hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
在宅高次脳機能障害者と家族に対する生活支援プログラムの開発と検証

【目的】在宅高次脳機能障害者と家族に対する“自己の気づき"を促す生活支援プログラムを構築することを目的とする。【方法】在宅高次脳機能障害者と家族に対して、事前事後テスト(準実験)を用いて、生活支援プログラムを実施し、その効果を検証した。【結果】当事者5名、家族6名、合計11名を分析対象とした。当事者の変化は、介入直後に、健忘、感情面や課題遂行力、作業記憶、IADLの改善傾向がみられた。家族の変化は、介入直後に、介護負担感が軽減し、生活の質の改善傾向がみられたが、介入終了1か月後には介入前の状態に戻っていた。今後、プログラムの効果を維持するため、継続プログラムの必要性が示唆された。1.目的:在宅高次脳機能障害者と家族に対する生活支援プログラムを複数名に実施して、生活支援プログラムを構築することを目的とする。2.これまでの研究成果:研究対象者7組に対して、生活支援プログラムを実施した。Zarit介護負担尺度とQOLの状態の変化では、両者とも改善がみられたが、QOLのみ介入1ヶ月後に後退した。また、当事者の認知機能と生活能力の変化では、MMSEに変化はみられなかったが、タッチエムには改善がみられた。生活能力では、運動、視覚、記憶機能に変化がみられたが、聴覚機能に変化はみられなかった。さらに、主介護者からみた当事者のTBI-31の行動変化においては、すべての事例において行動特性に変化が生じた。3.在宅高次脳機能障害者と家族に対する生活支援プログラムの構築1)参加者:基本的にすべての回に家族員一人、当事者に一組となり参加していただく。例外は、個人面談のみ指定日の参加が難しい場合のみ、再度日程調整をする。2)内容:開催日程は隔週1回、計8回として約4ヶ月間介入する。内容は、「個人セッション」、「集団セッション」、「教育プログラム」を組み合わせた生活支援プログラムを提供する。これは、専門看護師を中心として神経心理学専門医、言語聴覚士、作業療法士の協力を得て提供する。プログラムの前提として、家族は当事者を支える支援者であり、家族の安心や健康を維持することで、当事者への支援体制という環境が整えられると想定している。また、本研究における当事者・家族の目標は、A)神経心理学的欠損の特徴を理解することができる、B)神経心理学的欠損による生活上の問題に関して「自己への気づき」を体験ができる、C)代償手段の獲得ができる、以上3つを立案した。これらの内容で生活支援プログラムを構築した。1.目的:在宅高次脳機能障害者と家族に対する生活支援プログラムを複数名に実施して生活支援プログラムを構築することを目的とする。2.これまでの研究成果:研究対象者10組に対して、生活支援プログラムを実施した。Zarit介護負担尺度とQOLの状態の変化では、ほぼ全員に一時的な改善がみられた。また、当事者の認知機能と生活能力の変化では、前頭葉機能(タッチエム)に改善がみられた。生活能力では記憶機能に改善がみられた。さらに、主介護者からみた当事者のTBI-31の行動変化においては、全て事例において7つの行動(健忘性、易疲労性・意欲の低下、対人場面での状況判断力の低下、固執性、情動コントロール力の低下、現実検討力の低下、課題遂行力の低下)の特徴が収縮した。3.生活支援プログラムの構築1)参加者:基本的にすべての回に家族員一人、当事者に一組となり参加した。2)内容:開催日程は隔週1回、計8回として約4ヶ月間介入した。内容は、「個人面談」、「集団セッション」、「教育プログラム」を組み合わせた生活支援プログラムを提供した。これは、専門看護師を中心として神経心理学専門医、言語聴覚士、作業療法士の協力を得て提供した。当事者の目標は、「達成可能な目標とその対策を立案できる」とした。また、家族の目標は、「高次脳機能障害に対する理解を深めることできる」、「“自己の気づき"を促すエピソードを語ることができる」、「代償手段の獲得に向けた工夫ができる」以上を立案した。1.目的:現在H27年度研究目的である、在宅高次脳機能障害者と家族に対する生活支援プログラムを一つの介入群に対して、事前事後実験デザイン(準実験)を用いて実施し、その効果を検証した。H28年度は、結果の分析、論文作成、成果発表を実施する。2.理由:研究協力施設として、本研究に全面的に協力してくださる団体施設がおり、参加者の取り込みや研究実施場所の提供など、調整作業がスムーズであった。現在、論文作成作業を進めている。1.目的:在宅高次脳機能障害者と家族に対する生活支援プログラムを、事前事後テストデザイン(準実験)を用いて実施し、プログラムの効果の検証をすることを目的とする。2.これまでの研究成果:同意の得られた当事者5名、家族6名、合計11名を分析対象とした。全当事者は「達成可能な目標とその対策」を立案し、うち3名は記憶や注意に関する目標を設定し達成度が高かった。他2名は「対人関係やコミュニケーション」に関する目標を設定し達成度が低かった。当事者の変化としては、1行動の特徴:全当事者のTBI-31に改善が認められ、健忘性の縮小化、感情面や課題遂行力の改善が認められた。2認知機能:全当事者のMMSEは一定水準で、作業記憶に改善がみられた。3ADL:全当事者のIADLに改善がみられたが、介入終了後1ヶ月には介入前の状態に戻った者もいた。

家族の変化としては、ほぼ全家族の介護負担感が軽減し、QOLが向上した。介入終了後1ヶ月には、介護負担とQOLともに介入前の状態に戻った。具体的な家族の支援として、B氏の母親は、当事者に対して目標設定の難しさを理解し、達成できなくてもよいことを保障していた。また、C氏の母親は、精神的安定や自主性を尊重しつつ生活能力の向上を支援していた。他に、B氏、D氏の母親は、家族間で役割分担をしながら多重課題を支援していた。3.考察:高次脳機能障害をもつ当事者は、本プログラムを実施する中で、知的気づき、体験的気づき、予測的気づきが深まった場合は、目標達成に至り、そのことが健忘性、作業記憶、IADLなどの改善につながったと考えられる。家族に対しては、介入前後で介護負担感の軽減とQOLの向上が確認できたという点で、一定の効果があった。しかし、当事者・家族とも効果が一時的であったことから、プログラムの効果を維持するためには、継続プログラムの必要性が示唆された。【目的】在宅高次脳機能障害者と家族に対する“自己の気づき"を促す生活支援プログラムを構築することを目的とする。【方法】在宅高次脳機能障害者と家族に対して、事前事後テスト(準実験)を用いて、生活支援プログラムを実施し、その効果を検証した。【結果】当事者5名、家族6名、合計11名を分析対象とした。当事者の変化は、介入直後に、健忘、感情面や課題遂行力、作業記憶、IADLの改善傾向がみられた。家族の変化は、介入直後に、介護負担感が軽減し、生活の質の改善傾向がみられたが、介入終了1か月後には介入前の状態に戻っていた。今後、プログラムの効果を維持するため、継続プログラムの必要性が示唆された。1.目的:H26年度研究目的である「在宅高次脳機能障害者と家族に対する生活支援プログラム」の構築ができた。現在H27年度研究目的である、在宅高次脳機能障害者と家族に対する生活支援プログラムを一つの介入群に対して、事前事後実験デザイン(準実験)を用いて実施し、その効果を検証している。2.理由:研究協力施設として、本研究に全面的に協力してくださる団体施設がおり、参加者の取り込みや研究実施場所の提供など、調整作業がスムーズであった。そのため、当初の研究計画よりもプロセス上、進展がみられた。1.研究の全体計画:介入研究は3クール目終了し、対象者数10組家族12名の参加し、目標数まで達成した。今後は、データの解析、考察、論文化の研究プロセスを進める。研究分担者は、同じ研究機関に所属しており、長く脳神経看護に従事し研究を実施しているスペシャリストであり、本研究の学術的、実践的サポートが得られる。また、本介入研究の研究協力者として、普段から高次脳機能障害者への医療に携わる医療専門職者(神経心理学専門医1名、言語聴覚士3名、作業療法士1名)にプログラムの実施サポートに参画してもらった。さらに、研究協力者のメンバーには、H地区の高次脳機能障害支援ネットワークのメンバーでもあり、研究協力体制、普及体制を整えている。医歯薬学
人工酸素運搬体 ヘモグロビン小胞体による集学的がん治療への応用

