hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイコプラズマ滑走運動の分子メカニズム

ヒト肺炎の原因菌などとして知られるマイコプラズマは菌体の片側に膜突起を形成し,固形物表面を滑るように動く,"滑走運動"を行う.本研究計画では,この現象のメカニズムに迫るため,装置とそれをささえる構造,そしてそれらの構成部品を単離し,それらの構造を明らかにした.また,マイコプラズマが滑走時に宿主細胞上のどんな構造をつかんでいるかをつきとめ,メカニズムを説明するモデルの提案を行った.ヒト肺炎の原因菌などとして知られるマイコプラズマは菌体の片側に膜突起を形成し,固形物表面を滑るように動く,"滑走運動"を行う.本研究計画では,この現象のメカニズムに迫るため,装置とそれをささえる構造,そしてそれらの構成部品を単離し,それらの構造を明らかにした.また,マイコプラズマが滑走時に宿主細胞上のどんな構造をつかんでいるかをつきとめ,メカニズムを説明するモデルの提案を行った.もっとも速い速度で運動する、マイコプラズマ=モービレ(Mycoplasma mobile)と、ヒトの病原菌であるマイコプラズマ=ニューモニエ(Mycoplasma pneumoniae)の両方を用いて研究を行い以下の成果を得た(それぞれ(1-4)と(5-6))。(1)滑走のギアとして働いているタンパク質、Gli521を単離精製し、構造を解析した。分子は3つのドメインから成り、3本の長い腕から構成されていることが明らかになった。(2)滑走装置の深部構造を明らかにするため、細胞膜を界面活性剤で少しずつ取りのぞき、電子顕微鏡で観察した。そこには全く新しい、細胞骨格様の構造が存在していた。その構造の形態を詳細に解析すると共に、構成する数個のタンパク質を同定した。(3)装置の実際の動きを検出することを目的として、滑走タンパク質に対するモノクローナル抗体をライブラリーから取得した。様々な部位に結合して、運動に様々な影響を与える多数の抗体が取得された。(4)滑走装置の進化的由来を議論するため、滑走装置以外の細胞表面に存在して抗原性変化を引き起こしているタンパク質、MvspIを単離精製し、その構造を解析した。球状および繊維状の2ドメインから構成されている構造は、滑走装置を思い起こさせるものであった。(5)滑走の足のタンパク質である、P1アドヘジンタンパク質を単離精製し、構造を解析した。分子が2つのドメインからなり、1ヶ所の膜貫通セグメントを持っていること、全体としては球状の形態であること、などが明らかになった。(6)滑走装置を支える細胞骨格である「ロッド」を観察する方法を再検討した。その結果、ロッドの片側にモップの様な回転対称体が存在すること、回転対称体が細胞の基部側に位置していること、などが明らかになった。もっとも速い速度で運動する、マイコプラズマ=モービレ(Mycoplasma mobile)と、ヒト病原菌であるマイコプラズマ=ニューモニエ(Mycoplasma pneumoniae)、トリ病原菌であるマイコプラズマ=ガリセプティカム(Mycoplasma gallisepticum)の3つを用いて研究を行い、以下の成果を得た(それぞれ(1-4)(5,6)(7))。(1)滑走のギアとして働いているタンパク質、Gli521の構造解析を進めた。分子は3つのドメインからなり、3本の長さ約120ナノメートルの腕から構成されていた。また、このタンパク質に結合して、運動に影響を与えるモノクローナル抗体を多数取得し、各ドメインのメカニズムにおける役割を考察した。(2)昨年度に見つけた、滑走装置の深部構造について研究を進めた。画像処理により詳細な構造とその大きさを明らかにし、質量分析により構成タンパク質を特定した。(3)マイコプラズマの個々の細胞が滑走時に足場に及ぼしている力とその方向を測定した。(4)滑走装置の進化的由来を議論するため、滑走装置以外の細胞表面に存在して抗原性変化を引き起こしているタンパク質、Mvsplの構造解析を進めた。片側が膜にアンカーされた繊維状の構造があきらかになった。(5)滑走の足のタンパク質である、P1アドヘジンタンパク質の精製方法を改善し、その活性と構造の解析を進めた。(6)滑走装置を支える細胞骨格である「ロッド構造」を観察する方法を再検討した。その結果、構成要素と考えられるタンパク質のそれぞれがロッド構造のどの部分を構成しているのかを調べることが可能になった。(7)トライトンで細胞を処理した後に電子顕微鏡で詳細に観察することで、細胞骨格構造が存在することを明らかにした。また、画像の平均化、マイコプラズマ=ニューモニエとの比較などを用いた解析を行い、細胞骨格構造の概要を明らかにした。もっとも速い速度で運動する,マイコプラズマ=モービレ(Mycoplasma mobile)と,ヒト病原菌であるマイコプラズマ=ニューモニエ(Mycoplasma pneumoniae)について研究を行い,以下の成果を得た(それぞれ(1-7)(7-8)に該当).(1)本研究で見いだした,滑走に直接関係するタンパク質の遺伝子の多くを化学合成した.それにより,大腸菌を用いて組み換えタンパク質を合成することが可能になった.(2)組み換えタンパク質を用いて,これまでに本研究で取得した,滑走を特異的に阻害する多数の抗体の標的部位を明らかにした.(3)滑走装置においてギアとして働いているタンパク質,Gli521をネガティブ染色電子顕微鏡法で観察することにより,高解像度のイメージを得た.(4)滑走装置を菌体から遊離し,単離することに成功した.(5)滑走時のあしの数を減らし,菌体の動きから一本のあしの動きを観察することに成功した.

(6)単離したあしタンパク質のシアル酸結合活性を,原子間力顕微鏡を用いて測定した.(7)16種類の合成シアル酸化合物を用いて,滑走における直接の結合対象の化学構造を明らかにした.(8)滑走装置を支える細胞骨格を観察する方法を改善し,これまで見つかっていなかった詳細な構造と,新たな構成タンパク質を発見した.
欠損拡大の原因とその防止策の検討

