hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺癌の感受性遺伝子と分子病理学的変化との相関

1.遺伝的に本州とはことなり、比較的homogeneousといわれう沖縄において、CyplAl Exon7多型は肺癌のリスクと相関する。リスクは組織型によってきわだった差があり、小細胞癌では、喫煙量、年齢を補正後、9.35(95%CI 2.08-42.0)にたっした。2.喫煙量の多少でみるとすくない喫煙者でややリスクが高いようにもみえるが有為ではなく、Linear modelによるinteractionをみても傾きの差として検出できなかった。3.本邦の3地域の無作為抽出群のDNAについて、このCyplAl exon7多型の分布に差がなかった。5.GSTMl単独ではNull typeでも肺癌のリスクにならなかった、またhOGGlの多型も肺癌のriskとの相関はなかった。248例の沖縄の一病院の肺癌患者の末梢血のDNAを抽出し、P4501A1のlle-Val genotypeとGSTμ1 genotypeをしらべ、病院対照群と比較したところ、喫煙歴や年齢を補正すると、Val/Val genotypeが、肺癌全体において、3.3倍の有意なリスクになっていた。組織型別では、扁平上皮癌では4.9,小細胞癌では9.4と著しい高リスクになっていた。また、GSTμ-1のnull typeは、単独では、小細胞癌で、2倍程度であったが、有意でなく、またほかの組織型や、肺癌全体ではそのリスク因子になっていなかった。さらに、両者の組み合わせをしらべると、Val/Val-GSTμ-1 nullの組み合わせの個体は肺癌へのリスクが、6.4倍、扁平上皮癌では22倍、小細胞癌では26倍と著しい遺伝的感受性への存在があきらかになった。これらのgenotypeが既知の個体に発生した、肺癌の切除例58例についてp53の変異、DNA付加体の検出をこころみた。p53の変異率に各genotyep間の差はなかったが、Val/Val genotypeの症例では、大部分、モノクローナル抗体5D11によって付加体が検出され、非特異なDNAの構造による変化も認識するモノクローナル抗体8G1では陰性であった。Val-Val genotypeに発生した肺癌にGからTへのmutationがみられた。また、このgenotypeの分布は東アジア、オーストラリアでは異なっていたため、それらの地域の肺癌発生への寄与としてはおそらく異なった役割であろうと考えられた。248例の肺癌(うち247例について解析成功)と病院対照180例をとってCyplA1 exon 7多型、GSTM1 null type、hOGG1 Cys/Ser多型を検討した。さらに中国江蘇省、日本の岩手、東京、沖縄、オーストラリアシドニーの白人における分布をしらべた結果以下の成果を得た。1.遺伝的に本州とはことなり、比較的homogeneousといわれう沖縄において、CyplA1 Exon 7多型は肺癌のリスクと相関する。3.本邦の3地域の無作為抽出群のDNAについて、このCyplA1 exon7多型の分布に差がなかった。6.分子病理学的に肺癌の周辺組織内にBenzopyrene-guanine adductに対する抗体5D11で染色されうるものを核内にみとめ、あるものはpostlabellingやSFSでadductを検出したとするものと一致していた。そのような症例はVal/Valgenotypeの症例に多い傾向があった。
コンカレントエンジニアリングによる製品設計・生産のグローバル最適化

製品の設計・生産には多くの領域や部門が関与し、それぞれの領域での自動化、コンピューター化によりこれまでに大きな成果が得られたが、さらなる飛躍をめずためには,総合的な観点から製品の設計・生産に関係する要因を把握し,総合的に最良のものを得るための設計・生産の新たな概念と方法論、およびそれを具体的に実現するためのシステム最適化の技術が必要不可欠である.本研究は,コンカレントエンジニアリングのコンセプトに基づき最良の製品を設計し生産するための方法論とその基になる理論を確立し,さらに具体的な方法や手順を構築することを目的とする.ここでは、種々の立場からコンカレント的な設計・生産のための,以下のような基本的な方法論と具体的なシステムを構築した.(1)製品設計に関連する多様な評価要因をコンカレントに最適化する,多目的最適化法による意思決定法を構築した.(2)異なる要求をもつ部門間でのグループ意思決定を支援する方法論とシステムを構築した(3)製品環境の把握のつもとに,その環境に最適な製品を創生し,設計するためのシステム最適設計法を構築した.(4)より望ましい設計解が含まれるように設計の実行可能域を広げ、その中で最良の解が含まれるように実行可能域を絞り込んでいく最適化システムを構築した.(5)異なる得意な技術もつ企業間で新しい製品の協同開発プロジェクトを実施するバーチャル・エンタープライズにより,協創としてのシナジー量を最大化するための,支援システムを構築した.(6)製品設計において,人間の感性という主観的な評価をも製品性能・品質や製品コストなどの通常の客観的な特性評価とコンカレントに実施する,コンカレント最適設計法を構築した.(7)異なる部門がコンカレントに設計モデルにアクセスして,トップダウンとボトムアップの両方の設計法を繰り返し,単純なモジュールからオペレータの働きにより次第に複雑な新しい製品の設計解を得ることを支援する,コンカレント設計法を構築した。(8)構築した種々の立場からのコンカレント設計システムの,相互の関連付けと総合化をおこなった製品の設計・生産には多くの領域や部門が関与し、それぞれの領域での自動化、コンピューター化によりこれまでに大きな成果が得られたが、さらなる飛躍をめずためには,総合的な観点から製品の設計・生産に関係する要因を把握し,総合的に最良のものを得るための設計・生産の新たな概念と方法論、およびそれを具体的に実現するためのシステム最適化の技術が必要不可欠である.本研究は,コンカレントエンジニアリングのコンセプトに基づき最良の製品を設計し生産するための方法論とその基になる理論を確立し,さらに具体的な方法や手順を構築することを目的とする.ここでは、種々の立場からコンカレント的な設計・生産のための,以下のような基本的な方法論と具体的なシステムを構築した.(1)製品設計に関連する多様な評価要因をコンカレントに最適化する,多目的最適化法による意思決定法を構築した.(2)異なる要求をもつ部門間でのグループ意思決定を支援する方法論とシステムを構築した(3)製品環境の把握のつもとに,その環境に最適な製品を創生し,設計するためのシステム最適設計法を構築した.(4)より望ましい設計解が含まれるように設計の実行可能域を広げ、その中で最良の解が含まれるように実行可能域を絞り込んでいく最適化システムを構築した.(5)異なる得意な技術もつ企業間で新しい製品の協同開発プロジェクトを実施するバーチャル・エンタープライズにより,協創としてのシナジー量を最大化するための,支援システムを構築した.(6)製品設計において,人間の感性という主観的な評価をも製品性能・品質や製品コストなどの通常の客観的な特性評価とコンカレントに実施する,コンカレント最適設計法を構築した.(7)異なる部門がコンカレントに設計モデルにアクセスして,トップダウンとボトムアップの両方の設計法を繰り返し,単純なモジュールからオペレータの働きにより次第に複雑な新しい製品の設計解を得ることを支援する,コンカレント設計法を構築した。(8)構築した種々の立場からのコンカレント設計システムの,相互の関連付けと総合化をおこなった本研究は,総合的により良い設計解を得るために,製品設計に関係する製品設計部門,製造部門,販売部門,製品企画部門における決定事項,評価特性に関連する環境を調査・分析し,それらの間の関係を,階層的,ネットワーク的,関係マトリックス的な形で総合的に表現し,多目的最適化手法や効用理論などを駆使した総合的意思決定システムを構築することを目的とする.本年度は,製品の設計・生産における環境を分析し,ユーザーのニーズに基づく製品企画,設計,製造,販売のそれぞれの分野における評価特性と決定変数を明らかにした.そして,それらの評価特性と決定変数の関係を階層的,ネットワーク的,関係記述的な方法を用いて整理し,グローバルな観点から多目的最適化などの最適化手法を用いた意思決定アルゴリズムを構築した.さらに,それを実現する基本的なプログラムシステムを作成した.具体的な成果は以下の通りである.1.製品設計に関連する各部門での評価特性,意思決定事項を調査・分析し,製品設計における環境を明らかにした.2.評価特性の競合関係,協調関係,階層関係,ネットワーク関係をシステム的に解析した.3.総合的意思決定によるメリットの最大化と,統合化に関わるデメリットの最小化の評価により,多目的最適化手法,多層的最適化法,効用理論などを用いた基本的な統合的意思決定システムを構築した.4.基本的なプログラムシステムの作成と運用をおこなった.

