hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
硝酸イオンによる硝酸同化酵素の発現調節機構の解明

ホウレンソウ培養細胞にエチルメタンスルホン酸処理を行ない、ClO_3-を含む選択培地を利用してNR欠失変異株を選抜した。その結果、ClO_3-抵抗性を示す12FとI-1の2株が得られた。この2株はNO_3-を含む培地では生育できなかった。また、この2株はNR活性が野生株に比較して極めて低いレベルであったことから、NR欠失変異株であると考えられる。さらに、NR抗体を用いてNRタンパク質量を測定した結果、12FおよびI-1のNRタンパク質は極めて低いレベルであった。次に、NiRの酵素活性量および酵素タンパク質量を測定した。その結果、培地中へのNO_3の添加により12FではNiR活性は増加し、大最活性量は野生株の最大値の約35%に達した。一方I-1のNiR活性は、培地へのNO_3の添加によって増大しなかった。NiRタンパク質量は、培地へのNO_3の添加により12Fでは増大したが、I-1では増大しなかった。NO_3-を添加した培地での培養0、1及び2日目のホウレンソウ培養細胞から調製した全RNAを用いてノーザンハイブリダイゼーションを行なった。12FのNRmRNA量は、培養0日目に野生株と比較して多量の畜積が観察された。また、12FのNiRmRNAは、培養0日目ではほとん検出されないが、培養日数が進むにつれmRNA量の増大がみとめられた。一方、I-1ではNRmRNA量およびNiRmRNA量ともに極めて低いレベルであった。以上の結果から、12FはNRの構造遺伝子上の変異の生じた構造遺伝子変異株であると推定した。一方、I-1は調節領域に変異の生じた調節遺伝子変異株である可能性が高い。現在までに、高等植物からはNRの調節遺伝子変異株は得られていない。今後、調節遺伝子変異株の可能性の高い、I-1の遺伝子を野生株のそれと比較するなどして、NO_3-によるNRおよびNiRの機能発現を制御する遺伝子の実体を解明していきたい。
ダイオキシン受容体(AhR)の核移行制御機構と細胞内クロストークの解明

ダイオキシンをはじめとする環境ホルモンは、その強い発癌性や内分泌攪乱作用により、社会的、生物学的に重大な関心事となっている。ダイオキシン受容体(AhR)は、熱ショックタンパク質hsp90と複合体を形成して細胞質に存在するが、ダイオキシンが結合すると核内へ移行して種々の遺伝子発現を誘導することにより、ダイオキシンの毒性を仲介する。すなわちAhRの細胞質-核間移行制御機構の解明は、AhRの作用発現調節機構を明らかにするために重要である。本研究では、green fluorescent protein-AhR融合タンパク質発現系を構築し、AhRの核-細胞質間移行制御機構および細胞内クロストークについて、以下のことを明らかにした。1.Hsp90阻害薬は、リガンド依存性AhRの転写活性化作用を阻害することが従来より知られている。しかし、本研究ではhsp90阻害薬自体にAhRの核内移行および核外移行促進作用があることを明らかにした。Hsp90阻害薬によるAhRの核内移行は一過性であり、核内に移行したAhRは遺伝子の転写活性化作用を発揮せず、速やかに核外へ移行した後、proteasomeで分解されることが示唆された。2.AhRの核内移行および核外移行に対する分子シャペロンおよびコシャペロンの作用を検討した。AhRのリガンド依存性核内移行は、hsp90,hsc70,p60およびhsp40の細胞内および核内過剰発現によって影響されなかった。しかしリガンド除去後のAhRの核外移行はこれらの分子により阻害され、AhRの核内局在は、核内hsp90,hsc70,p60およびhsp40によって制御されていることが明らかになった。AhRはこれらの分子シャペロンおよびコシャペロンを介して他の核内受容体、情報伝達系タンパク質とクロストークしていることが示唆される。ダイオキシン受容体(AhR)は、hsp90と複合体を形成して細胞質に存在するが、ダイオキシンが結合すると速やかに核内へ移行して種々の遺伝子発現を誘導することにより、その生物学的作用を発揮する。すなわちAhRの細胞質-核間移行制御機構の解明は、内分泌攪乱物質の細胞内メッセンジャーとしてのAhRの作用を明らかにするために重要である。本年度の研究では、AhRの核内移行および核外移行に対する分子シャペロンおよびコシャペロン(hsp90,hsc70,p60,hsp40,p23)の作用について検討し、以下のことを明らかにした。2.AhRのリガンド依存性核内移行速度は、hsp90,hsc70,p60,hsp40およびp23の細胞内および核内過剰発現によって影響されなかった。3.リガンド除去後のAhRの核外移行は、hsp90,hsc70,p60およびhsp40の核内過剰発現によって抑制されたがp23よっては影響されなかった。以上の結果から、AhRの核内局在は、核内hsp90,hsc70,p60およびhsp40によって制御されている可能性があることが明らかになった。
4次元DCNNを用いたEOB-MR画像における肝結節性病変自動検出システムの開発

今年度実行した内容は下記の3項目である。(1)肝臓のセグメンテーションFC-ResNetによる肝臓抽出をでは症例数を増やし30症例で学習,10症例でモデルのパラメータを決定し,20症例でテストを行った.本手法では病変の位置も含めた肝臓抽出が可能であり,Dice係数0.944と高精度かつロバストな抽出が可能となった.本手法を論文に投稿しIJCARSにePub-ahead of printとなった.(2)肝結節性病変の検出入力を5時相とする4D-DCNNでの病変検出をおこない1症例当たりの偽陽性が13.1個のとき感度50%の結果をCARS2018にて発表した。(3)データベースの拡充210症例分の病変ラベルデータを作成することができた。また,肝臓のセグメンテーションのため60症例分の肝臓ラベルを作成した。本研究の前段階である肝抽出についての論文が採択された。また,200症例以上のデータベースを作成することができた。さらに,肝結節性病変の検出についての初期成果を国際会議で報告できた。ロバストな肝抽出法と4D-DCNNによる肝結節性病変の抽出を組み合わせて,病変の検出精度の工場を図り,さらなる検出精度向上のためパッチベースでの病変ラベルの抽出を行う。(1)肝臓のセグメンテーション本研究の前段階として肝臓のセグメンテーションを2手法(1ルールベースによる手法,2FC-ResNetによる手法)で行った。1ルールベースによる手法は3時相の画像を使用し,12症例でDice係数0.87という結果であった.しかしながらコンシステンシーテストであるため,肝臓の染まりが悪いなど12症例にない性質をもつ症例に対応できないこと,病変の位置が肝表面にある場合,病変が肝臓外となってしまうことなどの問題点があった。一方,2FC-ResNetによる肝臓抽出では症例数を増やし30症例で学習,10症例でテストを行った.本手法では病変の位置も含めた肝臓抽出が可能であり,Dice係数0.91と高精度かつロバストな抽出が可能となった.2の成果は現在論文にまとめているところである。(2)肝結節性病変の検出初期検出として肝細胞相のみの画像を使用した3D-DCNNにより病変の検出を試み,1症例当たりの偽陽性数が59.8個のとき感度58.5%であった(本成果については国際会議に報告済みである)。入力を5時相とする4D-DCNNでの病変検出では1症例当たりの偽陽性が13.1個のとき感度50%であり大幅に精度が向上した。この成果を次年度の6月に国際会議であるCARS2018にて発表予定である。(3)データベースの拡充当初の予定では100症例分の病変のラベル画像作成を目標としていたが,120症例分のデータを作成することができた。また,肝臓のセグメンテーションのため50症例分の肝臓ラベルを作成した。本研究の前段階である肝抽出をロバストに行うことが可能となった。また,肝結節性病変の検出についての初期成果を国際会議で報告することができた。ロバストな肝抽出法と4D-DCNNによる肝結節性病変の抽出を組み合わせて,病変の検出精度の工場を図る。また,当初の目標であった100例の正解ラベルの作成は達成したため,さらなる大規模データベースの構築を進める。次年度に英文校閲,PC購入を検討しているため繰り越した。次年度に英文校閲を検討しているため繰り越した。
非ウイルス性遺伝子導入を用いた皮弁血流安定化と生着域拡大の実現に向けた研究

