hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨格筋幹細胞の維持基盤に基づいた、運命決定機構の解明

;FIcinを用いた基底膜除去筋再生モデルを確率し、in vitroにおけるNrf2欠損MuSCsの一つの要因は基底膜であることを示唆する結果を得ることができた。研究計画3カルシトニン受容体シグナルを介した「活性化ブレーキ」の同定;catalytic domain PKAを発現するマウスにより、CalcR欠損MuSCで見られる静止期の異常が全て改善できることを明らかにした。また、計画当初では、PKAの標的としてCREBをあげていたが、PKAの標的はCREB以外であることを明らかにした。申請書で掲げた三つの研究計画とも確実に進展し、研究計画1,2に関しては現在論文投稿を行っている。また研究計画3に関しても、当初の予定とは異なったが、MuSCにおけるPKAの標的候補を同定しており、現在詰めの検討を進めている。骨格筋幹細胞(MuSC: Muscle stem cells)は筋衛星細胞ともよばれ、骨格筋の成長・再生に必須の細胞である。申請者はこれまでの科学研究費助成により、Notchシグナルとカルシトニン受容体によるMuSC維持の分子基盤(未分化性・静止期)を明らかにすることができた。その結果より、次の4個の新たな課題が見つかった。1筋再生過程でのMuSC自己複製におけるNotch effector遺伝子(Hey1とHeyL)の寄与。2Hey1とHeyLのin vivoとin vitroでの表現型の矛盾。3Notch-Hey1/Lにより制御されるNrf2欠損MuSCのin vivoとin vitroでの表現型の劇的な違い。4静止期から活動期への移行を抑制しているカルシトニン受容体-cAMP-PKAの下流分子スイッチの正体である。そこで、本申請課題ではこれまでのMuSC維持基盤に基づいた、運命決定機構の解明を目的として上記4つの課題に対して検討を行った。本年度は、研究計画1、2ではMuSCの分化抑制機構として、HeyL-Hes1、Hey1-Hes1の二種類のヘテロダイマーが機能していることを明らかにし、研究分担者と共に「Development, 2019」に論文を発表した。研究計画3では、基底膜依存的なシグナルとNrf2がMuSCの生存に働いていることを明らかにし、「J. Cell. Physiol., 2019」に論文を発表した。研究計画4では、カルシトニン受容体によるMuSCの静止期維持メカニズムを検証し、PKAを介したHippo経路の活性化がMuSCの静止期維持の本体であることを見出し、現在論文を投稿している。また、国際共同研究によりカルシトニン受容体のシグナルがNotch依存的に発現するColVであることも明らかにし(Nature, 2018),ヒト・マウスにおけるカルシトニン受容体と加齢との関連も明らかにした(J. Cachexia Sarcopenia Muscle Rapid Commun, in press)MuSCの未分化性に関しては、まずはHeyL-Hes1をモデルとした検討を進めているが、Chip-seqで現在の仮説を支持する結果が得られなかった場合には、研究分担者が準備している、他の相互作用分子同定に主軸をおいた検討をする。
生動物の求心性神経２光子イメージングによる皮膚温度センシング機構のシステム同定

生体(哺乳類等)の体温調節にとって、外部環境と接する身体表面皮膚における温度センシングは極めて重要である。この皮膚温度センシングは、皮膚に分布する求心性神経を柱として、直接間接に行われ、脳に温度情報を伝達する。ところが、温度センサー分子の発見や電気特性解析、KOマウスの行動解析の研究が進んだ現在においても、皮膚求心性神経が、皮膚組織の内部において実際にどのように温度を感知するのか、その温度センシングの細胞レベルの実像は依然として明らかではない。これは生体の体温調節機構を理解するのに必須な、温度生物学の重要な課題である。そこで本研究は、温度刺激(熱と冷却)を定量的に負荷し、それに対する皮膚求心性神経の温度センシング機構を生動物2光子イメージングや生体システム同定で解明することを目的とする。平成29年度には、次の項目AとBを行った。A.閉ループ型の高精度な温度刺激負荷制御システムの開発:制御工学による閉ループ型装置開発技術を活用し、半導体による局所皮膚温度計測ー制御部PCー発熱冷却モジュール(ペルチェ素子)の閉ループ制御下に、局所皮膚温を調節する技術を開発し、改良した。局所皮膚組織に、システム同定用の工学信号(白色雑音様や階段状, 050°C)の温度刺激など、自在に温度刺激を、前年度よりも精確に負荷できるようになった。B.皮膚求心性神経の生動物2光子イメージング:局所皮膚組織の生動物2光子イメージング実験技術を改良し、ならびに開発した全身の求心性神経特異的にCa蛍光プローブを発現させたラット(Nav-Cre::GCaMP6fflox)を利用し、局所皮膚組織に分布する皮膚求心性神経の終末活動の、温度変化への応答をリアルタイムに細胞レベルで可視化する実験を重ねると共に、温度帯域による神経応答の特性を解析した。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度には、次の項目AとBを行った。A.閉ループ型の高精度な温度刺激負荷制御システムの開発:制御工学による閉ループ型装置開発技術を活用し、半導体による局所皮膚温度計測ー制御部PCー発熱冷却モジュール(ペルチェ素子)の閉ループ制御下に、局所皮膚温を調節する技術を開発した。局所皮膚組織に、システム同定用の工学信号(白色雑音様や階段状, 050°C)の温度刺激など、自在に温度刺激を精確に負荷できるようになった。B.皮膚求心性神経の生動物2光子イメージング:局所皮膚組織の生動物2光子イメージング実験技術応募者を整備し、ならびに新規開発した全身の求心性神経特異的にCa蛍光プローブを発現させたラット(Nav-Cre::GCaMP6fflox)を利用し、局所皮膚組織に分布する皮膚求心性神経の終末活動の、温度変化への応答をリアルタイムに細胞レベルで可視化した。難度の高い、末梢神経の2光子イメージングの技術に見通しがついたため。B.皮膚求心性神経の生動物2光子イメージング:局所皮膚組織の生動物2光子

イメージング実験技術を改良し、ならびに開発した全身の求心性神経特異的にCa蛍光プローブを発現させたラット(Nav-Cre::GCaMP6fflox)を利用し、局所皮膚組織に分布する皮膚求心性神経の終末活動の、温度変化への応答をリアルタイムに細胞レベルで可視化する実験を重ねると共に、温度帯域による神経応答の特性を解析した。計画の通りに進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒト中腎系組織の解明と、卵巣腫瘍の組織発生学的分類“中腎説"の完成へ

