hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポジトロン断層法による脳腫瘍の増殖能・悪性度診断法の確立とその臨床応用

手術侵襲に伴う血液・脳関門の破綻や炎症性変化がFLT集積に影響を及ぼしているものと思われた。症例数が不十分であるが、FLT-PETにより腫瘍の悪性度、治療に対する反応といった脳腫瘍の性状診断に有用な情報が得られると期待される。引き続き症例を増やしていくとともに、FLT-PET画像を治療計画に応用すること、FLTの集積性と長期予後との関連の検討を行う予定である。本年度は、放射性薬剤(FLT)の合成装置の故障が長引いたために、年間で12症例(うち原発性脳腫瘍症例は2症例)の検査にとどまった。研究内容を文書にて説明し、同意を得た患者にFLT約370MBqを静脈内投与、40分後より頭部の撮像(エミッションスキャン20分、トランスミッションスキャン3分)を行った。病巣部に関心領域を設定し、FLTの腫瘍集積の半定量値(SUV)を測定し、病理診断や各種画像・臨床像と比較検討した。前年度までの症例も含め、原発性脳腫瘍の悪性度診断におけるFLT-PETの有用性に関する評価結果をまとめ、(1)FLTの腫瘍集積性が原発性脳腫瘍の悪性度を反映すること、(2)FLTの腫瘍集積性が組織学的に決定された細胞増殖のマーカーであるKi-67発現の程度に相関すること、(3)しかしながら血液脳関門の破綻を伴う良性疾患でも疑陽性を呈しうること、を論文に発表した(SagaT, et al., Clin Nucl Med, 2006;31:774-80)。FLTの腫瘍集積性に基づいて、悪性脳腫瘍患者の予後を予測可能かどうか検討するために、FLT-PETが施行された患者の予後調査を行った。手術・放射線化学療法が施行された患者のうち、再発の有無を追跡可能であった14例中、12例で治療後122ヶ月で再発が認められたが、FLTの集積性(SUV)と再発までの期間に有意な相関を認めなかった。元々、悪性脳腫瘍が予後不良であること、症例数が少なかったこともあり、さらに症例を増やしての検討が必要と思われる。FLTの腫瘍内分布を放射線治療計画や生検部位の設定に応用する目的で、患者頭部にマーカーをつけてPETおよびCT撮像を行って、マーカーを指標にしてPET画像とCT画像の融合を行うと共に、FLT-およびFDG-PET画像と同一患者のMRI画像を、ソフトウェアを用いて融合画像の作成を試みた。
女子の理系進路選択拡大に向けたSTEM分野の新たな高大接続モデルー4か国比較から

「女子の理系進路選択拡大に向けたSTEM分野の新たな高大接続モデルー4か国比較から」の目的は、大学のSTEM分野の女性学生数を増加させることが可能なのはどのような高大接続制度なのかを探ることにある。そのため、高大接続の形態が異なる4つの国(ドイツ、シンガポール、中国、米国)を調査対象として、STEM分野のジェンダー・ギャップの状況と、中等・高等教育の内容およびその接続のあり方を関わらせて比較検討し、日本への示唆を得る。女子の理系進路選択を阻害する要因を制度上の問題と捉える本研究は、女子の心理面やその背景に原因があるとする先行研究に新たな知見を与えるだけでなく、政策的意義も大きいと考えられる。
重複障碍幼児の自立活動と点字学習準備を支援する音声式６ピン点字器の開発

1.目的重複障碍児の場合、点字の6点構造の理解力不足や、指を分けて使えない等の学習困難を伴い、点字学習の興味と意欲の低下がある。そこで、未就学期の自立活動で手指の分化使用を促し、音声応答で楽しさを与え、就学後を見据えて点字そのものに慣れさせる教具「6ピン式音声点字器」を開発し、先に全国提供した音声式点字タイプ教具を用いた点字授業のより平易な導入へと繋ぐ。本研究は、6ピン点字器の開発と全国への教具の提供・導入評価を通し、就学前の全盲幼児が自ら点字に興味を持てるような学習環境整備に寄与することを目的とする。2.教具の概要点字を模った6つの穴に金属ピンを挿して点字を表現させ、マイコンで点字の読みを生成、音声合成LSIで発話させる構造で、手指の練習用にピン抜きレバーやピン収納ボックスを備えた学習玩具である。寸法は180(W)×110(D)×80(H)mm。試作機を全日本盲学校教育研究会(高知市H26.9)で機器展示し、その使用感評価から、音声合成LSIをモジュールに変更し発話音質を向上させた。また、点字読上げ方式を五十音単音と「ピン番号+五十音」(例: 1, 2, 4でエ)の2モード切替式とし、点字の組み合せを耳でも覚えられるように設計した。3.教具の配布第32回視覚障害教育実践研究会(奈良市H27.2)で、導入希望校への配布と新規の導入希望校調査を行った。欠席校への発送分も含め、全国16の盲学校・視覚障害教育機関等に教具配布した。他にも10校の導入希望がある。4.教育的成果実際に児童に使わせた学校からの報告より、就学前幼児は、音遊びや指使いの練習を本教具で喜んで行い、点字導入期の小学生は上手に読めない文字の確認を一人でも出来る等、新しい点字学習支援機器としての導入効果が既に出ていること、自発的に学習行動に入る「学習意欲」を刺激する教具として本研究で目指した教育効果を挙げつつあることが確認出来た。点字学習の改善成果については今後も短期・中期的に調査を継続する。
炎症反応による記憶機能分子かく乱に着目した化学物質に過敏な動物モデルの作成

