しつつ、塑性変形能を有する。しかしながら、室温以上の温度にさらすことにより徐々に塑性伸びが減少する経時変化を示す。これは、アモルファス相の熱的安定度が低く、自由体積が低下するためであると予想される。昨年度はアモルファス相の安定度をあげるため、第三元素として侵入型元素である窒素固溶を試みたが、経時変化の抑制効果は十分でなかった。本年度は同じく侵入型元素であるボロン固溶を試み、その微細組織や、機械的性質の経時変化について調査した。電析浴にジメチルアミンボランを添加することによりボロン固溶を試みた。その結果、ボロンの含有量は約3at%であり、Ni-W-B三元合金を創製することが出来た。しかしながら、無添加材のタングステン含有量19at%であったが、ボロン添加材ではタングステン含有量が17at%程度まで減少した。ボロン含有量の増加に伴い、タングステン含有量が低下したことから、タングステンとボロンは競争的に電解析出すると予想される。熱分析による構造緩和量の測定からアモルファス相中の自由体積量を評価したところ、ボロン含有により自由体積は変化しなかったことが明らかとなった。Ni-W二元

合金とNi-W-B三元合金における室温保持による機械的性質の変化を比較したところ、電析まま材の強度や塑性伸びは同程度であったが、60.5ks保持材、121ks保持材における塑性伸びは二元合金と同様に減少したことから、ボロン添加による経時変化の抑制は十分ではなかったと結論づけられた。ブラッシング電析法によって作製した電析ナノ結晶/アモルファス二相Ni-W合金は、電析ままでは高強度高延性を両立しているが、室温保持によって塑性伸びが減少することが分かっている。この塑性伸び減少を抑制するため、アモルファス相の熱的安定性を向上させるため、第三元素添加を試みている。昨年度、本年度の研究から、第三元素添加は経時変化の抑制に一定の効果があった。しかしながら、原子半径がニッケルやタングステンよりも大きく小さい侵入型元素である窒素やボロンでは十分な効果が得られてはいないが、効果はあったことから、本研究の第三元素添加の方針が正しいことは明らかとなっており、今後は引き続き、さらなる元素探査が必要である。ブラッシング電析法により作製したナノ結晶/アモルファス二相Ni-W合金は引張強度2GPa以上の強度を示しつつ、十分な塑性変形能を有する。しかしながら、室温以上の温度における長時間保持により塑性伸びが徐々に減少する経時変化を示す。これは、アモルファス相の熱的安定度が低く、自由体積が低下し、ナノ結晶内において変形を担う転位が生じにくくなるためであると予想される。これまでにアモルファス相の安定度をあげるため、侵入型元素である窒素やボロンの固溶を試みたが、経時変化の抑制効果はほとんどみられなかった。本年度は侵入型元素ではなく、置換型元素であるコバルトもしくはモリブデンを固溶させることによる機械的性質の経時変化について評価した。硫酸ニッケルとタングステン酸ナトリウムを主成分とする電析浴に硫酸コバルトもしくはモリブデン酸ナトリウムを添加することによって固溶を試みた。その結果、コバルト、モリブデンはそれぞれ最大5.2, 2.5at%固溶させることが出来、Ni-W-(Co or Mo)三元合金を創製することが出来た。この昨年度の窒素よりも多くの量を固溶させることが出来た。Ni-W-(Co or Mo)三元合金における室温保持による機械的性質の変化をNi-W二元合金と比較したところ、いずれの合金においても延性低下の抑制効果が確認できた。特に1.4%Mo添加材において2週間の室温保持によっても十分な延性を確保することが可能となった。本年度の研究によって、アモルファス相の熱的安定性を第三元素添加によって改善することができ、その結果、短時間室温保持による塑性伸び減少を抑制ることが明らかとなった。しかしながら、窒素添加による長時間の経時変化抑制効果は十分ではなかったことから、他の元素添加を試みる必要がある。よって、今後はB添加やCo, Mo, Crなどの添加を試み、Ni-W-X三元合金の開発を行い、透過電子顕微鏡観察による微細組織観察、熱分析によるアモルファス相の安定性評価、また、その機械的性質の経時変化について調査する。昨年度と本年度の研究により、第三元素の添加によってNi-W系合金の熱的安定性を抑制することが出来ることが明らかとなっている。しかしながら、ニッケルやタングステンの原子半径よりも大きく小さい侵入型原子である窒素やボロンを添加しても、抑制効果は十分でないことが明らかとなった。
