hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高酸素圧合成法による記録的高臨界温度を有する新規高温超伝導体の探索

主要備品である高圧酸素雰囲気発生装置を平成11年度に購入し、装置の立ち上げと性能検査を兼ねた基礎的な研究によって、所期の目標とした合成環境(酸素分圧500気圧以上)が達成可能であることを確認した。様々な銅系複合酸化物超伝導体のなかで従来最高の臨界温度を持つ水銀系超伝導体にまず着目し、広い範囲での化学組成比制御、元素置換や酸素量制御を試みてきた。結果的に、この系では高圧酸素雰囲気発生装置を用いても臨界温度を更新することはできず、タイ記録にとどまった。平行して、新規酸化物高温超伝導体の探索研究を様々な元素の組合わせで実施したが、このなかで新たに鉄を基本構成元素とする新超伝導体を発見した。化学組成式はFeSr_2RECu_2Oy(REは3価希土類元素、酸素量yが7.66以上のとき超伝導を示す)である。この元素の組合わせで合成できる相は従来半導体と考えられていたが、還元前処理に加えて高酸素圧下熱処理によって酸素量yを7.66以上にしたことにより初めて超伝導を発現した。この物質は銅以外に第一遷移金属元素を主構成元素として含む初めての高温超伝導体であり、新しい超伝導物質の設計・探索の切り口を開いたものである。さらに遷移金属特有の磁性と超伝導を合わせた新しい機能が期待できる。以上の成果についてはこの2月の高温超伝導国際会議で発表し内外から広く注目を集めた。
気道リモデリング形成に伴うSiglecを介した好酸球炎症制御経路障害の解明

気管支喘息の難治化要因である気道リモデリングにSiglec経路が及ぼす影響を研究した。Siglecは炎症細胞に主に発現する糖鎖結合蛋白であり、マウスSiglec-Fは主に好酸球に発現する。Siglec-FのリガンドとしてMuc5bとMuc4を同定した。また、気道リモデリング形成をきたすような慢性好酸球性気道炎症時にはSiglec-Fリガンドの発現量が亢進していた。ヒアルロン酸合成酵素HAS2機能異常はSiglec経路を阻害し、喘息を難治化する可能性が示唆された。本研究推進に当たり、本年度は主に本実験で使用する気道リモデリングの病態モデルをSiglec-F欠損マウスと同じ、一般にBalb/cより作成困難とされるC57BL6マウスで気道リモデリングが作成可能かの検証を行った。その結果、C57BL6であっても気道構造変化を伴う気道リモデリングモデルが作成可能であることを確認した。また、予備実験において、気道リモデリングモデルにおいても高度の気道炎症をきたしている群においてリガンドの発現量が亢進していることが示唆された。今後は実際の病態において、ムチン分画ごとのリガンド活性の変化等を検証していく予定である。結果についてはこれまでの知見と併せ、日本呼吸器学会、米国糖鎖生物学会等で発表した。本年度はマウスSiglec-Fのリガンドとなる気道粘液ムチンを定量化・分画を抽出するための試適条件を検討行うべく予備実験を施行した。また高分子量ヒアルロン酸がSiglecのリガンド能を有することが最近報告されたことより、好酸球性気道炎症病態下におけるヒアルロン酸の合成能の変化についても検証も行った。気道ムチンの解析については現在至適条件の検証を行っているが、肺のヒアルロン酸合成能に関しては、ヒアルロン酸合成酵素HAS2の上昇を認めた。以上より、慢性好酸球性気道炎症病態において気道粘液ムチン・ヒアルロン酸双方がSiglecを介した炎症制御に関与している可能性が示唆された。成果については過去の研究成果と併せ、日本アレルギー学会、EAAS等で報告した。平成27年度以降の実施計画は前年度に構築・検証されたC57BL6系マウスにおける卵白アルブミン(OVA)反復刺激による気道リモデリング病態モデルを用いた、慢性好酸球性気道炎症病態におけるSiglecの関与の解明であった。過去にリガンドとして同定された気道ムチンの解析については現在至適条件の検証を行っているが現時点では、Muc4及びMuc5bそれぞれのもつリガンド活性変化の検証については基礎データが蓄積されつつあるものの、不十分であり今後さらなる検討を要すると思われる。一方で、最近の報告において肺の線維化に関連する、高分子量ヒアルロン酸がSiglecのリガンド能を有することが判明したこと(Secundino I, e t al., J Mol Med. 2016)、当研究室においても過去に喘息患者及び健常者におけるゲノムワイド関連解析により、日本人においてヒアルロン酸合成酵素HAS2の遺伝子多型が喘息感受性を持つ可能性があることを見出していたことより(Yatagai Y, et al., Clin Exp Allergy. 2014)、好酸球性気道炎症病態下におけるヒアルロン酸の合成能の変化についても検証も行ったところ、HAS2の発現の亢進が、好酸球性気道炎症群で認められ、気道粘液ムチン・ヒアルロン酸双方がSiglecを介した炎症制御に関与している可能性が示唆された。上記の通り、Siglecの機能障害に伴う気管支喘息難治化のメカニズムの解明に際し、ヒアルロン酸機能異常の関与の可能性を当初の計画以上の成果として見出すことに成功した一方で、気道粘液ムチンの機能異常に関しては解析が不十分であること、当初使用予定であったSiglec-F欠損マウスが繁殖元のトラブルにより搬入に遅延が生じていること、本学が震災に被災したことに伴う耐震補強工事の遅延により年度内に複数回の研究室移転を余儀なくされたことによる遅れを踏まえ現時点での進捗度は、(3)やや遅れているとした。本年度はマウスSiglec-Fのリガンドとなる気道粘液ムチンを定量化・分画を抽出するための試適条件検討を継続しておこなった。さらに、前年度に見出されたSiglecのリガンド候補であるヒアルロン酸の合成障害をきたしかつ喘息関連遺伝子と考えられているヒアルロン酸合成酵素HAS2についても動物モデルでさらなる検証を行った。具体的には、HAS2欠損マウスを導入し、野生型群とアレルギー性気道炎症病態を比較したところ、HAS2欠損マウス群においてより高度の好酸球性気道炎症を惹起することを確認した。上記の通り、Siglecの機能障害に伴う気管支喘息難治化のメカニズムの解明に際し、ヒアルロン酸機能異常の関与の可能性を当初の計画以上の成果として見出すことに成功した。

