hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋萎縮性側索硬化症患者の排泄機能維持を促す排泄ケア統合プログラムの開発

本研究におけるALS排泄統合プログラムは、ALS患者の排泄機能を維持するためのセルフケアと排泄行動を助ける用具の情報提供を行なうことで、ALS患者が排泄の不安を解消して、できるだけ排泄機能を維持することを目的にした介入プログラムについて検討を重ねている。この行動療法に取組む期間中の取組む過程の気持ちの変化について、患者と介護者、病院と在宅療養でかかわる看護職、の排泄に対する意見を把握することと、排泄状況の介入前後変化について調査している。セルフケア中の患者の気持ちの変化について、今年度は、排泄の自立維持を目指した筋電図測定と超音波検査装置を用いた骨盤底筋訓練と排尿日誌を用いた膀胱訓練を6ヶ月間実施したをALSの療養生活者が疾病とともに変化する身体の状況をどのように受け止め自身の生活機能を維持しているか、現状での関心や希望について6ヶ月間のQOLの変化につて変化の実態を把握し学会で報告した。報告後には、多数の看護職とALSに対する排泄ケアの問題と課題について、意見交換を行うことができた。さらに多くの訪問看護師からの状況を把握する必要が生じたため、研究対象者を増やし意見を把握するために倫理申請の追加手続き中である。これらの意見を踏まえ介入プログラムを再検討し、プログラムの内容を修正しつつ排泄統合プログラム開発を進めている状況である。追加研究を進める前の倫理審査に時間を要しており、予定より遅れ気味となった。次年度は、排泄に関する情報を提供する内容をプログラムに追加し、評価を加える予定である。排泄ケアの実施にかかわっている訪問看護師や皮膚排泄ケア認定看護師から、現状の課題や問題点を調査しており、現在質的な分析を行なっている。介入プログラムを受ける療養者の成果を明示するとともに、日常のケア提供者からも現状の問題と課題を明らかにする予定である。筋萎縮性側索硬化症患者は呼吸器や運動機能に比べると排泄機能は維持されるとされ、患者の実態報告は少ない。昨年までの挑戦的萌芽研究で、筋萎縮性側索硬化症患者の骨盤底筋訓練を実施することにより、骨盤底筋の筋力や排泄機能が維持されるか、またQOLはどのように変化するか調査した。その結果として、球麻痺症状のない患者では骨盤底筋訓練の継続により骨盤底筋の筋力が増強し、下部尿路症状に影響することが示された。そこで、本研究では筋萎縮性側索硬化症患者の排泄機能維持を促す排泄ケア統合プログラムの開発を行なうことを目的としている。平成28年度はALS患者と排泄ケアを専門領域とする皮膚排泄ケア認定看護師の立場から排泄ケアへのニーズを明らかにすることを目的にインタビュー調査を行なった。その結果、ALS患者は排泄障害に対する不安を持っており、予防に努めたいと考えていること、要介護状態になることを予測し家族介護者の負担軽減のための排泄用具等の情報を得たいと考えていることなどが明らかになった。調査の詳細は現在分析中である。排泄ケアを担う皮膚排泄ケア認定看護師の立場からは、入院や在宅療養のALS患者のケアでは膀胱留置カテーテル管理と尿路感染のトラブルやおむつを使用する上での相談を受けていた。しかし、下部尿路機能障害を改善するための行動療法や骨盤底筋訓練などの包括的な排尿ケアは殆ど行なわれていないという実態が示された。平成28年度は、皮膚排泄ケア認定看護師、筋萎縮性側索硬化症患者、難病専門看護師のそれぞれの立場からの調査を予定していたが、筋萎縮性側索硬化症患者からの聞き取り調査に時間と期間を要したため、難病専門看護師の立場の調査が未実施で次年度の実施となった。本研究では、筋萎縮性側索硬化症(以下ALS)患者に対する、排泄ケアプログラムとして、その内容に骨盤底筋訓練、膀胱訓練、排尿自立用具の情報を組み込んだ統合プログラムを開発し評価することを目的としている。これまでに、患者の排泄の現状を身体機能と排泄質問調査用紙を用いて把握し、面接を行い患者の排泄に対する希望や要望を調査した。患者からは、膀胱尿道カテーテル留置を用いることなく、排泄のトラブルを起こしたくないと考えていることや、排泄機能を維持し続けたいという希望があることが示されている。このような状況で骨盤底筋訓練を継続的に6ヶ月間行なうことで、症例により移動時の尿失禁の改善や排便困難の改善などが示されて、患者は積極的に機能維持に取り組みたいという意欲を示している。しかし、排泄機能を維持するための看護ケアをALS患者に行なっている臨床現場からの報告は少ないため、その原因を探るために、ケア側の立場である排泄ケアにかかわる看護職と、皮膚排泄ケアの認定看護師から聴き取り調査を行ない、ALS患者の排泄ケアの実態とケア者が感じた問題と課題を把握しているところである。しかし、これまでのおむつや膀胱尿道カテーテル留置を行なうケア方法に対する認識は、考え方や価値観により多様であり、考え方の根拠も乏しいことが示されつつある。インタビューのデータが集積できたのち、分析を行なう予定である。患者と家族、医療・ケアの専門職というそれぞれの立場から、排泄ケアに対する要望と課題を明らかにした上で、排泄に対する要望の相違とその原因も検討し、排泄ケアプログラムの構成を再検討する。本研究の対象となるALS患者は難病指定疾患であり、対象者数が限られたことと、進行性の疾患であるため全身状態の悪化等により、研究対象者のリクルートが思うように進まなかった。看護職に対する聴き取り調査では、おむつ使用や膀胱カテーテルの留置で排泄ケアを行なうことがルーチン化しており、ケアに対する疑問は少なく、問題や課題の気づきが表現されにくいと考えられた。