胎生期の中腎組織は生後、痕跡器官(ガートナー管・副卵巣)として遺残するが、その遺残組織から多様な形態を呈する腫瘍(mesonephric remnants tumor)が発生し(ブレンナー様腫瘍、奬液性腫瘍・粘液性腫瘍、セルトリ細胞様腫瘍など)、これらは卵巣腫瘍と極めて類似していることが報告されているが、その詳細は不明であった。しかし、性腺内上皮も副卵巣も中腎由来であり、発生組織が共通であるとする中腎説では、容易に説明可能となった。また、卵黄嚢腫瘍と呼ばれてきた腫瘍は、多様な組織型を示す腫瘍で、ヒト胎生期の卵黄嚢を模倣組織とするとされてきた。しかし、その名称と異なり、腫瘍の組織諸型はラット内胚葉洞には若干の類似性があるものの、ヒト卵黄嚢とは類似性が認められず、ヒト卵黄嚢を組織発生とするには多くの疑問が報告されてきた。一方、卵巣腫瘍の新分類「中腎説」からその存在が推測される中腎糸球体を模倣組織とする「中腎糸球体腫瘍」を解明するために、中腎糸球体とその周囲の構造を分析したところ、1.中腎糸球体の形成初期に毛細血管を取込まなかった細菅先端の構造、2.中腎細管から原始性策が発生するときの索状構造、3.中腎糸球体構造、4.中腎細管構造、5.細管内に分泌物を貯え、細胞成分が網状に配列した構造を認め、更に、中腎糸球体の周囲の索状構造を呈する細胞内に、α-fetoprotein、α1-antitrypsinを組織化学的に証明した。以上より、中腎糸球体腫瘍は、組織学的・組織化学的に従来より分類されてきた卵黄嚢腫瘍、またはその大部分に一致していると考えられた。卵巣腫瘍のうち、従来より卵黄嚢腫瘍(内胚葉洞腫瘍)と呼ばれてきた腫瘍は、多様な組織型を示す腫瘍で、ヒト胎生期の卵黄嚢を組織発生(模倣組織)とするとされてきた。今回、前回に引き続き、卵巣腫瘍の新分類「中腎説」からその存在が推測される中腎糸球体を模倣組織とする「中腎糸球体腫瘍」を解明するために、中腎糸球体とその周囲の構造を分析し、卵黄嚢腫瘍と分類されている腫瘍との類似性を検討した。結論:以上より、中腎糸球体腫瘍は、組織学的・組織化学的に従来より分類されてきた卵黄嚢腫瘍、またはその大部分に一致していると考えられた。また、ヒト卵黄嚢の類似する卵黄嚢腫瘍の組織型は認められなかった。胎生期の中腎組織は生後、痕跡器官(ガートナー管・副卵巣)として遺残するが、その遺残組織から多様な形態を呈する腫瘍(mesonephricremnants tumor)が発生し(ブレンナー様腫瘍、漿液性腫瘍・粘液性腫瘍、セルトリ細胞様腫瘍など)、これらは卵巣腫瘍と極めて類似していることが報告されているが、その詳細は不明であった。

一方、卵巣腫瘍の新分類「中腎説」からその存在が推測される中腎糸球体を模倣組織とする「中腎糸球体腫瘍」を解明するために、中腎糸球体とその周囲の構造を分析したところ、1.中腎糸球体の形成初期に毛細血管を取込まなかった細管先端の構造、2.中腎細管から原始性索が発生するときの索状構造、3.中腎糸球体構造、4.中腎細管構造、5.細管内に分泌物を貯え、細胞成分が網状に配列した構造を認め、更に、中腎糸球体の周囲の索状構造を呈する細胞内に、α-fetoprotein、α1-antitrypsinを組織化学的に証明した。以上より、中腎糸球体腫瘍は、組織学的・組織化学的に従来より分類されてきた卵黄嚢腫瘍、またはその大部分に一致していると考えられた。
協調する系としての両手の観察

1歳3か月から4歳までの一人の乳児の食事の発達を縦断的に観察した。観察は対象児の家庭の一ヵ月で一回の食事をビデオで記録する方法で行った。食事場面に観察できる発達の全体を記述することを試みた。記述したのは、両親と乳児の距離、両親の発話、両親による乳児の食事の手による指示、食事時にテレビがついているか否か、食材、乳児の両手の動き、乳児の発話、乳児による道具の使用、乳児の手のmicro-exploration、乳児の手のポ-ズなどであった。結果として、発達の初期においては両親の手が乳児の食事をガイドしている。つまり食材の転換が両親によってなされているが、3歳後半から、食材の転換が乳児の手のmicro-explorationや乳児の手のポ-ズによって行われる。この時期あたりから、乳児自身の行為による先端で、食材の独特な系列化の仕方が発生することが明らかになった。具体的には乳児は3歳後半に、「ご飯」と「おかず」を交互に食べるリズムを獲得することが明らかになった。両手の協調については(1)主たる手を支持する手が空中で停滞することが、主たる手をフォローするように変化する、(2)動きが同期しはじめると同時に、それぞれが独自に動きはじめる。(3)主たる手を支持する手が主たる手の動きを先取りすることがある、などのことが発見された。
生体系における自己組織化・秩序化過程の統一的解明－水を主役として－