当初の平成26年度の到達目標はC57BL6系マウスにおける卵白アルブミン(OVA)反復刺激による気道リモデリング病態の構築と気道リモデリング形成に伴うMuc4及びMuc5bの発現・糖修飾障害の解明であった。前者については、前述の通り複数の実験プロトコールを検証し投与計画の検討を行い、C57BL6マウスでリモデリングの作成は可能であることを確認した。また、長期曝露後の検体では予備実験レベルでは高度の気道炎症をきたしている群においてリガンドの発現量が亢進していることが示唆された。しかしながら、Muc4及びMuc5bそれぞれのもつリガンド活性変化の検証は不十分であり今後さらなる検討を要すること、また初年度に搬入予定であった遺伝子改変マウス(Siglec-F欠損マウス、Siglec-F欠損-ヒトSiglec-8ノックインマウス)の搬入が次年度にずれ込んだことにより現時点での進捗度は、(3)やや遅れているとした。既にSiglec-F-Fc, Muc5b, Muc4といったリガンドの発現レベルを評価する標識抗体は既に入手されており、現在は検体の蓄積を行っているところとなっている。また、繁殖及び施設間の搬入ルールの制約により導入が遅れた遺伝子組み換えマウスについては既に動物実験計画書・組み換え遺伝子実験計画書の承認を得ており、本学に搬入可能な指定ファームで順調に繁殖されているため次年度中に導入される見通しである。当初の計画通り、気道リモデリング形成に伴うMuc4及びMuc5bの発現・糖修飾障害の解明を継続しつつ、同様にSiglecリガンド活性を持つヒアルロン酸動態の変化についても解析を行う。具体的には、1気道リモデリング形成時には杯細胞過剰に形成され、基底膜下の線維化も進行していることから、ムチン及びヒアルロン酸分画に変化が生じているものと予想される。本研究では気道リモデリング系構築後、昨年からの課題である分泌型ムチンであるMuc5bと細胞表面発現型ムチンであるMuc4の発現量、そしてヒアルロン酸分画の変化を、急性炎症群及び慢性炎症群それぞれで比較することを目指す。有意な差が期待できる場合はELISA法にてMuc4及びMuc5bを定量評価する。タンパク発現量での比較が困難な場合は、Real Time PCR(現有設備)での比較を検討する。2気道リモデリングに伴う上皮の構造変化はMuc4/Muc5b及びヒアルロン酸のSiglecリガンド活性を付与する糖鎖修飾プロセスに異常をきたしていることが予想される。本解析においては、申請者らが確立したSiglec-F/ヒトIgG-Fc領域キメラ蛋白(Siglec-F-Fc)を用いたWestern blotting法でリガンド活性を持つ分子を検出する方法を応用し(Kiwamoto T, et al., J Allergy Clin Immun ol. 2014)、肺Muc4・Muc5b及びヒアルロン酸を免疫沈降法にて抽出、Siglec-F-Fcで標識することで各病態におけるムチンリガンド活性の変化を定性的に比較する。また、上記検討で有意差が期待できる場合は現在導入手続き中のSiglec-F欠損マウスを用いてSiglec-F経路の障害が糖鎖リガンドに及ぼす影響を検証する。また、ヒアルロン酸機能異常とSiglecに関連があることがより示唆される場合には、ヒアルロン酸合成酵素欠損マウスを使用し検証を行うことを考慮する。呼吸器内科学当初の計画通り、気道リモデリング形成に伴うMuc4及びMuc5bの発現・糖修飾障害の解明を行う。
コミュニティの再編と自然資源管理の再編成に関する社会学的研究

津波被災は、旧来の集落の集約や離散をもたらし、コミュニティの再編を迫ることにもなった。本研究は、そうしたコミュニティの枠組みが大きく変化する過程にある地域社会に焦点をあて、従来のコミュニティによる自然資源管理はどのように再編されるのか、また、自然資源管理を行うコミュニティはどのように形成されるのかを、詳細な現地調査を通じて明らかにする。最終的には、両者の相関関係の分析を通じて、地域社会の持続可能性と回復力形成の社会的条件を提示することを目標としている。
新規カルコゲノカルボン酸誘導体群の系統的合成法の開発と物性の解明

新しい官能基を有する有機化合物群の創製は、有機合成化学における重要な課題のひとつである。これまでにない有機分子を合成・単離することができれば構造や配座に関する新しい知見を見いだし、新しい有機合成反応の創出が可能である。さらにこれらの実験事実は数多くの新しい概念を含んでいる。本研究では、このような背景に基づき、有機化学で最も基本的で且つ重要な化合物の一つであるカルボン酸の酸素原子を周期律表で同じ族にあるイオウ、セレンやテルル原子で置き換えた一連のカルコゲノカルボン酸誘導体の系統的合成法の開発と物性の解明を目指し、数多くの新しい成果を得た。例えば、一連の化合物のうちセレノアミドやセレノチオ酸S-エステルさらにこれまで合成単離例の全くないセレノテルロカルボキシル基を有する化合物の簡便かつ効率的な合成法の開拓に成功し、得られた化合物のスペクトル、構造、反応性を解明することができた。特に定性的ではあるが化合物の構造と安定性の相関の一般性を見いだし、スペクトルとの関連性も明らかにできた。さらにセレノカルボン酸Se-ヒ素エステルの反応性についても検討を進め、2級アミンとの反応から新しいジオルガノアルシン酸塩を単離し、構造を解析することができた。カルボン酸誘導体のカルボキシル骨格の酸素原子を硫黄、セレンあるいはテルルで置換した化合物群をカルコゲノカルボン酸誘導体と総称する。これらの誘導体は一般に熱や酸素に対し不安定で、合成・単離が困難である。我々は、これら不安定誘導体の系統的な合成と物性の解明を目指した。本年度は、以下の3項目について検討を行った。a)チオ、セレノおよびテルロカルボン酸の合成と溶液中での挙動b)セレノチオカルボン酸S-エステルの合成と反応c)セレノアミドの合成と反応テルロカルボン酸については熱・酸素に対して極めて不安定で、これまで全く知られていない化学種であるが、今回、対応するテルロカルボン酸アルカリ金属塩を低温下、無水塩化水素エーテル溶液で酸分解することにより初めて合成に成功した。これによりカルコゲノカルボン酸は、いずれも-50°C以下の低温下、極性溶媒中で、炭素-カルコゲン二重結合を有するカルコゲノキソ型で主に存在することが、NMR分光学的に明らかにすることができた。また、セレノチオ酸S-エステルはトリエチルアミン存在下、酢酸カドミウムと反応して、多置換セレノフェンを与えることが明らかとなった。さらに、セレノアミドは、当量の水素化アルミニウムリチウムで還元され、対応するアミンに変換できることを明らかにした。1.セレノチオカルボン酸-S-エステルの合成と構造^<1)>一連のセレノチオエステル(RCSeSR')を40-80%の収率で合成・単離できた。熱および酸素に対し比較的安定な結晶または油状物質である。またα-位にPh_3Si基をもつセレノチオエステルのX線構造解析からC-Se結合距離は1.78-1.79Åでセレノケトンのそれらに近い値を示した。^<1)>0チオおよびジチオカルボン酸アルカリ金属塩およびセレノチオカルボン酸-S-エステルの合成と構造を検討し、以下の成果を得た。2.セレノカルボン酸砒素エステルセレノカルボン酸砒素エステルと二級アミンとの反応から対応するアンモニウムジアリールアルシンセレノラートが好収率で合成できることを見いだした。X線構造解析からNHちSe間で水素結合を作ることが見いだされた。3.ジチオカルボン酸アルカリ金属塩一連の芳香族ジチオカルボン酸アルカリ金属塩を合成・単離した。ナトリウム塩は単量体であるが、カリウム、ルビジウムおよびセシウム塩は2つの金属カチオンを共有した二量体である。ナトリウムとカリウム塩はジチオカルボキシル基の二つのC-S結合距離が異なり単結合と二重結合距離を示し、陰電荷は単結合で結ばれた硫黄上に片寄っていると見られる。

