hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グルタミン酸によるヘリコバクター・ピロリ関連胃病変の発生と定着抑制機序の解明

グルタミン酸は食餌中のうま味成分として知られ、小麦や大豆などに多く含まれるアミノ酸であり、消化管粘膜の恒常性維持に寄与している。本研究では、グルタミン酸のヘリコバクター・ピロリ誘起胃粘膜病変に対する効果について検討した。グルタミン酸の前処置は、マウスにおけるヘリコバクター・ピロリ菌による胃炎を抑制した。この作用は、グルタミン酸の抗菌作用ではなく、グルタミン酸による胃粘液増加作用がヘリコバクター・ピロリ菌の胃内定着を抑制したことによると考えられた。グルタミン酸は、ヘリコバクター・ピロリ関連胃粘膜病変の予防および治療に有用である可能性が示唆された。グルタミン酸のH. pyloriにより誘起される胃炎の抑制ならびに胃粘膜への定着阻害のメカニズムを解明し、グルタミン酸のH. pylori関連疾患への応用を目的として本研究を実施している。平成26年度は、まず、予試験から得られた結果を基に、H. pylori感染マウスモデルの作製から開始した。24時間絶食したICRマウスにH. pylori(TN2GF4臨床分離株)を接種し、0.51ヶ月後に胃炎の発生を検討した。0.5ヶ月後より肉眼的に胃炎の発生は観察され、本モデルを用いることとした。グルタミン酸のH. pylori感染前の摂取によるH. pyloriの胃粘膜への定着抑制機序を検討するため、1または5 %グルタミン酸含有飼料を事前に5日間摂食後、H. pyloriを接種した。対照群にはグルタミン酸非含有の標準食を与えた。H. pylori接種の0.5または1ヶ月後に、標準食摂食群およびグルタミン酸含有食摂食群のマウスから胃を摘出し、胃炎の程度を評価(本事業において購入した実体顕微鏡デジタル観察システムを使用)した。標準食を与えたH. pylori非感染群を用意し、H. pylori感染(標準食摂食)群と比較検討した。その結果、1%グルタミン酸含有飼料摂食群に比較して5%グルタミン酸含有食摂食群において胃炎の顕著な改善が認められ、胃内H. pylori生菌数は標準食摂食群と比較して有意に低下していた。病理組織学的検討としてペルオキシダーゼ活性染色を行ったところ、グルタミン酸含有食摂食群では、標準食摂食群と比較して、好中球の浸潤の抑制がみとめられ、また胃粘液量の保持も認められた。今後、炎症サイトカインの発現量、細胞内シグナル伝達系の解明をさらに進め、グルタミン酸のH. pylori関連胃疾患の抑制および感染予防効果などを明らかにできるよう進める。平成27年度は、初年度に確立したH. pylori感染マウスモデルを使用し検討を行った。すなわち、24時間絶食したICRマウスにH. pyloriを接種し、0.5および1ヶ月後に、胃粘膜および胃内生菌数、組織学的評価を行った。グルタミン酸のH. pylori感染前および感染後の摂取によるH. pyloriの胃粘膜への定着抑制または、胃炎発生に対する機序を検討するため、1または5 %グルタミン酸混餌食を与えた。標準食を与えたH. pylori非感染群も用意し、H. pylori感染(標準食摂食)群と比較検討した。H. pylori接種により、マウス胃粘膜には浮腫、うっ血、充血といった炎症が確認された。組織学的評価により、炎症性細胞の浸潤および胃粘液の低下が観察された。5%グルタミン酸混餌食群において胃炎の顕著な改善が認められ、胃内H. pyloriの生菌はほとんど観察されなかった。グルタミン酸混餌食群では、H. pylori感染(標準食摂食)群と比較して、好中球の浸潤の抑制および胃炎の抑制がみとめられた。また胃粘液量の保持も認められた。H. pylori感染後にグルタミン酸混餌食を摂食した場合には、胃内H. pylori生菌数は標準食摂食群と比較して変化なかったが、胃炎が明らかに抑制されていた。グルタミン酸による胃炎の抑制が、H. pyloriに対する抗菌作用によるものか、定着抑制作用によるものか、関与する因子の探索を分子生物学的手法により解明し、グルタミン酸のH. pylori関連胃疾患の抑制および感染予防効果などを明らかにできるよう進める。胃炎の発生に関与する因子の探索には、遺伝子配列や抗体の交差性などに関する情報が多いマウスモデルが適している。スナネズミモデルと違って、胃炎の発生にバラツキが見られることが課題であったが、現在は安定して遂行している。また昨年度は準備が難しかったグルタミン酸混餌食の入手も順調であり、実施計画にそっておおむね順調に進展しているといえる。H. pyloriにより誘起される胃炎に対し、グルタミン酸が胃炎発生の抑制ならびに胃粘膜へのH. pylori定着阻害のメカニズムを解明し、グルタミン酸のH. pylori関連疾患への応用を目的として本研究を実施している。

