hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モノマーが生体防御系細胞に生じさせる酸化ストレスと傷害の評価及び防御法の探索

(1)歯科治療ではレジンの残留モノマーが歯髄や軟組織へ傷害を惹起することが懸念されている。同時に細菌感染の問題が存在し、グラム陰性菌の外毒素であるLPSの傷害性が重畳する。本研究では、2官能性のモノマー(TEGDMA)とLPSの単球(THP-1細胞)に対する単独および交差傷害性を炎症性と酸化ストレスの遺伝子発現の観点から検討した。2.5mM濃度の(IC50)TEGDMA刺激4時間と24時間では抗酸化NQO1遺伝子の発現がそれぞれ8倍と81倍増加し、アルド-ケト還元酵素AKR1C1の遺伝子発現は3倍と11倍増加し、グルタチオン酸化酵素GPX3の遺伝子発現は1倍と26倍増加した。従って、単球がTEGDMAを解毒・排出し、同時に酸化ストレスを低下させる活動が確認された。炎症性サイトカインの遺伝子発現は小さかった。一方、ラストにLPS4時間と24時間の刺激が重畳すると、抗酸化NQO1の遺伝子発現がそれぞれ42倍と51倍増加し、アルドーケト還元酵素AKR1C1の遺伝子発現は6倍と7倍増加し、グルタチオン酸化酵素GPX3の遺伝子発現は24倍と22倍増加した。また、炎症性サイトカイン関連の遺伝子発現も大きく、IL1Bでそれぞれ28倍と20倍増加し、IL6で3倍と2倍増加し、TNFaで6倍と8倍増加した。臨床上、モノマーの残存を減らし、口腔内環境を清浄化しLPS刺激を避けることが必要と考えられた。(2)単球のDNAマイクロアレイ解析から、LPS4時間刺激に対してTEGDMA24時間LPSラスト4時間刺激ではグルタチオン酸化酵素GPX3の遺伝子発現は5倍増加し、他方、グルタチオン還元酵素GSRの遺伝子発現は4倍増加していた。解毒と抗酸化の反映と考えられた。(3)TEGDMAが単球に作用した際のグルタチオンの細胞内挙動を蛍光顕微鏡で観察することを試み、若干の成功を得たが像は不明瞭であった。以下の理由により、補助事業期間の延長を希望している。1.モノマー(TEGDMA等)の細胞内での代謝機構を解明するため、グルタチオンとモノマーとのconjugateを蛍光標識しマクロファージ内での局在を明らかにする実験に成功していない。2.モノマーによって産生誘導された活性酸素種(ROS)が惹起するマクロファージ内での炎症性サイトカインと抗酸化ストレス蛋白の発現の評価も十分行えておらず追試が必要。(1)モノマー(TEGDMA等)の細胞内での代謝機構を解明するため、グルタチオンとモノマーとのconjugateを蛍光標識しマクロファージ内での局在を明らかにする.(2)LPSがマクロファージ(フォルボールエステル誘導THP-1)に及ぼす影響を細胞生存率、遺伝子発現、炎症性サイトカイン産生および蛋白発現から検討する。LPSがマクロファージを活性化する機構は詳細に(例えば、Toll-like receptor伝達系が)報告されている反面、モノマーとLPSの二重の作用がマクロファージの起炎性に及ぼす影響については不明な点が多い。異なるpathway(例えば、生体防御を司るNrf2 pathway等)についても遺伝子発現、蛋白発現、酵素測定等から検討する。特に、Nrf2は親電子性試薬や活性酸素の刺激によりKeap1分子による抑制から逃れて核移行し、解毒酵素や抗酸化酵素群の遺伝子発現を活性化することから、モノマーとLPSがNrf2活性化に及ぼす相互作用について詳細に検討を加える。(3)モノマー単独作用下およびLPSとモノマーの二重作用下でのマクロファージの細胞内傷害作用(酸化ストレス傷害、炎症性サイトカイン傷害、モノマー分解産物傷害)を明らかにした上で、これらの傷害作用を緩和軽減する処理(anri-oxidantや抗生剤応用等)について検討を加える。ここでは、MAPキナーゼpathwayのある部分を止める薬剤の応用等が想定される。(4)以上の研究を総括し、モノマーを使用する歯科治療時の細胞組織傷害性を理解した上で(歯髄や口腔軟組織に対する)傷害に関して、診断法や治療法に新しい知見を提供する。1.生体防御で重要な役割を担う単球細胞(THP-1)にフォルボールエステルを作用させ、産生された活性酸素量に検討を加えた。培養液には10%牛胎児血清とP/S/A抗生剤を配合したRPMI1640培地を用いた。活性酸素(O2-)の測定にはチューブタイプの化学発光測定と専用の発光試薬を用いたところ、PMA誘導は有意にTHP-1細胞の活性酸素産生量を増加させることを確認した。2.溶解希釈してTEGDMAモノマーを2.5mmol/L配合する培地を調製した。予備実験でこの濃度が24h後のLD50相当であることを確認した。培養1日後、Total RNAを採取し、DNAマイクロアレイ解析を行った。発現増加が最大の32倍を示した遺伝子はaldo-keto reductase family, member C1(略号AKR1C1)であった。これは解毒化酵素であり、細胞内に侵入したTEGDMAを化学修飾し、親水性を高めて(すなわち、C=O基を還元、-OH基にして)体外排出を計ったものと考えられた。一方、HO-1等の酸化ストレス応答蛋白質に関連した遺伝子には顕著な発現増強が観察されなかった。細胞増殖の抑制(LD50)はCa2+イオン誘起細胞死pathway(小胞体stress感知を伴う)とCASP