蛋白質の熱安定性には周辺の水が重要な役割を果たしていることがわかっており、蛋白質の安定性を評価するために水和熱力学量を求める方法が求められている。しかし、蛋白質の水和をよく再現することができる従来の手法は計算コストが高く、実用的ではない。Generalized Born (GB)法とMorphometric Approach (MA)を組み合わせた計算法を開発し、水和熱力学量の計算によく用いられる液体論や分子動力学(MD)シミュレーションの計算コストの削減を行った。我々の手法では、任意の水和熱力学量を溶質の4つの幾何学的指標(排除体積V、露出表面積A、平均曲率の積分値X、ガウス曲率の積分値Y)とGBエネルギーの線形結合で表現する。一度係数が求まると、任意の形状の溶質の水和自由エネルギーを幾何学的指標とGBエネルギーの計算だけで求めることができる。この方法によって従来の方法で得られた水和自由エネルギーを再現でき、かつ劇的に計算時間を短縮することができた。p53蛋白質のC末端(p53CTD)は水溶液中では特定の構造を取らないが、複数のターゲット蛋白質と結合することができ、ターゲットごとに異なる構造へと折り畳むことによって結合することが知られていた。p53CTDの結合と構造変化のメカニズムを明らかにするため、p53CTDと4種類のターゲット蛋白質との結合における水和熱力学量変化を積分方程式理論を用いて計算し、水の影響を調べた。すべての結合において、水のエントロピー効果が支配的であることがわかった。結合における静電およびvan del Waals的なエネルギー利得は、結合時の水との水素結合の切断によるエネルギー損失によってほぼキャンセルされてしまうことがわかった。また、同じ解析方法により、アクチンとミオシンの結合も水のエントロピー利得に駆動されていることを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。糖添加による蛋白質の熱安定性の上昇のメカニズムを溶媒の並進配置エントロピーの観点から解明した。糖濃度を上げると溶媒のエントロピーの溶質-溶媒多体相関の排除体積依存項が支配的になることがわかった。糖添加によって溶媒の混み合いが激しくなり、混み合いを減らすために排除体積の小さい天然構造がより安定になることを意味している。糖の種類による安定性上昇度の違いも再現することができた。多剤排出機構を持つAcrA-AcrB-TolC複合体のうちTo1Cの多剤排出のメカニズムを解明した。溶媒のエントロピーによって薬剤はTolCの中心軸付近でトラップされ、TolC内壁に結合しないことがわかった。TolCの形状を変形させることによって、TolC内部の平均力ポテンシャル場を変化させ、薬剤を排出することができた。この排出機構は溶媒のエントロピーのみで実現できるため、薬剤の極性や荷電性に依存しない多剤性を有している。自由エネルギー関数(溶媒のエントロピー変化と脱水和のペナルティーの和)を用いた新しい熱安定性の指標を用い、アミノ酸の置換によって熱安定性がどの程度上昇または下降するかを予測した。Modellerで残基を置換した候補構造を多数作成し、その中から自由エネルギー関数が最も小さいものを選び、それをミュータントの構造とした。残基の置換による熱安定性の指標の変化と変性温度変化の実測値との間に高い相関があることがわかった。以上の研究成果から溶媒の並進配置エントロピーが蛋白質の折り畳みや機能などの自己組織化・秩序化過程において主要な役割を果たしていることが明らかになった。剛体球溶媒では水中における蛋白質の折り畳み・変性を一部再現できないが、その理由は明らかにされていなかった。剛体球溶媒と水との違いを明らかにするために、それぞれの溶媒における蛋白質の折り畳み・変性への溶媒エントロピーの効果の違いを調べた。剛体球溶媒と水では溶媒のエントロピーの溶質-溶媒間多体相関成分(つまり混み合い効果)が大きく異なっていることがわかった。水中での蛋白質の安定性において、混み合い効果が支配的な役割を果たしており、この成分が水の特性を決定づけていることがわかった。グラム陰性菌が持つAcrBは3つのプロトマーから成り、プロトマーの状態を回転させることによって、薬剤の取り込みと排出を実現しているが、全体的な回転機構および回転とプロトン結合・解離との関係は未解明であった。AcrBの回転における溶媒のエントロピーの変化を分析し、回転の物理描像の構築を行った。AcrBのそれぞれのプロトマーの分子内パッキングが非対称になっており、溶媒のエントロピー効果によって、各プロトマーの大きな構造変化を実現できていることがわかった。折り畳みにおける溶媒のエントロピー変化と水素結合の変化の効果を取り入れた熱安定性の指標を提案し、この指標を用いて、アミノ酸の置換によって熱安定性がどの程度上昇または下降するかを予測した。この予測手法は、パラメタフィッティングを用いていないにも関わらず、従来の予測手法と同等の予測性能があることがわかった。

しかし、蛋白質の水和をよく再現することができる従来の手法は計算コストが高く、実用的ではない。Generalized Born (GB)法とMorphometric Approach (MA)を組み合わせた計算法を開発し、水和熱力学量の計算によく用いられる液体論や分子動力学(MD)シミュレーションの計算コストの削減を行った。我々の手法では、任意の水和熱力学量を溶質の4つの幾何学的指標(排除体積V、露出表面積A、平均曲率の積分値X、ガウス曲率の積分値Y)とGBエネルギーの線形結合で表現する。一度係数が求まると、任意の形状の溶質の水和自由エネルギーを幾何学的指標とGBエネルギーの計算だけで求めることができる。この方法によって従来の方法で得られた水和自由エネルギーを再現でき、かつ劇的に計算時間を短縮することができた。p53蛋白質のC末端(p53CTD)は水溶液中では特定の構造を取らないが、複数のターゲット蛋白質と結合することができ、ターゲットごとに異なる構造へと折り畳むことによって結合することが知られていた。p53CTDの結合と構造変化のメカニズムを明らかにするため、p53CTDと4種類のターゲット蛋白質との結合における水和熱力学量変化を積分方程式理論を用いて計算し、水の影響を調べた。すべての結合において、水のエントロピー効果が支配的であることがわかった。結合における静電およびvan del Waals的なエネルギー利得は、結合時の水との水素結合の切断によるエネルギー損失によってほぼキャンセルされてしまうことがわかった。また、同じ解析方法により、アクチンとミオシンの結合も水のエントロピー利得に駆動されていることを明らかにした。現在までの研究で、蛋白質の熱安定性における溶質-溶媒間の多体相関の重要性、AcrBの多剤排出機構、アミノ酸置換による安定性変化のメカニズムを溶媒の並進配置エントロピーの観点から解明することに成功した。これらは、自己組織化・秩序化過程において溶媒の並進配置エントロピーが主要な役割を果たしているという我々の考えを指示する結果であり、溶媒の並進配置エントロピーの多体相関成分を基軸とした普遍的な理論体系を構築する上で大きな発展である。27年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き、溶媒の並進配置エントロピーの観点から、1塩の添加効果、2ABCトランスポーターの多剤排出機構、3自由エネルギー関数とバイオインフォマティクスの手法を組み合わせた立体構造構造予測法の開発、4アミノ酸置換による熱安定性変化の予測、についての研究を行う。溶媒の並進配置エントロピーが様々な生体系自己組織化・秩序化過程において主要な役割を果たしていることを明らかにし、溶媒の並進配置エントロピーの多体相関成分を基軸とした普遍的な理論体系を構築することを目指す。現在までの研究で、糖の添加効果、TolCの多剤排出機構、アミノ酸置換による安定性変化のメカニズムを溶媒の並進配置エントロピーの観点から解明することに成功した。
インダス文明青銅器の金属分析を起点とした熱処理型高錫青銅の発生と東西伝播の研究