人工酸素運搬体ヘモグロビン小胞体の腫瘍組織への影響をIn vivoで検討するために、ヒト慢性骨髄性白血病細胞であるK562を移植したK562担癌マウスの作製を行った。ヘモグロビン小胞体は脂質膜に高濃度のヘモグロビンを封入しているため、腫瘍部位に到達した際、腫瘍細胞の栄養源となり、腫瘍細胞の成長を促進する可能性が考えられる。そこで、K562担癌モデルマウスにヘモグロビン小胞体(1400mg Hb/kg, 22.4mL)または生理食塩水(22.4mL)を投与し、腫瘍体積増殖率の評価を行った。その結果、両群の間で腫瘍体積増殖率に差は見られず、ヘモグロビン小胞体投与による腫瘍増殖への影響は無いことが確認された。加えて、K562担癌マウスにヘモグロビン小胞体を投与しても血中AST、ALT、クレアチニン及び尿素窒素の上昇はなく、また、臓器傷害や異常行動なども確認されなかった。次に、十分な量のヘモグロビン小胞体が腫瘍部位に到達しなければ酸素濃度上昇による各種トランスポーターの発現変化は期待できない。そこで、ヘモグロビン小胞体のIn vivoにおける腫瘍部位への到達量を確認するために、ヘモグロビン小胞体の内部ヘモグロビンをヨウ素標識し、1400mg Hb/kgの投与量でK562担癌マウスにおける体内動態実験を行った。その結果、ヘモグロビン小胞体の腫瘍部位への蓄積は確認されたものの、その量は数%程度であった。この到達量により、腫瘍部位における各種トランスポーターの発現量が変化するか否かにについて、現在、担癌モデルマウスを用い、トランスポーター発現量の確認を行っている。
大動脈弁置換術術後の非構造的機能不全に関する血清学的研究及び免疫組織学的研究

目的:血栓やパンヌス形成から発生する人工弁機能不全(PVD)は稀に存在する重篤な合併症と報告されている。しかし、我々は無症候性PVD症例が高頻度に存在することを報告してきた。今回これらPVD症例を含む大動脈弁置換術(AVR)症例に対し、血清学的免疫組織学的に発生因子を検討するとともに、複数検出機列CT(MDCT)による術前診断の有用性について検討した。方法:当施設にてAVRを施行され、経過観察中にPVDと診断された26例(PVD群)及び人工弁機能正常群の48例(C群)を対象とし、PT-INRとTGF-b1を測定した。重症のPVD症例に再手術施行し、摘出された人工弁及び周囲組織の検討を行った。また、PVDと診断され再手術を予定された8例に対しMDCTを施行し、術中所見と比較検討した。結果:TGF-b1はPVD群(87.7±29.2ng/ml)、C群(73.7±25.2ng/ml)と比較して有意(p=0.03)に高値であった。術後から検査日までのPT-INRの推移の平均値は、PVD群(1.68±0.12)がC群(1.75±0.12)に比較し有意(p=0.03)に低値であった。再手術11症例では全例パンヌス形成を認めた。これに対する免疫組織学的においてパンヌスはTGF-b1を発現する新生内膜であることが確認された。また、MDCTでパンヌスを指摘できた7例で術中も同様の所見を得た。結論:PVDの一因として不十分な抗凝固療法による血栓化が示唆された。さらに再手術11症例では全例パンヌス形成を認めており、血中TGF-b1が高く、侵襲後の慢性的な過剰組織修復機転による関与が示唆された。また、MDCTはPVDの原因診断に有用であると考えられた。検討:今後はパンヌス組織の発生機序の検討、遺伝子学的研究とパンヌス形成阻害因子の検討が必要であると考えられる。日的:血柱やパンヌス形成から発生する人工弁機能不全(PVD)は稀に存在する重篤な合併症と報告されている。しかし、当科の以前の研究にて無症候性PVD症例が高頻度に存在することを報告してきた。今回これらPVD症例を含む大動脈弁置換術(AVR)症例に対し、血清学的側面からその発生因子を検討した。方法:当施設にてSJM弁を用いAVRを施行され、経過観察中にPVDと診断された26例(PVD群)及び人工弁機能正常群の48例(C群)を対象とした。一般血液検査、TGF-β1を測定した。PT-INRは術後から検査日まで6-12カ月間隔で測定した。重症のPVD症例に再手術施行し、摘出された人工弁及び周囲組織の保存及び検討を行った。結果:患者背景では、諸因子に有意差を認めなかった。しかし、性別はC群女性20例(43%),PVD群女性20例(77%)でPVD群で有意(P=0.006)に女性が多かった。