本研究におけるALS排泄統合プログラムは、ALS患者の排泄機能を維持するためのセルフケアと排泄行動を助ける用具の情報提供を行なうことで、ALS患者が排泄の不安を解消して、できるだけ排泄機能を維持することを目的にした介入プログラムについて検討を重ねている。この行動療法に取組む期間中の取組む過程の気持ちの変化について、患者と介護者、病院と在宅療養でかかわる看護職、の排泄に対する意見を把握することと、排泄状況の介入前後変化について調査している。セルフケア中の患者の気持ちの変化について、今年度は、排泄の自立維持を目指した筋電図測定と超音波検査装置を用いた骨盤底筋訓練と排尿日誌を用いた膀胱訓練を6ヶ月間実施したをALSの療養生活者が疾病とともに変化する身体の状況をどのように受け止め自身の生活機能を維持しているか、現状での関心や希望について6ヶ月間のQOLの変化につて変化の実態を把握し学会で報告した。報告後には、多数の看護職とALSに対する排泄ケアの問題と課題について、意見交換を行うことができた。さらに多くの訪問看護師からの状況を把握する必要が生じたため、研究対象者を増やし意見を把握するために倫理申請の追加手続き中である。これらの意見を踏まえ介入プログラムを再検討し、プログラムの内容を修正しつつ排泄統合プログラム開発を進めている状況である。追加研究を進める前の倫理審査に時間を要しており、予定より遅れ気味となった。皮膚排泄ケア認定看護師からのフォーカスグループインタビューとALS患者の排泄ケアの実態、ALS患者の排泄ケアニーズ調査の分析を基に、排泄ケアプログラムの検証を開始する。本研究の排泄ケア統合プログラムの骨格が臨床現場で使用可能であるか、研究者が介入し、参加観察とインタビューを加えて、在宅療養者とその家族、訪問看護師、皮膚排泄ケア認定看護師の協力を得て、3事例程度、個別に評価を行なう予定である。次年度は、排泄に関する情報を提供する内容をプログラムに追加し、評価を加える予定である。排泄ケアの実施にかかわっている訪問看護師や皮膚排泄ケア認定看護師から、現状の課題や問題点を調査しており、現在質的な分析を行なっている。介入プログラムを受ける療養者の成果を明示するとともに、日常のケア提供者からも現状の問題と課題を明らかにする予定である。排泄ケアプログラムの開発過程において、超音波機器を用いたトレーニング方法を検証する予定であったが、購入予定以外の新機種が発売されて試用ができたことで購入前に実施検証を行なうことができた。機器の購入を翌年度に見送ったため、未使用額が発生した。初年度に購入予定の超音波機器の機種を購入予定機種から、新発売となった機種の販売を待ち本年度の購入となった。研究の進行が少し遅れたため、調査費用や学会への結果報告が遅れ、次年度に繰り越すこととなる。倫理審査に時間を要し、全体の進行が遅れている。ALSの患者数が少なくプログラムの介入対象者が少ない事と、ケアに携わる経験者が限られていることから、進行が遅れ気味であり、分析と報告の予算を残している。現在、機器購入の見直しを含め機器評価を行ない、平成29年度に購入する予定である。
レーザーによる心筋血行再建術の研究

成犬(ビーグル犬、体重6-11Kg)を使用して、レーザーによる心筋血行再剣術の急性期から慢性期にかけての実験結果は、術後1-3ヶ月仕には、レーザー照射域の心筋局所機能は改善していた。特に、3ヶ月時に有意に改善していた。しかし犠牲死させた成犬の心筋組織には、はっきりとした新生血管の再生が確認できたものは20%であった。6ヶ月後に犠牲死させた3頭の病理所見からも新生血管の再生と考えられるものは1/3頭であった。これらの所見も、明らかに連続性を持って新生血管が再生されたと考えられるものは、1例もなかった。術後1年後に犠牲死させた慢性犬においても、新生血管の明らかな連続した再生(形成)は認められず、局所心機能の改善が、レーザーによる新生血管の再生によるものと考えることはできなかった。一方、臨床の例は、心筋梗塞後の狭心症にたいして、冠動脈バイパス術と併用してレーザー血行再建術を施行したが、これらの症例では、術後漸次良好な心機能の改善が認められた。しかし、症例により改善の程度の幅があり、この改善がレーザーによるものであると断定できなかった。今回の我々の研究からは、レーザーによる心筋血行再建は、その効果を確実には証明することが出来なかった。その原因は、いくつか考えられる。使用したレーザーがNd-YAGのため熱を発生し、血行再建後に閉塞した可能性がある。また、レーザー自身の効能効果に、安定した血行再建能力が無い可能性も否定できない。そのため、今後は、新しい視点での血行再建の方法を考える必要がある。成犬(ビ-グル犬、体重6-10kg)6頭を使用して、以下の実験を行った。全身麻酔下に、開胸し心膜切開後に、左前下行枝と対角枝を閉塞して心筋梗塞を作成した。6頭のうち1頭を心室細動で失ったが、残り5頭でレーザーによる心筋血行再建術の実験を行った。心電図同期型レーザー発生装置を取り付けたNd-YAGレーザーを使用して、作成した心筋梗塞部に心拍動下にレーザー照射を行った。照射条件は、1回20-40joulesで接触法にて15-30個所、1-2mmのプローブを使用した。術後1ヶ月の時点で3頭を検討した。その結果、梗塞部の心筋壁運動は改善していたが、レーザーにより作られたと考えられる新生微少血管は、病理学的には明らかなものは確認出来なかった。今年度は、高精度の心電図同期型レーザー発生装置の作成に時間がかかり、実験頭数が少なかったため、次年度にかけてさらに実験を行い検討してゆく予定である。昨年からの、実験の続きとして、成犬(ビーグル犬、体重711kg)5頭を使用して、レーザーによる心筋血行再建術を施行した。また、昨年の生存犬の慢性期の、実験も併せて行った。術後1ヶ月時と3ヶ月時の心機能の検討をそれぞれ6頭と5頭で施行した。その結果、レーザー照射領域の局所心機能は改善しており、かつ3ヶ月時には、優位に改善していた。また、病理学的検査のために、犠牲死させた4頭の所見では、レーザーによる、新生血管は、認められるものの、連続した新生血管としては、確認されなかった。よって、現時点では、局所心機能の改善はレーザーによる新生血管再生によるものとは、結論でき得なかった。一方、臨床で、心筋梗塞後狭心症に対して、レーザー血行再建術を施行した8例での、詳細な術後の検討では、心機能は、術後3、6、12ヶ月で、漸次良好な改善を示した。今後、この改善が、レーザーによる改善なのかどうかについて、次年度にかけて、厳密に検討してゆくつもりである。成犬(ビーグル犬、体重611kg)を使用して、レーザーによる心筋血行再建術の急性期から慢性期にかけての実験結果は、術後1ヶ月時と3ヶ月時には、レーザー照射域の心筋局所心機能は、改善していた。

特に、3ヶ月時には有意に改善していた。しかし、犠牲死させた成犬の心筋組織には、はっきりとした新生血管の再生を確認できたものは20%(1/5頭)であった。6ヶ月後に犠牲死させた3頭の病理学的所見からも新生血管の再生と考えられる知見は、1/3頭に認められたのみであった。術後1年後の2頭に対する病理学的所見では、レーザーによると考えられた新生血管は認められなかった。なお、現在、5頭の慢性犬を経過観察中であり1年後に犠牲死させて、最終的な結論をだす予定である。よって、現時点では実験結果からは、局所心機能の改善はレーザーによる新生血管再生によるものとは、結論出来ていない。一方、臨床の8例では、心筋梗塞後の狭心症に対して、レーザー血行再建術を施行しているが、これの症例では術後1年間で、漸次良好な心機能の改善を示した。しかし、症例により改善の程度には幅があり、この改善がレーザーによるものかどうかは、慎重に検討する必要がある。
チタン製インプラントへの荷電によるオッセオインテグレーンション増強に関する研究