本研究では、これまでに影響の見られない低濃度のトルエン曝露を行い記憶機能分子が影響を受けやすい特性を持った過敏動物の開発を試みた。われわれの研究室でのこれまでの知見でホルムアルデヒドに鋭敏なC3Hマウスを用いての抗原刺激の違いによる検討、免疫系のT細胞が働けないヌードマウスでの反応の変化、組織適合抗原H-2遺伝子のみの異なるコンジェニックマウスでの検討などによりトルエン曝露に対する過敏状態の誘導を検証した結果、C3H系の抗原刺激を受けたマウスがもっとも鋭敏な反応を示すことを突き止めた。今年度は、大脳辺縁系と免疫系における過敏状態を探るためのモデルを構築するため、低濃度トルエン曝露による記憶にかかわる炎症反応についてマウスを用いて解析した。トルエンは、鼻部曝露装置を用いて、0,1,2,7,14,21,28日にそれぞれ30分間曝露した。曝露濃度は、0,9,90ppmで行った。免疫系の活性化のために卵白アルブミン(OVA)抗原刺激を、0(OVA腹腔内投与)、14(OVAエアロゾル投与),28(OVAエアロゾル投与)日に行った。8日目と最終曝露翌日(29日目)に試料採取をおこなった。その結果、8日目では大きな変化はみられなかったが、29日目の肺における炎症細胞の集積では、9ppm曝露群でマクロファージ数の有意な増加がみられたが、好中球や好酸球においては有意な変化はみられなかった。リアルタイムPCRによるmRNAの発現解析では、9ppm曝露群でのIL-5mRNA発現の増加、90ppm曝露におけるIFN-γmRNA発現の低下が認められた。IL-4とIL-12mRNAsの発現に差はみられなかった。抗原特異的IgEとIgG1抗体価においては、90ppm曝露では差はみられなかったが、9ppm曝露において有意な増加を認めた。ところで、神経の成長、分化に働き肺における炎症にもかかわる神経栄養因子について肺での働きを検索すると、NGF,NT-3においては発現に変化はみられなかったが、BDNFmRNA、及びNGF受容体TrkAmRNAの発現低下がみられた。海馬における記憶関連遺伝子の発現は、9ppmトルエン曝露で、NMDA受容体NR2AmRNA,CaMKIVmRNA,及びCREB1mRNAの発現増強が認められた。これらの結果より、トルエンの低濃度曝露が、抗原刺激をうけたマウスの獲得免疫系をより活性化するとともに、肺における神経栄養因子の調節系、海馬における記憶関連遺伝子の制御系をかく乱していることが明らかとなった。神経-免疫相互作用への低濃度トルエン曝露の影響を探る目的で、免疫不全マウスの記憶関連遺伝子へのトルエン曝露の影響を検索した。10週齢のBALB/c(野生型)とBALB/c nu/nu(ヌード)マウスを用いて、昨年度報告した鼻部曝露装置を用いて、0ppmと9ppmトルエンの30分間曝露を行った。リアルタイムRT-PCRの測定の結果、野生型ではグルタミン酸受容体NR2A,リン酸化酵素CaMKIV,および転写因子CREB1のmRNA発現がトルエン曝露で有意に亢進した。しかしながら、ヌードマウスのほうではトルエン下記の実験群を設定し、経気道曝露(気管内投与)を施行した。ナノマテリアルはカーボンナノ粒子、二酸化チタン、酸化亜鉛、等を使用した。1.vehicle曝露群2.ナノマテグアノ曝露群3.細菌毒素曝露群(lipopolysaccharide:LPS)4.ナノマテリアル+細菌毒素併用曝露群経気道曝露の24時間後に、諸検討を施行した。本年度は、免疫系の制御にかかわるH-2遺伝子群に焦点をあて、H-2ハプロタイプの違いがトルエン曝露による過敏状態にどのような影響をもたらすのか解析する目的で、C57BL/10(H-2b)とB10.BR(H-2k)マウスにトルエン曝露して記憶関連遺伝子の発現、免疫炎症反応の誘導について解析した。具体的にはC57BL/10マウスとB10.BRマウスを用い、0,9,90ppm低濃度トルエンを毎回30分間鼻部曝露した。最初の週は3日連続で、その後は週1回の割合で曝露を行い、4週後に試料を採取した。さらに、アレルギー性炎症モデルとして、それぞれのマウスを曝露前にOVAとアラム(アジュバント)で免疫し、その後2週間おきにOVAの感作を行った。その結果、曝露による肺での炎症性反応においては、B10.BRマウスにおいて総細胞数、マクロファージ数の有意な増加がみられた。C57BL/10マウスに比べ、リンパ球、好酸球においても増加傾向が認められた。

肺胞洗浄液中のサイトカイン、ケモカイン産生では、B10.BRマウスでは9ppm曝露で、C57BL/10マウスでは90ppm曝露でIL-1β産生の抑制がみられた。また、B10.BRマウスでは9ppm曝露でTNFα,KCの産生が亢進したが、C57BL/10マウスでは90ppm曝露でKCの亢進が認められた。次に、全身曝露チャンバーを用いて、0,5,50,500ppmトルエン曝露を6週間行い、脾臓におけるサイトカイン産生に関わる転写因子の発現を比較すると、B10.BRマウスではGATA3とFoxp3の亢進がトルエン曝露でみられたが、C57BL/10マウスでは影響が見られなかった。神経性炎症では、鼻部曝露と全身曝露の実験系で、嗅球と海馬における記憶分子としてのNMDA受容体、および炎症性サイトカインの解析を行った。海馬において記憶、学習に重要なNR1,NR2A,NR2B,CREBなど記憶関連遺伝子のレベルでは、その発現にトルエン曝露の影響はみられなかった。嗅球において、炎症性のCCL2,CCL3,mRNAの発現、及びドーパミン受容体D1,D2の発現のいずれにおいても両系統のマウスでトルエン曝露による変化はみられなかった。以上の結果から、低濃度トルエン曝露のC57BL/10マウスとB10.BRマウスへの影響について、脳・神経領域での差はみられなかった。免疫炎症反応では、C57BL/10マウスに比べB10.BRマウスのほうでより低濃度で反応の亢進が認められ、トルエンの影響についてH-2k遺伝子複合体が感受性の亢進に関連する可能性が示唆された。
腎臓生体拡大内視鏡による進行性移植腎障害の解明

