hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シクロオキシゲナーゼ(COX)1と2阻害剤のラット角膜再上皮化における影響

シクロオキシゲナーゼ(COX)には正常状態で存在するCOX1と炎症状態で誘導されるCOX2の2つのタイプがあることが明らかになってきているが角膜上皮の創傷治癒との関係は検討されていない。本研究においてはラット角膜再上皮化モデルを作成して、COX1とCOX2の非選択的阻害剤のインドメサシン(IM)とCOX2の選択的阻害剤であるNS-398、COX2の誘導を阻害するとされているデキサメサゾン(DEX)の創傷治癒に及ぼす影響を検討した。ウィスター雄ラット300350gを使用し、CO2ガスにて窒息死させ、直ちにGipsonらの方法に従い、直径3ミリのバイオプシーパンチで中央部に角膜上皮剥離を作成する。この状態で角膜上皮基底膜は実質上に残存することが確認されている。眼球摘出し強角膜切片を作成する。その際に虹彩、水晶体は丁寧に除去する。器官培養はGipsonらの方法に従い強角膜切片をEagle's minimum essential medium(MEM)で10回洗浄し、プラスチック組織培養皿(シャーレ、35°C、5%炭酸ガス)内にパラフィンで作られた角膜支持用の支柱に乗せる。各々IM、NS-398、DEXとともに器官培養し15時間後リチャードソン染色を行い、上皮欠損面積をNIHイメージを用いて測定した。残存した上皮欠損面積は10μMの薬剤の存在下では、IM群で3.54【.+-。】0.19mm^2、NS-398群で3.52【.+-。】0.42mm^2、DEX群で3.99【.+-。】0.27mm^2となり、対象と比較するとDEX群でのみ有意な上皮創傷治癒の遷延がみられた(p<0.01)。酵素学的にCOX1とCOX2の両者の活性が十分抑制されていると考えられる状態においても、ラット角膜上皮の創傷治癒は抑制されないものと考えられた。DEXは角膜の再上皮化を抑制したがその機序はCOX2の産生誘導の誘導の抑制によるものではないことが示唆された。
中耕除草におけるイネに対する物理刺激の種類及び強度が生育・収量に及ぼす影響

近年、環境保全型農業が注目されている。除草剤を使用しない除草方法の一つとして除草機による埋没抑草方式があげられる。これは除草効果の他に、接触刺激による稈長の抑制効果があることが認められている。イネに対して有効な刺激が存在すれば、除草の際の強度調節ができ、さらに積極的に刺激を加えることも考慮できる。本研究では、イネに対する刺激の種類及び強度が生育や収量に及ぼす影響を調査する。移植後24日73日の間にほぼ10日おきに計6回生育調査を行った。有意差は見られなかったものの茎数は対照区(395,538,524,511,458本/m^2)と比べて、HS10(402,595,616,554,474本/m^2)、HS5(413,555,568,524,477本/m^2)の順で高い傾向を示した。また、葉色は対照区(39.8, 40.2, 37.6, 39.3, 36.7, 33.6 SPAD値)と比べてHS10 (42.9, 40.6, 39.1, 41.1, 38.4, 35.3 SPAD値)が高い傾向を示した。稈長は対照区(66.7cm)と比べてVS10(59.8cm)が5%水準で有意に低い値を示した。収量は対照区(586kg/10a)、VS3(595kg/10a)、VS10(595kg/10a)、HS5(546kg/10a)、HS10(537kg/10a)の間に有意差は見られなかった。幼穂形成期と収穫期に地上部窒素吸収量を測定した。有意差は見られなかったものの対照区(9.36g/m^2)と比べてVS3(6.88g/m^2)で低い傾向を示した。打撃刺激は茎数、葉色に影響を及ぼし、強度が強いほど顕著であった。振動刺激は稈長、N吸収量に影響を及ぼすことが示唆されたが、強度による違いは分からなかった。収量の差はなかったものの、生育の変化は認められたといえる。さらに精査して収量や稈長抑制に結び付けることができれば、除草の際の強度調節や積極的に刺激を加える効果につながる可能性が示唆された。
深層学習を用いた転移性脳腫瘍の予後予測と放射線治療方針決定システムの開発

現在、2005年から2014年に当院で放射線治療を行った転移性腫瘍の患者500例を対象とし、患者側因子としては、年齢、性別、REOGのPerformance Status、出現後から治療開始までの期間、神経症状の有無、病変側因子としては、原発病名、病理組織型、病変の個数、最大容量、最小用量、容量の中央値、部位(脳幹病変の有無)、形態、内部性状(充実性、嚢胞性、出血の有無)、進展様式(髄腔内播種の有無)、手術の有無、全身療法の有無、頭蓋外病変の有無、治療因子として化学療法の種類、全脳照射(20Gy/5Fr、30Gy/10Fr、>30Gy/10Fr)、定位放射線治療、全脳照射+定位放射線治療を調査・登録している。多層ニューラルネットワークに関しては、関連因子の入力を行って最適な中間層素子数の決定や、モジュールを用いた多層型のモデルの構築により、予後予測・治療方針決定アルゴリズムの決定を行うため、成書や文献等、また積極的に学会発表の聴講を行い、深層学習に関する知見を深めている。また、付随研究として定位放射線治療における近似症例を利用した治療計画支援システムの検証を行った。肺癌に対する定位放射線治療において過去の近似した症例を検索するシステムを構築し、過去の放射線治療計画を自動的に新規症例に適応させた治療計画結果を検討し、実際の放射線治療の際に用いる線量指標においても良好な線量分布であることを確認し、平成30年10月11日、日本放射線腫瘍学会にてというタイトルで講演した。共同研究者の異動などにより研究に対するエフォートが不十分であった。想定以上に脳転移症例の調査にかかる時間が必要であった。引き続きデータベースとなる脳転移症例の調査・登録を進めていく。多層ニューラルネットワークに関しては、関連因子の入力を行って最適な中間層素子数の決定や、モジュールを用いた多層型のモデルを構築し、深層学習により予後予測・治療方針決定アルゴリズムの構築を行う。最終的に新規症例50例において、構築されたアルゴリズムの有用性の検討を行う。予測された予後と実際の比較を行い、予後予測アルゴリズムの有用性を検証する。またアルゴリズムにより出力された放射線治療方針と実際に選択された治療方針との比較実験を行う。昨年度は旅費や人件費・謝金の使用が想定よりも少なかったため、少額の次年度使用額が生じたが、概ね予算通りに使用できた。今年度は学会参加や症例登録などの人件費・謝金での使用を予定している。
遺伝的発がん高リスクグループの遺伝的素因に関する研究

