hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非選択的カチオンチャネルとしてのバニロイド受容体の生体機能と分布の解析

生体機能惹起に関与するカルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入経路の候補として、バニロイド受容体(TRPV1)に着目し、TRPV1の生体機能と分布について研究を行った。その研究結果の要点を以下の4点にまとめた。1.培養末梢神経モデル細胞PC12におけるTRPV1の存在と機能:PC12細胞において、カルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入経路のひとつとしてTRPV1が存在し、刺激によりこれを介して神経伝達物質を遊離することが明らかとなった。2.消化管機能における役割:ラット胃損傷・潰瘍モデルにおいて、胃粘膜壊死惹起時にTRPV1は胃保護的に働いていることが明らかとなった。マウス摘出下部消化管標本において、TRPV1は消化管ぜん動運動を亢進する方向に働いていることを見いだした。麻酔下ラット胃内灌流標本において、カプサイシンの脳室内投与は中枢のTRPV1を介して胃酸分泌を亢進させることが明らかとなった。3.消化管TRPV1受容体の分布:ラット胃の凍結切片を免疫染色すると、TRPV1神経線維は粘膜下の血管周囲と筋間神経叢に豊富に存在していた。本検討により胃におけるTRPV1神経線維の分布を明らかにできた。4.カルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入に作用する天然薬物成分の探索:和漢薬、伝承民間薬成分の中から探索の結果、附子アルカロイド、生姜辛味成分がカルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入を介して内皮依存性血管弛緩作用、消化管運動亢進作用などを惹起することを見いだした。生体機能惹起に関与するカルシウム流入経路の候補として、バニロイド受容体(TRPV1)に着目し、本年度はTRPV1の生体機能と分布について研究を行った。その成果の概要を以下の4点にまとめた。1.血管内皮細胞における附子アルカロイドによる一酸化窒素遊離作用:附子アルカロイドmesaconitineを用いて培養内皮細胞におけるカルシウム流入と機能について検討を行った。その結果、mesaconitineは内皮細胞の作用し、非選択的カチオンチャネルとナトリウム-カルシウム交換機構を活性化して、カルシウム流入を引き起こすことが明らかとなった。さらに、そのカルシウム流入により内皮細胞から一酸化窒素が遊離することを見いだした。2.消化管におけるTRPV1の分布と機能:胃、大腸におけるTRPV1の神経線維は胃粘膜層、平滑筋層、神経叢に観察された。中でも粘膜下の血管周囲と筋間神経叢に豊富に存在していることがわかり、TRPV1神経が消化管粘膜血流と運動を調節しているというこれまでの生理学的知見を支持する結果が得られた。また、消化管運動におけるTRPV1の役割を検討し、カプサイシンとジンゲロールの協力作用を見いだした。3.気道におけるTRPV1の分布:TRPV1神経線維は、気管支の平滑筋層と肺の動脈の周囲に豊富に観察された。また、TRPV1神経は外来性知覚神経であることが示唆された。4.神経モデル細胞PC12におけるTRPV1の存在と機能:PC12においてTRPV1が弱いながらも発現していること、またその受容体を刺激するとカルシウム流入の後、アラキドン酸が遊離されることが明らかとなった。生体機能惹起に関与するカルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入経路の候補として、バニロイド受容体(TRPV1)に着目し、本年度はTRPV1の生体機能と分布について研究を行った。その研究結果の要点を以下の5点にまとめた。1.マウス摘出下部消化管標本における消化管運動亢進作用:TRPV1が発現している知覚神経は、消化管ぜん動運動を亢進する方向に働いており、近位・横行・遠位結腸、直腸の各部位によってその反応が異なることが示唆された。2.ラット胃損傷・潰瘍モデルにおける胃粘膜保護作用:カプサイシンは、胃体部損傷、幽門洞潰瘍の形成を抑制した。

一方、バニロイド受容体遮断薬前処置、あるいは、カプサイシン感受性神経の除神経処置は胃幽門洞部の潰瘍を悪化させた。これらのことより、胃粘膜壊死惹起時において、TRPV1は胃保護的に働いていることが明らかとなった。3.麻酔下ラット胃内灌流標本における中枢神経性胃酸分泌亢進作用:カプサイシンの脳室内投与は中枢のTRPV1を介して胃酸分泌を亢進させることが明らかとなった。4.免疫染色による消化管TRPV1受容体の分布:ラット胃の凍結切片において、TRPV1神経線維は粘膜下の血管周囲と筋間神経叢に豊富に存在していた。本検討により、胃におけるTRPV1神経線維の分布を明らかにできた。5.カルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入に作用する天然薬物成分の探索:和漢薬、伝承民間薬成分の中から探索の結果、附子アルカロイド、生姜辛味成分がカルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入を介して内皮依存性血管弛緩作用、消化管運動亢進作用などを惹起することを見いだした。
多元的な社会における民主制の諸機能の解明

平成22年度は、以下の2つの研究に取り組んだ。(1)インドでは、積極的差別是正措置として留保議席制度が採択されている。留保議席制度とは、議席の一定割合を、被差別集団に割り当てる制度である。本研究の目的は、(1)留保議席制度が、有権者の投票行動にどのような影響を与えたのか、(2)被差別集団への優遇措置が多数派層の政治参加を減少させ、かえって差別を助長するといった問題はあるのか、といった二点を検証することにある。分析の際には、3万弱の個票データを用い、有権者の投票行動の違いを定量的に分析した。実証分析の結果、(1)特定カーストの投票率は一般議席区よりも留保議席区の方が高くなり、被差別集団の政治参加促進が確認できること、(2)特定グループ以外の人々の投票率は一般議席区でも留保議席区でも差がなく、多数派による政治上での差別の存在は確認されないこと、の二点が明らかになった。積極的差別是正措置としての留保議席制度が被差別層の政治参加を確保しつつ、差別を助長しない可能性を示したという意味で、本研究には研究としての価値のみならず実践上での意義も認められるだろう。(2)一票の格差が有権者の投票行動に与える影響については、があるものの、選挙区の都市化度合や産業構造といった様々な特徴を考慮した上での検証が難しいということもあって、精緻な計量分析がなされてこなかった。したがって、本研究では、30年間選挙区が固定され、一票の格差が90倍にも到達している現代のインドを分析の対象にすることによって、一票の格差が投票率にどのような影響を与えるのか正確に検証することを目的とする。これまでの分析の結果では、一票の重みと投票率には負の相関があるという、先行研究とは異なる結果が得られている。本研究は、インドの特殊な制度に着目することで、先行研究における問題点を克服し、精緻な分析を行なったという意味で研究上の独創性と優位性がある。平成21年度は、以下の2つの研究に取り組んだ。(1)留保議席制度が政治参加に与える影響インドでは、長年虐げられてきた低カースト層(SC)と先住民族(ST)に対する積極的差別是正措置の一貫として、彼らに一定の議席を保障する留保議席制度を採用している。この制度によって、SCの人々の政治参加は促進することが期待される一方で、指定グループ以外の上位カーストや他宗教の人々にとっては、選択が制限され、政治参加が阻害される可能性がある。そこで、本研究では留保議席制度が各グループの投票率に与えた影響を検証した。現在までの分析では、留保議席の存在はSCの投票率を上げ、それ以外のグループの投票率を下げること、STの人々の投票率には影響を与えないことが示唆されている。このような分析は、宗教・民族の多様性をもつ民主主義国家における制度設計を考える上で重要な知見を与えるものと思われる。(2)一票の格差の拡大が政治参加に与える影響インドでは、人口抑制政策を促進した州が不利益を被ることのないようにと、およそ30年にわたって下院議会選挙の選挙区が固定されたままであった。そのため、2004年の選挙では最大90倍もの一票の格差の拡大が生じている。本研究では、このような一票の格差の拡大が人々の投票行動に与える影響を検証した。現在までの分析では、一票の重みと投票率は正の相関をもつことが示唆されている。このような研究は、政治学で古くから議論されている投票率の決定要因に関する研究に新たな知見を与えるものであり、また、途上国における人口抑制政策を考える上でも重要な研究となるであろう。