個々の皮弁には、その生着面積に制限がある。生着可能な領域を超えた皮弁を挙上すると、生着領域外である皮弁の遠位は血流が不十分となり、虚血から壊死に至る。皮弁と移植床との間に新たな血管網が再構築されると、移植した皮弁は、本来の皮弁への血流が途絶えたとしても移植床からの血流で栄養されるため壊死することは無い。我々は、皮弁挙上の前に、虚血耐性に関与する因子を非ウイルス性遺伝子導入を用いて予め局所に投与することで、皮弁と移植床との間の血管網が再構築されるまでの期間、虚血に耐えることが可能となり、その結果、壊死を回避して皮弁生着域の拡大効果が得られるという仮説を立てた。Minicircle (MC)は、非ウイルス性のDNAで、ΦC31を介した分子内組換えにより、元となるPlasmid DNAから作製される。通常のPlasmid DNAと異なりバクテリア由来の複製開始点や抗生物質耐性遺伝子を有さない。また、メチル化やサイレンシングなどの影響を受けないため、MCからの発現は長期間持続するとされる。我々は、ストレスタンパク質の一群であるheat shock proteinに着目し、heat shock protein32 (HSP32)遺伝子を組み込んだMCを作製した。in vitroでは、HSP32遺伝子を組み込んだMCをNIH3T3細胞に導入したところ、細胞増殖が著しく抑制され、致死に至らない程度の強いストレスが加わった影響と考えられた。in vivoでは、マウス背部にHSP32遺伝子を組み込んだMCを局所投与し、3日後に虚血皮弁を作製して皮弁生着域を評価した。HSP32遺伝子導入群では、コントロール群と比較して皮弁の生着面積が有意に拡いことが確認され、HSP32の発現上昇が、虚血による細胞障害を軽減することで、細胞の生存ひいては皮弁の生着域拡大に有利に働く可能性が示唆された。皮弁と移植床との間に新たな血管網が再構築されると、移植した皮弁は、本来の皮弁への血流が途絶えたとしても移植先からの血流で栄養されるため壊死することはない。虚血耐性に関与する因子の中から、はじめに、hypoxia-inducible factor-1 alpha: HIF-1 alphaを用いてin vitroの実験を行った。遺伝子導入に使用する非ウイルス性DNAはGFP co-expressionタイプを選択した。予備実験で得られた結果から、非ウイルス性DNAの導入効率が比較的高いマウス線維芽細胞に作成した非ウイルス性DNAを導入してGFPの発現を経時的に観察した。その結果、HIF-1 alpha遺伝子の導入効率は約25%、発現持続期間は12日間であった。今後、heat shock protein 32 : HSP32を用いたin vitro実験の結果が揃い次第、マウスを用いたin vivo実験を行う予定である。勤務先が異動になり、研究に費やす時間を確保することが極めて困難な状況となったことが原因である。異動先の病院では、新規に診療科を一人で立ち上げることを要求されたため、平成27年度はその大半を臨床に費やすこととなり、当初の研究実施計画から遅れている。個々の皮弁には、その生着面積の大きさに制限がある。虚血耐性に関与する因子の中から、はじめに、hypoxia-induced factor-1 alpha: HIF-1 alphaを用いてin vitroの実験を行った。予備実験で得られた結果から、非ウイルス性DNAの導入効率が高いマウス線維芽細胞に作成した非ウイルス性DNAを導入してGFPの発現を経時的に観察した。次に、heat shock protein 32:HSP32を非ウイルス性DNAに挿入した。今後、HSP32を用いてin vivo実験を行う予定である。平成27年度は異動に伴い研究環境の整備に時間を要した。実験の開始時期が遅れたため、平成28年度も当初の研究実施計画から遅れている。平成27年4月の兼務先の異動に伴い研究環境の整備に時間を要した。

実験の開始時期が遅れたため、平成29年度も当初の研究実施計画から遅れている。個々の皮弁には、その生着面積に制限がある。生着可能な領域を超えた皮弁を挙上すると、生着領域外である皮弁の遠位は血流が不十分となり、虚血から壊死に至る。皮弁と移植床との間に新たな血管網が再構築されると、移植した皮弁は、本来の皮弁への血流が途絶えたとしても移植床からの血流で栄養されるため壊死することは無い。我々は、皮弁挙上の前に、虚血耐性に関与する因子を非ウイルス性遺伝子導入を用いて予め局所に投与することで、皮弁と移植床との間の血管網が再構築されるまでの期間、虚血に耐えることが可能となり、その結果、壊死を回避して皮弁生着域の拡大効果が得られるという仮説を立てた。Minicircle (MC)は、非ウイルス性のDNAで、ΦC31を介した分子内組換えにより、元となるPlasmid DNAから作製される。通常のPlasmid DNAと異なりバクテリア由来の複製開始点や抗生物質耐性遺伝子を有さない。また、メチル化やサイレンシングなどの影響を受けないため、MCからの発現は長期間持続するとされる。我々は、ストレスタンパク質の一群であるheat shock proteinに着目し、heat shock protein32 (HSP32)遺伝子を組み込んだMCを作製した。in vitroでは、HSP32遺伝子を組み込んだMCをNIH3T3細胞に導入したところ、細胞増殖が著しく抑制され、致死に至らない程度の強いストレスが加わった影響と考えられた。in vivoでは、マウス背部にHSP32遺伝子を組み込んだMCを局所投与し、3日後に虚血皮弁を作製して皮弁生着域を評価した。HSP32遺伝子導入群では、コントロール群と比較して皮弁の生着面積が有意に拡いことが確認され、HSP32の発現上昇が、虚血による細胞障害を軽減することで、細胞の生存ひいては皮弁の生着域拡大に有利に働く可能性が示唆された。平成28年度は、研究に充てる時間の確保を最優先とした勤務体制を確立することで、当初の研究実施計画を遂行することは十分可能と考える。in vitroの実験はほぼ計画通りに進んでいる。速やかにin vivo実験を開始することで、当初の研究実施計画を遂行することは十分可能と考える。平成30年度は、研究に充てる時間の確保を最優先とした勤務体制を確立することで、当初の研究実施計画を遂行することは十分可能と考える。勤務先が異動になり、平成27年度は実験を遂行することが困難な状況に置かれたため、海外の研究協力者に実験を依頼した。そのため、直接経費を使用する必要性がなかったので、次年度に持ち越しとなった。勤務先が異動になり、実験を遂行することが困難な状況であったため、海外の研究協力者に実験の一部を依頼した。兼務先の異動に伴い平成27年度および平成28年度は実験を遂行することが困難な状況に置かれたため研究の開始時期に遅れが生じ、次年度に持ち越しとなった。研究開始後は概ね計画通りに進んでいる。in vitro実験の結果が揃い次第、マウスを用いたin vivo実験を行なう予定である。今後の実験は全て国内で行う予定である。また、すでに得られた実験結果についても再現性を確認する実験をあらためて行う。
東アフリカ・マー語系社会における物質文化と商品経済の変遷に関する人類学的研究

