hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植込型補助人工心臓在宅管理アプリの開発

平成29年度に行なった、補助人工心臓実施施設の実態調査、近年の文献検索、学会による現状調査の結果を踏まえ、補助人工心臓管理においては、ドライブライン感染の管理が最も重要かつ、予後に直結するものと考え、平成30年度はドライブライン感染の管理に注目した研究を行なった。ドライブライン感染の悪化の経過、介入のタイミングが重要である。本アプリでは、現時点ではコンサルトする機能のみである。在宅管理においては、そのドライブライン感染の悪化の兆候を捉え、介入のタイミングを示すことが重要であり、それに対して、対策を行うアプリを開発することを目的に、後ろ向きに、ドライブライン貫通部の写真データと、臨床経過を収集し、アラート機能を持たせることに着手した。本アプリはすでに使用することで、臨床データが継続的に収集できることになって、より精度の高いアラート機能の検証を行う基礎が整っている。平成30年度は補助人工心臓、在宅管理の中でドライブラインの感染管理に注目した研究を行なった。アプリ開発に関しては、D to D(Doctor to doctor), D to P(Doctor to patient)とself managementの3つのニーズがあるということがわかり、まずは臨床利用の倫理的なハードルの低いD to Dアプリの開発に着手した。既存のヒポクラ(エクスメディオ社)というアプリに注目し、その追加機能としてVAD DLI checkerというコンサルトアプリが完成した。これは、アプリで写真を撮影し、コンサルトフォームを埋めることで、他の医師にコンサルトできるアプリである。使用例のターゲットは、補助人工心臓管理経験の少ない施設で、自施設の患者のコンサルトに有用と考えられる。まだ、臨床例は1例目であるが、大きな進歩と考えられた。さらには、本アプリを継続使用することで、継続的に臨床データが得られることになり、次年度へのデータ蓄積が可能な基礎が整ったと考えている。今回、臨床例を経験したことで、補助人工心臓ドライブラインの画像と臨床経過が得られ、まず、1例の詳細な病歴をまとめ本アプリの有用性を示し、それを元に、他施設へ展開し、症例数を増加させることを検討している。さらに本アプリはフォーマットはそのままで、倫理面が解決されればD to Pアプリとしての使用も可能であるため、D to Pの利用と、さらには画像収集とその解析を行うことで、アラート機能を搭載したself managementが可能となり、補助人工心臓創部管理のニーズに応えられると考えられる。同時に、ドライブライン感染管理以外のニーズに対するアプリの開発も検討しているが、現状は、上記に注目し成果を上げたいと考えている。平成29年度に補助人工心臓(VAD)在宅管理の現状の調査を行なった。特に症例数が多い施設からのヒアリングを行い在宅管理で困難な点を抽出した。VAD在宅管理においては患者背景、取り巻く環境、機器の問題と合併症管理が困難な点として挙げられた。また、高度医療機器が植込まれている状態であり、外来管理にも多くの労力を費やしているということが明らかになった。通常の外来よりも多くの時間がかかることは想像できるが、実際患者1名あたり30分間から60分間の時間を必要とし、多い施設では50人以上の患者を、2週間から1ヶ月に一度、診察している。これが施設での相当な負担になっているということが明らかになった。さらには合併症管理としてはドライブライン感染症の管理に多くの労力が費やされていることも判明した。また、在宅管理アプリはどの施設も使用しておらず、患者とのやりとりに、Eメールやテレビ電話を使用していた。また、患者数が少ない施設では専門的な相談がしにくいという点も問題として挙げられ、施設間、医師間のコンサルトも重要と考えられた。上記を元に、在宅管理アプリの開発をすすめ、現在、研究の主体を創部管理に焦点を絞って進めている。在宅管理アプリの第1版として、株式会社エクスメディオのヒフミルという現存のアプリを修正し、「VAD DLI checker」を開発した。これまで外来で使用していたチェック項目を入力し、コンサルト機能が付いている。今後、臨床への試用を検討している。平成29年度に海外を含む、補助人工心臓(VAD)在宅管理の現状の調査を行なった。海外では大規模施設、日本でも心臓移植実施施設、また植込型補助人工心臓実施施設に行った。アンケート型の調査とヒアリングであり、全施設からの回答を得ることは困難であるが、各施設が困難に直面していることが明らかになったと考えている。具体的には、ドライブライン感染管理、遠方からの通院、コンプライアンスの悪い患者への対応などがあげられ、まさにアプリを用いた在宅管理が解決の一歩になりうると考えられる結果であった。まずは、ドライブライン感染という、患者予後に直接影響する事象に注目してアプリの開発に着手し、VAD DLI Checkerが完成した。現在、臨床使用に向けて準備を行なっているが、予定通りの進行状況である。

本アプリはすでに使用することで、臨床データが継続的に収集できることになって、より精度の高いアラート機能の検証を行う基礎が整っている。平成30年度は補助人工心臓、在宅管理の中でドライブラインの感染管理に注目した研究を行なった。アプリ開発に関しては、D to D(Doctor to doctor), D to P(Doctor to patient)とself managementの3つのニーズがあるということがわかり、まずは臨床利用の倫理的なハードルの低いD to Dアプリの開発に着手した。既存のヒポクラ(エクスメディオ社)というアプリに注目し、その追加機能としてVAD DLI checkerというコンサルトアプリが完成した。これは、アプリで写真を撮影し、コンサルトフォームを埋めることで、他の医師にコンサルトできるアプリである。使用例のターゲットは、補助人工心臓管理経験の少ない施設で、自施設の患者のコンサルトに有用と考えられる。まだ、臨床例は1例目であるが、大きな進歩と考えられた。さらには、本アプリを継続使用することで、継続的に臨床データが得られることになり、次年度へのデータ蓄積が可能な基礎が整ったと考えている。今後は、ドライブライン感染管理のアプリを自施設で臨床使用し、改善点と、その効果を検討する。さらには植込型補助人工心臓実施施設での使用の準備を整え、臨床使用を目指しその効果を検討する。また、引き続き、植込型補助人工実施施設からのアンケート調査を継続的に実施し、さらには、近年、増加している植込型補助人工心臓管理施設での需要を模索する。同時に、補助人工心臓在宅管理における他の問題点を解決できるアプリの開発を継続する。具体的には次の課題となっている、増え続ける患者数への対応に追われている医療従事者の負担軽減に寄与するアプリや、患者コンプライアンス向上に向けたアプリなどが候補として挙がっているため、それに着手する予定である。今回、臨床例を経験したことで、補助人工心臓ドライブラインの画像と臨床経過が得られ、まず、1例の詳細な病歴をまとめ本アプリの有用性を示し、それを元に、他施設へ展開し、症例数を増加させることを検討している。さらに本アプリはフォーマットはそのままで、倫理面が解決されればD to Pアプリとしての使用も可能であるため、D to Pの利用と、さらには画像収集とその解析を行うことで、アラート機能を搭載したself managementが可能となり、補助人工心臓創部管理のニーズに応えられると考えられる。同時に、ドライブライン感染管理以外のニーズに対するアプリの開発も検討しているが、現状は、上記に注目し成果を上げたいと考えている。平成29年度、旅費がかかったが、解析ソフトの購入が不要になったため残額が生じた。当初計画よりも進展があったため、平成30年度に、本研究における最も重要なモバイルアプリの発注が可能となる予定である。モバイルアプリの初期費用が必要になったため予算を使用する。
チタニアとセリア上の極薄金属膜及び金属超微粒子の物性と表面気相反応の過程の研究