これまでの分析の結果では、一票の重みと投票率には負の相関があるという、先行研究とは異なる結果が得られている。本研究は、インドの特殊な制度に着目することで、先行研究における問題点を克服し、精緻な分析を行なったという意味で研究上の独創性と優位性がある。
泥炭湿地の環境変化が土壌微生物群集の多様性および機能に及ぼす影響

近年、泥炭地湿原生態系は人為的な開発により乾燥化、富栄養化などの環境変化にさらされているが、このような環境変化はそこで活動する微生物相とその多様性への影響を通じてその生態的機能、物質循環に影響を及ぼしていることが考えられる。本研究課題では、国内数ヶ所の高層湿原泥炭地において土壌微生物群集の多様性と有機物分解機能を調査、比較することにより、富栄養化、pHの上昇、乾燥化などの自然的、人為的環境の変化が土壌中の微生物群集の多様性に及ぼす影響を明らかにするとともに、生態影響指標としての微生物多様性と、生態系機能としての土壌有機物分解機能との関係およびその影響機構を明らかにすることを目的とする。湿原環境とセルロース分解細菌相の関係を調べるために、3地域8箇所の調査地から計70株のセルロース分解細菌を単離し、その機能的多様性をBiolog systemを用いた炭素源利用性パターンの違いから解析した。その結果、希釈平板法で測定したセルロース分解細菌数は、河川水の影響を受け、比較的富栄養な環境にあるヨシ原あるいはハンノキ林の方が、貧栄養なミズゴケ高層湿原よりも多く、その中には放線菌も多く含まれていた。ミズゴケ高層湿原で優占していたセルロース分解細菌(S群)の炭素源利用パターンは比較的単純で、糖類、炭水化物の多くを利用できたが、利用できる有機酸、アミノ酸類は限られていた。一方、ヨシ原やハンノキ林からはS群の細菌が利用できない有機酸類、アミノ酸類なども炭素源として利用できる細菌(E群)が分離された。環境による細菌相のこのような違いは、各環境で細菌が利用できる有機物の質的違いを反映していると思われ、また、富栄養な湿地では多様な炭素源を利用できる微生物が生息する結果、比較的分解しにくい有機物も速やかに分解されることが考えられた。北日本や山間部の湿地では低温、高水分などの環境条件によって有機物分解が抑制されるため、未分解の植物遺体が蓄積し、泥炭地を形成する。このような生態系の形成および物質循環過程では、植物遺体の主要成分であるセルロースを分解する細菌類が重要な役割を果たしている。一方、このような湿原の自然的、人為的環境変化は底質中の微生物群集の多様性にも影響を及ぼし、微生物相の変化を通して底質の生態的機能にも影響をもたらすと考えられる。そこで、湿原環境とセルロース分解細菌相、生態的機能の関係を解析する手始めとして、日本国内3地域(北海道釧路湿原、福島県赤井谷地、日光戦場ヶ原)の栄養環境、植生の異なった泥炭湿地8箇所において調査を行い、セルロース分解細菌を単離し、その機能的多様性をBiolog systemを用いて炭素源利用性パターンの違いから解析した。希釈平板法で測定したセルロース分解細菌数は、河川水の影響を受け、比較的富栄養な環境にあるヨシ原あるいはハンノキ林の方が、貧栄養なミズゴケ高層湿原よりも多く、その中には放線菌も多く含まれていた。ミズゴケ高層湿原で優占していたセルロース分解細菌(S菌)の炭素源利用パターンは比較的単純で、糖類、炭水化物の多くを利用できたが、利用できる有機酸、アミノ酸類は限られていた。環境による細菌相のこのような違いは、各環境で細菌が利用できる有機物の質的違いを反映していると思われ、また、富栄養な湿地では多様な炭素源を利用できる微生物が生息する結末、比較的分解しにくい有機物も速やかに分解されることが考えられた。湿原周辺の林地が湿原の生態的機能に及ぼす影響を明らかにするために、ミズゴケ群落、ヨシ・スゲ群落、ハンノキ林など多様な群落を含む

北海道釧路湿原(温根内)において、調査を行った。調査は湿原東部の林縁から700m以内の湿原に設定した10地点で、表面水の水質と、泥炭の酵素活性、無機物量、微生物量、微生物多様性との関係を調べた。その結果、表面水のECとpHとの間には正の相関関係があり、EC、pHと水温との間には負の相関関係が見られた。このことは、湿原周辺林からの地下浸出水の影響を強く受けている地点では、塩基成分が比較的多く、中性に近いことを示している。この様な地点ではスゲ、ヨシなどが群落を形成し、湿原の中央に近いミズゴケ帯ではEC、pHともに低い傾向にあった。湿原の周縁部では無機態の窒素濃度が高い場所が見られ、また、ハンノキ林では全P濃度が高い場所があった。リターの主成分であるセルロースを分解する酵素であるβ-グルコシダーゼ活性を各群落間で比較すると、ハンノキ林で活性が高く、ミズゴケ帯では活性が低い傾向にあった。また、ヨシ・スゲ群落では地点間の変動が大きかった。β-グルコシダーゼ活性から各群落の有機物分解活性を評価すると、NPが豊富なハンノキ林では貧栄養な環境にあるミズゴケ帯よりも分解活性が高いことが示唆され、その中間的なヨシ・スゲ群落では他の環境要因も分解活性に関わっていることが示唆された。これらの酵素を産生するセルロース分解微生物は、細菌数はヨシ・スゲ群落の方がハンノキ林、ミズゴケ群落よりも高い傾向にあったが、糸状菌数ではヨシ・スゲ群落の方がハンノキ林、ミズゴケ群落よりも小さい傾向にあり、環境条件と群落によって微生物相が異なることが示唆された。北日本の湿地では低温、高水分などの環境条件によって有機物分解が抑制されるため、未分解の植物遺体が蓄積し、泥炭地を形成する。この様な場所では、貧栄養な環境条件で特徴のある生態系が形成されている。これまで、本州中部の湿原の調査から、湿地周辺からの土砂の流入が湿原の植生に影響を及ぼしていることが示唆されており(伊藤ら2005)、この様な自然的、人為的環境変化は植生のみでなく、土壌の微生物性、物質循環機能にも影響して、それがさらに植生にも影響することが考えられる。そこで、湿原土壌の理化学性、微生物性に周辺林地がどの程度影響しているかを、北海道釧路湿原において調査した。調査は、湿原の周縁から湿原内部に向けて140mのラインを想定し、20mおきに調査地点を設け、周縁からの距離と泥炭の理化学性、微生物性および植生の関係を調査した。その結果、泥炭間隙水のpHは各地点とも6以上であり、湿原中央部(pH5.5ぐらい)より高い値であったが、ECは周縁から60m地点までは9-10mS/mであったのに対して、80m地点から漸減し、140m地点では4mS/m程度まで低下した。また、泥炭中の灰分も35%から15%に低下し、無機鉱物の混入がECの増加に関わっていると思われた。グルコシダーゼ活性は、地点間差は大きかったが、周縁から離れるにつれて増加する傾向にあり、分解酵素が蓄積している可能性が示された。微生物数は、周縁部からの距離に対して明確な傾向は認められなかったが、他の地点より特異的に微生物数の低い地点が認められた。この地点はEC、pH、温度ともに周囲より低く、表面水でなく、湧水の存在が土壌環境に影響し、微生物活動を低く抑えている可能性が考えられた。
マウス先天欠如歯の遺伝要因解明