TGF-β1はPVD群(87.7±29.2ng/ml)、C群(73.7±25.2ng/ml)と比較して有意(P=0..03)に高値であった。術後から検査日までのPT-INRの推移の平均値は、PVD群(1.68±0.12)がC群(1.75±0.12)に比較し有意(p=0.03)に低値であった。再手術11症例では全例パンヌス形成を認めた。これに対する免疫組織学的研究は現在進行中である。結論:PVD群では経過観察中のPT-INRがC群より低く、不十分な抗凝固療法によるPVD症例が存在するためであると推察される。PVDの一因として血栓化が示唆された。さらに再手術11症例では全例パンヌス形成を認めており、血中TGF-β1が高く、侵襲後の慢性的な過剰組織修復機転による関与が示唆された。検討:2003年度は、パンヌス組織に対する免疫組織学的研究、血栓とパンヌスを鑑別する検査項目の検討、パンヌス組織の発生機序の検討、遺伝子学的研究を予定している。略語:人工弁機能不全(prosthetic valve dysfunction : PVD)、大動脈弁置換術(aortic valve replacement : AVR)、セントジュードメディカル(St.Jude Medical : SJM)、形質変換増殖因子(transforming growth factor-beta 1:TGF-β1)、プロトロンビン時間国際標準値(prothrombin time-international normalized ratio : PT-INR)目的:人工弁機能不全(PVD)は弁置換術後の重篤な合併症である。一般的な発生頻度は稀と考えられているが我々は無症候性PVD症例が高頻度に存在することを報告してきた。今回再手術を要したPVD症例に対し、免疫組織学的側面からその発生因子を検討した。結果:手術所見にて全例左室よりパンヌス形成を認めた。パンヌスは内皮細胞を伴う膠原線維粗織で血栓は認めず、TGF-βやα-SMAなどが内皮や筋線維芽細胞に強く発現していた。結論:パンヌスは弁輪に発生する新生内皮と考えられ、組織には血中同様にTGF-βの発現が認められた。パンヌスは侵襲後の慢性的な過剰組織修復機転による関与が示唆された。検討:2004年度は、血栓とパンヌスを鑑別する検査項目の検討、パンヌス組織の発生機序の検討、遺伝子学的研究を予定している。目的:人工弁機能不全(PVD)は弁置換術後の重篤な合併症である。今回無症候性PVD症例に対し、複数検出機列CT(MDCT)を用いた術前診断の有用性について検討した。方法:当施設でSJM弁、ATS弁を用い大動脈弁置換術(AVR)を施行され、経過観察中にPVDと診断された8例(SJM弁7例、ATS弁1例)を対象とした。術前に心電図同期法を併用したMDCT撮影を行い、専用のWork stationを用いてDouble oblique法で人工大動脈弁位のCT像を構成しPVDの原因診断を行った。術前に得られたCT像と術中所見を比較検討し、MDCTによる診断の有用性を検討した。結論:術前MDCTにおいて7例に心室中隔側から人工弁のHousing内に侵入するパンヌスが確認できた。いずれの症例においても人工弁周囲の血栓は指摘されなかった。術中所見では8例全例に中隔側から侵入するパンヌスを認めたが血栓は存在せず、いずれの症例もパンヌスがPVDの原因であると考えられた。検討:術前のMDCTにおいて8例中7例に術中所見と一致するパンヌス像を認め、MDCTはPVDの術前診断に有用であることが示唆された。しかし、両弁置換術症例や心房細動合併症例などでは詳細な画像の描出が困難であることが多く、今後これらの症例に対する画像精度の向上が課題であると考えられた。
非小細胞肺癌のイレッサ(ゲフィニチブ)に対する感受性の予測

上皮成長因子受容体のTyrosine kinaseの阻害剤であるゲフィチニブの臨床的な感受性を予測することを目的に術後再発症例でゲフィチニブに対する臨床的な感受性を見ること、さらに、手術標本を用いて、上皮成長因子受容体遺伝子変異の有無を検討した。方法:当院において手術が施行されたのちに再発した症例において、ゲフィチニブ250mgの内服による化学療法を施行し腫瘍の増大が認められまで治療をおこなった。ゲフィチニブを投与された27例症例を対象とし、手術時に保存された腫瘍組織からDNAを抽出し上皮成長因子受容体遺伝子のExon 18,19,21(Tyrosine kinase domain)における遺伝子変異をSSCP法を用いて検索した。27例中13例で遺伝子変異を認め(Exon 18;1例, Exon 19;8例, Exon 21;4例)、13症中10例(77%)がゲフィチニブに対して奏効していた。2.考察;上皮成長因子受容体遺伝子の遺伝子変異がゲフィチニブの感受性と強く関与する可能性が確認された。また、これらの遺伝子変異は手術時の標本すでに存在し、また、手術時に存在しない症例ではゲフィチニブに奏功していないことがほとんどであり、発癌時にはこれらの遺伝子変異はすでに存在し、標本の採取の時期にかかわらず、これらの遺伝子変異の有無を検索することが有用であることが示唆された。今後、これらの遺伝子変異の有無による治療法の選別を行なう前向きな試験が必要であると考えられた。この研究では、ゲフィチニブの臨床的な感受性を予測することを目的に術後再発症例でゲフィチニブに対する臨床的な感受性を見ること、さらに、手術標本を用いることにより、1)腫瘍におけるEGFR(Her1)の発現、他のHer family(Her2,3,4)の発現を検討した。方法:当院において手術が施行されたのちに再発した症例において、ゲフィチニブ250mgの内服による化学療法を施行し腫瘍の増大が認められるまで治療をおこない、その臨床的な効果を検討した。検討項目としては、副作用、抗腫瘍効果、腫瘍の増大までの期間および生存期間を考慮した。また、Her family受容体に対するmonoclonal抗体を用いて免疫組織染色を行い、腫瘍における蛋白レベルの発現を検討した。結果:これまでに15例の術後再発症例で検討し、ゲフィチニブに対する臨床効果としては奏功例が3例、非奏功例が9例、3例が評価不能であった。Her family受容体の発現は奏功例においてはHer1/Her2/Her3もしくはHer4の3種類以上のHer family受容体の共発現が認められた。一方、非奏功例では3種類以上のこれらのHer family受容体の共発現は1例も認められなかった。結論:以上よりゲフィチニブの感受性がHer1だけではなく、他のHer family受容体の発現により規定されている可能性が示唆された。現在さらに、生検材料も用いて、この結果を検証する研究をおこなっている。上皮成長因子受容体のTyrosine kinaseの阻害剤であるゲフィチニブの臨床的な感受性を予測することを目的に術後再発症例でゲフィチニブに対する臨床的な感受性を見ること、さらに、手術標本を用いて,上皮成長因子受容体遺伝子変異の有無を検討した。ゲフィチニブを投与された27例症例を対象とし、手術時に保存された腫瘍組織からDNAを抽出し上皮成長因子受容体遺伝子のExon18,19,21(Tyrosine kinase domain)における遺伝子変異をSSCP法を用いて検索した。27例中13例で遺伝子変異を認め(Exon18;1例,Exon19;8例,Exon21;4例)、13症中10例(77%)がゲフィチニブに対して奏効していた。

2.考察;上皮成長因子受容体遺伝子の遺伝子変異がゲフィチニブの感受性と強く関与する可能性が確認された。また、これらの遺伝子変異は手術時の標本すでに存在し、また、手術時に存在しない症例ではゲフィチニブに奏功していないことがほとんどであり、発癌時にはこれらの遺伝子変異はすでに存在し、標本の採取の時期にかかわらず、これらの遺伝子変異の有無を検索することが有用であることが示唆された。今後、これらの遺伝子変異の有無による治療法の選別を行なう前向きな試験が必要であると考えられた。
初期宇宙・初期銀河・星における元素合成と化学進化