一方ルビジウムとセシウム塩のそれらはほぼ等距離で、単結合と二重結合の中間の値を示し、陰電荷はジチオカルボキシル基上に非局在化していると見られた。
補体を標的とする播種性血管内凝固症候群治療薬の臨床応用を目指した基盤研究

播種性血管内症候群の発症・進展に関与する細胞外ヒストンをマウスへ投与し、疾患モデル動物の作製および解析を行うことで、同疾患の発症・進展に凝固-補体系クロストーク(特にC5レベル)が関与することを報告している(Mizuno et al., Sci Rep. 2017)。しかし、詳細なメカニズム、特に膜補体制御因子の関与については不明である。そこで平成29年度より、培養細胞および疾患モデル動物を用い、膜補体制御因子の関与について検討を行った。平成29年度の研究成果として、細胞外ヒストンをマウス血管内皮細胞へ暴露したところ、細胞表面に存在する膜補体制御因子の発現が低下することを報告している。平成29年度の成果を踏まえ、平成30年度はin vivoでの検討、すなわちマウスへ細胞外ヒストンを投与し、同様の所見が認められるかどうか検討した。肺組織より血管内皮細胞を採取し、細胞表面の膜補体制御因子(Crry)発現を測定したところ、肺障害の進展に伴い、Crryの発現低下が確認された。さらに肺組織における補体活性を評価したところ、活性の指標となるC3bの発現は、肺障害の進展に伴い、増加していた。すなわち、細胞外ヒストンにより肺組織における膜補体制御因子の発現低下が認められ、C3bレベルでの補体活性化や組織障害に関与していることが示唆された。今後、C3bレベルで補体活性を制御する抗補体薬が播種性血管内症候群の治療に有用であるかどうか、播種性血管内症候群モデル動物を用いて検討する。播種性血管内凝固症候群(DIC)は、敗血症、悪性腫瘍等の基礎疾患存在下にて発症する致死性症候群である。凝固系の亢進に伴い、血栓形成が促され、多臓器障害を引き起こす。また、凝固因子の枯渇による相対的な線溶系亢進を呈する。DICの治療は、基礎疾患をコントロールすることが最優先されるが、悪性腫瘍のように、基礎疾患が難治性の場合、予後不良である。我々は新規治療薬の開発を目指し、凝固系とクロストークする補体経路に着目した。凝固-補体系クロストークに関与する物質として補体第5成分(C5)が報告されている。そこで我々は、C5がDICの病態に関与していると仮定し、C5欠損マウスを用い、ヒストン投与によるDICモデルの作製を試みた。C5欠損マウスでは、正常マウスと比較してヒストンに対する抵抗性が高く、死亡率、血球障害および肝障害も軽度であった。また、肝障害の要因として、血小板凝集による肝血流低下が示唆された。そこで、本機を用いて血小板-白血球複合体(PLAs)を解析したところ、C5欠損マウスではPLAsの形成が少なく、PLAsの形成に関与するCD11b陽性細胞の割合も少なかった。ヒストンを投与した正常マウスではC5a濃度の上昇が認められたため、C5a受容体アンタゴニストを用いて治療実験を行ったところ、肝障害の軽減、PLAs形成阻害が認められ、抗C5a薬の有用性が示された。以上の結果より、C5およびC5aはヒストンにより惹起される致死性血栓症の治療ターゲット分子になりうることが示された。尚、本成果はScientific reportsに掲載された。平成28年度の実施計画および平成230年度実施計画の一部まで完了しており、その成果は学術誌にも掲載されている(Sci Rep, 2017)。論文掲載まで進んでいることから、当初の計画以上に進展していると判断した。播種性血管内症候群は、敗血症や悪性腫瘍等の基礎疾患存在下にて発症する致死性症候群である。凝固系の亢進に伴い、血栓形成が促されることから、致死性血栓症に至るケースも多い。これらの病態に、細胞外へ放出されたヒストンが関与することが報告されており、我々は凝固系とのクロストークが認められる補体系の関与について、検討を行ってきた。平成28年度に、C5およびC5aがヒストンにより惹起される致死性血栓症の治療ターゲット分子になりうることを報告したが、ヒストンが補体系を活性化させるメカニズムについて、その詳細は不明であった。そこで本年度は、ヒストンがどのように補体系を活性化させるか、細胞表面に存在する糖鎖に着目し、検討を行った。糖鎖の1種であるコンドロイチン硫酸(CS)が致死性血栓症に有効であるかどうか検討したところ、CSはヒストンに結合することで、細胞障害およびin vivoレベルでの組織障害を抑制した。本成果より、細胞表面に存在するCSがヒストンによる毒性に対し、保護的に作用していることが示唆された(EurJ Pharmacol, 2018)。この成果を踏まえ、同様に細胞表面に存在する糖鎖である膜補体制御因子(CReg)について検討を行ったところ、ヒストン暴露により、血管内皮細胞表面のCRegの発現低下が認められた。今後、更なる解析が必要ではあるが、ヒストンにより細胞表面のCS、CReg等の糖鎖発現が低下することで、補体系が活性化している可能性が示された。昨年度末に立案した計画は「コンドロイチン硫酸(CS)および膜補体制御因子(CReg)がヒストンによる細胞障害および臓器障害に対して保護的に作用するかどうか検討する」であった。CSについて、細胞障害および臓器障害に対して保護的に作用することを、すでにEur J Pharmacol誌に報告している。CRegについても解析が順調に進展していることから、当初の計画以上に進展していると判断した。

