hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
摂食障害患者のパーソナリティーの特徴:遺伝と環境の相互作用

「過食」、「体型不満」では一卵性双生児のペアの相関係数が二卵性を上回り、ともに「相加的遺伝+非共有環境」のモデルが採択された。遺伝からの説明率はそれぞれ30%、52%であった。これに対して、「やせ願望」では「共有環境+非共有環境」のモデルが採択され、個人の持つ遺伝的素質よりも、人を取り巻く環境要因から受ける影響のほうが大きいことが示唆された。また、本研究ではこの双生児サンプルを17歳以下と18歳以上の2つの群に分けて分析を行ったところ、「体型不満」、「過食」においては17歳以下の群では「共有環境」がより影響していたのに対し、18歳以上になると「遺伝」の影響のほうがより強くなった。このことは発達するに従ってより個人の遺伝的な素質が「体型不満」や「過食」に対して及ぼすようになってくるということを示している。これは、食行動不適応は発達段階に従って個人の要因がより現れやすくなることを示す所見であり、今後の予防・治療戦略に意味を持つものである。本研究は、摂食障害の発症および維持において主要な役割を果たすと考えられるパーソナリティーの特徴を、生物・心理・社会の各側面から統合的な視点をもって解明し、効果的な治療法の考案に発展させることを目的としたものである。まず双生児の協力を得て、パーソナリティーに関する質問紙Temperament and Character Inventory (TCI)とNEO Personality Inventory、Parental Bonding Instrument (PBI)および性的役割分担意識を調べる質問紙を用いて食行動に影響する遺伝要因と環境要因の関連について研究を行った。また、摂食障害発症に関連した環境要因を具体的に同定することを目的として、米国コロンビア大学精神科の摂食障害研究チームと摂食障害発症の危険因子に関する国際共同研究を行った。(結果と考察)慶應義塾双生児研究プロジェクトに参加した15歳から31歳までの女性の双生児224組(一卵性双生児170組、二卵性双生児54組;平均年齢は20.28±4.30歳)、および摂食障害で治療を受けている70人の協力を得て研究を行った。その結果、やせ願望には共有環境が、過食、体型不満は相加的遺伝が影響を及ぼしていた。食行動・態度とパーソナリティーとの関係を見ると、やせ願望、過食については、パーソナリティーとの関連が全て非共有環境によって媒介されていたのに対し、体型不満とパーソナリティーとの関連は相加的遺伝要因によって媒介されていた。さらに年齢による違いを検討したところ、年齢が高くなるにつれて遺伝の寄与が大きくなっていた。こうしたことから、「やせ願望」と「過食」、「体型不満」との関連は遺伝的な結びつきによるものが大きいことが示唆されるが、「過食」と「体型不満」を結び付けているのは非共有環境によるものであると考えられた。
グローバル・ロジスティクス・ネットワーク下のシミュレーションモデル構築と政策分析

(0)世界規模での国際物流の現況と課題の把握:中央アジア(カザフスタン)および東部アフリカ(ケニア,ジブチ,エチオピア)で現地調査を実施し,鉄道・道路等のサービスレベル,今後の港湾等のインフラプロジェクトに関する情報等について収集した.さらに,前課題を含むこれまでに実施した現地調査の内容などを中心に,日本語書籍(「グローバル・ロジスティクス・ネットワーク」)としてとりまとめ,出版した.(1)対象地域における国際物流シミュレーションモデルの構築:中央アジア・ロシア・中国を含むユーラシア大陸を対象としたモデルの改良,南部アフリカおよび東アフリカを対象としたモデルの構築,日本の背後圏を含むモデルの構築を行った.(2)船舶動静データを用いた世界規模の品目/船種別輸送量の推計:昨年度構築した推計手法の精度改善を図るとともに,ドライバルク船およびタンカーを対象とした推計も実施した.(3)構築したモデルを用いた政策シミュレーション・シナリオ分析:国際物流シミュレーションモデルについては,中国からカザフスタン,モンゴル,ロシア等の陸上国境を通過し欧州方面へ至る一帯一路政策のシミュレーションや中国国内のドライポート設置に関するシミュレーション,日本における内航と外航海運の接続性の改善や,途中寄港地をほとんど設けず目的地間を直航で結ぶ外航コンテナシャトル便の実現可能性について検討した.また,船舶動静データを用いた物流量推計の応用例として,機械学習手法を用いた海運の運賃指標(バルチック指数)の予測を行った.(0)世界規模での国際物流の現況と課題の把握:概ね計画通り実施した.(1)対象地域における国際物流シミュレーションモデルの構築:概ね計画通り実施した.ただし,東南アジア地域を対象としたモデル構築については,次年度に持ち越しとなった.(2)船舶動静データを用いた世界規模の品目/船種別輸送量の推計:概ね計画通り実施した.ただし特にドライバルク船の品目別全世界流動量推計については,推計精度の改善の余地がまだ大きいことから,次年度も引き続き実施する.(3)構築したモデルを用いた政策シミュレーション・シナリオ分析:当初予定していた日本周辺のシナリオ分析に加え,モンゴルやロシア国境の改善,中国国内のドライポート設置など,ユーラシア大陸を対象とした政策シミュレーションについては当初計画していた以上に政策分析のニーズが生じ,実施することとなった.一方,アフリカ大陸を対象とした政策シミュレーションについては,共同研究先の都合でやや延期となり,次年度に持ち越しとなった.次年度は3年目かつ最終年度であり,まだモデル適用を実施できていない東南アジア地域を対象としたモデル構築およびシミュレーションを実施するとともに,アフリカ地域やその他の地域を対象とした政策シミュレーションを実施する.さらに,モデルの新たな展開として,航空貨物やバルク貨物も含めた総合的な国際物流シミュレーションモデルの構築にも着手予定である.さらに,今年度出版まで至らなかった国際物流モデルとその応用シミュレーションに関する英語書籍についても,成果を取りまとめて出版まで漕ぎつけたいと考えている.(0)世界規模での国際物流の現況と課題の把握:本年度は,研究代表者や分担者が,ロシア・中央アジア(カザフスタン,キルギス,ウズベキスタン,タジキスタン)・中国,南部アフリカ(ザンビア・ジンバブエ・モザンビーク・ボツワナ・南アフリカ),東南アジア,パナマ運河において現地調査を実施した.また,別途プロジェクトによりスエズ運河も2回訪問した.(1)対象地域における国際物流シミュレーションモデルの構築:本年度は,中央アジア地域(ユーラシア大陸全域)を対象としたモデルの改良および精度改善,南部アフリカ地域を対象としたモデルの構築を実施した.また,昨年度までの関連研究成果のうち,東南アジア(カンボジア),南アジア,中央アジアの各地域におけるモデル適用例について,論文の取りまとめ・投稿を行った.(2)船舶動静データを用いた世界規模の船舶航行ルートの選択モデルの構築:本年度は,LNGおよび原油を対象に,船舶動静データを用いた港湾レベルの全世界物流量の推計を行った.LNGについてはAISデータも活用した.また,昨年度までの研究成果であるドライバルク船を対象とした選択モデル構築について論文投稿を行うとともに,コンテナおよびドライバルクの分析結果について時点更新を行った.(3)構築したモデルを用いた政策シミュレーション・シナリオ分析(将来予測を含む):(1)で述べた中央アジア地域を対象としたモデルに基づき,大陸横断鉄道(中欧班列)の運賃割引など中国の一帯一路政策のシミュレーションを実施した.また,昨年度以前に構築した南アジア一息を対象としたモデルに基づき,スリランカのコンテナトランシップ港湾政策や,バングラデシュにおける大水深港湾の新設に関するシミュレーションも実施した.(0)世界規模での国際物流の現況と課題の把握:研究実績欄に記入した通り,ほぼ計画通りの進捗である.(1)対象地域における国際物流シミュレーションモデルの構築:中央アジア地域の既存モデルの改善,南部アフリカ地域を対象としたモデルの構築および東部アフリカ地域の追加を念頭にお歌情報収集,東南アジア地域全域のモデル構築に向けた情報収集を実施するなど,研究期間(3年間)の全体計画のうち,おおむね半分程度は実施した.(2)船舶動静データを用いた世界規模の船舶航行ルートの選択モデルの構築:LNG船を中心に検討し,原油タンカーの分析やコンテナ・ドライバルクの時点更新も実施した.これも3年計画の1年目としては順調な進展である.(3)構築したモデルを用いた政策シミュレーション・シナリオ分析:研究実績欄に記入した通り,一部地域については既にシミュレーションを実施している.(0)世界規模での国際物流の現況と課題の把握:中央アジア(カザフスタン)および東部アフリカ(ケニア,ジブチ,エチオピア)で現地調査を実施し,鉄道・道路等のサービスレベル,今後の港湾等のインフラプロジェクトに関する情報等について収集した.さらに,前課題を含むこれまでに実施した現地調査の内容などを中心に,日本語書籍(「グローバル・ロジスティクス・ネットワーク」)としてとりまとめ,出版した.

