hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロテオーム解析を用いたパスウェイ解析に基づく化合物評価システムの開発

代謝阻害化合物のChemProteoBase解析、及び、解析システムの構築:昨年度に引き続き2次元電気泳動を用いたプロテオーム解析に基づくChemProteoBaseの精度向上のためにデータベス拡張を行った。昨年度構築したHeLa細胞の2次元電気泳動イメージ上のスポットと同定情報を整理しマッピングして代謝関連タンパク質スポットの発現量を迅速に抽出し、定量的比較するシステムを用いて、スクリーニングで得られた化合物解析を行った。NPD2381は癌幹細胞様細胞を用いたセルベースの薬物スクリーニングによって取得された化合物であるが、ChemProteoBaseの拡張システムを用いて、NPD2381がセリン合成経路内の酵素の発現量を増加させることを見出し、ミドコンドリアを標的とする新規な選択的癌幹病抑制剤であることが示唆された(FEBS Lett, 593:763-776, 2019)。また、神経細胞の突起伸長作用のある新規化合物の解析では、ChemProteoBaseプロファイリングにより小胞体ストレスとの関与が示された(Mol Pharm, 16:1423-1432, 2019)。また、光親和型化合物ビーズを用いた、結合たんぱく質データベースを構築することによって、結合たんぱく質の探索を加速するシステムを作成して、それを利用して癌関連線維芽細胞の遊走阻害剤の関連因子の同定を行った(J Biol. Chem., 294:2988-2996, 2019)。このほか、ChemProteoBaseの手法についてMethods and Protocols, Methods in Molecular Biology, (1888:127-139, 2019)にまとめた。ChemProteoBaseのデータベースの拡張は作用標的の明らかな既知物質を用いた解析を行うことによって順調に進んでおり、解析データが増えている。これよって、推測可能な標的の数が増えることが期待される。本解析系を用いて、新規化合物の標的の解析も進みつつある。同定済みのスポットについての整理も進んだため、システムの基盤が整い、より多くの解析情報の得られるシステム構築につながっている。以前からの共同研究について、本解析系を用いた幾つかの成果に結びついたことも、現行システムを改良することによって、化合物の分子標的解析への精度向上が進んでいる。また、2次元電気泳動のデータだけでなく質量分析計を用いたデータの取得や他の解析系のデータを取得し始めており、これらのデータを組み合わせることによって、対応できる化合物が増えることが期待される。1)引き続きChemProteoBaseシステムの改良のために、データベース拡張を行う。代謝関連化合物に加え、関連が予想される化合物についてプロテオーム解析を行う。2)現行のシステムをさらに改良して、解析の制度を上げていく。3)構築したシステムを用いて、既知化合物、並びに、スクリーニング系で得られた新規化合物の解析を行い、化合物の標的を推測し、検証実験を行うことによって解析系の確からしさを示す。代謝阻害化合物のChemProteoBase解析、及び、解析システムの構築:2次元電気泳動を用いたプロテオーム解析に基づくChemProteoBaseを発展させるために、解糖系やTCAサイクル、アミノ酸代謝系、脂質代謝系などがんの代謝阻害剤を含む標的既知の阻害剤について2D-DIGEを用いてプロテオーム解析を行いデータベースに登録した。また、その解析過程で、新規化合物についてChemProteoBase解析を行なった結果、作用標的につながる結果が得られた(Angew Chem Int Ed Engl 2017, J Antibiot 2017)。HeLa細胞の2次元電気泳動イメージ上のスポットと同定情報を整理しマッピングすることによって、代謝関連タンパク質スポットの発現量を迅速に抽出し、定量的に・グラフィカルに比較するシステムを構築する基盤を作成した。既知化合物を用いてプロテオーム解析を行い、そのデータを用いて構築しているシステムを用いて解析を行ったところ、今まで解析を行った化合物とは異なる構造を持つ鉄のキレーターでも、解糖系のたんぱく質スポットの発現上昇が確認された。エネルギー代謝の中心的な経路である解糖系に作用する化合物、並びに、TCAサイクルに作用する化合物(ミトコンドリア作用薬など)のデータをモデルにしてシステム開発を行った。それに加え、システムの汎用性を高めるために、他の細胞種での解析についても検討し、2次元電気泳動を用いたプロテオーム解析の系の有用性を示した(ACS Synth Biol 2017)。作用標的の明らかな既知物質を用いた解析を行うことによって、ChemProteoBaseのデータベースの拡張は順調に進んでいる。データベースの収容データが増えることによって、推測可能な標的の数が増えることが期待される。また、本解析系を用いて、新規化合物の標的の解析も徐々に進みつつある。同定済みのスポットについての整理も進み、システムの基盤が整い、それがシステム構築につながると考えられる。以前からの共同研究が、本解析系を用いた幾つかの成果に結びついたこと(Angew Chem Int Ed Engl 2017, J Antibiot 2017)も、現行システムを改良することによって、化合物の分子標的解析への精度向上が期待出来ることを示している。

昨年度構築したHeLa細胞の2次元電気泳動イメージ上のスポットと同定情報を整理しマッピングして代謝関連タンパク質スポットの発現量を迅速に抽出し、定量的比較するシステムを用いて、スクリーニングで得られた化合物解析を行った。NPD2381は癌幹細胞様細胞を用いたセルベースの薬物スクリーニングによって取得された化合物であるが、ChemProteoBaseの拡張システムを用いて、NPD2381がセリン合成経路内の酵素の発現量を増加させることを見出し、ミドコンドリアを標的とする新規な選択的癌幹病抑制剤であることが示唆された(FEBS Lett, 593:763-776, 2019)。また、神経細胞の突起伸長作用のある新規化合物の解析では、ChemProteoBaseプロファイリングにより小胞体ストレスとの関与が示された(Mol Pharm, 16:1423-1432, 2019)。また、光親和型化合物ビーズを用いた、結合たんぱく質データベースを構築することによって、結合たんぱく質の探索を加速するシステムを作成して、それを利用して癌関連線維芽細胞の遊走阻害剤の関連因子の同定を行った(J Biol. Chem., 294:2988-2996, 2019)。このほか、ChemProteoBaseの手法についてMethods and Protocols, Methods in Molecular Biology, (1888:127-139, 2019)にまとめた。ChemProteoBaseのデータベースの拡張は作用標的の明らかな既知物質を用いた解析を行うことによって順調に進んでおり、解析データが増えている。これよって、推測可能な標的の数が増えることが期待される。本解析系を用いて、新規化合物の標的の解析も進みつつある。同定済みのスポットについての整理も進んだため、システムの基盤が整い、より多くの解析情報の得られるシステム構築につながっている。以前からの共同研究について、本解析系を用いた幾つかの成果に結びついたことも、現行システムを改良することによって、化合物の分子標的解析への精度向上が進んでいる。また、2次元電気泳動のデータだけでなく質量分析計を用いたデータの取得や他の解析系のデータを取得し始めており、これらのデータを組み合わせることによって、対応できる化合物が増えることが期待される。1)引き続きChemProteoBaseシステムの改良のために、データベース拡張を行う。代謝関連化合物に加え、関連が予想される化合物についてプロテオーム解析を行う。2)スポットの同定済みのデータ、並びに、1で得られた解析データを基に、代謝関連タンパク質スポットの発現量を迅速に抽出し、定量的に・グラフィカルに比較するシステムを構築する。3)構築したシステムを用いて、既知化合物、並びに、スクリーニング系で得られた新規化合物の解析を行い、化合物の標的を推測し、検証実験を行うことによって系の確からしさを示す。
泡沫分離操作による水産廃水からの水溶性タンパク質の濃縮回収