本研究では「がん体質遺伝」の実体に迫るために、がん関連候補遺伝子のミスセンス1塩基多型(ms-SNP)を広汎に検索した。平成12年度からこれまでに計135遺伝子で205箇所のms-SNP候補を特定し、担がん患者335名及び対照健常人110名の集団におけるアレル分布を解析した。これまでに以上のうち103箇所のms-SNP解析が終了し、計22種のms-SNPが発がんに対して統計学的に有意なリスクを示した。既知のADH1B,ALDH2及びp53遺伝子の3種を含めたこれら22種は、肺がん、頭頸部がん、大腸がん、食道がんで高リスクSNPが16種(オッズ比;1.8718)と保護的SNPが6種(オッズ比;0.180.54)で、DNAの修復/複製(6種)、がん抑制(5種)、染色体分配(5種)及びその他の機能(4種)に関与する遺伝子群であった。これらのうち8種は複数のがん種に関係していた。以上のうち19SNPの発がんとの関連は本研究で初めて明らかになったものである。本研究は同じ検体で多数のSNP解析を行なうことを特徴とし、個々の検体毎にこれらのms-SNPの重複(累積オッズ比)を検討した結果、肺腺がんのリスクに関わる10種のms-SNP遺伝子型が2種以上重複し、累積オッズ比が4.0以上を示す人は、健常人では4.5%であったが、肺腺がん患者では39%に達した(P=5.0x10^<-9>, 0R=13.4)。同じく肺扁平上皮がんのリスク因子7種での累積オッズ比が4.0以上は、健常人で13%、肺扁平上皮がん患者で66%であった(P=8.5x10^<-8>, OR=12.0)。このように、本研究で明らかになった発がんの有意リスクms-SNPは、確かに実際の発がんリスクの遺伝的背景となっていることが強く示唆され、特に、有意リスクSNPの累積オッズ比による発がんの個人リスクの予測がある程度可能であることが示された。【目的】本研究は一般的な発がん高リスク群の遺伝的素因を明らかにしようとするものである。本研究グループが構築した岡山大学腫瘍バンクを活用し、多くの候補遺伝子の微小な遺伝子異常、特にミスセンス1塩基多型(ms-SNP)を広汎に検索し、新たな遺伝的発がん高リスク遺伝子多型を特定することを試みた。【方法】SNPデータベースの検索とヒトESTデータベースから独立に3例以上の同じ変化を示すms-SNPを検索し、がんに関わる31遺伝子に計90ヵ所のms-SNP候補部位を特定した。今年度は15の遺伝子を選定し、各候補ms-SNPを健常人匿名化検体およびインフォームドコンセントを得たがん患者及びがん細胞株のDNAを用いて解析した。解析手段としては、目的のエキソンを含む領域をPCR増幅し、ms-SNPをヘテロ二本鎖DHPLC装置または通常のSSCP法によって変異を検出し、最終的に塩基配列決定によって確定した。【結果】これまでに12種の遺伝子について解析がほぼ完了し、うち4種は予想通りのms-SNPが証明された。

これらはp53遺伝子第4エクソンにおける既知の第72コドン並びに3種の修復/がん関連遺伝子におけるこれまで未報告のms-SNPであった。p53遺伝子コドン72におけるms-SNPは以前から知られており、リスクに関しては矛盾する結果が発表されていたが、本研究ではArg/Argホモ型が高リスクであるという結果を得た。また本研究で新規なms-SNPが2種のDNA複製/修復関連遺伝子に存在することが初めて明らかになった。うち一つの遺伝子ではPro型およびLeu型のms-SNPがあり、この遺伝子多型ではヘテロ型のリスクが高いことが示唆された。もう一つのDNA修復関連遺伝子では正常型がCGC(Arg)で変異型がCTC(Leu)であるが、本遺伝子では変異型のホモ接合体が発がんの高リスク因子であることが示唆された。新たな遺伝的発がんリスク遺伝子を特定するために、腫瘍発症に関係する候補遺伝子のミスセンス1塩基多型(ms-SNP)を昨年度からの15遺伝子に加えて、計35遺伝子の55エキソンについて検索した。方法はDHPLC法、RFLP法、シーケンス法等を用いた。(成果1)P53遺伝子コドン72におけるms-SNPは以前から知られており、結果については相反する報告があったが、本研究において、300名の健常人と126名のがん患者を解析した結果によると、Arg/Arg, Arg/Pro, Pro/Pro型のうちArg/Arg型の肺がんに関するリスクはオッズ比:1.67,95%CI:1.03-2.73,を示し、有意であった。がん組織でもPro型のアレル頻度が有意に減少していた。これらの結果は、Arg/Argホモ型は高リスクであるというStoreyら(1998)の結果を支持しているように見える(投稿準備中)。(成果2)DNA二本鎖切断修復遺伝子(RAD17)のエキソン14に見い出されたCTC(Leu)→CGC(Arg)という新しいms-SNPは105例の肺がん患者の解析結果でArg/Argホモ型のオッズ比が2.66,95%CI:1.26-5.62,と有意に高リスクであることが判明した(投稿準備中)。以上の他に9例の癌関連遺伝子におけるms-SNPが発がんの高リスクに関係することが示唆されている。うち1例のDNA修復遺伝子では、Thr/Alaのms-SNPが判明し、Ala/Alaホモ型の肺がんに関する有意な高リスクが示された(オッズ比:3.76,95%CI:1.08-13.11)(投稿準備中)。又、別の修復遺伝子では、理論上25%存在すべき片方のアレルのホモ型が健常人、がん患者何れでも検出できなかった。これはこのms-SNPの一方のアレルのホモ型は生存できないという重要な事実を示唆している。以上の結果の多くは報文として未発表なので、詳細については一部割愛した。本研究ではいわゆる「がん体質遺伝」の実体を明らかにするために、腫瘍発症に関係する候補遺伝子のミスセンス1塩基多型(ms-SNP)を広汎に検索している。今年度は計26遺伝子を選定し、担がん患者及び対照健常人集団における各候補ms-SNPのアレル分布を解析した。解析法は、各検体のゲノムのDNAから目的のエキソンを含む領域をPCR増幅し、SNP部位の塩基置換をRFLP法またはコンフロントPCR法を用いて検出した。これまでに22種の遺伝子について解析がほぼ完了し、うち18種は予想通りのms-SNPが証明されたが、これらは既に報告のある4遺伝子以外は、これまで詳細な解析はなされていない。これらの18種のうち、本年度は発がんの高リスクと連関する4種の新しいms-SNPと2種の境界値を示すms-SNPを発見することができた。従って、前年度までの結果と合わせ、これまでに未報告の確定的な高リスクms-SNPを計7種同定したことになる(特許申請準備中)。
毛包原基の大量調製と毛髪再生医療への応用