3遺伝子の発現増加が一因と考えられた。3. TGEDMA濃度を変化させた培地で1日間培養したTHP-1細胞が産生する総グルタチオン量と還元型グルタチオン量を試薬で用いて計測し、モノマーが生じる酸化ストレス(酸化型グルタチオン量=総量ー還元型量)がTEGDMA量に比例する事を確認した。この時、細胞内で産生される活性酸素種(ROS)とグルタチオンを専用試薬で染色、蛍光観察し細胞質内での局在の確認を試みた。単球THP-1細胞の培養実験のうちのモノマーによる酸化ストレス評価研究は順調である。モノマーがグルタチオンと細胞内で結合した複合体の蛍光顕微鏡観察は成功せず、次年度に再度、試みる予定である。モノマーはTEGDMA以外MMAやHEMAの使用も予定している。接着性レジンセメント等に多用されているモノマー(TEGDMA、HEMA、MMA等)が免疫系細胞のマクロファージに及ぼす影響を、昨年同様、解毒と抗酸化の両面から評価した。また、グラム陰性菌の外毒素であるLPSの交差影響も評価した。1. TEGDMAモノマー濃度がマクロファージ(PMA誘導THP-1細胞、24h培養)内でのグルタチオン量に及ぼす影響を蛍光試薬によって評価した。低濃度ではグルタチオンはTEGDMAと化学結合し効率的に解毒され細胞生存率も維持されたものの、高濃度(IC50の2.5mM/L以上)では細胞内のグルタチオン量が減少し、細胞生存率の低下に繋がった。グルタチオンを抗酸化に使用できず、フリーラジカルによる遺伝子傷害から細胞のアポトーシスを招来したと考えられた。還元型グルタチオンは細胞内での合成がすぐできないことも確認された。LPS刺激はマクロファージ内でのグルタチオン量に及ぼす影響が小さく、TEGDMAモノマーへの解毒効果を若干減少させる傾向が認められた。2.グルタチオンのマクロファージ内での細胞内局在を観察する前段階研究として、FITC標識のポリスチレン粒子をマクロファージに貪食させ、細胞内での取り込みと局在を購入した蛍光顕微鏡で観察した。3.生体防御を司るNrf2 pathway等についても遺伝子発現から検討を試みた。特に、Nrf2は親電子性試薬や活性酸素の刺激によりKeap1分子による抑制から逃れて核移行し、解毒酵素や抗酸化酵素群の遺伝子発現を活性化する。TEGDMAモノマーとLPSがNrf2活性化に及ぼす相互作用について検討を加えたところ、その影響はいずれも小さく、他のシグナル伝達系が優性と考えられた。細胞内のグルタチオンの測定を行ったが、いまだ、細胞内のグルタチオンの局在の観察に成功していないため研究がやや遅れていると判断した。さらに、グルタチオンの産生に関わる遺伝子の発現状態を調べる研究も完成されていない。(1)歯科治療ではレジンの残留モノマーが歯髄や軟組織へ傷害を惹起することが懸念されている。同時に細菌感染の問題が存在し、グラム陰性菌の外毒素であるLPSの傷害性が重畳する。本研究では、2官能性のモノマー(TEGDMA)とLPSの単球(THP-1細胞)に対する単独および交差傷害性を炎症性と酸化ストレスの遺伝子発現の観点から検討した。2.5mM濃度の(IC50)TEGDMA刺激4時間と24時間では抗酸化NQO1遺伝子の発現がそれぞれ8倍と81倍増加し、アルド-ケト還元酵素AKR1C1の遺伝子発現は3倍と11倍増加し、グルタチオン酸化酵素GPX3の遺伝子発現は1倍と26倍増加した。
NTGマウスを用いた網膜保護、再生に関する生物学的検証

我々はNF-κBp50ノックアウトマウス(p50KO)が月齢依存的、眼圧非依存的に網膜神経節細胞(RGCs)アポトーシスをきたし、ヒト正常眼圧緑内障(NTG)に類似した臨床所見を呈することを報告した。p50KOにおいてFK506(タクロリムス)腹腔内投与がRGCsアポトーシスに有効であった。また、月齢依存的に中枢神経内でNF-κBの制御を受けるrecombination activating gene(Rag1)の発現が誘導されることが明らかになったため、NF-κBp50とRag1ダブル欠損マウスを作成し中枢神経変性を解析したところ、p50KOに比較して中枢神経の有意な軽減が認められた。我々は、転写調節因子NF-kBp50ノックアウトマウス(NF-kBp50KO)が月齢依存的、眼圧非依存的に網膜神経節細胞(RGCs)アポトーシスを来し、ヒト正常眼圧緑内障(NTG)に類似した臨床所見を呈することを報告した。NTG自然発症モデルとなりうるNF-kBp50KOを用いて、RGCsアポトーシス生物学的機序を理解し、NTGに有効な治療薬を検討し、網膜保護、再生の可能性を探ることが我々の研究の目的である。そこで、NTG自然発症動物モデルのNF-kBp50KO(KO)とGFPにより特異的に網膜神経節細胞(RGCs)を可視化したトランスジェニックマウス(東大:相原一講師グループ)と交配し、作成したNF-kBKO/GFPマウスでRGCs死、FK506の神経保護、再生について観察を試みている。我々は、NF-kBKO/GFPマウスの眼底写真を生きたままを撮影して、RGCsの生死の様子をライブで観察を行っている。ひとつひとつのRGCsの生死を経時的に観察を試みたところ、KO/GFPマウスのRGCsが月齢3カ月経過後に徐々に減少していくことが認められた。さらに、FK506の腹空内投与を毎日行ったNF-kBKO/GFPマウスでは、RGCsの減少が抑制されていることが確認された。RGCsに対するFK506の神経保護効果が、NF-kBKO/GFPマウスを用いた実験系においても認められた。これまでの研究成果より、私達の研究グループは、転写調節因子NF-κBp50欠損マウスにおいて月齢依存的に中枢神経の1つである網膜神経節細胞の変性・細胞死が生じることを報告した。その後の研究において、私達の研究グループは、NF-κBp50欠損マウスにおいて他の中枢神経においても変性・細胞死を呈することを認めた。現在、私達の研究グループは、NF-κBp50欠損マウスで認められる中枢神経細胞の変性から細胞死への誘導機序について分子生物学的手法を用いて解析を行っている。これまでの研究成果により、NF-κBp50欠損マウスでは、月齢依存的に中枢神経細胞内でNF-κBの活性化が増強され、それに伴いRag1の発現が誘導されることが明らかとされた。そこで、私達の研究グループは、NF-κBp50とRag1ダブル欠損マウスを作成し、中枢神経変性について解析をおこなった。現在までの研究結果より、NF-κBp50とRag1ダブル欠損マウスにおいて中枢神経変性の有意な軽減が認められた。そこで、中枢神経培養細胞にRag1を人為的に強く発現させたところ、Rag1発現依存的に中枢神経培養細胞がアポトーシスにより細胞死を生じることが認められた。これら一連の実験結果より、NF-κBp50欠損マウスで認められる中枢神経細胞の変性は、Rag1の発現により誘導される可能性が示唆されている。現在、私達の研究グループは、中枢神経細胞におけるRag1の生理学的役割について検討を行っている。NF-κBp50欠損マウスでは、月齢依存的に中枢神経細胞内でNF-κBの活性化が増強され、それに伴いRag1の発現が誘導されることが明らかとされた。そこで、私達の研究グループは、NF-κBp50とRag1ダブル欠損マウスを作成し、中枢神経変性を解析したところ、NF-κBp50とRag1ダブル欠損マウスにおいて中枢神経変性の有意な軽減が認められた。現在までの研究成果より、中枢神経細胞にRag1を発現させると、中枢神経細胞の変性死が認められた。これまでの研究成果より、我々の研究グループでは、転写調節因子NF-κBp50欠損マウスにおいて月齢依存的に中枢神経の一つである網膜神経節細胞の変性・細胞死が生じることを報告した。網膜保護、再生の可能性を探るため、NF-κBp50欠損マウスとGFPにより特異的に網膜神経節細胞(RGCs)を可視化したトランスジェニックマウス(東大:相原一教授グループ)と交配し、作成したNF-κBp50・GFPマウスでRGCs死、FK506の神経保護、再生の研究を行い、FK506の神経保護効果を認めた。その後の研究において、NF-κBp50欠損マウスで認められる中枢神経細胞の変性から細胞死への誘導機序について分子生物学手法を用いて解析を行った。NF-κBp50欠損マウスでは、月齢依存的に中枢神経細胞内でNF-κBの活性化が増強され、それに伴い免疫をコードする分子複合体であるRecombination-activating gene(Rag1)の発現が誘導されることが明らかになってきた。