本研究では,総合的により良い製品設計解を得るために,製品設計に関係する設計部門,製造部門,販売部門,製品企画部門などにおける決定事項や評価特性に関連する環境を調査・分析し,それらの間の関係を総合的に評価・解析して,多目的最適化手法や効用理論などを駆使した総合的意思決定システムを構築することを目的とする,さらに他の企業とのコラボレーションを行う,バーチャルエンタプライズにおける意思決定を支援するシステムの構築へと発展させる.本年度は,前年度に行った解析と評価と,構築した基本的システムをもとに,具体的なシステムの構築と評価を行った.研究実績の概要は,以下の通りである.1.前年度に構築した基本的意思決定システムに必要なデータベースなどの詳細を追加し,具体的なコンピュータ・プログラムシステムを作成した.2.複数の異なる部門にまたがる製品設計に関連する意思決定環境の分析の元で,最適な情報の流れを実現する組織のモデルを求める方法を構築した.これより種々の変動要因にフレキシブルに対応できる情報ネットワーク構築の基礎が得られた.3.異なる部門や領域にまたがる意思決定事項をコンカレントに評価,決定するために,モジュールを用いた製品のシステム設計法を構築した.4.異なる部門間や企業間でのコラボレーションにおいて,シナジ-効果の最大化を支援するシステムの解析と構築,ならびに具体的システムの作成を行った.5.異なる部門や組織間での統合的なグループ意思決定システムを構築した.そして,構築したグローバル意思決定の基本システムの評価を行い,システムの有用性,効率などの点から問題点と今後の課題を明らかにした.製品の設計・生産には多くの領域や部門が関与し,それぞれの領域での自動化,コンピュータ化によりこれまでに大きな成果が得られたが,さらなる飛躍をめずためには,総合的な観点から製品の設計・生産に関係する要因を把握し,総合的に最良のものを得るための設計・生産の新たな概念と方法論,およびそれを具体的に実現するためのシステム最適化の技術が必要不可欠である.本研究は,コンカレントエンジニアリングのコンセプトに基づき最良の製品を設計し生産するための方法論とその基になる理論を確立し,さらに具体的な方法や手順を構築することを目的とする.ここでは,コンカレント最適化,異なる利害をもつグループでの意思決定,異なる分野の知識・知恵・ノウハウの融合をはかるコラボレーション,それらに基づく製品設計解のブレイクスルーのための基本的な理論・方法論と具体的な手順を構築し,提言した.本年度は,以下の研究をおこなった.(1)より望ましい設計解が(含まれるように設計の実行可能域を広げその中で最良の解が含まれるように実行可能域を絞り込んでいく最適化システムを構築した.(2)異なる得意な技術もつ企業間で新しい製品の協同開発プロジェクトを実施するバーチャル・エンタープライズにより,協創としてのシナジー量を最大化するための,支援システムを構築した.(3)製品設計において,人間の感性という主観的な評価をも製品性能・品質や製品コストなどの通常の客観的な特性評価とコンカレントに実施する,コンカレント最適設計法を構築した.(4)異なる部門がコンカレントに設計モデルにアクセスして,トップダウンとボトムアップの両方の設計法を繰り返し,単純なモジュールからオペレータの働きにより次第に複雑な新しい製品の設計解を得ることを支援する,コンカレント設計法を構築した.
固液反応界面における界面形状および溶質分布に及ぼす振動の影響

液相金属と固相金属が接する固液界面の形状および界面近傍の溶質分布に及ぼす、固相基盤の溶質分布および基盤振動の影響について明らかにすることを目的として、以下の実験を行った。すなわち、1.溶融したAlとAl-4wt%Cu合金基盤、純Al基盤を用い、固液界面反応に及ぼす基盤中の溶質分布の影響について調べた。その結果、以下の諸点が明らかとなった。(1)基盤中の溶質偏析の有無によって凝固組織の基盤組織からの継続性が異なる。(2)基盤溶解時の加熱に伴い、均質化処理した基盤中に組成的加熱現象を生じる。また、組成的加熱を解消する過程で凝固組織と類似の溶質偏析を形成する。2.溶融Al中に鉄基基盤(純鉄、SK5)及びCu基盤を浸漬し、基盤の溶解過程及び界面反応生成相の形成過程を調べた。(1)鉄基基盤では基盤の溶解・反応生成相の形成は溶解界面全面にわたってほぼ均一に進行してゆき、特に反応生成相の厚さは浸漬時間の増加に従って単調に増加してゆく。(2)Cu基盤では場所によって溶解及び反応生成相の形成に大きな差を生じる。また、場所による溶解深さ・生成相厚さのばらつきは、表面粗さや酸化層などの表面状態によって多少の影響を受けるが、これらがばらつきの主要因ではない。3.固液界面反応に及ぼす振動の影響を調べるため、溶融Al中にCu基盤を浸漬し、基盤を振動させながら溶解実験を行った。(1)振動数の増加に従って基盤の溶解は促進されるが、振動数がある程度以上でなければ溶解は大きく加速されない。(2)反応生成相の厚さは振動数の増加によって減少する。同時に、場所による厚さのばらつきも振動数の増加に従って低下する。本年度は、Al及びAl-Cu合金を用いて溶解過程に及ぼす基盤予熱の影響に関する測定を行うとともに、振動付加実験装置の試作を行った。基盤予熱の影響を調べる実験では、縦型炉内に置いた鋳型中に各基盤を挿入し、700°C程度に予熱したAl-4wt%cu合金の溶湯を注入した。基盤の一部を溶解させた後に鋳塊下端より水冷し、基盤部から凝固を行わせた。得られた鋳塊より試料を切り出し、固液界面の形状、界面近傍における溶質分布などを測定した。その結果、Al-Cu合金基盤においては基盤の溶解に伴って溶質界面前方に組成的加熱現象が生じた。また、均質化処理した基盤中の溶質が再び偏析し、凝固時の溶質偏析に類似した偏析模様を生じた。なお、純Al基盤ではこのような現象は観察さえなかった。振動付加実験の予備として、純Alを純Al溶湯およびAl-Cu合金溶湯中に挿入し、その溶解過程を観察した。その結果、溶解速度は溶湯中の溶質量により変化した。基盤材に往復振動を与えるための加振部と金属溶湯を保持するための縦型炉を組み合せた実験装置を試作した。この後、装置の性能検査を兼ねて、振動付加実験を一部行った。基盤材として銅板を選び、各基盤に所定の振動(毎分0700回)を与えた状態で、700°C程度に予熱したAl-4wt%Cu合金溶湯中に挿入した。1分経過した後に基盤材を水中に急冷した。得られた試料より、溶解界面を含むように観察用試料を切り出し、基盤の溶解量、固液界面の形状を測定した。その結果、振動数の増加に従って基盤の溶解速度が上昇した。

