hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高浸透圧依存的非選択性カチオンチャネルの網羅的探索および同定

これはHICCが細胞膜上で働いていることと矛盾するが,高浸透圧ストレス時にはリン脂質が変化するため,TRPML1がHICCである可能性は否定されない.また,仮にTRPML1がHICCではなかった場合にも「TRPML1が高浸透圧ストレスをリソソーム上で感知してASK3を不活性化に導く」つまり「細胞は浸透圧ストレスを細胞内で感知している」という非常にユニークな仮説を提唱できる可能性がある.よって,パッチクランプ法による電流測定など,引き続きTRPML1の詳細な解析を進める必要がある.本研究では期間中にHICCを同定するには至らなかったものの,非常に重要な知見を得ることに成功した.従って本研究を足掛かりに浸透圧ストレス応答研究を発展させることで,創薬基盤・治療戦略開発に資することが期待される.スクリーニング結果を基にASK3不活性化制御分子だと同定されつつあるTRPチャネルを優先して,HICCである可能性を検証していく.本年度,HICC同定を目的とした小規模なsiRNAスクリーニングが他グループより報告された.しかし,その報告では高浸透圧ストレス後の細胞体積回復を指標としてスクリーニングしており,提唱された分子が本当にHICCの分子実体であるか,さらなる検証が必要な状況にある.また,その報告では,本研究で現在得ているTRPチャネルがスクリーニングの陽性判断条件を満たしていなかったものの,弱陽性の結果であり,詳細な検証を進める価値があると言える.従って,HICCの活性化をASK3の不活性化で評価するという本研究の特徴を活かし,現在得ているTRPチャネルの解析を優先して推進させる.今年度の研究方針に大きな変更を要したため,本年度に行う予定であった実験に係る実験試薬や実験器具などの消耗品購入を次年度に充当する.
農業用水の転用水価の規定要因に関する定量的研究

わが国では水資源の再配分において,市場が存在せず,組織的な調整が行われてきた.少なくとも,資源配分の効率性の観点から,水資源においても市場を介した配分が望ましいとする議論が世界レベルで展開される中で,わが国のこのような組織的な調整について,経済学的な観点から実証的に吟味を行う必要性が高まっている.多くの先行研究の中でも注目すべきは,転用水の取引は,転用水を供給する農業側と転用水を需要する都市側の双方独占的な構造であるという指摘である.諸外国に比べて,微地形かつ小河川をいう地理的特性と,水道事業が公共事業として行われているという制度的特性を考えれば,この指摘は現実的である.そこで,本研究では転用がダム建設などの新規水開発よりも効率的な事業であったか,さらに転用の際の分配の公平性について定量的な分析を試みた.調査対象として,わが国で初めて農業用水の転用が行われ,その後,事業が制度化された経緯をもつ埼玉県を取り上げ,そこで行われた4つの農業用水合理化事業と関連するダム建設について,経緯や費用負担を詳細に調査した.これらのデータから,合理化事業によって生み出された余剰がどのように分配されたのか,また,双方独占的な構造にあると仮定した場合,両者の交渉力と余剰分配構造との関係を明らかにした.その際,余剰分配をめぐる交渉において,補助金が大きな影響を与えていることが推察された.そこで,ゲーム理論のフレームワークを利用して,補助金の役割を検討した.その結果,新規ダム建設が行われるより,転用によって水資源を再配分するほうが国民経済的観点から望ましい場合でも,補助金がなければ両者における交渉が決裂し,転用が行われなかった可能性もある事業においても,補助金が投入されることによって交渉が妥結されていたことが明らかとなった.本年度は,農業用水の転用水市場についての文献整理と事例研究による実証的研究の成果を整理・公表と転用水価の観点から今後研究が必要とされる問題について調査を行った.まず,実証的研究の成果の整理・公表についてであるが,埼玉県で行われた農業用水合理化事業に関する文献と聞取り調査により,少なくとも我が国における転用水市場は,制度的・経済的な意味で双方独占的な市場であることを明らかにした.また,同合理化事業での事業費負担配分を詳細に検討することによって,転用水価を推定した.転用水価の推定方法は,水利権を失う農業側に対して水利権を得る都市側が何らかの補償をする場合,その補償額を転用水利権水量で割るというものである.分析対象である農業用水合理化事業は,事業によって都市側・農業側双方が便益を得るため,共同事業として行われており,水価の推定は少し複雑になる.しかし,基本的には前述の方法を基礎にして,転用水価を推定した.すなわち,共同事業として農業側に割振られた事業費の地元負担分を都市側が肩代わり負担して転用を行った実態から,この肩代わり負担が転用に関する都市側の農業側に対する補償額であるとみなして転用水価を推定したのである.さらに,転用をめぐる交渉が,同一主体間で繰り返し行われた事実から,転用水価を規定する肩代わり負担の額が,水需給の逼迫の度合いや交渉が繰り返しゲーム的状況か,ワンショットゲーム的な状況下によって変化しうること,転用交渉の文書や転用本価の推定値から指摘した.今後は,ゲーム理論を方法論としてモデルを精緻化する必要があると考えられる.また,今後研究が必要とされるトピックとして,環境と農業の間の水資源の再配分が考えられる.そのため,農業用水および水利施設の環境用水的利用をめざす土地改良区への調査を行った.本年度は,農業部門内での用水配分システムの選択についての実証的研究を行なった.というのも,農業部門内部での用水配分システムのあり方が,セクター間の資源の再配分である用水転用のフィーズィビリティに影響を与えるからである.研究成果として,長野県飯山市における一元的用水配分システムの形成について詳細に検討した.このシステムは,古い慣行ではなく,水利施設の近代化とともに新しく形成されたものであり,地域の集団的機械利用の効率性と公平性が原動力となって形成された可能性が高いことを明らかにした.さらに,農業部門内の配水という同様の観点から,International Water History Association (IWHA)他,中国雲南省関係機関の共同開催で行なわれたInternational conference on Water Culture and Water Environment Protectionにおいて発表した研究として,満濃池における渇水期の水配分の慣行が,用水配分システムの近代化を経てもなお渇水期には効率性と公平性のバランスの上に成り立った配水のための一種のセーフティーネットとして再現されるという現象を水文化と定義して論じた.以上のことから,慣行的配分システムか新規に形成された配分システムかの違いはあれ,特に渇水期や代かき期な水の超過需要期の農業部門内部での水配分の制度選択は,配分の効率性と公平性の両立を考慮したうえで選択されるという点に注目しなければならず,例え用水転用が社会全体の観点から効率性を高めるものであったとしても,農業部門内の構成員に転用による余剰がどのように分配されるかによっては,用水転用の取引費用は高くなり,結果として実現しない可能性が高くなる.まして,新開国のように配分効率を高める売水制が選択される可能性はより低いと推察される.この点については,来年度の課題である.わが国では水資源の再配分において,市場が存在せず,組織的な調整が行われてきた.