そこで我々は、NF-κBp50とRag1ダブル欠損マウスを作成し、中枢神経変性について解析を行った。NF-κBp50とRag1ダブル欠損マウスにおいてNF-κBp50欠損マウスに比較して、中枢神経変性の有意な軽減が認められた。そこで、中枢神経培養細胞にRag1を人為的に強く発現させたところ、Rag1発現依存的に中枢神経培養細胞がアポトーシスにより細胞死を生じることが認められた。これら一連の実験結果により、NF-κBp50欠損マウスで見られる中枢神経細胞変性は、Rag1の発現により誘導される可能性が示唆された。我々はNF-κBp50ノックアウトマウス(p50KO)が月齢依存的、眼圧非依存的に網膜神経節細胞(RGCs)アポトーシスをきたし、ヒト正常眼圧緑内障(NTG)に類似した臨床所見を呈することを報告した。p50KOにおいてFK506(タクロリムス)腹腔内投与がRGCsアポトーシスに有効であった。また、月齢依存的に中枢神経内でNF-κBの制御を受けるrecombination activating gene(Rag1)の発現が誘導されることが明らかになったため、NF-κBp50とRag1ダブル欠損マウスを作成し中枢神経変性を解析したところ、p50KOに比較して中枢神経の有意な軽減が認められた。我々は、NF-kBp50ノックアウトマウス(p50KO)が月齢依存的、眼圧非依存的に網膜神経節細胞(RGCs)アポトーシスを来し、ヒト正常眼圧緑内障(NTG)に類似した臨床所見を呈することを報告している。そこで、NTG自然発症モデルとなりうるp50KOを用いて、RGCsアポトーシス生物学的機序を理解し、NTGに対して有効な治療薬を検討し、網膜保護、再生の可能性を明らかにすることが本研究の目的である。我々は、NTG自然発症動物モデルのNF-kBp50KO(KO)とGFPにより特異的に網膜神経節細胞(RGCs)を可視化したトランスジェニックマウスと交配し、作成したNF-kBKO/GFPマウスを用いて、RGCs死、FK506の神経保護、再生について観察を試みている。我々は、NF-kBKO/GFPマウスの眼底写真を生きたままを撮影して、RGCsの生死の様子をライブで観察を行っている。これまでの実験結果より、ひとつひとつのRGCsの生死を経時的に観察を試みたところ、KO/GFPマウスのRGCsが月齢3カ月経過後に徐々に減少していくことが認められた。一方、FK506の腹空内投与を毎日行ったNF-kBKO/GFPマウスでは、RGCsの減少が抑制されていることが確認された。RGCsに対するFK506の神経保護効果が、NF-kBKO/GFPマウスを用いた実験系においても認められた。これらの研究成果が得られたことで、研究計画の初期段階がまとまり、本研究は、おおむね順調に進展している。現在、FK506の投与によるRGCsの細胞死の減少が、FK506の神経保護効果だけによるものなのか、あるいはFK506に神経細胞の再生誘導に対する効果が有しているか検討をおこなっている。現在、私達の研究グループは、中枢神経細胞におけるRag1の生理学的役割について検討を行っている。現在までの研究成果より、中枢神経細胞にRag1を発現させると、中枢神経細胞の変性死が認められた。以前より、中枢神経細胞におてRag1が発現していることが報告されていたが、Rag1の生理学的役割については明らかとされていなかった。
林産資源のエネルギー化の研究

本研究は間伐材、工場排材、林地残材などを原料とし物理的・化学的・微生物的方法により液状炭化水素・精油・糖ならびにアルコールなどの燃料または燃料化学物質を取得することを目的とする。本年度にえられた成果はつぎの通りである。1.リグノセルロースの糖化〔越島哲夫(京大・木研)、桑原正章(香大・農)、原納淑郎(阪市大・工)、善本知孝(東大・農)〕リグノセルロースの構成成分に対するマイクロ波照射効果を検討し、照射がリグニンを低分子化し酵素反応に関与しうるセルロース表面積を増加させることを認めた。連続照射装置では228°C、3分間の加熱でリグニンの70%が可溶化した。エゾマツ樹皮のエネルギー化前処理としては1%NaOHおよびT.chrysosporiumが有効であった。糖化前処理としてのUCT溶剤処理はシクロヘキサノール・水では190-200°Cが必要であった。スギ内樹皮の水抽出液を用い酵母の培養試験を行った結果、11種が強いフェノール耐性を示した。2.リグニンの液体燃料化〔笹谷宜志(北大・農)〕クレゾール・水系を用いた木材のソルボリシス蒸解でえられるリグニンは比較的低分子のため燃料化に適する。水素初圧20-60気圧、温度400-450°C、酸化鉄触媒を用いるハイドロクラッキングにより生成するフェノール類を検討し8種を確認した。収量15%。3.精油ならびに樹脂の利用〔住本昌之(九大・農)、後藤輝男(島大・農)〕裏日本に生育するオキノヤマスギ枝葉の精油収量は従来検討したもののうち最高値4.4ml/100g葉を示し、この増加分はモノテルペン類と含酸素セスキテルペン類の増加によること、太平洋側のオモテスギより裏日本側のウラスギ系統が精油含量に富むことを明らかにした。マツ類のパラコート処理による樹脂の最大含量は4月に注入の場合、樹脂量は8月に最高値32%を示し、精油量は8-10月にわたり増加した。5・10・20年生の樹木では5年生が樹脂・精油量とも最大(標準量の6倍)であった。収量15%。
パスポートタンパク質・ゲートウェイタンパク質の機能を利用した薬物動態制御