(1)対象地域における国際物流シミュレーションモデルの構築:中央アジア・ロシア・中国を含むユーラシア大陸を対象としたモデルの改良,南部アフリカおよび東アフリカを対象としたモデルの構築,日本の背後圏を含むモデルの構築を行った.(2)船舶動静データを用いた世界規模の品目/船種別輸送量の推計:昨年度構築した推計手法の精度改善を図るとともに,ドライバルク船およびタンカーを対象とした推計も実施した.(3)構築したモデルを用いた政策シミュレーション・シナリオ分析:国際物流シミュレーションモデルについては,中国からカザフスタン,モンゴル,ロシア等の陸上国境を通過し欧州方面へ至る一帯一路政策のシミュレーションや中国国内のドライポート設置に関するシミュレーション,日本における内航と外航海運の接続性の改善や,途中寄港地をほとんど設けず目的地間を直航で結ぶ外航コンテナシャトル便の実現可能性について検討した.また,船舶動静データを用いた物流量推計の応用例として,機械学習手法を用いた海運の運賃指標(バルチック指数)の予測を行った.(0)世界規模での国際物流の現況と課題の把握:概ね計画通り実施した.(1)対象地域における国際物流シミュレーションモデルの構築:概ね計画通り実施した.ただし,東南アジア地域を対象としたモデル構築については,次年度に持ち越しとなった.(2)船舶動静データを用いた世界規模の品目/船種別輸送量の推計:概ね計画通り実施した.ただし特にドライバルク船の品目別全世界流動量推計については,推計精度の改善の余地がまだ大きいことから,次年度も引き続き実施する.(3)構築したモデルを用いた政策シミュレーション・シナリオ分析:当初予定していた日本周辺のシナリオ分析に加え,モンゴルやロシア国境の改善,中国国内のドライポート設置など,ユーラシア大陸を対象とした政策シミュレーションについては当初計画していた以上に政策分析のニーズが生じ,実施することとなった.一方,アフリカ大陸を対象とした政策シミュレーションについては,共同研究先の都合でやや延期となり,次年度に持ち越しとなった.次年度以降も,当初計画通り実施していくこととしたい.なお,次年度は,国際物流モデルとその応用シミュレーションに関する英語書籍も出版予定であり,成果の取りまとめにも注力したい.次年度は3年目かつ最終年度であり,まだモデル適用を実施できていない東南アジア地域を対象としたモデル構築およびシミュレーションを実施するとともに,アフリカ地域やその他の地域を対象とした政策シミュレーションを実施する.
劣化した鉄筋コンクリート部材の力学的特性に関する解析的研究

本研究は,アルカリ骨材反応等により劣化した鉄筋コンクリート部材(RC部材)の力学的特性である部材耐力および変形能について,離散化解析法による非線形解析法を用いて解析的に明らかにし,それらの力学的特性に関する知見を提供することを目的としている。平成15年度の研究では,14年度に検討した劣化したRCばりのモデル化である(1)コンクリートの応力-ひずみ関係のモデル化,(2)コンクリート表面のひび割れのモデル化,(3)コンクリートと鉄筋の付着のモデル化を導入したハイブリッド型変位モデル(HPM)の解析プログラムにより,変形挙動や破壊状況について,既往の実験結果,剛体-ばねモデルの解析結果と比較・検討し,本解析法の解析精度や妥当性,有効性について検討したが,以下にその検討結果について述べる。なお,本年度の解析プログラムでは,鉄筋の材料特性についてはバイリニア型とし,また,コンクリートと鉄筋の付着のモデル化の導入は行っておらず,コンクリートと鉄筋は完全付着としている。(1)HPMの解析法は,弾性解析,すべり解析および張破壊解析で十分な解析精度が得られ,非線形解析の一手法として有効であると考えられる。(2)HPMの解析法は,劣化したRCはりの変形を鉄筋の降伏以前までは精度良く近似できるが,それ以後は精度に問題がある。また,破壊状況も実験結果と異なっている。(3)HPMを劣化したRCはりの解析に適用するためには,腐食ばりのモデル化のすべての導入が必要であり,特に鉄筋の材料特性やコンクリートと鉄筋の付着特性の導入が,変形挙動や破壊状況を精度良く近似するためには不可欠である。以上の結果より,RBSMと同様の解析精度を得ることが今後の検討課題であり,精度の向上が確認されれば,劣化したRC部材の耐力と変形能の定性的な関係を解析的に求めることができると考えられる。本年の研究では,過去の関連する研究資料により劣化したRC部材の(1)材料特性の変化状況,(2)劣化状況の違いによるコンクリート表面のひび割れの程度,(3)劣化が顕著な場合のコンクリートと鉄筋の付着や鉄筋の腐食状況等を調査し,統計的に整理した。次に,ハイブリッド型変位モデルによる離散化極限解析法に適用できる劣化のモデル化について,以下の項目を検討した。(1)コンクリートの応力-ひずみ関係のモデル化:コンクリートの剛性やコンクリートの引張-圧縮特性および圧縮-引張特性については,健全なコンクリートと同様な数値を用いることにした。しかし,劣化が著しい場合はその状態でのコンクリートの材料試験結果を使用することが必要と考えられ,今後の検討課題である。(2)コンクリート表面のひび割れのモデル化:内部の鉄筋までひび割れを有している部分については,断面欠損としてモデル化を行った。また,表面のひび割れについては,断面の低減パラメーターを導入した。(3)コンクリートと鉄筋の付着のモデル化:コンクリートと鉄筋の付着作用が低下することから,付着応力(せん断応力)-すべり量の関係を,森田・角の構成則に準拠した関係とし,包絡部分はトリリニアの折れ線で近似した。以上のようなモデル化を解析プログラムに加えたが,詳細な解析精度の検討や本解析法の妥当性についての検討は,次年度の検討課題である。本年度の研究では,前年度に検討した劣化したRCばりのモデル化である(1)コンクリートの応力-ひずみ関係のモデル化,

