hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
沿岸域生息場評価ＧＩＳシステムのためのテッポウエビ類分布情報の活用に関する研究

沿岸域の環境変化に伴う生物影響を迅速に把握するための海中発音生物テッポウエビ類の発する音を1分間あたりの発音数(パルス数)で表現する新しい環境指標を提案した。本研究では日本沿岸域のテッポウエビ類の生息域を明らかにし、環境の変化がテッポウエビ類の生息に与える影響について評価を行うことを目的とする。2012年から2015年の4年間をかけ北海道から沖縄の日本海側沿岸部66地点を調査した。その結果、全ての地点でパルス音が観測され本種が日本沿岸域に普遍的に分布していることを明らかにし、本手法による生物生息環境の定点モニタリングは日本沿岸域においてどこでも利用可能であることを示すことができた。本事業では、申請者が提案したテッポウエビ類の発する音を1分間あたりの発音数(パルス数)で表現する新しい環境指標と沿岸域の水質環境や物理環境などの関係性について体系的に整理し、海域の環境評価システムを構築することを目的としている。本研究期間内では、パルス数の観測から以下の3つを解明する。1.日本沿岸域のテッポウエビ類の分布:テッポウエビ類の分布を体系的に整理されたデータは存在しない。日本沿岸域のテッポウエビ類の分布状況を調べることを目的に、平成25年度は9月3日5日の3日間で新潟県糸魚川市から京都府舞鶴市の沿岸部7地点と9月10日9月14日の5日間で青森県青森市から新潟県佐渡島を含む新潟県刈谷市の沿岸部11地点の合計18地点の観測を実施した。パルス数の差はあるものの全ての地点でテッポウエビ類のパルス音を観測することができた。2.環境変化がテッポウエビ類の生息分布に与える影響の評価:パルス数とCODや窒素などの水質指標との関連性について分析および生息環境評価を行う。上記1のパルス数観測結果と調査時に測定した水質との関係を調べた結果、平成24年度と同様にパルス数は高緯度になるほど少なく、水温に高い相関があることが分かった。年間の平均水温が生息数に影響していると考えられる。3.水中に存在する様々な音の解析:水中に存在する種々の音の特性について整理するこれをもとにテッポウエビ類のパルス音の判別精度の向上と本手法の周辺雑音の許容範囲などの適応範囲を明らかにすることを目的に水中音響の解析を行う。上記1の観測時と同時にWAV形式とAD変換しバイナリー形式とする2つの方法で水中音響の収録を行った。1.日本沿岸域のテッポウエビ類の分布:日本沿岸域のテッポウエビ類の分布状況を調べることを目的に、平成24年度は9月3日8日の5日間をかけ北海道沿岸域19地点の観測を実施した。パルス数の多寡はあるものの全ての地点でテッポウエビ類のパルス音を観測することができた。しかし9月は比較的温暖な気候であり、調査時の平均水温は22.2度とテッポウエビ類の活動も活発であったと推測される。そこで9月より水温が低く生息環境の厳しい3月11日13日に最北端の稚内3地点で観測を行った。3月の調査では平均水温は-1.2°Cとなっており、全ての地点でパルス音を観測することができなかった。水温低下に伴う個体活性の低下、低水温による個体の死滅などの理由が考えられる。2.環境変化がテッポウエビ類の生息分布に与える影響の評価:上記1のパルス数観測結果と調査時に測定した水質との関係を調べた結果、パルス数は高緯度になるほど少なく、水温に高い相関があることが分かった。また、貧酸素、低水温や低塩分の観測地点ではパルス数が少ない傾向にあった。この他GISを用いて各地点の水中マイクの集音範囲面積とパルス数の関係解析を行った結果、測定面積が大きくなるほどパルス数も増加する傾向を確認することができた。3.水中に存在する様々な音の解析:上記1の観測時に収録した水中音響の他、山口大学工学部関根教授らが収録したナルトビエイやクロダイなどの貝食魚の二枚貝の摂食音などの音響データの収集を行った。日本沿岸域のテッポウエビ類の分布状況を調べることを目的に、平成26年度は9月2日8日の7日間で兵庫県美方郡香美町香住から鹿児島県志布志市の沿岸部22地点の観測を実施した。また、テッポウエビ類の生息にとって厳しい環境である冬期の北限調査を計画していたが、天候不順のため中止した。

2.環境変化がテッポウエビ類の生息分布に与える影響の評価:パルス数とCODや窒素などの水質指標との関連性について分析および生息環境評価を行う。上記1のパルス数観測結果と調査時に測定した水質との関係を調べた結果、明確な関係性を見出すことは出来なかった。観測地における地形により観測範囲が異なることも地点間の比較を難しくする原因であると考えられるため、本年度はGISを用いて観測範囲の面積を算出し、単位面積当たりのパルス数を算出する手順を確立した。3.水中に存在する様々な音の解析:水中に存在する種々の音の特性について整理するこれをもとにテッポウエビ類のパルス音の判別精度の向上と本手法の周辺雑音の許容範囲などの適応範囲を明らかにすることを目的に水中音響の解析を行う。上記1の観測時と同時にWAV形式とAD変換しバイナリー形式とする2つの方法で水中音響の収録を行った。本事業では、申請者が提案したテッポウエビ類の発する音を1分間あたりの発音数(パルス数)で表現する新しい環境指標と沿岸域の水質環境や物理環境などの関係性について体系的に整理し、海域の環境評価システムを構築することを目的としている。本研究期間内では、パルス数の測定から以下の3つを解明する。1.日本沿岸域のテッポウエビ類の分布:テッポウエビ類の分布を体系的に整理されたデータは存在していないため、本調査によりその分布域を明らかにする。北海道から九州の日本海側沿岸域の調査は平成26年度までに実施している。平成27年度は9月2日4日の3日間で沖縄県沿岸部、石垣島の沿岸部7地点の測定を行った。パルス数の差はあるものの全ての地点でテッポウエビ類のパルス音を測定することができた。また、テッポウエビ類の生息にとって厳しい環境である冬期の調査を青森と函館で12月25日26日、沖縄で3月6日7日に実施した。この結果、冬期には青森以北ではパルス音を観測することができなかった。2.環境変化がテッポウエビ類の生息分布に与える影響の評価:調査ではパルス数の測定距離を100 m、200 mと変化させている。しかし、測定距離の増加に対し比例して測定面積が増えず、距離の増加に対しパルス数が増加していない地点があった。地点間の比較のためGISを用いてパルス数密度(回/分/a)を算出した。算出されたパルス数密度とCODや窒素などの水質指標との関連性について分析および生息環境評価を行ったが、明確な関係性を見出すことは出来なかった。3.水中に存在する様々な音の解析:パルス数測定と同時に収録した水中音響の周波数分析を行い、パルス音がテッポウエビ類の発したものであるかの検証を行った。この結果、収録したほぼすべてのパルス音はテッポウエビ類の発する音の特性と一致していた。沿岸域の環境変化に伴う生物影響を迅速に把握するための海中発音生物テッポウエビ類の発する音を1分間あたりの発音数(パルス数)で表現する新しい環境指標を提案した。本研究では日本沿岸域のテッポウエビ類の生息域を明らかにし、環境の変化がテッポウエビ類の生息に与える影響について評価を行うことを目的とする。2012年から2015年の4年間をかけ北海道から沖縄の日本海側沿岸部66地点を調査した。その結果、全ての地点でパルス音が観測され本種が日本沿岸域に普遍的に分布していることを明らかにし、本手法による生物生息環境の定点モニタリングは日本沿岸域においてどこでも利用可能であることを示すことができた。1.日本沿岸域のテッポウエビ類の分布:日本沿岸域のテッポウエビ類の分布状況を調べることを目的に、平成26年度は9月2日8日の7日間で兵庫県美方郡香美町香住から鹿児島県志布志市の沿岸部22地点の観測を実施した。
マイクロサテライトによるダウン症過剰21番染色体由来検討とモザイク発生機序解明