人工歯根として現在使用されているチタン製インプラント体をより強固に骨に固定させるために、インプラント自体に電位を与え常時微小電流を流し、骨の生成を促すことを目的とした研究である。まず第一に、基礎実験として現在まで報告されている骨生成に最も適している20μAの電流について、ヒトより採取した血液中においてチタン製インプラント(フイクスチャー)を電極として使用し、電流と電位の経時的変化を観察した。チタンができるだけ血液中で安定で20μAの電流が生じたのは、500mV付近であるという結果が得られた。この実験中に溶液である血液および電極として使用したチタンには、マクロ的に特別な変化は生じなかった。今後、チタン製インプラント体を電極として使用し、人工歯根部(フイスクチャー)とカバースクリューとを絶縁体で分離し人工歯根部(フイクスチャー)はチタンのままとし、カバースクリューを異種金属でコーテイングすることにより両者間で電位差を生じさせ、常に電流(20μA)が生じるような金属を選択しコーテイングし、このインプラント体を兎に埋入して、その後骨とインプラント体の接触度を経時的に物理的強度、および顕微鏡的による組織学的な所見を観察する段階である。
新規遺伝子解析技術を用いた性成熟疾患の病因の解明

本研究では、思春期遅発症/性腺機能低下症218検体、思春期早発症48検体を対象として、次世代シークエンサーによる包括的遺伝子解析とアレイcomparative genomic hybridization(アレイCGH)によるゲノム構造異常解析を行った。主な研究成果として、1難聴と虹彩色素脱出を伴うKallmann症候群患者1名における機能喪失型SOX10変異の同定、2卵巣機能不全患者2名におけるX染色体複雑構造異常の同定、3思春期早発症患者1名における世界初の機能亢進型PROKR2変異の同定、が挙げられる。本研究の目的は、次世代シークエンサーおよびアレイcomparative genomic hybridization(アレイCGH)を用いた思春期遅発症・思春期早発症患者の遺伝子解析により、性成熟疾患における既知遺伝子変異の寄与を明確とし、新規発症責任遺伝子を発見することである。本年度は、約70症例に関して次世代シークエンサーによる遺伝子解析を行い、約20症例に関して疾患の原因と考えられる既知原因遺伝子異常を同定した。また、アレイCGHによる染色体上の欠失・重複の有無を検討し、1症例に関して染色体異常を認めた。重要な点として以下の成果が得られた。・難聴と虹彩色素脱出を伴うKallmann症候群(KS)より、Waardenburg症候群(WS)の原因遺伝子であるSOX10の機能喪失型変異を同定した。この症例に関しては、家族解析を行いde novo変異であることを確認し、in silico解析によって病的意義が認められた。また、ルシフェラーゼアッセイによるin vitro実験によって、機能喪失型変異であることを確認した。・思春期早発症患者よりKS責任遺伝子であるPROKR2の機能亢進型変異を同定した。この症例に関しては、家族解析を行い、母に同一の変異を認めた。また、共焦点顕微鏡による細胞膜への局在の観察、キットを用いたCa+アッセイによるin vitro実験によって、機能亢進型変異であることを確認した。約70症例に関して、次世代シークエンサー、アレイCGHを行ったところ、数多くの原因と考えられる既知原因遺伝子異常を同定した。SOX10機能喪失型変異では、難聴と虹彩色素脱出だけを伴うKSと典型的WSの両者を招くことが見出され、SOX10の機能喪失変異と内分泌疾患との関連性を明確にした。この結果に関しては、学会発表・英語論文として発表する事ができた。また、PROKR2の機能亢進型変異では、思春期早発症を招くことが見出された。この結果に関しては、現在論文投稿中である。これらの解析によって、臨床病型にとらわれない網羅的解析が疾患成因の理解を広げる可能性があると考えられる。本年度は、思春期遅発症81症例、思春期早発症9症例を対象として、既知原因遺伝子を含む約90遺伝子の次世代シークエンサーによる解析を行った。その結果、25症例(約30%)に疾患原因と考えられる異常を既知責任遺伝子に同定した。この変異陽性割合は、既報告の成果( Izumi Y et al. Fertil Steril.102:1130-1136.2014 )と同程度であった。更に、既知責任遺伝子の異常を否定された中枢性性腺機能低下症患者8家系15名においてエクソーム解析を行い新規責任遺伝子を探索した。また、アレイCGHによるゲノム欠失・重複の評価を行い、既知責任遺伝子に異常のない3症例で疾患原因と考えられるゲノムコピー数異常を同定した。本年度の研究成果として、以下の論文報告を行った。1卵巣機能不全を呈する女性2例でX染色体複雑構造異常を同定した。生殖細胞系列におけるゲノム再構成の発症に、クロモスリプシス及び同腕染色体が関与することを明らかにした。2思春期早発症患者においてその機能低下により中枢性思春期早発症を引き越すPROKR2遺伝子に世界初となる機能亢進型変異を同定した。ヒト内分泌疾患の原因となる新たなGPCR機能亢進メカニズムを解明した。これらの成果は、変異陽性患者の予後予測、遺伝カウンセリング、治療法の選択に有用であると考えられる。平成28年度は、昨年度に引き続き集積したゲノムDNAを対象として、次世代シークエンサーによる既知性成熟疾患原因遺伝子および候補遺伝子の変異スクリーニングを網羅的に行う。変異陰性検体については、アレイCGH解析を行い、欠失・重複の有無を検討する。これまでに性成熟疾患との関連が知られていない遺伝子に異常が同定された場合は、家族解析、in silico解析、in vitro機能解析などによって病的意義の検討と遺伝子機能の解明を行う。また、変異陽性患者の遺伝子型-表現型解析、および日本人患者における変異パターンを解明する。

変異陰性患者の中で特異な合併症を有する症例や家系例では、エクソーム解析を行い新規遺伝子の発見を目指す。分子生物学次世代シークエンサーによる解析が当初の予定よりも早く解析する事ができ、その分の費用を同定した変異の解析実験などに使用するため。引き続き集積したゲノムDNAの、次世代シークエンサーによる既知性成熟疾患原因遺伝子および候補遺伝子の変異スクリーニングに使用する。また本年度の解析によって同定された変異陰性検体のin vitro機能解析試薬に使用する。
大気圧マイクロプラズマジェットによる基板表面反応の実時間その場観察