播種性血管内症候群の発症・進展に関与する細胞外ヒストンをマウスへ投与し、疾患モデル動物の作製および解析を行うことで、同疾患の発症・進展に凝固-補体系クロストーク(特にC5レベル)が関与することを報告している(Mizuno et al., Sci Rep. 2017)。しかし、詳細なメカニズム、特に膜補体制御因子の関与については不明である。そこで平成29年度より、培養細胞および疾患モデル動物を用い、膜補体制御因子の関与について検討を行った。平成29年度の研究成果として、細胞外ヒストンをマウス血管内皮細胞へ暴露したところ、細胞表面に存在する膜補体制御因子の発現が低下することを報告している。平成29年度の成果を踏まえ、平成30年度はin vivoでの検討、すなわちマウスへ細胞外ヒストンを投与し、同様の所見が認められるかどうか検討した。肺組織より血管内皮細胞を採取し、細胞表面の膜補体制御因子(Crry)発現を測定したところ、肺障害の進展に伴い、Crryの発現低下が確認された。さらに肺組織における補体活性を評価したところ、活性の指標となるC3bの発現は、肺障害の進展に伴い、増加していた。すなわち、細胞外ヒストンにより肺組織における膜補体制御因子の発現低下が認められ、C3bレベルでの補体活性化や組織障害に関与していることが示唆された。今後、C3bレベルで補体活性を制御する抗補体薬が播種性血管内症候群の治療に有用であるかどうか、播種性血管内症候群モデル動物を用いて検討する。細胞表面に存在する糖鎖の機能について検討する。具体的には、コンドロイチン硫酸や膜補体制御因子がヒストンによる細胞障害、臓器障害に対し、保護的に作用するか、それらの物質が治療薬として応用可能であるかどうかをin vitroおよびin vivoの系を用い評価する。平成29年度の成果により、ヒストンはCRegの発現低下を介して、補体系を活性化させる可能性が示されたが、他のメカニズムを検討するため、真菌由来成分であるザイモザンを用い、ヒストンと補体系の関わりについて明らかにする。445円の次年度使用額が生じたが、小額のため、該当する試薬の購入が不可能であったため。該当する試薬の購入に充てるには小額であったため、次年度使用額が生じた。次年度予算内に組み込み、必要試薬の購入に充てる。
難治性眼炎症性疾患におけるアマクリン細胞による神経-血管相互作用の役割

本研究では、難治性眼炎症性疾患の代表であるぶどう膜炎を中心に、その動物モデルマウスおよびヒトぶどう膜炎臨床データと検体を用いて、ぶどう膜炎の病態におけるアマクリン細胞が制御する神経-血管ネットワーク(Neurovascular unit)の意義を解明するとともに、本疾患の新規治療法の開発も視野に入れ、視力予後向上に向けた臨床応用を目的とする。その結果にもとづいて、各種抗炎症薬をぶどう膜炎動物モデルに投与することにより、炎症によって引き起こされる網膜毛細血管の障害(血管透過性亢進や血液網膜関門の破綻)が抑制できるか、個体および細胞レベルで検討する。具体的にはCre-loxPシステムを用い、アマクリン細胞とレポーターマウスおよび血管構造の不安定化に関与するfloxマウスと交配し、マウスぶどう膜炎を誘導する。ぶどう膜炎を誘導後、網膜内毛細血管と網膜血管透過性および炎症細胞浸潤の相関を検討する。マウスの実験と同時に、ヒトぶどう膜炎においてもOCT angiographyにより網膜内毛細血管を調べることで炎症による網膜毛細血管の破綻や視機能への影響を調べた。その結果、ベーチェット病では、中層や深層の毛細血管の障害が表層の毛細血管よりも障害が罹病期間に比例して重症であることがわかった。また、サルコイドーシスの肉芽腫性変化が中層の毛細血管に生じることをJAMA Ophthalmologyに報告した。アマクリン細胞特異的Cre(ptf1aおよびGABAgenic)と各種血管構造の不安定化に関与する分子のfloxマウス(VEGF, VE-カドヘリン,HIF-1α,βカテニン)を交配させている。アマクリン細胞特異的VEGF, HIF-1α,βカテニン,TGF-βノックアウトマウスについては交配すみであり、アマクリン細胞特異的βカテニン,TGF-βノックアウトマウスの網膜血管のbranching pointは正常であったが、アマクリン細胞特異的βカテニンのみに網膜中層および深層血管の選択的形態異常がみられた。しかし、ptf1a-Cre; R26iDTR/+マウスによる解析により、アマクリン細胞と水平細胞を欠損させることによって網膜内の中層および深層の毛細血管の形態異常がみられた。これらの結果から、アマクリン細胞および水平細胞が網膜内の中層および深層の毛細血管と相互作用し、血管の安定化に寄与する可能性がある。また、ヒトぶどう膜炎においてもベーチェット病で最もアマクリン細胞が障害され黄斑浮腫をきたしている可能性が考えられた。一方、難治性眼炎症性疾患として、ぶどう膜炎以外にも、ぶどう膜悪性黒色腫や眼窩悪性リンパ腫などにおいても病原微生物や炎症性サイトカイン(Angiogenin, MCP-1, IL-8)により病態が形成されていることがわかった。今後はこのような疾患においても神経ー血管相互作用の観点から検討を行っていく予定である。Cre-loxPシステムを用い、アマクリン細胞とレポーターマウスおよび血管構造の不安定化に関与するfloxマウスと交配でき、順調に作成できている。マウスの実験と同時に、ヒトぶどう膜炎においてもOCT angiographyにより網膜内毛細血管を調べることで炎症による網膜毛細血管の破綻や視機能への影響を調べることができている。また、難治性眼炎症性疾患における新たな病態に関与するmicroRNA30aやangiogeninを同定することができ、これらの基礎的な研究成果も順調に得られている。また、ぶどう膜炎以外の難治性眼炎症性疾患についても新たな病態を解明することができ、2報アクセプトできた(Usui Y, et al. Sci Rep. 2016, Usui Y, et al. Graefe Arch Clin Ophthamol. 2017)。以上より、おおむね研究は順調に進展していると考えている。アマクリン細胞および水平細胞が網膜内の中層および深層の毛細血管と相互作用し、血管の安定化に寄与する可能性があり、将来的には神経ー血管相互作用に着目した観点よりぶどう膜炎のみならず糖尿病による黄斑浮腫を治療することが新規治療法につながる可能性が示唆された。ptf1a-Cre; β-cateninf/fでは中層および深層の毛細血管で選択的な血管透過性の統計学的に優位な亢進がみられた。このことは興味深いことに、表層の毛細血管においては、血管透過性亢進はみられなかった。過去にはBarber AJ, et al.(Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005)らおよびAntonetti DA, et al(Diabetes, 1998)らが糖尿病網膜症のモデルマウスであるAkitaマウスにおいて、網膜内毛細血管の透過性亢進を報告しており、これらのマウスと同様のphenotypeを示し、糖尿病黄斑浮腫と同様のphenotypeを示した。そのため、糖尿病黄斑浮腫による視点で解析を行っていったため、ぶどう膜炎動物モデルによる解析が遅れてしまったが、糖尿病黄斑浮腫は、ぶどう膜炎による黄斑浮腫と極めて似ている臨床所見を呈するため、同様のメカニズム解明ができるものと期待される。