研究成果の概要(和文):歯の欠損に関しては,特定の欠損形態において,より欠損が進み,咬合崩壊が起こるといわれているものの,成立機序および欠損拡大を防ぐ方法については,ほとんど検討されていない.そこで,欠損に応じた歯に加わる応力の特徴,また特定の歯に応力を集中させない対応策を明らかにし,欠損拡大を防ぐことをめざす研究を計画した.その結果,まず下顎遊離端欠損が大きくなるほど上顎前歯の負担は増加することが示された.それに対し,遊離端義歯により,上顎前歯の負担が減少することが示され,さらにインプラント支持遊離端義歯によりさらに上顎前歯の負担が減少することが示された.歯の欠損に関しては,特定の欠損形態において,より欠損が進み,咬合崩壊が起こるといわれており,補綴学的な難症例に対する考え方が注目されてきたものの,ほとんど経験的に述べられているに過ぎず,成立機序および欠損拡大を防ぐ方法については,ほとんど検討されていない.そこで,欠損に応じた歯に加わる応力の特徴,また特定の歯に応力を集中させない対応策を明らかにし,欠損拡大を防ぐことをめざしている.昨年度は部分欠損歯列における残存歯に加わる応力について,力学的な検討を行う準備として,実験に使用するセンサを製作した.歯を取り外しできる既製の上下顎模型を用意し,各歯にひずみゲージを貼付し,センサを製作した.ひずみゲージを貼付した状態で歯を定位置に設置し,各歯に対して,規定の荷重を行い,センサの校正を行った.また,臨床的な環境である口腔内での検討については,部分床義歯を装着している既存の患者に対し,咬合力測定用シートを用いて,咬合力を計測した.被験者となった患者に関して,口腔内撮影用カメラにより,口腔内および義歯の写真を記録し,データを集積している.歯の欠損に関しては,特定の欠損形態において,より欠損が進み,咬合崩壊が起こるといわれており,補綴学的な難症例に対する考え方が注目されてきたものの,ほとんどが経験的に述べられているに過ぎず,成立機序および欠損拡大を防ぐ方法については,ほとんど検討されていない.そこで,欠損に応じた歯に加わる応力の特徴,また特定の歯に応力を集中させない対応策を明らかにし,欠損拡大を防ぐことをめざしている.一昨年度製作した実験に使用するセンサとそれを使用した実験用模型を用いて,昨年度は部分欠損歯列における残存歯に加わる応力を計測し,検討を行った.各種欠損状態を設定し,欠損の進行に伴う,残存歯に加わる応力の比較検討を行った.また,下顎3ー3残存の遊離端欠損において,模型に適合する部分床義歯を製作し,遊離端義歯装着の有無による残存歯に加わる応力の比較検討を行った.また,臨床的な環境である口腔内での検討については,引き続き,部分床義歯を装着している既存の患者に対し,咬合力測定用シートを用いて,咬合力を計測した.被験者となった患者に関して口腔内撮影用カメラにより口腔内および義歯の写真を記録し,データを集積している.また,日本補綴歯科学会やAsian Academy Prosthodonticsなど学会に参加し,情報収集を行った.歯の欠損に関しては,特定の欠損形態において,より欠損が進み,咬合崩壊が起こるといわれており,補綴学的な難症例に対する考え方が注目されてきたものの,ほとんどが経験的に述べられているに過ぎず,成立機序および欠損拡大を防ぐ方法については,ほとんど検討されていない.そこで,欠損に応じた歯に加わる応力の特徴,また特定の歯に応力を集中させない対応策を明らかにし,欠損拡大を防ぐことをめざしていた.これまでに製作した実験に使用するセンサとそれを使用した実験用模型を用いて,部分欠損歯列における残存歯に加わる応力を計測し,検討を行った.各種欠損状態を設定し,欠損の進行に伴う,残存歯に加わる応力の比較検討を行った.また,下顎3ー3残存の遊離端欠損において,模型に適合する部分床義歯を製作し,遊離端義歯装着の有無による残存歯に加わる応力の比較検討を行った.特に最終年度は,遊離端義歯下にインプラントを設置した条件での検討を行い,インプラントによる義歯の支持が残存歯の負担軽減に与える影響について検討を行った.また,臨床的な環境である口腔内での検討については,引き続き,部分床義歯を装着している既存の患者に対し,咬合力測定用シートを用いて,咬合力を計測した.被験者となった患者に関して口腔内撮影用カメラにより口腔内および義歯の写真を記録し,データを集積した.ただ,口腔内データについては被験者が十分に集まらず,今後も引き続きで,被験者を募集し,データ収集に努め,残存歯の負担軽減策について検討する予定である.研究成果の概要(和文):歯の欠損に関しては,特定の欠損形態において,より欠損が進み,咬合崩壊が起こるといわれているものの,成立機序および欠損拡大を防ぐ方法については,ほとんど検討されていない.そこで,欠損に応じた歯に加わる応力の特徴,また特定の歯に応力を集中させない対応策を明らかにし,欠損拡大を防ぐことをめざす研究を計画した.その結果,まず下顎遊離端欠損が大きくなるほど上顎前歯の負担は増加することが示された.それに対し,遊離端義歯により,上顎前歯の負担が減少することが示され,さらにインプラント支持遊離端義歯によりさらに上顎前歯の負担が減少することが示された.昨年度は,模型上での力学実験を行った.

各種欠損状態において,データ収集を行い,データが蓄積でき,欠損状態による,残存歯に加わる応力の違いを検討するための結果が得られつつあると思われる.また,口腔内実験については,咬合力と口腔内写真について,データの蓄積を進めており,予定通りの進行と思われる.さらに,各学会での情報収集については,日本をはじめ,海外でも,非常に有意義で有り,様々な情報や意見交換を行うことができた.歯科補綴学3年目については,これまでの実験準備および模型実験をもとに,さらに実験条件,特に他の欠損形態における義歯装着状態の検討を進めるとともに,これまでの結果をまとめ,一定の結論を導く予定にしている.昨年度は下顎3ー3残存の欠損状態でのみ義歯装着の影響を検討したが,本年度は例えば下顎両側67欠損など,他の欠損形態でも義歯装着による残存歯に加わる応力を検討する予定である.また,欠損状態が残存歯に加わる応力に及ぼす影響を検討する口腔内実験については,前年度に引き続き,部分床義歯を装着している患者に対し,咬合力を計測し,さらにデータを蓄積する予定である.さらに,これまでの結果をまとめ,学会発表および論文発表を予定している.昨年度は,模型上での力学実験については準備期間であり,センサの製作と校正を行い,計測の準備は整ったと思われ,予定通りの進行と思われる.また,口腔内実験については,咬合力と口腔内写真について,データの蓄積を進めており,予定通りの進行と思われる.さらに,各学会での情報収集については,日本をはじめ海外でも,非常に有意義であり,様々な情報や意見の交換を行うことが出来た.2年目については,まず模型実験について,前年度製作した実験用模型上で,欠損状態を設定し,その欠損に応じた実験用義歯を製作する.例えば,下顎67遊離端欠損と上顎すべて残存の状態を設定し,遊離端義歯を製作する.上下顎模型は咬合器に装着し,咬合器を介して定荷重を行い,各歯に加わる応力を計測する.義歯の製作については技工所に依頼する予定である.また,欠損状態が残存歯に加わる応力に及ぼす影響を検討する口腔内実験については,前年度に引き続き,部分床義歯を装着している患者に対し,咬合力測定用シート(デンタルプレスケール・ジーシー)を用いて,咬合力を計測し,データを蓄積する予定である.さらに,情報収集を行うために,複数の学会参加をする予定である.学会参加費に懇親会費が含まれており,その分が差し引かれたことが大きな原因と考えられます.しかし,金額としては小さく,ほぼ予定通りの支出と考えています.実験材料費に使用します.
翻訳における概念形成と主体変容：20世紀ドイツ・フランスの思弁的翻訳論