また、振動を与えない場合は界面が局所的に溶解したが、振動を与えることにより均一な溶解に移行していった。来年度は、振動付加実験を本格的に行う予定である。液相金属と固相金属が接する固液界面の形状および界面近傍の溶質分布に及ぼす、固相基盤の溶質分布および基盤振動の影響について明らかにすることを目的として、以下の実験を行った。すなわち、1.溶融したAlとAl-4wt%Cu合金基盤、純Al基盤を用い、固液界面反応に及ぼす基盤中の溶質分布の影響について調べた。その結果、以下の諸点が明らかとなった。(1)基盤中の溶質偏析の有無によって凝固組織の基盤組織からの継続性が異なる。(2)基盤溶解時の加熱に伴い、均質化処理した基盤中に組成的加熱現象を生じる。また、組成的加熱を解消する過程で、凝固組織と類似の溶質偏析を形成する。2.溶融Al中に鉄基基盤(純鉄、SK5)及びCu基盤を浸漬し、基盤の溶解過程及び界面反応生成相の形成過程を調べた。(1)鉄基基盤では基盤の溶解・反応生成相の形成は溶解界面全面にわたってほぼ均一に進行してゆき、特に反応生成相の厚さは浸漬時間の増加に従って単調に増加してゆく。(2)Cu基盤では場所によって溶解及び反応生成相の形成に大きな差を生じる。また、場所による溶解深さ・生成相厚さのばらつきは、表面粗さや酸化層などの表面状態によって多少の影響を受けるが、これらがばらつきの主要因ではない。3.固液界面反応に及ぼす振動の影響を調べるため、溶融Al中にCu基盤を浸漬し、基盤を振動させながら溶解実験を行った。(1)振動数の増加に従って基盤の溶解は促進されるが、振動数がある程度以上でなければ溶解は大きく加速されない。(2)反応生成相の厚さは振動数の増加によって減少する。同時に、場所による厚さのばらつきも振動数の増加に従って低下する。
酸化ストレスを指標とした妊婦の口腔ケアへの看護介入メソッド

1.妊娠8ケ月の妊婦の健康審査において、酸化ストレスマーカーの妊婦の健康状態の指標としての意義を明らかにする目的で、唾液中8-ヒドロキシデオグアノシン(8-OHdG)と血清ヒドロペルオキシド濃度を測定し、妊婦の歯の健康状態、妊婦健診データ、並びに妊娠予後との関係について調査、検討した。1)妊婦の唾液中8-OHdG濃度は32.9±26.8ng/mlで、口腔乾燥を訴える妊婦は有意に(p<0.05)高値を示した。2)ヒドロペルオキシド濃度は531±143U.CARRで、体重、収縮期血圧、および拡張期血圧と正の相関が認められた(p<0.01、p<0.01およびp<0.05)。また、歯周病や虫歯に関連する症状との相関は認められなかった。妊娠8ケ月のヒドロペルオキシド濃度は、分娩前の体重および拡張期血圧と正の相関が認められた(p<0.01およびp<0.05)。また、妊娠後期に妊娠高血圧症候群を発症した妊娠8ケ月のヒドロペルオキシド濃度は、有意水準には達しないものの対照群より高い傾向を認めた(613±143vs528±142U.CARR、p=0.094)。酸化ストレスマーカーは口腔の臨床症状との関連に乏しいが、妊婦の体重と血圧上昇とに関連しており、遅発型の妊娠高血圧症候群の予測因子として有用かもしれない。2.妊娠8ケ月の妊婦の健康審査において妊婦の唾液中メラトニン濃度をELISA法により測定し、歯の健康状態との関係について調査、検討した。その結果、唾液中のメラトニン濃度は、歯周病に関連する症状(易出血、歯茎の脹れ、歯のぐらぐら感など)との間に相関は認められず、妊婦の口腔衛生の指標としての有用制はみいだせなかった。しかし、唾液中メラトニン濃度は妊婦の睡眠習慣との関連が示唆され、今後、妊婦の睡眠障害とメラトニン分泌との関連についての検討が必要と考えられた。生体内の酸化ストレスをマーカーとした妊婦の口腔ケアへのより実効的な看護介入メソッドを確立することを目的とし、唾液中8-ヒドロキシデオグアノシン(8-OHdG)と血中ハイドロペルオキサイドの酸化ストレス産物の測定、および虫歯や歯周病に関連する症状や生活因子に関わるアンケート調査を、妊婦検診で外来を受信した妊娠27-31週の妊婦195名を対象として行った。調査の結果、妊婦の22%が「虫歯がある」と回答し、その70%は今回の妊娠に新しく発生したまたは妊娠中に悪化した虫歯であった。また、50%に達する妊婦に、口臭、口腔の乾燥感、易出血、歯茎の脹れや歯のぐらぐら感といった歯周病に関連する何らかの症状が認められた。そこで虫歯と歯周病に関連する症状をそれぞれ重症度に応じてスコアリングしたところ、それらは妊婦の体重と相関が認められた(p<0.01)。妊婦の唾液中8-OHdG濃度は32.9±26.8ng/ml、血中ハイドロペルオキサイド濃度は604±163CARRUで、従来の非妊時の測定データと比較すると高値であった。これら酸化ストレス物質と虫歯関連症状スコアおよび歯周病関連症状スコアとの間には、有意な相関は認められなかった。しかし、唾液中8-OHdG濃度が高値の妊婦には、「口の中が乾燥していると感じる」との回答が多く認められた(P<0.05)。また、血中ハイドロペルオキサイド濃度は、妊婦の体重、血圧に相関が認められた(p<0.05)。妊娠中期の妊婦では、基礎代謝の増加で生体の酸素消費量が増加しており、それに伴い活性酸素の産生量も増加して酸化ストレスが顕性化しやすい環境にあると推定された。唾液中8-OHdGは、妊娠に伴う口腔乾燥症のパラメーターとして、また血中ハイドロペルオキサイドは体重増加や血圧といった妊娠高血圧関連症状のパラメーターとしての可能性が示唆された。しかし、これら酸化ストレス産物が歯周病などの口腔衛生の指標として有用であるかについては、明らかでなかった。