その結果にもとづいて、各種抗炎症薬をぶどう膜炎動物モデルに投与することにより、炎症によって引き起こされる網膜毛細血管の障害(血管透過性亢進や血液網膜関門の破綻)が抑制できるか、個体および細胞レベルで検討する。具体的にはCre-loxPシステムを用い、アマクリン細胞とレポーターマウスおよび血管構造の不安定化に関与するfloxマウスと交配し、マウスぶどう膜炎を誘導する。ぶどう膜炎を誘導後、網膜内毛細血管と網膜血管透過性および炎症細胞浸潤の相関を検討する。マウスの実験と同時に、ヒトぶどう膜炎においてもOCT angiographyにより網膜内毛細血管を調べることで炎症による網膜毛細血管の破綻や視機能への影響を調べた。その結果、ベーチェット病では、中層や深層の毛細血管の障害が表層の毛細血管よりも障害が罹病期間に比例して重症であることがわかった。また、サルコイドーシスの肉芽腫性変化が中層の毛細血管に生じることをJAMA Ophthalmologyに報告した。アマクリン細胞特異的VEGF, HIF-1α,βカテニン,TGF-βノックアウトマウスにおいて血管透過性が亢進しているか、網膜血管内皮細胞およびアマクリン細胞を中心とした網膜ニューロンの変性の有無を確認する。具体的には、ぶどう膜炎モデルでは、免疫後1週間、2週間、1か月、3か月後、6か月後で実験を行う。これらのマウスにFITC-BSAあるいはデキストラン静注法を用いた血管透過性およびBRB破綻の定量を各タイムポイントで行う。網膜血管内皮細胞および各種網膜ニューロンの変性の有無は、TUNEL染色およびcaspase 3の染色により評価を行う。また、ptf1a-Cre; R26td-tomato/+マウスについては、ぶどう膜炎を誘導することで、td-tomato陽性細胞であるアマクリン細胞が障害されるか否かをトランスジェニックマウスの観点からも検討する。また、ヒトぶどう膜炎におけるアマクリン細胞の役割を検討し、炎症により障害されたアマクリン細胞により網膜毛細血管の破綻や視機能への影響を調べる。各種ぶどう膜炎(ベーチェット病、サルコイドーシス、Vogt-小柳-原田病など)の緩解期および発作期における網膜内毛細血管と網膜内層厚を経時的にOCT angiographyにより評価を行う。網膜内毛細血管は、内顆粒層上端に分布する中間血管層と内顆粒層下端に分布する深血管層にわけ、branching pointの評価を行い、網膜内毛細血管の密度と網膜内層厚と相関の有無についても検討する。また、難治性眼炎症性疾患の病態として新たにmicroRNAであるmir30aやangiogeninといった新たな分子を同定することができ、新規治療薬としての可能性も探る。またこれらの得られた研究成果を学術誌に投稿するとともに、国内および国際学会の場で研究成果を発表していく。難治性眼炎症性疾患の代表であるぶどう膜炎を中心に、その動物モデルマウスおよびヒトぶどう膜炎臨床データと検体を用いて、ぶどう膜炎の病態におけるアマクリン細胞が制御する神経-血管ネットワーク(Neurovascular unit)の意義を解明するとともに、本疾患の新規治療法の開発も視野に入れ、視力予後向上に向けた臨床応用を目的とする。
免疫系における遺伝子組換え標的特異性制御機構

領域クロマチンの状態から個々の遺伝子特異的な制御までを、試験管内培養系において短時間に再現できる、抗体H鎖遺伝子定常部のクラススイッチ組換えを対象とした実験およびこれに必須なAIDの遺伝子の発現制御を解析する実験を主として行った。クロマチン構造の開放状態を示す、クロマチンヒストンのアセチル化の程度を、標的遺伝子領域クロマチン開放化の指標として用いて、標的領域のクロマチンが組換えに際して開放化されることを確認した。非組換え型転写の抑制信号を与えつつDHACの阻害剤を添加することによりヒストンのアセチル化を維持し、標的クロマチンの開放状態を維持することができた。ところがこの状態では、当該遺伝子を標的化することはできなかったことから、一般に標的遺伝子特異的に組換えに先だって起こる、非組換え型転写が、単にクロマチン構造開放化の結果に過ぎないのではなく、組換え対象の遺伝子を標的化することに直接的に関与していることを検証できた。すなわち、標的遺伝子が転写されることが標的化に必須であるとの結果を得た。また、AIDの遺伝子の転写制御において、活性化を受けたBリンパ球において特異的な転写抑制の解除が起こることを示唆する結果も得られた。さらに、CpG配列を含むオリゴヌクレオチドが、IgG1とIgEへのクラススイッチ組換えを、非組換え型転写の制御を介して特異的に抑制することを見出し、その分子機構を関与が想定できる転写制御因子の遺伝子破壊マウス由来Bリンパ球を用いて解析した。その結果、この抑制にはそれぞれE2A、STAT6を抑制するId2、Bcl6は関与しておらず、NFκBとIRF4の活性抑制を介していることが見出された。領域クロマチンの状態から個々の遺伝子特異的な制御までを、試験管内培養系において短時間に再現できる、抗体H鎖遺伝子定常部のクラススイッチ組換えを対象とした実験を主として行った。一般的なクロマチン構造の開放状態を示す、クロマチンヒストンのアセチル化の程度を、標的遺伝子領域クロマチン開放化の指標として用い、標的領域クロマチンが組換えに際して開放化されることを確認した。一般に標的遺伝子特異的に組換えに先だって起こる、非組換え型転写が、単ヒクロマチン構造開放化の結果に過ぎないのではなく、組換え対象の遺伝子を標的化することに直接的に関与していることを検証できた。すなわち、非組換え型転写の抑制信号を与えつつDHACを阻害することによってヒストンのアセチル化を維持し、標的クロマチンのを開放状態に維持したところ、直接当該遺伝子を標的化することはできなかった。従って、標的遺伝子が転写されることが標的化に必須であるとの結果を得た。この結果は、HATやHDACは基礎となるクロマチン領域の状態を制御し、その開放状態の維持や閉鎖状態の固定化に関与するのであって、転写と共役するする何らかの因子が、当該遺伝子を標的化していることを意味している。その結果、この抑制にはそれぞれE2A、STAT6を抑制するId2、Bcl6は関与しておらず、NFkBとIRF4の活性抑制を介していることが見出された。

非組換え型転写の抑制信号を与えつつDHACを阻害することによってヒストンのアセチル化を維持し、標的クロマチンのを開放状態に維持したところ、直接当該遺伝子を標的化することはできなかったことから、一般に標的遺伝子特異的に組換えに先だって起こる、非組換え型転写が、単にクロマチン構造開放化の結果に過ぎないのではなく、組換え対象の遺伝子を標的化することに直接的に関与していることを検証できた。すなわち、標的遺伝子が転写されることが標的化に必須であるとの結果を得た。また、AIDの遺伝子の転写制御において、活性化を受けたBリンパ球において特異的な転写抑制の解除が起こることを示唆する結果も得られた。さらに、CpG配列を含むオリゴヌクレオチドが、IgG1とIgEへのクラススイッチ組換えを、非組換え型転写の制御を介して特異的に抑制することを見出し、その分子機構を関与が想定できる転写制御因子の遺伝子破壊マウス由来Bリンパ球を用いて解析した。その結果、この抑制にはそれぞれE2A、STAT6を抑制するId2、Bcl6は関与しておらず、NFkBとIRF4の活性抑制を介していることが見出された。
系外拡散ガンマ線の起源特定の為の広視野・低雑音MeVガンマ線望遠鏡の開発

