hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
汎用型温冷覚閾値測定装置の開発と応用

本研究の目的は、より簡単に短時間で皮膚の温冷覚閾値を測定する新しい装置を開発すること、さらにそれを用いて年齢に伴う温冷覚閾値の変化、特に高齢者のそれを調査することである。汎用型温冷覚閾値測定装置は、センサプローブ、制御部、温冷覚自覚スイッチ、パソコンより構成され、センサプローブの温度はペルチェ素子によってコントロールされた。測定に際してはこのプローブを測定部位に当て、プローブ温が皮膚温と等しくなった時点で昇温または冷却をスタートさせ、被験者が温冷感を感じた時点で自覚スイッチを押してもらい、この時の温度変化または熱流束をもって温冷覚閾値とした。装置の精度、プローブ素材の影響、並びに昇温・冷却時プローブ温度の変化速度の影響について検討した結果、銅のプローブ温度制御性はアルミニウムより優れ、特に初期値をセットするための時間がアルミニウムでは銅の数倍を要することから、プローブには銅の熱伝導板を用いることとした。プローブ温度の変化速度は0.3°C/secよりも0.1°C/secを採用、これらの条件の下、本装置は高精度で高い再現性を示すことが確認された。次に本装置を用いて、40歳88歳の健康な中・高齢女子40名の皮膚面における26部位の冷・温覚閾値を測定し、加齢に伴う冷・温覚閾値の変化を調べた。環境条件は28°C、50%RHとし、対象として同条件下における20歳25歳の女子学生の冷・温覚閾値を測定した。冷・温覚閾値の部位別パターンは各被験者群ともに同様の傾向を示し、前額、頬、顎の顔面部の閾値は小さく、下腿、足背、足底の下肢部での閾値は大であった。中・高年女子の冷温覚閾値は若者に比べて大きく、個体差も加齢とともに増加した。主成分分析の結果、第1主成分は全身の温・冷覚閾値の大きさとして説明できた。研究対応の汎用型温冷覚閾値測定装置の第一次試作を完了し、これを用いた若年者、中年者、高齢者の温冷覚閾値評価への応用を試みた。本装置はペルチェ素子と熱流センサーからなるプローブを使用しているが、まずプローブの性能を左右する最適な熱流センサーの選択検証、複数ペルチェ素子の能力検証を実施し、センサー個体の機械設計・同加工製作、空冷ファンによる冷却力との調整等を行うことによって、本年度の目標である一次試作のプローブ(25×25mm)を完成させた。ソフトウエアについては、計測に重点を置いた仕様とし、温冷覚の独立評価、温冷覚自覚までの温度差、熱流量、同積分値などのパラメータを算出・表示可能としたこの一次試作装置を用いて成人女子の温冷覚閾値を評価した結果は、従来の温・冷点及び温・冷感受性との間に、0.560.83の高い相関を示し、本装置の有効性が確認された。また、若年者、中年者、高齢者の温冷覚閾値評価にも応用した結果、年代による差が示唆され、若年者以外の各層への応用の可能性が確認された。今後は、プローブの小型化、プローブ・生体間の接触圧調整方式の検証及びその支柱の設計を行う必要がある。

またソフトウエアについては解説から統計処理までの省力化についても研究開発を続行し、健常者はもとより糖尿病疾患者等を含む生体におけるデータの収集にもつなげる予定である。12年度に試作した汎用型温冷覚閾値測定装置の評価・修正改良を施し2次試作を完成することを目的として以下の事象について検討を行った。1.熱伝導率の異なる2種の材料、アルミニウムと銅を熱伝導板に使用した時の制御性及び温度閾値に及ぼす影響を調査した結果、熱流閾値では両者大差ない傾向を示し、温度閾値では銅がアルミニウムに比較してやや大であった。一方プローブ温度制御性については銅の方が優れ、特に初期値をセットするための時間がアルミニウムでは銅の数倍を要することから、2次試作のプローブには銅の熱伝導板を用いた。2.本装置の最終目標はどのような姿勢、測定方向においてもプローブ・皮膚面間の接触圧力が一定となるように圧縮系を加えることである。水平体表面に200500g/cm^2の荷重設置した時の温度閾値に及ぼす影響を調査したところ接触圧力の違いによる温度閾値には有意差は認められなかった。今後の課題としてはむしろ水平面以外での接触圧が極端に小さくなる場合の検討の必要性が、また身体の部位によってはプローブ・皮膚面間に隙間を生じることが考えられ、これについてはプローブのサイズを身体曲面に合わせて複数用意する必要性が示唆された。3.2次試作したプローブを用いて成人女子の身体部位別温冷覚閾値を評価した結果、従来の温・冷点及び温・冷感受性との間に0.530.71の相関を示した。また、従来のものと比べ、小型化し、安定状態に達するまでの時間が短縮されたことにより、被験者への負担も軽減できたと考えられる。昨年開発のプローブ(刺激面25mm角)の面積では、速度0.1°C/secで温調させて自覚閾値を検出する方法がもっとも信頼性があることを報告した。しかしながら25mm角という面積では接触しにくい部位もあったため、今年度は10mm角のプローブを開発し最適測定条件を探査した。その結果、10mm角プローブは25mm角プローブに比較して、閾値が大きくしかも0.1°C/secでは明確な自覚が得にくいことが示唆された。プローブの接触圧力に関しては閾値に差の生じにくいプローブ重量を検討し昨年度に開発したが、接触圧力の違いによる自覚閾値の差を測定可能にするための接触圧力を検出する手段をプローブに設置した。ソフトウエアは解析までの処理が不可能であったが、今年改良を加え測定から解析までの処理を実現可能なソフトウエアを開発し解析することができ汎用型としての機能をより発揮することが可能となった。上記修正改良を施した装置を用いて、40歳50歳代の中年女子19名及び60歳80歳代の高齢女子20名の皮膚面における26部位の冷・温覚閾値を測定し、加齢に伴う冷・温覚閾値の変化を調べた。冷・温覚閾値の部位別パターンは各被験者群とも同様の傾向で前額、頬、顎の顔面部の閾値は小さく、下腿、足背、足底の下肢部での閾値は大であった。高齢女子の冷・温覚閾値は若年女子(13年度測定)、中年女子に比べ大きく、加齢に伴う温度感受性の鈍化の傾向がみられた。
グローバル・マーケティングを利用した貧困削減と環境保全の理論構築