細胞の自己組織化現象を利用した毛包原基大量調製法を確立し、毛髪再生医療に有用であることを示した。具体的には、上皮系細胞と間葉系細胞の懸濁液を混ぜて1つの凝集体を形成させ、培養初期は2種類の細胞がバラバラの状態で凝集体内に存在するものの、培養3日間のうちにそれぞれの細胞が自発的に分離して、毛包原基が形成されることを発見した。この方法で大量の毛包原基を作製するため、酸素透過性シリコーンゴムに微細加工した大量培養器を設計・開発した。また、この自己組織化現象がカドヘリンの種類の違いにより引き起こされていることを示した。さらに、ヒト毛包由来細胞を用いて、この手法がヒトへ応用できる可能性を示した。近年、毛髪疾患の最先端治療として、細胞を用いて毛髪を再生する毛髪再生医療が注目されている。一般に、毛髪組織は胎児期に上皮系細胞と間葉系細胞の相互作用により毛包原基が形成されるプロセスから始まる。既往の研究で、このような毛包原基が生体外で構築できることが報告されている。そしてすでに、作製した毛包原基をマウス皮下に移植すると、毛が再生されることが示されている。ただしこの手法では、上皮系細胞と間葉系細胞のペレットを遠心機でそれぞれ作製し、ゲル内に隣接するように配置する必要がある。つまり、数万本の毛髪を再生することを考えると多大な労力が必要となる。そこで本研究では、均質かつ大量の毛包原基を調製する技術を開発した。本研究のアイディアは、懸濁状態の2種類の細胞から自発的に毛包原基が形成されるという現象を発見したことに基づいている。すなわち、上皮系細胞と間葉系細胞を1:1の割合で混合し凝集体を形成させると、凝集体内で自発的に同種同士に分離し、培養3日後にはペレットを用いた場合と同様の毛包原基が形成された。この毛包原基をマウス皮下に移植すると、移植部位から毛髪が形成された。この現象をベースに、直径1 mm程度のマイクロウェルを多数設けたデバイスを設計し、毛包原基を一度に大量に調製できるデバイスを開発した。このデバイスで作製した毛包原基をマウス皮膚に移植したところ、毛髪が再生することを確認した。さらに、間葉系細胞をヒト毛乳頭細胞に置き換え同様の実験を行ったところ、毛包原基が形成され、またマウスへの移植実験において毛髪が再生されることを示した。毛包原基アレイデバイスは、酸素透過性の高いポリジメチルシロキサンを用いて作製した。これは、デバイス底面から酸素供給のない従来型のデバイスでは、毛包原基が良好に形成されないという結果が得られたためである。つまり、デバイス上に細胞凝集体が高密度にアレイする場合、培地上面からの酸素拡散では供給が不十分となるためである。さらに、毛包原基のサイズ(構成細胞数)が大きくなると、形成される毛髪の数が増加するという特徴も明らかにした。ヒト臨床応用に向けて、2種類のうち1種類の細胞をヒト細胞に置き換えたキメラ型の毛包原基を作製し、毛髪が再生できることも示した。また再生毛包の解析など平成29年度の計画を一部前倒しで進めていることから、当初の計画以上に進展していると評価した。病気やけが、先天的な要因など様々な理由で毛髪の悩みを抱えている人は多く、その治療へのニーズは大きい。本研究では、均質かつ大量の毛包原基を調製できる技術を開発し、毛髪再生医療において有用であることを示す。前年度は、酸素透過性シリコーンゴムを用いた培養器を作製し、毛包原基の一括大量調製技術を確立した。また、間葉系細胞をヒト毛乳頭細胞に置き換えマウスへの移植実験を実施したところ、毛包原基が形成され、毛髪が再生されることを示した。今年度は、脱毛症患者への適用を想定した実験を実施した。毛髪再生医療の細胞源には,患者本人の毛包から間葉系細胞である毛乳頭細胞および上皮系細胞である毛包上皮幹細胞を分離して用いるアプローチが最も有力である.そこで、マウスの髭の毛包組織からこれら2種類の細胞を分離して毛包原基を作製し、マウスへの移植実験により毛髪再生が可能であることを示した。さらに、学内の倫理委員会の承認を得て、脱毛症患者から毛包組織の提供を受け、上皮系および間葉系細胞を分離する技術、それらを用いて毛包原基を形成させること、さらに免疫不全マウスへ移植することで、毛髪が再生されることを示した。条件の最適化や再生効率の評価や改善、幹細胞を機能維持したまま大量に増殖させる技術など、まだ多くの解決すべき課題や検討項目が残っているものの、本アプローチが脱毛症患者由来の細胞に適用できたことから、概念実証は達成できたと考えられる。

この方法で大量の毛包原基を作製するため、酸素透過性シリコーンゴムに微細加工した大量培養器を設計・開発した。また、この自己組織化現象がカドヘリンの種類の違いにより引き起こされていることを示した。さらに、ヒト毛包由来細胞を用いて、この手法がヒトへ応用できる可能性を示した。これまでの結果は、開発した手法により作製した毛包原基が正常に近い機能を有していることを示唆している。ただし、毛髪が成長する効率は毛包原基を構成する細胞数に依存して2080%と幅があること、毛髪の伸長する方向は未だに制御できていないことから、正常な毛包組織とどのような差異があるのか詳細に解析する必要がある。特に、遺伝子発現やタンパク発現をFISH法や免疫染色により実施し、時空間的な解析を行う。また、毛包原基を大量に調製できても、これを移植する技術がなければ、毛髪再生医療は実現できない。本研究で開発する毛包原基アレイデバイスは、一定の間隔で毛包原基を配置することが可能であることから、このデバイスそのものが移植用デバイスとして機能する、あるいは配置を維持したまま毛包原基を移行することが可能な移植用デバイスを開発する。この開発には研究代表者らの有するフォトリソグラフィなどの微細加工技術および光架橋性ハイドロゲル技術を用いる。一つの試作案は、マルチニードルを備えたものである。現在の治療法として、後頭部から毛包を採取して前頭部へと移植する方法があり、使用するニードル直径などの情報を参考にする。一方、これまでの予備検討で、毛包原基の移植深さが毛髪再生において重要であり、表皮の下にある真皮層に移植する必要があることが分かっている。したがって、移植デバイスは、この適切な深さに到達できるよう設計する。生物工学継続課題であり、また少額であるため、O円に調節しなかった。消耗品に組み入れて使用する。
酸性雪(雨)による生態系システムと土壌等への影響調査

1.「ザラメ雪及び球状氷からの酸性イオンの溶出現象」雪解け時,酸性イオンが堆積したザラメ雪から優先的に溶出するという。春先には,雪の溶解または雨によりイオンは上層部から下層部へ移動する。硫酸イオンの溶出量を増やすべく,それを含む溶液から球状氷を生成し検討した。氷をカラムに充填した融解実験の結果,最初の流出液中の硫酸イオン濃度は高く,後の流出液中の濃度が低いことが示された。有機溶媒を用いた融解実験により個々の氷中の濃度分布を測定したところ,球状氷表面付近の濃度が高いことが認められた。2.「水溶液中のリン酸及びアンモニウムイオンの氷表面への吸着」氷結晶面へのリン酸及びアンモニウムイオンの吸着量を実験的に検討した結果,両イオンとも溶液温度が00.4°Cの範囲で吸着現象が認められ,氷表面への吸着は1030秒程度接触させた時に吸着量が最大を示し長600秒でほぼ平衡吸着に達した。リン酸イオンの方がやや多く氷表面に吸着した。氷表面今の両イオンの吸着はラングミュア型吸着と判断された。3.「pHと溶出元素による酸性化土壌の評価」新潟県の降水のpHの年平均値は4.6で,潜在的に土壌へ影響を及ぼしていると推定される。酸性化が進行したか否かの判断には長期間の観察が必要である。主に新潟県内の土壌を対象として、6年間にわたり土壌のpH及び溶出成分を分析し,酸性化の進行の程度について検討し,以下の結論を得た。(1)土壌のpHの測定から,新潟県の土壌の酸性化は少しずつではあるが確実に進行している。(2)深さ方向の土壌のpH測定により,土壌の酸性化の進行程度を評価できる。(3)低いpHを示す土壌からはAl, Mgが比較的多く溶出し,これらの溶出元素は樹木に影響すると考えられた。一方,Caは既に酸性化の進んだ土壌からは殆ど溶出しなかった。溶出成分の種類,量は土壌のpH値と密接な関係が認められた。森林の枯死している地区(新潟県,群馬県,栃木県)の土壌を採取し,酸性雨(雪)による土壌の酸性化への影響等を調査した。即ち,水,酸性溶液,塩化カリウム溶液等を用い,主に新潟県の土壌(乾燥,粉砕後,1mm以下に粉砕したもの)を対象に土壌のpH及び溶出成分を分析し,酸性化の程度について検討した結果,以下の結論を得た。1)採取した土壌を水,塩化カリウム溶液を用い振とう接触させpHを測定した結果,塩化カリウム溶液により得られたpHは水の場合よりほぼ1.2低かった。過去のデータと比べ,土壌の酸性化が少しずつ進んでいると考えられた。2)特定の土壌採取地点の深さ方向(20100cm)の土壌のpHを測定した結果,地中の土壌に比べ地表付近の土壌の方が酸性化は進んでいると判断された。3)懸濁液中の幾つかの溶出元素とpHを測定した結果,アルミニウムの場合pHが高いと溶出量は少なく,pHが低いと溶出量が多くなる傾向が見られた。