生体は、要・不要なものの識別輸送によって栄養物質を効率的に取込む一方、異物に対しては防御機能を備えており、この過程にトランスポーターと代謝酵素が協調的に関わることが明らかにされつつある。しかし、生体は生体異物に対し、巧妙・多様な応答を示し、その複雑なメカニズムを理解するための新しいドグマの確立が要求されている。本研究では、分子認識および実体異物排除を担う分子をそれぞれ、パスポートタンパク質およびゲートウェイタンパク質と位置づけて、研究を実施した。その成果として、(1)オリゴペプチドトランスポーター・PEPT1がβ-ラクタム系抗生物質であるcephalexinに対して代謝機能を発揮することを示唆した。このことは、薬物トランスポーターが輸送機能に加え、代謝機能を協奏的に発揮し、ゲートウエイタンパク質として効率的な異物排除に寄与する可能性が示された。(2)有機カチオン/カルニチントランスポーター・OCTN2がカルニチンの消化管取り込みの分子的実体であることを明らかとし、また、H1アンタゴニストの臓器分布に寄与することが明らかとした。本研究によってインフラックストランスポーターがパスポートタンパク質として機能し、生理的・薬物動態学的に重要であることが示された。(3)薬物投与部位として有用な皮膚に注目し、解析を実施した。NSAIDsであるflurbiprofenに担体介在性取り込み機構が存在することを見出した。薬物皮膚透過における薬物トランスポーターの寄与が示されたことから、新規経皮投与薬の開発が期待される。(4)OCTNsなどのトランスポーターが膜裏打ちタンパク質による制御を受けていることを示唆した。また、新規薬物スクリーニング系を考案し、その基盤技術を構築した。本研究で得られた成果は、個体における役割解明、構造解析による分子機序解明、また、創薬への実用化などの多数の発展形態が期待される。本研究は、薬物トランスポーターをその分子的特徴から「パスポートタンパク質」および「ゲートウェイタンパク質」と定義し直し、これらに関して研究を展開することにより、得られる知見を合理的な薬物動態制御および創薬戦略の樹立に供することを目的としている。バクテリアに発現し、「パスポートタンパク質」と「ゲートウェイタンパク質」の2面性を有するLmrAに相当するものが哺乳類(ヒト、マウス)に存在するか否か検討を開始した。このような分子が存在するならば、「パスポート」と「ゲートウェイ」の特性を明らかにする上で重要な鍵となると考えられるが、これまでの解析データを検証することにより、その有力候補の選定が終了した。また、腎および小腸において発現する有機カチオントランスポーター・OCTN2、有機アニオントランスポーター・OATPファミリーに関して、腸管組織、単離小腸上皮細胞や腎刷子縁膜ベシクルなどを用い、数種のモデル化合物の輸送特性(pH感受性、阻害剤感受性など)を明らかとした。これらの結果とトランスポーター発現細胞系における結果を比較検討し、腎臓・小腸における有機カチオンならびに有機アニオンの輸送に関して、特定分子の寄与を示す結果となった。また、腎刷子縁膜発現・有機カチオン輸送能が予測される複数個のトランスポーター分子を新たに見出し、そのcDNAクローニングが完了した。また、パスポートタンパク質の「パスポート・コード」を明らかとするとともに、疾患との関わりを明らかにするため、SNPに基づく変異体構築を行い、その機能変動解析を一部終了させるとともに、新たな遺伝子多型嶺域の選定を試み、これを完了した。本年度は、RT-PCR法により、種々の薬物トランスポーターの遺伝子転写産物の発現を調べたところ、皮膚には多種多様な薬物トランスポーター群(排出、取り込み含む)が発現していることが明らかになった。

このことから、皮膚に発現する薬物トランスポーターに注目し、これらが、薬物の皮膚吸収、皮膚分布にどのような寄与を有するかを検討した。培養細胞発現系ならびに単離皮膚における解析結果から、皮膚においてゲートウェイ・タンパク質であるMRPが薬物の分布・蓄積に重要な役割を有していることを明らかとした。このことを、さらに個体で検討するため、現在、遺伝子改変動物を用いた検討を実施している。また、単離皮膚を用いて非ステロイド系抗炎症薬(NSAIDs)の皮膚透過を検討したところ、NSAIDsのような薬物の皮膚透過には、モノカルボン酸トランスポーターあるいは有機アニオントランスポーターが大きく関与していることが示唆される結果となった。現在、これらの分子を特定するため、アフリカツメガエル卵母細胞を用いた輸送実験を展開している。その一方、腎臓・小腸における薬物輸送に関して、新規トランスポーター分子の基質輸送能の解明を実施し、これまでに種々の有機アニオンに加え、一部の有機カチオンの輸送能を有することを明らかにした。本研究は、薬物の各臓器細胞内動態に影響を与えるトランスポーター(パスポートタンパク質・ゲートウェイタンパク質)に焦点を当てて、その多様な薬物認識・輸送機構を臓器、細胞、分子、遺伝子レベルで解析し、トランスポーターの機能を利用した薬物体内動態制御と新規創薬戦略の樹立を目指す。本年度は、パスポート・ゲートウェイタンパク質の分子認識機構を解析すること、機能・発現修飾機構の解析、ハイスループットスクリーニング系の開発を目指した。分子認識機構を解析では、ペプチドトランスポーターであるPEPT1に注目し、これが示すセファレキシン取込み機能を解析した。その結果、PEPT1の光学異性体特異的加水分解機能が示唆された。これに関しては、現在、精製再構成系を用いて基質認識機構を最終的検証が可能であると期待される。また、機能・発現修飾機構の解析においては、トランスポーターの代表的膜裏打ちタンパク質であるPDZ-K1の変異体を用い輸送解析によって、PDZ-K1の遺伝的変異・多型が薬物トランスポーター・OCTN1、OCTN2、PEPT1の輸送機能に影響を及ぼすことが示された。ハイスループットスクリーニング系の開発に関しては、アフリカツメガエル卵母細胞発現系を利用して、トランスポーター発現型卵母細胞の開発を行った。特に、機能・発現修飾機構の解析で得られた知見を元に、膜裏打ちタンパク質との共発現させることにより、より生理的に近いスクリーニング系として利用可能となった。現在、LC/MS/MS定量装置をこのシステムに組合わせることにより、さらなるハイスループット化を検討している。本研究により、薬物トランスポーターの基質認識機構解明が大いに進展し、また、より生理的条件に近いスクリーニングシステムが構築された。
ガヴァネス文学の系譜

「ガヴァネスであるレディ」の置かれた曖昧な社会的立場と心理的コンプレックスが、小説という文学形式の中で「レディの理念」をめぐって、あるいは結婚によって結ばれる男女の関係について、時代の文化理念の何を顕在化させているか、また職場としての家庭に外から入っていくガヴァネスの物語が人間関係のドラマにどんな新しい可能性を導入しているかを、1839年から1898年までの19世紀の主要な小説において考察した。その結果、ほぼ60年にわたるイギリス小説の発展の中で、ガヴァネスが実にさまざまな顔を見せてきたこと、すなわち、社会風俗の観察者からはじまって、社会的上昇を狙う女ピカロ、心情の世界の勝利者、あるいは道徳的優越者へと変貌し、最後には抑圧された女性性のシンボルへと展開してきたことを明らかにした。それとともに、この<外>の世界から<内>の世界への展開過程を通してガヴァネスという家庭の中のタブ-の女が、イギリス小説の枠組みをどきように広げ、イギリス小説の世界をどのように肥沃にしてきたかを考察した。研究結果の一部は中公新書『ガヴァネス-ヴィクトリア時代の<余った女>たち』(1994年9月刊行)に発表されている。
酵母の細胞増殖に必須な遺伝子の解析