本研究は、マー語系に属するケニア中北部の牧畜民サンブルをおもな対象として、物質文化と商品経済の相互関係、およびその歴史的変遷を、彼らの思考様式の側から捉えることを目指す人類学的研究である。平成15年度は、平成16年1月1日から2月22日にかけて、ケニアに海外出張し、サンブルを対象とした調査研究を実施することが出来た。昨年度調査においては、ロロキ郡、バラゴイ郡、ワンバ郡において選択した各世帯を対象として、物質文化の広域サーヴェイを実施したが、本年度も同じ世帯を訪問して、その補充調査を行った。また。サンブルの家屋における廃物利用状況を分析するために、バラゴイ群において、特定家屋の建材全点にナンバリングを行い、その建材の入手元をインタビュー調査した。さらに、サンブル県内の廃物利用と修繕技術に関する広域調査を実施し、プラスチック修理師、鍛冶師、木工師、タイヤシューズ職人などに民俗技術の実演を依頼し、マルチメディア資料として記録した。以上の調査の結果、廃物利用と修繕技術が、植民地期以降のサンブルの物質文化のなかに極めて大きな割合を占めていることが解明できた。とりわけ、プラスチック修理師、鍛冶師、タイヤシューズ職人らは、サンブルが遊動の際に集落跡に残していった使用済みの商品(ポリタンク、鍋等)や自動車の部品(バッテリー、古タイヤ)の廃物利用を前提とした技術を熟成しており、彼らが用いる使用道具も、また廃物利用によって自作したものが多いことがわかった。彼ら専門の職人の技術は、それ以外の人々にも模倣され、商品経済と密接に結びついた現在のサンブルの新物質文化を形成していったと考えられる。今後は、サンブルの経済観や物質認知様式等の広範な社会文化的事象と上記成果を照合する作業を進め、廃物利用の豊饒性を提示することによって、従来の人類学における「貧困の文化」論を見直すことを企画している。平成14年度は、年度前半に関連文献の購読を行い、年度後半の12月30日から3月28日にかけて、ケニアに海外出張し、サンブルを対象とした調査研究を実施することが出来た。本年度の調査研究においては、ロロキ郡の特定の世帯を対象として世帯経済の調査を行い、家畜および現金の収支に関する資料を収集することが出来た。また、ロロキ郡、バラゴイ郡、ワンバ郡において選択した各一世帯を対象として、その世帯が保有している物品の全品目(伝統的な民具と購入された工業製品の両方を含む)を共通項目のもとに調査する物質文化の広域サーヴェイを実施した。研究の結果、解明できたおもな事項は以下の4点である。1.現在、サンブルが保有している物品は、サンブル自作の民具、鍛冶師による鋳造品、工業製品の三つに大別できるが、日常的には、これら各種の物品が組み合わさりながら併用されている。2.サンブルの廃物利用は、彼らの物質文化の極めて大きな部分を占めており、道端や廃屋で偶然拾った物品を、別の用途に読みかえて使用する行為が、既に慣習化している。3.サンブルの商品購入は、旱魃の時期にかなり集中しており、経済的には最も貧窮化する時期に消費行動が活発化している。4.近年、物品の修理をめぐる新しい民俗技術が開発されており、職業的な修理師が各地で活躍している。これらの成果から、サンブルの物質文化は、新入の商品を、在来の物質文化体系との類比によって把握し、既存の生活枠組みのなかに編入していく点に特徴があることが解明できた。来年度は、とくに廃物利用と修理技術に重点化した調査研究を実施して、動態的物質文化論を構築したいと考えている。また。

今後は、サンブルの経済観や物質認知様式等の広範な社会文化的事象と上記成果を照合する作業を進め、廃物利用の豊饒性を提示することによって、従来の人類学における「貧困の文化」論を見直すことを企画している。
グルタチオン合成酵素のサブドメイン交換による基質特異性の変換

