hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳卒中患者の音楽療法併用リハビリにおける看護支援プログラムの開発

そこで,本研究では,音楽併用リハビリの有用性を,音楽が運動意図に影響を与えるか,その精神作用と身体活動への準備状態の向上について評価し,長期化するリハビリにおける看護方策を構築することを目的に実施した.方法としては,音楽と音楽とは認識できない課題(非音楽課題)を用いて,ボタン押し運動の運動準備電位に違いがあるかを検討した.第1段階目としては,非音楽課題にメトロノーム音,認知度の高い行進曲を音楽課題に用いて,意図的なボタン押し課題を実行している際の運動準備状態を,運動準備脳電位を指標に検討した.健康な右利きの被験者10名を対象とし,右手ボタン押し運動における運動準備脳電位を脳波計測により評価した結果,音楽課題聴取下でボタン押しをする際に,非音楽課題に比べて,C3領域の運動準備早期成分の潜時が有意に増大した.運動準備早期成分は補足運動野などの運動開始時の運動制御活動を反映するといわれるため,音楽課題下における随意的な運動準備状態が惹起されやすい傾向にあることが示唆された.そこで,第2段階として,非音楽課題には,拍などの運動キューのタイミングも取れない逆再生音楽を用いて,音楽課題との運動準備状態の違いを検討した.その結果,音楽課題聴取下で右手ボタン押しをする際に,非音楽課題に比べて,Cz領域の運動順位後期成分の潜時が有意に増大した.これは,運動意図から運動実行までの準備状態が高まったことを示し,感覚情報処理を通じて運動を実行する運動前野の活動を受け,大脳辺縁系との連結が強いとされる補足運動野が運動プログラムに基づく運動実行を促進した可能性があるとも考えられる.よって,本年度はこの結果に基づき,考察を深め,学会や論文により成果を発表する予定である.平成28年度までに,実験機器やデータ管理のハードディスクに不具合が生じたことに加え,研究責任者の所属移動が重なった.それにより,研究の進捗は遅延している状態である.平成29年度は,研究期間延長申請により承認をいただいたため,これまでの研究成果を学会および学会誌にて発表し報告することで,音楽併用リハビリプログラムの意義や活用の可能性について広く社会に提起していく予定である.平成28年度は,平成27年度までの研究進捗遅延を回復すべくデータ収集を進めた.しかしながら,年度当初にそれまで蓄積したデータを保存したハードディスクに不具合が生じ,データ復旧に時間と経費を要した.データ復旧後,再度,音楽課題および非音楽課題を併用したボタン押しの運動準備状態の差異に関して検討を行い,非音楽課題内容を変更して更に結果の推考を進めた.その結果,音楽と認識できない課題を非音楽課題として聴取しボタン押しを行う際の運動準備脳電位と音楽課題の場合と比較したところ,Cz領域において,運動準備脳電位後期に音楽課題において有意な潜時の増大が認められた.これにより,補足運動野の活動は音楽の聴取により何らかの影響を受ける可能性ついて示唆を得た.以上を踏まえ,随意運動の実行に際し協調運動などの身体的作用,および,意図に基づく運動実行などの精神的作用について遂行を重ね,成果をまとめる予定である.音楽を併用したリハビリテーション(音楽併用リハビリ)は,精神的,身体的な機能向上を図る可能性がある.
GCプロフィールによるコナダニ類の化学分類・同定法の確立

無気門亜目ダニは外部形態に特徴が少なく、種の同定は経験を積んだ分類の専門家がプレパラート標本とした試料を詳細に観察しない限り、不可能である。一方陰気門亜目ダニ(ササラダニ類)の一部と無気門亜目ダニには後胴体部に後胴体部腺と呼ばれる一対の分泌腺が開口しており、警報フェロモン、集合フェロモン及び性フェロモン及び機能不明の様々な化合物が分泌されることが判っている。これらの研究をとおして、この分泌物のプロフィールが種毎に異なる可能性を認識した。そこで、無気門亜目101種(あるいは株)、及び陰気門亜目ダニ23種(あるいは株)の雌雄及びヒポプスを材料にGCプロフィールを収集した。一方これらのダニ92種(あるいは株)の染色体ITS-II領域をPCRで増幅し、大腸菌に組み込んでさらに増幅し、塩基配列を決定した。その結果、同種であればGCプロフィールとITS-II領域の塩基数及び配列がそれぞれ同じになることが確認出来た。なおGCプロフィールが極度に類似するものの塩基数と配列が異なる例外的な例があり、今後確認の必要があるものの、GCプロフィールによる判別が簡便な種の同定法であることを確認できた。従って本研究目的は達成できたと判断している。また本研究の過程で、高湿度環境を好むダニを微生物のコンタミがなく安定して衛生的に継代飼育できる寒天培地を考案した。便利に使っている。さらに継代飼育しているコナダニを材料として警報フェロモンや性フェロモンを同定し、また新規化合物を合成により同定した。これらの結果は11編の論文として公表した。便利に使っている。無気門亜目のコナダニ類は種それぞれに特有の成分を,亜目全体に存在する後胴体部腺から分泌していると,認識している。一方,コナダニの種の同定には,種ごとに標本を作り計測と過去の標本との比較観察をする必要があり,専門家的な知識と技術が必要である。ところが,近年のGLC法及びGC/MS法の技術と感度の向上で,コナダニ1頭数頭で分泌腺の成分プロフィール及び成分の同定が可能となっている。またGC/FT-IRを効率的に使用することで,未知成分の同定と推定が混合物のままで確実に実施できる。約50種のコナダニ類を飼育し,性別,発育段階毎に,後胴体部腺部分泌物のプロフィールを集めた。その結果種毎にプロフィールが異なり,GLC分析だけで種の同定ができると結論した。次年度オーストラリアで開催の国際ダニ学会で報告の予定である。コナダニ類で見つけている新規成分のα-アカリジアールがアトピー性皮膚炎患者に,顕著な皮膚反応を示すことが判明した。集積したプロフィールをもとに,コナダニ類中で分布状態をデータ化している。またヒョウヒダニ類に起因するアトピー性皮膚炎の原因と報告者が考えている化合物について,そのダニ類での分布状況を調べた。この化合物はその存在は検出できるものの,不安定で単離できず,これまでその化学構造の推定が不可能であったが,本年度に稼働を開始したGC/FT-IRによりその部分構造が確定した。現在その合成を遂行している。無気門亜目のコナダニ類は種それぞれに特有の成分を,後胴体部腺分泌物として分泌している。ゴミコナダニの1種Caloglyphus polyphyllaeの特異成分であるヘプタデカトリエンの構造をヒドラジン半還元法とDMDS化物のGC/MS分析により決定し,合成によりZ,Z-1,6,9-ヘプタデカトリエンと同定した。またミズコナダニ属の1種から,分子量166の特異成分をGC/MSで検出していたが,その開裂イオンを解釈して,新規モノテルペンラクトンを推定し,合成により同定した。新規成分であり,α-アカリジアールとの関連性からα-アカリオライドと命名した。