(2)コンクリート表面のひび割れのモデル化,(3)コンクリートと鉄筋の付着のモデル化を導入したハイブリッド型変位モデル(HPM)の解析プログラムにより,変形挙動や破壊状況について,既往の実験結果,剛体-ばねモデルの解析結果と比較・検討し,本解析法の解析精度や妥当性,有効性について検討したが,以下にその検討結果について述べる。なお,本年度の解析プログラムでは,鉄筋の材料特性についてはバイリニア型とし,また,コンクリートと鉄筋の付着のモデル化の導入は行っておらず,コンクリートと鉄筋は完全付着としている。(1)HPMの解析法は,弾性解析,すべり解析および張破壊解析で十分な解析精度が得られ,非線形解析の一手法として有効であると考えられる。(2)HPMの解析法は,劣化したRCはりの変形を鉄筋の降伏以前までは精度良く近似できるが,それ以後は精度に問題がある。また,破壊状況も実験結果と異なっている。(3)HPMを劣化したRCはりの解析に適用するためには,腐食ばりのモデル化のすべての導入が必要であり,特に鉄筋の材料特性やコンクリートと鉄筋の付着特性の導入が,変形挙軌や破壊状況を精度良く近似するためには不可欠である。以上の結果より,RBSMと同様の解析精度を得ることが今後の検討課題であり,精度の向上が確認されれば,劣化したRC部材の耐力と変形能の定性的な関係を解析的に求めることができると考えられる。
リチウム電池用高密度マンガン酸リチウムのナノコンポジット化過程に関する研究

マンガン酸リチウムの50°C以上でのサイクル特性(充放電の繰り返しによる放電容量の変化に関する特性)を改善するためにコバルトイオンをコンポジット化した高密度マンガン酸リチウム粉体を調製した。方法は,電解二酸化マンガンを硝酸コバルト溶液に分散して水酸化ナトリウ溶液を添加して水酸化コバルト被覆電解二酸化マンガンにし,ろ過乾燥後リチウム化合物と(Mn+Co):Li=2:1の割合で混合して470°Cで6時間仮焼後750°Cで20時間焼成するものであった。コバルト水酸化物で処理した物は3種類作った(Li:Co:Mnの割合を形式的に表してLiCo_yMn_<2-y>O_4とし,y=0.04,0.08,0.16の3種類)。得られた試料はいずれもX線回折でスピネル構造であることを確認した。EDX分析からコバルトイオンは粒子表面に多く存在した。この試料について30と60°Cで充放電を行った。コバルトイオンをコンポジット化していない試料とコンポジット化した試料の30°Cでのサイクル特性を比較し,後者が優れていることを明らかにした。しかし,60°Cではコンポジット化した試料でもサイクル特性が悪くなったので,コンポジット化を進めるため900°Cで30分間加熱処理した。EDX分析からコバルトイオンは粒子全体に一様に分布したと考えられる結果を得た。この試料でも60°Cでのサイクル特性の向上はみられなかった。、コバルトイオンに代えて鉄イオン,ニッケルイオン,マグネシウムイオンを用いて電解二酸化マンガンの表面処理をし,これらイオンを含むマンガン酸リチウムを合成した。X線回折でいずれもスピネル構造を有していた。LiM_<0・16>Mn_<1・84>O_4(M=Ni,Mg,Fe)で60°Cでサイクル特性を調べた結果LiNi_<0・16>Mn_<1・84>O_4の場合に優れたサイクル特性が得られた。大型非水リチウム二次電池が研究されているのは正極活物質にマンガン酸リチウムを使用することで爆発という大問題が解決したことにある。しかし,大型リチウム電池用マンガン酸リチウムには解決しなければならない問題がある。研究費申請時にはマンガン酸リチウムのナノコンポジット化過程を研究する予定であったが,リチウム電池の正極合剤がマンガン酸リチウム微粉や導電剤の炭素微粉から成り,粒子表面の問題や粒子間の問題(特に電気的接触抵抗)があるので,ナノコンポジット化過程の研究と共に表面や界面からマンガン酸リチウムの合成とその評価を研究した。マンガン酸リチウムの充放電サイクル特性の改善のために出発原料のマンガン酸化物とリチウム化合物の混合の仕方と焼成の仕方を工夫しながらマンガン酸リチウムを合成した。このように合成したものは初期の充放電特性が優れていたが,充放電を繰り返すと特性が悪くなるという問題に直面した。この事をサイクル特性が悪いという。サイクル特性の改善の方法を研究することが急務であり,その方法としてマンガン酸リチウム粒子表面を種々の物質でコーティングするという方法を提案し,研究を行った。コーティング剤として主に銀を取り上げ,どのような条件で処理をすると充放電特性の著しい改善が図れるかを重点的に研究した。銀コーティングは粉状材料からなるリチウム二次電池用正極合剤の接触電気抵抗の軽減にも寄与すると考えられ,この観点からの実験を行い予想した結果を出した。

マンガン酸リチウムの50°C以上でのサイクル特性(充放電の繰り返しによる放電容量の変化に関する特性)を改善するためにコバルトイオンをコンポジット化した高密度マンガン酸リチウム粉体を調製した。方法は,電解二酸化マンガンを硝酸コバルト溶液に分散して水酸化ナトリウ溶液を添加して水酸化コバルト被覆電解二酸化マンガンにし,ろ過乾燥後リチウム化合物と(Mn+Co):Li=2:1の割合で混合して470°Cで6時間仮焼後750°Cで20時間焼成するものであった。コバルト水酸化物で処理した物は3種類作った(Li:Co:Mnの割合を形式的に表してLiCo_yMn_<2-y>O_4とし,y=0.04,0.08,0.16の3種類)。得られた試料はいずれもX線回折でスピネル構造であることを確認した。EDX分析からコバルトイオンは粒子表面に多く存在した。この試料について30と60°Cで充放電を行った。コバルトイオンをコンポジット化していない試料とコンポジット化した試料の30°Cでのサイクル特性を比較し,後者が優れていることを明らかにした。しかし,60°Cではコンポジット化した試料でもサイクル特性が悪くなったので,コンポジット化を進めるため900°Cで30分間加熱処理した。EDX分析からコバルトイオンは粒子全体に一様に分布したと考えられる結果を得た。この試料でも60°Cでのサイクル特性の向上はみられなかった。コバルトイオンに代えて鉄イオン,ニッケルイオン,マグネシウムイオンを用いて電解二酸化マンガンの表面処理をし,これらイオンを含むマンガン酸リチウムを合成した。X線回折でいずれもスピネル構造を有していた。LiM_<0.16>Mn_<1.84>O_4(M=Ni,Mg,Fe)で60°Cでサイクル特性を調べた結果LiNi_<0.16>Mn_<1.84>O_4の場合に優れたサイクル特性が得られた。
歯周病罹患による妊婦の早期低体重児出産と抗リン脂質抗体症候群の発症機構の解明