グルタチオン合成酵素のArgー55からIleー96までのサブドメインと、マウス由来のジヒドロ葉酸還元酵素のGlnー47からLeuー89までのサブドメインとを入れ換えた。キメラジヒドロ葉酸還元酵素の遺伝子dgdを作成した。このキメラ遺伝子を大腸菌で発現させたところ、インクルージョン体を形成して不溶化したために精製や活性の測定を行なうことができなかった。そこで、はじめに不溶性キメラ酵素の精製をSDSー電気泳動でおこなったのち、可溶化することにした。電気泳動ゲルからキメラ酵素部分のゲルを切り出して、8M尿素によってゲルから抽出した。次いで、SDSの除去をおこなってから、透析により尿素を段階的に除去することにより可溶化に成功した。このキメラ酵素のジヒドロ葉酸還元活性を測定したところ、1.2unit/mgであった。これは野生型ジヒドロ葉酸還元酵素の活性の0.1%にあたる。しかし、このようにして単にサブドメインを入れ換えて作成したキメラ酵素では、もとの野生型酵素とくらべてアミノ酸残基の挿入、欠失が生じている。そこで、キメラ酵素遺伝子dgdにsite-directed変異をおこなって、Pheー60の削除とArgー71の挿入を行なったキメラ酵素遺伝子dgd-frを新たに作成した。このキメラ遺伝子の発現、精製、可溶化を同様におこない、3.0gの菌体から1.5mgの精製キメラ酵素DGD-FRを得ることができた。得られたDGD-FRの酵素活性を測定したところ4unit/mgであった。すなわち、グルタチオン合成酵素とジヒドロ葉酸還元酵素のアミノ酸配列を比較したときの挿入、欠失を補正することにより、約3倍の活性向上がえられたことになる。これらの結果は、アミノ酸配列の疎水性プロフィールや電荷分布を改良することにより、キメラ酵素の活性と基質特異性を向上させることが可能であることを示している。このように、本研究はサブドメイン交換によるキメラ酵素作成、可溶化、精製ならびに活性の改変をはじめておこなったことになる。大腸菌由来のグルタチオン合成酵素(GSH-II)のATP結合サブドメインを形成しているTrp66からArg86までのペプチド鎖を,マウス由来ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)のNADP結合サブドメインを形成しているTrp58からArg78までと互いに入れ換えたキメラ酵素タンパク質を作成することを試みた. GSH-IIとDHFRの間でアミノ酸配列を入れ換えることができるように,それぞれの遺伝子上にsite-directed mutagensisによって制限酵素サイトを導入した後,対応する遺伝子フラグメントを切り出して,入れ換えたキメラ酵素遺伝子を作成した.キメラ酵素遺伝子は制限酵素による切断で選抜し, dideoxy法によりそのDNA塩基配列を確認した.キメラGSH-II遺伝子はtac-promoter下にクローニングし,大腸菌JM105株で発現させた.野生型酵素およびキメラGSH-IIはそれぞれ菌体総タンパク質の約48%, 27%発現した.しかし,野生型酵素タンパク質は可性性であり酵素活性を示したのに対し,キメラGSH-IIタンパク質はinclusion bodyを形成し,その酵素活性を調べることはできなかった.DHFRにGSH-IIのフラグメントを入れたキメラDHFRの遺伝子も作成し,同様の方法で大腸菌での発現を試みたが,発現は極めて少なかった.

そこで,真核生物のタンパク質でも多量に発現することが可能であると報告されている,多コピープラスミドにクローニングして大腸菌で発現させたところ,発現率は14%, 3%にまで上昇した.しかしこの場合にも,やはりキメラDHFRタンパク質はinclusion bodyを形成した.現在これらキメラ酵素タンパク質の可溶化について実験条件を検討中である.また,次年度はアミノ酸残基の置換変異型タンパク質やキメラタンパク質においてしばしば観察される,このようなinclusion bodyの生成原因を明らかにするために,入れ換えるペプチドの長さを種々変えてキメラGSH-II DHFRタンパク質を作成し,可溶性との関連を調べる予定である.前年度はサブドメインを入れ換えたキメラ遺伝子(dgd)を作成したが、高発現プラスミドにサブクローニングして大腸菌で発現したところ、不溶性のタンパク質となって精製および活性の測定ができなかった。そこで本年度は、不溶性のキメラ酵素の可溶化と精製を試みた。電気泳動による精製をさきにおこなってから可溶化することにした。不溶性キメラ酵素のSDSー電気泳動をおこなったのち、キメラ酵素部分のゲルを切り出して精製した。次いで、ゲルから8M尿素で抽出、SDSの除去をおこなってから、透析により尿素を段階的に除去することにより可溶化に成功した。このキメラ酵素のジヒドロ葉酸還元活性を測定したところ、1.2unit/mgであった。これは野生型ジヒドロ葉酸還元酵素の活性の0.1%であった。ところで、グルタチオン合成酵素とジヒドロ葉酸還元酵素のアミノ酸配列を並べてみると、入れ換えたサブドメイン部分でアミノ酸残基の挿入欠失が見られることから、単にサブドメインを入れ換えたキメラ酵素ではアミノ酸配列の疎水性プロフィールが壊れていることがわかった。そこで、キメラ酵素遺伝子dgdにsiteーdirected変異をおこなって、Pheー60残基の削除とArgー71残基の挿入を行ったキメラ酵素遺伝子dgdーfrを新たに作成した。このキメラ遺伝子の発現、精製、可溶化を同様におこない、3.0gの菌体から1.5mgの精製キメラ酵素DGDーFRを得ることができた。得られたDGDーFRの酵素活性を測定したところ4unit/mgであった。すなわち、疎水性プロフィールを改善することによって、約3倍の活性向上がえられた。このことは疎水性プロフィールのみならず、アミノ酸残基の電荷の種類や分布も基質特異性を決定している構造因子であることを示している。このように、野生型酵素に比べると、その活性はまだまだ低いものの、本研究はサブドメイン交換によるキメラ酵素作成、可溶化精製をはじめて実験的に成功したことになる。
人工骨－母床骨界面の物理化学的インターフェイス制御による骨系細胞の活性化

本研究は代表的なセラミックス人工骨補填材であるハイドロキシアパタイト(HAp)およびβ型リン酸三カルシウム(βTCP)の機能性向上と機能性向上に寄与する因子を基礎学術的に明らかにすることを目的としています。この目的を達成するために、当該年度においては、細胞実験および動物実験に用いることができるサイズや形状を有したHApおよびβTCP粒子の作製手法を確立するとともに、HApおよびβTCP粒子の機能性向上に寄与すると考えられる物理的および化学的表面構造制御について検討しました。試料表面の物理的構造制御について、当該年度は主に水熱処理を検討しました。水熱処理条件(反応温度や水溶液のpH)を探索することによって、HApやβTCP試料表面のナノーマクロ微細構造が制御できる可能性を見いだしました。試料表面の化学的構造制御について、当該年度はHApやβTCP試料の結晶性が制御できる可能性を見いだしました。まず、低結晶性試料を合成し、その後、これより高い種々の温度で熱処理することにより結晶性の異なる試料を合成しました。HApについては低温で硬化するアパタイトセメントに着目しました。まず、低結晶性で単一相のHApを得るためのアパタイトセメント硬化体の水熱処理条件を明らかにしました。次に、得られた低結晶性HApを種々の温度で熱処理することで結晶性を制御したHApを作製しました。低結晶性βTCPの合成については、水熱処理によるαTCPからβTCPへの相変換を試みました。その際、構造安定化因子であるMgイオンを含む酸性溶液を用いて水熱処理することがβTCPへの相変換に有効であることを見いだしました。α型リン酸三カルシウム(αTCP)の硬化反応を応用したW/Oエマルジョン法により、200-1000μmサイズの粒径を有するHAp球状粒子を作製しました。これを1300°Cで焼成し、高温安定型のαTCPに相変換させた後、α,β転移温度(800-1000°C)以下で再加熱処理する手法でβTCP球状粒子を作製しました。表面の物理的構造制御については、主に水熱処理を検討しました。反応温度や水溶液のpHといった処理条件の探索によりHApやβTCP試料表面のナノーマクロ微細構造が制御できる可能性を見いだしました。表面の化学的構造制御については結晶性の異なる試料の合成を試みました。リン酸四カルシウム(TTCP)-リン酸水素カルシウム(DCPA)系のアパタイトセメント硬化体(モル比:Ca/P=1.67)を200°Cで水熱処理することによって低結晶性ハイドロキシアパタイト(HAp)単一相が得られること、これを種々の温度で熱処理することにより結晶性の異なるHAp試料が作製できることを明らかにしました。さらに、高温焼成したαTCPを構造安定化因子であるMgイオンを含む酸性溶液中で200°C, 24時間水熱処理することにより低結晶性βTCPが得られることまで明らかにしています。以上の進捗より、当初の計画通り概ね順調に進んでいると自己評価しています。当該年度に作製が完了した試料について、順次in vitro細胞活性評価やin vivo病理組織学的を進めます。表面の物理的構造制御については、新たにレーザー加工による検討を追加します。表面の化学的構造制御については、炭酸イオン含有量制御とイオン徐放機能付与について検討致します。さらに、骨組織と材料表面のインターフェイスをより厳密に評価するために、顆粒状試料だけでなくバルク試料の利用についても新たに検討を開始します。バルク試料の作製にあたっては3Dプリンタを用いて鋳型を作製し、骨欠損部位にフィットする骨補填材のサイズおよび形状の作製に取り組む予定です。