H. pylori接種により、マウス胃粘膜には浮腫、うっ血、充血といった炎症が確認された。組織学的評価により、炎症性細胞の浸潤および胃粘液の低下が観察された。5%グルタミン酸混餌食群において胃炎の顕著な改善が認められ、胃内にH. pyloriの生菌はほとんど観察されなかった。グルタミン酸混餌食群では、H. pylori感染(標準食摂食)群と比較して、好中球の浸潤の抑制および胃炎の抑制がみとめられた。また胃粘液量の保持も認められた。H. pylori感染後にグルタミン酸混餌食を摂食した場合には、胃内H. pylori生菌数は標準食摂食群と比較して変化なかったが、胃炎が明らかに抑制されていた。グルタミン酸による胃炎の抑制が、H. pyloriに対する抗菌作用によるものか、定着抑制作用によるものか、関与する因子について検討した。グルタミン酸を摂食させたマウスの胃粘膜を採取し、H. pyloriに対する増殖抑制作用があるか否かを検討したところ、有意ではないものの抑制傾向がみられた。また、グルタミン酸摂食のマウス胃粘膜はPAS陽性粘液の増加がみられ、これは一部、Trefoil Factor peptide(TFF1)の関与が示唆された。以上から、グルタミン酸の摂食は、H. pylori誘起胃粘膜病変を抑制することが判明し、グルタミン酸による直接的な胃粘膜保護作用に加えて、グルタミン酸の前処置によるH. pyloriの感染阻害によるものと考えられた。ゆえに、グルタミン酸は、H. pylori関連胃粘膜病変の予防および治療に有用である可能性が示唆された。グルタミン酸は食餌中のうま味成分として知られ、小麦や大豆などに多く含まれるアミノ酸であり、消化管粘膜の恒常性維持に寄与している。本研究では、グルタミン酸のヘリコバクター・ピロリ誘起胃粘膜病変に対する効果について検討した。グルタミン酸の前処置は、マウスにおけるヘリコバクター・ピロリ菌による胃炎を抑制した。この作用は、グルタミン酸の抗菌作用ではなく、グルタミン酸による胃粘液増加作用がヘリコバクター・ピロリ菌の胃内定着を抑制したことによると考えられた。グルタミン酸は、ヘリコバクター・ピロリ関連胃粘膜病変の予防および治療に有用である可能性が示唆された。計画通りに研究はスタートしたが、その過程で、接種するH. pylori菌のロット間で、胃炎の発生にバラツキが見られた。そこで、マウスの系統とH. pylori菌のロットを調整し胃炎モデルを見直すことに時間がかかったが、現在はおおむね順調に当初の計画にそって研究は遂行している。また、入手が難しかったグルタミン酸含有飼料の準備も、現在は整っている。グルタミン酸処置がH. pyloriの胃粘膜への定着抑制か、H. pyloriに対する抗菌活性があるかの詳細な機序の解明をする。グルタミン酸前処置マウスの胃粘膜上皮細胞の培養上清と、H. pylori生菌を液体振盪培養し、H. pyloriに対する抗菌活性の検討を行う。抗菌あるいは定着抑制に繋がる因子の探索する。一方、H. pylori感染動物に、化学的発ガン物質を併用し発がんモデルを作製し、炎症に対するグルタミン酸の影響を検討する。グルタミン酸混餌食はH. pylori接種の前あるいは接種後より与え、H. pylori接種4週間後より発がん物質を自由飲水により与える。発がん物質飲水終了後に剖検し、胃内H.pylori生菌数および胃粘膜病変を解剖学的、病理組織学的に解析する。
湖沼周辺土壊環境における土壌微生物による水質改善能の評価に関する研究

畑地土壌を充填した4個の土壌カラム(内径9.5cm,土層厚さ6cm,実験条件;不飽和浸透,不飽和浸透・強制通気,湛水浸透,不飽和蒸留水浸透)を用いた人工汚水(二次処理相当水)浸透実験(散水負荷100mm/day)、畑地土壌抽出微生物の嫌気及び好気条件の種々の組み合わせ条件下での液状培養実験、並びに砂質土壌を充填した不飽和及び湛水土壌カラムを直列に連結した3系統の装置(各カラム;内径100mm,充填高さ600mm,散水負荷;5,10,20cm/day)を用いた人工汚水(二次処理相当水)浸透実験により、水質改善能に関与する土壌微生物量の指標の確立及び汚水浄化機構の解明に関する研究を試みており、以下のような知見をえた。1.畑地土壌カラム実験:いずれのカラムでもTOCは85%程度と良好な除去が示され、他栄養性細菌数は5×【10^7】個/gr乾土程度となった。窒素に関しては、強制通気系以外では50%程度の減少率が示され、不飽和カラムでは硝酸態で、また湛水カラムではアンモニア態で浸出した。2.抽出微生物の液状培養実験:いずれの系でも他栄養性細菌数は【10_7】個/mlのオーダに増加し、嫌気一好気培養系での好気条件下での基質除去速度定数は、【10^(-3)】(1/hr・mg VSS)のオーダであった。酸素消費速度は、基質除去速度や微生物量との間で相関のあることが示された。3.砂質土壌充填不飽和・湛水直列カラム実験:各カラム表層土壌中のアンモニア酸化菌は【10^4】個/g乾土のオーダになり、また脱窒菌は不飽和カラムで【10^2】【10^4】個/g乾土、湛水カラムで【10^5】個/g乾土程度となった。散水負荷20cm/日では不飽和カラムからの浸出窒素はほとんどがアンモニア態であり、また湛水カラムでの脱窒作用の円滑な進行のためには、本実験条件下では5cm/日程度の散水負荷が適切であることが示された。TOCは、10mg/lの濃度で与えたが、いずれの系でも不飽和カラムでほぼ全量が減少した。
小児インフルエンザ性脳症の動物モデル作成と発生メカニズム解明

乳のみマウスを用いて(1)インフルエンザウイルス(IFV)の肺感染がリポ多糖体(LPS)誘発性の脳症および炎症性サイトカイン産生を増強させること、(2)IFV+LPS接種によって惹起された脳病変、血中サイトカイン動態およびウイルス分布は小児インフルエンザ脳症の特徴を備えていること、および高サイトカイン血症による血管内皮細胞と星状膠細胞のアポトーシス誘導が小児インフルエンザ性脳症の主要な発生メカニズムである可能性を示した。小児インフルエンザ脳症は24歳の小児に好発する急性脳症で、インフルエンザウイルス感染後高熱を発し、甚急性経過で死亡する疾患であり、我が国では毎年50100名が罹患している。本症の主要病変は左右対称性急性脳水腫であるが、脳および脳脊髄液中にインフルエンザウイルスが証明されることは稀であり、本症の発生機序は不明で、従って、予防・治療法も未だ確立されていない。本症を実験的に再現し、その発生機序を解明するために本研究を行った。ヒト症例では血液脳関門の透過性亢進および高サイトカイン血症が共通して指摘されていること、小児の脳病変が子豚の脳脊髄血管症と呼ばれる大腸菌性内毒素血症に類似していることから、乳のみマウスに小児から分離されたH3N2亜型インフルエンザウイルスを経鼻接種し、その後、腹腔内に大腸菌由来リポ多糖体(LPS)を接種し、小児インフルエンザ脳症の再現を試みた。その結果、インフルエンザウイルスおよびLPSを接種されたマウスは脳水腫によって高率に死亡し、いずれも血液脳関門の透過性亢進と高サイトカイン(TNF-α、IL-1βおよびIL-6)血症を示した。さらに、血液脳関門の透過性亢進は脳血管内皮細胞と星状膠細胞のアポトーシスに起因していた。以上の結果から、インフルエンザウイルス感染と高熱下で腸管内で増殖した大腸菌に由来する高LPS血症の重複作用によって小児のインフルエンザ脳症が発生する可能性があることを示した。インフルエンザ性脳症はインフルエンザウイルス感染に伴う致死的な中枢神経疾患の一つで、本邦では毎年100例前後の患者が見られ、5歳以下の幼児での発生が約8割を占め、死亡率は約30%と見積もられている。本疾患に特徴的な臨床症状はインフルエンザによる発熱の直後に現れる左右対称性の急性脳浮腫で、脳組織からインフルエンザウイルスが分離されないことから、その発生メカニズムが不明である。本研究では、インフルエンザ脳症の病理組織学的所見が菌体内毒素血症による脳症と類似することから、インフルエンザAウイルス感染乳のみマウスへの大腸菌由来リポ多糖体LPS投与によるインフルエンザ脳症の動物モデル作成を試みた。その結果、インフルエンザウイルス感染とLPS接種マウスでは脳血管透過性亢進、脳浮腫に加え、末梢血中のTNF-αおよびIL-6などのサイトカイン濃度が有意に上昇していた。これらの所見は幼児のインフルエンザ脳症に極めて類似しており、本実験系はインフルエンザ脳症の病態モデルとなること、および幼児のインフルエンザ脳症が低病原性インフルエンザウイルス感染と菌体内毒素血症の重複で発生するのではないかという全く新しい仮説を提唱するに至った。研究はほぼ予定通り進行している。その理由は、インフルエンザ脳症の動物モデル作成するという主目的をほぼ達成し、その成果は国際雑誌に掲載され(J Neurovirol 16: 125-132, 2010; Immunol Lett, 139: 102-109, 2011)、認められたからである。今後は、前年度に確立した脳症モデルを再現するとともに、この脳症の発生メカニズムを明らかにする。具体的には、小児のインフルエンザ脳症と申請者が作出した脳症発生の中核をなす病的事象は脳血管の透過性亢進なので、脳症モデルにおける血管透過性亢進のメカニズムを明らかにする。脳血管は血液脳関門を形成しており、その主な構成要素は血管内皮細胞の強固な相互接着(タイトジャンクション)と星状膠細胞である。従って、低病原性インフルエンザウイルス感染乳のみマウスに大腸菌由来リポ多糖体を接種し、内皮細胞間の細胞接着分子と内皮細胞・星状膠細胞のアポトーシスの発生状況を経時的に精査し、脳血管透過性亢進の発生メカニズムを明らかにする。
口腔ケアによる口腔粘膜炎予防メカニズムの解明 ～酸化ストレスと細菌の観点から～