少なくとも,資源配分の効率性の観点から,水資源においても市場を介した配分が望ましいとする議論が世界レベルで展開される中で,わが国のこのような組織的な調整について,経済学的な観点から実証的に吟味を行う必要性が高まっている.多くの先行研究の中でも注目すべきは,転用水の取引は,転用水を供給する農業側と転用水を需要する都市側の双方独占的な構造であるという指摘である.諸外国に比べて,微地形かつ小河川をいう地理的特性と,水道事業が公共事業として行われているという制度的特性を考えれば,この指摘は現実的である.そこで,本研究では転用がダム建設などの新規水開発よりも効率的な事業であったか,さらに転用の際の分配の公平性について定量的な分析を試みた.調査対象として,わが国で初めて農業用水の転用が行われ,その後,事業が制度化された経緯をもつ埼玉県を取り上げ,そこで行われた4つの農業用水合理化事業と関連するダム建設について,経緯や費用負担を詳細に調査した.これらのデータから,合理化事業によって生み出された余剰がどのように分配されたのか,また,双方独占的な構造にあると仮定した場合,両者の交渉力と余剰分配構造との関係を明らかにした.その際,余剰分配をめぐる交渉において,補助金が大きな影響を与えていることが推察された.そこで,ゲーム理論のフレームワークを利用して,補助金の役割を検討した.その結果,新規ダム建設が行われるより,転用によって水資源を再配分するほうが国民経済的観点から望ましい場合でも,補助金がなければ両者における交渉が決裂し,転用が行われなかった可能性もある事業においても,補助金が投入されることによって交渉が妥結されていたことが明らかとなった.
自然浄化機能の強化と制御

1.森林渓流水と降雨の水質の季節変動を調査し、森林による浄化効果がN、P、CODに認められた。降雨時の汚濁負荷量は無降雨時よりも相当大きくなった。降雨時の流入負荷はかつては下流の湿地や水田に一時保留されて浄化されており、これらの失われた機能を復元することで森林での浄化機能強化の可能性が示唆された。2.水田による窒素除去の効果が確認された。これを強化するためには、田面全体に水を行き渡らせ、かつ漏水を防ぐ水管理をすることが必要であることが明らかになった。3.水路網で懸濁物質の沈降を防止するための必要流速は2030cm/secであった。懸濁物質からのCOD成分の生成量は45日程度で増加した。水路の富栄養化を防止するため、これらの結果を基に滞留時間調整のための流量配分を検討する必要がある。4.河川敷内に薄層流式浄化水路と酸化池を設けて水質変換能を検討した結果、VSSとDOCは減少し、DOは増加する傾向があった。薄層流式浄化水路の浄化特性を一般河川と比較したところ、再曝気の効果が急流河川と同程度となる高い結果が得られた。5.ダム湖において、流速分布、滞留時間、クロロフィルa濃度を検討した結果、流れの運動学的挙動と水質分布が密接な関係にあることが明らかになった。6.湖沼への流入河口において懸濁態のPの回収の可能性を検討した結果、高流量時のTPT/TーPが高く、また懸濁物質中のNやC成分の含有率も高かった。これらの河口域で除去することで湖沼への流入負荷量が削減できることが明らかになった。7.感潮河川の底泥において、好気層内に還元性の強い微小領域が存在することが明らかになった。このような物質変換を異にするマイクロサイトが存在することは、底泥における脱窒作用を強化させることに利用できることが示唆された。
マイクロ波放電及び光プロセスを用いた排ガス処理装置の開発

本研究ではマイクロ波放電と光プロセスを用いた大気汚染物質除害装置を開発を行った。マイクロ波放電による研究ではマイクロ波吸収剤としてC,Zr,Wを一本又は二本使用すると、大気圧、100200Wで放電を維持できた。吸収剤を二本用いた場合の方が一本の場合と比較して、高いNO分解率が得られ、最大NO分解率はC,Zr,Wに対して97,85,65%であった。マイクロ波吸収剤は電子放出能以外にNO分解の還元剤の役割を果す。本研究より高いNO分解率を得るためにはCを吸収剤として使用するのが一番有利であることがわかった。大気圧窒素・空気中でのArFエキシマーレーザーによるN_2O,NO_2の光分解プロセスの研究開発を行った。その結果、高価な触媒を用いることなく、N_2Oを大気圧窒素・空気中で無害なN_2とO_2に高効率、高分解処理が可能なことがわかった。実用に有利な低濃度(1%以下)のN_2Oの光分解を行った結果、193nm光照射15分でほぼ完全にN_2Oを分解することができ、放電法とは異なり、空気中でも有害なNOは全く生成しないことがわかった。本研究により、実際に排出されるppmレベルの低濃度N_2Oの光分解処理に対して193nm光を用いた光プロセスがより有効なことがわかった。また大気圧でのArFエキシマーレーザーによるNO_2の分解プロセスを研究した。窒素中ではNO_2濃度を200-3000ppmまで低くすることで、有害なNOの生成を抑制し、無害なN_2,O_2まで分解可能なことを見出した。またNO_2濃度100ppmの空気中では、O_3の生成が生成し、その酸化力を用いて、NO_2をNO_3を経てN_2O_5へと転換可能であることが判明した。水に不溶なNO_2とは異なり、N_2O_5は水に溶けて硝酸として処理可能なために、193nm光を用いた本手法は、新たな選択的NO_2除去法として期待できる。マイクロ波放電及び光プロセスを用いたNOxの分解処理プロセスの開発研究を行い、本年度は以下のような研究成果を得た。1)マイクロ波放電によるNOxの分解処理マイクロ波放電によるNO, N_2O分解プロセスの開発研究をまず放電の開始や維持が容易なHe, Ar等の希ガス中で行った。その結果、例えばNOでは200Wという低出力下においてHe中では90%以上の高効率で分解可能であるが、放電維持が可能な最大圧力が50 Torrであること、一方Ar中では大気圧で放電が維持可能であるが、分解率は約70%に留まることがわかった。このマイクロ波放電を用いる分解法を実用化するためには希ガスと比較して低コストなN_2中で排気装置を必要としない大気圧下でNOxを分解する必要がある。これまでNOxを大気圧N_2中でマイクロ波放電で方解する際の問題点は、放電の維持が100-200Wの低出力では困難なことであった。本研究では導電性のマイクロ波吸収剤をN_2プラズマ内に一個または二個設置するという新方式を考案することにより、大気圧、低マイクロ波出力でのN_2の放電維持とNOxの高効率分解処理を目指した。