本研究の目的は,宇宙・星での爆発的核反応や超高エネルギー宇宙線による銀河間物質の破砕反応で作られる短寿命不安定核が,これら諸天体の時間発展に及ぼす影響を定量的に調べ,ひるがえって,天文観測との比較から銀河の化学進化モデルのパラメータを決定して,決定版とも言うべき詳細モデルを構築することにあった。まず、爆発的元素合成や超高エネルギー核破砕過程で重要な役割を果たすと考えられる一連の核反応を理論的に指摘し、核反応率を量子力学的に計算するとともに、どの程度の精度が必要になるかを銀河の化学進化モデルから定量的に見積った。宇宙線によるリチウムの生成にヘリウム・ヘリウム核融合反応が重要であり、高入射エネルギーでプラトーになるがどうかが、昨年、メタリシテ-が低い矮星に発見されたリチウム6の存在量に非常に大きな影響を及ぼす。この核融合反応率の測定を実験研究者と共に提案し、今年、日米二つのチームによって独立に測定される予定である。一方、昨年までに発展させてきた非一様ビッグバン元素合成モデルの精密化、初期銀河での銀河間ガス降着などを含む一般的な銀河の化学進化モデルの精密化を図った。理論計算と天文観測との比較を通して、宇宙におけるバリオンの存在量や暗黒物質の素性に関する多くの新たな知見を得た。
レーザー光電気・化学検出器の開発

顕微鏡の鏡筒を利用して,レーザ光のスポットを容易に微小電極上に集光する光学系を作製した。この光学系により従来に比べ極めて簡単に光学的調整が行なえるようになり,実験が能率よく実施できるようになった。さらに,この光学系はレーザ光電気化学検出器のプロトタイプとなりうる。レーザ光照射によって生じる光誘起電流としてまず電極反応に及ぼす熱的な効果を検討した。すなわち,ヘキサシアノ鉄(II)イオンの鉄(III)への酸化反応において,レーザ光照射はこの酸化反応を促進した。これは酸化反応のエントロピー変化が正であるため,電極上の温度上昇が反応の促進をもたらすと説明できる。反対に鉄(II)アコイオンの鉄(III)アコイオンへの酸化反応では,電極反応が抑制された。これはこの酸化反応のエントロピー変化が負であることに対応する。このように,レーザ光照射の電極反応に対する熱的効果は電極反応のエントロピー変化の検出に利用できる。次に溶液バルク中での光化学反応と電極反応を組み合わせた接触的な電気分析化学を検討した。トリスオキサラト鉄(III)錯体は広く化学光量計として利用されている物質である。この鉄(III)錯体溶液をフローさせながら電極に488nmの波長のA^+_γレーザ光を照射するとき,電極近傍の鉄(III)錯体は光化学反応により鉄(II)錯体に還元される。適当な電位においては還元された鉄(II)が電極反応によって再び鉄(III)錯体に酸化され,これが繰り返し起こることによって接触的な反応が起きることを期待した。比較的大きな白金電極では,光誘起電流は確かめられたが接触的反応が生じているかどうかについては確認できなかった。しかし,電極を直径10μmの微小電極にかえることにより,光誘起電流は非照射時電の数倍にまで増大し接触反応がおこっていることが確かめられた。これはレーザ光の集光性の良さと微小電極の効果によるもので,分析化学的に有効である。マイクロ電極を含む特別なフロ-電解セルを製作し、対物レンズを用いてレ-ザ-光のスポットを電極上に断続的に照射した。サイクリックボルタンメトリ-や定電位電解の電気化学的操作におけるレ-ザ-光誘起電流をロック・イン増幅器あるいはオッシロスコ-プを用いて観測した。今までに検討した電極反応は(1)フェロシアン化物イオンのフェリシアン化物イオンへの酸化反応(2)鉄(II)イオンの鉄(III)イオンへの酸化反応(3)アスコルビン酸の酸化反応などである。(1)においては半波電位付近で酸化電流の増加がみられ、レ-ザ-光照射により反応が促進することが確かめられた。これは反応のエントロピ-変化から予想される結果と合致し、レ-ザ-光照射による電極近傍の温度上昇に起因する。(2)においては半波電位付近で酸化電流の減少がみられ、照射により反応が抑制された。これもエントロピ-変化から予想される結果と合致し、照射による温度上昇に起因すると考えられる。(1)、(2)におけるロック・イン増幅器によるボルタモグラムは半波電位において各々極大、極小を示す形となりその波高より各々のイオンの定量が可能であった。(3)におけるレ-ザ-誘起電流は複雑な挙動を示したが、反応中間体の光化学反応が生じている可能性が示唆される結果を得た。

他に支持電解質のみの溶液における電気二重層の温度依在性によると考えられる電流変化やレ-ザ-光波長に吸収をもつ鉄錯体の電極反応のレ-ザ-光照射依在性を検討している。以上、微小なスポットに集光したレ-ザ-光を直径数数十μmのマイクロ電極に照射することにより高い光子密度を達成し、この特殊な条件下での電気化学反応がどのように変化するのかを検討した。その結果、比較的入手しやすい低出力の可視レ-ザ-光によっても電子移動および物質輸送過程に対して充分に測定しえる温度効果を確かめることができた。今後、さらに特徴的な電極反応を見い出してゆきたい。顕微鏡の鏡筒を利用して、レーザ光のスポットを容易に微小電極上に集光する光学系を作製した。この光学系により従来に比べ極めて簡単に光学的調整が行なえるようにより、実験が能率よく実施できるようになった。さらに、この光学系はレーザ光電気化学検出器のプロトタイプとなりうる。レーザ光照射によって生じる光誘起電流としてまず電極反応に及ぼす熱的な効果を検討した。すなわち、ヘキサシアノ鉄(II)イオンの鉄(III)への酸化反応において、レーザ光照射はこの酸化反応を促進した。これは酸化反応のエントロピー変化が正であるため、電極上の温度上昇が反応の促進をもたらすと説明できる。反対に鉄(II)アコイオンの鉄(III)アコイオンへの酸化反応では、電極反応が抑制された。これはこの酸化反応のエントロピー変化が負であることに対応する。このように、レーザ光照射の電極反応に対する熱的効果は電極反応のエントロピー変化の検出に利用できる。次に溶液バルク中での光化学反応と電極反応を組み合わせた接触的な電気分析化学を検討した。トリスオキサラト鉄(III)錯体は広く化学光量計として利用されている物質である。この鉄(III)錯体溶液をフローさせながら電極に波長488nmのAr^+レーザ光を照射するとき、電極近傍の鉄(III)錯体は光化学反応により鉄(II)錯体に還元される。適当な電位においては還元された鉄(II)が電極反応によって再び鉄(III)錯体に酸化され、これが繰り返し起こることによって接触的な反応がおきることを期待した。比較的大きな白金電極では、光誘起電流は確かめられたが接触的反応が生じているかどうかについては確認できなかった。しかし、電極を直径10μmの微小電極にかえることにより、光誘起電流は非照射時電流の数倍にまで増大し接触反応がおこったいることが確かめられた。これはレーザ光の集光性の良さと微小電極の効果によるもので、分析化学的に有効である。
心血管系の発生分化と機能維持に関るTEF-1ファミリー転写因子の分子解析

