hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レチノイドのNO-サイクリックGMP系賦活による実験的肺高血圧治療

レチノイン酸は、asymmetric dimethylarginine(ADMA)という内因性NOS阻害物質を低下させNOSを上昇させる。そこで、レチノイン酸投与→ADMA低下→NOS活性上昇→NO産生上昇という経路が推定できる。我々はこれまで、内因性NO産生を高めるLアルジニンやANP(心房利尿ペプチド)遺伝子の肺への導入が、モノクロタリンや低酸素暴露による肺高血圧と肺高血圧血管病変の発生を抑制することを見出してきた。本研究では、レチノイドが慢性低酸素による肺高血圧と肺高血圧血管病変の発生を抑制するかを検討した。ラット(200-250g)に慢性低酸素暴露(10日間、1/2気圧)開始前2日から連日all-trans-retinoic acid(30mg/kg/日)を小動物用胃ゾンデにより経口投与を行った。慢性低酸素暴露により平均肺動脈圧は上昇したが、この上昇はレチノイン酸投与により抑制されなかった。筋性動脈の血管外径に対する中膜の厚さは、正常1.6±0.4%(n=7)から慢性低酸素暴露により5.1±0.4%(6)に上昇し、レチノイン酸投与(3.6±0.3%)(7)はこの上昇を有意に抑制した。一方、肺胞や肺胞管レベルの末梢肺動脈での血管平滑筋を持つ血管における、慢性低酸素暴露による出現率上昇をレチノイン酸は抑制しなかった。レチノイドには、慢性低酸素による肺動脈血管の肥大・増殖を抑制する可能性がある。モノクロタリン肺高血圧ラット肺のウエスタンブッロトでの一酸化窒素合成酵素の発現は亢進していた。レチノイン酸投与はこの発現をさらに増加した。16年度の結果では、レチノイン酸投与は、モノクロタリンによる肺高血圧と肺高血圧血管病変の発生を抑制しなかった。レチノイン酸はNOSを確かに高めるが、肺高血圧の原因(慢性低酸素、モノクロタリン)によってその効果が異なる可能性がある。本研究の目的は、all-trans-retinotic acipd(atRA、レチノイン酸)の肺高血圧と肺高血圧血管病変の発生抑制作用を検討することである。平成16年度は、in vivoでレチノイン酸経口投与の肺高血圧発症抑制効果を肺動脈圧と肺血管病変から検討した。モノクロタリン肺高血圧モデルを用いた。モノクロタリンは60mg/kg皮下注を行った。モノクロタリン投与2日前から、all-trans-retinotic acid(atRA)(Sigma)30mg/kgを0.5%カルボキシメチルセルロース液(Vehicle)に懸濁し、小動物用胃ゾンデにより経口投与(1回/日)を開始した。正常ラット+Vehicle、正常ラット+レチノイン酸、肺高血圧ラット+Vehicle、肺高血圧ラット+レチノイン酸の4群に分けた。モノクロタリン投与後17日で、ペントバルビタール麻酔下に右外頚静脈から肺動脈に自作のイントロヂューサーを用いてシリコン製カテーテルを肺動脈に留置し、肺動脈カテーテル留置48時間後に完全覚醒下で肺動脈圧測定を行った。その結果、モノクロタリン投与により肺動脈圧は上昇した。atRAを投与しても、この肺動脈上昇を抑制することはできなかった。また、右心室を左心室より切離し、その重量比から右心室肥大を計測したところ、レチノイン酸投与群・非投与群で差はなかった。肺動脈圧測定後、肺動脈に一定圧でバリウムゼラチンを注入した後、経気管的に36cm水柱で10%ホルムアルデヒド灌流固定をおこない、肺組織切片を作成した。

肺動脈圧に差が認められなかったが、肺血管病変の発生抑制がないとは即断できない。肺動脈圧は、肺血管の機能的収縮と器質的変化の影響を受けるからである。12年度には、肺血管の組織学的変化について詳細に検討する。レチノイン酸は、asymmetric dimethylarginine(ADMA)という内因性NOS阻害物質を低下させNOSを上昇させる。そこで、レチノイン酸投与→ADMA低下→NOS活性上昇→NO産生上昇という経路が推定できる。我々はこれまで、内因性NO産生を高めるLアルジニンやANP(心房利尿ペプチド)遺伝子の肺への導入が、モノクロタリンや低酸素暴露による肺高血圧と肺高血圧血管病変の発生を抑制することを見出してきた。本研究では、レチノイドが慢性低酸素による肺高血圧と肺高血圧血管病変の発生を抑制するかを検討した。ラット(200-250g)に慢性低酸素暴露(10日間、1/2気圧)開始前2日から連日all-trans-retinoic acid(30mg/kg/日)を小動物用胃ゾンデにより経口投与を行った。慢性低酸素暴露により平均肺動脈圧は上昇したが、この上昇はレチノイン酸投与により抑制されなかった。筋性動脈の血管外径に対する中膜の厚さは、正常1.6±0.4%(n=7)から慢性低酸素暴露により5.1±0.4%(6)に上昇し、レチノイン酸投与(3.6±0.3%)(7)はこの上昇を有意に抑制した。一方、肺胞や肺胞管レベルの末梢肺動脈での血管平滑筋を持つ血管における、慢性低酸素暴露による出現率上昇をレチノイン酸は抑制しなかった。レチノイドには、慢性低酸素による肺動脈血管の肥大・増殖を抑制する可能性がある。モノクロタリン肺高血圧ラット肺のウエスタンブッロトでの一酸化窒素合成酵素の発現は亢進していた。レチノイン酸投与はこの発現をさらに増加した。16年度の結果では、レチノイン酸投与は、モノクロタリンによる肺高血圧と肺高血圧血管病変の発生を抑制しなかった。レチノイン酸はNOSを確かに高めるが、肺高血圧の原因(慢性低酸素、モノクロタリン)によってその効果が異なる可能性がある。
ミトコンドリア関連新規髄鞘化障害遺伝子の機能解析