コナダニ類で見つかりα-アカリジアールと命名している成分がアトピー性皮膚炎患者に,顕著な皮膚反応を示すことが判明している。結果として同様の部分構造をもつことが判った化合物がヒョウヒダニ2種に共通して存在するが,従来単離できずその化学構造を決定できなかった。本研究で整備したGC/FT-IRにより,精製せずにそのIRスペクトルの測定に成功し,推定構造を提出でき,合成により同定できた。現在アトピー性皮膚炎との関連で,その活性の調査を依頼している。本年度より本研究の一環として,現在維持しているコナダニのDNA分析を開始した。GCプロフィールを補完する有益な情報が得られつつあり,その集積を期待している。なお研究データの蓄積とともに,コナダニの形態を併せて記録する必要を感じ,実態顕微鏡と接続したCCDカメラを新しく整備した。無気門亜目のダニ類には後胴体部腺が共通して存在する。この分泌物が種特有のプロフィールを示すと考え、全部で9科51種のダニを新規に考察した寒天培地および乾燥酵母を主体とした飼料で継代飼育し、雌、雄及びヒポプスのGCプロフィールをキャピラリー・カラムを用いたガスクロ・質量分析計により高感度分析(スプリット・レス注入、60°C290°C,10°C/min昇温条件)した。一方、種が異なれば染色体DNAのITS-II領域の塩基配列が異なると考え、PCR法で増幅して塩基配列を決定し、それに基づいて分子系統樹を作製した。その結果、ヒポプスと成虫それぞれのプロフィール、特に炭化水素組成が顕著に異り、増殖型ではトリデカンを主成分とする種がヒポプスに変態すると、ヘプタデカン及びそのモノエンとジエンが主成分の炭化水素組成に変化することを一般的に認めた。特定成分が雄と比較して雌に極端に多い例もあり、ロビンネダニやミズコナダニ属でそれらは雌性フェロモンと同定でた。GCプロフィールは種毎に異なる事、同様にITS-II領域の塩基配列も種毎に異なることが、一般的に認識できた。GCプロフィールは概略同じであるが、ITS-II領域の塩基配列が僅かに異なる例が数件あり、塩基配列の個体内及び個体間の変異なのかあるいは種が異なるためか、生物学的な検討を必要とする例も散見された。コナダニに含まれる新規のモノテルペン3種類や芳香族化合物2種類の化学構造をGC/MS及びGC/FT-IRの分析結果をもとに合成的手法で同定した。
微粒子添加による制御ラジカル重合の反応制御

溶媒中での非共有結合的な相互作用を、重合反応の制御に用いることで、制御ラジカル重合の反応速度の制御および、この条件におけるモノマーの選択性について調べた。末端にメタクリロイル基を有するPEOマクロモノマーをモノマーとして用い、酸化亜鉛微粒子またはシリカ微粒子を添加剤として用いた場合、原子移動ラジカル重合の重合速度の飛躍的な上昇が達成された。これは両者間での非共有結合による相互作用によると考えられる。ポリスチレンマクロモノマーとPEOマクロモノマーの共重合では、モノマー選択性は確認できなかったが、この反応系における分子量の影響が大きいことが明らかになった。本研究では、制御ラジカル重合中に適当な微粒子を添加することで、モノマーと微粒子表面との非共有結合的な相互作用により微粒子表面でのモノマー局所濃度を上昇させ、反応速度の制御を行うことを目的としており、これにより、溶媒中での制御ラジカル重合の高速化および、モノマー選択的重合や、複数のモノマーをワンポットで傾斜的またはブロック的に重合する新規合成法の開発を行っている。本年度は溶媒中での原始移動ラジカル重合において、モノマーと非共有結合的に相互作用する微粒子の添加効果の確認を行った。モノマーには、水素結合可能なエーテル酸素原子を繰り返し単位に有し、多点相互作用可能なポリエチレンオキシド(PEO)マクロモノマーを用い、添加微粒子には、表面に多数の水酸基を有する各種金属酸化物微粒子を用いた。PEOマクロモノマーについては、その繰り返し単位数の影響を調べるため、分子量の異なるマクロモノマーについて検討を行った。その結果、酸化亜鉛微粒子を添加剤として加えて原子移動ラジカル重合を行った場合、PEOマクロモノマーの重合速度は、加えない場合と比較して大きく上昇することがわかった。シリカ微粒子を添加剤として加えた場合も同様の効果が確認されたことから、PEOマクロモノマーと添加微粒子との相互作用による効果と考えられる。また、PEOマクロモノマーの分子量によらず、重合速度の上昇が確認されたことから、弱い相互作用でも重合速度が上昇することがわかった。本研究では、制御ラジカル重合中に適当な微粒子を添加することで、モノマーと微粒子表面との非共有結合的な相互作用により、微粒子表面での局所濃度を上昇させ、反応速度の制御を行うことを目的としており、これにより、溶液中での制御ラジカル重合の高速化およびモノマー選択的重合や複数のモノマーをワンポットで傾斜的またはブロック的に重合する新規合成法の開発を行った。また、制御ラジカル重合だけでなく、他の重合法についての同様の効果について調べた。昨年度までに、酸化亜鉛を添加剤に用いたポリエチレンオキシド(PEO)マクロモノマーの原子移動ラジカル重合の際に反応速度が上がったことを明らかにした。これはマクロモノマーと酸化亜鉛微粒子表面との水素結合による相互作用によるものと考えられる。そこで本年度は、この相互作用の他の重合法への適用を目的として、種々の反応方法を検討したところ、PEOマクロモノマーのフリーラジカル重合において、酸化亜鉛の添加によりモノマー転化率が上昇した。これは、フリーラジカル重合の反応速度の上昇に伴い、モノマー添加率が上昇したと考えられる。しかし、いずれの場合も添加剤を加えない場合と比較して分子量分布が広いことがわかった。これはリビング重合の要素である緩慢成長が部分的に阻害されていると考えられる。また、ポリスチレンマクロモノマーとPEOマクロモノマーの共重合について酸化亜鉛の転化効果を調べたが、共重合がうまく進行せず、モノマーが回収される結果となった。これは、それぞれのマクロモノマーの分子量の影響が示唆され、さらなる研究が必要であると考えられる。高分子本研究の目的は以下の2つである。1溶媒中での非共有結合的な相互作用を、これまでの材料同士の接着や複合化といった概念を越えて、新たに反応の制御に用いることで、制御ラジカル重合の反応速度の制御を行い、これにより重合速度が比較的遅い、溶媒中での制御ラジカル重合の高速化を行う。2このメカニズムを拡張し、非共有結合的な相互作用を利用して、複数のモノマーから目的のモノマーのみを選択的に重合するモノマー選択的重合法と、複数のモノマーをワンポットで傾斜的またはブロック的に重合する新規合成法の開発を行う。このうち、平成25年度の目標は、1に挙げた溶媒中での制御ラジカル重合の高速化であり、これについては研究実績の概要で述べたとおり、PEOマクロモノマーをモノマーとして用い、酸化亜鉛微粒子またはシリカ微粒子を添加剤として用いた場合、両者間での非共有結合による相互作用による原子移動ラジカル重合の重合速度の上昇が達成されている。そこで現在、他のモノマーと添加剤の組み合わせについての検討を行っている。2に挙げたモノマー選択的重合ならびにワンポット傾斜重合またはブロック重合については、PEOマクロモノマーと他のモノマーとの共重合であり、当初の予定通り、平成26年度に行う。