本研究では歯周病と早産・低体重児出産との関連性、および抗リン脂質抗体症候群患者の歯周病原細菌の感染と抗CLーbeta2GPI複合体抗体価の変動について検討した。切迫早産の診断で入院している妊婦を対象に、歯周組織検査を行い、口腔衛生指導を行った。また血清中の抗CLーbeta2GPI複合体抗体量の測定と、歯周ポケット中の歯周病原細菌の存在の有無を検討した。歯周治療により歯周組織が改善し、歯周ポケット内の歯周病原細菌と血清中の抗CLーbeta2GPI複合体抗体量が減少し、正期産で正常体重児を出産できた妊婦がいたことから、抗リン脂質抗体症候群と歯周病との関連性が示唆された。抗リン脂質抗体症候群はbe-ta2glycoproteinIに対する自己抗体によって血栓の形成が促進される疾患であり、習慣性の早産や血栓の形成が多く認められる。一方、歯周疾患はグラム陰性桿菌であるいくつかの歯周病原菌を原因とする慢性炎症性疾患であり、軽度の歯肉炎から進展した歯周炎は、歯肉結合組織の破壊や歯槽骨吸収を引き起こす。歯周病は成人が歯を喪失する主因であるとともに、心臓血管系疾患、糖尿病、早期低体重児出産などのリスクを上昇させることが知られている。これらの全身疾患のリスクを高める要因として歯周炎患者で血栓の形成が促進されている可能性があることから、抗リン脂質抗体症候群と歯周病との関係が注目されている。そこで、我々は切迫早産妊婦の歯周組織検査と、血清中の炎症性サイトカイン、抗リン脂質抗体、細菌に対する抗体、ならびにbe-ta2glycoproteinIと相同性を有するペプチドに対するペプチドに対する抗体価を測定し、感染を伴う全身の免疫応答について検討を加えることとした。平成24年度は、正常分娩の妊婦、切迫早産妊婦、並びに早期低体重児出産の妊婦を対象として、歯周組織状態の検査と、その血清および口腔内細菌のサンプリングを行い、歯周病原菌の感染に伴う抗リン脂質抗体価の関係と、歯周治療を実施した前後でのその変化について検討した。本研究では、切迫早産妊婦の歯周組織状態を調査し、口腔清掃指導(TBI)、スケーリング(Sc)およびPMTCを行い、歯周病とPB・LBとの関連性について検討した。さらに抗リン脂質抗体症候群患者を被験者として歯周病原細菌の感染に伴う抗CL-β2GPI複合体抗体量と歯周病原細菌の有無による抗体価の違い、歯周治療による抗体価の変動等について検討し、実際の疾患における両者の関わりについて明らかにした。方法切迫早産の診断で入院している妊婦を対象に、歯肉炎指数(GI)、プラーク付着率(PlI)、歯周ポケット深さ(PPD)、アタッチメントレベル(PAL)、プロービング時の出血(BOP)を測定し、1回目のTBIを行った。入院継続中の妊婦には1週後、2週後にTBI、ScおよびPMTCを行い、1ヶ月後に最初と同じ項目の検査を行った。出産後、新生児の体重および出産時の妊娠週数、妊娠期間の全身状態の調査を行った。また切迫早産妊婦の血清中のサイトカイン量、および抗CL-β2GPI複合体抗体量を測定した。さらに被験者の歯周ポケット中の歯周病原性細菌の存在の有無を検討した。結果と考察切迫早産からPB、あるいはLBに至った妊婦では、切迫早産から正期産妊婦、あるいは正常体重児出産妊婦に比較して口腔清掃状態が悪かった。またTBI、ScおよびPMTCを行っても、LB妊婦では正常体重児出産妊婦に比較して、歯周組織状態の改善量は有意に少なく、正期産あるいは正常体重出産妊婦では減少傾向にあった血清中サイトカイン量が、PB妊婦あるいはLB妊婦では増加傾向にあった。歯周治療により歯周組織が改善し、歯周ポケット内の歯周病原性細菌と血清中の抗CL-β2GPI複合体抗体価が減少し、正期産で正常体重児を出産できた妊婦がいたことから、抗リン脂質抗体症候群と歯周炎の関連性が示唆された。抗リン脂質抗体症候群はbeta-2glycoprotein Iに対する自己抗体によって血栓の形成が促進される疾患であり、習慣性の早産や血栓の形成が多く認められる。一方、歯周疾患はグラム陰性桿菌であるいくつかの歯周病原菌を原因とする慢性炎症性疾患であり、軽度の歯肉炎から進展した歯周炎は歯肉結合組織の破壊や歯槽骨吸収を引き起こす。歯周炎は成人が歯を喪失する主因であるとともに心臓血管系疾患、糖尿病、早期低体重児出産などのリスクを上昇させることが知られている。これらの全身疾患のリスクを高める要因として歯周炎患者で血栓の形成が促進されている可能性がある事から、抗リン脂質抗体症候群と歯周病との関係が注目されている。

そこで、我々は、切迫早産妊婦の歯周組織の検査と血清中の炎症性サイトカイン、抗リン脂質抗体、細菌に対する抗体ならびにβ2 glycoprotein Iと相動性を有するペプチドに対する抗体価を測定し、感染に伴う全身の免疫応答について検討を加えることとした。平成23年度は正常分娩の妊婦、切迫早産妊婦、ならびに早期低体重児出産の妊婦を対象として、歯周組織状態の検査と血清および口腔内細菌のサンプリングを行い、歯周病原細菌の感染に伴う抗リン脂質抗体の変化、歯周病原細菌の有無による抗リン脂質抗体価の違い、歯周治療による抗体価の変動等について検討し、実際の疾患における両者の関わりについて検討中である。サンプルの収集に手間取ったが、実験の成果はおおむね順調である。倫理委員会の申請手続きに手間取ったことと、研究代表者が同一研究機関内で部署移動になったため、研究の進行がやや遅れたが、平成24年度以降で遅れを取り戻すことは可能であると考える。平成24年度に引き続き、正常分娩妊婦、早産妊婦、切迫早産妊婦の歯周組織状態の検査と口腔内細菌、血清のサンプリングを行い、歯周組織状態と歯周治療の前後での細菌の有無と、血清中サイトカイン量、抗リン脂質抗体価の違いについて検討する。平成23年度に引き続き、正常分娩妊婦、早産妊婦、切迫早産妊婦の歯周組織状態の検査と口腔内細菌、血清のサンプリングを行い、歯周組織状態と歯周治療の前後での、細菌の有無と血清中のサイトカイン量、抗リン脂質抗体の違いについて検討する。さらに歯周病原性細菌の相同ペプチドと抗リン脂質抗体との結合についてELISA法で検討するとともに、歯周病原性細菌に感染したマウスの血清中における相同ペプチドに対する抗リン脂質抗体の変化について検討する。ペプチド合成、各種ELISAキットの購入に充てる予定である。平成24年度はサイトカイン量と抗リン脂質抗体を測定するキットの購入と、歯周病原性細菌の相同ペプチドの合成、マウスの購入に研究費は費やされる予定である。
がん細胞-T細胞-樹状細胞相互作用による抗がん性T細胞の分化誘導とその抗がん機作