今回の研究は、低分子RNAのミトコンドリア内への輸送に関与する新規候補遺伝子PNPT1が中枢神経系に及ぼす影響について病態解析を行い、治療薬について検討することを目的としている。平成30年度は前年度に引き続いてPNPT1遺伝子異常による神経細胞異常についての解析を行った。PNPT1遺伝子異常を持つ髄鞘化障害症例およびコントロールの線維芽細胞を用いて、Direct reprogramming法を用いて神経細胞に直接分化させ、コントロールに比して症例の神経細胞は早期にアポトーシスを起こす生存率の低下を認めることを見出した。このPNPT1変異神経細胞における早期アポトーシスの機序について、neuronの各種マーカーやアポトーシス関連蛋白の解析を行って、アポトーシスを起こす神経細胞の種類や動いているカスケードを同定することを目指したが、分化したPNPT1遺伝子変異神経細胞は不安定であり、さらに培養条件などの検討が必要と考えられた。酸化ストレス物質の測定と、MA-5(抗酸化ストレス新規薬)によるアポトーシスのレスキューの可能性についても、この系の確立が必要である。また、当科で作成したPNPT1遺伝子のノックアウトマウスはほぼ胎内致死であり、Crisper/Cas9法を用いて症例のミスセンス変異の導入を試みたが、変異遺伝子の配列の問題で作成困難であったため、野生型ラット由来の脊髄後根神経節の初代培養を行うと、in vivoで末梢神経の髄鞘化が再現できるが、この培養系においてPNPT1遺伝子をレンチウイルスを用いてノックダウンしたところ、髄鞘化が遅延することが確認された。本年度確立したこの実験系を用いて、PNPT1遺伝子異常が髄鞘化障害に与える影響について、免疫組織科学的な手法及びウエスタンブロットを用いた生化学的手法を用いた解析を行い、治療薬スクリーニングを行っていく予定である。今回の研究は、低分子RNAのミトコンドリア内への輸送に関与する新規候補遺伝子Xが中枢神経系に及ぼす影響について、症例の線維芽細胞やマウスを用いて病態解析を行い、さらに治療薬について検討することを目的としている。平成28年度は、X遺伝子異常による神経細胞異常についての観察を行った。症例の線維芽細胞を神経細胞に直接分化させる方法(Direct reprogramming法、Xue Y et al. Cell 2013)を用いて、患者由来の線維芽細胞とコントロールの線維芽細胞について、レンチウイルスによるshRNAを導入して、ヒトPTBP1遺伝子をノックダウンした。ノックダウン翌日にピューロマイシンでセレクションし、その2日後にN3メディウム(DMEDF12、N2サプリンメント、bFGF)を加え、さらに7日後にCNTF、BDNF、GDNF、NT3を加えて、6日間培養することで、神経細胞への分化が起こる。線維芽細胞が神経細胞へ分化誘導されると神経細胞に発現しているβ3Tublinが発現し分化が確認できる。上記方法を用いて、現在神経細胞体や神経突起の伸長の異常の有無、あるいは神経細胞の細胞生存率の低下について、解析系を確立して検討を行っている。また、当科で新規作成した遺伝子Xのノックアウトマウスはほぼ胎内致死であり、予定していたオリゴデンドロサイトの初代培養系の確立が困難であった。Crisper/Cas9法を用いて症例のミスセンス変異の導入を試みたが、変異遺伝子の配列の問題で作成困難な状態が続いている。今後は、野生型マウスから作成したオリゴデンドロサイト前駆細胞の初代培養細胞を用いて、遺伝子Xをレンチウイルスを用いてノックダウンし、成熟に伴って発現が変化するマーカー蛋白の異常の有無などについて、免疫組織科学的な手法及びウエスタンブロットを用いた生化学的手法を用いて解析する予定である。使用予定だったノックアウトマウスが胎生致死であり、初代培養系が確立できなかった。Crisper/Cas9を用いて症例が持っているミスセンス変異導入がまだ成功しておらず、マウスを用いた中枢神経系の解析が遅れている。今回の研究は、低分子RNAのミトコンドリア内への輸送に関与する新規候補遺伝子X(PNPT1)が中枢神経系に及ぼす影響について、症例の線維芽細胞やマウスを用いて病態解析を行い、さらに治療薬について検討することを目的としている。平成29年度は、平成28年度に引き続いてPNPT1遺伝子異常による神経細胞異常についての解析を行った。PNPT1遺伝子異常を持つ髄鞘化障害症例およびコントロールの線維芽細胞を用いて、神経細胞に直接分化させ(Direct reprogramming法、Xue Y et al.Cell 2013)、神経細胞体や神経突起の異常、また神経細胞の細胞生存率の低下について検討を行った。その結果、コントロールに比して症例の神経細胞は早期にアポトーシスを起こす生存率の低下を認めることを見出した。今後、このPNPT1変異神経細胞における早期アポトーシスの機序について、neuronの各種マーカーやアポトーシス関連蛋白の解析を行って、アポトーシスを起こす神経細胞の種類や動いているカスケードを同定すると共に、酸化ストレス物質の測定と、MAー5(抗酸化ストレス新規薬)によるアポトーシスのレスキューの可能性について、解析を進める予定である。当科で作成したPNPT1遺伝子のノックアウトマウスはほぼ胎内致死であり、予定していたオリゴデンドロサイトの初代培養系の確立が困難であった。そこでCrisper/Cas9法を用いて症例のミスセンス変異の導入を試みたが、変異遺伝子の配列の問題で作成困難であった。今後は、野生型マウスから作成したオリゴデンドロサイト前駆細胞の初代培養細胞を用いて、PNPT1遺伝子をレンチウイルスを用いてノックダウンし、成熟に伴って発現が変化するマーカー蛋白の異常の有無などについて、免疫組織科学的な手法及びウエスタンブロットを用いた生化学的手法を用いた解析を予定する。

使用予定だったノックアウトマウスが胎生致死であり、初代培養系が確立できなかった。Crisper/Cas9を用いて症例が持っているミスセンス変異導入も遺伝子配列の関係で困難であった。マウスを用いた機能解析については、野生型マウスからオリゴデンドロサイトの培養細胞を樹立し、レンチウイルスによってPNPT1遺伝子をノックダウンする系を確立して解析する予定である。今回の研究は、低分子RNAのミトコンドリア内への輸送に関与する新規候補遺伝子PNPT1が中枢神経系に及ぼす影響について病態解析を行い、治療薬について検討することを目的としている。平成30年度は前年度に引き続いてPNPT1遺伝子異常による神経細胞異常についての解析を行った。PNPT1遺伝子異常を持つ髄鞘化障害症例およびコントロールの線維芽細胞を用いて、Direct reprogramming法を用いて神経細胞に直接分化させ、コントロールに比して症例の神経細胞は早期にアポトーシスを起こす生存率の低下を認めることを見出した。このPNPT1変異神経細胞における早期アポトーシスの機序について、neuronの各種マーカーやアポトーシス関連蛋白の解析を行って、アポトーシスを起こす神経細胞の種類や動いているカスケードを同定することを目指したが、分化したPNPT1遺伝子変異神経細胞は不安定であり、さらに培養条件などの検討が必要と考えられた。酸化ストレス物質の測定と、MA-5(抗酸化ストレス新規薬)によるアポトーシスのレスキューの可能性についても、この系の確立が必要である。また、当科で作成したPNPT1遺伝子のノックアウトマウスはほぼ胎内致死であり、Crisper/Cas9法を用いて症例のミスセンス変異の導入を試みたが、変異遺伝子の配列の問題で作成困難であったため、野生型ラット由来の脊髄後根神経節の初代培養を行うと、in vivoで末梢神経の髄鞘化が再現できるが、この培養系においてPNPT1遺伝子をレンチウイルスを用いてノックダウンしたところ、髄鞘化が遅延することが確認された。本年度確立したこの実験系を用いて、PNPT1遺伝子異常が髄鞘化障害に与える影響について、免疫組織科学的な手法及びウエスタンブロットを用いた生化学的手法を用いた解析を行い、治療薬スクリーニングを行っていく予定である。マウスを用いた機能解析については、野生型マウスからオリゴデンドロサイトの培養細胞を樹立し、レンチウイルスによって遺伝子Xをノックダウンする系を確立して解析する予定である。髄鞘化への影響に関する解析は、ラットの脊髄を用いた系を確立する予定。最後に上記の確立した系を用いて、ミトコンドリア治療薬などが病態を改善できるかどうかを観察するのが最終目標である。症例の線維芽細胞から神経細胞に分化する系は確立でき、生存率が低下していることも確認できた。上記の系を用いて、MA-5などのミトコンドリア治療薬が生存率を改善できるかどうかを観察する予定。
住空間の色彩が人間の生体・心理反応に及ぼす影響を簡便に評価する方法の模索