2.妊娠8ケ月の妊婦の健康審査において妊婦の唾液中メラトニン濃度をELISA法により測定し、歯の健康状態との関係について調査、検討した。その結果、唾液中のメラトニン濃度は、歯周病に関連する症状(易出血、歯茎の脹れ、歯のぐらぐら感など)との間に相関は認められず、妊婦の口腔衛生の指標としての有用制はみいだせなかった。しかし、唾液中メラトニン濃度は妊婦の睡眠習慣との関連が示唆され、今後、妊婦の睡眠障害とメラトニン分泌との関連についての検討が必要と考えられた。
競技パフォーマンスと持続的注意能力の生理心理学的関連について

体育・スポーツ場面で必要とされる持続的注意能力は、高い競技パフォーマンスを達成する上で、重要な心理特性要因と考えられる。本研究では、持続的注意能力を、・文献的研究、・実験的検証の二つの側面から検討を行った。1.文献的研究:特定の対象への精神の集中状態と定義されている持続的注意能力の構成要素としては、生理学的な覚醒水準に近い自然注意能力と、随意的に空間のある対象に、あるいは多くの物の中から特定の物を選び出す高次精神機能を反映した意志的注意能力とに分類されることが妥当と考えられる。さらに、このような注意能力の次元としては、・強度、持続性、範囲、・選択性、集中性、安定性、・転換性、易動性などが、臨床医学的知見からも明らかにされた。2.実験的研究:実験では、比較的持続的注意能力を必要とするサッカー、テニス、バスケットボールなどopen skill系と呼ばれる種目の被験者10名に対し、0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0秒の7種類の刺激間間隔で警告反応時間課題を用い、各被験者につき10時間40分の連続実験を行った。従属変数としては、各種反応時間を測定し、自然注意能力を示す生理的指標として、Fz,F3,F4,Cz,C3,C4,Pz,P3,P4,01,02の11部位から脳波の記録を行った。その結果、警告反応時間は、刺激間間隔に関わらず90分から150分前後の周期性をもって変動する意志的注意能力のultradian rhythmの存在を見いだした。生理的指標として意識水準を反映する脳波からは、C3でのみtheta波成分と各反応時間とに正の高い相関(r=0.40.87)が見られ、theta波の増大が反応時間の遅延をもたらすことが明らかとなり、自然注意能力の存在を示す結果が得られた。
ゲノム時代の生命観・人間観に関する人文・社会科学的研究

ゲノム研究は、医学、薬学、農学等の分野で新技術の開発に貢献するだけでなく、「生命とは何か」「人間とは何か」といった問いに対し、重要な基礎知識を提供する。本研究では、ゲノム研究から見えてくる生命観・人間観を、ゲノム研究者との議論を通してまとめることを目指した。本年度は、研究者への聞き取り調査と、公開シンポジウム「ゲノム研究と生命観・人間観」(2002年2月1日京都)を行い、研究者の意見を集め、いくつかの論点を明らかにした。(1)ミニマルゲノム研究は、ミニマルな機能を持つゲノムセットを見出すことを目指し、生命の本質を追求するものではない。(2)生物は、分子で構成されているという点では「分子機械」と呼べるが、時計や車といった一般的な機械とは本質的に異なる。いわば、「へたくそなシステム」という表現が適当な、過去からの不要物を大量に背負ったシステムである。(3)人間は、自分自身を変える技術を獲得した点で、やはり、特殊な生物だと考えられる。生物や人間の全体像の理解が完全でない段階でも、医療やその他の目的のために、人間は自分自身を改変すると思われる。広範な社会的議論が必要になるであろう。これらの成果を公表するために、現在、まとめを作成中であるが、既に一部の成果については、初めに述べた公開シンポジウムや、位田、加藤それぞれが行なった学会発表や雑誌での著作、講演等を通じて公表してきた。位田は、ユネスコ生命倫理委員会委員長として、世界各国の生命倫理関係者と議論を行ない、多数の国際会議において招待講演者として講演を行なった。分担者の加藤は、京都市生涯学習総合センターにおける開館20周年特別講座において、「ゲノム・人生・花鳥風月」というテーマのもとに、ゲノム研究と人間観の変化について講演を行なった他、多数の講演を行なった。
フォトンアシストトンネルによるテラヘルツ帯三端子増幅素子の基礎研究

テラヘルツ帯増幅の可能性を持つ固体素子として我々が提案してきた、金属/絶縁体極薄膜中の電子のフォトンアシストトンネルと電子波のビートによる集群効果を組み合わせた新しい原理の三端子増幅素子を実現するための基礎研究として、(1)この素子の入力部である極微小面積共鳴トンネル構造と微小平面アンテナの集積構造形成プロセスの確立および、(2)動作の主原理であるフォトンアシストトンネルの観測を行った。まず、絶縁体CaF_2と金属CoSi_2からなる極微小面積共鳴トンネルダイオードを、独自に開発したイオン化ビーム成長法と電子ビーム露光で形成し、室温においてピーク/バレー比2.8の明瞭な微分負性抵抗特性を得た。このダイオードに、高い指向性を有する平面パッチアンテナを集積した構造を提案し、アンテナ特性把握のためSiO_2単障壁ダイオードをこのアンテナに集積してテラヘルツ電磁波の検波特性を測定した結果、フォトンアシストトンネル観測に十分な高周波電圧を素子に誘起できることが明らかになった。次に、極微小面積GaInAs/InAlAs三重障壁共鳴トンネルダイオードと平面パッチアンテナの集積素子に対して、テラヘルツ電磁波の検波特性からフォトンアシストトンネルが起こっていることを確認した。また、周波数依存性から、検波特性が古典的な自乗検波と、純粋に量子論的なフォトンアシストトンネルの中間的な状態であることがわかり、このことから提案している素子はトランジスタのような古典的な電子走行と、レーザのような電子遷移を組み合わせた新しいタイプとなることが認識された。さらに、素子のもう一つの基本原理である、トンネルした電子波のビート集群における電荷粗密波の振幅が増幅動作に十分な大きさであることも見積もられた。これらの結果から、入出力構造を最適設計すれば、提案した素子の実現は可能であるとの見通しが得られた。テラヘルツ帯の増幅動作の可能性を持つ固体素子として我々が提案してきた、金属/絶縁体極薄膜中の電子のフォトンアシストトンネルと電子波のビ-トによる集群効果を組み合わせた新しい原理の三端子増幅素子を実現するための基礎研究として、今年度は、動作の主原理であるフォトンアシストトンネルを金属/絶縁体極微構造において実際に観測するため、(1)遠赤外の電磁波に対して静電容量が無視できる極微小面積共鳴トンネルダイオ一ドの形成プロセスの確立、および(2)フォトンアシストトンネルを観測するのに十分な高周波電圧を誘起するための微小平面アンテナ構造の提案と作製および特性測定を行った。まず、微小面積共鳴トンネル構造の形成では、高ドープSi基板上のCaF_2三重障壁とCoSi_2の二重量子井戸構造からなる共鳴トンネルダイオードを、独自に開発したイオン化ビーム成長法、電子ビーム露光と選択化学工ッチングで形成した。得られたダイオ一ドは、室温においてピーク/バレー比2.8の明瞭な微分負性抵抗特性を示した。フォトンアシストトンネル効果を共鳴トンネルダイオードの電流電圧特性中に観測するためには、入射するテラヘルツ電磁波の光子工ネルギー/電子電荷(10mV)と同程度の高周波電圧を誘起させる必要がある。このため、高い指向性を有する平面パッチアンテナをダイオ一ドの集積することを提案し、アンテナの特性を把握するため、アンテナとSiO_2単障壁トンネルダイオードとの集積構造を形成してテラヘルツ電磁波による2乗検波出力電圧を測定し、ダイオ一ドに誘起された高周波電圧の振幅を見積もった。その結果、入射電力密度100mW/cm^2前後において1520mVの値が得られ、この集積構造を共鳴トンネルダイオードと組み合わせればフォトンアシストトンネルの観測は可能であることがわかった。