銀河系外から一様に到来する系外拡散ガンマ線の由来は、遠方のIa型超新星爆発や活動銀河核などが挙げられているが、過去の観測による測定点は誤差も大きく特定には至っていない。系外拡散ガンマ線の詳細なスペクトルを得るべく、コンプトン散乱を利用し、コンプトン反跳電子の飛跡を取得してガンマ線の入射方向を一意に決定できる新しい望遠鏡である電子飛跡検出型コンプトンカメラをシミュレーションを用いて設計し開発した。開発した望遠鏡は気球に搭載し、2018年4月にオーストラリアから放球された。気球は26時間に渡って高度40km付近を飛翔し続け、安定に観測することに成功した。その起源が未解明な銀河系外拡散ガンマ線の観測を目的とした、広視野MeVガンマ線望遠鏡の測定帯域を数MeVまで広げるべく、高エネルギー分解能なGAGGシンチレーターと低雑音・低消費電力な光検出器MPPCを組み合わせた、位置検出型シンチレーション検出器の開発を行った。MeVガンマ線望遠鏡に組み込む事を前提とするため、MPPCの電荷読み出し回路数を減らすべく、抵抗マトリックスを用いた電荷重心による位置検出を行い、5×5cmの領域を8×8セグメントに分割し、4端から読み出して電荷重心とエネルギーを取得する回路を設計・製作した。また、6.3mm角・2.3放射長の8×8ピクセルGAGGシンチレーターアレイを作成し、先のMPPCアレイと回路で測定した所、120keVから2.6MeVに渡ってガンマ線の位置・エネルギーを測定できる事を確認した。さらに、エネルギー分解能も従来から2倍近く向上し、662keVにおいて半値全幅で6.7%を達成している。一方で、シンチレーターの長さが長くなることで、ガンマ線の吸収位置の不定性が大きくなり、角度分解能が悪くなる可能性があったが、簡単な数値計算を行った所、その影響は現状から大きく変化しないことを確認した。平行して将来期待できる観測のシミュレーションも行った。数MeVまでのガンマ線が観測可能になれば、物質拡散のトレーサーとして期待される、銀河面に広がるAl-26からの1.8MeVのガンマ線放射の観測も期待できる。開発したGAGGシンチレーターを用いた広視野MeVガンマ線望遠鏡であれば、1.8MeVで2度程度のPoint Spread Functionが期待できると得られた。同時に200cm2の有効面積を実現すれば、衛星で1年間の観測でAl-26の詳細な分布が取得できるという計算結果が得られ、宇宙核物理学を大きく進展する期待ができるようになった。GAGGシンチレーターとMPPCを用いた高阻止能・低消費電力・高エネルギー分解能な位置検出型シンチレーション検出器を実現した。MPPCの持つ検出器容量が予想よりも大きく、信号波形を大きく鈍らせてしまうという事態が発生したが、抵抗マトリックスの変更により問題を解決する事に成功しており、研究の進行に大きな影響は出ていない。また計画では3放射長の厚みとしていたが、製作上の問題で2.3放射長となっていること以外は目標を達成している。MPPCの強い温度依存性を吸収する為の供給電圧の制御やMeVガンマ線望遠鏡への組み込みに対応したデジタル部の開発は、平成28年度に行っていく。その一方で、ガス飛跡検出器のデータ収集システムの改修は始めており、上記デジタル部の開発が済み次第、組み込めるよう準備を進めている。検出器のシミュレーションについては、フルシミュレーターは未だ構築中であるものの、観測を簡易に模擬できるものを作成し、これによりPSFの評価や期待できる観測などの評価を始めることが可能となった。以上のように、全体としても大きな遅れは無く、概ね順調と言える。数百keVから数十MeVにかけてのMeVガンマ線領域において、全天に一様に広がる系外拡散ガンマ線の起源は、未だ解明されていない。この系外拡散ガンマ線の起源に迫るための全天探査型MeVガンマ線望遠鏡の開発を行った。今年度は、将来的に望遠鏡の有効面積を拡大した際に予想される不感時間の増大に対応するべく、MeVガンマ線望遠鏡のデータ収集システムの動作モードを、条件がそろった際に初めてトリガーを生成するコモンストップへと変更し、ネットワークでデータ転送を行うシステムへと大きく変更した。ガス飛跡検出器の読み出し回路は、基板のFPGAロジックを変更し、高速データ収集システムへと移行した。シンチレーション部の読み出しは、従来最大波高値を保持するものであったが、2.5MHzで波形を記録するものへ変更し、波形フィットによって信号の時刻と波高値を得る方式へと変更した。これらを用いた10cm角MeVガンマ線望遠鏡は、数kHzのデータ取得でも20%程度の不感時間となり、数百Hzで50%程度の不感時間だった従来システムから大きく改善した。この新システムでもガンマ線画像とスペクトルが取得できることも確認している。シンチレーションカメラについては、昨年度GAGGシンチレータとMPPCアレイで高エネルギー分解能なカメラを構築できることを確認したが、GAGGシンチレータは未だ高価な結晶であるため、比較的入手しやすいGSOシンチレータとMPPCアレイの組み合わせを試験した。これにより、半値全幅8%のエネルギー分解能を達成した。2月末には、京都大学で第1回MeVガンマ線天文学研究会を主催した。24講演・約50名の参加があり、MeVガンマ線観測の展望と期待される科学について広く議論を行った。当初の計画では、MPPC読み出しのデジタル部の開発とそのMeVガンマ線望遠鏡への組みこみ・シミュレータの開発が今年度の予定であった。

このうち、今年度はデジタル部の開発・MeVガンマ線望遠鏡への組み込みは、計画通り実行できた。MPPC回路については、読み出し雑音が若干多く改善の余地があるが、PMTを用いた回路と併用して原理的な検証は進んでおり、小型MeVガンマ線望遠鏡として、ガンマ線観測が行えるところまで確認できている。シミュレータ開発に関しては、回路応答まで考慮したフルシミュレータの開発を計画していた。Geatn4を用いた物理計算部については、将来観測で使用する中型及び大型のガンマ線望遠鏡のシミュレータを構築した。回路応答に関しては完成できていない為、簡易的な検出器応答モデルを構築し、物理計算部と合わせて将来計画の検出器の検討を行っている。回路応答部は、計算に時間を要する為、検証に時間がかかっているのが原因であり、これを除いてはおおむね順調と考えている。数百keVから数MeVまでのMeVガンマ線帯域による、銀河系外からの拡散ガンマ線の起源を探るための広視野・低雑音なガンマ線望遠鏡の開発を行った。この望遠鏡はガス飛跡検出器と位置感度型シンチレータを組み合わせて構成される。今年度は、気球搭載型MeVガンマ線望遠鏡の構造をGeant4を用いて最適化をはかり、システムの構築を行った。従来、シンチレータはガス検出器の容器の外側に設置してきたが、ガス容器内部に設置することで、これまで観測に使用できなかったMeV程度の運動エネルギーを持つコンプトン散乱反跳電子も捕らえることが可能となり、これまでよりもより広帯域で高い角度分解能と大きな有効面積を実現できることがシミュレーションから得られた。このシミュレーションの結果を基に、気球搭載型ガンマ線望遠鏡の設計を行った。一方で、観測には、気球や人工衛星に搭載しての長時間の動作が求められるため、ガス飛跡検出器のガスの純度を長時間保つ必要がある。しかしガス容器内部に大量のシンチレータを設置することで、アウトガスが発生しガスの純度が悪化し、検出器の性能を大きく落とす可能性がある。このため、今年度は気球搭載用望遠鏡システムに組み込み可能な、ガス純化システムを開発し試験した。この結果、1週間に1度程度、純化システムを駆動するのみで、1か月半もの間、ガス交換なしで安定して動作し続けることに成功した。今年度設計したガンマ線望遠鏡システムは、ガス純化システムを搭載し、オーストラリアでの2018年4月の気球実験に向けて、鋭意準備中である。この気球実験の観測によって、系外拡散ガンマ線の詳細なスペクトルを取得することを目指す。銀河系外から一様に到来する系外拡散ガンマ線の由来は、遠方のIa型超新星爆発や活動銀河核などが挙げられているが、過去の観測による測定点は誤差も大きく特定には至っていない。系外拡散ガンマ線の詳細なスペクトルを得るべく、コンプトン散乱を利用し、コンプトン反跳電子の飛跡を取得してガンマ線の入射方向を一意に決定できる新しい望遠鏡である電子飛跡検出型コンプトンカメラをシミュレーションを用いて設計し開発した。開発した望遠鏡は気球に搭載し、2018年4月にオーストラリアから放球された。気球は26時間に渡って高度40km付近を飛翔し続け、安定に観測することに成功した。
液体酸素における磁場誘起液体-液体相転移の探索