平成11年、大阪でダウン症フォーラムが開催され、ダウン症児の健康管理に関して情報交換、健康手帳の執筆に参加した。
白内障、緑内障、加齢黄斑変性のリスク要因と一次予防対策解明のための分析疫学的研究

コホート対象地域の住民を対象に白内障罹患に関する追跡調査を実施した。調査開始時の肥満度(BMI)を算出し、白内障罹患との関係を解析した結果、BMIが最も低いやせている群と最も高い太っている群では、罹患リスクが高くなるU字型の傾向が認められた。茨城県水戸地域の住民を対象に眼圧に関連する因子を解明するための大規模疫学研究を実施した。解析の結果、血圧、BMIおよび喫煙習慣は眼圧と正の関連があり、特に喫煙者では眼圧高値を伴った血圧高値者が有意に多いことが確認された。さらに、対象者を約3.5年間追跡し縦断的に解析した結果、血圧およびBMIの変動量は眼圧の変動量と正の関連があることが明らかになった。1990(平成2)年にスタートした厚生労働省多目的コホート研究(JPHC Study)のコホート対象地域(コホートI:岩手県二戸、秋田県横手、長野県佐久、沖縄県石川保健所管内、コホートII:茨城県水戸、新潟県柏崎、高知県中央東、長崎県上五島、沖縄県宮古保健所管内)に居住する住民約11万人のうち、平成7年(コホートI)と平成12年(コホートII)に白内障を発症していなかった76,190人(男性35,365人、女性40,825人)を対象に白内障罹患調査を行った。その結果、5年後の平成12年(コホートI)と平成15年(コホートII)の調査で、男性1,004人(2.84%)、女性1,807人(4.43%)が新たに白内障に罹患した。調査開始時の肥満度(BMI)を算出し、それを5群に分類し、その後5年間の老人性白内障の発症との関係を多変量解析により解析した結果、BMIが21.0-22.9の群と比較し、BMIが最も低い群(21未満)の発症リスクは、男性で1.29(95%CI,0.93-1.79)、女性で1.23(95%CI,0.97-1.55)、BMIが最も高い群(25以上)の発症リスクは、男性で1.15(95%CI,0.96-1.39)、女性で1.19(95%CI,1.04-1.36)であり、BMIが最も低いやせている群との最も高い太っている群では、男女ともに、発症リスクが高くなるU字型の傾向が認められた。欧米では、肥満により老人性白内障の発症率が上昇することが報告されている。一方、栄養状態が不良な国に居住する人々を対象とした研究では、低栄養ややせにより老人性白内障の発症率が上昇するとの報告もある。今回の追跡研究の結果、肥満ややせを回避することが、老人性白内障の発症率を低下させる可能性があることが、日本人においても初めて確認された。調査開始時の肥満度(BMI)を算出し、それを5群に分類し、その後5年間の老人性白内障の発症との関係を多変量解析により解析した結果、BMIが21.0-22.9の群と比較し、BMIが最も低い群(21未満)の発症リスクは、男性で1.29、女性で1.23、BMIが最も高い群(25以上)の発症リスクは、男性で1.15、女性で1.19であり、BMIが最も低いやせている群との最も高い太っている群では、男女ともに、発症リスクが高くなるU字型の傾向が認められた。現在まで報告されている多くのコホート研究によれば、欧米では、肥満により老人性白内障の発症率が上昇することが確認されている。

一方、栄養状態が不良な国に居住する人々を対象とした研究では、低栄養ややせにより老人性白内障の発症率が上昇するとの報告もある。今回、日本人大規模集団を長年追跡した結果、肥満ややせを回避することが、老人性白内障の発症率を低下させる可能性があることが、日本人においても初めて確認されたので、2011年8月にスコットランで開催された国際疫学会(IEA)でこの研究結果を発表した。1)白内障研究の成果申請者は、コホート対象地域(岩手県二戸、秋田県横手、新潟県柏崎、長野県佐久、茨城県水戸、高知県中央東、長崎県上五島、沖縄県石川、沖縄県宮古保健所管内)に居住する住民を対象に白内障罹患に関する追跡調査を実施した。ビタミンC摂取量を5分位に分類し、白内障の発症との関係を解析した結果、ビタミンCの摂取量が多くなるに従い、白内障罹患率が低くなる傾向が認められた。これまで欧米で報告されていたビタミンC摂取による白内障罹患リスクの予防効果を、日本人でも初めて確認されたことを報告した。また、調査開始時の肥満度(BMI)を算出し、それを5群に分類し、白内障罹患との関係を解析した結果、BMIが最も低いやせている群と最も高い太っている群では、男女ともに、罹患リスクが高くなるU字型の傾向が認められた。本研究の結果から、肥満ややせを回避することが、白内障罹患率を低下させる可能性があることが、日本人において初めて明らかにすることができた。2)緑内障研究の成果茨城県水戸地域に居住する住民を対象に、緑内障の最も重要な危険因子の1つである眼圧の上昇または下降に関連する因子を解明するための大規模疫学研究を実施した。眼圧値とさまざまな身体因子や生活習慣等に関する情報との関連を解析した結果、収縮期血圧、拡張期血圧およびBMIは眼圧と正の関連があること、喫煙習慣と眼圧は正の関連があること、また、喫煙習慣は眼圧と正の関連があり、特に喫煙者では眼圧高値を伴った血圧高値者が有意に多いことが、日本人においても改めて確認された。さらに、これらの対象者を約3.5年間追跡し、収縮期血圧、拡張期血圧およびBMIの変動量と眼圧の変動量との関連を縦断的に解析した結果、追跡期間中における収縮期血圧、拡張期血圧およびBMIの変動量は眼圧の変動量と正の関連があることが明らかになった。1990(平成2)年にスタートした多目的コホート研究(JPHC Study)のコホート対象地域(コホートI:岩手県二戸、秋田県横手、長野県佐久、沖縄県石川保健所管内、コホートII:茨城県水戸、新潟県柏崎、高知県中央東、長崎県上五島、沖縄県宮古保健所管内)に居住する住民約11万人のうち、平成7年(コホートI)と平成12年(コホートII)に白内障を発症していなかった76,190人(男性35,365人、女性40,825人)を対象に白内障罹患調査を行った。その結果、5年後の平成12年(コホートI)と平成15年(コホートII)の調査で、男性1,004人(2.84%)、女性1,807人(4.43%)が新たに白内障に罹患した。調査開始時の肥満度(BMI)とその後5年間の老人性白内障の発症との関係を解析した結果、BMIが最も低いやせている群との最も高い太っている群では、男女ともに、発症リスクが高くなるU字型の傾向が認められた。欧米では肥満により老人性白内障の発症率が上昇することが確認されている一方、栄養状態が不良な地域においては低栄養ややせにより老人性白内障の発症率が上昇するとの報告もある。今回、日本人大規模集団を長年追跡した結果、肥満ややせを回避することが、老人性白内障の発症率を低下させる可能性があることが、日本人においても初めて確認された。また、本年度は新たに茨城県水戸地域の住民1,113名から得られた眼圧値とさまざまな生活習慣や栄養摂取等に関する情報に基づき、眼圧値の上昇または下降に関連する因子を解明するための分析を行った。解析の結果、血圧およびBMIの上昇が眼圧の上昇と有意な関連があることが明らかになったので、第71回日本公衆衛生学会および第20回日本慢性期医療学会で、これらの研究結果の概要を発表した。全てのコホート地域を対象にした白内障研究については、白内障罹患リスクの把握およびそのリスク要因の解析がおおむね順調に進んでいる。コホートI
難分解性物質の人体内挙動と作用機構