口腔粘膜炎は、がんの放射線治療や化学療法による副作用として発症する。本研究では、酸化ストレスや細菌の観点から、口腔粘膜炎予防のメカニズムを解明することを目的とした。その結果、口腔粘膜炎は口腔内の細菌叢と酸化ストレスや全身状態には、有意な関連は認められなかった。また、口腔粘膜炎の発症や重症度は、酸化ストレスよりも放射線化学療法や化学療法の回数に関連があった。口腔粘膜炎の発症や重症化には、血漿中の酸化ストレスは影響しない可能性が示された。本研究では、酸化ストレスや細菌の観点から、口腔粘膜炎発症のメカニズムを解明することを目指している。本研究の目的は、頭頸部がん患者における1唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の特徴を明らかにする、2口腔ケアによる唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の変化を検証する、3口腔ケアによる酸化ストレスや細菌叢の変化と、放射線化学療法による口腔粘膜炎の発症や重症度との関係を明らかにする、という3点である。予防歯科初診時に、全身状態と生活習慣、頭頸部がんの部位や進行度など、頭頸部がんの治療内容、歯周組織の状態、歯垢付着状態、口腔粘膜炎の状態、唾液・血液(血漿)の酸化・還元力、粘膜保湿度、歯肉溝浸出液・咽頭ぬぐい液を採取し、口腔内の細菌叢の評価を行った。歯肉溝浸出液と咽頭ぬぐい液からDNAを抽出し、multiplex PCR法により口腔内細菌の同定を行った。同定する菌種は、歯肉溝浸出液中の細菌(P.g, A.a等7菌種)、咽頭粘膜細菌(Candida. albicansなどの5菌種)とした。平成23年度は、1頭頸部がん患者における唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の特徴を明らかにすることに取り組んだ。平成24年度は、、2口腔ケアによる唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の変化を検証する、3口腔ケアによる酸化ストレスや細菌叢の変化と、放射線化学療法による口腔粘膜炎の発症や重症度との関係を明らかにすることに取り組んだ。その結果、口腔内の細菌叢と酸化ストレスや全身状態には、有意な関連は認められなかった。血漿中の酸化ストレスは、口腔粘膜炎の発症、重症化には影響しない可能性が示された。本研究の目的は、頭頸部がん患者における(1)唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の特徴を明らかにする、(2)口腔ケアによる唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の変化を検証する、(3)口腔ケアによる酸化ストレスや細菌叢の変化と、放射線化学療法による口腔粘膜炎の発症や重症度との関係を明らかにする、という3点である。平成23年度は、(1)頭頸部がん患者における唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の特徴を明らかにすることに取り組んだ。予防歯科初診時に、a.全身状態と生活習慣、b.頭頸部がんの部位や進行度など、c.頭頸部がんの治療内容、d.歯周組織の状態、e.歯垢付着状態、f.口腔粘膜炎の状態、g.唾液・血液(血漿)の酸化・還元力、h.粘膜保湿度、i.歯肉溝浸出液・咽頭ぬぐい液を採取し、口腔内の細菌叢の評価を行った。同定する菌種は、歯肉溝浸出液中の細菌(P.gingivalis, A.actinomycetemcomitans, P.intermedia, T.denticola, T.forsythia, S.sanguinis, S.salivariusの7菌種)、咽頭粘膜細菌(S. pneumoniae, P. aeruginosa, S. aureus, H. influenzae, C. albicansの5菌種)とした。この結果は国際学会で発表した。今年度は、頭頸部がん患者における唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の特徴を明らかにすることを目標とした。現在、対象者は目標の70名程度集まっており、順調に対象者を収集できている。また、国際学会でも発表しており、ある程度の成果が得られている。評価項目は、a.全身状態と生活習慣、b.頭頸部がんの部位や進行度など、c.頭頸部がんの治療内容、d.歯周組織の状態、e.歯垢付着状態、f.口腔粘膜炎の状態、g.唾液・血液(血漿)の酸化・還元力、h.粘膜保湿度、i.口腔内の細菌叢としている。

