hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔癌リンパ節転移および骨浸潤の制御を目指した第三世代がん治療用HSV-1の開発

舌へ投与したウイルスは直後に頸部リンパ節へ移行し、頸部リンパ節で殺細胞効果を示すことがこのモデルでも明らかとなり、ウイルス投与直後に原発巣である舌腫瘍切除し、生存期間を確認したところ、両ウイルス共にコントロールウイルスであるT-01より高い生存延長効果を示した。また、ウイルス投与後30日目の頸部リンパ節を摘出して比較したところ、T-01に比して両ウイルス投与群は頸部リンパ節が優位に小さい傾向にあった。すなわち、これらのウイルスが頸部リンパ節転移巣に流入するごくわずかなウイルスにより、これまでの第三世代がん治療用HSV-1よりさらに、強力な頸部リンパ節転移抑制効果があることがマウスモデルで示唆された。本年まで行ってきた実験の効果のメカニズムを免疫組織学的にもしくはフローサイトメトリーを用いて検討する。および顎骨破骨細胞の分化・成熟は、骨芽細胞が分泌するRANKLが前駆細胞のRANKに結合することによりNF-κBの経路を活性化させおこる。PTHrPはこの骨芽細胞のRANKL放出を強化し、破骨細胞の活性化の一端を担っている。そのほか、M-CSFやTNF-αも破骨細胞の分化に必要な因子とされている。IL-12は主にTリンパ球やNK細胞の活性化を促すサイトカインとして知られているが、骨関連の研究では破骨細胞の分化阻害に関与しているという報告が散見される。マウスの扁平上皮癌細胞株であるSCCVIIを用いた顎骨浸潤モデルに対する、マウスのIL-12を遺伝子導入された第三世代のがん治療用HSV-1の治療効果を検討する。このモデルでは、骨浸潤、骨破壊部においてはIL-6やPTHrP、TNF-αなどのサイトカイン発現の上昇がみられることが報告されており(Nomura, et al. oral oncology 2006)、ウイルスの発現するIL-12により顎骨浸潤の抑制効果が期待される(図4)。まずはT-01での骨浸潤部への効果をmockと比較し、顎骨浸潤モデルにおける生存期間を比較する。その後、ウイルスが骨浸潤部にまで到達しているのか、HSVの免疫染色で検討する。また、腫瘍浸潤断端での破骨細胞の動態(骨吸収像)をTRAP染色で検討する。
東アフリカ地域における天然薬物資源由来のガン抑制物質の探索

ケニア国及びマダガスカル国の2カ国における調査研究の実績概要は次の通りである。1.ケニア国;主な調査地域はKarura,Ngong,Nakuru,Meru,Nzaui,Machakos,Kiambu,Webuye,およびTigoniであり、各地域で採集した植物種は次の通りである。なお全てのものの〓葉標本と、植物種に応じて樹皮部、葉部、根部、茎部、種子または果実部を、成分研究と生物活性試験に供するため相当量採集した。前回の調査研究において、以上10種のうちUvaria,MaytenusおよびCroton属などそれぞれの同属異種から制ガン活性物質のアセトゲニン誘導体、抗発ガンプロモーター作用物質のスクワレン関連物質および腫瘍免疫活性の指標となるマイトジェン活性含有タンパク質などが単離されているので、今回調査採集したこれらの同属植物から制ガン活性物質の単離の可能性が期待できる。なお、その他の属種植物についても制ガン活性スクリーニングを行う予定である。2.マダガスカル国; Pirenet Forestで10種、Tsinjoarivo Forestで7種の植物を採集し、またAntananarivoの市場生薬3種を蒐集した。これらのうち未同定のもの9種を除いた11種のものは次の通り同定された。なお、これらの植物種以外に民間薬として利用されているHypoxis angustifolia [Amaryllidaceae]を調査した結果、その分布は南端のAmboasary地域で、Antananarivoから遠隔地であるため今回は採集不可能であったが、既に予備調査を行った現地研究分担者および協力者が採集しそのメタノールエキスを神戸薬科大学生薬化学研究室に送付してくれることになっている。
高分子ロボットカテーテルシステムの開発

脳深部や末梢血管など、カテーテル手術適用が困難な部位に対しても手術可能なロボットカテーテルのニーズがあり、多くの研究者が提案している。イオン導電性高分子アクチュエータによるロボットカテーテルは有力な方式の一つで1990年代には安積らの研究が発表されているが、変位量が足りず、実用化されていない。これはカテーテルの形状が持つ断面二次モーメントの高さが原因であり、私はトラック形状型ロボットカテーテルを提案、従来の約15倍の曲率変位まで性能を向上させた。更に操作インターフェースを構築し、臨床操作を考慮したシステムを試作した。当初の計画では、イオン導電性高分子を用いたカテーテルを初年度に作成する計画であった。しかし『イオン導電性高分子チューブを製作する会社が米国にあったこと』『眼科関係者が本技術に強い関心を示したこと』『血管外科用と眼科用で多くの技術的な課題が合致したこと』などの要因から、初年度は調節可能レンズ用アクチュエータを試作した。調節可能レンズとは、白内障患者・老眼の患者のための埋め込み型レンズである。従来の単焦点レンズ、多焦点レンズにはピント調節機能がなく、患者は眼鏡の携帯を余儀なくされていた。そこでピント調節可能な埋め込み型レンズについて、世界中で研究されているのだが、本イオン導電性高分子アクチュエータをその調節機能に使えないか、ということであった。形状としてはチューブより遥かに複雑な形状のアクチュエータの試作を要求されたが、試作に成功し、豚の目玉を用いたin vitro実験にて調節機能を有することを実証した。この成果は国内学会2つに発表し、現在英語論文投稿のために準備している。眼科分野では一定の成功を収めたものの、血管外科分野での成功ではない。また当初の目的のひとつである国際雑誌の投稿も4月22日現在、まだ未提出である。これは共同研究者の研究室移動などの外的要因も重なったためではあるが、目的達成のためには研究を加速させる必要がある。イオン導電性高分子アクチュエータの筆頭論文を2報発表し、更にもう1報筆頭論文を投稿(2017/5現在、revise中)した。特に最新の論文は、カテーテル形状のアクチュエータの変位特性を劇的に向上させるものである。カテーテルはチューブ形状を有しているため、断面二次モーメントが高く、アクチュエータとして動作させるには不利な構造である。そこで我々はカテーテルを更に変形させてトラック形状(円を一方向に潰した形状)にすることで、断面二次モーメントを低下させ、それによってカテーテルアクチュエータの変位特性の向上に成功した。例えば直径1mm、厚さ0.1mmのカテーテルの場合、真円時の断面二次モーメントに比べ、トラック形状アクチュエータは理論値で約160倍の屈曲率を獲得できる。更に我々は実際に試作し、真円時の6倍の屈曲率をもつアクチュエータの作成に成功した。なお、イオン導電性アクチュエータはソフトアクチュエータに該当するため、例え真円パイプ形状から離れた断面形状を有していたとしても、内部金属製の真円ガイドワイヤを通すことは可能である。本成果をSensors and Actuatorsに現在投稿中、更に特許も申請中である。しかし一方で、断面二次モーメント低下による手術のしにくさが発生しないか、と査読者から指摘を受けている。特に血管内のような脈動流速環境下ではアクチュエータの位置保持が特に難しくなる可能性もある。ここは今年度の研究計画で実験・検証する予定である。研究実績の概要の記載の通り、カテーテル変位特性に関する研究で大きな成果を挙げたものの、当初の計画ではユーザインターフェース部分の試作がこの年における主業務のはずであり、それは終わっていない。しかし論文投稿数は計画より2本も多く、必ずしも不調とはいえない年であった。カテーテル手術は低侵襲手術として近年発達してきている。これは体の中に主に血管経由で細い管を通し、その管経由で手術器具や薬剤を運んで手術する手法である。特に高齢者に対して有効な手術であるが、患者の血管硬化・狭窄が進むに従って難易度が上がり、更に脳深部や末梢血管など、手術が困難な部位も多い。この問題に対し、先端に駆動力を持つロボットカテーテルを多くの研究者が提案している。イオン導電性高分子アクチュエータによるロボットカテーテルはその一つであるが、変位量が足りず、実用化されていない。本研究ではこの問題に対し、システム面と性能面の両方で解決を試みた。まずカテーテルの現行技術ではガイディングにガイドワイヤという金属ワイヤを用いている。例えば屈曲カテーテルとストレートガイドワイヤを組み合わせれば、ロボットカテーテルでなくともワイヤの挿入だけで090度の屈曲範囲を持つ。この手法は高分子ロボットカテーテルでも有効な手法であるため、我々の研究でもワイヤ併用手法を踏襲するシステムを提案し、特許申請を行った。これにより、ロボットカテーテルの要求仕様は±1mm程度の微調整機能のみとなり、実用化に大きく近づける。次に性能面からは以下の検討を行った。カテーテルの変位が小さくなる根本的な理由は、カテーテルのチューブ形状が有する断面二次モーメントが一般的な平面アクチュエータに対して大きくなることが理由である。そこで我々はカテーテル断面を真円からトラック形状への形状変更を提案し、作成法を確立した。本トラック形状カテーテルは理論値では真円形状時の曲率変位から50倍に拡大させることが可能、実験では15倍まで達成した。