その結果NO, N_2Oを大気圧窒素中で90%以上の高効率で分解可能なことがわかった。2)光プロセスによるN_2Oの分解処理プラズマプロセスは空気中ではNOが発生し、NOx分解処理が困難である。この問題を解決するためにO_2存在下でも作動する光プロセスの開発研究を行った。大気年の窒素または空気中においてN_2OをArFレーザー光分解させた。N_2Oの分解率は時間と共に急激に上昇し、7分では窒素中で約70%、空気中で約80%に達し、30分では窒素中、空気中ともに95%以上に達した。よって酸素の存在はプラズマの場合とは異なり、分解に大きな影響を与えず、本方法は酸素存在下N_2Oを分解処理する有効な方法であることが判明した。.マイクロ波放電及び光プロセスを用いたNOxの分解処理プロセスの開発研究を行い、本年度は以下のような研究成果を得た。1)マイクロ波放電によるNOxの分解処理マイクロ波放電によるNO,N_2O分解プロセスの開発研究を行った結果、NO,N_2Oを大気圧窒素中で90%以上の高効率で分解可能なことがわかったが空気中では酸素の影響でNOxが発生し、この方法は空気中での分解には適用できないことが判明した。大気圧の窒素または空気中においてN_2OをArFレーザー光分解させた。本年度は昨年度までの高N_2O濃度での実験に加え、100ppmという実際の排出濃度に近い低濃度での実験をNOxの高感度分析が可能なFTIR分析計を購入して行った。その結果、照射10分後に分解率は窒素中、空気中共に100%になり、5%の場合に約10%排出されていたNOが全く排出されなくなった。よって酸素の存在はプラズマの場合とは異なり、分解に大きな影響を与えず、本方法は酸素存在下N_2Oを完全無害化処理する有効な方法であることが判明した。3)光プロセスによるNO_2の分解処理大気圧の窒素中において200ppmという実際の排出濃度に近い低濃度のNO_2をArFレーザー光分解させた。その結果、照射3分後に分解率は90%となり、NOの排出率も約20%まで抑制されることを見いだした。この結果をChemistryLetters誌にて公表した。地球の大気環境浄化に関する研究は21世紀の人類に課せられた重要な研究課題である。本研究ではマイクロ波放電と光プロセスを用いた大気汚染物質除害装置を開発する計画であった。本年度は大気圧窒素・空気中でのArFエキシマーレーザーによるN_2O,NO_2の光分解プロセスの研究開発を行った。その結果、高価な触媒を用いることなく、N_2Oを大気圧窒素・空気中で無害なN_2とO_2に高効率、高分解処理が可能なことがわかった。また実用に有利な低濃度(1%以下)のN_2Oの光分解を行った。その結果、193nm光照射15分でほぼ完全にN_2Oを分解することができ、放電法とは異なり、空気中でも有害なNOは全く生成しないことがわかった。本研究により、実際に排出されるppmレベルの低濃度N_2Oの光分解処理に対して193nm光を用いた光プロセスがより有効なことが示唆された。また大気圧でのArFエキシマーレーザーによるNO_2の分解プロセスはNO_2濃度に依存することが判明した。窒素中ではNO_2濃度を200-3000ppmまで低くすることで、有害なNOの生成を抑制し、無害なN_2,O_2まで分解可能なことを見出した。またNO_2濃度100ppmの空気中では、O_3の生成も確認された。
機能化金属内包フラーレンの理論設計と特性の解明

フラーレンは内包金属からの電子移動によって内側から電子状態を操作することや、化学修飾によって外側から機能化することが可能な非常に興味深い分子である。中でもLu3N@C80は、Lu3Nから6電子を受け取ったC80の内部場が均一になるため、Lu3Nが自由に回転している。この回転運動を望み通りに制御できれば、機能性ナノ分子への応用が期待できる。そこで、本研究ではLu3N@C80に化学修飾を行うことでLu3Nの動的挙動を制御する方法を解明することを目的とする。化学修飾には高い電子供与性によってフラーレンの内部場に変化を与えることが期待できるケイ素化合物を選択した。1.モノシリル化Lu3N@C80のシリレン付加体は、X線構造解析により[5,6]-open構造であることがわかっている。そこで、この分子内のLu3Nの回転障壁を調べたところ、ケイ素原子ーLu原子ー窒素原子を結ぶ直線を軸とした回転の障壁が約14 kcal/molと最も低く、モノシリル化がLu3Nの自由回転を一方向に制御できることを明らかにした。2.ビスシリル化Lu3N@C80のジシリラン付加体は、シリレン付加体とは対照的に、2つのケイ素原子の下に2つのLu原子が位置する構造がエネルギー的に非常に安定となり、回転が制限されることがわかった。ジシリラン付加体におけるケイ素原子からフラーレンへの電子移動量は、シリレン付加体のそれよりも大きく、フラーレンの内部場に与える影響の違いがLu3Nの動的挙動の違いにあらわれたと推測される。また、シリレン付加体およびジシリラン付加体のLUMO準位は、Lu3N@C80のそれよりも上昇しており、シリル化がエネルギー準位を効果的に変化させることを見出した。以上より、金属内包フラーレンのモノシリル化とビスリシル化は、内包金属の動的挙動を制御するのに非常に有用な方法であることを明らかにした。
統計的学習に基づく強化学習に関する研究

多くの強化学習法では、ある状態である行動を取ることの将来的な良さを表す「価値関数」を近似する必要がある。最も広く行われている方法は、価値関数をパラメータと基底関数の内積で表現する線形関数近似を行う方法である。基底関数は設計者の試行錯誤により得られる。自動的に基底関数を構築する方法もあるが、非常に大きな計算コストが掛かる。我々は、価値関数の近似誤差を逐次的に減少させる近似法を提案しており、本年度は主にこの業績化に取り組んだ。この方法は、設計者の事前の試行錯誤を必要とせず、また、計算コストも小さくて済む。基本的なアルゴリズムを国際会議論文として業績化し、それをロバストに改良したアルゴリズムについても国際会議論文として業績化した。アルゴリズムの性質を理論面および実験面においてより深め学術論文誌へ投稿したがまだ採録に至っていない。アルゴリズム全2体の統計的な性質をクリアにすることで、さらなる業績化が可能と考えている。また、これまでに考案してきた統計的学習に基づく種々の強化学習アルゴリズムを、本科研費で購入した実機ロボットへ適用し学習を試みた。具体的には、レゴマインドストームを用いて二輪型ロボットを作製し、そのバランシングを新たな強化学習法を用いて行った。二輪型ロボットのバランシングを自動調整することは、自転車やバイクにおける個々人の運転の快適性を向上させることに貢献し、さらには事故率の低減にも繋がると考えている。1.価値関数の学習多くの強化学習法では、ある状態である行動を取ることの将来的な良さを表す「価値関数」を近似する必要がある。本年度、価値関数の近似誤差を逐次的に減少させる近似法を提案した。アルゴリズム全体の統計的な性質をクリアにして、論文化を進める。価値関数の近似は、ある条件の下でセミパラメトリック統計学の問題であることが我々の研究で分かってきた。本年度は、セミパラメトリック統計学の一手法である推定関数法を用いて、漸近的な分散が最小になるような関数近似の方法を提案し、国際会議で発表した。次年度は応用面をさらに発展させて論文化を進める。2.方策の学習強化学習は累積報酬の期待値を最大にするような方策を学習する方法である。しかし、方策の関数形について、最適性を考慮した設計はあまり行われてこなかった。我々は、統計的学習で使う動的な確率モデルを用いて方策を構築することで、累積報酬の期待値を最大にするような状態空間モデルを抽出した。この結果は国際会議で発表した。理論面をさらに発展させて論文化を進める。非定常環境における効率の良い強化学習の研究は少ない。強化学習は定常なマルコフ決定過程に基づいて定式化されるからである。本研究では、この問題に対して比較的有望視されているモジュール型強化学習法について、最適性を考慮するように改良した。非定常環境においてより効率良く学習が進むことを示すことができ、国際会議で発表した。
総動脈幹残遺症の肺動脈の胎生期形態に関する基礎的研究