TEF-1転写因子ファミリー蛋白は心血管系の発生分化や機能維持に重要な役割を果たすと考えられている。最近、ショウジョウバエのTEF-1ホモログscalloped(Sd)は、介在因子vestigial(Vg)との直接結合を介して翅特異的な遺伝子の発現を調節することが明らかにされ、高等動物においてもVg様因子がTEF-1と相互作用することにより転写調節を行っている可能性が強く示唆された。本研究においては、TEF-1転写因子ファミリーと相互作用する新たな介在因子の構造、機能、分布と発現調節機構の解析を通し、心血管系の発生分化を明らかにする目的で、マウスのVg関連蛋白(mVRF)と思われる新たなcDNAをRACE法及びRTPCR法により単離した。その結果、mVRFは307アミノ酸残基からなり、最近クローニングされ258アミノ酸残基からなるヒトのVgホモログのTonduとは49%の相同性を示すが、Vgと相同性を保つN末側(1-74)にTEF-1/Sdと相互作用する領域が、またそれよりC末側に転写活性を抑制する領域が存在するすことが明らかになった。またノーザンブロット法による解析から、胎盤に強く、胎児、精巣に弱いmRNAの発現を認めた。以上の結果から、哺乳動物においてもTEF-1ファミリー転写因子と相互作用し、その機能を組織特異的に調節する新たなVg様蛋白の存在が明らかになった。一方、我々が見いだしたTEF-1ファミリーの一つ、ETF遺伝子の発現調節に関しても、本遺伝子の第1イントロン内の17塩基配列に、細胞特異的なエンハンサー活性を見いだし、その中のGCリッチな配列とGAリッチな配列に、各々Sp1及びGBF(GAエレメント結合因子)が結合して、細胞特異的なエンハンサー活性が発揮される可能性を示唆する結果が得られた。心血管系特異的な遺伝子の発現調節領域に存在するM-CAT配列には、TEF-1ファミリー転写因子が結合し、その発現に関与することが示唆されており、一方TEF-1遺伝子にホモの変異を持つマウスは、心筋の低形成により胎生致死となること等から、TEF-1転写因子ファミリー蛋白は心血管系の発生分化や機能維持に重要な役割を果たすと考えられる。また最近、ショウジョウバエのTEF-1ホモログscalloped(Sd)は、介在因子vestigial(Vg)との直接結合を介して翅特異的な遺伝子の発現を調節することが明らかにされ、高等動物においてもVg様因子がTEF-1と相互作用することにより転写調節を行っている可能性が強く示唆された。従って本研究においては、TEF-1転写因子ファミリーと相互作用する新たな介在因子の構造、機能、分布と発現調節機構の解析を通し、心血管系の発生分化を明らかにする目的で、マウスのVg関連蛋白(mVRF)と思われる新たなcDNAをRACE法及びRTPCR法により単離した。その結果、mVRFは307アミノ酸残基からなり、最近クローニングされ258アミノ酸残基からなるヒトのVgホモログのTonduとは49%の相同性を示すが、両者ともVgとはSd結合領域においてのみ相同性を示すことが明らかになった。またHeLa細胞への一過性の導入実験から、TEF-1ファミリー蛋白結合配列を持つレポーター遺伝子の活性が顕著に抑制された。さらにノーザンブロット法による解析から、胎盤に強く、胎児、精巣に弱いmRNAの発現を認めた。以上の結果から、哺乳動物においてもTEF-

1ファミリー転写因子と相互作用し、その機能を組織特異的に調節する新たなVg様蛋白が存在することが明らかになった。我々が新たに見いだしたハエのcestigialホモログと思われるマウスのVg関連蛋白(mVRF)は、ヒトのそれ(Tondu)とN末側のSd/TEF結合領域と思われる配列はよく保存されていたが、それ以外は全体で49%の相同性しか示さず、その機能について殆ど不明であった。そこでmVRFの欠失変異体や、GAL4のDNA結合ドメインとの癒合蛋白等を作成し、酵母GAL4の結合配列やTEFの結合配列(GTIICモチーフ)の下流にルシフェラーゼ遺伝子を持つ種々のレポーターとHeLa細胞に一過性に共発現させることにより、転写活性を指標に構造機能連関を解析した。その結果、ハエのVgと相同性を保つN末側(1-74)にTEF-1と相互作用する領域が、またそれよりC末側に転写活性を抑制する領域が存在することを示唆する結果が得られた。またノーザンブロットで発現レベルが顕著な胎盤において、in situハイブリダイゼーションによる詳細な発現分布の解析を試みたが、バックグラウンドが高く明確な結果は得られなかった。さらにマウスの心臓mRNAとヒトVRFcDNAをプローブにしたノーザンブロットで、他の組織と明らかに大きさの異なるバンドが検出され、新たなVRFの存在が示唆された事から、マウス心臓のcDNAバンクをスクリーニングし、多数の陽性クローンを単離して塩基配列を決定したが、その多くはOBカドヘリン等を始めとする局所的に高いホモロジーを有する塩基配列で、有意なクローンは得られなかった。一方、我々が見いだしたTEF-1ファミリーの一つ、ETF遺伝子の発現調節に関しても、本遺伝子の第1イントロン内の117塩基配列に、細胞特異的なエンハンサー活性を見いだし、その中のGCリッチな配列とGAリッチな配列に、各々Sp1及びGBF(GAエレメント結合因子)が結合して、細胞特異的なエンハンサー活性が発揮される可能性を示唆する結果が得られた。
調波信号センシングのための最適フィルタ設計法の研究