我々は、糸球体および表在尿細管周囲毛細血管(peritubular capillary)における赤血球の動きを可視化可能な拡大内視鏡(a magnifying-endoscopy)により直接腎微小循環観察出来るイメージングシステムを開発した。このシステムを用いて、移植早期の生体腎移植症例(n=11例)と死体腎移植症例(n=9例)の尿細管周囲毛細血管微小循環の特徴を明らかにした。生体腎移植症例(living donor transplants)における尿細管周囲毛細血管の赤血球速度を再灌流後20分60分そして120分で測定した。再灌流後20分で最もその赤血球速度は移植前に比して1/3低下し、120分で移植前の赤血球速度に回復した。それに対し死体移植症例(cadaveric transplants)では再灌流後90分でもなお、その赤血球速度は低下し続けていた。尿細管周囲毛細血管の赤血球速度は生体腎移植症例に比して、死体腎移植症例の方が確かに低下していた。また、生体腎移植症例において、尿細管周囲毛細血管の赤血球速度はドナーの年齢、温阻血時間、冷阻血時間そして初尿時間との相関はなかった。しかし、死体腎移植症例においても温阻血時間、冷阻血時間は相関はなかったが、ドナー年齢、急性尿細管壊死(acute tubular necrosis)の期間そしてベストクレアチニンクレアランスは相関した。尿細管周囲毛細血管の赤血球速度の測定は移植腎の腎機能回復と予備能力を予測する信頼できる方法である。本研究は生体拡大内視鏡により400倍の拡大視野で腎臓の糸球体を流れる赤血球の動きをとらえ、その連続画像を時空間処理をして糸球体血流量を測定し、ヒト移植腎におこるchronicallograft nephropathyの原因と考えられている糸球体のhyperfiltrationを直接証明しようとするものである。現在、腎臓の糸球体のhyperfiltrationは糸球体腎炎や糖尿病性腎症をはじめとする腎疾患の進行を説明する機序としてと現在広く認められており、糸球体血流量を直接測定することにより、移植腎のみならず多くの腎疾患の進行機序の解明につながり、同時に進行防止法の開発につながると考えられる。平成14年度は生体内視鏡を用いたヒトの腎臓の糸球体血流量の測定を腎臓手術例、腎移植手術例で行った。現在までに10例で測定し、1糸球体で平均1.68nl/minの血流があることを明らかにした。また、6例の生体腎移植手術で血流再開後の糸球体及び尿細管周囲細血管血流量の測定より、阻血障害がない場合には血流再開後90分で血流が回復するが、阻血障害がある場合には血流低下の回復が遅れることを観察した。同時に阻血障害モデルを犬の腎移植で作成し、本内視鏡を用いて阻血障害を受けた移植腎の糸球体血流量の測定、同時に採取した移植腎生体組織の病理学的検討、移植腎全体の血流量の評価を行い、ヒトで観察された結果と同様の結果を得た。本研究は生体拡大内視鏡により400倍の拡大視野で腎臓の糸球体を流れる赤血球の動きをとらえ、その連続画像を時空間処理をして糸球体血流量を測定し、ヒト移植腎におこるchronic allograft nephropathyの原因と考えられている糸球体のhyperfiltrationを直接証明しようとするものである。平成15年度は生体内視鏡を用いたヒトの腎臓の糸球体血流量の測定を腎臓手術例、腎移植手術例で行った。現在までに10例で測定し、正常な状態で1糸球体で平均1.68nl/minの血流があることを明らかにした。

また、6例の生体腎移植手術で血流再開後の糸球体及び尿細管周囲細血管血流速度の測定より、再灌流20分で200μm/sec、120分で640μm/sec阻血障害がない場合には血流再開後120分で血流速度が回復するが、阻血障害がある場合には血流速度の低下の回復が遅れることを観察した。3例の死体腎移植手術で8時間から24時間の阻血後、移植腎の血流再開時の糸球体、尿細管周囲細血管血流速度の測定より、32、84、120μm/secと生体腎移植移植腎の血流速度低下を著しく上廻る血流速度低下が観察された。また、移植腎機能回復までの期間(移植後透析期間)は10、6、5日であり、血流速度低下の間に相関をみとめ、血流速度低下の著しい例では移植腎機能回復に長期間を要するという結果が得られた。本研究は生体拡大内視鏡により400倍の拡大視野で腎臓糸球体または尿細管周囲毛細血管を流れる赤血球の動きをとらえ、その連続画像を時空間処理をして、ヒト移植腎におけるchronic allograft nephropathyの原因と考えられている糸球体のhyperfiltrationや尿細管周囲毛細血管における再還流障害を明らかにしようとするものである。現在、腎臓の糸球体のhyperfiltrationは糸球体腎炎や糖尿病性腎症をはじめとする腎疾患の進行を説明する機序として現在広く認められており、腎再還流障害は移植腎の非免疫的機序の中でも最近注目されている。これらの血流を直接測定することにより。移植腎のみならず多くの腎疾患の進行機序の解明につながり、同時に進行防止の開発につながると考えられる。平成16年度は生体顕微鏡を用いたヒト尿細管周囲毛細血管血流速度を生体腎移植症例(n=11例)と献腎移植症例(n=9例)で測定した。腎阻血再灌流は生体腎でも尿細管周囲毛細血管血流レベルで早期に一過性に生じており、さらに阻血時間が長い献腎移植では回復時期が遅れることを初めて明らかにした。血流再開20分後の尿細管周囲の赤血球速度は献腎移植において移植後の透析期間と移植後の最大C-Crと有意な相関を認めた。拡大内視鏡を用いた移植腎の赤血球速度は阻血の影響を受ける献腎移植において移植後早期の腎機能の予後と有意な相関を示した。
抗癌剤誘発卵巣機能障害に対する抗癌剤特異的予防内分泌療法の開発

抗癌剤CPT-11を用いた抗がん剤化学療法中の女性患者に高率に更年期障害や続発性無月経が誘発されることに気づいた。そこで、臨床内分泌学的に患者のホルモン変動から抗がん剤の副作用発症機序を仮設し、マウス動物実験で証明した。さらに、その分子機序を遺伝子改変マウスを用いて解明した。分子機序からホルモン制御療法で予防できる可能性を予測し、マウス動物実験モデルで、抗癌剤による卵巣機能障害が内分泌療法で有意に抑制できることを証明した。平成18年度に大学動物実験室のマウス肝炎ウイルス汚染が発見され、飼育マウスを全頭屠殺した。半年間の観察期間後にもウイルス汚染が検出され、動物実験室閉鎖が長く続いた。そこで、研究方向転換を余儀なくされ、最初はin vitro解析を中心とした。今年度後半にようやく動物実験が再開でき、遺伝子改変マウス実験を中心に現在まで実験を継続している。(1)抗癌剤治療後の正常卵巣の臨床病理組織学的研究:術前抗癌剤治療を受けた未閉経の子宮・癌卵巣癌患者の正常卵巣組織を病理組織学的に検討し、抗癌剤の種類と卵巣障害の差異を証明した。(2)動物実験による抗癌剤誘発卵巣顆粒膜細胞傷害分子機序の解明:動物実験室閉鎖により研究が中断されたが、実験室解禁後ただちに実験を再開した。(1)CPT-11誘発卵巣顆粒膜細胞傷害時関連分子のスクリーニングから候補2分子を同定した。(2)Bcl-2 familyやp53の関与を各種抗癌剤投与マウスで比較した(論文執投稿中)(3)CPT-11以外の抗癌剤につき、CPT-11様の卵巣顆粒膜細胞傷害関連分子の同定を行った。(4)遺伝子改変マウスを用いたCPT-11誘発卵巣顆粒膜細胞傷害機序の解析:動物実験室問題から最近に実験を再開した。論文発表は次年度の見込み。(3)動物実験による抗癌剤誘発卵巣顆粒膜細胞傷害の予防法の確立:(1)偽閉経療法の至適投与条件の決定実験:マウスを用いてCPT-11投与時の卵巣顆粒膜細胞アポトーシスを最大限予防できるGnRHa製剤の投与量、投与回数、投与時期を決定した。(2)マウス抗癌剤誘発卵巣細胞傷害へのエストロゲン刺激療法による予防効果の検証:応用性が低いと判断し、計画を中止。(3)偽閉経療法による抗癌剤誘発卵巣細胞傷害の予防時における、卵巣機能障害関連分子の発現の検討:すでに中心的分子を同定した。動物実験室問題から実験を再開している。(4)マウス卵巣器官培養による卵巣細胞傷害実験システムの確立:マウス卵巣器官培養系を用いて、各種薬剤の卵巣細胞傷害を検証する一般的な卵巣細胞傷害測定系を確立した。動物実験室問題から最近になり実験を再開した。平成19年度初頭に大学動物実験室のマウス肝炎ウイルス汚染が発見され、飼育マウスを全頭屠殺した。そこで、研究方向転換を余儀なくされた。今年度からようやく動物実験が再開でき、遺伝子改変マウス実験を中心に現在まで実験を継続してきた。(1)抗癌剤による卵巣顆粒膜細胞アポトーシスには、FasL発現とp53発現誘導が関与しているが、BAX,BCL-2,Fas発現は関与しないことを証明した。さらに、アポトーシスシグナルにはdeath-associated protein kinase介在シグナルが重要な役割を担っていることを実証した。(2)GnRH agonistが、抗癌剤誘発卵巣顆粒膜細胞アポトーシスを阻止しうることを動物実験で実証し、その至適投与方法を決定した。さらに、その作用機序がエストロゲン分泌抑制ではなく、FasL発現抑制によることも証明した。さらに、抗癌剤による卵巣障害をGnRH agonistで予防したマウスが妊娠しても新生児には影響を及ぼさないことも証明した。(3)マウス卵巣器官培養による卵巣細胞傷害実験システムを確立した。
日本と極東ロシアの野生げっ歯類を病原巣動物とする人獣共通感染症の比較疫学的研究