また,実験室で土壌を長さ1mの塩ビ管中に充填し,模擬酸性雨を流下させた実験より,一昨年のデータと今年のデータとを比較すると,pHの低い領域では溶出量が今年の方が多いことが分かった。pHの測定結果及び溶出元素の測定結果から,新潟県の土壌の酸性化は少しずつではあるが確実に進行していると推定される。酸性雪と雪解け時のAcid Shockについての調査・分析は目下継続中であり,土中のバクテリア等への影響についても検討している。1.「ザラメ雪及び球状氷からの酸性イオンの溶出現象」雪解け時,酸性イオンが堆積したザラメ雪から優先的に溶出するという。春先には,雪の溶解または雨によりイオンは上層部から下層部へ移動する。硫酸イオンの溶出量を増やすべく,それを含む溶液から球状氷を生成し検討した。氷をカラムに充填した融解実験の結果,最初の流出液中の硫酸イオン濃度は高く,後の流出液中の濃度が低いことが示された。有機溶媒を用いた融解実験により個々の氷中の濃度分布を測定したところ,球状氷表面付近の濃度が高いことが認められた。2.「水溶液中のリン酸及びアンモニウムイオンの氷表面への吸着」氷結晶面へのリン酸及びアンモニウムイオンの吸着量を実験的に検討した結果,両イオンとも溶液温度が00.4°Cの範囲で吸着現象が認められ,氷表面への吸着は1030秒程度接触させた時に吸着量が最大を示し,600秒でほぼ平衡吸着に達した。リン酸イオンの方がやや多く氷表面に吸着した。氷表面への両イオンの吸着はラングミュア型吸着と判断された。3.「pHと溶出元素による酸性化土壌の評価」新潟県の降水のpHの年平均値は4.6で,潜在的に土壌へ影響を及ぼしていると推定される。酸性化が進行したか否かの判断には長期間の観察が必要である。主に新潟県内の土壌を対象として、6年間にわたり土壌のpH及び溶出成分を分析し,酸性化の進行の程度について検討し,以下の結論を得た。(1)土壌のpHの測定から,新潟県の土壌の酸性化は少しずつではあるが確実に進行している。(2)深さ方向の土壌のpH測定により,土壌の酸性化の進行程度を評価できる。(3)低いpHを示す土壌からはAl,Mgが比較的多く溶出し,これらの溶出元素は樹木に影響すると考えられた。一方,Caは既に酸性化の進んだ土壌からは殆ど溶出しなかった。溶出成分の種類,量は土壌のpH値と密接な関係が認められた。
コレラ菌から地球規模での水の衛生微生物学的安全性を保証する

本年度も特にベトナム、日本のコレラの解析を進めている。ベトナムでは多くの途上国と同様抗菌薬の使用量が非常に多く、臨床的な使用とともに農水産物の生産段階での多量の使用が大きな問題となっている。多くのビブリオ属細菌はエビ等の病原体として知られており、養殖池でビブリオ病予防のために抗菌薬が長期間使用されることも多い。ヒトにおける薬剤耐性菌感染に関する解析は十分とは言えないが多数報告されているのに比較し、環境中における薬剤耐性菌の調査研究は非常に報告が少ない。本研究ではエビ養殖池、農村部での農業・生活用水、河川水の解析を行い、ヒトにおける薬剤耐性菌侵淫とそのゲノム情報との比較解析を行うことで、耐性遺伝子の伝達特性、拡散・消長の過程を微生物生態学的見地から明らかにすることを目的としている。本年度はベトナム北部ナムディン省60検体、タイビン省40検体、ハイフォン市近郊46検体の環境水(河川、農業生活用水)および養殖池の検体解析を行った。選択培養法によりV. choleraeを分離した。現在分離株のうち20検体の全ゲノム解析を進めるとともに、2016年度に収集した株の全ゲノム配列を用いて薬剤耐性遺伝子の検索を進めている。また愛媛大学沿岸環境科学研究センター共同利用研究として「Vibrio属細菌が利用する遺伝子伝達機構の多様性解明と日本沿岸からのVibrio choleraの分離」にも採択され、愛媛県河川・沿岸域および台湾養殖場からのV. choleraeの全ゲノム配列解析中であり、遺伝的多様性解析および薬剤耐性プロファイルを明らかにしているので、これを継続していく。昨年に、チリのサンプル数が不十分であることが遅延の理由としてあげられたが、これまでに、チリに加えて、ブラジルの単離株のゲノムデータを取得し、アセンブルし、ドラフトゲノムデータの取得が終わっている。また、インドネシアにて、コレラの単離を試みたところ、身近な住環境からも単離に成功した。これらのゲノムデータを取得、解析するために携帯型DNAシーケンサーによる実験、情報解析系を確立した。愛媛由来のコレラデータ解析から、以下の知見が得られている。Vibrio choleraeは大きく二つのタイプに分けられる。200以上の血清型のうち、血清型O1, O139(ほとんどがコレラ毒素産生)がコレラの原因となる。日本では渡航先での感染が多い。その他の血清型(non-O1/ non-O139)は食中毒の原因となる。日本の自然環境中におけるV. choleraeの分布情報は限られている。V. choleraeは5月から11月に10地点中、少なくとも1地点から分離された。分離頻度は季節・サンプリング地点により異なった。調査地域にはnon-O1/ non-O139タイプのV. choleraeが常在し、主要な4つのゲノタイプが存在することが示唆された。全ゲノム情報についてより詳細な進化・系統解析には再解析が必要である。病原性に関与する遺伝子保有状況には二つのパターンがあり、ゲノタイプとの関連が示唆された。これらの成果から、本研究は順調に進んでいると考えられる。日本のコレラについて、上述しているように、全ゲノム情報についてより詳細な進化・系統解析には再解析が必要であるため、これを進めていく。現在のところ、近年の日本の環境コレラは記載がないため、近年のコレラの現状を提示するものとなる。特に、ゲノムレベルでの日本のコレラの記載は存在しない、日本のコレラの情報は輸入によるものしかないため、日本に常在するコレラの情報がない、日本のコレラのゲノム多様性の記述もはじめてとなり、他の国のコレラと日本のコレラの関係性も初めて報告できる、得られたデータから常在性と優占種がいながら、複数株が共存していることが考えられ、アメリカで近年報告されたことが同様に起きている可能性がある、これは、位置をきめて多数株をとっていなかったから、見えなかった現象だと考えられる。このように多数の新知見が得られてきており、これを実証、報告することを進めていきたい。本研究では、地理的に隔てられるが、食品の輸入等によるつながりをもつ3地域(チリ、ベトナム、日本)における水環境を研究対象とする。これら地域間における構成細菌叢の比較やその経時的な変動、病原遺伝子・薬剤耐性遺伝子の拡散機構をゲノムレベルで解明することで、ゲノム微生物学的環境評価に基づいた水資源の安全性の確保を目的とする。同時に、水系感染の主要な病原細菌のひとつであるVibrio属細菌、特に、コレラ菌の全ゲノム解析を行い、限定された抗原型のコレラのみが流行を引き起こす原因およびそのプロセスの解明と、予防疫学の観点から新たな流行株出現予測に資する本菌の環境動態を明らかにすることを目的とした。地理的に隔てられるが食品の輸入等によるつながりをもつ3地域、チリ、ベトナム、日本における水環境中に生存する微生物叢の全体像、ヒトの健康安全性への直接的な脅威となる可能性が示唆されている薬剤耐性遺伝子の拡散状況、病原微生物Vibrio属細菌のゲノム多様性とその環境中における生態を明らかにするにあたり、上記3地域を対象としたI)環境水中の微生物叢構成細菌の量的解析、II)自然環境に存在する薬剤耐性遺伝子の分布と量的解析、III)Vibrio属細菌の全ゲノム解析、IV)水平遺伝子伝達とそれに対する細菌の備える免疫機構(CRISPR/Cas)との相関の結果と考えられるゲノム変動、ならびに菌数制御機構等の解析を行っている。