錫を15%以上含む青銅合金は、鋳造法もしくは熱間鍛造法によって成形され、仕上げに焼き入れ熱処理が施されることから、我々はこれを熱処理型高錫青銅と呼んでいる。この技術は古くは古墳時代に日本へ伝来し、現在においてもアジア地域を中心に残されているが、その起源と伝播経路を明らかにするため、インドで出土した紀元前の遺物の成分分析や金相学的調査を行った。現時点で最も古いのは、メガリス期の遺跡から出土した銅鋺であり、紀元前1千年紀の前半には登場したことがわかった。一般に、10%以上の錫を含む青銅は高錫青銅と称せられる。錫の含有量が15%を超え、25%以下のものは、冷間加工することが極めて難しく、β固溶体領域に加熱された後、鍛造加工などが施される。また、室温における高い靭性を得るために、焼入れ熱処理が施されるというユニークな特徴をもつ。我々はこれを「熱処理型高錫青銅」と呼ぶことを提唱している。これはアジアでのみ盛行し、日本にも「佐波理」として古墳時代には伝来している。現在のところ、モヘンジョダロやハラッパなど、インダス文明の遺跡で最古のものが確認されており、起源地である可能性が高いが、熱間加工や焼き入れが実際に施されたかは不明である。本研究においては、インダス文明青銅器を多数分析し、その器種、合金種、製作方法のデータを基軸として、(1)起源地の特定、(2)製作技術の伝播経路解明、に取り組む。さらに、復元鋳造実験による材料特性の評価データから(3)盛行と衰退の理由を明らかにする。平成24年度の研究成果を下記に示す。(1)インダス文明期の遺跡のひとつ、ミタータル遺跡出土の青銅器資料30点余を分析したところ、その多くが砒素銅であり、高錫青銅は確認できなかった。ただし、調査できたのはバングルや斧等であり、鏡などはなかったので、今後、椀、水瓶、馬具などがないか追跡調査をしていく。(2)鉄器時代の遺跡(マフルジャリ、ライプール)出土の資料からサンプリングし、分析した。銅鏡が熱処理型高錫青銅で作られており、焼き入れの痕跡も見いだすことができた。(3)含有する錫量を変えた熱処理型高錫青銅を作製し、熱処理条件と金属組織の関係について考察した。今後、破壊靭性値の評価などを行っていく予定にしている。,本研究では、インダス期およびそれ以降の古代のインドにおける青銅製品の金属組織を調査することで、錫を15%25%含む熱処理型高錫青銅の製造技術の起源地と時期、製作技術の伝播経路、アジアにおける盛行と衰退の理由を明らかにすることを目的としている。平成25年度の研究成果を下記に示す。1インドにおける金石併用期の資料としてデカンカレッジ収蔵のNEVSA遺跡の出土遺物から、分析用のサンプルを40点強採取した。種類としては、馬具、鋺、ワイヤ、指輪、腕輪、釣り針、釘などである。これらについては、現在、資料の整理と分析のための前処理作業を進めているところであり、終了次第、分析に着手する予定である。分析項目としては、成分分析、組織評価、X線回折による腐食層の同定、硬さ試験等を計画している。また、他機関と連携し、鉛同位体分析を行う予定であり、25年度にはこの目途をつけた。これによって、インドにおける素材の産地に関する情報が得られると期待できる。また、新しい資料の提供先として、ナグプール大学やナグプールの考古局の担当者とディスカッションを行い、複数の資料の提供を受けた。これらについては、分析を完了しており、なかには、熱間鍛造後、焼き入れ熱処理をされた資料が含まれていた。2平成25年5月26日に本学で開催した研究会「青銅器総合研究会古代青銅器技術研究から21世紀の青銅器展開へ」において、中国の研究者とディスカッションを行い、中国における高錫青銅の製作について情報を得た。3得られた青銅のデータから、復元鋳造を行い、得られた試験片をもとに、熱処理型高錫青銅の熱処理前後における破壊靱性値を評価した。本研究では、インダス期およびそれ以降の古代インドにおける銅・青銅品の金属組織を調査することで、錫を15%25%含む熱処理型高錫青銅の製作技術の起源地と時期、伝播経路、アジアにおける盛行と衰退の理由を明らかにすることを目的としている。平成26年度の進捗状況と研究成果を以下に示す。【熱処理型高錫青銅の起源探索】1資料の選定:バローダ大学において所蔵品の調査を実施した。現地で高錫青銅の性質、製作技法状の特徴に関する講演を行い、今後の研究協力について協議した。また、ナーグプル大、ナーグプル考古局を訪問し、分析用資料を入手、その一部については、既に成分分析および金属組織調査を終えている。残る資料についても、引きつづき、分析を行っていく予定である。ナーグプル大学とは共同研究の覚え書きを締結し、次年度も古代の資料を採取し、分析に供する予定にしている。2非破壊調査:バローダ大学の資料の一部について、マイクロスコープによる組織の直接観察の可能性を検討したが、腐食の程度が著しく、非破壊での金属組織採取はできないことが判明した。さらに一部の資料について、レプリカ法による金属組織観察も試みたが、金属組織の採取には至らなかった。3高錫青銅製品の解析:成分分析、金属組織評価を進めるとともに、鉛同位体比分析についても着手した。

【熱処理型高錫青銅製作技術の伝播経路探索】タイのバンドンターぺット遺跡をはじめとして、複数の遺跡から出土した資料からサンプル採取を行い、分析を実施した。次年度もこの調査は継続して行う。【熱処理型高錫青銅の材料特性の調査】二元系、三元系高錫青銅の熱間加工性について実験を行い、その結果についてはアジア鋳造技術史学会京都大会で発表した。【学会発表】上記のようにアジア鋳造技術史学会で発表したほか、欧文誌に研究成果を報告した。青銅に含まれる錫が10%以上になると室温での加工が困難になるため、これを一般に高錫青銅と称する。さらに、錫の含有量が15%を超え、25%以下のものは、熱間加工で成形され、その後、室温における高い靭性を得るために、焼入れ熱処理が施されるというユニークな特徴をもつ。我々はこれを「熱処理型高錫青銅」と呼ぶことを提唱している。これはアジアでのみ盛行し、日本にも「佐波理」として古墳時代には伝来している。現在のところ、インドで最古のものが確認されており、起源地である可能性が高い。本研究においては、ハラッパ遺跡出土品を含むインダス文明青銅器を多数分析し、その器種、合金種、製作方法のデータを基軸として、1起源地の特定、2製作技術の伝播経路解明、に取り組む。さらに、復元鋳造実験による材料特性の評価データから3盛行と衰退の理由を明らかにする。これまで、ギルンド、ファルマナ、クンターシ、ミタータルといったインダス期に属する遺跡から出土した金属片を100点余り、イナムガオン、ネヴァサといった金石併用期に属する金属資料を100点あまり、そして、それに続くメガリス期の遺跡(マフルジャリ、ラーイプル、ナーイクンド、ボルガオンなど)から出土した金属資料の成分分析ならびに金属組織観察を行った。また、原材料の生産地をしるために、鉛同位体比分析も行った。現在、得られたデータから起源地や伝播経路を紐解くための考察を行っているところである。また、日本へ続く高錫青銅の伝播を知るための東南アジアにおける青銅器調査も開始し、一部、成分分析等を実施している。分析資料は順調に収集し、解析も順次行っているところである。ただし、目的の起源地の特定、伝播経路の解明の達成のためには、さらなる資料収集が必要であることがわかってきており、最終年度においても資料収集を続けていく方針である。本研究においては、インダス文明青銅器を多数分析し、その器種、合金種、製作方法のデータを基軸として、1起源地の特定、2製作技術の伝播経路解明、3盛行と衰退の理由の解明に取り組んだ。これまで、Gilund、Farmana、Kuntasi、Mitathal、Inamgaon、Nevasa、Mahrujahari、Raipur、Naikund、Borgaon、Nagarwadiといった遺跡から出土した金属器の分析、金属組織観察を行い、240点余りのデータを得ている。
ヴィシュヌ教からシヴァ教へ―インド中世の始まりにおける宗教文化の転回―

