hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テトラヒドロビオプリテン合成に関与するカルボニル還元酵素の脳内発現部位解析

ヒトのAKR family memberに登録されている酵素の中で、AKR1B1,1C3によるBH4合成が我々により新たに見いだされ、従来BH4合成において必須の酵素と考えられていたセピアプテリン還元酵素(SPR)が関与しない新たな合成系がヒトでも働いていることが明らかとなった。2001年、Dystoniaの患者より初めて見つかったSPR欠損症の患者の血中フェニルアラニン濃度は健常者と同様の値を示し高フェニルアラニン血症ではなかった。一方、2006年にSPR欠損マウスが作製されたが、SPR欠損マウスは高フェニルアラニン血症であり、筋障害を示すことが報告された。この結果はヒトとマウスではAKR1B1,1C3によるBH4合成系の発現の違いを意味している。我々は、すでにAKR1B1,1C3に対する特異性の高い抗体の作製に成功していたので、この抗体を使ってマウスによる発現部位解析を行ってみたところ、マウスの場合、AKR1B1は脳で強く発現していたが、肝臓では発現しておらず、AKR1C3は、肝臓では強い発現が見られたが、脳では発現していないという結果を得た。このことから、マウスの場合、SPRの関与していないBH4合成系は働いていないことが明らかになり、SPR欠損マウスが高フェニルアラニン血症であり、筋障害を示すことの原因が明らかになった。同様の発現解析実験をヒトの肝臓と脳を用いて行ったところ、肝臓では両酵素の発現が見られたが、脳ではAKR1B1だけが発現していることを見いだし、SPR欠損症の患者が示す、血中フェニルアラニン濃度は正常であるが、筋・神経障害が起こる原因を明らかにした。
学部課程法学教育の社会的機能と指導理念に関する法史学的・法理論的総合研究

このプロジェクトの目的は、法曹養成に特化しない学部課程での法学教育が果たしてきた社会的役割とその指導理念について、法史学・比較法・法理論等の諸観点から総合的立体的に研究した上で、法学部教育の存立基盤について解明することであった。研究分担者として、主に大阪大学に在籍する基礎法学(法理学・法哲学、法社会学、法史学)専攻スタッフに加え、古代ギリシャ史、中世イタリア史を専攻する歴史学者の参加を仰いだところに特徴を有する。その結果、社会の基本的なルール・制度の理解に加えて、論理的な思考力と説得力、教養と外国語能力を備えた人材の輩出を通じて法学部教育が社会に貢献できることが明らかとなった。本研究では、法曹養成に特化しない学部課程での法学教育が果たしてきた社会的役割とその指導理念について、法史学・比較法・法理論等の諸観点から総合的立体的に研究した上で、法学部教育の存立基盤について解明することを目的としている。そのために、本年度は、まず本プロジェクトに関する各参加者の共通了解を醸成するため、諸外国の学部課程法学教育が置かれている現況(カリキュラムと人材育成機能)について様々な国家・地域からゲストスピーカーを招いて研究会を開催した。まず、東アジア圏から、(法学専門大学院設置校については学部課程法学教育を廃止した)大韓民国、(学部課程を存続させた)中華民国の研究者に報告を願った。あわせて、研究分担者による中華人民共和国の現況報告を得た。続いて、南アフリカ(近年の法学部改革と大学の法曹・社会人養成機能)、ドイツ連邦(基礎法学関連書科目の法学部カリキュラムにおける位置づけと法学部の人材育成機能)の研究者に報告を願った。平行して法学教育史・大学史関連を中心とする書籍を積極的に購入して次年度以降の研究を進展させる基盤整備に努めた。これらの活動を通じて、法曹養成に特化しない法学教育の意義について法理学・法社会学・法史学専攻の研究分担者と歴史学専攻の研究分担者・連携研究者間に学際的な対話が展開され、共通の理解をもって議論するための土台が固められた。本年度は、近代ドイツにおける大学理念と法学部について2013年6月27日三成賢次班員から報告を受けて討議するとともに、トルコにおける法学教育と人材育成について2013年11月7日大阪大学法学研究科付属法政実務連携センター外国人研究員のアイシェ・エンジュル博士(イスタンブール大学法学部助教)からの報告を受け、地域的・歴史的比較の範囲を拡大した。その後、複数回の準備会合を経て、国際シンポジウム「東アジアにおける法学部教育の可能性- What is “Legal" Education? -」を2013年12月7日に開催した。本シンポジウムは中華人民共和国、台湾、対韓民国、我が国からパネリストを招き、法学教育制度設計と教育実践を進める上で「法学教育が社会で果たしうる役割」、各種専門職大学院や他の諸機関と大学法学部の協働・分業関係とのあるべき姿を討議した。なお、この内容は単行書として出版準備を進めている。2014年2月下旬には、林智良班員が日本における法学部教育の継受に関する周辺調査を行うために、連合王国ロンドン大学(IALS,Senate House Library等の諸施設)、オックスフォード大学ベイリオル学寮などを訪問した。併行して、日本の大学法学部各校から取り寄せた法学部履修資料類と募集パンフレットの整理を進め、現在の日本における法学部の担当者がどのような人材育成を目指し、どのような知識の伝達を志向しているかに関する調査を進めた。今年度は中尾敏充班員による日本近代高等教育関連の研究発表を得て日本における法学部教育の揺籃期についての理解を深め、共有した。そのほか、次の調査旅行で得られた知見が重要である。2012年10月30日ー11月3日の日程で中華民国を訪問し、訪問順に国立中正大学、国立台湾大学、中華民国教育部(日本国の文部科学省に相当)、国立政治大学において聞き取りと意見交換を行った。その結果、上記諸大学での法学部教育がマス教育よりは、法曹を含めたコア・エリートの教育に焦点を合わせていることが明らかになった。また、教育部での聞き取りでは、中華民国において法科大学院制度を採用しなかった際の政策決定過程も含めて、率直な意見交換を果たすことができた。その結果、旧来の学部レベルを中心とする法学教育と、法学部生を主として司法試験により選抜される法曹候補という選抜システムとが中華民国において一定の水準を保ちつつ有効に機能していることが確認された。日本における法学部教育の始まりという点では、ローマ法教育に特化しているものの、代表者(林)によるオックスフォード大学キャサリン・コレッジでの口頭発表(第66回国際古代法史学会SIHDA)も重要な成果である。これは、東京開成学校(現在の東京大学)で初めてローマ法を講義したW.E.グリグズビーの活動を原史料に即して跡づけたもので、彼の受講生であった穗積陳重らのその後の活躍も含めて、日本での法学部教育の特質形成を視野に入れた発表であり、聴衆から一定の評価を得た。まず、平成26年4月9日にロンドン大学ロイヤル・ホロウェイ校教授のレーネ・ルビンスタイン氏とジョナサン・パウエル氏とをパネリストとするミニシンポジウムを開催し、「ギリシャ・ローマ世界における集団弁論の問題ーギリシャの状況」、「ギリシャ・ローマ世界における集団弁論の問題ーローマの状況」、「Center for Oratory and Rhetoricにおける教育実践と人材育成」と題する3点の表題に基づき古典古代における弁論術の問題とその現代的教育実践の意義、法学教育のあり方に対し与える示唆につき検討した。ここでの発表内容は、のちに「阪大法学」誌第64巻5号に収録し公刊した。