これを1300°Cで焼成し、高温安定型のαTCPに相変換させた後、α,β転移温度(800-1000°C)以下で再加熱処理する手法でβTCP球状粒子を作製しました。表面の物理的構造制御については、主に水熱処理を検討しました。反応温度や水溶液のpHといった処理条件の探索によりHApやβTCP試料表面のナノーマクロ微細構造が制御できる可能性を見いだしました。表面の化学的構造制御については結晶性の異なる試料の合成を試みました。リン酸四カルシウム(TTCP)-リン酸水素カルシウム(DCPA)系のアパタイトセメント硬化体(モル比:Ca/P=1.67)を200°Cで水熱処理することによって低結晶性ハイドロキシアパタイト(HAp)単一相が得られること、これを種々の温度で熱処理することにより結晶性の異なるHAp試料が作製できることを明らかにしました。さらに、高温焼成したαTCPを構造安定化因子であるMgイオンを含む酸性溶液中で200°C, 24時間水熱処理することにより低結晶性βTCPが得られることまで明らかにしています。以上の進捗より、当初の計画通り概ね順調に進んでいると自己評価しています。当該年度に作製が完了した試料について、順次in vitro細胞活性評価やin vivo病理組織学的を進めます。表面の物理的構造制御については、新たにレーザー加工による検討を追加します。表面の化学的構造制御については、炭酸イオン含有量制御とイオン徐放機能付与について検討致します。さらに、骨組織と材料表面のインターフェイスをより厳密に評価するために、顆粒状試料だけでなくバルク試料の利用についても新たに検討を開始します。バルク試料の作製にあたっては3Dプリンタを用いて鋳型を作製し、骨欠損部位にフィットする骨補填材のサイズおよび形状の作製に取り組む予定です。
早期菌状息肉症細胞の免疫学的微少環境におけるアポトーシスを含む形態学的研究

T-cell receptor(TCR)β鎖の再構成を示すリンパ腫細胞を形態学的に同定するpolymerase chain reaction(PCR) in situ法を完成させ、パラフィン切片にて数例を試みた。方法はまず、菌状息肉症の新鮮凍結材料を用いて、reverse transcriptase(RT)-PCR法(Yumoto, et al: Virchow Archiv 1995; 425:11)により陽性バンドを確認し、そのバンドをゲルから切り放してsequencingを行い、配列を決定した。その配列より改めてPCR用のprimerを決定し、さらにそのprimer間の配列からin situ hybridization用の標識probeを作成した。こうして新たに作成されたPCR用のprimerとin situ hybridizatioin用の標識probeを用いて、数例の菌状息肉症の生検材料のパラフィン切片にNuonoのプロトコール(PCR in situ hybridization: protocols and applications. Thrid Ed, New York, Raven Press, 1997)に則りTCRβ鎖のPCR-in situ法を施行した。その結果、標本の荒廃が激しいものも陽性所見をえることができた。今後は試行を繰り返し、周縁細胞および組織との関連が検討できうる形態像の保存をめざす。初年度に当たる本年は複雑で多様性のある,T-cell receptor(TCR)β鎖再構成のpolymerase chain reaction (PCR)in situ法の完成を目指した.PCR in situ法の大筋はNuovoのプロトコール(PCR in situ hybridization:protocols and applications,Third Ed,New York,Raven Press,1997)に則り,PCR装置(Atto社)にプレパラートの載せられるアルミブロックを装着してDNAの増幅を行った.primerとしてはPCR法にてTCRβ鎖の再構成をパラフィン切片を利用して証明したDissら(J Clin Pathol48:1045,1995)と同じものを作成し,その後は当教室で行っているin situ hibridization(ISH)法を踏襲した.形態学的研究にはホルマリン固定パラフィン包埋材科が形態保存に優れているが,DNAの保存状態は悪い.そこで以下のような工夫を取り入れた.PCR用のチャンバーは山王ら(臨床検査42:996,1998)の提唱した2枚のスライドグラスの間にマニキュアで厚みをつくり,パップペンで囲んで封じ込め,周辺をミネラルオイルでシールした.ISH時にはhybridizationの際に乾燥しないようにprobe液にカバーグラスをかけたあとペーパーボンドでまわりを覆った.ISH用のhybridization probeはPCR-DIGプローベ合成キット(Boehringer Mannheim社)を用いて作成した.いきなり菌状息肉症の初期病変で行うと標的細胞が乏しいため,pilot studyとしてMT2 cellを培養して半分を使ってホルマリン固定パラフィン包埋のセルブロック作成した.残りの半分からDNAを抽出してPCR法により増幅して泳動により陽性バンドを確認してから,陽性に出たprimer setを使ってPCR in situ法を試みた.アルカリフォスファターゼで発色させたところ,一部の細胞に陽性所見が得られた.今後さらに改良を加えこの同定法を確実なものとし,菌状息肉症の初期病変に応用していきたい.
ロールモデル供給を核とした技術系女子学生向けキャリア教育の開発