本研究では、酸化物単結晶基板上Auナノクラスターの成長過程解析を行った。これまで行ってきた解析方法では、クラスターの直径を精度よく決定することが難しかったが、2種類の条件で実験を行い、同時に解析することでより精度よくクラスターの直径を決定することが可能となった。また、クラスターサイズにゆらぎを導入してシミュレーションを行った。酸素欠陥表面TiO2(110)上のAuクラスターは、大気に導入するとクラスターサイズが10%程度大きくなることが明らかになった。NiO(111)/Ni(111)基板上のAuクラスターに関しては、蒸着量1ML以下では2次元成長が優勢であった。これはNiO(001)の場合とほぼ同じ結果になった。光電子分光測定の結果、Au4fは蒸着量が小さいとき、高エネルギー側にシフトした。また仕事関数測定も同時に行い、Auを蒸着すると仕事関数は減少した。この結果はストイキオメトリー表面のTiO2(110)と同じ結果であり、Auクラスターは正に帯電していると考えられる。我々はAuクラスターが正に帯電するとき、COの吸着ポテンシャルが減少し、触媒活性が発現するのではないかと考えた。現在は、実際に触媒活性があるかどうかを調べるため、反応室を立ち上げ中である。また、核反応を利用した軽元素の定量実験を行うため、半導体検出器を設置した。現在はビーム調整を行っている段階である。この核反応を利用して、D20や180の検出を行い、反応室での触媒活性実験と比較することで、より詳細に触媒反応過程を分析する。Auクラスターの帯電の基板依存性を調べるため、SrTi03(001)とAl203/NiA1(110)上のAuクラスターに対して、光電子分光測定を行った。その結果、どちらの表面に対してもAu4fの高エネルギー側へのシフトを観測した。Au4fのシフトは終状態効果の可能性もあるので、出射速度依存性を調べた。その結果、出射エネルギー50eV330eVの範囲では、出射速度の依存性が見られなかった。しかし終状態効果の理論的予測は困難で、終状態効果についてはまだはっきりとはわからなかった。Au4fのシフトに対して、仕事関数の変化は顕著な基板依存性が現れた。本研究では、中エネルギーイオン散乱と光電子分光を用いてNiO(001)およびTiO2(110)表面における金ナノクラスターの成長過程と電子状態を解析した。中エネルギーイオン散乱は薄膜の膜厚や深さプロファイル、界面の歪みなどを精度よく決めることができる手法である。本研究ではイオンが標的中を通るパスの長さを厳密に計算することで、標的がクラスターの場合スペクトルの形状が異なることを見出した。そして実験で得られたスペクトルを解析することで、クラスターの形状やサイズを決定する方法を確立した。その結果、NiO(001)上の金ナノクラスターは蒸着量が1ML以下では、Au(111)の2次元クラスターが優勢的に成長することがわかった。反射型高速電子線回折を用いて、Au(111)結晶はAu[110]//NiO[110]とAu[11-2]//Nio[110]の2つの方位を持つダブルドメイン構造であることがわかった。また1ML以上では[111]軸配向した3次元クラスターが成長することがわかった。それに対してTiO2(110)上では0.2ML以上で3次元クラスター成長が始まり、多結晶的であることがわかった。イオン散乱を用いてクラスターサイズを決定する手法はイオン散乱の新たな可能性を示すものであり、今後の発展に期待できる。また本研究では光電子分光を用いてAuクラスターの電子状態を解析した。価電子帯、Au4fのスペクトルを測定し、同時に仕事関数の測定も行った。価電子帯のスペクトルより、Au蒸着量が0.9ML以下では非金属的であることがわかった。Au/NiO(001)に対し、Au4fスペクトルは蒸着量を変えてもBinding Energyは変化しなかったが、Au/TiO2(110)の場合、蒸着量が0.5ML以下で高エネルギー側に0.2-0.3eVシフトし、また蒸着量0.25-1.5MLで仕事関数が急激に減少した。これらの結果から、AuとNiO間では電子の移動がほとんどないのに対し、TiO2上ではAuからTiO2側に電子が移動したと考えられる。触媒のメカニズムを解明する上で電荷移動を決定することは重要である。今後、セリア上のAuに対して同様の実験を行うことで、触媒メカニズムの解明につなげたい。本研究では、ストイキオメトリーなTiO2(110)表面(S-TiO2)と酸素欠陥のあるTiO2(110)表面(R-TiO2)上にAuを蒸着し、それらの成長過程と電子状態を、イオン散乱と光電子分光を用いて解析した。成長過程に関しては、S-TiO2の場合、Au蒸着初期では2D島が優勢的に成長し、その後3D島が成長した。そのとき臨界サイズは約3nmであった。一方、R-TiO2の場合、蒸着初期から3D島が成長し始めた。このような蒸着初期の成長過程の違いは、Au原子の吸.着サイトが異なるためだと考えられる。