本年度は、特に定期的なサンプリングをどのように実施するのかを検討し、最も間隔の空いているチリにおいても3ヶ月に一度のサンプリングを実施することとし、実際にコレラが全ての地点で単離できた。そして、一部については全ゲノム配列を取得した。申請書時点での予定は下記の通りである。1.各調査研究実施国における環境水の採取環境水の採取は各国にて10検体ずつ、チリ(テムコ周辺、アンタファガスタ周辺各5ヶ所)、日本(愛媛漁港、東京湾、神戸港を予定)、ベトナム(北部ナムディン省チュクニン郡近郊10ヶ所)にて行う。同時に水温、塩濃度、溶存酸素濃度等の基礎データの収集を行う。2.各検体からの細菌DNA抽出およびメタゲノム解析各水検体を0.22umメンブレンを用いて濾過し、細菌群をメンブレンに付着させ、Power Water DNA Isolation kitを用いてDNAを抽出する。抽出したDNAを用いて、16S rRNA遺伝子の可変領域を含む460 bpをPCRにて増幅する。増幅産物を次世代シークエンサーMiSeqにて解析し、環境水に存在する細菌群の構成を可能な限り種レベルで半定量的に解明する。以上の解析はすべてIllumina社公開の16S rRNA菌叢解析プロトコールに準拠する。3.V.choleraeならびにVibrio属細菌の分離およびゲノム配列取得・系統解析各水検体を用いて、V. choleraeおよびVibrio属細菌の分離を行う。TCBS培地を用いた選択培養、分離コロニーのNaCl感受性による再スクリーニング、PCR法を用いた分離菌株の菌種同定を行う。同時に各株のゲノムDNAを抽出後、MiSeqを用いてゲノム配列情報を取得する。さらに、全ゲノムSNP(一塩基多型)を用いた高精度系統解析を行い、環境中のVibrio属細菌の系統関係を明らかにする。これらのうち2)以外は、完了していることから、概ね順調であるといえる。本年度は特にベトナムでの解析を進めている。ベトナムでは多くの途上国と同様抗菌薬の使用量が非常に多く、臨床的な使用とともに農水産物の生産段階での多量の使用が大きな問題となっている。多くのビブリオ属細菌はエビ等の病原体として知られており、養殖池でビブリオ病予防のために抗菌薬が長期間使用されることも多い。ヒトにおける薬剤耐性菌感染に関する解析は十分とは言えないが多数報告されているのに比較し、環境中における薬剤耐性菌の調査研究は非常に報告が少ない。本研究ではエビ養殖池、農村部での農業・生活用水、河川水の解析を行い、ヒトにおける薬剤耐性菌侵淫とそのゲノム情報との比較解析を行うことで、耐性遺伝子の伝達特性、拡散・消長の過程を微生物生態学的見地から明らかにすることを目的としている。本年度はベトナム北部ナムディン省60検体、タイビン省40検体、ハイフォン市近郊46検体の環境水(河川、農業生活用水)および養殖池の検体解析を行った。選択培養法によりV. choleraeを分離した。現在分離株のうち20検体の全ゲノム解析を進めるとともに、2016年度に収集した株の全ゲノム配列を用いて薬剤耐性遺伝子の検索を進めている。
ブラックホール時空の可積分性とキリング・矢野対称性

ブラックホール時空の一意性定理、時空を伝搬する粒子や波の方程式に現れる変数分離性等々、ブラックホール時空の持つ可積分な構造をキリング・矢野対称性を主役として解明していくことを目的とする。4次元ブラックホール時空の可積分構造に関する研究は1960-1970年代に黄金期をむかえる。たとえば、チャンドラセカールのテキスト「The Mathematical Theory of Black Holes」(1983)にその成果はまとめられている。本研究では、その後の高次元重力理論の展開を踏まえ、ブラックホールの可積分理論をキリング・矢野対称性に基づき再構築する。
確率・統計的アプローチによる災害リスクアセスメント手法とその安全施策立案への応用