今回のタイプのカテーテルに必要な変位は、血管径と同等の1mmであり、現在はおよそ目標性能の30%程度である。更に現在、操作インターフェースを完成させた。近日中に論文投稿の予定である。脳深部や末梢血管など、カテーテル手術適用が困難な部位に対しても手術可能なロボットカテーテルのニーズがあり、多くの研究者が提案している。イオン導電性高分子アクチュエータによるロボットカテーテルは有力な方式の一つで1990年代には安積らの研究が発表されているが、変位量が足りず、実用化されていない。これはカテーテルの形状が持つ断面二次モーメントの高さが原因であり、私はトラック形状型ロボットカテーテルを提案、従来の約15倍の曲率変位まで性能を向上させた。更に操作インターフェースを構築し、臨床操作を考慮したシステムを試作した。幸い、チューブを米国企業から購入できるため、カテーテル試作自体は迅速に行える。本年度は機械部までの試作をしたいと考えているため、こちらに力を傾注する予定である。目標としては、1カテーテルの試作、2カテーテルコントローラの試作、3流体内計測実験の3点を行い、国際雑誌に論文を1報投稿する予定である。昨年度は所属組織の都合上、計画を曲げても論文投稿数を増やさなくては成らなかったため、インターウェースの試作を延期したが、今年は6月までに試作を終える。既に部品は発注済である。更に、前年度の論文で、断面二次モーメント低下による性能向上は達成したものの、これが流速内で欠点にならないかという点が査読者からも指摘されている。この流速実験で論文投稿を行うことが本年度のゴールと考えている。これにより血管内での性能評価がより客観的になると確信している。医療機械当初の計画では初年度に実験用ポンプを買う予定であった。しかし研究所内の組織再編もあって、旧式のポンプが手に入ったことと、研究計画変更に伴って流体実験をすぐに行う必要性がなくなったことが主な理由である。国際学会への出張が偶然、韓国という近場で行われたため米国企業からナフィオンチューブを購入するルートを発見したため、主にその購入費に費やす。自分で試作する場合はせいぜい50mm程度のチューブ試作しか難しかったが、企業からの購入の場合は10m単位で購入可能である。そのためより既成カテーテルに近い形での実験が可能である。2017年7月にまた国際学会での発表を予定している
脳損傷後の皮質脊髄路再編における、運動皮質に投射するドパミン線維の役割の解明

運動皮質が広範な損傷を受けると随意運動を支配する皮質脊髄路が障害され重篤な運動麻痺が生じる。この麻痺からの回復に健側運動皮質に誘導される可塑的変化、及び健側皮質脊髄路が脊髄レベルで形成する新たな神経回路が重要であることがわかってきた。さらに最近、脳幹から運動皮質へのドパミン線維の直接投射が運動学習に重要な役割を果たしていることが明らかとなり、注目されている。本研究課題では、運動皮質へのドパミンシグナルが、運動野損傷後に誘導される神経回路の可塑的変化に影響している可能性につき検証し、片麻痺からの回復を目指した新たな治療法の開発に繋がるメカニズムを明らかにすることを目指す。
肺高血圧における包括的トランスクリプトーム解析による病態分子機構の解明

肺高血圧症は種々の原因により引き起こされるが、病因に関わらず共通の血管病変として、本来血管平滑筋を持たない末梢肺動脈での血管平滑筋の出現、血管平滑筋を持つ小筋性動脈での平滑筋細胞の肥大や過形成による中膜肥厚、細胞外間質蛋白の増加、が認められる。このような血管の形質変化の機構を解明するために、細胞内で発現する転写産物すなわちmRNAの総体(トランスクリプトーム)の発現変化についての網羅的な解析は有効な手段であると考えられる。我々はこれまで肺高血圧症の動物モデルである低酸素暴露ラットを用いて、肺における遺伝子発現プロファイルを、Fluorescent Differential Display法や、200種類の遺伝子をのせた自作DNAマイクロアレイ法を用い解析してきた。DNAマイクロアレイ法は、条件の異なる2つのサンプルからmRNAを抽出し、各々波長の異なる蛍光色素で標識して同一チップ上で競合的ハイブリダイゼーションを行うことによりサンプル間での遺伝子発現の違いを相対的に比較できるものである。今回約20000種類のラット遺伝子を搭載したAgilent社製のDNAオリゴマイクロアレイを用いて、低酸素暴露後1、3、7日目の肺における遺伝子発現量変化の検討を行った。その結果、381個で発現量の上昇、1277個で低下が認められた。それぞれの分子について、発現変化のパターンによりいくつかのパターンに分類し、病態形成との関連について検討した。DNAマイクロアレイ法は、スライドガラス等の基板上に種々のprobe DNAを高密度にスタンプしたものと、組織から抽出し、蛍光色素でラベルしたmRNAをハイブリダイズさせ、各probeからのシグナルをスキャナーで検出して得られたデータを解析するものである。このとき、条件の異なる2つのサンプルからmRNAを抽出し、各々波長の異なる蛍光色素で標識して同一チップ上で競合的ハイブリダイゼーションを行うことによりサンプル間での遺伝子発現の違いを相対的に比較できるものである。今回、約20000種類のラット遺伝子を搭載したAgilent社製のDNAオリゴマイクロアレイを用いて、同様の検討を行った。
高分子のゲル化挙動を利用したイオンゲルアクチュエータ材料の創製