近年、技術系女子学生が卒業後専門職についたとしても就労を断念するケースが半数以上にものぼり、社会的な損失になっている。これは女子学生が在学時に技術系専門職への展望をもてず、キャリアの見通しを立てることができないことが一因ではないかと考えられる。そこで技術系女子学生向けキャリア教育において、ロールモデル供給のあり方がカギになるのではないかという仮説を立て、高専を事例として技術職員の立場から効果のあるキャリア教育方法を模索することを目的とした。まずこれまで断片的に観察されてきた女子学生のキャリア形成・構想上のつまずき事例および技術系専門職としてのロールモデル獲得の成功・失敗事例を網羅的に収集した。女性はライフイベントの影響を受けやすいことや高専の多様性などを考慮し、対象者を30代後半以上の津山高専女性卒業者に限定した。今年度は正職員・パート勤務・主婦など調査協力者10名に対して聞き取り調査を行った。聞き取り調査後、収集された事例の分析を行った。初職を継続しているのは4名であり、長期的な正規職は6名と就労意欲は高かったものの、正規技術系専門職への就労はそのうち2名であることがわかった。これは専門職としての就労を不可能にする社会環境と卒業生個人に内面化されたジェンダー意識(性別役割意識)が原因と考えられる。このうち性別役割意識はキャリア教育の課題であると考えられる。また正規技術系専門職への就労は少なかったものの、津山高専での被教育経験に対して当事者としての満足度は高いことがわかった。そのため、津山高専のもつ機能として「技術系専門職」の教育機能だけではなくカリキュラム外教育を含めた教養教育機能が大きい役割を果たしている可能性が考えられる。ただし、これ自体は津山高専の独自な性質かもしれない。本研究の成果を2017年度日本高専学会第23回年会において報告し、その際に立高専の教職員と広く成果共有を図ることができた。また津山高専校内の発表会においても副校長や主事、教員と成果共有を図ることができた。今後はこうした事例の蓄積を積み上げ、長期的・継続的に調査を行うことが大切である。
フィールド実験を用いた保険、投資、消費の分析

研究1 "Demand for temperatureand rainfall index insurance in India,"について、申請者が実際に調査地・インドにおいて行った保険販売実験データと家計調査データを用い、気温保険・降水量保険の需要とサンプル家計の社会経済的出自の関係性を計量経済学的に分析した。9月末に改訂要求を得たため、大幅な改訂を行い、再投稿、2度目の改訂要求後に再改訂を行い、採択された。2019年5月号に掲載予定である。研究2“Direct and indirect impacts of index-based livestock insurance in southern Ethiopia"について、エチオピアにて2012年から販売している牧畜民向け家畜保険を取り上げた。現地での生計である牧畜は、干ばつの影響で深刻な影響を受けるため、衛星写真を用いた植生指数をインデックスとした家畜保険が年2回・過去6回販売された(販売実験を含む)。この保険により所得・資産・消費等の生計に与えたインパクトを計量経済学的に分析した。10月初めに改訂要求を得たため、大幅な改訂を行い、再投稿、2度目の改訂要求後に再改訂、再提出を行い、採択された。2019年6月号に掲載予定である。研究3 "Financial inclusion and femaleempowerment: Evidencefrom Honduras"について、ホンジュラスにおいて行われた金融教育研修が女性の社会参画に与えた影響について分析した。3月にWestern Economic Association Internationalにて報告を行った。ここで得られたコメントを元にさらなる改訂を行った。研究4「昭和初期における農業家計データの整備」について、データベースの作成を開始した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
リバースエンジニアリングの地盤工学的利用～地盤プロトタイプの作製と力学評価～

地盤を構成する粒子の形状や配列といった微視構造の影響を評価する手法として,X線CTスキャンにより得られた礫の三軸供試体の3次元画像を画像処理した後,3Dプリンターを用いて,微視構造の等しい供試体の復元を試み,その力学特性を調べた.本研究では,礫粒子からなる三軸供試体を対象として,供試体を復元し,それを用いた三軸圧縮試験および所定の試験ステップでのX線CTスキャンを実施した.三軸圧縮挙動の比較から,礫供試体と復元供試体には最大せん断応力等に定量的な違いがあるものの,復元供試体が粒状体としての典型的な挙動を示すことがわかった.本研究は,地盤供試体が持つ土粒子の配列構造を,X線CTおよび3次元造形装置を用いて復元し,微視的な構造の違いによる影響を考慮可能な新たな力学特性評価手法の確立を目的とするものである.初年度には,粒径510mm程度の礫材を対象として,これを三軸モールドに充填し,X線CTによる画像取得および三軸圧縮試験を実施した.得られたX線CT画像を適切に画像処理し,処理された画像をもとに地盤レプリカを作製した.地盤レプリカについて,同じくX線CT試験および三軸圧縮試験を行った.得られた2試料のX線CT画像を用いて粒子解析を実施した.画像上で識別された個々の粒子の各パラメータ(形状,体積,長軸・短軸傾き等)を,両試料で比較して,復元による幾何学的な再現性を検証した.粒子解析やX線CT画像の観察結果から,プロトタイプ供試体の粒子および空隙の形状および配置が,3次元造形により良く再現できることを明らかにした.一連の実験より,復元された地盤レプリカが,もとの礫材同様に拘束圧依存性やダイレタンシー挙動といった粒状体特有の力学特性を有することを確認した.これは,3次元造形によって,幾何学的な形状や配置だけでなく,粒状体の力学特性を再現できることを意味している.また,地盤レプリカを複数個作製し,同条件で実施した三軸試験結果から,粒子配列が等しく復元されることによって,粒子配列が異なる場合と比較して,応力ひずみ曲線のばらつきが小さくなるという結果を得た.初年度には,地盤レプリカを作製するためのデータ取得(X線CT試験および適切な画像処理方法の検討)および試作的な造形を予定していた.実際には,「研究実績の概要」の通り,次年度に予定していた地盤レプリカを用いたX線CT試験および三軸圧縮試験の実施まで進むことができた.地盤構造物の設計等で用いられる地盤の力学パラメータを知るために,一般的に室内要素試験(例えば,三軸圧縮試験,圧密試験,透水試験等)が実施されるが,圧縮試験等のような破壊試験を伴うために,複数の供試体が必要となる.この場合,使用する土試料,供試体作製方法(原位置サンプルの場合には,そのサンプリング方法)および供試体の間隙比が同じ供試体であれば,それらを等価な供試体として取り扱ってきた.しかし,このような巨視的に等価な供試体でも,それを構成する粒子の形状や配列がそれぞれ異なるため,微視的には異なる構造を持っている.その結果,巨視的には等価な供試体を用いて試験を実施しても,微視的な構造の違いに起因するばらつきが試験結果には常に内包されている.そして,そのばらつきが本来知りたい試験条件(例えば,拘束圧,異方性,飽和度等)の影響を不明瞭なものにしていると考えられるが,微視構造の影響を評価する方法は,現在までのところない.本研究では,微視構造の影響を評価する手法として,X線CTスキャンにより得られた礫の三軸供試体の3次元画像を画像処理した後,3Dプリンターを用いて,粒子の形状および配列の等しい供試体(以下,復元供試体という)の作製を試みた.その後,複数の復元供試体について三軸圧縮試験を実施し,力学特性を調べた.復元供試体と元の礫供試体の力学挙動との比較から、本手法による力学的な再現性について検証した.また,復元供試体を対象としたX線CT画像データについて粒子解析を行い,幾何学的な再現性を併せて検証した.地盤を構成する粒子の形状や配列といった微視構造の影響を評価する手法として,X線CTスキャンにより得られた礫の三軸供試体の3次元画像を画像処理した後,3Dプリンターを用いて,微視構造の等しい供試体の復元を試み,その力学特性を調べた.本研究では,礫粒子からなる三軸供試体を対象として,供試体を復元し,それを用いた三軸圧縮試験および所定の試験ステップでのX線CTスキャンを実施した.三軸圧縮挙動の比較から,礫供試体と復元供試体には最大せん断応力等に定量的な違いがあるものの,復元供試体が粒状体としての典型的な挙動を示すことがわかった.「研究実績の概要」の通り,三軸圧縮による強度試験については,ほぼ当初の予定を終了した.土粒子配列構造による影響は,前述の強度問題だけでなく,その他様々な地盤工学問題に当てはまる.そのことから,現在,本手法の透水問題への適用を検証している.また,地盤のような粒状体を取り扱う個別要素法(DEM)等数値解析手法との結果の相互検証を進める予定である.地盤工学当初,研究年度2ヶ年で必要な