私達は妊娠ラット100匹を用い,妊娠9日,10日にbis-diamine 200mgを胃内注入して21日(満期)に全身急速凍結法で胎仔を固定し,心臓と大血管の生体内形態を研究した。胎仔900匹の研究により総動脈幹残遺症100匹の心臓・大血管の研究が出来た。その成果は次の如くであり,一部は論文として発表出来た。1.ビスダイアミン投与によりラット胎仔に総動脈幹残遺症の1,2,3型(Collett-Edwards分類)に相当する病変が生じた。これらのラットの胎仔の心臓と大血管の断面写真により,心臓と大血管の形態が明瞭に観察された。2.これらラット胎仔には総動脈幹残遺症の重症化の1要因である総動脈幹弁の逆流が胎生期にも生じた。胎生期に総動脈幹弁逆流が高度の場合は,総動脈幹の拡張,心室の拡張,胎生期心不全が生じた。総動脈幹弁の逆流は,弁の肥厚と変形に関連して生じていた。3.これら総動脈幹残遺を有するラット胎仔では右,及び左肺動脈の太さは特に他の先天性心疾患合併例と差が無く,また先天性心疾患を合併しない胎仔とも差が無かった。従って総動脈幹残遺症の胎生期の肺循環は胎生期の特徴はあるが,先天性心疾患の無い場合と差が無い,と結論された。4.総動脈幹残遺症はDiGeorge症候群に合併して生じる事が知られている。またDiGeorge症候群は染色体22q11の欠失により生じる事が最近判明した。従ってビスダイアミン投与により生じる心臓血管奇形は22q11欠失の動物モデルになる。
遺伝子変異と環境因子の相乗効果による神経管閉鎖障害の分子メカニズム

環境因子であるオクラトキシンAに対する感受性が高く、高頻度に神経管閉鎖障害(NTDs)を発症するPdn/Pdnマウスを用いて、神経管閉鎖時期に影響を受ける遺伝子を分析した。DNAマイクロアレイ分析で網羅的にスクリーニングし、環境要因によるNTDsの原因となる遺伝子を探索し、それらの遺伝子の発現変化を解析し、NTDsの発症メカニズムを検討した。その結果、Pdn/PdnマウスにおけるOTA曝露による神経管閉鎖障害は、特に9日胚の転写調節因子を含めた複数の遺伝子の変化がNTDs発症のメカニズムに関与していると考えられた。神経管閉鎖障害(NTDs)の発症メカニズムを明らかにするため、環境因子に対する感受性が高く高頻度にNTDsを発症するPdn/Pdnマウス胚仔を用いて、前神経孔閉鎖期の胎生9日から、完全に閉鎖完了する時期までの遺伝子の発現変化していく過程を網羅的に分析し、環境因子とNTDs発症との関連を検討することを目的とした。22年度は胎生9日胚の分析を行った。ヘテロ型であるPdn/+マウスどうしを交配し、妊娠7.5日の母獣に、食品のカビ毒の一種でNTDを誘引するオクラトキシンA(OTA)を腹腔投与した。胎生9日胚の頭部を摘出し、RNAを抽出した。同時に卵黄嚢膜を用いて、PCR法による遺伝子型、性別の判定を行った。OTA無処理群も同様にRNAの抽出と遺伝子型および性別の判定を行い対照群とした。各群のサンプルをCy3標識し、44Kの遺伝子プローブが搭載されたスライドグラスにハイブリダイズした。得られたシグナルのスポット解析および数値化を行った。また各群の発現の状況を相互比較するために正規化してデータ解析を行った。+/+型の雄・雌、Pdn/Pdn型の雄・雌すべての群で、OTA曝露により、発現量が2倍以上増加した遺伝子は204個で、1/2以下に減少した遺伝子は98個であった。これらの遺伝子のKEGG解析をしたところ、Metabolic pathways、Chemokine signaling pathway、Cytokine-cytokine receptor interactionが主なキーワードであることがわかった。さらにリアルタイムPCR法を用いて複数の遺伝子における発現量の測定を行い、マイクロアレイの結果と比較して詳細な検討を行なっている。環境要因の一つであるオクラトキシンA(OTA)に対する感受性が高く、高頻度に神経管閉鎖障害(NTDs)を発症するマウスの早期胚を用いて、前神経孔閉鎖期の遺伝子の発現変動を分析し、NTDsの原因となる遺伝子を探索した。22年度に、妊娠7.5日にオクラトキシンA(OTA)に曝露した群とOTA無処理群の胎生9日胚の頭部よりRNAを抽出し、DNAマイクロアレイ解析を行った。23年度は、抽出したRNAを増幅方法の異なる試薬や、遺伝子プローブ情報の異なるDNAチップを用いた比較実験を複数回行い、再現性の検討を行った。またこれらスクリーニングの結果をもとにリアルタイムPCR法で発現量の確認を行った。これら候補遺伝子の中からリアルタイムPCR法による分析を行った。Barx1、Tbx1、Tlx1はOTA曝露により発現量が増加し、Dmbx1、Stmn4はOTA曝露により発現量が減少した。現在複数の遺伝子の発現の局在性をホールマウントin situハイブリダイゼーション法により確認中である。さらに、発達による神経管閉鎖の過程に伴いどのような変化が起きるかを調べるため、10日胚の解析を行うことにし、OTA曝露胚および無処理群の胚の採取を行った。今後、9日胚と同様に発現解析を行う予定である。環境要因の一つであるオクラトキシンA(OTA)に対する感受性が高く、高頻度に神経管閉鎖障害(NTDs)を発症するPdnマウスの早期胚を用いて、前神経孔閉鎖期の遺伝子の発現変動を分析し、NTDsの原因となる遺伝子を探索した。これまでに、妊娠7.5日にオクラトキシンA(OTA)に曝露した群とOTA無処理群の胎生9日胚の頭部よりRNAを抽出し、DNAマイクロアレイ解析でスクリーニングを行い、リアルタイムPCR法で発現量の確認を行った。24年度は、9日胚で発現変化が認められたGli3関連遺伝子、脳で発現が認められる遺伝子、転写調節因子などが、神経管閉鎖の過程でOTA曝露によりどのように発現変化しているのかを9および10日胚頭部より抽出したRNAを用いてリアルタイムPCR法で測定した。Wnt8b、Wnt7b、Emx2等Gli3の下流で働くとみられる遺伝子では、Pdn/PdnでのOTA曝露の影響は少ないと考えられた。