本研究では、各種現場での災害・事故の発生を各種の背景や複雑な要素が支配して生じる"フラクタル性を有する確率過程"としてモデル化することを基礎とし、リスク曲線を適用した新しい産災害統計分析手法を用いて、災害リスクアセスメントとその安全施策立案における意思決定の方法論の構築とシステム化を試みた。平成19年度は、平成18年度の成果を発展させて、本研究期間体では、以下に示す内容の成果を得た。(1)各業種の産業災害のリスク比較を行い、リスクアセスメントとリスク比較手法の要点及びその具体的手順を明らかにする。また、本手法を過去に遡及して適用し、リスク曲線のパラメータによる安全性向上の有無の判定基準が妥当であることを各種の災害データを整理して検証した。(2)産業構造や地方自治体独自の規制方式の違いによるリスク特性の差異を表現するため、GISを用いて地域のリスク分布の地図上への表示方法を検討し、簡便かつ有効な表示形態を得ることができた。(3)リスク特性の差異を考慮できるようにするため社学心理学的観点からの検討を行い、リスク評価手法を改良すると同時に安心感養成のためのリスクコミュニケーションのツールとしての方法論を具体的な形で提示した。(4)得られた成果を統合して、災害リスクアセスメントと安全施策立案における意思決定とその評価を行うためのツールの構築とシステム化を、リスクマネジメントの実践に役立つ形で提示した。本研究では、各種現場での災害・事故の発生を各種の背景や複雑な要素が支配して生じる"フラクタル性を有する確率過程"としてモデル化することを基礎とし、リスク曲線を適用した新しい産業災害統計分析手法を用いて、災害リスクアセスメントとその安全施策立案における意思決定の方法論の構築とシステム化を試みる。この方法論の特徴は、それを利用して、各種災害リスクの評価と異種災害間でのリスクの比較および災害対策効果の評価や企業や行政の安全施策の方向づけを可能にするとともに、この方法論を企業、行政および自治体等が具体的に利用し易い形にシステム化するところにある。平成18年度で得られた成果の概要は以下の通りである。(1)パーコレイトシミュレーションを用いて、一般化リスク曲線を推定する手法を検討した。同時にリスクのレベルが一定である場合のリスク曲線から得られるパラメータの分布を調べ、その分布形状から安全性向上の有無の判定の基準を示した。(2)本手法の理論的なバックグラウンドとしてリスク曲線の形状と産業災害およびその抑制メカニズムとの対応を確認した。そのため、パーコレイトシミュレーションにおける次元、配位数等の変化とリスク曲線との対応を求め、これらのパラメータの意味を社会心理学的に考察した。その結果を基に、一般的な災害生起統計則(支配パラメータ)の導出を行った。(3)各種の社会空間上でのリスク曲線の情報を色合いおよび濃さで視覚表示する手法を考案した。(4)産業災害の発生要因の分析とその結果に基づいたリスク解析を実施し、本リスクアセスメント評価手法の有効性を検証した。本研究では、各種現場での災害・事故の発生を各種の背景や複雑な要素が支配して生じる"フラクタル性を有する確率過程"としてモデル化することを基礎とし、リスク曲線を適用した新しい産業災害統計分析手法を用いて、災害リスクアセスメントとその安全施策立案における意思決定の方法論の構築とシステム化を試みた。本年度は、2年計画の最終年度として、平成19年度では、平成18年度で得られた成果を基に、さらに発展させる形で、以下に示す内容の成果を得た。

(4)得られた成果を統合して、災害リスクアセスメントと安全施策立案における意思決定とその評価を行うためのツールの構築とシステム化を、リスクマネジメントの実践に役立つ形で提示した。
光電変換高効率化に資するチタニアナノチューブの基礎物性に関する研究

色素増感型太陽電池(DSSC)は新しいタイプの分子レベルの電気化学太陽電池であり、光吸収と電流発生はチタニアに結合した色素分子の中で起こる。この種の太陽電池の価格は商用シリコン太陽電池に比べて1/51/10である。しかしながら、DSSC電極としてのチタニアの改善はさらに必要でありチタニアのナノ構造について検討することが必要である。本研究ではナノレベルで構造制御したチタニアの合成と高光電変換効率のためのDSSC電極としての応用について検討した。さらに、可視応答チタニア光触媒としての応用も検討した。チタニアナノチューブは非水溶媒陽極酸化法により合成した。組織化したナノチューブは水溶液電荷質系で合成したものに比べて高いアスペクト比であった。小さな電流密度で合成することにより表面が平滑でチューブの長さ方向に長いナノチューブを合成することができた。いくつかの合成条件に共通して、本方法で合成したナノチューブは数マイクロメーターの長さを持ちチューブ直径は100nmであった。このようにして合成したナノチューブは色素増感型太陽電池(DSSC)の電極として応用可能であり、さらに他の物質を用いたナノワイヤのテンプレートとして、加えて光触媒などにも応用添加できるだろう。メソ孔を有するチタニア薄膜を蒸発誘導自己組織法により合成した。複数回ディップコーティングすることによって薄膜は3μm以上の厚みを生じ、メソ孔組織を保持していた。3次元で連続した細孔は平均細孔径7nmであり、表面積は有機色素を吸着させるのに十分な広さであった。光電気化学的測定から、3μm厚メソ孔チタニア薄膜を用いたDSSCを組んだ場合、開放電圧0.8V、短絡電流13mA/cm2で、光電変換効率は6%であった。この結果から約10μmという厚膜状のチタニア電極では非常に高い変換効率であることがわかった。色素増感型太陽電池や有害物質を分解する光触媒にチタニア粒子が使われている。この粒子をナノメーターレベルにまで小さくすると表面積が増大し特性が向上することが期待できるが、適当な基盤上に製膜した場合、膜の厚さ方向で刺激光が徐々に到達しなくなって結局表面近傍のみの反応で特性が制限されることが問題であった。そこで本研究では、チタニアをチューブ状に合成し、さらに種々金属イオンを添加することで光電変換高効率化に資するチタニアナノチューブの合成ならびに光特性の検討を行った。市販されているチタニアナノ粒子(20nm粒径)を所定の濃度で調製したアルカリ水溶液に分散して水熱処理を施した。得られた白色結晶を走査型電子顕微鏡(FE-SEM)で観察した結果、直径10nm、長さ数μmの酸化物ナノチューブが生成していることがわかった。さらに、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察すると、チタニア由来の酸化物のシートが何重にもロール状に巻いてチューブを形成していることがわかった。X線回折の結果からこの酸化物ナノチューブは純粋なTiO_2ではなく、チタネートと呼ばれる水素含有のチタン酸化物であることがわかった。この酸化物ナノチューブを用いて色素分解試験を実施したところ、200nm付近の紫外線の吸収によって、効率よく分解することがわかった。しかしながら、このような短波長の紫外線励起は実用に則さない。次に、希土類イオンを添加して、励起光の長波長シフトを試みた。所定量のユウロピウムを硝酸に溶解して、上記した反応系に添加して水熱処理を実施した。結果、ユウロピウムイオンはチタネートナノチューブに3価でドープされており、ユウロピウムイオンはチタネートの格子点を置換するのではなくロール状の巻かれたチタネートシートの隙間に位置していることを蛍光スペクトルの分析から解析した。このような位置で希土類イオンが酸化物中に位置するのは例がなく、たいへん特異な事例であることもわかった。

3次元で連続した細孔は平均細孔径7nmであり、表面積は有機色素を吸着させるのに十分な広さであった。光電気化学的測定から、3μm厚メソ孔チタニア薄膜を用いたDSSCを組んだ場合、開放電圧0.8V、短絡電流13mA/cm2で、光電変換効率は6%であった。この結果から約10μmという厚膜状のチタニア電極では非常に高い変換効率であることがわかった。
飴を舐める口腔機能訓練療法の開発