本研究では,住空間の色彩が人間の生体反応にどのように影響を及ぼしているのかを捉え,その影響を簡便かつ系統的に評価する方法を確立することを大目的とする。その際に色の見えモデルを一指標として利用した。また,一般的な物理的・心理的諸性質以外に,以前から筆者らが行ってきている走査眼球運動・脈拍や本研究費で購入の末端血管モニタリング装置を用いて血流変化などの生体反応と色彩とを関係づけることも眼点であった。実験では,簡易型の測定室および実験箱を作製し,それらを用いて,提示材料の官能検査および生体反応の実験を行った。官能検査の項目は,種々の分野で報告されてきている温冷感・粗滑感・硬軟感・乾湿感・明暗感・快不快感などである。また,同時にその試料を見たときに生じる走査眼球運動および脈拍の変化に関するデータを本研究室所有のポリグラフを用いて集積するとともに,本研究費で購入の末端血管モニタリング装置を用いて血流の変化も測定した。得られた成果は,以下のような章立てでまとめた。第1章:色彩感情評価についての既往の研究をまとめた。第2章:色の見えモデルについての既往の研究をまとめた。第3章:納谷モデルを用い,色の見えへの予測についての検討を行った。第4章:納谷モデルの色彩感情評価への適用の可能性について検討した。第5章:色彩感情評価への影響要因と色の見えモデルの適用の検討を行った。第6章:色の見えモデルを用いて,各種材料の視覚評価を行った。第7章:カラー照明が人に与える心理的効果の検討を行った。第8章:末端血管モニタリング装置を用いて,カラー照明が人に与える生理的効果の検討を行った。第9章:ポリグラフを用いて,色彩と眼球運動の関係について検討した。住空間の色彩が人間の生体反応にどのように影響を及ぼしているのかを捉え,その影響を簡便かつ系統的に評価する方法の確立を目的とする。本年度の成果は以下のようである。(1)生体反応測定や官能検査に用いる提示試料として,モデル住宅の室内写真などを準備し,パソコンに取り込みデータ化した。その後,画像処理ソフトを用いて各試料の基本的な視覚情報量,すなわち,RGB表色系・HBS表色系・Lab表色系の基本量が得て,XYZ表色系の3刺激値を求めるための変換式の検討を行い,色の見えモデルが適用できることを明確にした。(2)次に,提示材料などの視覚空間特性や種々の官能検査量を求めるための簡易型測定室を作製した。この際,色の見えモデルの代表的モデルによる評価が可能であるように,全面を明度5以上の無彩色とした。また,天井には蛍光灯6個と白熱灯9個を設置し,照明むらの生じることのないように調整するとともに,生体反応測定用の機器設置のための空間も含めて,約1坪大の寸法の室とした。また,照明に関しては,照度を変えることができるようにした。(3)次に,この簡易型の測定室を用いて,上記の提示材料の官能検査および生体反応の実験を行った。また,同時にその試料を見たときに生じる走査眼球運動および脈拍の変化に関するデータをポリグラフにより集積するとともに,本年度購入の末端血管モニタリング装置を用いて血流の変化も測定した。そして,色彩の感情評価が本測定システムで検討が可能であることを明確にした。ただ,血流に関しては,より詳細な検討を要することもわかった。(4)最後に,上記の測定データを基に,視覚物理量と心理量との関係について検討するとともに,生体反応量との関係についても検討した。まだ明確な結果を得るには至っていないが,若干の傾向が現在得られつつある。

第6章:色の見えモデルを用いて,各種材料の視覚評価を行った。第7章:カラー照明が人に与える心理的効果の検討を行った。第8章:末端血管モニタリング装置を用いて,カラー照明が人に与える生理的効果の検討を行った。第9章:ポリグラフを用いて,色彩と眼球運動の関係について検討した。
生体内物質による医用材料の劣化機構の解明