あわせて平成26年12月7日に大阪大学シグマホールにて行った国際シンポジウム「東アジアにおける法学部教育の可能性ーWhat is “Legal" Education?ー」での発表内容について4人のパネリスト(三成賢次、劉宗徳、丁相順、朴賢京の各氏)から寄稿を求め、「阪大法学」誌第64巻5-6号において公刊した。それらの活動に加えて、年度内に総計6回の研究会を開き、うち3回は外国(ウズベキスタン、スペイン、中華人民共和国・青海省)での法学修得あるいは教授経験のある発表者から情報提供と問題提起を求めた。他の3回は、日本の大学法学部広報素材に見られる法学部理念、中世ボローニャの大学法学部、古代ギリシャの弁論家教育、をテーマに発表を行った。このプロジェクトが提案された時期は、法科大学院制度発足から6年が経過し、同制度発足後も存続した法学部及び法科大学院それぞれにおける法学教育の意義と、両機関の協働関係のあり方が問われるという時点に位置していた。そしてこのプロジェクトの目的は、法曹養成に特化しない学部課程での法学教育が果たしてきた社会的役割とその指導理念について、法史学・比較法・法理論等の諸観点から総合的立体的に研究した上で、法学部教育の存立基盤について解明することであった。研究分担者として、主に大阪大学に在籍する基礎法学諸部門専攻スタッフに加え、古代ギリシャ史、中世イタリア史を専攻する研究者の参加を仰いだところに特徴を有する。研究期間において、各参加者はまず個別に研究を深めて、報告と討論を重ねたが、さらに多種多様な地域(ドイツ、英連合王国、スペイン、トルコ、南アフリカ、韓国、中国、台湾、ウズベキスタン他)の法学研究者を招いて法学教育の実情の報告を依頼し討論した。また、台湾(2012年10月30ー11月3日)と韓国(2015年11月1 -4日)には複数メンバーにて実地調査を行った。さらに、本プロジェクトのハイライトとしては、国際シンポジウムを2013年12月7日に大阪大学豊中キャンパスのシグマホールにて開催した。同シンポジウムでは中国、韓国、台湾からゲストスピーカーを招き、本プロジェクトのメンバーと共に国際的比較検討を展開した。その成果は「阪大法学」誌上(第64巻第5号(2014))、第64巻第6号(2015))に掲載している。それに引き続いて、法学教育に対する実践的弁論術教育が果たしうる寄与の可能性をテーマにしつつ、英国の専門家2名を招いてミニ・シンポジウムを大阪大学豊中キャンパスの大阪大学会館にて2014年4月9日に開催し、さらにその成果を同誌(第64巻第5号(2014))に掲載した。このプロジェクトの目的は、法曹養成に特化しない学部課程での法学教育が果たしてきた社会的役割とその指導理念について、法史学・比較法・法理論等の諸観点から総合的立体的に研究した上で、法学部教育の存立基盤について解明することであった。研究分担者として、主に大阪大学に在籍する基礎法学(法理学・法哲学、法社会学、法史学)専攻スタッフに加え、古代ギリシャ史、中世イタリア史を専攻する歴史学者の参加を仰いだところに特徴を有する。
減数分裂を経ない生殖形態における遺伝子発現について

種々の哺乳類で体細胞クローンの誕生が報じられたが、いずれも出生率は極めて低く、また、正常に出生した場合でも、胎盤の過剰形成等の異常や、新生児での致死率が高い。この原因としては、未受精卵中での体細胞核の初期化が不完全であり、個体発生過程における遺伝子発現制御に異常を生じている可能性が考えられる。我々は、体系的なスクリーニングで分離した、インプリンティング遺伝子群、父親性発現遺伝子(Peg)と母親性発現遺伝子(Meg)を指標として、体細胞クローンマウスでの遺伝子発現の解析を行った。ES細胞核を用いたクローンマウスでは、インプリンティング遺伝子の発現に異常を生じているという報告があったが、すでに、ES細胞の段階でインプリンティング遺伝子の発現に異常を生じていると指摘されている。一方、我々の用いた体細胞クローンマウスでは、新生児期致死性、形態異常はほとんど見られなかった上に、ゲノムのインプリンティング記憶も正しく保持されていた。つまり、クローンの個体でも、由来となった体細胞核内での記憶と同じように、Peg遺伝子は父親性発現を、Meg遺伝子は母親性発現を示していた。以上より、クローン作製において、核を提供するドナー細胞のゲノムの状態-ゲノムのエピジェネティクス-が重要であることを示唆し、Scienceに発表した。我々の結果では、体細胞クローンの胎児・新生児のゲノムインプリンティングは正常であったが、胎盤では、一部のインプリンティング遺伝子の発現に異常が見られた。胎盤での遺伝子発現の異常が、クローンマウスの出生率の低さと関係があるのかどうかについては、今後の研究が必要である。本研究のもう1つの成果は、始原生殖細胞から作製したクローンマウスを用いて、ゲノムインプリンティング記憶が、生殖細胞系列において消去される過程を明らかにしたことである。生殖細胞系列では、それまでの体細胞タイプのゲノムインプリンティングを個体の性別に合わせて父親タイプまたは母親タイプのインプリンティングに刷り込み直す必要がある。我々は、生殖細胞系列において、今までのゲノムインプリンティングの記憶を1度消去して、刷り込みをし直すことを仮定していたが、本研究により、記憶の消去の時期が胎児期10.5日から11.5日であることを特定し、Developmentに発表した。以上の研究により、体細胞クローン動物の遺伝子発現やゲノムインプリンティングの機構解明について新しい視点を導入できたと考えている。ヒツジ、マウス、ウシ、ブタ等の種々の哺乳類で体細胞クローンの誕生が報じらた。しかし、どの例でも出生率は極めて低く、また、正常に出生した場合でも胎盤の過剰形成等の異常や、新生児での致死率が高いことも明らかになってきた。この原因として体細胞核の未受精卵での初期化の段階が不完全であり、個体発生過程における遺伝子発現制御異常の可能性が考えられた。そこで今年度は、形態的な異常が多く検出されるクローンマウスの出生時の胎盤を用い、異常な発現パターンを示す遺伝子の体系的な探索を行った。約600遺伝子がスポットされているフィルターを用いて、正常胎盤とクローン胎盤(重量比で正常の約3倍)における遺伝子発現量を比較したところ、明らかにクローン胎盤において減少を示す遺伝子6個を同定した(投稿準備中)。これらはクローン胎盤で共通して減少する遺伝子と、クローン胎盤の一部にのみ異常が見られるものに分れた。