本研究の目的は, 100%の頻度で第三臼歯(M3)を欠如しているELマウスを用い、先天欠如歯発症の遺伝要因を解明し、ヒトの先天欠如歯の原因解明の足掛かりとすることであった。ELと対照マウスの蕾状期歯胚において遺伝子発現の差を検討した。ELのM3歯胚においてLef1, Fgf20, Fgf4のmRNAの著名な発現低下を認めた。従って、ELマウスのM3歯胚におけるLef1, Fgf20, Fgf4のmRNA発現の減少が、M3の先天欠如に関与する可能性を示唆した。本研究の目的は、100%の頻度で最後臼歯である第三臼歯を先天的に欠如しているELマウスを用い、先天欠如歯発症の遺伝要因を解明し、ヒトの歯の先天欠如の原因解明の足がかりとすることである。ELマウスの先天欠如歯発症の原因遺伝子がLef1、Hadh、Cyp2u1、Sgms2、Papss1のいずれかである可能性を申請者は過去に報告している。そのため、平成25年度ではこれら5候補遺伝子のELマウス第三臼歯歯胚における遺伝子発現解析を行い、コントロールとの発現の差を明らかにすることを試みた。ELマウスの第三臼歯歯胚の発達はbug stageで停止しcap stageに移行しないことを申請者はすでに確認している。そのため、候補遺伝子の発現解析では、bug stageからcap stageへと移行する生後4日の第三臼歯歯胚をELマウスとコントロールマウスより採取した。トータルRNAを抽出し、RT-PCR解析およびReal-time PCR解析を行った。またDNAマイクロアレイにより網羅的解析を行った。結果として、Lef1の第三臼歯歯胚での発現量がコントロールマウスに比較し有意に低かった。Hadh、Cyp2u1、Sgms2、Papss1ではELとコントロールに発現量に有意差は認められなかった。DNAマイクロアレイ解析でも同様な結果が得られ、ELのLef1の発現量低下と同時にFgf20, Fgf4の発現量が顕著に低下していた。これらの結果から、Lef1の発現量低下によりその下流のFgf4も活性化されず、ELマウスの第三臼歯歯胚の発育が停止する可能性が示唆される。Lef1タンパクの免疫組織化学染色を行ったが、この方法ではELとコントロールに大きな差は認められなかった。平成25年度にELマウスとコントロールマウスのbug stage歯胚の遺伝子発現を差を見るためDNAマイクロアレイ解析を行ったが、マウス第三臼歯歯胚から得られるトータルRNAが極めて微量であったため、結果の信頼性を高めるために、平成26年度も再度DNAマイクロアレイ解析を行った。結果として、昨年度と同様にELマウス歯胚においてFgf20, Fgf4の著名な発現量の低下を確認することができた。DNAマイクロアレイ解析の結果を検証するため、同じトータルRNAを用いてRT-PCR解析およびReal-time PCR解析を行った。結果として、DNAマイクロアレイの結果を再現することができ、すなわちELマウス第三臼歯歯胚において、Fgf20, Fgf4の著名な発現量の低下を認めた。さらに、Fgf20, Fgf4の第三臼歯歯胚におけるELとコントロール間の発現量の差と部位を組織学的に検証するため、in-situ hybridization法を行った。結果として、コントロールマウスではFgf20, Fgf4とも第三臼歯歯胚の上皮にその発現を認めたが、ELマウスでは発現シグナルを認めなかった。すなわち、これまでのDNAマイクロアレイ解析、RT-PCR解析およびReal-time PCR解析の結果を再現することができた。これらの結果から、ELマウスの第三臼歯歯胚の発育がbug stageで停止してしまう原因として、Fgf20, Fgf4発現の著名な低下が関与していることが示唆された。本研究の目的は、100%の頻度で第三臼歯(M3)を欠如しているELマウスを用い、先天欠如歯発症の遺伝要因を解明し、ヒトの先天欠如歯の原因解明の足がかりとすることである。ELとコントロールマウスの蕾状期歯胚においてどのような遺伝子に発現の違いがあるかをDNAマイクロアレイ解析により検出を行った。EL歯胚においてLef1, Fgf20, Fgf4の著名な発現低下を確認した。DNAマイクロアレイ解析の結果を確かめるため、マウスM3歯胚からのトータルRNAを用いてqRT-PCR解析を行った。結果、ELのM3歯胚において、Lef1, Fgf20, Fgf4の著名な発現量の低下を認めた。さらに、Fgf20, Fgf4のM3歯胚におけるELと対照間の発現量の差と部位を組織学的に検証するため、in-situ hybridization法を行った。結果、ELマウスではFgf20, Fgf4ともM3歯胚に発現シグナルを認めなかった。すなわち、これまでの結果を再現することができた。過去の文献よりEdaが歯形成初期にFgf20とFgf4を調節すると報告があるため、EdaのqRT-PCRを行った。結果、対照に比較しELマウスのM3のEdaの発現は有意に増加していた。続いてLef1、Fgf20、Fgf4,Edaのエクソン内に変異があるかどうかを分析するためにシークエンス解析を行った。ELのFgf