水産加工工程において魚介類から溶出する水溶性タンパク質の中で代表的なタンパク質は主に魚肉中のアルブミン類と血液に含まれているヘモグロビン類であるので,モデルタンパク質として水溶性タンパク質として卵白アルブミン(以下,OAと略する)および牛血清ヘモグロビン(以下,HBと略する)を用いた。泡沫分離装置として標準型気泡塔を用い,気液流通式で,OAについてはpH3.5,4.6(等電点)および6.0,または,HBについてはpH6.0,6.8(等電点)および8.0において泡沫分離実験を行なった。水溶性タンパク質の気液界面吸着はラングミュア型の吸着平衡関係にしたがうとの仮定から導いた泡沫分離過程モデルによって実験データを整理したところ,OAのpH3.5および6.0,および,HBの上記のpH範囲において,過去の研究で明らかにしたOAの等電点であるpH4.6同様に本研究で提起したモデルによくしたがい,ラングミュア型の吸着平衡関係であることがわかった。また,本モデルから決定した吸着パラメタである気泡表面飽和吸着量は,OAおよびHBともに等電点で最大を示し,酸およびアルカリ側で減少していた。これは気泡表面に吸着したタンパク質は等電点で静電気的に中性となるために,隣接する分子間の静電気的反発力が小さくなっているか,タンパク質分子が他のpHと比較して小さくなっていることが原因と考えられる。気泡層内での濃縮を明らかとするために,気泡塔内生成単位気泡表面積当たりの泡沫層に同伴される塔内液流量は本研究で行なった操作条件において無次元数であるオ-ネゾルゲ数で誤差30%以内で相関することができ,塔内平衡液濃度,約2×10^<-4>g/cm^3以下の濃度範囲で濃縮率が急激に増加することがわかった。泡沫液流量の鉛直方向分布は泡沫高さの上昇と共に指数関数的に急激に減少しており,塔内で発生した気泡表面積は泡沫層内でも維持されるとの仮定から吸着パラメタ及び上述の相関式を用いて泡沫層内濃縮率予測式を導いた。この式により,塔内平衡液濃度,約1×10^<-4>g/cm^3以上の濃度範囲では泡沫層内でも気泡表面積はほとんど維持されていることがわかった。
日本人・中国少数民族の出生体重と高血圧発症に関する調査研究

DOHaD説に基づき、中国少数民族の中で高血圧罹患率が高いと報告のあるモンゴル族を対象に、出生体重と高血圧発症の関連性について明らかにすることを目的とした。日本人学生と日本留学中のモンゴル族学生の出生体重と循環動態、心拍変動、炎症性細胞等の測定、中国現地において食生活等の聞き取り調査を行った。その結果、モンゴル族の血圧は、年齢にかかわらず同年代に日本時より高く、低出生ほど自律神経活動機能低下の傾向があり、高血圧発症のリスクが高いことがわかった。また、モンゴル族は、野菜類、果実の摂取量が少なく、油脂類の摂取のが多く、出生後の栄養にも高血圧発症リスクが関連する可能性があった。胎児期の栄養障害と将来の生活習慣病発症が関連するというDOHaD説に基づき、日本人と中国少数民族を対象に出生体重と若年成人の生活習慣病、特に高血圧発症に注目して調査を行い、胎児期、乳幼児期の栄養状態とその影響が若年成人期に達した時の血圧、自律神経活動等に与える影響について明らかにすることが目的である。今年度は内モンゴル自治区内の研究協力病院において少数民族であるモンゴル族の過去1年間に出生した子どもの出生体重および母親の情報を収集し、同時にモンゴル族の若年成人約20名の出生時の体重、現在の血圧、食習慣について調査を行った。また、研究室において同世代の日本人および中国少数民族留学生を対象に、同様に出生時体重の聴取、現在の血圧、自律神経活動、血液の性状等高血圧に関連するデータ収集を開始した。これまでのわれわれの行った研究から、低出生体重群の若年成人は血圧上昇、圧受容器感受性の低下傾向等が求められているが、対象人数が限られているため検証が不足していた。今年度の現地調査のデータを加えて分析を行うとともにさらに遺伝的特性の異なる複数の民族のデータを集積し、目的とする出生体重と現在の血圧、自律神経活動などの影響、さらに生活習慣の関連について結果の信憑性を高めたいと考えている。本研究を通して日本と中国のこの分野における社会的関心を高め、とくに妊娠適齢期の女性への啓蒙につなげることが出来れば、現役世代のみならず次世代の健康の維持増進に貢献できるものと考える。これまでに行った実験室内での自律神経活動および血圧の測定により、日本に留学中のモンゴル族20名の平均年齢、出生児体重、現在の身長、体重、BMIは、それぞれ28.0±0.6歳、3,332.0±144.4g、166.0±1.7m、61.3±2.5kg、22.1±0.6kg/m2で、同年齢の18名の日本人学生の測定値と比較して、身長以外の出生時体重、体重、BMIはいずれも高値を示した。さらに、仰臥位で測定した収縮期血圧、拡張期血圧はそれぞれ113.7±2.8mmHg、64.4±1.8mmHgで、拡張期血圧は同年齢の日本人学生より高く、有意差を示した。モンゴル族留学生20名を低出生体重、正常出生体重、高出生体重の3群に分け、体位変換に伴う心拍数と交感神経活動の変化を比較した。仰臥位から座位への体位変換時、正常出生体重群は有意な心拍数の上昇が認められたが、低出生体重群には有意な増加が認められなかった。同様に、正常体重群のみ仰臥位から座位への体位変換で交感神経活動の上昇が認められた。また、対象の血液成分値はいずれも基準値範囲内であり、異常は認められなかった。しかし、白血球数(r=-0.49, p<0.05)と血小板数(r=-0.49, p<0.05)は、出生体重が低いほど上昇傾向が認められるなど、モンゴル族の高血圧リスクが高い傾向が認められており、研究最終年度に向けて対象者数の調整などを行い、さらに研究の信頼性を高めたいと考えている。本研究は、胎児期の栄養障害と将来の生活習慣病発症が関連するというDOHaD説に基づき、中国内モンゴル自治区内においてモンゴル族を中心に、日本人および遺伝的特徴の異なる複数の中国少数民族を対象に出生体重と若年成人の生活習慣病、とくに高血圧発症に注目して調査を行い、中国農村部で増加傾向が著しい生活習慣病の発症を妊娠前より予防するために有効な支援方法を明らかにすること、出生体重が成人期の高血圧を中心とした生活習慣病にどのような影響を及ぼすかについて検証することを目的とした。その結果、モンゴル族の健康若年成人群は、低出生体重群で明らかな血圧、白血球、血小板の増加、圧反射受容器の感受性低下が認められ、血小板の増加を示した世界初の報告となった。また、同世代の日本人及び中国漢族は、血圧の上昇傾向、あるいは圧反射受容器の感受性が低下する傾向が認められたが、モンゴル族ほど顕著な結果ではなく、民族差が認められた。モンゴル族に高血圧発症リスクが高い原因として、現地における栄養調査により、日本人に比べ脂肪と塩分摂取が高い一方、野菜の摂取が極めて少なく、生後の環境とくに栄養要因の影響も認められる結果を得た。高血圧リスクについては、中国漢族は、日本人とモンゴル族の中間に位置しており、この結果は生後の環境、とくに母親の胎内での栄養環境に加えて、生後早い時期からから成人期に至るまでの環境の影響を示した可能性がある。また、日本人は低出生の高血圧発症リスクは今回の若年成人ではモンゴル族に比べてはるかに低いものの、男性が女性よりも圧反射受容器の感受性低下が顕著に認められ、今後性差の影響も評価する必要性を示した。