これまで、a.全身状態と生活習慣、b.頭頸部がんの部位や進行度など、c.頭頸部がんの治療内容、d.歯周組織の状態、e.歯垢付着状態、f.口腔粘膜炎の状態については、ほぼ、データとして蓄積できている。しかし、血漿中や唾液中の酸化ストレス、細菌叢については、分析に時間とマンパワーが必要であり、途中である。今年度の目標であった頭頸部がん患者における(1)唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の特徴を明らかにする、という目的については、分析途中の口腔内の細菌叢や唾液中・血液中の酸化ストレスについて、今後も引き続き分析を進める。平行して、(2)口腔ケアによる唾液や血漿中の酸化ストレス、口腔内の細菌叢の変化を検証する、(3)口腔ケアによる酸化ストレスや細菌叢の変化と、放射線化学療法による口腔粘膜炎の発症や重症度との関係を明らかにする、という目的について、分析を進めていく。(2)(3)のテーマについても、(1)のテーマと同様、a.全身状態と生活習慣、b.頭頸部がんの部位や進行度など、c.頭頸部がんの治療内容、d.歯周組織の状態、e.歯垢付着状態、f.口腔粘膜炎の状態、g.唾液・血液(血漿)の酸化・還元力、h.粘膜保湿度、i.歯肉溝浸出液・咽頭ぬぐい液を採取し、口腔内の細菌叢の評価を行う予定である。また、歯肉溝浸出液と咽頭ぬぐい液からDNAを抽出し、multiplex PCR法により口腔内細菌の同定を行う。同定する菌種は、歯肉溝浸出液中の細菌(P.gingivalis, A.actinomycetemcomitans, P.intermedia, T.denticola, T.forsythia, S.sanguinis, S.salivariusの7菌種)、咽頭粘膜細菌(S. pneumoniae, P. aeruginosa, S. aureus, H. influenzae, C. albicansの5菌種)とする。初年度と同様にデータを収集し、分析する予定である。次年度の研究費は、酸化ストレスや細菌叢の分析に用いる実験器具、成果発表の旅費、論文の校閲費や印刷代などで申請している。現在、収集している資料や、今後新たに収集する資料を分析するために、DNAプライマー、PCR測定キット、その他の試薬を購入する予定である。海外旅費は、9月にモンゴルで開かれる「アジア予防歯科学会」、あるいは3月に開催される「International Association of Dental Research」に発表・参加して使用したいと考えている。国内旅費は、5月に開催される日本口腔衛生学会・総会、10月に開催される日本口腔衛生学会・地方会に参加、発表したいと考えている。ただし、様々な事情により、発表・参加する学会は変更になる可能性もある。論文は、投稿先は決まっていないが、英文の校閲費、和文雑誌の投稿料として使用する予定である。
層状金属酸化物と用いた新規光機能性薄膜の創出

本研究で用いる薄膜の評価はバルク構造、表面構造、電子構造、物性等から行い、層状金属酸化物薄膜の新機能の発現を探るだけでなく、これまでわかっていない層間現象の解明を試みてた。ウロコ鉄鋼型Ti系層状金属酸化物Cs_xTi_<(2-x/4)>_<x/4>O_4薄膜、及びNb系層状金属酸化物K_4Nb_6O_<17>薄膜は、層構造を維持した状態で金属カチオンなど種々カチオンの層間へのインターカレートを行えることが確認された。また、アルキルアミンにより層間修飾を行うと、層間距離が広がることをXRDにより確認でた。更に、SNO電極上に形成させた薄膜は、同処理を行うことにより電気伝導性の向上を図れることがCVにより示唆された。また、層間距離を広げることにより、有機金属錯体(Ru(bpy)_3^<2+>等)のインターカレートも可能となった。薄膜自体は可視光領域に吸収帯を持っていないが、可視光照射下で光機能性を持つ有機金属錯体を層間にインターカレートした薄膜は、可視域に吸収帯を持たせることができた。現時点で調べた錯体Ru(bpy)_3^<2+>やメチルビオロゲンは、他種カチオンが多量に存在している条件においても層間に固定化させておくことができ、さらには電気化学的手法により可逆的に酸化還元反応を行えることが明らかになった。可視域に吸収を持たせ、さらには層間にインターカレートした錯体を安定にレドックスさせることができるという結果を得たことにより、光機能性薄膜構築に向けて重要な指針が得られた。
揚力物体後方に発生する後流渦による流体力学的影響に関する研究

研究実績は以下の通り。揚力物体として最も簡単な形状である三次元矩形翼に関して以下の状態に於ける熱線流速計を用いた実験並びに数値計算を行った。1.迎角を変化させたときの翼周りの自由渦分布の計測2.レイノルズ数を一定とし、二種の翼の大きさ、二種の流体を用いた場合の翼周りの自由渦分布の計測。3.上記状態に於けるパネル法による数値計算。上記実験及び数値計算の結果、以下のことがわかった。1.迎角を大きくしていくと、翼前縁直後から発生する自由渦は変形し、翼中心方向に大きく移動し、その移動量の定量的な値を得た。また、翼後縁を過ぎると翼端方向に急激に移動することも確かめられた。数値計算では、数値計算モデルの制限から翼前縁からの自由渦の移動はシミュレートできていないが翼周りの流場は近い値を得た。特に低迎角では正確な一致を見た。2.同一レイノルズ数では翼の大きさ及び流体が異なっても、渦の位置及び渦の強さを示す渦度分布には差がなかった。今後異なるレイノルズ数で同様な試験を行うことで、渦の形状がレイノルズ数に依存しているかどうかを明確に判断することができる。表面渦格子法等で用いられてきた後流渦による寄与分の計算並びに自由渦形状計算法をMorino法プログラムに取り入れ後流渦形状の非線形計算を行うための計算プログラムを下記のように開発した。1.翼面及び後流渦中のポテンシャル分布をMorino法に基づき算出。2.翼面上ポテンシャルから後流渦への誘導速度寄与分は、積分方程式を直接微分して計算。3.後流渦中ポテンシャル分布から後流渦への誘導速度寄与分は、ポテンシャル分布を離散渦に変換後、Biot-Svartの法則を用いて計算。4.離散後流渦の各点における速度を上記方法で計算し、Euler法によってδt秒後の位置を決定する。上記のような方法によって計算された後流渦形状は下記のような問題点を残していることが判明した。また各々に関する対処法についても検討し、下記のような結果を得た。1.離散渦同士が近接すると渦の特異性によって非現実的な誘導速度を算出する。対処方法として、離散渦を渦管に置き換えて誘導速度の計算を行う。(非特異化)2.Euler法を用いた場合、渦の接線方向に点が移動するので、渦の生成が過大評価される。対処方法として、Runge-Kutta法や予測子-修正子法等の高次な解法を用いる。
脂質分子から迫るオートファゴソーム形成機構の研究