認知症高齢者においては,指示理解が困難なことにより口腔機能訓練の実施が困難であることが多い.そこで,認知症高齢者に対しても実施できる,飴を舐める行動を応用した訓練法(飴舐め訓練)の確立を目指した.高齢者介護施設入所中の高齢者65名(男性18名,女性47名,平均年齢87歳,Mini-Mental State Examination 20点未満)を対象として実施可否の従来ある訓練との比較および即時的ならびに長期的効果を検討した.その結果,飴舐め訓練は認知症高齢者に対して高い割合で実施可能であり,一部の認知症高齢者においては栄養指標の改善および口腔機能の向上をもたらす可能性が示唆された.近年、世界的に増加している認知症高齢者は,摂食嚥下障害を高頻度に合併する.認知症高齢者は指示理解が困難な為に,摂食嚥下障害に対してこれまで提唱されてきた間接的な(実際の食品摂取を伴わない安全な)訓練あるいはリハビリテーションを十分に実施できないことが多く,認知症高齢者に対する根拠に基づいた簡便で安全なリハビリテーション法の開発が望まれている.そこで,本研究は目的を,1安全な棒付き飴を短時間・自発的に舐める機能訓練法の開発,2認知症高齢者における飴舐め訓練の効果を明らかにすること,として以下の研究を行った.平成26年度の研究として,健常若年者を対象に飴舐め訓練を行い、訓練前後において各種口腔機能検査を行って比較した.その結果,一定時間に棒付き飴を舐め摂る機能である舐摂(しせつ)機能の向上を認め,飴舐め訓練が健常者においても顎口腔機能向上に有用であることが示された.そこでさらに,基礎疾患や廃用などから顎口腔機能が低下していると考えられる認知症高齢者を含む要介護高齢者を対象として飴舐め訓練を行い,訓練前後において各種口腔機能検査を行ったところ、要介護高齢者においては訓練後に唾液分泌,最大舌圧および舐摂機能の向上を認めた.次年度は、引き続き,認知症高齢者を含む要介護高齢者における飴舐め訓練の効果および適応を明らかにするため,広島県下の高齢者施設を訪問し,施設利用中の覚醒状態の良好な認知症高齢者を含む要介護高齢者を対象として研究を進める.認知症高齢者は,摂食嚥下障害を高頻度に合併するが、指示理解が困難な為に,これまで提唱されてきた間接的な(実際の食品摂取を伴わない安全な)訓練あるいはリハビリテーションを十分に実施できないことが多く,根拠に基づいた簡便で安全なリハビリテーション法の開発が望まれている.そこで,本研究の目的を,1安全な棒付き飴を短時間・自発的に舐める機能訓練法の開発,2認知症高齢者における飴舐め訓練の効果を明らかにすること,として以下の研究を行った.平成26年度の研究として,健常若年者を対象に飴舐め訓練を実施し,訓練前後において各種口腔機能検査を行った.その結果,一定時間に棒付き飴を舐め摂る機能である舐摂(しぜつ)機能の向上を認め,飴舐め訓練が健常者においても顎機能向上に有用であることが示された.そこでさらに,基礎疾患や廃用などから顎口腔機能が低下していると考えられる認知症高齢者を含む要介護高齢者を対象として飴舐め訓練を行い,訓練前後において各種口腔機能検査を行ったところ,要介護高齢者においては訓練後に唾液分泌量,最大舌圧および舐摂機能の向上を認めた.平成27年度の研究として,健常高齢者および重度認知症高齢者を対象に、安静時および飴舐め訓練時の自発的嚥下回数測定を行い,飴舐め訓練の即時的な訓練効果について検証した.その結果,安静時と比較し飴舐め訓練時の自発的嚥下回数の増加を認め,飴舐め訓練によって顎口腔機能が賦活化されることが示された.さらに,飴舐め訓練を持続的に行った際の訓練効果を明らかにするため健常高齢者および重度認知症高齢者を対象とし,持続的に飴舐め訓練を行っている.これまでに,15名の被験者が6ヶ月の持続的な飴舐め訓練の実施を誤嚥性肺炎発症等の有害事象を生じることなく完了している.次年度は,持続的に飴舐め訓練を行った際の効果を明らかにするため,さらなる被験者の研究登録をすすめる.平成27年度の研究結果を平成27年9月11日に開催された第21回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会で報告するとともに,本邦では摂食嚥下障害および口腔機能に最も造詣の深い国内各地の研究者による討議を受けて,本口腔機能訓練の細部の熟成を行った.また,基礎疾患や廃用などから顎口腔機能が低下していると考えられる認知症高齢者を含む要介護高齢者に対する飴舐め訓練の実施を行っている.今後はさらなる研究への参加者が見込まれ,当初の研究計画と同様に研究をすすめている.認知症高齢者は,摂食嚥下障害を高頻度に合併するものの,指示理解が困難な為,摂食嚥下訓練を十分に実施できないことが多い.本研究は,1安全な棒付き飴を短時間・自発的に舐める機能訓練法(飴舐め訓練)の開発と2認知症高齢者における飴舐め訓練の効果を検証を目的とした.健常若年者29名を対象とし,10分間の飴舐め訓練を週に3回,8週間実施し,訓練前後に口腔機能検査を行った.その結果,2分間飴を全力で舐めた際の1分間の飴の減少量を測定する舐摂(しせつ)機能検査において検査値の向上を認め,飴舐め訓練が健常若年者において口腔機能を向上させる可能性が示唆された.

次に,認知症高齢者65名に対して飴舐め訓練と従来の摂食嚥下訓練法との実施率を比較した.また,44名を対象者として飴舐め訓練を週に3回,6ヵ月間継続して実施し,訓練前後で口腔機能検査を実施した.さらに15名の対象者に対しては訓練期間前後の安静時および訓練時の唾液嚥下回数を測定した.その結果,飴舐め訓練は65名中60名(92.8%)で実施可能であり,従来の方法より有意に高い実施率であった.6ヵ月間の飴舐め訓練は28名(63.6%)が完遂し,誤嚥性肺炎による脱落は認めなかったものの舐摂機能検査値は訓練前後で有意差は認めなかった.一方で,要介護4,5の対象者については25名中10名に舐摂機能検査値の向上や7名に栄養状態の指標となるMNA-SFの改善が見られた.嚥下回数は訓練期間前の安静時が1.3±1.1回/10分であったのに対し,訓練時は15.5±9.1回/10分と有意に増加した.さらに,訓練期間後の訓練時嚥下回数は20.1±11.6回/10分であり,訓練期間前後で有意に増加した.以上の結果より,飴舐め訓練は認知症高齢者に対して継続実施可能な摂食嚥下訓練法であり,特に要介護度の高い高齢者に対して有用となる可能性が示唆された.認知症高齢者においては,指示理解が困難なことにより口腔機能訓練の実施が困難であることが多い.そこで,認知症高齢者に対しても実施できる,飴を舐める行動を応用した訓練法(飴舐め訓練)の確立を目指した.高齢者介護施設入所中の高齢者65名(男性18名,女性47名,平均年齢87歳,Mini-Mental State Examination 20点未満)を対象として実施可否の従来ある訓練との比較および即時的ならびに長期的効果を検討した.その結果,飴舐め訓練は認知症高齢者に対して高い割合で実施可能であり,一部の認知症高齢者においては栄養指標の改善および口腔機能の向上をもたらす可能性が示唆された.平成26年度の研究結果を平成27年4月18日に開催された日本顎口腔機能学会第54回学術大会で報告するとともに,本邦では摂食嚥下障害および口腔機能に最も造詣の深い国内各地の研究者による討議を受けて,本口腔機能訓練の細部の熟成を行った.また,健常若年者を対象とした飴舐め訓練の結果を受け,基礎疾患や廃用などから顎口腔機能が低下していると考えられる認知症高齢者を含む要介護高齢者に対する飴舐め訓練の実施を行い始め徐々に参加頂ける被験者の選別を行い研究を開始しており,当初の研究計画と同様に研究をすすめている.平成26,27年度の研究成果より,重度認知症高齢者に対しても飴舐め訓練は安全かつ継続的に実施可能であり,要介護高齢者において飴舐め訓練の即時的な訓練効果として自発的嚥下回数の増加,継続的な訓練効果として唾液分泌量や舐摂機能などの各種口腔機能の向上を認めた.引き続き,重度認知症高齢者を対象として飴舐め訓練の実施と,各種口腔機能検査,食品摂取状況,EAT-10およびQOL-Dなどの質問紙を用いた栄養やQOLの客観評価を行っていくこととした.さらに,得られた結果を摂食嚥下リハビリテーション学会等で発表して摂食嚥下リハビリテーションに造詣の深い日本国内の研究者との討議を経て,英語論文として投稿予定としている.補綴・理工系歯学平成26年度の研究成果より,重度認知症高齢者に対しても飴舐め訓練は安全かつ継続的に実施可能であり,要介護高齢者において飴舐め訓練の結果として唾液分泌量や舐摂機能などの各種口腔機能の向上を認めた.引き続き,広島県下の高齢者施設を利用する覚醒状態の良好な認知症高齢者を対象として飴舐め訓練の実施と,各種口腔機能検査,食品摂取状態,EAT-10などの質問紙を用いた栄養評価を行っていくこととした.
活性化ストローマ細胞とのクロストークを介した炎症性発癌メカニズムの解明

