hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管恒常性制御機構 “AM-RAMP2システム”の、病的血管治療への応用

我々はAMノックアウトマウス(AM-/-)と、AM受容体活性調節タンパクであるRAMP2(receptor activity-modifying protein 2)のノックアウトマウス(RAMP2-/-)が、共に血管の発生異常により胎生致死となることから、AM-RAMP2系が、血管新生にも必須であることを報告してきた。一方、AMは、様々な癌においても産生される。本研究では、腫瘍の増殖と転移におけるAM-RAMP2系の意義の検討を行った。誘導型の血管内皮細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(DI-E-RAMP2-/-)において腫瘍転移が亢進するメカニズムを解明するため、RAMP2欠損誘導後に転移予定先臓器である肺に生じる変化を時系列的に観察した。その結果、腫瘍の転移前の早期の段階で、血管壁におけるマクロファージの接着や浸潤、TNF-α、IL-6などの炎症性サイトカインの発現亢進が認められた。炎症はRAMP2欠損誘導後も持続し、腫瘍の転移がはじまる直前の段階では、腫瘍細胞を転移巣へ誘導するとされるS100A8/A9とその下流因子であるSAA3の発現亢進が確認された。以上の結果から、血管内皮細胞のRAMP2欠損により、転移予定先臓器の血管における慢性炎症が、癌細胞の「転移前土壌」となり、癌の遠隔臓器への転移を促進させる可能性が考えられた。誘導型の血管内皮細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(DI-E-RAMP2-/-)ラインを樹立することで、成体になってから血管のRAMP2遺伝子欠損を誘導し、解析に用いることが可能となった。DI-E-RAMP2-/-では肺への転移率が亢進する結果が得られており、今後そのメカニズムについて詳細な検討を進める計画である。DI-E-RAMP2-/-では、原発巣摘出後の腫瘍肺転移が亢進するという結果が得られた。これまでの検討より、DI-E-RAMP2-/-では、転移先である肺において、血管内皮細胞接着因子の発現低下と、内皮細胞の変形や逸脱といった血管の構造異常が観察され、分離培養した血管内皮細胞では細胞骨格の形成不全が認められた。更にDI-E-RAMP2-/-の肺ではマクロファージの浸潤の亢進が認められた。これらのことから、AM-RAMP2システムが血管の恒常性維持や慢性炎症の抑制に働き、腫瘍転移に抑制的に働いている可能性を考えている。平成30年度の研究では、AM-RAMP2システムによる腫瘍転移抑制メカニズムの詳細を解明する。癌細胞の転移に促進的に働く因子が明らかとなれば、新たな治療標的になり得る。我々はこれまで、DI-E-RAMP2-/-に対し、メラノーマ細胞(B16BL6)の皮下移植を行い、肺への自然転移モデルを検討してきた。このモデルを用いて、RAMP2遺伝子欠損誘導後より、原発巣と転移巣に起こる変化について、病理解析、および網羅的遺伝子発現解析を行う。さらに膵癌細胞(Pan02)を脾臓に移植し、肝臓への自然転移モデルを作成して、臓器間の転移についても同様に検討を行う。特に我々が注目しているのは、腫瘍内血管の内皮間葉系移行(EndMT)である。EndMTを生じた血管は安定した血管内膜シート構造を取ることが出来ず、血管透過性が亢進すると共に、様々な増殖因子を産生し、癌細胞の増殖と転移に促進的に働くとされている。今後の検討では、EndMT関連因子など、癌転移促進に働く因子群を同定する計画である。
核から細胞質への蛋白質輸送とシグナル伝達

今回、インスリン刺激に応答して核から細胞質に移行する転写因子Daf-16に着目して研究を行った。Daf-16はフォークヘッド型転写因子であり、インスリンシグナル伝達経路の最下流に位置する転写因子である。インスリンシグナル伝達経路は、線虫の寿命を制御することが知られているので、Daf-16の標的遺伝子を検索することで、寿命に関わる遺伝子群の単離が出来るのではないかと考えた。まずDaf-16のDNA結合配列を線虫ゲノム上から検索し、Daf-16の下流の因子の検索を行った。その結果、Daf-16のDNA結合配列を有しかつ哺乳類にホモログが存在する遺伝子を159個同定した。その中から、N末端にシグナル配列を有する遺伝子を見い出し、207アミノ酸残基からなる分泌因子に着目した。その遺伝子をscl-1と名付けた。scl-1は、長寿変異体(daf-2とage-1)で発現が亢進しており、一方短命の変異体であるdaf-16変異体ではscl-1の発現は検出できなかった。また、daf-2(インスリン受容体ホモログ)長寿変異体中でscl-1のRNAiを行うと、daf-2変異体の寿命の延長が観察されないことから、インスリン経路の寿命制御にscl-1の発現が必須であることが明らかとなった。線虫の寿命を制御するシグナル伝導経路の下流のひとつをはじめて同定することができた。核外移行シグナル(NES)配列は、核から細胞質へのタンパク質の輸送を規定するシグナル配列である。我々は、MAPキナーゼカスケードの中枢に位置するMAPキナーゼキナーゼ(MAPKK)にNESを見い出し、さらにMAPKKがMAPキナーゼの細胞内局在を規定する機能を持つことを提唱してきた。MAPキナーゼは刺激に応答して核から細胞質へ移行する。刺激後核から再び細胞質に戻る(核外移行)ことが知られているが、そのメカニズムは不明であった。今回、MAPKKが常に核と細胞質を行き来して(シャトル)いることを明らかにするとともに、MAPKKがMAPキナーゼの核外移行に関与することを明らかにした。さらに、どのようなタンパク質が、NESによる輸送経路によって核から細胞質へ運ばれるかを検索した。その結果、新たにTGFbシグナル伝達系の中枢のシグナル伝達分子のひとつであるSmad4にNES配列を見い出した。また、NES配列のコンセンサス配列と大変よく似たアミノ酸配列であるが、NESとして機能せず、核内移行シグナルとして機能するアミノ酸配列を見い出した。我々は、MAPキナーゼキナーゼ(MAPKK)にNESを見い出し、さらにサイクリンB、アクチン分子などの機能分子にNES配列を見い出してきた。その結果、新たにTGFβシグナル伝達系の中枢のシグナル伝達分子のひとつであるSmad4にNES配列を見い出した。Smad4は、非刺激下では細胞質に存在するが、TGFβ刺激に伴い細胞質から核内に移行することが知られている。われわれは、Smad4の細胞質局在が自身のNESによって規定されていること、また、Smad4のNESが刺激に応答した特異的な不活性化を見い出し、Smad4のNESの活性がTGFβ刺激によって制御されることを示すことが出来た。さらに、NESによるSmad4の細胞質局在が、TGFβに対する適切な細胞応答に必須であることを明らかにした。NES活性の制御の分子機構ならびにSmad4の核内移行機構の解明は今後の課題である。本年度は、タンパク質の核内移行を再現するin vitro核輸送系を用い、MAPキナーゼ分子の核内移行の分子機構を解析を行った。大腸菌に発現させ精製したGFP融合MAPキナーゼ(GFP-MAPK)をin vitro核輸送系に添加すると、リン酸化、非リン酸化型に関わらず5分以内に核内への集積が認められた。種々の条件下でGFP-MAPKの核内移行を検討し、(1)GFP-MAPKの核内移行に低分子量Gタンパク質Ranを必要としないこと、(2)小麦胚芽レクチンによってGFP-MAPKの核内移行が阻害されること、(3)可溶性因子がない条件下でも、GFP-MAPKが核内に入りうることを示すことが出来た。これらのことから、MAPキナーゼはimportinファミリー分子などの可溶性因子なしで核膜孔を通過することが示唆された。また、MAPキナーゼが直接核膜孔タンパク質と相互作用すると考えられたので、核膜孔タンパク質(FGリピート領域)とMAPキナーゼとの結合実験を行ない、MAPキナーゼが核膜孔タンパク質と直接結合しうることを明らかにした。これらのことから、MAPキナーゼは直接核膜孔相互作用し核内に入ることをはじめて示めすことが出来た。昨年度までに、線虫を用いた核・細胞質間輸送を観察する系を確立している。核局在化シグナル(NLS)または核外移行シグナル(NES)とGFPとの融合遺伝子を構築し、線虫で発現させた。核のサイズが比較的大きいintestine cellで、核内移行および核外移行がきれいに観察できた。この系を用いて、核外移行に関わる遺伝子群のRNAiを行いそれぞれの遣伝子機能を破壊した。低分子量Gタンパク質Ranに対するRNAiを行ったところ、NLSによる核内移行の阻害のみならず、卵細胞における染色体の位置に異常が観察された。