平成25年度の研究において、PEOマクロモノマーをモノマーとして用い、酸化亜鉛微粒子またはシリカ微粒子を添加剤として用いた場合、両者間での非共有結合による相互作用による原子移動ラジカル重合の重合速度の上昇が達成されている。そこで平成26年度は、平成25年度の結果を基に、微粒子添加によるモノマー選択的重合法の開発について研究を行う。制御ラジカル重合において、金属酸化物微粒子添加によりモノマーの濃縮効果による重合速度の向上が確認されたことから、金属酸化物微粒子表面が反応場となり、粒子表面近傍にて重合が進行していると考えられる。そこでこれを利用すると、2種類以上のモノマー共存系で、微粒子と相互作用するモノマーのみを重合することが可能となる。そこで、水素結合および芳香族間相互作用を利用した、モノマー選択的重合について取り組む。また、微粒子と相互作用するモノマーが選択的に先に消費されるため、ワンポットでブロック共重合体合成が可能となる。そこで、金属酸化物微粒子と相互作用の小さい、ポリスチレンマクロモノマー等のモノマーを用い、2種類のモノマー存在下で制御ラジカル重合を行う。得られた高分子は、未反応のモノマーを除去した後、NMRにて組成比を調べ、金属酸化物の影響や、マクロモノマーの分子量による影響を調べる。モノマーと微粒子間に働く相互作用の強さにより、モノマー選択性が確認されない場合、より強固に相互作用する官能基をモノマーおよび微粒子双方に導入し、選択性を向上させる。申請時に購入予定であった装置について、専攻内の他の教員所有の装置を借りることができたことと、予算の大部分を消耗品が占めたことから、当該年度での購入を見送った。そのため、その分の次年度使用額が生じた。当初購入予定の装置機種を再検討し、消耗品を含めて予算内に収まるように調整をする。次年度使用額と交付額との合計額で購入可能な機種を購入予定である。
角膜新生血管に対する光化学治療に関する実験的研究

1.角膜新生血管は家兎眼にb-FGFを包埋する方法ないしは絹糸を逢着する方法により、両方法とも処置後約1週間から10日後に角膜実質内に血管新生が生じることが解り、実験モデルとして使用可能であった。2.本年度検討した光増感物質はヘマトポルフィリン誘導体であるPhotofrinII、Gaポルフイリン誘導体であるATX-70、クロリン誘導体であるATX-S10の3種類であった。3.3種類の光増感物質静脈注射後にアルゴンレーザーないしは色素レーザー(波長577nm)を照射することで、新生血管は照射直後より閉塞することがフルオレセイン蛍光造影検査にて確認された。血管の閉塞は組織学的には新生血管内皮細胞や壁細胞が障害を受け、血栓形成が生じて管腔が閉塞するものと推測された。ただし光化学治療の問題点として、レーザー照射により新生血管周囲の正常に存在する血管にも障害、閉塞が及ぶことが判明した。これは光増感物質が既存の正常血管内または血管壁に存在し、レーザー光によって血管に障害を与えたもの考えられ、新生血管のみに効果を限局させる工夫が今後必要となることが明かとなった。また3種類の光増感物質それぞれにおいて、新生血管を閉塞させることができる光増感物質投与からレーザー照射までの時間が異なることが解り、今後各物質に付いて適切な治療時間を検討する必要が感じられた。
加齢による前庭受容器とその神経経路の変化に関する研究

老人においては加齢により身体のバランス保持機能が低下するが、これは加齢に伴う前庭感覚細胞や神経細胞の変性と中枢における情報処理の変化と考えられている。中枢神経には種々のカルシウム結合蛋白がある特定のニューロンに分布し、様々なニューロンを機能的に分類する際の良いマーカーになることが知られている。前庭系においてはCalbindinは大型の前庭神経節細胞に分布し、又前庭末梢器では中心部の径の太い神経線維に分布する。これらの分布様式からCalbindin陽性細胞は前庭末梢器の中心部からの情報を受け取っているニューロンであると考えられる。老化に伴い前庭第一次ニューロンが減少することが知られているが、今回老化に伴う前庭神経系の質的変化を明らかにするため、老化促進マウスの前庭第一次ニューロンに分布するカルシウム結合蛋白(Calbindin)を免疫組織化学的に染色し、いかなるニューロンが変化するかを検討した。前庭神経節におけるCalbindin陽性/陰性細胞の数を比較した結果、主としてCalbindin陰性細胞が加齢とともに減少することが明らかとなった。細胞の興奮に伴うカルシウム流入は神経伝達物質の放出に必要不可欠のプロセスであるが、一方で過剰のカルシウムは細胞障害を起こすことが知られている。一般に中枢神経系では種々のカルシウム結合蛋白は細胞内のカルシウム濃度の調節に重要な役割を果たしていると考えられており、実際Calbindin陽性ニューロンは種々の神経毒や変性に対し、抵抗性のあることが報告されている。今回、前庭系においてもCalbindin陰性細胞は加齢変化を来たしやすいのに対し、Calbindin陽性細胞は加齢の影響を受けにくいことが明らかとなった。すなわち、加齢にともなうCalbindin陰性ニューロンの変化が加齢に伴う平衡障害の一因になっている可能性が推測された。老化現象を比較的早期に把握できるSDラットを対象として研究を行なった。本年度はコントロ-ル実験として成熟動物を用いて免疫組織化学的に末梢前庭感覚器とその神経経路における細胞骨格蛋白や神経伝達物質などの分布様式,密度などを検索した。方法は先ず全身潅流にて生体固定を行い,速やかに側頭骨および脳幹部を取り出し当該部位をクライオスタットあるいはマイクロスライサ-にて薄切した。その後抗原抗体反応,ABC反応,脱れ,透徹,封入を行ない光学顕微鏡にて観察した。細胞骨格蛋白の中間径フィラメントであるNeurofilamentは前庭の求心,遠心性神経線維や交感神経線維,大型の前庭神経節細胞に反応陽性であった。Vimentinは末梢前庭器の支持細胞や前庭神経節のシュワン細胞、Glial fibrillary acidic proteinは前庭神経核の神経膠細胞に陽性の所見が得られた。Cytokeratin(8,19)は末梢前庭器の支持細胞と暗細胞が陽性であった。更に微小管に関連するMicrofilamentassociated protein IIは前庭神経節細胞に反応が認められた。シナプス小胞の蛋白に特異的なsynaptophysinは末梢前庭や前庭神経節の神経終末に陽性所見が観察された。NeuropeptideとしてはSubstance PとCalcitonin geneーrelatedpeptideを検索したが,前者は求心性一次ニュ-ロンと前庭神経節の小型細胞に,後者は遠心性神経に陽性反応が認められた。電子顕微鏡による観察では従来の報告と同じように,前庭器の感覚細胞であるI型有毛細胞とII型有毛細胞が認められ、なんら病理学的変化は観察されなかった。またそれぞれの神経終末も特に病的変化は見出せなかった。老人においては生理的加齢によって身体のバランス保持機能が徐々に低下してくる。これは加齢に伴う前庭感覚細胞や神経細胞の変性と中枢における情報処理の変化であると考えられる。