人工関節の摺動面に使用される超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)には、使用中に生体内の脂質が浸入する。生体脂質の一つであるスクアレンを人工的に浸入させ加速酸化処理を行うと、UHMWPEの表面近傍で力学特性や摩耗特性が低下した。また、再置換のため抜去されたコンポーネントの表面近傍でも、強度低下が認められたことから、生体脂質によるUHMWPEの劣化が示唆された。一方、コンポーネントから抽出される脂質を含む抽出物の量は、骨折や骨壊死の場合に比べ変形性関節症の場合で多く、病変に伴う関節液成分の違いが影響している可能性が考えられた。1.抜去インプラントに含まれる生体内物質の定量的評価入手済みの抜去インプラント17例について、赤外分光光度計による分析を行い、インプラント材料に含まれる脂質量を評価したところ、関節液のアクセスのしやすさ、埋植期間、患者体重と関連性があることが示唆されたが、埋植期間が最短だった試料(0.3年)でも平均以上の脂質が浸入しており、個体差の影響の可能性も考えられた。2.生体内物質によるインプラント材料の劣化の力学的手法による評価抜去インプラントに適用可能な力学試験法として、打ち抜き試験とマイクロインデンテーション試験を提案し、これらの妥当性や特徴を調べるため、生体脂質の一つであるスクアレンに浸漬した試料(SQ)と、これをさらに加速酸化させた試料(SQA)等、計5種類の材料を作製し、引張試験、圧縮試験、打ち抜き試験、マイクロインデンテーション試験により評価したところ、SQAを除き、いずれの試験法でも弾性率の測定結果はほぼ同様だった。SQAの弾性率はマイクロインデンテーション試験、打ち抜き試験、圧縮試験の順で高く測定された。これは、SQAでは特に表面で酸化が進行して弾性率が上昇していること、マイクロインデンテーション試験では押し込み深さである10マイクロメートル程度の範囲の、打ち抜き試験では試験片厚さである0.5 mm程度の範囲の弾性率を反映しており、より試験対象範囲が小さい試験法では、表面近傍の高い弾性率が測定されたためと思われた。3.生体内物質に起因する材料の劣化による力学的特性への影響評価SQとSQAについて、引張試験、圧縮試験、摩耗試験、デラミネーション試験を実施した。SQでは弾性率と降伏応力の低下が、SQAでは弾性率、降伏応力、破断応力、破断伸びの上昇が見られた。SQAでは摩耗量が上昇した。SQやSQAにおいて、デラミネーション特性の低下は見られなかった。1.抜去インプラントに含まれる生体内物質の定量的評価入手済みの抜去インプラント5例から厚さ100マイクロメートルの薄片を作製し、ヘキサンにより脂質の抽出を行った。酵素反応を利用した脂質定量法により、抽出物に含まれる、トリグリセリド、リン脂質、コレステロール、コレステロールエステルの量を測定した。対象とした物質の定量は可能であり、コレステロールエステルの量が最大で、リン脂質は少ないことがわかった。また、試料ごとのばらつきも大きいことがわかった。しかし、抽出物には測定対象外の物質も多く含まれており、未使用の超高分子量ポリエチレンからも抽出物が認められた。これらは、超高分子量ポリエチレンの断片であることが予想されたため、抽出方法について工夫が必要と思われた。2.生体内物質によるインプラント材料の劣化の力学的手法による評価入手済みの抜去インプラント17例に対して、マイクロインデンテーション試験により評価を行った。マイクロインデンテーション試験の測定結果と、患者背景、埋植期間、超高分子量ポリエチレンの酸化度や脂質指数、結晶化度、破損の程度などとの関係について考察を行ったが、これらの間に関係性は見つけられなかった。マイクロインデンテーション試験では、装置のクリアランスが小さいため、凹面上の人工股関節の寛骨臼ライナー摺動面を測定するには、試験片を小さく切るなどの準備が必要があることがわかった。3.生体内物質に起因する材料の劣化による力学的特性への影響評価スクアレンを含む材料について、打ち抜き試験と疲労き裂進展試験を行った。スクアレンに浸漬した後、加速酸化処理を施した試料では、何も処理をしない超高分子量ポリエチレンとは異なる力学特性を示したが、ガンマ線照射後に加速酸化処理を施し意図的に酸化劣化を生じさせた試料と比べると、力学特性の低下は限られていた。また、疲労き裂進展特性の低下も見られなかった。1.抜去インプラントに含まれる生体内物質の定量的評価入手した抜去インプラント9例から約10 mm角のブロックを作製し、ヘキサンにより脂質の抽出を行った。酵素反応を利用した脂質定量法により、抽出物に含まれる、トリグリセリド、リン脂質、コレステロール、コレステロールエステルの量を、GC-MSによりスクアレンの量を測定した。抽出物の量は薄片を用いて抽出した場合と大きな差がなく、ブロックを使用しても問題ないことがわかった。スクアレンの量は抽出物の量の1 %程度で、抽出物には測定対象外の物質が多く含まれていることがわかった。2.生体内物質によるインプラント材料の劣化の力学的手法による評価劣化を人工的に再現した試料を、マイクロ・スラリージェット・エロージョン法により評価した。劣化した試料のエロージョン率は高く、マイクロ・スラリージェット・エロージョン法により、劣化による強度低下を評価できることが確認された。次に、抜去インプラント18例を、マイクロ・スラリージェット・エロージョン法により評価したところ、多くの抜去インプラントで、表面近傍における強度低下が観察され、脂質による劣化が示唆された。

3.生体内物質に起因する材料の劣化による力学的特性への影響評価従来用いていたスクアレンには、安定剤としてビタミンEが添加されていたが、安定剤を含まないスクアレンを用いて処理を行った試料を作製し、デラミネーション試験と摩耗試験により評価を行った。デラミネーション特性は、安定剤を含む場合と同様で、スクアレン処理により大きな低下は見られなかったが、摩耗特性は、安定剤を含まない場合より大きく劣化していた。ラジカルに起因する酸化劣化を防止するため、UHMWPEにビタミンEを添加した製品が実用化されているが、ビタミンEの添加は、脂質による劣化の防止にも効果がある可能性が示唆された。人工関節の摺動面に使用される超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)には、使用中に生体内の脂質が浸入する。生体脂質の一つであるスクアレンを人工的に浸入させ加速酸化処理を行うと、UHMWPEの表面近傍で力学特性や摩耗特性が低下した。また、再置換のため抜去されたコンポーネントの表面近傍でも、強度低下が認められたことから、生体脂質によるUHMWPEの劣化が示唆された。一方、コンポーネントから抽出される脂質を含む抽出物の量は、骨折や骨壊死の場合に比べ変形性関節症の場合で多く、病変に伴う関節液成分の違いが影響している可能性が考えられた。1.抜去インプラントに含まれる生体内物質の定量的評価酵素反応を利用した脂質定量法を用いることにより、抜去インプラントに含まれる生体内脂質の定量的評価が可能であることがわかった。しかし、超高分子量ポリエチレンの断片と思われる、測定対象外の物質も大量に抽出されることがわかった。抽出方法に工夫が必要と思われた。2.生体内物質によるインプラント材料の劣化の力学的手法による評価マイクロインデンテーション試験により、抜去インプラントの力学特性を評価できた。3.生体内物質に起因する材料の劣化による力学的特性への影響評価生体脂質の一つであるスクアレンに浸漬した試料の評価が完了した。機械工学、生体材料学、レギュラトリーサイエンス1.抜去インプラントに含まれる生体内物質の定量的評価血液中に含まれる主な生体内物質を対象に、酵素反応を利用した脂質定量法を用いて定量が可能であることがわかった。しかし、抽出物に対して定量された脂質の量は10%程度で、測定対象外の物質が大量に抽出されていることがわかった。未使用の超高分子量ポリエチレンからも抽出物があること、過去の分析でパラフィン類が検出されていることから、低分子化した超高分子量ポリエチレンが抽出されているものと考えられた。これまでは、抽出効率を上げるため、薄片にした試料を用いて抽出を行っているが、脂質は試料の表面付近に存在していることから、脂質の抽出効率への影響は小さい可能性が考えられた。一方で、脂質をあまり含まない部分の表面積が著しく増大し、脂質以外の物質が多く抽出されてしまった可能性があった。そこで今後は、ブロック状の試料を用いて抽出を行う予定である。また、スクアレンの定量も行う。2.生体内物質によるインプラント材料の劣化の力学的手法による評価マイクロインデンテーション
劣化が著しい近世漆器の材質・技法の分析とその保存に関する研究