テラヘルツ帯の増幅動作の可能性を持つ固体素子として我々が提案してきた、金属/絶縁体極薄多層構造中の電子のフォトンアシストトンネルと電子波のビートによる集群効果を組み合わせた新しい原理の三端子増幅素子を実現するための基礎研究として、まず、この素子の入力部である共鳴トンネル構造において、基本原理の一つであるフォトンアシストトンネル現象を実際に観測し、その特性を把握するために、極微小面積のGaInAs/InAlAs三重障壁共鳴トンネルダイオードを平面パッチアンテナに集積し、テラヘルツ電磁波を照射した際の直流特性の変化からフォトンアシストトンネルが起こっていることを確認した。すなわち、テラヘルツフォトンの吸収と放出に対応する電流ピークが直流特性の変化として明瞭に観測された。さらに、このピーク点のバイアス電圧の照射電磁波周波数に対する依存性を調べたところ、周波数が低くなるにつれて古典的な自乗検波特性に漸近し、逆に周波数が高くなるとともにフォトンエネルギーに直線的に比例する量子論的なフォトンアシストトンネルに漸近していくことを見出した。テラヘルツ領域はその中間的な状態であり、このことから、提案している素子はトランジスタのような古典的な電子走行と、レーザのような電子遷移を組み合わせたデバイスとなることが認識された。観測されたフォトンアシストトンネルの特性からテラヘルツ照射による電子の遷移確率を見積もることができ、その結果、素子のもう一つの基本原理である、トンネルした電子波のビート集群における電荷粗密波の振幅が増幅素子として十分な大きさになる見通しが得られた。また、3重障壁共鳴トンネルによる簡素化された素子構造でも提案している増幅素子が可能であることも見出し、これらの結果から、入出力構造を最適設計すれば、提案した素子実現は可能であるとの見通しが得られた。
偏微分方程式に対する数式処理の手法の確立とその応用

本研究の目的は、当初研究計画に記載した様に、数学的な基礎理論の確立であった。具体的には、偏微分方程式の「近似一般解」の構成法を数学的に確立することであった。98粘度は、既存の数学的な手法、数値解析的な手法等の解析を総合的に行い、われわれの目的に適合する方法を模索した。その結果、最終的に候補として残ったのは、当初の予想通り「有限差分法」と「有限要素法」であった。われわれは、とりあえずこの両者それぞれを用いて偏微分方程式の近似一般解の構成を試みたところ、どちらの手法も都合のよい代数的なアルゴリズムを生成することが確認された。また、理論的な誤差評価も得られた。上述のアルゴリズムの生成の過程で、われわれは「近似一般解」が、偏微分方程式に対する逆解析のための有効な道具となり得ることを発見した。そこで今年度後半は、近似一般解の逆問題への応用の可能性の理論的な研究に集中した。その結果、当初の研究実施計画には記載しなかった様な、予想外の新展開を我々の研究は見せることになった。99年度は、98年度の理論的な研究を踏まえて、主にコンピュータ実験に専念した。とくに、98年度の新展開であった逆問題への応用に重点を置いた。その結果、われわれの手法がインピーダンスCT等の実用的な問題への応用に適している事が分かった。残念ながら科学研究費によるサポートは本年で打ち切られるが、今後は実用的な逆解析への応用の道を研究・模索して行く計画である。本研究の今年度の主な目的は、研究計画に記載した様に、数学的な基礎理論の確立であった。本年度前半は、既存の数学的な手法、数値解析的な手法等の解析を総合的に行い、われわれの目的に適合する方法を模索した。(研究とは得てしてこの様なものである。)来年度は、本年度の理論的な研究を踏まえて、主にコンピュータ実験に専念したいと、現時点では考えている。とくに、本年度の新展開である逆問題への応用は大変重要であると思われる。98度は、既存の数学的な手法、数値解析的な手法等の解析を総合的に行い、われわれの目的に適合する方法を模索した。われわれは、とりあえすこの両者それぞれを用いて偏微分方程式の近似一般解の構成を試みたところ、どちらの手法も都合のよい代数的なアルゴリズムを生成することが確認された。

その結果、当初の研究実施計画には記載しなかった様な、予想外の新展開を我々の研究は見せることになった。99年度は、98年度の理論的な研究を踏まえて、主にコンピュータ実験に専念した。とくに、98年度の新展開であった逆問題への応用に重点を置いた。その結果、われわれの手法がインピーダンスCT等の実用的な問題への応用に適している事が分かった。残念ながら科学研究費によるサポートは本年で打ち切られるが、今後は実用的な逆解析への応用の道を研究・模索していく計画である。
タイ国における児童・青少年の性・AIDS及び薬物乱用問題の要因分析と予防教育開発