腫瘍特異的T細胞の活性化は、一般に癌細胞の免疫原性が弱いために困難とされている。また、抗腫瘍免疫応答が成立した動物においても特異的T細胞のみを精製することは容易ではない。我々は抗原存在下で特異的T細胞と細胞集塊を形成するという樹状細胞の特性を利用して、癌距絶あるいは担癌動物から調製したT細胞を癌細胞(Meth-A),樹状細胞と共に培養して集塊形成細胞を分離することで特異的T細胞の精製を試み、その作用をin vivoならびにin vitroで検討した。集塊形成細胞をそのままあるいはそれらの増殖の結果得られるT芽球を癌細胞と共に後足蹠に接種し癌細胞の増殖を調べたところ、癌細胞単独群に比べて著名な抑制が認められた。しかし、同数の集塊非形成細胞や脾細胞を投与した群では全く効果が見られなかった。この作用は、Lyt-【2^-】T細胞によるものであった。これらの結果は、実験に用いた方法が癌細胞特異的T細胞の精製に有効であることを示している。in vitroにおいてLyt-【2^-】T芽球は単独ではMeth-Aの増殖は抑制せず、マクロファージ(Mφ)存在下でMeth-Aの増殖抑制が認められたことから、Mφを介して抗癌作用がおよぼされていると推定される。そこで、次に集塊形成細胞の培養上清を用いて、Mφ活性化因子(MAF)の存在をMφの癌細胞に対する増殖抑制能と細胞傷害活性を指標にして確かめた。まず、Mφを種々の濃度の上清中で培養した後に洗浄し、癌細胞を加えると、癌細胞の増殖抑制が認められた。この作用には上清,Mφ,癌細胞間のMHC拘束性はなく、Mφ活性化能は上清の濃度に依存していた。Mφを活性化しない濃度の上清でも、IFN-γを加えるとMAF活性が検出された。上清中にはIFN-γが含まれているが、IFN-γ単独ではMAF活性はなく、しかも、この活性はpolymixin Βで中和されることなく、C3H/HeJマウスのMφにも作用することから、IFN-γと共働する他の因子の存在が示唆された。
難治性口腔咽頭潰瘍と活性酸素に関する実験的研究

ラットの口腔内に照射野を絞り、コバルトを20Gy/Dayで2日間、合計40Gy照射した難治性口腔咽頭潰瘍モデルで活性酸素との関連について検討した。口腔咽頭粘膜には活性酸素消去酵素が存在し、実験的潰瘍では潰瘍の周辺に好中球の浸潤が多く、組織障害性の強いハイドロキシルラジカルの発生が認められた。さらに血管鋳型では毛細血管網の増生および拡張があり、組織切片で血管内皮への好中球の接着も観察された。また、ヒト難治性口腔潰瘍の組織でも潰瘍周辺には多数の好中球の浸潤が見られた。以上のことから好中球から発生した活性酸素が潰瘍の形成あるいは憎悪に関与している可能性が示唆された。また、ヒトの難治性潰瘍でも潰瘍周辺には好中球の浸潤が見られ活性酸素の発生および活性酸素による生体膜障害が起こっている可能性が充分考えられたので、口腔咽頭癌の放射線照射例で照射のために摂食障害の可能性の高い症例でラジカル消去剤としてビタミンEを連日100mg筋注投与(患者が疼痛で拒否するまで)したが自覚的にも他覚的にも有意に潰瘍の防御は出来なかった。脂溶性ビタミンの吸収の問題があると思われるので今後は投与法に付いて検討する余地があると思われた。今回の潰瘍モデルでは放射線照射により発生した活性酸素との関連について検討したが、ヒトの難治性潰瘍でも潰瘍周辺には好中球の浸潤が見られ活性酸素の発生および活性酸素による生体膜障害が起こっている可能性が充分考えられるので、今後、治療として活性酸素を消去することが潰瘍の発生あるいは増悪を緩和できる可能性があると思われた。1.実験的潰瘍では潰瘍の周辺に好中球の浸潤が多く、組織障害性の強いハイドロキシルラジカルの発生が認められた。2.血管鋳型では毛細血管網の増生および拡張があり、組織切片で血管内皮への好中球の接着が観察された。3.難治性口腔潰瘍の組織でも潰瘍周辺には多数の好中球の浸潤が見られた。以上のことから活性酸素の発生が潰瘍の形成あるいは増悪に関与している可能性が示唆された。前年度の実験的放射線潰瘍実験で1.実験的潰瘍では潰瘍周辺に好中球の浸潤が多く組織障害性の強いハイドロキシルラジカルの発生が認められた。2.血管鋳型のは毛細血管網の増生および拡張があり、組織切片で血管内皮への好中球の接着が観察された。以上のことから活性酵素の発生が潰瘍の形成あるいは増悪に関与している可能性が示唆され、口腔咽頭癌の放射線照射例で照射のために摂食障害の可能性の高い症例でラジカル消去剤を連日100mg筋注投与(患者が疼痛で拒否するまで)したが、自覚的にも他覚的にも有意に潰瘍の防御は出来なかった。脂溶性ビタミンの吸収の問題があると思われるので今後は投与法について検討したい。
緻密質ハイドロキシアパタイト金属複合体人工歯根の顎補綴への応用に関する研究