4のエクソン2において、アミノ酸配列に変化のない1つのサイレント変異を検出した。一方、Lef1、Edaのエクソンでは変異は認められなかった。以上の結果から、ELマウスの蕾状期M3歯胚におけるLef1、Fgf20、Fgf4のmRNA発現の減少がM3の先天欠如に関与する可能性を示唆した。またELのM3でのEdaのmRNA発現上昇は、M3発生に対して抑制的に働いている可能性を示唆した。本研究の目的は, 100%の頻度で第三臼歯(M3)を欠如しているELマウスを用い、先天欠如歯発症の遺伝要因を解明し、ヒトの先天欠如歯の原因解明の足掛かりとすることであった。ELと対照マウスの蕾状期歯胚において遺伝子発現の差を検討した。ELのM3歯胚においてLef1, Fgf20, Fgf4のmRNAの著名な発現低下を認めた。従って、ELマウスのM3歯胚におけるLef1, Fgf20, Fgf4のmRNA発現の減少が、M3の先天欠如に関与する可能性を示唆した。研究の達成度はおおむね順調であり、ELマウスとコントロールマウスの第三臼歯歯胚におけるFgf20, Fgf4の発現の差は、これまでに行ったDNAマイクロアレイ解析、RT-PCR解析、Real-time PCR解析、in-situ hybridization解析のすべてで一致した結果を得ることができた。信頼性の高い結果を得ることができていると同時に、ELマウスの第三臼歯先天欠如にFgf20, Fgf4の発現低下が関与していることを示したことは、研究の良好な進展を示している。小児歯科学平成27年度は、これまでに明らかにしたELマウスの第三臼歯歯胚のFgf20, Fgf4の発現低下の原因を探っていく。その方策としては、Fgf20, Fgf4の遺伝子変異解析をダイレクトシークエンス法にて行う。ELとコントロール間でこれらの遺伝子配列の差を検出できれば、第三臼歯欠如の原因の可能性として示すことができる。また、文献的に過去の報告よりFgf20, Fgf4は歯胚の間葉側のシグナルであるEdaの支配を受けていることが報告されている。Eda遺伝子変異はヒトの先天欠如歯の原因として報告されているため、ELマウスの第三臼歯歯胚のEda発現解析を行う予定である。研究の達成度はおおむね順調であり、RT-PCR解析およびReal-time PCR解析でELマウスの第三臼歯歯胚のLef1遺伝子発現が低下しているという結果は予想される結果であり良好であった。しかし、Lef1の免疫組織化学染色においてELとコントロールに差がみられず、これの反復に多くの時間を費やしたため、in-situ hybridizationを行うに至らなかった。現在条件設定の段階である。平成26年度はターゲット遺伝子の発現解析をRT-PCR法およびin-situhybridization法を用いて継続して行い、またダイレクトシークエンス法により遺伝子変異解析を行う予定である。DNAマイクロアレイの結果から、Fgfs、特にFgf20、Fgf4、Fgf9がELマウス第三臼歯の欠如に関与している可能性が新たに浮上してきたため、これらの遺伝子発現解析をリアルタイムPCR法およびin-situhybridization
末期腎不全患者の治療法選択・開始時の心理学的プロセスと情報提供ツールの開発

人工透析患者34名対象の面接調査と632名対象の質問紙調査を実施して、血液透析と腹膜透析の恩恵と負担の情報を整理し医療者の効果的な支援を検討した。研究の結果、(1)患者自身が認識する両透析療法の恩恵と負担の内容と重みづけ、(2)透析種別に異なる治療上のストレスに対する効果的な対処行動、(3)医療者の関わりがセルフケアに与える影響は患者の個人特性(依存性、自律性)で異なることが明らかになり、各透析の特徴と患者の特性を考慮した支援内容や方法が提案された。本研究では,末期腎不全治療法の選択・開始時のプロセスに着目し,治療継続期の2つの透析療法の患者(腎移植は透析治療を受療しつつ待機するので,透析療法者に含まれる)を対象に,回顧的に,治療の選択・開始時に患者なりの選択理由(各治療法の長所や短所)を見出していく心理的プロセスと,その際の医療者の適切な支援について明らかにする。具体的には,患者自身が認識する3治療法の長所および短所の傾向を明らかにする(研究1),患者が治療法を選択・開始する際に,選択理由を見出すまでの心理プロセスで生じる困難と,困難を乗り越えるために医療者ができる心理的支援方法を検討する(研究2),調査結果を反映した支援ツールを作成し,内容や実用性を評価する(研究3)の3点を目的としている。このうち平成21年度は(1)先行研究の展望,および(2)研究1の実施を行った。(1)国内の腎不全や腎疾患に関する心理的側面を扱った191論文に関する展望を行い,治療法選択・開始時の支援研究は萌芽期にあること,および,意思決定に関わる心理的側面については横断的な検討が中心であり,心理プロセスとして扱った研究が不足している現状が明らかになった。(2)研究1として,3種類の透析療法を継続している患者計41名(CHD17名,PD17名,APD7名)を対象に半構造化面接を行い,透析療法開始時の状況,選択プロセス,および,現在実施している透析療法や他の(実施していない)透析療法に感じる長所と短所を明らかにした。研究全体では,末期腎不全治療法の選択・開始時のプロセスに着目し,治療継続期の2つの透析療法の患者(腎移植は透析治療を受療しつつ待機するので,透析療法者に含まれる)を対象に,回顧的に,治療の選択・開始時に患者なりの選択理由(各治療法の長所や短所)を見出していく心理的プロセスと,その際の医療者の適切な支援について明らかにする。具体的には,患者自身が認識する3治療法の長所および短所の傾向を明らかにする(研究1),患者が治療法を選択・開始する際に,選択理由を見出すまでの心理プロセスで生じる困難と,困難を乗り越えるために医療者ができる心理的支援方法を検討する(研究2),調査結果を反映した支援ツールを作成する(研究3)の3点を目的としている。このうち平成22年度は(1)国際行動医学会において,研究1の成果を発表した。(2)研究3の予備検討として,透析医療に関わる専門家と協働して,治療法選択時の医療者の効果的な関わりに関する研修の試作を行い,ワークショップ形式で研修を実施した。(3)研究2については,調査会社に委託し患者調査を実施する計画であったが,質問紙を完成させ実施する時に東日本大震災が発生しため,透析療法は災害時に大きな影響を受けるため調査実施を見合わせ,2011年6月に実施した。人工透析患者687名を対象に調査研究を実施し,有効回答454名のデータについて,面接調査から抽出した各長所・短所の項目について,患者自身の主観的評定を求め,結果を両患者で比較した。各項目で比較した後,長所合計値,短所合計値を比較したところ,両治療法の患者とも,自分が継続している透析療法の長所を高く評定し,自分が受療していない透析療法の短所を高く評定することが示された。患者支援において,患者が自分の治療法に意味づけを行っているプロセスを考慮する重要性を示す結果であった。平成23年度は,1)平成2122年度に実施した研究成果の報告,2)治療法選択・開始の心理プロセスと必要な支援内容に関する調査検討,3)調査結果から得られた知見に基づき患者や医療者に役立つアドバイスを作成する,の3点を目的とした。1)まず,3つの学会において,平成2122年度に実施した研究1,および研究2の成果を発表した。また,研究1および研究2の成果について論文を投稿中である。2)次に,東日本大震災の影響でH22年度から繰越した研究2について,人工透析患者687名を対象に調査研究を実施し,有効回答454名のデータについて,血液透析・腹膜透析療法の長所と短所の主観的評定を求め,結果を両患者で比較した。いずれの患者も,自分が継続している透析療法の長所を高く評定し,自分が受療していない透析療法の短所を高く評定していた。併せて透析療法の維持に関わる心理社会的変数を測定した。