本研究ではげっ歯類を病原巣動物とする人獣共通感染症のうち、ハンタウイルス感染症とダニ媒介性脳炎を対象に主にげっ歯類を中心に疫学調査を行い、両感染症の極東ロシアにおける感染状況を明らかにすることを試みた。これまでに本研究により極東ロシアのウラジオストック周辺で捕獲されたハントウアカネズミがヒトに重症型の腎症候性出血熱(HFRS)を引き起こす新型のハンタウイルス(Amurウイルス)を保有していることが判明した。ハントウアカネズミは中国や韓国、および北海道にも分布することから、東アジアでハントウアカネズミによって媒介されるHFRSが発生していることが示唆された。極東ロシアで検出されたAmurウイルスに近縁のウイルス(H5とB78株)が中国のHFRS患者から分離されていることから、これらの中国由来株の遺伝子性状と抗原性状について解析を行い、H5とB78株のSとM遺伝子全長の塩基配列を明らかにした。これら中国由来株と極東ロシアのAmurウイルスの核蛋白のアミノ酸配列はそれぞれ98%以上の高い一致率を示した。また中国株のウイルスの抗原性はこれまで知られていたHantaan型と明らかに異なることが判明した。ダニ媒介性脳炎ウイルスの北海道分離株であるOshima5-10株をプラック精製して、大型のプラックを形成する細胞馴化株を得た。本株の遺伝子解析の結果、ウイルス糖蛋白上の糖付加部位のアミ.ノ酸が変異して糖鎖が失われたことが明らかになった。さらにこの株はマウスに対して親株よりも非常に弱い病原性しか示さないことから、糖鎖の付加がウイルスの毒力に関連することが示された。本研究ではげっ歯類を病原巣動物とする人獣共通感染症のうち、ハンタウイルス感染症とダニ媒介性脳炎を対象に主にげっ歯類を中心に疫学調査を行い、両感染症の極東ロシアや中国における感染状況を明らかにすることを試みた。まず、中国の寧夏回族自治区で捕獲されたげっ歯類についてハンタウイルス抗体の検出を試みたところ、この地域ではセスジネズミが主要な病原巣動物となっていることが明らかになった。さらに、組換え抗原を使用したELISAにより、セスジネズミはハンターン型のハンタウイルスを保有することが判明した。また、極東ロシアで捕獲された野生げっ歯類での血清学的検査ではハントウアカネズミとセスジネズミなどが主なハンタウイルスの病原巣動物になっていた。特にハントウアカネズミの保有するウイルスは腎症候性出血熱患者からも検出されたことから、本げっ歯類ががヒトに病原性を有するハンタウイルスを媒介することが、初めて証明された。本種は日本の北海道にも分布することから我が国のげっ歯類におけるハンタウイルスの疫学調査を強化する必要性が確認された。また、ダニ媒介性脳炎ウイルスを東シベリアのバイカル湖周辺で採集し、ウイルスの遺伝子解析を行ったところ、東シベリアには極東に分布するウイルスと系統学的に明らかに異なるウイルスが流行しており、病原性も高いことが明らかになった。さらに、極東型とシベリア型のウイルス感染がヨーロッパ型のウイルスを用いたワクチン接種により防御できることが明らかになった。今後、ロシアやヨーロッパのダニ媒介性脳炎の流行地を訪問したり在住している邦人を本症から予防するためにも、早急にヨーロッパからワクチンを導入する必要があると考えられる。まず、極東ロシアのウラジオストック周辺で捕獲されたげっ歯類についてハンタウイルスの抗体検出を試みたところ、この地域ではセスジネズミとハントウアカネズミが主要な病原巣動物になっていることが明らかになった。

特に、ハントウアカネズミが保有するウイルスは、この地域で死亡した腎症候性出血熱患者から検出されたウイルスと遺伝子配列が約95%以上も類似することから、本げっ歯類が人に強毒型のハンタウイルスを媒介することが初めて明らかにされた。また、ハバロフスク周辺でもげっ歯類におけるンタウイルス感染の疫学調査を行ったところ、タイリクヤチネズミとセスジネズミに抗体が検出された。セスジネズミからはウイルス遺伝子も検出され、ハバロフスクで腎症候性出血熱に罹患した急性期患者から検出されたウイルスと非常に近縁であることが判明した。従って、ハバロフスクではセスジネズミがハンタウイルスの媒介動物になっていることが明らかになった。また、ダニ媒介性脳炎ウイルスの北海道分離株分離株であるOshima 5-10株と極東ロシアの分離株であるSofjin-HO株の様々な生物性状を比較した。Oshima株はSofjin株に比べ培養細胞中で小さなプラックを形成すること、ウイルスの増殖が1/100しかないこと、RNAの合成も遅いことなどが明らかになった。本研究ではげっ歯類を病原巣動物とする人獣共通感染症のうち、ハンタウイルス感染症とダニ媒介性脳炎を対象に主にげっ歯類を中心に疫学調査を行い、両感染症の極東ロシアにおける感染状況を明らかにすることを試みた。これまでに本研究により極東ロシアのウラジオストック周辺で捕獲されたハントウアカネズミがヒトに重症型の腎症候性出血熱(HFRS)を引き起こす新型のハンタウイルス(Amurウイルス)を保有していることが判明した。ハントウアカネズミは中国や韓国、および北海道にも分布することから、東アジアでハントウアカネズミによって媒介されるHFRSが発生していることが示唆された。極東ロシアで検出されたAmurウイルスに近縁のウイルス(H5とB78株)が中国のHFRS患者から分離されていることから、これらの中国由来株の遺伝子性状と抗原性状について解析を行い、H5とB78株のSとM遺伝子全長の塩基配列を明らかにした。これら中国由来株と極東ロシアのAmurウイルスの核蛋白のアミノ酸配列はそれぞれ98%以上の高い一致率を示した。また中国株のウイルスの抗原性はこれまで知られていたHantaan型と明らかに異なることが判明した。ダニ媒介性脳炎ウイルスの北海道分離株であるOshima5-10株をプラック精製して、大型のプラックを形成する細胞馴化株を得た。本株の遺伝子解析の結果、ウイルス糖蛋白上の糖付加部位のアミノ酸が変異して糖鎖が失われたことが明らかになった。さらにこの株はマウスに対して親株よりも非常に弱い病原性しか示さないことから、糖鎖の付加がウイルスの毒力に関連することが示された。
発生期中枢神経系全般に伝播する自発興奮波の機能的意義に関する光学的解析