本研究の目的は,ダイオキシン類やアスベストのような,人体に対して有害な物質で,環境中への放出が規制されたり,生産が停止されても分解されずに環境中に長期に残留する物質の人体への影響を明らかにすることにある.以下に各分担研究者の研究実績の一部を紹介する.2,3,7,8四塩化ジベンゾパラジオキシン(以下TCDD)はマウスで口蓋裂を誘発するが,胚子に外脳を誘発しておくと頭蓋が狭小となり,TCDDを投与しても,口蓋裂の誘発が阻止された(安田).大阪府で食品経由のダイオキシン類及びコプラナ-型PCBの摂取を調べると,日本人は魚介類を主要経路として,これらの物質を摂取することが明らかになった(宮田).TCDDを成熟マウスに投与すると,リンパ球のアポ-トシスが認められ,胸腺重量,胸腺リンパ球数が減少し,胸腺皮質面積比が低下したが,新生仔への投与では胸腺発育不全が特徴的であった(北条).アフリカツメガエル胚を2ー16細胞期から5日間TCDDに曝露すると,早期に浮腫を発症した幼生は死亡するものが多く,後から発症したものは浮腫より回復する率が高かった(谷村).難分解性芳香族炭化水素及び芳香族アミンの代謝機構を検索したところ,ラットではNーホルミル化並びにNーアセチル化は,主として動物組織中の酵素によることが分かった(辰巳).ヒト末梢リンパ球染色体の姉妹染色分体交換誘発能を試験管内で検索したところ,タバコタ-ルの方がディ-ゼルタ-ルよりも3倍誘発能が高かった(森本).肺癌検診で高頻度に胸膜病変が発見された熊本県下の町で,アンソフィライトを産出していたことが判明し,胸膜病変をもつ肺癌1例に著しく高いアンソフィライトを検出した(神山).男子石綿肺患者での肺癌の標準化死亡比は,X線像のじん肺所見の悪いものほど高く,また喫煙経験者では非喫煙者に比べて約6.6倍高いことが明らかになった(森永).本研究の目的は,ダイオキシン類やアスベストのような,人体に対して有害な物質で,環境中への放出が規制されたり,生産が停止されても分解されずに環境中に長期に残留する物質の人体への影響を明らかにすることにある.以下に各分担研究者の研究実績の一部を紹介する.2,3,7,8四塩化ジベンゾパラジオキシン(以下TCDD)はマウスで口蓋裂を誘発するが,胚子に外脳を誘発しておくと頭蓋が狭小となり,TCDDを投与しても,口蓋裂の誘発が阻止された(安田).大阪府で食品経由のダイオキシン類及びコプラナ-型PCBの摂取を調べると,日本人は魚介類を主要経路として,これらの物質を摂取することが明らかになった(宮田).TCDDを成熟マウスに投与すると,リンパ球のアポ-トシスが認められ,胸腺重量,胸腺リンパ球数が減少し,胸腺皮質面積比が低下したが,新生仔への投与では胸腺発育不全が特徴的であった(北条).アフリカツメガエル胚を2ー16細胞期から5日間TCDDに曝露すると,早期に浮腫を発症した幼生は死亡するものが多く,後から発症したものは浮腫より回復する率が高かった(谷村).難分解性芳香族炭化水素及び芳香族アミンの代謝機構を検索したところ,ラットではNーホルミル化並びにNーアセチル化は,主として動物組織中の酵素によることが分かった(辰巳).ヒト末梢リンパ球染色体の姉妹染色分体交換誘発能を試験管内で検索したところ,タバコタ-ルの方がディ-ゼルタ-ルよりも3倍誘発能が高かった(森本).肺癌検診で高頻度に胸膜病変が発見された熊本県下の町で,アンソフィライトを産出していたことが判明し,胸膜病変をもつ肺癌1例に著しく高いアンソフィライトを検出した(神山).男子石綿肺患者での肺癌の標準化死亡比は,X線像のじん肺所見の悪いものほど高く,また喫煙経験者では非喫煙者に比べて約6.6倍高いことが明らかになった(森永).
時限性を有する自己組織化ペプチドハイドロゲルの開発とその応用