タイ国児童・青少年の性・AIDS及び薬物乱用問題に対するヘルス・プロモーティング・スクール(HPS)における予防教育開発の可能性を児童生徒、教員、保護者、地域の専門家等による学校保健プロジェクト推進により検討した。生活習慣の改善、学校の衛生や清潔、病気の予防、むし歯の予防、薬物乱用防止や禁止、衛生習慣、ケガや事故防止に教育的効果が高いとの意見が多かった。性・AIDSに関しては包括的に「生命尊重」を扱う取組が効果的と示唆された。HPSは、学校関係者の連帯を強め、自己の健康への責任能力獲得が窺えた。1.申請者らが北部タイにおける1次調査方針を決定し、タイにおいて、第1次調査のための事前協議を行った。2.協議内容は、調査を行うにあたり、チェンマイ県教育行政担当者との調整、調査地区の選定、調査対象標本の構成、調査項目の選定などについてであった。3.タイでは、2001年に新学習指導要領が制定されたため、新学習指導要領及び新学習指導要領手引き書の詳細な検討を行った。教科書等についても収集し、内容の検討を継続中である。新学習指導要領、新学習指導要領手引き書及び教科書等内容については、教育行政担当者に詳細な説明を求めた。さらに、教育現場の変化や実際の状況に関する資料の収集や調査を実施し、翻訳を含めて分析した。基礎レベル学習指導要領は、以下の期間条件をもって通達され、実施されていた。仏歴2545(2002)年パイロット校及び教育省系統学校への導入仏歴2546(2003)年全学校における小学校1年及び4年、中学1年、高校1年(中等4年)に導入仏歴2547(2004)年全学校における小学校1-2年生及び4-5年生、中学1-2年生、高校1-2年生(中等4-5年生)に導入仏歴2548(2005)年全学校における小学校1-3年生及び4-6年生、中学1-3年生、高校1-3年生(中等4-6年生)への導入で全学年にて実施4.児童・青少年の性・AIDS及び薬物乱用防止教育の具体的実施内容、実施状況、教育方法、具体的カリキュラム等の調査を実施するにあたって、日タイ両国語の調査票構成について検討した。現地に赴き、チェンマイ市の小・中・高等学校で予備調査の実施について調整を行なった。また、地域社会に関する基礎的な資料収集を実施した。1.前年度に引き続いて、申請者らが北部タイにおける1次調査方針を決定し、タイにおいて、第1次調査のための事前協議を行った。3.タイでは、2001年に新学習指導要領が制定され、2005年に全学校の全学年にて実施されているため、新学習指導要領及び新学習指導要領手引き書の詳細な検討を引き続き行った。4.児童・青少年の性・AIDS及び薬物乱用防止教育の具体的実施内容、実施状況、教育方法、具体的カリキュラム等の調査を実施するにあたって、日タイ両国語の調査票構成について検討した。5.タイ国保健省健康教育課が主導するヘルス・プロモーティング・スクールは、健康教育推進効果が高いという評価を受けている。そのため、児童・青少年の性・AIDS及び薬物乱用問題の予防教育開発の可能性について関係者と協議した。1.タイでは、2001年に新学習指導要領が制定され、2005年に全学校の全学年にて実施されているため、新学習指導要領及び新学習指導要領手引き書の詳細な検討を引き続き行った。2.タイ国保健省健康教育課が主導するヘルス・プロモーティング・スクール(HPS)として、チュラーロンコーン大学デモンストレーション学校中等部での調査結果を収集した。その結果、学習過程の管理や学校内禁煙のためのキャンペーンを実施する「先輩から後輩への指導(Peer Education)」カリキュラムの制定および実行によって以下の効果が得られたことが明らかとなった。1.生徒たちは、タバコの害についてより深く理解することができた。2.学校内のたばこに関する方針の厳格化および学校内喫煙に対するキャンペーンを実施した。

3.先輩から後輩への指導によって、生徒たちは学校内のたばこに関する問題について認識を深めた。さらに、コミュニティへPeer Educationカリキュラムが拡大され、学校保健推進活動へと繋がり、タバコの無い安全な学校へとさらなる充実した発展活動へと伸展がみられる結果を得ることができた。よって、HPSは学校やコミュニティを巻き込むことから、学校の教職員、児童生徒、保護者、地域住民の連帯を強める。従って、課題に関わる全ての人が自分自身の健康に責任をもつ能力を獲得することが期待できると言えた。1.タイ国保健省健康教育課が主導するヘルス・プロモーティング・スクール(HPS)は、健康教育推進効果が高いという評価を受けている。そのため、児童・青少年の性・AIDS及び薬物乱用問題の予防教育開発の可能性について検討するため、学校保健の課題について、児童生徒、教員、保護者、地域の専門家等と連携する学校保健プロジェクトを立ち上げ推進した。2.1むし歯の予防、2生活習慣の改善、3ケガや事故防止、4病気の予防、5学校の衛生や清潔(ごみやトイレの問題)、6薬物乱用防止や禁止などに教育的効果が高いという意見が多かった。また、性・AIDSに関する取組みでは、単独で行うよりも他の観点から「命を大切にする」ことを包括的に扱う教育によってより大きな効果が得られることが示唆されたが分析中である。3.HPSは学校やコミュニティを巻き込むことから、学校の教職員、児童生徒、保護者、地域住民の連帯を強めた。従って、課題に関わる全ての人が自分自身の健康に責任をもつ能力を獲得することが窺えた。4.タイでは、2001年に新学習指導要領が制定された。性・AIDS及び薬物乱用防止教育に関わる理念や方法も変化している。その中でも、トランスジェンダーと思われるような行動をとる児童生徒が近年高い頻度で学校内に存在する現象が教育環境にも影響を及ぼすようになり問題となっている。対応策として、ジェンダー教育に関する研究や活動が始まっていた。5.保健体育担当指導主事の数や研修体制は充分ではないことから、より辺境な山岳部での教育水準の向上には課題の多いことが推測できた。児童・生徒の性・AIDSに関する実践的予防方法だけでなく理論的理解を深めることに対して、教師の研修体制にも問題があることが明らかとなった。
光応答性活性酸素発生物質を標識試薬として用いる反応制御型化学発光分析法の開発