イオン液体である1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビストリフルオロメタンスルフォニウムアミド([C_2mim][NTf_2)に対して、ポリスチレン(PSt)は不溶、ポリメチルメタクリレート(PMMA)は可溶である。ABA型ブロック共重合体(PSt-PMMA-PSt)を合成し、[C_2mim][NTf_2]と混合することで「イオンゲル」を作製した。これはPSt部位が物理架橋点となり、PMMAがイオン液体と相溶するためゲルになる現象である。PStた位やPMMA部位の分子量を制御することで、イオンゲルの粘弾性やイオン伝導性を変化させることができ、イオンゲルアクチュエータの電解質膜として用いることが出来る。平成19年度は得られたゲルの基礎的性質の検討を行ったが、20年度はアクチュエータ材料への適用を中心に行った。従来のアクチュエータは活性炭などの炭素材料とイオン液体、そしてバインダー高分子を混合して電極を作製していたが、ABA型ブロック共重合体はバインダー高分子となり得なかった。そのため、電解質部分はABA型共重合体、電極部分はPVDFを用いてアクチュエータを作製した。本研究で作製したゲルは、従来のゲルと同等のイオン伝導度を示したが、アクチュエータの変位量は大幅に向上した。2種類の異なる高分子を融着性が悪いのにも関わらず、このような大きな変化を達成できたことは特筆すべき成果であると考えられる。またABA共重合体の分子量や組成を変化させることで、ゲルの性質を制御できることが明らかとなった。イオン液体である1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビストリフルオロメタンスルフォニウムアミド([C_2mim][NTf_2])に対して、ポリスチレン(PSt)は不溶、ポリメチルメタクリレート(PMMA)は可溶である。PSt部位やPMMA部位の分子量を制御することで、イオンゲルの粘弾性やイオン伝導性を変化させることができ、イオンゲルアクチュエータの電解質膜として用いることが出来る。平成19年度は主に基礎的性質を調べることに重点を置いた。PMMAマクロモノマー、ABA型ブロック共重合体はATRP法によって合成した。得られた重合体とイオン液体を所定比で混合しホットプレスすることで、自己支持性のある柔らかいイオンゲル膜を得た。得られたゲルのDSC測定からPStとPMMAに由来するTgが観測されたことと、TEM測定により凝集したPSt部位が観察されたことから、イオンゲル膜はミクロ相分離構造を形成していることが明らかとなった。また、イオン液体を87wt%以上含むイオンゲルはイオン伝導度が、イオン液体と同等の値を示し、アクチュエータ用電解質膜として期待されるゲルであると考えられる。
シーケンシャルでキラルな炭素鎖高分子の層状ハイブリッド組織体

本研究では、ホストとなるステロイド(20から30量体のシーケンシャルでキラルな炭素鎖高分子に相当する)の誘導体を多数合成し、包接重合に適した包接結晶をつくり、層状あるいはらせん状の新しい高分子ハイブリッド組織体を合成することを目的とするが、本年度は次のような研究成果が得られた。1.前年度に続いて、市販品のコール酸・エピコール酸・デオキシコール酸・エピデオキシコール酸・アポコール酸・ケノデオキシコール酸・ヒオコール酸・リトコール酸などから出発して、各種胆汁酸ステロイドの誘導体を合成した。2.これらホストの包接能を再結晶法とインターカレーション法にて調べた結果、多数の誘導体が包接化合物を形成することが明らかになった。得られた包接結晶の立体構造をX線粉末あるいは単結晶構造解析により決定した結果、層状あるいはらせん状の集合構造をもつことが明らかになった。3.各種モノマーの包接結晶をつくり、包接重合の可能性を調べた結果、ケノデオキシコール酸が有効であることがわかった。このホストはキラルならせん状集合体をつくるので、六角柱状の一次元空間で重合反応が進むことになる。この空間はキラルなので、プロキラルモノマーを用いれば光学活性ポリマーを得る方法になると期待できる。4.上記ケノデオキシコール酸の包接化合物では、ゲスト交換が単結晶状態を維持しながら起こることが初めて明らかになった。これはらせん状の新しい高分子ハイブリッド組織体を得る非常に有効な方法である。
蛋白質カプセルを用いた新規癌ターゲッティングＤＤＳの創製