本研究は20世紀のドイツとフランスを中心に出現した翻訳の思想がどのように展開したかを明らかにすることを目指す。ここでの翻訳の思想とは、翻訳という営為を通じて概念や学知が移転・刷新するという事態と、それに並行して生じる主体の存在論的な変容をめぐる思想である。したがって、本研究を導く問いは次のように整理される。(A)一方で、普遍的な概念や学知が、いかにして翻訳を媒介として生成・再編するのか。また、翻訳の思想が概念や学知の生成・再編をどのように自己反省するのか。(B)他方で、思想翻訳の主体とは誰(何)であり、この主体は翻訳という実践を通じていかにして自らを形成し、自らの同一性を問いに付すのか。
加齢による口腔機能低下の予防を目的とした経皮的電気刺激応用の口腔機能管理の確立

口腔乾燥や嚥下障害など加齢による口腔機能低下に対する予防法やリハビリテーションとして,機械や電気装置の応用を考えた。本研究の最終目標は,加齢による口腔機能低下予防のための嚥下関連筋や咀嚼筋,唾液腺を標的にした経皮的電気刺激装置を用いた口腔機能管理法の確立である。そのため,以下の研究実施計画を立案した。経皮的電気刺激装置は市販の電気治療器(オムロン電気治療器HV-F5200)(医療機器認証番号/ 220AGBZX00027000)を使用し,刺激部位は当初,嚥下関連筋として顎二腹筋前腹を,咀嚼筋として咬筋を,唾液腺として耳下腺,顎下腺,舌下腺を標的として3か所の部位(左右咬筋・耳下腺部,顎下部)を計画した。しかし,予備実験の結果,左右咬筋部の電気刺激は上顎臼歯の歯髄へ違和感・軽度疼痛など不快症状を引き起こすことがわかり,刺激部位を再検討した。口腔乾燥改善に比重を置き,標的を顎下腺に絞って刺激部位を顎下部左右2か所に変更した。本研究に関しては徳島大学病院臨床研究倫理審査委員会の承認を受けて(平成30年3月26日,承認番号:2555-3),予備実験を進めていたが,平成30年4月1日に「臨床研究法」が施行され,本研究では医療機器の適応外使用を行うため「特定臨床研究」に該当すると判断された。そのため,約3か月間準備して,改めて特定臨床研究として認定臨床審査委員会の承認を得て(平成30年3月12日),Japan Registry of Clinical Trialsに平成30年3月20日付で公開された(実施計画番号:jRSTs062180076)。また,加入している臨床研究賠償責任保険も期間を延長した。ここまで,平成30年度は本研究を開始するための準備を十分に整えた。平成30年度に特定臨床研究としてjRCTに公開され(実施計画番号:jRSTs062180076),本研究を開始するための準備は十分に整えた。そのため,これからは予定被験者数30例の募集を開始する。それとともに,経皮的電気刺激装置の温熱導子電極部分の形状を変更する予定である。現在の電極の形状は狭い顎下部に2個貼付するには大きすぎるので,サイズを小さくし,顎下腺に電気刺激を与えやすい楕円形に,メーカーに依頼してデザイン変更する予定である。それに合わせて粘着パッドの形状も変更して試験を開始する。目標登録症例数は30例であるが,2019年度は最少6例の試験を実施する予定である。15例の試験終了後には,有効性評価を実施する。

そのため,約3か月間準備して,改めて特定臨床研究として認定臨床審査委員会の承認を得て(平成30年3月12日),Japan Registry of Clinical Trialsに平成30年3月20日付で公開された(実施計画番号:jRSTs062180076)。また,加入している臨床研究賠償責任保険も期間を延長した。ここまで,平成30年度は本研究を開始するための準備を十分に整えた。平成30年度に特定臨床研究としてjRCTに公開され(実施計画番号:jRSTs062180076),本研究を開始するための準備は十分に整えた。そのため,これからは予定被験者数30例の募集を開始する。それとともに,経皮的電気刺激装置の温熱導子電極部分の形状を変更する予定である。現在の電極の形状は狭い顎下部に2個貼付するには大きすぎるので,サイズを小さくし,顎下腺に電気刺激を与えやすい楕円形に,メーカーに依頼してデザイン変更する予定である。それに合わせて粘着パッドの形状も変更して試験を開始する。目標登録症例数は30例であるが,2019年度は最少6例の試験を実施する予定である。15例の試験終了後には,有効性評価を実施する。本研究は前述の通り特定臨床研究に該当すると判断され,改めて特定臨床研究として認定臨床審査委員会の承認を得て,Japan Registry of Clinical Trialsに公開されるまでに長い時間を要した。そのため,PC以外の予定購入物品はまだ購入に至っていない。また,情報収集のため国内学会に出張したが,海外出張はしなかった。2019年3月にようやく認定倫理審査会から承認されたところで,被験者の募集はこれからであり,謝金の発生もなかった。一方,その他として,すでに加入していた臨床研究賠償責任保険に対して症例数増加と研究期間延長の変更を行ったところ,想定以上の支払いが生じた。以上の理由で,次年度支払額が生じる結果となった。次年度は国内外の学会等に出張し情報収集しながら,実際に試験を開始する予定である。そのため,電極やパッドの形状変更を含めた消耗品費が発生し,また,人件費・謝金等も使用する予定である。
金属材料のLCAに関する基礎研究