従来の組織学的研究によって感覚細胞や神経細胞の変性消失という変化が解明されている。しかしこれらの変化以前の病態は不明であり、又前庭神経核の加令変化も未解決の問題である。今回の目的である前庭受容器とその神経経路における加令変化を、主に免疫組織化学的手法を用いて細胞骨格蛋白や神経伝達物質などの加令による影響、更には前庭感覚毛の加令変化について検討を行なった。昨年度と本年度はその変化の基準となるコントロール実験を行ない以下のことが判明した。サイトケラチン8,19は末梢前庭器の支持細胞と暗細胞が陽性であった。Neurofilamentは前庭の求心、遠心性神経線維や交感経線維更に大型の前庭神経節細胞などが陽性所見を示した。Glial fibrillary acidic proteinは前庭神経核の神経膠細胞が陽性であり、Vimentinは末梢前庭器の支持細胞や前庭神経節のシュワン細胞にて染色性が認められた。微小管に関連するMicrofilament associatedProtein IIは前庭神経節細胞に陽性反応が観察された。ミナプス小胞蛋白に特異的なSynaptophysinは末梢前庭や前庭神経節の神経終末に陽性であった。NeurapeptideとしてSubstance PとCalcitorin gene-related peptideを検索したが前者は求心一次ニューロンと前庭神経節の小型細胞に、後者は遠心性神経に陽性所見が得られた。電子顕微鏡による観察では従来の報告と同様にtip linkなどのstereocilia間の結合が認められた。中枢神経系には種々のカルシウム結合蛋白が分布することが知られている。またそれぞれのカルシウム結合蛋白はある特定のニューロンに分布し、種々のニューロンを機能的に分類する際のよいマーカーになることが知られている。前庭系においてはCalbindinは大型の前庭神経節細胞に分布し、また前庭末梢器では中心部の径の太い神経線維に分布することが知られている。これらの分布様式からCalbindin陽性細胞は前庭末梢器の中心部からの情報を受け取っているニューロンであると考えられている。老化に伴い前庭第一次ニューロンが減少することが知られているが、今回、老化に伴う前庭神経系の質的変化を明らかにする目的で、老化促進マウスの前庭第一次ニューロンに分布するカルシウム結合蛋白(Calbindin)を免疫組織化学的に染色し、いかなるニューロンが変化するかを検討した。今回、前庭神経節におけるCalbindin陽性/陰性細胞の数を比較した結果、主としてCalbindin陰性細胞が減少することが明かとなった。細胞の興奮に伴うカルシウム流入は神経伝達物質の放出に必要不可欠のプロセスであるが、一方で過剰のカルシウムは細胞障害を起こすことが知られている。
プロラクチンによるシグナル伝達機構とT細胞機能制御に関する研究

本研究課題の一連の研究により、ラットT細胞系リンフォーマNb2細胞がプロラクチン依存性に増殖を開始する際には、早期にG1サイクリンのサイクリンD2及びサイクリンD3の遺伝子が発現されることが判明した。そこで最終年度においては、Nb2細胞から得られたラット・サイクリンD2及びD3遺伝子の構造解析を行い、そのプロモーター領域から遺伝子発現促進のメカニズムを解析した。1)先ずプライマーエクステンション法により、サイクリンD3遺伝子の転写開始部位を特定した。2)サイクリンD3遺伝子の転写開始部位の下流のプロモーター領域には、TATAボックスが存在しなかった。即ち、ラット・サイクリンD3遺伝子はTATA-less遺伝子であった。3)また、サイクリンD2のプロモーター領域の解析も行ったところ、これも同様にTATA less遺伝子であった。4)サイクリンD3遺伝子のプロモーター領域をさらに上流に遡って解析したとところ、複数種類の転写因子結合モチーフが存在することが判明した。5)ゲルシフト・アッセイ法により、P1領域(-61+62)及びP4領域(-448-321)が、プロラクチンによって刺激されたNb2細胞核抽出液中の因子によって結合されることが判明した。6)さらに、DNase IによるDNA footprinting解析を行ったところ、P1領域中の-54-2領域及びP4領域中の-380-320領域がプロラクチン誘導因子によって結合されることが分かった。7)この両領域の構造解析を行ったところ、-54-2両壱岐にはATF/CREB、SP1/AP2及びSP1モチーフがあり、-380-320領域にはMGF/MCBF及び未知のモチーフが存在することが判明した。以上の結果から、ラットサイクリンD3遺伝子は、上記の複数のTATA非依存性の転写因子によって転写されることが示唆された。1ラットNb2細胞でプロラクチン刺激によって発現する遺伝子のクローニング今回プロラクチン(PRL)のシグナル伝達機構並びにT細胞機能制御の機構を解析するためDifferential Screening法を用いて、PRLにより発現誘導される遺伝子のクローニングを行った。その結果、PRLはall or noneに、かつドラマチックにT cell receptor-γ鎖の発現を誘導した。更に、この発現はチロシンキナーゼを介していないことも判明した(投稿準備中)。今後、T細胞の成熟、分化におけるPRLの役割が明らかとなることが期待される。2 Nb2細胞G1サイクリンcDNAsのクローニングまた、高等動物の細胞増殖の制御機構を理解するため、PRL依存性に細胞増殖を示すラットTリンパ腫系Nb2細胞におけるG1/S移行の分子機構の解析を行った。フローサイトメトリーの解析により、G0/G1期に同調したNb2細胞はPRL刺激後812時間でS期に進行することが判明したので、PRL刺激後4時間で発現しているG1サイクリンcDNAsのクローニングを行なった。G1サイクリンは、細胞周期とくにG1/S移行に重要な役割を担っており、種々の細胞内シグナルの最終標的であると考えられている。G1後期のmRNAをテンプレートとしてRT-PCR反応を行い、サイクリンD2及びD3をコードするcDNA断片を夫々単離した。一方で、full lengthのcDNAをクローン化するため、G1後期のNb2細胞mRNAから2種のλgt10 cDNAライブラリーを構築し、先に得られたサイクリンD2、D3のcDNA断片をプローブとしてスクリーニングを行った。この結果、ラット・サイクリンD2及びD3をコードするcDNAクローンを夫々得ることができた。これらG1サイクリンcDNAの塩基配列を解読すると共に、細胞周期に伴うmRNA量の変動をノーザンブロット法にて解析した。サイクリンD2の発現は、G1中期に上昇し、S期以前に急速に減少した。