ミニ染色体のコピー数調節機構を利用して単離された酵母温度感受性変異株のうち、GI期よりS期への移行がブロックされたと考えられるgst1変異株について、詳細な解析を進めた。gst1変異株は、制限温度下で培養すると、蛋白合成に比べ、DNA合成が著しく抑制され、大きな芽を出して増殖を停止する。ts性を相補するDNA断片をクローン化し、その一次構造を調べたところ、アミノ酸685個からなる蛋白をコードしていた。3つのドメイン構造を持ち、C末端を含むドメインIIIはポリペプチド鎖延長因子EFIαとのホモロジーが高く、GTPを結合すると予想された。種々の欠失変異を持つプラスミドDNAを、homologous recombinationにより染色体に組み込ませ、tsの相補テストを行った結果、ts変異部位は、N末端に隣接した領域にマップされた。GSTI蛋白のC末端領域DNAをT7コート蛋白のプロモーター下につなぎ、分子量2万の蛋白を大腸菌で量産させ、精製後、ウサギに免疫して抗体を得た。この抗体を用いて、酵母粗抽出液のウエスタンブロッティングを行い、87Kに強いバンドを検出した。これより分子量の小さい蛋白質は検出されなかったことから、ドメインI、IIがプロセスされて、EFIの類似のドメインIIIだけになることはないと言える。この抗GSTI抗体は、EFIαとクロス反応せず、同様に、抗体EFIα抗体では、GST1蛋白を検出できなかった。又、単離されたDNAは、オムニポテントサプレッサーsup36を相補したことから、同一遺伝子であることが示唆された。フレームシフトサプレッサーSUF12、アロサプレッサーSAL3も、遺伝子のマップ位置、DNA塩基配列から判断して、同一遺伝子であると考えられる。今後は、抗GSTI抗体を用いて、蛋白のリン酸化の有無、複合体の検索、細胞内局在性、細胞周期との関連について調べる。又、ドメインIIだけを持つ蛋白の生化学的性質を調べる実験が進行中である。
リチウムナノセルの構築と電気化学反応のナノ効果の解明

ナノセル構築のための電極・電解質薄膜の合成を行った。電極として、スピネル型構造をもつLiMn_2O_4、Li_4Ti5O_<12>を選択し、レーザーアブレーション法によりエピタキシャル薄膜作製を試みた。基板として単結晶SrTiO_3を用い、基板の配向性を選択することによって、エピタキシャル薄膜が成長することを明らかにした。作製したエピタキシャル薄膜は、薄膜X線回折測定法によって、out-of-plane, in-plane測定の双方により同定を行った。薄膜の構造、表面状態は薄膜成長温度、酸素圧、レーザーエネルギー、周波数などの合成条件によって変化し、その最適化を行うことによって平坦な表面を持つエピタキシャル電極薄膜作製を行った。表面状態はSEMやAFM観察によって確認した。一方、電解質としてペロブスカイト型構造を持つ酸化物Li_<0.5>La_<0.5>TiO_3のエピタキシャル薄膜作製を行った。電解質薄膜においても合成条件を検討し、成長温度、酸素分圧、レーザーエネルギーなどの最適化を行った。合成した電極薄膜については液系電池を作製し、リチウムインターカレーション特性を明らかにした。また、電解質薄膜についてはインピーダンス法による電気伝導度測定を行った。電極材料および電解質材料のエピタキシャル合成条件を明らかにできたことによって、積み上げによるエピタキシャルナノセル作製の基礎条件が整った。実験では、電極・電解質・電極の三層積み上げを行い、合成した積層膜について、X線回折測定法により同定を行った。その結果、逆格子マップ測定から三層積み上げが確認でき、エピタキシャルセルの作製条件が明らかになった。今後の課題として、エピタキシャルナノセルの動作条件の検討が必要である。これまでの電池は、正極材料、電解質、負極にそれぞれ異なる構造の物質が用いられてきた。これは、それぞれの材料の中で、優れた特性を持つものを組み合わせた結果であり、優れた電池を作成するための当然の結果である。しかし、視点を変えると電池内の反応が複雑になり、結果的に電流特性等に上限を課してしまっている可能性がある。本研究では、同じ結晶構造を持つリチウム電池の正極材料、電解質、負極材料単結晶薄膜をPulse Laser Deposition法(PLD)法により作成・積層化し、電池の充放電がリチウムイオンの固体内の拡散により規定される全く新しい原理に基づく単結晶電池を作成し、新しい電池システムを構築するための基礎研究を行った。正極材料として、LiMn_2O_4を、リチウムイオン固体電解質として、Li_<0.5>Sr_<0.5>TiO_3を用いて、導電性基板であるNb添加SrTiO_3(STO)単結晶基板上にそれぞれの単一層膜、および積層膜を作成した。得られた薄膜の配向性は薄膜用XRDを用いて決定した。LiMn_2O_4、Li_<0.5>Sr_<0.5>TiO_3ともにSTO基板上でエピタキシャル成長し、STO(110)基板上では、それぞれの(110)面を有する結晶が、STO(111)基板上にはそれぞれの(111)面を持つ薄膜が成長した。STO基板上にLiMn_2O_4、Li_<0.5>Sr_<0.5>TiO_3の順番で薄膜を積層させた。得られた薄膜はSTO(111)基板上にそれぞれ(111)配向していることが明らかとなった。また、LiMn_2O_4とLi_<0.5>Sr_<0.5>TiO_3はそれぞれの反射位置が基板の反射とほぼ重なっていることより、STO上のLiMn_2O_4とLi_<0.5>Sr_<0.5>TiO_3は基板の格子の影響を受けて、エピタキシャル成長していることが判った。
C57BL/6N亜系統グループ内の遺伝的多様性に関する研究