口腔癌手術後で切除範囲が広く,しかも鉤歯による維持が不十分な症例などにおいては安定した顎補綴の製作は容易でなく,このような症例の顎補綴物の維持,安定を図ることはリハビリテーション上の重要な課題の一つとなっている.そこで,口腔癌手術後の顎補綴難症例に応用するために3種類のアパタイト・チタン複合体人工歯根を考案,試作し,動物実験により組織学的に検討した.この中では2ピースタイプ,円柱型人工歯根が最も良い成績を示し,埋入1か月から3か月目には,アパタイト表面と新生の線維骨との直接結合(骨性癒合の像)が見られ,さらに7.5か月から1年目になると,アパタイト表面と新たに形成された層板骨との骨性癒合の像が認められた.人工歯根の周囲粘膜および粘膜下組織の一部には上皮の深行増殖,病的ポケットの形成などの所見が見られたが,人工歯根の穿孔部周囲の鼻腔底,上顎洞粘膜には炎症などの異常所見は認められなかった.これらの基礎実験の結果に基づいて, 2ピースタイプ・円柱型人工歯根を口腔癌治療後の3例の顎補綴難症例に対する臨床応用をおこなった.23本のフィクスチャー埋入後,約3か月後に支台部の設置を行ったが,この際,全てのフィクスチャーで臨床的にosteo-integrationが認められた.上部構造はオーバーデンチャータイプとし,人工歯根と上部構造との結合様式はOPアンカータイプのアタッチメントで,特殊ゴム製のOリングとラバーキャップからなる緩圧機構を内蔵させた.補綴物の機能検査としては咀嚼能力検査を行い,山本の咬度表を用いて問診を行い,摂取可能なものにより段階評価を行い,この結果,補綴物の維持,安定性の改善とともに,全ての症例において12段階の咀嚼能力の向上が認められた.これらのことは, 2ピースタイプ・円柱型アパタイト・チタン複合体人工歯根の顎補綴への応用の可能性と有用性を示すものと考えられた.口腔癌手術後で切除範囲が広く,しかも鉤歯による維持が不十分な症例などにおいては安定した顎補綴の製作は容易でなく,このような症例の顎補綴物の維持,安定を図ることはリハビリテーション上の重要な課題の一つとなっている.そこで,口腔癌手術後の顎補綴難症例に応用するために3種類のアパタイト・チタン複合体人工歯根を考案,試作し,動物実験により組織学的に検討した.この中では2ピースタイプ,円柱型人工歯根が最も良い成績を示し,埋入1か月から3か月目には,アパタイト表面と新生の線維骨との直接結合(骨性癒合の像)が見られ,さらに7.5か月から1年目になると,アパタイト表面と新たに形成された層板骨との骨性癒合の像が認められた.人工歯根の周囲粘膜および粘膜下組織の一部には上皮の深行増殖,病的ポケットの形成などの所見が見られたが,人工歯根の穿孔部周囲の鼻腔底,上顎洞粘膜には炎症などの異常所見は認められなかった.これらの基礎実験の結果に基づいて, 2ピースタイプ・円柱型人工歯根を口腔癌治療後の3例の顎補綴難症例に対する臨床応用をおこなった.23本のフィクスチャー埋入後,約3か月後に支台部の設置を行ったが,この際,全てのフィクスチャーで臨床的にosteo-integrationが認められた.上部構造はオーバーデンチャータイプとし,人工歯根と上部構造との結合様式はOPアンカータイプのアタッチメントで,特殊ゴム製のOリングとラバーキャップからなる緩圧機構を内蔵させた.補綴物の機能検査としては咀嚼能力検査を行い,山本の咬度表を用いて問診を行い,摂取可能なものにより段階評価を行い,この結果,補綴物の維持,安定性の改善とともに,全ての症例において12段階の咀嚼能力の向上が認められた.これらのことは, 2ピースタイプ・円柱型アパタイト・チタン複合体人工歯根の顎補綴への応用の可能性と有用性を示すものと考えられた.顎口腔領域悪性腫瘍の術後の言語、咀嚼などの障害の治療に顎補綴物は大変有効な手段であるが、無歯顎で半側以上の広範囲切除を受けた症例などに対する顎補綴は困難であることが多く、このような症例の顎補綴物の維持、安定をはかることは術後のリハビリテーションの重要な課題となっている。そこでわれわれは前述のような顎補綴難症例に対して緻密質ハイドロキシアパタイト金属複合体人工歯根を開発、応用し、維持、安定の良い顎補綴物を製作し、悪性腫瘍治療後の口腔機能障害者の早期の社会復帰をはかるために本研究を行っている。本年度(昭和61年度)は、昭和60年度に開発した上顎用の人工歯根(円盤状で、サンドウィッチタイプ,φ7mm,厚さ2mm,ネジ止式,金属部はOPアンカーアタッチメントタイプ)、下顎用の人工歯根(円筒状,金属部はOPアンカータイプ,φ7mm)ならびに、上下顎兼用の2ピースタイプの人工歯根を実験動物に埋入し、基礎的研究を行った。現在までの観察では、歯槽力内に埋入された人工歯根は周囲骨と直接、結合し、骨内に安定した状態で植立していることが明らかにされた。また埋入後、人工歯根の上部構造として金属冠を装着し、咬合負担を加えたものでも、人工歯根は周囲骨と直接、結合し、骨植も良好であり、順調な経過を示した。

以上の基礎的研究の成果を踏まえて、昭和61年11月より、2ピースタイプの人工歯根の臨床応用を開始した。本材の埋入部位は主に上下顎の第小臼歯部間であるが、下顎の【5!】【7!】間でも歯槽頂から下顎管までの間に充分な骨質があれば、埋入を行っている。上部構造の製作は、人工歯根埋入後、約3カ月後に開始している。今後、さらに症例を増し、歯科補綴学な検討も加えていく予定である。上部構造装着後の人工歯根周囲の骨改造の解明、従来と異る新たな補綴学の確立が重要と思れる。顎口腔領域悪性腫瘍の術後の言語,咀嚼などの障害の治療に顎補綴は有用な手段であるが,無歯顎や半側以上の広範囲切除症例に対する顎補綴は困難なことが多く,このような症例の顎補綴物の維持・安定をはかることは術後の機能回復の重要な課題となっている.われわれは顎補綴難症例に対して緻密質ハイドロキシアパタイト金属複合体人工歯根を開発,応用し,維持安定の良い顎補綴物を製作し,悪性腫瘍治療後の口腔機能障害者の早期社会復帰をはかるため,本研究を行っている.本年度(昭和62年度)は既に開発した上顎用および下顎用人工歯根,ならびに上下顎兼用2ピースタイプの人工歯根を実験動物に埋入し,基礎的研究を継続して行った.現在までの観察では,歯槽骨内へ埋入された人工歯根は周囲骨と直接結合し,良好な状態で植立していることが明かにされた.また埋入後,人工歯根の上部構造として金属冠を装着して咬合負担を加えても,人工歯根は周囲骨と直接結合し,骨髄も良好で,順調な経過を示した.以上の基礎研究の結果を踏まえて,昭和61年11月より2ピースタイプの人工歯根の臨床応用を行っている.本材は主として第2小臼歯より前方部に埋入れされるが,上顎洞,下歯槽管と歯槽頂との間に十分な骨質があれば,それより後方部でも埋入している.その結果,人工歯根の埋入により比較的維持安定の良い顎補綴物の製作が可能となり,悪性腫瘍治療後の機能障害の改善に役立っている.今後,さらに症例数を追加し,歯科補綴学的な検討も加える予定である.また,上部構造装着後の人工歯根周囲の骨改造機転の解明も行っていく予定である.
がんのラジオセラノスティックスを達成するための自己組織化ナノデバイスの開発