中枢神経系には、脳神経・脊髄神経を介して様々な自律性・体性の感覚情報が入力し、それらが複雑に処理・統合されて、最終的な出力が形作られている。しかし、中枢神経系内の活動は、感覚性入力によってのみコントロールされているわけではない。中枢神経系では、様々な領域で神経細胞(ニューロン)の自発興奮活動が生じており、この内在性の自発活動が、呼吸リズムの形成など、生命の維持に不可欠な神経系の活動を支えている。中枢神経系内の自発活動は、個体発生の非常に早い時期、すなわち外来性の感覚情報処理を担うシナプス回路網がまだ形成されていないような時期に、すでに延髄、脊髄などで観察されることが知られている。最近我々が見いだしたdepolarization waveの研究の過程で、従来、延髄・脊髄などで別個の現象として解析が行われていた自発興奮活動が、実はひと続きの同一現象であり、しかも腰・仙髄の末端から大脳の一部にまでおよぶ、大興奮波のごく一部分を見ているのにすぎないということに気がついた。本研究は、"発生期中枢神経系で見られる自発興奮活動が、呼吸リズムや歩行リズムなど成体で見られる自発活動のprolotypeでないのなら、その実体と機能的意義は何なのか?"という問題を明らかにするために計画された。この自発興奮活動は、成体で見られる自発活動とは明らかに異なる時間的・空間的パターンを呈しており、また発生の一時期に限定してみられることから、中枢神経系の発生に何らかの重要な役割を果たしているものと考えられる。本研究では、光学的イメージング法を用いた三次元的機能解析により、この広範囲伝播自発興奮活動の特性と、発生期における機能的役割について解析した。その結果、自発性depolalization waveのoriginは発生初期には中枢神経内に多数存在するが、発生とともに脊髄腰部に集約してくることが明らかとなった。本研究は、"発生期中枢神経系で見られる自発興奮活動が、呼吸リズムや歩行リズムなど成体で見られる自発活動のprototypeでないのなら、その実体と機能的意義は何なのか?"という問題を明らかにするために計画された。

本研究では、光学的イメージング法を用いた三次元的機能解析により、この広範囲伝播自発興奮活動の特性と、発生期における機能的役割について明らかにするとともに、最近我々の研究室で導入したelectroporationによるin ovo/in utero gene expression法を用いて、初期胚後脳(hindbrain)におけるニューロンの同期的活動への関連が示唆されているHox geneの関与を調べ、自発興奮波発生の分子的基盤について明らかにする。本年度は、自発性興奮波の発生期のおけるしゅつげんパターンについて明らかにすることができた。中枢神経系には、脳神経・脊髄神経を介して様々な自律性・体性の感覚情報が入力し、それらが複雑に処理・統合されて、最終的な出力が形作られている。しかし、中枢神経系内の活動は、感覚性入力によってのみコントロールされているわけではない。中枢神経系では、様々な領域で神経細胞(ニューロン)の自発興奮活動が生じており、この内在性の自発活動が、呼吸リズムの形成など、生命の維持に不可欠な神経系の活動を支えている。中枢神経系内の自発活動は、個体発生の非常に早い時期、すなわち外来性の感覚情報処理を担うシナプス回路網がまだ形成されていないような時期に、すでに延髄、脊髄などで観察されることが知られている。最近我々が見いだしたdepolarization waveの研究の過程で、従来、延髄・脊髄などで別個の現象として解析が行われていた自発興奮活動が、実はひと続きの同一現象であり、しかも腰・仙髄の末端から大脳の一部にまでおよぶ、大興奮波のごく一部分を見ているのにすぎないということに気がついた。本研究は、"発生期中枢神経系で見られる自発興奮活動が、呼吸リズムや歩行リズムなど成体で見られる自発活動のprototypeでないのなら、その実体と機能的意義は何なのか?"という問題を明らかにするために計画された。この自発興奮活動は、成体で見られる自発活動とは明らかに異なる時間的・空間的パターンを呈しており、また発生の一時期に限定してみられることから、中枢神経系の発生に何らかの重要な役割を果たしているものと考えられる。本研究では、光学的イメージング法を用いた三次元的機能解析により、この広範囲伝播自発興奮活動の特性と、発生期における機能的役割について解析した。その結果、自発性depolarization waveのoriginは発生初;期には中枢神経内に多数存在するが、発生とともに脊髄腰部に集約してくることが明らかとなった。
各種肝疾患におけるTelomerase活性とTelomere長の測定

