hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マシャド-ジョセフ病遺伝子のalternative splicingの解析

材料ならびに方法患者脳全RNAを鋳型とし、MJD1遺伝子エクソン2特異的センスプライマー、エクソン5特異的アンチセンスプライマーを用いてRT-PCR解析を行った.考察疾患突然変異は転写活性を大きく損なうことはなく,gain of function mutationの可能性が示唆される.目的MJDI遺伝子のAltternativesplicingパターンを解析する.材料ならびに方法剖検脳全助込、骨格筋、肺、ボリA+RNAを鋳型とし、MJD1遺伝子エクソン1特異的センスブライマー、エクソン5特異的アンチセンスブライマーを用いてRT-PCR解析を行った.また各増幅断片を単離し、より内側の配列に特異的なプライマーを用いてnested PCRを行った.結果いずれの組織からも複数の転写産物が検出された.Eならびに脳由来の産物はIX功紹IX玉にても増幅可能であったのでM旧遺伝子の転写産物由来する特異的な増幅産鋼であると判断した。考察MJD遺伝子の転写産物は多彩なalternative splicingを受け、多種類のアイソフォームレパトアを形成する可能性がある.材料ならびに方法剖検脳、培養リンパ芽球全RNA、骨格筋、肺、肝ポリA+RNAを鋳型とし、MJD1遺伝子エクソン1特異的センスプライマー、エクソン5ならびに6特異的アンチセンスプライマーを用いてRT-PCR解析を行った.結果エクソン6のプライマーを用いた場合にはいずれの組織からも複数の転写産物が検出された.エクソン5のプライマーを用いた場合にはコントロールRNAからは増幅が認められたが,患者脳ならびに患者由来リンパ芽球RNAからはcDNA増幅は認められなかった.考察疾患突然変異はMJD1遺伝子のエクソン5の使用頻度に影響を及ぼしている可能性がある.エクソン5はトリプレットリピートを有しているので,このスプライシング機構が制御できればポリグルタミン鎖を有する遺伝子産物を選択的に抑制できる可能性がある.
がん疼痛へのモルヒネ鎮痛効果と副作用出現の分子遺伝学的研究

激烈な疼痛に対する第一選択の鎮痛薬は、いまだ強力な鎮痛作用を持つモルヒネに代表されるオピオイド類であり、WHOがん疼痛治療指針が発表されてから、モルヒネを中心としたがん疼痛治療が普及してきている。しかし、モルヒネの鎮痛効果や依存、耐性などの副作用出現には個人差があり、臨床上、効果的な疼痛治療を妨げている大きな原因の一つである。本研究ではオーダーメイドのがん疼痛治療への道を拓くことを目的として以下の研究を行った。日本人におけるミューオピオイド受容体(μOR)のゲノム配列に存在する遺伝子多型を解析し広い領域にわたり連鎖不平衡にあることを確認した。ヒトμOR遺伝子多型とモルヒネの副作用と関連する薬物依存とは統計的に有意な関連が明らかとなったことから特許申請を行った。がん疼痛の症例ではモルヒネの鎮痛効果との関連は明らかにすることはできなかったが、癌腫の種類あるいは骨転移などの進展度、部位等の因子により、がん疼痛の強度が影響されることが考えられることから、さらに症例を増やして検討するため、新たに研究協力病院を追加した。また、μORとモルヒネ治療の代表的な副作用である耐性、身体依存の関係をより詳細に検討するためにノルアドレナリン神経系のみに選択的にμORを過剰発現したトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。疼痛閾値変化、耐性形成並びに身体依存形成において野生型とTgマウス、並びにμOR-KOマウスとμOR-KO-Tgマウスとの間に有意な差は認められなかった。しかし、μOR-KOマウスにおいて有意に低下しているストレス負荷後の血漿中コルチコステロン濃度の上昇の程度が、μOR-KO-Tgマウスでは野生型レベルまで復帰していることが明らかとなった。メラノーマを用いたがん疼痛モデルにおいては、Gabapentinがアロディニアと機械刺激に対する疼痛閾値の低下に対して有効であった。
昆虫における免疫系遺伝子の歴史的多様化に関する分子進化学的研究-ショウヨウバエアンドロピン遺伝子をモデルとして-

本研究ではアンドロピン遺伝子を用いて、昆虫の抗菌タンパク遺伝子群の進化に伴う歴史的多様化についての考察することを目的とし、以下の2点について検討を行った。(1)セクロピン遺伝子群形成過程において、アンドロピンがどのように機能分化を遂げていったのかを知るために、ショウジョウバエ種間・種内レベルで発現調節領域と構造遺伝子の塩基配列の解析を中心として比較検討した。(2)アンドロピン遺伝子の適応進化の要因を明らかにするために、ショウジョウバエ種間におけるアンドロビン遺伝子発現・タンパクの活性に関して機能解析を行った。得られた成果について、以下にまとめて記載する。(1)アンドロピン遺伝子の進化キイロショウジョウバエ近縁6種からアンドロピン遺伝子を含む領域のクローニングを行い、塩基配列を決定した。調べた種の中で、D.kikkawai, D.ananassae, D.pseudoobscuraではアンドロビン様の配列が見られなかったことから、アンドロビンはD.kikkawaiとmelanogaster種亜群の種分岐の間(約800万1300万年前)に出現したことが分かった。一方D.takahashiiでは、他種とは異なるアンドロビン・セクロピン様遺伝子が2つ(tak-1,tak-2)観察された。D.takahashiiでは種分岐後独自に遺伝子群が形成されたと考えられた。今後、tak-1,tak-2の配列解析や遺伝子発現などを調べることで、遺伝子の多様化の道筋がより具体的に示されると思われる。(2)キイロショウジョウバエ近縁種間におけるアンドロピンの機能解析キイロショウジョウバエ近縁種間において、アンドロピンの推定アミノ酸配列が大きく異なることから、遺伝子発現やタンパク機能レベルで、種間で差が見られるかどうか検討を行った。種間における5'調節領域の配列比較では、成虫雄射精管特異的発現にかかわるモチーフがみつかり、それらは種間において保存されていた。また、遺伝子発現も成虫雄生殖器官に限定されており、雌では遺伝子発現は見られなかった合成ペプチドを用いたタンパクの抗菌活性アッセイでも、アンドロピンの菌への作用は種間で保存されており、調べた中ではBacillusへの菌感受性が種間において多少差が見られた。これらのことから、アンドロピンは生殖器官において働く抗菌タンパクという機能は保持しつつ、それぞれの種に適応した菌感受性を取得するよう適応進化したと考えられる。一方で、生殖器官に発現する遺伝子に性の自然選択の作用で進化を遂げているという知見もあり、アンドロピンもその作用を受けている可能性も考えられる。本研究は、昆虫免疫系関連遺伝子の多様化を考察するために、ショウジョウバエ抗菌タンパクセクロピン遺伝子群内に含まれる雄特異的抗菌タンパクアンドロピン遺伝子に着目し、分子進化・分子遺伝学的手法を用いて、その進化の道筋と機能分化のメカニズムを明らかにすることを目的としている。