本研究では、三分岐型コラーゲン様ペプチド(CMP)の自己組織化とフォールディング現象を巧みにプログラム化することで、限られた時間のみネットワーク(ゲル)状態を維持する新しいハイドロゲルの開発を行った。種々のCMPを新規に合成し、それらの水中での高次構造特性や自己集合特性、ゲル特性を明らかにした。ペプチド鎖長やアミノ酸配列の精密設計により、ゲルの維持時間や粘弾性の異なる様々なハイドロゲルの調製に成功した。本研究では、人工ペプチドの自己組織化現象とフォールディング現象を巧みに制御することで、特定の限られた時間のみネットワーク状態を維持する新しいタイプの機能性ハイドロゲル(時限性ハイドロゲル)の開発とその応用を目指している。本年度得られた成果を以下にまとめる。(1)リシン・テンプレート上に、親水性かつフレキシブルなジエチレングリコールスペーサーを介してアミノ酸配列を様々に変化させたペプチド鎖((グリシン-Xaa-Yaa)n) (XaaおよびYaaは主にプロリン、ヒドロキシプロリン,繰り返し数n=5, 6)を三本導入した種々の三分岐型コラーゲン様ペプチド(CMP)をペプチド固相合成法により調製した。特に、NおよびC末端をキャップしたCMPや疎水性アミノ酸であるグリシンおよびフェニルアラニンを様々な位置に導入した各種CMPを合成し、自己組織化ユニットの分子拡張に成功した。(2)希薄濃度条件下における各種CMPの水中での高次構造特性をCDスペクトルにより検討した。三重らせん構造の形成能、熱安定性およびその可逆性におよぼす疎水性アミノ酸の導入数や導入位置の影響を明らかにすることができた。アミノ酸配列や鎖長の精密な制御により、三重らせん形成能や安定性が異なる様々な自己集合ユニット(CMP)を調製できることがわかった。(3)高濃度条件下における自己組織化特性についても検討した。ゲル形成能(最小ゲル形成濃度)やゲルの力学物性(粘弾性)にペプチド一次構造が強く依存することをレオロジー測定から明らかにし、ゲル特性の基礎的知見を得ることに成功した。(4)細胞接着性ドメインとしてのアルギニン-グリシン-アスパラギン酸-セリン配列の有用性に関する基礎的知見を得た。本研究では、人工ペプチドの自己組織化現象とフォールディング現象を巧みに制御することで、特定の限られた時間のみネットワーク状態を維持する新規機能性ゲル(時限性ハイドロゲル)の開発とその応用を目指している。(1)自己組織性ペプチドユニットのさらなる拡張を目的に、前年度までに合成した三分岐型コラーゲン様ペプチド(CMP)に加えて、ペプチド鎖の一部に様々な疎水性アミノ酸(Ala, Val, Ile)または水素結合性アミノ酸(Gln)を導入した12種類の新規CMPの合成に成功した。また、各CMPの希薄濃度条件下における水中での高次構造特性(三重らせん構造の形成能、熱安定性およびその可逆性)を明らかにした。(2)高濃度条件下における各種CMPの自己組織化構造を明らかにした。TEMおよびSEMを用いたナノ構造解析より、これらCMPはゲル状態では多分子間三重らせん形成に基づくナノファイバーのネットワーク構造(バンドル化)を形成しており、ゾル化に伴い球状構造へと大きくモルフォロジーが変化することがわかった。すなわち時間経過により自己集合形態が自発的にスイッチすることを明らかにした。(3)レオロジー測定から各種CMPの形成するハイドロゲルの物性(粘弾性および時限性)を詳細に評価した。CMPの分子構造(三重らせん形成能と安定性の相違)やペプチド濃度によって、貯蔵弾性率やゾルへの転移時間が異なる様々な時限性ハイドロゲルを調製できることがわかった。また、ゲルの粘弾性や時限性に及ぼす温度の影響についても明らかにした。テーラーメイドなゲル設計のためのCMP分子構造に関する重要な知見を蓄積することに成功した。前年度に引き続き、自己組織性三分岐型CMPユニットのさらなる拡張(各種疎水性アミノ(Ala, Val, Ile)導入型、および水素結合性アミノ酸(Gln)導入型)に成功し、それらの水中での高次構造特性およびゲル特性に関する知見を得ることができた。また、ゲルおよびゾル状態における自己組織化ナノ構造も明らかになった。本ペプチド分子集合システムの体系化を目的とした時限性ハイドロゲルのゲル物性と分子構造の相関性も明らかになりつつあり、次年度以降に予定している計画を順調に進めていくことが出来る。本研究では、人工ペプチドの自己組織化現象とフォールディング現象を巧みに制御することで、特定の限られた時間のみネットワーク状態を維持する新規機能性ゲル(時限性ハイドロゲル)の開発とその応用展開を進めている。(1)自己組織性ペプチドユニットのさらなる拡張を目的に、前年度までに合成した種々の三分岐型コラーゲン様ペプチド(CMP)に加えて、疎水性かつ会合性の高いLeu残基をペプチド鎖の様々な位置に導入したCMP並びに従来のジエチレングリコールスペーサーの代わりに長さや疎水性、剛直性の異なる様々なスペーサーを導入したCMPを新規に合成した。水中での高次構造特性やゲル化特性、ゲル物性に及ぼすLeu残基や三分岐鎖のテンプレート構造が及ぼす影響を明らかにした。特にスペーサーの疎水性や剛直性が著しく高くなると、ゲル形成が阻害されることを見出した。(2)レオロジー測定から各種CMPの形成するハイドロゲルの物性を評価した。いずれのゲルも歪みの増大に伴いゾル化し、歪みの解消により瞬時にゲル状態に回復する優れたインジェクタブル性を有しており、ゲルの破壊に対する自己修復性も有していることがわかった。

(3)時限性CMPハイドロゲルのバイオ応用を念頭に、ゲルに内包したタンパク質や低分子薬剤モデルの水中での徐放特性を明らかにした。ハイドロゲルの自発的なゲル-ゾル転移時間に基づいて、内包物のリリース挙動が大きく変化すること、また内包させた物質の分子サイズによっても徐放特性が変化することが示された。本ハイドロゲルはペプチド分子構造に基づいてゲルの維持時間を様々に設計できるため、新しい分子徐放材料として興味深い。本研究では、三分岐型コラーゲン様ペプチド(CMP)の自己組織化とフォールディング現象を巧みにプログラム化することで、限られた時間のみネットワーク(ゲル)状態を維持する新しいハイドロゲルの開発を行った。種々のCMPを新規に合成し、それらの水中での高次構造特性や自己集合特性、ゲル特性を明らかにした。ペプチド鎖長やアミノ酸配列の精密設計により、ゲルの維持時間や粘弾性の異なる様々なハイドロゲルの調製に成功した。本年度目的としていた時限性ハイドロゲル開発のための自己組織化ユニットの拡張(各種コラーゲンペプチドの設計と合成)に成功し、それらの水中での高次構造特性およびゲル化特性の基礎的知見を得ることができ、次年度以降に予定している計画を順調に進めていくことが出来る。当初の予定通り、平成28年度は本システムの体系化を念頭に、各種CMPハイドロゲルの詳細な物性評価(時限性やインジェクタブル性、粘弾性)およびゲル物性に影響を及ぼす分子構造因子の特定を引き続き進めていく。また、時限性ハイドロゲルのバイオ材料への展開として、タンパク質/低分子薬剤モデルの徐放特性評価、細胞足場材料への応用性についても検討していく。高分子化学当初の予定通り、平成27年度および28年度は、各種CMPハイドロゲルの物性評価(時限性やインジェクタブル性、自己修復性など)や、それに影響を及ぼす因子の特定を中心に研究を進めていく。また、分子徐放材料や細胞足場材料等バイオマテリアルとしての応用性を検討していくとともに、本システムの体系化を推進していく。
抗原応答性ハイドロゲルに基づく匂いセンサの高感度化とその応用