本研究課題は、世界のノックアウトマウスプロジェクトでの遺伝背景として、世界中で広く利用されているC57BL/6N系統グループの亜系統特異的なSNPsの探索を行い、C57BL/6N亜系統間の遺伝的な違いをモニターできるSNP情報を整備することを目的とした。結果、C57BL/6N亜系統間で多型性を示す多くのSNPが同定され、C57BL/6N亜系統の詳細な遺伝的プロファイリングが可能となり、C57BL/6Nを背景とする系統の高度な遺伝背景統御に有用なツールとなることを示した。本研究では、世界のノックアウトマウスプロジェクトでの遺伝背景として、世界中で広く利用されているC57BL/6N系統グループの亜系統特異的なSNPの探索を行い、C57BL/6N亜系統間の遺伝的な違いをモニターできるSNPの情報を整備した。データベースより推定された約1,400のSNP候補より、1からX染色体までの456の遺伝子座に対して、それらの遺伝子型を判定した結果、267の遺伝子座でC57BL/6NJユニークなSNPsを確認することができた。これらより、96カ所のSNP遺伝子座をマーカーとして選定し、国内外から入手した11種類のC57BL/6Nを由来とする亜系統グループの遺伝子型を判定したところ、7割の遺伝子座で亜系統間の多型が検出することができた。これらのSNP情報により、C57BL/6N亜系統の詳細な遺伝的プロファイリングをすることが可能となり、C57BL/6Nを背景とする系統の高度な遺伝背景統御に有用なツールとなることが期待された。1.C57BL/6N系統特異的なSNPs探索と候補遺伝子座の遺伝子型確認C57BL/6N亜系統固有のSNPを検出するために、公的SNPデータベース(Wellcome Trust Sanger InstituteのMouse Genomes Project)を用いて候補SNPを検索した。候補としてリストされた遺伝子座に対し、C57BL/6JとC57BL/6NJ亜系統を用いてダイレクトシーケンス法によりその遺伝子型を確定した。現在までに1番ならびに2番染色体に位置している候補SNP座の遺伝子型を確定でき、200カ所の候補遺伝子座のうち、60%で実際にSNPが確認され、20%はC57BL/6Nの遺伝子型がJと同一もしくは、referenceのシーケンスデータが間違っていることが予想された。残りの20%はPCRならびにシーケンスがうまく働かず確認できなかった。2.C57BL/6N亜系統グループを用いたSNP遺伝子座の遺伝子型判定1において確定できたSNPsを10Mbpごとに1遺伝子座を無作為に選定し、C57BL/6N亜系統11系統ならびにC57BL/6J亜系統6系統に関してその遺伝子型をダイレクトシーケンス法により判定を行った。現在までに1番染色体ならびに2番染色体途中までの遺伝子型を判定でき、研究代表者が以前明らかにしたC57BL/6J亜系統同様、C57BL/6N亜系統グループ内にも系統の育成の歴史(分岐の年代)に応じたSNPが生じていることが今回始めて明らかにすることができた。また、とりわけC57BL/6N亜系統の一つであり、Nグループの中でも最も古い時代に分岐育成されたC57BL/6By系統は他のC57BL/6N亜系統と比較するとかなり遺伝背景が異なっていることが予想された。当初予定していたC57BL/6N系統のBACエンドシーケンスのデータベースを本研究課題開始の前に事前に調査したところ、SNPのQualityValueの精度に問題があることが判明し、候補SNPの選定方法の選択に時間を要した。また、バイオインフォマティシャンの協力を得ることが困難となり、SNP候補選別を開始が予定より遅くなったため。23年度に引き続き、C57BL/6N系統特異的なSNPの探索と遺伝子型の確認を実施し、確定できたSNP遺伝子座についてはC57BL/6N亜系統グループを用いてそれらの遺伝子型の判定を進める。また、得られたSNP遺伝子座はC57BL/6N亜系統の遺伝統御のためのマーカーとして汎用できるようAllele-specific PCRによる判定が可能な系を確立する。遺伝子型確認のためのシーケンスならびにAllele-specific PCR実施のためのプライマー合成、PCR試薬等ならびに外注によるダイレクトシーケンスを行うために研究費を使用する。また、成果発表のための学会参加費ならびに印刷費に使用する。
包括的分類体系の構築と生活史特性に基づいた施設害虫タマバエ類の新規防除技術の確立

施設栽培花卉をはじめとする農作物を加害する害虫タマバエ類やその近縁種を対象として、包括的分類システムを構築するための形態比較やDNA解析を行った。施設栽培バラに葉折れ状のゴールを形成するバラハオレタマバエに関しては、東北地方から九州各地で発生したサンプルを解析し、ほぼすべての地点で発生しているタマバエがContarinia属の一種であることを確認した。一方、西日本の1県では、Dasineura属タマバエによる施設栽培バラの被害が確認された。土着のバラ属植物であるノイバラとハマナスを寄主とするDasineura属のノイバラハオレタマバエやハマナスハオレタマバエ、および、ヨーロッパで施設栽培バラを加害する害虫Dasineura rosaeとこのタマバエの分子系統解析を行った結果、本種はノイバラハオレタマバエであることが判明した。本成果は、2月に開催された九州病害虫研究発表会において口頭発表した。間もなく論文として取りまとめる予定である。また、ランツボミタマバエContarinia maculipennisについては、沖縄県で様々な植物の蕾を加害するContarinia属タマバエや、近畿地方のラン栽培施設で発生したContarinia属タマバエなどを対象として分子系統解析を行い、沖縄県における加害寄主範囲や九州以北における発生の実態を調査した。これらの成果は、次年度以降に順次発表する予定である。
肥満・生活習慣病に対する魚介類含有アミノ酸の新規機能の解明

本研究は、近年の日本における肥満・生活習慣病増加の解決策を見いだす事を目的とし、魚介類に含まれる栄養素であるタウリンと肥満・生活習慣病発症の関連を検討した。タウリン合成を高めた遺伝子改変トランスジェニック動物およびヒト成人男女を対象とした研究から、脂肪組織に脂肪が蓄積しすぎるとタウリンの合成が低下してタウリン不足の状態になる可能性が示唆された。本研究は、マウスと同様に、ヒトにおいても肥満状態において潜在的なタウリン欠乏状態が生じるのか否かを明らかにし、ハイリスク者を抽出するバイオマーカーとしてタウリンやヒスチジン等のアミノ酸が利用可能であるか否かを検討することを目的としている。昨年度、人間ドックを受診したBMIが25kg/m2以上の過体重者または肥満者男女のうち、減量プログラムへの参加希望者228名のベースライン血液サンプルを用いて、血清タウリン値を測定したところ、血清タウリン値は、肥満に関連する指標と有意な負の相関を示し、ヒトにおいても体脂肪が過剰に蓄積した肥満状態ではタウリンの不足状態が生じている可能性が強く示唆された。そこで、今年度は、ヒト肥満者における血清タウリンの低下が、生体内のタウリン合成低下によるものなのか、食事からの摂取量の減少等に起因するのかを明らかにするため、対象者の栄養素摂取状況調査の解析を行った。対象者の食習慣に関する調査(自記式食事歴法質問票(DHQ))結果から、タウリンを豊富に含む7つの食品群(海老・蟹、烏賊・蛸、牡蠣、その他貝類、魚卵、佃煮、塩辛)を抽出し、これら食品群の摂取頻度を解析した。その結果、各食品群の摂取頻度と血清タウリン値に差は認められなかった。さらに、タウリンは食品成分表に収載されていないために食品中のタウリン含量が推定できない問題点を克服するため、簡易タウリン成分表を独自で開発し、7つの食品群からの推定タウリン摂取量を算出した。その結果、対象者の血清タウリン値と推定されたタウリン摂取量の間に関連は認められなかった。また、入院治療例も含む高度な肥満患者に対する解析のため、対象者および測定項目等について連携機関と調整を行い、H25年度の解析に向けて体制を整備した。昨年度および一昨年度において、肥満者男女の血清タウリン値は、肥満に関連する指標と有意な負の相関を示し、ヒトにおいても体脂肪が過剰に蓄積した肥満状態ではタウリンの不足状態が生じている可能性が強く示唆された。また、対象者の食習慣に関する調査を行った結果、タウリンを豊富に含む食品群の摂取頻度と血清タウリン値に関連は認められなかった。そこで、本年度は、減量プログラムの介入効果(体脂肪減少)とタウリン摂取量の関係を解析した。1年間の減量プログラムに参加した群とコントロール群を比較したところ、ウエスト周囲径、脂肪面積、皮下脂肪面積が減量プログラム参加群で有意に低値を示した。このとき、タウリンの供給源である魚介類総摂取量に両群間で差は認められなかった。一方、「烏賊・蛸」、「塩辛」等のタウリンを豊富に含む食品の摂取量は、減量プログラム参加群で有意に高値を示した。タウリンの摂取量増大が肥満を改善した可能性も考えられるが、生体内のタウリン合成レベルを検討するため、減量プログラム参加群およびコントロール群の血液中タウリン等アミノ酸組成を測定した。現在、減量効果と血中タウリンレベルの関連を解析中である。さらに、生体内のタウリン合成を表す新たな指標として血清タウリン/(血清タウリン+血清シスチン×2)を算出し、解析を進めている。マウスの栄養実験において認められた、肥満状態におけるタウリン欠乏状態がヒトにおいても認められるか否か検討した。人間ドックを受診したBMIが25kg/m2以上の過体重者または肥満者男女のうち、減量プログラムへの参加希望者228名のベースライン血液サンプルを用いて、血清タウリン値を測定した。血清タウリン値は、肥満に関連する指標(ウエスト周囲径、皮下脂肪面積、総脂肪面積)と有意な負の相関を示した。ウエスト周囲径三分位においても、血清タウリン値は有意な関連を認めた。皮下脂肪面積、総脂肪面積も同様の結果を示し、ヒトにおいても体脂肪が過剰に蓄積した肥満状態ではタウリンの不足状態が生じている可能性が強く示唆された。次に、上記対象者において生体内タウリン合成を表す新たな指標として、タウリンの前駆物質であるシステインよりタウリン比=(血清タウリン/(血清タウリン+血清シスチン×2)を算出し解析した。タウリン比は、肥満関連指標との間により強い負の相関を示し、タウリン合成の指標としての有用性を検討中である。また、動物試験においては、既に作成した白色脂肪組織特異的にタウリン合成系酵素システインジオキシゲナーゼ(CDO)を過剰発現させるトランスジェニックマウス(aライン)の血液サンプルを解析した。