フェアトレード、有機農業の利用によって発展途上国の小農の生計向上(貧困削減)と環境保全の両立をいかに達成し得るかを探究した。両認証をすでに取得している、または取得過程にある2事例、インドの綿花栽培地域の小農組合、及びフィリピンの元サトウキビ農園労働者から構成される協同組合を取り上げ、一次データを収集した。2事例の考察を通じて、フェアトレード、有機のダブル認証の意味、及び貧困削減と環境保全の両立を左右する具体的なコンテクストを解明したことが本研究の成果である。本研究の最終目標は、フェアトレード運動と有機農業を実践する小農組合の事例研究を通じて、環境保全と貧困削減の「手段・目的」関係の理論構築を試みることである。初年度は、まず文献サーベイと過去に研究代表者が実施した現地調査結果の分析に基づき、生産者(労働者を含む)、購入者、仲介業者という異なるアクターの相互作用によって、フェアトレード運動と有機農業を取り入れたグローバル・バリュー・チェーンが形成されていく過程の理論化を行なった。考察結果の一部は、年度内に国際開発学会全国大会等で発表するとともに、次年度に学会発表を予定している論稿(題名:Three contesting perspectives of ethical global value chains)としてまとめた。次に、新たな事例研究として、2007年にフェアトレード認証を取得し、インド・アンドラプラデシュ州で綿花の有機栽培に取り組む小農組合を対象に、予備調査(約1週間)、及び本格調査(約1か月間)を実施した。現地調査では、組合員の綿花及びその他の作物の生産体系(作物・種子の選択、栽培面積、投入財の種類・量の決定、等)がどのような要因によってどのように影響を受けるか、という点に重点を置いて聞き取り調査により一次データを収集した。並行して、比較対象として同じ村落で同組合に属していない農民を選び、同様の聞き取り調査を行なった。本調査の結果から、フェアトレードと有機農業に参画する農民と参画しない農民の生計における差異、及びそのような差異を生みだす要因を仮説として抽出するために分析を進めている。同時に、次年度に調査を予定している別の事例(フィリピンのバナナまたはサトウキビ生産者)との比較考察のための枠組みを策定中である。1.前年度末にインドで実施したフィールド調査に基づく論文執筆インド・アンドラプラデシュ州の小農組合が綿花の将来的な輸出に向けてフェアトレード・有機認証の取得を目指す過程で、両認証は共に遺伝子組み換え種子(GMO)の利用に反対しているにもかかわらず、皮肉にもGMOの普及に加担してしまう事実を明らかにし、その背景にある両認証の問題を論じた。同論文は国際学術誌Geoforumに投稿し、受理された。2.フィリピンにおけるフィールド調査の実施、フィリピン・ネグロス島にて予備調査(1週間)及び本格調査(1か月間)を実施し、元農園労働者から構成されるサトウキビ生産者組合、及び加工された砂糖の海外フェアトレード・有機市場への輸出を仲介する企業の活動について一次データ(主に質的)を収集した。3.同フィールド調査から得られたデータの分析及び論文執筆同組合の共同耕地におけるサトウキビの有機栽培及び海外市場への輸出は、有機認証が小農のために活用された数少ない成功例である。有機への転換が農地改革、すなわち農地の取得とほぼ同時に共有地で開始されたこと、そして開始直後から海外の市場とつながったことが成功の要因と言える。また、農地取得料の支払いのため生計多様化を図ることが組合員には不可欠だが、サトウキビ栽培の共同経営とフェアトレード市場から還元されるプレミアムが農業と非農業活動の両立を可能にしたことも明らかになった。フェアトレード・有機認証の新たな役割を理論化した論文を国際学術誌に投稿中(審査中)である。4.その他の関連論文の執筆及び発表他の事例研究も踏まえて、バリュー・チェーンの視点からの分析、フェアトレード認証取得を目指す過程において目的が社会的公正から経済的効率に変化していく様相に焦点を当てた論文を執筆した。刊行したものに加えて、1本が投稿中(審査中)である。
資源枯渇性からみた肥料の持続的利用；窒素固定非依存型ダイズ栽培の可能性

ダイズは窒素栄養を根粒窒素固定に依存しているが、その窒素固定のために多量のリンを吸収する必要がある。リンはその資源涸渇が危惧されており、窒素固定に依存しないダイズ栽培によって、リンを節減し、より持続的な栽培の可能性を探った。土壌のリン肥沃度が低い場合、根粒非着生系統のダイズを、窒素多量施肥で栽培することによって、通常ダイズ品種(根粒着生)と同等の収量が得られた。この場合、根粒非着生ダイズ栽培の環境インパクト(温暖化、富栄養化、資源枯渇)は、通常品種の栽培とほぼ同じか、やや小さかった。これらのことから、根粒非着生系統ダイズ利用による環境負荷低減型栽培の可能性が示された。ダイズなどのマメ科作物は窒素栄養を根粒窒素固定に依存しているが、根粒窒素固定のためには多量のリンが必要である。資源枯渇性からみると、限られたリン資源を使って窒素固定に依存したマメ科作物の栽培を行うより、先進国では過剰基調にある窒素を利用してリンの節減を図りつつ、マメ科作物を栽培すること方が、窒素・リンの循環からみてより持続的な農業生産システムにつながる可能性がある。そこで本研究では、逆転の発想で、ダイズについて、窒素肥料依存型+リン肥料節減型栽培(根粒窒素固定非依存型)の可能性について栽培試験を行うとともに、その環境影響を資源枯渇性の面から評価し、資源・環境の両面からダイズの持続的肥料施用法の可能性を探る。本年度は、根粒形成能の異なるダイズ3系統,En-b0-1 (超着生),エンレイ(通常着生),En1282 (非着生)を畑圃場において2段階の土壌リン酸レベル(低P、高P)で栽培した2年間の結果を解析した。高P区に対する低P区の収量低下の程度は、超着生>通常着生であった。窒素固定依存率は通常着生<超着生系統であった。窒素施用した非着生系統の収量は,土壌Pレベルにかかわらず非着生≧通常着生であった。低P区におけるPあたりの乾物生産効率は低P条件では,窒素肥料を施用した非着生>通常着生>超着生系統となった.以上より,リン酸肥沃度の低い圃場では窒素固定を活用するためにリン酸を多く施肥するよりも,固定窒素へ依存せず,リンの利用性が高い非着生系統のような系統を用いて収量を確保する方が有限なリン資源の有効利用の観点から望ましい可能性が示唆された.これら品種の栽培過程における環境負荷を評価するためにインベントリーデータを整理した。当初計画していた肥料製造にかかわるインベントリデータの収集整理を実施することができなかった。ダイズなどのマメ科作物の根粒窒素固定のためには多量のリンが必要である。資源枯渇性からみると、限られたリン資源を使って窒素固定に依存したマメ科作物の栽培を行うより、過剰基調にある窒素を利用してリンの節減を図る方がより持続的な農業生産システムにつながる可能性がある。そこで本研究では、ダイズの窒素肥料依存型+リン肥料節減型栽培(根粒窒素固定非依存型)について、その環境影響を評価し、ダイズの持続的栽培システムの可能性を探ることを目的とする。根粒着生・通常品種エンレイ(窒素無施肥)と非着生系統En1282(窒素施肥)を低リン肥沃度の黒ボク土圃場においてリン施肥(以下、P)の有無を組み合わせ、2年間、栽培したデータを整理するとともに、通常のダイズ栽培に関わるインベントリーデータを収集し、LIMEにより環境影響を評価した。機能単位を栽培面積として評価すると、地球温暖化、資源消費量の影響領域における環境インパクトの大きさは、非着生品種+P>通常着生品種+P>無Pの非着生品種および通常品種、であった。富栄養化の面では、非着生品種+P>通常着生品種+P≧無P+非着生品種>無P+通常品種、であった。一方、機能単位をダイズ子実収量あたりとして評価すると、地球温暖化、資源消費の影響領域においては、非着生+P>着生+P>非着生+無P>着生+無P、であり、富栄養化の面では、非着生+P>着生+P=非着生+無P>着生+無P、であった。低リン肥沃度の黒ボク土における栽培試験であったのでリン施肥量が多く、結果的にリン施肥の有無が環境インパクトに大きく影響したが、収量的には無P+非着生≧無P+通常品種であったので、栽培条件によっては非着生品種により通常品種よりも環境負荷の小さい栽培が可能と考えられた。2015年度は根粒着生・非着生の品種とリン施肥を組み合わせたダイズ栽培試験の生長解析を行い、リン吸収あたりの生産効率が非着生品種の方が高い場合のあることを明らかにした。2016年度は、これらの成績に加え、ダイズ栽培に関わる作業、栽培関係のインベントリデータを収集し、根粒着生の有無とリン施肥を組み合わせたダイズの栽培プロセスにおけるライフサイクル環境影響評価を行い、根粒非着生・窒素施肥によっても、根粒着生・通常品種よりも環境負荷の低い栽培を行える可能性を示唆する結果が得られた。この成果は、エコバランス国際会議において発表した。ほぼ計画通りに進捗している。