具体的には精神的健康(不安・抑うつ),対処行動,セルフ・エフィカシー,および疾患に関わるセルフケア実施程度と,セルフケアの実施に対して患者自身が抱いている認知的変数であった。これらについて多変量解析を行い,先行研究で明確な結論が得られていなかった情動中心対処の有意な影響を見出した。また,医療者へのサポート希求の高低によって,得られたサポートの効果が異なることを示した。3)最後に,患者や医療者向けのアドバイス作成については,研究成果をユーザーに伝えるため,NPO法人腎臓サポート協会のホームページと患者向け機関誌に成果の一部をわかりやすく紹介することができた。今後は作成した情報について専門家による評価を行い,改訂する必要がある。
感情調節困難患者に対するマインドフルネス作業療法介入マニュアルの開発

境界型パーソナリティ障害に代表される感情調整困難患者に対するマインドフルネス作業療法(Mindfulness Based Occupational Therapy:MBOT)について,これまでの研究をさらに発展させて,冊子や映像によるマニュアルを作成する.それにより,治療が滞りがちな感情調整困難患者に対する治療システムの構築を促進できると期待される.具体的な研究方法は,課題1として「MBOT実施マニュアルの基本資料を作成する」,課題2として「試作版の妥当性を吟味しその有効性を探索的に検証する」,課題3として「前後比較試験で試作版の有効性の検証し完成版を作成する」という3つの研究を実施する.境界型パーソナリティ障害に代表される感情調整困難患者に対するマインドフルネス作業療法(Mindfulness Based Occupational Therapy:MBOT)について,これまでの研究をさらに発展させて,冊子や映像によるマニュアルを作成する.それにより,治療が滞りがちな感情調整困難患者に対する治療システムの構築を促進できると期待される.具体的な研究方法は,課題1として「MBOT実施マニュアルの基本資料を作成する」,課題2として「試作版の妥当性を吟味しその有効性を探索的に検証する」,課題3として「前後比較試験で試作版の有効性の検証し完成版を作成する」という3つの研究を実施する.
多次元尺度構成法における効率的点配置構成法

多次元尺度構成法における効率的な点配置の構成法について明らかにするため、ユークリッド2乗距離行列(Euclidean distance matrix、以下EDMと略)の性質について詳細に研究した。まず「セル行列(cell matrix)」という非常に単純な構造を持ちつつ応用が豊富なEDMのクラスに注目し、その性質を明らかにした。続いて、所与のEDMに対し、それに最も近いセル行列を与える式を導いた。また、EDMの逆行列が持つ情報を抽出するため、そのMoore-Penrose一般逆行列の表現を導出した。また、EDMの積を定義し、その性質を応用について議論した。平成26年度は、「点配置の順序付けと上下界の利用問題」を中心に扱うという計画であった。具体的には、・非類似度行列Sの射影として得られるユークリッド距離行列Dの順序付けの研究・下界DLと上界DUの定義と導出、その意味の明確化を中心に研究する予定であった。実績として、上下界の導出までは出来なかったが、そのための基礎となる事実を幾つか導出することが出来た。それらは、2本の論文にまとめられ、一つはLinear Algebra and its Applications誌に掲載された。もう一本も国際誌に投稿済みであり、審査中である。ここではその2本の論文の内容を紹介する。一つは、インド統計研究所のRavindra B. Bapat教授との共同研究(Kurata and Bapat (2015))であり、所与のユークリッド距離行列のMoore-Penrose一般逆行列を導出するというものである。距離行列の(一般)逆行列に関する研究として、木グラフの距離行列が常に正則であり、その逆行列がグラフのラプラシアンとランク1の行列の和になるという定理がよく知られている。その発展として、一般のユークリッド距離行列のMoore-Penrose一般逆行列の表現を導出し、それが依然としてラプラシアンとランクが1または2の行列の和となっていることを示した(ランクが1となるか2となるかはユークリッド距離行列がsphericalか否かで別れる)。もう一つの研究成果は、テキサスA&M大学のPablo Tarazaga教授と共同研究であり(Kurata and Tarazaga (2015))、フロベニウスノルムの意味で、所与のユークリッド距離行列に最も近いセル行列を導出したというものである。セル行列は非常に簡潔な構造を持つユークリッド距離行列であり、情報の損失の少ない簡潔な点配置を構成するための基礎として利用しようと考えている。当年度の研究は大きく3つあり、1つめはKurata and Tarazaga (2015)としてLinear Algebra and its Applications誌に発表された、所与のユークリッド距離行列にペロン・フロベニウスノルム(が定める距離)の意味で最も近いセル行列を求めるという研究とその後の考察である。論文において、最も近いセル行列の陽的表現を得ることに成功した。それは、点配置をなすベクトルのノルムのみに依存する。セル行列はユークリッド距離行列としては埋め込み次元が高い(行列がnXnならば次元はn-1となる)が、星グラフに対応する行列であるため、相互関係を星グラフとして表現出来るという利点がある。この点についての考察を行った。2つめは、Kurata and Bapat (2015)としてLinear Algebra and its Applications誌に掲載された、ユークリッド距離行列のムーア・ペンローズ逆行列の導出に関する研究の一般化である。実際のデータ分析の現場では、データはユークリッド距離行列の形で得られることは稀であり、殆どの場合は非類似度行列の形である。そのため、上記の結果を非類似度行列に拡張することが必要であった。本研究でその陽的表現が得られた。また、重み付き木グラフに対応する距離行列への応用も与えた。これらの統計学的応用についても考察中である。3つめはcore partial orderingの特徴付けに関するものであり、結果も一部得られたが、内容にギャップが見つかったため、現在修正中である。統計学的応用を得るために当初必要と考えた、基礎的・数学的な結果を導出することは(ほぼ順調に)進めている。しかし、それを統計学の枠組みに乗せることがやや予想していたよりも複雑であり、予定していたよりも時間がかかっているため。当該年度は2つの研究からなり、一つは非類似度行列をフロベニウスノルムの定める内積に関して直交する2つの非類似度行列の和に分解し、両者からそれぞれ異なる情報を抽出するというものである。2つの項とは、セル行列(n次元ベクトルと一対一に対応する非類似度行列)と中心化行列(行和がゼロであるような非類似度行列)である。セル行列は各個体の点配置の原点からの距離に関する情報を持ち、中心化行列は個体の相互関係に関する情報を持つ。まだ完全な形ではないが、基礎的な部分について結果を得ている。もう一つの研究は、非類似度行列やユークリッド距離行列の逆行列や順序付けに関する申請者の一連の研究の続きである。当該年度は、一般逆行列とそれによって誘導される順序に関して一つの結果を得ることができた。当初は必ずしも対称とは限らない非類似度行列を対象にした研究であったが、得られた結果が一般の複素正方行列に対しても成立することが分かったため、発表は一般逆行列に関する研究として数学系の雑誌に投稿した。内容は、core inverseとcore partial orderingに関するものである。よく知られる通り、複素行列Aの反射型逆行列はある一般逆行列XとYとによってXAYと表現することができる。

