hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然免疫を介したタイト結合によるヒト鼻粘膜バリア調節機構の解明

感染アレルギーの予防と治療を最終目的として,自然免疫を介したタイト結合によるヒト鼻粘膜バリア調節機構の解明を検討している.特に今年度は,アレルギー性鼻炎に焦点を絞り,ヒト鼻粘膜上皮(in vivo,in vitro)のタイト結合の発現調節機構の解析を行った.アレルギー性鼻炎の鼻粘膜組織を用いた解析(in vlvo)臨床症状およびサイトカインの産生度で確定診断したアレルギー性鼻炎の鼻粘膜組織と正常鼻粘膜組織と比較検討した結果,明らかにアレルギー性鼻炎の鼻粘膜組織にTSLPの発現亢進がみられた.2.ヒト鼻粘膜のタイト結合の発現変化アレルギー性鼻炎の鼻粘膜上皮のタイト結合分子の発現をTSLPの発現の有無と比較検討した結果,TSLP高発現の鼻粘膜上皮において,一部のタイト結合分子の発現低下がみられた.ヒト培養鼻粘膜上皮細胞の確立とタイト結合の発現調節機構の解明(in vitro)1.ヒト鼻粘膜上皮細胞の培養系の確立手術で得られたヒト鼻粘膜組織より上皮細胞を分離同定し,初代培養系を確立した.hTERT遺伝子をヒト初代培養鼻粘膜上皮細胞に導入し,継代可能な細胞系を作製し,初代培養細胞と細胞特性およびタイト結合の発現機能について比較検討した結果,ほぼ同一であった.2.培養鼻粘膜上皮におけるTSLPの発現誘導様々な増殖因子,サイトカイン刺激によりTSLPの発現を見た結果,TLR2, TLR3, TLR4のリガンドおよびIL-1β/TNF-αによりTSLPの発現誘導が確認された.3.培養鼻粘膜上皮のタイト結合によるバリア機能へのTSLPの影響TSLPによる上皮細胞のタイト結合の発現およびそのバリア機能の変化を検討した結果,明らかな亢進がみられた.現在、日本国民の4人に1人が花粉症を発症し、また世界的にもインフルエンザをはじめとする感染の流行などで、その感染アレルギーの予防および治療のための上気道の生体防御機構の解明は非常に重要である。本研究は、感染アレルギーの予防と治療を最終目的として、自然免疫を介した鼻粘膜上皮細胞および樹状細胞のタイト結合によるヒト鼻粘膜バリア調節機構の解明を行うものである。本年度は、確立したhTERT遺伝子導入ヒト鼻粘膜上皮細胞およびヒト樹状細胞株を用いて、自然免疫に関与が知られている核内受容体であるPPAR-gammaに焦点を当て、タイト結合発現調節機構の解析を実施した。1 hTERT遺伝子導入ヒト鼻粘膜上皮細胞の確立2培養ヒト鼻粘膜上皮細胞におけるタイト結合発現調節機構の解析確立した培養ヒト鼻粘膜上皮細胞にPPAR-gammaリガンドを処置した結果、バリア機能の亢進を伴うタイト結合分子の増加がみられた。これらの変化は、PPAR-gammaのinhibitorおよびsiRNAで抑制可能であった。さらにシグナル伝達経路であるPKC依存性であった(Ogasawara et al.,2010)。3ヒト樹状細胞株におけるタイト結合分子の発現調節ヒト樹状細胞株(THP-1)を用いて、樹状化におけるタイト結合分子の変化をみるとともに、樹状化抑制作用の知られているPPAR-gammaリガンドの影響を調べた。結果、樹状化とともにタイト結合分子のひとつであるJAM-Aの著しい発現亢進がみられた。しかし、PPAR-gammaリガンドによるJAM-A発現抑制は認められなかった(Ogasawara et al.,200g)。本年度は、確立したhTERT遺伝子導入ヒト鼻粘膜上皮細胞を用いて、自然免疫に関与が知られているToll-like receptor(TLR)に焦点を当て、合成リガンドおよび気道感染が知られているrespiratory syncytialvirus(RSウイルス)を用いてタイト結合発現調節機構の解析を実施した。hTERT遺伝子導入ヒト鼻粘膜上皮細胞においては、ヒトで知られている10種類のTLRの発現がみられた。TLR2,3,4,7/8,9の合成リガンドを処置した結果、dsRNAウイルスを認識するTLR3のリガンドであるpoly I:C処置により、炎症性サイトカインの産生増加と伴に、タイト結合蛋白あるJAM-Aの著しい発現低下が認められた。これらの変化は、EGFRの関与および様々なシグナル伝達経路を介して、最終的にはNF-kBによって調節されていた。次に、hTERT遺伝子導入ヒト鼻粘膜上皮細胞を用いて、上気道におけるRSウイルス感染モデルを作製した。RSウイルス感染により、ほとんどの細胞内にウイルスのエンベロブ蛋白の発現およびウイルスフィラメントの出現がみられた。さらに感染により、炎症性サイトカインの産生増加および構造と機能を伴うタイト結合蛋白あるclaudin-4およびoccludinの発現増加がみられた。これらのタイト結合蛋白の誘導は、ウイルスの出芽に関与している可能性が考えられた。RSウイルス感染による炎症性サイトカインおよびタイト結合蛋白の変化は、PKCδ/HIF-1α/NF-κB経路を介して調節されていた。以上の結果から、感染アレルギーの予防と治療において、タイト結合の調節機構の解明は重要であった。
T細胞活性化のシグナル伝達

T細胞の活性化に重要な3つのシグナル;TCR複合体を介する認識シグナル、CD28を介するCo-stimulationシグナル、IL-2Rを介する増殖シグナルの解析を進めた。(1)TCRシグナル: ζ鎖欠損マウスを用い、in vivoでもCD3を介する2つのシグナルモジュールが存在し、ζ特異的シグナルの存在を明らかにした。担癌状態でTCR複合体の構造異常が誘導されたが、特殊なマクロファージとT細胞の相互作用によることが明らかになった。また、ペプチド抗原は細胞外でも最小ペプチドにプロセスされ、これによって特異的T細胞の活性化が抑制されることを発見した。抗原受容体により活性化されるチロシンキナーゼの基質としてHS1とCb1をクローニングした。HS1のリン酸化にはSrc型キナーゼとSyk型キナーゼの協調(Lyn+SykまたはFyn+ZAP70)が重要であり、Cb1の活性化にはFynが重要なことが判明した。一方、フォスファターゼCD45は、欠損マウスの解析より、T細胞の選択、TCRα鎖のallelic exclusionおよび移植片の拒絶などに重要な役割を果たしていることがわかった。(2)Co-stimulationシグナル: Co-stimulatorとしてのB7のオルタナティブスプライシング産物MB7-2をクローニングした。B7やMB7-2をメラノーマに発現させることにより、転移の阻害に成功した。一方、CD28を介するシグナルが、従来のIL-2産生に重要であるのみならず、IL-2R発現に不可欠であることを正常T細胞のシステムで証明した。更に、CD28、CTLA-4の高発現に成功し、両者がヘテロダイマーは形成しないことを明らかにした。(3)増殖シグナル: IL2レセプター各鎖とJakおよびSykファミリーキナーゼの機能的会合を調べ、β鎖にはSyk、Jak1が、γ鎖にはJak3が会合していることを明らかにした。Sykは、IL-2によるc-mycの誘導に重要なことや、bc12がIL-2シグナルの標的であることも明らかにした。
アルツハイマー病脳内蓄積物質形成におけるユビキチンC末端加水分解酵素の役割