ダイズなどのマメ科作物の根粒窒素固定のためには多量のリンが必要である。資源枯渇性からみると、限られたリン資源を使って窒素固定に依存したマメ科作物の栽培を行うより、過剰基調にある窒素を利用してリンの節減を図る方がより持続的な農業生産システムにつながる可能性がある。これまでに、リン肥沃度の異なる条件で、根粒着生ダイズと非着生系統の収量を比較し、非着生系統においても窒素多量施肥により着生系統と同等の収量が得られる可能性を示した。根粒非着生ダイズを低リン肥沃度・多量窒素施肥条件で栽培した場合の環境インパクトは、高リン肥沃度で根粒着生品種を栽培した場合より、やや小さい、あるいは同等であった。29年度は、根粒非着生ダイズに対する窒素施肥を鶏ふん堆肥での代替した場合を想定して、地球温暖化インパクトを推算した。そのために、1根粒着生あるいは非着生を化学肥料で栽培する場合(根粒非着生+窒素化学肥料+低リン、根粒着生+高リン、根粒着生+低リン、の3処理)、2根粒非着生ダイズへの窒素施肥を鶏ふん堆肥で代替する場合(根粒非着生+鶏ふん)を想定した。シナリオ2の鶏ふん堆肥施用は、製造過程や圃場への施用後の土壌面からのN2O排出が大きく、全体として、地球温暖化インパクトを大幅に増加させる。しかし、シナリオ1において、鶏ふんが堆肥として利用されず廃棄のために焼却処分されると想定すると、栽培法によるインパクトに大きな差はない。これらのことから、窒素固定非依存型栽培は、通常の栽培において多量のリン施肥が必要な土壌リン肥沃度が低い条件で環境負荷低減の可能性があることが示された。鶏ふん堆肥による窒素肥料代替の環境不可低減効果については、家畜ふんの地域循環利用等も含めさらなる検討が必要である。ダイズは窒素栄養を根粒窒素固定に依存しているが、その窒素固定のために多量のリンを吸収する必要がある。リンはその資源涸渇が危惧されており、窒素固定に依存しないダイズ栽培によって、リンを節減し、より持続的な栽培の可能性を探った。土壌のリン肥沃度が低い場合、根粒非着生系統のダイズを、窒素多量施肥で栽培することによって、通常ダイズ品種(根粒着生)と同等の収量が得られた。この場合、根粒非着生ダイズ栽培の環境インパクト(温暖化、富栄養化、資源枯渇)は、通常品種の栽培とほぼ同じか、やや小さかった。これらのことから、根粒非着生系統ダイズ利用による環境負荷低減型栽培の可能性が示された。肥料に係わるインベントリデータの整理を進めるとともに、根粒非着生系統を用いた栽培試験データを収集し、栽培過程に関わるインベントリデータの整理を進める。ダイズ栽培における窒素負荷を推定するために、重窒素肥料標識肥料を用いたダイズ栽培試験を収集し、施肥窒素利用率、肥料窒素流出率についてデータセットを収集する。リン肥料については、資源涸渇による算出国の輸出戦略の変更、アジア地域における農業生産システムの急速な変化に伴う需給関係の変化等を考慮に入れて、資源枯渇リスクについて情報を収集・整理する。その上で、リン肥料について他の鉱物資源について提案されてきた特性化係数を試算し、肥料資源の資源枯渇をもっともよく示す特性化係数を選択し提案する。窒素肥料については、製造段階に用いられる化石燃料の資源枯渇性から、同様の算定を行う。圃場試験成績と文献情報に基づき、窒素固定依存型栽培(慣行栽培)と窒素固定非依存型栽培の栽培シナリオを作成、それに基づいたライフサイクルインベントリを整理する。最終年度となる2017年度には、地域における余剰窒素を含むダイズ栽培における窒素・リン循環最適化についてシナリオ分析を行う。具体的には、コンポスト生産に関わる事例を収集し、窒素源としてコンポストを利用する場合の環境負荷原単位を推定する。
マウス糖尿病モデルを用いた劇症型レンサ球菌感染症に関する研究

Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis (SDSE)はA群レンサ球菌と同様に劇症型レンサ球菌感染症(STSS)の原因となる。本研究では、STSSのマウスモデルにおいてSDSEの病原性をGASと比較した。SDSE投与によりマウス血糖は特異的に上昇した。糖尿病モデルマウスでは非糖尿病マウスと比較してSDSE感受性が増加し、この時、IL-6などのサイトカインレベルもSDSE特異的に上昇した。IL-6KOマウスはGASには高感受性だったが、SDSEにはむしろ低感受性の傾向だった。以上の結果は、SDSEとGASが誘導する宿主応答が異なることを示唆する。Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis (SDSE)は致命率の高い劇症型感染症(STSS)の原因菌である。疫学調査の結果、レンサ球菌による侵襲性感染症では、A群レンサ球菌(GAS)よりもSDSEの分離頻度が高いことが報告されている。またSDSEによる侵襲性感染症は糖尿病などの基礎疾患を持つ高齢者で特に高頻度である。糖尿病モデルマウスを用いた予備解析の結果、野生型マウスと比較して、糖尿病マウスはGASよりもSDSEに感受性であることが判明した。SDSE感染時のマウス遺伝子発現を網羅的に解析したところ、野生型マウスと比較して、糖尿病マウスでは、炎症状態が亢進していることを示す、SDSE特異的プロファイルが得られた。糖尿病マウスでは、GAS感染時よりも、SDSE感染時に炎症性サイトカインが多量に産生されることも明らかになっている。本研究の目的は、このようなSDSE特異的な糖尿病マウスにおける高病原性の原因と責任分子を明らかにすることである。本年度は昨年度までに実施した、マイクロアレイやサイトカインアッセイの結果を元に、SDSE特異的な糖尿病マウスにおける応答プロファイルの原因となる経路を、パスウェイ解析およびオントロジー解析により推定した。またこれらのプロファイルが培養細胞系でも一部再現可能であることを確認した。予定通り、実験を進め、その成果の一部はすでに査読付き論文として発表した。これらのサイトカイン誘導は細胞壁成分が寄与していることを確認した。さらにSDSEはGASとの比較で、in vivo投与時に急激な血糖上昇を発生させることを明らかにした。当初計画通り、サイトカイン誘導に関与する分子の同定を達成し、さらにSDSEがin vivo投与時に血糖上昇を誘導するという新しい知見を得た。

さらにSDSEはGASとの比較で、in vivo投与時に急激な血糖上昇を発生させることを明らかにした。これらの結果は、SDSEとGASはどちらもSTSSの起因菌となるが、それらの発症における生体応答は大きくことなることを強く示唆する。Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis (SDSE)はA群レンサ球菌と同様に劇症型レンサ球菌感染症(STSS)の原因となる。本研究では、STSSのマウスモデルにおいてSDSEの病原性をGASと比較した。SDSE投与によりマウス血糖は特異的に上昇した。糖尿病モデルマウスでは非糖尿病マウスと比較してSDSE感受性が増加し、この時、IL-6などのサイトカインレベルもSDSE特異的に上昇した。IL-6KOマウスはGASには高感受性だったが、SDSEにはむしろ低感受性の傾向だった。以上の結果は、SDSEとGASが誘導する宿主応答が異なることを示唆する。マウス糖尿病モデルのSDSE特異的感受性化機構の研究:平成27年度に同定したSDSE特異的糖尿病マウスの炎症プロファイルに寄与するパスウェイの機能を、引き続きレポーターアッセイで解析する。これらの解析ではTLR, NLRまたはインフラマソームに関連する経路が特定されると予想されるので、これらの経路の構成因子について、ウエスタンブロッティングなどで発現変動を蛋白質レベルで検証する。サイトカインがSDSE特異的マウス高感受性化に重要な役割を果たしていることが明らかになった場合には、サイトカイン本体や、その受容体の機能を抑制する中和抗体が研究、ひいてはSDSE劇症型感染症の予防と治療に有用と考えられる。そこで当該因子の機能を抑制するモノクローナルまたはポリクローナル中和抗体を作製し、SDSE感染糖尿病マウスモデルで、その治療効果を検証する。SDSE特異的な炎症性プロファイルを誘導するSDSE因子の同定:SDSEが最終的に病原性を発揮するためには、菌が生存している必要があることが明らかになっている。そこで、平成27年度に開始する因子の精製をベースにしたアプローチに加えて、マウスに腹腔投与したSDSEを回収し、RNAを抽出して、SDSEのカスタムマイクロアレイおよびRNA-seqを利用した網羅的発現解析を行う。同解析で、in vivoで発現変動を示す因子の中から、糖尿病マウスにおける病原性発揮に必要な因子を絞り込む。精製ベースのアプローチで同定された因子、および発現プロファイリングから同定された因子について、まず、SDSE臨床分離株間における遺伝子保有状況を検証する。一方、それらの機能を検証するため、これらの因子の欠損変異株を作成し、マウスモデルおよび細胞培養系を利用したサイトカインプロファイルの解析を行い、それらの因子の機能が病原性に寄与するかどうかを明らかにする。マウス糖尿病モデルのSDSE特異的感受性化機構の研究:平成28年度までに同定したSDSE特異的糖尿病マウスの炎症プロファイルに寄与するパスウェイの機能を、引き続きレポーターアッセイで解析する。
ネフローゼ,糖尿病,腎不全におけるハイドロキシルラジカル産生増加機構の研究