1.本課題の中核部分である神話・神話生成研究のうち、国際共同研究となる『スカンダプラーナ』校訂研究については、まず前年度に完成した第4巻を10月に刊行した。今年度は次の第5巻の校訂研究を開始し、9月のライデン大学での会合、および3月の京都大学での会合での検討を経て、ほぼ半分(第96105章、第108110章)を完了した。またプラーナ文献における神話の重層的な語りを分析する方法に関して、スカンダプラーナを例とした論文をHans Bakkerの協力を得て執筆した。現在最終段階の修正中であり、2019年夏までには国際学術誌に投稿する予定である。30年度後半では、ヴィシュヌの化身の体系化に関する先行研究を整理すると同時に、ハリヴァンシャとスカンダプラーナにおける関連神話の比較研究を行った。2.パーシュパタ派文献とスカンダプラーナにおける宗教的果報としてのガナ(シヴァ神の眷属)の地位を比較し、出家修行者を対象とするパーシュパタ派文献においてはその地位が低下していくのに対し、在家信者を主対象とするプラーナ文献では、シヴァ神への絶対的帰依への果報として重要な役割を占めることを考察した。その成果は7月にバンクーバーで開催されたWorld Sanskrit Conferenceにて発表した。3.「初期ヨーガ・サーンキヤ史の再検討」については、7月と12月に研究会を開催し、これまでの各自の校訂研究を継続するとともに、今年度は初期サーンキヤおよびインド医学とヨーガの関係について、各研究会に各々一人ずつゲストを招聘し発表を行ってもらった。また7月の研究会では、パーシュパタ・ヨーガを考えるうえで重要であるヒラニャガルバのヨーガ体系に関して、張本博士がこのヨーガ体系に言及する資料を網羅的に提示し、初期ヨーガ史におけるその役割について討議した。1.スカンダプラーナの校訂研究に関しては、当初の計画以上に順調に進み、予定していた第4巻をすでに刊行し、第5巻の共同研究も順調に進捗している。またスカンダプラーナ中のヴィシュヌ神話の位置づけに関する横地の研究については、序論にあたる方法論の部分が長くなってしまったため、その部分をバッカー博士の協力を得て独立した論文とすることになり、現在最終段階にある。本来の本論部分については、2019年度中に論文にまとめる予定である。2.本科研課題によるシンポジウムに相当するものとして、ライデン大学で開催されるERCプロジェクト中の我々の共同研究に基づくパネル(Interaction between Shaivism and Vaisnavism with a special reference to the Skandapurana)を開催したが、本研究代表者は家庭の事情のために参加することができなかった。このパネルにおいて発表を予定していた研究(プラーナ宇宙観の一神教化)については、2019年度から新たに発足するDe Simini博士(ナポリ東洋大学)主宰のシヴァダルマ・プロジェクトの中でさらに検討した上で公刊する予定である。3.「初期ヨーガ・サーンキヤ史の再検討」については、中核メンバーは各自の担当する研究を順調に続けている。これまでヨーガが中心であったが、今年度は初期サーンキヤ研究者とインド医学研究者を数人、研究会のゲストの講師として迎えることで、さらに視野を広げることができた。4.図像・遺跡調査に関しては、1月に分担研究者となっている別の科研費にてカンボジアのアンコール遺跡の碑文・美術の調査を行ったため、計画していたエローラを中心とする図像調査は2019年度に行うことにした。以上、予定より進んでいる部分と遅れている部分があるが、平均してほぼ順調に進展していると考える。1.スカンダプラーナ校訂研究については、すでに第5巻のほぼ半分の校訂とシノプシスを完了しており、2019年度は9月ライデン大学と3月京都大学での検討会を経て、ほぼ全体の校訂・シノプシスを完了する予定である。その後は2020年度に序章を共同執筆し、2021年の出版をめざす。2.現在最終段階にあるプラーナ文献の重層的な神話の語りの分析方法に関する論文を完成させるとともに、その方法論を用いて分析したスカンダプラーナの語りの構成についての論文を完成させる。3.昨年度から取り組み始めた『シヴァダルモッタラ』校訂研究については、新たに発足したDe Simini博士を主宰とするERCのシヴァダルマ・プロジェクトに研究協力者として加わることになったため、9月末にナポリで開催されるキックオフミーティングに参加し、今後の校訂の進め方、研究協力のあり方を協議する予定である。4.「初期ヨーガ・サーンキヤ史再検討」については、これまでの活動を継続し、8月と12月に研究会を開催する。また成果を論文集として刊行するため、夏までには研究会メンバーおよびゲスト講師の論稿を集め、その後中核メンバーによる全体の検討などの編集作業を行う予定である。論文集はすでに関連する国際学術誌の特別号として出版する了解を得ている。この副課題の一環として研究代表者が進めている「パーシュパタ・ヨーガ儀軌」の研究に関しては、これまでの研究会での討議やコメントを参考として、ビショップ博士と共同で全10章中の最初の4章分の校訂テキストと英訳の草稿を作成し、9月にライデン大学にて二人でその草稿を検討する。第5・6章についても校訂テキストと英訳の草稿を作成する予定である。5. 1月にムンバイとエローラを中心とする遺跡調査を行う。特にエレファンタとエローラはシヴァ神話を描くレリーフの初期の作例を示しており、その点に留意した調査を行う。

1.本課題の中核部分である神話・神話生成研究のうち、国際共同研究となるスカンダプラーナ第4巻の校訂研究に関しては、第87章までの校訂とシノプシスの作成を終え、9月にライデン大学にて、3月に京都大学において集中的な検討会を行った。そのうち、70-71, 75-79章については、改訂とその後の再検討が必要であり、28年度に行うことになった。また9月の検討会の際に、スカンダプラーナにおけるシヴァ神話体系内のヴィシュヌ神話に関する研究報告を行い討議した結果、ヴィシュヌ神話の体系化の過程に関するより詳細な検討が必要となり、現在研究を継続中である。2.関連遺跡調査に関しては、8月に南インドのパッラヴァ期の遺跡調査に招聘され、北インドの事例と比較する貴重な経験を得ることができた。特にマハーバリプラム遺跡は、ヴィシュヌ教からシヴァ教へのパッラヴァ朝の宗教政策の変化を示していることが最近の論考において指摘されており、その論者たちと意見交換をするとともに、現地にてその論拠を確認することができた。また、1月にはパーシュパタ派の伝播経路をたどる合同調査を行った。調査結果の分析は28年度に行う予定であり、その成果を中心として3月に開催されるアメリカ東洋学会にてパーシュパタ派に関する特別パネルを企画中である。3.「初期ヨーガ・サーンキヤ史の再検討」については、7月に研究会をたちあげ、12月に第2回研究会を開催した。12月の研究会では、パーシュパタ・ヨーガ儀規第1章、ヨーガ・ヤージュナヴァルキャ第1章、パータンジャラ・ヨーガ・ヴィヴァラナ4.13-14について各担当者が新たに校訂テキストを作成し、それをもとに討議を行った。いずれも新資料または新たな写本を使っての再校訂であり、具体的な成果をあげるにはまだ時間がかかるが、従来の初期ヨーガ史を見直すことができる見通しをもっている。1.スカンダプラーナ第4巻の校訂研究に関しては、計画以上に順調に進んでいる。ライデン大学のビショップ教授のプロジェクトとの協力関係も順調であり、3月には共同研究の研究集会をはじめて京都にて開催することができた。またこの共同研究の一環として、同文献の一部を素材とする3人の院生(ライデン大学、ハンブルグ大学、ソルボンヌ大学)の博士論文の研究指導に関わっており、若手研究者の育成にも効果をあげている。同文献を主材料とする神話の語りの研究は、論文として成果をまとめるのに多少手間取って入るが、28年秋のライデン大学での研究集会までには完了する見込みである。2.関連遺跡の合同調査については、計画通りの調査を1月に行った。また8月には南インド中世遺跡の合同調査に招待され、予定外の経験を得ることができただけではなく、計画外の中世南インドにおけるヴィシュヌ教とシヴァ教の関係も視野に入れられる可能性ができた。3.初期ヨーガ・サーンキヤ史の再検討に関しても初年度として順調な滑り出しであり、この副課題の中核となるシヴァ教パーシュパタ派ヨーガ儀規研究、ヴィシュヌ教ヴァイカーナサ派と関わる可能性があるヨーガ・ヤージュナヴァルキャ研究、パータンジャラ・ヨーガの複註であるヴィヴァラナ研究の3つを、研究代表者と各研究協力者のもとに開始した。今後は徐々に範囲を広げていく予定である。
マルチ・コンポーネント超分子錯体の構築と機能集積化