そこで、Ranの細胞内局在を間接単光抗体法で検討したところ、Ranは細胞分裂期の中期から後期にかけてキネトコア局在を示していた。また、Ranは終期から間期にかけて核膜に存在し、Ranに対するRNAiによって核膜形成にも異常が見られた。したがって、Ranが、染色体とキネトコア微小管の結合ならびに核膜形成にin vivoで関与することが示唆された。今回、インスリン刺激に応答して核から細胞質に移行する転写因子Daf-16に着目して研究を行った。Daf-16はフォークヘッド型転写因子であり、インスリンシグナル伝達経路の最下流に位置する転写因子である。インスリンシグナル伝達経路は、線虫の寿命を制御することが知られているので、Daf-16の標的遺伝子を検索することで、寿命に関わる遺伝子群の単離が出来るのではないかと考えた。まずDaf-16のDNA結合配列を線虫ゲノム上から検索し、Daf-16の下流の因子の検索を行った。その結果、Daf-16のDNA結合配列を有しかつ哺乳類にホモログが存在する遺伝子を159個同定した。その中から、N末端にシグナル配列を有する遺伝子を見い出し、207アミノ酸残基からなる分泌因子に着目した。その遺伝子をscl-1と名付けた。scl-1は、長寿変異体(daf-2とage-1)で発現が亢進しており、一方短命の変異体であるdaf-16変異体ではscl-1の発現は検出できなかった。また、daf-2(インスリン受容体ホモログ)長寿変異体中でscl-1のRNAiを行うと、daf-2変異体の寿命の延長が観察されないことから、インスリン経路の寿命制御にscl-1の発現が必須であることが明らかとなった。線虫の寿命を制御するシグナル伝導経路の下流のひとつをはじめて同定することができた。
土壌シードバンク;その動態と個体群/植生維持における役割

水辺を生育場所とする6種のイヌタデ属植物、絶滅危惧植物のカワラノギク、河原への侵入が目立つオオブタクサ、および放棄水田跡地の土壌シードバンクについて、種子の休眠・発芽特性の分析、採集土壌に含まれる生存種子のシードリングエマージェンス法による分析、種子の野外放置・回収による土壌中での種子の動態調査、などの手法をもちいて分析し、土壌シードバンクの動態とその生態的意義について研究した。この研究を進めるにあたって開発した土壌シードバンク調査用の実験装置は、シードリング・エマージェンス法による土壌シードバンク組成の把握の有効性や、装置内に実験的においた種子の休眠・発芽動態の研究においてきわめて有効性であることが明らかにされた。この装置は、水分を飽和に保ち温度を自然裸地の土壌温度と同様に変化させるという目標にかなうものであり、水辺植物の土壌シードバンク組成や種子動態の研究にとって十分に有効なものであることが示された。一方で、土壌シードバンクの解析や小規模なまきだし実験から、水辺や放棄水田跡地の土壌は植生復元のための有望な材料であることが示された。さらにイヌタデ属植物6種の種子休眠・発芽特性を実験室で詳細に分析するとともに、上記実験装置を用いて水分を飽和に保つ条件および自然の水分変動に任せる条件における種子の状態を追跡したところ、イヌタデ属植物の湿潤な水辺における休眠・発芽のタイミングの予測のためには、主に温度環境を考慮すればよいことが明らかにされた。一方、種子の発芽・休眠温度特性は、その種の土壌シードバンクの動態を推測する上で有益な手がかりを与えることが示された。本研究では、土壌シ-ドバンクの動態を休眠/発芽温度特性から予測するためのモデル研究として、種に霞ヶ浦のヨシ原に生育するイヌタデ属植物8種を対象とし、発芽試験で休眠/発芽特性の詳細な分析を行い土壌シ-ドバンク形成の可能性やその動態について考察した。すべての種が休眠発芽温度からみて永続的なシ-ドバンクを形成する可能性を示したが、実際に野外の生育場所で発芽季節が終わった時点で土壌中に休眠中の生存種子が含まれていることが示された。また、種による低温要求性や変温感受性の違いは、それらの種の自生地における分布をよく説明するものであった。なお、地表面付近は温度だけでなく水分条件の変動も大きく、夏の乾燥や水分変動が土壌シ-ドバンクの動態に影響を与える可能性もある。そこで、研究を進めるにあたって、地表面土壌の水分を常時一定に保ち温度だけを自然の変動にまかせることのできる新しい装置を考案した。この装置を用いて、二次休眠誘導における温度と水分変動の役割について検討したところ、夏の高温条件が休眠誘導を介して土壌シ-ドバンク形成に重要な役割を果たしていることが示された。考案した実験装置は、今後土壌シ-ドバンクの研究に広く使用可能なものである。今年度の研究では、昨年度開発した土壌水分を一定に保つ土壌シ-ドバンク研究用の装置を用い、谷戸の土壌を対象として、1.群落別の土壌シ-ドバンクのあり方、2.土壌シ-ドバンクの調査法としての成立植生調査法の有効性、3.植生復元の材料として有効な土壌深度、4.水中発芽の植物が土壌シ-ドバンクに含まれている可能性を検討した。谷戸谷底面を代表する植生、ヨシ群落、チゴザサ群落、ハンノキ群落から土壌を採取し、それらを昨年度開発した水分を一定に保つことのできる実験槽にまきだし、出現した実生を定期的に同定して抜き取る出現実生調査法と、実生をそのまま生育させて成立する植生を調査する成立植生調査法とを併行して実施し、出現する実生の種、量および発芽季節を調べた。また、深さ別に採取した土壌を、水深0cmと10cmの2つの水深条件下に置いて出現実生を調べた。