既に、アンドロピンはセクロピンよりも進化速度が早く、キイロショウジョウバエ近縁種間において、推定されるアミノ酸配列が大きく異なること、その進化には正の自然選択の作用が指摘されている。本年度は、アンドロピン遺伝子の起源と遺伝子発現について以下のことを明らかにした。1.アンドロピン遺伝子の進化キイロショウジョウバエ近縁6種からアンドロピン遺伝子を含む領域のクローニングを行い、塩基配列を決定した。調べた種の中で、D.kikkawai,D.ananassae,D.pseudoobscuraではアンドロピン様の配列が見られなかったことから、アンドロピンはD.kikkawaiとmelanogaster種亜群の種分岐の間(約800万1300万年前)に出現したことが分かった。一方、D.takahashiiでは、他種とは異なるアンドロピン・セクロピン様遺伝子が2つ(tak-1,tak-2)観察され、種分岐後に遺伝子群の形成が行われたと考えられた。2.アンドロピン遺伝子発現に関する種比較アンドロピン遺伝子の上流にはショウジョウバエグルコース脱水素酵素(Gld)遺伝子の雄射精管特異的発現に関わるモチーフが複数見られ、配列も保存されていた。一方、近縁種におけるアンドロピン遺伝子の発現は、全てキイロショウジョウバエと同様に雄成虫射精管に限定されたことから、アンドロピンの組織投機的な発現とGldモチーフの存在に正の相関があると考えられた。これらのことから、アンドロピンは、セクロピンと共通祖先遺伝子から調節領域に雄成虫射精管投機的な発現様式を獲得してから急速に機能分化を遂げたと考えられた。本研究は、昆虫免疫系関連遺伝子の多様化を考察するために、ショウジョウバエ抗菌タンパクセクロピン遺伝子群内に含まれる雄特異的抗菌タンパクアンドロピン遺伝子に着目し、分子進化・分子遺伝学的手法を用いて、その進化の道筋と機能分化のメカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度は、アンドロピンの正の自然選択の要因を探るために種間における機能解析を遺伝子レベルとタンパクレベルの双方から行った。1.アンドロピン遺伝子発現に関する種間比較melanogaster species subgroupに属するキイロショウジョウバエおよびその近縁種6種について、アンドロピン遺伝子発現のあり方をRT-PCRを用いて調べた。キイロショウジョウバエ近縁6種では全て、遺伝子発現パターンはキイロショウジョウバエ同様雄成虫生殖器官に限定されており、雌での遺伝子発現は観察されなかった。2.アンドロピンタンパクに関する種比較アンドロピンのアミノ酸配列の保存度が種間で低いことから、タンパクの抗菌活性が種間でも保持されているかどうかを明らかにするために、キイロショウジョウバエと近縁種テイシェリショウジョウバエのアンドロピンタンパクを人工的に合成し、液体培養法とプレート培養法の2通りの方法を用いて、タンパクの抗菌活性を調べた。
大環状分子薄膜の機能と設計に関する研究

有機分子固体膜の構造制御による高効率化と高機能化に関して得られた研究成果を次に記述する。1)分子配列制御したポルフィリン固体薄膜:単結晶KC1(001)基板上に真空蒸着法により作製したポルフィリン膜と雲母基板上に同様にして作った膜の光化学電池の光電流を比較すると、前者は後者より数倍大きく効率的であることがわかった。また分子膜の赤外吸収スペクトル、SEMおよびTEM写真と電子線回折像の解析結果からKC1上に作製した膜では分子が電極に垂直に配向しており、雲母上に作製した膜は多結晶であることが判明した。すなわち電極方向にキャリアあるいはエルネギ-移動が容易になるよう分子の配列あるいは膜構造を制御することにより高効率化を達成できることが明らかになった。2)ミセル電解法による有機分子薄膜の作製:フタロシアニンと同様にポルフィリンについてもフェロセンで化学修飾した界面活性剤を用いるミセル電解法で薄膜を作製し、それらのモルフォロジ-や構造および光電気化学的特性を明らかにした。また一次粒子の調整法により膜の粗密(構造)を制御できることを実証した。3)光ミセル電解法による有機分子薄膜の作製:適当な界面活性剤で顔料を分散させた電解質溶液中に光透過性半導体電極を浸漬し、光マスクを通してバンドギャップ以上のエネルギ-をもつ光を照射すると、正孔により界面活性剤が酸化される結果、電極上に顔料の薄膜が成長することがわかった。この膜は顔料の一次粒子が析出、堆積しただけであることが電子顕微鏡写真によって確認された。この方法の大きな特徴は、スポットなどあらゆる微細模様の画像が形成できることである。現時点で、分解能数十ミクロンでのマルチカラ-像の形成ができるようになっている。
沿岸漁業管理における公正・公平性の測られ方