ヨーロッパに比較し若干遅れていた地球環境保全に対する取り組みも、1992年の国連による環境サミット後我国でも急速に関心が高まっている。最近は持続可能な高度工業社会の成立に向け、すべての工業製品をLCA(Life Cycle Assessment)のコンセプトで考え直す作業が始まっている。これらの作業を行う上で重要なのは、生産から廃棄、再生までのプロセスが確立していることである。特に廃棄、再生となると多くの工業製品は金属スクラップとなり、工業製品のLCA解析を行う上で金属系材料以外の再生プロセスの評価は、非常に重要な意味を持っている。本研究は金属系材料のLCA解析を完全に行うための基盤研究として、比較的金属素材として取扱いが多く、そのために生産のために消費エネルギーの大きい鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、鉛のベースメタルならびに若干のレアメタルについて再生プロセスの評価と開発を行う。特に初年度は現行のプロセスの調査と評価を中心に行い、それらの成果を参加する研究者全体で検討し、問題点の抽出に努め、最終年度は前述の素材の再生プロセス確立並びに高効率化を目指し、必要な技術開発を物理化学的な面から支援するための基礎研究を行った。研究当初はデータベース化を考えたが、LCAの評価法そのものが確立されず、どのように整理するのかさえも明確でない状況であったので、方向を変え、各素材に対し、再生プロセスの構築のための基礎研究を中心に行った。LCA評価の基盤となる金属素材のリサイクルプロセス技術については主に鉄、アルミニウム、銅、亜鉛のいわゆるベースメタルについて分担し、調査研究を進めている。たとえば鉄については、アンモニア水溶液を用いた鉄スクラップ中の銅の選択浸出による脱銅、またモータースクラップについては製鉄所の酸洗廃液を利用した鉄分の溶解による銅線の回収について検討されている。アルミニウムのリサイクルは鉄、シリコンの混入が問題でその除去について調査研究を進めている。銅については酸化精製を想定し、Cu20基スラグの不純物除去能に関する熱力学的解析、またそのスラグの物性値の測定など実用化を目指した研究が進んでいる。亜鉛はまた主に製鋼ダストの処理について乾式、湿式いずれのプロセスにおいても問題となるハロゲンの挙動について調査と熱力学的解析が行われている。このように現在各種金属元素のリサイクルプロセスに関する研究については着実な進行を見せている。ネットワークの構築については、パソコン等ハードの整備はすでに終わり、メンバー間の情報交換は非常に迅速に行えるようになった。現在はまだメンバー間の情報交換のみであるが、できれば本年度中に1つのサーバーで情報の一元的管理を行う予定である。LCA評価に関するデータベースの作成は、まだ検討に入ったばかりでこれからの仕事である。我々の目指しているのは従来のLCA評価に対し、今回の研究で開発されるであろうリサイクルプロセスが実施されることを考慮した評価を行う予定であり、いわばリサイクルプロセスのLCA的評価システムの確立である。そのためある程度その基盤となるリサイクルプロセスの確立が先に必要となる。最近は持続可能な高度工業社会の成立に向け、すべての工業製品をLCA(Life Cycle Assesment)のコンセプトで考え直す作業が始まっている。

研究当初はデータベース化を考えたが、LCAの評価法そのものが確立されず、どのように整理するのかさえも明確でない状況であったので、方向を変え、各素材に対し、再生プロセスロの構築のための基礎研究を中心に行った。
遺伝子多型解析を用いた特発性側弯症病態解明に関する研究

画像解析により特発性側弯症と診断された、側弯度(Cobb角)10度以上で、2次成長が終了した女性患者304例を対象とした。これらに対し、あらかじめ遺伝子検査に関するインフォームドコンセントを行った上で、末梢血を採取しDNAを抽出した。エストロゲン受容体(ER)遺伝子、ビタミンD(VDR)遺伝子、CYP17遺伝子の多型解析を行った。ER遺伝子のうちRFLP(Restriction fragment length polymorphism)多型であるPvu II多型、Xba I多型を解析した。VDR遺伝子のRFLP多型であるApa I多型、Fok I多型、Taq I多型を解析した。解析方法はMinamitaniらの方法に従い、末梢血DNAからFok I多型を含むexon2領域、Apa I多型、Taq I多型を含むintron8領域をPCRで増幅し、それぞれ制限酵素で切断後1.2%のアガロースゲルに電気泳動を行い、遺伝子多型を同定した。ER遺伝子、VDR遺伝子、CYP17遺伝子多型と側弯度との関連については、VDR遺伝子、CYP17遺伝子多型では各多型間で有意差を認めなかった。ER遺伝子に関してはpvuII多型では有意差はみられなかったが、Xba I多型では、xx型の側弯症女児はXX、Xx型の側弯症女児より側弯度が小さかった。側弯のカーブパターンと装具治療は側弯の進行に影響を与えるため、カーブパターンごとにER遺伝子多型と側弯度の関連を調べ、さらに装具治療を受けた側弯症女児を除きER遺伝子多型と側弯度の関連を調べたところ、同様にxx型の側弯症女児の側弯度は他の遺伝子多型に比べ小さかった。一方、側弯度が30度以上、40度以上に進行する危険性を比べても、xx型の側弯症女児は他の多型を持つ側弯症女児より有意に少なかった。ER遺伝子、VDR遺伝子、CYP17遺伝子多型における手術治療群と非手術治療群の割合を比べた。同様にVDR遺伝子、CYP17遺伝子多型では有意差を認めなかったが、ER遺伝子多型では、xx型の側弯症女児はXX、Xx型の側弯症女児より手術を受けた患者の割合が少なかった。二次性徴が終了した特発性側弯症のうち女性患者に対し、遺伝子検査に関するインフォームドコンセントを行い、遺伝子検査の承諾を得た患者230名について、成長や初潮時期に関連すると報告されているビタミンD受容体(VDR)、エストロゲン受容体(ER)、チトクロームP450c17α酵素(CYP17)の遺伝子多型解析を行った。遺伝子多型はRFLP解析により、PCRを用いて各々の遺伝子多型領域を増幅し、電気泳動を行い、各側弯症患者の遺伝子多型を決定した。

今回検索した遺伝子多型としてVDR遺伝子はApa I、Fok I、Taq I多型を、ER遺伝子はPvu II、Xba I多型を、CYP17遺伝子はMspA I多型を対象として検索した。各側弯症患者の臨床的背景についてはX-P検査で側弯度(Cobb)を測定し、経過観察中の最大側弯度、側弯度の進行と初潮時期、身長の推移との関連を検討した。側弯の進行には身長の推移が関与し、二次性徴終了が遅い患者ほど最大側弯度が大きく、側弯が進行する危険性が高いことが判明した。遺伝子多型解析ではVDR遺伝子およびCYP17遺伝子において遺伝子多型間に有意差はなく、ER遺伝子のXba I、Pvu II多型では遺伝子多型間で最大側弯度、側弯症の進行と有意に相関し、側弯症の進行にER遺伝子多型が関連していることが示唆された。現在さらに症例を増やして解析中であるが、あらたにより正確な側弯症の進行を認知する目的で、脊髄の形態・走行との関連に着目し、MRI検査により画像解析ソフトを用いて、脊髄形態と走行を構築することにより、側弯症の進行との関連を検討する研究継続中である。画像解析により特発性側弯症と診断された、304例を対象とし、側弯度(Cobb角)は平均24.6度、経過観察中の最大側弯度は平均31.3度であった。治療は109例に装具治療、42例に手術治療が行われた。遺伝子多型解析の結果、ER遺伝子では、初診時角度、身長、初経時期、arm span、補正身長とは、因果関係を認めなかったが、2次成長終了時期については、成長終了時期を16才以上の群と16才未満の群に分けると、ER遺伝子Xba I多型で有意差を認め、xx型はXX、Xx型よりも2次成長終了時期が早い傾向にあった。ER遺伝子に関してはpvu II多型では有意差はみられなかったが、Xba I多型では、xx型の側弯症女児はXX、Xx型の側弯症女児より側弯度が小さかった。さらに装具治療を受けた側弯症女児を除きER遺伝子多型と側弯度の関連を調べたところ、同様にxx型の側弯症女児の側弯度は他の多型に比べ小さかった。一方、側弯度が30度以上、40度以上に進行する危険性を比べても、xx型の側弯症女児は他の多型を持つ側弯症女児より有意に少なかった。ER遺伝子、VDR遺伝子、CYP17遺伝子多型における手術治療群と非手術治療群の割合を比べた。同様にVDR遺伝子、CYP17遺伝子多型では有意差を認めなかったが、ER遺伝子多型では、xx型の側弯症女児はXX、Xx型の側弯症女児より手術を受けた患者の割合が少なかった。
妊娠時における小麦タンパク質投与の影響とその栄養効果改善に関する研究