R-TiO2の場合、O欠陥が活性サイトとなってAu原子が吸着し、3D島が成長すると考えられる。R-TiO2の価電子帯のスペクトルでは、フェルミ準位近傍にTi3dの成分があらわれた。そしてO2pとTi3pのBinding energyはS-TiO2と比べて高エネルギー側にシフトし、仕事関数は減少した。これは、表面に酸素欠陥ができたことによってBandが高エネルギー側に曲がったためと考えられる。次にこれらの表面にAuを蒸着し、電子状態の変化を解析した。R-TiO2の価電子帯のスペクトルにはAu6s成分があらわれ、蒸着量の増加に伴いAu6s成分は増加し、Ti3d成分は減少した。またTi3pはR-TiO2の場合、Au蒸着に伴い低エネルギー側に、S-TiO2の場合は高エネルギー側にシフトし、蒸着量0.7ML以上ではどちらも同じBinding energyとなった。そしてAu4fはどちらの表面でも、蒸着量が少ないとき高エネルギー側にシフトした。これらの結果から、Au/S-TiO2ではAuからTiO2に電子が移動し、S-TiO2はR-TiO2と同じ方向にBand Bendingしたと考えられる。またR-TiO2では、AuからTiO2の欠陥準位に電子が移動することで欠陥準位が中性化され、Ti3dの成分が減少し、Band Bendingが緩和されたと考えられる。また仕事関数の測定結果についても、このモデルを支持する結果を得た。今後、重水素とHe3の核反応を利用し、表面に付着した水素の分析を行い、触媒反応メカニズムの解明に向けた研究を行う予定である。本研究では、酸化物単結晶基板上Auナノクラスターの成長過程解析を行った。これまで行ってきた解析方法では、クラスターの直径を精度よく決定することが難しかったが、2種類の条件で実験を行い、同時に解析することでより精度よくクラスターの直径を決定することが可能となった。また、クラスターサイズにゆらぎを導入してシミュレーションを行った。酸素欠陥表面TiO2(110)上のAuクラスターは、大気に導入するとクラスターサイズが10%程度大きくなることが明らかになった。NiO(111)/Ni(111)基板上のAuクラスターに関しては、蒸着量1ML以下では2次元成長が優勢であった。これはNiO(001)の場合とほぼ同じ結果になった。光電子分光測定の結果、Au4fは蒸着量が小さいとき、高エネルギー側にシフトした。また仕事関数測定も同時に行い、Auを蒸着すると仕事関数は減少した。この結果はストイキオメトリー表面のTiO2(110)と同じ結果であり、Auクラスターは正に帯電していると考えられる。我々はAuクラスターが正に帯電するとき、COの吸着ポテンシャルが減少し、触媒活性が発現するのではないかと考えた。現在は、実際に触媒活性があるかどうかを調べるため、反応室を立ち上げ中である。また、核反応を利用した軽元素の定量実験を行うため、半導体検出器を設置した。現在はビーム調整を行っている段階である。この核反応を利用して、D20や180の検出を行い、反応室での触媒活性実験と比較することで、より詳細に触媒反応過程を分析する。Auクラスターの帯電の基板依存性を調べるため、SrTi03(001)とAl203/NiA1(110)上のAuクラスターに対して、光電子分光測定を行った。その結果、どちらの表面に対してもAu4fの高エネルギー側へのシフトを観測した。Au4fのシフトは終状態効果の可能性もあるので、出射速度依存性を調べた。
貧困・社会的排除を捉えるための住宅関連指標に関する研究

欧州連合等の国際機関が実施する主要統計のうち、貧困や社会的排除の実態把握を目的とするものを抽出して、調査項目や集計項目から住宅関連指標を抽出・整理し、その動向を分析した。貧困や排除を把握する指標は、住居費負担、住宅の質や設備、住環境、住宅や地域における社会関係など多くを含んでおり、定期的なモニタリングによって政策立案や評価がしやすい仕組みになっていた。また、貧困や排除が顕在化しつつある日本の若年層を対象に、居住の実態や課題、ニーズを把握する2つの独自調査を実施した。とくに、親を頼りにできない層では、重い家賃負担によって貧困が深化している傾向や、住宅市場から排除される事例がみられた。平成27年度は1)社会福祉学や経済学の領域において蓄積されてきた貧困・社会的排除に関する既往研究のレビュー、2)住宅研究や建築学の領域において蓄積されてきた住宅アフォーダビリティ(世帯や個人にとって適切な経済負担において適切な住宅に居住できること)や住宅困窮に関する既往研究のレビューを行った。さらに、3)イギリス・フランス、および欧州連合(EU)などの国際機関が実施または提供する主要な調査統計のうち、貧困・社会的排除の実態把握を主たる目的とするものを対象として、調査項目や集計項目から住宅関連指標を抽出・整理し、その動向を分析した。貧困の概念は、所得や消費といった単次元の経済的困窮、物質的困窮から、多次元で捉える社会的排除へと発展しており、労働・教育・健康・社会関係等と同様に住宅も貧困に密接に関わるものとして捉えられている。とくに欧州諸国では2000年代以降、住宅価格や家賃の高騰、社会住宅セクターの縮小を背景に住宅アフォーダビリティの欠如が顕著になっており、貧困を深刻化させる要因になっている。そのため、貧困・社会的排除の対策として、住宅政策が重要な位置を占めるようになっている。とくに欧州連合に関係する貧困・社会的排除を捉えるための指標は、住居費負担のみならず、住宅の質や設備、住環境、住宅や地域における社会関係等の多くの住宅関連指標を含むようになっており、定期的なモニタリングによって政策立案や政策評価がしやすい仕組みになっている。既往研究のレビューや資料収集に時間を要しており、平成28年度以降に実施する貧困・社会的排除と住宅に関する独自調査実施のための具体的な検討が遅れている。平成28年度は前年度にひき続き、1)社会福祉学や経済学の領域において蓄積されてきた貧困・社会的排除に関する既往研究のレビューを行った。また、2)イギリス・フランス、および欧州連合(EU)等の国際機関が実施する主要調査統計のうち、貧困・社会的排除の実態把握を主たる目的とするものを抽出して、調査項目や集計項目から住宅関連指標を抽出・整理し、その動向を分析した。さらに、3)貧困・社会的排除が拡大しつつある日本国内の若年層を対象に、居住の実態や課題を把握する2つの独自調査を実施した。2)についてはとくに欧州諸国について、住宅価格や家賃の高騰、社会住宅セクターの縮小を背景に、貧困・社会的排除の対策として住宅政策が重要な位置を占めるようになってきていること、貧困・社会的排除を捉えるための指標は、住居費負担のみならず、住宅の質や設備、住環境、住宅や地域における社会関係等の多くの住宅関連指標を含むようになっており、定期的なモニタリングによって政策立案や評価がしやすい仕組みになっていること等を明らかにした。3)については、平成28年12月に全国に居住する25歳から44歳の男女1,600名を対象として、居住実態や住居費負担の詳細を把握するWEB調査を実施した。実施・分析にあたっては、神戸大学大学院の平山洋介教授、桃山学院大学の村上あかね准教授に協力を得ている。また、貧困・社会的排除の状況におかれやすい典型層として、児童養護施設等を退所した社会的養護経験者に着目し、その居住実態や課題、ニーズを把握するアンケート調査を平成28年12月に実施した。NPO団体や施設職員等に協力頂き、約120名の回答を得た。さらに平成29年3月に、当事者18名を対象に個別ヒアリング調査を実施した。これらの調査結果の一部は、すでに国際会議や研究会等で報告しているが、平成29年度により詳細な分析を行う予定である。平成28年度内に、他の住宅研究者やNPO団体等の協力を得て、日本国内の若年層を対象に2つの独自調査を実施することができた。平成29年度は前年度にひき続き、1)イギリス・フランス、および欧州連合(EU)等の国際機関が実施する主要調査統計のうち、貧困・社会的排除の実態把握を主たる目的とするものを抽出して、調査項目や集計項目から住宅関連指標を抽出・整理し、その動向を分析した。また、2)日本国内の若年層を対象に前年度末に実施した独自調査を詳細に分析した。貧困・社会的排除の状況におかれやすい典型層として、児童養護施設等を退所した社会的養護経験者に着目し、その不安定な居住実態や居住ニーズを把握した。さらに、3)独自調査、および既往調査のデータを比較可能な状態に整備したうえで、欧州諸国等との比較分析を行った。ルクセンブルク所得調査(Luxembourg Income Study)や欧州所得・生活状況調査(EU-SILC:EU Statistics on Income and Living Conditions)、OECDのAffordable Housing Databaseから相対的貧困率や住宅のアフォーダビリティに関する情報を収集し、比較分析を行った。そして、4)貧困・社会的排除を捉えるための住宅関連指標と住宅政策へのインプリケーションについて検討した。