その結果、1.谷戸の土壌には地上植生にかかわらず、かなり大きな土壌シ-ドバンクが存在すること、2.土壌水分を一定に保てば、成立植生調査法でも出現実生調査法と同じくらいの精度で土壌シ-ドバンクの種組成を把握できること、3.地表から深さ36cm程度まで種子が含まれていること、などがわかった。また、昨年度に引き続き、イヌタデ属植物の発芽におよぼす環境条件の影響を実験室で詳細に検討した。水中発芽の検討も行い、種子の休眠・発芽を支配する環境条件としては、温度条件がもっとも重要であることが示された。霞ケ浦湖畔から採集した土壌を用いて開発した土壌シードバンク調査用の実験装置のシードリング・エマージェンス法による土壌シードバンク組成の把握の有効性や、装置内に実験的においた種子の休眠・発芽動態の研究における有効性を検討した。この装置は、水分を飽和に保ち温度を自然裸地の土壌温度と同様に変化させるという目標にかなうものであり、水辺植物の土壌シードバンク組成や種子動態の研究にとって十分に有効なものであることが示された。一方で、浚渫土に含まれる土壌シードバンクの解析や小規模なまきだし実験から、浚渫土は植生復元のための有望な材料であることが示された。さらにイヌタデ属植物6種の種子休眠・発芽特性を実験室で詳細に分析するとともに、上記実験装置を用いて水分を飽和に保つ条件および自然の水分変動に任せる条件における種子の状態を追跡したところ、イヌタデ属植物の湿潤な水辺における休眠・発芽のタイミングの予測のためには、主に温度環境を考慮すればよいことが明らかにされた。
ヒトMAdCAM-1遺伝子の単離と発現分布.調節機構の解析-腸管、粘膜疾患関連関節炎の病態への関与-

まずヒトにおいてマウスMAdCAM-1cDNAに交叉反応性が存在するかを調べるため、ヒトゲノムDNAを用いてサザンハイブリダイゼーション解析を行った。しかし種々の条件においていずれもクロスハイブリダイズが見られず、核酸配列での交叉性はかなり低いと考えられた。いっぽうマウスMAdCAM-1cDNAの塩基配列とゲノム構造を参考に数種類の組み合わせでPCRプライマーを作製し、ヒト腸間膜リンパ節cDNAを鋳型としてPCR反応を行いヒトMAdCAM-1cDNA断片を得ることを試みた。PCR反応条件も様々に検討しながら進めたが、結果的にはヒトMAdCAM-1ホモログ由来と思われるPCR産物を得ることができず、ヒトとマウスの間の相同性がかなり低いためにこれらの方法で単離することは困難と判断した。そこで同時にラットについてマウスMAdCAM-1cDNAをプローブとしたサザン解析を行ったところクロスハイブリダイズを確認できたため、ラットゲノムライブラリをスクリーニングしたところラットMAdCAM-1ホモログの遺伝子を単離することに成功した。さらに一部の塩基配列決定を行い、これをもとにプライマーを作製し、ラットパイエル板cDNAを鋳型としてRT-PCR法を用いてラットMAdCAM-1cDNAも単離することができた。ラットMAdCAM-1はマウスと89.5%のホモロジーを有し、ゲノム構造も酷似していた。ノーザン解析ではマウス同様に腸間膜根リンパ節とパイエル板に発現を認めたが、マウスで発現が見られる脾臓では発現が認められなかった。今後はラットホモログの解析を進め、まず動物疾患モデルにおいてMAdCAM-1分子の機能や役割について検討を行い、さらに発現や機能の制御を最終的にヒトの疾患治療に応用していくことを検索して行く予定である。
ヒト頭部モデルを用いた脳損傷の生成機序の実験的解明

1.打撃実験[方法]頭部模型に加速度センサーを取り付け,後頭頭頂部を鉄製のハンマーにて打撲する実験,自然落下せしめて車輛の各部に,またコンクリート,鉄,木材に衝突させる実験を行った.ハンマーの衝撃力,頭部模型の衝突速度および衝撃加速度を測定した.衝撃加速度の最大値,持続時間を計算した.[結果]1)打撲実験では,重量820gのハンマーの場合,衝撃力の最大値は200kg,持続時間は2.0msであった.模型頭部の衝撃加速度の最大値は23g,持続時間は2.0msであった.重量1,480gのハンマーでは,衝撃力の最大値は206kg,持続時間は2.6msであった.模型頭部の衝撃加速度の最大値は25.4g,持続時間は2.6msであった.2)車輛への衝突実験では,衝突速度は5.59-6.46km/hであった.衝撃加速度の最大値は,ボンネットへの衝突では13.6-35.4g,フェンダーで45.3-53.2g,フロントガラスで33.5-62.1g,ピラ-で60.8-66.4gであった.衝撃加速度の持続時間は,ボンネットで19.5-38.0ms,フェンダーで14.0-15.0ms,フロントガラスで10.5-17.5ms,ピラ-で12.0msであった.3)落下実験では,衝突速度は6.25-6.57km/hであった.衝撃加速度の最大値は,コンクリートへの衝突では88.6g,鉄で78.4g,木材で74.8-78.3gであった.衝撃加速度の持続時間は,コンクリートで8.5ms,鉄で9.0ms,木材で9.5msであった.2.実際の頭部外傷剖検例における脳の神経病理学的検査打撲,転落(転倒),交通事故における頭部外傷剖検例の脳を10%ホルマリンにて固定後,前額断を施し所見を肉眼的に検査し,脳の各部(脳梁,脳幹部,頭頂葉白質など)から組織片を切り出して組織学的に検査した.打撲,転落(転倒)事故で頭部を硬い物体で打撃した症例では,ほとんどの例で顕著な脳挫傷を生じていた.交通事故で頭部を車輛のボンネットやフロントガラスで打撃した例ではDAIを,頭部をピラ-で打撃した例では脳挫傷を生じていた.1.打撃実験[方法]頭部模型に加速度センサーを取り付け,後頭頭頂部を鉄製のハンマーにて打撲する実験,自然落下せしめて車輛の各部に,またコンクリート,鉄,木材に衝突させる実験を行った.ハンマーの衝撃力,頭部模型の衝突速度および衝撃加速度を測定した.衝撃加速度の最大値,持続時間を計算した.[結果]1)打撲実験では,重量820gのハンマーの場合,衝撃力の最大値は200kg,持続時間は2.0msであった.模型頭部の衝撃加速度の最大値は23g,持続時間は2.0msであった.重量1,480gのハンマーでは,衝撃力の最大値は206kg,持続時間は2.6msであった.模型頭部の衝撃加速度の最大値は25.4g,持続時間は2.6msであった.2)車輛への衝突実験では,衝突速度は5.59-6.46km/hであった.衝撃加速度の最大値は,ボンネットへの衝突では13.6-35.4g,フェンダーで45.3-53.2g,フロントガラスで33.5-62.1g,ピラ-で60.8-66.4gであった.衝撃加速度の持続時間は,ボンネットで19.5-38.0ms,フェンダーで14.0-15.0ms,フロントガラスで10.5-17.5ms,ピラ-で12.0msであった.3)落下実験では,衝突速度は6.25-6.57km/hであった.衝撃加速度の最大値は,コンクリートへの衝突では88.6g,鉄で78.4g,木材で74.8-78.3gであった.衝撃加速度の持続時間は,コンクリートで8.5ms,鉄で9.0ms,木材で9.5msであった.2.実際の頭部外傷剖検例における脳の神経病理学的検査打撲,転落(転倒),交通事故における頭部外傷剖検例の脳を10%ホルマリンにて固定後,前額断を施し所見を肉眼的に検査し,脳の各部(脳梁,脳幹部,頭頂葉白質など)から組織片を切り出して組織学的に検査した.打撲,転落(転倒)事故で頭部を硬い物体で打撃した症例では,ほとんどの例で顕著な脳挫傷を生じていた.交通事故で頭部を車輛のボンネットやフロントガラスで打撃した例ではDAIを,頭部をピラ-で打撃した例では脳挫傷を生じていた.1.打撃実験[方法]頭部模型に加速度センサーを取り付け,これを自然落下せしめて車輌の各部に衝突させる実験,およびコンクリート,鉄,木材に衝突させる実験を行い,その時の衝突速度および模型頭部の衝撃加速度を測定した.打撃部位を高頭頭頂部とし,車輌の場合にはボンネット,フェンダー,フロントガラス,ピラ-に衝突させた.衝撃加速度の最大値および持続時間を計算した。[結果]頭部模型の落下高は29.0-31.5cm,衝突速度は5.59-6.57km/hであった.