沿岸漁業管理の公正・公平性を確保するため道東の漁業協同組合では、漁獲機会に関して組合員が行使する共同漁業の漁業種類の組合せを制約している。第二種共同漁業では籤または輪番を併せ個々の漁場を決定する場合もある。漁獲成果では、漁期単位に漁業者に配分される通常の個別割当もあるが、地域の主要な漁業では需要に合せ予め定めた当日の水揚げ量を等量枠配分し、一日一日を漁期として運用する方式がみられる。スルメイカの水揚げが集中した道東の漁港では、他地域の漁業者のようなトラック運転手の老齢化や不足の影響で函館周辺の加工場へ運搬できず、サケ定置やトン数階層別のイカ釣り船に実績でなく等量の水揚げ枠を日々配分した。ブロック水産業普及指導員研修会への参加等を通じて、若年層の就労が近年増加する例も多く、また経営者免許であり経営理念が異なるであろう定置漁場についても現地調査の対象とし、共同漁業権漁場等を引き続く調査現場とすると、整理した。アンケートや聞き取りができた定置漁場では以下のとおりであった。漁協自営(あるいは地域の会社組織)定置では企業経営に比較し、漁業管理・生産の成果は漁業者と共に地域社会に帰属させる意識が強く、「共同体における伝統的な繋がりや慣習」が「社会における自由な選択や行動」に比べて、成果配分に当たりより高く評価されていた。前者のうちには漁協合併時の株式会社化、および「浜の構成員が、同質、同等でしかも常に同じ業に従事しているという時代から大分たちまして、...かなり多くのところを任せようというその人は出資も多くし、労働の配分も多く受けることもあっていいのではないか」といわれての「当分の間、法人以外の社団は法人とみなす」規定の削除、網組等の株式会社化への経過はあるが、基本的に一家族一株が守られてきており、転出家族からは株の買戻しを検討する組織もある。就業構造基本調査匿名データの分析では、漁業就業者が離職しにくい条件として、25歳以上の、世帯収入が少なく個人所得が多い、妻帯者、就業継続が長い、自営業主や家族従業者であること、が抽出され、就業して早い機会に漁業機会が与えられ漁業成果を(直接に)受けることが、より多くの漁家子弟をその漁業に繋ぎ止めると考えた。なお、本課題で得た知見も利用して我が国の漁業管理や生態系保全の制度を分析した図書の書評を担当し、生態系サービスと人間の福利に関して、公正・公平性に係る要素の前提となる「選択と行動の自由」について検討を加えるとともに、沿岸漁業の多面的機能と位置づけられる漁村の海域監視機能、活動に対する成果の分配の考え方に関した報告も行った。現地調査において、新規の個別割当の理由に遭遇した。道東羅臼漁業協同組合では2014年9月17日からさけ定置漁業及びイカ釣り漁業による日々個別のスルメイカ水揚量に上限を設けていた。生産者市場から搬出するトラックの手配ができないためという。ただし、その後の漁況は伸びず実損は無かった模様である。制限は過去年の実績ではなく、日々個別船への基本的に等量の割当であった。14年には釧路等、15年には厚岸でも大量に水揚げされた当日は搬出ができず、翌日には水揚げさせず、厚岸ではその後水揚げ制限をかけたという。近年の傾向的なトラックドライバー不足に加え連続運転時間制限を定めた改善基準順守のため、従来の輸送サービスの提供が困難となっており、輸送賃は14年から2割増となったという。特に道東半島部では輸送距離から改善基準が輸送を制約すると言われる。スルメイカの回遊の北偏、サンマ、秋サケの来遊量の減少傾向の下で、3魚種の同時の大漁が現地では懸念されている。温暖化、道東における漁業の発展・維持と北海道における他産業の就業構造とのギャップが相対的なトラック不足の原因である。全国の漁業者と道内トラックドライバーでは高齢の割合が高いが、羅臼や野付漁協の漁業者はバランスの良い年齢構成を保っている。秋サケでは水揚港後背地での加工も多く、サンマでは本州への水揚げが選択できるが、スルメイカについては胴抜き等一次加工後の冷凍保管の他は大部分は道南函館周辺の加工場に運搬されるため、特に生産者と関係業界と連携した解決策が必要とされている。荷主優位からトラック輸送業者の優位へ、と陸運局から漁協へのアンケートの回答にあった。。道東では漁協組合員の定置漁業への参画を経て、現在では桁網漁業乗組員の増員等により組合員の相互扶助(所得向上、均衡)を図っている漁協、地域社会もみられている。自然現象や関係産業の就業構造、水揚げ後の市場流通との関係から、漁業現場において個別割当となる新規な理由を見い出すことができた。就業構造基本調査の個票データを用いた分析は進めたが、漁業センサスを用いては既成の集計の整理に留まっており、作表すべき表頭、表側等について検討し、漁業種類別等の就業構造の分析を進める。漁業管理のあり方についての政策選択の年代や地域による違いを検討するため、インターネット調査を2017年2月に実施した。管理理念では「国民への食料供給の保障」、政策では「国家食料供給保障シナリオ」が高く評価された。東日本大震災前は理念で「資源・環境保全の実現」が評価され、専門家間では政策は「生態的モザイクシナリオ」が理念の現状をバランス良く改善するとされた。管理理念や政策選択は時代によって異なった。

漁協等での聞き取りから、漁獲機会と漁獲成果の配分の現状を把握した。漁獲機会についは共同漁業権行使の方法書等により所得格差を縮めること等を狙いとして行使できる漁業種類の組み合わせの制約もみられた。また、許可漁業においても後発参入者が資源水準の低い年代には着業しない約がある場合もあった。漁獲成果の配分については、資源評価により漁期内の個別割当量の目安が了解されていても、一日一日を漁期として運用している場合もあった。つまり、仲買業者と組合側との協議で需要を勘案した量を前日までに決め、個別の量を組合部会員に周知し水揚げさせ、量に満たなかった者にも後日その分の漁獲を許さない。結氷前には個別の成果とし、氷下曳網漁では漁獲はプール制にする例もあった。漁業・漁村の6次産業化については漁業者や協業により取り組む以外に、漁協自身が主体となる、あるいは全ての漁協組合員で構成する有限会社が実施主体となる場合があった。後者の2つのタイプは離島等にかかわらず観光地にあり、ダイビング、湖上モービルや釣り等を体験させる共通点があった。熱海市初島では食堂街や民宿への地魚の供給と就業先の確保のため小型定置漁業の復活を検討していた。地域共同体を維持する考えを探るため、漁協等で実施した漁業管理・漁業の成果配分に関したアンケートを共同体主義と自由主義の考えを基準に漁業者、国民等の配分先を代替案としてAHP分析を試みた。沿岸漁業管理の公正・公平性を確保するため道東の漁業協同組合では、漁獲機会に関して組合員が行使する共同漁業の漁業種類の組合せを制約している。第二種共同漁業では籤または輪番を併せ個々の漁場を決定する場合もある。漁獲成果では、漁期単位に漁業者に配分される通常の個別割当もあるが、地域の主要な漁業では需要に合せ予め定めた当日の水揚げ量を等量枠配分し、一日一日を漁期として運用する方式がみられる。スルメイカの水揚げが集中した道東の漁港では、他地域の漁業者のようなトラック運転手の老齢化や不足の影響で函館周辺の加工場へ運搬できず、サケ定置やトン数階層別のイカ釣り船に実績でなく等量の水揚げ枠を日々配分した。現地調査については、漁村の外からの公正・公平性の視点を含めて定置漁場での聞き取り等を予定通りに進めることができた。漁業センサスによる沿岸漁業への就業傾向の把握や、その匿名データの利用は水産分野では初めての試みである就業構造基本調査の分析については、順調に進捗している。これらの点検により、課題はおおむね順調に進展している、と評価した。漁業管理における公正、公平性を論じるに当たっては、漁業管理でそもそも何が求められてきたのか、いるのかという視点から、年代別に既往資料の整理、分析も必要であると考える。漁業経済定置漁業とともに共同漁業権漁業等に現地調査の対象を広げ、漁獲機会、漁獲成果の配分に関して漁業協同組合等でのアンケートや聞き取りを実施する。漁業センサスの集計等を申請し、これを利用して就業構造基本調査からは把握できない漁業種類別沿岸漁業層の構成の変化を捉え、その要因の分析を試みる。公正・公平性の視点からの漁業管理の規範とルールに就業構造等の変化や6次産業化等が与える影響については、ケーススタディによってでも整理する。なお調査現地として、定置漁場を取り扱ったのは、既往統計、報告等、また普及指導員研修会場での協議から、若年層の新規就業者が増加しつつある例も多く、また、異なる免許漁業経営(漁協、株式会社等)の異なるであろう経営理念や規範を聞き取るには好適と認めたためである。
フッ素を用いた炭素材料表面のアロイングによる濡れ性の制御