PGP9.5(protein gene product9.5)はユビキチンC末端加水分解酵素のアイソザイムのひとつで、ユビキチンを介するATP依存性タンパク質分解機構に関係している。また、PGP9.5がアルツハイマー病におけるPHF(paired gelical filament)やパーキンソン氏病におけるLevy小体に選択的に存在することが示され、これら神経変性疾患の病因に対するPGP9.5の関与が示唆されている。本究研では、PGP9.5のアルツハイマー病脳内蓄積物質形成機序における役割を明らかにすることを目的としている。本年度は我々はラットPGP9.5のcDNAクローニングに成功し、またそのmRNAと蛋白の分布を明らかにした。(方法)牛脳からPGP9.5を部分精製し、これらを家兎に免疫した。得られた抗体を用いてラット脳cDNAライブラリーをスクリーニングし、ラットPGP9.5クローンを単離した。併せてその塩基配列を決定した。また。ノーザンブロット法によりPGP9.5mRNAの、特異抗体を用いたウエスタンブロット解析によりPGP9.5タンパクの組織および脳内分布をそれぞれ調べた。(結果および考察)得られたラットPGP9.5cDNAは856の塩基配列からなり、アミノ酸読み取り領域はアミノ酸223残基で、分子量は24.782と推定された。ノーザンブロット法によりPGP9.5mRNAの組織分布を調べると、脳で最も多く、ついデ精巣、その他の部位(心,肺,膵,小腸,肝,腎,脾,副腎)では検出できなかった。また脳内では広く発現していたが小脳および橋・延髄では発現量が少なかった。抗PGP9.5抗体を用いたウエスタンブロット解析にてPGP9.5タンパクの分布を調べると、mRNAの分布とをとんど一致していた。この分布は、これまでの他グループにより報告されてたPGP9.5の免疫組織化学的分布とかなり異なっており、これまで報告されてきた神経変性疾患におけるPGP9.5の変化の少なくとも一部は誤っていることを示唆している。また。
食品成分併用による発癌二大シグナル伝達経路の阻害を介した癌予防法の開発

癌予防効果の期待される食品成分は多数報告されている。だが単一成分では効果を発揮する濃度が高く、食品からの摂取ではその濃度に達成できない場合が多い。その理由は各成分が複合的に組み合わさり効果を発揮するからだと考えられているが、検討は十分でない。そこで発癌に最も重要な経路のひとつに位置付けられているMEK-ERK経路とPI3K-Akt経路に着目し、大豆に由来するエコールとアブラナ科野菜の成分ブラシニンを併用すると、ヒト大腸癌細胞に細胞周期停止とアポトーシスが誘導され、細胞増殖が相乗的に抑制されることを見出した。また、生薬由来のエメチンとシスプラチンの併用がヒト卵巣癌細胞に有効であることを見出した。癌細胞の特性である無秩序な細胞増殖と細胞死抵抗性は、発癌二大シグナル伝達経路、MEK-ERK経路及びPI3K-Akt経路に依存する場合が多い。このような癌細胞に対し、食品成分を併用することでこれらのシグナル伝達経路を阻害し、増殖抑制や細胞死を誘導することで、微小がんの発達を抑え、癌予防の実現に寄与できるのではないかと考えられる。当該年度においては、MEK-ERK経路阻害効果が報告されているクルクミンの半量体構造をもつデヒドロジンゲロンの細胞増殖抑制効果のメカニズム、及び子宮体癌細胞における新規HDAC阻害剤とPI3K阻害剤の併用効果について、第72回日本癌学会学術総会にて報告した。また、ヒト大腸癌由来HT-29細胞において、MEK-ERK経路を阻害するという報告のある食品成分と、PI3K-Akt経路を阻害するという食品成分とを併用することにより、細胞死が誘導される組み合わせを見出した。フローサイトメトリーによる解析で、その原因はアポトーシスの増加と考えられるが、今後はウエスタンブロット等によりその際の分子メカニズムについて調べて行きたい。さらに、わが国で樹立されたヒト胆管癌由来TK細胞を入手し、MEK-ERK経路及びPI3K-Akt経路の活性化、及びそれぞれの阻害剤の感受性について検討を開始した。胆管癌は日本のオフセット印刷工場での相次ぐ患者の発生により、新しい職業癌として注目を浴びている。胆管癌細胞に対しても、発癌二大シグナル伝達経路阻害効果をもった食品成分が有効かどうか今後検討していきたい。MEK-ERK経路及びPI3K-Akt経路は、癌細胞の無秩序な増殖と細胞死抵抗性に深く関連する発癌二大シグナル伝達経路として注目されている。食品成分による癌予防においてもこの経路は重要と考えられる。ヒト大腸癌由来HT-29細胞株に対し、MEK-ERK経路を阻害するという報告のある成分として大豆由来イソフラボン(ダイゼイン等)が腸内細菌の働きで代謝されて生じるエコールと、PI3-Akt経路を阻害することを研究代表者らにより見出したキャベツや白菜等に含まれるフィトアレキシンの一種ブラシニンを併用することにより、細胞増殖抑制効果が増強されることを見出した。フローサイトメトリーにより解析を行うと、G1期停止がおこり、時間をおくとsubG1の割合が増加したことから、アポトーシスも誘導されたと考えられた。ブラシニンは単独でG1期停止誘導を起こすことがわかっているので、エコールがその効果を強めているのではないかと考え、現在分子レベルで検証を行っている(以上は第85回日本衛生学会で報告した)。MEK-ERK経路およびPI3K-Akt経路は、がん細胞の無秩序な増殖と細胞死抵抗性に深く関与する細胞内シグナル伝達経路だと考えられている。MEK-ERK経路阻害効果が報告されている大豆由来イソフラボンの一種ダイゼインの腸内代謝物エコールと、PI3K-AKT経路阻害効果を研究代表者らが見出したキャベツや白菜などのアブラナ科野菜に含まれるブラシニンを併用することにより、ヒト大腸がん由来HT-29細胞の細胞増殖抑制効果が増強されることを見出した。この増殖抑制効果は、フローサイトメトリー解析により、細胞周期のG1期停止およびアポトーシス誘導によるものと考えられた。細胞周期停止には、エコール・ブラシニン併用処理時にウェスタンブロッティングで観察されたCDKインヒビターのひとつであるp21発現上昇の関与が考えられた。またアポトーシス誘導は、カスパーゼの阻害剤であるz-VAD-fmkにより抑制されたことから、カスパーゼ依存的であると考えられた。カスパーゼの基質を用いて活性測定を行うと、併用処理時に活性化されることが確認された。またウェスタンブロッティングにより、併用処理時には実行カスパーゼであるカスパーゼ3の活性化とともに、カスパーゼ9の活性化もみられた。カスパーゼ9はミトコンドリアを介する内因性経路に関与すると考えられている。そこでミトコンドリア膜電位のインジケーターであるJC-1による染色を行うと、併用時には赤色/緑色蛍光比が低下し、膜電位が低下していることが示唆された。以上より、ブラシニンとエコールの併用により細胞増殖抑制が増強されること、そのメカニズムとしてp21誘導による細胞周期のG1期停止と、ミトコンドリアを介する内因性経路の活性化によるアポトーシス誘導が関与していると考えられた。そこで発癌に最も重要な経路のひとつに位置付けられているMEK-ERK経路とPI3K-Akt経路に着目し、大豆に由来するエコールとアブラナ科