車輌への衝突実験においては,衝撃加速度の最大値は,ボンネットで14.0-35.4g,フェンダーで45.3-53.2g,フロントガラスで33.5-62.1g,ピラ-で60.8-66.4gであった.また衝撃加速度の持続時間は,ボンネットで19.5-38.0ms,フェンダーで14.0-15.0ms,フロントガラスで10.5-17.5ms,ピラ-で12.0msであった.コンクリートへの衝突実験においては,衝撃加速度の最大値は88.6g,衝撃加速度の持続時間は8.5ms,鉄では,衝撃加速度の最大値は78.4g,衝撃加速度の持続時間は9.0ms,木材では,衝撃加速度の最大値は74.8g,衝撃加速度の持続時間は9.5msであった.2.実際の頭部外傷剖検例における脳の神経病理学的検査転倒・転落事故で頭部を路面等のコンクリートやアスファルトで打撃した症例においては脳挫傷を生じている傾向が認められた.交通事故で頭部を車輌のボンネットやフロントガラスで打撃した症例ではDAIを,また頭部をピラ-で打撃した症例では脳挫傷を生じている傾向が認められた.l.打撲実験[方法]頭部模型の頭部を鉄製のハンマーにて打撃する実験を行った.ハンマーとしては,重量820gと1,480gの2種類を用い,いずれも振り子式に自然落下させて模型の後頭頭頂部を打撃した.ハンマーにロードワッシャを取り付けて衝撃力を,また頭部模型に取り付けた加速度センサーにより模型頭部の衝撃加速を測定した.さらに衝撃カおよび衝撃加速度の量大値および持続時間を計算した.[結果](1)重量820gのハンマーによる打撲実験では,衝撃力の最大値は200kg,その持続時間は2,0msであった.また模型頭部の衝撃加速度の最大値は23g,その持続時間は2.0msであった.(2)重量1,480gのハンマーによる打撲実験では,衝撃力の量大値は206kg,その持続時間は2.6msであった.また模型頭部の衝撃加速度の最大植は25.4g,その持続時間は2.6msであった.打撃物体の重量が増加する程,模型頭部が受ける衝撃加速度の持続時間は長くなることがわかった.2.実際の頭部外傷実験例における脳の神経病理学的検査交通事故における頭部外傷剖検例の脳を10%ホルマリンにて固定後,前額断を施して所見を肉眼的に検査しさらに脳の各部(脳梁,脳幹部,頭頂葉白質など)から組織片を切り出して組織学的に詳細に検査した.頭部を車輌のフロントガラスによって打撃された4症例においては,DAI例が3例,DAIと脳挫傷との合併例が1例であり,脳挫傷例は認められなかった.頭部をボンネットによって打撃された1症例はDAI例であった.頭部をフェンダーによって打撃された1症例は脳挫傷とDAIの合併例であった.また,頭部ピラ-によって打撃された4症例においては,DAI例が2例,脳挫傷とDAIの合併例が1例,脳挫傷例が1例であった.フロントガラスやボンネットのような軟らかい物体によって頭部を打撃された場合にはDAIを,一方,ピラ-のような硬い物体によって頭部を打撃された場合には脳挫傷を生じることがわかった.
ポルフィリンを核としたシリカの構造制御と機能創出