[研究目的]妊娠時のタンパク質源を小麦グルテンのみとした場合に、母体及び出生子の発育に及ぼす影響について検討した。[研究計画・方法]妊娠ラットに小麦グルテンをタンパク質レベル5%、10%、20%、30%の食餌とそれぞれにL-リジン0.4%、0.5%、0.8%、1.0%添加した食餌を妊娠全期間投与した。タンパク質何%レベルで妊娠維持、分娩が可能か、また、授乳期間中は正常食に切り換えた場合、タンパク質何%レベルで哺育が可能か、さらに離乳子の発育について検討した。精製全卵タンパク質10%食を対照群とした。[研究結果]すべての小麦グルテン群において、妊娠維持、分娩が可能であったが、小麦グルテン5%群では母ラットの出産状態、出生子の発育は対照群より著しく劣った。小麦グルテン5%のリジン添加群及び10%群においても対照群より有意に劣った。小麦グルテン10%群と20%群において、リジンの補足効果が顕著にみられた。出生子の発育からみると、リジンを添加した場合は小麦グルテン20%以上で、リジン無添加の場合は小麦グルテン30%で対照群とほぼ同程度の発育がみられた。授乳期間中の子の生存率は、小麦グルテン5%レベルではG5群46.5%、G5+L群55.3%と低かったが、10%レベルではG10群65.1%、G10+L群66.7%となり、5%レベルに比ベてかなり改善がみられた。小麦グルテン20%群では生存率100%で哺育は完全に可能であった。離乳時の子の発育はG5+L群とG10群は対照群より有意に劣り、G10+L群、G20群では対照群とほぼ同程度の発育がみられた。離乳子の発育からみると、授乳期の栄養を正常食に変換する場合は、リジンを添加した場合は小麦グルテン10%で、リジン無添加の場合は小麦グルテン20%で対照群とほぼ同程度の発育が得られた。[研究目的]妊娠時に小麦グルテンを投与した場合、母体と胎子に及ぼす影響を明らかにすること、すなわちラットの正常な出産を可能にするのに必要な最低のタンパク質レベルを見い出し、更に第一制限アミノ酸を添加すれば、栄養効果の改善がなされるか否かを明らかにすることを目的としている。更に、ヒトでは妊娠末期の胎児胎盤機能の指標として、尿中エストロゲン値が用いられているが、ラットの妊娠末期にみられる種々の問題点と尿中エストロゲン値との間に関係があるか否かを検討する。[研究計画・方法]11週齢のWistar系ラットを無作為に7群に分け、妊娠全期間、小麦グルテン含量が5%、10%、20%の食餌、並びに各種餌にリジンを0.4%、0.5%、0.8%添加した食餌、及び対照として精製全卵タンパク質10%の食餌を投与し、生産状況を観察する。母ラットの妊娠末期の尿中エストロゲン量を測定する。新生子の体重、臓器重量を計測し、肝臓、脳、カ-カス中のタンパク質、核酸量を定量する。[研究結果]

妊娠時に小麦グルテン(以下Gと略記)食を投与した場合、すべての群において出産は可能であったが、G5%、G5%にリジン添加、G10%群では死産がみられた。G10%にリジン添加、G20%、G20%にリジン添加群では死産が見られず、対照群と同様に良好な出産が認められた。尿中エストロゲン量は各群共に妊娠5日に比べて19日に高い値を示し、G5%群を除いて、20日には更に高くなったが、出産状態の特に悪かったG5%群においては19日に比べて減少した。新生子については、体重、臓器重量ではG20%以下の群において、対照群より軽量であり、G20%にリジン添加では対照群と同程度であった。肝臓、脳、カ-カス中のタンパク質、核酸量はG10%以下の群において対照群より低い値を示したが、G10%にリジンを添加すればほぼ対照群に近い値を示した。[研究目的]妊娠時のタンパク質源を小麦グルテンのみとした場合に、母体及び出生子の発育に及ぼす影響並びに授乳期間中は正常食に切り換えた場合に離乳子に及ぼす影響について検討した。[研究計画・方法]妊娠ラットに小麦グルテンをタンパク質レベル5%、10%、20%の食餌と5%と10%レベルにL-リジンをそれぞれ0.82%、0.75%添加した食餌を妊娠全期間投与し、授乳期間中は正常食に切り換えた。タンパク質何%レベルで哺育が可能か、さらに離乳子の発育については、妊娠中のタンパク質制限の影響が授乳中の母体に正常食を与えることによって緩和されるか否かを検討した。精製全卵タンパク質10%食を対照群とした。[研究結果]すべての小麦グルテン群において、妊娠維持、分娩が可能であったが、小麦グルテン5%群では母ラットの出産状態、出生子の発育は対照群より著しく劣った。小麦グルテン5%のリジン添加群及び10%群においても対照群より有意に劣った。小麦グルテン10%群において、リジンの補足効果が顕著にみられた。授乳期間中の子の生存率は、小麦グルテン5%レベルではG5群46.5%、G5+L群55.3%と低かったが、10%レベルではG10群65.1%、G10+L群66.7%となり、10%レベルでは5%レベルに比べてかなり改善がみられた。小麦グルテン20%群では生存率100%で哺育は完全に可能であった。離乳時の子の発育はG5+L群とG10群は対照群より有意に劣った。G5群、G10+L群、G20群では対照群とほぼ同程度の発育がみられた。離乳子の発育および生存率からみると、授乳期の栄養を正常食に変換する場合は、リジンを添加した場合は小麦グルテン10%レベルで、リジン無添加の場合は小麦グルテン20%レベルで対照群にほぼ匹敵する結果が得られた。
NuclearFactorKappaBを標的とした脈絡膜血管新生黄斑症の治療