DOHaD説に基づき、中国少数民族の中で高血圧罹患率が高いと報告のあるモンゴル族を対象に、出生体重と高血圧発症の関連性について明らかにすることを目的とした。日本人学生と日本留学中のモンゴル族学生の出生体重と循環動態、心拍変動、炎症性細胞等の測定、中国現地において食生活等の聞き取り調査を行った。その結果、モンゴル族の血圧は、年齢にかかわらず同年代に日本時より高く、低出生ほど自律神経活動機能低下の傾向があり、高血圧発症のリスクが高いことがわかった。また、モンゴル族は、野菜類、果実の摂取量が少なく、油脂類の摂取のが多く、出生後の栄養にも高血圧発症リスクが関連する可能性があった。研究開始年には、日本と中国の政治的問題が影響し、現地調査に若干の遅れが出たが、2年目は予定通り現地調査により約800名の出生体重について概要が確認できた。さらに血圧、栄養調査等の調査も予定通り行えた。国内における実験室内での測定も順調に進行し、中国少数民族のモンゴル族の健康若年者は、日本人の同年齢の対象者と比較して高血圧発症リスクの高いことが予測できるデータを獲得できた。これまで報告のない新しい知見も見いだすことができ、研究をさらに新しい段階に推進できる見通しがついていることから、研究計画は概ね良好に推移していると判断できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。基礎看護学、呼吸、環境生理学少数民族として特に高血圧発症のリスクが高いモンゴル族を中心に、低出生体重との関連性をさらに明らかにできるよう、調査対象数の調整を行い、データの信頼性を高め、国内外に学会、論文により発信していく予定である。さらに低出生体重で高血圧発症リスクが高いモンゴル族に白血球数の増加が認められ、白血球分画にも差が認められる一方、日本人の対象者にはそれほどの変化がなく、この差がどこから生じるかについてさらなる新しい視点での検証が必要と考えている。中国と日本の領土等に関する政治的問題、インフルエンザなど様々な問題がある中で、協力病院において現地調査を行うことが出来た。中国国内における出生時の情報収集は、中国国内の記録方法による限界もあり、日本の母子健康手帳の記載情報には及ばないが、現地へ行かなければ収集できない内容把握が出来ており、ほぼ予定通り実施している。また、研究室において日本人、中国少数民族留学生のデータ収集も予定通り進行中である。研究初年度の中国と日本の政治的な問題の影響を受けて初年度分が計上されたまま研究が進行した。今年度はほぼ予定通りに現地調査が行えたため、初年度の繰越し金に残額が出た。また、データ入力のための謝金を計上したが、研究協力者による入力が予想以上に進み、改めて謝金を支払う必要性がなかったため繰り越すことになった。今後さらに現地調査を行い、対象となる中国少数民族と漢族の若年成人の出生体重、胎児期、乳幼児期の栄養状況、母体側情報を中心にデータ収集を行い対象者数を増やす。また、比較する日本人若年成人の特に低出生体重で生まれた対象者の確保に努め、目的とする中国少数民族との比較評価を予定通り行いたい。また、得られた情報を関連する国内外の学会で発表するとともに論文の作成準備に入り、順次結果を公表したい。研究最終年度になるため、これまでのデータの不足しているモンゴル族の低出生体重の対象者の測定を行う予定であり、中国内モンゴル自治区内での現地調査の回数を1回増やす予定である。
シエーグレン症候群患者におけるCYP2D6遺伝子多型に基づく投与設計法の確立

【研究目的】塩酸セビメリン(CEV)は、ムスカリン受容体刺激による唾液分泌促進作用を有することから、シェーグレン症候群患者の口腔乾燥症状の改善に用いられる。しかし、服用後に生じるアセチルコリンの遊離に基づく消化器症状等により、継続服用が困難になる場合が少なくない。CEVは、主としてチトクロムP450(CYP)2D6により代謝される。本研究では、シェーグレン症候群患者におけるCEVの体内動態とCYP2D6の遺伝子多型について解析を行い、CEVの至適投与設計法を確立することを目的とした。【研究方法】インフォームドコンセントにより、文書同意の得られた患者について登録を行った。登録されたシェーグレン症候群患者は14名であり、全てが女性(44-76歳)であった。遺伝子解析については、白血球からDNAを抽出し、CYP2D6遺伝子の変異をPCR-RFLP法またはLong-PCR法を用いて解析した。CEVの血中濃度は、GC-MS法より測定した。【研究成果】CYP2D6の遺伝子型については、4名において変異が認められ、*5/*10/*14、*5/*10、*5および*10の保有者が、それぞれ1名ずつであった。それぞれのCYP2D6遺伝子型の発現頻度は報告値とほぼ同じであった。CEVの血中濃度については、服用後12-29時間値が、測定限界(<4ng/mL)-28.2ng/mLであった。AUC_<0-24hr>は113-789ng・hr/mLであった。*5または*10の保有する患者のAUC_<0-24hr>は、保有しない患者に比べ、2.1倍高値を示した。以上の結果から、CYP2D6に遺伝子異常の確認された患者では、CEVの血中濃度が上昇し、CEVのAUCの増大傾向が認められた。本研究では登録患者が14名と少ないものの、CEVの体内動態とCYP2D6の遺伝子変異との関係について新たな知見が得られた。
サービス・知識経済におけるチーム作業の実証的研究:専門職の多技能化の探求