炎症による癌細胞と間質細胞の反応性の比較解析に基づいて、胃癌発癌・進展メカニズムに関わる間質細胞由来因子を同定することを目的に研究を行っている。まず初めに、胃癌細胞と繊維芽細胞および炎症性サイトカイン(IL-1a、IL-1bおよびTNF-a)の産生源として知られるマクロファージの3種共培養を行った。その結果、胃癌細胞単独培養群より線維芽細胞、マクロファージとのそれぞれの2種共培養群で増殖能、浸潤能ともに亢進し、3種共培養群でさらなる上昇が見られた。しかしながら、胃癌細胞に対して直接炎症性サイトカインのリコンビナントプロテイン刺激を行っても増殖能、浸潤能の上昇を示さなかった。そこで炎症性サイトカインが繊維芽細胞を刺激し、活性化された繊維芽細胞が胃癌細胞の増殖、浸潤能を亢進する可能性を検討した。まず炎症性サイトカインのリコンビナントプロテインで繊維芽細胞を刺激し、その培養上清を得た。この培養上清で胃癌細胞の培養を行うと、未刺激繊維芽細胞の培養上清に対して増殖能の上昇が見られた。またこの条件下の胃癌細胞でSTAT1/3シグナルが活性化していた。炎症性サイトカインで活性化された繊維芽細胞は分泌タンパク質を介して胃癌細胞の増殖を亢進していると考えられた。次に分泌タンパク質を同定するためRNA-Sequencingによる遺伝子発現解析を行った。胃癌細胞と比較して、繊維芽細胞の方が炎症性サイトカインによって多くの分泌タンパク質遺伝子が誘導されることがわかり、STAT1/3シグナルを活性化させる可能性のある分泌タンパクとしてIL-6、IL-24、LIFが候補にあがった。実際に胃癌細胞に対してこれらの刺激を行うと3つとも胃癌細胞の増殖能を亢進させた。これらの結果から炎症性サイトカインは繊維芽細胞を活性化させ、IL-6、IL-24、LIFの分泌を介して胃癌細胞の増殖を促進するメカニズムを明らかにした。実験計画のうち、第1段階:炎症性サイトカイン刺激に対する反応性の検討、第2段階:炎症性サイトカイン刺激に対する遺伝子発現変化の検討については概ね終了しており、現在、第3段階の胃癌進展に関わる間質由来因子の同定について進行中である。その中で胃癌の増殖能促進メカニズムについては胃癌細胞の増殖能を亢進する間質由来因子の同定は完了しており、実際に胃癌細胞の増殖を促進する確認まで終了している。今後は、浸潤能促進メカニズムについての解析であるが、生体内に近い環境を模した三次元3種共培養の実験系を確立しており、これによって胃癌の浸潤能促進メカニズムを解明していく。胃癌進展に関わる間質由来因子の同定の中で、増殖促進のメカニズムは同定できたが、浸潤能についてはまだ未検討である。今後は浸潤能についても、RNA-Sequencingのデータを用いて間質細胞により活性化される胃癌浸潤シグナルの解析を行い、続いて阻害剤を用いた抑制実験で間質細胞による浸潤能亢進メカニズムを明らかにしていく。また、生体内での評価として引き続きIn vivo腫瘍モデルにおける間質由来因子の検討を予定している。間質細胞のRNAシークエンシングで得られた候補遺伝子の過剰発現株を作成し、胃癌細胞とともにヌードマウスへ移植し、間質細胞による腫瘍形成促進を評価し、候補遺伝子が胃癌進展に与える影響について検証する。

実験計画のうち、第1段階:炎症性サイトカイン刺激に対する反応性の検討、第2段階:炎症性サイトカイン刺激に対する遺伝子発現変化の検討については概ね終了しており、現在、第3段階の胃癌進展に関わる間質由来因子の同定について進行中である。その中で胃癌の増殖能促進メカニズムについては胃癌細胞の増殖能を亢進する間質由来因子の同定は完了しており、実際に胃癌細胞の増殖を促進する確認まで終了している。今後は、浸潤能促進メカニズムについての解析であるが、生体内に近い環境を模した三次元3種共培養の実験系を確立しており、これによって胃癌の浸潤能促進メカニズムを解明していく。胃癌進展に関わる間質由来因子の同定の中で、増殖促進のメカニズムは同定できたが、浸潤能についてはまだ未検討である。今後は浸潤能についても、RNA-Sequencingのデータを用いて間質細胞により活性化される胃癌浸潤シグナルの解析を行い、続いて阻害剤を用いた抑制実験で間質細胞による浸潤能亢進メカニズムを明らかにしていく。また、生体内での評価として引き続きIn vivo腫瘍モデルにおける間質由来因子の検討を予定している。間質細胞のRNAシークエンシングで得られた候補遺伝子の過剰発現株を作成し、胃癌細胞とともにヌードマウスへ移植し、間質細胞による腫瘍形成促進を評価し、候補遺伝子が胃癌進展に与える影響について検証する。試薬、消耗品については、医局内保管のものを使用することができた。試薬、消耗品の購入費、及び、研究データの管理、資料整理を行ってもらうための事務補佐員の雇用経費に充てたい。また、最新の研究情報を得るため、及び研究成果発表のための学会出張旅費にも充てたいと考える。