炭素材料の表面を各反応温度において、フッ素原子でアロイングすることにより次のことが明らかになった。室温では水中分散安定性が著しく向上し、凝集沈降が起こらなかった、しかしながら、反応温度の上昇に伴って徐々に低下し、300°C以上では粒子は水中に侵入することなしに水上に浮上した。水蒸気吸着測定の結果から、室温で処理した試料については親水性が著しく増加し、処理温度の上昇に従って親水性から疎水性へと変化した。また、表面分析の結果より、室温で処理すると、フッ素は炭素イオン的な結合を形成し、処理温度の上昇に従って、徐々に共有結合性へと変化し、これに伴って炭素材料の表面は、極性から無極性へと変化するために、水に対する分散性および親和性が様々に変化するものと考えられる。
家族性アミロイドポリニューロパチーにおける末梢神経障害の機序解明と新規治療法開発

我が国において最も頻度の高い家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)は30番目のバリンがメチオニンに変異(Val30Met)したトランスサイレチンがアミロイドの前駆体となるタイプであり、従来、長野県小川村と熊本県荒尾市の二大集積地と関連した若年発症例が報告されてきたが、我々の研究によって50歳以上で発症する高齢発症例が全国に多数存在することが明らかになった。日本の二大集積地における若年発症例は、表在感覚障害と自律神経障害が顕著であることを特徴とするのに対して、非集積地の高齢発症例は、深部感覚と表在感覚が同程度に障害され、自律神経障害は特に病初期には軽度である。同じ遺伝子変異を有するにもかかわらず異なる表現型を呈する機序については明らかになっていない。我々は本研究を通して、集積地の若年発症例では末梢神経へのアミロイド沈着が多いことに加えてアミロイド線維が非集積地の高齢発症例よりも長く、アミロイド線維の伸長過程でシュワン細胞等の周囲の組織を牽引することによって神経障害を惹起していることを明らかにした。このようなアミロイドの沈着過程で生じる障害は小径有髄線維新で目立つことから、アミロイドによる周囲の組織への直接障害が集積地の若年発症例で特徴的な表在感覚障害と自律神経障害をしていると推測される。これに対して非集積地の高齢発症例ではアミロイド沈着量が少ないにも関わらず神経線維脱落の程度は高度であり、異なる神経障害の機序が推測される。この点に関して我々は、神経内鞘の微小血管の形態異常が非集積地の高齢発症例で目立つことを見いだした為、今後の研究の展開として、トランスサイレチンがアミロイドとして線維化する以前のオリゴマー等を通した障害機序について検討中である。腓腹神経生検または剖検を依頼されたFAP全症例の末梢神経系における神経線維の脱落様式、アミロイドの沈着量、沈着部位、形態、および神経内鞘の微小血管の形態を光学および電子顕微鏡を用いて比較検討した。また、マウスの末梢神経(坐骨神経)における神経内鞘の微小血管の経年的変化を超微形態学的に検討した。症例の大多数はVal30Met変異を有していたが、非Val30Met変異を有する例の蓄積も進んでおり、それぞれの変異における病理学的な特徴についても明らかにすることができた。Val30Met変異例に関しては従来型の集積地の若年発症例では長く太いアミロイド線維を多く認めたのに対し、近年診断件数の増加している非集積地の高齢発症例では短く細いアミロイド線維を多く認めた。また、非Val30Met変異例では年齢に関係なく非集積地の高齢発症Val30Met変異例に類似した短く細いアミロイド線維が多く見られた。集積地の若年発症Val30Met変異例では長いアミロイド線維が形成される過程で周囲の組織を牽引する傾向があり、隣接したシュワン細胞の変形と萎縮が目立った。これに対して、非集積地の高齢発症Val30Met変異例ではアミロイドの沈着量自体が少なく、アミロイド形成過程での隣接するシュワン細胞の変形と萎縮も目立たないにも関わらず神経線維の脱落の程度が高度であった。非集積地の高齢発症Val30Met変異例では神経内鞘に電子密度の高い無構造な物質を多く認め、免疫染色ではコンゴーレッド染色で観察されるアミロイド沈着部位以外の細胞間質にもトランスサイレチンが見られた。このことから、非集積地の高齢発症Val30Met変異例では、微小血管の透過性が高まっており、血管外に漏出したトランスサイレチンが線維化する以前のオリゴマーなどのアミロイド前駆体が神経障害に深く関与している可能性が示唆された。若年発症例と高齢発症例の神経障害の差異を規定する病理学的基盤の検索として、長期予後の検討、生検および剖検標本を用いた末梢神経系の組織学的検討、神経障害・微小血管障害をきたす分子基盤の検討を今後も継続していく。症例のリクルートに関しては、名古屋大学大学院医学系研究科には、非集積地のFAP、特に高齢発症のFAP ATTR Val30Metに関して、多数の生検および剖検例の蓄積がある。また、疾患の認知度の高まりにつれて、今後も新規の症例が多数加わることが予想され、多数例での臨床病理学的なアプローチのみならず、治療反応性も含めた前向きの臨床研究も可能となる。免疫組織化学的検討や免疫電顕に必要な光学および電子顕微鏡をはじめとする機器は神経内科学教室および分析機器部門に設置されており、今後も本研究のために積極的に活用していく。これらの研究から得られた知見をもとに、FAPモデルマウスの解析と末梢神経障害を規定する遺伝子の確定をおこない、治療への展開を目指す。本研究の研究分担者および研究協力者は研究代表者と同一の施設に在籍し、定期的に連絡調整を行っている。研究分担者の飯島正博は他の研究協力者とともに末梢神経疾患の生検/剖検検体を用いた病態解析とモデルマウスの解析を行っている。モデルマウスの解析手法は研究分担者である勝野雅央らによって確立されており、この手法を活用する。また、研究成果は国内および海外での学会で積極的に発表するとともに、名古屋大学神経内科ホームページ、機会があれば報道機関などを通して研究成果を社会・国民に発信していく。以上のような計画遂行で、FAPにおける末梢神経障害を進展させる因子を究明し、特に近年診断件数が増加している非集積地の高齢発症例に対する新規治療法の開発へつなげることができると考える。