医療専門職のチーム作業,特に多技能化を分析した本実証研究の主要な成果は,以下の3点に要約できる。第1に,人的資源管理(例えば,職務設計)が多技能化に対してポジティブに影響することが明らかになった。第2に,多技能化は個人的な成果(例えば,職務満足)に対してポジティブに影響することが明らかになった。第3に,組織的な成果(例えば,患者の回復度)が高いグループと低いグループを比較した場合,前者の方が多技能化の程度が高いことが示された。本研究の具体的内容は,医療現場という多様な専門職やナレッジワーカーが働く職場における,チーム作業を中心とする人的資源管理システムについての探索的なフィールド・ワークである.平成19年度は,協力的かつ先進的な調査先が確保できたため,そのリサーチ・サイトにおいて予備調査を行い大量のデータを収集した.集められたデータの一部には,看護師や理学療法士等を対象としたインタビュー・データや,人事考課や給与体系に関する未公開の内部資料等が含まれる.琉球大学法文学部経済研究において公刊に利用したデータは収集されたものの一部に過ぎないが,現在,体系的な書物と論文を執筆中である.現段階での研究成果とその意義は以下のように整理される.公刊論文において発見事実として強調した点は,専門職やナレッジワーカーから構成されるチームの多技能化促進要因を確認したことである.具体的には,人事考課に用いられる技能評価表や共通評価表に含まれるチームワークに関する項目(例えば,「役割分担が不明瞭な業務に進んで協力ができる」)の存在である.チームに関する先行研究では,チーム活動を円滑に進めるため,チーム・メンバーの技能や知識を評価する仕組みの必要性が指摘されている.平成19度の予備調査の中で,医療現場という高度な専門性が求められる職場においてもそのような仕組みが確認されたことは意義を有するものであり,専門職やナレッジワーカーのチーム・マネジメントについて今後検討するうえで重要なポイントになると考えられる.平成19年度の研究実施計画の段階では,多技能化促進要因として教育訓練の仕組みに着目していたが,予備調査で明らかになったような評価の仕組みは,平成20年度から実施する本調査の枠組みに加えられるべき要素の1つになる.本研究の具体的内容は、専門的なサービスを提供するチームにおける多技能化とその促進要因について明らかにすることである。平成20年度の研究実績の概要は3つに大別できる。第1に、質的調査法に関する先行研究のレビューや、グランデッド・セオリーの専門家との議論を行った。本調査において用いられる中心的なデータ収集方法は質的調査法であるが、質的調査法の文献調査を実施するだけでなく質的調査法に関連する学会やワークショップに参加することで、多技能化の実態分析を行うための具体的・実践的手順に関する情報を入手することができた。第2に、質的調査法を用いた本調査を行い、多技能化とその促進要因に関するデータを収集した。訪問調査では現場における滞在時間が限られるため、多技能化を捉えるには何らかの工夫が必要になる。本調査では多職種チームの職種間における多技能化の程度を解明するために、「現場において他の職種の技能評価をどの程度行うことができるか」という観点から質的データを収集した。このような視点は、予備調査において収集されたインタビュー・データの分析から導出されたものである。具体的には、専門が異なるチーム・メンバー間で技能の評価を行っていただき、その場面におけるメンバーの行動や会話を分析した。第3に、多技能化の促進要因を幅広く探求するため、人的資源管理に関する調査報告書のレビューを実施した。また、平成21年度に計画している量的調査に備えて、人的資源管理に関する2次データを用いた定量的分析を行った。調査報告書のレビューと定量的分析結果の一部は、『和歌山大学経済学会経済理論』において刊行した。本研究の具体的内容は,専門職やナレッジワーカーのチームイ作業における多技能化の実態を解明するとともに,その多技能化をサポートすると考えられる人的資源管理や多技能化と組織成果の関係等を明らかにすることである。平成21年度における研究実績の概要は以下の3点に要約できる。第1に,質的調査法を用いた本調査を行い,デイサービスセンターにおける看護師や作業療法士の多技能化の具体的内容とその多技能化を促進する人的資源管理に関するデータを収集した。これまで調査研究を行ってきた病院というフィールドに加えて,社会的な重要性が増しているデイサービスの職場へのチーム作業や多技能化の適用可能性を検討した。この分析結果の一部は,『りゅうぎん調査』において公刊した。第2に,A病院の職員(約250名)を対象とした量的調査法を用いた本調査を行い,多技能化と人的資源管理の関連性を紐解くためのデータを収集した。そこでは,例えば,多技能化の重要な一側面を捉えうる組織市民行動と人的資源管理への応用可能性が期待されるソーシャル・サポートの関係性について分析を行った。この分析結果の一部は,『Working Paper Series』(和歌山大学)において刊行した。

第3に,チーム作業,多技能化,人的資源管理,組織成果の関連性を明らかにするために,7病院の職員(約320名)を対象とした質的調査法と量的調査法を併用した本調査を行った。チーム作業や多技能化については量的調査法を中心に,人的資源管理や組織成果については質的調査法でそれぞれデータの収集を行い,それらのデータを統合して分析を行っている。この分析結果は学会誌等に投稿する予定である。
鉄シリケート融体の広温度域における粘性挙動に及ぼす鉄イオン酸化状態の影響