本研究は、自己集合情報を内包した有機分子を用いて、10nmスケールの多成分系超分子の構築法を確立し、これらを「プログラミング」・「変換」・「連動」をキーワードとして、「エネルギー受容」・「運動変換・伝搬」・「物質変換・輸送」等の複合機能を含む超分子連携システムに発展させることを目的として行った。具体的には、金属イオンが誘起する新しい人工生体高分子の構造モチーフと金属配列プログラミング、分子ボールベアリングを用いた分子クランクの合成、大環状Pd(II)三核錯体の自己集合化、動的ナノカプセルの機能化などを進めた。今回特筆すべき成果は、大環状ポリアミンを用いたPd(II)三核錯体およびAg(I)四核錯体が両親媒性構造を有し、それぞれ30-100nmサイズのベシクルやチューブ構造を溶液内で形成したことである。これらの自己集合体は、固体表面上のAFM観察や、動的光散乱(DLS)法によるサイズ(分布)測定などにより評価された。巨大分子(例えば、タンパク質やDNA)包接や空間特異的反応、あるいは内部空間と外部との化学的コミュニケーションシステムの構築が可能になるかもしれない。また、3nmサイズの金属錯体型ナノカプセルを鋳型として、通常合成が極めて困難な3次元有機ナノカプセルを構築する方法も確立した。この新手法は、3次元構造をもつナノサイズの有機分子の新しい構築法として、国内外から注目されている。
みんなで遊ぶ仮想Ｃ言語空間体感教材の開発

【目的】C言語のデータ構造を仮想的な空間で表現することにより、面白く、データ構造やデータの流れが分かりやすくなるような教材の開発を目的とする。【対象者】対象者はC言語によるプログラミングを初めて学習する学生を対象とする。【本教材の概要および使用方法】本教材は、3DのCGとアニメーションを活用してC言語の命令の流れを理解できるように工夫したもので、PCおよびタブレット上で動作する。教職員が操作するサーバ用のPCと学生が操作するクライアント用の各タブレットはネットワークで接続されており、同一の空間を共有することができるようになっている。本教材を使用方法は、最初にサーバ側で変数を作成すると変数を表すキャラクタとなって仮想空間内に出現する。クライアント側でキャラクタをタッチすると、そのキャラクタを操作することができる。キャラクタが行える行動として、関数とメモリ間の移動、数値の格納・発射、アドレスを示す看板への変身(通常の変数のみ)、間接参照を示すキャラクタへの変身(ポインタ変数のみ)を用意した。クライアント側はキャラクタを動かしながら数値が変数に代入されるときのデータの流れや、間接参照の様子などをイメージすることができる。【本教材使用後のアンケート結果】本校電子情報工学科2年の学生に本教材を使用後にアンケートを実施した。面白いと感じた学生は97%、変数とメモリの関係を理解した学生は76%、ポインタを理解した学生は80%という結果となった。また、本教材を作成した開発環境を使ってみたいという意見もあり、実験実習の内容以外の技術にも興味をもってもらうことができた。【まとめ】C言語の構造をキャラクタなどで表現し、複数の学生で同時に操作を行うことにより、面白く、データ構造やデータの流れがイメージしやすくなるような教材を開発することができた。
面不斉シクロペンタジエニル金属錯体の合成と機能研究

面不斉シクロペンタジエニル鉄およびルテニウム錯体の合成と機能研究を行い、下記の成果を得た。(1)面不斉シクロペンタジエニル鉄錯体を光学的に純粋なエナンチオマーとして得るために、(1ーメントキシカルボニル-2-メチル-4-フェニルシクロペンタジエニル)鉄錯体[Cp^1Fe(CO)_2I(1)のジアステレオマ-を分離し、それらをフェニルアセチリド誘導体[Cp^1Fe(CO)_2(CCPh)(2)に誘導した。2にフェニルリチウムを反応させて、メンチル基を除去する方法で光学活性な面不斉シクロペンタジエニル鉄錯体をエナンチオマー(3)((R)-3:mp171.5-172.0°C,[α]=-221°;(S)-3:mp171.5-172.0°C,[α]=+221°)として合成・単離することに成功した。更に、1にジエチニルベンゼンや1,3,5-トリエチニルベンゼンを反応させアセチリド錯体に導く方法により、アセチレン架橋2核、3核の面不斉シクロペンタジエニル鉄錯体を合成した。(2)シクロペンタジエルルテニウム錯体(Cp^2Ru(CH_3CN)_3](PF_6)とアレーンから(CP^2Ru(η^6-arene)](PF_6)が生成する反応において、面不斉ルテニウム錯体とプロキラルなアレーンを用いてアレーンの配位面選択性を反応のジアステレオ選択性から評価した結果、面不斉シクロペンタジエニル部が50%de程度の選択性を示すことを見出した。(3)カチオン性の面不斉シクロペンタジエニル鉄およびルテニウム錯体を融媒にオレフィンの不斉シクロプロパン化反応を検討した結果、ジアゾ酢酸とスチレンの反応において、50%eeの選択性でシクロプロパン化反応が進行することを見出した。本研究では面不斉シクロペンタジエニル遷移金属錯体の合成法と光学分割法を確立し、面不斉錯体における金属活性点とそれを取り巻く立体制御場の構築、反応制御などを錯体化学の立場から基礎的且つ総合的に検討を加え、それら金属錯体の面不斉と金属の特性を反映した機能の探索を行うことを目的としている。本年度は、面不斉シクロペンタジエニルコバルト錯体に関する下記研究成果を得た。(1)((-)ーメンチル置換シクロペンタジエニル)(テトラフェニルシクロブタジエン)コバルト錯体1aは、3種の不斉要素(炭素中心不斉、面不斉、ヘリカル不斉)を1分子内に持つ初めての錯体であることを既に見いだしている。今回、((-)ーメンチル置換シクロペンタジエニル)(テトラ(p-クロロフェニル)シクロブタジエン)コバルト錯体1bや(+)ーメンチル基を持つ錯体2を新たに合成し、それらのCDスペクトル、旋光性の比較や1bのX線分子構造解析などの結果から、シクロブタジエン環上のフェニル基がつくるヘリカルキラリティはシクロペンタジエニル環上のメンチル基が制御している確証を得た。即ち、メンチル基が4つのフェニル基の構成するプロペラに打ち込まれた杭の役目を果たし、プロペラの方向を規制し、ヘリカルキラリティを誘起していることを明らかにした。(2)面不斉ジ(シクロペンタジエニル)コバルト錯体の合成、分割を検討し、面不斉((-)ーメンチル置換シクロペンタジエニル)(ペンタメチルシクロペンタジエニル)コバルトセニウム錯体3の合成に成功した。更に、メンチル基を加水分解反応で除去し、カルボン酸誘導体を光学的に純粋なエナンチオマーとして合成・単離した。このカルボン酸誘導体から出発し、アミドやエステル官能基を持つ誘導体を面不斉錯体として合成することにも成功した。