本研究は、各種電解質溶液をカソードおよびアノード電極とした大気圧プラズマの生成を行い、発光分光法(OES)、溶液のpH(=-log[H^+])および分光エリプソメトリー(SE)による実時間その場診断を通してプラズマ生成機構と溶液物理化学との関連を考察した。特に各種電解質溶液を対向電極とした空気およびArプラズマ生成に対して溶液構成元素の発光強度、電子密度、自己バイアス:Vselfおよび溶液のpH変化に着目した。その結果電解質溶液を対向電極とした大気圧プラズマ生成では、従来の溶液スパッタリング、蒸発に加えて、溶液のプロトン濃度に依存した2次電子放出過程がプラズマ生成に関与していることが分かった。特に平成19年度は、プラズマ状態の等価回路による考察および溶液pHと伝導度がプラズマ生成に及ぼす効果について検討した。プラズマインピーダンスは、これまでの溶液pH<2.5および10-13領域とそれ以外で顕著な相違を示した。さらに溶液の抵抗率はプラズマ生成に及ぼす効果について各種溶液を用いて調べた。塩、強酸、弱酸としてNaCl、HCl、CH3COOHを選択し、溶液伝導度とプラズマ発光、電子密度の関連を考察した。その結果各種溶液に対して伝導率:0.5S/cm前後で発光強度が極小値を示し、その前後で増大する傾向を示した。伝導率:0.5S/cm以上の濃度領域では、電子密度の増大に伴い発光強度は増大する。一方0.5S/cm以下の領域においては、プラズマの温度上昇にともなう発光強度は増大が見られた。この要因を塩、強酸、弱酸溶液内のイオンの水和状態および移動度の相違に基づいたモデルを提案した。さらにプラズマ照射により正イオンの照射により表面近傍にカソード電極層が形成されることで電気2重層が形成され、バルク溶液中の負イオンが電気泳動によりカソード表面に輸送され、放出される可能性を示した。実時間紫外・SEおよびポッケル素子を用いた表面電荷計測から大気圧プラズマ-溶液界面に電気泳動による吸収層の存在を明らかにした。これらの要因には、プラズマ-溶液界面における電気2重層の形成、電気泳動等の効果が揚げられる。電解質溶液を対向電極とした大気圧プラズマ生成では、従来の固体電極では期待されない溶液酸化・還元反応、電気泳動、構成元素のプラズマ領域への輸送および液滴-溶液間プラズマ等ユニークな反応場の創生が期待される。本研究では、各種電解質溶液をカソードおよびアノード電極とした大気圧プラズマの生成を行い、発光分光法(OES)、溶液のpH(=-log[H^+])および分光エリプソメトリー(SE)による実時間その場診断を通してプラズマ生成機構と溶液物理化学との関連を考察した。特に各種電解質溶液を対向電極とした空気およびArプラズマ生成に対して溶液構成元素の発光強度、電子密度、自己バイアス:V_<self>および溶液のpH変化に着目した。実験は、内径700μmΦの筒状タングステンおよび各種電解質溶液を電極とし、整合回路を通してRF(13.56MHz)高周波電力を印加し、空気または電極中心部からArを供給することで電極先端にプラズマ生成を行った。プラズマ診断は、NaOHおよび塩酸溶液濃度(40ml一定)、RF電力、電極間距離、溶液印加直流バイアスを変数として、溶液のpH(=-log[H^+])、OES発光強度(Na、OH、ArI、H_α)、自己バイアス:V_<self>の関連を評価した。電解質溶液を対向電極とした大気圧プラズマ生成では、従来の溶液スパッタリング、蒸発に加えて、溶液のプロトン濃度に依存した2次電子放出過程がプラズマ生成に関与していることが分かった。またプラズマ照射により正イオンの照射により表面近傍にカソード電極層が形成されることで電気2重層が形成され、バルク溶液中の負イオンが電気泳動によりカソード表面に輸送され、放出される可能性を示した。実時間紫外・可視分光エリプソメトリー計測から大気圧プラズマ-溶液界面に電気泳動による吸収層の存在を明らかにした。

一方0.5S/cm以下の領域においては、プラズマの温度上昇にともなう発光強度は増大が見られた。この要因を塩、強酸、弱酸溶液内のイオンの水和状態および移動度の相違に基づいたモデルを提案した。さらにプラズマ照射により正イオンの照射により表面近傍にカソード電極層が形成されることで電気2重層が形成され、バルク溶液中の負イオンが電気泳動によりカソード表面に輸送され、放出される可能性を示した。実時間紫外・SEおよびポッケル素子を用いた表面電荷計測から大気圧プラズマ-溶液界面に電気泳動による吸収層の存在を明らかにした。これらの要因には、プラズマ-溶液界面における電気2重層の形成、電気泳動等の効果が揚げられる。
オーダーメイド介入を目指した遺伝と環境による口腔と循環器疾患の解析

循環器疾患をはじめとする全身疾患に対して口腔が与える影響が注目されてきている。口腔や全身の健康を規定するおもな要因として、遺伝的要因および社会的決定要因(社会経済状態や保健医療制度など、健康を規定する社会環境要因)が相互に関連しあって健康に影響を与えることが、近年の研究で明らかになりつつある。遺伝子と社会環境の相互作用の解明は重要な科学的課題である。歯周病と循環器疾患の先行研究はいくつか存在するが、すべての研究が一貫した結果を示しているわけではない。その要因のひとつに、歯周病と循環器疾患が、共通のリスク要因(喫煙など)を有することがあげられている。すなわち、歯周病と循環器疾患の関連を調べるときには、これら共通のリスク要因の影響をいかにして除外するかが重要である。本研究は遺伝子と社会的決定要因の両方向からのアプローチにより、口腔と循環器疾患の関連を明らかにすることとした。将来の個人別のオーダーメイド介入を目指し、東北メディカル・メガバンク機構などのゲノムコホートを用いて遺伝情報と社会経済状況を含む社会要因や環境要因を考慮した上で口腔と循環器疾患の解析を試みた。東北メディカル・メガバンク機構の口腔関連のデータクリーニングの終了が時間がかかっており、当初の予定より、遅れているものの、口腔と循環器病疾患との関係についての解析を実施した。まだ、暫定の結果では口腔状態を含めて解析しているものの、明らかな結果は出ていない。循環器疾患などの全身疾患に口腔が与える影響に注目が集まっている。その中で、遺伝的要因と社会的決定要因(社会経済状態や保健医療制度など、健康を規定する社会環境要因)が相互に関連しあって健康に影響を与えることが、近年の研究で明らかになりつつある。しかし、先行研究では、これらの要因を同時に考慮した研究は少ない。我々の研究グループは、社会的決定要因と口腔や全身疾患の関連を疫学研究により明らかにしてきた。本研究は、これまでに蓄積された知見や疫学的研究手法を基礎として、新たに遺伝学の視点を加えた研究を行い、遺伝子と社会的決定要因の両方向からのアプローチにより、口腔と全身の健康の関連を明らかにすることを目的とするものである。本年度は、当初計画のとおり、東北メディカル・メガバンク機構の歯科健診に参加しつつ、全体の質問票の口腔部分の質問の作成等の関わった。健診データの収集が終了したことから、歯科健診データのクリーニングを、メガバンクの全体の方法論に沿って実行した。また、循環器疾患のリスク遺伝子についてpubmedなどのデータベースを用いて文献レビューをし、着目すべきSNPのリスト化をした。データ収集及びクリーニングを計画していたが、歯科健診のデータクリーニングはすでに完了している。クリーニング後の歯科健診データと、質問紙項目の集計はすでに完了していることから、今後SNP情報などの解析が揃ったところで、関連を見るための統計解析を実施する準備ができている。当初の計画では、本年度はデータ収集及びクリーニングを計画していた。歯科健診のデータクリーニングはすでに完了している。クリーニング後の歯科健診データと、質問紙項目および遺伝情報とのリンケージの問題は残るものの、概ね計画通りに進展していると考えられる。そこで、本研究は遺伝子と社会的決定要因の両方向からのアプローチにより、口腔と循環器疾患の関連を明らかにすることを目的とする。東北大学メディカル・メガバンクの調査に参加し、歯科臨床データの収集をおこなうこととなっている。研究に必要な歯周病のリスク遺伝子(ABHD12B, WHAMM, AP3B2)および循環器疾患のリスク遺伝子(Kruppel-like family of transcription factor)について、連携研究者である東北大学メディカル・メガバンク機構の坪井教授の協力により、研究代表者の小坂が循環器疾患の解析を、研究分担者の相田が口腔疾患の解析及び統計学的な解析を実施する。並行して文献レビューをし、歯周病や循環器疾患のあらたなリスク遺伝子があればデータベースに追加した。東北メディカル・メガバンク機構におけるデータの分譲が遅れているため、遺伝情報の解析に時間がかかっている。口腔内のデータについては、データクリーニング含め実施されいていることから、分譲が始まれば解析は速やかに実施できるものと考えている。