アルコキシシリル基を持つ各種ベンズアルデヒドを良好な収率で合成し、単離することに成功した。これを鍵化合物として、対応するベンジリデンイミン、2-フェニルイミダゾール、およびテトラフェニルポルフィリンの合成に成功し、それらのハイブリッド化を行った。特に、ポルフィリン-シリカハイブリッドの比表面積は通常のシリカと遜色ないほど高く、また500°C程度までの高い耐熱性を持つことを明らかにした。本年度は加水分解性のアルコキシシリル基を有するベンズアルデヒド,ポルフィリンの合成,ならびにそれらを用いた有機-無機ハイブリッドの調製を行った。主な成果を以下に示す。1.トリエトキシシリル基,ジエトキシメチルシリル基,およびエトキシジメチルシリル基をベンゼン環のパラ位に持つ新規ベンズアルデヒドの合成を検討した。反応条件の検討の結果,良好な収率でこれらの化合物が単離でき,性質を明らかにすることができた。2.得られたベンズアルデヒドを用いて,アルコキシシリル基を4つ有するテトラフェニルポルフィリンの合成に挑戦した。各種合成法を検討した結果,最終的に目的化合物を単離することに成功した。得られたポルフィリンの物性を各種核磁気共鳴スペクトルおよび紫外可視吸収スペクトルで明らかにした。その結果,これらの新規ポルフィリンはフェニル基上シリル基の影響により,無置換のテトラフェニルポルフィリンより分子吸光係数が増大していることを確認した。一部のものについてはエックス線結晶構造解析を用いて構造を明らかにした。3.得られたポルフィリンの加水分解-脱水縮合によるポルフィリンーシリカハイブリッドの作成を行った。各種測定から,反応後もポルフィリン骨格は保たれていることを確認した。また,反応条件により加水分解の程度が異なり,特に塩基性条件で反応を行うと,アニオン性5配位ケイ素が存在していることが解った。得られたポルフィリンーシリカハイブリッドの比表面積は100-300m^2/gと,通常のシリカと遜色ないほど高かった。熱分析からは,500°C程度までにこのハイブリッドは分解しないことが解った。このような機能性部位を高密度で持つハイブリッドはこれまで報告例が無く,ポルフィリンの機能性と高い表面積と耐熱性の相乗効果による高機能性が期待される。本年度はトリエトキシリル基を有するベンズアルデヒドとその誘導体の合成ならびにそれらの有機-無機ハイブリッドの調製を行った。■4-トリエトキシリルベンズアルデヒド(1)の性質の解明これまで化合物1から対応するポルフィリンの合成に成功しているが、収率向上や1の汎用性を明らかにするためそれ自身の反応性について検討した。化合物1は空気中で徐々に酸化され対応する安息香酸を与えるが、その際に自身のブレンステッド酸性によりゾル-ゲル反応が進行することがわかった。これまで化合物1から対応するポルフィリンの合成に成功しているが、収率向上や1の汎用性を明らかにするためそれ自身の反応性について検討した。化合物1は空気中で徐々に酸化され対応する安息香酸を与えるが、その際に自身のブレンステッド酸性によりゾルーゲル反応が進行することがわかった。■トリエトキシシリル基を持つベンジリデンイミン(2)および2-フェニルベンズイミダゾール(3)の合成とハイブリッド化化合物1とアニげンおよびo-フェニレンジアミンの反応を行い、対応する化含物2および3の合成を行った。その際に加水分解性のトリエトキシシリル基を保ちながらの脱水縮合やカルボニル基の酸化を行う必要があった。種々検討したところ、最終的に2を淡黄色油状物、3を無色結晶として単離することに成功した。得られた化合物2および3の水素結合を利用した自己組織化を期待し、塩基性条件下でのハイブリッド化を行った。各種測定の結果、得られたハイブリッドシリカの構造はほぼアモルファスであり、規則的なメソ孔などの構造制御には至っていないが、機能性を持つ有機部分が高密度に導入されていることを明らかにした。
画像診断における多重的表現手段を統一的に扱う情報システムの総合的研究

画像情報取得モダリテイとしてcomputed radiography、ビデオキャプチュア、フラットパネルダイレクトデジタルデテクター、デジタルカメラ、マルチスペクトルカメラの性能評価が行われた。医用画像管理システム(PACS)入力機器として何れも実用可能である。動画像の保管について、デジタルシネアンジオ画像を標準画像プロトコール(DICOM)、圧縮(motion JPEG、MPEG1/2)、高密度記録媒体(DVD)を用いて保管するシステムが研究開発された。画像圧縮手法と圧縮率の画質に及ぼす影響についてROC解析が行われ、胸部CT、頭部CT/MRI、肝CT/MRIではJPEG非可逆圧縮10:1が妥当である事が分かつた。Wavelet圧縮を用いた頭部CTでは10:1,頭部MRI画像は15:1でオリジナル画像と有意差を認めず、JPEG以上の高圧縮比が可能である。ソフトコピー表示方法としてカラー液晶モニターとカラーCRTモニターの画質評価を、胸部ファントーム、頭部CTを対象として行い、ROC解析でフィルム表示と両者に有意の差はなかつた。ソフトコピーによる診断はCRT,液晶何れでも可能である。画像診断レポートシステムはDIC0M画像サーバとWWW情報サーバを用い、検査依頼を病院情報システム(HIS)・放射線情報システム(RIS)自動取得し、読影レポー卜文書とPACS画像が外来・病棟端末で閲覧可能なシステムが開発された。画像取得をDICOM通信プロトコールで行い、画像及び文字情報の配信をWWWとJavaを組み合わせて行い、放射線部で発生するあらゆる画像・文字情報を統合するシステムが構築された。病院情報システムと緊密に連携し、検査オーダは検査室の撮像機器にオンフイン伝達され、撮像後の画像がオンテインで診断レポー卜と共にオーダー部署に配送される。HIS/PACSと部内システムが情報共有・伝達を円滑に行い業務ワークフローが改善する。標準画像プロトコールであるDICOMとインターネット技術のWWW方式を併用する事により、診断機器とPACS及びHISを有機的に結合した統合型情報システムの構築が可能である。(1)CR撮影における画像処理と画質:拡大デジタル乳房撮影において拡大CR撮影を行うことにより小石灰化描出が向上し、通常フィルムスクリーン法と同等の画質を得た(2)長期間保管対象の画像の調査と画像圧縮:CT,MRIなど各デジタル画像には画像保管・検索する上で必要とする画像付帯情報は網羅されている。不必要な付帯情報については今後削除する方向が考慮されるべきである。画像圧縮について、10:1の圧縮率は臨床診断上十分に許容される。(3)画像再構成・画像処理の臨床有用性の評価:MRI高速撮影とボリュームデータ取得による3D再構成画像は血管と神経構造の描写にすぐれている。(4)既存PACSの臨床有効性の定量的評価:病院情報システム、放射線情報システム、画像管理システム3者の結合により臨床有効性が高まる。画像表示端末の機能評価が行われ、画質面では許容できるが操作性に未だ難点があり、さらに人間工学的に優れた機能を有する端末ソフトが向後検討されるべきである。院内PACSのみならず、遠隔画像通信を含めた画像管理により地域医療への貢献がはかれる。高速光ファイバーや通信衛星を利用した遠隔画像通信が実験的にスタートし、その臨床的有用性が認められた。各施設のレポートシステムの現状と新しいシステムの開発動向:レポート端末と病院情報システムや放射線情報システムを連携したシステムが開発されている。読影所見は診断医がデクテートし、それを秘書がトランスクラブするシステムが増えている。音声入力システムも試みられている。