表面プラズモン共鳴(SPR)センサと抗原応答性ハイドロゲルを用いた匂いセンサ実現に向けて,親水性ポリマーを固定化したSPRセンサ表面の作製方法を確立した.爆薬であるトリニトロトルエン(TNT)やRDX,催涙剤の成分であるカプサイシノイドの検出を行った.TNTに対しては,表面開始原子移動ラジカル重合によりポリマー層を構築したセンサ表面を用いて,間接競合法により,検出限界5.7 pptとなった.置換法では,0.4 ppbが得られた.RDXとカプサイシンについては,オリゴエチレングリコールを有する自己組織化単分子膜を用いたセンサ表面で,それぞれ40 ppt,150 ppbが得られた.表面プラズモン共鳴(SPR)センサと抗原応答性ハイドロゲルを用いた匂いセンサ実現に向けて,親水性ポリマーを固定化したSPRセンサ表面の作製方法を確立した.爆薬であるトリニトロトルエン(TNT)やRDX,催涙剤の成分であるカプサイシノイドの検出を行った.TNTに対しては,表面開始原子移動ラジカル重合によりポリマー層を構築したセンサ表面を用いて,間接競合法により,検出限界5.7 pptとなった.置換法では,0.4 ppbが得られた.RDXとカプサイシンについては,オリゴエチレングリコールを有する自己組織化単分子膜を用いたセンサ表面で,それぞれ40 ppt,150 ppbが得られた.抗原応答性ハイドロゲルに基づく高感度匂いセンサ開発のため,ハイドロゲルの材料であるポリビニルアミンの作製条件等の詳細な検討を行ったビニルホルムアミド(NVF)に水溶性アゾ重合開始剤を加え,固体状のポリビニルホルムアミドを得た.ポリビニルホルムアミドは有機溶媒に不溶であるが水に易溶であり,得られた固体を溶解・精製し,凍結乾燥を行い,ポリビニルホルムアミドを回収した.ポリビニルホルムアミドのアミノ基導入のための加水分解時間を検討し,加水分解率をフーリエ変換赤外分光法による測定結果から求めた.抗体結合性の評価のため,金センサ表面にオリゴエチレングリコールを有する自己組織化単分子膜を形成し,ポリビニルアミンをアミンカップリングにより固定化し,3次元的なセンサ表面を構築した.この時,センサ表面作製時めポリビニルアミン濃度およびpHの最適化を行った.抗体の結合性は,トリニトロトルエン(TNT)の類似物質(DNP-グリシン)をアミンカップリングによりポリビニルアミンに固定化し,25ppm抗TNTモノクローナル抗体を用いてを調べた.その結果,加水分解率10%程度のポリビニルアミンを用いると,表面プラズモン共鳴(SPR)センサ測定におけるタンパク質の非特異吸着をほぼ抑えられることがわかった.また,ポリマーを固定していないセンサ表面(2次元的表面)で得られていた結合量の35倍の結合量を得ることができた.また,500ppb抗TNTモノクローナル抗体を用いて,間接競合阻害法によりTNT測定を行い,検出限界は,100ppt程度となった.抗原応答性ハイドロゲル形成のため,加水分解率60%のpoly-N-ビニルホルムアミド(ポリ(ビニルアミン-co- N-ビニルホルムアミド))のアミノ基を,無水コハク酸を用いてカルボキシル基に変換した.その結果,同ポリマーを用いてセンサ表面を作製した結果,非特異的な吸着抑制の効果が見込まれた.トリニトロトルエン(TNT)の高感度検出のため,表面開始原子移動ラジカル重合(SI-ATRP)を用いて,表面プラズモン共鳴免疫センサのチップ修飾を行った.ポリマーへのTNT類似物質の固定化のため,カルボキシル基を有するコハク酸1-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル(MES)を用いた.カルボキシル基がマイナスに帯電するMESへの抗TNTモノクローナル抗体自体の非特異吸着を抑制するため,三級アミンを有し,プラスに帯電する2-(ジエチルアミノ)エチルメタクリラート(DEAEM)を混合したポリマーをセンサ表面上に作製し,電気的に中性で非特異吸着を抑制するセンサ表面を実現した.TNTの測定は間接競合法を用いた.TNTの高感度検出のため,2種の自己組織化単分子膜試薬を混合し重合開始剤密度を調整することによって,抗体と表面の親和性を最適化した.その結果,検出限界は5.7 pg/mL(ppt)となった.次に,MESとメタクリル酸2-ヒドロキシエチル(MES)を組み合わせ,SI-ATRPによりセンサ表面を作製した.電気的に中性で親水性のHEMAの割合を増やすことにより,非特異吸着の抑制が可能であった.HEMAの割合を増やすと,TNT抗体の結合サイトとなるMESの割合が減少することになる.HEMAとMESの割合を調整し,抗体とセンサ表面との親和性を制御した.センサ表面に結合した抗体をターゲット物質で解離させる置換法により,TNTの検出限界は,0.4 ng/mL (ppb)となった.ポリビニルアミン(poly-VAm)を用いて3次元的なセンサ表面を作製した.抗トリニトロトルエン(TNT)抗体の結合量は従来の5倍程度になったが非特異吸着を起こすことが分かった.ウシ血清アルブミンとリゾチームの吸着実験からセンサ表面はプラスに帯電していることが分かった.帯電の原因はポリビニルアミンの未反応のアミノ基だと考えられ,作製時のポリビニルホルムアミドの加水分解率を減少させることで未反応アミノ基を減らし帯電の抑制を試みた.