我が国において最も頻度の高い家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)は30番目のバリンがメチオニンに変異(Val30Met)したトランスサイレチンがアミロイドの前駆体となるタイプであり、従来、長野県小川村と熊本県荒尾市の二大集積地と関連した若年発症例が報告されてきたが、我々の研究によって50歳以上で発症する高齢発症例が全国に多数存在することが明らかになった。日本の二大集積地における若年発症例は、表在感覚障害と自律神経障害が顕著であることを特徴とするのに対して、非集積地の高齢発症例は、深部感覚と表在感覚が同程度に障害され、自律神経障害は特に病初期には軽度である。同じ遺伝子変異を有するにもかかわらず異なる表現型を呈する機序については明らかになっていない。FAPの新規治療として近年我が国で承認された内服薬であるタファミジスは若年発症例の早期にのみ有効性が示唆されており、診断に難渋することの多い非集積地の高齢発症例に対する新規治療法の開発の重要性が高まっている。本研究では集積地の若年発症例と非集積地の高齢発症例を、特にシュワン細胞と微小血管障害の様式の違いに着目して検討し、神経障害をきたす機序を明らかにし、治療への応用を検討する。具体的には、末梢神経系における神経線維の脱落様式、アミロイドの沈着量、沈着部位、形態、および神経内鞘の微小血管の形態を集積地の若年発症例と非集積地の高齢発症例に分けて定量的に比較検討した。末梢神経系のシュワン細胞のアミロイド浸潤に対する脆弱性は、集積地の若年発症例では高度であるのに対し、非集積地の高齢発症例は軽度であった。非集積地の高齢発症例では神経内鞘の微小血管の異常所見が目立ち、血液神経関門の破綻が末梢神経における障害機序に関与していることが推測された。末梢神経系における神経線維の脱落様式、アミロイドの沈着量、沈着部位、形態、および神経内鞘の微小血管の形態を定量的に検討した。腓腹神経生検または剖検を依頼されたFAP全症例の末梢神経系における神経線維の脱落様式、アミロイドの沈着量、沈着部位、形態、および神経内鞘の微小血管の形態を集積地の若年発症例と非集積地の高齢発症例を光学および電子顕微鏡を用いて比較検討した。症例の大多数はVal30Met変異を有していたが、non-Val30Met変異を有する例とポルトガル由来のVal30Met変異例も含まれており、それらの症例も同様に解析した。集積地の若年発症例とポルトガル由来のVal30Met変異例では長く太いアミロイド線維を多く認めたのに対し、非集積地の高齢発症例とnon-Val30Met変異例では年齢に関係なく短く細いアミロイド線維を多く認めた。神経内鞘には電子密度の高い無構造な物質がみられ、その中にアミロイド形成の初期像と推測される点状の構造が散見された。特に集積地の若年発症例とポルトガル由来のVal30Met変異例では様々な長さのアミロイド線維がみられ、点状の構造を核にして線維が伸長する過程が推測された。アミロイドの中心に向かって引き延ばされる形で萎縮したシュワン細胞を集積地の若年発症例で多く認めた。無構造の物質からアミロイド線維が形成される過程が推測された。長い線維は伸長の過程で周囲の組織を牽引する傾向があり、シュワン細胞の変形と萎縮に関与している可能性が示唆された。一方、神経内鞘の微小血管の形態異常、特に血液神経関門の破綻を示唆する所見は非集積地の高齢発症例で多く認められた。
模擬生体環境における金属材料の生体親和性の電気化学的評価

外科、歯科等の医療用インプラント材料にはTiとその合金、Co-Cr-Mo合金、およびステンレス鋼が多く使われているが、現状ではSUS316L等のオーステナイト系ステンレス鋼が広く用いられている。水溶液環境である生体内での金属材料の腐食損傷は電気化学反応であるが、電気化学測定を無菌状態で長期間実施するには様々な障害がともなう。本研究では、SUS316LとSUS304について、細胞培養下を含む各種模擬生体環境下での電気化学挙動の7日までの連続評価を行った。腐食電位および分極抵抗の連続測定では、無機溶液、糖類等を含むHanks溶液、さらにアミノ酸を添加したMinimum Essential Medium (MEM)では通常の塩化物水溶液中と同様であった。しかし、MEMに血清を加えた培地では電位は低下しさらに腐食抵抗に相当する分極抵抗は低下した。しかし、前記培地溶液を用いて試料上にマウス繊維芽細胞L929を播種して増殖させた場合には、培地中と同様分極抵抗当初低下したが、3日を経過した頃より、分極抵抗は増加に転じた。これは、細胞の被覆率の増大に対応しており、細胞の存在は溶存酸素の拡散を妨げ、腐食反応のカソード過程である酸素還元反応を抑制することが分かった。一方、細胞培養時には局部腐食を生じやすくなっており、付着細胞が形成する閉塞空間がすき間腐食効果を生じ、塩化物イオン、水素イオンの濃縮をもたらし、局部腐食を生じやすく作用したと結論付けることが出来た。以上のように、本研究では細胞培養を含む各種模擬生態環境下での電気化学測定法を確立しステンレス鋼の腐食挙動に及ぼす生体環境の影響を検討することが出来た。各種模擬生態環境中での電気化学測定の手始めとして、分極抵抗法による模擬生体環境中でのTi合金の挙動を検討した。模擬環境として、無機成分のみを含むHanks溶液とたんぱく質、糖類などを含み動物細胞の培養が可能なMEM培地溶液を無菌状態で用いた。TiおよびTi合金ならびにオーステナイト系ステンレス鋼のこれらの溶液中での電位と腐食抵抗を連続的に同時測定した。この測定は無菌状態で行う必要があり、インキュベータ内での無菌状態遠隔電気化学測定システムを確立した。これより、TiおよびTi合金の腐食電位と抵抗は単調に上昇するのに対し、ステンレス鋼では、いったん腐食電位と抵抗は上昇した後に、電位のみふたたび低下することがわかった。TiおよびTi合金では酸化物皮膜の生成・成長が金属のアノード溶解を抑制するのに対し、ステンレス鋼では酸化物皮膜の生成・成長が金属のアノード溶解を抑制するとともに、酸素還元速度に対しても抵抗となることがわかり、両材料間の酸化還元挙動の差異が明らかになった。さらに、動物細胞の培養を開始し、無菌状態を保った状態での電気化学測定を円滑に進めるための、試料容器、測定手順を開発を行った。用いた細胞はマウスの繊維芽細胞L929細胞で、これまでにTiおよびTi合金の細胞培養下での電気化学的に挙動のその場測定に成功した。一方、外部応力下でのTi合金の腐食挙動の検討をおこなった。材料を上記溶液中で定電位保持し、急速なひずみを与えて表面皮膜を破壊し、そのとき生じる新生面の溶解と再不働態化に至る過程を評価した。その結果、TiとTi合金とでは皮膜破壊挙動が異なり、純Tiはすべり変形を生じないと表面皮膜が破壊されないのに対し、Ti合金では弾性変形時での伸びのみで皮膜破壊が生じることが明らかとなった。
構文解析木を対象とするデータ解析法の研究