これらの遺伝子の発現量や発現部位をmRNAのin situ hybridizationやタンパク質の免疫染色で解析したところ、本来発現しているべき細胞種において発現が低下、消失していることを確認した。このことは、クローン胎盤を構成する種々の細胞種において遺伝子発現に異常があることを意味している。大変興味深いことに、異常を示した6つの遺伝子のうち3つは片親性発現制御を受けているインプリンティング遺伝子であった。しかし、他のインプリンティング遺伝子には異常は見られなかった。すなわちクローンマウスにおいては、ゲノムインプリンティングの制御機構全体に異常を生じた訳ではないが、高い比率でインプリンティング遺伝子に異常が見られることには、何らかの意味がある可能性がある。クローン胎盤における遺伝子発現異常が判明したため、今後、クローン胎盤の巨大化や、クローン胎児の致死性の原因解明のため、DNAチップを用いた大規模な遺伝子発現解析を進める計画である。我々は、体系的なスクリーニングで分離した、インプリンティング遺伝子群、父親性発現遺伝子(Paternally expressed genes:Peg)と母親性発現遺伝子(Maternally expressed genes:Meg)を指標として、体細胞クローンマウスでの遺伝子発現について解析を行った。ES細胞核を用いたクローンマウスでは、インプリンティング遺伝子の発現に異常を生じているという報告があったが、すでに、ES細胞の段階でインプリンティング遺伝子の発現に異常を生じていると言われている。一方、我々の用いた体細胞クローンマウスでは、新生児期致死性、形態異常はほとんど見られなかった上に、ゲノムインプリンティング記憶も正しく保持されていた。つまり、クローンの個体でも、由来となった体細胞核内での記憶と同じように、Peg遺伝子は父親性発現を、Meg遺伝子は母親性発現を示していた。以上より、クローン作製において、核を提供するドナー細胞のゲノムの状態-ゲノムのエピジェネティクス-が重要であることを示唆し、Scienceに発表した。我々の結果では、体細胞クローンの胎児・新生児のゲノムインプリンティングは正常であったが、胎盤では一部のインプリンティング遺伝子の発現に異常が見られた。胎盤での遺伝子発現の異常が、クローンマウスの出生率の低さと関係があるのかどうかについては、今後の研究が必要である。本研究のもう1つの成果は、始原生殖細胞から作製したクローンマウスを用いて、ゲノムインプリンティング記憶が、生殖細胞系列において消去される過程を明らかにしたことである。生殖細胞系列では、それまでの体細胞タイプのゲノムインプリンティングを個体の性別に合わせて父親タイプまたは母親タイプのインプリンティングに刷り込み直す必要がある。
プラズマの異常加熱された電子を利用したSiOx薄膜作成とバリアフィルムへの応用

テトラメトキシシランなどの有機シラン化合物を原料とするプラズマ重合、SiO_2をターゲットとするスパッタリングなどプラズマ中に存在する異常に加熱された電子を積極的に利用したSiOx薄膜法を適用し、ポリエチレンナフタレート、PEN、フィルム表面にSiOxを堆積し、酸素および水蒸気ガスバリアー性フィルムを作成した。その酸素および水蒸気ガスバリアー性能は、SiOxを作成するために使用したプラズマの種類に強く依存する。ガスバリアー性能は、スパッタリング>連続波プラズマ>パルス変調プラズマサイン波変調プラズマである。最高のガスバリアー性能を示したPENフィルム上にスパッタリングによってSiOxを堆積したフィルムの酸素ガス透過量は、0.14cc/m^2-day at 40°Cat 90%RH、水蒸気透過量は、0.006g/m^2-day at 40°Cat 90%RHであり、実用レベルのバリアー性能にもう少しで到達できるレベルにまで開発できた。酸素、水蒸気がPENフィルムを透過するプロセスをタイムラグ法によって解析し、ガスバリアー性能の向上の鍵は何かを検討した。酸素、水蒸気の透過は、フィルム内を拡散する速度(拡散係数)よりも、酸素、水蒸気がフィルム表面に溶解する量(溶解度係数)が支配している。特に、水蒸気の溶解度係数は、酸素の10^2程大きく、溶解性の低い表面層を作成することが鍵であることが明らかになった。パルスプラズマの放電直後に発生する異常に加熱された電子を利用して、Si-O-Si構造のみから成るSiOxプラズマポリマーを合成し、酸素および水蒸気ガスバリアー性に優れた透明なフィルムの作成を目標にしている。テトラメトキシシランと酸素の混合ガスのプラズマ重合から、SiOxに富む透明な薄膜が合成できた。そのSiOxプラズマポリマーをガスバリアー性に優れてポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム表面に堆積しガスバリアーポリマーフィルムを作成した。その酸素透過量は、PENの24.8から0.09-0.1cm^3/m^2-day-atmに約1/250まで大幅に低下し、開発目標としている10^<-3>cm^3/m^2-day-atmのオーダーに今一歩である。一方、水蒸気透過量は、0.2-0.5g/m^2-day-atmとなり、PENの水蒸気透過量3.25g/m^2-day-atmから改善が少ない。これは、PENフィルム上に堆積したSiOx薄膜内部にナノオーダーのミクロポアーが存在し、水蒸気分子はこのミクロポアー表面を表面拡散していると推定した。PENフィルム上に堆積したSiOxプラズマポリマーの化学組成は、プラズマ重合に使用したプラズマの種類に強く依存した。連続波プラズマでは、Si-O-Si構造に加えSi-C構造が生成する。一方、パルス変調プラズマ、サイン波変調プラズマでは、Si-O-Si構造に加えSi-OCH_3構造が残っている。このSi-OCH_3構造の化学反応性を利用すると、カップリング反応が可能となり、PENフィルム上に堆積したSiOxのナノサイズのピンホールを充填することができる。このシランカップリング処理によって、ガスバリアー性能の向上が図られた。酸素および水蒸気ガスバリアー性能は、SiOxを作成するために使用したプラズマの種類に強く依存する。

酸素、水蒸気がPENフィルムを透過するプロセスをタイムラグ法によって解析し、ガスバリアー性能の向上の鍵は何かを検討した。酸素、水蒸気の透過は、フィルム内を拡散する速度(拡散係数)よりも、酸素、水蒸気がフィルム表面に溶解する量(溶解度係数)が支配している。特に、水蒸気の溶解度係数は、酸素の10^2程大きく、溶解性の低い表面層を作成することが鍵であることが明らかになった。
動力炉をめざした高融点金属基・高Z・高熱流束材料の耐重照射特性に関する研究