私どもはネフローゼを起こすピューロマイシンアミノヌクレオシド(PAN)がハイドロキシルラジカル(・OH)の産生を増加させることを世界で最初に報告した.またこの・OH産生の非炎症細胞である単離肝細胞での増加が、リポキシゲナーゼやProtein kinase C(PKC)の阻害剤で阻止されることを古くから報告してきた.本研究ではPANがPKCの活性化を起こしていること、PKCの活性化が起こっている糖尿病ラットで・OHの産生が増加していることを報告した.これはPANによる・OH産生が膜結合型NADPHoxidaseに因ることを示唆する。また、・OH産生はスーパーオキサイドと一酸化窒素のバランスに依存している.腎不全では尿素がアルギニン前駆体であるアルギニノコハク酸のアルギニンへの変換を阻害するためアルギニンの欠乏から一酸化窒素が減少し、これにより・OH産生が増加し、ついには、アルギニノコハク酸と・OHの産物である尿毒素起因物質グアニジノコハク酸が増加することを報告した。puromycin aminonucleoside(PAN)はリポイドネフローゼに類似した病変や巣状糸球体硬化症に類似したを起こす.私共は1985年の学会でPANが活性酸素産生を増加させることを単離離肝細胞を用いた実験で報告した.また、この産生増加がアデノシンやその作用増強薬ジピリダモールなど(蛋白尿減少効果がある)で起こることも報告した.adenosineによる活性酸素抑制機構はprotein kinaseC(PKC)との関連を想定させた.筆者らはPANによるMG産生がProtein kinaseCの阻害剤H-7などで抑制されることを報告してきたが、今回、PKCが細胞レベルでも、ラット腎でも活性酸素産生に対応して活性化されていることを報告した.また、PANによる活性酸素の産生増加がアラキドン酸代謝を阻害すると抑制されることから、アラキドン酸代謝が実質細胞の活性酸素産生関連している可能性が大きい事を報告した.活性酵素をDichrolofluorescine diacetateを用いて、光に変換する方法でPANを投与して7日目の単離糸球体や正常単離糸球体にPANを添加すると活性酸素の産生が増加する画像を得ることに成功した.またハイドロキシルラジカルの産生とnitric oxideの産生の関連ではNOとsuperoxide anionを同時に発生するSIN-1がハイドロキシルラジカルを産生し、これがアルギニン前駆体アルギニノコハク酸からグアニジノコハク酸を産生する事を見出した.グアニジノコハク酸はNMDA受容体の活性化物質でNMDA受容体の活性化はNOの産生を促進する事から、神経組織ではこれらの物質や受容体が揃っているため活性酸素の増幅に働く事が示唆され、事実グアニジノコハク酸は痙攣を誘発する.私どもはネフローゼを起こすピューロマイシンアミノヌクレオシド(PAN)がハイドロキシルラジカル(・OH)の産生を増加させることを世界で最初に報告した.またこの・OH産生の非炎症細胞である単離肝細胞での増加が、リポキシゲナーゼやProtein kinase C(PKC)の阻害剤で阻止されることを古くから報告してきた.本研究ではPANがPKCの活性化を起こしていること、PKCの活性化が起こっている糖尿病ラットで・OHの産生が増加していることを報告した.これはPANによる・OH産生が膜結合型NADPHoxidaseに因ることを示唆する。私どもはネフローゼを起こすピューロマイシンアミノヌクレオシド(PAN)がハイドロキシルラジカル(・OH)の産生を増加させることを世界で最初に報告した.またこの・OH産生の非炎症細胞である単離肝細胞での増加が、リポキシゲナーゼやProtein kinase C(PKC)の阻害剤で阻止されることを古くから報告してきた.本研究ではPANがPKCの活性化を起こしていること、PKCの活性化が起こっている糖尿病ラットで・OHの産生が増加している事を報告した.これはPANによる・OH産生が膜結合型NADPHoxidaseに因ることを示唆する.また、・OH産生はスーパーオキサイドと一酸化窒素のバランスに依存している.腎不全では尿素がアルギニン前駆体であるアルギニノコハク酸のアルギニンへの変換を阻害するためアルギニンの欠乏から一酸化窒素が減少し、これにより・OH産生が増加し、ついには、アルギニノコハク酸と・OHの産物である尿毒症起因物質グアニジノコハク酸が増加することを報告した.
川崎病における脱分化平滑筋による壁硬化メカニズムの解明及び新規予防法の開発

川崎病は乳幼児期に好発する全身性血管炎であり、血管病変は瘤形成から動脈硬化性変化による閉塞・狭窄性変化に至り、虚血性心疾患の危険因子となる。我々は、この遠隔期の硬化性血管病変の進展には中膜平滑筋の遊走・増殖性変化が関与している可能性を指摘してきた。本研究では、川崎病類似血管炎モデルウサギを作製し、免疫組織学的手法を用いて平滑筋細胞の動態を検討した。遠隔期においても内膜および中膜の肥厚は依然として認められ、その部位は、活性化した平滑筋細胞とプロテオグリカンにより形成されていた。これを足場として、さらなる脂質の取り込みや細胞増殖促進が起こり、動脈硬化へと進展する可能性が示唆された。川崎病と動脈硬化の関連を示唆する報告が散見されるが、臨床的根拠となるエビデンス未だ明らかではない。動脈硬化の発症・進展には、中膜平滑筋細胞が形質転換して分泌型となり、内膜層への遊走や様々な生物学的機能を獲得することが重要である。本研究では、川崎病血管障害が動脈硬化への進展機序における中膜平滑筋細胞の関与を明らかにする目的で、馬血清による川崎病類似血管炎モデルウサギを作製し、平滑筋細胞の動態について免疫組織学的手法を用いて検討した。本モデルウサギにおける急性期の冠動脈では、内膜から全層にわたり細胞増殖性変化が見られた。さらに、多数のα-Smooth muscle actin陽性細胞(平滑筋様細胞)やマクロファージが内膜層に遊走していたが、慢性期においてマクロファージはほぼ認められず、平滑筋様細胞の浸潤は持続していた。これらの平滑筋様細胞では炎症性シグナルであるVCAM-1およびNF-κBが発現しており、活性化しているものと考えられる。また、平滑筋細胞から分泌され動脈硬化に深く関わっているとされるプロテオグリカンの分布は、内膜および中膜層にまで進行性に拡大していた。以上の結果から、激しい急性期炎症が消退した後も依然として平滑筋様細胞は活性化しており、動脈硬化性変化への進展機序に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。現在、脱分化した平滑筋細胞に発現するマクロファージコロニー刺激因子受容体の検出を試みている。近年、川崎病と動脈硬化の関連を示唆する報告が散見されるが、これまでに川崎病遠隔期症例での粥状動脈硬化の存在が確認されておらず、早発動脈硬化発症の危険性について未だコンセンサスは得られていない。動脈硬化の発症・進展には、何らかの原因により血管内皮が傷害され凝集してきた血小板や内皮細胞などから放出された様々な因子により中膜の平滑筋細胞が活性化されて分泌型となり、内膜層への遊走や様々な生物学的機能を獲得することが重要である。急性期における冠動脈には、全層性に細胞増殖性変化が認められ、VACAM-1やNF-kBを発現し活性化した平滑筋細胞(平滑筋様細胞)やマクロファージによる内膜層への遊走が確認された。遠隔期の病変部においてマクロファージは認めらず炎症は消退したものと思われるが、平滑筋様細胞の浸潤は依然として認められ、血管リモデリングが進行していることが示唆された。川崎病と動脈硬化の関連を示唆する報告が散見されるが、根拠となるエビデンスはなく未だコンセンサスは得られていない。本モデルウサギにおいて冠動脈は全層性汎血管炎を発症し、内弾性板障害を伴う細胞増殖性の内膜肥厚を認めた。この肥厚病変では平滑筋様細胞が著明に増加しており、炎症性シグナルであるVCAM-1およびNF-κBを発現していた。また、平滑筋細胞はマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)の刺激によりマクロファージ様に変化して脂質を貪食するが、このM-CSF受容体を発現した平滑筋様細胞も検出された。内膜肥厚は遠隔期においても依然として認められ、平滑筋様細胞の間隙にはプロテオグリカンの蓄積が亢進していた。川崎病血管炎の内膜肥厚は主に活性化した平滑筋様細胞とプロテオグリカンにより形成されていた。これを足場として、さらなる脂質の取り込みや細胞増殖促進が起こり、粥状硬化へと進展する可能性が示唆された。