一方サイクリンD3の発現は、G1後期からS早期にピークに達した後、徐々に減少した。したがって、これら2つのG1サイクリンは互いに異なる役割を担っていることが示唆された(投稿中)。また、サイクリンC及びE、並びにE2F1についてもcDNA断片を単離し発現様式の解析を行った(未発表)。次いで、2種類のラットcdc2関連キナーゼのcDNAをクローン化した(投稿準備中)。さらに現在、サイクリンのゲノムDNAのクローン化を行い、その発現調節機構の解析が進行中である。平成6年度迄に、ラットNb2細胞・サイクリンD2及びサイクリンD3のcDNAクローンの構造解析とPRLによるサイクリンD2、D3、C、E、TCR-γ各遺伝子の発現調節の解析を行うことができた。ラットサイクリンD2cDNAは、全長1.12kbで288アミノ酸残基からなるサイクリンD2をコードし、それは、ヒト及びマウスのサイクリンD2とそれぞれ91.3%、98.3%の高い相同性を示し、共通した重要な作用機構に関与していることが示唆される。一方サイクリンD3については全長1.78kbのcDNAが得られ、292アミノ酸からなるタンパク質をコードし、ヒト及びマウスのサイクリンD3に対してそれぞれ93.2%、99.2%とより高い相同性を示した。Nb2細胞におけるプロラクチン刺激後のサイクリンD2及びサイクリンD3の遺伝子発現を検討したところ、サイクリンD2はG1期のみに、サイクリンD3はG1期とS期にまたがってmRNA合成最大値が見られた。このことは両者のやや低い相同性63%と共に、それぞれ異なる作用機構に関与していることを示唆するものと考えられる。またさらに、ラット・サイクリンD2およびD3遺伝子のクローンも得ることができた。さらに今年度には、ラット・サイクリンD2及びD3の遺伝子をそれぞれ5個及び3個クローン化することに成功した。ラット・サイクリンD2遺伝子は約4kbの長さを持ち、ラット・サイクリンD3遺伝子は約7.5kbの長さを持っていた。今後はこれら両遺伝子の塩基配列読と5′領域の機能解析を進め、7年度には完成を目指して行くが、ラット・サイクリンD3遺伝子の5′先導領域を一部解析したところ、明確なCATボックス(GGACCAAT)を有するもののTATAボックスはTATAGCと、非典型的な配列のみが見出された。今後プライマーエクステンション法により、正確な転写開始部位を確定すると共に、転写因子結合部位の解析もゲルシフトアッセイ法、フットプリント法等で行ない、これらG1サイクリン遺伝子発現調節機構を解明していく必要がある。これまでの一連の研究により、ラットPre-Tリンフォーマ細胞がプロラクチン依存性に増殖を開始する際には、早期にG1サイクリンのサイクリンD2及びサイクリンD3の遺伝子が発現されることが判明した。
ニューロサイエンスに基づく脳卒中患者の上肢麻痺改善をもたらす革新的看護ケアの創出

本年度は、1文献検討の実施と2コンセンサスメソッドの知見をもとに、上肢麻痺改善の生活行動支援プログラム開発の第一段階としてプログラム案を作成した。1文献検討は、スコーピングスタディの5ステップを参考にした文献レビューを行った。採用文献の介入内容、アウトカム指標など18のレビュー項目を抽出したテーブルをもとに、文献の傾向の分析、Cochranのリスクオブバイアスと各介入の効果量を算出し効果の高い介入を評価した。結果、RCTによる10の英文献が抽出できた。体性感覚刺激による介入研究は看護分野では認めなかった。リハビリテーション分野での介入として、両側同時運動訓練、感覚運動トレーニング、温度覚療法の3つがあった。対象者は中等度麻痺を有し、認知機能障害がなく失語症のない者に限定していた。介入効果の高い4文献の介入内容は、簡便で短時間で実施でき、日常生活上の動作として実施可能な理由から看護ケアとして応用可能であり、神経可塑性に基づいた看護ケアへの発展が示唆できた。また、採用した介入研究は、社会的参加や職場復帰が期待できる中等度の麻痺患者を対象としていた。2プログラム案の作成は、文献検討結果を含め、さらにコンセンサスメソッドを研究方法としてインタビューと有識者会議を行った。対象者は、脳卒中看護に携わり、臨床経験5年以上の看護師と神経可塑性の研究知見に精通し上肢麻痺の運動訓練に熟達する理学・作業療法士及び研究者計11名であった。結果、プログラム案は「1.プログラムのねらい、2.麻痺側上肢に対するベッドサイド上での動作と心理支援内容」とした。麻痺側上肢を使うベッド上動作を「難易度」と「ADL動作別」に分類し、看護師と患者が安全に行える動作を選定した。対象者会議で、動作訓練は理学療法士で行うが、それを療養生活の中で継続して行うための動作支援は看護師の役割との見解を得た。3年の研究計画書1年目であった。予定していた文献検討と看護ケア案の作成が終了し、2年目の計画に順調に進んでいる。今後は看護ケア案の完成とパイロットスタディを実施する予定である。インタビュー調査で看護ケア案の精錬を行った後、看護ケア内容の妥当性の検討としてリハビリテーション看護、脳卒中看護、ニューロリハビリテーションの専門家に、海外研究者からの意見聴取を行い、看護ケアを完成させる。その後、看護ケアを用いた対照群を設定した準実験研究をパイロットスタディを行い、その結果を踏まえてRCTプロトコールの作成を行う計画である。次年度に看護ケアの完成とパイロットスタディを行う計画を立てていることから、次年度の研究費が必要である。
航空機レーザスキャナによる広域の水稲生育推定手法の開発