酸化ナトリウムを含有する鉄シリケート融体の粘度に及ぼす鉄イオンの酸化状態(二価または三価)の影響について調査した。粘度およびガラス転移温度の測定結果から、融点以上ガラス転移温度近傍の幅広い温度範囲において、酸素分圧が高く三価の鉄イオンが多い試料の方が高粘度となることがわかった。Raman分光分析の結果は、今回対象とした試料中において、三価の鉄イオン(Fe3+)の一部は、network formerとして挙動していることを示しており、三価の鉄イオンの増加による粘度上昇は、シリケートアニオンの重合度が上昇したためと考えられる。平成25年度は、主に鉄シリケート融体の高温度域(液相線温度以上)での粘度を評価するための外筒(るつぼ)回転法式粘度測定装置の試作を行った。この粘度測定法では、外筒(るつぼ)内で溶融した試料に内筒(スピンドル)を浸漬し、外筒を回転させる。このとき内筒にかかるトルクから試料融体の粘度を求めることができる。装置は、トルク計測部、炉内の温度をコントロールする温度制御部、るつぼの回転を制御する回転制御部からなる。トルク計測には、試料中に浸漬させた内筒(スピンドル)にかかる微小なトルクを検出できる市販のトルクメータ(最小トルク分解能: 0.001mN・m)を採用した。炉内温度のコントロールにはMoSi2発熱体を用い、常用1600°Cでの測定が可能な使用とした。また、炉体下部では、試料を溶融するるつぼの支持台をアルミナチューブにより速度可変モータと接続している。これにより、ルツボの回転数を10-90rpmの範囲で調整可能である。なお、炉体はシール構造をとっており、ロータリーポンプを利用することにより、真空引き後のガス置換が可能である。また、本研究では、酸化物融体を対象とした粘度測定を行うため、試料融体との反応性の低いPt-20mass%Rh製の外筒(るつぼ)および内筒(スピンドル)を作製した。室温および高温での装置の検定については、平成26年度に行う予定である。また、低温(ガラス転移温度近傍)での粘度測定に関連して、平成25年8月に共同研究者と打ち合わせの機会を設け、測定組成の決定を行った。鉄シリケート系融体のガラス転移温度近傍および液相線温度以上での粘度測定と粘性挙動の理解を最終目標として研究を進めている。平成25年度に、鉄シリケート融体の液相線以上の温度域を対象とした雰囲気制御可能な外筒回転法式粘度測定装置を試作した。本装置は、外筒内(Pt-20mass%Rhるつぼ)内で溶融した試料に内筒(Pt-20mass%Rhロッド)を浸漬し、外筒を回転させた際に内筒にかかるトルク(トルクメーターにより計測)の値から、試料の粘度を決定することができる。平成26年度は、昨年度作製した測定装置について、室温下でのシリコーンオイルを用いた検定、高温用粘度標準物質(SRM2)を用いた高温度域での装置の検討を行った。粘度が既知のシリコーンオイルを用いて、トルク計測値に及ぼするつぼ回転速度と試料粘度の影響について検討を行った。試料粘度を一定とした場合、トルク検出値は、回転速度が大きいほど高い値を示した。また、回転速度を60rpmで一定とした場合において、0.13 Pa・sの粘度範囲において、試料の粘度とトルクの値が良好な直線関係(相関係数> 0.999)を持っていることを確認した。このトルクと粘度との相関関係を検量線として利用し、高温の試料の粘度測定に使用することとした。回転速度60 rpmを採用し、高温用粘度標準物質の粘度測定を行った結果、得られた測定値の推奨値との相違は±5%以内であり、本装置の粘度測定精度は良好(一般に高精度とされている装置で相違は±10%程度)であることが明らかになった。また、装置の酸素分圧の制御についても成功しており、現座Na2O-SiO2-FexO系融体の粘度測定に着手している。また、ガラス転移温度近傍での粘度測定についても、海外の研究協力者と打ち合わせを行い、測定に向けて準備を行った。ケイ酸塩融体および過冷却液体の粘度は、金属精錬をはじめとするケイ酸塩融体を扱うあらゆる工業プロセスにおいて重要である。中でも酸化鉄を含有するケイ酸塩融体は、粘度が鉄イオンの酸化状態(二価または3価)によって変化することが予想されるものの幅広い温度域でのデータはほとんど報告されていなかった。本研究課題では、雰囲気制御が可能なるつぼ回転方式粘度測定装置を試作し、1500度におけるNa2O-SiO2-FexO融体の粘度に及ぼす酸素分圧の影響を測定した。また、酸素分圧が異なる雰囲気で十分に保持した同融体を冷却し、ガラス転移温度近傍でアニールした。得られたガラス試料を対象にDCSによるガラス転移温度およびアルキメデス法による密度測定を行った。今回試作した粘度装置により厳密な雰囲気制御下において、高精度な測定が可能であることが明らかになった。本プロジェクトで採用したるつぼおよびスピンドルの形状を採用した場合、装置の粘度検出下限は、50mPa・sであった。1500度におけるNa2O-SiO2-FexO系融体の粘度は、酸素分圧が低下するにつれて低下した。

測定後試料の構造解析結果(ラマン分光法)より、酸素4配位構造をとる3価の鉄イオンの存在割合が低くなることにより粘度が低下することが明らかになった。また、ガラス試料のガラス転移温度は、酸素分圧が低く2価の鉄イオンが多い試料の方が高い傾向が観測され、このことはガラス転移温度近傍の粘度は、2価の鉄イオンが多い方が高い可能性を示している。今後、ガラス転移温度近傍における液体構造の温度依存性を解明することが望まれる。酸化ナトリウムを含有する鉄シリケート融体の粘度に及ぼす鉄イオンの酸化状態(二価または三価)の影響について調査した。粘度およびガラス転移温度の測定結果から、融点以上ガラス転移温度近傍の幅広い温度範囲において、酸素分圧が高く三価の鉄イオンが多い試料の方が高粘度となることがわかった。Raman分光分析の結果は、今回対象とした試料中において、三価の鉄イオン(Fe3+)の一部は、network formerとして挙動していることを示しており、三価の鉄イオンの増加による粘度上昇は、シリケートアニオンの重合度が上昇したためと考えられる。昨年度、試作した高温度域(液相線温度近傍)を対象とした粘度測定装置について、予定通り室温および高温下にて検定を行うことができた。また、本研究で試作した装置により、高温の酸化物融体の粘度を高精度に測定できることが明らかになった。一方で、当初予定していたCaO-SiO2-FexO系およびNa2O-SiO2-FexO系の粘度測定についてはいくつかの系で測定が完了しているが、鉄イオンの酸化状態については分析できていない。低温度域での測定については、海外の研究協力者と研究打ち合わせを行い、研究の方向性を決定することができている。融体物理化学平成27年度は、昨年度、検定が完了した粘度測定装置を使用してCaO-SiO2-FexO系およびNa2O-SiO2-FexO系の高温度域(液相線温度以上)の粘度に及ぼす鉄イオンの酸化状態の影響を明らかにする。また、低温度域(ガラス転移温度近傍)での粘度測定について、海外の研究協力者とともに遂行する。測定した広温度域の粘度データについて、構造の観点から考察を加え、研究の総括を行う。酸化物融体を対象とした高温度域(液相線温度以上)での粘度測定装置の試作を当初の予定通り完了する事ができた。また、平成25年度に計画していた通り、低温度域(ガラス転移点近傍)での粘度測定について、海外の共同研究者と打ち合わせを行う事ができており、おおむね当初の企画通り、研究が進展している。平成26年度の研究計画は下記の通りである。・昨年度、試作した高温度域(液相線温度以上)での粘度測定装置の検定を行う。検定用の試料として、室温では粘度既知のシリコーンオイル、高温度域では高温用粘度標準物質(SRM2)を用いる。・低温度域(ガラス転移点近傍)での粘度測定にCaO-SiO2-FexOおよびNa2O-SiO2-FexO系ガラスの作製を行う。
MBE高温超伝導薄膜の超伝導特性と各種表面分析法によるその場測定