本研究課題では,生体内輸送蛋白質であるリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素(L-PGDS)を用いた副作用の少ない新規癌ターゲッティングDDSの構築を目指し,抗癌剤を癌組織においてのみ放出する蛋白質カプセルを創製することを目的とする。前年度までに作製したSN-38-BSA複合体では,BSA 1分子あたりに結合したSN-38が7-8分子程度であった。そこで本年度は,ファージディスプレイ法を効果的に行うために,SN-38-BSA複合体の作製法を再検討した。前年度までの合成法を応用し,反応行程数を減らし,SN-38の反応性の向上を試みた。作製したSN-38-BSA複合体を質量分析した結果,BSA 1分子あたり13-14分子のSN-38が結合していることが明らかとなり,反応効率の向上に成功した。次に,SN-38と高親和に結合するL-PGDS変異体の取得を目指しバイオパニングを行った。5回のパニング操作の結果,R4以降において,BSAから溶出されたファージ数と比較して,SN-38-BSA複合体から溶出されたファージ数が著しく増加していることが明らかとなった。さらに,抗ファージ抗体を用いて,各RoundのSN-38特異性を確認した結果,R4以降において吸光度の上昇が確認できた。また,R5終了時のコロニーをランダムに20個選択し,シークエンシングを行ったところ,2種類の配列に収束していたことからSN-38を強固に結合するL-PGDS変異体を探索に成功したことが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,生体内輸送蛋白質であるリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素(L-PGDS)を用いた副作用の少ない癌ターゲッティングDDSの構築を目指し,ファージディスプレイ法を用いて,L-PGDSを鋳型として抗癌剤を癌組織のみで放出する蛋白質カプセルを創製することである。ファージディスプレイ法を用いて難水溶性抗癌剤SN-38を強固に結合する蛋白質カプセルを探索するため,L-PGDS発現ファージの取得を行った。その結果,ファージの表面に確かにL-PGDSが発現しており,また,発現させたL-PGDSが疎水性低分子結合能を有していることを確認した。次に,ファージディスプレイにおいてランダム化を行うアミノ酸残基を決定するために,L-PGDSとSN-38とのドッキングシミュレーションを行った。その結果,L-PGDS内部の11アミノ酸残基がSN-38との結合に関与すると予測され,これらアミノ酸残基にランダムに変異を導入することにより,L-PGDS変異体ライブラリーを構築した。さらに,ファージディスプレイ法を行う上で,SN-38を固相化する必要がある。有機化学合成法によりSN-38の修飾を行い,リンカーの長さが異なる2種類のビオチン化SN-38を合成した。また,異なる固相化法として,SN-38のBSAへの共有結合を行った。等温滴定型熱測定により,作製したビオチン化SN-38とストレプトアビジンとの結合親和性を調べた結果,高親和に結合する(解離定数< nM)ことが明らかとなった。また,SN-38-BSA複合体を質量分析したところ,BSA 1分子あたり7-8分子のSN-38が結合していることが明らかとなり,SN-38の固相化が可能であることを見出した。研究実績の概要に記載のように,平成27年度は,ファージディスプレイを行う上で必要不可欠な1) L-PGDS発現ファージの取得,2) L-PGDS中のランダム化アミノ酸残基の決定とそのランダム化,3)有機化学合成法による難水溶性抗癌剤SN-38の固相化を行い,おおむね予定通りに研究は進んでいる。1)および2)では,ファージの表面に確かにL-PGDSが発現しており,また,発現させたL-PGDSが疎水性低分子結合能を有していること,さらにSN-38結合部位のアミノ酸残基のランダム化に成功した。3)では,有機化学合成法により「ビオチン-ストレプトアビジンの相互作用」と「ウシ血清アルブミン(BSA)」の2種類のSN-38固相化法に着手し,どちらも成功している。今年度はこれらを用いてファージディスプレイを行う予定であり,本申請研究はおおむね順調に進展していると思われる。

5回のパニング操作の結果,R4以降において,BSAから溶出されたファージ数と比較して,SN-38-BSA複合体から溶出されたファージ数が著しく増加していることが明らかとなった。さらに,抗ファージ抗体を用いて,各RoundのSN-38特異性を確認した結果,R4以降において吸光度の上昇が確認できた。また,R5終了時のコロニーをランダムに20個選択し,シークエンシングを行ったところ,2種類の配列に収束していたことからSN-38を強固に結合するL-PGDS変異体を探索に成功したことが示唆された。平成29年度は,昨年度に作製したL-PGDS変異体ライブラリー,およびSN-38固相化法を用いてバイオパニングを行い,SN-38に対して高い結合親和性を有する蛋白質カプセルを取得する。取得した蛋白質カプセルは大腸菌発現系により,培養精製し,高純度で調製する。得られたカプセルの構造変化の有無をCD測定により確認するとともに,SN-38との結合親和性,結合比,および熱力学的パラメータを等温滴定型熱量計により決定する。また,強固に結合することが明らかとなった場合は,癌疾患モデルマウスに対して,SN-38/蛋白質カプセル複合体を静脈内投与し,抗腫瘍活性を評価する。さらに,投与後のSN-38の体内動態を調べるため,PETプローブ化SN-38を用いたリアルタイムイメージングを行う。また,SN-38以外のその他の抗癌剤(パクリタキセル,ドセタキセル)に対する蛋白質カプセルを取得するため,各抗癌剤の固相化法を検討し,バイオパニングを行う。これら蛋白質カプセルについても,癌疾患モデルマウスを用いて抗腫瘍活性を評価する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
キラル反応場の複核化に基づく新規不斉合成反応の開発

環境破壊など負の作用を伴わず、自然界に適合した人類の持続的発展のためには、新概念に基づく新規物質合成法の確立が急務である。従来、金属一つを含む単核キラル反応場での反応が開発されてきたが、立体選択性が不充分である、触媒活性が低い、実現できない反応があるために多段階の反応を要する、などの諸問題が山積していた。本研究ではキラル反応場の複核化という新概念の基に、個々に特徴ある機能を有する金属複数を、配位機能を考慮しながら積極的に集積した複核キラル反応場を構築することにより、単独の金属を用いるだけでは実現不可能な新規不斉合成反応の開発を行なった。特に両鏡像体ともに入手可能な酒石酸エステルの活用を計り、精密な制御が可能な反応場の構築を試みた。ヒドロキシモイルクロリドよりも安定で取扱いが容易なアルドオキシムをニトリルオキシド源として用い、反応系内における直接酸化により単離困難なニトリルオキシドを系内調製し、アリルアルコールへの不斉1,3-双極子付加環化反応を試みたところ、対応する(R)-2-イソオキサゾリンが高エナンチオ選択的に得られることを明らかにした。また、再現性良い高エナンチオ選択性の発現には、1,4-ジオキサンの添加が極めて効果的であることを見出した。ニトロソ化合物のヘテロDiels-Alder反応は、協奏的な付加環化により窒素原子と酸素原子を一つずつ含む六員環化合物を合成する反応であるが、現在までエナンチオ選択的反応の報告例はなかった。そこで、これまでに得た知見をもとに、ニトロソ化合物の不斉ヘテロDiels-Alder反応を試みたところ、亜鉛原子を二つ有するキラル反応場設計により、世界で初めてニトロソ化合物の不斉ヘテロDiels-Alder反応に成功した。以上のようにキラル反応場の複核化という概念は、立体化学の制御に極めて有効であることを、実証できた。環境破壊などの負の作用を伴わず、自然界に適合した人類の持続的発展のためには、新概念に基づく新規物質合成方法の確立が急務である。その結果、金属として亜鉛を用い、アミド置換基を有するニトロンの触媒的不斉1,3-双極子付加環化反応を行った結果、エチル亜鉛種とヨウ素から反応系内でヨウ化亜鉛種を発生させ、さらにピリジン-Ν-オキシドを添加剤として加えることにより、再現性良く反応を行なうことができた。特に、γ位に置換基を有するアリルアルコールへの付加環化反応では、レジオ、ジアステレオ、エナンチオ選択性の制御をほぼ完全に行なうことができ、対応する光学活性3,4,5-三置換イソオキサゾリジンを合成することができた。