将来の個人別のオーダーメイド介入を目指し、東北メディカル・メガバンク機構などのゲノムコホートを用いて遺伝情報と社会経済状況を含む社会要因や環境要因を考慮した上で口腔と循環器疾患の解析を試みた。東北メディカル・メガバンク機構の口腔関連のデータクリーニングの終了が時間がかかっており、当初の予定より、遅れているものの、口腔と循環器病疾患との関係についての解析を実施した。まだ、暫定の結果では口腔状態を含めて解析しているものの、明らかな結果は出ていない。2017年度の計画として、「歯周病のリスク遺伝子は、歯周病を介して循環器疾患の既往や血中CRP量に関連する」との仮説にもとづき分析を行う。検証にはMendelian randomizationの手法を応用し、遺伝情報を操作変数として歯周病と循環器疾患の因果関係の解明をする。検証仮説である循環器疾患の遺伝的リスクが低い人では、歯周病が循環器疾患に大きく寄与するRothmanの因果のパイモデルを踏まえ、循環器疾患の遺伝的リスクが低い人は、そうでない人にくらべて歯周病が循環器疾患のリスクに寄与する割合が大きいと考えられる。この仮説を検証することで、どのような遺伝要因の人で、口腔への介入が循環器疾患の予防に有効かが明らかにする。本研究では循環器疾患の遺伝的リスク(Kruppel-like family of transcription factorの変異)によって、歯周病と循環器疾患の既往や血中CRP量との関連が異なるかを明らかにする。具体的な分析は、以下の手順でおこなう。データの入手やマネジメントは小坂が行い。統計解析は研究分担者の相田が実施する。1.対象者の社会的決定要因を統計的手法(傾向スコアマッチング法)により均一化する2.循環器疾患の遺伝的リスクにより対象者を層別化し、歯周状態と循環器疾患の既往および血中CRP量の関連をロジスティック回帰分析により調べる。東北メディカルメガバンク機構のデータの分譲が予想より遅れているため。東北メディカル・メガバンク機構のデータ分譲が進まず、本年度は使用が減ったが、次年度の分譲があり、そのため経費の確保が必要になったため。東北メディカルメガバンク機構のデータの分譲に対して必要な経費を充てること、およびそのデータマネジメントに使用する。
プリオン感染に関与する異常型プリオンタンパク質以外の因子解明

ヒトのクロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)や牛の海綿状脳症(BSE)は、致死性の中枢神経系の疾患であり、現在、効果的な治療薬・治療法は無い。本研究は、この疾患を克服するため感染に必須な因子を精製・同定し、プリオン病原体の感染メカニズムを解明する事で治療薬の開発、治療法の確立に寄与する事を目的とする。本研究では感染因子の同定を行うために培養細胞系から、感染性因子を精製する事にした。プリオン感染マウス神経細胞の上清、又は細胞抽出液を用いて、分子密度の違いにより分画(密度勾配遠心法)した。分画した溶液中の感染価を測定した結果、分子密度に応じて感染価が異なっていた。さらに最も感染価の高い分画を二次元電気泳動法による差異解析を行い、感染細胞でのみ発現するタンパク質を174スポット検出した。感染細胞でのみ発現するタンパク質スポットをゲルより切り出し、トリプシン消化後、LC/MS解析によってタンパク質を同定した。その結果、91個のタンパク質をデータベースより同定する事に成功した。さらに感染値の高い分画はショットガン解析を行い存在するすべてのタンパク質について網羅的に解析し、感染性分画にのみ存在するタンパク質群の同定に成功した。この中には、先に報告されたExsosome関連タンパク質の他に、今までプリオンとの関連性が知られていないNCAM1やCD47などの膜タンパク質(他3種)、HSP70やHSP83などのシャペロン関連群(他多数)、Rasなどのシグナル伝達関連(他多数)、その他には酵素や他の微生物由来のタンパク質も見出されている。これらのタンパク質群の中には、いままでプリオン病において報告の無いタンパク質も多く含まれており、感染に関与する新たな候補タンパク質が同定できた。
前駆体tRNAプロセシング酵素の構造と機能の解明とその有効利用