画像を電子的に保管・伝送し、目的に応じて有効に利用するために、画像データ取得法、画像再構成法、画像処理法の研究が行われた。JPBG可逆・非可逆圧縮で各臓器のCT,MR画像を比較検討した。1/10の非可逆画像圧縮にても画質劣化を認めず臨床的に許容できる。非可逆圧縮の導入は画像保管空間の軽減、検索効率の向上をもたらす。画像診断レポートに画像を貼り付けるレポートシステムの試作が行われた。診断レポートと画像を病院内の各端末へ迅速に配送するため、ATM,FDDI光ループLAN、高速イーサーネットを組み合わせたネットワークが構築されその臨床評価が行われた。又イントラネットを利用した画像ファイリングシステム、放射線治療部門のPACS、手術部・lCU画像伝送システムなどのローカルシステムの構築とその初期評価が行われた。これら高速のネットワーク環境は画像診断の臨床的有効性を更に高める。画像表示端末としてピクセルサイズ1000X1000のカラーCRTモニタとフィルムでの比較で、CT,MRIの診断上有意の差を認めなかった。液晶モニタとCRTモニタにて胸部ファントームX線画像及びCT画像における比較実験の結果、両者に画質の差を認めなかった。これらの事より、CRTや液晶モニタを用いたフィルムレス診断が可能である。ワークステーションを駆使した肺、内耳、顎顔面領域の三次元画像再構成は診断的価値が高い。但しワークステションの演算処理時間、操作性は更に改善する必要がある。医用画像管理システム(PACS)を構成する基本的要素、すなわち画像データ取得・処理・伝送・保存・表示の各要素についての研究が行われた。画像圧縮の画質に対する影響がROC解析を元に検討された。JPEG10:1非可逆圧縮は、胸部CT、頭部CT,MR、肝CT,MR画像について非圧縮と有意の差を認めず、臨床診断上許容できる。Wavelet圧縮は、JPEG圧縮と比較しCT画像では大差ないが、MRIやdigitizeされたフィルム画像ではより高圧縮率(20:1以上)で画質劣化が少ない。レポーテングシステムはRIS/HISとの連携が重要であり、検査依頼・読影文書・画像が貼付されDB化されたレポートシステムが開発された。HIS/RIS/PACSにおいて端末数増加に伴うレスポンスタイムの遅延は比較的少ない。HIS,RIS端末が同居している状況ではHIS端末で操作するのが有効である。Web技術、パソコン端末、DICOM共通規格等の標準的技術要件によりレスポンス良く画像参照できる部内システム構築が進んだ。ソフトコピー診断は、対象画像に応じて端末モニターの種類、表示・観察法を適宜選択すべきである。画像コマ数の多いCTについて読影実験を行った結果、平均読影時間は高速ページング法が拡大スクローリング法に比し有意に短縮した。
複雑ネットワークの統計的推測：成長機構と成長履歴の解明

社会学を始めとする様々な分野における動的なシステムが複雑ネットワークとしてモデリングすることができる.ネットワークがどのように成長したのかを解明できれば,そのシステムの性質を予測やコントロールすることが可能になるので.複雑ネットワークにおける成長メカニズムの推定は重要な課題である.しかし,この課題に関する既存研究では理論の基盤もソフトウェアの実装も欠けていた.本研究は複雑ネットワークの成長メカニズムの統計的推測に関して,理論,実装,応用のそれぞれの観点で成果を得た.まず,優先的選択と適応度のメカニズムを同時に推定する統計的手法を提案した.ベイズ統計学の事前分布に対応する正則化項を導入することによって,優先的選択の関数形を仮定しない汎用的な方法を実現できた.次に,提案方法をRパッケージPAFitに実装し, CRANに公開している.パッケージの主な部分をRcppで書き,OpenMPを用いる並列化メカニズムも用意したので,大規模なネットワークにも対応できる.PAFitはCRAN Task View: Statistics for the Social Sciencesに紹介され,使われ始めている.最後に,上記の方法論を応用する大規模なデータ分析を行って,優先的選択と適応度に関する普遍性を発見した.具体的に,様々な種類の実ネットワークを分析した結果、優先的選択と適応度のメカニズムがどのネットワークでも存在するが,ネットワークの種類によって二つのメカニズムの割合が異なることが分かった.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
社交不安障害のCompute-based CBTプログラムの開発と効果検討

本研究の目的は,社交不安症におけるCompute-based CBTプログラム(CCBT)の効果について検討することであった。本研究では,CCBTの研究動向について概観したうえで,完全なセルフヘルプ形式(補助なし)の8回構成のCCBTプログラムを構成した。そのうえで,社交不安症状を有する精神疾患者に対してCCBTプログラムと個人面接CBTプログラムの効果を比較検討した。分析の結果,CBTプログラムとCCBTプログラムの双方が効果を示したが,全体に個人面接プログラムの効果が高かった。一方,CCBTプログラムは,一定の改善効果があり,人的コストの良さや利便性を考慮すると,有用性があると示唆された。従来のうつや不安に関連するCCBTプログラムについては,疾患・症状に関わる心理教育,ストレスマネジメント,認知的再構成法などにより検討が進められていた。また,セラピストによるガイドつきCCBTがより効果的である一方で,治療者側の負担があることも示唆された。これらをふまえ,ストレス全般に対するケアと不安の心理教育・認知療法的アプローチから構成されるCCBTプログラムの構成を進めた。また,予備的な研究として,大学生を対象として,社交不安傾向と自己開示の関係についての検討を行った。その結果,他者評価の恐れが高いほど自己開示の欲求が高いにもかかわらず,社交不安が高いことで心理的な負担のあることが示唆された。また,これを踏まえて社交不安に関する心理学的介入を導入する困難感が指摘され,CCBTプログラムの導入の有用性が示唆された。次年度以降の研究では,CCBTプログラムについての実践的研究を行い,社交不安の変容について検討を進める予定である。平成27年度の研究の目的は,社交不安障害患者に対するCCBTプログラムの効果検討を実施する前の,予備的な検討を行うことであった。第一に,社交不安における認知機能の明らかにするために,質問紙調査を行った。具体的には,社交不安症状と,注意制御,抑うつ症状,不安感受性の関係性を検討した。これらの要因は社交不安に影響を及ぼすことが認められ,注意制御や抑うつ症状は特に強い影響が認められたことから,測定指標として取り入れることの必要性が示唆された。第二に,一般企業の社会人を対象に,予備的なCCBTプログラムの検討を行った。このプログラムは,専門家のガイドなしでインターネットを経由して個人がテキストと動画から心理教育的な内容をもとに,メンタルヘルスの理解と認知行動療法的アプローチを進めるものである。分析の結果,不安ー緊張に対してWebベースでの認知行動療法プログラムが効果を示すことが認められた。そのため,不安に関する問題は,専門家のガイドなしでPCからWebプログラムを受けることで効果の上がることが確認された。第三に,社交不安に関するCCBTプログラムの予備的検討を行った。現在10名程度が8回構成のCCBTプログラムの実施を終えており,平成28年度も継続して参加者を募り検討を進める予定である。具体的には,社交不安症状,抑うつ症状,自動思考などの要素において低減が認められている。平成27年度は,大学生を対象とした社交不安症状に対するCCBTプログラムの効果検討を行うことが主たる目的であった。これらの検討については,予定通り進められており,今後予定している計画を進展させることで,目的が果たされると考えられる。今年度は、まず昨年度より継続して実施している、CCBTプログラムに関する大学生を対象とした予備的検討を進めた。参加協力の申し出のあったものを,ランダムに2群に振り分けた。介入群は,完遂者11名(平均年齢19.82歳,SD=1.08 :男性2名,女性9名)を分析対象とした。脱落者は1名(20歳,女性)であり,第7回目までは実施済みであった。脱落率は5.56%であった。統制群は, 11名(平均年齢19.36歳,SD=0.50:男性2名,女性9名)を分析対象とした。調査材料として、STAI日本語版(清水・今栄, 1981)、SRS-18(鈴木他,1997)、Self-rating Depression Scale(以下,SDS;福田・小林, 1973)、日本語版Liebowitz Social Anxiety Scale(朝倉他,2002;以下,LSAS)、不合理な信念測定尺度短縮版(Japanese Irrational Belief Test-20 :以下,JIBT-20;森他,1994)を用いた。群(介入群と統制群)と測定時期(Pre期,Post期)を独立変数,本研究で用いた質問紙の得点を従属変数とした,2要因の分散分析を行った。その結果, STAI得点について,群と測定時期の有意な交互作用が認められた(F(1,20)=7.66, p<.05)。事後検定を行ったところ,介入群ではPre期からPost期にSTAI得点が有意に低下していた(p<.05)。さらに,Cohen(1988)による効果量を算出した結果,介入群はd =0.62と中程度の効果が見られた。これらの結果を踏まえながらプログラムの導入について、実際のSAD患者への導入を進め、4名程度に対して現在実施を進めている。また、比較対象とする個人認知行動療法プログラムについては、10名程度に実施を終えている。予備的研究をすすめながら、患者を対象とした研究への実施を進めることができている。今年度は,昨年度より継続して実施をしていたSocial Anxiety Disorder(SAD:社交不安障害)の個人面接の認知行動療法プログラムとインターネットにおけるCCBTプログラムについて,引き続き実施を進めた。