3次元造形材料の一括購入を予定していたが,当該材料に1年程度の消費期限が定められていたことから,複数回に分けて購入することとしたため.必要分の3次元造形材料を引き続き購入する.当初予定より研究が進んでいるため,その成果公表に充てる(学会参加,旅費,投稿料等).
腫瘍特異的エクソゾーム含有蛋白質を用いた新規バイオマーカーの探索

肺癌は早期診断に有用なマーカーが少なく、初診時には既に進行癌であることが多い。肺腺癌の早期診断に有用なマーカーを獲得するため、肺腺癌由来A549細胞のエクソゾーム含有蛋白質を免疫源として39個の単クローン性抗体を作製した。作製した抗体は組織診断並びに血清診断マーカーとしての有用性を評価するため、肺癌組織を用いた免疫染色並びに肺癌患者と健常者の血清を用いたドットブロット法にて評価した。その結果、肺腺癌の診断に有用なマーカー候補の獲得に成功した。肺腺癌由来A549細胞の培養上清中から濃縮したエクソゾーム含有タンパク質を免疫源に用いた単クローン性抗体を網羅的に作製した。樹立した39抗体についてホルマリン固定細胞標本を用いて免疫染色した結果、細胞質、細胞膜、核膜など様々な局在を示すことが確認された。これらの39抗体について124例のホルマリン固定パラフィン包埋肺癌組織マイクロアレイを用いた免疫染色により組織診断マーカーとしての有用性を評価したところ、No.1965抗体の反応性は粘液産生性と相関しており(p=0.0008)、扁平上皮癌に比べ、腺癌で有意に染色性が強いことが示された(p=0.007)。またNo.1979抗体は扁平上皮癌に比して腺癌で染色性が有意に高い(p=0.00017)だけでなく、腺癌において腫瘍径や分化度、血管侵襲の有無と有意に相関することが確認された(それぞれp=0.00559,p=0.00114, p=0.04065)。また、血清診断マーカーとしての有用性について、肺癌患者血清(27例)と健常者血清(8例)を用いたドットブロット法により評価した結果、No.1962抗体の反応性は健常人血清に比して肺癌患者血清で有意に高値を示した(p=0.00177)。No.1970抗体は健常人と肺癌患者血清との間では有意な差は無いが、腺癌患者8例中2例で明らかに高い反応性を示しており、腺癌特異的なマーカーとなる可能性が示唆された。癌細胞由来のエクソゾームはレシピエント側の細胞の性質を自身が増殖・浸潤しやすいように変化させることが知られている。こうした働きを獲得した抗体が中和抗体として抑制可能か確認するため、抗体添加の有無による腺癌細胞の増殖能への影響をMTTアッセイにより評価した。その結果、抗体を添加しないコントロール細胞に比して、増殖能が10%以上低下した抗体が10個含まれていた。肺癌細胞株の培養上清中に含まれるエクソゾーム含有蛋白質を対象とした肺癌患者血清中の自己抗体の解析、並びにエクソゾーム濃縮試料を免疫源に用いた単クローン性抗体の作製を試みた。始めに肺腺癌由来のA549細胞でエクソゾーム濃縮法を評価した。A549細胞は無血清培地で培養し、培養上清を回収した。分子量10万までをカットするフィルターで限外濾過し培地由来のトランスフェリンの混入を軽減させ、濃縮した。その後、20万×gで2時間以上遠心し、エクソゾームの沈殿物を回収した。エクソゾーム濃縮試料は、各種エクソゾームマーカー(CD9,CD63,CD81,HSP70)により濃縮の程度を免疫ブロット法で確認した。結果、濃縮前の培養上清と超遠心後の上清では反応性を認めないが、エクソゾーム濃縮試料では各種エクソゾームマーカーの反応性が確認された。培養上清中のエクソゾームは抗CD81抗体を用いたELISAキットの結果、約8.47×107個/mlで存在していた。肺癌患者血清中の自己抗体の検出はエクソゾーム濃縮試料を対象に肺腺癌患者血清を一次抗体に用いた二次元免疫ブロット法を行った。複数の抗原スポットで反応性を認めたが、それらの抗原を同定したところ、大部分が培地由来のトランスフェリンの分解物であり、有用な分子ではなかった。一方、エクソゾーム濃縮試料に対するを免疫源に用いたランダム免疫法により単クローン性抗体を網羅的に作製した。免疫マウスの尾静脈より採血し、ELISA法並びに免疫染色法により抗体価のチェックを行った。ELISA法ではコントロールに比べ免疫マウスはエクソゾーム濃縮試料に高い反応性を示した。免疫染色によるスクリーニングではA549細胞の細胞質や細胞膜、核膜など様々な染色性を示す抗体が検出されている。次年度はこれらの抗体の診断マーカーとしての有用性を評価する。肺癌は膵癌とともに難治性癌の代表であり、早期診断に有用な特異的マーカーが少なく、初診時の多くが進行癌であることが予後不良の一因である。