レーザー光凝固を用いて動物(Brown Norway Rat)に実験的に脈絡膜新生を誘発した。一定期間後にラットを屠殺し眼球を摘出、パラフィン切片を作成した。切片は形態学的にはヘマトキシリン・エオジン染色を用いて検討した。また免疫組織化学的手法を用いて蛋白局在の検出に用いた。レーザー瘢痕部では早期にはシクロオキシゲナーゼ2や誘導型NO合成酵素の局在とNF kappa Bの活性化がみられた。これらは全て炎症反応に関与するものである。Nfkappa Bを活性化させる主なサイトカインとしてTNFαがあるがこのTNFαの有無による血管新生の状態について血管新生キットとTNFαKOマウスを用いて検討した。その結果TNFαの存在下では血管新生は抑制されており、TGFβによる血管新生も抑制することがわかった。また、同様にモルフォゲンであるソニックヘッジホッグ(Shh)の局在もレーザー照射部周囲の神経網膜及び網膜色素上皮細胞等に免疫染色性がみられ、そのシグナル伝達に関わるGli3やShhの標的遺伝子であるPtcの蛋白も検出され、しかも同部ではShhのシグナルが影響を及ぼすサイクリンD1も検出された。これらの蛋白は全て細胞増殖に関与するものであり血管内皮細胞の増殖サイクルに影響をあたえ、脈絡膜血管新生に間接的に関与している可能性が示唆される。また、シクロパミンを用いたShhシグナルの阻害実験を血管新生キットを用いて検討した結果、シクロパミンによるShhシグナル阻害が血管内皮細胞による管腔形成や血管の分岐形成を阻害することが確認された。今後、in vivoでの脈絡膜血管新生へのShhの関与をさらに検討する予定であると共にShhとNF kappa Bの関連の有無に関しても検討する予定である。硝子体手術時に摘出された加齢黄斑変性(以下ARMD)の脈絡膜新生血管板(以下CNV)4例4眼を用いてCNVの病理組織を、細胞外マトリックスの局在に焦点を当て、検討した。冷アセトン固定凍結切片を作成し光学顕微鏡を用いて免疫組織化学的に検討した。コラーゲンI型からXV型、ラミニン、細胞性ファイブロネクチン及びα平滑筋アクチンの免疫局在を間接酵素抗体法で検討した。脈絡膜新生血管板の細胞外マトリックス中にはI型、III型、IV型、V型・VI型、XII型、XIV型、XV型の各種コラーゲン、ラミニン、細胞性ファイブロネクチンが検出された。ごく一部の細胞にのみα平滑筋アクチンが検出された。各種コラーゲン分子種及びラミニン、細胞性ファイブロネクチンは、CNVの構成成分であり、線維芽細胞様の網膜色素上皮細胞由来のI型、III型、V型などの線維性コラーゲン及びXII型、XIV型のFACITコラーゲンと、血管内皮細胞由来の基底膜成分であるIV型コラーゲン、multiplexinsコラーゲンであるXV型コラーゲンが共存することが分かった。これらは全て炎症反応に関与するものであるが、これらの蛋白が直接、あるいは血管内皮成長因子を介して間接的に血管新生を誘導するといわれており、今後はそれぞれの阻害剤を用いた血管新生阻害実験を行う予定である。現在シクロパミンを用いたShhシグナルのの阻害実験を検討しており、脈絡膜血管新生へのShhの関与をさらに検討する予定であると共にShhとNF kappa Bの関連の有無に関しても検討する予定である。

また、同様にモルフォゲンであるソニックヘッジホッグ(Shh)の局在もレーザー照射部周囲の神経網膜及び網膜色素上皮細胞等に免疫染色性がみられ、そのシグナル伝達に関わるGli3やShhの標的遺伝子であるPtcの蛋白も検出され、しかも同部ではShhのシグナルが影響を及ぼすサイクリンD1も検出された。これらの蛋白は全て細胞増殖に関与するものであり血管内皮細胞の増殖サイクルに影響をあたえ、脈絡膜血管新生に間接的に関与している可能性が示唆される。また、シクロパミンを用いたShhシグナルの阻害実験を血管新生キットを用いて検討した結果、シクロパミンによるShhシグナル阻害が血管内皮細胞による管腔形成や血管の分岐形成を阻害することが確認された。今後、in vivoでの脈絡膜血管新生へのShhの関与をさらに検討する予定であると共にShhとNF kappa Bの関連の有無に関しても検討する予定である。
静磁界を用いたCVD用高周波プラズマ源の開発

大直径ECRプラズマ源(60cmφ),大直径多重リング高周波プラズマ源(70cmφ),プラズマジェツト(グロ-型)の各開発を行ない次の新たな知見を得た.1.大直径ECRプラズマ源(1)従来のマイクロ波帯(2.45GH_2)ではなく,VHF帯(144MHz)を用いて大直径化(60cmφ)したこと,(2)従って共鳴静磁界は51ガウス近傍の弱磁界でよいこと,(3)そのECRプラズマはホイスラ-波のモ-ドにより生成されていること,(4)ファラデ-カップによりイオンエネルギ-Eiとイオン温度Tiを定性的に測定し,共鳴領域よりももっと強磁界領域でEiとTiが小さいことが判り,強磁領域がよりエッチングに適していると考えられる.2.大直径多重リング高周波プラズマ源(1)数10ガウスの静磁界をかけてプラズマを安定化したこと,(2)7MHz,1KWの高周波を多重リング電極(最外殻70cmφ,57重)に入力し,大直径プラズマ(70cmφ)を得たこと,(3)電極構造を次のように決定した.磁界と平行方向は多重(57重)電極枝がプラズマ生成効率がよい。これは生成電子は磁界と直角方向には動きにくく,表面積の大きい平板状電極がよい。磁界と垂直方向はグリッドがよい.生成電子はグリッドを通過して反対側でもプラズマ生成に寄与すると考えられる。3.プラズマジェット(グロ-型)(1)プラズマア-ク柱の径を拡大するためカスプ磁界配位がよいこと,(2)軸対称表面波(m=0,3.5MHz,1KW)を重畳することによりさらに径方向,軸方向にプラズマを拡大できた。
低侵襲性外科手術シミュレータのための多自由度鉗子型ハプティックシステムの開発研究