本研究は、生体適合性が高くかつ細胞移行性に優れた自己組織化ナノ粒子製剤の分子設計を応用し、がんの分子イメージングと同時に内用放射線治療を可能とするラジオセラノスティックナノデバイスの開発を目的とする。以下の項目を検討し、安全性、生産性に優れたナノ粒子製剤の開発を目指す。1生体適合性が高く優れた物理化学的・製剤学的性質を有する自己組織化ナノ粒子を見出す。2各種のがん細胞へ特異的な集積を示す新規自己組織化ナノ粒子を開発する。3生体内動態、がん治療効果を評価し、有効性を検証する。当該年度は、昨年度に合成したIn-111標識カチオン性リポソームにポリアニオン(コンドロイチン硫酸(CS)、ヒアルロン酸(HA))を静電的相互作用により自己組織化させたナノ粒子について評価した。CS被覆リポソームに関しては、健常マウスにおける放射能分布を評価した結果、カチオン性リポソームと比べて脾臓へ高く集積した。HA被覆リポソームに関しては、HAの被覆量を最適化し、CD44の発現量に応じて、がん細胞へ取込まれることを明らかとした。一方、リポソームを利用した場合、粒子サイズが大きく、体内において細網内皮系による取込みが増大する可能性が考えられたため、HDLを模倣した細網内皮系回避型脂質ナノディスクのIn-111標識体を新たに開発し、その体内分布を評価した結果、特に脾臓への集積を大幅に低減することに成功した。また、金ナノロッド(GNR)をCSで被覆した自己組織化ナノ粒子(GNR-CS)を新規に設計・合成した。GNRは近赤外光を照射することで発熱することから、熱を利用したがん治療の可能性を評価した。GNR-CS溶液に近赤外光を照射することで、有意な温度上昇を認めた。GNR-CSはマウスメラノーマ細胞に高く取込まれ、また、細胞にGNR-CSが取込まれた状態で近赤外光を照射した結果、有意な細胞死を認めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、生体適合性が高くかつ細胞移行性に優れた自己組織化ナノ粒子製剤の分子設計を応用し、がんの分子イメージングと同時に内用放射線治療を可能とするラジオセラノスティックナノデバイスを開発することである。以下の項目を検討することにより、安全性、生産性に優れたナノ粒子製剤の開発を目指す。3自己組織化ナノ粒子の細胞内挙動、生体内動態、がん治療効果を評価し、有効性を検証する。当該年度は、キレート剤であるDTPAを導入した第4世代のポリアミドアミンデンドリマー(G4)(DTPA-G4)を中心に、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリアニオン(γ-ポリグルタミン酸、コンドロイチン硫酸、フコイダン、ヒアルロン酸)を静電的相互作用により自己組織化させたナノ粒子を合成した。いずれの粒子もサイズは約3050nm、ゼータ電位は約ー50mVであった。続いて、In-111標識DTPA-G4を合成し、これらを用いて反応させ、高い放射化学的純度で自己組織化ナノ粒子を調製することに成功した。続いて、特にコンドロイチン硫酸の被膜をもつナノ粒子について、マウスメラノーマ細胞を用いた細胞取込み実験を実施した結果、負電荷を持つにもかかわらず高い細胞内取込みを示し、また、コンドロイチン硫酸に特異的な経路で取込まれることを示した。さらに、健常マウスを用いて生体内分布を評価した結果、肝臓、脾臓、肺などの組織に高い取込みが見られた。当初の計画通り、静電的相互作用を利用して、アニオン性であるキレート剤結合デンドリマー(DTPA-G4)をコアとして、ポリカチオンであるPEI、ポリアニオンを順次反応させたナノ粒子を構築し、その放射性標識体の合成に成功した。コンドロイチン硫酸を被膜に持つ粒子については、表面電荷は負であり、負に帯電する細胞膜との静電的な反発が予想されたにもかかわらず、がん細胞への高い取込みを示した。また、その取込みは、コンドロイチン硫酸の同時添加により、濃度依存的に阻害されたことから、コンドロイチン硫酸特異的な取込み経路の存在が示唆された。さらに、健常マウスにおける体内動態を評価し、投与後早期における肝臓や脾臓などの細網内皮系への取込みが示された。以上、当該年度は、静電相互作用を利用して自己組織化させたナノ粒子のインビトロ、インビボ評価を進め、がん組織へ集積する可能性を持つ候補化合物を見出した。よって、本研究課題は順調に進展していると評価できる。また、これらの成果は、国内学会にて4件報告した。

3自己組織化ナノ粒子の細胞内挙動、生体内動態、がん治療効果を評価し、有効性を検証する。当該年度は、カチオン性リポソームにポリアニオン(γ-ポリグルタミン酸、コンドロイチン硫酸)を静電的相互作用により自己組織化させたナノ粒子を合成した。種々の脂質組成で作製したカチオン性リポソームは、粒子径やゼータ電位などの物理化学的性質を基に最適な脂質組成を決定した。カチオン性リポソームはIn-111を用いて標識し、標識したカチオン性リポソームとコンドロイチン硫酸を種々の割合で混合して作製した自己組織化ナノ粒子のマウスメラノーマ細胞への細胞内取込み能を評価したところ、最適な混合比の自己組織化ナノ粒子は、負電荷を持つにもかかわらず、カチオン性リポソームと同等の細胞内取込み能を示した。また、健常マウスを用いて生体内分布を評価した結果、肝臓、脾臓などの組織に高い取込みが見られた。さらに、アニオン性デンドリマーをコアとして、ポリカチオン(ポリエチレンイミン)、ポリアニオンであるγ-ポリグルタミン酸を順次反応させたナノ粒子について、肺がんモデルマウスを用いてがん組織への集積性を評価した。その結果、正常肺に比べて、がん組織への高い集積性を示した。当初の計画通り、静電相互作用を利用してカチオン性リポソームにポリアニオンであるコンドロイチン硫酸を被覆した粒子を構築し、インビトロ細胞取込み評価および生体内分布評価を行った。カチオン性リポソームにIn-111を内包させることで、カチオン性リポソームの放射性標識を行い、その放射性標識体とコンドロイチン硫酸を種々の割合で混合させ、がん細胞への取込み能を評価することで、細胞内取込み量が最大となる混合比が存在することを見出した。その混合比の自己組織化ナノ粒子の健常マウスにおける体内動態を評価したところ、肝臓や脾臓などの細網内皮系への集積が認められた。また、γーポリグルタミン酸を被膜に持つ自己組織化ナノ粒子について、肺がんへの集積を認めたことから、本薬剤のがんを標的とするラジオセラノスティックスの可能性を示した。以上、当該年度は、カチオン性リポソームあるいはアニオン性デンドリマーをコアとする自己組織化ナノ粒子について、がん細胞およびがん組織への集積性を認めた。よって、本研究課題は順調に進展していると評価できる。また、自己組織化ナノ粒子の成果は、国内学会にて2件報告した。本研究は、生体適合性が高くかつ細胞移行性に優れた自己組織化ナノ粒子製剤の分子設計を応用し、がんの分子イメージングと同時に内用放射線治療を可能とするラジオセラノスティックナノデバイスの開発を目的とする。以下の項目を検討し、安全性、生産性に優れたナノ粒子製剤の開発を目指す。1生体適合性が高く優れた物理化学的・製剤学的性質を有する自己組織化ナノ粒子を見出す。2各種のがん細胞へ特異的な集積を示す新規自己組織化ナノ粒子を開発する。3生体内動態、がん治療効果を評価し、有効性を検証する。当該年度は、昨年度に合成したIn-111標識カチオン性リポソームにポリアニオン(コンドロイチン硫酸(CS)、ヒアルロン酸(HA))を静電的相互作用により自己組織化させたナノ粒子について評価した。CS被覆リポソームに関しては、健常マウスにおける放射能分布を評価した結果、カチオン性リポソームと比べて脾臓へ高く集積した。HA被覆リポソームに関しては、HAの被覆量を最適化し、CD44の発現量に応じて、がん細胞へ取込まれることを明らかとした。
遺伝子組換えを使わない作物ゲノム編集技術の開発