オートファジーでは、オートファゴソームという二重膜構造の新生によって細胞質成分を隔離する過程が基盤となっている。オートファゴソームの脂質組成はほとんど分かっておらず、電子顕微鏡観察からスフィンゴ脂質などの特殊な脂質を豊富に含む可能性が示されていた。本研究では、出芽酵母を用いた研究により、スフィンゴ脂質合成がオートファジーの正常な進行に必要である事を初めて明らかにした。また、スフィンゴ脂質のうちイノシトールホスホリルセラミド(IPC)がオートファジーに関与する事を示唆した。すなわち本研究により特定のスフィンゴ脂質分子種がオートファジーに関与することが示された。また、スフィンゴ脂質が関与する素過程を調べたところ、オートファジーに必須な二つのユビキチン様タンパク質の結合反応系やオートファジー関連タンパク質が集積するPASという構造の構築にはスフィンゴ脂質は関与しない事が示唆された。また、液胞の成熟にも関与しない事が分かった。スフィンゴ脂質はこれらの過程以外の部分でオートファジーに関与すると考えられる。本研究の目的は、未だ謎の多いオートファゴソーム形成機構について、脂質の観点から、特にスフィンゴ脂質の観点から切り込む事である。今年度は、スフィンゴ脂質がオートファジーの進行に関与するかどうかを調べ、関与するならばどの素過程に関わるかを調べる計画であった。実際に研究を行った結果、スフィンゴ脂質の合成がオートファジーの正常な進行に必要である事を明らかにした。この事実はこれまでに報告が無く、オートファジーの研究に於いて新たな視点を確立したと言える。そこでオートファジーの各素過程の進行を調べた結果、オートファゴソーム形成に必須な2つのユビキチン様結合反応系は、スフィンゴ脂質合成停止状態でも正常に起こる事が分かった。また、オートファジー関連タンパク質が集合するPASと呼ばれる構造の形成も正常であることが分かった。スフィンゴ脂質合成は、これらの素過程以外の部分で機能すると思われる。また、オートファジー誘導条件でのスフィンゴ脂質代謝を放射線標識により追跡した。その結果、オートファジー誘導時にセラミドのうちある特定のタイプが蓄積している事が分かった。このタイプのセラミドは通常はマイナーな分子種であり、オートファジー誘導時に特徴的に増加する事が分かった。オートファジーと特定の脂質分子種の関連性を示唆する興味深い結果である。ここまでの内容を、脂質生化学会で口頭発表した。今後は、これらの発見をより掘り下げ、オートファゴソーム形成機構に迫る予定である。本研究の目的は、未だ謎の多いオートファゴソーム形成機構について、脂質の観点から切り込むことである。その際に、特にオートファゴソームとの関連が示唆されながらも、直接的には調べられていないスフィンゴ脂質に注目した。昨年度は、オートファジーの正常な進行にスフィンゴ脂質が関与する事を見出した。それを受けて、今年度は出芽酵母で3種類存在する複合スフィンゴ脂質(IPC, MIPC, M(IP)_2C)のうち、どの分子種が関与するかを調べた。その結果、オートファジーの進行には、IPCが必要であり、MIPCとM(IP)_2Cは必要でない事が明らかとなった。このことは、特定の種類の複合スフィンゴ脂質がオートファジーの進行に関与するという初めての知見である。また、IPC合成を短時間止めた状態でもオートファジーの抑制効果が認められた事から、細胞に存在するスフィンゴ脂質の総量というよりも、新規合成が正常なオートファジー進行に必要である事が示唆された。スフィンゴ脂質合成を停止させた条件で、オートファジーの各素過程をモニターしたところ、オートファジーに必須な二つのユビキチン様反応系、関連タンパク質が集積する場(PAS)の構築、液胞の成熟にはスフィンゴ脂質が必須ではない事が分かった。これらのことからスフィンゴ脂質は、初期のシグナリング経路には関与せずに、オートファゴソーム形成に直接関与する可能性が示された。ここまでの内容を、薬学会北海道支部例会で口頭発表し、現在は投稿論文を執筆中である。
大脳皮質神経細胞多様性出現のメカニズムをショウジョウバエに学ぶ

ショウジョウバエの一部の神経細胞系譜には、局所介在神経細胞と神経細胞を包むsub-pefineurialgliaが2:1ぐらいの比率で出現するものがあることが知られている。このような記述は、マウス大脳皮質の抑制性(GABA)神経細胞と髄鞘を形成するオリゴデンドロサイトの起源が同じ内側基底核原基にあることを思い起こさせる。GABA神経細胞とオリゴデンドロサイトを生み出す神経幹細胞は、脳室下帯を接線方向に移動して新たに分裂を繰り返してGABA神経細胞やオリゴデンドロサイトを生み出す可能性を考えた。このような可能性を確かめるため、我々はGFP陽性GABA神経前駆細胞をE18 GAD67-GFP knock-in mouse胎仔の大脳新皮質脳室下帯より得て、蛋白分解酵素処理により単一細胞に分散して遺伝子発現を調べた。分散したGFP陽性細胞でsingle-cell RT-PCRを行なうと、確かにMAP2とKi67を共発現する細胞が見つかる。また、同時にオリゴデンドロサイトマーカーを検出すると、2割弱の細胞でNG2,PLP,MBPなどが検出された。さらに、単一GFP陽性細胞から得たtotal RNAを増幅してsingle-cellmicroarray analysisを行うと、NG2,PLP,MBPがプレゼントコールとなる細胞があった。検出されたmRNAが、実際に蛋白として発現しているかどうかを免疫細胞化学法で調べると、NG2,PLP,MBPが2割弱程度の細胞で発現も確認された。それゆえGFP陽性GABA神経前駆細胞ではニューロンマーカーとグリアマーカーが共存していることになる。我々は、この時期の一部のGFP陽性細胞は、GABA神経細胞とオリゴデンドロサイトを生み出せる共通の前駆細胞であると考えた。大脳新皮質神経細胞は興奮性神経細胞と抑制性神経細胞により構成されていて、興奮性神経細胞は、胎児期大脳新皮質の脳室帯の放射所グリアに由来する。放射状グリアの娘細胞の中には、さらに繰り返し分裂を続けるものがあることを我々は明らかにしてきた(Wu et al., PNAS2005)。放射状グリアを一次前駆細胞(幹細胞)とすると、娘細胞の二次前駆細胞は、非対称分裂で二次前駆細胞それ自身と三次前駆細胞を生み出し、対称分裂では二つの二次前駆細胞を生み出した。さらに三次前駆細胞は対称分裂をして対の錐体細胞を産み出した。その細胞系譜は、これまでに知られているショウジョウバエのNeuroblastcellのものに似ていた。さらに文献調査で、ショウジョウバエの他のNeuroblastcellの細胞系譜にはinterneuronとprineural gliaを生み出すものがあることを知り、大脳皮質GABA神経細胞とoligodendrocyteの関係を調べた。終脳胞のGABA神経細胞とoligodendrocyteその全て乃至は一部は大脳基底核原基に由来し、前駆細胞を共有している可能性がある。現に幾つかの論文は、oligodendrocyte markerとして使われるNG2陽性のGABA神経前駆細胞の存在を、免疫組織で報告しているが、まだ広く認められていない。我々は、GAD67-GFP knock-in mouse E18胎児大脳皮質の単一GFP陽性細胞を顕微鏡下で採取し、single-cell RT-PCRを行った。その結果、単一GFP陽性神経細胞でGAD67 mRNAとCSPG2(NG2)mRNAは共存することがあることが分かった。更に我々が独自に開発したsingle-cell microarray analysis法を、GAD67-GFP陽性細胞7つに応用したところ、CSPG2,myelin basic protein, S100betaなどが優位に発現しているものがあると判定された。更に、PDGFreceptor alphaもシグナルが強いものがあった。何れも残存するのは蛋白でなく、oligodendrocyte特異的と考えられていた分子のmRNAがGABA神経前駆細胞から検出たことから、マウス大脳皮質ではGABA神経細胞とoligodendrocyteは近い関係にあると考えられた。それゆえGFP陽性GABA