若年層に着目すると、日本においては、親の家に居住している場合においては、貧困や社会的排除から逃れている一方で、親から自立して居住している場合には、重い家賃負担によって貧困や排除が深化している傾向がみられた。独自調査の結果等は、日本建築学会大会の学術講演会や欧州住宅研究ネットワーク(European Network of Housing Research )の国際会議にて報告した。欧州連合等の国際機関が実施する主要統計のうち、貧困や社会的排除の実態把握を目的とするものを抽出して、調査項目や集計項目から住宅関連指標を抽出・整理し、その動向を分析した。貧困や排除を把握する指標は、住居費負担、住宅の質や設備、住環境、住宅や地域における社会関係など多くを含んでおり、定期的なモニタリングによって政策立案や評価がしやすい仕組みになっていた。また、貧困や排除が顕在化しつつある日本の若年層を対象に、居住の実態や課題、ニーズを把握する2つの独自調査を実施した。とくに、親を頼りにできない層では、重い家賃負担によって貧困が深化している傾向や、住宅市場から排除される事例がみられた。平成28年度は、既往研究のレビューをひき続き行うとともに、貧困・社会的排除を捉えるための住宅関連指標に関して、とくに国内の政策資料や公的統計調査を対象に抽出し、その動向を分析する。また、貧困・社会的排除と住宅に関する独自調査実施のための具体的な検討を行う。最終年度となる平成29年度は、28年度に実施した独自調査の詳細な分析や国際比較分析を行うとともに、査読論文の執筆・投稿を進めたい。住居学平成28年度以降に実施予定の独自調査に必要なレビューや資料収集に時間を要したため、人件費・謝金に次年度使用額が生じた。平成28年度に2つの独自調査を実施するため、平成29年度分から前倒し支払請求を行ったが、調査費を比較的低額におさえることができたため残額が生じ、次年度に使用することとした。次年度使用額は、データ整理や事務作業等の調査補助にかかる人件費・謝金にあてる。研究成果の公表に関わる英文校正や論文投稿費、学会発表に関する旅費等として使用する。
グルタミン合成酵素の新奇基質認識機構の解明による除草剤耐性植物の創出

グルタミン合成酵素(GS)はGluとアンモニアからGlnの合成反応を触媒し、ATPによるGlu側鎖のカルボキシル基のリン酸化が反応の駆動力となる。Gluの類縁体であるフォスフィノスリシンやメチオニンスルフォキシドは、このリン酸化中間体の生成段階で反応を阻害する。本研究は、結晶構造が明らかなトウモロコシ由来のGS1aを材料として、活性中心およびその遠位領域に部位特異的アミノ酸置換を導入した酵素を作製し、変異酵素の基質認識と阻害剤に対する感受性を調べた上で、大きく変化した変異体の結晶構造を決定した。これらの結果から、基質と阻害剤に対する親和性を区別して変化させる分子改変の可能性を提出した。植物の独立栄養機能の代謝過程の根幹に位置するグルタミン合成酵素(GS)は、アンモニアをATP依存的にグルタミン酸に付加してグルタミンに変換する。この反応は植物の生育に必須であり、本酵素の阻害剤であるフォスフィノスリシン(PTT)等は除草剤として広く使用されている。このGSの立体構造情報をもとに基質特異性や4次構造を変化させた改変体の研究を進めることにより阻害剤に対する感受性が鈍化した分子種の創出することを目指している。立体構造に基づいて活性中心近傍の改変を行い、水素結合等を介してPTTと相互作用する残基に着目した。これらを改変した分子は活性が大きく変化したが、His249の改変体の一つであるH249Qでは一定の活性を保持して、かつPTTに対して耐性が10倍程度増強したものが見出された。GSの2リング構造のリング間の接触部位は触媒部位とは物理的に離れており、活性中心形成には直接的な関与は無いと思われたが、リング接触部位近傍に位置するPhe150、Gly241、Trp243の変異体では基質親和性が大きく低下した。活性中心への基質の出入り口付近とリング間結合部位に親和性を低下させる原因となる領域が存在することが判明した。これらの改変体の立体構造決定に成功した。GSの基質結合部位とリング接触部位の2重変異体の活性は、両者の活性不全の特性が相加的に増強されることも確認した。これらの成果は、GSの活性中心以外の部位で基質認識や阻害剤感受性を決めている構造要因があることを初めて見出したものである。Gluの類縁体であるフォスフィノスリシンやメチオニンスルフォキミドは、リン酸化中間体の生成段階で反応を阻害する。活性中心およびその遠位領域に部位特異的アミノ酸置換を導入した酵素を作製し、変異酵素の基質認識と阻害剤に対する感受性を調べて、基質と阻害剤に対する親和性を区別して変化させる分子改変を検討した。GSはサブユニット5つのリング構造が上下に2つ重なった10量体構造をとる。活性中心は同一リング内の各モノマー間にあり、リング間の接触領域とは距離的に離れている。2リング構造はPhe150とその周辺残基間による比較的狭い領域の相互作用で保たれており、変異体F150GやF150Vでは1リング構造の分子種が生じ、Gluに対するKmがWTの約50倍に増加した。さらにPhe150近傍の分子表面の残基を網羅的にAlaに置換してGluに対するKmを調べたところ、リング間接触部位から活性中心入り口にまたがる領域にKmが増大する変異がマップされた。これらの基質親和性が大きく低下した変異体でも、阻害剤に対する感受性は大きくは変化しない。一方、活性中心に位置するHis249の変異体では、基質と阻害剤両者ともに親和性が変化した。この現象を理解するために、変異部位が活性中心内に位置するH248Qと活性中心の遠位領域に位置するF150V、G241A、W243Aの結晶構造を決定したところ、いずれも立体構造の変化が変異部位に局限し、全体構造にはほとんど変化がなかった。これらのことから、基質親和性は活性中心とリング間相互作用領域にかけての分子表面構造により決定され、阻害剤に対する感受性の変化をもたらす変異は主に活性中心に限定にされることが分かった。我々は初めて植物のGSのX線結晶構造を解明し、立体構造情報をもとに基質特異性や4次構造を変化させた改変体の研究を進めることにより阻害剤に対する感受性が鈍化した分子種の創出が可能であることを見出した。