(2)シクロペンタジエルルテニウム錯体(Cp^2Ru(CH_3CN)_3](PF_6)とアレーンから(CP^2Ru(η^6-arene)](PF_6)が生成する反応において、面不斉ルテニウム錯体とプロキラルなアレーンを用いてアレーンの配位面選択性を反応のジアステレオ選択性から評価した結果、面不斉シクロペンタジエニル部が50%de程度の選択性を示すことを見出した。(3)カチオン性の面不斉シクロペンタジエニル鉄およびルテニウム錯体を融媒にオレフィンの不斉シクロプロパン化反応を検討した結果、ジアゾ酢酸とスチレンの反応において、50%eeの選択性でシクロプロパン化反応が進行することを見出した。本年度は、面不斉シクロペンタジエニル鉄およびルテニウム錯体の合成を試み、下記の成果を得た。(1)1-エトキシカルボニル-2、4-ジメチルシクロペンタジエン(CP^1H)と鉄ペンタカルボニルをノルボルネンの共存下に反応させ、[CP^1Fe(CO)_2]_2(1a)を85%収率で得た。同様に、1-エトキシカレボニル-2-メチル-4-フェニルシクロペンタジエン(Cp^2H)から[CP^2Fe(CO)_2]_2(1b)を74%収率で得た。1a、1bから常法によりヨウ素体CP^1Fe(CO)_2I,CP^2Fe(CO)_2Iやメチル体CP^1Fe(CO)_2Me(3a),CP^2Fe(CO)_2Me(3b)を合成した。(2)1で合成した3置換シクロペンタジエニル鉄錯体はラセミ混合物である。そこで、以前に光学活性フェロセン誘導体の光学分割での経験をいかし、シクロデキストリンを用いる分割法を検討した。その結果、ポリアミドを固定相に、β-シクロデキストリンの飽和水溶液を移動相に用いたカラムクロマトグラフィーで3bを光学分割する方法を見いだした。(3)1-(-)ーメントキシカルボニル-2、4-ジメチルシクロペンタジエン(Cp^3H)をタリウム塩(Cp^3Tl)に導き、それと(Ru(C_6H_6)Cl)_2とを反応させ、面不シクロペンタジエニルルテニウム錯体(Cp^3Ru(C_6H_6)](PF_6)(4)をジアステレオマ-混合物として得た。4をエタノール-水から分別再結晶し、(R)-4と(S)-4を光学的に純粋なジアステレオマ-として単離した。絶対構造はX線分子構造解析により決定した。(4)(R)-4と(S)-4を、加水分解によりメンチル基を除去して酸塩化物とした後、アニリンと反応させてアニリドに導くことにより、各々を光学的に純粋なエナンチオマー(+)-5,(-)-5として合成・単離することに成功した。本年度は、面不斉シクロペンタジエニル鉄およびルテニウム錯体の合成と機能研究を行い、下記の成果を得た。(1)面不斉シクロペンタジエニル鉄錯体を光学的に純粋なエナンチオマーとして得るために、(1ーメントキシカルボニル-2-メチル-4-フェニルシクロペンタジエニル)鉄錯体[Cp^1Fe(CO)_2I(1)のジアステレオマ-を分離し、それらをフェニルアセチリド誘導体[Cp^1Fe(CO)_2(CCPh)(2)に誘導した。2にフェニルリチウムを反応させて、メンチル基を除去する方法で光学活性な面不斉シクロペンタジエニル鉄錯体をエナンチオマー(3)((R)-3:mp 171.5-172.0°C,[α]=-221°;(S)-3:mp 171.5-172.0°C,[α]=+221°)として合成・単離することに成功した。更に、1にジエチニルベンゼンや1,3,5-トリエチニルベンゼンを反応させアセチリド錯体に導く方法により、アセチレン架橋2核、3核の面不斉シクロペンタジエニル鉄錯体を合成した。(2)シクロペンタジエニルルテニウム錯体(Cp^2Ru(CH_3CN)_3](PF_6)とアレーンから(Cp^2Ru(η^6-arene)](PF_6)が生成する反応において、面不斉ルテニウム錯体とプロキラルなアレーンを用いてアレーンの配位面選択性を反応のジアステレオ選択性から評価した結果、面不斉シクロペンタジエニル部が50%de程度の選択性を示すことを見出した。(3)カオチン性の面
犬尿路感染症原因菌の薬剤感受性判定基準に関する検討：臨床的ブレイクポイントの確立