遠隔期においても内膜および中膜の肥厚は依然として認められ、その部位は、活性化した平滑筋細胞とプロテオグリカンにより形成されていた。これを足場として、さらなる脂質の取り込みや細胞増殖促進が起こり、動脈硬化へと進展する可能性が示唆された。川崎病類似血管炎モデルにおいて、遠隔期の内膜肥厚病変には平滑筋様細胞および細胞外マトリックスであるプロテオグリカンの増加が確認され、動脈硬化への進展機序において平滑筋細胞が深く関与している可能性が示唆された。小児科学血管内膜へ遊走し集積している平滑筋細胞には、マクロファージコロニー刺激因子(Macrophage-Colony Stimulating Factor: M-CSF)受容体が発現していることが報告されている。M-CSFは、単球/マクロファージ系細胞に作用して、その分化・成熟を促進する因子であり、血管壁の恒常性に重要な役割を果たしているが、近年では、炎症や免疫応答との関与も明らかにされてきている。このM-CSFの作用によって平滑筋細胞はマクロファージ様細胞に分化し、内膜に浸潤したマクロファージと共に変性した低比重リポ蛋白などの各種変性脂質を貪食して泡沫化する。さらには、プロテオグリカンといった細胞外マトリックスを合成・分泌することで内膜を肥厚させ、動脈硬化が進展していくと考えられている。そこで、内膜肥厚病変における平滑筋様細胞のM-CSF受容体発現について検討する。本モデル動物における平滑筋様細胞の動態を検討し、動脈硬化の進展メカニズムにおける活性化平滑筋細胞の関与を示した。川崎病類似血管炎モデル動物を追加作製したが、実験に使用可能な検体を必要数得ることができなかった。無駄を省くために、必要な試薬類の購入を延期した。マクロファージコロニー刺激因子受容体(M-CSF)受容体を発現しマクロファージ様に形質転換した平滑筋様細胞の動態を検討し、川崎病治療におけるM-CSF受容体発現抑制の可能性を探る。さらに追加でモデル動物を作製して必要な検体を得ることができ、年度末から既に次の実験を開始している。引き続き必要な試薬類の購入に充てる予定である。
仮想津波観測実験に基づく海洋レーダ津波計測性能検証と津波防災への展開

津波レーダの測定精度は計測環境(海象,気象,電離層,人間活動など)の影響を受けるため,津波防災のための実用化には当該海域での津波検知性能の統計的評価が重要である.しかしながら,津波の発生頻度は低く,レーダによる津波の実測例は限られており,津波検知性能の統計的評価は困難であった.そこで,本研究において申請者らは,このデータ不足を仮想津波観測実験という方法により解決し,津波検知性能が波浪や電離層の状態に応じて変化することを明らかにし,さらに,紀伊水道での津波検知性能を統計的に評価した.また,内閣府南海トラフ地震ケース3津波を対象とした仮想実験では,最適環境下で津波発生4分後(津波到達12分前)に津波フロントを検知できることを示した.また,どう地震ケースを対象に,1局の海洋レーダで観測される視線方向流速分布から津波波峰位置と水位の推定を,視線方向流速の岸沖方向の空間変化に基づいて試みた.その結果,1局のみであっても,波峰の位置は良好に推定でき,波峰の水位は-2010%の誤差範囲で推定できることを明らかにした.津波レーダによる高精度の漂流物リアルタイム予測の可能性,具体的には,得られたレーダによる表層津波流速の3次元海洋モデルへの同化方法について検討した.その結果,高周波成分を使えば,津波による表面流速を全層に同化するような過剰な同化をすることを避けることができること,津波流速を表層にのみ同化した場合,水位変動が小さく,全層一律に同化した場合は津波の影響が小さくなる180分後以降で水位および流速の再現性が低下すること,高周波成分を全層にナッジングした場合,比較的良好な結果が得られるものの,水位は期間を通じて低くなる.一方,高周波成分をソースとして直接流速に付加した場合,良好な水位と流れの再現性を得ること,などの結果を得た.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。目標:レーダの津波計測性能(検知距離や測定精度)の検証には,多くの津波実測データが必要である.レーダ性能は背景ノイズや海面の状態に影響を受けるため,その津波計測性能は統計的に評価されるべきだからである.しかしながら,レーダで検知可能な津波発生頻度が著しく低いために津波レーダ性能検証用の実測データが絶対的に不足しているのが現状である。レーダの津波計測性能を統計的に解析した研究例はこれまでに無い.そこで,本年度において,津波数値シミュレーション結果と和歌山県に配備した津波レーダの観測信号を数値的に合成し,擬似的な津波観測データを作成することで発生頻度の低さに関する問題を解決し,さらに南海トラフ地震が発生した場合を想定し,当該津波レーダの性能を統計的に明らかにすることを目標とした.観測データとしては,まず風浪の最も発達する冬季(2014年2月)を対象とした.なお,この時期,黒潮は離岸流路をとっており,レーダ観測範囲に黒潮および分岐流は存在していなかった.この様に,これまで困難であった海洋レーダ津波測定性能の計測装置を本年度中に開発したことで、次年度以降の面的な津波検知や波高分布推定の性能検証を統計的に行うことが可能となった。また,次年度以降は解析のケースを増やすことで、結果を統計的にまとめレーダ性能を詳細に検証するとともに、空間情報の有効活用をはかり面的に津波を検知していくことが可能となった.海洋レーダによるリアルタイム津波検知手法の性能検証を,藤ら(2015)によって提案された仮想津波観測実験に基づいて行った.具体的には,レーダビーム上の3 km離れた観測点間の視線方向流速の相互相関係数を算出し,相互相関係数が平常時における相互相関係数の上位1%,5%,10%,15%に相当する値を超えるかどうかを1分毎に判定した.そして,沖側の隣り合う2つの組合せについても同様に津波検知判定を行い,3つの組合せ全てで相互相関係数が閾値を超えた場合に,最も岸側の観測地点で津波を検知したと判断した.内閣府断層パラメータケース3地震津波の発生時刻を2014年2月1日6:00と仮定し検証を行った結果,津波発生後6分に31.5 km沖合で津波を検知した.また,閾値を低く設定すると津波検知時刻は早くなることが分かった.さらに,この方法の性能を統計的に検証するために,2014年2月1日から2月28日の観測データを使って,様々なS/N比の状態における検知距離を求めた.その結果,検知距離は,海面の状態(波高)の影響を強く受け,有義波高が5.0mを超えた2月27日においては津波検知距離は著しく低下することが明らかとなった.さらに,電離層の影響を受け,昼間には夜間に比較して検知距離が2ー3レンジ短くなることが明らかとなった.検知のリアルタイム性については,陸棚上では,wave-front通過後,4分程度(wave-frontの1.5-3.0km程度背後)で津波を検知できることが明らかとなった.陸棚縁から陸棚斜面にかけては.津波検知確率は急激に小さくなるが,これは,推進変化に伴う津波流速の低下が主な原因であると推測された.新たな津波検知方法を開発するとともに,その性能検証を冬期の観測データに基づいて統計的に行うことができた.