当初計画では,ジベレリン生合成に関与するent-coparyl diphosphate synthase 1(CPS1)とGA20 oxidase (sd1)をターゲットとした変異導入をCas9遺伝子及びgRNA遺伝子を金粒子にコートし,iPB法によりコムギ茎頂に導入する予定であった.しかし,他のプロジェクトにおける研究進展から,金粒子を用いてRNPを直接茎頂組織に導入する手法が確立されたので,今年度は,次年度以降に検討する予定であった,RNP直接導入による変異創出を前倒しで行った.まず,コムギsd1遺伝子配列からターゲット配列をCRISPRdirectソフトウエアを利用してデザインした.gRNAはin vitro転写により合成し,大腸菌から精製されたCas9タンパク質と共に,金粒子に吸着させ,パーティクルガンにより茎頂組織に導入した.金粒子導入胚より植物体を成長させ,T0個体の止葉においてゲノムDNAを抽出し,CAPS解析を行った.これまでにボンバードメントを行った143胚あたり,8個体(6%)において変異が検出された.塩基配列解析から,これらのうち1個体においては,A,B,Dゲノム全てのsd1遺伝子において,変異が導入されていることが明らかとなった.CPS1遺伝子についてもsd1遺伝子同様の手法で変異導入を試みたが,A,B,D全てのゲノムに変異が検出されるような個体は得られなかった.初年度において,CRISPR/Cas9 RNP直接導入法により,T0植物体において遺伝子変異導入に成功したことから,予定より早い進行と言える.sd1遺伝子変異体について,T1世代における変異の遺伝について解析を進めると共に,新たな変異体の創出を行う.A,B,D全ゲノム遺伝子について変異が固定された個体を表現型解析を行う.当初計画では,ジベレリン生合成に関与するent-coparyl diphosphate synthase 1(CPS1)とGA20 oxidase (sd1)をターゲットとした変異導入をCas9遺伝子及びgRNA遺伝子を金粒子にコートし,iPB法によりコムギ茎頂に導入する予定であった.しかし,他のプロジェクトにおける研究進展から,金粒子を用いてRNPを直接茎頂組織に導入する手法が確立されたので,今年度は,次年度以降に検討する予定であった,RNP直接導入による変異創出を前倒しで行った.まず,コムギsd1遺伝子配列からターゲット配列をCRISPRdirectソフトウエアを利用してデザインした.gRNAはin vitro転写により合成し,大腸菌から精製されたCas9タンパク質と共に,金粒子に吸着させ,パーティクルガンにより茎頂組織に導入した.金粒子導入胚より植物体を成長させ,T0個体の止葉においてゲノムDNAを抽出し,CAPS解析を行った.これまでにボンバードメントを行った143胚あたり,8個体(6%)において変異が検出された.塩基配列解析から,これらのうち1個体においては,A,B,Dゲノム全てのsd1遺伝子において,変異が導入されていることが明らかとなった.CPS1遺伝子についてもsd1遺伝子同様の手法で変異導入を試みたが,A,B,D全てのゲノムに変異が検出されるような個体は得られなかった.初年度において,CRISPR/Cas9 RNP直接導入法により,T0植物体において遺伝子変異導入に成功したことから,予定より早い進行と言える.sd1遺伝子変異体について,T1世代における変異の遺伝について解析を進めると共に,新たな変異体の創出を行う.A,B,D全ゲノム遺伝子について変異が固定された個体を表現型解析を行う.大筋で研究は計画以上の進度であるが,CPS1変異体の解析等,次年度へ繰り越される実験があったため.次年度において繰り越された実験を行う.
かゆみに影響する要因とかゆみを緩和するケアの検討

かゆみ感覚は無髄性C線維によって伝えられるとされている。この感覚線維を選択的に刺激して得られる電流知覚閾値(CPT)が、皮膚温が変化した際に影響されるか否か検討した。その結果、24°C程度の変化では影響されないことが明らかとなった。また、皮膚に温冷覚刺激を与えたときの疼痛閾値が皮膚の乾燥度に影響されるか否か検討を行った。その結果、冷痛覚閾値ならびに温痛覚閾値はいずれも皮膚の乾燥度には影響されないことが明らかとなった。本研究の目的はかゆみがどのような要因によって影響を受けるのか明らかにし、かゆみを軽減するケアの科学的根拠を明らかにすることである。かゆみは感覚神経の中でも無髄性C線維によって中枢神経系に伝えられることから、無髄性C線維を特異的に興奮させるニューロメーターを使用して、5Hzで刺激を行った際の電流知覚閾値(CPT)を指標に、刺激部位を温めるあるいは冷却した際にCPTがどのように変化するか検討を行った。健康な成人女性4名を対象に前腕部を5Hzで刺激を行った場合、冷却前に15.0±10.39(×10μA)(mean±sd)であったCPTは冷却すると10.3±8.08と減少した。逆に暖めるとCPT4.0±2.65から10.3±8.08に上昇した。このことは、皮膚を冷却すると閾値が下がる、つまり敏感になることを示している。逆に温めると閾値が上がり、このことは刺激に対して感覚が鈍くなっていることを示している。かゆみの感覚は5Hzで興奮する無髄性C線維によって伝えられることからこのCPTを指標にしたが、C線維は痛みなど他の感覚も伝えることが知られているため、閾値レベルでは感覚の種類までは区別して興奮しているか否か考慮する必要性が考えられた。また、皮膚が乾燥している場合もかゆみに影響する可能性があることから、11名の女性を対象に温冷覚の痛覚閾値が皮膚の湿潤によって異なるか否かを調べた。無髄性C線維による温覚の痛覚閾値は皮膚水分量が41.0から85.3に増加しても、有意な変化はみられなかった。本研究結果から皮膚を温めたほうが無髄性C線維の興奮を感じにくくなることが明らかとなった。しかし、無髄性C線維はかゆみだけを引き起こす感覚線維ではないことから刺激方法を検討すること、また、かゆみは主観的な感覚であることから、主観的な評価も加えた検討が必要であると考えられた。本研究の目的はかゆみがどのような要因によって影響を受けるのか明らかにすること、またかゆみを軽減するケアの科学的根拠を明らかにすることである。かゆみは感覚神経の中でも無髄性C線維によって中枢神経系に伝えられること、また、このC線維は経皮的に5Hzの電気刺激を与えることで興奮させることができることが明らかにされている。そこで、平成23年度は無髄性C線維を特異的に興奮させるニューロメーターを使用して、5Hzで刺激を行った際の電流知覚閾値(CPT)を指標に、刺激部位を温めるあるいは冷却した際にCPTがどのように変化するか検討を行った。最初の予想では、かゆみがある場合、患部を温めるより冷やすほうがその感覚が低下することから、暖めると閾値が下がり、冷却すると閾値が上昇すると考えていたが、逆の結果であった。かゆみの感覚は5Hzで興奮する無髄性C線維によって伝えられることからこのCPTを指標にしたが、C線維は痛みなど他の感覚も伝えることが知られているため、閾値レベルでは感覚の種類までは区別して興奮しているわけではない可能性が考えられた。昨年3月11日にあった震災の影響で、実験室のある建物が約半年間立ち入り禁止となったため、データ収集の開始時期が遅れたこと、またそれに伴い授業を行う教室の調整や法律の改正によるカリキュラムの改正に時間をとられたことなど、他の業務に時間を費やしたことなどが考えられる。皮膚を温めたときと冷却したときの5Hz CPTの変化について、データ数を増やすことと、皮膚の乾燥度による違いを検討する予定である。しかし、大学の所属が変わったため昨年度購入した測定機器が使用できるか不明である。

借りることが可能であれば1年間借りて研究を進めるが、もし借用できなければ前大学に行って実験を行うことになり、その場合は収集できるデータ数が制限される。次年度はデータの解析とまとめを行うため、文具、データ保存用のPCメディアなどに使用する予定である。