通常食摂取下においてはCDOの2-3倍程度の過剰発現では野生型マウスと比べトランスジェクマウスの血清タウリン値は増加しなかった。本研究は、マウスと同様に、ヒトにおいても肥満状態において潜在的なタウリン欠乏状態が生じるのか否かを明らかにし、ハイリスク者を抽出するバイオマーカーとしてタウリンやヒスチジン等のアミノ酸が利用可能であるか否かを検討することを目的としている。肥満者男女の血清タウリン値は、肥満に関連する指標と有意な負の相関を示し、ヒトにおいても体脂肪が過剰に蓄積した肥満状態ではタウリンの不足状態が生じている可能性が強く示唆された。また、対象者の食習慣に関する調査を行った結果、タウリンを豊富に含む食品群の摂取頻度と血清タウリン値に関連は認められなかった。そこで、減量プログラムの介入効果(体脂肪減少)とタウリン摂取量の関係を解析した。1年間の減量プログラムに参加した群とコントロール群を比較したところ、ウエスト周囲径、脂肪面積、皮下脂肪面積が減量プログラム参加群で有意に低値を示した。このとき、タウリンの供給源である魚介類総摂取量に両群間で差は認められなかった。一方、「烏賊・蛸」、「塩辛」等のタウリンを豊富に含む食品の摂取量は、減量プログラム参加群で有意に高値を示した。タウリンの摂取量増大が肥満を改善した可能性も考えられるが、生体内のタウリン合成レベルを検討するため、減量プログラム参加群およびコントロール群の血液中タウリン等アミノ酸組成を測定した。さらに、生体内のタウリン合成を表すため血清タウリン/(血清タウリン+血清シスチン×2)を算出し、新たな指標として確立した。また、動物試験においては、既に作成した白色脂肪組織特異的にタウリン合成系酵素システインジオキシゲナーゼ(CDO)を過剰発現させるトランスジェニクマウス(aライン)の血液サンプルを解析した。栄養学本研究では最終的に、魚介類に含まれる栄養素であるタウリンと肥満・生活習慣病発症の関連を明らかにする事で、近年の日本における肥満・生活習慣病増加の解決策を見いだす事を目的としているため、動物試験で得られた結果とヒトを対象とした結果が異なる場合には、仮説がなりたたなくなる。初年度、ヒトにおいても動物試験を支持する結果が得られたため、2年目である今年度も、ヒトにおける機序の解析を優先して実施した。その結果、ヒト肥満者における血清タウリンの低下が、栄養素摂取量の増減によるものではないことが明らかとなり、動物実験の結果を更に強く支持することが出来た。最終的な目的から考えても、ヒトにおけるタウリン欠乏状態の解析を進めることが優先的事項であるため、今後研究を展開する上で大変有意義であり、順調に進展している。本研究では最終的に、魚介類に含まれる栄養素であるタウリンと肥満・生活習慣病発症の関連を明らかにする事で、近年の日本における肥満・生活習慣病増加の解決策を見いだす事を目的としているため、動物試験で得られた結果とヒトを対象とした結果が異なる場合には、仮説がなりたたなくなる。
生活習慣病合併型心房細動における新規抗凝固療法の評価系の構築