神経前駆細胞ではニューロンマーカーとグリアマーカーが共存していることになる。我々は、この時期の一部のGFP陽性細胞は、GABA神経細胞とオリゴデンドロサイトを生み出せる共通の前駆細胞であると考えた。
iPS細胞を用いた人工神経管による顎・顔面領域における神経再生に関する研究

我々の研究室で世界で初めて作製されたイヌiPS細胞(万能細胞)を合成高分子+コラーゲン複合体である人工神経管に三次元培養を行い、これを神経損傷部と置き換えることにより、運動神経や混合性神経再生の早期の治癒を得ることができた。このことにより下顎神経損傷が原因で起きていた神経因性疼痛(特に難治性疼痛-いわゆるC.R.P.S)に対し、有効な治療法が開発できた。1.顎顔面領域における神経再生を用いた新しい手術法の開発について、臨床応用を想定しつつ、ビーグル犬を用いた動物実験を行っている。ビーグル犬の下顎骨頬側部を下顎管走向部上部で一部切除及び若木骨折により骨扉を作成し、下顎神経を露出させる。舌下神経を露出させ、電気生理学的手法を用い、下顎神経走行部及び舌下神経走行部の正常な状態を評価した。(歯及び歯肉を含め評価した。)また、舌の運動機能及び味覚の発現に対しても評価を行った。2.このビーグル犬の下顎神経を約30mm切除し、イヌiPS細胞を含浸した人工神経管で切除部を連結し対側を対照側とした。3.同じビーグル犬で舌下神経を約30mm切除し、イヌiPS細胞を含浸した人工神経管で切除部を連結した。4.顔面神経、および舌下神経の再生実験において、顔面神経は知覚及び運動を司る混合性の神経で頭蓋底を出て内耳孔より骨中に入り下顎後窩より前方に出て表情筋を支配する。これは部位的に非常に難易度の高い部位となるため、既存の人工神経管をさらに強度を増しかつ細い材質が必要となる。このための人工神経管を設計している。チューブで連結した下顎神経、舌下神経はともに、中枢から末梢に向かって軸索が伸展したが、その線維径やミエリン鞘の厚さなどを比べると、細胞添加群において有意に良好な再生を示す所見が得られた。イヌのiPS細胞は作製が極めて難しく、特に4因子誘入後、細胞のリセットができても直ちに分化方向に時計が進んでしまうことが判明した。この方向の研究が必要であると考えられた。これまで再生が困難とされてきた顎、顔面外科領域の特に知覚をつかさどる三叉神経の末枝である下顎神経に対し、我々は新しく開発した合成高分子+コラーゲン複合材料(人工神経管)とin situ Tissue Engineeringの手法を用いることにより、この下顎神経を再生させ得るかどうかを大型動物を用いた動物実験で解明し、顎・顔面外科領域の特殊な条件下で使える新しい神経管の応用に、一定の成果を上げてきた。また、下顎腫瘍切除の際等の下顎神経損傷が原因で起きていた神経因性疼痛(特に難治性疼痛-いわゆるC.R.P.S)に対し、我々の開発した人工神経管を用いることが動物実験においてかなりの臨床成果が得られることが電気生理学的な検証によりわかってきた。これらの実績に基づき、今回我々の研究室で世界で初めて作製されたイヌiPS細胞(万能細胞)を用い従来の合成高分子+コラーゲン複合体である人工神経管において三次元培養を行い、これを神経損傷部と置き換えることにより、運動神経や混合性神経再生の早期の治癒に用いることを目的としている。またイヌiPS細胞をHeparin,Vitamin B_<12>等誘導因子を加えたり培地の組成を改良することにより、神経幹細胞に分化誘導できたので、そのiPS細胞を経由し、神経幹細胞に誘導された細胞を神経再生実験に使用し良好な実験結果を得ている。今後、臨床効果の確認と安全性の評価ができれば、臨床応用を検討する。当研究室で開発し既に臨床応用されているPGA-コラーゲンチューブの人工神経管にイヌiPS細胞を人工神経管に含浸させ用いることにより神経再生を飛躍的に促進させることが出来るかどうかを実験した。イヌiPS細胞の作製については、大変難易度が高く、イヌiPS細胞を作製しても現在の所、継体培養とiPS状態の維持が困難なことより、イヌiPS細胞作成後、速やかに神経幹細胞様細胞に誘導し、それらをPGA-コラーゲンチューブの人工神経管に含浸させイヌ下顎神経再生実験に供している。人工神経管(PGA-C.tube)に関しては、iPS細胞含浸後、より細胞の生存レートを上げるために、出来るだけ中性度の高い人工神経管(PGA-C.tube)を開発しそれを用いている。また同時に物性もiPS細胞の維持のため重要な課題となることがわかったので、水分吸収時の弾性維持についても物性を高める事が出来るように、新しい人工神経管(PGA-C.tube)を作製した。またイヌiPS細胞は、iPS(多分化能)状態を維持させることが大変困難なため、iPS細胞作成後速やかに神経幹細胞様細胞に誘導し、それを用いている。現在iPS(多分化能)状態を維持させるための特殊な培地の開発も行っている。