野菜の成分ブラシニンを併用すると、ヒト大腸癌細胞に細胞周期停止とアポトーシスが誘導され、細胞増殖が相乗的に抑制されることを見出した。また、生薬由来のエメチンとシスプラチンの併用がヒト卵巣癌細胞に有効であることを見出した。昨年は研究代表者の異動に伴い遅れが生じたが、ようやく設備や試薬の準備が整い、実験が行えるようになった。しかしアポトーシスが生じる条件がまだ安定せず、手技の確認を含め慎重に検討しなくてはならない。医歯薬学アポトーシスの生じる条件を実験を繰り返して確認する。その上で、ウエスタンブロット等により併用効果が生じる分子メカニズムの解明を行う。今年度は教室にプレートリーダーが導入される予定であり、これも有効に活用していきたい。研究代表者の異動に伴い、新たに研究環境の整備(研究設備、研究試料の調達などを含む)が必要であったため。購入予定の試薬類・消耗品類の一部について、納期の問題等で次年度に購入することとしたため。フローサイトメーターをはじめとする機器の変更等により、実験結果の条件が異なる可能性があり、異動先で確認する必要が生じている。まず諸条件を確定することに全力を傾注したい。また、ヒト大腸癌細胞における研究に加え、ヒト胆管癌細胞における発癌二大シグナル伝達経路の阻害効果についても検討し、食品成分の効果的な併用による予防法の開発を目指していきたい。効果のあった大腸癌細胞と同様のシグナル伝達経路に依存して増殖する細胞であれば、胆管癌細胞に対しても効果があると考えられる。胆管癌は日本のオフセット印刷工場で相次いで患者が発生しているが、大腸癌細胞での知見が胆管癌予防にも活かせれば有意義であると考えられる。昨年度貴重なヒト胆管癌細胞株を入手できたので、これを用いて胆管癌にも有効な食品成分の併用法を確立したい。予定通り購入する。異動などの問題で研究に少し遅れが生じたため、初年度購入予定だった試薬類の一部を購入しなかったため実験条件が整いつつあるため、昨年度購入予定の試薬を購入する。
転写因子の制御による感音難聴の治療および予防に関する研究

強大音負荷によるTTS (temporary threshold shift)とPTS (permanent threshold shift)における蝸牛組織内転写因子の活性化の違い、およびレドックス感受性遺伝子転写制御因子の一つであるHIF-1(hypoxia-inducible factor)の発現について検討した。実験には有色モルモット(Brown Takei、体重200-300g)合計45匹を使用した。中耳炎などに起因する難聴を有さないことを確認するためプライエル反射陽性を確認した。モルモットを騒音箱中に設置したゲージに入れ、4kHzを中心としたオクターブバンドノイズ110dB SPLを0,1,5時間負荷した。TTS負荷モデルの蝸牛コルチ器で、主に支持細胞核にc-Fosの発現を認めた。c-Fosは酸化的ストレスの結果、転写因子AP-1(activator protein-1)の構成蛋白として誘導されたものと推定された。c-Fosの他のAP-1構成タンパクの発現を検討すると、少なくともc-Fosの他にFra-2,c-Junがヘンゼン細胞、クラウディウス細胞、ダイテルス細胞など支持細胞に発現することが確認された。発現は、蝸牛基底回転から第2回転に確認され、音響負荷の直接的影響を受ける領域よりも広範に生じていた。また、音響負荷1時間という比較的早期にも広範な発現が確認された。より長い5時間音響負荷により、外有毛細胞直下のダイテルス細胞に発現が現れた。以上の結果から、AP-1構成タンパクが音響外傷における蝸牛障害において防御的機能を有することが示唆された。また、それらが発現するコルチ器支持細胞が、迅速に防御機能を作動させている可能性が示唆された。また、HIF-1の発現について音響負荷モデルを用いて検討した。強大音負荷を行ったモルモットにおいては蝸牛感覚上皮の外有毛細胞において明らかなHIF-1の、発現が認められたことから、酸化的ストレスに応答する種々の遺伝子発現を制御していると考えられた。HIF-1の発現の研究を含めて、内耳障害における転写制御のメカニズムを解明することは、突発性難聴をはじめとする急性感音難聴のメカニズム解明および治療につながるものと考えられ、今後さらに検討する必要があると考えられた。本研究の目的は感音難聴の主病巣である蝸牛における強大音負荷等による酸化的ストレスのシグナル伝導路の解明、その中での遺伝子発現制御様式の解明、ストレス応答遺伝子の同定などにより、最終的には感音難聴の治療法および予防法を追求することにある。本年度は強大音負荷によるTTS(temporary threshold shift)とPTS(permanent threshold shift)における蝸牛組織内転写因子の活性化の違い、およびレドックス感受性遺伝子転写制御因子の一つであるHIF-1(hypoxia-inducible factor)の発現について検討した。実験にはプライエル反射陽性のハートレー系モルモットを用いた。モルモットに種々の音圧、持続時間の帯域雑音を負荷、その後の蝸牛機能の変化を聴性脳幹反応(ABR)および耳音響放射により測定し、TTSおよびPTSを作成した。TTS動物モデルの蝸牛コルチ器で、支持細胞核にc-Fosの発現を認めた。