津波検知性能に与える影響因子について考察を加えることができた.また,津波の波峰の位置を1局のレーダから推定する方法の開発に着手した.津波レーダの測定精度は計測環境(海象,気象,電離層,人間活動など)の影響を受けるため,津波防災のための実用化には当該海域での津波検知性能の統計的評価が重要である.しかしながら,津波の発生頻度は低く,レーダによる津波の実測例は限られており,津波検知性能の統計的評価は困難であった.そこで,本研究において申請者らは,このデータ不足を仮想津波観測実験という方法により解決し,津波検知性能が波浪や電離層の状態に応じて変化することを明らかにし,さらに,紀伊水道での津波検知性能を統計的に評価した.また,内閣府南海トラフ地震ケース3津波を対象とした仮想実験では,最適環境下で津波発生4分後(津波到達12分前)に津波フロントを検知できることを示した.また,どう地震ケースを対象に,1局の海洋レーダで観測される視線方向流速分布から津波波峰位置と水位の推定を,視線方向流速の岸沖方向の空間変化に基づいて試みた.その結果,1局のみであっても,波峰の位置は良好に推定でき,波峰の水位は-2010%の誤差範囲で推定できることを明らかにした.津波レーダによる高精度の漂流物リアルタイム予測の可能性,具体的には,得られたレーダによる表層津波流速の3次元海洋モデルへの同化方法について検討した.その結果,高周波成分を使えば,津波による表面流速を全層に同化するような過剰な同化をすることを避けることができること,津波流速を表層にのみ同化した場合,水位変動が小さく,全層一律に同化した場合は津波の影響が小さくなる180分後以降で水位および流速の再現性が低下すること,高周波成分を全層にナッジングした場合,比較的良好な結果が得られるものの,水位は期間を通じて低くなる.一方,高周波成分をソースとして直接流速に付加した場合,良好な水位と流れの再現性を得ること,などの結果を得た.初年度において,これまで困難であった海洋レーダ津波測定性能の計測装置を本年度中に開発したことで、次年度以降は,面的な津波検知や波高分布推定の性能検証を行うとともに解析のケースを増やす(2014年2月以外の観測データと合成する)ことで、検知性能を統計的にまとめレーダ性能を詳細に検証していく.また,津波と副振動の漂流物予測に対する影響検証を行い,海洋レーダ情報の防災への活用方策について検討を行っていく.リアルタイムの津波検知手法について,他の季節の観測データを使って検証し,検知性能の変動要因についてさらに詳細に調べる.また,津波の準3次元モデルへの同化を進め,密度変化のある海域での漂流物予測方法を検討する.波峰位置の特定手法を改良するとともに波高推定方法についても検討する.さらに,津波減災に対するレーダデータの活用方針について検討を行う.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ジルコニア・セラミックスによる人工歯根の開発

多結晶ジルコニア・セラミックスが優れた機械的性質と好ましい生物学的性質を示すことに着目し、人工歯根の開発に必要とされる基礎的性質として、ジルコニア・セラミックス・歯科インプラントの病理組織学的検討とジルコニア・セラミックス・ピンの機械的性質の検討とを行なった。1.ジルコニア・セラミックス・歯科インプラントの病理組織学的検討ジルコニア・セラミックスによる直径3mm,長さ5mmのピンを製作し、抜歯後2ヵ月の2頭のカニクイザルの下顎臼歯部歯槽堤に植立した。インプラント埋入後2ヵ月の同部の病理組織所見では、1)インプラント周囲組織は、天然歯周組織と比較的類似した組織構造からなり、インプラント・骨界面構造に従来報告されているような厚い線維性組織の介在は無かった。2)インプラント・骨結合部については、新生骨基質とインプラント体が直接接しているが、インプラント体がハーバース管の一部として骨梁を構成しているところも見られた。2.ジルコニア・セラミックス・ピンの機械的性質の検討直径4mm,長さ40mmの円柱状のピンに成形加工を施し、このピンに深さ0.5mmの溝を形成したものおよび深さ0.5mmピッチ1.25mmのネジ切りを行なったものを計測試料とし、その破壊所要力量を調査した。加工時の刃部の形態にはV字型,半円型を含む5種類を選択した。また、破壊試験はJISR1601に準じた3点曲げと片持ち曲げとの2種類とした。これらの試験成績では、1)ジルコニア・セラミックスの強度は、直径4mmのピンへの深さ0.5mmのネジ加工により、直径3mmのピンのそれの約50%に低下するが、加工時の刃部の形態の若干の差異に対してはほとんど変化を示さない。2)その強度は、片持ち曲げ荷重に対して約16kgを示し、5kg前後を示す多結晶アルミナ・セラミックスの約3倍の力量に耐えうる多結晶ジルコニア・セラミックスが優れた機械的性質と好ましい生物学的性質を示すことに着目し、人工歯根の開発に必要とされる基礎的性質として、ジルコニア・セラミックス・歯科インプラントの病理組織学的検討とジルコニア・セラミックス・ピンの機械的性質の検討とを行なった。2)その強度は、片持ち曲げ荷重に対して約16kgを示し、5kg前後を示す多結晶アルミナ・セラミックスの約3倍の力量に耐えうるジルコニア・ファインセラミックの歯科インプラント臨床応用への可能性を追求している。昭和59年度においては、2頭のカニクイザルの下顎臼歯部にジルコニア・インプラント・ピンを支台とした連結冠を装着し、これらの組織学的検索を行い、光顕的にインプラント周囲組織は正常歯周組織に酷似していることを報告した。今年度は、2頭のカニクイザルの下顎臼歯部にジルコニア・インプラント・ピンを植立し、これらを支台とした単独冠および連結冠を装着した。これらの冠について、正常咬合のものより2mm咬合を挙上した負担過重状態を与えてインプラント周組織の変化を検討した。それぞれについての組織学的検索結果は以下のとおりである。1)負担過重単独植立例については、肉眼的に限局性の発赤、腫脹を認め、軽度の動揺を示していた。インプラント周粘膜は、角化を示す重層上皮から成るインプラント周上皮が小乳頭状の上皮脚を有して被覆している。インプラント周上皮に連続したインプラント接着上皮は、インプラント体に沿って細長いクサビ状に深部に侵入している。接着上皮下には、好中球、リンパ球、形質細胞などが瀰漫性に浸潤し、好中球が接着上皮内および接着上皮-インプラント体間隙にも遊走、浸潤している。一方、インプラント支持骨部では、インプラント体に対向する支持骨表面にはほぼ全域に破骨細胞が観察され、不規則に吸収窩が存在し、界面付近には好中球、組織球などが軽度に浸潤している。