心房細動罹患者は血栓症のリスクに曝されており,抗凝固療法を必要としている.一方,心房細動患者は生活習慣病を患っていることが多く,これら併存疾患が及ぼす抗凝固作用への影響についてはほとんど不明である.これまでに医療ビッグデータの解析から生活習慣病を合併する心房細動患者における塞栓症および出血などのリスクに対して各生活習慣病治療薬が及ぼす軽減効果を明らかにしてきた.まず,出血リスクについては尿酸血症治療薬のアロプリノール,高血圧治療薬のロサルタン,脂質異常症治療薬のピタバスタチン,血糖降下薬のグリメピリドがリスクを低減する可能性を見出した.さらに,塞栓症については,アロプリノール,メトホルミン,ロサルタンカリウム等がリスクを低減する可能性を見出した.その結果,出血と塞栓症という異なるイベントに対して共通の生活習慣病治療薬が有効である可能性が示され,生活習慣病治療薬が各治療効果に加えて副次的に塞栓症や出血のリスクを低下させる可能性が示唆された.本年度,生活習慣病のモデルとして血管上皮細胞を用いて,高血糖モデルを構築し,血液凝固能,酸化ストレスおよび血管線維化に影響を与えるメカニズムを明らかにした.高血糖状態を再現したモデルでは,血管上皮細胞が強い酸化ストレスにさらされていることが血管機能異常に影響している可能性を明らかにした.一方,医療ビッグデータ解析から見出されたグリベンクラミドやアロプリノールの投与によって,酸化ストレスおよび血管線維化が軽減されることを明らかにした.これらの結果は,生活習慣病によって慢性的に酸化ストレスにさらされることにより血管組織の機能低下が生じていることが出血や塞栓症の発症メカニズムの一つとなっており,さらにいくつかの生活習慣病治療薬が酸化ストレスの軽減を介して血管機能維持に貢献することで,出血や塞栓症のリスクを低下させている可能性が示された.心房細動罹患者は心原性脳塞栓症リスクに曝されており,抗凝固療法を必要としている.一方,本罹患者は,出血リスクを有する生活習慣病(高血圧,糖尿病,脂質異常症)を患っていることが多く,これら病態が及ぼす抗凝固作用への影響についてはほとんど不明である.したがって,この問題の解決は生活習慣病を有する心房細動に対する効果的な治療法の提示に繋がる可能性がある.そこで,本研究では,動物レベルにおける血液凝固能評価系を構築し,つぎに,両疾病合併型モデル動物における抗凝固薬の薬効を明らかにすることを目的とする.さらに,易出血性を調べることで,同時に副反応に対する安全性も評価可能な系の確立を目指す.生活習慣病自体が塞栓症や出血のリスクを高めることが知られているが,心房細動に対する新規抗凝固薬の薬効評価において,生活習慣病の影響を考慮した研究はほとんどない.さらに,高齢化に伴い生活習慣病合併心房細動の罹患者は増加することが予想される.このことから,生活習慣病が新規抗凝固薬の薬効に及ぼす影響を評価するための,血液凝固能評価系の必要性が改めて問われると考えた.しかしながら,これまで生活習慣病を考慮した血液凝固能の評価系構築は試みられていない.そこで,本研究では生活習慣病と心房細動を組み合わせ,新たな両病態合併症における血液凝固能評価系を構築することを目指す.さらに,その評価系を駆使して新規抗凝固薬の薬効評価および安全性を明らかにする.平成28年度は血液凝固能評価の対象とする薬剤の探索を行うとともに血液凝固能の評価指標の検討を実施し、生活習慣病合併状態におけいて血液凝固能に著明に影響を与える薬剤を見出した。さらに、これらの抗凝固療法に影響を適切に評価するための動物実験モデルの最適条件を明らかにした。現在、動物モデルの条件探索は先行研究の調査によって明らかになりつつあり、血液凝固能評価系指標として、活性化部分トロンボプラスチン時間(aPTT),プロトロンビン時間(PT),トロンボテスト(TT)、生活習慣病の生化学指標として脂質系(HDL、LDL、トータルコレステロール)、血糖系(血糖値、ヘモグロビンA1C)、炎症系(C反応性タンパク)の指標をとりいれることで、血液凝固能評価と生活習慣病の関連を明らかにできることが明らかとなった。さらに、生活習慣病を心房細動患者が合併していることはこれまで明らかにしてきたが、それらの疾患の治療に用いる薬剤が血液凝固能に及ぼす影響についても明らかにし、特定の薬剤が抗凝固療法に良い影響を与えることを明らかにした。これらの薬剤については、血液凝固能への影響がこれまで知られていない既存医薬品であり、既存医薬品の新規薬効につながる可能性が示唆されている。したがって、平成29年度ではこれらの薬剤についても、生活習慣病モデルにおける評価系の構築後速やかに、薬効評価を行う予定である。心房細動患者の多くは生活習慣病(高血圧,糖尿病,脂質異常症)を合併しており,心原性塞栓症を予防するための抗凝固薬物療法と生活習慣病に対する薬物療法を並行して行っている.しかしながら,生活習慣病に伴う治療が心原性塞栓症や出血イベントに及ぼす影響についてはこれまで明らかにされていない.本研究の実績として,生活習慣病を合併する心房細動患者における塞栓症および出血など血液凝固系の異常にとなうイベントをリスクとして,これらのリスクに生活習慣病治療薬が及ぼす影響を明らかにした.

まず,出血リスクについては以下の薬剤がリスクを低減する可能性を見出した.(尿酸血症治療薬のアロプリノール(オッズ比0.81),血圧降下剤のロサルタン(オッズ比0.60),脂質異常治療薬のピタバスタチン(オッズ比0.67),血糖降下薬のグリメピリド(オッズ比0.83)).さらに,心原性塞栓症リスクについては,さらに以下のような生活習慣病治療薬がそのリスクを低減する可能性を見出した(尿酸血症治療薬のアロプリノール(オッズ比0.79),血糖降下薬のメトホルミン(オッズ比0.89),血圧降下薬のロサルタンカリウム(オッズ比0.80),血圧降下薬のオルメサルタン(オッズ比0.82)).これらの結果から,生活習慣病における薬物治療薬がそれぞれの効果に加えて副次的に塞栓症や出血のリスクを低下させる可能性が示唆された.本研究によって,特に,心房細動患者における心血管および脳血管イベントを低減させる効果が高尿酸血症治療薬であるアロプリノールにおいて強く示唆された.今後の研究においてこれらのヒトでの薬効のメカニズムを動物モデルにおいて明らかにしていく予定であり,動物モデルにおける凝固系への影響に加え,血管や酸化ストレスなどを介している可能性についても明らかにしていくように当初の計画に加えてさらなる研究を重ねていきたい.現在,生活習慣病と心房細動を合併した患者における血液凝固系に関連する塞栓症イベントおよび出血イベントのリスクに及ぼす既存の生活習慣病治療薬の効果を明らかにしてきた.血圧降下薬のロサルタンカリウムウや,オルメサルタンなどのアンジオテンシン受容体阻害薬や,血糖降下薬のグリメピリド,メトホルミン,そして脂質異常症治療薬であるピタバスタチン,さらに高尿酸血症治療薬のアロプリノールにおいて,塞栓及び出血リスクを低減させる可能性が示唆された.これらの薬剤については,血液凝固能への影響がこれまで知られていない既存医薬品であり,既存医薬品の新規薬効につながる可能性が示唆されている.中でも特に,アロプリノールは統計的に強くその効果が示唆され,動物モデルおよび細胞実験において血液凝固系(活性化部分トロンボプラスチン時間(aPTT),プロトロンビン時間(PT),トロンボテスト(TT))に加え,生活習慣病の生化学指標として脂質系(HDL,LDL,トータルコレステロール),血糖系(血糖値,ヘモグロビンA1C),炎症系(C反応性タンパク)について評価することで機序解明につながることが明らかとなった.さらに,凝固系のみならず,酸化ストレスや血管の線維化など多様な機能評価が必要となる可能性を示唆した.したがって,平成30年度ではこれらの薬剤について生活習慣病モデルにおける評価を血液凝固系のみだけでなく血管組織への効果の可能性も考慮し多角的に実施する.心房細動罹患者は血栓症のリスクに曝されており,抗凝固療法を必要としている.一方,心房細動患者は生活習慣病を患っていることが多く,これら併存疾患が及ぼす抗凝固作用への影響についてはほとんど不明である.これまでに医療ビッグデータの解析から生活習慣病を合併する心房細動患者における塞栓症および出血などのリスクに対して各生活習慣病治療薬が及ぼす軽減効果を明らかにしてきた.まず,出血リスクについては尿酸血症治療薬のアロプリノール,高血圧治療薬のロサルタン,脂質異常症治療薬のピタバスタチン,血糖降下薬のグリメピリドがリスクを低減する可能性を見出した.さらに,塞栓症については,アロプリノール,メトホルミン,ロサルタンカリウム等がリスクを低減する可能性を見出した.