水稲群落上空からのレーザスキャナ計測により、水稲植被率を広域推定する手法の開発・検討に取り組んだ。推定手法の開発・検討に必要なデータを地上実験および航空レーザ計測実験により取得した。地上実験データを解析した結果、水稲群落草冠からのレーザ光の入射深さによる植被率推定手法の再現性を確認できた。また、稲株が小さい生育初期では、鉛直下向きのレーザ計測ではなく、斜め計測が有効であることを確認できた。航空計測では、植被状態が異なる3時期のデータを解析し、植被率が約70%の繁茂状態においても、群落内部(約50%の高さ)までレーザ光が入射していることが確認できた。また、植被状態が約40%までは、鉛直方向からの航空レーザ計測では、ほとんど茎葉の情報が取得できない可能性が高いことを確認した。本研究は、衛星・航空機観測による水稲生育の広域把握を目指し、衛星観測モデル改良に必要なデータセットの効率的な収集と蓄積および衛星観測を補間する広域観測手段の開発に資することを目的に、従来の光学リモートセンシング(受動型)にくらべ天候・雲障害を受けにくい能動型センサであるレーザスキャナを用いた広域かつ圃場単位での水稲生育情報の推定手法の開発に取り組む。初年度は,水稲群落の植被率計測の精度向上をねらい,予備実験装置に近赤外デジタルカメラを導入した。そして,改良した実験装置を用いて栽植密度を変化させた水稲群落を対象に移植後約一ヶ月二ヶ月の期間にわたり水稲群落直上からレーザスキャナ計測を57日間隔で実施した。また,レーザスキャナ計測結果と対応付ける従前の生育情報として,水稲群落の草丈,茎数,草冠局さ(草局),補被率を計測した。ただし,計測期間後半の7月中旬以降は天候が安定せず野外実験を断念した。地上レーザ計測データと従前の生育情報との対応関係を分析した結果,レーザ計測データは群落の高さ(草冠)および乾物推定指標(草丈×茎数)と高い相関が確認された。航空レーザ計測時のレーザフットプリント径を想定したシミュレーションデータを地上実験データから生成し,航空レーザ計測による植被率推定モデルの適用範囲の検討を試みた。シミュレーション結果では,植被率60%超の状態では群落草冠部からのレーザ入射深さは10数cmと試算され,水稲が繁茂する時期では植被率計測が安定しないことが示唆された。一方,出穂期直前の植被率約70%の水稲群落を計測した航空レーザ計測データ(業者提供サンプルデータ)を解析した結果,群落草冠部からのレーザ入射深さは3040cm程度であった。両者の差異は,計測に利用している波長帯域が影響している可能性があるものの,地上実験データから航空レーザシミュレーションデータを生成する方法を再度検討する必要性が確認できた。衛星・航空機観測による水稲生育の広域把握を目指し、衛星観測モデル改良に必要なデータセットの効率的な収集と蓄積、および衛星観測を補間する広域観測手段の開発に資することを目的に従来の光学リモートセンシングにくらべ天候・雲障害を受けにくい能動型センサであるレーザスキャナを用いた広域かつ圃場単位での水稲生育情報の推定手法の開発に取り組んだ。今年度は、前年度の地上実験データを用いて、水稲群落へのレーザ入射角の変化とレーザ入射深さの関係を解析した。レーザ入射角±18度の範囲で取得したデータを比較した結果、植被率が小さい時期(20%程度)では、変動幅が数cmと小さいものの、レーザ入射角の増加にともないレーザ入射深さが増加する傾向がみられた。また、レーザスキャナデータの高さ分布の特徴を指標化した値(指標値)が植被率の増加を説明している可能性を確認した(相関係数0.9)。航空レーザ計測については、6月8.月にかけて高度300mでの高密度計測を実施し、航空レーザ計測データと地上計測した植被率との対応を解析した。レーザ計測データ相互間の高さ変動は35cm、水稲植被率は12,29,70%であった。各時期のレーザ入射深さは3,18,17cmとなった。それぞれ、高さデータの上位1%の高さを草丈と比較すると、20,26,46%となり比較的、茎葉が繁茂している時期においても、レーザが水稲群落上部で反射せず、内部へ深く入射していることを確認した。このことから、植被率が小さい生育初期から中期では、鉛直方向の航空レーザ計測データでは、ほとんど茎葉の情報が取得できない可能性が高いといえる。

今後、引き続き地上実験を実施し、入射角や高さデータの分布形状を用いた植被率推定モデルの改良や、稲株の小さな時期においても、茎葉の繁茂状態の変化により鋭敏に捉える航空レーザ計測方法を検討することがレーザスキャナを用いた広域の水稲生育情報推定手法の開発に必要であることがわかった。
母乳オリゴ糖を介したビフィズス菌とヒトの共生・共進化ー分子基盤の解明と応用展開ー

母乳栄養児の腸管では、授乳開始後速やかにビフィズス菌優勢な細菌叢が形成されることが100年近く前から知られていたが、そのメカニズムは不明であった。最近、研究代表者らは、乳児糞便から単離されるビフィズス菌が母乳に含まれる重合度3以上のオリゴ糖(母乳オリゴ糖)を特異的に資化する経路を有していることを見出し、その経路上の酵素について研究を行っている。本申請課題はビフィズス菌が有する母乳オリゴ糖資化経路の全容を明らかとする目的で行った。その結果、母乳オリゴ糖資化に関わる新規な酵素2種を単離することに成功し、それらについて詳細な機能解析を行った。また、それ以外の2種の酵素のX線結晶構造解析も行った。本申請課題では、ビフィズス菌が発見されて以来100年間にわたって未解明であった謎「母乳栄養児の腸管では何故ビフィズスフローラが形成されるのか」(ビフィズス菌とヒトの共生)を、ビフィズス菌による母乳オリゴ糖代謝の視点から解明するとともに、ビフィズス菌とヒトの共進化の分子基盤を探ろうとするものである。また、母乳オリゴ糖を人工乳へ添加することを目標に、母乳オリゴ糖の精密酵素合成法を開発することを目標としている。以下に平成25年度成果を記す。ビフィズス菌Bifidobacterium longumsubsp. longumから、母乳オリゴ糖の資化に関わる新規な酵素「ラクト-N-ビオシダーゼ」を単離し、その諸性質の解明を行った。本酵素は、これまでに全く機能の推定されていなかった2つの遺伝子(lnbXとlnbY)によって構成されており、LnbYはLnbXのシャペロンとして機能することが明らかとなった。本酵素のホモログはデータベース上で10個程度と非常に少なく、また一部のビフィズス菌および腸内細菌にのみ保存されていた。このことから、本遺伝子は非常に限られた環境において進化してきた可能性が示唆された。ビフィズス菌Bifidobacterium bifidum由来の1,2-a-L-フコシダーゼに変異を導入することにより、1,2-a-L-フコシンターゼへと変換した。本酵素を用いることで、b-フッ化フコースとラクトースから母乳オリゴ糖の主要成分である2'-フコシルラクトースを収率80%で合成することに成功した。本酵素反応は極めて位置特異性が高く、副産物は全く検出されなかった。ビフィズス菌Bifidobacterium longumsubsp. infantis由来のラクト-N-テトラオース-b1,3-ガラクトシダーゼのX線結晶構造解析を行い、分解能2.2Åで構造を決定した。本研究は,「母乳栄養児の腸管では,何故ビフィズスフローラが形成されるのか」という50年来の疑問を,ビフィズス菌による母乳オリゴ糖代謝の視点から解明するとともに,ビフィズス菌とヒトの共進化の分子基盤を探ろうとするものである.また,母乳オリゴ糖を人工乳へ添加することを目標に,母乳オリゴ糖の精密酵素合成法を開発することを目標とする.平成24年度においては,ビフィズス菌Bifidobacterium bifidum JCM1254株より血液型B抗原にのみ特異的に作用するα-ガラクトシダーゼの単離と諸性質の解明を行った.本酵素のC末端側には糖質結合モジュールが存在しており,このドメインは本酵素が糖タンパク質糖鎖に作用する際に重要な役割を果たしていることが明らかとなった.また,Bifidobacterium infantis ATCC15697株より1,3-1,4-α-L-フコシダーゼを単離して,そのX線結晶構造解析を行った.本酵素は,ルイスaおよびルイスx3糖構造を特異的に認識してフコシル基を切断するが,これは本酵素がその3糖構造の中の分岐したGalを認識して結合することで誘導適合を起こすためであることが明らかとなった.さらに,本酵素の求核残基変異体を作成して,立体・位置特異的な1,3-1,4-α-L-フコシンターゼを創出することに成功した.本研究は、ビフィズス菌が発見されて以来100年間にわたって未解明であった課題「母乳栄養児の腸管では何故ビフィズスフローラが形成されるのか」を、ビフィズス菌による母乳オリゴ糖代謝の視点から解明するとともに、ビフィズス菌とヒトの共生・共進化の分子基盤を探ること、また、母乳オリゴ糖を人工乳へ添加することを目標に、母乳オリゴ糖の精密酵素合成法を開発することを目標とした。