次に、新たにマグネシウム二つ、亜鉛一つを含む三核反応場を構築しReformatsky型試薬のイミンへの不斉求核付加反応を行なった結果、対応するβ-アミノ酸誘導体を高エナンチオ選択的に得ることに成功した。特に、水の添加が再現性良く高いエナンチオ選択性の実現に不可欠であるという、興味ある知見を得た。以上のようにキラル反応場の複核化という概念は、立体化学の制御に極めて有効であることを、実証できた。環境破壊など負の作用を伴わず、自然界に適合した人類の持続的発展のためには、新概念に基づく新規物質合成法の確立が急務である。従来、金属一つを含む単核キラル反応場での反応が開発されてきたが、立体選択性が不充分である、触媒活性が低い、実現できない反応があるために多段階の反応を要する、などの諸問題が山積していた。本研究ではキラル反応場の複核化という新概念の基に、個々に特徴ある機能を有する金属複数を、配位機能を考慮しながら積極的に集積した複核キラル反応場を構築することにより、単独の金属を用いるだけでは実現不可能な新規不斉合成反応の開発を行なった。特に両鏡像体ともに入手可能な酒石酸エステルの活用を計り、精密な制御が可能な反応場の構築を試みた。ヒドロキシモイルクロリドよりも安定で取扱いが容易なアルドオキシムをニトリルオキシド源として用い、反応系内における直接酸化により単離困難なニトリルオキシドを系内調製し、アリルアルコールへの不斉1,3-双極子付加環化反応を試みたところ、対応する(R)-2-イソオキサゾリンが高エナンチオ選択的に得られることを明らかにした。また、再現性良い高エナンチオ選択性の発現には、1,4-ジオキサンの添加が極めて効果的であることを見出した。ニトロソ化合物のヘテロDiels-Alder反応は、協奏的な付加環化により窒素原子と酸素原子を一つずつ含む六員環化合物を合成する反応であるが、現在までエナンチオ選択的反応の報告例はなかった。そこで、これまでに得た知見をもとに、ニトロソ化合物の不斉ヘテロDiels-Alder反応を試みたところ、亜鉛原子を二つ有するキラル反応場設計により、世界で初めてニトロソ化合物の不斉ヘテロDiels-Alder反応に成功した。
プログラマブル長期生体情報計測・記録システムの構築

心臓血管系のゆらぎの特性を知り、疾患発生の予知に結び付けるためには一日を超える期間にわたって安定した計測・記録が行えるシステムが必要である。本研究では、このための長期生体情報記録システムの構築を行った。その結果を以下にまとめる。1.ハードウエアの特徴として、大容量半導体メモリを有し、間欠動作を行うCMOS回路使用による低消費電力構成であり、測定モードがプログラマブルである携帯型長期生体情報記録システムを構築した。さらに1号機の使用経験を踏まえて、2号機の製作を行った。そのサイズは1号機と同程度とし、デタインターフェースを強化すると共に、システムの内部状態のモニタのためのインディケータを付加した。2.記録した心電図データの処理のために、心電図基線のゆっくりとしたゆらぎを除去するためのディジタル多重ノッチフィルタの設計、R波やT波の抽出のためのアルゴリズムを開発した。3.得られたデータに対するさらに高度な処理法として、短時間スペクトルから自律神経系の活動を表す指標を抽出し、活動バランスの時間的な遷移規則を明らかにする方法を開発した。バイスペクトルを用いた心電図時系列データの解析法も開発した。さらに、心臓血管系の状態依存性を変数間のインパルス応答関数の構造変化として明らかにした。ダイナミクス間の距離的な尺度を用いた状態依存性解析のための方法論を新たに確立した。4.システムを用いて自由行動下での測定を行い、睡眠や運動を含む長期計測が32時間以上にわたって可能であることを確かめた。被験者の装着感も良好であった。システムの臨床応用の試みとして、睡眠時無呼吸症候群の患者に装着してもらい自由行動下で生体信号を測定した。この場合、呼吸リズムのモニタが必要であることから加速度センサの代わりにコンデンサマイクを取り付け気道音を測定した。これにより、患者に対しても無理なく長時間計測が可能であることが確かめられた。本研究では次年度以降の小型化に向けて、以下のような特長を有するモジュール構成による長期生体情報記録システムの構築を行った。(i)大容量半導体メモリを有する。(ii)間欠動作を行うCMOS回路使用による低消費電力構成である。作成したシステムの仕様は以下のようである。サイズ:幅150mm×奥行き40mm×高さ70mm(電池ボックス含む)回路構成:DSP部、外部メモリ部、E^2PROM部、アナログ部の4ブロック構成記憶容量:フラッシュメモリ192Mbyte SRAM 64Kbyte計測信号:心電図、筋電図、脳波、眼電図、加速度各1チャネル記録時間:心電図(500Hz)、筋電図(50Hz)、脳波(50Hz)、眼電図(50Hz)、加速度(50Hz)で記憶容量の許容時間は40時間、電池容量の許容時間は26時間また、記録した心電図からのR波抽出のためのアルゴリズムの開発、バイスペクトルを用いた心電図時系列データの解析法の開発、ならびにダイナミクス間の距離的な尺度を用いた状態依存性解析のための方法論を新たに確立した。今後は、このシステムを用いた動物実験および臨床的な試用を実施し機能評価を行う。本研究では前年度においてこの目的のためのプログラマブル長期生体情報記録システムの構築を行った。今年度は、このシステムを用いて、計測実験を行いシステムの動作を確かめた。また、データの圧縮方法や処理法について検討した。