研究過程において、力覚フィードバック性能を損なうことなく鉗子型ハプティックシステムの多自由度化を実現するためには、新しいダイレクトドライブアクチュエーション技術の開発が必要であるとの認識に至った。そこで、鉗子のピッチ動作とヨー動作を実現するための、円弧形シャフトモータの試作開発を行った。電磁界解析ソフトウェアを用いた数値解析結果と、試作機に対する実験結果から、ダイレクトドライブでの円周運動が実現できており、ハプティックシステムへ実用するために十分な推力特性を獲得できたことを確認した。高推力円弧形シャフトモータを実装した二自由度プラットフォームを開発し、新しいアクチュエーション技術を確立した。本研究は、低侵襲性外科手術の高度なトレーニングが実行可能な手術シミュレータを実現するための、触覚フィードバック機能を有する多自由度鉗子型インタフェースと、その運動制御技術の開発を目的としている。平成23年度においては主として次のような成果を得た。1.鉗子把持と鉗子直動の二つの運動機能を有するマルチ駆動マスタ・スレーブ一体型二自由度ハプティック鉗子を新たに試作開発した。本試作機の設計開発が順調に進んだため、次年度に実施予定であった動作性能評価試験を前倒しして本年度に実施した。そして、スケーリング項を導入した機能に基づくバイラテラル制御手法を試作機に実装することで、特定の機能のみを増幅し発現できることを実験的に明らかにした。結果として、鉗子という道具の高機能化を実現した。これらの評価実験を通して、触覚フィードバック特性を損なうことなくさらなる多自由度化を実現するためには、新しいアクチュエーション技術の開発研究が不可欠であるとの認識に至ったため、次年度より実施することとした。2.ハプティックシステムを人間が操作することにより取得した運動情報から、並列多自由度システムのアクチューエータ配置を推定する手法を確立した。また、並列多自由度マスタ・スレーブシステムを用いた実験により、その有効性を明らかにした。結果として、人間の手指動作を独立な運動モード情報へ分解する理論と組み合わせることにより、アクチュエータ配置が未知の並列多自由度ハプティックシステムを操作する手指動作を独立な運動モードへと分解し、定量的な動作解析を行うことが可能となった。上記を含む本年度の研究成果については、1編の査読付き学術論文誌論文、5編の査読付き国際会議発表論文、9編の査読無し国内会議発表論文、1件の招待講演として広く公表し、成果の還元に努めた。平成23年度の研究成果より、力覚フィードバック性能を損なうことなく鉗子型ハプティックシステムの更なる多自由度化を実現するためには、新しいダイレクトドライブアクチュエーション技術の開発が必要不可欠であることが明らかになった。そこで、昨年度では、多自由度鉗子型ハプティックシステムのピッチ自由度とヨー自由度を実現するための、円弧形シャフトモータの試作開発を行った。そして、円弧形シャフトモータ試作機の基本特性評価実験の結果から、この独創的なアクチュエーション技術は実世界ハプティクスへの応用が十分に可能であり、この技術をさらに発展させることで革新的な多自由度ハプティックシステムの実現が期待できるとの知見を得た。このような大きな研究成果を得たことを受け、本年度ではまず円弧形シャフトモータのモーションコントロール技術の開発研究を行った。ロバストな角度制御、力センサを用いない広帯域での力制御、2台の円弧形シャフトモータ間での力覚フィードバック制御が実現できることを試作機を用いて実験実証した。また、円弧形状の固定子パイプ内への装入に適した断面が台形形状をした円筒ネオジム磁石を設計試作し、可動子部のコイルと固定子部のネオジム磁石との間のギャップ設計についても改良を行うなど、円弧形シャフトモータの高推力化に向けた研究を併せて実施した。電磁界解析ソフトウェアを用いた数値解析結果と、今年度に試作した新構造の円弧形シャフトモータに対する基礎実験結果から、多自由度鉗子型ハプティックシステムへ実用するために十分に高い推力特性を獲得できたことを確認した。これらの結果を受け、年度末においては高推力円弧形シャフトモータを実装した二自由度バイラテラルプラットフォームを開発し、鉗子型ハプティックシステムの多自由度化を実現するための新しいアクチュエーション技術を確立した。前年度に試作した鉗子型ハプティックシステムを用いた実験により、力覚フィードバック性能を損なわずに更なる多自由度化を実現するためには、新しいアクチュエーション技術の開発が必要不可欠であることが明らかになった。そこで本年度においては、電気機器工学に精通する研究協力者からの技術協力を得ながら、多自由度鉗子型ハプティックインタフェースのピッチ自由度とヨー自由度をダイレクトドライブで実現するための、円弧型シャフトモータの設計試作を行った。また、円弧型シャフトモータの基本特性の評価実験を実施するために、円弧型シャフトモータ試験装置を併せて試作した。

電磁界解析ソフトウェアを用いた数値解析結果と試作機の基本特性評価実験結果から、試作したアクチュエータは実世界ハプティクスへの応用が十分可能であるとの知見を得た。また、多自由度ハプティックシステムとシミュレータ環境との間での双方向インタラクションを実現するモーションコントロール技術に関する研究を実施した。双方向力覚フィードバック機能を有するバイラテラル制御システムと、視覚的動作支援を提供するシミュレータ環境とを統合することで、実世界ハプティクスにおける拡張現実感を実現することに成功した。シミュレータ環境からの仮想反力のハプティックシステムへの実装実験を行い、開発技術の有用性を確認した。さらに、個人の身体機能を考慮したハプティックインタフェース設計論の確立を目指し、運動機能評価に関する実験研究を平行して実施した。筋電位センサと試作した運動機能評価実験用プラットフォームを用いて、上肢の手先出力と筋電位信号の測定実験を行った。機能別実効筋理論に基づいて健常者とリウマチ患者の測定結果を比較評価することで、リウマチ患者の肘関節周りの筋萎縮が運動機能に対して与える影響を調査した。開発技術が医療支援のみならず福祉支援へも応用可能であることが示された。鉗子型ハプティックシステム試作機の設計開発が当初の計画以上に順調に進んだため、次年度に実施予定であった動作性能評価試験を前倒しして本年度に実施することができた。この評価試験結果を受け、鉗子型ハプティックシステムのさらなる多自由度化を実現するために必要な、新しいアクチュエーション技術の開発目標を明確化することができ、次年度以降の開発研究内容をより一層具体化することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。力覚フィードバック性能を損なうことなくハプティックシステムの更なる多自由度化を実現するためには、新しいダイレクトドライブアクチュエーション技術の開発が必要不可欠であるとの認識に至ったが、それには極めて大きな困難が伴うことが予想されていた。しかしながら、電気機器工学に精通する研究協力者と有機的に連携することにより、開発研究を順調に遂行することができた。その結果、新たに試作開発した円弧型シャフトモータの基本特性評価実験まで完了することができた。この革新的なリニアモータの実現に成功したため、当初の研究計画で想定していたよりも、独創的なハプティックシステムの開発が可能となった。また、当初は開発技術の応用範囲は医療支援のみを想定していたが、予想外の進展により福祉支援応用への新たな展開がもたらされた。本年度に試作した鉗子型ハプティックシステムを用いた動作性能評価試験より、触覚フィードバック特性を損なうことなくさらなる多自由度化を実現するためには、新しいアクチュエーション技術の開発が必要であることが明らかになった。そこで、平成24年度においてはアクチュエーション技術研究を当初の研究計画内容と併せて実施することとし、電気機器工学に精通する研究協力者からの技術協力を得ながら新しいアクチュエータの試作開発を行う。
遺伝子改変ラットを用いたビタミンDの代謝および作用メカニズムの解明