逆に、任意の一般逆行列XとYに対しXAYなる行列は反射型逆行列である。XとYの集合を制限することにより、ムーア・ペンローズ逆行列を表現することもできる。これに対応する結果をcore inverseという一般逆行列に対して導出した。また、core partial orderingの特徴付けに関する定理も導いた。これは既にKurata (2016)として投稿済みである。統計学的応用を得るために当初必要と考えた、基礎的・数学的な結果を導出することは(ほぼ順調に)進めている。しかし、それを統計学の枠組みに乗せることがやや予想していたよりも複雑であり、予定していたよりも時間がかかっている。本年度は遅れを取り戻すべく努力したい。今年度は同一個体間のユークリッド距離行列が複数の時点で観測される場合について考察を進めた。一つの自然な方法は各時点(t=1,2,...,T)のユークリッド距離行列D(t)の集合{D(t) | t=1,2,...,T}を扱うというものであるが、モデルとして一般的に過ぎるため、最も平易な場合として、2つのユークリッド距離行列AとBに対し(AとBは次元が異なってもよい)、D=A×J+J×Bという形(ここでJは1のみからなる適当な次元の正方行列、×はクロネッカー積)の行列である。行列DはAとBがユークリッド距離行列の場合、ユークリッド距離行列となる。現在、投稿準備中の論文では、Dの特長付け、ランク、sphericityのための条件、Moore-Penrose一般逆行列、直積グラフとの関係についての結果をまとめてある。また、上記研究の一般化として、Dの定義を次のような形のものに一般化することが出来る。すなわち、行列Jは、1のみからなる適当な次元のベクトルをeで表すとJ=ee'と書ける(e'はベクトルの転置を表す)。従って、Dの定義式において、2つあるJのうちの一方を適当なベクトルgを用いてgg'と置き換えるのである。すなわち、D=A×J+gg'×Bとするのである。これにより、gの与え方によって点配置のスケールが変化するモデルを作ることが出来る。これは大変プリミティブなモデルであるが、複数の時点の距離行列が一つの距離行列で表現されており、また先行研究にもないものである。来年度中にこの行列に関する結果についてもまとめて発表する予定である。多次元尺度構成法における効率的な点配置の構成法について明らかにするため、ユークリッド2乗距離行列(Euclidean distance matrix、以下EDMと略)の性質について詳細に研究した。まず「セル行列(cell matrix)」という非常に単純な構造を持ちつつ応用が豊富なEDMのクラスに注目し、その性質を明らかにした。続いて、所与のEDMに対し、それに最も近いセル行列を与える式を導いた。また、EDMの逆行列が持つ情報を抽出するため、そのMoore-Penrose一般逆行列の表現を導出した。また、EDMの積を定義し、その性質を応用について議論した。
クルマエビ、タラバガニ及びヒラメ用環境負荷軽減型飼料の開発

甲殻類やヒラメなどの海産魚介類は、時間をかけて摂餌するので、飼料中の栄養成分の水中への溶出が大きくなり、飼育環境へ大きな負荷を与えることになる。本研究では、主としてクルマエビおよびヒラメについて、価格が安く、環境にやさしい飼料(環境負荷軽減型飼料)を開発しようとした。その一環として、大豆タンパク質などの安価なタンパク質源に不足する必須アミノ酸を効果的に補足する方法を開発し、さらに2、3の必須アミノ酸要求量を決定した。飼料に結晶アミノ酸をそのまま補足しても、添加効果は得られないので、まず、水中に溶出しにくいアミノ酸(遅溶性結晶アミノ酸:LRA)の作製を試みた。その結果、適切なコーチング処理を施せばアミノ酸の水中への溶出を遅延することでき、調製したLRAは稚エビに対して高い栄養価を有することを飼育実験によって証明した(Alam et al. : Aquaculture Nutrition,10,309-316(2004))。餌料効果は、飼育試験における増重率、飼料効率などの他、飼料及び体組織の生化学的分析によって評価した。クルマエビ幼生(ゾェアポストラーバーに至る期間)用の微粒子飼料においても、LRAは窒素源として有効に利用されることを明らかにした。次に、クルマエビにおいて、必要量が大きいと予測される必須アミノ酸であるアルギニンの要求量を上記の方法でコーチング処理したアルギニンを用いて決定した(Alam et al. : Aquaculture Research,35,842-849(2004))。さらに、魚粉を植物性タンパク質である大豆タンパク質で置き換えるとともに、不足する必須アミノ酸を遅溶性アミノ酸で補足し、餌料効果を検討した。上記のように、ほぼ初期の研究目的を達したが、現在、クルマエビに最も重要なアミノ酸であるメチオニンおよびリシンの要求量についても、実験中であり、さらなる成果が期待できる。
腸管樹状細胞を介した食品免疫調節機能の次世代評価系の開発