c-Fosは、酸化的ストレスの結果、転写因子AP-1(activater protein-1)の構成蛋白として誘導されたものと推測された。聴覚障害の可逆性、支持細胞の堅牢性を考慮すると、AP-1が防御的機構に貢献するものと予想された。また、HIF-1の発現について急性音響外傷モルモットを用いて検討した。強大音負荷を行ったモルモットにおいては、蝸牛感覚上皮内の外有毛細胞において明らかなHIF-1発現の上昇がみとめられたことから、酸化的ストレスに応答する種々の遺伝子発現を制御していると考えられた。内耳障害におけるレドックス制御機構およびこれらの転写制御のメカニズムを解明することは、急性感音難聴のメカニズムの解明および治療につながるものと考えられた。本研究の目的は感音難聴の主病巣である蝸牛における強大音負荷等による酸化的ストレスのシグナル伝導路の解明、その中での遺伝子発現制御様式の解明、ストレス応答遺伝子の同定などにより、最終的には感音難聴の治療法および予防法を追求することにある。強大音負荷によるTTS(temporary threshold shift)とPTS(permanent threshold shift)における蝸牛組織内転写因子の活性化の違い、およびレドックス感受性遺伝子転写制御因子の一つであるHIF-1(hypoxia-inducible factor)の発現について昨年の知見を検証するため、追加の実験を行った。更に、これら転写制御因子の変化による標的遺伝子の検索を、蝸牛各粗織から抽出したmRNAを用いて、Differential Display法およびAtras cDNA Expression Arrays法(CLONTECH)により行った。Differential Display法は未知の強大音暴露応答遺伝子の検索を可能にすることから、急性音響外傷により特異的に発現する遺伝子の解明に有効である。一方、Atras cDNA Expression Arrays法は既存のストレス応答遺伝子またはアポトーシス応答遺伝子などのcDNAを予め固定したナイロン膜を用いるため、既知の遺伝子の強大音暴露による発現の有無の検索に有用である。しかし、現時点では標的遺伝子を同定するまでには至っていない。今後、さらに標的遺伝子の検索を継続する予定である。強大音暴露により変化した転写制御因子およびその結果として発現した遺伝子の急性音響外傷の病態における役割を明確にすることは、急性音響外傷の予防法、治療法の確立のために不可欠り、継続して検討することが必要である。
心筋梗塞を中心とする成人病の遺伝子・環境相互作用に関する職域集団のコホート研究

心筋梗塞(MI)の発症には多数の危険要因が関与していると考えられる。北海道における私共の調査では、高脂血症が有力な危険要因であるか否かについて異なった結果が示されている。このことが地域差によるのかあるいは職種を反映しているのかは不明である。この点を明らかにするために、日本電信電話株式会社北海道支社社員およびグループ社員(約12,000名)と1991年から1995年までにMIを発症した男性24名について、発症前の受診記録票から以下の6要因について集計した。1.喫煙:発症時喫煙2.肥満:BMI24以上3.高血圧:収縮期140mmHg以上または拡張期90mmHg以上4.耐糖能異常:空腹時血糖110mg/dl以上5.高脂血症:血中総コレステロール220mg/dl以上MI発症者における危険要因の保有率は喫煙が92%、低HDLが64%、高脂血症が59%、高血圧が55%、肥満が54%、耐糖能異常が22%の順だった。これは男性全従業員における危険要因の保有率(喫煙59%、高脂血症29%、肥満25%など)に比べていずれも高率であり、MI発症者の危険要因保有率は、喫煙で約1.5倍、肥満、耐糖能異常、高脂血症で約2倍、高血圧で約3倍に相当している。今後は、欧米とは幾分異なる我が国独自の危険要因の管理やライフスタイルの改善をめざしたコホート研究を進捗させていく予定である。虚血性心疾患、本態性高血圧、糖尿病などの成人病は、遺伝素因保有者が長期間、ある環境要因に暴露することで主に中年期以降に発症する、いわゆる多因子病と考えられている。これまで環境要因がかなり具体的に把握されている反面、遺伝要因の検出が困難であった。分子遺伝学的手法の発展により最近になって原因遺伝子の検出が可能になりつつある。原因遺伝子同定後に,その知見を実際の発症予防に応用するには,ライフスタイル、遺伝素因も考慮したコホート集団が必須である.成人病発症を研究するために,その発症年令から考えて職域集団が適切である.我々は日本電信電話北海道支社員およびグループ社員で平成6年度定期健康診断を受診した,約12,000名を対象とした.虚血性心疾患の予知に関するコホート研究を開始するにあたって、同疾患の危険要因である5項目,すなわち喫煙、肥満、高血圧、耐糖能異常、高脂血症の保有率を性別に調査した。危険要因の判定基準は,喫煙は現在喫煙,肥満は標準体重比110以上,高血圧は収縮期140mmHg以上または拡張期90mmHg以上,耐糖能異常は空腹時血糖110mg/dl以上,高脂血症は血中コレステロール220mg/dl以上とした.受診記録票から性・年齢別に集計し,上記5つの危険要因について保有率を算出した対象者の平均年齢は男42.5歳,女43.2歳であった.40歳以上の人数は,男6,587名,女2,174名であった.男性で保有率が高かった危険要因は喫煙,高脂血症,肥満でそれぞれ約60%,30%,25%であった.女性では高脂血症,喫煙,高血圧の順で保有率が高くそれぞれ30%,25%,15%であった.心筋梗塞(MI)の発症には多数の危険要因が関与していると考えられる。虚血性心疾患,本態性高血圧,糖尿病などの生活習慣病は、遺伝素因保有者が長期間、ある環境要因に暴露することで主に中年期以降に発症する、いわゆる多因子病と考えられている。分子遺伝学的手法の発展により最近になって原因遺伝子の検出が可能になりつつある.原因遺伝子同定後に,その知見を実際の発症予防に応用するには,ライフスタイル、遺伝素因も考慮したコホート集団が必須である.生活習慣病発症を研究するために,その発症年令から考えて職域集団が適切である.

我々は日本電信電話北海道支社員およびグループ社員で平成6年度定期健康診断を受診した,約12,000名を対象とした.虚血性心疾患の予知に関するコホート研究を開始するにあたって、同疾患の危険要因である5項目,すなわち喫煙、肥満、高血圧、耐糖能異常,高脂血症の保有率を性別に調査した。受診記録票から性・年齢別に集計し,上記5つの危険要因について保有率を算出した.対象者の平均年齢は男42.5歳,女43.2歳であった.40歳以上の人数は,男6,587名,女2,174名であった.男性で保有率が高かった危険要因は喫煙,高脂血症,肥満でそれぞれ約60%,30%,25%であった.女性では高脂血症,喫煙,高血圧の順で保有率が高くそれぞれ30%,25%,15%であった.次に質問紙票により,労働条件,運動・健康習慣,ストレス解消手段,食生活,食品摂取,心身の状態の6群にわたって男女別に解析をおこない,コホート集団の現状を記載した.今後,これらのデータと了解の得られたサンプルによる遺伝子検査をおこない,遺伝・環境交互作用の解析および,生活習慣介入の効果を検討する予定である.
組織透明化法を用いた生物体内マイクロプラスチック可視化技術の開発

現在、海洋にはプラスチックが蓄積し続けており、中でもサイズが5 mm未満のものをマイクロプラスチックと呼ぶ。様々な海洋動物がマイクロプラスチックを摂取していることが知られているが、それが生物に与える影響については不明な点が多い。本研究では生物組織を透明化する技術を応用し、海洋動物に取り込まれたマイクロプラスチックの挙動と影響を評価するための技術開発と実用性の検証を行う。
新規高速超解像顕微鏡による転写因子促進拡散挙動の可視化

転写因子はDNAと結合することで生体機能の発現を制御するタンパク質である。近年、DNA鎖近傍で生じる転写因子の探索挙動「促進拡散」の存在が明らかになり、膨大なDNA情報の中から目的の遺伝子配列を見つけ出すために重要であることが示唆されている。しかし、促進拡散を観察するには、数十ミリ秒の時間と数十ナノメートルの空間を見分ける能力(分解能)を兼ね備えた観察手法が必要であり、生体における促進拡散の意義は未だ十分には明らかになっていない。本研究では、新たな超解像顕微鏡法を導入することで、上記の分解能での観察を生きた細胞で実現し、転写因子の促進拡散挙動の変化を詳細に比べることで、その意義を検討する。
造血幹細胞の骨髄へのホーミングと生着に関する研究