以下に本年度の成果をまとめる。(1)心電図のデータ圧縮法として、差分値を非線形変換するアルゴリズムについて検討し、パラメータの最適化を行った。(2)心電図基線のゆっくりとしたゆらぎを除去するためのディジタル多重ノッチフィルタを設計し、その有効性を確かめた。(3)大容量のメモリを有する本システムの特徴は心電図の波形データを蓄積できる点にあるが、その機能を生かす処理法としてP波やT波などの波形や発生時刻を検出することが考えられる。このためのアルゴリズムを開発した。(4)得られたデータに対するさらに高度な処理法として、短時間スペクトルから自律神経系の活動を表す指標を抽出し、活動バランスの時間的な遷移規則を明らかにする方法を開発した。これは長時間心電図データから病態を判定する手段として有望なものである。(5)心臓血管系の状態依存性を変数間のインパルス応答関数の構造変化として明らかにし、状態依存性解析のための方法論を新たに確立した。今後は、データ計測を繰り返し、システム構成も含めて検討を行い、より実用性の高いシステムや処理法の開発を目指す。心臓血管系信号ゆらぎの特性を知り、疾患発生の予知に結び付けるためには長時間の安定した計測・記録が行えるシステムが必要である。今年度は、前年度までに作製したシステム(一号機)を用いて、計測実験を行いシステムの動作を確かめるとともに、その結果を踏まえて新型システムを作製した(2号機)。また、システムの臨床応用のための測定実験を行った。(1)1号機を用いて自由行動下での測定を行い、睡眠や運動を含む長期計測が32時間以上にわたって可能であることを確かめた。被験者の装着感も良好であった。(2)(1)で採取されたデータは意識水準を判定するのに十分耐えるものであった。これにより、覚醒や睡眠状態における心拍ゆらぎのダイナミクスの解析を行った。(3)システムの臨床応用の試みとして、1号機を睡眠時無呼吸症候群の患者に装着してもらい自由行動下で生体信号を測定した。この場合、呼吸リズムのモニタが必要であることから加速度センサの代わりにコンデンサマイクを取り付け気道音を測定した。これにより、患者に対しても無理なく長時間計測が可能であることが確かめられた。(4)1号機の使用経験を踏まえて、2号機の製作を行った。そのサイズは1号機と同程度とし、データインタフェースを強化すると共に、システムの内部状態のモニタのためのインディケータを付加した。さらに、多様な生体信号に対応するために入力部を汎用に耐えるようにパラメータを設計した。(5)解析のための方法論に関しては、心臓血管系の状態依存性を変数間のインパルス応答関数の構造変化として明らかにし、状態依存性解析のための方法論を新たに確立した。また、心臓血管系のダイナミクスから自律神経系が有する制御機構を推定する枠組みを提案した。
ゲンゲ亜目魚類の繁殖生物学的研究材料としての有用性の検討

2011年6月、北海道臼尻町沿岸水深7mの砂礫底において、SCUBA潜水によってタウエガジ科のトンガリギンポ雌雄各一個体を採集した。水槽内での飼育・観察から、産卵後雄が単独で卵保護することを初めて明らかにした(卵色・卵形:白色球形、卵数:400個、卵径1.59±0.04SDmm,n=50)。雌の卵巣からは精子は確認されなかうたことから、本種は非交尾型である可能性が高い。タウエガジ科には、雄卵保護型、雌卵保護型および両親保護型があり、雌卵保護型と両親保護型で交尾種が確認されている。これらの結果は、ゲンゲ類がカジカ類同様に、雄卵保護型から交尾が発達し、その後雌の卵保護が進化した方向性を支持する。2011年9月、北海道大学水産学部附属練習船おしょろ丸が実施した、北海道南岸沖(水深600m)での着底トロールによって、ゲンゲ科のシロゲンゲ210個体を採集した。うち100個体の全長、体重および生殖腺重量を測定し、生殖腺重量指数(GSI=卵巣重量/体重×100)を算出した。雌は全長560mm以上の個体(雌52個体23個体)で発達した卵巣を有し(GSI=4.4±0.8SD、n=23)、産卵期間近であると推察された。一方雄は、全長510mm以上の個体のみ(雄全成48個体中13個体)成熟途上の精巣を有していた。北海道南岸沖のシロゲンゲは、9月頃から性成熟に向かうこと、雌雄ともに大型個体のみ成熟することが示唆された。今回採集したゲンゲ類のうち、繁殖期前後に採集ができた種は2科2種にとどまった。各種の繁殖時期を特定し、集中的に採集することが課題として挙げられるが、時期的な制約は十分解決可能であると考えられる。今後ゲンゲ類の生態情報を蓄積することで、魚類の進化生物学的研究に大きく貢献し得ると考えられる。
陽電子分光による金属材料工業製品の熱履歴分析法の研究

陽電子消滅ガンマ線同時計測エネルギー分析法によって、金属材料の熱履歴分析と金属薄膜の生成過程分析を検討した。熱履歴分析においては、酸化膜の影響が排除できるときには金属の熱処理履歴が検出可能であった。金属薄膜の生成過程に関しては、蒸着膜とメッキ膜の区別と膜厚の計測の可能性が示された。本研究は、各種金属工業材料の加工ひずみの熱処理による緩和を陽電子消滅ガンマ線分析によって検出し、金属材料の熱履歴を検出しようとする研究である。金属片を管状電気炉で加熱処理する際に空気雰囲気で加熱すると金属によっては酸化膜が成長してしまうので、酸化膜の影響を取り除くために、電気炉内部を窒素ガス置換することで金属の酸化を抑制して熱処理を行なって、熱処理金属資料を作成し、陽電子分光の実験を行った。資料金属としては、アルミ、銅、軟鉄、ステンレスを測定した。処理温度は、角金属の(融点-50度)程度までとした。アルミ、銅、軟鉄に関しては、熱処理による陽電子の消滅ガンマ線スペクトルの変化を確認できたが、ステンレスに関しては確認できなかった。これは電気炉の到達温度が1000度に制限されているためであると考えられた。今後は、各資料に関して、加熱温度と加熱時間を変化させて実験を継続する。実験装置に関しては、既存の計測装置の2台のADCの変換時間が20uSと0.8uSと非常にアンバランスであったので、計数率が数kcpsに制限されていたが、今回ADCの対称化と計数プログラムの高速化を実現し、10kcps(100kB/s)の計数率でも計測が可能となった。本研究は、各種金属工業材料の製造時における加工ひずみの熱処理による緩和を陽電子消滅ガンマ線分析によって検出し、火災現場等に残された金属片の熱履歴を検出し、火災現場の到達温度を推定することを目的とする研究である。本年度は管状電気炉による加熱処理に加えて、パルスレーザー(20Hz、10nS)加熱処理による金属片の熱履歴検出の実験も試みた。パルスレーザーによる加熱に関してはパルス幅が短いために金属材料が蒸発してしまい加熱温度を効率よく上昇させることが困難であった。また、管状電気炉による加熱試料料においても、試料によっては、以前のバーナー火炎加熱による試料のスペクトルを再現できないものも存在した。今後は、バーナー火炎加熱による試料のスペクトルを基準にして電気炉処理の試料のスペクトルを比較する。また、真空蒸着やメッキされた金属膜に関して、加熱処理によるガンマ線スペクトル変化を検出できるかの実験をおこなう。実験装置に関しては、2台のPureGe検出器が正対していなかったので(垂直と水平)新たに架台を新たに作成し、上下方向に検出器が正対するように改造した。本研究は、各種金属工業材料の製造時における加工ひずみを陽電子消滅ガンマ線分光によって検出し、火災現場等に残された金属片の熱履歴や各種金属加工過程の痕跡検出することを目的とする研究である。本年度は母材金属上に形成された異種金属膜の生成過程による加工履歴検出の実験を試みた。母材金属に銅板を用い、母材表面に金の蒸着膜とメッキ膜を別々の試料として作成し、両者の違いを陽電子消滅ガンマ線分光によって測定した。また、金板(0.5mm厚)と金箔(2.5μm厚)との違いも測定した。金箔の測定は、使用する陽電子源(Na-22)の陽電子が確実に停止吸収されるように8枚の金箔を重ねて20μm厚で行った。金板と金箔の消滅ガンマ線の運動量分布は明瞭に異なっており、金箔製造時における加工ひずみが検出できたと考えられる。銅板上の金の膜は無電解メッキと真空蒸着で形成し、膜厚は膜形成前後の銅板の重量変化から測定した。作成した試料の膜厚はメッキ(2.3と4.5μ鳳)、蒸着(2,6と5.2um)であった。銅板上に形成された金の膜において、消滅ガンマ線の運動量分布が銅板のものから金の膜の運動量分布に変化してゆき、変化量は金の膜厚にほぼ比例していた。また、蒸着によって形成された膜の運動量分布の変化量はメッキで形成された膜からのものに比較して大きくなっていた。これらの結果から、銅板上に形成された金膜に関して、膜の形成亥法とその厚さを陽電子消滅ガンマ線分光によって解析できると考えられる。
両税法成立史の研究