また、9日胚でOTA曝露により発現量が2倍以上増加した遺伝子のうち、脳で発現しているBarx1、Tbx1、Tlx1発現の局在性をホールマウントin situハイブリダイゼーション法により確認した。いずれの遺伝子でもOTA曝露群で発現の増加が認められた。今後さらに詳細な検討が必要だが、Pdn/PdnマウスにおけるOTA曝露による神経管障害は転写調節因子を含めた複数の遺伝子が複合的な相互作用で発症している可能性が示唆された。実験動物飼育舎の環境変化に伴いマウスの繁殖がやや低下しており、胎仔サンプル採取に時間がかかったため、マイクロアレイ実験が少々遅れているが、24年度に解析予定である。その他の計画は順調に進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。23年度の結果を元に引き続き、マウス脳形態形成過程に注目してNTDsの原因となる候補遺伝子の発現の変化を解析する予定である。
垂直軸型浮体式洋上風力発電システムの空力-水力-弾性連成挙動と制御方策の解明

風力発電の普及促進を図るために垂直軸型タービンを用いた浮体式洋上風力発電システムの開発を目指して研究を行った.垂直軸型風力タービンは風向変動の影響を受けず,低重心でジャイロ効果を有することから,浮体式システムに用いた場合の利点が多い.しかし,ローター回転中にタービントルクや空力荷重などが大きく変動するため,風力タービン,浮体,制御器の動特性が複雑に干渉することが課題となっており,現状ではその導入可能性は明らかにされていない.そこで本研究では,垂直軸型浮体式洋上風力発電システムを対象とした空力-水力-弾性-制御連成解析モデルを構築し,数値解析を通してその連成挙動を解明する.さらに,風速や波高の不規則変動下での発電性能および疲労荷重特性を向上させる制御方策を確立することで,垂直軸型浮体式風力発電システムの導入可能性を高めるための基礎的かつ学術的な知見を得ることを目的としている.2018年度は,まず,浮体の3次元的かつ動的な動揺に起因する垂直軸型タービンへの流入風速の変化を考慮した空力解析モデルを構築した.研究代表者がこれまでに構築した流管理論に基づく静的な回転軸傾斜下での空力解析モデルを改良し,流入速度に浮体(ローター回転軸)の傾斜速度を考慮できるようにした.さらに,研究代表者が開発してきた水平軸型浮体式風力発電システムの浮体モデルを垂直軸型タービンに適用できるように拡張し,離散制御器モデルを組み込むことで垂直軸型浮体式風力発電システムの空力-水力-弾性-制御連成解析モデルを構築した.構築したモデルを用いて,直線翼垂直軸型風力タービンを用いた浮体式風力発電システムの静水下での動的挙動解析を行った.その結果,ローター回転数の遅れ特性とそれに伴う空力特性の変化が浮体変位の動特性に与える影響は大きいものの,浮体変位からの空力特性とローター特性への影響は小さいことを明らかにした.2018年度は垂直軸型風力タービンの空力解析モデルを浮体式洋上風力発電システムに適用できるように拡張を行い,さらに垂直軸型浮体式風力発電システムの空力-水力-弾性-制御連成解析モデルを構築することができた.浮体の3次元的かつ動的な動揺に起因する垂直軸型風力タービンへの流入風速の変化を考慮した空力解析モデルの開発は想定以上の工数を要したが,連成解析モデルの基本的な枠組み構築まで到達することができた.当初の研究計画では,2018年度は浮体式風力発電システムの空力-水力-弾性-制御連成解析モデルを構築することを目標としていたため,ほぼ計画通りの研究遂行が行えていると考える.2019年度は,まず,空力-水力-弾性-制御連成解析モデルの更なる改良を行う.連成解析モデルにおける浮体サブモデルでは,静水下での浮体に作用する外力として係留力,粘性抗力,および浮力を考慮している.そこで,波高変化に伴う波強制力やラディエーション力を浮体サブモデルで考慮する.さらに,浮体(ローター回転軸)動揺時に垂直軸型タービンに作用するジャイロモーメント特性が垂直軸型浮体式洋上風力発電システムにおける特徴的な特性であるため,浮体サブモデルでジャイロ効果のモデル化を行うことを次年度の到達目標とする.これにより,乱流変動風況ならびに不規則波高変化下での垂直軸型浮体式風力発電システムの動的挙動さらには制御課題の解明を行うための解析環境を整えることができる.風力発電の普及促進を図るために垂直軸型タービンを用いた浮体式洋上風力発電システムの開発を目指して研究を行った.垂直軸型風力タービンは風向変動の影響を受けず,低重心でジャイロ効果を有することから,浮体式システムに用いた場合の利点が多い.しかし,ローター回転中にタービントルクや空力荷重などが大きく変動するため,風力タービン,浮体,制御器の動特性が複雑に干渉することが課題となっており,現状ではその導入可能性は明らかにされていない.そこで本研究では,垂直軸型浮体式洋上風力発電システムを対象とした空力-水力-弾性-制御連成解析モデルを構築し,数値解析を通してその連成挙動を解明する.さらに,風速や波高の不規則変動下での発電性能および疲労荷重特性を向上させる制御方策を確立することで,垂直軸型浮体式風力発電システムの導入可能性を高めるための基礎的かつ学術的な知見を得ることを目的としている.2018年度は,まず,浮体の3次元的かつ動的な動揺に起因する垂直軸型タービンへの流入風速の変化を考慮した空力解析モデルを構築した.研究代表者がこれまでに構築した流管理論に基づく静的な回転軸傾斜下での空力解析モデルを改良し,流入速度に浮体(ローター回転軸)の傾斜速度を考慮できるようにした.さらに,研究代表者が開発してきた水平軸型浮体式風力発電システムの浮体モデルを垂直軸型タービンに適用できるように拡張し,離散制御器モデルを組み込むことで垂直軸型浮体式風力発電システムの空力-水力-弾性-制御連成解析モデルを構築した.構築したモデルを用いて,直線翼垂直軸型風力タービンを用いた浮体式風力発電システムの静水下での動的挙動解析を行った.その結果,ローター回転数の遅れ特性とそれに伴う空力特性の変化が浮体変位の動特性に与える影響は大きいものの,浮体変位からの空力特性とローター特性への影響は小さいことを明らかにした.