本年度は、(1)江戸時代の文献史料を用いた基本的な漆器生産技術の解明、(2)個々の出土漆器の分析、(3)以上の(1)および(2)の調査で解明された漆工技術を参考にした劣化実験用の漆塗膜手板(標準サンプル試料)の劣化実験、の3項目の調査を行った。(1)の項目では、これまでの調査で劣化が著しい近世漆器とは簡便が技法と廉価な材質からなる量産漆器であることが確認されているが、それと両極端に位置する優品漆器の代表である漆器の材質・技法を把握するため、全5冊から構成される『文化十四年(1819)仁孝帝即位御道具仕様帳』の文献史料の基礎調査を行った。この史料は、仁孝天皇が文化十四年に即位する際に揃えられた御道具の種類・寸法・数量・道具の製作に関する各種仕様が極めて詳細に記載されていたが、この中には天皇家の御紋である菊御紋を蒔絵加飾した漆器の材質・技法に関する記述も管見された。調査の結果、これらは、(a)サビ下地を数回施し布着せ補強を行う。(b)地の上塗り漆は、カーボン系の黒漆にやや透明感のある呂色漆を重ね塗りするいわゆる「烏の濡羽色」の深い黒色の地塗りを行う技法である。(c)蒔絵粉や梨子地粉材料はさまざまな粉形態の金・青金・銀粉を用いた。などが理解された。次に(2)の項目では、江戸時代後期頃に年代が比定される劣化の進行した出土漆断面の細部を顕微鏡観察した。調査の結果、34マイクロメーター程度の微細な球状抜け穴痕跡と、空気抜け穴状のやや顕著な空洞痕跡が確認された。このうち微細な球状抜け穴痕跡は、生漆が固化膜を形成する際に発生する漆膜内部のゴム質不飽和分散形態、やや大きい抜け穴は油分などの各種混和剤の抜け穴であると考えられる。また、漆自体が劣化によりチョーキングを起こした膜面では劣化の著しい部分で使用顔料や蒔絵粉材料がむき出しの状態にある様子が極めて明確に観察された。(3)の項目の劣化実験については、黒色漆の手板サンプルを中心として野外暴露実験を行い、この経過観察は現時点においても継続中である。本年度は、劣化の著しい漆器資料が『どのような品質と性状をもち、どのような劣化現象を起こしているのか?』を具体的に検証するために、(1)江戸時代の文献史料や伝世(民具)資料を用いた基本的な漆器生産技術の解明、(2)個々の出土漆器資料および一括出土の漆工用具などの分析、(3)以上の(1)および(2)の調査で解明された漆工技術を参考にした劣化実験用の漆塗膜手板(標準サンプル試料)の作成、の3項目の調査を行った。その結果、(1)の項目では、滋賀県永源寺町蛭谷木地師資料館所蔵・愛知県津具村教育委員会所蔵のろくろ挽き木地資料の実測調査を行い、木取り方法の違いと木胎製作の工程との関連性が良好に理解された。次に(2)の項目では、江戸時代後期頃に年代が比定される新宿区坂町遺跡(大型ごみ穴)から一括で出土した漆工用具類一式を分析調査した。その結果これらは、大型漆溜桶・小型漆溜曲物・漆溜陶磁器・漆蓋紙・漆漉布・漆漉紙・漆溜貝パレット・漆塗刷毛・漆塗箆の漆工工程が良好に理解される一括の漆工用具類一式であることがわかった。漆液樹脂は、赤色系、茶褐色系、光沢が良好な黒色系・緑色系の少なくとも4種類の異なる色調が確認された。これらの漆断面の細部を顕微鏡観察してみると、34マイクロメーター程度の微細な球状抜け穴痕跡と、空気抜け穴状のやや顕著な空洞痕跡が確認された。劣化が著しい漆塗膜の表面観察の結果、この抜け穴部分から漆塗膜の劣化(亀裂破壊やチョーキング現象)を起こすことがわかった。(3)の項目では、混和剤を多く含む黒漆(廉価な量産品を想定)と、中世以前の伝世資料にみられる塗膜表面に亀甲断紋のシャープな亀裂が発生する黒漆(優品を想定)の各種劣化実験用の漆塗膜手板(標準サンプル試料)の作成を行った。

この史料は、仁孝天皇が文化十四年に即位する際に揃えられた御道具の種類・寸法・数量・道具の製作に関する各種仕様が極めて詳細に記載されていたが、この中には天皇家の御紋である菊御紋を蒔絵加飾した漆器の材質・技法に関する記述も管見された。調査の結果、これらは、(a)サビ下地を数回施し布着せ補強を行う。(b)地の上塗り漆は、カーボン系の黒漆にやや透明感のある呂色漆を重ね塗りするいわゆる「烏の濡羽色」の深い黒色の地塗りを行う技法である。(c)蒔絵粉や梨子地粉材料はさまざまな粉形態の金・青金・銀粉を用いた。などが理解された。次に(2)の項目では、江戸時代後期頃に年代が比定される劣化の進行した出土漆断面の細部を顕微鏡観察した。調査の結果、34マイクロメーター程度の微細な球状抜け穴痕跡と、空気抜け穴状のやや顕著な空洞痕跡が確認された。このうち微細な球状抜け穴痕跡は、生漆が固化膜を形成する際に発生する漆膜内部のゴム質不飽和分散形態、やや大きい抜け穴は油分などの各種混和剤の抜け穴であると考えられる。また、漆自体が劣化によりチョーキングを起こした膜面では劣化の著しい部分で使用顔料や蒔絵粉材料がむき出しの状態にある様子が極めて明確に観察された。(3)の項目の劣化実験については、黒色漆の手板サンプルを中心として野外暴露実験を行い、この経過観察は現時点においても継続中である。
不育症におけるアネキシンの役割