染色体の末端にあるテロメアの長さを維持するテロメラーゼ活性の発現により細胞の不死化が商事、様々な悪性腫瘍でテロメラーゼ活性が高頻度に報告されている。我々は、TRAP法でテロメラーゼ活性を測定したところ肝細胞癌手術例の癌部で22/26(85%)と高率であるのに対し、非癌部で3/26(12%)、非担癌慢性肝疾患では1/20(5%)であった。癌の腫瘍径、分化度によらず高頻度に発現が見られることから小肝細胞癌の診断に有用であろうと考え、超音波下狙撃肝生検により得られた28症例の腫瘍部(腫瘍径1.33.3cm,平均2.2±0.5cm)と非腫瘍部におけるテロメラーゼ活性を定量的に測定した。腫瘍部のうち組織学的に癌と診断された25例の平均テロメラーゼ活性は133.7±197.3単位、境界病変と診断された3例は11.7±11.3単位、非癌部の平均テロメラーゼ活性は4.5±7.5単位であった。非癌部の平均テロメラーゼ活性の2SDをとって19.5単位以上を異常高値とすると、癌部では19/25(75%)、境界病変は1/3(33%9、非癌部1/28(4%)で、超音波下狙撃生検による小肝細胞癌の診断にテロメラーゼ活性の定量的測定は有用であると考えられたが、境界病変に関してはさらに症例数を増やし検討する必要があると思われる。またTelomereの平均長は正常肝、慢性肝炎、肝硬変および肝細胞癌では各々7.3±1.4,6.5±1.4,6.4±0.6,6.0±3.5kbで、癌部のTelomere長も約2/3の症例で癌部と非癌部が異なっていた。肝細胞癌26例の癌部と非癌部および、20例の非坦癌慢性肝疾患の凍結肝組織より抽出したCell extractを用いTRAP法でTelomerase活性を測定した。また同じ検体より抽出したDNAを用いSouthern blot hybridization法でTelomereの長さを測定した。Telomerase活性は癌部では22/26(85%)に認められたのに対し、非癌部では3/26(12%)、非坦癌慢性肝疾患では1/20(5%)にしか認められなかった。活性の強さを-、+、++、+++と半定量的に検討すると、癌部では17/22(77%)が++以上であったのに対し、非癌部および非坦癌慢性肝疾患では陽性4例すべてが+で弱い活性しか見られなかった。腫瘍径別にTelomerase活性をみると3cm未満6/6(100%)、35cm4/5(80%)、5cm以上12/15(80%)の陽性率であり、癌の早期から陽性化すると考えられた。Telomereの平均長は正常肝、慢性肝炎、肝硬変および肝細胞癌では各々7.3【.+-。】1.4,6.5【.+-。】1.4,6.4【.+-。】0.6,6.0【.+-。】3.5kbであった。また肝癌では癌部のTelomere長がその非癌部より短いのが44%、同じのが39%、長いのが17%に見られた。ほとんどの肝癌に早期から強いTelomerase活性がみられ、またTelomere長も約2/3の症例で癌部と非癌部が異なっていることから、これらのマーカーは肝癌の診断に有用であると考えられた。

テロメアは染色体の末端にある繰り返し配列で細胞分裂のたびに短くなるが、一定の長さ以下になると細胞は死んでしまう。このテロメア長を維持するテロメラーゼ活性の発現により細胞の不死化が生じ、様々な悪性腫瘍でテロメラーゼ活性が高頻度に報告されている。我々は、昨年度、テロメラーゼ活性が肝細胞癌において22/26(85%)に見られ、腫瘍径、分化度によらず高頻度に見られることから、小肝細胞癌の診断に有用であろうと考え、今年度は超音波下狙撃肝生検により得られた28症例の腫瘍部(腫瘍径1.33.3cm、平均2.2±0.5cm)と非腫瘍部におけるテロメラーゼ活性を定量的に測定した。正常肝6例の平均テロメラーゼ活性は0.8±0.6単位であった。腫瘍部のうち組織学的に癌と診断された25例の平均テロメラーゼ活性は133.7±197.3単位、境界病変と診断された3例は11.7±11.3単位、非癌部の平均テロメラーゼ活性は4.5±7.5単位であった。Edomondson分類別に見ると、I、II、III、IVで各々69.7±107.1,208.8±282.9、119.3±174.6、144.6±80.2単位であった。正常肝の平均テロメラーゼ活性の2SDをとって2.0単位以上を陽性とすると癌部では24/25(96%)、境界病変は3/3(100%)、非癌部12/28(43%)が陽性であった。また非癌部の平均テロメラーゼ活性の2SDをとって19.5単位以上を異常高値とすると、癌部では、19/25(76%)、境界病変は1/3(33%)、非癌部1/28(4%)であり、癌部、境界病変のうち陰性であった8例も全例対応する非癌部よりは高値であった。従って、超音波下狙撃生検による小肝細胞癌の診断にテロメラーゼ活性の定量的測定は有用であると考えられたが、境界病変に関してはさらに症例数を増やし、その経過を含め検討する必要があると考えられる。
ベイズ推定水和構造を使った超精密小角Ｘ線散乱計算法の高速化

高濃度尿素存在下において変性したアポミオグロビンと,天然変性タンパク質の1つであるαシヌクレインに対して,精密小角X線散乱(small angle X-ray scattering,SAXS)測定を実施した。SAXS測定は,兵庫県西播磨にある高輝度光科学研究センターのSAXS測定専用ビームライン(SPring-8 BL45XU)にて行った。また,鎖が解けた状態にある変性状態アポミオグロビンの構造を初期座標とした分子動力学計算を実行し,その座標(タンパク質分子と周りの水分子)の時系列データを用いて超精密SAXS計算を実行した。得られた超精密SAXSプロフィルを参照として,水和構造のモデリングを行った。その結果,変性状態アポミオグロビンのSAXSプロフィルに対する水和の寄与を明らかにした。一方,新たな鎖状分子モデリング法を開発した。この方法は,上記SAXSプロフィルと多次元核磁気共鳴(nuclear magnetic resonance,NMR)の残余双極子結合(residual dipolar coupling,RDC)に対する実験再現性を等価に扱うことが可能である。またこの方法は,実験再現性の高い構造集団を得る過程で部分集団を選択する必要がなく,極めて効率的に高い実験再現性をもつ構造集団を得ることが出来る。この方法を用いて,尿素変性及び酸変性状態アポミオグロビンとαシヌクレインの予測構造集団を生成した。これらの構造集団の統計的な特徴を比較し,それぞれの状態の違いを明らかにした。この科研費で開発した,解鎖状態タンパク質の解析方法は,創薬など幅広い分野での利用が期待される。本研究の遂行に必須な,精密Smallangle X-ray scattering (SAXS)測定を高輝度光科学研究センターにあるSAXS測定専用ビームライン(SPring-8 BL45XU)にて実施した。このビームラインには,高感度2次元X線検出器が設置してあり,本実験に適している。タンパク質溶液の調製は,共同研究者の研究室にて実施した。変性球状アポミオグロビンと天然変性タンパク質αシヌクレインの測定を行った。αシヌクレインは野生型と変異型を測定した。αシヌクレインに関して,超精密SAXS計算との比較や,その高速化プログラムの開発に利用可能な高精度なデータが得られた。超精密SAXS計算のために,球状タンパク質の結晶構造を初期座標とした分子動力学計算を実行した。得られる蛋白質と溶媒水分子の原子座標の時系列データを基に,1つの蛋白質につき100個の超精密SAXS計算を実行しその平均をとった。球状蛋白質の超精密SAXS計算データは,精密SAXS測定データ(過去に測定済み)と定量的に比較し,十分な精度で一致することを確認した。現在,このデータを用いて,水和構造のモデリングを開始する段階である。一方,申請者が開発した分子モデリング法を使って天然変性領域を含むタンパク質,及び天然変性タンパク質の予測構造集団を生成した。今後,その中から無作為に選択した100個の構造について,周りに付加した溶媒分子の分子動力学計算を行なう予定である。1つの溶質分子構造につき複数の異なる溶媒分子構造を得て,これを基に超精密SAXS計算を実行する。当該年度の研究計画で実施予定であった「SAXS測定」と「超精密SAXS計算(球状タンパク質)」は予定通り遂行した。「SAXS測定」に関しては,一部取得できなかったデータがあるが,次年度以降,順次測定して行く予定である。一方,「超精密SAXS計算(天然変性タンパク質)」は実行開始が遅れたが,これも次年度以降開始出来る状況にある。また,球状タンパク質に関しては,水和構造モデリングを既に開始しており,この点に関しては当初の予定よりもはやく進んでいる。高濃度尿素存在下において変性したアポミオグロビンと,天然変性タンパク質の1つであるαシヌクレインに対して,精密small angle X-ray scattering (SAXS)測定を実施した。現在,変性状態など解鎖状態タンパク質と天然状態にある球状タンパク質の統一的な水和モデルの構築を試みている。この方法は,上記SAXSプロフィルと多次元核磁気共鳴(NMR)の残余双極子結合(RDC)に対する実験再現性を等価に扱うことが可能である。この方法を用いて,尿素変性状態アポミオグロビンとαシヌクレインの予測構造集団を生成した。この方法は,更なる精密な構造集団の生成を目指し,NMRの化学シフトデータに対応するように改良を実行している。今後これら構造集団を解析し,その物理化学的・構造化学的な意味を明らかにする。溶液中の変異型αシヌクレインの安定性が低いため,SAXS測定が困難である。