その結果,加水分解率の低いポリマー(poly-(VAm-co-NVF))で非特異吸着を抑制できることが分かった.加水分解率23%のポリビニルアミンを用いてセンサ表面を作製しTNT濃度を測定した.その結果,高感度な測定ができ,検出限界は28 pptとなった.抗原応答性ハイドロゲル形成のため,poly-VAmのアミノ基をカルボキシル基に変換する条件の検討を行った.その結果,無水コハク酸を用いてpoly-VAmのアミノ基をカルボキシル基に変換,抗体の固定化が可能となった.表面プラズモン共鳴センサにより,ポリマーへの抗体の結合が確認できた.SPRセンサ表面にハイドロゲルを形成する新規な手法として,表面開始原子移動ラジカル重合(SI-ATRP)の適用を試みた.複数種のモノマーを用いて非特異的な相互作用の少ない表面を作製することができた.センサ応用を目的として,SPRセンサにより,爆薬のRDX,催涙剤として用いられるカプサイシンの測定を試みた.間接競合阻害法により,それぞれ,検出限界は40 ppt,150 ppbとなった.また,小反芻獣疫ウイルスや抗生物質であるシプロフロキサシンの検出についても検討した.本研究費で購入したフーリ工変換赤外分光分析システムおよび既存備品による分析により,効率よくポリマーの評価を行うことができ,評価結果をセンサ表面作製条件の設定に迅速に反映できたため.25年度が最終年度であるため、記入しない。ポリビニルアミンの非特異的な吸着が判明し,その原因究明と対策を行った.ポリビニルホルムアミドの加水分解率と非特異吸着との関係を明らかにし,SPRセンサにおいてトリニトロトルエン(TNT)に対する応答特性を取得した.これらの成果について,論文にまとめ,学会発表,国際会議での発表,および学術雑誌への論文投稿を行った.投稿した論文は採択されるに至った.並行して新規なハイドロゲル形成の手法として,文献調査から得られた知見を元に,表面開始原子移動ラジカル重合(SI-ATRP)の検討を開始した.ポリマーの長さや密度などを変え,SPRセンサにおいて,TNTの検出限界との関係を詳細に調べ,学会発表を行った.論文にまとめ,投稿の準備を行っている.抗原応答性ハイドロゲルの抗体固定側ポリマーについてはやや遅れて検討を開始した.しかしながら,新規なハイドロゲル形成手法の考案もあり,全体として研究は,公表成果も増えており,順調に進展している.ポリビニルアミンへのTNT類似物質の導入方法の条件検討を継続して検討して行い,より高感度なセンサ表面を構築していく.その後,抗原応答性ハイドロゲルの形成を行い,SPRセンサ等に適用する.また,ポリビニルアミン以外の親水性ポリマーを導入することも検討する.学会発表,論文投稿を行う.また,学会参加および文献調査により,新規の知見を取り入れながら,研究を進める.25年度が最終年度であるため、記入しない。抗体は,抗原応答性ハイドロゲルにおける架橋点となるため,抗体の結合数が応答性に大きく寄与すると考えられる.
LC-MS/MSとナノデバイスを用いた疾患関連因子に基づく感染症診断制御法の確立

本研究によって、当初から開発を目指していた細菌薬剤排出ポンプの生理基質同定技術として、新たに、様々な蛍光基質を用いた簡便・迅速な手法を複数確立することができた。当手法を活用した細菌薬剤排出ポンプに関する研究により、カチオン性の平面芳香族小分子の排出に特化している第3の薬剤排出ルートを解明することができた。また、自ら開発した細菌薬剤排出ポンプ阻害剤スクリーニング手法(特願2016-028653)を用いることで、細菌の病原性発現に関与する薬剤排出ポンプ阻害剤候補を実際に複数見出すことに成功した。詳細な解析の結果、感染症治療上有用であることが判明したため、現在特許申請の準備中である。近年、様々な薬剤に対して耐性を示す多剤耐性菌、食中毒等で深刻な症状を引き起こす病原性菌が次々と出現し、臨床現場において大きな問題となっている。依然、感染症によって多くの人が命を落としており、細菌感染症の克服は今なお医療分野における喫緊の課題である。多剤耐性化の原因として、抗菌薬を含む様々な化合物を菌体内から菌体外へ排出する細菌薬剤排出ポンプが特に注目されている。これまでの自らの研究により、排出ポンプの排出機構が世界で初めて解明され、自ら世界初となる抗菌薬排出阻害剤の開発を進める段階にまで来ている。しかしながら、高病原性菌による食中毒等の場合、しばしばメディアで報道されるように、抗菌薬等による治療が間に合わず死亡するケースがみられる。ここに至って、菌体外に排出され様々な病気を引き起こす原因となっている、細菌の生理活性化合物を同定・解析し、早期に診断・治療する方法が必要となってきた。本研究によって、これまでに、当初から開発を目指していた細菌薬剤排出ポンプの生理基質同定技術として、新たに、様々な蛍光基質を用いた簡便・迅速な手法を複数確立することができた。また、自ら開発した細菌薬剤排出ポンプ阻害剤スクリーニング手法(特願2016-028653)を用いることで、細菌の病原性発現に関与する薬剤排出ポンプ阻害剤候補を、実際に複数見出すことに成功した。これらの阻害剤候補は比較的簡単に購入することができ、詳細な解析に向けた準備を進めている。今後の研究において強力なツールとなる、簡便・迅速な細菌薬剤排出ポンプ生理基質同定技術を複数確立することができたことに加え、実用化に大きく貢献する、細菌の病原性発現に関与する細菌薬剤排出ポンプの阻害剤候補を、実際に複数見出すことに成功したため。開発した細菌薬剤排出ポンプの生理基質同定技術を用いることで、研究全体のスピードアップを図る。また、新たに見出した細菌病原性発現に関与する薬剤排出ポンプ阻害剤候補の詳しい効能評価を行い、実用化に向けたデータ取得を進める。細菌学
言語的マイノリティの学習者の発達促進に向けた学習環境のデザイン－日加比較研究－