CYP27B1機能不全は、体内の25-ヒドロキシビタミンD3 (25D3)を活性型ビタミンD3(1α,25-ヒドロキシビタミンD3; 1α,25D3)へ代謝できず骨疾患を伴う。活性型ビタミンD3製剤の投与で回復するが、より副作用の少ない治療薬が望まれている中、我々はCYP27B1遺伝子欠損(CYP27B1-KO)マウス・ラットを用い、25D3投与が、副作用の少ない新しい治療法となり得る可能性を見出した。25D3による予防・治療法の確立を行う上で、[1]25D3投与時の活性型ビタミンD3を含めた種々の代謝物の体内動態、また、[2]CYP27B1遺伝子欠損時の1α位水酸化酵素の特定が重要な情報となる。[1]については、多数存在する各種25D3代謝物を酵素発現系により分取し、LC/MS/MSによる一斉定量分析法を確立した。確立した分析法を用いて25D3投与ラットの血中代謝物を調べたところ、24,25-ジヒドロキシビタミンD3や24-オキソ-25D3を含む5種の代謝物が検出された。[2]については、CYP27B1遺伝子欠損ラットから肝組織画分を調製し、25D3の1α位水酸化活性がみられるかを調べた。その結果、肝臓ミトコンドリア画分において活性が検出された。肝臓ミトコンドリア画分に存在するCYP27A1はビタミンD3の25位水酸化酵素として知られているが、発現系を用いた実験から、CYP27A1は低いながらも25D3の1α位水酸化活性を有しており、CYP27B1遺伝子欠損時には肝臓中のCYP27A1によって25D3から活性型ビタミンD3が生成されていることが示唆された。25D3投与は、上述したI型くる病モデルであるCYP27B1-KOラットに対してのみでなく、II型くる病モデルである変異型VDR導入ラットにも効果があることも明らかにしており、今後、詳細な解析を行っていく。活性型ビタミンD3製剤の投与で回復するが、より副作用の少ない治療薬が望まれている中、我々はCYP27B1遺伝子欠損マウスを用い、25D3投与が新しい治療法となり得る可能性を見出した。25D3は体内に多く存在することから投与による毒性もみられておらず、骨粗鬆症予防にも有用である可能性がある。25D3による予防・治療法の確立を行う上で、[1]25D3投与時の活性型ビタミンD3を含めた種々の代謝物量、組織分布やそれらの生理活性への寄与、また、[2]CYP27B1遺伝子欠損時の1α位水酸化酵素の特定が重要な情報となる。[1]については、多数存在する25D3代謝物の多くが市販されていないことから、各種代謝物を代謝酵素発現系により分取し、それらを標準品としてLC/MS/MSを用いた一斉定量分析法を確立した。[2]については、最近作出に成功したCYP27B1遺伝子欠損ラットから肝臓の各画分を調製し、各画分で25D3の1α位水酸化活性がみられるかを調べた。上述したとおり、本研究は[1]25D3投与時の種々の代謝物量、組織分布やそれらの生理活性への寄与を調べると同時に、[2]CYP27B1遺伝子欠損時の1α位水酸化酵素の特定を行うことで、CYP27B1機能不全によるくる病、腎機能低下による骨粗鬆症の新たな予防・治療法を提案するものである。[1]については、代謝物の多くが市販されていないことから一般的には定量分析方法が確立されていないが、今回、自ら代謝物を分取し、多数の代謝物の一斉定量分析法の確立を実現した。本方法を利用することで、これまで未解明であった種々のビタミンD微量代謝物の分布や経時変化を明らかにすることが可能となる。[2]については、CYP27B1欠損時にその代替となる代謝酵素がCYP27A1であることを明らかにした。CYP27B1が腎臓に存在するのに対し、CYP27A1は肝臓に存在する酵素である。本結果は、加齢等による腎機能低下の場合にも25D3投与が有用であることを示唆している。

活性型ビタミンD3製剤の投与で回復するが、より副作用の少ない治療薬が望まれている中、我々はCYP27B1遺伝子欠損(CYP27B1-KO)マウス・ラットを用い、25D3投与が、副作用の少ない新しい治療法となり得る可能性を見出した。25D3による予防・治療法の確立を行う上で、[1]25D3投与時の活性型ビタミンD3を含めた種々の代謝物の体内動態、また、[2]CYP27B1遺伝子欠損時の1α位水酸化酵素の特定が重要な情報となる。[1]については、多数存在する各種25D3代謝物を酵素発現系により分取し、LC/MS/MSによる一斉定量分析法を確立した。確立した分析法を用いて25D3投与ラットの血中代謝物を調べたところ、24,25-ジヒドロキシビタミンD3や24-オキソ-25D3を含む5種の代謝物が検出された。[2]については、CYP27B1遺伝子欠損ラットから肝組織画分を調製し、25D3の1α位水酸化活性がみられるかを調べた。その結果、肝臓ミトコンドリア画分において活性が検出された。肝臓ミトコンドリア画分に存在するCYP27A1はビタミンD3の25位水酸化酵素として知られているが、発現系を用いた実験から、CYP27A1は低いながらも25D3の1α位水酸化活性を有しており、CYP27B1遺伝子欠損時には肝臓中のCYP27A1によって25D3から活性型ビタミンD3が生成されていることが示唆された。25D3投与は、上述したI型くる病モデルであるCYP27B1-KOラットに対してのみでなく、II型くる病モデルである変異型VDR導入ラットにも効果があることも明らかにしており、今後、詳細な解析を行っていく。2年目は、1年目で確立した一斉分析法を利用して、25D3投与ラットに複数存在した血中代謝物の経時変化や組織分布を調べる。各組織で多くみられた代謝物については、1年目に確立した方法で代謝物を取得し、その生理活性を調べる。生理活性としてはビタミンDレセプターとの親和性評価や培養細胞を用いた骨代謝試験を行う予定である。各生理活性を活性型ビタミンD3と比較し、組織における濃度を考慮することで生理活性への寄与を推定する。これまで、どのビタミンD代謝物がどのような生理活性を有するか明らかになっておらず、上述した実験結果は、ビタミンDの作用メカニズムを解明する上でも重要な情報となる。また、これまで、CYP27B1が生体内で唯一のビタミンD類1α位水酸化酵素と考えられていたことから、今回CYP27A1が生体内で同活性を有したという結果は斬新である。腎臓に存在するCYP27B1が機能不全の場合でも、肝臓中のCYP27A1によって投与した25D3から活性型ビタミンD3生成を行うことができる。CYP27A1遺伝子変異と1α位水酸化について調べることで、25D3投与による予防・治療の個人差も明らかにする。当初、1年目の実験として予定していた動物での代謝試験の一部を、2年目に繰り越した。1年目に細胞・酵素を利用した代謝試験、酵素同定試験結果が得られていることから、その結果を踏まえて、2年目で、1年目よりも詳細な動物での代謝試験を行う予定である。