2018年度は垂直軸型風力タービンの空力解析モデルを浮体式洋上風力発電システムに適用できるように拡張を行い,さらに垂直軸型浮体式風力発電システムの空力-水力-弾性-制御連成解析モデルを構築することができた.浮体の3次元的かつ動的な動揺に起因する垂直軸型風力タービンへの流入風速の変化を考慮した空力解析モデルの開発は想定以上の工数を要したが,連成解析モデルの基本的な枠組み構築まで到達することができた.当初の研究計画では,2018年度は浮体式風力発電システムの空力-水力-弾性-制御連成解析モデルを構築することを目標としていたため,ほぼ計画通りの研究遂行が行えていると考える.2019年度は,まず,空力-水力-弾性-制御連成解析モデルの更なる改良を行う.連成解析モデルにおける浮体サブモデルでは,静水下での浮体に作用する外力として係留力,粘性抗力,および浮力を考慮している.そこで,波高変化に伴う波強制力やラディエーション力を浮体サブモデルで考慮する.さらに,浮体(ローター回転軸)動揺時に垂直軸型タービンに作用するジャイロモーメント特性が垂直軸型浮体式洋上風力発電システムにおける特徴的な特性であるため,浮体サブモデルでジャイロ効果のモデル化を行うことを次年度の到達目標とする.これにより,乱流変動風況ならびに不規則波高変化下での垂直軸型浮体式風力発電システムの動的挙動さらには制御課題の解明を行うための解析環境を整えることができる.
心臓外科手術訓練シミュレータ開発のための支援技術の確立

僧帽弁閉鎖不全患者に対する弁形成術は,弁尖・弁輪・腱索・乳頭筋の複雑な僧帽弁の協調運動を温存できるという点から第一選択手技となっている.しかし,弁形成術は医師の経験・勘に依存するところが大きく定量的な手技選択基準が存在しないのが現状である.そこで,僧帽弁手術に焦点を当てた心臓外科手術訓練シミュレータを開発した.本シミュレータは生体と同等の流量・圧力を模擬することが可能であり,かつ同一条件下において僧帽弁手術に関連する手技やデバイスを比較・評価することができるという利点がある.開発した拍動循環型シミュレータの概要を以下に示す.(1)僧帽弁部位に新鮮なブタ心臓より摘出した僧帽弁を挿入,個定(2)僧帽弁組織を空間的に変位させることにより,実際に即した病態を再現(3)拍動流下にて,標準状態と僧帽弁疾患時における僧帽弁手術施行後の血行動態が取得可能,かつ乳頭筋に作用する負荷データを取得可能.次に,上記のシミュレータを用いて,その応用を行うため現在臨床使用される医療用具(僧帽弁形成用人工弁リング)の特性比較や,様々な僧帽弁形成術(人工腱索再建,Edge-to-edge法)の評価を行った.実験の際は,現役心臓外科医の協力の下手技を施行し,手技施行の前後で血行動態データ及び負荷データを取得した.本研究は臨床情報の透明化に向けたひとつの試みとして位置づけられ,今後更に本シミュレータを応用することにより外科医の技術向上や新しいインフォームドコンセント形式の提供など,その用途はさらに拡大するものと考えられる.僧帽弁閉鎖不全患者に対する弁形成術は,弁尖・弁輪・腱索・乳頭筋の複雑な僧帽弁の協調運動を温存できるという点から第一選択手技となっている.しかし,弁形成術は医師の経験・勘に依存するところが大きく定量的な手技選択基準が存在しないのが現状である.そこで,僧帽弁手術に焦点を当てた心臓外科手術訓練シミュレータを開発した.本シミュレータは生体と同等の流量・圧力を模擬することが可能であり,かつ同一条件下において僧帽弁手術に関連する手技やデバイスを比較・評価することができるという利点がある.開発した拍動循環型シミュレータの概要を以下に示す.(1)僧帽弁部位に新鮮なブタ心臓より摘出した僧帽弁を挿入,個定(2)僧帽弁組織を空間的に変位させることにより,実際に即した病態を再現(3)拍動流下にて,標準状態と僧帽弁疾患時における僧帽弁手術施行後の血行動態が取得可能,かつ乳頭筋に作用する負荷データを取得可能.次に,上記のシミュレータを用いて,その応用を行うため現在臨床使用される医療用具(僧帽弁形成用人工弁リング)の特性比較や,様々な僧帽弁形成術(人工腱索再建,Edge-to-edge法)の評価を行った.実験の際は,現役心臓外科医の協力の下手技を施行し,手技施行の前後で血行動態データ及び負荷データを取得した.本研究は臨床情報の透明化に向けたひとつの試みとして位置づけられ,今後更に本シミュレータを応用することにより外科医の技術向上や新しいインフォームドコンセント形式の提供など,その用途はさらに拡大するものと考えられる.僧帽弁閉鎖不全患者に対する弁形成術は,弁尖・弁輪・腱索・乳頭筋の複雑な僧帽弁の協調運動を温存できるという点から第一選択となってきている.しかし,弁形成術は医師の経験に依存するところが大きく,定量的な選択基準が存在しないのが現状である.本年度は,まず人工弁輪の特性評価を行うことを目的とし,性質の異なる人工弁輪を同一環境下にて評価可能な試験系の確立を目指した.僧帽弁にはヒトと同等の形態・構造を有するブタ僧帽弁を採用し,弁閉鎖時の圧較差を詞整可能な装置を開発した.なお,僧帽弁部位は弁輪拡大や乳頭筋位置の相対的移動を可能な機構とし,健常及び病的な僧帽弁モデルを作製可能とした.まず,健常モデル内での弁輪部負荷を,前尖側1点,Trigone部2点,交連部2点,後尖側3点の合計8点についてロードセルで計測した.なお,僧帽弁に加える圧較差は20mmHg140mmHgの20mmHg間隔で実験を行なった.その結果,いずれの条件でも健常モデルでは交連部の負荷が他の計測部位に比べ低値となることが判明した.そこで,さらに臨床で多く使われているFlexible Ring(芯材:シリコーン)及びRigid Ring(芯材:チタン)の2種類の代表的な人工弁輪を,作製した病変モデルに縫合して比較評価を行った.その結果,Flexible Ringでは閉鎖に伴い形状が変化するが,Rigid Ringでは全く形状が変化しないことが視覚的に明らかになった.さらに,Flexible Ringでは交連部の負荷が健常モデルでの結果と同様に他の計測部位に比べ低値を示す傾向となったが,Rigid Ringではいずれの計測部位に対しても同一圧較差において負荷は一定という傾向を得た.本研究は臨床情報の透明化に向けたひとつの試みとして位置付けられ,今後医師の手術訓練用シミュレータや患者ロボットとして更に改良していく方針である.僧帽弁閉鎖不全症に対しては自己弁を温存する弁形成が第一選択となっており,中でも人工弁輪を用いた弁形成術は確実性が高いことから多用されている.しかし,各種人工弁論の選択は医師の経験に依存しており,客観的根拠が存在しないのが現状である.