最終年度においては、1)Bifidobacerium longum由来の新規なラクト-N-ビオシダーゼがグロボ系やガングリオ系などの糖脂質糖鎖に作用する新規な活性を有していること、2)Bifidobacterium bifidumが胃ムチンタンパク質糖鎖の末端に存在するGlcNAcα1-4Gal構造に作用するユニークな酵素を有すること、および3)Bifidobacterium infantisが基質特異性の異なる3種類の糖質分解酵素ファミリー42を有していること、を明らかとし、それらについて成果報告を行った。また、Bifidobacterium infantisが有する糖質分解酵素ファミリー42の一つであるBga42Aについては、その特異性の構造学的基盤を解明するためにX線結晶構造解析を行い、アポ型および基質結合型の複合体構造を決定することに成功した(未発表)。本酵素はビフィズス菌が母乳オリゴ糖を分解する上で鍵となる酵素であり、遺伝子破壊株の作製等を行うことで、ビフィズスフローラ形成の分子基盤を解明することが可能となると考えられる。また、1,2-α-L-フコシダーゼを改変することにより、フッ化フコースとラクトースから収率85%以上で母乳オリゴ糖の主成分である2'-フコシルラクトースを合成することに成功した(未発表)。応用微生物学ラクト-N-ビオシダーゼについては、これまでに知られている糖質分解酵素とは全く異なる発現様式や基質特異性を見出し、本分野に大きなインパクトを与えることとなった。また、フコシルオリゴ糖の合成についても、非常に高効率の変異体を取得することに成功した。これらのことは研究開始時には予想しえなかった程の大きな進展である。しかしながら、ラクト-N-テトラオース-b1,3-ガラクトシダーゼについては、その野生型酵素の構造を明らかとしたものの、最も重要な基質複合体構造の解析に成功しておらず、今後の課題である。宿主であるヒトの糖鎖構造に特異的に作用するビフィズス菌のグリコシダーゼを2種単離し機能解析を行った.α-ガラクトシダーゼに関しては,既に同様の性質を有するものが他の腸内細菌より単離されているが,1,3-1,4-α-L-フコシダーゼに関しては,申請者らが初めてであった.本酵素はそのアミノ酸配列から糖質加水分解酵素ファミリー29(GH29)に分類されているが,これまでに知られているα-L-フコシダーゼが様々なフコシル結合に作用するのに対し,本酵素は1,3および1,4結合にのみ作用する特異的酵素であった.GH29の系統樹解析を行ったところ, 1,3-1,4-α-L-フコシダーゼが一つの大きな分岐群を形成していることが分かり,この分岐群の中の一つBacteroides thetaiotaomicron由来の酵素も1,3および1,4結合にのみ作用する特異的フコシダーゼであることが判明した.また,これらの基質特異性の違いをそれらの立体構造で説明することに成功した.これらの成果は,国際的に評価の高い雑誌Journal of Biological ChemistryおよびGlycobiologyに掲載されており,本研究は順調に進行していると言える.ラクト-N-ビオシダーゼについてはX線結晶構造解析を行い、そのユニークな基質特異性の構造基盤を明らかとする。また、ラクト-N-テトラオース-b1,3-ガラクトシダーゼについても基質との複合体結晶を作製し、その特異性の基盤を明らかとする。フコシルオリゴ糖合成については、受容体としてラクトースのみならず他のオリゴ糖を使用し、母乳オリゴ糖合成のための利用可能性を探る。
オルガノシロキサンを用いた有機-無機ハイブリッドの創製と骨石灰化機構の解明

生体活性ビニルシラン系ハイブリッドビニル基を含む各種アルコキシシラン化合物から,ポリエチレン型の有機鎖を骨格として末端にシラノール基を保持した分岐構造型ハイブリッドが合成できた。ビニルトリメトキシシラン(VTMS ; CH_2=CH-Si(OCH_3)_3)と酢酸カルシウムの混合比が1:0.05(mol)の溶液から導かれたハイブリッドは,擬似体液浸漬後ほぼ1日間でアパタイトを析出しはじめ,3日間で材料全面を覆った。この前駆体ゾルをディップコーティング法でナイロン【○!R】基板上に展開すると,生体活性ハイブリッド皮膜が得られた。γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(γ-MPS ; CH_2=CCH_3COO(CH_2)_3) -Si(OCH_3)_3を出発原料とする有機無機ハイブリッドも生体活性であった。また,第三成分を混合して機械的特性の調整も可能であるほか,メチルメタクリレートとVTSMとのブレンド重合体にCa^<2+>を含有させたハイブリッドも生体活性を示した。各種材料の^<29>SiMASNMR測定によると,Si原子周囲の酸素原子の2つが架橋しているピーク(T^2)が多く存在しており,体液環境下で材料表面にSi-OHが多数生成し,生体活性を発現したと推察される。アルコキシシランのグラフティングによる高分子の生体活性化各種高分子基板表面にラジカルを発生させ,上記ビニルシラン分子をグラフト重合させた後,加水分解すれば,高分子表面に生体活性なハイブリッド表面層が生成できることが明らかになった。乳化重合のプロセスに従い,VTMSまたはγ-MPSをグラフトさせたポリ塩化ビニル,ナイロン,ポリエチレン,シリコーンなどの高分子基板上には,擬似体液中で期待どおりアパタイト層が析出した。以上の結果から,高分子表面にグラフト化されたアルコキシシランも,加水分解されシラノール基を生成すれば,体液環境下でアパタイトを析出する能力を有していることが明らかとなった。本年度はゾル-ゲル法を用いてγ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(γ-MPS)を出発原料とした有機-無機ハイブリッドの合成条件を検討するとともに,その生体活性について調査した。市販のγ-MPSにエタノール(EtOH)及び過酸化ベンゾイルを加え,80°Cで3時間保持しγ-MPS重合体を得た。一方,EtOHに適量のCaCl_2及びH_2Oを混合し別の溶液を得た。両溶液を室温で10分間攪拌しゲル化させ,乾燥の後,試料を得た。^<13>C及び^<29>Si MAS NMRを用いて試料の構造解析を行ったところ,CaCl_2を添加しなかった試料には50.7ppm付近にSi-O-^★CH_3のCに帰属されるピークが観測されたのに対して,CaCl_2を添加した試料には観察されなかった。さらに,CaCl_2を添加しなかった試料はSi-O-CH_3の加水分解・縮重合が生じていないSiのピーク(T0)が面積比で約70%を占めていた。これに対しCaCl_2を添加した試料はSi原子周囲の酸素原子の2つが架橋しているのピーク(T2)が約60%を占めていた。これらのことからCaCl_2の添加は,γ-MPSのSi-(OR)_3基の原子の加水分解・縮重合反応を促進していると考えられた。板状試料を36.5°C,pH7.4の擬似体液に各期間浸漬した後,試片の表面構造を薄膜X線回折(TF-XRD)により調べた。その結果,CaCl_2添加量が多い試料ほどアパタイト形成速度が速くなることが分かった。さらに,試料を浸漬した擬似体液のイオンの濃度を高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分光法により調べたところ,CaCl_2を多く添加した試料は擬似体液浸漬初期にCa(II)が溶出し擬似体液のアパタイトに対する過飽和度が上昇することで早期にアパタイトを析出することが分かった。次年度はこの材料の骨石灰化機構について検討を行う。