リボヌクレアーゼP(RNase P)は前駆体tRNA(pre-tRNA)のプロセシングを触媒するエンドヌクレアーゼで、触媒残基を持つRNAと補助因子であるタンパク質から構成されるリボ核タンパク質酵素である。本申請研究では、超好熱性アーキアRNase Pを研究対象として、その構造と機能を解明するとともに、超好熱性アーキアRNase P構成タンパク質を用いた塩基置換検出法の開発を目指した。超好熱性アーキアの前駆体tRNAプロセシング酵素・リボヌクレアーゼP (RNase P)は、RNA (pRNA)と5種のタンパク質(Pop5, Rpp21, Rpp29, Rpp30、Rpp38)から構成されている。本研究では、Pop5の構造機能相関の解明を目指すとともに、Pop5とRpp30のヘテロ四量体における機能について検討した。まず、Pop5のC末端領域の6残基を欠損させた6Cと、14残基を欠損させた14C、そして二量体形成部位の6残基を欠損させたLを作製し、それらを含む再構成RNase Pにより、前駆体tRNA切断活性を測定するとともに、P3ステムループに対する結合親和性を検討した。その結果より、Pop5がP3ステムループとの結合に関与し、Rpp30はPop5の構造形成に関与していることが示唆された。また、14C-Rpp30の親和性は著しく低下していたが、L-Rpp30はPop5-Rpp30と同程度の親和性を維持していた。以上の結果と、Pop5とRpp30のヘテロ四量体の結晶構造およびpRNAのモデル構造に基づき、Pop5-Rpp30-pRNA複合体モデルを構築した。本研究を申請した内容に基づき研究を進めたところ、上記したように、概ね目的の結果を得ることが出来た。今回の研究成果とこれまでの研究成果を総合して、超好熱性アーキアリボヌクレアーゼPの高次構造モデルを作成することができた。リボヌクレアーゼP(RNase P)は、前駆体tRNAの5 ́末端余剰配列のプロセシングを触媒するエンドヌクレアーゼで、RNAとタンパク質から構成されているリボ核タンパク質酵素である。超好熱性アーキアRNaseP RNA(PhopRNA)は、それ自身では触媒活性を示さず、5種のタンパク質(PhoPop5、PhoRpp21、PhoRpp29、PhoRpp30、PhoRpp38)との相互作用によりその触媒活性が活性化さる。本研究では、P.horikoshii RNase Pの高次構造モデル(3-Dモデル)を構築するとともに、再構成酵素・RNase Pを精製し、その構造を透過型電子顕微鏡により検討した。まず、各タンパク質の結晶構造と各タンパク質とPhopRNAの相互作用部位に関する情報に基づき、RNase Pの3-Dモデルを構築した。その結果、RNase Pは185 x 85 x 85Åのサイズを示し、PhoPop5とPhoRpp30のヘテロ4量体がPhoPop5のC-末端ヘリックスを介してPhopRNAのヘリックスP3とP16に結合し、PhoRpp21とPhoRpp29はヘテロ二量体を形成して、PhopRNAのへリックスP11とP12を繋ぐ一本鎖ループに結合していることを示した。一方、PhoRpp38はPhopRNAの3箇所のK-ターンに結合していた。次に、RNase Pの高次構造情報を得るために、再構成酵素・RNase Pを各種クロマトグラフィーにより精製した。続いて、再構成酵素の構造をネガティブ染色法による透過型電子顕微鏡で解析したところ、RNase Pは185 x 95 x 95 Åのサイズを示し、RNase Pの3-Dモデル構造を重ねたところ、比較的良く一致し、今後、電子顕微鏡による単粒子解析により、超好熱性アーキアRNase Pの高次構造が決定できる可能性を示唆した。今後は、超好熱性アーキアリボヌクレアーゼPの全体構造を、電子顕微鏡に寄る単粒子解析と結晶構造解析により検討する。今年度は、上記の高次構造モデルを実験的に検証する予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。生物化学29年度が最終年度であるため、記入しない。
サメ類の胎生はなぜ獲得されたのか : サメ類の生殖システムの進化

サメ・エイ類を含む軟骨魚類は、現在でも生きている原始的な脊椎動物と考えられており、その生殖システムを解明することは私たちの生殖システムの起源を知る上で極めて重要である。特にサメ・エイ類には卵生(卵を産む)と胎生(赤ちゃんを産む)のグループが共存しており、私たち哺乳類に見られる胎生がいかに進化してきたのか明らかにする格好の材料である。私は、沖縄美ら海水族館と共同で、卵生のトラザメが呼吸システムをいかに獲得するのか詳細に調査を行った。調査には実体顕微鏡による行動解析、組織切片の観察などを中心に行った。その結果、トラザメの胎児は卵殻の中にいる期間に大きく呼吸システムを変化させることが明らかになった。具体的には、前半の期間には外鰓を用いて呼吸を行うが、後半の期間には筋肉や骨格系の発達に伴って水をポンピングする能力を獲得し、内鰓を用いて呼吸を行うようになる。このような呼吸システムの変化は脊椎動物の進化の初期にすでに獲得されていた可能性がある。さらに、私の過去の胎生のエイ類の研究によって得られた結果は、トラザメで見られた呼吸システムの変化は胎生のサメ・エイ類でも見られる可能性があることを示している。この結果は、卵生と胎生はまったく異なる生殖システムなのではなく、ある程度同じシステムを共有していることを示唆している。胎生と卵生のシステムに今回共通性が見出せたことで、卵生から胎生への進化の過程の一端が解明できたと評価できる。(抄録なし)本研究は、我々哺乳類のように親の体内で子供を長期間育てる胎生という生殖システムがどのような過程で進化してきたのか、板鰓類(サメ・エイ類)から明らかにしようとするものである。今年度の研究の過程で、哺乳類や一部のサメ類のように胎盤と膀の尾を形成する「胎盤型胎生」と、一般的な魚のように卵を産み付ける「卵生」の中間段階として、エイ類の生殖システムが重要な鍵となることに気づき、エイ類の生殖システムの解明に取り組んだ。エイ類は、胎盤や臍の尾を形成しないにも関わらず、親の子宮内で半年ほど子供を育てるという生殖システムを持つ。私は、沖縄美ら海水族館と共同でい、妊娠したマンタ(最大のエイ類)のエコー検査で収集したデータの解析、マンタの死産個体や新生個体の解剖学的観察を行った。これは、世界で初めて胎生板鰓類の胎児の生態を直接的に観察した研究である。本研究により、エイ類の胎児の呼吸システムは卵生のサメ類に近いのに対し、栄養を摂取するシステムは胎盤型胎生のサメ類に近いなど、エイ類の生殖システムは卵生と胎盤型胎生の両方の特徴を持っていることが明らかになった。これは胎盤型胎生と卵生の間の進化におけるギャップを埋める重要な発見となった。この結果は、現在投稿論文としてまとめ、沖縄美ら海水族館と共同で英文誌に投稿中である。さらに、本研究において、生殖システムの進化と遊泳性/底生という生態の進化が同期しているとする仮説を持っており、サメ・エイ類の鱗や鰭形態の流体力学的特性から遊泳速度を推定する研究を行っており、その研究結果の一部は2011年度古生物学会において口頭発表を行った。この研究は現在、カリフォルニア大学・デービス校と主に共同で継続して研究を行っている。本研究では、軟骨魚類の胎生が進化の過程でどのように獲得されたのか解明することを目指している。前年度の研究により、軟骨魚類の卵生から胎生への進化において、エイ類がその中間段階の生殖システムを持つ可能性が示された。そこで、胎生エイ類であるマンタの胎児が子宮内でどのような行動をしているのか美ら海水族館と共同で明らかにし、その結果を論文として発表した(Tomita et al., 2012)。この研究により、胎生エイ類の胎児は羊水の中に溶け込んでいる酸素を鯛呼吸することによって酸素を取り入れていることを明らかにした。この酸素供給のメカニズムは、卵生とヘソの尾を形成する胎生の間をつなぐ中間段階である可能背がある。さらに、これまで謎とされていたエイの呼吸行動の仕組みの詳細を解明し、論文として発表した(Tomita et al., 2013)。この研究によりエイ類は5番目の鯉をポンプとして利用することによって呼吸していることが明らかとなった。データの解析はカリフォルニア大学デービス校で行った。以上の研究により、卵生から胎生への進化において胎児の呼吸メカニズムが大きく変化してきたことが明らかになった。現在、卵生やヘソの尾を作る胎生のサメの胎児がどのよう呼吸メカニズムを持っているのか研究中である。さらに、胎生進化を化石から解明するためにクリーブランド自然史博物館に数多く所蔵されている化石軟骨魚類、板皮類の調査を行った。現在、そのデータを解析中である。