本研究は,文のデータ解析に知識発見法を利用するが、研究の進め方は以下のように分類できる。(1)作家・作品毎の文データに含まれる計量データを表形式のデータとして探索的なデータ解析法を行う。(2)構文木を解析対象として(2-1)構文木データを数値パラメータ化し,通常の属性/属性値対からなる表式データに変換し(1)の方法で解析する,(2-2)ID3法を拡張して,構文木の構造を直接扱う新しい分析法を開発する。平成8年度の研究計画の策定においては,(1)と(2-2)を中心としてシステムの開発と応用を行った。1.上記(1)の作家の文体研究に関しては,金氏らにより収集された表形式データに対する解析を,本年度も継続して推進し、作家の文体上の特徴を発見する方法を知識発見法Datalogic/Rを用いておこなった。2.解析結果の解釈で必要な視覚化作業を支援する,知識発見サポートシステムDLXの開発も継続して行った。3.得られた結果は,通常の多変量解析によるものと比較して非常に理解しやすいものであり,今後の文体研究に多く使われていくと考えられる。これらの成果は論文として発表した。4.(2-2)の解析木の構造を直接扱い分析を行う新しい方法論を確立し、アルゴリズムの作成、システムの開発をおこなった。昨年度段階の方法論では,構文木のトポロジー的な属性のみを対象としたが、本年度は解析木中の各節点に多くの属性が付随していることに着目し、これらの属性を統一的に取り扱うためにviewpointと周辺の連結された節点の集合field-of-viewを定義し,その内部の属性すべてを拡張されたID3法で分析するシステムの開発を行った。5.4.に述べたシステムを国語学の研究課題として長い歴史を持つ「が」と「は」の用法に適用し知識発見を行った。また利用すべきデータについては,最近市販されたEDRコーパスのその構文情報を用いた。6.5.で得られた結果は、助詞「が」、「は」に関する既知の文法的制約をいくつか発見できたばかりではなく、これら助詞の使用法に関する統計的な性質に対して多くの知見を得ることができた。7.以上で述べた(2-2)の方向での研究成果のまとめは,本重点領域研究の数量的分析班主催の公開シンポジウム「人文科学と数量的分析」で報告した。
生体分子イオンビーム貯蔵リングによる分子ー電子・光子衝突過程の研究

静電型イオン貯蔵リングを用いて生体分子イオンと電子、光子の相互作用を研究した。DNA陽イオンやS. S結合(Sは硫黄)をもつペプチド陽イオンと電子の衝突では、それぞれ4.5 eVおよび6 eV付近に電子捕獲解離による強い共鳴が観測された。また、緑色蛍光蛋白質発色団の負イオンにレーザー光を照射し光吸収解離過程を観測した。光によって励起されたイオンの寿命はイオンの貯蔵時間に依存する。これは入射されたイオンの緩和過程によるものである。(1)静電型イオン貯蔵リングを用いて各種生体分子イオンビームと電子ビームの衝突過程を研究する。生体分子イオン(正、負、多価イオン)と電子の衝突においては電子捕獲、脱離、分子の解離などが起こるが、その反応のメカニズムを解明する。実験方法は、エレクトロスプレーイオン源で生体分子イオンを生成し、質量分析装置で電荷と質量を正確に選別し目的とするイオンのみを静電リングに入射する。電子とイオンの衝突実験では、リング内を周回するイオンに電子ビームを合流させ、衝突によって生成される中性粒子をMCP (micro-channel-plate)で検出する。電子のエネルギーを細かく変えて励起関数を測定する。正イオンの場合は電子捕獲解離過程を経て分子結合の切断によって放出される中性分子を検出することになる。この過程は生体の放射線損傷等とも密接に関連している。(2)さらに、レーザーをリングに導入することによって生体分子イオンによる光の吸収、分解過程を研究する。YAGおよび波長可変OPOレーザー(215-2550nm)を用いて、可視光領域の光を静電リングに導入し、静電リングを周回するイオンビームに照射する。レーザー照射によって生成される中性粒子をMCPで測定する。レーザーの波長をスキャンすることによって吸収スペクトルを測定する。これらの研究によって生体分子イオンと光子の衝突機構を原子レベルで解き明かす。1.プラス1価のDNA2量体イオンビームと電子ビームの衝突によって放出される中性粒子の生成率を電子のエネルギーを変えて測定した。その結果、プロトンを付加したアデニン(dAA)とグアニン(dGG)について4.5eV付近に強い共鳴が観測された。この共鳴はシトシン(dCC)では弱くなり、チミン(dTT)では全く観測されない。その原因を追究するために、分子力学の計算でこれらの分子イオンの構造を求めた。その結果、dAAでは二つのアデニン塩基が接近しているのに対してdTTではチミン塩基が離れているという大きな相違が判明した。さらに、これらの分子にナトリュームイオン(Na^+)を付加したプラス1価のイオンについて同様の実験を行った。その結果、Na^+の付加によって共鳴強度が強まることがわかった。特にdTTの場合はNa^+付加によって新たに4.5eV付近の共鳴が現れる。分子力学による構造との比較によって、この原因はNa^+付加によって2つの塩基が接近したためであることが判明した。このように共鳴が塩基同士の相互作用と密接に関連していることがわかった。これらの結果はChemical Physics Letters誌上で発表するとともに物理学会で発表した。2.緑色蛍光タンパク質(GFP)の発色団分子の負イオンとレーザー光の衝突を研究した。まず、この種の実験技術で問題になっていたレーザー強度のばらつきによるデータの不確定性を解決するためにレーザー強度を各ショット毎に測定してデータを規格化する技術を確立し、スムースな吸収カーブを得ることに成功した。さらに、この吸収カーブの幅が他の研究所において同様の方法で測定された結果と著しく異なるという興味深い事実が判明した。現在、この原因を追究している。1.静電型イオン貯蔵リングと合流型電子標的を用いて、陽子付加およびNa^+付加DNA二量体の一価正イオンと電子の衝突を研究した。衝突によって放出される中性粒子の衝突エネルギー依存性は、典型的な電子捕獲解離のパターンを示す。すなわち、中性粒子生成率はゼロに近い低エネルギーで増加し、且つ、より高いエネルギーで共鳴状のバンプを持つ。このバンプの高さは、付加するNa^+イオンの数と共に増加する。分子力学と半実験的量子化学の計算によって、この現象が塩基-塩基の相互作用によることが判明した。また、Na^+イオンだけでなく、Li^+やK^+イオンでも同様の現象が起ることが確認できた.2.静電型イオン貯蔵リングと波長可変OPOレーザーを用いて、リングに貯蔵された生体分子イオンの光吸収を研究した。従来、液相にある分子の光吸収の研究が行われてきたが、液相では溶媒の影響が大きく、分子単体の光吸収を観測することが困難であった。それに対して、静電リングを用いる方法では光吸収の結果放出される中性粒子を検出することによって高効率で分子単体の光吸収を測定することができる。緑色蛍光タンパク質(GFP)の発色団(chromophore)の負イオンでは波長480nm付近で強い吸収が観測され、吸収のスペクトルがイオンの貯蔵時間によって変わることがわかった。