骨髄移植、末梢血幹細胞移植に続く第3の造血幹細胞移植治療法として臍帯血移植(cord blood transplantation : CBT)が最近注目されている。しかし、CBTは移植後の造血幹細胞の骨髄微小環境への生着に時間がかかることが大きな問題となっている。とくに、血小板の生着遅延は平均90日に及ぶ。CBTで移植細胞の生着に時間がかかる理由に、ひとつの臍帯血ユニット中に含まれる細胞数が少ないことがあげられ、臍帯血幹細胞の増幅が盛んに試みられている。しかし、移植された臍帯血中の造血幹細胞がすべて骨髄にホーミングし生着するわけではなく、わずか数パーセントであると考えられている。この意味で移植されたひとつひとつの造血幹細胞の患者骨髄への生着率を高めることができれば、臍帯血移植において細胞数が少ないために生じる欠点を補うことができると考えられる。本研究では、移植細胞の骨髄への生着を制御している因子を明らかにし、その機序を解明することを目的として研究を行い以下の点を明らかにした。Bリンパ球造血前駆細胞の増殖を支持する培養系を開発し、もちいたストローマ細胞から数個の遺伝子をクローニングした。そのなかにSDF-1が認められたことから、その受容体(CXCR4)抗体をもちいてヒト骨髄からCD34^+CXCR4^+細胞とCD34^+CXCR4^-細胞をソーテイングし、各分画の機能を検討した。CD34^+CXCR4^-細胞は顆粒球系、赤芽球系、巨核芽球系、T、Bリンパ球系前駆細胞を含めたすべての血球に分化しうるが、CD34^+CXCR4^+細胞からはT、Bリンパ球系前駆細胞のみしか出現しないことから、リンパ球系幹細胞はCD34^+CXCR4^+であり、また多能性造血幹細胞はCXCR4^-と考えた。臍帯血中の造血幹細胞におけるCXCR4の機能的発現を検討したところ、骨髄中の造血幹細胞とは大きく異なる結果が得られた。この差異を詳細に解析した結果、臍帯血中の造血幹細胞は骨髄へホーミングし生着するのにCXCR4の発現を必要としている可能性があることが見い出された。臍帯血移植(cord blood transplantation : CBT)が最近注目されている。しかし、移植後の生着に時間がかかることがCBTの最大の問題点である。

(1)Bリンパ球造血前駆細胞の増殖を支持する培養系を開発し、もちいたストローマ細胞から数個の遺伝子をクローニングした。そのなかにSDF-1が認められたことから、その受容体(CXCR4)抗体をもちいてヒト骨髄からCD34^+CXCR4^+細胞とCD34^+CXCR4^-細胞をソーテイングし、各分画の機能を検討した。CD34^+CXCR4^-細胞は顆粒球系、赤芽球系、巨核芽球系、T、Bリンパ球系前駆細胞を含めたすべての血球に分化しうるが、CD34^+CXCR4^+細胞からはT、Bリンパ球系前駆細胞のみしか出現しないことから、リンパ球系幹細胞はCD34^+CXCR4^+であり、また多能性造血幹細胞はCXCR4^-と考えた。(2)末梢血造血幹細胞でも同様の検討を行ったが、CXCR4の機能的発現に関しては骨髄とほぼ同様の結果が得られた。ところが、臍帯血中の造血幹細胞におけるCXCR4の機能的発現を検討したところ、骨髄中の造血幹細胞とは大きく異なる結果が得られた。(3)この差異を詳細に解析した結果、臍帯血中の造血幹細胞は骨髄へホーミングし生着するのにCXCR4の発現を必要としている可能性があることが見い出された。造血器悪性腫瘍に対し同種骨髄移植を実施する際、血縁内にドナーが見つからなければ、骨髄バンクに登録してサーチを行うが、たとえ見つかったとしても、それまでに平均240日を要し、その間に病態が悪化することが多い。この意味で、臍帯血移植(cord blood transplantation : CBT)が最近注目されているが、移植後の生着に時間がかかることがCBTの最大の問題点であり、臍帯血幹細胞の増幅が盛んに試みられている。しかし、移植された臍帯血中の造血幹細胞がすべて骨髄にホーミングし生着するわけではなく、わずか数パーセントであると考えられている。したがって、臍帯血幹細胞の患者骨髄への生着率を高めることができれば、臍帯血移植において細胞数が少ないために生じる欠点を補うことができると考えられる。本研究では移植細胞の骨髄への生着を制御している因子を明らかにし、その機序を解明することを目的として研究を行い以下の点を明らかにした。(1)ヒト骨髄からCD34^+CXCR4^+細胞とCD34^+CXCR4^-細胞をソーテイングし、各分画の機能を検討した。CD34^+CXCR4^-細胞は顆粒球系、赤芽球系、巨核芽球系、T、Bリンパ球系前駆細胞を含めたすべての血球に分化しうるが、CD34^+CXCR4^+細胞からはT、Bリンパ球系前駆細胞のみしか出現しないことから、CXCR4^+はリンパ球系幹細胞の分化過程でもっとも早く出現する分子であると考えられた。(4)造血幹細胞におけるCXCR4の発現が増強されれば、骨髄への生着効率が高まると期待され、現在種々のサイトカインにその作用がないかどうか検討中である。
他家線維芽細胞シートを用いた難治性皮膚潰瘍に対する再生医療法の開発