雑音に埋もれた観測信号から、楽音や音声、振動などの準周期信号(ピッチ周期や振幅が緩やかに変化する周期信号)を抽出するためのフィルタ設計法について研究を行った。初年度では、まずピッチ周波数の推定誤差や揺らぎを考慮した準信号推定の最適フィルタとして定Q櫛形フィルタを導いた(電子情報通信学会英文誌に掲載)。そこでは特に、フィルタのインパルス応答が定Q櫛形分布(歯幅が一周期毎に比例して拡がる櫛形分布)になるとともに、その周波数特性も定Q櫛形分布になるという興味深い性質を新たに発見した(電子情報通信学会和文誌に掲載)。次年度は、さらにこの議論を進めて、ピッチ変動だけでなく振幅変動も同時に考慮したより一般的な準周期信号モデルの下でのフィルタ設計を試みた。準周期信号の生成モデルとして状態方程式にこれらの変動要因を取り込み、Kalman-Bucyフィルタの枠組みを使うことによって最適フィルタを導くことに成功した(電気学会E部門誌に掲載)。その結論として、対象信号の振幅変動のみを考慮したフィルタが従来の定BW型の櫛形フィルタになるのに対して、ピッチ変動のみを考慮したフィルタ定Q型になること、両者のいずれも考慮したフィルタは、低周波から高周波になるにしたがい定BW型から定Q型に徐々に遷移する特性を有することがわかった。実用的には、ピッチ周波数、バンド幅やQ値が極の配置だけでコントロール可能な全極型のディジタルフィルタとして構成できることを示し、人工的に合成した準周期信号や実音声を用いたシミュレーションによりその有用性を検証した(電気情報通信学会論文誌に投稿中)。雑音に埋もれた観測信号から、楽音や音声、振動音などの調波信号(ピッチ周期が緩やかに変化する周期信号)を抽出するためのフィルタ設計法について研究を行った。本年度は、まず調波信号推定の基本問題に立ち返り、ピッチ周波数の推定誤差や揺らぎを考慮した上での最適フィルタとして定Q櫛形フィルタを導いた(電子情報通信学会英文誌に掲載済み)。従来の櫛形フィルタ(定BW櫛形フィルタ)が一定帯域幅のバンドパスフィルタを倍音周波数毎に配置した構成をとるのに対して、新たに導出された定Q櫛形フィルタでは高次倍音になるにしたがって帯域幅が拡がる一定Q値のバンドパス特性をもつことが示された。さらにこの議論を進めて、ピッチ変動だけでなく振幅変動も同時に考慮したより一般的な調波信号モデルの下でのフィルタ設計を試みた。調波信号の生成を記述する状態方程式にこれらの変動要因を取り込み、連続カルマンフィルタ(Kalman-Bucyフィルタ)の枠組みを使うことによって最適フィルタを導くことに成功した(電気学会E部門誌に掲載予定)。その結論として、対象信号の振幅変動のみを考慮したフィルタが従来の定BW型の櫛形フィルタになるのに対して、ピッチ変動のみを考慮したフィルタが定Q型になること、両者のいずれも考慮したフィルタは、低周波から高周波になるにしたがい定BW型から定Q型に徐々に遷移する特性を有することが示された。以上で得られた櫛形フィルタの数式モデルを購入した信号処理ソフトウェア上に展開し、人工的に合成した調波信号と実音声に適用した結果、特にピッチ変動に対する定Q櫛形フィルタの優位性を理論通り確かめることができた。
リアルタイム細胞周期動態解析による放射線感受性規定因子の解明

放射線治療における固形腫瘍内の細胞動態は放射線感受性を増感させる方向へと導くためにも重要な所見である。これまでに放射線照射を受けた多くの腫瘍細胞は生じたDNA損傷の影響によりG2アレストを引き起こすことが単層培養系の実験において証明されていた。しかし、固形腫瘍内には腫瘍内微小環境と呼ばれる特異な環境が存在し、放射線抵抗性機構に関与していることからも放射線照射後の固形腫瘍内における細胞周期動態は腫瘍内微小環境と関連付けて解析する必要があるがこれまでのフローサイトメトリーを主体とする解析方法では限界があった。そこで、細胞周期リアルタイムイメージング技術であるFluorescent Ubiquitination-based Cell Cycle Indicator (Fucci)を応用し、放射線照射後の固形腫瘍内の細胞周期動態を解析した。固形腫瘍解析の前段階としてFucciを導入したHeLa細胞より腫瘍疑似モデルであるスフェロイドを作製し、X線10Gy照射したところ、スフェロイド外側において、G2アレストのピークは単層培養系と変わらなかったもの、G2アレストの持続時間が遷延することが明らかになった。さらにスフェロイド内部においては、外側と異なる動態を示し、外側よりも遅れてG2アレストのピークを迎えることが判明し、そのG2アレストは外側同様に遷延していた。また、Fucci導入HeLa細胞より作製した固形腫瘍においてもX線10Gyを照射すると、G2アレストは単層培養系に比べて著明に遷延し、その程度はスフェロイドよりも大きかった。さらに壊死領域近傍の細胞はスフェロイド同様に放射線照射後におけるG2アレストのピークが遅延することも示された。以上よりスフェロイドおよび固形腫瘍における、単層培養系とは異なる放射線照射後の細胞周期動態は腫瘍内微小環境による影響であることが示唆されたが、固形腫瘍において放射線照射後のG2アレストが遷延する機構およびその生物学的意義については更なる検討が必要である。(抄録なし)放射線治療における固形腫瘍内の細胞動態は放射線感受性を増感させる方向へと導くためにも重要な所見である。(抄録なし)
口腔上皮細胞でのカルプロテクチンの発現調節機構の解明と歯周治療応用への基礎研究

カルプロテクチン(S100A8/S100A9)は上皮細胞で産生される抗菌ペプチドであり,歯周病原菌の増殖や上皮への付着を抑制する。カルプロテクチンは歯周病の免疫において重要な働きをしていると考えられるが,その発現調節機構は不明である。本研究では,歯肉上皮細胞におけるカルプロテクチンの発現調節因子と調節機構について検討を行った。その結果,上皮細胞の分化を促進するIL-1αとカルシウムはS100A8とS100A9の遺伝子とカルプロテクチン蛋白の発現を有意に増加させた。一方,分化を抑制するTGF-βはこのペプチドの遺伝子と蛋白の発現を減少させた。さらに,IL-1α存在下で分化を抑制するレチノイン酸を作用させるとIL-1αによるS100A8/S100A9の遺伝子発現の促進作用は阻害された。さらにカルシウムによる促進作用について転写調節レベルで検討を行うためにS100A8Sと100A9の遺伝子のプロモーター領域を含む欠失変異株を作製し,ルシフェラーゼアッセイを行った。この結果,S100A8Sのプロモーター領域の解析では-765/-722と-256/-111領域の欠失でルシフェラーゼ活性の減少が認められ,S100A9の解析では-188/-53領域の欠失で活性減少が認められた。これらの領域には転写因子C/EBPの結合部位が存在し,IL-1αとカルシウムはDNA C/EBP結合活性を増加させた。これらの結果より,上皮細胞におけるカルプロテクチンの発現は上皮細胞分化調節因子により調節されており,その発現調節には転写因子C/EBPが関与していることが示唆された。歯肉上皮細胞のカルプロテクチン発現調節機構を解明することは抗菌ペプチドを用いた歯周病の免疫療法の開発に貢献すると考えられる。本研究は抗菌ペプチドのカルプロテクチン(MRP8と14の複合体)を用いた歯周病の免疫療法への応用に関連する基礎研究である。口腔上皮細胞におけるカルプロテクチン発現への影響を検討するために,サイトカインや上皮細胞分化関連因子であるTNF-α,IL-1α,IL-1β,IL-6,TGF-β,vitamin D3,retinoic acidとhigh calcium,あるいは歯周病原細菌P.gingivalis由来LPS(P-LPS)を培養した口腔上皮細胞に添加し,RNAを回収後,カルプロテクチンの発現をNorthern blotによりRNAレベルで調べた。その結果,上皮細胞の分化促進が知られているTNF-α,IL-1αとhigh calciumではMRP8と14の両mRNAの促進が見られ,分化抑制を示すTGF-β,vitamin D3とretinoic acidについては発現抑制が認められた。また,炎症関連サイトカインのIL-1βやIL-6もMRP8と14のmRNA発現を促進したが,P-LPSについては単球と異なりその発現への影響は見られなかった。カルプロテクチンは口腔上皮において有棘細胞層のみに存在している。そこで,カルプロテクチンの発現と上皮細胞の分化との関連について蛋白レベルで検討を行うと,IL-1αとhigh calciumにより細胞中のカルプロテクチン量は増加し,TGF-βにより有意な減少が見られた。さらに,分化促進因子のIL-1αと抑制因子のretinoic acidを同時に作用させると,IL-1αは有棘細胞層のマーカー蛋白であるinvolucrinのmRNA発現を増加させ,retinoic acidとの併用によりこの増加の抑制が見られた。