本研究においては平成7年、8年の2年間にわたって、高融点金属のモリブデン(Mo)とタングステン(W)について微細組織を制御することにより中性子照射脆化を克服し、実用炉段階における高負荷・重照射条件での使用限界特性に基づく高Z材料の提案を行うことを目的として研究を行ってきた。研究対象合金として、Mo及びTZM合金、Mo-Re合金、W-Re合金を用いた。これらの材料はTi、Zr添加(TZM合金)やRe添加により、溶接性や再結晶後の延性を改善させた合金であるが、中性子重照射後の特性は明らかではなかった。MoやWの脆化は非照射の通常環境下でも再結晶化による粒界脆化によって引き起こされることが分かっている。本研究では中性子照射の通常環境下において生ずる脆化に対して、これらの合金添加効果がどの程度有効であり、有効である場合にはそのメカニズムを解明することで、さらに耐照射特性の優れた合金を開発する材料設計指針を提案することを目標とした。中性子照射材として、米国パシフィックノースウェスト研究所の高速中性子炉FFTFで照射した試料を用いた。照射温度は360°Cから800°Cまでの領域で、最大34dpaまでの照射を行った試料である。これらの微細組織観察と照射後の引張や曲げ試験により、中性子重照射による延性の低下が、照射前の熱処理に依存し、特に微細結晶粒組織が残る応力除去熱処理によって脆化が抑制できることを見いだした。特に800°C以上の照射温度では、再結晶を抑制する効果のあるRe添加が有効であることが分かったが、Reの添加量によっては照射誘起偏析が顕著におこりその結果として非常に大きな照射硬化が生じて、脆化が起こることも明らかになった。これらのことから、高温照射が予想される動力炉においては、結晶粒界の成長を抑制しかつ照射誘起偏析が少なくなるような、Re添加量を数%前後の領域で最適化したMoまたはW合金の開発が必要であることが示された。本研究ではMoとWについて微細粒組織を制御することにより中性子照射脆化を克服し、実用炉段階における高負荷・重照射条件での使用限界特性に基づく高Z材料の提案を行うため、照射前の延性脆性遷移特性と微細粒組織との関係を調べ、加工・熱処理条件の最適化条件を見出し、イオン衝撃試験等により高熱流束特性を確認する。また、中性子照射による延性脆性遷移温度を評価し、さらに微細粒組織による脆化抑止機構の解明を行い、動力炉をめざしたダイバータ機器における高融点金属基・高Z・高熱流束材料の設計指針を提示する。本年度は以下のことを行った。●加工・熱処理の最適化:従来のMo材の照射特性データより、照射脆化を抑止する微細粒組織条件を抽出し、その組織とボイド格子形成との対応より、照射下で微細組織を維持する条件を考察した。同様の組織を得るために最適な加工・熱処理条件をW材について加工・熱処理を行った。●非照射特性評価(延性脆性遷移温度):最適化したMo材とW材について、非照射状態での延性脆性遷移温度を調べるため、微小3点曲げ試験を行い、塑性歪み量について有限要素法による解析を行った。●中性子照射:最適化したMo材とW材について中性子照射実験を材料試験炉(JMTR)の共同利用による照射準備を行った。

本研究においては平成7年、8年の2年間にわたって、高融点金属のモリブデン(Mo)とタングステン(W)について微細組織を制御することにより中性子照射脆化を克服し、実用炉段階における高負荷・重照射条件での使用限界特性に基づく高Z材料の提案を行うことを目的として研究を行ってきた。研究対象合金として、Mo及びTZM合金、Mo-Re合金、W-Re合金を用いた。これらの材料はTi、Zr添加(TZM合金)やRe添加により、溶接性や再結晶後の延性を改善させた合金であるが、中性子重照射後の特性は明かではなかった。MoやWの脆化は非照射の通常環境下でも再結晶化による粒界脆化によって引き起こされることが分かっている。本研究では中性子照射環境下において生ずる脆化に対して、これらの合金添加効果がどの程度有効であり、有効である場合にはそのメカニズムを解明することで、さらに耐照射特性の優れた合金を開発する材料設計指針を提案することを目標とした。中性子照射材として、米国パシフィックノースウェスト研究所の高速中性子炉FFTFで照射した試料を用いた。照射温度は360°Cから800°Cまでの領域で、最大34dpaまでの照射を行った試料である。これらの微細組織観察と照射後の引3長や曲げ試験により、中性子重照射による延性の低下が、照射前の熱処理に依存し、特に微細結晶粒組織が残る応力除去熱処理によって脆化が抑制できることを見いだした。特に800°C以上の照射温度では、再結晶を抑制する効果のあるRe添加が有効であることが分かったが、Reの添加量によっては照射誘起偏析が顕著におこりその結果として非常に大きな照射硬化が生じて、脆化が起こることも明らかになった。これらのことから、高温照射が予想される動力炉においては、結晶粒界の成長を抑制しかつ照射誘起偏析が少なくなるような、Re添加量を数%前後の領域で最適化したMoまたはW合金の開発が必要であることが示された。
がん血行性転移における肝臓環境因子の統合的理解

肝臓は血行性転移の高発部位として知られており、特に大腸がんの肝転移例は多い。この素過程を理解するため、大腸がん細胞株Colon26をマウス皮下に移植し、転移が成立する前の肝臓の免疫細胞を検討した。その結果、Ly6G陽性の好中球が肝臓に多量に移入していた。肝臓の遺伝子発現を定量的RT-PCRにて検討した結果、ケモカインKCの発現が有意に上昇していた。皮下にColon26を移植したマウスは、脾臓を介した肝臓への血行性転移が減少した。好中球を免疫的に除去したマウスでは、脾臓を介した肝臓への血行性転移が亢進した。したがって、肝臓転移に対して、好中球は抑制的に働くことが判明した。大腸がん血行性転移のマウスモデルを導入するために、C57/B6Jベースのがん細胞株:CMT93およびBalb/cベースのがん細胞株:Colon26を入手した。今後の解析を容易にするために、レトロウイルスを用いて、LacZもしくはGFPを細胞株のゲノムに挿入し、安定的に発現する細胞株を作製した。それぞれの細胞を、由来となるマウスの脾臓に移植し、肝臓への転移系を検討した。その結果、C57/B6JにCMT93を移植する系では肝臓への転移が見られなかった。Balb/cにColon26を導入する系では、移植する細胞数に比例して肝臓への結節の形成が確認された。マウス個体で免疫細胞を人為的に調節する系の立ち上げにおいては、マクロファージを移植する系、好中球を移植する系、マクロファージを除去する系、好中球を除去する系の検討を行っている。大腸がん血行性転移を模倣する系として、Colon26ならびにB16F10モデルを新たに試した。C57B6/j系統のがん細胞であるB16F10モデルで、血行性転移の条件検討を行った結果、肝臓に10個程度の結節を形成する条件を見つけることができた。現在、この系を用いて肝臓免疫細胞の挙動を検討しているところである。転移はがんの予後を著しく不良にするため、転移の素過程を理解することは転移の予防法を開発する上で重要である。その理由としては、肝臓特有の血管系である類洞は基底膜を持たず、がん細胞の浸潤を容易にしている点や、肝臓は免疫寛容臓器であるため、転移が成立しやすい点などが挙げられる。しかし、その詳細なメカニズムについてはよく分かっていない。本研究では、転移を許容する肝臓の特徴的な構成細胞に焦点を当て、肝転移におけるそれらの役割およびがん細胞の浸潤過程を肝転移モデルマウスにより解析した。がん細胞の接着に関しては類洞内皮細胞を、浸潤後の生着に関しては免疫細胞群を中心に解析し、肝臓への転移の素過程を解明することを目指し、研究を行った。当初予定していた大腸がん細胞株CMT93細胞は、既報通りには転移が起こらなかった。そのため、代替の細胞株を探索するなどし、血行性転移を模倣する系の導入に時間がかかってしまったため。疾患生物学B16F10細胞株は、大腸がんではなく黒色腫由来だが、肝臓への血行性転移の系にも使用可能であった。この細胞株を用いて、肝臓側での免疫細胞の挙動を検討していく。自分は主にC57B6/J系統のマウスを用いて研究を行っているが、C57B6/J由来のがん細胞株:CMT93を用いた転移系が既報のようには立ち上がらず、その検討に時間を要しているため。がんの肝臓転移系の確立が既報通りにいかず、時間がかかってしまったため。系の確立までは行うことができた。Balb/c由来のがん細胞株:Colon26は、自分たちの手技でも生体内で転移が見られた。