我々はこれまでに、動物モデルを用いた研究において、難治性皮膚潰瘍に対する自家細胞シートの有効性を証明してきた。しかし、自家細胞シート移植の課題は、細胞調整に要する時間がコストを押し上げていることである。そこで、我々は、難治性皮膚潰瘍に対して他家細胞シートを用いた治療法の開発を目指し、本研究を実施している。本年度は、マウスモデルに対して自家積層線維芽細胞シートおよび他家積層線維芽細胞シートを移植し、その治療効果を検討した。C3Hマウスの背部に作製した全層皮膚欠損に対して、自家細胞はC3Hマウス、他家細胞はC57BL/6マウスとして、マウスの尾から単離・培養した積層線維芽細胞シートを移植した。細胞シート移植6日後までは、自家および他家積層細胞シート移植群に治療効果は同等であったが、移植9日後では、自家積層細胞シート移植群は、他家積層線維芽細胞シートよりも有意な治療効果を示した。また、GFPを発現するC57BL/6マウス由来の積層線維芽細胞シートを、C3Hマウスの背部に作製した全層皮膚欠損に移植した実験における組織学的解析では、移植6日後までは、GFP陽性の細胞が観察された。これらの結果から、本研究の動物モデルにおいて、他家積層線維芽細胞シートは、移植6日後までは、移植部位に存在することで、治療効果を発揮していることが示唆された。本研究は、難治性皮膚潰瘍に対する他家細胞混合シート移植療法の開発を目的とする。糖尿病患者や末梢血管障害患者の多くでは、患者自身の難治性皮膚潰瘍の予後不良により約4万人が指・下肢切断を余儀なくされている。我々は、新たな治療法として末梢血単核球と線維芽細胞で構成される自己細胞混合シートの移植療法の開発をすすめてきた。しかし臨床応用を考慮すると、自己細胞混合シート作製にかかる日数や作製コストは看過できない課題の一つである。そこで本研究では、手術時などに他者から得られた線維芽細胞で他家細胞シートを作製し、難治性皮膚潰瘍治療の可能性について動物モデルを用いて検証する。線維芽細胞樹はC57BL/6マウス雄の尾から樹立し、その線維芽細胞とC57BL/6マウス雄の末梢血単核球を共培養し、温度応答性細胞培養皿で細胞混合シートが作製された。糖尿病C57BL/6マウス雌の背部に作製した皮膚全層欠損部位に、C57BL/6マウス雄由来の細胞混合シートを移植して21日後に治癒した箇所の組織にC57BL/6マウス雄由来の細胞が残存しているかを雄特異的な遺伝子に対してPCRで検出できるか検討した。移植21日後に組織から採取したゲノムDNAでは雄特異的な遺伝子であるZFY1とZFY2は検出されなかったが、コントロールであるACTBと雌特異的な遺伝子であるZFXは検出された。この結果は移植された細胞は治癒した組織には残存しない可能性を示唆している。平成28年度は、同系統のマウスにおいて性差を利用した細胞シート移植後の残存の有無を検証することが出来た。我々はこれまでに、難治性皮膚潰瘍に対して患者由来の細胞を用いた自家細胞シート移植法の開発を行ってきたが、自家細胞シート作製に必要となる線維芽細胞の調整に数週間を要するため、細胞シート作製の時間を短縮する解決法として、他家線維芽細胞から予め大量の細胞シートを作製・凍結保存しておき、移植時に細胞シートを解凍して潰瘍部位に移植する方法の開発を本研究の目的にしている。昨年度の研究において、移植された細胞混合シートは、治癒した組織には残存しない結果となったことから、他家細胞混合シートを移植しても治癒した組織に残存しないことが示唆された。そのため、本年度は、自家および他家由来の細胞混合シートの治療効果を比較することにした。他家細胞移植のモデルとして、C57BL/6マウスおよびC3Hマウスの2種類の系統のマウスを使用した。潰瘍モデルとして雄のC57BL/6マウスおよびC3Hマウスにストレプトゾトシン投与により血糖値が300mg/dL以上になったマウスの背部に対して外科的手法で皮膚全層欠損を作製し、その箇所に細胞混合シートを移植した。細胞混合シートは、雄のC57BL/6マウスの尾由来の線維芽細胞と末梢血単核球から作製し、C57BL/6マウスおよびC3Hマウスの背部に移植した。C57BL/6マウスおよびC3Hマウスそれぞれに対してコントロールである無治療群と細胞混合シート移植群で、移植治療開始7日後および14日後で創部の創傷面積治癒率を比較した。移植治療開始7日後および14日後におして、C57BL/6マウスおよびC3Hマウス共に、細胞混合シート移植群において創傷面積治癒率が無治療群に比べて優位に高い結果であった。難治性皮膚潰瘍に対して自家細胞由来の細胞混合シート移植のみならず、他家細胞混合シート移植モデルにおいても細胞シート移植の有効性を見出したことから、本研究は順調に進んでいると考えている。

本年度は、マウスモデルに対して自家積層線維芽細胞シートおよび他家積層線維芽細胞シートを移植し、その治療効果を検討した。C3Hマウスの背部に作製した全層皮膚欠損に対して、自家細胞はC3Hマウス、他家細胞はC57BL/6マウスとして、マウスの尾から単離・培養した積層線維芽細胞シートを移植した。細胞シート移植6日後までは、自家および他家積層細胞シート移植群に治療効果は同等であったが、移植9日後では、自家積層細胞シート移植群は、他家積層線維芽細胞シートよりも有意な治療効果を示した。また、GFPを発現するC57BL/6マウス由来の積層線維芽細胞シートを、C3Hマウスの背部に作製した全層皮膚欠損に移植した実験における組織学的解析では、移植6日後までは、GFP陽性の細胞が観察された。これらの結果から、本研究の動物モデルにおいて、他家積層線維芽細胞シートは、移植6日後までは、移植部位に存在することで、治療効果を発揮していることが示唆された。平成29年度は、皮膚潰瘍モデルに対して系統の異なるマウスから作製した細胞混合シートによる治療効果の検証を実施する。今後は、将来的な他家細胞混合シート移植の方法を考慮して、凍結・融解後の細胞を用いた細胞混合シート移植モデルの研究を実施する予定である。同系統マウスによる性差を利用した実験において、移植細胞が残存しないことが観察された為に、異系統マウスによる性差を利用した実験を実施することを取りやめた為に差額が生じた。予定した細胞混合シートが分泌する成長因子解析のELISA解析を次年度に実施するため。組織学的解析の為の抗体購入に使用する。
超流動ヘリウムにおける特異熱流体力学状態の定量的同定とその間の遷移の実験的検証