また,関連する研究として,社交不安と援助要請に関する調査研究を実施した。141名の大学生を対象とした質問紙調査では,社交不安傾向と援助要請の関係が検討され,社交不安と援助要請の回避型との間に関連が認められ,高社交不安者が他者に援助を求めることが少なく,悩みごとを一人で抱える傾向にあることが示唆された。介入研究に関しては,認知行動療法プログラムについては,これまでに15名のSAD症状を呈する心療内科を受診中の外来患者が参加し,そのうち13名が実施を終えた。CCBTプログラムについては,SAD症状を呈する心療内科を受診中の外来患者の7名が参加し,5名がプログラムの実施を終えた。SAD症状を測定するLiebowitz Social Anxiety Scale(LSAS)日本語版(朝倉ほか,2002)について,群と時期(治療前と治療後)の2要因の分散分析を行ったところ,有意な交互作用と群の主効果は認められなかった。一方,時期の有意な主効果が認められた。各群の効果サイズ(Cohen's d)を算出したところ,認知行動療法プログラム群は,d=0.73であり,CCBT群はd=0.37であった。そのため,CCBT群は,一定の効果はあるものの,効果についてはCBT群のほうが高いことが示された。これらを踏まえ,CCBTプログラムの一定の有用性について明らかにされた一方で,個人面接型の認知行動療法と違いのある可能性についても示唆された。本研究の目的は,社交不安症におけるCompute-based CBTプログラム(CCBT)の効果について検討することであった。本研究では,CCBTの研究動向について概観したうえで,完全なセルフヘルプ形式(補助なし)の8回構成のCCBTプログラムを構成した。そのうえで,社交不安症状を有する精神疾患者に対してCCBTプログラムと個人面接CBTプログラムの効果を比較検討した。分析の結果,CBTプログラムとCCBTプログラムの双方が効果を示したが,全体に個人面接プログラムの効果が高かった。一方,CCBTプログラムは,一定の改善効果があり,人的コストの良さや利便性を考慮すると,有用性があると示唆された。当該年度に計画していたCCBTプログラムの作成は原案の構成が終了しており,現在Webベースでのシステムの構築を進めている。次年度以降ではプログラムを用いた介入研究を予定しており,計画通り実施できる運びとなっている。そのため,概ね計画は順調に進んでいると考えられる。平成28年度においては,これまでの大学生を対象としたCCBTの効果検討の実施を進めていくことに加え,社交不安障害患者を対象としたCCBTプログラムの効果検討についても実施を進める。なお,比較対照群として設定をする個人認知行動療法のグループに対するプログラム実施についても,平成28年度に並行して実施を進めていく。現在進めている、SAD患者に対するCCBTプログラムの実施と、個人認知行動療法の実施を進める。臨床心理学次年度は,作成されたプログラムに関して,まず大学生の健常レベルの社交不安がどのように変容するかについて検討を進める。
周期ドメイン反転光導波路による非線形光学効果の研究

レ-ザ-の登場によって可能となった非線形光学に関する研究は、コヒ-レント光の波長拡充や能動光素子開発を目指した。新しい非線形光学効果や非線形性の大きな無機・有機材料等の研究開発がますます活発化している。非線形光学効果を有効に実現するためには位相整合が不可欠であるが、材料の分散により結晶の光学的異方性を利用することが一般に行われる。このため材料や、使用できるテンソル成分に大きな制約が生じる。このような問題を解決する新しい方法として、本研究では周期ドメイン反転構造非線形光導波路を提案し、そこでの非線形光学相互作用の解析と動作実験を行い、以下に述べる新しい成果を得た。1)周期ドメイン反転構造光導波路による非線形光学効果の理論的検討周期ドメイン反転構造を有する光導波路中での準位相整合法についての理論的検討を詳しく行い、位相整合条件、変換効率、製作誤差等による特性変化を理論的に明らかにした。この結果、相互作用において重要な電界分布の重畳を大きくする条件を明らかにし、効率を高くできることを示した。計算によれば10200倍の改善が期待できる。2)LiNbo_3周期ドメイン反転光導波路の試作と第2高調波発生の実験周期ドメイン反転光導波路としてLiNbo_3基板表面にTi拡散による作成法を開発し、その設計・製作の条件を確立した。さらに、プロトン交換により光導波路をその上に設け、素子を試作した。2種類の動作モ-ド(第2高調波を放射モ-ドおよび導波モ-ドとするもの)について、Nd^<3+>てYAGレ-ザを用いて実験を行った。周期約610、μmのドメイン反転層を用い、2つの動作モ-ドを実現し、それぞれについて特性を明らかにし、理論解析との詳細な比較を行った。また変換効率についての構造によらない評価法を明らかにし、従来の結果との比較を行い、周期ドメイン反転光導波路を用いる非線形効果の高効率特性を検証した。
加齢や炎症が腸管免疫活性に与える影響－大腸癌発生母地との関連