腸管樹状細胞は、腸管免疫系の応答調節に重要な役割を果たし、食品による免疫調節の標的となっている。これまで腸管樹状細胞をマウス等から分離する困難さから、食品の腸管樹状細胞を介した免疫調節機能を評価することは容易ではなかった。そこで本研究においては、食品の腸管樹状細胞を介した免疫機能の新規評価系の構築に向けて、マウス骨髄細胞からの腸管型樹状細胞の誘導および誘導された樹状細胞のTLRを介した応答性について検討した。しかしながら、現時点では、腸管樹状細胞はマウス等の実験動物から直接分離して実験する以外方法がなく、腸管から細胞を分離する困難さから、食品の腸管樹状細胞を介した免疫調節機能を評価することは困難である。そこで、本研究においては、食品の腸管樹状細胞を介した免疫機能を評価する次世代評価系を構築することを目的とする。1.腸管型樹状細胞のin vitro誘導本研究では、骨髄細胞からの腸管型樹状細胞誘導、腸管樹状細胞株の樹立をめざす。そのため本年度はまず、マウス骨髄細胞にGM-CSFを添加して誘導した樹状細胞へ遺伝子を導入する上でのエレクトロボレーションの条件について確定した。2.腸管への局所注入による解析生体内での腸管樹状細胞の挙動を解析する実験系を開発するため、卵白アルブミン(OVA)特異的T細胞抗原レセプタートランスジェニックマウスを用い、OVAをマウス腸管のバイエル板へ局所注入した。その結果、バイエル板樹状細胞のIL-10発現が上昇した。さらに各組織のT細胞のIL-10発現が上昇し、制御性T細胞が誘導されたことが示唆された。本実験系が、腸管局所の抗原特異的T細胞応答における樹状細胞の挙動の評価に利用可能であると考えられた。本年度は、骨髄細胞からの腸管型樹状細胞誘導を目的として、マウス骨髄細胞を種々のサイトカインやレチノイン酸を組み合わせて添加して培養し、遺伝子および細胞表面分子の発現を解析した。その結果、GM-CSF+IL-4+レチノイン酸の条件で、腸管樹状細胞の特徴の一つであるレチノイン酸産生に関わる酵素Aldh1a2の発現が特に高く、またTLRリガンド刺激によりさらなる発現上昇が認められた.添加条件により、CD11bやCD103で規定される樹状細胞のサブセット、あるいはIL-12ファミリー等のサイトカイン発現のパターンが異なることが確認された。このようにして誘導された腸管型樹状細胞を用いて、食品因子に対する応答を解析が可能と考えられた。また今後、腸管型樹状細胞それぞれのサプセットを誘導できる条件を検討すれば、よりち密な解析が可能となると期待される。しかしながら、腸管樹状細胞はマウス等の実験動物から直接分離して実験する以外方法がなく、腸管から細胞を分離する困難さから、食品の腸管樹状細胞を介した免疫調節機能を評価することは困難である。そこで、本研究においては、食品の腸管樹状細胞を介した免疫機能を評価する次世代評価系を構築することを目的としている。昨年度は、マウス骨髄細胞からの腸管型樹状細胞の誘導を試みた。一方で、これまで腸管樹状細胞において、TLR2リガンド刺激により、TLR9による応答が抑制されることを見出しているため、本年度は、骨髄細胞より誘導された樹状細胞において、同様な抑制応答が認められるかどうか検討した。その結果、骨髄細胞より誘導された樹状細胞においても、TLRリガンドであるリポペプチドPam3CSK4により、TLR9リガンドであるCpGオリゴDNAに対する応答の抑制が観察された。またこの抑制効果は、TLR2欠損マウスの骨髄より誘導された樹状細胞では認められず、確かにTLR2を介していることが確認された。樹状細胞のこのようなTLR2を介した抑制応答は、腸管における過剰な免疫応答や炎症を抑制する機構であると考えられ、食品による樹状細胞を介した免疫調節において、このような応答を利用できると期待される。骨髄細胞から誘導された樹状細胞は、食品因子のこのような免疫調節機能を探索、評価することに有効と考えられた。本年度計画で最も重要となっていた、骨髄細胞から腸管型樹状細胞への誘導条件が確認できた。

24年度が最終年度であるため、記入しない。骨髄細胞から誘導された腸管型樹状細胞の性質をさらに詳しく解析し、食品成分等の応答性について解析する。また、腸管型樹状細胞それぞれのサブセットを誘導できる条件を検討する。
微細セル構造の制御による発泡金属材料の高機能化

セル構造の制御によって靭性・耐熱性・断熱性・耐侯性・制振性などの諸特性の組合わせを広範に変化させることが可能な金属フォームは,計量で剛性の高い発泡構造材料・機能材料としての利用が期待される素材である.本研究は,従来からの製造法すなわち増粘処理した溶湯中に発泡剤を攪拌混入し,その解離によって発生するガスを利用して発泡させる液相法の課題であるセル構造の不均一さと製造工程の制御の困難さを克服するため,粉末冶金法に基づく新しいプロセスによる工業的な金属フォーム製品の製造プロセスの確立を目指すものである.このため,この新しい手法で製造したアルミニウムフォームのセル構造を調査した結果,拘束発泡試料の気孔組織は球に近い形状のクローズドポアを主体とするセル構造で飼料高さ方向にも横断面内でも表面層を除いて比較的均質な組織を呈することを明かにした.また,セルの平均的な形状を表現するためにrugness factorとroundnes factorの二つのパラメータを提案し,セル形状が多孔率に応じてほぼ一義的に定まることや高多孔率の場合のセル形状はVoronoi's cellのそれに近いことなどを明かにした.さらに,金属フォーム製品に適したより自由度の大きい成形法の開発を目的として,複数の単純な形態の発泡性素材を使用して発泡・融着・成形を金型内で同時に行って複雑形状部品を製造する発泡同時成形法や,長尺物の発泡材料の製造のための発泡押出し成形法などの各種成形法も提案してその基礎的な成形特性を検討した.今後,さらにセル構造組織の解明と金属発泡材の成形法の開発を進める予定である.セル構造の制御によって靭性・耐熱性・断熱性・耐侯性・制振性などの諸特性の組合わせを広範に変化させることが可能な金属フォームは,計量で剛性の高い発泡構造材料・機能材料としての利用が期待される素材である.本研究は,従来からの製造法すなわち増粘処理した溶湯中に発泡剤を攪拌混入し,その解離によって発生するガスを利用して発泡させる液相法の課題であるセル構造の不均一さと製造工程の制御の困難さを克服するため,粉末冶金法に基づく新しいプロセスによる工業的な金属フォーム製品の製造プロセスの確立を目指すものである.このため,この新しい手法で製造したアルミニウムフォームのセル構造を調査した結果,拘束発泡試料の気孔組織は球に近い形状のクローズドポアを主体とするセル構造で飼料高さ方向にも横断面内でも表面層を除いて比較的均質な組織を呈することを明かにした.また,セルの平均的な形状を表現するためにrugness factorとroundnes factorの二つのパラメータを提案し,セル形状が多孔率に応じてほぼ一義的に定まることや高多孔率の場合のセル形状はVoronoi's cellのそれに近いことなどを明かにした.さらに,金属フォーム製品に適したより自由度の大きい成形法の開発を目的として,複数の単純な形態の発泡性素材を使用して発泡・融着・成形を金型内で同時に行って複雑形状部品を製造する発泡同時成形法や,長尺物の発泡材料の製造のための発泡押出し成形法などの各種成形法も提案してその基礎的な成形特性を検討した.今後,さらにセル構造組織の解明と金属発泡材の成形法の開発を進める予定である.セル構造の制御によって靭性・耐熱性・断熱性・耐候性・制振性などの諸特性の組合わせを広範に変化させることが可能な金属フォームは,軽量で剛性の高い発泡構造材料・機能材料としての利用が期待される素材である.本研究は,従来からの製造法すなわち増粘処理した溶湯中に発泡剤を撹拌混入し,その解離によって発生するガスを利用して発泡させる液相法の課題であるセル構造の不均一さと製造工程の制御の困難さを克服するため,粉末冶金法に基づく新しいプロセスによる工業的な金属フォーム部品の製造プロセスの確立を目指すものである.このため,金属フォーム製品に適したより自由度の大きい成形法の開発を目的として,発泡と成形を金型内で同時に行う発泡同時成形法をあらたに提案した.この方法は,ビーズや線材などの金型内に供給しやすい汎用的で単純な形態の発泡性素材を使用し,ダイキャビティー内で加熱・発泡させて型内への充満と同時に個々の素材を互いに融着させて製品を得ようとするものである.アルミニウムフォームの発泡挙動を模したモデル材(マトリクスにPb-30Sn合金,発泡剤にOBSHを適用)を用いてフォームのダイキャビティーへの充満特性や素材間の融着性等の基礎的特性を検討した結果,発泡性素材として適用したビーズと線材のいずれの場合にも内部に巣などの巨視的欠陥を含まないフォーム製品を得ることが出来た.特に柱状フォーム製品を成形する場合には単一素材の場合に比較して複数の線材を素材として用いる方が高い充満特性を示し,またこの特長は複雑な金型断面形状ほど発揮されやすいことなど,発泡同時成形法の有効性が確認された.セル構造の制御によって靭性・耐熱性・断熱性・耐候性・制振性などの諸特性の組合せを広範に変化させることが可能な金属フォームは,軽量で剛性の高い発泡構造材料・機能材料としての利用が期待される素材である.本研究は,従来からの液相法の課題であるセル構造の不均一さと製造工程の制御の困難さを克服するため,粉末冶金法に基づく新しいプロセスによる工業的な金属フォーム部品の製造プロセスの確立を目指すものである.このため,金属フォーム製品に適したより自由度の大きい成形法の開発を目的として発泡素材を金型内で発泡させて押出す発泡押出し成形をあらたに提案しその可能性を検討した.