この知見をもとに阻害剤耐性の優れたGSを新たに創出することを目標とした。立体構造に基づいてGSの構造・機能相関を解明する目的で、活性中心近傍の改変を開始した。γ-リン酸基がPTTに転移した状態がグルタミン酸のリン酸化中間体に対応し、水素結合等を介してPTTと相互作用する残基をまず改変した。これらを改変した分子は活性が大きく変化した。His249の改変体を網羅的に作製し、活性と阻害剤の有効濃度を調べたところ、活性を保持した改変体の中でPTTに対して耐性が10倍程度増強したものが見出された。GSの活性中心の位置は2リング間の接触部位とは物理的に離れており、リング間相互作用は活性中心形成には直接的な関与はないと思われる。しかし、変異体F150Gでは1リング、2リング構造の両方が発現し、ともに基質Gluに対するKmがWTの約50倍の増加が観察された。また、網羅的なアラニン変異導入法によってどの領域が基質親和性の低下と関係しているかを調べたところ、基質の出入り口付近とリング間結合部位の直線上にKmを増大する残基が集まっていることが判明した。このことはリング間の結合部及びその周辺が基質認識に対して直接的もしくは間接的に何らかの寄与をしている可能性を示唆した。基質特異性の改変した変異体が、基質結合部位とリングの接触部位について得られ、構造解析結果によると、2つのクラスの変異体は互いに独立した限定的な構造変化を受けていることが判明した。そして、阻害剤の作用についてはリング接触部位の変異体には大きな変化がないことから、活性中心への阻害剤のアクセスの仕方は、基質であるグルタミン酸と少なくとも一部は異なることが推察された。この成果は本酵素の基質認識機構に新知見を与えるものである。このような変異体酵素のin vivoでの働きについてはまだ研究が途中段階であり、この点においては仕事が残されている。グルタミン合成酵素とともに植物での窒素同化に重要な機能を持つアスパラギン合成酵素については、植物体内の発現機構に関して新知見が得られ、論文発表も行われたので一定の評価ができる。H249QとF150V, G241A, W243Aの3種類のGS変異体の構造・機能解析が順調に進展しており、以下の新知見が得られている。これらの改変体では、共にグルタミン酸に対する親和性が低下するが、阻害剤の感受性には明瞭な差があり、前者のみが野生型より阻害効果が著しい。全ての変異体の結晶構造を明らかにすることが出来ており、F150V, G241A, W243Aの3種類の変異体の基質親和性の低下は活性中心以外の構造変化によると結論された。これらを総合するとグルタミン酸の親和性に関与する領域は活性中心に加え、活性中心から離れた場所にも存在すると予想される。その場所はリング結合領域からグルタミン酸の活性中心への入り口に跨ってマップされていた。これらの成果は、本研究の目指すGSの基質やその類縁体(阻害剤)の認識機構に関して新知見をもたらしたもので、国際結晶会議で発表した。1年目の達成度としてはおおむね順調であると判断した。新奇基質特異性の獲得した改変グルタミン合成酵素の立体構造解析が完了したので、この成果を論文発表するための取りまとめの研究と論文執筆作業を行う。(1)前年度に引き続き、改変体の評価・選別は行う。
魚類プロオピオメラノコルチン関連ペプチドが免疫系におよぼす影響

ホルモンは、動物や植物でさまざまな生理機能を持つことが知られている。近年、哺乳類において多くのホルモンが免疫系に作用することが知られている。しかし、魚類においては、ほとんど免疫系におよぼす影響について明らかになっていない。そこで本研究では、プロオピオメラノコルチン(POMC)関連ペプチドであるメラノトロピン(α-MSH)とエンドルフィン(β-EP)、を用いてコイの食細胞の活性に与える影響を調べ、さらに、これらのホルモンが白血球のサイトカイン(インターロイキン(IL)-1β、IL-10、CC-およびCXC-ケモカイン)遺伝子の発現に及ぼす影響について検討を行った。α-MSHを作用させたコイの頭腎の白血球は、活性酸素産生と貪食能を有意に増加させた。またリンパ球の幼若化反応を有意に増加した。さらに、α-MSHを注射したコイにおいても、頭腎の白血球の活性酸素産生能と貪食能の増加が認められた。これらの結果より、α-MSHは、コイの白血球を活性化させる作用があると考えられた。β-EPを作用させたコイの頭腎の白血球でも、活性酸素産生と貪食能の増加が確認された。さらに、β-EPを注射したコイでも、頭腎の白血球の活性酸素産生能と貪食能の増加が認められた。これらの結果より、β-EPは、α-MSHと同様にコイの白血球を活性化させる作用があると考えられた。コイの頭腎より白血球を分離し、α-MSHまたはβ-EPを含む培養液で白血球を培養した。その後cDNAを合成し、コイのIL-1β、IL-10、CC-およびCXC-ケモカインに対する特異的なプライマーを用いてPCRをおこない、発現の解析をおこなった。その結果、遺伝子が発現する時間が異なるものの、検討したすべてのサイトカインの発現の増加が確認された。これらの研究は、POMC関連ペプチドは、免疫系に増強的にも抑制的も作用することを示唆していた。本年度は昨年度から引き続き、POMC関連ペプチドがコイの免役細胞に与える影響について検討した。まず試験管内で調べたコイのリンパ球の幼若化反応は、α-メラノトロピン(α-MSH)を作用させたものについては有意にその活性の増大が確認されたが、β-エンドルフィンについては、有意な差は確認できなかった。しかし、現在の設定条件をさらに検討することによって、β-エンドルフィンの幼若化反応の変化も確認できると信じている。またα-MSHを作用させた食細胞から分泌されるインターロイキン1βの濃度はコントロールと比べて、有意にその分泌が抑制された次に、コイのどの臓器においてプロオピオメラノコルチン(POMC)が発現しているかについて調べた。まずコイで明らかになっているPOMCのcDNA配列に基づいて設計したプライマーを用いて、腎臓、脾臓、肝臓、鯉、血液、腸、筋肉、心臓、脳の組織においての非刺激状態でのPOMCの発現を調べた。その結果、発現が認められた組織は、脳のみであった。このことから通常、POMC遺伝子の発現は主な産生部位といわれる脳にみられることが確認された。現在、これらの臓器をLPS等の刺激剤を用いて刺激し、さらに同様にPOMC遺伝子の発現に関しての研究をおこなっている。それと同時に、これらのホルモンを作用させたコイの腎臓組織で発現すると考えられるインターロイキン1β、CCケモカイン、CXCケモカイン、TNFの4種類のサイトカイン遺伝子についても研究を続けている。