計画していた測定法では,会合した状態の散乱プロフィルが得られた。この点に関して,別のアプローチを計画する必要がある。高濃度尿素存在下において変性したアポミオグロビンと,天然変性タンパク質の1つであるαシヌクレインに対して,精密小角X線散乱(small angle X-ray scattering,SAXS)測定を実施した。SAXS測定は,兵庫県西播磨にある高輝度光科学研究センターのSAXS測定専用ビームライン(SPring-8 BL45XU)にて行った。また,鎖が解けた状態にある変性状態アポミオグロビンの構造を初期座標とした分子動力学計算を実行し,その座標(タンパク質分子と周りの水分子)の時系列データを用いて超精密SAXS計算を実行した。得られた超精密SAXSプロフィルを参照として,水和構造のモデリングを行った。その結果,変性状態アポミオグロビンのSAXSプロフィルに対する水和の寄与を明らかにした。一方,新たな鎖状分子モデリング法を開発した。この方法は,上記SAXSプロフィルと多次元核磁気共鳴(nuclear magnetic resonance,NMR)の残余双極子結合(residual dipolar coupling,RDC)に対する実験再現性を等価に扱うことが可能である。またこの方法は,実験再現性の高い構造集団を得る過程で部分集団を選択する必要がなく,極めて効率的に高い実験再現性をもつ構造集団を得ることが出来る。この方法を用いて,尿素変性及び酸変性状態アポミオグロビンとαシヌクレインの予測構造集団を生成した。これらの構造集団の統計的な特徴を比較し,それぞれの状態の違いを明らかにした。この科研費で開発した,解鎖状態タンパク質の解析方法は,創薬など幅広い分野での利用が期待される。平性29年度は,球状タンパク質の超精密SAXS計算データを参照データとして,プログラムの高速化を実現する。具体的には,申請者らが分子動力学計算から特定した蛋白質周りの水和サイトを参考に,3次元ガウス分布の電子密度を仮定し,ガウス分布のピーク位置とピーク電子密度,および分散をパラメタとした水和モデルを構築する。タンパク質の原子座標と水和モデルを使ったSAXSの高速計算プログラムを作成する。また,遅れている天然変性タンパク質の超精密SAXS計算を実行するとともに,一部SAXS測定も実行していく予定である。平成30年度は,変性状態にある解鎖状態タンパク質と天然状態にある球状タンパク質の統一的な水和モデルを構築する。具体的には,申請者が分子動力学計算から特定したタンパク質周りの水和サイトを参考に,3次元ガウス分布の電子密度を仮定する。このガウス分布の位置,ピーク電子密度及び分をパラメタとした水和モデルを採用する。解鎖タンパク質と球状タンパク質の両方のSAXS測定値を矛盾なく説明可能な,パラメタ群をベイズ指定する。放射光利用施設(高エネルギー加速器研究機構、高輝度光科学研究センター)の十分な実験時間の確保ができなかった。有効に使用できる残額ではないので使用しなかった。本研究で利用可能な放射光利用施設への利用申請を積極的に行うことで、実験時間を確実に確保する。
脱髄疾患発症におけるオリゴデンドロサイトの細胞死の分子機構

自己免疫疾患である多発性硬化症や実験的アレルギー脳炎(EAE)は中枢のオリゴデンドロサイトが選択的に障害される疾患であるが、そのメディエーターの一つとして細胞障害性のサイトカインTNFがあげられている。オリゴデンドロサイトはTNFに感受性の高い細胞であり、マウス脳より分離培養したグリア細胞にTNFを投与すると選択的にオリゴデンドロサイトが細胞死をおこす。グリア細胞をアストロサイトとオリゴデンドロサイトに分離してカスパーゼの発現をみると、アストロサイトではCASP-1,CASP-3が、オリゴデンドロサイトはCASP-1,CASP-2,CASP-3を発現していた。TNFによるオリゴデンドロサイトの細胞死へのカスパーゼの関与を調べる目的で初代培養系にカスパーゼ阻害剤を投与してその効果を検討した。カスパーゼの一般的な阻害剤Z-Asp-CH_2-DCBの特異性を各種カスパーゼの一過性発現の系でHeLa細胞を用いて調べると、バキュロウイルスのp35遺伝子(カスパーゼファミリーの多くを競合阻害する)と同様に多くのカスパーゼを介した細胞死を抑えることが明らかになった。そこでZ-Asp-CH_2-DCBをTNFと同時にオリゴデンドロサイトの培養に添加すると非常に効率よく細胞死を抑制した。また、ICEに特異性の高いAc-YVAD-CHO,CPP32に特異性の高いAc-DEVD-CHOも細胞死抑制効果を示した。これらの結果から、TNFによるオリゴデンドロサイト細胞死にカスパーゼが関与することが示され、カスパーゼの阻害は多発性硬化症の治療に有効である可能性を示唆された。
不斉結晶のメカノクロミズム：汎用的刺激応答性材料の設計と新機能の開拓