妊娠高血圧症の病態には、胎盤虚血や血管内皮障害が一因であると考えられている。アネキシンファミリーの一つであるAnnexin A2は線溶活性増強因子であり、今回の研究で正常妊娠に比し妊娠高血圧症例の胎盤ではAnnexin A2が高発現を示すことを確認した。さらに臨床経過の異なる二つの妊娠高血圧症群間で比較検討した。結果は状態の安定している妊娠高血圧症に比し、急性増悪のため急遂分娩を要した症例群はmRNAの発現が有意に上昇しており、児の出生体重も有意に低下していた。母体状態のみならず、胎児胎盤系の病態にもAnnexin A2が関与していることが示唆された。【妊娠の形態によるアネキシン蛋白の発現】正常妊娠6例、妊娠高血圧症6例の分娩時に採取した胎盤をホルマリン固定し、プレパラートを作製した。一次抗体として抗Annexin A2マウス抗体と抗Annexin A5マウス抗体を使用。二次抗体としてビオチン標識抗マウスIgG抗体を使用しABC法にて染色した。染色強度に関してはcomputed image analyzerで解析した。結果はAnnexin A5は妊娠高血圧症、子宮内胎児発育遅延症例は正常妊娠症例と比較して発現が低下し、正常妊娠例ではsyncytiotrophoblast表面で強く染色され、局在の違いを認めた。Annexin A2については、さらに症例を増やし正常妊娠例(9例)と妊娠高血圧症例(13例)と比較した。結果は妊娠高血圧症例で有意に高発現であった。【胎盤におけるアネキシンのmRNA発現】免疫組織学的染色と同様の検体の胎盤組織(凍結)からNucleo spin RNA xs kitを用いてRNAを抽出した後、RT-PCRを施行しmRNAが多い傾向にあった。また、妊娠高血圧症例の中で妊娠経過中に急激な症状悪化をみた症例では有意にmRNA量も増加していた。【絨毛細胞の単離と単一細胞レベルでのアネキシン発現の解析】Percallを用いて、分娩後の新鮮な胎盤から栄養膜細胞を分離しprimarycellとして細胞を採取し安定して培養することが可能になった。【妊娠の形態によるアネキシン蛋白の発現】正常妊娠6例、妊娠高血圧症6例、子宮内胎児発育遅症6例の分娩時に採取した胎盤をホルマリン固定し、プレパラートを作製した。結果はAnnexin A2は3群間に発現・局在に差を認めなかったがAnnexin A5に関しては妊娠高血圧、子宮内胎児発育遅症症例は正常妊娠症例と比較して発現が低下し、正常妊娠例ではsyncytiotrophoblast表面で強く染色され、局在の違いを認めた。【胎盤におけるアネキシンのmRNA発現】免疫組織学的染色と同様の検体の胎盤組織(凍結)からNucleo spin RNA xs kitを用いてRNAを抽出した後、RTーPCRを施行しmRNAの定量を行った。結果はAnnexin A2、A5共に3群間に統計学上有意差は認めなかったが、Annexin A2は妊娠高血圧症例で正常妊娠と比較してmRNAが多い傾向にあった。【臨床経過の異なった妊娠高血圧症の胎盤におけるAnnexin A2タンパクの発現およびmRNA発現の比較検討】妊娠高血圧症の病態には凝固線溶系の障害が関与し、胎盤虚血や血管内皮障害を引き起こすことが一因であると考えられている。アネキシンファミリーの一つであるAnnexin A2は、線溶活性増強因子であり、これまでの我々の研究で正常妊娠に比し妊娠高血圧症例の胎盤ではAnnexin A2は高発現を示すことが確認されている。さらに今回は臨床経過の異なる2つの妊娠高血圧症群間における胎盤でのAnnexin A2発現を比較検討した。正常単胎妊娠、状態の安定している妊娠高血圧症(group 1)および急性増悪のため急遂分娩を要した妊娠高血圧症(group 2)を対象とし、胎盤絨毛でのAnnexin A2の発現を免疫組織染色し定量化した。また、凍結標本からRNAを抽出しmRNA発現レベルを測定した。結果は正常群:9例、group 1:6例、group 2:7例でgroup 2はgroup 1に比し有意に臨床的な血管攣縮症状が多く、正常群に比し児の出生体重が有意に低下していた。

免疫組織学的染色においては、Annexin A2は絨毛細胞の最外層に染色され、正常群と比較してgroup 1、group 2共に有意に強い染色を認めた。mRNAの発現は正常群とgroup 1に比較し、group 2において有意な上昇を認めた。急性増悪を呈する妊娠高血圧症では胎児発育が阻害され、それらの胎盤ではAnnexin A2の発現が有意に増加していることが明らかとなった。産科分娩後の胎盤から絨毛細胞の分離手技は確立したが、予定していた胎盤の各細胞群(栄養膜細胞、羊膜細胞、胎児免疫細胞)の安定した分離・培養が容易ではなく、採取・分離方法を再検討している。学会、論文により研究成果を発表する。1胎盤の各細胞群(栄養膜細胞、羊膜細胞、胎児免疫細胞)の分離方法を再検討しながら、実験を進める。Annexin A2は栄養膜細胞や血管内皮で多く発現し、羊膜細胞などでは発現を認めないため、細胞分離が困難な場合は栄養膜細胞もしくは絨毛癌細胞株を用いることによりAnnexin A2およびA5の発現メカニズムを栄養膜細胞のin vitro実験で検討していきたい。2前年度の研究で免疫組織学的染色やmRNA量を評価した症例は少ないため、今後症例数を増やして検討をさらに進める。3正常妊娠と異常妊娠症例の胎盤から分離した栄養膜細胞を用いて、Annexin A2・A5の発現や凝固、線溶との関連を調べ、さらには低酸素下での培養による影響を検討したい。また細胞膜でのアネキシン蛋白とリン脂質との相互関係を明らかとしたい。平成25年度中に研究成果を学会および論文にて発表を行う予定であったが、実験結果により、追加実験を行うことにしたため、未使用額が生じた。アネキシンの解析と、学会発表および論文発表を次年度に行うこととし、未使用額をその経費に充てる。。低酸素インキュベーター。培養液。細胞凍結保存液
光中断を用いたイネの開花におけるシグナルネットワークの解明