本年度はESBL産生菌の尿路感染症に対する候補治療薬の一つであるファロペネムの尿中濃度と尿中殺菌価(UBT)を実験犬を用いて測定した。その結果、ファロペネム投与後の尿中濃度とUBTはいずれも投与後0-4時間で最大となり、8-12時間で低下した。8-12時間の平均尿中濃度は23μg/mlであり、ESBL産生菌のMIC90(1μg/mL)を十分に超えるものであり、ファロペネムの1日2回投与の有用性が確認された。また、同様にホスホマイシンについても実験犬を用いて、尿中濃度測定及びUBTを測定したところ、同様に投与後4-8時間で最大となり、8-12時間まで低下する傾向を示した。ただし、UBTは株によりやや傾向が異なった。投与後12時間のホスホマイシンの濃度は660μg/mLと非常に高く、ESBL産生菌のMIC90(32μg/mL)を十分に超えるものであり、ファロペネムと同様に1日2回投与でESBL産生菌に起因する尿路感染症に適応可能なことが示唆された。また、尿中由来細菌の薬剤感受性調査については、CitrobacterとSerratiaについて調査しており、両者の菌種の薬剤感受性には一部薬剤で差があること、Citrobacter freundiiについてはESBL産生菌が確認されたこと、同一病院内で同一の遺伝子性状、薬剤耐性性状を有する多剤耐性菌が分離されたことから、多剤耐性の尿路感染菌による院内感染が生じうることが示唆された。経験的ブレイクポイントに関する調査については、約200検体について株の収集とその菌が分離された個体における治療経過についてのデータが収集することができた。動物実験、疫学調査、経験的臨床ブレイクポイントに係る調査について、データ等が集積されてきており、論文についても投稿できているため。次年度は最終年度に当たるため、株の収集は年度前半でとどめることとし、その後は株の性状解析等を中心に実施する予定である。また、併せて犬に対する抗菌薬の投与実験により、抗菌薬の血中動態と野外株の薬剤感受性データに基づくPK/PDパラメータの測定も実施する予定である。本年度においては、国内の犬の尿路感染症における実態把握を目的に、動物病院に調査協力を依頼し、本症罹患犬に関する疫学調査を実施した。調査協力を依頼した病院のうち、合計23の動物病院から合計125症例の尿検体を送付していただいた。そのうち99症例が感染とみなされる菌量で細菌が検出されたことから、これらの症例を尿路感染症罹患症例とした。症例の年齢については、8歳以上の中高齢の症例が75症例と全体の約8割を占める結果となった。症例の犬種については、ミニチュア・ダックスフンドが全体の約4分の1を占め、次いで雑種、レトリバー系、チワワ、柴と続いた。全99症例中27症例(27.3%)が尿路における何らかの併発疾患を有しており最も多いのが尿石症であった(18症例)。一方で、全99症例中14症例(14.1%)では易感染性を促す全身性要因が確認された。そのうちでもっとも多いのがクッシング症候群であり、その他の内分泌疾患(糖尿病及び甲状腺機能低下症)と合わせると、内分泌疾患は易感染性要因の約8割を占めていた。尿路感染症罹患症例99個体のうち、単独の菌が分離された個体は87症例(87.9%)、複数菌種(23菌種)が分離された個体は12症例(12.1%)であり、過去の報告と同様に、尿路感染症の多くは単独の菌の感染に起因していることが確認された。また、症例に対して使用されていた主要な抗菌剤としてはST合剤、クラブラン酸加アモキシシリン、オルビフロキサシンが挙げられ、これら3薬剤が半数近くを占める結果となった。検体数については想定どおりではあるが、十分な聞き取り調査や臨床スコアの評価ができていない症例も存在しており、実際に経験的ブレイクポイントを検討する上での症例数は十分とはいえない。本年度においては、昨年度に引き続き複数の動物病院の協力の下、犬の尿路感染症症例からの尿検体の採取、投与された抗菌剤とその治療結果に関する情報の集積を行った。その結果、これまでに165症例分の尿検体が収集され、分離した菌株数は190株に至っている。そのうち、45株が基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ産生菌を含む多剤耐性菌であることを確認した。多剤耐性菌は、初発症例137頭中30症例および再発症例29頭中9症例から分離され、両者の間に有意差は認められなかった(P>0.05)。従って、初発症例であっても多剤耐性菌の存在を考慮した治療が推奨されることが示唆された。また尿路感染症に対する抗菌薬の臨床的有効性を評価する上で重要視されているUrinary bactericidal Titerを、ヒト用抗菌薬であるアモキシシリン・クラブラン酸、ホスホマイシンとファロペネムに関して、実験犬を用いた投薬試験にて測定した。供試菌は、犬の尿由来基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ産生大腸菌とした。結果として、アモキシシリン・クラブラン酸及びファロペネムは投与後12時間で尿中の殺菌力は著しく低下した。

一方で、ホスホマイシンではそれら2薬剤と比較して、12時間後でも高い尿中殺菌力を示す結果となった。以上のことから、犬の基質特異性拡張型βーラクタマーゼ産生菌による尿路感染症の治療において、アモキシシリン・クラブラン酸およびファロペネムにおいては最低でも1日2回投与が推奨され、ホスホマイシンは1日1回投与でも十分な効果が得られる可能性が示唆された。犬の尿路感染症における検体収集の状況が少し落ち着き気味であるため。本年度はESBL産生菌の尿路感染症に対する候補治療薬の一つであるファロペネムの尿中濃度と尿中殺菌価(UBT)を実験犬を用いて測定した。その結果、ファロペネム投与後の尿中濃度とUBTはいずれも投与後0-4時間で最大となり、8-12時間で低下した。8-12時間の平均尿中濃度は23μg/mlであり、ESBL産生菌のMIC90(1μg/mL)を十分に超えるものであり、ファロペネムの1日2回投与の有用性が確認された。また、同様にホスホマイシンについても実験犬を用いて、尿中濃度測定及びUBTを測定したところ、同様に投与後4-8時間で最大となり、8-12時間まで低下する傾向を示した。ただし、UBTは株によりやや傾向が異なった。投与後12時間のホスホマイシンの濃度は660μg/mLと非常に高く、ESBL産生菌のMIC90(32μg/mL)を十分に超えるものであり、ファロペネムと同様に1日2回投与でESBL産生菌に起因する尿路感染症に適応可能なことが示唆された。また、尿中由来細菌の薬剤感受性調査については、CitrobacterとSerratiaについて調査しており、両者の菌種の薬剤感受性には一部薬剤で差があること、Citrobacter freundiiについてはESBL産生菌が確認されたこと、同一病院内で同一の遺伝子性状、薬剤耐性性状を有する多剤耐性菌が分離されたことから、多剤耐性の尿路感染菌による院内感染が生じうることが示唆された。経験的ブレイクポイントに関する調査については、約200検体について株の収集とその菌が分離された個体における治療経過についてのデータが収集することができた。動物実験、疫学調査、経験的臨床ブレイクポイントに係る調査について、データ等が集積されてきており、論文についても投稿できているため。今後、検体を採取していただいた獣医師に対して調査の趣旨を改めて説明するとともに、十分な聞き取り調査や臨床スコアの評価の協力を得るようにお願いする。また、新たに調査に協力していただけそうな動物病院を募るように、各所での講演会等で協力を呼び掛けるようにする。これまで以上に、学会や講演会等で協力動物病院をさらに募ることとする。また、近隣の動物病院に対しては直接的に協力を呼び掛けることとする。次年度は最終年度に当たるため、株の収集は年度前半でとどめることとし、その後は株の性状解析等を中心に実施する予定である。また、併せて犬に対する抗菌薬の投与実験により、抗菌薬の血中動態と野外株の薬剤感受性データに基づくPK/PDパラメータの測定も実施する予定である。必要な消耗品が購入できるほどの残額ではなかったため、翌年度への残金とした。この残金は非常に少ないため、翌年度の助成金と合わせても、その使用計画に大きな変更はない。