その結果、遺伝子が発現する時間が異なるものの、検討したすべてのサイトカインの発現の増加が確認された。これらの研究は、POMC関連ペプチドは、免疫系に増強的にも抑制的も作用することを示唆していた。
グローバル都市の底辺層の構造と変容

2018度は本研究の目的の達成のために、6都市(ニューヨーク、パリ、東京、メキシコシティ、ナイロビ、マニラ)の底辺層の生活実態の分析と仮説・理論枠の構築を行い、アンケート・聞き取り調査を行った。具体的に次のような活動を行った。本研究の全体会議を2018年9月8日に一橋大学で、2019年3月28日-29日に社会理論・動態研究所(広島)で行った。2018年7月15日-20日にカナダ・トロントで開催された国際社会学会大会に参加し、本研究に関する研究報告を行い、本研究プロジェクトの最終年に刊行予定である英語本に関する出版社と打ち合わせを行った。9月1日-2日に名古屋学院大学で開催された日本都市社会学会に参加し、9月15日に甲南大学で開催された日本社会学会に参加し、本研究に関する情報収集を行った。9月16日に北海道大学東京事務所で本研究に関する国際シンポジウムを開催し、スロベニアの社会学者Ales Bucar Rucman氏が同国の難民問題に関する講演を行った。10月7日に放送大学文教学習センターで斎藤麻人氏(横浜国立大学)を招き、本研究に関する英語論文の執筆についてワークショップを行った。12月8日-9日に社会理論・動態研究所でアジア社会学研究会が開催され、本研究に関する報告と情報収集を行った。2019年3月にCritical Sociologyの編集長David Fasenfest氏を迎えて、11日に大阪で釜ヶ崎を案内し、その後David氏から英語論文の執筆に関するレクチャーを受けた。13日午前に東京の日本大学文理学部キャンパスで、David氏から同レクチャーを受け、午後に国際シンポジウムを開催し、David氏がデトロイトの底辺層について講演を行った。14日午前にDavid氏から同レクチャーを受けた。本研究プロジェクトの進捗状況は、次のとおりである。一つ、6都市でのアンケート・聞き取り調査はほぼ順調に進んでいる。アンケートの目標の事例数は50票であるが、各都市とも10-20票の調査が終った。2019年度にすべての調査を終了する予定である。二つ、全体会議を2度行った。会議では青木と石岡が、本研究プロジェクトの仮説と理論的意義について報告し、議論した。また6都市班が調査経過を報告し、各都市の底辺層についての全体像と調査事例についてイメージを共有しあった。とくにアンケート調査について都市ごとに使える項目・使えない項目、余分な項目・足りない項目を出し合い、各都市の差異を摘出し、各都市の底辺層の態様が浮き彫りになった。これは都市底辺層の国際比較となる議論であり、国際比較を目的とする本研究にとって不可欠のものである。三つ、日本社会学会、都市社会学会、アジア社会学研究会において本研究に関する報告と議論を行い、本研究の理論的・実証的な研究成果について、いまだ経過中のものながら、広く検証を行った。さらに国際社会学会、国際フォーラムにおいて、本研究の方法・理論・研究成果について、経過中のものながら、国際的な検証を行った。四つ、本研究プロジェクトでは最終年度に研究成果を英語本で刊行する予定であるが、それに向けてワークショップをもち、英語論文の執筆に詳しい斎藤麻人氏、Critical Sociologyの編集長David Fasenfest氏から英語論文の書き方についてレクチャーを受けた。さらに、英語本の刊行企画を受け入れてくれた出版社Brill Publisherの担当社員と、刊行に向けての具体的な打ち合わせを行った。現在の予定では、本研究プロジェクトの最終年2020年12月末に原稿を締め切り、2021年3月末までに原稿を完成させる予定である。そして同年夏までに本を刊行する予定である。本研究プロジェクトを進めるために、2019年度は次のような活動を行う。一つ、6都市の底辺層調査を完了させる。アンケート調査は、現在10-20サンプルの調査が終っているが、夏季休暇・冬季休暇に残りのサンプルの調査を完了する(50サンプルを目途とする)。合わせてそれらの対象者への聞き取りを行い、これも本年度中に完了する。二つ、2019年10月に(日程は調整中)、東京において、ナイロビ班の研究協力者(ナイロビ在住)、マニラ班の研究協力者(マニラ在住)、メキシコシティ班の研究協力者(京都大学で研究中)を招いて、国際フォーラムを開催する。そして、途上国のグローバル都市の底辺層の全体像・個別像について議論を行う。これは、次年度に開催予定のニューヨーク、パリ、東京の底辺層に関する国際フォーラムの対となす。三つ、本年度12月21-22日に社会理論・動態研究所との共催で、アメリカからCritical SociologyのDavid Fasenfest氏(Wayne State University教授)と女性労働問題の研究者であるHeidi Gottfried氏(同大学の教授)を招いて、東京で国際フォーラムを開催する。そして、本研究プロジェクトの主題・理論・実証に関するレクチャーを受ける。これは、本研究プロジェクトの成果を英語本にするための準備の議論として、重要な催しとなる。四つ、2021年3月に、社会理論・動態研究所(広島)で全体会議を行う。ここで、本研究の仮説・理論の枠組みを決定し、研究成果の全容のイメージを固め、また6都市調査の完了に向けて、調査の問題点などの議論を行う。これは、次年度(2020年度)における英語本刊行のための原稿執筆の準備となるはずである。