コンポジットレジン修復におけるスミヤ-層内の細菌への各種プライマーの効果

LB,EDプライマー(クラレ),インパーバプライマー(松風),マルチパ-パスプライマー(3M)とボンドウェルプライマー(GC)を供試した。実際のう触罹患歯から滅菌エキスカベータ-で中深層のう触象牙質塊を採取し,嫌気ボックスへ搬入して,滅菌生理食塩水中でホモジナイジングした。この溶液100mlに,プライマー原液,10倍,20倍,50倍,100倍各希釈液100mlを30秒間混和し,混和液100mlをGAM寒天平板に接種して,37°Cで7日間嫌気培養し,生育コロニー数を測定した。その結果,LBプライマーでは20倍希釈ではじめて当初の細菌数の約100分の1の細菌が検出され,EDプライマーではより効果はあるものの,やはり20倍希釈で細菌が生存した。インパーバプライマー,マルチパ-パスプライマーの原液では細菌は検出されなかったが,10倍希釈で検出されボンドウェルプライマー原液では数は1000分の1と減少するが細菌が生存した。これより,スミヤ-層中生存細菌に対してLBおよびEDプライマーがもっとも殺菌性が強く,ボンドウェルプライマーはほとんど効果が期待できないと予測された。そこで,in vivoの研究として,う触歯治療における各種プライマーの殺菌性を調べた。レジン修復窩洞形成後に滅菌エキスカベータ-で窩底から象牙質削片を採取してGAM液体培地に投入し,プライマーで窩壁処理の後再度象牙質削片を採取して別のGAM液体培地に投入し,37°Cで7日間嫌気培養して細菌の存在を調べた。その結果,プライマー塗布前はすべての症例で細菌が検出されたが,塗布後はLBおよびEDプライマーでは細菌は存在しなかった。以上のことから,クラレ社のLBおよびEDプライマーではスミヤ-層に生息する細菌を死滅させうることが示唆された。しかし,スミヤ-層の細菌の消長については不明で,その点については今後さらに検討を続けたい。
制約に基づく文法理論によるモダリティと周辺領域の研究：形態統語論の視点から

本研究課題は,英語のmayやcanに代表されるようなモダリティと呼ばれる言語において事実関係に対する決定度を表す形式に関して,その構造的特徴を明らかにすることを試みた.語彙機能文法という異なった文法情報を複数の並列的な構造に表示する数理的な理論的枠組みを用い,英語を始め,その他のゲルマン諸語や日本語なども視野に入れながら,異なった言語に見られる共通点と相違点がどのように数理的なモデルで捉えられるかを明らかにした.2012年度に実施した研究の成果は主に2点にまとめられる.1点目は2011年度に行った日本語におけるモダリティ表現を含めた動詞活用体系のLFG・パラダイム形態論による体系的・包括的な理論的分析をさらに発展させ,その迂言的表現の活用形態パラダイムにおける位置づけを言語類型論的な観点から考察し,日本語の迂言的活用は範疇的迂言法ではなくパラダイム対称性を保つための補充法的迂言法であるという主張を行った.その成果は日本言語学会145回大会のワークショップにおいて発表を行った.この研究は研究計画で定めた目標の成果に達したため,論文として完成させる段階である.2点目はゲルマン諸語のモダリティ表現の理論的分析を開始したことである.手始めとして90年代半ばより研究されてきた動詞活用形態と統語上の生起位置に関する研究において見られる形態論・語彙主義中心の分析と統語構造中心の分析を比較・対照しながら批判的に整理した上で,語彙主義的な提案の発展としてブール値を人称素性に導入することで,当該現象は統語構造への直接的言及を行う必要はなく語彙的な特徴付けによって分析可能であることを示した.