本研究では、日本とカナダの多言語状況の進む都市部において、言語の境界や国境を越えて生きるトランスナショナルな家族と子どもたちの学校内外での数的リテラシーの状況を検討し、学校における教科教育の場面でトランスナショナルな子どもたちの学習を促進させるための学習環境のデザインが探求された。日本とカナダという社会形成、民族形成、教育施策において異なる二つの文脈で、同テーマの研究を進めることにより、日本とカナダそれぞれの固有な社会歴史的文脈を浮き彫りにした。特に、1.言語と数的知識に関わる学校実践と家庭での実践での連続性と非連続性、2.言語の価値づけとジェンダーの役割、3.言語と数的知識に関わる家庭での継承の3点が主に検討された。また、調査結果をもとに、日本とカナダそれぞれにおいて、トランスナショナルな家族と子どもたちに対して、計6回の介入的ワークショップを行った。ワークショップでは、学校教育、移民の子どもたちの言語発達の特徴と認知発達の特徴、家庭で継承されている計算方法とその背後にある数学的知識などをテーマにし、トランスナショナルな環境で育児をする移民の親や国境を越えて生きる子どもたちが経験を共有し、自らの知識と言語的資源を再評価する機会を目指すとともに、研究結果の当事者や実践者への還元を行った。本研究は、多言語状況の進む日本の教育現場において、カナダにおける教育実践やカナダにおけるトランスナショナルな家族と子どもたちの経験を参考にしつつ、新たな教育実践を展開するためのいくつかの方向性を示した。特に、トランスナショナルな子どもたちが生きる学校での教育実践と家庭での教育実践との間にいかに有機的な関係を生み出し得るかについての示唆を得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、日本とカナダという異なる社会歴史的文脈とその学校内外でのリテラシー・数的リテラシー実践を比較する理論的視座の検討とカナダでの予備調査、及び、多言語状況の進む日本の各地域での調査を進めた。成果の一部を、国内外の学会で発表すると伴に、査読付き国際雑誌の論文に纏め投稿した。特に中心的な研究として、日本の都市部における、「外国にルーツをもつ子どもたち」の数的概念と言語の発達・学習状況の調査を進めた。調査対象地域では、国際結婚等による、フィリピンからの移民、および長期滞在者が増加傾向にあり、その子どもたちの学校での学習支援が課題とされていたため、フィリピンにルーツのある学齢期の子どもとその親を対象にインタビュー調査、および介入的ワークショップを行った。インタビュー調査では、過去と将来展望へのナラティブ、家庭での数的実践、家庭での言語実践についてのデータを得た。結果、1.言語と数的知識に関わる学校実践と家庭での実践の連続性と非連続性、2.言語の価値づけとジェンダーの役割、3.言語と数的知識に関わる家庭での継承の3点が主に検討された。また、インタビュー参加者に対して、介入的ワークショップを行い、ビデオとフィールドノーツによる記録を行った。ワークショップでは、日本で育児をする移民の母親が自らの経験を共有し、自らの知識と言語的資源を再評価する機会の創造が目指された。ワークショップのデータから、参加者間の支援コミュニティ形成の動機や参加者の家庭教育での役割認識の変化が検討された。近年、多言語状況の進む北米では、言語的マイノリティの家庭での学習資源の見直しや親の学校参加の効果が検討されてきたが、本研究の成果は、日本の「外国にルーツをもつ子どもたち」の学校外での学習資源や親の役割の教育学的観点・教育心理学的観点からの検討にとって有意義である。昨年度は、日本の都市部における、「外国にルーツをもつ子どもたち」、特に日本の各地域で増加傾向にある、フィリピンからの「移民」を親にもつ子どもたちの数的概念と言語の発達・学習状況の調査、および介入的ワークショップを行った。本年度は、そのデータの分析を進め、1.家庭と学校での数的実践、言語実践の連続性と非連続性、2.言語や学校外の数的実践に特有な文化的道具の価値づけとその変更可能性に関し、多様性と教育の観点から知見をまとめ、国際学会での発表と国際誌への論文投稿を行った。また、この問題に関して、社会歴史的文脈の影響を検討するため、カナダ・トロント市での研究・調査を中心に遂行した。世界でも、最も多言語多文化状況の進む、カナダ・オンタリオ州について、そのカリキュラムや教育制度、教師教育のあり方を、文献調査や聞き取り調査から探った。また、調査倫理審査や関連機関や個人とのラポート形成などの調査準備後に、トロント市において、多言語多文化状況を生きる移民の親たちと、その子どもたちに対するインタビュー調査を、日本での調査と同じテーマに基づき実施した。また、日本国内外の、多様性と教育に詳しい研究者たちと研究交流を行い、理論的考察や研究手法についての示唆を得た。本研究の意義は、未だ研究蓄積の乏しい、言語や多様な文化実践と教科(数学)学習の関連性についての研究結果を提示し、日本国内や世界の様々な地域において進む多言語多文化状況に対応した教育のあり方の検討に貢献するというところにある。この目的に鑑み、研究成果を研究者の他に、学校教員、学校外の教育実践者、教員養成課程の学生、保護者等に伝えていく機会を計8回持った(たとえば、公開パネルディスカッション「北米における言語的・文化的に多様な子ども達の学習状況と発達支援活動」等)。

日本とカナダという社会形成、民族形成、教育施策において異なる二つの文脈で、同テーマの研究を進めることにより、日本とカナダそれぞれの固有な社会歴史的文脈を浮き彫りにした。特に、1.言語と数的知識に関わる学校実践と家庭での実践での連続性と非連続性、2.言語の価値づけとジェンダーの役割、3.言語と数的知識に関わる家庭での継承の3点が主に検討された。また、調査結果をもとに、日本とカナダそれぞれにおいて、トランスナショナルな家族と子どもたちに対して、計6回の介入的ワークショップを行った。ワークショップでは、学校教育、移民の子どもたちの言語発達の特徴と認知発達の特徴、家庭で継承されている計算方法とその背後にある数学的知識などをテーマにし、トランスナショナルな環境で育児をする移民の親や国境を越えて生きる子どもたちが経験を共有し、自らの知識と言語的資源を再評価する機会を目指すとともに、研究結果の当事者や実践者への還元を行った。本研究は、多言語状況の進む日本の教育現場において、カナダにおける教育実践やカナダにおけるトランスナショナルな家族と子どもたちの経験を参考にしつつ、新たな教育実践を展開するためのいくつかの方向性を示した。特に、トランスナショナルな子どもたちが生きる学校での教育実践と家庭での教育実践との間にいかに有機的な関係を生み出し得るかについての示唆を得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画の枠組みに基づき、日本とカナダという異なる社会歴史的文脈とその学校内外でのリテラシー・数的リテラシー実践を比較する理論的視座の検討とカナダでの予備調査、及び、多言語状況の進む日本の各地域での調査を進めることができた。国際雑誌の論文投稿を進めたが、査読審査に予想以上の時間を要し、今年度の論文発表に遅滞が生じた。研究計画の枠組みに基づき、日本とカナダという異なる社会歴史的文脈とその学校内外でのリテラシー・数的リテラシー実践を比較する理論的視座の検討とカナダでの調査、及び、多言語状況の進む日本の各地域での調査の結果報告や論文投稿を進めることができた。来年度は、本年度得られたデータの分析を精緻化させ、学会発表と論文執筆を進める。また、カナダの多言語状況にある地域と学校におけるインタビュー調査と参与観察を進める予定である。日本の多言語状況にある学校調査も来年度以降、並行して進めていきたい。本研究では、研究調査地域の状況や参加者の状況に鑑み、研究者として参与する実践から得られる知見を最大化するために質的研究手法を用いた。本年度、当初の研究計画では構想にありつつも、必ずしも重点が置かれていなかった、親の学習参与に関する調査を中心的に進めることができたのは、この手法の利点であると考える。これまでの調査と研究計画に基づき、今後もカナダ・日本の各地で継続して調査を進めるとともに、今後は調査から得られた知見を論文として発表していくことに力点を置く。今年度は、学会での発表とともに、査読付き国際誌へ論文投稿を行ってきた。
ゲノムワイド関連解析を応用した歯周病感受性遺伝子検索システムの確立