アルコキシシランのグラフティングによる高分子の生体活性化各種高分子基板表面にラジカルを発生させ,上記ビニルシラン分子をグラフト重合させた後,加水分解すれば,高分子表面に生体活性なハイブリッド表面層が生成できることが明らかになった。乳化重合のプロセスに従い,VTMSまたはγ-MPSをグラフトさせたポリ塩化ビニル,ナイロン,ポリエチレン,シリコーンなどの高分子基板上には,擬似体液中で期待どおりアパタイト層が析出した。以上の結果から,高分子表面にグラフト化されたアルコキシシランも,加水分解されシラノール基を生成すれば,体液環境下でアパタイトを析出する能力を有していることが明らかとなった。
最新の核医学的手法を用いた放射性ヨウ素およびセシウムによる被曝線量等の検討

放射性ヨウ素の体内動態について、マウスおよびを用いて、その時間的変化や投与方法による影響を確認した。マウスにおいては、静脈内投与と経口投与ではヨウ素が特異的に集積する甲状腺において、取り込み量に差が見られた。最新の核医学的手法として、γカメラによる撮像を行い、画像を解析する事でその動態を観察できることを確認した。これらの事より、γカメラ等の最新の核医学的手法により体内に取り込まれた放射性同位元素による被曝量の推測が可能であるものと考えられる。本年度(H25年度)は、マウスを用いて放射性ヨウ素の体内動態についての基礎的な検討を行った。当初の計画では放射性ヨウ素として、ヨウ素の124を用いて行う予定であったが、製造が困難であったこととPET-MRI装置が使用できなかったことから、ヨウ素125を用いて、γカメラによる撮像を行った。本研究では、核医学的な手法としてPETカメラやγカメラを使用して放射性ヨウ素およびセシウムの体内動態を詳細に検討し、被曝量や放射線防護の効果を検討する予定であるが、本年度はその基礎的な部分として、マウスに放射性ヨウ素(ヨウ素125)を投与し、経時的な生体内での分布について観察した。投与方法については、通常の薬剤を投与する方法である静脈内への投与(尾静脈)と、一般的な放射能汚染時に想定される口腔を経た経口投与について検討し、比較した。まず、尾静脈投与については、投与後、1時間、3時間、6時間、12時間、18時間および24時間の生体内での分布を観察した。ヨウ素の高集積部位として知られている甲状腺においては投与の1時間後では投与量の約3 %が集積し、その後時間経過とともに上昇し、6時間後にその値は約20 %になり、18時間後までほぼ同様の値であった。24時間後には、やや低下していた。経口投与においても、体内動態の時間変化はほぼ同様の結果であったが、その集積量は、尾静脈投与よりも少ない値であり、集積量のピークはおおよそ投与量の15 %程度あった。また、γカメラによるイメージングも尾静脈投与、経口投与の両方で終了しており、現在、解析の作業中である。放射性ヨウ素の体内動態について検討を行い、放射性ヨウ素が経時的に体内でどのような挙動を示すかを観察した。体内動態については、静脈内投与と経口投与について検討を行い、その差を観察した。投与された放射性ヨウ素は、投与1時間後では主要臓器・組織で単位重量当たり数%と高い集積を示した。静脈内投与においては、その後、速やかに消失する事を確認したが、経口投与では3時間後まで一定の集積を保つことを確認した。両投与方法ともに12時間後にはそれぞれの臓器・組織からほぼ消失していることを確認した。ヨウ素が特異的に集積する事が知られている甲状腺においては、放射性ヨウ素の集積は投与1時間後から次第に高くなり、6時間後でほぼ最高値に達し、18時間後までほぼ一定の集積を示し、24時間後には集積は低下し出すことを確認した。γカメラによるイメージングでは主要臓器・組織への放射性ヨウ素の集積を確認する事は困難であったが、集積が高い胃、膀胱、甲状腺への集積は画像的に十分に確認する事ができた。特異的に集積する甲状腺では、画像を解析し放射性ヨウ素の集積を経時的に評価したところ、Ex vivoでの検討と同じ傾向が観察された。また、PETイメージングにおいてもラットを用いて甲状腺への集積を画像化する事ができ、また非放射性ヨウ素の前投与により、放射性ヨウ素の甲状腺への集積が大きく低下する事を画像上で確認する事ができた。以上の事から、本研究により、生体内での放射性物質の動態を核医学的手法を用いる事で評価する事が出来る可能性を示すことができ、さらに放射性物質に対する阻害剤や除去促進剤などの評価も可能であると考えられる。放射性薬剤放射性ヨウ素として、当初はヨウ素124を予定していたが、前述に理由からヨウ素125に変更しているが、PET-MRI装置の代わりにγカメラを使用しており、定量も可能であることから、目的の達成は十分に可能である。また、計画では非放射性ヨウ素の投与による防護効果の検討も予定していたが、まだ実行できていないが、放射性ヨウ素の体内動態の検討の方法については、本年度確立しており、来年度の早い時期に実施が可能であると考えている。今後は、非放射性ヨウ素の投与による、防護効果を確認し、当初の計画にある通り、放射性セシウムの動態の検討を進めていく。当初は放射性ヨウ素としてヨウ素124を使用する予定であったが、これをヨウ素125に変更したため、ヨウ素124製造のための試薬を購入しなかったため。次年度の実験の消耗品等の購入に使用する。