これまでに温度と圧力を制御したLLTの研究は存在するものの、磁場を外部パラメタとした研究は存在しない。本申請では、磁性分子液体である液体酸素を舞台とした磁場誘起LLTを提案し、その実験的観測を目指す。
消化管における創傷治癒機転および治癒不全病態の分子生物学的解析-特に線維芽細胞増殖因子受容体(3-IIIbタイプ)との関連について

我々は臨床における創傷治癒機転と治癒不全病態を分子生物学的の解析することにより、日常の臨床現場で遭遇する消化管再建後の治癒不全、即ち縫合不全の発生を減じることを目的として研究を行ってきた。創傷治癒遅延、縫合不全発生の主たる原因である低酸素環境下での腸管上皮細胞の動態に着目し、種々の腸管上皮由来細胞株の低酸素条件下での培養条件を確立、低酸素条件下では消化管粘膜の修復機転の第一相であるrestitution(創傷面に隣接する上皮細胞の遊走)は著しく遅延していたが、当初注目していた消化管上皮細胞に比較的特異的に発現されている線維芽細胞増殖因子受容体タイプ3(FGFR3 III-b)の遺伝子発現に大きな差は認められず、この受容体のrestitutionへの貢献は少ないと考えられた。そこでFGFR3に関しては消化器癌との関連で研究を継続し、以下の研究成果を得た。膜貫通型FGFR3の発現上昇消化器系癌患者より、癌組織及びその周辺の正常組織を収集し、癌の悪性化過程におけるFGFR3-IIIb、FGFR3-IIIcの発現を解析した。その結果、FGFR3-IIIcが食道癌、大腸癌で上昇することを明らかにした。FGFR3c誘導発現細胞のFGF2に対する応答能の獲得in vitroの病態モデルとして扁平上皮癌細胞株DJM1を用いて、FGFR3-IIIcの発現上皮細胞はFGF2と協調することで癌悪性化を獲得できるか検討した。FGFR3-IIIcを発現誘導ベクターに組み換えてDJM1細胞に遺伝子導入し、FGFR3-IIIcの発現を誘導した結果、FGFR3-IIIcの発現を誘導しない細胞はFGF2刺激での足場非依存性増殖は促進されなかったが、FGFR3-IIIcの発現を誘導すると、FGF2刺激により足場非依存性増殖が著しく促進した。また、FGFR3-IIIc誘導発現過剰細胞はFGF2刺激によって高い遊走能を獲得した。以上の結果よりFGFR3-IIIc過剰発現細胞はFGF2と協調して癌悪性化を獲得することが明らかになった。可溶性FGFR3の発現上昇本研究の過程で、消化器系上皮細胞に可溶型FGFR3が発現していることを明らかにした。可溶型FGFR3は、FGFR3遺伝子から膜貫通部位を欠損したmRNAが選択的スプライシングにより生じて発現するが、この受容体が正常のヒト食道粘膜組織において発現されていることを確認した。胃および大腸においては正常組織における可溶型FGFR3の発現率は非常に低いが、癌部においてその発現が高まることを見いだした。以上の結果から、大腸と胃では可溶型FGFR3の発現と癌悪性化には何らかの関連性があることが示唆された。

(1)ラット小腸のCrypl細胞から樹立された細胞株IEC-6を用いたin vitroの実験で、消化管粘膜の修復機転の第一相であるrestitutionの早期にはERK1/2のMAPキナーゼが活性化させることが報告されている。今回我々ERK1/2以外のMAPキナーゼであるJNK. p38も活性化されることを見いだした。しかしrestitutionはERKの上流に位置するMAPキナーゼキナーゼ・MEKの阻害剤PD98089にて完全に抑制されることから、ERK1/2依存性であり、JNK、p38のrestitutionにおける意義をそれぞれの活性阻害剤を用いて検討している。またIEC-6の低酸素条件下での培養条件を確立、低酸素条件下ではrestitutionが障害されることが確認されたが、その際のERK1/2、JNK、P38の活性化については現在検討中である。またrestitutionはFGF、EGFなど種々の増殖因子により促進されることが報告されている。我々は消化管内に存在する種々の増殖因子に、低酸素下におけるrestitutionの障害に対する緩和作用を有するものがあるのかを検討中である。(2)線維芽細胞増殖因子受容体3型IIIbタイプ(FGFR3IIIb)のヒト大腸における発現を臨床切除標本を用いて検討した結果、FGFR3IIIb正常大腸粘膜および大腸癌組織におけるmRNAに発現が確認され、腫瘍組織内において発現が増強している傾向が認められた。1.In vitroにおける創傷治癒遅延モデルである低酸素下培養では消化管粘膜の修復は著しく障害されるが、その際生体の防御機転の1つとしてHylpoxia Inducible Factorla(HIF-1α)を介して粘膜保護因子であるIntestinal Trefoil Factor(ITF)が誘導される。我々は消化管上皮細胞を緑茶の主成分であるカテキンのアナログの存在下で培養することによりHIF-1αおよびITFが誘導、その結果として消化管粘膜の創傷治癒を促進することを明らかにした。2.線維芽細胞増殖因子受容体3型にはこれまでにligand結合部位の選択的スプライシングによるIIIbとIIIcの(FGFR3IIIb、FGFR3IIIc)2つのサブタイプが報告されていたが、近年細胞膜貫通部位を欠如した可溶性受容体(FGFRDTM)の存在が報告された。今回我々は種々の消化器癌の臨床切除標本を用いたRTPCRおよびNorthern BlottingにてFGFR3の3つのサブタイプ受容体の発現と癌化の関連について検討した。その結果、食道においてFGFRDTMは正常及び癌組織のいずれにおいても発現されており、IIIbとIIIcは癌組織において強く発現されている傾向が認められた。胃においては癌および正常組織のいずれにおいてもFGFR3の発現は低レベルであった。大腸では正常組織ではいずれのサブタイプの発現も認められなかったが癌組織ではIIIb、FGFRDTMが強く発現されていた。3.ヒト大腸癌由来細胞株Caco-2を用いた実験で、可溶性FGFR3(FGFRDTM)が培養上清中へ分泌されることを明らかにした。またCaco-2におけるFGFRDTMの発現は細胞の分化度と逆相関する傾向が認められた。これは大腸癌組織におけるFGFRDTMの発現増強と矛盾しない結果である。
難治性老年期うつ病の総合的病態解析と治療戦略の確立