イヌiPS細胞を人工神経管に含浸させ用いる、下顎神経再生実験については、神経生理学的考察、及び組織学的検証等を行うだけではなくさらに多方面からの検証方を用い、従来型の神経再生実験とこのイヌiPS細胞を人工神経管に含浸させ用いる新しい実験との結果の差違を検証し、かなり良好な成績が得られている。今後学会発表等により成果を公表する予定である。イヌiPS細胞の作製は非常に困難で、再現性を確立するまでには至っていない。この問題を解決するよう考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。むしろiPS細胞を作製する手順で、直接神経幹細胞に誘導した細胞は再現性のある作製が期待できるので、今後の実験にはこの手法を用いることを計画している。無論iPS細胞から分化誘導させた神経幹細胞による神経再生も引き続き行う。また三次元培養及び足場として用いるcollagen scafoldをさらに改良しより効率よく神経再生が行えるよう改良を模索しようと考えている。
光ファイバ型CRDレーザ分光による燃料電池多孔質電極内水分の高感度測定と輸送制御

本研究では,光ファイバを用いたキャビティ・リングダウン(CRD)分光法を応用することにより,燃料電池内の微量な水蒸気を高感度かつ高時間分解能で定量測定できる独自の「光ファイバ型CRDレーザ分光計測システム」の開発を行った.さらに,本計測システムを用いて,発電状態の固体高分子形燃料電池(PEFC)のカソード内で生成される水蒸気ガスのin-lineモニタリングを試みた.その結果,出力電流密度の上昇に伴って,カソード排ガス中の水蒸気濃度も増大していくのが確認できた.本研究では,光ファイバを用いたキャビティ・リングダウン(CRD)分光法を応用することにより,燃料電池内の微量な水蒸気を高感度かつ高時間分解能で定量測定できる独自の「光ファイバ型CRDレーザ分光計測システム」の開発を行った.さらに,本計測システムを用いて,発電状態の固体高分子形燃料電池(PEFC)のカソード内で生成される水蒸気ガスのin-lineモニタリングを試みた.その結果,出力電流密度の上昇に伴って,カソード排ガス中の水蒸気濃度も増大していくのが確認できた.固体高分子形燃料電池(PEFC)は,次世代の自動車用動力源等として実用化が期待されているが,高性能化に向けて解決すべき技術的課題は未だ多い.中でも,カソード側での生成水が多孔質状のガス拡散層の内部で凝縮を起こし,反応に必要な酸素の供給を阻害するという「フラッディング現象」は極めて深刻な問題である.この問題を解決するためには,PEFCセル内における水分輸送現象の基本的理解が重要であり,そのための計測評価手法の確立は必要不可欠である.そこで本研究では,光ファイバを用いたキャビティ・リングダウン(CRD)分光法を応用することにより,燃料電池セル内の微量な水蒸気を高感度かつ高時間分解能で定量測定できる独自の「CRDレーザ分光計測システム」を開発した.本計測システムでは,CRD分光法の光学キャビティとして,カプラを用いた光ファイバループ(ループ長:200m)を構築し,そのファイバループ内に水分測定用プローブ(光路長:25mm)を配置した.測定プローブには,直径5μmのサンプリングロを設けられており,水蒸気ガスがキャビティ内に直接採取できるようになっている.さらに,光源部となる半導体レーザから発振させた水分に吸収のある高速パルス光(波長:1.39μm)をキャビティ内に入射させ,多数回周回した光(ループ回数:20回,実効光路長:0.5m)のリングダウン波形をAPD受光器で検出することによって,ppmオーダーの水蒸気濃度を高感度かつ20μsの時間分解能で定量測定することに成功した.本研究で開発したCRD分光計測システムは,ファイバループ方式の導入により,実効光路長を0.5mまで長尺化でき,一般的な吸収分光測定と比較すると,50倍もの感度向上を実現させた.さらに,20μsの時間分解能を達成しており,PEFCセル内の水分濃度計測への応用が十分可能であると考えられる.固体高分子形燃料電池(PEFC)は,次世代の自動車用動力源等として実用化が期待されているが,高性能化に向けて解決すべき技術的課題は未だ多い.中でも,カソード側での生成水が多孔質状のガス拡散層の内部で凝縮を起こし,反応に必要な酸素の供給を阻害するという「フラッディング現象」は極めて深刻な問題である.この問題を解決するためには,PEFCセル内における水分輸送現象の基本的理解が重要であり,そのための計測評価手法の確立は必要不可欠である.そこで本研究では,光ファイバを用いたキャビティ・リングダウン(CRD)分光法を応用することにより,燃料電池セル内の微量な水蒸気を高感度かつ高時間分解能で定量測定できる独自の「光ファイバ型CRDレーザ分光計測システム」の開発を行った.本計測システムでは,ループ方式のCRD分光法を採用しており,光学キャビティとしてカプラを用いた光ファイバループ(ループ長:200m)を構築し,そのファイバループ内に水分測定用サンプリングプローブ(光路長:25mm)を配置している.また,光源部となる半導体レーザから発振させた水蒸気に吸収のある高速パルス光(波長:1.392μm)をキャビティ内に入射させ,複数回周回した光のリングダウン波形をAPD受光器で検出することによって,ppmオーダーの水蒸気濃度を高感度かつ20μsの時間分解能で定量測定することに成功した.さらに本研究では,上記で開発した計測システムを用いて,発電状態のPEFCセル内で生成される水蒸気ガスのin-lineモニタリングを試みた.その結果,出力電流密度の上昇に伴って,カソード排ガス中の水蒸気濃度も増大していくのが確認でき,CRDレーザ分光計測技術が燃料電池内の水蒸気濃度測定に有効であることが実証された.
アルツハイマー病の関連遺伝子探索研究