超流動ヘリウムの熱カウンター流ジェットについてのPIV法を用いた実験と、可視化法を中心とする沸騰についての実験を例に研究がなされた。前者では、加熱量の増加に伴う、量子化渦の効果の現れ(超流動崩壊)、量子化渦の効果が加熱量に対して線形的および非線形的に現れる領域の出現が確認され定量的に評価された。沸騰においては、膜沸騰の開始条件、ノイジーとサイレントの両膜沸騰状態の出現条件などが定量的に同定され、またPIV法による流動場解析も行われた。He IIの加熱による、理想超流動状態から超流動崩壊を経てのGoelter-Mellink伝熱状態への遷移、He II流れの超流動乱流への遷移とその乱れ特性、さらに膜沸騰への遷移をターゲットとして研究がなされた。1超流動乱流計測に用いられるPIV法(Particle Image Velocimetry)用のトレーサー粒子と量子化渦との干渉:粒子は常流動成分に引きずられる(PIVが超流動計測に利用できる根拠)か、量子化渦核にトラップされることに加え、量子化渦群によって抵抗を受けて引きずられ常流動成分流速よりも減速されるものがあることが理論的に予測された。我々の実験結果と比較すると、それはこの予測を支持するものであった。2 PIV/PTV法実験の精度向上を目的とした装置改良:実験空間におけるレーザー光の多重反射などに起因する迷走光の低減化、ジェット流装置の位置決め精度の向上、ヘリウム蒸気排気系の整備、等。3 PIV法とPTV法による超流動計測結果の見かけ上の矛盾を解明:既存の高速ビデオ画像に対するPTV法の応用を試行している。PTV法により捉えられた(Malyland大学)常流動成分の動きに逆行する粒子の存在を、我々は最近になってPIVによっても捉えることが出来たと考えているが、その検証を継続している。4熱カウンター流ジェットの超流動乱流特性のPW計測:超流動乱流遷移への臨界条件、減衰則の計測。5狭隘流路を利用した加熱実験:サブクールHe II加熱に際して生じるHeI相の出現とその伝熱への寄与に関する研究。ヒーター面上に現れるHe II-He I相界面を捉える必要があるので、透明ヒーターが用いられ、画像処理による可視化画像エンハンス法も援用して密度・温度場の計測を行った。He IIの加熱による、理想超流動状態から超流動崩壊を経てのGoelter-Mellink伝熱状態への遷移、He II流れの超流動乱流への遷移と乱れ特性、さらに膜沸騰への遷移をターゲットとして実験的研究がなされた。さらに、PIV法とPTV法による超流動計測結果の見かけ上の矛盾を解明するため、同一粒子画像に対する両法による解析結果の比較検討を行った。1.超流動乱流計測に用いられるPIV法(Particle Image Velocimetry)用のトレーサー粒子と量子化渦との干渉:粒子は粘性のある常流動成分に従うか、あるいは量子化渦核にトラップされて常流動成分流れに逆流することに加え、量子化渦群によって抵抗を受けて引きずられ常流動成分流速よりも減速されるものがあること、等が理論的に予測された(Sergeev & Barenghi J LowTemp Phys.157,2009)。我々の実験結果は、逆流粒子を捉えているものもあり、大筋でこの予測を支持するものであった。この理論研究論文では、さらに詳しく線形域と非線形域で異なる依存関係が示唆されたので、得られた広範な流速値に対する実験データに基づき定量的な詳細比較を行った。結果は、第9回国際PIVシンポジウム(Kobe, July 2011)において招待講演として発表された。2.PIV/PTV法実験の準備の迅速化を目的とした装置改良:クライオスタットの真空断熱部の排気用のターボモレキュラーポンプシステムの導入により、昼夜無人運転が可能となり、真空排気に要する日数の大幅短縮が実現された。3.熱カウンター流ジェットの超流動乱流特性のPIV計測:超流動乱流遷移、および同線形-非線形領域遷移への臨界条件、減衰則の計測。4.He II加熱における沸騰への臨界加熱量について、落下塔を利用したマイクロ重力下で微小液頭圧状態下での実験を行い、データの蓄積に努めている。沸騰開始の同定のため、ヒーター細線に現れる蒸気界面を可視化画像エンハンス法により可視化して行う手法を発展させた。また、蒸気鞘の発達過程の計測を通してGoelter-Mellink伝熱状態での蒸気凝縮伝熱について調べている。1 PIVとPTV法による計測結果の差異の解明:超流動熱対向流ジェット実験を行った結果、両者間に差異はないことが判明。差異ありとした既存の報告は、むしろ実験条件の違い(最大はqの大きな差異、ジェットとダクト流の違い)により発生したと結論出来た。

また、PIV法による計測値が常流動速度の理論値を下回りかつそれが強い温度依存性を示すことについては、これがPIVトレーサー粒子と量子化渦との干渉に依るとするSergeev等(J Low Temp Phys 2009)の半理論予測との比較がなされた。その結果、(1)理論と同様、PIV計測結果にも熱流束qの大小により線形と非線形領域があることが判明。(2)線形領域では、PIV実験値と理論値とは定性的には勿論、定量的にもオーダー的に一致。(3)線形・非線形領域間の臨界熱流束値qcrの比較においても理論値とはオーダー的に一致。これにより、熱カウンター流のPIV計測結果の減殺度合いがほぼ解明された。(村上)2 He IIキャビテーション流におけるGoelter-Mellink(G-M)伝熱状態での超熱伝導性の寄与・熱力学効果等に関する実験の成果をCryogenics誌に発表。(村上)3伝熱実験:He II沸騰の基礎実験として、落下塔を利用したマイクロ重力下実験を計画したが、落下塔設備が故障し延期した。それに替え従前の落下実験で得られた、ヒーター線周りに現れる蒸気鞘の発達・消滅過程の可視化画像の解析が実施され、G-M伝熱状態での蒸気泡を介した伝熱の詳細が調べられた(高田等)。更に、沸騰下での伝熱経路の解明の目的で、蒸気泡周りの流れ場のPIV法を応用した実験を開始し、有意な画像の取得に成功し、目下解析中。同じ沸騰下でも、ノイジー沸騰とサイレント沸騰とで蒸気泡周りのHe II流れ場に明らかな違いが見出されつつある。(村上)1.大震災による実験装置準備段階における遅れがあった。2.PIV/PTV法用のトレーサー粒子と量子化渦とが強く干渉することが明らかになり、その解明が必要となった。ただし、この現象は、超流動乱流にとっての本質である量子化渦の振る舞いに関わるものであり、その解明は、今や本質的な研究課題となっており、積極的な取り組みを続けることにより既に成果が出始めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。基本的には、当初方針通り実験を進めるつもりである。加えて、上述したトレーサー粒子と量子化渦との干渉をテーマとして、超流動乱流にとっての本質である量子化渦の振る舞いの研究も追求して行くつもりである。
放射線感受性・分子標的としてのp53蛋白のミトコンドリアゲノム制御機能

Pelicanoと申請者である佐々木等は、共同研究の中でミトコンドリアの呼吸機能がAktによって深く制御されており、それが癌の悪性度や抗がん剤の反応に深く関与するという実験結果を得て、その研究成果がJ Cell Biolに掲載された。出水と申請者である佐々木等は、上咽頭癌の放射線化学療法における治療効果をJapanese Joural of Clinical Oncologyに報告した。一連の検討成果の中で第一段階として治療成績に関して報告したが、更に上咽頭癌においてもp53などミトコンドリアゲノムを制御する分子が抗腫膓効果に深く関与する可能性を見出し、現在その成果を更に探求している。江島と申請者である佐々木等は、眼窩発生のMALTリンパ腫の放射線療法における治療効果をRadiotherapy and Oncologyに報告した。同様に一連の検討成果の中で第一段階として治療成績に関して報告したが、更に本疾患ではp53,Bc110などミトコンドリアのアポトーシス制御に深くする分子が放射線治療効果に深く関与する可能性を見出し、NK-KBとの関連も含めて、現在その成果を更に探求している。出水と申請者である佐々木等は、タバコ中の主たる発がん物質であるNNKを肺上皮細胞に作用させ、悪性転化した肺癌細胞の樹立に成功した。それらの細胞株を詳細に検討した結果、細胞はp53変異型であり、ミトコンドリアゲノムの不安定が顕著であり、様々なミトコンドリア内の抗酸化酵素の発現が著明に更新していることが確認された。その研究成果をInternational Journal of Radiation Oncology, Biology, Physicsに報告した。P53機能が十分でない細胞でのミトコンドリアゲノム不安定性が悪性転化する理想的な細胞モデルと想定され、更なる機能解析を進める予定である。Achanta Gと申請者である佐々木は、p53蛋白が核だけでなくミトコンドリアゲノムの不安定の調整をしているという現象を発見しEMBO Jにその成果を発表している。ミトコンドリアゲノムの選択的阻害作用のある低濃度エチジウムブロマイドを作用させたところ、p53の欠損した細胞では容易にミトコンドリアDNA欠損細胞を作成できたがP53が野生型の細胞ではミトコンドリアDNA欠損細胞の作成は困難であり、その現象の考察より、p53蛋白のミトコンドリアゲノムの不安定性調整の役割を発見した。P53のミトコンドリアへの移行と、更にはミトコンドリアDNA唯一の修復酵素であるDNA polymerase gammaとの相互作用と発見し、p53蛋白自体がDNA polymerase gammaとともにミトコンドリアのDNAと結合していることも確認できた。Higuchiと申請者である佐々木らは、前立腺癌細胞のホルモン抵抗性の原因が、ミトコンドリアDNAの変異とその機能不全にあるという仮説を立て、in vitroとin vivoの双方の実験でその仮説の証明に成功し、その研究成果がOncogeneに掲載されている。Chang JYと申請者である佐々木らは、肺がん患者の末梢リンパ球を採取し、培養下にブレオマイシンを作用させるMutagen sensitivity assayの結果と予後の関係を検討し、有意な相関があることを見出し、その成果をClin Cancer Resに発表している。このことはミトコンドリアDNAがブレオマイシンによって損傷を受けている可能性も高く、一方でがん患者ではp53遺伝子変異を有するものが多いことからも将来の研究の発展が期待される研究成果である。更に、申請者の佐々木はKomakiらと、FDGの取り込みが多い非小細胞肺がん患者では予後と腫瘍制御が不良であることを見出だし、その成果をJ Clin Oncolに発表している。ミトコンドリアDNAの変異で解糖系によるエネルギー代謝が更新するとFDGの取り込みが更新するので、この研究成果はミトコンドリアDNAの変異を間接的に証明していると言える。基礎研究の成果と臨床で得られた知見の結合を示した展望のある研究成果と考えている。
ALS療養者の臨床経過に沿った口腔苦痛症状の原因探索と評価法の確立