そしてこの2つの因子の作用はMRP8と14の発現についても同様に認められた。さらに,IL-1αにより転写因子であるC/EBPαのDNA結合活性の促進が認められた。これらの結果より,口腔上皮細胞におけるカルプロテクチンの発現は炎症関連因子ばかりでなく上皮細胞分化関連因子によっても調節が行われており,特にIL-1αの促進作用についてはその作用機構にC/EBPαの関与が示唆された。本年度は,ヒト上皮細胞株であるHaCaT細胞を用いて,IL-1α,TGF-β,およびカルシウムが上皮細胞分化指標involucrinの発現に及ぼす影響を検討するとともに,これらの因子がカルプロテクチンのサブユニットであるMRP-8およびMRP-14の合成と分泌に及ぼす影響も同時に調べた。その結果,RT-PCR分析から,IL-1αおよびカルシウムはinvolucrin mRNA発現を促進し,TGF-βは何ら影響を及ぼさないことが明らかとなった。また,Northern blotting分析から,IL-1αおよびカルシウムはMRP-8とMRP-14 mRNAの発現を同様に促進し,TGF-βは抑制することが明らかとなった。このように,上皮細胞の分化に関与するIL-1α,TGF-β,およびカルシウムを作用させた場合の上皮細胞分化因子involucrinの動態とカルプロテクチンの動態が一致していることから上皮細胞におけるカルプロテクチンは分化と何らかの関連性を持ちながら発現するものと考えられた。さらに,カルプロテクチン定量実験から,MRP-8とMRP-14の上皮細胞内での合成量は,いずれもIL-1αおよびカルシウムで増加しTGF-βで減少した。この結果から上皮細胞の分化とカルプロテクチンの発現の関連が一層強く示唆された。ちなみに大部分のカルプロテクチンは上皮細胞画分に認められ,培地中のカルプロテクチン量はどの群もわずかであった。以上より,上皮細胞においてカルプロテクチンが分化発現と関連していることが明らかとなった。(659字)前年度までに,歯肉上皮細胞におけるカルプロテクチン発現が上皮細胞分化促進因子のIL-1αとカルシウムにより増加し,分化抑制因子のTGF-βとレチノイン酸により減少することを明らかとした。本年度は,カルシウムによるカルプロテクチンの促進作用についての転写調節機構を調べた。S100A8とS100A9の遺伝子のプロモーター領域を含む欠失変異株を作製し(-1500/+540A8,-1000/+430A9),細胞にトランスフェクションし,ルシフェラーゼアッセイを行った。この結果,S100A8のプロモーター領域の解析では-765/-722と-256/-111領域の欠失でルシフェラーゼ活性の減少が認められた。一方,S100A9のプロモーター領域の解析では-188/-53領域の欠失でルシフェラーゼ活性が減少した。転写因子DNA結合部位検索の結果,S100A8とS100A9の遺伝子のこれらの領域には転写因子C/EBPの結合部位が存在する。そこで,カルシウム処理細胞より核蛋白画分を抽出し,C/EBPのDNA結合についてゲルシフトアッセイを行った結果,カルシウム処理細胞においてC/EBP DNA結合活性の上昇が見られた。また,IL-1α処理によってもこの活性上昇が見られたが,カルプロテクチン発現を抑制したTGF-βではC/EBP結合活性は減少した。
フラボノイドの局在場所に着目した植物ゲノム防護機構に関する研究

フラボノイドの抗酸化能とその植物内分布に着目した研究を実施し、組織レベルでのフラボノイド分布が異なるシロイヌナズナ変異体を用いた研究で、種子全体のフラボノイド欠損のみならず、種皮のみのフラボノイド異常でもガンマ線照射による生存率の低下や染色体異常頻度の上昇が観察され、種皮フラボノイドがガンマ線感受性に関与することが分かった。また、突然変異そのものを簡便に検出する実験系を提案し、フラボノイドによるゲノム防護機構を検証できることを示した。本研究は、植物が生産する二次代謝産物であるフラボノイドについて、その分子構造に起因する抗酸化能と、植物細胞内におけるフラボノイドの局在場所に着目して、植物体内におけるフラボノイドの新しい生理機能を見出そうとするものである。本年度は、植物体内で様々なフラボノイド分子種パターンを示す材料を使用するために、フラボノイドの合成・蓄積に関する遺伝資源が豊富なシロイヌナズナをモデルとして、全てのフラボノイドを生産・蓄積できるシロイヌナズナ野生型と、フラボノイドを全く生産・蓄積できない変異体、フラボノイドのうちのプロアントシアニジン(タンニン類)を生産・蓄積できない変異体、フラボノイドを液胞に蓄積できない変異体等、材料の選定と単離を進めた。これらの植物材料から粗抽出液を得、吸光度分析やHPLC分析によって各系統に蓄積しているフラボノイドを確認できた。これらのフラボノイドの植物体内機能を評価するために、フラボノイドの分子種やその局在場所に関係なく均一にストレスを付与できるガンマ線を照射し、種子発芽率あるいは照射後一定期間育成させた後の生存率を調査することで、その感受性を評価した。その結果、種子発芽率については各系統間で大きな差異は認められなかったのに対して、生存率については、フラボノイドやプロアントシアニジンを生産・蓄積できない変異体で有意に低下していることが判った。現在、上記のフラボノイド欠損タイプの変異体だけでなく、フラボノイド過剰生産タイプの変異体の利用も検討している。本研究は、植物が生産する二次代謝産物であるフラボノイドについて、その分子構造に起因する抗酸化能と、植物体内あるいは植物細胞内におけるフラボノイドの局在場所に着目して、植物体内におけるフラボノイドの新しい生理機能を見出そうとするものである。本年度は、種子をモデルとして外側(種皮)と中側(胚)におけるフラボノイド分子種パターンが異なるシロイヌナズナ変異体シリーズを用いて、様々な状態の種子におけるガンマ線感受性を評価し、種子におけるプロアントシアニジンなどのフラボノイドの有無がガンマ線照射後の生存率に大きく関わることを見出した。時間軸を考慮した実験によって、今回見出したフラボノイド有無によるガンマ線感受性の変動は、ガンマ線の直接効果より間接効果に起因するところが大きいと考えられた。このことは、フラボノイドが強い抗酸化能を有するというこれまでの知見と一致するもので、研究結果を纏める方向で進めている。一方、植物細胞という視野に立って、細胞内で様々なフラボノイド分子種パターンを有するシロイヌナズナ変異体シリーズを用いて、細胞に対して均一に影響を与えるガンマ線を照射して、その感受性を評価した。その結果、種子で見出されたほどの大きな影響は観察されなかった。各種変異体への突然変異検出マーカーrpsLの導入を完了し、また、DNA損傷の代表格である8-オキソグアニンを検出する系を、連携研究者である赤松憲博士と検証し、照射線量に依存して8-オキソグアニンがどうかすることを確認できる実験系を構築した。各種フラボノイド変異体への突然変異マーカー遺伝子の導入が完了し、その一部についてはガンマ線照射後の突然変異検出実験に着手しており、変異スペクトラムを得つつある。引き続き突然変異スペクトラムを調査する。平成28年度に、研究代表者が他の部署との兼務扱いとなり、当初予定していた実験が計画通り遂行することが困難となったため。本研究は、植物が生産する二次代謝産物であるフラボノイドについて、その分子構造に起因する抗酸化能と、植物体内あるいは植物細胞内におけるフラボノイドの局在場所に着目して、フラボノイドの新しい植物内生理機能を見出そうとするものである。