異なるアプローチ法を用いながらアルツハイマー病関連遺伝子候補を探索した。DYRK1Aは21番染色体のゲノムスキャンによって同定され、発現解析と機能解析も行われた。DNM2も関連解析のみならず発現および機能解析を行った。逆に脳の発現解析で候補を絞り、ゲノムで関連がみられた遺伝子としてPPP2RBを同定した。一方、ヒト検体よりも厳密な解析が容易に行える疾患モデル動物を用いたアルツハイマー病の中心病理であるアミロイド病理を修飾する遺伝子のスクリーニングも行った。大阪大学でのアルツハイマー病患者の家族歴を検討した結果、263例中48例(18.3%)に家系内発症を、14例(5.3%)に同胞発症を認めた。したがって、100例の同胞収集には約2000例の患者集団が必要と試算され、現在罹患同胞例の収集を進めている。一方、高齢発症型アルツハイマー病および一般集団由来の非痴呆健常者各々370例を対象として、既報のリスク遺伝子多型についてその再現性を検討した。ゲノタイピングは定量的PCRによるゲノタイピング法を用いた。その結果、67遺伝子中3遺伝子(4.5%)、すなわちAPOC1(19q13.2、アレル頻度p=0.0014)、IDE(10q23、同p=0.0085)、MME(3q25、同p=0.048)の3遺伝子に有意な連鎖不平衡を認めた。APOC1はAPOEに近接しており、近接座位効果による可能性が考えられた。一方、APOE遺伝子に近接したAPOC2遺伝子では、そのマイクロサテライト多型に発症年齢との相関が検出された。第12染色体短腕座位および第21染色体座位を対象として、SNPによる領域限定ゲノムスキャンをおこなった。約100kb間隔にあるSNP(マイナーアレル頻度5%以上)を選択し、かつ1遺伝子に1以上のSNPが分布するようにSNPを選択した結果、第12染色体短腕座位では8遺伝子に有意な連鎖不平衡を検出した。その中の1遺伝子に関しては、遺伝子群の連鎖不平衡を検討したところ、2遺伝子に関連が認められた。第21染色体では9座位6遺伝子に有意な連鎖不平衡が認められ、1遺伝子はダウン症候群責任領域に位置していた。アルツハイマー病患者脳ではその遺伝子の発現が有意に増加しており、培養細胞ではβアミロイド添加で遺伝子発現の有意な上昇を認め、遺伝子発現上昇によるタウ蛋白のリン酸化が確認された。第1親等におけるアルツハイマー病発症の家族歴がある症例は約10%、罹患同胞がある症例は約5%であった。100対の罹患同胞対を収集するには、家族から約半数の同意が得られるとして4000人の患者集団が必要と試算され、これまでに罹患同胞が確認された症例は28例であるが、同胞サンプルの収集は5対である。第21染色体スキャンでは、DYRK1A、RUNX、NCAM2、PRSS7、SAMSN1およびKCNJ6の5遺伝子、合計22SNP座位に発症リスク効果を認めた。特にDYRK1A遺伝子はダウン症候群の責任領域に位置する点で注目される。DYRK1AmRNAは患者脳で発現上昇を認め、一方でβアミロイドを細胞培養液内添加によりDYRK1AmRNAの発現上昇が誘導されることが確認された。さらに、遺伝子導入マウス実験では、PS1変異/APP変異を導入したマウス脳において、βアミロイド濃度上昇とともに、DYRK1AmRNAの発現上昇が認められた。一方、タウ蛋白過剰発現下では、DYRK1A遺伝子の発現上昇によりタウ蛋白のリン酸化が促進されることが見い出された。第12染色体では短腕領域のゲノムスキャンにより、5種の遺伝子領域にリスク効果が検出された。すなわち、VWF、DNML1、GRIN2B、TM7FS3およびSURB7遺伝子である。VWFは第8凝固因子をコードしているが、リスクアレルが血漿での活性が低いことが認められた。第10染色体に関しては、DNMBP遺伝子との関連が検出されたが、我々の追試ではリスク効果の再現は得られなかった。第12染色体短腕座位で見い出されたDNM1L遺伝子に着目して、その遺伝子ファミリーの関連解析をおこなった結果、DNM1およびDNM2遺伝子にリスク効果が見い出された。患者脳でのDNM2mRNA発現の低下が認められ、さらに末梢血中白血球においてもmRNA発現低下が認められた。北米のグループから報告された第11番染色体SORL1遺伝子は、われわれの日本人サンプルでも有意なリスク効果が再現された(未発表)。リスク多型は15%発現レベルが低くなっていると報告されているが、環境因子としてDHA摂取がSORL1の発現を上昇させることをAPPトランスジェニックマウスを用いて見出している(J Neurosci 2007)。遺伝研究始まり治療予防法の開発への発展が期待される結果である。

第21番染色体スキャンで得られた候補遺伝子5つのうち、ダウン症候群の責任領域にあるDYRK1A遺伝子の発現および機能解析を論文発表した(J Hum Gnent印刷中)。またDynaminfamily proteinであるDNM1L、DNM1とDNM2遺伝子にリスク効果がに認められた(論文16)。発現解析ではDNM2 mRNAがアルツハイマー病脳でも末梢血中でも低下していた(未発表)。なお機能的にはDNM1がアミロイドβ蛋白の切断を変化させることを昨年発表している(Fukumori A Biochemstry 2006)。Dynaminは形質膜においてクラスリン被膜小胞の切断にかかわる。さらなる機能解析を進めており、DNM1、DNM2を同時にdominant negativeにより抑制すると分泌Aβするといっプレリミナリーデーターを得ている。このようにわれわれの結果は、DNMが遺伝学的にも機能的にもアルツハイマー病理に重要であり、治療のターゲットにもなりうるリスク遺伝子ファミリーであることを示している。患者血清を用い、共同研究によりメタボロミクス解析でアルツハイマー病バイオマーカーplasmalogenを同定している。ブラインドで行った測定でもアルツハイマー病と健常高齢者の間で有意な差が確認された(J Lipid Res 2007)。弧発性アルツハイマー病の遺伝子研究の障害のひとつは診断のあいまいさや疾患の不均一さである。plasmalogenのようなバイオマーカーがこの問題を解決しうる。アルツハイマー病の新規治療法および診断法の開発のため遺伝子研究を行っている。アルツハイマー病関連遺伝子としてDynaminファミリー遺伝子のasscciation studyを行い、Dynamin2(DNM2)を論文報告(Aidaralieva NJ J Hum Genet 2008)した。DNM2ついてはさらに機能解析を進めた。DNM2 mRNAは脳でも末梢血でもADで発現が低下していた。DNM1/2 dominant negative細胞ではAPPの細胞内局在が変わりplasma membraneに局在するものが増加した。またDNM1/2 dominant negative細胞ではAβ40の分泌も上昇した。リスク多型ではDynaminの発現量が減少し、APPがendosomeからplasma membraneに局在が変わりAβ産生が増加するというメカニズムが想定された。このようにDNMについて遺伝子研究、発現解析、機能解析を組み合わせ新たなAD病態メカニズムを明らかにした。現在論文投稿中である。アルツハイマーモデル動物を用いたアルツハイマー病の中心病理であるアミロイド病理を修飾する遺伝子の探索も行っている。動物モデルを用いることでヒト研究で避けることができない環境因子の違いや、臨床診断のあいまいさといった問題を回避することができる。アルツハイマーモデル動物の生存率が各マウスストレイン由来の背景遺伝子によって大きく異なることを見出している。通常の遺伝子解析だけではなく、分子メカニズムの解析も行いながら、アルツハイマー病関連遺伝子の探索を進めている。