転移の系が確立されたので、今後は、C57B6/J系統にこだわらず、Balb/c系統を用いて、大腸がん血行性転移における肝臓の免疫細胞の役割を検討していく。26年度に確立した系を用いて、転移における肝臓の免疫細胞の挙動を検討する。27年度中に終了する見込みである。大腸がん肝臓転移モデルの導入に予想より時間がかかってしまい、研究の進行が遅れたため。免疫細胞の除去に必要な試薬、抗体類、ならびに、移植用の免疫細胞のソースとなるマウスの購入に充てる予定である。得られた成果は、国内外の学会で積極的に発表していく。
アテロコラーゲンによる相同遺伝子組換え技術を用いた遺伝性網膜疾患治療の開発

本研究では遺伝性網膜視神経疾患への新たな治療戦略として、デリバリーシステムに再生医学や組織工学の領域で用いられる生体親和性を有するバイオマテリアルであるアテロコラーゲンを用い、遺伝子組み換えや神経保護療法のための最適な投与法を検討した。治療用外来遺伝子や神経保護因子を眼組織に導入する場合、重要となる要素はその導入効率、特異性、生体内制御の3点である。アテロコラーゲンはその特異な特徴により、神経保護因子やDNAをアテロコラーゲンに包埋し投与することで、これらの物質をマトリックス構造に封じ込め、酵素分解から保護し、徐放化を可能にする。本研究の目的は、アテロコラーゲンによるデリバリーシステムを改良・工夫し、眼組織にとって有効かつ副作用の少ない安全な神経保護療法、遺伝子治療の方法を確立することである。1家族性アミロイドポリニューロパチーの原因遺伝子であるトランスサイレチンの相同組み換えを誘起する方法としてSingle stranded Oligonucleotides(SSOs)を合成、さらにBNA化し、種々の濃度のアテロコラーゲンに包埋し最適な条件をHepG2細胞において検討したところ、0.5%アテロコラーゲンにおいて27%の高い遺伝子変換効率を認めた。さらに眼への投与法として、硝子体腔内注入、網膜下注入および硝子体手術を組み合わせて検討したところ、硝子体手術後に硝子体腔内へ1%アテロコラーゲンを注入した場合において、1%の遺伝子変換を認めた。2点突然変異の疾患モデルであり、優性遺伝型の網膜色素変性症のモデルでもあるP23H ratに対する遺伝子変換および神経保護効果に関する実験として、現在SSOs+アテロコラーゲンによる遺伝子組み換え率の検討、BDNF+アテロコラーゲンによる神経保護効果の永続性の有無の評価を検討中である。アテロコラーゲンを用いたタンパクおよび遺伝子デリバリーシステムの確立白色家兎(生後12週、体重2.0-2.5kg)を用い、全麻下(ketamine hydrochloride;20mg/kg筋注)にて、アテロコラーゲン自体の眼組織に対する毒性、吸収の程度を評価するために濃度と注入量を変え、硝子体腔内および網膜下に注入した。注入したアテロコラーゲン濃度は1,0.1,0.01%とし、注入量は硝子体腔内へは50もしくは100μl、網膜下腔へは人工的網膜剥離の直径が3-6mmとなるように行った。注入法は、輪部より2mm離れた部位より、41G網膜下カニューラにて行い、術翌日より3週間後まで吸収の程度を検眼鏡あるいは顕微鏡的に観察し、3週間後に眼球を摘出し固定液(2%パラフォルムアルデヒド+2.5%グルタールアルデヒド混合液)にて組織の固定を行い、組織切片による形態の変化について検討した。結果としていずれの濃度においてもアテロコラーゲンによると思われる網膜障害が認められた。SSOsとアテロコラーゲンを混合し、注入法の組み合わせ(硝子体腔内注入のみ、網膜下注入のみ、硝子体腔内と網膜下への注入、硝子体手術後に硝子体腔内注入、硝子体手術後に硝子体腔内と網膜下注入)を用いて、遺伝子組み換えについて最も効率のよい注入法を検討した結果、硝子体腔内注入のみの投与で最高約1%の遺伝子組み換えが認められた。同時に、神経保護薬導入のための候補薬剤としてlens epithelium-derived growthfactor(LEDGF)の神経保護効果について検討した。N-methyl-D-aspartate(NMDA)の硝子体注入によって作製したラットモデルを用い、種々の濃度のLEDGFを硝子体腔内に投与し、神経節細胞数、網膜内網状層の厚さ、上丘標識による生存神経節細胞数を比較検討したところ、LEDGF投与によりNMDA障害ラットの網膜に有意な神経保護効果が認められた。
EHドメインを介する蛋白質相互作用と細胞機能制御

Eps15は分子量約150KのEGF受容体の基質である。Eps15のN末端側にはEH(Eps15ホモロジー)ドメインと呼ばれる構造が認められる。EHドメインを含む蛋白質が哺乳動物から酵母まで保存され、エンドサイトーシスを制御することは決定的になっている。EHドメインはAsn-Pro-Phe(NPF)というモチーフに結合するので、EHドメインを含む蛋白質とNPFモチーフを含む蛋白質の相互作用がエンドサイトーシスを制御する機構を明らかにすることは本研究領域の重要課題となっている。私共は低分子量G蛋白質Rasの標的蛋白質RalGDSを介する細胞内情報伝達機構の生理的役割を解明してきた。RasのシグナルはRalGDSを介してRalやその標的蛋白質RalBP1に伝えられる。私共はRalBP1と結合する新規蛋白質POB1(Partner of RalBP1)を同定した。POB1には、EHドメインが一個所認められ、培養細胞にPOB1のEHドメインを発現するとEGFやインスリン受容体のエンドサイトーシスが抑制されたので、POB1はこれら受容体のエンドサイトーシスに関与すると考えられた。POB1のEHドメインの機能を明らかにするために、ウシ大脳膜画分からPOB1のEHドメインと結合する2種類の蛋白質を精製したところ、これらは各々Eps15とepsinであった。epsinにはC末端にNPFモチーフが3個所認められた。POB1のEHドメインとEps15のEHドメインはepsinのNPFモチーフを含むC末端部分に結合し、POB1のEHドメインはEps15とも直接結合した。培養細胞にepsinの中央部領域を発現させると、EGFやインスリン受容体のエンドサイトーシスが抑制された。したがって、Ras/RalGDS/Ral/RalBP1/POB1シグナル伝達系はEps15やepsinを介してエンドサイトーシスに関与することが示唆された。
拍動心臓内カルシウム無駄サイクル及び収縮性カルシウム反応性の医用工学的推定法