この研究は,これまでの派生的な生成文法が依拠してきた統語的な移動現象を仮定せず,制約に基づく文法理論において動詞の統語位置のバリエーションを分析することが可能であり,かつ通時的な変化にもより説得力の高い説明を提示することができることを明らかにした点で重要である.この研究の成果は国際ワークショップで発表した.また,上記2点両方に関して,夏期に訪英してエセックス大学,SOASなどで,同分野の研究者と研究打ち合わせと意見交換を行ったことが研究の進展に大きな利益となった.2013年度は本研究課題の最終年度となるため,研究の総括と今後関連領域における更なる研究へとつなげていくことを目的とした.具体的には,まず2012年度後半に開始した英語およびゲルマン諸語における定動詞の屈折形態と句構造上の生起位置との関係を整理し,モダリティ表現とそれらの現象との関連を考察し,その上で通言語的な視点から研究対象を拡大し,ムード・モダリティおよび動詞を中心とした節構造の形態統語的側面に関する提案を制約に基づく文法理論で行う計画であった.この計画に従い,まず定動詞の屈折形態の各素性にブール値に基づく+,ー,および無指定を導入し,パラダイム基盤の語彙体系を形式化し,それを英語,スカンジナビア諸語における共時的,通時的な活用体系の記述に適用した.その際,人称素性のパラダイム的対立が定動詞の句構造上の位置に影響を及ぼすことに着目し,人称素性のパラダイム的対立が定動詞が語彙範疇(V)であるか,機能範疇(Infl)であるかを語彙的に決定付けていることを示した(イギリス言語学会において発表).さらにフランス語,イタリア語,ポルトガル語などのロマンス諸語,アイルランド語,ウェールズ語などのケルト系言語の分析も試みた(Oxford Syntax Working GroupMeetingおよびUniversity of Essexのセミナーにおいて発表).また派生的生成文法理論においてV-to-C移動として考えられているゲルマン諸語の主節における定動詞第2位置の現象について,各言語でのムード・モダリティ具現化と関係があるという見地から,理論的提案を試みた.この成果は未発表であるが,これまでの研究と併せて,論文としてまとめる予定である.本研究課題後半に着目した通時的な形態変化と統語位置の関係はさらなる詳細な通言語的研究の可能性があり,今後の研究課題として継続していくこととした.本研究課題は,英語のmayやcanに代表されるようなモダリティと呼ばれる言語において事実関係に対する決定度を表す形式に関して,その構造的特徴を明らかにすることを試みた.語彙機能文法という異なった文法情報を複数の並列的な構造に表示する数理的な理論的枠組みを用い,英語を始め,その他のゲルマン諸語や日本語なども視野に入れながら,異なった言語に見られる共通点と相違点がどのように数理的なモデルで捉えられるかを明らかにした.2011年度に実施した研究の成果は大きく2つに分けられる.1つ目は英語のモダリティ表現の形態統語的振る舞いについて整理するという点であり,2つ目は他言語におけるモダリティ表現の形態統語的特性の考察と制約に基づく文法理論による理論的形式化である.前者に関しては,いわゆる準モーダルと語彙的モーダルの形態統語的特性を主に時制・アスペクトの分布,否定・受動化・修飾の可否などの観点から整理した.現時点では文法語法の記述的まとめに留まっている状態であるが,これらのデータについて2012年度以降理論的分析を行う.後者については,これまでに行っていた日本語動詞活用形態の研究をさらにモダリティを中心に発展させ,語彙機能文法(LFG)においての理論的分析を行った.分析では日本語の動詞形態は本動詞,助動詞,連体要素,繋合詞という4つの語彙項目から成り,相互の形態的依存関係がLFGの並列的文法構造における形態構造において適格に捉えられることを示した.