本研究では、歯周病の感受性に関わる遺伝子検索システムを開発することを目的として、従来の候補遺伝子アプローチ法と、ゲノム上の物理的位置関係から感受性遺伝子を特定するゲノムワイド関連解析法にて解析した。1ゲノムワイド関連解析法:本研究についてインフォームド・コンセントが得られた慢性歯周炎重度患者200名および軽度患者200名を対象にゲノムDNAを採取した。また、対象とするゲノムとしては、全長が短い割に遺伝子数が多いことから第19染色体を選択した。100kbp間隔で454のマイクロサテライトマーカーを設定後、プールDNA法により相関解析を実施して各々推定対立遺伝子頻度を求めた。その結果、第1次スクリーニング解析では84マーカー、第2次スクリーニング解析では更に絞り込まれて5マーカーが統計学的に陽性となった。第1次と第2次で使用した重度および軽度サンプルを入れ替えて再度スクリーニング解析したところ、最終的には2マーカー領域内に慢性歯周炎感受性遺伝子が存在する可能性が示唆されたが、従来の候補遺伝子アプローチ法で報告されているFcαレセプター、トランスフォーミング成長因子(TGF-β1)、ホルミルペプチド(FMLP)レセプター遺伝子との関連は認められなかった。2歯周病感受性遺伝子:従来の候補遺伝子アプローチ法により数多く報告されてきた歯周病感受性に関連する遺伝子多型を再解析したところ、侵襲性歯周炎に関わるものとしては、インターロイキン1(IL-1)遺伝子、Fcレセプター(FcR)遺伝子、ヒト白血球抗原(HLA)遺伝子などが有力であった。一方、慢性歯周炎に関連するものとしては、インターロイキン1(IL-1)遺伝子、Fcレセプター(FcR)遺伝子、腫瘍壊死因子α(TNF-α)遺伝子などが有力であった。(1)被験者およびゲノムDNAの採取被験者は,インフォームドコンセントの得られた慢性歯周炎400名(重度200,軽度200),広汎型侵襲性歯周炎100名及び健常者100名とし、末梢血を採取後、匿名記号化したのち、ラボにてDNAを抽出した。(2)解析方法Pooled DNA法によるマイクロサテライトタイピングを行い、増幅されたPCR産物の電気詠動上の波形パターンをもとにして推定対立遺伝子頻度を求め、疾患群とコントロール群での相関解析を行う。(3)スクリーニング方法および検索領域サンプル構造に依存した偽陽性の出現を抑えるため,対象集団を3段階に分けてスクリーニングを行う。1621遺伝子を含む全長約63Mbpの第19染色体に対し,検索する。(4)結果第19染色体約63Mkbのうち、遺伝子が存在していないとされるセントロメア領域の18Mkbを除く領域について、454個のマイクロサテライトマーカーを選択した。これらはいずれも100kbの領域に対して遺伝子検出できる多型マイクロサテライトマーカーである。454個のマイクロサテライトマーカーについて、所定のサンプルを用いて1次スクリーニングを行い、遺伝的統計学に基づく相関解析により、第19染色体上の1621遺伝子から、12ヶ所に歯周病易感受性候補遺伝子が存在する領域を抽出することに成功した。なお、これらの具体的遺伝子名については解析中である。また現在、2次および3次スクリーニングによる解析の準備中である。(1)被験者およびゲノムDNAの採取被験者は,インフォームドコンセントの得られた慢性歯周炎600名(重度300,軽度300),広汎型侵襲性歯周炎100名及び健常者100名とし、末梢血を採取後、匿名記号化したのち、ラボにてDNAを抽出した。(2)解析方法Pooled DNA法によるマイクロサテライトタイピングを行い、増幅されたPCR産物の電気詠動上の波形パターンをもとにして推定対立遺伝子頻度を求め,疾患群とコントロール群での相関解析を行う。

(3)スクリーニング方法および検索領域サンプル構造に依存した偽陽性の出現を抑えるため,対象集団を3段階(慢性歯周炎重度100、軽度100名ずつ)に分けてスクリーニングを行う。本研究では1621遺伝子を含む第19染色体、全長約63Mbpに対し,100kb毎に約630個の多型マイクロサテライトマーカーを設定して検索する。(4)結果第19染色体約63Mkbのうち、実際には、遺伝子が存在していないとされるセントロメア領域の18Mkbを除く領域について、454個のマイクロサテライトマーカーを選択し、タイピングを行った。慢性歯周炎における1次スクリーニングでは、遺伝的統計学に基づく相関解析により、84マーカーに陽性(有意差あり)が認められた。さらに、2次スクリーニングによって5マーカーにまで絞り込まれた。一方、慢性歯周炎と侵襲性歯周炎で共通するマーカーを検索したところ、1マーカーのみ陽性が認められた。今後、これら候補領域に存在する歯周病感受性遺伝子を特定するために、3次スクリーニングでは、1サテライトマーカーにつき、数kbp毎に2030SNPsマーカーを設定し、遺伝子タイピングならびに相関解析を行う予定である。現在、3次スクリーニング用のサンプル、マーカーの準備中である。本研究では、歯周病の感受性に関わる遺伝子検索システムを開発することを目的として、従来の候補遺伝子アプローチ法のみでなく、ゲノム上の物理的な位置関係から感受性遺伝子を特定するゲノムワイド関連解析法に着目して解析を試みた。本研究についてインフォームド・コンセントが得られた、慢性歯周炎に罹患した重度歯周炎患者200名、および軽度歯周炎患者200名を対象にゲノムDNAを採取した。プールDNA法により第19染色体上に全長63Mbpのうち100kbp間隔454マイクロサテライトマーカーを用いて推定対立遺伝子頻度を求めた。これまでの第1次スクリーニング解析では総計84マーカーが候補として絞り込まれていたが、第2次スクリーニング解析では更に絞り込まれて、総計5マーカーが統計学的に陽性となった。その後、偽陽性を更に排除するために、第1次および第2次スクリーニング解析で使用した重度および軽度サンプルを入れ替えて、再度スクリーニング解析したところ、最終的には2マーカー領域内において日本人の慢性歯周炎感受性に関わる遺伝子が存在する可能性が示唆された。しかしながら、これら2マーカー領域は、従来報告されているような候補遺伝子アプローチ法で示唆されている免疫グロブリンA Fcαレセプター遺伝子、トランスフォーミング成長因子(TGF-β1)遺伝子、あるいはホルミルペプチド(FMLP)レセプター遺伝子との有意な関連性は全く認められなかった。