心臓の正常ポンプ機能には心拍毎の心筋・心室壁の適切な周期的収縮弛緩が不可欠である。その力学的収縮弛緩には、心筋の興奮収縮連関(心筋膜興奮によるカルシウム流入、筋小胞体からのカルシウム放出と取り込み、流入カルシウムの細胞外への除去など)が必須である。この際のカルシウム動員量を拍動心において計測や推定することは既存の方法では不可能であった。そのような背景の下で、本研究では、本代表者がこれまで開発してきた心臓の医工学原理に基づく心機能学の新しいフィジオーム的概念を基に、拍動心収縮に動員されるカルシウム量(これは現在普及しているエクオリンやフラ2などによる遊離カルシウム濃度の50-100倍に当たる)を心臓力学エネルギー学的に推定する方法を開発・確立しようとするものである。その骨子は、定常心拍中に1拍だけ不整脈として期外収縮を挿入して、その後に起きる期外収縮後収縮性増強の減衰時定数から、心筋内外を巡るカルシウム量の比率(それを心筋内カルシウム再灌流率と呼ぶ)を求めて、無負荷収縮に使われる酸素消費と組み合わせて、動員されるカルシウム量を求めることである。実際にこの方法の有効性、実用性を検討するために、昨年度に引き続き、理論的考察や動物実験データを用いての検討を行った。その結果は、方法論的にはほぼ問題なく、実測データが比較的安定に計測できた。後ろ向きに過去のイヌで得られた実験データを元に検討したところ、予想以上に再現性、信頼性のあるカルシウム量が推定値として得られた。従って、今後は実験条件を広範囲に変えて、本法の有用性や限界の詳細な検討が必要となった。心臓のポンプ機能には心拍毎の心筋・心室壁の周期的収縮弛緩が不可欠である。本研究では、本代表者がこれまで開発してきた心臓の医工学病理に基づく心機能学の新概念を元に、拍動心において収縮に動員されるカルシウム量(現在ポピュラーな既存のエクオリンなどによる遊離カルシウム濃度の測定ではない)を心臓力学エネルギー学的に推定する方法を開発しようとするものである。その骨子は、定常心拍中に1拍だけ期外収縮を挿入して、その後に起きる期外収縮後収縮性増強の減衰時定数から、心筋内外を巡るカルシウム比率(それを心筋内カルシウム再灌流率と呼ぶ)を求めて、無負荷収縮に使われる酸素消費と組み合わせて、動員されるカルシウム量を求めることである。実際にこの方法の有効性、実用性を検討するために、理論的考察や動物実験データを用いての検討を行った。後ろ向きに過去の実験データを元に検討したところ、予想以上に再現性、信頼性のあるカルシウム量が推定値として得られた。従って、今後は実験条件を広範囲に変えて、本法の有用性や限界の有無の検討が必要となった。
分子シャペロン、Hsp27とαBクリスタリンの細胞内蛋白質品質管理に果たす役割

プロテアゾーム阻害剤およびプロスタグランヂンJ2をヒトグリオーマU251細胞に暴露すると誘導される細胞内封入体の形成を解析して以下の結果を得た。(1)上記薬物暴露により、Hsp27、とくにリン酸化型とユビキチン化された蛋白質が不溶性分画に蓄積し、これらが封入体となり細胞内に蓄積し、やがて細胞死を引き起こした。Hsp27のリン酸化を抑制する薬剤を共存させても不溶性蛋白質複合体および封入体の形成は影響を受けなかった。しかし、蛋白質合成阻害剤であるシクロヘキシミドやアニソマイシンが共存すると、不溶性蛋白質複合体および封入体の形成は阻止され、細胞死が一時的に防御された。(2)プロテアゾーム阻害剤およびプロスタグランヂンJ2は、熱ショック転写因子(HSF)を活性化し、ストレス蛋白質(シャペロン)の合成を誘導することが知られている。シクロヘキシミドおよびアニソマイシンはHSFの活性化を完全に阻止した。(3)細胞を低濃度のプロテアゾームで処理するときに、HSFの活性化促進剤であるnordihydroguaia-retic acid (NDGA)を共存させると不溶性蛋白質複合体の形成が促進され、HSFの活性化が関与している可能性が示唆された。(4)HSF1遺伝子を破壊したマウス胎児線維芽細胞(MEF)をプロテアゾーム阻害剤で処理すると、野生細胞(wild type細胞)に比べて明らかに不溶性蛋白質複合体形成が少なく、引き続き起きる細胞死も抑制されていることが分かった。以上の結果より、細胞内封入体形成にHSFが関与していることが示唆された。しかし、Hsp27およびそのリン酸化の生理的・病理的意義は未明である。
マクロファージにおけるNLRP3インフラマソームに関するLRGの機能解析

LRGは炎症性腸疾患の病勢を鋭敏に表すバイオマーカーであるが、詳しい機能はまだ不明な点が多い。野生型マウスとLRG KOマウスにDSSで腸炎を誘導したところLRG KOマウスにおいて好中球やマクロファージの炎症部位への浸潤が抑制され、腸炎症状が軽減した。LRGは当初予想されたインフラマソームを介した炎症増強作用ではなく、TGFβ-Smad1シグナルを増強し血管内皮における接着分子であるエンドグリンの発現を亢進することが明らかとなった。これらのことからLRGは血管内皮細胞への炎症性細胞の接着を促し、炎症部位への細胞浸潤を亢進し腸炎の病態形成に関与していることが示唆された。野生型マウスとLRG KOマウスにデキストラン硫酸ナトリウムで腸炎を誘導し、粘膜固有層におけるイベントを解析した。研究当初は、粘膜固有層のマクロファージからの炎症性サイトカイン産生をLRGが増強すると仮説を立てていたが、実際に解析を進めると、さらに上流のイベントである細胞浸潤に差があることが明らかとなった。細胞浸潤の差異の原因としては血管内皮および単球上の接着因子の発現の違い、腸管粘膜上皮などからのケモカイン産生の違い、などが推測される。今後はこれらに着目しvitroでのメカニズム解析を中心に研究を進める。野生型およびLRG KOマウスにDSS腸炎を誘導し精査した。腸管粘膜固有層のマクロファージの炎症性サイトカイン産生に差異があると当初は推測していたが、実際には炎症性細胞浸潤自体に差があることが明らかとなった。このため、当初の予定よりやや遅れている。これまで、我々は炎症性腸疾患の患者血清において、Leucine-rich α-2 glycoprotein (LRG)値が健常人に比べ有意に増加していること、また、病態に応じて増減する優れたバイオマーカーであることを報告してきたが、LRGの機能については不明であった。そこで炎症性腸疾患のマウスモデルであるデキストラン硫酸ナトリウム腸炎を野生型マウスとLRG KOマウスに誘導し、粘膜固有層におけるイベントを解析した。腸粘膜のDNAマイクロarray解析によってインフラマソームの1種であるNLRP3やインフラマソームの下流であるIL-18の発現が野生型マウスに比べLRGノックアウトマウスで低下していた。したがって、LRGはインフラマソームを介して粘膜固有層マクロファージからの炎症性サイトカイン産生を増強するのではないかと考えた。しかし、in vitro解析ではLRGによるマクロファージからのIL-1βやIL-18といったインフラマソームに関連した炎症性サイトカインの産生増強作用は確認できなかった。DSSを投与したマウスの腸管を経時的に観察したところ、野生型マウスに比べLRGノックアウトマウスで好中球やマクロファージの炎症部位への浸潤が抑制された。また、血球接着分子であるエンドグリンの発現がLRGノックアウトマウスで低下していた。血管内皮細胞株を用いた解析によってLRGはTGFβ-Smad1シグナルを増強してエンドグリンの発現を亢進することが明らかとなった。以上のことから、LRGは血管内皮におけるエンドグリンの発現を増強することで血管内皮細胞への炎症性細胞の接着を促し、炎症部位への細胞浸潤を亢進していることが示唆された。今回の研究課題の成果はLRGのIBD病態への関与解明の一役を担うのではないかと考えられる。野生型マウスとLRG KOマウスにおいて腸炎時に粘膜固有層への炎症性細胞浸潤に差異があることが明らかとなった。今後は血管内皮細胞や単球上の接着因子発現を解析する予定である。また上皮細胞などから産生されるケモカインにも差がないか解析する。28年度が最終年度であるため、記入しない。消化器内科学28年度が最終年度であるため、記入しない。
文化財修復材料の劣化と文化財に及ぼす影響に関する基礎的研究