植物は日長に反応して開花を誘導する性質から大きく、短日植物と長日植物に分けられる。分子遺伝学を中心とした研究から、これら植物の開花制御に関わる分子シグナルネットワークの理解が進んでいる。長日植物であるシロイヌナズナと短日植物であるイネを用いた研究から、両植物が日長を感知して開花を誘導するシグナルネットワークの骨格は保存されていることが示唆されている。イネに対して暗期の中央で白色光による光中断を一回行なうと、開花のスイッチとされるHd3a遺伝子の急激な発現抑制が観察され、この反応にはフィトクロムBが関係していることを報告した(Ishikawa et al.2005)。今年度は、光中断の光源に単色光を用い、フィトクロムによるHd3aの転写制御機構を光生物学的に明らかにすることを中心に実験を行った。Hd3a遺伝子の発現量と開花遅延は赤色光の光量依存的に制御され、また赤色光による光中断効果は、遠赤色光よって打ち消される関係を確認した。以上の結果は、過去に報告された光中断の重要な実験結果がHd3aの転写制御で説明できることを示せたといえる。また、開花における概日時計と光の関係を明らかにするためにHd1過剰発現体を用いた解析を行った。野生型においてHd1を過剰発現させた場合、長日条件下では開花に影響はないが、短日条件下ではHd3aの発現低下と顕著な開花遅延を起こすことが明らかになった以上の結果を、現在論文にまとめており、学術誌に投稿予定である。また本年度は、昨年度に報告した光中断の分子機構を総説としてまとめ、蛋白質・核酸・酵素(共立出版社)に発表した。しかしながらその制御機構の違いには不明な点が残されている。本研究では、イネの開花機構を明らかにするため短日植物に見られる光中断による花成遅延現象を利用して、開花関連遺伝子の発現解析を行った。イネの開花シグナルは明暗周期を感知した概日リズム構成因子からOsGI、Hd1へと伝達され開花のスイッチとされるHd3a遺伝子の発現を制御することによって行われていることが明らかになっている。播種1ヶ月後のイネに対して暗期の中央で10分間の光中断処理を一度行った場合、開花のスイッチとされるHd3a遺伝子の急激な発現抑制が観察された。この抑制には上流因子であるOsGIとやHd1の発現パターンの変化を介していないことから、光による直接のシグナルの影響が存在することが示唆された。光中断に伴うHd3a遺伝子の抑制は、暗期の中央でもっとも効果が大きく、暗期の長さが重要であることが確認された。さらに光中断によって抑制されたHd3a遺伝子の発現は、翌日からの短日処理により抑制が解除されていることがわかった。加えてフィトクロム経路に変異の生じた変異体に対して光中断処理を行ったところ、Hd3aの発現抑制は観察されなかった。このことから、フィトクロムを介したシグナルがHd3aの発現調節に関係していることが示唆された。以上の結果から、暗期に照射された光はフィトクロムのシグナル伝達系を介して概日リズムで誘導されたHd3aの発現を負に制御していることが示された。これまでにイネにおいて光中断は、開花遅延とHd3aの発現低下を引き起こすことを確認している。今年度は、光中断にはフィトクロムが関与するという生理学的な知見が過去に多く報告されたことに注目し、光中断におけるフィトクロムの作用に関して研究を行った。これらの研究は、農業生物資源研究所・高野誠博士、稲垣言要博士、日立製作所中央研究所・篠村知子博士らとの成果によるものである。イネにおいて赤色光・遠赤色光受容体であるフィトクロムは3つの分子種が存在することがこれまでに判明している。光中断による開花遅延とHd3a遺伝子の発現抑制に、これら3つのフィトクロムのうちどの分子種が関与しているかを明らかにするため、こられ分子種の各変異体において光中断実験を行い、開花日とHd3aの発現量に関して解析した。その結果、phyB変異体において、光中断による開花遅延とHd3aの発現抑制が確認されなかったことから、PhyBが光中断によるシグナル伝達に関与していることを明らかにした。昨年度報告した研究結果と以上の結果を合わせて、論文を執筆し米国植物生理学会雑誌The Plant Cellに報告した。さらに、光質、光量を変化させた光中断実験を行い、これまでにHd3a遺伝子の発現抑制は光量依存的に生じることを確認している。

分子遺伝学を中心とした研究から、これら植物の開花制御に関わる分子シグナルネットワークの理解が進んでいる。長日植物であるシロイヌナズナと短日植物であるイネを用いた研究から、両植物が日長を感知して開花を誘導するシグナルネットワークの骨格は保存されていることが示唆されている。イネに対して暗期の中央で白色光による光中断を一回行なうと、開花のスイッチとされるHd3a遺伝子の急激な発現抑制が観察され、この反応にはフィトクロムBが関係していることを報告した(Ishikawa et al.2005)。今年度は、光中断の光源に単色光を用い、フィトクロムによるHd3aの転写制御機構を光生物学的に明らかにすることを中心に実験を行った。Hd3a遺伝子の発現量と開花遅延は赤色光の光量依存的に制御され、また赤色光による光中断効果は、遠赤色光よって打ち消される関係を確認した。以上の結果は、過去に報告された光中断の重要な実験結果がHd3aの転写制御で説明できることを示せたといえる。また、開花における概日時計と光の関係を明らかにするためにHd1過剰発現体を用いた解析を行った。野生型においてHd1を過剰発現させた場合、長日条件下では開花に影響はないが、短日条件下ではHd3aの発現低下と顕著な開花遅延を起こすことが明らかになった以上の結果を、現在論文にまとめており、学術誌に投稿予定である。また本年度は、昨年度に報告した光中断の分子機構を総説としてまとめ、蛋白質・核酸・酵素(共立出版社)に発表した。
計算科学への圏論の応用

研究課題名「計算科学への圏論の応用」で行われた本研究は,情報化社会を支える基礎理論である情報科学,計算科学,ソフトウェア科学への数学的基盤を与えるために計画された研究であった.以下,本科学研究費補助金によって実施された研究実績を報告する.1.研究代表者:河原康雄は,初等トポスにおけるpushout-complementの存在定理証明し,有限オートマトンによって受理される言語の基礎的性質をカテゴリー論的に整理すると共に, Arbib-Manes等のプログラム意味論を初等トポスにおいて考察した.これらの成果は従来から研究を蓄積してきた関係計算(relational calculus)を駆使して得られたものであり,西ドイツのEnrigを中心としたグラフ文法等についての研究に新しい視点を与えるものであり,この分野の基礎を与えるものと期待される.2.分担者:宮野悟は,計算量の理論においてP≠NPの仮定のもとで効率よく並列化できると思われる,即ち, NCアルゴリズムをもつ問題として,辞書式順序で最初の極大部分グラフを計算する問題について考察した.3.分担者:藤井一幸は,古典的によく知られている4次元のCursey modelを任意次元の時空間上に拡大し,そのinstaton(meron-)like configurationsを具体的に構成した.さらに,従来からの研究で構成していた高次元Skyrme modelsに付随したWess-Zumino termsを高次元hedgehog ansatsを使用して具体的に計算した.4.分担者:岡崎悦朗は,位相線形空間上の確率測度の研究を中心に研究を遂行し,昭和62年8月よりCNRSの招きによりフランス・Paris V大学において研究を継続中である.5.分担者:土屋卓也は,境界要素法よって極小曲面を計算機を利用して計算し,線形常微分方程式の特異点に関する山本範夫の定理を線形代数の範躊において一般化した.現在,土屋は米国・Maryiand大学において研究を発展させている.研究課題名「計算科学への圏論の応用」で行われた本研究は,情報化社会を支える基礎理論である情報科学,計算科学,ソフトウェア科学への数学的基盤を与えるために計画された研究であった.以下,本科学研究費補助金によって実施された研究実績を報告する.1.研究代表者:河原康雄は,初等トポスにおけるpushout-complementの存在定理証明し,有限オートマトンによって受理される言語の基礎的性質をカテゴリー論的に整理すると共に, Arbib-Manes等のプログラム意味論を初等トポスにおいて考察した.これらの成果は従来から研究を蓄積してきた関係計算(relational calculus)を駆使して得られたものであり,西ドイツのEnrigを中心としたグラフ文法等についての研究に新しい視点を与えるものであり,この分野の基礎を与えるものと期待される.2.分担者:宮野悟は,計算量の理論においてP≠NPの仮定のもとで効率よく並列化できると思われる,即ち, NCアルゴリズムをもつ問題として,辞書式順序で最初の極大部分グラフを計算する問題について考察した.3.分担者:藤井一幸は,古典的によく知られている4次元のCursey modelを任意次元の時空間上に拡大し,そのinstaton(meron-)like configurationsを具体的に構成した.さらに,従来からの研究で構成していた高次元Skyrme modelsに付随したWess-Zumino termsを高次元hedgehog ansatsを使用して具体的に計算した.4.分担者:岡崎悦朗は,位相線形空間上の確率測度の研究を中心に研究を遂行し,昭和62年8月よりCNRSの招きによりフランス・Paris V大学において研究を継続中である.5.分担者:土屋卓也は,境界要素法よって極小曲面を計算機を利用して計算し,線形常微分方程式の特異点に関する山本範夫の定理を線形代数の範躊において一般化した.現在,土屋は米国・Maryiand大学において研究を発展させている.
小児期発症メタボリック症候群における新たな疾患感受性遺伝子の探索