具体的に次のような活動を行った。本研究の全体会議を2018年9月8日に一橋大学で、2019年3月28日-29日に社会理論・動態研究所(広島)で行った。2018年7月15日-20日にカナダ・トロントで開催された国際社会学会大会に参加し、本研究に関する研究報告を行い、本研究プロジェクトの最終年に刊行予定である英語本に関する出版社と打ち合わせを行った。9月1日-2日に名古屋学院大学で開催された日本都市社会学会に参加し、9月15日に甲南大学で開催された日本社会学会に参加し、本研究に関する情報収集を行った。9月16日に北海道大学東京事務所で本研究に関する国際シンポジウムを開催し、スロベニアの社会学者Ales Bucar Rucman氏が同国の難民問題に関する講演を行った。10月7日に放送大学文教学習センターで斎藤麻人氏(横浜国立大学)を招き、本研究に関する英語論文の執筆についてワークショップを行った。12月8日-9日に社会理論・動態研究所でアジア社会学研究会が開催され、本研究に関する報告と情報収集を行った。2019年3月にCritical Sociologyの編集長David Fasenfest氏を迎えて、11日に大阪で釜ヶ崎を案内し、その後David氏から英語論文の執筆に関するレクチャーを受けた。13日午前に東京の日本大学文理学部キャンパスで、David氏から同レクチャーを受け、午後に国際シンポジウムを開催し、David氏がデトロイトの底辺層について講演を行った。14日午前にDavid氏から同レクチャーを受けた。本研究プロジェクトの進捗状況は、次のとおりである。一つ、6都市でのアンケート・聞き取り調査はほぼ順調に進んでいる。アンケートの目標の事例数は50票であるが、各都市とも10-20票の調査が終った。2019年度にすべての調査を終了する予定である。二つ、全体会議を2度行った。会議では青木と石岡が、本研究プロジェクトの仮説と理論的意義について報告し、議論した。また6都市班が調査経過を報告し、各都市の底辺層についての全体像と調査事例についてイメージを共有しあった。とくにアンケート調査について都市ごとに使える項目・使えない項目、余分な項目・足りない項目を出し合い、各都市の差異を摘出し、各都市の底辺層の態様が浮き彫りになった。これは都市底辺層の国際比較となる議論であり、国際比較を目的とする本研究にとって不可欠のものである。三つ、日本社会学会、都市社会学会、アジア社会学研究会において本研究に関する報告と議論を行い、本研究の理論的・実証的な研究成果について、いまだ経過中のものながら、広く検証を行った。さらに国際社会学会、国際フォーラムにおいて、本研究の方法・理論・研究成果について、経過中のものながら、国際的な検証を行った。
Riプラスミドによる毛状根の誘導機作の解明と植物有用二次代謝物生産への応用

1)、毛状根誘起因子の探索:アサガオ毛状根のメタノール可溶性画分を各種有機溶媒で分画した後、各分画についてアサガオとアズキの胚軸切片を用いた不定根誘導活性およびアサガオ正常根の伸長・分枝促進活性を測定したが有意な差は見出せなかった。この原因として、各分画中に阻害因子が含まれている可能性があり、さらに分画を繰り返して測定する予定である。一方、この実験の過程で、毛状根の伸長・分枝がジベレリンにより促進される事実が判明し、ジベレリン合成阻害剤を用いた実験により、毛状根の成長が内生ジベレリンにより制御されていることが明らかとなった。現在、毛状根中に含まれるジベレリンの定性・定量実験および毛状根からの再分化個体の成長に対するジベレリンの効果について検討を進めている。2)、有用二次代謝物の生産:ダチュラ毛状根の増殖とトロパソアルカロイド生産に最適な培地を決定した。さらに、各種植物ホルモンの効果についても検討し、ジベレリン処理により毛状根の成長ばかりでなくトロパンアルカロイド合成のうち特定の酵素反応が促進されることが判明した。一方、毛状根からカルス、テラトーマ、植物個体を誘導し、トロパンアルカロイド合成について検討したところ、トロパンアルカロイドは根でのみ合成されることが明らかとなり、形態的分化と機能的分化が密接に関与していることが明かとなった。さらに、ムラサキ毛状根を用いた実験により、毛状根により合成された有用二次代謝物(シコニン等)は培地中に分泌されることが判明した。このことは毛状根が正常根と同様に有用物質の合成ばかりでなく分泌機能も有することを示しており、毛状根培養法は有用二次代謝物をより効率的に生産させる新しい方法となりうることが示された。3)トランスポゾン導入によるT-DNA遺伝子の解析では従来の報告とは異なる結果が得られ更に詳細に検討している。
Bach転写因子群による発がんの分子機構

本研究の目的は、Bach1とBach2遺伝子の異常が実際ヒトの悪性腫瘍の原因となっているかどうか、あるいは悪性度を規定する原因となっているかどうかをを明らかにすることである。がん遺伝子Mafのファミリーとヘテロニ量体を形成するBach1とBach2転写因子の機能を解析し、以下の点について明らかにした。1.Bach2過剰発現株とコントロールとしてベクターのみを導入したRAJI細胞からmRNAを抽出し、DNAマイクロアレイ法で、約7000個のヒト遺伝子をスクリーニングし、発現が2倍以上異なる12個の遺伝子を同定した。これらの遺伝子はいずれもコントロールに比べてBach2過剰発現株で発現量が低下していた。次にノーザンハイブリダイゼイション法で、各々の遺伝子の発現量の差が有意かどうかを検討した。その結果、Bcl-2ファミリーのメンバーA1とIL-12のホモローグEBI3遺伝子が、Bach2の標的遺伝子であることが明らかとなった。2.ヒトA1遺伝子とEBI3遺伝子を単離し、遺伝子の構造を明らかにした。その結果、Bach2の結合配列(NF-E2配列)が各々の遺伝子に存在することを見い出した。3.Bach1の完全な遺伝子構造を明らかにした。その過程でBach1の新しいaltemative splicing form(Bach1t)を見い出した。Bach1,Bach1tは各々細胞質、核に存在し、Bach1tがBach1の核への移行を促進させることを明らかにした。3.Bach1のトランスジェニックマウスを6ライン確立した。RT-PCR解析により、外来性のBach1の発現を確認した。現在、白血病の発症や血小板系を中心に造血能についての解析を進めている。
素性移動の比較統語論的研究