本年度は、植物種子における外側(種皮)と中側(胚)におけるフラボノイド蓄積パターンが異なるシロイヌナズナ変異体を用いた研究を進展させ、ガンマ線照射種子における電子スピン共鳴(ESR)シグナルを評価した。前年度までに、種子におけるプロアントシアニジンなどのフラボノイドの有無がガンマ線感受性に大きく関わることを見出していたが、ガンマ線に対する感受性が高い系統は、ガンマ線照射後のESRシグナル減衰が弱いことが分かった。また、ガンマ線照射種子から発芽してきた根端細胞を用いた染色体異常を調査し、ガンマ線に対する感受性が高い系統では染色体異常が多く認められる傾向があった。一方で、植物体内で局在するフラボノイドを可視的マーカーとして、植物のゲノム防護機構に迫る研究を実施した。シロイヌナズナのTT4及びTT8遺伝子をヘテロに持つシロイヌナズナを作製し、ヘテロ接合性の消失に基づく遺伝子変異頻度を変異原処理当代で容易に評価する実験系を構築した。本実験系を用いて、育成条件を変えることにより幼苗中のアントシアニンの有無を変化させつつイオンビームやガンマ線による変異原処理を行い、照射植物体が形成する種子におけるtt変異体を選抜した。現在までに約2,000株の照射幼苗を調査したところ、アントシアニンの有無によって変異頻度が大きく変わることはなかった。調査数を拡大することで、アントシアニンの有無によるゲノム防護の程度を更に検討していく予定である。フラボノイドの抗酸化能とその植物内分布に着目した研究を実施し、組織レベルでのフラボノイド分布が異なるシロイヌナズナ変異体を用いた研究で、種子全体のフラボノイド欠損のみならず、種皮のみのフラボノイド異常でもガンマ線照射による生存率の低下や染色体異常頻度の上昇が観察され、種皮フラボノイドがガンマ線感受性に関与することが分かった。また、突然変異そのものを簡便に検出する実験系を提案し、フラボノイドによるゲノム防護機構を検証できることを示した。薬剤誘導性プロモーターを用いたモデル材料について、誘導が上手くかからず、その作製が遅れている。薬剤誘導性プロモーターの使用に代わってフラボノイド高蓄積型変異株群の利用を考え、それらの系統への形質転換も完了している。生存曲線をとり突然変異検出実験へ供試するとともに、DNA損傷検出系を駆使して、フラボノイドとガンマ線感受性の関係を調査する。今年度は主に放射線による影響の評価に焦点を絞った研究を推進し、成果の取り纏めを行う。植物分子遺伝学薬剤誘導性プロモーターを用いたモデル材料の作製を引き続き進めるにあたり、コンストラクトが上手く誘導されない問題に遭遇しているため、異なる誘導コンストラクトの使用や、誘導する遺伝子の変更等を検討している。また、突然変異検出マーカーのモデル材料への導入を進め、感受性と突然変異の関連性を調査する。備品の故障による買い替えといった緊急支出により、消耗品購入計画に若干の変更が生じたため。平成28年度に、研究代表者が他の部署との兼務扱いとなり、当初予定していた実験が計画通り遂行することが困難となったため。
プロテオグリカン糖鎖シグナルを介したHGFの産生誘導と生物活性制御の研究

HGFは肝硬変や劇症肝炎、慢性腎不全等、現在、その根本的治癒法が存在しない種々の難治性疾患に対し有効な治療薬となる可能性が示唆されている。しかし生体内におけるHGFのクリアランスは高く、またその分子サイズも比較的大きいため実際のin vivo投与には多少、問題があることも事実である。そのためHGFそのものではなく体内もしくは傷害臓器においてHGFの産生を強力に促進する、安定かつ低分子な誘導剤の開発が期待される。一方、私たちはこれまでヘパリンがHGF標的細胞においてHGFを補足・活性化させる役割を担っている一方、ヘパリンおよびヘパラン硫酸は種々の線維芽細胞のHGF産生を特異的かつ顕著に促進する、HGF産生誘導因子として作用することを明らかにしている。このような観点よりヘパリンのヘパリチナーゼ分解産物の分画・精製を行い、抗血液凝固活性やリポプロテイン・リパーゼの活性化等のヘパリン固有の生物活性をもたず、HGF産生促進活性のみを特異的に有するヘパリン分子内断片を単離することを試みた。その結果、ある種のヘパリン分解産物が抗血液凝固活性やリボ蛋白リパーゼ活性を持たず、HGF産生誘導活性のみを有することを見い出した。さらにこのヘパリン分解産物のHPLCによる再分画を行ったところ、より高いHGF産生誘導活性を呈する分画を得ることに成功した。今後はこのヘパリン断片の糖鎖構造を決定するとともに、各種疾患モデル動物に対する投与実験を行いin vivoにおけるHGFの産生誘導活性を確認する予定である。