唐の中頃,安史の乱とそれにつづく節度使の反乱のため,北魏以来3世紀にわたって行ったきた賦役制度(いわゆる租庸調制)が崩壊,徳宗は建中元羊(780)楊等の献策を入れ,これに代えて両税法を施行した。この両税法は,その後幾多の手直しを経ながらも,明の中頃一条鞭法に代わるまで,約8世紀間,正税として行われた。それゆえ,租庸調制から両税法への転換は,中国税制史を画する変革であったといえる。本研究は,既発表の論文の再検討を主とし,欠けている部分の補充および唐代における各州の戸数の移動表とその地図化をおこなった。その成果は「両税法成立史の研究」と題し,近く出版する予定である。論文の構成は,前編唐代賦役制度の再検討本論I建中初羊の年支両税と両税解手・両税銭II唐の地税とその展開III唐の戸税とその展開IV江南の折租納有V夏税・秋税の源流VI塩運改革と通貨の動きVII中世農業技術の展開VIII唐代両税・三限版IX唐代両税法の地域性後編中国複合文化試論付唐代編戸の移動表・図のごとくである。本研究の新しさは,安史の乱によって租庸調制が崩壊し,租庸調制時代にあった地税と戸税が増額されて両税法ができたとする従来の見方に対し,被災した華北では地税が主となったが,戦火をまぬがれれた江南では,戦前から行なってきた戸等に応じて租を布で徴するやり方を発展させたものであり,安史の乱後,経済の重心が江南に移ったことにより,それが基本税となり,両税法となったとした点にある。その説明に,前記の「唐代編戸の移動表・図」を利用しているのは,近年とくに発達している情報科学を歴史学にとりいれたものである。780年,唐の徳崇建中元年,安史の乱とそれにつづく節度使の反乱によって崩壊した租庸調制をやめ,両税法を創設した。この税法は,以後,明の一条鞭法施行まで,約8世紀間,正税として行なわれたため,この成立過程の研究は多いが,諸志意見まちまちで,未だ定説をみない。その理由の一つは,すでに自明のことのように理解されている租庸調制について,体系的研究が不充分であることになる。本年度は,過去に発表して来た唐の賦復制度について,再検討し,あわせて,隋煬帝のとき齋せされた婦人・奴婢・部曲の課について考察した。唐の編戸の移動を概観しても,租庸調制時代は葺地が中心で,両税法時代,江南にその経済政策の重心が移されたことは,容易に察せられる。しかし,そのことは漠然とそう思っているだけのことで,それが両税法の性格の上にどうあらわれているかについて,徹底した考察がなされていない。そこで本年度は,庸和の真観時代の中に続き,盛唐開元時代・天宝時代の戸口税計,安史の乱後,元和時代の戸口税計を整理し,表を作成した。州別編戸の移動をみると,唐が安史の乱後,つぎつぎにうって来た経済政策の意味がみえて来る。そこで,それをよりよく理解するため,パ-ソナル・コンピュ-タ-を使って,図表化する作業をつづけている。

もしこれが完成すれば,単上両税法城立史観光に役立つだけでなく,いろいろなテ-マの研究に役立つであろう。本年度は「唐代編戸の移動表・図」を作製した。唐代には,貞観年間(627649)・開元元年(1113)、天宝年間(742756)元和年間(806820)の府州別手口統計が残されていが,それも電与化して地図上に記憶させた。北朝の制度を継承した唐の賦役制度が天宝末年におきた安史の乱によって崩壊し,南朝の税制を発展させた両税法ができあがってゆく過程が,編手の移動図によって,より明解に理解できるようになった。また,両税法成立中に関する既発表の論文で全面的に書きかえ,近く「両税法成立史の研究」として刊行する予定である。構成は,前編,唐代賦役制度の再検討本編両税法の成立I建中初年の年支両税と両税解斗、両税銭II唐の地税とその展開III唐の序税とその展開IV江南の折納布V塩運改革と通貨の動きVI中世農業技術の展開VII夏税・秋税の成立VIII唐代両税の三預収IX唐代両税法の地域性後編中国複合文化史試論付唐代州別編戸の移動表・図となるであろう。本研究の新しさは,安史の乱によって租庸調制が崩壊し,租庸調制時代にあった地税と戸税が増額されて両税法ができたとする従来の見方に対し,被災した華北では地税が主となったが,戦火からまぬがれた江南では資産税が主となり,そのやり方はすでに戦前から戸〓によって租をとる折納法を〓〓させたものであり,安史の乱後経済の重心が江南に移ったことにより,それが基本税となり,両税法ができたとする点にある。その説明に,前記の「唐代編戸の移動表・図」が極めて有効に利用されている。
大腸菌ATP依存性プロテアーゼLonの構造機能相関