過去の文化財修復で使用された修復材料が、作品の上で劣化することにより次の修理時に除去が困難になるという事例は数多く、特に近年は合成樹脂によってなされた修復作品の再修復が課題となっている。中でもポリビニルアルコールは、一時期絵画や彩色の剥落止めとして多用されたが、現在は除去が検討されるケースが多い。施工時には水溶性であったポリビニルアルコールが劣化により不溶化することや、本来の粘性の高さなどにより、作品を傷めずポリビニルアルコールを除去することが困難となっている。本研究では、ポリビニルアルコールの劣化機構の科学的解明と、酵素による除去方法の開発を行った。平成22年度には、ポリビニルアルコール(PVA)の劣化の再現と、絵画上に使用されたPVAの除去方法に関しての研究を開始した。PVA劣化の再現には、紫外線による強制劣化をおこなった。厚さ20-30μmのPVAフィルムに185nmの紫外線を照射した。185nmの紫外線灯は、わずかにオゾンを発生することもあり、酸化劣化と思われるPVAの白化の再現を行いやすいと考えられたため、使用した。この波長での照射後に高湿度下にPVAを置くことでPVAの白化が再現されることが確認された。このPVAの表面を本年度購入した高倍率のマイクロスコープにより観察することで、白化現象が表面のマイクロ構造の変化により乱反射が上昇して発生していることがつきとめられた。今後、このような現象が顔料の存在や他の樹脂との併用(実際の修復現場ではアクリル樹脂とPVAの併用が多い)によりどのように影響を受げるかについても検討する必要がある。そのため、実際に使用されたPVAの観察や試料採取を行うため、京都府の二条城障壁画や大阪府の四天王寺所有聖徳太子絵伝の調査を行った。絵画上に使用されたPVAの除去方法については、酵素の使用を検討した。PVAはもともと有機溶媒には溶解せず、絵画上で劣化したものは水でも溶解しにくいため、除去は非常に困難と言われてきた。本年度は、大阪市立工業研究所が所有するPVA分解酵素を使用して絵画上のPVAの除去可能性について検討した。劣化させたPVAに酵素を作用させ、GPCを用いて分子量現象を確認した。また、粘度の低下も確認された。これらの結果から、PVAの除去可能性が高いと思われたため、実際に即し、彩色した紙本の日本画にPVAを塗布し、劣化させたサンプルを作成し、酵素による除去を試みた。その結果、従来はほとんど除去できなかったPVA表面が容易にやわらかい塗膜になることが確認された。次年度以降は、実際の作品上で生じたPVAの劣化機構の解明と、酵素による除去の修理現場での活用を行う予定である平成23年度はポリビニルアルコール(PVA)の劣化メカニズムに関する研究と、絵画上で劣化したPVAの除去方法についても検討した。PVAの劣化は前年度までの研究によりオゾンランプを用いることにより、現実の劣化に近い状態を再現することを確認しているため、この手法を用いて実際の絵画上での変化や現象の解析を行った。PVAの白化現象は、酸化した塗膜が高湿度下においてマイクロオーダーのシワ・クラックを形成することで生じるが、23年度はこの現象に顔料や他の合成樹脂の存在がどのように影響するかを確認した。その結果、吸湿性の高い顔料(黄土や胡粉など)が存在する場合は白化が生じにくいことが確認され、実際の作品での状況と一致した。また、アクリル樹脂が存在する場合は白化が生じやすいことも明らかになり、過去の修理ではアクリル樹脂が併用されたことが多い点を顧みると、より白化が生じやすい状況だったと考えられる。また、除去方法についてはPVAのみを特異的に分解する酵素を大阪市立工業研究所から提供頂き、劣化したPVAを分解する能力について検討した。オゾンランプで劣化した試料でも酵素による分子量低下が顕著に確認されたことから、紙本の日本画を作成しそれにPVAを塗布後オゾンランプで劣化させた模擬的な作品を作成した。この作品上に酵素を滴下したところ、絵画表面の顔料を傷めずにPVAを除去できることが確認された。水を与えて除去を試みる従来の方法では、絵画上でPVAが大きく粘るため顔料を巻き取る危険があることから除去は困難とされてきた。しかし、酵素を利用することで、顔料に影響のない範囲で除去することが可能になったためこれについての特許を申請した。来年度以降は酵素の修理現場での適用やそのための生産技術の開発と、劣化したPVAの分子構造の解析を試みる予定である。昨年度までに酵素を用いたPVAの除去可能性が広がり、実際の作品への適用を検討した。その際に、顔料や接着剤などの作品を構成する、あるいは修理に使用される材料への酵素の影響および、それら材料が酵素に及ぼす影響について検討した。