早期診断に有用なマーカーの獲得のため、肺腺癌由来A549細胞のエクソゾーム含有蛋白質を免疫源として39個の単クローン性抗体を作製した。血清診断マーカーとしての有用性を肺癌患者と健常者の血清を用いたドットブロット法で評価した結果、健常者に比して肺癌患者で有意に高値(p=0.00177)を示す1962抗体と、他の組織型に比して腺癌患者で高い反応を示す1970抗体に着目した。1962抗体と1970抗体の抗原をプロテオーム解析により同定した結果、1962抗体はMTAPを、1970抗体はVimentin (VIM)を認識していた。MTAPは尿中エクソゾームで報告があり、様々な腫瘍で高頻度にMTAP遺伝子のdeletionや高メチル化によるMTAPの欠損が認められている。VIMは間葉系細胞に発現する中間径フィラメントであり、腫瘍細胞では接着や運動能、細胞シグナル伝達等への関与が報告されている。また、肝細胞癌では血清VIM値が腫瘍径2cm以下の患者群で高値を示すことから有用な血清診断マーカーであることが示唆されている。本研究でも高い血清VIM値を示す肺腺癌患者が存在したことから、肺腺癌の早期血清診断マーカーになり得る可能性が示唆された。免疫染色で肺腺癌特異的な染色性を示す1949抗体の抗原はMUC5Bであった。同じMUC5Bを抗原とする1292抗体を用いた実験によりMUC5Bが肺腺癌の鑑別診断マーカー並びに独立した予後不良因子であることを報告(Sci Rep 2015, 5, 8649)したが、両者の染色性は、1292抗体が低分化な腺癌の細胞質に強く染まるのに対し、1949抗体は高分化な腺癌の粘液様物質に強い傾向を示した。この染色性の差異(翻訳後修飾や立体構造の変化等)と肺腺癌の悪性度との関連が予想され、今後より詳細な検討が必要である。疾患プロテオミクスエクソゾーム含有蛋白質を免疫源に作製した単クローン性抗体について少数例の検体を用いて組織診断マーカー並びに血清診断マーカーとしての有用性の評価を行った結果、有望な抗体が複数個検出されている。それらの抗体が認識する抗原タンパク質の同定に少々手間取っているが概ね実験計画通りに進んでいる。培養上清中からのエクソゾームを濃縮し、各種エクソゾームマーカーを用いた濃縮の程度の確認をELISA法、並びに免疫ブロット法にて行った。濃縮を確認したエクソゾーム濃縮試料についてはタンパク質を抽出し、肺腺癌患者血清を一次抗体に用いた自己抗体の探索、並びにエクソゾーム濃縮試料を免疫源に用いたランダム免疫法により単クローン性抗体の作製を行った。始めのエクソゾーム濃縮試料の調整に少し時間がかかったが概ね実験計画通りに進んでいる。次年度では組織診断マーカーとしての有用性を多検体のホルマリン固定材料を用いた免疫染色により評価するとともに、多検体の肺癌患者血清を用いたドットブロット法により血清診断マーカーとしての有用性を確認する。また、作製した抗体が認識する抗原についても有用性の高い抗体から順に免疫沈降法や二次元免疫ブロット法により抗原同定を進めていく。自己抗体に関しては有用なマーカー候補が現在まだ検出されていないため、今年度はエクソゾーム濃縮試料を免疫源として作製した単クローン性抗体に焦点をあてる。まずは作製した単クローン性抗体について少数検体の肺癌の組織を用いた免疫染色による組織診断マーカーとしての有用性の評価や少数検体の肺癌患者血清を用いたドットブロット法による血清診断マーカーとしての有用性の評価を行う。少数検体を用いたスクリーニングにより有用と思われる抗体については多検体を用いた各種マーカーとしての妥当性を検証する。
虚血性心疾患・動脈硬化症の早期診断におけるFDG-PET検診の有用性に関する研究

昨年度は頚動脈に狭窄あるいは閉塞性病変を有する患者17症例(症候性8例、27病変のうち閉塞性3病変)を対象にFDG-PETを施行し、症候性頚動脈病変において高頻度にFDG集積亢進が観察されることを報告した。今年度は、癌検診目的にFDG-PETを施行した健常者における頚動脈FDG集積度と動脈硬化危険因子との間に関連性があるかを検討した。【対象および方法】癌検診を目的にFDG-PET検査が施行された連続329例のうち、50歳以上かつ脳卒中の既往のない182症例(男性118例、女性64例)を対象とした。頚動脈のFDG集積度をStandardized Uptake Value (SUV)を用いて定量的に評価し、頚動脈におけるSUVの最大値と動脈硬化危険因子:年齢、性別、血圧(SBP, DBP)、脂質代謝(T-Chol.,LDL-Chol.,HDL-Chol.,TG)、糖代謝(FBS, HbAlc)、肥満(Body Mass Index : BMI)との関連性を評価した。【結果】ステップワイズ重回帰分析により、BMI(<0.0001),性別(p<0.005),SBP(p<0.01)で有意な相関を認めた。【結論】癌検診目的で健常者に施行されたFDG-PET検査で認められる頚動脈のFDG集積は動脈硬化危険因子と関連性があった。特に肥満との強い相関がみられ、肥満を基盤としたメタボリック・シンドロームに伴う動脈硬化の初期病変を反映している可能性があり、今後、治療薬の介入による動脈硬化の進展阻止などの臨床応用が期待される。頚動脈エコーにて頚動脈に狭窄あるいは閉塞性病変を有する患者17症例(症候性8例、27病変のうち閉塞性3病変)を対象にFDG-PETを施行した。対象となった17例中8例で虚血性心疾患の既往があった。FDG-PETは4時間以上の絶食条件下でFDG投与60分後より頭蓋骨下部から心臓までを含めた範囲で撮像した。血管造影やMRI,CTなどの解剖学的情報を参照し、頚部狭窄・閉塞性病変へのFDG集積度を視覚的に判定した。また、心筋へのFDG集積パターンをA)均一な強い集積亢進,B)限局性の強い集積亢進あるいは集積低下,C)不均一な軽度の集積あるいは無集積の三群に分類し、虚血性心疾患(IHD)との関連性を検討した。頚動脈病変へのFDG集積に関して、27病変中14病変にFDG集積亢進を認めた。無症候性および症候性病変における陽性描出率はそれぞれ無症候性:8/19例(42%)、症候性:6/8例(75%)であり、症侯性病変において、より高頻度にFDG集積亢進が観察されることから、症候性病変の検出にFDG-PETの有用性が期待された。次にFDG心筋集積に関して、頚動脈狭窄・閉塞患者16例におけるFDG心筋集積パターンはA,B,Cそれぞれ2例(12.5%),14例(87.5%),0例(0%)であった。そのうちIHDの既往のある8例におけるFDG心筋集積のパターンA,B,Cはそれぞれ1例(12.5%),7例(87.5%),0例(0%)であり、IHDが示唆される集積パターンBの頻度が高く、従来の報告に合致する結果であった。さらにIHDの病歴が明らかでない8例におけるFDG心筋集積パターンもIHDの既往のある患者と同様の結果となった。IHDの精査および経過観察が必要であるが、無症候性心筋虚血あるいは潜在的な心筋虚血を反映している可能性があり、新たな知見と考えられた。

特に肥満との強い相関がみられ、肥満を基盤としたメタボリック・シンドロームに伴う動脈硬化の初期病変を反映している可能性があり、今後、治療薬の介入による動脈硬化の進展阻止などの臨床応用が期待される。