そこで本年度は,昨年度に試作した生体の循環系を模擬した拍動装置をさらに改良・洗練化し,'この装置を用いて現在臨床にて用いられている4種の人工弁輪(Flexible ring, Rigid ring, Cosgrove ring, Physio ring)の性能比較評価を行った.なお評価項目には,僧帽弁逆流量および有効弁口面積を採用した.僧帽弁部位にはヒトと同等の構造をもつブタ僧帽弁を採用し,僧帽弁への各人工弁輪の縫合はすべて第一線の心臓外科医に実際にやっていただいた.実験の結果,すべての人工弁輪において逆流抑止効果が確認された.各人工弁輪による逆流緩和率を弁形成前後において比較したところ,シリコーン等の柔軟な材質で構成されるFlexible ringおよびCosgrove ringにおいては逆流緩和率がそれぞれ30%,26%となり,チタン等の金属により構成されるRigid ringおよびPhysio ringの逆流緩和率が18%,7%であったのに比して効果的な逆流抑止が得られた.一方,有効弁口面積の変化率を弁形成前後において比較すると,Flexible ring, Cosgrove ring, Rigid ringにおいてはそれぞれ49%,30%,31%の面積縮小であったのに対し,Physio ringにおいては30%の面積増加となった.以上の結果から,本評価装置において人工弁輪の定量的評価が可能であることが明らかとなった.また,本装置は各外科医の手術技術の定量評価ができると同時に,新しい手術手技等を試す際の手術訓練システムとしても使えると考えられた.本研究では,1)リアルな心臓外科手術訓練シミュレータのプロトタイプモデルを開発し,2)臨床使用される医療用具および手術手技の評価を行った.心臓疾患の対象としては,近年増加傾向にあり,また手術手技の選択が難しいとされる僧帽弁疾患を選定した.1)心臓外科手術訓練シミュレータのプロトタイプモデル開発本シミュレータは生体と同等の環境の下,かつ同一条件下において僧帽弁手術に関連する手技やデバイスを比較・評価できるという利点がある.開発した拍動循環型シミュレータの概要を以下に示す.(1)僧帽弁部位には新鮮なブタの心臓より摘出した僧帽弁(弁膜および弁尖,乳頭筋)を挿入.(2)僧帽弁組織(弁膜や乳頭筋)を空間的に変位させることにより,実際の病態(僧帽弁閉鎖不全,僧帽弁逸脱)を再現.(3)拍動流下にて,標準状態,僧帽弁疾患時,僧帽弁手術施行後での血行動態データ,乳頭筋に作用する負荷データを取得可能.2)医療用具および手術手技の特性比較・評価上記のシミュレータを用いて,現在臨床使用される医療用具(僧帽弁形成用人工弁リング)の特性比較や,様々な僧帽弁形成術(人工腱索再建,Edge-to-Edge法)の評価を行った.実験の際は,現役心臓外科医の協力の下,手技を施行し,手技施行前後での血行動態データおよび負荷データを取得した.本研究より取得した各種データの分析により,医療情報の工学的観点からの定量化が達成され,僧帽弁手術の効果判定が可能となった.また,心臓外科医の技術向上や新しいインフォームド・コンセント形式の提供等,今後貢献の場を広げるものと考えられる.本研究では臨床使用される医用機器および外科手術の評価を目的として左室循環シミュレータを開発し,本シミュレータ使用のもと僧帽弁疾患治療用人工弁輪サイズの比較評価を行った.本シミュレータは生体の左室と同様の流量・圧力を模擬することが可能であり,同一条件下において異なる僧帽弁形成術を比較することが可能である.シミュレータの概要を以下に示す.
MSI陽性子宮体癌に対する新しい検査法と治療法の開発

申請者は、子宮体癌患者検体を用いてMSIステータスの検討を行い、計142人でのMSIステータスを確定した。これにより子宮体癌でのMSI陽性率は33%であった。MSI標的遺伝子の反復配列のずれによって産生されるフレームシフト異常タンパクがMSI陽性腫瘍特異的な免疫応答を生じる有力な癌抗原の候補であると考え、MSI標的遺伝子のうち反復配列を有するTGF-βRII、PTEN、BAX、hMLH1、hMSH6、CDX2について、それぞれのフレームシフトが生じた場合に産生される変異部分の融合タンパクを作成し、MSI陽性子宮体癌患者血清中の抗体検出を試みた。その結果、TGF-βRII、PTENについて、実際の遺伝子変異とそれに対応した特異抗体を複数の患者で検出に成功し、当初の研究課題を達成した。この2つの変異タンパクに対して免疫応答が生体で生じていることを示した報告はこれまでになく、貴重な結果と考えている。次に、申請者は実際にフレームシフト変異タンパクが癌細胞で産生されているかを確かめるため、ウサギに変異ペプチドを免疫してポリクローナル抗体を作成し、ウェスタンプロット法でタンパクの検出を試みたところ、変異タンパクに相当する分子量のタンパクを検出した。現在、そのタンパクが実際に変異タンパクであるかを確認する作業を行っている。変異ペプチドに対するCTLの誘導は健常人の末梢血より単核球を分離して誘導を行ったものの、有効なエピトープの検出ひいては誘導成功には至らなかった。Mlcrosatellite不安定性陽性(MSI)関連腫瘍において、フレームシフトの結果産生されると考えられる変異タンパクの部分を含むヒスチジン標識融合タンパクをpET32を用いて大腸菌で作成した。作成したタンパクはMSI標的遺伝子であるTGFβR2、PTENのフレームシフト変異タンパクである。これら変異タンパクと子宮体癌・大腸癌患者血清を用いてウェスタンブロット法で癌患者血清中の変異タンパクに対する抗体保有を検討した。また、MSIの有無によって抗体保有率に差があるか検討するために子宮体癌患者40症例でMSIの検索を行い、MSIstatusによる抗体保有率を検討した。(結果)PTENの変異タンパクに対する抗体を検出したのは子宮体癌40例中5例、大腸癌20例中2例であった。TGFβR2の変異タンパクに対する抗体を検出したのは子宮体癌40例中5例、大腸癌20例中5例であった。MSI statusの検討では子宮体癌40例中13例がMSI-H、17例がMSI-LまたはMSSであった。MSIstatusと変異タンパクに対する抗体保有との関連を検討したが有意差はなかった。なお、大腸癌のMSI-H症例4例で同様にTGFβR2変異タンパクに対する抗体保有を検討したが、1例で抗体保有を確認し、この症例は変異のない正常TGFβR2タンパクに対しても抗体を有していた。(考察)癌患者血清中にMSIの結果生じる変異タンパクに対する抗体が存在していることを確認した。今後、ELISAなどを用いてより詳細に抗体検出を試みMSI statusとの関連を検討していく。
「遊ばない」子どもの特徴にみる小学生の遊びの質と21世紀型教育スキル獲得の関係性