1.薬物治療抵抗性または不耐性のためにECTの適応となった初老期・老年期うつ病連続症例(N=16,M/F=6/10.4974歳、平均63.2±7.1歳、DSM-IVの大うつ病エピソード)に対して、ECT前後の臨床症状をハミルトンうつ病評価尺度(HAM-D)でモニターし、ECTの反応率とECT後6ヶ月の再燃率を算出した。ECT前後のHAM-D平均改善率は75%、「HAM-D改善率50%以上かつ12点以下が少なくとも1週間持続」を基準とする反応率は81%、「反応例においてECT後の経過中にHAM-D17点以上が1週間以上持続」を基準とする再燃率は46%であった。薬物治療が困難な初老期・老年期うつ病において、ECTは反応率80%台の高い短期的治療効果を発揮するが、ECT後6ヶ月間の再燃率は約50%であり、ECTを用いた治療戦略の開発には、ECT後の易再燃性の病態解明と再燃予防のための継続/維持治療の開発が重要である.2.Tc-HMPAO^<99m>SPECTを用いて,ECT反応群9例の局所脳血流動態の変化を縦断的に解析したところ,1)ECT前の患者群には,小脳に対する相対的な大脳平均血流量の低下とともに,全脳に対する両側吻側前部帯状回・梁下回・内側及び後部眼窩回,右島皮質・中前頭回後部に相対的局所脳血流量低下が認められたが,2)ECT後には,臨床症状の改善とともに小脳に対する大脳平均血流量が正常化し,この正常化がECT終了後3ヶ月(非再燃群では6ヶ月)間持続した.しかい,3)全脳に対する両側吻側前部帯状回・梁下回・内側及び後部眼窩回,右島皮質・中前頭回後部の局所脳血流量低下はECT終了後も持続的に認められた.難治性老年期うつ病患者に見られる大脳平均血流量の低下は状態依存性指標である可能性があるが,paralimbic領域の血流低下パターンは再燃脆弱性に関連する素因関連性指標である可能性が示唆された.3.ECSがラット縫線核のセロトニン・トランスポーターmRNAの発現に及ぼす影響を解析した。単回ECSによってmRNAの発現が減少し、反復ECSによって持続的なmRNAの発現低下が認められた。難治性老年期うつ病におけるECT後の抗うつ薬反応性変化のメカニズムに関連する所見と推測された。1.薬物治療抵抗性または不耐性のために修正型電気けいれん療法(m-ECT)を実施した難治性老年期うつ病患者11例(年齢50歳以上)のうち、m-ECT後にHamilton Rating Scale for Depression(HAM-D)の得点が60%以上(14点以下)改善しかつ2週間以上維持された治療反応例9例について、ECT前からECT後3ヶ月間の局所脳血流動態の変化を追跡した。

その結果、年齢・性を一致させた対照群と比較すると、ECT前に認められたorbitofrontalpralimbic領域の血流低下パターンがECT後にも持続的に観察された。この領域の血流低下パターンは難治性老年期うつ病の素因関連性指標である可能性が推測された。2. ECT終了後3ヶ月目の前部帯状回領域の血流と頭部X-CTの白質病変(PVL)の強度ならびにエピソードの持続期間には負の相関が認められており、薬物療法が困難な老年期うつ病の中にはVascular Depressionの一群があり、皮質下の虚血性変化が辺縁系領域の機能低下の一因となり、これが難治性老年期うつ病の素因となっている可能性が示唆された。3.さらに9症例のうち3症例が6ヶ月以内に再燃(再燃率33%)しているが、視察的に、再燃例3例の大脳辺縁系領域の血流低下パターンは非再燃例6例に比較すると明らかに強い。このことは同領域の機能低下が難治性うつ病の再燃脆弱性と関連する可能性を示唆している。平成12年度にはさらに症例数を蓄積の上、再燃群・非再燃群間の統計学的な比較解析を行い、難治性老年期うつ病に見られる局所脳血流異常所見と頭部CT/MRI上の異常所見の病態論的・臨床的意義を明らかにするとともに、m-ECTおよびm-ECT後の継続治療の治療反応性を予測する臨床指標を検討する予定である。薬物治療抵抗性または不耐性のためにECTの適応となった初老期・老年期うつ病連続症例(N=16,M/F=6/10,4974歳、平均63.2±7.1歳、DSM-IVの大うつ病エピソード)に対して、ECT前後の臨床症状をハミルトンうつ病評価尺度(HAM-D)でモニターし、ECTの反応率とECT後6ヶ月の再燃率を算出した。ECT前後のHAM-D平均改善率は75%、「HAM-D改善率50%以上かつ12点以下が少なくとも1週間持続」を基準とする反応率は81%、「反応例においてECT後の経過中にHAM-D17点以上が1週間以上持続」を基準とする再燃率は46%であった。薬物治療が困難な初老期・老年期うつ病において、ECTは反応率80%台の高い短期的治療効果を発揮するが、ECT後6ヶ月間の再燃率は約50%であり、ECTを用いた治療戦略の開発には、ECT後の易再燃性の病態解明と再燃予防のための継続/維持治療の開発が重要である.^<99m>Tc-HMPAO SPECTを用いて,ECT反応群9例の局所脳血流動態の変化を縦断的に解析したところ,1)ECT前の患者群には,小脳に対する相対的な大脳平均血流量の低下とともに,全脳に対する両側吻側前部帯状回・梁下回・内側及び後部眼窩回,右島皮質・中前頭回後部に相対的局所脳血流量低下が認められたが,2)ECT後には,臨床症状の改善とともに小脳に対する大脳平均血流量が正常化し,この正常化がECT終了後3ヶ月(非再燃群では6ヶ月)間持続した.しかし,3)全脳に対する両側吻側前部帯状回・梁下回・内側及び後部眼窩回,右島皮質・中前頭回後部の局所脳血流量低下はECT終了後も持続的に認められた.難治性老年期うつ病患者に見られる大脳平均血流量の低下は状態依存性指標である可能性があるが,paralimbic領域の血流低下パターンは再燃脆弱性に関連する素因関連性指標である可能性が示唆された.