本研究では光に応答して活性酸素を発生する性質を持つキノンを標識試薬とする新規化学発光分析法の開発を行った。フェネチルアミンといったアミンをアントラキノン-2-カルボニルクロリドで標識してからHPLCに注入して分離後、オンライン光照射とそれに続くルミノールとの混合によりアミン類を化学発光ピークとして検出できた。このとき、光照射装置をオフにすることで発光は消失したことから光照射装置のオン/オフにより発光反応を制御することが確認できた。また、化学発光イムノアッセイに利用可能な抗体標識試薬としてビオチン化アントラキノンを合成し、これが光照射により発光応答を示すことも確認した。本研究では、活性酸素を発生する性質を持つキノンを標識試薬として用いて、反応を制御可能な化学発光分析法の開発を行う。最初に、キノンをプレカラム標識試薬として用いるチオール類のHPLC-化学発光分析法の開発を行った。チオール類にキノンを添加することでマイケル付加体を生成させる。この付加体をカラムで分離後に、オンラインで還元剤DTT及びルミノールと混合してキノンから発生する活性酸素をルミノールにより検出する。このとき、標識に用いるキノンとしてはマイケル付加を起こしやすいメナジオンを選択した。弱アルカリ性条件下室温で放置することにより生成したマイケル付加体に還元剤DTT及びルミノールを添加したところ強い発光が観察され、付加体がキノン構造を保持していることが確認された。そこで、この化学発光反応を組み込んだHPLCシステムを構築してラット血漿へと応用した結果、生体内在成分の妨害を受けることなくチオール類を高感度に定量可能であった。また、アントラキノン-2-カルボニルクロリドをアミン類の標識試薬として用いるための予備的検討として、エチルアミン及びフェネチルアミンをアントラキノン-2-カルボニルクロリドと反応させた化合物を合成した。合成した標識体に、ルミノールの共存下で紫外線照射を照射したところ、これらの濃度に応じた強い発光が生じることが確認された。さらに、1,4-ナフトキノン及び9,10-アントラキノンをそれぞれビオチンヒドラジドと結合させることで、ビオチン化ナフトキノン及びビオチン化アントラキノンを合成することに成功した。このうち、ビオチン化ナフトキノンについてはルミノール及びDTTと混合することで発光を生じることが確認され、ビオチン化アントラキノンはルミノール共存下で紫外線を照射することにより強い発光を与えることが確認された。研究計画通りに、キノンをプレカラム標識試薬として用いる生体成分のHPLC化学発光分析法の開発及びビオチン化キノンの合成を行うことができた。前者のHPLC法については、予定した紫外線照射による発光反応に加えて、還元剤の添加によっても活性酸素が発生してチオール標識体を化学発光検出可能であることも見出すことができた。開発したHPLC法は最終的にはラット血漿中のグルタチオン等のチオール類の測定へと応用することで、その実用性を明らかにすることができた。後者のビオチン化キノンについては、ビオチンヒドラジドを用いることにより一段階の反応で比較的容易に合成できることが明らかとなった。また、ビオチンと結合後であってもキノンが活性酸素発生能を維持していることが確認でき、これらを用いる化学発光イムノアッセイの開発が期待された。これらの結果に加えて、アントラキノン-2-カルボニルクロリドが測定対象であるアミンと反応することでその発光強度が増大するという化学発光標識試薬として有用な性質を有することを見出した。上記のように本年度の検討においては、HPLC法の開発と生体分析への応用ならびにビオチン化キノンの合成という予定した研究計画を達成するとともに、標識試薬としてのキノンの有用性を更に拡大可能な興味深い知見をえることができた。本研究では、活性酸素発生能を有するキノンを標識試薬として用いる、発光反応を制御可能な化学発光分析法の開発を行っている。本年度は、前年度の検討により標識試薬としての有用性が確認されたアントラキノン-2-カルボニルクロリドを用いるアミンのプレカラム標識HPLC化学発光定量法の開発を行った。このとき、生体内に存在する典型的なアミンであるフェネチルアミン及びトリプタミンを測定対象として選択した。フェネチルアミン及びトリプタミンを塩基性条件下でアントラキノン-2-カルボニルクロリドと混合して室温で放置することにより標識反応を行った。反応溶液を逆相カラムを備えたHPLCシステムに注入して標識体を分離後、紫外線ランプに巻き付けたテフロンチューブを通過させることによりオンラインで紫外線照射を行った。紫外線照射後の溶液をルミノール溶液と混合してから化学発光検出器へと導入することで、フェネチルアミン及びトリプタミン標識体に由来する化学発光ピークをクロマトグラム上に検出された。これらの化学発光ピークは紫外線ランプをオフにすることにより完全に消失したことから、紫外線照射を行うことではじめて標識体のキノン部から活性酸素が発生し、これがルミノールと反応することで化学発光が生じたと考えられた。したがって、測定対象標識体が紫外線照射部を通過するときのみ紫外線ランプをオンにすることで、標識試薬であるアントラキノン-2-カルボニルクロリドやその分解物の影響を抑えることができると考えられる。さらに、キノン構造を有する新たな化学発光標識試薬として、1,2-ジアミノアントラキノンと4-ホルミルフェニルボロン酸とを縮合させた化合物を合成した。本試薬はアリールハライドに対する反応部位としてフェニルボロン酸構造を有していることから、アリールハライド型医薬品の化学発光定量への応用が期待される。

研究計画通りに、アントラキノン-2-カルボニルクロリドを標識試薬として用いる生体内在性アミンのオンライン紫外線照射HPLC化学発光検出システムを開発できた。本HPLCシステムにおいては紫外線ランプのオン/オフの切替により、化学発光反応が生じるタイミングを任意に制御できることが確認され、本研究で開発する方法の特色である紫外線照射による化学発光反応の制御が可能であるとの有用な知見を得た。また、研究計画に記載の通り、アリールハライドに対する標識試薬として利用可能なフェニルボロン酸型キノン試薬の合成も達成できた。上記のように本年度の検討において、紫外線照射のオン/オフにより化学発光のオン/オフを制御可能な化学発光分析法を開発するという本研究課題の主要な目的を達成できたと考えている。本研究では、活性酸素発生能を有するキノンを標識試薬として用いて、紫外線照射等により発光反応を制御可能な化学発光分析法の開発を目的としている。本年度は、前年度までの検討により開発したアントラキノン-2-カルボニルクロリドを標識試薬として用いるアミン類のオンライン紫外線照射HPLC化学発光検出システムの性能評価と実試料応用を行った。紫外線照射条件及び化学発光反応条件の最適化を行った後のフェネチルアミン及びトリプタミンの検出下限(S/N=3)は、それぞれ84 nM及び124 nMであり、この感度はLC-TOF-MS法と同程度であり、アントラキノン-2-カルボニルクロリドを試薬として用いるHPLC-UV法と比較して10-50倍程高感度であった。また、本法はポストカラム試薬として活性酸素を送液する必要がないことから、発光シグナルが安定化し、日内及び日間の繰返し測定の再現性(n=5)がそれぞれ3.3-6.1%及び6.6-9.3%と良好であった。次に、本法の実試料応用としてワインに含まれるフェネチルアミン及びトリプタミンの定量を行った。ワイン試料の前処理操作としてアセトニトリルを溶媒とする塩析液-液抽出を行うことにより、ワイン中からフェネチルアミン及びトリプタミンの誘導体ピークを良好に検出することが可能であった。赤ワイン及び白ワイン各2種類ずつを用いて、これらに含まれるフェネチルアミン及びトリプタミンの濃度を定量した結果、これまでの報告値とよく一致した値が得られた。一方で、前年度に合成したフェニルボロン酸構造を有するキノンをアリールハライドに対する標識試薬として用いるための検討を行ったが、この化合物からは効果的な発光が観察されなかったことから化学発光標識試薬として用いることは困難であると考えられた。本研究では光に応答して活性酸素を発生する性質を持つキノンを標識試薬とする新規化学発光分析法の開発を行った。フェネチルアミンといったアミンをアントラキノン-2-カルボニルクロリドで標識してからHPLCに注入して分離後、オンライン光照射とそれに続くルミノールとの混合によりアミン類を化学発光ピークとして検出できた。このとき、光照射装置をオフにすることで発光は消失したことから光照射装置のオン/オフにより発光反応を制御することが確認できた。
慢性腎臓病における心腎連関を早期診断・モニタリングする新規バイオマーカーの確立