その結果、トラザメの胎児は卵殻の中にいる期間に大きく呼吸システムを変化させることが明らかになった。具体的には、前半の期間には外鰓を用いて呼吸を行うが、後半の期間には筋肉や骨格系の発達に伴って水をポンピングする能力を獲得し、内鰓を用いて呼吸を行うようになる。このような呼吸システムの変化は脊椎動物の進化の初期にすでに獲得されていた可能性がある。さらに、私の過去の胎生のエイ類の研究によって得られた結果は、トラザメで見られた呼吸システムの変化は胎生のサメ・エイ類でも見られる可能性があることを示している。この結果は、卵生と胎生はまったく異なる生殖システムなのではなく、ある程度同じシステムを共有していることを示唆している。胎生と卵生のシステムに今回共通性が見出せたことで、卵生から胎生への進化の過程の一端が解明できたと評価できる。流体力学を用いた機能形態学的研究についてはおおむね計画通りに進んでいる。また、胎生の進化について化石だけでなく、現生種(現生エイ類)からのアプローチが重要であることが明らかになったことは大きな進展といえる。卵生から胎生への進化において、エイ類が中間的な生殖メカニズムを持っていることが明らかになり、インパクトのある論文として公表することができた。米国における化石種の調査も進んでおり、研究は順調といえる。エイ類の遊泳性/底生性が形態としてどのように表れるのか明らかにする予定である。現在の方策として、カリフォルニア大学と共同で形態解析の手法をもとに遊泳性/底生性がどのように動物の鏡面対称性に影響するのかを調べることを計画している。これが明らかになると、化石を含めたエイ類の遊泳性/底生性の進化の過程が明らかになり、生殖システムの進化と遊泳性/底生性の進化の比較が可能となる。胎生エイ類との比較を行うため、沖縄美ら海水族館と共同で、エコー検査を用いた卵生や胎盤型胎生の胎児の呼吸メカニズムの解明を進めていく。胎生進化の解明に向けて化石軟骨魚類のデータをさらに増やす必要があり、現在米フィールド博物館での調査を計画中である。(抄録なし)
脂肪細胞褐色化転換転写因子"FOXC2"による脂肪細胞形質決定因子の体系的同定

白色/褐色という脂肪細胞の形質決定因子は、肥満とインスリン抵抗性を同時に改善する画期的な治療薬の標的となりうる。事実、転写因子FOXC2を脂肪細胞特異的に過剰発現させたマウスにおいて、白色脂肪細胞が褐色脂肪細胞様に変化し、体重減少と共にインスリン感受性が高まることが報告された(Cell 106:563,2001)。そこで本研究では、FOXC2関連脂肪細胞形質決定因子を独創的手法による体系的同定を試みた。1)FOXC2の脂筋細胞形質への効果、2)脂肪細胞形質特異的標的遺伝子の同定、3)脂肪細胞形質特異的FOXC2結合蛋白の同定について進めた。1)野生型及び変異型のFOXC2 cDNAをレトロウイルスベクターに導入した。さらにこれらを分化前の3T3-L1細胞にトランスフェクションした。その後、脂肪細胞分化を誘導し、形質の変化を評価した。その結果、野生型FOXC2により白色脂肪細胞への分化が阻害された。変異型FOXC2では異なる応答を示した。野生型の導入によりFOXC2のmRNAの発現が増強していることを確認した。また、分化阻害が脂肪細胞分化に関わる転写因子の発現抑制を伴うことを見出した。2)アレイに向けて野生型FOXC2導入ありとなしにおいてRNAを経時的に抽出した。3)既に確立したイーストツーハイブリッド法を用いて、3T3-L1細胞のcDNAライブラリーをFOXC2をbaitとしてスクリーニングした結果、予想よりも早くFOXC2結合蛋白として複数の陽性クローンを得た。これらの蛋白とFOXC2の相互作用をGST-pull downによりin vitroで確認した。さらに、GAL4結合配列とE1b TATA boxを有するluciferaseレポーターとGAL4DNA結合領域にFOXC2を融合させた蛋白の発現ベクター、ならびに同定した蛋白の発現ベクターを構築した。これらを同時にトランスフェクシヨンし、FOXC2の転写活性化能への影響をIn vitroで解析した。そこで本研究では、FOXC2関連脂肪細胞形質決定因子を独創的手法により体系的に同定する。本年度は、1)FOXC2の脂肪細胞形質への効果、2)脂肪細胞形質特異的標的遺伝子の同定、3)脂肪細胞形質特異的FOXC2結合蛋白の同定のうち主に1と3について進めた。1)については、野生型及び変異型のFOXC2 cDNAをレトロウイルスベクターに導入した。また、ある変異型FOXC2では異なる応答を示した。3)については、「GenDecorder1000A」を利用した白色/褐色脂肪細胞cDNA及び発現蛋白ライブラリーを新たに構築しスクリーニングを行う予定であった。一方、先行して既に確立したイーストツーハイブリッド法を用いて、3T3-L1細胞のcDNAライブラリーをFOXC2をbaitとしてスクリーニングした結果、予想よりも早くFOXC2結合蛋白として複数の陽性クローンを得た。さらに、GST-pull downによりこれらの蛋白とFOXC2の相互作用を確認した。同定した蛋白のFOXC2の転写活性化能への影響の解析に向けて、GAL4結合配列とE1b TATA boxを有するluciferaseレポーターとGAL4DNA結合領域にFOXC2を融合させた蛋白の発現ベクターを構築した。

さらに、GAL4結合配列とE1b TATA boxを有するluciferaseレポーターとGAL4DNA結合領域にFOXC2を融合させた蛋白の発現ベクター、ならびに同定した蛋白の発現ベクターを構築した。これらを同時にトランスフェクシヨンし、FOXC2の転写活性化能への影響をIn vitroで解析した。
聴性電気反応による脳死の検討

意識障害者357例に対し聴性脳幹反応(ABR)を記録した。このうち温度眼振反応は92例に,112例に脳波(EEG)の観察を行った。1.温度眼振反応温度眼振反応には1.正常反応(急速相と緩徐相),2.眼球偏倚と緩徐な立ち直り,3.眼球偏倚のみ,4.無反応の4タイプが認められた。経時的に温度眼振反応を見ると正常反応から急に無反応になったり反応が急激に変化し脳幹機能を直接反映しているとは考えにくかった。2.ABRと予後の関係初回ABRのI-V波間潜時が正常であった201例中109例が回復し92例は死亡した。I波のみまたは無反応であった104例は全例死亡した。最終測定結果と予後の関係はI-V波間潜時が正常であった152例中41例が死亡した。また,初期にI波V波が認められていても最終的に無反応に移行した52例は死亡した。終始V波の波形が保たれていた例の予後は良好であった。このことは脳幹の微細な変化を観察するにはABRがすぐれており直接脳幹の機能を反映しているものと考えられた。脳波(EEG)に活動が認められたものは38例,平坦化していたものは74例であった。EEGに活動が認められた症例のABRには全例I波V波までの波形が認められた。EEGが平坦化した初期のABRは40例がI波のみあるいは無反応で,31例にはI波からV波までの波が認められた。I-V波間潜時も28例が正常範囲内であった。しかし,V波までの波形が認められた症例も経過とともに無反応となり死亡した。このことは,上位中枢から活動が停止し下部へと変化が進み最終的に脳幹部の活動が消失するものと考えられた。以上の結果から,脳死を判定する際に聴性脳幹反応による脳幹機能の把握が重要であると考えられた。意識障害者に対して聴性脳幹反応(ABR)と温度眼振反応の観察を行ない、両反応から脳幹機能を把握しようとするものである。両検査とも意識障害に陥ってから24時間以内に記録を開始し、ABR測定後直ちに温度眼振検査を施行した。症例は男性34例、女性13例の47症例(平均年齢41.3歳)を対象とした。患者の予後経過は回復例14例、植物状態移行例7例、死亡26例と半数以上が予後不良であった。昏睡に陥ってから24時間以内のABR所見は、正常反応(IーV波間潜時4.4msec以内)29例、IーV波間潜時延長(4.4msec以上)5例、I波のみ1例、無反応12例であった。温度眼振反応には4つの反応が認められた。