2)負担過重連結植立例については、肉眼的に発赤を認めるが、動揺はない。インプラント周粘膜は、負担過重単独植立例とほぼ同様の所見である。インプラント支持骨部の繊維性組織は狭く、破骨細胞による骨吸収も少ない。これらの所見は連結による負担の軽減に基づくものと考えられる。
アルコール性心筋障害へのオートファジーの関与

本研究は、アルコールによる心筋障害の分子機構を明らかにすることを目的としている。エタノールを曝露したマウス心房筋由来細胞株HL-1細胞において、アポトーシスおよびギャップ結合構成タンパク質Cx43のリソソームでの分解が誘導されることを明らかにした。ギャップ結合阻害剤によってエタノール誘発性のアポトーシスが抑制されたことから、エタノールによるCx43分解とそれに伴うギャップ結合を介した細胞間情報伝達の抑制は、アポトーシスの誘導を抑え心筋の恒常性維持に寄与していると考えられた。心筋細胞はギャップ結合、デスモソーム、アドヘレンスジャンクションの3つの細胞間接着装置により連結している。エタノールにより、Cx43と同様にデスモグレイン(デスモソーム構成タンパク質)およびN-カドヘリン(アドヘレンスジャンクション構成タンパク質)の発現が低下し、細胞間接着が障害されていることを明らかにした。また、デスモソームおよびアドヘレンスジャンクションには中間径フィラメント・アクチンフィラメントが結合しており、エタノールを曝露した心筋細胞では、これらの細胞骨格も変性している様子が観察された。細胞間接着などの物理環境を感知して細胞増殖を制御するHippo経路の関与について検討した結果、エタノール曝露によってHippo経路が抑制されることを明らかにした。アルコールによる心筋障害に関わる新規のシグナル経路として、細胞内外の物理的刺激に応答し、細胞増殖や細胞死を制御するHippo経路が関与することを見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、アルコールの主成分であるエタノールの心筋細胞への毒性を評価し、アルコール性心筋障害発症の分子機構を明らかにすることを目的としている。マウス心房筋由来細胞株のHL-1細胞を用いて心筋細胞毒性を評価した結果、高濃度のエタノールでアポトーシスが誘導されることを確認した。細胞内の恒常性維持を担うオートファジーの抑制がアポトーシス誘導に関与するとの報告があるが、エタノールによるオートファジーの亢進・抑制は認めなかった。心筋細胞は隣接する細胞間でギャップ結合チャネルを形成し、その中をイオンやシグナル分子が通過することで興奮伝導を調節している。エタノールにより、ギャップ結合の構成タンパク質であるコネキシン43(Cx43)の発現が低下することを確認した。リアルタイムPCR法によりエタノール曝露初期ではCx43遺伝子の発現抑制を認めた。しかしエタノール曝露後期では、Cx43タンパク質の分解促進が誘導されることが示唆された。Cx43の分解には、エンドソーム/リソソーム系、ユビキチン/プロテアソーム系、オートファジーなどのタンパク質分解系が関与していると考えられている。GFP-Cx43をHL-1細胞に発現させ蛍光観察した結果、エタノールによりCx43が細胞膜から細胞質へと取り込まれている様子が観察された。また、細胞質に局在するCx43はリソソームマーカーLAMP1との局在の一致を確認した。今回の結果から、エタノールによるCx43の発現低下によりギャップ結合による細胞間情報伝達に異常が起き、心収縮障害を引き起こすことが示唆された。エタノールにより心筋細胞がアポトーシスを起こすことを確認した。また、ギャップ結合構成タンパク質のコネキシン43の分解が促進されていることを示唆した。エタノールによる心筋障害のメカニズムについて、当初予測していたオートファジーの関連以外の新たな知見を得ることが出来た。(1)エタノールによるコネキシン43分解のメカニズムを解明する。(2)エタノールによるアポトーシス誘導とCx43発現低下との関連について検討する。(3)培養心筋細胞で得られた結果をもとに、動物個体に対する影響を検討する。
糖尿病性腎臓病における２つのフルクトース代謝酵素の役割の解明とその治療応用

既にKHK-A KO・KHK-A/C KOマウスは保有しており、KHK-C KOマウスの作成をCRISPR/Cas9システムを用いて作成中である。1本のgRNAおよび2本のgRNAを用いでマウスKHK-Cを欠損する遺伝子改変マウスを作成し、それぞれから複数のlineを取得。現在、コロニーを拡大し、offspringを用いたoff targetについての解析を進めている。2)マウスKHK-C antisenseの作成し、DKDに対する治療効果を検討するKHK-A・KHK-Cはexon3のsplicing variantであり、それぞれexon3a・exon3cを有することから、exon3cを標的としたマウスKHK-C antisenseの候補配列を構造解析も行いつつ複数決定した。KHK-Cは生体内においては腎の近位尿細管に高発現するが、不死化細胞および初代培養細胞においてはその発現が低下することから、マウスKHK-C antisenseのKHK-C発現抑制効果の確認のため、マウスKHK-C・マウスKHK-Aを強制発現するHK-2細胞株を樹立した。CRISPR/Cas9システムを用いたKHK-Cを欠損する遺伝子改変マウスは、複数のlineが樹立できており、そのoffspringも得られている。またoff targetの解析も終了しつつある。また、マウスKHK-C・マウスKHK-Aを強制発現するHK-2細胞株の樹立、マウスKHK-Cを標的とするantisenseの候補配列も決定・合成も終了している。1) CRISPR/Cas9システムを用いたKHK-Cを欠損する遺伝子改変マウスのoff targetの解析をさらに進める。終了後、ストレプトゾトシンを用いたI型糖尿病モデルを作成し、KHK-C KOマウスにおけるDKDの進展抑制作用について解析する。2) KHKーC強制発現培養細胞を用い、antisenseによるKHK-C発現抑制効果を検討し、抑制効果の高い配列を選択する。その後、安定化修飾したKHK-C antisenseを用いてin vivoにて検討する。