またこれまで研究で明らかにしていた各語彙項目において具現化される素性に上限があるという主張を4つの語彙項目が「構文」として機能することで素性の分配を行っていると捉え,構文的な活用形態がどのようにして表出し,どのように理論化できるのかを示した.これらの成果はBLS38など国際学会において発表した.また先行研究において助動詞等によって具現化されるモダリティと動詞句削除現象との関連は指摘されてきたが,上述の成果を踏まえゲルマン諸語,ロマンス諸語,日本語の動詞句削除およびスルーシング,右方節点繰り上げなどの関連現象に関して,2012年度以降理論的分析の成果として明らかになるよう考察を始めた.研究計画に記載した通り,類型論的な観点からモダリティ表現を含んだ動詞活用体系を包括的に分析する点はゲルマン諸語,ロマンス諸語,ケルト諸語,日本語を中心に順調に進み,日本語に関しては当初の目標に達し,ゲルマン諸語に関する研究も着実に成果は出ている.これらの点を考えるとおおむね順調に進展していると言える.ロマンス諸語,ケルト諸語に関して,データの整理は終わっているが,理論的分析がまだ準備段階であり,通時的な観点も含めた英語のモダリティ表現の分析が未だ一定の成果を上げる段階に至っていないため,計画以上に進んでいるとまでは評価することはできない.研究計画に記載された通り,英語のモダリティ表現の形態統語的振る舞いについてのデータ整理は実行され,理論的に研究においても日本語のモダリティ表現に関して国際学会,ワークショップで発表を行い一定の成果を挙げている.2012年度以降の研究の土台となる取り組みも動詞句削除などの関連現象の整理およびゲルマン諸語,ロマンス諸語での分析の概観も進んでおり,おおむね順調に進展していると評価できる.本研究課題の中心の1つである英語のデータの理論的分析がまだ成果として現れていないため,この点を2012年度以降重点的に行う必要がある.2012年度後半で発展させたゲルマン諸語の動詞活用体系と統語的特性の研究に関して,2つの方向性で発展させて行くことを中心に進める.1つ目は,類型論的な考察としてロマンス諸語,ケルト諸語など盛んに理論的研究が行われている各言語の分析を行い,現在行っている提案の修正・発展を試みることである.とりわけ,動詞活用形態パラダイム内における人称素性の対立が,これらの言語においても同様に機能するのか,もし機能しない場合,その他にどのような要因が関係しているのか,などを詳細に考察する必要がある.2つ目は,英語のモダリティ表現の形態統語的分析に通時的な視点を加え,モダリティを表す助動詞の発達と動詞活用体系の不活性化がどのように統語構造に影響を及ぼしたのかという点に関して,理論的な分析を加えることを目標とする.2013年度が研究課題最終年に相当するため,年度内に研究をある程度総括し,一定の研究成果を目で見える形で示すことができるよう,国際学会発表,投稿,出版など成果発表を積極的に行っていく.おおむね当初の研究計画に記載した通りである.
敗血症ラット持続的血液濾過透析モデルにおける膜素材の検討とバイオマーカーの探索

敗血症は細菌感染によって引き起こされる全身性炎症反応症候群であり,様々な感染症により生じ,時に致死的な多臓器不全となる.敗血症性多臓器不全の進展には,過剰に産生される炎症物質が関与している.血液浄化は腎の代替療法であるが,血中に存在する様々な物質の除去特性は血液浄化器の膜素材により様々であり,生命を脅かす過剰な炎症物質を効率的に除去しうる膜素材を探すことは,重症敗血症の治療の進歩に重要である.今回我々は,ラット敗血症/血液浄化療法のモデルを構築し,いくつかの膜素材における炎症物質の除去特性を検討し,重要な炎症物質であるインターロイキン6を効率的に吸着しうる膜素材としてPEPA膜を同定した.敗血症性多臓器不全において,血液浄化療法は腎補助と過剰に存在するサイトカイン等のメディエーターの吸着・除去を目的として行われる.我々は超小型血液浄化器を用いたエンドトキシンラット血液浄化治療モデルを構築し,敗血症性腎不全の治療において,優れた吸着・除去特性をもつ膜素材を検討している.