小学生が遊びで育む教育的スキルの種類とその必要性について、「遊ばない」子どもと「遊ぶ」子どもの違い・特徴から明らかにし【基礎研究】、遊びを阻害する要因を特定するとともに、小学生に豊かな遊び環境を保証する意義を広く社会に周知すること【応用研究】を目的とする。【A基礎研究】北陸地方の小学生の遊び環境の状況を調査し、20年間での変化及び都市間比較を通して、遊びの質と自己意識の関係性について明らかにする【B応用研究】遊びの質を保証する先進国での生活環境及び遊び状況の動向を調査し、遊びの質と教育的スキルの関係性を明らかにする。ワークショップ等を開催し、有効な遊び方の類例を構築し、広く社会に周知する小学生が遊びで育む教育的スキルの種類とその必要性について、「遊ばない」子どもと「遊ぶ」子どもの違い・特徴から明らかにし【基礎研究】、遊びを阻害する要因を特定するとともに、小学生に豊かな遊び環境を保証する意義を広く社会に周知すること【応用研究】を目的とする。ワークショップ等を開催し、有効な遊び方の類例を構築し、広く社会に周知する
高齢糖尿病患者における遺伝子診断を応用した外来での食事介入の効果

糖尿病患者を対象に,節約遺伝子,血圧が上がりやすい食塩感受性遺伝子および動脈硬化に関連する遺伝子多型を解析し,遺伝子診断を応用したテーラーメイド栄養指導を行い臨床データの変化を調べた。介入後血糖コントロールの改善,血圧,血清脂質の低下がみとめられた。実施した指導内容は,野菜の摂取量を増やし,塩分,炭水化物,コレステロールの摂取量を減らすもので,糖尿病,高血圧,脂質異常症の食事療法と共通するものであった。対象者のほとんどが節約遺伝子および食塩感受性遺伝子多型を保有していたことから, 2型糖尿病患者の栄養指導においては,これら遺伝子の存在を考慮しつつ,食生活や喫煙などに対する指導が重要であることが示唆された。糖尿病の中で95%以上を占める2型糖尿病は,インスリン分泌低下やインスリン抵抗性をきたす素因を含む複数の遺伝因子に,肥満,過食(特に高脂肪食),運動不足,ストレス,加齢などの環境因子が加わり発症する。したがって,個人に対応した効果的な栄養指導を行うためには,環境因子である生活習慣への介入に加えて,遺伝因子である遺伝子多型を考慮する必要があると思われる。2型糖尿病のように発症頻度の高い疾患には遺伝子多型の中で最も多くみられる一塩基多型が複数関連していることが解明されてきた。一塩基多型は単独での影響力は小さいが,複数組み合わさることによって相乗的に作用することが報告されており,日本人2型糖尿病とその合併症に関連する多くの遺伝子が解析されつつある。すでに機能や発現機序が解明されている遺伝子多型の利用は,早期からの介入や介入方法の選択に役立つと考えられる。糖尿病患者の大半を占める65歳以上の患者を中心に、遺伝子検査を行い、その結果をもとに外来で個人の遺伝子タイプ別栄養指導を実施し、より実践的な栄養指導を行い、食事療法のコンプライアンスを高め、高齢者の糖尿病二次予防とQOL維持に役立てることを目的とした。京都市内の生活習慣病専門クリニックに通院中の糖尿病患者男女約150名を対象とし、研究について説明し文書による同意しを得たのち、血液サンプルを収集した。脳由来神経栄養因子(BDNF;Brain-derived neurotrophic factor)は肥満、インスリン抵抗性、摂食等に関連することが報告されている。我々はまず2型糖尿病患者の血清BDNFレベルを測定し、IRIおよびHOMA-Rとの相関および糖代謝に関与する可能性について分析している。生活習慣病と関係する遺伝子多型の遺伝子検査を実施するため、血液検体よりDNAを抽出した。対象者を介入群と対照群に無作為に分け、介入群には管理栄養士による遺伝子タイプに応じた食事介入を行う。対照群は非介入とし、研究期間後に遺伝子多型検査の結果を患者に説明する。両群とも4週間ごとに、空腹時血糖値、HbAlc、血清総蛋白質、血清アルブミン、血清総コレステロール、血清中性脂肪、血清HDLコレステロール、血清LDLコレステロール、AST、ALT、γ-GTP、BUN、クレアチニン、尿中微量アルブミン、白血球数(WBC)、赤血球数(RBC)、ヘモグロビン(Hb)、ヘマトクリット(Ht)、血小板数(Plt)、体重、BMI、体脂肪率、ウエスト周囲径、血圧を測定する。糖尿病患者の大半を占める65歳以上の患者を中心に、遺伝子多型検査を行い、その結果をもとに外来で個人の遺伝子タイプ別栄養指導を実施し、より実践的な栄養指導を行い、食事療法のコンプライアンスを高め、高齢者の糖尿病二次予防とQOL維持に役立てることを目的とした。京都市内の生活習慣病専門クリニックに通院中の2型糖尿病患者161名と脂質異常症患者11名、計172名(男性90名、女性82名)を対象とした。対象者に研究について説明し文書による同意を得たのち、血液サンプルを収集した。現在、β3AR(Trp64Arg)、UCP1(A・3826G)、MTHFR(C677T)、AGT(Met235Thr)など生活習慣病やその合併症に関係するSNPsをPCRを用いて解析中である。また、対象患者の摂取エネルギー量、消費エネルギー量と運動量、食行動に関するデータを集計中である。生活習慣病の発症と進展には多くのSNPsが組み合わされて関与しており、個人差に応じたテーラーメイドの栄養指導が有効であると考える。SNPsの解析結果後、対象者を介入群と対照群に無作為に分け、介入群にはSNPsに応じた食事介入を管理栄養士が行う。