反応は正常反応(刺激側への眼球の偏位(緩徐相)と反対側への急速な眼球運動(急速相)、眼振様反応(刺激側への眼球の共同偏倚とゆっくりした律動的な眼球の立直り)、偏倚のみ(刺激側への共同偏倚のみで眼球の立直り)、無反応(冷水刺激によって全く眼球運動を認めないもの)であった。結果は正常反応7例、眼振様反応3例、偏倚のみ10例、無反応27例であった。温度眼振反応が無反応であった27症例のABRをみると正常反応11例、IーV波間潜時延長3例、I波のみ1例、無反応12例であった。逆にABRが無反応またはI波のみの症例13例の温度眼振反応をみると全例無反応であった。このことは、温度眼振反応が無反応となり脳幹機能が消失したと思われる症例でもABRのV波が認められる症例が有り、温度眼振反応による脳幹機能の消失が見せかけの機能障害と考えられた。逆に、ABRがI波のみまたは無反応症例の温度眼振反応は全例が無反応であり、脳幹機能が完全に消失したものと考えられた。今後の研究の進めかたであるが両反応を経時的に観察し合せて脳波を記録し脳死の判定にABRが有用か否かの検討を行なう。意識障害に対して聴性脳幹反応(ABR)と温度眼振反応の観察を行ない、両反応から脳幹機能の把握を行った。両検査とも意識障害に陥ってから24時間以内に記憶を開始し、ABR測定後直ちに温度眼振検査を施行した。ABR,温度眼振ともなるべく経時的に観察を行った。軽度意識障害者では温度眼振は全例緩徐相,急速相が認められた。ABRではIーV波間潜時4.2msec以内のものがほとんどで潜時の延長が認められても4.4msecと軽度であった。意識障害の程度が強くなるにしたがい温度眼振反応では急速相が消失し緩徐な芽球運動となり,次いで緩徐相が消失し眼球の偏倚のみとなり,ついには全く冷水による反応は認められなくなった。ABRではIーV波間潜時が正常に認められるものから,潜時の延長,V波の消失,I波のみ,無反応と様々な反応が認められた。両反応を経時的に観察すると,温度眼振反応では無反応であったものが,意識状態の回復と共に正常反応に回復する例が認められた。しかし,ABRでは波の消失や無反応と悪化した状態から波形が回復する例は外められなかった。IーV波間潜時が正常範囲内に有っても,経時的に潜時の延長や波形が消失する例の予後は不良であった。逆に,IーV波間潜時が4.6msec以上と延長していても,終始波形が保たれていた例や,募時が正常範囲以内に回復した例での予後は良好であった。このことは温度眼振反応とABRを比較すると,温度眼振反応は大ざっぱに脳幹機能を把握することができるが,脳幹の微細な変化を観察するにはABRすぐれており直接脳幹の機能を反応しているものと考えられた。意識障害者357例に対し聴性脳幹反応(ABR)を記録した,この内112例に対し脳波(EEG)の観察を行った。ABRは意識障害に陥ってから24時間以内に記録を開始した。EEGは深昏睡患者に記録を行い,EEG記録前後にABRの観察を行った。EEGになんらかの活動が認められたものは38例,EEGが平坦化していたものは74例であった。EEGになんらかの活動を認めた症例のABRにはI波からV波までの波形が全例に認められた。また,I-V波間潜時も38例中35例が正常範囲内であり,3例に4.4msec以上のI-V波間潜時延長を認めた。EEGが平坦化していた症例は,臨床的に脳死の状態であった。EEGが平坦化した症例の初期ABRはI波のみあるいは無反応は40例であった。また,V波の消失は3例で,31例にはI波からV波までの波形が認められた。I-V波間潜時も28例が正常範囲内(4.4msec以内)であった。しかし,EEGが平坦化した症例ではV波までの波形が認められていても経過とともにV波から波が消失しついには1波のみあるいは無反応となった。予後に関してみるとEEGが平坦化していた症例は全例死亡した。このことは,大脳を中心とした上位中枢から脳の活動が停止し徐々に下部へと変化が進み最終的に脳幹部の活動が消失するものと考えられた。以上の結果から,脳死を判定する際に聴性脳幹反応による脳幹機能の把握が重要であると考えられた。
霊長類大脳基底核の行動発現と病態発現における役割

大脳基底核の機能異常で、滑らかな動作が行えなくなるという動作遂行の障害だけでなく、運動遂行には障害が殆どないにもかかわらず、記憶や意思決定などの高次脳機能が主に障害されることが臨床的に認められる。これらの多様な臨床症状は、大脳基底核が認知から運動まで幅広い脳機能に関与していることを示している。本研究では、工夫された行動課題遂行中の細胞活動特性を踏まえた上で、生理学的メカニズムを解明することを目指した。本年度の行動課題遂行中のマカクザルの淡蒼球を中心として、大脳基底核-皮質ループを構成する構造からの細胞外記録を行った。行動課題には到達運動を用いた。自発的な運動選択を促すために、報酬量をもとにして運動を切り替えるという課題要素を盛り込んだ。また、従来淡蒼球で調べられてきた運動の方向だけを要求するだけでなく、認知的な要素を組み込み、物体情報をもとに運動の選択を行うという課題設定で実験をおこなった。運動発現の時間に焦点を当てて解析を行った。その結果、淡蒼球の細胞活動は運動の物理的なパラメーター(運動の方向や到達運動位置など)だけではなく、物体情報をもとに運動選択を行っていることを反映する細胞も記録された。さらに、報酬量をもとに自発的に運動を切り替えると淡蒼球の活動もダイナミックに行動とともに変化することが明らかになった。こういった活動は、自発的な運動選択・切り替えを行っているときに、淡蒼球が必要な情報と必要でない情報に関して皮質に対して活動を抑制・脱抑制を行うと考えられる。これは淡蒼球が意思決定時に適切な運動選択ができなくなるなどの症状の神経基盤を担っていることが示唆される。