肥満とメタボリック症候群の遺伝要因について、典型例としての単一遺伝子異常による遺伝性肥満と、頻度の多い遺伝子多型の両面からのアプローチにより、病態解析と表現型との比較を行った。アルストレーム症候群については、そのインスリン抵抗性は、PPARγリガンドにより減弱することが示された。さらに、小児期の肥満指標と肥満関連遺伝子多型の関連、肥満指標と周産期指標との関連についての知見が得られた。本年度は、インスリン抵抗性についての解析と、小児肥満の頻度についての調査を行った。a)インスリン感受性高度なインスリン抵抗性を示すアルストレーム症候群患児について、PPARγの作動薬であるインスリン抵抗性改善薬の投与が、インスリン基礎値、HOMA-Rにどのような影響を与えるかについて解析した。ピオグリタゾン投与前後で、インスリン基礎値は、87→14μg/mlへ、HOMA-Rは、17,2→3.5へと著しい改善を認めた。メタボリックシンドロームを含む小児単純性肥満への減食療法を実施し、活動量計による消費エネルギーの多少とインスリン抵抗性との関連について、予備調査を実施した。a)インスリン作用の障害部位の推定本年度は、患者と正常の皮膚線維芽細胞(分化誘導後前駆脂肪細胞)で、インスリン刺激による糖取り込みにかかわる分子群のリン酸化を観察するための生化学実験を行うための基礎的検討を加えた。【コホート研究】米子市の小学生・中学生の年齢の小児全員に対して、学校検尿での尿糖陽性者に対して糖負荷試験を実施し、インスリン分泌とインスリン抵抗性の指標を調査した。一般小児集団9,194名の中の小児肥満の頻度について、性別・身長別の標準体重を用いて予備調査を実施し、男では、15歳で10.1%、女では、13歳で9.1%の肥満頻度であることを示した。インスリン感受性についてのin vivo解析と小児肥満と遺伝子多型の関連について調査を行った。【in vivo研究】インスリン感受性アルストレーム症候群患児について、インスリンとIGF-1への反応性の差異を検討した。インスリン0.1U/kg/dose,ivによるPG低下率は16.8%、IGF-1 0.2mg/kg/dose,scによるPG低下率は39.7%であり、インスリンへの感受性低下とIGF-1でのPG降下作用の保持が確認された。PPARγの作動薬であるインスリン抵抗性改善薬の投与が、インスリン基礎値、HOMA-Rにどのような影響を与えるかについて解析した。ピオグリタゾン投与前後で、インスリン基礎値は、87→14μg/mlへ、HOMA-Rは、17.2→3.5へと著しい改善を認めた。【コホート研究】遺伝子多型肥満小児145名(男104、女41、年齢11.1+-3.4歳、BMI28.1+-6.0,肥満度+57.7+-25.7%)と、肥満小児36名(男22、女13、年齢10.7+-4.2歳、BMI27.5+-4.8,肥満度+59.2+-21.0%)のコホートについて、それぞれ、β3アドレナリン受容体(3βAR)、メラノコルチン4型受容体(MC4R)、PPARγについての遺伝子多型と肥満関連表現型との関連解析を行った。3βARについてはTrp64Arg多型を、MC4Rについては、肥満小児145名ではIle69Ser,Gly98Arg,Val103Ile多型を、肥満小児36名では遺伝子全長のシークエンスを、PPARγについては、pro12Ala,Pro115Gln,His(C)478His(T)多型を解析した。内臓脂肪面積は、His(C)/His(T)群で有意に高値であったが、意義については今後の検討が必要と考えられた。高度のインスリン抵抗性を示すアルストレーム症候群患児については、今までに、静脈内インスリン投与によってもPG低下率が低値であるが、IGF-1投与により有意なPG低下が認められ、インスリンへの感受性低下とIGF-1によるPG降下作用が示されている。今回、核内受容体のPPARγのリガンドであるインスリン抵抗性改善薬(pioglitazone)の投与により、インスリン基礎値、HOMA-Rの著しい改善がみられインスリン感受性が改善したことは、本症のインスリン作用障害部位が細胞内情報伝達系にあることを推測させるものである。一方、インスリン受容体の遺伝子異常による発症するleprechaunism児では、血中IRI 6,702 mU/mLと著明なインスリン感受性低下を示したが、IGF-1の持続投与により、IRI/glucose比の有意な低下を示した。このことから、本例のようなインスリン受容体の完全な機能喪失(複合へテロ接合体)状態でも、IGF-1受容体を介したインスリンまたはIGFー1受容体以後の情報伝達系を利用することにより、糖取り込み作用が認められることが明かとなった。上記の2種のインスリン作用にかかわる疾患の病態解析から、インスリン受容体(leprechaunism)、またはインスリン受容体後情報伝達系(アルストレーム症候群)のどちらの系の異常においても、IGF-

1リガンドはPG低下作用を示しうることが推測された。本研究では、メタボリック症候群に高頻度で合併するインスリン感受性低下とIGF-1経路との関連についての知見を得た。in vivo研究については、遺伝性肥満におけるインスリン抵抗性や周産期インスリン・アディポネクチン動態の評価について進展したが、in vitro研究に関しては、多くの肥満関連遺伝子群が最近になって発見されたことより、調査対象の重要性に変化が生じてきているため、研究の進展が遅れている。コホート研究については、対象コホートの変更により対応している。24年度が最終年度であるため、記入しない。in vivo研究については、本年度までの解析を同様に進める。最近になって多くの肥満関連遺伝子群が発見されたことより、調査対象遺伝子の重要性に変化が生じてきているため、今後は、当初予定以外の遺伝性肥満症候群についての遺伝子解析を追加して対応する。コホート研究については、耐糖能異常の発生に焦点を絞って研究を進める。