超高齢社会を迎えている我が国において、消化器癌の中で最も罹患率が高く、加齢により増加の一途を辿る大腸癌の発生母地の解明は非常に重要でかつ急務である。近年では腸内細菌叢の変化(dysbiosis)が炎症惹起や発癌原因となることが注目されている。3年間の研究期間に以下のことを明らかにすることを目的としている。1.加齢や炎症による大腸粘膜上皮の腺管構造や細菌叢の変化を明らかにする。2.加齢や炎症による腸管免疫の変化および粘膜の糖鎖構造の変化を明らかにする。3.上記1・2の変化を癌病巣の上皮の変化と比較・検討し、加齢や炎症がおよぼす大腸癌発癌への影響を明らかにする。平成30年度の進捗であるが、当院で手術を行う初発大腸癌症例のうち、80例(75歳以上40例、75歳未満40例)、コントロールとして非大腸癌症例40例(75歳以上20例、75歳未満20例)の4群を対象とし、生検検体、便検体、及び切除標本を集積している。生検検体・切除標本からは、大腸癌発癌に関与するとされるF.nucleatumの免疫染色による局在および加齢との変化を検討している。また便検体では、16sRNA解析によって細菌叢の加齢による変化を検討している。さらに切除標本からは、加齢に伴う形態変化の有無および炎症細胞浸潤の程度(CD4やCD8)やサイトカインの産生(IL-6,IL-8、TNF-αなど)と加齢との関連の有無を上記の4群を用いて検討している。これによって加齢や炎症による大腸粘膜上皮の腺管構造や細菌叢の変化を明らかにし、さらに大腸癌との関連を検討していく予定である。これまでに大腸癌10症例を集積し、免疫染色によるF.nucreatumの局在も確認している。また、これまでの検討にて高齢者と非高齢者の形態学的変化として粘膜高および杯細胞数に差を認めており、これらのさらなる詳細な検討も引き続き行っていく予定である。・当院での手術症例における生検材料を含むサンプル採取が10例まで終了している。・免疫染色によるF.nucreatumの局在の有無を確認している。・高齢者と非高齢者の形態学的変化の検討により、その相違を認めている。・当院での大腸癌症例の術前における腸内細菌叢の16SrRNA解析は30例完了している。・引き続き、大腸癌術前症例のサンプルの集積をすすめていく。・切除標本のみならず、生検サンプルにてもF.nucleatumの免疫染色を行い、その有無・局在、加齢との関連を検討する。・切除標本から、加齢に伴う形態変化の有無の検討をさらに行う。・切除標本から、IL-8、10、16、TNF-αの免疫染色を行い、炎症と加齢との関連を検討する。・便検体の16sRNA解析のうち、必要があれば組織検体のin situ Hybridizationにてさらなる解析を行う。超高齢社会を迎えている我が国において、消化器癌の中で最も罹患率が高く、加齢により増加の一途を辿る大腸癌の発生母地の解明は、非常に重要でかつ急務である。近年では、腸内細菌叢の変化(dysbiosis)が、炎症惹起や発癌原因となることが注目されている。本研究では3年間の研究期間に以下のことを明らかにすることを目的としている。平成29年度の進捗であるが、まずは当院で手術を行う初発大腸癌cStage 0IIIの症例に対し、採便と採血を行い、16SrRNA解析で腸内細菌叢を同定することから開始している。また、これら大腸癌症例とNIH Humanmicrobiome projectの健常人における腸内細菌叢データを以下の患者因子(性、年齢、BMI、併存疾患)、および腫瘍因子(組織型、進行度)にて比較検討する予定である。これによって、大腸癌に特有な細菌叢構成を同定する。また、切除標本の腫瘍部及び健常部からmRNAを抽出し、腫瘍部で発現が増加している遺伝子と、同定した腸内細菌叢構成との関連も明らかにする予定としている。これまでに大腸癌36症例を集積し、19例の16SrRNA解析が完了している。また、腺腫などの良性疾患症例の便採取も併せて施行している。さらに、比較する健常人の腸内細菌叢データを選別中である。・細菌叢研究のための予備実験が順調に進んでいる。・当院での大腸癌症例の術前における採便・採血によるサンプル採取が、現在までに36症例集積可能であった。・上記のうち、19例の腸内細菌叢の16SrRNA解析が完了している。

1.加齢や炎症による大腸粘膜上皮の腺管構造や細菌叢の変化を明らかにする。2.加齢や炎症による腸管免疫の変化および粘膜の糖鎖構造の変化を明らかにする。3.上記1・2の変化を癌病巣の上皮の変化と比較・検討し、加齢や炎症がおよぼす大腸癌発癌への影響を明らかにする。平成30年度の進捗であるが、当院で手術を行う初発大腸癌症例のうち、80例(75歳以上40例、75歳未満40例)、コントロールとして非大腸癌症例40例(75歳以上20例、75歳未満20例)の4群を対象とし、生検検体、便検体、及び切除標本を集積している。生検検体・切除標本からは、大腸癌発癌に関与するとされるF.nucleatumの免疫染色による局在および加齢との変化を検討している。また便検体では、16sRNA解析によって細菌叢の加齢による変化を検討している。さらに切除標本からは、加齢に伴う形態変化の有無および炎症細胞浸潤の程度(CD4やCD8)やサイトカインの産生(IL-6,IL-8、TNF-αなど)と加齢との関連の有無を上記の4群を用いて検討している。これによって加齢や炎症による大腸粘膜上皮の腺管構造や細菌叢の変化を明らかにし、さらに大腸癌との関連を検討していく予定である。これまでに大腸癌10症例を集積し、免疫染色によるF.nucreatumの局在も確認している。また、これまでの検討にて高齢者と非高齢者の形態学的変化として粘膜高および杯細胞数に差を認めており、これらのさらなる詳細な検討も引き続き行っていく予定である。・当院での手術症例における生検材料を含むサンプル採取が10例まで終了している。・免疫染色によるF.nucreatumの局在の有無を確認している。・高齢者と非高齢者の形態学的変化の検討により、その相違を認めている。・当院での大腸癌症例の術前における腸内細菌叢の16SrRNA解析は30例完了している。・引き続き、大腸癌術前症例のサンプルの集積をすすめていく。・大腸癌症例と健常人における腸内細菌叢データを比較・検討し、大腸癌に特有な細菌叢構成を同定する。・切除標本の腫瘍部及び健常部からmRNAを抽出し、腫瘍部で発現が増加している遺伝子と、大腸癌に特有な腸内細菌叢構成との関連を明らかにする。・切除標本のみならず、生検サンプルにてもF.nucleatumの免疫染色を行い、その有無・局在、加齢との関連を検討する。・切除標本から、加齢に伴う形態変化の有無の検討をさらに行う。・切除標本から、IL-8、10、16、TNF-αの免疫染色を行い、炎症と加齢との関連を検討する。・便検体の16sRNA解析のうち、必要があれば組織検体のin situ Hybridizationにてさらなる解析を行う。