現状では、Bi-Sr-Ca-Cu-O(Bi系)高温超伝導単結晶薄膜の作製が非常に困難であり、薄膜に各種表面分析法を適用し評価することができない。したがって、自己フラックス法により、80K相Bi系バルク単結晶(板状で、7×7mm^2の大きさ)を作製し、これらの低速電子線回折(LEED)、磁場型LEED、反射型高速電子線回折(RHEED)の観察、とオ-ジェ電子分光(AES)、X線光電子分光(XPS)測定を行った。これにより、超伝導デバイスを作製する上で重要かつ必要な表面、及び金属や半導体との界面に関する情報を得ることができた。これらの結果を箇条書きにすると以下のようになる。(1)真空中劈開した表面と大気中劈開し真空中で加熱した表面からのLEEDパタ-ンは、明確な回折スポットで1×5構造のシングルドメインを示した。この表面は、清浄表面である。(2)AESによる組成分析の結果、大気中劈開した表面は、真空中で加熱することにより吸着した不純物(塩素、炭素)によるAES信号強度が減少し、構成元素のAES強度が増加した。したがって、真空中で劈開した表面は清浄表面であり、清浄表面は大気中で劈開し真空中で加熱することによっても得られる。(3)大気中劈開し真空中で加熱した表面からの構成元素の化学結合状態は、真空中劈開した表面からの結果とほぼ同じである。(4)Ar^+スパッタした表面では結晶構造が破壊されて、構成元素がランダムに存在している。(5)清浄表面に種々のガスを吸着した結果、真空中劈開した表面にCOガスの吸着が確認された。(6)清浄表面に室温でAg(10A)とSi(20A)を蒸着した結果、AgとSiは多結晶状態で成長した。また、約350°Cで加熱すると、Agの場合は再び清浄表面が得られたが、Siの場合はBi系超伝導体と反応した。
染色体におけるDNAとRNAの相互作用を検出する技術の開発

本研究の目的は、ヒトゲノムにおけるノンコーディングRNA(ncRNA)の機能の役割とメカニズムを研究することです。タンパク質をコードするゲノム配列は2%未満ですが、ncRNAは哺乳類ゲノムの主要な転写産物です。ncRNAは転写干渉によって抑制を仲介することも、クロマチン領域をシスまたはトランスに結合させるなどのさまざまなメカニズムを使って転写を活発化させることもできます。ncRNAはどのように核内因子を結合させるのか、その機能のメカニズムを正確に理解し、ガンなどの一部の疾病におけるncRNAの役割を解明する試みは重要と思われます。ncRNAのメカニズムを調査するためには、ncRNAとクロマチンの結合の特徴をよりよく理解し、その法則を明らかにするための新たな技術が必要です。私たちは染色体領域間の相互作用全般、およびクロマチンとそのクロマチンに結合したRNAとの相互作用を同定できる全クロマチンネットワーク(GCN)法を開発したいと考えています。この方法は次世代DNAシーケンサーを用い、核内で物理的に近接しているDNA-DNA、DNA-RNA領域を確認できるようにします。結果:2011年度、私たちはDNAおよびRNAの短い合成分子を用いたプロトコルを開発。2012年度にはついにこの方法論をマウスのES細胞から抽出したクロマチンのサンプル内で直接使用し、核のDNA-RNA相互作用を確認しました。また、別のライブラリーを作り、Hiseq2000でシーケンスを行うこともできました。「ノイズ」のレベルを削減し、より多くのデータを得るにはプロトコルの改良が必要ですが、この方法は非常に有望と思われます。また、この技術を可能な限り最適化するほかの試みも進行中です。DNA-RNA相互作用を確認したら、哺乳類の細胞内では初めてとなる、ncRNAとゲノムDNAとの相互作用の詳細なマッピングを行うため、FISH(蛍光インサイツハイブリダイゼーション法)を用いて、それらを検証したいと考えています。この研究の目的は、ヒトゲノムにおいてノンコーディングRNA(ncRNAs)が機能するメカニズムとその生理的役割を明らかにすることにある。タンパク質をコードする領域が、哺乳類ゲノムのわずか2%以下であるにも関わらず、ncRNAsはゲノムの主要な転写産物である。この大量のncRNAsは、シス、トランスに染色体上のターゲット配列と結合することによって、転写に干渉したり、それを活性化したりすると考えられる。また、これらncRNAsがどのような核内因子と結びつくことができるのかといったメカニズムの解明は、ncRNAの生理的役割を理解するために重要であろう。そのためには、ncRNAとクロマチンの結合やその規則を明らかにする新しい方法が必要である、我々は、クロマチン間の相互作用に関与しているncRNAを同定できる全クロマチンネットワーク(GCN)法を開発する。この方法は、次世代シークエンサーを用い、核内においてDNA-RNA2本鎖と3次元的な距離が最も近いDNA-DNA2本鎖領域を同定する。さらにこの方法は、特異的抗体による免疫沈降法と組み合わせることで、修飾(メチル化)されたヒストンやポリコームグループなどのDNA結合タンパク質を介した、ncRNAと相互作用するDNA領域も同定できる。さらに、この方法で明らかとなった3次元的相互作用を順次破壊することで、結合タンパク質やncRNAの再配置を促し、それによって生理的に必要な制御因子を予想することができると考えている。私は、数ヶ月前から、クロマチンと結合したncRNAsの3'-OHとクロマチンの5'-Pをつなぐアダプターのデザインを開始した。最初に、ncRNAを想定した合成短鎖1本鎖RNAとアダプターのライゲーションを確認するため、T4RNA K227Qリガーゼの基質となるようアデニル化2本鎖DNAアダプターを合成し、ダイナビーズで精製し、それを合成RNAとライゲートしたところ、うまく産物を得ることができた。現在このアダプターを、クロマチンを想定した合成2本鎖DNAとライゲート可能かどうか確認している。この研究の目的は、ヒトゲノムにおいてノンコーディングRM(ncRNAs)が機能するメカニズムとその生理的役割を明らかにすることにある。我々の関心は、これらのncRNAsがどのようにして核内因子と結びつくことができるのかといったメカニズムを解明し、ガンなどの疾病におけるncRNAの役割を理解することにある。この主たる理由から、ゲノムDNA上に関連するncRNAをマップするため、クロマチンと結びついたncRNA分子をマップする新しい方法を開発することにした。このプロジェクトは基本的に次の2つの主要部分に分けられる。第1部では、実際のモデルである細胞クロマチンを可能な限り模倣できるよう、このプロトコルに含まれる酵素のすべてのコンディションをインビトロでテストした。第2部ではインビトロでデザインした最適なコンディションを細胞クロマチンに直接適用すべく、実試料に移行したいと考えている。1年目は真核細胞核内で近接していると考えられる分子を模したDNA合成分子およびRNA合成分子と2つの異なる反応でRNAとDNAの末端をそれぞれ得られる、アダプターと呼ばれる短い分子をライゲートするインビトロのコンディションを確定することにほとんどの時間を費やした。NEB酵素T4 RNA K227QリガーゼとT4 DNAリガーゼを使い、ライゲーションのコンディションに適したプロトコルを発見するため、数々の試行を重ねてきた。その後、この工程に続いて、まずcDNA分子内における最初のRNAの転換を引き起こし、その後、二本鎖DNA分子の生成を引き起こすための数々の工程を行った。