本研究は、ALSの口腔苦痛症状の原因を明らかにし、苦痛緩和のための看護のケアにつなげることを目的に実施した。そのため、1.ALSの口腔症状と臨床指標との関係の分析、2.ALSとALS以外の神経疾患との口腔症状の比較、3.重度な口腔症状を評価するための機器・器材の検討、の3点について検討した。最終年度の成果は下記のとおりである。1-1.人工呼吸器装着下にあるALSは、意思伝達能力障害ステージの進行度が速い群で舌肥大が出現しやすい傾向があり、代謝異常が生じている可能性を示した。1-2.ピークフロー(CPF)の低下率はALSの球麻痺症状と呼吸機能を反映し、生命予後を予測する指標となりうる。1-3.CPFが270L/分から160L/分に低下するまでの期間でALSの重症度が加速しやすい傾向にある。1-4.発症からCPF低下と胃瘻造設までの期間はほぼ同じであった。1-5. 1-2.3.4の結果から、CPFはALSの重症度と関連しており、定期的な病状評価と経管栄養導入の方針の確認、気道クリアランスのためのケアが必要であることが示唆された。2-1.ALSとALS以外の神経疾患を比較した際、舌肥大はALSに特徴的であること、DMF歯数が高く、病初期からの口腔衛生が必要であることが示唆された。2-2.在宅で24時間非侵襲的人工呼吸を行いながら、経口摂食しているDuchenne型筋ジストロフィー者の呼吸機能は経年的に低下していたが、最大強制吸気量としての舌咽頭呼吸後の肺活量およびCPFは保たれていた。適切な呼吸リハビリテーションを継続することで、QOLの高い生活を維持できる可能性があることが示唆された。3-1.重度な口腔症状を測定する機器や器材はなく開発を目指すこと、ALSの口腔症状と各臨床指標との関連をさらに確認していくことが今後の課題である。筋萎縮性側索硬化症(ALS)の臨床経過における口腔苦痛症状について、医学・歯学・工学の専門家と連携し原因を探索し、苦痛緩和のための看護ケアにつなげることが本研究の目的である。そのため、1.ALSの臨床経過と口腔症状に関する実態調査、2.ALSとALS以外の人工呼吸療養者の口腔症状の比較調査、3.機器を用いた口腔症状の定量的な評価の検討、を3年計画で行う予定である。初年度にあたる28年度は、以下の成果を得た。1については、ALS在宅人工呼吸療養者7例の口腔症状に関する実態調査(1回/16ヵ月)を行った。重度な口腔苦痛症状として、流涎、咬舌、舌肥大、歯列偏位、開口障害等を認めた。重度な口腔症状を認めた症例では、随意筋の低下によるコミュニケーション障害があり、自覚症状を訴えることが極めて難しい状態にあった。さらに、口腔内の違和感や開口しにくさが増しても客観的に評価する指標は乏しく、さらに口腔内の診察、バイトブロックや口腔模型を作成するための十分な開口量がないため、定量的な評価を行うことで異常の早期発見につなげる必要性があること、診察やケアが可能な開口量を保つ必要性が示唆された。2については、先行研究および上述した当研究チームの研究結果の蓄積に基づき、調査項目を整理し、研究協力施設でのALSおよびALS以外の人工呼吸療養者の横断的な調査が速やかにできるように対象の選定、研究協力者との調整など準備を進めている。3については、ALS人工呼吸療養者2例に対して定量的な評価が可能な機器を検討した。本年度は気管カニューレを装着した重度な在宅ALS療養者の口腔関連症状を測定可能とする機器を明らかにできなかったため、2年目は課題を整理・分析し、今後の機器使用の基礎資料とする予定である。本研究では、これまで殆ど研究がおこなわれてこなかった重度なALSの口腔苦痛症状を明らかにし、原因を探索することで看護ケアにつなげることである。研究計画は、1.ALSの臨床経過と口腔症状に関する実態調査、2.ALSとALS以外の人工呼吸療養者の口腔症状の比較調査、3.口腔症状の定量的な評価の検討、であり、1の成果としては、在宅ALS人工呼吸療養者を対象とした口腔苦痛症状を整理した。2については、1の結果に基づき、調査を実施するための必要な調査項目として整理した。現在、調査協力施設との調査実施のための手続き中であり、調査開始は当初予定していた時期より、やや遅れてはいるが、ほぼ計画どおりに進展することができている。3については、舌の体積や形態、開口量などを定量的に評価するための方法を検討した。しかし、ALSの重度化していく臨床経過に沿った口腔症状の変化に対応でき、定量的に評価可能な機器を明らかにするには至っていないため、2年目以降の課題である。本研究の目的は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の臨床経過における口腔症状について、医学・歯学・工学の専門家と連携し口腔の苦痛症状の原因を探索し、苦痛緩和のための看護ケアにつなげることである。2年目である29年度は、以下の調査を行い成果を得た。1.一施設92例の人工呼吸療養者(ALS70例、ALS以外22例)の口腔症状に関する実態調査を行った。舌肥大はALSに特徴的に生じており、コミュニケーション障害の重症化に応じて舌肥大の割合が増加していた。現在、ALSおよびALS以外の疾患の口腔症状と臨床指標との関係を分析中である。