本研究では、昨年度に引き続き、極小主義プログラム(Chomsky 1995,2000)の観点から素性移動(feature movement)の特性についてさらなる経験的検証を行った。特に、随伴(pied-piping)(Ross1967)という統語現象に着目し、ある種の随伴には素性移動が関与していると主張した。この主張を採用することにより、例えば、英語における節随伴(clausal pied-piping)(Ishihara1984)の持つ様々な性質が統一的に説明されることを示した。もう少し具体的には、時制についての条件、疑問詞の位置についての条件、局所条件といった制約や寄生的空所(parasitic gap)の認可といった特徴が、牽引(Attract)という操作から自然な形で導き出された。Kayne(1994)の句構造理論の出現により、統語理論において随伴の持つ役割が拡大しているが(例えば、Koopman and Szabolcsi 2000参照)、本研究の成果は本格的な随伴理論の構築のための第一歩となるものである。随伴に関しては、言語間に大きな差異が存在することがよく知られているが、今後、そのような差異の幾つかが、素性移動にかかる制約の観点から説明されることが期待される。素性移動を含む移動現象の検証の中でもう1つ明らかになったのは、摘出領域条件(Condition on Extraction Domain)(Huang1982)は、経済性理論には全く関与していないということである。最近の研究が示すように(Uriagereka 1999等参照)、この種の局所条件は派生的なものであり、違反が起こる可能性すらなく、よって、その違反を含む派生が収束することはありえないのである。これは不必要な言語計算上の全体性を取り除くことになり、理論的に望ましい結果といえる。本研究では、最近の統語理論、特に極小主義プログラム(Chomsky 1995)の観点から素性移動(feature movement)の特性を明らかにすべく、広範囲にわたる資料に照らし合わせて、幾つかの作業仮説を検討した。その際に、明らかになったことは、牽引(Attract)という統語操作に基づく素性移動を仮定することにより、今までの理論ではうまく扱うことができなかった現象が、統一的な説明を与えられるということである。もう少し具体的には、空演算子(null operator)の主語からの移動や元位置疑問詞(wh-in-situ)に関する言語間の差異、オーストロネシア語にみられる疑問詞の一致(Wh-agreement)、範疇移動(category movement)と空演算子との共存関係、といった様々言語現象が、素性移動の観点からすれば自然な形で説明されることを明らかにした。また、どのような条件の下に範疇移動ではなく、素性移動が起こるのであろうか、という問題に関しても、興味深い結論を得た。先行研究においては(Chomsky 1995,Takahashi 1997を参照)、どちらの移動方法がとられるかは、経済性条件に従うという主張がなされているが、空演算子や元位置疑問詞を詳細に検討した結果、経済性条件は全く関与していないということが示された。これは一つの全体的経済性条件を破棄するという理論的に望ましい結果を生むものである。空演算子のように音韻素性を持たない語彙要素は、単に素性の束であり、もともと範疇移動にはなりえない。統語と音韻の関係が重要視されつつある中、これは示唆に富む結論であり、今後は両者の関係について特に注目しながら研究を進める意向である。
糖尿病による骨髄細胞の機能低下における酸化ストレスの関与と抗酸化治療の効果

自己骨髄胞移植による心血管再生治療の効果が十分に得られない患者が散見される。その一因として、糖尿病の併発による骨髄細胞の機能低下が挙げられるが、機能低下メカニズムの詳細は不明であった。本研究では、糖尿病における骨髄細胞の機能低下に酸化ストレス亢進が関与することを示した。さらに、抗酸化治療によって酸化ストレスを軽減することで、細胞機能の低下を改善できることを明らかとした。自己骨髄細胞移植による心血管再生治療は虚血性疾患に対する有望な治療法であり、既に臨床応用されている。しかし、本治療の効果が十分に得られない患者が散見されており、高齢や糖尿病の併発による骨髄細胞の機能低下が原因として挙げられる。糖尿病では酸化ストレスが亢進しており、骨髄細胞の機能にも影響を及ぼすことが予測される。そこで、本研究では酸化ストレスの観点から糖尿病下の骨髄細胞の機能低下メカニズムを解明すると共に、抗酸化治療の機能改善策としての有用性を検証することを目的とする。本年度は、糖尿病動物の骨髄細胞において、機能が低下しているのか否か、また、酸化ストレスが亢進しているか否かについて明らかにすることを目的として検討を行った。実験動物として、2型糖尿病モデル動物であるdb/db(C57BLKS/J Iar-+Leprdb/+Leprdb)マウスを用いた。対照群には、健常なdb/+(C57BLKS/J Iar-m+/+Leprdb)マウスを用いた。両群のマウスから骨髄細胞を採取し、以下の実験に用いた。採取直後に、フローサイトメトリーによりFlk-1+/CD34+陽性細胞(内皮前駆細胞)率を定量評価すると、対照群と比較して糖尿病マウスの骨髄細胞では有意に低値であった(P<0.01)。培養3日後の細胞生存率を評価したところ、2群間において有意差は認められなかった。しかし、蛍光プローブDCFを用いて細胞内活性酸素量を測定すると、対照群と比較して糖尿病マウスの骨髄細胞では高値を示しており(P<0.01)、酸化ストレスの亢進が示唆された。また、培養7日後に、内皮分化マーカーであるVE-cadherinにて免疫染色を行った結果、糖尿病マウスの骨髄細胞で陽性細胞数が有意に減少しており(P<0.01)、内皮分化能の低下が示唆された。以上の結果から、糖尿病マウスの骨髄細胞では機能低下が生じていることが示された。また、その要因として酸化ストレス亢進が関与している可能性が考えられる。自己骨髄細胞を用いた心血管再生治療は虚血性疾患に対する有望な治療法であるが、治療効果が十分に得られない患者が散見される。その要因として、高齢や糖尿病の併発による骨髄細胞の機能低下が挙げられる。そこで、本研究では酸化ストレスの観点から糖尿病下の骨髄細胞の機能低下メカニズムを解明すると共に、抗酸化治療の機能改善策としての有用性を検証することを目的とした。本年度は、抗酸化物質の投与による酸化ストレスの軽減(抗酸化治療)によって糖尿病で低下した骨髄細胞の機能が回復するか否かについて検証した。実験動物として2型糖尿病モデル動物db/dbマウスを用い、抗酸化物質SOD-mimicを4週間連続皮下注射して治療群とした。なお、対照群にはVehicle (PBS)を投与した。4週間後に骨髄細胞を採取して、以下の実験を行った。採取直後のFlk-1/CD34陽性細胞(内皮前駆細胞)をFACSにて定量評価すると、対照群と比較して治療群で有意に高値であった(P<0.05)。培養3日後の細胞生存率は、2群間で有意な差はなかった。しかし、蛍光プローブDCFを用いて細胞内活性酸素量を測定すると、対照群と比較して治療群では低値となっており(P<0.05)、骨髄細胞内の酸化ストレスが軽減されていることが示唆された。また、培養7日後に内皮分化マーカーVE-cadherinによる免疫染色を行った結果、治療群では陽性細胞数の有意な増加が認められ(P<0.01)、内皮分化能の増強が示唆された。以上の結果から、糖尿病マウス個体に対する抗酸化治療によって、骨髄細胞の酸化ストレスを軽減することで細胞機能の低下を改善できることが示された。今後、糖尿病下の骨髄細胞における機能低下の改善策として抗酸化治療が有効な手段になり得ると考えられる。