この二本鎖DNA分子はまずクラスIII制限酵素(EcoP15I)によって分解され、その後、シーケンスに必要なリンカーによってライゲートされる。この第1部と並行して、核内で近接するDNAとncRNA領域のシーケンスという本来の目的のために必要なクロマチンサンプルの準備を進めてきた。また、このケースについて、ショ糖勾配遠心またはRNA-DNAチップ・プロトコルによる準備といった数々の試験を行い、さまざまなアプローチも試した。クロマチンサンプルでの技術開発はインビトロ・モデルほど速くはないものの、サンプルはほぼ準備ができている。Illumina HiSeq2000シーケンサーによるシークエンス後には、アダプターによって得られたDNAとRNAの配列を特定し、アダプターの配列が左右非対称であることを利用して、DNAとRNAを区別するための新しいソフトウエアをデザインしたい。本研究の目的は、ヒトゲノムにおけるノンコーディングRNA(ncRNA)の機能の役割とメカニズムを研究することです。タンパク質をコードするゲノム配列は2%未満ですが、ncRNAは哺乳類ゲノムの主要な転写産物です。ncRNAは転写干渉によって抑制を仲介することも、クロマチン領域をシスまたはトランスに結合させるなどのさまざまなメカニズムを使って転写を活発化させることもできます。ncRNAはどのように核内因子を結合させるのか、その機能のメカニズムを正確に理解し、ガンなどの一部の疾病におけるncRNAの役割を解明する試みは重要と思われます。ncRNAのメカニズムを調査するためには、ncRNAとクロマチンの結合の特徴をよりよく理解し、その法則を明らかにするための新たな技術が必要です。私たちは染色体領域間の相互作用全般、およびクロマチンとそのクロマチンに結合したRNAとの相互作用を同定できる全クロマチンネットワーク(GCN)法を開発したいと考えています。この方法は次世代DNAシーケンサーを用い、核内で物理的に近接しているDNA-DNA、DNA-RNA領域を確認できるようにします。結果:2011年度、私たちはDNAおよびRNAの短い合成分子を用いたプロトコルを開発。2012年度にはついにこの方法論をマウスのES細胞から抽出したクロマチンのサンプル内で直接使用し、核のDNA-RNA相互作用を確認しました。また、別のライブラリーを作り、Hiseq2000でシーケンスを行うこともできました。「ノイズ」のレベルを削減し、より多くのデータを得るにはプロトコルの改良が必要ですが、この方法は非常に有望と思われます。また、この技術を可能な限り最適化するほかの試みも進行中です。DNA-RNA相互作用を確認したら、哺乳類の細胞内では初めてとなる、ncRNAとゲノムDNAとの相互作用の詳細なマッピングを行うため、FISH(蛍光インサイツハイブリダイゼーション法)を用いて、それらを検証したいと考えています。
生体レーザアブレーションのナノ秒時間ゲート分光によるカルシウム検出と医療応用

本研究では、毛髪や爪の紫外レーザアブレーションを行い、その発光プルームをナノ秒時間ゲート分光する手法を提案し、骨粗鬆症診断やCa摂取モニターとして利用できることを示唆した。また、石灰化した病変部の診断・除去を含む新たなマイクロ光診断・治療技術を提案・検討した。(1)生体レーザアブレーションのナノ秒時間ゲート分光法を提案し、高感度の発光プルーム分光測定システムを構築した。本装置はCaを高感度に検出できるのが特長である。(2)女性を中心に各年齢層の毛髪Caを検出し、加齢によるCa減少を明らかにした。一方、男性では同様の変化はなく、これらはX線による骨量計測結果と一致することが明らかになった。(3)毛髪Ca強度とX線による骨量計測値(BMD値)とは相関があることが明らかになり、骨粗鬆症診断における本手法の有効性を示すことができた。(4)低Ca飼料を与えたラット群および通常飼料の対照ラット群において、低Caラット群の爪Caピーク強度が有意に低下することを見い出した。さらに、ラットの卵巣摘出ラット群において爪Caピークの低下が認められている。これらより、ナノ秒時間ゲート分光法は日常的なCa摂取モニターとして利用できる見通しを得た。(5)レーザアブレーションと光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を融合して、新たに生体表面の厚さ方向のCa分布測定、およびμmオーダーでの病変部の除去あるいは生体加工・治療が行なえることを提案した。これらをマイクロ光診断・治療と呼ぶ。(6)上記の提案の基礎実験として、ラット大腿骨の半径方向のCa分布を測定した。(7)新たなマイクロ光診断・治療を目指して、1.3μmの超高分解能でレーザアブレーションされた生体表面のOCT断層像の取得に成功した。本年度は、毛髪や爪の紫外レーザアブレーションを行い、その分光スペクトルを10ナノ秒の時間分解能で高感度、かつ安定に検出する手法を提案、骨粗鬆症等の具体的な臨床診断への応用について検討することを目的に研究を進めた。(1)単一レーザパルスによる生体レーザアブレーションのナノ秒時間ゲート分光法を提案し、冷却CCDを用いた高感度の発光プルーム分光測定システムを構築した。(2)毛髪・爪中に含まれる微量なCaの高感度検出を実証した。とくに毛髪において色による吸収の影響のないUV光の利用や表面汚れの除去方法を検討し、安定な測定条件を設定した。(3)女性を中心に各年齢層の毛髪Caを検出し、加齢によるCaの減少を明らかにした。一方、男性においては同様の変化はなく、これらはX線による骨量計測結果と一致することが分かった。(4)毛髪Ca強度とX線による骨量計測値(BMD値)とは相関があることが明らかになり、骨粗鬆症診断における本手法の有効性を示すことができた。(5)また、出産約一月の女性の毛髪を採取し、妊娠、出産に至る毛髪内のCaが徐々に低下、出産で最小となることを見出した。(6)アブレーションされた生体表面の光断層像を取得してアブレーション深さを決定し、これをもとに厚さ方向の生体組織のCa分布測定が行えることを提案した。これは今後の新たな診断・治療につながるものである。前年度に提案・装置化した発光プルームのナノ秒時間ゲート分光法を用いて、ラットを用いた系統的なCa検出実験を行い、本手法が日常的なCa摂取モニターとして利用できることを示唆した。