この方法は,まず発泡剤を分散させた緻密な成形体を粉末冶金法により準備し,この発泡ビレットをダイキャビティー内で加熱・発泡させつつ押出すもので,長尺物の発泡材料の製造を目的としている.押出し力を外部から作用させる方式と発泡圧だけで自発的にダイス穴から流出させる方式とが考えられるが,本実験では後者について検討を行った.アルミフォームの発泡挙動を模したモデル材(マトリクス:Pb-30Sn,発泡剤:OBSH)を用いて基礎的な押出し特性を検討した結果,内部に巣などの巨視的欠陥を含まない一定断面の健全な棒状のフォーム製品が得られ,本法の有効性が確認された.このとき,押出し長さはビレット充填率によってほぼ一義的に決定された.しかし,駆動力が比較的小さい自発的な押出しでは押出し長さがダイス出口部での摩擦状態によって大きく左右されることから,今後さらに潤滑条件や適正なランド幅の検討などを進める必用があることなどの課題も判明した.
新規腎疾患診断法の開発-Urinary Molecular Profiling-

本研究では、腎疾患モデル動物および伴侶動物の腎臓および尿の解析を通じて、腎実質細胞が病態進行と共に尿中に脱落し、その質的および量的変化は腎臓の病態・機能の悪化と相関することを解明した。さらに、尿中の脱落細胞はmRNA・microRNAをターゲットとした分子生物学的手法で検出可能であり、腎病変の存在を「尿検査」という非侵襲的手法(Urinary Molecular Profiling)によって予測できる可能性を示した。【研究の目的】腎疾患モデル動物の尿中脱落細胞成分をターゲットとし、バイオマーカーmRNA/microRNAを開発する。【研究実施計画】慢性腎臓病(CKD)の原因疾患は慢性糸球体腎炎(CKD)および糖尿病性腎症が大部分を占める。本研究では、CGNモデルマウス(B6.MRLc1系統)の尿・腎臓を採取し、mRNAおよびmiRANをターゲットとしてArray解析を行う。発現変化を示す因子の腎臓および尿中発現動態を解析後、他の疾患モデル動物でも検証し、医学・獣医学臨床応用を目指す。【今年度の研究実績】B6.MRLc1の腎臓で高発現するmRNAをPCRarray法で解析し、バイオマーカー候補を選抜した。B6.MRLc1では、Interleukin1 family member 6(IL-1F6)のmRNA発現レベルが健常マウスに比べて顕著に増加していた。B6.MRLc1の腎臓内IL-1F6のmRNAおよび蛋白発現動態は、尿細管間質病変の進行と正の相関関係にあり、それは他の疾患モデルマウス(ループス腎炎、糖尿病)でも同様であった。IL-1F6は遠位曲尿細管-集合管上皮細胞の細胞質に局在し、特に管の拡張および単核細胞浸潤を有する領域で発現が強かった。マウス集合管上皮細胞であるM-1細胞をコラーゲンゲル上で三次元培養し、脾臓細胞で刺激したところ、IL-1F6のmRNA発現は増加し、さらに、H-1細胞において間葉系細胞マーカーの発現上昇および上皮系細胞マーカーの発現減少が認められた。興味深いことに、上記モデルマウスの尿においてIL-1F6mRNAは病態早期から検出可能であった。以上の結果より、IL-1F6は尿細管間質病変に伴う管腔上皮脱落(Luminal Epitherial Deciduation : LED)を検出する早期バイオマーカーになりうると考えられた。【研究の目的】腎疾患に罹患した動物の尿中バイオマーカーRNAをターゲットとして非侵襲的分子診断法を開発し、獣医学・医学臨床の発展に寄与する。【研究実施計画】前年度では、病態モデル動物の解析によって、慢性腎臓病(CKD)の進行と共に尿中には脱落した腎実質細胞由来mRNAが出現することを解明した。今年度は、病態モデルおよび伴侶動物の腎臓病理と尿中RNA出現動態の相関を解析した。【今年度の研究実績】CKDの主因となる糸球体腎炎のモデルマウス(BXSB)を解析した。BXSBの尿中には糸球体上皮細胞(Nephs1)、遠位尿細管(Slc12al)および集合管(Aqp2)の上皮細胞マーカーmRNAが高率に出現した。更なるバイオマーカー探索のため、BXSBの腎臓内mRNA発現を網羅的に解析し、C3mRNAが腎臓で高発現し、かつ尿中で高率に検出されることを明らかにした。さらに、CKDモデルマウスの腎臓におけるmicroRNA発現を網羅的に解析し、miR-146aが腎臓内・尿中で高発現することを明らかにした。獣医臨床的エビデンスを得るために、CKDに罹患した伴侶動物の腎臓・尿を解析した。CKD病理像はイヌとネコで異なり、前者では糸球体病変、後者では尿細管間質病変が特にシビアであった。イヌの糸球体傷害スコアおよび血清クレアチニン値は、腎臓内糸球体上皮細胞マーカーのmRNA発現と負の相関を示し、CKD罹患イヌの尿中には糸球体上皮細胞マーカーmRNA(ACTN4)が高率に検出された。一方、ネコではイヌのような傾向は得られなかった。本研究は、糸球体および尿細管間質病変の存在を腎実質細胞由来の尿中mRNA検出によって予測できる可能性を示した。さらに、伴侶動物ではCKDの病理メカニズムが種で異なるため、獣医学領域では動物種ごとのバイオマーカーRNAの開発が重要であると考えられる。