また、中性粒子放出のthresholdは量子化学で求められている電子親和力と一致する。蛍光色素(5-carboxyfluorescein)の負イオンでは、吸収極大波長が液相で測定された吸収波長だけでなく放出波長領域にまで及ぶことがわかった。現在、この理由を追究中である。葉緑素(chlorophyll a,b)の負イオンの光吸収では吸収スペクトルが液相でのスペクトルと大きく異なる。chlorophyll aの吸収thresholdは、他の方法で求められた電子親和力と一致するが、chlorophyll bは異なる。また、負イオンは一光子吸収であるのに対して正イオンは二光子吸収によると考えられる。1)S-S(Sは硫黄)ボンドはタンパク質構成上の重要な分子結合である。S-S結合を持つペプチド陽イオンに電子が衝突し、吸収される場合にS-S結合が切断される。この現象は衝突エネルギーがゼロ付近で起ることが知られていたが、新たに6eV付近でも起ることを発見した。このような切断はS-S結合を持つ全てのペプチドで起るのでなく、硫黄を含むアミノ酸残基Cysの隣にTyrなどのパイ電子を含むアミノ酸残基が存在する場合に強く起ることがわかった。生体分子イオンの電子捕獲解離は現在ホットトピックスであり、この発見の意義は大きい。2)生体分子が光を吸収し分解する現象は古くから知られているが大部分は液相での研究で、気相での研究は少ない。一方、イオン貯蔵リングを用いればこの現象を気相で、高感度で測定できる。従来、イオン貯蔵リングでの研究はパルスレーザーの発光間隔100msに同期させてイオンを入射していた。一方、分子イオンはイオン源で生成された時点では多くの回転、振動励起状態を含んでいる。このような励起イオンも長い間貯蔵することによって励起状態を緩和させることができる。本研究では、緑色蛍光タンパク質(GFP)発色団(chromophore)負イオンを秒オーダーに及ぶ長い時間貯蔵することによって、光吸収後の励起イオンの寿命がのび、光吸収スペクトルが変る現象を発見した。このことによって、より精密な吸収スペクトルが観測されることになり、この分野の研究に及ぼす意義は大きい。
放射線脳壊死の発症機序解明における神経幹細胞および分化細胞の関与についての研究

本研究では放射線照射後のネクローシス及びアポトーシスの誘導について、神経幹細胞と脳腫瘍細胞を比較した。神経幹細胞または脳腫瘍細胞に対してX線照射し、Acridine Orange及びEthidium Bromideの二重染色によってネクローシスとアポトーシス細胞の割合を測定した。その結果、神経幹細胞はアポトーシスによる細胞死の亢進が認められた。一方で脳腫瘍細胞はアポトーシスに対して抵抗性であった。また、神経幹細胞ではp53のリン酸化の亢進が認められた。さらに、バイスタンダー効果について解析したところ、神経幹細胞におけるX線誘発のアポトーシスの多くは直接効果によるという予備的な結果が得られた。平成25年度は、脳を構成している細胞と脳腫瘍細胞それぞれの放射線に対する感受性の違いについて明らかにすることを目的とした。正常のマウス神経幹細胞HKNSCおよびヒト神経膠芽腫細胞A172を用いて、X線および炭素線による増殖と細胞死誘発率を指標とした放射線感受性の違いについて検討を行った。細胞播種後翌日にX線(200 kV)照射を行い、照射後96時間まで24時間毎に細胞数を計数し、増殖曲線を作成した。両細胞ともに線量が高くなるにつれて増殖率の低下が見られた。また、HKNSCはA172に比べて、増殖率が顕著に低下した。さらに非照射群が対数増殖を示している照射後72時間において、非照射群の増殖率を1とした時の各照射群の増殖率から線量-増殖率曲線を作成し、増殖率が50%となる線量でHKNSCとA172の放射線感受性比較したところ、HKNSCはA172の約4倍感受性である事が分かった。さらに、照射後の後期アポトーシスおよびネクローシス誘発率を算出したところ、HKNSCではアポトーシスの寄与が高く、ネクローシスはほとんど誘発されなかった。一方、A172ではアポトーシスの誘発はほとんどなく、ネクローシスの寄与も低かった。これらの結果は炭素線照射(290 MeV,拡大ブラッグピーク60 mmの中心点)でも同様の傾向が見られた。よって、正常組織と脳腫瘍組織の細胞間で放射線感受性が著しく異なること、そして誘発される細胞死のモードが異なる事を明らかにした。がん治療成績が向上しつつある現在では、患者のQOL(Quality of Life)を高めるため多くの試みが行われている。放射線治療は患者QOLを高く維持することが可能であるが、正常組織への影響を抑えたさらなる治療法の開発が求められている。脳腫瘍に対しては放射線治療が多く試みられているが、高いQOLを維持した治療法の確立は未だ困難である。本研究では脳腫瘍に対する放射線治療後の放射線障害(副作用)として挙げられる放射線脳壊死(ネクローシス)およびアポトーシスの誘導について、神経幹細胞と脳腫瘍細胞(グリオブラストーマ)を比較検討した。さらに放射線誘発バイスタンダー効果による影響を検討した。本研究では神経幹細胞または脳腫瘍細胞に対してX線を照射し、Acridine Orange及びEthidium Bromideの二重染色によってネクローシス細胞の割合を測定した。アポトーシス細胞については、上記二重染色に加え、アポトーシスの典型的な形態変化である核の凝集も指標として測定した。本実験により、神経幹細胞はアポトーシスにより細胞死が生じていることが明らかになった。一方で、脳腫瘍細胞はアポトーシスに対して抵抗性であることが明らかになった。また神経幹細胞では、アポトーシスの誘導に必要なp53 Ser15のリン酸化が亢進していた。p53をリン酸化するATMの活性化レベルも脳腫瘍細胞において亢進が認められた。さらにバイスタンダー効果について解析した結果、神経幹細胞と脳腫瘍細胞の場合、X線誘発の細胞死に関しては多くは直接効果によると考えられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。放射線生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。大学内に設置・利用していたX線装置が昨年後期より施設改修の為に使用出来なくなってしまったため、X線照射実験がやや遅れ気味である。今後の実験系として異種細胞間のバイスタンダー効果について検討を行う予定であるが、平成25年度までに使用してきたマウス神経幹細胞とヒト神経膠芽種細胞の組み合わせで、予備的に共培養実験を行い、細胞死の検出を行ったところ、照射された神経膠芽種細胞から非照射の神経幹細胞への細胞死の誘発が見られなかった。この理由の一つとして、動物種の違いなどが考えられたため、平成26年度はヒト神経幹細胞を用いて実験を遂行する。ヒト神経幹細胞に関して、放射線照射による増殖と細胞死への影響について検討を行い、共培養実験を試みる。また、神経幹細胞から分化させた分化細胞に関しての影響をみるため、分化誘導条件の検討を並行して行う。
MDM2を中心とした食道扁平上皮癌の化学放射線抵抗性因子と新規分子標的薬の研究