CKDにおける心腎連関を反映する新規バイオマーカーを探索した。CKD動物モデル組織検体からメタボローム解析法により線維化などの心病変を反映する候補物質を同定。大動脈縮窄モデルなど複数のモデルで血清中にこの候補物質が上昇することを同定した。また候補物質の代謝経路を解析するために線維芽細胞において刺激実験をおこない、候補物質の動態を検討した。さらに候補物質を、当院にて腹膜透析施行中の患者血清で測定。心エコー検査における心肥大所見と有意に相関(P=0.001, R2=0.25)することを確認した。以上の実験を通して心線維化を早期から同定し、その進行を反映するバイオマーカーを同定できた。慢性腎臓病(CKD)の予後を規定する最重要因子は心臓病とされている(心腎連関)。しかし、早期の心病変である心線維化を早期発見・モニタリングする簡便で適切なバイオマーカーは存在しない。そこで本研究では、複数の慢性腎不全モデルを用いて、慢性腎障害に伴う心臓障害を反映する指標代謝物群(バイオマーカー候補物質)をメタボローム解析を用いて探索し、代謝産物の中で、血清と心筋組織で相関・連動して動く物質を同定することを目的とした。(1)腎不全動物モデルにおけるメタボローム解析を用いたバイオマーカーの探索1マウス5/6腎摘モデル食塩水負荷の有無で、かつそれぞれ4病期(0,2,4,8週)において心臓線維化、心肥大が進行することを確認した。血清、心筋、腹壁でメタボローム解析を行った。2アデニンモデル別のCKDモデルとしてアデニンモデルを作成。食塩水負荷の有無で0,2,4,8週に検討。同様に解析している。本年度において、上記腎不全モデルにて心重量・線維化を反映するバイオマーカーの候補2物質(S311,Y318)を抽出することに成功した。(2)得られた候補物質と多臓器の障害との関連性から、早期の心病変(心線維化・肥大)を特異的に検出し、その進行をモニタリングできバイオマーカーとして適正か検討した。CKDモデルにおいて心臓、大動脈、腹膜、皮膚、肝臓など各種臓器から検体を採取し、各組織における炎症や線維化を評価し(免疫染色、リアルタイムPCR)、血清中の候補物質濃度との相関を検討した。候補物質Y318は、マウス血清中と心臓組織内濃度が相関し、心筋線維化とも相関することを確認した。皮膚でも同様の検討をし確認した。申請者らは、26年度に5/6腎摘モデルを比較検討し573種の代謝物質の中から、心臓重量・線維化を反映し、モニタリングに適すると考えられるバイオマーカーの候補2物質(S311 MW=219, Y318 MW=131)を抽出することに成功した。1(1)すでに同定した候補物質Y318、候補物質S311で、候補物質の代謝経路(合成、分解)をメタボローム解析にて解析。代謝マップ(http://www. genome.jp/kegg/)を用いて、代謝酵素をその発現の動きを含めてreal-time PCRで検索。酵素活性も測定し、炎症・線維化の病態、原因、代謝産物の動態を検討した。(2)同定したバイオマーカー候補物質を臨床応用するメタボローム解析から同定した候補物質を、当院にて腹膜透析(PD)施行中の患者血清で測定(n=53)。6カ月ごとに測定している心エコー検査のLVmass、心拡張障害指標(E/E')との相関を確認した。代謝物質Y318で検討し、血中Y318濃度は心エコー所見の心拡張障害所見と相関することを確認した。当初の予定通りに研究は遂行できており、えられたバイオマーカーの候補物質について、臨床応用に向けて実際の患者において測定、病態との相関を検討し、予想されたものに近い結果が得られている。慢性腎臓病(CKD)患者において予後を規定する最も重要な因子は心血管病とされる。現在、心病変を早期発見・モニタリングする適切なバイオマーカーは存在しない。本研究はこの心腎連関に着目し、CKDにおける心病変の発症や進行をモニタリング可能な新規のバイオマーカーを探索することを目的とした。昨年までに同定した候補物質Y318で、候補物質の代謝経路(合成、分解)を解析するためにNRK49F cellにてY318阻害剤投与後にメタボローム解析を施行。また、誘導因子であるTGF-beta投与後にも同様に解析。候補物質上流の蛋白の発現および、代謝産物の動態を検討した。また、同定したバイオマーカー候補物質がマウスCKDモデルに塩分負荷することで上昇することをすでに確認していたが、さらにEplelenoneを用いた抑制実験をおこなった。心肥大が抑制されることを確認し、メタボローム解析にて血清中の候補物質が減少し、その前駆物質も減少していることを確認した。また大動脈縮窄モデル、ブレオマイシン投与モデルを用いて線維化を誘導後に、同様にメタボローム解析し、血清中に候補物質が上昇するタイムコースを検討した。

尿中の候補物質濃度も測定し、血清中より速やかに上昇することを確認した。候補物質を、当院にて腹膜透析施行中の患者血清で測定(n=53、平均年齢58.6歳、DM33.3%)。LVmassと有意に相関(P=0.001, R2=0.25)することを確認した。以上の実験を通して心線維化を早期から同定し、その進行を反映するバイオマーカーを同定できた。CKDにおける心腎連関を反映する新規バイオマーカーを探索した。CKD動物モデル組織検体からメタボローム解析法により線維化などの心病変を反映する候補物質を同定。大動脈縮窄モデルなど複数のモデルで血清中にこの候補物質が上昇することを同定した。また候補物質の代謝経路を解析するために線維芽細胞において刺激実験をおこない、候補物質の動態を検討した。さらに候補物質を、当院にて腹膜透析施行中の患者血清で測定。心エコー検査における心肥大所見と有意に相関(P=0.001, R2=0.25)することを確認した。研究は当初の予定通りに動物実験をすすめ、バイオマーカーの候補物質をいくつか同定しその解析がすすんでいる。当初の予定通り、バイオマーカー候補物質の臨床応用に向けてバリデーションスタディーをすすめていく。症例数を増やして検討をすすめる。CKDコホートでの心血管系合併症の発症率、生命予後との相関についても検討していく。腎臓内科学今後さらにアデニン食塩負荷モデルも用いて、他の候補物質と合わせて様々な程度の心臓線維化状態を反映し、早期診断、モニタリングという観点から適正なマーカーを同定する。(1)すでに同定した候補物質Y318、候補物質S311で、候補物質の代謝経路(合成、分解)をメタボローム解析にて解析する。代謝マップを用いて、代謝酵素をその発現の動きを含めてreal-time PCRで検索する。必要に応じて酵素活性も測定し、炎症・線維化の病態、原因、代謝産物の動態を検討する。(2)同定したバイオマーカー候補物質を臨床応用するメタボローム解析から同定した候補物質を、当院にて腹膜透析(PD)施行中の患者血清で測定(n=53)。心エコー検査のLVmass、心拡張障害指標(E/E')との相関を確認する。病態の早期発見およびモニタリングに最も適したマーカーを同定する。