我々は、アリール金イソシアニド錯体からなる発光性メカノクロミック分子の研究に取り組んできた。メカノクロミズムとは、固体の発光の色が磨砕や力学適応力により切り替わる現象である。固体をこするというシンプルな外部刺激によって分子の機能(発光)が切り替わる点が興味深く、センサーやディスプレイとして応用が可能とされている。本研究では、発光性メカノクロミズムを示す金錯体に対してキラリティの要素を組み込むことで、新奇刺激応答性材料の開発を試みる。あるアキラルな金錯体が、機械的刺激を与えることでその発光特性が変化するメカノクロミズムを示すことを見出した。この錯体の機械的刺激を印加する前の結晶構造を調べると、水素結合を介して集合した結晶構造を構築していた。粉末エックス線回折測定により、機械的刺激を印加した後の分子配列を調査したところアモルファスであることがわかり、結晶ーアモルファス相転移によって発光変化が起こったことが明らかとなった。水素結合を形成した結晶構造にヒントを得て、この金錯体と水素結合が可能なゲスト分子との共結晶化を行うと、意図したとおり、金錯体とゲスト分子からなる共結晶を形成した。その同定は、X線構造解析とNMR、元素分析により行った。この共結晶は、金錯体のみで結晶化した場合とは発光特性やメカノクロミズム特性が異なることがわかった。今後は、キラリティを持つゲスト分子との複合化を行い、その発光性クロミック特性を評価する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。申請者はこれまでに金イソシアニド錯体のメカノクロミック分子の研究に精力的に取り組んできた。メカノクロミズムとは、固体の発光色が機械的刺激によって切り替わる現象である。もっとも単純な外部刺激(固体をこする)によって分子の機能(発光)が切り替わる点が興味深く、センサーやメモリー素子への応用が期待されている。本研究では、発光性メカノクロミズムを示す分子骨格に対してキラリティの要素を組み込むことで、新奇刺激応答性材料の開発を試みる。アキラルな分子から、光学活性な結晶相を構築することができれば、機械的刺激やその他の外部刺激を与えることで、結晶相の示すキラリティを反転させること、もしくはon/offの切り替えが可能ではないかと考えた。メカノクロミック分子が本来示す発光特性の切り替え能と組み合わせることで、前例のない新奇刺激応答性材料の構築を目指す。本年度の成果として、アキラルなメカノクロミック金錯体が、結晶ー結晶相転移に基づいてメカノクロミズムを示すことを見出した。結晶構造解析によってこの際の空間群の変化が、P212121 →P-1であることがわかった。すなわち、対称中心を持たないキラルな集積状態から、対称中心を有するキラルな空間群へと変化していることを明らかにした。今後は、同系において円偏光二色性・円偏光発光特性についても評価する予定である。また、多種多様な小分子を包接可能な結晶構造を構築する金錯体も発見することができたので、キラルな小分子を包接させ構造解析や光学特性の評価も行う予定である。本研究は、発光性メカノクロミック分子にキラリティの要素を組み込み新規な刺激応答性材料を構築しようとするものである。今年度の主たる成果として、キラリティの有無が切り替わる発光性メカノクロミック材料を世界に先駆けて報告することができたことが挙げられる。発光性メカノクロミック分子は一般に、機械的刺激によって結晶ーアモルファス相転移が起こり発光色が変化する場合が多い。今回発見したメカノクロミック分子は結晶ー結晶相転移に基づいて発光色が変化するため、相転移前後の分子配列を詳細に明らかにすることができた。単結晶構造解析の結果、不斉空間群であるP212121から、不斉空間群ではないP-1へと分子の配列が変化していることがわかった。機械的刺激によって、発光の色と集合状態の不斉の有無を同時に切り替えることができた例は過去にない。

空間群がP212121からP-1へと変化することで、メカノクロミズムを示す錯体に関しては、固体状態の円偏光二色性スペクトルや円偏光発光スペクトルの測定を行う。X線による構造解析で明らかになっているキラリティの特徴が、発光特性にも反映されているかを明らかにする。また、新規に合成した金錯体のX線構造解析を行ったところ、小分子を包接可能な空孔を有することを明らかにした。この結晶は、再結晶に用いた溶媒をその空孔内に包接しているが、真空乾燥後、別の小分子の蒸気を暴露することでこれを包摂できることを明らかにした。そこでリモネンやピネンといったエナンチオピュアな小分子を包接させることで、キラルな空間群へと変化しないかを今後明らかにする。これが達成できたら、キラル分子包接に伴う光学特性の変化や円偏光二色性・円偏光発光特性についても評価する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
腎臓における代謝リプログラミングの解明と HIF を利用した新規腎臓病治療法開発

慢性腎臓病CKDの進行のfinal common pathwayである尿細管間質の低酸素状態では、ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化が障害される。低酸素に対する防御反応は、転写調節因子hypoxia-inducible factor (HIF)が司っており、HIFは臓器への酸素供給を増加させるとともに細胞のエネルギー代謝を変化させて細胞機能を調節する(代謝リプログラミング)。本申請では、申請者らが世界に先駆けて展開してきた慢性腎臓病低酸素研究を発展・新展開させ、腎臓病の病態生理についてミトコンドリア障害とエネルギー代謝の側面からの理解を深め、腎臓の障害における低酸素に伴うエピゲノム変化を調べるとともに、HIF活性化による代謝リプログラミングの病態生理学的役割を調べている。今年度は糖尿病性腎臓病のモデル動物における代謝障害について、imaging mass-spectrometryなどの手法を用いて解析し、TCAサイクルの異常と酸化ストレスが生じており、それが治療により改善することを見いだし、論文化した。また、虚血状態における尿細管細胞の代謝障害と薬理学的なHIFの活性化による代謝リプログラミングに関する新しい知見や遺伝性腎疾患におけるミトコンドリア障害に関する新たな知見を得て、学会発表した。更に、HIFの活性化による肝臓および脂肪組織における代謝リプログラミングについても新しい知見を得て、論文化している。一方、エピゲノムの変化に関する研究も順調に進めており、腎障害モデル動物におけるエピゲノムの変化に薬理学的に介入することにより、虚血に起因する長期的な腎臓の線維化が改善できることを見いだし、これを論文化した。エピゲノムの変化に関する研究および代謝リプログラミングに関する研究は順調に進んでおり、複数の論文として成果発表することが出来ている。また、関連する新しい知見についても学会発表しており、現在論文化を急いでいる。ミトコンドリア障害において、代謝リプログラミングに加え、その下流で動く重要なシグナルカスケードについての詳細な検討を進めている。並行して、様々な腎臓病モデルにおける代謝リプログラミングとそれに対するHIFの薬理学的活性化の影響について、多臓器連関の観点からの研究を進めている。