最初に、文化財を構成する材料への影響について述べる。顔料については、酵素の存在による変色は確認されなかった。使用した顔料は、天然鉱物を中心に、作品に使われやすい顔料群で、白土、鉛白、胡粉、鉛丹、黄土、緑青、辰砂、弁柄などである。接着剤についてもGPCによる分子量測定を用いて影響の確認を行ったが、酵素の存在による分子量低下は確認されなかった。使用した接着剤は、膠、フノリ、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどの水溶性の接着剤である。また、逆に、文化財構成材料から酵素への影響についても確認した。上記接着剤の存在下でも酵素の活性は確認された。ただし、一部の顔料の存在下では酵素の活性低下が見られたため、顔料の種類ごとの詳細な検討が必要とされる。また、過去の修理でPVAの使用された文化財に酵素を用いて修復を行ったところ、強固な接着をゆるめることが可能であり、良好な結果を得ることができた。合成樹脂修復材料の劣化についての基礎研究としては、本年度はアクリル樹脂の劣化を中心に、紫外線照射を利用した強制劣化試験を行い、赤外分光分析とGC-MSによる解析を試みた。また、ポリビニルアルコールの劣化についても、劣化の進行と不要成分の重量増加について相関を調査し、一定の傾向を確認した。平成24年度は劣化したポリビニルアルコール(PVA)の化学構造の解析と、PVA分解酵素の適用についての検討とを行った。1)オゾンランプを用いて劣化させたPVAの構造解析PVAの劣化は前年度までの研究によりオゾンランプを用いることにより、現実の劣化に近い状態を再現することを確認していたが、照射はPVA膜の片面からのみ行うため、NMRなど化学構造分析を行う試料としては試料の均一性に劣っていた。今年度は、50μmのPVA薄膜に両面から照射することで均一な試料を得ることに成功し、FT-IR、NMR、py-GCMSを用いて構造解析を行うことができた。カルボニル、アルケン、エーテル結合の増加が確認され、現場で確認される劣化PVAの不溶化現象の原因としてこれらの変化が関与していることが明らかとなった。次年度は、実際の修復で多く見られる、アクリルエマルションとの併用試料について、物理的な変化を中心に分析を行う予定である。2)PVA分解酵素の文化財修理への適用について大阪市立工業研究所より提供を受けているPVA分解酵素について、今後の大量生産を目的として冷凍保存されていた産生菌の培養を行い、本年度は15lの培養に成功した。酵素活性の発現も確認されている。この成果をもとに次年度では、安定した酵素の供給を目的に企業などとの提携を検討する。また、PVAを使用されたと思われる文化財に貼付されたラベルにこの酵素を適用し、剥離について良好な結果を得られた。次年度以降、このような多様な使用状態についても現場適用を検討していく予定である。保存科学計画当初においては大阪市立工業研究所に保管されているPVA分解酵素の量がきわめて少なく、複数回の実験に耐えないと思われたため、基礎実験を十分に行った上で、酵素の実験を行う予定であった。
黄砂、PM2.5の急性心筋梗塞・心原性心停止発症に対する影響と高感受性集団の同定

本研究の目的は、粒子状物質である黄砂やPM(particulate matter)2.5の観測データをもとにその汚染状況を確認し、急性心筋梗塞や院外における心臓由来(心原性)の心停止発症との関係について統計学的評価を行い、粒子状物質が人体に及ぼす短期暴露に関する影響を明らかにすることである。さらにどのような患者層が粒子状物質の影響を受けて急性心筋梗塞や心原性心停止を発症しやすいのかを見いだし、疾患発症に対する粒子状物質濃度のカットオフ値を決定することである。対象は2005年1月1日から2015年12月31日まで日本国内で発症した院外心停止全患者1,299,784名である。この中でPM2.5の測定が開始となった2011年4月1日以降の患者で市民目撃がある心原性院外心停止患者80,525名を対象に、時間層別化ケースクロスオーバー法を用いて解析を行った。各都道府県単位で県庁所在地のPM2.5濃度をもとに算出し、さらにメタ解析を行ったところ、PM2.5濃度が翌日にかけて10μg/m3上昇するごとに1.3%心原性院外心停止患者が増加することが判明した。また初回心電図が心室細動や無脈性心室頻拍、無脈性電気活動よりも有意に心静止で発見される患者が多いことも示された。また予後について、心拍再開については胸骨圧迫のみと胸骨圧迫+人工呼吸で変わりなく、1ヶ月生存では胸骨圧迫のみと胸骨圧迫+人工呼吸で変わりなく、神経学的所見が良好な1ヶ月生存でも胸骨圧迫のみと胸骨圧迫+人工呼吸で変わりないことから、少なくともPM2.5関連の心原性院外心停止患者については一次救命処置はこれまで通りスタイルを変えることなく行ってよいことが考えられた。現在さらに2016年の1年分を上乗せした症例数で再度解析を行っており、その結果を2019年のヨーロッパ心臓病学会に抄録を提出予定である。平成30年度の目標は全国院外心停止データをもとにPM2.5に関する統計解析がメインであった。もともとの院外心停止データが100万件を超える膨大なものであり全国に渡って集積されたものであるため、各都道府県単位でPM2.5との関係を時間層別化ケースクロスオーバーデザインを用いて解析し、さらにメタ解析を行うという細かな作業であった。これまでPM2.5と心原性院外心停止発症に関する研究は皆無であり、しかも日本全体の全症例を集積したものを使用しているため、データ的にもかなり信憑性が高く、世界的にも注目されるものと期待されている。また最近さらに1年分(10万件以上)の院外心原性心停止患者のデータが追加されたためそれらも含めて再解析しているが、できれば平成31年の夏秋頃に発表する予定をたてていたため、状況的には本研究は順調に進展していると考えている。心原性心停止と黄砂やPM2.5といった環境因子について、さらに解析を進めていく。前回急性心筋梗塞発症について黄砂の影響があることが判明したため、今後は黄砂と心原性心停止との関係について調査し、できれば黄砂の化学組成について詳細に分析し、化学組成と疾患発症との関連について検討し、病態発症のメカニズムを明らかにしていく。また黄砂やPM2.5それぞれの構成成分を分析し、病態に強く関与する物質を見いだし、発症のメカニズムを考察することである。対象は2010年4月1日から2015年3月31日まで熊本県内で発症した急性心筋梗塞全患者である。解析は時間層別化ケースクロスオーバー法を用いて行った。黄砂が見られた翌日に急性心筋梗塞が発症しやすく(オッズ比1.46;95%信頼区間1.09-1.95)、特に非ST上昇型急性心筋梗塞が明らかであった(オッズ比2.03;95%信頼区間1.30-3.15)。黄砂は75歳以上、男性、高血圧、糖尿病、非喫煙者、慢性腎臓病患者で急性心筋梗塞を発症しやすく、特に慢性腎臓病患者ではその関係は顕著であった(P<0.01)。黄砂の影響による急性心筋梗塞の発症しやすさをみるためにスコア化を行ったところ、5-6点で有意に発症しやすいことが判明した(オッズ比2.45;95%信頼区間1.14-5.27)。以上より、黄砂は急性心筋梗塞発症と関係しており、特に慢性腎臓病の患者に発症しやすいかもしれないと考えられる。本研究結果は国内外の学会で発表するとともに、European Heart Journalに掲載され、新聞やテレビなどマスコミにも数多く取り上げられた。平成29年度の目標は統合データベースの作成および統計解析がメインであった。我々はこれまで登録してきた熊本県内で発症した急性心筋梗塞全症例のデータを抽出し、黄砂との関係を検討した。黄砂と気象変数は熊本地方気象台で測定されたものを用いた。