異常タンパク質をATP依存的に認識,分解する大腸菌のLonプロテアーゼ(プロテアーゼLa,サブユニットの分子量は87,000)の4次構造とプロテアーゼ活性の相関について調べた.生理的条件(pH78,5mM MgCl_2存在下)ではホモ16量体として存在することを超遠心による分析(沈降速度法および遠心平衡法)で明らかにした.この16量体の沈降係数は35.8Sであった。さらに,pHおよびMgCl_2濃度を変化させて分析を行ったところ,4量体(沈降係数12.6S),8量体(沈降係数21.2S),16量体およびさらに大きな会合状態(おそらく32量体と思われる)の各状態の存在が見いだされた.これらの沈降係数は4量体を球状分子(計算値16.9S)とし8量体はこれが2つ結合したもの(計算値25.3S),16量体はこれが4つ平面的に並んだもの(計算値39.8S)とよく一致した.これら以外の会合状態(12量体など)は見いだせなかった.5mM MgCl_2存在下では,pH8以下で16量体,pH9で8量体,pH10以上で4量体が主成分であった.またpH8で比較するとマグネシウム濃度が0.5mM以下では32量体,2.5mMで16量体,1030mM程度で8量体,50mM以上で4量体が主成分であることがわかったプロテアーゼ活性の至適pHおよび至適マグネシウム濃度を調べると,それぞれpH9,520mMで,ともに8量体が主成分となる条件だった.異常タンパク質をATP依存的に認識,分解する大腸菌のLonプロテアーゼ(プロテアーゼLa,サブユニットの分子量は87,000)の4次構造とプロテアーゼ活性の相関について調べた.生理的条件(pH78,5mM MgCl_2存在下)ではホモ16量体として存在することを超遠心による分析(沈降速度法および遠心平衡法)で明らかにした.この16量体の沈降係数は35.8Sであった。さらに,pHおよびMgCl_2濃度を変化させて分析を行ったところ,4量体(沈降係数12.6S),8量体(沈降係数21.2S),16量体およびさらに大きな会合状態(おそらく32量体と思われる)の各状態の存在が見いだされた.これらの沈降係数は4量体を球状分子(計算値16.9S)とし8量体はこれが2つ結合したもの(計算値25.3S),16量体はこれが4つ平面的に並んだもの(計算値39.8S)とよく一致した.これら以外の会合状態(12量体など)は見いだせなかった.5mM MgCl_2存在下では,pH8以下で16量体,pH9で8量体,pH10以上で4量体が主成分であった.またpH8で比較するとマグネシウム濃度が0.5mM以下では32量体,2.5mMで16量体,1030mM程度で8量体,50mM以上で4量体が主成分であることがわかったプロテアーゼ活性の至適pHおよび至適マグネシウム濃度を調べると,それぞれpH9,520mMで,ともに8量体が主成分となる条件だった.
ラパマイシンフィルムの冠動脈バイパス手術への臨床応用に関する研究

新規の冠動脈バイパスグラフト狭窄予防法の開発を目的に、ラパマイシン含有PLA/CLフィルムを合計13例の冠動脈バイパス手術のグラフト近位吻合部に貼付した。対照群(8例)としてはラパマイシン非含有PLA/CLフィルムを用いた。術後経過は全21例で良好であり、吻合部狭窄を認めなかった。フィルム貼付に伴う明らかな有害事象も認めなかった。本研究でフィルム使用の安全性が確立され、新しいDrugdeliverysystemが構築されたと考えられる。研究準備として、ラパマイシン、および生体吸収性素材:PLA-CL,50:50(グンゼより人工硬膜として購入)研究計画書に基づいて予め作成し、ロット番号を明記し、担当薬剤師に管理を依頼し、使用時、処方箋にて処方する体制を確立した。続いて、学内倫理委員会で研究計画が承認されたので、実際の手術時にフィルムの植え込みを開始した。冠動脈バイパス術において、大動脈-大伏在静脈グラフト吻合部(グラフト近位吻合部)に作成したラパマイシン徐放フィルム(もしくはコントロールフィルム)を吻合部全体が覆われるように貼付けた。冠動脈吻合には通常使用されるモノフィラメント糸を使用した。術中のグラフト開存性の評価は、ドップラー血流計を用いた。成人の初回待機的冠動脈バイパス術の症例で、大伏在静脈グラフト使用症例を対象とした。平成22年度は、ラパマイシン徐放フィルム群3例、コントロールフィルム群4例、計7例が研究対象として治療を受けた。効果評価として、術後に造影心臓CT検査および冠動脈造影検査を施行した。可能な症例では、冠動脈造影時に血管内エコー検査(IVUS)、もしくは近赤外線を用いて冠動脈を観察するOCT(optical coherence tomography)にて吻合部内膜の状態を評価した。これまでのところ、両群でグラフト閉塞なく、吻合部内膜の有意な肥厚を認めていない。その他、副作用、臨床検査成績を追跡している。平成23年度は、3月に発生した東日本大震災による被害として、長時間の停電により本研究に使用するために冷凍保管されていたラパマイシンが全て使用不能となったこと、また作成のための実験機器も破損し、作成を再開し臨床応用を再開するための時間を要した。しかし最終的に10月から本格的に試験を再開できた。平成23年10月以降3月の年度末までに、対照群としてのラパマイシン非含有のPL/CLフィルム群3例と試験群のラパマイシン含有PLA/CLフィルム群1例の合計4例で冠動脈バイパス手術の際にフィルムが貼付された。術後経過は全例で良好で、フィルム貼付に伴う明らかな有害事象はなく、術後検査でのグラフト造影(心電図同期CT検査)では、全例で良好な開存性を確認できた。研究開始から2年経過し、ラパマイシン徐放フィルム群4例、コントロールフィルム群7例、計11例が研究対象として治療を受けた。内膜肥厚が有意となる術後23ヶ月時点での冠動脈造影検査を施行し、その際に血管内エコー検査(IVUS)、もしくは近赤外線を用いて冠動脈を観察するOCT(optical coherence tomography)にて吻合部内膜の状態を評価した。その中間成績を平成23年7月の第16回日本冠動脈外科学会学術大会において報告した。平成24年度に追加された症例は、平成25年4月から平成25年3月の年度末までに、対照群としてのラパマイシン非含有のPLA/CLフィルム群1例と試験群のラパマイシン含有PLA/CLフィルム群4例の合計5例であった。全例に冠動脈バイパス手術の際に近位吻合部にフィルムが貼付されたが、術後経過は全例で良好であった。研究開始から現在までにラパマイシン徐放フィルム群13例、コントロールフィルム群8例、計21例が研究対象として治療を受けた。内膜肥厚が有意となる術後3ヶ月時点での冠動脈造影検査を施行し、その際に血管内エコー検査(IVUS)、もしくは近赤外線を用いて冠動脈を観察するOCT(optical coherence tomography)にて吻合部内膜の状態を評価した。これまでのところ、両群でグラフト閉塞は認めはいない。現在、対象となった症例に対して施行された心電図同期CT検査、心臓カテーテル検査を評価し吻合部形態の変化、狭窄の程度、またIVUS、OCTでの内膜肥厚について検討し統計学的解析を行い学会での発表の準備を行っている。研究開始から現在まで、フィルム使用に伴う有害事象を認めていない。フィルム使用の安全性が確立されていると考えられるが、引き続き臨床検査成績の推移を追跡し、副作用の出現について検討を行う予定である。

本研究でフィルム使用の安全性が確立され、新しいDrug deliverysystemが構築されたと考えられる。昨年の東日本大震災による影響や、対象となる冠動脈バイパス手術症例数の減少傾向などから、当初予定の両群合計40例の登録症例数の30%にとどまっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。対象となる冠動脈バイパス手術の範囲を、単独冠動脈バイパスだけに限らず、大動脈に大伏在静脈を吻合する必要のある、弁膜症や大動脈瘤との複合手術症例にも拡げることで、対象症例を増加させる。