(1)低Ca飼料を与えたラット群および通常飼料の対照ラット群において、各群のラット爪のCa検出を継続的に行った。実験は4週齢から開始し、10週齢以降で低Caラット群の爪Caピーク強度が有意に低下することを見い出した。(2)さらに、4週齢ラットの卵巣を摘出し、毎週その爪Caピーク強度を測定した。対照ラット群に対して、卵巣摘出群では爪Caピークの低下が認められている。(3)上記の実験から、ナノ秒時間ゲート分光法は日常的なCa摂取モニターとして利用できる見通しを得た。(4)レーザアブレーションと光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を融合して、新たに生体表面の厚さ方向のCa分布測定、およびμmオーダーでの病変部の除去あるいは生体加工・治療が行なえることを提案した。これらをマイクロ光診断・治療と呼ぶ。(5)上記の提案の基礎実験として、ラット大腿骨の半径方向のCa分布を測定した。(6)新たなマイクロ光診断・治療を目指して、1.3μmの超高分解能でレーザアブレーションされた生体表面のOCT断層像の取得に成功した。
重力変化に対する耳石・前庭系の適応：過重力で微小重力が模擬できるか？

微小重力環境と過重力環境で同じような前庭系の変化が起こるかどうかを調べるため,前庭器を介する血圧調節と前庭系の神経経路(耳石器⇒前庭神経核)に着目して調べた。4ー6ヵ月宇宙に滞在した宇宙飛行士と2 g環境で2ー4週間飼育したラットにおいて,ともに前庭系を介する血圧調節の感受性低下が認められ,起立時の血圧が低下した。35日間宇宙に滞在したマウスと2 gで4週間飼育したマウスの耳石器と前庭神経核の遺伝子発現を調べた。球形嚢と卵形嚢および前庭神経核で多くの遺伝子発現変化が認められた。これらの結果は,前庭機能の可塑的変化においては,微小重力の代用として過重力を使える可能性を示唆するものである。・過重力実験:国際宇宙ステーション搭載予定の短腕遠心機(15 cm)の生物適合性を調べるため,短腕遠心機(77 rpm:宇宙の微小重力環境下では1 g,地上の1 g環境下では1.4 g相当)内でマウスを2ー4週間飼育し,体重,摂食・飲水量,活動量,中枢でのFos発現,前庭系を介する運動等を測定し,長腕遠心機(150 cm)飼育マウスと比較した。その結果,短腕遠心機飼育マウスと長腕遠心機飼育マウスに差はなく,短腕遠心機がマウス飼育に使用できることが確かめられた。また,過重力環境飼育で起こる体重減少,摂食・飲水量減少,活動量減少が前庭破壊マウスでは見られなくなることから,これらの変化は前庭系を介して引き起こされることが分かった(PLOS ONE, 10(7): e0133981, 2015)。・国際宇宙ステーションで飼育したマウスを回収する時に発生する5ー10 g 2分間の影響を調べるため,10 g 2分間の暴露後の行動,摂食量,体重変化,中枢でのFos発現を調べた。前庭神経核,孤束核,室傍核,視索上核に有意なFos発現を認めた。孤束核以外のFos発現は,前庭破壊マウスで有意に抑制された。血中コルチコステロン濃度は負荷30分後に有意に増加したが,90分後には前値にまで回復した。また,負荷後1日間の摂食量は軽度減少したが,体重の有意な変化は認められなかった。以上の結果から,回収時の重力負荷は一時的なストレスとなるが,その影響は短時間であることが分かった。・骨迷路標本から感覚上皮細胞をレーザーマイクロダイセクションで切り出し,RNAseq, ChIPseqを実施する方法を確立した。27年度の研究実施計画にあげた項目は実施できた。特にレーザーマイクロダイセクション法により切り出した感覚上皮細胞,前庭神経節等をエピゲノム解析する方法が確立できたことにより,異なる重力環境により引き起こされる前庭系の可塑性を受容器レベルで解析することができるようになったことは,今後の研究を進めるうえで重要なツールになる。宇宙滞在による前庭ー血圧反射の低下:4ー6ヵ月間国際宇宙ステーションに滞在した6名の宇宙飛行士において前庭ー血圧反射の感度を検討した。宇宙滞在前(Pre)は60°起立時の血圧はよく保たれていたが,帰還1ー4日後(P1)および2週間後(P2)には低下し,2ヵ月後(P3)にはPreと同様な応答を示した。前庭ー血圧反射の大きさは,Preは150 ±19 mmHg・20 sであったが,P1およびP2では-45 ±18および-46 ±41 mmHg・20 sと有意に低下し,P3では118 ±40 mmHg・20 sとほぼPreの値に回復した。以上の結果,宇宙滞在により前庭ー血圧反射の機能が低下し,このことが帰還後の起立耐性低下に関与している可能性が示された。過重力環境が耳石感覚上皮および前庭神経節の遺伝子発現に及ぼす影響:レーザーマイクロダイセクションを用いた組織採取とRNAシークエンシングを組み合わせた解析法を開発し,球形嚢,卵形嚢と前庭神経節の遺伝子発現解析を行なった。1 g環境下飼育マウスと2 g環境下飼育マウスとの比較では,前庭神経節で発現が変化する遺伝子はほとんどなかったが,球形嚢,卵形嚢の感覚上皮では多くの遺伝子が変化した。球形嚢で変化する遺伝子には複数の難聴関連遺伝子(Gjb2,Cochlin,Ptprq)があった。これらの事から,蝸牛の感覚上皮・有毛細胞と類似の機能が球形嚢で変化していることを示唆し,めまいを伴う難聴などの発症機構と関連する可能性がある。卵形嚢では,球形嚢とは異なる遺伝子群が変化していた。そのなかで,miR-183は内耳神経,三叉神経などに限局して発現し,さらに,その標的遺伝子には軸索伸長,ポストシナプティックなシグナリングに関わる因子が複数あり,感覚上皮からのシグナル伝達制御を行っている可能性が示唆された。以前私たちが報告した過重力環境下飼育ラットで見られた前庭ー血圧反射の調節力低下が,国際宇宙ステーションの微小重力環境から帰還した宇宙飛行士においても認められた。この結果は,重力変化の方向は逆であっても,前庭系に及ぼされる変化は同じということを示唆し,前庭系の可塑的変化を調べるに際して,微小重力の代用として過重力を使用できる可能性を示唆するものである。