本研究は、食道扁平上皮癌に対する化学放射線療法(CRT)効果予測因子の解明と集学的治療戦略の確立を目的として、CRT抵抗性関連因子であるMurine Double Minute 2 (MDM2)などの各種マーカーのCRT抵抗性や予後への関わりをより明確にし、さらにMDM2を標的とするMDM2阻害薬の癌やCRT抵抗性に関してin vitro、in vivoより基礎データを得ることによって、特にMDM2をマーカーとして用いた食道癌の治療戦略の策定と、前方視的臨床研究への足掛かりをつくることを目的としている。今年度は研究計画書に従って、根治的CRT症例、術前CRT手術症例、術前化学療法手術症例、根治的CRT後救済手術症例に関して東北大学病院食道外科グループのデータベースおよびカルテからCRT・化学療法の感受性や予後、臨床病理学的因子などのデータを抽出した。放射線併用の化学療法に関しては5FU・CDDP(FP)の2剤の症例とDocetaxelも加えた3剤(DCF)の症例も含み抽出した。この併用化学療法に関しては特に頸部食道癌についてDCF3剤の方がFP2剤よりも完全奏効率が高く有意差はないものの生存率向上に寄与していることが示され、CRT感受性の検討については留意すべき臨床項目である考えられた。また、術前CRT手術症例に関しては治療前生検組織標本(54症例)・手術切除標本(66症例)を選択し、各症例について、術前治療前後の上部消化管透視検査・内視鏡検査、CT・PET-CT検査を用いた臨床的治療効果度を収集し、パラフィン包埋ブロックより薄切標本を作製、HE染色およびMDM2を始めとした細胞周期関連因子、細胞増殖因子などを免疫染色した。また症例の最新予後調査を行った(カルテ・郵送アンケート調査)。根治的CRT症例、術前CRT手術症例、術前化学療法手術症例、根治的CRT後救済手術症例に関してデータベース・カルテを用いたデータ抽出、術前CRT手術症例の治療前生検組織標本・手術切除標本についてのパラフィン包埋ブロックからの薄切標本作製、HE染色および免疫染色に関しては概ね計画通りに進んでいる。今年度抽出したデータを整理し、CRTや化学療法について関連を見ていく。術前CRT手術症例の治療前生検組織標本・手術切除標本についてはHematoxylin - Eosin染色にて、生検組織標本については改めて腫瘍の分化度、形態の評価、手術摘出標本については、腫瘍の深達度、分化度、浸潤様式、リンパ管侵襲、静脈侵襲、術前治療効果度を評価する。また、MDM2を始めとしたマーカーの免疫染色の評価も行い、各々の関連や臨床病理学的因子との関連を調査する。免疫染色マーカーに関してはまだ限定的で、さらに種類を増やして染色を行っていく。新規の症例は随時追加を検討していく。

データ解析用準備物品や、組織標本の病理学的検索のための染色において、当施設の設備をできる限り用いたことと、免疫染色の抗体についてまだ限られたものしかできていないことで支出が想定より抑えられた。免疫染色に関してはさらに種々の抗体・薬品を購入し行うことと、データの解析結果の学会発表、論文作成を引き続き行っていく。
高温ケミカルヒートポンプと熱電変換デバイスを複合した熱電併給システムの開発

本研究では酸化カルシウム/酸化鉛/二酸化炭素反応系を用いた熱駆動ケミカルヒートポンプに熱電変換デバイスを結合した可動部のないエネルギー変換システムの開発を目的としている。熱天秤を用いた従来の基礎的研究により、高温側の酸化カルシウム/二酸化炭素反応系も低温側の酸化鉛/二酸化炭素反応系も基本的な反応特性は把握されているので、本年度は、高温反応系の実証を中心に検討した。そこで、反応試料も試薬ではなく、実用的なものとして寒水石(98%CaCO_3)を用いた。本研究で製作したケミカルヒートポンプ試験機にこの試料600gを充てんして炭酸化反応圧力3気圧で実験した結果、電気ヒ-タにより900°Cで蓄熱し、980°Cに昇温して出力できることを確認した。さらに、ケミカルヒートポンプで重要な繰り返し反応耐久性の実験を行い、初期数サイクルで反応活性の低下がみられたが、その後は初期活性の30%程度の活性が持続されることを確認した。本ケミカルヒートポンプ試験機で炭酸化反応の圧力を3気圧より高くすることによりさらに高い温度における熱出力も可能であるが、その場合には試料粉体内部の伝熱の改善を図らないとホットスポットが形成され、試料が焼結して反応活性が急激に低下することが明らかになった。なお、年度途中で海外出張が決まったため熱電変換の実験はできなかったが、出力温度レベルが確認されたので、この温度レベルに対応する熱電変換デバイスを選定して研究を継続する予定である。
先天性心疾患児における低酸素による脳の解剖学的異常と高次脳機能障害への影響の解明

近年、先天性心疾患(CHD)の診断および治療の進歩に伴い、複雑CHDにおける生存率も飛躍的に向上したが、一方で、成長と共に神経学的後遺症が高頻度に認めることが明らかになってきた。我々は、CHD児においては特異的な発達障害がみられ、同時に、これらの児では脳磁気共鳴画像(MRI)上、脳容積は正常に比べ減少しており、低酸素の持続と関連があることを報告した。本研究では、I.CHD児の1歳、3歳、6歳での精神神経発達の追跡調査を行い、発達障害の特異性を調べ、II.術後乳児早期から、MRI撮像で脳容積と拡散異方性を評価し、III.MRI所見と周術期因子を含めた背景情報を解析し、精神神経発達の予後予測因子を明らかにすることを目的とする。特に、前頭前野の発達が著しい新生児・乳児早期の脳発達異常と、就学時に明らかになる学習障害などの高次脳機能障害との関連性を解明する。CHD児に見られる精神発達や行動異常は、全体的な知能は保たれているのにもかかわらず、認知や注意欠陥/多動性,視覚と運動の統合,遂行機能,言語の遅れなど高次脳機能障害にかかわり、発達のプロフィールに偏りがある。しかも、これらの異常は、就学時に初めて明らかになることが多い。CHD児の精神運動発達の追跡調査を引き続き行っており、現在は、学童期の心理発達検査として、WISC-IVを実施し、頭部MRI画像の撮像を行い、脳の機能的、器質的な病因を研究している。頭部MRI画像解析においては、当教室に解析用のパソコン機器を導入し、よりよい画像解析方法を探求した。研究成果の一部を、2016年3月に行われた富山国際シンポジウムで平岩が発表した。その内容をもとに論文を作成中である。また、乳幼児期の発達検査結果が、学童期のIQと学校での学習支援の有無にも相関があることがわかってきた。その内容を2016年7月の日本小児循環器学会で発表した。また、乳幼児期の発達検査結果と学童期のIQとに相関があることがわかってきた。それを日本小児循環器学会で発表する予定である。より良い画像解析方法の検討を行ったため、現在の解析方法が定まるまでに時間を要した。乳幼児期に発達検査、頭部MRI検査を行った児が学童期に入っており、頭部MRI検査を現在行っている。ただし、対象の児、遠方に在住している、ご家族一緒にいらっしゃる必要などもあり、予定がうまく合わない場合もある。撮像予定としている児のMRI検査はまだ終了していない。