平成24年度下半期から平成25年上半期には前年度に構築したラット敗血症ショック,血液浄化療法モデルを用い,膜素材の異なる2種類の血液浄化器の炎症反応などにおいて重要な役割を果たすサイトカインであるIL(Interleukin)-6の吸着・除去特性を比較した.その検討で膜素材によってIL-6の除去能が大きく異なることを明らかにし,平成25年11月に関連学会で報告した.今後,追加の結果を加えたものを関連雑誌に投稿する予定である.平成25年下半期は血液浄化時間の延長し,各種生理学的パラーメータを測定し,膜素材の違いによる差異を検討している.また,血液浄化器前後の血液およびろ液を経時的に採取し,その検体中に含まれる既知の各種炎症性サイトカイン,ケモカインをタンパクアレイを用いて測定,定量化し,それぞれの吸着・除去特性を包括的に検討しており,この結果を平成26年度の関連学会にて報告する予定である.平行して,当初の研究計画に準じ,生存率に影響しうるバイオマーカー候補蛋白質の検索をおこなう予定である.敗血症は細菌感染によって引き起こされる全身性炎症反応症候群であり,様々な感染症により生じ,時に致死的な多臓器不全となる.敗血症性多臓器不全の進展には,過剰に産生される炎症物質が関与している.血液浄化は腎の代替療法であるが,血中に存在する様々な物質の除去特性は血液浄化器の膜素材により様々であり,生命を脅かす過剰な炎症物質を効率的に除去しうる膜素材を探すことは,重症敗血症の治療の進歩に重要である.今回我々は,ラット敗血症/血液浄化療法のモデルを構築し,いくつかの膜素材における炎症物質の除去特性を検討し,重要な炎症物質であるインターロイキン6を効率的に吸着しうる膜素材としてPEPA膜を同定した.敗血症性多臓器不全において,血液浄化療法は腎補助と過剰に存在するサイトカイン等のメディエーターの吸着・除去を目的として行われる.我々は超小型血液浄化器を用いたエンドトキシンラット血液浄化治療モデルを構築し,優れた吸着・除去特性をもつ膜素材を検討している.平成24年度はラット敗血症ショック,CHDF治療モデルの確立のためのパイロット研究を行った.平成24年度上半期はラット血液浄化回路の設計と最適化,安定したカニュレーション手技を確立した.また,麻酔・人工呼吸器管理下のSDラットに少量のエンドトキシを経静脈投与し,血液浄化を3時間程度行い,循環動態の評価,血液ガス分析,IL-6等の経時的測定のプロトコールを検討した.さらには,当初は回路内・血液浄化器内凝固のため1時間前後で中断せざるを得なかったが,長時間の血液浄化療法に耐えうるスペックをもつ血液浄化器を得るため,血液浄化器の膜面積,中空糸長と数量,両サイドのヘッドの形状,抗凝固剤の量を最適化する手順をアルゴリズム化した.平成24年度下半期は,上記検討で得られた実験系を用い,ラットに少量のエンドトキシンを注射し,引き続き2種類の膜素材の異なる血液浄化器(膜素材A及び膜素材B,A,B群それぞれn=5)を使用した血液浄化を3時間行い,脱血・返血側での2点における血中,およびろ液中IL-6を測定し吸着・除去特性を検討した.A群ではろ液側のIL-6濃度が常に一定であったがB群では、循環初期では濾液側にIL-6はほとんど検出されず,循環後期では、徐々にろ液側にIL-6が検出し始めた.また、クリアランスグラフでは, A群に比べてB群の方が常に高い値を示していた.B膜は吸着を示すろ液濃度の挙動を示したことよりIL-6の除去能が高いことが示唆された.以上の結果を平成25年度の関連学会にて報告する予定である.敗血症性多臓器不全において,血液浄化療法は腎補助と過剰に存在するサイトカイン等のメディエーターの吸着・除去を目的として行われる.我々は超小型血液浄化器を用いたエンドトキシンラット血液浄化治療モデルを構築し,優れた吸着・除去特性をもつ膜素材を検討している.平成24年度下半期から平成25年上半期には前年度に構築した,ラット敗血症ショック,血液浄化療法モデルを用い,膜素材の異なる血液浄化器のIL-6の吸着・除去特性を検討した.膜素材によってIL-6の除去能が異なることが判明し,平成25年11月の関連学会でその結果を報告した.今後,追加の結果を加えたものを関連雑誌に投稿する予定である.平成25年下半期は血液浄化時間の延長し,各種生理学的パラーメータを測定し,膜素材の違いによる差異を検討している.